JP3158374B2 - Ink jet print head and ink jet printer - Google Patents

Ink jet print head and ink jet printer

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JP3158374B2
JP3158374B2 JP23644092A JP23644092A JP3158374B2 JP 3158374 B2 JP3158374 B2 JP 3158374B2 JP 23644092 A JP23644092 A JP 23644092A JP 23644092 A JP23644092 A JP 23644092A JP 3158374 B2 JP3158374 B2 JP 3158374B2
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ink jet
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orifice plate
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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】本発明はインクジェットプリント
ヘッド及びインクジェットプリンタに係り、特に発熱体
(以下ヒータと称する)により気泡を発生させてインク
を吐出するインクジェットプリントヘッド及びインクジ
ェットプリンタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink-jet print head and an ink-jet printer, and more particularly to an ink-jet print head and an ink-jet printer which generate ink by a heating element (hereinafter referred to as a heater) to discharge ink.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱インクジェットプリントヘッドには、
ノズルの開口方向によってエッジシュータ型熱インクジ
ェットプリントヘッドとサイドシュータ型熱インクジェ
ットプリントヘッドとの2方式がある。
2. Description of the Related Art Thermal ink jet print heads include:
There are two methods, an edge shooter type thermal inkjet printhead and a side shooter type thermal inkjet printhead, depending on the opening direction of the nozzle.

【0003】図12及び図14に、それぞれエッジシュ
ータ型及びサイドシュータ型の熱インクジェットプリン
トヘッドの構成を示す。いずれの方式もインク吐出につ
いての基本的原理は全く同じである。図12、14にお
いて、基板1上にSiO2 などの絶縁膜2を介してヒー
タ3が設けられている。ヒータ3上には1対のAl電極
4、5が対向して設けられており、ヒータ3及び電極
4、5の上面は3層の保護膜6、7、8で被覆されてい
る。また、最上層のポリイミドで構成された保護膜8に
は、電極4、5が対向している位置に開口部8aが形成
されており、保護膜8の上部にオリフィスプレート9が
設けられている。そして、オリフィスプレート9に形成
された液室10に、図示しないインク供給部からインク
11が供給される。
FIGS. 12 and 14 show the construction of an edge shooter type and side shooter type thermal ink jet print head, respectively. The basic principle of ink ejection is exactly the same in both systems. 12 and 14, a heater 3 is provided on a substrate 1 via an insulating film 2 such as SiO 2 . A pair of Al electrodes 4 and 5 are provided on the heater 3 so as to face each other, and the upper surfaces of the heater 3 and the electrodes 4 and 5 are covered with three protective films 6, 7 and 8. An opening 8a is formed in the uppermost protective film 8 made of polyimide at a position where the electrodes 4 and 5 face each other, and an orifice plate 9 is provided above the protective film 8. . Then, ink 11 is supplied from a not-shown ink supply unit to a liquid chamber 10 formed in the orifice plate 9.

【0004】ここで図12に示すエッジシュータ型ヘッ
ドでは、ヒータ3に平行の方向に液室10が開口してお
り、図14に示すサイドシュータ型ヘッドではヒータ3
に直角の方向に液室10が開口していて、それぞれノズ
ル12、13を形成している。なお、サイドシュータ型
ヘッドでは保護膜は6、8の2層となっている。
Here, in the edge shooter type head shown in FIG. 12, the liquid chamber 10 is opened in a direction parallel to the heater 3, and in the side shooter type head shown in FIG.
The liquid chamber 10 is opened in a direction perpendicular to the direction, and forms nozzles 12 and 13, respectively. In the side shooter head, the protective film has two layers, 6 and 8.

