(57)【要約】【課題】ノズル面に堆積するミストに対して、安定性の高い記録ヘッドを提供すること。【解決手段】インクを吐出させるための複数のノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路内部に設けた吐出圧力発生素子と、インク流路にインクを供給する共通液室のセットを有するインクジェット記録装置において、ノズル面のノズル近傍に溝を有し、溝は共通液室と連通していることを特徴とするインクジェット記録装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出させるための複数のノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路内部に設けた吐出圧力発生素子と、インク流路にインクを供給する共通液室のセットを有するインクジェット記録装置において、ノズル面のノズル近傍に溝を有し、溝は共通液室と連通していることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記溝の幅はノズル径よりも小さい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装置。
【請求項３】
ノズル列から所定距離離れた領域に親水領域を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
圧力発生素子は電気熱変換素子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記録装置。
【請求項５】
インクを吐出させるための複数のノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路内部に設けた吐出圧力発生素子と、インク流路にインクを供給する共通液室からなるセットを、異なるインク毎に複数有するインクジェット記録ヘッドにおいて、各セット毎にノズル面のノズル近傍に溝を有し、溝はそれぞれのセットに対応した共通液室と連通していることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記セットは、互いに２ｍｍ以上離れて配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
少なくとも前記セット毎にノズル面のインクを毛管力により各吐出インクに引き込む手段を有することを特徴とする請求項５または６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
インクを吐出させるための複数のノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路内部に設けた吐出圧力発生素子と、インク流路にインクを供給する共通液室からなる群を、異なるインク毎に複数有するインクジェット記録ヘッドにおいて、ノズル群毎にノズル面のインクを毛管力により各吐出インクに引き込む手段を有し、各ノズル群は２ｍｍ以上離れていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記ノズル面で各セットの間に、親水領域を設けたことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
インクを吐出させるためのノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路内部に設けた吐出圧力発生素子と、インク流路にインクを供給する共通液室のセット又は該セットを異なるインク毎に複数、有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、ノズル面のノズル近傍に位置し共通液室と連通している溝を、ノズル形成工程においてノズル面と一括して作成することを特徴とするインクジェット記録装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置（画像記録装置）として使用するインクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する吐出室（圧力室、加圧液室、液室、インク室、インク流路等とも称される）と、この吐出室内のインクを加圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段（エネルギー発生手段）とを備えて、アクチュエータ手段を駆動することで吐出室内インクを加圧してノズルからインク滴を吐出させるものであり、記録の必要なときにのみインク滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。そして、インク滴（記録液体）を吐出させるためのアクチュエータ手段の種類により、幾つかの方式に大別される。液室の壁の一部を薄い振動板とし、これに対応して電気機械変換素子としての圧電素子を配置し、電圧印加に伴って発生する圧電素子の変形により振動板を変形させることで液室内の圧力を変化させてインク滴を吐出させるピエゾ方式のもの、液室内部に発熱体素子を配置し、通電による発熱体の加熱によって気泡を発生させ、気泡の圧力によってインク滴を吐出させる発泡噴射方式のものが一般に良く知られている。
