(57)【要約】【課題】  本発明は、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関し、例えば発熱素子の駆動によりインク液滴を飛び出させるプリンタに適用して、流路に沿って突起を形成して液室へのゴミの進入を防止するようにしても、クロストークを低減することができるようにする。【解決手段】  本発明は、エネルギー発生素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により突起２９を形成し、この突起２９により液室２２へのゴミの進入を防止する。【選択図】  図１
2005131843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー発生素子の駆動により液室に保持した液体の圧力を増大させて所定のノズルより前記液体の液滴を飛び出させる液体吐出ヘッドにおいて、
前記液体の流路に沿って前記液室が順次設けられて、前記流路を介して前記液体が前記各液室に供給され、
前記流路及び前記液室間に、前記流路に沿って、突起が順次形成され、
前記突起は、
前記突起の前記液室側の面が、前記エネルギー発生素子の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により形成された
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記突起は、
各液室にそれぞれ対向するように設けられ、
前記液室側の面が、前記液室に対向する部位が最も前記液室側から奥まった形状により形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記液室側の面が、凹面により形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記突起は、
隣接する液室間の隔壁に対向するように設けられ、
前記隔壁に対向する側の部位が最も前記液室側に突出してなる形状により形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記突起は、
隣接する突起との間の隙間の間隔が、
前記ノズルの直径以下に設定された
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記突起は、
隣接する突起との間の隙間の間隔が、
前記液室の高さ以下、及び前記液室の幅以下に設定された
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記突起は、
前記液室側から見て重なり合わないように設定された、前記流路に沿った複数列により形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
液体吐出ヘッドにより液滴を飛び出させる液体吐出装置において、
前記液体吐出ヘッドは、
エネルギー発生素子の駆動により液室に保持した液体の圧力を増大させて所定のノズルより前記液滴を飛び出させ、
前記液体の流路に沿って前記液室が順次設けられて、前記流路を介して前記液体が前記各液室に供給され、
前記流路及び前記液室間に、前記流路に沿って、突起が順次形成され、
前記突起は、
前記突起の前記液室側の面が、前記エネルギー発生素子の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により形成された
ことを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関し、例えば発熱素子の駆動によりインク液滴を飛び出させるプリンタに適用することができる。本発明は、エネルギー発生素子の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により突起を形成し、この突起によりインク液室へのゴミの進入を防止することにより、流路に沿って突起を形成して液室へのゴミの進入を防止するようにしても、クロストークを低減することができるようにする。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体吐出型記録方式（以下、インクジェットと呼ぶ）のプリンタに適用される液体吐出ヘッドであるプリンタヘッドにおいては、記録液（インク）の流路よりインク液室にインクを導き、このインク液室に設けられたエネルギー発生素子によりこのインク液室に保持されたインクの圧力を増大させることにより、インク液室に設けられたノズルからインク液滴を飛び出させるようになされている。ここでプリンタヘッドでは、このようなエネルギー発生素子としてピエゾ素子、発熱素子、静電アクチュエータ等が適用されるようになされている。
【０００３】
