JPH05138896A - インクジエツトヘツド，インクジエツトカートリツジおよびインクジエツト記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工程が容易になり、印字品位に優れ、信頼性
の高い大量生産が可能で廉価なインクジェットヘッドを
提供することを目的とする。 【構成】 本発明のインクジェットヘッドはインク吐出
口７からインクを吐出するために利用される吐出エネル
ギー発生素子を備えた第１基板１と、該基板と接合する
ことにより前記吐出エネルギー発生素子の各々に対応し
たインク路４と該インク路に連通した共通インク室５と
を形成するための壁部とを有する第２基板２と、を備え
たインクジェットヘッドにおいて、前記第２基板２の共
通インク室５を形成するための壁部のうち前記第１基板
１との接合面の一部にリブ状の突状部材３２が設けられ
ている。

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ヘッドに
関し、詳しくは吐出口から吐出さえた液滴により、記録
がなされる液体噴射記録装置に用いられるインクジェッ
トヘッドに関する。

【０００２】また本発明は、インクジェットヘッドに対
してインクを供給するためのインクタンクを一体的に備
えたインクジェットカートリッジに関する。

【０００３】さらに本発明は、インクジェットヘッドと
インクタンクと一体的に備えたインクジェットカートリ
ッジを用いて所望の記録を達成するインクジェット記録
装置に関する。

【０００４】

【従来の技術】従来、この種の液体噴射記録装置として
は、圧電素子の変形により液流路内に圧力変化を発生さ
せて微小液滴を吐出させるもの、あるいはインク路内に
発熱素子を配しこれを発熱させ、その発熱によるエネル
ギーを利用して気泡を生ぜしめ、これによって吐出口か
ら液滴を吐出させるものなどが種々提案されてきた。

【０００５】これらの中でも、熱エネルギーを利用して
記録液（インク）を吐出する方式に係る記録ヘッドは、 記録用の液滴を吐出して飛翔用液滴を形成するため
のインク吐出口を高密度に配列することができるために
高解像力の記録をすることが可能であること、 記録ヘッドとして全体的なコンパクト化も容易であ
ること、 最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向
上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十二分
に活用でき、長尺化および面状化（２次元化）が容易で
あること、 などにより、マルチノズル化および高密度実装化が容易
で、しかも大量生産時の生産性が良く製造費用も廉価に
できるものとして特に注目されている。

【０００６】図１０〜図１２は、従来のインクジェット
ヘッドの一例を概略的に示すものである。

【０００７】これらの図において、１はＳｉなどからな
る第１基板であり、その上面には不図示の吐出エネルギ
ー発生素子としての電気熱変換体やその配線部の群が設
けられている。２はガラスや金属あるいは樹脂などによ
り構成される第２基板である。第２基板２には、切削や
エッチングなどによりインク導入口２ａ、第１基板と接
合されることでインク路４を形成するための溝４ｂ、イ
ンク路壁４ａ、およびインク路４に連通した共通インク
室５が形成されている。

【０００８】そして、図１０に示すように、第１および
第２基板が接着剤１０により互いに接着固定され、図１
１に示すようにインクジェットヘッドが組立てられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
接着剤１０により第１基板１と第２基板２とを接合する
場合には、図１２に示すように前記第１基板１と第２基
板２とは互いに傾きやズレのない高精度の成形が要求さ
れる。

【００１０】そこで、本発明者らはインク路の水平度を
保つため、溝付天板後部に配された凸部を設けることを
提案した。

【００１１】ところが、この場合、第１基板と第２基板
を接合後封止する際、接着剤１０が共通インク室５に流
れ込み、壁を伝わってインク路壁４ａおよびインク路４
に侵入して目詰りを起こし、インクを吐出できなくなっ
てしまい、著しい印字品位の低下を招くことになる。

【００１２】また、封入を防ぐため、粘度の高い接着剤
を使用した場合には、共通インク室への侵入を防げても
同時に他部、例えば第１基板とオリフィスプレート７と
の接着ができなくなり、インク吐出時に発生する気泡の
圧力が逃げてしまいインク滴の吐出エネルギーを損うこ
とになり、印字品位の低下を招くことになる。

【００１３】本発明は、以上のような課題を解決して、
工程が容易になり、印字品位に優れ、信頼性の高い大量
生産が可能で廉価なインクジェットヘッドを提供するこ
とを目的とする。