また、液室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向して配置された液室外の個別電極とを備え、振動板と電極との間に電界を印加することで発生する静電力により振動板を変形させて、液室内の圧力／体積を変化させることによりノズルからインク滴を吐出させる静電型のものも提案されている。
【０００３】
ところで、インクを安定に吐出するには、ノズルのメニスカスが安定してなければならない。メニスカスを壊すひとつの大きな原因が、ノズル面に付着したインクミストがインク溜りとなりノズルに掛かることである。
そこで、ノズル内のインク境界を安定させる意味と、滞留する微細ミスト粒子が会合して大きなインク溜りに成長しないように、ノズル面に撥水処理する記録ヘッドが提案されている。しかしながら、近年、印刷速度の高速化の要求からノズル数は増大し、画質を向上するために、ますます小さなノズルが用いられるようになってきたために、小さなインク溜りが形成されただけで吐出不安定に陥りやすく、ノズル面に付着するミストに対する対策が重要となっている。ノズル数の増大が、記録ヘッドとしての吐出不良発生確率を上げている。また、連続した長時間の高周波数での駆動では多くのミストが発生する。
ミストは、インクノズルから吐出されたインク滴が記録媒体へ着弾の際に跳ね返り浮遊するもの、吐出時の微小なサテライトが記録媒体へ着弾せずに浮遊するものなどが主な原因である。
また、インク溜りの別な発生要因としては、キャッピングを外したときのノズル面へのインクの残留が挙げられる。ノズル面に付着したミストがキャピングに沿って移動して大きくなったものがノズル面側に残ってしまうものである。
【０００４】
これに対して、特許文献１では、インクミストは吐出口の近傍から８００μｍから１．５ｍｍ離れた吐出口面においてより付着し易いのでこれを防止するため、ノズル近傍の中央撥水領域から所定距離（２ｍｍ）離れた領域に溝状親水領域を設けることで、ミストを親水領域側に引き込み、ノズル近傍にミストが堆積して成長することを防ぐ記録ヘッドを開示している。
また、特許文献２では、１列に並んだノズル列を色毎にノズル群に分け、ノズル群に対応した親水領域を分離することで、混色を避ける記録ヘッドを開示している。
特許文献１、２のように、撥水領域と親水領域を設ける方法は、ミストが堆積して成長したインク溜りや、アンキャッピング時に残されたインク溜りが移動して、ノズルにかかることを防止するには効果がある。ノズル面を移動するインクを親水領域が止めるからである。
しかしながら、ノズル近傍に直接付着するミストを引き込む効果を有するように、充分ノズルに近づけてノズル面に撥水処理と親水処理をするのは難しい。実現するにはコスト高になる。特にノズルが小径化して、高密度で配列されている近年の記録ヘッドでは尚更である。
また、親水領域に滞留したインク溜りは、ワイピングするまでは除去されないので、インクが乾燥、固着して本来の機能を果たせなくなる場合がある。
【０００５】
特許文献３では、ノズルに分散方向に複数の溝を設けて（例えば星型状のノズル）、ノズル面のインク溜りがノズルに流れ込んでも、溝にインクを毛管力で引き込む記録ヘッドを開示している。
特に、気泡を発生させインクを吐出し、気泡を外気と連通させる記録ヘッド（ＢＴＪ方式）において、インク溜りがノズルを塞ぐことのないようにして、気泡を閉じ込めて噴射ダウンすることを防止している。このような噴射ダウンが発生すると、回復機構によりインク吸引しなければ回復しない。
この方式は、ノズル自体にインク溜りに対してインクをインク流路内に引き込む機能を持たせているので、メニスカスが安定化でき、ノズル近傍に直接付着するミストに対応して有効である。
しかしながら、吐出するインク滴の速度、大きさに多大な影響を及ぼすノズルは、画像品質を保つために元々高精度に作られているので、ノズルを複雑な形状に製作するのは歩留まり、コストの面から好ましくない。ノズルに溝があるということは、吐出するインクの液柱を溝が毛管力で引っ張り、噴射曲りを発生させる要因にもなるため、溝の設計（位置、形状等）は重要であり、設計通りに充分な精度で作られなければならない。
特に、３００ｄｐｉを越える高密度のノズルを有する記録ヘッドに関しては、ノズル径が小さくなり、溝はこれに対する精度を要求されるので更に難しい。
【０００６】
特許文献４では、ノズル近傍に、溝をノズル形成工程と一括して形成することで、ミストが堆積したインク溜りを溝に毛管力で引き込み、ノズルに付着しないようにする記録ヘッドが開示されている。
この方式は、ノズル近傍に溝を形成することが容易なので、ノズル近傍に直接付着するミストに対して有効である。また、ノズルと溝は分かれているので、ノズルを形成する以上の精度を要求されることはない。
