JPH04247947A - インクジェット記録ヘッドおよび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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録ヘッ
ドおよびインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【関連技術】プリンタやファクシミリなどに用いられる
記録装置１２は、サーマル方式，ワイヤードット方式，
インクジェット方式などに種々の方式のものがある。

【０００３】中でも記録速度が速く、また、記録に伴う
騒音が比較的低く、さらに、カラー化が容易などの理由
で、インクジェット記録方式は、有効な記録方式である
。この方式においては、その吐出方式によって近年種々
の構成のものが提案され、また、これらに改良が加えら
れて実用化がなされてきている。

【０００４】このインクジェット記録法は、インクと称
される記録用液体の小液滴を種々の吐出方式で吐出し、
それを紙等の記録媒体に付着させて記録を行なうもので
ある。インクを吐出する方式としては、種々の方式が存
在するが、中でも熱エネルギーを液体に作用させて液滴
吐出の原動力を得る方式が近年注目をあびつつある。

【０００５】すなわち、上記記録法は、熱エネルギーの
作用を受けた液体が急峻な体積の増大を伴う状態変化を
起し、この状態変化に基づく作用力によって記録ヘッド
部先端の吐出口より液体を吐出する。そして、吐出され
た液滴が記録媒体に付着し記録が行なわれる。

【０００６】特に、上記インクジェット記録方式は、所
謂ドロップオンデマンド記録法に極めて有効に適用され
るばかりではなく、記録ヘッド部を高密度マルチノズル
化された記録ヘッドを容易に具現化できるので、高解像
度、高品質の画像を高速で得られるという特徴を有して
いる。

【０００７】上記の記録法に適用される装置の記録ヘッ
ド部は、液体を吐出するために設けられた吐出口と、こ
の吐出口に連通し、液滴を吐出するための熱エネルギー
が液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部とす
るインクとを有する液吐出部と、熱エネルギーを発生す
る手段としてのエネルギー発生体とを具備している。

【０００８】そして、このエネルギー発生体は、一対の
電極と、これ等の電極に接続しこれらの電極の間に発熱
する領域（熱発生部）を有する発熱抵抗層とを具備して
いる。

【０００９】図１はエネルギー発生体等が形成された関
連技術である基板２０を上から見た上面図である。図１
において、基板２０には、エネルギー発生体２１の他に
、この記録ヘッド（インク）の温度を検出するための温
度センサ２２、また、記録ヘッド（インク）を加熱し、
その温度を制御するためのサブヒータ２３、さらにはワ
イヤボンディング用のパッド２６などが形成されている
。さらに、基板２０は直接インクに接するため、対イン
ク保護層および対キャビテーション保護層としてタンタ
ル（以下、Ｔａ）膜２４を基板最上層部に成長させてい
る。Ｔａ層２４は、外部との電気的接触を保つため設け
られたワイヤーボンディングパッド２６が配設される領
域以外の領域、すなわち、図１中Ｔａ境界２４Ｂより上
部すべての基板上を覆う。なお、インクは、この基板２
０が天板と接合された記録ヘッドが構成されたときイン
ク路および共通液室内に存在するため、基板２０との接
触部分は、図１中液室境界２５Ｂより上部の部分である
。また図１では、液室境界２５Ｂより外に温度センサ２
２が配されている。

【００１０】この基板２０の図１におけるＡ，Ｂ断面図
を図２に示す。

【００１１】図２に示す様に、Ｔａ層２４はワイヤーボ
ンディング用パッドが配設された領域を除く全基板上を
覆い、基板のほぼ全面を保護している。更にその下に絶
縁用ＳｉＯ２　層，Ａｌ電極２７、またＮ型Ｓｉ内には
Ｐ層Ｎ層による機能素子がつくり込まれている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記関
連技術においては、電気的に基板２０上の層が破壊され
る場合があった。またこの破壊には、特定の破壊モード
が多発していることがわかった。そのモードを図３に示
す。

