JP2660057B2

JP2660057B2 - インクジェットヘッド及び該ヘッドを備えるインクジェットカートリッジ及び該カートリッジを有するインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2660057B2
Application number: JP24102589A
Authority: JP
Inventors: 牧子木村; 俊雄樫野; 輝雄荒島; 博志杉谷; 能史服部; 雅実池田; 朝雄斉藤; 和明益田; 昭男斎藤; 剛折笠
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1989-09-18
Publication date: 1997-10-08
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JPH03101952A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はインクジエツトヘツドに関し、特に吐出口が
形成されたオリフイスプレートを有するインクジエツト
ヘツドに関するものである。

また本発明は、インクジエツトカートリツジに関し、
特に吐出口形成部材を有したインクジエツトヘツドに対
してインクを供給するインクタンクを一体的に備えたイ
ンクジエツトカートリツジに関する。

さらに本発明は、インクジエツト記録装置に関し、特
にインクジエツトヘツド一体型のインクジエツトカート
リツジを走査することにより記録を行なうインクジエツ
ト記録装置に関する。

〔従来の技術〕

インクジエツト記録方式に適用されるインクジエツト
ヘツドは、例えば第８図に示されるように、インク吐出
圧発生素子を設けた基板（以下ヒーターボードと称す）
と、該基板１と接合されて記録液体（以下インクと称
す）を収容する液室７およびインク路８を構成する凹部
を有した基板２とからなる。この基板２は、インク路８
に連通し、インクを吐出するためのインク吐出口９を有
するオリフイスプレート４（以下溝付天板と称する）を
一体的に併せ持っている。

ヒーターボード１は支持基板３に接着剤により接着固
定され、溝付天板２はヒーターボード１上に、ヒーター
ボード１上に配置されているインク吐出圧発生素子とし
てのヒーター部と、溝付天板２のインク路８が合致する
用に接着され、溝付天板の有しているオリフイスプレー
ト４は、支持基板３の前端面に前ダレの様に配置され
る。

インクは、インク供給部材５から、溝付天板の上部に
具備されたインク供給口2aを通り供給され、インク供給
部材５は突起棒を有し、支持基板上に設けられた貫通穴
に突起棒を挿入し、熱かしめすることにより、支持基板
に固定される。

インク供給部材５とヒーターボード１、溝付天板２等
との隙間10a,10b、及びオリフイスプレートと支持基板
前端面との間の接着が封入されうるべくわずかな隙間が
設けられた接合領域は、接着空間として封止剤が流しこ
まれる。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、オリフイスプレート４と支持基板３の
前端面の接合領域はその間に設けられている隙間が非常
にわずかであるため、封止剤がその隙間に十分に回りき
らず、安定な接合状態が得られにくかった。この様な記
録ヘツドを装置に搭載し回復動作を行なった場合、オリ
フイスプレート１と支持基板３間で十分な密閉空間を形
成せず、不十分な回復がなされてしまう。またキヤツピ
ングにおいても同様である。また、十分な接着がなされ
ていないためハガレ等を生じる場合もある。

一方、ヒーターボード１、支持基板１、溝付天板２と
から構成されるヘツドチツプとインク供給部材５との隙
間10a,10bはその隙間が均一でない。このように不均一
な隙間の場合、封止剤のまわり方が一様でなく、封止剤
が十分にまわり込みきらない部分が発生してしまう場合
や、逆に封止剤がまわりこみすぎて、はみだしてしまう
場合がある。その結果ヘツドチツプとインク供給部材５
とのハガレを生じたり、接着剤がはみだすことによって
外観をそこねてしまう等の課題があった。

本発明はこれらの課題を解決するために提案されたも
のであり、接着剤による接着封止の信頼性を高めること
で、高信頼性のインクジエツトヘツドを提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前述の目的を達成するために、インクを吐出
するために利用されるインク吐出圧発生素子が配された
第１基板と、前記第１基板のインク吐出圧発生素子が配
された面の裏面に接合され第１基板を支持する支持体
と、インク吐出口を備えるオリフィスプレートと、該イ
ンク吐出口に連通するインク路を構成するための凹部を
有し前記第１基板のインク吐出圧発生素子が配された面
に接合されることでインク路を構成する第２基板と、備
え、前記オリフィスプレートは前記第１基板の吐出口側
端面および支持体の吐出口側端面の一部を覆うとともに
前記第２基板に一体的に設けられているインクジエツト
ヘツドにおいて、前記支持体の吐出口側端面には前記オ
リフィスプレートと前記支持体の吐出口側端面間の間隙
に連通する封止剤誘導溝が形成されていることを特徴と
する。

