JPH03101942A - 記録ヘッド及び記録装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ、ホ
ストコンピュータの出力用プリンタ、ビデオ出力プリン
タ等に用いられる記録装置に関し特に電気熱変換素子と
機能素子を同一基板上に形成した記録ヘッドに関する。

〔背景技術の説明〕

従来、記録ヘッドの構成としては、電気熱変換素子アレ
イを単結晶シリコン基板上に形戒し、この電気熱変換素
子の駆動回路としてシリコン基板外部にトランジスタア
レイ等の電気熱変換素子駆動用機能素子を配置し、電気
熱変換素子とトランジスタアレイ間の接続をフレキシブ
ルケーブルやワイヤーボンデイング等によって行なうも
のが提案されていた。

上述したヘッド構成に対して考慮される構造の簡易化、
あるいは製造工程で生ずる不良の低減化、さらには各素
子の特性の均一化および再現性の向上を目的として特開
昭５７−７２８６７号公報において電気熱変換素子と機
能素子とを同一基板上に設けた記録ヘッドを有するイン
クジェット記録装置が提案されている。

ところで、上述したような構造が優れているとはいえ、
近年記録装置に対して強く要求される高速駆動化、省エ
ネルギー化、高集積化、低コスト化、高信頼性を満足す
る為には改善の余地がある。

まず第１に商業的な成功を収める為には高性能な記録ヘ
ッドを低価格で提供しなければならない。その為には、
機能素子を高密度に集積し、記録ヘッドの基板となるチ
ップの面積を小さ＜シ，、１ウエハーから多くの基板を
取り出し、低コスト化された記録ヘッドを提供する必要
がある。

これは駆動回路についてだけの問題でなく、良好な記録
を行なうための各種素子についても言えることであり、
その代表的な例が温度センサである。

上述したインクジェット記録ヘッドでは、発熱抵抗体等
の電気熱変換素子による熱エネルギーを利用し、インク
等の液体を吐出して記録を行なう。このような記録ヘッ
ドを駆動すると、発生した熱エネルギーの一部が液体等
に蓄熱されるために記録動作が進むにつれて記録ヘッド
の温度が徐々に上昇する。

この温度上昇はインク粘度、気泡の発生・威長過程等に
影響を及ぼし、吐出されるインク量、つまりは被記録材
に記録されるドット径を変化させる。これは記録画像の
画質の劣化を招くものであり、好ましい現象ではなかっ
た。

これに対し、記録ヘッドの温度を検出し、検出した温度
に応じて、温度を降下させるための記録因子制御、例え
ば記録動作を休止したり、ペルヂエ素子を用いた制御等
が、従来より提案されている。その為の基となるパラメ
ータとして、上述した記録ヘッドの温度検出する手段と
しての温度検出素子を設け該素子の出力情報を基に上記
制御を行なう構成が知られている。この一例を第９図に
示す。

第９図は記録ヘッド１０−の模式的斜視図である。この
図から明らかなように、半導体基板５１の端部に電気熱
変換素子が形成され、この上に内部に液室を形戒する天
板５２を配設することによりオリフイス５３が形成され
、温度検出部はマザーボード５４上の６０あるいは半導
体基板５１上の７０等に設けられる。温度検出部の具体
例を第１０図（Ａ）及び（Ｂ）に示す。

第１０図（Ａ）はマザーボード５４上に温度センサとし
てのサーミスタ６１を搭載した例を示す。この構成では
サーミスタ６１を別部材として付加しなければならず、
部品点数上、従って製造工程上不利となることは言うま
でもない。

一方、第１０図（Ｂ）はＰＮ接合を有するダイオード７
１を単結晶シリコンからなる半導体基板５１上に半導体
プロセスにて形成し、そのダイオード特性を利用して温
度センサとずる構威である。即ち、電気熱変換体の設け
られる基板に半導体プロセスにて温度センサを作り込む
ことにより、高機能化、高集積化、低コスト化を訓るこ
とができるのである。

ここで７２はＡ７！電極、７３はＳｉＯｚからなる絶縁
層である。

ところで、記録ヘッドは同一の製造プロセスで作られる
とはいえ、各ヘッド毎にインクの吐出特性にバラツキが
生じ得る。

このようなバラツキを補正するために電気熱変換素子の
電気熱変換特性、即ち吐出特性に対応した情報を例えば
電気抵抗のような形で、ヘッドに予め形成しておき、こ
の情報を基に記録因子としての吐出用の信号を決めて駆
動する方法等が提案されている。