このようなプリンタヘッドのうち、発熱素子によるプリンタヘッドは、発熱素子が形成されてなる基板上に、樹脂材料によりインク液室の隔壁、インク流路の隔壁等が形成された後、ノズル列が形成されてなるシート状のノズルシートが貼り付けられ、これによりノズル、インク液室、インク流路が形成されて作成されるようになされている。なおこのインク液室の隔壁等を形成する樹脂材料にあっては、環化ポリイソプレン等のネガ型レジスト材料、感光性エポキシ樹脂、感光性ポリイミド樹脂、ソルダーレジスト材料等が適用される。
【０００４】
このようなプリンタヘッドに関して、特開平０６−３１２５０６号公報においては、インク流路とインク液室との間に複数の突起を設け、この複数の突起によりフィルタを形成してインク液室への異物（ゴミ）の侵入を防止する方法が提案されるようになされている。また特開平０８−０２５６３９号公報においては、インク流路を作成する工程で、これらの突起を作成する方法が提案されるようになされている。
【０００５】
具体的に、このようなフィルタに係るプリンタヘッド１においては、図８に示すように、発熱素子２が所定ピッチにより順次基板上に形成され、この発熱素子２の並びに沿ってインク流路３が形成される。またこのインク流路３側にインク流入口を形成してなるように、各発熱素子２の周囲に隔壁４が形成され、この隔壁４のインク流路３側先端より所定距離ｄだけ離間して、各発熱素子２に対向するように、柱形状による突起５が順次形成される。ここでこれら突起５は、隣接する突起５との間で所定の距離Ａだけ隙間を形成するように、並び方向の大ききが選定され、これによりプリンタヘッド１では、これら連続する突起５の隙間を介してインク流路３から各インク液室６にインクを導くようになされ、このインクに混入したゴミのインク液室６側への進入を突起５間の隙間により防止するようになされている。またこれら突起５の並びによりインク液室６側に副のインク流路が形成され、隣接する突起５間の隙間がゴミにより塞がれた場合でも、他の突起５間の隙間によりインク液室６にインクを導き入れて安定にインク液滴を飛び出させることができるようになされている。
【０００６】
しかしてこのような突起５においては、この図８に示すように、インク液室６側が平坦な面となっている角柱形状により、さらには図９に示すように、円柱形状により形成されるようになされている。
【０００７】
しかしながらこのようなプリンタヘッド１においては、インクを吐出する際に生じる圧力変動が隣接するノズルからのインク吐出に影響を及ぼし（いわゆるクロストークである）、インク液滴を安定に吐出できなくなる問題がある。
【０００８】
すなわちインク液室６においては、発熱素子２の駆動によりインクの圧力が変動すると、矢印Ｂにより示すように、この圧力変動による圧力波が発熱素子２が形成されてなる箇所から放射状に伝搬し、矢印Ｃにより示すように、この圧力波が突起５の壁面で反射して隣接するインク液室６に伝搬し、隣接するインク液室６においては、これによりメニスカスが著しく不安定になる。この種のプリンタヘッドにおいては、メニスカスが不安定になるとインク液滴を安定に吐出できなくなり、これらによりプリンタヘッド１ではインク液滴を安定に吐出できなくなる。
【０００９】
なお、このような圧力波が隣接するインク液室６に伝搬しないように、突起５を小型化する方法も考えられるが、このようにすると突起５間の隙間Ａが広くなることになり、インク液室６へのゴミの進入を十分に防止できなくなる。
【特許文献１】特開平６−３１２５０６号公報
【特許文献２】特開平８−０２５６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、流路に沿って突起を形成して液室へのゴミの進入を防止するようにしても、クロストークを低減することができる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、エネルギー発生素子の駆動により液室に保持した液体の圧力を増大させて所定のノズルより液体の液滴を飛び出させる液体吐出ヘッドに適用して、液体の流路に沿って液室が順次設けられて、流路を介して液体が各液室に供給され、流路及び液室間に、流路に沿って、突起が順次形成され、突起は、突起の液室側の面が、エネルギー発生素子の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により形成されてなるようにする。
【００１２】
また請求項８の発明においては、液体吐出ヘッドにより液滴を飛び出させる液体吐出装置に適用して、液体吐出ヘッドは、エネルギー発生素子の駆動により液室に保持した液体の圧力を増大させて所定のノズルより液滴を飛び出させ、液体の流路に沿って液室が順次設けられて、流路を介して液体が各液室に供給され、流路及び液室間に、流路に沿って、突起が順次形成され、突起は、突起の液室側の面が、エネルギー発生素子の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により形成されてなるようにする。
【００１３】
