JPH10100446A

JPH10100446A - 液体噴射記録ヘッド

Info

Publication number: JPH10100446A
Application number: JP26303796A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Irisawa; 剛入澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-10-03
Filing date: 1996-10-03
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】記録開始直後の僅かな時間帯に発生し勝ちな
記録液の不安定な吐出による記録むらを効果的になくす
ようにした液体噴射記録ヘッドを提供する。【解決手段】液路１０１に異物が侵入するのを阻止す
るためのフィルタ１１２を具えた記録液供給路により記
録液の供給を受ける液体噴射記録ヘッド２５０におい
て、フィルタ１１２より下流側の記録液供給路の少なく
とも一部３００Ａ，３００Ｂをインク吐出に伴う液路１
０１での圧力変動に応じて変形する弾性部材によって構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射記録ヘッ
ドに関し、詳しくは、紙やＯＨＰ用シート、不織布やそ
の他の布類等の被記録材に対し、記録液を吐出して記録
を行う液体噴射記録ヘッド、特に、長時間若しくは幅の
広い布等に対して記録液を吐出して記録を行う記録装置
に好適な液体噴射記録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置などの液
体噴射記録装置では、例えば熱エネルギを利用して複数
の吐出口からデータ信号に基づいて選択的に記録液（以
下ではインクという）を吐出させる記録ヘッドを具えて
おり、吐出されたインク滴を被記録材（以下では記録シ
ートと呼ぶ）に着弾させて記録が行われている。

【０００３】図８に上記のように熱エネルギを利用して
インクを吐出し、記録を行うインクジェット記録ヘッド
によるインク吐出動作の過程を示す。なおここでは１つ
の記録素子によるインク吐出動作が（ａ）〜（ｇ）の段
階に分けて示されているが、記録ヘッドにおいては後述
するようにこのような記録素子が高密度で並設されてい
る。（ａ）は非動作状態を示し、１０１は液路、１０２
は液路１０１に配設された電気熱変換体、１０３は液路
１０１の端部に設けられているインク吐出口、１０４は
液路１０１に導かれたインク、１０５は液路１０１内の
インク１０４がインク吐出口１０３で形成するメニスカ
スである。このように、記録素子１００ではその非動作
状態において、インク吐出口１０３でインク１０４の表
面張力と大気圧とがメニスカス１０５を介して平衡状態
に保たれている。

【０００４】（ａ）の状態で電気熱変換体１０２に駆動
信号が供給され、急激に加熱されると、その表面に接す
るインクの温度が上昇し、（ｂ）に示すように電気熱変
換体１０２の表面に微小な気泡１０６Ａが発生する。そ
して（ｃ）に１０６Ｂとして示すように気泡が大きく成
長し、更に（ｄ）に１０６Ｃとして示すように気泡が最
大に成長したところで電気熱変換体１０２とインク吐出
口１０３との間のインク１０４Ａが付与されたインク吐
出エネルギにより矢印Ｐで示すようにインク吐出口１０
３から押し出される。かくして、（ｅ）に示す次の過程
で駆動信号の消滅によって気泡が１０６Ｄとして示すよ
うに縮小し始めると共にその液圧変動に応じて液路１０
１へのインク１０４の補給（矢印Ｋで示す）が行われ、
同時にインク吐出口１０３からインク１０４が吐出され
る。なお、（ｆ）は更に気泡が１０６Ｅとして示すよう
に消滅に向うと共にインク滴１０４Ｂが矢印方向に飛翔
する過程を、また、（ｇ）は完全に気泡が消滅し、イン
ク１０４が液路１０１に再充填されてメニスカス１０５
が（ａ）に示した状態に戻った状態を示す。