【００１３】この破壊モードは、Ａｌ配線電極２７と、
基板２０の最上層部にあるＴａ層２４との間にある絶縁
層が絶縁破壊してショートし、さらに、Ｔａ層２４自身
がショート時の熱で溶け穴のあいたものである。これは
、以下のように考えることができる。すなわち、記録ヘ
ッドのいずれかに帯びた静電気による多量の電荷がワイ
ヤーボンディング用パッド２６を介してＡｌ配線２７に
侵入してこれに蓄積し、Ａｌ配線２７の電位は、きわめ
て高いものになる。一方、Ｔａ層２４は導電体であり、
何らかの方法で放電する構成となっているので、Ｔａ層
２４が多量の電荷を帯びることはない。この結果、Ｔａ
層２４とＡｌ配線２７との間の絶縁層ＳｉＯ２　には、
きわめて強い電界が生じる。この電界がある程度以上強
さになると、Ｔａ層２４とＡｌ配線２７との間に放電を
生じ、絶縁破壊を起こす。Ｔａ層２４はこの時生じた熱
で溶け穴を生じ、Ａｌ配線２７がむき出しとなる。 以上のように図３に示す様な破壊モードがおきると考え
られる。

【００１４】また、上述したＴａ層とＡｌ配線との間に
形成される電界の強さは、Ｔａ層とＡｌ配線の静電容量
に応じたものであるといえる。従って、Ｔａ層の面積を
減ずればそれに応じて形成される電界の強さが小さくな
り、放電による破壊が起り難くなると考えられる。

【００１５】さらに、Ｔａ層の面積を上述のように減ず
ることは、基板において上記破壊が生じる確率を小さく
するものである。

【００１６】なお、上記破壊モードは、場所的な依存性
があり、起き易い場所起きにくい場所とに分けることが
できる。起き易い場所は図１で示すと、基板２０の両側
に形成されている温度センサ２２，サブヒータ２３の部
分およびこれらに接続されているＡｌ配線２７の段差部
分である。これに対して、基板２０の中心部は破壊が起
きにくく中心部の破壊はほとんどみられない。

【００１７】本発明は、上述の観点に基づいてなされた
ものであり、その目的とするところは特別な静電気対策
用部品を用いず廉価構成で、静電気放電によるＴａ破壊
の生じにくいインクジェット記録ヘッドおよびインクジ
ェット記録装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明では、前述の課題
を解決するためにインクを吐出するためのエネルギーを
発生するエネルギー発生体および該エネルギー発生体と
電気的接続がなされている回路が形成された基体を有す
るインクジェット記録ヘッドにおいて、前記基体におい
て絶縁層を介して、前記エネルギー発生体および前記回
路の上方に形成され、かつインクと接触する保護部材の
面積を必要最小限としたことを特徴とする。

【００１９】また、インクを吐出するためのエネルギー
を発生するエネルギー発生体および該エネルギー発生体
と電気的に接続されている回路が形成された基体を有す
るインクジェット記録ヘッドを具えて記録を行うインク
ジェット記録装置において、前記基体において絶縁層を
介して前記エネルギー発生体および前記回路の上方に形
成され、かつインクと接触する保護部材の面積を必要最
小限としたことを特徴とする。

【００２０】

【作用】以上の構成によれば、インクジェット記録ヘッ
ドを構成し、エネルギー発生体としてのエネルギー発生
体が形成された基板において、インクと接触する部とし
て形成された導電性，耐インク性等を有した層の面積を
必要最小限とすること、また、温度センサ等の部分にこ
の層を配さないことにより、上記層と基板に形成される
Ａｌ配線等の駆動回路，温度センサ，ヒータ等との間の
静電気放電に起因した放電による破壊のおこる確率を最
低限とすることができる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２２】図４は、本発明の一実施例に係る記録ヘッ
ドを構成する基板の平面図を示す。図１等に示した要素
と同様の要素には同一の符号を付してその詳細な説明は
省略する。基板２０の上には複数の電気熱変換体２１，
基板２０の左右両側に配されたそれぞれ温度センサ２２
，サブヒータ２５またワイヤーボンディング用パッド２
０が形成される。基板２０はインクと直接接触する部分
を有し、この部分は、複数の電気熱変換体２１が配列さ
れた部分および、この配列部分に続く記録ヘッドの共通
液室が構成される部分である。この部分は、図４におい
て液室境界面２５Ｒより電気熱変換体２１の配列部分側
の部分として示される。そもそも保護層としての導電性
を有したＴａ層は、インクから基板を保護するための役
割をするものであるので、その必要最小限の面積は、イ
ンクが基板に直接接触する領域の面積に限定されてもよ
い。従って、図４に示すように、Ｔａ層２４の存在領域
は境界２４Ｂの輪郭によって示されるものとすることが
できる。すなわち、液室境界２４Ｂより電気熱変換体の
配列側にＴａ層２４が形成されており、必要最小限の部
分にインク保護層としてのＴａが形成されていることが
わかる。

