JP2002144605A - 液体吐出記録ヘッドおよび液体吐出記録装置 - Google Patents
液体吐出記録ヘッドおよび液体吐出記録装置Info
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Abstract
に優れ、常に安定した記録性能が得られる安価で信頼性
の高い記録ヘッドおよび記録装置を提供する。 【解決手段】 第1のプレートH1200には、インク
供給部材H1500から記録素子基板H1100にイン
クを安定的に供給するために、例えば記録素子基板H1
100側のインク供給口H1201(K)-Aから流路
形成部材H1600のインク供給口H1201(K)-
Bに対して徐々に断面積が減少するテーパー形状のイン
ク流路が形成されている。
Description
ンク)を吐出して記録動作を行う記録装置に適用される
記録ヘッドに関するものである。
ほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プ
リント部を有するワードプロセッサー等の装置、さらに
は、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録
装置に適用することができる。
ンインパクト記録方式の記録装置であり、高速な記録と
さまざまな記録媒体に対して記録することが可能であっ
て、記録時における騒音がほとんど生じないといった特
徴を持つ。このようなことからインクジェット記録装置
は、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、及び
複写機などの記録機構を担う装置として広く採用されて
いる。
的なインク吐出方式としては、電気熱変換素子を用いた
方式がある。この方式は微小な吐出口から微少な液滴を
吐出させて、記録媒体に対し記録を行うものとなってお
り、一般に、液滴を形成するためのインクジェット記録
ヘッドと、このヘッドに対してインクを供給する供給系
とから構成される。
録ヘッドは、電気熱変換素子を記録液室内に設け、これ
に記録信号となる電気パルスを与えることにより記録液
に熱エネルギーを与え、その時の記録液の相変化により
生じる記録液の発泡時(沸騰時)の気泡圧力を記録液滴
の吐出に利用したものである。
つの形態として、インク吐出用発熱抵抗体が形成された
基板であるヒータボードに対し垂直方向にインク滴を吐
出する、いわゆるサイドシューター型記録ヘッドの構成
が数々提案されている。その中でも、インク吐出口と記
録シートまでの距離を近づけて、高精細記録に対応させ
た微小液滴化に伴う吐出インク滴の着弾精度の低下を防
止できる記録ヘッドとして、吐出ノズルへのインクの供
給をヒータボードの発熱抵抗体形成面の裏面から該ヒー
ターボードを貫通する貫通口を介して行う構成が知られ
ている。この従来のヘッド構成例を図14に示す。
いては、Si基板Hの片面にインクを吐出するための複
数の電気熱変換素子H1103と、各電気熱変換素子H
1103に電力を供給するAl等の電気配線(不図示)
とが成膜技術により形成され、電気熱変換素子H110
3に対応するインク流路を形成するためのインク流路壁
H1106と複数の吐出口H1107とが形成されると
ともに、複数のインク流路にインクを供給するためのイ
ンク供給口H1102が吐出口の数と並び方向に対応し
てSi基板H1110に細長く開口するように形成され
ている。
録素子基板H1100の裏面より行えるため、インク供
給部材の存在によりインク吐出口H1107と記録シー
トまでの距離を広げなくて済み、吐出口と記録シートの
距離を自由に近づけて着弾精度を向上させることが出来
る。
ジェット記録ヘッドにおいて記録の高速化も益々求めら
れており、図14の構成のサイドシューター型記録ヘッ
ドにおいて記録の高速化を達成するために、記録素子基
板上に配置される吐出口群の列を長くしてスキャン記録
時の記録面積を大きくする方法をとる場合がある。
なるとともに、記録素子基板のインク供給口の長さも長
くなる。このように記録速度を速めるために記録素子基
板は長大化する傾向にあるため、記録素子基板全体に効
率よくインクを供給することが良好な記録結果を得るた
めのポイントとなってくる。効率よくインクを供給する
上で、障害となりうるものにインク供給路内に残留する
泡が挙げられる。記録中において、記録素子基板近傍の
インク供給路内に泡が大量に残留している場合は、記録
素子基板へのインクの供給不良が起こり、良好な記録結
果が得られない恐れがある。
することで、インクタンクと記録素子基板を繋ぐインク
