JPH09141874A - インクジェットヘッドおよびインクジェットカートリッジならびにインクジェット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分離可能な形態のエネルギー発生素子ユニッ
トと駆動素子ユニットとの電気的接続を確実かつ安定し
て行い得ない。 【解決手段】 発熱抵抗体に電気信号を供給するための
信号配線を有し、突き合わせ面Ｆ_E に位置する信号配線
の端部に接続電極１３ａ, １３ｂを突設したエネルギー
発生素子ユニットＵ_E と、発熱抵抗体を駆動するための
駆動素子からの電気信号を送出するための信号配線を有
し、突き合わせ面Ｆ_D に位置する信号配線の端部に接続
電極２０を突設した駆動素子ユニットＵ_D とを具え、こ
れら二つのユニットＵ_E , Ｕ_D の突き合わせ面Ｆ_E , Ｆ
_D を相互に重ね合わせて接続電極１３ａ, １３ｂ, ２０
を相互に接続するようにしたインクジェットヘッドであ
って、二つのユニットＵ_E , Ｕ_D の少なくとも一方の突
き合わせ面Ｆ_E にこれらの対向間隔を保持するための突
起部１４を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体を吐出してプ
リント媒体にプリントを行うためのエネルギー発生素子
を有するエネルギー発生素子ユニットと、このエネルギ
ー発生素子を駆動させるための駆動素子を有する駆動素
子ユニットとを具えたインクジェットヘッドおよびこの
インクジェットヘッドを組み込んだインクジェットカー
トリッジならびにインクジェットヘッドを用いるインク
ジェット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリント法は、インクジ
ェットヘッドに配設された吐出口からインクやこのイン
クの特性を調整するための処理液を吐出させ、これを紙
などのプリント媒体に付着させることにより、プリント
を行う方法であり、騒音の発生が極めて少なく、かつ高
速プリントが可能である。なかでも、熱エネルギーを液
体に作用させ、液体を急激に加熱することによって気泡
を発生させ、この気泡の体積膨張によって液流路内の液
体を吐出口から液滴として噴射し、気泡の消滅時に液室
から液流路内に液体を導入するようにした形態のインク
ジェットヘッドは、プリント信号に対する応答性が良い
こと、および高マルチヘッド化が容易であることなどの
利点を有する。

【０００３】このようなインクジェットヘッドのエネル
ギー発生ユニットの外観を図１１に示し、その一部を破
断した状態を図１２に示す。すなわち、基板１０１の表
面に形成された絶縁層の上にエネルギー発生素子である
電気熱変換素子としての発熱抵抗体１０２が設けられて
おり、さらにこの発熱抵抗体１０２に通電するための図
示しない電極が配設されている。この基板１０１上の発
熱抵抗体１０２が臨む液流路１０３は、その一方が開口
して吐出口１０４となり、他方が共通液室１０５に連通
している。この共通液室１０５には、インクジェットヘ
ッドに対して別に付設される図示しない液体タンクが結
合部材１０６を介して連結される。

【０００４】図示するように、一直線状に配列する吐出
口１０４にそれぞれ連通する液流路１０３毎に発熱抵抗
体１０２を組み込み、プリント媒体に対して複数ドット
のプリントを同時に行う場合、発熱抵抗体１０２に対し
て個別に通電のオン／オフを制御する必要がある。この
ような制御を行うための駆動素子は、上述したエネルギ
ー発生素子ユニット１０７に一体的に組み込むか、ある
いは図１３およびそのXIV−XIV 矢視断面構造を表す図
１４に示すように、ボンディングワイヤ１０８を介して
エネルギー発生素子ユニット１０７と電気的に接続する
などの方法がある。

【０００５】しかし、エネルギー発生素子ユニット１０
７と、駆動素子１０９とをボンディングワイヤ１０８に
よって固定状態で接続した場合、発熱抵抗体１０２およ
び駆動素子１０９の何れか少なくとも一方に不良が発生
すると、インクジェットヘッド全体が動作しなくなって
しまうという問題がある。

【０００６】このような問題を解決するため、図１５に
示すような駆動素子１０９を有する駆動素子ユニット１
１０を用い、この駆動素子ユニット１１０とエネルギー
発生素子ユニット１０７とを分離可能とし、図１６に示
すようにこれらの接続電極１１１, １１２を相互に重ね
合わせて密着させ、電気的に接続を行うタイプのインク
ジェットヘッドおよびこのインクジェットヘッドを用い
たインクジェット装置が提案されている。

