JPH06312504A

JPH06312504A - インクジェットヘッド及び該ヘッドを搭載するインクジェット装置

Info

Publication number: JPH06312504A
Application number: JP10276093A
Authority: JP
Inventors: Torachika Osada; 虎近長田; Hiroshi Koizumi; 寛小泉; Jiro Moriyama; 次郎森山; Toshiaki Hirozawa; 稔明広沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1994-11-08

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェットヘッドを駆動するための電圧
を供給する配線構成を改良することにより、電圧降下を
生ぜず配線を簡素化し、ヘッド、装置の小型化を図る。【構成】電圧を供給するための配線が発熱素子列の素
子に接続される配線に共通に接続される第１の配線と、
この第１の配線に発熱素子の複数個ごとに接続され、外
部との電気的接続部を有した第２配線として構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の発熱素子と、この
複数の発熱素子を駆動するための駆動用集積回路が配さ
れたインクジェットヘッド及び該ヘッドを搭載するイン
クジェット装置に関するものである。

【０００２】

【背景技術の説明】この種のインクジェット記録ヘッド
においては、発熱素子がヘッド基板上に多数形成されて
記録の高密度化が図られるとともに、発熱素子を駆動す
るための駆動回路が集積回路（ＩＣ）化された形態でヘ
ッド基板上に一体に配置され、記録ヘッドの小型化が図
られることが多い。

【０００３】しかして、発熱素子が多数形成されるに従
ってＩＣ化された駆動回路（以下駆動用ＩＣという）も
複数設けられる。複数の駆動用ＩＣを搭載する従来のイ
ンクジェット記録ヘッドの配線方式の例を図３に示す。

【０００４】ここで、Ｖ_Hは複数の発熱素子２（Ｒ₁〜Ｒ
_m）に駆動信号の供給として記録時の電圧を印加する共
通配線である。Ｓ₁〜Ｓ₅およびＳ₁′〜Ｓ₅′で示すもの
は信号系列配線であり、ヘッド基板１上の端部にその入
／出力端子が配され、複数の駆動用ＩＣ（ＩＣ₁〜Ｉ
Ｃ_n）のヘッド記録面側に並置される。この信号系列配
線によって記録データ（ＤＡＴＡ）、信号伝送用のクロ
ック（ＳＣＬＫ）、ラッチ信号（ＬＡＴ）、ＩＣの分割
駆動用のストローブ信号（ＳＴＲＢ）、ＩＣの分割駆動
用信号の転送クロック（ＥＣＬＫ）等の各種信号が伝達
される。また、Ｇ_Hは各駆動用ＩＣの両側に配置された
記録電流の接地導電体であり、Ｇ_H端子の間にはＩＣ₁〜
ＩＣ_nを駆動するための電圧Ｖ_DDを印加する端子が配置
される。

【０００５】６で示した点線は発熱素子２に対応して、
この基板１上に吐出口およびこれに連通した液路と各液
路に共通に連通した液室を形成する領域を示している。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
背景技術の例では、図３に示す様に、複数の発熱素子２
に記録時の電圧を印加する共通電極が、基板の両端に配
置されていた。

【０００７】そのため、インクジェットヘッドのように
大電流を消費する場合に生じる電圧降下を考えると共通
電極の短手方向の幅３ａを狭くする事が出来なかった。
また、多層になっている共通電極を信頼性の問題（イン
クによる腐食等）から、６で示した点線の外側に配置す
る必要があった。従って、基板の短手方向が長くなり、
取り個数が少なくなりコスト高になっていた。

【０００８】例えば、４００ＤＰＩ（ＤｏｔＰｅｒ
Ｉｎｃｈ）の密度で４７３６個の発熱抵抗体を配列し、
１つの発熱素子へ流れる電流が６０ｍｍＡの発熱素子を
１２８個同時駆動の場合、共通電極に７．２Ａの電流が
流れる。そのため、共通電極の短手方向の幅３ａを１．
７ｍｍにする必要があった。