供給路内の残留気泡を除去するインク吸引回復処理が必
要となる。
クの間のインク供給路の構成において、記録素子基板の
インク供給口直前まで狭い断面積のインク流路を設けた
場合、流路内の流抵抗が増加し、吸引回復機構に過大な
負荷がかかることになる。また、記録素子基板の直前で
狭いインク流路が急激に拡大するため、インク流に淀み
が生じ、泡の残留する可能性が高くなる。逆に、記録素
子基板のインク供給口の大きさのままでインクタンクま
でインク供給路を設けた場合はインクタンクから記録素
子基板にいたるインク流路全体の容積が増加して、吸引
回復処理の回復量が増加してしまうので、記録以外の無
駄なインク消費が増え、インクタンクの使用効率が低下
してしまう。
ト記録ヘッドにおいて回復性能に優れ、常に安定した記
録性能が得られる安価で信頼性の高いインクジェット記
録ヘッドおよびインクジェット記録装置を提供すること
にある。
に本発明は、液体を吐出する吐出口が配される液体吐出
口面と前記吐出口から液体を吐出するために利用される
エネルギーを発生する記録素子とを具備する記録素子基
板、および該記録素子基板に液体を供給するための液体
流路が形成された、前記記録素子基板を支持する支持基
板を含む記録素子ユニットと、液体を貯留するためのタ
ンクを保持し、かつ該タンクから供給される液体を前記
支持基板の液体流路を介して前記記録素子基板へ導くた
めの液体流路が形成された流路形成部材を持ち、前記記
録素子ユニットを保持固定する液体供給ユニットと、を
有する液体吐出記録ヘッドにおいて、前記流路形成部材
から前記記録素子基板への方向に前記支持基板における
液体流路の断面積が広がり角度90°以上で拡大してお
り、前記支持基板における液体流路の拡大前の断面積を
S1、該液体流路の拡大後の断面積をS2とした場合、S
2/S1≦4 の関係であることを特徴とする。
とで、記録素子基板へ記録液を充填する吸引回復の際、
回復機構に過大な負荷を掛けず、その回復液量を最小限
に抑えながら、タンクから記録素子基板までの流路内の
泡を効率よく除去する泡抜け性を確保することが可能と
なる。
支持基板に形成された液体流路の前記記録素子基板側の
開口は幅0.5mm以上、長さ15mm以上の細長形状であ
る。
材の液体流路とは前記支持基板と前記流路形成部材の間
に連結部材を介して連結されている。
路形成部材は樹脂材料で、前記連結部材は弾性を有する
材料で構成されている。
着脱自在に搭載するキャリッジを有し、該キャリッジの
走査に伴って所望の吐出口から液滴を吐出することによ
り記録媒体に記録を行なう液体吐出記録装置も本発明に
含む。
て図面を参照して説明する。ここでは、従来技術と同じ
構成には同じ符号を用いて説明する。
される好適なヘッドカートリッジ、記録ヘッド、インク
タンクのそれぞれの構成およびそれぞれの関係を説明す
る図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素
の説明を行う。
記録ヘッド)H1001は、図1の斜視図でわかるよう
に、記録ヘッドカートリッジH1000を構成する一構
成要素であり、記録ヘッドカートリッジH1000は、
記録ヘッドH1001と、記録ヘッドH1001に着脱
自在に設けられたインクタンクH1900(H190
1,H1902,H1903,H1904)とから構成
されている。記録ヘッドH1001は、インクタンクH
1900から供給されるインク(記録液)を、記録情報
に応じて吐出口から吐出する。
は、インクジェット記録装置本体に載置されているキャ
リッジ(不図示)の位置決め手段および電気的接点によ
って固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱
可能となっている。写真調の高画質なカラー記録を可能
とするためにインクタンクH1900は、ブラックイン
ク用のインクタンクH1901、シアンインク様のイン
クタンクH1902、マゼンタインク用のインクタンク
H1903、イエローインク用のインクタンクH190
4の独立した4つのタンクからなる。このようにインク
タンクH1901,H1902,H1903,H190
4のそれぞれが記録ヘッドH1001に対してシールゴ
ムH1800側に着脱自在であり、それぞれのインクタ
ンクが交換可能となっていることにより、インクジェッ
ト記録装置における印刷のランニングコストが低減され
る。
るそれぞれの構成要素毎に順を追ってさらに詳しく説明
する。
は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じさせ
