(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出口と、該インク吐出口をシールするシール液体と、画像信号に応じてインクを吐出し、かつインク吐出時に前記インク吐出口のシールを解くインク吐出手段と、前記シールを復元するシール復元手段とを有し、前記インク吐出手段が、シールを復元する際にはインクを吐出しないで、インクをシール液体に接触するように前記インク吐出口に露出させることにより、前記シール復元手段を兼ねることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
インク吐出口と、画像信号に応じてインクを吐出し、かつインク吐出時にシール液体による前記インク吐出口のシールを解くインク吐出手段と、前記シールを復元するシール復元手段とを有し、前記インク吐出手段が、シールを復元する際にはインクを吐出しないで、インクをシール液体に接触するように前記インク吐出口に露出させることにより、前記シール復元手段を兼ねることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
画像記録媒体を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送される前記画像記録媒体に対しインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドに画像信号を入力する画像信号入力手段とを備えるインクジェット記録装置において、前記インクジェット記録ヘッドが請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッドであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク滴を安定に吐出させて画像記録媒体上に印字を行うインクジェット記録ヘッド及びそれを備えたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被印字面に液滴、特にインクドロップを吐出して印字を行うインクジェット記録方式の代表的なものとして、ノズルを用いる方式があり、そのノズルを用いる記録方式には、従来、オンデマンド型と連続流型とがある。
オンデマンド型は、記録情報に対応してノズルから間欠的にインクを吐出させて印字を行う方式で、代表的なものとして、圧電素子方式とサーマル方式とがある。
圧電素子方式は、インク室に付設した圧電素子に、パルス電圧を印加して圧電素子を変形させることにより、インク室内のインク液圧を変化させ、ノズルからインクドロップを吐出させて、記録紙上にドットを記録するものである。
サーマル方式は、インク室内に設けた加熱素子によりインクを加熱し、これにより発生したバブルによりノズルからインクドロップを吐出させて、記録紙上にドットを記録するものである。
一方、連続流型は、インクに圧力を加えてノズルから連続的にインクを吐出させると同時に、ピエゾ振動子等により振動を加えて突出インク柱を液滴化し、さらに液滴に対して選択的に帯電、偏向を行うことによって、記録を行うものである。
【０００３】
これらのインクジェット記録装置においては、非動作時のインクの乾燥、増粘に起因するノズルの目詰まりを防止することが大きな課題である。この課題を解決するために種々のインク材料が開発されているが、インク溶媒の蒸発を低減することは依然として困難である。
市販のインクジェット記録装置では、非印字時、長期休止時には、樹脂製のキャッピング手段等により、ノズルと外気とを遮蔽してインクの乾燥を遅延させようとしている。しかし、このキャッピング手段では、ノズル内の気密状態をより効果的に高めるためには、複雑な手順と装置が必要となる。また、キャッピング手段では、ノズル内部を空気から完全に遮蔽することができず、保存中に、ノズル内部のインクの乾燥、増粘が徐々に進行し、ノズルの目詰まりが発生してしまうことがある。このように、実際には、市販されているインクジェット記録装置では、長期休止によるノズルの目詰まりを回復するために、様々なメンテナンス動作が必要となっている。
【０００４】
長期休止後の目詰まりに起因する問題を回避する手段としては、特開昭５２−１０４１３０号公報に開示されているように、インクに不溶のシール液体と、シール液体の膜を張る手段によって、インク吐出口を密封してインクを空気から遮蔽し、インクの乾燥を防ぐ手段が知られている。しかし、この方法は、以下のような欠点を有していることが判明した。即ち、前記方法は、インク吐出の度毎にシール液体が状態変化し、その結果、インク吐出が安定せず、印字画像品質が低下するという根本的な問題を有している。以下、図面を用いて、判明した従来技術の欠点を示す。