【0005】上記のように構成されたエッジシュータ型
熱インクジェットプリントヘッドにおいて、ヒータ3に
所定の電圧パルスを一定時間加えると、図13(a)に
示すようにヒータ3の面上に核気泡21が発生する。核
気泡21は(b)に示すように合体して膜気泡22とな
り、さらに(c)に示すように膜気泡22が断熱膨張に
より成長してバブル23となる。次に、ヒータ3に対す
る電圧の印加がなくなると、(d)に示すように周囲の
インク11に熱を取られてバブル23は収縮し、(e)
に示すようにバブル23は消滅する。そして(c)、
(d)、(e)の過程において生じる膜沸騰現象の吐出
力により、インク11はインク粒11aとなってノズル
12から外部に放出される。
When a predetermined voltage pulse is applied to the heater 3 for a certain period of time in the edge-shooter type thermal ink jet print head configured as described above, a nuclear bubble 21 is formed on the surface of the heater 3 as shown in FIG. Occurs. The nuclear bubbles 21 coalesce as shown in (b) and become film bubbles 22, and as shown in (c), the film bubbles 22 grow by adiabatic expansion to become bubbles 23. Next, when the application of the voltage to the heater 3 is stopped, as shown in (d), heat is taken by the surrounding ink 11, and the bubble 23 contracts, and (e).
The bubble 23 disappears as shown in FIG. And (c),
The ink 11 is ejected from the nozzle 12 to the outside as ink droplets 11a by the ejection force of the film boiling phenomenon generated in the processes (d) and (e).

【0006】図14に示すサイドシュータ型熱インクジ
ェットヘッドにおいても、図15に示すように同様の作
用によりインク粒11aの吐出が行なわれる。なお、図
15では複数個の液室10がオリフィスプレート9に並
列に設けられており、共通のインク供給部24からイン
ク11が供給される。また、インク供給部24には各液
室10を仕切るバリア25が設けられている。
In the side shooter type thermal ink jet head shown in FIG. 14, the ink droplets 11a are discharged by the same operation as shown in FIG. In FIG. 15, a plurality of liquid chambers 10 are provided in parallel with the orifice plate 9, and the ink 11 is supplied from a common ink supply unit 24. The ink supply unit 24 is provided with a barrier 25 for partitioning each liquid chamber 10.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された従来の各インクジェットプリントヘッ
ドは、いずれも単色2値記録を目的としたもので、濃度
階調を実現することはできない。また、ヒータ3の熱が
保護膜6などを介して、ほぼ直接インク11に伝わるた
め、接触面にインク11の焦げが発生し、加熱効率が劣
化するという問題があった。また、濃度階調を実現する
ためにインクと透明溶媒とを混合して吐出する場合に、
待機時にもインクと透明溶媒とが接触し、かつ外気に触
れているため、自然混合、自然乾燥が発生し、印字品質
が低下するという問題もあった。
However, each of the conventional ink jet print heads configured as described above is intended for monochromatic binary recording, and cannot realize density gradation. Further, since the heat of the heater 3 is almost directly transmitted to the ink 11 via the protective film 6 and the like, there is a problem that the ink 11 is scorched on the contact surface and the heating efficiency is deteriorated. Also, when mixing and discharging ink and a transparent solvent in order to realize density gradation,
Even during standby, the ink and the transparent solvent are in contact with each other and are in contact with the outside air, so that there is a problem that natural mixing and natural drying occur and print quality is reduced.

【0008】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、インクのヒータによる焦げの発生を防止し
て、加熱効率の劣化を軽減することができ、しかも待機
時におけるインクと透明溶媒との自然混合、自然乾燥を
防止して、動作時に安定した濃度階調を実現することの
できるインクジェットプリントヘッド及びインクジェッ
トプリンタを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a situation, and it is possible to prevent the occurrence of scorching by an ink heater, to reduce the deterioration of heating efficiency, and to reduce the ink and transparent solvent during standby. It is an object of the present invention to provide an ink jet print head and an ink jet printer capable of preventing a natural mixture and a natural drying with the ink jet head and realizing a stable density gradation during operation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載のインク
ジェットプリントヘッドは、基板1上に設けられたヒー
タ3と、ヒータ3上に形成され、隔壁としてのバリア2
5で区画された透明溶媒室としての液室10と、液室1
0を被覆し、インク11が混合された透明溶媒28を吐
出する開口部27が設けられたオリフィスプレート9と
を備えるとともに、オリフィスプレート9を軟質部材で
構成し、開口部27を開閉可能とし、オリフィスプレー
ト9に開口部27に連通するインク供給路26を形成し
たことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an ink jet print head comprising: a heater provided on a substrate; and a barrier formed on the heater and serving as a partition.
5, a liquid chamber 10 as a transparent solvent chamber, and a liquid chamber 1
And an orifice plate 9 provided with an opening 27 for discharging a transparent solvent 28 in which the ink 11 is mixed, and the orifice plate 9 is made of a soft member so that the opening 27 can be opened and closed. The ink supply passage 26 communicating with the opening 27 is formed in the orifice plate 9.

