JP2763410B2 - インクジェット記録ヘッド及びそれを用いた記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にインクと呼ばれ
る記録液を微細口（吐出口）から小滴として吐出、飛翔
させる記録ヘッド及びこの小滴の被記録面への付着を以
て記録を行なうと共にキャップや清掃機構を備えたイン
クジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在知られている各種記録方式の中で
も、記録時に騒音の発生がほとんどないノンインパクト
記録方式であって、且つ、高速記録が可能であり、しか
も普通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録の行なえ
る所謂インクジェット記録法は、極めて有用な記録方式
であると認められている。

【０００３】図８は、通常のインクジェット記録ヘッド
の構成を例示する展開斜視図である。

【０００４】この記録ヘッドにおいては、ガラスやセラ
ミックスなどで形成された基板１１の上に、エネルギー
発生素子１２が設置され、感光性樹脂硬化膜１３をフォ
トリソグラフィー法でパターニングすることにより、エ
ネルギー発生素子１２に対応する液路１５および吐出口
１４、更には流路１５にインクを供給する液室１６が形
成されている。その感光性樹脂硬化膜１３の上には、例
えばガラス、セラミックス、金属などで形成された天板
１７が、接着剤１９により積層固着されている。また、
その天板１７には記録液（インク）供給口１８が形成さ
れている。

【０００５】このような構成の記録ヘッドにおいて、吐
出口１４を囲む基板１１、感光性樹脂硬化膜１３および
天板１７の表面の物理的性質（物理特性）は、吐出口１
４から記録液を常時安定して吐出させる上で極めて重要
である。すなわち、吐出口１４の外廻り表面部（吐出口
周縁部）に記録液が廻り込んだり、付着するなどして、
その一部にでも液溜りが生じると、液路１５の記録液が
吐出口１４から吐出される際に、その飛翔方向が正規の
所定方向から離脱するようになり、更には、液溜りの状
態の不安定さから、吐出される毎にその飛翔方向が乱れ
るという不都合が生じ、そのため安定した液吐出が行な
えずに良好な記録が行なえなくなる。

【０００６】また、更に、吐出口１４の外廻り表面部全
体が記録液の膜で覆われると、いわゆるスプラシュ現象
が生じて記録液の散乱が起り、安定した記録が行なえな
くなる。また、オリフィスの外廻り表面部を覆う液溜り
が大きくなると、記録ヘッドの液吐出が不能状態に陥る
ことすらある。

【０００７】また、図８に示したような通常の記録ヘッ
ドでは、吐出口をとり囲む部材として、例えば、シリコ
ン（基板１）、ガラス（天板１７）、樹脂（感光性樹脂
硬化膜１３）のように異なる材料が使用される場合が多
い。そして記録液は、吐出口周縁部において、それら三
種の中で最も漏れ易い材質の部分から漏れる。通常のイ
ンク（記録液）に対しては、上述の三種の材料のうちガ
ラスが一番漏れ易いため、その部分からインクは漏れる
場合がある。そのガラス部分は、ヘッドの製造上や性能
上好ましいので通常使用されている材料であり、インク
が漏れを防ぐ目的で別の材料を使用することは製造上、
性能上、コスト上望ましくない。

【０００８】以上説明したように、従来の記録ヘッドに
おいては、オリフィスの周縁部に記録液の液溜りが生じ
ると、安定な吐出が行なえなくなるという問題を解決す
るため、図７に示すように、少なくとも吐出口１４の周
縁部に、いわゆる撥水処理を施した撥水処理層２０を形
成し、上述の問題を解決せんとする提案が例えば、特開
昭５６−８９５６９号、特開昭６２−５５１５４号、特
開平２−１５３７４４号等、従来より数多く開示されて
いる。この撥水処理に用いる撥水処理剤としては、例え
ばシリコン系ポリマーやオリゴマー、さらにフッ素系ポ
リマーやオリゴマーなど種々のものが挙げられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】インクジェット記録ヘ
ッドに形成する撥水処理層２０は、単に撥水性のみが良
好であるだけでなく、通常のインクジェット記録を行な
う際における撥水処理層の耐久性の点についても十分で
なければ実用的ではない。以下、その耐久性について述
べる。

【００１０】インクジェット記録法を実施する場合に
は、たとえオリフィス周縁部に撥水処理が施されていて
も、オリフィス周縁部は常に記録液と接しているので、
ポリウレタンフォーム等の吸収体でオリフィス面を拭
き、付着したインクを吸い取るという回復操作が為され
るのが通常である。したがって、撥水処理層は吸収体に
よりこすられても剥離しない程度の密着性や層が破壊し
ない程度の耐摩耗性等が必要とされる。これらの耐久性
が不十分であると、初期はともかく、ヘッドを使用して
いるうちに撥水処理層が徐々に剥離したり、抜け落ちた
りして撥水効果を示さなくなり、安定な吐出印字ができ
なくなってしまう。

【００１１】このようなインクジェット記録ヘッドに必
要とされる耐久性において、従来の撥水処理剤にて形成
した撥水処理層では十分ではない場合が有った。

【００１２】具体的には、図９のようにゴムブレード等
による拭きの際、従来の撥液処理剤の場合、フッ素系化
合物の中でも硬度的にやわらかいものを使用したとき
は、ゴムブレード等によりかきとられた撥液処理剤が吐
出口の中まで侵入してしまうという問題があった。こう
なればインクのメニスカス位置がズレるため、インクの
吐出方向がずれてしまい、ヨレが発生し、印字品位を悪
化させてしまう。このためゴムブレード等による、ふき
耐久に強く硬度の硬い撥液処理膜が求められるようにな
った。

【００１３】また、図１０のように、吐出口の周辺部か
ら剥離が発生する場合もあった。

【００１４】更には、図２に示したインクジェットヘッ
ドのように、オリフィスをとり囲む部材が複数の異なる
材質から成っている場合には、そのどの材質とも密着が
良い撥液処理層を形成しなければならない。従来の撥液
処理剤にて形成した撥水処理層は、特に、この点におい
て不十分である場合が有った。

【００１５】一方、液室、液路、吐出口形成面を一体成
形する溝付天板を用いたインクジェットヘッドの場合、
その溝付天板は成形により作られるため、１つの材質よ
り成っている。このように、１つの材質より成っている
場合でも、その材質は成形性及びインクの接液性等の制
約より限られた材質の中から選ばなければならない場合
が多い。一般的にはポリサルフォン、ポリエーテルサル
フォンポリエステル、ポリアセタール等の材質が使用さ
れるが、これら成形材は撥液処理剤との密着性が不十分
な場合があり、剥離する等問題があった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決せんと提案されたものであり、インクジェット記録
ヘッドにおいて、少なくとも吐出口の周縁部が主鎖に含
有フッ素ヘテロ環状構造を有するポリマーを含有する膜
を具備することを特徴とするインクジェット記録ヘッド
及びこのヘッドを用いたインクジェット記録装置であ
る。

【００１７】本発明においては、吐出口付近に問題の解
決が絞られるものであるから以後に於ては記録ヘッドの
吐出口を含む部分のみを抽出して詳述するが、本発明の
主旨に沿うものであれば、例えば図１に示した如き記録
ヘッドに限定されることはなく、如なるタイプの記録ヘ
ッドでも、吐出口よりインクを吐出させるものであれば
本発明に適用されるものである。

【００１８】また、図７に示すように液路の終端部が吐
出口を形成するタイプだけでなく、流路の端部に所定径
の穴の設けられた流路とは別のオリフィス板を付設して
吐出口を形成したタイプの場合も本発明に包含される。

【００１９】本発明は、吐出口を囲むインクジェット記
録ヘッド外表面を本発明に特有の化合物で処理して撥液
性にすることにより安定なインクジェット記録をいつま
でも行なう事ができる。

【００２０】本発明において、含フッ素ヘテロ環状構造
とは、化学構造式でヘテロ原子を１〜２個含む５〜８員
環の有機物である。

【００２１】ヘテロ原子とは、炭素（Ｃ）以外の原子で
あり、具体的には、酸素（Ｏ）、チッ素（Ｎ）、イオウ
（Ｓ）、リン（Ｐ）等が用いられ、特に酸素（Ｏ）が化
学的安定性、安全性の面から好適に用いられる。