【００１４】また、本発明は、前述の優れた特性を備え
たヘッドとインクタンクとを一体的に備えたインクジェ
ットカートリッジを提供することを目的とする。

【００１５】さらに本発明は、前述の優れた特性を備え
たヘッドとインクタンクとを一体的に備えたインクジェ
ットカートリッジを搭載したインクジェット記録装置を
提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明のインクジェットヘッドは提案されたもの
であって、インク吐出口からインクを吐出するために利
用される吐出エネルギー発生素子を備えた第１基板と、
該基板と接合することにより前記吐出エネルギー発生素
子の各々に対応したインク路と該インク路に連通した共
通インク室とを形成するための壁部とを有する第２基板
とを備えたインクジェットヘッドにおいて、前記第２基
板の共通インク室を形成するための壁部のうち前記第１
基板との接合面の一部にリブ状の突状部材が設けられて
いることを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明によれば、溝付天板底面に配された凸部
により第１基板と第２基板の隙間をなくすため、記録ヘ
ッドの組立工程において、接着剤廻り込みによる印字不
良を防ぐことができる。

【００１８】また、第１基板と第２基板との接合に使用
する接着剤は粘度の許容範囲が広がり、歩留が向上し、
また工程が容易になる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２０】図４ないし図８は、本発明が実施もしくは
適用される好適なインクジェットユニットＩＪＵ，イン
クジェットヘッドＩＪＨ，インクタンクＩＴ，インクジ
ェットカートリッジＩＪＣ，インクジェット記録装置本
体ＩＪＲＡ, キャリッジＨＣのそれぞれ、およびそれぞ
れの関係を説明するための説明図である。以下、これら
の図面を用いて各部構成の説明を行う。

【００２１】本例でのインクジェットカートリッジＩＪ
Ｃは、図５の斜視図でわかるように、インクの収納割合
が大きくなっているもので、インクタンクＩＴの前方面
よりもわずかにインクジェットユニットＩＪＵの先端部
が突出した形状である。このインクジェットカートリッ
ジＩＪＣは、インクジェット記録装置本体ＩＪＲＡに載
置されているキャリッジＨＣ（図７）の後述する位置決
め手段および電気的接点とによって固定支持されると共
に、該キャリッジＨＣに対して着脱可能なディポーザブ
ルタイプである。本例の図４ないし図８には、本発明の
成立段階において成された数々の新規な技術が適用され
た構成となっているので、これらの構成を簡単に説明し
ながら、全体を説明することにする。

【００２２】（ｉ）インクジェットユニットＩＪＵ構成
説明 インクジェットユニットＩＪＵは、電気信号に応じて膜
沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギー
を生成する電気熱変換体を用いて記録を行うユニットで
ある。

【００２３】図４において、１００はＳｉ基板上に複数
の列状に配された電気熱変換体（吐出ヒータ）と、これ
に電力を供給するＡｌ等の電気配線とが成膜技術により
形成されて成るヒータボードである。２００はヒータボ
ード１００に対する配線基板であり、ヒータボード１０
０の配線に対応する配線（例えばワイヤボンディングに
より接続される）と、この配線の端部に位置し本体装置
からの電気信号を受けるパッド２０１とを有している。

【００２４】１３００は複数のインク流路をそれぞれ区
分するための隔壁や各インク流路へインクを与えるため
にインクを収納するための共通液室等を設けた溝付天板
で、インクタンクＩＴから供給されるインクを受けて上
述の共通液室へ導入するインク受け口１５００と、各イ
ンク流路に対応した吐出口を複数有するオリフィスプレ
ート４００を一体成型したものである。これらの一体成
型材料としてはポリサルフォンが好ましいが、他の成型
用樹脂材料でもよい。

【００２５】３００は配線基板２００の裏面を平面で支
持する例えば金属製の支持体で、インクジェットユニッ
トの底板となる。５００は押えばねであり、Ｍ字形状で
そのＭ字の中央で共通液室を軽圧で押圧すると共に前だ
れ部５０１で液路の一部、好ましくは吐出口近傍の領域
を線圧で集中押圧する。ヒータボード１００および天板
１３００を押えばねの足部が支持体３００の穴３１２１
を通って支持体３００の裏面側に係合することでこれら
を挟み込んだ状態で両者を係合させることにより、押え
ばね５００とその前だれ部５０１の集中付勢力によって
ヒータボード１００と天板１３００とを圧着固定する。
また、支持体３００は、インクタンクＩＴの２つの位置
決め凸起１０１２および位置決めかつ融着保持用凸起１
８００，１８０１に係合する位置決め用穴３１２，１９
００，２０００を有する他、装置本体ＩＪＲＡのキャリ
ッジＨＣに対する位置決め用の突起２５００，２６００
を裏面側に有している。加えて支持体３００はインクタ
ンクからのインク供給を可能とするインク供給管２２０
０（後述）を貫通可能にする穴３２０をも有している。
支持体３００に対する配線基板２００の取付は、接着剤
等で貼着して行われる。なお、支持体３００の凹部２４
００，２４００は、それぞれ位置決め用突起２５００，
２６００の近傍に設けられており、組立てられたインク
ジェットカートリッジＩＪＣ（図５）において、その周
囲の３辺を平行溝３０００，３００１の複数で形成され
たヘッド先端域の延長点にあって、ゴミやインク等の不
要物が突起２５００，２６００に至ることがないように
位置している。この平行溝３０００が形成されている。
蓋部材８００は、図５でわかるように、インクジェット
カートリッジＩＪＣの外壁を形成すると共に、インクタ
ンクとでインクジェットユニットＩＪＵを収納する空間
部を形成している。また、この平行溝３００１が形成さ
れているインク供給部材６００は、前述したインク供給
管２２００に連続するインク導管１６００を供給管２２
００側が固定の片持ちばりとして形成し、インク導管の
固定側とインク供給管２２００との毛管現象を確保する
ための封止ピン６０２が挿入されている。なお、６０１
はインクタンクＩＴと供給管２２００との結合シールを
行うパッキン、７００は供給管のタンク側端部に設けら
れたフィルタである。

