JP3198219B2 - インクジェット記録ヘッドおよび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、記録用の液体（インク
など）を飛翔液滴として吐出口から吐出させ、被記録媒
体に付着させることによって記録を行なうインクジェッ
ト記録ヘッドおよびインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録ヘッドは、イ
ンクを吐出する吐出口と、インクタンクからのインクを
吐出口に供給するためのインク流路と、インク流路に配
置されインク流路内のインクに与える吐出エネルギーを
発生するためのエネルギー発生素子とを備えたものが知
られている。そして、その構造としては、吐出口および
インク流路を構成する溝が形成された溝付部材を、エネ
ルギー発生素子が設けられた基板上に接合した構成のも
のが一般的である。

【０００３】その中でも特に、ラインタイプのインクジ
ェット記録ヘッド等、長尺のインクジェット記録ヘッド
の場合は、数千個といった多数個のエネルギー発生素子
を必要とし、その中の１つでも不具合があると、基板全
体が不良品となり基板の歩留りが悪くなってしまう。そ
こで、６４個あるいは１２８個といった比較的少ない数
のエネルギー発生素子を設けた素子基板を用い、それを
基体上に精度よく並べることによって、歩留りを向上さ
せたものがある。そして、この基体上に、各素子基板を
覆うようにして溝付部材を接合することで、インクジェ
ット記録ヘッドを製造していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、基体上に複数の素子基板を並べて固定したイ
ンクジェット記録ヘッドでは、隣り合う素子基板を確実
に密着して固定することは難しく、素子基板間には隙間
が生じてしまう。この隙間は非常に小さいものである
が、微細な構造であるインクジェット記録ヘッドには無
視できないものであり、素子基板の境界部においては、
溝付部材の溝間の壁が２つの素子基板をまたぐように、
溝付部材が接合されないと、素子基板間の隙間からイン
クが漏れ、インクの吐出不良を起こしてしまう。

【０００５】これを防止するために、素子基板間の隙間
に対応する溝付部材の壁の幅を大きくし、壁が、素子基
板間の隙間にまたがりやすいようにする構成が考えられ
る。しかし、図１３に示すように、素子基板１１００、
１１００’を固定する際には、隙間ｓだけでなく、段差
ｄも生じる場合もある。段差ｄが生じると、溝付部材の
壁１２０９の幅を大きくしても、溝付部材の壁１２０９
は一方の素子基板１１００のみに圧接され、他方の素子
基板１１００’とは接触しないので、結局は、他方の素
子基板１１００’に対しては隙間が生じてしまうことに
なる。

【０００６】そこで本発明は、素子基板間に隙間や段差
が生じていても確実にインク流路間が素子基板に圧接さ
れ、良好なインク吐出を行えるインクジェット記録ヘッ
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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクに与える
吐出エネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子が
配列された複数の素子基板が、前記各エネルギー発生素
子の配列方向に沿って固定された基体と、インクを吐出
する複数の吐出口および前記各吐出口に連通する溝が形
成され、前記複数の素子基板に圧接されて前記基体に接
合されることで前記各エネルギー発生素子に対応した複
数のインク流路を構成する溝付部材とを有するインクジ
ェット記録ヘッドにおいて、前記溝付部材の前記素子基
板と接する部分には、該部分の形状に沿って前記素子基
板に圧接される圧接部を有し、前記圧接部のうち、前記
溝を仕切り、かつ、互いに隣接する２つの素子基板の境
界部に対向する壁の圧接部は、それぞれ異なる素子基板
に圧接される２本のリブで構成されていることを特徴と
する。

【０００８】また、前記圧接部のうち、前記溝を仕切
り、かつ、１つの素子基板にのみ対向する壁の圧接部
が、１本のリブで構成されるものや、前記リブの形状が
レーザ加工により形成されたものや、前記複数の吐出口
は、記録が行われる被記録媒体の記録領域の幅方向に沿
って形成されているものであってもよい。

【０００９】さらに、前記エネルギー発生素子は、イン
クを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する
ための電気熱変換体であるものであってもよく、この場
合、インクは、前記電気熱変換体によって印加される熱
エネルギーによって生じる膜沸騰を利用して前記吐出口
から吐出されるものであってもよい。

【００１０】本発明のインクジェット記録装置は、上記
本発明ののインクジェット記録ヘッドを備え、記録信号
に基づいてインクを前記インクジェット記録ヘッドの吐
出口から吐出して記録を行なうものである。