るための熱エネルギーを生成する電気熱変換体(記録素
子)を用いて記録を行うバブルジェット(登録商標)方
式のサイドシュータ型の記録ヘッドである。
図に示すように、記録素子ユニットH1002とインク
供給ユニットH1003とタンクホルダーH2000か
ら構成されている。
記録素子ユニットH1002は、第1の記録素子基板H
1100、第2の記録素子基板H1101、第1のプレ
ート(第1の支持部材)H1200、電気配線テープ
(可撓性の配線基板)H1300、電気コンタクト基板
H2200、第2のプレート(第2の支持部材)H14
00で構成されており、また、インク供給ユニットH1
003は、インク供給部材H1500、流路形成部材H
1600、ジョイントシール部材H2300、フィルタ
ーH1700、シールゴムH1800から構成されてい
る。
素子基板H1100は、図14に示したように、厚さ
0.5〜1mmのSi基板H1110の片面に、インク
を吐出するための複数の電気熱変換素子(記録素子)H
1103と、各電気熱変換素子H1103に電力を供給
するAl等の電気配線が、成膜技術により形成されてい
る。そして、この電気熱変換素子H1103に対応する
複数のインク流路と複数の吐出口H1107とがフォト
リソグラフィ技術により形成されるとともに、複数のイ
ンク流路にインクを供給するためのインク供給口H11
02が反対側の面(裏面)に開口するように形成されて
いる。
100は第1のプレートH1200に接着され固定され
ており、ここにインク供給口H1102が形成されてい
る。さらに、第1のプレートH1200には、開口部を
有する第2のプレートH1400が接着され固定されて
おり、この第2のプレートH1400を介して、電気配
線テープH1300が記録素子基板H1100に対して
電気的に接続されるように保持されている。この電気配
線テープH1300は、記録素子基板H1100にイン
クを吐出するための電気信号を印加するものであり、記
録素子基板H1100に対応する電気配線と、この電気
配線部に位置しプリンタ本体からの電気信号を受け取る
外部信号入力端子H1301とを有し、この外部信号入
力端子H1301は、インク供給部材H1500の背面
側に位置決めされ固定されている。
位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの
方法で形成されている。すなわち、Si基板H1110
が、ウエハー面方向に<100>、厚さ方向に<111
>の結晶方位を持つ場合、アルカリ系(KOH,TMA
H,ヒドラジン等)による異方性エッチングで、約5
4.7度の角度でエッチングを進行させ得る。これによ
り所望の深さにエッチングを行い、長溝状の貫通口から
なるインク供給口H1102を形成する。インク供給口
H1102を挟んで両側に電気熱変換素子H1103が
それぞれ1列ずつ千鳥状に配列されている。電気熱変換
素子H1103と、電気熱変換素子H1103に電力を
供給するAl等の電気配線は、成膜技術により形成され
ている。さらに、前記電気配線に電力を供給するための
電極H1104が電気熱変換素子H1103の両外側に
配列されており、電極H1104にはAu等のバンプH
1105が熱超音波圧着法で形成されている。そして、
Si基板H1110上には、電気熱変換素子H1103
に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁H
1106と吐出口H1107が樹脂材料でフォトリソグ
ラフィ技術によりに形成され、吐出口群H1108が形
成されている。電気熱変換素子H1103に対向して吐
出口H1107が設けられているため、インク供給口H
1102から供給されたインクは電気熱変換素子H11
03の発熱作用により発生した気泡により吐出口H11
07から吐出される。
の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第
2の記録素子基板H1101は3色のインクを吐出させ
るための記録素子基板であり、3個のインク供給口H1
102が並列して形成されており、それぞれのインク供
給口H1102を挟んだ両側に電気熱変換素子H110
3とインク吐出口H1107が形成されている。第1の
記録素子基板H1100と同じようにSi基板H111
0にインク供給口H1102や電気熱変換素子H110
3、電気配線、電極H1104などが形成されておりそ
の上に樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によりインク
