JP2000127398A - インクジェット記録ヘッド、および、それが用いられるインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つの流路内に複数の電気熱変換素子を配す
る構成で流路を高密度配列する構成であっても、流路壁
係合用の凹部の深さを深く採れること。 【解決手段】 電気熱変換素子基板７６の耐キャビテー
ション層８６が、インク吐出部材７８の隔壁部材７８ａ
ｉが密着嵌合される凹部８６ａを有するもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録に用いられる
液体を導く液体流路に対応して配列される複数の電気熱
変換素子を有する電気熱変換素子基板を備えるインクジ
ェット記録ヘッド、および、それが用いられるインクジ
ェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置においては、一
般に、記録に用いられる液体としてのインクを吐出する
記録ヘッドを備えている。バブルジェット式の記録ヘッ
ドは、例えば、特公昭６２−４８５８５号公報にも示さ
れるように、インク滴が吐出されるインク吐出口が所定
の間隔で複数形成されるインク吐出口形成面を有するイ
ンク吐出部材と、インク吐出部材における各インク吐出
口に連通する各インク流路に対応して電気熱変換素子が
配列される電気熱変換素子基板と、電気熱変換素子基板
の各電気熱変換素子に駆動制御信号を供給するプリント
配線基板とを含んで構成されている。

【０００３】インク吐出部材は、インクタンクから供給
されるインクが所定量、貯留される共通液室を備えてい
る。共通液室は、相対向して平行に配される隔壁部材に
より形成される各インク流路の一端に連通されている。
これにより、共通液室からのインクは、一端が共通液室
に連通する各インク流路に分配されることとなる。

【０００４】電気熱変換素子基板は、例えば、図９の
（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、インク吐出部材
のインク流路が形成される部分とプリント配線基板との
間に配され、電気熱変換素子としてのヒータ８ａｉ（ｉ
＝１〜ｎ、ｎは整数）およびヒータ２０ａｉ（ｉ＝１〜
ｎ、ｎは整数）が各インク流路に対応してその一方の表
面に配列される基台部６と、一端がヒータ８ａｉに電気
的に接続される個別電極層１０と、個別電極層１０と同
一の平面上に並設され、一端がヒータ２０ａｉに電気的
に接続される個別電極層１８と、一端側がヒータ８ａｉ
およびヒータ２０ａｉにそれぞれ電気的に接続される共
通電極層１２と、隣接するすべてのヒータ８ａｉおよび
ヒータ２０ａｉ、個別電極層１０、個別電極層１８を覆
う保護層１６と、保護層１６の全体の表面を被覆する耐
キャビテーション層１４とを含んで構成されている。

【０００５】なお、図９の（Ａ）および（Ｂ）において
は、インク吐出部材の二つのインク流路２ａｉ（ｉ＝１
〜ｎ、ｎは整数）に対応する部分を代表して示し、その
他の部分は省略される。

【０００６】ヒータ８ａｉおよびヒータ２０ａｉは、基
台部６の同一平面上における共通の直線上に配置されて
いる。ヒータ８ａｉは、ヒータ２０ａｉよりもインク吐
出部材のインク吐出口に近い位置に配されている。ヒー
タ８ａｉの容量（発熱量）は、ヒータ２０ａｉの容量
（発熱量）に比して小とされる。

【０００７】ヒータ８ａｉおよびヒータ２０ａｉ上に形
成される共通電極層１２の他端には、所定の電力を供給
する基準電源が接続されている。

【０００８】その表面が起伏をもって形成される耐キャ
ビテーション層１４は、インク吐出部材の各隔壁部材４
ａｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）の間に対応して浅い溝を
有するとともに、各隔壁部材４ａｉに対応して細長い溝
１４ａを有している。その際、画像の高解像度の要求か
らインク吐出口の数量は、昨今、増大する傾向にあり、
従って、隣接するヒータ８ａｉおよびヒータ２０ａｉの
相互間距離も比較的小となる。

【０００９】インク吐出部材の隔壁部材４ａｉの一端と
耐キャビテーション層１４とが、所定の圧力で密着され
ることにより、隣接するインク流路２ａｉは、互いに連
通することなく独立して形成されることとなる。

【００１０】上記のように多値記録を行う場合には、駆
動する電気熱変換素子の面積を選択的に異ならせること
により発泡パワーをコントロールしている。したがっ
て、小液滴を形成する際の発泡パワーについては、従
来、一つの流路内に電気熱変換素子が一つしか配されな
い場合の発泡パワーに比べて、かなり小さいものとなっ
ている。このような状態で流路間にクロストークが生じ
るような間隙があると、クロストークによるエネルギー
損失により、吐出に十分な発泡パワーを確保しにくくな
るため、小液滴吐出モードでの所望の液体の吐出を行え
なくなることがある。

【００１１】ここで、クロストークの影響を少なくする
ために、小液滴の吐出を行うために用いられる電気熱変
換素子の面積を大きくすることも考えられるが、この場
合には、多値記録における複数の電気熱変換素子の各組
み合わせによって生じる吐出量の差を小さくすることに
なり好ましくはない。