【０００９】また、Ｖ_Hの端子が基板の両端にだけ配置
されているため、フレキシブル基板とを圧着板で圧着し
て接続した場合、片側しか接続されていなかったり、経
時的に圧着力が減少し接続しなくなるという欠点があっ
た。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、記録時
に必要な記録電圧を供給する記録電圧接続パットに接続
された導電体を基板上に、複数配置することにより、電
圧降下を少なくする事が出来、共通電極の短手方向の幅
３ａを短くする事を可能にした。従って基板サイズを小
さくする事が出来、延てはヘッド及び装置を小型化する
ことができる。

【００１１】また、記録電圧接続パットの数を増やす事
により、フレキシブ基板との圧着の信頼性があがった。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

【００１３】図１は本発明を適用可能な記録ヘッドの一
例として、インク滴を形成するために熱エネルギを利用
して記録画像を形成するインクジェット記録ヘッドを示
すもので、特に記録媒体の全幅に対応した範囲にわたっ
て数百〜数千個の吐出口を整列させた形態の所謂フルマ
ルチ型のものを示している。

【００１４】ここで、２は駆動信号に応じて発熱し、イ
ンクに状態変化を生起させて気泡を発生させることによ
りインク吐出を行わせるためのエネルギー発生素子とし
ての発熱素子発熱抵抗体であり、配線とともに基板１上
に半導体と同様の製造工程を経て形成されている。７Ａ
は発熱素子２に対応して吐出口７およびこれに連通した
液路８を形成するための液路形成部材、９は天板であ
る。また、１０は各液路８に共通に連通した液室であ
り、不図示のインク供給源から供給されたインクを貯留
する。

【００１５】図２は図１におけるインクジェット記録ヘ
ッドの配線を模式的に示す。

【００１６】ここで、３は複数の発熱抵抗体２（Ｒ₁〜
Ｒ_m）に駆動信号の供給として記録時の電圧を印加する
記録電圧供給配線であり、３′は記録電圧接続パットで
ある。Ｓ₁〜Ｓ₅およびＳ₁′〜Ｓ₅′で示すものは信号系
列配線であり、ヘッド基板１上の端部にその入／出力端
子が配され、複数の駆動用ＩＣ（ＩＣ₁〜ＩＣ_n）のヘッ
ド記録面側に並置される。この信号系列配線によって記
録データ（ＤＡＴＡ）、信号伝送用のクロック（ＳＣＬ
Ｋ）、ラッチ信号（ＬＡＴ）、ＩＣの分割駆動用のスト
ローブ信号（ＳＴＲＢ）、ＩＣの分割駆動用信号の転送
クロック（ＥＣＬＫ）等の各種信号が伝達される。ま
た、４は各駆動用ＩＣの両側に配置された記録電流の設
地導電体であり、４′は設地導電体接続パットである。
５はＩＣ₁〜ＩＣ_nを駆動するための電圧Ｖ_DDを印加する
導電体であり、５′はＶ_DD電圧接続パットである。

【００１７】６で示した点線は図３で説明したように、
発熱素子２に対応して基板１上に吐出口およびこれに連
通した液路と各液路に共通に連通した液室を形成する領
域である。

【００１８】上記構成においては、４００ＤＰＩ（Ｄｏ
ｔＰｅｒＩｎｃｈ）の密度で４７３６個の発熱抵抗
体を配列し、１つの発熱素子へ流れる電流が６０ｍｍＡ
の発熱素子を１２８個同時駆動の場合、共通電極に７．
２Ａの電流が流れる。そのため、共通電極の短手方向の
幅３ａを０．４ｍｍにした。これは先の背景技術の配線
に比べて幅３ａが約１／４である。これにより基板ヘッ
ドサイズを小さくすることが出来た。

【００１９】（実施例２）実施例２を図４に示す。図４
についての概略説明は実施例１と同じであり、本実施例
においては記録電圧供給配線が隣接するＩＣとの間に配
置されている。これにより前記説明した様に、基板サイ
ズを小さくすることが出来た。

