JP2707309B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインクジェット記録装置のインクジェットヘ
ッドに関し、特に、高速印字および高品印字を１つのヘ
ッドで達成しうるインクジェットヘッドに関する。

〔従来の技術〕

プリンタやファクシミリなどの記録装置は、記録方式
により、サーマル式、ワイヤドット式、インクジェット
式などに分けられる。

このうち、インクジェット式は、少なくとも１つの流
路を有する記録ヘッドにインクを供給するとともに、記
録情報に基いて該液路に設けたエネルギー発生体を駆動
し、流路内のインクに圧力を付与し、吐出口からインク
を吐出させて飛翔的液滴を形成し、この液滴を記録媒体
に付着させてドットパターンを記録するように構成され
ている。

第10図はこの種の記録装置で高速印字を行なうための
記録ヘッド（インクジェットヘッド）を示し、従来、第
10図に示すように、一体的に複数の吐出口を形成した吐
出口形成部材（オリフィスプレート）を記録ヘッド前面
に設ける構造のものが知られていた。

〔発明が解決しようとする技術課題〕

しかしながら、第10図に示すような従来のインクジェ
ットヘッドでは、インク吐出口が形成部材に一体的に形
成されているので、配置可能な吐出口の数やピッチに制
限があり、１つのカートリッジのみで高速印字および高
精細印字の両方を達成することは不可能であった。

本発明は、上記従来技術に鑑みなされたものであり、
１個のカートリッジで高速印字および高品位印字の両方
を達成でき、さらに、安価な２色または複数色印字も達
成できるインクジェットヘッドを提供することを目的と
する。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、複数のインク吐
出手段を有するインクジェットチップを複数具備したイ
ンクジェットヘッドであって、前記インク吐出手段に付
与される信号を入力するためのコネクタ部が、前記複数
のインクジェットチップの各々が有する複数のインク吐
出手段の一部からインクの吐出を可能とするように、前
記複数のインクジェットチップの各々が具備するインク
吐出手段に対して選択的に接続された部分と、前記複数
のインクジェットチップの一つについて該インクジェッ
トチップが有する全てのインク吐出手段からインクの吐
出を可能とするように、前記複数のインクジェットチッ
プの一つが具備するインク吐出手段の全てに対して接続
された部分と、に分けて形成されることを特徴とする。

〔作用〕

上記インクジェットチップは、例えば、きわめて短い
間隔（例えば、0.085mm〜0.43mm）で１列に並んだイン
ク吐出口と、各インク吐出口に形成したヒータ部と、各
ヒータ部に駆動エネルギーを伝える電極部と、インク供
給路とを一体した構造を有する。

そこで、薄形のインクジェットチップを複数個並列に
並べて枠体に収納したインクジェットヘッドにおいて、
記録装置本体の制御回路との電気的接続部であるコネク
タ部を、各インクジェットチップの全ヒータを接続可能
な部分と各インクジェットチップ内の一部のヒータを選
択的に接続した部分とに分けて構成すれば、必要に応じ
て駆動条件を変えることにより、高速印字と高品位（高
精細）印字の両機能を適宜実施しうるインクジェットヘ
ッドが得られる。

〔実施例〕

以下第１図〜第７図を参照して本発明を具体的に説明
する。

第１図は本発明の一実施例によるインクジェットヘッ
ドの斜視図であり、第２図は第１図のヘッドのコネクタ
部における横断面図であり、第３図は第１図のヘッドの
インク液路部分における横断面図である。

第１図〜第３図において、１は枠体、2a,2bは枠体１
内に交換可能に収納される２個（一般的には複数個）の
インクジェットチップ（以降、単にチップと呼ぶ場合が
ある）、3a,3bはチップ2a,2b側の電極、４は回路が印刷
されたフレキシブルプリント板をそれぞれ示す。

前記フレキシブルプリント板４は、前記２つの電極3
a,3bに接触するとともに、その反対側（下側）の面の前
記枠体１の開口部5,6,7から露出する位置にコネクタ部5
A,6A,7Aが設けられている。

８は複数個（図示の例は２個）のチップ2a,2bを枠体
１に固定するとともに該枠体１内に形成されたインクタ
ンク内のインク吸収体９を密閉するための蓋、10および
11はそれぞれ前記インク吸収体９からチップ2a,2bのイ
ンク供給口15（第４図）へインクを導くためのインク供
給路を示す。

なお、以下の説明では、２個のインクジェットチップ
2a,2bのうちの任意の１個を“2"で示し、２つの電極3a,
3bおよび２つの吐出口群を形成するインク吐出口12a,12
bの場合も同様に任意の１つを表示する場合はそれぞれ
“3"および“12"で表わす。

第４図は前記２個のチップ2a,2bの単体２を示す斜視
図であり,3は電極（3aまたは3b）、13はチップベース、
14は前記インク供給口15が形成されたチップカバー、12
は記録用のインク滴を形成するためのインク吐出口をそ
れぞれ示す。

