JP3219152B2 - ページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッド - Google Patents

ページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッド

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JP3219152B2 JP14040991A JP14040991A JP3219152B2 JP 3219152 B2 JP3219152 B2 JP 3219152B2 JP 14040991 A JP14040991 A JP 14040991A JP 14040991 A JP14040991 A JP 14040991A JP 3219152 B2 JP3219152 B2 JP 3219152B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット印字ヘ
ッド、より詳細には、より小型の印字ヘッドサブユニッ
トからページ幅印字ヘッドを作るためのモジュール部分
バーおよびそれらのモジュール部分バーから作られたペ
ージ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッドに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット印字ヘッドの分野では、
印字ヘッドサブユニットの拡張アレーから印字ヘッドを
作る方法はよく知られている。大きな単一要素から大型
の印字ヘッドを作るモノリシック方式よりも印字ヘッド
サブユニット方式が好ましい理由は、印字ヘッドを作る
ために使用される材料（通常は、シリコンウェーハ）か
ら得られる使用可能なノズルの歩留りが高いためであ
る。サブユニット方式においてこの高い歩留りが得られ
る理由は、ページ幅印字ヘッドを組み立てる前に、個々
のサブユニットを試験できるからである。たとえば、内
部に抵抗発熱体を含む複数のノズル形成チャンネルを有
するサーマルインクジェット印字ヘッドを作るとき、１
個でも欠陥抵抗発熱体が見つかれば、モノリシック方式
では、2500個以上の抵抗発熱体を含むページ幅印字ヘッ
ドの全部を廃棄することになるのに対し、サブユニット
方式では、欠陥抵抗発熱体を含む印字ヘッドサブユニッ
トのみを廃棄すればよい。モノリシック方式にまさるサ
ブユニット方式の利点についての詳細は、たとえば、米
国特許第4,829,324 号を参照されたい。
【０００３】サブユニット方式を使用する場合には、ヒ
ートシンクの役目もする基板の一方の面に、複数の印字
ヘッドサブユニットを互いに突き合わせて配置し、ペー
ジ幅拡張アレー型印字ヘッドを作ることができる。代替
案として、共通基板たとえばヒートシンク基板の両面
に、複数の印字ヘッドサブユニットを配置したジグザグ
配置サブユニット方式を使用することもできる。このジ
グザグ配置サブユニット方式では、共通基板の各面上の
各印字ヘッドサブユニットの間にスペースが存在し、共
通基板の一方の面上の印字ヘッドサブユニットは、共通
基板の他方の面上のスペースの反対側に配置される。基
板２の一方の面に配置された印字ヘッドサブユニット４
は、記録媒体（たとえば、用紙）の全幅（ページ幅）に
及ぶ連続する文字列を印字することができないが、ペー
ジ幅ジグザグ配置アレー内のすべての印字ヘッドサブユ
ニット４（すなわち、基板２の両面上の印字ヘッドサブ
ユニット４）は共同して、用紙を横切って連続する文字
列を印字することができる。図１に、ページ幅ジグザグ
配置アレー型印字ヘッドの従来の構造を示す。共通ヒー
トシンク基板２の両面に、それぞれが複数のノズル６を
有する複数の印字ヘッドサブユニット４が配置されてい
る。各印字ヘッドサブユニット４へインクを供給するた
め、共通基板２の各面上に配置された印字ヘッドサブユ
ニット４に対し１個づつ、２個のインク供給マニホルド
８が設けられている。各印字ヘッドサブユニット４は、
インクマニホルド８に接する表面にインク充填孔を有す
る。インク充填孔は、インクマニホルド８の内部空洞を
各印字ヘッド４内のすべてのノズル６に連絡する。本発
明ばかりでなく、図１の従来のページ幅ジグザグ配置ア
レー型印字ヘッドにも使用できる印字ヘッドサブユニッ
トが、たとえば、米国特許第4,786,357 号に開示されて
いる。また、多数のジグザグ配置アレー型印字ヘッドの
構造が、米国特許第4,463,359 号に開示されている。
【０００４】従来のジグザグ配置アレー型印字ヘッドの
構造は、ページ幅印字ヘッドの基本的要求を満たしてい
るかも知れないが、多くの実用上の問題をかかえてい
る。第１の問題は、共通基板の一方の面上の印字ヘッド
サブユニットと、他方の面上の印字ヘッドサブユニット
とを整合させること（Ｘ，Ｙ，Ｚの各平面およびそれぞ
れのθ）が容易でないことである。両面の整合問題は、
共通基板の２つの面上に印字ヘッドサブユニットを所定
位置に接着する必要があるので（これは、組立治具の形
態を複雑にする）、一層ひどくなる。第２の問題は、図
１のように構成されたジグザグ配置アレー型印字ヘッド
の場合、両面の組立と実装が必要なことである。これに
