JPH03101966A - インクジェットヘッド、インクジェットユニット、インクジェットカートリッジ及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】 【産業上の利用分野〕 本発明はインクジェットヘッド、インクジェットユニッ
ト、インクジェットカートリッジ及びインクジェット装
置に関するものである。

〔背景の技術〕

インクジェット記録ヘッドは、第１０図の分解斜視図に
一例を示す様に、インクの吐出口（オリフイス）４１を
有するオリフイスプレート４００ａと、各オリフイスに
連通ずるインク路を形成するための満４ｌｂを有する溝
付天板１　３００ａと、インク路に設けられインクを吐
出するために利用される熱エネルギーを発生する熱エネ
ルギー発生素子としての電気熱変換体の発熱部１０１を
有するヒータボード１００とを具備している。符号１５
００ａはインク路へのインク供給口である。

一般に、オリフイスプレートは、ヒータボードと天板と
の濡れ性の違いに起因するところの吐出されたインク滴
の吐出方向のずれを防止するため、吐出口面を同一部材
で構成することを主な目的の一つとして設けられたもの
である。

ところで、この様なインクジェットヘッドを具備するイ
ンクジェット装置には、吐出口からインクを吸引して吐
出不良を解消する吸引回復動作を行う際に使用するため
や吐出口におけるインクの乾燥防止を図るために、吐出
口のキャッピングを行うキャップを設けている。

また、連続的にインクを吐出させた場合などにオリフイ
スプレート４００ａの表面に紙面から反射した液滴や空
中の霧状インクが付着して余分なインクが溜まることが
あり、その結果不安定な吐出や場合によっては不吐出を
引き起こしてしまうことがある。そこで、ゴムや吸水性
の材料などを用いて形成されたブレードにより、オリフ
イスプレートに付着したインクを拭き取ったりしている
。

しかし、通常オリフィスプレートだけではキャッピング
のための密閉用面積を確保するのが困難であるため、例
えばキャッピング用前面シールをオリフイスプレート４
００ａの周囲に貼付することでキャッピングのための密
閉用面積を大きくするなどして対処していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この様な構成では、前面シールとオリフ
イスプレート４００ａとの間に段差が生じ、オリフィス
プレート４００ａ上の残留インクをブレードで拭き取る
際に段差部分にインク溜りが生じたり、ブレードがオリ
フイスを飛び越えてしまったり、振動によってむら拭き
が生じてしまったりすることがあった。

〔課題を解決するための手段〕

前述した課題を解決できる本発明は、次の構成を有する
ものである。

「基体とインクを吐出する吐出口に連通ずるインク路を
形成するための凹部が設けられた天部材とを前記凹部を
内側にして接合することで前記インク路が形成されてお
り、 前記吐出口は前記天部材の端部から上下両方向に延びる
様に該天部材と一体的に形成された板状部材に設けられ
ており、 該板状部材の、前記吐出口が設けられた側の面は勾配の
緩やかな段状の側断面形状を有することを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。」「基体とインクを吐出する吐出
口に連通ずるインク路を形成するための凹部が設けられ
た天部材とを前記凹部を内側にして接合することで前記
インク路が形成されており、前記吐出口は前記天部材の
端部から上下両方向に延びる様に該天部材と一体的に形
成された板状部材に設けられており、該板状部材の、前
記吐出口が設けられた側の面は勾配の緩やかな段状の側
断面形状を有するインクジェットヘッドと、 前記インク路にインクを供給するためのインク供給部材
と、 を有することを特徴とするインクジェットユニット。」 「基体とインクを吐出する吐出口に連通ずるインク路を
形成するための凹部が設けられた天部材とを前記凹部を
内側にして接合することで前記インク路が形成されてお
り、前記吐出口は前記天部材の端部から上下両方向に延
びる様に該天部材と一体的に形成された板状部材に設け
られており、該板状部材の、前記吐出口が設けられた側
の面は勾配の緩やかな段状の側断面形状を有するインク
ジェットヘッドと、前記インク路にインクを供給するた
めのインク供給部材とを有するインクジェットユニット
と、 前記インク供給部材によって前記インク路に供給される
インクを貯溜するためのインクタンクと、 を備えたことを特徴とするインクジェットカートリッジ
。」 「基体とインクを吐出する吐出口に連通ずるインク路を
形成するための凹部が設けられた天部材とを前記凹部を
内側にして接合することで前記インク路が形成されてお
り、前記吐出口は前記天部材の端部から上下両方向に延
びる様に該天部材と一体的に形成された板状部材に設け
られており，該板状部材の、前記吐出口が設けられた側
の面は勾配の緩やかな段状の側断面形状を有するインク
ジェットヘッドと、前記インク路にインクを供給するた
めのインク供給部材とを有するインクジェットユニット
と、 前記インク供給部材によって前記インク路に供給される
インクを貯溜するためのインクタンクと、 を備えたインクジェットカートリッジと、該インクジェ
ットカートリッジを載置するためのキャリツジと、 を具備することを特徴とするインクジェット装置。」 これらの本発明によれば、ワイビングやキャツビングに
不都合が生じないインクジェットヘッドをかんいに得る
ことができる。即ち、オリフイスプレート上の残留イン
クを確実且つ容易に拭き取る（ワイビング）ことが可能
となり、またキャツビングの際の気密性も十分なものと
することができる。

