JPH0725031A - インクジェットプリントヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の異なる色のインクを吐出するノズルを
直線上に配置し、しかも、混色を生じないインクジェッ
トプリントヘッドを提供する。 【構成】 ヘッドチップ１には、異なる色のノズル２
ａ，２ｂ，２ｃと、その間に配置したダミーノズル４
ａ，４ｂが配置されている。ダミーノズル４ａ，４ｂ
は、ダミーノズル流路５ａ，５ｂに接続され、大気に連
通している。印字時においては、インクの飛散等により
ノズル面に溜まったインクが、ダミーノズル４ａ，４ｂ
にかかると、その毛細管力によって、インクはダミーノ
ズル４ａ，４ｂ内に吸収され、ノズル面から除去され
る。ワイピング時や、プライミング時においても、ダミ
ーノズル４ａ，４ｂにインクが吸引され、ノズル面にイ
ンクの過剰な溜まりが発生することはなく、混色を防止
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラープリンタに使用
するインクジェットプリントヘッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットカラープリンタにおいて
は、各色のインクを吐出するインクジェットプリントヘ
ッドが必要であり、従来は、各色ごとにインクジェット
プリントヘッドが用いられている。インクジェットカラ
ープリンタに用いられるインクの色は、例えば、ブラッ
ク，シアン，マゼンタ，イエローのように、一般には４
色のインクが用いられ、したがって、４個のヘッドを用
いる必要があった。このように、複数のインクジェット
プリントヘッドを用いると、それを搭載するキャリッジ
が大きくなり、装置も大きくなるという問題があった。
この問題は、特に、インクジェットプリントヘッドとイ
ンクタンクとを一体に形成したディスポーザブルプリン
トヘッドにおいて顕著である。

【０００３】さらに、ディスポーザブルプリントヘッド
では、プリントヘッドが消耗品となるため、ユーザは、
常に４個のヘッドをスペアとして保有している必要があ
り、余分な在庫を余儀なくされていた。

【０００４】これを改善するために、米国特許第４７７
１２９５号明細書、米国特許第５０２５２７１号明細書
や特開平２−２０４０５３号公報に、それぞれ別個の色
のインクを吐出するプリントヘッドを１つのカートリッ
ジボディに配置した一体型のインクジェットプリントヘ
ッドが記載されている。

【０００５】これらのプリントヘッドは、発熱体基板上
にノズルを２次元的に配置して、異なる色のノズルを隣
接させない構造となっている。このため、各ノズルの吐
出タイミングを、位置のズレ分だけ補正する必要があ
り、プリントヘッドの駆動制御が複雑化している。

【０００６】異なる色のインクを吐出するノズルを、直
線上に配置したインクジェットプリントヘッドも提案さ
れているが、このインクジェットプリントヘッドでは、
各色のインクを吐出するノズル群の境界においては、異
なる色のインクを吐出するノズルが、比較的近接して配
置されている。そうすると、通常の印字時におけるイン
ク滴の飛散や、ワイピング動作時におけるインクの引き
出し拡散、プライミング時のインクの引き出し拡散など
によって、ノズル表面に付着したインクが他の色のイン
ク混ざり合うという問題がある。このノズル表面におけ
るインクの混色は、印字品質を劣化させる原因となって
いる。

【０００７】また、実開昭６２−１５０１４５号公報や
特願平３−２７６９３０号（特開平− 号公報）
には、ノズル面に溜まったインクをダミーノズルから吸
引除去する方法が記載されているが、インクジェットカ
ラープリンタにおける混色を防止するものではない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、複数の異なる色のインクを
吐出するノズルを直線上に配置したインクジェットプリ
ントヘッドにおいて、混色を生じないインクジェットプ
リントヘッドを提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の異なる
色のインクを吐出するノズルを直線上に配置したインク
ジェットプリントヘッドにおいて、異なる色のインクを
吐出するノズルの間に所定数の大気に連通した毛細管を
配置したことを特徴とするものである。

【００１０】毛細管は、インクを吐出するノズルと同様
に形成することができる。この場合、毛細管として利用
するノズルには、インク吐出手段を設けなくともよい。

【００１１】各色のノズル群の流路は、一体に形成され
た発熱体基板と、該発熱体基板上に形成されたパターニ
ングされた樹脂膜と、ノズル流路およびインク供給流路
が形成されたシリコン基板とから構成することができ、
前記シリコン基板には、少なくともインクの色数以上の
インク供給開口を形成することができる。

