JP2902137B2 - Ink flight recording device - Google Patents

Ink flight recording device

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JP2902137B2
JP2902137B2 JP3800191A JP3800191A JP2902137B2 JP 2902137 B2 JP2902137 B2 JP 2902137B2 JP 3800191 A JP3800191 A JP 3800191A JP 3800191 A JP3800191 A JP 3800191A JP 2902137 B2 JP2902137 B2 JP 2902137B2
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energy
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卓朗 関谷
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隆行 山口
修二 本村
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ノンインパクト記録装
置の一つであるインク飛翔記録装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus which is one of non-impact recording apparatuses.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時の騒音
発生が無視できる程度に小さい点で、オフィス用等とし
て注目されている。その内、高速記録可能で、いわゆる
普通紙に特別の定着処理を要せずに記録できる、いわゆ
るインクジェット記録法は極めて有力な方法であり、従
来から種々の方式が提案され、又は既に製品化されて実
用されている。
2. Description of the Related Art The non-impact recording method has attracted attention for office use and the like because noise generation during recording is small enough to be ignored. Among them, the so-called ink jet recording method, which is capable of high-speed recording and can record on so-called plain paper without requiring a special fixing process, is an extremely powerful method, and various methods have been conventionally proposed or already commercialized. Has been put to practical use.

【0003】このようなインクジェット記録法は、いわ
ゆるインクと称される記録液体の小滴を飛翔させ、被記
録体に付着させて記録を行うもので、記録液体の小滴の
発生法及び小滴の飛翔方向を制御するための制御方法に
より、幾つかの方式に大別される。
In such an ink jet recording method, recording is performed by flying small droplets of a recording liquid called so-called ink and attaching the droplets to a recording medium. Depending on the control method for controlling the flight direction of the airplane, it is roughly classified into several types.

【0004】第一の方式は、例えば米国特許第3060429
号明細書に開示されているものである。これはテレタイ
プ(Tele type)方式と称され、記録液体の小滴の発生
を静電吸引的に行い、発生した小滴を記録信号に応じて
電界制御し、被記録体上にこの小滴を選択的に付着させ
て記録を行うものである。より詳細には、ノズルと加速
電極間に電界を印加して、一様に帯電した記録液体の小
滴をノズルより吐出させ、吐出した小滴を記録信号に応
じて電気制御可能なように構成されたxy偏向電極間を
飛翔させ、電界の強度変化によって選択的に小滴を被記
録体上に付着させるものである。
The first method is disclosed, for example, in US Pat.
It is disclosed in the specification. This is referred to as a Tele type method, in which droplets of the recording liquid are electrostatically attracted, the generated droplets are subjected to an electric field control according to a recording signal, and the droplets are placed on a recording medium. Is selectively attached to perform recording. More specifically, an electric field is applied between the nozzle and the accelerating electrode to discharge droplets of the uniformly charged recording liquid from the nozzle, and the discharged droplets can be electrically controlled in accordance with a recording signal. In this case, the droplets fly between the xy deflection electrodes and the small droplets are selectively deposited on the recording medium by a change in the intensity of the electric field.

【0005】第二の方式は、例えば米国特許第3596275
号明細書、米国特許第3298030号明細書等に開示されて
いるものである。これは、スゥイート(Sweet)方式と称
され、連続振動発生法により帯電量の制御された記録液
体の小滴を発生させ、この帯電量の制御された小滴を、
一様電界がかけられている偏向電極間を飛翔させて、被
記録体上に記録を行わせるものである。具体的には、ピ
エゾ振動素子の付設されている記録ヘッドを構成する一
部であるノズルのオリフィス(吐出口)の前に記録信号が
印加されるようにした帯電電極を所定距離離間させて配
置し、前記ピエゾ振動素子に一定周波数の電気信号を印
加することでピエゾ振動素子を機械的に振動させ、オリ
フィスより記録液体の小滴を吐出させる。この時、吐出
する小滴には帯電電極により電荷が静電誘導され、小滴
は記録信号に応じた電荷量で帯電される。帯電量の制御
された小滴は、一定電界が一様にかけられている偏向電
極間を飛翔する時に、付加された帯電量に応じて偏向を
受け、記録信号を担う小滴のみが被記録体上に付着する
ことになる。
[0005] A second method is disclosed, for example, in US Pat. No. 3,596,275.
And US Pat. No. 3,298,030. This is called a Sweet method, in which a droplet of the recording liquid whose charge amount is controlled by a continuous vibration generation method is generated, and the droplet whose charge amount is controlled is
The recording is performed on the recording medium by flying between the deflection electrodes to which a uniform electric field is applied. Specifically, a charging electrode to which a recording signal is applied is arranged at a predetermined distance in front of an orifice (ejection port) of a nozzle, which is a part of a recording head provided with a piezoelectric vibrating element. Then, by applying an electric signal of a constant frequency to the piezo-vibration element, the piezo-vibration element is vibrated mechanically, and a small droplet of the recording liquid is discharged from the orifice. At this time, a charge is electrostatically induced in the discharged droplet by the charging electrode, and the droplet is charged with a charge amount corresponding to the recording signal. The droplet whose charge amount is controlled is deflected according to the added charge amount when flying between the deflection electrodes to which a constant electric field is uniformly applied, and only the droplet carrying the recording signal is recorded on the recording medium. Will adhere to the top.

【0006】第三の方式は、例えば米国特許第3416153
号明細書に開示されているものである。これは、ハーツ
(Hertz)方式と称され、ノズルとリング状の帯電電極間
に電界をかけ、連続振動発生法によって、記録液体の小
滴を発生霧化させて記録させる方式である。すなわち、
ノズルと帯電電極間にかける電界強度を記録信号に応じ
て変調することにより小滴の霧化状態を制御し、記録画
像の階調性を出して記録させるものである。
A third method is disclosed in, for example, US Pat. No. 3,416,153.
It is disclosed in the specification. This is Hearts
This is a method called an (Hertz) method, in which an electric field is applied between a nozzle and a ring-shaped charging electrode, and a continuous vibration generation method is used to generate and atomize small droplets of a recording liquid for recording. That is,
By modulating the intensity of the electric field applied between the nozzle and the charging electrode in accordance with the recording signal, the atomization state of the small droplet is controlled, and recording is performed with the gradation of the recorded image.

【0007】第四の方式は、例えば米国特許第3747120
号明細書に開示されているものである。これは、スチー
ム(Stemme)方式と称され、第一から第三の方式とは根
本的に原理が異なるものである。すなわち、第一から第
三の方式が、何れもノズルより吐出された記録液体の小
滴を、飛翔している途中で電気的に制御し、記録信号を
担った小滴を選択的に被記録体上に付着させて記録を行
わせるのに対し、このスチーム方式では、記録信号に応
じて吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔させて記録す
るものである。つまり、スチーム方式は、記録液体を吐
出する吐出口を有する記録ヘッドに付設されているピエ
ゾ振動素子に、電気的な記録信号を印加してピエゾ振動
素子の機械的振動に変え、この機械的振動に従い吐出口
より記録液体の小滴を吐出飛翔させて被記録体に付着さ
せるものである。
[0007] A fourth method is disclosed in, for example, US Pat. No. 3,747,120.
It is disclosed in the specification. This is called a steam (Stemme) system, and is fundamentally different in principle from the first to third systems. That is, in any of the first to third methods, the droplets of the recording liquid ejected from the nozzles are electrically controlled during the flight, and the droplets carrying the recording signal are selectively recorded. On the other hand, recording is performed by adhering the recording liquid onto a body. In the steam method, recording is performed by discharging a small droplet of a recording liquid from an ejection port in accordance with a recording signal. In other words, in the steam method, an electric recording signal is applied to a piezoelectric vibrating element attached to a recording head having a discharge port for discharging a recording liquid to change the mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element. The recording liquid droplets are ejected from an ejection port and ejected to adhere to a recording medium.

【0008】これらの四方式は、各々に特長を有する
が、同時に解決すべき課題点もある。まず、第一から第
三の方式は、記録液体の小滴を発生させるための直接的
エネルギーが電気的エネルギーであり、かつ、小滴の偏
向制御も電界制御による。よって、第一の方式は、構成
上はシンプルであるが、小滴の発生に高電圧を要し、か
つ、記録ヘッドのマルチノズル化が困難で高速記録には
不向きである。また、第二の方式は、記録ヘッドのマル
チノズル化が可能で高速記録に向くが、構成上複雑であ
り、かつ、記録液体の小滴の電気的制御が高度で困難で
あり、被記録体上にサテライトドットが生じやすい。さ
らに、第三の方式は、記録液体の小滴を霧化することに
より階調性に優れた記録が可能ではあるが、他方、霧化
状態の制御が困難である。また、記録画像にカブリが生
ずるとか、記録ヘッドのマルチノズル化が困難で高速記
録には不向きであるといった欠点がある。
[0008] Each of these four methods has its own features, but also has problems to be solved at the same time. First, in the first to third methods, the direct energy for generating a droplet of the recording liquid is electric energy, and the deflection control of the droplet is also by electric field control. Therefore, although the first method is simple in configuration, it requires a high voltage to generate small droplets, and it is difficult to form a multi-nozzle recording head, which is not suitable for high-speed recording. The second method is capable of multi-nozzle recording heads and is suitable for high-speed recording. However, the configuration is complicated and the electrical control of small droplets of recording liquid is advanced and difficult. Satellite dots tend to form on the top. Further, the third method makes it possible to perform printing with excellent gradation by atomizing small droplets of the recording liquid, but it is difficult to control the atomization state. In addition, there are drawbacks such as fogging of a recorded image and difficulty in using a multi-nozzle recording head, which is not suitable for high-speed recording.