【００１２】従って、多値記録を行うために流路内に複
数の電気熱変換素子を配するようなインクジェット記録
ヘッドは、クロストークを防止する目的で特開平７−８
９０７３号公報に記載されるような基板に流路壁が係合
する凹部を形成することが望ましい。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一つの
流路内に複数の電気熱変換素子を配する構成で流路を高
密度配列させようとする場合には、従来、行われていた
ような凹部の深さを十分に採ることが困難になってく
る。すなわち、凹部の深さを深くするために個別蓄熱層
の高さを高くした場合には、その上に配される配線の引
き回し（段差部分における配線材料の成膜）が困難にな
り、信頼性が低下してしまう。また、電気熱変換素子を
当該凹部を避けて設けることも考えられるが、配線電極
の幅を狭めることは配線抵抗の増大をもたらすため一定
の限界があるうえ、電気熱変換素子が流路内に複数設け
られていることから配線電極の数も増えているため平面
上（二次元）のレイアウトにより実現することは難し
い。

【００１４】以上の問題点を考慮し、本発明は、一つの
流路内に複数の電気熱変換素子を配する構成で流路を高
密度配列する構成であっても、流路壁係合用の凹部の深
さを深く採れるとともに、配線電極の信頼性に優れたイ
ンクジェット記録ヘッド、および、それが用いられるイ
ンクジェット記録装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係るインクジェット記録ヘッドは、イン
クを吐出する複数の吐出口と、発熱抵抗層および発熱抵
抗層に電気的に接続する配線電極からなる複数の電気熱
変換素子が設けられた基板と、基板に接合し複数の電気
熱変換素子が発生する熱エネルギーをインクに作用させ
るための流路を形成する流路壁の複数を一体的に有する
壁部材とを具備するとともに、基板は電気熱変換素子間
に流路壁が係合する凹部を有し、流路壁を凹部に係合さ
せ基板と壁部材とを接合することで流路が形成されてい
るインクジェット記録ヘッドにおいて、複数の流路のそ
れぞれには電気熱変換素子が複数配されるとともに、基
板は、電気熱変換素子の下層に蓄熱層が設けられ、配線
電極は、発熱抵抗層の上層に設けられるとともに流路に
沿った端面を有する上層配線電極層と、発熱抵抗層下層
に設けられる下層配線電極層とから成り、凹部は、上層
配線電極層の流路に沿った端面と蓄熱層および下層配線
電極層に設けられた流路壁よりも広い幅を有する切欠き
により形成されていることを特徴とする。

【００１６】また、本発明に係るインクジェット記録装
置は、記録媒体の記録面に対して記録動作を行う上述の
インクジェット記録ヘッドと、インクジェット記録ヘッ
ドを記録媒体の記録面に対して相対的に移動させる記録
ヘッド移動手段と、記録ヘッド移動手段にインクジェッ
ト記録ヘッドを相対的に移動させる動作を行わせるとと
もに、インクジェット記録ヘッドに記録動作を行わせる
制御部とを備えて構成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】図３は、本発明に係るインクジェ
ット記録装置の一例の要部を示す。

【００１８】図３において、装置は、収容される記録媒
体としての用紙Ｐａを順次１枚ずつ送出する給紙部３０
と、給紙部３０から送出された用紙Ｐａを後述する記録
部３６に対向する位置まで搬送する記録媒体搬送部３２
と、搬送されて所定位置に停止される用紙Ｐａの記録面
に対して記録動作を行う記録部３６とを含んで構成され
ている。

【００１９】給紙部３０は、複数枚の用紙Ｐａが収容さ
れる給紙トレー部４４と、給紙トレー部４４に対向配置
され給紙トレー部４４に収容される用紙Ｐａの最上端に
載置される用紙Ｐａを一枚ずつ送り出す２個のピックア
ップローラ４６ａを有する回転軸４６と、回転軸４６を
回動させる駆動装置７０とを含んで構成されている。

【００２０】給紙トレー部４４は、図示が省略される筺
体に配される支持軸４２に支持され記録媒体搬送部３２
の搬送路の上流側に対して臨むように傾斜している。回
転軸４６は、その軸線が用紙Ｐａの搬送方向に対して直
交する方向に延び給紙トレー部４４の周縁部に回動可能
に支持されている。回転軸４６の一端は、駆動装置７０
の減速機構部に連結されている。

【００２１】駆動装置７０は、駆動用モータと、モータ
の出力軸に連結される減速機構部とを含んで構成されて
いる。駆動用モータは、後述するモータ駆動制御部１０
８からの駆動制御信号に基づいて制御される。減速機構
部は、例えば、歯車列により構成され、後述する回復処
理装置４０に動力を伝達する経路と回転軸４６の一端に
動力を伝達する経路とを選択的に切り換えて伝達するも
のとされる。その減速機構部の伝達経路の切換制御は、
制御ユニットからの切換制御信号に基づいて選択的に行
われる。

【００２２】記録媒体搬送部３２は、給紙部３０からの
用紙Ｐａが導入される搬送路に用紙Ｐａの搬送方向に対
して直交する方向に沿って設けられる搬送ローラ（図３
においては、図示が省略される）と、搬送ローラに対し
て対向配置され、搬送ローラと協働して用紙Ｐａを狭持
しつつ搬送する拍車４８ａを有する回転軸４８と、記録
部３６の記録ヘッド７５に対向配置され搬送される用紙
Ｐａの記録面を平坦に維持するプラテン部材５０と、用
紙Ｐａをプラテン部材５０に押し付ける複数の押圧部材
５２ａと、搬送ローラおよび回転軸４８を回転させる駆
動機構部３４とを含んで構成されている。