【００１１】

【作用】上記のとおり構成された本発明のインクジェッ
ト記録ヘッドでは、エネルギー発生素子が設けられた複
数の素子基板が基体上に固定され、さらに各素子基板を
覆うようにして、吐出口および溝が形成された溝付部材
が接合されることで、エネルギー発生素子に対応した複
数のインク流路が構成される。この際、溝付部材の素子
基板と接する部分には、その部分の形状に沿って圧接さ
れる圧接部を有し、この圧接部が素子基板に押圧され
る。ここで、上記圧接部のうち、溝を仕切り、かつ、互
いに隣接する２つの素子基板の境界部に対向する壁の圧
接部は、それぞれ異なる素子基板に圧接される２つのリ
ブで構成されているので、隣接する素子基板間に隙間や
段差が生じていても、２つのリブはそれぞれ素子基板に
別々に圧接される。したがって、溝を仕切る壁と素子基
板とは隙間なく圧接され、その結果、溝付部材と素子基
板とが確実に圧接されるので、インク流路からインクが
漏れることはなくなる。

【００１２】また、溝付部材に設けられる圧接部のう
ち、溝を仕切り、かつ、１つの素子基板にのみ対向する
壁の圧接部を、１本のリブで構成することで、リブと素
子基板との接触面積が小さくなる。これにより、溝付部
材を基体に接合したとき、リブにかかる圧力が大きくな
り、溝付部材と素子基板とはより確実に圧接される。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１４】（第１実施例）図１は、本発明のインクジ
ェット記録ヘッドの第１実施例の主要な部品の構成を説
明するための図である。本実施例では、吐出口の密度が
３６０ｄｐｉ（７０．５μｍピッチ）、吐出口の数が３
００８個（印字幅２１２ｍｍ）のインクジェット記録ヘ
ッドについて説明する。

【００１５】図１において、ガラス、シリコン、セラミ
ックス、金属等からなる基体としてのベースプレート３
００上には、素子基板である複数のヒーターボード１０
０が並べられて配置され、接着剤等により固定されてい
る。各ヒータボード１００には、エネルギー発生素子１
０１が所定の位置に３６０ｄｐｉの密度にて１２８ヶ設
けられており、各ヒーターボード１００は、これらエネ
ルギー発生素子１０１の配列方向に沿って、各エネルギ
ー発生素子１０１のピッチが等しくなるように精度よく
並べられている。

【００１６】また、各ヒーターボード１００には、各エ
ネルギー発生素子１０１を駆動する電気信号や駆動電力
を供給するためのパッド１０２が設けられている。これ
らパッド１０２は、ベースプレート３００に接着されて
固定された配線基板４００のパッド４０１とワイヤボン
ディング等により電気的に接続されている。配線基板４
００は、記録装置本体（不図示）に装着されることで記
録装置本体の制御基板（不図示）に電気的に接続される
コネクター４０２を有し、制御基板からの記録信号およ
び駆動電力は、この配線基板４００を介して各エネルギ
ー発生素子１０１に供給され、これにより各エネルギー
発生素子１０１は任意のタイミングで駆動される。

【００１７】一方、ベースプレート３００には、各エネ
ルギー発生素子１０１に対応して、インクを吐出するた
めの吐出口２０３および後述する溝２０２（図２参照）
が形成された溝付部材としての天板２００が、各ヒータ
ーボード１００を覆うようにして接合されている。

【００１８】ここで、天板２００について図２を参照し
て説明する。図２は、図１に示した天板の平面図、正面
図および底面図である。

【００１９】図２に示すように、天板２００は、各吐出
エネルギー発生素子１０１（図１参照）に対応して設け
られた複数の溝２０２と、各溝２０２に対応して各溝２
０２に連通して設けられた吐出口２０３と、各溝２０２
に連通し各溝２０２に流入されるインクを一時的に保持
する液室２０１とを有する。この天板２００が、各ヒー
ターボード１００を覆うようにしてベースプレート３０
０に接合されることで、天板２００は各ヒーターボード
１００に圧接され、各溝２０２とヒーターボード１００
とで囲まれる空間がそれぞれインク流路となる。また、
インク流路が構成された状態では、各インク流路内に、
エネルギー発生素子１０１が位置することになる。

