JP4564636B2 - 記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録ヘッドおよび該記録ヘッドを用いることができるインクジェット記録装置に関し、詳しくは、記録ヘッドの液路においてインク吐出に伴って行われるインクリフィルのための構成に関するものである。
【０００２】
なお、本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。
【０００３】
【従来の技術】
従来、紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の被記録媒体（以下では、単に「記録紙」ともいう）に対して記録を行なう記録装置は、種々の記録方式、例えばワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方式、インクジェット方式による記録ヘッドを用いた形態として提供されている。
【０００４】
これらの方式の中で、インクジェット記録方式は、記録ヘッドのインク吐出用の微細な孔（以下、「吐出口」という）からインクを吐出し、このインクを記録情報に応じて記録紙に付着させて記録を行うものであり、比較的高速の記録が可能であり、また、普通紙等に手軽に記録できるといった種々の利点を有している。
【０００５】
また、インクジェット方式はインク滴の形成方法および吐出エネルギの発生方法により、コンテニュアス方式（電荷粒子制御方式およびスプレー方式が含まれる）とオンデマンド方式（ピエゾ方式、スパーク方式およびバブルジェット方式が含まれる）とに大きく分けることができる。
【０００６】
コンテニュアス方式は、電荷を帯びたインクを連続的に吐出するとともに、電界を制御することによって、必要な液滴だけを記録紙に付着させ、また、記録に不要なインクは所定のインク受けによって回収するものである。これに対して、オンデマンド方式は、記録に必要な時だけインクを吐出するものであり、このため、インクの無駄がなく、また、不要なインクが吐出されないことにより装置内部を汚すことはない。一方、このオンデマンド方式はインクの吐出動作が基本的にインクの流動等に関して起動と停止を伴うものであるため、コンテイニュアス方式に比べて吐出駆動の際の応答周波数は低い。このため、吐出口の数を増やすこと等により全体として記録の高速化を図っている。以上の点から、現在市販されているインクジェット記録装置の多くはオンデマンド方式のものである。
【０００７】
このようなインクジェット方式による記録装置では、インク吐出口と、これに連通する液路と、その液路においてインク吐出のためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子とを有する記録ヘッドを備えている。そして、記録を実施する際には、吐出エネルギー発生素子に吐出エネルギーを発生させ、これを液路内のインクに作用させて吐出のための圧力を発生させ、この圧力を利用してインクを吐出口から吐出させる。
【０００８】
なお、インクジェット記録に用いられるインクとしては、顔料や染料などの記録剤を、水、水溶性有機溶剤または非水溶性有機溶剤などの溶媒に溶解もしくは分散したものが一般的に使用されている。
【０００９】
以上のような記録ヘッドにおけるインク吐出動作では、吐出のために発生する上記圧力は、液路内のインクを介して、吐出のため吐出口の方向と、液路に対するインクの供給元である液室の方向の両方に伝達される。そして、吐出口方向に伝達された圧力の作用によって、液路内のインクがインク吐出口から押し出されて飛翔液滴が形成されることになる。
【００１０】
そして、吐出されたインクが液滴となってインク吐出口から離れる際、その吐出液滴量に応じて吐出口近傍の液路に形成されるメニスカスが後退し、このメニスカスを吐出口の方向に引き戻そうとする作用により、ある時間の経過後、再び液路内のインクの充填状態が吐出前の状態に復帰する。この現象はリフィルと呼ばれているものであり、実際の記録の際には以上の動作が繰り返され、良好なリフィルが行われることによって、安定したインク吐出が持続して得られる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このリフィルが次の吐出に間に合わないことが吐出周波数等の関係で生じる場合があり、このようにリフィルが不完全な状態で吐出が行われると、吐出インク滴量の減少等の吐出不良を起こすことがある。その結果、例えば吐出インク滴によって被記録媒体に形成されるインクドットの径が減少して全体的な記録品位の低下や、吐出インク滴の被記録媒体上における着弾点精度が低下して記録画像のボケや、ヨレ、スジ、白ヌケ等の発生を招くことがある。
【００１２】
インクジェット記録方式のような液体を用いた記録技術における上述のような問題の解決は、液路等の構造の改良やインクの物性の調整によって行われてきたが、多数のインク吐出口を配列した記録ヘッドにおいては、このような改良や調整のみによっては充分な改善効果が得られない場合が多い。以下、図面を参照しながらこの問題点を説明する。
【００１３】
図２０(ａ)および(ｂ)は、インクジェット記録ヘッドの主要部の断面をインクの吐出方向から見た図を示し、同図（ａ）はインク吐出に伴って生ずる共通液室方向の圧力を説明するための図であり、同図（ｂ）は良好なリフィール状態を得るために必要な圧力を説明するための図である。
【００１４】
記録ヘッド１００は、多数の吐出口(図示省略)と、これらの吐出口とそれぞれ連通する液路１０２と、液路１０２内に配設された吐出エネルギー発生体１０３と、各液路へインクを供給するための共通液室１０４とを有する。共通液室１０４はインク供給口１０５を介して不図示のインクタンク（インクカートリッジともいう）と連通し、これにより共通液室は常にインクが満たされた状態にある。
【００１５】
図２０（ａ）に示すように、多数のインク吐出口から同時、もしくは若干時間差をもってインクを吐出させると、この吐出に伴って各液路１０２で生じた圧力はそれぞれの液路から共通液室１０４の方向に伝わる。そして、このような圧力は共通液室１０４で一体となって一つの大きな圧力となる。各液路で生じた圧力はインクを矢印Ａで示すように共通液室１０４の方向に押し戻す力として作用し、その総和は、例えばインク吐出口を１つだけ有する記録ヘッドの場合よりも数段大きなものとなる。
【００１６】
この場合、良好なリフィル状態を得るには、図２０（ｂ）に示すように、矢印Ｂで示すようにインクを急激かつ大量に吐出口の方向に移動させる必要があり、このようなインクの移動方向の変更のためには上述したような初期の大きなインクの慣性力（総圧力）に打ち勝つだけの圧力が必要となる。
【００１７】
しかし、各液路１０２においてリフィルを生じさせるインクの毛管力は、上述したような共通液室１０４方向への総圧力に対抗して大量のインクを瞬時にインク吐出口１０１の方向に移動させるのには十分ではない。すなわち、上述したインク移動における初期の慣性力が大きくなるに従い、メニスカス１０６の復帰により長い時間が必要となることになる。そこで、メニスカス復帰のために十分な時間を取るため吐出周波数を低くすると、記録速度の低下を招き、一方、メニスカス復帰のために十分な時間が取れない場合には、上述したように、所定の吐出インク滴量が得られない等、良好な記録を阻害することになる。特に、このような現象は記録開始の初期に特に顕著であることが知られている。
【００１８】
図２１(ａ)および(ｂ)は、上記現象のメカニズムを説明するためのものであり、同図（ａ）はメニスカス後退曲線、同図（ｂ）はインク吐出口およびその近傍の概略構成をそれぞれ示す図である。
【００１９】
図２１（ａ）における縦軸に示されたメニスカス後退量（Ｌμｍ）とは、同図（ｂ）に示すように液路１０２において吐出口１０１の端部から測った長さＬで表されるものであり、具体的には吐出口１０１からインクのメニスカス最後退部までの距離に相当する。
【００２０】
例えば吐出口を１つのみ設けた記録ヘッドの場合には、図２１（ａ）においてＣM1で示す曲線のように、吐出エネルギー発生体１０３からのエネルギーが液路１０２内のインクに付与される時刻ｔ0からある時間経た時点ｔ0′、すなわちインク吐出が行われた時点に、液路１０２のインク吐出口近傍に形成されたメニスカス１０６は急激に後退を開始する。その後退量は時刻ｔ1′で最大となるがそれは比較的大きなものとなる。その後、毛管力による復元力の作用によってメニスカス１０６は元の位置に戻り始め時刻ｔ1でリフィルが終了する。
【００２１】
これに対し、多数のインク吐出口を有する記録ヘッドの場合は、曲線ＣM2として示すように、ｔ1′での最大後退量が上記の場合より小さいが、リフィル速度は、その終了時刻ｔ2で示されるように遅い。
【００２２】
これは、上述したように、多数の液路１０２からのインクを後方へ押しやる圧力の総和が、共通液室１０４内でインクを流動させようとする圧力を大幅に超え、その分の圧力がインクに作用してメニスカス１０６を復帰させるためのリフィル速度を初期において極端に遅くすることによるものと考えられる。
【００２３】
なお、このような現象は、連続して吐出が繰り返された後では、インク供給口１０５(図２０(ａ)および(ｂ)参照)から共通液室１０４へのインクの定常的な流れが形成されているので起こりにくいが、吐出の初期、特に吐出動作が２００回前後となって前後のインク流れが定常状態となるまでの間において顕著である。
【００２４】
この場合、上述したような多数のインク吐出口１０１を有する記録ヘッド１００におけるリフィル速度の低下は、吐出エネルギー発生体１０３への印字信号印加の周期が図２１（ａ）で示した時刻ｔ0からｔ2までの時間以上に設定されていれば問題を生じないが、高速記録のために時刻ｔ0からｔ2までの時間よりも短い周期で、すなわちリフィルが完了していない、例えばメニスカス後退量が３０μｍ以上ある状態で、次の信号か印加されると、先に述べたような吐出インク滴量の減少等を生じ良好な記録ができなくなるおそれがある。
【００２５】
このような問題を解決する手段として、例えば米国特許第４、５７８、６８７号に開示されるように、共通液室の液路近傍に大気開放部を設け、インク吐出時の共通液室方向への圧力を吸収する構成が知られている。しかし、この構成では共通液室が大気開放とされているため、インクの溶媒成分の蒸発を招き、記録ヘッド内のインクの増粘や、インク中での固形物の析出による液路や吐出口の目詰まりなどの問題が引き起こされ、印字不良が発生し易い。さらには、振動などの影響で液室内に気泡が発生したり、大気開放部からの記録ヘッド内へのゴミ等の混入を防ぐために特別な設計が必要となるなどの問題もあり、実用的に十分であるとはいえなかった。
【００２６】
ところで、インクジェット方式には、前述した吐出エネルギー発生素子として、周知のように電気機械変換素子や電気熱変換素子(発熱抵抗体)のような吐出エネルギー発生素子が実用化されている。このうち、上述したリフィルに関し、発熱抵抗体に電気エネルギーを付与してその抵抗体に接する液体を瞬間的に加熱気化させるバブルジェット方式においては、泡の発泡から成長の過程において、一部の液体(主として発熱抵抗体よりも吐出口側の液体)は吐出口側に押し出されるとともに、それ以外の液体は供給路方向に押しやられる。このとき、気泡に対して気液界面が形成されるため、連続的な吐出に伴ない、高周波の気泡の発生、消泡に伴う液体の移動が発生する。上述したりフィルに関して、このような高周波の液体の振動を解消するため、ダミーノズルやダミー穴を設けること等、多くの提案がなされている。
【００２７】
一方、バブルジェット方式では、吐出方式として二種類の方式が提案されており、それぞれの方式に応じて、上記リフィル時の挙動は次の二通りに説明することができる。
【００２８】
(バブルジェット方式の通常吐出方式におけるメニスカスの後退および復帰)
液体が液滴を形成して吐出される過程で、ノズル内に残留した液体の最前面がメニスカスを形成する。泡の消泡過程で、上記最前面に形成されたメニスカスが消泡に伴う作用により、引き込まれるように後退して行く。このとき、泡の後方に形成された気液界面も、消泡に伴う同様の作用により、前方へ復帰して行く。
すなわち、泡の消泡過程そのものが、発熱抵抗体後方の気液界面およびその後方の液体を前方へ復帰させる駆動力の一端を担っている。
【００２９】
(いわゆるバブルスルージェットタイプの吐出方式におけるメニスカスの後退および復帰)
この方式は、液滴がノズルから吐出される前に気泡が大気と連通する方式であり、これによって実質的に上述した消泡過程がなく、泡と大気とが連通した時点で、泡後方の気液界面が後退したメニスカスを形成する。この後退したメニスカスの前方には、大気圧と実質的に等しい空気の領域が形成される。このメニスカスは、前方の空気(実質的に大気圧)を排除しながら復帰して行く。上述したバブルジェットの通常方式と同じディメンジョンの流路構成のヘッドで考察すると、バブルスルー方式による吐出の後のメニスカスの復帰に際しては、消泡に伴う上述の作用がないため、リフィルは液路の毛管力で行なわれる。
【００３０】
特に、以上説明したバブルジェット方式のヘッドにおける、広くインク供給に関する構成として、次の二つの従来技術が知られている。
【００３１】
特開平１０−３０５５９２号公報は、気泡生成に伴って、気泡切れによる微小気泡が液室内に多くなると不吐出などの吐出不良を招くため、通常は吸引回復を行うのに対し、吸引を行わずに供給路の周囲全体に極めて大きな室を用意することを開示している。この室は初期にインクが充填されており、ヘッドの使用に伴い徐々に気泡を蓄積していく。そして、この蓄積された泡が室に充分たまると、供給路中に気体が混入してしまうためそのヘッドタンク一体型のヘッドを交換するようにしたものである。
【００３２】
また、特開平６−２１０８７２号公報には、ヘッドユニット内の共通液室に関してノズル側とは反対側の後方に空気室(バッファ室)を設けた例が記載されており、ノズル(列)に近い位置にバッファ室を設けることによって、個々のノズルの駆動、発泡、吐出に伴う液の振動(高周波の振動)を軽減し、他のノズルに悪影響を及ぼさないようようにする、いわゆるクロストークを防止することを開示している。
【００３３】
また、この公報は、インクタンク部からヘッド部に至る経路に、ヘッドユニット、それにインクを供給するためのインク供給管および両者の連結部に形成された空気室を設ける点についても開示している。とくに、その図１２には、一定断面積の供給管の周囲に空気室を設ける点が記載されている。
【００３４】
本発明の目的は、上記課題を解決し、吐出口の高マルチ化に特有のインクリフィルにかかわる諸問題を解消して、特に優れた高速応答性および吐出性能が得られるインクジェット記録ヘッド、該記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置を提供することにある。
【００３５】
すなわち、本発明は、液体の振動のうち、インク供給源(インクタンク等)から、従来のような液体吐出素子を含むヘッドチップ(複数液路、液室を含む)までの液体供給路に沿って発生する低周波の振動を解消もしくは軽減するためのエアーバッファ部に関して、その作用効果を向上させることを主要な目的とする。
【００３６】
特に、エアーバッファ部の配置について検討を行なうとともに、より好ましい形状やその周囲構成との関係についても検討を行なった。
【００３７】
また、本発明の他の目的は、バブルスルージェット方式の吐出方式において、リフィルの駆動力となる毛管力に対して悪影響を与える外因があると不充分なリフィルとなったり、過剰なリフィルとなったりして、吐出が不安定になる傾向がみられることに着目し、このような、低周波要因による振動が吐出に与える影響を排することもしくは軽減することを目的とする。
【００３８】
さらに、本発明は、エアーバファ部を有効に形成する製造のための構成をも提供するものである。
【００３９】
【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に利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基体と該基体上に前記エネルギー発生素子に対向して配された吐出口が設けられた吐出口プレートとを有する記録素子基板と、前記基体に接して前記記録素子基板を支持する支持部材と、を有する記録ヘッドであって、前記記録素子基板の前記吐出口へインクを供給するためのインク供給路と、該インク供給路と連通し空気が存在する空気室と、が設けられ、前記空気室の少なくとも一部の内壁面を前記支持部材が形成していることを特徴とする。
【００４０】
また、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基体と該基体上に前記エネルギー発生素子に対向して配された吐出口が設けられた吐出口プレートとを有する記録素子基板と、前記基体に接して前記記録素子基板を支持する支持部材と、を有し、前記記録素子基板に関して前記基体の側から前記吐出口へインクを供給するためのインク供給路と、該インク供給路と連通し空気が存在する空気室と、が設けられ、前記空気室の少なくとも一部の内壁面を前記支持部材が形成している記録ヘッドと、該記録ヘッドを搭載する部材と、を具備することを特徴とする。
【００４５】
以上の構成によれば、複数のインク吐出口に対してインクを供給する、これらの吐出口に共通のインク供給室に連通してその圧力が伝達される空気室が設けられるので、各吐出口でのインク吐出にともなって発生しインク供給室に伝播されるインクの圧力はこの空気室の空気の圧力変化として空気室に伝播され、その空気室の空気の圧縮によって吸収される。
【００４６】
また、空気室は、記録ヘッドの記録素子基板に関して吐出口が設けられる側とは反対側に設けられるため、この空気室は外気と連通することがなく、空気室を介した記録ヘッド内のインクの増粘を防止することができる。
【００４７】
さらに、空気室の少なくとも一部の内壁面を支持部材が形成しているので、インク吐出に直接関わる領域に比較的近い位置に空気室を最適配置することができる。
【００４８】
加えて、少なくとも一方に凹部が設けられた部材同士を凹部を内側にして接合することによって空気室を形成すれば、密閉構造の空気室を簡易に製造することができる。
【００４９】
また、インク供給路を形成する貫通孔の内壁面の斜面の終端において空気室がインク供給路と連通すれば、斜面によるバッファー効果と空気室によるバッファー効果とが相まって、一層安定的なインク供給特性を得ることができる。
【００５０】
更に、インク供給路が空気室よりインク供給に関する上流側に屈曲部を有すれば、屈曲部によるバッファー効果と空気室によるバッファー効果とが相まって、一層安定的なインク供給特性を得ることができる。
【００５１】
加えて、エネルギー発生素子が熱エネルギーを発生してインクに気泡を生じさせ、この気泡が大気と連通し吐出口からインクを吐出する方式であれば、空気室によるバッファー効果を相乗的に一層高水準なものとすることができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００５３】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてプリンタを例に挙げ説明する。
【００５４】
また、本明細書において、「プリント」（「記録」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリント媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も言うものとする。
【００５５】
ここで、「プリント媒体もしくは被記録媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能な物も言うものとする。
【００５６】
さらに、「インク」（「液体」という場合もある）とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈されるべきもので、プリント媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成またはプリント媒体の加工、或いはインクの処理（例えばプリント媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化）に供され得る液体を言うものとする。
【００５７】
１．装置本体
図１及び図２にインクジェット記録方式を用いたプリンタの概略構成を示す。
図１において、この実施形態におけるプリンタの装置本体Ｍ１０００の外殻は、下ケースＭ１００１、上ケースＭ１００２、アクセスカバーＭ１００３及び排出トレイＭ１００４を含む外装部材と、その外装部材内に収納されたシャーシＭ３０１９（図２参照）とから構成される。
【００５８】
シャーシＭ３０１９は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものとなっている。
また、下ケースＭ１００１は装置本体Ｍ１０００の外殻の略下半部を、上ケースＭ１００２は装置本体Ｍ１０００の外殻の略上半部をそれぞれ形成しており、両ケースの組合せによって内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなしている。装置本体Ｍ１０００の上面部及び前面部にはそれぞれ開口部が形成されている。
【００５９】
さらに、排出トレイＭ１００４はその一端部が下ケースＭ１００１に回転自在に保持され、その回転によって下ケースＭ１００１の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイＭ１００４を前面側へと回転させて開口部を開成させることにより、ここから記録シートが排出可能となると共に排出された記録シートＰを順次積載し得るようになっている。また、排紙トレイＭ１００４には、２枚の補助トレイＭ１００４ａ、Ｍ１００４ｂが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、用紙の支持面積を３段階に拡大、縮小させ得るようになっている。
【００６０】
アクセスカバーＭ１００３は、その一端部が上ケースＭ１００２に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっており、このアクセスカバーＭ１００３を開くことによって本体内部に収納されている記録ヘッドカートリッジＨ１０００あるいはインクタンクＨ１９００等の交換が可能となる。
なお、ここでは特に図示しないが、アクセスカバーＭ１００３を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっており、そのレバーの回転位置をマイクロスイッチなどで検出することにより、アクセスカバーの開閉状態を検出し得るようになっている。
【００６１】
また、上ケースＭ１００２の後部上面には、電源キーＥ００１８及びレジュームキーＥ００１９が押下可能に設けられると共に、ＬＥＤ Ｅ００２０が設けられており、電源キーＥ００１８を押下すると、ＬＥＤ Ｅ００２０が点灯し記録可能であることをオペレータに知らせるものとなっている。また、ＬＥＤ Ｅ００２０は点滅の仕方や色の変化をさせたり、プリンタのトラブル等をオペレータに知らせる等種々の表示機能を有する。さらに、ブザーＥ００２１（図７）をならすこともできる。なお、トラブル等が解決した場合には、レジュームキーＥ００１９を押下することによって記録が再開されるようになっている。
【００６２】
２．記録動作機構
次に、上記プリンタの装置本体Ｍ１０００に収納、保持される本実施形態における記録動作機構について説明する。
【００６３】
本実施形態における記録動作機構としては、記録シートＰを装置本体内へと自動的に給送する自動給送部Ｍ３０２２と、自動給送部から１枚ずつ送出される記録シートＰを所定の記録位置へと導くと共に、記録位置から排出部Ｍ３０３０へと記録シートＰを導く搬送部Ｍ３０２９と、記録位置に搬送された記録シートＰに所望の記録を行なう記録部と、前記記録部等に対する回復処理を行う回復部（Ｍ５０００）とから構成されている。
【００６４】
ここで、前記記録部について説明するに、その記録部はキャリッジ軸Ｍ４０２１によって移動可能に支持されたキャリッジＭ４００１と、このキャリッジＭ４００１に着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジＨ１０００とからなる。
【００６５】
２．１記録ヘッドカートリッジ
まず、記録部に用いられる記録ヘッドカートリッジについて図３〜５に基づき説明する。
【００６６】
この実施形態における記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、図３に示すようにインクを貯留するインクタンクＨ１９００と、このインクタンクＨ１９００から供給されるインクを記録情報に応じてノズルから吐出させる記録ヘッドＨ１００１とを有する。記録ヘッドＨ１００１は、後述するキャリッジＭ４００１に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採るものとなっている。