【００２３】搬送ローラおよび回転軸４８の一端は、例
えば、歯車を介して駆動機構部３４の歯車列に連結され
ている。駆動機構部３４は、駆動用モータと、駆動用モ
ータの出力軸に連結される歯車機構とを含んで構成され
ている。駆動用モータは、モータ駆動制御部１０８から
の駆動制御信号に基づいて制御される。

【００２４】搬送ローラおよび回転軸４８の他端側の所
定位置（ホームポジション）には、記録部３６の記録ヘ
ッド７５の回復処理を行う回復処理装置４０が設けられ
ている。

【００２５】回復処理装置４０は、所定位置に待機状態
とされる記録ヘッド７５に対して近接して係合状態、ま
たは、記録ヘッド７５に対して離隔して非係合状態とさ
れるキャッピング部材４０ａと、記録ヘッド７５のイン
ク吐出口形成面に付着したインク等を拭いとるブレード
部材４０ｂを有するブレード保持部材４０ｄと、キャッ
ピング部材５４を記録ヘッド７５に対して前進または後
退させる移動機構部とを含んで構成されている。

【００２６】キャッピング部材４０ａは、記録ヘッド７
５に対して近接したとき、記録ヘッド７５のインク吐出
口形成面に密着係合する係合部を有している。係合部
は、図示が省略される吸引装置に接続されている。キャ
ッピング部材４０ａの係合部が記録ヘッド７５のインク
吐出口形成面に密着係合されるとき、吸引装置が作動状
態とされ、記録ヘッド７５のインク吐出口形成面のイン
ク吐出口が吸引されることとなる。この回復処理によ
り、インクの不吐出となる事態が回避されることとな
る。その際、インクが記録ヘッド７５のインク吐出口か
ら係合部に向けて予備吐出されてもよい。

【００２７】ブレード保持部材４０ｄのブレード部材４
０ｂは、例えば、ゴム材料で作られキャッピング部材４
０ａと搬送ローラおよび回転軸４８の他端との間に配さ
れ図示が省略される移動機構を介してキャッピング部材
４０ａの動作に所定のタイミングで追従するものとされ
る。これにより、記録ヘッド７５がキャッピング部材４
０ａにより回復処理された後、記録ヘッド７５が用紙Ｐ
ａの記録領域に向かって移動されるとき、記録ヘッド７
５のインク吐出口形成面に付着したインク等がブレード
部材４０ｂの先端により拭われることとなる。

【００２８】記録部３６は、記録ヘッド７５およびイン
クタンク６８と、記録ヘッド７５７５およびインクタン
ク６８が着脱可能に搭載されるキャリッジ部材５８と、
キャリッジ部材５８を往復動させるキャリッジ搬送駆動
部３８とを含んで構成されている。

【００２９】キャリッジ部材５８は、プラテン部材５０
に対して略平行に配されるガイドシャフト５４、およ
び、ガイドシャフト５４に対して略平行に配されるガイ
ドシャフト５６に摺動可能に支持されている。ガイドシ
ャフト５４および５６の両端部は、それぞれ、図示が省
略される筺体の支持部材により支持されている。また、
キャリッジ部材５８の下部は、タイミングベルト６６に
連結されている。

【００３０】キャリッジ搬送駆動部３８は、駆動用モー
タ６０と、タイミングベルト６６と、ガイドシャフト５
４に沿って配されるタイミングベルト６６に巻装される
プーリ６２および６４とを含んで構成されている。駆動
用モータ６０は、例えば、ステッピングモータとされ、
制御ユニット１０６からの駆動制御データに基づいて制
御される。

【００３１】プーリ６２および６４は、相対向して所定
の間隔をもって配置されている。プーリ６２は、駆動用
モータ６０の出力軸に連結され、プーリ６４は、筺体に
回動可能に支持される回転軸の一端に固定されている。
従って、駆動用モータ６０が作動状態とされるとき、タ
イミングベルト６６に連結されるキャリッジ部材５８
は、記録ヘッド７５を伴って所定距離、移動せしめられ
る。

【００３２】また、記録ヘッド７５には、後述するその
プリント配線基板７４に制御ユニット１０６からの駆動
制御データを供給するフレキシブルケーブル７２の一端
が接続されている。

【００３３】さらに、本発明に係るインクジェット記録
装置の一例においては、加えて、図４に示されるよう
に、記録部３６の動作制御を行う記録ヘッド動作制御部
１１４を含んで構成される制御ブロックを備えている。

【００３４】制御ブロックは、インクジェット記録装置
とは別に設置されるホストコンピュータ１００からの画
像データＤＧおよび制御データＤＣが供給される通信部
１０２と、通信部１０２から転送された画像データＤＧ
を伝送路１０４を介して選択的に格納するとともに、格
納された画像データＤＧを選択的に送出する画像データ
メモリ部１１０と、画像データメモリ部１１０から読み
出された画像データＤＭＧに対してデータ変換処理を行
い記録動作制御データ群ＤＤを得る画像処理部１１２
と、伝送路１０４を通じて画像データメモリ部１１０、
画像処理部１１２、モータ駆動制御部１０８、記録ヘッ
ド動作制御部１１４の動作制御を行う制御ユニット１０
６とを主な要素として構成されている。

【００３５】通信部１０２は、例えば、インターフェー
ス回路（ＩＥＥＥ１２８４）を含んで構成され、ホスト
コンピュータ１００からの一走査分もしくは所定の数走
査分ごとの画像データＤＧおよび制御データＤＣが供給
されるとき、受信状態とされ、また、通信部１０２は、
制御ユニット１０６からの画像データメモリ部１１０の
記憶容量をあらわすデータが供給されるとき、そのデー
タをホストコンピュータ１００に送出する送信状態とさ
れる。

