(57)【要約】【課題】インク中のごみ等の異物の吐出口への詰まりを防止しつつ、ノズル部の強度を高める。【解決手段】インクジェット記録装置は、第１の吐出口列Ｈ１１０８ａと、第２の吐出口列Ｈ１１０８ｂと、第１、第２の吐出口に液滴を供給する共通の供給口Ｈ１１０２とを有するインクジェット記録ヘッドと、第１、第２の吐出口の各々の吐出を制御する制御部とを有している。第１の吐出口列Ｈ１１０８ａは、少なくとも第２の吐出口Ｈ１１０７ｂに流入可能な最大寸法の異物の流入を防止するように形成されたフィルタＨ１１１１ａを備えている。制御部は、予備吐出の際に吐出される液滴の吐出列毎の総吐出量と、各吐出口の駆動周波数との乗算によって得られる予備吐出基準値が、第１の吐出口列に対する予備吐出基準値が、第２の吐出口列に対する予備吐出基準値よりも大きくなるようにして、第１、第２の吐出口の吐出を制御する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数の第１の吐出口が配列形成された第１の吐出口列と、液滴を吐出する複数の第２の吐出口が配列形成された第２の吐出口列と、該第１、第２の吐出口に該液滴を供給する共通の供給口とを有するインクジェット記録ヘッドと、
前記第１、第２の吐出口の各々の吐出を制御する制御部とを有し、
前記第１の吐出口列は、少なくとも前記第２の吐出口に流入可能な最大寸法の異物の流入を防止するように形成されたフィルタを備えており、
前記制御部は、予備吐出の際に吐出される液滴の前記吐出列毎の総吐出量と、前記各吐出口の駆動周波数との乗算によって得られる予備吐出基準値が、前記第１の吐出口列に対する予備吐出基準値が、前記第２の吐出口列に対する予備吐出基準値よりも大きくなるようにして、前記第１、第２の吐出口の吐出を制御する、
インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記総吐出量を、前記各吐出口列の吐出口の総数と、予備吐出の際の該吐出口１つ当たりの総吐出回数と、１つの該吐出口の１回の吐出当たりの吐出量と、該吐出口のデューティー比との積として算出する、請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
液滴を吐出する複数の第１の吐出口が配列形成された第１の吐出口列と、液滴を吐出する複数の第２の吐出口が配列形成された第２の吐出口列と、該第１、第２の吐出口に該液滴を供給する共通の供給口とを有するインクジェット記録ヘッドと、
前記第１、第２の吐出口の各々の吐出を制御する制御部とを有し、
前記第１の吐出口列は、少なくとも前記第２の吐出口に流入可能な最大寸法の異物の流入を防止するように形成されたフィルタを備えており、
前記制御部は、予備吐出の際に、前記第１の吐出口から、前記第２の吐出口よりも先に前記液滴を吐出させることができる、
インクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第１、第２の吐出列は、前記供給口を介して互いに対向して設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記フィルタは、前記第１の吐出列と前記供給口との間に、互いに間隔をおいて設けられた複数の棒状体を有している、請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記第２の吐出列は、隣接する前記第２の吐出口同士を仕切る流路を構成する流路壁の壁厚が、前記供給口との連通部で、前記第２の吐出口に接続する奥部よりも大きくなるように形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記第１の吐出列のみが前記フィルタを備えている、請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記インクジェット記録ヘッドがキャリッジに着荷されたことを検知し、その後に前記予備吐出をおこなう、請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記予備吐出を吸引回復動作の前におこなう、請求項１から８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
液滴を吐出する複数の第１の吐出口が配列形成された第１の吐出口列と、液滴を吐出する複数の第２の吐出口が配列形成された第２の吐出口列と、該第１、第２の吐出口に該液滴を供給する共通の供給口とを有し、
前記第１の吐出口列は、少なくとも前記第２の吐出口に流入可能な最大寸法の異物の流入を防止するように形成されたフィルタを備えている、インクジェット記録ヘッド。
【請求項１１】
液滴を吐出する複数の第１の吐出口が配列形成された第１の吐出口列と、液滴を吐出する複数の第２の吐出口が配列形成された第２の吐出口列と、該第１、第２の吐出口に該液滴を供給する共通の供給口とを有し、該第１の吐出口列は、少なくとも該第２の吐出口に流入可能な最大寸法の異物の流入を防止するように形成されたフィルタを備えているインクジェット記録ヘッドの吐出制御方法であって、
予備吐出の際に吐出される液滴の前記吐出列毎の総吐出量と、前記各吐出口の駆動周波数との乗算によって得られる予備吐出基準値を、前記第１の吐出口列に対する予備吐出基準値が前記第２の吐出口列に対する予備吐出基準値よりも大きくなるように設定するステップと、
前記駆動周波数にて、前記総吐出量に相当する前記液滴を、前記第１、第２の吐出口から吐出させるステップとを有する、
インクジェット記録ヘッドの吐出制御方法。
【請求項１２】
液滴を吐出する複数の第１の吐出口が配列形成された第１の吐出口列と、液滴を吐出する複数の第２の吐出口が配列形成された第２の吐出口列と、該第１、第２の吐出口に該液滴を供給する共通の供給口とを有し、該第１の吐出口列は、少なくとも該第２の吐出口に流入可能な最大寸法の異物の流入を防止するように形成されたフィルタを備えているインクジェット記録ヘッドの吐出制御方法であって、
