JPH09136417A

JPH09136417A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置

Info

Publication number: JPH09136417A
Application number: JP24483896A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishinaga; 博之石永; Masaaki Izumida; 昌明泉田; Jun Kawai; 潤河合; Hiroshi Sugitani; 博志杉谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】処理液と記録インクの着弾位置を精確に合わ
せて高画質で高速記録が可能であるインクジェットヘッ
ドおよびインクジェットプリント装置を提供することを
目的とする。【解決手段】インクジェットヘッド１は、インクを吐
出して画像を記録すると共に、インク中の色素材を不溶
化または凝集させる処理液を吐出する。ヒータボード
７，８はインクまたは処理液を吐出するエネルギ発生素
子１７，１８を有する。天板２はインクおよび前記処理
液の供給路１３，１４を有しており、ヒータボード７，
８に挟み込まれて両者間に記録インク吐出用および処理
液吐出用のノズル３，４が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント（記録）
用液体を熱エネルギーを利用して吐出口から吐出してプ
リントを行う液体吐出ヘッド、前記ヘッドを用いた液体
吐出装置に関する。ここで、プリントとしては、布、
糸、紙、シート材等の各種インク供与を受けるインク支
持体すべてへのインク付与を含み、各種情報処理装置す
べてあるいはその出力機としてのプリンタを含むもので
ある。そして本発明はこれらへの用途が可能なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリント法は、プリント
時に発生する騒音を無視できる程度に小さくできると共
に高速プリントも可能であり、しかも特別な処理を必要
とせずに、いわゆる普通紙に定着してプリントできるな
どの点において最近関心を集めている。

【０００３】その中で、例えば特開昭５４−５１８３７
号公報、ドイツ公開（ＤＯＬＳ）第２８４３０６４号公
報に記載されているインクジェットプリント法は、熱エ
ネルギーを液体に作用させて、インク吐出のための原動
力を得るという点において、他のインクジェットプリン
ト法とは、異なる特徴を有している。

【０００４】すなわち、上記の公報に開示されているプ
リント法では、熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻
な体積の増大を伴なう状態変化を起こし、該状態変化の
作用力によって、プリントヘッド部先端のオリフィスか
ら液体が吐出されている。この液体が飛翔的液滴を形成
して、該液滴が被プリント部材に付着することで記録が
行われる。

【０００５】殊に、前出のＤＯＬＳ第２８４３０６４号
公報に開示されているインクジェットプリント法は、い
わゆるＤｒｏｐ−ｏｎ−ｄｅｍａｎｄプリント法に極め
て有効に適用されるばかりでなく、プリントヘッドをｆ
ｕｌｌＬｉｎｅタイプで高密度マルチオリフィス化した
プリントヘッドを容易に具現化できるので、高解像度、
高品質の画像を高速で得られるという特徴を有してい
る。

【０００６】上記のプリント法に適用される装置のプリ
ントヘッドは、図７に示すように、液滴を吐出するため
に設けられたオリフィス（吐出口）２０６と、このオリ
フィス２０６に連通し、液滴を吐出するための熱エネル
ギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部
とし、流路壁２０３により区画された複数のノズル２０
４と、これらのノズル２０４にそれぞれ吐出用の液体を
供給する共通液室２０７とを有するインク吐出部と、熱
エネルギーを発生する手段としての電気熱変換体（発熱
体）２０２と、この発熱体２０２に給電する配線部２０
９を具備しているプリントヘッド基体２０１とからな
る。上記共通液室２０７には、図示しない液体貯留タン
クから供給パイプ２０８を介して液体が供給されるよう
になっている。

【０００７】そうした中で、従来、顔料インクを用いた
インクジェットヘッドは、顔料成分の凝集により固着し
易く、保存性が悪いことや、粘度が高くなり吐出応答周
波数を上げられないこと、また、被記録紙への浸透性が
悪いために定着時間が極端に長いという問題があった。
さらに、これらを解決するために顔料濃度を下げたり浸
透性の良い溶媒を用いることが行われているが、これも
記録濃度の低下や被記録紙上でのにじみによって、画質
の劣化となり著しい効果は上げていない。