【００６７】
ここに示す記録ヘッドカートリッジＨ１０００では、写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、インクタンクとして、例えば、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ及びイエローの各色独立のインクタンクＨ１９００が用意されており、図４に示すように、それぞれが記録ヘッドＨ１００１に対して着脱自在となっている。
【００６８】
そして、記録ヘッドＨ１００１は、図５の分解斜視図に示すように、記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００、第２のプレートＨ１４００、タンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００、シールゴムＨ１８００から構成されている。
【００６９】
記録素子基板Ｈ１１００には、Ｓｉ基板の片面にインクを吐出するための複数の記録素子と、各記録素子に電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により形成され、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口Ｈ１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。
また、記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に接着固定されており、ここには、前記記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されている。さらに、第１のプレートＨ１２００には、開口部を有する第２のプレートＨ１４００が接着固定されており、この第２のプレートＨ１４００は、電気配線基板Ｈ１３００と記録素子基板Ｈ１１００とが電気的に接続されるよう電気配線基板Ｈ１３００を保持している。この電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００にインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有しており、外部信号入力端子Ｈ１３０１は、後述のタンクホルダーＨ１５００の背面側に位置決め固定されている。
【００７０】
一方、インクタンクＨ１９００を着脱可能に保持するタンクホルダーＨ１５００には、流路形成部材Ｈ１６００が例えば超音波溶着により固定され、インクタンクＨ１９００から第１のプレートＨ１２００に亘るインク流路Ｈ１５０１を形成している。また、インクタンクＨ１９００と係合するインク流路Ｈ１５０１のインクタンク側端部には、フィルターＨ１７００が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようになっている。また、インクタンクＨ１９００との係合部にはシールゴムＨ１８００が装着され、前記係合部からのインクの蒸発を防止し得るようになっている。
【００７１】
さらに、前述のようにタンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００及びシールゴムＨ１８００から構成されるタンクホルダー部と、前記記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００及び第２のプレートＨ１４００から構成される記録素子部とを、接着等で結合することにより、記録ヘッドＨ１００１を構成している。
【００７２】
２．２キャリッジ
次に、図２を参照して、記録ヘッドカートリッジＨ１０００を搭載するキャリッジＭ４００１を説明する。
【００７３】
図２に示すように、キャリッジＭ４００１には、記録ヘッドＨ１００１をキャリッジＭ４００１上の所定の装着位置に案内するためのキャリッジカバーＭ４００２と、記録ヘッドＨ１００１のタンクホルダーＨ１５００と係合し記録ヘッドＨ１００１を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーＭ４００７とが設けられている。
すなわち、ヘッドセットレバーＭ４００７はキャリッジＭ４００１の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に、記録ヘッドＨ１００１との係合部にはばね付勢されるヘッドセットプレート(不図示)がばねを介して備えられ、このばね力によって記録ヘッドＨ１００１を押圧しながらキャリッジＭ４００１に装着する構成となっている。
【００７４】
またキャリッジＭ４００１の記録ヘッドＨ１００１との別の係合部にはコンタクトフレキシブルプリントケーブル（図７参照。以下、コンタクトＦＰＣと称す）Ｅ００１１が設けられ、コンタクトＦＰＣ Ｅ００１１上のコンタクト部と記録ヘッドＨ１００１に設けられたコンタクト部（外部信号入力端子）Ｈ１３０１とが電気的に接触し、記録のための各種情報の授受や記録ヘッドＨ１００１への電力の供給などを行い得るようになっている。
【００７５】
ここでコンタクトＦＰＣ Ｅ００１１のコンタクト部とキャリッジＭ４００１との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットレバーばねによる押圧力とによってコンタクト部とキャリッジＭ４００１との確実な接触を可能とするようになっている。さらに前記コンタクトＦＰＣ Ｅ００１１はキャリッジＭ４００１の背面に搭載されたキャリッジ基板Ｅ００１３に接続されている（図７参照）。
【００７６】
３．スキャナ
この実施形態におけるプリンタは、上述した記録ヘッドカートリッジＨ１０００の代わりに、キャリッジＭ４００１にスキャナを装着することで読取装置としても使用することができる。
【００７７】
このスキャナは、プリンタ側のキャリッジＭ４００１と共に走査方向に移動し、記録媒体に代えて給送された原稿画像をその主走査方向への移動の過程で読み取るようになっており、その主走査方向の読み取り動作と原稿の復走査方向の給送動作とを交互に行うことにより、１枚の原稿画像情報を読み取ることができる。
【００７８】
図６はこのスキャナＭ６０００の概略構成を説明するために、スキャナＭ６０００を天地逆にして示す図である。
【００７９】
図示のように、スキャナホルダＭ６００１は略箱型の形状であり、その内部には読み取りに必要な光学系・処理回路などが収納されている。また、このスキャナＭ６０００をキャリッジＭ４００１へと装着した時に、原稿面と対面する部分には読取り部レンズＭ６００６が設けられており、このレンズＭ６００６により原稿面からの反射光を内部の読取り部に収束することで原稿画像を読み取るようになっている。一方、照明部レンズＭ６００５は内部に不図示の光源を有し、その光源から発せられた光がレンズＭ６００５を介して原稿へと照射される。
【００８０】
スキャナホルダＭ６００１の底部に固定されたスキャナカバーＭ６００３は、スキャナホルダＭ６００１内部を遮光するように嵌合し、側面に設けられたルーバー状の把持部によってキャリッジＭ４００１への着脱操作性の向上を図っている。スキャナホルダＭ６００１の外形形状は記録ヘッドＨ１００１と略同形状であり、キャリッジＭ４００１へは記録ヘッドカートリッジＨ１０００と同様の操作で着脱することができる。
【００８１】
また、スキャナホルダＭ６００１には、読取り処理回路を有する基板が収納される一方、この基板に接続されたスキャナコンタクトＰＣＢが外部に露出するよう設けられており、キャリッジＭ４００１へとスキャナＭ６０００を装着した際、前記スキャナコンタクトＰＣＢ Ｍ６００４がキャリッジＭ４００１側のコンタクトＦＰＣ Ｅ００１１に接触し、基板を、前記キャリッジＭ４００１を介して本体側の制御系に電気的に接続させるようになっている。
【００８２】
４．プリンタの電気回路の構成例
次に、本発明の実施形態における電気的回路構成を説明する。
図７は、この実施形態における電気的回路の全体構成例を概略的に示す図である。
【００８３】
この実施形態における電気的回路は、主にキャリッジ基板（ＣＲＰＣＢ）Ｅ００１３、メインＰＣＢ（Printed Circuit Board）Ｅ００１４、電源ユニットＥ００１５等によって構成されている。
ここで、電源ユニットＥ００１５は、メインＰＣＢ Ｅ００１４と接続され、各種駆動電源を供給するものとなっている。
また、キャリッジ基板Ｅ００１３は、キャリッジＭ４００１（図２）に搭載されたプリント基板ユニットであり、コンタクトＦＰＣ Ｅ００１１を通じて記録ヘッドとの信号の授受を行うインターフェースとして機能する他、キャリッジＭ４００１の移動に伴ってエンコーダセンサＥ０００４から出力されるパルス信号に基づき、エンコーダスケールＥ０００５とエンコーダセンサＥ０００４との位置関係の変化を検出し、その出力信号をフレキシブルフラットケーブル（ＣＲＦＦＣ）Ｅ００１２を通じてメインＰＣＢ Ｅ００１４へと出力する。
【００８４】
さらに、メインＰＣＢ Ｅ００１４はこの実施形態におけるインクジェット記録装置の各部の駆動制御を司るプリント基板ユニットであり、紙端検出センサ（ＰＥセンサ）Ｅ０００７、オートマチックシートフィーダ(ＡＳＦ)センサＥ０００９、カバーセンサＥ００２２、パラレルインターフェース（パラレルＩ／Ｆ）Ｅ００１６、シリアルインターフェース（シリアルＩ／Ｆ）Ｅ００１７、リジュームキーＥ００１９、ＬＥＤ Ｅ００２０、電源キーＥ００１８、ブザーＥ００２１等に対するＩ／Ｏポートを基板上に有する。また、キャリッジＭ４００１を主走査させるための駆動源となすモータ(ＣＲモータ)Ｅ０００１、記録媒体を搬送するための駆動源をなすモータ(ＬＦモータ)Ｅ０００２、記録ヘッドの回復と記録媒体の給紙動作に兼用されるモータ(ＰＧモータ)Ｅ０００３と接続されてこれらの駆動を制御する他、インクエンプティセンサＥ０００６、ＧＡＰセンサＥ０００８、ＰＧセンサＥ００１０、ＣＲＦＦＣ Ｅ００１２、電源ユニットＥ００１５との接続インターフェイスを有する。
【００８５】
図８は、メインＰＣＢ Ｅ００１４の内部構成を示すブロック図である。
図において、Ｅ１００１はＣＰＵであり、このＣＰＵ Ｅ１００１は内部に発振回路Ｅ１００５に接続されたっクロックジェネレータ(ＣＧ) Ｅ１００２を有し、その出力信号Ｅ１０１９によりシステムクロックを発生する。また、制御バスＥ１０１４を通じてＲＯＭ Ｅ１００４およびＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）Ｅ１００６に接続され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って、ＡＳＩＣ Ｅ１００６の制御、電源キーからの入力信号Ｅ１０１７、及びリジュームキーからの入力信号Ｅ１０１６、カバー検出信号Ｅ１０４２、ヘッド検出信号（ＨＳＥＮＳ）Ｅ１０１３の状態の検知を行ない、さらにブザー信号（ＢＵＺ）Ｅ１０１８によりブザーＥ００２１を駆動し、内蔵されるＡ／ＤコンバータＥ１００３に接続されるインクエンプティ検出信号（ＩＮＫＳ）Ｅ１０１１及びサーミスタによる温度検出信号（ＴＨ）Ｅ１０１２の状態の検知を行う一方、その他各種論理演算・条件判断等を行ない、インクジェット記録装置の駆動制御を司る。
【００８６】
ここで、ヘッド検出信号Ｅ１０１３は、記録ヘッドカートリッジＨ１０００からフレキシブルフラットケーブルＥ００１２、キャリッジ基板Ｅ００１３及びコンタクトフレキシブルプリントケーブルＥ００１１を介して入力されるヘッド搭載検出信号であり、インクエンプティ検出信号Ｅ１０１１はインクエンプティセンサＥ０００６から出力されるアナログ信号、温度検出信号Ｅ１０１２はキャリッジ基板Ｅ００１３上に設けられたサーミスタ（図示せず）からのアナログ信号である。
【００８７】
Ｅ１００８はＣＲモータドライバであって、モータ電源（ＶＭ）Ｅ１０４０を駆動源とし、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からのＣＲモータ制御信号Ｅ１０３６に従って、ＣＲモータ駆動信号Ｅ１０３７を生成し、ＣＲモータＥ０００１を駆動する。Ｅ１００９はＬＦ／ＰＧモータドライバであって、モータ電源Ｅ１０４０を駆動源とし、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からのパルスモータ制御信号（ＰＭ制御信号）Ｅ１０３３に従ってＬＦモータ駆動信号Ｅ１０３５を生成し、これによってＬＦモータを駆動すると共に、ＰＧモータ駆動信号Ｅ１０３４を生成してＰＧモータを駆動する。
【００８８】
Ｅ１０１０は電源制御回路であり、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からの電源制御信号Ｅ１０２４に従って発光素子を有する各センサ等への電源供給を制御する。パラレルＩ／Ｆ Ｅ００１６は、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からのパラレルＩ／Ｆ信号Ｅ１０３０を、外部に接続されるパラレルＩ／ＦケーブルＥ１０３１に伝達し、またパラレルＩ／ＦケーブルＥ１０３１の信号をＡＳＩＣ Ｅ１００６に伝達する。シリアルＩ／Ｆ Ｅ００１７は、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からのシリアルＩ／Ｆ信号Ｅ１０２８を、外部に接続されるシリアルＩ／ＦケーブルＥ１０２９に伝達し、また同ケーブルＥ１０２９からの信号をＡＳＩＣ Ｅ１００６に伝達する。
【００８９】
一方、電源ユニットＥ００１５からは、ヘッド電源（ＶＨ）Ｅ１０３９及びモータ電源（ＶＭ）Ｅ１０４０、ロジック電源（ＶＤＤ）Ｅ１０４１が供給される。また、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からのヘッド電源ＯＮ信号（ＶＨＯＮ）Ｅ１０２２及びモータ電源ＯＮ信号（ＶＭＯＭ）Ｅ１０２３が電源ユニットＥ００１５に入力され、それぞれヘッド電源Ｅ１０３９及びモータ電源Ｅ１０４０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。電源ユニットＥ００１５から供給されたロジック電源（ＶＤＤ）Ｅ１０４１は、必要に応じて電圧変換された上で、メインＰＣＢ Ｅ００１４内外の各部へ供給される。
【００９０】
またヘッド電源信号Ｅ１０３９は、メインＰＣＢ Ｅ００１４上で平滑化された後にフレキシブルフラットケーブルＥ００１１へと送出され、記録ヘッドカートリッジＨ１０００の駆動に用いられる。
Ｅ１００７はリセット回路で、ロジック電源電圧Ｅ１０４１の低下を検出して、ＣＰＵ Ｅ１００１及びＡＳＩＣ Ｅ１００６にリセット信号（ＲＥＳＥＴ）Ｅ１０１５を供給し、初期化を行なう。
【００９１】
このＡＳＩＣ Ｅ１００６は１チップの半導体集積回路であり、制御バスＥ１０１４を通じてＣＰＵ Ｅ１００１によって制御され、前述したＣＲモータ制御信号Ｅ１０３６、ＰＭ制御信号Ｅ１０３３、電源制御信号Ｅ１０２４、ヘッド電源ＯＮ信号Ｅ１０２２、及びモータ電源ＯＮ信号Ｅ１０２３等を出力し、パラレルＩ／Ｆ Ｅ００１６およびシリアルＩ／Ｆ Ｅ００１７との信号の授受を行なう他、ＰＥセンサＥ０００７からのＰＥ検出信号（ＰＥＳ）Ｅ１０２５、ＡＳＦセンサＥ０００９からのＡＳＦ検出信号（ＡＳＦＳ）Ｅ１０２６、記録ヘッドと記録媒体とのギャップを検出するための(ＧＡＰ)センサＥ０００８からのＧＡＰ検出信号（ＧＡＰＳ）Ｅ１０２７、ＰＧセンサＥ００１０からのＰＧ検出信号（ＰＧＳ）Ｅ１０３２の状態を検知して、その状態を表すデータを制御バスＥ１０１４を通じてＣＰＵ Ｅ１００１に伝達し、入力されたデータに基づきＣＰＵ Ｅ１００１はＬＥＤ駆動信号Ｅ１０３８の駆動を制御してＬＥＤＥ００２０の点滅を行なう。
【００９２】
さらに、エンコーダ信号（ＥＮＣ）Ｅ１０２０の状態を検知してタイミング信号を生成し、ヘッド制御信号Ｅ１０２１で記録ヘッドカートリッジＨ１０００とのインターフェイスをとり記録動作を制御する。ここにおいて、エンコーダ信号（ＥＮＣ）Ｅ１０２０はフレキシブルフラットケーブルＥ００１２を通じて入力されるＣＲエンコーダセンサＥ０００４の出力信号である。また、ヘッド制御信号Ｅ１０２１は、フレキシブルフラットケーブルＥ００１２、キャリッジ基板Ｅ００１３、及びコンタクトＦＰＣ Ｅ００１１を経て記録ヘッドＨ１０００に供給される。
【００９３】
図９は、ＡＳＩＣ Ｅ１００６の内部構成を示すブロック図である。
【００９４】
なお、同図において、各ブロック間の接続については、記録データやモータ制御データ等、ヘッドや各部機構部品の制御にかかわるデータの流れのみを示しており、各ブロックに内蔵されるレジスタの読み書きに係わる制御信号やクロック、ＤＭＡ制御にかかわる制御信号などは図面上の記載の煩雑化を避けるため省略している。
【００９５】
図中、Ｅ２００２はＰＬＬコントローラであり、図９に示すように前記ＣＰＵＥ１００１から出力されるクロック信号（ＣＬＫ）Ｅ２０３１及びＰＬＬ制御信号（ＰＬＬＯＮ）Ｅ２０３３により、ＡＳＩＣ Ｅ１００６内の大部分へと供給するクロック（図示しない）を発生する。
【００９６】
また、Ｅ２００１はＣＰＵインターフェース（ＣＰＵＩ／Ｆ）であり、リセット信号Ｅ１０１５、ＣＰＵ Ｅ１００１から出力されるソフトリセット信号（ＰＤＷＮ）Ｅ２０３２、クロック信号（ＣＬＫ）Ｅ２０３１及び制御バスＥ１０１４からの制御信号により、以下に説明するような各ブロックに対するレジスタ読み書き等の制御や、一部ブロックへのクロックの供給、割り込み信号の受け付け等（いずれも図示しない）を行ない、ＣＰＵ Ｅ１００１に対して割り込み信号（ＩＮＴ）Ｅ２０３４を出力し、ＡＳＩＣ Ｅ１００６内部での割り込みの発生を知らせる。
【００９７】
また、Ｅ２００５はＤＲＡＭであり、記録用のデータバッファとして、受信バッファＥ２０１０、ワークバッファＥ２０１１、プリントバッファＥ２０１４、展開用データバッファＥ２０１６などの各領域を有すると共に、モータ制御用としてモータ制御バッファＥ２０２３を有し、さらにスキャナ動作モード時に使用するバッファとして、上記の各記録用データバッファに代えて使用されるスキャナ取込みバッファＥ２０２４、スキャナデータバッファＥ２０２６、送出バッファＥ２０２８などの領域を有する。
【００９８】
また、このＤＲＡＭ Ｅ２００５は、ＣＰＵ Ｅ１００１の動作に必要なワーク領域としても使用されている。すなわち、Ｅ２００４はＤＲＡＭ制御部であり、制御バスによるＣＰＵ Ｅ１００１からＤＲＡＭ Ｅ２００５へのアクセスと、後述するＤＭＡ制御部Ｅ２００３からＤＲＡＭ Ｅ２００５へのアクセスとを切り替えて、ＤＲＡＭ Ｅ２００５への読み書き動作を行なう。
【００９９】
ＤＭＡ制御部Ｅ２００３では、各ブロックからのリクエスト（図示せず）を受け付けて、アドレス信号や制御信号（図示せず）、書込み動作の場合には書込みデータＥ２０３８、Ｅ２０４１、Ｅ２０４４、Ｅ２０５３、Ｅ２０５５、Ｅ２０５７などをＤＲＡＭ制御部Ｅ２００４に出力してＤＲＡＭアクセスを行なう。また読み出しの場合には、ＤＲＡＭ制御部Ｅ２００４からの読み出しデータＥ２０４０、Ｅ２０４３、Ｅ２０４５、Ｅ２０５１、Ｅ２０５４、Ｅ２０５６、Ｅ２０５８、Ｅ２０５９を、リクエスト元のブロックに受け渡す。
【０１００】
また、Ｅ２００６はＩＥＥＥ１２８４Ｉ／Ｆであり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、パラレルＩ／Ｆ Ｅ００１６を通じて、図示しない外部ホスト機器との双方向通信インターフェイスを行なう他、記録時にはパラレルＩ／Ｆ Ｅ００１６からの受信データ（ＰＩＦ受信データＥ２０３６）をＤＭＡ処理によって受信制御部Ｅ２００８へと受け渡し、スキャナ読み取り時にはＤＲＡＭ Ｅ２００５内の送出バッファＥ２０２８に格納されたデータ（１２８４送信データ（ＲＤＰＩＦ）Ｅ２０５９）をＤＭＡ処理によりパラレルＩ／Ｆに送信する。
【０１０１】
Ｅ２００７はユニバーサルシリーズバス(ＵＳＢ)Ｉ／Ｆであり、ＣＰＵＩ／ＦＥ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、シリアルＩ／Ｆ Ｅ００１７を通じて、図示しない外部ホスト機器との双方向通信インターフェイスを行なう他、印刷時にはシリアルＩ／Ｆ Ｅ００１７からの受信データ（ＵＳＢ受信データＥ２０３７）をＤＭＡ処理により受信制御部Ｅ２００８に受け渡し、スキャナ読み取り時にはＤＲＡＭ Ｅ２００５内の送出バッファＥ２０２８に格納されたデータ（ＵＳＢ送信データ（ＲＤＵＳＢ）Ｅ２０５８）をＤＭＡ処理によりシリアルＩ／Ｆ Ｅ００１７に送信する。受信制御部Ｅ２００８は、１２８４Ｉ／Ｆ Ｅ２００６もしくはＵＳＢＩ／Ｆ Ｅ２００７のうちの選択されたＩ／Ｆからの受信データ（ＷＤＩＦ）Ｅ２０３８）を、受信バッファ制御部Ｅ２０３９の管理する受信バッファ書込みアドレスに、書込む。
Ｅ２００９は圧縮・伸長ＤＭＡコントローラであり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、受信バッファＥ２０１０上に格納された受信データ（ラスタデータ）を、受信バッファ制御部Ｅ２０３９の管理する受信バッファ読み出しアドレスから読み出し、そのデータ（ＲＤＷＫ）Ｅ２０４０を指定されたモードに従って圧縮・伸長し、記録コード列（ＷＤＷＫ）Ｅ２０４１としてワークバッファ領域に書込む。
【０１０２】
Ｅ２０１３は記録バッファ転送ＤＭＡコントローラで、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００７の制御によってワークバッファＥ２０１１上の記録コード（ＲＤＷＰ）Ｅ２０４３を読み出し、各記録コードを、記録ヘッドカートリッジＨ１０００へのデータ転送順序に適するようなプリントバッファＥ２０１４上のアドレスに並べ替えて転送（ＷＤＷＰ Ｅ２０４４）する。また、Ｅ２０１２はワーククリアＤＭＡコントローラであり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御によって記録バッファ転送ＤＭＡコントローラＥ２０１３による転送が完了したワークバッファ上の領域に対し、指定したワークフィルデータ（ＷＤＷＦ）Ｅ２０４２を繰返し書込む。
【０１０３】
Ｅ２０１５は記録データ展開ＤＭＡコントローラであり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ヘッド制御部Ｅ２０１８からのデータ展開タイミング信号Ｅ２０５０をトリガとして、プリントバッファ上に並べ替えて書込まれた記録コードと展開用データバッファＥ２０１６上に書込まれた展開用データとを読み出し、展開記録データ（ＲＤＨＤＧ）Ｅ２０４５をカラムバッファ書込みデータ（ＷＤＨＤＧ）Ｅ２０４７としてカラムバッファＥ２０１７に書込む。ここで、カラムバッファＥ２０１７は、記録ヘッドカートリッジＨ１０００への転送データ（展開記録データ）を一時的に格納するＳＲＡＭであり、記録データ展開ＤＭＡコントローラＥ２０１５とヘッド制御部Ｅ２０１８とのハンドシェーク信号（図示せず）によって両ブロックにより共有管理されている。
【０１０４】
Ｅ２０１８はヘッド制御部で、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ヘッド制御信号を介して記録ヘッドカートリッジＨ１０００またはスキャナとのインターフェイスを行なう他、エンコーダ信号処理部Ｅ２０１９からのヘッド駆動タイミング信号Ｅ２０４９に基づき、記録データ展開ＤＭＡコントローラに対してデータ展開タイミング信号Ｅ２０５０の出力を行なう。
【０１０５】
また、印刷時には、前記ヘッド駆動タイミング信号Ｅ２０４９に従って、カラムバッファから展開記録データ（ＲＤＨＤ）Ｅ２０４８を読み出し、そのデータをヘッド制御信号Ｅ１０２１として記録ヘッドカートリッジＨ１０００に出力する。
また、スキャナ読み取りモードにおいては、ヘッド制御信号Ｅ１０２１として入力された取込みデータ（ＷＤＨＤ）Ｅ２０５３をＤＲＡＭ Ｅ２００５上のスキャナ取込みバッファＥ２０２４へとＤＭＡ転送する。Ｅ２０２５はスキャナデータ処理ＤＭＡコントローラであり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵＥ１００１の制御により、スキャナ取込みバッファＥ２０２４に蓄えられた取込みバッファ読み出しデータ（ＲＤＡＶ）Ｅ２０５４を読み出し、平均化等の処理を行なった処理済データ（ＷＤＡＶ）Ｅ２０５５をＤＲＡＭ Ｅ２００５上のスキャナデータバッファＥ２０２６に書込む。
Ｅ２０２７はスキャナデータ圧縮ＤＭＡコントローラで、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、スキャナデータバッファＥ２０２６上の処理済データ（ＲＤＹＣ）Ｅ２０５６を読み出してデータ圧縮を行ない、圧縮データ（ＷＤＹＣ）Ｅ２０５７を送出バッファＥ２０２８に書込み転送する。
【０１０６】
