JPH06297715A - 記録ヘッドユニットおよび該ユニットを用いたインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の記録ヘッドを用いたインクジェット記
録装置において、各記録ヘッド間の正確な位置関係を維
持しながら記録ヘッドの交換を容易に行うことができ、
かつ、それぞれ対応するインクタンクを記録ヘッドとは
別個に扱うことを可能にする。 【構成】 複数の記録ヘッドＩＪＵを、ユニット枠４０
００を構成するユニット外壁板４００１と内壁板４００
２とによって区画される収納部に収納し、相互の位置関
係を定めた後、それぞれをこの吸収部内に固定し、上ハ
ウジング４５０６および側面ハウジング４００６をユニ
ット外壁板４００１に固定する。複数の記録ヘッドを有
し、以上のように構成される記録ヘッドユニットは、記
録ヘッド交換等の際、そのユニット単位で取扱われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のインクジェット
記録ヘッドを有した記録ヘッドユニットおよび該ユニッ
トを用いたインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置においては、記
録ヘッドを着脱自在に用いる構成が、近年一般的になり
つつある。このように記録ヘッドを着脱自在とする場
合、種々の利点とともに少なからず技術課題を派生させ
るが、その一つとして複数の記録ヘッドを用いる場合の
各記録ヘッド間相互の位置決めについての課題が知られ
ている。

【０００３】すなわち、個々の記録ヘッドを、例えばキ
ャリッジ上に装着する場合、各記録ヘッド間相互に正確
な位置関係が維持される必要がある。

【０００４】以上のような課題に対して、本願人は、特
開平５−１６３３９号公報に示されるような記録ヘッド
装着構造を提案した。ここでは、各記録ヘッドを所定の
基準面に付勢して位置決め装着するとともに装置本体側
のコネクタを変位可能とし、これによりこれと接続する
記録ヘッド側電気接続部に不要な力が作用しないように
して記録ヘッドの位置精度を確実なものとしている。

【０００５】また、本願人は、同様の課題を解決するた
めの構成として、特開平３−５５２５３号公報に示され
るような記録ヘッド装着構造を提案している。

【０００６】ここでは、記録ヘッドとインクタンクとが
一体に成形されたカートリッジタイプのヘッドカートリ
ッジを装着する際、このカートリッジを装置本体側コネ
クタに対して相対的に移動するようにし、この移動に伴
なって位置決めもなされるようにしている。また、この
ような装着動作をユーザーが簡易な動作で行うことがで
きるような構成ともしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
各公報に示される従来の記録ヘッド装着構造には、いく
らかの改良の余地がある。

【０００８】第１に、記録ヘッドの装着に際して記録ヘ
ッドの位置決め動作とともにコネクタ等の電気接点部の
接合動作が行われ、この場合において本体側コネクタ等
の位置設定が記録ヘッドの位置決め精度と比較して大き
な誤差を有していることがあるため接合において記録ヘ
ッドに捩りを生じさせたり、記録ヘッドを変形させるよ
うな力が作用することがある。このような場合、特に、
特開平５−１６３３９号公報に開示される記録ヘッド
は、その大部分が板状のチップ形状をなすため、捩り等
による変形が比較的大きなものとなる。また、この公報
に示される構造では、振動，衝撃が装置本体側のコネク
タに作用した場合、コネクタが変位して記録ヘッドの位
置ずれを生じさせることもある。いずれにしても、上記
従来のような装着構造の場合は、機械的な位置決めの精
度およびその維持には限界がある。

【０００９】以上のような記録ヘッドの変形や位置ずれ
は、インク吐出の際の吐出方向や吐出位置のずれとなっ
て現われる。そしてこれらのずれは、記録ヘッドと記録
用紙等の被記録媒体との距離（以下、紙間距離という）
によって増長される。