しかしながら、このような方法を採用した場合であって
も記録装置の不規則な使用状況の下では吐出不良が生じ
、得られる画像品位が低下することがあった。

しかも、このような画像品位の低下は、温度調整を行な
いながら記録を行なうというような高性能な記録装置に
おいて顕著に見出された。

そこで本発明者等が数多くの実験を繰り返し行なった結
果、その原因は電気熱変換特性の経時変化や環境依存性
というよりはむしろ、前述した記録ヘッド用の温度セン
サ本来の特性のバラツキを主因とする検出出力の温度依
存性の変化であることが判明した。

この点は簡単に解決できるような問題ではない。

つまり、インクジェット記録法、例えば発明者遠藤等に
付与された米国特許４，７２３，１２９に記載されてい
るような方法を採用する記録ヘッド用基板には、インク
に状態変化を生起させ吐出口よりインクを吐出させるだ
けの熱エネルギーを発生し得る電気熱変換素子を形成し
なければならない。これに対して駆動用や温度検出用の
ダイオード、トランジスタ、といった半導体機能素子は
その特性に温度依存性があり、できる限り安定した好適
な温度条件のもとで作動させなければならない。

換言すれば、相反する特性ともいえる固有の特性をもつ
素子同士を同一基板上（ここでは機能素子が半導体基板
に作り込まれている場合も基板上と定義する）に設け、
夫々の素子に良好な動作を行なわせる為には全く新しい
発想のもとに記録ヘッド及び記録装置の構成を見い出さ
ねばならない。勿論、これを低コストで提供することも
同時に要求されている。

〔目的〕

本発明の目的は上述した技術的課題を解決し、高速記録
、高解像度記録を長時間安定して行なうことのできる高
性能や記録ヘッド及び記録装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、電気熱変換素子と温度検出用素子
とを同一基板上に具備する記録ヘッド及び、高性能な温
度調整機能を有する記録装置を低価格で提供することに
ある。

本発明の目的は、インクを吐出する為の吐出口を有する
インク吐出部と、該インク吐出部に供給されているイン
クを吐出する為に利用される熱エネルギを発生する電気
熱変換素子と温度検出素子とを有する基体と、を具備す
る記録ヘッドにおいて、該温度検出素子の特性を提供す
る情報を担持する情報担持手段が該記録ヘッドに設けら
れていることを特徴とする記録ヘッド及びインクを吐出
する為の吐出口を有するインク吐出部と、該インク吐出
部に供給されているインクを吐出する為に利用される熱
エネルギーを発生する電気熱変換素子と温度検出素子と
を有する基体と、該温度検出素子の特性を提供する情報
を担持する情報担持手段と、を具備する記録ヘッドと、
該情報担持手段に担持された情報を検出し記録因子を設
定する設定手段と、を有する記録装置により達成され得
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明す
るが、本発明は以下の実施例に限定されることはなく、
本発明の目的が達威され得るものであればよい。

まず、本発明の適用可能な温度検出素子としてのダイオ
ードの温度特性について説明する。

第１１図Ａはダイオードの等価回路を示す。図において
ＡからＢ方向に電流が流れると、ダイオード順方向の電
圧降下Ｖ，が生ずる。一般に、順方向電圧降下Ｖ２は、
温度変化に応じて変化し、この変化量を利用して温度の
検出を行なう。

また、■，後はダイオード内を流れる電流密度によって
も変化する値であり、電流値を一定にすれば、ダイオー
ド３４において検出される順方向電圧降下値は温度のみ
の関数となる。即ち、ＶＦと温度の関係は、 と表わされ（１）式において、ｋ，ｑはそれぞれ波数、
電子の電荷と呼ばわる定数である。また、■．はＰＮ接
合の面積から導かれる一定の電流定数、■．は順方向電
流値、Ｔは絶対温度である。

従って、ダイオードに流す順方向の電流値Ｉ２を固定す
れば、順方向電圧Ｖ，は、Ｔのみの関数として表わすこ
とができる。すなわち、Ｖ，ｃｘ−α丁 第１１図（Ｂ）は、（２）式の関係を示す測定結果の線
図である。

第１１図（Ｂ）の様に、ダイオード製造工程に起因する
ものから生じるバラツキにより、ＶＰ値がばらついてし
まう。第１１図（Ｂ）によると、あるヘッドＡと同じ製
造プロセスで作成した別のヘッドＢでは２５℃にて３０
ｍＶのバラツキが生じている（σＴ）。これを温度に換
算すると、１５℃の検出誤差となってあらわれてきてし
まう。仮にこれらヘッドをそのまま同じ条件で駆動する
ような使用を行うとすると、正確な温度検知ができなく
なり、低温時にパワー不足になり、不吐が生じたり、あ
るいは高温時に制御がうまく働かずにヘッドが過熱した
り、画像品位の低下を招く。さらにはヘッドの寿命低下
の原因にもなる。