Ｅ２０１９はエンコーダ信号処理部であり、エンコーダ信号（ＥＮＣ）を受けて、ＣＰＵ Ｅ１００１の制御で定められたモードに従ってヘッド駆動タイミング信号Ｅ２０４９を出力する他、エンコーダ信号Ｅ１０２０から得られるキャリッジＭ４００１の位置や速度にかかわる情報をレジスタに格納して、ＣＰＵ Ｅ１００１に提供する。ＣＰＵ Ｅ１００１はこの情報に基づき、ＣＲモータＥ０００１の制御における各種パラメータを決定する。また、Ｅ２０２０はＣＲモータ制御部であり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ＣＲモータ制御信号Ｅ１０３６を出力する。
【０１０７】
Ｅ２０２２はセンサ信号処理部で、ＰＧセンサＥ００１０、ＰＥセンサＥ０００７、ＡＳＦセンサＥ０００９、及びＧＡＰセンサＥ０００８等から出力される各検出信号Ｅ１０３２、Ｅ１０２５、Ｅ１０２６、Ｅ１０２７を受けて、ＣＰＵＥ１００１の制御で定められたモードに従ってこれらのセンサ情報をＣＰＵ Ｅ１００１に伝達する他、ＬＦ／ＰＧモータ制御用ＤＭＡコントローラＥ２０２１に対してセンサ検出信号Ｅ２０５２を出力する。
【０１０８】
ＬＦ／ＰＧモータ制御用ＤＭＡコントローラＥ２０２１は、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ＤＲＡＭ Ｅ２００５上のモータ制御バッファＥ２０２３からパルスモータ駆動テーブル（ＲＤＰＭ）Ｅ２０５１を読み出してパルスモータ制御信号Ｅ１０３３を出力する他、動作モードによっては前記センサ検出信号を制御のトリガとしてパルスモータ制御信号Ｅ１０３３を出力する。
また、Ｅ２０３０はＬＥＤ制御部であり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ＬＥＤ駆動信号Ｅ１０３８を出力する。さらに、Ｅ２０２９はポート制御部であり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ヘッド電源ＯＮ信号Ｅ１０２２、モータ電源ＯＮ信号Ｅ１０２３、及び電源制御信号Ｅ１０２４を出力する。
５．プリンタの動作
次に、上記のように構成された本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の動作を図１０のフローチャートに基づき説明する。
【０１０９】
ＡＣ電源に装置本体１０００が接続されると、まず、ステップＳ１では装置の第１の初期化処理を行なう。この初期化処理では、本装置のＲＯＭおよびＲＡＭのチェックなどの電気回路系のチェックを行ない、電気的に本装置が正常に動作可能であるかを確認する。
【０１１０】
次にステップＳ２では、装置本体Ｍ１０００の上ケースＭ１００２に設けられた電源キーＥ００１８がＯＮされたかどうかの判断を行い、電源キーＥ００１８が押された場合には、次のステップＳ３へと移行し、ここで第２の初期化処理を行う。
【０１１１】
この第２の初期化処理では、本装置の各種駆動機構及び記録ヘッドのチェックを行なう。すなわち、各種モータの初期化やヘッド情報の読み込みを行うに際し、装置が正常に動作可能であるかを確認する。
【０１１２】
次にステップＳ４ではイベント待ちを行なう。すなわち、本装置に対して、外部Ｉ／Ｆからの指令イベント、ユーザ操作によるパネルキーイベントおよび内部的な制御イベントなどを監視し、これらのイベントが発生すると当該イベントに対応した処理を実行する。
【０１１３】
例えば、ステップＳ４で外部Ｉ／Ｆからの印刷指令イベントを受信した場合には、ステップＳ５へと移行し、同ステップでユーザ操作による電源キーイベントが発生した場合にはステップＳ１０へと移行し、同ステップでその他のイベントが発生した場合にはステップＳ１１へと移行する。
ここで、ステップＳ５では、外部Ｉ／Ｆからの印刷指令を解析し、指定された紙種別、用紙サイズ、印刷品位、給紙方法などを判断し、その判断結果を表すデータを本装置内のＲＡＭ Ｅ２００５に記憶し、ステップＳ６へと進む。
次いでステップＳ６ではステップＳ５で指定された給紙方法により給紙を開始し、用紙を記録開始位置まで送り、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７では記録動作を行なう。この記録動作では、外部Ｉ／Ｆから送出されてきた記録データを、一旦記録バッファに格納し、次いでＣＲモータＥ０００１を駆動してキャリッジＭ４００１の主走査方向への移動を開始すると共に、プリントバッファＥ２０１４に格納されている記録データを記録ヘッドＨ１００１へと供給して１行の記録を行ない、１行分の記録データの記録動作が終了するとＬＦモータＥ０００２を駆動し、ＬＦローラＭ３００１を回転させて用紙を副走査方向へと送る。この後、上記動作を繰り返し実行し、外部Ｉ／Ｆからの１ページ分の記録データの記録が終了すると、ステップ８へと進む。
【０１１４】
ステップＳ８では、ＬＦモータＥ０００２を駆動し、排紙ローラＭ２００３を駆動し、用紙が完全に本装置から送り出されたと判断されるまで紙送りを繰返し、終了した時点で用紙は排紙トレイＭ１００４ａ上に完全に排紙された状態となる。
【０１１５】
次にステップＳ９では、記録すべき全ページの記録動作が終了したか否かを判定し、記録すべきページが残存する場合には、ステップＳ５へと復帰し、以下、前述のステップＳ５〜Ｓ９までの動作を繰り返し、記録すべき全てのページの記録動作が終了した時点で記録動作は終了し、その後ステップＳ４へと移行し、次のイベントを待つ。
【０１１６】
一方、ステップＳ１０ではプリンタ終了処理を行ない、本装置の動作を停止させる。つまり、各種モータやヘッドなどの電源を切断するために、電源を切断可能な状態に移行した後、電源を切断しステップＳ４に進み、次のイベントを待つ。
【０１１７】
また、ステップＳ１１では、上記以外の他のイベント処理を行なう。例えば、本装置の各種パネルキーや外部Ｉ／Ｆからの回復指令や内部的に発生する回復イベントなどに対応した処理を行なう。なお、処理終了後にはステップＳ４に進み、次のイベントを待つ。
【０１１８】
(第１実施形態)
以上説明したインクジェット記録装置における特にインクジェット記録ヘッドの第１実施形態について以下に説明する。
【０１１９】
図２４は、記録素子基板１１００の構成を説明するために一部分解した斜視図である。
【０１２０】
記録素子基板Ｈ１１００には、複数の記録素子と、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口Ｈ１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、インク供給口が裏面に開口するように形成されている。また、記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、サイドシュータタイプとされ、１枚の基板で構成されている。基板において、２列で千鳥掛け状に形成される複数の吐出口Ｈ１１００Ｔは、例えば、各インク色ごとに約１２００ｄｐｉ程度に形成されており、異なるインク色のインクをそれぞれ吐出するものとされる。
【０１２１】
本実施形態の記録ヘッドは、図２５(ａ)〜(ｈ)にて後述されるように、電気熱変換素子１３(Ｈ１１０３)が熱エネルギーを発生してインクに生起された気泡が大気と連通し吐出口からインクが滴として吐出される、いわゆるバブルスルージェット方式のものが好ましく用いられる。
【０１２２】
記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、図２４に示されるように、その表面に薄膜が形成されているＳｉ基板１１０１と、基板１１０１上に形成されるオリフィスプレートＨ１１１２とから構成されている。
【０１２３】
基板１１０１は、例えば、厚さ０．５〜１（ｍｍ）とされ、６色のインク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口Ｈ１１０２が６列互いに平行に一体に形成されている。隣接するインク供給口Ｈ１１０２の相互間距離は、例えば、約２.５ｍｍに設定されている。このように相互間距離が比較的小とされるので記録ヘッドの小型化が図られることとなる。各々のインク供給口Ｈ１１０２の両側には、記録素子としての電気熱変換素子Ｈ１１０３がそれぞれ１列ずつ千鳥状に複数個、例えば、各インク色ごとに約１２００ｄｐｉ程度に配列形成されている。
【０１２４】
基板１１０１上に形成される複数の電気熱変換素子Ｈ１１０３および各電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を供給するＡｌ等の電気配線（図２４において図示が省略される）は、成膜技術により形成されている。また、その電気配線に電力を供給するための電極部Ｈ１１０４は、電気熱変換素子Ｈ１１０３の配列方向に対して直交する方向の端部に沿って形成されている。電極部Ｈ１１０４は、金等のバンプＨ１１０５が複数個、上述の電気配線基板Ｈ１３００の電極端子Ｈ１３０２にそれぞれ対応して設けられている。
【０１２５】
インク供給口Ｈ１１０２は、例えば，Ｓｉ基板１１０１の結晶面方位を利用して、異方性エッチングを行うことにより形成される。ウエハー面に＜１００＞、厚さ方向に＜１１１＞の結晶面方位を持つ場合、アルカリ系（ＫＯＨ，ＴＭＡＨ，ヒトラジン等）の異方性エッチングにより、約５４．７度の角度（被エッチング面の立ち上がりの内角）でエッチングが進行する。
【０１２６】
この方法が用いられて、所望の深さにエッチングすることにより、インク供給口Ｈ１１０２が形成される。
【０１２７】
また、基板Ｈ１１０１上に形成されるオリフィスプレートＨ１１１２には、図２４に示されるように、各電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁Ｈ１１０６と吐出口１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成される。従って、隣接する吐出口１１００Ｔは、互いにインク流路壁Ｈ１１０６により仕切られることとなる。
【０１２８】
各インク供給口Ｈ１１０２から供給される６色のインクにそれぞれ対応した６列の吐出口Ｈ１１００Ｔ列が一体に１枚のオリフィスプレートＨ１１０５に形成されている。吐出口Ｈ１１００Ｔ列は、電気熱変換素子Ｈ１１０３の配列と同様に、千鳥状に複数個、例えば、各インク色ごとに約１２００ｄｐｉ程度に配列形成されている。即ち、吐出口Ｈ１１００Ｔは、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向して設けられている。
【０１２９】
従って、記録素子基板Ｈ１１００は、６種類のインク吐出が可能なように電気熱変換素子Ｈ１１０３および吐出口Ｈ１１００Ｔ列が同一の基板上に形成されているので従来のように各インク別に吐出口列が分割されて形成される場合に比して記録素子基板Ｈ１１００の小型化が図られることとなる。
【０１３０】
図１６(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、上述した第一のプレートの一構成例を示す図であり、後述されるように本発明に係る空気室の好適な構成をも示す図である。
【０１３１】
図１６(ａ)に示される第１のプレートＨ１２００は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）材料で形成されている。なお、第１のプレートの素材は、アルミナに限られることなく、記録素子基板Ｈ１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板Ｈ１１００材料の熱伝導率と同等もくしは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。第１のプレートＨ１２００の素材は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちいずれであってもよい。第１のプレートＨ１２００には、記録素子基板Ｈ１１００に６色のインクを供給するための６つのインク供給口Ｈ１２０１が千鳥状に形成されている。記録素子基板Ｈ１１００の６つのインク供給口Ｈ１１０２が第１のプレートＨ１２００の６つのインク供給口Ｈ１２０１にそれぞれ対応して位置決めされ、かつ、記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に対して位置精度良く接着固定される。接着に用いられる第１の接着剤Ｈ１２０４は、第１のプレートＨ１２００上に略記録素子基板形状で、しかも、隣り合うインク供給口間にエアーパスが発生しないように塗布される。その第１の接着剤Ｈ１２０４は、例えば、粘度が比較的低く、接触面に形成される接着層が薄く、かつ、硬化後、比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。その第１の接着剤Ｈ１２０４は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。
【０１３２】
第１のプレートＨ１２００は、図１６(ａ)に示されるように、突起部Ｈ１２００Ａを両端部にそれぞれ有している。突起部Ｈ１２００Ａは、上述の基準端面部Ｈ１５０２ａおよび１５０２ｂにそれぞれ係合される基準面としての係合面Ｈ１２００ａを有している。突起部Ｈ１２００Ａは、その側面部に対して略垂直に、即ち、タンクホルダーＨ１５００の移動方向に沿って突出している。また、タンクホルダーＨ１５００の位置決めピンＩＰに対応した位置に、位置決めピンＩＰの先端が係合される透孔Ｈ１２００ｄが形成されている。
【０１３３】
各インク供給口Ｈ１２０１は、図１６(ｂ)に示されるように，記録素子基板Ｈ１１００が接着される端面Ｈ１２００ｓに向けて開口するインク流路としての拡大部Ｈ１２０２にそれぞれ連通している。細長い溝とされる拡大部Ｈ１２０２は、相対向して形成される斜面部Ｈ１２０２ａおよび斜面部Ｈ１２０２ｂにより囲まれて形成されており、その断面積が記録素子基板Ｈ１１００が接着される端面に向かうにつれて拡大するものとされる。
【０１３４】
図１１は本発明の第一の実施形態にかかるインクジェット記録ヘッドの要部を、吐出方向に対して側方から見た断面図である。また、図１２(ａ)は、この要部を吐出方向上部から記録素子基板を除いてみた断面図である。この要部は、図５について前述した記録素子基板Ｈ１１００、第１プレートＨ１２００に相当する部分である。また、図１１および図１２(ａ)は、１種類のインクを吐出する記録ヘッドの部分を示すものである。なお、以下の説明では、図５などで示した符号とは別の符号を付してその説明をする。
【０１３５】
記録素子基板１(Ｈ１１００)はシリコンよりなる基体１Ａを有し、その気体１Ａ上に吐出エネルギー発生体として電気熱変換素子１３が吐出口１１に対応して形成されている。基体１Ａには、さらに、この電気熱変換素子に電力を供給するための電極配線などが形成され、また、吐出口が形成されるオリフィスプレート１４やそれぞれの吐出口１１や液路１２を区画するための隔壁１５が形成されている。なお、前述の図５等における説明では、以上の基体１Ａおよびその上に形成されるオリフィスプレート１４、隔壁１５を、一体に記録素子基板Ｈ１１００として説明している。記録素子基板１(Ｈ１１００)は支持部材２(第１プレートＨ１２００)に接着固定され、また、この支持部材２には、記録素子基板１のインク供給口５に連通するインク供給路６(インク供給口Ｈ１２０１)が形成されている。以上の構成において、インク供給路６およびインク供給口５は複数の吐出口に対してインク供給室を構成することになる。なお、図１１、図１２(ａ)に示すインク供給路６は、図５にて前述したインク供給口Ｈ１２０１に対応するが、その形状は長溝形状であり、図５に示す円形状のものとは異なる。この円形状のインク供給路は後述のように図１８等に示す実施形態において採用されている。
【０１３６】
さらに詳細には、記録素子基板１は、基体１Ａを形成するシリコンウエハ上に電気熱変換素子１３を構成する発熱抵抗体層やこの電気熱変換素子に電力を供給するための電極配線などがフォトリソグラフィ技術によってパターニングされて形成される。また、オリフィスプレート１４および隔壁１５は感光性樹脂によって形成される。さらに、記録素子基板１は、そのインク供給口５がシリコンウエハに対する異方性エッチングにより形成され、また、切断によってその外形が形成されるものである。記録素子基板１は、その各電気熱変換素子に記録信号に応じた電圧パルスを印加するため、図５等で上述した電極配線基板Ｈ１３００とТＡＢ実装技術によって接続される。なお、記録素子基板は、支持部材２に正確に位置決めされて接着固定されるが、その際に使用される接着剤としては、粘度が高く、インク供給路６やインク供給口５にこの接着剤が流れ出さないものが望ましい。
【０１３７】
本実施形態では、以上の記録ヘッドの構成において、支持部材２の記録素子基板１と接着される部分に空気室用の凹部を形成する。すなわち、インク吐出の際に各液路から伝播する圧力波をこの空気室によって吸収することにより前述したリフィルに関する問題を解決するものである。
【０１３８】
図１２(ａ)に明らかなように、凹部７ａは所定数のインク吐出口毎に設けられるものであり、また、支持部材２の接着固定面８にはこの凹部７ａとともにそれぞれの凹部に対応して連結溝９ａが形成される。これにより、記録ヘッド製造工程で支持部材２に記録素子基板１が接続されたとき、記録素子基板１の裏面と支持部材２の接着固定面８に形成されたこれらの凹部などによって空気室(７ａ)および連絡路(９ａ)が形成されることになる。
【０１３９】
このような空気室の構成によれば、吐出口１１からインクが吐出されたときその吐出によって生じる圧力は、インク供給口５を介してインク供給路６まで伝わるが、その圧力は、主にその吐出口に対応する連絡路９ａを介し空気の圧力変動として空気室７ａに伝播する。そして、この比較的高い圧力値を有した圧力変動は、連絡路９ａより大きな容積の空気室７ａでその値を低下させる。すなわち、インク吐出によって生じたインクの圧力変動は空気室７ａによって吸収され、その後のリフィルに与える影響を少なくすることができる。これにより、前述したように、リフィル時間を考慮して吐出周期を定める必要はなく、その結果、比較的高速の記録ヘッド駆動が可能となる。また、この空気室の構造は、外気に対して密閉された構造とされているため、従来の圧力吸収構造のように、インク増粘等の前述した種々の問題が生ずることを未然に防止することもできる。
【０１４０】
なお、空気室は所定数のインク吐出口に対応して設けられ、また、その対応する吐出口の吐出による圧力変動を主に吸収するものとして説明したが、本発明の適用はこのような構成に限られないことは勿論である。空気室は一つの吐出口に対応して一つが設けられても良く、また、圧力を吸収する作用において配設位置において対応しない吐出口による吐出圧力を吸収できる構成であってもよい。
【０１４１】
本実施形態の空気室の構造は、換言すれば、空気室７ａはインクが入り込まずに吐出時の圧力を吸収するのに十分な容積が必要であり、また、連絡路９ａは空気室７ａにインクを導くことがなく、かつ吐出時の圧力を十分に空気室に導くための容積(流抵抗)もしくは毛管力などが必要となる。このため、本実施形態では、吐出量１５Pｌ、吐出口数２５６の記録ヘッドを１０ｋＨZで駆動する場合、空気室の構造を、図１２(ｂ)および(ｃ)に示すように、Ａ=１．５ｍｍ、Ｂ=０．４ｍｍ、Ｃ=０．４ｍｍ、Ｄ=０．４ｍｍ、Ｅ=０．２ｍｍ、Ｆ=０．８ｍｍとし、これにより、上述した効果を十分に得ることができる。
【０１４２】
なお、本実施形態では、図１１、図１２（ａ）〜(ｃ)に示す構成の代わりに、図１３に示すように記録素子基板１の裏側に同様の空気室７ｂおよび連絡路９ｂを形成しても、同様の効果を得ることができる。この場合、記録素子基板に対する空気室用溝などの形成は、異方性エッチングによって行うことができる。なお、図１３では、オリフィスプレート、隔壁などの図示は省略されている。
【０１４３】
以上説明した効果に加え、本実施形態の空気室の構成によれば、支持部材もしくは記録素子基板のいずれか一方に空気室用の凹部等を形成しこれに他方の部材を合わせることにより空気室等を形成できるため、空気室等の形成を容易に行うことができる。
【０１４４】
さらに、図１４に示すように、空気室を形成する溝７ａ(７ｂ)の各壁に撥水剤を塗布して撥水層１０を形成することもできる。これにより、連絡路９ａ(９ｂ)の形状による効果と相俟って、空気室にインクが入り込むことを、さらに適切に防止することができる。
【０１４５】
(第２実施形態)
本実施形態は、支持部材として第１支持部材と第２支持部材の二つの支持部材を具えた記録ヘッドに本発明を適用したものである。図１５(ａ)および(ｂ)は、本実施形態の記録ヘッドの要部を示すそれぞれ吐出方向から見た断面図およびその側方から見た断面図である。
【０１４６】
これらの図に示すように、本実施形態の記録ヘッドは、支持部材として、記録素子基板１を保持固定しインク供給路を有した第１の支持部材２１と、この第１支持部材２１を保持固定し記録素子基板１にインクを供給するためのインク供給路６を備えた第２の支持部材２２を有する。第１支持部材２１は、記録素子基板１を構成する基体１Ａに直接接続される部材であり、熱伝導性、耐インク性、強度等の点から、その材料として、シリコン、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素などを用いることができる。
【０１４７】
第１の実施形態と同様、第１支持部材２１の記録支持基板１との接着部分に空気室および連絡路用の凹部７ａおよび溝９ａが形成される。これにより、第１支持部材２１に記録素子基板１の基体１Ａを接続したとき空気室７ａ等が形成される。
【０１４８】
本実施形態のように第１支持部材に凹部等を形成する変形例として、図１６(ｂ)および(ｃ)に示すものがある。同図に示す構成は６種類のインクに対応したそれぞれの単位で一対の空気室７ａを形成するものである。
【０１４９】
すなわち、図１６(ａ)は支持部材２を上面から見た図であり、図１６(ｂ)は図１６(ａ)に示すＡ−Ａ線断面図であり、図１６(ｃ)は支持部材２に記録素子基板１を接合した状態を同様の断面で示す図である。これらの図に示す構成は、図１１〜図１５(ａ)および(ｂ)までに示した実施形態のように各インクごとのヘッド構成についてそれぞれ二つより多い数の空気室が設けられる。すなわち、図１６(ａ)に示すように、６種類のインク色の各インク色について電気熱変換素子配列の両端に対応する位置にそれぞれ一つづつ空気室用の凹部７ａおよび連絡路用の溝９ａが形成される。また、図１６(ａ)および(ｂ)に示すＡ−Ａ断面から明らかなように、インク供給口６の形状も上述した実施形態とは異なり、記録素子基板との接合面側に行くに従い、拡がる形状となっている。すなわち、この広がりによって、各インク色ごとのヘッド構成において配列する複数の電気熱変換素子に対応したそれぞれのインク路をカバーしてこれらへインクを供給することができる。
【０１５０】
以上の支持部材２に対して記録素子基板１が接合されることにより、図１６(ｃ)に示すように外気に対して密閉された空気室(７ａ)および連絡路(９ａ)が構成され、記録素子基板１におけるインク吐出に伴って生ずる圧力波はこの空気室によって吸収することができる。
【０１５１】
空気室を電気熱変換素子配列方向の両端に設けることにより、複数のインク色ごとの構成を並列に配置する場合の配列ピッチを小さくすることが可能となり、記録ヘッドの小型化が可能となる。また、これらの空気室はインク供給口から最も遠くに位置することになる。この位置は圧力波の吸収が比較的困難な位置であり、ここに空気室を設けることにより、図２２および図２３(ａ)〜(ｄ)にて後述されるようにその効果を最大限に発揮することができる。
【０１５２】
図１７(ａ)、(ｂ)および(c)は、それぞれ他の形態を示す図である。同図(ａ)は、第１実施形態と同様、記録素子基板１の裏側に凹部７ｂおよび連結溝９ｂが設けられる形態に関するものである。また、同図(ｂ)および(c)は第１支持部材２１と第２支持部材２２とによって空気室などを形成する形態に関し、このうち、同図(ｂ)は第１支持部材側に、同図(c)は第２支持部材側にそれぞれ凹部及び溝を形成するものである。
【０１５３】
以上の空気室等の構造によっても、第１実施形態で説明したのと同様の効果を得ることができる。また、第１実施形態と同様、空気室の各壁に撥水処理を施しさらに空気室へのインクの侵入を防止するようにしてもよい。
【０１５４】
なお、空気室などを設ける位置に関して上述のように種々の形態が考えられるが、これらの配設位置が異なる複数の空気室などを組み合わせてもよく、これにより、リフィルに関してより大きな効果を得ることができる。
【０１５５】
(第３実施形態)
本実施形態は、第１支持部材２１のうち、記録素子基板１の基体１Ａと接合したとき、基板１のインク供給口５とともに液室を形成する面の一部に凹部を形成し、これにより、インク吐出に伴って発生する圧力を吸収する構成に関するものである。
【０１５６】
すなわち、本実施形態では、図１８(ａ)および(ｂ)に示すように、第１支持部材２１に形成されるインク供給路６は、記録素子基板１におけるインク供給口５と同様の長孔形状ではなく、インク供給口５の略中央部に対応して設けられる円柱状のものである。これにより、インク供給口５は、吐出口配列に沿った細長い液室の形態となる。そして、この液室には、その中央部で連通するインク供給路６を介してインクが供給されることになる。