予備吐出の際に、前記第１の吐出口から、前記第２の吐出口よりも先に前記液滴を吐出させるステップを有する、インクジェット記録ヘッドの吐出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録ヘッドの吐出制御方法に関し、特に、予備吐出の際の吐出口からの吐出制御機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録機構を担う装置として、広く採用されている。インクジェット記録装置において、銀塩写真と同等の高品位カラー記録を達成するためには、記録媒体上でドットが見えにくい（粒状感が目立たない）程度に吐出されるインク滴を小ドット化することが必要である。従来技術では、インク滴は、約５ｐｌ（ピコリットル）、ドット径４０〜５０μｍ、解像度６００×１２００〜１２００×１２００ｄｐｉ（ｄｐｉは１インチ当たりのドット数を示す単位）程度に設定されることが多かった。しかし、カラーフォト画像における、中間調のよりきめ細かい表現や、ハイライト部での粒状感の軽減化のためには、より小さなドット、例えば２ｐｌ程度のインク滴が必要となる。
【０００３】
インク滴の小ドット化は、このようなニーズの実現には効果的である反面、高解像度を必要としない画像の印刷に対しては、印刷速度の低下を引き起こし、高速プリントの弊害ともなりうる。そこで、複数種類、例えば５ｐｌおよび２ｐｌ程度のインク滴を吐出できるインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置が提案されている。このようなインクジェット記録装置では、高解像度を必要としない画像に対しては５ｐｌ程度のインク滴が吐出され、高解像度を必要とするカラーフォト画像等に対しては２ｐｌ程度のインク滴が吐出され、高速、高画質の画像形成が可能となる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、同一の吐出口から異なるサイズのインク滴を吐出させる手段が開示されている。具体的には、同一の吐出口に連通するインク流路内に異なるサイズの電気熱変換素子が配置され、電気熱変換素子を使い分けることにより、同一の吐出口から複数種類のサイズのインク滴が吐出される。
【０００５】
特許文献２には、大小サイズのインク滴を吐出させる２種類以上の吐出口を各々備えた複数の吐出口列を有するインクジェット記録ヘッドが開示されている。インク滴のサイズの異なる吐出口ごとに流路の流れ抵抗を調整するため、各流路には径の異なる柱で構成されるフィルタが配置されている。
【特許文献１】特開平８−１８３１７９号公報
【特許文献２】特開２００３−３１１９６５号公報
【特許文献３】特開平３−１７６１５６号公報
【特許文献４】特開平３−２３４６５９号公報
【特許文献５】特開平３−２４８８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、インクジェット記録ヘッドにおいては、ヘッドの製造時に、記録素子基板を支持するシリコン基板が膨張収縮し、記録素子基板に応力がかかり、この結果、記録素子基板のノズル部が剥離したり、場合によっては破壊されることがある。同様の現象は、ノズル部から粘着性のフィルムを剥離する場合にも起こりうる。粘着性フィルムは、インクの増粘固着やごみの侵入に起因する目詰まりを防止するために設けられ、ノズル部が保護、封止された状態でインクジェット記録ヘッドの物流が可能となる（特許文献３〜５参照）。しかし、粘着性フィルムの剥離時に、同様にノズル部が剥離したり、場合によっては破壊されることがある。
【０００７】
これは、シリコン基板とノズル部との接着強度の不足が原因であり、この問題を解決するためには、吐出口への流路を形成する流路壁とシリコン基板との接着面積を増加させることが有効である。接着面積を大きくするためには、流路壁の厚さを増す必要がある。しかし、流路部の幅を維持しつつ、流路壁の厚さを増そうとすると、電気熱変換素子の配列ピッチを広げなければならず、必然的にチップサイズが大きくなってしまう。電気熱変換素子の配列ピッチを維持しつつ、流路壁の厚さを増そうとすると、流路部の幅が狭くなり、流路部の流れ抵抗が変化してしまう。流れ抵抗を維持するためには、流路内に柱で構成したフィルタの径を小さくするか、フィルタを除去して、流れ抵抗を調整することが考えられる。しかし、フィルタは流れ抵抗の調整手段であると同時に、インク中のごみ等の異物が吐出口に詰まることを防止するフィルタリング機能も有しており、フィルタの径を小さくしたりフィルタを除去すると、異物が吐出口に詰まりやすくなり、不吐の可能性が高まる。以上の問題は、特許文献２に開示されている複数の吐出口列が形成されたインクジェット記録装置においても同様である。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みて、特に複数の吐出口列が形成されたインクジェット記録装置において、インク中のごみ等の異物の吐出口への詰まりを防止しつつ、ノズル部の強度を高めて、より信頼性の高い印字を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインクジェット記録装置は、液滴を吐出する複数の第１の吐出口が配列形成された第１の吐出口列と、液滴を吐出する複数の第２の吐出口が配列形成された第２の吐出口列と、第１、第２の吐出口に液滴を供給する共通の供給口とを有するインクジェット記録ヘッドと、第１、第２の吐出口の各々の吐出を制御する制御部とを有している。第１の吐出口列は、少なくとも第２の吐出口に流入可能な最大寸法の異物の流入を防止するように形成されたフィルタを備えている。制御部は、予備吐出の際に吐出される液滴の吐出列毎の総吐出量と、各吐出口の駆動周波数との乗算によって得られる予備吐出基準値が、第１の吐出口列に対する予備吐出基準値が、第２の吐出口列に対する予備吐出基準値よりも大きくなるようにして、第１、第２の吐出口の吐出を制御することができる。
