JP2883113B2 - Inkjet printhead - Google Patents

Inkjet printhead

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JP2883113B2
JP2883113B2 JP21826689A JP21826689A JP2883113B2 JP 2883113 B2 JP2883113 B2 JP 2883113B2 JP 21826689 A JP21826689 A JP 21826689A JP 21826689 A JP21826689 A JP 21826689A JP 2883113 B2 JP2883113 B2 JP 2883113B2
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JP
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Grant
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recess
ink
bubble
wall
heat generating
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JP21826689A
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幸久 小泉
美彦 弥勒
雅樹 片岡
耕三 細貝
雅彦 藤井
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富士ゼロックス株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、インクジェットプリンターの記録ヘッド、 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (INDUSTRIAL FIELD) The present invention is of an ink jet printer recording head,
特にサーマルインクジェットの記録ヘッドに関する。 Particularly it relates to a thermal ink jet recording head.

(従来の技術) インクジェットプリンターは、小型で低騒音であり、 (Prior art) ink jet printers, a low noise small,
カラー化が容易である等の利点を有している。 Colorization has the advantage of equal easy. これに用いられるインクジェットヘッドとしては、種々の方式のものがあるが、サーマルインクジェットヘッドは、マルチノズル化が容易であるため、特にカラー化に適するが、バブルの消滅時のキャビテーションダメージにより、ヒーターが故障する問題点を有している。 The inkjet head used in this, there are various methods, thermal inkjet head, because the multi-nozzle is easy, but particularly suitable for colorization, the cavitation damage at the disappearance of the bubble, heater It has a failure to problems. この対策として、特開昭63−191648号公報に記載されたサーマルヘッドは、ヒーター上に保護層を設け、キャビテーションダメージに対し、ヒーターを保護している。 As a countermeasure, the thermal head described in JP-A-63-191648, a protective layer provided on the heater, to cavitation damage, to protect the heater. また、特開昭63−189243号公報のものは、キャビテーションの集中するヒーターの中央部分に、ヒーターを設けないようヒーターの形状に工夫をしたものである。 Moreover, those of JP-A-63-189243, the central portion of the concentrate to the heater of cavitation is obtained by the devised shape of the heater so without the heater.

しかし、保護層を設けることにより高い発熱量が必要になり、コゲーション(インクの分解または変質によりヒーター上にこげつきが生じインクが吐出しなくなる現象)の問題を発生させる。 However, higher heating value by providing a protective layer is required, causing the problem of kogation (phenomenon scorching on heater ink occurs can no longer be ejected by decomposition or alteration of the ink). ヒーターの中央部分にヒーターを設けないようにすると、ヒーターの外形は大きくなり、マルチノズル化の面からは、必ずしも得策ということはできない。 By not providing a heater in the central portion of the heater, the outer shape of the heater increases, in view of the multi-nozzle can not necessarily mean that expedient.

特に、バブルを発熱素子の上方に集中して発生させるようにするために、基板に凹部(ピット)を設け、その底部に発熱素子2を配置した第4図(A)に示すようなインクジェットプリントヘッドの場合は、(B)図に示すように、上方に発生した気泡(バブル)7は、消滅の過程においては、(C)(D)図に示すように、ノズル近傍のインクの後退の圧力のため、凹部前方の壁3よりは、後方の壁4方向に移動し、発熱素子2の後方の隅部において、消滅する。 In particular, in order to generate concentrated bubbles above the heat generating element, a recess (pits) formed in the substrate, ink-jet printing as shown in FIG. 4 where the heat generating element 2 is disposed at the bottom thereof (A) for head, (B), as shown in FIG, bubbles generated in the upper (bubble) 7, in the course of disappearance, (C) (D) as shown, the vicinity of the nozzle ink recession for pressure, from the wall 3 of the recess forward, moves behind the wall four directions, the corners of the rear of the heat generating element 2, disappear. したがって、この部分にキャビテーションが発生し易く、発熱素子はダメージを受け易い構造となっていた。 Accordingly, easily cavitation is generated in this portion, the heating element had a structure easy to be damaged.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、発熱素子を設けた凹部を有するインクジェットプリントヘッドにおいて、キャビテーションダメージをなくすことにより、ヘッドの長寿命化をはかることを目的とするものである。 (INVENTION It is an object) The present invention has been made to solve the above problems, in an ink jet print head having a recess in which a heat generating element, by eliminating the cavitation damage of the head length it is an object of the present invention to achieve the service life.