【０００８】一方、画質、保存性、展延性を改良する処
理液と記録インクを重ねて描くインクジェット記録方法
が、特開昭５８−１２８８６２号に提案されている。こ
の提案においては、カラーインクジェットプリント装置
として、ドラム型の別体ヘッドにより構成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この記
録方法では処理液の着弾位置と記録インクの着弾位置と
が僅かでもずれてしまうと、画品位、定着性、耐候性等
を著しく低下させてしまい、特に、上記従来例では処理
液用のヘッドと記録インク用のヘッドとを別体としてい
るため、処理液と記録インクの着弾位置を精確に合わせ
るために、各ヘッドの部品精度とプリンタ本体の特にキ
ャリッジ部の精度を厳密にする必要があり、このため、
コストアップになっていた。さらにその調整に多大な時
間を費やし、一般のインクジェットプリンタより非常に
コストの高いものになっていた。このことは、ユーザが
ヘッド交換できるタイプのプリンタにおいては、特に顕
著であった。また、応答周波数を上げたとしても、印字
速度としては大きな効果をもたらしていないことが容易
にわかる。又、これらは、異なる種類のインクをインク
の着弾位置で重ねるタイプの記録方法においても同様の
課題となっていた。

【００１０】本発明の第１の目的は、異なる種類のイン
クの着弾位置や、処理液と記録インクの着弾位置を精確
に合わせて高画質で高速記録が可能である液体吐出ヘッ
ド等を提供することにある。

【００１１】本発明の第２の目的は、異なる種類のイン
クの着弾位置や処理液と記録インクの着弾位置を精確に
合わせて高画質で高速記録が可能であるインクジェット
ヘッドを搭載できるインクジェットプリント装置を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための
エネルギーを発生するエネルギー発生素子が複数配され
ると共に互いに対向して設けられた第１・第２の素子基
板と、前記対向する第１・第２の素子基板間に配され、
前記第１の素子基板との間に前記エネルギー発生素子の
夫々に対応した液流路を形成するための溝と、前記第２
の素子基板との間に前記エネルギー発生素子の夫々に対
応した液流路を形成するための溝と、各液流路に連通す
る吐出口とを有する溝付き部材とを備えていることを特
徴とする。

【００１３】また、液体吐出ヘッドカートリッジは、上
述の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される
インクを保持する液体貯蔵容器を有する。

【００１４】また、液体吐出装置は、上述の液体吐出ヘ
ッドと、前記液体吐出ヘッドを着脱自在に保持する手段
とを有することを特徴とする。

【００１５】本発明の液体吐出ヘッド等によれば、異な
る２種類の液体を吐出するのに吐出口が形成された単一
の溝付部材を用いて、各液体を吐出させるノズルを両者
一体に構成したので、各液体の着弾位置のずれが生じ
ず、極めて高品位で定着性、耐候性に優れた画像を得る
ことができる。

【００１６】また、上記２種類の液体を吐出するノズル
を両者一体に構成することで製造コストが安価な液体吐
出ヘッドを得ることができるので、プリンタ装置全体の
コストダウン等をも図ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１８】図１の（ａ）および（ｂ）は本発明のイン
クジェットヘッド（液体吐出ヘッド）の一実施形態を示
すもので、（ａ）はインクジェットヘッドの内部構造を
示す断面図であり、（ｂ）はインクジェットヘッドの外
部構造の一部をオリフィス面側から視た正面図である。
図２は、図１に示したインクジェットヘッドの外部構造
を流路側から視た分解斜視図である。

【００１９】図１において符号１はインクジェットヘッ
ドである。このインクジェットヘッド１は、記録インク
Ａと処理液Ｂを別々にノズル３，４に供給するためのイ
ンク供給路１３，１４と、それぞれのノズル（液流路）
を構成するための複数の溝と、それぞれの共通液室１
５，１６を構成する凹部とオリフィス（吐出口）１９，
２０を有する天板（溝付部材）２と、この天板２を両側
から挟み込む２枚のヒータボード（素子基板）７，８と
から概略構成されている。天板２と両ヒータボード（素
子基板）７，８との間には、両者を密着させることによ
り、上記ノズル３，４と、上記インク供給路１３，１４
からそれぞれ記録インクＡと処理液Ｂの供給を受け、上
記ノズル３，４に記録インクＡと処理液Ｂを供給するた
めの共通液室１５，１６とが形成されている。ヒータボ
ード７，８の外側には図２に示すベースプレート５，６
が接着されている。ヒータボード７，８には、ノズルに
面した部分にインクを加熱発泡し、この発泡圧力により
ノズル３，４内の液体をオリフィス１９，２０から吐出
させるエネルギ発生素子としての電気熱変換素子１７，
１８が設けられている。また、ヒータボード７，８には
ワイヤ（電気配線）９，１０を介してプリント回路基板
１１，１２より電気エネルギーと吐出制御信号が供給さ
れる。