本例によれば、温度検出用ダイオードが作り込まれてい
る半導体基板と一体に固定されている配線基板上にダイ
オードのバラツキの情報を担持した情報担持手段を設け
ることにより、ヘッド特有のバラツキ情報を本体側が検
出し、それにより正確な温度コントロールを可能ならし
める。

第１図は本発明の一実施例を示す記録ヘッドの模式的斜
視図である。ヘッド１０はＡｊ’製のベース・プレート
１１の上に温度検出用センサ１３がつくり込まれている
ところの基板１４と、その上に設けられ内部に液室を形
成する為の天板１５、更に基板１４から電気的接続部１
６まで配線がなされているＰＣＢ板Ｘ２とから構成され
ている。

更にＰＣＢ板１２上には情報担持手段としてのセンサラ
ンク検出用パターン１７が形成されている。基板１４と
ＰＣＢ板１２との間は不図示のボンデイングワイヤ等で
電気的に接続され、更にプリンタ本体とは電気的接続部
１６を介して接続され、本体側の駆動制御回路によって
ヘッド１０が駆動される。

第２図は、第１図のセンサランク分けパターン１７の近
傍の一部拡大図である。本例では、バット　　１７−１
．　　　　１７−２．　　　　１７−３．　　　　１７
−４　　の　４パットを使用している。穴あけ箇所１８
は点線でかこまれた部分に相当しａ，ｂ，ｃの３か所存
在する。バット１７−４は記録ヘッドが装置に搭載され
るとＧＮＤレベルに電気的に接続される。

ａ，ｂ，ｃの３点に選択的に穴をあけることにより、ラ
ンク分け情報の担持手段とする。そして、選択的にオー
プン、ショートされたパターンを電気的に或いは光学的
に読みとることで、温度センサのランクを見わけること
が可能となる。本例では３ｂｉｔ分のランク分け、つま
り８ランクに分けた場合について詳述する。

第３図は第１図の基板１４を説明する為の模式的斜視図
である。１１０は電気熱変換素子であり、後述するプロ
セスにより半導体基板１４０上に形成されている。

１０３は発熱抵抗層、１０４，１０４’　は一対の電極
である。

れ、他の電気熱変換素子が駆動される時の漏れ電流を防
止する。

２１０は温度検出用の機能素子（温度センサ）としての
ダイオードであり、電気熱変換素子１１０を挟んで半導
体基板１４０の両端に設けられている。これも後述する
プロセスにより、駆動用ダイオード１２０と同時に形成
される。

１３０はインクを加熱する為に設けられた機能素子（加
熱ヒーター）としての発熱体であり、温度センサ２１０
からの出力に基いて通電される電流の制御により加熱制
御を行うことができる。この加熱ヒーター１３０も同様
に半導体基板１４０の両端に設けられている。

１６０は電気熱変換素子の配線部であり、電気熱変換素
子１１０の列と駆動用ダイオード１２０列との間に設け
られている。

１７０は外部と電気的接続を得る為のパッドである。こ
の第３図は基体１４の一部を示しているが、その反対側
も対称的な構成となっている。

ランク分けの具体例を第４図に示す。本例で用いたよう
な第３図に示すヘッドでは通常Ｖ，のばらつきは ０．５４０≦Ｖ，　≦０．５７９ となり、約４０ｍＶのばらつきが存在する。センサをそ
のまま使用すると、約２０℃の検出温度誤差が存在する
ことになる。しかし、当方式を用いセンサ用ダイオード
のバラツキを管理し、ランク分け選別を行うと、そのバ
ラツキが１／８になり約２．２℃の範囲内におさえる事
が可能となる。

第５図は当ランク分けされたヘッドを使用する場合の記
録装置本体側の読取り回路である。この回路によると、
読取り用のバットは工７−１〜１７−４までの４パット
ある。１７−４バットは接地される。１７−１．１７−
２．１７−３の３パットがセンサのランク検出用バット
である。当例では１７−２と１７−３バットに通づるラ
ンク分けパターンの部分に穴があけられており、１７−
２と１７−３はオーブン回路となっている。

ｌ７−１バットに通づるパターンはカットされておらず
、ＧＮＤと同電位に保持される。

このようにカットされたパターンのヘッドは対応するテ
ーブル例えば第４図の表と照らし合せると、当ヘッドは
ランク４つまりセンサの値としては室温で０．５６０〜
０．５６５の値の範囲内のバラツキ幅を持っているもの
であると判別される。

記録因子設定手段は、記録装置本体の電源がＯＮされる
ごとに、ヘッドのランクを読取りに行き、その３ｂｉｔ
の情報をＲ　Ａ　Ｍのしかるべき場所に収納する。そし
てＲＡＭ内に収納された３ｂｉｔの当該情報をＣＰＵが
読み出す。