【００２３】図１中のＡ，Ｂ断面を図５に示す。

【００２４】図５からも明らかなように、電気熱変換体
が存在する図のＢ側にＴａ層２４が形成されており、共
通液室２５の領域で図中Ａ側にはＴａ層２４が形成され
ていない。

【００２５】以上の構成により、Ｔａ層，Ａｌ配線間の
静電気による放電破壊が生じるのを必要最小限にするこ
とが可能となる。

【００２６】図６は本発明の他の実施例を示す基板の平
面図である。

【００２７】本例でも前記実施例と同様に、電気熱変換
体２１，温度センサ２２，サブヒータ２３，ワイヤーボ
ンディング用パッド２６等が基板２０上に形成されてい
る。

【００２８】本例では、Ｔａ層２４の境界２４Ｂを、温
度センサ２２およびサブヒータ２３を除き、共通液室２
５に対応する部分全体を含み、ワイヤーボンディング用
パッド２６が配設される部分の直前まで拡げている。こ
の場合のＴａ層２４の面積としては、図４に示したＴａ
層の最小面積と、図１に示した最大面積との中間の面積
である。

【００２９】図７および図８にさらに他の実施例を示す
。これらの図において、Ｔａ層２４は、電気熱変換体２
１が配列された部分のみに用いられている。これは、こ
の部分には、耐キャビテーションのためＴａによる保護
膜を必要とし同時に耐インク膜を必要とするからである
。しかし、それ以外の部分では吐出のための気泡消泡に
よるキャビテーションから電気熱変換体等を保護する必
要がなく、インクに対する保護層を必要とするのみであ
る。従って、この部分はＴａ以外による保護層で構成す
ることも可能となる。本例では、Ｔａ層は前記の様に、
電気熱変換体の配列部分にのみ存在し、それ以外で、ワ
イヤーボンディング用パッド配設部を除く部分は、絶縁
性の膜を用いている。絶縁性の膜としては、有機膜とし
てホトニース，無機膜としてＳｉＮなどがある。この膜
の種類は、インクの性質により決定される。 よって絶縁性の膜を大部分の所にて用いているので静電
気放電が起きたとき、Ｔａ層などの導電性の膜とショー
トすることなく耐静電気能力の高い記録ヘッドを得るこ
とができる。

【００３０】説明において、Ｎ型Ｓｉを用いた例を述べ
たが、Ｐ型Ｓｉ基板を用いても良い。また、対インク層
，対キャビテーション層として他の金属膜例えば、Ｎｂ
，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖおよびこれらの合金を用いても
良い。

【００３１】図９は、本発明のさらに他の実施例を示す
平面図である。

【００３２】上述した各実施例では、温度センサを共通
液室に対応した部分以外の部分に配置し、また、Ｔａ層
を温度センサの上に形成しなかったが、本例では、図９
に示すように、温度センサ２２を共通液室２５内に配置
し、また、この上にＴａ層２４を形成する。前述したよ
うに、温度センサが配設される部位にＴａ層が形成され
ると、この部分で放電破壊が生じ易くなるが、Ｔａ層２
４全体の面積をＡｌ配線等の基板上の帯電部の面積に対
して相対的に小さなものとし、帯電によって形成される
電界の強さを小さくすることによって、上記放電破壊の
生じ易い傾向を小さなものとすることができる。

【００３３】翻って、本例のように、温度センサ２２が
共通液室２５内で電気熱変換体２１の配列部分の近傍に
配置され、かつ、温度センサ２２の上層にＴａ層２４が
形成されることにより、温度センサ２５による記録ヘッ
ド内インク温度検出の精度が向上するとともに、Ｔａ層
がインクないしは電気熱変換体の熱をその熱伝導性によ
って速やかに伝達するため、効率の良い温度検出を行う
ことができる。