【００１０】例えば、上記特開平５−１６３３９号公報
に示される装置において、紙間距離１．４ｍｍ、記録ヘ
ッド位置決め基準から記録ヘッド先端までの距離１．６
ｍｍ、記録ヘッドの長さ３０ｍｍの場合、上記コネクタ
が１ｍｍずれると、被記録媒体上のインク着弾位置は約
１０６μｍずれることになる。ここで、記録ヘッドの吐
出口密度を３６０〜４００ｄｐｉとすると、通常画素ピ
ッチは７０〜６０μｍとなるから、上記着弾位置のずれ
は、約１〜１．５画素分のずれとなる。

【００１１】このようなインク滴着弾位置の大きなずれ
は、画像品位を著しく低下させるものであり、特に、複
数のインク色にそれぞれ対応した複数の記録ヘッドを用
いる場合、上記ずれによって所望の色が再現されず、高
品位なカラー画像を得ることはできない。また、大きな
着弾位置のずれは、局部的な着弾インク量の増大を招く
こともあり、このような場合、被記録媒体上でインクが
滲み出すいわゆるブリーディングを生ずることがある。

【００１２】第２に、記録ヘッドの寿命は記録装置本体
の寿命より短いのが一般的であり、このような場合、記
録ヘッドを交換する必要があるが、上記特開平５−１６
３３９号公報に示される構成の場合、ユーザーが記録ヘ
ッドを交換し、かつ複数の記録ヘッドを精度良く位置決
めするには、比較的煩雑な操作を必要とし、また容易で
はない。

【００１３】第３に、特開平３−５５２５３号公報に示
される構成では、ユーザーは比較的容易に記録ヘッドを
交換できるが、記録ヘッドとインクタンクとが一体であ
るため、いずれか一方に問題がない場合でも、両方を交
換しなくてはならないという問題がある。また、この場
合にも、複数の記録ヘッドを精度良く配列するには機械
的には限界がある。これに対し、インク吐出信号の供給
タイミングの制御によって位置ずれを補正しようとする
構成も知られているが、位置情報を記録ヘッドに与える
必要があり、記録ヘッドが高価になるという問題点があ
る。

【００１４】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、記録ヘッドの
交換に伴なう記録ヘッド装着の際の位置決めを精度を維
持しかつ装着を容易に行うことができ、さらにインクタ
ンクを個別的に変換可能とした記録ヘッドユニットおよ
び該ユニットを用いたインクジェット記録装置を提供す
ることにある。

【００１５】

【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複数の記録ヘッドと、該複
数の記録ヘッドを、当該複数の記録ヘッド相互の位置関
係を維持しながら保持するヘッド保持部材と、該ヘッド
保持部材に対して固定され、当該外表面に、前記複数の
記録ヘッドそれぞれへの電気信号の接続を行うための電
気接点を配設した接続部材と、前記ヘッド保持部材に対
して固定され、前記複数の記録ヘッドそれぞれへのイン
ク供給を行うためのインク供給管を、前記複数の記録ヘ
ッドのそれぞれに対応して保持する供給管保持部材と、
を具えた記録ヘッドユニットであって、インクジェット
記録装置において着脱自在に用いられることを特徴とす
る。また、インクを吐出するための複数の記録ヘッド
と、該複数の記録ヘッドを、当該複数の記録ヘッド相互
の位置関係を維持しながら保持するヘッド保持部材と、
該ヘッド保持部材に対して固定され、当該外表面に、前
記複数の記録ヘッドそれぞれへの電気信号の接続を行う
ための電気接点を配設した接続部材と、前記ヘッド保持
部材に対して固定され、前記複数の記録ヘッドそれぞれ
へのインク供給を行うためのインク供給管を、前記複数
の記録ヘッドのそれぞれに対応して保持する供給管保持
部材と、を具えた記録ヘッドユニットと、前記インク供
給管と着脱自在に接続するインクタンクと、前記記録ヘ
ッドユニットおよび前記インクタンクを着脱自在に装着
し、移動可能なキャリッジと、該キャリッジに装着され
た前記記録ヘッドユニットの前記電気接点と接続可能な
本体側電気接点を配設した本体側接続部材と、を具えた
ことを特徴とする。