しかしながら、ノズルに対向する毛管力を必要とするが故に、溝の幅は狭く、溝に入ったインクをワイピングで除去することは難しい。つまり、一旦インクが溝に入ると、インクが乾燥固着して溝を埋めてしまうために、経時的にその機能を維持できない。
カートリッジ交換などの充填動作、回復動作を行なっても、溝の機能を完全に回復するのは難しい。
また、その請求項３の箇所で特記しているように流路／ノズルの高さと、溝の深さが違うので、実際には一括してパターンを作成することはできない。工程数を増やす必要があり、コストアップしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−２１０８５９号公報
【特許文献２】
特開平８−５８０９６号公報
【特許文献３】
特開２０００−２８０４７９号公報
【特許文献４】
特開２００２−２１９８０５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記従来技術に鑑みて、ノズル面に堆積するミストに対して、安定性の高い記録ヘッドを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ノズル近傍に共通液室と連通した溝を設けることで、ミストを共通液室に引き込むことで、インクがノズルに掛かり、メニスカスが壊れることを防止する。
また、溝が共通液室と連通していることで、共通液室の負圧でミストを確実に引き込めると共に、インクが乾燥して固着し、機能を失うことを防ぐ（全く乾燥しないわけではない）。
例えば、乾燥により溝の機能が低下したとしてもカートリッジ交換などの充填動作でノズルと同様に回復することができる。
また、１ヘッドにノズルを複数含むインク吐出セット（本明細書では「ノズル群」とも云う）が複数色分ある場合には、特許文献４や本発明のようにミストを吐出インクに引き込む方式では、ミストによる混色が問題になる。
そこで本発明では、ノズル面へのミストの付着範囲を調査することで、ノズル群間（の距離を規定して、ミストによる混色を防ぐ方法を提案する。具体的には、ノズル群間は２ｍｍ以上離れていることが好ましい。吐出されたインク滴が的確に飛翔すればするほど着弾後の跳ね返りミストは吐出口の近傍に付着する。
【００１０】
而して、上記課題は、本発明の（１）インクを吐出させるための複数のノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路内部に設けた吐出圧力発生素子と、インク流路にインクを供給する共通液室のセットを有するインクジェット記録装置において、ノズル面のノズル近傍に溝を有し、溝は共通液室と連通していることを特徴とするインクジェット記録装置；
（２）前記溝の幅はノズル径よりも小さいことを特徴とする前記第（１）項に記載のインクジェット記録装置；
（３）ノズル列から所定距離離れた領域に親水領域を設けたことを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項の何れかに記載のインクジェット記録装置；
（４）圧力発生素子は電気熱変換素子であることを特徴とする前記第（１）項に記載のインクジェット記録記録装置；
（５）インクを吐出させるための複数のノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路内部に設けた吐出圧力発生素子と、インク流路にインクを供給する共通液室からなるセットを、異なるインク毎に複数有するインクジェット記録ヘッドにおいて、各セット毎にノズル面のノズル近傍に溝を有し、溝はそれぞれのセットに対応した共通液室と連通していることを特徴とするインクジェット記録装置；
（６）前記セットは、互いに２ｍｍ以上離れて配置されていることを特徴とする前記第（１）項乃至第（５）項のいずれかに記載のインクジェット記録装置；
（７）少なくとも前記セット毎にノズル面のインクを毛管力により各吐出インクに引き込む手段を有することを特徴とする前記第（５）項または第（６）項に記載のインクジェット記録装置；
（８）インクを吐出させるための複数のノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路内部に設けた吐出圧力発生素子と、インク流路にインクを供給する共通液室からなる群を、異なるインク毎に複数有するインクジェット記録ヘッドにおいて、ノズル群毎にノズル面のインクを毛管力により各吐出インクに引き込む手段を有し、各ノズル群は２ｍｍ以上離れていることを特徴とするインクジェット記録装置；
（９）前記ノズル面で各セットの間に、親水領域を設けたことを特徴とする前記第（５）項乃至第（８）項のいずれかに記載のインクジェット記録装置、により達成される。
【００１１】