は、インクマニホルドの両面の組立とシーリングのほ
か、両面のワイヤボンディングと保護が必要なことを意
味する。これには、組立方法を研究開発する必要があ
り、標準的な商業ベースで実施できない。第３の問題
は、不合格とされたページ幅印字ヘッド内の印字ヘッド
サブユニットのすべてが無駄になるかも知れないという
大きな不利益である。すなわち、共通基板に印字ヘッド
サブユニットが接着されたあと、１個でも欠陥または詰
まった印字ヘッドサブユニットが見つかれば、共通基板
の全部と、基板に含まれる良品の印字ヘッドモジュール
の全部が廃棄されることになる。
【０００５】米国特許第4,829,324 号は、複数の印字ヘ
ッドサブユニットから作られたページ幅アレー型インク
ジェット印字ヘッドを開示している。各印字ヘッドサブ
ユニットは、表面に複数の抵抗発熱体を有する発熱体板
と、一方の面に複数のノズル形成チャンネルを有するチ
ャンネル板とで構成される。突き合わせ方式を用いて多
数の印字ヘッドを基板の片面に配置し、ページ幅印字ヘ
ッドを作る方法を開示している。
【０００６】米国特許第4,786,357 号は、２個のシリコ
ンウェーハからサーマルインクジェット印字ヘッドを作
る方法を開示している。この方法では、最初に、一方の
シリコンウェーハに複数の発熱体板サブユニットが形成
され、他方のシリコンウェーハに複数のチャンネル板サ
ブユニットが形成される。次に、第１のシリコンウェー
ハ上の各発熱体板サブユニットが第２のシリコンウェー
ハ上の各チャンネル板サブユニットと対面するように、
２個のシリコンウェーハが互いに接着される。そのあ
と、接着されたシリコンウェーハが各サブユニットの間
で切断され、複数の完全に機能する印字ヘッドサブユニ
ットが作られる。
【０００７】米国特許第4,612,554 号は、異方性エッチ
ングにより一組の平行なＶ形溝が設けられた２個の同一
部品から成るインクジェット印字ヘッドを開示してい
る。Ｖ形溝の間の各ランド部に、発熱体とその関連アド
レッシング電極が配置されている。２個のＶ形溝付き部
品は、面と面で突き合わせることができるので、一方の
部品の発熱体と電極を含むランド部と他方の部品の溝と
を噛み合わせれば、自動的に自己整列する。続けて追加
された部品が互いに接合し、しかも続けて自己整列する
ように、最初の２つの接合した部品をずらすことによ
り、ページ幅印字ヘッドが作られる。
【０００８】米国特許第4,534,814 号は、じょうぶな支
持基板の間にはさまれたガラス基板上にパターニングさ
れた記録針の複数列から成る大型の印字ヘッドを開示し
ている。記録針の複数列は積み重ねることによって作ら
れ、記録針の各列はセクグメントを突き合わせて作られ
る。
【０００９】米国特許第4,863,560 号は、方向依存性エ
ッチング技術を用いて、シリコンウェーハからインクジ
ェット印字ヘッドのチャンネル板を製作する方法を開示
している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、印字ヘッドの組立に必要な精密固定具および組立手
順が非常に簡単である、ページ幅印字ヘッドを提供する
ことである。
【００１１】本発明の第２の目的は、商用実装技術をほ
とんど修正する必要のない、ページ幅印字ヘッドを提供
することである。
【００１２】本発明の第３の目的は、欠陥素子のため無
駄になる印字ヘッドサブユニットの数が少ない、ページ
幅印字ヘッド構造を提供することである。
【００１３】本発明の第４の目的は、部品の数が少な
く、かつ個々の印字ヘッドサブユニットへ供給されるイ
ンクを使用して、印字ヘッドサブユニットから熱を放散
させることができる、ページ幅印字ヘッド構造を提供す
ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記その他の
諸目的を達成し、かつ上に挙げた問題を解決するため、
以下の特徴を有するモジュール部分バーを提供する。す
なわち、モジュール部分バーは、長さを有する基板バー
と、基板バーの一方の面のみに取り付けられた複数の印
字ヘッドサブユニットから成り、各印字ヘッドサブユニ
ットは、隣りの印字ヘッドサブユニットから一定の間隔
をおいて配置されている。これらのモジュール部分バー
を建築ブロックのように使用して、ページ幅ジグザグ配
置アレー型印字ヘッドが作られる。２個の基板バーでペ
ージ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッドを作ることがで
きるように各基板バー上に印字ヘッドサブユニットが配
置されている場合、各モジュール部分バーは「モジュー
ル１／２バー」と呼ばれる。２個のモジュール１／２バ
ーからページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッドを作る
ため、いろいろなやり方で、一方のモジュール１／２バ
ーの上に他方のモジュール１／２バーが積み重ねられ
る。たとえば、印字ヘッドサブユニットを含む面が同一
方向を向いた状態で、または互いに向き合った状態で、
または互いにそっぽ向いた状態で、２個の１／２バーを
積み重ねることができる。印字ヘッドサブユニットを含
む面が同一方向を向いた状態で２個の１／２バーを積み