【００１６】

【作用】以上の構成によれば、記録ヘッドの交換をユニ
ット毎に行うことができ、複数の記録ヘッド相互の位置
関係は、これらの交換の際に維持される。すなわち、新
たに装着されるそれぞれの記録ヘッドは、交換動作の影
響を受けない。また、各記録ヘッドに対応するインクタ
ンクはそれぞれ別個に交換が可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１８】図１および図２は、本発明の一実施例で用
いられる記録ヘッドの要部を示すそれぞれ概略断面図お
よび概略正面図である。

【００１９】図１に示されるように、記録ヘッドは、熱
エネルギー発生素子を設けた基板１００（以下ヒーター
ボードと称す）と、該基板１００と接合されて記録液体
（以下インクと称す）を収容する液室７およびインク路
８を構成する凹凸部を有した基板１３００とからなる。
この基板（以下、溝付天板ともいう）１３００は、イン
ク路８に連通したインクを吐出するためのインク吐出口
（以下、オリフィスともいう）９が設けられたオリフィ
スプレート４００を一体的に具えている。

【００２０】ヒーターボード１００は支持基板（以下、
支持体ともいう）３００に接着剤により接着固定され、
溝付天板１３００は、ヒーターボード１００上に配置さ
れている熱エネルギー発生素子が、この接合によって構
成されるインク路８内に含まれるようヒーターボード１
００に仮接着され、溝付天板が具えるオリフィスプレー
ト４００は、支持基板３００の前端面に前ダレのように
配置される。

【００２１】インクは、インク供給路部材６００から、
溝付天板１３００の上部に設けられたインク供給口１５
００を通り供給される。インク供給路部材６００は突起
棒を有し、支持基板３００上に設けられた貫通穴にこの
突起棒が挿入されて、熱かしめされることにより、支持
基板３００に固定される。

【００２２】インク供給路部材６００と、ヒーターボー
ド１００，溝付天板１３００等との隙間１０ａ，１０
ｂ、およびオリフィスプレートと支持基板前端面との間
の封止剤が封入されうるべくわずかな隙間が設けられた
接合領域は、接着空間として封止剤が流しこまれる。

【００２３】本実施例では、図２に示されるように、溝
３Ａは、封止材を十分良好に封入することが可能な溝で
あればよい。また、溝３Ａは、オリフィスプレート４０
０とインク供給路部材６００との隙間と連続する空間を
形成している事が重要である。溝３Ａが完全にオリフィ
スプレート４００で覆われていたり、上記隙間１０ａお
よび１０ｂから独立していることは好ましくない。なぜ
なら注入された封止材の流路が断たれることとなり、良
好な封止が達成できなくなってしまうからである。支持
基板３００前端面に形成される溝３Ａは量産性を考慮す
るとプレスにて、形成される。

【００２４】封止材はインク供給路部材６００上部の封
止材注入口（不図示）から注入され、電気信号を伝達す
るためのワイヤボンディング部（不図示）を封止すると
同時にオリフィスプレート４００とインク供給路部材６
００との隙間１０ａおよび１０ｂを封止し、さらに支持
基板３００に設けられた溝３Ａを通り、オリフィスプレ
ート４００と支持基板３００前端面との隙間領域を完全
に封止する。このように封止材が、オリフィス９を塞が
ずに隙間を封止するためには、適当なチキソトロピーと
適当な粘度が必要である。すなわち、封止材の粘度が低
過ぎるとインク路８やオリフィス９にまで入り込み、目
詰まりを起こしてしまう。反対に粘度が高過ぎるとオリ
フィスプレート４００周囲まで完全に封止材が回り込ま
なくなる。

【００２５】本実施例に用いられる封止材の粘度は１，
０００〜１５，０００ｃｐｓ、さらに好ましくは２，０
００〜１０，０００ｃｐｓ、最も好ましくは４，０００
〜１０，０００ｃｐｓである。

【００２６】また、封止材には、シリコンウエハーから
成るヒーターボード１００，金属から成る支持基板３０
０および合成樹脂から成る溝付天板１３００およびオリ
フィスプレート４００，インク供給路部材６００等との
良好な接着性が要求される。また、これら熱膨張係数の
異なる複数の異種材料同士を接合するためには、温度環
境による熱膨張の差を吸収できるような柔らかい材料、
具体的にはＪＩＳ規格Ａ１００以下の硬度を示す封止材
を用いる必要がある。

