JPH04250046A - インクジェットヘッドユニット，インクジェットヘッドカートリッジおよびインクジェット装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットヘッド
ユニット，インクジェットヘッドカートリッジおよびイ
ンクジェット装置に関し、詳しくは、供給路によりイン
クが共通液室に供給され、さらに共通液室から液路に導
かれたインクにエネルギ変換手段の駆動によりエネルギ
を付与し吐出口からインクを吐出させるインクジェット
ヘッドユニット，インクジェットヘッドカートリッジお
よびインクジェット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインクジェット装置では
、インクジェットヘッドのユニットを具え、その液路に
インクを吐出させるために利用される吐出エネルギを発
生するためのエネルギ変換手段を有し、インクをインク
供給口から液路を介して上記液路に導き、ここで、イン
クにエネルギ変換手段から与えられた吐出エネルギによ
りインクを吐出口から飛翔的液滴となして被記録材に向
けて飛翔させ、その着弾により記録が行われる。

【０００３】ところで、かかるインクジェット装置にお
いて、そのインク供給路等でインク中に気泡が発生した
り混入していたりすると、正常なインクの吐出動作が妨
げられる虞があり、また、このような気泡がインクの供
給圧によって共通液室に集まり滞留すると不吐出が起る
虞があった。そして、このような気泡の発生若しくは混
入の理由としては次に示すような点が考えれる。

【０００４】（１）このようなインクジェット装置のイ
ンクジェットヘッドユニットやインクジェットカートリ
ッジでは、インク吐出口からインクが漏れ出さないよう
にするために共通液室や液路ではインクに負圧がかけら
れており、また、インク供給路の途中の継目や端末の接
続部に生じる微小なすき間から上記の負圧のために空気
が侵入して気泡となる。

【０００５】（２）インク中に溶存するガスがインクの
温度上昇あるいは圧力低下に伴い微細な気泡に変化し、
このような気泡が次第に集合して大きい気泡に成長する
。

【０００６】（３）インクジェットヘッドカートリッジ
内のインクタンクあるいはインクジェットユニットにイ
ンクを注入する際に最初から気泡が一緒に混入されてし
まうことがある。

【０００７】ところで、いったんこのような気泡がイン
ク供給系にとどまると、気泡自体がインクの中で表面積
を小さく保とうとする性質を有することから球状になら
うとし、インク供給路の断面が円に近ければ近いほど、
供給路が気泡によって遮断され易い。しかもこのような
遮断がおこると、インクの供給が妨げられることによっ
て不吐出が発生したり、また、完全に塞がれなくても大
量のインク供給を要するような記録の場合には不吐出が
起きる。なお、従来、このような不吐出が発生、若しく
は発生の虞がある場合は、回復用吸引手段等によってイ
ンク吐出口からインクを吸引することによりインクと共
に気泡を取除くようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような回復動作を頻繁に行うのでは大量の廃インクが
排出されることになり、それだけ記録に使用されるイン
クが無用に浪費されランニングコストの上昇を招く。特
にインクタンクがインクジェットユニットと一体化され
ているインクジェットヘッドカートリッジの場合は猶更
であり、また、かかる廃インクを予め見込んでこれを収
容するスペースがカートリッジ内に必要となる。

【０００９】本発明の目的は、上述したような従来の問
題に着目し、その解決を図るべく、インク供給路のイン
ク中に仮に気泡が存在しても、このような気泡がインク
の供給の妨げとならないようにしたインクジェットヘッ
ドユニット，インクジェットヘッドカートリッジおよび
インクジェット装置を提供することにある。

【００１０】

【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、本発明は、インク供給路により共通液室に供給さ
れたインクを複数の液路に導き、個々の該液路から吐出
口を介して前記インクを吐出させ、記録を行うインクジ
ェットヘッドユニットにおいて、前記インク供給路の断
面を、気泡の存在を許容する円形領域と、該円形領域の
周囲から突設され、前記気泡の拡大を界面張力によって
拒否可能な隅部を有し、該隅部を介して前記複数の液路
に前記インクの供給が可能な円外領域とからなるように
したことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明によれば、インク供給路中に気泡が滞留
し、また大きく成長しても、界面張力の作用で気泡が円
形領域から円外流通領域に大きくはみ出すことがなく、
気泡の主体があくまで円形領域にとどめられるので、隅
部を含む円外流通領域だけでも複数の液路にインクを供
給することができるようになり、供給路中の気泡のため
にインクの供給不足から不吐出が発生するのを防止する
ことができる他、吸引回復動作により供給中の気泡を容
易に取除くことができる。

