JPH03234542A

JPH03234542A - インクジェット記録ヘッドおよび前記記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH03234542A
Application number: JP2983790A
Authority: JP
Inventors: Isao Ebisawa; 功海老沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1991-10-18

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、被記録材にインクを吐出させて記録を行なう
ためのインクジェット記録へ・ノド、並びに前記記録ヘ
ッドを用いるインクジエ・シト記録装置に関する。

（従来の技術）プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、画像
情報に基づいて、紙やプラスチ・ツク薄板等の被記録材
上にドツトパターンから成る画像を記録していくように
構成されている。

前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、
ワイヤドツト式、サーマル式、レーザービーム式等に分
けることができ、そのうちのインクジェット式（インク
ジェット記録装置）は、インクジェット記録ヘッドの吐
出口から記録液（インク）滴を吐出飛翔させ、これを被
記録材に付着させて記録するように構成されている。

上記インクジェット記録へ・ノドおよびこれを用いるイ
ンクジェット記録装置においては、−Ｃに、インク中に
含まれるゴミ等が吐出口およびこれに通じる液路に詰ま
ることを無くすため、前記液路の入口側近傍にフィルタ
ーを設けることが行われている。

また、インクジェット記録ヘッドとして、前記吐出口へ
通じる液路と咳液路へ供給するインクを一定量貯留可能
なインク液室とを形成する吐出エレメントを備え、該吐
出エレメントに記録へ・ント′駆動回路やインク供給系
等の実装部品を積層する構成のものを使用することがあ
る。

このような構成のインクジエ・シト記録へ・シトＧこお
いては、前記フィルターは、一般に、前記吐出エレメン
トのインク液室に設けられてしする。

この場合、フィルターは接着剤で接合したり、ゴム部材
等を介して機械的外力で押さえ付けるなどの方法で固定
されている。

第６図は、上記従来のインクジェット記録ゞソドの構成
例を模式的に示す分解斜視図であり、第７図は第６図の
液路方向の縦断面図である。

第６図および第７図において、１は基板としてのシリコ
ン材、２は感光性樹脂等で形成された液路、３は基板１
上に各液路に通しるインク液室を形成する彫り込みガラ
ス板、４は前記インク液室、５はゴミ等が前記液路２内
へ侵入するのを防止するためのフィルター、である。

図示の例では、前記基板１と前記液路（感光性樹脂等）
部材２と前記彫り込みガラス板（インク液室形成部材）
３とで、記録ヘッドの吐出部である吐出ユニット２０が
構成されている。

この吐出ユニット２０の上面に、駆動回路基板やインク
供給系等の実装構造体３０を積層することにより、イン
クジェット記録ヘッドが構成されている。

なお、第６図には、実装構造体３０としての駆動回路基
板が示され、第７図には、実装構造体３０としてのイン
ク供給系が示されている。

第７図において、１０は、インクジェット記録ヘッド内
のインクを、前記吐出エレメント２０と前記インク供給
系３０との接合部で、外気から遮断するための密封部材
（シールゴム等）であり、１１は、不図示のインク供給
源から記録ヘッドへ供給されたインクを貯えるインク溜
めであり、１２はインク供給管である。

前記インク液室４の上壁にはインク溜め１１に連通ずる
関口（入口）２１が形成され、前記フィルター５は、該
入口２１を覆うようにして該吐出エレメント２０の上面
に接着剤６によって接合されている。