【００２０】天板２のフェイス面２ａには、上記オリフ
ィス１９，２０がそれぞれ配列されており、両オリフィ
ス列１９と２０との間には、両液の混合を防止するため
の手段としての溝２１がオリフィス列の配列方向に沿っ
て設けられている。この混合防止手段としては溝形状に
限らず、凸型等の形状であってもよく、２種のインクが
混合するのが防げるものであれば、いかなるものでもよ
い。

【００２１】上記フェイス面２ａに設けられたオリフィ
ス１９，２０はレーザやフォトエッチング等で同時に穴
を明けるため、位置関係は数μｍのズレも生じないほど
の高精度で作製することができる。

【００２２】以上のように複数の素子基板を対向させて
その間に上述のような溝付き部材を配することで、異な
る液体を吐出するヘッドを非常にコンパクトに、しかも
安価に得ることができる。また特に、溝付き部材には夫
々の素子基板に対応した吐出口がすでに配されているた
め、吐出口の形状や配置が素子基板と溝付き部材との接
合による液流路の製造工程に影響されない。このため、
異なる液体同士の着弾位置の正確さを飛躍的に向上させ
ることができる。

【００２３】また、上述の溝付き部材は素子基板の夫々
に対応した流路を構成する溝や吐出口だけでなく、共通
液室を構成する凹部をも一体的に形成しているので部品
点数を少なくできさらに安価で高性能なインク吐出ヘッ
ドを得ることができる。

【００２４】上述の溝付き部材は複数の素子基板に挟ま
れているため、吐出の状態によってたとえば液体が吐出
されないまま素子を駆動した場合などは素子基板から伝
わる熱によって溝付き部材が変形してしまうことが起こ
りうる。これに対し本発明のように、アルミニュウム系
や銅系の金属やステンレス鋼などの金属のように熱伝導
率が高く放熱作用の大きな材料のベースプレート（放熱
部材）５・６を素子基板の外側に設ければこのような心
配がない。もちろん、熱の発生が小さく溝付き部材の変
形等がない場合は放熱部材は設けなくてもよい。

【００２５】また、本発明の液体吐出ヘッドにおいて
は、相対するベースプレートの内側に素子基板と回路基
板１１・１２との間に電気的接続を行うワイヤ９・１０
を設けているため、外部からの影響から電気的接続部を
保護をも成すことができる。

【００２６】図３は、図１および図２に示したインクジ
ェットヘッド１のベースプレート５，６上に形成された
等価回路の一例を示す平面図である。

【００２７】図３において符号３０１は画像データ入
力、３０２はデータ転送シフトレジスタ用クロック、３
０３はＳ／Ｒのデータを保持するラッチ、３０４は印字
パルス幅やタイミングを決定するＥＮＢである。３０５
はエネルギ発生素子としての電気熱変換素子、３０６は
駆動トランジスタ、３０７は電力供給電源、３０８はロ
ジック電源である。

【００２８】次に、図４（ａ）〜（ｄ）を参照して上記
インクジェットヘッドで画像を形成する方法を説明す
る。

【００２９】図４（ａ）〜（ｄ）は、図１および図２に
示したインクジェットヘッドによる記録インクと処理液
の吐出方法の一例を説明する側面図である。

【００３０】まず、（ａ）に示すように、インクジェッ
トヘッド１は矢印Ｃ方向に走査されながら、記録媒体と
しての記録紙２９の所定位置に対し、オリフィス１９か
ら処理液を吐出する。