【０００５】
シール液体による密封方式を採用している従来のインクジェット記録ヘッドの、シール液体の状態変化を図７に示す。図７（ａ）は、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口へのインク吐出要求信号（画像信号）のタイミングの一例を示したものである。（ｂ）は、従来の液体シールによる密封方式を採用しているインクジェット記録ヘッドの、（ａ）に対応したシール状態の変化を模式的に示したものである。一般に、画像をインクジェット記録装置により印字する場合、１つのインク吐出口に対して、さまざまなタイミングでインク滴吐出要求信号が送られる。例えば、要求信号がその記録ヘッドが有する最高画素化周波数の周期と同様な極短時間の周期で送られてくることもあるし、逆に、数秒間の間要求信号が送られてこない場合もある。インク吐出口は、要求信号Ａが送られてきたときには完全にシールされている状態にあるが、要求信号Ｂが送られてきたときはシールされていない状態にあり、要求信号Ｃ、Ｄが送られてきたときには不完全にシールされている状態にある。このように種々のタイミングで要求信号が送られてきた場合、シール液体によるインク吐出口のシール状態が各々異なるため、インクが吐出口から吐出する際の抵抗が一定ではなくなる。その結果、吐出されるインク滴のドロップ径やインク滴の飛翔スピードにばらつきが生じ、印字画像品質が低下する。これを回避するには、各インク吐出口に対する要求信号の周期を十分に落とすことが必要で、その結果印字速度が大幅に低下することになる。
【０００６】
シール液体による密封方式を採用する他の方法として、例えば、特開昭４９−１１５５４８号公報には、動作時にシール液体の供給を止め、吐出時にインク滴のみを吐出する方法が記載されている。しかし、この場合はシール液体供給路の開閉器が必要となり、印字ヘッドの構造が複雑化して、その結果、印字装置全体が大型化したり、高価になってしまう。
【０００７】
このように、従来のシール液体によるノズルの密封方法では、インク吐出の安定性が低く、その結果、印字画像の画質低下を招く。一方、この問題を回避し、インク吐出の安定性を確保するためには、前記のように、別途、シール液体の開閉器による開閉手段を備える必要があり、その結果、印字装置の大型化、及び複雑化を招くことになる。従って、シール液体による密封方式を採用している記録ヘッドにおいて、このような欠点を有さない、即ち、開閉器等の付加装置を用いずに、安定的にインク吐出性能を維持し得る技術は存在していないのが実状である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、シール液体によってノズルを密封する方式において、開閉器等の付加装置を用いることなく、インク吐出時のシール液体の状態を常に一定の状態に保つことにより、吐出されるインク滴の大きさを一定に保ちつつ、ノズルの目詰まりを防止することが可能なインクジェット記録ヘッドを提供すること、また、このような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を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞ インク吐出口と、該インク吐出口をシールするシール液体と、画像信号に応じてインクを吐出し、かつインク吐出時に前記インク吐出口のシールを解くインク吐出手段と、前記シールを復元するシール復元手段とを有し、前記インク吐出手段が、シールを復元する際にはインクを吐出しないで、インクをシール液体に接触するように前記インク吐出口に露出させることにより、前記シール復元手段を兼ねることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
＜２＞  前記シール復元手段が、前記インク吐出口のシールが解かれた状態にあるシール液体に、前記インク吐出口に露出するインクを接触させシールを復元する前記＜１＞に記載のインクジェット記録ヘッドである。
＜３＞  インク吐出口と、画像信号に応じてインクを吐出し、かつインク吐出時にシール液体による前記インク吐出口のシールを解くインク吐出手段と、前記シールを復元するシール復元手段とを有し、前記インク吐出手段が、シールを復元する際にはインクを吐出しないで、インクをシール液体に接触するように前記インク吐出口に露出させることにより、前記シール復元手段を兼ねることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