流路やインク吐出口H1107が形成されている。そし
て、第1の記録素子基板H1100と同様に電気配線に
電力を供給するための電極H1104にはAu等のバン
プH1105が形成されている。
1を支持する第1のプレートH1200の正面図、図7
はその裏面図を示す。
さ0.5〜10mmのアルミナ(Al2O3)材料で形成
されている。第1のプレートH1200の材料は、アル
ミナに限られることなく、記録素子基板H1100の材
料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子
基板H1100材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上
の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。第1のプレ
ートH1200の材料は、例えば、シリコン(Si)、
窒化アルミニウム(AlN)、ジルコニア、窒化珪素
(Si3N4)、炭化珪素(SiC)、モリブデン(M
o)、タングステン(W)のうちいずれであってもよ
い。
すように、第1の記録素子基板H1100にブラックの
インクを供給するためのインク供給口H1201(K)
と、第2の記録素子基板H1101にシアン、マゼン
タ、イエローのインクを供給するためのインク供給口H
1201(C)、H1201(M)、H1201(Y)
が形成されており、記録素子基板H1100及びH11
01の各インク供給口H1102が第1のプレートH1
200の各色用のインク供給口H1201にそれぞれ対
応し、かつ、第1の記録素子基板H1100と第2の記
録素子基板H1101はそれぞれ第1のプレートH12
00に対して位置精度良く接着固定されている。接着に
用いられる第1の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、
短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、
耐インク性のあるものが望ましい。その第1の接着剤
は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤
である。
素子基板H1100と第2の記録素子基板H1101に
対してインクを吐出するための電気信号を印加するもの
である。この電気配線テープH1300は、それぞれの
記録素子基板H1100,H1101を組み込むための
複数のデバイスホール(開口部)と、それぞれの記録素
子基板H1100,H1101の電極H1104に対応
する電極端子H1302と、この電気配線テープH13
00の端部に位置しプリンタ本体装置からの電気信号を
受け取るための外部信号入力端子H1301を有する電
気コンタクト基板H2200と電気的接続をおこなうた
めの電極端子部を有しており、この電極端子部と電極リ
ードH1302とは連続した銅箔の配線パターンでつな
がっている。この電気配線テープH1300は、例え
ば、配線が2層構造をなし表層がレジストフィルムによ
って覆われているフレキシブル配線基板からなる。この
場合、外部信号入力端子H1301の裏面側(外面側)
には、補強板が接着され、平面性向上が図られている。
補強板としては、例えば0.5〜2mmのガラスエポキ
シ、アルミニウム等の耐熱性を有する材料が使用され
る。
子基板H1100と第2の記録素子基板H1101は、
それぞれ電気的に接続されており、接続方法は、例え
ば、記録素子基板の電極H1104上のバンプH110
5と、電気配線テープH1300の電極リードH130
2とが、熱超音波圧着法により電気接合される。
さ0.5〜1mmの一枚の板状部材であり、例えばアル
ミナ(Al2O3)等のセラミックや、Al、SUSなど
の金属材料で形成されている。ただし、第2のプレート
H1400の材料は、これらに限定されるものではな
く、記録素子基板H1100,H1101および第1の
プレートH1200と同等の線膨張率を有し、かつ、そ
れらの熱伝導率と同等以上の熱伝導率を有する材料であ
ってもよい。
1のプレートH1200に接着固定された第1の記録素
子基板H1100と第2の記録素子基板H1101の外
形寸法よりも大きな開口部をそれぞれ有する形状であ
る。
の記録素子基板H1101と電気配線テープH1300
の電気接続部分は、第1の封止剤(不図示)および第2
の封止剤により封止され、電気接続部分をインクによる
腐食や外的衝撃から保護している。第1の封止剤は、主
に電気配線テープの電極端子H1302と記録素子基板
のバンプH1105との接続部の裏面側と記録素子基板