また上記課題は、本発明の（１０）インクを吐出させるためのノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路内部に設けた吐出圧力発生素子と、インク流路にインクを供給する共通液室のセット又は該セットを異なるインク毎に複数、有するインクジェット記録ヘッドの製造方法において、ノズル面のノズル近傍に位置し共通液室と連通している溝を、ノズル形成工程においてノズル面と一括して作成することを特徴とするインクジェット記録装置の製造方法により達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係る画像記録装置としてのインクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図、図２は同機構部の側面説明図である。
【００１３】
このインクジェット記録装置装置は、記録装置本体（１）の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部（２）等を収納し、給紙カセット（４）或いは手差しトレイ（５）から給送される用紙（３）を取り込み印字機構部（２）の箇所に搬送し、印字機構部（２）によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ（６）に排紙する。
【００１４】
印字機構部（２）は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド（１１）と従ガイドロッド（１２）とでキャリッジ（１３）を主走査方向（図２で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ（１３）にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなるヘッド（１４）をインク滴吐出方向を下方に向けて図２に示されるように装着し、キャリッジ（１３）の上側にはヘッド（１４）に各色のインクを供給するための各インクタンク（インクカートリッジ）（１５）を交換可能に装着している。
【００１５】
インクカートリッジ（１５）は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッド（１４）へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッド（１４）へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。このインクカートリッジ（１５）からインクをヘッド（１４）内に供給する。
【００１６】
ここで、キャリッジ（１３）は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド（１１）に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド（１２）に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ（１３）を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ（１７）で回転駆動される駆動プーリ（１８）と従動プーリ（１９）との間にタイミングベルト（２０）を張装し、このタイミングベルト（２０）をキャリッジ（１３）に固定しており、主走査モータ（１７）の正逆回転によりキャリッジ（１３）が往復駆動される。キャリッジ（１３）は、代わりにリードスクリユーに螺合し、そのスクリユー軸の回転により主走査方向に移動されるものであってもよい。
【００１７】
また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド（１４）を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。さらに、ヘッド（１４）としては、後述するように、インク流路の壁面の少なくとも一部を形成する振動板と、この振動板を圧電素子で変形させるピエゾ型インクジェットヘッドを用いている。
【００１８】
一方、給紙カセット（４）にセットした用紙（３）をヘッド（１４）の下方側に搬送するために、給紙カセット（４）から用紙（３）を分離給装する給紙ローラ（２１）及びフリクションパッド（２２）と、用紙（３）を案内するガイド部材（２３）と、給紙された用紙（３）を反転させて搬送する搬送ローラ（２４）と、この搬送ローラ（２４）の周面に押し付けられる搬送コロ（２５）及び搬送ローラ（２４）からの用紙（３）の送り出し角度を規定する先端コロ（２６）とを設けている。搬送ローラ（２４）は副走査モータ（２７）によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００１９】