更に本発明によれば、板状部材の、吐出口が設けられた
側の面が勾配の緩やかな段状の側断面形状を有するので
、キャツビングに不都合が生じないことは勿論、オリフ
イスプレート上の残留インクをオリフィス列に関して垂
直な方向からも、また場合によっては平行な方向からも
一層確実且つ容易に拭き取ることが可能になる。これに
より、ヘッドの装置本体への取付けの自由度も高まる。

（以下余白） 〔実施例ｌ 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
，キャリッジ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６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体ＩＪＲＡに載置されてい
るキャリツジ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
リッジＨＣに対して着脱可能なデイスポーザブルタイプ
である。本例第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、これらの横或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ＩＪｔＪ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な生或
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
式のユニットである。

第２図において，１００はＳＬ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Ａ４等の電気配線とが成膜技術により形威されて
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パッド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。

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３１２ｌ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１０１２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２５００．２
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
外壁を形成すると共に、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１　６００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、７０，Ｏ
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ｔ　ｅｏｏ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、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１９０１．
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１．１　０　
０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１　０００内に配
置される。

１２００は上記各部ｌＯＯ〜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
０ｌＯ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、大気違道口
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ｌＯＯＯ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、大気違通口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１　２００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ｌ０００
は、インクタンクの本体１　０００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２
４・００，２５００は、同様にリブ１０００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
、部分リプ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
部材に設けた大気運通口である，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
大気違通口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１
１００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
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
クの大気運通口は、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或をとってい
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、大気連通口
１４０ｌ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を形威してある．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Ｌｌ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Ｌ．の延長上にはキャリッジの位置決め用フツク４
００　１の９０’角の係合面４００２が係合する爪２１
００が位置しており、キャリッジ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。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な熱融看して支持体３
００をその側面に固定するためのものである．上述の線
Ｌ，に垂直でこの突起１８００を通る直線をＬｓ、突起
１８０ｌを通る直線をＬ，としたとき、直線Ｌ，上には
上記供給口１　２００のほぼ中心が位置するので、供給
部の口１　２００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Ｌ　ｘ　，　Ｌ−は一致していず、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の先端側構或の重量に対して
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、キャリツジの前板４０
００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、インクジエットカートリッ
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
包囲空間を形或してしまう。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１　２００、
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１５０．０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。

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。

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の下方の蓋８００が接着される薄板部
材のヘッド側端部４０１１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直接供給部材、強いては、インクジ
ェットユニツ｝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成
をもたらしている。

（Ｌｉｔ）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、キャリツジの前方ブ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のパツド２０１に対応するバツド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２５００．２６００に夫々対応して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Ｌ６
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４００４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、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のパッド
２０１を前述した線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．本例のパッド２０１の分布は、上方，
下方２列、縦２列である。

フツク４００　１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
ック４００　１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
ック４００　１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２５００．２６０
０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ＩＪＣの爪２１００の９
０’面に密着しつつカートリッジＩＪＣを位置決め面２
５００．４０１０同志の接触域を中心に水平面内で旋回
して最終的ニパッド２０１．２０１１同志の接触が始ま
る．そしてフック４００ｌ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録装置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、キャリッ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、
キャリッジと係合するカム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図以
降を用いながら説明する．（実施例１） 第１図は、第２図に示されたオリフィスプレート（板状
部材）４００と溝付天板（凹部付天部材）１３００との
一体成型部材とヒータボード（基体）１００との模式的
分解斜視図である．４１は最厚部２００ｕｍ厚のオリフ
イスプレートにエキシマレーザーを使用してあけたオリ
フイス、１　５００は溝付天板１３００とヒータボード
ｌＯＯとを接合することで形成されるインク路にインク
を供給するためのインク受け口である。９ｌはインクを
吐出するために利用される熱エネルギーを発生する熱エ
ネルギー発生素子としての電気熱変換体の発熱部（ヒー
ター）であり、９２は発熱部９１に電気パルスを入力す
るための電極である。インク路内は、インク受け口１　
５００からのインクが供給されて満たされている。