【０１５７】
この構成において、液室状のインク供給口５を形成する第１支持部材２１の記録素子基板１の基体１Ａとの接続面には、吐出口配列(不図示)に沿って複数の凹部７が設けられる。この凹部７の形状は、第１、第２の実施形態と同様、インク供給路５のインクが浸入しないものとされることは勿論である。この場合、凹部７の深さは深い程よい。すなわち、凹部７は上述の実施形態と同様毛管力などを適切に定めることによりインクを保持するとともに、空気がこの保持されたインクによって凹部７の奥に閉じ込められて空気室を構成する。
【０１５８】
この凹部７の十分な深さが得られない場合は、図１９に示すように、第１支持部材２１に貫通孔２３を設けるとともに、これに連通するように第２支持部材２４に凹部２４を設ける。これにより、十分な容積を有した空気室を形成することができる。なお、この空気室について、凹部２４の形状を種々変化させることにより、リフィルに関してより効果的な空気室を形成することができる。
【０１５９】
なお、以上説明した各実施形態の記録ヘッドは、上述のように、電気熱変換素子が発生する熱エネルギーを利用して液体(インク)に膜沸騰を生じさせて気泡を形成しこの気泡の圧力によってインクを吐出する形態のものである。
【０１６０】
ここで、上述した空気室に関する実施形態のうち、図１６(ａ)〜(ｃ)に示した好的な実施形態による、特にインク供給に関する低周波のインク振動の影響を良好に低減できるという、効果について詳細に説明する。
【０１６１】
図２２は、図１６(ａ)〜(ｃ)に示した記録ヘッドをインクタンクと接合した状態で示す断面図である。
【０１６２】
（構成全体の概要）
基体１Ａ、液路隔壁、オリフィスプレート１４を有する記録素子基板などからなる記録ヘッドチップに対し、液体(インク)供給源であるインクタンクＨ１９００から、フィルタ６７、インク供給路６の順にインクが供給される。インク供給路６は、第１のインク供給部６１、第２のインク供給部６２、第３のインク供給部６３、第４のインク供給部６４および第５のインク供給部６６がこの順に連結して形成される。このうち、第１インク供給部６１および第３インク供給部６３は、インクタンクからヘツド部へ向かって延在し、一方、第２のインク供給部６２は、前記第１および第３インク供給部６１、６３が延在する方向と交差する方向に延在している。この結果、第１〜第３のインク供給部６１、６２、６３は、屈曲したインク供給系を形成することになる。
【０１６３】
（空気室近傍の構成の特徴）
上記第１ないし第３のインク供給部に続いて、第４の供給部６４が形成されている。第４の供給部６４は、第３の供給部６３側からヘッドチップ側に向かって、その断面積が徐々に拡大する形状を（図のテーパ部６５）をなしている。さらに、この第４インク供給部６４に続いて第５のインク供給部６６が設けられている。第５インク供給部６６は、ヘッドチップ側に向かって断面積が一定のインク供給路であり、記録素子基板の基体１Ａと接する部分のうち、記録素子基板における電気熱変換素子配列の両端に空気室７１用の凹部７ａおよび連絡路用の溝９ａが形成されている。
【０１６４】
この第５の供給部６６に続いて、ヘッドチップを構成する基体１Ａが配置される。基体１Ａに設けられるの貫通空間部(インク供給口)５は、上記第５の供給部６６側から基体上に設けられた流路側に向かって、その断面積が減少するテーパ状をなしている。これにより、上記第４インク供給部６４の第１のテーパと、この貫通空間部５による逆向きの第２のテーパが設けられ、空気室７１は、これら第１テーパと第２テーパとが交差する領域に位置することになる。
【０１６５】
（インクの後方への流れに対する緩和効果）
図２２に示す実施形態の空気室およびインク供給路の構成は、特にバブルスルージェット方式の記録へッドにおいて、特に低周波のインク振動の影響を低減するのに効果がある。
【０１６６】
図２５(ａ)〜(ｈ)は、バブルスルージェット方式による吐出状態の一例を時系列で示す図である。これらの図に示すように、電気熱変換素子１３によって発生した気泡３０１は液滴がヘッドを離れて飛翔する(図２５(ｈ))前に大気と連通するため(図２５(ｆ))、消泡過程がなく、この結果、液体の発泡およびその気泡の成長とともに、気泡３０１の後方の気液界面３０１ａは後退していく。そして、この気液界面３０１ａの後退に伴って、後方の液体はインク供給路側に押し戻される。特に、吐出デューティーが高い場合は、この押し戻される液体はその総量によって供給路全体のインクの動きに大きく影響する。本願人は、この供給路全体でのインクの振動を、吐出の際のリフィルの周波数(高周波数)に対して、低周波数の振動と称している。
【０１６７】
本実施形態では、この押し戻されるインクの動きがインク供給に対して及ぼす影響を、ヘッドチップ(基体１Ａ)に設けられた貫通空間部５の第２のテーパ部と第４供給部６４の第１のテーパー部とによって緩和する。すなわち、第２のテーパ部の広がり効果と第１のテーパ部の反射方向の偏向によって、押し戻されるインクの反射が直接ヘッドチップ側に戻ってその後の吐出に及ぼす影響を低減できる。
【０１６８】
(空気室の作用)
以上のようにテーパ部を設けたことによって、インクのヘッドチップとインク供給路との間の往復する方向(図２２中、縦方向)の振動の影響は緩和される。しかし、上記テーパ部によって、液体供給方向と交差する方向（図２２中、横方向）のインクの振動を派生する。
【０１６９】
本実施形態の空気室は、この横方向の動きを緩和する効果を奏するものである。
【０１７０】
すなわち、本実施形態では、空気室および空気室と液体供給路とを連通する連通路の構成として、これらは上記液体供給方向と交差する方向、すなわち横方向(ヘッドチップにおける複数流路の配列方向)に沿った位置で第１および第２のテーパに対向する位置に設けられる。これにより、上記インクの横方向の振動を直接緩和することができる。
【０１７１】
また、一組の空気室構成が相互に対向する位置に設けられることにより、個々の緩和効果が干渉することなく作用するので、さらに好適となる。さらに、この空気室は、液体供給路側で液体と接触し界面を形成している以外は、ヘッドチップまたは液体供給ユニットの部材あるいはこれら双方の部材によって密閉された空間を形成し、予め内包された空気がダンパーとして有効に作用することを保証する。このダンパー効果は、別の見方をすれば、液体の一部を一時貯留するという機能を発揮するものである。
【０１７２】
さらに、空気室と液体供給路とを連通する連通部において、液体がメニスカスを形成するようにすれば、上記インクの横方向の振動を空気室のダンパー効果で緩和する時の応答性が向上する。この応答性能向上のためのメニスカス形成は、この連通部の断面積を所定の大きさとすることで実現できる。
【０１７３】
空気室は、インク供給路の流路断面積が小さいところに設ける場合は、横方向の流れがほとんど生じないため本来の目的である横方向の十分な緩和効果を発揮し得ない。加えて、流路断面積が小さいところでは流速が早く、十分なバッファ効果を奏することができない。これに対し、空気室を流路断面積が大きく流速が小さい領域に設けると、小さいサイズのバッファで大きな効果を発揮することができる。さらに、空気室とインク供給路とを連通する連通路の断面積はヘッドチップにおける液流路の断面積より大きく構成し、これにより、空気室のダンパー効果を発揮することができる。
【０１７４】
以下に、本実施形態の記録ヘッドにおける各部の断面積を示す。
【０１７５】
空気室７１の断面積Ｓ５(図２３(ａ)、図２３(ｂ))：０．７６５ｍｍ2、 連絡路(９ａ)の断面積Ｓ６(図２３(ａ)、図２３(ｂ))：０．０８ｍｍ2、 第３インク供給路６３の断面積Ｓ１(図２２)：０．６４ｍｍ2、 液流路１２の断面積Ｓ２(図２３(ｃ)、図２２)：０．０００４１６ｍｍ2、 液流路入り口の各断面積Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３(図２３(ｄ))：０．０００１４３ｍｍ2
【０１７６】
（インク供給に対するインク供給路の作用）
バブルスルージェット方式場合、インクの発泡および気泡の成長に伴ってインクが吐出されるが、この吐出に際して、図２５(ｈ)に示したように、気泡後方の気液界面によるメニスカスは電気熱変換素子よりも後退した位置に形成される。
この後退したメニスカスが吐出可能な位置に復帰するのは、専ら毛管力による。
各液路におけるこの毛管力は、全体としてインク供給路におけるインクの移動をもたらすが、本実施形態の構成では、インク供給路の上流側から下流側に向かって、供給路の断面積が次第に増加していく構成を有している。このため、インク供給に際して、後方からのインクの供給がよりスムーズに行われ、供給不足ということがなくなる。
【０１７７】
また、空気室が第５の供給部に隣接して設けられているため、空気室に一時的に貯留されたインクが吐出に際して供給され、液体供給源の一端を担うこともできる。
【０１７８】
（ヘッドユニットの姿勢・位置関係における空気室の効果）
本実施形態の記録ヘッドは、主として下向き吐出で使用される。下向き吐出では、図２２に示すように、重力が矢印Ｇの方向に作用する。この場合、インク供給ユニットがヘツドチップの上方に位置し、インク供給ユニットとヘッドチップとの接合領域から同ユニット側に空気室が形成される構成としている。そして、空気室を上方に(ユニット側に)伸びた構成とすることで、体積効率のよい構成とすることができる。
【０１７９】
（付加的構成による効果）
ところで、吐出口列の両端部に複数個のダミー吐出口を設ける構成が知られている。そのダミー吐出口は、各吐出口における吐出の際に生じるバック波の影響（クロストーク）を軽減する効果を有するが、本実施形態の空気室と上記ダミー吐出口とが共存することで、両者の相乗効果が期待できる。加えての構成として、本実施形態の屈曲したインク供給系は、ヘッドチップからのインクの直接的な後退を緩衝する働きを有する。
【０１８０】
図１６(ａ)〜(ｃ)(図２２、図２３(ａ)〜(ｄ))に示したヘッド構成および空気室構成は、コンパクトな構成で特に低周波のインク振動の影響を軽減して良好なインク吐出を実現できる点で好適である。その他の構成については、高周波数のインク振動は比較的良く軽減できるが、空気室の数が多くなり、また、比較的サイズも大きくなる。
【０１８１】
【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、複数のインク吐出口に対してインクを供給する、これらの吐出口に共通のインク供給室に連通してその圧力が伝達される空気室が設けられるので、各吐出口でのインク吐出にともなって発生しインク供給室に伝播されるインクの圧力はこの空気室の空気の圧力変化として空気室に伝播され、その空気室の容積増大による圧力の低下によって吸収される。
【０１８２】
また、空気室は、記録ヘッドを構成する複数の部材を接合することによって形成されるため、この空気室は外気と連通することがなく、空気室を介した記録ヘッド内のインクの増粘を防止することができる。
【０１８３】
さらに、空気室の少なくとも一部の内壁面を支持部材が形成しているので、インク吐出に直接関わる領域に比較的近い位置に空気室を最適配置することができる。
【０１８４】
加えて、少なくとも一方に凹部が設けられた部材同士を凹部を内側にして接合することによって空気室を形成すれば、密閉構造の空気室を簡易に製造することができる。
【０１８５】
また、インク供給路を形成する貫通孔の内壁面の斜面の終端において空気室がインク供給路と連通すれば、斜面によるバッファー効果と空気室によるバッファー効果とが相まって、一層安定的なインク供給特性を得ることができる。
【０１８６】
更に、インク供給路が空気室よりインク供給に関する上流側に屈曲部を有すれば、屈曲部によるバッファー効果と空気室によるバッファー効果とが相まって、一層安定的なインク供給特性を得ることができる。
【０１８７】
加えて、エネルギー発生素子が熱エネルギーを発生してインクに気泡を生じさせ、この気泡が大気と連通し吐出口からインクを吐出する方式であれば、空気室によるバッファー効果を相乗的に一層高水準なものとすることができる。
【０１８８】
この結果、インクジェット記録ヘッドにおけるインク吐出口の高マルチ化に特有のインクリフィルにかかわる諸問題を解消して、特に優れた高速応答性および吐出性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタの外観構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すプリンタの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるプリンタに用いる記録ヘッドカートリッジを組立てた状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示す記録ヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。
【図５】図４に示した記録ヘッドを斜め下方から観た分解斜視図である。
【図６】 (ａ)および(ｂ)は、図３に示す記録へッドに代えて本発明の一実施形態によるプリンタに搭載可能なスキャナカートリッジを天地を逆にして示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態のプリンタにおける電気的回路の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図８】図７に示した回路のうちメインＰＣＢの内部構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示したメインＰＣＢのうちＡＳＩＣの内部構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態のプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１実施形態による記録ヘッドの要部構造を示す断面図である。
【図１２】 (ａ)は図１１に示した要部の平面詳細図、(ｂ)および(ｃ)はその断面図である。
【図１３】第１実施形態の変形例にかかる記録ヘッドの要部構造を示す断面図である。
【図１４】第１実施形態の他の変形例にかかる記録ヘッドの要部構造を示す断面図である。
【図１５】 (ａ)および(ｂ)は、本発明の第２実施形態による記録ヘッドの要部構造を示すそれぞれ吐出口側およびその側方から見た断面図である。
【図１６】 (ａ)は第２実施形態の変形例に係り、複数の種類のインクに関する記録ヘッド要部構造を示す平面図、(ｂ)および(ｃ)はその断面図である。
【図１７】 (ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、それぞれ第２実施形態の変形例にかかる記録ヘッドの要部構造を示す断面図である。
【図１８】 (ａ)および(ｂ)は、本発明の第３実施形態による記録ヘッドの要部構造を示すそれぞれ吐出口側およびその側方から見た断面図である。
【図１９】第３実施形態の変形例にかかる記録ヘッドの要部構造を示す断面図である。
【図２０】 (ａ)および(ｂ)は、それぞれ従来例による記録ヘッドのリフィルに関する問題を説明するための、吐出口側およびその側方から見た断面図である。
【図２１】 (ａ)および(ｂ)は、それぞれ従来例による記録ヘッドのリフィルに関する問題を説明するための、線図および吐出方向の側方から見た断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による記録ヘッドにおける、インクタンクから吐出口に至るインクの供給系の主要部を示す断面図である。
【図２３】 (ａ)および(ｂ)は、上記インクの供給系に設けられた空気室を示す平面図及び斜視図であり、(ｃ)および(ｄ)は、上記供給系における、吐出口及び電気熱変換素子の周辺領域を示す斜視図及び平面図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係る記録ヘッドの主要部を示す部分破断斜視図である。
【図２５】 (ａ)、 (ｂ)、 (ｃ)、 (ｄ)、 (ｅ)、 (ｆ)、 (ｇ)および (ｈ)は、バブルスルージェット方式によるインク吐出状態を時系列で説明するための断面図である。
【符号の説明】
Ｍ１０００ 装置本体
Ｍ１００１ 下ケース
Ｍ１００２ 上ケース
Ｍ１００３ アクセスカバー
Ｍ１００４ 排出トレイ
Ｍ２０１５ 紙間調整レバー
Ｍ２００３ 排紙ローラ
Ｍ３００１ ＬＦローラ
Ｍ３０１９ シャーシ
Ｍ３０２２ 自動給送部
Ｍ３０２９ 搬送部
Ｍ３０３０ 排出部
Ｍ４０００ 記録部
Ｍ４００１ キャリッジ
Ｍ４００２ キャリッジカバー
Ｍ４００７ ヘッドセットレバー
Ｍ４０２１ キャリッジ軸
Ｍ５０００ 回復系ユニット
Ｍ６０００ スキャナ
Ｍ６００１ スキャナホルダ
Ｍ６００３ スキャナカバー
Ｍ６００４ スキャナコンタクトＰＣＢ
Ｍ６００５ スキャナ照明レンズ
Ｍ６００６ スキャナ読取レンズ１
Ｍ６１００ 保管箱
Ｍ６１０１ 保管箱ベース
Ｍ６１０２ 保管箱カバー
Ｍ６１０３ 保管箱キャップ
Ｍ６１０４ 保管箱バネ
Ｅ０００１ キャリッジモータ
Ｅ０００２ ＬＦモータ
Ｅ０００３ ＰＧモータ
Ｅ０００４ エンコーダセンサ
Ｅ０００５ エンコーダスケール
Ｅ０００６ インクエンドセンサ
Ｅ０００７ ＰＥセンサ
Ｅ０００８ ＧＡＰセンサ（紙間センサ）
Ｅ０００９ ＡＳＦセンサ
Ｅ００１０ ＰＧセンサ
Ｅ００１１ コンタクトＦＰＣ（フレキシブルプリントケーブル）
Ｅ００１２ ＣＲＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）
Ｅ００１３ キャリッジ基板
Ｅ００１４ メイン基板
Ｅ００１５ 電源ユニット
Ｅ００１６ パラレルＩ／Ｆ
Ｅ００１７ シリアルＩ／Ｆ
Ｅ００１８ 電源キー
Ｅ００１９ リジュームキー
Ｅ００２０ ＬＥＤ
Ｅ００２１ ブザー
Ｅ００２２ カバーセンサ
Ｅ１００１ ＣＰＵ
Ｅ１００２ ＯＳＣ（ＣＰＵ内蔵オシレータ）
Ｅ１００３ Ａ／Ｄ（ＣＰＵ内蔵Ａ／Ｄコンバータ）
Ｅ１００４ ＲＯＭ
Ｅ１００５ 発振回路
Ｅ１００６ ＡＳＩＣ
Ｅ１００７ リセット回路
Ｅ１００８ ＣＲモータドライバ
Ｅ１００９ ＬＦ／ＰＧモータドライバ
Ｅ１０１０ 電源制御回路
Ｅ１０１１ ＩＮＫＳ（インクエンド検出信号）
Ｅ１０１２ ＴＨ（サーミスタ温度検出信号）
Ｅ１０１３ ＨＳＥＮＳ（ヘッド検出信号）
Ｅ１０１４ 制御バス
Ｅ１０１５ ＲＥＳＥＴ（リセット信号）
Ｅ１０１６ ＲＥＳＵＭＥ（リジュームキー入力）
Ｅ１０１７ ＰＯＷＥＲ（電源キー入力）
Ｅ１０１８ ＢＵＺ（ブザー信号）
Ｅ１０１９ 発振回路出力信号
Ｅ１０２０ ＥＮＣ（エンコーダ信号）
Ｅ１０２１ ヘッド制御信号
Ｅ１０２２ ＶＨＯＮ（ヘッド電源ＯＮ信号）
Ｅ１０２３ ＶＭＯＮ（モータ電源ＯＮ信号）
Ｅ１０２４ 電源制御信号
Ｅ１０２５ ＰＥＳ（ＰＥ検出信号）
Ｅ１０２６ ＡＳＦＳ（ＡＳＦ検出信号）
Ｅ１０２７ ＧＡＰＳ（ＧＡＰ検出信号）
Ｅ００２８ シリアルＩ／Ｆ信号
Ｅ１０２９ シリアルＩ／Ｆケーブル
Ｅ１０３０ パラレルＩ／Ｆ信号
Ｅ１０３１ パラレルＩ／Ｆケーブル
Ｅ１０３２ ＰＧＳ（ＰＧ検出信号）
Ｅ１０３３ ＰＭ制御信号（パルスモータ制御信号）
Ｅ１０３４ ＰＧモータ駆動信号
Ｅ１０３５ ＬＦモータ駆動信号
Ｅ１０３６ ＣＲモータ制御信号
Ｅ１０３７ ＣＲモータ駆動信号
Ｅ００３８ ＬＥＤ駆動信号
Ｅ１０３９ ＶＨ（ヘッド電源）
Ｅ１０４０ ＶＭ（モータ電源）
Ｅ１０４１ ＶＤＤ（ロジック電源）
Ｅ１０４２ ＣＯＶＳ（カバー検出信号）
Ｅ２００１ ＣＰＵ Ｉ／Ｆ
Ｅ２００２ ＰＬＬ
Ｅ２００３ ＤＭＡ制御部
Ｅ２００４ ＤＲＡＭ制御部
Ｅ２００５ ＤＲＡＭ
Ｅ２００６ １２８４ Ｉ／Ｆ
Ｅ２００７ ＵＳＢ Ｉ／Ｆ
Ｅ２００８ 受信制御部
Ｅ２００９ 圧縮・伸長ＤＭＡ
Ｅ２０１０ 受信バッファ
Ｅ２０１１ ワークバッファ
Ｅ２０１２ ワークエリアＤＭＡ
Ｅ２０１３ 記録バッファ転送ＤＭＡ
Ｅ２０１４ プリントバッファ
Ｅ２０１５ 記録データ展開ＤＭＡ
Ｅ２０１６ 展開用データバッファ
Ｅ２０１７ カラムバッファ
Ｅ２０１８ ヘッド制御部
Ｅ２０１９ エンコーダ信号処理部
Ｅ２０２０ ＣＲモータ制御部
Ｅ２０２１ ＬＦ／ＰＧモータ制御部
Ｅ２０２２ センサ信号処理部
Ｅ２０２３ モータ制御バッファ
Ｅ２０２４ スキャナ取込みバッファ
Ｅ２０２５ スキャナデータ処理ＤＭＡ
Ｅ２０２６ スキャナデータバッファ
Ｅ２０２７ スキャナデータ圧縮ＤＭＡ
Ｅ２０２８ 送出バッファ
Ｅ２０２９ ポート制御部
Ｅ２０３０ ＬＥＤ制御部
Ｅ２０３１ ＣＬＫ（クロック信号）
Ｅ２０３２ ＰＤＷＭ（ソフト制御信号）
Ｅ２０３３ ＰＬＬＯＮ（ＰＬＬ制御信号）
Ｅ２０３４ ＩＮＴ（割り込み信号）
Ｅ２０３６ ＰＩＦ受信データ
Ｅ２０３７ ＵＳＢ受信データ
Ｅ２０３８ ＷＤＩＦ（受信データ／ラスタデータ）
Ｅ２０３９ 受信バッファ制御部
Ｅ２０４０ ＲＤＷＫ（受信バッファ読み出しデータ／ラスタデータ）
Ｅ２０４１ ＷＤＷＫ（ワークバッファ書込みデータ／記録コード）
Ｅ２０４２ ＷＤＷＦ（ワークフィルデータ）
Ｅ２０４３ ＲＤＷＰ（ワークバッファ読み出しデータ／記録コード）
Ｅ２０４４ ＷＤＷＰ（並べ替え記録コード）
Ｅ２０４５ ＲＤＨＤＧ（記録展開用データ）
Ｅ２０４７ ＷＤＨＤＧ（カラムバッファ書込みデータ／展開記録データ）
Ｅ２０４８ ＲＤＨＤ（カラムバッファ読み出しデータ／展開記録データ）
Ｅ２０４９ ヘッド駆動タイミング信号
Ｅ２０５０ データ展開タイミング信号
Ｅ２０５１ ＲＤＰＭ（パルスモータ駆動テーブル読み出しデータ）
Ｅ２０５２ センサ検出信号
Ｅ２０５３ ＷＤＨＤ（取込みデータ）
Ｅ２０５４ ＲＤＡＶ（取込みバッファ読み出しデータ）
Ｅ２０５５ ＷＤＡＶ（データバッファ書込みデータ／処理済データ）
Ｅ２０５６ ＲＤＹＣ（データバッファ読み出しデータ／処理済データ）
Ｅ２０５７ ＷＤＹＣ（送出バッファ書込みデータ／圧縮データ）
Ｅ２０５８ ＲＤＵＳＢ（ＵＳＢ送信データ／圧縮データ）
Ｅ２０５９ ＲＤＰＩＦ（１２８４送信データ）
Ｈ１０００ 記録ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１ 記録ヘッド
Ｈ１１００ 記録素子基板
Ｈ１１００Ｔ 吐出口
Ｈ１２００ 第１のプレート
Ｈ１２０１ インク供給口
Ｈ１３００ 電気配線基板
Ｈ１３０１ 外部信号入力端子
Ｈ１４００ 第２のプレート
Ｈ１５００ タンクホルダー
Ｈ１５０１ インク流路
Ｈ１６００ 流路形成部材
Ｈ１７００ フィルター
Ｈ１８００ シールゴム
Ｈ１９００ インクタンク
１ 記録素子基板
２ 支持部材
５ インク供給口
６ インク供給路
７、７ａ、７ｂ 凹部(空気室)
９ａ、９ｂ 連結溝(連絡路)
１０ 撥水層
１１ 吐出口
１２ 液路
１３ 電気熱変換素子
１４ オリフィスプレート
１５ 隔壁
２１ 第１支持部材
２２ 第２支持部材
２３ 貫通孔
２４ 凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は記録ヘッドおよび該記録ヘッドを用いることができるインクジェット記録装置に関し、詳しくは、記録ヘッドの液路においてインク吐出に伴って行われるインクリフィルのための構成に関するものである。
【０００２】
なお、本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。
【０００３】
【従来の技術】
従来、紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の被記録媒体（以下では、単に「記録紙」ともいう）に対して記録を行なう記録装置は、種々の記録方式、例えばワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方式、インクジェット方式による記録ヘッドを用いた形態として提供されている。
【０００４】
これらの方式の中で、インクジェット記録方式は、記録ヘッドのインク吐出用の微細な孔（以下、「吐出口」という）からインクを吐出し、このインクを記録情報に応じて記録紙に付着させて記録を行うものであり、比較的高速の記録が可能であり、また、普通紙等に手軽に記録できるといった種々の利点を有している。
【０００５】
また、インクジェット方式はインク滴の形成方法および吐出エネルギの発生方法により、コンテニュアス方式（電荷粒子制御方式およびスプレー方式が含まれる）とオンデマンド方式（ピエゾ方式、スパーク方式およびバブルジェット方式が含まれる）とに大きく分けることができる。
【０００６】