【００２２】本発明において、ヘテロ環構造を有する含
フッ素ポリマーは、撥インク（接触角）の面からフッ素
の含有率が、１０重量％以上、より好適には２５重量％
以上、さらに好適には５０重量％以上のものが良い。

【００２３】また、主鎖における環構造の割合は、目的
とする被膜の強さや溶剤への溶解性、あるいは基材との
密着性等の面から１０％以上より好適には２０％以上、
さらに好適には３０％以上が良い。

【００２４】本発明において、ヘテロ環構造を有する含
フッ素ポリマーのうち特に、非晶質なポリマーを用いる
ことが好ましい。非晶質なポリマーは、膜強度、基材へ
の密着性、膜の均一性等が優れているため本発明の効果
をより一層発揮することができる。

【００２５】本発明において、主鎖にヘテロ環構造を有
する含フッソ素ポリマーとしては例えば、米国特許第
３，４１８，３０２号、米国特許第３，９７８，０３０
号、特開昭６３−２３８１１１号公報、特開昭６３−２
３８１１５号公報、特開平１−１３１２１４号公報、特
開平１−１３１２１５号公報等に記載されているポリマ
ーが好適に用いられる。

【００２６】これらのうち、次の如きヘテロ環構造を有
するポリマーが代表的である。ただし、本発明の内容は
これらのみに限定されるものではない。

【００２７】

【外１】

【００２８】

【外２】

【００２９】

【外３】

【００３０】

【外４】

【００３１】更に、基材との密着性の向上やＴｇ、溶剤
への溶解性をコントロールするためには主鎖中に

【００３２】

【外５】 （Ｒ₃、Ｒ₄、Ｒ₅はそれぞれＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｒ_f（フッ素
含有アルキル）である。Ｘは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｒ_f3、Ｒ
_f4である。ただし、Ｒ_f3は酸、エステル、アルコール、
アミン、アミド等の官能機を末端に有する含フッ素有機
置換基、Ｒ_f4は含フッ素アルキル、含フッ素エーテルで
ある。）の構造を導入してもよく、これらの構造は以下
のコモノマーと共重合することにより得られる。

【００３３】 ＣＦ₂＝ＣＦ−Ｏ−ＣＦ₂ＣＦ（ＣＦ₃）−Ｏ−ＣＦ₂ＣＦ₂ＳＯ₂Ｆ、 ＣＦ₂＝ＣＦ−Ｏ−ＣＦ₂ＣＦ₂ＣＦ₂ＣＯＯＣＨ₃、 ＣＦ₂＝ＣＦ−ＣＦ₂ＣＦ（ＣＦ₃）−Ｏ−ＣＦ₂ＣＦ₂ＳＯ₂Ｆ

【００３４】以上示したような特定な化学構造をもち、
撥液処理剤として適しているものとして、サイトップＣ
ＴＸ−１０５（商品名 旭硝子製）またはサイトップＣ
ＴＸ−８０５（商品名 旭硝子製）またはテフロンＡＦ
（商品名 デュポン）があげられる。

【００３５】本発明において、特定の環構造を有するポ
リマーによる撥液膜形成方法は、ヘッド作成工程の違い
により大きく２つに分けられる。

【００３６】すなわち、図１に示されるような、撥液膜
を形成した後、吐出オリフィスを形成するタイプと図７
に示されるような、吐出オリフィスが形成されている後
に、撥液膜を形成するタイプの２つである。前者の場合
は、本発明における特定の環構造を有するポリマーの原
液または希釈液中に浸漬するか、吸収体等による転写、
またはスプレー塗布あるいはスピンコートなど一般的な
コーティング法により作成することができる。後者の場
合は、前記のような方法では、吐出口からインク路の内
壁面に撥液剤がまわり込んでしまうため、それを防止す
るための工夫が必要である。たとえば、シリコンゴム等
による転写方法や、あらかじめ液路内に撥液剤と混和し
ない液体とか固体を充填したり、気体をノズルから噴出
させながら撥液処理を行なう等の工夫が必要であり、例
えば、特開昭６３−１２２５５７号公報、特開昭６３−
２３９０６３号公報、特開平２−４８９５３号公報の技
術が開示されている。

【００３７】用いられる溶媒としては、本発明のポリマ
ーを溶解するものであれば限定はないがパーフルオロベ
ンゼン、“アフルード”（商品名：旭硝子製のフッ素系
溶剤）、“フロリナートＦＣ−７５”（商品名：３Ｍ社
製のパーフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）を
含んだ液体）等の含フッ素溶剤が好適である。当然のこ
とであるが、適宜の２種類以上を併用して溶媒として用
いることができる。特に混合溶媒の場合、炭化水素系、
塩化炭化水素、弗塩化炭化水素、アルコール、その他の
有機溶剤も併用できる。溶液濃度は０．０１ｗｔ％〜５
０ｗｔ％で、好ましくは０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％で
ある。本発明において、本発明に特有の化合物からなる
撥液膜の厚みは０．１μｍ以上であれば前記目的を十分
達成し得るが、０．１〜２μｍの範囲で使用するのが好
ましい。

【００３８】本発明において、特定のヘテロ環構造を有
する含フッ素ポリマーの熱処理条件（温度）は、溶媒の
沸点及びこのポリマーのガラス転移点及び基材の耐熱温
度によって決定される。すなわち、溶媒の沸点及びこの
ポリマーのガラス転移点より高く、基材の耐熱温度より
低い温度を選べばよい。

【００３９】このポリマーのガラス転移点は、その構造
によって異なる。たとえば、前記一般式〜の構造の
ものは、５０〜１１０℃ぐらいのものが多いため、熱処
理条件は、温度は１２０〜１７０℃、時間は３０分〜２
時間ぐらいが好ましい。また、主鎖中にの構造と

【００４０】

【外６】 の構造を有するコポリマーは“テフロンＡＦ”という商
標名でデュポン社より出されているものである。このテ
フロンＡＦは、その共重合比を変える事によりさまざま
なガラス転移温度を有する事ができる。すなわちＰＤＤ
［パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソ
ール）］成分の比率が高くなるにつれて、ガラス転移点
は上昇する。その成分比により８０℃〜３３０℃ぐらい
まで存在し、市販されているのは１６０℃（ＡＦ１６０
０）と２４０℃（ＡＦ２４００）のものである。たとえ
ば１６０℃のものの熱処理温度は、基材の耐熱温度も考
え１６５℃〜１８０℃ぐらいが好ましい。

【００４１】

【実施例】図１は本発明の実施例である、液室、流路、
オリフィス面を一体成形により作りあげた溝付天板３の
オリフィス面に撥水処理剤を塗布した後、熱硬化させる
と、撥液膜１が形成される。その後エキシマレーザー等
による穴あけによって形成された吐出オリフィスを有す
る溝付天板と記録液を吐出オリフィスより吐出させるた
めの手段である発熱体とを有する基板５を接着してつく
られている。

【００４２】図２乃至図６は、本発明が実施もしくは適
用される好適なインクジェットユニットＩＪＵ，インク
ジェットヘッドＩＪＨ，インクタンクＩＴ，インクジェ
ットカートリッジＩＪＣ，インクジェット記録装置本体
ＩＪＲＡ，キャリッジＨＣの夫々及び夫々の関係を説明
するための説明図である。以下これらの図面を用いて各
部構成の説明を行う。

【００４３】本例でのインクジェットカートリッジＩＪ
Ｃは、図３の斜視図でわかるように、インクの収納割合
が大きくなっているもので、インクタンクＩＴの前方面
よりもわずかにインクジェットユニットＩＪＵの先端部
が突出した形状である。このインクジェットカートリッ
ジＩＪＣは、インクジェット記録装置本体ＩＪＲＡに載
置されているキャリッジＨＣ（図５）の後述する位置決
め手段及び電気的接点とによって固定支持されると共
に、該キャリッジＨＣに対して着脱可能なディスポーザ
ブルタイプである。本例図２乃至図６には、本発明の成
立段階において成された数々の新規な技術が適用された
構成となっているので、これらの構成を簡単に説明しな
がら、全体を説明することにする。

