JP2692983B2

JP2692983B2 - インクジェットヘッド及び該ヘッドを備えたインクジェットカートリッジ及び該カートリッジを搭載したインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2692983B2
Application number: JP24104789A
Authority: JP
Inventors: 孝大庭; 昭男斎藤; 邦彦前岡; 潤河合; 力阿部; 寛中込; 輝雄荒島; 博志杉谷; 能史服部; 雅実池田; 朝雄斉藤; 和明益田; 剛折笠
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1989-09-18
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JPH03101957A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はインクジェットヘツドに関し、詳しくは吐出
口から吐出させた液滴により、記録がなされる液体噴射
記録装置に用いられるインクジェットヘツドに関する。

また本発明は、インクジェットヘッドに対してインク
を供給する為のインクタンクを一体的に備えたインクジ
ェットカートリッジに関する。

更本発明は、インクジェットヘッドとインクタンクと
一体的に備えたインクジェットカートリッジを用いて所
望の記録を達成するインクジェット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の液体噴射記録装置としては、圧電素子
の変形により液流路内に圧力変化を発生させて微小液滴
を吐出させるもの、あるいはインク路内に発熱素子を配
しこれを発熱させ、その発熱によるエネルギーを利用し
て気泡を生ぜしめ、これによって吐出口から液滴を吐出
させるもの等が種々提案されてきた。

これらの中でも、熱エネルギを利用して記録液（イン
ク）を吐出する方式に係る記録ヘツドは、記録用の液滴を吐出して飛翔用液滴を形成するための
インク吐出口を高密度に配列することができるために高
解像力の記録をすることが可能であること、記録ヘツドとして全体的なコンパクト化も容易である
こと、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、長尺化および面状化（２次元化）が容易である
こと、等により、マルチノズル化および高密度実装化が容易で
しかも大量生産時の生産性が良く製造費用も廉価にでき
るものとして特に注目されている。

第８図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、従来のインクジェ
ットヘッドの一例を概略的に示すものである。

これらの図において、１はSi等からなる第１基板であ
り、その上面には不図示の吐出エネルギ発生素子として
の電気熱変換体やその配線部の群が設けられている。２
はガラスや金属あるいは樹脂等により構成される第２基
板である。第２基板２には、切削やエツチング等により
インク導入口2a、第１基板と接合されることでインク路
４を形成するための溝4b、インク路壁4a、およびインク
路４に連通した共通インク室５が形成されている。

そして、同図（Ａ）に示すように、第１および第２基
板が接着剤10により互いに接着固定され、同図（Ｂ）に
示すようにインクジェットヘツドが組立てられる。

〔発明が解決しようとしている課題〕

ところで、このように接着剤10により第１基板１と第
２基板２とを接合する場合には、第８図（Ｃ）に示すよ
うに前記第１基板１と第２基板２とは互いに傾きやズレ
のない高精度の成形が要求される。

しかし、第２基板２に形成されたインク路壁4aの配列
方向の傾きと共通インク室５後端の壁部5aの傾きとが異
なる場合、第１基板との接合面のつり合いがとれなくな
ってしまう。この場合第１基板と第２基板とはガタツキ
を生じ不均衡な状態となり、インク路壁4aに第１基板１
との接合面から浮き上がった隙間領域が形成されてしま
う。この場合、前記隙間にインクが回り込んだり、イン
ク吐出時に発生する気泡の圧力が前記隙間から逃げ出し
てしまいインク滴の吐出エネルギーを損なうことにな
り、印字品位の低下を招くことになる。

一方、第１基板と第２基板との隙間に封入された接着
剤10の厚みが不均一となる場合があり、記録ヘッドの一
部からインクがもれ、機器内部の電気回路を汚損し、電
気回路の動作不良やそれによる印字品位の低下などの問
題を生じることにもなる。

本発明は、以上のような課題を解決して、印字品位に
優れ、信頼性の高い廉価なインクジェットヘツドを提供
することを目的とする。

また本発明は、前述の優れた特定を備えたヘッドとイ
ンクタンクとを一体的に備えたインクジェットカートリ
ッジを提供することを目的とする。

更本発明は、前述の優れた特性を備えたヘッドとイン
クタンクとを一体的に備えたインクジェットカートリッ
ジを搭載したインクジェット記録装置を提供することを
目的とする。

〔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、提案されたものであっ
て、インク吐出口からインクを吐出する為に利用される
吐出エネルギー発生素子を備えた第１基板と、該基板と
接合することにより前記吐出エネルギー発生素子の各々
に対応したインク路と該インク路に連通した共通インク
室とを形成する為の壁部とを有する第２基板と、前記第
２基板は、前記インク路を形成する第１壁部と、該第１
壁部に対して所定の段差を有する前記共通インク室を形
成する第２壁部と、を備えており、共通インク室のイン
ク吐出方向に対して後方の該第２壁部の前記第１基板と
の接合面の一部に突状部材が設けられているとともに前
記第２壁部は前記第１基板に該突状部材でのみ接するこ
とを特徴とする。