重ねる場合には、下の１／２バーの印字ヘッドサブユニ
ットへインクを供給するインク供給マニホルドを、上の
１／２バーの基板内に設けることができる。このように
１／２バーの基板（ヒートシンクの役目も果たす）内に
インクマニホルドを設けることにより、インクマニホル
ド内のインクを使用して、印字ヘッドから熱を一層放散
させることができる。印字ヘッドサブユニットを含む面
が互いに向き合った状態で２個の１／２バーを積み重ね
る場合には、ページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッド
内のすべての印字ヘッドサブユニットへインクを供給す
る共通インク供給マニホルドを使用することができるの
で、独立したインク供給マニホルドを２個設ける必要は
ない。代替案として、一般に印字ヘッドサブユニットを
構成するチャンネル板の構造を修正することにより、独
立したインク供給マニホルドをまったく使用しない済ま
すことができる。１／２バーの相互の配置に関係なく、
たとえ一方の印字ヘッドが詰まったり、不具合が生じて
も、ページ幅印字ヘッドの全部を交換する必要はなく、
欠陥印字ヘッドサブユニットを含む１／２バーのみを交
換すれば済む。
【００１５】
【実施例】以下、添付図面を参照して発明を詳細に説明
する。諸図面を通じて、類似の構成要素は同じ参照番号
で表示してある。以下説明する具体例は、２個のモジュ
ール部分バーでページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッ
ドを作れるように、一方の面のみに複数の印字ヘッドサ
ブユニットが配置されたモジュール部分バー（この場
合、モジュール１／２バーと呼ばれる）に関するもので
ある。しかし、２個以上のモジール部分バーを使用する
他の構造は本発明の範囲に含まれる。たとえば、３個も
しくは４個のモジュール部分バーを使用して、連続する
文字列を印字できるページ幅ジグザグ配置アレー型印字
ヘッドを作るため、基板バーの一方の面のみに印字ヘッ
ドサブユニットが配置されたモジュール部分バーを作る
ことができる。そのようなモジュール部分バーは、それ
ぞれ、モジュール１／３バーまたはモジュール１／４バ
ーと呼ばれる。このように、用紙の全幅を横切って連続
する文字列を印字することができるページ幅ジグザグ配
置アレー型印字ヘッドを作るには、１個またはそれ以上
のモジュール部分バーが必要である。ジグザグ配置アレ
ー型印字ヘッドはその全長にわたって連続する文字列を
印字することができるが、１個のモジュール部分バーで
は、基板バー上の各印字ヘッドサブユニットの間にスペ
ースが存在するので、連続する文字列を印字することが
できない。
【００１６】図２は、本発明に従って構成されたモジュ
ール１／２バー１０の部分正面図である。モジュール１
／２バー１０は、一方の面１１のみに複数の印字ヘッド
サブユニット４が接着された基板バー１２を有する。モ
ジュール１／２バー１０は、基板バー上の各印字ヘッド
サブユニット４の間にスペースが存在するので、連続す
る文字列を印字することができないけれども、それぞれ
の１／２バー１０のサブユニット４がジグザグ配置にな
るように２個の１／２バー１０を互いに積み重ねると、
連続する文字列を印字することができるページ幅ジグザ
グ配置アレー型印字ヘッドができる。基板バー１２は、
さらに、第１面１１の反対側に第２面１３を有する。基
板バー１２の長さは、最終製品のページ幅ジグザグ配置
アレー型印字ヘッドの全幅に等しくてもよいし（たとえ
ば、ページ幅印字ヘッドを作る場合には、ページの幅に
相当する長さにすることができる）、最終製品のページ
幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッドの幅より短くてもよ
い。基板バー１２の長さが最終製品の印字ヘッドの幅よ
り短い場合には、合計した長さが、最終製品のページ幅
印字ヘッドの幅に等しくなるまで、２個またはそれ以上
の基板バー１２が互いに長手方向に突き合わされる。基
板バー１２は、複数の印字ヘッドサブユニット４の支持
体のほかに、ヒートシンクの機能も果たすことが好まし
い。ヒートシンクとして使用する場合には、熱伝導率が
大きく、熱膨張率が低い材料で基板バー１２を作るべき
である。金属、黒鉛、等の材料は、ヒートシンクの材料
として適している。
【００１７】印字ヘッド４は、一般に、基板バー１２の
面１１に接着される第１表面５と、第１表面５の反対側
の第２表面７を有する。各印字ヘッド４の前面に形成さ
れた複数のインクジェットノズル６は、記録媒体（たと
えば、用紙）へ向けてインク滴を噴射する作用をする。
たとえば、印字ヘッドサブユニット４は、「サーマルイ
ンクジェット型」にすることができる。すなわち、各ノ
ズル６に通じているインクチャンネルの内部に配置され
た抵抗発熱体に電気パルスが印加されると、発熱体が瞬
時にインクを加熱して気泡を発生し、各ノズル６からイ
ンク滴を噴射する。詳しくは、たとえば米国特許第4,46
3,359 号、同第4,786,357 号、同第4,829,324 号、およ
び同第4,601,777 号を参照されたい。他の形式のインク
ジェット印字ヘッドとして、「コンティニュアス型」が