【００４４】 （ｉ） インクジェットユニットＩＪＵ構成説明 インクジェットユニットＩＪＵは、電気信号に応じて膜
沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギー
を生成する電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェ
ット方式のユニットである。

【００４５】図２において、１００はＳｉ基板上に複数
の列状に配された電気熱変換体（吐出ヒータ）と、これ
に電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により
形成されて成るヒータボードである。２００はヒータボ
ード１００に対する配線基板であり、ヒータボード１０
０の配線に対応する配線（例えばワイヤボンディングに
より接続される）と、この配線の端部に位置し本体装置
からの電気信号を受けるパッド２０１とを有している。

【００４６】１３００は複数のインク流路を夫々区分す
るための隔壁や各インク流路へインクを与えるためにイ
ンクを収納するための共通液室等を設けた溝付天板で、
インクタンクＩＴから供給されるインクを受けて上述の
共通液室へ導入するインク受け口１５００と、各インク
流路に対応した吐出口を複数有するオリフィスプレート
４００を一体成型したものである。これらの一体成型材
料としてはポリサルフォンが好ましいが、他の成型用樹
脂材料でも良い。

【００４７】３００は配線基板２００の裏面を平面で支
持する例えば金属製の支持体で、インクジェットユニッ
トの底板となる。５００は押えばねであり、Ｍ字形状で
そのＭ字の中央で共通液室を軽圧で押圧すると共に前だ
れ部５０１で液路の一部、好ましくは吐出口近傍の領域
を線圧で集中押圧する。ヒータボード１００および天板
１３００を押えばねの足部が支持体３００の穴３１２１
を通って支持体３００の裏面側に係合することでこれら
を挟み込んだ状態で両者を係合させることにより、押え
ばね５００とその前だれ部５０１の集中付勢力によって
ヒータボード１００と天板１３００とを圧着固定する。
又支持体３００は、インクタンクＩＴの２つの位置決め
凸起１０１２及び位置決め且つ熱融着保持用凸起１８０
０，１８０１に係合する位置決め用穴３１２，１９０
０，２０００を有する他、装置本体ＩＪＲＡのキャリッ
ジＨＣに対する位置決め用の突起２５００，２６００を
裏面側に有している。加えて支持体３００はインクタン
クからのインク供給を可能とするインク供給管２２００
（後述）を貫通可能にする穴３２０をも有している。支
持体３００に対する配線基板２００の取付は、接着剤等
で貼着して行われる。尚、支持体３００の凹部２４０
０，２４００は、それぞれ位置決め用突起２５００，２
６００の近傍（裏面側）に設けられている。そして、組
立てられたインクジェットカートリッジＩＪＣ（図３）
のヘッド部先端領域の周囲３辺に形成された平行溝３０
００，３００１の複数の延長線上にある。このため平行
溝３０００，３００１に沿って移動したゴミやインク等
の不要物が突起２５００，２６００に至ることがないよ
うになっている。この平行溝３０００が形成されてい
る。蓋部材８００は、図５でわかるように、インクジェ
ットカートリッジＩＪＣの外壁を形成すると共に、イン
クタンクとでインクジェットユニットＩＪＵを収納する
空間部を形成している。又、この平行溝３００１が形成
されているインク供給部材６００は、前述したインク供
給管２２００に連続するインク導管１６００を供給管２
２００側が固定の片持ちばりとして形成し、インク導管
の固定側とインク供給管２２００との毛管現象を確保す
るための封止ピン６０２が挿入されている。尚、６０１
はインクタンクＩＴと供給管２２００との結合シールを
行うパッキン、７００は供給管のタンク側端部に設けら
れたフィルターである。

【００４８】このインク供給部材６００は、モールド成
型されているので、安価で位置精度が高く形成製造上の
精度低下を無くしているだけでなく、インクの供給用導
管１６００の構造を片持ちばり構造としているため、導
管１６００の上述インク受け口１５００に対する圧接状
態が安定化できるので大量生産にも適した構造となって
いる。本例では、この圧接状態下で封止用接着剤をイン
ク供給部材側から流し込むだけで、より完全な連通状態
を確実に得ることができている。尚、インク供給部材６
００の支持体３００に対する固定は、支持体３００の穴
１９０１，１９０２に対するインク供給部材６００の裏
面側ピン（不図示）を支持体３００の穴１９０１，１９
０２を介して貫通突出せしめ、支持体３００の裏面側に
突出した部分を熱融着することで簡単に行われる。尚、
この熱融着された裏面部のわずかな突出領域は、インク
タンクＩＴのインクジェットユニットＩＪＵ取付面側壁
面のくぼみ（不図示）内に収められるのでユニットＩＪ
Ｕの位置決め面は正確に得られる。

【００４９】 （ｉｉ）インクタンクＩＴ構成説明 インクタンクは、カートリッジ本体１０００と、インク
吸収体９００とインク吸収体９００をカートリッジ本体
１０００の上記ユニットＩＪＵ取付面とは反対側の側面
から挿入した後、これを封止する蓋部材１１００とで構
成されている。

【００５０】９００はインクを含浸させるための吸収体
であり、カートリッジ本体１０００内に配置される。１
２００は上記各部１００〜６００からなるユニットＩＪ
Ｕに対してインクを供給するための供給口であると共
に、当該ユニットをカートリッジ本体１０００の部分１
０１０に配置する前の工程で供給口１２００よりインク
を注入することにより吸収体９００のインク含浸を行う
ための注入口でもある。

【００５１】この本例では、インクを供給可能な部分
は、大気連通口とこの供給口とになるが、インク吸収体
からのインク供給性を良好に行うための本体１０００内
リブ２３００と蓋部材１１００の部分リブ２３０２，２
３０１とによって形成されたタンク内空気存在領域を、
大気連通口１４０１側から連続させてインク供給口１２
００から最も遠い角部域にわたって形成している構成を
とっているので、相対的に良好かつ均一な吸収体へのイ
ンク供給は、この供給口１２００側から行われることが
重要である。この方法は実用上極めて有効である。この
リブ２３００は、インクタンクの本体１０００の後方面
において、キャリッジ移動方向に平行なリブを４本有
し、吸収体が後方面に密着することを防止している。
又、部分リブ２４００，２５００は、同様にリブ２３０
０に対して対応する延長上にある蓋部材１１００の内面
に設けられているが、リブ２３００とは異なり分割され
た状態となっていて空気の存在空間を前者より増加させ
ている。尚、部分リブ２３０２，２３０１は蓋部材１１
００の全面積の半分以下の面に分散された形となってい
る。これらのリブによってインク吸収体のタンク供給口
１２００から最も遠い角部の領域のインクをより安定さ
せつつも確実に供給口１２００側へ毛管力で導びくこと
ができた。１４０１はカートリッジ内部を大気に連通す
るために蓋部材に設けた大気連通口である。１４００は
大気連通口１４０１の内方に配置される撥液材であり、
これにより大気連通口１４００からのインク漏洩が防止
される。

【００５２】前述したインクタンクＩＴのインク収容空
間は長方体形状であり、その長辺を側面にもつ場合であ
るので上述したリブの配置構成は特に有効であるが、キ
ャリッジの移動方向に長辺を持つ場合又は立方体の場合
は、蓋部材１１００の全体にリブを設けるようにするこ
とでインク吸収体９００からのインク供給を安定化でき
る。限られた空間内にインクを出来るだけ収納するため
には直方体形状が適しているが、この収納されたインク
を無駄なく記録に使用するためには、上述したように、
角部の領域に対して近接する２面領域に上記作用を行え
るリブを設けることが重要である。更に本実施例におけ
るインクタンクＩＴの内面リブは、直方体形状のインク
吸収体の厚み方向に対してほぼ均一な分布で配置されて
いる。この構成は、吸収体全体のインク消費に対して、
大気圧分布を均一化しつつインク残量をほとんど無なら
しめることが出来るため重要な構成である。更に、この
リブの配置上の技術思想を詳述すれば、直方体の４角形
上面においてインクタンクのインク供給口１２００を投
影した位置を中心として、長辺を半径とする円弧を描い
たときに、その円弧よりも外側に位置する吸収体に対し
て、大気圧状態が早期に与えられるようにその円弧より
も外側の面に上記リブを配設することが重要となる。こ
の場合、タンクの大気連通口は、このリブ配設領域に大
気を導入できる位置であれば、本例に限られることでは
ない。