【００２０】天板２００を構成する材料としては、正確
に溝２０２を形成できる樹脂であればよいが、さらに機
械的強度、寸法安定性、耐インク性に優れたものである
ことが望ましい。このような材料としてはエポキシ樹
脂、アクリル樹脂、ジクリコール、ジアルキルカーボネ
ート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、
尿素樹脂等が望ましく、特にポリサルフォンやポリエー
テルサルフォン等の樹脂がその成型性、耐液性等の観点
から望ましい。

【００２１】また、天板２００には、図３の断面図に示
すように、外部のインクタンク（不図示）に収納された
インクを液室２０１に供給するためのパイプ２０５が挿
入されている。パイプ２０５には、液室２０６に連通す
る供給口２０６が開口しており、パイプ２０５内のイン
クは、この供給口２０６を通じて液室２０１に供給され
る。パイプ２０５は、天板２００の熱膨張率を規制する
ために、ベースプレート３００（図１参照）の材料と同
じステンレス鋼でできている。また、支持部材２０５の
外表面には、天板２００とのブラスト加工、ローレット
加工といった表面加工が施されており、天板２００との
密着度が向上するようになっている。これにより、その
機械的強度から天板２００の熱膨張率はステンレス鋼の
それにならうようになっており、しかも、天板２００と
ベースプレート３００は同一の熱膨張率を持つことにな
る。その結果、エネルギー発生素子１０１（図１参照）
を駆動したときに発生する熱による、ヒーターボード１
００（図１参照）とのずれは発生しない。

【００２２】さらに、天板２００の底面、すなわちヒー
ターボード１００と接する部分には、ヒーターボード１
００と接する部分の形状に沿って、図４に示すような、
圧接部となるリブ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃが形成
されている。天板２００のヒーターボード１００と接す
る部分の中でも特に、互いに隣接する溝２０２を仕切る
壁２０９には、２本のリブ２１０ｂ、２１０ｃが形成さ
れており、これら各リブ２１０ｂ、２１０ｃは、吐出口
２０３を有する面に形成されたリブ２１０ａにつながっ
ている。図５に、互いに隣接する溝２０２を仕切る壁２
０９の断面図を示す。図５に示すように、壁２０９に形
成された２本のリブ２１０ｂ、２１０ｃは、先端での壁
２０９の幅Ｗに対して両端部に位置し、その高さｈおよ
び幅ｗはともに等しい。壁の幅Ｗは、インク流路のピッ
チや吐出特性等の制約によって決められるが、本実施例
では約１２μｍとした。また、リブ２１０ｂ、２１０ｃ
の高さｈについては、天板２００の材質やヒーターボー
ド１００との圧接力にもよるが、本実施例では約２μｍ
とした。

【００２３】上記構成に基づき、天板２００をベースプ
レート３００に接合すると、天板２００に形成されたリ
ブ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃがヒーターボード１０
０に圧接され、ヒーターボード１００と天板２００の溝
２０２とでインク流路が構成される。

【００２４】ここで、溝２０２を仕切る壁２０９、すな
わちインク流路を仕切る壁２０９でのリブ２１０ｂ、２
１０ｃの圧接状態を考える。図６に、ヒーターボード１
００とインク流路を仕切る壁２０９との圧接状態を示
す。図６に示すように、互いに隣接するヒーターボード
１００間には、ヒーターボード１００の切断精度や配列
精度によって３〜５μｍ程度の隙間ｓが生じている。ま
た、ヒーターボード１００の配列時に、最大で３μｍ程
度の段差ｄも生じている。本実施例では、上述したよう
にインク流路を仕切る壁２０９には２本のリブ２１０
ｂ、２１０ｃが形成されているので、互いに隣り合うヒ
ーターボード１００の境界部に位置する壁２０９におい
ては、それぞれのリブ２１０ｂ、２１０ｃがヒーターボ
ード１００間の隙間ｓをまたいでヒーターボード１００
に圧接される。段差ｄについても、高い位置にあるヒー
ターボード１００に圧接されるリブ２１０ｃは段差ｄの
量に応じて圧縮されてヒーターボード１００と密着し、
段差ｄが吸収される。したがって、ヒーターボード１０
０間の隙間ｓは確実に封止され、ここからインクが漏れ
ることがなくなるので、インクの漏れによるインクの吐
出不良が発生しなくなる。しかも、天板２００のベース
プレート３００への接合に際しては、従来と同様の工程
で行えるので、インクジェット記録ヘッドの組み立て工
程を変えることなく、高品質のインクジェット記録ヘッ
ドを製造することができる。