そこで、前記インク供給系３０のインク溜め１１部は、
不図示の機械部品等により、吐出エレメント２０の上面
に所定の圧力Ｐで押さえ付けられており、前記密封部材
ＩＯがこの圧力によって吐出エレメント２０の上面に圧
接され、インク洩れを防止する密封性が保たれている。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかし、上記従
来のインクジェット記録ヘッドの構造においては、前記
フィルター５はその厚さの中をインクが通過できる部材
で形成されているため、前記シールゴム等の密封部材１
０による密封領域は、図示のように、フィルター５の外
縁より外側に選定する必要があり、したがって、前記入
口２１の広さＷに対して、この人口２１より広いフィル
ター５の外側を密封する密封部材１０の外形寸法Ｗおよ
び該密封部材を保持する前記インク溜め１１の外形寸法
が大きくなり、インクジェット記録ヘッドの小型化の妨
げとなっていた。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、吐出エレメントのフィルターの取り付は構造を
改良することにより、記録ヘッドの外形寸法の小型化を
はかることができ、同時に、インク供給系の実装部品の
小型化および簡略化を図ることができるインクジェット
記録ヘッドおよび該記録ヘッドを用いるインクジェット
記録装置を提供することを目的とする。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、被記録材にインクを吐出して記録を行なうイ
ンクジェット記録装置に装着可能なインクジェット記録
ヘッドにおいて、インクを吐出させるための吐出口と、
インクを貯留可能なインク液室と、前記インク液室に貯
留されたインクを前記吐出口へ導びく液路と、前記イン
ク液室に設けられた、インク中のゴミを除去するための
フィルターと、を有する構成とすることにより、記録ヘ
ッドの外形寸法の小型化をはかることができ、同時に、
インク供給系の実装部品の小型化および簡略化を図るこ
とができるインクジェット記録ヘッドを提供するもので
ある。

また、本発明は、被記録材にインクを吐出させて記録を
行なうインクジェット記録装置において、インクを吐出
させるための吐出口と、インクを貯留可能なインク液室
と、前記インク液室に貯留されたインクを前記吐出口へ
導びく液路と、前記インク液室に設けられた、インク中
のゴミを除去するためのフィルターと、を有するインク
ジェット記録ヘッドを装着するためのヘッド装着部と、
前記ヘッド装着部に装着された前記インクジェット記録
ヘッドの記録位置へ前記被記録材を搬送するための搬送
手段と、を有する構成とすることにより、記録ヘッドの
外形寸法の小型化をはかることができ、同時に、インク
供給系の実装部品の小型化および簡略化を図ることがで
きるインクジェット記録装置を提供するものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第５図は、本発明によるインクジェット記録装置の一実
施例の要部構成を示す模式的斜視図である。

第５図は、フルカラー記録が可能なライン型のインクジ
ェット記録ヘッドを複数個（図示の例では４個）備えた
インクジェット記録装置の場合を示す。

第５図において、１０１および１０２は、用紙やプラス
チック薄板等の被記録材１０３を挟持し、矢印Ｆで示す
副走査方向（搬送方向）に搬送するためのローラ対であ
る。

１０５８に、１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃは、それぞ
れ、被記録材１０３の略全幅にわたって吐出口が配列さ
れたフルマルチタイプのインクジェット記録ヘッド１０
５である。

フルカラー記録の場合は、上記４個の記録ヘッド１０５
から吐出されるインク色として、例えば、ブラック、イ
エロー、マゼンタ、シアンが用いられ、図示の例では、
４個のインクジエ・ノド記録ヘッド１０５が被記録材搬
送方向上流側から（下から）この順序で配置されている
。

１０６は回復系であり、吐出回復処理に当たっては、被
記録材１０３に代わって前記各記録へ・ノド１０５に対
面する。

また、前記各インクジェット記録ヘッド１０５は、ヘッ
ド装着部１０７に、相互位置関係を規制されて装着され
ている。

なお、前記各インクジェット記録へ・ノド１０５は、後
述するように、本発明を実施した記録ヘッドである。

以上により、他の本発明によるインクジェット記録装置
、すなわち、本発明によるインクジェット記録ヘッド１
０５を装着するためのヘッド装着部１０７と、前記ヘッ
ド装着部１０７に装着された前記インクジェット記録ヘ
ッド１０５の記録位置へ前記被記録材１０３を搬送する
ための搬送手段１０１．１０２と、を有するインクジェ
ット記録装置の一実施例が構成されている。

第１図は本発明によるインクジェット記録ヘッドの一実
施例を模式的に示す分解斜視図であり、第２図は第１図
中の吐出エレメントの液路方向の縦断面図である。

第１図および第２図において、１はシリコン材等から成
るヘッドの基板、２は感光性樹脂等で形成された液路、
３は基板１上に各液路に通じるインク液室を形成する彫
り込みガラス板、４はインクを一定量貯留可能な前記イ
ンク液室、５はゴミ等が前記液路２内へ侵入するのを防
止するためのＳＵＳ材等で作られたメツシュ状のフィル
ターである。