【００２６】このインク供給部材６００は、モールド成
型されているので、安価で位置精度が高く形成製造上の
精度低下を無くしているだけでなく、片持ちばりの導管
１６００によって大量生産時においても導管１６００の
上述インク受け口１５００に対する圧接状態が安定化で
きる。本例では、この圧接状態下で封止用接着剤をイン
ク供給部材側から流し込むだけで、より完全な連通状態
を確実に得ることができている。なお、インク供給部材
６００の支持体３００に対する固定は、支持体３００の
穴１９０１，１９０２に対するインク供給部材６００の
裏面側ピン（不図示）を支持体３００の穴１９０１，１
９０２を介して貫通突出せしめ、支持体３００の裏面側
に突出した部分を熱融着することで簡単に行われる。な
お、この熱融着された裏面部のわずかな突出領域は、イ
ンクタンクＩＴのインクジェットユニットＩＪＵ取付面
側壁面のくぼみ（不図示）内に収められるのでユニット
ＩＪＵの位置決め面は正確に得られる。

【００２７】（ｉｉ）インクタンクＩＴ構成説明 インクタンクは、カートリッジ本体１０００と、後に詳
述するインク吸収体群９００とインク吸収体群９００を
カートリッジ本体１０００の上記ユニットＩＪＵ取付面
とは反対側の側面から挿入した後、これを封止する蓋部
材１１００とで構成されている。

【００２８】９００はインクを含浸させるための吸収体
群であり、カートリッジ本体１０００内に配置される。
１２００は上記各部１００〜６００からなるユニットＩ
ＪＵに対してインクを供給するための供給口である。

【００２９】この本例では、インクを供給可能な部分
は、大気連通口とこの供給口とになるが、インク吸収体
からのインク供給性を良好に行うための本体１０００内
リブ２３００と蓋部材１１００の部分リブ２５００，２
４００とによって形成されたタンク内空気存在領域を、
大気連通口１４０１側から連続させてインク供給口１２
００から最も遠い角部域にわたって形成している構成を
とっているので、相対的に良好かつ均一な吸収体へのイ
ンク供給は、この供給口１２００側から行われることが
重要である。この方法は実用上極めて有効である。この
リブ２３００は、インクタンクの本体１０００の後方面
において、キャリッジ移動方向に平行なリブを４本有
し、吸収体が後方面に密着することを防止している。ま
た、部分リブ２４００，２５００は、同様にリブ２３０
０に対して対応する延長上にある蓋部材１１００の内面
に設けられているが、リブ２３００とは異なり分割され
た状態となっていて空気の存在空間を前者より増加させ
ている。なお、部分リブ２５００，２４００は蓋部材１
１００の全面積の半分以下の面に分散された形となって
いる。これらのリブによってインク吸収体のタンク供給
口１２００から最も遠い角部の領域のインクをより安定
させつつも確実に供給口１２００側へ毛管力で導くこと
ができた。１４０１はカートリッジ内部を大気に連通す
るために蓋部材に設けた大気連通口である。１４００は
大気連通口１４０１の内方に配置される撥液材であり、
これにより大気連通口１４０１からのインク漏洩が防止
される。

【００３０】前述したインクタンクＩＴのインク収容空
間は長方体形状であり、その長辺を側面にもつ場合であ
るので上述したリブの配置構成は特に有効であるが、キ
ャリッジの移動方向に長辺を持つ場合または立方体の場
合は、蓋部材１１００の全体にリブを設けるようにする
ことでインク吸収体群９００からのインク供給を安定化
できる。限られた空間内にインクをできるだけ収納する
ためには直方体形状が適しているが、この収納されたイ
ンクを無駄なく記録に使用するためには、上述したよう
に、角部の領域に対して近接する２面領域に上記作用を
行えるリブを設けることが重要である。さらに本実施例
におけるインクタンクＩＴの内面リブは、直方体形状の
インク吸収体の厚み方向に対してほぼ均一な分布で配置
されている。この構成は、吸収体全体のインク消費に対
して、大気圧分布を均一化しつつインク残量をほとんど
無ならしめることができるため重要な構成である。さら
に、このリブの配置上の技術思想を詳述すれば、直方体
の４角形上面においてインクタンクのインク供給口１２
００を投影した位置を中心として、長辺を半径とする円
弧を描いたときに、その円弧よりも外側に位置する吸収
体に対して、大気圧状態が早期に与えられるようにその
円弧よりも外側の面に上記リブを配設することが重要と
なる。この場合、タンクの大気連通口は、このリブ配設
領域に大気を導入できる位置であれば、本例に限られる
ことではない。

