JP2885231B2 - Inkjet printer head - Google Patents

Inkjet printer head

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JP2885231B2
JP2885231B2 JP15691997A JP15691997A JP2885231B2 JP 2885231 B2 JP2885231 B2 JP 2885231B2 JP 15691997 A JP15691997 A JP 15691997A JP 15691997 A JP15691997 A JP 15691997A JP 2885231 B2 JP2885231 B2 JP 2885231B2
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JP
Japan
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ink
side frame
heating element
printer head
nozzle
Prior art date
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斉 今宮
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに関し、特にサーマルインクジェットプリンタの
ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet printer, and more particularly to a thermal ink jet printer head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、サーマル方式のインクジェットプ
リンタのヘッドは、図5に示すように、ノズル11が設
けられたノズル側枠体12と、発熱体13が設けられた
発熱体側枠体14との間にインク15を充填したもの
で、発熱体13を発熱させることにより近傍のインク1
5を加熱して気化させ、その気化における膨張する力で
インク15をノズル11から噴出させている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 5, a head of a thermal type ink jet printer includes a nozzle frame 12 provided with a nozzle 11 and a heating frame 14 provided with a heating element 13. As shown in FIG. The ink 15 is filled in the gap, and the heating element 13 is heated to generate the ink 1 in the vicinity.
5 is heated and vaporized, and the ink 15 is ejected from the nozzle 11 by the expanding force in the vaporization.

【0003】また、特開平2−217250号公報にお
いては、吹き出した透明のインクを染色蒸気の中を通す
ことによって、インクを着色して印刷するインクジェッ
ト記録方式が提案されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-217250 proposes an ink jet recording system in which a blown transparent ink is passed through a dye vapor to color and print the ink.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のサーマル方式のインクジェットプリンタのヘッ
ドにおいては、発熱体でインクを直接加熱して気化させ
ていたので種々の問題があった。すなわち、インクは発
熱体で直接加熱されるので、加熱による変質がないこ
と、発熱体の熱により気化しインクを噴射する力が得ら
れること等の特性が求められている。したがって、これ
らの加熱に対する特性を満足する範囲でインクを選択し
なければならなかった。その結果、インクを選択する範
囲が狭く、インクには、紙ににじまないこと、発色がよ
いこと等も求められているが、これらの良好な特性のイ
ンクを選択することができなかった。
However, in the head of the above-mentioned conventional thermal type ink jet printer, there are various problems since the ink is directly heated and vaporized by the heating element. That is, since the ink is directly heated by the heating element, characteristics such as no deterioration due to the heating, and the ability to obtain a force for vaporizing the ink by the heat of the heating element and ejecting the ink are required. Therefore, the ink had to be selected within a range that satisfies these heating characteristics. As a result, the range for selecting the ink is narrow, and it is required that the ink does not spread on paper and that the ink has good color development. However, it was not possible to select an ink having such good characteristics.

【0005】また、特開平2−217250号公報に開
示されているインクジェット記録方式は、透明インクが
着色されなければならないため、透明インクに染色蒸気
との親和性が求められることになる。したがって、この
染色蒸気との親和性が良好な範囲でしかインクを選択で
きないものであった。また、インクを染色蒸気の中を通
すことにより、インク自体が飛び散る可能性が高くな
り、印刷品質が落ちてしまうものであり、また、蒸気を
出す機構などが必要であるので、構造が複雑になってし
まうものであった。
In the ink jet recording system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-217250, since the transparent ink must be colored, the transparent ink is required to have an affinity for dye vapor. Therefore, an ink can be selected only in a range having a good affinity for the dye vapor. In addition, by passing the ink through the dye vapor, the ink itself is more likely to scatter and the print quality is degraded. It was something that would be.