【００２７】一方、この封止材は、ワイヤボンディング
部を覆って保護する役目も果たしているために、アルミ
ワイヤボンディング部やアルミ電極に対して腐食を起こ
さないような材料でなければならない。電極やワイヤボ
ンディングに腐食を起こさないためには、封止材中のＣ
ｌ^- やＮａ⁺ 等の不純物イオン濃度が３０ｐｐｍ以下で
あることが好ましい。

【００２８】このような材料には、局部的にインクと接
触するために耐インク性、特に耐溶剤性や耐アルカリ性
に優れている等といった性能も要求される。さらには、
酸素や窒素，水蒸気に対する透過性も低いことも必要で
ある。

【００２９】図３は、図１，図２に示した記録ヘッドの
分解斜視図である。図３を参照し、本例の記録ヘッドに
ついてさらに詳しく説明する。

【００３０】図３において、Ｓｉよりなる基板１００上
には複数の列状に配された熱エネルギー発生素子として
の電気熱変換素子（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。電気熱変換素子が発生する熱によりインクに膜沸騰
を生じ、これによる気泡の生成によってインクが吐出さ
れる。配線基板２００は、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）や、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を有している。

【００３１】溝付天板１３００は、上述のように複数の
インク路をそれぞれ区分するための隔壁や各インク路に
供給されるインクを収納するための共通液室等を構成す
るための溝を有し、インクタンク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供給口１５０
０と、各インク路に対応した吐出口を複数有するオリフ
ィスプレート４００を一体に具える。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。

【００３２】支持体３００は配線基板２００の裏面を平
面で支持し、Ａｌ等の金属により形成される。押えばね
５００は、Ｍ字形状でそのＭ字の中央で天板の共通液室
に対応する部分を軽圧で押圧すると共に前だれ部５０１
でインク路に対応する部分、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３１
２１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押えばね５０
０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。支持体３
００に対する配線基板２００の取付は、接着剤等で貼着
により行われる。なお、支持体３００の凹部２４００，
２４００は、それぞれ位置決め用突起２５００，２６０
０の近傍に設けられており、インク供給路部材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ボール６０２が挿入
されている。供給管のタンク側端部にはフィルタ７００
が設けられる。

【００３３】このインク供給路部材６００は、モールド
成型されるため、比較的廉価で位置精度が高く製造上の
精度低下を抑えるだけでなく、片持ちばりの導管１６０
０によって大量生産時においても導管１６００の上記イ
ンク供給口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
路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る。なお、インク供給路部材６００
の支持体３００に対する固定は、上述のように、支持体
３００の穴１９０１，１９０２に対するインク供給路部
材６００の裏面側ピン（不図示）を支持体３００の穴１
９０１，１９０２を介して貫通突出せしめ、支持体３０
０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。

【００３４】図４および図５は、それぞれ本発明の一実
施例を示し、複数の記録ヘッドを装着する記録ヘッドユ
ニットの分解斜視図であり、図４においては、上記ユニ
ットのハウジング部材の図示が省略されている。

【００３５】本例の記録ヘッドユニットは、それぞれ異
なる色のインクを吐出可能な４個の記録ヘッドを装着
し、かつこれら記録ヘッド相互の位置関係を正確に定め
ることができるものである。なお、上記４個の記録ヘッ
ドが同一色のインクを吐出してもよく、この場合、高速
記録あるいはインク滴の数に応じた階調表現が可能とな
り、また、同一色で濃度の異なるインクをそれぞれ吐出
するようにしても階調記録が可能となる。

【００３６】図４において、参照符号４０００はユニッ
ト枠を示す。ユニット枠４０００は、コの字状の外壁板
４００１と、各記録ヘッドを収納するためのヘッド保持
部４００３を限界する３枚の内壁板４００２を具える。
図１〜図３で説明した記録ヘッドＩＪＵは、そのインク
吐出口を図中下方に向けた状態でそれぞれのヘッド保持
部４００３に収納される。ユニット枠４０００における
各記録ヘッドの位置決めは、各ヘッド保持部に設けられ
る３方向の基準面に各記録ヘッドに設けられる基準面を
突き当て、その後接着剤等によって固定される。この場
合において、各記録ヘッドＩＪＵにおいてその基準面と
オリフィスとの位置関係は高精度に設定される必要があ
る。