そして、キャリッジ（１３）の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ（２４）から送り出された用紙（３）を記録ヘッド（１４）の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材（２９）を設けている。この印写受け部材（２９）の用紙搬送方向下流側には、用紙（３）を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ（３１）、拍車（３２）を設け、さらに用紙（３）を排紙トレイ（６）に送り出す排紙ローラ（３３）及び拍車（３４）と、排紙経路を形成するガイド部材（３５），（３６）とを配設している。
【００２０】
記録時には、キャリッジ（１３）を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド（１４）を駆動することにより、停止している用紙（３）にインクを吐出して１行分を記録し、用紙（３）を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙（３）の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙（３）を排紙する。
【００２１】
また、キャリッジ（１３）の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド（１４）の吐出不良を回復するための回復装置（３７）を配置している。回復装置（３７）は、キャップ手段と、このキャップ手段に吸収されたインクを該キャップ手段から吸引し去る吸引手段と、ノズル面のインクを拭き取るクリーニング手段を有している。キャリッジ（１３）は印字待機中にはこの回復装置（３７）側の所定位置（ホームポジション）に移動し、そこでキャッピング手段によりヘッド（１４）をキャッピングされ、吐出口部（ノズル孔）を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する（パージする）ことにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００２２】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド（１４）の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００２３】
【実施例】
（実施例１）
図３に、本発明による第１の実施例の構成を示す。
図３に示すように、ノズルはインク流路を介して共通液室に連通している。インク流路内には圧力発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）が設けられている。ヒータは、図示しない制御部からの制御に基づき、図示しない電極を介して通電することで発熱し、インク中に気泡を発生させインクを吐出する。インクを吐出するための個別構造は、従来のＢＴＪ方式（あるいはバブル方式でも良い）のヘッド構成と変わりない。また、ノズル面上には撥水処理を施している。
【００２４】
本発明では、図３のＡ−Ａ‘断面、Ｂ−Ｂ’断面に具体的に示されるように、ノズル面に溝を設け、溝を共通液室に連通させている。
また、本実施例では、溝の幅はノズル径よりも小さくして、ノズルよりも毛管力を大きくしている（請求項２の構成）。溝の幅はノズルの０．５倍〜０．８倍が好ましい。
これにより、ノズル面上のミストが吐出に影響を及ぼすほど堆積して大きくなる前に、毛管力と共通液室の負圧によりインクが溝に引き込まれ、インク溜りがノズルに掛かりメニスカスを壊す確率が極力少なくなる。つまりミストに対する安定性が向上する。
また、溝の長さをノズル径より長くして、外部で大きくなったインク溜りが移動してきた時に先に溝に接触して、溝に引き込む確率を高くしている。
【００２５】
ノズルと溝の間隔は、ノズルピッチよりも近いことが好ましい。
これは、ミストの堆積をノズル毎に独立させて、ノズル近傍に堆積するミストを成長させないためである。複数のノズルからのミストが堆積して成長し、ひとつのノズルに影響することを防ぐ。
図３の本実施例のように、ノズル間に溝を配置すれば必然的にノズルと溝の間隔はノズルピッチよりも近くなる。
ノズルと溝の間隔が、ノズルピッチよりも広い場合には、ノズル近傍のミストの堆積を防止する効果よりも、成長したミストがノズルに移動してくることを、ミストを共通液室に引き込んで防止する効果になる。
【００２６】
このような、本発明のインクジェット記録ヘッドは、つぎのような製造方法により製造することができる。即ち、シリコン基板上に酸化シリコンの蓄熱層を熱酸化で形成し、ヒータ層、電極層を形成し、パターニングで電気熱変換素子（発熱抵抗部）を形成する。この上にインクから保護するためにスパッタ等により酸化シリコン膜を形成する。これにより発熱抵抗部が基板上に完成する。上記基板上にドライフィルムのラミネート等により、溶解可能な型材を形成する。この型材をパターニングすることによりインク流路の型を形成する。その上に吐出口剤をスピンコート等で塗布し、ノズル面に吐出口をフォトリソグラフィー法で形成する。このときに、吐出口と同時に溝部も形成する。次にサンドブラスト、化学エッチング等により基板の背面より穴を明け、インク供給口を形成する。最後に型剤を除去し吐出口基板が完成する。吐出口形成の前または後に適当な撥水性皮膜を所定形状のマスクを介在させて塗布する。このチップをシリコン基板から切りだしインク流路付き部材に接着、電気実装して本発明のヘッドが完成する。