【００３１】（ｂ）に示すように、吐出された処理液の
ドロップレット２２は記録紙２９に着弾し浸透しドット
２４が形成される。処理液は記録紙２９に高速度で大き
く浸透して大きなドットとなるよう、約３０ｄｙｎ／ｃ
ｍ以下の表面張力が極めて小さい物性のものが用いられ
る。また、このような物性の液体を吐出した場合には、
記録インクの半分程度の体積で十分大きなドットを得ら
れるため、ノズル構成はそれに対応してそれぞれのイン
ク物性等に応じて適当な吐出特性を持つノズル構成とす
る。

【００３２】次に、（ｃ）に示すように、インクジェッ
トヘッド１は矢印Ｃ方向に更に移動しながら、記録紙２
９上のドット２４に対し、オリフィス２０から記録イン
クを吐出する。

【００３３】（ｄ）に示すように、記録インクのドロッ
プレット２５はドット２４の上に精確に着弾し、ドット
２６が形成され、両液が混ざった際に急速に凝固反応が
起り、記録インクの定着が確実に行われ、高品位の画像
が得られる。

【００３４】次に、図５の（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、本実施形態における１つの天板内の２系列のオリ
フィスの位置関係を説明する。

【００３５】（ａ）に示す例では、天板２のフェイス面
２ａには、処理液用オリフィス列１９と記録インク用オ
リフィス列２０が距離ｄだけ隔てて互いに平行に設けら
れている。インクジェットヘッド１が記録紙に対し移動
する方向（矢印Ｃ方向）の速度Ｖは両方のオリフィス間
距離ｄと、吐出の周波数ｆ_opとはＶ／ｄ＝ｆ_opの関係に
なっており、オリフィス列１９，２０はヘッド移動線上
にそれぞれ対応してオリフィスを形成すれば、各オリフ
ィスからの液体のドットの着弾位置を一致させることが
できる。

【００３６】（ｂ）に示す例では、インクジェットヘッ
ド１が記録紙に対し移動する方向（矢印Ｃ方向）に対し
てオリフィス列１９，２０が角度θだけ傾けられ、この
例ではオリフィス列１９がオリフィス列２０に対しｄ・
ｔａｎθだけ列方向にずらして設けられている。

【００３７】このような構成とすることにより、（ａ）
に示した例に比べて、記録密度を上げたり、リフィル特
性を向上させたりすることができる。また、吐出の駆動
タイミングをＶ／（ｄ／ｃｏｓθ）＝ｆ_opとすれば、各
オリフィスからの液体のドットの着弾位置を一致させる
ことができる。

【００３８】以上、ヘッドの説明を行うにあたって異な
る液体としてインクと処理液とを用いて説明を行ってき
たが、本発明はこれに限らず異なる液体として異なる種
類のインクを用いてもよい。

【００３９】このような例として、異なる色のインクを
用いて混合色を合成してもよく、このような場合着弾位
置のズレによる色彩の変化をなくすことができる。

【００４０】図６は、上記実施形態に係るプリントヘッ
ドを装着して適用することができるインクジェットプリ
ント装置の一実施形態を示す概略斜視図である。

【００４１】図６において符号１１０１は、上記実施形
態に係るプリントヘッドと、このプリントヘッドに供給
されるインクを保持したインク容器を有する液体吐出ヘ
ッドカートリッジである。このヘッドカートリッジ１１
０１は、駆動モータ１１０２の正逆回転に連動して駆動
力伝達ギア１１０３および１１０４を介して回転するリ
ードスクリュ１１０５の螺旋溝１１０６に対して係合す
るキャリッジ１１０７上に搭載されており、上記駆動モ
ータの動力によってキャリッジ１１０７とともにガイド
１１０８に沿って矢印ａおよびｂ方向に往復移動され
る。図示しないプリント媒体供給装置によってプラテン
１１０９上を搬送されるプリント用紙Ｐの紙押え板１１
１０は、キャリッジ移動方向にわたってプリント用紙Ｐ
をプラテン１１０９に対して押圧する。