＜４＞ 画像記録媒体を搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送される前記画像記録媒体に対しインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドに画像信号を入力する画像信号入力手段とを備えるインクジェット記録装置において、前記インクジェット記録ヘッドが前記＜１＞から＜３＞のいずれか一つに記載のインクジェット記録ヘッドであることを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００１０】
前記シール復元手段によれば、インク滴の吐出によりインク吐出口のシールが解かれた状態にあるシール液体に対し、シール液体による膜を積極的に初期状態に復元することができ、インクの乾燥防止とインク吐出性能の安定化を達成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［インクジェット記録ヘッド］
本発明のインクジェット記録ヘッドに関する参考例について図を用いて説明する。
本発明のインクジェット記録ヘッドに関する参考例は、図１に示すように、インク吐出口３と、該インク吐出口３をシールするシール液体４と、画像信号に応じてインクを吐出し、かつインク吐出時に前記インク吐出口３のシールを解くインク吐出手段７と、前記シールを復元するシール復元手段１４と、を備えることによって構成される。
シール復元手段とは、インク滴の吐出によりインク吐出口のシールが解かれた状態にあるシール液体に対し、シール液体による膜を積極的に初期状態に復元させるものである。このようなシール復元手段としては、前記インク吐出口のシールが解かれた状態にあるシール液体に、前記インク吐出口に露出するインクを接触させシールを復元させるものが好ましい。
【００１２】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、図２及び図４に示すように、前記インク吐出手段７が、前記シール復元手段を兼ねるものである。これにより、前記シール復元手段を別個に設ける必要がなくなり、インクジェット記録ヘッドの低コスト化、作製のしやすさ、インク吐出口の高密度化等の特徴を有する。
また、本発明のインクジェット記録ヘッドは、前記シール液体４を構成要素としない態様でもよく、その場合には、該インクジェット記録ヘッドを使用する際に、ユーザーが後から前記シール液体４を供給すればよい。
【００１３】
（インク吐出口）
次に、インク吐出口について、図１を用いて説明する。
インク吐出口３は、インク流路を介してインクジェット記録ヘッド１の下部に設けられているインク室１３に通じている。インク室１３及びインク流路には、例えば毛細管作用や圧力差によって生じる作用により、インク供給手段（不図示）からインク５が供給され、インク５で充填されている。
【００１４】
インク吐出口３は、インク吐出状態にない場合は、シール液体４によりシールされているので、インク吐出口３に露出しているインク５は、空気と接触していない。インク室１３の底面部に設けられているインク吐出手段７は、画像信号に応じて、インク流路に充填されているインク５に圧力等を加えインク吐出口３からインク滴を吐出させる。
【００１５】
（インク吐出手段）
次に、画像信号に応じてインク吐出口からインクを吐出するインク吐出手段について説明する。
本発明に使用可能なインク吐出手段は、従来技術によるインクジェット記録ヘッドで用いられているインク吐出手段のいずれを用いてもよく、例えば、サーマルインクジェット方式、圧電素子方式（例えば、ピエゾ振動子型）等のインク吐出手段が挙げられる。
サーマルインクジェット方式では、インク吐出手段として加熱機能を有するものを使用し、画像信号に応じてインク室あるいはインク室に通じるインク流路内のインクを加熱し、インク内に含まれる揮発成分を瞬時に蒸発させて気泡を発生させ、その体積変化に伴う圧力でインクを吐出する。
圧電素子方式では、インク吐出手段として圧電素子を備えているものを使用し、インク室を構成する壁面あるいはインク室に通じるインク流路の壁面に、圧電素子の変形を伝搬可能な部材を用い、この圧電素子に画像信号に応じて電界を印加して、その結果生じる圧電素子の歪みによってインク流路の壁面部材等を変形させ、その結果生じる圧力波によりインクに圧力を作用させて吐出する。