【0009】一方、第四の方式は、比較的多くの利点を
持つ。まず、構成が簡易である。また、オンデマンドで
記録液体をノズルの吐出口より吐出させて記録を行うた
め、第一から第三の方式のように吐出飛翔する小滴の
内、画像記録に要しなかった小滴を回収する必要がな
い。また、第一・第二の方式のように、導電性の記録液
体を使用する必要はなく、記録液体の物質上の自由度が
大きいという利点を持つ。しかし、反面、記録ヘッドの
加工上に問題がある、所望の共振周波数を有するピエゾ
振動素子の小型化が極めて困難である等の理由から、記
録ヘッドのマルチノズル化が難しい。また、ピエゾ振動
素子の機械的振動という機械的エネルギーによって記録
液体の小滴の吐出飛翔を行わせるので、上記のマルチノ
ズル化の困難さと相俟って、高速記録には不向きなもの
となっている。
On the other hand, the fourth system has relatively many advantages. First, the configuration is simple. In addition, since the recording liquid is ejected on demand from the ejection port of the nozzle to perform recording, of the droplets ejected and flying as in the first to third methods, small droplets not required for image recording are collected. No need to do. Further, unlike the first and second systems, there is no need to use a conductive recording liquid, and there is an advantage that the recording liquid has a high degree of freedom in terms of material. However, on the other hand, it is difficult to form a multi-nozzle recording head because there are problems in processing the recording head and it is extremely difficult to reduce the size of the piezo vibrating element having a desired resonance frequency. In addition, since the ejection of small droplets of the recording liquid is performed by the mechanical energy of mechanical vibration of the piezo-vibrating element, the above-mentioned difficulty in forming a multi-nozzle is unsuitable for high-speed recording. I have.

【0010】このように、従来法には、構成上、高速記
録上、記録ヘッドのマルチノズル化上、サテライトドッ
トの発生及び記録画像のカブリ発生等の点において、一
長一短があり、その長所が発揮される用途にしか適用し
得ないという制約を受けるものである。
As described above, the conventional method has advantages and disadvantages in terms of configuration, high-speed recording, multi-nozzle recording head, generation of satellite dots, fogging of recorded images, and the like. It is limited that it can be applied only to the intended use.

【0011】しかし、このような不都合も本出願人によ
り提案された特公昭56-9429号公報に開示のインクジェ
ット記録方式によれば略解消し得る。これは、液室内の
インクを加熱して気泡を発生させて、インクに圧力上昇
を生じさせ、微細な毛細管ノズルからインクを飛び出さ
せて記録させるものである。同様な記録方式として、特
公昭61-59914号公報に開示されたものもある。これは、
液体を所定の方向に吐出させるための吐出口に連通する
液路中の液体の一部を熱して膜沸騰を生起させることに
より、吐出口より吐出される液体の飛翔的液滴を形成
し、この液滴を被記録体に付着させて記録させるもので
ある。具体的には、同公報中の第1図及び第2図に示さ
れるように、ノズル状の液路部分に設けた熱作用部分に
おいて、記録液体に急激な状態変化を受けることによ
り、その状態変化に基づく作用力により、記録液体が吐
出口より吐出飛翔するようにしたものである。このよう
な吐出口は、同公報中の説明によれば、内径100(μm)、
肉厚10(μm)の円筒状ガラスファイバーを熱溶融させる
ことにより、60(μm)径の吐出口として形成される。ま
た、吐出口を液路とは別に形成した後、例えばガラスプ
レートに電子ビーム加工やレーザ加工等によって穴を形
成し、液路と合体させる方式も記載されている。何れに
しても、このような微細な吐出口を工業的に安定して高
精度に形成することは非常に困難である。また、同公報
によれば、別の吐出口を有する記録ヘッドが同公報中の
第3図、第4図及び第5図に開示されており、その吐出
口の形成方法として、ガラス板に微細カッティング機に
より幅60(μm)、深さ60(μm)、ピッチ250(μm)の溝を形
成した溝板を、電気・熱変換体部の設けられた基板に接
着することが記載されている。しかし、この場合も形成
すべき吐出口は非常に微細であり、微細カッティング機
で溝を形成する際に、欠けやクラックが入ることが多々
あり、歩留まりの低いものである。また、形成された吐
出口も、その欠け等により、その端部を高精度にできな
いものでもある。さらに、溝形成後に、溝板を基板上に
接着する際に接着剤が吐出口を詰まらせて、歩留まり低
下をきたすものである。
However, such an inconvenience can be substantially eliminated by the ink jet recording system disclosed in Japanese Patent Publication No. 56-9429 proposed by the present applicant. In this method, ink in a liquid chamber is heated to generate air bubbles, which causes a pressure increase in the ink, and the ink is ejected from a fine capillary nozzle to perform recording. A similar recording method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-59914. this is,
By heating a part of the liquid in the liquid path communicating with the discharge port for discharging the liquid in a predetermined direction to cause film boiling, a flying droplet of the liquid discharged from the discharge port is formed, The droplets are made to adhere to the recording medium to perform recording. Specifically, as shown in FIG. 1 and FIG. 2 of the publication, the recording liquid undergoes a sudden change in state at a heat acting portion provided in a nozzle-like liquid path portion, thereby causing the state to change. The recording liquid is ejected from the ejection port by the action force based on the change. According to the description in the publication, such an outlet has an inner diameter of 100 (μm),
By thermally melting a cylindrical glass fiber having a thickness of 10 (μm), a discharge port having a diameter of 60 (μm) is formed. In addition, there is also described a method in which a discharge port is formed separately from a liquid path, and then a hole is formed in, for example, a glass plate by electron beam processing, laser processing, or the like, and is combined with the liquid path. In any case, it is very difficult to form such a fine discharge port stably with high precision industrially. According to the publication, a recording head having another discharge port is disclosed in FIGS. 3, 4 and 5 of the publication. It describes that a groove plate formed with a groove having a width of 60 (μm), a depth of 60 (μm), and a pitch of 250 (μm) by a cutting machine is bonded to a substrate provided with an electric / thermal converter section. . However, also in this case, the discharge port to be formed is very fine, and when forming a groove with a fine cutting machine, chipping or cracking often occurs, resulting in a low yield. In addition, the formed discharge port cannot be formed with high accuracy at its end portion due to chipping or the like. Further, when the groove plate is bonded to the substrate after the formation of the groove, the adhesive clogs the discharge port, thereby lowering the yield.

【0012】ところで、同公報中の第3図、第4図及び
第5図に示される記録ヘッドの、より具体的な製造方法
は、特開昭55-128471号公報、特公昭59-43314号公報に
開示されている。特開昭55-128471号公報に示されたも
のは、細孔からなる記録液流路を有し、この細孔に通じ
ている吐出口から記録液流路中にある記録液を小滴にし
て吐出飛翔させ、被記録体面上に付着させて記録する記
録ヘッドであり、吐出口を所定数並設させると共に、こ
れと同数の細孔を吐出口の配列密度と略同密度で並列に
配設させたものである。また、特公昭59-43314号公報の
ものは、記録液流路となる細孔と、この細孔に通じてい
る所定口径dの開口と、細孔に沿って設けられた発熱部
とを具備した液滴噴射記録装置において、発熱部がその
開口寄りの縁が開口位置からdないし50dなる寸法の
範囲内に位置するように配設させたものである。さらに
は、発熱部が細孔の長手方向に長尺な面状発熱体よりな
ることも記載されている。
Incidentally, a more specific method of manufacturing the recording head shown in FIGS. 3, 4 and 5 of the publication is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-128471 and Japanese Patent Publication No. 59-43314. It is disclosed in the gazette. Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-128471 has a recording liquid flow path composed of pores, and the recording liquid in the recording liquid flow path is formed into small droplets from an ejection port communicating with the pores. A recording head that ejects ink to fly and adheres onto the surface of a recording medium to record, and has a predetermined number of ejection ports arranged in parallel, and the same number of pores are arranged in parallel at substantially the same density as the arrangement density of the ejection ports. It was set up. Further, Japanese Patent Publication No. 59-43314 has a pore serving as a recording liquid flow path, an opening having a predetermined diameter d communicating with the pore, and a heat generating portion provided along the pore. In the droplet ejection recording apparatus described above, the heat generating portion is disposed such that the edge near the opening is located within a range of d to 50d from the opening position. Furthermore, it is described that the heat generating portion is formed of a planar heat generating element that is long in the longitudinal direction of the pores.

【0013】ここに、これらの特開昭55-128471号公
報、特公昭59-43314号公報に記載された記録ヘッドの製
造方法は、要約すると、感光性ガラスを用いた細溝を有
する部品と、発熱抵抗体パターンを形成した部品とを、
接着することにより吐出オリフィスを形成するものであ
る。すなわち、前述した特公昭61-59914号公報記載のも
のとは、感光性ガラスのエッチングにより細溝を形成す
る点で異なるが、接着剤による吐出オリフィスの詰まり
が発生し歩留まりが低下する点は同様である。これらの
記録ヘッドは、吐出口(オリフィス)を有するという根本
的な構成自体に問題があるからである。
[0013] The manufacturing method of the recording head described in JP-A-55-128471 and JP-B-59-43314 can be summarized as a part having a narrow groove using photosensitive glass. And the component on which the heating resistor pattern is formed,
A discharge orifice is formed by bonding. That is, it differs from that described in Japanese Patent Publication No. 61-59914 in that narrow grooves are formed by etching the photosensitive glass, but the same is true in that the clogging of the discharge orifice by the adhesive occurs and the yield decreases. It is. This is because these recording heads have a problem in the fundamental configuration itself having an ejection port (orifice).

