JP2008143127A - 記録ヘッド及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リフィルにかかわる諸問題を解消し、優れた高速応答性及び吐出性能が得られる記録ヘッドを実現する。
【解決手段】記録素子基板Ｈ１１００を複数枚のシート状部材２ａ〜２ｅを積層して形成された支持部材２によって支持する。支持部材２には、記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給路６を形成し、インク供給路６内には、インクと連通し、かつ、空気が存在する空気室７を少なくとも1つ形成する。インク供給路６は、複数枚のシート状部材２ａ〜２ｅのそれぞれに形成された開口部を連通させることによって形成する。空気室７は、一部の開口部の形状を異ならせることによって形成する。
【選択図】図８

Description

本発明は、液滴を吐出させて記録を行なう記録ヘッド及び記録装置に関する。尚、本発明は、一般的な記録装置の他、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。

従来、紙、布、プラスチックシート、OHP用シート等の被記録媒体に対して記録を行なう記録装置には、種々の記録方式、例えばワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方式、インクジェット方式のものがある。

これらの記録方式の中でインクジェット記録方式は、インクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）に設けられたインク吐出用の微細な孔（以下、吐出口）から、記録情報に応じてインクを吐出させる。

記録ヘッドにおけるインク吐出動作では、吐出のために発生する上記圧力が、流路内のインクを介して、吐出口の方向と、流路に対するインクの供給元である液室方向とに伝播される。そして、吐出口方向に伝播された圧力の作用によって、流路内のインクが吐出口から押し出されて飛翔液滴が形成されることになる。

ここで、インクが液滴となって吐出口から離れる際、その吐出液滴量に応じて吐出口近傍の流路に形成されるメニスカスが後退する。そして、メニスカスを吐出口の方向に引き戻そうとする作用により、ある時間の経過後、再び流路内のインクの充填状態が吐出前の状態に復帰する。この現象は「リフィル」と呼ばれており、実際の記録の際には以上の動作が繰り返され、良好なリフィルが行なわれることによって、安定したインク滴の吐出が継続的に得られる。

しかし、上記リフィルが次の吐出に間に合わないことが吐出周波数等との関係で生じる場合がある。リフィルが不完全な状態で吐出が行われると、吐出されるインク滴量の減少等の吐出不良を起こすことがある。この結果、例えば吐出インク滴によって被記録媒体に形成されるインクドットの径が減少して全体的な記録品位の低下を招くことがまる。また、吐出インク滴の被記録媒体上における着弾点精度が低下して記録画像のボケや、ヨレ、スジ、白ヌケ等の発生を招くこともある。

インクジェット記録方式のような液体を用いた記録技術における上述のような問題は、液路等の構造の改良やインクの物性の調整によって解決が図られてきた。しかし、多数の吐出口が配列された記録ヘッドにおいては、上記改良や調整のみによっては充分な改善効果が得られない場合が多い。以下、図面を参照しながらこの問題点について説明する。

図１２は、インク吐出に伴って生ずる共通液室方向の圧力を説明するための図であり、図１３は、良好なリフィル状態を得るために必要な圧力について説明するための図である。さらに、各図（ａ）は、記録ヘッド主要部の平面図、(ｂ)は同主要部の断面をインクの吐出方向から見た図である。

記録ヘッド１００は、多数の吐出口(図示省略)と、これらの吐出口とそれぞれ連通する流路１０２と、流路１０２内に配設された吐出エネルギー発生素子１０３と、各流路へインクを供給するための共通液室１０４とを有する。共通液室１０４は、インク供給口１０５を介して不図示のインクタンク（インクカートリッジともいう）と連通し、これにより共通液室１０４には常時インクが満たされている。

図１２に示すように、多数の吐出口から同時、若しくは若干の時間差をもってインクを吐出させると、この吐出に伴って各流路１０２で生じた圧力は、それぞれの流路１０２から共通液室１０４の方向に伝播する。そして、このような圧力は共通液室１０４で一体となって一つの大きな圧力となる。各流路１０２で生じた圧力はインクを矢印Ａで示すように共通液室１０４の方向に押し戻す力として作用し、その総和は、例えば吐出口を１つだけ有する記録ヘッドの場合よりも数段大きなものとなる。