【0010】請求項2に記載のインクジェットプリント
ヘッドは、オリフィスプレート9は、インク供給路26
が形成された第1の可撓性板材としての第1のプレート
9aの両面に、それぞれ開口部27が設けられた第2の
可撓性部材としての第2のプレート9bを配して構成し
たことを特徴とする。
In the ink jet print head according to the second aspect, the orifice plate 9 is provided with an ink supply path 26.
There the surfaces of the first plate 9a as a first flexible plate member which is formed, and each configured by disposing a second plate 9b as the second flexible member opening 27 is provided It is characterized by the following.

【0011】請求項3に記載のインクジェットプリント
ヘッドは、開口部27を直線状に形成したことを特徴と
する。
An ink jet print head according to a third aspect is characterized in that the opening 27 is formed in a straight line.

【0012】請求項4に記載のインクジェットプリント
ヘッドは、開口部27をH形状に形成したことを特徴と
する。
An ink jet print head according to a fourth aspect is characterized in that the opening 27 is formed in an H shape.

【0013】請求項5に記載のインクジェットプリント
ヘッドは、インク11をインク供給路26に定量圧送す
る手段として、電気浸透膜を用いたことを特徴とする。
An ink jet print head according to a fifth aspect is characterized in that an electroosmotic membrane is used as means for feeding the ink 11 to the ink supply path 26 at a constant pressure.

【0014】請求項6に記載のインクジェットプリンタ
は、被印刷物としてのプリント紙32を巻回して回転す
るドラム33の軸方向に移動可能にヘッド31を配置す
るとともに、ヘッド31をドラム33の回転と連動して
移動させる駆動部材としての送りネジ34を設けたこと
を特徴とする。
In the ink jet printer according to the present invention, the head 31 is arranged so as to be movable in the axial direction of the drum 33 which rotates by rotating the drum 33 while winding the printing paper 32 as a printing material. It is characterized in that a feed screw 34 is provided as a driving member that is moved in conjunction with it.

【0015】[0015]

【0016】請求項に記載のインクジェットプリンタ
は、プリント紙32を巻回して回転するドラム33の軸
方向に、複数個のヘッド31をライン状に配置したこと
を特徴とする。
An ink jet printer according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that a plurality of heads 31 are arranged in a line in the axial direction of a drum 33 which winds and rotates a print paper 32.

【0017】[0017]

【作用】請求項1乃至5に記載のインクジェットプリン
トヘッドにおいては、液室10内に充満された透明溶媒
28内に定量されたインク11を供給して混合すること
により、任意の濃度階調を実現することができる。この
とき、インク供給路26を軟質部材で構成され液室10
を被覆するオリフィスプレート9内に形成し、インク供
給路26に連通して開閉可能に開口部27を設けること
により、待機時には開口部27を密閉し、動作時には基
板1上に設けられたヒータ3を加熱して気泡23を発生
させ、気泡の発生圧力により開口部27を開いてインク
11を供給することができる。この結果、待機時におけ
るインク11と透明溶媒28との自然混合、自然乾燥を
防止することができる。さらに、ヒータ3により加熱さ
れる液体は透明溶媒28であるため、インク11の焦げ
による加熱効率の劣化を軽減することができる。
In the ink jet print head according to any one of the first to fifth aspects, by supplying the determined amount of the ink 11 to the transparent solvent 28 filled in the liquid chamber 10 and mixing the same, an arbitrary density gradation can be obtained. Can be realized. At this time, the ink supply passage 26 is made of a soft material and
Is formed in an orifice plate 9 which covers the ink supply passage 26, and is provided with an opening 27 which can be opened and closed in communication with an ink supply passage 26, so that the opening 27 is closed during standby and the heater 3 provided on the substrate 1 during operation. Is heated to generate bubbles 23, and the ink 11 can be supplied by opening the opening 27 by the pressure at which the bubbles are generated. As a result, natural mixing and natural drying of the ink 11 and the transparent solvent 28 during standby can be prevented. Further, since the liquid heated by the heater 3 is the transparent solvent 28, deterioration of the heating efficiency due to scorching of the ink 11 can be reduced.