【0014】さらに、特開昭55-59974号公報によれば、
前述した特公昭61-59914号公報、特開昭55-128471号公
報、特公昭59-43314号公報中の実施例に示されるような
インク流路溝を有する基板を、発熱体を有する基板に接
着する際に、三次元網目構造を形成し得る接着剤により
接着するという製造方法が示されている。しかし、接着
により吐出オリフィスを形成するという基本構成が、前
述した3つの公報記載のものと同じである限り、同様の
問題点、すなわち、接着剤による吐出オリフィスの閉塞
という問題がある。
Further, according to JP-A-55-59974,
JP-B-61-59914, JP-A-55-128471, and JP-A-59-43314, a substrate having an ink flow channel as shown in Examples in JP-B-59-43314, a substrate having a heating element A manufacturing method of bonding with an adhesive capable of forming a three-dimensional network structure is described. However, as long as the basic configuration of forming the discharge orifice by bonding is the same as that described in the above three publications, there is a similar problem, that is, the problem that the discharge orifice is blocked by the adhesive.

【0015】一方、特公昭62-59672号公報によれば、前
述した特公昭61-59914号公報、特開昭55-128471号公
報、特公昭59-43314号公報に記載されているような吐出
オリフィスの製法の欠点をなくす製法が開示されてい
る。すなわち、これらの公報のように、ガラス板の研削
加工によるインク流路の形成法、感光性ガラスのエッチ
ングによるインク流路の形成法等は、インク流路内壁面
が粗く、その内面が液滴吐出のための急激な圧力変化に
対して大きな抵抗となるため、液滴吐出のためのエネル
ギーを多く必要とし、省エネルギー化に反し、また、研
削の際にガラスに欠け、割れが発生し歩留まりが悪く、
液滴吐出の安定性・均一性を損なう大きな要因となり、
かつ、感光性ガラスによるものは微細加工精度に限界が
あると共に、材料コストが高いものである。この点、特
公昭62-59672号公報では、基板上の所定位置にインクに
液滴発生のためのエネルギーを与えるエネルギー源とし
て発熱素子、圧電素子等の能動素子を複数個固定的に設
置した後(電極は適宜形成される)、基板表面に所定厚さ
で感光性組成物層を塗布法等により形成し、通常のフォ
トリソグラフィー法により、オリフィス部、作用部、イ
ンク供給路部、インク吐出路部等のインク流路を形成す
るためのインク流路溝を形成し、この後、上蓋を接合さ
せて記録ヘッドを製造するようにしている。
On the other hand, according to Japanese Patent Publication No. 62-59672, a discharge method described in Japanese Patent Publication No. 61-59914, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-128471, and Japanese Patent Publication No. A process is disclosed that eliminates the disadvantages of the orifice process. That is, as in these publications, in the method of forming an ink flow path by grinding a glass plate, the method of forming an ink flow path by etching a photosensitive glass, and the like, the inner wall surface of the ink flow path is rough, and the inner surface is a droplet. Since a large resistance is required against a sudden change in pressure for ejection, a large amount of energy is required for ejecting droplets, which is contrary to energy saving, and the glass is chipped and cracked during grinding, resulting in a low yield. Bad
It is a major factor that impairs the stability and uniformity of droplet ejection,
In addition, the photosensitive glass has a limitation in fine processing accuracy and has a high material cost. In this regard, Japanese Patent Publication No. 62-59672 discloses that after a plurality of active elements such as a heating element and a piezoelectric element are fixedly provided at a predetermined position on a substrate as an energy source for applying energy for generating droplets to the ink. (Electrodes are appropriately formed), a photosensitive composition layer is formed at a predetermined thickness on the substrate surface by a coating method or the like, and an orifice portion, a working portion, an ink supply passage portion, an ink discharge passage is formed by a normal photolithography method. An ink flow path groove for forming an ink flow path of a part or the like is formed, and thereafter, an upper lid is joined to manufacture a recording head.

【0016】しかし、同公報記載のヘッド製造法によっ
ても、オリフィスが形成される時、つまり、上蓋をイン
ク流路溝の形成された基板の能動素子側に接合させる際
に、依然として、前述した特公昭61-59914号公報、特開
昭55-128471号公報、特公昭59-43314号公報等の場合と
同様な問題がある。すなわち、オリフィスが接着剤によ
り閉塞し、ヘッド製造の歩留まりが著しく低下する点で
ある。仮に、特公昭62-59672号公報方式において、上蓋
を接合させる際に接着剤を用いずに、感光性組成物層の
完全硬化前の接着性を利用し、熱融着又は熱圧着的な接
合を行ったとしても、この場合には、インク吐出路部、
オリフィス部が変形し、所望の形状が得られないという
問題が発生する。結局、同公報の場合も、オリフィスを
有するという基本構造による問題が残る。
However, according to the head manufacturing method described in the publication, when the orifice is formed, that is, when the upper lid is joined to the active element side of the substrate in which the ink flow channel is formed, the above-described feature still remains. There are the same problems as in JP-B-61-59914, JP-A-55-128471, and JP-B-59-43314. That is, the orifice is clogged by the adhesive, and the yield of head manufacturing is significantly reduced. Suppose, in the method of Japanese Patent Publication No. 62-59672, without using an adhesive when joining the upper lid, utilizing the adhesiveness of the photosensitive composition layer before it is completely cured, heat bonding or thermocompression bonding Even in this case, in this case, the ink discharge path portion,
There is a problem that the orifice portion is deformed and a desired shape cannot be obtained. After all, even in the case of this publication, a problem due to the basic structure of having an orifice remains.

【0017】また、特開昭59-118469号公報によれば、
複数個のオリフィスと、これらのオリフィス間を分離す
るための分離部と、インク貯蔵部用外枠部とを一体的に
有するオリフィス板を備えた記録ヘッドが示されてい
る。これと目的は異なるが、同様の構成を持つものとし
て、特開平1-152068号公報に示されるものがある。これ
は、同公報中の第4図等に示されるように、発熱体(抵
抗器)を有する基板と、インク送りチャネル(分離部)
と、オリフィス(ノズル)板とよりなる。また、これらの
特開昭59-118469号公報、特開平1-152068号公報記載の
ノズル板、ヘッド製造等に適したものは特開昭59-20726
4号公報、特開昭62-234941号公報に示されている。さら
に、これらの4つの公報記載のヘツドの組立てに適した
ものとしては、特開昭62-264957号公報に示されるもの
がある。これは、基板上にポリマ障壁層を形成し、この
障壁層上にノズル板を整列配置した後、障壁層が塑性変
形するに十分な時間と温度をもって、ノズル板に熱と圧
力とを加え、この後、基板、障壁層及びノズル板を固着
する工程を経て、インクジェットプリンタヘッドを製造
するようにしたものである。
According to JP-A-59-118469,
A recording head having an orifice plate integrally including a plurality of orifices, a separating portion for separating the orifices, and an outer frame portion for an ink storage portion is shown. Although having a different purpose from the above, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-152068 as a device having a similar configuration. This is, as shown in FIG. 4 and the like in the publication, a substrate having a heating element (resistor) and an ink feed channel (separating section).
And an orifice (nozzle) plate. Further, those disclosed in JP-A-59-118469 and JP-A-1-52068 are suitable for manufacturing a nozzle plate, head and the like.
4 and JP-A-62-234941. Further, as one suitable for assembling the heads described in these four publications, there is one disclosed in JP-A-62-264957. This involves forming a polymer barrier layer on a substrate, arranging a nozzle plate on this barrier layer, and then applying heat and pressure to the nozzle plate with sufficient time and temperature for the barrier layer to plastically deform, Thereafter, a process of fixing the substrate, the barrier layer, and the nozzle plate is performed to manufacture an ink jet printer head.

【0018】しかし、これらの特開昭59-118469号公
報、特開平1-152068号公報、特開昭59-207264号公報、
特開昭62-234941号公報及び特開昭62-264957号公報に記
載されたものも、オリフィス(ノズル)板を有することに
よる問題点がある。まず、微細なオリフィス(ノズル、
吐出口)を有するオリフィス板を高精度に形成すること
は技術的にかなり困難である。例えば、高精度にオリフ
ィス板を形成したとしても、その製造コストが高く、ヘ
ッドが高価となってしまう。また、前述した公報中、特
開昭62-264957号公報において詳細に記載されている
が、オリフィス板を発熱体を有する基板とフォトレジス
ト障壁層(ドライフィルム障壁層、インク送りチャネル)
を介して接合又は接着させる際に、フォトレジスト障壁
層が変形し、又は、接着剤が不要な部分に回り込んでイ
ンク送りチャネルを詰まらせたりし、最悪の場合には、
微細なオリフィスをも詰まらせてしまう。これも、オリ
フィス板を有し、かつ、接合又は接着工程を経るとい
う、根本的構成、製法に起因する問題点である。
However, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 59-118469, 1-152068, 59-207264, and
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-234941 and 62-264957 also have problems due to having an orifice (nozzle) plate. First, a fine orifice (nozzle,
It is technically quite difficult to form an orifice plate having a discharge port) with high precision. For example, even if the orifice plate is formed with high precision, the manufacturing cost is high and the head becomes expensive. Further, in the above-mentioned publications, as described in detail in JP-A-62-264957, a substrate having a heating element with an orifice plate and a photoresist barrier layer (dry film barrier layer, ink feed channel)
When bonding or bonding through, the photoresist barrier layer deforms, or the adhesive goes around unnecessary parts and clogs the ink feed channel, in the worst case,
It also clogs the fine orifices. This is also a problem caused by the fundamental configuration and manufacturing method of having an orifice plate and passing through a joining or bonding step.