この場合、良好なリフィル状態を得るには、図１３に示すように、インクを急激かつ大量に吐出口の方向（矢印Ｂ方向）に移動させる必要がある。このようなインクの移動方向の変更のためには、上述したような初期の大きなインクの慣性力（総圧力）に打ち勝つだけの圧力が必要となる。

しかし、各流路１０２においてリフィルを生じさせるインクの毛管力は、上述したような共通液室１０４の方向への総圧力に対抗して大量のインクを瞬時に吐出口の方向に移動させるのには十分ではない。すなわち、上述したインク移動における初期の慣性力が大きくなるに従い、メニスカス１０６の復帰により長い時間が必要となる。そこで、メニスカス復帰のために十分な時間を取るため吐出周波数を低くすると、記録速度の低下を招く。一方、メニスカス復帰のために十分な時間が取れない場合には、所定の吐出インク滴量が得られない等、良好な記録を阻害することになる。特に、このような現象は記録開始の初期に顕著であることが知られている。

図１４（ａ）（ｂ）は、上記現象のメカニズムを説明するための図であり、同図（ａ）はメニスカス後退曲線、同図（ｂ）は吐出口及びその近傍の概略構成をそれぞれ示している。

図１４（ａ）における縦軸に示されたメニスカス後退量Ｌ[μｍ]とは、同図（ｂ）に示すように、吐出口１０１の端部からメニスカスまでの距離Ｌで表されるものである。より具体的には、吐出口１０１からインクのメニスカス最後退部までの距離に相当する。

例えば、吐出口が１つのみの記録ヘッドにおけるメニスカス後退の経時変化を示す図１４（ａ）の曲線ＣＭ１を見ると、次のことがわかる。すなわち、吐出エネルギー発生素子１０３からのエネルギーが流路１０２内のインクに付与される時刻ｔ0からある時間経た時点ｔ0′から流路１０２のインク吐出口近傍に形成されたメニスカス１０６が急激に後退を開始する。すなわち、インク吐出が行われた時点からメニスカス１０６が急激に後退を開始する。その後退量は、時刻ｔ1′で最大となるがそれは比較的大きなものとなる。その後、毛管力による復元力の作用によってメニスカス１０６は元の位置に戻り始め、時刻ｔ1でリフィルが終了する。

これに対し、多数の吐出口を有する記録ヘッドでは、曲線ＣＭ２で示されるように、時刻ｔ1′での最大後退量が上記の場合より小さいが、リフィル速度は、その終了時刻ｔ2で示されるように遅い。

これは、上述したように、多数の流路１０２からのインクを後方へ押しやる圧力の総和が、共通液室１０４内でインクを流動させようとする圧力を大幅に超えるためと考えられる。すなわち、共通液室１０４内でインクを流動させようとする圧力を超えた分の圧力がインクに作用し、メニスカス１０６を復帰させるためのリフィル速度を初期において極端に遅延させるものと考えられる。

尚、連続して吐出が繰り返された後では、インク供給口１０５(図１２、図１３参照)から共通液室１０４へのインクの定常的な流れが形成されているので、上述のような現象は起こり難い。実際には、吐出の初期、特に吐出動作が２００回程度となり、前後のインク流れが定常状態となるまでの間において上述のような現象が顕著に発生する。

多数の吐出口を有する記録ヘッドにおけるリフィル速度の低下は、吐出エネルギー発生素子への印字信号印加の周期が図１４（ａ）に示した時刻ｔ0からｔ2までの時間以上に設定されていれば問題を生じない。

しかし、高速記録のために時刻ｔ0からｔ2までの時間よりも短い周期で、すなわちリフィル完了前に次の信号か印加されると、先に述べたような吐出インク滴量の減少等を生じ良好な記録ができなくなるおそれがある。換言すれば、メニスカス後退量Ｌが３０μｍ以上ある状態で、次の信号が印加されると、吐出インク滴量の減少等を生じ良好な記録ができなくなるおそれがある。

