JP6566741B2 - 液体吐出ヘッドのクリーニング方法 - Google Patents

液体吐出ヘッドのクリーニング方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6566741B2
JP6566741B2 JP2015127056A JP2015127056A JP6566741B2 JP 6566741 B2 JP6566741 B2 JP 6566741B2 JP 2015127056 A JP2015127056 A JP 2015127056A JP 2015127056 A JP2015127056 A JP 2015127056A JP 6566741 B2 JP6566741 B2 JP 6566741B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
coating layer
electrode
discharge head
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015127056A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016182807A (ja
Inventor
徳弘 吉成
徳弘 吉成
三隅 義範
義範 三隅
麻紀 加藤
麻紀 加藤
譲 石田
譲 石田
明夫 後藤
明夫 後藤
松居 孝浩
孝浩 松居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of JP2016182807A publication Critical patent/JP2016182807A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6566741B2 publication Critical patent/JP6566741B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032Structure of the pressure chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032Structure of the pressure chamber
    • B41J2/1404Geometrical characteristics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14072Electrical connections, e.g. details on electrodes, connecting the chip to the outside...
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14088Structure of heating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14403Structure thereof only for on-demand ink jet heads including a filter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • B41J2002/16561Cleaning of print head nozzles by an electrical field
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/08Embodiments of or processes related to ink-jet heads dealing with thermal variations, e.g. cooling

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

本発明は、液体吐出ヘッドのクリーニング方法に関するものである。
インクジェットプリンタ等に用いられる液体吐出ヘッドとして、発熱抵抗体を用いて液体を吐出する方式の液体吐出ヘッドが知られている。このような液体吐出ヘッドは、インク等の液体の流路を形成する流路形成部材と、発熱抵抗体とを有する。発熱抵抗体は電気熱変換素子等で形成されており、発熱抵抗体を発熱させることで発熱抵抗体上方の液体との接触部分(熱作用部)において液体が急激に加熱されて、発泡する。この発泡に伴う圧力によって液体を吐出口から吐出させ、紙等の記録媒体の表面に記録を行う。発熱抵抗体を液体と絶縁するために、発熱抵抗体を絶縁層で覆う構成が知られている。また、発熱抵抗体は、液体の発泡、収縮に伴うキャビテーションによる衝撃などの物理的作用や、液体による化学的作用を複合的に受けることになる。このため、発熱抵抗体を保護層で覆い、発熱抵抗体を保護する構成が知られている。