【００５３】加えて、本実施例では、インクジェットカ
ートリッジＩＪＣのヘッドに対する後方面を平面化し
て、装置に組み込まれたときの必要スペースを最小化な
らしめるとともに、インクの収容量を最大化している構
成をとっているために、装置の小型化を達成できるだけ
ではなく、カートリッジの交換頻度を減少できる優れた
構成をとっている。そして、インクジェットユニットＩ
ＪＵを一体化するための空間の後方部を利用して、そこ
に、大気連通口１４０１用の突出部分を形成し、この突
出部分の内部を空洞化して、ここに前述した吸収体９０
０厚み全体に対する大気圧供給空間１４０２を形成して
ある。このように構成することで、従来には見られない
優れたカートリッジを提供できた。尚、この大気圧供給
空間１４０２は、従来よりもはるかに大きい空間であ
り、上記大気連通口１４０１が上方に位置しているの
で、何らかの異常で、インクが吸収体から離脱しても、
この大気圧供給空間１４０２は、そのインクを一時的に
保持でき、確実に吸収体に回収せしめることができるの
で無駄のない優れたカートリッジを提供できる。

【００５４】又インクタンクＩＴの上記ユニットＩＪＵ
の取付面の構成は図４によって示されている。オリフィ
スプレート４００の突出口のほぼ中心を通って、タンク
ＩＴの底面もしくはキャリッジの表面の載置基準面に平
行な直線をＬ₁とすると、支持体３００の穴３１２に係
合する２つの位置決め凸起１０１２はこの直線Ｌ₁上に
ある。この凸起１０１２の高さは支持体３００の厚みよ
りわずかに低く、支持体３００の位置決めを行う。この
図面上で直線Ｌ₁の延長上にはキャリッジの位置決め用
フック４００１の９０度角の係合面４００２が係合する
爪２１００が位置しており、キャリッジに対する位置決
めの作用力がこの直線Ｌ₁を含む上記基準面に平行な面
領域で作用するように構成されている。図５で後述する
が、これらの関係は、インクタンクのみの位置決めの精
度がヘッドの吐出口の位置決め精度と同等となるので有
効な構成となる。

【００５５】又、支持体３００のインクタンク側面への
固定用穴１９００，２０００に夫々対応するインクタン
クの突起１８００，１８０１は前述の凸起１０１２より
も長く、支持体３００を貫通して突出した部分を熱融着
して支持体３００をその側面に固定するためのものであ
る。上述の線Ｌ₁に垂直でこの突起１８００を通る直線
をＬ₃、突起１８０１を通る直線をＬ₂としたとき、直線
Ｌ₃上には上記供給口１２００のほぼ中心が位置するの
で、供給部の口１２００と供給管２２００との結合状態
を安定化する作用をし、落下や衝撃によってもこれらの
結合状態への負荷を軽減できるので好ましい構成であ
る。又、直線Ｌ₂，Ｌ₃は一致していず、ヘッドＩＪＨの
吐出口側の凸起１０１２周辺に突起１８００，１８０１
が存在しているので、さらにヘッドＩＪＨのタンクに対
する位置決めの補強効果を生んでいる。尚、Ｌ₄で示さ
れる曲線は、インク供給部材６００の装着時の外壁位置
である。突起１８００，１８０１はその曲線Ｌ₄に沿っ
ているので、ヘッドＩＪＨの先端側構成の重量に対して
も充分な強度と位置精度を与えている。尚、２７００は
インクタンクＩＴの先端ツバで、キャリッジの前板４０
００の穴に挿入されて、インクタンクの変位が極端に悪
くなるような異変時に対して設けられている。２１０１
は、キャリッジに対する抜け止めで、キャリッジＨＣの
不図示のバーに対して設けられ、カートリッジＩＪＣが
後述のように旋回装着された位置でこのバーの下方に侵
入して、不要に位置決め位置から離脱させる上方方向へ
力が作用しても装着状態を維持するための保護用部材で
ある。インクタンクＩＴは、ユニットＩＪＵを装着され
た後に蓋８００で覆うことで、ユニットＩＪＵを下方開
口を除いて包囲する形状となるが、インクジェットカー
トリッジＩＪＣとしては、キャリッジＨＣに載置するた
めの下方開口はキャリッジＨＣと近接するため、実質的
な４方包囲空間を形成してしまう。従って、この包囲空
間内にあるヘッドＩＪＨからの発熱はこの空間内の保温
空間として有効となるものの長期連続使用としては、わ
ずかな昇温となる。このため本例では、支持体の自然放
熱を助けるためにカートリッジＩＪＣの上方面に、この
空間よりは小さい幅のスリット１７００を設けて、昇温
を防止しつつもユニットＩＪＵ全体の温度分布の均一化
を環境に左右されないようにすることができた。

【００５６】インクジェットカートリッジＩＪＣとして
組立てられると、インクはカートリッジ内部より供給口
１２００、支持体３００に設けた穴３２０および供給タ
ンク６００の中裏面側に設けた導入口を介して供給タン
ク６００内に供給され、その内部を通った後、導出口よ
り適宜の供給管および天板１３００のインク導入口１５
００を介して共通液室内へと流入する。以上におけるイ
ンク連通用の接続部には、例えばシリコンゴムやブチル
ゴム等のパッキンが配設され、これによって封止が行わ
れてインク供給路が確保される。

【００５７】尚本実施例においては天板１３００は耐イ
ンク性に優れたポリサルフォン、ポリエーテルサルフォ
ン、ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレンなどの
樹脂を用い、オリフィスプレート部４００と共に金型内
で一体に同時成型してある。

【００５８】上述のように一体成型部品は、インク供給
部材６００、天板１３００・オリフィスプレート４００
一体部材、インクタンク本体１０００としたので組立て
精度が高水準になるばかりでなく、大量生産の品質向上
に極めて有効である。又部品点数の個数は従来に比較し
て減少できているので、優れた所望特性を確実に発揮で
きる。

【００５９】また、本発明実施例では、上記組立後の形
状において、図２乃至図４で示されるように、インク供
給部材６００は、その上面部６０３がインクタンクＩＴ
のスリット１７００を備えた屋根部の端部４００８との
間に図３に示したようにスリットＳを形成し、下面部６
０４がインクタンクＩＴの下方の蓋８００が接着される
薄板部材のヘッド側端部４０１１との間に上記スリット
Ｓと同様のスリット（不図示）を形成している。これら
のインクタンクＩＴとインク供給部材６００との間のス
リットは、上記スリット１７００の放熱を一層促進させ
る作用を実質的に行うとともに、タンクＩＴへ加わる不
要な圧力があってもこれを直接供給部材、強いては、イ
ンクジェットユニットＩＪＴへ及ぼすことを防止してい
る。

【００６０】いずれにしても、本実施例の上記構成は、
従来には無い構成であって、それぞれが単独で有効な効
果をもたらすと共に、複合的にも各構成要件があること
で有機的な構成をもたらしている。