このような問題を解決する手段として、特許文献１には、ヘッドユニット内の共通液室に関してノズル側とは反対側の後方に空気室(バッファ室)を設けた構成が開示されている。具体的には、ノズル（列）に近い位置にバッファ室を設けることによって、個々のノズルの駆動、発泡、吐出に伴う液の振動(高周波の振動)を軽減し、他のノズルに悪影響を及ぼさないようにした構成が開示されている。要するに、特許文献１は、上記構成によって、クロストークを防止することによって、上記問題を解決することを提案している。

また、特許文献１には、インクタンク部からヘッド部に至る経路に、ヘッドユニット、それにインクを供給するためのインク供給管及び両者の連結部に形成されたバッファ室を設ける構成も開示されている。特に、その図１２には、一定断面積の供給管の周囲にバッファ室を設けた構成が図示されている。

上記バッファ室によるクロストークを改善させるためには、該バッファ室がノズル列の近傍に多数配置されていることが望ましい。記録ヘッドの構造より考えられる場所としては、記録素子基板裏面部のインク供給口、又は記録素子基板を支持するアルミナベースプレートのインク供給孔の側面がバッファ室の形成位置として最良である。

アルミナベースプレートのインク供給孔の側面にバッファ室を設ける手段が特許文献２に開示されている。具体的には、アルミナベースプレートの記録素子（チップ）との張り合わせ面側の表面のインク供給口周辺にインク供給口と連通した穴を複数設ける。さらに、前記記録素子との張り合わせにより前記穴の上部に蓋をすることによって、バッファ室を形成することが開示されている。
特開平６−２１０８７２号公報 特開平２００１−１３０００４号公報

しかしながら、特許文献２に開示されているようしてバッファ室を形成することには次のような問題があった。すなわち、上述したチップとの張り合わせ位置にバッファ室を設けると、チップとの張り合わせ面積（接触面積）が小さくなる。特に、バブルジェット方式によりインクが吐出する記録素子ではチップそのものがヒーターにより温度上昇し、チップに蓄熱された熱がベースプレートとの接触領域を伝わって放熱する。よって、前記バッファ室を設けることによりチップとの接触面積が小さくなると、放熱速度が遅くなり、印字弊害を引き起こすことになる。特に、印字解像度の高密度化、印字速度の高速化、ノズル列の長尺化などが要求される近年の記録素子においては、放熱速度の遅延に伴う印字弊害の発生が顕著である。

さらには近年の開発の方向性としては、プリンタ本体、記録ヘッドの小型化に伴い記録素子（チップ）自体の小型化も積極的に行われている。例えば1つの記録素子基板上に各色分の複数のノズル列を可能な限りノズル列間隔を狭めて配置することも行われている。しかし、前記特許文献２に開示されているバッファ室の構成では、隣接するノズルが存在することによりバッファ室の配置が困難か、若しくはバッファ室を配置可能な位置が制限されてしまう。

また、特許文献２に開示されているバッファ室の配置は、フルマルチヘッドや多列ノズルヘッドへの適用が困難である。ここで、フルマルチヘッドとは、記録素子のノズル列長が記録用紙幅分の長さを有し、ヘッド直下を記録紙が搬送しながら印刷を行う記録方式に用いる記録ヘッドである。また、多列ノズルヘッドとは、フルマルチヘッドのノズル列が記録素子内に複数列存在する記録ヘッドである。

本発明の目的は、上記課題を解決し、吐出口の高マルチ化に特有のリフィルにかかわる諸問題を解消して、優れた高速応答性及び吐出性能が得られる記録ヘッド及び該記録ヘッドを備えた記録装置を提供することである。