【０００５】ところで、記録素子１０１の数が多く、多
量のインクを多くのインク吐出口１０３から同時に吐出
させて記録を行う記録ヘッドにおいては、単位時間当り
多量のインクをインク供給手段から供給する必要があ
り、そのインク供給経路での流体抵抗などの影響で、毛
細管作用によるインク１０４の各液路１０１に対する補
給がインク吐出のタイミングに間に合わないことがあ
る。そのために、かかるインクジェット記録装置では、
インク供給経路の径を太くしたり、インク中の異物を除
去するためにインク供給経路に設けられるフィルタの面
積を大きくするなどすることで、供給経路の流抵抗を減
らし、各液路に対するインクの供給がスムーズになるよ
うに設計されてきた。特にかかるフィルタはインクの吐
出に支障となるごみの液路１０１への侵入を阻止するた
めに、通常の場合１〜１５μｍの目のものが使用される
が、目が細かいだけに流体抵抗も大きく、従ってこれ迄
かかるフィルタには面積の大きいものが要求されてき
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
供給経路の径を太くしたり、そこに設けるフィルタの面
積を大きくすると、ユニット構成が大きくなってしまう
ばかりでなく、経路内に残留する気泡の排除が難しくな
る。通常かかる経路中に残留する気泡排除には、後述す
るようにインク供給経路内にインクを例えば循環させる
など強制的にインクの流れを作ることにより経路内の気
泡をインクと共に押し出すようにしている。そこで、例
えばインク供給経路およびフィルタを図９の（Ａ）に１
１１Ａおよび１１２Ａとして示すように小さい径のもの
とした場合、インクを矢印で示すように強制的に流すこ
とでフィルタ１１２Ｂの上流側に滞留している残留気泡
１１３をフィルタ１１２Ａから下流側に押し出し、排除
することが可能となるが大量のインクを消費する形態の
インクジェット記録ヘッドにかかる細径のインク供給経
路およびフィルタを設けるのでは、インクの供給不足が
問題となる。

【０００７】そこで、大量のインク供給が要求される形
態の記録ヘッドには図９の（Ｂ）に示すように太い径の
インク、供給経路１１１Ｂおよびフィルタ１１２Ｂが望
ましい。しかし、この場合矢印で示すようにインクの強
制的流れを作ってもフィルタ１１２Ｂ上流側に滞留する
気泡１１３から外れて流れ易い方向にインクが流れてし
まい気泡１３は除去されない。いま、インクジェット記
録装置において、記録ヘッドによる記録動作中にフィル
タ１１２を通過する時のインクの流速は、例えば、図１
０にＨ，Ｉ，Ｊとして示すように変動する。

【０００８】図１０において、その縦軸はフィルタ１１
２を通過する時の供給インクの流速変動値を示す。すな
わち、Ｌはその目安上限値、Ｍは所望の吐出を得るため
の定常流速、Ｅは複数の流路１０１への同時インク供給
が可能となる速度（以下では限界流速という）、Ｋは目
安下限値である。この図の横軸に示すように、供給イン
クはインクが動き始めてからの時間経過と共にフィルタ
１１２を通過する時にその流速が変動し、インクが動き
始めてからある時間が経過するとＭという定常流速とな
る。なお、定常流速Ｍの値や定常流速Ｍとなるまでの速
度変化の形態はフィルタ１１２の形状や面積、目の粗さ
と更にインクの供給経路の形状、インクの物性、液路の
毛細管力等によって決まるものである。

【０００９】この図に示すインク流動曲線Ｈ，Ｉ，Ｊの
うち、曲線Ｊの形態では、時点Ｐでインク供給限界流速
であるＥに到達し、そのあと漸近的に所望の定常流速Ｍ
に到達する。但し、この場合、時点Ｐより短い時間領域
ではインクの供給が吐出周波数に追いつけないことを示
すもので、このような時間領域ではインクの吐出が不安
定となる。また、曲線ＨおよびＩの形態の場合、いずれ
も時点Ｏより短い時間領域ではインク供給限界流速Ｅに
到達してないので、かかる時間領域では上記同様の理由
でインクの吐出が不安定となる。更にまた、これらの曲
線のうちＩの場合は、定常流速Ｍが得られる前に減衰振
動的な流速の変化があり、時点ＦとＧとの間では流速が
インク供給限界流速Ｅ以下となることによって上記同様
の理由でインク吐出が不安定となる。