請求項１の構成により、液体の流路に沿って液室が順次設けられて、流路を介して液体が各液室に供給されるように構成して、流路及び液室間に、流路に沿って、突起を順次形成し、突起の液室側の面が、エネルギー発生素子の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により形成すれば、突起により液室へのゴミの進入を防止するようにして、液滴の吐出に係る圧力の変化が隣接する液室へ伝搬しないようにすることができ、これにより流路に沿って突起を形成して液室へのゴミの進入を防止するようにしても、クロストークを低減することができる。
【００１４】
これにより請求項８の構成によれば、流路に沿って突起を形成して液室へのゴミの進入を防止するようにしても、クロストークを低減することができる液体吐出装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、流路に沿って突起を形成して液室へのゴミの進入を防止するようにしても、クロストークを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００１７】
（１）実施例の構成
図２は、本発明に係るラインプリンタを示す斜視図である。このラインプリンタ１１は、フルラインタイプのラインプリンタであり、略長方形形状によりプリンタ本体１２が形成される。このラインプリンタ１１は、印刷対象である用紙１３を収納した用紙トレイ１４をこのプリンタ本体１２の正面に形成されたトレイ出入口より装着することにより、用紙１３を給紙できるようになされている。
【００１８】
ラインプリンタ１１は、このようにトレイ出入口よりプリンタ本体１２に用紙トレイ１４が装着されると、このプリンタ本体１２に設けられた給紙ローラの回転によりプリンタ本体１２の背面側に向かって用紙トレイ１４から用紙１３が送り出され、プリンタ本体１２の背面側に設けられた反転ローラによりこの用紙１３の送り方向が正面方向に切り換えられる。ラインプリンタ１１は、このようにして用紙送り方向が正面方向に切り換えられてなる用紙１３が用紙トレイ１４上を横切るように搬送され、ラインプリンタ１１の正面側に配置された排出口よりトレイ１５に排出される。
【００１９】
ラインプリンタ１１は、上側端面に上蓋１６が設けられ、この上蓋１６の内側、正面方向への用紙搬送途中に、矢印Ｄにより示すように、ヘッドカートリッジ１８が交換可能に配置される。
【００２０】
ここでヘッドカートリッジ１８は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色によるフルラインタイプのプリンタヘッドであり、上側に各色のインクタンク１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋが設けられるようになされている。ヘッドカートリッジ１８は、これらインクタンク１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋに係るプリンタヘッドのアッセンブリーであるヘッドアッセンブリー２０と、このヘッドアッセンブリー２０の用紙１３側に設けられて、不使用時、ヘッドアッセンブリー２０に設けられたノズル列を塞いでインクの乾燥を防止するヘッドキャップ２１とにより構成される。これによりラインプリンタ１１においては、このヘッドカートリッジ１８に設けられたヘッドアッセンブリー２０の駆動により、各色のインク液滴を用紙１３に付着させて所望の画像等をカラーにより印刷することができるようになされている。
【００２１】
図３は、このヘッドアッセンブリー２０を用紙１３側より見てインク液滴Ｌの吐出に係る部分を拡大し、一部断面を取って示す斜視図である。ヘッドアッセンブリー２０は、インク液室２２の隔壁２３等を作成したヘッドチップ２４を順次ヘッドフレームに貼り付けた後、ボンディング端子２６を介してヘッドチップ２４を配線して形成される。
【００２２】
ここでヘッドチップ２４は、複数の発熱素子２７、この複数の発熱素子２７を駆動する駆動回路、この駆動回路の駆動に供する電源等を入力するパッド２８等が形成されたものであり、ノズルシート２５側から見て全体が長方形形状により形成され、この長方形形状の長辺の一辺に沿って複数の発熱素子２７が所定ピッチにより配置される。
【００２３】
ヘッドチップ２４は、この一辺側が開いてなるように、櫛の歯形状によりインク液室２２の隔壁２３が形成され、これによりこの一辺側にインク流路を形成して、このインク流路からそれぞれ対応するインクタンク１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋのインクを各インク液室２２に導き得るようになされている。またこのようにしてインク液室２２に導かれたインクを発熱素子２７の駆動により加熱して気泡を発生させ、この気泡による圧力の増大によりノズルからインク液滴を飛び出させるようになされている。
【００２４】
