JP3069477B2 - インクジェットヘッドおよび該ヘッドを用いたインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットおよび
インクジェット記録装置に関し、詳しくは、安定したイ
ンク吐出を維持するための構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータやワープ
ロ等のＯＡ機器が広く普及しており、これら機器で入力
した情報をプリントアウトする方式として、例えばワイ
ヤドット方式，熱転写方式，インクジェット方式等種々
の記録方式が開発されている。これらの記録方式は、そ
れぞれの方式よりなる記録ヘッドにより、搬送される記
録シートに所定記録を行うものであり、それぞれの記録
ヘッドには構成上顕著な差異がある。

【０００３】この中のインクジェット方式の代表的な構
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、こ
の基本的な原理が好ましく用いられる。この方式はいわ
ゆるオンデンマンド型，コンティニュアス型のいずれに
も適用可能である。特にオンデン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
て配置される電気熱変換素子に、記録情報に応じて核沸
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、この電気熱変換素子に
熱エネルギーを発生せしめて膜沸騰を生じさせ、この膜
沸騰によって生じる気泡の圧力によりインクを吐出す
る。ここで、上記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）の吐出が達成できるので好ましい。

【０００４】上記原理からも明らかなように、インクジ
ェット記録装置にあっては記録ヘッドの温度と記録イン
クの流体としての挙動を管理，制御することが高品位画
像を達成する上で極めて重要となる。例えば、記録ヘッ
ドの温度が大きく変化すると、熱エネルギーによって生
起する気泡の体積が変化する等して吐出インク量が変化
し記録画像に濃度ムラなどが生じることがある。この対
策の一つとして、記録ヘッドの温度や周囲環境の温度に
応じて記録インクの温度を制御する手段（以降温調手段
と称する）が従来より知られている。具体的には、記録
ヘッド温度や環境温度が低温の時に、記録ヘッドのイン
ク流路やインク貯留部としての共通液室を加熱制御する
ものがある。

【０００５】また、インク流路中のインクの流れは常に
一定ではなく印字パターンによっても流量が変化する。
この時インク自身のイナータンス（慣性）により、流量
が増加あるいは減少し、これら流量変化の過渡期におい
てインクの供給系内に圧力変化が生じる。この圧力変化
によりインク吐出の安定性が損なわれることを防止する
目的で、上述のように変動する圧力をダンパとして吸収
する気泡をインク流路や共通液室に配する対策が取られ
ている。この気泡はインク中に浮遊状態で存在させてお
く場合には吐出口方向にまで気泡が移動してインクのリ
フィルを妨げたり、あるいは吸引回復時などに吸い出さ
れてしまい、流路中や共通液室に滞在して安定して上記
ダンパ効果を果たすことは困難となる。このため、従来
より知られる記録ヘッドでは、共通液室にダンパ室を設
けることにより上記気泡をトラップして気泡が移動しな
いようにし、安定したダンパ効果を得られるように対策
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インクジェット記録装置の上記ダンパ室にあっては、通
常使用時には安定してエアーをトラップしておけるもの
の、例えば高温環境，低温環境などを繰り返すような環
境条件（ヒートサイクル）下に置かれると、気泡の膨張
収縮により、気泡は、膨張時にはダンパ室から吐き出さ
れ、収縮時にはダンパ室に引き込まれ、これを繰り返す
うちにダンパ室から気泡が引き込まれて必要な量の気泡
がなくなりダンパとしての機能を果たさなくなってしま
う問題があった。

【０００７】これを防止するため、予め気泡がダンパ室
から引き出されることを想定して、このダンパ室を大き
めな構造としておく構成もあるが、この場合もエアーは
引き出される。このためエアーの必要量が無くなるまで
の若干の時間的な改善であり根本的な対策とはなりえな
い。

【０００８】また、ダンパ室からエアーが引き出された
場合には、共通液室に多くの気泡が滞留し前述のように
この浮遊気泡が吐出口やインク流路を詰まらせて、ある
いはインク流路へのインクのリフィルを阻害して吐出不
良を招くおそれがある。

【０００９】本発明は、上述した従来の問題点を解決
し、ダンパ室にダンパ機能を適切に発揮できる量の気泡
を常に存在させることにより、吐出に伴なうインクの振
動に起因して起こる吐出不良を低減することが可能なイ
ンクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置を提
供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
インクを吐出するためのインクジェットヘッドにおい
て、インクを吐出するためにインクに対してエネルギー
を作用させるための第１エネルギー作用部と、該第１エ
ネルギー作用部が設けられたインク流路と、複数のイン
ク流路に連通しインクを供給するための共通液室と、前
記第１エネルギー作用部の駆動によって生じた圧力変動
を受ける位置であって、前記共通液室に連通し、インク
の界面と接する気体が収容される気体室と、前記気体室
の下方に設けられ、インクにエネルギーを作用させるこ
とで気体を発生させて前記気体室に気体を供給する第２
エネルギー作用部と、を具えたことを特徴とする。

【００１１】また、インクを吐出するインクジェットヘ
ッドを用い、被記録媒体にインクを吐出して記録を行う
ためのインクジェット記録装置において、前記インクジ
ェットヘッドは、インクを吐出するためにインクに対し
てエネルギーを作用させるための第１エネルギー作用部
と、該第１エネルギー作用部が設けられたインク流路
と、複数のインク流路に連通しインクを供給するための
共通液室と、前記第１エネルギー作用部の駆動によって
生じた圧力変動を受ける位置であって前記共通液室に連
通しインクの界面と接する気体が収容される気体室と、
前記気体室の下方に設けられインクにエネルギーを作用
させることで気体を発生させて前記気体室に気体を供給
する第２エネルギー作用部とを有することを特徴とす
る。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【作用】以上の構成によれば、インクを吐出するため第
１エネルギー作用部を駆動したときの圧力変動は気体室
に収容された気体の膨張、収縮によって吸収される。そ
して、この気体の膨張、収縮に伴って気体室から失われ
る気体の一部は第２エネルギー作用部から供給される気
体によって補われるが、この第２エネルギー作用部は上
記気体室の下方に設けられるので、第２エネルギー作用
部で発生した気体は他の共通液室やインク流路などに入
り込むことなく気体室に収容される。