こうして読み出された温度情報に基き、供給すべき電流
値を決定し、加熱ヒーター１３０に通電する。

第８図は以上の制御系を説明するための記録装置の模式
図であり、Ｐは被記録材を搬送するプラテン、ＣＵはセ
ンサランク判別回路、記録因子設定回路、加熱信号発生
回路、キャリツジ駆動回路及びＣＰＵ等を含む制御回路
である。Ｈはインクタンクを一体的に有しキャリツジに
対して着脱可能に搭載されるヘッドである。

又、加熱の制御については加熱ヒーター１３０を用いる
以外にも、インク吐出用の電気熱変換素子１１０にイン
クを吐出させないレベルの通電を行うようにしてもよい
。勿論加熱ヒーター１３０と電気熱変換素子１１０とを
併用してもよい。これらは記録因子設定回路により設定
されたバラメーターに従って加熱信号発生回路からの加
熱信号により行われる。

又、インク吐出の駆動条件を変える場合には同様な処理
のもと駆動信号発生回路からの駆動信号により行われる
。

なお、本例では３ビット８ランク分けの例を示したが、
これは３ｂｉｔ８ランクに限られたことではなく、４ｂ
ｉｔ，１６ランク、５ｂｉｔ，３２ランク、２ｂｉｔ，
４ランクなどバラツキの範囲に応じて自由にランク分け
設定を行うことが可能である。

以上の事から明らかな様に、本例によれば、ヘッドに一
体化してつくり込まれたダイオードを用いた温度センサ
の順方向電圧降下■，のばらつきをランク分けにより判
別することができるので、それに応じたきめの細かい正
確な温度コントロールが可能となった。また、ＰＣＢの
パターンを切断するだけなので、安価であり、画質も向
上するという効果が得られる。

次に基体としての記録ヘッド用基板について説明する。

第６図は上述した構威による記録ヘッド用基板１４のＡ
Ａ’線による模式的な断面図である。

２００は単結晶シリコンからなるＰ型半導体基板、２０
１はＮ型半導体の埋込層、２０２，２０２′はＰ型半導
体の分離領域、２０３はＮ−型半導体のエビタキシャル
威長領域、２０４はＰ型半導体のベース領域、２０５は
Ｎ型半導体のエミツタ領域であり、Ｎ型半導体の領域２
０３′２０１，２０６によりコレクタ領域を構成してい
る。ＡＩからなる、ベース・コレクタ共通電極３０１、
及び電極３０２がそれぞれ高不純物濃度のオーミツクコ
ンタクト領域２０７，２０８，２０９を介して電気的に
接続されている。このような構成の記録ヘッド用基板に
おいては、拡散層であるエミツタ領域２０５を浅く形成
することにより拡散層の横方向への拡がりを抑制し、耐
圧間の拡散容量を逓減することができる。そしてこのよ
うな、基板を記録ヘッドとして用いるには更にその上に
電気熱変換素子を設ける工程が付与される。その工程に
は該電気熱変換素子と機能素子とを電気的に接続する工
程が含まれる。

ここに、ＮＰＮトランジスタが形成されており、２０６
，２０８の領域がエミツタ領域２０５２０２′により各
セルが電気的に分離されている。

このようにＮＰＮ　｝ランジスタのベース・コレクタ間
を短絡させてダイオードとして用いることによりその温
度特性を向上させている。

本実施例の記録ヘッド１００には、上述した駆動部を有
する基板上の熱酸化によるＳ　ｉＯ　ｔ膜１０１、ＰＣ
ＶＤ法やスパッタリング法によるＳｉＯｓ膜等から成る
蓄熱層１０２上にスパッタリング法によるＨｆＢ．等の
発熱抵抗層１０３とスパッタリング法によるＡｆ等の電
極１０４，１０４′で構成された電気熱変換素子が設け
られている。更には電気熱変換素子の発熱部１１０上に
はスパッタリング法によるＳｉｎｓ等の保護膜１０５、
Ｔａ等の耐キャビテーション用の保護膜１０６が設けら
れている。

一体的に設けられている。

本発明の第１図，第２図に示したようなベースとコレク
タとを短絡した構成にすれば、立上がり特性の良く、比
較的寄生効果も少ない為、素子間のバラツキを更におさ
えられる。更に、アイソレーション電極３０２を接地す
ることにより、隣接する他のセルへの電荷の流入を防ぐ
ことができ、他の素子の誤動作という問題を防ぐことが
できる。

以上のように動作する電気熱変換素子及び機能素子を有
する基体の上に、インクを吐出する為の吐出口を有する
インク吐出部を構成する為のガラスや樹脂等の材料から
なる天板を接合して記録ヘッドを構或する。