ヘッドチップ２４は、半導体ウエハの段階で、露光硬化型のドライフィルムレジストを発熱素子２７側面に積層した後、フォトリソプロセスによってこのドライフィルムレジストからインク液室２２の部位等を取り除くことにより隔壁２３等が形成されるようになされている。
【００２５】
このヘッドアッセンブリー２０においては、これらインク液室２２の隔壁２３を形成する際に、併せてインク液室２２へのゴミの進入を防止する突起２９が形成される。
【００２６】
すなわち図１は、ノズルシート２５を取り外して、ヘッドアッセンブリー２０におけるインク液室２２近傍をノズルシート２５側から見て示す平面図である。ヘッドアッセンブリー２０は、この隔壁２３のインク流路３０側先端より所定距離ｄだけ離間して、各発熱素子２７に対向するように、柱形状による突起２９が順次形成される。ここでこれら突起２９は、隣接する突起２９との間で所定の距離だけ隙間Ｅを形成するように、並び方向の大ききが選定され、これによりヘッドアッセンブリー２０では、これら連続する突起２９の隙間Ｅを介してインク流路３０から各インク液室２２にインクを導くようになされ、このインクに混入したゴミのインク液室２２側への進入を突起２９間の隙間Ｅにより防止するようになされている。またこれら突起２９の並びによりインク液室２２側に副のインク流路が形成され、隣接する突起２９間の隙間Ｅがゴミにより塞がれた場合でも、他の突起２９間の隙間Ｅにより各インク液室２２にインクを導き入れて安定にインク液滴を飛び出させることができるようになされている。
【００２７】
すなわち突起２９は、この実施例において、先端がノズルシート２５に接触する略三角柱形状による柱形状により形成されて、隣接する突起２９との間の隙間Ｅの間隔が、ノズル３１の直径以下となるように大きさが設定され、これによりゴミによるノズルの目詰まりが防止される。また隣接する突起２９との間の隙間Ｅの間隔が、インク液室２２の高さ以下の間隔となるように、さらにはインク液室２２の幅以下の間隔となるように設定され、これによりゴミがインク液室２２に引っ掛からないようになされている。
【００２８】
さらにヘッドアッセンブリー２０において、これら突起２９は、各インク液室２２に対応する側の面が、対向するインク液室２２から発生したインク吐出に係る圧力波を、発生源側に向かって反射する形状により形成される。すなわち突起２９は、略三角柱形状による側面の１つの面がインク液室２２側を向くように形成されて、ヘッドチップ２４表面に沿った面により断面を取って見たとき、インク液室２２に対向する側の部位がインク液室２２側より最も奥まってなる形状により形成される。これによりこの図１に示す例では、このインク液室２２側の面が、それぞれインク液室２２の壁面の先端に対応する側の部位が最もインク液室２２側に突出してなる凹面形状により形成されるようになされている。これにより矢印Ｆにより示すように、発熱素子２７の駆動により発生した圧力波を発生源に反射して、隣接するインク液室２２への圧力波の伝搬を防止し、クロストークを有効に回避できるようになされている。
【００２９】
これに対して残る２面については、平坦面により形成され、これによりインク液室２２へ流入するインクに係る流路抵抗を低減して効率良くインク液室２２にインクを導き得るようになされている。
【００３０】
これに対してノズルシート２５は（図３）、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクにそれぞれ対応する用紙幅によるノズル３１の列が並設されたシート状部材であり、この実施例では、電鋳処理により、例えば厚さ１３．０〔μｍ〕のニッケル材により形成され、直径１７．０〔μｍ〕によるノズル３１が４２．３〔μｍ〕間隔により形成される。またノズルシート２５は、各ノズル３１の列を間に挟んで千鳥に、各ヘッドチップ２４をそれぞれボンディング端子２６にワイヤボンディングする際の作業用の開口３２が形成されるようになされている。
【００３１】
しかしてこのようにして形成されてなるヘッドアッセンブリー２０は、図１においてＧＧ線により切り取った断面を図４（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、半導体製造技術を用いて、半導体ウエハによる基板上に複数チップ分のヘッドチップがまとめて形成された後、各チップにスクライビングされて作成される。
【００３２】
すなわち図４（Ａ）に示すように、ヘッドチップ２４は、半導体製造技術を用いて、半導体ウエハによるシリコン基板４１上に複数チップ分の発熱素子２７等がまとめて形成され、続いて図４（Ｂ）に示すように、基板４１上への感光性樹脂材料の塗布により樹脂層４２が堆積され、さらにこの感光性樹脂材料に応じた波長の光源４３による露光装置によりフォトマスク４４のパターンに応じて感光性樹脂が露光される。
【００３３】