【００１６】

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１８】図１１ないし図１６は、本発明が実施もし
くは適用されるインクジェットユニットＩＪＵ、インク
ジェットヘッドＩＪＨ、インクタンクＩＴ、インクジェ
ットカートリッジＩＪＣ、インクジェット記録装置本体
ＩＪＲＡ、キャリッジＨＣのそれぞれおよびそれぞれの
関係を説明するための図である。以下これらの図を用い
て各部構成の説明を行う。

【００１９】（ｉ）装置本体の概略説明 図１１は、本発明に適用されるインクジェット記録装置
ＩＪＲＡの概観図の一例である。図において、リードス
クリュー５００５は、駆動モータ５０１３の正逆回転が
駆動力伝達ギア５０１１，５００９を介して伝達される
ことにより回転する。リードスクリュー５００５の螺旋
溝５００４にはキャリッジＨＣに設けられたピン（不図
示）が係合し、これによりキャリッジＨＣが矢印ａ，ｂ
方向に往復移動される。このキャリッジＨＣには、イン
クジェットカートリッジＩＪＣが搭載されている。５０
０２は紙押え板であり、キャリッジＨＣの移動範囲にわ
たって記録紙Ｐをプラテンローラ５０００に対して押圧
する。５００７，５００８はフォトカプラであり、キャ
リッジＨＣ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
ムポジション検知手段である。５０１６は記録ヘッドの
前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持する部
材であり、５０１５はこのキャップ内を負圧としてイン
ク吸引する吸引手段であり、吸引インクはキャップ内開
口５０２３を介してキャップ外へ導かれる。５０１７は
クリーニングブレード、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、これらは本体支持板
５０１８によって支持される。ブレード５０１７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。５０２４は温度または湿
度センサであり、インクジェット記録装置のおかれてい
る温，湿度を検出することができ、また、記録ヘッドの
温度を予測することも可能となる。このセンサはインク
ジェットカートリッジＩＪＣに取り付けられていても良
い。

【００２０】図１９は、上述のクリーニングブレード５
０１７を清掃するためのクリーナの一構成を示す模式図
である。

【００２１】この構成により、クリーニングブレード５
０１７に付着したゴミ，インク滴を吸収または掻きとる
ことにより、ブレード５０１７からインクジェットヘッ
ドＩＪＨへのゴミ等の再付着を防止することができる。
具体的には、図１９に示すようにキャリッジＨＣ上に設
けたインク吸収体７０００により、キャリッジＨＣの移
動に伴なってクリーニングブレード５０１７上に付着し
たインク滴を吸収する。この吸収体７０００は、この図
ではキャリッジ上に設けたが、インクジェットカートリ
ッジＩＪＣ上に固定して専用化しＩＪＣとともに交換で
きるようにしても良い。

【００２２】再び図１１を参照すると、５０２１は、吸
引回復の吸引を開始するためのレバーであり、キャリッ
ジＨＣの移動によりこれと係合するカム５０２０の動作
に伴なって移動し、駆動モータからの駆動力を伝達する
クラッチの切換を制御する。

【００２３】以上説明したキャッピング、クリーニン
グ、吸引回復の各処理は、キャリッジＨＣがホームポジ
ション側領域に移動したときにリードスクリュー５００
５の螺旋溝の形状とモータ５０１３の回転制御とによっ
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。しかし、所望のタイミングで所定の各動作を
行い得るものであれば、何れの構成も用いることができ
る。

【００２４】本例のインクジェットカートリッジＩＪＣ
は、図１３からも明らかなように、インクの収納割合を
比較的大きくしたものであり、インクタンクＩＴの前方
の面よりもわずかにインクジェットユニットＩＪＵの先
端部が突出した形状である。このインクジェットカート
リッジＩＪＣは、インクジェット記録装置本体ＩＪＲＡ
におけるキャリッジＨＣの後述する位置決め機構および
電気的接点によって着脱可能に設けられるものであり、
交換可能なタイプである。

【００２５】（ii）インクジェットユニットＩＪＵの構
成説明 インクジェットユニット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素子を用いて吐出を行う方式のユ
ニットである。

【００２６】図１２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素子（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ィ
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ためのパッド２０１等を
有している。

【００２７】１３００は複数のインク流路をそれぞれ区
分するための隔壁や共通液室等を設けた溝付天板であ
り、インクタンクから供給されるインクを受けて共通液
室へ導入するインク受け口１５００と、吐出口を複数有
するオリフィスプレート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ォンが好
ましいが、他の成型用樹脂材料を用いることもできる。

【００２８】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板で、インクジェットユニッ
トの構成部材となる。５００は押えばねであり、Ｍ字形
状をなしそのＭ字の中央部で天板１３００を押圧すると
共に前だれ部５０１で天板１３００の液路に対応する部
分を線圧で押圧する。ヒータボード１００および天板１
３００は、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
らが挟み込まれた状態で、押えばね５００とその前だれ
部５０１の付勢力によって、互いに固定される。また、
支持体３００は、インクタンクＩＴの２つの位置決め凸
起１０１２および位置決めかつ熱融着保持用凸起１８０
０，１８０１に係合する位置決め用穴３１２，１９０
０，２０００を有する他、装置本体ＩＪＲＡのキャリッ
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
により行われる。

【００２９】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ェットカート
リッジＩＪＣ（図１３）において、その周囲の３辺の平
行溝３０００，３００１の複数で形成されたヘッド先端
域の延長点にあって、ゴミやインク等の不要物が突起２
５００，２６００に至ることがないように位置してい
る。平行溝３０００が形成されている蓋部材８００は、
図１３から明らかなように、インクジェットカートリッ
ジＩＪＣの外壁を形成すると共に、インクジェットユニ
ットＩＪＵを収納する空間部を形成している。また、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
て有し、また、このインク導管１６００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。なお、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ッキ
ン、７００は供給管のタンク側端部に設けられたフィル
タである。