【００１０】
また、本発明のインクジェット記録ヘッドの吐出制御方法は、液滴を吐出する複数の第１の吐出口が配列形成された第１の吐出口列と、液滴を吐出する複数の第２の吐出口が配列形成された第２の吐出口列と、第１、第２の吐出口に液滴を供給する共通の供給口とを有し、第１の吐出口列は、少なくとも第２の吐出口に流入可能な最大寸法の異物の流入を防止するように形成されたフィルタを備えているインクジェット記録ヘッドの吐出制御方法である。本方法は、予備吐出の際に吐出される液滴の吐出列毎の総吐出量と、各吐出口の駆動周波数との乗算によって得られる予備吐出基準値を、第１の吐出口列に対する予備吐出基準値が第２の吐出口列に対する予備吐出基準値よりも大きくなるように設定するステップと、駆動周波数にて、総吐出量に相当する液滴を、第１、第２の吐出口から吐出させるステップとを有している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、供給口の液滴は、予備吐出時に、フィルタが設けられた第１の吐出口列に流れが向くように制御されるので、吐出口の詰まりの原因となり得るような異物を、第１の吐出口のフィルタで捕捉することができる。このため、その後の実際の印字時には、吐出口の詰まりの原因となり得るような異物の多くが除去されているので、フィルタの設けられていない第２の吐出口で液滴を吐出させても、吐出口の詰まりの発生可能性が大幅に低減する。しかも、第２の吐出口は、第１の吐出口と比べてフィルタリング性能を低くした分、吐出口の流路を絞ることができる。これは流路壁の肉厚の増加を可能とし、流路壁の基板との接着強度の増加が図られる。このようにして、液滴中の異物の吐出口への詰まりを防止しつつ、ノズル部の強度を高めて、より信頼性の高い印字を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明のインクジェット記録装置について説明する。本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、あるいは、これらの装置を複合した多機能記録装置等に適用することができる。
【００１３】
図１は、インクジェット記録ヘッドを搭載可能なインクジェット記録装置１の平面図である。インクジェット記録ヘッドＨ１００１は、インクジェット記録装置本体のキャリッジ１０２の位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジ１０２に対して着脱可能に設けられている。キャリッジ１０２には、インクジェット記録ヘッドＨ１００１上の外部信号入力端子を介して各吐出部に駆動信号等を伝達するための電気接続部（図示せず）が設けられている。キャリッジ１０２は、記録装置本体に設置され、主走査方向に延びるガイドシャフト１０３に沿って往復移動可能に案内支持されている。キャリッジ１０２は、主走査モータ１０４によって、モータプーリ１０５、従動プーリ１０６、およびタイミングベルト１０７等の駆動機構を介して駆動され、その位置および移動が制御される。キャリッジ１０２には、ホームポジションセンサ１３０が設けられており、ホームポジションセンサ１３０が遮蔽板１３６の位置を通過した際に、キャリッジ１０２の位置を知ることができる。
【００１４】
印刷用紙やプラスチック薄板等の記録媒体１０８は、給紙モータ１３５によりギアを介して回転駆動されるピックアップローラ１３１によって、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）１３２から一枚ずつ分離給紙される。記録媒体１０８は、ＬＦモータ１３４によりギアを介して回転駆動される搬送ローラ１０９によって、インクジェット記録ヘッドＨ１００１の吐出口の設けられた面と対向する位置（プリント部）まで搬送（副走査）され、さらに搬送される。記録媒体１０８がペーパエンドセンサ１３３を通過すると、給紙されたことが検知され、同時に給紙時の頭出し位置が確定される。ペーパエンドセンサ１３３は、記録媒体１０８の後端位置の検出と、検出された後端位置から現在の記録位置を検出するためにも使用される。記録媒体１０８は、プリント部で平坦なプリント面が形成されるように、裏面がプラテン（図示せず）によって支持される。
【００１５】
インクジェット記録ヘッドＨ１００１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て記録をおこなう。インクジェット記録ヘッドＨ１００１は、そのための熱エネルギを生成する電気熱変換素子を備えており、電気熱変換素子は、インク滴を吐出する吐出口と対向するように配置されている（サイドシュータ型）。インクジェット記録ヘッドＨ１００１は、搭載したインクが消費されると一体で交換されるインクタンク一体構成タイプであるが、インクタンクだけを交換するタイプでもよい。
【００１６】
キャリッジ１０２に搭載されたインクジェット記録ヘッドＨ１００１は、吐出口の設けられた面がキャリッジ１０２から下方へ突出して、２組の搬送ローラ１３１，１０９の間で記録媒体１０８と平行になるように保持される。インクジェット記録ヘッドＨ１００１は、インクを吐出して記録を行なう吐出口の並び方向がキャリッジ１０２の走査方向に対して交差するようにキャリッジ１０２に搭載されている。
【００１７】
インクジェット記録装置１は、さらに吐出口の各々の吐出を制御する制御部（図示せず）を備えている。
【００１８】