【００１２】

【実施例】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。

【００１３】図２ないし図６は、本発明の実施に好適な
インクジェットユニット（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
トヘッドカートリッジ（ＩＪＣ），インクジェット装置
本体（ＩＪＲＡ）およびキャリッジ（ＨＣ）のそれぞれ
およびそれぞれ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。

【００１４】なお、本例でのインクジェットヘッドカー
トリッジ（ＩＪＣ）１０００は、図３に示すように、イ
ンクの収容力が大きくなっているもので、カートリッジ
ＩＪＣ１０００内に形成されるＩＴ（図４参照）の前面
よりもわずかにインクジェットユニット（ＩＪＵ）の先
端部が突出した形状をなす。また、このＩＪＣ１０００
は、インクジェット記録装置本体（ＩＪＲＡ）に装備さ
れるキャリッジ（ＨＣ）（図５）の後述する位置決め手
段および電気的接点によって固定支持されるもので、該
ＨＣに対して着脱可能なディポーザブルタイプである。

【００１５】また、図２〜図６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が
示されているので、これらの構成を以下に順次説明する
。

【００１６】（Ａ）インクジェットユニット（ＩＪＵ）
の構成 ＩＪＵ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を
用いて記録を行うバブルジェット方式ユニットである。

【００１７】図２において、１００はＩＪＨを構成する
ヒータボードであり、ヒータボード１００には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いる。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ィングにより接続さ
れる）と、この配線の端部に位置し本体装置からの電気
信号を受けるパッド２０１とを有している。

【００１８】１３００は吐出口形成部材４００およびヒ
ータボード１００と共にＩＪＨを形成している溝付天板
であり、天板１３００には不図示の複数のインク流路を
それぞれ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が設け
られていて、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（供給口）１５００と
、各インク流路に対応した吐出口を複数有する吐出口形
成部材４００とが天板１３００と一体成型されている。 なおこれらの一体成型材料としてはポリサルフォンが好
ましいが、他の成型用樹脂材料でもよい。

【００１９】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あり、インクジェットヘ
ッドユニット（ＩＪＵ）の底板となる。５００は押えば
ねであり、ほぼＭ字形状をなし、そのＭ字の中央天板１
３００の不図示の共通液室近傍を軽圧で押圧すると共に
その前だれ部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。かくして、押えばねの
脚部が支持体３００の穴３１２１を通って支持体３００
の裏面側に係合することでヒータボード１００および天
板１３００を支持体３００との間に挟み込んだ状態で両
者を係合させることができ、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。

【００２０】また、支持体３００は、インクタンクＩＴ
の２つの位置決め凸起１０１２および位置決めと熱融着
保持兼用凸起１８００，１８０１（図４参照）に係合す
る位置決め用穴３１２，１９００，２０００を有する他
、装置本体ＩＪＲＡのキャリッジＨＣに対する位置決め
用の突起２５００，２６００を裏面側に有している。 加えて支持体３００はインクタンクＩＪからのインク供
給を可能とするインク供給管２２００（後述）を貫通可
能にする穴３２０をも有している。なお、このような支
持体３００に対し、配線基板２００を取付けるにあたっ
ては、接着剤等で貼着して行われる。

【００２１】また、支持体３００の凹部２４００，２４
００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
ートリッジＩＪＣ（図３）において、その支持体３００
の周囲の３辺に形成される平行溝３０００，３００１の
複数によって画成されるヘッドＩＪＨの先端延長域にあ
って、ゴミやインク等の不要物が突起２５００，２６０
０に至ることがないようにしている。

【００２２】蓋部材８００は、図３および図５からもわ
かるように、インクジェットヘッドカートリッジＩＪＣ
の外壁を形成すると共に、インクタンクＩＴとの間にイ
ンクジェットユニットＩＪＵを収納する空間部を形成し
ている。また、上記の平行溝３００１が形成されている
インク供給部材６００には、前述したインク供給管２２
００に連続するインク導管１６００の供給管２２００側
が固定の片持ちばりとして形成されており、インク導管
１６００の固定側とインク供給管２２００との間に毛管
現象を確保するための封止ピン６０２が挿入されている
。なお、６０１はインクタンクＩＴと供給管２２００と
の間を結合シールするパッキン、７００は供給管２２０
０のタンク側端部に設けられたフィルタである。