なお露光装置には、マスクパターンと実際に露光されるパターンとの倍率が１対１となるコンタクトアライナー、ミラープロジェクションアライナー、又はパターンを基板上に繰り返し露光するステップアンドリピート方式の縮小露光装置（いわゆるステッパー）等を用いることができる。また感光性樹脂材料には、半導体製造用の種々のフォトレジスト材料、感光性絶縁材料、メッキマスク用のドライフィルムレジスト、プリント基板用の種々の感光性材料、印刷製版用の感光性材料等を適用することができる。またこのような感光性樹脂材料の塗布には、スピンコート、バーコート、カーテンコート、メニスカスコート、スプレイコート等の手法を用いることができる。また感光性樹脂材料によっては、基板４１への塗布後にベーク処理が実施され、これにより樹脂層４２から樹脂溶液中に含まれる溶剤が揮散される。また感光性樹脂材料によっては、熱処理によりパターニング特性が向上するものがあり、さらには酸発生剤を利用してパターニングするものもあり、このような材料にあっては露光処理された後、ベーク処理が実施される。
【００３４】
ヘッドアッセンブリー２０は、続いて図４（Ｃ）に示すように、薬液４５による現像により余剰な樹脂層４２が選択的に除去され、これによりインク液室２２等の隔壁２３、突起２９が形成される。これによりヘッドアッセンブリー２０では、隔壁２３を作成する際に併せて突起２９を作成し得、工程数の増大を防止するようになされ、また隔壁２３と同一材料を用いて部品点数の増大を防止するようになされている。
【００３５】
なお薬液４５には、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）、モノエタノールアミン等の水溶液、種々の有機溶剤を適用することができる。また現像処理の後、リンス液を用いた残留薬液の置換処理、純水又はイオン交換水等による表面洗浄処理を実施してもよく、またこれらの場合、加熱による乾燥、スピンナーを用いた乾燥、真空乾燥、大気中又は窒素雰囲気中での自然乾燥により基板表面から水分、溶媒等を揮散させることが考えられる。
【００３６】
具体的にこの実施例において、隔壁２３、突起２９の材料には、ネガ型レジスト材料である環化ポリイソプレンを適用し、インク液室２２は、幅２９．０〔μｍ〕、奥行き６２．５〔μｍ〕、高さ１０．０〔μｍ〕により形成した。またこのようなインク液室２２による並びに対して突起２９の並びは、４２．３〔μｍ〕の間隔により形成し、隣接する突起２９間の隙間Ｅの間隔は、ノズル３１の直径より狭い１５．３〔μｍ〕に設定した。
【００３７】
このようにして隔壁２３、突起２９が基板４１上に形成されると、続いて図４（Ｄ）に示すように、ダイサーのステージ上に載置された後、切削水が流されながら高速回転されたダイヤモンドブレード４６によりカットラインに沿ってダイシングされ、これにより複数のヘッドチップ２４が作成される。
【００３８】
続いて図４（Ｅ）に示すように、このようにして作成されたヘッドチップ２４が、発熱素子２７の真上にノズル３１が配置されるようにノズルシート２５に位置決めされた後、熱、光、電子線、超音波等を用いた圧着によりノズルシート２５に貼り付けられる。これによりヘッドアッセンブリー２０は、隔壁２３と突起２９とによりノズルシート２５がヘッドチップ２４に支えられ、これによりノズルシート２５の剛性が向上され、この剛性の向上によりインクの吐出に係るノズルシート２５の振動等が低減するようになされている。
【００３９】
（２）実施例の動作
以上の構成において、このラインプリンタ１１においては（図２）、印刷に供する画像データ、テキストデータ等によるヘッドカートリッジ１８の駆動により、印刷対象である用紙１３を所定の用紙送り機構により搬送しながら、ヘッドカートリッジ１８に設けられたヘッドアッセンブリー２０からインク液滴が吐出され、このインク液滴が搬送中の用紙１３に付着して画像、テキスト等が印刷される。これに対応してヘッドカートリッジ１８のヘッドアッセンブリー２０においては（図２、図３）、インクタンク１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋのインクが各ヘッドチップ２４に形成されたインク液室２２に導かれ、発熱素子２７の駆動によるこのインク液室２２のインクの加熱により、ノズルシート２５に設けられたノズル３１からインク液滴Ｌが吐出される。これらによりこのラインプリンタ１１においては、所望の画像等を印刷することができるようになされている。
【００４０】
しかしてこのヘッドアッセンブリー２０においては、複数の発熱素子２７等を形成してなるヘッドチップ２４と、インク液滴を吐出するノズル３１によるノズル列、開口３２を電鋳処理により作成してなるシート状の部材であるノズルシート２５とを配置して形成される（図３）。またこのようなノズル３１によるノズル列が、印刷対象の用紙幅により形成され、これによりフルラインタイプのラインヘッドが構成され、シリアルヘッドのプリンタヘッドによる場合に比して高速度に所望の画像等を印刷することができる。