【0018】請求項6または7に記載のインクジェット
プリンタにおいては、プリント紙32を巻回して回転す
るドラム33に対し、ヘッド31の送りと配置を3種類
に変えることができる。
In the ink jet printer according to the sixth or seventh aspect , the feed and arrangement of the head 31 with respect to the drum 33 which rotates by rotating the print paper 32 can be changed into three types.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明のインクジェットプリントヘッ
ド及びインクジェットプリンタの実施例を図面を参照し
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the ink jet print head and the ink jet printer of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図8乃至図11に、本実施例によるインク
ジェットプリントヘッド31が搭載されたインクジェッ
トプリンタの構成例を示す。図8はドラム回転型の構成
例である。被印刷物としてのプリント紙32はドラム3
3の外周に巻回され、所定位置に固定されている。ドラ
ム33の外周には送りネジ34がドラム軸方向に平行に
設けられており、送りネジ34にはヘッド31が螺合し
ている。そして、送りネジ34の回転によってヘッド3
1が軸方向に移動するようになっている。また、ドラム
33はプーリ35、ベルト36、プーリ37を介してモ
ータ38により回転駆動される。さらに、送りネジ34
及びモータ38の回転とヘッド31の駆動とは、駆動制
御部39により印画データ及び制御信号40に基づいて
駆動制御される。
FIGS. 8 to 11 show examples of the configuration of an ink jet printer equipped with the ink jet print head 31 according to the present embodiment. FIG. 8 shows a configuration example of a drum rotation type. The printing paper 32 as a printing material is a drum 3
3 and is fixed at a predetermined position. A feed screw 34 is provided on the outer periphery of the drum 33 in parallel to the drum axis direction, and the head 31 is screwed to the feed screw 34. The rotation of the feed screw 34 causes the head 3
1 moves in the axial direction. The drum 33 is driven to rotate by a motor 38 via a pulley 35, a belt 36, and a pulley 37. Further, the feed screw 34
The drive of the head 38 and the rotation of the motor 38 are controlled by the drive control unit 39 based on the print data and the control signal 40.

【0021】上記の構成において、ドラム33が回転す
ると、その回転に同期してヘッド31からインクが吐出
され、プリント紙32上に画像が形成される。ドラム3
3が1回転してプリント紙32上に円周方向に1列の印
刷が完了すると、送りネジ34が回転してヘッド31を
1ピッチ移動させ、次の列の印刷を行なう。この場合、
ドラム33と送りネジ34を同時に回転させ、印刷しな
がらヘッド31を徐々に移動させる方法もある。マルチ
ノズルヘッドの場合や同じ場所を何度か印字するような
構成の場合はステップ送りが適するが、単ノズルやマル
チノズルでも本数が少ない場合は、ドラム33と送りネ
ジ34とを連動して同時に回転させながら、スパイラル
状の印字を行なう。
In the above configuration, when the drum 33 rotates, ink is ejected from the head 31 in synchronization with the rotation, and an image is formed on the print paper 32. Drum 3
When one rotation of 3 is completed and printing of one line in the circumferential direction on the printing paper 32 is completed, the feed screw 34 rotates to move the head 31 by one pitch, and printing of the next line is performed. in this case,
There is also a method of simultaneously rotating the drum 33 and the feed screw 34 and gradually moving the head 31 while printing. In the case of a multi-nozzle head or a configuration in which the same location is printed several times, step feed is suitable. However, if the number of single nozzles or multi-nozzles is small, the drum 33 and the feed screw 34 are simultaneously operated in conjunction with each other. The spiral printing is performed while rotating.