【００３０】インク供給部材６００は、モールド成型さ
れているため、廉価にかつ精度良く製造できるだけでな
く、導管１６を片持ちばり形態とすることによって大量
生産時においても導管１６００の上述インク受け口１５
００に対する圧接状態を安定化できる。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、完全な連通状態を確実に得ることができて
いる。なお、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６００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
ることで簡単に行うことができる。なお、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
インクジェットユニット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ットＩＪＵの位置決
め面は正確に得られる。

【００３１】（iii ）インクタンクＩＴの構成説明 図１２に示すように、インクタンクは、カートリッジ本
体１０００と、インク吸収体９００とインク吸収体９０
０をカートリッジ本体１０００の上記ユニット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、カートリッジ本体１０
００内に配置される。１２００は上記各部１００〜６０
０からなるユニットＩＪＵに対してインクを供給するた
めの供給口であると共に、そのユニットをカートリッジ
本体１０００の部分１０１０に装着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９０
０のインク含浸を行うための注入口でもある。

【００３２】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、本体１０００内リブ２
３００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。このため、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
重量である。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、キャリッ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。ま
た、部分リブ２４００，２５００は、同様にリブ１００
０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。なお、部分リブ２５００，２４００は蓋部材１
０００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から最も遠い角部の領域のインクをより安定
させつつ確実に供給口１２００側へ毛管力で導くことが
できる。１４０１はカートリッ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１４０１からのインク漏洩が防止さ
れる。

【００３３】前述したインクタンクＩＴのインク収容空
間は長方形形状であり、その長辺を側面に持つ場合であ
るので上述したリブの配置構成は特に有効であるが、キ
ャリッジの移動方向に長辺を持つ場合または立方体の場
合は、蓋部材１１００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。

【００３４】インクタンクＩＴの上記ユニットＩＪＵの
取付面の構成が図１４に示される。

【００３５】オリフィスプレート４００の吐出口配設面
のほぼ中心を通って、タンクＩＴの底面もしくはキャリ
ッ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３
００の位置決めを行う。この図面上で直線Ｏ１の延長上
には、キャリッジの位置決め用フック４００１の９０°
角の係合面４００２が係合する爪２１００が位置してお
り、キャリッジに対する位置決めの作用力がこの直線Ｌ
₁ 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。図１５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ッドの吐出口の
位置決め精度と同等となるので有効な構成となる。

【００３６】また、支持体３００のインクタンク側面へ
の固定用穴１９００，２０００にそれぞれ対応するイン
クタンクの突起１８００，１８０１は前述した凸起１０
１２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。

【００３７】上述の直線Ｌ₁ に垂直で、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。また、直線Ｌ₂ ，Ｌ₃ は一致しておらず、ま
た、ヘッド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、さらにヘッド
ＩＪＨのタンクに対する位置決めの補強効果を生じさせ
ている。なお、Ｌ₄ で示される曲線は、インク供給部材
６００を装着した時のその外壁位置である。突起１８０
０，１８０１はその曲線Ｌ₄ に沿っているので、ヘッド
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。また、２７００はインクタンクＩＴ
の先端ツバであり、キャリッジの前板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、キャリッ
ジＨＣとのさらなる位置決め部との係合部である。

【００３８】インクタンクＩＴは、ユニットＩＪＵを装
着された後に蓋８００で覆うことで、ユニットＩＪＵを
下方開口を除いて包囲する形状となるが、インクジェッ
トカートリッジＩＪＣとしては、キャリッジＨＣに載置
するための下方開口はキャリッジＨＣと近接するため、
実質的な４方包囲空間を形成する。従って、この包囲空
間内にあるヘッド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ッジＩＪＣの上方面に、この
空間よりは小さい幅のスリット１７００を設け、昇温を
防止しつつもユニット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。

【００３９】インクジェットカートリッジＩＪＣとして
組立てられると、インクはカートリッジ内部より供給口
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４００のインク導入口１５０
０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
ム等のパッキンが配設され、これによって封止が行われ
インク供給路が確保される。

【００４０】なお、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ォン、ポリエーテルサル
フォン、ポリフェニレノキサイド、ポリプロピレンなど
の樹脂を用い、オリフィスプレート部４００と共に金型
内で一体に同時成型される。

【００４１】上述のように一体成型部品は、インク供給
部材６００、天板・オリフィスプレート一体、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。また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。

【００４２】（iv）キャリッジＨＣに対するインクジェ
ットカートリッジＩＪＣの取付説明 図１５において、５０００はプラテンローラであり、記
録用紙等の被記録媒体Ｐを紙面下方から上方へ搬送す
る。キャリッジＨＣは、プラテンローラ３０００に沿っ
て移動するものであり、キャリッジの前方プラテン側
に、インクジェットカートリッジＩＪＣの前面側に位置
する前板４０００（厚さ２ｍｍ）と、カートリッジＩＪ
Ｃの配線基板２００のパッド２０１に対応するパッド２
０１１を具備したフレキシブルシート４００５、および
これを裏面側から各パッド２０１１に対して押圧する弾
性力を発生するゴムパッド４００６を保持する電気接続
部用支持板４００３と、インクジェットカートリッジＩ
ＪＣを所定の装着位置へ固定するための位置決め用フッ
ク４００１とが設けられている。前板４０００は位置決
め用突出面４０１０をカートリッジの支持耐３００の前
述した位置決め突起２５００，２５００にそれぞれ対応
する２個有し、カートリッジの装着後はこの突出面４０
１０に向かう垂直な力を受ける。このため、補強用のリ
ブ（不図示）が真得板４０００のプラテンローラ側に、
その垂直な力の方向に延在して複数形成されている。こ
のリブは、カートリッジ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
突出しているヘッ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
からフック４００１側に向かって側方への突出割合が減
じられている。これは、カートリッ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。また、支
持板４００３は電気的接触状態を安定化するため、プラ
テン側の位置決め面４００８とフック側の位置決め面４
００７を有し、これらの間にパッドコンタクト域を形成
すると共にパッド２０１１対応のボッチ付ゴムシート４
００６の変形量を一義的に規定する。これらの位置決め
面は、カートリッジ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のパッド２０１を前述し
た直線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４００６の各ボッチの変形量を均一化し
てパッド２０１１，２０１の当接圧をより安定化してい
る。本例のパッド２０１の分布は、上方，下方２列、縦
２列である。