図２は、インクジェット記録ヘッドの外形図である。同図（ａ）は吐出口の設けられた面が見える方向から見た斜視図であり、同図（ｂ）は、蓋部材が見える方向から見た斜視図である。図３はインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。同図（ａ），（ｂ）の向きは各々図２（ａ），（ｂ）の向きと対応している。
【００１９】
インクジェット記録ヘッドＨ１００１はシアン、マゼンタ、イエロー等のカラーインクを吐出する。インクジェット記録ヘッドＨ１００１は、図３に示すように、記録素子基板Ｈ１１０１、電気配線テープＨ１３０１、インク供給保持部材Ｈ１５０１、フィルタＨ１７０１，Ｈ１７０２，Ｈ１７０３、インク吸収体Ｈ１６０１，Ｈ１６０２，Ｈ１６０３、蓋部材Ｈ１９０１、およびシール部材Ｈ１８０１から構成されている。ここでは３種類のカラーインクを吐出するインクジェット記録ヘッドについて説明するが、これに限定されず、２色もしくは４色以上のカラーインク、またはブラックインクを吐出するものでもよい。
【００２０】
電気配線テープＨ１３０１は、記録素子基板Ｈ１１０１に対してインクを吐出するための電気信号を印加する電気信号経路を形成する。記録素子基板Ｈ１１０１には、記録素子基板を組み込むための開口部Ｈ１３０３が形成されており、開口部Ｈ１３０３の縁付近には、記録素子基板Ｈ１１０１の電極部Ｈ１１０４（図４参照）に接続される電極端子Ｈ１３０４が形成されている。電気配線テープＨ１３０１には、制御部からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０２が形成されており、電極端子Ｈ１３０４と外部信号入力端子Ｈ１３０２は連続した銅箔の配線パターンでつながれている。
【００２１】
インク供給保持部材Ｈ１５０１は、形状的剛性を向上させるために、例えばガラスフィラーを５〜４０％混入した樹脂材料を用いて樹脂成形されている。インク供給保持部材Ｈ１５０１は、内部に３つの独立した空間を有し、各空間には、各色のインクを各々保持し、負圧を発生させる吸収体Ｈ１６０１，Ｈ１６０２，Ｈ１６０３が、互いに独立に収納・保持されている（インクタンクの機能）。各空間からは、記録素子基板Ｈ１１０１の各インク供給口Ｈ１１０２（図４参照）に色別にインクを導く、互いに独立したインク流路（図示せず）が延びている（インク供給機能）。インク吸収体Ｈ１６０１，Ｈ１６０２，Ｈ１６０３は、ポリプロピレン繊維を圧縮したものが使われているが、ウレタン繊維を圧縮したものでもよい。各インク流路の上流側の、インク吸収体Ｈ１６０１，Ｈ１６０２，Ｈ１６０３との境界部には、記録素子基板Ｈ１１０１内部へのごみの進入を防ぐフィルタＨ１７０１，Ｈ１７０２，Ｈ１７０３が、各々溶着によって接合されている。フィルタＨ１７０１，Ｈ１７０２、Ｈ１７０３は、ステンレス製メッシュタイプでもよいが、ステンレス繊維焼結タイプのほうが好ましい。
【００２２】
蓋部材Ｈ１９０１は、インク供給保持部材Ｈ１５０１の上部開口部に溶着され、インク供給保持部材Ｈ１５０１内部の独立した各空間をそれぞれ封止している。蓋部材Ｈ１９０１にはインク供給保持部材Ｈ１５０１内部の各部屋の圧力変動を逃がすための微細口Ｈ１９１１，Ｈ１９１２，Ｈ１９１３と、各微細口に連通した微細溝Ｈ１９２１，Ｈ１９２２，Ｈ１９２３とが設けられている。微細溝Ｈ１９２１，Ｈ１９２２の他端は微細溝Ｈ１９２３の途中に合流している。微細口Ｈ１９１１，Ｈ１９１２，Ｈ１９１３と微細溝Ｈ１９２１，Ｈ１９２２，Ｈ１９２３のほとんどはシール部材Ｈ１８０１で覆われ、微細溝Ｈ１９２３の他端部は開口されて、大気連通口が形成されている。
【００２３】
インクジェット記録ヘッドＨ１００１は、インクジェット記録装置本体をキャリッジの装着位置に案内する装着ガイドＨ１５６０と、ヘッドセットレバーによりキャリッジに装着固定するための係合部Ｈ１９３０とを備えている。インクジェット記録ヘッドＨ１００１はまた、キャリッジの所定の装着位置に位置決めするためのＸ方向（キャリッジスキャン方向）の突き当て部Ｈ１５７０、Ｙ方向（被記録体搬送方向）の突き当て部Ｈ１５８０、Ｚ方向（インク吐出方向）の突き当て部Ｈ１５９０を備えている。インクジェット記録ヘッドＨ１００１が、突き当て部Ｈ１５７０，Ｈ１５８０，Ｈ１５９０により位置決めされることによって、電気配線テープＨ１３０１上の外部信号入力端子Ｈ１３０２は、キャリッジ内に設けられた電気接続部のコンタクトピンと正確に電気的接触を行う。
【００２４】
図４は、記録素子基板の部分破断斜視図である。記録素子基板Ｈ１１０１は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１１１０に、長溝状の貫通口のインク供給口Ｈ１１０２が、Ｓｉの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で、３個並列して形成されている。
【００２５】
各インク供給口Ｈ１１０２を挟んだ両側には、電気熱変換素子Ｈ１１０３が配置されており、さらに、電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を供給する、Ａｌなどからなる電気配線（図示せず）が形成されている。電気熱変換素子Ｈ１１０３および電気配線は、成膜技術により形成されている。電気配線に電力を供給したり、電気熱変換素子Ｈ１１０３を駆動する電気信号を供給するための電極部Ｈ１１０４が、電気熱変換素子Ｈ１１０３の両側の各辺に沿って配列して形成されている。電極部Ｈ１１０４上にはＡｕなどからなるバンプＨ１１０５が形成されている。
【００２６】
Ｓｉ基板Ｈ１１１０上には、各電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応した各流路を形成する流路壁Ｈ１１０６と、その上方を覆う天井部とが設けられている。天井部は、吐出口Ｈ１１０７が開口し、フォトリソグラフィ技術によって形成された、樹脂材料からなる構造体である。吐出口Ｈ１１０７は、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向して設けられており、全体で吐出口列Ｈ１１０８を形成している。インク供給口Ｈ１１０２から供給されたインクは、各電気熱変換素子Ｈ１１０３の発熱によって発生した気泡の圧力によって、各電気熱変換素子Ｈ１１０３と対向する吐出口Ｈ１１０７から吐出される（図７参照）。