【００３７】なお、各記録ヘッドＩＪＵの位置決めにつ
いては、上述の基準面を用いる方法ではなく、ＴＶカメ
ラ等による画像上で位置決めし、その後接着によって固
定するようにしてもよい。

【００３８】このように、本例によれば４個の記録ヘッ
ドをユニット枠に接着固定し、記録ヘッドの交換はユニ
ット毎に行うようにするので、交換の際の装着動作によ
って４個の記録ヘッド相互の位置関係がずれることがな
い。また、ユニット枠に個々の記録ヘッドを収納し固定
するようにした本例の構成によれば、当初から一体の記
録ヘッドで異なる色のインクを吐出するようにした記録
ヘッドの構成と比較して設計上の自由度があり。例えば
図１３で後述されるように種々の仕様の記録ヘッドユニ
ットを製造することができる。

【００３９】なお、図４において参照符号４００５はイ
ンクを吸収可能な多孔質部材であり、隣接する各記録ヘ
ッドＩＪＵのオリフィス配設面の間に配設される。これ
により、ブレードによってオリフィス配設面をワイピン
グしたときにブレードに付着するインクを吸収し、隣接
オリフィス配設面に異なる色インクが再付着することを
防止できる。

【００４０】図５において、上ハウジング４５０６およ
び側面ハウジング４００６はそれぞれユニット枠４００
０に固定される。上ハウジングの固定においては、これ
に設けられた１対のピン４５０４（一方は不図示）がユ
ニット枠４０００の外壁板４００１の上端面に設けられ
た孔４０１１に挿入されることによって固定時の上ハウ
ジング４５０６の位置決めがなされ、また、上ハウジン
グの両端に形成された掛止板４５０５上の突起（不図
示）が、外壁板に形成された凹部４０１０に掛止板４５
０５の弾性付勢力を伴なって掛止されることにより固定
される。側面ハウジング４００６のユニット枠への固定
は、ハウジング４００６の一対の掛止板４００８とユニ
ット枠４０００の凹部４００７とを用いて、上ハウジン
グ４５０６と同様になされる。

【００４１】上ハウジング４５０６の外表面に相当する
部分には記録ヘッドＩＪＵ側の電気接点としてのパッド
４５０２が複数設けられ、このパッド４５０２のそれぞ
れは上ハウジング４５０６の裏面側に延在する端子４５
０１と接続している。それぞれの端子４５０１は、ハウ
ジング４５０６がユニット枠に固定されたとき、記録ヘ
ッドの基板上のそれぞれ対応する接続パッドと接触す
る。

【００４２】側面ハウジング４００６には、記録ヘッド
ＩＪＵのインク供給管２２００を挿通させるための孔４
００９が形成されている。

【００４３】複数の記録ヘッドに電気的に接続する構成
は、上例に限られることはない。例えば、図６に示すよ
うに、装置本体側との接続のためのパッド４５０２等が
プリントされたフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）を
予め製造し、これを図７に示すように、ユニット枠の上
ハウジング４５０６の表面に圧接するようにしてもよ
い。この際、それぞれの記録ヘッドとの電気的接続は、
ＦＰＣに、その端子４５１３に対応するようにコネクタ
４５１４を接続し、これと各記録ヘッドの端子４５１５
とを接続することによって行う。なお、コネクタ４５１
４を用いずにＦＰＣを直接記録ヘッドの端子に、ハンダ
付，圧接等により接続してもよい。