【0006】本発明は、上記問題点にかんがみてなされ
たものであり、インクを直接加熱せず、インクとは別の
気化用液体を加熱することによりインクを噴出させるよ
うにし、インクを広い範囲から自由に好適なもの選択す
ることができ、しかも、印刷品質がよく、かつ、構造も
簡単なインクジェットプリンタヘッドの提供を目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and does not directly heat the ink, but ejects the ink by heating a vaporizing liquid other than the ink. It is an object of the present invention to provide an ink jet printer head which can freely select a suitable one from among the above, and which has a good print quality and a simple structure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のインクジェットプリンタヘッドは、ノズル
側枠体と、発熱体側枠体と、これらのノズル側枠体と発
熱体側枠体との間に配置された分離層と、ノズル側枠
体、発熱体側枠体及び分離層にそれぞれ対応して設けら
れたノズル、分離層孔及び発熱体と、ノズル側枠体と分
離層との間に充填されたインクと、分離層と発熱体側枠
体との間に充填された気化用液体とを有する構成として
ある。
In order to achieve the above object, an ink jet printer head according to the present invention comprises a nozzle side frame, a heating element side frame, and a space between the nozzle side frame and the heating element side frame. And the nozzle, the separation layer holes and the heating element provided corresponding to the nozzle side frame, the heating element side frame and the separation layer, respectively, and the space between the nozzle side frame and the separation layer. And a vaporized liquid filled between the separation layer and the heating element side frame.

【0008】本発明のインクジェットプリンタヘッドに
おいては、印刷データにしたがって電流が供給された発
熱体が発熱して近傍の気化用液体を加熱する。加熱され
た気化用液体は沸点に達し、気泡を発生する。加熱がさ
らに続き気泡が大きくなり、分離孔を通ってインク内に
進入してインクを押す。気泡に押されたインクは、ノズ
ルより押し出されヘッドの外へ出て行く。この出て行く
インクは、さらに気泡で押されて、インク滴となり噴射
される。噴射されたインク滴は、用紙に付着し1ドット
を形成する。以後、この動作を繰り返し、ドットで文字
や図形などを形成する。
In the ink jet printer head of the present invention, the heating element to which the current is supplied according to the print data generates heat and heats the nearby vaporizing liquid. The heated vaporizing liquid reaches the boiling point and generates bubbles. Heating continues and the bubbles grow larger and penetrate into the ink through the separation holes to push the ink. The ink pushed by the bubbles is pushed out of the nozzle and goes out of the head. The outgoing ink is further pushed by air bubbles and ejected as ink droplets. The ejected ink droplets adhere to the paper and form one dot. Thereafter, this operation is repeated, and characters and figures are formed by dots.

【0009】また、好ましくは、前記気化用液体が揮発
性の高い物質で構成されている。揮発性の高い物質とす
ることにより、発熱体に供給する電流を小さくすること
ができ、省エネルギーに寄与できる。
Preferably, the vaporizing liquid is composed of a highly volatile substance. By using a highly volatile substance, the current supplied to the heating element can be reduced, which can contribute to energy saving.

【0010】ノズルはヘッドの解像度にしたがってノズ
ル位置が決められており、例えば、300DPI(do
t/Inch)程度の間隔で配置されている。このノズ
ルと対応して同数の発熱体と分離層孔とが配置されてい
る。
[0010] The nozzle position is determined according to the resolution of the head, for example, 300 DPI (do
(t / Inch). The same number of heating elements and separation layer holes are arranged corresponding to the nozzles.

【0011】気化用液体は、インクとの親和性等を考慮
せずに自由に選択することができるが、沸点が低く揮発
性が高く、かつ、噴射圧力の高いものが好ましい。この
気化用液体としては、アルコール系の液体がある。
The vaporizing liquid can be freely selected without considering the affinity for the ink and the like, but a liquid having a low boiling point, high volatility and high jet pressure is preferable. As the liquid for vaporization, there is an alcohol-based liquid.

【0012】インクは、印刷媒体(紙など)に対し、に
じみが少ないなどの印刷に関わる性質の良いものを選択
する。この際、従来のように加熱に対する特性を考慮す
る必要はない。
As the ink, an ink having good properties relating to printing, such as less bleeding on a printing medium (paper or the like) is selected. At this time, it is not necessary to consider the characteristics with respect to heating as in the related art.

