JPH07329301A

JPH07329301A - インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置および情報処理システム

Info

Publication number: JPH07329301A
Application number: JP12284994A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hirozawa; 稔明広沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-12-19

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明インクジェット記録ヘッドは、液路に
インクを供給するための液室内に可撓性フィルターを設
け、インク供給口側と液路側とを２つの部屋に区切る構
成としたものである。【効果】上記可塑性フィルターによって、液路内への
ゴミ、気泡の進入を防止すると共に、フィルターの可撓
性の効果を最大限に利用することで良好かつ迅速なリフ
ィールが常に可能となり、インク吐出口の高マルチ化に
特有のインク再充填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高マルチノ
ズルのインクジェット記録ヘッドを容易かつ廉価で提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインク滴をオリフィスか
ら吐出・飛翔させ、該インク滴を記録紙等の被記録媒体
に着弾かつ付着させることによって、入力画像情報の記
録を行なうインクジェット記録装置に用いる記録ヘッド
に関する。特に、本発明は印字信号が加えられたときに
吐出が行われるオンデマンド型のインクジェット記録ヘ
ッドに関するものである。また、本発明は、上記インク
ジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置
および該装置を出力手段とする複写機、ファクシミリ、
プリンタ、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ
等の情報処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙、布、プラスチックシート、Ｏ
ＨＰ用シート等の被記録媒体（以下単に記録紙ともい
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搭載可能な
形態として提案されている。

【０００３】これらの方式のなかで、インクジェット記
録方式は、インクをインク吐出用の微細な孔（インク吐
出口）から液滴として吐出させて、該液滴を紙等の被記
録媒体に記録情報に応じて被着させて記録を行うもので
あり、印字を含む高速記録が可能であり、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する。

【０００４】また、インクジェット方式はインク滴の形
成方法および噴射エネルギの発生方法により、コンテイ
ニアス方式（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
類される。

【０００５】コンテイニアス方式は、インクを連続的に
吐出し、必要な液滴だけ電荷を与える。帯電した液滴が
記録紙に付着し、残りは無駄になる。これに対して、オ
ンデマンド方式は、印字に必要な時だけインクを吐出す
るために、インクの無駄がなく装置内部が汚れない。ま
た、オンデマンド方式はインクの吐出を開始したり停止
したりするため、コンテイニアス方式に比べて応答周波
数は低い。このため、ノズル数を増やすことで高速化を
実現している。したがって、現在市販されている記録装
置の多くはオンデマンド方式のものである。

【０００６】このようなインクジェット記録方式による
インクジェット記録装置では、インク吐出口と、これに
連通するインク液路と、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体とを
有するインクジェット記録ヘッドを備えている。

【０００７】そして、記録を実施する際には、吐出エネ
ルギー発生体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、イン
ク滴を被記録媒体に着弾させることにより記録が行われ
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成分を、水、水
溶性有機溶剤または非水溶性有機溶剤などの溶媒成分に
溶解もしくは分散した組成のものが一般的に使用されて
いる。

【０００９】また、インクジェット記録ヘッドにおける
インク吐出のための圧力は、吐出エネルギー発生体で発
生したエネルギーが液路内のインクに作用することによ
り生じ、その圧力は液路内のインクを通じてインク吐出
口の方向と、インク吐出口とは反対方向にある液室方向
に分配されて伝達され、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、吐出されたインクを飛翔吐出液滴に形成する。

【００１０】なお、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、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張力の作用によ
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。この現象はリフィールと呼
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、良好なリフィー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、リフィールが
不完全な状態のままで吐出が継続すると、インク吐出後
のメニスカスのインク吐出面への復帰が不完全な状態
で、インク吐出が続けられることとなり、吐出インク滴
量の減少が起きる。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の減少な
ど所定インク量での記録ができなくるため、記録画像品
位を極端に劣化させることとなる。このような現象はさ
らに、吐出インク滴の被記録媒体上での着弾点精度の悪
化を招き、記録画像のボケや、ヨレ、スジ、白ヌケ等の
発生の原因となり易い。