【００３１】加えて、本実施例では、インクジェットカ
ートリッジＩＪＣのヘッドに対する後方面を平面化し
て、装置に組み込まれたときの必要スペースを最小化な
らしめるとともに、インクの収容量を最大化している構
成をとっているために、装置の小型化を達成できるだけ
ではなく、カートリッジの交換頻度を減少できる優れた
構成をとっている。そして、インクジェットユニットＩ
ＪＵを一体化するための空間の後方部を利用して、そこ
に、大気連通口１４０１用の突出部分を形成し、この突
出部分の内部を空洞化して、ここに前述した吸収体９０
０厚み全体に対する大気圧供給空間１４０２を形成して
ある。このように構成することで、従来には見られない
優れたカートリッジを提供できた。なお、この大気圧供
給空間１４０２は、従来よりもはるかに大きい空間であ
り、上記大気連通口１４０１が上方に位置しているの
で、何らかの異常で、インクが吸収体から離脱しても、
この大気圧供給空間１４０２は、そのインクを一時的に
保持でき、確実に吸収体に回収せしめることができるの
で無駄のない優れたカートリッジを提供できる。

【００３２】また、インクタンクＩＴの上記ユニットＩ
ＪＵの取付面の構成は図６によって示されている。オリ
フィスプレート４００の突出口のほぼ中心を通って、タ
ンクＩＴの底面もしくはキャリッジの表面の載置基準面
に平行な直線をＬ₁ とすると、支持体３００の穴３１２
に係合する２つの位置決め凸起１０１２はこの直線Ｌ₁
上にある。この凸起１０１２の高さは支持体３００の厚
みよりわずかに低く、支持体３００の位置決めを行う。
この図面上で直線Ｌ₁ の延長上にはキャリッジの位置決
め用フック４００１の９０°角の係合面４００２が係合
する爪２１００が位置しており、キャリッジに対する位
置決めの作用力がこの直線Ｌ₁ を含む上記基準面に平行
な面領域で作用するように構成されている。図７で後述
するが、これらの関係は、インクタンクのみの位置決め
の精度がヘッドの吐出口の位置決め精度と同等となるの
で有効な構成となる。

【００３３】また、支持体３００のインクタンク側面へ
の固定用穴１９００，２０００にそれぞれ対応するイン
クタンクの突起１８００，１８０１は前述の凸起１０１
２よりも長く、支持体３００を貫通して突出した部分を
熱融着して支持体３００をその側面に固定するためのも
のである。上述の線Ｌ₁ に垂直でこの突起１８００を通
る直線をＬ₃ 、突起１８０１を通る直線をＬ₂ としたと
き、直線Ｌ₃ 上には上記供給口１２００のほぼ中心が位
置するので、供給部の口１２００と供給管２２００との
結合状態を安定化する作用をし、落下や衝撃によっても
これらの結合状態への負荷を軽減できるので好ましい構
成である。また、直線Ｌ₂ ，Ｌ₃ は一致していず、ヘッ
ドＩＪＨの吐出口側の凸起１０１２周辺に突起１８０
０，１８０１が存在しているので、さらにヘッドＩＪＨ
のタンクに対する位置決めの補強効果を生んでいる。な
お、L₄で示される曲線は、インク供給部材６００の装着
時の外壁位置である。突起１８００，１８０１はその曲
線Ｌ₄ に沿っているので、ヘッドＩＪＨの先端側構成の
重量に対しても充分な強度と位置精度を与えている。な
お、２７００はインクタンクＩＴの先端ツバで、キャリ
ッジの前板４０００の穴に挿入されて、インクタンクの
変位が極端に悪くなるような異変時に対して設けられて
いる。２１０１は、キャリッジに対する抜け止めで、キ
ャリッジＨＣの不図示のバーに対して設けられ、カート
リッジＩＪＣが後述の用に旋回装着された位置でこのバ
ーの下方に侵入して、不要に位置決め位置から離脱させ
る上方方向へ力が作用しても装着状態を維持するための
保護用部材である。

