(57)【要約】【課題】  インクジェットプリントヘッドにおいて、異物混入によってインク吐出を妨げられたノズルを他のノズルで補間させる。【解決手段】  異物混入したノズルに対応する圧力発生素子配線を選択的に切断する。また、配線部のみを選択的に断線させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出口、個々のインク吐出口に対応する圧力発生室と圧力発生素子からなるノズル（以下ノズルと言う）及びインク圧力発生素子、圧力発生素子を駆動するための配線を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、吐出に異常のある部位の圧力発生素子もしくは配線が選択的に電気的に切断されていることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
インク吐出口、個々のインク吐出口に対応するノズル及びインク圧力発生素子、圧力発生素子を駆動するための配線を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、異物の混入したノズルに対応する圧力発生素子もしくは配線が選択的に電気的に切断されていることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】
ノズルが樹脂で形成されている事を特徴とする、前記請求項２記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】
前記請求項２及び請求項３において、電気的に切断された圧力発生素子もしくは配線に該当するノズルが変形・破壊されていないことを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
インク吐出口、個々のインク吐出口に対応するノズル及び圧力発生素子、圧力発生素子を駆動するための配線を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、異物の混入したノズルに対応する圧力発生素子もしくは配線が選択的に電気的に切断することを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項６】
電気的切断方法が（ＹＡＧ・フェムト秒）レーザーであることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記請求項５もしくは請求項６において、（ＹＡＧ・フェムト秒）レーザーにより電気的に切断する際、該当ノズル部を変形・破壊されていないことを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリントヘッド及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
また本発明は紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の被記録媒体に対し記録を行う、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に適用できる発明である。
【０００３】
なお、本発明における［記録］とは、文字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を付与することも意味する。
【背景技術】
【０００４】
インクジェット記録方式は、記録時における騒音の発生が無視しうる程度に極めて小さいという点、また高速記録が可能であり、しかもいわゆる普通紙に定着可能で、特別な処理を必要とせずに記録が行えるという点で、ここ数年急速に普及しつつある。また液体吐出ヘッドの中で、インク吐出エネルギー発生素子が形成された基板に対して、垂直方向にインク液滴が吐出するものを「サイドシューター型記録ヘッド」と称し、本発明は、この種のサイドシューター型記録ヘッドの構造に関するものである。
【０００５】
液体吐出ヘッドの小型化、高密度化に対し、基板内に半導体製造技術を用いて、圧力発生素子を駆動するための電気的制御回路（ダイオードマトリックス回路やシフトレジスタ回路）を内蔵した方法が提案されている。前記する高機能な液体吐出ヘッドは、図２に示すような複数本のノズルにインクを供給する方法として基板裏面より基板を貫通させ、共通のインク供給口より各々のノズルにインクを供給する構造になっている。
【０００６】