［作用］本発明によれば、インクジェットヘッドの組立工程に
おいて、共通インク室のインク吐出方向に対して後方の
第２壁部の第１基板との接合面の一部に配された突状部
材により、インク路の水平度を保持できるため、インク
路壁である第１壁部と第１基板との密着性が増し、イン
ク滴の吐出性能が向上する。

また、第１基板と第２基板との接合に際して接着剤を
使用しなくてもよくなるため、接着剤のはみ出しによる
インク路の目詰まり等の不都合を解消できる。

〔実施例〕

第２図乃至第６図は、本発明が実施もしくは適用され
る好適なインクジェットユニツトIJU,インクジェットヘ
ッドIJH,インクタンクIT,インクジェットカートリツジI
JC,インクジェット記録装置本体IJRA、キヤリツジHCの
夫々及び夫々の関係を説明するための説明図である。以
下これらの図面を用いて各部構成の説明を行う。

本例でのインクジェットカートリツジIJCは、第３図
の斜視図でわかるように、インクの収納割合が大きくな
っているもので、インクタンクITの前方面よりもわずか
にインクジェットユニツトIJUの先端部が突出した形状
である。このインクジェットカートリツジIJCは、イン
クジェット記録装置本体IJRAに載置されているキヤリツ
ジHC（第５図）の後述する位置決め手段及び電気的接点
とによって固定支持されると共に、該キヤリツジHCに対
して着脱可能なデイスポーザブルタイプである。本例第
２図乃至第６図には、本発明の成立段階において成され
た数々の新規な技術が適用された構成となっているの
で、これらの構成を簡単に説明しながら、全体を説明す
ることにする。

（ｉ）インクジェットユニツトIJU構成説明インクジェットユニツトIJUは、電気信号に応じて膜
沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギー
を生成する電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェ
ット方式のユニツトである。

第２図において、100はSi基板上に複数の列状に配さ
れた電気熱変換体（吐出ヒータ）と、これに電力を供給
するAl等の電気配線とが成膜技術により形成されて成る
ヒータボードである。200はヒータボード100に対する配
線基板であり、ヒータボード100の配線に対応する配線
（例えばワイヤボンデイングにより接続される）と、こ
の配線の端部に位置し本体装置からの電気信号を受ける
パツド201とを有している。

1300は複数のインク流路を夫々区分するための隔壁や
各インク流路へインクを与えるためにインクを収納する
ための共通液室等を設けた溝付天板で、インクタンクIT
から供給されるインクを受けて上述の共通液室へ導入す
るインク受け口1500と、各インク流路に対応した吐出口
を複数有するオリフイスプレート400を一体成型したも
のである。これらの一体成型材料としてはポリサルフオ
ンが好ましいが、他の成型用樹脂材料でも良い。

300は配線基板200の裏面を平面で支持する例えば金属
製の支持体で、インクジェットユニツトの底板となる。
500は押えばねであり、Ｍ字形状でそのＭ字の中央で共
通液室を軽圧で押圧すると共に前だれ部501で液路の一
部、好ましくは吐出口近傍の領域を線圧で集中押圧す
る。ヒータボード100および天板1300を押えばねの足部
が支持体300の穴3121を通って支持体300の裏面側に係合
することでこれらを挟み込んだ状態で両者を係合させる
ことにより、押えばね500とその前だれ部501の集中付勢
力によってヒータボード100と天板1300とを圧着固定す
る。又支持体300は、インクタンクITの２つの位置決め
凸起1012及び位置決め且つ熱融着保持用凸起1800,1801
に係合する位置決め用穴312,1900,2000を有する他、装
置本体IJRAのキヤリツジHCに対する位置決め用の突起25
00,2600を裏面側に有している。加えて支持体300はイン
クタンクからのインク供給を可能とするインク供給管22
00（後述）を貫通可能にする穴320をも有している。支
持体300に対する配線基板200の取付は、接着剤等で貼着
して行われる。尚、支持体300の凹部2400,2400は、それ
ぞれ位置決め用突起2500,2600の近傍に設けられてお
り、組立てられたインクジェットカートリツジIJC（第
３図）において、その周囲の３辺を平行溝3000,3001の
複数で形成されたヘツド先端域の延長点にあって、ゴミ
やインク等の不要物が突起2500,2600に至ることがない
ように位置している。この平行溝3000が形成されてい
る。蓋部材800は、第５図でわかるように、インクジェ
ットカートリツジIJCの外壁を形成すると共に、インク
タンクとでインクジェットユニツトIJUを収納する空間
部を形成している。又、この平行溝3001が形成されてい
るインク供給部材600は、前述したインク供給管2200に
連続するインク導管1600を供給管2200側が固定の片持ち
ばりとして形成し、インク導管の固定側とインク供給管
2200との毛管現象を確保するための封止ピン602が挿入
されている。尚、601はインクタンクITと供給管2200と
の結合シールを行うパツキン、700は供給管のタンク側
端部に設けられたフイルターである。