【００３４】インクタンクＩＴは、ユニットＩＪＵを装
着された後に蓋８００で覆うことで、ユニットＩＪＵを
下方開口を除いて包囲する形状となるが、インクジェッ
トカートリッジＩＪＣとしては、キャリッジＨＣに載置
するための下方開口はキャリッジＨＣと近接するため、
実質的な４方包囲空間を形成してしまう。従って、この
包囲空間内にあるヘッドＩＪＨからの発熱はこの空間内
の保温空間として有効となるものの長期連続使用として
は、わずかな昇温となる。このため本例では、支持体の
自然放熱を助けるためにカートリッジＩＪＣの上方面
に、この空間よりは小さい幅のスリット１７００を設け
て、昇温を防止しつつもユニットＩＪＵ全体の温度分布
の均一化を環境に左右されないようにすることができ
た。

【００３５】インクジェットカートリッジＩＪＣとして
組立てられると、インクはカートリッジ内部より供給口
１２００、支持体３００に設けた穴３２０および供給タ
ンク６００の中裏面側に設けた導入口を介して供給タン
ク６００内に供給され、その内部を通った後、導出口よ
り適宜の供給管および天板４００のインク導入口１５０
０を介して共通液室内へと流入する。以上におけるイン
ク連通用の接続部には、例えばシリコンゴムやブチルゴ
ム等のパッキンが配設され、これによって封止が行われ
てインク供給路が確保される。

【００３６】なお、本実施例においては天板１３００は
耐インク性に優れたポリサルフォン，ポリエーテルサル
フォン，ポリフェニレンオキサイド，ポリプロピレンな
どの樹脂を用い、オリフィスプレート部４００と共に金
型内で一体に同時成型してある。

【００３７】上述のように一体成型部品は、インク供給
部材６００、天板・オリフィスプレート一体、インクタ
ンク本体１０００としたので組立て精度が高水準になる
ばかりでなく、大量生産の品質向上に極めて有効であ
る。また部品点数の個数は従来に比較して減少できてい
るので、優れた所望特性を確実に発揮できる。

【００３８】また、本発明実施例では、上記組立後の形
状において、図４ないし図６で示されるように、インク
供給部材６００は、その上面部６０３がインクタンクＩ
Ｔのスリット１７００を備えた屋根部の端部４００８と
の間に図３に示したようにスリットＳを形成し、下面部
６０４がインクタンクＩＴの下方の蓋８００が接着され
る薄板部材のヘッド側端部４０１１との間に上記スリッ
トＳと同様のスリット（不図示）を形成している。これ
らのインクタンクＩＴとインク供給部材６００との間の
スリットは、上記スリット１７００の放熱を一層促進さ
せる作用を実質的に行うとともに、タンクＩＴへ加わる
不要な圧力があってもこれを直接供給部材、強いてはイ
ンクジェットユニットＩＪＴへ及ぼすことを防止してい
る。

【００３９】いずれにしても、本実施例の上記構成は、
従来には無い構成であって、それぞれが単独で有効な効
果をもたらすと共に、複合的にも各構成要件があること
が有機的な効果をもたらしている。

【００４０】（ｉｉｉ）キャリッジＨＣに対するインク
ジェットカートリッジＩＪＣの取付説明 図７において、５０００はプラテンローラで、記録媒体
Ｐを紙面下方から上方へ案内する。キャリッジＨＣは、
プラテンローラ３０００に沿って移動するもので、キャ
リッジの前方プラテン側にインクジェットカートリッジ
ＩＪＣの前面側に位置する前板４０００（厚さ２ｍｍ）
と、カートリッジＩＪＣの配線基板200のパッド２０１
に対応するパッド２０１１を具備したフレキシブルシー
ト４００５およびこれを裏面側から各パッド２０１１に
対して押圧する弾性力を発生するためのゴムパッドシー
ト４００７を保持する電気接続部用支持板４００３と、
インクジェットカートリッジＩＪＣを記録位置へ固定す
るための位置決め用フック４００１とが設けられてい
る。前板４０００は位置決め用突出面４０１０をカート
リッジの支持体３００の前述した位置決め突起２５０
０，２６００にそれぞれ対応して２個有し、カートリッ
ジの装着後はこの突出面４０１０に向かう垂直な力を受
ける。このため、補強用のリブが前板のプラテンローラ
側に、その垂直な力の方向に向かっているリブ（不図
示）を複数有している。このリブは、カートリッジＩＪ
Ｃ装着時の前面位置Ｌ₅ よりもわずかに（約０．１ｍｍ
程度）プラテンローラ側に突出しているヘッド保護用突
出部をも形成している。電気接続部用支持板４００３
は、補強用リブ４００４を前記リブの方向ではなく垂直
方向に複数有し、プラテン側からフック４００１側に向
って側方への突出割合が減じられている。これは、カー
トリッジ装着時の位置を図のように傾斜させるための機
能も果たしている。また、支持板４００３は電気的接触
状態を安定化するため、上記２つの位置決め用突出面４
０１０がカートリッジに及ぼす作用方向と逆方向に、カ
ートリッジへの作用力を及ぼすためのフック側の位置決
め面４００６を突出面４０１０に対応して２個有し、こ
れらの間にパッドコンタクト域を形成すると共にパッド
２０１１対応のボッチ付ゴムシート４００７のボッチの
変形量を一義的に規定する。これらの位置決め面は、カ
ートリッジＩＪＣが記録可能な位置に固定されると、配
線基板３００の表面に当接した状態となる。本例では、
さらに配線基板３００のパッド２０１を前述した線Ｌ₁
に関して対称となるように分布させているので、ゴムシ
ート４００７の各ボッチの変形量を均一化してパッド２
０１１，２０１の当接圧をより安定化している。本例の
パッド２０１の分布は、上方，下方２列，縦２列であ
る。