【００２３】このインク供給部材６００は、モールド成
型されるもので、廉価でしかも位置精度が高く、形成上
の精度低下を無くしているだけでなく、導管１６００を
片持梁構造としたことによって大量生産においても導管
１６００の上述インク受け口１５００に対する安定した
圧接状態が得られる。本例では、このような圧接状態下
で封止用接着剤をインク供給部材６００の側から流し込
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。なお、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
対してインク供給部材６００の裏面側ピン（不図示）を
貫通突出させた上、その支持体３００の裏面側に突出し
た部分を熱融着することで容易に行われる。なお、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ット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ットＩＪＵの
位置決め面を正確に確保することができる。

【００２４】（Ｂ）インクタンクＩＴ構成説明インクタ
ンクＩＴは、図２に示すようにカートリッジ本体１００
０と、後に詳述するインク吸収体群９００とインク吸収
体群９００をカートリッジ本体１０００の上記ユニット
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。

【００２５】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。

【００２６】１２００は上記各部１００〜６００からな
るユニット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、当該ユニットＩＪＵをカートリッジ本
体１０００の内部に配置する前の工程でインクを注入す
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。

【００２７】本例のインクタンクＩＴでは、インクの供
給が可能な部分は、大気連通口１４０１とこの供給口１
２００とになるが、インク吸収体９００からのインク供
給性を良好に行うために本体１０００内にはリブ２３０
０が、また蓋部材１１００には部分リブ２３０１，２３
０２が設けられていて、これらにより形成されたタンク
内空気存在領域があり、かかる空気存在領域が大気連通
口１４０１側からインク供給口１２００に最も遠い角部
領域にわたって連続的に形成されているので、吸収体９
００へのインクの良好かつ均一な供給を、この供給口１
２００側から行うことができる。

【００２８】このことは実用上極めて有効であって、イ
ンクタンクＩＴはカートリッジ本体１０００の後面にお
いて、キャリッジ移動方向に平行なリブ２３００を４本
有し、吸収体９００が後面に密着することを防止してい
る。また、部分リブ２３０１，２３０２は、リブ２３０
０に対して対応するその延長上の蓋部材１１００の内面
に設けられているが、リブ２３００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。なお、部分リブ２３０１，２３０２は蓋部
材１１００の全面積の半分以下の面に分散されており、
かくしてこれらのリブによりインク吸収体９００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、しかも確実に、供給口１２００側に毛
管力で導くことができる。１４００は大気連通口１４０
１の内方に配置される撥液材であり、これにより大気連
通口１４０１からのインク漏洩が防止される。

【００２９】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、その長辺がカートリッジ本体１
０００の側面となるので上述したリブの配置構成は特に
有効であるが、キャリッジの移動方向に長辺を持つ場合
または立方体の場合は、蓋部材１１００の全体にリブを
設けるようにすることでインク吸収体群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で
き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。

【００３０】さら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９００の厚み
方向に対してほぼ均一な分布で配置されるので、このこ
とは、吸収体９００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
ことができるために重要な構成となる。さらに、このリ
ブの配置上の技術思想を詳述すると、直方体の４角形上
面においてインク供給口１２００の投影位置を中心とし
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、本例の位置に限られるものでないことは勿論で
ある。

【００３１】加えて、本実施例では、インクジェットヘ
ッドカートリッジＩＪＣのヘッドＩＪＨに対する後面を
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
ている構成としているために、装置の小型化を達成でき
るだけではなく、カートリッジＩＪＣの交換頻度を減少
できるという優れた利点が得られる。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１４０１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１
４０２を形成している。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することが
できた。

【００３２】なお、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１
４０１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９００から遊離しても、この大気圧供給空
間１４０２により、そのインクが一時的に保持されて、
再びインクを確実に吸収体９００に回収させることがで
きる。

【００３３】図４はインクタンクＩＴを上記ユニットＩ
ＪＵが取付けられる面の側から見て示すもので、ここで
Ｌ１　はインク吐出口形成部材４００の突出口列のほぼ
中央を通り、タンクＩＴの底面もしくはキャリッジ表面
の載置基準面に平行な直線であり、図２に示す支持体３
００の孔３１２，３１２に係合する２つの位置決め凸起
１０１２，１０１２がそれぞれこの直線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。また、図
４で直線Ｌ１　の延長上には図５に示すキャリッジＨＣ
の位置決め用フック４００１の９０°角の係合面４００
２が係合する爪２１００が配設されていて、キャリッジ
ＨＣ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。図５で後述するが、このような関係により、イン
クタンク自体の位置決め精度をヘッドＩＪＨの吐出口の
位置決め精度と同等にまで高めるという効果が得られる
。