【００３６】制御ユニット１０６は、伝送路１０４を通
じて得られる制御データＤＣに基づいてモータ駆動制御
部１０８に、キャリッジ駆動用モータ６０および用紙搬
送用モータ３５に所定の動作を行わせるための制御デー
タ群ＤＭを供給するものとされる。また、制御ユニット
１０６は、キャリッジ部材５８に設けられるエンコーダ
部からの検出出力信号Ｓｅに基づいてキャリッジ部材５
８の移動に同期した記録ヘッド７５の吐出タイミングデ
ータＤＴを形成し、それを送出する。

【００３７】モータ駆動制御部１０８は、キャリッジ部
材５８を所定距離、往復動させるべく、制御データ群Ｄ
Ｍに基づいて駆動制御信号を形成し、それをキャリッジ
駆動用モータ６０に供給するとともに、記録部３６の記
録動作に応じて用紙Ｐａを断続的に所定距離搬送させる
べく、制御データ群ＤＭに基づいて駆動制御信号を形成
し、それを用紙搬送用モータ３５に供給する。

【００３８】画像データメモリ部１１０は、例えば、１
画素あたり所定のビット数構成とされ、供給される画像
データＤＧが順次、指定されたメモリアドレスごとに書
き込まれ、また、画像データメモリ部１１０は、指定さ
れたメモリアドレスに格納された一走査分ごとの画像デ
ータＤＭＧを画像処理部１１２に供給する。

【００３９】画像処理部１１２は、例えば、画像データ
メモリ部１１０からの画像データＤＭＧに対して二値化
処理を行う多値／二値変換部と、多値／二値変換部から
の二値化処理されたデータを各記録ヘッド７５ごとに分
割する信号分配処理部と、信号分配処理部からの分割さ
れた二値化データの配列を記録ヘッド７５の吐出口の配
列に合致させるためのラスターＢＪ変換を行うとともに
レジ調整を行い、記録動作制御データ群ＤＤを記録ヘッ
ド動作制御部１１４に送出するレジ調整部とを含んで構
成されている。

【００４０】記録ヘッド動作制御部１１４は、記録ヘッ
ド７５およびキャリッジ部材５８が移動する場合、記録
ヘッド７５に記録動作を行わせるべく、記録動作制御デ
ータ群ＤＤに基づき、制御ユニット１０６からの吐出タ
イミングデータＤＴに同期させた駆動制御パルス信号Ｐ
Ｂを形成し、それらを記録ヘッド７５に対してそれぞれ
供給する。

【００４１】これにより、記録ヘッド７５は、用紙Ｐａ
の記録面に対して記録動作を行うこととなる。

【００４２】記録ヘッド７５は、例えば、図２に示され
るように、本発明に係る電気熱変換素子基板の一例であ
る電気熱変換素子基板７６と、インク吐出部材７８と、
インク吐出部材７８を電気熱変換素子基板７６に向けて
押圧する押さえばね８０と、インク吐出部材７８にイン
クを供給分配するインク供給分配部材８２と、プリント
配線基板７４とを主な要素として構成されている。

【００４３】プリント配線基板７４は、電気熱変換素子
基板７６が固定される電極面部７４ａと、電極面部７４
ａに電気的に接続され駆動制御信号群を送出する回路部
７４ｄと、上述のフレキシブルケーブル７２および回路
部７４ｄが電気的に接続され回路部７４ｄに駆動制御信
号群を送出するコンタクトパッド７４ｂとを有してい
る。

【００４４】プリント配線基板７４は、後述するインク
タンク６８の一端面に設けられる一対の固定軸６８ａが
図示が省略される接続部材を介してその透孔の挿入され
ることにより、インクタンク６８の一端面上に固定され
ている。また、プリント配線基板７４は、その接続部材
がインクタンク６８の一端面に設けられる一対の位置決
め部材６８ｄに係合されることにより、所定位置にイン
クタンク６８の一端面に位置決めされることとなる。

【００４５】インク供給分配部材８２は、プリント配線
基板７４の透孔、接続部材の透孔を通じてインクタンク
６８の供給路６８ｂに接続される供給路８２ｂと、供給
路８２ｂに内部を通じて連通するとともにインク吐出部
材７８の接続部７８ａに接続される供給路８２ａとを有
している。また、インク供給分配部材８２は、押さえば
ね８０および電気熱変換素子基板７６と協働してインク
吐出部材７８のインク吐出口形成面の周縁部を狭持する
係合部８２ｄを、プリント配線基板７４の電極面７４ａ
に対応する部位に有している。

【００４６】インク吐出部材７８は、インク供給分配部
材８２の供給路８２ａに接続される接続部７８ａに連通
する共通液室を有している。その共通液室は、所定量の
インクが貯留する容積を有し、複数のインク流路の一端
にそれぞれ連通している。各インク流路７８ｂｉ（ｉ＝
１〜ｎ、ｎは整数）は、図１の（Ｂ）に示されるよう
に、インク吐出部材７８において電気熱変換素子基板７
６に対向する部分に相対向して設けられる２つの隔壁部
材７８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）と電気熱変換素子
基板７６とにより互いに平行に所定の間隔で形成されて
いる。

【００４７】各インク流路７８ｂｉの他端には、インク
吐出口が形成されている。インク吐出口は、インク吐出
部材７８のインク吐出口形成面７８ｐに、所定の間隔を
もって一直線上に配列形成されている。