コンテニュアス方式は、電荷を帯びたインクを連続的に吐出するとともに、電界を制御することによって、必要な液滴だけを記録紙に付着させ、また、記録に不要なインクは所定のインク受けによって回収するものである。これに対して、オンデマンド方式は、記録に必要な時だけインクを吐出するものであり、このため、インクの無駄がなく、また、不要なインクが吐出されないことにより装置内部を汚すことはない。一方、このオンデマンド方式はインクの吐出動作が基本的にインクの流動等に関して起動と停止を伴うものであるため、コンテイニュアス方式に比べて吐出駆動の際の応答周波数は低い。このため、吐出口の数を増やすこと等により全体として記録の高速化を図っている。以上の点から、現在市販されているインクジェット記録装置の多くはオンデマンド方式のものである。
【０００７】
このようなインクジェット方式による記録装置では、インク吐出口と、これに連通する液路と、その液路においてインク吐出のためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子とを有する記録ヘッドを備えている。そして、記録を実施する際には、吐出エネルギー発生素子に吐出エネルギーを発生させ、これを液路内のインクに作用させて吐出のための圧力を発生させ、この圧力を利用してインクを吐出口から吐出させる。
【０００８】
なお、インクジェット記録に用いられるインクとしては、顔料や染料などの記録剤を、水、水溶性有機溶剤または非水溶性有機溶剤などの溶媒に溶解もしくは分散したものが一般的に使用されている。
【０００９】
以上のような記録ヘッドにおけるインク吐出動作では、吐出のために発生する上記圧力は、液路内のインクを介して、吐出のため吐出口の方向と、液路に対するインクの供給元である液室の方向の両方に伝達される。そして、吐出口方向に伝達された圧力の作用によって、液路内のインクがインク吐出口から押し出されて飛翔液滴が形成されることになる。
【００１０】
そして、吐出されたインクが液滴となってインク吐出口から離れる際、その吐出液滴量に応じて吐出口近傍の液路に形成されるメニスカスが後退し、このメニスカスを吐出口の方向に引き戻そうとする作用により、ある時間の経過後、再び液路内のインクの充填状態が吐出前の状態に復帰する。この現象はリフィルと呼ばれているものであり、実際の記録の際には以上の動作が繰り返され、良好なリフィルが行われることによって、安定したインク吐出が持続して得られる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このリフィルが次の吐出に間に合わないことが吐出周波数等の関係で生じる場合があり、このようにリフィルが不完全な状態で吐出が行われると、吐出インク滴量の減少等の吐出不良を起こすことがある。その結果、例えば吐出インク滴によって被記録媒体に形成されるインクドットの径が減少して全体的な記録品位の低下や、吐出インク滴の被記録媒体上における着弾点精度が低下して記録画像のボケや、ヨレ、スジ、白ヌケ等の発生を招くことがある。
【００１２】
インクジェット記録方式のような液体を用いた記録技術における上述のような問題の解決は、液路等の構造の改良やインクの物性の調整によって行われてきたが、多数のインク吐出口を配列した記録ヘッドにおいては、このような改良や調整のみによっては充分な改善効果が得られない場合が多い。以下、図面を参照しながらこの問題点を説明する。
【００１３】
図２０(ａ)および(ｂ)は、インクジェット記録ヘッドの主要部の断面をインクの吐出方向から見た図を示し、同図（ａ）はインク吐出に伴って生ずる共通液室方向の圧力を説明するための図であり、同図（ｂ）は良好なリフィール状態を得るために必要な圧力を説明するための図である。
【００１４】
記録ヘッド１００は、多数の吐出口(図示省略)と、これらの吐出口とそれぞれ連通する液路１０２と、液路１０２内に配設された吐出エネルギー発生体１０３と、各液路へインクを供給するための共通液室１０４とを有する。共通液室１０４はインク供給口１０５を介して不図示のインクタンク（インクカートリッジともいう）と連通し、これにより共通液室は常にインクが満たされた状態にある。
【００１５】
図２０（ａ）に示すように、多数のインク吐出口から同時、もしくは若干時間差をもってインクを吐出させると、この吐出に伴って各液路１０２で生じた圧力はそれぞれの液路から共通液室１０４の方向に伝わる。そして、このような圧力は共通液室１０４で一体となって一つの大きな圧力となる。各液路で生じた圧力はインクを矢印Ａで示すように共通液室１０４の方向に押し戻す力として作用し、その総和は、例えばインク吐出口を１つだけ有する記録ヘッドの場合よりも数段大きなものとなる。
【００１６】
この場合、良好なリフィル状態を得るには、図２０（ｂ）に示すように、矢印Ｂで示すようにインクを急激かつ大量に吐出口の方向に移動させる必要があり、このようなインクの移動方向の変更のためには上述したような初期の大きなインクの慣性力（総圧力）に打ち勝つだけの圧力が必要となる。
【００１７】
しかし、各液路１０２においてリフィルを生じさせるインクの毛管力は、上述したような共通液室１０４方向への総圧力に対抗して大量のインクを瞬時にインク吐出口１０１の方向に移動させるのには十分ではない。すなわち、上述したインク移動における初期の慣性力が大きくなるに従い、メニスカス１０６の復帰により長い時間が必要となることになる。そこで、メニスカス復帰のために十分な時間を取るため吐出周波数を低くすると、記録速度の低下を招き、一方、メニスカス復帰のために十分な時間が取れない場合には、上述したように、所定の吐出インク滴量が得られない等、良好な記録を阻害することになる。特に、このような現象は記録開始の初期に特に顕著であることが知られている。
【００１８】
図２１(ａ)および(ｂ)は、上記現象のメカニズムを説明するためのものであり、同図（ａ）はメニスカス後退曲線、同図（ｂ）はインク吐出口およびその近傍の概略構成をそれぞれ示す図である。
【００１９】
図２１（ａ）における縦軸に示されたメニスカス後退量（Ｌμｍ）とは、同図（ｂ）に示すように液路１０２において吐出口１０１の端部から測った長さＬで表されるものであり、具体的には吐出口１０１からインクのメニスカス最後退部までの距離に相当する。
【００２０】
例えば吐出口を１つのみ設けた記録ヘッドの場合には、図２１（ａ）においてＣM1で示す曲線のように、吐出エネルギー発生体１０３からのエネルギーが液路１０２内のインクに付与される時刻ｔ0からある時間経た時点ｔ0′、すなわちインク吐出が行われた時点に、液路１０２のインク吐出口近傍に形成されたメニスカス１０６は急激に後退を開始する。その後退量は時刻ｔ1′で最大となるがそれは比較的大きなものとなる。その後、毛管力による復元力の作用によってメニスカス１０６は元の位置に戻り始め時刻ｔ1でリフィルが終了する。
【００２１】
これに対し、多数のインク吐出口を有する記録ヘッドの場合は、曲線ＣM2として示すように、ｔ1′での最大後退量が上記の場合より小さいが、リフィル速度は、その終了時刻ｔ2で示されるように遅い。
【００２２】
これは、上述したように、多数の液路１０２からのインクを後方へ押しやる圧力の総和が、共通液室１０４内でインクを流動させようとする圧力を大幅に超え、その分の圧力がインクに作用してメニスカス１０６を復帰させるためのリフィル速度を初期において極端に遅くすることによるものと考えられる。
【００２３】
なお、このような現象は、連続して吐出が繰り返された後では、インク供給口１０５(図２０(ａ)および(ｂ)参照)から共通液室１０４へのインクの定常的な流れが形成されているので起こりにくいが、吐出の初期、特に吐出動作が２００回前後となって前後のインク流れが定常状態となるまでの間において顕著である。
【００２４】
この場合、上述したような多数のインク吐出口１０１を有する記録ヘッド１００におけるリフィル速度の低下は、吐出エネルギー発生体１０３への印字信号印加の周期が図２１（ａ）で示した時刻ｔ0からｔ2までの時間以上に設定されていれば問題を生じないが、高速記録のために時刻ｔ0からｔ2までの時間よりも短い周期で、すなわちリフィルが完了していない、例えばメニスカス後退量が３０μｍ以上ある状態で、次の信号か印加されると、先に述べたような吐出インク滴量の減少等を生じ良好な記録ができなくなるおそれがある。
【００２５】
このような問題を解決する手段として、例えば米国特許第４、５７８、６８７号に開示されるように、共通液室の液路近傍に大気開放部を設け、インク吐出時の共通液室方向への圧力を吸収する構成が知られている。しかし、この構成では共通液室が大気開放とされているため、インクの溶媒成分の蒸発を招き、記録ヘッド内のインクの増粘や、インク中での固形物の析出による液路や吐出口の目詰まりなどの問題が引き起こされ、印字不良が発生し易い。さらには、振動などの影響で液室内に気泡が発生したり、大気開放部からの記録ヘッド内へのゴミ等の混入を防ぐために特別な設計が必要となるなどの問題もあり、実用的に十分であるとはいえなかった。
【００２６】
ところで、インクジェット方式には、前述した吐出エネルギー発生素子として、周知のように電気機械変換素子や電気熱変換素子(発熱抵抗体)のような吐出エネルギー発生素子が実用化されている。このうち、上述したリフィルに関し、発熱抵抗体に電気エネルギーを付与してその抵抗体に接する液体を瞬間的に加熱気化させるバブルジェット方式においては、泡の発泡から成長の過程において、一部の液体(主として発熱抵抗体よりも吐出口側の液体)は吐出口側に押し出されるとともに、それ以外の液体は供給路方向に押しやられる。このとき、気泡に対して気液界面が形成されるため、連続的な吐出に伴ない、高周波の気泡の発生、消泡に伴う液体の移動が発生する。上述したりフィルに関して、このような高周波の液体の振動を解消するため、ダミーノズルやダミー穴を設けること等、多くの提案がなされている。
【００２７】
一方、バブルジェット方式では、吐出方式として二種類の方式が提案されており、それぞれの方式に応じて、上記リフィル時の挙動は次の二通りに説明することができる。
【００２８】
(バブルジェット方式の通常吐出方式におけるメニスカスの後退および復帰)
液体が液滴を形成して吐出される過程で、ノズル内に残留した液体の最前面がメニスカスを形成する。泡の消泡過程で、上記最前面に形成されたメニスカスが消泡に伴う作用により、引き込まれるように後退して行く。このとき、泡の後方に形成された気液界面も、消泡に伴う同様の作用により、前方へ復帰して行く。
すなわち、泡の消泡過程そのものが、発熱抵抗体後方の気液界面およびその後方の液体を前方へ復帰させる駆動力の一端を担っている。
【００２９】
(いわゆるバブルスルージェットタイプの吐出方式におけるメニスカスの後退および復帰)
この方式は、液滴がノズルから吐出される前に気泡が大気と連通する方式であり、これによって実質的に上述した消泡過程がなく、泡と大気とが連通した時点で、泡後方の気液界面が後退したメニスカスを形成する。この後退したメニスカスの前方には、大気圧と実質的に等しい空気の領域が形成される。このメニスカスは、前方の空気(実質的に大気圧)を排除しながら復帰して行く。上述したバブルジェットの通常方式と同じディメンジョンの流路構成のヘッドで考察すると、バブルスルー方式による吐出の後のメニスカスの復帰に際しては、消泡に伴う上述の作用がないため、リフィルは液路の毛管力で行なわれる。
【００３０】
特に、以上説明したバブルジェット方式のヘッドにおける、広くインク供給に関する構成として、次の二つの従来技術が知られている。
【００３１】
特開平１０−３０５５９２号公報は、気泡生成に伴って、気泡切れによる微小気泡が液室内に多くなると不吐出などの吐出不良を招くため、通常は吸引回復を行うのに対し、吸引を行わずに供給路の周囲全体に極めて大きな室を用意することを開示している。この室は初期にインクが充填されており、ヘッドの使用に伴い徐々に気泡を蓄積していく。そして、この蓄積された泡が室に充分たまると、供給路中に気体が混入してしまうためそのヘッドタンク一体型のヘッドを交換するようにしたものである。
【００３２】
また、特開平６−２１０８７２号公報には、ヘッドユニット内の共通液室に関してノズル側とは反対側の後方に空気室(バッファ室)を設けた例が記載されており、ノズル(列)に近い位置にバッファ室を設けることによって、個々のノズルの駆動、発泡、吐出に伴う液の振動(高周波の振動)を軽減し、他のノズルに悪影響を及ぼさないようようにする、いわゆるクロストークを防止することを開示している。
【００３３】
また、この公報は、インクタンク部からヘッド部に至る経路に、ヘッドユニット、それにインクを供給するためのインク供給管および両者の連結部に形成された空気室を設ける点についても開示している。とくに、その図１２には、一定断面積の供給管の周囲に空気室を設ける点が記載されている。
【００３４】
本発明の目的は、上記課題を解決し、吐出口の高マルチ化に特有のインクリフィルにかかわる諸問題を解消して、特に優れた高速応答性および吐出性能が得られるインクジェット記録ヘッド、該記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置を提供することにある。
【００３５】
すなわち、本発明は、液体の振動のうち、インク供給源(インクタンク等)から、従来のような液体吐出素子を含むヘッドチップ(複数液路、液室を含む)までの液体供給路に沿って発生する低周波の振動を解消もしくは軽減するためのエアーバッファ部に関して、その作用効果を向上させることを主要な目的とする。
【００３６】
特に、エアーバッファ部の配置について検討を行なうとともに、より好ましい形状やその周囲構成との関係についても検討を行なった。
【００３７】
また、本発明の他の目的は、バブルスルージェット方式の吐出方式において、リフィルの駆動力となる毛管力に対して悪影響を与える外因があると不充分なリフィルとなったり、過剰なリフィルとなったりして、吐出が不安定になる傾向がみられることに着目し、このような、低周波要因による振動が吐出に与える影響を排することもしくは軽減することを目的とする。
【００３８】
さらに、本発明は、エアーバファ部を有効に形成する製造のための構成をも提供するものである。
【００３９】
【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に利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基体と該基体上に前記エネルギー発生素子に対向して配された吐出口が設けられた吐出口プレートとを有する記録素子基板と、前記基体に接して前記記録素子基板を支持する支持部材と、を有する記録ヘッドであって、前記記録素子基板の前記吐出口へインクを供給するためのインク供給路と、該インク供給路と連通し空気が存在する空気室と、が設けられ、前記空気室の少なくとも一部の内壁面を前記支持部材が形成していることを特徴とする。
【００４０】
また、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基体と該基体上に前記エネルギー発生素子に対向して配された吐出口が設けられた吐出口プレートとを有する記録素子基板と、前記基体に接して前記記録素子基板を支持する支持部材と、を有し、前記記録素子基板に関して前記基体の側から前記吐出口へインクを供給するためのインク供給路と、該インク供給路と連通し空気が存在する空気室と、が設けられ、前記空気室の少なくとも一部の内壁面を前記支持部材が形成している記録ヘッドと、該記録ヘッドを搭載する部材と、を具備することを特徴とする。
【００４５】
以上の構成によれば、複数のインク吐出口に対してインクを供給する、これらの吐出口に共通のインク供給室に連通してその圧力が伝達される空気室が設けられるので、各吐出口でのインク吐出にともなって発生しインク供給室に伝播されるインクの圧力はこの空気室の空気の圧力変化として空気室に伝播され、その空気室の空気の圧縮によって吸収される。
【００４６】
また、空気室は、記録ヘッドの記録素子基板に関して吐出口が設けられる側とは反対側に設けられるため、この空気室は外気と連通することがなく、空気室を介した記録ヘッド内のインクの増粘を防止することができる。
【００４７】
さらに、空気室の少なくとも一部の内壁面を支持部材が形成しているので、インク吐出に直接関わる領域に比較的近い位置に空気室を最適配置することができる。
【００４８】
加えて、少なくとも一方に凹部が設けられた部材同士を凹部を内側にして接合することによって空気室を形成すれば、密閉構造の空気室を簡易に製造することができる。
【００４９】
また、インク供給路を形成する貫通孔の内壁面の斜面の終端において空気室がインク供給路と連通すれば、斜面によるバッファー効果と空気室によるバッファー効果とが相まって、一層安定的なインク供給特性を得ることができる。
【００５０】
更に、インク供給路が空気室よりインク供給に関する上流側に屈曲部を有すれば、屈曲部によるバッファー効果と空気室によるバッファー効果とが相まって、一層安定的なインク供給特性を得ることができる。
【００５１】
加えて、エネルギー発生素子が熱エネルギーを発生してインクに気泡を生じさせ、この気泡が大気と連通し吐出口からインクを吐出する方式であれば、空気室によるバッファー効果を相乗的に一層高水準なものとすることができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００５３】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてプリンタを例に挙げ説明する。
【００５４】
また、本明細書において、「プリント」（「記録」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリント媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も言うものとする。
【００５５】
ここで、「プリント媒体もしくは被記録媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能な物も言うものとする。
【００５６】
さらに、「インク」（「液体」という場合もある）とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈されるべきもので、プリント媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成またはプリント媒体の加工、或いはインクの処理（例えばプリント媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化）に供され得る液体を言うものとする。
【００５７】
１．装置本体
図１及び図２にインクジェット記録方式を用いたプリンタの概略構成を示す。
図１において、この実施形態におけるプリンタの装置本体Ｍ１０００の外殻は、下ケースＭ１００１、上ケースＭ１００２、アクセスカバーＭ１００３及び排出トレイＭ１００４を含む外装部材と、その外装部材内に収納されたシャーシＭ３０１９（図２参照）とから構成される。
【００５８】
シャーシＭ３０１９は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材によって構成され、記録装置の骨格をなし、後述の各記録動作機構を保持するものとなっている。
また、下ケースＭ１００１は装置本体Ｍ１０００の外殻の略下半部を、上ケースＭ１００２は装置本体Ｍ１０００の外殻の略上半部をそれぞれ形成しており、両ケースの組合せによって内部に後述の各機構を収納する収納空間を有する中空体構造をなしている。装置本体Ｍ１０００の上面部及び前面部にはそれぞれ開口部が形成されている。
【００５９】
さらに、排出トレイＭ１００４はその一端部が下ケースＭ１００１に回転自在に保持され、その回転によって下ケースＭ１００１の前面部に形成される前記開口部を開閉させ得るようになっている。このため、記録動作を実行させる際には、排出トレイＭ１００４を前面側へと回転させて開口部を開成させることにより、ここから記録シートが排出可能となると共に排出された記録シートＰを順次積載し得るようになっている。また、排紙トレイＭ１００４には、２枚の補助トレイＭ１００４ａ、Ｍ１００４ｂが収納されており、必要に応じて各トレイを手前に引き出すことにより、用紙の支持面積を３段階に拡大、縮小させ得るようになっている。
【００６０】
アクセスカバーＭ１００３は、その一端部が上ケースＭ１００２に回転自在に保持され、上面に形成される開口部を開閉し得るようになっており、このアクセスカバーＭ１００３を開くことによって本体内部に収納されている記録ヘッドカートリッジＨ１０００あるいはインクタンクＨ１９００等の交換が可能となる。
なお、ここでは特に図示しないが、アクセスカバーＭ１００３を開閉させると、その裏面に形成された突起がカバー開閉レバーを回転させるようになっており、そのレバーの回転位置をマイクロスイッチなどで検出することにより、アクセスカバーの開閉状態を検出し得るようになっている。
【００６１】
また、上ケースＭ１００２の後部上面には、電源キーＥ００１８及びレジュームキーＥ００１９が押下可能に設けられると共に、ＬＥＤ Ｅ００２０が設けられており、電源キーＥ００１８を押下すると、ＬＥＤ Ｅ００２０が点灯し記録可能であることをオペレータに知らせるものとなっている。また、ＬＥＤ Ｅ００２０は点滅の仕方や色の変化をさせたり、プリンタのトラブル等をオペレータに知らせる等種々の表示機能を有する。さらに、ブザーＥ００２１（図７）をならすこともできる。なお、トラブル等が解決した場合には、レジュームキーＥ００１９を押下することによって記録が再開されるようになっている。
【００６２】
２．記録動作機構
次に、上記プリンタの装置本体Ｍ１０００に収納、保持される本実施形態における記録動作機構について説明する。
【００６３】
本実施形態における記録動作機構としては、記録シートＰを装置本体内へと自動的に給送する自動給送部Ｍ３０２２と、自動給送部から１枚ずつ送出される記録シートＰを所定の記録位置へと導くと共に、記録位置から排出部Ｍ３０３０へと記録シートＰを導く搬送部Ｍ３０２９と、記録位置に搬送された記録シートＰに所望の記録を行なう記録部と、前記記録部等に対する回復処理を行う回復部（Ｍ５０００）とから構成されている。
【００６４】
ここで、前記記録部について説明するに、その記録部はキャリッジ軸Ｍ４０２１によって移動可能に支持されたキャリッジＭ４００１と、このキャリッジＭ４００１に着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジＨ１０００とからなる。
【００６５】
２．１記録ヘッドカートリッジ
まず、記録部に用いられる記録ヘッドカートリッジについて図３〜５に基づき説明する。
【００６６】
この実施形態における記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、図３に示すようにインクを貯留するインクタンクＨ１９００と、このインクタンクＨ１９００から供給されるインクを記録情報に応じてノズルから吐出させる記録ヘッドＨ１００１とを有する。記録ヘッドＨ１００１は、後述するキャリッジＭ４００１に対して着脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採るものとなっている。
【００６７】
ここに示す記録ヘッドカートリッジＨ１０００では、写真調の高画質なカラー記録を可能とするため、インクタンクとして、例えば、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ、シアン、マゼンタ及びイエローの各色独立のインクタンクＨ１９００が用意されており、図４に示すように、それぞれが記録ヘッドＨ１００１に対して着脱自在となっている。
【００６８】
そして、記録ヘッドＨ１００１は、図５の分解斜視図に示すように、記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００、第２のプレートＨ１４００、タンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００、シールゴムＨ１８００から構成されている。
【００６９】
記録素子基板Ｈ１１００には、Ｓｉ基板の片面にインクを吐出するための複数の記録素子と、各記録素子に電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により形成され、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口Ｈ１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口が裏面に開口するように形成されている。
また、記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に接着固定されており、ここには、前記記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されている。さらに、第１のプレートＨ１２００には、開口部を有する第２のプレートＨ１４００が接着固定されており、この第２のプレートＨ１４００は、電気配線基板Ｈ１３００と記録素子基板Ｈ１１００とが電気的に接続されるよう電気配線基板Ｈ１３００を保持している。この電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００にインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気配線端部に位置し本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有しており、外部信号入力端子Ｈ１３０１は、後述のタンクホルダーＨ１５００の背面側に位置決め固定されている。