［作用］前述の構成、すなわち支持基板の前端面（吐出口側端
面）に封止剤誘導溝を形成し、その封止剤誘導溝から封
止剤を供給することでヘッドチップとインク供給部剤と
の間の間隙にまで良好に封止剤が回り込む。それにより
強固で安定な封止状態が達成される。

〔実施例〕

第２図乃至第６図は、本発明が実施もしくは適用され
る好適なインクジエツトユニツトIJU,インクジエツトヘ
ツドIJH,インクタンクIT,インクジエツトカートリツジI
JC,インクジエツト記録装置本体IJRA,キヤリツジHCの夫
々及び夫々の関係を説明するための説明図である。以下
これらの図面を用いて各部構成の説明を行う。

本例でのインクジエツトカートリツジIJCは、第３図
の斜視図でわかるように、インクの収納割合が大きくな
っているもので、インクタンクITの前方面によりもわず
かにインクジエツトユニツトIJUの先端部が突出した形
状である。このインクジエツトカートリツジIJCは、イ
ンクジエツト記録装置本体IJRAに載置されているキヤリ
ツジHC（第５図）の後述する位置決め手段及び電気的接
点とによって固定支持されると共に、該キヤリツジHCに
対して着脱可能なデイスポーザブルタイプである。本例
第２図乃至第６図には、本発明の成立段階において成さ
れた数々の新規な技術が適用された構成となっているの
で、これらの構成を簡単に説明しながら、全体を説明す
ることにする。

（ｉ）インクジエツトユニツトIJU構成説明インクジエツトユニツトIJUは、電気信号に応じて膜
沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギー
を生成する電気熱変換体を用いて記録を行うバルブジエ
ツト方式のユニツトである。

第２図において、100はSi基板上に複数の列状に配さ
れた電気熱変換体（吐出ヒータ）と、これに電力を供給
するAl等の電気配線とが成膜技術により形成されて成る
ヒータボードである。200はヒータボード100に対する配
線基板であり、ヒータボード100の配線に対応する配線
（例えばワイヤボンデイングにより接続される）と、こ
の配線の端部に位置し本体装置からの電気信号を受ける
パツド201とを有している。

1300は複数のインク流路を夫々区分するための隔壁や
各インク流路へインクを与えるためにインクを収納する
ための共通液室等を設けた溝付天板で、インクタンクIT
から供給されるインクを受けて上述の共通液室へ導入す
るインク受け口1500と、各インク流路に対応した吐出口
を複数有するオリフイスプレート400を一体成型したも
のである。これらの一体成型材料としてはポリサルフオ
ンが好ましいが、他の成型用樹脂材料でも良い。

300は配線基板200の裏面を平面で支持する例えば金属
製の支持体で、インクジエツトユニツトの底板となる。
500は押えばねであり、Ｍ字形状でそのＭ字の中央で共
通液室を軽圧で押圧すると共に前だれ部501で液路の一
部、好ましく吐出口近傍の領域を線圧で集中押圧する。
ヒータボード100および天板1300を押えばねの足部が支
持体300の穴3121を通って支持体300の裏面側に係合する
ことでこれらを挟み込んだ状態で両者を係合させること
により、押えばね500とその前だれ部501の集中付勢力に
よってヒータボード100と天板1300とを圧着固定する。
又支持体300は、インクタンクITの２つの位置決め凸起1
012及び位置決め且つ熱融着保持用凸起1800,1801に係合
する位置決め用穴312,1900,2000を有する他、装置本体I
JRAのキヤリツジHCに対する位置決め用の突起2500,2600
を裏面側に有している。加えて支持体300はインクタン
クからのインク供給を可能とするインク供給管2200（後
述）を貫通可能にする穴320をも有している。支持体300
に対する配線基板200の取付は、接着剤等で貼着して行
われる。尚、支持体300の凹部2400,2400は、それぞれ位
置決め用突起2500,2600の近傍に設けられており、組立
てられたインクジエツトカートリッジIJC（第３図）に
おいて、その周囲の３辺を平行溝3000,3001の複数で形
成されたヘツド先端域の延長点にあって、ゴミやインク
等の不要物が突起2500,2600に至ることがないように位
置している。この平行溝3000が形成されている。蓋部材
800は、第５図でわかるように、インクジエツトカート
リツジIJCの外壁を形成すると共に、インクタンクとで
インクジエツトユニツトIJUを収納する空間部を形成し
ている。又、この平行溝3001が形成されているインク供
給部材600は、前述したインク供給管2200に連続するイ
ンク導管1600を供給管2200側が固定の片持ちばりとして
形成し、インク導管の固定側とインク供給管2200との毛
管現象を確保するための封止ピン602が挿入されてい
る。尚、601はインクタンクITと供給管2200との結合シ
ールを行うパツキン、700は供給管のタンク側端部に設
けられたフイルターである。

