JPH07144407A

JPH07144407A - 記録ヘッド

Info

Publication number: JPH07144407A
Application number: JP29223193A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hirozawa; 稔明広沢; Hiroshi Koizumi; 寛小泉; Jiro Moriyama; 次郎森山; Torachika Osada; 虎近長田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1995-06-06

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、吐出ヒータへ記録電圧を印加する
ための共通電極導電体の短手方向の幅を狭くして、記録
ヘッドの小形化を計ると共に信頼性の高い安定した記録
電圧の印加を可能にすることを特徴とする。【構成】記録用電圧を印加するための部材Ｖ_H 板の一
端をフレキ押えにねぢ止め固定することにより他端はヒ
ータボードに配線されたＶ_H ライン上に圧接される。Ｖ
_H 板とＶ_H ラインとの接触部の数は吐出ヒータへの電圧
降下が許容される範囲内で適当に選ばれてよい。フレキ
シブル基板に設けられた電力供給コネクタの端子とＶ_H
板を電気的に接続することによりヒータボードに設けら
れた吐出ヒータへの電力供給が可能となることを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長手方向に複数の発熱
素子（吐出ヒータ）が配列された基板を有する記録ヘッ
ドに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の記録ヘッドにおいては、発熱素
子がヘッド基板上に多数形成されて記録の高密度化が図
られるとともに、発熱素子を駆動するための駆動回路が
集積回路（ＩＣ）化された形態でヘッド基板上に一体に
配置され、記録ヘッドの小型化が図られることが多い。

【０００３】そして、発熱素子が多数形成されるにした
がってＩＣ化された駆動回路（以下駆動用ＩＣという）
も複数設けられる。

【０００４】複数の駆動用ＩＣを搭載する従来の記録ヘ
ッドの斜視図を図３に、またヘッド基板の配線方式を図
４に示す。シリコン基板上に電気−熱変換体（吐出ヒー
タ）２と、これに電力を供給するアルミニウム等の配線
とが成膜技術により形成されてなる第１の基板のヒータ
ボード１と、ヒータボード１に積層され、流路に供給す
るインクを貯え、各流路に共通の液室が形成されている
天板１３とがあり、更にヒータボード１は、該ボードを
保持固定するベースプレート４に位置ぎめ固定されてい
る。そして吐出のための電力、信号を外部から取り込む
ためのフレキシブル基板７が、ヒータボード１の電気的
接続パッドと正確に位置ぎめされ、フレキ押え８をベー
スプレート４にねじ止め固定することにより両者は圧着
接続される。

【０００５】ここで、Ｖ_H は複数の吐出ヒータ２（Ｒ₁
〜Ｒ_m ）に記録信号に応じて記録電圧を印加する共通電
極３である。Ｓ₁ 〜Ｓ₅ およびＳ₁’〜Ｓ₅’で示すもの
は信号系列配線であり、ヒータボード１上の端部にその
入／出力端子が配され、複数の駆動用ＩＣ（ＩＣ₁ 〜Ｉ
Ｃ_n ）のヘッド記録面側に並置される。この信号系列配
線によって記録データ、信号伝送用のクロック、ラッチ
信号、ＩＣの分割駆動用のストローブ信号、ＩＣの分割
駆動用信号の転送クロック等の各種信号が伝達される。
またＧ_H は各駆動用ＩＣの両側に配置された記録電流の
接地用半導体であり、Ｇ_H 端子の間にはＩＣ₁ 〜ＩＣ_n
を駆動するための電圧Ｖ_DDを印加する端子が配置され
る。

【０００６】そして記録ヘッドは図３に示すように、ヒ
ータボード１のＶ_H ，Ｖ_DD，各種信号端子と、それらの
各端子と１対１に対応した端子が設けられているフレキ
シブル基板７とをフレキ押え板８で圧着して接続し、フ
レキシブル基板上で前記端子と接続されたコネクタ１
１，１２に外部装置からＶ_H ，Ｖ_DD電圧、各種信号を入
力することにより印字を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然し上記従来例では図
４に示すように、多層になっている共通電極は、インク
による腐蝕等から防いで信頼性を保つ面から図４で示す
一点鎖線の外側（液室の外側）に配置する必要があり、
かつ、複数の吐出ヒータに記録時の電圧を印加する共通
電極のＶ_H の端子を基板の両端に配置していたため、イ
ンクジェット記録ヘッドのように大電流を消費する場合
電圧降下を考慮すると共通電極の短手方向の幅３ａを狭
くすることができなかった。

【０００８】このため基板の短手方向の幅を小さくでき
ないためヘッドが小形化できずコストダウンの障害にも
なっていた。例えば４００ＤＰＩの密度で４７３６個の
発熱抵抗体を配列し１つの発熱抵抗素子へ流れる電流が
約６０ｍＡで、例えば１２８ビット同時駆動した場合、
共通電極の短手方向の幅３ａを１．７ｍｍにする必要が
あった。