【０００７】上述した交換式のエネルギー発生素子ユニ
ット１０７を用いた場合、エネルギー発生素子ユニット
１０７に故障が生じたり、その寿命によってプリント作
業が不能となった場合、エネルギー発生素子ユニット１
０７のみを新たなものと交換し、駆動素子ユニット１１
０に接続するだけで良いため、コスト的に大変有利であ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１６に示すように、
エネルギー発生素子ユニット１０７と駆動素子ユニット
１１０とを分離可能に重ね合わせて密着させるようにし
たインクジェットヘッドにおいて、これらの接続電極１
１１, １１２は、実際にインクを吐出する発熱抵抗体１
０２と対応した数だけそれぞれ設置されており、インク
ジェットヘッドとしての機能や性能を完全に発揮するた
めには、これら接続電極１１１, １１２の全てが確実に
接続されている必要がある。

【０００９】しかしながら、従来のものでは、各ユニッ
ト１０７, １１０の突き合わせ面１１３, １１４から突
出する接続電極１１１, １１２の高さや形状の不均一、
あるいは、密着操作時の押圧力の不均一に起因して接続
不良が起こり得る他、図１７に示すようにユニット１０
７, １１０の接合時に押圧力の作用点が接続電極１１
１, １１２の間からずれると、ユニット１０７, １１０
の間に接続電極１１１,１１２を中心とするモーメント
力が発生する結果、接続電極１１１, １１２の間に接続
不良が発生する虞があった。

【００１０】

【発明の目的】本発明の目的は、分離可能な形態のエネ
ルギー発生素子ユニットと駆動素子ユニットとの電気的
接続を確実かつ安定して行い得るようにしたインクジェ
ットヘッドおよびこのインクジェットヘッドを組み込ん
だインクジェットカートリッジならびにインクジェット
ヘッドを用いるインクジェット装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の形態
は、それぞれ液体を吐出するための複数のエネルギー発
生素子に一端側が接続してこれらエネルギー発生素子に
電気信号を供給するための複数本の信号配線を有すると
共に突き合わせ面が形成され、この突き合わせ面に位置
する前記信号配線の他端側にそれぞれ複数の接続電極を
突設したエネルギー発生素子ユニットと、前記エネルギ
ー発生素子を駆動するための駆動素子に一端側がそれぞ
れ接続して当該駆動素子からの電気信号を送出するため
の複数本の信号配線を有すると共に突き合わせ面が形成
され、この突き合わせ面に位置する前記信号配線の他端
側にそれぞれ複数の接続電極を突設した駆動素子ユニッ
トとを具え、前記エネルギー発生素子ユニットおよび前
記駆動素子ユニットの前記突き合わせ面を相互に重ね合
わせて前記接続電極を相互に接続するようにしたインク
ジェットヘッドであって、前記エネルギー発生素子ユニ
ットおよび前記駆動素子ユニットの少なくとも一方の前
記突き合わせ面にこれらの対向間隔を保持するための突
起部を形成したことを特徴とするインクジェットヘッド
にある。

【００１２】また、本発明による第二の形態は、それぞ
れ液体を吐出するための複数のエネルギー発生素子に一
端側が接続してこれらエネルギー発生素子に電気信号を
供給するための複数本の信号配線を有すると共に突き合
わせ面が形成され、この突き合わせ面に位置する前記信
号配線の他端側にそれぞれ複数の接続電極を突設したエ
ネルギー発生素子ユニットと、前記エネルギー発生素子
を駆動するための駆動素子に一端側がそれぞれ接続して
当該駆動素子からの電気信号を送出するための複数本の
信号配線を有すると共に突き合わせ面が形成され、この
突き合わせ面に位置する前記信号配線の他端側にそれぞ
れ複数の接続電極を突設した駆動素子ユニットとを具
え、前記エネルギー発生素子ユニットおよび前記駆動素
子ユニットの前記突き合わせ面を相互に重ね合わせて前
記接続電極を相互に接続するようにしたインクジェット
ヘッドと、このインクジェットヘッドに供給するための
前記液体を蓄える液体タンクとを具えたインクジェット
カートリッジであって、前記エネルギー発生素子ユニッ
トおよび前記駆動素子ユニットの少なくとも一方の前記
突き合わせ面にこれらの対向間隔を保持するための突起
部を形成したことを特徴とするインクジェットカートリ
ッジにある。

【００１３】さらに、本発明の第３の形態は、複数の吐
出口からそれぞれ液体を吐出するための複数のエネルギ
ー発生素子に一端側が接続してこれらエネルギー発生素
子に電気信号を供給するための複数本の信号配線を有す
ると共に突き合わせ面が形成され、この突き合わせ面に
位置する前記信号配線の他端側にそれぞれ複数の接続電
極を突設したエネルギー発生素子ユニットと、前記エネ
ルギー発生素子を駆動するための駆動素子に一端側がそ
れぞれ接続して当該駆動素子からの電気信号を送出する
ための複数本の信号配線を有すると共に突き合わせ面が
形成され、この突き合わせ面に位置する前記信号配線の
他端側にそれぞれ複数の接続電極を突設した駆動素子ユ
ニットとを具え、前記エネルギー発生素子ユニットおよ
び前記駆動素子ユニットの前記突き合わせ面を相互に重
ね合わせて前記接続電極を相互に接続するようにしたイ
ンクジェットヘッドを用いるインクジェット装置であっ
て、前記エネルギー発生素子ユニットおよび前記駆動素
子ユニットの少なくとも一方の前記突き合わせ面にこれ
らの対向間隔を保持するための突起部を形成したことを
特徴とするインクジェット装置にある。