ある。すなわち、圧電アクチュエータまたは熱エネルギ
ーパルスによってインク滴がノズル６から連続的に噴射
され、そして潜在的に同期化される。続いて、インク滴
が選択的に荷電されて、記録媒体からそらされ、記録媒
体上にイメージが形成される。詳しくは、たとえば米国
特許第4,638,328 号を参照されたい。他の形式のインク
ジェット印字ヘッドも、サブユニット方式が適用できる
ものである限り、本発明を使用することができる。
【００１８】図２に示したサーマルインクジェット印字
ヘッドの各サブユニット４は、基板バー１２の面１１に
接着される第１表面５と、複数の抵抗発熱体が設けられ
た第２表面３をもつ発熱体板を有する。各サブユニット
４は、さらに、複数のノズル形成チャンネルが設けられ
ていて、発熱体板の第２表面３に接着される第１表面９
をもつチャンネル板を有する。チャンネル板の第２表面
７には、通例、インク源からノズル６へインクを供給す
るインク供給孔２７（図９参照）が設けられている。イ
ンク供給孔２７は、さまざまな形状をもつように作るこ
とができるが、一般に、チャンネル板の第２表面７から
第１表面９へ伸びており、フライス削りまたはエッチン
グによってインク供給孔２７とチャンネル間のチャンネ
ル板部分を除去することにより、あるいは発熱体板に設
けられたポリイミド層に、インク供給孔２７とチャンネ
ル板のチャンネルを連絡する溝を設けることにより、ノ
ズル形成チャンネルに連絡される。チャンネルが発熱体
サブユニットの表面３に設けられたポリイミド層に形成
された構造については、たとえば米国特許第4,774,530
号を参照されたい。また、インク供給孔２７とノズル形
成チャンネル間のチャンネル板部分が除去された構造の
例については、前に引用した米国特許第4,601,777 号を
参照されたい。
【００１９】各印字ヘッドサブユニット４は、隣りのサ
ブユニットから零以上の距離をおいて配置されるように
基板バー１２上に位置決めされる。この結果、基板バー
１２上の各印字ヘッドサブユニット４の間にスペースが
生じる。このスペースは、各サブユニットを娘基板に接
続するためのワイヤリングを入れたり、各印字ヘッドサ
ブユニット４へインクを供給する構造を組み入れるため
利用できる。１／２バーを作る場合には、２個の１／２
バーを相手の上に積み重ねたとき、結合された２個の１
／２バーが、ページ幅にわたる連続する文字列を印字す
ることができるページ幅印字ヘッドを構成するように、
各印字ヘッドサブユニット４の間のスペースを各サブユ
ニット４の幅より短くすることが好ましい。しかし、２
個以上のモジュール部分バーを使用して最終製品のペー
ジ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッドを作る場合には、
各印字ヘッドサブユニットの間のスペースを、各サブユ
ニットの幅より大きくすることができる。たとえば、３
個または４個のモジュール部分バーを積み重ねて作られ
たジグザグ配置アレー型印字ヘッドが連続する文字列を
印字することができる限り、モジュール１／３バーまた
はモジュール１／４バーの各印字ヘッドサブユニット間
のスペースを、印字ヘッドサブユニットの幅より大きく
することができる。また、特に、印字ヘッドに、より高
密度のｓｐｉ（１インチ当たりのインクスポット数）が
要求された場合には、より狭いスペースにすることもで
きるが、各印字ヘッドサブユニット間の距離は、通例、
単一サブユニット４の幅の１／２以上である。
【００２０】図３に示した１／２バー１０′は、図２に
示した１／２バー１０の修正態様である。１／２バー１
０′の基板バー１２′は、一方の面１１のみに一定間隔
をおいて配置された複数の印字ヘッドサブユニット４を
有する点で基板バー１２に類似しているが、インクマニ
ホルド１４を構成するボア１６を有する点で、図２の基
板バー１２とは異なる。基板バー１２′の第２表面１３
を貫通する複数のインク供給孔１８は、インクマニホル
ド１４のボア１６を、各印字ヘッドサブユニット４の表
面７にあるインク充填孔２７に連絡するためのものであ
る。印字ヘッドを含む面１１が同じ方向を向いた状態で
複数のモジュール１／２バー１０′を互いに積み重ねる
ことにより、ページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッド
を作ることができる。下の１／２バーの上に置かれた印
字ヘッドサブユニットのインク充填孔２７とインク供給
孔１８とが通じるように１／２バー１０′を配置すれ
ば、使用する１／２バーの数に関係なく、ページ幅ジグ
ザグ配置アレー型印字ヘッドを作るために必要なインク
供給マニホルド８は１個だけでよい（図９参照）。した
がって、ページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッドを作
るために必要なインク供給マニホルドの数が減る。さら
に、基板バー１２′にインク供給マニホルド１４を組み
入れれば、印字ヘッドサブユニットが発生した熱は、マ
ニホルド１４内のインクによって基板バー１２′から放
散される。
【００２１】前に述べたように、基板バー１２上の各印
字ヘッドサブユニット４間のスペースを利用して、各印