【００４４】電気接続部に関する上記各実施例では、ハ
ウジング上に設ける接続パッドを、このハウジングの中
央部に集中させて接続パッドの面積を比較的小さなもの
としている。これは、接続の際にパッドに作用する応力
を大きなものとし、接続を確実なものとするためであ
る。このように、接続の際に接続パッドに作用する応力
は大きいことが望ましいが、他方、同様に接続の信頼性
を維持するためにはパッドの面積はできるだけ大きいこ
とが望ましい。このため、例えば、記録ヘッドのドライ
バを構成するシフトレジスタ，ダイオードマトリックス
等の素子を記録ヘッドのヒーターボードやプリント配線
基板上に形成し、これにより、ハウジング上の接続パッ
ドの数を減少させ個々のパッドの面積を増すこともでき
る。

【００４５】さらに、図８，図９に示すように複数の記
録ヘッドのそれぞれについて接続パッドを設け直接本体
側と電気的接続を行うようすることもでき、これによれ
ば上記各実施例で示した記録ヘッド側接続パッドと複数
の記録ヘッドそれぞれとの間の電気接続のための構成を
省略でき、記録ヘッドユニット全体でのコストをより小
さなものとすることが可能となる。なお、この場合、各
記録ヘッドの接続部の本体側との接続においては圧接力
を分散させ、均等かつ充分な圧接力が付与される構造と
することが望ましい。

【００４６】図１０は、図４および図５に示した記録ヘ
ッドユニットと各インクタンクとの接続を示す斜視図で
ある。また、図１１は、上記接続状態を示す断面図であ
る。

【００４７】図１０に示されるように、各インク色に対
応したインクタンク６０００は、そのジョイント部６０
０２の開口に、それぞれ対応する記録ヘッドのインク供
給管２２００を個々に挿入することによって記録ヘッド
と接続する。また、インクタンク６０００を記録ヘッド
から取外す場合についても、各インク色のインクタンク
毎に個々に取外すことができる。

【００４８】以上の構成により、インクタンク６０００
のインクが無くなった時点で新しいインクタンクとの交
換が可能となる。このように、使い切ったインクタンク
毎に交換ができるため、カラーのインクジェット記録装
置では無駄なインクを少なくでき特に有効である。

【００４９】図１１において、記録ヘッドＩＪＵの供給
管２２００は、その先端に設けられるフィルタ７００が
インクタンク６０００内の吸収体６００３に圧接するよ
うに挿入される。インク室６００６にはインク６００９
が満たされており、このインク室６００６と隔壁６００
５によって隔てられる前室６００４の吸収体６００３の
一部にもインクが満たされている。吸収体６００３はそ
の毛管力によってインクを保持することができ、これに
より、ジョイント部６００２からインクが漏れることを
防止している。インク室６００６のインク６００９はス
リット６００８を通過し前室６００４へ供給されるが、
この供給は、記録ヘッドＩＪＵ側へのインク供給に伴な
って消費されたインク量に対応する空気が大気連通口６
０１３を介してインクタンク内に侵入しインクと置換さ
れることによって可能となる。

【００５０】図１１に示した構成は、本発明に使用され
るインクタンクの最適なものの一つである。すなわちジ
ョイント部６００２においてインクタンク側の開口部と
供給管２２００との間に空隙を有しているからであり、
これにより、記録ヘッドの位置精度に影響を及ぼすよう
な力をインクタンク挿入時に与えにくくなる。

【００５１】図１２は、上記実施例で示した記録ヘッド
ユニットを搭載可能なインクジェット記録装置ＩＪＲＡ
の外観斜視図である。

【００５２】図において駆動モータ５０１３の正逆回転
は駆動力伝達ギア５０１１，５００９を介してリードス
クリュー５００４に伝達され、これを回転させ、またキ
ャリッジＨＣはリードスクリュー５００４のら線溝５０
０５に係合するピン（不図示）を有する。これによっ
て、キャリッジＨＣは装置長手方向に往復移動される。
５００２は記録ヘッドユニット内の各記録ヘッドの前面
をキャップするキャップであり、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吸引回復を行う
ために用いられる。キャップ５００２はギア５００８等
を介して伝達される駆動力により移動各記録ヘッドの吐
出口面を覆うことができる。５０１７はクリーニングブ
レードであり、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
が支持されている。ブレードは、この形態に限られず、
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。