このような構造で、微細なノズルから微細なインク滴を吐出させる際、圧力発生素子の近傍・或いはノズル部に混入する微小異物、或いは圧力発生素子の異常等はインクの吐出に大きな影響を及ぼし、記録品位低下の大きな要因となっている。ビジネス文書等を記録する際には昨今のノズルの高密度化に伴い、少数ノズルの不吐出が認識されることは少ないが、写真画質のような高品位記録には印字品位の大幅な低下を招く。このため、ノズル近傍に混入した異物を事前に検知したり、インクの吐出に異常のある部位を事前に検知し、その部位を補間する事により、記録品位の低下を防止している。従来の技術では、ノズル近傍に混入した異物をインクを吐出させることによって異常を検出することは可能であるが、この際、圧力発生素子で発生した圧力により異物が移動し、吐出に異常の認められる部位が変化する課題が生じている。この移動を防止する手法として従来は、ノズル部と異物を強制的に接着したり、熱によって破壊・溶解させていた。ノズルが破壊・溶解されると、図３に示す通り、ワイピングブレードで吐出口近傍のインク滴を拭き取る際、表面の平滑性が失われているためにインク滴の拭き残しが発生し、その後のインク吐出に大きな影響を及ぼす。
【０００７】
また、特開２０００−１５８４５で記載されているように、２ヘッドを搭載した記録装置において、一方のヘッドに不吐ノズルが発生した際、他方のヘッドにおける対応ノズルにより不吐ノズルで記録するはずの画像データを記録させる方式がある。この方式においても、記録中の不吐ノズルの移動に伴う有効的な手法はなかった。
【特許文献１】特開２０００−１５８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の手法には、下記の課題が生じていた。
【０００９】
（１）封止材・接着材によって強制的に異物と接着されたノズル部は、吐出口が塞がれるため、吸引回復する際、吸引のバランスが崩れ、吸引回復による所定の品質を保つことができない。
【００１０】
（２）レーザー光等の熱によって破壊・溶解されたノズル部は、その平滑性を失い、ワイピングブレードによる所定の品質を保つことができない。
【００１１】
（３）ビジネス文書等を記録する際の不吐ノズルを補間しない系において、不吐には至らなくとも吐出の異常によってインク敵の着弾が大幅にずれる場合、不吐よりかえって印字品位が低下する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリント用ヘッドは以下の形状を特徴としている。
【００１３】
まず、不吐ノズルを補間しない系について記す。
【００１４】
少数ノズルの吐出異常によるインク滴の着弾ずれや不吐出が発生しても、ビジネス文書のような記録物でその影響が認識されなければ対策を講じる必要はない。しかし、吐出口近傍のインク滴付着・微小キズに伴う吐出異常は、初期的には微細な吐出異常であっても、繰り返し吐出によりその状態が変化し、時には大幅な着弾ずれにいたる場合が多い。初期的な微細異常では記録物で認識することができなくても、大幅なインク滴の着弾ずれに発展すると、記録物でも容易に認識されてしまう。本発明では、初期的な微細異常でも圧力発生素子配線を切断することによって異常現象を不吐出とし、記録物で認識されにくい形態としている。
【００１５】
次に不吐ノズルを補間する系について記す。
【００１６】
本発明では、異物混入によってインクの吐出が妨げられたノズルは、正常のノズルと同一の形状を保っており、圧力発生素子配線部のみが破壊され、該当ノズルには圧力が伝わらない構造となっている。異物混入ノズルが正常ノズルと同一形状を保っているため、吐出口は完全に塞がれることなく、また平滑性も失われないため上記課題を解決することが可能である。
【００１７】
インク吐出口・ノズル・圧力発生素子・圧力発生素子配線を有するインクジェット記録ヘッドで異物の混入したノズルに対応する圧力発生素子またはその配線を選択的に電気的に切断されているプリントヘッドである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明を利用することにより、補間を必要としない系においては、吐出異常をすべて不吐出とし、ビジネス文書等の記録物で認識されないような形態が完成する。
【００１９】
また、不吐補間を行う系においては、一度補間された不吐ノズルは移動することなく、不吐補間のシステムを大幅に向上させることが可能となる。また、不吐ノズルの形状は正常ノズルと何ら相違はないため、ブレードによるインク拭き取り性や吸引回復性に影響を及ぼすことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施例１）
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
