(57)【要約】【課題】  吐出休止中におけるインク吐出口からのインク溶媒の蒸発を抑制し、印字障害の発生を防止することを目的としたインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】  インク吐出口近傍に、インク吐出口とは別の液面を有するインクジェットヘッドにおいて、前記液面を形成する液溜まりに突起部を設けることで液面と外気との接触面積を拡大し、液面からの蒸発を促進し、該インク吐出口近傍の湿度を高く保つことで、該インク吐出口からのインク溶媒の蒸発を抑制する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液流路と、液流路中にありインクに運動エネルギーを付与するエネルギー発生体と、液流路に連通しインクを吐出させる吐出口とを有し、かつ、前記インク吐出口近傍に、該インク吐出口とは別の液面を有するインクジェットヘッドにおいて、前記液面を形成する液溜まりの内部に突起部を有することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記液面は、前記突起部に沿って形成されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記突起部は、前記液面より外側に突出していることを特徴とする請求項１ないし２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記突起部は、表面積を増すための細い溝を有することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記突起部は、インク吐出口と一体成形されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記突起部は、表面が高い親水性を有していることを特徴とする請求項１〜請求項５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記液溜まりは、流路、あるいは前記流路の開口部であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を飛翔させることにより媒体に画像を形成するインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、インク等の液体を吐出口より飛翔させることにより媒体に画像を形成する。図２はインクジェットヘッド１の断面図である。記録素子基板２上に、エネルギー発生体である電気熱変換素子３が設けられ、電気熱変換素子３に対応する位置にノズル４を構成するノズル壁５、およびインク吐出口６を有するオリフィスプレート７が一体的な部材として設けられている。また記録素子基板２には、背面からインクを供給するためのインク供給路８が開けられている。
【０００３】
通常、インク吐出口は外気にさらされた状態にあり、インク吐出口からノズル内にあるインク溶媒が蒸発する。そのため、ノズル部のインクの粘度が上昇し、不吐出や着弾精度の悪化などの印字障害がおこる。この問題点は、その前に吐出してからの時間間隔が長いほど蒸発が進行し、悪化することがわかっている。
【０００４】
上述した問題を解決する方法として、特開平11-5307号公報には、インク吐出口近傍に溝を設け、溝を液溜まりとし、溜めた液体からの自然蒸発によりインク吐出口近傍の湿度を高く保つことでインク吐出口からのインク溶媒の蒸発を抑制し、印字障害の発生を防止する構成が提案されている。また、特開2003-145783号公報には、インク吐出口近傍に、不職布などからなる保持体を設置し、保持体に液体を供給し、保持体から液体が自然蒸発することで、インク吐出口近傍の湿度を高く保ち、インク吐出口からのインク溶媒の蒸発を抑制し、印字障害の発生を防止する構成が提案されている。
【０００５】
これらの方法は、インク吐出口近傍に、インク吐出口とは別の液面を設け、別に設けた液面からの液体の自然蒸発により、インク吐出口近傍の湿度を高く保ち、インク吐出口からのインク溶媒の蒸発を抑制する。それゆえ、インク吐出口とは別の液面が、外気と触れている接触面積が広いほど、液体の蒸発が促進され、効果的にインク吐出口近傍の湿度を高く保つことができる。また、液面は吐出口に近いほど効果がある。
【特許文献１】特開平11-5307号公報
【特許文献２】特開2003-145783号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上より、吐出口近傍の湿度を高く保つという目的から、インク吐出口近傍のインク吐出口とは別の液面は、該インク吐出口に近く、なおかつ液面が広く外気と接触していることが重要となる。しかしながら、インク吐出口近傍の溝を液溜まりとするだけでは、積極的にインク吐出口近傍の湿度を増加させているとはいえない。また、インク吐出口近傍に保持体を設置する構成は、保持体を新たに用意する必要があり、なおかつ保持体を正確に配置、接着させねばならず、さらに保持体に液体を供給するための供給路が必要となり、そのうえ保持体のもつ厚みが紙間に制限を与えてしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明においては、インクジェットヘッドを次のように構成したことを特徴とするものである。すなわち、本発明のインクジェットヘッドは、液流路と、液流路中にありインクに運動エネルギーを付与するエネルギー発生体と、液流路に連通しインクを吐出させる吐出口とを有し、かつ、前記インク吐出口近傍に、該インク吐出口とは別の液面を有するインクジェットヘッドにおいて、前記液面を形成する液溜まりの内部に突起部を有することを特徴としている。