【0019】また、前述した全ての公報等に共通する別
の問題もある。すなわち、前述したインクジェット記録
ヘッドは、何れも微細なオリフィス(=ノズル又は吐出
口)を有し、このようなオリフィスからインクが噴射又
は飛翔して被記録体に付着することにより記録を行う点
で共通する。ここに、微細なオリフィスは、一般的には
30〜50(μm)程度の大きさ(形状的には、必ずしも丸に限
らず、角形もある)であるため、インク中に含まれる不
純物、又は、インク供給系、供給路などから発生するご
み(ヘッド〜インク供給系製造時に混入したり、摺動部
などから微小片が脱落することによるごみもある)など
により、オリフィスの孔が詰まってしまう危険性を常に
持つ。
There is another problem common to all of the above publications. That is, each of the above-described ink jet recording heads has a fine orifice (= nozzle or ejection port), and performs recording by ejecting or flying ink from such an orifice and attaching to a recording medium. Common. Here, the fine orifice is generally
Since the size is about 30 to 50 (μm) (the shape is not necessarily round but also square), impurities contained in the ink or dust generated from the ink supply system, supply path, etc. There is always a risk that the orifice holes will be clogged due to (for example, dust may be mixed in during the manufacture of the head-ink supply system or small pieces may fall off from the sliding parts).

【0020】ところで、特開昭62-253456号公報、特開
昭63-182152号公報、特開昭63-197653号公報、特開昭63
-272557号公報、特開昭63-272558号公報、特開昭63-281
853号公報、特開昭63-281854号公報、特開昭64-67351号
公報、特開平1-97654号公報等に記載された記録ヘッド
もある。これらの公報記載のものは個々に検討すると各
々個別の特長を有するが、基本的な構成としては、従来
のオリフィスを有するオリフィス板に代えて、スリット
状の開口が形成されたスリットノズル板を用いた点で共
通する。しかし、これらの場合もスリット幅は例えば特
開昭62-253456号公報中に記載されているように数10(μ
m)程度と微小であり、従来よりあるインクジェットのオ
リフィス(ノズル)径と実質的に差がなく、スリット状に
なったことにより、目詰まりに対して若干有利になった
程度であり、インクジェットの致命的欠点である目詰ま
りの問題は解消されないものである。また、スリット方
式といっても、スリットノズル板を形成し、接合すると
いう製法によるため、前述したように従来からあるイン
クジェットのオリフィス板を形成して接合するというも
のと製法的に何んら変るところがなく、微細加工を伴う
スリットノズル板の製造にコストがかかり、アセンブリ
接合(接着)という工程も減るわけではなく、コスト面で
の優位性はない。これは、特開昭62-253456号公報等と
同様にスリットノズル板を用いる特開昭61-189950号公
報記載のものでも同様であり、目詰まりの問題が残る。
Incidentally, JP-A-62-253456, JP-A-63-182152, JP-A-63-197653,
JP-272557, JP-A-63-272558, JP-A-63-281
There are also recording heads described in JP-A-853, JP-A-63-281854, JP-A-64-67351, JP-A-1-97654 and the like. Each of the publications described above has individual characteristics when individually examined, but as a basic configuration, a slit nozzle plate having a slit-shaped opening is used instead of a conventional orifice plate having an orifice. In common. However, also in these cases, the slit width is several tens (μ) as described in, for example, JP-A-62-253456.
m), which is very small, and there is no substantial difference from the orifice (nozzle) diameter of the conventional ink jet, and since it has a slit shape, it is a degree that has become slightly advantageous to clogging. The problem of clogging, which is a fatal drawback, remains unsolved. In addition, even though the slit method is used, since it is based on a manufacturing method of forming and joining a slit nozzle plate, the manufacturing method is completely different from that of forming and joining a conventional inkjet orifice plate as described above. However, there is no cost advantage in manufacturing a slit nozzle plate involving fine processing, and the process of assembly joining (adhesion) is not reduced, and there is no cost advantage. This is the same as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-189950, which uses a slit nozzle plate, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-253456, and the problem of clogging remains.

【0021】また、上記の特開昭62-253456号公報によ
れば、インクの蒸気の泡を形成し、各々の泡が破裂する
時に破裂する泡の保存運動量によって生ずる作用力によ
り、インク層から運動する被記録体に向かってインクの
滴状体が、加熱機素及びインク層に垂直な方向に放出さ
れるという吐出原理が記載されている。このような原理
で吐出されるインクの滴状体は、キャビテーション気泡
の崩壊の研究分野でその存在が認められている液体マイ
クロジェットと同一のものと考えられている。これは、
気泡の崩壊時に気泡を貫くように柱状のジェットが形成
されるというもので、この柱状のジェット(液体マイク
ロジェット)をインクジェットに利用したものが、特開
昭61-189949号公報、特開昭64-30758号公報に示されて
いる。前述した特開昭61-189950号公報記載のものは、
これらの特開昭61-189949号公報、特開昭64-30758号公
報に示される吐出原理を、スリット状ノズルに適用した
ものと見ることができる。
Further, according to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-253456, bubbles of ink vapor are formed, and when each bubble bursts, the action force generated by the preserving momentum of the bursting bubbles causes the ink layer to move from the ink layer. An ejection principle is described in which a droplet of ink is ejected toward a moving recording medium in a direction perpendicular to a heating element and an ink layer. Droplets of ink ejected according to such a principle are considered to be the same as liquid microjets whose existence is recognized in the field of research on the collapse of cavitation bubbles. this is,
A columnar jet is formed so as to penetrate the bubble when the bubble collapses, and this columnar jet (liquid microjet) is used for ink-jet, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-189949 and 64 No. -30758. What is described in the above-mentioned JP-A-61-189950,
It can be seen that the ejection principle disclosed in JP-A-61-189949 and JP-A-64-30758 is applied to a slit nozzle.

【0022】ところで、この特開昭61-189950号公報記
載のものは、泡を破裂させるという原理に基づいてイン
クの滴状体を放出させているものであり、インクの滴状
体による記録は可能であるものの、泡の破裂によるイン
クミストの発生が画質を著しく乱すという欠点が避けら
れないものである。つまり、同公報記載のものは、前述
した特開昭62-253456号公報等と同様に目詰まりの問題
を解決していないだけでなく、さらには、泡の破裂によ
るインクミストの飛散によって画質乱れをも生じてしま
うものである。
The method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-189950 discharges ink droplets based on the principle of bursting bubbles. Although possible, there is an unavoidable disadvantage that the generation of ink mist due to the burst of bubbles significantly disturbs the image quality. In other words, the one described in the publication does not solve the problem of clogging as in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-253456, and furthermore, the image quality is disturbed due to scattering of ink mist due to bursting of bubbles. Is also caused.

【0023】さらに、オリフィスやスリットノズルを持
たず、目詰まりの問題を解消したものとして、特開昭51
-132036号公報や特開平1-101157号公報に示されるもの
がある。しかし、その吐出原理を検討すると、必ずしも
満足し得る画質が得られる吐出原理とはいい難いもので
ある。すなわち、特開昭51-132036号公報の吐出原理
は、前述した特開昭61-189950号公報中に記載のものと
同様であり、気泡の破裂による画質低下の欠点を持つ。
特開平1-101157号公報における吐出原理は、微小発熱体
に通電して記録液を瞬時に煮沸させてミスト状にして飛
翔させ記録を行うというものであり、記録液をミスト状
にするため鮮明な記録は困難であり、カブリ、地肌汚れ
を伴い、必ずしも良好なる画像が得られないものであ
る。
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 51 (1993) discloses an apparatus having no orifice or slit nozzle and eliminating the problem of clogging.
There are those disclosed in JP-A-132036 and JP-A-1-101157. However, when examining the ejection principle, it is difficult to say that the ejection principle can provide a satisfactory image quality. That is, the ejection principle of JP-A-51-132036 is the same as that described in JP-A-61-189950 described above, and has a disadvantage that the image quality is deteriorated due to bursting of bubbles.
The discharging principle in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-101157 is that the recording liquid is instantaneously boiled by energizing a minute heating element to fly in the form of a mist and perform recording. Recording is difficult, fogging and background smearing occur, and a good image cannot always be obtained.

【0024】また、エネルギー作用部の損傷を防止して
信頼性と耐久性との向上を図ったものとして、特開昭60
-208246号公報や特開平2-80253号公報に開示されたもの
がある。これらの公報に開示されたインクジェットプリ
ンタでは、発熱体層の中止近傍に開口部や切欠きを設け
て機械的衝撃を緩和することで損傷を防止するようにな
っている。しかし、これは損傷を防止することのみを目
的としており、インク滴の吐出特性を最適化することは
考慮されていない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-260, as an example, aims to improve the reliability and durability by preventing damage to the energy acting portion.
-208246 and JP-A-2-80253. In the ink jet printers disclosed in these publications, an opening or a notch is provided in the vicinity of the stop of the heating element layer to reduce a mechanical impact to prevent damage. However, this is intended only to prevent damage, and does not consider optimizing the ejection characteristics of ink droplets.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の種々のインクジェット方式においては、インクジェッ
ト方式の致命的欠点である塵芥やインクの乾燥によるオ
リフィス(ノズル)又はスリット状ノズルの目詰まりの問
題がある。また、ヘッドアセンブリ上における高精度オ
リフィス(ノズル)が形成できない問題がある。さらに
は、アセンブリ上のコストの問題がある。また、オリフ
ィス(ノズル)が存在することによる信頼性の維持・回復
が困難な問題がある。また、印字品質が低いといった問
題もある。つまり、従来のインクジェット記録方式に関
しては、目詰まり等の信頼性の点やヘッドのコストの点
及び画質の点に課題がある。
As described above, in the conventional various ink jet systems, the problem of clogging of an orifice (nozzle) or a slit-shaped nozzle due to drying of dust and ink, which is a fatal disadvantage of the ink jet system, is described. There is. Further, there is a problem that a high-precision orifice (nozzle) cannot be formed on the head assembly. Further, there is a problem of assembly cost. Further, there is a problem that it is difficult to maintain and restore the reliability due to the presence of the orifice (nozzle). There is also a problem that the printing quality is low. That is, the conventional ink jet recording method has problems in reliability such as clogging, cost of the head, and image quality.

