JP2000301721A - インクジェットプリントヘッド - Google Patents

インクジェットプリントヘッド

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JP2000301721A
JP2000301721A JP11663599A JP11663599A JP2000301721A JP 2000301721 A JP2000301721 A JP 2000301721A JP 11663599 A JP11663599 A JP 11663599A JP 11663599 A JP11663599 A JP 11663599A JP 2000301721 A JP2000301721 A JP 2000301721A
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JP
Japan
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ink
liquid chamber
common liquid
substrate
print head
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Withdrawn
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JP11663599A
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English (en)
Inventor
Tomoyuki Inoue
智之 井上
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリントヘッドからインクを吐出させてプリ
ントを行うインクジェットプリント装置において、電気
熱変換素子の発生熱によりインク内に溶け込んだ空気が
溶出してヘッド内に残留気泡となり、インク吐出特性及
び画像に悪影響を与える問題点を解消する。 【解決手段】 このため、プリンタ本体の吸引動作に連
動して、プリントヘッド内の印字品位に悪影響を与える
滞留泡11を取り除くための容積可変式の共通液室9構
造を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被記録媒体に対し
てインクを吐出し記録画像を得るインクジェットプリン
トヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、数多くのプリント装置が使用され
るようになり、これらのプリント装置に対して、益々、
高速記録、高解像度、高画像品質、低騒音等が要求され
ている。このような要求に答えるプリント装置として、
前記インクジェットプリント装置を挙げることができ
る。このインクジェットプリント装置では、プリントヘ
ッドからインクを吐出させてプリントを行うために非接
触で印字が可能であり、このために非常に安定したプリ
ント画像を得ることができる。
【0003】今日一般的に用いられているインクジェッ
ト記録方式の一つに、吐出エネルギー発生素子として電
気熱変換素子を用いる方式がある。この方式の原理は、
電気熱変換素子に電気信号を与えることにより、電気熱
交換素子近傍のインクを瞬時にして沸騰させ、その時の
インクの相変化により生じる急激な気泡の成長によって
インク滴を高速に吐出させるものである。この方式は吐
出エネルギー発生素子のスペースをそれほど設けなくて
済み、インクジェットプリントヘッドの構造が単純で、
ノズルの集積化が容易であること等の利点がある。
【0004】一方で、この方式の短所としては、電気熱
交換素子の発生する熱によりインク内に溶け込んだ空気
が溶出しインクジェットプリントヘッド内の残留気泡と
なり、インク吐出特性及び画像に悪影響を与える。
【0005】従来、上記欠点を解決する方法としては、
吐出ノズルを残留気泡の悪影響を受け難い形状にした
り、プリンタ本体の吸引動作により、インクジェットプ
リントヘッド内の残留気泡を取り除く作業間隔を短くす
ることで対応していた。しかしながら、共通液室内のイ
ンク流の淀み部に上記吸引動作によって取り除くことが
できない気泡が残留することがあり、この淀み部に残っ
た泡が、インクを吐出することによって新たに発生泡を
合体吸収して更に大きく成長し、インク吐出特性及び画
像への悪影響を十分抑えることができていなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の課題
を解決すべく成されたもので、プリンタ本体の吸引動作
に連動し、インクジェットプリントヘッド内の印字品位
に悪影響を与える泡を取り除くために最適な液室構造
と、各インク吐出ノズルのリフィル周波特性を均一化す
るのに最適な液室構造に、プリンタ本体と連動して可逆
的に変化する構成の提供を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、下記の各項(1)〜(7)に示すいずれかのイン
クジェットプリントヘッドを提供することにより、前記
目的を達成しようとするものである。
【0008】(1)インク滴を吐出するために用いられ
るエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子
と、前記インク滴を吐出するインク吐出口と、前記複数
の吐出エネルギー発生素子を列状に配設すると共に、こ
れら吐出エネルギー発生素子の配列方向に沿って延在す
る貫通口から成るインク吐出口を有する基板と、前記イ
ンク供給口に連通する共通液室と、前記インク吐出口を
備える吐出プレートとを備え、前記基板と前記吐出プレ
ートとが接合され、これら基板と吐出プレートとの間に
前記インク吐出口とインク供給口とを連通するインク流
路が形成されたインクジェットプリントヘッドにおい
て、前記共通液室の構造が、前記基板に接続して流路を
構成する液室構成手段を有し、この液室構成手段の形状
あるいは容積が可変であることを特徴とするインクジェ
ットプリントヘッド。
【0009】(2)インク滴を吐出するために用いられ
るエネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子
と、前記インク滴を吐出するインク吐出口と、前記複数
の吐出エネルギー発生素子を列状に配設すると共に、こ
れら吐出エネルギー発生素子の配列方向に沿って延在す
る貫通口から成るインク吐出口を有する基板と、前記イ
ンク供給口に連通する共通液室と、前記インク吐出口を
備える吐出プレートとを備え、前記基板と前記吐出プレ
ートとが接合され、これら基板と吐出プレートとの間に
前記インク吐出口とインク供給口とを連通するインク流
路が形成されたインクジェットプリントヘッドにおい
て、前記共通液室の構造が、前記基板に接続して流路を
構成する液室構成手段を有し、この液室構成手段の形状
あるいは容積を変化させるのに、温度を用いて制御する
ことができる手段を有することを特徴とするインクジェ
ットプリントヘッド。
【0010】(3)前記共通液室の構造が、前記基板に
接続して前記流路を構成する前記液室構成手段を有し、
この液室構成手段の形状あるいは容積を変化させるのに
電磁気力を用いて制御することができる手段を有するこ
とを特徴とする前項(2)記載のインクジェットプリン
トヘッド。
【0011】(4)前記共通液室の構造が、前記基板に
接続して前記流路を構成する前記液室構成手段を有し、
この液室構成手段の形状あるいは容積を変化させるのに
弾性力を用いて制御することができる手段を有すること
を特徴とする前項(2)記載のインクジェットプリント
ヘッド。
【0012】(5)前記共通液室の構造変化は、インク
流の淀み部を解消するように、前記共通液室自体が圧縮
されることを特徴とする前項(1)ないし(4)のいず
れか記載のインクジェットプリントヘッド。
【0013】(6)前記共通液室に前記インク流の淀み
部を解消するように、インク流抵抗部材を設けることを
特徴とする前項(1)ないし(4)のいずれか記載のイ
ンクジェットプリントヘッド。
【0014】(7)前記共通液室に前記インク流の淀み
部を解消するように、インク流遮断部材を設けることを
特徴とする前項(1)ないし(4)のいずれか記載のイ
ンクジェットプリントヘッド。
【0015】
【作用】以上のような本発明構成により、前記吐出エネ
ルギー発生素子の駆動によって発生する熱によりインク
内に溶け込んだ空気が溶出し、共通液室内のインク流の
淀み部に滞留した泡を、プリンタ本体吸引動作によって
取り除くために、共通液室の構造を、上記淀み部を解消
するように変化させるよう構成すると共に、また、この
本体回復動作によれば、必要な廃インク量を最小限に抑
えることができ、環境に優しく、稼働コストの低いプリ
ンタを提供することができ、更に、プリンタ本体の寿命
を延ばすことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明に
係る実施形態を複数の実施例に基づいて詳細に説明す
る。
【0017】
【実施例】(実施例1)図1は、本発明の実施形態を示
すインクジェットプリントヘッドの模式図であり、図2
にそのA−A断面図及び図3,にそれぞれそのA′
−A′断面図を示す。図2,図3において、吐出口4は
それぞれ上を向いている。図中、6は基板、4aは各吐
出口列を示す。
【0018】図2のA−A断面図中において基板6に
は、155μm×11mmの長溝状の貫通口から成るイ
ンク供給口3があり、このインク供給口3の長手方向の
両側に吐出エネルギー発生素子である電気熱交換素子1
がそれぞれ一列ずつ128個が千鳥状に300dpiの
ピッチで配列されている。この基板6上には、インク流
路を形成するためのインク流路壁となる高さ12μmの
被覆樹脂層2が設けられており、この被覆樹脂層2上
に、吐出口4を備える厚さ9μmの吐出プレート5が備
えられている。
【0019】また、図3に示す図1のA′−A′断面図
中において、図3は通常インク吐出記録時の共通液室
の様子を、図3は、プリンタ本体による吸引回復時の
共通液室の様子の各断面図を示している。
【0020】7は、伸縮自在の材質または例えば蛇腹の
構造を持ち、基板6に接続したインク遮断壁である。こ
のインク遮断壁7と前記基板6と前記吐出プレート5と
が接合され基板6と吐出プレート5との間に、前記イン
ク吐出口4とインク供給口8とを連通する共通液室9を
形成している。