【００１２】これまで一般に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、かかる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
を参照しながら問題点を説明する。

【００１３】図７は、インクジェット記録ヘッドの主要
部の断面図であり、（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、そして（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、多数のインク吐出口
１０１と、該インク吐出口と連通する液路１０２と、該
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。さらに、共通液室は、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、つねにインクが満たされている。

【００１５】図７（Ａ）に示すように、多数のインク吐
出口１０１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、各液路１０２から共通液室１０４の
方向に向けて圧力がインクに作用する。各液路１０２で
のこのような圧力が共通液室１０４で一体となって１つ
の大きな圧力となる。そこで、これらの液路１０２から
の圧力がインクを矢印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、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。その結果、図７（Ｂ）に示すように、良
好なリフィール状態を得るには、矢印Ｂで示すようにイ
ンクを急激かつ大量にインク吐出口１０１の方向に移動
させる必要があり、かかる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慣性力（総圧力）に
打ち勝つだけの圧力が必要となる。

【００１６】しかし、各液路１０２におけるリフィール
の原動力となるインク吐出口１０１近傍でのメニスカス
１０６の表面張力としては、上述したような共通液室１
０４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十分な作用を
有していない。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ってくる。そこで、メニ
スカス復帰のために十分な時間を取ると、記録速度の低
下を招き、また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、所定の吐出インク滴量が得られず良好
な記録が行えない。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。

【００１７】図８は、上記現象のメカニズムを説明する
ためのもので、（Ａ）はメニスカス後退曲線、（Ｂ）は
インク吐出口およびその近傍の概略的構成を示す図であ
る。図８（Ａ）における縦軸に示されたメニスカス後退
量（Ｌμｍ）とは、図８（Ｂ）に示した液路１０２での
インク吐出口１０１側にＬで示した長さで表現されるも
ので、具体的にはインク吐出口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。

【００１８】いま、インク吐出口を１つ設けた記録ヘッ
ドの場合には、図８（Ａ）にＣ M1して示す曲線のよう
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
た時刻ｔ0 ′、すなわちインク吐出が行われた時点にメ
ニスカス１０６が液路１０２のインク吐出口近傍に形成
され、それが急激に後退する。その後退量は時刻ｔ1 ′
で最大となりその後しだいに表面張力による復元力の作
用によりメニスカス１０６は元の位置に戻り始め時刻ｔ
1 でリフィールが終了する。

【００１９】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、ＣM2として示すように、ｔ1 ′で
の最大後退量が小さく、またリフィール速度もｔ2 で示
されるように遅い。

【００２０】これは多数の液路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オーバーするため
で、インクを流動させきれなかった圧力がそのまま残さ
れ、この力が働くことによってメニスカス１０６を復帰
させるためのリフィール速度が初期において極端に遅く
なることによるものと考えられる。

【００２１】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、インク供給管１０５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２００回吐出前後
の、インク流れが定常的となるまでの間において顕著で
あった。

【００２２】しかして、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におけるリフィー
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８（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
い周期で印字信号が印加されると、リフィールが完了し
ていない時点、例えばメニスカス後退量が３０μｍ以上
である状態で、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が減少し良好な記録ができなくな
る。

【００２３】このような問題を解決する手段として、米
国特許第４，５７８，６８７号により、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が、この構成で
は大気開放のために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。