【００１４】本発明によると、エネルギー発生素子ユニ
ットおよび駆動素子ユニットの突き合わせ面を相互に重
ね合わせて接続電極を相互に電気的に接続した場合、エ
ネルギー発生素子ユニットおよび駆動素子ユニットの少
なくとも一方の突き合わせ面には、これらの対向間隔を
保持するための突起部を形成されており、これらの突き
合わせ面は正対状態となって全ての接続電極が正しく接
触する。

【００１５】駆動素子ユニットの駆動素子からその信号
配線を介して送出される電気信号は、接続電極を介して
エネルギー発生素子ユニットの信号配線からエネルギー
発生素子に供給され、これによりエネルギー発生素子が
起動して液体が吐出される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の形態によるインク
ジェットヘッドにおいて、前記突起部は、接続電極と一
直線状に並ぶ領域を有するものであってもよいし、信号
配線の他端側の延長上に接続電極の配列方向に沿って並
ぶ領域を有するものであってもよいし、あるいは接続電
極と一直線状に並ぶ領域と、信号配線の他端側の延長上
に接続電極の配列方向に沿って並ぶ領域とを有するもの
であってもよい。また、突起部は、接続電極と対応した
形状のダミー電極であってもよく、エネルギー発生素子
は、液体に膜沸騰を生じさせる熱エネルギーを発生する
電気熱変換体であってもよい。

【００１７】本発明の第２の形態によるインクジェット
カートリッジにおいて、前記液体は、インクか、プリン
ト媒体に吐出されるインクの特性を調整する処理液か、
あるいはこれらインクおよび処理液であることが望まし
い。

【００１８】ここで、前記突起部は、接続電極と一直線
状に並ぶ領域を有するものであってもよいし、信号配線
の他端側の延長上に接続電極の配列方向に沿って並ぶ領
域を有するものであってもよいし、あるいは接続電極と
一直線状に並ぶ領域と、信号配線の他端側の延長上に接
続電極の配列方向に沿って並ぶ領域とを有するものであ
ってもよい。また、突起部は、接続電極と対応した形状
のダミー電極であってもよく、吐出口は、プリント媒体
のプリント領域の全幅に亙って配列しているものであっ
てもよい。

【００１９】

【実施例】本発明によるインクジェットヘッドの実施例
の幾つかについて、図１〜図８を参照しながら詳細に説
明するが、このインクジェットヘッドを構成するエネル
ギー発生素子ユニットおよび駆動素子ユニットにそれぞ
れ設けられる接続電極の部分の基本的な構造は、これら
二つのユニット共に全く同一形態にすることが可能であ
る。

【００２０】従って、以下には一方のユニットであるエ
ネルギー発生素子ユニットについてのみ説明するが、駆
動素子ユニットの接続電極部の構造も全く同じ構造を採
用することができる。

【００２１】第１の実施例におけるエネルギー発生素子
ユニットの基板表面の外観を表す図１およびそのII−II
矢視断面構造を表す図２に示すように、矩形をなす基板
１１の表面には、二酸化ケイ素（SiO₂）などの蓄熱性を
有する絶縁層１２が形成されており、この絶縁層１２上
には、その長手方向に沿って複数対の接続電極１３ａ,
１３ｂと、ダミー電極１４とが所定間隔で一直線状に配
列している。そして、これら接続電極１３ａ, １３ｂお
よびダミー電極１４の周囲の基板１１の表面が本発明の
突き合わせ面Ｆ_E として機能するようになっている。

【００２２】各対の接続電極１３ａ, １３ｂは、基板１
１の前後方向（図２中、左右方向）に延びるアルミニウ
ムなどによる信号配線１５の一端部に形成され、これら
各対の信号配線１５の他端部は、エネルギー発生素子と
しての二ホウ化ハフニウム（HfB2）などによる発熱抵抗
体１６を介して相互に連結され、全体としてそれぞれＵ
字状の形態をなしている。これら接続電極１３ａ, １３
ｂは、抵抗層１６′および信号配線１５の上に積層され
た状態となっており、これら接続電極１３ａ,１３ｂを
除いて抵抗層１６′および信号配線１５は、二酸化ケイ
素などによる耐酸化性の絶縁層１７で被覆され、さらに
タンタルなどによる耐キャビテーション層１８が絶縁層
１７を介して発熱抵抗体１６の上に積層されている。