【００４３】フック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５００
０に沿って左方側へ移動することでキャリッジＨＣに対
するインクジェットカートリッジＩＪＣの位置決めを行
う。このフック４００１を移動させるための構成はどの
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ック４００１の回動時にカー
トリッジ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、フック４００１の左方側移
動によって９０°のフック面４００２がカートリッジＩ
ＪＣの爪２１００の９０°面に密着しつつカートリッジ
ＩＪＣを位置決め面２５００，４０１０同士の接触域を
中心に水平面内で旋回して最終的にパッド２０１，２０
１１同士の接触が始まる。

【００４４】そしてフック４００１が所定位置、すなわ
ち固定位置に保持されると、パッド２０１，２０１１同
士の完全接触状態と、位置決め面２５００，４０１０同
士の完全面接触と、９０度面４００２と爪の９０度面の
２面接触と、配線基板３００と位置決め面４００７，４
００８との面接触とが同時に形成されてキャリッジに対
するカートリッジＩＪＣの保持が完了する。

【００４５】（ｖ）ヒータボードの説明 図１６は本実施例で使用しているヘッドのヒータボード
１００の模式図である。

【００４６】記録ヘッドの温度を制御するための温調用
ヒータ（サブヒータ）８ｄ、インクを吐出させるための
吐出用ヒータ（メインヒータ）８ｃが配された吐出部列
８ｇ、液室内サブヒータ８ｉ、駆動素子８ｈが同図で示
されるような位置関係で同一基板上に形成されている。
このように各素子を同一基板上に配することでヘッド温
度の検出、制御を効率よく行うことができ、さらに記録
ヘッドのコンパクト化、製造工程の簡略化を計ることが
できる。

【００４７】また同図には、ヒータボードがインクで満
たされる領域と、そうでない領域とに分離する天板の外
周壁断面８ｆのヒータボード１００に対する位置が示さ
れる。この天板の外周壁断面８ｆの吐出用ヒータ８ｃ側
が、共通液室８２（以下、単に液室ともいう）として機
能する。なお、天板の外周壁は吐出部列８ｇ上にも形成
され（不図示）、それに形成される溝部によって、各吐
出口に対応した複数の液路８１が形成される。

【００４８】（vi）制御構成の説明 次に、上述した装置構成の各部の記録制御を実行するた
めの制御構成について、図１７に示すブロック図を参照
して説明する。

【００４９】制御回路を示す同図において、１０は、ホ
スト装置等から記録信号を入力するためのインターフェ
ース、１１はＭＰＵ、１２はＭＰＵ１１が実行する制御
プログラムを格納するプログラムＲＯＭ、１３は各種デ
ータ（上記記録信号やヘッドに供給される記録データ
等）を保存しておくダイナミック型のＲＡＭであり、記
録ドット数や、記録ヘッドの交換回数等も記憶できる。
１４は記録ヘッド１８（ＩＪＨ）に対する記録データの
供給制御を行うゲートアレイであり、インターフェース
１０、ＭＰＵ１１、ＲＡＭ１３間のデータの転送制御も
行う。５０１３は図１１に示したキャリアモータ、１９
は記録用紙搬送のための搬送モータである。１５は記録
ヘッドの吐出を駆動するヘッドドライバ、１６，１７は
それぞれ搬送モータ１９、キャリアモータ５０１３を駆
動するモータドライバである。

【００５０】図１８は、図１７の各部の詳細を示す回路
図である。

【００５１】ゲートアレイ１４は、データラッチ１４
１、セグメント(ＳＥＧ)シフトレジスタ１４２、マルチ
プレクサ(ＭＰＸ)１４３、コモン(ＣОＭ)タイミング発
生回路１４４、デコーダ１４５を有する。記録ヘッド１
８は、ダイオードマトリックス構成を取っており、記録
データに応じてコモン信号ＣОＭとセグメント信号ＳＥ
Ｇが一致したところの吐出用ヒータ(Ｈ１からＨ６４、
以下の説明では記録ヘッドは１２８個の吐出口を有する
ため１２８個の吐出用ヒータが設けられるが、ここで
は、説明の簡単のため６４個のみ示す。)に駆動電流が
流れ、これによりインクが過熱され吐出する。

【００５２】上記デコーダ１４５は、上記コモンタイミ
ング発生回路１４４が発生したタイミングをデコードし
て、コモン信号ＣＯＭ１〜８のいずれか１つを選択す
る。データラッチ１４１はＲＡＭ１３から読み出された
記録データを８ビット単位でラッチし、この記録データ
を、マルチプレクサ１４３はセグメントシフトレジスタ
１４２に従い、セグメント信号ＳＥＧ１〜８として出力
する。マルチプレクサ１４３からの出力は、後述するよ
うに１ビット単位、２ビット単位、または８ビット全て
など、シフトレジスタ１４２の内容によって種々変更す
ることができる。

【００５３】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
ーフェース１０に記録信号が入ると、ゲートアレイ１４
とＭＰＵ１１との間で記録信号がプリント用の記録デー
タに変換される。そして、モータドライバ１６，１７が
駆動されるとともに、ヘッドドライバ１５に送られた記
録データに従って記録ヘッドが駆動され、記録が行われ
る。