液体吐出ヘッドにおいて、液体に含まれる色材等の添加物が高温で加熱されることにより分解され、難溶解性の物質に変化し、絶縁層、保護層等の液体に接する層の上に物理吸着される現象が起こることがある。この現象は「コゲ」と称されており、保護層上にコゲが付着すると、熱作用部から液体への熱伝導が不均一になり、発泡が不安定となることで液体の吐出特性に影響を及ぼす場合がある。
かかる課題を解決するために、特許文献1には、熱作用部を含む領域に、液体との電気化学反応を生じさせるための電極となるよう、電気的接続が可能な上部保護層を配置し、さらに同じ液室内に対向電極を配置することが記載されている。特許文献1に記載の構成によれば、上部保護層をアノード電極とし、対向電極をカソード電極とすることで、電気化学反応によって上部保護層を溶出させ、熱作用部上のコゲを除去することができる。
特開2008−105364号公報
本発明者らの検討によれば、特許文献1に記載の方法では、熱作用部上のコゲを除去することはできるが、上部保護層と対向電極とが同じ液室内に存在するため、上部保護層の溶出の程度が上部保護層内でばらつきやすい。具体的には、上部保護層のうち、対向電極に近い領域は溶出が早く、対向電極から遠い領域は溶出が遅いので、上部保護層の厚みの差が顕著になりやすい。この結果、液体の吐出の安定性が低下する場合がある。
本発明は、電気化学反応による層の溶出でコゲの除去を行う際にも、層の中での溶出の程度がばらつきにくい液体吐出ヘッドのクリーニング方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明は、供給口が形成された基板と、被覆層で被覆された発熱抵抗体と、液室を形成する液室形成部材と、電極と、を有し、前記供給口から前記液室に供給された液体を、前記発熱抵抗体を発熱させることで吐出する液体吐出ヘッドに対して、前記被覆層と前記電極とに電圧を印加することで、前記被覆層と前記液体とを電気化学反応させて前記被覆層を前記液体の中に溶出させて前記被覆層に堆積したコゲを除去する、液体吐出ヘッドのクリーニング方法であって、前記電圧を印加する被覆層と電極とは、前記基板を支持する支持部材の内部の流路を介して前記液体で連通していることを特徴とする液体吐出ヘッドのクリーニング方法である。
本発明によれば、電気化学反応による層の溶出でコゲの除去を行う際にも、層の中での溶出の程度がばらつきにくい液体吐出ヘッドのクリーニング方法を提供することができる。
液体吐出ヘッドを示す図。 液体吐出ヘッド及びコゲ除去のクリーニング方法を示す図。 液体吐出ヘッドのコゲ除去のクリーニング方法を示す図。 液体吐出ヘッド及びコゲ除去のクリーニング方法を示す図。 液体吐出ヘッドを示す図。 液体吐出ヘッドを示す図。 液体吐出ヘッドを示す図。
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。図1に示す液体吐出ヘッドは、供給口2が形成された基板1と、液室3を形成する液室形成部材4と、を有する。さらに、液室3の内部には液体が存在しており、被覆層5と電極6とが形成されている。液室形成部材4には吐出口7が形成されている。被覆層5は、発熱抵抗体を被覆しており、この部分が熱作用部となる。吐出口7は熱作用部と対向する位置に形成されている。基板1に形成された供給口2の天井部分からは、各々独立した独立供給口8が延在している。液体は、基板1の供給口2から独立供給口8を通って液室3へと供給され、発熱した発熱抵抗体からエネルギーを与えられて吐出口7から吐出され、紙等の記録媒体に着弾する。このようにして、記録媒体に画像等の記録が行われる。以上の液体吐出ヘッドは、インクジェットプリンタ等の液体吐出装置が有する。
本発明では、コゲを除去する際に被覆層5と電極6とに電圧を印加する際に、被覆層5の溶出の程度がばらつきにくいようにするというものである。各実施形態において詳述するが、本発明者らは、被覆層5と電極6との間の抵抗を高くすることで、被覆層5の溶出のばらつきを抑制できることを見出した。以下、各実施形態について説明する。
<第1の実施形態>
図2(a)は、図1に示す被覆層5の列(熱作用部の列)の部分を、基板1の独立供給口8が開口する面(表面)と対向する位置から見た図である。図2(a)では、列の端部に電極(対向電極)6が配置され、続いて独立供給口8と発熱抵抗体9とが交互に配置されている。図2(a)の列では、液室は区切られていないが、例えば独立供給口8と発熱抵抗体9とを1つのセットとして区切り、この列に沿って複数の液室としてもよい。