【００２５】リブ２１０ｂ、２１０ｃの高さｈ（図５参
照）は、ヒーターボード１００の段差ｄ以上であればよ
いが、天板２００の材質やヒーターボード１００との圧
接力に応じて、圧接力（応力）と歪みとの関係よりリブ
２１０ｂ、２１０ｃの圧縮量を求め、高さｈおよび幅ｗ
（図５参照）を設定するのが好ましい。

【００２６】次に、本実施例のインクジェット記録ヘッ
ドにおける、天板２００への溝２０２およびリブ２１０
ａ、２１０ｂ、２１０ｃの形成方法について説明する。
本実施例では、リブ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃの形
成はレーザー加工により行った。

【００２７】図７は、溝２０２およびリブ２１０ａ、２
１０ｂ、２１０ｃの形成に用いられるレーザ加工装置の
一例の概略構成図である。図７に示すように、このレー
ザ加工装置は、レーザ光２を発するレーザ発振器１と、
レーザ発振器１からのレーザ光によりワークＷの加工を
行なう加工系が設けられた装置フレーム６と、ワークＷ
の加工に関する情報処理および制御を行なう情報処理・
制御系７とを有する。ここで、ワークＷというのは、上
述した天板２００である。

【００２８】レーザ発振器１から発生されたレーザ光２
は、その一部がビームスプリッター３に反射され、この
反射光はパワーディテクター４によってモニターされ
る。一方、ビームスプリッター３を透過したレーザ光２
は、２つの４５°全反射ミラー５で反射されて装置フレ
ーム６に入射される。ビームスプリッター３としては、
合成石英の平行平面板を用い、表面反射のみでレーザ光
２の一部を分離している。

【００２９】装置フレーム６は、光学系８と、ワークＷ
の位置を観察および測定する観察・測定系９と、マスク
部１０と、ワークＷを移動させるためのワークステーシ
ョン１１とを有する。光学系８は、装置フレーム６に入
射されるレーザ光２の光軸ａ上に配置されたビーム整形
光学系およびケラー照明光学系８ａと、マスク部１０の
像をワークＷの加工面に結像させる投影光学系８ｂとを
有し、ビーム整形光学系およびケラー照明光学系８ａと
投影光学系８ｂとの間にマスク部１０が配置されてい
る。なお、投影光学系８ｂには、マスク部１０の耐久性
を考慮し、縮小光学系を用いるとよい。本実施例では、
４分の１倍縮小の投影光学系８ｂを用いた。

【００３０】上記光軸ａに対するワークＷの傾きを調整
するために、ワークステーション１１は、適宜な調整手
段を備えるとよい。例えば、互いに直交する３軸と、２
つの軸回りの回転の５軸について自由度を持つステージ
の組合せでワークステーション１１を構成してもよい。
回転調整のための中心をワークＷの加工中心に合わせる
構成にすることで、調整手段の制御を簡素化することが
できる。

【００３１】ワークステーション１１上でのワークＷの
位置決めのために、ワークＷをワークステーション１１
に取り付ける治具１１ａには、ワークステーション１１
上に配置したワークＷに突き当てる複数の基準ピンが設
けられているとよい。また、治具１１ａ上に、上記突き
当て機構の他に、エアー吸引などによるクランプ機構を
設けて、これをオートハンドと一体化し、ワークステー
ション１１へのワークＷの自動供給を可能にするとよ
い。また、ワークＷを複数個同時にワークステーション
１１にセットすることで、とりおき時間を短縮するよう
にしてもよい。ただし、この場合には、調整手段の回転
方向の１軸については、これをワークＷの中心に位置で
きないので、測定時とワークＷの移動時とで、基準値の
変換を行なう必要がある。

【００３２】観察・測定系９は、対物レンズを備えた鏡
筒９ａと、鏡筒９ａに組み込まれた落射照明光源９ｂ
と、鏡筒９ａに接続されたＣＣＤカメラセンサ９ｃとか
らなる１対の観測器、および光軸ａ上に配置された２面
のミラー９ｄにより構成されている。各測定器およびミ
ラー９ｄは、投影光学系８ｂとワークステーション１１
との間に配置されており、レーザ照射時にはミラー９ｄ
は光軸ａから外れ、測定時にのみ光軸ａ上に移動するよ
うにしている。本実施例では、ミラー９ｄの移動を、エ
アシリンダ機構により制御している。