の外周部分を封止し、第2の封止剤は、前記接続部の表
側を封止している。
プリンタ本体装置からの電気信号を受け取るための外部
信号入力端子H1301を有する電気コンタクト基板H
2200が、異方性導電フィルム等を用いて熱圧着され
電気的に接続されている。
給部材H1500は、例えば、樹脂成形により形成され
ている。該樹脂材料には、形状的剛性を向上させるため
にガラスフィラーを5〜40%混入した樹脂材料を使用
することが望ましい。
0を着脱自在に保持するインク供給部材H1500は、
インクタンクH1900から記録素子ユニットH100
2にインクを導くためのインク供給ユニットH1003
の一構成部品であり、流路形成部材H1600が超音波
溶着されて、インクタンクH1900から第1のプレー
トH1200のインク供給口に至るインク流路が形成さ
れている。また、インクタンクH1900と係合するジ
ョイント部H1520には、外部からのゴミの進入を防
ぐためのフィルターH1700が溶着により接合されて
おり、さらに、ジョイント部H1520からのインクの
蒸発を防止するために、シールゴムH1800が装着さ
れている。
をインクジェット記録装置本体のキャリッジに装着位置
に案内するための装着ガイドH1601、記録ヘッドカ
ートリッジをヘッドセットレバーによりキャリッジに装
着固定するための係合部、キャリッジの所定の装着位置
に位置決めするためのX方向(キャリッジスキャン方
向)の突き当て部H1509、Y方向(記録メディア搬
送方向)の突き当て部H1510、Z方向(インク吐出
方向)の突き当て部H1511を備えている。また、記
録素子ユニットH1002の電気コンタクト基板H22
00を位置決め固定する端子固定部H1512を有し、
端子固定部H1512およびその周囲には複数のリブが
設けられ、端子固定部H1512を有する面の剛性を高
めている。
ユニットの結合」先述の図2に示した通り、記録ヘッド
H1001は、記録素子ユニットH1002をインク供
給ユニットH1003に結合しさらにタンクホルダーH
2000と結合することにより完成する。結合は以下の
ように行われる。
口(第1のプレートH1200のインク供給口H120
1)とインク供給ユニットH1003のインク供給口
(流路形成部材H1600のインク供給口H1602)
とを、インクがリークしないように連通させるため、ジ
ョイントゴム(連結部材)H2300を介してそれぞれ
の部材を圧着するようビスH2400で固定する。この
際同時に、記録素子ユニットH1002はインク供給ユ
ニットのX方向、Y方向、Z方向の基準位置に対して正
確に位置決めされ固定される。
コンタクト基板H2200はインク供給部材H1500
の一側面に、端子位置決めピンH1515(2ヶ所)と
端子位置決め穴H1309(2ヶ所)により位置決めさ
れ、固定される。固定方法としては、例えば、インク供
給部材H1500に設けられた端子位置決めピンH15
15をかしめることにより固定されるが、その他の固定
手段を用いて固定しても良い。
ホルダーとの結合穴および結合部をタンクホルダーH2
000に嵌合させ結合することにより、記録ヘッドH1
001が完成する。すなわち、インク供給部材H150
0、流路形成部材H1600、フィルターH1700及
びシールゴムH1800から構成されるインク供給ユニ
ットH1003と、記録素子基板H1100,H110
1、第1のプレートH1200、電気配線テ−プH13
00、電気コンタクト基板H2200および第2のプレ
ートH1400から構成される記録素子ユニットH10
02とはそれぞれのインク供給部をジョイントゴムH2
300を介して接合され連結している。そして、タンク
ホルダーH2000がインク供給ユニットH1003に
嵌合状態で結合されることにより、記録ヘッドが構成さ
れている。その完成図を図4に示している。
ける記録素子ユニットの小型化のためには、一般に、ユ
ニット内に形成されるインク流路の流路長が最短、かつ
その断面積が最小となるように全体を構成しなければな
らない。一方、記録速度を速めるために記録素子基板
(図14)は長大化する傾向にあるため、記録素子基板
全体に効率よくインクを供給することが良好な記録結果
を得るためのポイントとなってくる。効率よくインクを
供給する上で、良好な記録への障害となりうるものにイ
ンク供給路内に残留する泡が挙げられる。
記録素子基板の供給口が長大化傾向にあるインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、記録素子基板へインクを充填す
るインク吸引回復の際のインク回復量を必要以上増加さ
