(57)【要約】【課題】印字時に発生する記録素子基板の熱により支持部材の近傍が熱せられ記録素子基板側と反対面とで温度差が生じる。支持部材の記録素子基板側が膨張し反対側は伸びが少ないために生じる反りを抑制する。【解決手段】基板上に記録液を吐出させるための複数の記録素子が配列され、基板の背面からインクを供給するためにインク供給口を設けた記録素子基板とその記録素子基板にインクを供給するための供給路と前記記録素子基板を保持固定するための支持部材とを有するインクジェット記録ヘッドにおいて、支持部材に支持部材よりも線膨張係数が小さく、剛性の高い部材を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に記録液を吐出させるための複数の記録素子が配列され、基板の背面からインクを供給するためにインク供給口を設けた記録素子基板とその記録素子基板にインクを供給するための供給路と前記記録素子基板を保持固定するための支持部材とを備えたインクジェット記録ヘッドにおいて、前記支持部材のノズル列方向に該支持部材よりも線膨張が小さく、剛性の高い保持部材を支持部材に設けたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
支持部材のノズル列方向両側面に該支持部材よりも線膨張が小さく剛性の高い保持部材を支持部材の一部と勘合する部分（凹凸部）を設けて接合した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。
【請求項３】
支持部材のノズル列方向両側面に該支持部材よりも線膨張が小さく、剛性の高い部材を記録素子基板を挟んで支持部材の両側面に設けた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。
【請求項４】
支持部材のノズル列方向両側面に該支持部材よりも線膨張が小さく、剛性の高いほぼ同一形状の部材を設けた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。
【請求項５】
支持部材のノズル列方向に該支持部材よりも線膨張が小さく、剛性の高い部材で記録素子基板側が開放となるコの字形状の部材を設けた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。
【請求項６】
請求項１〜４のインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録に用いられる液体を記録媒体の記録面に対して吐出動作を行う記録ヘッド及び記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置である。高速な記録と様々な記録メディアに対して記録することが可能であり、記録時における騒音がほとんど生じないといった特徴を持つ。このようなことから、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機などの記録機構を担う装置として広く採用されている。
【０００３】
最近では記録されるデータ量も増大しており、特にグラフィック等もプリントアウトされるようになるとそのデータ量の多さから一層の高速記録が要求されるようになってきている。被記録材の幅にわたって吐出口及び電気熱変換体を長尺に配列されるいわゆるフルラインタイプのインクジェットヘッドおよび該インクジェットヘッドを備えるインクジェット装置は上述の記録速度を向上させるものとして大いに期待されている。
【０００４】
インクジェット記録は、微小な吐出口から微小な液滴を吐出させ、記録紙に対し記録を行うこともので、代表的な方法としては電気熱変換素子を用いた方法がある。電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドでは、電気熱変換素子をノズル内に設け、これに記録信号となる電気パルスを与えることにより記録液に熱エネルギーを与え、そのときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡（沸騰）時の気泡圧力を記録液滴の吐出に利用する。
【０００５】
上記のような電気熱変換方式を用いたインクジェット記録ヘッドの場合、電気熱変換素子が配列された基板に対して平行に記録液を吐出させる方式（エッジシューター）と電気熱変換素子が配列された基板に対して垂直に記録液を吐出させる方式（サイドシューター）がある。以下、サイドシューターを例に挙げ、インクジェット記録ヘッドの具体的な構成について図９、１０を用いて説明する。
【０００６】
記録素子基板２０１の中央付近の表面側にはインクを吐出するための吐出口２０２が複数開口しており、各々の吐出口に対応してインクを発泡させるための不図示のヒーターが記録素子基板２０１上に形成されている。ヒーターからの配線は、各々、記録素子基板２０１上の駆動素子２０５実装部にのびており、ここに実装された駆動素子に電気的に接続されている。駆動素子２０５は異方性導電フィルムや、半田バンプ等によるＣＯＢ（ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｂｏａｒｄ）接続方法により、記録素子基板２０１に接続されている。また、駆動素子２０５には、トランジスタ回路の他にトランジスタを駆動するためのロジック回路が搭載されており、そのロジック回路を駆動する信号は、記録素子基板２０１を介してフレキシブルフィルム２０６に接続される。さらにフレキシブルフィルム２０６は、ガラスエポキシ等の複合材料からなる回路基板２０７に接続され、回路基板２０７には、外部から電気的信号を入力するための電気コネクタ２０８が搭載されている。