【００２７】
このように、本発明の構成は、ノズル形成と同一の工程で溝を形成できるので、溝を追加することによる工程数の上昇、コストアップ等の問題がない。
また、ノズル近傍に溝を形成することが容易であり、噴射安定性に関わるノズル近傍のミストを効果的に取り除くことができる。
本発明においては、この溝は、ノズル吐出口から２ｍｍ以上離れていることが好ましい。また、インクを吐出させるための複数のノズルと、ノズルに連通するインク流路と、インク流路内部に設けた吐出圧力発生素子と、インク流路にインクを供給する共通液室からなるセットを、異なるインク毎に複数有するインクジェット記録ヘッドとする場合には、ノズル面のノズル近傍に溝を有する各セットは、相互干渉を防ぐ意味でも互いに２ｍｍ以上離れて配置されていることが好ましい。
【００２８】
本実施例では、インクの吐出に電気熱変換素子を用いる発泡噴射方式を掲げたが、本発明は、これに限らず、インクの吐出に圧電素子を用いるピエゾ方式などでも効果があることは明らかである。
但し、本発明は共通液室に溝を連通させる必要から、ノズルと共通液室の距離が短い、つまり、圧力発生部（本実施例ではヒータ部）の長さを短く構成できるバブルジョット方式のインクジェット記録ヘッドに関してより有効に作用する。
これは、溝および溝の連通部が長くなると流体抵抗値が大きくなり、共通液室の負圧の作用が弱くなるためである。
【００２９】
（実施例２）
図４は、本発明による第２の実施例のヘッド構成を示す。
図３の第１の実施例との違いは、ノズルを囲うように、ノズル面上の溝形状をＴ字に配した点にある。これにより、ノズル近傍のミストをより確実に溝に引き込むと共に、外部からインク溜りが移動してきた場合に、より確実に溝で捕獲できる。
この実施例のように、本発明の溝は直線に限るものではなく、図４のように分岐していたり、曲線状であっても構わない。
【００３０】
（実施例３）
図５は、本発明による第３の実施例のヘッド構成を示す。この例に示される構成は、前記第１の実施例のヘッド、第２の実施例のヘッドをはじめ他の実施例のヘッドに適用（併用）できる。
溝と共通液室の連通部を複数のノズルからなるブロックの両側に配している。
本発明は、図３、図４のように、ノズル間に溝を設ける形態に限るものではない。本実施例のように、幾つかのノズル自体に対して溝を設けても良い。ノズル面（吐出面）に前記のような特定の溝を設けたヘッドの場合には、ノズル自体のオリフイス深さ方法に設けられる溝は、従来（例えば前記特許文献２，３）の場合に比し極度に精緻な構造のものでなくともインク引き込み効果は大きい。
ノズル密度が更に上がった場合には、この構成のほうが、製造が容易である。
なお、ノズルと溝の間隔は、ノズルピッチよりも短いほうが、ノズル近傍のミストの堆積を防止する上では好ましい。
【００３１】
（実施例４）
図６に、本発明による第４の実施例の構成を示す。
本実施例では、図４に示した第２の実施例に加えて、ノズル列から所定距離離れた領域に、親水領域を設けている。
共通液室に連通した溝は、単に溝を形成するよりインクを引き込む能力は高いが、所定時間に引き込める量という意味では限界があるので、発生頻度は少ないとしても、例えばキャッピングを外したときにノズル面に残ったような、非常に大きなインク溜りがノズルに移動して来ることは好ましくない。
本発明では、サテライトなどがノズル近傍に堆積することがミストの主な問題と把握している。吐出不安定化は、あくまで吐出口の箇所で生じる問題であるので、ノズルから離れた位置で、堆積するミストを親水領域で捕まえても、噴射安定性の向上には直接寄与し難いと仮定すれば、図６の親水領域は本発明においては追加的手段ということもできる。いずれにしても、これにより本実施例では、親水領域により巨大なインク溜りがノズルまで移動してくるのを防止している。
【００３２】
第１〜第４の実施例のインクジェット記録装置を実際に印字耐久試験を行なうことで評価した。従来品では、印字３０００枚程度ですでに吐出口からインクが引き出され吐出口とつながってしまっていたが、溝を形成したヘッドでは、第一、第二、第三のどの形態でも、引き出されたインクは溝に逃げ、吐出口周辺からのインク滴はなくなっていた。実際の印字も従来品では、濡れによる着弾精度の悪化からすじが目立つものであったが、溝を形成したものでは、すじも目立たず良好であった。
また、どの形態でも流路部材に割れ等の破損は起こらず、強度的にも問題はないことを確認した。
【００３３】
図７は、本発明による第４の実施例のヘッド構成を示す。