【００４１】フック４００１は、固定軸４００９に係合
する長穴を有し、この長穴の移動空間を利用して図の位
置から反時計方向に回動した後、プラテンローラ５００
０に沿って左方側へ移動することでキャリッジＨＣに対
するインクジェットカートリッジＩＪＣの位置決めを行
う。このフック４００１の移動はどうようなものでも良
いが、レバー等で行える構成が好ましい。いずれにして
もこのフック４００１の回動時にカートリッジＩＪＣは
プラテンローラ側へ移動しつつ位置決め突起２５００，
２６００が前板の位置決め面４０１０に当接可能な位置
へ移動し、フック４００１の左方側移動によって９０°
のフック面４００２がカートリッジＩＪＣの爪２１００
の９０°面に密着しつつカートリッジＩＪＣを位置決め
面２５００，４０１０同志の接触域を中心に水平面内で
旋回して最終的にパッド２０１，２０１１同志の接触が
始まる。そしてフック４００１が所定位置、すなわち固
定位置に保持されると、パッド２０１，２０１１同志の
完全接触状態と、位置決め面２５００，４０１０同志の
完全面接触と、９０度面４００２と爪の９０度面の２面
接触と、配線基板３００と位置決め面４００６との面接
触とが同時に形成されてキャリッジに対するカートリッ
ジＩＪＣの保持が完了する。

【００４２】（ｉｖ）装置本体の概略説明 図８は本発明が適用されるインクジェット記録装置ＩＪ
ＲＡの外観図で、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動
して駆動力伝達ギア５０１１，５００９を介して回転す
るリードスクリュー５００５のら線溝５００４に対して
係合するキャリッジＨＣはピン（不図示）を有し、矢印
ａおよびｂ方向に往復移動される。５００２は紙押え板
であり、キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテン５
０００に対して押圧する。５００７，５００８はフォト
カプラでキャリッジのレバー５００６のこの域での存在
を確認してモータ５０１３の回転方向切換等を行うため
のホームポジション検知手段である。５０１６は記録ヘ
ッドの前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持
する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引
手段でキャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸
引回復を行う。５０１７はクリーニングブレードで、５
０１９はこのブレードを前後方向に移動可能にする部材
であり、本体支持板５０１８にこれらは支持されてい
る。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブ
レードが本例に適用できることはいうまでもない。ま
た、５０１２は、吸引回復の吸引を開始するためのレバ
ーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴っ
て移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切換等の
公知の伝達手段で移動制御される。

【００４３】これらのキャッピング，クリーニング，吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側領域にきた
ときにリードスクリュー５００５の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。上述における各構成
は単独でも複合的に見ても優れた発明であり、本発明に
とって好ましい構成例を示している。

【００４４】上述した図４ないし図８に対して技術的に
関係する本発明について詳述するため、以下、図１〜図
３および図９を用いながら説明する。

【００４５】図１および図２は、本発明に係るインクジ
ェットヘッドおよび該ヘッドを構成する溝付天板２を示
す概略斜視図である。図１に示される溝付天板２には、
インク路４および共通インク室５を形成するための凹部
４ｂおよび壁部４ａ，５ａが設けられ、さらにインク路
４に連通した吐出口６を有したオリフィスプレート７が
一体的に取付けられている。そして、共通インク室５を
形成している壁部５ａの領域後端部に所定の厚みを持っ
た突状部材３１が設けられている。この突状部材３１
は、共通インク室５の後端壁部５ａの所定の領域に設け
られているが、特に後端壁部５ａの中央領域に設けられ
ることが好ましい。後端壁部５ａの中央領域に設けるこ
とにより、基板１と接合された時にバランスのよい接合
が可能となる。

【００４６】さらに後端壁部５ａには所定の厚みを持っ
た突状部材３２が設けられている。この突状部材３２は
共通インク室５の壁部全周に設けられていることが好ま
しいが、インク路４に近い壁部のみでも目詰りに対して
効果がある。

【００４７】一方、溝付天板２のインク路４の壁部４ａ
は、共通インク室５の壁部５ａよりも厚さｂだけ厚く構
成され、段差が設けられている。この段差は、基板１と
溝付天板２との接合の際に接着剤が入り込む隙間とな
る。