この状態において、入力データに応じたパルス信号を各
ヒーター９１に入力することにより、ヒーター上のイン
クが発泡し，このエネルギーを利用することによりオリ
フイス４１からインクが液滴として吐出する。この液滴
はオリフイス４１から０．５〜１．０ｍｍ程度離れた紙
面上に着弾し、入力情報に応じた記録が実現する。

ここで本実施例においては、溝付天板１３００と天板の
端部から上下両方向に延びる様に配されるオリフイスプ
レー｝４００とを一体成型すると共に、オリフイスプレ
ート４００本体の最厚部の厚みを２００ｕｍとして強度
を確保した状態でレーザーなどを用いてオリフイスをあ
けた。

更に、オリフイスプレートの強度及びワイビングの際の
清浄化の確実性を考慮して、オリフィスプレートの吐出
口が設けられた側の面が勾配の緩やかな段状の側断面形
状を有する様に３つの平面からなる様にした。

溝付天板１３００とオリフイスプレート４００との一体
成型部材の素材としては、材料のコスト及び耐インク性
を考慮して熱可塑性樹脂、例えば，ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリイミド、ポリサルフオンなどが好ましい
ものとして挙げられる。本実施例では高温においても熱
変形量の小さいボリサルフオンを用いた。

この様なインクジェットヘッドを用いて吸引回復操作を
行ったところ、吐出口面がほぼ滑らかなため密閉性が非
常に優れ十分な吸引を行えることがわかった。また、イ
ンク拭き取り（ワイビング）操作においても、拭き方向
（吐出口列に対して直角な方向）がほぼ滑らかなためブ
レードのばたつきや特定部分へのインク溜りも生じず十
分な残留インクの除去が行えた。更に、強度不足により
オリフイスプレート４００にしわが生じたり破損が生じ
たりすることもなかった。

更に、オリフィスプレートの吐出口が設けられた側の面
が勾配の緩やかな段状の側断面形状を有するので、ワイ
ビングの際の清浄化の確実性が一層向上した。

次に、第８図を用いてインク路の溝やオリフイスの形成
方法．を説明する。

インク路の溝については、それと逆パターンの微細溝を
切削等の手法により形威した型により樹脂を成型して形
成することができる。

オリフイスについては、型から取り出した後に、オリフ
イスを形或すべき位置にオリフイスプレート４００の内
側、つまりインク路の溝側からレーザ装置により紫外線
レーザを照射し、オリフイス部分の樹脂を除去・蒸発せ
しめてオリフイスを形成した。

本実施例においては、インク路の溝の幅４０μｍ、非溝
部の幅２３．５μｍ、インク路の溝の高さ（深さ）５０
μｍの寸法にて成形を行なった。

なお、第８図は断面図であるが、本実施例では溝数９０
、エキシマレーザーによるオリフイス形成数は７４で行
なった。そしてこのとき、第８図のオリフイスプレート
部４００の厚さａを１０μｍ〜６０ｕｍの範囲で変化さ
せ、またオリフイスプレートの厚みをオリフイスを形或
する面に角度を持たせることで下側へいくにしたがって
、肉厚が厚くなるようにし、その角度を０１としてＯ〜
２０゜の範囲で変化させた． 更に、ヒータボード１００と接合する面から下へ距離ｂ
を変化させ、そのポイントとオリフイスプレート端面と
を直線で結んだオリフイス端面の寸法Ｃを０．１−０．
３変化させ、ヒータボード１００と接合する面から下へ
の寸法ｄは１．５〜３．０変化させた。またオリフイス
の上側の寸法ｅよりの面を角度Ｏ，としたが、それぞれ
０．０８〜１．０、−５〜１０゜変化させた。以上のａ
＋　１）＋　Ｃｌ　ｄ＋　ｅ及びθ１，θ２の寸法変化
を行った天板をそれぞれ形成したが、その一覧表を表１
に示した。