この記録ヘッドでは、シアン、マゼンダ、イエローのインクを吐出するノズル群を同一ノズル面上に構成している。この構成は、同一面にノズルを一括で形成することで、ドットの位置合せが容易になる。本発明は、ミスト対策の溝をノズル群（インク色毎）に形成した点に特徴がある。図７の拡大部で示したように、具体的には、第１の実施例の構造を３色のノズル群毎に形成している。図７ではイエローの拡大図を図示していないが、シアン、マゼンダ同様共通液室に連通した溝構造を有する。これにより、ノズル近傍のインクミストは溝に引き込まれ、ノズルのメニスカスを壊す確率が下がるので、安定した吐出が可能となる。
【００３４】
また、本実施例では、ノズル群毎の距離Ｌ＝２ｍｍとしている（請求項７）。
これは、ノズル面のインク溜りの形成を観測して、インクミストのノズル面への付着が、１ｍｍ以内に多いことを確認、これより他の色のインクのミストがノズル近傍に付着する確率を下げるために、距離Ｌ＝２ｍｍを設定している。
本発明のように、ミスト問題を吐出するインクに引き込むことで、ノズル面の安定を図っているものはノズル近傍に異なるインクが付着すると混色する可能性が高くなる。
そこで、ミスト付着の性質からノズル間の距離を２ｍｍ以上に設定することで、混色し難い複数色を吐出するインクジェット記録ヘッドを提供できる。
本実施例ではシアン、マゼンダ、イエローの３色のヘッドとしたが、色の種類、組合せはこれに限ったものではない。
【００３５】
（実施例５）
図８に示す本発明の第５の実施例では、図７に実施例のノズル列間に親水領域を設けている。
これにより、インク溜りの移動を親水領域で捕獲することで、インク溜りが異なる色のノズルに移動することを防ぐ。また、ノズル群の間では異なる色のインクミストが堆積している場合もあるので、これらのインクが移動することを防止する必要がある。
特に、本発明のように、吐出インクにインク溜りを引き込む手段を有するヘッドでは、インクが混色しやすいので注意が必要である。
本発明により、インクが混色する確立をより小さくできる。
【００３６】
（実施例６）
図９に示す本発明の第６の実施例では、シアン、マゼンダ、イエローのインクを吐出する星形のノズル群を同一ノズル面上に構成している。第５の実施例同様、同一面にノズルを一括で形成することで、ドットの位置合せが容易になる。
星形に代表される毛管力の強い溝形状を有するノズルは、ノズル面上のインク溜りをノズルに引き込みメニスカスが壊れることを防止する効果がある。
しかし、このようにミストを吐出インクに引き込む作用は、異なるインクがノズル近傍に付着したときに混色を招き易い問題がある。そこで、本発明では、上記ミストの付着確率がらノズル群毎の距離Ｌ＝２ｍｍより離して構成している。これにより、異なる色のインクがノズル近傍に付着する確率を減らして、混色を防止することができる。
【００３７】
また、図９に示したように、ノズル列間に親水領域を設けている。これにより、インク溜りの移動を親水領域で捕獲することで、インク溜りが異なる色のノズルに移動することを防ぐ。また、ノズル群の間では異なる色のインクミストが堆積している場合もあるので、これらのインクが移動することを防止できる。
本発明によれば、ノズル面上のインクを溝の毛管力で引き込みメニスカスを安定させることができるので、ミストに強く、安定した吐出が可能になると共に、混色の問題を解決することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明のインクジェット記録ヘッドにおいては、ノズル面のノズル近傍に溝を有し、溝は共通液室と連通しているので、ノズル面に付着したミストが堆積してインク溜りができた場合でも、溝が毛管力と共通液室の負圧によりインクを引き込む。これにより、インク溜りがノズルにかかりメニスカスを壊すことを防止する。つまり、メニスカスが安定するので、噴射曲り等の問題を防止して、記録ヘッドの安定吐出を可能とする。
また、本発明の他のインクジェット記録ヘッドにおいては、溝の幅をノズル径よりも小さくしているので、ノズルよりも毛管力が強く、インク溜りを確実に溝に引き込むことができる。これにより、インク溜りがノズルにかかりメニスカスを壊すことを防止する。つまり、メニスカスが安定するので、噴射曲り等の問題を防止して、記録ヘッドに安定した吐出を可能とする。
また、本発明の他のインクジェット記録ヘッドにおいては、ノズル列から所定距離離れた領域に親水領域を設けているので、大きなインク溜りの移動を捕獲して、メニスカスが壊れることを防止できる。つまり、メニスカスが安定するので、噴射曲り等の問題を防止して、記録ヘッドの安定吐出を可能とする。
また、本発明の他のインクジェット記録ヘッドにおいては、電気熱変換素子を使うことで、ノズルから共通液室までの距離が短い記録ヘッドを構成できるので、ミスト対策のノズル近傍の溝は共通液室の負圧による引き込み効果を有効に作用させることができる。これにより、メニスカスが安定するので、噴射曲り等の問題を防止して、記録ヘッドの安定吐出を可能とする。
また、本発明の他のインクジェット記録ヘッドにおいては、各色毎に、ミストを引き込む溝を形成しているので、安定吐出に問題となるノズル近傍のミストの堆積を防止して、メニスカスが壊れることを防止できる。また、複数色のノズル群を一括で形成しているので、ノズル位置精度が高く、組み立て工程が容易になる。