【００４８】ここで、共通インク室５の後端壁部５ａの
突状部材３１は、前述の段差ｂとほぼ同様な厚みａを有
している。

【００４９】また、突起部材３２は前述の段差ａおよび
ｂより大きい段差ｃを有しており、必ず基板１と密着す
る。そのため図２および図３に示されるように基板１と
溝付天板２との接合面の外周部に設けた接着剤および封
止剤は均一にムラなく、基板１と溝付天板２との接合面
に進入し、前記突起部材３２のところで止まる。

【００５０】以上の如き構成では、従来のように天板２
とオリフィスプレート７との位置合わせや接着が不要で
あるので、位置合わせ誤差や接着時の位置ずれなどが全
く無くなり、不良品の低減および工程の短縮によって記
録ヘッドの量産性並びに低廉化に資することができた。

【００５１】また、従来のような天板２とオリフィスプ
レート７との接着工程が存在しないので、接着剤が流れ
込むことによるオリフィスやインク流路の閉塞の恐れが
ない。

【００５２】図２は、基板（ヒータボード）１と天板２
とを接合ないし固定する一態様を示す。なお、図では簡
略化のために天板２のオリフィスプレート７は一点鎖線
で示し、ヒータボード１上の配線パターンの図示を省略
してある。

【００５３】上述のように、ヒータボード１と天板２と
の位置決めは、ヒータボード１の端面をオリフィスプレ
ート７に突き当てて行うが、これらの接合にあたって前
述の如く天板２の外周部に設けられた隙間を有する３辺
に沿って接着剤を塗布した。これによってインク路４へ
の接着剤の流れ込みを押えることが可能となる。さら
に、ヒータボード１とオリフィスプレート７との接合面
に必要かつ十分な量だけ適宜の範囲にわたって接着剤を
存在させることもできる。

【００５４】本例では、この接着剤として、光硬化型の
接着剤商品名ＵＶ−２０１（グレースジヤパン（株））
を用い、位置決めを行った後に例えば１０〜３０Ｊ／ｃ
ｍ²の紫外線を照射し、硬化させて両者を固定した。そ
こで、接着剤の存在部分はインク路４ないし吐出口６か
ら離隔しているので、位置決めにあたっての試行回数の
許容値は増大する。

【００５５】次に、このように天板２およびヒータボー
ド１を一体化して得た記録ヘッド本体を支持体３上に接
着剤を用いて固定する。この接着剤としては、例えばキ
ヤノンケミカル（株）による商品名ＨＰ２Ｒ／２Ｈを用
いることができる。

【００５６】この状態では、前述のように両基板（ヒー
タボード１および天板２）はインク路４の形成されてい
る部分以外の外周部で接着させられているだけで十分な
密着が得られていない。そこで、天板２の上部側より押
えばね８の付勢力を作用させる。この押えばね８として
は、例えばばね用のリン青銅やステンレスを用いて形成
することができる。そして、上部から機械的圧力を加え
て接続を行う。これによって突起部材３２の厚みｃはつ
ぶされ、両基板の十分な密着状態が得られる。なお、こ
の押えばね８は、図示するように吐出口近傍領域を線圧
によって押圧するものがその押圧特性の観点から好まし
い。

【００５７】本例においては、天板２とヒータボード１
との接合にあたって光硬化型の接着剤を用いたが、その
形態はいかなるものであってもよく、あるいは押えばね
８で十分な固定力ないし密着力が得られるのであれば必
ずしも接着剤を用いる必要はない。また、例えば液封性
を高めることのみを目的として、適宜の封止材、すなわ
ち封止材やゴムパッキンなどの封止部材を用いることが
できる。

【００５８】本例によれば、天板２のインク路４の壁部
４ａに接着剤を塗布することなく十分な接合状態が得ら
れるので、接着剤の塗布工程が簡略化できる。

【００５９】また、従来位置合わせでずれが生じた場合
には流路部に接着剤がヒータボード１の吐出ヒータなど
に付着したり、流路ないし吐出口を閉塞して不良品が生
じるおそれがあったが、本例ではそのようなことがな
く、何度でも位置合わせができることにもなる。さら
に、樹脂材料を用いた天板に変形や反り、あるいは製造
上のばらつきが多少あっても許されるので、その製造工
程も簡単になる。

【００６０】本発明が適用される記録ヘッドには、ケー
ブルおよびこれに結合する端子を介して適宜のデータ供
給源より画像データに応じた吐出信号が供給される。

【００６１】なお、本発明は上述した実施例にのみ限ら
れることなく、種々の構成を採ることができるのは勿論
である。

【００６２】例えば、上例では記録ヘッド本体とインク
供給源などとを一体としてこれをディスポーザブルとし
たが、両者は別体であってもよく、それぞれについて必
ずしもディスポーザブルとしなくてもよい。すなわち、
記録ヘッド本体が固定型で簡単な交換を前提としないも
のであっても、上述のように簡単かつ廉価にこれを構成
することはプリンタ本体の低廉化にも資するからであ
る。