【０００９】また、Ｖ_H の端子が基板の両端だけに配置
されているため、フレキシブル基板と圧着板で圧着して
接続した場合に、片側しか接続されていなかったり経時
的に圧着力が減少し接続しなくなるという欠点があっ
た。

【００１０】本発明の目的は、吐出ヒータへ記録電圧を
印加するため電圧印加用の導電部材を機械的にヒータボ
ードのＶ_H ラインに圧接してそのラインの短手方向の幅
を短くし記録ヘッドの小形化を計ると共に、信頼性の高
い安定した記録電圧の印加が可能な記録ヘッドを提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の記録ヘッドにおいては、発熱素子へ記録電
圧を印加するための導電体への記録電圧の印加を前記第
２基板以外の部材を機械的に圧接することで行う。

【００１２】また、第１の基板と第２の基板を接続する
ための圧着部材が、吐出ヒータへ記録電圧を印加するた
めの導電体へ記録電圧を印加するようになっているもの
であってよい。

【００１３】

【作用】吐出ヒータへ記録電圧を印加するための部材Ｖ
_H 板は、一端をフレキ押えにねじ止め固定することによ
り、他端はＶ_H 板のばね作用によりヒータボードに配線
された記録電圧を印加するための導電体Ｖ_H ライン上に
圧接される。Ｖ_H 板とＶ _H ラインとの接触部の数を吐出
ヒータへの電圧降下を考慮して適当に選ぶことにより、
Ｖ_H ライン短手方向の幅を小さくできる。

【００１４】また、フレキ押えをＶ_H 板と一体的に形成
することにより、フレキ押えをベースプレートにねじ止
め固定することにより、Ｖ_H 板とヒータボードのＶ_H ラ
インとが接続される。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。その前に本発明におけるインクジェット記録
装置全体の概要について説明する。

【００１６】図５は本発明により得られた記録ヘッドを
インクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）として装
着したインクジェット記録装置（ＩＪＲＡ）の一例を示
す外観斜視図である。

【００１７】図５において、２０はプラテン２４上に送
紙されてきた記録紙の記録面に対向してインク吐出を行
うノズル群を具えたインクジェットヘッドカートリッジ
（ＩＪＣ）である。１６はＩＪＣ２０を保持するキャリ
ッジＨＣであり、駆動モータ１７の駆動力を伝達する駆
動ベルト１８の一部と連結し、互いに平行に配設された
２本のガイドシャフト１９Ａおよび１９Ｂと摺動可能と
することにより、ＩＪＣ２０の記録紙の全幅にわたる往
復移動が可能となる。

【００１８】２６はヘッド回復装置であり、ＩＪＣ２０
の移動経路の一端、例えばホームポジションと対向する
位置に配設される。伝動機構２３を介したモータ２２の
駆動力によって、ヘッド回復装置２６を動作せしめ、Ｉ
ＪＣ２０のキャッピングを行う。このヘッド回復装置２
６のキャップ部２６ＡによるＩＪＣ２０へのキャッピン
グに関連させて、ヘッド回復装置２６内に設けた適宜の
吸引手段によるインク吸引もしくはＩＪＣ２０へのイン
ク供給経路に設けた適宜の加圧手段によるインク圧送を
行い、インクを吐出口より強制的に排出させることによ
りノズル内の増粘インクを除去する等の吐出回復処理を
行う。また、記録終了時等にキャッピングを施すことに
よりＩＪＣが保護される。

【００１９】３０はヘッド回復装置２６の側面に配設さ
れ、シリコンゴムで形成されるワイピング部材としての
ブレードである。ブレード３０はブレード保持部材３０
Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復装置２６
と同様、モータ２２および伝動機構２３によって動作
し、ＩＪＣ２０の吐出面との係合が可能となる。これに
より、ＩＪＣ２０の記録動作における適切なタイミング
で、あるいはヘッド回復装置２６を用いた吐出回復処理
後に、ブレード３０をＩＪＣ２０の移動経路中に突出さ
せ、ＩＪＣ２０の移動動作に伴ってＩＪＣ２０の吐出面
における結露、濡れあるいは塵埃等をふきとるものであ
る。

【００２０】図１は本発明の一実施例に係るインクジェ
ット記録ヘッドの斜視図であり、図２（ａ）その側面図
である。シリコン基板上に電気熱変換体（吐出ヒータ）
とこれに電力を供給するアルミニウム等の配線とが成膜
技術により形成されてなる第１の基板であるヒータボー
ド１と、流路に供給するインクを貯え、各流路に共通の
液室が形成されておりヒータボード１に積層されている
天板１３とがあり、さらにヒータボード１は、ヒータボ
ード１を保持固定するベースプレート４に位置決め固定
されている。そして、吐出のための電力、信号を外部か
らとり込むためのフレキシブル基板７がフレキ押え８を
ベースプレート４にねじ止め固定することにより両基板
は圧着接続される。