【００４２】上記リードスクリュ１１０５の一端の近傍
には、フォトカプラ１１１１および１１１２が配設され
ている。これら両フォトカプラはキャリッジ１１０７の
レバー１１１９のこの域での存在を確認して駆動モータ
の回転方向切換等を行うためのホームポジション検知手
段である。図６において１１１３は、プリントヘッド１
１０１の吐出口３０４のある全面を覆うキャップ部材１
１１４を支持する支持部材である。また、１１１５はキ
ャップ部材１１１４の内部にヘッド１１０１から、イン
クを吸引する手段である。この吸引手段１１１５により
キャップ内開口部１１１６を介してヘッド１１０１の吸
引回復が行われる。１１１７は、クリーニングブレード
であり、１１１８はブレード１１１７を前後方向（上記
キャリッジ１１０７の移動方向に直交する方向）に移動
可能にする移動部材であり、ブレード１１１７および１
１１８は本体支持板１１２０に支持されている。また、
１１２１は、吸引回復の吸引を開始するためのレバー
で、キャリッジ１１０７と係合するカム１１２２の移動
に伴なって移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ
切替等の公知の伝達手段で移動制御される。上記ヘッド
１１０１に設けられた発熱体１０１に信号を付与した
り、前述した各機構の駆動制御を司るプリント制御部
は、プリンタ側に設けられており、ここには図示しな
い。

【００４３】上述の構成を有するプリンタ１１００は、
図示しないプリント媒体供給装置によりプラテン１１０
９上を搬送されるプリント用紙Ｐに対し、ヘッド１１０
１が用紙Ｐの全幅に渡って往復移動しながら記録を行う
ものであり、ヘッド１１０１は、高密度プリントが可能
であるため、高精度で高速のプリントが可能である。

【００４４】なお、本発明を実施するにあたって、使用
するインクは特に染料インクに限るものではなく、顔料
を分散させた顔料インクを用いることもできるし、使用
する処理液はその顔料を凝集させるものを用いることが
できる。また、以下に述べる色などが異なる、異った種
類のインクを組み合せて使用することもできる。前記し
た無色液体Ａ１と混合して凝集を引き起こす顔料インク
の一例として以下のものを挙げることができる。すなわ
ち、下記に述べるようにして、それぞれ顔料とアニオン
性化合物とを含むイエロー，マゼンタ，シアン，ブラッ
クの各色インク、Ｙ２，Ｍ２，Ｃ２およびＫ２を得るこ
とができる。

【００４５】ブラックインクＫ２アニオン系高分子Ｐ−１（スチレン−メタクリル酸−エ
チルアクリレート、酸価４００、重量平均分子量６，０
００、固形分２０％の水溶液、中和剤：水酸化カリウ
ム）を分散剤として用い、以下に示す材料をバッチ式縦
型サンドミル（アイメックス製）に仕込み、１ｍｍ径の
ガラスビーズをメディアとして充填し、水冷しつつ３時
間分散処理を行った。分散後の粘度は９ｃｐｓ、ｐＨは
１０．０であった。この分散液を遠心分離機にかけ粗大
粒子を除去し、重量平均粒径１００ｎｍのカーボンブラ
ック分散体を作製した。

【００４６】（カーボンブラック分散体の組成）・Ｐ−１水溶液（固形分２０％）４０部・カーボンブラックＭｏｇｕｌＬ（キャブラック製）２４部・グリセリン１５部・エチレングリコールモノブチルエーテル０．５部・イソプロピルアルコール３部・水１３５部

【００４７】次に、上記で得られた分散体を充分に拡散
して顔料が含有されたインクジェット用のブラックイン
クＫ２を得た。最終調製物の固形分は、約１０％であっ
た。

【００４８】イエローインクＹ２アニオン系高分子Ｐ−２（スチレン−アクリル酸−メチ
ルメタアクリレート、酸価２８０、重量平均分子量１
１，０００、固形分２０％の水溶液、中和剤：ジエタノ
ールアミン）を分散剤として用い、以下に示す材料を用
いて、ブラックインクＫ２の作製の場合と同様に分散処
理を行い、重量平均粒径１０３ｎｍのイエロー色分散体
を作製した。

【００４９】（イエロー分散体の組成）・Ｐ−２水溶液（固形分２０％）３５部・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０２４部（ノバパームイエローＰＨ−Ｇ、ヘキスト製）・トリエチレングリコール１０部・ジエチレングリコール１０部・エチレングリコールモノブチルエーテル１．０部・イソプロピルアルコール０．５部・水１３５部

【００５０】上記で得られたイエロー分散体を充分に拡
散して、顔料が含有されたインクジェット用のイエロー
インクＹ２を得た。最終調製物の固形分は、約１０％で
あった。