Ｎｏ．１〜６まではオリフイスプレートの厚みに関する
角度θ１を１００、θ２を６゜、寸法ｂ，ｃ，ｄ，ｅを
それぞれ０，１，０．２，２．２．０．１２に固定しオ
リフイスプレートの厚みａを０．０１〜０．０６に変化
させた。また、Ｎｏ．７〜１１はオリフイスプレートの
角度θ２を６＠にし、寸法ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅをそれぞ
れ０．０２，０．１，０．２，２、２，０．１２に固定
し、角度θ１を０〜２０’に変化させた．さらにＮｏ．
１２〜１７は角度θ１を１０＠、θ２を６°、寸法ａ，
ｃ，ａ，　ｅをそれぞれ０．０２，０．２，２．２．０
．１２に固定し、寸法ｂを０．０２〜１．０に変化させ
た。更にＮｏ．１８　〜２１は角度θ，を１０＠、θ，
を５゜、寸法ａ，ｂ，ｄ，ｅをそれぞれ０．０２，０．
１，２．２，０．１２に固定し、寸法Ｃを０．１〜０．
３に変化させた。次にＮｏ．２２〜２５は角度θ１を１
０゜にθ２を５゜に固定し、寸法ａ，ｂ，ｃ，ｅを夫々
０．０２，０．１，０．２，０．１２に固定し、ｄ寸法
を１．０〜３．０まで変化させた。次にＮｏ．２６〜３
０では角度θ，，θ２をそれぞれ１０”，６’、寸法ａ
，ｂ，ｃ，ｄをそれぞれ０．０２，０．１，０．２，２
．２とし、寸法ｅを０．０８〜１．０まで変化させた。

さらに、Ｎｏ．３１〜３４では角度０１をｔｏ’、寸法
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを０．０２，０．１，０．２，２．
２．０．１２として角度θ２を−５°〜１０”に変化さ
せた。

さて、以上説明した種々の天板を用いてインクジェット
ヘッドとして完成させるまで組立を行い評価を行った。

次に、今述べたそれぞれのインクジェットヘッドの評価
結果を述べる。評価項目は■成形性、■オリフイス形成
難易度、■オリフイスプレートに印字時付着したインク
をとるフキの特性、の３項目である。

■の成形性については、寸法ａが薄すぎたり、角度θが
小さすぎたり、寸法ｂが小さすぎると成形の際に樹脂の
流れが不十分で予定の形状が得られないことが考えられ
る。

■のオリフイス形成については本実施例ではエキシマレ
ーザーを用いてオリフイスを形成したが、レーザーをあ
ててレーザーを貫通させるまでの寸法、すなわち寸法ａ
が厚すぎるとレーザーバワーの限界があるため、所望の
オリフイスサイズが得られないあるいはオリフイス形状
が汚くなるなどのデメリットが考えられる。

■のフキについては形状によってはインクが取りきれな
いことが考えられる。

まず、オリフイスプレートの寸法ａを変化させたＮｏ．
１〜６の評価結果であるが、ＮＯ．１のａ寸法０．０１
のものは成形樹脂が流れ込まなかったＮｏ．２〜Ｎｏ．
６のａ寸法が０．０２以上あるものは戊形は問題ないが
、ＮＯ．６のオリフイス形或はレーザー条件を種々工夫
しても困難であった。また、フキに関してはオリフイス
プレートのフェース形状は同一形状であり、全て問題な
かった。

次に、角度θ２を６゜、寸法ａ　＋　ｂ　＋　Ｃ　＋　
ｄ　＋ｅを夫々０．０２，０．１，０．２，２．２，０
．１２に固定し、角度θ１を０＠，５’１０”，１５゜
，２００と変えたＮｏ．７からＮｏ．１１の試験である
が、これはθ，を０１としてｂ寸法０．１の範囲ａ寸法
０．０２となるＮｏ．７のヘッドは樹脂が流れ込まず評
価できなかった。またθを２０゜としたＮｏ．１１のヘ
ッドはインクが一部ふきとれなかった。θが５°ｔｏ’
　　　１５゜のＮｏ．８〜１０のヘッドは全てに良好な
結果を得られた。

次に、θ，を１０’　　θ２を６°　ａ，ｃ，ｄ，ｅ寸
法を夫々０．０２，０．２，２．２，０．１２とした。

Ｎｏ．１２〜１７においては寸法ｂを０．０２としたＮ
ｏ．１２のヘッドは樹脂が流れ込まず成形が困難であっ
た。又、Ｎｏ．１７のヘッドは成形、オリフイス形成と
も良好であるが、フキが条件を種々工夫しても所望の特
性が得られなかった，Ｎｏ．１３〜１６のヘッドは全て
良好な結果を得られた。