【0022】図9はシリアル型の構成例である。この場
合も図8に示すドラム回転型の場合とほぼ同様の構成で
あるが、プリント紙32はドラム33に巻回されておら
ず、軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ41によ
り、ドラム33に圧着保持されている。この場合は、ヘ
ッド31が移動して1行の印字を行なうと、ドラム33
を1行分だけ回転させて次の行の印字を行なう。ヘッド
31の移動は同一方向の場合と往復方向の場合とがあ
る。
FIG. 9 shows an example of a serial type configuration. In this case as well, the configuration is substantially the same as that of the drum rotating type shown in FIG. 8, except that the print paper 32 is not wound around the drum 33, and is provided by a paper pressure roller 41 provided in parallel in the axial direction. 33. In this case, when the head 31 moves and prints one line, the drum 33
Is rotated by one line to print the next line. The head 31 may move in the same direction or in the reciprocating direction.

【0023】図10はライン型の構成例である。この場
合は図9に示すシリアル型のヘッド31及び送りネジ3
4の代りに、多数のヘッド31がライン状に配置された
ラインヘッド42が軸方向に固定して設けられている。
この構成ではラインヘッド42で1行分の印字が同時に
行なわれ、印字が完了するとドラム33を1行分だけ回
転させて次の行の印字を行なう。この場合、全ラインを
一括して印字したり、複数ブロックに分割したり、1行
おきに交互に印字する方法も考えられる。
FIG. 10 shows a line type configuration example. In this case, the serial type head 31 and the feed screw 3 shown in FIG.
Instead of 4, a line head 42 in which a number of heads 31 are arranged in a line is provided fixed in the axial direction.
In this configuration, printing of one line is performed simultaneously by the line head 42, and when printing is completed, the drum 33 is rotated by one line to print the next line. In this case, a method of printing all lines at once, dividing the data into a plurality of blocks, and alternately printing every other line can be considered.

【0024】図11は印字及び制御系のブロック図であ
る。印字データなどの信号51は信号処理・制御回路5
2に入力され、回路52において印字順番に揃えられ
て、ドライバ53を介してヘッド54に送られる。印字
順番はヘッドや印字部の構成で異なり、また、印字デー
タの入力順番との関係もあり、必要に応じてラインバッ
ファメモリや1画面メモリなどのメモリ55に一旦記録
してから取り出す。ヘッド54には階調信号や吐出信号
を出力する。
FIG. 11 is a block diagram of a printing and control system. The signal 51 such as print data is sent to the signal processing / control circuit 5
2 and are sent to a head 54 via a driver 53 after being arranged in a printing order in a circuit 52. The order of printing differs depending on the configuration of the head and the printing unit, and also has a relationship with the order of inputting print data. The head 54 outputs a gradation signal and an ejection signal.

【0025】なお、マルチヘッドでノズル数が非常に多
い場合は、ヘッド54にICを搭載してヘッド54に接
続する配線数を減らすようにする。また、信号処理・制
御回路52には補正回路56が接続されており、γ補
正、カラーの場合の色補正、各ヘッドのばらつき補正な
どを行なう。補正回路56には予め決められた補正デー
タをROMマップ型式で格納しておき、外部条件、例え
ばノズル番号、温度、入力信号などに応じて取り出すよ
うにするのが一般的である。
When the number of nozzles is very large in a multi-head, an IC is mounted on the head 54 to reduce the number of wires connected to the head 54. Further, a correction circuit 56 is connected to the signal processing / control circuit 52, and performs γ correction, color correction in the case of color, and variation correction of each head. Generally, predetermined correction data is stored in the correction circuit 56 in the form of a ROM map, and is taken out according to external conditions such as a nozzle number, a temperature, and an input signal.