図2(a)のX−X´における液体吐出ヘッドの断面を、図2(b)に示す。図2(c)には、図2(b)に示す列の1つ隣の列の、同様の部分における液体吐出ヘッドの断面を示す。基板1は、例えばシリコンで形成されている。基板1の上方は、例えばSiOやSiNの膜等が形成されていてもよい。基板1の表面には、TaSiN等からなる発熱抵抗体9が形成されている。発熱抵抗体9はSiN等からなる絶縁層10で被覆されており、その上に密着層11が形成されていて、さらに被覆層5で被覆されている。絶縁層10や密着層11は、必ずしも設けられていなくてもよく、被覆層5が発熱抵抗体9を直接被覆してもよい。また、被覆層5は、発熱抵抗体9の全ての部分を被覆している必要はないが、少なくとも発熱抵抗体9の上面(吐出口に対応する面)を被覆していることが好ましい。被覆層5は、多層の積層構造であることが好ましい。密着層11は、例えばTaで形成されている。密着層11は、絶縁層10に形成されたスルーホールに挿通され、不図示のAl、Al−Si、Al−Cu等の金属材料からなる電極配線層に接続されている。この電極配線層の先端は、外部端子との電気的接続を行うため、不図示の外部電極をなしている。これにより、被覆層5と外部端子とが電気的に接続されることになる。発熱抵抗体9にも電極配線層が接続されており、これにより発熱抵抗体9に電気を供給し、発熱させる。
次に、コゲ除去のクリーニング処理を行う方法について記載する。コゲ除去のクリーニング処理は、被覆層5をアノード電極、電極6をカソード電極とし、両者の間に電圧を印加し、電解質を含む溶液である液体と被覆層5との間で電気化学反応を生じさせる。この際、被覆層5は電極配線層を介して外部電極に接続されているので、アノード側となるように電圧を印加すればよい。アノード電極である被覆層5の表面部分(多層の場合は最表面の層)が溶出し、被覆層5に堆積したコゲが除去される。電気化学反応によって液体中に溶出する金属材料は、一般に種々金属の電位−pH図を見れば把握できる。被覆層5として用いられる材料は、液体が有するpH値においては溶出せず、電圧を印加してアノード電極となる時に溶出する性質を持つ材料であることが好ましい。即ち、被覆層5には、液体中での電気化学反応により溶出する金属を用いることが好ましい。このような金属としては、例えばIr、Ruが挙げられる。電極6は対向電極となるが、こちらも液体が有するpH値においては溶出せず、電圧を印加してアノード電極となる時に溶出する性質を持つ材料で形成することが好ましい。例えば、Ir、Ruが挙げられる。さらには、被覆層5と同じ種類の材料で形成することがより好ましい。被覆層5を溶出させることで、その上に堆積したコゲも一緒に溶出させることができる。
また、被覆層5の最表面(液体側の面)はIrであることが好ましい。これは、カソード電極となる電極6において、最上層をIrとすることで、液体吐出中に上層が酸化しにくく、カソード電極として安定を保つことが可能であるからである。また、カソード側に接続される電極6は、必ずしも積層構造である必要はないが、成膜、エッチングといった製造工程を考慮すると、被覆層5と同一の層構成を取ることが好ましい。
ここで、第1の実施形態の液体吐出ヘッドのクリーニング方法の特徴的な点を説明する。図2(b)の発熱抵抗体9の列の隣の列が、図2(c)である。図3に、図2(b)の液室3を液室3a、図2(c)の液室3を液室3bとして、液室3c、液室3dとともに示す。各液室は、液室形成部材によって区切られている。本発明では、コゲの除去を、被覆層5と電極6との間に電圧を印加することで、被覆層5と液体とを電気化学反応させることで行う。この電圧を印加する被覆層5と電極6とは、異なる液室に配置されるものであり、同一の液室内には設けられておらず、基板1に形成された供給口2を介して液体で連通するものである。図2(b)及び図2(c)を用いて説明すると、例えば図2(b)の電極6と、図2(c)の被覆層5との間に電圧を印加する。これらの間は、記号a、b、c、b、aで示すルートによって、液体で連通している。その間には、液体で満たされた供給口2が存在している。図3で説明すると、図3の液室3aの電極6から、液室3bの被覆層5との間で、電圧を印加する。本発明では、このように供給口を介した電圧の印加を行うので、被覆層5と電極6との距離を長くとることができる。この結果、被覆層5の中での被覆層の溶出の程度に差が発生することを抑制できる。同じ液室の中で被覆層5と電極6との距離を離すには、液室の大きさの点やレイアウトの都合上、限界があるが、供給口を介して離す方法であると、設計上の制約も受けにくい。尚、このように電圧を印加する間は、電圧を印加する電極6と同じ液室の内部の被覆層5には、電圧を印加しないことが好ましい。図2でいうと、図2(b)の被覆層5には電圧を印加しないことが好ましい。さらには、被覆層5のうちコゲの除去を行わない被覆層には、電圧を印加しないことが好ましい。