【００３４】また、支持体３００のインクタンク側面へ
の固定用孔１９００，２０００のそれぞれに対応するイ
ンクタンクの突起１８００，１８０１は前述の凸起１０
１２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。そこで上述の線Ｌ１　に垂直でこの突起１
８００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ことになり、供給口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する
ことができる。また、直線Ｌ２　とＬ３　とは一致して
おらず、ヘッド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
ッドＩＪＨのタンクに対する位置決めの補強効果が得ら
れる。なお、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１８００，１８
０１はその曲線Ｌ４　に沿っているので、ヘッド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。 ２７００はインクタンクＩＴの先端ツバで、図５に示す
ようにキャリッジＨＣの前板４０００の溝孔に挿入され
て、インクタンクＩＴの変位が極端に悪くなるような異
変時に対して備えている。また、図４よび図５に示す２
１０１は、キャリッジＨＣに対する抜け止めで、キャリ
ッジＨＣの不図示のバーに対して設けられ、カートリッ
ジＩＪＣが後述の用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
方方向への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。

【００３５】インクタンクＩＴは、ユニットＩＪＵが装
着された後に蓋８００により覆蓋されることで、ユニッ
トＩＪＵを下方開口を除き、取囲む形となるが、インク
ジェットヘッドカートリッジＩＪＣとしては、キャリッ
ジＨＣに搭載するための下方開口部がキャリッジＨＣに
近接するため、実質的にはここに４方包囲空間が形成さ
れることになる。従って、この包囲空間内にあるヘッド
ＩＪＨからの発熱がこの空間内に溜り、保温空間として
有効となるものの長期連続使用の場合は、わずかながら
昇温する結果を生じる。このために本実施例では、支持
体３００の自然放熱を助けるためにカートリッジＩＪＣ
の上方面に、この空間よりは小さい幅のスリット１７０
０を設けて、昇温を防止しつつユニットＩＪＵ全体の温
度分布の均一化を図り、環境に左右されないようにした
。

【００３６】さて、インクジェットヘッドカートリッジ
ＩＪＣとして組立てられると、インクはカートリッジ内
部で供給口１２００、支持体３００に設けた孔３２０お
よびインクタンクＩＴの中裏面側に設けた不図示の導入
口を介してタンク内に供給され、その内部を通った後、
導出口から適宜の供給管および天板１３００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ッキンが配設され、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。

【００３７】なお、本実施例においてはＩＪＨの天板１
３００には耐インク性に優れたポリサルフォン，ポリエ
ーテルサルフォン，ポリフェニレンオキサイド，ポリプ
ロピレンなどの樹脂が用いられ、また、インク吐出口形
成部材４００と共に金型内で一体に同時成型される。

【００３８】上述のように、インク供給部材６００，天
板３００とインク吐出口形成部材４００とを一体化した
部材およびインクジェットヘッドカートリッジ本体１０
００をそれぞれ一体成形部品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。また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。

【００３９】また、本実施例では、上記組立後の形状に
おいて、図２ないし図４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１７００を備えた屋根部の端部４００８との間
に図３に示したようにスリットＳを形成し、また、部材
６００の下面部６０４と底部蓋８００が接着される薄板
のヘッド側端部４０１１との間には上記スリットＳと同
様のスリット（不図示）が形成される。このようにして
インクタンクＩＴとインク供給部材６００との間に形成
したスリットにより、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
止する効果が得られる。以上述べたように、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
件によって相乗的な各種の構成効果をもたらすことがで
きる。

【００４０】（Ｃ）キャリッジＨＣに対するインクジェ
ットヘッドカートリッジＩＪＣの取付説明図５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。キャリッジＨＣは、プラテンロー
ラ５０００に沿って移動するもので、キャリッジＨＣに
はその前方プラテン側に、インクジェットヘッドカート
リッジ（ＩＪＣ）１０００の前面側に位置する前板４０
００（厚さが例えば２ｍｍ）と、カートリッジ１０００
の配線基板２００のパッド２０１に対応するパッド２０
１１を具備したフレキシブルシート４００５およびこれ
を裏面側から各パッド２０１１に対して押圧する弾性力
を発生するためのゴムパッドシート４００７を保持する
電気接続部用支持板４００３と、インクジェットカート
リッジ１０００を記録位置に固定するための位置決め用
フック４００１とが設けられている。