【０００７】
駆動素子２０５およびフレキシブルフィルム２０６の電気的接続部は、エポキシ系、フッ素、シリコン系樹脂等の封止性、イオン遮断性に優れた封止剤２２１により被覆され、封止されている。
【０００８】
記録素子基板２０１の裏面側には、記録素子基板保持部材２１１および支持部材２１２によって形成されるインクを保持するための共通液室２１０がそれら吐出口列の長さとほぼ等しい長さで開口しており、記録素子基板２０１には、この裏面側のインクを表面側に供給するためのスリット２１９が設けられている。
【０００９】
共通液室２１０は、さらにインク供給口２０３に連通しており、不図示のヘッドの外部からのインクの供給を受ける構成になっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
印字により記録ヘッドの支持体記録素子基板側の温度が上昇し支持体のそれと相対する面方向において温度分布が生じる。これにより温度の高い記録素子基板近傍と温度の低い反対側に伸びの差が生じそれによりヘッドが反るという現象が起こる。（図１１）
これにより印字媒体とヘッドの間隔が近くなり、印字媒体との擦れや紙ジャムが生じやすく信頼性が低下する。また、ノズル列方向での間隔に分布ができるため着弾の差が生じ、画像品位を低下させるという問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
記録ヘッドの支持部材側面にノズル列方向に支持部材よりも線膨張が小さく剛性の高い補助部材を設け、支持部材に設けされた記録素子基板の温度上昇による反りを軽減する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明実施例のインクジェット記録ヘッドを示す。  図１において、本発明のインクジェット記録ヘッドは、記録素子基板１０１の中央付近の表面側にインクを吐出するための吐出口１０２が複数開口しており、この吐出口１０２から吐出されるインク滴によって記録を行うものである。
【００１３】
図２および図３に示すように、記録素子基板１０１上には、各々の吐出口１０２に対応してヒーター１０３が形成されており、このヒーター１０３に通電加熱してインクを発泡させ、その運動エネルギで記録液であるインクを吐出口１０２から吐出させる。
【００１４】
ヒーター１０３からの配線は、各々、記録素子基板１０１上の駆動素子２０５実装部にのびており、ここに実装された駆動素子に電気的に接続されている。駆動素子１０５は異方性導電フィルムを介してＣＯＢ（ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｂｏａｒｄ）接続方法により、記録素子基板１０１に接続されている。また、駆動素子１０５には、トランジスタ回路の他にトランジスタを駆動するためのロジック回路が搭載されており、そのロジック回路を駆動する信号は、記録素子基板１０１を介してフレキシブルフィルム１０６に接続される。さらにフレキシブルフィルム１０６は、ガラスエポキシ等の複合材料からなる回路基板１０７に接続され、回路基板１０７には、外部から電気的信号を入力するための電気コネクタ１１６，１１７が搭載されている。
【００１５】
駆動素子１０５およびフレキシブルフィルム１０６の電気的接続部は封止性、イオン遮断性に優れたエポキシ系、シリコン系、フッ素系などの樹脂封止剤１２１により被覆され、封止されている。
【００１６】
記録素子基板１０１の裏面側には、記録素子基板保持部材１０８および支持部材１１１によって形成されるインクを保持するための共通液室１１２がそれら吐出口列の長さとほぼ等しい長さで開口しており、記録素子基板１０１には、この裏面側のインクを表面側に供給するためのスリット１０４が異方性エッチング等により形成されている。
【００１７】
支持部材１１１はインクへの接液性を考慮した材質が用いられ、変性ＰＰＯやポリサルフォンなどの材料でモールド成形等により作られる。
【００１８】
保持部材１２０はステンレスやアルミナのように支持体よりも線膨張が小さく、剛性の高いものが用いられ、支持部材１１１の側面にノズル列方向に接着固定されている。保持部材の一部には穴が設けられ、支持部材の一部と合わさるようになっている。
【００１９】
共通液室１１２はインク供給ジョイント１１５に連通しており、インクジェット記録ヘッド外部の不図示のインクタンクからインクの供給を受ける構成になっている。
【００２０】
穴１１３および長穴１１４は記録装置に取り付ける際の取り付け用の穴であり、ここに記録装置本体の取り付けピンが挿入され記録装置本体に固定される。
【００２１】
印字により記録素子基板側の温度が上昇し、支持部材の記録素子基板側とその反対側とで温度差が生じる。温度によりＨＢ近傍の支持部材は伸び、Ｘθ方向の反りが生じる。本実施例では支持部材の側面に補助部材を設けた。補助部材は支持部材より線膨張が小さい為熱によるひずみは支持体に比べ押さえられる。また、反りの発生する方向Ｘθに対して剛性を高く設定するため反りが抑えられ、記録ヘッドのＸθ方向の反りが緩和される。また、保持部材の一部に穴を設け支持部材の一部と合わさるようにすることでより信頼性の良い抑制効果を得ることができる。本実施例では穴径約３ｍｍ、ピッチを２０ｍｍ程度にしたが、この限りではない。
【００２２】
図５ａ、ｂは他の実施例を示し、平面上の保持部材を記録素子基板を挟んで両側に接着したものである。ｂは保持部材１２０を伸びの大きい記録素子基板近傍に配した。
【００２３】
図６は他の実施例を示し、補助部材の形状をコの字型にしたものである。補助部材の剛性に加え、構造的にもＸθに対して剛性を増す構造とした。