このインク供給部材600は、モールド成型されている
ので、安価で位置精度が高く形成製造上の精度低下を無
くしているだけでなく、片持ちばりの導管1600によって
大量生産時においても導管1600の上述インク受け口1500
に対する圧接状態が安定化できる。本例では、この圧接
状態下で封止用接着剤をインク供給部材側から流し込む
だけで、より完全な連通状態を確実に得ることができて
いる。尚、インク供給部材600の支持体300に対する固定
は、支持体300の穴1901,1902に対するインク供給部材60
0の裏面側ピン（不図示）を支持体300の穴1901,1902を
介して貫通突出せしめ、支持体300の裏面側に突出した
部分を熱融着することで簡単に行われる。尚、この熱融
着された裏面部のわずかな突出領域は、インクタンクIT
のインクジエツトユニツトIJU取付面側壁面のくぼみ
（不図示）内に収められるのでユニツトIJUの位置決め
面は正確に得られる。

（ii）インクタンクIT構成説明インクタンクは、カートリツジ本体1000と、インク吸
収体900とインク吸収体900をカートリツジ本体1000の上
記ユニツトIJU取付面とは反対側の側面から挿入した
後、これを封止する蓋部材1100とで構成されている。

900はインクを含浸させるための吸収体であり、カー
トリツジ本体1000内に配置される。1200は上記各部100
〜600からなるユニツトIJCに対してインクを供給するた
めの供給口であると共に、当該ユニツトをカートリツジ
本体1000の部分の1010に配置する前の工程で供給口1200
よりインクを注入することにより吸収体900のインク含
浸を行うための注入口でもある。

この本例では、インクを供給可能な部分は、大気連通
口とこの供給口とになるが、インク吸収体からのインク
供給性を良好に行うための本体1000内リブ2300と蓋部材
1100の部分リブ2500,2400とによって形成されたタンク
内空気存在領域を、大気連通口1401側から連続させてイ
ンク供給口1200から最も遠い角部域にわたって形成して
いる構成をとっているので、相対的に良好かつ均一な吸
収体へのインク供給は、この供給口1200側から行われる
ことが重要である。この方法は実用上極めて有効であ
る。このリブ1000は、インクタンクの本体1000の後方面
において、キヤリツジ移動方向に平行なリブを４本有
し、吸収体が後方面に密着することを防止している。
又、部分リブ2400,2500は、同様にリブ1000に対して対
応する延長上にある蓋部材1100の内面に設けられている
が、リブ1000とは異なり分割された状態となっていて空
気の存在空間を前者より増加させている。尚、部分リブ
2500,2400は蓋部材1000の全面積の半分以下の面に分散
された形となっている。これらのリブによってインク吸
収体のタンク供給口1200から最も遠い各部の領域のイン
クをより安定させつつも確実に供給口1200側へ毛管力で
導びくことができた。1401はカートリツジ内部を大気に
連通するために蓋部材に設けた大気連通口である。1400
は大気連通口1401の内方に配置される撥液材であり、こ
れにより大気連通口1400からのインク漏洩が防止され
る。

前述したインクタンクITのインク収容空間は長方体形
状であり、その長辺を側面にもつ場合であるので上述し
たリブの配置構成は特に有効であるが、キヤリツジの移
動方向に長辺を持つ場合又は立方体の場合は、蓋部材11
00の全体にリブを設けるようにすることでインク吸収体
900からのインク供給を安定化できる。限られた空間内
にインクを出来るだけ収納するためには直方体形状が適
しているが、この収納されたインクを無駄なく記録に使
用するためには、上述したように、角部の領域に対して
近接する２面領域に上記作用を行えるリブを設けること
が重要である。更に本実施例におけるインクタンクITの
内面リブは、直方体形状のインク吸収体の厚み方向に対
してほぼ均一な分布で配置されている。この構成は、吸
収体全体のインク消費に対して、大気圧分布を均一化し
つつインク残量をほとんど無ならしめることが出来るた
め重要な構成である。更に、このリブの配置上の技術思
想を詳述すれば、直方体の４角形上面においてインクタ
ンクのインク供給口1200を投影した位置を中心として、
長辺を半径とする円弧を描いたときに、その円弧よりも
外側に位置する吸収体に対して、大気圧状態が早期に与
えられるようにその円弧よりも外側の面に上記リブを配
設することが重要となる。この場合、タンクの大気連通
口は、このリブ配設領域に大気を導入できる位置であれ
ば、本例に限られることではない。