【００５４】以上のような装置に本発明を適用した場合
の実施例を以下に示す。

【００５５】（実施例１）図１は本発明の一実施例に係
るインクジェットヘッドの模式的断面図である。

【００５６】図１において、１００はＳｉ等よりなるヒ
ータボードであり、このヒータボード１００には電気熱
変換素子（以下、吐出ヒータともいう）８ｃが形成され
ている。ヒータボード１００上には、記録ヘッドの液路
（以下、インク流路ともいう）８１や共通液室８２等、
インクが収容される空間用の溝が形成された天板１３０
０が積層され、これにより、記録ヘッドの主要構造が形
成される。

【００５７】インク流路８１は、図１の紙面と垂直方向
に複数配列されるものであり、これらのインク流路８１
の一端には、インク吐出口８ｇとしての開口が設けられ
ている。また、各インク流路８１に対応してそれぞれ上
記吐出ヒータ８ｃが設けられている。共通液室８２は、
上記複数のインク流路８１に対して共通に連通し、それ
ぞれのインク流路８１に対し、そのインク吐出に伴なっ
て供給されるインクを貯留している。この共通液室に
は、不図示のインクタンクからインク導入管１６００を
介しインクが供給される。

【００５８】共通液室８２の後端部には、インクの出入
が容易には起こらない程度の小径の開口部を下側に向け
たダンパ室１３０２が設けられており、この室１３０２
内には空気（ダンパエアー）１３０４が満たされてい
る。また、ダンパ室１３０２の開口の下方のヒータボー
ド１００上には吐出ヒータ８ｃと同様の電気熱変換素子
（液室サブヒータともいう）８ｉが形成されている。

【００５９】次に、上記構成よりなるインクジェットヘ
ッドを用いて記録を行う場合の吐出の安定性を確保する
ために重要な要素となる共通液室８２、インク導入管１
６００内の圧力変動について考察する。

【００６０】インクジェットヘッドは吐出の際に吐出ヒ
ータ８ｃを駆動してインク流路８１のインク中に膜沸騰
を生起して気泡を発泡させる。この時インクが液相から
気相に転移した体積膨張分の圧力増加はインク流路８１
内や共通液室８２内のすべてのインクに均等に伝達され
る。吐出口８ｇ側に生起した圧力増加である発泡力はイ
ンク吐出によって消費されるが、この吐出口８ｇ側とは
反対側で生起した圧力増加は、図２に示すように吐出エ
ネルギーとして消費されず、インク導入管１６００から
インクが供給されるのを阻害したり、あるいは共通液室
８２を共用している他のインク流路を加圧状態にするな
ど、安定吐出を阻害する要因になってしまう。

【００６１】また、インクが定常的にインク導入管から
供給されている時にインクの吐出を停止すると、インク
のイナータンス（慣性力）によってインクは流れ続けよ
うとするので共通液室８２内は加圧状態になり、この状
態で印字を再開しようとすると前記同様安定吐出を阻害
する場合がある。

【００６２】上述のような問題点の対策として駆動間隔
を十分にあけ上記発生圧力が解消するのを待つ構成が知
られるが、これは記録速度の高速化が阻害される。これ
に対し、本実施例では上記圧力変動をダンパ室１３０２
で吸収する構成を採り、これにより上記圧力変動に起因
する高速化阻害要因を解消する。

【００６３】図２，図３にその一例を記すように、吐出
ヒータ８ｃ上で発泡が起こり、この発泡による圧力をイ
ンク流路８１を介して共通液室８２に伝わり、その内部
が加圧されると、この圧力はダンパ室１３０２のダンパ
エアー１３０４の収縮によって吸収される。一方、上記
吐出ヒータ８ｃによる発泡が消泡に転じ共通液室８２が
減圧される場合には、図４，図５に示すようにダンパ室
１３０２のダンパエアー１４０４が膨張することで同様
に圧力変動を吸収する。

【００６４】このようなダンパエアー１３０４の膨張，
収縮は吐出ヒータの駆動による発泡，消泡時に発生する
圧力変動にのみ連動するものではなく、前述のインクの
イナータンスによる振動などあらゆる圧力変動要因を吸
収する方向に作用することは明らかである。従って、上
述したインクジェット記録方式特有のインクの流体特性
による圧力変動に起因した高速化阻害要因を解消するこ
とが可能となる。

【００６５】ところで、安定してダンパ室が機能し上記
高速化阻害要因の１つである圧力変動を解消するために
は、その機能が十分に果たせるだけのダンパエアー量が
常に存在しなければならないことは前述した通りであ
る。しかしながら、ダンパエアーは環境温度の変動やヒ
ータボード温度の変動により膨張，収縮を繰り返すこと
が知られており、この場合、膨張時にダンパエアーがダ
ンパ室から吐き出され、ダンパ室から分離して共通液室
内に拡散することがある。これは記録ヘッドに大きな温
度サイクルが生じている場合に起こり易く、ダンパエア
ーの分離によってダンパ室のエアー量が減少してしまう
ことになる。エアーが減少した状態は自然には自己復帰
しないので、その記録ヘッドを使用している間常に適正
エアー量が確保されていない状態となり、良好なダンパ
機能の発揮が困難となる。すなわち、長期に渡ってダン
パ効果を持続することは困難ことになる。

【００６６】これに対し、本実施例ではダンパ室にダン
パエアーを生成する手段を有し、上述のようなダンパエ
アーの減少を防止しダンパ機能の持続が可能とするもの
である。これについて以下に説明する。

【００６７】図６は、ダンパエアーの量が減少しインク
を取り込んだ状態のダンパ室１３０２の一例を示す模式
図である。

【００６８】図６に示す状態ではダンパ室１３０２のす
べてのダンパエアーが放出されてしまった状態ではない
ので圧力変動の振幅によってはダンパ室としての機能を
果たすことができる場合もある。しかし、ダンパ室１３
０２内のダンパエアーのさらなる分離があれば機能を果
たさないものになってしまうことは容易に推定できる。
このため、本実施例では、ダンパ室１３０２の開口部の
下方に電気熱変換素子としての液室サブヒータ８ｉが設
けられており、このサブヒータ８ｉを駆動制御すること
によってインクに熱エネルギーを与えその中に溶存して
いる気体分子を気泡として発生させるサブヒータ８ｉの
駆動を適時行うことでダンパ室１３０２にダンパエアー
を所定量常に存在させておくことが可能となる。

