(57)【要約】【課題】吐出口に対してブレードクリーニングの回復操作方向の下流側にインク吸収用スリットを設け、ブレードによって掻き取ったインクをこのインク吸収用スリットによって吸い取ることができる。【解決手段】インクを吐出する複数個の吐出口が列状に設けられたインクジェット記録ヘッドにおいて、前記列状に設けられた複数個の吐出口に平行にスリット状に設けられた吸引口を有する。【選択図】　　　　図１
2004042571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数の吐出口が列状に設けられたインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記列状に設けられた複数の吐出口に平行にスリット状に設けられた吸引口を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギを発生する複数のエネルギ発生体が設けられた基板上に、少なくとも前記エネルギ発生体に対応するように前記吐出口が設けられ、各吐出口に連通してインクを供給するインク流路が設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記吐出口に対する回復用ブレードのワイピング方向下流側に前記スリット状の吸引口が配設されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記吸引口に接続されたインク吸引手段を有することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
インクを吐出するために利用されるエネルギ発生体とし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を有することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
請求項１記載のインクジェット記録ヘッドと、前記吸引口に接続されたインク吸引手段と、を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置、特に、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して記録する記録動作を行うインクジェット記録ヘッド及び該インクジェット記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置におけるインクジェット記録ヘッドは、一般に微細な記録液の吐出口と、この吐出口に連通する液路と、この液路の一部に対応して設けられる液体を吐出するためのエネルギ発生体とを有している。
【０００３】
従来、このようなインクジェット記録ヘッドを製造するものとして、例えば、特開昭５７−４３８７６号公報に開示されているものがある。
【０００４】
このような従来のインクジェット記録ヘッドは、例えば、図４に示されるように、吐出エネルギ発生手段である複数個の発熱素子２０２が設けられた素子基板２０１と、インク流路２０６が形成された流路基板２０３と、素子基板２０１が装着される保持基板２０４と、素子基板２０１と電気的に接続される回路基板２０５と、素子基板２０１上に設けられた発熱素子２０２を独立して駆動するための複数個の駆動素子２０８と、封止剤２１２によって封止されるヘッドカバー２１０と、保持基板２０４に取付けられたインク吸収体２２０とを有している。
【０００５】
回路基板２０５は、図示しないプリントケーブル等を介して図示しない制御手段と電気信号の授受が行われる。従って、制御手段から、制御手段に接続されたプリントケーブル、回路基板２０５、ボンディングワイヤー２０９、駆動素子２０８等を介して発熱素子２０２まで電気的に導通されている。さらに、記録ヘッド２００に対して、クリーニングブレード２１３が記録装置本体に設けられている。
【０００６】
このように形成された素子基板２０１上に各エネルギ発生体としての発熱素子２０２を駆動するための駆動素子２０８が実装された素子基板２０１からワイヤーボンディング２０９によって回路基板２０５と電気的に接続され、回路基板２０５から記録装置本体へと接続されている。
【０００７】
素子基板２０１と保持基板２０４、ヘッドカバー２１０は或る程度の段差を設けて貼り合わせられている。これは紙詰まり等によるオリフィス面の保護のためである。また、記録ヘッド２００のフェイス面のクリーニングには、一般的にゴムブレード２１３を用いた払拭によって行われる。このゴムブレード２０３による払拭の後に、ゴムブレード２１３にはインクが付着し、そのままにしておくと付着インクの増粘等によって、次のクリーニングに悪影響を及ぼすことがある。
【０００８】
従って、従来においては、記録ヘッド２００の裏面側にインク吸収体２２０を設けて、ゴムブレード２０３のインクを吸収させたり（図４）、あるいはまた記録装置本体側にインク吸収体２２０を設けてインクを吸収させている。このような記録ヘッド２００の構成が図５に示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来例においては、ブレードに付着したインクをインク吸収体に吸収させる方法において、インク吸収体に吸収されたインクが増粘し、インク吸収体の性能が低下していき、定期的な交換が必要であり、記録ヘッドに貼り付けて装着する際に貼り付ける材料がインク中に溶け出してブレードに付着し、吐出に悪影響を及ぼす恐れがある等の問題点が見られる。
【００１０】