【００２７】
図５は、記録素子基板とインクジェット記録ヘッド本体の一部の断面図である。電気配線テープＨ１３０１の裏面の一部は、インク供給口Ｈ１２０１付近周囲の平面部に、接着剤によって接着固定されている。記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３０１との電気接続部分は、第１の封止剤Ｈ１３０７および第２の封止剤Ｈ１３０８によって封止され、電気接続部分はインクによる腐食や外的衝撃から保護されている。第１の封止剤Ｈ１３０７は、主に電気配線テープＨ１３０１の電極端子Ｈ１３０４と記録素子基板のバンプＨ１１０５との接続部の裏面側と記録素子基板の外周部分を封止している。第２の封止剤Ｈ１３０８は、上記接続部の表側を封止している。電気配線テープＨ１３０１の未接着部は折り曲げられ、インク供給保持部材Ｈ１５０１のインク供給口Ｈ１２０１を有する面とほぼ直交する側面に熱カシメもしくは接着等で固定されている。
【００２８】
電気配線テープＨ１３０１と記録素子基板Ｈ１１０１とは、電極部Ｈ１１０４に形成されたバンプＨ１１０５と、電極部Ｈ１１０４に対応する電気配線テープＨ１３０１の電極端子Ｈ１３０４とが、例えば熱超音波圧着法により電気接合されて、電気的に接続されている。
【００２９】
インク供給口Ｈ１１０２はインク供給口Ｈ１２０１と連通しており、インク供給口Ｈ１２０１からのインクが記録素子基板Ｈ１１０１に供給される。記録素子基板Ｈ１１０１は、インク供給口Ｈ１１０２がインク供給保持部材Ｈ１５０１の各インク供給口Ｈ１２０１と連通するように、インク供給保持部材Ｈ１５０１に対して位置精度良く接着固定されている。接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましく、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤が用いられる。接着層の厚みは５０μｍ程度が望ましい。
【００３０】
インクジェット記録ヘッドについて、さらに詳細に説明する。図６は、インクジェット記録ヘッドの吐出面側から見た断面概念図である。また、図７は、図６の７−７線からみた断面図である。インクジェット記録ヘッドには、インクを吐出する第１の吐出口Ｈ１１０７ａが配列形成された第１の吐出口列Ｈ１１０８ａと、第２の吐出口Ｈ１１０７ｂが配列形成された第２の吐出口列Ｈ１１０８ｂとが各色毎に３組設けられている。各吐出口Ｈ１１０７ａ，Ｈ１１０７ｂは、各吐出口列Ｈ１１０８ａ，Ｈ１１０８ｂに、１列で、複数個配列されている。各色の第１、第２の吐出口列Ｈ１１０８ａ，Ｈ１１０８ｂの間には、インクを供給する共通のインク供給口Ｈ１１０２が色別に設けられ、第１、第２の吐出列Ｈ１１０８ａ，Ｈ１１０８ｂは、インク供給口Ｈ１１０２を介して互いに対向して設けられている。第１、第２の吐出口Ｈ１１０７ａ，Ｈ１１０７ｂは、インク供給口Ｈ１１０２との間に設けられた流路Ｈ１１１３ａ，Ｈ１１１３ｂで接続されている。第１の吐出口Ｈ１１０８ａは１回あたりの吐出量が第２の吐出口Ｈ１１０８ｂよりも小さく設定されている。
【００３１】
第２の吐出列Ｈ１１０８ｂは、互いに隣接する第２の吐出口Ｈ１１０７ｂ同士を仕切り、流路Ｈ１１１３ｂを形成する流路壁Ｈ１１０６ｂの壁厚が、供給口Ｈ１１０２との連通部Ｈ１１１５で、第２の吐出口Ｈ１１０７ｂに接続する奥部Ｈ１１１６よりも大きくなるように形成されている。この結果、第２の吐出口Ｈ１１０７ｂは、流れ抵抗が第１の吐出口Ｈ１１０７ａと同程度になるように調整されている。
【００３２】
第１の吐出口列Ｈ１１０８ａは、少なくとも第２の吐出口Ｈ１１０８ｂに流入可能な最大寸法の異物の流入を防止するように形成されたフィルタＨ１１１１ａを備えている。一方、第２の吐出口Ｈ１１０８ｂはフィルタを備えていない。フィルタＨ１１１１ａは、第１の吐出列Ｈ１１０８ａと供給口Ｈ１１０２との間の流路Ｈ１１１３ａを、吐出口の設けられた面と直交する方向に延びる、互いに間隔をおいて設けられた複数の棒状体である。この間隔は、第２の吐出列Ｈ１１０８ｂの連通部Ｈ１１１５の開口幅よりも小さく設定されている。すなわち、フィルタＨ１１１１ａは、第２の吐出列Ｈ１１０８ｂに流入する可能性のある異物のうち、比較的粒径の大きな異物を捕捉することができる。フィルタＨ１１１１ａの間隔は、吐出口に詰まった場合にインク不吐出につながる可能性のある比較的大きな粒径の異物が捕捉される程度の寸法が好ましく、あまり小さくすると流れ抵抗が増え、逆に好ましくない。なお、フィルタＨ１１１１ａは、吐出口の設けられた面と直交する方向に延びる棒状体でなくともよく、吐出口の設けられた面と平行に延びていてもよく、斜めに延びていてもよい。また、棒状体でなくメッシュ構造でもよい。
【００３３】
制御部は、第１、第２の吐出口Ｈ１１０７ａ，Ｈ１１０７ｂの各々の吐出を制御する。具体的な制御方法は、以下の実施例で説明する。
【００３４】
図８は、本発明のインクジェット記録ヘッドの、ノズル部の基本的な製造工程の一例を示す断面模式図である。以下本図を参照して、インクジェット記録ヘッドの製造方法を説明する。
【００３５】