【００７０】
一方、インクタンクＨ１９００を着脱可能に保持するタンクホルダーＨ１５００には、流路形成部材Ｈ１６００が例えば超音波溶着により固定され、インクタンクＨ１９００から第１のプレートＨ１２００に亘るインク流路Ｈ１５０１を形成している。また、インクタンクＨ１９００と係合するインク流路Ｈ１５０１のインクタンク側端部には、フィルターＨ１７００が設けられており、外部からの塵埃の侵入を防止し得るようになっている。また、インクタンクＨ１９００との係合部にはシールゴムＨ１８００が装着され、前記係合部からのインクの蒸発を防止し得るようになっている。
【００７１】
さらに、前述のようにタンクホルダーＨ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００及びシールゴムＨ１８００から構成されるタンクホルダー部と、前記記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００及び第２のプレートＨ１４００から構成される記録素子部とを、接着等で結合することにより、記録ヘッドＨ１００１を構成している。
【００７２】
２．２キャリッジ
次に、図２を参照して、記録ヘッドカートリッジＨ１０００を搭載するキャリッジＭ４００１を説明する。
【００７３】
図２に示すように、キャリッジＭ４００１には、記録ヘッドＨ１００１をキャリッジＭ４００１上の所定の装着位置に案内するためのキャリッジカバーＭ４００２と、記録ヘッドＨ１００１のタンクホルダーＨ１５００と係合し記録ヘッドＨ１００１を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーＭ４００７とが設けられている。
すなわち、ヘッドセットレバーＭ４００７はキャリッジＭ４００１の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に、記録ヘッドＨ１００１との係合部にはばね付勢されるヘッドセットプレート(不図示)がばねを介して備えられ、このばね力によって記録ヘッドＨ１００１を押圧しながらキャリッジＭ４００１に装着する構成となっている。
【００７４】
またキャリッジＭ４００１の記録ヘッドＨ１００１との別の係合部にはコンタクトフレキシブルプリントケーブル（図７参照。以下、コンタクトＦＰＣと称す）Ｅ００１１が設けられ、コンタクトＦＰＣ Ｅ００１１上のコンタクト部と記録ヘッドＨ１００１に設けられたコンタクト部（外部信号入力端子）Ｈ１３０１とが電気的に接触し、記録のための各種情報の授受や記録ヘッドＨ１００１への電力の供給などを行い得るようになっている。
【００７５】
ここでコンタクトＦＰＣ Ｅ００１１のコンタクト部とキャリッジＭ４００１との間には不図示のゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットレバーばねによる押圧力とによってコンタクト部とキャリッジＭ４００１との確実な接触を可能とするようになっている。さらに前記コンタクトＦＰＣ Ｅ００１１はキャリッジＭ４００１の背面に搭載されたキャリッジ基板Ｅ００１３に接続されている（図７参照）。
【００７６】
３．スキャナ
この実施形態におけるプリンタは、上述した記録ヘッドカートリッジＨ１０００の代わりに、キャリッジＭ４００１にスキャナを装着することで読取装置としても使用することができる。
【００７７】
このスキャナは、プリンタ側のキャリッジＭ４００１と共に走査方向に移動し、記録媒体に代えて給送された原稿画像をその主走査方向への移動の過程で読み取るようになっており、その主走査方向の読み取り動作と原稿の復走査方向の給送動作とを交互に行うことにより、１枚の原稿画像情報を読み取ることができる。
【００７８】
図６はこのスキャナＭ６０００の概略構成を説明するために、スキャナＭ６０００を天地逆にして示す図である。
【００７９】
図示のように、スキャナホルダＭ６００１は略箱型の形状であり、その内部には読み取りに必要な光学系・処理回路などが収納されている。また、このスキャナＭ６０００をキャリッジＭ４００１へと装着した時に、原稿面と対面する部分には読取り部レンズＭ６００６が設けられており、このレンズＭ６００６により原稿面からの反射光を内部の読取り部に収束することで原稿画像を読み取るようになっている。一方、照明部レンズＭ６００５は内部に不図示の光源を有し、その光源から発せられた光がレンズＭ６００５を介して原稿へと照射される。
【００８０】
スキャナホルダＭ６００１の底部に固定されたスキャナカバーＭ６００３は、スキャナホルダＭ６００１内部を遮光するように嵌合し、側面に設けられたルーバー状の把持部によってキャリッジＭ４００１への着脱操作性の向上を図っている。スキャナホルダＭ６００１の外形形状は記録ヘッドＨ１００１と略同形状であり、キャリッジＭ４００１へは記録ヘッドカートリッジＨ１０００と同様の操作で着脱することができる。
【００８１】
また、スキャナホルダＭ６００１には、読取り処理回路を有する基板が収納される一方、この基板に接続されたスキャナコンタクトＰＣＢが外部に露出するよう設けられており、キャリッジＭ４００１へとスキャナＭ６０００を装着した際、前記スキャナコンタクトＰＣＢ Ｍ６００４がキャリッジＭ４００１側のコンタクトＦＰＣ Ｅ００１１に接触し、基板を、前記キャリッジＭ４００１を介して本体側の制御系に電気的に接続させるようになっている。
【００８２】
４．プリンタの電気回路の構成例
次に、本発明の実施形態における電気的回路構成を説明する。
図７は、この実施形態における電気的回路の全体構成例を概略的に示す図である。
【００８３】
この実施形態における電気的回路は、主にキャリッジ基板（ＣＲＰＣＢ）Ｅ００１３、メインＰＣＢ（Printed Circuit Board）Ｅ００１４、電源ユニットＥ００１５等によって構成されている。
ここで、電源ユニットＥ００１５は、メインＰＣＢ Ｅ００１４と接続され、各種駆動電源を供給するものとなっている。
また、キャリッジ基板Ｅ００１３は、キャリッジＭ４００１（図２）に搭載されたプリント基板ユニットであり、コンタクトＦＰＣ Ｅ００１１を通じて記録ヘッドとの信号の授受を行うインターフェースとして機能する他、キャリッジＭ４００１の移動に伴ってエンコーダセンサＥ０００４から出力されるパルス信号に基づき、エンコーダスケールＥ０００５とエンコーダセンサＥ０００４との位置関係の変化を検出し、その出力信号をフレキシブルフラットケーブル（ＣＲＦＦＣ）Ｅ００１２を通じてメインＰＣＢ Ｅ００１４へと出力する。
【００８４】
さらに、メインＰＣＢ Ｅ００１４はこの実施形態におけるインクジェット記録装置の各部の駆動制御を司るプリント基板ユニットであり、紙端検出センサ（ＰＥセンサ）Ｅ０００７、オートマチックシートフィーダ(ＡＳＦ)センサＥ０００９、カバーセンサＥ００２２、パラレルインターフェース（パラレルＩ／Ｆ）Ｅ００１６、シリアルインターフェース（シリアルＩ／Ｆ）Ｅ００１７、リジュームキーＥ００１９、ＬＥＤ Ｅ００２０、電源キーＥ００１８、ブザーＥ００２１等に対するＩ／Ｏポートを基板上に有する。また、キャリッジＭ４００１を主走査させるための駆動源となすモータ(ＣＲモータ)Ｅ０００１、記録媒体を搬送するための駆動源をなすモータ(ＬＦモータ)Ｅ０００２、記録ヘッドの回復と記録媒体の給紙動作に兼用されるモータ(ＰＧモータ)Ｅ０００３と接続されてこれらの駆動を制御する他、インクエンプティセンサＥ０００６、ＧＡＰセンサＥ０００８、ＰＧセンサＥ００１０、ＣＲＦＦＣ Ｅ００１２、電源ユニットＥ００１５との接続インターフェイスを有する。
【００８５】
図８は、メインＰＣＢ Ｅ００１４の内部構成を示すブロック図である。
図において、Ｅ１００１はＣＰＵであり、このＣＰＵ Ｅ１００１は内部に発振回路Ｅ１００５に接続されたっクロックジェネレータ(ＣＧ) Ｅ１００２を有し、その出力信号Ｅ１０１９によりシステムクロックを発生する。また、制御バスＥ１０１４を通じてＲＯＭ Ｅ１００４およびＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）Ｅ１００６に接続され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従って、ＡＳＩＣ Ｅ１００６の制御、電源キーからの入力信号Ｅ１０１７、及びリジュームキーからの入力信号Ｅ１０１６、カバー検出信号Ｅ１０４２、ヘッド検出信号（ＨＳＥＮＳ）Ｅ１０１３の状態の検知を行ない、さらにブザー信号（ＢＵＺ）Ｅ１０１８によりブザーＥ００２１を駆動し、内蔵されるＡ／ＤコンバータＥ１００３に接続されるインクエンプティ検出信号（ＩＮＫＳ）Ｅ１０１１及びサーミスタによる温度検出信号（ＴＨ）Ｅ１０１２の状態の検知を行う一方、その他各種論理演算・条件判断等を行ない、インクジェット記録装置の駆動制御を司る。
【００８６】
ここで、ヘッド検出信号Ｅ１０１３は、記録ヘッドカートリッジＨ１０００からフレキシブルフラットケーブルＥ００１２、キャリッジ基板Ｅ００１３及びコンタクトフレキシブルプリントケーブルＥ００１１を介して入力されるヘッド搭載検出信号であり、インクエンプティ検出信号Ｅ１０１１はインクエンプティセンサＥ０００６から出力されるアナログ信号、温度検出信号Ｅ１０１２はキャリッジ基板Ｅ００１３上に設けられたサーミスタ（図示せず）からのアナログ信号である。
【００８７】
Ｅ１００８はＣＲモータドライバであって、モータ電源（ＶＭ）Ｅ１０４０を駆動源とし、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からのＣＲモータ制御信号Ｅ１０３６に従って、ＣＲモータ駆動信号Ｅ１０３７を生成し、ＣＲモータＥ０００１を駆動する。Ｅ１００９はＬＦ／ＰＧモータドライバであって、モータ電源Ｅ１０４０を駆動源とし、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からのパルスモータ制御信号（ＰＭ制御信号）Ｅ１０３３に従ってＬＦモータ駆動信号Ｅ１０３５を生成し、これによってＬＦモータを駆動すると共に、ＰＧモータ駆動信号Ｅ１０３４を生成してＰＧモータを駆動する。
【００８８】
Ｅ１０１０は電源制御回路であり、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からの電源制御信号Ｅ１０２４に従って発光素子を有する各センサ等への電源供給を制御する。パラレルＩ／Ｆ Ｅ００１６は、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からのパラレルＩ／Ｆ信号Ｅ１０３０を、外部に接続されるパラレルＩ／ＦケーブルＥ１０３１に伝達し、またパラレルＩ／ＦケーブルＥ１０３１の信号をＡＳＩＣ Ｅ１００６に伝達する。シリアルＩ／Ｆ Ｅ００１７は、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からのシリアルＩ／Ｆ信号Ｅ１０２８を、外部に接続されるシリアルＩ／ＦケーブルＥ１０２９に伝達し、また同ケーブルＥ１０２９からの信号をＡＳＩＣ Ｅ１００６に伝達する。
【００８９】
一方、電源ユニットＥ００１５からは、ヘッド電源（ＶＨ）Ｅ１０３９及びモータ電源（ＶＭ）Ｅ１０４０、ロジック電源（ＶＤＤ）Ｅ１０４１が供給される。また、ＡＳＩＣ Ｅ１００６からのヘッド電源ＯＮ信号（ＶＨＯＮ）Ｅ１０２２及びモータ電源ＯＮ信号（ＶＭＯＭ）Ｅ１０２３が電源ユニットＥ００１５に入力され、それぞれヘッド電源Ｅ１０３９及びモータ電源Ｅ１０４０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。電源ユニットＥ００１５から供給されたロジック電源（ＶＤＤ）Ｅ１０４１は、必要に応じて電圧変換された上で、メインＰＣＢ Ｅ００１４内外の各部へ供給される。
【００９０】
またヘッド電源信号Ｅ１０３９は、メインＰＣＢ Ｅ００１４上で平滑化された後にフレキシブルフラットケーブルＥ００１１へと送出され、記録ヘッドカートリッジＨ１０００の駆動に用いられる。
Ｅ１００７はリセット回路で、ロジック電源電圧Ｅ１０４１の低下を検出して、ＣＰＵ Ｅ１００１及びＡＳＩＣ Ｅ１００６にリセット信号（ＲＥＳＥＴ）Ｅ１０１５を供給し、初期化を行なう。
【００９１】
このＡＳＩＣ Ｅ１００６は１チップの半導体集積回路であり、制御バスＥ１０１４を通じてＣＰＵ Ｅ１００１によって制御され、前述したＣＲモータ制御信号Ｅ１０３６、ＰＭ制御信号Ｅ１０３３、電源制御信号Ｅ１０２４、ヘッド電源ＯＮ信号Ｅ１０２２、及びモータ電源ＯＮ信号Ｅ１０２３等を出力し、パラレルＩ／Ｆ Ｅ００１６およびシリアルＩ／Ｆ Ｅ００１７との信号の授受を行なう他、ＰＥセンサＥ０００７からのＰＥ検出信号（ＰＥＳ）Ｅ１０２５、ＡＳＦセンサＥ０００９からのＡＳＦ検出信号（ＡＳＦＳ）Ｅ１０２６、記録ヘッドと記録媒体とのギャップを検出するための(ＧＡＰ)センサＥ０００８からのＧＡＰ検出信号（ＧＡＰＳ）Ｅ１０２７、ＰＧセンサＥ００１０からのＰＧ検出信号（ＰＧＳ）Ｅ１０３２の状態を検知して、その状態を表すデータを制御バスＥ１０１４を通じてＣＰＵ Ｅ１００１に伝達し、入力されたデータに基づきＣＰＵ Ｅ１００１はＬＥＤ駆動信号Ｅ１０３８の駆動を制御してＬＥＤＥ００２０の点滅を行なう。
【００９２】
さらに、エンコーダ信号（ＥＮＣ）Ｅ１０２０の状態を検知してタイミング信号を生成し、ヘッド制御信号Ｅ１０２１で記録ヘッドカートリッジＨ１０００とのインターフェイスをとり記録動作を制御する。ここにおいて、エンコーダ信号（ＥＮＣ）Ｅ１０２０はフレキシブルフラットケーブルＥ００１２を通じて入力されるＣＲエンコーダセンサＥ０００４の出力信号である。また、ヘッド制御信号Ｅ１０２１は、フレキシブルフラットケーブルＥ００１２、キャリッジ基板Ｅ００１３、及びコンタクトＦＰＣ Ｅ００１１を経て記録ヘッドＨ１０００に供給される。
【００９３】
図９は、ＡＳＩＣ Ｅ１００６の内部構成を示すブロック図である。
【００９４】
なお、同図において、各ブロック間の接続については、記録データやモータ制御データ等、ヘッドや各部機構部品の制御にかかわるデータの流れのみを示しており、各ブロックに内蔵されるレジスタの読み書きに係わる制御信号やクロック、ＤＭＡ制御にかかわる制御信号などは図面上の記載の煩雑化を避けるため省略している。
【００９５】
図中、Ｅ２００２はＰＬＬコントローラであり、図９に示すように前記ＣＰＵＥ１００１から出力されるクロック信号（ＣＬＫ）Ｅ２０３１及びＰＬＬ制御信号（ＰＬＬＯＮ）Ｅ２０３３により、ＡＳＩＣ Ｅ１００６内の大部分へと供給するクロック（図示しない）を発生する。
【００９６】
また、Ｅ２００１はＣＰＵインターフェース（ＣＰＵＩ／Ｆ）であり、リセット信号Ｅ１０１５、ＣＰＵ Ｅ１００１から出力されるソフトリセット信号（ＰＤＷＮ）Ｅ２０３２、クロック信号（ＣＬＫ）Ｅ２０３１及び制御バスＥ１０１４からの制御信号により、以下に説明するような各ブロックに対するレジスタ読み書き等の制御や、一部ブロックへのクロックの供給、割り込み信号の受け付け等（いずれも図示しない）を行ない、ＣＰＵ Ｅ１００１に対して割り込み信号（ＩＮＴ）Ｅ２０３４を出力し、ＡＳＩＣ Ｅ１００６内部での割り込みの発生を知らせる。
【００９７】
また、Ｅ２００５はＤＲＡＭであり、記録用のデータバッファとして、受信バッファＥ２０１０、ワークバッファＥ２０１１、プリントバッファＥ２０１４、展開用データバッファＥ２０１６などの各領域を有すると共に、モータ制御用としてモータ制御バッファＥ２０２３を有し、さらにスキャナ動作モード時に使用するバッファとして、上記の各記録用データバッファに代えて使用されるスキャナ取込みバッファＥ２０２４、スキャナデータバッファＥ２０２６、送出バッファＥ２０２８などの領域を有する。
【００９８】
また、このＤＲＡＭ Ｅ２００５は、ＣＰＵ Ｅ１００１の動作に必要なワーク領域としても使用されている。すなわち、Ｅ２００４はＤＲＡＭ制御部であり、制御バスによるＣＰＵ Ｅ１００１からＤＲＡＭ Ｅ２００５へのアクセスと、後述するＤＭＡ制御部Ｅ２００３からＤＲＡＭ Ｅ２００５へのアクセスとを切り替えて、ＤＲＡＭ Ｅ２００５への読み書き動作を行なう。
【００９９】
ＤＭＡ制御部Ｅ２００３では、各ブロックからのリクエスト（図示せず）を受け付けて、アドレス信号や制御信号（図示せず）、書込み動作の場合には書込みデータＥ２０３８、Ｅ２０４１、Ｅ２０４４、Ｅ２０５３、Ｅ２０５５、Ｅ２０５７などをＤＲＡＭ制御部Ｅ２００４に出力してＤＲＡＭアクセスを行なう。また読み出しの場合には、ＤＲＡＭ制御部Ｅ２００４からの読み出しデータＥ２０４０、Ｅ２０４３、Ｅ２０４５、Ｅ２０５１、Ｅ２０５４、Ｅ２０５６、Ｅ２０５８、Ｅ２０５９を、リクエスト元のブロックに受け渡す。
【０１００】
また、Ｅ２００６はＩＥＥＥ１２８４Ｉ／Ｆであり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、パラレルＩ／Ｆ Ｅ００１６を通じて、図示しない外部ホスト機器との双方向通信インターフェイスを行なう他、記録時にはパラレルＩ／Ｆ Ｅ００１６からの受信データ（ＰＩＦ受信データＥ２０３６）をＤＭＡ処理によって受信制御部Ｅ２００８へと受け渡し、スキャナ読み取り時にはＤＲＡＭ Ｅ２００５内の送出バッファＥ２０２８に格納されたデータ（１２８４送信データ（ＲＤＰＩＦ）Ｅ２０５９）をＤＭＡ処理によりパラレルＩ／Ｆに送信する。
【０１０１】
Ｅ２００７はユニバーサルシリーズバス(ＵＳＢ)Ｉ／Ｆであり、ＣＰＵＩ／ＦＥ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、シリアルＩ／Ｆ Ｅ００１７を通じて、図示しない外部ホスト機器との双方向通信インターフェイスを行なう他、印刷時にはシリアルＩ／Ｆ Ｅ００１７からの受信データ（ＵＳＢ受信データＥ２０３７）をＤＭＡ処理により受信制御部Ｅ２００８に受け渡し、スキャナ読み取り時にはＤＲＡＭ Ｅ２００５内の送出バッファＥ２０２８に格納されたデータ（ＵＳＢ送信データ（ＲＤＵＳＢ）Ｅ２０５８）をＤＭＡ処理によりシリアルＩ／Ｆ Ｅ００１７に送信する。受信制御部Ｅ２００８は、１２８４Ｉ／Ｆ Ｅ２００６もしくはＵＳＢＩ／Ｆ Ｅ２００７のうちの選択されたＩ／Ｆからの受信データ（ＷＤＩＦ）Ｅ２０３８）を、受信バッファ制御部Ｅ２０３９の管理する受信バッファ書込みアドレスに、書込む。
Ｅ２００９は圧縮・伸長ＤＭＡコントローラであり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、受信バッファＥ２０１０上に格納された受信データ（ラスタデータ）を、受信バッファ制御部Ｅ２０３９の管理する受信バッファ読み出しアドレスから読み出し、そのデータ（ＲＤＷＫ）Ｅ２０４０を指定されたモードに従って圧縮・伸長し、記録コード列（ＷＤＷＫ）Ｅ２０４１としてワークバッファ領域に書込む。
【０１０２】
Ｅ２０１３は記録バッファ転送ＤＭＡコントローラで、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００７の制御によってワークバッファＥ２０１１上の記録コード（ＲＤＷＰ）Ｅ２０４３を読み出し、各記録コードを、記録ヘッドカートリッジＨ１０００へのデータ転送順序に適するようなプリントバッファＥ２０１４上のアドレスに並べ替えて転送（ＷＤＷＰ Ｅ２０４４）する。また、Ｅ２０１２はワーククリアＤＭＡコントローラであり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御によって記録バッファ転送ＤＭＡコントローラＥ２０１３による転送が完了したワークバッファ上の領域に対し、指定したワークフィルデータ（ＷＤＷＦ）Ｅ２０４２を繰返し書込む。
【０１０３】
Ｅ２０１５は記録データ展開ＤＭＡコントローラであり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ヘッド制御部Ｅ２０１８からのデータ展開タイミング信号Ｅ２０５０をトリガとして、プリントバッファ上に並べ替えて書込まれた記録コードと展開用データバッファＥ２０１６上に書込まれた展開用データとを読み出し、展開記録データ（ＲＤＨＤＧ）Ｅ２０４５をカラムバッファ書込みデータ（ＷＤＨＤＧ）Ｅ２０４７としてカラムバッファＥ２０１７に書込む。ここで、カラムバッファＥ２０１７は、記録ヘッドカートリッジＨ１０００への転送データ（展開記録データ）を一時的に格納するＳＲＡＭであり、記録データ展開ＤＭＡコントローラＥ２０１５とヘッド制御部Ｅ２０１８とのハンドシェーク信号（図示せず）によって両ブロックにより共有管理されている。
【０１０４】
Ｅ２０１８はヘッド制御部で、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ヘッド制御信号を介して記録ヘッドカートリッジＨ１０００またはスキャナとのインターフェイスを行なう他、エンコーダ信号処理部Ｅ２０１９からのヘッド駆動タイミング信号Ｅ２０４９に基づき、記録データ展開ＤＭＡコントローラに対してデータ展開タイミング信号Ｅ２０５０の出力を行なう。
【０１０５】
また、印刷時には、前記ヘッド駆動タイミング信号Ｅ２０４９に従って、カラムバッファから展開記録データ（ＲＤＨＤ）Ｅ２０４８を読み出し、そのデータをヘッド制御信号Ｅ１０２１として記録ヘッドカートリッジＨ１０００に出力する。
また、スキャナ読み取りモードにおいては、ヘッド制御信号Ｅ１０２１として入力された取込みデータ（ＷＤＨＤ）Ｅ２０５３をＤＲＡＭ Ｅ２００５上のスキャナ取込みバッファＥ２０２４へとＤＭＡ転送する。Ｅ２０２５はスキャナデータ処理ＤＭＡコントローラであり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵＥ１００１の制御により、スキャナ取込みバッファＥ２０２４に蓄えられた取込みバッファ読み出しデータ（ＲＤＡＶ）Ｅ２０５４を読み出し、平均化等の処理を行なった処理済データ（ＷＤＡＶ）Ｅ２０５５をＤＲＡＭ Ｅ２００５上のスキャナデータバッファＥ２０２６に書込む。
Ｅ２０２７はスキャナデータ圧縮ＤＭＡコントローラで、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、スキャナデータバッファＥ２０２６上の処理済データ（ＲＤＹＣ）Ｅ２０５６を読み出してデータ圧縮を行ない、圧縮データ（ＷＤＹＣ）Ｅ２０５７を送出バッファＥ２０２８に書込み転送する。
【０１０６】
Ｅ２０１９はエンコーダ信号処理部であり、エンコーダ信号（ＥＮＣ）を受けて、ＣＰＵ Ｅ１００１の制御で定められたモードに従ってヘッド駆動タイミング信号Ｅ２０４９を出力する他、エンコーダ信号Ｅ１０２０から得られるキャリッジＭ４００１の位置や速度にかかわる情報をレジスタに格納して、ＣＰＵ Ｅ１００１に提供する。ＣＰＵ Ｅ１００１はこの情報に基づき、ＣＲモータＥ０００１の制御における各種パラメータを決定する。また、Ｅ２０２０はＣＲモータ制御部であり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ＣＲモータ制御信号Ｅ１０３６を出力する。
【０１０７】
Ｅ２０２２はセンサ信号処理部で、ＰＧセンサＥ００１０、ＰＥセンサＥ０００７、ＡＳＦセンサＥ０００９、及びＧＡＰセンサＥ０００８等から出力される各検出信号Ｅ１０３２、Ｅ１０２５、Ｅ１０２６、Ｅ１０２７を受けて、ＣＰＵＥ１００１の制御で定められたモードに従ってこれらのセンサ情報をＣＰＵ Ｅ１００１に伝達する他、ＬＦ／ＰＧモータ制御用ＤＭＡコントローラＥ２０２１に対してセンサ検出信号Ｅ２０５２を出力する。
【０１０８】
ＬＦ／ＰＧモータ制御用ＤＭＡコントローラＥ２０２１は、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ＤＲＡＭ Ｅ２００５上のモータ制御バッファＥ２０２３からパルスモータ駆動テーブル（ＲＤＰＭ）Ｅ２０５１を読み出してパルスモータ制御信号Ｅ１０３３を出力する他、動作モードによっては前記センサ検出信号を制御のトリガとしてパルスモータ制御信号Ｅ１０３３を出力する。
また、Ｅ２０３０はＬＥＤ制御部であり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ＬＥＤ駆動信号Ｅ１０３８を出力する。さらに、Ｅ２０２９はポート制御部であり、ＣＰＵＩ／Ｆ Ｅ２００１を介したＣＰＵ Ｅ１００１の制御により、ヘッド電源ＯＮ信号Ｅ１０２２、モータ電源ＯＮ信号Ｅ１０２３、及び電源制御信号Ｅ１０２４を出力する。
５．プリンタの動作
次に、上記のように構成された本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の動作を図１０のフローチャートに基づき説明する。