このインク供給部材600は、モールド成型されている
ので、安価で位置精度が高く形成製造上の精度低下を無
くしているだけでなく、片持ちばりの導管1600によって
大量生産時においても導管1600の上述インク受け口1500
に対する圧接状態が安定化できる。本例では、この圧接
状態下で封止用接着剤をインク供給部材側から流し込む
だけで、より完全な連通状態を確実に得ることができて
いる。尚、インク供給部材600の支持体300に対する固定
は、支持体300の穴1901,1902に対するインク供給部材60
0の裏面側ピン（不図示）を支持体300の穴1901,1902を
介して貫通突出せしめ、支持体300の裏面側に突出した
部分を熱融着することで簡単に行われる。尚、この熱融
着された裏面部のわずかな突出領域は、インクタンクIT
のインクジェットユニツトIJU取付面側壁面のくぼみ
（不図示）内に収められるのでユニツトIJUの位置決め
面は正確に得られる。

（ii）インクタンクIT構成説明インクタンクは、カートリツジ本体1000と、インク吸
収体900とインク吸収体900をカートリツジ本体1000の上
記ユニツトIJU取付面とは反対側の側面から挿入した
後、これを封止する蓋部材1100とで構成されている。

900はインクを含浸させるための吸収体であり、カー
トリッジ本体1000内に配置される。1200は上記各部100
〜600からなるユニツトIJUに対してインクを供給するた
めの供給口であると共に、当該ユニツトをカートリツジ
本体1000の部分1010に配置する前の工程で供給口1200よ
りインクを注入することにより吸収体900のインク含浸
を行うための注入口でもある。

この本例では、インクを供給可能な部分は、大気連通
口とこの供給口とになるが、インク吸収体からのインク
供給性を良好に行うための本体1000内リブ2300と蓋部材
1100の部分リブ2500,2400とによって形成されたタンク
内空気存在領域を、大気連通口1401側から連続させてイ
ンク供給口1200から最も遠い角部域にわたって形成して
いる構成をとっているので、相対的に良好かつ均一な吸
収体へのインク供給は、この供給口1200側から行われる
ことが重要である。この方法は実用上極めて有効であ
る。このリブ1000は、インクタンクの本体1000の後方面
のおいて、キヤリツジ移動方向に平行なリブを４本有
し、吸収体が後方面に密着することを防止している。
又、部分リブ2400,2500は、同様にリブ1000に対して対
応する延長上にある蓋部材1100の内面に設けられている
が、リブ1000とは異なり分割された状態となっていて空
気の存在空間を前者より増加させている。尚、部分リブ
2500,2400は蓋部材1000の全面積の半分以下の面に分散
された形となっている。これらのリブによってインク吸
収体のタンク供給口1200から最も遠い角部の領域のイン
クをより安定させつつも確実に供給口1200側へ毛管力で
導びくことができた。1401はカートリツジ内部を大気に
連通するために蓋部材に設けた大気連通口である。1400
は大気連通口1401の内方に配置される撥液剤であり、こ
れにより大気連通口1400からのインク漏洩が防止され
る。

前述したインクタンクITのインク収容空間は長方体形
状であり、その長辺を側面にもつ場合であるので上述し
たリブの配置構成は特に有効であるが、キヤリツジの移
動方向に長辺を持つ場合又は立方体の場合は、蓋部材11
00の全体にリブを設けるようにすることでインク吸収体
900からのインク供給を安定化できる。限られた空間内
にインクを出来るだけ収納するためには直方体形状が適
しているが、この収納されたインクを無駄なく記録に使
用するためには、上述したように、角部の領域に対して
近接する２面領域に上記作用を行えるリブを設けること
が重要である。更に本実施例におけるインクタンクITの
内面リブは、直方体形状のインク吸収体の厚み方向に対
してほぼ均一な分布で配置されている。この構成は、吸
収体全体のインク消費に対して、大気圧分布を均一化し
つつインク残量をほとんど無ならしめることが出来るた
め重要な構成である。更に、このリブの配置上の技術思
想を詳述すれば、直方体の４角形上面においてインクタ
ンクのインク供給口1200を投影した位置を中心として、
長辺を半径とする円弧を描いたときに、その円弧よりも
外側に位置する吸収体に対して、大気圧状態が早期に与
えられるようにその円弧よりも外側の面に上記リブを配
設することが重要となる。この場合、タンクの大気連通
口は、このリブ配設領域に大気を導入できる位置であれ
ば、本例に限られることではない。