加えて、本実施例では、インクジェットカートリッジ
IJCのヘッドに対する後方面を平面化して、装置に組み
込まれたときの必要スペースを最小化ならしめるととも
に、インクの収容量を最大化している構成をとっている
ために、装置の小型化を達成できるだけではなく、カー
トリッジの交換頻度を減少できる優れた構成をとってい
る。そして、インクジェットユニットIJUを一体化する
ための空間の後方部を利用して、そこに、大気連通口14
01用の突出部分を形成し、この突出部分の内部を空洞化
して、ここに前述した吸収体900厚み全体に対する大気
圧供給空間1402を形成してある。このように構成するこ
とで、従来には見られない優れたカートリッジを提供で
きた。尚、この大気圧供給空間1402は、従来よりもはる
かに大きい空間であり、上記大気連通口1401が上方に位
置しているので、何らかの異常で、インクが吸収体から
離脱しても、この大気圧供給空間1402は、そのインクを
一時的に保持でき、確実に吸収体に回収せしめることが
できるので無駄のない優れたカートリッジを提供でき
る。

又、インクタンクITの上記ユニツトIJUの取付面の構
成は第４図によって示されている。オリフイスプレート
400の突出口のほぼ中心を通って、タンクITの底面もし
くはキヤリツジの表面の載置基準面に平行な直線をL₁と
すると、支持体300の穴312に係合する２つの位置決め凸
起1012はこの直線L₁上にある。この凸起1012の高さは支
持体300の厚みよりわずかに低く、支持体300の位置決め
を行う。この図面上で直線L₁の延長上にはキヤリツジの
位置決め用フツク4001の90゜角の係合面4002が係合する
爪2100が位置しており、キヤリツジに対する位置決めの
作用力がこの直線L₁を含む上記基準面に平行な面領域で
作用するように構成されている。第５図で後述するが、
これらの関係は、インクタンクのみの位置決めの精度が
ヘツドの吐出口の位置決め精度と同等となるので有効な
構成となる。

又、支持体300のインクタンク側面への固定用穴1900,
2000に夫々対応するインクタンクの突起1800,1801は前
述の凸起1012よりも長く、支持体300を貫通して突出し
た部分を熱融着して支持体300をその側面に固定するた
めのものである。上述の線L₁に垂直でこの突起1800を通
る直線をL₃、突起1801を通る直線をL₂としたとき、直線
L₃上には上記供給口1200のほぼ中心が位置するので、供
給部の口1200と供給管2200との結合状態を安定化する作
用をし、落下や衝撃によってもこれらの結合状態への負
荷を軽減できるので好ましい構成である。又、直線L₂,L
₃は一致していず、ヘツドIJHの吐出口側の凸起1012周辺
に突起1800,1801が存在しているので、さらにヘツドIJH
のタンクに対する位置決めの補強効果を生んでいる。
尚、L₄で示される曲線は、インク供給部剤600の装着時
の外壁位置である。突起1800,1801はその曲線L₄に沿っ
ているので、ヘツドIJHの先端側構成の重量に対しても
充分な強度と位置精度を与えている。尚、2700はインク
タンクITの先端ツバで、キヤリツジの前板4000の穴に挿
入されて、インクタンクの変位が極端に悪くなるような
異変時に対して設けられている。2101は、キヤリツジに
対する抜け止めで、キヤリツジHCの不図示のバーに対し
て設けれ、カートリッジIJCが後述のように旋回装置さ
れた位置でこのバーの下方に侵入して、不要に位置決め
位置から離脱させる上方方向へ力が作用しても装着状態
を維持するための保護用部材である。

インクタンクITは、ユニツトIJUを装着された後に蓋8
00で覆うことで、ユニツトIJUを下方開口を除いて包囲
する形状となるが、インクジエツトカートリツジIJCと
しては、キヤリツジHCに載置するための下方開口はキヤ
リツジHCと近接するため、実質な４方包囲空間を形成し
てしまう。従って、この包囲空間内にあるヘツドIJHか
らの発熱はこの空間内の保温空間として有効となるもの
の長期連続使用としては、わずかな昇温となる。このた
め本例では、支持体の自然放熱を助けるためにカートリ
ツジIJCの上方面に、この空間よりは小さい幅のスリツ
ト1700を設けて、昇温を防止しつつもユニツトIJU全体
の温度分布の均一化を環境に左右されないようにするこ
とができた。