【００１２】異なる色のインクを吐出するノズルの間に
配置された所定数の毛細管を、前記開口に連結すること
ができる。前記毛細管に引き込まれたインクは、開口側
に吸引することもできる。

【００１３】

【作用】本発明によれば、異なる色のインクを吐出する
ノズルの間に所定数の毛細管を配置したことにより、近
接した異なる色のノズル間のノズル面におけるインクを
毛細管力で毛細管内に引き込むことができる。それによ
り、混色を回避でき、インクジェットカラープリンタに
おいて、一体型のインクジェットプリントヘッドを実現
することが可能となる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明のインクジェットプリントヘ
ッドの一実施例の概略構成図、図２は、図１のインクジ
ェットプリントヘッドのヘッドチップ周囲の拡大図であ
る。図中、１はヘッドチップ、２ａ，２ｂ，２ｃはノズ
ル、３ａ，３ｂ，３ｃはインク流路、４ａ，４ｂはダミ
ーノズル、５ａ，５ｂはダミーノズル流路、６ａ，６
ｂ，６ｃはインクタンク、７ａ，７ｂ，７ｃは大気連通
孔、８ａ，８ｂ，８ｃはジョイントである。

【００１５】この実施例のヘッドチップ１は、５個の開
口を有している。１，３，５番目の開口が、インク流路
３ａ，３ｂ，３ｃに接続され、各色のインクの供給を受
ける。例えば、インク流路３ａがシアンのインクを供給
し、インク流路３ｂがマゼンタのインクを供給し、イン
ク流路３ｃがイエローのインクを供給する。これ以外に
ブラックのインクをも供給し、４色とすることもでき
る。もちろん、３色や４色に限られるものではなく、ま
た、インクの色も上述した例に限定されるものではな
い。

【００１６】ヘッドチップ１は、３００ｓｐｉ（３００
ＤＰＩ）の密度で、ノズル２ａ，２ｂ，２ｃが配列され
ており、上述した１，３，５番目の開口は、それぞれ３
２個のノズル２ａ，２ｂ，２ｃと接続されている。２，
４番目の２個の開口は、ダミーノズルの流路５ａ，５ｂ
に接続され、それぞれが、１０個のダミーノズル４ａ，
４ｂと接続されている。各図は見やすくするため、上述
したノズル数とは異なった数で図示されている。しか
し、各開口に接続されるノズルとダミーノズルの数は、
上述した値に限られるものではなく、適宜に設定可能で
あることはいうまでもない。

【００１７】各開口は、全て分離されており、ヘッドチ
ップの内部でインクが混ざることはない。インク流路３
ａ，３ｂ，３ｃは、ジョイント８ａ，８ｂ，８ｃを介し
て、インクタンク６ａ，６ｂ，６ｃに接続されている。
インクタンク６ａはシアン、インクタンク６ｂはマゼン
タ、インクタンク６ｃはイエローのインクを内蔵してい
る。各インクタンク内には、インクを吸収保持するポリ
エステルフェルトが収納され、それぞれのインクを吸収
保持している。また、インクタンク６ａ，６ｂ，６ｃに
は、大気連通孔７ａ，７ｂ，７ｃが設けられ、インクタ
ンク内が大きな負圧状態とならないようにされる。ジョ
イント８ａ，８ｂ，８ｃの先端には、ゴミを除去するた
め、例えば、粒度２０ミクロンのフィルタが融着されて
いるが、図示は省略した。

【００１８】ダミーノズル４ａ，４ｂは、この実施例で
は、それぞれ１０個であり、インクを吐出するノズル２
ａ，２ｂ，２ｃと同じ工程で作成される。したがって、
バブルを発生させるためのヒーターも有しているが、駆
動回路には接続されておらず、インクを吐出することが
なく、ダミーノズルとされている。ヒーターを設けない
ようにしてもよく、また、インクを吐出するノズル２
ａ，２ｂ，２ｃとは異なる寸法で形成されてもよい。し
たがって、ダミーノズルとして形成される必要はない
が、毛細管としての寸法で形成されることは必要であ
る。ダミーノズル４ａ，４ｂのノズル面と反対側の開口
は、それぞれダミーノズル流路５ａ，５ｂに接続されて
おり、ダミーノズル流路５ａ，５ｂは、大気に連通する
よう開口されている。