【００５１】シアンインクＣ２ブラックインクＫ２の作製の際に使用したアニオン系高
分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用い
て、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分
散処理を行い、重量平均粒径１２０ｎｍのシアン色分散
体を作製した。

【００５２】（シアン色分散体の組成）・Ｐ−１水溶液（固形分２０％）３０部・Ｃ．Ｉ．ビグメントブルー１５：３２４部（ファストゲンブル−ＦＧＦ、大日本インキ化学）・グリセリン１５部・ジエチレングリコールモノブチルエーテル０．５部・イソプロピルアルコール３部・水１３５部

【００５３】上記で得られたシアン色分散体を充分に攪
拌して、顔料が含有されたインクジェット用のシアンイ
ンクＣ２を得た。最終調製物の固形分は、約９．６％で
あった。

【００５４】マゼンタインクＭ２ブラックインクＫ２の作製の際に使用したアニオン系高
分子Ｐ−１を分散剤として用い、以下に示す材料を用い
て、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分
散処理を行い、重量平均粒径１１５ｎｍのマゼンタ色分
散体を作製した。

【００５５】（マゼンタ色分散体の組成）・Ｐ−１水溶液（固形分２０％）２０部・Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２（大日本インキ化学）２４部・グリセリン１５部・イソプロピルアルコール３部・水１３５部

【００５６】上記で得られたマゼンタ色分散体を充分に
拡散して、顔料が含有されたインクジェット用のマゼン
タインクＭ２を得た。最終調製物の固形分は、約９．２
％であった。

【００５７】インク染料を不溶化する処理液は、一例と
して以下のようにして得ることができる。

【００５８】すなわち、下記の成分を混合溶解した後、
さらにポアサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタ
（商品名：フロロポアフィルタ、住友電工製）にて加圧
濾過した後、ＮａＯＨでｐＨを４．８に調製し、処理液
Ａｌを得ることができる。

【００５９】〔Ａｌの成分〕カチオン性化合物の低分子成分ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド２．０部（商品名；エレクトロストッパＱＥ、花王製）カチオン性化合物の高分子成分ポリアミンスルホン（平均分子量；５０００）３．０部（商品名；ＰＡＳ−９２、日東紡績製）チオジグリコール１０部水残部

【００６０】また、上記処理液と混合し不溶化するイン
クの好適な例として以下のものを挙げることができる。

【００６１】すなわち、下記の成分を混合し、さらにポ
アサイズが０．２２μｍのメンブレンフィルタ（商品
名：クロロポアフィルタ、住友電工製）にて加圧濾過し
てイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのインクＹ
１，Ｍ１，Ｃ１，Ｋ１を得ることができる。

【００６２】Ｙ１Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１４２２部チオジグリコール１０部アセチレノールＥＨ（川研ファインケミカル）０．０５部水残部Ｍ１染料をＣ．Ｉ．アシッドレッド２８９；２．５部に代え
た以外はＹ１と同じ組成Ｃ１染料をＣ．Ｉ．アシッドブルー９；２．５部に代えた以
外はＹ１と同じ組成Ｋ１染料をＣ．Ｉ．フードブラック２；３部に代えた以外は
Ｙ１と同じ組成

【００６３】以上示したそれぞれ処理液（液体組成物）
とインクとの混合において、本発明では、上述した処理
液とインクが被プリント材上あるいは被プリント材に浸
透した位置で混合する結果、反応の第１段階として処理
液中に含まれているカチオン性物質の内、低分子量の成
分またはカチオン性オリゴマーとインクに使用している
アニオン性基を有する水溶性染料または顔料インクに使
用しているアニオン性化合物とがイオン的相互作用によ
り会合を起こし、瞬間的に溶液相から分離を起こす。こ
の結果顔料インクにおいては分散破壊が起こり、顔料の
凝集体ができる。