【００４８】本発明に係る電気熱変換素子基板の第１の
実施例における電気熱変換素子基板７６は、図１の
（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、例えば、シリコ
ンで作られプリント配線基板７４の電極面７４ａに固定
される基台部８４と、基台部８４の一方の端面に各イン
ク流路７８ｂｉにそれぞれ対応して配される電気熱変換
素子としてのヒータ９４および９６と、ヒータ９４およ
び９６に接続されてそれぞれ電力を供給する共通電極層
９０と、ヒータ９４および９６にそれぞれ一端が接続さ
れる個別電極層９２および９８と、ヒータ９４および９
６と、共通電極層９０、個別電極層９２および９８を保
護層８８を介して覆う耐キャビテーション層８６とを含
んで構成されている。なお、図１の（Ａ）および（Ｂ）
においては、複数のインク流路７８ｂｉの一部に対応す
る部分を代表して示し、他の部分は省略される。

【００４９】略長方形の基台部８４は、例えば、厚さ約
６２５（μｍ）程度の薄板状に形成されている。また、
その表層部には、図示は省略されるが、例えば、所定の
厚さを有する電気的絶縁材例えば酸化シリコンからなる
蓄熱層が形成されている。

【００５０】電気熱変換素子としてのヒータ９４および
９６は、それぞれ、例えば、ハフニュウムボライトで形
成され、その中心軸線が基台部８４上における共通の中
心軸線に一致されて所定の間隔をもって配置されてい
る。その際、ヒータ９４および９６は、基台部８４上に
所定の幅をもってインク流路７８ｂｉに沿って形成され
る発熱抵抗層の一部をなすものとされる。ヒータ９４
は、インク流路７８ｂｉにおいてヒータ９６よりもイン
ク吐出口側に配置されている。ヒータ９４の発熱量、ヒ
ータ９６の発熱量に比して小とされる。

【００５１】ヒータ９４の一方側に接続される個別電極
層９２およびヒータ９６の一方側に接続される個別電極
層９８は、例えば、アルミニウムで約０．２〜１．０
（μｍ）程度に形成されている。個別電極層９２および
個別電極層９８の他端側は、インク流路７８ｂｉに沿っ
て所定の間隔をもって並設されている。

【００５２】ヒータ９４および９６の他方側にそれぞれ
接続される共通電極層９０は、個別電極層９２および個
別電極層９８と同様な材料および同一の厚さで個別電極
層９２および９８に対して略平行にインク流路７８ｂｉ
に沿って形成されている。共通電極層９０と個別電極層
９２および個別電極層９８とは、それぞれ、同一平面上
において相対向し所定距離、離隔している。

【００５３】また、隣接するインク流路７８ｂｉ相互間
においては、一方のインク流路７８ｂｉの共通電極層９
０と他方のインク流路７８ｂｉの個別電極層９２および
個別電極層９８との間が、隔壁部材７８ｂｉの厚さに相
当する距離だけ離隔されている。

【００５４】各インク流路７８ｂｉにおける共通電極層
９０、個別電極層９２および個別電極層９８、ヒータ９
４および９６は、共通の保護層８８により覆われてい
る。

【００５５】保護層８８は、例えば、窒化シリコンまた
は酸化シリコンで厚さ約１．０（μｍ）程度に形成され
ている。

【００５６】耐キャビテーション層８６は、例えば、タ
ンタルで約０．２（μｍ）程度に形成されている。ま
た、耐キャビテーション層８６は、各インク流路７８ｂ
ｉに対応する共通電極層９０と個別電極層９２および個
別電極層９８との間の部分に対応する位置に比較的浅い
凹部８６ｂを有している。さらに、隣接する各インク流
路７８ｂｉ間においては、隔壁部材７８ａｉの共通電極
層９０、個別電極層９２および個別電極層９８に対する
相対位置を規制する凹部８６ａが、隔壁部材７８ａｉに
対応して形成されている。凹部８６ａは、例えば、約
１．０（μｍ）程度の深さ、および、隔壁部材７８ａｉ
の厚さに相当する幅を有している。

【００５７】従って、インク吐出部材７８の各隔壁部材
７８ａｉの下端面が、電気熱変換素子基板７６の凹部８
６ａの底部に確実に密着嵌合された状態でインク吐出部
材７８と電気熱変換素子基板７６とが組み付けられるの
で各インク流路７８ｂｉ相互間のインク漏れが確実に回
避されることとなる。

【００５８】図５の（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係
る電気熱変換素子基板の第２の実施例の要部を示す。な
お、図５の（Ａ）および（Ｂ）に示される例および後述
する他の例において、図１の（Ａ）および（Ｂ）に示さ
れる例において同一とされる構成要素については同一の
符号を付して示し、その重複説明を省略する。

【００５９】電気熱変換素子基板１１６は、基台部８４
と、基台部８４の一方の端面に各インク流路７８ｂｉに
それぞれ対応して配される絶縁層１１８と、絶縁層１１
８上に載置される共通電極層１２０と、保護層１２６を
介して共通電極層１２０上に配される電気熱変換素子と
してのヒータ１２２および１３２と、共通電極層１２０
に接続されるとともにヒータ１２２および１３２に接続
されてそれぞれ電力を供給する共通電極層１３４と、ヒ
ータ１２２および１３２にそれぞれ一端が接続される個
別電極層１２４および１３６と、ヒータ１２２および１
３２と、共通電極層１３４、個別電極層１２４および１
３６とを保護層１２８を介して覆う耐キャビテーション
層１３０とを含んで構成されている。なお、図５の
（Ａ）および（Ｂ）においては、複数のインク流路７８
ｂｉの一部に対応する部分を代表して示し、他の部分は
省略される。