【００１０】すなわち、図１０に示すインク流動曲線の
Ｈ，Ｊ，Ｉはいずれも定常な流速Ｍとなる時点ではイン
クの供給が吐出周波数に追い付くだけの十分な流速が得
られるものの、インク供給経路においてインクが動き始
めてから極くわずかな時間領域ではあるがインクの流速
が不安定となり、記録時にインクの供給がインク吐出タ
イミングに追い付かないことがあり、そうなると記録中
図１１に示すような濃度むらが発生することによって記
録品位が損われてしまう。図１１において、２００は記
録ヘッドであり、３００は記録シートであって記録シー
ト３００に対する記録ヘッド２００の矢印Ｓで示す相対
移動中、記録ヘッド２００のインク吐出部２００Ａから
記録シート３００に向けて矢印Ｐで示すようにインクの
吐出による記録が行われる。なお、この図では説明を分
り易くするために、記録パターンをベタ記録で表わし
た。Ｗは記録シート３００上のベタ記録開始の位置であ
り、Ｕは記録開始直後の記録パターン上に発生した濃度
むらを示す。

【００１１】そこで、これまでは記録開始時におけるか
かるインク吐出の不安定をなくすために、インク供給経
路の途中にエアバッファを設け、インクが流れ始める時
の流動抵抗を緩和し、応答性を高めると共にインクの流
れ始めから定常流が得られる迄の不安定な流速の変動を
抑制することが考えられてきた。なお、エアバッファと
はインク供給経路の途中に空気溜りを形成することであ
る。このようなエアバッファはそれなりの効果が期待で
きるものの、気圧や環境温度の変化によって効果の薄れ
ることがあり、また、エアバッファから空気が記録ヘッ
ド２００の液路１０１中に持ち込まれることによって、
液路１０１内の気泡がインク吐出の妨げとなり泡不吐出
の原因となることがあった。

【００１２】更にまた、記録ヘッド２００の不使用時に
おける保全のために、記録ヘッド２００内に保存に適し
た液を充填することが考えられてきたが、かかる場合は
記録ヘッド２００の使用にあたり前記液をインクに詰め
替える必要がある。しかし、記録ヘッド２００のユニッ
ト内のインク路にエアバッファが設けられるような場合
にはエアバッファがその入れ替えの妨げとなることがあ
り、記録開始時の不安定なインクの流速変動を抑制する
ためにエアバッファを設けることには一長一短がある。

【００１３】本発明の目的は、上述したような従来の問
題に着目し、記録開始直後の僅かな時間帯に発生し勝ち
なインク吐出の不安定を一層効果的になくすことのでき
る液体噴射記録ヘッドを提供することにある。

【００１４】

【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、本発明液体噴射記録ヘッドは記録液を吐出する複
数の吐出口を個々の液路別に有し、該液路に異物が侵入
するのを阻止するためのフィルタを具えた記録液供給路
から前記液路における記録液吐出に伴う圧力の変動に応
じて記録液の供給を受ける液体噴射記録ヘッドにおい
て、前記フィルタより下流側の記録液供給路の少なくと
も一部を、前記圧力の変動に応じて変形する弾性部材に
よって構成したことを特徴とするものである。

【００１５】本発明によれば、フィルタより下流側の弾
性部材によって構成した記録液供給路の少なくとも一部
が記録液吐出口からの吐出によって変動する液路内の液
圧変動に応じて挙動するので、特に記録開始時等におい
てフィルタにより記録液の供給流速が低下するのを抑制
し、速やかに記録ヘッドへの記録液供給を行わせること
ができる。従って、特に記録開始直後に不安定なインク
供給によって発生する吐出むら、すなわち記録むらを防
止することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、図面に基づいて本発明の
実施例を詳細かつ具体的に説明する。