【００６４】次に、反応の第２段階として、上述した染
料と低分子カチオン性物質またはカチオン性オリゴマー
との会合体または顔料の凝集体が処理液中に含まれる高
分子成分により吸着されるために、会合で生じた染料の
凝集体または顔料の凝集体のサイズがさらに大きくな
り、被プリント材の繊維間の隙間に入り込みにくくな
り、その結果として固液分離した液体部分のみが記録紙
中にしみこむことにより、プリント品位と定着性との両
立が達成される。同時に上述したようなメカニズムによ
り生成したカチオン物質の低分子成分またはカチオン性
オリゴマーとアニオン性染料とカチオン性物質とで形成
される凝集体または顔料の凝集体は粘性が大きくなり、
液媒体の動きとともに移動することがないので、フルカ
ラーの画像形成時のように隣接したインクドットが異色
のインクで形成されていたとしても互いに混じり合うよ
うなことはなく、ブリーデイングも起こらない。また、
上記凝集体は本質的に水不溶性であり形成された画像の
耐水性は完全なものとなる。また、ポリマーの遮蔽効果
により形成された画像の耐光堅牢性も向上するという効
果も有する。

【００６５】本明細書において使用される不溶化または
凝集として、その一例は前記第１段階のみの現象であ
り、他の例は第１段階と第２段階の両方を含んだ現象で
ある。

【００６６】また、本発明の実施にあたっては、従来技
術のように分子量の大きいカチオン性高分子物質や多価
の金属塩を使用する必要がないか、あるいは使用する必
要があっても本発明の効果をさらに向上させるために補
助的に使用するだけで良いので、その使用量を最小限に
抑えることができる。その結果として、従来のカチオン
性高分子物質や多価金属塩を使用して耐水化効果を得よ
うとした場合の問題点であった染料の発色性の低下がな
くなるということを本発明の別の効果として挙げること
ができる。

【００６７】なお、本発明を実施するにあたって使用す
る被プリント材については特に制限されるものではな
く、従来から使用されているコピー用紙、ボンド紙等の
いわゆる普通紙を好適に用いることができる。もちろん
インクジェットプリント用に特別に作製したコート紙や
ＯＨＰ用透明フィルムも好適に使用でき、また、一般の
上質紙や光沢紙も好適に使用可能である。

【００６８】本発明は、特にインクジェットプリンタの
中でもキヤノン（株）の提唱する、熱エネルギーを利用
してインクを吐出する方式のプリントヘッド、プリンタ
において、優れた効果をもたらすものである。かかる方
式によれば記録の高密度化，高精細化が達成できるから
である。

【００６９】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、プリントヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ
て、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（イ
ンク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡
の成長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）
を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆
動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収
縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）
の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆
動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，
同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなも
のが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関
する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載さ
れている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うこ
とができる。

【００７０】プリントヘッドの構成としては、上述の各
明細書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変
換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。

【００７１】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定されたプリントヘッド、あるい
は装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接
続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在
のチップタイプのプリントヘッド、あるいはプリントヘ
ッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリ
ッジタイプのプリントヘッドを用いた場合にも本発明は
有効である。

【００７２】また、搭載されるプリントヘッドの種類な
いし個数についても、例えば単色のインクに対応して１
個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする
複数のインクに対応して複数個数設けられるものであっ
てもよい。すなわち、例えばプリント装置の記録モード
としては黒色等の主流色のみの記録モードだけではな
く、プリントヘッドを一体的に構成するか複数個の組み
合わせによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラ
ー、または混色によるフルカラーの各記録モードの少な
くとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効であ
る。

【００７３】さらに加えて、本発明インクジェットプリ
ント装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機
器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等
と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファ
クシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、高画質で印字速度
の速いインクジェットヘッドを提供すると共に、両ヘッ
ドの着弾点調整が簡単で、プリンタ本体コストが安く、
画像堅牢性、定着性、画像濃度、ヘッド耐久性などに優
れたインクジェットヘッドおよびインクジェットプリン
ト装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明のインクジェット
ヘッドの一実施例を示す図であって、（ａ）はインクジ
ェットヘッドの内部構造を示す断面図であり、（ｂ）は
インクジェットヘッドの外部構造の一部をオリフィス面
側から視た正面図である。

【図２】図１に示したインクジェットヘッドの外部構造
を流路側から視た分解斜視図である。

【図３】図１および図２に示したインクジェットヘッド
のベースプレート上に形成された等価回路の一例を示す
平面図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図１および図２に示したイ
ンクジェットヘッドによる記録インクと処理液の吐出方
法の一例を説明する側面図である。