【００３４】また、Ｔａ層が有する熱伝導性により、記
録ヘッド内の熱分布、特に、複数の電気熱変換体におけ
る熱分布を均一化することも可能である。例えば、上記
放電破壊を考慮するとともにインク吐出に伴なって生じ
る電気熱変換体配列部の温度分布に応じてＴａ層が形成
される部分の形状を定めることもできる。

【００３５】なお、図９に示される斜線部分９００およ
び９１０は、記録ヘッドを構成するため天板に形成され
る隔壁および凸部であり、天板と基板２０とが接合され
る際にこれらの底面が、斜線部分において基板と接合さ
れる部分である。

【００３６】本実施例においては、Ｔａ膜が２４Ｂで示
される境界線まで配されており、この境界線が天板と基
板とが接合される斜線部分９００のほぼ中央に位置する
ように配されている。

【００３７】このような構成にすることによってＴａ層
の面積をできるだけ小さくし、しかもインクによる保護
能力を十分にすることができる。

【００３８】隔壁９００は共通液室２５を区画するもの
である。また、凸部９１０は、基板との接合における以
下の機能を有する。すなわち、まず第１に、基板２０と
天板とを接合する際に、電気熱変換体と吐出口との正確
な位置合わせを行うために凸部９１０の下面と基板２０
とを接着剤によって仮止めする。このとき、凸部９１０
の下面は、わずかな起伏を繰り返した波状の面が形成さ
れており、接着剤の量の多少をこの面で制御することが
できる。つまり、接着剤が多い場合、波状の凹部に余分
な接着剤が配され他の部分にはみ出し基板に悪影響を及
ぼすことがない。第２に、隔壁９００との間で溝９２０
を構成し、この溝９２０は、天板と基板との接合の際、
封止剤注入のガイド溝となる。なおこの際の封止剤とし
てはＳｉ系などの弾性を有する封止剤を用いることが望
ましい。

【００３９】なお、上記各実施例では、耐インク性およ
び耐キャビテーション性を有し、基板の最上層を構成す
る材料としてＴａについて説明したが、この材料として
はＴａに限られず、上記特性に加え導電性を有するもの
であれば他の材料であってももよい。

【００４０】本発明が適用可能な記録ヘッドカートリッ
ジおよびこれを用いたインクジェット記録装置例を以下
に示す。

【００４１】図１０は図１２に示すインクジェット記録
装置のキャリッジに搭載可能なヘッドカートリッジの一
構成例を示す。本例に係るカートリッジは、インクタン
クユニットＩＴとヘッドユニットＩＪＵとを一体に有し
ており、またこれらは互いに着脱できるようになってい
る。上記各実施例に示した基板によって構成できるヘッ
ドユニットＩＪＵのインク吐出部１０１を駆動するため
の信号等を受容するとともにインク残量検知信号の出力
を行うための配線コネクタ１０２は、ヘッドユニットＩ
ＪＵおよびインクタンクユニットＩＴに並ぶ位置に設け
てある。従って、このカートリッジを後述のキャリッジ
に装填した際にとる姿勢において、その高さＨを低くす
ることができるとともに、カートリッジの厚みを薄形化
することができる。これにより図１２につき後述するよ
うにカートリッジを並べて配置するときにキャリッジを
小さく構成することが可能である。ヘッドカートリッジ
のキャリッジへの装着にあたっては、吐出部１０１を下
側にした状態でインクタンクユニットＩＴに設けたつま
み２０１を把持してキャリッジ上に配置することができ
る。このつまみ２０１は、カートリッジの装着動作を行
うための後述のキャリッジに設けたレバーに係合する。 そして、その装着時にはキャリッジ側に設けたピンがヘ
ッドユニットＩＪＵのピン係合部１０３に係合し、ヘッ
ドユニットＩＪＵの位置決めがなされる。

【００４２】本例に係るヘッドカートリッジには、イン
ク吐出部１０１の表面をワイピングしてこれを清掃する
部材をクリーニングするための吸収体１０４が、インク
吐出部１０１に並置されている。また、インク消費に伴
って空気を導入する大気連通口２０３が、インクタンク
ユニットＩＴのほぼ中央に設けられている。