【００１９】印字時においては、ダミーノズル流路５
ａ，５ｂは開放され、大気に連通している。このため、
印字に伴って、インクの飛散が生じ、発生したインク滴
がノズル面に溜まり、ダミーノズル４ａ，４ｂにかかる
と、その毛細管力によって、インク滴はダミーノズル４
ａ，４ｂ内に吸収され、ノズル面から除去される。した
がって、ノズル面に、インクの過剰な溜まりが発生する
ことはなく、混色を防止することができる。

【００２０】図３は、ワイピング時の様子を示す説明図
である。図中、２ａ，２ｂはノズル、４ａはダミーノズ
ル、５ａはダミーノズル流路、９はワイパーブレード、
１０ａ，１０ｂはインク滴である。この図では、ノズル
やダミーノズルの一部を図示した。ワイパーブレード９
によって、ダミーノズル４ａ，４ｂから離れた部分に付
着したインク滴１０ａ，１０ｂは、ノズル２ａ，２ｂの
並び方向に広がるが、異なる色のノズル２ａ，２ｂの間
では、ダミーノズル４ａのところに移動したときに、ノ
ズル面におけるインクは、ダミーノズル４ａの毛細管力
でその中に引き込まれる。したがって、異なる色のイン
クが、異なる色を吐出するノズルに触れることはなく、
混色の発生が防止される。なお、ワイピング時には、図
示しないバキュームポンプの負圧を、ダミーノズル流路
５ａに作用させ、ダミーノズル４ａから吸引するように
すれば、より効果的に、混色を防止することができる。

【００２１】図４は、プライミング時の様子を示す説明
図である。図中、２ａ，２ｂはノズル、４ａはダミーノ
ズル、５ａはダミーノズル流路、１１はキャップ、１２
は吸引口、１３ａ，１３ｂは引き出されたインク、１４
は混色インクである。この図でも、ノズルやダミーノズ
ルの一部を図示した。プライミング動作は、ノズルの目
詰まりを解除するために、ノズル前面を一体のキャップ
１１で覆い、キャップ１１の吸引口１２に負圧を作用さ
せるものである。この実施例では、ダミーノズル流路５
ａにも負圧を作用させる。キャップ１１の吸引口１２か
らの吸引によって、ノズル２ａ，２ｂからキャップ内に
引き出されたインク１３ａ，１３ｂは、混合され混色す
る可能性が高いが、これらの混色インク１４は、ダミー
ノズル４ａと吸引口１２に吸引され、ノズル面に残留す
ることはない。特に、最も混色しやすい異なる色の中間
の部分のインクが、ダミーノズル４ａから速やかに吸引
除去されるため、ノズル２ａまたは２ｂに戻ることな
く、結果としてノズル内での混色が発生することはな
い。

【００２２】比較例として、上述した実施例のヘッドを
用い、ダミーノズルからの吸引を行なわなかったとこ
ろ、プライミング動作時に混色の発生が見られた。さら
に、ダミーノズルを持たないヘッドを試作し、評価した
ところ、ワイピング時に混色が発生するとともに、通常
の印字時にも稀ではあるが混色が見られた。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、混色を効果的に防止した一体型のインクジェ
ットプリントヘッドを提供することができる。

【００２４】なお、ノズルを直線上に配置できるので、
タイミングズレを考慮する必要はなく、印字制御が容易
である。ロジックヘッドの場合、１つのデータ線で印字
データを制御でき、プリントヘッドの結線数を減らすこ
とができる。また、カラーの印字が各色ごとに異なる印
字領域で行なわれるので、色重ねに時間差があり、色滲
みが起こりにくいという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のインクジェットプリントヘッドの一
実施例の概略構成図である。

【図２】 図１のインクジェットプリントヘッドのヘッ
ドチップ周囲の拡大図である。

【図３】 ワイピング時の様子を示す説明図である。

【図４】 プライミング時の様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ヘッドチップ、２ａ，２ｂ，２ｃ ノズル、３ａ，
３ｂ，３ｃ インク流路、４ａ，４ｂ ダミーノズル、
５ａ，５ｂ、ダミーノズル流路、６ａ，６ｂインクタン
ク、７ａ，７ｂ，７ｃ 大気連通孔、８ａ，８ｂ，８ｃ
ジョイント、９ ワイパーブレード、１０ インク
滴、１１ キャップ、１２ 吸引口、１３ａ，１３ｂ
引き出されたインク、１４ 混色インク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の異なる色のインクを吐出するノズ
   ルを直線上に配置したインクジェットプリントヘッドに
   おいて、異なる色のインクを吐出するノズルの間に所定
   数の大気に連通した毛細管を配置したことを特徴とする
   インクジェットプリントヘッド。