インクジエツトカートリツジIJCとして組立てられる
と、インクはカートリツジ内部より供給口1200、支持体
300に設けた穴320および供給タンク600の中裏面側に設
けた導入口を介して供給タンク600内に供給され、その
内部を通った後、導出口より適宜の供給管および天板40
0のインク導入口1500を介して共通液室内へと流入す
る。以上におけるインク連通用の接続部には、例えばシ
リコンゴムやブチルゴム等のパツキンが配設され、これ
によって封止が行われてインク供給路が確保される。

尚、本実施例においては天板1300は耐インク性に優れ
たポリサルフオン、ポリエーテルサルフオン、ポリフエ
ニレンオキサイド、ポリプロピレンなどの樹脂を用い、
オピフイスプレート部400と共に金型内で一体に同時成
型してある。

上述のように一体成型部品は、インク供給部材600、
天板・オリフイスプレート一体、インクタンク本体1000
としたので組立て精度が高水準になるばかりでなく、大
量生産の品質向上に極めて有効である。又部品点数の個
数は従来に比較して減少できているので、優れた所望特
性を確実に発揮できる。

また、本発明実施例では、上記組立後の形状におい
て、第２図乃至第４図で示されるように、インク供給部
材600は、その上面部603がインクタンクITのスリット17
00を備えた屋根部の端部4008との間に第３図に示したよ
うにスリットＳを形成し、下面部604がインクタンクIT
の下方の蓋800が接着される薄板部材のヘッド側端部401
1との間に上記スリットＳと同様のスリット（不図示）
を形成している。これらのインクタンクITとインク供給
部材600との間のスリットは、上記スリット1700の放熱
を一層促進させる作用を実質的に行うとともに、タンク
ITへ加わる不要な圧力があってもこれを直接供給部材、
強いては、インクジェットユニットIJTへ及ぼすことを
防止している。

いずれにしても、本実施例の上記構成は、従来には無
い構成であって、それぞれが単独で有効な効果をもたら
すと共に、複合的にも各構成要件があることで有機的な
構成をもたらしている。

（iii）キヤリツジHCに対するインクジエツトカートリ
ツジIJCの取付説明第５図において、5000はプラテンローラで、記録媒体
Ｐを紙面下方から上方へ案内する。キヤリツジHCは、プ
ラテンローラ3000に沿って移動するもので、キヤリツジ
の前方プラテン側にインクジエツトカートリツジIJCの
前面側に位置する前板4000（厚さ2mm）と、カートリツ
ジIJCの配線基板200のパツド201に対応するパツド2011
を具備したフレキシブルシート4005及びこれを裏面側か
ら各パツド2011に対して押圧する弾性力を発生するため
のゴムパツドシート4007を保持する電気接続部用支持板
4003と、インクジエツトカートリツジIJCを記録位置へ
固定するための位置決めフツク4001とが設けられてい
る。前板4000は位置決め用突出面4010をカートリツジの
支持体300の前述した位置決め突起2500,2600に夫々対応
して２個有し、カートリツジの装着後はこの突出面4010
に向う垂直な力を受ける。このため、補強用のリブが前
板のプラテンローラ側に、その垂直な力の方向に向って
いるリブ（不図示）を複数有している。このリブは、カ
ートリツジIJC装着時の前面位置L₅よりもわずかに（約
0.1mm程度）プラテンローラ側に突出しているヘツド保
護用突出部をも形成している。電気接続部用支持板4003
は、補強用リブ4004を前記リブの方向ではなく垂直方向
に複数有し、プラテン側からフツク4001側に向って側方
への突出割合が減じられている。これは、カートリツジ
装着時の位置を図のように傾斜させるための機能も果し
ている。又、支持板4003は電気的接触状態を安定化する
ため、上記２つの位置決め用突出面4010がカートリッジ
に及ぼす作用方向と逆方向に、カートリッジへの作用力
を及ぼすためのフツク側の位置決め面4006を突出面4010
に対応して２個有し、これらの間にパツドコンタクト域
を形成すると共にパツド2011対応のボツチ付ゴムシート
4007のボツチの変形量を一義的に規定する。これらの位
置決め面は、カートリツジIJCが記録可能な位置に固定
されると、配線基板300の表面に当接した状態となる。
本例では、さらに配線基板300のパツド201を前述した線
L₁に関して対称となるように分布させているので、ゴム
シート4007の各ボツチの変形量を均一化してパツド201
1,201の当接圧をより安定化している。本例のパツド201
の分布は、上方，下方２列、縦２列である。

