JPH02165954A - インクジェット記録装置および該装置に装着される記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はインクジェット記録装置および該装置に装着さ
れる記録ヘッドに関し、特に吐出エネルギー発生素子と
して電気熱変換素子を用いたインクジェット記録装置お
よび該装置に装着される記録ヘッドに関する。

［従来の技術］ 一般に、この種のインクジェット記録ヘッドは、記録用
のインク液滴を吐出して飛７１１　ｉＥｔ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、解像度の高い記録を行なうことが可能であり、また
、記録ヘッドとして全体的なコンパクト化も容易である
という利点を有する。

また、この種の記録ヘッドは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して製造できるため、上
述したような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コストの低廉
化が可能となる。

第７図はこの種の記録ヘッドの構成例を示す分解斜視図
である。図において、２７は例えばシリコン基板形態の
ヒータボードであり、ヒータボード２７上には吐出エネ
ルギー発生手段としての電気熱変換体（吐出ヒータ）２
９と、これに電力を供給するＡ１等の配線２８とが成膜
技術によって形成される。

３０はヒータボード２７と接着されることによりインク
ジェット記録ヘッドを構成する天板であり、天板３０に
はインク吐出口２６に連通ずる熱作用室としてのインク
液路２５と各々のインク液路２５にインクを安定して供
給するための共通液室２３とを構成するための凹部が形
成される。また、天板３０には共通液室２３にインクを
供給するための供給口２４が設けられる。

この構成において、記録信号に応じた通電を行なうと、
ヒータ２９が発熱することによりインク液室２５内のイ
ンク中に気泡が発生し、この気泡の膨張収縮によって吐
出口２６からインク液滴が吐出される。

一方、インクジェット記録ヘッドは、装置において、記
録動作に伴なう劣下が最も著しい部分である。すなわち
、記録ヘッドは上述したようにインク吐出動作にかかる
熱作用の影営を最も受りる部分であり、この熱作用によ
るヘッド構成部材の変質、変形が進行し、記録ヘッドが
木来有する性能を十分に発揮できなくなる恐れがある。

従って、インクジェット記録装置において、記録ヘッド
を交換可能な構成とすること、すなわち、いわゆるディ
スポーザブルな記録ヘッドを用いた構成とすることは必
然的な要請であり、また、上述したヘッド製造コストの
低廉化は記録ヘッドのディスポーザブル化を可能とする
ものであり、従来よりこのような記録ベツドが種々提案
されてきた。

特に、インク供給源としてのインクタンクと記録ヘッド
とを一体化したカートリッジタイプのものをディスポー
ザブル化し、装置本体に容易に着脱できるようにした構
成が種々提案されている。

これら記録ヘッドのディスポーザブルな構成、とりわけ
上記カートリッジタイプの構成により、記録ヘッドの攻
障等に容易かつ迅速に対処できるようになり、かつカー
トリッジの交換に伴って自動的にインク補給も行うこと
が可能となる。換言すれば、この種カートリッジタイプ
の記録装置ではインク残ユがわずかとなった時点で記録
ヘットを交換し、記録ヘッドの性能を常に一定に保つ構
成となっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したようなカートリッジタイプの記
録ヘッドを用いる装置にあっては使用済みの記録ヘッド
、すなわちインクの無くなった記録ヘッドを誤って装置
本体に装着し記録動作を行フてしまう可能性がある。こ
れは、このような記録ヘッドが庶価に製造するため大量
生産、同一規格で製造されるのが常であり、このためそ
の外観が全く同一に作製されることにより使用済みであ
るかそうでないかを容易には判別し難いからである。

この誤装着による記録ヘッドを用いて記録を行った結果
、例えばインクタンク以外のインク供給系に残っていた
わずかなインクを用いて記録が行われ、その後まもなく
インク無しによる記録が継続するということが生じ、記
録途中で画質が劣化し、やがては記録を行えなくなる場
合がある。

