JPH03101951A - インクジェットヘッド及び該ヘッドを有したインクジェットカートリッジ及び該カートリッジを搭載したインクジェット記録装置 - 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】 本発明は、インクジェットヘッドに関し、詳しくは吐出
口が形成された吐出口形成部材を有するインクジェット
ヘッドに関する． また本発明は、インクジェットカートリッジに関し、特
に吐出口形成部材を有したインクジェットヘッドに対し
てインクを供給するインクタンクを一体的に備えたイン
クジェットカートリッジに関する。

更に本発明は、インクジェット記録装置に関し、特にヘ
ッド一休型のインクジェットカートリッジを走査するこ
とで記録を行うインクジェット記録装置に関する。

〔背景技術〕

最近、この種の記録ヘッドのオリフイスを加工するのに
紫外光を発振することができるレーザー（たとえばエキ
シマレーザー　ＹＡＧレーザーの４倍波など）光を用い
るようになりつつある．この紫外レーザー光によるオリ
フイス加工は、次のようにして行われていた． ■オリフイスプレートとなる樹脂フイルムをインク液路
に連通ずる開口が配された開口面に接合した後、紫外レ
ーザー光を照射する。

この様子を第９図に示す。同図において、１は紫外レー
ザー装置、２は紫外レーザー装置から発振されたレーザ
ービーム、３はレンズ系、４はオリフイスのパターンの
すべて、あるいは一部を有したマスク、５は樹脂フイル
ムをインク液路の開口面に接合してあるインクジェット
記録ヘッド本体、６は可動ステージである。

このような装置構成によってオリフイスが加工されたイ
ンクジェット記録ヘッド本体５の詳細を第１０図に示す
。第１０図はヘッド本体の断面図である。この図におい
て、７はインク液路を構成するための溝が形成された天
板、８は吐出エネルギー発生素子をバターニングしてあ
る基板、１０は樹脂フイルムよりなるオリフイスプレー
ト、１１はオリフイスプレート１０に形成されたオリフ
イスである。

また、１４はインク液路、１５は吐出エネルギー発生素
子としての電気熱変換体である。

第１０図に示されるように、第９図に示したような従来
の紫外レーザーによる才リフイス加工では、オリフイス
の形状は吐出口方向側が広がったテーバ状となる。

■これに対して天板と吐出口形成郎材とを一体とした後
、インク路を形成する凹部側から紫外レーザー光を照射
して吐出口を形成する方法で吐出口の加工を行った。こ
の様子を第１１図に示す。

第１１図は、天板と一体に形威されたオリフィスプレー
トにインク液路側から紫外レーザー光を照射してオリフ
イス加工を行う様子を示したものであり、第９図に示し
た要素と同様の要素Ｃは同一の符号を付す。同図におい
て、１は紫外レーザー光を発振するレーザー発振装置、
２はレーザー発振装置１から発振されるレーザービーム
、３はレンズ系、４はレーザービーム２に対して遮蔽可
能なアルミニウムを蒸着した投影マスクである。

（発明が解決しようとしている課題） しかしながら、上述のような方法によって加工したオリ
フイスを有するインクジェット記録ヘッドでは、次のよ
うな問題点があった。

すなわち、第９図に示したようなオリフイス加工方法で
は、吐出方向に広がったテーバー状のオリフイスが形成
される。しかし、吐出方向に広がったテーパー状のオリ
フイスを有するインクジェット記録ヘッドでは、画像等
の記録を行うのに必要なインク吐出速度が十分に得られ
ない場合が生じるなど吐出特性が不安定となり、記録画
像の品位の低下を招来することがあった。

また、第１１図に示したようなオリフィス加工方法では
、吐出方向に挟まった逆テーバー状のオリフイスが形成
される。このようなオリフィスを有するインクジェット
記録ヘッドでは、記録の際に必要な吐出速度が安定して
得られる。

ところで、基板と天板とを接合することで形成されるイ
ンク路の形状としては、一般に断面略四角形状のものが
多く、安定にインクの移動や吐出リフィルが行われる。

しかしながら、インクの吐出特性を高めるために口径の
大きなオリフィスを加工しようとする場合、四角形状の
インク路では、マスクを通過したレーザービームがイン
ク路を形威している壁にょってけられ、径の小さいオリ
フイスや、形状がゆがんだオリフイスが形威される。