前記吐出口群は、例えば、64個のインク吐出口12を7
0.6μｍ（1/360インチ）ピッチで並べて構成されてい
る。

第５図はインクジェットチップ２に設けられる複数の
インク吐出手段を駆動するための内部配線を示す。

第５図において、電極３には、“Ｓ−1"〜“Ｓ−8"お
よび“Ｃ−1"〜“Ｃ−8"の16個所の電極の他に、不図示
のセンサや保温ヒータの電極も含まれる。

第５図中の16は、各インク吐出口12の内部に形成され
たヒータを示し、本実施例においてはE1〜E64のインク
吐出口12の数に対応した数のヒータエレメントで構成さ
れている。17はダイオードであり、電極３に入力された
駆動パルスをヒータエレメント16に供給する際の相互干
渉を防止するためのものである。

第６図は２つのインクジェットチップ2a,2b（具体的
にはその電極3a,3b）がフレキシブルプリント板４（第
２図）で電気的に接続された状態を示す。

コネクタ部6A（第２図）のセグメントの端子は、その
うちの奇数番地CS1−1,CS−3,CS−5,CS−７がチップ2a
のヒータ16a側のエレメントＥ−1,E−3,E−5,E−７に接
続されており、残りの偶数番地CS−2,CS−4,CS−6,CS−
８が他方のチップ2bのヒータ16b側のエレメントＥ−2,E
−4,E−6,E−８に接続されている。

コネクタ部5A（第２図）にはチップ2aのヒータ16a側
の全てのセグメントが接続され、コネクタ部7A（第２
図）側にはチップ2bのヒータ16b側の全てのセグメント
が接続されている。

第７図は２つのチップ2a,2bを収納したインクジェッ
トヘッド24を使用したキャリッジ走査型の記録装置の部
分斜視図である。

第７図において、18は印字用紙等の記録媒体である記
録シート、19は記録シート18を送るシート送りローラ、
20はキャリッジ22を案内支持するガイド軸、21はインク
ジェットヘッド24にインク吐出のための駆動エネルギー
を送るフレキシブルプリント板、23はインクジェットヘ
ッド24を所定位置に固定するためのキャリッジ22に一体
的に形成された爪部である。

以上説明した構造によって、本発明のインクジェット
ヘッド、すなわち、複数のインク吐出手段を有するイン
クジェットチップを複数具備し、前記インク吐出手段に
付与される信号を入力するためのコネクタ部が、前記複
数のインクジェットチップの各々が具備するインク吐出
手段に対して選択的に接続された部分と全てに接続され
た部分とに分けて形成されていることを特徴とするイン
クジェットヘッドの具体例が示された。

次に以上説明したインクジェットヘッド24の動作を図
面に従って説明する。

インクジェットヘッド24は、第２図に示すごとく、左
右に形成された２つの室の中にインクジェットチップ2
a,2bを収納するとともに、その間に形成された室の中に
インク吸収体９を充填し、解放面（頂面）に蓋８を固定
することにより密閉構造になっている。

各チップ2a,2bの底面にある電極3a,3bは、第２図およ
び第６図に示すように、フレキシブルプリント板４に接
続され、該フレキシブルプリント板４の前記電極3a,3b
との接続部の反対側の面にはコネクタ部5A,6A,7Aが形成
され、これらのコネクタ部5A,6A,7Aは枠体１に形成され
た開口部5,6,7から外部へ露出している。

ここで、各チップ2a,2bとフレキ４との電気的接続
は、例えば、半田付け、圧接、あるいは異方性導電体
（ゴム、プラスチック材の）等によって行なわれる。

第７図に示すようにインクジェットヘッド24をキャリ
ッジ22に装着した状態で、不図示の制御回路により、不
図示のシート送りモータが回転し、シート送りローラ19
が記録シート18を記録位置へ送り込む。

次に不図示の制御回路より記録命令を受取り、不図示
のキャリッジモータでキャリッジ22を桁方向に移動させ
る。所定距離移動した後、フレキシブルプリント板21、
すなわちキャリッジ22と記録装置本体の制御回路との間
を結ぶ配線21を介して、不図示の制御回路からインクジ
ェットヘッド24側のコネクタ部5Aまたは6Aまたは7Aに駆
動信号が伝達される。

この駆動信号の伝達は、駆動条件により、コネクタ部
5Aおよび7Aのいずれか一方、あるいは同時の場合と、コ
ネクタ部6Aのみの場合とに区分される。

まず、キャリッジ22上での電気的接続がコネクタ部5A
のみとなっている場合は、第５図および第６図から明ら
かなとおり、コネクタ部5Aへの駆動信号の入力によりチ
ップ2aのヒータエレメント16aの全てのエレメントがヒ
ート（加熱）されるので、チップ2aのインク吐出口12a
からは70.6μｍピッチの64ドットのインク滴が吐出され
て記録シート18上に高品位（高精細）の画像（文字等を
含む）が形成される。

