JP2607274B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

インクジェット記録ヘッド

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JP2607274B2 JP63151080A JP15108088A JP2607274B2 JP 2607274 B2 JP2607274 B2 JP 2607274B2 JP 63151080 A JP63151080 A JP 63151080A JP 15108088 A JP15108088 A JP 15108088A JP 2607274 B2 JP2607274 B2 JP 2607274B2
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
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    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
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    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/19Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インクを吐出してインクの液滴を形成し、
それを紙等の被記録材に付着させて記録を行なうインク
ジェット記録装置に用いる記録ヘッドに関する。
〔従来の技術〕
インクジェット記録法は、記録ヘッドに設けたオリフ
ィスからインク(記録用液体)を吐出させ、インク滴を
形成し、これを紙等の被記録材に付着させて記録を行な
う記録方法であり、騒音の発生が極めて少なく、かつ高
速記録が可能であり、しかも普通紙など特別な構成の記
録用の紙を用いる必要がないなど、多くの利点を有して
おり、種々のタイプの記録ヘッドが開発されている。
このインクジェット記録方法におけるインク吐出方式
には、圧電素子の変形による流路内の圧力変化を利用し
たもの、あるいは加圧されたインクを圧電素子により振
動を与え液滴流とし、これに電極により電荷を与え液滴
のうち必要なもののみ偏向させて記録を行なうものなど
インク吐出エネルギー発生体に圧電素子を用いた方式、
あるいは液流路内に発熱素子を設け、インクを急激に加
熱し、生ずる気泡の力によって液滴を吐出させるインク
吐出エネルギー発生体に発熱素子を用いた方式といった
ように種々の方式を挙げることができる。
このようなインクジェット記録法に用いる記録ヘッド
の吐出エネルギー発生体として電気熱変換体を用いた場
合の吐出液滴形成部付近の代表的構成を第2図の断面図
に示す。
この記録ヘッドは、表面を酸化したsiなどからなる基
板1上に、インクを吐出するための熱エネルギーを発生
するための一対のAl等からなる電極(3)とHfB2等から
なる発熱抵抗体9とを有する電気熱変換体を配置し、更
に最終的に流路6と液室11の下に位置する発熱抵抗体9
と電極3の上部にSiO2等からなる保護層4を設け、これ
に流路6、液室11が形成された樹脂やガラスなどから形
成した天板5を接合した構成を有する。
この記録ヘッドにおけるインクの吐出エネルギーは、
一対の電極3とこれら電極間に位置する発熱抵抗体9と
を有する電気熱変換体によって付与される。すなわち、
電極3に電流を印加して、発熱抵抗体9を発熱させる
と、発熱抵抗体9付近にある流路6中のインクが瞬間的
に加熱されてそこに気泡が発生し、その気泡の発生によ
る瞬間的な体積膨張と収縮から消滅に至る体積変化によ
ってオリフィス7からインクの液滴が吐出される。
なお、このタイプの記録ヘッドでは、必要に応じて、
発熱抵抗体9上部に、耐キャビテーション層や、その下
部に蓄熱層が設けられる。また、流路6とオリフィス7
は、この例では、流路6でのインクの流れ方向と、オリ
フィス7からのインク滴の吐出方向が同一となるような
位置関係で設けられているが、これらの方向を異なるよ
うにこれらを配置する場合もある。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述したような構成の記録ヘッドにおいては、液室内
にインクを供給する時に気泡が取り残されたり、また記
録ヘッドの使用中に新たに気泡が発生し、それがオリフ