フツク4001は、固定軸4009に係合する長穴を有し、こ
の長穴の移動空間を利用して図の位置から反時計方向に
回動した後、プラテンローラ5000に沿って左方側へ移動
することでキヤリツジHCに対するインクジエツトカート
リツジIJCの位置決めを行う。このフツク4001の移動は
どのようなものでも良いが、レバー等で行える構成が好
ましい。いずれにしてもこのフツク4001の回動時にカー
トリツジIJCはプラテンローラ側へ移動しつつ位置決め
突起2500,2600が前板の位置決め面4010に当接可能な位
置へ移動し、フツク4001の左方側移動によって90゜のフ
ツク面4002がカートリツジIJCの爪2100の90゜面に密着
しつつカートリツジIJCを位置決め面2500,4010同志の接
触域を中心に水平面内で旋回して最終的にパツド201,20
11同志の接触が始まる。そしてフツク4001が所定位置、
即ち固定位置に保持されると、パツド201,2011同志の完
全接触状態と、位置決め面2500,4010同志の完全面接触
と、90度面4002と爪の90度面の２面接触と、配線基板30
0と位置決め面4006との面接触とが同時に形成されてキ
ヤリツジに対するカートリツジIJCの保持が完了する。

（iv）装置本体の概略説明第６図は本発明が適用されるインクジエツト記録装置
IJRAの概観図で、駆動モータ5013の正逆回転に連動して
駆動力伝達ギア5011,5009を介して回転するリードスク
リユー5005のら線溝5004に対して係合するキヤリツジHC
はピン（不図示）を有し、矢印a,b方向に往復移動され
る。5002は紙押え板であり、キヤリツジ移動方向にわた
つて紙をプラテン5000に対して押圧する。5007,5008は
フオトカプラでキヤリツジのレバー5006のこの域での存
在を確認してモータ5013の回転方向切換等を行うための
ホームポジシヨン検知手段である。5016は記録ヘツドの
前面をキヤツプするキヤツプ部材5022を支持する部材
で、5015はこのキヤツプ内を吸引する吸引手段でキヤツ
プ内開口5023を介して記録ヘツドの吸引回復を行う。50
17はクリーニングブレードで、5019はこのブレードを前
後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板5018に
これらは支持されている。ブレードは、この形態でなく
周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは
いうまでもない。又、5012は、吸引回復の吸引を開始す
るためのレバーで、キヤリツジと係合するカム5020の移
動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラツチ
切換等の公知の伝達手段で移動制御される。

これらのキヤツピング、クリーニング、吸引回復は、
キヤリツジがホームポジシヨン側領域にきたときにリー
ドスクリユー5005の作用によってそれらの対応位置で所
望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイ
ミングで所望の作動を行うようにすれば、本例には何れ
も適用できる。上述における各構成は単独でも複合的に
見ても優れた発明であり、本発明にとって好ましい構成
例を示している。

上述した第２図乃至第６図に対して技術的に関係する
本発明について詳述するため、以下、第１図及び第７図
以降を用いながら説明する。

第１図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に本発明の具体的な実
施例を示す。第１図（Ａ）に示される様に、インクジエ
ツトヘツドは、インク吐出圧発生素子を設けた基板１
（以下ヒーターボードと称す）と、該基板１と接合され
て記録液体（以下インクと称す）を収容する液室７及び
インク路８を構成する凹凸部を有した基板２とからな
る。この基板２は、インク路８に連通しインクを吐出す
るためのインク吐出口９を有するオリフイスプレート４
（以下溝付天板と称す）を一体的に併せ持っている。

ヒーターボード１は支持基板３に接着剤により接着固
定され、溝付天板２はヒーターボード１上に、ヒーター
ボード１上に配置されているインク吐出圧発生素子とし
てのヒーター部と、溝付天板２のインク路８が合致する
様に接着され、溝付天板の有しているオリフィスプレー
ト４は、支持基板３の前端面（吐出口側端面）に前ダレ
の様に配置される。

インク供給部材５と、ヒーターボード１、溝付天板２
等との隙間10a,10b、及びオリフィスプレートと支持基
板前端面（吐出口側端面）との間の接着が封入されうる
べくわずかな隙間が設られた接合領域は、接着空間とし
て封止剤が流しこまれる。