尚、図１中、インク吐出手段７は、インク室１３の底面部に配置されているが、これに限定されず、例えば、インク流路の側面部等に配置されていてもよい。
【００１６】
（シール液体）
次に、インク吐出口内部のインクの乾燥を防ぐために用いられるシール液体について説明する。
本発明において使用可能なシール液体は、インク吐出口をシールし、インク吐出口に露出しているインクを空気から遮蔽する機能を有する。このような機能を維持するシール液体は、少なくともインクに不溶な成分を含み、インクと相溶せず、かつ、インクとは自発的に乳化しないものである。
シール液体とインクとが、非相溶性であるためには、具体的には、シール液体のインクに対する溶解度が、常温（２５℃）で０．１重量％以下であるのが好ましい。更に、シール液体が常温で不揮発性であると、ヘッドの休止中に蒸発せず、シール液体によるインク吐出口のシール状態に変化が生じないので好ましい。尚、常温で不揮発性とは、具体的には蒸気圧が２５℃で０．１ｍｍＨｇ以下であることをいう。
【００１７】
本発明において利用できるシール液体の動粘度は１〜１００ｍｍ2 ／ｓの範囲であるが、吐出のための抵抗を小さくするために５０ｍｍ2 ／ｓ以下であることが望ましい。また、本発明において利用できるシール液体の表面張力は１５〜７０ｍＮ／ｍの範囲であれば利用できるが、インクの表面にぬれ進むためには５０ｍＮ／ｍ以下であることが望ましく、更には、使用するインクの表面張力より小さいことが望ましい。これらの性質に適した液体であれば利用できるのはもちろんであるが、複数の材料を混合して粘度や表面張力を調整して用いることもできる。
【００１８】
水性のインクを用いる場合のシール液体としては、常温で液体の有機溶媒やオイル類を用いることができる。
例えば、オクタン、ノナン、テトラデカン、ドデカン等の炭化水素、オレイン酸、リノール酸等の高級脂肪酸、ｎ−デカノール、ジメチルブタノール等の非水溶性のアルコール類、フタル酸ジブチル、マレイン酸ジブチル等の可塑剤を用いることができる。あるいは、植物油、鉱物油、シリコーンオイル、フッ素オイル等を用いることもできる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
本発明のインクジェット記録ヘッドでは、シール液体４を、図３に示すように配置し、インク吐出口３に露出しているインク５が外部の空気に接触しないようにする。その結果、インク５中の水分等が蒸発することがなく、インク吐出口３の目詰まり等のトラブルが発生しない。
シール液体４は、インク吐出口３が設けられている面（以下、「インク吐出面」と称する。）に、印字開始前に、予めスポイトや管からの注液や、刷毛、布、ブレードによる塗布等の方法により供給することができる。また、インク吐出面の近傍に管や多孔質部材を配置し、毛細管力、表面張力、又は圧力差等によって、シール液体４をインク吐出面に継続的に供給する機構を備えていてもよい。これらの方法によりインク吐出面に供給されたシール液体４は、インク吐出面上にシール液体４の膜を形成する。
【００２０】
シール液体は、インク吐出口に露出しているインクに接触するが、インクと相溶せず、またインクと表面張力に差があるので、インク表面にもシール液体の膜が形成される。インク吐出面上のシール膜の厚みは、インクの表面張力や粘度、吐出手段、ノズル径、目詰まり防止のための保存期間等によって適宜選択できるが、目詰まりに対するシール性能と吐出抵抗を考え合わせると、１〜１００μｍであることが好ましい。シール膜の厚みは、例えば、シール液体の供給量や、記録ヘッド周縁部等をシール液体の保持量を規制する形状にすることによって調整することができる。
【００２１】
（シール復元手段）
次に、シール復元手段について、図３及び図５を用いて説明する。
図３は、サーマル型のインク吐出手段７が、シール復元手段を兼ねている態様を示している。即ち、加熱機能を有するものを使用し、シール復元信号に応じてインク室１３あるいはインク室に通じるインク流路内のインク吐出手段７近傍のインクを加熱し、インク５内に含まれる揮発成分を瞬時に蒸発させて気泡８を発生させ、その体積変化に伴う圧力を利用して、インク吐出口３のシールが解かれた状態にあるシール液体４に、インク吐出口３に露出するインク５を接触させ（図２）、シールを復元させるものである。
図５は、圧電素子（ピエゾ振動子）型のインク吐出手段７が、シール復元手段を兼ねている態様を示している。即ち、圧電素子を備えているものを使用し、インク室１３を構成する壁面あるいはインク室に通じるインク流路の壁面に、圧電素子の変形を伝搬可能な部材を用い、この圧電素子にシール復元信号に応じて電界を印加して、その結果生じる圧電素子の歪みによってインク流路の壁面部材等を変形させ、その結果生じる圧力波により、インク吐出口３のシールが解かれた状態にあるシール液体４に、インク吐出口３に露出するインク５を接触させ（図４）、シールを復元させるものである。