【００２３】本発明の突起部としてのダミー電極１４
は、接続電極１３ａ, １３ｂよりもさらに基板１１の前
後方向一端側に接続電極１３ａ, １３ｂの配列方向に沿
ってこれらと平行に配列し、上述した接続電極１３ａ,
１３ｂと同様に、抵抗層１６′および導電層１５′の上
に積層された状態となっている。そして、これら抵抗層
１６′および導電層１５′は、ダミー電極１４を除いて
絶縁層１７で被覆された状態となっている。

【００２４】このような構造の基板１１の製造手順につ
いて説明すると、まず、基板１１の表面に、絶縁層１２
と抵抗層１６′と導電層１５′とをそれぞれスパッタリ
ングにて順に２μｍ, ０. ２μｍ, ０. ６μｍの膜厚で
積層形成する（図３参照）。

【００２５】そして、フォトリソグラフの技術を用いて
抵抗層１６′および導電層１５′のエッチングにより、
発熱抵抗体１６および信号配線１５と、ダミー電極１４
のための抵抗層１６′および導電層１５′をパターン形
成する（図４参照）。

【００２６】しかる後、これらの表面に絶縁膜と、耐キ
ャビテーション膜とをそれぞれスパッタリングにて順に
０. ９μｍ, ０. ５μｍの膜厚で積層形成し、フォトリ
ソグラフの技術を用いて絶縁膜および耐キャビテーショ
ン膜のエッチングにより絶縁層１７と、耐キャビテーシ
ョン層１８とをパターン形成する。この時、信号配線１
５の表面およびダミー電極１４に対応する導電層１５′
の表面にそれぞれ臨むスルーホール１９が形成されるよ
うに、絶縁層１７の一部をエッチング処理する（図５参
照）。

【００２７】さらに、電気めっき下引き層として、チタ
ンおよび銅をそれぞれ０. ０５μｍ, ０. ３μｍの順に
成膜する。次いで、めっき形成用のレジストを用いてパ
ターン形成を行った後、電気めっき法によって金, ニッ
ケル, 銅, 白金などを数マイクロメートルから数十マイ
クロメートルの膜厚で形成する。そして、レジストを剥
離すると共に下引き層のエッチングを行い、スルーホー
ル１９の部分に接続電極１３ａ, １３ｂおよびダミー電
極１４を図２に示すように形成する。

【００２８】このようにして得た基板１１に対し、図１
２に示したような吐出口１０４やインク流路１０３およ
び共通インク室１０５などを形成し、さらに図１１に示
す如き結合部材１０６を接合してエネルギー発生素子ユ
ニットを作成した。

【００２９】このエネルギー発生素子ユニットと駆動素
子ユニットとの組み付けによるインクジェットヘッドの
外観を表す図６に示すように、接続電極１３ａ, １３ｂ
およびダミー電極１４が突出するエネルギー発生素子ユ
ニットＵ_E の突き合わせ面Ｆ_E と、接続電極２０および
ダミー電極２１が突出する駆動素子ユニットＵ_D の突き
合わせ面Ｆ_D とを重ね合わせ、これらの接続電極１３
ａ, １３ｂ, ２０を相互に接続した場合、これらの接合
力の作用点が接続電極１３ａ, １３ｂ, ２０とダミー電
極１４, ２１との間にあれば、突合せ面Ｆ_E , Ｆ_D が相
互に平行に保たれ、接続電極１３ａ, １３ｂ, ２０を良
好な接続状態に保持することができる。この場合、基板
１１の表面からの接続電極１３ａ, １３ｂおよびダミー
電極１４の突出高さを等しくすることが好ましく、この
ような条件を満たすことができるならば、ダミー電極１
４に代えて別な突出部を形成するようにしても良い。

【００３０】このように、ダミー電極１４, ２１を形成
することによって、エネルギー発生素子ユニットＵ_E と
駆動素子ユニットＵ_D とを接合する際の作用点の位置ず
れの許容範囲が図１６および図１７に示す従来のものよ
りも拡げることができ、これらエネルギー発生素子ユニ
ットＵ_E および駆動素子ユニットＵ_D の位置決め機構な
どをより簡略化して低コスト化を達成することができ
る。

【００３１】上述した実施例では、ダミー電極１４を接
続電極１３ａ, １３ｂよりもさらに基板１１の前後方向
一端側で接続電極１３ａ, １３ｂの配列方向に沿って形
成したが、本発明の第二の実施例における基板表面の外
観を表す図７に示すように、基板１１の長手方向両端
部、つまり接続電極１３ａ, １３ｂの配列方向に沿った
その両端側にこれらと一直線状に並ぶように、ダミー電
極１４ａ, １４ｂを形成するようにしても良い。さら
に、本発明の第三の実施例における基板表面の外観を表
す図８に示すように、これら二つの実施例を組み合わ
せ、接続電極１３ａ,１３ｂよりもさらに基板１１の前
後方向一端側で接続電極１３ａ, １３ｂの配列方向に沿
ってダミー電極１４を形成すると共に、接続電極１３
ａ, １３ｂの配列方向に沿った基板１１の長手方向両端
部に、これら接続電極１３ａ, １３ｂと一直線状に並ぶ
ようにダミー電極１４ａ, １４ｂを形成するようにして
も良い。