本発明の記録ヘッドは、液滴を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子と、前記吐出エネルギー発生素子に対向配置された吐出口とを有する記録素子基板を有する。この記録素子基板は、複数枚のシート状部材を積層してなる支持部材によって支持されている。前記支持部材には、前記記録素子基板にインクを供給するためのインク供給路が形成され、そのインク供給路内に、空気が存在する空気室が少なくとも1つ形成されている。前記インク供給路は、前記複数枚のシート状部材のそれぞれに形成された開口部を連通させることによって形成されている。また、前記空気室は、一部の前記開口部の形状を異ならせることによって形成されている。

本発明によれば、液滴吐出時に発生するクロストーク現象を低減させるための空気室が記録素子基板を支持する支持部材内に形成される。したがって、記録素子基板内に複数の吐出口列を形成する場合にも、空気室の配置の自由度が損なわれることがなく、クロストーク現象を効果的に低減されることができる。また、空気室を設けるために、支持部材と記録素子基板との接触面積が減少するといった不都合もない。

以下、図面を参照して本発明の記録装置の実施形態の一例について詳細に説明する。ここでは、インクジェットプリンタを例に挙げて本発明の記録装置の実施形態の一例について説明する。

また、本明細書において、「プリント」（「記録」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合に限られない。要するに、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリント媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合を含む。

ここで、「プリント媒体若しくは被記録媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能な物も言うものとする。

さらに、「インク」（「液体」という場合もある）とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈されるべきものである。すなわち、プリント媒体上に付与され、画像、模様、パターン等の形成又はプリント媒体の加工、或いはインクの処理（例えばプリント媒体に付与されるインク中の色材の凝固又は不溶化）に供され得る液体を言うものとする。
（装置本体）
図１及び図２にインクジェット記録方式を用いたプリンタの概略構成を示す。プリンタの装置本体Ｍ１０００の外殻は、外装部材と、その外装部材内に収納されたシャーシＭ３０１９（図２参照）とから構成される。外装部材には、下ケースＭ１００１、上ケースＭ１００２、アクセスカバーＭ１００３及び排出トレイＭ１００４が含まれる。

シャーシＭ３０１９は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものである。また、下ケースＭ１００１は、装置本体Ｍ１０００の外殻の略下半部を、上ケースＭ１００２は、装置本体Ｍ１０００の外殻の略上半部をそれぞれ形成している。装置本体Ｍ１０００の外殻は、両ケースＭ１００１、Ｍ１００２の組合せによって、内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなしている。装置本体Ｍ１０００の上面部及び前面部にはそれぞれ開口部が形成されている。

さらに、排出トレイＭ１００４は、その一端部が下ケースＭ１００１に回転自在に保持され、その回転によって下ケースＭ１００１の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイＭ１００４を前面側へと回転させて開口部を開成させることにより、ここから記録シートが排出可能となると共に排出された記録シートを順次積載し得るようになっている。また、排紙トレイＭ１００４には、２枚の補助トレイＭ１００４ａ、Ｍ１００４ｂが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、用紙の支持面積を３段階に拡大、縮小させ得るようになっている。

アクセスカバーＭ１００３は、その一端部が上ケースＭ１００２に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっている。このアクセスカバーＭ１００３を開くことによって本体内部に収納されている記録ヘッドカートリッジＨ１０００あるいはインクタンクＨ１９００（図３、図４参照）等の交換が可能となる。尚、ここでは特に図示しないが、アクセスカバーＭ１００３を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっている。カバー開閉レバーの回転位置は、マイクロスイッチなどで検出され、アクセスカバーの開閉状態が検出される。

上ケースＭ１００２の後部上面には、電源キーＥ００１８及びレジュームキーＥ００１９が押下可能に設けられると共に、発光ダイオードＥ００２０が設けられている。電源キーＥ００１８を押下すると、発光ダイオードＥ００２０が点灯し、記録可能であることをオペレータに知らせるものとなっている。また、発光ダイオードＥ００２０は、点滅の仕方や色の変化によって、プリンタのトラブル等をオペレータに知らせる等種々の表示機能を果たす。さらに、トラブル発生時等に音を発するブザーを設けることもできる。尚、トラブル等が解決した場合には、レジュームキーＥ００１９を押下することによって記録が再開されるようになっている。
（記録動作機構）
次に、上記プリンタの装置本体Ｍ１０００に収納、保持される記録動作機構について説明する。