【００４１】前板４０００は位置決め用突起４０１０を
カートリッジの支持体３００の前述した位置決め突起２
５００，２６００にそれぞれ対応して２個有し、カート
リッジ１０００の装着後はこの突出面４０１０に垂直な
力が付加される。このため、不図示の複数の補強用リブ
が力の方向に沿って前板４０００のプラテンローラ側に
、設けられている。なお、このリブは、カートリッジＩ
ＪＣ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ッド保護
用突出部をも形成している。

【００４２】電気接続部用支持板４００３は、補強用リ
ブ４００４を紙面とは垂直の方向に複数有し、プラテン
５０００側からフック４００１側に向って個々の側方へ
の突出割合を漸減させることにより、カートリッジ装着
時の位置を図のように傾斜させるための機能を持たせて
いる。また、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１０００に及ぼす作用方向と逆方向に、カート
リッジ１０００への作用力を及ぼすためのフック側の位
置決め面４００６を突出面４０１０に対応して２個有し
、これらの間にパッドコンタクト域を形成すると共にパ
ッド２０１１対応のボッチ付ゴムシート４００７のボッ
チの変形量を一義的に規定する。これらの位置決め面４
００６は、カートリッジ１０００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に保
たれる。

【００４３】なお、本実施例では、さらに配線基板３０
０のパッド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
ッチの変形量を均一化してパッド２０１１と２０１との
当接圧をより安定化させることができる。本実施例のパ
ッド２０１の分布は、上方，下方２列，縦２列である。

【００４４】フック４００１は、固定軸４００９に係合
する長孔を有し、この長孔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５００
０に沿って左方側へ移動することでキャリッジＨＣに対
するカートリッジ１０００の位置決めを行う。このフッ
ク４００１の移動はどう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ック
４００１の回動時にカートリッジ１０００はプラテンロ
ーラ５０００側に移動しつつ位置決め突起２５００，２
６００が前板の位置決め面４０１０に当接可能な位置へ
移動し、フック４００１の左方側移動によって９０°の
フック面４００２がカートリッジ１０００の爪２１００
の９０°面に密着しつつカートリッジ１０００を位置決
め面２５００，４０１０同志の接触域を中心に水平面内
で旋回させて最終的にパッド２０１，２０１１同士の接
触が始まる。

【００４５】かくしてフック４００１が所定位置、すな
わち固定位置に保持されると、パッド２０１，２０１１
同士の完全接触状態と、位置決め突起２５００，４０１
０同士の完全面接触と、９０度面４００２およびその爪
の９０度面の２面接触と、配線基板３００と位置決め面
４００６との面接触とが同時に形成されてキャリッジに
対するカートリッジＩＪＣの保持が完了する。

【００４６】（Ｄ）インクジェット装置の説明図６は本
発明にかかるインクジェット装置の構成の一例を示す。 ここで、５００３はキャリッジＨＣを矢印ａおよびｂ方
向に案内する案内軸、５００４はリードスクリュー５０
０５に形成されている螺旋溝であり、キャリッジＨＣは
リードスクリュー５００５の正逆回転に従って案内軸５
００３に沿い矢印ａまたはｂ方向に移動する。 そして、移動しながらキャリッジＨＣに搭載されたイン
クジェットヘッドカートリッジＩＪＣのインクジェット
ヘッドＩＪＨにより記録シートＰに向けて記録が行われ
る。

【００４７】５０１３はキャリッジ駆動モータ、５００
９，５０１１は駆動モータ５０１３の駆動力をリードス
クリュー５００５に伝達するためのギヤ、５００２は記
録シートＰをプラテン５０００に向けて押付けているシ
ート押え板である。また、本実施例では開口部５０２３
を有し、インクジェットヘッドＩＪＨの吐出面形成部材
４００（図２参照）を覆蓋するキャップ部材５０２２、
これに連結され、回復動作時にキャップ部材５０２２を
介してヘッドＩＪＨからインクを吸引する吸引手段５０
１５、さらに回復動作の前後等に使用されるクリーニン
グブレード５０１７，キャップ部材５０２２を支持する
支持部材５０１６を具えていて、クリーニングブレード
５０１７は部材５０１９を介して矢印方向に移動させら
れ、ヘッドの吐出面を掃拭する。