前記基板１と、前記液路形成用の感光性樹脂等の部材２
と、前記インク液室形成用の彫り込みガラス板３と、を
接合することにより、記録ヘッド１０５の吐出部である
吐出ユニット２０が構成されている。

この吐出ユニット２０の上面に、第６図および第７図の
場合と同様の構造でヘッド駆動回路基板やインク供給系
等の実装構造体３０を積層することにより、インクジェ
ット記録ヘッド１０５が構成される。

すなわち、前記インク液室４の土壁に形成された入口２
１に対応するインク溜め１１を存するインク供給系の実
装構造体３０が、密封部材１０を介して、密封状態で接
合されている。

そこで、液路２の入口側でゴミ等の侵入を防止するため
の前記フィルター５は、前記インク液室４の内側に固定
されている。

図示の例では、このフィルター５は、上方へ膨出したド
ーム型の形状をしており、そのｒ＠囲に形状された平面
部２２を、彫り込みガラス板３のインク液室４内に形成
された下向き段差部２３に対して、接着剤６で固着させ
ることにより、該インク液室４内に取り付けられている
。

この接着剤６としては、例えば、液体状の感光性樹脂を
使用することができる。

該フィルター５の組み付けに際しては、接着剤６を前記
段差部２３に塗布した後、治具等でフィルター５をイン
ク液室４内へ挿入し、一定の圧力で押さえながら該接着
剤をＵＶ硬化させることにより、該フィルターが所定位
置に固定される。

こうしてフィルター５を固定した後、彫り込みガラス板
３は、液路２が積層されている基板１に対して、上記接
着剤６の場合と同様な接着剤を用いて接合される。

以上により、吐出エレメント２０が構成される。

本実施例によれば、ゴミ除去用のフィルター５をインク
貯留用のインク液室４の内側に取り付けたので、吐出エ
レメント２０を小型化することができ、さらに、その上
面に積層されるインク供給系の実装構造体３０も小型化
および簡略化できるので、インクジェット記録ヘッド１
０５の小型化およびコスト節減を図ることが可能になっ
た。

また、フィルター５の形状をドーム型にして取り付けた
ので、液路２の断面積より広い流通面積が要求されるフ
ィルター５の表面積を拡大してインク流量を充分に増大
させることができ、したがって、その分さらに小型化を
図ることが可能になった。

さらに、接着剤６の種類によっては、フィルター５の取
り付は部に目詰まりが生じる場合があるが、本実施例で
は、フィルター５をドーム型とすることにより、該フィ
ルター５の取り付は部の接着剤による目詰まりも解決す
ることができた。

さらに、また、フィルター５の形状をドーム型にするこ
とにより、インク液室４のフィルター通過後のクリーン
サイドの容積を充分に確保することができ、吐出口に対
する円滑なインク送給を維持することができた。

第３図は、本発明によるインクジェ・ノド記録ヘッドの
第２の実施例の第２図と同し箇所の断面図である。

本実施例においては、フィルター５として平面状のメツ
シュフィルターが使用され、該フィルター５はインク液
室４を構成する彫り込みガラス板３の内側に接着剤６で
固定されている。

本実施例においても、フィルター５のインク通過面積（
本実施例では、入口２１の開口面積と略同じ）は、液路
２の断面積より大きく設定されている。

本実施例のその他の部分は、第１図および第２図の場合
と実質上同じ構造をしており、それぞれ対応する部分を
同一符号で表示し、それらの詳細説明は省略する。

本実施例によれば、前述の実施例に比べ、さらに、吐出
エレメント２０のインク人口２１の領域のスペースを利
用して実装部品を取り付けることが可能となり、スペー
スの一層の活用およびそれに伴なうヘッドの小型化を図
ることができた。