この様子を第８図に示した。第８図において、７はイン
ク流路を構成するための溝が形成された天板（溝付天板
）、１０は溝付天板に一体的に設けられたオリフイスプ
レート、２はマスクを通過してオリフイス面で焦点を結
ぶレーザービーム、９はインク流路を構成する流路壁で
ある。第８図より明らかなように、インクの吐出特性を
高めるために口径の大きなオリフイスを加工しようとし
た場合、レーザービームの入射側はインク路を形成して
いる流路壁９によってその一部がけられてしまう（斜線
部）。このようにレーザービームの入射側が流路壁９に
よってけられてしまった場合、オリフィスプレート１０
に形成される吐出口はもはや円形ではなく、径も小さく
なる．このような径が小さく、形状がゆがんだオリフイ
スを有するインクジェット記録ヘッドでは、画像の記録
を行うのに必要なインク液滴の量が得られず、さらには
飛用インク液滴の方向が定まらない場合が生じるなど吐
出特性が不安定となり、記録画像の品位の低下を招来す
ることがあった。

本発明は上述した従来の問題点を解決するためになされ
たものであり、流路によるレーザービームのけられをな
くすことによって、記録の際に必要なインク液滴の量が
充分かつ安定しており、さらに飛翔インク液滴の方向が
安定しているインクジェットヘッドを提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明者らは鋭意検討を重
ねた結果、インク路の断面形状を台形形状とすることが
好ましいとの知見を得るに至った。本発明は、この知見
（基づき威されたものであり、インクを吐出するために
利用される吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発
生素子を備えた第１基体と、該第１基体と接合すること
により前記吐出エネルギー素子の配設部位に対応してイ
ンク路を形成するための凹部を有する第２基体と、前記
インク路に連通してインクを吐出するための吐出口が形
成された吐出口形成部材と、を具えたインクジェットヘ
ッドにおいて、前記インク路のインク吐出方向に対して
直交する方向の断面形状が台形形状であることを特徴と
する。

〔作用〕

以上の構成によれば、吐出方向に断面積が縮小するテー
パ形状で、形状がゆがんでおらず、かつ径も十分なオリ
フイスを有するインクジェット記録ヘッドを得ることが
可能となり、これによって記録の際に必要なインク液滴
の量が安定して得られ、また、飛翔液滴の方向が安定す
る。

〔実施例〕

第２図乃至第６図は、本発明が実施もしくは適用される
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ＴＴ，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。

本例でのインクジェットカートリッジＩＪＣは、第３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ＩＪＵ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休ＩＪＲＡに載置されてい
るキャリッジＨＣ（第５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ィスポーザブルタイブ
である。木例第２図乃至第６図には、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。

（ｉ）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
る電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェット方式
のユニットテアる。

第２図において、１００はＳｔ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ＡＪ２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。

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。

１３００は複数のインク流路を夫々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を設けた溝付天板で、インクタンク
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１５００と、各インク流路に対応し
た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．これらの一体威型材料としてはポ
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。

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、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
央で共通液室を軽圧で押圧すると共に前だれ部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。

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３１２１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
を係合させることにより、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。又支持体３００は、イン
クタンクＩＴの２つの位置決め凸起１０ｌ２及び位置決
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３００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３００に対する配線
基板２００の取付は、接着剤等で貼着して行われる。

尚、支持体３００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３図）において、その周囲の３辺を平行溝３００
０．３００１の複数で形威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２５００．２
６００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５図
でわかるように、インクジェットカートリッジＩＪＣの
外壁を形威すると共に、インクタンクとでインクジェッ
トユニットＩＪＵを収納する空間部を形成している．又
、この平行溝３００１が形威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１６００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２
２００との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。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１６００によ
って大量生産時においても導管１６００の上述インク受
け口１　５００に対する圧接状態が安定化できる。木例
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、より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３００に対する固定は、支持体３００の穴ｔ９ｏｘ，
１９０２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３００の穴１９０１．１９０２を介し
て貫通突出せしめ、支持体３００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ＴＪＵの位置決
め面は正確に得られる。