せないで、インクタンクから記録素子基板までのインク
流路内の泡を効率よく除去する泡抜け性を確保するため
の形態例を以下に説明する。
トH1200に記録素子基板H1100を固定した状態
で、さらにインク供給ユニットの一部である流路形成部
材H1600を結合させた状態において、図6の矢視A
方向から見た全体の側断面図である。つまり、記録素子
基板1のインク供給口H1102と第1のプレートH1
200のインク供給口H1201(K)-Aの長細い方
向を通る面で記録素子基板1と第1のプレートH120
0と流路形成部材H1600を切断した断面を示してい
る。
に第1のプレートH1200に接着固定されており、記
録素子ユニットH1002とインク供給ユニットH10
03を結合する際にインクがリークしないように両者を
連通させるために、第1のプレートH1200および流
路形成部材H1600の間にジョイントゴムH2300
(図3、図9参照)が挟み込まれている。
給部材H1500から記録素子基板H1100にインク
を安定的に供給するために、例えば記録素子基板H11
00側のインク供給口H1201(K)-Aから流路形
成部材H1600のインク供給口H1201(K)-B
に対して徐々に断面積が減少するテーパー形状のインク
流路が形成されている。
ク流路は、記録素子基板H1100からインクタンク側
(インク供給源)に向かう一定の距離においてはインク
供給口H1201(K)-Bの最長径と同じ径を有する
断面をもって形成されている(図8)。
の厚さを4mm(図8符号B)、記録素子基板H1100
を支持する面における第1のプレートH1200のイン
ク供給口H1201(K)-Aを15.15×1mm(正面(記
録素子基板を支持する面)からみた開口)、第1のプレ
−トH1200と流路形成部材H1600が結合される
側のインク供給口H1201(K)-Bを4×1mm(図8
符号C、裏面(記録素子基板を支持する面とは反対側の
面)からみた開口)である。ここで、記録素子基板H1
100のインク供給口H1201(K)-Bと第1のプ
レートH1200のインク供給口H1201(K)-A
の大きさは略一致している。第1のプレ−トH1200
のインク流路は、記録素子基板H1100を支持する面
から流路形成部材H1600に向けてテーパー状に細く
なる形状になっている。本実施形態における第1のプレ
ートH1200のインク流路は、幅1mmのままで、長さ
が15.15mmから4mmに徐々に狭くなるようなテーパー形状
となっている。
H1100側の方向に、図8に示す第1のプレートH1
200のインク流路の断面積は広がり角度90度以上で
増加しており、第1のプレートH1200の記録素子基
板H1100側のインク供給口H1201(K)-Aの
断面積S2は15.15mm2、インク供給部材側H160
0のインク供給口H1201(K)-Bの断面積S1は4
mm2で、その比率S2/S1≒3.79であった。本実施形
態で示したインクジェット記録ヘッドを用いて回復性の
検討を行ったところ、第1のプレートH1200内に残
留する泡が少なく、かつ回復機構に過大な負荷をかける
ことなく良好な回復性が得られた。
実施形態について説明する。図10は記録素子基板H1
100が固定された第1のプレートH1200にインク
供給ユニットの一部である流路形成部材H1600を結
合させた状態を表した図8の構成の変形例を示してい
る。
ク供給ユニットH1003の流路形成部材H1600内
に形成されたインク流路が、記録素子基板H1100側
からインクタンク側(インク供給源)に向かって徐々に
細くなるようなテーパー形状となっている他は第1の実
施の形態と同様である。
ッドを用いて回復性の検討を行ったところ、残留する泡
が少なく、かつ回復機構に過大な負荷を掛けることなく
良好な回復性が得られた。さらに、第1の実施形態と比
較して、より少ないインク量での回復が可能であった。
において、使用されるインクとしては染料インク、顔料
インクのいずれも使用可能であるが、本発明の記録ヘッ
ドに顔料インクを用いた場合には、先の泡溜まり防止の
他に凝集抑制効果を得ることも出来る。
較例を挙げる。図11及び図12は上述した実施形態に
よるインクタンクから記録素子基板までのインク流路の
構成と比較するための例を示している。
0の記録素子基板H1100側のインク供給口H120
1(K)-Aから、インク供給部材側H1600のイン
ク供給口H1201(K)-Bまでのインク流路は、幅1
mmのままで、長さが15mmから1.2mmに徐々に狭くなるよ
うなテーパー形状となっている(図11)。また、流路