【００６９】また、サブヒータ８ｉの駆動タイミングと
しては、本実施例では、本例インクジェット記録装置の
電源投入時に駆動するよう構成している。具体的には、
シート抵抗４３Ω、縦サイズ６００μｍ、横サイズ４０
０μｍ、抵抗値６４．５Ωの発熱抵抗体を有するサブヒ
ータ８ｉを駆動電圧２７．６Ｖで連続通電１秒間駆動す
る。これにより、ダンパ室１３０２の下部でサブヒータ
８ｉ上に核沸騰を生起して、比較的微細な気泡を多数発
生させ、これらをダンパ室に引き込んでしまったインク
と置換することによりダンパエアー量を所定量に復帰さ
せるものである。

【００７０】上記シーケンスを図７のフローチャートを
用いてさらに詳細に説明する。

【００７１】ステップＳ７１０では、装置の電源が投入
されるのを監視しており、電源が投入されると液室サブ
ヒータ８ｉが１秒間駆動され、ダンパ室下方部のインク
中で核沸騰が起こり、ダンパエアー減少によってダンパ
室内にインクが入り込んでいる場合にはインクと上記発
生気泡が置換されてダンパ室内のダンパエアーが適量に
復帰する。サブヒータ８ｉを駆動することに起因するイ
ンクの昇温が懸念されるが、電源投入時に１秒間１回の
みの駆動であるので実使用上問題ない範囲である。上述
のサブヒータ駆動後、本実施例では図１９等で前述した
吸引回復手段の動作を行う（Ｓ７３０）。この回復手段
は通常知られる目的の外、サブヒータ駆動によって必要
以上に気泡が発生してしまった場合に過剰な気泡により
共通液室内が気泡で充満され吐出安定性を損なうことを
防止する等のために行うものである。

【００７２】液室サブヒータの駆動制御は、上例に限ら
れず装置が置かれている周囲環境温度やヒータボード温
度の変動などを検出してダンパ室のダンパエアーがどの
程度減少しているかなどを検出することにより最適な駆
動を行う方法を用いても良い。しかし、本例では、制御
を簡略化するため、まず十分にダンパエアーを発生する
ことができるサブヒータ駆動を実行した後、吸引回復を
行って余分なエアーを引き出す制御を行っている。

【００７３】ところで、インクジェット記録ヘッドにお
いては、一般に吐出の安定性，信頼性の向上や、画像上
の濃度ムラの低減のため個々の吐出液滴の大きさの管理
が必要であり、そのために記録ヘッド温度を制御する、
いわゆる温調を行う。従来より知られている一般的な温
調としてはヒータボード上にヒータを設け、このヒータ
を所望の時期に所望の時間駆動制御して温調を行うもの
である。本実施例では、ダンパエアー量を常に規定量内
に制御するために液室サブヒータを用いるが、このサブ
ヒータにダンパエアー生成用の機能の他に上記温調用の
機能も合わせ持たせるものである。

【００７４】具体的には温調時には、その投入エネルギ
ーは極力ヘッドの昇温に消費される必要があるので、膜
沸騰，核沸騰を問わず無発泡状態での駆動制御とする。
すなわち、エアー生成機能時にはヒータ表面のピーク温
度を敏感に向上させるためにサブヒータに対して連続通
電であったのに対し、温調時には通電，非通電を交互に
行うパルス駆動制御で駆動する。本例の液室サブヒータ
８ｉにあっては、前述のように１秒間の連続通電で沸騰
制御が行えたのに対し、５０ｍｓｅｃ毎にオン／オフを
繰り返すパルス駆動にあっては２０秒間駆動しても発泡
は起こらなかった。すなわち連続通電に換算して１０秒
間のエネルギー投入を行っても発泡を起こすこと無く、
エネルギー投入を行うことができ、効率的な温度制御を
行うことができる。

【００７５】以上の制御を図８に示すフローチャートを
用いて説明する。

【００７６】ステップＳ１００において液室サブヒータ
の駆動命令が入ると、気泡の生成を目的とする発泡駆動
か、昇温を目的とする発泡レス駆動かの判断を行う。発
泡駆動の場合にはステップＳ１１０に移行し液室サブヒ
ータの１秒間の連続通電駆動を行い、発泡レス駆動の場
合にはステップＳ１２０に移行して５０ｍｓｅｃ間隔で
オン／オフが切り替わるパルス通電駆動を所定の温度に
至るまで行う。上記制御終了後は、ステップＳ１００に
帰還して液室サブヒータの駆動命令待機状態に入る。

【００７７】以上説明したように、共通液室内にダンパ
室を設け、ダンパ室近傍にダンパ室内に蓄えられる気泡
生成用の気泡生成手段としての液室サブヒータと、この
液室サブヒータに投入する投入エネルギー制御手段と、
上記気泡生成手段と温調手段とを切り替える駆動制御手
段を有することにより、流体信号を抑制する上で不必要
に大きなダンパ室を設けることなくダンパとして機能す
る適正な量の気泡をダンパ室に常に維持させることがで
き、インク液滴の流体振動に起因して起こる吐出不良を
低減することができる。これとともに、インクジェット
ヘッドの温調のためのヒータとの兼用によって個別に手
段を持つ場合と比較してコスト的な効果に加えて制御配
線などの簡略化による装置の小型化（ダウンサイズィン
グ）にも有効なインクジェットヘッドを提供できる。

【００７８】（実施例２）本実施例では、ダンパエアー
用の気泡発生のためまたはヘッドの温調のためのいずれ
かの目的別に前記液室サブヒータの駆動を切り替える構
成の他の例について説明する。