【0026】ここで、ノズルプレートやスリット状ノズ
ルを要しないことで、上述のような課題を解決したイン
ク飛翔記録装置が本出願人により特願平1-225777号等と
して出願されている。さらに、本出願人が特願平1-3342
32号として出願したインク飛翔記録装置では、インク液
面内に障壁を設けてインク液面に高効率に圧力を集中さ
せることで、インク滴の飛翔特性を改善している。しか
し、このようなインク飛翔記録装置でも、エネルギー作
用部の損傷が機器の耐久性を阻害する要因となってお
り、エネルギー作用部の熱発生分布を均一化してエネル
ギー利用効率や耐久性を改善することが要望されてい
る。
Here, an ink jet recording apparatus which solves the above-mentioned problems by eliminating the need for a nozzle plate or a slit-shaped nozzle has been filed by the present applicant as Japanese Patent Application No. 1-225777. In addition, the applicant filed Japanese Patent Application No. 1-3342.
In the ink flight recording apparatus filed as No. 32, a barrier is provided in the ink liquid surface to concentrate the pressure on the ink liquid surface with high efficiency, thereby improving the ink droplet flight characteristics. However, even in such an ink flying recording apparatus, the damage of the energy action section is a factor that hinders the durability of the device, and the heat generation distribution of the energy action section is made uniform to improve energy use efficiency and durability. It is desired.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
インク供給手段により供給されたインクを保持するイン
ク液面保持手段を設け、このインク液面保持手段が保持
するインクを加熱して瞬間的に成長する気泡を生じさせ
るエネルギー作用部を設け、このエネルギー作用部に画
像情報に応じた駆動信号を与える信号入力手段を設けた
インク飛翔記録装置において、エネルギー作用部を周辺
部の膜厚に比して中央部の膜厚が薄い発熱体層で形成し
た。
According to the first aspect of the present invention,
An ink level holding means for holding the ink supplied by the ink supply means; an energy action section for heating the ink held by the ink level holding means to generate bubbles that grow instantaneously; In an ink jet recording apparatus in which a signal input means for providing a drive signal according to image information is provided in an action section, an energy action section is formed of a heating element layer having a film thickness in a central portion thinner than a film thickness in a peripheral portion. .

【0028】請求項2記載の発明は、インク供給手段に
より供給されたインクを保持するインク液面保持手段を
設け、このインク液面保持手段が保持するインクを加熱
して瞬間的に成長する気泡を生じさせるエネルギー作用
部を設け、このエネルギー作用部に画像情報に応じた駆
動信号を与える信号入力手段を設けたインク飛翔記録装
置において、エネルギー作用部の周辺部と重複する部分
の膜厚に比して中央部と重複する部分の膜厚が薄い蓄熱
層を形成した。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an ink level holding means for holding the ink supplied by the ink supply means, and the bubbles which grow instantaneously by heating the ink held by the ink level holding means. In an ink jet recording apparatus provided with an energy action section that causes the energy action section, and a signal input means for providing a drive signal according to image information to the energy action section, a ratio of the film thickness of a portion overlapping with a peripheral portion of the energy action section is reduced. As a result, a heat storage layer having a small thickness in a portion overlapping the central portion was formed.

【0029】[0029]

【作用】請求項1記載の発明は、エネルギー作用部を中
央部の膜厚が周辺部の膜厚に比して薄い薄膜層で形成し
たことで、エネルギー作用部の温度分布が均一になるの
で、局所的な高温による熱応力が緩和され、しかも、エ
ネルギーの利用効率が良好でインク滴の飛翔速度が高速
になる。
According to the first aspect of the present invention, the temperature distribution of the energy application section becomes uniform because the energy application section is formed of a thin film layer whose central portion is thinner than the peripheral portion. In addition, the thermal stress due to local high temperature is reduced, and the energy use efficiency is good, and the flying speed of the ink droplet is high.

【0030】請求項2記載の発明は、エネルギー作用部
の中央部と重複する部分の膜厚が周辺部と重複する部分
の膜厚に比して薄い蓄熱層を形成したことで、エネルギ
ー作用部の温度分布が均一になるので、局所的な高温に
よる熱応力が緩和され、しかも、エネルギーの利用効率
が良好でインク滴の飛翔速度が高速になる。
According to a second aspect of the present invention, the heat storage layer is formed such that the thickness of the portion overlapping the central portion of the energy action portion is smaller than the thickness of the portion overlapping the peripheral portion. Is uniform, so that thermal stress due to local high temperature is relaxed, energy efficiency is good, and the flying speed of ink droplets is high.

【0031】[0031]

【実施例】本発明のインク飛翔記録装置を図面に基づい
て説明する。まず、本実施例のインク飛翔記録装置の記
録ヘッドの構成要素を図2ないし図4に従って説明す
る。まず、この記録ヘッド1は、図2に例示するよう
に、インク供給管(インク供給手段)2に接続された中空
のインク供給室3を有して台形状に形成されたマニホー
ルド4をベース材として構成されている。マニホールド
4の頂部にはインク供給室3に連通するスリット5が形
成された発熱体基板6が固定されている。この発熱体基
板6上にはスリット5両側に位置させて互い違いに櫛歯
状の障壁7が形成され、障壁7間に流路(インク液面保
持手段)8が形成されている。これらの流路8は障壁7
とは逆に互い違いに櫛歯状となってスリット5に連通さ
れている。また、前記発熱体基板6上には各流路8毎に
最奥部側に位置させて各々ヒータ部(エネルギー作用部)
9が形成されている。よって、ヒータ部9の平面的な配
列を見ると、図3に例示するように、スリット両側で千
鳥状配列となる。また、各流路8の途中に位置させて発
熱体基板6上には障壁7と同等の高さの流体抵抗部10
が形成されている。さらに、発熱体基板6の周囲を覆い
枠状の保持部材11により押え固定される薄膜状導電性
リード(信号入力手段)12がマニホールド4上に設けら
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ink flying recording apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, components of the recording head of the ink flying recording apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, as illustrated in FIG. 2, the recording head 1 has a trapezoidally formed manifold 4 having a hollow ink supply chamber 3 connected to an ink supply pipe (ink supply means) 2. Is configured as A heating element substrate 6 having a slit 5 communicating with the ink supply chamber 3 is fixed to the top of the manifold 4. Comb-shaped barriers 7 are alternately formed on both sides of the slit 5 on the heating element substrate 6, and a flow path (ink liquid level holding means) 8 is formed between the barriers 7. These channels 8 are barriers 7
On the contrary, they are alternately comb-shaped and communicate with the slit 5. Further, on the heating element substrate 6, each of the flow paths 8 is located at the innermost side and a heater section (energy action section) is provided.
9 are formed. Therefore, when the planar arrangement of the heater portions 9 is viewed, as illustrated in FIG. 3, a staggered arrangement is provided on both sides of the slit. Also, the fluid resistance portion 10 having the same height as the barrier 7 is placed on the heating element substrate 6 in the middle of each flow path 8.
Are formed. Further, a thin film conductive lead (signal input means) 12 covering the periphery of the heating element substrate 6 and being pressed and fixed by a frame-shaped holding member 11 is provided on the manifold 4.

【0032】ここに、前記ヒータ部9付近の構造例を図
1(a)に例示する。このヒータ部9は、発熱体基板6上
に蓄熱層13を形成し、その上に発熱体層14を制御電
極15、アース電極16と共に形成し、さらに、インク
との直接的な接触を避けるために表面を保護層17、電
極保護層18で覆ったものである。各発熱体層14は前
記制御電極15やアース電極16を介してワイヤボンデ
ィング(図示せず)により薄膜状導電性リード12に電気
的に接続されている。この薄膜状導電性リード12は画
像情報信号入力手段(図示せず)に接続されている。そし
て、この記録ヘッド1では、図示するように、前記蓄熱
層13の中央部の膜厚が周辺部の膜厚に比して薄く形成
されている。
Here, an example of the structure near the heater section 9 is illustrated in FIG. The heater section 9 has a heat storage layer 13 formed on the heating element substrate 6, and a heating element layer 14 formed thereon along with the control electrode 15 and the ground electrode 16. Further, in order to avoid direct contact with the ink. The surface is covered with a protective layer 17 and an electrode protective layer 18. Each heating element layer 14 is electrically connected to the thin-film conductive lead 12 via the control electrode 15 and the ground electrode 16 by wire bonding (not shown). The thin-film conductive leads 12 are connected to image information signal input means (not shown). In the recording head 1, as shown in the figure, the thickness of the heat storage layer 13 at the central portion is formed smaller than that at the peripheral portion.

【0033】まず、インク飛翔原理の概要を説明する。
まず、インク供給管2よりインク供給室3に供給された
インク19(図5参照)は、毛管現象により微細なスリッ
ト5を通って障壁7により囲まれた櫛歯状の流路8全域
に満たされることになる。なお、スリット5や流路8の
寸法によっては、毛管現象だけではインク19を十分に
流路8全域に供給・保持させることができないが、この
ような場合には、インク供給管2の元にあるインクタン
ク(図示せず)と記録ヘッド1との高さを調整することに
より、水頭差を利用すればよい。このように流路8全域
にインク19が満たされ、各ヒータ部9もインク19に
覆われた状態となるように、インク液面の高さを調整し
た定常状態において、画像情報に応じて各発熱体層14
に対して個別に通電を行うと、発熱した発熱体層14上
でインク液中に気泡が発生する。この気泡の推進力によ
りインク19がヒータ部9の面(基板面)に略垂直なる方
向に飛翔することになる。
First, the outline of the ink flying principle will be described.
First, the ink 19 (see FIG. 5) supplied from the ink supply pipe 2 to the ink supply chamber 3 passes through the fine slits 5 by capillary action and fills the entire area of the comb-shaped flow path 8 surrounded by the barrier 7. Will be. Note that, depending on the dimensions of the slit 5 and the flow path 8, it is not possible to sufficiently supply and hold the ink 19 over the entire flow path 8 by only the capillary phenomenon. By adjusting the height between a certain ink tank (not shown) and the recording head 1, the head difference may be used. In the steady state in which the height of the ink liquid level is adjusted so that the ink 19 is filled in the entire area of the flow path 8 and the respective heater sections 9 are also covered with the ink 19, each of the heaters 9 corresponds to the image information. Heating element layer 14
When an electric current is individually applied to the heating elements, bubbles are generated in the ink liquid on the heating element layer 14 that has generated heat. The ink 19 flies in a direction substantially perpendicular to the surface of the heater 9 (substrate surface) due to the propulsive force of the bubbles.