【００１７】図１および図２は本発明の適用が可能なイ
ンクジェット記録装置の構成例を示すもので、これらの
図にはインクが大量に使用される捺染装置の構成が示さ
れている。これらの図において、１は長物の被記録材で
ある布地、２は布地１を巻回した状態に保持する巻き出
しローラ、３，４および５は布地１の搬送経路に設けら
れた中間ローラ、６はシート送りローラ、７および８は
布地１の搬送およびシート送りにかかわる搬送ローラお
よびベルト駆動ローラ、９は搬送ローラ７とベルト駆動
ローラ８との間に張設された無端の搬送ベルトである。

【００１８】図１に示す１０Ａおよび１０Ｂは搬送ベル
ト９によって記録位置に導かれてくる布地１にこれを平
坦に規制すべく搬送ベルト９と共に張力を付与する対を
なすプラテンローラ、また、１１はプリントおよび定着
を終えた布地１を巻き取る巻き取りローラである。つい
で、記録位置に導かれてきた布地１に対し、プリントを
行う記録部の構成について説明する。

【００１９】２０は記録部であり、２１は記録部２０を
上述した布地搬送系の上方に支持するプリンタ枠、２２
および２３はそれらの両端部がそれぞれプリンタ枠２１
に固定されるガイドバーおよびガイドレールである。２
４は双方のガイドレール２３に沿って図２に示す矢印Ｓ
−Ｓ方向に往復移動走査するヘッドキャリッジ、２５，
２５はヘッドキャリッジ２４に搭載され、ヘッドキャリ
ッジ２４による移動走査中にインクを吐出して布地１上
に画像記録をプリントする記録ヘッドユニットである。
なお、ヘッドキャリッジ２４にはこれを往復移動走査さ
せるためのタイミングベルト２６が張設されていて、２
７はそのタイミングベルト２６を介してヘッドキャリッ
ジ２４を駆動する駆動モータである。

【００２０】また、記録ヘッドユニット２５，２５には
後述するようにインクタンクからそれぞれ異なる複数種
類のインクが供給されるもので、かかるインクタンクは
通常の場合各記録ヘッドユニット２５，２５と共にヘッ
ドキャリッジ２４に搭載可能なように構成されている。
更にまた、図２に示すように記録領域外のホームポジシ
ョン（ＨＰ）に位置する記録ヘッドユニット２５の下方
には、それぞれのインク吐出機能の維持およびその機能
低下防止のために吸引回復機構２８が設けられている。
この吸引回復機構２８は各記録ヘッドユニット２５のイ
ンク吐出口１０３（図８参照）からインクを吸引してそ
の目詰まり等を防止するもので、吸引された排出インク
は廃インクタンク２９に貯留される。なお、図示はしな
いが、上記吸引回復機構２８とは別に各インク吐出口１
０３から空吐出（プリントのためのインク吐出でない）
によって目詰まりを防止するように構成することも可能
である。

【００２１】続いてかかる液体噴射記録装置の記録ヘッ
ドユニット２５に供給されるインクのインク供給系にお
ける構成例を図３に従って説明する。なお、ここでは複
数種類のインクの供給系のうちの１つを代表的に示すも
のである。

【００２２】ここで、３０はインク貯蔵ユニットであ
り、３１は記録ヘッドユニット２５との間の水頭差を一
定に保ち、記録ヘッドユニット２５により常に安定した
インク吐出が行われるようにするため設けられているサ
ブインクタンク、３２Ａおよび３２Ｂは記録ヘッドユニ
ット２５へのインク１０４の供給ならびに循環のための
インク供給路、３３はインク供給路３２Ａ，３２Ｂと記
録ヘッドユニット２５内のインク供給管路３４とを連結
しているコネクタ、３５は大容量のメインタンク、３６
はメインタンク３５からサブインクタンク３１へのイン
ク補給を行うインク補給用ポンプ、３７はそのインク補
給路である。

【００２３】また、３８および３９はサブインクタンク
３１に設けられているインク水位検出センサおよび加圧
手段、３９Ａは加圧手段３９駆動用モータ、４０はメイ
ンタンク３５内のインク１０４を撹拌する撹拌部材であ
って、必要に応じてその撹拌部材駆動用モータ４０Ａを
駆動することによりインク１０４の色料の凝集、沈澱を
防止する。４１はインク戻し管である。