【００３２】なお、これら図７および図８において、図
１に示した先の実施例と同一機能の部材には、これと同
一符号を記してある。

【００３３】次に、上述したようなインクジェットヘッ
ドを組み込んだ本発明によるインクジェットカートリッ
ジの一実施例について、その外観を表す図９を参照しな
がら詳細に説明する。

【００３４】すなわち、本実施例におけるインクジェッ
トカートリッジ３１は、図示しないシリアルタイプのイ
ンクジェット装置のキャリッジに位置決め状態で取り付
けられ、インクジェット装置との間で電気的な信号など
の授受を行うようになっている。キャリッジに対して着
脱可能に交換されるインクジェットカートリッジ３１
は、インクジェットヘッド１０と、このインクジェット
ヘッド１０を保持するヘッドホルダ３２と、このヘッド
ホルダ３２にインクジェットヘッド１０を押圧する押圧
ブロック３３と、インクを収容するインクタンク３４
と、このインクタンク３４内を密閉する蓋部材３５とで
主要部が構成されており、インクジェットカートリッジ
３１の容積の大部分を占めるインクタンク３４には、こ
のインクタンク３４内を大気圧に保持するための大気連
通口３６が形成されている。

【００３５】インクを吐出するための多数のインク吐出
口１０４が形成されたインクジェットヘッド１０は、先
の図１〜図８に示した実施例と対応した構造を有するも
のであり、このインクジェットヘッド１０は、押圧ブロ
ック３３によってヘッドホルダ３２に押圧保持されてい
る。インクは、インクタンク３４からインクジェットヘ
ッド１０の図示しないインク供給管および連通路を介し
て共通インク室１０５および各インク流路１０３に導か
れる（それぞれ図１２参照）。

【００３６】本実施例におけるインクジェットカートリ
ッジ３１は、インクジェットヘッド１０とインクタンク
３４とを一体的に形成したものであるが、このインクジ
ェットヘッド１０に対し、インクタンク３４側を交換可
能に連結した構造のインクジェットカートリッジであっ
ても良い。

【００３７】さらに、本発明のインクジェットヘッドを
搭載した本発明によるインクジェット装置の一実施例の
外観を図１０に示す。すなわち、本実施例のインクジェ
ット装置は、フルラインタイプのカラープリンタであ
り、インクジェットカートリッジは、イエロー色イン
ク, マゼンタ色インク, シアン色インク, ブラック色イ
ンクをそれぞれ蓄えた４つのインクタンク３７Ｙ, ３７
Ｍ, ３７Ｃ, ３７Ｂ（以下、これらをまとめてインクタ
ンク３７と記述する）と、これらインクタンク３７にそ
れぞれ接続配管３８を介してインク供給管が接続する４
つのインクジェットヘッド１０Ｙ, １０Ｍ, １０Ｃ, １
０Ｂ（以下、これらをまとめてインクジェットヘッド１
０と記述する）とを具え、各インクタンク３７は、接続
配管３８に対して交換可能に連結される。

【００３８】制御装置３９に接続するヘッドドライバ４
０によって各発熱抵抗体１６に対する通電のオン／オフ
がそれぞれ切り換えられるインクジェットヘッド１０
は、図１〜８に示した実施例のものと基本的な構造は全
く同じであり、無端の搬送用ベルト４１を挟んでプラテ
ン４２と対向するように、搬送用ベルト４１の搬送方向
に沿って所定間隔で配列している。そして、制御装置３
９によって作動が制御される回復処理のためのヘッド移
動手段４３により、プラテン４２との対向方向に昇降し
得るようになっている。各インクジェットヘッド１０の
側方には、プリント用紙４４に対するプリント作業に先
立ち、インク流路１０３内に介在する古いインクをイン
ク吐出口２４から吐出してインクジェットヘッド１０の
回復処理を行うためのヘッドキャップ４５がインクジェ
ットヘッド１０の配列間隔に対して半ピッチずらした状
態で配置され、制御装置３９によって作動が制御される
キャップ移動手段４６により、それぞれインクジェット
ヘッド１０の直下に移動し、インク吐出口２４から吐出
される廃インクを受けるようになっている。

【００３９】プリント用紙４４を搬送する搬送用ベルト
４１は、ベルト駆動モータ４７に連結された駆動ローラ
４８に巻き掛けられ、制御装置３９に接続するモータド
ライバ４９によってその作動が切り換えられる。また、
搬送用ベルト４１の上流側には、この搬送用ベルト４１
を帯電することにより、プリント用紙４４を搬送用ベル
ト４１に密着させるための帯電器５０が設けられてお
り、この帯電器５０は、制御装置３９に接続する帯電器
ドライバ５１によって、その通電のオン／オフが切り換
えられる。搬送用ベルト４１の上にプリント用紙４４を
供給するための一対の給紙ローラ５２には、これら一対
の給紙ローラ５２を駆動回転させるための給紙用モータ
５３が連結され、この給紙用モータ５３は、制御装置３
９に接続するモータドライバ５４によって作動が切り換
えられる。