また、本実施例によれば、フィルター５の固定部（接着
部）６の位置をインク液室４内の前記液路２開口部より
最も遠い位置に選定したので、平面状のフィルターを使
用する場合でも、該インク液室４内のフィルター通過後
の容積（クリーンサイドの容積）を充分に確保すること
ができ、吐出口への安定したインク供給を確保すること
ができた。

第４図は、本発明によるインクジェット記録ヘッドの第
３の実施例の第２図と同じ箇所の断面図である。

本実施例においては、彫り込みガラス板３のインク液室
４の入口２１の周囲の内面に凹円弧状断面部２５が形成
され、該凹円弧状断面部２５に対してこれと略一致する
ドーム型のフィルター５が隙間の無い密着状態で組み付
けされている。

このフィルター５は、図示のように、彫り込みガラス板
３との間に隙間の無い状態で取り付けることができ、そ
の場合、フィルター５の断面長さしが入口２１の同方向
長さ！よりも長い寸法であれば良い。

また、このフィルター５の周辺部（最下端部）に平面部
２２が形成され、該フィルター５は、その平面部２２を
インク液室４内の下向き段差部２３に接着剤６で固着す
ることにより、固定されている。

なお、本実施例においても、フィルター５のインク通過
面積は、液路２の断面積より大きく設定されている。

本実施例のその他の部分は、前述の各実施例の場合と実
質上同じ構造をしており、それらの詳細説明は省略する
。

本実施例によれば、前述の各実施例と同様、ゴミ除去用
のフィルター５をインク貯留用のインク液室４の内側に
取り付けたので、吐出エレメント２０を小型化すること
ができ、さらに、その上面に積層されるインク供給系の
実装構造体３０も小型化および簡略化できるので、イン
クジェット記録へラド１０５の小型化およびコストｗＪ
減を図ることができた。

また、第２図の実施例と同様、フィルター５の形状をド
ーム型にして取り付けたので、液路２の断面積より広い
流通面積が要求されるフィルター５の表面積を拡大して
インク流量を充分に増大させることができ、したがって
、その分さらに小型化を図ることが可能になった。

さらに、接着剤６の種類によっては、フィルター５の取
り付は部に目詰まりが生じる場合があるが、本実施例で
は、フィルター５をドーム型とすることにより、その周
辺接着部６がインク流通部より下方に位置しているので
、該接着剤等によるフィルター５の目詰まり等の問題を
無（すことができた。

なお、以上の各実施例では、本発明をフルマルチタイプ
の記録ヘッド１０５およびこれを用いたインクジェット
記録装置に適用する場合について説明したが、本発明は
、キャリッジに搭載されて被記録材上を移動するシリア
ル方式のインクジェット記録へラドおよび該記録ヘッド
を用いるインクジェット記録装置においても、同様に実
施することができ、同様の効果を得ることができた。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブル
ジェット方式のインクジェット記録ヘッドおよび該記録
ヘッドを用いるインクジェット記録装置において、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象、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
屈曲する領域に配室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さ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へラ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
録へソ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ごとく、本発明によれば、被記
録材にインクを吐出して記録を行なうインクジェット記
録装置に装着可能なインクジェット記録ヘッドにおいて
、インクを吐出させるための吐出口と、インクを貯留可
能なインク液室と、前記インク液室に貯留されたインク
を前記吐出口へ導びく液路と、前記インク液室に設けら
れた、インク中のゴミを除去するためのフィルターと、
を有する構成としたので、記録ヘッドの外形寸法の小型
化をはかることができ、同時に、インク供給系の実装部
品の小型化および簡略化を図ることができるインクジェ
ット記録ヘッドが提供される。

また、別の本発明によれば、被記録材にインクを吐出さ
せて記録を行なうインクジェット記録装置において、イ
ンクを吐出させるための吐出口と、インクを貯留可能な
インク液室と、前記インク液室に貯留されたインクを前
記吐出口へ導びく液路と、前記インク液室に設けられた
、インク中のゴミを除去するためのフィルターと、を有
するインクジェット記録ヘッドを装着するためのヘッド
装着部と、前記へノド装着部に装着された前記インクジ
ェット記録ヘッドの記録位置へ前記被記録材を搬送する
ための搬送手段と、を存する構成とすることにより、記
録ヘッドの外形寸法の小型化をはかることができ、同時
に、インク供給系の実装部品の小型化および簡略化を図
ることができるインクジェット記録装置が提供される。