【００２１】記録電圧を印加するための部材のＶ_H 板９
の一端をフレキ押え８にねじ止め固定することにより他
端はヒータボード１に配線されたＶ_H ライン上に接触さ
れる。そしてフレキシブル基板７に設けられた電力供給
コネクタ１１の端子とＶ_H 板を電気的に接続することに
よりヒータボード１に設けられた吐出ヒータへの電力供
給が可能となる。

【００２２】Ｖ_H 板９は電気抵抗の少ない材料でかつば
ね材であるものが望ましく例えばリン青銅を用いてプレ
スによって形成され、さらにはヒータボード１のＶ_H ラ
インとの接触抵抗を減らすために金メッキが施される。
またＶ_H 板９とＶ_H ラインとの接触部の数は吐出ヒータ
への電圧降下が許容される範囲内で適当に選ばれる。

【００２３】さらに図２（ｂ）に示す実施例によればヒ
ーターボード１とフレキシブル基板７とを電気的に圧着
接続するためのフレキ押えがＶ_H 板と一体的に形成され
ているため、フレキ押えをベースプレート４にねじ止め
固定することにより、ヒータボード１のＶ_H ライン３と
Ｖ_H 板が接続される。

【００２４】また図２（Ｃ）に示す実施例によればヒー
タボード１と天板１３の密着を高めるために用いられる
板ばねがＶ_H 板９と一体的に形成されているため、天板
１３への押圧とＶ_H ラインとＶ_H 板との接触が一つの部
材で同時に行うことができる。

【００２５】また、図２（ｄ）に示すように、図２
（ａ），図２（ｂ）および図２（ｃ）で説明してきたＶ
Ｈ板、板ばねフレキ押えを一体的に形成することによ
り、フレキ押えをベースプレート４にねじ止め固定する
ことによりヒータボード１とフレキシブル基板７との電
気的接続板ばねによる天板１３への押圧、Ｖ_H 板とＶ_H
ラインとの接触が単一部材で同時に行うことが可能であ
る。

【００２６】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。

【００２７】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、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。

【００２８】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。

【００２９】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。

【００３０】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。

【００３１】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。

【００３２】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。

【００３３】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング
手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。

【００３４】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを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を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。

【００３５】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
はインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調
整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温
度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与
時にインクが液状をなすものであればよい。

【００３６】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
たは固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態としてもよい。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。

【００３７】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば発熱素子へ記録電圧を印加するための導電体へ
の記録電圧の印加を電圧印加専用の導電性部材を機械的
に圧接することで行うことにより、ヒータボードのＶ_H
ラインの短手方向の長さを短くでき、記録ヘッドの小型
化が図れコストダウンできると共に従来はＶ_H の端子が
基板の両端だけに配置されているため、基板の圧着接続
の場合、核端子の接続が不良になる欠点をなくして信頼
性の高い、安定した記録電圧の印加が可能となる効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例のインクジェット記録ヘッ
ドの斜視図である。

【図２】（ａ）は図１の側面図である。（ｂ）は本発明
の他の実施例のインクジェット記録ヘッドの側面図であ
る。（ｃ）は本発明の他の実施例のインクジェット記録
ヘッドの側面図である。（ｄ）は本発明の他の実施例の
インクジェット記録ヘッドの側面図である。

【図３】従来例を示すインクジェット記録ヘッドの斜視
図である。

【図４】従来例を示すインクジェット記録ヘッドのヒー
タボードの配線の模式図である。

【図５】インクジェット記録装置の一例を示す外観斜視
図である。

【符号の説明】

１ヒーターボード２吐出ヒータ３Ｖ_H ライン４ベースプレート７フレキシブル基板８フレキ押え９Ｖ_H 板１０配線コード１１Ｖ_H コネクター１２信号コネクター１３天板１６キャリッジ１７駆動モータ１８駆動ベルト１９Ａガイドシャフト１９Ｂガイドシャフト２０インクジェットヘッドカートリッジ２２クリーニング用モータ２３伝導機構２４プラテン２６回復装置２６Ａキャップ部３０ブレード３０Ａブレード保持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長田虎近東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の長手方向に設けられた複数の吐出
ヒータと、前記複数の吐出ヒータを駆動するための複数
個の駆動用集積回路と、前記吐出ヒータから延長して前
記基板上の駆動用集積回路に接続される配線と、前記配
線の基板上の領域に多層に形成され長手方向に延びた吐
出ヒータへ記録電圧を印加するための導電体と、前記駆
動用集積回路を駆動するための信号電圧を印加するため
の導電体と、記録信号を前記駆動用集積回路に入力する
ための導電体とが形成されている第１基板と、信号入力
コネクタを有する第２基板とを有し、前記第１基板と第
２基板を接続してＩＣ駆動電圧、記録電圧及び記録信号
を入力する記録ヘッドにおいて、吐出ヒータへ記録電圧を印加するための導電体への記録
電圧印加を、前記第２基板以外の部材を機械的に圧接す
ることで行うことを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】前記第１の基板と第２の基板を接続する
ための圧着部材が、吐出ヒータへ記録電圧を印加するた
めの導電体へ記録電圧を印加するところの請求項１に記
載の記録ヘッド。