【００２４】このような構成になるインク供給系では、
水位検出センサ３８によりサブインクタンク３１内の水
位が低下すると、インク補給用ポンプ３６が駆動されて
インク補給路３７を介し、メインタンク３５からサブイ
ンクタンク３１に矢印Ａで示すようにインク１０４の補
給が行われると共に一定の水位以上ではインク戻し管４
１により矢印Ｂで示すようにインク１０４がメインタン
ク３５に戻される。また、双方のインク供給路３２Ａお
よび３２Ｂにより記録ヘッドユニット２５でのインク吐
出に基づく消費量に応じてインク１０４の供給が行われ
る。更にまた、記録ヘッドユニット２５において、その
記録ヘッドの液路やインク吐出口まわりに異物が詰った
り、増粘インクや残留気泡の除去の必要があると、加圧
手段３９が駆動されてその加圧により矢印ＣおよびＤで
示すようにインク供給路３２Ａおよび３２Ｂを介して加
圧インクを記録ヘッドユニット２５内に循環させ、回復
動作が行われる。

【００２５】図４は記録ヘッドユニット２５を構成して
いる記録ヘッドの１つを取り出してその概要を示す。２
５１は記録ヘッド２５０を例えば不図示の枠体等に支持
するための支持部材、２５２はＳｉＯ₂などによって形
成されるヘッド基板である。２５３は電気熱変換体１０
２に電気信号を供給するための共通および個別電極、２
５４は各インク液路１０１間を画成している液路壁、２
５５は複数のインク液路１０１にインクを導く共通液
室、２５６は天板である。なお、上述した電気熱変換体
１０２から天板２５６までの各部はエッチング、蒸着、
スパッタリング等公知の半導体製造プロセスによる製膜
技術によってヘッド基板２５２上に構成されるものであ
る。

【００２６】記録ヘッド２５０では図３に示したように
サブインクタンク３１からインク供給路３２Ａ，３２Ｂ
を介して共通液室２５５にインク１０４が供給され、更
にここから毛細管現象により各液路１０１に導かれる。
なお、各液路１０１に導かれたインク１０４はそのイン
ク吐出口１０３のところで表面張力によりメニスカス１
０５を形成しており、各液路１０１に設けられた電気熱
変換体１０２が記録信号に応じて選択的に駆動されるこ
とによりこれらに接するインク１０４が加熱される。か
くして図８に従って説明したようにして対応するインク
吐出口１０３からインク滴１０４Ｂが吐出され、記録が
行われる。

【００２７】図５の（Ａ）は一実施例としての記録ヘッ
ド２５０周りのインク供給系の構成を示す。なお、本実
施例による記録ヘッド２５０は１３６０個のインク吐出
口が７０．５μｍのピッチで配設されているもので、イ
ンク吐出による記録領域の幅が約９５．９ｍｍにもなる
いわゆる長尺インクジェットヘッドと称されるものであ
る。ここで、２５７は図４に示した電気熱変換体１０２
の各電極２５３に電気信号を供給するための電気コネク
タであり、図１，図２に示すキャリッジ２４への記録ヘ
ッドユニット２５の搭載状態で各記録ヘッド２５０の電
気コネクタ２５７がキャリッジ２４側のコネクタに電気
的に接続される。

【００２８】３３Ａおよび３３Ｂは液密に嵌合接続され
るインク供給用コネクタであり、このうちのコネクタ３
３Ａには図３に示したようにインク供給路３２Ａおよび
３２Ｂの端部が接続されている。また、コネクタ３３Ｂ
は記録ヘッド２５０側に設けられるもので、２５８およ
び２５９はコネクタ３３Ｂと一体に構成された管路接続
部である。なお、コネクタ３３Ｂの接続部には図５の
（Ｂ）に示すように１〜１５μｍの目の粗さのフィルタ
１１２が装着されており、共通液室内への異物の侵入を
防ぐ。３００Ａおよび３００Ｂは弾性部材で形成された
本発明にかかるインク供給管路（以下ではインク供給チ
ューブという）である。このうち短い方のインク供給チ
ューブ３００Ａは記録ヘッド２５０の共通液室（ここで
は不図示）に連通する一方の供給部３０１Ａと管路接続
部２５８との間に配設されている。また、長い方のイン
ク供給チューブ３００Ｂは記録ヘッド２５０の共通液室
に連通する他方の供給部３０１Ｂと管路接続部２５９と
の間に配設されている。