本実施形態における記録動作機構は、自動給送部Ｍ３０２２、搬送部Ｍ３０２９、記録部、及び回復部Ｍ５０００を有する。

自動給送部Ｍ３０２２は、記録シートを装置本体Ｍ１０００内へと自動的に給送する。搬送部Ｍ３０２９は、自動給送部Ｍ３０２２から１枚ずつ送出される記録シートを所定の記録位置へと導くと共に、記録位置から排出部Ｍ３０３０へと記録シートを導く。記録部は、記録位置に搬送された記録シートに所望の記録を行なう。回復部Ｍ５０００は、前記記録部に対する回復処理を行う。

前記記録部について補足説明すると、その記録部は、キャリッジ軸Ｍ４０２１によって移動可能に支持されたキャリッジＭ４００１と、キャリッジＭ４００１に着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジＨ１０００とからなる。

次に、上記記録部に用いられる記録ヘッドカートリッジＨ１０００について、図３〜図５に基づいて具体的に説明する。

本実施形態における記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、図３に示すように、インクを貯留するインクタンクＨ１９００を有する。また、インクタンクＨ１９００から供給されるインクを記録情報に応じて吐出口から吐出させる記録ヘッドＨ１００１を有する。記録ヘッドＨ１００１には、後述するキャリッジＭ４００１（図２）に対して着脱可能なカートリッジ方式が採用されている。

ここに示す記録ヘッドカートリッジＨ１０００では、写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、各色独立のインクタンクＨ１９００が用意されている。具体的には、例えば、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ及びイエローのインクタンクＨ１９００がそれぞれ用意されている。図４に示すように、各インクタンクＨ１９００は、記録ヘッドＨ１００１に対して独立して着脱自在となっている。

記録ヘッドＨ１００１は、図５の分解斜視図に示すように、記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００を有する。さらに、第２のプレートＨ１４００、タンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００、シールゴムＨ１８００を有する。

記録素子基板Ｈ１１００には、Ｓｉ基板の片面にインクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子と、各吐出エネルギー発生素子に電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により形成されている。

さらに、吐出エネルギー発生素子に対応した複数のインク流路と、吐出エネルギー発生素子に対向配置された複数の吐出口Ｈ１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成されている。複数の吐出口Ｈ１１００Ｔは、一例又は複数列の吐出口列を形成するように並んでいる。加えて、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。また、記録素子基板Ｈ１１００は、第１のプレートＨ１２００に接着固定されており、ここには、記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されている。さらに、第１のプレートＨ１２００には、開口部を有する第２のプレートＨ１４００が接着固定されている。この第２のプレートＨ１４００は、電気配線基板Ｈ１３００と記録素子基板Ｈ１１００とが電気的に接続されるよう電気配線基板Ｈ１３００を保持している。

電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００にインクを吐出させるための電気信号を印加するものである。電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し、本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有している。外部信号入力端子Ｈ１３０１は、タンクホルダーＨ１５００の背面側に位置決め固定されている。

タンクホルダーＨ１５００には、流路形成部材Ｈ１６００が例えば超音波溶着により固定され、インクタンクＨ１９００から第１のプレートＨ１２００に亘るインク流路Ｈ１５０１が形成されている。また、インクタンクＨ１９００と係合するインク流路Ｈ１５０１のインクタンク側端部には、フィルターＨ１７００が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようになっている。また、インクタンクＨ１９００との係合部にはシールゴムＨ１８００が装着され、前記係合部からのインクの蒸発を防止し得るようになっている。

以上のように、タンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００及びシールゴムＨ１８００によってタンクホルダー部が構成されている。また、記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００及び第２のプレートＨ１４００によって記録素子部が構成されている。そして、タンクホルダー部と記録素子部とを接着等で結合することによって、記録ヘッドＨ１００１が構成されている。
（キャリッジ）
次に、図２を参照して、記録ヘッドカートリッジＨ１０００が搭載されるキャリッジＭ４００１について説明する。