【００２４】したがって、本発明の目的は上記課題を解
決し、インク吐出口の高マルチ化に特有のインク再充填
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高マルチノズルのインクジェッ
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、および該装置を出力手段とした情報処理シス
テムを提供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にもとづくインクジェット記録ヘッドは、イ
ンク滴を吐出するためのオリフィスと、該オリフィスに
連通する液路と、該液路上で前記インク滴吐出のための
エネルギーを発生するエネルギー発生体とからなる構成
単位を複数有し、また各流路にインクを供給するための
共通液室を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記共通液室は、インクを補給するための供給口と、該
供給口に連通する第一の部屋と、前記複数の液路と連通
する第二の部屋と、前記第一の部屋と前記第二の部屋と
を仕切る一方で、前記第一部屋と前記第二の部屋とを連
通させる可塑性フィルター部材とを有すること特徴とす
る。

【００２６】好ましくは、前記可撓性のフィルター部材
は、フィルター領域と非フィルター領域とからなる可撓
性フィルムからなる。

【００２７】好ましくは、前記吐出エネルギー発生体
は、前記インクに膜沸騰を生じさせる電気熱変換体であ
る。

【００２８】つぎに、本発明にもとづくインクジェット
記録装置は、上記インクジェット記録ヘッドを用いて被
記録媒体に入力画像情報の記録を行うことを特徴とす
る。

【００２９】本発明にもとづくインクジェット記録装置
は、記録ヘッドおよびインクタンクと搭載するキャリッ
ジと、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御する
ための制御手段とを具備する。そして、複数の吐出口か
らインク滴を吐出させる記録ヘッドを記録紙の搬送方向
（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にシリア
ルスキャンさせ、一方で非記録時に記録紙を記録幅に等
しい量で間欠搬送するものである。この装置に適用され
るインクジェット記録法は、記録信号に応じてインクを
記録用紙上に吐出させて記録を行うものであり、ランニ
ングコストが安く、静かな記録方式として広く用いられ
ている。また、インクを吐出する多数のノズルが副走査
方向に直線上に配置された記録ヘッドを用いることによ
って、記録ヘッドが記録用紙上を一回走査することでノ
ズル数に対応した幅の記録がなされる。そのため、記録
動作の高速化を達成することが可能である。

【００３０】さらに、本発明にもとづくインクジェット
記録装置は、カラー記録対応のインクジェット記録装置
とすることも可能である。この場合、複数色の記録ヘッ
ドにより吐出されるインク液滴の重ね合わせることによ
りカラー画像を形成する。一般に、カラー記録を行う場
合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン
（Ｃ）の３原色またはこれら３原色にブラック（Ｂ）を
含めた４色に対応する４種類の記録ヘッドおよびインク
カートリッジが必要とされる。昨今ではこのような３〜
４色の記録ヘッドを搭載し、フルカラーで画像形成が可
能な装置が実用化されている。つぎに、本発明にもとづ
く情報処理システムは、上記インクジェット記録装置か
らなる出力手段が設けられたことを特徴とする。

【００３１】

【作用】本発明によれば液路内へのゴミ、気泡等の進入
を防止するためのフィルター部材を可撓性にすることに
よりインク吐出時の共通液室側への戻り圧を一時吸収し
て再び共通液室を介して各液路へのリフィールを助成す
るようにその圧を利用することができ、高速記録に貢献
できる。電気熱変換体（電気熱変換素子）をエネルギ
ー発生手段として用いた記録ヘッドは、駆動電気パルス
信号により一対一の対応で液路のインク内に気泡を発生
させることができ、また即時かつ適切に気泡の成長・収
縮を行わせることができるので、特に応答性のすぐれた
インク滴吐出が達成できる。また、記録ヘッドのコンパ
クト化も容易であり、かつ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、高密度実装化が容易
で、製造コストも安価なことから有利である。

【００３２】さらに、上記インクジェット方式の記録ヘ
ッドを具備した記録装置は、高密度かつ高速な記録動作
が可能であることから、情報処理システムの出力手段、
例えば複写機、ファクシミリ、電子タイプライタ、ワー
ドプロセッサ、ワークステーション等の出力端末として
のプリンタ、あるいはパーソナルコンピュータ、ホスト
コンピュータ、光ディスク装置、ビデオ装置等に具備さ
れるハンディまたはポータブルプリンタとして利用さ
れ、かつ商品化されている。この場合、インクジェット
記録装置は、これら装置固有の機能、使用形態等に対応
した構成をとる。