【００３３】観察・測定系９からのワークＷの位置デー
タ、およびパワーディテクター４からのビームパワーの
データは、情報処理・制御系７にフィードバックされ
る。まず、観察・測定系９による測定結果が、各測定器
ごとに画像処理系７ａにもたらされ、信号処理の結果を
制御系７ｂに与える。制御系７ｂでは上記測定結果に基
づいてワークＷの移動距離を算出し、ワークステーショ
ン１１におけるステージ移動を移動手段７ｃで行なわせ
る。そして、観察・制御系９の値が一定値になると移動
手段７ｃによる位置調整を終了し、ミラー９ｄを光軸ａ
からずらし、レーザ発振器１に対してレーザ光２の発光
を行なわせる信号を一定時間あるいは一定パルス数与え
る。また、パワーディテクター４からのビームパワー情
報は、制御系７ｂにフィードバックされ、インターフェ
ース７ｄを介してレーザ発振器１に与える出力の調整を
行なう。

【００３４】このレーザ加工装置で使用するレーザ発振
器１としては、ＹＡＧレーザ発振器や、ＣＯ₂ レーザ発
振器や、エキシマレーザ発振器や、Ｎ₂ レーザ発振器
等、高出力のものが適用できるが、本実施例では、ワー
クＷとしてポリマー樹脂の一種であるポリサルフォン樹
脂を用いており、以下に述べる理由により、エキシマレ
ーザ発振器、その中でも特にＫｒ−Ｆエキシマレーザ発
振器を用いている。

【００３５】エキシマレーザは、紫外光を発振できるレ
ーザであり、高強度のエネルギーを出力でき、単色性に
優れ、指向性がよく、短パルス発振ができるだけでな
く、レンズで集光することによりエネルギー密度を大き
くできる利点がある。すなわち、エキシマレーザ発振器
は希ガスとハロゲンの混合気体を放電励起することで、
短パルス（１５〜３５ｎｓ）の紫外光を発振でき、Ｋｒ
−Ｆ、Ｘｅ−Ｃｌ、Ａｒ−Ｆレーザ等がよく用いられ
る。これらの発振エネルギー数は１００ｍＪ／パルス、
パルスの繰返し周波数は３０〜１００Ｈｚである。この
ように、高輝度の短パルス紫外光をポリマー樹脂の表面
に照射すると、照射部分が瞬間的にプラズマ発光と衝突
音を伴って分解、飛散する。いわゆる、”ABLATIVE PHO
TODECOMPOSITION (APD) ”過程を生じ、これによってポ
リマー樹脂の加工ができるのである。これは、他のレー
ザ、例えば赤外線であるＣＯ₂ レーザによる孔明けの場
合と明らかな差を生じる。例えば、ポリイミド（ＰＩ）
フィルムにエキシマレーザ（Ｋｒ−Ｆレーザ）を用いて
レーザ光を照射すると、ＰＩフィルムの光吸収波長がＵ
Ｖ領域にあるため、きれいな孔を明けることができる
が、ＵＶ領域にないＹＡＧレーザでは孔のエッジが荒
れ、ＣＯ₂ レーザでは孔の周囲にクレータができるので
ある。

【００３６】このように、紫外光を発振できるレーザは
ポリマー樹脂の加工性に優れているが、紫外光を発振で
きるレーザとして、エキシマレーザの他にも、ＹＡＧレ
ーザの４次高調波、ＹＡＧレーザの基本波と２次高調波
とのミキシング光、Ｎ₂ レーザが挙げられる。

【００３７】以上のようななレーザー加工装置を用いて
天板２００に溝２０２およびリブ２１０ａ、２１０ｂ、
２１０ｃを形成するわけであるが、その形成手順につい
て図８を参照して説明する。

【００３８】まず、天板となる部材に、溝を形成するた
めの平坦な面２００ａを形成しておく（図８（ａ））。
この面２００ａは、成形により形成してもよいし、成形
後に機械加工等により形成してもよい。次に、溝２０２
のパターンをもつマスクを介して面２００ａの所定の部
位にレーザー光を照射し、複数の溝２０２を形成する
（図８（ｂ））。溝２０２の形成後、マスクを交換し、
図８（ｃ）に示した斜線の領域をマスク部分２２０とし
てレーザー光を照射する。これにより、面２００ａのう
ちマスク部分２２０を除く部位が除去され、マスク部分
２２０がリブ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃとして形成
される。