【0013】分離層孔は、液体状ではインクと気化用液
体が混ざらず、かつ、気化された気化用液体が通る程度
の大きさの孔にする。この分離層孔の半径は、30μm
〜80μmの範囲が好ましく、30μm〜50μmの範
囲がより好ましい。
The separation layer hole is a hole having a size such that the ink and the vaporizing liquid are not mixed in a liquid state and the vaporized liquid for the vapor passes through. The radius of this separation layer hole is 30 μm
The range is preferably from 80 to 80 μm, and more preferably from 30 to 50 μm.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明のインクジェットプリンタ
ヘッドの一実施形態について、図面を参照して説明す
る。図1はインクジェットプリンタヘッドの一実施例の
1ドット分の断面図、図2〜図4は、インクジェットプ
リンタヘッドの動作時の状態の断面図を示す。これらの
図において、1はノズル側枠体、2は発熱体側枠体で、
これらのノズル側枠体1及び発熱体側枠体2の間には分
離層3が配置されている。ノズル側枠体1には、所定間
隔で多数のノズル4が形成されており、このノズル4に
対応するように、すなわち、一直線上になるように、分
離層3に分離層孔5が形成されるとともに、発熱体側枠
体2に発熱体6が配置されている。また、ノズル側枠体
1と分離層3との間にはインク7が充填されているとと
もに、分離層3と発熱体側枠体2との間には気化用液体
8が充填されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of an ink jet printer head according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of one dot of an embodiment of an ink-jet printer head, and FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views of the ink-jet printer head during operation. In these figures, 1 is a nozzle side frame, 2 is a heating element side frame,
A separation layer 3 is disposed between the nozzle-side frame 1 and the heating element-side frame 2. A large number of nozzles 4 are formed at predetermined intervals in the nozzle side frame 1, and separation layer holes 5 are formed in the separation layer 3 so as to correspond to the nozzles 4, that is, to be on a straight line. In addition, a heating element 6 is arranged on the heating element side frame 2. The space between the nozzle frame 1 and the separation layer 3 is filled with ink 7, and the space between the separation layer 3 and the heating element frame 2 is filled with a vaporizing liquid 8.

【0015】次に、動作を説明する。図1に示すような
発熱体6が発熱していない状態において、印刷するデー
タにしたがって発熱体6に電流を流すと、図2に示すよ
うに、発熱体6が発熱して近傍の気化用液体8を加熱し
て気化させ気泡9を発生させる。この発生した気泡9が
分離層孔5に達すると、図3に示すように、その一部が
分離層孔5を通ってインク7内に進入する。インク7内
に進入した気泡9はインク7を押し、インク7はノズル
4から外部に押し出される。そして、図4に示すよう
に、発生した気泡9がすべてインク7内に進入してノズ
ル4に達すると、インク7はインク滴10となってノズル
4から噴射される。その後、インク7内に残った気泡9
は、インク7の圧力によりノズル4から外部へ放出さ
れ、図1に示す元の状態に復帰する。
Next, the operation will be described. When a current is applied to the heating element 6 according to the data to be printed in a state where the heating element 6 does not generate heat as shown in FIG. 1, the heating element 6 generates heat and the vaporizing liquid in the vicinity as shown in FIG. 8 is heated and vaporized to generate bubbles 9. When the generated bubble 9 reaches the separation layer hole 5, a part of the bubble 9 enters the ink 7 through the separation layer hole 5 as shown in FIG. The bubbles 9 that have entered the ink 7 press the ink 7, and the ink 7 is pushed out from the nozzle 4. Then, as shown in FIG. 4, when all of the generated bubbles 9 enter the ink 7 and reach the nozzle 4, the ink 7 is ejected from the nozzle 4 as an ink droplet 10. Thereafter, the bubbles 9 remaining in the ink 7
Is discharged from the nozzle 4 to the outside by the pressure of the ink 7, and returns to the original state shown in FIG.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように本発明のインクジェ
ットプリントヘッドによれば、発熱体が気化用液体を加
熱し、この気化用液体の気化によりインクをノズルから
噴出させるようにしたので、発熱体が直接インクに接触
することがない。したがって、インクの選択において加
熱による特性を考慮する必要がないので、広い範囲から
インクを選択することができる。その結果、印刷特性の
良好なインクを使用することができる。
As described above, according to the ink jet print head of the present invention, the heating element heats the vaporizing liquid and the ink is ejected from the nozzles by vaporizing the vaporizing liquid. Does not come into direct contact with the ink. Therefore, it is not necessary to consider characteristics due to heating in selecting an ink, so that an ink can be selected from a wide range. As a result, an ink having good printing characteristics can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のインクジェットプリンタヘッドの一
実施例の1ドット分の断面図を示す。
FIG. 1 is a sectional view of one dot of an embodiment of an ink jet printer head of the present invention.