字ヘッドサブユニット４へインクを供給する構造を組み
入れることができる。たとえば、各発熱体板の下面５に
設けたインク充填孔２７′を通して各印字ヘッドサブユ
ニット４へインクを供給することにより、チャンネル板
の第２表面７にあるインク充填孔２７を削除することが
できる。そのようなインク供給構造を図４に示す。この
構造は、各チャンネル板および各発熱体板を横方向に拡
張して延長部４′を生成することにより作られる。延長
部４′は、ノズル形成チャンネルおよび抵抗発熱体を越
えて基板バー１２″上の各印字ヘッドサブユニット４の
間の利用可能スペースに伸びている。次に、発熱体板の
延長部を貫いて第１表面５から第２表面３までインク充
填孔２７′が形成される。インク充填孔２７′は、方向
依存性エッチング、レーザー、サンドブラスチング、そ
の他の適当な技術で形成することができる。発熱体板を
貫いて形成されたインク充填孔２７′は、チャンネル板
または発熱体板のポリイミド層に設けられた共通チャン
ネル２８（印字ヘッドサブユニット４のすべてのノズル
形成チャンネルと通じている）を介して、チャンネル板
のノズル形成チャンネルと通じる。次に、基板バー１
２″の全長に及ぶボア１６を設け、そして各印字ヘッド
サブユニットにつき１個づつ、ボア１６から基板バー１
２″の第１表面１１まで伸び、各サブユニット４の発熱
体板の第１表面５のインク充填孔２７′に通じる複数の
インク供給孔１８′を設けることにより、基板バー１
２″上の各印字ヘッドサブユニット４へインクが供給さ
れる。上記のインク供給構造を有するモジュール部分バ
ー１０″は、特別なインク供給構造（たとえば、別個の
マニホルド）を使用せずに完全に動作し、しかもインク
が基板バー１２″からの熱の放散を促進するので、上記
の構造は有益である。
【００２２】図５に、２個のモジュール１／２バー１０
の印字ヘッドサブユニットを含む面１１を互いに向き合
わせて作ったページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッド
を示す。このページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッド
は、すべての印字ヘッドサブユニット４へインクを供給
するインク供給マニホルド２２を備えている。インク供
給マニホルド２２に、内部空洞２４と複数のインク供給
孔２６が形成されている。インク供給孔２６は、内部空
洞２４と各印字ヘッドサブユニット４のインク充填孔２
７とを連絡し、インクをインク充填孔２７へ供給する。
図５に示したインク供給構造は、従来のように、独立し
たインク供給マニホルド８を２個設ける必要はない。
【００２３】図６に、印字ヘッドサブユニットを含む面
１１を互いに向き合った状態で、２個の１／２バー１０
Ａ，１０Ｂを配置し、インク供給マニホルドを必要とし
ないように印字ヘッドサブユニット４″を修正した、本
発明の別の実施例を示す。図７に示すように、各印字ヘ
ッドサブユニット４″の各側面の近くに、インク充填孔
３０が設けられている。インク充填孔３０はチャンネル
板のチャンネルを含む表面９上に設けられた共通チャン
ネル２８と通じているので、その共通チャンネル２８を
介して、ノズル６を形成している各チャンネルと通じて
いる。インク充填孔３０は、アレー内のすべての印字ヘ
ッドサブユニット４″の各側面の近くにある。また、各
モジュール１／２バー１０Ａ，１０Ｂの各印字ヘッドサ
ブユニット４″の第２表面７と、反対側のモジュール１
／２バー１０Ｂ，１０Ａ上の隣接する２個の印字ヘッド
サブユニット４″の第２表面７とが、各側面の近くで接
触するように、印字ヘッドサブユニット４″は各モジュ
ール１／２バー上に配置されている。したがって、各印
字ヘッドサブユニット４″のインク充填孔３０の１つ
が、相手側の接触している各印字ヘッドサブユニット
４″のインク充填孔３０の１つと通じているので、アレ
ー内のすべての印字ヘッドサブユニット４″は互いに直
列に接続された状態にある。したがって、アレー内の印
字ヘッドサブユニット４″の１つをインク源に接続すれ
ば、印字ヘッドのすべてのノズル６にインクが供給され
るであろう。たとえば、印字ヘッドサブユニット４″の
背面または側面から共通チャンネル２８に接続して、印
字ヘッドサブユニット４″の１つをインク源に接続する
ことができる。
【００２４】図７は、図６のアレー内の各印字ヘッドサ
ブユニット４″へインクを供給する一構造を示すが、他
の構造も考えられる。たとえば、もしモジュール１／２
バー１０Ｂの表面１１上の各サブユニット４の間に、他
方の１／２バー１０Ａ上の印字ヘッドサブユニット４へ
インクを供給するマニホルド（たとえば、図６の斜線を
付けたマニホルド３２）を設けることにより（逆の場合
も同じ）、表面７の中央にインク充填孔２７がある印字
ヘッドサブユニット４を図６のアレーに使用することが
できる。図４に示したと同様なやり方で基板バー１２の
背面または基板バー１２を通して、各マニホルド３２に
インクを供給することができる。上記の代替案として、
図４に示したように各印字ヘッドサブユニット４の背面
または側面あるいは発熱体の第１表面５を通して、すべ
てのノズル６に通じた各サブユニット４の共通チャンネ