【００２０】（その他の実施例）図５は本発明のインク
ジェットヘッドを用いたインクジェット装置の概略模式
図を示している。

【００２１】図５においては、長尺ヘッドを用いた装置
の例を示しており、記録紙や布等の記録を搬送するため
の、搬送用ベルト５２を搬送する搬送ローラ５３と、搬
送された被記録媒体に対してインクを吐出して記録を行
う。被記録媒体の記録可能幅の全体に吐出口が配されて
いる本発明のフルラインヘッド５１を有している。この
フルラインヘッドには装置側の信号供給手段（不図示）
から信号が与えられこれにより、インクの吐出が行われ
る。

【００２２】尚、本実施例においては、ヘッドに対する
回復処理を行うキャップやインク供給等については、示
していないが、これらの要素を装置に適用してもよいこ
とは言うまでもない。

【００２３】次に、本発明の第１の実施例について図面
を参照して説明する。

【００２４】図６および図７は布帛に対して記録を行う
インクジェット装置の基本構成を示す図である。

【００２５】このインクジェット装置は、システムとし
て構成され、大別して図１に示すように、デザイナー等
が作成した原画を読み取り、この原画像を電気信号で表
わされる原画データに変換する画像読み取り装置１０
１、画像読み取り装置１０１からの原画データを取り込
んで加工してイメージデータとして出力する画像処理部
１０２、画像処理部１０２で作成されたイメージデータ
に基づき、布帛等の記録媒体上に記録を行う画像記録部
１０３から構成されている。

【００２６】画像読み取り装置１０１では、ＣＣＤイメ
ージセンサにより原画像が読み取られる。

【００２７】画像処理部１０２では、入力された原画デ
ータから、後述するマゼンタ（略号Ｍ）、シアン（略号
Ｃ）、イエロー（略号Ｙ）、ブラック（略号Ｂｋ）の４
色のインクを吐出するインクジェット記録部Ａ−２（図
２参照）を駆動するためにデータを作成する。データの
作成の際には、原画像をインクのドットで再現するため
の画像処理、色調を決定する配色、レイアウトの変更、
拡大、縮小等の図柄の大きさの加工、選択がなされる。

【００２８】画像記録部１０３では、インクジェット記
録部Ａ−２により記録が行われる。

【００２９】図７は、特に本発明に好ましい画像記録部
の概要を示す模式図である。このインクジェット装置
は、大きく分けて、捺染用の前処理を施されたロール状
の布帛等の記録媒体を送り出す給布部Ｂと、送られてき
た記録媒体を精密に行送りして、インクジェットヘッド
でプリントを行う本体部Ａと、プリントされた記録媒体
を乾燥させ巻取る巻取り部Ｃからなる。そして、本体部
Ａはさらにプラテンを含む記録媒体の精密送り部Ａ−１
とインクジェット記録部Ａ−２とからなる。

【００３０】以下、記録媒体として前処理された記録媒
体を用い捺染を実施する場合を例にとってこの装置の動
作を説明する。

【００３１】前処理されたロール状の記録媒体２３６は
給付部Ｂから送り出され、本体部に送られる。本体部に
は精密にステップ駆動される薄い無端のベルト２３７が
駆動ローラ２４７、巻回ローラ２４９に架け回されてい
る。駆動ローラ２４７は、高分解能のステッピングモー
タ（図示せず）でダイレクトにステップ駆動されてその
ステップ量だけベルトをステップ送りする。送られてき
た布２３６は巻回ローラ２４９によってバックアップさ
れたベルト２３７表面に、押付けローラ２４０によって
押付けられ、張付けられる。

【００３２】ベルトによってステップ送りをされてきた
記録媒体２３６は、第１のプリント部２３１において、
ベルト裏面のプラテン２３２によって定位され表側から
インクジェットヘッド２０９によってプリントされる。
１行のプリントが終る毎に、所定量ステップ送りされ、
次いでベルト裏面からの加熱プレート２３４による加熱
と、温風ダクト２３５によって供給／排出される。表面
からの温風によって乾燥される。続いて第２のプリント
部２３１′において、第１のプリント部と同様な方法で
重ねプリントがなされる。