【図５】（ａ）および（ｂ）は、図１および図２に示し
たインクジェットヘッドにおける記録インク用のオリフ
ィスと処理液用のオリフィスの位置関係を示す平面図で
あって、（ａ）は両オリフィス列共、インクジェットヘ
ッドの主走査方向に直角である場合を示し、（ｂ）は両
オリフィス列共、インクジェットヘッドの主走査方向に
対し所定角で傾斜している場合を示す。

【図６】図１および図２に示したインクジェットヘッド
が搭載可能である本発明のインクジェットプリント装置
としてのプリンタを示す概略斜視図である。

【図７】従来のインクジェットヘッドの内部構造を破断
して示す斜視図である。

【符号の説明】

１インクジェットヘッド２天板３，４ノズル５，６ベースプレート７，８ヒータボード（板体）９，１０ワイヤ１１，１２プリント回路基板（ＰＣＢ）１３，１４流路１５，１６共通液室１７，１８電気熱変換素子（エネルギ発生素子）１９，２０オリフィス２１溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉谷博志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を吐出するためのエネルギーを発生
するエネルギー発生素子が複数配されると共に互いに対
向して設けられた第１・第２の素子基板と、前記対向する第１・第２の素子基板間に配され、前記第
１の素子基板との間に前記エネルギー発生素子の夫々に
対応した液流路を形成するための溝と、前記第２の素子
基板との間に前記エネルギー発生素子の夫々に対応した
液流路を形成するための溝と、各液流路に連通する吐出
口とを有する溝付き部材とを有することを特徴とする液
体吐出ヘッド。
【請求項２】前記第１の素子基板に対応した吐出口か
らはインクが吐出され、前記第２の素子基板に対応した
吐出口からは処理液が吐出される請求項１の液体吐出ヘ
ッド。
【請求項３】前記第１の素子基板に対応した吐出口
と、前記第２の素子基板に対応した吐出口とは同一平面
状に配されている請求項１の液体吐出ヘッド。
【請求項４】前記第１の素子基板に対応した吐出口と
前記第２の素子基板に対応した吐出口との間にはインク
と処理液との混合を防止する手段が設けられている請求
項２の液体吐出ヘッド。
【請求項５】前記第１の素子基板に対応した吐出口列
と、前記第２の素子基板に対応した吐出口列とは平行に
配され、かつ、ヘッドの走査方向に対して直角に配され
ている請求項１の液体吐出ヘッド。
【請求項６】前記第１の素子基板に対応した第１の吐
出口列と、前記第２の素子基板に対応した第２の吐出口
列とは平行に配され、かつ、ヘッドの走査方向に対して
傾いている請求項１の液体吐出ヘッド。
【請求項７】前記第１の吐出口列の位置に対して前記
第２の吐出口列を該列に沿う方向に所定ピッチ分ずらす
ことにより、前記第１の吐出口列の所定の吐出口を通り
前記ヘッドの走査方向に伸びる架空線と、第２の吐出口
列の所定の吐出口を通り前記ヘッドの走査方向に伸びる
架空線とが一致する請求項６の液体吐出ヘッド。
【請求項８】前記第１・第２の素子基板の形状は異な
っている請求項１の液体吐出ヘッド。
【請求項９】前記第１・第２の素子基板に配された夫
々のエネルギー発生素子の特性が異なっている請求項１
の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】前記第１・第２の素子基板に対応した
夫々の配されたの液流路の形状が互いに異なっている請
求項１の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】前記処理液は低分子成分と高分子成分
のカチオン性物質を含み、前記インクはアニオン性染料
を含む請求項２の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】前記処理液は低分子成分と高分子成分
のカチオン性物質を含み、前記インクは少なくともアニ
オン性染料と顔料とを含む請求項２の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】請求項１の液体吐出ヘッドと、該液体
吐出ヘッドに供給されるインクを保持する液体貯蔵容器
とを有する液体吐出ヘッドカートリッジ。
【請求項１４】請求項１の液体吐出ヘッドと、前記液
体吐出ヘッドを着脱自在に保持する手段とを有する液体
吐出装置。
【請求項１５】前記液体吐出ヘッドから吐出されるイ
ンクを受ける被記録媒体を搬送する手段と、前記液体吐
出ヘッドを搬送する手段とを有する請求項１２の液体吐
出ヘッド。