また、本発明のインクジェットヘッドはこれらのヘッドにおいて、前記液面が前記突起部に沿って形成されることを特徴としている。また、本発明のインクジェットヘッドは、これらのヘッドにおいて、前記突起部が前記液面より外側に突出していることを特徴としている。また、本発明のインクジェットヘッドはこれらのヘッドにおいて、前記突起部が表面積を増すための細い溝を有することを特徴としている。また、本発明のインクジェットヘッドはこれらのヘッドにおいて、前記突起部がインク吐出口と一体成形されることを特徴している。また、本発明のインクジェットヘッドはこれらのヘッドにおいて、前記突起部の表面が高い親水性を有していることを特徴としている。また、本発明のインクジェットヘッドはこれらのヘッドにおいて、前記液溜まりがインクや水などの流路、あるいは前記流路の開口部であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、以上のように、インク吐出口近傍に、インク吐出口とは別の液面を有するインクジェットヘッドにおいて、前記液面を形成する液溜まりの内部に突起部を設けることで液面と外気との接触面積を拡大し、かつ、気流の良く当たるところに水分が露出されているので、液面からの蒸発を促進し、該インク吐出口近傍の湿度を高く保つことで、該インク吐出口からのインク溶媒の蒸発を抑制し、印字障害の発生を防止することが可能となる。また本発明の構成によると、突起部をインク吐出口と一体成形することにより、新たな材料を必要とせず、微細加工を可能とし、紙間への影響も低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、インク吐出口近傍の、インク吐出口とは別の液面を形成する液溜まりに突起部を設けた構成にすることで、液面と外気の接触面積を拡大し、前記液面からの蒸発を促進し、インク吐出口近傍の湿度を高く保つことで、インク吐出口からの蒸発を抑制し、印字障害の発生を防止する。さらに、突起部の表面が毛管現象の生じる細い溝を有するとき、毛管現象により液面を引き出すことで表面積は格段に拡大され、より効果的な蒸発を促すことができる。また突起部をオリフィスプレートと一体成形することで、新たな材料を必要とせず、微小成形を可能とし、紙間への影響もない。
【００１０】
以下に、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例１の構成を示すインクジェットヘッドの断面図である。従来のインクジェットヘッドの構成に加え、液溜まり９と突起部１０を備えている。突起部１０は、突起部１０を真上から見た図３（ｂ）に示すように表面に細い溝があるため、毛管現象により液溜まり９から液面を引き上げる。液面からの蒸発量は、液面と外気との接触面積に比例するため、接触面積は広くなるほどよい。図３（ｃ）のようにインク吐出口側の片面のみ細い溝を有することもできる。突起部はインク吐出口面より高く突起しているが、本実施例では３０ミクロン程度の突起なので、紙間への影響はない。本実施例において突起の径はインク吐出口と同程度の１０ミクロンにしてある。突起部は、インク吐出口を囲むような、たとえば図３（ｄ）のような、形状であるほうが望ましい。
【００１２】
図４（ａ）〜（ｄ）は本実施例のインクジェットヘッドの製造工程の模式的断面図である。図４（ａ）では、一層目のポジ型感光性材料に、電気熱変換素子３の位置に対応したノズル壁５、および突起部１０のパターン露光を施している。図４（ｂ）では、二層目のポジ型感光性材料に、電気熱変換素子３の位置に対応したオリフィスプレート７、ノズル壁５、および突起部１０のパターン露光を施している。図４（ｃ）では、三層目のポジ型感光性材料に、電気熱変換素子３の位置に対応した突起部１０のパターン露光を施している。このように、三層にわたりポジ型感光性材料へパターン露光したあと、インク供給路８を作製し、溶剤を用いてパターンを現像することで、図２に示すインクジェットヘッドの構成を、ノズルと一体で成形することができる。
【００１３】
このようにして成形した突起部は、突起部がない場合に比べ、インク吐出口に対してより広い液面を生成し、インク吐出口近傍の湿度を高く維持する。ゆえに、インク吐出口からのインク溶媒の蒸発が効果的に抑制され、長時間の休止時間が続いても印字障害の発生を防止することが可能となる。
【実施例２】
【００１４】
図５は、本発明の実施例２の構成を示すインクジェットヘッドの断面図である。オリフィスプレート１１により、液溜まりにつながる流路１２を構成している。流路１２から、水、インクなどの液体を供給することで、液溜まり量を調節することができる。このような構成にすることで、液溜まりに常に液体を維持することができ、インク吐出口近傍に常に十分な液面を生成することが可能となる。ゆえに、実施例１と同等以上の効果を生む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係わるインクジェットヘッドの断面図である。
【図２】従来例を説明するインクジェットヘッドの断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係わるインクジェットヘッドの突起部の正面図である。
【図４】図１のインクジェットヘッドの製造方法の各工程を説明するための模式的断面図である。
【図５】本発明の実施例２に係わるインクジェットヘッドの断面図である。
【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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