【００３３】

【実施例】

＜実施例１＞図１および図２は、本発明の一実施例に係
るインクジェット記録ヘッドを示すもので、図１は斜視
図、図２は図１の記録ヘッドの断面図であって、（Ａ）
は図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ’
線に沿う断面図である。これらの図において、参照符号
１は第１基板（ヒータボード）、２は第２基板である。

【００３４】第一基板１上に、不図示の吐出エネルギー
発生体、例えば電気熱変換体（以下で吐出ヒータとい
う）とこれに電力を供給するＡｌ等による配線とが成膜
技術によって形成されている。また、第２基板に、イン
クを吐出するためのインク吐出口１０１と、該吐出口１
０１に連通する液路１０２と、液路１０２に供給するイ
ンクを貯え、かつ各液路１０２にインクを供給するため
の共通の液室１０４が形成されている。したがって、記
録ヘッドは第１基板上に、各吐出ヒータに対応して形成
された液路１０２を有する第２の基板が積層されること
によって構成される。また第１の基板１はベースプレー
ト４上に位置決め固定され、さらにインク吐出のための
電気信号を送給するためのフレキシブル基板５が第１基
板１上の電気的接続パッドに正確に位置決めされた上、
フレキ押え６によってベースプレート４にねじ止め固定
されることにより第１基板１とフレキシブル基板５とが
圧着接続される。また第２の基板２には、液室１０４内
に不図示のインクタンクからインクを導くためのインク
供給管１１Ａ，１１Ｂがインク供給継手９Ａ，９Ｂを介
して取りつけられている。

【００３５】さらにまた、液室１０４は、インク供給継
手９Ａ，９Ｂ側と液路１０２側の２つの部屋に区切るよ
うに可撓性のフィルター部材７が取りつけられている。
この可撓性のフィルター部材７はポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエステル、ポリイミド等の樹脂で形成さ
れており、フィルター作用をする部分は数〜数十ミクロ
ン径の開口である。

【００３６】つぎに、図３の（Ａ）および（Ｂ）を参照
しながら、記録時におけるインクの挙動について説明す
る。図３において、（Ａ）はインク吐出時のインクの挙
動を示す図、（Ｂ）はリフィール時のインクの挙動を示
す図である。

【００３７】上記構成からなるインクジェット記録ヘッ
ド１０においては、まず、不図示のインクタンクからイ
ンク供給管１１Ａ，１１Ｂを介してインク液室１０４内
にインクを供給する。この際、インクに含まれるゴミ、
気泡等をメッシュフィルター７で除去した後に液路１０
４及び液路１０２にインクが充填される。この状態で吐
出ヒータ１０３に記録電気信号を供給することにより吐
出ヒータ１０３で発生した熱エネルギーを液路１０２内
のインクに作用させ、先に述べたような圧力伝達のメカ
ニズムにより吐出口１０１からインク滴を吐出させて記
録が行われる。上記インク吐出時において、図３（Ａ）
に示すように、液路１０２からインク液室１０４方向に
向けてインクを押し戻す力が発生する。しかし、インク
液室１０４は可撓性のフィルター部材７により仕切られ
ているため、フィルターの撓みにより圧力が吸収され
る。その結果、インク液室１０４から矢印Ｃで示すよう
に、インク供給管１１Ａ，１１Ｂに向けてインクを戻そ
うとする力の発生が緩和もしくは防止される。