(課題を解決するための手段) 本発明は、液体を噴出するための噴出口と、該噴出口に連通した液流路と、底部に発熱素子を設けた凹部とを有するインクジェットプリントヘッドにおいて、前記凹部の前方の壁は発熱素子の表面と同一平面に対して垂直状に形成され、前記凹部の後方の壁は、連続的または段階的に後退する部分が形成されて前記凹部の底面積より前記凹部の開口面積が大きくされていることを特徴とするものである。 (SUMMARY for a) the present invention includes a spout for ejecting liquid, the ink jet print head having a liquid flow path communicating with 該噴 outlet, and a recess having a heating element in the bottom, anterior wall of the recess is formed in a vertical manner with respect to the same plane as the surface of the heating element, the rear wall of the recess, the bottom area of ​​the recess continuously or stepwise backward portion is formed it is characterized in that the opening area of ​​the recess is larger.

(作 用) 液体を噴出するための噴出口と、該噴出口に連通した液流路と、底部に発熱素子を設けた凹部とを有するインクジェットプリントヘッドにおいて、凹部の断面形状を発熱素子に対して、非対称構造としたことにより、バブルの消滅位置が、一方の壁面に偏奇し、発熱素子の面上でバブルが消滅することを避けることができる。 And ejection port for ejecting (created for) liquid, a liquid flow path communicating with 該噴 outlet, the ink jet print head having a recess provided with a heating element in the bottom, with respect to the heat generating element a recess cross section Te, by which the asymmetric structure, disappearance position of the bubble, to deviate in one wall, a bubble on the surface of the heat generating element can be prevented from being extinguished.

(実施例) 第1図は、本発明の一実施例を説明するためのインクジェットプリントヘッドの断面図である。 (Example) FIG. 1 is a cross-sectional view of an ink jet printhead for explaining an embodiment of the present invention. 図中、1はポリイミド等の材料の基板、2は発熱素子、3は凹部の前方の壁、41は後方のテーパ状の壁、5はノズル、6はインク、7は気泡(バブル)である。 In the figure, 1 is a substrate material such as polyimide, the second heating element, 3 the front wall of the recess, is 41 behind the tapered wall, is 5 nozzle, 6 inks, 7 is a bubble (bubbles) .

第1図において、(A)図は、発熱素子2に通電されていない状態の図である。 In Figure 1, a diagram of a state of not being energized figure, the heating element 2 (A). (B)図は、印字信号が発熱素子2に加えられて気泡が発生した状態の図で、気泡によってインクに加えられた圧力により、インク滴がノズル5から、図示しない記録紙に向かって飛翔される。 (B) drawing, flying in the diagram a state in which the print signal bubbles is applied to the heat generating element 2 occurs by the pressure applied to the ink by the bubble, the ink droplets from the nozzle 5 toward the recording paper (not shown) It is.
(C)図は、インク滴の噴出後の状態をあらわし、発熱素子2に加えられた印字信号の消滅により、気泡7は急速に消滅の途をたどる。 (C) figure represents the state after ejection of ink droplets, the disappearance of the printing signal applied to the heat generating element 2, the bubble 7 follows the developing rapidly extinguished. (D)図は、消滅直前の気泡7 (D) figure, disappeared just before the bubble 7
を示す。 It is shown. (E)図は、気泡の消滅後の状態を示す図である。 (E) is a view showing a state after the extinction of the bubble.

気泡の発生時は、凹部の壁に沿って、ほぼ上方に成長しインクを噴出するが、消滅するときは、ノズル側とインクリザーバ側からインクが移動しながら気泡は急速に小さくなる。 Upon the occurrence of bubbles, along the wall of the recess, but to eject the ink grown substantially upwardly when disappears, bubble while moving the ink from the nozzle side and the ink reservoir side rapidly decreases. そして、ノズル部側の方が流体抵抗が小さいため、インク移動速度が早く、バブル全体がテーパ上の壁に偏って消滅していくことになり、キャビテーションダメージが分散され、ヒーターへのダメージがかなり小さくなる。 Since towards the nozzle side is smaller fluid resistance, faster ink moving speed, results in the entire bubble will disappear biased towards the wall of the tapered, cavitation damage is distributed, considerably damage to the heater smaller.

したがって、気泡の消滅時にキャビテーションが発生しても、発熱素子の表面を避けることができ、発熱素子2へのダメージは起こらない。 Therefore, even if cavitation occurs at the time of the disappearance of the bubble, it is possible to avoid the surface of the heating element, damage to the heating element 2 does not occur. この場合、前方の壁3及び発熱素子2の表面を、インク7に対してぬれ易く、後方のテーパ状の壁をインクに対してぬれ難いように表面のぬれ特性を選んでおけば、気泡を発熱素子2の後方の壁面で消滅させることがより確実となる。 In this case, the front wall 3 and the surface of the heat generating element 2, apt wetting the ink 7, the rear tapered wall if choose wetting properties of the surface as hard wetting the ink, air bubbles be extinguished behind the wall surface of the heat generating element 2 is more reliably.

