JPH0760953A - インクジェット記録ヘッドおよび該記録ヘッドを搭載した記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電気に起因する破壊を安価な手段でかつ容
易に防止したインクジェット記録ヘッドを提供する。 【構成】 インクを吐出するための電気信号を記録装置
本体より受けるコンタクトパッド１９を具備するインク
ジェット記録ヘッド１１において、前記コンタクトパッ
ド１９および該コンタクトパッドに接続する配線パター
ン２０の周辺の少なくとも一部に静電気を受ける放電路
２２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクを吐出させるこ
とにより記録を行うインクジェット記録ヘッドおよび該
記録ヘッドを搭載する記録装置に関する。なお、本発明
で用いる記録とは布や糸へのプリントをも含むものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録ヘッドの内部には、
半導体素子であるヒータボードが存在する。このヒータ
ボードは、一般のＩＣと同様に静電気に対して弱い。し
たがって、インクジェット記録ヘッドに静電気が放電さ
れた場合、瞬間的な高電圧による絶縁破壊または瞬間的
な大電流による配線の溶断等が原因でヒータボードが破
壊にいたり、インクジェット記録ヘッドは記録不能にな
ることがある。特に、放電がインクジェット記録ヘッド
の内部に留まらず、記録装置本体への再放電が発生した
場合には、瞬間的に流れる電流が著しく増加するので、
この電流がヒータボード内部を通ると、破壊に至る可能
性がより大きくなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】記録装置本体から着脱
可能な記録ヘッドにおいては、この着脱時に使用者の手
に触れる場合が多い。したがって、従来のインクジェッ
ト記録ヘッドでは、図８に示すように、ヘッド本体１に
は、その電気的接続部分を覆うように静電対策プレート
２が設けられている。この静電対策プレート２は、イン
ク吐出口３の近傍に設けられた図示しないヒータボード
に接続される配線およびコンタクトパッド４を具えたプ
リント基板（ＰＷＢ）５を覆うように設けられている。
すなわち、静電対策プレート２は、ヘッド単体のとき、
またはヘッドを記録装置に搭載したときに、ヘッド本体
１に静電気が放電されるのを防止し、これによりヒータ
ボードの破壊を防止するものである。

【０００４】しかし、静電対策プレート２は、部品追加
などにより設けなければならないので、インクジェット
記録ヘッドの小型化および低コスト化の妨げとなってい
る。本発明の目的は、このような事情に鑑み、静電気に
起因する破壊を安価な手段でかつ容易に防止したインク
ジェット記録ヘッドおよび該記録ヘッドを搭載した記録
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成する本
発明は、インクを吐出するための電気信号を記録装置本
体より受ける電気的接続部を具備するインクジェット記
録ヘッドにおいて、前記電気的接続部および該電気的接
続部に接続する配線が配された記録ヘッドの配線部の周
囲の少なくとも一部に静電気を受ける放電路を設けたこ
とを特徴とする。

【０００６】ここで、前記インクジェット記録ヘッドに
おいて、前記放電路は、前記インクジェット記録ヘッド
が有する導電部分の中で、当該インクジェット記録ヘッ
ドを搭載する記録装置が有する当該ヘッドに近接する導
電部分、またはＧＮＤ等の当該ヘッドから放電する可能
性がある前記記録装置の導電部分、かつ当該ヘッドに放
電する可能性がある前記記録装置の１ケ所以上の導電部
分やポイントに対して最も近接または最も放電し易い導
電部分に設けられており、当該放電路は互いに電気的に
導通しているようにするのが好ましい。

【０００７】また、前記インクジェット記録ヘッドにお
いて、前記放電路は、前記インクジェット記録の前記電
気的接続部のそれぞれを囲むように設けられているよう
にするのが好ましい。

【０００８】さらに、前記インクジェット記録ヘッドに
おいて、前記放電路は、前記インクジェット記録ヘッド
の前記電気的接続部および配線部が形成されているプリ
ント基板上に、該電気的接続部および配線部と同様に形
成されているようにするのが好ましい。