まず、図８（ａ）に示すように、Ｓｉ基板Ｈ１１１０上に電気熱変換素子Ｈ１１０３を複数個配置する。次いで、電気熱変換素子Ｈ１１０３が形成されたＳｉ基板Ｈ１１１０上に、溶解可能な樹脂で、流路となる型材２０３を形成する。型材（例えば、ＯＤＵＲ、東京応化工業（株）製）はスピンコートにより塗布した後、露光、現像を行ってパターン形成する。次に図８（ｂ）に示すように、ノズル形成部材２０４をスピンコートにより塗布する。ノズル形成部材２０４は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製する。続いてノズル形成部材２０４上に撥水部材２０５をスピンコートにより塗布する。さらに、ミラー・プロジェクション・マスクアライナー（例えば、ＭＰＡ−６００Ｓｕｐｅｒ、キヤノン（株）製）を使用して、ノズル形成部材２０４および撥水部材２０５をマスクを介して露光した後、露光が行われなかった領域を現像液で除去することにより吐出口Ｈ１１０７を形成する。次に図８（ｃ）に示すように、型材２０３、ノズル形成部材２０４、撥水部材２０５がパターニングされた基板を、約８０℃に加熱温調したＴＭＡＨ２２ｗｔ％水溶液に十数時間浸漬することによりＳｉをエッチングしてインク供給口Ｈ１１０２を形成する。最後に図８（ｄ）に示すように、型材２０３を、吐出口Ｈ１１０７およびインク供給口Ｈ１１０２から溶出させることにより、インクジェット記録ヘッドのノズル部を形成する。ノズル部が形成されたＳｉ基板は、ダイシングソーにより分離切断され、チップ化される。チップ化された記録素子基板Ｈ１１０１を使用し、前述した工程によりインクジェット記録ヘッドＨ１００１が作製される。
【００３６】
（比較例）
以上説明したインクジェット記録ヘッドについて、比較例、実施例に基づき効果を検討した。まず、比較例について説明する。図９（ａ）は、比較例のインクジェット記録ヘッドの、吐出面側から見た断面概念図である。記録素子基板Ｈ１１０１には３つのインク供給口６００が形成されており、各々からシアン、マゼンタ、イエローの何れかのインクが供給されるようにインク供給保持部材内に各インクが保持されている。各インク供給口６００を挟んで対向する位置には第１の吐出口列３００と第２の吐出口列５００が形成されており、第１の吐出口列３００を構成する吐出口からは約２ｐｌのインク滴が、第２の吐出口列５００を構成する吐出口からは約５ｐｌのインク滴が吐出されるように、吐出口および流路の寸法が調整されている。流路の流れ抵抗は、流路とインク供給口６００との間に設けられた、柱で構成されるフィルタ７００および８００によって調整されている。
【００３７】
このインクジェット記録ヘッドＨ１００１に保護テープを貼付した。保護テープは、厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートを用いたテープ基材の一面にアクリル系の粘着材が塗布されたものである。保護テープは、インク中の水分蒸発に起因するインクの増粘固着や物流中のインク飛散を防ぐため、吐出口を完全に塞ぐ形で貼りつけられた。この状態で、インクジェット記録ヘッドＨ１００１を６０℃に保たれた環境下で２ヶ月間保存する加速試験を行った後、保護テープを剥がして印字を行った。保護テープを剥がした後、吐出口が形成されているヘッド表面を金属顕微鏡で観察すると、第２の吐出口列５００を構成する吐出口周辺部にクラックが確認された。これは、第２の吐出口列５００の各流路を形成する流路壁の厚さが、第１の吐出口列３００の流路壁の厚さよりも小さく、外力に対して脆弱であったことが原因と考えられる。
【００３８】
（実施例１）
上述した比較例での結果を考慮して、５ｐｌのインク滴を吐出する吐出口列の各流路を形成する流路壁の厚さを増したインクジェット記録ヘッドを作製した。図９（ｂ）は、実施例１のインクジェット記録ヘッドの、吐出面側から見た断面概念図である。このインクジェット記録ヘッドは、図６に示すものと同様の構成である。
【００３９】
製造方法は上述の通りであるが、図８（ａ）に示されるＳｉ基板Ｈ１１１０上の型材２０３を形成する際に使用するパターニング用マスクを比較例から変更した。チップ化された記録素子基板Ｈ１１０１を使用し、図２に示すインクジェット記録ヘッドＨ１００１を作製した。記録素子基板Ｈ１１０１には３つのインク供給口６０１が形成されており、各々からシアン、マゼンタ、イエローの何れかのインクが供給されるようにインク供給保持部材内に各インクが保持されている。各インク供給口を挟んで対向する位置には第１の吐出口列３０１と第２の吐出口列４０１が形成されている。吐出口および流路の寸法は、第１の吐出口列３０１を構成する吐出口から約２ｐｌのインク滴が、第２の吐出口列４０１を構成する吐出口から約５ｐｌのインク滴が吐出されるように調整されている。第２の吐出口列４０１には、フィルタが設けられていない。しかし、第２の吐出口列４０１を構成する各流路は入口が絞られているため、流路の流れ抵抗は、比較例の第２の吐出口列５００を構成する各流路と同等である。
【００４０】
このインクジェット記録ヘッドＨ１００１に、比較例で使用したものと同様の保護テープを貼付し、比較例と同一条件で加速試験をおこない、保護テープを剥がして印字を行った。保護テープを剥がした後、吐出口が形成されているヘッド表面を金属顕微鏡で観察したところ、吐出口周辺部へのクラック発生等、不具合は確認されなかった。これは、図９（ｂ）に示すように、第２の吐出口列４０１を構成する各流路を形成する流路壁の厚さが、比較例における第２の吐出口列５００の各流路を形成する流路壁の厚さよりも大きくなり、基板との接着面積が大きくなったため、外力に対してより強固になったためと考えられる。
【００４１】
このインクジェット記録ヘッドＨ１００１を使用して、着荷時予備吐出をおこなった後、印字を行った。着荷時予備吐出とは、インクジェット記録ヘッドがインクジェット記録装置に着荷された際に実施する予備吐出である。
【００４２】
予備吐出の条件は以下の通りとした（ケース１−１）。
【００４３】
・第１の吐出口列３０１
総吐出口数  １９２
予備吐出デューティ  ５０％
吐出口１つ当たりのインク滴総吐出回数  １００００
吐出量（１つの吐出口の１回の吐出当たりの吐出量）  ２ｐｌ
駆動周波数  １５ｋＨｚ
・第２の吐出口列４０１
総吐出口数  １９２
予備吐出デューティ  ５０％