【００４８】５０２１はギヤ５０１０，カム５０２０を
介して吸引手段５０１５を駆動するためのレバーであり
、吸引動作時には駆動モータ５０１３により不図示のク
ラッチ切換手段および上述の伝達手段を介してその駆動
力が伝達される。また、５００７および５００８はキャ
リッジＨＣのホームポジションを検知するためのフォト
カプラであり、キャリッジＨＣに設けられた吐出レバー
５００６の光路しゃ断により、ホームポジションが検知
され、駆動モータ５０１３の正逆回転方向の切換等が行
われる。

【００４９】なお、本実施例では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ＨＣがホーム
ポジション側領域にきたときにリードスクリュー５００
５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
作動を行うように構成されるものであれば、どのような
構成であってもよい。ただ、本実施例は本発明にとって
好ましい構成例を示したものである。

【００５０】続いて図１により本発明にかかるインクジ
ェットヘッドユニットＩＪＵの構成について詳述する。

【００５１】ここで、１３００はインク供給路１５と共
に共通液室１０および複数の並列する液路１２が凹部と
して形成されたインクジェットヘッド用天板である。そ
の前端部にはインク吐出口形成部材４００が前だれ状に
一体に形成されており、さらにヒータボード１００と例
えば接着剤により固定されて上記の共通液室１０および
液路１２が形成されるもので、本実施例においてはかか
る天板１３００をポリサルフォンで形成した。１１はイ
ンク吐出口であり、さらにヒータボード１００上の各液
路１２形成部にはインク吐出エネルギ発生素子として不
図示の電気熱変換体が設けられていて、その選択的駆動
により対応するインク吐出口１１からインクが吐出され
る。

【００５２】さらにまた、同図に示すように、インク供
給路１５の上部にはインク供給管形成部材２０のインク
供給路２１が接続されていて、図２に示したインクタン
クＩＴからインクがインク供給路２１および１５を経て
共通液室１０に供給される。なお、インク供給管形成部
材２０には、インク供給路２１を後述するような形状に
形成し易くするために変性ＰＰＯ（ポリフェニレンオキ
サイド）を使用した。ただし、天板１３００やインク供
給路形成部材２０の形成にあたっては上述したような材
料に限られるものではなく、供給路の断面形状が自在に
成形し易いものであればよく、汎用の熱可塑性樹脂や熱
硬化性樹脂の中から上述の特性を有するものを選んで使
用することができる。

【００５３】さて、以上に述べたようなインクジェット
ヘッドユニットＩＪＵにおいて、本発明者らはそのイン
ク供給路２１や１５の断面形状が気泡の滞留に大いに関
係することを実験結果に基づいて見出した。すなわち、
インク供給路のインク通過断面を種々な形状として、供
給路に導かれるインク中に気泡が混在する状態を作り出
し、さらにこのような気泡がインク供給路の断面を占領
するようになるまで生長させて見た。その結果、インク
供給路の断面を例えば図７に示すような形状とした場合
、その断面の（ａ）に示した最大内接円領域（円形領域
と呼び、その面積をＡとする）Ｃに対して、気泡３０が
占有する領域は（ｂ）に示すようになり、断面の四隅に
設けた溝部（円外領域という）３１のうち、気泡３０が
その一部に食い込むものの、界面張力によってその入口
にメニスカスが形成され、斜線を施した部分にインクの
流通を許容する部分（以下で流通領域という）３２が確
保されることを確認した。

【００５４】このことは、液体中の気体が常に球形に保
たれようとする物性によるもので、ここで、断面の総面
積をＳとすると、総面積Ｓと上記の最大内接円面積Ａと
の間には次の数１で表わす関係のあることが確認できた
。

【００５５】

【数１】Ａ≦０．８Ｓまた、図７の（ｃ）に示すように
溝部３１の断面で占める面積の割合を少なくし、数１が
成立しない状態とすると、気泡３０が溝部３１の底部に
まで侵入し、流通領域３２が溝部３１の両隅に限定され
てしまうことによって、十分なインクの流通が得られな
くなり、吐出に十分なインクが液路１２（図１参照）に
供給されないことから吐出が不安定になったり、高い周
波数での駆動に追随した吐出が得られなくなる。

【００５６】このことは、インク流通領域３２の面積（
Ｓ−Ａ）と、インク液路１２（図１参照）の面積Ｂとの
間に次の数２を満足させる必要のあることを意味する。

【００５７】

【数２】（Ｓ−Ａ）≧Ｂ ただし、好ましくは（Ｓ−Ａ）が２Ｂ以上であることが
望ましい。

【００５８】さらに、最大内接円Ｃの面積Ａと供給路断
面の総面積Ｓとは次の数３によって限定される関係に保
たれることが最も望ましく、かかる条件が満足される場
合、吐出動作中移動しなかった供給路１５，２１中の気
泡が吸引回復時には十分な流量が確保されることにより
排出可能であることを確認した。