【0034】さらに、インク飛翔原理を図5に従って詳
細に説明する。なお、図5ではヒータ部9及びその周辺
部を拡大して示すが、簡単のために電極等は省略してあ
る。図5(a)は定常状態を示し、流路8全域にインク1
9が満たされ、ヒータ部9上もインク19により覆われ
ている。ヒータ部9を加熱させると、ヒータ部9の表面
温度が急上昇し、隣接インク層に沸騰現象が起きるまで
熱せられ、同図(b)に示すように微小な気泡20が点在
した状態となる。この時、例えば、従来の装置のように
ヒータ部9の蓄熱層13の膜厚が一様であると、この温
度分布は中央部が高温で周辺部が低温になるので、沸騰
現象は中央部から周辺部に向かって順次発生することに
なる。しかし、本実施例の記録ヘッド1では、図1(a)
に例示したように、蓄熱層13が中央部で薄く周辺部で
厚く形成されているので、ヒータ部9の全面が瞬間的に
発熱して沸騰現象が一様に生じ、極めて高効率にインク
19内に気泡20が発生することになる。
Further, the ink flying principle will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 5, the heater 9 and its peripheral portion are shown in an enlarged manner, but electrodes and the like are omitted for simplicity. FIG. 5 (a) shows a steady state, in which ink 1
9 is filled, and the heater 9 is also covered with the ink 19. When the heater section 9 is heated, the surface temperature of the heater section 9 rises rapidly, and the ink layer is heated until a boiling phenomenon occurs in the adjacent ink layer, so that fine bubbles 20 are scattered as shown in FIG. . At this time, for example, when the thickness of the heat storage layer 13 of the heater section 9 is uniform as in the conventional apparatus, the temperature distribution is high in the central portion and low in the peripheral portion. To the peripheral portion. However, in the recording head 1 of the present embodiment, FIG.
Since the heat storage layer 13 is formed to be thin at the center and thick at the periphery as shown in FIG. Air bubbles 20 will be generated inside.

【0035】そして、このようにしてヒータ部9の全面
で急激に加熱された隣接インク層が瞬時に気化して同図
(c)に示すように沸騰膜を作る。このように気泡20が
成長した状態において、表面温度は300〜350℃になり、
いわゆる膜沸騰状態にある。また、ヒータ部9の上部に
あるインク19層は、気泡成長の推進力により、図示す
るように、インク液面が盛り上がった状態となる。この
時、ヒータ部9上面で沸騰現象が一様に生じるので形成
される気泡20とインク19との境界面も平坦になり、
蓄熱層13の膜厚が均一である場合に生じる球形の気泡
に比してインク19に圧力が高効率に作用するので、よ
り大きなインク柱21が形成されることになる。
Then, the adjacent ink layer heated rapidly on the entire surface of the heater section 9 is instantaneously vaporized, and
A boiling film is formed as shown in FIG. In the state in which the bubbles 20 grow in this way, the surface temperature becomes 300 to 350 ° C.,
It is in a so-called film boiling state. In addition, the ink 19 layer above the heater section 9 is in a state where the ink liquid level is raised as shown in the figure by the driving force of bubble growth. At this time, since the boiling phenomenon occurs uniformly on the upper surface of the heater section 9, the boundary surface between the bubble 20 and the ink 19 formed also becomes flat,
Since the pressure acts on the ink 19 more efficiently than a spherical bubble generated when the thickness of the heat storage layer 13 is uniform, a larger ink column 21 is formed.

【0036】ここで、同図(d)は気泡20が最大に成長
した状態を示し、インク液面からインク柱21がさらに
成長した状態となる。このような最大気泡となるまでに
要する時間は、ヘッド(発熱体基板6)構造、印加パルス
条件等にもよるが、通常、パルス印加後、5〜30(μsec)
程度要する。最大気泡となった時点では、ヒータ部9は
既に通電されていない状態にあり、ヒータ部9の表面温
度は降下しつつある。気泡20が最大となる時のタイミ
ングは、電気パルス印加のタイミングから若干遅れたも
のとなる。同図(e)は気泡20がインク19等により冷
却され収縮を開始した状態を示す。インク柱21の先端
部は押出された速度を維持して前進し、後端部では気泡
20の収縮に伴ってインク液面にインク19が逆流する
ことにより、図示するように、インク柱21にくびれが
生ずる。気泡20がさらに収縮すると、同図(f)に示す
ように、ヒータ部9面にインク19が接し、ヒータ部9
面がさらに急激に冷却される状態となる。すると、イン
ク柱21はインク液面から切断され、被記録体(図示せ
ず)の方向へ2〜12(m/s)の速度で飛翔する。なお、この
時の飛翔速度はヘッド(発熱体基板6)構造、インク物
性、印加パルス条件等に依存するが、飛翔速度が比較的
遅い場合(2〜3(m/s))にはインク19は滴状となって飛
翔し、比較的速い場合(7〜12(m/s))にはインク19は細
長い柱状となって飛翔する。この後、同図(g)に示すよ
うに同図(a)と同様な定常状態に戻り、流路8全域にイ
ンク19が満たされ、気泡20も完全に消滅した状態と
なる。
FIG. 4D shows a state in which the bubble 20 has grown to the maximum, and a state in which the ink column 21 has further grown from the ink liquid level. The time required to reach such maximum bubbles depends on the structure of the head (heating element substrate 6), applied pulse conditions, etc., but is usually 5 to 30 (μsec) after pulse application.
It takes about. At the point in time when the bubble reaches the maximum, the heater 9 has not been energized, and the surface temperature of the heater 9 is decreasing. The timing when the bubble 20 is maximized is slightly delayed from the timing of applying the electric pulse. FIG. 3E shows a state in which the bubble 20 is cooled by the ink 19 or the like and starts to contract. The front end of the ink column 21 moves forward while maintaining the extruded speed, and the rear end of the ink column 21 flows back along with the contraction of the bubble 20, causing the ink 19 to flow back to the ink liquid surface. Constriction occurs. When the bubble 20 further contracts, the ink 19 comes into contact with the surface of the heater 9 as shown in FIG.
The surface becomes more rapidly cooled. Then, the ink column 21 is cut from the ink liquid surface, and flies at a speed of 2 to 12 (m / s) in the direction of the recording medium (not shown). The flying speed at this time depends on the structure of the head (heating element substrate 6), the physical properties of the ink, the conditions of the applied pulse, and the like. If the flying speed is relatively low (2 to 3 (m / s)), the ink 19 The ink 19 flies in the form of drops, and when relatively fast (7 to 12 (m / s)), the ink 19 flies in the form of an elongated column. Thereafter, as shown in FIG. 7G, the state returns to the steady state similar to FIG. 7A, and the ink 19 is filled in the entire area of the flow path 8 and the bubbles 20 are completely eliminated.

【0037】つぎに、発熱体基板6の構造及び製造方法
を詳細に説明する。本実施例において、発熱体基板6は
重要なパーツの一つである。まず、発熱体基板6自体は
例えばガラス、アルミナ(Al23)、シリコン等の材質
によるものが用いられる。スリット5は比較的精度がよ
く、低コストで加工できる点でレーザビーム加工法によ
るのがよい。もっとも、基板として単結晶シリコンを用
いる場合には、異方性エッチング加工によっても、非常
に高精度にスリット5を形成できる。
Next, the structure and manufacturing method of the heating element substrate 6 will be described in detail. In this embodiment, the heating element substrate 6 is one of important parts. First, the heating element substrate 6 itself is made of a material such as glass, alumina (Al 2 O 3 ), or silicon. The slit 5 is preferably formed by a laser beam processing method in that it has relatively high precision and can be processed at low cost. However, when single crystal silicon is used as the substrate, the slits 5 can be formed with very high precision even by anisotropic etching.

【0038】発熱体基板6上に形成される蓄熱層13
は、例えば、SiO2層よりなり、ガラス又はアルミナ基
板の場合であればスパッタリング法などの薄膜形成法に
より形成され、シリコン基板の場合には熱酸化法によっ
て形成される。蓄熱層13の膜厚としては、発熱体層1
4の周辺部と重複する厚い部分では1〜5(μm)程度と
し、発熱体層14の中央部と重複する薄い部分では0.5
〜4(μm)程度とするとよい。なお、このように部分的に
薄い蓄熱層13の製作は、周知のフォトリソグラフィー
やエッチングの技術で実施可能である。例えば、蓄熱層
13をSiO2で製作した場合、東京応化製フォトレジス
トOFPR800などを用いてフォトリソグラフィーで
開口部を形成し、フッとフッ化アンモニアの緩衝エッ
チング液でエッチングを行なうことで、数分で部分的に
膜厚が0.5〜1.0(μm)の蓄熱層13を得ることができ
る。
Heat storage layer 13 formed on heating element substrate 6
Is formed of, for example, a SiO 2 layer, and is formed by a thin film forming method such as a sputtering method in the case of a glass or alumina substrate, and is formed by a thermal oxidation method in the case of a silicon substrate. As the thickness of the heat storage layer 13, the heating element layer 1
4 is about 1 to 5 (μm) in a thick portion overlapping the peripheral portion, and 0.5 in a thin portion overlapping the central portion of the heating element layer 14.
It is good to be about 4 (μm). It should be noted that the production of the heat storage layer 13 that is partially thin in this manner can be performed by well-known photolithography and etching techniques. For example, when the heat storage layer 13 is made of SiO 2 , an opening is formed by photolithography using a photoresist OFPR800 manufactured by Tokyo Ohka, and etching is performed with a buffer etching solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride, thereby reducing the number of layers. The heat storage layer 13 having a thickness of 0.5 to 1.0 (μm) can be partially obtained in minutes.