加えて、本実施例では、インクジェットカートリッジ
IJCのヘッドに対する後方面を平面化して、装置に組み
込まれたときの必要スペースを最小化ならしめるととも
に、インクの収容量を最大化している構成をとっている
ために、装置の小型化を達成できるだけではなく、カー
トリッジの交換頻度を減少できる優れた構成をとってい
る。そして、インクジェットユニットIJUを一体化する
ための空間の後方部を利用して、そこに、大気連通口14
01用の突出部分を形成し、この突出部分の内部を空洞化
して、ここに前述した吸収体900厚み全体に対する大気
圧供給空間1402を形成してある。このように構成するこ
とで、従来には見られない優れたカートリッジを提供で
きた。尚、この大気圧供給空間1402は、従来よりもはる
かに大きい空間であり、上記大気連通口1401が上方に位
置しているので、何らかの異常で、インクが吸収体から
離脱しても、この大気圧供給空間1402は、そのインクを
一時的に保持でき、確実に吸収体に回収せしめることが
できるので無駄のない優れたカートリッジを提供でき
る。

又、インクタンクITの上記ユニツトIJUの取付面の構
成は第４図によって示されている。オリフイスプレート
400の突出口のほぼ中心を通って、タンクITの底面もし
くはキヤリツジの表面の載置基準面に平行な直線をL₁と
すると、支持体300の穴312に係合する２つの位置決め凸
起1012はこの直線L₁上にある。この凸起1012の高さは支
持体300の厚みよりわずかに低く、支持体300の位置決め
を行う。この図面上で直線L₁の延長上にはキヤリツジの
位置決め用フツク4001の90°角の係合面4002が係合する
爪2100が位置しており、キヤリツジに対する位置決めの
作用力がこの直線L₁を含む上記基準面に平行な面領域で
作用するように構成されている。第５図で後述するが、
これらの関係は、インクタンクのみの位置決めの精度が
ヘツドの吐出口の位置決め精度と同等となるので有効な
構成となる。

又、支持体300のインクタンク側面への固定用穴1900,
2000に夫々対応するインクタンクの突起1800,1801は前
述の凸起1012よりも長く、支持体300を貫通して突出し
た部分を熱融着して支持体300をその側面に固定するた
めのものである。上述の線L₁に垂直でこの突起1800を通
る直線をL₃、突起1801を通る直線をL₂としたとき、直線
L₃上には上記供給口1200のほぼ中心が位置するので、供
給部の口1200と供給管2200との結合状態を安定化する作
用をし、落下や衝撃によってもこれらの結合状態への負
荷を軽減できるので好ましい構成である。又、直線L₂，
L₃は一致していず、ヘツドIJHの吐出口側の凸起1012周
辺に突起1800,1801が存在しているので、さらにヘツドI
JHのタンクに対する位置決めの補強効果を生んでいる。
尚、L₄で示される曲線は、インク供給部材600の装着時
の外壁位置である。突起1800,1801はその曲線L₄に沿っ
ているので、ヘツドIJHの先端側構成の重量に対しても
充分な強度と位置精度を与えている。尚、2700はインク
タンクITの先端ツバで、キヤリツジの前板4000の穴に挿
入されて、インクタンクの変位が極端に悪くなるような
異変時に対して設けられている。2101は、キヤリツジに
対する抜け止めで、キヤリツジHCの不図示のバーに対し
て設けれ、カートリッジIJCが後述のように旋回装着さ
れた位置でこのバーの下方に侵入して、不要に位置決め
位置から離脱させる上方方向へ力が作用しても装着状態
を維持するための保護用部材である。

インクタンクITは、ユニツトIJUを装着された後に蓋8
00で覆うことで、ユニツトIJUを下方開口を除いて包囲
する形状となるが、インクジェットカートリツジIJCと
しては、キヤリツジHCに載置するための下方開口はキヤ
リツジHCと近接するため、実質的な４方包囲空間を形成
してしまう。従って、この包囲空間内にあるヘツドIJH
からの発熱はこの空間内の保温空間として有効となるも
のの長期連続使用としては、わずかな昇温となる。この
ため本例では、支持体の自然放熱を助けるためにカート
リツジIJCの上方面に、この空間よりは小さい幅のスリ
ツト1700を設けて、昇温を防止しつつもユニツトIJU全
体の温度分布の均一化を環境に左右されないようにする
ことができた。