ィスに連通する流路の液室での開口部付近に滞留した場
合に、オリフィスからのインクの吐出不良を起こすとい
う問題があった。特に、上述のような発熱抵抗体を用い
た記録ヘッドでは、このような気泡の発生がより顕著で
あった。
すなわち、上述したようにインクジェット記録ヘッド
は、通常、吐出エネルギー発生体を有する基板にオリフ
ィスに連通した流路や液室を構成する天板を接合して形
成されるので、その構造上液室での流路の開口部付近
[例えば第3図(B)の流路6と液室11との境界部]に
段差が生じ易く、そこに気泡が特に滞留し易い。
そこで、このような気泡の滞留に対して、種々の手段
が講じられているが、必ずしも十分な効果が得られてい
ないのが現状である。
例えば、第3図(A)および(B)に示すように液室
11上部に気泡を溜ることができる空間11aを設け、液室1
1内で発生し、合体して容積が増えてその浮力によって
上昇した気泡をその空間11aに収容し、気泡の流路への
影響を排除する方法があるが、液室や流路を構成する壁
面への気泡の付着力が強いと、気泡自身の浮力による上
昇が十分に期待できず、所望とする効果が得られない。
そこで、液室11に一対の連通孔10a、10bを設け、記録
に使用する時にはその少なくとも一方をインク供給口と
して利用し、使用しない時にはその一方からインクを流
入させ、他の一方からインクを流出させて、これら連通
孔間にインク流を形成し、その流れによって、流路6の
開口部付近に付着した気泡を除去し、上述のような問題
を排除する方法がある。
ところが、このような方法を用いても、十分な効果が
得られない場合が認められた。
本発明者はこのような問題点を解決するために、従来
の記録ヘッドにおいては上述の連通孔間の流れを考慮し
た液室の形状や連通孔の位置関係について充分な検討が
なされていないことに着目し、液室の形状と連通孔間の
液体の流れについて種々の検討を行なった結果、オリフ
ィスに連通した流路の液室側開口部付近に滞留する気泡
を効果的に排除できる液室の構成を完成し、本発明に到
達した。
本発明の目的は、液室内に滞留した気泡の悪影響を簡
易な操作で効果的に排除できる構成を有するインクジェ
ット記録ヘッドを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は以下の本発明によって達成することができ
る。
すなわち、本発明は、インクを吐出するためのオリフ
ィスと、該オリフィスに連通し、インクを吐出させるた
めのエネルギーがインクに作用する部分を有する流路
と、該吐出エネルギーを発生するためのエネルギー発生
体と、前記流路の開口部が設けられたインクを貯え得る
液室と、該液室の内部をその外部と連通する連通孔とを
有するインクジェット記録ヘッドにおいて、 a)前記液室の天井の少なくとも一部を前記流路の天井
よりも高く設けるとともに、 b)前記液室内に、前記連通孔を少なくとも1組設け、
その一方を液体流入口として液体を流入させ、かつ他の
一方を液体流出口として該液体を流出させてこれら連通
孔間に該液体の流れを形成した際に、これら連通孔間を
直線的に結ぶ液体流の障害となって該液体の流れを前記
流路の液室での開口部方向に誘導する誘導壁を設けたこ
とを特徴とする。
本発明のインクジェット記録ヘッドにおいては、気泡
排除のための液流形成に利用し得る連通孔の開口位置に
対応させて液室内に液室内に形成した液体流を誘導する
誘導壁を設け、その作用によって、液体流入口として用
いられた連通孔からの液体の流れが、オリフィスに連通
する流路の液室側開口部付近に効果的に当り、そこに滞
留した気泡を効果的に取り除けるようになっている。し
かも、液室上部には、気泡を収容する空間が設けられて
いるので、液室側面から排除した気泡をそこに収容する
ことでも、気泡のインク吐出への影響を排除できる。
〔実施例〕
以下図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
第1図は本発明のインクジェット記録ヘッドの一例を
示す図であり、第1図(A)は液室11と吐出液滴形成部
12とを破線で示した平面図、第1図(B)は第1図
(A)におけるA−A線に沿った断面図である。
本発明のインクジェット記録ヘッドの液室11には、上
述した気泡除去のための液体流を形成するのに使用し得
る連通孔10a、10bと、これら連通孔を直線的に結ぶ液体
流の障害となり、かつこれら連通孔間の液体流を流路6