（ｉ　ｉ）インクタンクＩＴ構戒説明 インクタンクは、カートリッジ本体１　０００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。

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ｔｏｏｏ内に配置される。

１２００は上記各部１００〜６００からなるユニットＩ
ＪＵ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１０００の部分１
０１０に配置する前の工程で供給口１２００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、大気運通口
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木体１　０００内リブ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、大気運通口１
４０１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　００
０は、インクタンクの本体ｔｏｏｏの後方面において、
キャリツ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２
４００．２５００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１　０００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１０００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
のりプ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かできた。

１４０１はカートリッジ内部を大気に連通ずるために蓋
部材に設けた大気連通口である。１４００は大気運通口
１４０１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１４００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休形状
であり、その長辺を側面にもつ場合であるので上述した
リブ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１１
００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。限られた空
間内にインクを出来るだけ収納するためには直方体形状
が通しているが、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、角部の領域に対
して近接する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．更に木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の厚み方
向に対してほぼ均一な分布で配置されている。この構成
は、吸収体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出
来るため重要な構成である。更に、このリブの配置上の
技術思想を詳述すれば、直方体の４角形上面においてイ
ンクタンクのインク供給口１２００を投影した位置を中
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じ対して、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、木例に限られることではない。

加えて、本実施例では、インクジェットカートリッジＩ
ＪＣのヘッドに対する後方面を平面化して、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をとっている
ために、装置の小型化を達成できるだけではなく、カー
トリッジの交換頻度を減少できる優れた構成をとってい
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、大気運通口
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１４０２を形成してある。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
ッジを提供できた。尚、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、上記大気運通
口１４０１が上方に位置しているので、何らかの異常で
、インクが吸収体から離脱しても、この大気圧供給空間
１４０２は、そのインクを一時的に保持でき、確実に吸
収体に回収せしめることができるので無駄のない優れた
カートリッジを提供できる。

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４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線
をＬ，とすると、支持体３００の穴３１２に係合する２
つの位置決め凸起１０１２はこの直線Ｌ，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。この図面上で
直線し，の延長上にはキャリツジの位置決め用フツク４
００１の９０゜角の係合面４００２が係合する爪２１０
０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Ｌｌ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。第５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３００のインクタンク側面への固定用穴１９
００．２０００に夫々対応するインクタンクの突起１８
００．１８０１は前述の凸起１０１２よりも長く、支持
体３００を貫通して突出した部分を熱融看して支持体３
００をその側面に固定するためのものである。上述の線
Ｌ１に垂直でこの突起１８００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ので、供給部
の口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
の負荷を軽減できるので好ましい構成である。又、直線
Ｌ２，Ｌ３は一致していす、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１８００．１８０１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、キャリッジの前板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、キャリッジに対する抜け止めで、キャリツ
ジＨＣの不図示のバーに対して設けれ、カートリッジＩ
ＪＣが後述のよう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。

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
方開口はキャリッジ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ＩＪＨ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
りは小さい幅のスリット１　７００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３００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
通被室内へと流入する。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（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１３００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、ボリプ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晶は、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１０００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． また、本発明実施例では、上記組立後の形状において、
第２図乃至第４図で示されるように、インク供給部材６
００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との間に第３
図に示したようにスリットＳを形成し、下面部６０４が
インクタンクＩＴの下方のＭ８００が接着される薄板部
材のヘッド側端部４０１ｌとの間に上記スリットＳと同
様のスリット（不図示）を形成している。これらのイン
クタンクＩＴとインク供給部材６００との間のスリット
は、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渣接供給部材、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している。

いずれにしても、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があることで有機的な構
戊をもたらしている。

（ｉ　ｉ　ｉ）キャリッジ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５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、キャリッ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４０
００　（厚さ２ｍｍ）と、カートリッジＩＪＣの配線基
板２００のバッド２０１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一ト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ＩＪ
Ｃを記録位置へ固定するための位置決め用フツク４００
１とが設けられている。前板４０００は位置決め用突出
面４０１０をカートリッジの支持体３００の前述した位
置決め突起２５００．２６００ＩＣ夫々対応して２個有
し、カートリッ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装着時の前面位置Ｌｓ
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成している。