【0039】さらに、発熱体層14を構成する材料とし
ては、例えば、タンタル−SiO2の混合物、窒化タンタ
ル、ニクロム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体、
或いは、ハフニウム、ランタン、ジルコニウム、チタ
ン、タンタル、タングステン、モリブデン、ニオブ、ク
ロム、バナジウム等の金属の硼化物が使用可能である。
これらの内、金属の硼化物が特に好ましく、その中で
も、硼化ハフニウムが最も特性的に好ましく、次いで、
硼化ジルコニウム、硼化ランタン、硼化タンタル、硼化
バナジウム、硼化ニオブの順に好ましいものとなる。発
熱体層14はこのような材料を用い、電子ビーム法や蒸
着法又はスパッタリング法等で形成される。膜厚は単位
時間当たりの発熱量が所望値となるように、その面積、
材質、熱作用部分の形状及び大きさ、実際面での消費電
力等に応じて適宜設定されるが、通常は0.001〜5(μm)
程度、好ましくは0.01〜1(μm)程度の膜厚とされる。
Further, the material constituting the heating element layer 14 is, for example, a mixture of tantalum-SiO 2 , tantalum nitride, nichrome, silver-palladium alloy, silicon semiconductor,
Alternatively, boride of a metal such as hafnium, lanthanum, zirconium, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, niobium, chromium, and vanadium can be used.
Of these, metal borides are particularly preferred, and among them, hafnium boride is the most characteristically preferred.
Zirconium boride, lanthanum boride, tantalum boride, vanadium boride, and niobium boride are preferred in that order. The heating element layer 14 is formed using such a material by an electron beam method, an evaporation method, a sputtering method, or the like. The area of the film thickness, so that the calorific value per unit time is a desired value,
It is appropriately set according to the material, the shape and size of the heat acting portion, the actual power consumption, etc., but usually 0.001 to 5 (μm)
, Preferably about 0.01 to 1 (μm).

【0040】また、制御電極15やアース電極16の材
料としては、通常の電極材料と同じでよく、例えば、A
l,Ag,Au,Pt,Cu等が用いられる。これらは
蒸着法等により、所定位置に所定の大きさ、形状、膜厚
で形成される。
The materials of the control electrode 15 and the ground electrode 16 may be the same as ordinary electrode materials.
1, Ag, Au, Pt, Cu and the like are used. These are formed at a predetermined position in a predetermined size, shape, and film thickness by an evaporation method or the like.

【0041】保護層17は発熱体層14で発生した熱を
効果的にインク19側に伝達させることを妨げずに発熱
体層14を保護するためのものであり、材料としては、
酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン、酸化マグネシウ
ム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウ
ム等が用いられる。製法は、電子ビーム法、蒸着法、ス
パッタリング法等による。そして、その膜厚は、通常0.
01〜10(μm)が好ましく、0.1〜5(μm)(中でも、0.1〜3
(μm)が最適)とされる。保護層17はこれらの材料を用
いて1層又は複数層構造で形成されるが、これらの層の
他に、気泡20が収縮・消滅する際に発生するキャビテ
ーション作用からヒータ部9を保護するためにTa等の
金属層を表面に形成するのが望ましい。具体的には、T
aなどの金属層を膜厚0.05〜1(μm)程度で形成すればよ
い。
The protective layer 17 is for protecting the heat generating layer 14 without preventing the heat generated in the heat generating layer 14 from being effectively transmitted to the ink 19 side.
Silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride, magnesium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, or the like is used. The production method is based on an electron beam method, an evaporation method, a sputtering method, or the like. And the film thickness is usually 0.
01 to 10 (μm) is preferable, and 0.1 to 5 (μm) (among others, 0.1 to 3
(μm) is optimal). The protective layer 17 is formed in a single-layer or multiple-layer structure using these materials. In addition to these layers, the protective layer 17 protects the heater section 9 from cavitation generated when the bubbles 20 contract and disappear. It is desirable to form a metal layer such as Ta on the surface. Specifically, T
A metal layer such as a may be formed with a thickness of about 0.05 to 1 (μm).

【0042】電極保護層18の材料としては、例えばポ
リイミドイソインドロキナゾリンジオン(商品名:PI
Q,日立化成社製)、ポリイミド樹脂(商品名:PYRA
LIN,デュポン社製)、環化ポリブタジエン(商品名:
JSR−CBR,日本合成ゴム社製)、フォトニース(商
品名:東レ社製)、その他の感光性ポリイミド樹脂等が
用いられる。
As a material of the electrode protection layer 18, for example, polyimide isoindoloquinazolinedione (trade name: PI
Q, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), polyimide resin (trade name: PYRA)
LIN, manufactured by DuPont), cyclized polybutadiene (trade name:
JSR-CBR, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., Photo Nice (trade name: manufactured by Toray Industries, Inc.), and other photosensitive polyimide resins are used.

【0043】つぎに、ヒータ部9の耐久性について説明
する。まず、本実施例の記録ヘッド1では、発熱体層1
4の中央部と重複する蓄熱層13の膜厚dを薄く形成す
ることで、ヒータ部9の温度分布が均一になって耐久性
が向上している。つまり、従来の装置のように蓄熱層1
3の膜厚が均一な場合は、ヒータ部9の中央部が局所的
に高温になって過大な熱応力が発生し、これに気泡20
の消滅時のキャビテーションショックが加わって破壊の
要因となっていた。しかし、本実施例の記録ヘッド1で
は、蓄熱層13の膜厚を部分的に薄くすることでヒータ
部9の温度分布が均一になっているので、局所的な高温
による熱応力が緩和されて耐久性が向上している。
Next, the durability of the heater section 9 will be described. First, in the recording head 1 of this embodiment, the heating element layer 1
By forming the film thickness d of the heat storage layer 13 overlapping with the central part of the heater 4 thin, the temperature distribution of the heater unit 9 becomes uniform and the durability is improved. That is, as in the conventional apparatus, the heat storage layer 1
In the case where the film thickness of the heater 3 is uniform, the central portion of the heater section 9 is locally heated to generate an excessive thermal stress.
The cavitation shock at the time of the disappearance was added, causing destruction. However, in the recording head 1 of the present embodiment, since the temperature distribution of the heater section 9 is made uniform by partially reducing the thickness of the heat storage layer 13, thermal stress due to local high temperature is reduced. Durability is improved.

【0044】なお、本実施例の記録ヘッド1では、図1
(a)に例示するように、請求項2記載の発明として蓄熱
層13の膜厚dを部分的に薄くしたものを例示したが、
本発明は上記構造に限定されるものではなく、図1(b)
に例示するように、請求項1記載の発明として周辺部の
膜厚d´に比して中央部の膜厚が薄い発熱体層14を形
成することも可能である。この場合も蓄熱層13の膜厚
を部分的に薄くした場合と同様にヒータ部9の温度分布
が均一になって気泡20とインク19との境界面が平坦
になり、エネルギの利用効率や耐久性が向上することに
なる。
Incidentally, in the recording head 1 of this embodiment, FIG.
As illustrated in (a), the heat storage layer 13 in which the film thickness d is partially reduced is illustrated as the invention of claim 2.
The present invention is not limited to the above structure,
As an example, it is also possible to form the heating element layer 14 whose central portion has a smaller thickness than the peripheral portion thickness d '. Also in this case, as in the case where the thickness of the heat storage layer 13 is partially reduced, the temperature distribution of the heater section 9 becomes uniform, the boundary surface between the bubbles 20 and the ink 19 becomes flat, and the energy use efficiency and durability are improved. Performance will be improved.