本発明の液体吐出ヘッドは、図4(a)に示すように、図1の独立供給口8を有さず、2つの液室の間に供給口2が形成されている形態でもよい。この場合、供給口2から供給された液体が、2つの液室3に分かれて供給される。この液体吐出ヘッドを用い、液体吐出ヘッドのコゲ除去のクリーニング処理を行う様子を図4(b)に示す。図4(b)では、液室3として、液室3e、3f、3g、3hの4つを示している。そして、液室3eの被覆層5と液室3gの電極6との間に電圧を印加し、液室3eの被覆層5を溶出させる。液室3eの被覆層5と液室3gの電極6との間は、記号a、b、c、b、dで示すルートによって、液体で連通している。その間には、供給口が存在している。さらに、図4(b)では、基板1の下方に基板1を支持する支持部材12が設けられている。支持部材12は、樹脂やアルミナ等で形成されている。図4(b)では、支持部材12の内部の流路の液体も介して被覆層5と電極6とが連通しているので、両者の距離をより長くすることができ、コゲ除去によって被覆層5の厚みにばらつきが出ることをより良好に抑制できる。尚、ここでは液室3eと液室3gとの間で電圧を印加してコゲの除去を行う例を説明したが、例えば液室3eと液室3hとの間で電圧を印加してもよい。この場合、液室3e及び液室3hの下方の供給口を介して、液室3eと液室3hとが連通している。
コゲ除去のクリーニング処理の際に電圧を印加する被覆層と電極との距離は、60μm以上とすることが好ましい。60μm以上とすることで、被覆層の厚みが均一に減少しやすくなる。好ましくは90μm以上、より好ましくは150μm以上、さらに好ましくは250μm以上である。また、被覆層と電極との距離があまりに遠いと、コゲの除去に時間がかかる。この点から、コゲ除去のクリーニング処理の際に電圧を印加する被覆層と電極との距離は、6000μm以下とすることが好ましい。より好ましくは3000μm以下、さらに好ましくは2000μm以下である。尚、ここでの距離とは、液体を介した最短距離のことをいう。
尚、電極6は必ずしも発熱抵抗体9や被覆層5と同じ液室に設けなくてもよい。例えば、発熱抵抗体の列(或いは吐出口の列)の端に発熱抵抗体9や被覆層5を有さないダミーの液室を設け、このダミーの液室に電極6を配置してもよい。
コゲ除去のクリーニング処理の際、1つの電極を用いて複数の被覆層に対してコゲの除去を行うことが好ましい。
複数の電極6が電気的に接続されている場合、本発明はより効果的である。複数の電極6が電気的に接続されていると、電圧降下によって電極6間でのコゲ除去能力の程度にばらつきが出る。即ち、配線の入り口に近い電極では電圧降下が小さく、この電極を用いてコゲ除去を行うとコゲの除去が進みやすい。一方、配線の入り口から遠い電極では電圧降下が大きく、この電極を用いてコゲ除去を行うとコゲの除去が進みにくくなる。これに対し、本発明のように供給口を介したコゲ除去の構成とすることで、その差を小さくすることができる。
電極は、配列方向に沿って列をなして並んでいる。このとき、コゲを除去する際に電圧を印加する電極及び被覆層は、同じ列に配置された別の液室に配置されていてもよいし、異なる列に配置された別の液室に配置されていてもよい。
<第2の実施形態>
第2の実施形態を、図5を用いて説明する。尚、第1の実施形態と同様の部分は省略して説明する。
図5(a)は、液体吐出ヘッドを上方から見た図である。また、図5(b)は、図5(a)のX−X´における断面図である。図5に示す液体吐出ヘッドでは、コゲの除去を行う際に印加する被覆層5と電極6とは、同一の液室内に設けられている。特徴的なのが、液室内において、被覆層5から電極6に向かう方向(図5でいうと左右方向)の液室の断面積が、相対的に広い部分13と、狭い部分14とを有することである。狭い部分では、窪み15ができている。このように、窪み15を形成することで、被覆層5と電極6との間の抵抗を高くなる。よって、被覆層5の溶出のばらつきを抑制することができる。尚、ここでの液室の断面積とは、基板1の表面から液室形成部材4の液室側の面までの部分(図5(b)でAで示す部分)の断面積である。例えば独立供給口8の部分などは含まず、液室3部分の基板1の表面に対して垂直方向の部分の断面積である。
断面積が相対的に広い部分13の断面積に対して、断面積が相対的に狭い部分14の断面積は、2%以上70%以下とすることが好ましい。2%未満とすると、電気化学反応を良好に行えない場合がある。70%を超えると、断面積を狭くすることによる被覆層5の溶出ばらつき抑制の効果が低下する場合がある。より好ましくは3%以上である。また、50%以下であり、30%以下であることがさらに好ましい。
図5では、液体吐出ヘッドを上方から見た場合の断面積を狭くした部分を形成したが、図6に示すように、液体吐出ヘッドの断面図において断面積を狭くした部分を形成してもよい。図6(a)のX−X´における断面図が図6(b)である。図6(b)に示すように、液室内において、被覆層5から電極6に向かう方向の液室の断面積が、相対的に広い部分13と、狭い部分14とが存在する。図6では、液室形成部材4から下方に突起が伸びており、これによって狭い部分14を形成している。