【００４３】図１１は図１０に示したヘッドカートリッ
ジの分解斜視図である。本例に係るヘッドカートリッジ
は、ヘッドユニットＩＪＵとインクタンクユニットＩＴ
とから成っており、これらユニットの詳細な構成につい
て、本図等を用いて説明する。

【００４４】ヘッドユニット ヘッドユニットＩＪＵの構成部品の実装の基準となるの
は、Ａｌ等で形成したベースプレート１１１であり、そ
の上にインク吐出に利用されるエネルギを発生するため
の素子群を形成した基板２０と、素子に電力を供給する
ための配線等を有したプリント回路基板（ＰＣＢ）１１
５とが実装されており、これらはワイヤボンディング等
によって接続されている。基板２０には、前記素子とし
て、通電に応じてインクに膜沸騰を生じさせる熱エネル
ギを発生する電気熱変換体２１が設けられている。そし
てここではこの基板２０をヒータボードと称することも
ある。

【００４５】上述した配線コネクタ１０２はＰＣＢ１１
５の一部をなすものであり、不図示の制御回路からの駆
動信号は配線コネクタ１０２に受容され、ＰＣＢ１１５
を介してヒータボード２０に供給される。ＰＣＢ１１５
は、本例では両面配線基板であって、さらにヘッド固有
の情報、例えば電気熱変換素子の適切な駆動条件，ＩＤ
番号，インク色情報，駆動条件補正用データ（ヘッドシ
ェーディング（ＨＳ）データ），ＰＷＭ制御条件等を記
憶したＲＯＭ形態のＩＣ１２８およびコンデンサ１２９
が配設されている。

【００４６】図示のように、ＩＣ１２８およびコンデン
サ１２９は、ＰＣＢ１１５のベースプレート１１１との
接合面側に、かつベースプレート１１１の切欠き部１１
１Ａに対応した位置に配置されている。これによって、
ＩＣ等の装着時の高さがベースプレート１１１の厚み以
下であれば、ＰＣＢ１１５とベースプレート１１１との
接合時にＩＣ等が表面より突出することがない。従って
、製造工程においてそれらの突出に対応した収納態様を
考慮する必要がなくなる。

【００４７】ヒータボード２０上には、インクタンクユ
ニットＩＴ側より供給されるインクを一時貯留する共通
液室、および該液室と吐出口とを連通する液路群を形成
するための凹部を有する天板１１３が配置される。また
、この天板１１３には、インク吐出口を形成した吐出口
形成部材（オリフィスプレート）１１３Ａが一体に形成
されている。１１４は天板１１３とヒータボード２０と
を密着させることによって吐出部１０１を構成するため
の押えばねである。

【００４８】１１６はヘッドユニットカバーであり、イ
ンクタンクユニットＩＴ内に進入するインク供給管部１
１６Ａ，これと天板側インク導入管部とのインク連通を
行うためのインク流路１１６Ｂ，ベースプレート１１１
への３点位置決めないし固定用の３本のピン１１６Ｃ，
ピン係合部１０３，吸収体１０４の取付け部およびその
他必要な部分を一体にモールド成型してなる部材である
。インク流路１１６Ｂに対しては、流路蓋１１７が配置
される。また、インク供給管１１６Ａの先端には、気泡
，塵埃除去用のフィルタ１１８が配設されるとともに、
結合部からのインク漏洩防止用のＯリングが配設されて
いる。

【００４９】以上のヘッドユニットを組立てるにあたっ
ては、ベースプレートに突設したピン１１１ＰがＰＣＢ
１１５に設けた貫通孔１１５Ｐに挿通されるようにして
位置決めし、接着等により両者を固定する。この両者の
固定にあたっては精度はそれ程要求されない。ベースプ
レート１１１に対して精度高く装着されるべきヒータボ
ード２０はＰＣＢ１１５とは別体に固定されるからであ
る。

【００５０】次に、ヒータボード２０をベースプレート
１１１上に精度よく配置・固定し、ＰＣＢ１１５との間
で必要な電気的接続を行う。そして天板１１３およびば
ね１１４の配設を行い、必要に応じて接着・封止を行っ
た後、カバーに突設した３本のピン１１６Ｃをベースプ
レート１１１の孔１１１Ｃに挿通して位置決めを行う。 その後、これら３本のピン１１６Ｃを熱融着することに
より、ヘッドユニットが完成する。