【００３９】このようにして溝２０２やリブ２１０ａ、
２１０ｂ、２１０ｃが形成され、さらに溝２０２に対応
して吐出口２０３が形成された天板２００を、エネルギ
ー発生素子１０１が設けられた複数の素子基板を精度よ
く並べて配置したベースプレート３００上に接合するこ
とによって、インクジェット記録ヘッドが製造される。

【００４０】次に、図１に示したようなラインタイプの
インクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録
装置について説明する。図９は、いわゆるフルラインタ
イプのインクジェット記録装置の模式的概略図である。

【００４１】図９において、紙や布等の被記録媒体５０
２は、互いに平行に配置された２つの搬送ローラ５０１
により、図示矢印方向に搬送される。被記録媒体５０２
に対向して、フルラインタイプのインクジェット記録ヘ
ッド５０３が、被記録媒体５０２と所定の間隔をおいて
配置される。このインクジェット記録ヘッド５０３に
は、被記録媒体５０２の記録幅の幅方向の全幅にわたっ
て吐出口（不図示）が形成されており、被記録媒体５０
２を搬送しながら、記録信号に基づいてエネルギー発生
素子（不図示）を駆動し、吐出口からインクを吐出させ
ることで、被記録媒体５０２に記録が行われる。本発明
のインクジェット記録ヘッドは上述したように、エネル
ギー発生素子を設けたヒーターボードを複数個並べて構
成され、長尺のものを容易に製造することができるの
で、このようなフルラインタイプのインクジェット記録
ヘッド５０３に特に適している。

【００４２】本発明のインクジェット記録ヘッドの形態
としては、図１に示したようなラインタイプのインクジ
ェット記録ヘッドの他に、図１０に示すようなインクジ
ェットカートリッジ６００にも適用できる。インクジェ
ットカートリッジ６００は、インクジェット記録ヘッド
６０１と、インクジェット記録ヘッド６０１に供給する
ためのインクを貯蔵するインクタンク６０２とを一体と
し、小型化を図ったものである。また、このようなイン
クジェットカートリッジ６００は、インクタンク６０２
内のインクがなくなったらインクジェット記録ヘッド６
０１ごと交換できるようになっており、インクタンク６
０２とインクジェット記録ヘッド６０１との間の配管の
着脱が必要なくなるので、インクタンク６０２の交換が
容易に行える。

【００４３】インクジェットカートリッジ６００を用い
たインクジェット記録装置について、図１１を参照して
説明する。図１１において、ら線溝７５５の刻まれたリ
ードスクリュー７５６は、駆動モータ７６４の正逆回転
に連動し、駆動力伝達ギア７６２、７６０を介して回転
駆動される。キャリッジ７１０は、リードスクリュー７
５６との嵌合部に設けられたピン（不図示）によってら
線溝７５５に対して係合し、さらに案内レール７５４に
摺動自在に案内されていることにより、図示矢印ａ,ｂ
方向に往復移動できるようになっている。

【００４４】一方、被記録媒体７７１は、ガイド部材７
４１によってガイドされ、搬送モータ７４３を駆動源と
して回転するプラテンローラ７５１によって搬送され
る。紙送りモータ３６を駆動源として行われる。搬送さ
れた被記録媒体７７１は、インクジェットカートリッジ
６００と対向する位置において紙押え板７５３によりプ
ラテンローラ７５１に対して押圧され、インクジェット
記録ヘッド６０１（図１０参照）との距離が所定の距離
に保持される。ここで、被記録媒体７７１の所定ピッチ
でのピッチ送りとキャリッジ７１０の往復移動とを繰り
返しながら、記録信号に基づいてエネルギー発生素子
（不図示）を駆動し、吐出口（不図示）からインクを吐
出することで、記録が行われる。

【００４５】フォトカプラ７５８、７５９は、キャリッ
ジ７１０のレバー７５７のこの域での存在を確認して駆
動モータ７６４の回転方向の逆転等を行なうためのホー
ムポジション検知手段を構成する。

【００４６】インクジェットカートリッジ６００の前面
をキャップするキャップ部材７７０は、支持部材７６５
によって支持され、さらに吸引手段７７３を備え、キャ
ップ内開口７７１を介してインクジェット記録ヘッド６
０２の吸引回復を行なう。本体支持板７６７には支持板
７６８が取付けられており、この支持板７６８に摺動自
在に支持されたクリーニングブレード７６６は、図示し
ない駆動手段によって前後方向に移動される。クリーニ
ングブレード７６６の形態は図示するものに限られず、
公知のものが本例に適用できることは言うまでもない。
レバー７６３は、吸引回復操作を開始するためのもの
で、キャリッジ７１０と当接するカム７６９の移動にと
もなって移動し、駆動モータ７６４からの駆動力がギア
７６１やクラッチ切換等の公知の伝達手段によって移動
制御される。