また、図7(a)に示すように、断面積が相対的に広い部分13に対して、断面積が相対的に狭い部分14は、複数設けることが好ましい。このようにすることで、液室内で発生した泡が窪み15に混入しても、他の窪み15を介して経路を確保できる。よって、電気化学反応を良好に行うことができる。
また、液室内に液体を満たす初期の充填性が求められる場合には、図7(b)、(c)に示す形態が好ましい。即ち、図7(b)に示すように、断面積が相対的に狭い部分14は、被覆層5から電極6に向かう方向に沿って断面積が小さくなっている。このようにすることで、図7(c)に示すような液体の流れが期待でき、窪み15での気泡の滞留を抑制しつつ、電気抵抗を維持しつつ初期の充填性を向上させることができる。
<実施例1>
実施例1では、図2に示す形状の液体吐出ヘッドを用いた。基板1はシリコンで形成されており、基板1の上面にはSiOからなる蓄熱層(不図示)が形成されている。蓄熱層の厚みは1.7μmである。基板1の表面上にはTaSiNからなる発熱抵抗体の層が形成されており、Irからなる被覆層5の下方の部分が発熱抵抗体9である。発熱抵抗体9は、基板の表面と対向する位置からみて、15μm×15μmの正方形である。発熱抵抗体9の上にはSiNからなる絶縁層10が0.2μmの厚みで形成されており、さらにその上にTaからなる密着層11が0.1μmの厚みで形成されている。被覆層5はIrで形成されており、その厚みは0.1μmである。被覆層5を基板の表面と対向する位置からみると、20μm×20μmの正方形である。電極6もIrで形成されており、SiNからなる絶縁層及びTaからなる密着層11の上に、0.1μmの厚みで形成されている。密着層11を基板の表面と対向する位置からみると、20μm×20μmの正方形である。液室3を形成する液室形成部材4はエポキシ樹脂が硬化したものであり、液室形成部材4には吐出口7が開口している。液室3は顔料インク(BCI−3eBk、キヤノン製)で満たした。
このような液体吐出ヘッドに対し、コゲ除去のクリーニング処理を行った。具体的には、図2(b)の左端に示す電極6と図2(c)に示す被覆層5との間に5Vの電圧を600秒間印加した。図2(b)及び(c)のa=20μm、b=725μm、c=423μmであった。即ち、図2(b)の左端に示す電極6と図2(c)に示す被覆層5との液体を介した最短距離は、a+b+c+b+a=1913μmであった。このようにして、コゲ除去のクリーニング処理を行った。
<実施例2>
実施例1の液体吐出ヘッドにおいて、実施例1でコゲ除去を行った液室の1つ隣の列の同じ位置にある液室に対してコゲの除去を行った。電極6とコゲ除去を行った被覆層との液体を介した最短距離は2336μmである。これ以外は実施例1と同様にして、コゲ除去のクリーニング処理を行った。尚、液室内の構成等も実施例1と同様である。
<実施例3>
実施例3では、図4に示す形状の液体吐出ヘッドを用いた。各部分を形成する材料、厚み等に関しては、実施例1と同様とした。
このような液体吐出ヘッドに対し、コゲ除去のクリーニング処理を行った。具体的には、図4(b)の液室3eの被覆層5と液室3gの電極6との間に5Vの電圧を600秒間印加した。図4(b)のa=56μm、b=1025μm、c=3423μm、d=10μmであった。即ち、液室3eの被覆層5と液室3gの電極6との液体を介した最短距離は、a+b+c+b+d=5539μmであった。
<実施例4>
図5に示す液体吐出ヘッドを用い、実施例1と同様にしてコゲ除去のクリーニング処理を行った。但し、被覆層5と電極6とは同一の液室内に設けられており、液室内において、被覆層5から電極6に向かう方向の断面積は、相対的に広い部分13と狭い部分14とを有する。液室の幅(図5(a)の上下方向)は60μm、液室の高さは14μm、窪み15の幅(図5(a)の上下方向)は5μmである。また、被覆層5と電極6との距離は80μm、窪み15の長さは20μmである。これ以外は実施例1と同様にして、コゲ除去のクリーニング処理を行った。
<比較例>
実施例3で用いた液体吐出ヘッドと同じ液体吐出ヘッドについて、コゲ除去のクリーニング処理を行った。但し、5Vの電圧を、液室3eの内部にある被覆層5と電極6との間に600秒間印加し、液室3eの被覆層5を溶出させた。液室3eの被覆層5と電極6とは同一の液室で、かつ同一平面上に形成されており、これらの間の液体を介した最短距離はa=56μmであった。
<被覆層5の溶出量の比較>
電圧印加後の各液体吐出ヘッドの、コゲ除去を行った被覆層5の電圧印加前後での厚みの差(減少量)及び被覆層の状態を、顕微鏡にて計測した。即ち、1つの発熱抵抗体を覆う1つの被覆層5について、その厚みの変化及び状態を計測した。