形成部材H1600内のインク流路は、第1のプレート
H1200からインクタンクまでインク供給口H120
1(K)-Bの最長径(1.2mm)と同じ径を有する断面を
もって形成されている(図12)。
合、インク吐出口H1107からインクを吸引して記録
素子基板H1100へインクを充填することでインク吐
出口の目詰まり等を回復させるためのインク吸引回復に
おいて、第1のプレートH1200のインク流路内に泡
だまりが生じやすいという不具合が生じていた。
1200の記録素子基板H1100側のインク供給口H
1201Aの断面積S2は15mm2、インク供給部材側の
インク供給口H1201Bの断面積S1(図J5符号
D)は1.2mm2で、その比率S2/S1=12.5であっ
た。
ようなカートリッジタイプの記録ヘッドを搭載可能な液
体吐出記録装置について説明する。図13は、本発明の
液体吐出記録ヘッドを搭載可能な記録装置の一例を示す
説明図である。
したヘッドカートリッジH1000がキャリッジ102
に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ
102には、カートリッジH1000上の電気接続部を
介して各吐出口列に駆動信号等を伝達するための電気接
続部(不図示)が設けられている。
て装置本体に設置されたガイドシャフト103に沿って
往復移動可能に案内支持されている。そして、キャリッ
ジ102は主走査モータ104によりモータプーリ10
5、従動プーリ106およびタイミングベルト107等
の駆動機構を介して駆動されるとともにその位置及び移
動が制御される。また、ホームポジションセンサ130
がキャリッジ102に設けられている。これにより遮蔽
板136の位置をキャリッジ102上のホームポジショ
ンセンサ130が通過した際に位置を知ることが可能と
なる。
36を検知するキャリッジの位置(ホームポジション)
には、ヘッドカートリッジH1000のインク吐出口の
前面を塞ぐキャップ137を示し、キャップ137は不
図示の吸引手段によりキャップ内開口を介して記録ヘッ
ドのインク吸引回復を行うために用いられる。キャップ
137はギア等を介して伝達される駆動力により移動し
てインク吐出口面を覆うことができる。キャップ137
の近傍にはクリーニングブレード138が設けられてい
る。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102がホームポジションに移動したと
きに、記録ヘッドのインク吐出口面に対して行えるよう
に構成されている。
108は給紙モータ135からギアを介してピックアッ
プローラ131を回転させることによりオートシートフ
ィーダ(以後ASF)132から一枚ずつ分離給紙され
る。更に搬送ローラ109の回転により、ヘッドカート
リッジ1の吐出口面と対向する位置(プリント部)を通
って搬送(副走査)される。搬送ローラ109はLFモ
ータ134の回転によりギアを介して行われる。その
際、給紙されたかどうかの判定と給紙時の頭出し位置の
確定は、ペーパエンドセンサ133を記録媒体108が
通過した時点で行われる。さらに、記録媒体108の後
端が実際にどこに有り、実際の後端から現在の記録位置
を最終的に割り出すためにもペーパエンドセンサ133
は使用されている。
平坦なプリント面を形成するように、その裏面をプラテ
ン(不図示)により支持されている。この場合、キャリ
ッジ102に搭載されたヘッドカートリッジ1は、それ
らの吐出口面がキャリッジ102から下方へ突出して前
記2組の搬送ローラ対の間で記録媒体108と平行にな
るように保持されている。
ける吐出口の並び方向が上述したキャリッジ102の走
査方向に対して交差する方向になるようにキャリッジ1
02に搭載され、これらの吐出口列から液体を吐出して
記録を行なう。上述の実施形態では、熱エネルギーを利
用してインクを吐出するために、熱エネルギーを発生す
る電気熱変換体を備えていたが、もちろん本発明は、振
動素子によってインクを吐出する等、その他の吐出方式
を適用したものであってもよい。
記録のために液体を吐出する吐出口形成面を有する記録
素子基板と、該記録素子基板の前記吐出口形成面とは反
対側面を支持する支持基板と、記録用の液体を貯留する
タンクとを有し、前記タンクと前記記録素子基板の間
で、前記タンクから前記支持基板を介して前記記録素子
基板へ液体を供給する流路を形成する液体吐出記録ヘッ
ドにおいて、前記タンクから前記記録素子基板への方向
に前記支持基板における液体流路の断面積が広がり角度
90°以上で拡大し、かつ前記支持基板における液体流