【0026】信号処理・制御回路52はCPUやDSP
構成としてソフトウエアで処理することが一般的であ
り、処理された信号は各種制御部57に送られる。各種
制御部57ではドラム33及び送りネジ34を回転駆動
するモータの駆動、同期、ヘッドのクリーニング、プリ
ント紙32の供給、排出などの制御を行なう。また、信
号51には印字データ以外の操作部信号や外部制御信号
が含まれることは云うまでもない。
The signal processing / control circuit 52 includes a CPU and a DSP.
Generally, the processing is performed by software, and the processed signal is sent to various control units 57. The various control units 57 control the driving of the motor for rotating the drum 33 and the feed screw 34, the synchronization, the cleaning of the head, the supply and discharge of the print paper 32, and the like. Needless to say, the signal 51 includes an operation unit signal and an external control signal other than the print data.

【0027】図1乃至図3に本発明のインクジェットプ
リントヘッドの一実施例の構成を示す。これらの図にお
いて、図15に示す従来例の部分と対応する部分には同
一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。本実
施例の特徴は液室10を被覆するオリフィスプレート9
にインク供給路26と、インク供給路26に連通して外
部及び液室10に開口する開口部27とを設け、液室1
0内に透明溶媒28を充満させた点にある。
FIGS. 1 to 3 show the structure of an embodiment of the ink jet print head according to the present invention. In these figures, portions corresponding to those of the conventional example shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. The feature of this embodiment is that the orifice plate 9 covers the liquid chamber 10.
The liquid chamber 1 is provided with an ink supply path 26 and an opening 27 communicating with the ink supply path 26 and opening to the outside and the liquid chamber 10.
The point is that the transparent solvent 28 is filled within zero.

【0028】オリフィスプレート9は図3に示すよう
に、軟質部材で構成された3枚のプレートからなってお
り、第1の可撓性板材としての第1のプレート9aの両
面に、それぞれ第2の可撓性板材としての第2のプレー
ト9bが接着されている。第1のプレート9aは厚さが
約3μm乃至10μmの銅プレートに、フォトリソグラ
フィによる精密パターン形成技術と、メッキを主体とし
た薄膜技術により、幅が約20μm、深さが約3μm乃
至10μmの溝状のインク供給路26を形成してなって
いる。また、インク供給路26の一端にはエキシマレー
ザなどによるレーザ加工により、インク供給路26に対
して直角方向に長さが約20μmのスリット状の開口部
27aが形成されている。さらに、インク供給路26の
他端は図示しないインク供給源に接続されている。
As shown in FIG. 3, the orifice plate 9 is composed of three plates made of a soft member, and the second plate is provided on both sides of a first plate 9a as a first flexible plate. A second plate 9b as a flexible plate material is bonded. The first plate 9a is a copper plate having a thickness of about 3 μm to 10 μm, and a groove having a width of about 20 μm and a depth of about 3 μm to 10 μm formed by a precise pattern forming technique by photolithography and a thin film technique mainly composed of plating. The ink supply path 26 is formed in the shape of a circle. At one end of the ink supply path 26, a slit-like opening 27a having a length of about 20 μm in a direction perpendicular to the ink supply path 26 is formed by laser processing using an excimer laser or the like. Further, the other end of the ink supply path 26 is connected to an ink supply source (not shown).

【0029】第2のプレート9bは厚さが約10μmの
ポリイミドプレートに、第1のプレート9aの場合と同
様に開口部27bを形成してなっている。そして、第1
のプレート9aの両面にそれぞれ第2のプレート9bを
接着したときに、開口部27a、27bが整合する位置
になるようにし、この位置は図2に示すようにヒータ3
に対向する位置となっている。なお、図2に示すように
ヘッドをマルチ化した場合は、それぞれのヘッドに対応
してインク供給路26及び開口部27を設けて一体化し
た形で製造する。
The second plate 9b is formed by forming an opening 27b in a polyimide plate having a thickness of about 10 μm, as in the case of the first plate 9a. And the first
When the second plate 9b is bonded to both surfaces of the plate 9a, the openings 27a and 27b are aligned with each other.
The position is opposed to. In the case where the heads are multiplexed as shown in FIG. 2, the heads are manufactured integrally by providing an ink supply path 26 and an opening 27 corresponding to each head.