【００６１】 （ｉｉｉ）キャリッジＨＣに対するインクジェットカー
トリッジＩＪＣの取付説明 図５において、５０００はプラテンローラで、記録媒体
Ｐを紙面下方から上方へ案内する。キャリッジＨＣは、
プラテンローラ５０００に沿って移動するもので、キャ
リッジの前方プラテン側にインクジェットカートリッジ
ＩＪＣの前面側に位置する前板４０００（厚さ２ｍｍ）
と、カートリッジＩＪＣの配線基板２００のパッド２０
１に対応するパッド２０１１を具備したフレキシブルシ
ート４００５及びこれを裏面側から各パッド２０１１に
対して押圧する弾性力を発生するためのゴムパッドシー
ト４００７を保持する電気接続部用支持板４００３と、
インクジェットカートリッジＩＪＣを記録位置へ固定す
るための位置決め用フック４００１とが設けられてい
る。前板４０００は位置決め用突出面４０１０をカート
リッジの支持体３００の前述した位置決め突起２５０
０，２６００に夫々対応して２個有し、カートリッジの
装着後はこの突出面４０１０に向う垂直な力を受ける。
このため、補強用のリブが前板のプラテンローラ側に、
その垂直な力の方向に向っているリブ（不図示）を複数
有している。このリブは、カートリッジＩＪＣ装着時の
前面位置Ｌ₅よりもわずかに（約０．１ｍｍ程度）プラ
テンローラ側に突出しているヘッド保護用突出部をも形
成している。電気接続部用支持板４００３は、補強用リ
ブ４００４を前記リブの方向ではなく垂直方向に複数有
し、プラテン側からフック４００１側に向って側方への
突出割合が減じられている。これは、カートリッジ装着
時の位置を図のように傾斜させるための機能も果してい
る。又、支持板４００３は電気的接触状態を安定化する
ため、上記２つの位置決め用突出面４０１０がカートリ
ッジに及ぼす作用方向と逆方向に、カートリッジへの作
用力を及ぼすためのフック側の位置決め面４００６を突
出面４０１０に対応して２個有し、これらの２個の位置
決め面の間にパッドコンタクト域を形成すると共にパッ
ド２０１１対応のボッチ付ゴムシート４００７のボッチ
の変形量を一義的に規定する。これらの位置決め面は、
カートリッジＩＪＣが記録可能な位置に固定されると、
配線基板２００の表面に当接した状態となる。本例で
は、さらに配線基板２００のパッド２０１を前述した線
Ｌ₁に関して対称となるように分布させているので、ゴ
ムシート４００７の各ボッチの変形量を均一化してパッ
ド２０１１の当接圧をより安定化している。本例のパッ
ド２０１の分布は、上方，下方２列、縦２列である。

【００６２】フック４００１は、固定軸４００９に係合
する長穴を有し、この長穴の移動空間を利用して図の位
置から反時計方向に回動した後、プラテンローラ５００
０に沿って左方側へ移動することでキャリッジＨＣに対
するインクジェットカートリッジＩＪＣの位置決めを行
う。このフック４００１の移動はどのようなものでも良
いが、レバー等で行える構成が好ましい。いずれにして
もこのフック４００１の回動時にカートリッジＩＪＣは
プラテンローラ側へ移動しつつ位置決め突起２５００，
２６００が前板の位置決め面４０１０に当接可能な位置
へ移動し、フック４００１の左方側移動によって９０度
のフック面４００２がカートリッジＩＪＣの爪２１００
の９０度面に密着しつつカートリッジＩＪＣを位置決め
面２５００，４０１０同志の接触域を中心に水平面内で
旋回して最終的にパッド２０１，２０１１同志の接触が
始まる。そしてフック４００１が所定位置、即ち固定位
置に保持されると、パッド２０１，２０１１同志の完全
接触状態と、位置決め面２５００，４０１０同志の完全
面接触と、９０度面４００２と爪の９０度面の２面接触
と、配線基板３００と位置決め面４００６との面接触と
が同時に形成されてキャリッジに対するカートリッジＩ
ＪＣの保持が完了する。

【００６３】 （ｉｖ）装置本体の概略説明 図６は本発明が適用されるインクジェット記録装置ＩＪ
ＲＡの概観図で、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動
して駆動力伝達ギア５０１１，５００９を介して回転す
るリードスクリュー５００５から線溝５００４に対して
係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、矢印
ａ，ｂ方向に往復移動される。５００２は紙押え板であ
り、キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテン５００
０に対して押圧する。５００７，５００８はフォトカプ
ラでキャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確
認してモータ５０１３の回転方向切換等を行うためのホ
ームポジション検知手段である。５０１６は記録ヘッド
の前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持する
部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引手段
でキャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回
復を行う。５０１７はクリーニングブレードで、５０１
９はこのブレードを前後方向に移動可能にする部材であ
り、本体支持板５０１８にこれらは支持されている。ブ
レードは、この形態でなく周知のクリーニングブレード
が本例に適用できることはいうまでもない。又、５０２
１は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、キャ
リッジと係合するカム５０２０の移動に伴って移動し、
駆動モータからの駆動力がクラッチ切換等の公知の伝達
手段で移動制御される。

【００６４】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側領域にきた
ときにリードスクリュー５００５の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本例には何れも適用できる。上述における各構成は
単独でも複合的に見ても優れた発明であり、本発明にと
って好ましい構成例を示している。

【００６５】上述した図２から図６に対して技術的に関
係する構成について詳述するため、以下、図１及び図７
以降を用いながら説明する。

【００６６】 （実施例１−１） 成形した溝付天板に付着している離型剤を落すためフロ
ン１１３（ダイフロンＳ３ ダイキン工業製）で５分
間、超音波洗浄槽中で洗浄した。塗布は吸収体のベルイ
ータ・Ｆメッシュ（カネボウ製）を所定の大きさにカッ
トし、その吸収体を撥液処理剤に浸漬し、引き上げたも
のを洗浄した溝付天板の吐出口形成面に押しつけながら
移動させることにより塗布を行った。撥液処理剤として
は、サイトップＣＴＸ−１０５（旭硝子製）の５％溶液
をＣＴ−ｓｏｌｖ．１００（沸点１００℃、旭硝子製）
で０．５ｗｔ％まで稀釈したものを使用した。

【００６７】撥液剤の塗布範囲（図１ｌ×ｍ）は吸収体
の幅と移動距離で決定される。このとき吸収体の幅は必
要な撥液処理剤の幅（図１ｌ）よりも０．２ｍｍ短い寸
法で切断した。これは、塗布時に撥液処理剤自身の広が
り（両方向約０．１ｍｍづつ）が存在するためである。
移動距離は吸収体により塗布しない部分（図１ｃ）を残
した寸法（図１ｍ）となる。

【００６８】ここで、塗布範囲が吐出口形成面全面でな
く、ある塗布範囲を指定したのは塗布時、及び熱処理時
にうらまわりするのを防ぐためである。今回は図１Ａ，
Ｂ，Ｃとも０．５ｍｍで行った。しかし、うらまわりの
心配がなければＡ，Ｂ，Ｃとも０であってもよい。

【００６９】塗布が完了した溝付天板をトレイに入れ、
１５０℃のオーブン中に２時間半投入し、熱処理した。
このとき投入後３０分間は溝付天板及びトレイの温度が
所定の１５０℃に上昇するのに使われるので、実際の熱
処理時間は２時間である。

【００７０】２時間半後除冷し、８０℃以下になった所
でオーブンよりとり出した。撥液処理が終了した溝付天
板に対し、エキシマレーザー等により、吐出オリフィス
を形成し、吐出圧発生素子を有する基板と貼り合わせを
行った。

【００７１】 （実施例１−２） 実施例１−１と同様、溝付天板の離型剤を洗浄した後、
同じ吸収体を使用し、同じ方法で塗布を行なった。撥液
処理剤としては、サイトップＣＴＸ−８０５（旭硝子
製）の５ｗｔ％溶液をＣＴ−ｓｏｌｖ．１８０（沸点１
８０℃ 旭硝子製）で０．５ｗｔ％まで希釈したものを
使用した。

【００７２】この溶媒は沸点１８０℃であるが、溝付天
板の材料であるポリサルフォン等は耐熱温度が１７３℃
付近のため熱処理温度は１５０℃に、時間は２時間半に
設定した。

【００７３】２時間半後、除冷し、８０℃以下になった
所でオーブンよりとり出した。撥液処理が終了した溝付
天板に対し、エキシマレーザー等により吐出オリフィス
を形成し、吐出圧発生素子を有する基板と貼り合わせを
行なった。

【００７４】 （実施例１−３） 実施例１−１と同様、溝付天板の離型剤を洗浄した後、
同じ吸収体を使用し、同じ方法で塗布を行なった。撥液
処理剤としては、ＡＦ１６００（テフロンＡＦ、商品名
デュポン社）をフロリナートＦＣ−７５（商品名 ３
Ｍ社）で０．５ｗｔ％まで希釈したものを使用した。Ａ
Ｆ１６００のガラス転移点は１６０℃なので熱処理条件
は、１６５℃、２時間半の設定で行なった。