本発明は上述の観点に立ってなされたものであり、その
目的とするところはインク残量検出手段がインク無しを
検出したら、記録ヘッドの吐出にかかる回路を切断して
記録ヘッドを再使用できないようにし誤装着による記録
を防止したインクジェット記録装置および該装置に装着
される記録ヘッドを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ そのために本発明では、インクを吐出するための吐出口
と、吐出口からインクを吐出するために利用されるエネ
ルギーを発生する電気熱変換素子と、電気熱変換素子を
含んで電気熱変換素子を駆動するための回路の一部を構
成し、かつ過電流によって熱溶断される溶断部とを有し
、インクを貯留するインクタンクを一体とした記録ヘッ
ドと、記録ヘッドを若脱自在に保持する保持手段と、保
持手段によって記録ヘッドが保持されるとき、インクタ
ンクにおけるインク残量が所定の値になったことを検出
するインク残量検出手段と、保持手段によって記録ヘッ
ドが保持されるとき、インク残量検出手段によりて所定
の値が検出されると回路に過電流を流す過電流処理手段
を有する装置本体とを具えたことを特徴とする。

［作　用］ 以上の構成によれば、インク残量が所定の値、例えば残
量無しとなると、過電流により溶断部が溶断することに
よってインクの吐出エネルギーを発生するための回路が
開となり、以後はインクを吐出して記録を行うことがで
きなくなる。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例に係るインクジェット記録ヘ
ッドの外観斜視図を示し、インクタンクを一体としたデ
ィスポーザブルなものである。なお、同図において第７
図に示したのと同様の要素には同一の符号を付してその
説明を省略する。

同図に示すようにインクタンクを一体としたヘッドカー
トリッジは、インク吐出口２６を有しヒータボード２７
と天板３０とを接合して構成される記録ヘッドと、イン
クを貯留するためのインクタンク５０とから構成される
。インクタンク５ｏはその内部にインク吸収体を配設し
て貯留するインクを含浸する。また、５１はインクタン
ク５０から供給されるインクを一時貯留し記録ヘッドに
直接インクを供給するための供給タンクである。また、
インクタンク５０から供給タンク５１に至るインク供給
系にはインク残量検出のための電極が配設されている。

第２図は第１図に示したヘッドカートリッジ１４が装着
されるインクジェット記録装置の斜視図である。

同図に示すように、ヘッドカートリッジ１４は、保持手
段としての押さえ部材４１によりキャリッジ１５の上に
固定されており、これらはシャフト２１に沿って長手方
向に往復動可能となっている。記録ヘッドより吐出され
たインクは、記録ヘッドと微少間隔をおいて、プラテン
１９に記録面を規制された記録媒体１８に到達し、記録
媒体１８上に画像を形成する。

記録ヘッドには、ケーブル１δおよびこわに結合する結
合部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。ヘッドカートリッジは、用い
るインク色等に応じて、１ないし複数個（図では２個）
を設けることができる。

また、カートリッジを装着本体に装着するにあたっては
、双方に設けたコネクタ形態の電気結合部を結合させる
ことにより電気的接続が得られるようにするのが−膜内
である。これにより装置本体側の制御部から記録ヘッド
の電気熱変換体への駆動信号の伝達が可能となるととも
に、記録ヘッドあるいはカートリッジから制御部への各
種状態信号の送信が可能となる。

なお、第２図において、１７はキャリッジ１５をシャフ
ト２１に沿って走査させるためのキャリッジモータ、２
２はモータ１７の駆動力をキャリッジ１５に伝達するワ
イヤである。また、２０はプラテンローラ１９に結合し
て記録媒体１８を搬送させるためのフィードモータであ
る。

第３図は、第１図、第２図に示したインクジェット記録
ヘッドを構成するヒータボードの平面図であり、具体的
には第７図示の構成に適用可能なものである。

同図において２７は本例に係るヒータボード、３は後述
される電気熱変換素子よりなる吐出ヒータ部である。４
は端子であり、ワイヤボンディングにより外部と接続さ
れる。２は記録ヘッドの温度を検出しヘッド温度を適切
に制御するために設けられた温度センサであり、吐出ヒ
ータ部３等と同じ成膜プロセスにより吐出ヒータ部３に
形成しである。５は吐出エネルギー発生素子としての吐
出ヒータ（電気熱変換素子）である。また、８はセンサ
２と同様ヘッド温度を適切に制御するために設けられた
加熱素子としての保温ヒータである。