この結果、実施例1の液体吐出ヘッドでは、被覆層の厚みの減少は被覆層内でほぼ均一であった。また、被覆層の厚みは約8nm減少した。実施例2の液体吐出ヘッドでも、被覆層の厚みの減少は被覆層内でほぼ均一であり、被覆層の厚みは約7nm減少した。
実施例3の液体吐出ヘッドでは、被覆層の厚みの減少は被覆層内で実施例2よりもより均一であった。被覆層の厚みは約5nm減少した。
実施例4の液体吐出ヘッドでは、被覆層の厚みの減少は被覆層内でほぼ均一であり、被覆層の厚みは約7nm減少した。
比較例1の液体吐出ヘッドでは、被覆層の厚みの減少は被覆層内でばらつきがあり、電極6に近い領域では厚みの減少が大きく、電極6から遠い領域では厚みの減少が小さかった。被覆層の厚みは、電極6に近い側の端部で40nm減少し、電極6から遠い側の端部で26nm減少した。

Claims (18)

  1. 供給口が形成された基板と、被覆層で被覆された発熱抵抗体と、液室を形成する液室形成部材と、電極と、を有し、前記供給口から前記液室に供給された液体を、前記発熱抵抗体を発熱させることで吐出する液体吐出ヘッドに対して、前記被覆層と前記電極とに電圧を印加することで、前記被覆層と前記液体とを電気化学反応させて前記被覆層を前記液体の中に溶出させて前記被覆層に堆積したコゲを除去する、液体吐出ヘッドのクリーニング方法であって、
    前記電圧を印加する被覆層と電極とは、前記基板を支持する支持部材の内部の流路を介して前記液体で連通していることを特徴とする液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  2. 供給口が形成された基板と、被覆層で被覆された発熱抵抗体と、液室を形成する液室形成部材と、電極と、を有し、前記供給口から前記液室に供給された液体を、前記発熱抵抗体を発熱させることで吐出する液体吐出ヘッドに対して、前記被覆層と前記電極とに電圧を印加することで、前記被覆層と前記液体とを電気化学反応させて前記被覆層を前記液体の中に溶出させて前記被覆層に堆積したコゲを除去する、液体吐出ヘッドのクリーニング方法であって、
    前記電極は配列方向に沿って列をなして並んでおり、前記電圧を印加する被覆層と電極は、同じ列に配置された別の液室に配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  3. 供給口が形成された基板と、被覆層で被覆された発熱抵抗体と、液室を形成する液室形成部材と、電極と、を有し、前記供給口から前記液室に供給された液体を、前記発熱抵抗体を発熱させることで吐出する液体吐出ヘッドに対して、前記被覆層と前記電極とに電圧を印加することで、前記被覆層と前記液体とを電気化学反応させて前記被覆層を前記液体の中に溶出させて前記被覆層に堆積したコゲを除去する、液体吐出ヘッドのクリーニング方法であって、
    前記電極は配列方向に沿って列をなして並んでおり、前記電圧を印加する被覆層と電極は、異なる列に配置された別の液室に配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  4. 供給口が形成された基板と、被覆層で被覆された発熱抵抗体と、液室を形成する液室形成部材と、電極と、を有し、前記供給口から前記液室に供給された液体を、前記発熱抵抗体を発熱させることで吐出する液体吐出ヘッドに対して、前記被覆層と前記電極とに電圧を印加することで、前記被覆層と前記液体とを電気化学反応させて前記被覆層を前記液体の中に溶出させて前記被覆層に堆積したコゲを除去する、液体吐出ヘッドのクリーニング方法であって、
    異なる液室に配置され、かつ前記供給口を介して前記液体で連通している前記被覆層と前記電極とに電圧を印加し、当該電圧を印加する間、前記電極と同じ液室に前記被覆層が配置されている場合に当該被覆層には電圧を印加しないことを特徴とする液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  5. 前記電圧を印加する被覆層と電極との液体を介した最短距離は60μm以上である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  6. 前記電圧を印加する被覆層と電極との液体を介した最短距離は150μm以上である請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  7. 前記電圧を印加する被覆層と電極との液体を介した最短距離は6000μm以下である請求項1乃至のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  8. 前記電圧を印加する被覆層と電極との液体を介した最短距離は2000μm以下である請求項1乃至のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  9. 