【００２２】
本発明で用いられる、ノズルプレート上のシール液体をインクによって復元させるシール復元手段は、インク吐出口のシールが解かれた状態にあるシール液体に、インク吐出口に露出するインクを触れさせることのできる手段であればよく、構成は特に限定されるものではない。
図３及び図５では、インク吐出手段がシール復元手段を兼ねているが、このように本発明では、新たにインクをインク吐出口外縁部で解かれているシール液体に触れさせるだけの機構を備える構成では、インクジェット記録ヘッドの製造工程の複雑さ、インクジェット記録ヘッドの製造コスト高等につながりやすくなるため、インク吐出手段がシール復元手段を兼ねる構成としている。
【００２３】
シール復元手段は、シール液体がインクの吐出によりインク吐出口へのシールを解いた状態から完全にインク吐出口をシールする状態に復元する機能を有する。インクジェット記録ヘッドに、シール復元手段がない場合に、シール液体がシールを解いた状態から完全にシールしている状態に復元するまでに所定の時間を要することの原因については、現在その詳細を解析中であるが、最も大きな要因として、シールを解いた状態のシール液体が、インク吐出口の周囲でトラップされることが挙げられるであろう。インク吐出口は、一般にノズルの内壁面とノズル吐出面で角を形成している。その結果、吐出口の周囲は、形状上シール液体を高い接触角で保持しやすく、さらにバリ等でインク吐出面との接触角がより鋭角になっているとシール液体をトラップし、インク吐出口が露出した状態のままにする保持力はますます高くなっていると考えられる。
本発明におけるシール復元手段は、吐出口周囲をインクでぬらし、また、シール液体の端部にインクを接触させることにより、シール液体のぬれ進みに対するエネルギー障壁をなくすことを可能にするものである。
【００２４】
また、インクのメニスカス形状を変化させる信号としては、正弦波、三角波、矩形波等のいずれの波形でもよい。信号印加時間、印加電圧等の条件は、インク吐出口内部のインクを、画像を記録するインク滴として吐出させる程度の強いものではなく、シール液体に接触させることができる程度の弱いものであれば、特に限定されるものではない。
【００２５】
［インクジェット記録装置］
以上の如き構成の本発明のインクジェット記録ヘッドは、従来よりあるいわゆるインクジェット記録装置、即ち、画像記録媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送される前記画像記録媒体に対しインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドに画像信号を入力する画像信号入力手段と、を備えるインクジェット記録装置において、好適に用いられる。本発明のインクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置は、インク滴を安定に吐出させて画像記録媒体上に印字を行うことができる。
また、本発明のインクジェット記録装置は、本発明に係るインクジェット記録ヘッドを組み込んだことにより、従来必須であったバキューム等のメンテナンス工程を軽減あるいは省略することができる。
【００２６】
本発明においては、図１に示すように、各構成を簡単に説明する観点から、便宜上、下方から上方にインク滴を吐出させる態様を示したが、必ずしもこれに限定されるわけではなく、例えば、横方向にインク滴を吐出させたり、あるいは上方から下方にインク滴を吐出させる場合にも、本発明の効果を充分発揮することができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制限されるものではない。
（実施例１）
この実施例に係るインクジェット記録ヘッドの作製に際し、ノズルプレート上にシール液体として、複数種類のシリコーンオイルを混合して調製した液体（動粘度３０ｍｍ2 ／ｓ、表面張力２０．８ｍＮ／ｍ、２５℃での蒸気圧が０．１ｍｍＨｇ以下、インクとの相溶性なし）を用い、厚みが約１５μｍのシール膜を形成した。
次に、図３に示すように、インク吐出手段７としてサーマル型のインク吐出手段７を用い、インク吐出手段７がシール復元手段を兼ねる態様のインクジェット記録ヘッド１を作製した。