【０１０９】
ＡＣ電源に装置本体１０００が接続されると、まず、ステップＳ１では装置の第１の初期化処理を行なう。この初期化処理では、本装置のＲＯＭおよびＲＡＭのチェックなどの電気回路系のチェックを行ない、電気的に本装置が正常に動作可能であるかを確認する。
【０１１０】
次にステップＳ２では、装置本体Ｍ１０００の上ケースＭ１００２に設けられた電源キーＥ００１８がＯＮされたかどうかの判断を行い、電源キーＥ００１８が押された場合には、次のステップＳ３へと移行し、ここで第２の初期化処理を行う。
【０１１１】
この第２の初期化処理では、本装置の各種駆動機構及び記録ヘッドのチェックを行なう。すなわち、各種モータの初期化やヘッド情報の読み込みを行うに際し、装置が正常に動作可能であるかを確認する。
【０１１２】
次にステップＳ４ではイベント待ちを行なう。すなわち、本装置に対して、外部Ｉ／Ｆからの指令イベント、ユーザ操作によるパネルキーイベントおよび内部的な制御イベントなどを監視し、これらのイベントが発生すると当該イベントに対応した処理を実行する。
【０１１３】
例えば、ステップＳ４で外部Ｉ／Ｆからの印刷指令イベントを受信した場合には、ステップＳ５へと移行し、同ステップでユーザ操作による電源キーイベントが発生した場合にはステップＳ１０へと移行し、同ステップでその他のイベントが発生した場合にはステップＳ１１へと移行する。
ここで、ステップＳ５では、外部Ｉ／Ｆからの印刷指令を解析し、指定された紙種別、用紙サイズ、印刷品位、給紙方法などを判断し、その判断結果を表すデータを本装置内のＲＡＭ Ｅ２００５に記憶し、ステップＳ６へと進む。
次いでステップＳ６ではステップＳ５で指定された給紙方法により給紙を開始し、用紙を記録開始位置まで送り、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７では記録動作を行なう。この記録動作では、外部Ｉ／Ｆから送出されてきた記録データを、一旦記録バッファに格納し、次いでＣＲモータＥ０００１を駆動してキャリッジＭ４００１の主走査方向への移動を開始すると共に、プリントバッファＥ２０１４に格納されている記録データを記録ヘッドＨ１００１へと供給して１行の記録を行ない、１行分の記録データの記録動作が終了するとＬＦモータＥ０００２を駆動し、ＬＦローラＭ３００１を回転させて用紙を副走査方向へと送る。この後、上記動作を繰り返し実行し、外部Ｉ／Ｆからの１ページ分の記録データの記録が終了すると、ステップ８へと進む。
【０１１４】
ステップＳ８では、ＬＦモータＥ０００２を駆動し、排紙ローラＭ２００３を駆動し、用紙が完全に本装置から送り出されたと判断されるまで紙送りを繰返し、終了した時点で用紙は排紙トレイＭ１００４ａ上に完全に排紙された状態となる。
【０１１５】
次にステップＳ９では、記録すべき全ページの記録動作が終了したか否かを判定し、記録すべきページが残存する場合には、ステップＳ５へと復帰し、以下、前述のステップＳ５〜Ｓ９までの動作を繰り返し、記録すべき全てのページの記録動作が終了した時点で記録動作は終了し、その後ステップＳ４へと移行し、次のイベントを待つ。
【０１１６】
一方、ステップＳ１０ではプリンタ終了処理を行ない、本装置の動作を停止させる。つまり、各種モータやヘッドなどの電源を切断するために、電源を切断可能な状態に移行した後、電源を切断しステップＳ４に進み、次のイベントを待つ。
【０１１７】
また、ステップＳ１１では、上記以外の他のイベント処理を行なう。例えば、本装置の各種パネルキーや外部Ｉ／Ｆからの回復指令や内部的に発生する回復イベントなどに対応した処理を行なう。なお、処理終了後にはステップＳ４に進み、次のイベントを待つ。
【０１１８】
(第１実施形態)
以上説明したインクジェット記録装置における特にインクジェット記録ヘッドの第１実施形態について以下に説明する。
【０１１９】
図２４は、記録素子基板１１００の構成を説明するために一部分解した斜視図である。
【０１２０】
記録素子基板Ｈ１１００には、複数の記録素子と、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口Ｈ１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成されると共に、インク供給口が裏面に開口するように形成されている。また、記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、サイドシュータタイプとされ、１枚の基板で構成されている。基板において、２列で千鳥掛け状に形成される複数の吐出口Ｈ１１００Ｔは、例えば、各インク色ごとに約１２００ｄｐｉ程度に形成されており、異なるインク色のインクをそれぞれ吐出するものとされる。
【０１２１】
本実施形態の記録ヘッドは、図２５(ａ)〜(ｈ)にて後述されるように、電気熱変換素子１３(Ｈ１１０３)が熱エネルギーを発生してインクに生起された気泡が大気と連通し吐出口からインクが滴として吐出される、いわゆるバブルスルージェット方式のものが好ましく用いられる。
【０１２２】
記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、図２４に示されるように、その表面に薄膜が形成されているＳｉ基板１１０１と、基板１１０１上に形成されるオリフィスプレートＨ１１１２とから構成されている。
【０１２３】
基板１１０１は、例えば、厚さ０．５〜１（ｍｍ）とされ、６色のインク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口Ｈ１１０２が６列互いに平行に一体に形成されている。隣接するインク供給口Ｈ１１０２の相互間距離は、例えば、約２.５ｍｍに設定されている。このように相互間距離が比較的小とされるので記録ヘッドの小型化が図られることとなる。各々のインク供給口Ｈ１１０２の両側には、記録素子としての電気熱変換素子Ｈ１１０３がそれぞれ１列ずつ千鳥状に複数個、例えば、各インク色ごとに約１２００ｄｐｉ程度に配列形成されている。
【０１２４】
基板１１０１上に形成される複数の電気熱変換素子Ｈ１１０３および各電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を供給するＡｌ等の電気配線（図２４において図示が省略される）は、成膜技術により形成されている。また、その電気配線に電力を供給するための電極部Ｈ１１０４は、電気熱変換素子Ｈ１１０３の配列方向に対して直交する方向の端部に沿って形成されている。電極部Ｈ１１０４は、金等のバンプＨ１１０５が複数個、上述の電気配線基板Ｈ１３００の電極端子Ｈ１３０２にそれぞれ対応して設けられている。
【０１２５】
インク供給口Ｈ１１０２は、例えば，Ｓｉ基板１１０１の結晶面方位を利用して、異方性エッチングを行うことにより形成される。ウエハー面に＜１００＞、厚さ方向に＜１１１＞の結晶面方位を持つ場合、アルカリ系（ＫＯＨ，ＴＭＡＨ，ヒトラジン等）の異方性エッチングにより、約５４．７度の角度（被エッチング面の立ち上がりの内角）でエッチングが進行する。
【０１２６】
この方法が用いられて、所望の深さにエッチングすることにより、インク供給口Ｈ１１０２が形成される。
【０１２７】
また、基板Ｈ１１０１上に形成されるオリフィスプレートＨ１１１２には、図２４に示されるように、各電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁Ｈ１１０６と吐出口１１００Ｔとがフォトリソグラフィ技術により形成される。従って、隣接する吐出口１１００Ｔは、互いにインク流路壁Ｈ１１０６により仕切られることとなる。
【０１２８】
各インク供給口Ｈ１１０２から供給される６色のインクにそれぞれ対応した６列の吐出口Ｈ１１００Ｔ列が一体に１枚のオリフィスプレートＨ１１０５に形成されている。吐出口Ｈ１１００Ｔ列は、電気熱変換素子Ｈ１１０３の配列と同様に、千鳥状に複数個、例えば、各インク色ごとに約１２００ｄｐｉ程度に配列形成されている。即ち、吐出口Ｈ１１００Ｔは、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向して設けられている。
【０１２９】
従って、記録素子基板Ｈ１１００は、６種類のインク吐出が可能なように電気熱変換素子Ｈ１１０３および吐出口Ｈ１１００Ｔ列が同一の基板上に形成されているので従来のように各インク別に吐出口列が分割されて形成される場合に比して記録素子基板Ｈ１１００の小型化が図られることとなる。
【０１３０】
図１６(ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、上述した第一のプレートの一構成例を示す図であり、後述されるように本発明に係る空気室の好適な構成をも示す図である。
【０１３１】
図１６(ａ)に示される第１のプレートＨ１２００は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）材料で形成されている。なお、第１のプレートの素材は、アルミナに限られることなく、記録素子基板Ｈ１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板Ｈ１１００材料の熱伝導率と同等もくしは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。第１のプレートＨ１２００の素材は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちいずれであってもよい。第１のプレートＨ１２００には、記録素子基板Ｈ１１００に６色のインクを供給するための６つのインク供給口Ｈ１２０１が千鳥状に形成されている。記録素子基板Ｈ１１００の６つのインク供給口Ｈ１１０２が第１のプレートＨ１２００の６つのインク供給口Ｈ１２０１にそれぞれ対応して位置決めされ、かつ、記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に対して位置精度良く接着固定される。接着に用いられる第１の接着剤Ｈ１２０４は、第１のプレートＨ１２００上に略記録素子基板形状で、しかも、隣り合うインク供給口間にエアーパスが発生しないように塗布される。その第１の接着剤Ｈ１２０４は、例えば、粘度が比較的低く、接触面に形成される接着層が薄く、かつ、硬化後、比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。その第１の接着剤Ｈ１２０４は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。
【０１３２】
第１のプレートＨ１２００は、図１６(ａ)に示されるように、突起部Ｈ１２００Ａを両端部にそれぞれ有している。突起部Ｈ１２００Ａは、上述の基準端面部Ｈ１５０２ａおよび１５０２ｂにそれぞれ係合される基準面としての係合面Ｈ１２００ａを有している。突起部Ｈ１２００Ａは、その側面部に対して略垂直に、即ち、タンクホルダーＨ１５００の移動方向に沿って突出している。また、タンクホルダーＨ１５００の位置決めピンＩＰに対応した位置に、位置決めピンＩＰの先端が係合される透孔Ｈ１２００ｄが形成されている。
【０１３３】
各インク供給口Ｈ１２０１は、図１６(ｂ)に示されるように，記録素子基板Ｈ１１００が接着される端面Ｈ１２００ｓに向けて開口するインク流路としての拡大部Ｈ１２０２にそれぞれ連通している。細長い溝とされる拡大部Ｈ１２０２は、相対向して形成される斜面部Ｈ１２０２ａおよび斜面部Ｈ１２０２ｂにより囲まれて形成されており、その断面積が記録素子基板Ｈ１１００が接着される端面に向かうにつれて拡大するものとされる。
【０１３４】
図１１は本発明の第一の実施形態にかかるインクジェット記録ヘッドの要部を、吐出方向に対して側方から見た断面図である。また、図１２(ａ)は、この要部を吐出方向上部から記録素子基板を除いてみた断面図である。この要部は、図５について前述した記録素子基板Ｈ１１００、第１プレートＨ１２００に相当する部分である。また、図１１および図１２(ａ)は、１種類のインクを吐出する記録ヘッドの部分を示すものである。なお、以下の説明では、図５などで示した符号とは別の符号を付してその説明をする。
【０１３５】
記録素子基板１(Ｈ１１００)はシリコンよりなる基体１Ａを有し、その気体１Ａ上に吐出エネルギー発生体として電気熱変換素子１３が吐出口１１に対応して形成されている。基体１Ａには、さらに、この電気熱変換素子に電力を供給するための電極配線などが形成され、また、吐出口が形成されるオリフィスプレート１４やそれぞれの吐出口１１や液路１２を区画するための隔壁１５が形成されている。なお、前述の図５等における説明では、以上の基体１Ａおよびその上に形成されるオリフィスプレート１４、隔壁１５を、一体に記録素子基板Ｈ１１００として説明している。記録素子基板１(Ｈ１１００)は支持部材２(第１プレートＨ１２００)に接着固定され、また、この支持部材２には、記録素子基板１のインク供給口５に連通するインク供給路６(インク供給口Ｈ１２０１)が形成されている。以上の構成において、インク供給路６およびインク供給口５は複数の吐出口に対してインク供給室を構成することになる。なお、図１１、図１２(ａ)に示すインク供給路６は、図５にて前述したインク供給口Ｈ１２０１に対応するが、その形状は長溝形状であり、図５に示す円形状のものとは異なる。この円形状のインク供給路は後述のように図１８等に示す実施形態において採用されている。
【０１３６】
さらに詳細には、記録素子基板１は、基体１Ａを形成するシリコンウエハ上に電気熱変換素子１３を構成する発熱抵抗体層やこの電気熱変換素子に電力を供給するための電極配線などがフォトリソグラフィ技術によってパターニングされて形成される。また、オリフィスプレート１４および隔壁１５は感光性樹脂によって形成される。さらに、記録素子基板１は、そのインク供給口５がシリコンウエハに対する異方性エッチングにより形成され、また、切断によってその外形が形成されるものである。記録素子基板１は、その各電気熱変換素子に記録信号に応じた電圧パルスを印加するため、図５等で上述した電極配線基板Ｈ１３００とТＡＢ実装技術によって接続される。なお、記録素子基板は、支持部材２に正確に位置決めされて接着固定されるが、その際に使用される接着剤としては、粘度が高く、インク供給路６やインク供給口５にこの接着剤が流れ出さないものが望ましい。
【０１３７】
本実施形態では、以上の記録ヘッドの構成において、支持部材２の記録素子基板１と接着される部分に空気室用の凹部を形成する。すなわち、インク吐出の際に各液路から伝播する圧力波をこの空気室によって吸収することにより前述したリフィルに関する問題を解決するものである。
【０１３８】
図１２(ａ)に明らかなように、凹部７ａは所定数のインク吐出口毎に設けられるものであり、また、支持部材２の接着固定面８にはこの凹部７ａとともにそれぞれの凹部に対応して連結溝９ａが形成される。これにより、記録ヘッド製造工程で支持部材２に記録素子基板１が接続されたとき、記録素子基板１の裏面と支持部材２の接着固定面８に形成されたこれらの凹部などによって空気室(７ａ)および連絡路(９ａ)が形成されることになる。
【０１３９】
このような空気室の構成によれば、吐出口１１からインクが吐出されたときその吐出によって生じる圧力は、インク供給口５を介してインク供給路６まで伝わるが、その圧力は、主にその吐出口に対応する連絡路９ａを介し空気の圧力変動として空気室７ａに伝播する。そして、この比較的高い圧力値を有した圧力変動は、連絡路９ａより大きな容積の空気室７ａでその値を低下させる。すなわち、インク吐出によって生じたインクの圧力変動は空気室７ａによって吸収され、その後のリフィルに与える影響を少なくすることができる。これにより、前述したように、リフィル時間を考慮して吐出周期を定める必要はなく、その結果、比較的高速の記録ヘッド駆動が可能となる。また、この空気室の構造は、外気に対して密閉された構造とされているため、従来の圧力吸収構造のように、インク増粘等の前述した種々の問題が生ずることを未然に防止することもできる。
【０１４０】
なお、空気室は所定数のインク吐出口に対応して設けられ、また、その対応する吐出口の吐出による圧力変動を主に吸収するものとして説明したが、本発明の適用はこのような構成に限られないことは勿論である。空気室は一つの吐出口に対応して一つが設けられても良く、また、圧力を吸収する作用において配設位置において対応しない吐出口による吐出圧力を吸収できる構成であってもよい。
【０１４１】
本実施形態の空気室の構造は、換言すれば、空気室７ａはインクが入り込まずに吐出時の圧力を吸収するのに十分な容積が必要であり、また、連絡路９ａは空気室７ａにインクを導くことがなく、かつ吐出時の圧力を十分に空気室に導くための容積(流抵抗)もしくは毛管力などが必要となる。このため、本実施形態では、吐出量１５Pｌ、吐出口数２５６の記録ヘッドを１０ｋＨZで駆動する場合、空気室の構造を、図１２(ｂ)および(ｃ)に示すように、Ａ=１．５ｍｍ、Ｂ=０．４ｍｍ、Ｃ=０．４ｍｍ、Ｄ=０．４ｍｍ、Ｅ=０．２ｍｍ、Ｆ=０．８ｍｍとし、これにより、上述した効果を十分に得ることができる。
【０１４２】
なお、本実施形態では、図１１、図１２（ａ）〜(ｃ)に示す構成の代わりに、図１３に示すように記録素子基板１の裏側に同様の空気室７ｂおよび連絡路９ｂを形成しても、同様の効果を得ることができる。この場合、記録素子基板に対する空気室用溝などの形成は、異方性エッチングによって行うことができる。なお、図１３では、オリフィスプレート、隔壁などの図示は省略されている。
【０１４３】
以上説明した効果に加え、本実施形態の空気室の構成によれば、支持部材もしくは記録素子基板のいずれか一方に空気室用の凹部等を形成しこれに他方の部材を合わせることにより空気室等を形成できるため、空気室等の形成を容易に行うことができる。
【０１４４】
さらに、図１４に示すように、空気室を形成する溝７ａ(７ｂ)の各壁に撥水剤を塗布して撥水層１０を形成することもできる。これにより、連絡路９ａ(９ｂ)の形状による効果と相俟って、空気室にインクが入り込むことを、さらに適切に防止することができる。
【０１４５】
(第２実施形態)
本実施形態は、支持部材として第１支持部材と第２支持部材の二つの支持部材を具えた記録ヘッドに本発明を適用したものである。図１５(ａ)および(ｂ)は、本実施形態の記録ヘッドの要部を示すそれぞれ吐出方向から見た断面図およびその側方から見た断面図である。
【０１４６】
これらの図に示すように、本実施形態の記録ヘッドは、支持部材として、記録素子基板１を保持固定しインク供給路を有した第１の支持部材２１と、この第１支持部材２１を保持固定し記録素子基板１にインクを供給するためのインク供給路６を備えた第２の支持部材２２を有する。第１支持部材２１は、記録素子基板１を構成する基体１Ａに直接接続される部材であり、熱伝導性、耐インク性、強度等の点から、その材料として、シリコン、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素などを用いることができる。
【０１４７】
第１の実施形態と同様、第１支持部材２１の記録支持基板１との接着部分に空気室および連絡路用の凹部７ａおよび溝９ａが形成される。これにより、第１支持部材２１に記録素子基板１の基体１Ａを接続したとき空気室７ａ等が形成される。
【０１４８】
本実施形態のように第１支持部材に凹部等を形成する変形例として、図１６(ｂ)および(ｃ)に示すものがある。同図に示す構成は６種類のインクに対応したそれぞれの単位で一対の空気室７ａを形成するものである。
【０１４９】
すなわち、図１６(ａ)は支持部材２を上面から見た図であり、図１６(ｂ)は図１６(ａ)に示すＡ−Ａ線断面図であり、図１６(ｃ)は支持部材２に記録素子基板１を接合した状態を同様の断面で示す図である。これらの図に示す構成は、図１１〜図１５(ａ)および(ｂ)までに示した実施形態のように各インクごとのヘッド構成についてそれぞれ二つより多い数の空気室が設けられる。すなわち、図１６(ａ)に示すように、６種類のインク色の各インク色について電気熱変換素子配列の両端に対応する位置にそれぞれ一つづつ空気室用の凹部７ａおよび連絡路用の溝９ａが形成される。また、図１６(ａ)および(ｂ)に示すＡ−Ａ断面から明らかなように、インク供給口６の形状も上述した実施形態とは異なり、記録素子基板との接合面側に行くに従い、拡がる形状となっている。すなわち、この広がりによって、各インク色ごとのヘッド構成において配列する複数の電気熱変換素子に対応したそれぞれのインク路をカバーしてこれらへインクを供給することができる。
【０１５０】
以上の支持部材２に対して記録素子基板１が接合されることにより、図１６(ｃ)に示すように外気に対して密閉された空気室(７ａ)および連絡路(９ａ)が構成され、記録素子基板１におけるインク吐出に伴って生ずる圧力波はこの空気室によって吸収することができる。
【０１５１】
空気室を電気熱変換素子配列方向の両端に設けることにより、複数のインク色ごとの構成を並列に配置する場合の配列ピッチを小さくすることが可能となり、記録ヘッドの小型化が可能となる。また、これらの空気室はインク供給口から最も遠くに位置することになる。この位置は圧力波の吸収が比較的困難な位置であり、ここに空気室を設けることにより、図２２および図２３(ａ)〜(ｄ)にて後述されるようにその効果を最大限に発揮することができる。
【０１５２】
図１７(ａ)、(ｂ)および(c)は、それぞれ他の形態を示す図である。同図(ａ)は、第１実施形態と同様、記録素子基板１の裏側に凹部７ｂおよび連結溝９ｂが設けられる形態に関するものである。また、同図(ｂ)および(c)は第１支持部材２１と第２支持部材２２とによって空気室などを形成する形態に関し、このうち、同図(ｂ)は第１支持部材側に、同図(c)は第２支持部材側にそれぞれ凹部及び溝を形成するものである。
【０１５３】
以上の空気室等の構造によっても、第１実施形態で説明したのと同様の効果を得ることができる。また、第１実施形態と同様、空気室の各壁に撥水処理を施しさらに空気室へのインクの侵入を防止するようにしてもよい。
【０１５４】
なお、空気室などを設ける位置に関して上述のように種々の形態が考えられるが、これらの配設位置が異なる複数の空気室などを組み合わせてもよく、これにより、リフィルに関してより大きな効果を得ることができる。
【０１５５】
(第３実施形態)
本実施形態は、第１支持部材２１のうち、記録素子基板１の基体１Ａと接合したとき、基板１のインク供給口５とともに液室を形成する面の一部に凹部を形成し、これにより、インク吐出に伴って発生する圧力を吸収する構成に関するものである。
【０１５６】
すなわち、本実施形態では、図１８(ａ)および(ｂ)に示すように、第１支持部材２１に形成されるインク供給路６は、記録素子基板１におけるインク供給口５と同様の長孔形状ではなく、インク供給口５の略中央部に対応して設けられる円柱状のものである。これにより、インク供給口５は、吐出口配列に沿った細長い液室の形態となる。そして、この液室には、その中央部で連通するインク供給路６を介してインクが供給されることになる。
【０１５７】
この構成において、液室状のインク供給口５を形成する第１支持部材２１の記録素子基板１の基体１Ａとの接続面には、吐出口配列(不図示)に沿って複数の凹部７が設けられる。この凹部７の形状は、第１、第２の実施形態と同様、インク供給路５のインクが浸入しないものとされることは勿論である。この場合、凹部７の深さは深い程よい。すなわち、凹部７は上述の実施形態と同様毛管力などを適切に定めることによりインクを保持するとともに、空気がこの保持されたインクによって凹部７の奥に閉じ込められて空気室を構成する。
【０１５８】
この凹部７の十分な深さが得られない場合は、図１９に示すように、第１支持部材２１に貫通孔２３を設けるとともに、これに連通するように第２支持部材２４に凹部２４を設ける。これにより、十分な容積を有した空気室を形成することができる。なお、この空気室について、凹部２４の形状を種々変化させることにより、リフィルに関してより効果的な空気室を形成することができる。
【０１５９】
なお、以上説明した各実施形態の記録ヘッドは、上述のように、電気熱変換素子が発生する熱エネルギーを利用して液体(インク)に膜沸騰を生じさせて気泡を形成しこの気泡の圧力によってインクを吐出する形態のものである。
【０１６０】
ここで、上述した空気室に関する実施形態のうち、図１６(ａ)〜(ｃ)に示した好的な実施形態による、特にインク供給に関する低周波のインク振動の影響を良好に低減できるという、効果について詳細に説明する。
【０１６１】
図２２は、図１６(ａ)〜(ｃ)に示した記録ヘッドをインクタンクと接合した状態で示す断面図である。
【０１６２】
（構成全体の概要）