【００７５】２時間半後、除冷し、８０℃以下になった
所でオーブンよりとり出した。撥液処理が終了した溝付
天板に対し、エキシマレーザー等により吐出オリフィス
を形成し、吐出圧発生素子を有する基板と貼り合わせを
行なった。

【００７６】撥液処理剤として上記ＡＦ１６００のかわ
りに、ガラス転移点のさらに高いＡＦ２４００（テフロ
ンＡＦ、商品名 デュポン社）をフロリナートＦＣ−７
５（商品名 ３Ｍ社）で０．５ｗｔ％で希釈したものを
使用しても同じ性能を得ることができる。熱処理条件も
上記と同様である。ただし、基材の耐熱温度が高けれ
ば、さらに熱処理温度を上げた方がより性能が上がりよ
くなる。

【００７７】 （実施例２） 図７のように、実施例１−１〜１−３と異なり吐出オリ
フィスが先に形成されているものに撥液する場合につい
て以下説明する。

【００７８】図７の如き、マルチノズルヘッドをまず作
成した。次に吐出オリフィスの外壁面を蒸留水でよく洗
浄し、つづいて有機溶剤で洗浄した。

【００７９】撥液処理剤としては、サイトップＣＴＸ−
１０５（商品名 旭硝子製）を、ＣＴ−ｓｏｌｖ．１０
０（旭硝子製）とＣＴ−ｓｏｌｖ．１８０とを比率１：
１で混合した液で０．２ｗｔ％に希釈した液を使用し
た。

【００８０】スピンナー上にシリコンゴムをのせ、この
液を２ｃｃシリコンゴム上に滴下する。滴下後スピンナ
ー上で回転させ均一な膜を作る。回転数は１ｓｔ：１０
００ｒｐｍ，５秒、２ｎｄ：３０００ｒｐｍ，２０秒に
設定した。

【００８１】このシリコンゴム上に上記マルチノズルヘ
ッドのオリフィス面を押しつけ転写を行なった。回数は
３回、押しつけ圧は２ｋｇ／ヘッドで行なった。

【００８２】転写終了後ヘッドごと、１５０℃のオーブ
ン中に２時間半投入し熱処理させた。撥液処理剤として
サイトップＣＴＸ−８０５（商品名 旭硝子製）を使用
する場合も同様な条件で転写可能である。

【００８３】 （実施例３） 実施例４と同様、図７の如きマルチノズルヘッドをまず
作成した。次に吐出オリフィスの外壁面を蒸留水でよく
洗浄し、つづいて有機溶剤で洗浄した。

【００８４】撥液処理剤としては、ＡＦ１６００（テフ
ロンＡＦ、商品名 デュポン社）をフロリナートＦＣ−
７５（商品名 ３Ｍ社）で０．５ｗｔ％に希釈した液を
使用した。

【００８５】実施例２と同様、スピンナー上にシリコン
ゴムをのせ、この液を２ｃｃシリコンゴム上に滴下す
る。滴下後スピンナー上で回転させ均一な膜を作る。回
転数は１ｓｔ：１０００ｒｐｍ，５秒、２ｎｄ：３００
０ｒｐｍ，２０秒に設定した。

【００８６】このシリコンゴム上に上記マルチノズルヘ
ッドのオリフィス面を押しつけ転写を行なった。回数は
３回、押しつけ圧は２ｋｇ／ヘッドで行なった。

【００８７】転写終了後ヘッドごと、１６５℃のオーブ
ン中に２時間半投入し熱処理させた。撥液処理剤として
ＡＦ２４００（テフロンＡＦ、商品名 デュポン社）を
使用する場合も同様な条件で転写可能である。

【００８８】 （比較例１） 実施例１と同様溝付天板の離型剤を洗浄した後、同じ吸
収体を使用し、同じ方法で塗布を行なった。撥液処理剤
としては、ＫＰ８０１（商品名 信越化学工業（株））
の３ｗｔ％溶液をフロン１１３（ダイフロンＳ３、ダイ
キン工業）で１ｗｔ％まで希釈したものを使用した。

【００８９】熱処理条件は同様に、１５０℃、２時間半
に設定した。２時間半後除冷し、８０℃以下になった所
でオーブンよりとり出した。撥液処理が終了した溝付天
板に対し、エキシマレーザー等により吐出オリフィスを
形成し吐出圧発生素子を有する基板を貼り合わせを行な
った。

【００９０】次に本発明の特定のポリマーで処理したイ
ンクジェット記録ヘッドの撥液性の性能を調べるため
に、基材への塗布性、初期特性、接触角持続性等の評価
を行なった。その内容を以下に示す。

【００９１】 〔評価内容〕 （１）基材への塗布性 塗布性→塗布ムラの有無 （吸収体ベルイータを使用） （２）初期特性 初期接触角→接触角（前進及び後退） 密着性→ピールテストでのはがれの有無 （キャッピングテープ使用） （３）接触角持続性 耐摩耗性→前後接触角の変化 （こすり耐久試験機を使用、２０００回） インク浸漬テスト→前後接触角の変化（６０℃） ＰＣＴ（プレッシャー、クラッカー、テスト）→前後
接触角の変化 （インク浸漬のまま１２０℃、２ａｔｍ、１０時間後チ
ェック） （４）印字評価 ３０℃８０％ＲＨの環境中で、アルファベットの“Ｈ”
の文字を連続的に印字し、目視でドットのヨレが発生す
る確率を比較した。

【００９２】印字ヨレはＡ４判中に１ヶ所でもヨレが発
生した場合は印字ヨレ有りとし、１００枚当たりに何枚
ヨレが発生したかを調べた。

【００９３】評価結果をつぎの表１に示す。

【００９４】

【表１】

【００９５】上表のように、実施例１−２では、塗布時
にムラがでるという問題があるが、耐久性に関しては問
題がない。また、実施例１−１では、比較例１と比べて
すぐれた結果がでている。

【００９６】上記項目を評価するとき、ポイントとなる
接触角の測定法に関し以下に述べる。通常カタログ等に
記されている接触角は前進接触角と言われているもので
ある。測定は図１１ののようにインクを滴下させた
後、ステージを下げ、離れた液滴の角度を読む。

【００９７】これに対し、インクジェットの撥水性評価
では、後退接触角をもちいた。これは図１１の、の
ように１度インクを滴下し、ぬらした後にインクを吸い
取り、その時残った液滴の角度を測定するものである。
ここで、初めに出すインクの範囲（量）により後退接触
角をθ_R1とθ_R2に分けて測定を行った。従来の後退接触
角はθ_R1で示すものである。θ_R1とθ_R2を比較した場
合、当然θ_R2の方がきびしい条件となるため、撥水性の
差も出やすくなり、評価には有効である。

【００９８】以上述べたような後退接触角の測定方法で
比較した結果を図１２〜図１６で示す。

【００９９】図１２、図１３のようにゴムブレードによ
るこすり耐久テストでは、従来測定法では差が見られな
いがＱ_R2のデータでは大きな差が見られた。また、イン
ク浸漬試験では比較例１ではＱ_R2同様、Ｑ_A（前進接触
角）でも接触角の低下が見られた。さらに、インク浸漬
のままＰＣＴかけた場合、接触角の測定方法によらず大
きな差が見られた。

【０１００】以上、実施例１−１、１−２に関し、比較
例１と比較した場合の結果を示したが、実地例１−３及
び２、３についても、実施例１−１と同レベルの性能を
示している。

【０１０１】以上のように、すぐれた性能をもつ、本発
明の撥液処理を施したインクジェット記録ヘッドの吐出
観察、印字試験を行ったところ、処理をしないヘッドま
たは従来品で処理したヘッドでは、飛翔方向不安定や、
不吐出が発生することがある条件、すなわち吐出信号印
加周波数４ＫＨｚ全ノズル（６４本ｏｒ１２８本）同時
駆動でも常に所定の方向に安定した吐出が行えた。又、
印字物も縦線のヨレやベタ印字の白ヌケ等の問題も発生
することなく良好であった。