【００５１】インクタンクユニット 図１１において、２１１はインクタンクユニットの本体
をなすインク容器、２１５はインクを含浸させるための
インク吸収体、２１６はインクタンク蓋、２１２はイン
ク残量検知用の電極ピン、２１３および２１４はピン２
１２に関する接点部材である。

【００５２】インク容器２１１は、概ね、ピン２１２，
接点部材２１３，２１４の取付けおよび上述したヘッド
ユニットＩＪＵの装着を行うための部分２２０、インク
供給管部１１６Ａの進入を受容する供給口２３１、並び
につまみ２０１を一体に有するとともに、図１１中底面
側よりそのほぼ中央に立設した中空の筒状部２３３を有
している。かかるインク容器は、樹脂の一体成型により
形成することができる。

【００５３】筒状部２３３の底面側は、インク充填工程
を考慮して開放されており、充填後には、図１１に示す
キャップ２１７が取付けられて大気に対し閉塞される。 一方、図１１中その上端面には、渦状もしくは蛇行形状
とした溝２３５が設けられ（図示の例では渦状）、その
溝の一端２３５Ａ（図示の例では渦状溝の中心）におい
て筒状部２３３の内部空間に通じる開孔が設けられてい
る。また、その溝の他端２３５Ｂは、タンク蓋２１６に
設けられた大気連通口２０３の部位に位置している。

【００５４】筒状部２３３の側面には、等角度をもって
複数本（図示の例では４本）の溝２３７が設けれており
、筒状部２３３の内部空間と連通している。これにより
、インクタンクユニット内部と大気との連通は、大気連
通口２０３，渦状溝２３３，筒状部２３３の内部空間，
溝２３７を介してのものとなる。そして、筒状部２３３
の内部空間は、振動や揺動によるインク漏洩を防止する
ためのバッファ部として機能する。また、大気連通口２
０３に至る経路を長くする渦状溝２３３が存在するため
、インク漏洩は一層有効に防止されることになる。

【００５５】また、本例のようにインクタンクのほぼ中
央に位置する筒状部２３３の側面に、等角度をもって複
数の溝２３７を設けたことによって、その周囲に位置す
る吸収体２１５に対し、均一化された大気とのバランス
状態を確保し、吸収体内のインクの局部集中を防止でき
る。これは、後述する吸収体圧縮域（供給口２３１の周
辺）に対して円滑なインクの供給性をも確保できるもの
である。

【００５６】なお、この溝２３７は、容器の厚みＷ１の
中心よりも下方にまで延在し、かつ供給口２３１の存在
する範囲を完全に包含する範囲にわたって設けられる。 また、残量検知用ピン２１２の位置をも考慮した範囲に
形成されており、これによりピンの存在部位周囲に均等
なインク存在状態もしくは大気連通状態を確保し、残量
検知の精度を向上することができる。

【００５７】本例に係るインク含浸用吸収体２１５には
、筒状部２３３の挿通を受容する穴２１５Ａが設けられ
ている。この穴２１５Ａに筒状部２３３を位置するよう
にしたことによって、吸収体２１５は筒状部２３３に圧
縮されることなく、負圧の高いその圧縮部分にインク残
留が生じることもない。一方、本例に係る吸収体２１５
は、インクタンク蓋２１６とインク容器２１１とにより
形成される空間の形状（図１１中一点鎖線で示す）に対
し、供給口２３１に位置する部位がやや膨らんだ形状と
なっている。これにより、吸収体２１５をインクタンク
ユニット内に収納したときに、その膨らんだ部分が圧縮
された状態となるので、吸収体２１５はその部分におい
て負圧が高くなり、従って、インクを円滑に供給口２３
１側へ導入できることになる。

【００５８】図１２は上記記録ヘッドカートリッジを用
いたインクジェット記録装置の概略斜視図を示す。この
装置は上述のように交換可能なインクタンク一体型の記
録ヘッドカートリッジを黒（Ｂｋ）　，シアン（Ｃ），
マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）　４色のインクに対応
して備えたフルカラーシリアルタイプのプリンタである
。本プリンタに使用したヘッドは、解像度４００ｄｐｉ
，駆動周波数４ＫＨｚで、１２８個の吐出口を有してい
る。