本発明は、上記従来技術における問題を解決すべき課題とするものであり、その目的とするところは、吐出口に対してブレードクリーニングの回復操作方向の下流側にインク吸収用スリットを設け、ブレードによって掻き取ったインクをこのインク吸収用スリットによって吸い取ることができるインクジェット記録ヘッドを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する複数個の吐出口が列状に設けられたインクジェット記録ヘッドにおいて、前記列状に設けられた複数個の吐出口に平行にスリット状に設けられた吸引口を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のインクジェット記録ヘッドは、前記吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギを発生する複数のエネルギ発生体が設けられた基板上に、少なくとも前記エネルギ発生体に対応するように前記吐出口が設けられ、各吐出口に連通してインクを供給するインク流路が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明のインクジェット記録ヘッドは、前記吐出口に対する回復用ブレードのワイピング方向下流側に前記スリット状の吸引口が配設されていることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、本発明のインクジェット記録ヘッドは、前記吸引口に接続されたインク吸引手段を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネルギ発生体とし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を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドと、前記吸引口に接続されたインク吸引手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明のその他の目的、特徴および利点は以下の添付図面に沿っての詳細な説明により明らかになろう。
【００１８】
以下に、本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１乃至図３は、本発明におけるインクジェット記録ヘッドの構成を概略的に示す図で、図１は、本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施例における断面部分図、図２は図１の記録ヘッドの全体的な構成を示す斜視図で、図３は、図１の記録ヘッドのオリフィス面を示す正面図である。
【００２０】
図１乃至図３に示されるように、本発明におけるインクジェット記録ヘッド１００は、吐出エネルギ発生手段である複数個の発熱素子１０２が設けられた素子基板１０１と、インク流路１０６が形成された流路基板１０３と、素子基板１０１が装着される保持基板１０４と、素子基板１０１と電気的に接続される回路基板１０５と、素子基板１０１上に設けられた発熱素子１０２を独立して駆動するための複数個の駆動素子１０８と、一体的に形成されたこれら素子基板１０１、流路基板１０３、保持基板１０４、回路基板１０５等を封止剤１１２によって気密に封止するヘッドカバー１１０と、平行にスリット状に配設された吸引口１１１とを有している。さらに、複数個の発熱素子１０２が設けられた素子基板１０１に、インク流路１０６が形成された流路基板１０３が積層されて固着されており、また、素子基板１０１には、発熱素子１０２を独立して駆動するための複数個の駆動素子１０８が設けられていて、発熱素子１０２と駆動素子１０８とが、図示しない導体パターンによって電気的に接続されている。
【００２１】
また、インク供給管１１１Ａ、１１１Ｂからインク供給継手１１０Ａ、１１０Ｂを介してインクが流通されるインク流路１０６の先端には、吐出口としてのノズル１０７が配列されている。積層された素子基板１０１と流路基板１０３は、保持基板１０４上に固着されている。また、保持基板１０４には、回路基板１０５も固着されており、回路基板１０５と素子基板１０１とがボンディングワイヤー１０９によって電気的に接続されている。
【００２２】
回路基板１０５は、図示しないプリントケーブル等を介して制御手段（図示しない）と電気信号の授受が行われ、従って、制御手段から、制御手段に接続されたプリントケーブル、回路基板１０５、ボンディングワイヤー１０９、駆動素子１０８等を介して発熱素子１０２まで電気的に導通されている。
【００２３】
このような本発明のインクジェット記録ヘッド１００に対して、クリーニングブレード１１３が記録装置本体側に設けられており、回復処理時には、図１に示されるように、クリーニングブレード１１３がインクジェット記録ヘッド１００の上方から下方に向って移動して、クリーニングブレード１１３の先端部によってインクジェット記録ヘッド１００のインク吐出面をクリーニングするように払拭してインクを掻き取る。こうしてクリーニングブレード１１３によって掻き取られたインク１１４は、クリーニングブレード１１３の下部に溜まり、保持基板１０４に設けられたスリット状の吸引口１１１から吸い取られる。
【００２４】
このように、クリーニングブレード１１３が図１において上方から下方に動く時に、保持基板１０４と素子基板１０１の段差部においてクリーニングブレード１１３が扱かれながらスリット状の吸引口１１１の上を通過する。従って、このスリット状の吸引口１１１が、吸引手段としての吸引ポンプ（図示しない）に接続されており、この吸引口１１１においてインクが吸引されて回収されるようになる。
【００２５】
このように構成された本発明のインクジェット記録ヘッド１００においては、クリーニング時にクリーニングブレード１１３に付着したインク、およびヘッドフェイス面から掻き取ったインク等を、インクジェット記録ヘッド１００に直接に設けられたスリット状の吸引口１１１によって吸引するように構成されているので、インクジェット記録ヘッドの裏面に設けていたインク吸収体や、記録装置本体に設けていたインク吸収体を何等全く使用せずに、クリーニングブレードのクリーニングができるようになり、インク吸収体を省略することができるので、インク吸収体のメンテナンスが無くなり、より信頼性の高い回復系を得ることができる。
【００２６】
また、本実施例においては、フルライン型の長尺のインクジェット記録ヘッドを一例として図示、説明したが、本発明は、このような長尺のインクジェット記録ヘッドに限られるものではなく、他の同様なインクジェット記録ヘッドにも適用できるものである。また、長尺のインクジェット記録ヘッドの場合には、クリーニングブレードも長くなり、従来例におけるようなインク吸収体を用いた場合も上述したような取扱いや、メンテナンスが大変になるために、本発明のインクジェット記録ヘッドに従えば、より一層効果的である。
【００２７】
（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。