【００２９】これらのインク供給チューブ３００Ａおよ
び３００Ｂは、先にも述べたように記録開始時における
インク流動始めに発生しがちなインク供給経路中のイン
クの流体抵抗による供給不足を緩和し、インクが流動し
始めてから定常流速となる迄の不安定な流速変動を和ら
げることによってインク供給の応答性を高めるように機
能するものでその動作については後述する。また、かか
る機能を発揮させるに好適なようにインク供給チューブ
３００Ａおよび３００Ｂを形成する弾性部材の弾性係数
としては１００ｇｆ／ｍｍ²以下のものが望ましい。更
にまた、その材質としてはシリコーンゴムや軟質の塩化
ビニールによるものを代表的なものとして挙げることが
できるが、比較的硬い材質のものでもその肉厚を薄くし
たり、チューブ径を太くすることによって弾性部材とし
て機能させることが可能である。

【００３０】先にも述べてきたようにインク供給経路に
は記録素子にごみなどインク吐出機能を損ねる惧れのあ
る異物を持込ませないようにするために適切な目の粗さ
のフィルタが設けられるが、かかるフィルタのために、
インクが吐出に間に合う定常流となる迄の間の供給速度
が影響することに問題がある。そこで、図５に示した実
施例のようにフィルタ１１２から下流側のインク供給チ
ューブ３００Ａや３００Ｂを弾性部材によって形成し
た。図６の（Ａ）にかかるインク供給チューブ３００Ａ
や３００Ｂにおけるインク流れの挙動を模式的に示す。
なお、図６の（Ｂ）は図６の（Ａ）と比較するために示
した従来例による挙動である。

【００３１】まず、図６の（Ｂ）について説明する。図
６（Ｂ）の（エ）において、Ｖ_xはインク吐出口１０３
からのインク吐出に追いついて行われるべきインク供給
流速（図１０に示す流速Ｍに対応する）である。また、
Ｖ_yはフィルタ１１２より下流側のインク供給路１１１
内におけるインクの流速を、Ｖ_Zはフィルタ１１２を通
過するときのインクの流速をそれぞれ示す。図６（Ｂ）
の（エ）および（オ）に示すように、インクの流れ始め
の過程では各記録素子１００において記録液吐出のため
に必要とされるインク供給流速Ｖ_xに対し、フィルタ通
過時のインク流速Ｖ_zおよびインク供給路１１１中のイ
ンク流速Ｖ_yはいずれも低く、インク供給に追い付かな
いことを示している。この時間領域は図１０に示したイ
ンクの始動から時点ＰまたはＯまでに相当する。そし
て、図６（Ｂ）の（カ）に示す過程で、漸く、上記の流
速Ｖ_yおよびＶ_zがインク供給流速Ｖ_xに達し、安定し
たインク吐出が可能となったことを示す。