次に、本実施例に係る基体の製造工程について説明する
。

■　Ｉ　Ｘ　１　０”　〜１　０”ｃｍ−”程度の不純
物濃度のＰ型シリコン基板１の表面に、５０００〜２０
０００大程度の熱酸化によりシリコン酸化膜を形或した
。

■　各セルのコレクタ埋込領域２０１を形成するべき部
分のシリコン酸化膜をフォトリソグラフィー工程で除去
した。

■　薄いシリコン酸化膜を形威した後、Ｎ型の不純物、
例えば、Ｐ，Ａｓなどをイオン注入し、熱拡散により不
純物濃度１　ｘ　１　０　Ｉ９ｃ　ｍ−”以上のＮ型コ
レクタ埋込領域２０１を１０〜２０μｍ形威した。この
ときのシート抵抗は３０Ω／口以下の低抵抗となるよう
にした。

■　続いてＰ型アイソレーション埋込領域２０２を形威
すべき領域の酸化膜を除去し、１００〜３０００人程度
の薄い酸化膜を形成した後、Ｐ型不純物、例えば、Ｂな
どをイオン注入し、熱拡散によって、不純物濃度Ｉ　Ｘ
　１　０”　〜１　０ｌｇｃｍのＰ型アイソーレーショ
ン埋込領域２０２を形成した。

■　全面の酸化膜を除去した後、ＩＸＩＯ１２〜１０”
ｃｍ−”程度の不純物濃度のＮ型エビタキシャル領域２
０３を５〜２０μｍ程度エビタキシャル成長させた。（
以上第７図（ａ））■　次に、Ｎ型エビタキシャル領域
表面に１００〜３００１程度のシリコン酸化膜を形成し
、レジストを塗布し、パターニングを行い、低濃度べ一
ス領域２０４を形成すべき領域にのみＰ型不純物をイオ
ン注入した。レジスト除去後、熱拡散によって、不純物
濃度５Ｘ１０”〜５Ｘ１０”ｃｍ−’の低濃度Ｐ型ベー
ス領域２０４を５〜１０７１　ｍ形威した。

■　再び酸化膜を全面除去し、さらに１０００〜１００
００人程度のシリコン酸化膜した後、Ｐ型アイソレーシ
ョン領域２０２′を形成すべき領域の酸化膜を除去し、
ＢＳＧ膜を全面にＣＶＤ法を用いて堆積し、さらに熱拡
散によって、Ｐ型アイソレーション埋込領域２０２に届
くように、不純物濃度Ｉ　Ｘ　１　０”　〜１　０２ｏ
ａｍ−’のＰ型アイソレーション領域２０２′を１０μ
ｍ程度形成した。また、これはＢ　Ｂ　ｒ　ｓを拡散源
として形成することも可能である。

■　ＢＳＧ膜を除去した後１０００〜１００００人程度
のシリコン酸化膜を形成し、さらに、Ｎ型コレクタ領域
２０６を形成すべき領域のみ酸化膜を除去した後、ＰＳ
Ｇを形威することによってＰイオンを注入し、熱拡散に
よってコレクタ埋込領域２０１に届くようにＮ型コレク
タ領域２０６を形成した。このときのシート抵抗は１０
Ω／口以下の低抵抗とした。又、領域の厚さは約１０μ
ｍとし、不純物濃度はＩ　Ｘ　１　０”　〜１　０”ｃ
ｍ−”とした。（以上第７図（ｂ）） ■　続いて、セル領域の酸化膜を除去後、１００〜３０
０Ａのシリコン酸化膜を形成し、レジストバターニング
を行い、高濃度ベース領域２０９および高濃度アイソレ
ーション領域２０７を形成すべき領域にのみＰ型不純物
のイオン注入を行った。レジスト除去後、Ｎ型エミツタ
領域２０５および高濃度Ｎ型コレクタ領域２０８を形成
すべき領域の酸化膜を除去し、ＰＳＧ膜を全面に形成し
、Ｎ＋を注入した後、熱拡散によって、高濃度Ｐ型ベー
ス領域２０９、高濃度Ｐ型アイソレーンヨン領域２０７
、Ｎ型エミツタ領域２０５、高濃度Ｎ型コレクタ領域２
０８を同時に形成した。

なお、それぞれ、領域の厚さは１．０μｍ以下とし、不
純物濃度はＩ　Ｘ　１　０”　〜１　０”ｃｍ−″とし
た。（以上第７図（Ｃ）） ［相］　さらに、一部電極の接続箇所のシリコン酸化膜
を除去後、Ａｊ？等を全面に堆積し、電気的接続を得る
べき領域以外のＡｌ等を除去した。そして、スパッタリ
ング法により蓄熱層及び層間絶縁膜となるＳｉＯｚ膜１
０２を全面に０．４〜１、０μｍ程度形成した。このＳ
ｉＯ２膜はＣ　Ｖ　Ｄ法によるものであってもよい。