【００６０】蓄熱層としての各絶縁層１１８は、例え
ば、酸化シリコンで各インク流路７８ｂｉに対応した位
置に形成されている。また、隣接する絶縁層１１８の相
互間隔は、隔壁部材７８ａｉの厚さよりも若干大の距離
に設定されている。絶縁層１１８上に形成された共通電
極１２０は、略中央に略長方形の孔１２０ａを有してい
る。共通電極１２０は、図示が省略される導体を介して
共通電極１３４に接続されている。

【００６１】ヒータ１２２および１３２は、それぞれ、
例えば、ハフニュウムボライトで薄膜状に形成され、基
台部８４上における共通の直線上に共通電極１３４を挟
んで所定の間隔をもって配置されている。ヒータ１２２
および１３２は、それぞれ、ふたつの絶縁層１１８の相
互間に対応する部分まで延在する延在部１２２ａおよび
１３２ａを有している。

【００６２】その際、ヒータ１２２は、インク流路７８
ｂｉにおいてヒータ１３２よりもインク吐出口側に配置
されている。ヒータ１２２の発熱量は、ヒータ１３２の
発熱量に比して小とされる。また、ヒータ１２２および
１３２は、その中心軸線が基台部８４上における共通の
中心軸線に一致されてインク流路７８ｂｉ内に配される
のでヒータ１２２および１３２のそれぞれの両側部とイ
ンク流路７８ｂｉとの間に所定の隙間が形成されること
となる。

【００６３】例えば、アルミニウムで約０．２〜１．０
（μｍ）程度に形成されている共通電極１３４は、イン
ク流路７８ｂｉに対応する部分の略中央部に形成されて
いる。例えば、アルミニウムで約０．２〜１．０（μ
ｍ）程度に形成される共通電極１３４は、その略中央に
孔１３４ａを有している。共通電極１３４のインク流路
７８ｂｉの幅方向の両端は、それぞれ、隔壁部材７８ａ
ｉに対して所定の隙間をもって対向している。

【００６４】ヒータ１２２の一方側に接続される個別電
極層１２４およびヒータ９６の一方側に接続される個別
電極層９８は、共通電極１３４と同一の平面上に例え
ば、アルミニウムで約０．２〜１．０（μｍ）程度に形
成されている。

【００６５】個別電極層１２４は、ヒータ１２２の一端
に接続される接続部１２４Ａと、接続部１２４Ａから隣
接する隔壁部材７８ａｉおよび個別電極１２４近傍まで
広がる延在部１２４Ｄと、延在部１２４Ｄに相対向して
接続部１２４Ａに連なるとともに屈曲してヒータ１２２
の延在部１２２ａの上面にインク流路７８ｂｉに沿って
延びる連結部１２４Ｂとを有している。

【００６６】個別電極層１２４の連結部１２４Ｂの厚さ
方向の位置は、接続部１２４Ａおよび延在部１２４Ｄの
その位置よりも低い位置とされている。また、個別電極
層１２４の連結部１２４Ｂと互いに隣接する個別電極層
１２４の延在部１２４Ｄとの間には、所定の高さを有す
る段差が形成されている。連結部１２４Ｂの他端は、所
定の端子部に接続されている。

【００６７】個別電極層１３６は、ヒータ１３２のイン
ク吐出口配列方向の幅と同一の幅を有する接続部を有し
ている。接続部の他端側は、共通電極１２０と個別電極
層１２４の連結部１２４Ｂとの間をインク流路７８ｂｉ
に沿って所定の相互間隔をもって並設されている。ま
た、接続部の他端側は、所定の端子部に接続されてい
る。

【００６８】各インク流路７８ｂｉにおける共通電極層
１３４、個別電極層１２４および個別電極層１３６、ヒ
ータ１２２および１３２は、共通の保護層１２８により
覆われている。

【００６９】保護層８８は、例えば、窒化シリコンまた
は酸化シリコンで厚さ約１．０（μｍ）程度に形成され
ている。

【００７０】耐キャビテーション層１３０は、例えば、
タンタルで約０．２（μｍ）程度に形成されている。ま
た、耐キャビテーション層１３０は、隣接する各インク
流路７８ｂｉ間において、隔壁部材７８ａｉの共通電極
層１３４、個別電極層１２４および個別電極層１３６に
対する位置を規制する凹部１３０ａを、各隔壁部材７８
ａｉに対応してそれぞれ有している。

【００７１】凹部１３０ａは、個別電極層１２４の連結
部１２４Ｂと互いに隣接する個別電極層１２４の延在部
１２４Ｄとの間における段差に応じて例えば、約１．０
（μｍ）程度の深さ、および、隔壁部材７８ａｉの厚さ
に相当する幅を有している。

【００７２】従って、インク吐出部材７８の各隔壁部材
７８ａｉの下端面が、電気熱変換素子基板１１６の凹部
１３０ａの底部に確実に密着嵌合された状態でインク吐
出部材７８と電気熱変換素子基板１１６とが組み付けら
れるので各インク流路７８ｂｉ相互間のインク漏れが確
実に回避されることとなる。