ル（たとえば、共通チャンネル２８）に接続することに
より、各印字ヘッドサブユニット４へ個別にインクを供
給することができる。詳しく述べると、各基板バー１２
上の各印字ヘッドサブユニット４間のスペースを利用し
て、各印字ヘッドサブユニット４の側面から共通チャン
ネル（たとえば、共通チャンネル２８）に接続する構造
空間を設けることができる。このように、ジグザグ配置
サブユニット方式に本質的に存在するサブユニット間の
スペースは完全に利用される。図７に示した印字ヘッド
サブユニット構造の利点の１つは、すべての印字ヘッド
サブユニットが互いに直列に連絡されるので、全ページ
幅アレー内の印字ヘッドサブユニット４″のどれか１つ
にインク供給手段を接続すればよいことである。
【００２５】共通チャンネル２８は必ずしもチャンネル
板の表面９になければならないことはなく、米国特許第
4,774,530 号に記載されているように、発熱体板の表面
３上のポリイミド層（または、他の物質層）内にあって
もよいことを理解されたい。したがって、連絡手段が各
サブユニット４のすべてのノズル６に通じ、しかも外部
インク源に接続することができる限り、各印字ヘッドサ
ブユニット４に、任意の数の連絡手段を設けることがで
きる。また、ページ幅ジグザグ配置アレーの一方または
両方の１／２バーへインクを供給する独立したマニホル
ド、基板バー上または別の１／２バーの印字ヘッドサブ
ユニットへインクを供給するため１／２バー１０″まは
１０′の基板バー１２″または１２′内に作られたマニ
ホルド、あるいは印字ヘッドサブユニットの上面、下
面、背面、側面から１個以上の印字ヘッドサブユニット
に接続する各種のインク供給構造など、印字ヘッドサブ
ユニットへインクを供給する任意の数の供給手段を設け
ることができる。
【００２６】図８に、印字ヘッドサブユニットを含む第
１表面１１が互いに反対方向を向き、第２表面１３が互
いに接した状態で２つの１／２バー１０を配置した、本
発明の別の実施例を示す。この配置は、２個の独立した
インク供給マニホルド８を使用して、アレー内のすべて
の印字ヘッドサブユニット４へインクを供給することが
できる点で、従来のページ幅ジグザグ配置アレー型印字
ヘッドと似ているが、図８に示した配置が従来の配置よ
り優れている点は、アレー内の印字ヘッドサブユニット
４のどれか１つに欠陥がある場合、その欠陥サブユニッ
ト４を含む１／２バーのみを廃棄すればよいので、欠陥
が生じても多数の印字ヘッドサブユニットのうちの半分
が無駄になるだけである。
【００２７】図９は、４個の１／２バーを積み重ねて作
った２色ページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッドの部
分正面図である。図９に示した実施例の場合、下の２個
の１／２バーは、第１カラーインクを噴射するために使
用され、上の２個の１／２バーは第２カラーインクを噴
射するために使用される。２色ページ幅印字ヘッドを示
したが、一対の１／２バーをさらに多く積み重ねること
により、簡単に、多色印字を行うことが可能である。さ
らに、図９のすべての１／２バーは、印字ヘッドサブユ
ニットを含む面１１が同一方向に向いた状態で配置され
ているが、別の配置法を用いることができる。
【００２８】サーマルインクジェット印字ヘッドについ
て本発明を説明したが、記載した特定実施例は例示のた
めのものであり、発明を限定するものではない。また、
図示したモジュール部分バーは１／２バー形式であるが
（すなわち、２個のモジュール部分バーを積み重ねてペ
ージ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッドを作ることがで
きる）、他の構造たとえばモジュール１／３バーやモジ
ュール１／４バーも考えられる。そのほか、特許請求の
範囲に記載した発明の精神および発明の範囲の中で、さ
まざまな修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の方法を用いて作られたページ幅ジグザグ
配置アレー型印字ヘッドの部分正面図である。
【図２】基板バーの一面のみに、複数の印字ヘッドが配
置されている、本発明に係る１／２バーの部分正面図で
ある。
【図３】基板バー内にインクマニホルドが形成されてい
る、本発明に係る１／２バーの部分正面図である。
【図４】基板バー内に図３とは異なる構造のインクマニ
ホルドが形成されている、本発明に係る１／２バーの部
分正面図である。
【図５】印字ヘッドサブユニットを含む面が交互に共通
インク供給マニホルドに面するように配置された、２個
の１／２バーから作られたページ幅ジグザグ配置アレー
型印字ヘッドの部分正面図である。
【図６】インク供給マニホルドが必要ないように個々の
印字ヘッドサブユニットが修正されていることを除き、
２個の１／２バーが図５と同様に配置されている、本発
明に係るページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッドの部
分正面図である。
【図７】図６のページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッ
ドに使用されている印字ヘッドサブユニットの部分正面