キャリッジＭ４００１には、記録ヘッドＨ１００１をキャリッジＭ４００１上の所定の装着位置に案内するためのキャリッジカバーＭ４００２が設けられている。また、記録ヘッドＨ１００１のタンクホルダーＨ１５００と係合し、記録ヘッドＨ１００１を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーＭ４００７が設けられている。ヘッドセットレバーＭ４００７は、キャリッジＭ４００１の上部に、ヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられている。そして、記録ヘッドＨ１００１との係合部には、ばね付勢されるヘッドセットプレート(不図示)がばねを介して備えられ、このばね力によって記録ヘッドＨ１００１を押圧しながらキャリッジＭ４００１に装着する構成となっている。

また、キャリッジＭ４００１の記録ヘッドＨ１００１との別の係合部には、コンタクトフレキシブルプリントケーブル（以下、コンタクトＦＰＣと称す）が設けられている。コンタクトＦＰＣ上のコンタクト部と記録ヘッドＨ１００１に設けられたコンタクト部（外部信号入力端子Ｈ１３０１）とが電気的に接触し、記録のための各種情報の授受や記録ヘッドＨ１００１への電力の供給などが行われる。

ここでコンタクトＦＰＣのコンタクト部とキャリッジＭ４００１との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられている。そして、この弾性部材の弾性力とヘッドセットレバーばねによる押圧力とによってコンタクト部とキャリッジＭ４００１とが確実に接触するようになっている。

さらに、コンタクトＦＰＣは、キャリッジＭ４００１の背面に搭載されたキャリッジ基板（図示省略）に接続されている。
（プリンタの動作）
次に、上記のように構成された本実施形態のプリンタの動作を図６のフローチャートに基づいて説明する。

ＡＣ電源に装置本体１０００が接続されると、まず、ステップＳ１では本装置の第１の初期化処理が行われる。この初期化処理では、本装置のＲＯＭ及びＲＡＭのチェックなどの電気回路系のチェックを行ない、電気的に本装置が正常に動作可能であるかを確認する。

次にステップＳ２では、装置本体Ｍ１０００の上ケースＭ１００２に設けられた電源キーＥ００１８がＯＮされたかどうかの判断を行い、電源キーＥ００１８がＯＮされた場合には、ステップＳ３へ移行する。ステップＳ３では、第２の初期化処理が行われる。

第２の初期化処理では、本装置の各種駆動機構及び記録ヘッドのチェックが行なわれる。すなわち、各種モータの初期化やヘッド情報の読み込みを行うに際し、本装置が正常に動作可能であるかを確認する。

次に、ステップＳ４ではイベント待ちを行なう。すなわち、本装置に対して、外部Ｉ／Ｆからの指令イベント、ユーザ操作によるパネルキーイベント及び内部的な制御イベントなどを監視する。イベントが発生した場合には、当該イベントに対応した処理を実行する。例えば、ステップＳ４で外部Ｉ／Ｆからの印刷指令イベントを受信した場合には、ステップＳ５へと移行する。また、ユーザ操作による電源キーイベントが発生した場合にはステップＳ１０へと移行する。その他のイベントが発生した場合にはステップＳ１１へと移行する。

ここで、ステップＳ５では、外部Ｉ／Ｆからの印刷指令を解析し、指定された紙種別、用紙サイズ、印刷品位、給紙方法などを判断し、その判断結果を表すデータを本装置内のＲＡＭに記憶し、ステップＳ６へと進む。次いでステップＳ６ではステップＳ５で指定された給紙方法により給紙を開始し、用紙を記録開始位置まで送り、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では記録動作を行なう。