【００５９】図１２において、ＩＪＣはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂ
ｋの各インクに対応した４個の記録ヘッドカートリッジ
であり、記録ヘッドとこれにインクを供給するインクを
貯留したインクタンクとが一体に形成されている。各記
録ヘッドカートリッジＩＪＣはキャリッジに対して不図
示の構成によって着脱自在に装着される。キャリッジ８
２は、ガイド軸８１１に沿って摺動可能に係合し、また
、不図示の主走査モータによって移動する駆動ベルト８
５２の一部と接続する。これにより、記録ヘッドカート
リッジＩＪＣはガイド軸８１１に沿った走査のための移
動が可能となる。８１５，８１６および８１７，８１８
は記録ヘッドカートリッジＩＪＣの走査による記録領域
の図中奥側および手前側においてガイド軸８１１とほぼ
平行に延在する搬送ローラである。搬送ローラ８１５，
８１６および８１７，８１８は不図示の副走査モータに
よって駆動され記録媒体Ｐを搬送する。この搬送される
記録媒体Ｐは記録ヘッドカートリッジＩＪＣの吐出口面
が配設された面に対向し記録面を構成する。

【００６０】記録ヘッドカートリッジＩＪＣによる記録
領域に隣接するカートリッジＩＪＣの移動可能な領域に
臨んで回復系ユニットが設けられる。回復系ユニットに
おいて、８３００は記録ヘッドを有する複数のカートリ
ッジＩＪＣにそれぞれ対応して設けたキャップユニット
であり、キャリッジ８２の移動に伴なって図中左右方向
にスライド可能であるとともに、上下方向に昇降可能で
ある。そしてキャリッジ８２がホームポジションにある
ときには、記録ヘッド部と接合してこれをキャッピング
する。また、回復系ユニットにおいて、８４０１は、ワ
イピング部材としてのブレードである。

【００６１】さらに、８５００はキャップユニット８３
００を介して記録ヘッドの吐出口およびその近傍からイ
ンク等を吸収するためのポンプユニットである。 （その他）なお、本発明は、特にインクジェット記録方
式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエ
ネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば電気熱
変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギによりイ
ンクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装
置において優れた効果をもたらすものである。かかる方
式によれば記録の高密度化，高精細化が達成できるから
である。

【００６２】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４７４０
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、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録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（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。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（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４
３４５２６２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４３１３１２４号明細書に記載されてい
る条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことがで
きる。

【００６３】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４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
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５９−１３８４６１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、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００６４】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録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
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００６５】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記録ヘッド、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
体的にインクタンクが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。

【００６６】また、本発明に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。

【００６７】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
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、記録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
よい。すなわち、例えば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るか
いずれでもよいが、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。

【００６８】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インク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インクであって、室温で軟化もし
くは液化するもの、あるいはインクジェット方式ではイ
ンク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を
行ってインク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、使用記録信号付与時に
インクが液状をなすものであればよい。加えて、積極的
に熱エネルギによる昇温をインクの固形状態から液体状
態への状態変化のエネルギとして使用せしめることで防
止するか、またはインクの蒸発防止を目的として放置状
態で固化するインクを用いるかして、いずれにしても熱
エネルギの記録信号に応じた付与によってインクが液化
し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達す
る時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネ
ルギによって初めて液化する性質のインクを使用する場
合も本発明は適用可能である。このような場合のインク
は、特開昭５４−５６８４７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、電気熱変換体に対して対向するような形態として
もよい。本発明においては、上述した各インクに対して
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。

【００６９】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
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等であってもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、イ
ンクジェット記録ヘッドを構成し、電気熱変換体が形成
された基板において、インクと接触する部として形成さ
れた導電性，耐インク性等を有した層の面積を必要最小
限とすることにより、上記層と基板に形成されるＡｌ配
線等の駆動回路，温度センサ，ヒータ等との間の静電気
放電に起因した放電による破壊のおこる確率を最低限と
することができる。