【0030】インク11をインク供給路26内に定量圧
送する手段としては、公知の電気浸透現象が用いられ
る。すなわち、図示しないが両面をメッシュ電極に挾持
された電気浸透膜をインク供給路26に設け、メッシュ
電極間に所定の電圧パルスを印加することにより、電気
浸透膜を介して所望量のインク11を開口部27から液
室10側に供給することができる。
A known electroosmosis phenomenon is used as means for feeding the ink 11 at a constant pressure into the ink supply path 26. That is, although not shown, an electroosmotic film having both surfaces sandwiched by mesh electrodes is provided in the ink supply path 26, and a predetermined voltage pulse is applied between the mesh electrodes, so that a desired amount of ink 11 is supplied through the electroosmotic film. The liquid can be supplied from the opening 27 to the liquid chamber 10 side.

【0031】次に、本実施例の動作を説明する。待機時
においては図1に示すように、オリフィスプレート9の
開口部27は閉じられており、インク11と透明溶媒2
8とは完全に分離封止されて、自然混合、自然乾燥が防
止される。動作時においては図4に示すように、透明溶
媒28がヒータ3により加熱されることにより、ヒータ
3面上に核気泡が発生し、この核気泡が合体して膜気泡
となる。そして膜気泡が断熱膨張するときに発生するバ
ブル29の圧力により、オリフィス9の開口部27が押
し上げられ、同時に所望の濃度が得られるように定量さ
れたインク11が開口部27から滲出する。このとき、
オリフィスプレート9の硬度はバブル29の圧力で開口
部27が開放される程度となっている。
Next, the operation of this embodiment will be described. During standby, as shown in FIG. 1, the opening 27 of the orifice plate 9 is closed, and the ink 11 and the transparent solvent 2 are closed.
8 is completely separated and sealed to prevent natural mixing and natural drying. During operation, as shown in FIG. 4, the transparent solvent 28 is heated by the heater 3 so that nuclear bubbles are generated on the surface of the heater 3, and the nuclear bubbles combine to form film bubbles. The opening 27 of the orifice 9 is pushed up by the pressure of the bubble 29 generated when the film bubble adiabatically expands, and at the same time, the ink 11 quantified so as to obtain a desired density oozes out from the opening 27. At this time,
The hardness of the orifice plate 9 is such that the opening 27 is opened by the pressure of the bubble 29.

【0032】さらに図5に示すようにバブル29が成長
し、開口部27に滲出したインク11と透明溶媒28と
が混合される。次にヒータ3による加熱を停止すると、
周囲の透明溶媒28に熱が吸収されることによりバブル
29が収縮消滅し、透明溶媒28に混合されたインク1
1が液滴11aとなって開口部27から吐出される。同
時にオリフィスプレート9が元の状態に戻り、透明溶媒
28が補給充填されて図1に示す待機状態に復帰する。
上記の動作を繰り返すことにより印字が行なわれてい
く。なお、透明溶媒としては水、アルコールなどが用い
られる。
Further, as shown in FIG. 5, a bubble 29 grows, and the ink 11 oozing into the opening 27 and the transparent solvent 28 are mixed. Next, when the heating by the heater 3 is stopped,
When the heat is absorbed by the surrounding transparent solvent 28 , the bubbles 29 shrink and disappear, and the ink 1 mixed with the transparent solvent 28 is removed.
1 is discharged from the opening 27 as a droplet 11a. At the same time, the orifice plate 9 returns to the original state, the transparent solvent 28 is refilled and filled, and returns to the standby state shown in FIG.
Printing is performed by repeating the above operation. Note that water, alcohol, and the like are used as the transparent solvent.