記録動作では、外部Ｉ／Ｆから送出されてきた記録データを、一旦記録バッファに格納する。次いでＣＲモータＥ０００１（図２）を駆動してキャリッジＭ４００１（図２）の主走査方向への移動を開始する。これと同時に、プリントバッファに格納されている記録データを記録ヘッドＨ１００１へと供給して１行の記録を行なう。１行分の記録データの記録動作が終了するとＬＦモータＭ０００２（図２）を駆動し、ＬＦローラＭ３００１（図２）を回転させて用紙を副走査方向へと送る。この後、上記動作を繰り返し実行し、外部Ｉ／Ｆからの１ページ分の記録データの記録が終了すると、ステップ８へと進む。

ステップＳ８では、ＬＦモータＥ０００２（図２）を駆動し、排紙ローラを駆動させ、用紙が完全に本装置から送り出されたと判断されるまで紙送りを繰返す。紙送り動作が終了した時点で、用紙は排紙トレイＭ１００４（図１）上に完全に排紙された状態となる。

次にステップＳ９では、記録すべき全ページの記録動作が終了したか否かを判定し、記録すべきページが残存する場合には、ステップＳ５へと復帰する。以下、前述のステップＳ５〜Ｓ９までの動作を繰り返し、記録すべき全てのページの記録動作が終了した時点で記録動作を終了し、その後ステップＳ４へと移行し、次のイベントを待つ。

一方、ステップＳ１０ではプリンタ終了処理を行ない、本装置の動作を停止させる。つまり、各種モータやヘッドなどの電源を切断するために、電源を切断可能な状態に移行した後、電源を切断しステップＳ４に進み、次のイベントを待つ。

また、ステップＳ１１では、上記以外の他のイベント処理を行なう。例えば、本装置の各種パネルキーや外部Ｉ／Ｆからの回復指令や内部的に発生する回復イベントなどに対応した処理を行なう。なお、処理終了後にはステップＳ４に進み、次のイベントを待つ。

本実施形態におけるプリンタにおける特に記録ヘッドＨ１００１の構成について具体的に説明する。

図７は、記録ヘッドＨ１００１の記録素子基板Ｈ１１００の近傍のインク流路を示したものであり、図８は、記記録素子基板Ｈ１１００を支持するための支持部材２の構成を示した斜視図である。

支持部材２はアルミナ（Al₂O₃）で形成されている。もっとも、アルミナ以外の材質でも形成可能であり、例えばシリコン、窒化アルミニウム、ジルコニア、窒化珠素、モリブデン、タングステンなどで形成可能である。これらは、記録素子基板Ｈ１１００の材質の線膨張率と同等の材質であれば良い。

尚、本例の支持部材２は、次のようにして形成した。複数枚のアルミナシート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを予め焼結加工、又は研削加工などにより支持部材２の形状に加工する。加工されたアルミナシート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを積層した状態で約1500度の炉内にて焼成して一体化させる。かかる方式の加工を本明細書では「積層方式加工」と呼ぶ。

また、各アルミナシート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの厚さは、例えば0.1mmから1mmなどであるが、各アルミナシートの厚さは均一であっても、不均一であってもよい。すなわち、厚みの異なるアルミナシートをランダムに積層しても構わない。また、図示されているアルミナシート２ｂ、２ｄを、表面に陽極酸化処理を施すことでインクとの接液性を高めたアルミニウムシートに代えることもできる。また、アルミナシート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅをシリコン等の接着剤にて接着することで熱伝達効率の良い支持部材２を形成することも考えられる。同様のことは、支持部材２を構成するシート状部材がアルミナシート以外の場合にも考えられる。

図８に示すように、支持部材２には、記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給路６が設けられており、該供給路６の側面には、複数の空気室７が設けられている。ここで、空気室７の深さ（ｄ）は、１ｍｍ以上、高さ（ｈ）は１ｍｍ以下が望ましい。尚、空気室７の深さ（ｄ）とは、アルミナシートの積層方向と交差する方向における空気室７の最小寸法を意味することは図面から自明である。また、空気室７の高さ（ｈ）とは、アルミナシートの積層方向における空気室７の最小寸法を意味することも図面から自明である。