このインクジェット記録へッドをインクジェット記録ヘッド評価用実験機に組み込み、以下のようなテストを実施した。尚、インクは市販のインクジェット用水性インクを用いた。用いたインクは、水６０重量％、ジエチレングリコール３８重量％及び染料２重量％からなり、粘度（粘性係数）２．０ｍＰａ・ｓ、表面張力４０ｍＮ／ｍ、比重１．０６の水性インクである。
【００２８】
まず、図８に示すように、インク吐出口３から連続的にインク滴を吐出させたところ、該インク吐出口３のシールが解かれた状態になった（図９）。
次に、図２に示すように、インク吐出手段７であるヒーターに対し、インク吐出口３に露出するインク５をインク吐出口外縁部に解かれているシール液体４に接触させるようなシール復元信号（信号印加時間：数十μｓ以下、印加電圧：インク吐出時の５０％程度の印加電圧）を入力した。インク５はシール液体４に接触して、その直後から、インク吐出口３のインク表面へぬれ進み始め、最終的にシール液体４がインク５表面を覆った状態（図３に示すシールが閉じた状態）に戻った。
【００２９】
尚、図６（ａ）では、インク吐出口外縁部にインクが解かれている状態からシール復元信号１０を入力したときのシールの状態を模式的に示している。このように、シール復元信号１０を入力すると、任意にシールを復元することが可能になるので、吐出によりシールが解かれてからシールが復元し完全に閉じるまでの時間（ｔ1 ）が短縮すると共に、次の吐出時にはシール液体が閉じた状態となり、印字の要求信号がどのタイミングで発生しても毎回安定して吐出することが可能となった。復元信号を入力した場合、吐出によりシールが解かれてからシールが復元し完全に閉じるまでの時間（ｔ1 ）は８０μｓであり、最高駆動周波数の１周期である１００μｓより短かった。
【００３０】
（比較例１）
実施例１において、シール復元手段を設けなかった外は、実施例１と同様にインクジェット記録ヘッドを作製した。
このインクジェット記録ヘッドを用いて、図８に示すように、インク吐出口３から連続的にインク滴を吐出し、図９の状態にして、この状態で放置した場合のシール液体４の挙動を観察した。
その結果、図６（ｂ）に示すように、シール液体４は、シール液体４自身の表面張力やノズルプレート２との濡れのバランスにより、インク吐出口３の外縁部で解かれた状態を保ち、暫くしてシール膜が閉じるのを確認した。この時間（ｔ1 ’）は、復元信号を用いない場合の５倍の４００μｓであった。このようにシール膜が自然に閉じるのを待ってからインク吐出を行うと、印字速度を高速化できないという問題も持っていた。
以上、シール膜復元手段を設けることにより、インク吐出口におけるシールの復元を任意に行うことができるため、次の印字時にはシール液体の状態を閉じた状態とし、印字の要求信号がどのタイミングで発生しても吐出を安定にすることが可能となった。
【００３１】
（実施例２）
この実施例に係るインクジェット記録ヘッドの作製に際し、ノズルプレート上にシール液体として、複数種類のシリコーンオイルを混合して調製した液体（動粘度３０ｍｍ2 ／ｓ、表面張力２０．８ｍＮ／ｍ、２５℃での蒸気圧が０．１ｍｍＨｇ以下、インクとの相溶性なし）を用い、厚みが約２０μｍのシール膜を形成した。
次に、図５に示すように、インク吐出手段７としてピエゾ振動子のインク吐出手段７を用い、インク吐出手段７がシール復元手段を兼ねる態様のインクジェット記録ヘッド１を作製した。
このインクジェット記録へッドをインクジェット記録ヘッド評価用実験機に組み込み、以下のようなテストを実施した。尚、インクは市販のインクジェット用水性インクを用いた。用いたインクは、水６０重量％、ジエチレングリコール３８重量％及び染料２重量％からなり、粘度（粘性係数）２．０ｍＰａ・ｓ、表面張力４０ｍＮ／ｍ、比重１．０６の水性インクである。
【００３２】
まず、図８に示すように、インク吐出口３から連続的にインク滴を吐出させたところ、該インク吐出口３のシールが解かれた状態になった（図９）。
次に、図４に示すように、インク吐出手段７であるピエゾ振動子に対し、インク吐出口３に露出するインク５をインク吐出口外縁部に解かれているシール液体４に接触させるようなシール復元信号（信号印加時間：数十μｓ以下、印加電圧：インク吐出時の５０％程度の印加電圧）を入力した。その結果、シールが解かれた状態であったシール液体４はインク５表面を覆いはじめ、最終的にシール液体４がインク５表面を覆った状態（図５に示すシールが閉じた状態）に戻った。
【００３３】