【００２４】
図７は他の実施例を示し、支持部材の片側にのみ保持部材を設けたものである。
【００２５】
図８は本発明の記録ヘッドを用いたフルマルチインクジェットプリンターの概略図である。１０はカセット給紙、８は手差し給紙であり給紙方式として、給送ローラーと分離パッドにより記録紙を一枚ずつ分離する方式（デュプロ方式）や、ツメ分離方式、リタード方式などが考えられる。カセット給紙１０や手差し給紙９により給紙された記録紙Ｐは、止まっているレジストローラー対４のニップへ記録紙の先端を突き当て、さらに少し給送ローラーを回転させレジストローラー４と給送ローラー８の間で記録紙Ｐにたるみをつくらせることにより、記録紙Ｐの斜送を補正することができ、さらに記録紙Ｐがレジストローラーのニップへ突き当たったことをフォトセンサーで検地してからレジストローラーを回転させ、レジストローラー４の回転開始をトリガーとして記録ヘッド１の記録タイミングをあわせることにより記録紙Ｐ上の所定位置に画像を形成することができる。
【００２６】
レジストローラーにより搬送された記録紙Ｐは、搬送ベルト５ｄとピンチローラー対１２とで挟持され、さらにピンチローラー１２の下ローラー１２ｂには高圧がかけられておりまた上ローラー１２ａは接地されていることにより、ピンチローラー１２を通った記録紙Ｐは搬送ベルト５ｄに静電吸着されながら搬送する。そして搬送ベルト上に静電吸着された記録紙Ｐは不図示のパルスモータである駆動源によって駆動される駆動ローラー５ｂによって搬送されるベルト５ｄによって記録ヘッド１Ｋ〜１Ｃの直下の印字開始位置まで搬送される。搬送ベルト５ｄは駆動ローラー５ｂと従動ローラー５ａ及び圧力ローラー５ｃとによって張架され、その圧力ローラー５ｃは一端が図示しない搬送ベルト筐体５ｅに揺動可能に付けられたアーム（不図示）の他端に回動可能に付けられ、アームがバネによって押圧されることで搬送ベルト５ｄに張力を加している。
【００２７】
１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃは記録シートＰの記録領域の全幅にわたって複数の記録素子が配列するフルラインタイプの記録ヘッドで、記録紙Ｐ搬送方向上流側から１Ｋ（黒）、１Ｙ（シアン）、１Ｍ（マゼンタ）、１Ｃ（イエロー）の順に所定間隔で配置され、記録ヘッド１はヘッドホルダ２に取り付けられている。
【００２８】
以上のような構成において、記録紙Ｐは静電吸着力よって搬送ベルト５ｄの上面に吸着され、記録ヘッド１で印字されながら搬送ベルト５ｄで搬送される。
【００２９】
７は排紙ローラーで、不図示の伝達手段によって従動ローラー７ｂの回転力によって駆動される。
【００３０】
７ａは排紙ローラー７と圧接する拍車で、印字後の記録紙Ｐは、排紙ローラー７ｂと拍車７ａとによって挟持され、排紙トレー１３へ排紙、収容されるようになっており、拍車７ｂは記録後の印字面を転走するため、印字された画像のインクがなるべく転移しないように先端をとがらせた形状となっている。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明してきたように、支持部材の側面に支持部材よりも線膨張が小さく剛性の高い補助部材を設けることにより支持部材のＸθの反りを軽減できる。これにより記録媒体とヘッドの距離が反りによって変化する量が小さくなり、擦れ・ジャムなどの発生を抑制でき、記録ヘッドおよび装置の信頼性を向上することができる。
【００３２】
また、ノズル列方向において記録媒体とヘッドの距離に分布が生じにくく、インクの着弾精度ムラが緩和され良好な印字品位を保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の記録ヘッドの全体模式図
【図２】本発明実施例の記録ヘッドの模式的断面図
【図３】本発明実施例の記録ヘッドの部分的模式図
【図４】本発明実施例の記録ヘッドの部分的模式図
【図５】本発明他の実施例の記録ヘッド模式的断面図
【図６】本発明他の実施例の記録ヘッド模式的断面図
【図７】本発明他の実施例の記録ヘッド模式的断面図
【図８】本発明記録ヘッドを使った記録装置の模式図
【図９】従来例の記録ヘッドの全体模式図
【図１０】従来例の記録ヘッドの模式的断面図
【図１１】従来例の記録ヘッドの反り状態を示す模式図
【符号の説明】
１  記録ヘッド
２  ヘッドホルダ
４  レジストローラー
５ｄ  搬送ベルト
５ａ  従動ローラー
５ｃ  加圧ローラー
５ｅ  搬送ベルト筐体
５ｂ  駆動ローラー
７  排紙ローラー
８  給送ローラー
９  手差し給紙
１０  カセット給紙
１２  ピンチローラー
１３  排紙トレー
１０１  記録素子基板
１０２  吐出口
１０３  ヒーター
１０４  スリット
１０５  駆動素子
１０６  フレキシブルフィルム
１０７  回路基板
１０８  支持部材
１０９  キャップ受け
１１１  記録素子基板保持部材
１１２  共通液室
１１３  位置決め穴
１１４  位置決め穴
１１５  インク供給ジョイント
１１６  電気コネクタ
１１７  電気コネクタ
１２０  保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004237529.tif 000009
【図８】
2004237529.tif 000010
【図９】
2004237529.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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