【００３３】プリントが終った記録媒体２３６は引き剥
されて前述の加熱プレート２３４と温風ダクト２３５と
同様な後乾燥部２４６で再度乾燥されガイドロール２４
１に導かれて巻取りロール２４８に巻取られる。そし
て、巻取られた記録媒体２３６は本装置から取外され、
バッチ処理で発色、洗浄、乾燥等の後処理工程を経て製
品となる。

【００３４】次に、インクジェット記録部Ａ−２付近の
詳細について図７に基づき説明する。

【００３５】ここでの好ましい態様は、第１プリント部
のヘッドにより、ドット数を間引いて情報を記録し、乾
燥工程を経て、第２プリント部のヘッドにより、第１プ
リント部で間引かれた情報を補完するようにインク滴を
吐出するものである。

【００３６】図７において、記録媒体である記録媒体２
３６は、ベルト２３７に張付けられて、図中の上方向に
ステップ送りされる様になっている。図中下方の第１プ
リント部２３１にはＹ．Ｍ．Ｃ．Ｂｋのほか、特色Ｓ１
〜Ｓ４用のインクジェットヘッド８本を搭載した第１の
キャリッジ２４４がある。本例におけるインクジェット
ヘッド（記録ヘッド）は、インクを吐出するために利用
されるエネルギーとして、インクに膜沸騰を生じさせる
熱エネルギーを発生する素子を有するものを用いてあ
り、また４００ｄｐｉ（ドット／インチ）の密度で１２
８の吐出口を配列したものを用いている。

【００３７】第１のプリント部の下流側にはベルトの裏
面から加熱する加熱プレート２３４と、表側から乾燥さ
せる温風ダクト２３５とからなる乾燥部２４５が設けら
れている。加熱プレート２３４の熱伝達面は、強くテン
ションをかけられた無端のベルト２３７に押し当てら
れ、中空になっている内側に通してある高温高圧の蒸気
によって、ベルト２３７を裏面から強力に加熱する。ベ
ルト２３７は貼り付けられている記録媒体２３６を熱伝
導によって直接に効果的に加熱する。加熱プレート面の
内側は集熱のためのフィン２３４′が設けられていて熱
を効率的にベルト裏面に集中できるようにしてある。ベ
ルトに接しない側は断熱材２４３でカバーしてあり、放
熱による損失を防いでいる。

【００３８】表側では、下流側の供給ダクト２３０から
乾燥温風を吹き付けることによって、乾燥しつつある記
録媒体２３６に、より湿度の低い空気を当てて効果を高
めるようにしている。そして記録媒体２３６の搬送方向
とは逆に流れて充分に水分を含んだ空気は、上流側の吸
引ダクト２３３から、吹き付けの量よりもはるかに多量
の吸引をすることによって、蒸発水分が漏れて周囲の機
械装置に結露しないようにしてある。温風の供給源は図
７の奥側にあり、吸引は手前側から行うようになってい
て、記録媒体２３６に対向している吹き出し口２３８と
吸引口２３９との圧力差が長手方向全域にわたって均一
になるようにしてある。空気の吹き付け／吸引部は裏面
の加熱プレート２３４の中心に対して下流側にオフセッ
トされており、充分に加熱された所に空気が当たるよう
にしてある。これらによって第１のプリント部２３１が
記録媒体２３６が受容した薄め液も含むインク中の多量
の水分を強力に乾燥させる。

【００３９】その下流（上方）には第２のプリント部２
３１′があり、第１のキャリッジと同様の構成の第２の
キャリッジ２４４′で第２のプリント部を形成してい
る。

【００４０】次に、インクジェット捺染記録の具体例を
説明する。先に説明したように図７は捺染に好適なイン
クジェット記録装置の構成を示す図である。図７に示す
ようなインクジェット記録装置を用いて、インクジェッ
ト印捺工程を経た後、記録媒体を乾燥（自然乾燥を含
む）させる。そして、引き続き記録媒体繊維上の染料を
拡散させ、かつ繊維への染料を反応定着させる工程を施
す。この工程により、充分な発色性と染料の固着による
堅牢性を得ることができる。