【００４１】
このようなヘッドアッセンブリー２０においては、ノズルシート２５側から見て全体が長方形形状により形成されてなるヘッドチップ２４の長手方向の一辺に沿って発熱素子２７が順次形成され、この発熱素子２７の並びに沿って対向するようにインク流路３０が形成され、インク液室２２側に副のインク流路を形成するようにして、これらインク流路３０のインク液室２２間に突起２９の並びが形成される。
【００４２】
またヘッドアッセンブリー２０においては、インク流路３０側からインク液室２２側に、ノズル径より大きなゴミ、インク液室２２に引っ掛かるような大きさによるゴミにあっては、これらの突起２９の間に引っ掛かるように、これら突起２９が設けられ、これによりノズルからインク液滴を吐出できないような不良が有効に回避される。
【００４３】
具体的に、ヘッドアッセンブリー２０においては、各インク液室２２に対向するように突起２９が形成されて、隣接する突起２９とによる隙間Ｅの大きさが、ノズル３１の直径以下に設定され、これによりゴミによるノズル３１の目詰まりが防止される。またこの隙間Ｅの大きさが、液室の高さ以下であって、かつ液室の幅以下に設定されることにより、インク液室２２へのゴミの引っ掛かりも防止することができる。
【００４４】
ヘッドアッセンブリー２０においては、このようにしてインク液室２２に沿って配置されてなる突起２９に関して、インク液室２２側の面が、エネルギー発生素子である発熱素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により形成され、これにより隣接するインク液室２２へのこの圧力波の伝搬が防止される。これによりヘッドアッセンブリー２０においては、このような圧力波が隣接するインク液室２２に伝搬して生じるクロストークを十分に低減することができる。
【００４５】
具体的に、ヘッドアッセンブリー２０においては、突起２９が各液室２２にそれぞれ対向するように設けられて、液室２２に対向する部位が最も液室２２側から奥まった形状により形成されてなることにより、また液室２２側の面が凹面により形成されてこのような圧力波を発生源に反射する形状が形成されてなることにより、隣接するインク液室２２へのインク吐出による影響を実用上十分に低減して安定にインク液滴を飛び出させることができる。
【００４６】
実際に、図８について上述した従来構成に係るプリンタヘッドによるプリンタとの比較により実験した結果によれば、この実施例に係るヘッドアッセンブリー２０においては、ノズル３１間におけるインク液滴の吐出方向の曲がり、インク液滴の吐出速度の変化が十分に小さくなることが確認された。また隣接するインク液室のノズルにおけるインク液面の変化を測定したところ、ヘッドアッセンブリー２０においては、従来のヘッドアッセンブリーに比して、インクの吐出に供する一連の動作において液面の上下動が小さく、また短い時間で上下動が収束し、これらにより従来に比してクロストークを低減できることが確認された。
【００４７】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、エネルギー発生素子である発熱素子の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により突起を形成し、この突起により液室へのゴミの進入を防止することにより、流路に沿って突起を形成して液室へのゴミの進入を防止するようにしても、クロストークを低減することができる。
【００４８】
すなわちこの突起を各液室にそれぞれ対向するように設け、この突起の液室側の面が、液室に対向する部位が最も液室側から奥まった形状により形成することにより、さらにはこの液室側の面を、凹面により形成することにより、実用上十分にクロストークを低減して安定にインク液滴を飛び出させることができる。
【００４９】
また隣接する突起とによる隙間の大きさを、ノズルの直径以下に設定することにより、ゴミによるノズルの目詰まりを防止することができる。またこの隙間の大きさを、液室の高さ以下であって、かつ液室の幅以下に設定することにより、インク液室へのゴミの引っ掛かりも防止することができる。
【実施例２】
【００５０】
図５は、図１との対比により本発明の実施例２に係るプリンタのインク液室近傍の構成を示す平面図である。この実施例に係るプリンタにおいては、この図５に示すヘッドアッセンブリー５０の構成が異なる点を除いて、実施例１に係るプリンタと同一に構成される。
【００５１】
このヘッドアッセンブリー５０においては、実施例１について上述したと同様に、各インク液室に対向するように突起５１が形成され、またこの突起５１が、発熱素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により形成される。
【００５２】