電気接続部用支持板４００３は、補強用リブ４０ｏ４を
前記リブ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
のように傾刺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
、上記２つの位置決め用突出面４０１０がカートリッジ
に及ぼす作用方向と逆方向に、力一トリッジへの作用力
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バツド２０１１対応のボツチ
付ゴムシ一ト４００７のボツチ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３００の表面に
当接した状態となる。本例では、さらに配線基板３００
のバツド２０１を前述した線Ｌｌ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４００７の各ボツ
チの変．形量を均一化してパッド２０１１．２０１の当
接圧をより安定化している。木例のパッド２０１の分布
は、上方，下方２列、縦２列である。

フック４００１は、固定軸４００９に係合する長大を有
し、この長大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ッジＨＣに対するインクジ
ェットカートリッジＴＪＣの位置決めを行う。このフッ
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。いずれにしてもこのフツク
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
的にパッド２０１．２０１１同志の接触が始まる。

そしてフック４００１が所定位置、即ち固定位置に保持
されると、パッド２０１．２０１１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
形成されてキャリツジに対するカートリッジＩＪＣの保
持が完了する。

（ｉｖ）装置本体の概略説明 第６図は本発明が適用されるインクジェット記緑装置Ｉ
ＪＲＡ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のら線溝５　０　０　４
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５０００に対して押圧する。５００７．５００８は
フオトカブラでキャリツジのレバー５　０　０　．６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。５
０１６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、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、５０！２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、吸引回復は、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。

上述した第２図乃至第６図に対して技術的に関係する本
発明について詳述するため、以下、第ｌ図及び第７図を
用いながら説明する。

本実施例において、天板と一体に形成されたオリフイス
プレートにインク路形成領域側からエキシマレーザー光
を照射して行うオリフイス加工は、第１１図に示したも
のと同じである。紫外レーザー光源としては、ＫｒＦエ
キシマレーザー発振装置を用いた。これは波長２４８ｍ
ｍ、パルス幅約１　５ｎｓｃｃのパルスレーザービーム
を出力する。レンズ系には、反射防止コーティングをし
た合成石英レンズを用いた。マスクにはＫｒＦレーザー
ビームに対して遮蔽可能なアルミニウムを蒸着した投影
マスクを用いた。

第１図は木例に係るインクジェットヘッドの一例の一部
を概略的に示す概略゛斜視図である。

本例に係る天板７は、インク液路横１４と、これに対応
してオリフイスプレート１０に形成したインク吐出口（
オリフイス）１１とを所望の個数（図においては簡略の
ために２個）有し、オリフイスプレート１０を一体に設
けた構成としてある。

そして、第１図の構成例においては、天板７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、
ボリフエニレンオキサイド、ポリプロピレンなどの樹脂
を用い、オリフイスプレート１０と共に金型内で一体に
同時成型してある。

次に、インク液路溝１４やオリフイス１１の形成方法を
説明する。

インク液路溝については、それと逆パターンの微細溝を
切削等の千法２より形成した型により樹脂を成型し、こ
れによって天板７に液路溝１４を容易に形成することが
できる。本例においてインク路のインク吐出方向に直交
する断面形状は、天板と接合される基板との接合面の方
向に対して徐々に広がる形状にした。

また、オリフイスの形成については、金型内ではオリフ
イス１１を有さない状態で成形し、第１１図で説明した
ようにオリフイスを形威すべき位置にオリフイスプレー
ト１０のインク液路側からレーザー装置によりエキシマ
レーザー光を照射し、樹脂を除去・蒸発せしてめオリフ
ィス１１を形成する。

オリフイス形戊の詳細を第７図に示す。同図から明らか
なように、エキシマレーザー光２はオリフイスプレート
１０に対してインク液路１４側から前述のマスク４を介
して照射され、オリフイスプレート１０上で焦点を結ぶ
。また、エキシマレーザー光２は、光軸１３ｋ１ｍ関し
て片側θ１＝２度で収光され、オリフィスプレート１０
の鉛直方向から光軸１３を０２＝５度傾けて照射される
。