【００７１】この結果、特に静電対策用外付け部品を用
いる事もないので、コストアップ分は全くなく、信頼性
の高い記録ヘッドを実現することが可能となった。

【００７２】また、工程上はＴａのマスクを交換するの
みなので、工程上のコストアップも生じることがなくて
済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録ヘッドを構成する基板の一
従来例を示す概略上面図である。

【図２】図１に示した基板の断面図である。

【図３】基板に生じる放電破壊を説明するための基板の
断面図である。

【図４】本発明の一実施例にかかる基板の概略上面図で
ある。

【図５】図４に示した基板の断面図である。

【図６】本発明の他の実施例にかかる基板の概略上面図
である。

【図７】本発明のさらに他の実施例にかかる基板の概略
上面図である。

【図８】図７に示した基板の断面図である。

【図９】本発明のさらに他の実施例にかかる基板の概略
上面図である。

【図１０】本発明の上記各実施例による基板を用いて構
成することができる記録ヘッドカートリッジの斜視図で
ある。

【図１１】図１０に示した記録ヘッドカートリッジの分
解斜視図である。

【図１２】図１０に示した記録ヘッドカートリッジを装
着可能なインクジェット記録装置の斜視図である。

【符号の説明】

２０　　基板 ２１　　電気熱変換体 ２２　　温度センサ ２３　　サブヒータ ２４　　Ｔａ層 ２４Ｂ　　Ｔａ層境界 ２５　　共通液室 ２５Ｂ　　共通液室境界 ２６　　ワイヤボンディング用パッド ２７　　Ａｌ電極配線 ９００　　隔壁 ９１０　　凸部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インクを吐出するためのエネルギーを
   発生するエネルギー発生体および該エネルギー発生体と
   電気的接続がなされている回路が形成された基体を有す
   るインクジェット記録ヘッドにおいて、前記基体におい
   て絶縁層を介して、前記エネルギー発生体および前記回
   路の上方に形成され、かつインクと接触する保護部材の
   面積を必要最小限としたことを特徴とするインクジェッ
   ト記録ヘッド。
2. 【請求項２】　　インクを吐出するためのエネルギーを
   発生するエネルギー発生体，該エネルギー発生体と電気
   的接続がなされている回路，さらに、当該記録ヘッドの
   温度を検出するための温度センサまたは当該記録ヘッド
   を加熱するためのヒータが形成された基体を有するイン
   クジェット記録ヘッドにおいて、前記基体において絶縁
   層を介して前記エネルギー発生体および前記回路の上方
   に形成され、かつインクと接触する保護部材は、前記温
   度センサまたは前記ヒータが形成された領域以外に形成
   されることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】　　前記部材が形成される領域は、さらに
   、前記エネルギー発生体による熱分布に応じて定められ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジ
   ェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】　　前記保護部材がＴａ膜であることを特
   徴とする請求項１または２に記載の記録ヘッド。
5. 【請求項５】　　インクを吐出するためのエネルギーを
   発生するエネルギー発生体および該エネルギー発生体と
   電気的に接続されている回路が形成された基体を有する
   インクジェット記録ヘッドを具えて記録を行うインクジ
   ェット記録装置において、前記基体において絶縁層を介
   して前記エネルギー発生体および前記回路の上方に形成
   され、かつインクと接触する保護部材の面積を必要最小
   限としたことを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】　　インクを吐出するためのエネルギーを
   発生するエネルギー発生体，該エネルギー発生体と電気
   的に接続されている回路，さらに、当該記録ヘッドの温
   度を検出するための温度センサまたは当該記録ヘッドを
   加熱するためのヒータが形成された基体を有するインク
   ジェット記録ヘッドを具えて記録を行うインクジェット
   記録装置において、前記基体において絶縁層を介して前
   記エネルギー発生体および前記回路の上方に形成され、
   かつインクと接触する保護部材は、前記温度センサまた
   は前記ヒータが形成された領域以外に形成されることを
   特徴とするインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】　　前記保護部材がＴａ膜であることを特
   徴とする請求項５または６に記載の記録ヘッド。
8. 【請求項８】　　前記部材が形成される領域は、さらに
   、前記エネルギー発生体による熱分布に応じて定められ
   ることを特徴とする請求項５または６に記載のインクジ
   ェット記録装置。