上述のインク供給路６及び空気室７は、次のようにして形成したものである。すなわち、図９に示すように、アルミナシート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅに帯状の開口部６ａを形成する。さらに、一部のアルミナシートの開口部６ａの形状を他のそれとは異ならせる。例えばシート２ｂ、２ｄの開口部６ａには、該開口部６ａの長手方向と交差する方向に窪んだ凹溝７ａを形成しておく。すると、アルミナシート２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを図１０に示すように積層し、焼成して支持部材２を完成させたときに、開口部６ａが連通してインク供給路６（図８）が形成される。さらに、形成されたインク供給路６の側面には、凹溝７ａによって空気室７（図８）が同時に形成される。

記録素子基板Ｈ１１００のノズル列が長い場合（長尺ヘッド）などには、ノズル列方向に沿って均等に空気室を設けることが、クロストーク対策にはより効果的である。

また、図１１の如く、複数の記録素子基板Ｈ１１００を備えた記録ヘッドであっても、本例の如く支持部材を積層方式により製造することで空気室を形成することが可能である。すなわち、長さが紙幅分あり、固定された記録ヘッド直下に記録用紙が搬送されながら印字が行われるフルマルチヘッドに対しても本発明は適用可能である。

インクジェットプリンタの装置本体の外観斜視図である。 図１に示すインクジェットプリンタの装置本体の内部機構斜視図である。 図１に示すインクジェットプリンタが備える記録ヘッドカートリッジの外観斜視図である。 図３に示す記録ヘッドカートリッジからインクタンクを外した状態の斜視図である。 図３に示す記録ヘッドカートリッジを構成する記録ヘッドの分解斜視図である。 図１に示すインクジェットプリンタの動作フローを示す図である。 図５に示す記録ヘッドを構成する記録素子基板近傍の模式的平面図である。 図７のＡ―Ａ断面図である。 支持部材を形成する各アルミナプレートの模式的平面図である。 図９に示すアルミナプレートの積層状態を示す模式的斜視図である。 本発明を適当したフルマルチヘッドの構成例を示す模式的断面図である。 インク吐出に伴って生ずる共通液室方向の圧力を説明するための図である。 良好なリフィル状態を得るために必要な圧力について説明するための図である。 メニスカス後退量の経時変化の様子を説明するための図である。

符号の説明

Ｈ１００１ 記録ヘッド
Ｈ１１００ 記録素子基板
Ｈ１１００Ｔ 吐出口
２ 支持部材
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ アルミナシート
６ インク供給路
６ａ 開口部
７ 空気室
７ａ 凹溝

Claims (8)

1. 液滴を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子と、前記吐出エネルギー発生素子に対向配置された吐出口とを有する記録素子基板が、複数枚のシート状部材を積層してなる支持部材によって支持されている記録ヘッドであって、
   前記支持部材には、前記記録素子基板にインクを供給するためのインク供給路が形成され、そのインク供給路内に、空気が存在する空気室が少なくとも1つ形成されており、
   前記インク供給路は、前記複数枚のシート状部材のそれぞれに形成された開口部を連通させることによって形成されており、
   前記空気室は、一部の前記開口部の形状を異ならせることによって形成されていることを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記支持部材が、セラミックのシート状部材を複数枚積層し、積層された前記シート状部材を焼成することにより製造されたものであることを特徴とする請求項１記載の記録ヘッド。
3. 前記空気室が、前記インク供給路の側面に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の記録ヘッド。
4. 前記空気室の、前記シート状部材の積層方向における最小寸法（高さ）が１mm以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の記録ヘッド。
5. 前記空気室の、前記シート状部材の積層方向と交差する方向における最小寸法（深さ）が１mm以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の記録ヘッド。
6. 前記記録素子基板に複数列の吐出口列が配置され、前記支持部材には、前記吐出口列と対向する位置に、吐出口列数分のインク供給路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の記録ヘッド。
7. 複数の前記記録素子基板が前記支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の記録ヘッド。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の記録ヘッドを備えた記録装置。

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