インクジェットカートリツジIJCとして組立てられる
と、インクはカートリツジ内部より供給口1200、支持体
300に設けた穴320および供給タンク600の中裏面側に設
けた導入口を介して供給タンク600内に供給され、その
内部を通った後、導出口より適宜の供給管および天板40
0のインク導入口1500を介して共通液室内へと流入す
る。以上におけるインク連通用の接続部には、例えばシ
リコンゴムやブチルゴム等のパツキンが配設され、これ
によって封止が行われてインク供給路が確保される。

尚、本実施例においては天板1300は耐インク性に優れ
たポリサルフオン、ポリエーテルサルフオン、ポリフエ
ニレンオキサイド、ポリプロピレンなどの樹脂を用い、
オリフイスプレート部400と共に金型内で一体に同時成
型してある。

上述のように一体成型部品は、インク供給部材600、
天板・オリフイスプレート一体、インクタンク本体1000
としたので組立て精度が高水準になるばかりでなく、大
量生産の品質向上に極めて有効である。又部品点数の個
数は従来に比較して減少できているので、優れた所望特
性を確実に発揮できる。

また、本発明実施例では、上記組立後の形状におい
て、第２図乃至第４図で示されるように、インク供給部
材600は、その上面部603がインクタンクITのスリット17
00を備えた屋根部の端部4008との間に第３図に示したよ
うにスリットＳを形成し、下面部604がインクタンクIT
の下方の蓋800が接着される薄板部材のヘッド側端部401
1との間に上記スリットＳと同様のスリット（不図示）
を形成している。これらのインクタンクITとインク供給
部材600との間のスリットは、上記スリット1700の放熱
を一層促進させる作用を実質的に行うとともに、タンク
ITへ加わる不要な圧力があってもこれを直接供給部材、
強いては、インクジェットユニットIJTへ及ぼすことを
防止している。

いずれにしても、本実施例の上記構成は、従来には無
い構成であって、それぞれが単独で有効な効果をもたら
すと共に、複合的にも各構成要件があることで有機的な
構成をもたらしている。

（iii）キヤリツジHCに対するインクジェットカートリ
ツジIJCの取付説明第５図において、5000はプラテンローラで、記録媒体
Ｐを紙面下方から上方へ案内する。キヤリツジHCは、プ
ラテンローラ3000に沿って移動するもので、キヤリツジ
の前方プラテン側にインクジェットカートリツジIJCの
前面側に位置する前板4000（厚さ2mm）と、カートリツ
ジIJCの配線基板200のパツド201に対応するパツド2011
を具備したフレキシブルシート4005及びこれを裏面側か
ら各パツド2011に対して押圧する弾性力を発生するため
のゴムパツドシート4007を保持する電気接続部用支持板
4003と、インクジエツトカートリツジIJCを記録位置へ
固定するための位置決め用フツク4001とが設けられてい
る。前板4000は位置決め用突出面4010をカーリツジの支
持体300の前述した位置決め突起2500,2600に夫々対応し
て２個有し、カートリツジの装着後はこの突出面4010に
向う垂直な力を受ける。このため、補強用のリブが前板
のプラテンローラ側に、その垂直な力の方向に向ってい
るリブ（不図示）を複数有している。このリブは、カー
トリツジIJC装着時の前面位置L₅よりもわずかに（約0.1
mm程度）プラテンローラ側に突出しているヘツド保護用
突出部をも形成している。電気接続部用支持板4003は、
補強用リブ4004を前記リブの方向ではなく垂直方向に複
数有し、プラテン側からフツク4001側に向って側方への
突出割合が減じられている。これは、カートリツジ装着
時の位置を図のように傾斜させるための機能も果してい
る。又、支持板4003は電気的接触状態を安定化するた
め、上記２つの位置決め用突出面4010がカートリッジに
及ぼす作用方向と逆方向に、カートリッジへの作用力を
及ぼすためのフツク側の位置決め面4006を突出面4010に
対応して２個有し、これらの間にパツドコンタクト域を
形成すると共にパツド2011対応のボツチ付ゴムシート40
07のボツチの変形量を一義的に規定する。これらの位置
決め面は、カートリツジIJCが記録可能な位置に固定さ
れると、配線基板300の表面に当接した状態となる。本
例では、さらに配線基板300のパツド201を前述した線L₁
に関して対称となるように分布させているので、ゴムシ
ート4007の各ボツチの変形量を均一化してパツド2011,2
01の当接圧をより安定化している。本例のパツド201の
分布は、上方，下方２列、縦２列である。