前記被覆層のうちコゲの除去を行わない被覆層には電圧を印加しない請求項1乃至のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  10. 前記電圧を印加する被覆層と電極とは、前記基板を支持する支持部材の内部の流路を介して前記液体で連通している請求項2乃至4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  11. 前記電圧を印加する電極は、前記発熱抵抗体を有さないダミーの液室に配置されている請求項1乃至10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  12. 前記電圧を印加する被覆層と電極は、1つの電極に対して複数の被覆層とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  13. 前記電極は配列方向に沿って列をなして並んでおり、前記電圧を印加する被覆層と電極は、同じ列に配置された別の液室に配置されている請求項1または4に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  14. 前記電極は配列方向に沿って列をなして並んでおり、前記電圧を印加する被覆層と電極は、異なる列に配置された別の液室に配置されている請求項1または4に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  15. 前記被覆層はIrまたはRuで形成されている請求項1乃至14のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  16. 前記電極はIrまたはRuで形成されている請求項1乃至15のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  17. 前記被覆層と前記電極とは同じ種類の材料で形成されている請求項1乃至16のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法。
  18. 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドのクリーニング方法を行う液体吐出装置。
JP2015127056A 2014-07-04 2015-06-24 液体吐出ヘッドのクリーニング方法 Active JP6566741B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014138879 2014-07-04
JP2014138879 2014-07-04
JP2015080456 2015-04-09
JP2015080456 2015-04-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016182807A JP2016182807A (ja) 2016-10-20
JP6566741B2 true JP6566741B2 (ja) 2019-08-28

Family

ID=55016414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015127056A Active JP6566741B2 (ja) 2014-07-04 2015-06-24 液体吐出ヘッドのクリーニング方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9527290B2 (ja)
JP (1) JP6566741B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6595429B2 (ja) 2016-09-20 2019-10-23 株式会社デンソー シフトバイワイヤシステム
JP6918636B2 (ja) 2017-08-22 2021-08-11 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、および液体吐出ヘッドの制御方法
JP7023650B2 (ja) * 2017-09-27 2022-02-22 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド及びその製造方法
JP7346119B2 (ja) * 2019-07-16 2023-09-19 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドのクリーニング方法及び液体吐出装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4926669B2 (ja) * 2005-12-09 2012-05-09 キヤノン株式会社 インクジェットヘッドのクリーニング方法、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置