この実施例において、突起５１は、略四角柱形状により形成され、この発熱素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状が、インク液室２２に対向する部位が最も液室２２側から奥まった形状により形成される。より具体的に、突起５１は、隔壁２３に対向する側の部位が最も液室２２側に突出してなる形状により形成される。すなわち突起５１においては、この断面図におけるインク液室２２に対向する面が、両端が局所的にインク液室２２側に飛び出し、残る部分が平坦な面により形成され、これにより発熱素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射するようになされている。
【００５３】
この実施例のように、隔壁２３に対向する側の部位が最も液室２２側に突出してなる形状により形成して、発熱素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射するようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００５４】
図６は、図１との対比により本発明の実施例３に係るプリンタのインク液室近傍の構成を示す平面図である。この実施例に係るプリンタにおいては、この図６に示すヘッドアッセンブリー５５の構成が異なる点を除いて、実施例１に係るプリンタと同一に構成される。
【００５５】
このヘッドアッセンブリー５５においては、各インク液室２２の隔壁２３に対向するように突起５６が設けられ、この突起５６によりインク液室２２側に副のインク流路が形成される。
【００５６】
これら突起５６は、実施例１について上述したと同様に、発熱素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により形成される。
【００５７】
すなわち、突起５６は、略三角柱形状により形成され、この発熱素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状が、隔壁２３に対向する側の部位が最もインク液室２２側に突出してなる形状により形成される。またこのようにしてインク液室２２側の面にあっては、それぞれこの隔壁２３により仕切られた隣接する液室２２に対して、この液室２２側の部位が最もインク液室２２側から奥まった凹面形状により形成される。
【００５８】
この実施例のように、インク液室２２の隔壁２３に対向するように突起５６を形成する場合にあっても、発熱素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により突起５６を形成して、実施例１との同一の効果を得ることができる。
【００５９】
またこの場合、隔壁２３に対向する側の部位が最もインク液室２２側に突出してなる形状により形成して、実用上十分に、クロストークを低減することができる。
【実施例４】
【００６０】
図７は、図１との対比により本発明の実施例４に係るプリンタのインク液室近傍の構成を示す平面図である。この実施例に係るプリンタにおいては、この図７に示すヘッドアッセンブリー６０の構成が異なる点を除いて、実施例１に係るプリンタと同一に構成される。
【００６１】
このヘッドアッセンブリー６０においては、インク液室２２側から見て重なり合わないように設定されて、複数列により突起６１、６２が形成される。すなわちインク液室２２側の第１列目の突起６１においては、インク液室２２に対向するように設けられ、続くインク流路２２側の第２列目の突起６２においては、隔壁２３に対向するように設けられる。またこのようにインク液室２２に対向する第１列目の突起６１においては、実施例１について上述したプリンタに係る突起２９と同一形状により形成され、隔壁２３に対向する第２列目の突起６２においては、実施例３について上述した突起５６と同一形状により形成され、これらによりそれぞれ発熱素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により形成されるようになされている。
【００６２】
この実施例のように、突起を複数列により作成する場合にあっても、発熱素子２７の駆動により生じた圧力波を発生源に反射する形状により突起６１、６２を形成して、実施例１と同一の効果を得ることができる。
【実施例５】
【００６３】
なお上述の実施例４においては、２列により突起を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば３列により突起を作成する場合等、種々の列数により突起を作成する場合に広く適用することができる。また複数列により突起を作成する場合にあっては、実用上十分にクロストークを低減し得る範囲であれば、最もインク液室側の第１列目を除く他の列の突起を種々の柱形状により作成するようにしても、実施例４と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また上述の実施例においては、インク液室等の隔壁を作成する際に併せて突起を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、突起の作成工程を別途設けるようにしても良い。