完成したインクジェットヘッドにインクを注入し、適正なパルスを付加して全ノズルからインクを吐出させ紙面上に記録させた。適正な記録を得るために、事前にノズル内をインクで完全に充填するために吸引回復動作と記録前の予備吐を行った。
【００２２】
その後、不吐となったノズルを紙面上の記録物より検出し、該当するノズルを観察した。この際、不吐ノズルに異物の混入・或いは圧力発生素子に異常が認められた場合、該当ノズルの圧力発生素子配線をＹＡＧレーザーにて切断した。レーザーの発光はノズル部のインク吐出側から行い、樹脂で形成されたノズル部を透過させ圧力発生素子配線部のみ破壊させた。これにより、ノズル部を変形・破壊させることなく配線の切断に成功した。効果検証のため、異物混入による不吐ヘッドに前記レーザー切断を施さないヘッドも併せて準備した。
【００２３】
その後、双方のヘッドについてパルス付加によるインクの吐出及び、吸引回復によるインクの流動を繰り返し行い、不吐ノズルの移動の発生について確認した。
【００２４】
その結果、レーザー切断を施した４ヘッド（不吐ノズルは圧力発生素子配線の切断により圧力が発生しない）での不吐ノズルの移動は認められなかった。これに対し、レーザー切断を施さなかった４ヘッド中３ヘッドで不吐ノズルの移動が発生した。このことにより、ノズル内に混入した異物は圧力発生素子にて発生した圧力が繰り返しかかることによってノズル部後方に移動し、インク吐出の際に再度ノズル内に混入することが考えられる。この際、異物の進入するノズルは必ずしも以前と同一とは限らない。また、レーザー切断を施したヘッドで異物が移動しなかったことにより、吸引回復による単純なインク流動ではノズル内異物は移動しないことが確認された。
【００２５】
図１に本発明の模式図、図４にノズル内異物の移動に関する模式図を記した。
【００２６】
ａ）ノズル内に異物が混入
ｂ）圧力発生素子駆動時にノズル内に発泡（今回の実施例ではヒータでの膜沸騰）し、この圧力で異物がノズル外に押し出される
ｃ）圧力発生素子の駆動が中止され、ノズル内の発泡は消泡される。この際に発生する負圧によりノズル外に押し出された異物が移動する。
【００２７】
ｄ）この時、混入するノズルは必ずしも以前のノズルと同一ではない。
【００２８】
今回の実施例で作成した圧力発生素子配線を切断したヘッドでブレードワイピングを行ったところ、インク滴の拭き残しもなく通常の良品ヘッドと同一の品質を維持することができた．図５にその模式図を記した。
【００２９】
図６に本実施例の模式図を記した。
【００３０】
（実施例２）
実施例１でも異物移動に対する効果は十分に認められたが、品質信頼性を向上させる目的で本例も併せて行った。実施例１ではノズル内に配線された圧力発生素子配線を切断したが、この部位には常時インクが存在し、配線切断時に発生した表層の保護膜の微細亀裂などによりインクが進入する可能性があった。インク進入により経時で配線部の腐食が進行する懸念があり、その結果インクジェットヘッドを破壊する可能性がある。本例ではこの懸念を解決するために、圧力発生素子配線をノズル外部に配置し、インクとの接触を絶つ形状とした。ＹＡＧやフェムト秒レーザにより、樹脂で形成されたノズル材料を透過させて配線部のみを切断する方式を採用した。
【００３１】
この形態で、印字保証枚数までの印字耐久を行っても配線部の腐食が進行することはなかった。
【００３２】
図７に本実施例の模式図を記した。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の模式図。
【図２】従来例での模式図断面図。
【図３】従来例でのブレードによるワイピングでの弊害模式図。
【図４】ノズル内異物の移動を示す模式図。
【図５】本発明でのブレードによるワイピングでの模式図。
【図６】本発明実施例１の模式図。
【図７】本発明実施例２の模式図。
【符号の説明】
【００３４】
１  共通液室
２  吐出口
３  圧力室
４  圧力発生素子
５  インク供給口
６  インク滴
７  ワイピングブレード
８  ワイピング後の拭き残りインク滴
９  破壊された不吐ノズル
１０  正常ノズル
１１  異物混入ノズル
１２  ノズル内異物
１３  圧力発生素子起動時の発泡
１４  圧力発生素子配線切断部
１５  ノズル内圧力発生素子配線断線部
１６  ノズル外側に配置した圧力発生素子配線
１７  ノズル外側に配置した圧力発生素子配線の切断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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