【００４１】この拡散、反応定着工程は従来公知の方法
でよく、例えば、スチーミング法が挙げられる。なお、
この場合、印捺工程の前に、予め記録媒体にアルカリ処
理を施してもよい。

【００４２】その後、後処理工程において、未反応の染
料の除去及び前処理に用いた物質の除去が行われる。最
後に、欠陥補正、アイロン仕上げ等の整理仕上げ工程を
経て記録が完成する。

【００４３】特に、インクジェット捺染用布帛として
は、（１）インクを充分な濃度に発色させ得ること、
（２）インクの染着率が高いこと、（３）インクが布帛
上で速やかに乾燥すること、（４）布帛上での不規則な
インクの滲みの発生が少ないこと、（５）装置内での搬
送性に優れていること、等の性能が要求される。これら
の要求性能を満足させるために、必要に応じて布帛に対
し、予め前処理を施しておくことが出来る。例えば、特
開昭６２−５３４９２号公報においてインク受容層を有
する布帛類が開示され、また、特公平３−４６５８９号
公報においては還元防止剤やアルカリ物質を含有させた
布帛の提案がなされている。このような前処理の例とし
ては、布帛に、アルカリ性物質、水溶性高分子、合成高
分子、水溶性金属塩、尿素及びチオ尿素から選ばれる物
質を含有させる処理を挙げることができる。

【００４４】アルカリ性物質としては、例えば、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属、
モノ、ジ、トリエタノールアミン等のアミン類、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム等の炭酸も
しくは重炭酸アルカリ金属塩等が挙げられる。さらに酢
酸カルシウム、酢酸バリウム等の有機酸金属塩やアンモ
ニア及びアンモニア化合物等がある。また、スチーミン
グ及び乾熱下でアルカリ物質となるトリクロロ酢酸ナト
リウム等も用い得る。特に好ましいアルカリ性物質とし
ては、反応性染料の染色に用いられる炭素ナトリウム及
び重炭酸ナトリウムがある。

【００４５】水溶性高分子としては、トウモロコシ、小
麦等のデンプン物質、カルボキシメチルセルロース、メ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセル
ロース系物質、アルギン酸ナトリウム、アラビアゴム、
ローカスイトビーンガム、トラガントガム、グアガム、
タマリンド種子等の多糖類、ゼラチン、カゼイン等の蛋
白質物質、タンニン系物質、リグニン系物質等の天然水
溶性高分子が挙げられる。

【００４６】また、合成高分子としては、例えば、ポリ
ビニルアルコール系化合物、ポリエチレンオキサイド系
化合物、アクリル酸系水溶性高分子、無水マレイン酸系
水溶性高分子等が挙げられる。これらの中でも多糖類系
高分子やセルロース系高分子が好ましい。

【００４７】水溶性金属塩としては、例えば、アルカリ
金属、アルカリ土類金属のハロゲン化物のように、典型
的なイオン結晶を作るものであって、ｐＨ４〜１０であ
る化合物が挙げられる。かかる化合物の代表的な例とし
ては、例えば、アルカリ金属では、ＮａＣｌ，Ｎａ₂Ｓ
Ｏ４，ＫＣｌ及びＣＨ₃ＣＯＯＮ_a等が挙げられ、また、
アルカリ土類金属としては、ＣａＣｌ₂及びＭｇＣｌ₂等
が挙げられる。中でもＮａ、Ｋ及びＣａの塩類が好まし
い。

【００４８】前処理において上記物質等を布帛に含有さ
せる方法は、特に制限されないが、通常行われる浸漬
法、パッド法、コーティング法、スプレー法等を挙げる
ことができる。