フツク4001は、固定軸4009に係合する長穴を有し、こ
の長穴の移動空間を利用して図の位置から反時計方向に
回動した後、プラテンローラ5000に沿って左方側へ移動
することでキヤリツジHCに対するインクジェットカート
リツジIJCの位置決めを行う。このフツク4001の移動は
どのようなものでも良いが、レバー等で行える構成が好
ましい。いずれにしてもこのフツク4001の回動時にカー
トリツジIJCはプラテンローラ側へ移動しつつ位置決め
突起2500,2600が前板の位置決め面4010に当接可能な位
置へ移動し、フツク4001の左方側移動によって90°のフ
ツク面4002がカートリツジIJCの爪2100の90°面に密着
しつつカートリツジIJCを位置決め面2500,4010同志の接
触域を中心に水平面内で旋回して最終的にパツド201,20
11同志の接触が始まる。そしてフツク4001が所定位置、
即ち固定位置に保持されると、パツド201,2011同志の完
全接触状態と、位置決め面2500,4010同志の完全面接触
と、90度面4002と爪の90度面の２面接触と、配線基板30
0と位置決め面4006との面接触とが同時に形成されてキ
ヤリツジに対するカートリツジIJCの保持が完了する。

（iv）装置本体の概略説明第６図は本発明が適用されるインクジェット記録装置
IJRAの概観図で、駆動モータ5013の正逆回転に連動して
駆動力伝達ギア5011,5009を介して回転するリードスク
リユー5005のら線溝5004に対して係合するキヤリツジHC
はピン（不図示）を有し、矢印a,b方向に往復移動され
る。5002は紙押え板であり、キヤリツジ移動方向にわた
って紙をプラテン5000に対して押圧する。5007,5008は
フオトカプラでキヤリツジのレバー5006のこの域での存
在を確認してモータ5013の回転方向切換等を行うための
ホームポジシヨン検知手段である。5016は記録ヘツドの
前面をキヤツプするキヤツプ部材5022を支持する部材
で、5015はこのキヤツプ内を吸引する吸引手段でキヤツ
プ内開口5023を介して記録ヘツドの吸引回復を行う。50
17はクリーニングブレードで、5019はこのブレードを前
後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板5018に
これらは支持されている。ブレードは、この形態でなく
周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは
いうまでもない。又、5012は、吸引回復の吸引を開始す
るためのレバーで、キヤリツジと係合するカム5020の移
動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラツチ
切換等の公知の伝達手段で移動制御される。

これらのキヤツピング、クリーニング、吸引回復は、
キヤリツジがホームポジシヨン側領域にきたときにリー
ドスクリユー5005の作用によってそれらの対応位置で所
望の処理が行えるように構成されているが、周知のタイ
ミングで所望の作動を行うようにすれば、本例には何れ
も適用できる。上述における各構成は単独でも複合的に
見ても優れた発明であり、本発明にとって好ましい構成
例を示している。

上述した第２図乃至第６図に対して技術的に関係する
本発明について詳述するため、以下、第１図（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）及び第７図を用いながら説明する。

第１図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明に係るインクジェッ
トヘッド及び該ヘッドを構成する溝付天板（第２基板）
２を示す概略斜視図である。第１図（Ａ）に示される溝
付天板２には、インク路４及び共通インク室５を形成す
るための凹部4bおよびインク路を形成する第１壁部4a、
共通インク室を形成する第２壁部5aが設けられ、更にイ
ンク路４に連通した吐出口６を有したオリフィスプレー
ト７が一体的に取り付けられている。そして、共通イン
ク室５を形成している第２壁部5aの共通インク室のイン
ク吐出方向に対して後方の第１基板との接合面の一部に
所定の厚みをもった突状部材３が設けられており、第２
壁部5aはこの突状部材でのみ第１基板に接する。この突
状部材３は、共通インク室５のインク吐出方向に対して
後方の第２壁部5aの所定の領域に設けられていれば効果
を有するものであるが、特に共通インク室５のインク吐
出方向に対して後方の第２壁部5aの中央領域に設けるこ
とにより、基板（第１基板）１と接合されたときにバラ
ンスのよい接合が可能となる。

すなわち、インク路４の第１壁部4aの直線的な並びに
対して共通インク室５のインク吐出方向に対して後方の
第２壁部5aの突状部材３の一点で接合の応力を受けるた
め、基板１と溝付天板２との接合時の傾き、ズレ等の懸
念事項が全くなくなる。

一方、溝付天板２のインク路４の第１壁部4aは、共通
インク室５の第２壁部5aよりも厚さｂだけ厚く構成さ
れ、段差が設けられている。この段差は、基板１と溝付
天板２との接合の際に接着剤が入り込む隙間となる。

ここで、共通インク室５の後壁端部5aの突出部材３は
前述の段差ｂとほぼ同様の厚みを有している。その為、
第１図（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、これまで入り
込みにくかった基板１と溝付天板２との接合面の外周部
に設けた接着剤が均一にムラなく、基板１と溝付天板２
との接合面に進入することが可能となる。