【0045】つぎに、本出願人が実際に記録ヘッド1を
製作して印写記録を行った際の噴射実験結果を諸条件と
共に以下に示す。 a.具体例1 条件 発熱体層14のサイズ :80μm×80μm 発熱体層14の膜厚d´:0.5μm 発熱体層14の抵抗値 :31Ω 発熱体層14の材料 :Ta2N 蓄熱層13の膜厚d ヒータ部9の中央部:1.0μm ヒータ部9の周辺部:1.5μm 蓄熱層13の材料 :SiO2 駆動電圧 :15V パルス幅 :5.0μsec 連続駆動周波数 :2.0kHz(ベタ印写時) 使用インク :キャノン社製のBJ130用インク 被記録体 :三菱製紙社製のNMマットコート紙 被記録体との間隔 :1.0mm なお、これはOFPR800(東京応化製)のフォトリソ
によりヒータ部9の中央部が形成される部分に開口を形
成し、フッとフッ化アンモンの緩衝エッチング液によ
りSiO2を0.5(μm)だけエッチングして厚さdを薄くし
た。 b.具体例2 条件 発熱体層14の膜厚d´ ヒータ部9の中央部:0.3μm ヒータ部9の周辺部:0.5μm 発熱体層14の材料 :Ta2N 他は具体例1と同一なお、これはOFPR800(東京
応化製)のフォトリソによりヒータ部9の中央部に開口
を形成し、ドライエッチングによりTa2Nを0.2(μm)だ
けエッチングして厚さd´を薄くした。 c.比較例1 条件 発熱体層14の膜厚d´:0.5μm 蓄熱層13の膜厚d :1.5μm 他は具体例1と同一
Next, the results of an ejection experiment along with various conditions when the present applicant actually manufactures the recording head 1 and performs printing and recording will be described below. a. Specific Example 1 Condition Size of Heating Element Layer 14: 80 μm × 80 μm Thickness d ′ of Heating Element Layer 14: 0.5 μm Resistance Value of Heating Element Layer 14: 31 Ω Material of Heating Element Layer 14: Ta 2 N Film of Heat Storage Layer 13 Thickness d Central part of the heater part 9: 1.0 μm Peripheral part of the heater part 9: 1.5 μm Material of the heat storage layer 13: SiO 2 drive voltage: 15 V Pulse width: 5.0 μsec Continuous drive frequency: 2.0 kHz (for solid printing) Ink: BJ130 ink manufactured by Canon Inc. Recording medium: NM matte coated paper manufactured by Mitsubishi Paper Mills Spacing with the recording medium: 1.0 mm This is a central part of the heater unit 9 by photolithography of OFPR800 (Tokyo Ohka). An opening was formed in a portion where is formed, and SiO 2 was etched by 0.5 (μm) with a buffer etching solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride to reduce the thickness d. b. Specific Example 2 Conditions Thickness d ′ of Heating Element Layer 14 Center part of heater part 9: 0.3 μm Peripheral part of heater part 9: 0.5 μm Material of heating element layer 14: Ta 2 N An opening was formed at the center of the heater section 9 by photolithography of OFPR800 (manufactured by Tokyo Ohka), and Ta 2 N was etched by 0.2 (μm) by dry etching to reduce the thickness d ′. c. Comparative Example 1 Conditions Thickness d 'of heating element layer 14: 0.5 μm Thickness d of heat storage layer 13: 1.5 μm Others are the same as in Example 1.

【0046】上記条件で印写記録実験を実行したとこ
ろ、比較例1では、インク19の飛翔速度は約5.5(m/s)
で画像は微少ながらヘッドスキャン方向に流れ、連続駆
動に対する耐久時間は約22時間であることが確認され
た。しかし、具体例1では、インク19の飛翔速度は8.
5(m/s)で画像は流れることなく高品質であり、連続駆動
に対する耐久時間は約475時間であった。さらに、具体
例2では、インク19の飛翔速度は9.2(m/s)で画像は極
めて高品質であり、連続駆動に対する耐久時間は約420
時間であった。
When a printing and recording experiment was performed under the above conditions, in Comparative Example 1, the flying speed of the ink 19 was about 5.5 (m / s).
The image flowed in the head scan direction, albeit slightly, and the endurance time for continuous driving was confirmed to be about 22 hours. However, in the specific example 1, the flying speed of the ink 19 is 8.
At 5 (m / s), the image was high quality without flowing, and the endurance time for continuous driving was about 475 hours. Further, in the specific example 2, the flying speed of the ink 19 is 9.2 (m / s), the image is extremely high quality, and the durability time for continuous driving is about 420.
It was time.

【0047】上述の実験結果からも自明であるように、
発熱体層14の中央部と重複する蓄熱層13の膜厚dを
薄く形成したり、周辺部の膜厚に比して中央部の膜厚が
薄い発熱体層14を形成することで、極めて高性能で耐
久性が良好な記録ヘッド1を得ることができる。なお、
このような二つの条件を一つの記録ヘッド1に設けるこ
とも可能である。
As is clear from the above experimental results,
By forming the thickness d of the heat storage layer 13 overlapping the central portion of the heating element layer 14 to be small, or by forming the heating element layer 14 having a central portion thinner than the peripheral portion. A recording head 1 with high performance and good durability can be obtained. In addition,
It is also possible to provide such two conditions in one recording head 1.

【0048】[0048]

【発明の効果】請求項1記載の発明は、インク供給手段
により供給されたインクを保持するインク液面保持手段
を設け、このインク液面保持手段が保持するインクを加
熱して瞬間的に成長する気泡を生じさせるエネルギー作
用部を設け、このエネルギー作用部に画像情報に応じた
駆動信号を与える信号入力手段を設けたインク飛翔記録
装置において、エネルギー作用部を周辺部の膜厚に比し
て中央部の膜厚が薄い発熱体層で形成したことにより、
エネルギー作用部の温度分布が均一になるので、局所的
な高温による熱応力が緩和されて耐久性が向上し、しか
も、エネルギーの利用効率が良好でインク滴の飛翔速度
が高速なので、印刷品質も良好である等の効果を有する
ものである。
According to the first aspect of the present invention, an ink level holding means for holding the ink supplied by the ink supply means is provided, and the ink held by the ink level holding means is heated to grow instantaneously. In an ink jet recording apparatus provided with an energy action section that generates bubbles that generate bubbles and signal input means for providing a drive signal according to image information to the energy action section, the energy action section is compared with the thickness of the peripheral portion. By forming a heating element layer with a thin film at the center,
The uniformity of the temperature distribution in the energy application section reduces the thermal stress due to local high temperature and improves durability.Moreover, the energy use efficiency is good and the ink droplet flying speed is high, so the printing quality is also good. It has effects such as good.

【0049】請求項2記載の発明は、インク供給手段に
より供給されたインクを保持するインク液面保持手段を
設け、このインク液面保持手段が保持するインクを加熱
して瞬間的に成長する気泡を生じさせるエネルギー作用
部を設け、このエネルギー作用部に画像情報に応じた駆
動信号を与える信号入力手段を設けたインク飛翔記録装
置において、エネルギー作用部の周辺部と重複する部分
の膜厚に比して中央部と重複する部分の膜厚が薄い蓄熱
層を形成したことにより、エネルギー作用部の温度分布
が均一になるので、局所的な高温による熱応力が緩和さ
れて耐久性が向上し、しかも、エネルギーの利用効率が
良好でインク滴の飛翔速度が高速なので、印刷品質も良
好である等の効果を有するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an ink liquid level holding means for holding the ink supplied by the ink supply means, and bubbles which grow instantaneously by heating the ink held by the ink liquid level holding means are provided. In an ink jet recording apparatus provided with an energy action section that causes the energy action section, and a signal input means for providing a drive signal according to image information to the energy action section, a ratio of the film thickness of a portion overlapping with a peripheral portion of the energy action section is reduced. By forming a heat storage layer with a thin film thickness at the part overlapping the central part, the temperature distribution of the energy acting part becomes uniform, so the thermal stress due to local high temperature is relaxed and the durability is improved, In addition, since the energy use efficiency is good and the flying speed of the ink droplets is high, the print quality is good.

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

【図1】本発明の実施例を示す要部の縦断正面図であ
る。
FIG. 1 is a vertical sectional front view of a main part showing an embodiment of the present invention.

【図2】全体の分解斜視図である。FIG. 2 is an overall exploded perspective view.

【図3】要部の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a main part.

【図4】要部の縦断正面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional front view of a main part.

【図5】動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram.

【符号の説明】 1 インク飛翔記録装置 8 インク液面保持手段 9 エネルギー作用部 12 信号入力手段 13 蓄熱層 14 発熱体層[Description of Signs] 1 Ink flying recording device 8 Ink liquid level holding means 9 Energy application section 12 Signal input means 13 Heat storage layer 14 Heating element layer

フロントページの続き (72)発明者 山口 隆行 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 本村 修二 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 鈴木 栄子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭55−132258(JP,A) 特開 昭63−189243(JP,A) 特開 昭63−42872(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/05 B41J 2/16 Continued on the front page (72) Inventor Takayuki Yamaguchi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company (72) Inventor Shuji Motomura 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Co., Ltd. Ricoh (72) Inventor Eiko Suzuki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (56) References JP-A-55-132258 (JP, A) JP-A-63-189243 (JP) , A) JP-A-63-42872 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B41J 2/05 B41J 2/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インク供給手段により供給されたインク
を保持するインク液面保持手段を設け、このインク液面
保持手段が保持するインクを加熱して瞬間的に成長する
気泡を生じさせるエネルギー作用部を設け、このエネル
ギー作用部に画像情報に応じた駆動信号を与える信号入
力手段を設けたインク飛翔記録装置において、前記エネ
ルギー作用部を周辺部の膜厚に比して中央部の膜厚が薄
い発熱体層で形成したことを特徴とするインク飛翔記録
装置。
An energy action section for providing ink level holding means for holding ink supplied by an ink supply means, and heating the ink held by the ink level holding means to generate bubbles that grow instantaneously. In the ink jet recording apparatus provided with signal input means for providing a drive signal according to image information to the energy action section, the thickness of the energy action section is smaller at the central portion than at the peripheral portion. An ink flying recording device formed of a heating element layer.
【請求項2】 インク供給手段により供給されたインク
を保持するインク液面保持手段を設け、このインク液面
保持手段が保持するインクを加熱して瞬間的に成長する
気泡を生じさせるエネルギー作用部を設け、このエネル
ギー作用部に画像情報に応じた駆動信号を与える信号入
力手段を設けたインク飛翔記録装置において、前記エネ
ルギー作用部の周辺部と重複する部分の膜厚に比して中
央部と重複する部分の膜厚が薄い蓄熱層を形成したこと
を特徴とするインク飛翔記録装置。
2. An energy action section for providing ink level holding means for holding ink supplied by the ink supply means, and heating the ink held by the ink level holding means to generate bubbles that grow instantaneously. In the ink jet recording apparatus provided with a signal input means for providing a drive signal according to the image information to the energy application section, the central portion compared to the film thickness of the portion overlapping the peripheral portion of the energy application section An ink jet recording apparatus, wherein a heat storage layer having a small film thickness in an overlapping portion is formed.
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