次に寸法ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを夫々０．０２，０．　１
，　２．　２，　０．　１２、θ１を１０＠、θ２を６
°とし、寸法Ｃを０．１，０．１５，０．２０．３と変
えたＮｏ．１８〜Ｎｏ．２１の評価結果であるが、寸法
Ｃを０．１としたＮｏ．１８のヘッドは樹脂が流れ込ま
ず成形が困難であった．それ以外のＮｏ．１９〜Ｎｏ．
２１のヘッドは成形、オリフイス形成、フキとも良好な
結果を得られた． 次に、Ｎｏ．２２　〜Ｎｏ．２６は寸法ａ，ｂ，Ｃ，ｅ
をそれぞれ０．０２，０．２，２．２，０．１２とし、
角度θ，を１０“、角度θオを６°として寸法ｄを１．
０，１．５，２．Ｏ，２．５，３．０としたが寸法ｄが
１．０のＮｏ．２２はヘッドとキャップの位置合わせが
困難であった。また、寸法ｄを３．０としたＮｏ．２６
は樹脂が流れ込まず成形できなかった。その他のＮｏ．
２３〜２５は全て良好な結果であった・次にＮｏ．２７
　〜Ｎｏ．３０は寸法ａ，ｂ，ｃ，ｄをそれぞれ０、０
２，０．１，０．２，２．２、角度θ１，０，をそれぞ
れ１０”，６゜として寸法ｅを０．０８，０．１２，０
．５，１．０と変化させたが、Ｎｏ．２７の寸法ｅが０
．０８の場合オリフイスに近づきすぎており、付着した
インクが吐出に影響し、Ｎｏ．３０の寸法ｅが１．０の
場合はインクがふきとれなかった。Ｎｏ．２８〜２９は
良好であった。

次にＮｏ．３１〜３４のヘッドは寸法ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅを夫々０．０２，０．１，０．２．２．２，０．１２
とし、角度θ１を１０゜として、角度θ２を−５゜，Ｏ
”　，５°，１０゜としたが、Ｎｏ．３１の−５１のヘ
ッド、及びＮｏ．３４の１０°のヘッドはインクをふき
とれなかった。Ｎｏ．３２．３３のヘッドは良好であっ
た。

以上まとめてみるとオリフイスプレートを成形し、所望
のオリフイスをレーザーで得る為には、寸法ａは０．０
２以上、角度θ１は５゜以上、寸法ｂ，ｃ，ｄ，ｅはそ
れぞれ０．０５以上、０．１５以上、２．５以下、０．
１２以上であることが極めて好ましい。また、フキの特
性を得る為には、角度θ，は１５゜以下、角度θ２は０
゜以上６゜以下、寸法ｂ，ｄ，ｅはそれぞれ１．０以下
、１．０以上、１．０以下であることが極めて好ましい
。

整理すると ■　０．０２≦ａ≦０．０５ ■　５′≦θ１≦１５° ■　０．０５≦ｂ≦０．８ ■　０．１５≦Ｃ ■　１．５≦ｄ≦２．５ ■　０．１２≦ｅ≦０．　５ ■　０≦θ２≦６ の条件を満たすようにすれば、特に良好な印字を示すイ
ンクジェットヘッドを得ることができた。

この条件を満たすインクジェットヘッドに対して、第９
図の様に上下方向（吐出口列に対して垂直方向）のワイ
ビングを行っても、第１０図の様に横方向（吐出口列に
対して平行方向）のワイビングを行っても、良好なワイ
ビングを行うことができた。本図において，符号５０１
７は板状のブレードを示す。

（以下余白） 尚、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、結果的にこの駆動
信号に一対一対応し液体（インク）内の気泡を形成出来
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、即時適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４３
１３１２４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号明細書、米国特許第４４５９６００
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年第１２３６７０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、記録ヘッドに対
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〕

以上詳細に説明した様に、溝付天板とオリフィスプレー
トとを一体成型することにより、キャッピングの際の密
閉性が向上し、故に十分な吸引が行えるようになる上、
ワイビングの際にも拭き残しがなくなって確実性が向上
し、加えて部品点数の削減によるコストダウンも可能と
なる。