【０１０２】 （実施例４） ここで、図１７の記録ヘッド（これは、図２にも採用で
きる）をまとめると、以下の構成を備えている。

【０１０３】基体とインクを吐出する吐出口に連通する
インク路を形成するための凹部が設けられた天部材とを
前記凹部を内側にして接合することで前記インク路が形
成されており、前記吐出口は前記天部材の端部から上下
両方向に延びる様に該天部材と一体的に形成された板状
部材に設けられており、該板状部材の、前記吐出口が設
けられた側の面は勾配の緩やかな段状の側断面形状を有
する。

【０１０４】また前記吐出口は前記板状部材の、前記天
部材の端部に対応する個所に複数設けられている。

【０１０５】そして前記基体の、前記インク路に対応す
る部分には、前記吐出口からインクを吐出するために利
用される熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生手段
として電気熱変換体が設けられている。

【０１０６】さらに基体とインクを吐出する吐出口に連
通するインク路を形成するための凹部が設けられた天部
材とを前記凹部を内側にして接合することで前記インク
路が形成されており、前記吐出口は前記天部材の端部か
ら上下両方向に延びる様に該天部材と一体的に形成され
た板状部材に設けられており、該板状部材の、前記吐出
口が設けられた側の面は勾配の緩やかな段状の側断面形
状を有するインクジェットヘッドと、前記インク路にイ
ンクを供給するためのインク供給部材と、を有する。

【０１０７】さらにまた基体とインクを吐出する吐出口
に連通するインク路を形成するための凹部が設けられた
天部材とを前記凹部を内側にして接合することで前記イ
ンク路が形成されており、前記吐出口は前記天部材の端
部から上下両方向に延びる様に該天部材と一体的に形成
された板状部材に設けられており、該板状部材の、前記
吐出口が設けられた側の面は勾配の緩やかな段状の側断
面形状を有するインクジェットヘッドと、前記インク路
にインクを供給するためのインク供給部材とを有するイ
ンクジェットユニットと、前記インク供給部材によって
前記インク路に供給されるインクを貯溜するためのイン
クタンクとを備える。

【０１０８】また基体とインクを吐出する吐出口に連通
するインク路を形成するための凹部が設けられた天部材
とを前記凹部を内側にして接合することで前記インク路
が形成されており、前記吐出口は前記天部材の端部から
上下両方向に延びる様に該天部材と一体的に形成された
板状部材に設けられており、該板状部材の、前記吐出口
が設けられた側の面は勾配の緩やかな段状の側断面形状
を有するインクジェットヘッドと、前記インク路にイン
クを供給するためのインク供給部材とを有するインクジ
ェットユニットと、前記インク供給部材によって前記イ
ンク路に供給されるインクを貯溜するためのインクタン
クとを備えたインクジェットカートリッジと、該インク
ジェットカートリッジを載置するためのキャリッジと、
を具備する。

【０１０９】これらの構成によれば、ワイピングやキャ
ッピングに不都合が生じないインクジェットヘッドを容
易に得ることができる。即ち、オリフィスプレート上の
残留インクを確実且つ容易に拭き取る（ワイピング）こ
とが可能となり、またキャッピングの際の気密性も十分
なものとすることができる。更に、板状部材の、吐出口
が設けられた側の面が勾配の緩やかな段状の側断面形状
を有するので、キャッピングに不都合が生じないことは
勿論、オリフィスプレート上の残留インクをオリフィス
列に関して垂直な方向からも、また場合によっては平行
な方向からも一層確実且つ容易に拭き取ることが可能に
なる。これにより、ヘッドの装置本体への取付けの自由
度も高まる。

【０１１０】図１７は、前記実施例中で示された構成、
即ち、図１、２に示されたオリフィスプレート（板状部
材）４００と溝付天板（凹部付天部材）１３００との一
体成型部材とヒータボード（基体）１００との模式的分
解斜視図である。４１は最厚部２００μｍ厚のオリフィ
スプレートにエキシマレーザーを使用することで貫通処
理されてなるオリフィス４の形成部分を示してある。

【０１１１】９１はインクを吐出するために利用される
熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生素子としての
電気熱変換体の発熱部（ヒーター）であり、入力データ
に応じたパルス信号を各ヒーター９１に入力することに
より、ヒーター上のインクが発泡し、このエネルギーを
利用することにより吐出口４１からインクが液滴として
吐出する。この液滴はオリフィス４１から０．５〜１．
０ｍｍ程度離れた紙面上に着弾し、入力情報に応じた記
録が実現する。

【０１１２】ここで本実施例においては、溝付天板１３
００と天板の端部から上下両方向に延びる様に配される
オリフィスプレート４００とを注型等で一体成型すると
共に、オリフィスプレート４００本体の最厚部の厚みを
２００μｍとして強度を確保した状態で、前述した本発
明の撥水剤をその撥水剤の溶剤に溶解した状態で塗布す
る工程を踏まえた上で、撥水剤の膜を形成する。この
後、このエキシマレーザーを用いて吐出口４の形成部分
４１に吐出側面とは反対側の裏面側から角度θが５〜１
０度の範囲内の所定角度で照射して吐出口４の形成部分
４１に吐出口４を形成するが、図中では吐出口４が形成
されていない状態を示している。

【０１１３】この構成では、オリフィスプレートの強度
及びワイピングの際の清浄化の確実性を考慮して、オリ
フィスプレートの吐出口が設けられた側の面が勾配の緩
やかな段状の側断面形状を有する様に３つの平面からな
る様に構成されている。

【０１１４】溝付天板１３００とオリフィスプレート４
００との一体成型部材の素材としては、材料のコスト及
び耐インク性を考慮して熱可塑性樹脂、例えば、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリサルフォンな
どが好ましいものとして挙げられる。本実施例では高温
においても熱変形量の小さいポリサルフォンを用いた。

【０１１５】上記インクジェットヘッドの上記撥水剤の
表面膜を形成する前の状態のものでは、吸引回復操作を
行ったところ、吐出口面がほぼ滑らかなため密閉性が非
常に優れ十分な吸引を行えることがわかった。また、イ
ンク拭き取り（ワイピング）操作においても、拭き方向
（吐出口列に対して直角な方向）がほぼ滑らかなためブ
レードのばたつきや特定部分へのインク溜りも生じず十
分な残留インクの除去が行えた。更に、強度不足により
オリフィスプレート４００にしわが生じたり破損が生じ
たりすることもなかった。

【０１１６】ところが、寸法ａが薄すぎたり、角度θが
小さすぎたり、寸法ｂが小さすぎると成形の際に樹脂の
流れが不十分で予定の形状が得られないこと、オリフィ
ス形成についてエキシマレーザーを用いてオリフィスを
形成したが、レーザーをあててレーザーを貫通させるま
での寸法、すなわち寸法ａが厚すぎるとレーザーパワー
の限界があるため、所望のオリフィスサイズが得られな
いあるいはオリフィス形状が汚くなるなどのデメリツ
ト、更には形状によってはインクが取りきれないことな
どが発生するために、検討した結果、本出願人により先
の出願に、寸法ａは０．０２以上、角度θ₁は５度以
上、寸法ｂ，ｃ，ｄ，ｅはそれぞれ０．０５以上、０．
１５以上、２．５以下、０．１２以上であることが極め
て好ましい。また、フキの特性を得る為には、角度θ₁
は１５度以下、角度θ₂は０度以上６度以下、寸法ｂ，
ｄ，ｅはそれぞれ１．０以下、１．０以上、１．０以下
であることが極めて好ましい。

【０１１７】整理すると ０．０２≦ａ≦０．０５ ５°≦θ₁≦１５° ０．０５≦ｂ≦０．８ ０．１５≦ｃ １．５≦ｄ≦２．５ ０．１２≦ｅ≦０．５ ０≦θ₂≦６ の条件を満たすようにすれば、特に良好な印字を示すイ
ンクジェットヘッドを得ることができることを提案して
ある。