【００６５】
また上述の実施例においては、半導体ウエハによるシリコン基板上に複数分のヘッドチップを作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、半導体ウエハによる基板に代えて、ガラス基板、セラミックス基板等を適用する場合を広く適用することができる。
【００６６】
また上述の実施例においては、先端がノズルシートに接触するように突起を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、先端がノズルシートに接触しないようにする場合にも広く適用することができる。
【００６７】
また上述の実施例においては、インク液室又は隔壁に対向するように突起を設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液室、隔壁に対応しないように突起を配置する場合にも広く適用することができる。なおこの場合、突起が配置されてなる部位のインク液室との相対的な位置関係により、各突起においては、インク液室側の面の形状を異ならせることが必要になる。
【００６８】
また上述の実施例においては、カラー印刷用のフルラインタイプのプリンタヘッドに本発明を適用して４本のノズル列を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば白黒印刷用のフルラインタイプのプリンタヘッドに本発明を適用してノズル列を１本により作成する場合等、種々の本数によりノズル列を作成する場合に広く適用することができる。
【００６９】
また上述の実施例においては、フルラインタイプのプリンタヘッドに本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばプリンタヘッドを特定方向に移動させるいわゆるシリアルタイプのプリンタヘッドに本発明を適用する場合にも広く適用することができる。
【００７０】
また上述の実施例においては、エネルギー発生素子を発熱素子により構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ピエゾ素子、静電アクチュエータ等をエネルギー変換素子に適用する場合等、エネルギー発生素子にあっては種々の構成を広く適用することができる。
【００７１】
また上述の実施例においては、用紙を印刷対象にしてなるプリンタ、プリンタヘッドに本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液滴に代えて各種染料の液滴、保護層形成用の液滴等を飛び出させる液体吐出ヘッド、さらには液滴が試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種試験装置、液滴がエッチングより部材を保護する薬剤である各種のパターン描画装置等に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関し、例えば発熱素子の駆動によりインク液滴を飛び出させるプリンタに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施例１に係るラインプリンタに適用されるヘッドアッセンブリーのインク液室近傍の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１に係るラインプリンタを示す斜視図である。
【図３】図２のヘッドアッセンブリーのインク液滴の吐出に係る部分を拡大して示す斜視図である。
【図４】図２のヘッドアッセンブリーの作成工程の説明に供する断面図である。
【図５】本発明の実施例２に係るヘッドアッセンブリーのインク液室近傍の構成を示す平面図である。
【図６】本発明の実施例３に係るヘッドアッセンブリーのインク液室近傍の構成を示す平面図である。
【図７】本発明の実施例４に係るヘッドアッセンブリーのインク液室近傍の構成を示す平面図である。
【図８】従来のプリンタヘッドにおけるインク液室近傍の構成を示す平面図である。
【図９】図８とは異なるインク液室近傍の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１、１８……プリンタヘッド、２、２７……発熱素子、３、３０……インク流路、４、２３……隔壁、５、２９、５１、５６、６１、６２……突起、６、２２……インク液室、１１……ラインプリンタ、２０、５０、５５、６０……ヘッドアッセンブリー、２４……ヘッドチップ、３１……ノズル
【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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