加えて、板状部材の、吐出口が設けられた側の面が勾配
の緩やかな段状の側断面形状を有するので、キャップ内
外に特別な部品をとりつけることなくワイビングの際の
清浄化の確実性が一層向上する上、キャッピングの際の
吐出口におけるインクのメニスカスの後退を防ぐ効果も
向上し、故にインクの吐出不良とそれから派生する種々
の問題を簡易な構成のまま一層良好に解決することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のインクジェットヘッドを
示す模式的分解斜視図である。 第２図及び第３図は、夫々第１図のインクジェットカー
トリッジの分解斜視図及び組立斜視図である。 第４図は、第１図のインクジェットカートリッジのうち
のインクタンクを、インクジェットユニットが装着され
る側から見た斜視図である。 第５図は、第１図のインクジェットカートリッジがキャ
リツジに装着される個所を示す上面図である。 第６図は、第１図のインクジェットカートリッジが装着
されたインクジェット記録装置の要部を示す斜視図であ
る。 第７図は、第ｌ図のインクジェットヘッドの主要部を示
す模式的拡大側面図である。 第８図は、インクジェットヘッドに対して上下方向のワ
イビングを行う状態を示す模式的側面図である。 第９図は、インクジェットヘッドに対して横方向のワイ
ビングを行う状態を示す模式的側面図である。 第１０図は、従来のインクジェットヘッドを示す模式的
分解斜視図である。 ４ｌ：オリフイス ９１：ヒータ １００：ヒークボード ３００：支持体 ４００　：オリフイスプレート ９００　：インク吸収体 １　３００　：溝付天板 １　５００　：インク受け口 ｚ４σρ 第 Ｂ 図 ［＝ニト５０／７ 第９ 図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体とインクを吐出する吐出口に連通するインク
   路を形成するための凹部が設けられた天部材とを前記凹
   部を内側にして接合することで前記インク路が形成され
   ており、 前記吐出口は前記天部材の端部から上下両方向に延びる
   様に該天部材と一体的に形成された板状部材に設けられ
   ており、 該板状部材の、前記吐出口が設けられた側の面は勾配の
   緩やかな段状の側断面形状を有することを特徴とするイ
   ンクジェットヘッド。
2. （２）前記吐出口は前記板状部材の、前記天部材の端部
   に対応する個所に複数設けら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。
3. （３）前記基体の、前記インク路に対応する部分には、
   前記吐出口からインクを吐出するために利用される熱エ
   ネルギーを発生する熱エネルギー発生手段として電気熱
   変換体が設けられていることを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）基体とインクを吐出する吐出口に連通するインク
   路を形成するための凹部が設けられた天部材とを前記凹
   部を内側にして接合することで前記インク路が形成され
   ており、前記吐出口は前記天部材の端部から上下両方向
   に延びる様に該天部材と一体的に形成された板状部材に
   設けられており、該板状部材の、前記吐出口が設けられ
   た側の面は勾配の緩やかな段状の側断面形状を有するイ
   ンクジェットヘッドと、 前記インク路にインクを供給するためのインク供給部材
   と、 を有することを特徴とするインクジェットユニット。
5. （５）基体とインクを吐出する吐出口に連通するインク
   路を形成するための凹部が設けられた天部材とを前記凹
   部を内側にして接合することで前記インク路が形成され
   ており、前記吐出口は前記天部材の端部から上下両方向
   に延びる様に該天部材と一体的に形成された板状部材に
   設けられており、該板状部材の、前記吐出口が設けられ
   た側の面は勾配の緩やかな段状の側断面形状を有するイ
   ンクジェットヘッドと、前記インク路にインクを供給す
   るためのインク供給部材とを有するインクジェットユニ
   ットと、 前記インク供給部材によって前記インク路に供給される
   インクを貯溜するためのインクタンクと、 を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）基体とインクを吐出する吐出口に連通するインク
   路を形成するための凹部が設けられた天部材とを前記凹
   部を内側にして接合することで前記インク路が形成され
   ており、前記吐出口は前記天部材の端部から上下両方向
   に延びる様に該天部材と一体的に形成された板状部材に
   設けられており、該板状部材の、前記吐出口が設けられ
   た側の面は勾配の緩やかな段状の側断面形状を有するイ
   ンクジェットヘッドと、前記インク路にインクを供給す
   るためのインク供給部材とを有するインクジェットユニ
   ットと、 前記インク供給部材によって前記インク路に供給される
   インクを貯溜するためのインクタンクと、 を備えたインクジェットカートリッジと、 該インクジェットカートリッジを載置するためのキャリ
   ッジと、 を具備することを特徴とするインクジェット装置。