【００３２】図６の（Ｂ）に対し図６の（Ａ）は本実施
にかかるインク流速の変化を示すものである。ここで、
３００Ａ（３００Ｂ）は弾性部材で形成したインク供給
チューブである。いま、図６の（Ａ）に（ア）として示
すように記録素子１００においてインクの吐出が行われ
ると、記録素子１００においてはそのインクの吐出に伴
う圧力変動に応じ、その液路１０１にインクを補給しよ
うとする吸引力が働き、その吸引力によりインク供給流
速としてＶ_xが発生する。すなわち、インク供給チュー
ブ３００Ａ（３００Ｂ）では上記の吸引力に相当する分
その弾性により径が収縮され、フィルタ通過時のインク
流速Ｖ_zが上記流速Ｖ_xに及ばないにかかわらず、チュ
ーブ内のインク流速Ｖ_yをほぼ上記流速Ｖ_xに等しく保
つことができる。かくして、インクの流れ始めからの時
間の経過と共にフィルタ１１２を通過するインク流速Ｖ
_zが（イ）および（ウ）で示すように高められ、（ウ）
に示すように流速Ｖ_zが流速Ｖ_xほぼ一致したところ
で、縮小されていたインク供給チューブ３００Ａ（３０
０Ｂ）の径もまた元通りの径に復帰する。

【００３３】なお、図１０に曲線Ｉで示したようにイン
ク流速にダンピング振動があるような場合にあっても、
その流速変動によって発生するチューブ３００Ａ（３０
０Ｂ）内の圧力変動に応じて、その径と共にチューブ内
のインク容積を変化させ、流速の振動的変化を吸収する
効果が得られる。

【００３４】図７は本発明の第２実施例を示す。なお、
本実施例のインクジェット記録ヘッドユニットにおいて
もその記録ヘッドは１３６０個の記録素子１００を有す
るもので、７０．５μｍのピッチで配設された１３６０
個のインク吐出口１０３を具えた長尺物である。本実施
例は、記録ヘッド２５０の両端部に設けられるインク供
給部３０１Ａおよび３０１Ｂとそれぞれ接続されるイン
ク供給路３００Ｃおよび３００Ｄのうち、長手となる方
のインク供給路３００Ｄの途中に弾性材料で形成され、
インクで充填される袋状のインク溜り３１０を設けたも
のである。なお、本実施例においても短かい方のインク
供給路３００Ｃに図５の（Ａ）に３００Ａとして示した
ようなインク供給チューブを設けることが可能なことは
いうまでもない。ただし、インクの始動から上述したよ
うな定常流速Ｖ_xが得られるまでの不安定な流速変動を
抑制するには長手のインク供給路３００Ｄに適用する方
が効果的であるため、本実施例では一方のみに弾性材料
で形成したインク溜り３１０を設けるようにした。

【００３５】また、図７に示す実施例において、短かい
方のインク供給路３００Ｃにも適切なサイズのインク溜
り（不図示）を設けるようにしてもよい。このようにフ
ィルタ１１２より下流側のインク供給路に弾性材料から
なり、フィルタ１１２の流体抵抗による流速の遅れにか
かわらずインク吐出に追随して記録ヘッド２５０へのイ
ンク補給を助成するように機能する部材（弾性部材）を
設けることで、記録開始直後の不安定なインク吐出を抑
制することが可能となる。

【００３６】なお、これ迄に述べてきた実施例では弾性
材料によって形成するインク供給チューブ３００Ａ，３
００Ｂやインク溜り３１０のサイズについては示さなか
ったが、流体抵抗を減らすと共に応答性を高めるために
は許される限り径若しくは容量の大きい方が望ましい。

【００３７】また、以上に述べた実施例では記録ヘッド
の各液路１０１に設けられる吐出エネルギ発生手段とし
て、電気信号により熱エネルギを発生する電気熱変換体
１０２を具えた場合の適用例について説明してきたが、
本発明の適用は、吐出エネルギ発生手段として電気熱変
換体を具えたものに限らず、これに代えて例えばピエゾ
素子などのように液路中の記録液に直接圧力変動を生じ
させるものを具えた液体噴射記録ヘッドにも広く適用で
きることはいうまでもない。

【００３８】（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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、フィルタより下流側の記録液供給路の少なくとも一
部を、前記圧力の変動に応じて変形する弾性部材によっ
て構成したので、記録開始直後の供給インク始動時にお
ける記録ヘッドへの多量のインク供給を円滑に行わせる
ことが可能となり、安定したインク吐出動作により記録
開始時から高品位の記録を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用が可能なインクジェット記録式捺
染装置の構成図である。