【０００９】また、本発明に係るインクジェット記録装
置は、前記インクジェット記録ヘッドを用いて構成され
るインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドが
キャリッジ交換可能であることを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成のインクジェット記録ヘッドにおいて
は、例えばキャリッジ等の外部から放電があると、放電
路が放電を受け、また、この放電により発生した電荷
は、放電路を経由して放電路の他の場所から記録装置本
体に向かって再放電されるので、放電および再放電によ
り電流がヘッド内部に流れることがなく、ヘッドの機能
が損なわれることがない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００１２】図１は、一実施例にかかるインクジェット
記録ヘッドの斜視図、図２および図３はその分解斜視図
である。図１〜３に示すように、本実施例のインクジェ
ット記録ヘッド１１は、ユニット枠１２に４つの記録ヘ
ッドユニット１３Ａ〜１３Ｄを位置決め固定したもので
ある。記録ヘッドユニット１３Ａ〜１３Ｄは、それぞれ
図中下方にインクを吐出し得る図示しないインク吐出
口、およびインク供給口１４Ａ〜１４Ｄを有する。本実
施例では、記録ヘッドユニット１３Ａ〜１３Ｄはそれぞ
れブラック、シアン、マゼンダおよびイエローのインク
を吐出するためのものであるが、これに限定されず、４
つの記録ヘッドユニット１３Ａ〜１３Ｄが同一色のイン
クを吐出してもよい。同一色とした場合、高速記録ある
いはインク滴の数に応じた階調表現が可能となり、ま
た、同一色で濃度の異なるインクをそれぞれ吐出するよ
うにしても階調記録が可能となる。記録ヘッドユニット
１３Ａ〜１３Ｄを固定したユニット枠１２には、側面ハ
ウジング１５および上面ハウジング１６が固定されてい
る。上面ハウジング１６にはプリント基板（ＰＷＢ）１
７が固定されており、ＰＷＢ１７には、上面ハウジング
１６の裏面側に延在する端子１８とそれぞれ接続される
複数のコンタクトパッド１９、配線パターン２０および
スルーホール２１が形成されている。さらに、ＰＷＢ１
７の側面ハウジング１５側の一部を除く周縁部には、コ
ンタクトパッド１９、配線パターン２０およびスルーホ
ール２１を囲むように放電路２２が形成されている。こ
の放電路２２は、コンタクトパッド１９、配線パターン
２０およびスルーホール２１と同様に、銅、ニッケル、
金などをメッキすることにより低抵抗に形成されてい
る。

【００１３】かかる構成のインクジェット記録ヘッド１
１の放電路２２の作用を図４を参照しながら説明する。
同時に、比較のため、放電路を設けていない図５に示す
インクジェット記録ヘッド１１１の放電の様子も説明す
る。なお、図５で図１〜３と同一部材には同一符号を付
してある。

【００１４】図４および５に示すようなインクジェット
記録ヘッド１１，１１１では、カラー対応およびインク
カートリッジ一体化により、ＰＷＢ１７上にはヘッド駆
動用配線が通っている。インクジェット記録ヘッド装着
状態で記録装置のヘッドを搭載しているキャリッジ付近
に静電気が放電された場合、放電路を持たないインクジ
ェット記録ヘッドでは、図５に示すように、図示しない
キャリッジより、ＰＷＢ１７上のスルーホール２１、配
電パターン２０、メッキリード等に放電（ａ）が生じ
る。この放電（ａ）により静電気として蓄えられた電荷
は配線を介してインクジェット記録ヘッド内部に流れ
て、各記録ヘッドユニットのヒータボードを通過し
（ｂ，ｃ、ｄ）、記録装置本体の導電部に近接した配線
パターン２０等から印字装置に再放電（ｅ）される。こ
のように静電気として蓄えられた電荷が全ての記録ヘッ
ドユニットを通過して再放電が起きた場合、ヘッド内部
のヒータボード等が耐えられる電圧は、通常、約３ｋＶ
（放電抵抗４００Ω、放電用コンデンサ２００ｐＦ）ま
でである。すなわち、キャリッジ→ヘッド→ヘッド内部
→記録装置本体という経路で放電・再放電が生じた場合
には、ヘッドが破壊される。また、この放電を従来のよ
うにヘッドに放電させない手段により防止しようとする
と、キャリッジおよび記録装置のあらゆる放電・再放電
ポイントをカバーしなければならず、この方法でヘッド
の破壊を防止するのは困難である。

【００１５】一方、本発明のインクカートリッジ記録ヘ
ッドの場合には、キャリッジからインクジェット記録ヘ
ッドに放電されるポイントには、放電路２２が設けられ
ており、この放電路２２は記録装置に再放電されるポイ
ントまで延設され、かつ抵抗が小さい。したがって、図
４に示すように、図示しないキャリッジからヘッドに放
電（Ａ）があっても、これにより静電気として蓄えられ
た電荷は、ヘッド内部を通ることなく、放電路２２を流
れて放電路２２から記録装置本体に再放電される（Ｂ，
Ｃ）。図１に示すインクジェット記録ヘッドで、キャリ
ッジのあらゆるポイントから放電を試みたところ、２５
ｋＶ（放電抵抗４００Ω、放電用コンデンサ２００ｐ
Ｆ）においても、ヘッドの異常や破壊はみられなかっ
た。

【００１６】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
では、このように記録装置に装着されている場合だけで
なく、例えばインクジェット記録ヘッドを持ち運び等し
ている場合にヘッドから他の導電部に再放電があった場
合にも、放電路によりヘッド内部の破壊が防止される。
すなわち、放電路は、コンタクトパッド、配線パターン
等を囲むように設けられてヘッド内部に通じるコンタク
トパッドないし配線パターンをガードしているので、持
ち運び時等に再放電が生じても、電荷は放電路を流れる
だけであり、ヘッド内部の破壊は発生しない。