【００４０】従って、プリント用紙４４に対するプリン
ト作業に先立ち、インクジェットヘッド１０がプラテン
４２から離れるように上昇し、次いでヘッドキャップ４
５がこれらインクジェットヘッド１０の直下に移動して
インクジェットヘッド１０の回復処理を行った後、ヘッ
ドキャップ４５を元の待機位置へ移動させ、さらにイン
クジェットヘッド１０をプリント位置までプラテン４２
側に移動する。そして、帯電器５０を作動させると同時
に搬送用ベルト４１を駆動し、さらに給紙ローラ５２に
よってプリント用紙４４を搬送用ベルト４１上に載置
し、各インクジェットヘッド１０によって所定の色画像
がプリント用紙４４にプリントされる。

【００４１】上述した各実施例では、プリントの高密度
化, 高精細化を達成するため、エネルギー発生素子とし
て熱エネルギーを発生する電気熱変換素子を用いたイン
クジェットヘッドについて説明したが、圧電素子などの
電気機械変換素子を用いたインクジェットヘッドにも応
用することができる。

【００４２】上述の電気熱変換素子やレーザ光を用いた
インクジェットヘッドの代表的な構成や原理について
は、例えば、米国特許第４, ７２３, １２９号明細書
や、同第４, ７４０, 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
いわゆるオンデマンド型およびコンティニュアス型の何
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、液体が保持されているシートや液流路に対応して
配置されている電気熱変換素子に、プリント情報に対応
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
換素子に熱エネルギーを発生させ、インクジェットヘッ
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内の気泡を形成できるので
有効である。この気泡の成長および収縮により吐出用開
口を介して液体を吐出させ、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４, ４６３, ３５９号明
細書や、同第４, ３４５, ２６２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４, ３１３, １２４
号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優
れたプリントを行うことができる。

【００４３】インクジェット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と液流路と
電気熱変換素子との組合せ構成（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４, ５５８, ３３３号
明細書や、米国特許第４, ４５９, ６００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
の電気熱変換素子に対し、共通するスリットを電気熱変
換素子の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２
３６７０号公報や、熱エネルギーの圧力波を吸収する開
孔を吐出部に対応させる構成を開示した特開昭５９−１
３８４６１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、本発明によればプリント
を確実に効率良く行うことができるようになるからであ
る。

【００４４】さらに、インクジェット装置がプリントで
きるプリント媒体の最大幅に対応した長さを有するフル
ラインタイプのインクジェット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、複数のインクジェット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
インクジェットヘッドとしての構成の何れでも良い。

【００４５】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インクジェットヘッド、
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液体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
インクジェットヘッド自体に一体的に液体タンクが設け
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。

【００４６】また、本発明のインクジェット装置の構成
として、インクジェットヘッドの吐出回復手段や、予備
的な補助手段など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
ング手段や、クリーニング手段, 加圧あるいは吸引手
段, 電気熱変換素子やこれとは別の加熱素子あるいはこ
れらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、プ
リント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。

【００４７】また、搭載されるインクジェットヘッドの
種類や個数についても、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、プリント色や濃度を異
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
であっても良い。すなわち、例えばインクジェット装置
のプリントモードとしては黒色などの主流色のみのプリ
ントモードだけではなく、インクジェットヘッドを一体
的に構成するか、複数個の組み合わせによるか何れでも
良いが、異なる色の複色カラーまたは混色によるフルカ
ラーの各プリント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。

【００４８】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、液体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液体であって、室温で軟化もしくは
液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット
方式では液体自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温
度調整を行って液体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、使用プリント信
号付与時に液体が液状をなすものを用いても良い。加え
て、熱エネルギーによる昇温を、液体の固形状態から液
体状態への状態変化のエネルギーとして使用させること
で積極的に防止するため、または液体の蒸発を防止する
ため、放置状態で固化し加熱によって液化する液体を用
いても良い。何れにしても熱エネルギーのプリント信号
に応じた付与によって液体が液化し、液状液体が吐出さ
れるものや、プリント媒体に到達する時点ではすでに固
化し始めるものなどのような、熱エネルギーの付与によ
って初めて液化する性質の液体を使用する場合も本発明
は適用可能である。このような場合の液体は、特開昭５
４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０
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
変換素子に対して対向するような形態としても良い。本
発明においては、上述した各液体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。

【００４９】さらに加えて、上述したインクジェットヘ
ッドを用いた本発明にかかるインクジェット装置の形態
としては、コンピュータなど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、リーダなどと組合せた
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などであっても良い。