【００７３】また、共通電極層１２０、１３４、およ
び、個別電極層１２４、１３６が多層化されて配置され
ているので電極層の占有面積が小となり、従って、隣接
する各インク流路７８ｂｉ相互間の距離を短縮し、イン
ク吐出口の高密度化を図ることも可能となる。

【００７４】図６の（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係
る電気熱変換素子基板の第３の実施例の要部を示す。

【００７５】図６の（Ａ）および（Ｂ）に示される例に
おいては、ヒータ１２２と各隔壁部材７８ａｉとの空間
であって、それぞれ、ヒータ１２２および個別電極１２
４と同一平面上に、電極層１４０Ａおよび１４０Ｂが、
加えて、形成されている電気熱変換素子基板１３８とさ
れる。

【００７６】なお、図６の（Ａ）および（Ｂ）において
は、図５の（Ａ）および（Ｂ）に示される例において同
一とされる構成要素については同一の符号を付して示
し、その重複説明を省略する。

【００７７】その電極層１４０Ａおよび１４０Ｂは、ヒ
ータ１２２および個別電極１２４からそれぞれ所定の隙
間をもって個別電極１２４と同一平面上に形成されてい
る。その電極層１４０Ａおよび１４０Ｂは、それぞれ、
ヒータ１２２および個別電極１２４に電気的に接続され
ていない状態、所謂、フロート状態のパターンにより形
成されている。

【００７８】かかる例においても、上述の例と同様な効
果が得られる。

【００７９】図７の（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係
る電気熱変換素子基板の第４の実施例の要部を示す。

【００８０】図７の（Ａ）および（Ｂ）に示される例に
おいては、図５の（Ａ）および（Ｂ）に示される例にお
いて、ヒータ１２２と各隔壁部材７８ａｉとの空間に、
それぞれ、ヒータ１２２の長辺およびインク流路７８ｂ
ｉに沿ってそれぞれ延在する延在部１４２Ｂおよび１４
２Ｄを有する個別電極層１４２が形成される電気熱変換
素子基板１４４とされる。

【００８１】なお、図７の（Ａ）および（Ｂ）において
は、図５の（Ａ）および（Ｂ）に示される例において同
一とされる構成要素については同一の符号を付して示
し、その重複説明を省略する。

【００８２】個別電極層１４２は、ヒータ１２２の一端
に接続される接続部１４２Ａと、接続部１４２Ａから隣
接する隔壁部材７８ａｉおよび個別電極１４２近傍まで
広がるとともに屈曲してヒータ１２２の長辺およびイン
ク流路７８ｂｉに沿ってヒータ１２２の端部まで延びる
延在部１４２Ｂと、ヒータ１２２を挟んで延在部１４２
Ｂに相対向して平行に接続部１４２Ａに連なる延在部１
４２Ｄと、延在部１４２Ｄに相対向して接続部１４２Ａ
に連なるとともに屈曲してヒータ１２２の延在部１２２
ａの上面にインク流路７８ｂｉに沿って延びる連結部１
４２Ｅとを有している。

【００８３】延在部１４２Ｂおよび延在部１４２Ｄとヒ
ータ１２２との間には、所定の隙間が形成されている。

【００８４】個別電極層１４２の連結部１４２Ｅの厚さ
方向の位置は、接続部１４２Ａおよび延在部１４２Ｄの
その位置よりも低い位置とされている。また、個別電極
層１４２の連結部１４２Ｅと互いに隣接する個別電極層
１４２の延在部１４２Ｂとの間には、所定の高さを有す
る段差が形成されている。連結部１４２Ｅの他端は、所
定の端子部に接続されている。

【００８５】かかる例においても、上述の例と同様な効
果が得られる。

【００８６】図８の（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係
る電気熱変換素子基板の第５の実施例の要部を示す。

【００８７】図６の（Ａ）および（Ｂ）に示される例の
ヒータ１２２および１３２、個別電極層１２４の上面を
覆う保護層１２８は、全体的に均一な厚さを有するもの
とされるが、図８の（Ａ）および（Ｂ）では、ヒータ１
２２および１３２の上面を覆う部分のヒータ保護層１４
８および１５０の厚さは、個別電極層１２４の上面を覆
う保護層１２８の厚さに比して薄く形成されている。

【００８８】ヒータ保護層１４８および１５０は、それ
ぞれ、ヒータ１２２および１５０の表面積よりも若干小
となる面積を有する領域とされる。

【００８９】これにより、ヒータ１２２および１３２の
上面を覆う部分のヒータ保護層１４８および１５０の熱
伝導率が図６の（Ａ）および（Ｂ）に示される例に比し
て高まり、ヒータ１２２および１３２の加熱効率が向上
することとなる。

【００９０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るインクジェット記録ヘッド、および、それが用い
られるインクジェット記録装置によれば、凹部は、上層
配線電極層の流路に沿った端面と蓄熱層および下層配線
電極層に設けられた流路壁よりも広い幅を有する切欠き
により形成されているので一つの流路内に複数の電気熱
変換素子を配する構成で流路を高密度配列する構成であ
っても、流路壁係合用の凹部の深さを深く採れるととも
に、配線電極の信頼性に優れるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの第１の実施例の要部を示す部分断面図である。
（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部
分断面図である。

【図２】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一例
が適用されたインクカートリッジを示す斜視図である。

【図３】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一例
が適用されたインクジェット記録装置の一例を示す斜視
図である。

【図４】図３に示されるインクジェット記録装置に備え
られる制御ブロックを示すブロック図である。

【図５】（Ａ）は、本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの第２の実施例の要部を示す部分断面図である。
（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部
分断面図である。