また、ｌＯは吐出ヒータ５を画像データに応じて選択的
に駆動するためのダイオードアレイである。

第４図は第３図に示したヒータボードにおける吐出ヒー
タ駆動にかかる回路の等価回路、および本発明の一実施
例にがかる熱溶断処理を行うための構成を示す。

同図において、５およびｌＯはそれぞれ上述した吐出ヒ
ータおよびダイオードアレイである。また、１００は第
６図にて後述される処理手順等を格納するＲＯＭおよび
この処理においてワークエリアとして用いられるＲＡＭ
を有して上記熱溶断処理を実行するｃｐｕである。１０
１は前記電極間での出力値に基きインクタンクのインク
残量が所定の値、例えばほぼゼロとなるとその旨の信号
を出力するインク残量検出部、１０２はＣＰＵ１００の
制御に基いて同図に示す回路に過電流を供給するＡ′Ｆ
Ｌ流供給回路である。

第６図は本発明の一実施例にかかり、第４図に示した構
成による熱溶断処理のフローチャートを示し、本処理は
インク残量が所定の値、例えばインク無しとなったとき
起動される。

ステップＳ６１でインク残量無しを検出すると、ステッ
プ５６２で吐出ヒータ５を熱溶断するに充分なＡ電流を
全ての吐出ヒータ５に供給する。

この処理により、吐出ヒータ５によるインク吐出のため
のエネルギーを発生できなくなるため以降のインク吐出
は行われなくなる。

なお、熱溶断する部分は吐出ヒータ５に限定されるわけ
ではなく、第５図に示すようにコモン電極配線１０３に
溶断部としての抵抗１０３Ａを設け、この抵抗１０３Ａ
を過電流によって溶断するようにしてもよい。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明によればインク
残量が所定の値、例えば残量無しとなると、過電流によ
り溶断部が溶断することによ）てインクの吐出エネルギ
ーを発生するための回路が開となり、以後はインクを吐
出して記録を行うことができなくなる。

この結果、インク残量が無くなった時点、すなわちイン
クタンクを一体とした記録ヘッドを交換する時点で記録
ヘッドを使用不能とすることができ、仮にこの使用済み
の記録ヘッドを誤装着して記録を行おうとしても一切イ
ンク吐出がなされないので、誤装若した記録ヘッドによ
る画質の劣化した記録を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るインクジェット記録ヘ
ッドの外観斜視図、 第２図は第１図に示した記録ヘッドが装着されるインク
ジェット記録装置の斜視図、 第３図は第１図および第２図に示したインクジェット記
録ヘッドを構成するヒータボードの平面図、 第４図は第３図に示したヒータボードの等価回路および
本発明にかかる処理を行う構成を示す回路ブロック図、 第５図は本発明の他の実施例を示す等価回路図、 第６図は第４図に示す構成による処理手順のフローチャ
ート、 第７図はインクジェット記録ヘッドの一般的な主要部構
成を示す分解斜視図である。 ５・・・吐出ヒータ（電気熱変換素子）ｌＯ・・・ダイ
オードアレイ、 １００　・ＣＰｔ１　。 １０１・・・インク残量検知部、 １０２・・・過電流供給回路、 １０３・・・コモン電極配線、 １０３Ａ・・・抵抗。 第２図 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インクを吐出するための吐出口と、該吐出口から前
   記インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生
   する電気熱変換素子と、該電気熱変換素子を含んで該電
   気熱変換素子を駆動するための回路の一部を構成し、か
   つ過電流によって熱溶断される溶断部とを有し、前記イ
   ンクを貯留するインクタンクを一体とした記録ヘッドと
   、 該記録ヘッドを着脱自在に保持する保持手段と、 該保持手段によって前記記録ヘッドが保持されるとき、
   前記インクタンクにおけるインク残量が所定の値になっ
   たことを検出するインク残量検出手段と、 前記保持手段によって前記記録ヘッドが保持されるとき
   、前記インク残量検出手段によって前記所定の値が検出
   されると前記回路に前記過電流を流す過電流処理手段を
   有する装置本体と を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２）前記熱溶断部は前記電気熱変換素子が兼ねることを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。 ３）請求項１または２に記載のインクジェット記録装置
   を構成する記録ヘッド。