【００４９】さらに、インクジェット捺染用布帛に付与
される捺染インクは、布帛上に付与した状態では単に付
着しているに過ぎないので、引き続き繊維への染料の反
応定着工程（染着工程）を施すのが好ましい。このよう
な反応定着工程は、従来公知の方法でよく、例えば、ス
チーミング法、ＨＴスチーミング法、サーモフィックス
法、予めアルカリ処理した布帛を用いない場合は、アル
カリパッドスチーム法、アルカリブロッチスチーム法、
アルカリショック法、アルカリコールドフィックス法等
が挙げられる。

【００５０】さらに未反応の染料の除去及び前処理に用
いた物質の除去は、上記反応定着工程の後に従来公知の
方法に準じ、洗浄により行うことができる。なお、この
洗浄の際に従来公知のフィックス処理を併用することが
好ましい。

【００５１】なお以上述べた後処理工程が施された記録
物は、その後所望の大きさに切り離され、切り離された
片は逢着、接着、溶着等、最終的な加工品を得るための
工程が施され、ワンピース、ドレス、ネクタイ、水着等
の衣類や布団カバー、ソファカバー、ハンカチ、カーテ
ン等が得られる。布帛を縫製等により加工して衣類やそ
の他の日用品とする方法は、例えば「最新ニット縫製マ
ニュアル」：センイジャーナル社発行や月刊誌「装
苑」：文化出版局発行等、公知の書籍に多数記載されて
いる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、記録電圧接続用パ
ットに接続された導電体を複数設けることにより、図２
に示す共通電極の短手方向の幅３ａを狭くすることがで
き、基板サイズが小さくなりコストダウンが図れた。

【００５３】また、記録電圧接続パットの数を増やすこ
とにより、いくつかの前記接続パットとフレキシブル基
板とが接続されてなくても問題なく記録電圧を供給する
ことができるようになった。これにより信頼性を上げる
ことができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用可能なインクジェット記録ヘッド
の斜視図。

【図２】図１におけるインクジェット記録ヘッドの配線
図。

【図３】従来の配線図。

【図４】実施例２を示した配線図。

【図５】本発明の長尺ヘッドを搭載した装置の概念図。

【図６】布帛に対して記録を行うインクジェット装置の
基本構成図。

【図７】布帛に対して記録を行うインクジェット装置の
基本構成図。

【符号の説明】

１基板２発熱抵抗体３記録電圧供給導電体３′ 記録電圧接続パット４接地導電体４′ 接地導電体接続パット５Ｖ_DD供給導電体５′ Ｖ_DD接続パット７吐出口７Ａ流路形成部材８液路９天板１０液室

フロントページの続き (72)発明者広沢稔明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】列状に配されインクを吐出するためのエ
ネルギーを発生する複数の発熱素子と、前記複数の発熱
素子を駆動するための駆動用集積回路と、が配された基
板を有するインクジェットヘッドにおいて、複数の発熱素子へ電圧を供給するための配線が、前記複数の発熱素子に接続される複数の配線に共通に接
続され、前記発熱素子列と駆動集積回路との間に前記発
熱素子列に平行に配置された第１の導電体と、該第１の導体に前記発熱素子の複数個ごとに対応して接
続され、それぞれ外部との電気的接続部を有した第２配
線とで構成されることを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
【請求項２】前記第２の配線が駆動集積回路の間に配
置された事を特徴とする請求項１に記載のインクジェッ
トヘッド。
【請求項３】前記第２の導電体が駆動集積回路の下に
配置された事を特徴とする請求項１に記載のインクジェ
ットヘッド。
【請求項４】前記発熱素子が記録媒体幅に対応した範
囲にわたって複数配列された事を特徴とする請求項１に
記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】前記第２の導電体が駆動集積回路の数と
同じ数配置された事を特徴とする請求項１に記載のイン
クジェットヘッド。
【請求項６】前記第１の導電体と第２の導電体が同時
形成された事を特徴とする請求項１に記載のインクジェ
ットヘッド。
【請求項７】請求項１のインクジェットヘッドと、前
記第２配線部の電気的接続部と電気的に接続可能な電気
的接続部を有するインクジェット装置。
【請求項８】布を搬送する搬送部と、記録が行われた
布に対して後処理を行う後処理装置を有するインクジェ
ット装置。