吐出口１つ当たりのインク滴総吐出回数  １００００
吐出量  ５ｐｌ
駆動周波数  １５ｋＨｚ
予備吐出デューティ５０％とは、インクジェット記録ヘッドの総吐出口数に対して５０％の吐出口で予備吐出を行うことを意味し、ここでは、第１の吐出口列３０１、第２の吐出口列４０１とも、１つおきの吐出口で吐出させるパターンとした。第１の吐出口列３０１、第２の吐出口列４０１は同じタイミングで吐出を行った。駆動周波数とは１秒あたりの吐出回数であり、上記の例では、１秒あたり１５０００回の頻度で吐出が行なわれることを意味する。実際の総吐出回数は１００００回であるので、吐出時間は約０．６７秒であったことになる。
【００４４】
ここで、予備吐出の際に吐出される液滴の吐出列毎の総吐出量と、各吐出口の駆動周波数との乗算によって得られる値を予備吐出基準値と定義する。総吐出量は、各吐出口列の吐出口の総数と、予備吐出の際の吐出口１つ当たりの総吐出回数と、１つの吐出口の１回の吐出当たりの吐出量と、吐出口のデューティー比との積として算出される。これより、予備吐出基準値は、上記の各数値の積となり、第１の吐出口列３０１では０．０２８８ｌ／ｓｅｃ、第２の吐出口列４０１では０．０７２ｌ／ｓｅｃとなる。すなわち、第１の吐出口列３０１の予備吐出基準値＜第２の吐出口列４０１の予備吐出基準値という関係になった。
【００４５】
予備吐出後、印字を行うと、５ｐｌのインク滴を使用した印字部において、多数の不吐が確認された。ヘッド表面を金属顕微鏡で観察したところ、第２の吐出口列４０１を構成する吐出口において、ごみ等の詰まりが確認された。これは、図１０（ａ）から（ｃ）に示すように、予備吐出を行った際、フィルタの設けられていない第２の吐出口列４０１の方が流量が多いため、インク中の異物９００は第２の吐出口列４０１の方に向かい、第２の吐出口列４０１を構成する吐出口に詰まった結果、図１０（ｄ）に示すように、不吐が発生したと考えられる。
【００４６】
そこで、２ｐｌのインク滴を吐出する第１の吐出口列３０１と、５ｐｌのインク滴を吐出する第２の吐出口列４０１とで、デューティを変えて着荷時予備吐出を行った。具体的には、２ｐｌのインク滴を吐出する第１の吐出口列３０１を７５％デューティ、５ｐｌのインク滴を吐出する第２の吐出口列４０１を２５％デューティとし、同じタイミングで予備吐出を行った。予備吐出７５％デューティとは、インクジェット記録ヘッドの総吐出口数に対して７５％の吐出口で予備吐出を行うことを意味し、第１の吐出口列３０１において、吐出させない吐出口が３つおきに繰返されるパターンとした。予備吐出２５％デューティとは、インクジェット記録ヘッドの総吐出口数に対して２５％の吐出口で予備吐出を行うことを意味し、第２の吐出口列４０１において、吐出させる吐出口が３つおきに繰返されるパターンとした。
【００４７】
予備吐出の条件は以下の通りとした（ケース１−２）。
・第１の吐出口列３０１
総吐出口数  １９２
予備吐出デューティ  ７５％
吐出口１つ当たりのインク滴総吐出回数  １００００
吐出量  ２ｐｌ
駆動周波数  １５ｋＨｚ
以上より、予備吐出基準値は０．０４３２ｌ／ｓｅｃとなった。
・第２の吐出口列４０１
総吐出口数  １９２
予備吐出デューティ  ２５％
吐出口１つ当たりのインク滴総吐出回数  １００００
吐出量  ５ｐｌ
駆動周波数  １５ｋＨｚ
以上より、予備吐出基準値は０．０３６ｌ／ｓｅｃとなった。すなわち、第１の吐出口列３０１の予備吐出基準値＞第２の吐出口列４０１の予備吐出基準値という関係になった。
【００４８】
予備吐出後、印字を行うと、５ｐｌのインク滴を使用した印字部における不吐の発生が格段に減少し、ヘッド表面を金属顕微鏡で観察したところ、第２の吐出口列４０１において、ごみ等の詰まりが確認された吐出口の数も格段に少なくなっていた。さらに、第１の吐出口列３０１を構成する各流路に設けられたフィルタ７０１を観察すると、ごみ等がフィルタリングされているのが確認された。これは、図１１（ａ）から（ｃ）に示すように、予備吐出を行った際、インク中のごみ等は第１の吐出口列３０１の方に向かい、ごみ等がフィルタにフィルタリングされたためであると考えられる。
【００４９】
ここで、予備吐出基準値は、前述の通り、総吐出量と、各吐出口の駆動周波数との乗算によって得られるが、単に液滴の総流量でなく、流速をも加味した指数である。すなわち、駆動周波数は、単位時間に流れる流量すなわち流速と相関関係にあり、駆動周波数が高いことは、流れが予備吐出基準値の大きい吐出口列に向けて形成されやすいことを意味する。この場合、フィルタの設けられた第１の吐出口列３０１の方が予備吐出基準値が大きいため、フィルタの設けられていない第２の吐出口列４０１に向かう流れが形成されにくくなり、図１１（ｄ）に示すように、不吐印字の発生が回避できたと考えられる。このように、第１の吐出口列に対する予備吐出基準値が第２の吐出口列に対する予備吐出基準値よりも大きくなるように予備吐出基準値を設定し、設定された駆動周波数にて、総吐出量に相当する液滴を、第１、第２の吐出口から吐出させることによって、不吐印字の発生の回避が容易となる。
【００５０】
（実施例２）
本実施例では、実施例１と同様のインクジェット記録ヘッドを使用し、予備吐出のタイミングを変えた。使用するインクジェット記録ヘッドＨ１００１は、実施例１と同一とした。このインクジェット記録ヘッドＨ１００１を使用して、着荷時予備吐出をおこなった。予備吐出の条件はケース１−１と同一とした。予備吐出を実施する際の駆動波形は、図１２に示すように、第１の吐出口列３０１と第２の吐出口列４０１とで同一とした。予備吐出後、印字を行うと、５ｐｌのインク滴を使用した印字部において、多数の不吐が確認された。ヘッド表面を金属顕微鏡で観察したところ、第２の吐出口列４０１を構成する吐出口において、ごみ等の詰まりが確認された。これは、図１０（ａ）から（ｃ）に示すように、予備吐出を行った際、フィルタの設けられていない第２の吐出口列４０１の方が流量が多いため、インク中の異物９００は第２の吐出口列４０１の方に向かい、第２の吐出口列４０１を構成する吐出口に詰まった結果、図１０（ｄ）に示すように、不吐が発生したと考えられる。