つぎに、発熱抵抗層１０３としてＨｆＢ．を１０００人
程堆積させ、その上に電気熱変換素子の一対の電極１０
４，１０４’及びダイオードのアノード電極配線（不図
示）、カソード電極配線（不図示）としてのＡＩ！材料
からなる層を堆積させ、バターニングし、電気熱変換素
子とその他配線同時に形威して、電気接続を得た。

その後、スパッタリング法により電気熱変換素子の保護
層及び層Ａｌ配線間の絶縁層としてのＳｉＯ２膜１０５
を堆積させ、電気熱変換体の発熱部上部には耐キャピテ
ーションの為の保護層１０６としてＴａを２００ＯＡ程
堆積させ第６図に示したような基体を作威した。

次に，第１２図乃至第１６図を参照しながら、本発明が
実施もしくは適用される好適なインクジエツトユニット
ＩＪＵ．インクジェットヘッドｒＪＨインクタンクＩＴ
，インクジェットカートリッジＩＪＣ．インクジェット
記録装置本体ＩＪＲＡ．，キャリツジＨＣの夫々及び夫
々の関係をより具体的に説明する． 本例でのインクジェットカートリッジＩＪＣは，第１３
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ットｒＪＵ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ッジＩＪＣ
は、インクジェット記録装置本体ＩＪＲＡに載置されて
いるキャリツジＨＣ（第１５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
ャリツジＨＣに対して着脱可能なデイスポーザブルタイ
ブである．本例第１２図乃至第１６図には，本発明の成
立段階において成された数々の発明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． （ｉｔ　インクジェットユニットＩＪＵ構成説明インク
ジェットユニット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
する電気熱変換素子を用いて記録を行うバブルジェット
方式のユニットである． 第１２図において、ｌ４はＳｉ基板上に複数の列状に配
された電気熱変換素子（吐出ヒータ）と、これに電力を
供給する八４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．ｌ２はヒータボードｌ４に
対する配線基板でありヒークボードｌ４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
受けるバツド２０１とを有している． １　３００は複数のインク流路を夫々区分するための隔
壁や共通液室等を設けた溝付天板で、インクタンクから
供給されるインクを受けて共通液室へ導入するインク受
け口１　５００と、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． １１は配線基板１２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ットの底板となる．
５００は押えばねであり、Ｍ字形状でそのＭ字の中央で
共通液室を押圧すると共に前だれ部５０１で液路の一部
な綿圧で押圧する．ヒータボード１４ｉ３よび天板１　
３００を押えばねの足部が支持体１１の穴３ｌ２１を通
って支持体１１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５
００とその前だれ部５０１の付勢力によってヒータボー
ドｌ４と天板１３００とを圧着固定する．又、支持体１
ｌは，インクタンクＩＴの２つの位置決め凸起１０ｌ２
及び位置代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のキャリツジ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ｌ１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２２００　（後述）を貫通
可能にする穴３２０をも有している．支持体１ｌに対す
る配線基板ｌ２の取付は、接着剤等で貼着して行われる
．尚、支持体１１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ッジＩＪ
Ｃ（第１３図）において、その周囲の３辺を平行満３０
００．３００１の複数で形成されたヘッド先端域の延長
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１
５図でわかるように、インクジェットカートリッジＩＪ
Ｃの外壁を形成すると共に、インクジェットユニットＩ
ＪＵ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１６
００を供給管２２００側が固定の片持ちばっとして形成
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ビン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ッキン、７００は供給管のタンク
側端部に設けられたフィルターである． 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ｌ６００によ
って大置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，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１１
に対する固定は，支持体ｌ１の穴１９０１１９０２に対
するインク供給部材６００の裏面側ビン（不図示）を支
持体１１の穴１９０１．１９０２を介して貫通突出せし
め、支持体１１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，カートリッジ本体１０００と、インク
吸収体９００とインク吸収体９００をカートリッジ本体
１　０００の上記ユニットＩＪｔＪ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．１　２　０　’Ｃは上記各部１００〜Ｂｏｏかうな
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、当該ユニットをカートリッジ本体１　
０００の部分１０１０に配置する前の工程で供給口１　
２００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、大気違通口
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内リプ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、大気達通口１４
０１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１　０００
は、インクタンクの本体ｉｏｏｏの後方面において，キ
ャリッ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２４