【００３８】次にこのような状態から、図３（Ｂ）に示
すように、インク吐出によって形成されたメニスカス１
０６の表面張力が液路１０２の方向にインクを移動させ
ようとする力となってリフィールが開始されるが、可撓
性のフィルター部材７の撓みの復元力が液室１０４に作
用し、その圧力が矢印Ｂで示すようにリフィール時にお
けるインクの吐出口方向への移動のための圧力を補うよ
うに作用する。しかも、可撓性のメッシュフィルターが
設けられていない場合には液路１０２から液室１０４方
向にインクを押し戻そうとする力がリフィールのための
力に対して逆方向に作用するのに対し、本実施例の記録
ヘッド１０においては、上述のように液路１０２から液
室１０４方向に作用する力が可撓性のフィルター部材に
吸収されているので、むしろリフィールのための力を補
うように効果的に作用する。従ってスムーズかつ短時間
でのリフィールが可能となり、その結果高駆動周波数応
答が可能となる。また、液路１０２内へのゴミ、気泡の
進入が防止でき、良好な高速記録が実施できる。

【００３９】＜実施例２＞図４は本発明に係る他の実施
例であるインクジェット記録ヘッドの概略的構成を説明
するためのもので、（Ａ）は共通液室の長手方向に沿っ
た模式的断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ’線に沿う断
面図である。なお、図１と同一の構成については同一の
符号を付して説明は省略する。

【００４０】この実施例では、液路１０２に対して垂直
な方向に可撓性のフィルター部材を設けて共通液室１０
４を２分した。

【００４１】これにより、インク吐出による圧力の方向
に垂直に可撓性部材が設けられるため、効果的に圧力の
吸収及びリフィールの助成を行うことができる。また、
第２の基板２の液路方向の寸法を短くすることができる
ため第１の基板１の短手方向の寸法を短くすることがで
き、第１の基板１の大版基板からの取り個数が増やせ、
コストダウンにつながる。

【００４２】＜実施例３＞図５は第３の実施例を示すも
ので、（Ａ）は第２基板の液室１０４の上面及び側面に
可撓性のフィルター部材を設けた場合の模式的斜視図、
（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。

【００４３】図５（Ａ），（Ｂ）に示すように可撓性の
フィルター部材７は、第２基板２の液室を形成している
壁面の開口部に上面と側面にそれぞれ貼りつけられてい
る。従って、可撓性のフィルター部材の表面積が２倍に
できることから、フィルター部による流抵抗が減少でき
るとともに圧力の吸収及びリフィールが助成力も２倍に
することができ、さらに高速記録が可能となる。

【００４４】＜実施例４＞図６は第４の実施例であっ
て、第１〜第３の実施例に適用可能な可撓性のフィルタ
ー部材７を示す模式図である。図中、（Ａ）は複数の微
細な孔が密集して形成された開口領域７４が１つ形成さ
れたフィルター部材７１、（Ｂ）は複数の微細な孔が密
集して形成された開口領域７４が２つ形成されたフィル
ター部材７２、そして（Ｃ）は複数の微細な孔が密集し
て形成された開口領域７４が７つ形成されたフィルター
部材７３を示している。

【００４５】図６（Ａ）では、可塑性フィルター部材の
中央部以外は、開口領域がないため、より一層圧力に対
して可撓性を示すことができ、圧力の吸収、リフィール
の助成に対して効果を発揮できる。また、インク供給口
の位置や、液路の数、記録スピード等に応じてフィルタ
ー作用をする開口領域を両端に設けたり（図６
（Ｂ））、ある一定の間隔で開口部、密閉部をくり返す
（図６（Ｃ））といった可撓性のフィルター部材を用い
ることによって、所望のフィルター作用を発現させるこ
とが可能である。

【００４６】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
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。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００４７】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。

【００４８】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。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００４９】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
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、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。

【００５０】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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。

【００５１】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、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手段を挙げるこ
とができる。

【００５２】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば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るか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モード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。

【００５３】さらに加えて、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、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
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を用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、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として使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０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又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。