【図2】 本発明のインクジェットプリンタヘッドの一
実施例の動作時の状態の断面図を示す。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an ink jet printer head according to an embodiment of the present invention in an operation state.

【図3】 本発明のインクジェットプリンタヘッドの一
実施例の動作時の状態の断面図を示す。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the ink jet printer head according to the embodiment of the present invention in an operation state.

【図4】 本発明のインクジェットプリンタヘッドの一
実施例の動作時の状態の断面図を示す。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an ink jet printer head according to an embodiment of the present invention during operation.

【図5】 従来のインクジェットプリンタヘッドの例の
1ドット分の断面図を示す。
FIG. 5 is a sectional view of one dot of an example of a conventional inkjet printer head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズル側枠体 2 発熱体側枠体 3 分離層 4 ノズル 5 分離層孔 6 発熱体 7 インク 8 気化用液体 9 気泡 10 インク滴 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle side frame 2 Heating element side frame 3 Separation layer 4 Nozzle 5 Separation layer hole 6 Heating element 7 Ink 8 Vaporization liquid 9 Bubbles 10 Ink droplet

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ノズル側枠体と、発熱体側枠体と、これ
らのノズル側枠体と発熱体側枠体との間に配置された分
離層と、ノズル側枠体、発熱体側枠体及び分離層にそれ
ぞれ対応して設けられたノズル、分離層孔及び発熱体
と、ノズル側枠体と分離層との間に充填されたインク
と、分離層と発熱体側枠体との間に充填された気化用液
体とを有することを特徴とするインクジェットプリンタ
ヘッド。
1. A nozzle-side frame, a heating element-side frame, a separation layer disposed between the nozzle-side frame and the heating element-side frame, a nozzle-side frame, a heating element-side frame, and a separator. Nozzles, separation layer holes, and heating elements provided for the respective layers, ink filled between the nozzle side frame and the separation layer, and ink filled between the separation layer and the heating element side frame. An ink jet printer head comprising a liquid for vaporization.
【請求項2】 前記気化用液体が揮発性の物質である請
求項1記載のインクジェットプリンタヘッド。
2. The ink jet printer head according to claim 1, wherein said vaporizing liquid is a volatile substance.
【請求項3】 前記気化用液体が噴射圧力の高い物質で
ある請求項1記載のインクジェットプリンタヘッド。
3. The ink jet printer head according to claim 1, wherein said vaporizing liquid is a substance having a high injection pressure.
【請求項4】 前記揮発性の物質がアルコール系の液体
である請求項2記載のインクジェットプリンタヘッド。
4. The ink jet printer head according to claim 2, wherein said volatile substance is an alcohol-based liquid.
【請求項5】 前記分離層孔は半径が30〜80μmで
ある請求項1記載のインクジェットプリンタヘッド。
5. The ink jet printer head according to claim 1, wherein the separation layer hole has a radius of 30 to 80 μm.
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