【0021】図3のような状態では共通液室9内は吐
出するインク滴10に比べて十分に多くのインクを充填
しており、吐出エネルギー発生素子の駆動によって発生
する熱によりインク内に溶け込んだ空気が溶出して滞留
する泡11を淀み部に留めておくことができる。
【0022】図3においてはこの共通液室9がプリン
タ本体吸引回復キャップ12の押付け圧により圧縮さ
れ、インク流の淀み部を解消した状態で滞留している泡
をインクと共に吸い出す。前記吸引回復後、元の通常吐
出状態(図3)に戻すための手段を示したものが伸縮
棒13である。
【0023】図例の伸縮棒13は一例としてばねを用い
た3段式の構成を示したが、これのみに限定されるもの
でなく、この伸縮を制御するのに、熱を使っても良い
し、電磁力、弾性力など用いる構成であっても良い。
【0024】(実施例2)前記図1は、前記実施例1に
おけると同様に、本発明の実施形態を示すインクジェッ
トプリントヘッドの模式図であり、本実施例2における
図1のA−A断面図及び本実施例2における図4,
にA′−A′断面図を示す。図2,図4において、吐出
口4はそれぞれ上を向いている。図1のA−A断面図を
示す図2は前記実施例1と同様である。
【0025】図4のA′−A′断面図中において、図4
は、通常インク吐出時の共通液室の様子を、図4
は、プリンタ本体による吸引回復時の共通液室の様子の
各断面図を示している。
【0026】基板6と吐出プレート5、更にバイメタル
や形状記憶合金14を用いて図中紙面上をスライドでき
る可動部材15との間に前記インク吐出口4とインク供
給口8とを連通する共通液室9を形成している。
【0027】図4のような状態では、共通液室9内
は、吐出するインク滴10に比べて十分に多くのインク
を充填しており、不図示の吐出エネルギー発生素子の駆
動によって発生する熱によりインク内に溶け込んだ空気
が溶出して滞留する泡11を淀み部に留めておくことが
できる。
【0028】図4においては、この共通液室9が、温
度によって制御できる可動部材が共通液室9の容積を減
らす方向にスライドすることにより圧縮され、インク流
の淀み部を解消した状態で滞留している泡11をインク
と共に吸い出す。前記吸引回復後、元の通常インク吐出
状態に戻すには、温度によって制御できる可動部材15
が共通液室9の容積を減らす方向にスライドする。
【0029】(実施例3)図5は本発明の第3の実施形
態を示すインクジェットプリントヘッドの模式図であ
り、図1中のA′−A′断面図を示している。図5
は、通常インク吐出記録時の共通液室の様子を、図5
はプリンタ本体による吸引回復時の共通液室の様子を示
す各断面図である。なお、図1中のA−A断面図である
図2は共用するものとする。
【0030】基板6と吐出プレート5とインク流路遮断
部材17及びインク流抵抗部材18と、更に図中紙面と
平行にスライドできる例えばアルミナ製の可動部材16
との間に前記インク吐出口4とインク供給口20とを連
通する共通液室9を形成している。
【0031】図5に示すように、通常インク吐出記録
時では、共通液室9内に、不図示の吐出エネルギー発生
素子2の駆動によって発生する熱及び圧力波により、イ
ンク内に溶け込んだ空気が溶出して滞留泡11が発生す
る。発生した泡が局在し大きく成長させないために、イ
ンク流抵抗部材18を設け、インク流を乱流にして淀み
部を解消する。
【0032】また、インク流が中央部と端部とで均一に
なるように、インク流抵抗部材18の形状・大きさは、
機能を損なわない範囲で、本実施例3以外でも考えられ
るが、それらは本発明の範疇内とする。
【0033】なお、図5中、19はチップ基板として
のアルミナプレートを示す。
【0034】図5に示すように、プリンタ本体による
吸引回復時においては、紙面と平行にスライドできる可
動部材16が、インク流路遮断部材17に当接するまで
垂直にスライドし、新たなインク流路21を形成する。
この流路に吸引回復用のインクが流れることによってイ
ンク吐出記録時に淀み易い部位に滞留した泡をインクと
共に吸い出すよう作動する。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インク吐出口と、この吐出口に連通する流路と、この流
路にインクを供給するための共通液室と、前記流路に対
応して設けられたインクを吐出するためのエネルギーを
発生する吐出エネルギー発生素子と、前記共通液室にイ
ンクを供給するための供給路とを有し、前記吐出エネル
ギー発生素子の駆動によって発生する熱によりインク内
に溶け込んだ空気が溶出し、共通液室内のインク流の淀
み部に滞留した泡を、プリンタ本体吸引動作によって取
り除くために、共通液室の構造を淀み部を解消するよう
に変化させるよう構成すると共に、また、この本体回復
動作によれば、必要な廃インク量を最小限に抑えること
ができ、環境に優しく、稼働コストの低いプリンタを提
供することができる。また更に、プリンタ本体の寿命を
延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 各実施例のインクジェットプリントヘッドの
模式図
【図2】 図1のA−A断面図
【図3】 実施例1の図1A′−A′断面図、通常の