【０１１８】なお、図中Ｓは、記録媒体を示しており、
オリフィス中心の延長が記録媒体表面に対して垂直とな
るようにして記録を行う。

【０１１９】本実施例では、本発明の撥水剤をオリフィ
スプレートのオリフィス形成前に固体膜として形成して
あるので、塗布された撥水剤がオリフィス内に入り込ん
で吐出特性を乱すことがなく、更にその撥水剤を溶剤に
溶解した状態で塗布してあるので、上記微小段差構成の
段差部に対して適正な曲面を形成でき、クリーニング
性、或はキャッピング性を向上でき上記数値構成の許容
範囲を拡大できる。しかも、その撥水面は、本発明の含
フッ素ヘテロ環構造を有する非晶質ポリマーを用いてい
るので均一で滑らかなものとなり、従来の記録ヘッドよ
りも優れた効果を発揮した。

【０１２０】更に、オリフィスプレートの吐出口が設け
られた側の面が勾配のより緩やかな段状の側断面形状を
有するので、ワイピングの際の清浄化の確実性が一層向
上した。

【０１２１】以上の記録ヘッドでは、溝付天板とオリフ
ィスプレートとを一体成型し、オリフィス形成前に上記
撥水剤の塗布を行っている（これに加えて上述の如くオ
リフィスプレート裏面側から穴開けを行うと撥水剤の吐
出口内への侵入を防止できる）ので、キャッピングの際
の密閉性が向上し、故に十分な吸引が行えるようになる
上、ワイピングの際にも拭き残しがなく確実性が向上し
た。更に加えて部品点数の削減によるコストダウンも可
能となる。加えて、板状部材の、吐出口が設けられた側
の面が勾配の緩やかな段状の側断面形状を有するので、
キャップ内外に特別な部品をとりつけることなくワイピ
ングの際の清浄化の確実性が一層向上する上、キャッピ
ングの際の吐出口におけるインクのメニスカスの後退を
防ぐ効果も向上し、故にインクの吐出不良とそれから派
生する種々の問題を簡易な構成のまま一層良好に解決す
ることができる。

【０１２２】図１８、図１９は、吸収体や、ブレードと
しての部材５０１７によるオリフィスプレートとの相対
移動方向を示すものであり、前者は、上記複数段差方向
に関して相対移動を行うもの、後者は、上記複数段差方
向に対して垂直な方向に相対移動するもので、上記実施
例としては、いずれもが可能であるが、比較すると、前
者を利用する方が好ましい。

【０１２３】尚、本発明は、特にインクジェット記録方
式の中でも、インク吐出を行なわせるために利用される
エネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば
電気熱変換体やレーザー光等）を備え、その熱エネルギ
ーよりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッ
ド、記録装置に於いて、優れた効果をもたらすものであ
る。つまり、上述した撥水剤を１００℃以上の温度で熱
処理することはオリフィスプレートが熱エネルギーによ
って温度上昇することが起こったとしても、撥水剤が熱
的に安定状態になっているためこの方式に取って好まし
いものとなるからである。また、上記実施例中にあるよ
うに、撥水剤を溶液状態でオリフィスプレートに塗布す
ることは、オリフィスプレートの形状を損なうことな
く、その撥水剤の特性を最大に利用できるものであるた
め好ましい発明である。この場合、オリフィスプレート
は、その吐出用熱エネルギーに対して十分な耐久性を備
えたものが使用されているため、長期使用に対して利点
がある。

【０１２４】これ等に加えて、又は、単独で、上述の如
く撥水剤固体膜を形成したオリフィスプレート裏面側か
ら穴開けを行うと撥水剤の吐出口内への侵入を防止でき
ることも、本発明にとっては好ましい実施態様ある。

【０１２５】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行なうものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越え
る急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を
印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを
発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結
果的にこの駆動信号に一対一対応し液体（インク）内の
気泡を形成出来るので有効である。この気泡の成長，収
縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させ
て、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパ
ルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわ
れるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が
達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号と
しては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３
４５２６２号明細書に記載されているようなものが適し
ている。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の
米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条
件を採用すると、更に優れた記録を行なうことができ
る。

【０１２６】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他
に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示
する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４
４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれる
ものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９年第１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応せる構成を開
示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた構
成としても本発明は有効である。

【０１２７】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドとしては、上述した明細書に開示されているような
複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満た
す構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでも良いが、本発明は、上述した効果を一
層有効に発揮することができる。

【０１２８】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【０１２９】又、本発明の記録装置の構成として設けら
れる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手
段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるの
で好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記
録ヘッドに対しての、キャピング手段、クリーニング手
段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の
加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、
記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうこと
も安定した記録を行なうために有効である。

【０１３０】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッド
を一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも
よいが、異なる色の複色カラー又は、混色によるフルカ
ラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて
有効である。

【０１３１】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化もしくは液体或い
は、上述のインクジェットではインク自体を３０℃以上
７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を
安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的で
あるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすも
のであれば良い。加えて、積極的に熱エネルギーによる
昇温をインクの固形状態から液体状態への態変化のエネ
ルギーとして使用せしめることで防止するか又は、イン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化してインク液状とし
て吐出するものや記録媒体に到達する時点ではすでに固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインク使用も本発明には適用可能であ
る。このような場合インクは特開昭５４−５６８４７号
公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載され
るような、多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又は固形
物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向
するような形態としても良い。本発明においては、上述
した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸
騰方式を実行するものである。

【０１３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の化合物は
常時所定の方向に実質的に均一液体量を以て安定した吐
出が行え、高速記録に充分適用され得る記録ヘッドを提
供する。

【０１３３】さらに、本発明に用いるフッ素ポリマー
は、最近オゾン層破壊等の環境問題の一因と言われる、
フロン１１３等の（塩素系）特定フロン以外のフッ素系
溶剤で溶解、使用できるためフロン対策上も効果は絶大
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明による撥液処理された
記録ヘッドを示した図である。

【図２】図１のインクジェットカートリッジの分解斜視
図である。

【図３】図１の組立斜視図である。

【図４】図１のインクジェットカートリッジのうちのイ
ンクタンクを、インクジェットユニットが装着される側
から見た斜視図である。

【図５】図１のインクジェットカートリッジがキャリッ
ジに装着される個所を示す上面図である。

【図６】図１のインクジェットカートリッジが装着され
たインクジェット記録装置の要部を示す斜視図である。

【図７】本発明によるマルチ型式の記録ヘッドの外観斜
視図である。

【図８】（ａ）、（ｂ）は本発明に係るインクジェット
記録ヘッドの典型的な例を示す模式的説明図である。

【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の撥液処理膜
がゴムにより吐出オリフィス内に入り込んだときの影響
を示した図である。

【図１０】（ａ）、（ｂ）、は本発明の撥液処理膜がハ
ガレた現象を示した図である。

【図１１】、、は接触角の測定法を説明する工程
図である。

【図１２】こすり耐久テストの特性を示す図である。

【図１３】後退接触角の測定の結果を示す図である。

【図１４】インク浸漬テストの結果を示す図である。

【図１５】インク浸漬テストの結果を示す図である。

【図１６】ＰＴＣの特性を示す図である。

【図１７】本発明の更に好ましい発明を説明するための
記録ヘッドの構成の主要部を示す模式的拡大断面図であ
る。

【図１８】インクジェットヘッドに対して上下方向のワ
イピングを行う状態を示す模式的側面図である。

【図１９】インクジェットヘッドに対して横方向のワイ
ピングを行う状態を示す模式的側面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末岡 学 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 村井 啓一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 渡辺 隆 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 後藤 顕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 佐藤 元昭 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−39944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−89569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−31642（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−131215（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット記録ヘッドにおいて、少
   なくとも吐出口の周縁部が、主鎖に含フッ素ヘテロ環状
   構造を有するポリマーを含有する膜を具備することを特
   徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記吐出口周縁部の膜の厚さが０．１〜
   ２μｍの膜厚であることを特徴とする請求項１に記載の
   インクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】 インクの小滴を吐出、飛翔させるための
   吐出エネルギー発生手段は、記録装置から電気信号の供
   給によってインク内に膜沸騰を生じさせる熱エネルギー
   発生手段である請求項１ないし２のいずれかに記載のイ
   ンクジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記請求項１ないし３のいずれかに記載
   のインクジェット記録ヘッドを搭載した記録装置。