【図６】（Ａ）は、本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの第３の実施例の要部を示す部分断面図である。
（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部
分断面図である。

【図７】（Ａ）は、本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの第４の実施例の要部を示す部分断面図である。
（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部
分断面図である。

【図８】（Ａ）は、本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの第５の実施例の要部を示す部分断面図である。
（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部
分断面図である。

【図９】（Ａ）は、従来の電気熱変換素子基板の要部を
示す部分断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−
Ｂ線に沿って示される部分断面図である。

【符号の説明】

７５ 記録ヘッド ７６，１１６，１３８ 電気熱変換素子基板 ７８ インク吐出部材 ７８ａｉ 隔壁部材 ７８ｂｉ インク流路 ８４ 基台部 ８６，１３０ 耐キャビテーション層 ８６ａ，１３０ａ 凹部 ８８，１２８ 保護層 ９０，１３４ 共通電極 ９２，９８，１２４，１３６，１４２ 個別電極 ９４，９６，１２２，１３２ ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 一郎 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 Ｆターム(参考） 2C057 AF35 AF39 AF40 AF66 AG12 AG46 AG92 AG93 AG94 AR18 BA03 BA13 CA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出する複数の吐出口と、発熱
   抵抗層および該発熱抵抗層に電気的に接続する配線電極
   からなる複数の電気熱変換素子が設けられた基板と、該
   基板に接合し前記複数の電気熱変換素子が発生する熱エ
   ネルギーを該インクに作用させるための流路を形成する
   流路壁の複数を一体的に有する壁部材とを具備するとと
   もに、前記基板は前記電気熱変換素子間に前記流路壁が
   係合する凹部を有し、前記流路壁を前記凹部に係合させ
   前記基板と前記壁部材とを接合することで前記流路が形
   成されているインクジェット記録ヘッドにおいて、 前記複数の流路のそれぞれには前記電気熱変換素子が複
   数配されるとともに、前記基板は、前記電気熱変換素子
   の下層に蓄熱層が設けられ、前記配線電極は、前記発熱
   抵抗層の上層に設けられるとともに流路に沿った端面を
   有する上層配線電極層と、前記発熱抵抗層下層に設けら
   れる下層配線電極層とから成り、 前記凹部は、前記上層配線電極層の前記流路に沿った端
   面と該蓄熱層および下層配線電極層に設けられた前記流
   路壁よりも広い幅を有する切欠きにより形成されている
   ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 それぞれの前記流路内には、２つの電気
   熱変換素子が流路に沿って配列されているとともに、前
   記吐出口側に配される電気熱変換素子の幅が他方の電気
   熱変換素子の幅に比べて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ヘッド。
3. 【請求項３】 前記流路内に配される２つの電気熱変換
   素子の中心軸が、一致していることを特徴とする請求項
   ２に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記上層配線電極層は、前記吐出口側に
   配される電気変換素子の両側部分まで流路方向から延在
   していることを特徴とする請求項２に記載のインクジェ
   ット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記上層配線電極層は、前記吐出口側に
   配される電気熱変換素子の両側部分にフロート状態のパ
   ターンを有することを特徴とする請求項２記載のインク
   ジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 記録媒体の記録面に対して記録動作を行
   う請求項１に記載され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を前記記録媒体の記録面
   に対して相対的に移動させる記録ヘッド移動手段と、 前記記録ヘッド移動手段に前記インクジェット記録ヘッ
   ドを相対的に移動させる動作を行わせるとともに、該イ
   ンクジェット記録ヘッドに記録動作を行わせる制御部
   と、を具備して構成されるインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 記録媒体の記録面に対して記録動作を行
   う請求項２に記載され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を前記記録媒体の記録面
   に対して相対的に移動させる記録ヘッド移動手段と、 前記記録ヘッド移動手段に前記インクジェット記録ヘッ
   ドを相対的に移動させる動作を行わせるとともに、該イ
   ンクジェット記録ヘッドに記録動作を行わせる制御部
   と、を具備して構成されるインクジェット記録装置。
8. 【請求項８】 記録媒体の記録面に対して記録動作を行
   う請求項３に記載され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を前記記録媒体の記録面
   に対して相対的に移動させる記録ヘッド移動手段と、 前記記録ヘッド移動手段に前記インクジェット記録ヘッ
   ドを相対的に移動させる動作を行わせるとともに、該イ
   ンクジェット記録ヘッドに記録動作を行わせる制御部
   と、を具備して構成されるインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 記録媒体の記録面に対して記録動作を行
   う請求項４に記載され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を前記記録媒体の記録面
   に対して相対的に移動させる記録ヘッド移動手段と、 前記記録ヘッド移動手段に前記インクジェット記録ヘッ
   ドを相対的に移動させる動作を行わせるとともに、該イ
   ンクジェット記録ヘッドに記録動作を行わせる制御部
   と、を具備して構成されるインクジェット記録装置。
10. 【請求項１０】 記録媒体の記録面に対して記録動作を
    行う請求項５に記載され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を前記記録媒体の記録面
    に対して相対的に移動させる記録ヘッド移動手段と、 前記記録ヘッド移動手段に前記インクジェット記録ヘッ
    ドを相対的に移動させる動作を行わせるとともに、該イ
    ンクジェット記録ヘッドに記録動作を行わせる制御部
    と、を具備して構成されるインクジェット記録装置。