【００５０】

【発明の効果】本発明によると、エネルギー発生素子ユ
ニットおよび駆動素子ユニットの突き合わせ面の対向間
隔を保持するための突起部を設けたので、これら二つの
ユニットの接続電極の密着状態が均一化され、容易かつ
確実に信頼性の高い電気的接続が可能となる。

【００５１】また、エネルギー発生素子ユニットと駆動
素子ユニットとを連結する際の加圧作用点の位置が、従
来に比べてラフで良いため、より簡便な機構で確実な接
続が可能であり、低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインクジェットヘッドのエネルギ
ー発生素子ユニットを構成する基板の部分の第一実施例
の形状を表す平面図である。

【図２】図１中のII−II矢視断面図である。

【図３】図４および図５と共に図２に示した基板の製造
手順を表す断面図である。

【図４】図３および図５と共に図２に示した基板の製造
手順を表す断面図である。

【図５】図３および図４と共に図２に示した基板の製造
手順を表す断面図である。

【図６】本発明によるエネルギー発生素子ユニットと駆
動素子ユニットとを結合した状態を表す概念図である。

【図７】本発明によるインクジェットヘッドのエネルギ
ー発生素子ユニットを構成する基板の部分の第二実施例
の形状を表す平面図である。

【図８】本発明によるインクジェットヘッドのエネルギ
ー発生素子ユニットを構成する基板の部分の第三実施例
の形状を表す平面図である。

【図９】本発明によるインクジェットカートリッジの一
実施例の外観を表す斜視図である。

【図１０】本発明によるインクジェット装置の一実施例
の外観を表す概念図である。

【図１１】本発明の対象となったインクジェットヘッド
のエネルギー発生素子ユニットの外観を表す斜視図であ
る。

【図１２】図１１に示したエネルギー発生素子ユニット
の一部を破断した斜視図である。

【図１３】従来のインクジェットヘッドの電気回路を表
す平面図である。

【図１４】図１３中の XIV−XIV 矢視断面図である。

【図１５】従来の駆動素子ユニットの外観を表す斜視図
である。

【図１６】従来のエネルギー発生素子ユニットと駆動素
子ユニットとを結合した状態を表す概念図である。

【図１７】図１６における接続電極の接触不良状態を表
す概念図である。

【符号の説明】

１０, １０Ｙ, １０Ｍ, １０Ｃ, １０Ｂ インクジェッ
トヘッド １１ 基板 １２ 絶縁層 １３ａ, １３ｂ 接続電極 １４ ダミー電極 １４ａ, １４ｂ ダミー電極 １５ 信号配線 １５′導電層 １６ 発熱抵抗体 １６′抵抗層 １７ 絶縁層 １８ 耐キャビテーション層 １９ スルーホール ２０ 接続電極 ２１ ダミー電極 ３１ インクジェットカートリッジ ３２ ヘッドホルダ ３３ 押圧ブロック ３４ インクタンク ３５ 蓋部材 ３６ 大気連通口 ３７Ｙ, ３７Ｍ, ３７Ｃ, ３７Ｂ インクタンク ３８ 接続配管 ３９ 制御装置 ４０ ヘッドドライバ ４１ 搬送用ベルト ４２ プラテン ４３ ヘッド移動手段 ４４ プリント用紙 ４５ ヘッドキャップ ４６ キャップ移動手段 ４７ ベルト駆動モータ ４８ 駆動ローラ ４９ モータドライバ ５０ 帯電器 ５１ 帯電器ドライバ ５２ 給紙ローラ ５３ 給紙用モータ ５４ モータドライバ Ｆ_E , Ｆ_D 突き合わせ面 Ｕ_E エネルギー発生素子ユニット Ｕ_D 駆動素子ユニット