本実施例の場合も、図６（ａ）に示すように、シール復元信号１０を入力すると、任意にシールを復元することが可能になるので、吐出によりシールが解かれてからシールが復元し完全に閉じるまでの時間（ｔ1 ）が短縮すると共に、次の吐出時にはシール液体が閉じた状態となり、印字の要求信号がどのタイミングで発生しても毎回安定して吐出することが可能となった。復元信号を入力した場合、吐出によりシールが解かれてからシールが復元し完全に閉じるまでの時間（ｔ1 ）は９０μｓであり、最高駆動周波数の１周期である１００μｓより短かった。
【００３４】
（比較例２）
実施例２において、シール復元手段を設けなかった外は、実施例２と同様にインクジェット記録ヘッドを作製した。
このインクジェット記録ヘッドを用いて、図８に示すように、インク吐出口３から連続的にインク滴を吐出し、図９の状態にして、この状態で放置した場合のシール液体４の挙動を観察した。
その結果、図６（ｂ）に示すように、シール液体４は、シール液体４自身の表面張力やノズルプレート２との濡れのバランスにより、インク吐出口３の外縁部で解かれた状態を保ち、暫くしてシール膜が閉じるのを確認した。この時間（ｔ1 ’）は、復元信号を用いない場合の約４．５倍の４００μｓであった。このようにシール膜が自然に閉じるのを待ってからインク吐出を行うと、印字速度を高速化できないという問題も持っていた。
以上、シール膜復元手段を設けることにより、インク吐出口におけるシールの復元を任意に行うことができるため、次の印字時にはシール液体の状態を閉じた状態とし、印字の要求信号がどのタイミングで発生しても吐出を安定にすることが可能となった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、インク滴吐出によりインク吐出口のシールが解かれた状態にあるシール液体を、シール復元手段により、任意にシールを復元することが可能になる。よって、本発明によれば、開閉器や外力による開閉手段等の付加装置を使わずに、ノズルの目詰まりと、印字速度の安定化を両立するインクジェット記録ヘッドを提供することができる。
また、上記インクジェット記録ヘッドを組み込んだ本発明のインクジェット記録装置は、従来必須であったバキューム等のメンテナンス工程を軽減あるいは省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明のインクジェット記録ヘッドに関する参考例の基本構成を示す断面図である。
【図２】  図２は、本発明のインクジェット記録ヘッドのシール復元手段を示すノズルプレートの断面図の一例である。
【図３】  図３は、本発明のインクジェット記録ヘッドのシール復元手段を示すノズルプレートの断面図の他の一例である。
【図４】  図４は、本発明のインクジェット記録ヘッドのシール復元手段を示すノズルプレートの断面図の他の一例である。
【図５】  図５は、本発明のインクジェット記録ヘッドのシール復元手段を示すノズルプレートの断面図の他の一例である。
【図６】  図６（ａ）は、シール復元信号とシール液体の状態の対応関係を示す図である。図６（ｂ）は、シール復元信号が入力されない場合のシール液体の状態を示す図である。
【図７】  図７（ａ）は、画像信号の入力のタイミングの一例を概略的に示した図であり、図７（ｂ）は、従来のシール液体密封方式のインクジェット記録ヘッドに図７（ａ）に示すタイミングで画像信号が入力された場合のシール液体の状態変化を示す模式図である。
【図８】  図８は、インク滴吐出によりインク吐出口のシールが解かれた状態を示すノズルプレートの断面図の一例である。
【図９】  図９は、インク滴吐出によりインク吐出口のシールが解かれた状態を示すノズルプレートの断面図の他の一例である。
【図１０】  図１０は、インク滴吐出によりインク吐出口のシールが解かれた状態を示すノズルプレートの斜視図である。
【符号の説明】
１  インクジェット記録ヘッド
２  ノズルプレート
３  インク吐出口
４  シール液体
５  インク
６  インク滴
７  インク吐出手段
８  気泡
９  インク吐出信号
１０  シール復元信号
１１  記録紙
１２  基板
１３  インク室
１４  シール復元手段
【図１】
0003750375.tif 000002
【図２】
0003750375.tif 000003
【図３】
0003750375.tif 000004
【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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【図１０】
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