以上の如き構成では、従来のように天板２とオリフイ
スプレート７との位置合わせや接着が不要であるので、
位置合わせ誤差や接着時の位置ずれ等が全く無くなり、
不良品の低減および工程の短縮によって、記録ヘッドの
量産性並びに低廉価に資することができた。

また、従来のような天板２とオリフイスプレート７と
の接着工程が存在しないので、接着剤が流れ込むことに
よるオリフイスやインク流路の閉塞の恐れがない。

第１図（Ｂ）は、基板（ヒーターボード）１と天板２
とを接合ないし固定する一態様を示す。なお、図では簡
略化のために天板２のオリフイスプレート７は一点鎖線
で示し、ヒータボード１上の配線パターンの図示を省略
してある。

上述のように、ヒータボード１と天板２との位置決め
は、ヒータボード１の端面をオリフイスプレート７に突
き当てて行うが、これらの接合にあたって前述の如く天
板２の外周部に設けられた隙間を有する３辺に沿って接
着剤を塗布した。これによってインク路４への接着剤の
流れ込みを押えることが可能となる。さらに、ヒータボ
ード１とオリフイスプレート７との接合面に必要かつ十
分な量だけ適宜の範囲にわたって接着剤を存在させるこ
ともできる。

本例では、この接着剤として、光硬化型の接着剤商品
名UV−201（グレースジヤパン（株））を用い、位置決
めを行った後に例えば10〜30J/cm²の紫外線を照射し、
硬化させて両者を固定した。そこで、接着剤の存在部分
はインク路４ないし吐出口６から離隔しているので、位
置決めにあたっての試行回数の許容値は増大する。

次に、このように天板２およびヒータボード１を一体
化して得た記録ヘツド本体を支持体３上に接着剤を用い
て固定する。この接着剤としては、例えばキヤノンケミ
カル（株）による商品名HP2R/2Hを用いることができ
る。

この状態では、前述のように両基板（ヒータボード１
および天板２）はインク路４の形成されている部分以外
の外周部で接着させられているだけで十分な密着が得ら
れていない。そこで、天板２の上部側より押さえばね８
の付勢力を作用させる。この押さえばね８としては、例
えばばね用のリン青銅やステンレスを用いて形成するこ
とができる。そして、上部から機械的圧力をが加わえて
接続を行う。これによって、両基板の十分な密着状態が
得られる。なお、この押さえばね８は、図示するように
吐出口近傍領域を線圧によって押圧するものがその押圧
特性の観点から好ましい。

本例においては、天板２とヒータボード１との接合に
あたって光硬化型の接着剤を用いたが、その形態はいか
なるものであってもよく、あるいは押さえばね８で十分
な固定力ないし密着力が得られるのであれば必ずしも接
着剤を用いる必要はない。また、例えば液封性を高める
ことのみを目的として、適宜の封止材、すなわち封止材
やゴムパツキン等の封止部材を用いることができる。

本例によれば、天板２のインク路４の壁部4aに接着剤
を塗布することなく十分な接合状態が得られるので、接
着剤の塗布工程が簡略化できる。

また、従来位置合わせでずれが生じた場合には流路部
に接着剤がヒータボード１の吐出ヒー等に付着したり、
流路ないし吐出口を閉塞して不良品が生じるおそれがあ
ったが、本例ではそのようなことがなく、何度でも位置
合わせができることにもなる。さらに、樹脂材料を用い
た天板に変形や反り、あるいは製造上のばらつきが多少
あっても許されるので、その製造工程も簡単になる。

本発明が適用される記録ヘツドには、ケーブルおよび
これに結合する端子を介して適宜のデータ供給源より画
像データに応じた吐出信号が供給される。

なお、本発明は上述した実施例にのみ限られることな
く、種々の構成を採ることができるのは勿論である。

例えば、上例では記録ヘツド本体とインク供給源等と
を一体としてこれをデイスポーザブルとしたが、両者は
別体であってもよく、それぞれについて必ずしもデイス
ポーザブルとしなくてもよい。すなわち、記録ヘツド本
体が固定型で簡単な交換を前提としないものであって
も、上述のように簡単かつ廉価にこれを構成すること
は、プリンタ本体の低廉価にも資するからである。

また、ヒータボード１と天板２とから成る記録ヘツド
本体について、上例では天板側にのみインク流路や共通
液室の形成用凹部を設けたが、これらを双方に設けても
よく、平板な基板を間に壁部材となる部材を介して形成
するものであってもよい。

また、この記録ヘツド本体に関して、上例では熱エネ
ルギを吐出エネルギとすべく吐出ヒータを用いたものと
したが、通電に応じて変形する電気−機械変換素子を用
い、その機械的振動を吐出エネルギとする形態のもので
あってもよい。