【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一実
施例を模式的に示す分解斜視図、第２図は第１図中の吐
出エレメントの液路方向縦断面図、第３図は本発明によ
るインクジェット記録ヘッドの第２の実施例の吐出エレ
メントの液路方向縦断面図、第４図は本発明によるイン
クジェット記録ヘッドの第３の実施例の吐出エレメント
の液路方向縦断面図、第５図は本発明によるインクジェ
ット記録へ、ドを用いたインクジェット記録装置の要部
を示す模式的斜視図、第６図は従来のインクジェット記
録ヘッドの構造を模式的に示す分解斜視図、第７図は第
６図の液路方向縦断面図である。以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙する
。１−・−記録ヘッドの基板、２〜・・・−液路、３・曲
−・インク液室形成用の彫り込みガラス板、４−・・−
・インク液室、５・−・−フィルター、６・−一一一一
接着剤、１０−−一−−−−密封部材、１１・・−・−
・インク溜め、２ｏ−・・・吐出エレメント、２１−・
−・−人口（吐出エレメント）　、３０−−−−−〜−
実装構造体（インク供給系およびヘッド駆動回路基板）
、１０５・・−・インクジェット記録ヘッド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被記録材にインクを吐出して記録を行なうインク
ジェット記録装置に装着可能なインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、インクを吐出させるための吐出口と、イン
クを貯留可能なインク液室と、前記インク液室に貯留さ
れたインクを前記吐出口へ導びく液路と、前記インク液
室に設けられた、インク中のゴミを除去するためのフィ
ルターと、を有することを特徴とするインクジェット記
録ヘッド。
（２）前記フィルターのインク通過表面積が前記液路の
断面積より大きいことを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクジェット記録ヘッド。
（３）前記フィルターの形状がドーム型であることを特
徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
（４）前記フィルターの固定部が前記インク液室の前記
液路開口部より最も遠い位置に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記録ヘッド。
（５）前記インクジェット記録ヘッドが、熱エネルギー
を利用してインクを吐出する記録ヘッドであって、熱エ
ネルギーを発生するための電気熱変換体を備えているこ
とを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッド。
（６）前記電気熱変換体によって印加される熱エネルギ
ーにより生じる膜沸騰による気泡の成長によって、吐出
口よりインクを吐出させることを特徴とする請求項５に
記載のインクジェット記録ヘッド。
（７）被記録材にインクを吐出させて記録を行なうイン
クジェット記録装置において、インクを吐出させるため
の吐出口と、インクを貯留可能なインク液室と、前記イ
ンク液室に貯留されたインクを前記吐出口へ導びく液路
と、前記インク液室に設けられた、インク中のゴミを除
去するためのフィルターと、を有するインクジェット記
録ヘッドを装着するためのヘッド装着部と、前記ヘッド
装着部に装着された前記インクジェット記録ヘッドの記
録位置へ前記被記録材を搬送するための搬送手段と、を
有することを特徴とするインクジェット記録装置。
（８）前記インクジェット記録ヘッドのフィルターのイ
ンク通過表面積が前記液路の断面積より大きいことを特
徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
（９）前記インクジェット記録ヘッドのフィルターの形
状がドーム型であることを特徴とする請求項７に記載の
インクジェット記録装置。
（１０）前記インクジェット記録ヘッドのフィルターの
固定部が前記インク液室の前記液路開口部より最も遠い
位置にあることを特徴とする請求項７に記載のインクジ
ェット記録装置。
（１１）前記インクジェット記録ヘッドが、熱エネルギ
ーを利用してインクを吐出する記録ヘッドであって、熱
エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えている
ことを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録
装置。
（１２）前記インクジェット記録ヘッドが、電気熱変換
体によって印加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰
による気泡の成長によって、吐出口よりインクを吐出さ
せることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット
記録装置。