【００７９】上記実施例１では、液室サブヒータを連続
通電で駆動するか、パルス通電で駆動するかによって、
気泡生成発泡機能と昇温発泡レス機能を使い分けていた
が、本例では、ワット密度を切り替える構成を用いる。

【００８０】液室サブヒータの気泡生成発泡機能と昇温
発泡レス機能の使い分けとは、すなわち、液室サブヒー
タの表層インク分子を発泡温度まで昇温させるかさせな
いかの使い分け制御に他ならない。前記実施例では、こ
の昇温を規定するマクロ的な単位時間での平均投入エネ
ルギーを、連続通過かパルス通電かによって制御した
が、本実施例ではミクロ的にも投入エネルギーを制御す
ることで該機能の使い分けをせんとするものである。以
下図面を参照して具体的に説明する。

【００８１】図９は、本実施例における液室サブヒータ
へ投入されるエネルギーの制御構成を示すブロック図で
ある。

【００８２】図９において、１３０６は液室サブヒータ
８ｉへ電力を供給する電源であり、１３０５は液室サブ
ヒータ８ｉに印加するエネルギーを調整するための電圧
降下手段であり、本実施例では抵抗体からなるものであ
る。また、Ｓ０は図中Ａに示す電流パスを接続／非接続
するための切り替えスイッチであり、一方、Ｓ１は図中
Ｂに示す電流パスを接続／非接続するための切り替えス
イッチである。

【００８３】前記パスＡを選択する場合と、パスＢを選
択する場合で液室サブヒータ８ｉで消費されるエネルギ
ーが異なることに着目し、気泡生成発泡駆動をする場合
にはワット密度が大きく液室サブヒータ８ｉ上での大き
な発熱を見込めるパスＡを選択し、一方、昇温発泡レス
駆動をする場合にはワット密度が小さく液室サブヒータ
８ｉ上でパスＡの時よりは小さな発熱となるパスＢを選
択する。すなわち、本実施例では上記スイッチＳ０，Ｓ
１のどちから一方のスイッチを選択することで、容易に
液室サブヒータ８ｉの目的別の駆動を行うことができ
る。

【００８４】図９では、スイッチＳ０，Ｓ１の切り替え
は、公知の技術である論理回路の組み合わせて１，０の
信号でパスを切り替える手段とすることができる。ま
た、装置の一部に設けるメカニカルなスイッチであって
もよい。

【００８５】（実施例３）次に、上記実施例１，２と比
べてさらに効率よく昇温制御を行える他の実施例につい
て説明する。

【００８６】上記実施例１，２ではヘッド温度の昇温を
目的とする場合、液室サブヒータを一律一定の周期のパ
ルス駆動を行うか、一定の電圧降下を伴なう駆動であっ
たが、最短の時間で、発泡を伴なわない昇温制御を行う
にはインク温度の低い駆動初期には高いエネルギー投入
を行い、インク温度が上昇してくるのに伴なって投入エ
ネルギーを低下させていくことが望ましい。

【００８７】以下、図面を参照して本例の方式を具体的
に説明する。図１０は、本実施例における液室サブヒー
タへの投入エネルギーが、昇温とともに低下していく制
御構成を示すブロック図である。

【００８８】図１０において、１３０６は液室サブヒー
タ８ｉへ電力を供給する電源であり、１３０７は温度上
昇に伴い抵抗値が変化することで供給電力の電圧降下を
変化させ液室サブヒータに印加されるエネルギーを調整
する電圧制御手段であり、本実施例では温度上昇に伴な
って抵抗値が上昇する金属抵抗体である。また、Ｓ０は
図中Ａの電流パスの接続／非接続を行うための切り替え
スイッチであり、Ｓ１は図中Ｂの電流パスを接続／非接
続するための切り替えスイッチである。

【００８９】前記実施例２と同様、液室サブヒータ８ｉ
を発泡駆動する場合には図中パスＡを、また、昇温駆動
する場合には図中パスＢを介して駆動制御を行うが、パ
スＢで連続して通電駆動制御を行うと、電圧制御手段１
３０７は通電量（通電時間）とともに発熱して高抵抗化
する。ここで、図１０に示す回路は定電圧回路であるの
で、電圧制御手段１３０７が高抵抗化するとそこでの電
圧降下が大きくなり、結果として液室サブヒータ８ｉに
供給されるエネルギーが抑制される。すなわち、通電時
間が長くなるに従って自動的に液室サブヒータ８ｉへの
投入エネルギが減少して行くので、前記のような初期に
は高エネルギー印加で、徐々に印加エネルギーを低下さ
せていく制御を容易に行うことができる。

【００９０】上述した電圧制御手段１３０７は必ずしも
ヒータボード１００上に配設されている必要はなく本体
基板上に配設されていても良い。

【００９１】また、図１０では電圧制御手段１３０７の
特性が昇温とともに高抵抗化するものであるので、液室
サブヒータと直列で接続されているが、負の温度係数を
持つものであれば並列に接続して用いても良い。

【００９２】本実施例では、制御を容易にするために温
度により抵抗値変動を起こす部材を用いた制御である
が、温度を検出してパルス比率や電圧を制御する方式で
あっても良い。

【００９３】さらには、環境温度を検出して、この環境
温度に応じて液室サブヒータの駆動条件を補正した高精
度制御手段であっても良い。

【００９４】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置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。

【００９５】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、記録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。

【００９６】記録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４４
５９６００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
するスリッ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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００９７】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００９８】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記録ヘッド、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
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
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
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００９９】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、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、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、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を用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【０１００】また、搭載される記録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
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。

【０１０１】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【０１０２】さらに加えて、本発明インクジェット記録
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。

【０１０３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インクを吐出するため第１エネルギー作用部
を駆動したときの圧力変動は気体室に収容された気体の
膨張、収縮によって吸収される。そして、この気体の膨
張、収縮に伴って気体室から失われる気体の一部は第２
エネルギー作用部から供給される気体によって補われる
が、この第２エネルギー作用部は上記気体室の下方に設
けられるので、第２エネルギー作用部で発生した気体は
他の共通液室やインク流路などに入り込むことなく気体
室に収容される。