インク吐出記録時の共通液室部断面図、プリンタ本体
による吸引回復時の共通液室部断面図
【図4】 実施例2の図1A′−A′断面図、通常の
インク吐出記録時の共通液室部断面図、プリンタ本体
による吸引回復時の共通液室部断面図
【図5】 実施例3の図1A′−A′断面図、通常の
インク吐出記録時の共通液室部断面図、プリンタ本体
による吸引回復時の共通液室部断面図
【符号の説明】
1 電気熱変換素子 2 被覆樹脂層 3 インク供給口 4 吐出口 4a 吐出口列 5 吐出プレート(インク吐出ノズル形成済み) 6 基板 7 インク遮断壁(伸縮材) 8 インク供給口 9 共通液室 10 インク滴 11 滞留泡 12 プリンタ本体吸引回復キャップ 13 伸縮棒 14 バイメタル 15 可動部材 16 可動部材 17 インク流路遮断部材 18 インク流抵抗部材 19 アルミナプレート 20 インク供給口 21 インク流路

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インク滴を吐出するために用いられるエ
    ネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子と、
    前記インク滴を吐出するインク吐出口と、前記複数の吐
    出エネルギー発生素子を列状に配設すると共に、これら
    吐出エネルギー発生素子の配列方向に沿って延在する貫
    通口から成るインク吐出口を有する基板と、前記インク
    供給口に連通する共通液室と、前記インク吐出口を備え
    る吐出プレートとを備え、前記基板と前記吐出プレート
    とが接合され、これら基板と吐出プレートとの間に前記
    インク吐出口とインク供給口とを連通するインク流路が
    形成されたインクジェットプリントヘッドにおいて、 前記共通液室の構造が、前記基板に接続して流路を構成
    する液室構成手段を有し、この液室構成手段の形状ある
    いは容積が可変であることを特徴とするインクジェット
    プリントヘッド。
  2. 【請求項2】 インク滴を吐出するために用いられるエ
    ネルギーを発生する複数の吐出エネルギー発生素子と、
    前記インク滴を吐出するインク吐出口と、前記複数の吐
    出エネルギー発生素子を列状に配設すると共に、これら
    吐出エネルギー発生素子の配列方向に沿って延在する貫
    通口から成るインク吐出口を有する基板と、前記インク
    供給口に連通する共通液室と、前記インク吐出口を備え
    る吐出プレートとを備え、前記基板と前記吐出プレート
    とが接合され、これら基板と吐出プレートとの間に前記
    インク吐出口とインク供給口とを連通するインク流路が
    形成されたインクジェットプリントヘッドにおいて、 前記共通液室の構造が、前記基板に接続して流路を構成
    する液室構成手段を有し、この液室構成手段の形状ある
    いは容積を変化させるのに、温度を用いて制御すること
    ができる手段を有することを特徴とするインクジェット
    プリントヘッド。
  3. 【請求項3】 前記共通液室の構造が、前記基板に接続
    して前記流路を構成する前記液室構成手段を有し、この
    液室構成手段の形状あるいは容積を変化させるのに電磁
    気力を用いて制御することができる手段を有することを
    特徴とする請求項2記載のインクジェットプリントヘッ
    ド。
  4. 【請求項4】 前記共通液室の構造が、前記基板に接続
    して前記流路を構成する前記液室構成手段を有し、この
    液室構成手段の形状あるいは容積を変化させるのに弾性
    力を用いて制御することができる手段を有することを特
    徴とする請求項2記載のインクジェットプリントヘッ
    ド。
  5. 【請求項5】 前記共通液室の構造変化は、インク流の
    淀み部を解消するように、前記共通液室自体が圧縮され
    ることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか記載の
    インクジェットプリントヘッド。
  6. 【請求項6】 前記共通液室に前記インク流の淀み部を
    解消するように、インク流抵抗部材を設けることを特徴
    とする請求項1ないし4のいずれか記載のインクジェッ
    トプリントヘッド。
  7. 【請求項7】 前記共通液室に前記インク流の淀み部を
    解消するように、インク流遮断部材を設けることを特徴
    とする請求項1ないし4のいずれか記載のインクジェッ
    トプリントヘッド。
JP11663599A 1999-04-23 1999-04-23 インクジェットプリントヘッド Withdrawn JP2000301721A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006182016A (ja) * 2004-12-03 2006-07-13 Konica Minolta Holdings Inc インクジェットヘッド

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Effective date: 20060704