路の拡大前の断面積をS1、該液流路の拡大後の断面積
をS2とした場合、S2/S1≦4 の関係を満たす構成と
した事により、記録素子基板へ記録液を充填する吸引回
復の際の回復液量を最小限に抑えながら、タンクから記
録素子基板までの流路内の泡を効率よく除去することが
できる。
録ヘッドカートリッジを示す分解斜視図である。
である。
分解斜視図である。
録ヘッドカートリッジの底面側を示す斜視図である。
録ヘッドカートリッジを構成するカラー記録用の記録素
子基板を一部切り欠いて示す概略斜視図である。
記録素子基板を支持する第1のプレートの正面図であ
る。
録ヘッドカートリッジの第1のプレートに記録素子基板
を固定した状態で、さらにインク供給ユニットの一部で
ある流路形成部材を結合させた状態において、図6の矢
視A方向から見た全体の側断面図である。
インク供給ユニットの一部である流路形成部材を結合さ
せた状態を表した図8の構成の変形例を示す図である。
クタンクから記録素子基板までのインク流路の構成と比
較するための例を示す図である。
クタンクから記録素子基板までのインク流路の構成と比
較するための例を示す図である。
録装置の一例を示す説明図である。
子基板を一部切り欠いて示す概略斜視図である。
(M),H1201(Y)インク供給口 H1201(K)-A 第1のプレートの記録素子基
板を支持する面のインク供給口 H1201(K)-B 第1のプレートの流路形成部
材を結合する面のインク供給口 H1202 第1の接着剤 H1203 第2の接着剤 H1204 X方向(ヘッド移動方向)基準面 H1205 Y方向(記録媒体移動方向)基準面 H1300 電気配線テープ H1301 外部信号入力端子 H1302 電極端子 H1303 電極端子部 H1304 熱硬化接着樹脂 H1305 第1の折り曲げ部 H1309 端子位置決め穴 H1310 端子結合穴 H1400 第2のプレ−ト H1500 インク供給部材 H1501 インク流路 H1509 X方向突き当て部 H1510 Y方向突き当て部 H1511 Z方向突き当て部 H1512 端子固定部 H1600 流路形成部材 H1601 装着ガイド H1602 インク供給口 H1700 フィルタ− H1800 シールゴム H1900 インクタンク H1901 ブラックインクタンク H1902 シアンインクタンク H1903 マゼンタインクタンク H1904 イエロ−インクタンク H2000 タンクホルダー H2300 ジョイントゴム(連結部材) H2400 ビス
Claims (5)
- 【請求項1】 液体を吐出する吐出口が配される液体吐
出口面と前記吐出口から液体を吐出するために利用され
るエネルギーを発生する記録素子とを具備する記録素子
基板、および該記録素子基板に液体を供給するための液
体流路が形成された、前記記録素子基板を支持する支持
基板を含む記録素子ユニットと、 液体を貯留するためのタンクを保持し、かつ該タンクか
ら供給される液体を前記支持基板の液体流路を介して前
記記録素子基板へ導くための液体流路が形成された流路
形成部材を持ち、前記記録素子ユニットを保持固定する
液体供給ユニットと、を有する液体吐出記録ヘッドにお
いて、 前記流路形成部材から前記記録素子基板への方向に前記
支持基板における液体流路の断面積が広がり角度90°
以上で拡大しており、前記支持基板における液体流路の
拡大前の断面積をS1、該液体流路の拡大後の断面積を
S2とした場合、S2/S1≦4 の関係であることを特徴
とする液体吐出記録ヘッド。 - 【請求項2】 前記支持基板に形成された液体流路の前
記記録素子基板側の開口は幅0.5mm以上、長さ15mm
以上の細長形状であることを特徴とする請求項1に記載
の液体吐出記録ヘッド。 - 【請求項3】 前記支持基板の液体流路と前記流路形成
部材の液体流路とは前記支持基板と前記流路形成部材の
間に連結部材を介して連結されていることを特徴とする
請求項1又は2に記載の液体吐出記録ヘッド。 - 【請求項4】 前記支持基板はセラミック材料で、前記
流路形成部材は樹脂材料で、前記連結部材は弾性を有す
る材料で構成されていることを特徴とする請求項1から
3のいずれか1項に記載の液体吐出記録ヘッド。 - 【請求項5】 請求項1から4のいずれか1項に記載の
液体吐出記録ヘッドを着脱自在に搭載するキャリッジを
有し、該キャリッジの走査に伴って所望の吐出口から液
滴を吐出することにより記録媒体に記録を行なう液体吐
出記録装置。
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