さらに、上例ではオリフイスプレート７自体がヒータ
ボードの突当て部分を有する構成としたが、その突当て
部の形状体等はいかなるものであってもよい。例えば、
そのような突当て部を側面方向に設けて横方向の位置決
めが行われるようにしても良く、あるいはそのような突
当て部を設ける代わりに、ダボと穴との組合わせにより
位置決めがなされるようにしてもよい。また、その位置
決めが問題とならないのであれば突当て部ないし位置決
め部材は不要である。すなわち、天板は溝部の前方に接
合面と面一の壁部分を有し、そこに吐出口が形成された
形態であってもよい。

加えて、上例では押さえばねにより天板とヒータボー
ドとを密着接合させたが、当該接合に際して接着剤のみ
の使用が問題とならないのであれば、押さえばねを用い
ない構成とすることも可能である。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブ
ルジェット方式の記録ヘッド、記録装置に於いて、優れ
た効果をもたらすものである。

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4740796号明細書に開示され
ている基本的な原理を用いて行なうものが好ましい。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
用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一対
応し液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効であ
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なわれるので、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。尚、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、更に優れた記録を行なうことがで
きる。

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（直線状液流路又は直角液流路）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。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年第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
に対応せる構成を開示する特開昭59年第138461号公報に
基づいた構成としても本発明は有効である。

更に、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
体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいず
れでも良いが、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。

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。

又、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による予備加熱手段、記録とは別
の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定した
記録を行なうために有効である。

更に、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ってでもよいが、異
なる色の複色カラー又は、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。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、廉価であり、
信頼性の高いインクジェットヘッドを簡単な構成によっ
て提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ本発明に係る
インクジェットヘッドの一例を示すものであり、第１図
（Ａ）は溝付天板の構成を概略的に示す斜視図、第１図
（Ｂ）はヘッドの構成を概略的に示す斜視図、第１図
（Ｃ）は第１図（Ｂ）の断面図、第２図は本発明に係るインクジェットカートリツジの一
例の分解斜視図、第３図は本発明に係るインクジェットカートリツジの概
略斜視図、第４図はインクジェットカートリツジのインクタンクを
インクジェット記録ヘツドが装着される側から見た概略
斜視図、第５図はインクジェットカートリツジ装置本体のキヤリ
ツジに装着される様子を示す上面図、第６図は本発明に係るインクジェット記録装置を示す概
略斜視図、第７図は本発明に係るインクジェットヘツドの他の構成
を概略的に示す概略斜視図、第８図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ従来のインク
ジェットヘッドの一例を示すものであり、第８図（Ａ）
はヘッドの構成を概略的に示す分解斜視図、第８図
（Ｂ）は第８図（Ａ）にしめされたヘッドの構成を概略
的に示す斜視図、第８図（Ｃ）は第８図（Ｂ）の断面図
である。１…ヒーターボード（第１基板）、２…溝付天板（第２
基板）、３…突状部材、４…インク路、５…共通インク
室、６…吐出口、７…オリフィスプレート、８…押さえ
ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河合潤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 (72)発明者阿部力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 (72)発明者中込寛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 (72)発明者荒島輝雄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 (72)発明者杉谷博志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 (72)発明者服部能史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 (72)発明者池田雅実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 (72)発明者斉藤朝雄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 (72)発明者益田和明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 (72)発明者折笠剛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

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インク吐出口からインクを吐出する為に利
用される吐出エネルギー発生素子を備えた第１基板と、該基板と接合することにより前記吐出エネルギー発生素
子の各々に対応したインク路と該インク路に連通した共
通インク室とを形成する為の壁部とを有する第２基板
と、前記第２基板は、前記インク路を形成する第１壁部と、
該第１壁部に対して所定の段差を有する前記共通インク
室を形成する第２壁部と、を備えており、共通インク室
のインク吐出方向に対して後方の該第２壁部の前記第１
基板との接合面の一部に突状部材が設けられているとと
もに前記第２壁部は前記第１基板に該突状部材でのみ接
することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】前記突状部材は、前記共通インク室のイン
ク吐出方向に対して後方の第２壁部の中央部領域に位置
する凸部で成ることを特徴とする請求項１に記載のイン
クジェットヘッド。
【請求項３】前記突状部材は前記段差と同等の段差を有
していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
ットヘッド。
【請求項４】請求項１に記載のインクジェットヘッド
と、該ヘッドにインクを供給する為のインクタンクと、
を備えたインクジェットカートリッジ。
【請求項５】請求項４に記載のインクジェットカートリ
ッジと、該カートリッジを搭載して走査可能に備えたキ
ャリッジと、を備えたインクジェット記録装置。