【００５４】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明インクジェ
ット記録ヘッドによれば、液路にインクを供給するため
の液室内に可撓性のメッシュフィルターを設け、インク
供給口側と液路側の２つの部屋に区切ることによりコン
パクトにヘッドを形成することができ、液路内へのゴ
ミ、気泡の進入を防止すると共に、可撓性の効果を最大
限に利用することで良好かつ迅速なリフィールが常に可
能となり、インク吐出口の高マルチ化に特有のインク再
充填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高マルチノズルのインクジ
ェット記録ヘッドを容易かつ廉価で提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづくインクジェット記録ヘッドの
主要部の概略的構成を説明するための斜視図である。

【図２】図１に示したインクジェット記録ヘッドの断面
図であって、（Ａ）は図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図、
（Ｂ）はＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。

【図３】本発明にもとづくインクジェット記録ヘッドを
用いた記録時におけるインクの挙動について説明するた
めの図であって、（Ａ）はインク吐出時のインクの挙動
を示す図、（Ｂ）はリフィール時のインクの挙動を示す
図である。

【図４】本発明にもとづくインクジェット記録ヘッドの
他の例の概略的構成を説明するためのもので、（Ａ）は
共通液室の長手方向に沿った模式的断面図、（Ｂ）は
（Ａ）のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。

【図５】本発明にもとづくインクジェット記録ヘッドの
第３実施例を示すもので、（Ａ）は第２基板の液室１０
４の上面及び側面に可撓性のフィルター部材を設けた場
合の模式的斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ’線に沿う
断面図である。

【図６】本発明にもとづくインクジェット記録ヘッドに
適用可能な可撓性のフィルター部材を示す模式図であっ
て、（Ａ）は複数の微細な孔が密集して形成された開口
領域が１つ形成されたフィルター部材、（Ｂ）は複数の
微細な孔が密集して形成された開口領域が２つ形成され
たフィルター部材、そして（Ｃ）は複数の微細な孔が密
集して形成された開口領域７４が７つ形成されたフィル
ター部材を示す図である。

【図７】従来のインクジェット記録ヘッドの主要部の断
面図であり、（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、そして（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。

【図８】従来のインクジェット記録ヘッドに生ずる問題
点を説明するための図であり、（Ａ）はメニスカス後退
曲線を示す図であり、（Ｂ）はインク吐出口およびその
近傍の概略的構成を示す図である。

【符号の説明】

１００インクジェット記録ヘッド１０１オリフィス１０２液路１０３インク吐出エネルギー発生体１０４共通液室１０５インク供給口１０６メニスカス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク滴を吐出するためのオリフィス
と、該オリフィスに連通する液路と、該液路上で前記イ
ンク滴吐出のためのエネルギーを発生するエネルギー発
生体とからなる構成単位を複数有し、また各流路にイン
クを供給するための共通液室を有するインクジェット記
録ヘッドにおいて、前記共通液室は、インクを補給するための供給口と、該供給口に連通する第一の部屋と、前記複数の液路と連通する第二の部屋と、前記第一の部屋と前記第二の部屋とを仕切る一方で、前
記第一部屋と前記第二の部屋とを連通させる可塑性フィ
ルター部材とを有すること特徴とするインクジェット記
録ヘッド。
【請求項２】請求項１記載の記録ヘッドにおいて、前記可撓性のフィルター部材は、フィルター領域と非フ
ィルター領域とからなる可撓性フィルムからなることを
特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】請求項１または２記載の記録ヘッドにお
いて、前記吐出エネルギー発生体は、前記インクに膜沸騰を生
じさせる電気熱変換体であることを特徴とするインクジ
ェット記録ヘッド。
【請求項４】請求項１から３のいずれか一項記載のイ
ンクジェット記録ヘッドを用いて被記録媒体に入力画像
情報の記録を行うことを特徴とするインクジェット記録
装置。
【請求項５】請求項４記載のインクジェット記録装置
からなる出力手段が設けられたことを特徴とする情報処
理システム。