US8210654B2 (en) * 2010-05-28 2012-07-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection device with electrodes to generate electric field within chamber
JP5825876B2 (ja) * 2010-07-02 2015-12-02 キヤノン株式会社 インクジェット記録装置およびその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9527290B2 (en) 2016-12-27
JP2016182807A (ja) 2016-10-20
US20160001560A1 (en) 2016-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6566741B2 (ja) 液体吐出ヘッドのクリーニング方法
JP6566709B2 (ja) インクジェット記録ヘッド用基板
JP6270358B2 (ja) 液体吐出ヘッド
US7758168B2 (en) Inkjet printhead and method of manufacturing the same
JP2010137554A (ja) 液体吐出ヘッド用基板、該基板を有する液体吐出ヘッド、該ヘッドのクリーニング方法および前記ヘッドを用いる液体吐出装置
JP6300486B2 (ja) 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
KR101235808B1 (ko) 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
US9981470B2 (en) Liquid ejection head substrate and liquid ejection head
JP5932318B2 (ja) 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
US8216482B2 (en) Method of manufacturing inkjet printhead
US8390423B2 (en) Nanoflat resistor
KR100856412B1 (ko) 잉크젯 프린트헤드의 제조방법
KR20080114358A (ko) 잉크젯 프린트헤드의 제조방법
JP2016168841A (ja) 素子基板および液体の吐出方法
KR100723415B1 (ko) 잉크젯 프린트헤드의 제조방법
JP2008265164A (ja) インクジェット記録ヘッド用の基板およびその製造方法
US20090141083A1 (en) Inkjet printhead and method of manufacturing the same
JP4107496B2 (ja) インクジェットプリントヘッド及びその製造方法
JP6049496B2 (ja) 液体吐出ヘッド用基板、液体吐出ヘッド、及び液体吐出ヘッド用基板の製造方法
JP7346119B2 (ja) 液体吐出ヘッドのクリーニング方法及び液体吐出装置
JP7023650B2 (ja) 液体吐出ヘッド及びその製造方法
KR100497389B1 (ko) 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
JP2023178608A (ja) 液体吐出ヘッド及びその製造方法
JP2024082989A (ja) 基板
JP2019142216A (ja) 液体吐出ヘッド用基板および液体吐出ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180605

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190219

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190418

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190702

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190730

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6566741

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151