００，２５００は，同様にリブ１　０００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ｉｏｏｏ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．１４
０１はカートリッジ内部を大気に連通ずるために蓋部材
に設けた大気違道口である，１４００は大気違通０１４
０１の内方に配置される撥液材であり、これにより大気
達通口１　４００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
プの配置構成は特に有効であるが、キャリツジの移動方
向に長辺を持つ場合又は立方体の場合は、蓋部材１１０
０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． 又、インクタンクＩＴの上記ユニットＩＪＵの取付面の
構成は第１４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
底面もしくはキャリツジの表面の載置基準面に平行な直
綿をＬ＋とすると、支持体１１の穴３１２に係合する２
つの位置決め凸起ｌ０１２はこの直線Ｌ，上にある．こ
の凸起１０１２の高さは支持体１ｌの厚みよりわずかに
低く、支持体ｌ１の位置決めを行う．この図面上で直線
Ｌ１の延長上には、キャリッジの位置決め用フック４０
０１の９０＠角の係合面４００２が係合する爪２１００
が位置しており、キャリツジに対する位置決めの作用力
がこの直線Ｌ＋を含む上記基準面に平行な面領域で作用
するように構或されている．第ｌ５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ッ
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１１のインクタンク側面への固定用穴１９０
０．２０００に夫々対応するインクタンクの突起１８０
０．１８０１は前述の凸起ｉｏｔ２よりも長く、支持体
１１を貫通して突出した部分を熱融看して支持体ｌ１を
その側面に固定するためのものである．上述の線Ｌｌに
垂直でこの突起１８００を通る直線をＬｓ．突起１８０
１を通る直線をＬｓとしたとき、直線Ｌｍ上には上記供
給Ｄ１２００のほぼ中心が位置するので、供給部の口ｌ
２００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Ｌｍ，
Ｌｓは一致していす、ヘッドＩＪＨの吐出口側の凸起１
０１２周辺に突起ｉｓｏｏ，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１８
００．１８０１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．尚２７００はインクタンクＩＴの
先端ツバで５キャリツジの前板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、キャリツジＨＣ
とのさらなる位置決め部との係合部である，インクタン
クＩＴは，ユニットＩＪＵを装着された後に蓋８００で
覆うことで，ユニット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ッジＩＪＣと
しては，キャリツジＨＣに載置するための下方開口はキ
ャリツジ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ッド
Ｉ　Ｊ　Ｈ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
めにカートリッジＩＪＣの上方面に、この空間よりは小
さい暢のスリットｌ７００を設けて、昇温を防止しつつ
もユニット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より供給口１２００．支
持体１１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４００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プチルゴム等のパッキン
が配設され５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ｌ３００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、ボリブロビレンなとの樹脂を用い
、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１　
０００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． （ｉｉｉ＋　キャリツジＨＣに対するインクジェットカ
ートリッジＩＪＣの取付説明 第１５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．キャリツジＨＣは
、プラテンローラ３０００に沿って移動するもので、キ
ャリツジの前方プラテン側にインクジェットカートリッ
ジＩＪＣの前面側に位置する前板４０００　（厚さ２ｍ
ｍ）と，カートリッジＩＪＣの配線基板１２のバツド１
２−１に対応するパッド２０１１を具備したフレキシブ
ルシ一ト４００５及びこれを裏面側から各パッド２０１
１に対して押圧する弾性力を発生するためのゴムパッド
４００６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ＩＪＣを記録位置へ固定する
ための位置決め用フック４００１とが設けられてい゛る
．前板４０００は位置決め用突出面４１０をカートリッ
ジの支持体１１の前述した位置決め突起２５００　　２
６００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、カートリッジＩＪＣ装看時の前面位
置Ｌ，よりもわずかに（約０．１ｍｍ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威して
いる．電気接続部用支持板４００３は、補強用リブ４０
０４を前記リプの方向ではなく垂直方向に複数有し、プ
ラテン側からフック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、カートリッジ装着時の位
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、
プラテン側の位置決め面４００８とフック側の位置決め
面４００７を有し，これらの間にパッドコンタクト域を
形戊すると共にバツド２０１１対応のポツチ付ゴムシ一
ト４００６の変形量を一義的に規定する．これらの位置
決め面は、カートリッジＩＪＣが記録可能な位置に固定
されると、配線基板１２の表面に当接した状態となる．
本例では，さらに配線基板１２のバツド１２−１を前述
したＩＩ　Ｌ　，に関して対称となるように分布させて
いるので、ゴムシ一ト４００６の各ボツチの変形量を均