【００１７】ここで、図６に示すように、ＰＷＢ３１の
メッキリード３２の切断面が基板の端面まで延びている
場合でも、メッキリード３２の反対面の端部に放電路３
３を設けることにより、メッキリード３２への放電を防
ぎ、これに起因するヘッドの破壊を防止することができ
る。

【００１８】図７には他の実施例にかかるインクジェッ
ト記録ヘッドを示す。図７では、図１と同一部材には同
一符号を付して重複する説明は省略する。本実施例のイ
ンクジェット記録ヘッド４１は、ＰＷＢ１７の周縁部に
設けた放電路２２の他、各コンタクトパッド１９のそれ
ぞれを囲む放電路４２を設けたものである。各コンタク
トパッド１９のそれぞれを囲む放電路４２は、全て連続
的に設けられており、かつ周縁部の放電路２２に接続す
るように設けられている。

【００１９】本実施例では、各コンタクトパッド１９が
放電路４２でカバーされているので、コンタクトパッド
１９への直接放電も避けることができる。また、かかる
放電路４２が放電路２２を介して記録装置への再放電ポ
イントにつながっているので、電荷はヘッド内部には流
れず、ヘッドが破壊されることはない。

【００２０】以上説明した実施例以外の構成において
も、インクジェット記録ヘッドがキャリッジ等の外部か
ら放電を受けた場合に、その放電を強制的に受け、かつ
ヘッドの機能を損ねることなく記録装置本体への再放電
を積極的に行う放電路を設けた構成は、本発明の範囲に
入るものである。

【００２１】また、放電路の形成位置は、特にヘッドの
着脱時にユーザの手が触れない部分や、ヘッドを装置に
搭載する際にヘッドと装置やインクタンクとの接触によ
って放電が行われるような位置の近傍に設けることが望
ましいが、さらに、コンタクトヘッドや配線、コンタク
トホールが設けられた配線部の周囲を取り囲むように設
けることがさらに望ましい。

【００２２】（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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェット記録ヘッドは、電気的接続部および配線部の
周囲の少なくとも一部に静電気を受ける放電路を設けて
あるので、ヘッドがキャリッジ等の外部から放電を受
け、また、ヘッドから記録装置本体に再放電が起こって
も、放電・再放電が放電路を介して起こるので、ヘッド
内部に電流が流れず、ヘッド機能が損われることはな
い。また、放電路は、例えばプリント基板にコンタクト
ヘッド等と共に容易にかつ安価に設けることができるの
で、静電気に起因する破壊を安価な手段でかつ容易に防
止することができる。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るインクジェット記録ヘ
ッドを示す斜視図である。

【図２】図１のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図
である。

【図３】図１のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図
である。

【図４】図１のインクジェット記録ヘッドの放電経路を
示す斜視図である。

【図５】比較例に係るインクジェット記録ヘッドの放電
経路を示す斜視図である。

【図６】メッキリードが端面にでている場合の放電路を
示す斜視図である。

【図７】本発明の他の実施例に係るインクジェット記録
ヘッドを示す斜視図である。

【図８】従来技術に係る静電対策を施したインクジェッ
ト記録ヘッドを示す斜視図である。

【符号の説明】

１１、４１、１１１ インクジェット記録ヘッド １２ ユニット枠 １３Ａ〜１３Ｄ 記録ヘッドユニット １４Ａ〜１４Ｄ インク供給口 １５ 側面ハウジング １６ 上面ハウジング １７，３１ プリント基板（ＰＷＢ） １８ 端子 １９ コンタクトパッド ２０ 配線パターン ２１ スルーホール ２２，３３，４２ 放電路 ３２ メッキリード

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するための電気信号を記録
   装置本体より受ける電気的接続部を具備するインクジェ
   ット記録ヘッドにおいて、前記電気的接続部および該電
   気的接続部に接続する配線が配された記録ヘッドの配線
   部の周囲の少なくとも一部に静電気を受ける放電路を設
   けたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記放電路は、前記
   インクジェット記録ヘッドが有する導電部分の中で、当
   該インクジェット記録ヘッドを搭載する記録装置が有す
   る当該ヘッドに近接する導電部分、または当該ヘッドか
   ら放電する可能性がある前記記録装置の導電部分、かつ
   当該ヘッドに放電する可能性がある前記記録装置１ケ所
   以上の導電部分やポイントに対して最も近接または最も
   放電し易い導電部分に設けられており、当該放電路は互
   いに電気的に導通していることを特徴とするインクジェ
   ット記録ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記放電路
   は、前記インクジェット記録の前記電気的接続部のそれ
   ぞれを囲むように設けられていることを特徴とするイン
   クジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３において、前記放
   電路は、前記インクジェット記録ヘッドの前記電気的接
   続部および配線部が形成されているプリント基板上に、
   該電気的接続部および配線部と同様に形成されているこ
   とを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１のインクジェット記録ヘッドを
   用いて構成されたインクジェット記録装置であって、前
   記記録ヘッドがキャリッジ上で交換可能であることを特
   徴とするインクジェット記録装置。