の液室11側開口部方向へ誘導する誘導する誘導壁11bと
が設けられている。なお、本実施例においては流路6の
液室11側開口部の側方にさらに液体の流れを導く壁11c
を設けている。
また、液室11の天井の少なくとも一部は流路6の天井
よりも高く形成され、液室11上部に気泡を収容するに十
分な空間11aが形成されている。
このような構成によって、液室11内に、特に流路6の
液室11側開口部付近に滞留した気泡を効果的に除去で
き、そのインク吐出への悪影響を排除できる。
すなわち、記録ヘッドの使用を一時停止して、例えば
連通孔10aからインクを所定圧で流入させ、かつ連通孔1
0bからインクを流出させると、矢印のようなインク流を
形成できる。その際、誘導壁11b、11cの作用によって、
インク流を流路6の液室11側開口部付近に効果的に当て
ることができ、そこに滞留した気泡を容易に取り除くこ
とができる。
一方、流路6の液室11側開口部付近から除去された気
泡は、液体流出口としての連通孔10bからインクの流れ
とともに収容したり、また液室上部の空間11aへ浮上さ
せて、そこへ収容し、気泡の先に述べたようなインク吐
出への影響を十分に排除できる。
なお、これら誘導壁の形状や連通孔の位置あるいは液
室上部の構造は、上記のような効果が得られるように、
オリフィスの配列数や流路の構造など記録ヘッドの構成
や機能、あるいは記録ヘッドの各部分、特に液室やオリ
フィスに連通する流路を構成する部分の材質の種類など
に応じて適宜選択すれば良い。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、本発明のインクジェット記録
ヘッドにおいては、液室に設けた誘導壁の作用によっ
て、液室内に起した液体流が効果的に流路の液室側開口
部付近に当たるようになり、そこに滞留した気泡を容易
に取り除くことがでる。その結果、良好なインク吐出状
態の維持や、気泡の滞留による吐出不良が生じた際の機
能回復処理が極めて容易となる。
また、液体流によって取り除かれた気泡は液室上部に
設けられた空間に収容され、そのインク吐出への影響が
効果的に排除され得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のインクジェット記録ヘッドの一例を示
す図であり、第1図(A)は液室及び吐出液滴形成部を
破線で示した平面図であり、第1図(B)は第1図
(A)におけるA−A線に沿った断面図である。第2図
はインクジェット記録ヘッドの吐出液滴形成部付近の代
表的構成を示す断面図である。第3図は従来の記録ヘッ
ドの液室の構成を示した図であり、第3図(A)は液室
及び吐出液滴形成部を破線で示した平面図であり、第3
図(B)は第3図(A)におけるA−A線に沿った断面
図である。 1:基体、2:発熱抵抗体層 3:電極(層)、4:保護層 5:天板、6:流路 7:オリフィス 9:発熱抵抗体 10、10a、10b:連通孔 11:液室 11a:空間、11b、11c:誘導壁 12:吐出液滴形成部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクを吐出するためのオリフィスと、該
    オリフィスに連通し、インクを吐出させるために利用さ
    れるエネルギーがインクに作用する部分を有する流路
    と、前記エネルギーを発生するエネルギー発生素子と、
    前記流路への開口部が設けられたインクを貯え得る液室
    と、該液室の内部をその外部と連通する連通孔とを有す
    るインクジェット記録ヘッドにおいて、 a)前記液室の天井の少なくとも一部を前記流路の天井
    よりも高く設けるとともに、 b)前記液室内に、前記連通孔を少なくとも1組設け、
    その一方を液体流入口として液体を流入させ、かつ他の
    一方を液体流出口として該液体を流出させてこれら連通
    孔間に該液体の流れを形成した際に、これら連通孔間を
    直線的に結ぶ液体流の障害となって該液体の流れを前記
    流路の液室での開口部方向に誘導する誘導壁を設けた 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】前記吐出エネルギー発生体が発熱により前
    記吐出エネルギーを発生するものである請求項1記載の
    インクジェット記録ヘッド。
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