一化してパッド２０１１．１２−１の当接圧をより安定
化している．本例のバツドｌ２−１の分布は、上方，下
方２列、縦２列である．本図では他の構成の説明の為に
模式的に示してあるがこのバッド１２−１が前述したセ
ンサランク分け用のバッドｌ７を有し、パッド２０１１
もこれを読み取る為の対応した溝造を持つものであるこ
とはいうまでもない． フック４００１は、固定軸４００９に係合する長穴を有
し、と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ャリツジＨＣに対するインクジ
ェットカートリッジ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３いずれにしてもこのフック
４００１の回動時にカートリッジ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４
００２がカートリッジＩＪＣの爪２１００の９０”面に
密着しつつカートリッジ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
的にバッド１２−１．２０１１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１２−１．２０１１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ｌ２と位置決め面４００７．４００８との面接触とが
同時に形成されてキャリツジに対するカートリッジＩＪ
Ｃの保持が完了する． １ｉｖｌ装置本体の概略説明 第１６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ュー５００５のら綿溝５００４に対
して係合するキャリツジＨＣはビン（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、キャリツジ移動方向にわたって紙をプラテン５
０００に対して押圧する．５００７．５００８はフォト
カブラでキャリツジのレバー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
のホームポジション検知手段である，５０１６は記録ヘ
ッドの前面をキャップするキャップ部材５０２２を支持
する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引
手段でキャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸
引回復を行う．５０１７はクリーニングブレードで，５
０１９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、５
０１２は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、
キャ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ッチ切換等の公知の
伝達手段で移動制御される． これらのキャツビング，クリーニング，吸弓回復は，キ
ャリツジ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．これらの駆動制御系について最も特
徴的な回路系の一例を示すものが前述した第５図との関
係について説明する。第８図における制御回路ＣＵにお
けるセンサランク判別回路がＣＰＵにて操作されるタイ
ミングに基き不図示のノイズ防止用シュ主ット回路を介
してランクデータを１７−１．１７−２．１７−３に電
気的に接続されたデータライン上に読み出す。第５図中
の抵抗はプルアップ抵抗であり、パッドのラインがオー
プンの時そのラインの電圧を例えば＋５ｖの〔発明の効
果〕 本発明によれば温度検出素子の特性を提供する情報を担
持する情報担持手段としてのパターンが記録ヘッドに予
め設けられていることにより、半導体プロセスによる温
度検出素子のバラツキを極めて簡単な方法及び構成で補
正し、適切な温度制御を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクジェット記録ヘッドの模式
的斜視図。 第２図は第ｌ図におけるＭ部分の模式的拡大図、 第３図は本発明による記録ヘッド用基板の模式的斜視図
、 第４図は本発明による温度センサのランク分けの一例を
示す表図、 第５図は本発明による温度センサのランク読取り方法の
一例を説明する為の模式図、 第６図は第３図におけるＡＡ’線による模式的断面図、 第７図（ａ）．（ｂ）．（ｃ）は本発明による記録ヘッ
ド用基板の製造工程を説明する為の模式的断面図、 第８図は本発明による記録装置を示す模式図、第９図は
温度センサ付インクジェット記録ヘッドの模式的斜視図
、 第１０図は温度センサを説明する為の模式図、第１１図
はダイオードセンサを説明する為の模式図、て！＃ふ４ 第１２、ｌ３、１４図は、本発明が好ましく適用される
インクジェット記録装置を説明する為の模式的斜視図、 第１５図は，本発明が好ましく適用されるインクジェッ
ト記録装置を説明する為の模式的平面図、第１６図は、
本発明が好ましく適用されるインクジェット記録装置を
説明する為の模式的斜視図である． １０．１０’　・・・記録ヘッド １７・・・センサランク検出用パターンへ，９￥イ舅１
１ 木／ｆｉＦＡ’Ｉ．’］ （０） （ｂ） ７ｚＡ尤覧塔配線 ク？ 第／ｌ図 も／／図 ζ８） ム３ ｌσ０１ 乙／９／

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクを吐出する為の吐出口を有するインク吐出
   部と、 該インク吐出部に供給されているインクを吐出する為に
   利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換素子と温
   度検出素子とを有する基体と、 を具備する記録ヘッドにおいて、 該温度検出素子の特性を提供する情報を坦持する情報坦
   持手段が該記録ヘッドに設けられていることを特徴とす
   る記録ヘッド。
2. （２）前記情報担持手段は、前記記録ヘッドの配線基板
   上に配されたパターンを加工することで形成されている
   ことを特徴とする請求項（１）に記載の記録ヘッド。
3. （３）インクを吐出する為の吐出口を有するインク吐出
   部と、該インク吐出部に供給されているインクを吐出す
   る為に利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換素
   子と温度検出素子とを有する基体と、該温度検出素子の
   特性を提供する情報を担持する情報担持手段と、を具備
   する記録ヘッドと、 該情報担持手段に担持された情報を検出し記録因子を設
   定する設定手段と、 を有する記録装置。
4. （４）前記記録因子は前記電気熱変換体を駆動する信号
   であることを特徴とする請求項（３）に記載の記録装置
   。
5. （５）前記記録因子はインクを加熱する為の加熱信号で
   あることを特徴とする請求項（３）に記載の記録装置。