図であって、インク供給マニホルドを必要としない印字
ヘッドサブユニットのインク充填孔を示す。
【図８】印字ヘッドサブユニットを含む面が互いに反対
方向を向いた状態で２個の１／２バーが配置されてい
る、ページ幅ジグザグ配置アレー型印字ヘッドの部分正
面図である。
【図９】１／２バーを積み重ねて作った２色ページ幅ジ
グザグ配置アレー型印字ヘッドの部分正面図である。
【符号の説明】
２ ヒートシンク基板 ３ 発熱体板の第２表面 ４，４″印字ヘッドサブユニット ４′印字ヘッドサブユニットの延長部 ５ 発熱体板の第１表面 ６ ノズル ７ チャンネル板の第２表面 ８ インク供給マニホルド ９ チャンネル板の第１表面 １０，１０′，１０″１０Ａ，１０Ｂ モジュール１／
２バー １１ １／２バーの第１表面（印字ヘッドサブユニット
を含む表面） １２，１２′，１２″ 基板バー １３ １／２バーの第２表面 １４ インクマニホルド １６ ボア １８ インク供給孔 ２２ インク供給マニホルド ２４ 内部空洞 ２６ インク供給孔 ２７，２７′インク充填孔 ２８ 共通チャンネル ３０ インク充填孔 ３２ インクマニホルド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド ジェイ ドレイク アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14618 ロチェスター フレンチ ロー ド 480 (72)発明者 ゲアリー エイ ニーゼル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウェブスター ウッダード ロ ード 1819 (72)発明者 イーヴァン レザンカ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ピッツフォード スクワイアー レーン ６ (72)発明者 ロバート ピー アルタヴェラ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ピッツフォード バー オーク ドライヴ ５ (56)参考文献 特開 昭60−112450（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−11330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−198466（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−11168（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−37957（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モジュール構成の部分的なバーにおい
    て、 長く延びる基板バーと、複数の印字ヘッドサブユニットであって、各印字ヘッド
    サブユニットは２つの対向する面を有し、各印字ヘッド
    サブユニットは前記２つの対向面の第１の面によって前
    記 基板バーの一方の面のみに取り付けられており、各印
    字ヘッドサブユニットは、隣接の印字ヘッドサブユニッ
    トから零より多い距離だけ離して配置されている、複数
    の印字ヘッドサブユニットと、 同じインク色に対応する少なくとも２つのモジュール構
    成の部分的バーを一緒に取り外し可能に積み重ねる、取
    り外し可能な積み重ね手段とを備え、 前記印字ヘッドサブユニットの各々について、インクを
    当該印字ヘッドサブユニットに供給するインク供給開口
    を備え、該インク供給開口が当該印字ヘッドサブユニッ
    トの前記２つの対向面の第２の面に配置されている こと
    を特徴とするモジュール構成の部分的なバー。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のモジュール構成の部分
    的なバーにおいて、前記基板バーは、ヒートシンク材料
    で形成されていることを特徴とするモジュール構成の部
    分的なバー。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のモジュール構成の部分
    的なバーにおいて、各印字ヘッドサブユニットは、その
    前面に配置された複数のノズルと、該ノズルをインク供
    給源に流体連通させる連通手段とを有しており、更に、
    前記モジュール構成の部分的なバーは、少なくとも１つ
    の前記印字ヘッドサブユニットの前記連通手段に流体連
    通して、少なくとも１つの前記連通手段にインクを供給
    するための供給手段を具備することを特徴とするモジュ
    ール構成の部分的なバー。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のモジュール構成の部分
    的なバーにおいて、各印字ヘッドサブユニットは、 その前面に配置された複数のノズルと、該ノズルをイン
    ク供給源に流体連通させる連通手段とを有し、 更に、前記基板バーに接合された第１の表面と、該第１