ここで、インクジエツトヘツドを構成するオリフイス
プレート４の吐出口近傍はその厚さが約30〜40μｍであ
るが、支持基板３下部に行くにつれて厚い方が望まし
く、本実施例では0.2mmである。

また材料のコストおよび耐インク性を考慮すると、オ
リフイスプレート４を有する溝付天板２の素材として
は、熱可塑性樹脂、例えば、ポリイミド、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリサルフオンなどが挙げられる。

本実施例では、高温においても熱変形量の小さいポリ
ホルフオンを用いた。第１図（Ｂ）にインクジエツトヘ
ツドの正面図を示す。第１図（Ｂ）において、斜線部は
封止剤が充填されている領域を示す。支持基板３は両側
に封止剤誘導溝3Aが形成されている。

本実施例では第１図（Ｃ）に示す様に、封止剤誘導溝
3Aは、巾1mm,深さ0.2mmとされている。この溝は大きさ
に限られることなく封止剤を十分良好に封入することが
可能な溝であればよい。支持基板３上に、ヒーターボー
ドが接着剤により固定され、さらに溝付天板２はヒータ
ーボード１上に配置されているヒーター部と、溝付天板
２のインク路７とが合致する様にヒーターボード１上に
固定される。溝付天板２は、オリフイスプレート４を有
しており、オリフイスプレート４は支持基板３の前端面
（吐出口側端面）に前だれの様に配置されている。イン
ク供給部材５は、インク供給部材に設けられた不図示の
突起棒を支持基板３に設けられた貫通穴と合致させ熱か
しめすることにより、支持基板３に固定される。この
際、オリフイスプレート４とインク供給部材５との隙間
は均一な隙間10a,10bが形成される。本実施例ではその
隙間10a,10bはともに0.1〜0.2mmとなっている。

封止剤はインク供給部材５上部の封止剤注入口（不図
示）から注入され、電気信号を伝達するためのワイヤー
ボンデイングを封止すると同時にオリフイスプレート４
とインク供給部材５との隙間10a,10bを封止し、さらに
支持基板３に設けられた封止剤誘導溝3Aを通り、オリフ
イスプレート４と支持基板３前端面（吐出口側端面）と
の隙間領域を完全に封止する。

支持基板３に設けられた封止剤誘導溝3Aは、オリフイ
スプレート４とインク供給部材５との隙間と連続する空
間を形成している事が重要である。封止剤誘導溝3Aが完
全にオリフイスプレート４でおおわれていたり、前記隙
間10a,10bと独立していることは好ましくない。なぜな
ら注入された封止剤の流路が絶たれることとなり、良好
な封止が達成できなくなってしまうからである。

本実施例における封止剤はポリサルフオンとの接着力
のあるワイヤーボンデイング封止が可能な樹脂として、
商品名TSE399Black（東芝シリコーン社製）を使用して
おり、使用可能粘度としては、1500〜3000cpである。

支持基板３前端面（吐出口側端面）に形成される封止
剤誘導溝3Aは量産性を考慮するとプレスにて、形成され
る。

従って、封止剤誘導溝3Aの形状としては、半円形、三
角形いづれでも良く、例えば第７図（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）に示されるような各種の変形が考えられ
る。

しかしながら、この場合もインクジエツトヘツドとし
て形成されたときに、インク供給部材５とヒーターボー
ド、溝付天板等を積層して形成したヘツドチツプとの隙
間10a,10bと、封止剤誘導溝3Aとは連続した空間領域が
形成されている必要がある。

本発明は特にインクジエツト記録方式の中でもバブル
ジエツト方式の記録ヘツド、記録装置に於て、優れた効
果をもたらすものである。

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4740796号明細書に開示され
ている基本的な原理を用いて行なうものが好ましい。こ
の方法は所謂オンデマンド型、コンテイニユアス型のい
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
なくとも一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ーを発生せしめ、記録ヘツドの熱
作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一
対応し液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効で
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、少なくとも一つの滴を形
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なわれるので、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。尚、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、更に優れた記録を行なうことが
できる。

記録ヘツドの構成としては、上述の各明細書に開示さ
れているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わ
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。加えて、複
数の電気熱変換体に対して、共通するスリツトを電気熱
変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59年第1236
70号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出
部に対応せる構成を開示する特開昭59年第138461号公報
に基づいた構成としても本発明は有効である。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘツドとして
は、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘ
ツドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一
体的に形成された一個の記録ヘツドとしての構成のいず
れでも良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に発
揮することができる。

加えて、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
る交換自在のチツプタイプの記録ヘツド、あるいは記録
ヘツド自体に一体的に設けられたカートリツジタイプの
記録ヘツドを用いた場合にも本発明は有効である。