【００５９】

【数３】０．４Ｓ≦Ａ≦０．８Ｓ なお、このことは、最大内接円面積Ａが例えば総面積Ｓ
の０．４を占めることによって、吸引回復時に加えられ
る圧力が気泡３０に有効に作用するからであると考えら
れる。

【００６０】本実験では、図７の（ａ）および（ｂ）に
示す形状での総面積Ｓを１．０ｍｍ２　、最大内接円面
積Ａを０．６４ｍｍ２　とし、Ａ＝０．６４Ｓの関係が
保たれるようにしてみたところ、気泡３０の集合増大に
よってもその気泡３０が（ｂ）に示すように保たれるこ
とが確認できた。また、このような状態では、通常のイ
ンク吐出動作時に、気泡３０が供給路１５，２１中に留
めおかれるため、共通液室１０にまでは侵入せず、この
ことが集中気泡による不吐出を防止する。

【００６１】なお、本実験では個々の液路１２の断面形
状を上辺が０．０３８ｍｍ、下辺が０．０５９ｍｍ、高
さが０．０４４ｍｍの台形形状とし、液路数を６４個と
したので液路断面の合計面積が０．１４ｍｍ２　となっ
た。従って、この場合の１つの液路１２における溝部３
１の合計面積（Ｓ−Ａ）と液路面積Ｂとの間の関係はＳ
−Ａ＝２．６Ｂとなった。また、電気熱変換体は３，０
００Ｈｚで駆動され、１つの吐出口１１から１秒間に吐
出されるインクの量は約８×１０−５ｍｍ３　であって
、６４個の吐出口からは約１５ｍｍ３　のインクが吐出
された。また、吸引回復時には１００ｍｍ３　のインク
を約１秒間で吸引した。

【００６２】さらにまた、本実験では粘度が１．５〜２
．０ｃｐのインクを使用したが、インクの粘度が高けれ
ば高いほど作用効果が大きいことが確認できた。また、
本実施例および実験では供給路２１や１５の断面に所望
の形状が得られ易いように、供給管形成部材２０には変
性ＰＰＯを、また、天板１３００にはポリサルフォンを
用いたが、その形成材料は、これらに限られるものでは
なく、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂材料のうちから上述
したように断面形状が自在に形成し易く、かつ、その他
の性質がヘッドとして好適なものを用いればよいことは
いうまでもない。

【００６３】図８および図９は供給路２１等の断面形状
をそれぞれ四角および三角とした例を示し、これらの場
合も最大内接円Ｃの面積Ａが総面積Ｓの０．８以下に保
たれるので有効である。さらにまた、図示はしないが、
例えば星形等、周囲に多数の平行溝が形成されるように
してもよい。

【００６４】また、上述の実施例および実験ではインク
ジェットヘッドＩＪとＩＴとが一体型のディスポーザブ
ルのインクジェットヘッドカートリッジＩＪＣの場合に
ついて述べたが、本発明の適用は、これに限られるもの
ではなく、ヘッドとインク供給源とは別体のものおよび
、その双方または一方が使い捨てでないものにも本発明
が適用できることはいうまでもない。

【００６５】（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、インクジェット装置において優れた効果をもたら
すものである。かかる方式のものではインクの状態変化
時に発生した気泡が消泡時にインク内へ溶存ガスとして
再溶解する。従って、インク中の溶存ガス量が他のイン
クジェット方式に比べて多くなる傾向があり、かかる気
泡の生長によってインクの吐出が妨げられるものを防止
する効果が得られるからである。

【００６６】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）
内に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４
３４５２６２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。

【００６７】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、インクジェッ
ト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。

【００６８】さらに、インクジェット装置が記録できる
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
のようなインクジェットヘッドとしては、複数のヘッド
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個のヘッドとしての構成のいずれでもよい。 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
インクジェットヘッド、あるいはヘッド自体にタンクが
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
のインクジェットヘッドを用いた場合にも本発明は有効
である。

【００６９】また、本発明にインクジェット装置の構成
として設けられる、インクジェット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、インクジェットヘッドに対して
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。