基体１Ａ、液路隔壁、オリフィスプレート１４を有する記録素子基板などからなる記録ヘッドチップに対し、液体(インク)供給源であるインクタンクＨ１９００から、フィルタ６７、インク供給路６の順にインクが供給される。インク供給路６は、第１のインク供給部６１、第２のインク供給部６２、第３のインク供給部６３、第４のインク供給部６４および第５のインク供給部６６がこの順に連結して形成される。このうち、第１インク供給部６１および第３インク供給部６３は、インクタンクからヘツド部へ向かって延在し、一方、第２のインク供給部６２は、前記第１および第３インク供給部６１、６３が延在する方向と交差する方向に延在している。この結果、第１〜第３のインク供給部６１、６２、６３は、屈曲したインク供給系を形成することになる。
【０１６３】
（空気室近傍の構成の特徴）
上記第１ないし第３のインク供給部に続いて、第４の供給部６４が形成されている。第４の供給部６４は、第３の供給部６３側からヘッドチップ側に向かって、その断面積が徐々に拡大する形状を（図のテーパ部６５）をなしている。さらに、この第４インク供給部６４に続いて第５のインク供給部６６が設けられている。第５インク供給部６６は、ヘッドチップ側に向かって断面積が一定のインク供給路であり、記録素子基板の基体１Ａと接する部分のうち、記録素子基板における電気熱変換素子配列の両端に空気室７１用の凹部７ａおよび連絡路用の溝９ａが形成されている。
【０１６４】
この第５の供給部６６に続いて、ヘッドチップを構成する基体１Ａが配置される。基体１Ａに設けられるの貫通空間部(インク供給口)５は、上記第５の供給部６６側から基体上に設けられた流路側に向かって、その断面積が減少するテーパ状をなしている。これにより、上記第４インク供給部６４の第１のテーパと、この貫通空間部５による逆向きの第２のテーパが設けられ、空気室７１は、これら第１テーパと第２テーパとが交差する領域に位置することになる。
【０１６５】
（インクの後方への流れに対する緩和効果）
図２２に示す実施形態の空気室およびインク供給路の構成は、特にバブルスルージェット方式の記録へッドにおいて、特に低周波のインク振動の影響を低減するのに効果がある。
【０１６６】
図２５(ａ)〜(ｈ)は、バブルスルージェット方式による吐出状態の一例を時系列で示す図である。これらの図に示すように、電気熱変換素子１３によって発生した気泡３０１は液滴がヘッドを離れて飛翔する(図２５(ｈ))前に大気と連通するため(図２５(ｆ))、消泡過程がなく、この結果、液体の発泡およびその気泡の成長とともに、気泡３０１の後方の気液界面３０１ａは後退していく。そして、この気液界面３０１ａの後退に伴って、後方の液体はインク供給路側に押し戻される。特に、吐出デューティーが高い場合は、この押し戻される液体はその総量によって供給路全体のインクの動きに大きく影響する。本願人は、この供給路全体でのインクの振動を、吐出の際のリフィルの周波数(高周波数)に対して、低周波数の振動と称している。
【０１６７】
本実施形態では、この押し戻されるインクの動きがインク供給に対して及ぼす影響を、ヘッドチップ(基体１Ａ)に設けられた貫通空間部５の第２のテーパ部と第４供給部６４の第１のテーパー部とによって緩和する。すなわち、第２のテーパ部の広がり効果と第１のテーパ部の反射方向の偏向によって、押し戻されるインクの反射が直接ヘッドチップ側に戻ってその後の吐出に及ぼす影響を低減できる。
【０１６８】
(空気室の作用)
以上のようにテーパ部を設けたことによって、インクのヘッドチップとインク供給路との間の往復する方向(図２２中、縦方向)の振動の影響は緩和される。しかし、上記テーパ部によって、液体供給方向と交差する方向（図２２中、横方向）のインクの振動を派生する。
【０１６９】
本実施形態の空気室は、この横方向の動きを緩和する効果を奏するものである。
【０１７０】
すなわち、本実施形態では、空気室および空気室と液体供給路とを連通する連通路の構成として、これらは上記液体供給方向と交差する方向、すなわち横方向(ヘッドチップにおける複数流路の配列方向)に沿った位置で第１および第２のテーパに対向する位置に設けられる。これにより、上記インクの横方向の振動を直接緩和することができる。
【０１７１】
また、一組の空気室構成が相互に対向する位置に設けられることにより、個々の緩和効果が干渉することなく作用するので、さらに好適となる。さらに、この空気室は、液体供給路側で液体と接触し界面を形成している以外は、ヘッドチップまたは液体供給ユニットの部材あるいはこれら双方の部材によって密閉された空間を形成し、予め内包された空気がダンパーとして有効に作用することを保証する。このダンパー効果は、別の見方をすれば、液体の一部を一時貯留するという機能を発揮するものである。
【０１７２】
さらに、空気室と液体供給路とを連通する連通部において、液体がメニスカスを形成するようにすれば、上記インクの横方向の振動を空気室のダンパー効果で緩和する時の応答性が向上する。この応答性能向上のためのメニスカス形成は、この連通部の断面積を所定の大きさとすることで実現できる。
【０１７３】
空気室は、インク供給路の流路断面積が小さいところに設ける場合は、横方向の流れがほとんど生じないため本来の目的である横方向の十分な緩和効果を発揮し得ない。加えて、流路断面積が小さいところでは流速が早く、十分なバッファ効果を奏することができない。これに対し、空気室を流路断面積が大きく流速が小さい領域に設けると、小さいサイズのバッファで大きな効果を発揮することができる。さらに、空気室とインク供給路とを連通する連通路の断面積はヘッドチップにおける液流路の断面積より大きく構成し、これにより、空気室のダンパー効果を発揮することができる。
【０１７４】
以下に、本実施形態の記録ヘッドにおける各部の断面積を示す。
【０１７５】
空気室７１の断面積Ｓ５(図２３(ａ)、図２３(ｂ))：０．７６５ｍｍ2、 連絡路(９ａ)の断面積Ｓ６(図２３(ａ)、図２３(ｂ))：０．０８ｍｍ2、 第３インク供給路６３の断面積Ｓ１(図２２)：０．６４ｍｍ2、 液流路１２の断面積Ｓ２(図２３(ｃ)、図２２)：０．０００４１６ｍｍ2、 液流路入り口の各断面積Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３(図２３(ｄ))：０．０００１４３ｍｍ2
【０１７６】
（インク供給に対するインク供給路の作用）
バブルスルージェット方式場合、インクの発泡および気泡の成長に伴ってインクが吐出されるが、この吐出に際して、図２５(ｈ)に示したように、気泡後方の気液界面によるメニスカスは電気熱変換素子よりも後退した位置に形成される。
この後退したメニスカスが吐出可能な位置に復帰するのは、専ら毛管力による。
各液路におけるこの毛管力は、全体としてインク供給路におけるインクの移動をもたらすが、本実施形態の構成では、インク供給路の上流側から下流側に向かって、供給路の断面積が次第に増加していく構成を有している。このため、インク供給に際して、後方からのインクの供給がよりスムーズに行われ、供給不足ということがなくなる。
【０１７７】
また、空気室が第５の供給部に隣接して設けられているため、空気室に一時的に貯留されたインクが吐出に際して供給され、液体供給源の一端を担うこともできる。
【０１７８】
（ヘッドユニットの姿勢・位置関係における空気室の効果）
本実施形態の記録ヘッドは、主として下向き吐出で使用される。下向き吐出では、図２２に示すように、重力が矢印Ｇの方向に作用する。この場合、インク供給ユニットがヘツドチップの上方に位置し、インク供給ユニットとヘッドチップとの接合領域から同ユニット側に空気室が形成される構成としている。そして、空気室を上方に(ユニット側に)伸びた構成とすることで、体積効率のよい構成とすることができる。
【０１７９】
（付加的構成による効果）
ところで、吐出口列の両端部に複数個のダミー吐出口を設ける構成が知られている。そのダミー吐出口は、各吐出口における吐出の際に生じるバック波の影響（クロストーク）を軽減する効果を有するが、本実施形態の空気室と上記ダミー吐出口とが共存することで、両者の相乗効果が期待できる。加えての構成として、本実施形態の屈曲したインク供給系は、ヘッドチップからのインクの直接的な後退を緩衝する働きを有する。
【０１８０】
図１６(ａ)〜(ｃ)(図２２、図２３(ａ)〜(ｄ))に示したヘッド構成および空気室構成は、コンパクトな構成で特に低周波のインク振動の影響を軽減して良好なインク吐出を実現できる点で好適である。その他の構成については、高周波数のインク振動は比較的良く軽減できるが、空気室の数が多くなり、また、比較的サイズも大きくなる。
【０１８１】
【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、複数のインク吐出口に対してインクを供給する、これらの吐出口に共通のインク供給室に連通してその圧力が伝達される空気室が設けられるので、各吐出口でのインク吐出にともなって発生しインク供給室に伝播されるインクの圧力はこの空気室の空気の圧力変化として空気室に伝播され、その空気室の容積増大による圧力の低下によって吸収される。
【０１８２】
また、空気室は、記録ヘッドを構成する複数の部材を接合することによって形成されるため、この空気室は外気と連通することがなく、空気室を介した記録ヘッド内のインクの増粘を防止することができる。
【０１８３】
さらに、空気室の少なくとも一部の内壁面を支持部材が形成しているので、インク吐出に直接関わる領域に比較的近い位置に空気室を最適配置することができる。
【０１８４】
加えて、少なくとも一方に凹部が設けられた部材同士を凹部を内側にして接合することによって空気室を形成すれば、密閉構造の空気室を簡易に製造することができる。
【０１８５】
また、インク供給路を形成する貫通孔の内壁面の斜面の終端において空気室がインク供給路と連通すれば、斜面によるバッファー効果と空気室によるバッファー効果とが相まって、一層安定的なインク供給特性を得ることができる。
【０１８６】
更に、インク供給路が空気室よりインク供給に関する上流側に屈曲部を有すれば、屈曲部によるバッファー効果と空気室によるバッファー効果とが相まって、一層安定的なインク供給特性を得ることができる。
【０１８７】
加えて、エネルギー発生素子が熱エネルギーを発生してインクに気泡を生じさせ、この気泡が大気と連通し吐出口からインクを吐出する方式であれば、空気室によるバッファー効果を相乗的に一層高水準なものとすることができる。
【０１８８】
この結果、インクジェット記録ヘッドにおけるインク吐出口の高マルチ化に特有のインクリフィルにかかわる諸問題を解消して、特に優れた高速応答性および吐出性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタの外観構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すプリンタの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるプリンタに用いる記録ヘッドカートリッジを組立てた状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示す記録ヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。
【図５】図４に示した記録ヘッドを斜め下方から観た分解斜視図である。
【図６】 (ａ)および(ｂ)は、図３に示す記録へッドに代えて本発明の一実施形態によるプリンタに搭載可能なスキャナカートリッジを天地を逆にして示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態のプリンタにおける電気的回路の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図８】図７に示した回路のうちメインＰＣＢの内部構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示したメインＰＣＢのうちＡＳＩＣの内部構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施形態のプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１実施形態による記録ヘッドの要部構造を示す断面図である。
【図１２】 (ａ)は図１１に示した要部の平面詳細図、(ｂ)および(ｃ)はその断面図である。
【図１３】第１実施形態の変形例にかかる記録ヘッドの要部構造を示す断面図である。
【図１４】第１実施形態の他の変形例にかかる記録ヘッドの要部構造を示す断面図である。
【図１５】 (ａ)および(ｂ)は、本発明の第２実施形態による記録ヘッドの要部構造を示すそれぞれ吐出口側およびその側方から見た断面図である。
【図１６】 (ａ)は第２実施形態の変形例に係り、複数の種類のインクに関する記録ヘッド要部構造を示す平面図、(ｂ)および(ｃ)はその断面図である。
【図１７】 (ａ)、(ｂ)および(ｃ)は、それぞれ第２実施形態の変形例にかかる記録ヘッドの要部構造を示す断面図である。
【図１８】 (ａ)および(ｂ)は、本発明の第３実施形態による記録ヘッドの要部構造を示すそれぞれ吐出口側およびその側方から見た断面図である。
【図１９】第３実施形態の変形例にかかる記録ヘッドの要部構造を示す断面図である。
【図２０】 (ａ)および(ｂ)は、それぞれ従来例による記録ヘッドのリフィルに関する問題を説明するための、吐出口側およびその側方から見た断面図である。
【図２１】 (ａ)および(ｂ)は、それぞれ従来例による記録ヘッドのリフィルに関する問題を説明するための、線図および吐出方向の側方から見た断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による記録ヘッドにおける、インクタンクから吐出口に至るインクの供給系の主要部を示す断面図である。
【図２３】 (ａ)および(ｂ)は、上記インクの供給系に設けられた空気室を示す平面図及び斜視図であり、(ｃ)および(ｄ)は、上記供給系における、吐出口及び電気熱変換素子の周辺領域を示す斜視図及び平面図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係る記録ヘッドの主要部を示す部分破断斜視図である。
【図２５】 (ａ)、 (ｂ)、 (ｃ)、 (ｄ)、 (ｅ)、 (ｆ)、 (ｇ)および (ｈ)は、バブルスルージェット方式によるインク吐出状態を時系列で説明するための断面図である。
【符号の説明】
Ｍ１０００ 装置本体
Ｍ１００１ 下ケース
Ｍ１００２ 上ケース
Ｍ１００３ アクセスカバー
Ｍ１００４ 排出トレイ
Ｍ２０１５ 紙間調整レバー
Ｍ２００３ 排紙ローラ
Ｍ３００１ ＬＦローラ
Ｍ３０１９ シャーシ
Ｍ３０２２ 自動給送部
Ｍ３０２９ 搬送部
Ｍ３０３０ 排出部
Ｍ４０００ 記録部
Ｍ４００１ キャリッジ
Ｍ４００２ キャリッジカバー
Ｍ４００７ ヘッドセットレバー
Ｍ４０２１ キャリッジ軸
Ｍ５０００ 回復系ユニット
Ｍ６０００ スキャナ
Ｍ６００１ スキャナホルダ
Ｍ６００３ スキャナカバー
Ｍ６００４ スキャナコンタクトＰＣＢ
Ｍ６００５ スキャナ照明レンズ
Ｍ６００６ スキャナ読取レンズ１
Ｍ６１００ 保管箱
Ｍ６１０１ 保管箱ベース
Ｍ６１０２ 保管箱カバー
Ｍ６１０３ 保管箱キャップ
Ｍ６１０４ 保管箱バネ
Ｅ０００１ キャリッジモータ
Ｅ０００２ ＬＦモータ
Ｅ０００３ ＰＧモータ
Ｅ０００４ エンコーダセンサ
Ｅ０００５ エンコーダスケール
Ｅ０００６ インクエンドセンサ
Ｅ０００７ ＰＥセンサ
Ｅ０００８ ＧＡＰセンサ（紙間センサ）
Ｅ０００９ ＡＳＦセンサ
Ｅ００１０ ＰＧセンサ
Ｅ００１１ コンタクトＦＰＣ（フレキシブルプリントケーブル）
Ｅ００１２ ＣＲＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）
Ｅ００１３ キャリッジ基板
Ｅ００１４ メイン基板
Ｅ００１５ 電源ユニット
Ｅ００１６ パラレルＩ／Ｆ
Ｅ００１７ シリアルＩ／Ｆ
Ｅ００１８ 電源キー
Ｅ００１９ リジュームキー
Ｅ００２０ ＬＥＤ
Ｅ００２１ ブザー
Ｅ００２２ カバーセンサ
Ｅ１００１ ＣＰＵ
Ｅ１００２ ＯＳＣ（ＣＰＵ内蔵オシレータ）
Ｅ１００３ Ａ／Ｄ（ＣＰＵ内蔵Ａ／Ｄコンバータ）
Ｅ１００４ ＲＯＭ
Ｅ１００５ 発振回路
Ｅ１００６ ＡＳＩＣ
Ｅ１００７ リセット回路
Ｅ１００８ ＣＲモータドライバ
Ｅ１００９ ＬＦ／ＰＧモータドライバ
Ｅ１０１０ 電源制御回路
Ｅ１０１１ ＩＮＫＳ（インクエンド検出信号）
Ｅ１０１２ ＴＨ（サーミスタ温度検出信号）
Ｅ１０１３ ＨＳＥＮＳ（ヘッド検出信号）
Ｅ１０１４ 制御バス
Ｅ１０１５ ＲＥＳＥＴ（リセット信号）
Ｅ１０１６ ＲＥＳＵＭＥ（リジュームキー入力）
Ｅ１０１７ ＰＯＷＥＲ（電源キー入力）
Ｅ１０１８ ＢＵＺ（ブザー信号）
Ｅ１０１９ 発振回路出力信号
Ｅ１０２０ ＥＮＣ（エンコーダ信号）
Ｅ１０２１ ヘッド制御信号
Ｅ１０２２ ＶＨＯＮ（ヘッド電源ＯＮ信号）
Ｅ１０２３ ＶＭＯＮ（モータ電源ＯＮ信号）
Ｅ１０２４ 電源制御信号
Ｅ１０２５ ＰＥＳ（ＰＥ検出信号）
Ｅ１０２６ ＡＳＦＳ（ＡＳＦ検出信号）
Ｅ１０２７ ＧＡＰＳ（ＧＡＰ検出信号）
Ｅ００２８ シリアルＩ／Ｆ信号
Ｅ１０２９ シリアルＩ／Ｆケーブル
Ｅ１０３０ パラレルＩ／Ｆ信号
Ｅ１０３１ パラレルＩ／Ｆケーブル
Ｅ１０３２ ＰＧＳ（ＰＧ検出信号）
Ｅ１０３３ ＰＭ制御信号（パルスモータ制御信号）
Ｅ１０３４ ＰＧモータ駆動信号
Ｅ１０３５ ＬＦモータ駆動信号
Ｅ１０３６ ＣＲモータ制御信号
Ｅ１０３７ ＣＲモータ駆動信号
Ｅ００３８ ＬＥＤ駆動信号
Ｅ１０３９ ＶＨ（ヘッド電源）
Ｅ１０４０ ＶＭ（モータ電源）
Ｅ１０４１ ＶＤＤ（ロジック電源）
Ｅ１０４２ ＣＯＶＳ（カバー検出信号）
Ｅ２００１ ＣＰＵ Ｉ／Ｆ
Ｅ２００２ ＰＬＬ
Ｅ２００３ ＤＭＡ制御部
Ｅ２００４ ＤＲＡＭ制御部
Ｅ２００５ ＤＲＡＭ
Ｅ２００６ １２８４ Ｉ／Ｆ
Ｅ２００７ ＵＳＢ Ｉ／Ｆ
Ｅ２００８ 受信制御部
Ｅ２００９ 圧縮・伸長ＤＭＡ
Ｅ２０１０ 受信バッファ
Ｅ２０１１ ワークバッファ
Ｅ２０１２ ワークエリアＤＭＡ
Ｅ２０１３ 記録バッファ転送ＤＭＡ
Ｅ２０１４ プリントバッファ
Ｅ２０１５ 記録データ展開ＤＭＡ
Ｅ２０１６ 展開用データバッファ
Ｅ２０１７ カラムバッファ
Ｅ２０１８ ヘッド制御部
Ｅ２０１９ エンコーダ信号処理部
Ｅ２０２０ ＣＲモータ制御部
Ｅ２０２１ ＬＦ／ＰＧモータ制御部
Ｅ２０２２ センサ信号処理部
Ｅ２０２３ モータ制御バッファ
Ｅ２０２４ スキャナ取込みバッファ
Ｅ２０２５ スキャナデータ処理ＤＭＡ
Ｅ２０２６ スキャナデータバッファ
Ｅ２０２７ スキャナデータ圧縮ＤＭＡ
Ｅ２０２８ 送出バッファ
Ｅ２０２９ ポート制御部
Ｅ２０３０ ＬＥＤ制御部
Ｅ２０３１ ＣＬＫ（クロック信号）
Ｅ２０３２ ＰＤＷＭ（ソフト制御信号）
Ｅ２０３３ ＰＬＬＯＮ（ＰＬＬ制御信号）
Ｅ２０３４ ＩＮＴ（割り込み信号）
Ｅ２０３６ ＰＩＦ受信データ
Ｅ２０３７ ＵＳＢ受信データ
Ｅ２０３８ ＷＤＩＦ（受信データ／ラスタデータ）
Ｅ２０３９ 受信バッファ制御部
Ｅ２０４０ ＲＤＷＫ（受信バッファ読み出しデータ／ラスタデータ）
Ｅ２０４１ ＷＤＷＫ（ワークバッファ書込みデータ／記録コード）
Ｅ２０４２ ＷＤＷＦ（ワークフィルデータ）
Ｅ２０４３ ＲＤＷＰ（ワークバッファ読み出しデータ／記録コード）
Ｅ２０４４ ＷＤＷＰ（並べ替え記録コード）
Ｅ２０４５ ＲＤＨＤＧ（記録展開用データ）
Ｅ２０４７ ＷＤＨＤＧ（カラムバッファ書込みデータ／展開記録データ）
Ｅ２０４８ ＲＤＨＤ（カラムバッファ読み出しデータ／展開記録データ）
Ｅ２０４９ ヘッド駆動タイミング信号
Ｅ２０５０ データ展開タイミング信号
Ｅ２０５１ ＲＤＰＭ（パルスモータ駆動テーブル読み出しデータ）
Ｅ２０５２ センサ検出信号
Ｅ２０５３ ＷＤＨＤ（取込みデータ）
Ｅ２０５４ ＲＤＡＶ（取込みバッファ読み出しデータ）
Ｅ２０５５ ＷＤＡＶ（データバッファ書込みデータ／処理済データ）
Ｅ２０５６ ＲＤＹＣ（データバッファ読み出しデータ／処理済データ）
Ｅ２０５７ ＷＤＹＣ（送出バッファ書込みデータ／圧縮データ）
Ｅ２０５８ ＲＤＵＳＢ（ＵＳＢ送信データ／圧縮データ）
Ｅ２０５９ ＲＤＰＩＦ（１２８４送信データ）
Ｈ１０００ 記録ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１ 記録ヘッド
Ｈ１１００ 記録素子基板
Ｈ１１００Ｔ 吐出口
Ｈ１２００ 第１のプレート
Ｈ１２０１ インク供給口
Ｈ１３００ 電気配線基板
Ｈ１３０１ 外部信号入力端子
Ｈ１４００ 第２のプレート
Ｈ１５００ タンクホルダー
Ｈ１５０１ インク流路
Ｈ１６００ 流路形成部材
Ｈ１７００ フィルター
Ｈ１８００ シールゴム
Ｈ１９００ インクタンク
１ 記録素子基板
２ 支持部材
５ インク供給口
６ インク供給路
７、７ａ、７ｂ 凹部(空気室)
９ａ、９ｂ 連結溝(連絡路)
１０ 撥水層
１１ 吐出口
１２ 液路
１３ 電気熱変換素子
１４ オリフィスプレート
１５ 隔壁
２１ 第１支持部材
２２ 第２支持部材
２３ 貫通孔
２４ 凹部
Claims (13)
- インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基体と該基体上に前記エネルギー発生素子に対向して配された吐出口が設けられた吐出口プレートとを有する記録素子基板と、
前記基体に接して前記記録素子基板を支持する支持部材と、
を有する記録ヘッドであって、
前記記録素子基板の前記吐出口へインクを供給するためのインク供給路と、
該インク供給路と連通し空気が存在する空気室と、
が設けられ、前記空気室の少なくとも一部の内壁面を前記支持部材が形成していることを特徴とする記録ヘッド。 - 前記支持部材に凹部が設けられ、前記記録素子基板と前記支持部材とが接合されることによって前記凹部が形成する空間を前記空気室とすることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
- 前記記録素子基板に凹部が設けられ、前記記録素子基板と前記支持部材とが接合されることによって前記凹部が形成する空間を前記空気室とすることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
- 前記支持部材を第１支持部材とし、該第１支持部材を支持する第２支持部材を更に有し、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の一方または双方に凹部または貫通孔が設けられ、前記記録素子基板と前記第１支持部材と前記第２支持部材とが接合されることによって前記凹部及び前記貫通孔の少なくとも一方が形成する空間を前記空気室とすることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
- 前記基体には前記インク供給路を形成する貫通孔が設けられ、該貫通孔の内壁面はインク供給に関する上流側から下流側へ向かって先細りとなる斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
- 前記斜面の上流側の終端において前記空気室が前記インク供給路と連通することを特徴とする請求項５に記載の記録ヘッド。
- 前記支持部材には前記インク供給路を形成する貫通孔が設けられ、該貫通孔の内壁面はインク供給に関する下流側から上流側へ向かって先細りとなる斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
- 前記斜面の下流側の終端において前記空気室が前記インク供給路と連通することを特徴とする請求項７に記載の記録ヘッド。
- 前記インク供給路は、前記空気室よりインク供給に関する上流側に屈曲部を有することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
- 前記空気室の内壁面は撥水処理されていることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
- 前記エネルギー発生素子は熱エネルギーを発生してインクに気泡を生じさせ、該気泡の圧力によって前記吐出口からインクを吐出することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
- 気泡が大気と連通し前記吐出口からインクを吐出することを特徴とする請求項１１に記載の記録ヘッド。
- インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基体と該基体上に前記エネルギー発生素子に対向して配された吐出口が設けられた吐出口プレートとを有する記録素子基板と、前記基体に接して前記記録素子基板を支持する支持部材と、を有し、前記記録素子基板に関して前記基体の側から前記吐出口へインクを供給するためのインク供給路と、該インク供給路と連通し空気が存在する空気室と、が設けられ、前記空気室の少なくとも一部の内壁面を前記支持部材が形成している記録ヘッドと、
該記録ヘッドを搭載する部材と、
を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
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