    表面と反対側の第２の表面とを有し、前記連通手段は、
    各印字ヘッドサブユニットの第２表面を貫通して延びる
    少なくとも１つの充填孔であり、且つ、該連通手段は、
    各印字ヘッドサブユニットの前記複数のノズルに流体連
    通していることを特徴とするモジュール構成の部分的な
    バー。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載のモジュール構成の部分
    的なバーにおいて、前記基板バーは、前記一方の面と反
    対側の第２の面と、前記基板バーをその長手方向に沿っ
    て貫通するように延びるインクマニホルドを形成するボ
    アと、別の基板バーに配置された印字ヘッドサブユニッ
    トのためのインク供給手段を形成する複数のインク供給
    孔であって前記ボアから前記基板バーの前記第２面へ延
    びる複数のインク供給孔とを有し、各インク供給孔は、
    隣接するインク供給孔からは間隔をおいて配置され、且
    つ、前記基板バーの第２面上の、各印字ヘッドサブユニ
    ット間のスペースに対応する位置に配置されていること
    を特徴とするモジュール構成の部分的なバー。
  6. 【請求項６】 全幅のジグザグ配置したアレイ状印字ヘ
    ッドにおいて、 長く延びる第１の基板バーと、第１のセットの印字ヘッ
    ドサブユニットとを包含する第１のモジュール構成の半
    幅のバーであって、各印字ヘッドサブユニットは２つの
    対向する面を有し、各印字ヘッドサブユニットは前記２
    つの対向面の第１の面によって前記基板バーの一方の面
    のみに取り付けられており、各印字ヘッドサブユニット
    が、隣接の印字ヘッドサブユニットに対して零より大き
    く且つ等しいスペースをもって離れていて、該スペース
    が前記基板バーの前記一方の面の各印字ヘッドサブユニ
    ットの間に存在しており、前記第１基板バーは該基板バ
    ーの前記一方の面と反対側の第２面を有する、第１モジ
    ュール構成の半幅バーと、 長く延びる第２の基板バーと、第２のセットの印字ヘッ
    ドサブユニットとを包含する第２のモジュール構成の半
    幅のバーであって、前記第２セットの印字ヘッドサブユ
    ニットの各々は、２つの対向する面を有し且つ該２つの
    対向面の第１の面によって前記基板バーの一方の面のみ
    に取り付けられており、前記第２セットの各印字ヘッド
    サブユニットが、隣接の印字ヘッドサブユニットに対し
    て、前記第１セットの隣接の印字ヘッドサブユニット間
    のスペースに等しい距離をもって離れていて、そのスペ
    ースが前記第２基板バーの前記一方の面の各印字ヘッド
    サブユニットの間に存在しており、前記第２基板バーは
    該基板バーの前記一方の面と反対側の第２の面を有す
    る、第２モジュール構成の半幅バーとを備え、更に、前記第１モジュール構成の半幅バー及び第２モジ
    ュール構成の半幅バーの前記印字ヘッドサブユニットの
    各々について、当該印字ヘッドサブユニットの前記２つ
    の対向面の第２の面にインクを供給するインク供給手段
    を備えており、 前記第１モジュール構成の半幅バーは、前記第２モジュ
    ール構成の半幅バー上に、前記第１セットの印字ヘッド
    サブユニットが前記第２セットの印字ヘッドサブユニッ
    トに対してジグザグ配置となるように、積み重ねられて
    いることを特徴とする印字ヘッド。
  7. 【請求項７】 全幅のジグザグ配置したアレイ状印字ヘ
    ッドにおいて、 少なくとも２つのモジュール構成の部分的なバーを備
    え、各バーは、長く延びる基板バーと、印字ヘッドサブ
    ユニットのセットとを包含し、各印字ヘッドサブユニッ
    トは２つの対向する面を有し、各印字ヘッドサブユニッ
    トは前記２つの対向面の第１の面によって前記基板バー
    の一方の面のみに取り付けられており、各モジュール構
    成の部分的バー上の各印字ヘッドサブユニットは、隣接
    の印字ヘッドサブユニットに対して零より大きいスペー
    スをもって離れていて、そのスペースが各モジュール構
    成の部分的バーの基板バーの前記一方の面の各印字ヘッ
    ドサブユニットの間に存在しており、各基板バーは該基
    板バーの前記一方の面と反対側の第２の面を有してお
    り、更に、前記少なくとも２つのモジュール構成の部分的バ
    ーの前記印字ヘッドサブユニットの各々について、当該
    印字ヘッドサブユニットの前記２つの対向面の第２の面
    にインクを供給するインク供給手段を備えており、 前記少なくとも２つのモジュール構成の部分的バーは、
    全モジュール構成部分的バー上の印字ヘッドサブユニッ
    トが協働して実質的にその全長さに沿ってテキストの連
    続ラインを印字することができる全幅のジグザグ配置ア
    レイ状の印字ヘッドを形成するように、相互に、積み重
    ねられていることを特徴とする印字ヘッド。
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