【００７０】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。

【００７１】さらに加えて、本発明インクジェット装置
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。

【００７２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インク供給路により共通液室に供給されたイ
ンクを複数の液路に導き、個々の該液路から吐出口を介
して前記インクを吐出させ、記録を行うインクジェット
ヘッドユニットにおいて、前記インク供給路の断面を、
気泡の存在を許容する円形領域と、該円形領域の周囲か
ら突設され、前記気泡の拡大を界面張力によって拒否可
能な隅部を有し、該隅部を介して前記複数の液路に前記
インクの供給が可能な円外領域とからなるので、（１）
供給路に気泡が存在していても、気泡が入り込めない領
域が形成されるため、インクを供給する流通領域が確保
される。

【００７３】（２）吐出不良頻度が大幅に減少するため
、回復操作の回数が減り、回復操作に伴なうインク消費
を節約することができる。すなわちランニングコストを
下げることができる。

【００７４】（３）回復操作に伴なう廃インクを収容す
るスペースを大幅に削減することができ、省スペース化
に貢献できる。

【００７５】（４）供給路中に発生した気泡を滞留させ
たままに保つことができるので、共通液室に気泡を導入
させることなく、不吐出になるまでの寿命をのばすこと
ができる。

【００７６】などの優れた効果を有するインクジェット
ヘッドユニット，インクジェットヘッドカートリッジお
よびインクジェット装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるインクジェットヘッドユニット
の構成の一例を示す断面図である。

【図２】本発明インクジェットヘッドカートリッジの構
成の一例を分解して示す斜視図である。

【図３】本発明インクジェットヘッドを組立状態で示す
斜視図である。

【図４】本発明インクジェットヘッドをインクジェット
ヘッドユニットを取外した状態で示す斜視図である。

【図５】本発明インクジェットヘッドカートリッジのキ
ャリッジへの装着状態を示す説明図である。

【図６】本発明インクジェット装置の構成の一例を示す
斜視図である。

【図７】本発明によるヘッドへの供給路の一例を示す断
面図である。

【図８】本発明の他の実施例による供給路の断面図であ
る。

【図９】本発明の他の実施例による供給路の断面図であ
る。

【符号の説明】

１０　　共通液室 １１　　インク吐出口 １２　　液路 １５，２１　　供給路 Ｃ　　円形領域 ２０　　インク供給管形成部材 ３０　　気泡 ３１　　溝部（円形外領域） ３２　　流通領域 ＩＪＨ　　インクジェットヘッド ＩＪＵ　　インクジェットヘッドユニット１０００（Ｉ
ＪＣ）　　インクジェットヘッドカートリッジ ＩＴ　　インクタンク １００　　ヒータボード ４００　　インク吐出口形成部材 １３００　　天井

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インク供給路により共通液室に供給さ
   れたインクを複数の液路に導き、個々の該液路から吐出
   口を介して前記インクを吐出させ、記録を行うインクジ
   ェットヘッドユニットにおいて、前記インク供給路の断
   面を、気泡の存在を許容する円形領域と、該円形領域の
   周囲から突設され、前記気泡の拡大を界面張力によって
   拒否可能な隅部を有し、該隅部を介して前記複数の液路
   に前記インクの供給が可能な円外領域とからなるように
   したことを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
2. 【請求項２】　　前記円形領域の面積をＡ、前記円外領
   域を含む前記インク供給路断面の総面積をＳ、前記複数
   の液路の合計断面積をＢとしたときに、 Ａ≦０．８Ｓ （Ｓ−Ａ）≧Ｂ の関係が成立つようにした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ユニット。
3. 【請求項３】　　前記Ａ≦０．８Ｓに示される関係が、
   ０．４Ｓ≦Ａ≦０．８Ｓ の関係にあることを特徴とする請求項２に記載のインク
   ジェットヘッドユニット。
4. 【請求項４】　　個々の液路から吐出口を介してインク
   を吐出させるためのエネルギを発生する素子として前記
   インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギーを発生させる
   電気熱変換体を前記個々の液路に有することを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかの項に記載のインクジェ
   ットヘッドユニット。
5. 【請求項５】　　請求項１ないし４に記載のインクジェ
   ットヘッドユニットと、前記共通液室に供給されるイン
   クを収容するインクタンクとを一体型に構成し、キャリ
   ッジに着脱自在としたことを特徴とするインクジェット
   ヘッドカートリッジ。
6. 【請求項６】　　請求項５に記載のインクジェットヘッ
   ドカートリッジを前記キャリッジに搭載し、該キャリッ
   ジを被記録材に沿って移動させながら、前記電気熱変換
   体を選択的に駆動し、前記被記録材に記録を行うことを
   特徴とするインクジェット装置。