【０１０４】この結果、不必要に大きな気体室を設ける
ことなく、適正なダンパ機能を発揮するに十分な量の気
体を常に維持することができ、常に安定した吐出を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るインクジェットヘッ
ドのインク流路および共通液室の構造を示す模式的断面
図である。

【図２】上記インクジェットヘッドにおける吐出時にお
けるインク中の圧力変動を説明するための説明図であ
る。

【図３】図２に示す状態におけるダンパ室の圧力吸収を
説明するための模式的断面図である。

【図４】図１に示すインクジェットヘッドにおける吐出
後のインク中の圧力変動を説明するための説明図であ
る。

【図５】図４に示す状態におけるダンパ室のダンパエア
ーの挙動を示す模式的断面図である。

【図６】本発明の一実施例に係るダンパエアーの補給を
説明するための説明図である。

【図７】上記ダンパエアーの補給のための液室サブヒー
タ駆動のシーケンスを示すフローチャートである。

【図８】上記液室サブヒータ駆動の変形例に係るシーケ
ンスのフローチャートである。

【図９】本発明の第２実施例に係る液室サブヒータ駆動
のための構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の第３実施例に係る液室サブヒータ駆
動のための構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明が適用されるインクジェット記録装置
の概略斜視図である。

【図１２】図１１に示すインクジェットカートリッジの
分解斜視図である。

【図１３】上記インクジェットカートリッジの外観斜視
図である。

【図１４】インクジェットカートリッジのヘッドユニッ
ト取付部を説明するための斜視図である。

【図１５】上記インクジェットカートリッジのキャリッ
ジへの装着を説明するための説明図である。

【図１６】上記カートリッジの記録ヘッドを構成するヒ
ータボードを説明するための模式図である。

【図１７】上記記録装置の制御構成を示すブロック図で
ある。

【図１８】図１７に示す制御構成の詳細を示すブロック
図である。

【図１９】上記記録装置におけるクリーニングユニット
の構成を示す模式図である。

【符号の説明】

８ｃ 吐出ヒータ ８ｇ 吐出口 ８ｉ 液室サブヒータ １１ ＭＰＵ １２ ＲＯＭ １３ ＲＡＭ １４ ゲートアレイ １８ （ＩＪＨ）記録ヘッド ８１ インク流路 ８２ 共通液室 １００ ヒータボード １３００ 天板 １３０２ ダンパ室 １３０４ ダンパエアー １３０５ 電圧降下手段 １３０７ 電圧制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 喜一郎 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 (72)発明者 岩崎 督 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 兼松 大五郎 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 (56)参考文献 特開 平５−31904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−98859（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/175

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するためのインクジェット
   ヘッドにおいて、 インクを吐出するためにインクに対してエネルギーを作
   用させるための第１エネルギー作用部と、 該第１エネルギー作用部が設けられたインク流路と、複数のインク流路に連通しインクを供給するための共通
   液室と、 前記第１エネルギー作用部の駆動によって生じた圧力変
   動を受ける位置であって、前記共通液室に連通し、イン
   クの界面と接する気体が収容される気体室と、 前記気体室の下方に設けられ、 インクにエネルギーを作
   用させることで気体を発生させて前記気体室に気体を供
   給する第２エネルギー作用部と、 を具えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 前記第１および第２エネルギー作用部
   は、熱エネルギーを発生する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。
3. 【請求項３】 前記気体室の下方とは当該気体室に対し
   て前記第１エネルギー作用部が設けられた基板側のこと
   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。
4. 【請求項４】 前記第２エネルギー作用部は、温度調整
   用のヒータとして利用されることを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
5. 【請求項５】 インクを吐出するインクジェットヘッド
   を用い、被記録媒体にインクを吐出して記録を行うため
   のインクジェット記録装置において、 前記インクジェットヘッドは、インクを吐出するために
   インクに対してエネルギーを作用させるための第１エネ
   ルギー作用部と、該第１エネルギー作用部が設けられた
   インク流路と、複数のインク流路に連通しインクを供給
   するための共通液室と、前記第１エネルギー作用部の駆
   動によって生じた圧力変動を受ける位置であって前記共
   通液室に連通しインクの界面と接する気体が収容される
   気体室と、前記気体室の下方に設けられインクにエネル
   ギーを作用させることで気体を発生させて前記気体室に
   気体を供給する第２エネルギー作用部とを有することを
   特 徴とするインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記第２のエネルギー作用部は、インク
   に熱エネルギーを作用させて気体を発生させる熱エネル
   ギー発生手段であり、当該熱エネルギー発生手段の駆動
   により発生する気体を前記気体室に供給するものである
   ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録
   装置。
7. 【請求項７】 前記第１エネルギー作用部は、熱エネル
   ギー発生手段であることを特徴とする請求項６に記載の
   インクジェット記録装置。
8. 【請求項８】 前記第２のエネルギー作用部は、前記熱
   エネルギー発生手段による熱エネルギーの発生を制御す
   ることにより、前記気体の供給手段とインク温度の制御
   を行なう温度調整手段として使用されることを特徴とす
   る請求項６に記載のインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 前記制御手段は、前記インク温度の制御
   を行なうとき、当該インク中に気泡を生じないよう前記
   熱エネルギー発生手段による熱エネルギーの発生を制御
   することを特徴とする請求項８に記載のインクジェット
   記録装置。
10. 【請求項１０】 前記第２エネルギー作用部を、温度調
    整手段として用いる場合には、前記第２エネルギー作用
    部に対して、気体の供給手段として用いる場合に対して
    小さいワット密度のパルスを印加することを特徴とする
    請求項８に記載のインクジェット記録装置。
11. 【請求項１１】 前記記録装置の電源投入後に前記第２
    エネルギー作用部を駆動することを特徴とする請求項５
    に記載のインクジェット記録装置。