【００５３】これらのキャッピング，クリーニング，吸
引回復は、キャリッジがホームポジションに移動したと
きにリードスクリュー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、本例にはいずれも適用できる。

【００５４】キャリッジＨＣに装着された記録ヘッドユ
ニットの接続パッド４５０２は、キャリッジＨＣに設け
られた接続板５０３０が所定軸廻りに回動することによ
り、その接続パッド５０３１と接続し、電気的接続がな
される。この接続はコネクタ等を用いないため、記録ヘ
ッドユニットに不要な力が作用しない。

【００５５】図１３（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ記
録ヘッドユニット構造の他の例を示す斜視図であり、ユ
ニット枠の一部を除いた状態を示す。

【００５６】図１３（Ａ）および（Ｂ）に示す構造は、
各記録ヘッドを、その吐出口配列が互いに一直線になる
ように配置した例を示す。このように同一構造の記録ヘ
ッドの複数個をユニット枠内に固定して一体とし、それ
ぞれが異なるインクを吐出するようにした記録ヘッドユ
ニットは、各インク色の吐出口配列を種々に配置でき、
記録装置の設計上の自由度を増すことができる。なお、
図１３（Ａ）および（Ｂ）に示す構造の場合、インクタ
ンクは図中下方から装着される。

【００５７】図１４は、インクタンクの容量を異ならせ
た例を示すインクジェット記録装置の斜視図である。

【００５８】図に示すようにタンク６０００−Ａとタン
ク６０００−Ｂの容量が異なっており、例えばタンク６
０００−Ａにはブラック（Ｂｋ）インクがタンク６００
０−Ｂにはイエロ（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン
（Ｃ）のインクが隔壁により隔てられ充填される。一般
にカラー記録においてもＢｋインクは使用頻度が高いた
め、このようにすれば交換を頻繁に行わずに済む。

【００５９】図１５は記録ヘッドユニットのさらに他の
例を示す外観斜視図である。

【００６０】図に示す例では、４個の記録ヘッドの吐出
口が位置する面と同一面に接続パッド４５０２が配設さ
れる。また、インクタンク６０００は接続パッド４５０
２が配設される面と反対側の面に接続する。

【００６１】図１６は、図１５に示す記録ヘッドユニッ
トを用いたインクジェット記録装置を示す斜視図であ
り、この構成の場合、装置本体側電気接続部は、図中記
録ヘッドユニットの下面側となる。

【００６２】（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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【００７０】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。

【００７１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば記録ヘッドの交換をユニット毎に行うことがで
き、複数の記録ヘッド相互の位置関係は、これらの交換
の際に維持される。すなわち、新たに装着されるそれぞ
れの記録ヘッドは交換動作の影響を受けない。また、各
記録ヘッドに対応するインクタンクはそれぞれ別個に交
換が可能となる。

【００７２】この結果、記録ヘッド交換の際の位置精度
を維持しつつ容易な交換が可能となるとともに、インク
を経済的に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる記録ヘッドの要部を
示す断面図である。