【００５１】
そこで、予備吐出の駆動波形を、図１３に示すように、第１の吐出口列３０１と第２の吐出口列４０１とで異ならせ、第１の吐出口列３０１から第２の吐出口列４０１よりも先に吐出させるようにした。具体的には、第１の吐出口列３０１で、吐出口１つ当たり１００００発の予備吐出をさせた後、第２の吐出口列４０１で、吐出口１つ当たり１００００発の予備吐出をおこなった。予備吐出後、印字を行うと、不吐の発生が格段に減少した。これは、図１４（ａ）から（ｃ）に示すように、フィルタの設けられた第１の吐出口列３０１から先に吐出されるため、インク中の異物９００は第１の吐出口列３０１の方に向かい、フィルタにフィルタリングされる。その後、タイミングをずらして第２の吐出口列４０１から吐出されるが、インク中の異物９００は第１の吐出口列３０１に設けられたフィルタにフィルタリングされているため、図１４（ｄ），（ｅ）に示すように、第２の吐出口列４０１を構成する吐出口に詰まることが防止できたと考えられる。
【００５２】
なお、ごみ等の異物は通常インクタンクの底部に堆積しているため、着荷時予備吐出をおこなうことによって、異物は効果的に除去される。このため、予備吐出後の通常の吐出時には、第１、第２の吐出口からインクが吐出されるが、不吐につながるような異物は既にインクタンクから除去されているため、フィルタの設けられていない第２の吐出口が詰まる可能性は大きく低減する。
【００５３】
以上説明したように、上記の実施形態および実施例においては、予備吐出時に、フィルタが設けられた第１の吐出口にインクの流れが向くように、または吐出のタイミングをずらして、先に第１の吐出口から吐出させて、吐出口の詰まりの原因となり得るような異物を第１の吐出口のフィルタで捕捉する。このため、その後の実際の印字時には、吐出口の詰まりの原因となり得るような異物の多くが除去されているので、フィルタの設けられていない第２の吐出口でインクを吐出させても、吐出口の詰まりの発生可能性が大幅に低減する。しかも、第２の吐出口にはフィルタを設けないことから、フィルタでの流れ抵抗が発生せず、その分第２の吐出口の流路、特に入口部を絞ることができる。これは流路壁の肉厚の増加につながるため、流路壁の基板との接着強度の増加が可能となる。この結果、製造時の熱変形や粘着テープを剥離する際の引張り力でノズルが破損する可能性も低減する。このようにして、インク中のごみ等の吐出口への詰まりを防止しつつ、ノズル部の強度を高めて、より信頼性の高い印字を可能とするという本発明の目標を達成することができる。
【００５４】
なお、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、制御部は、インクジェット記録ヘッドがキャリッジに着荷されたことを検知し、その後に予備吐出をおこなうようにしてもよい。また、予備吐出は着荷時だけでなく、吸引回復動作の前におこなってもよい。さらに、第１，第２の吐出口列は同一サイズの吐出口だけでなく、異なるサイズの吐出口が併存していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の平面図である。
【図２】本発明のインクジェット記録ヘッドの外形図である。
【図３】図２に示すインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。
【図４】記録素子基板の部分破断斜視図である。
【図５】記録素子基板と記録ヘッド本体の一部の断面図である。
【図６】インクジェット記録ヘッドの吐出面側から見た断面概念図である。
【図７】図６の７−７線からみた断面図である。
【図８】ノズル部の基本的な製造工程の一例を示す断面模式図である。
【図９】比較例、実施例における、インクジェット記録ヘッドの吐出面側から見た断面概念図である。
【図１０】実施例１における予備吐出時のインクの流れを示す模式図である。
【図１１】実施例１における予備吐出時のインクの流れを示す模式図である。
【図１２】実施例２における予備吐出時のインクジェット記録ヘッドの駆動波形図である。
【図１３】実施例２における予備吐出時のインクジェット記録ヘッドの駆動波形図である。
【図１４】実施例２における予備吐出時のインクの流れを示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｈ１００１  インクジェット記録ヘッド
Ｈ１１０１  記録素子基板
Ｈ１１０２  インク供給口
Ｈ１１０６  流路壁
Ｈ１１０７  吐出口
Ｈ１１０８  吐出口列
Ｈ１２０１  インク供給口
３００、３０１  第１の吐出口列
４０１  第２の吐出口列
５００  第２の吐出口列
６００、６０１  インク供給口
７００、７０１、８００  フィルタ
９００  異物
【図１】
2006305807.tif 000003
【図２】
2006305807.tif 000004
【図３】
2006305807.tif 000005
【図４】
2006305807.tif 000006
【図５】
2006305807.tif 000007
【図６】
2006305807.tif 000008
【図７】
2006305807.tif 000009
【図８】
2006305807.tif 000010
【図９】
2006305807.tif 000011
【図１０】
2006305807.tif 000012
【図１１】
2006305807.tif 000013
【図１２】
2006305807.tif 000014
【図１３】
2006305807.tif 000015
【図１４】
2006305807.tif 000016