【００４７】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復の各処理は、キャリッジ７１０がホームポジショ
ン側領域にきたときリードスクリュー７５６の作用によ
って、それぞれの対応位置で行なわれるようになってい
る。周知のタイミングで所望の作動を行なうようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。

【００４８】（第２実施例）図１２は、本発明のインク
ジェット記録ヘッドの第２実施例の、ヒーターボード１
５０とインク流路を仕切る壁２５９との圧接状態であ
る。図６に示すように、本実施例では、互いに隣接する
ヒーターボード１５０の境界部に対向する壁２５９につ
いては、第１実施例と同様に２本のリブ２６０ｂ、２６
０ｃを形成し、その他の壁２５９’には、その幅方向の
中央部に１本のリブ２６０ｄを形成している。

【００４９】この構成によると、ヒーターボード１５０
とリブ２６０ｂ、２６０ｃ、２６０ｄとの接触面積が第
１実施例の場合に比べて少なくなるため、同一の圧接力
に対しては、リブ２６０ｂ、２６０ｃ、２６０ｄにかか
る圧力が大きくなる。このため、天板がヒーターボード
１５０に圧接されたときにリブ２６０ｂ、２６０ｃ、２
６０ｄが圧縮されやすくなり、ヒーターボード１５０間
の段差の吸収効果が上がることになる。

【００５０】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて、優れた効果をもたらすものである。

【００５１】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。この方式はいわゆるオンデマンド
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。

【００５２】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、更に優れた記録を行なうことができる。

【００５３】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。

【００５４】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ー
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号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。

【００５５】さらに、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
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数個の記録ヘッ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１個の記録ヘッドと
しての構成のいずれでもよいが、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。

【００５６】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。

【００５７】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッ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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子あるい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う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。

【００５８】さらに、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、記録ヘッ
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、または混色によるフ
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。

【００５９】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、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述の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であれば良い。

【００６０】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
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
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０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ま
た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良い。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。

【００６１】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダと組み合せた複写装置、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
であってもよい。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおり構成され
ているので、以下に記載する効果を奏する。

【００６３】本発明のインクジェット記録ヘッドは、溝
付部材の素子基板と接する部分に圧接部を設け、そのう
ち、溝を仕切り、かつ、互いに隣接する２つの素子基板
の境界部に対向する壁の圧接部を、それぞれ異なる素子
基板に圧接される２つのリブで構成することで、隣接す
る素子基板間に隙間や段差が生じていても、溝と素子基
板との間を隙間なく圧接させることができる。その結
果、インク流路間のインクの漏れのない高品質なインク
ジェット記録ヘッドを得ることができる。また、組み立
て工程についても従来の同様の工程でよく、高品質のイ
ンクジェット記録ヘッドを容易に得ることができる。さ
らに、リブの形成については、レーザ加工を用いて行う
ことができるので、容易である。

【００６４】また、溝付部材に設けられる圧接部のう
ち、溝を仕切り、かつ、１つの素子基板にのみ対向する
壁の圧接部を１本のリブで構成することで、溝付部材を
基体に接合したとき、リブにかかる圧力が大きくなり、
溝付部材と素子基板とをより確実に圧接することができ
る。

【００６５】さらに、素子基板の数を多くすれば、長尺
のインクジェット記録ヘッドを容易に製造することがで
きるので、本発明のインクジェット記録ヘッドは、フル
ラインタイプのインクジェット記録ヘッド等のラインヘ
ッドに適している。

【００６６】本発明のインクジェット装置は、上述した
本発明のインクジェット記録ヘッドを備えることによ
り、インクジェット記録ヘッドの溝と素子基板との間が
確実に密着されており、良好な記録を行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの第１実施
例の主要な部品の構成を説明するための図である。

【図２】図１に示したインクジェット記録ヘッドの天板
の平面図、正面図および底面図である。

【図３】図２に示した天板のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】図２に示した天板を、溝の形成面側から見た拡
大斜視図である。