【図２】図１に示す捺染記録装置の構成を示す斜視図で
ある。

【図３】本発明が適用されるインク供給路の構成図であ
る。

【図４】本実施例に適用される記録ヘッドの構成例を示
す斜視図である。

【図５】本発明の第１実施例による構成を示す斜視図で
ある。

【図６】本発明の第１実施例による記録ヘッドへのイン
ク供給路の挙動を（Ａ）の（ア），（イ），（ウ）の過
程で、また、従来例による同挙動を（Ｂ）の（エ），
（オ），（カ）の過程でそれぞれ示す説明図である。

【図７】本発明の第２実施例による構成を示す斜視図で
ある。

【図８】記録素子のインク吐出による記録動作を（ａ）
〜（ｇ）の各過程に従って示す説明図である。

【図９】従来のフィルタが設けられているインク供給経
路での問題点を（Ａ）および（Ｂ）の２例で示す説明図
である。

【図１０】フィルタを有するインク供給経路でのインク
の流速変動例を示す特性曲線図である。

【図１１】従来の記録開始時に発生し勝ちな記録濃度む
らの説明図である。

【符号の説明】

１布地２０記録部２４ヘッドキャリッジ２５記録ヘッドユニット３２Ａ，３２Ｂインク供給路３３，３３Ａ，３３Ｂコネクタ１００記録素子１０１液路１０２電気熱変換体１０３インク吐出口１０４インク１０５メニスカス１１１インク供給路１１２フィルタ２５０記録ヘッド２５１支持部材３００Ａ，３００Ｂ（弾性部材によるインク供給管
路）インク供給チューブ３００Ｃ，３００Ｄインク供給路３０１Ａ，３０１Ｂ供給部３１０インク溜り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録液を吐出する複数の吐出口を個々の
液路別に有し、該液路に異物が侵入するのを阻止するた
めのフィルタを具えた記録液供給路から前記液路におけ
る記録液吐出に伴う圧力の変動に応じて記録液の供給を
受ける液体噴射記録ヘッドにおいて、前記フィルタより下流側の記録液供給路の少なくとも一
部を、前記圧力の変動に応じて変形する弾性部材によっ
て構成したことを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
【請求項２】前記液路ごとに吐出エネルギを発生させ
る吐出エネルギ発生素子を有し、該吐出エネルギ発生素
子により前記記録液吐出口から前記記録液を吐出させる
吐出圧を発生させることを特徴とする請求項１に記載の
液体噴射記録ヘッド。
【請求項３】前記吐出エネルギ発生素子は電気熱変換
体であり、該電気熱変換体により前記吐出エネルギとし
て利用される熱エネルギを発生することを特徴とする請
求項２に記載の液体噴射記録ヘッド。
【請求項４】前記記録液供給路は複数であり、該複数
の記録液供給路により前記記録液の循環が可能であるこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの項に記載
の液体噴射記録ヘッド。
【請求項５】前記記録液供給路はコネクタを有し、該
コネクタに前記フィルタが介装されることを特徴とする
請求項１ないし４のいずれかの項に記載の液体噴射記録
ヘッド。
【請求項６】前記弾性部材によって構成される前記記
録液供給路の一部は、シリコーンチューブであることを
特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録ヘッド。
【請求項７】前記弾性部材によって構成される前記記
録液供給路の一部は、シリコーンゴムによる拡径可能な
袋体であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射
記録ヘッド。
【請求項８】前記弾性部材によって構成される前記記
録液供給路の一部は、軟質の塩化ビニールチューブであ
ることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録ヘッ
ド。
【請求項９】前記弾性部材によって構成される供給路
の一部は、軟質の塩化ビニールによって形成され、拡径
可能な袋体であることを特徴とする請求項１に記載の液
体噴射記録ヘッド。
【請求項１０】前記弾性部材の弾性係数は、１００ｇ
ｆ／ｍｍ²以下であることを特徴とする請求項１ないし
９のいずれかの項に記載の液体噴射記録ヘッド。