【００２８】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４，７２３，１２９号明細書、同第４，７４０，７９６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て、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせ、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４，４６３，３５９号明細書、同第４，３４５，２６２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４，３１３，１２４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。
【００２９】
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４，５５８，３３３号明細書、米国特許第４，４５９，６００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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、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を用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。
【００３３】
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各記録モード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。
【００３４】
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を用いてもよく、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を用いてもよい。加えて、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積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いてもよい。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、熱エネルギの付与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また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。
【００３５】
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。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する複数個の吐出口が列状に設けられたインクジェット記録ヘッドにおいて、前記列状に設けられた複数個の吐出口に平行にスリット状に設けられた吸引口を有するので、インクの処理を吸引口によって行い、記録ヘッドや記録装置本体に取付けられていたインク吸収体を省略することができ、これによって、インク吸収体のメンテナンスが無くなり、より信頼性の高い回復系を得ることができる。
【００３７】
本発明の請求項２記載のインクジェット記録ヘッドは、前記吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギを発生する複数のエネルギ発生体が設けられた基板上に、少なくとも前記エネルギ発生体に対応するように前記吐出口が設けられ、各吐出口に連通してインクを供給するインク流路が設けられているので、記録の高密度化と高精細化が達成でき、好適に記録を行うことができる。
【００３８】
本発明の請求項３記載のインクジェット記録ヘッドは、前記吐出口に対する回復用ブレードのワイピング方向下流側に前記スリット状の吸引口が配設されているので、回復ブレードによって掻き取ったインクをスリットによって吸引することができ、インク処理を良好に行うことができる。
【００３９】
本発明の請求項４記載のインクジェット記録ヘッドは、インクを吸引可能なインク吸引手段を有するので、インクの後処理を好適に行って記録を良好に行うことができる。
【００４０】
本発明の請求項５記載のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネルギ発生体とし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を有するので、熱エネルギを利用してインクを吐出することにより記録の高密度化と高精細化を達成でき、きれいな記録が得られる。
【００４１】
本発明の請求項６記載のインクジェット記録装置は、請求項１記載のインクジェット記録ヘッドと、前記吸引口に接続されたインク吸引手段と、を有するので、記録を高密度化、高精細化することができて良好に記録することができ、インクの後処理を好適に行うことができ、インク吸収体を省略してインク吸収体のメンテナンスを無くし、信頼性の高い回復系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの一実施例１における要部の概略構成を示す断面部分図である。
【図２】図１の記録ヘッドの全体的な構成を示す斜視図である。
【図３】図１の記録ヘッドの正面図である。
【図４】従来の記録ヘッドの要部の断面部分図である。
【図５】従来の記録ヘッドのインク吐出面を払拭してインクを掻き取るクリーニングブレードを示す図である。
【符号の説明】
１００　　　記録ヘッド
１０１　　　素子基板
１０２　　　発熱素子
１０３　　　流路基板
１０４　　　保持基板
１０５　　　回路基板
１０６　　　インク流路
１０７　　　ノズル
１０８　　　駆動素子
１０９　　　ボンディングワイヤ
１１０　　　ヘッドカバー
１１１　　　吸引口
１１２　　　封止剤
１１３　　　クリーニングブレード
【図１】
2004042571.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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