次に、コネクタ部6Aへ駆動信号が伝達（入力）される
場合は、第６図から明らかなように、２つのチップ2a,2
b内のヒータ部16a,16bに２分割された記録情報によって
駆動されるので、各チップのインク吐出口12a,12bから
はそれぞれ141.2μｍピッチ・32ドットで２列のインク
滴が吐出される。また、２個所のインク吐出口12a,12b
から吐出したインクドットの高さが一致するようにチッ
プ2a,2bの高さ位置が設定されている。

したがって、この場合は、並列に並んだ２個所の吐出
口12a,12bを使用してキャリッジ走査することになり、
吐出口12aのみで走査する時に比べ、２倍の速度で走査
することが可能となり、高速記録を達成することができ
る。

また、ローコストで２色印字を行なうことも可能にな
った。

また、各インクジェットチップ2a,2bへのインク供給
に関しては、第３図に示すように、２つのチップ2a,2b
がインク供給路10,11を介して１つの共通のインク吸収
体（インクタンク）９に連通しており、インク吐出によ
るチップ2a,2b内の液圧の低下を利用してインク供給が
行なわれる。

したがって、２つのチップ2a,2b間に使用頻度の差が
あっても、インクタンク（インク吸収体）９内のインク
を充分に使い切ることができ、インク消費効率の向上お
よび安定化を達成することができた。

第８図は本発明によるインクジェットヘッドの他の実
施例のコネクタ部における横断面図であり、第９図は第
８図のヘッドのインク供給路の部分における横断面図で
ある。

第８図および第９図において、本実施例によれば、枠
体15内に形成されたインクタンク部に充填されたインク
吸収体は２個のインクジェットチップ52a,52bに対応し
て２つの部分59a,59bに分割されている。

本実施例は、この分割式タンクの点で第１図〜第３図
の実施例と相違しており、その他の部分では実質上同じ
構造をしている。

このようにインクタンクを分割することによって、そ
れぞれのタンク部分のインク色を異なるものにすること
ができ、２色ヘッド型式のインクジェットヘッドを構成
してカラー印字を行なうことが可能になる。

この場合は、コネクタ部55A,56A,57Aのそれぞれとの
接続条件を違えることによって、32ドット（32個の吐出
口）の２色印字または64ドットの１色印字を選択的に行
なうことが可能となり、ローコストのカラー記録装置を
提供することができた。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、複
数のインク吐出手段を有するインクジェットチップを複
数具備したインクジェットヘッドであって、前記インク
吐出手段に付与される信号を入力するためのコネクタ部
が、前記複数のインクジェットチップの各々が有する複
数のインク吐出手段の一部からインクの吐出を可能とす
るように、前記複数のインクジェットチップの各々が具
備するインク吐出手段に対して選択的に接続された部分
と、前記複数のインクジェットチップの一つについて該
インクジェットチップが有する全てのインク吐出手段か
らインクの吐出を可能とするように、前記複数のインク
ジェットチップの一つが具備するインク吐出手段の全て
に対して接続された部分と、に分けて形成される構成と
したので、１個のインクジェットヘッドで高速印字と高
品位印字を達成することができ、さらに、ローコストな
複数色印字も可能な記録装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるインクジェットヘッド
の斜視図、第２図は第１図のヘッドの電極部における横
断面図、第３図は第１図のヘッドのインクタンクおよび
インク供給路の部分における横断面図、第４図は第１図
のヘッドに収納されるインクジェットチップの単体の斜
視図、第５図は第４図のインクジェットチップの内部配
線図、第６図は第１図のインクジェットヘッドの内部配
線図、第７図は第１図のインクジェットヘッドを搭載し
た記録装置の部分斜視図、第８図は本発明の別の実施例
によるインクジェットヘッドの第２図に対応する横断面
図、第９図は第８図のヘッドの第３図に対応する横断面
図、第10図は従来のインクジェットヘッドの斜視図であ
る。 １……枠体、2,2a,2b,52a,52b……インクジェットチッ
プ、3,3a,3b……電極、４……フレキシブルプリント
板、5A,6A,7A……コネクタ部、８……蓋、9,59a,59b…
…インクタンク（インク吸収体）、10,11……インク供
給路、12,12a,12b……インク吐出口、16,16a,16b……ヒ
ータ部、22……キャリッジ、24……インクジェットヘッ
ド。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のインク吐出手段を有するインクジェ
   ットチップを複数具備したインクジェットヘッドであっ
   て、 前記インク吐出手段に付与される信号を入力するための
   コネクタ部が、 前記複数のインクジェットチップの各々が有する複数の
   インク吐出手段の一部からインクの吐出を可能とするよ
   うに、前記複数のインクジェットチップの各々が具備す
   るインク吐出手段に対して選択的に接続された部分と、 前記複数のインクジェットチップの一つについて該イン
   クジェットチップが有する全てのインク吐出手段からイ
   ンクの吐出を可能とするように、前記複数のインクジェ
   ットチップの一つが具備するインク吐出手段の全てに対
   して接続された部分と、 に分けて形成されることを特徴とするインクジェットヘ
   ッド。
2. 【請求項２】前記インク吐出手段は熱エネルギーを発生
   す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。