又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録
ヘツドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加
することは本発明の効果を一層安定できるので好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘツドに
対しての、キヤピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別
の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定した
記録を行なうために有効である。

更に、記録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、記録ヘツドを一体的に
構成するか複数個の組み合わせによってでもよいが、異
なる色の複色カラー又は混色によるフルカラーの少なく
とも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。

〔発明の効果〕

以上説明したように溝付天板のオリフィスプレート部
とインク供給部材との隙間を0.1〜0.2mmの範囲で均一に
し、更に前記隙間と連続するように支持基板前端面（吐
出口側端部）に封止剤誘導溝を形成することにより、封
止剤注入において、支持基板前端面（吐出口側端面）と
オリフィスプレート部の隙間に関しては、封止剤誘導溝
により封止剤の供給が十分に得られることにより隙間を
封止剤で完全に封止することができる。また、オリフィ
スプレート部とインク供給部材との隙間に関しては、封
止剤が均一にまわり、メニスカスを作ることにより、美
しく且つ強固で安定した封止が得られる。これにより、オリフイスプレートとヒータボードとの隙間がなくな
り、保持されることにより吐出時のパワーロスがなくな
り、安定した吐出が得られる。

空気のリークがなくなることにより回復操作が円滑に
行なわれる。

等の効果が得られる優れたインクジエツトヘツドを提供
できる。

また、優れた特性を有するヘツドを備えたインクタン
ク一体型のインクカートリツジが提供できる。

さらに、優れた特性を有するヘツドを備えたインクタ
ンク一体型のインクカートリツジを搭載し、安定で高品
位な記録が行なえるインクジエツト記録装置が提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明に係るインクジエツトヘツドの一
実施例を示す概略断面図、第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の吐出口側から示す概略正
面図、第１図（Ｃ）は本発明に係るインクジエツトヘツドを構
成する支持基板の一例を示す概略斜視図、第２図は本発明に係るインクジエツトカートリツジの一
例の分解斜視図、第３図は本発明に係るインクジエツトカートリツジの概
略斜視図、第４図はインクジエツトカートリツジのインクタンクを
インクジエツト記録ヘツドが装着される側から見た概略
斜視図、第５図はインクジエツトカートリツジ装置本体のキヤリ
ツジに装着される様子を示す上面図、第６図は本発明に係るインクジエツト記録装置を示す概
略斜視図、第７図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明に係る
インクジエツトヘツドを構成する支持基板の他の例を示
す概略斜視図、第８図は背景技術としてのインクジエツトヘツドの一例
を示す概略正面図である。１……ヒーターボート、２……溝付天板、2a……インク
導入口、３……支持基板、3A……封止剤誘導溝、４……
オリフイスプレート、５……インク供給部材、６……押
えバネ、７……共通液室、８……インク路、９……オリ
フイス

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者服部能史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 (72)発明者池田雅実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 (72)発明者斉藤朝雄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 (72)発明者益田和明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 (72)発明者斎藤昭男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 (72)発明者折笠剛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

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出するために利用されるインク
吐出圧発生素子が配された第１基板と、前記第１基板のインク吐出圧発生素子が配された面の裏
面に接合され第１基板を支持する支持体と、インク吐出口を備えるオリフィスプレートと、該インク吐出口に連通するインク路を構成するための凹
部を有し前記第１基板のインク吐出圧発生素子が配され
た面に接合されることでインク路を構成する第２基板
と、を備え、前記オリフィスプレートは前記第１基板の吐出
口側端面および支持体の吐出口側端面の一部を覆うとと
もに前記第２基板に一体的に設けられているインクジェ
ットヘッドにおいて、前記支持体の吐出口側端面には前記オリフィスプレート
と前記支持体の吐出口側端面間の間隙に連通する封止剤
誘導溝が形成されていることを特徴とするインクジェッ
トヘッド。
【請求項２】前記インク吐出圧発生素子は電気熱変換素
子であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
ットヘッド。
【請求項３】請求項１に記載のインクジェットヘッド
と、該ヘッドに対してインクを供給するインクタンク
と、を一体的に備えたことを特徴とするインクジェット
カートリッジ。
【請求項４】請求項１に記載のインクジェットヘッド
と、該ヘッドに対してインクを供給するインクタンク
と、を一体的に備えたことを特徴とするインクジェット
カートリッジと、該カートリッジを搭載して走査可能に
設けられたキャリッジと、備えたインクジェット装置。