また、本発明の他のインクジェット記録ヘッドにおいては、ミストの堆積確率からノズル群の距離を２ｍｍ以上としているので、異なるインクミストがノズル近傍に付着することがない。また、ノズル近傍の同色インクのミストは、溝に引き込まれるので、安定吐出に問題となるノズル近傍のミストの堆積を防止して、メニスカスが壊れることを防止できる。また、複数色のノズル群を一括で形成しているので、ノズル位置精度が高く、組み立て工程が容易になる。
また、本発明の他のインクジェット記録ヘッドにおいては、ノズル群間に親水領域を設けているので、異なる色の大きなインク溜がノズル面上を移動するような場合に、親水領域がインク溜りを捕獲して、混色することを防止できる。また、ノズル近傍の同色インクのミストは、溝に引き込まれるので、安定吐出に問題となるノズル近傍のミストの堆積を防止して、メニスカスが壊れることを防止できる。また、複数色のノズル群を一括で形成しているので、ノズル位置精度が高く、組み立て工程が容易になる。
また、本発明の他のインクジェット記録ヘッドにおいては、各色毎に、毛管力によりミストを引き込む手段を有しているので、安定吐出に問題となるノズル近傍のミストの堆積を防止して、メニスカスが壊れることを防止できると共に、ミストの堆積確率からノズル群の距離を２ｍｍ以上としているので、異なるインクミストがノズル近傍に付着する確率を下げて、毛管力による混色の問題を解決できる。また、複数色のノズル群を一括で形成しているので、ノズル位置精度が高く、組み立て工程が容易になる。
また、本発明の他のインクジェット記録ヘッドにおいては、ノズルに溝形状を設けたことで、毛管力を強くして、ノズル面上のミストを引き込むメニスカスを安定させることができる。また、ミストの堆積確率からノズル群の距離を２ｍｍ以上としているので、異なるインクミストがノズル近傍に付着する確率を下げて、毛管力による混色の問題を解決できた。さらにまた、複数色のノズル群を一括で形成しているので、ノズル位置精度が高く、組み立て工程が容易になる。
また、本発明の他のインクジェット記録ヘッドにおいては、ノズル群間に親水領域を設けているので、異なる色の大きなインク溜がノズル面上を移動するような場合に、親水領域がインク溜りを捕獲して、混色することを防止できる。さらにまた、ノズル近傍の同色インクのミストは、溝に引き込まれるので、安定吐出に問題となるノズル近傍のミストの堆積を防止して、メニスカスが壊れることを防止できる。また、複数色のノズル群を一括で形成しているので、ノズル位置精度が高く、組み立て工程が容易になる。
また、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法においては、溝の追加形成はパターンを変えるだけで実現できるので、工程数を増やすことなく、ミストに強い安定したヘッドを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像記録装置としてのインクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図である。
【図２】本発明に係る画像記録装置としてのインクジェット記録装置の機構部の側面説明図である。
【図３】本発明による第１の実施例の構成を示した図である。
【図４】本発明による第２の実施例の構成を示した図である。
【図５】本発明による第３の実施例の構成を示した図である。
【図６】本発明による第４の実施例の構成を示した図である。
【図７】本発明による第４の実施例のヘッドの構成を示した図である。
【図８】本発明による第５の実施例の構成を示した図である。
【図９】本発明による第６の実施例の構成を示した図である。
【符号の説明】
１  記録装置本体
２  印字機構部
３  用紙
４  給紙カセット
５  手差しトレイ
６  排紙トレイ
１１  主ガイドロッド
１２  従ガイドロッド
１３  キャリッジ
１４  インクジェットヘッド
１５  インクカートリッジ
１７  主走査モータ
１８  駆動プーリ
１９  従動プーリ
２０  タイミングベルト
２１  給紙ローラ
２２  フリクションパッド
２３  ガイド部材
２４  搬送ローラ
２５  搬送コロ
２６  先端コロ
２７  副走査モータ
２９  印写受け部材
３３  排紙ローラ
３４  拍車
３５  ガイド部材
３６  ガイド部材
３７  回復装置
【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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【図８】
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【図９】
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