【図２】図１に示した記録ヘッド要部の正面図である。

【図３】図１，図２に示した記録ヘッドの分解斜視図で
ある。

【図４】図１〜図３に示す記録ヘッドを複数個を装着し
てなる記録ヘッドユニットを、そのハウジングを除いて
示す分解斜視図である。

【図５】上記記録ヘッドユニットの分解斜視図である。

【図６】本発明の他の実施例にかかる記録ヘッドユニッ
トに用いられるフレキシブルプリント回路基板を示す平
面図である。

【図７】図６に示したフレキシブルプリント回路基板を
その電気接続部に用いた記録ヘッドユニットの斜視図で
ある。

【図８】本発明にかかる記録ヘッドユニットの電気接続
部構成の他の例を示す斜視図である。

【図９】本発明にかかる記録ヘッドユニットの電気接続
部構成のさらに他の例を示す斜視図である。

【図１０】図４，図５に示した記録ヘッドユニットとイ
ンクタンクとの接続を説明するための斜視図である。

【図１１】図１０に示す接続の詳細を示す断面図であ
る。

【図１２】図４，図５に示した記録ヘッドユニットを用
いたインクジェット記録装置を示す斜視図である。

【図１３】（Ａ）および（Ｂ）は、記録ヘッドユニット
における各記録ヘッドの配置の他の例を示す斜視図であ
る。

【図１４】他のインクタンク構成を用いたインクジェッ
ト記録装置の斜視図である。

【図１５】本発明にかかる記録ヘッドユニットの他の例
を示す斜視図である。

【図１６】図１５に示す記録ヘッドユニットを用いたイ
ンクジェット記録装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ 電気熱変換素子 ７ 液室 ８ インク路 ９ 吐出口（オリフィス） １００ ヒーターボード ２００ プリント回路基板 ３００ 支持基板 ４００ オリフィスプレート ６００ インク供給路部材 ２２００ インク供給管 ４０００ ユニット枠 ４００１ ユニット外壁板 ４００２ ユニット内壁板 ４００６ 側面ハウジング ４００９ 孔 ４５０１ 端子 ４５０２ 接続パッド ４５０６ 上ハウジング ４５１４ コネクタ ５０３０ 接続板 ５０３１ 接続パッド ６０００，６０００−Ａ，６０００−Ｂ インクタンク ＩＪＵ 記録ヘッド ＨＣ キャリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9113−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 29/00 Ｃ (72)発明者 清水 英一郎 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 日隈 昌彦 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 (72)発明者 刈田 誠一郎 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するための複数の記録ヘッ
   ドと、 該複数の記録ヘッドを、当該複数の記録ヘッド相互の位
   置関係を維持しながら保持するヘッド保持部材と、 該ヘッド保持部材に対して固定され、当該外表面に、前
   記複数の記録ヘッドそれぞれへの電気信号の接続を行う
   ための電気接点を配設した接続部材と、 前記ヘッド保持部材に対して固定され、前記複数の記録
   ヘッドそれぞれへのインク供給を行うためのインク供給
   管を、前記複数の記録ヘッドのそれぞれに対応して保持
   する供給管保持部材と、 を具えた記録ヘッドユニットであって、インクジェット
   記録装置において着脱自在に用いられることを特徴とす
   る記録ヘッドユニット。
2. 【請求項２】 前記電気接点は、当該接点の配列が予め
   なされたフレキシブルプリント回路基板に形成され、該
   基板が前記接続部材に接合されることを特徴とする請求
   項１に記載の記録ヘッドユニット。
3. 【請求項３】 前記複数の記録ヘッドは、それぞれ熱エ
   ネルギーを利用してインクに気泡を生じさせ、該気泡の
   生成に伴なってインクを吐出することを特徴とする請求
   項１または２に記載の記録ヘッドユニット。
4. 【請求項４】 インクを吐出するための複数の記録ヘッ
   ドと、 該複数の記録ヘッドを、当該複数の記録ヘッド相互の位
   置関係を維持しながら保持するヘッド保持部材と、 該ヘッド保持部材に対して固定され、当該外表面に、前
   記複数の記録ヘッドそれぞれへの電気信号の接続を行う
   ための電気接点を配設した接続部材と、 前記ヘッド保持部材に対して固定され、前記複数の記録
   ヘッドそれぞれへのインク供給を行うためのインク供給
   管を、前記複数の記録ヘッドのそれぞれに対応して保持
   する供給管保持部材と、 を具えた記録ヘッドユニットと、 前記インク供給管と着脱自在に接続するインクタンク
   と、 前記記録ヘッドユニットおよび前記インクタンクを着脱
   自在に装着し、移動可能なキャリッジと、 該キャリッジに装着された前記記録ヘッドユニットの前
   記電気接点と接続可能な本体側電気接点を配設した本体
   側接続部材と、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記電気接点は、当該接点の配列が予め
   なされたフレキシブルプリント回路基板に形成され、該
   基板が前記接続部材に接合されることを特徴とする請求
   項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記複数の記録ヘッドは、それぞれ熱エ
   ネルギーを利用してインクに気泡を生じさせ、該気泡の
   生成に伴なってインクを吐出することを特徴とする請求
   項４または５に記載のインクジェット記録装置。