【図５】図２に示した天板の、互いに隣接する溝を仕切
る壁の断面図である。

【図６】図１に示したインクジェット記録ヘッドの、ヒ
ーターボードとインク流路を仕切る壁との圧接状態を示
す図である。

【図７】天板に溝およびリブを形成する際に用いられる
レーザ加工装置の一例の概略構成図である。

【図８】天板に溝およびリブを形成する手順を説明する
ための図である。

【図９】本発明のインクジェット記録ヘッドを備えたフ
ルラインタイプのインクジェット記録装置の一例の模式
的概略構成図である。

【図１０】本発明のインクジェット記録ヘッドを備えた
インクジェットカートリッジの一例の斜視図である。

【図１１】図１０に示したインクジェットカートリッジ
を備えたインクジェット記録装置の一例の概略構成図で
ある。

【図１２】本発明のインクジェット記録ヘッドの第２実
施例の、ヒーターボードとインク流路を仕切る壁との圧
接状態を示す図である。

【図１３】従来のインクジェット記録ヘッドにおいて、
素子基板に段差が生じた状態での素子基板とインク流路
を仕切る壁との圧接状態を示す図である。

【符号の説明】

１００、１５０ ヒーターボード １０１ エネルギー発生素子 １０２、４０１ パッド ２００ 天板 ２００ａ 面 ２０１ 液室 ２０２ 溝 ２０３ 吐出口 ２０５ パイプ ２０６ 供給口 ２０９、２６９、２５９’ 壁 ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２６０ｂ、２６０ｃ、
２６０ｄ リブ ２２０ マスク部分 ３００ ベースプレート ４００ 配線基板 ４０２ コネクター ５０１ 搬送ローラ ５０２、７７１ 被記録媒体 ５０３、６０１ インクジェット記録ヘッド ６００ インクジェットカートリッジ ６０２ インクタンク ７１０ キャリッジ ７４１ ガイド部材 ７４３ 搬送モータ ７５１ プラテンローラ ７５３ 紙押え板 ７５４ 案内レール ７５５ ら線溝 ７５６ リードスクリュー ７５７、７６３ レバー ７５８、７５９ フォトカプラ ７６０、７６２ 駆動力伝達ギア ７６１ ギア ７６４ 駆動モータ ７６５ 支持部材 ７６６ クリーニングブレード ７６７ 本体支持板 ７６８ 支持板 ７６９ カム ７７０ キャップ部材 ７７１ キャップ内開口 ７７３ 吸引手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樫野 俊雄 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 寺井 晴彦 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 小俣 好一 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 池谷 優 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３−184860（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−238896（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−250048（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクに与える吐出エネルギーを発生す
   る複数のエネルギー発生素子が配列された複数の素子基
   板が、前記各エネルギー発生素子の配列方向に沿って固
   定された基体と、インクを吐出する複数の吐出口および
   前記各吐出口に連通する溝が形成され、前記複数の素子
   基板に圧接されて前記基体に接合されることで前記各エ
   ネルギー発生素子に対応した複数のインク流路を構成す
   る溝付部材とを有するインクジェット記録ヘッドにおい
   て、 前記溝付部材の前記素子基板と接する部分には、該部分
   の形状に沿って前記素子基板に圧接される圧接部を有
   し、 前記圧接部のうち、前記溝を仕切り、かつ、互いに隣接
   する２つの素子基板の境界部に対向する壁の圧接部は、
   それぞれ異なる素子基板に圧接される２本のリブで構成
   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】 前記圧接部のうち、前記溝を仕切り、か
   つ、１つの素子基板にのみ対向する壁の圧接部は、１本
   のリブで構成される請求項１に記載のインクジェット記
   録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記リブの形状がレーザ加工により形成
   された請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘ
   ッド。
4. 【請求項４】 前記複数の吐出口は、記録が行われる被
   記録媒体の記録領域の幅方向に沿って形成されている請
   求項１、２または３に記載のインクジェット記録ヘッ
   ド。
5. 【請求項５】 前記エネルギー発生素子は、インクを吐
   出するために利用される熱エネルギーを発生するための
   電気熱変換体である請求項１、２、３または４に記載の
   インクジェットヘッド。
6. 【請求項６】 インクは、前記電気熱変換体によって印
   加される熱エネルギーによって生じる膜沸騰を利用して
   前記吐出口から吐出される請求項５に記載のインクジェ
   ット記録ヘッド。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項に記載
   のインクジェット記録ヘッドを備え、記録信号に基づい
   てインクを前記インクジェット記録ヘッドの吐出口から
   吐出して記録を行なうインクジェット記録装置。