インク路の断面形状を台形形状としてあるため、大口径
の吐出口を得るためにレーザーを照射した場合であって
もインク流路壁９によるレーザービームのけられはない
。したがって、吐出口は大口径でありながら形状がゆが
まず、その断面は吐出方向に向って縮小した形状となる
。

ここで、本例に用いられるエキシマレーザー光について
説明する。

このエキシマレーザは紫外光を発振可能なレーザであり
、高強度である、単色性が良い、指向性がある、短パル
ス発振できる、レンズで集光することでエネルギ密度を
非常に大きくできるなどの利点を有する。

エキシマレーザ発振器は希ガスとハロゲンの混合気体を
放電励起することで、短パルス（１５〜？５ｎｓ）の紫
外光を発振できる装置であり、゛Ｋｒ−Ｆ，Ｘｃ＝ＣＪ
２，Ａｒ−Ｆレーザがよく用いられる。これらの発振エ
ネルギは数１００ｍＪ／パルス、パルス繰返し周波数は
３０〜１　０００Ｈｚである。

このエキシマレーザ光のような高輝度の短ハルス紫外光
をボリマー樹脂表面に照射すると、照射部分が瞬間的に
プラズマ発光と衝撃音を伴って分解、飛散するアブレイ
ティブ　フォトデコンポジション　（Ａｂｌａｔｉｖｅ
　Ｐｈｏｔｏｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）　　（Ａ　
ＰＤ）過程が生じ、この過程によってボリマー樹脂の加
工が可能となる。

このようにエキシマレーザによる加工精度と他のレーザ
によるそれとを比較した場合、例えばポリイミド（ＰＩ
）フイルムにエキシマレーザとしてのレーザと、他のＹ
ＡＧレーザおよびＣＯ■レーザを照射すると、ＰＩの光
を吸収する波長がＵＶ領域であるためＫｒＦレーザによ
ってきれいな穴が開くが、Ｕｖ領域にないＹＡＧレーザ
では穴が開くもののエッジ面が荒れ、赤外線であるＣ　
Ｏ　２レーザでは穴の周囲にクレータを生じてしまう。

また、ＳＵＳ等の金属、不透明なセラミックスＳｉ等は
大気の雰囲気において、エキシマレーザ光の照射によっ
て影響を受けないため、エキシマレーザによる加工にお
けるマスク材として用いることができる。

以上の如き構成では、従来のように天板とオリフイスプ
レートとの位置合わせや接着が不要であるので、位置合
わせ誤差や接着時の位置ずれ等が全く無くなり、不良品
の低減および工程の短縮によって、記録ヘッドの量産性
並びに低廉化に資することができた。また、従来のよう
な天板とオリフイスプレートとの接着工程が存在しない
ので、接着剤が流れ込むことによるオリフイスやインク
流路の閉塞の恐れがない。さらに、ヒータボード８とオ
リフイスプレート１０を一体とした天板７との接合時に
、オリフイスプレート１０の吐出１｝１１１端面と逆側
の端面にヒータボード８を突き当てることにより流路方
向の位置決めができるので、全体的な位置決め工程や組
み立て工程が容易となる。加えて、従来のようなオリフ
イスプレートの剥離のおそれも全く生じない。

上記実施例によって構威される記録ヘッドを第６図に示
す記録装置を用いて印字を行ったところ吐出速度および
飛翔インク液滴の紙への着弾精度が向上し、良好な記録
結果を得ることができた。

また、飛翔インク液滴の体積も充分であるため、印字物
の濃度も良好であった。

なお、上記実施例ではオリフイスプレートを天板と一体
のものとしたが、本発明の適用はこれに限らず、天板に
別途オリフイスプレートを接合し、しかる後上記のよう
なオリフイス加工を行っても所定の効果を得られるのは
勿論である。

また、インク路は、感光性樹脂を利用してこれを積層し
所定の断面形状が得られるようにマスクを用いて光りを
照射して形成し・ても良く、あるいは平板状の基板に別
部材として壁部材を取り付けて形成することも可能であ
る。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブル
ジェット方式の記録ヘッド、記録装置に於いて、優れた
効果をもたらすものである。

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４７４０７９６号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行なうものが
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一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ーを発生せしめ、記録
ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆￥Ｉ
Ｊ信号に一対一対応１，液体（インク）内の気泡を形戒
出来るので有効である。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
とも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状と
すると、即時通切に気泡の成長収縮が行なわれるので、
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。尚
、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、更に優れた記録を行なうことができる。