【００６３】また、ヒータボード１と天板２とからなる
記録ヘッド本体について、上例では天板側にのみインク
流路や共通液室の形成用凹部を設けたが、これらを双方
に設けてもよく、平板な基板を間に壁部材となる部材を
介して形成するものであってもよい。

【００６４】また、この記録ヘッド本体に関して、上例
では熱エネルギーを吐出エネルギーとすべく吐出ヒータ
を用いたものとしたが、通電に応じて変形する電気−機
械変換素子を用い、その機械的振動を吐出エネルギーと
する形態のものであってもよい。

【００６５】さらに、上例ではオリフィスプレート７自
体がヒータボードの突当て部分を有する構成としたが、
その突当て部の形状体などはいかなるものであってもよ
い。例えば、そのような突当て部を側面方向にも設けて
横方向の位置決めが行われるようにしても良く、あるい
はそのような突当て部を設ける代わりに、ダボと穴との
組合わせにより位置決めがなされるようにしてもよい。
また、その位置決めが問題とならないのであれば突当て
部ないし位置決め部材は不要である。すなわち、天板は
溝部の前方に接合面と面一の壁部分を有し、そこに吐出
口が形成された形態であってもよい。

【００６６】加えて、上例では押えばねにより天板とヒ
ータボードとを密着接合させたが、当該接合に際して接
着剤のみの使用が問題とならないのであれば、押えばね
を用いない構成とすることも可能である。

【００６７】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも通電によって発生する熱エネルギーによりインク
を発泡吐出させるインクジェット方式の記録ヘッド，記
録装置において優れた効果をもたらすものである。

【００６８】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００６９】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。

【００７０】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組合せによって、その長さを満たす
構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を一
層有効に発揮することができる。

【００７１】加えて、装置本体に固定されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００７２】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング
手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別
の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モー
ドを行うことも安定した記録を行うために有効である。

【００７３】また、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッド
を一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも
よいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフル
カラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極め
て有効である。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
廉価であり、信頼性が高く、大量生産が可能なインクジ
ェット記録ヘッドを簡単な構成によって提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの一例にお
ける溝付天板の構成を示す概略斜視図である。

【図２】本発明に係るインクジェットヘッドの一例にお
けるヘッドの構成を示す概略斜視図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う縦断面図であ
る。

【図４】本発明に係るインクジェットカートリッジの一
例の分解斜視図である。

【図５】本発明に係るインクジェットカートリッジの概
略斜視図である。

【図６】本発明に係るインクジェットカートリッジのイ
ンクタンクをインクジェット記録ヘッドが装着される側
から見た概略斜視図である。

【図７】本発明に係るインクジェットカートリッジ装置
本体がキャリッジに装着される様子を示す平面図であ
る。

【図８】本発明に係るインクジェット記録装置の一例を
示す概略斜視図である。

【図９】本発明に係るインクジェットヘッドの他の例の
構成を示す概略斜視図である。

【図１０】従来のインクジェットヘッドの一例の構成を
概略的に示す分解斜視図である。

【図１１】図１０に示したヘッドの構成を示す概略斜視
図である。

【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ ヒータボード（第１基板） ２ 溝付天板（第２基板） ４ インク路 ５ 共通インク室 ６ 吐出口 ７ オリフィス ８ 押えばね ３１ 突状部材 ３２ リブ状突状部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク吐出口からインクを吐出するため
   に利用される吐出エネルギー発生素子を備えた第１基板
   と、 該基板と接合することにより前記吐出エネルギー発生素
   子の各々に対応したインク路と該インク路に連通した共
   通インク室とを形成するための壁部とを有する第２基板
   と、を備えたインクジェットヘッドにおいて、 前記第２基板の共通インク室を形成するための壁部のう
   ち前記第１基板との接合面の一部にリブ状の突状部材が
   設けられていることを特徴とするインクジェットヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 前記リブ状の突状部材は、前記インク吐
   出口の形成領域とはインク路および共通インク室を隔て
   た領域に形成され、前記突状部材と前記第２基板のイン
   ク路の壁とに段差が形成されていることを特徴とする請
   求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインクジェットヘッド
   と、該ヘッドにインクを供給するためのインクタンク
   と、を備えたことを特徴とするインクジェットカートリ
   ッジ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のインクジェットヘッド
   と該ヘッドにインクを供給するためのインクタンクとを
   備えたインクジェットカートリッジと、該カートリッジ
   を搭載して走査可能に備えたキャリッジと、を備えたこ
   とを特徴とするインクジェット記録装置。