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ液体を吐出するための複数のエ
   ネルギー発生素子に一端側が接続してこれらエネルギー
   発生素子に電気信号を供給するための複数本の信号配線
   を有すると共に突き合わせ面が形成され、この突き合わ
   せ面に位置する前記信号配線の他端側にそれぞれ複数の
   接続電極を突設したエネルギー発生素子ユニットと、 前記エネルギー発生素子を駆動するための駆動素子に一
   端側がそれぞれ接続して当該駆動素子からの電気信号を
   送出するための複数本の信号配線を有すると共に突き合
   わせ面が形成され、この突き合わせ面に位置する前記信
   号配線の他端側にそれぞれ複数の接続電極を突設した駆
   動素子ユニットとを具え、前記エネルギー発生素子ユニ
   ットおよび前記駆動素子ユニットの前記突き合わせ面を
   相互に重ね合わせて前記接続電極を相互に接続するよう
   にしたインクジェットヘッドであって、 前記エネルギー発生素子ユニットおよび前記駆動素子ユ
   ニットの少なくとも一方の前記突き合わせ面にこれらの
   対向間隔を保持するための突起部を形成したことを特徴
   とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 前記突起部は、前記接続電極と一直線状
   に並ぶ領域を有す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。
3. 【請求項３】 前記突起部は、前記信号配線の他端側の
   延長上に前記接続電極の配列方向に沿って並ぶ領域を有
   す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。
4. 【請求項４】 前記突起部は、前記接続電極と一直線状
   に並ぶ領域と、前記信号配線の他端側の延長上に前記接
   続電極の配列方向に沿って並ぶ領域とを有することを特
   徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
5. 【請求項５】 前記突起部は、前記接続電極と対応した
   形状のダミー電極であることを特徴とする請求項１から
   請求項４の何れかに記載のインクジェットヘッド。
6. 【請求項６】 前記エネルギー発生素子は、前記液体に
   膜沸騰を生じさせる熱エネルギーを発生する電気熱変換
   体であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れ
   かに記載のインクジェットヘッド。
7. 【請求項７】 それぞれ液体を吐出するための複数のエ
   ネルギー発生素子に一端側が接続してこれらエネルギー
   発生素子に電気信号を供給するための複数本の信号配線
   を有すると共に突き合わせ面が形成され、この突き合わ
   せ面に位置する前記信号配線の他端側にそれぞれ複数の
   接続電極を突設したエネルギー発生素子ユニットと、前
   記エネルギー発生素子を駆動するための駆動素子に一端
   側がそれぞれ接続して当該駆動素子からの電気信号を送
   出するための複数本の信号配線を有すると共に突き合わ
   せ面が形成され、この突き合わせ面に位置する前記信号
   配線の他端側にそれぞれ複数の接続電極を突設した駆動
   素子ユニットとを具え、前記エネルギー発生素子ユニッ
   トおよび前記駆動素子ユニットの前記突き合わせ面を相
   互に重ね合わせて前記接続電極を相互に接続するように
   したインクジェットヘッドと、 このインクジェットヘッドに供給するための前記液体を
   蓄える液体タンクとを具えたインクジェットカートリッ
   ジであって、 前記エネルギー発生素子ユニットおよび前記駆動素子ユ
   ニットの少なくとも一方の前記突き合わせ面にこれらの
   対向間隔を保持するための突起部を形成したことを特徴
   とするインクジェットカートリッジ。
8. 【請求項８】 前記液体は、インクおよび／またはプリ
   ント媒体に吐出されるこのインクの特性を調整する処理
   液であることを特徴とする請求項７に記載のインクジェ
   ットカートリッジ。
9. 【請求項９】 複数の吐出口からそれぞれ液体を吐出す
   るための複数のエネルギー発生素子に一端側が接続して
   これらエネルギー発生素子に電気信号を供給するための
   複数本の信号配線を有すると共に突き合わせ面が形成さ
   れ、この突き合わせ面に位置する前記信号配線の他端側
   にそれぞれ複数の接続電極を突設したエネルギー発生素
   子ユニットと、前記エネルギー発生素子を駆動するため
   の駆動素子に一端側がそれぞれ接続して当該駆動素子か
   らの電気信号を送出するための複数本の信号配線を有す
   ると共に突き合わせ面が形成され、この突き合わせ面に
   位置する前記信号配線の他端側にそれぞれ複数の接続電
   極を突設した駆動素子ユニットとを具え、前記エネルギ
   ー発生素子ユニットおよび前記駆動素子ユニットの前記
   突き合わせ面を相互に重ね合わせて前記接続電極を相互
   に接続するようにしたインクジェットヘッドを用いるイ
   ンクジェット装置であって、 前記エネルギー発生素子ユニットおよび前記駆動素子ユ
   ニットの少なくとも一方の前記突き合わせ面にこれらの
   対向間隔を保持するための突起部を形成したことを特徴
   とするインクジェット装置。
10. 【請求項１０】 前記突起部は、前記接続電極と一直線
    状に並ぶ領域を有することを特徴とする請求項９に記載
    したインクジェット装置。
11. 【請求項１１】 前記突起部は、前記信号配線の他端側
    の延長上に前記接続電極の配列方向に沿って並ぶ領域を
    有することを特徴とする請求項９に記載したインクジェ
    ット装置。
12. 【請求項１２】 前記突起部は、前記接続電極と一直線
    状に並ぶ領域と、前記信号配線の他端側の延長上に前記
    接続電極の配列方向に沿って並ぶ領域とを有することを
    特徴とする請求項９に記載したインクジェット装置。
13. 【請求項１３】 前記突起部は、前記接続電極と対応し
    た形状のダミー電極であることを特徴とする請求項９か
    ら請求項１２の何れかに記載したインクジェット装置。
14. 【請求項１４】 前記吐出口は、プリント媒体のプリン
    ト領域の全幅に亙って配列していることを特徴とする請
    求項９から請求項１３の何れかに記載のインクジェット
    装置。