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、電気熱変換体の組み合わせ
構成（直線状液流路又は直角液流路）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４５５８３３３一号明細書、米国特許第４４５９６０
０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、共通ずるス
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年第１　２３６７０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せる構成を開示する
特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた構成とし
ても本発明は有効である。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては
、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッ
ドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一体
的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれ
でも良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮
することができる。

加えて、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。

又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘ
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、記録ヘッドに
苅しての、キャビング手段、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．更に、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
合わせによってでもよいが、異なる色の複色カラー又は
、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。

〔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、吐出
方向に縮少するテーバ形状で、形状がゆがんでおらず、
かつ径も十分な吐出口を有するインクジェットヘッドを
提供することができる。

これによって記録の際に必要なインク液滴の量が安定し
て得られ、また、飛翔液滴の方向が安定する。

この結果、吐出液滴の着弾位置精度や記録濃度等の吐出
性能が向上し品位の高い記録画像を得られる。

【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ヘッド
の一部を概略的に爛す斜視図、第２図は本発明に係るイ
ンクジェットカートリッジの一例の分解斜視図、 第３図は本発明に係るインクジェットカートリッジの概
略斜視図、 第４図はインクジェットカートリッジのインクタンクを
インクジェットヘッドが装着ざれる側から見た概略斜視
図、 第５図はインクジェットカートリッジが記録装置本体の
キャリッジに装着される様子を示す上面図、 第６図は本発明に係るインクジェット記録装置を示す概
略斜視図である。 第７図はレーヂーによるオリフイス加工装置によって加
工される吐出口とインク路の形状を示す説明図、 第８図は従来のレーザーによる才リフィス加工装置によ
って加工される吐出口とインク路の形状を示す説明図、 第９図はレーザー光でオリフィスを加工する場合の一従
来例を示すオリフィス加工装置の模式的構成図、 第１０図は第９図に示したレーザーによるオリフイス加
工装置によって加工されるオリフィスを示す断面図、 第１１図はレーザー光でオリフィスを加工する場合の他
の従来例を示す才リフィス加工装置の模式的構成図、 第１２図は、第１１図に示したレーザーによるオリフイ
ス加工装置によって加工されるオリフィスを示す断面図
である。 １・・・レーザー発振装置、２・・・レーザービーム、
３・・・収光レンズ、４・・・マスク、７・・・天板、
８・・・基板（ヒータボード）、９・・・流路壁、１ｏ
・・・オリフイスプレート、１１・・・オリフイス、３
・・・光軸、 ４・・・イ ンク液路、 ５・・・吐出 ヒータ．

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクを吐出するために利用される吐出エネルギ
   ーを発生する吐出エネルギー発生素子を備えた第１基体
   と、該第１基体と接合することにより前記吐出エネルギ
   ー素子の配設部位に対応してインク路を形成するための
   凹部を有する第２基体と、前記インク路に連通してイン
   クを吐出するための吐出口が形成された吐出口形成部材
   と、を具えたインクジェットヘッドにおいて、 前記インク路のインク吐出方向に対して直交する方向の
   断面形状が台形形状であることを特徴とするインクジェ
   ットヘッド。
2. （２）前記インク路は、前記第１基体と前記第２基体と
   の接合面から離間する方向に縮径する台形形状であるこ
   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. （３）前記第２基体と前記吐出口形成部材とは、一体に
   成形されてい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. （４）前記吐出エネルギー発生素子は電気熱変換体であ
   ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のインク
   ジェットヘッド。
5. （５）請求項１、２又は３に記載のインクジェットヘッ
   ドと、該ヘッドにインクを供給するインクタンクと、を
   一体的に備えたことを特徴とするインクジェットカート
   リッジ。
6. （６）請求項１、２又は３に記載のインクジェットヘッ
   ドと該ヘッドにインクを供給するインクタンクとを一体
   的に備えたことを特徴とするインクジェットカートリッ
   ジと、該カートリッジを搭載して走査可能に設けられた
   キャリッジと、を備えたインクジェット記録装置。