第2図は、凹部の後方の壁の断面形状を別の形状とした他の実施例である。 Figure 2 shows another embodiment in which the rear wall of the cross-sectional shape of the recess and other shapes. 第1図と同様な部分については同一の符合を付した。 The same parts as Figure 1 denoted by the same reference numerals. この実施例では、凹部の後方の壁51 In this embodiment, the walls of the rear recess 51
の断面形状を、段部を設けた形状としたものである。 The cross-sectional shape is obtained by a shape having a stepped portion. 気泡の消滅時は、段差のついたピットにキャビテーションダメージが分散され、発熱素子2の表面上でキャビテーションが発生することを防止できる。 When annihilation of bubbles, cavitation damage is dispersed in a pit with a step, it can be prevented cavitation occurs on the surface of the heat generating element 2.

凹部3を基板1にフォットエッチングで形成する場合は、その製造が容易となる。 When forming a concave portion 3 on the substrate 1 by fogging DOO etching, the manufacturing becomes easy. インクに対する壁のぬれの物性は、第1図と同様とすることができる。 Properties of wetting of the walls for the ink may be the same as the first drawing.

第3図は、凹部の後方の壁43の断面形状を、さらに異なる形状とした実施例である。 Figure 3 is a cross-sectional shape of the rear wall 43 of the recess, an embodiment in which a further different shapes. 気泡7の消滅を発熱素子2から、より離れた場所で確実に行うようにするため、 From the heat generating element 2 the disappearance of the bubble 7, in order to reliably perform in a more remote location,
第2図における段部前方に斜面と突起を設けたものである。 It is provided with a slope and the projection on the front stepped portion of the second view.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、バブル消滅時のキャビテーションダメージが、基板のポリイミドピット層に分散、吸収され、発熱素子の表面にキャビテーション発生することがないので、過剰な加熱をしないですみ、コゲーションの問題も発生することはない。 As is clear from the description above (Effect of the Invention) According to the present invention, the cavitation damage during bubble disappearance, dispersed in polyimide pit layer of the substrate is absorbed, it is not to cavitation on the surface of the heating element since, corner without excessive heating, kogation problem does not occur. このため、キャビテーション、コゲーションによる故障がなくなり、ヘッドの寿命を大幅に延ばすことができる効果がある。 Therefore, cavitation, there is no failure due to kogation, the effect of the life of the head can be extended considerably.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

第1図乃至第3図は、本発明のインクジェットプリントヘッドのそれぞれ異なる実施例の断面図、第4図は、従来例のインクジェットプリントヘッドの断面図である。 Figure 1 through Figure 3 is a cross-sectional view of a different embodiment of an ink jet print head of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of an ink jet printhead of the prior art. 1……基板、2……発熱素子、3……凹部の前方の壁、 1 ...... substrate, 2 ...... heating element, 3 ...... anterior wall of the recess,
41,42,43……凹部の後方の壁、5……ノズル、6……インク、7……気泡(バブル)。 41, 42, 43 ...... recess of the rear wall, 5 ...... nozzles, 6 ...... ink, 7 ...... bubble (bubbles).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 雅彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 細貝 耕三 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−222854(JP,A) 特開 平2−99334(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 6 ,DB名) B41J 2/05 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Masahiko Fujii Ebina, Kanagawa Prefecture Hongo 2274 address Fuji Xerox Co., Ltd. Ebina house (72) inventor Kozo Hosogai Ebina, Kanagawa Prefecture Hongo 2274 address Fuji Xerox Co., Ltd. Ebina house (56) reference Patent Sho 62-222854 (JP, a) JP flat 2-99334 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 6, DB name) B41J 2/05

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】液体を噴出するための噴出口と、該噴出口に連通した液流路と、底部に発熱素子を設けた凹部とを有するインクジェットプリントヘッドにおいて、前記凹部の前方の壁は発熱素子の表面と同一平面に対して垂直状に形成され、前記凹部の後方の壁は、連続的または段階的に後退する部分が形成されて前記凹部の底面積より前記凹部の開口面積が大きくされていることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。 And 1. A spout for ejecting liquid, a liquid flow path communicating with 該噴 outlet, the ink jet print head having a recess provided with a heating element to the bottom, front wall of the recess heating is formed in a vertical manner with respect to the same plane as the surface of the element, the rear wall of the recess, an opening area of ​​the recess than the bottom area of ​​the recess continuously or stepwise backward portion is formed is larger and inkjet printhead, characterized in that are.
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