【0033】本実施例によれば、待機時にはオリフィス
プレート9の開口部27を閉塞することにより、インク
11と透明溶媒28との自然混合、自然乾燥を防止する
ことができる。また、動作時には気泡発生力により開口
部27を開き、同時に定量されたインク11を透明溶媒
28中に混合して、混合液を開口部27から吐出するこ
とにより、安定した濃度階調を実現できる。また、加熱
される液体を透明溶媒28とするため、インク11の焦
げによる加熱効率の劣化を軽減することができる。
According to the present embodiment, the natural mixing and natural drying of the ink 11 and the transparent solvent 28 can be prevented by closing the opening 27 of the orifice plate 9 during standby. Further, during operation, the opening 27 is opened by the bubble generating force, and at the same time, the determined amount of the ink 11 is mixed into the transparent solvent 28 and the mixed liquid is discharged from the opening 27, whereby a stable density gradation can be realized. . Further, since the liquid to be heated is the transparent solvent 28, deterioration of the heating efficiency due to scorching of the ink 11 can be reduced.

【0034】上記実施例では、オリフィスプレート9に
設けられた開口部27が、ヘッドの長手方向に対して直
角方向である場合について説明したが、図6に示すよう
に開口部27を長手方向に対して平行にしてもよい。こ
の場合はインク供給路26は長手方向に対して直角方向
となり、それぞれ共通インク供給路30に接続される。
In the above embodiment, the case where the opening 27 provided in the orifice plate 9 is perpendicular to the longitudinal direction of the head has been described. However, as shown in FIG. Alternatively, they may be parallel. In this case, the ink supply passages 26 are at right angles to the longitudinal direction, and are connected to the common ink supply passages 30, respectively.

【0035】また、上記各実施例では、開口部27の形
状が直線状である場合について説明したが、図7に示す
ようにH形状であってもよい。
Further, in each of the above embodiments, the case where the shape of the opening 27 is linear has been described, but it may be H-shaped as shown in FIG.

【0036】なお、上記各実施例で示したオリフィスプ
レート9の材質、各部の寸法及び製法は一例を示したも
のであり、これらに限定されない。
The material of the orifice plate 9, the dimensions of each part, and the manufacturing method described in each of the above embodiments are merely examples, and are not limited thereto.

【0037】[0037]

【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及びインクジェットプリンタによ
れば、透明溶媒液室を被覆するオリフィスプレートを軟
質部材で構成し、オリフィスプレートにインク供給路と
気泡発生圧力により開口する開口部とを設けたので、待
機時には開口部を閉塞してインクと透明溶媒との自然混
合、自然乾燥を防止することができ、動作時には開口部
を開いて定量されたインクを透明溶媒に混合し、開口部
から吐出することにより、安定した濃度階調を実現でき
る。また、加熱される液体を透明溶媒としたので、イン
クの焦げによる加熱効率の劣化を軽減することができ
る。
As described above, according to the ink jet print head and the ink jet printer of the present invention, the orifice plate covering the transparent solvent chamber is formed of a soft member, and the orifice plate is provided with the ink supply path and the bubble generation pressure. The opening can be closed during standby to prevent spontaneous mixing and drying of the ink and the transparent solvent during standby. By mixing with a solvent and discharging from the opening, a stable density gradation can be realized. Further, since the liquid to be heated is a transparent solvent, it is possible to reduce the deterioration of the heating efficiency due to the scorching of the ink.

【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トヘッドの一実
施例の構成を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an embodiment of an ink jet print head of the present invention.

【図2】図1の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG.

【図3】図1のオリフィスプレートの構成を示す分解斜
視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of the orifice plate of FIG. 1;

【図4】本実施例の動作の第1の過程を説明する縦断面
図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view for explaining a first step of the operation of the embodiment.

【図5】本実施例の動作の第2の過程を説明する縦断面
図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view for explaining a second step of the operation of the present embodiment.

【図6】本発明の他の実施例の構成を示す平面図であ
る。
FIG. 6 is a plan view showing the configuration of another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の別の実施例の構成を示す平面図であ
る。
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of another embodiment of the present invention.

【図8】本発明が適用されるドラム回転型インクジェッ
トプリンタの一例の構成を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of an example of a rotary drum type inkjet printer to which the present invention is applied.

【図9】本発明が適用されるシリアル型インクジェット
プリンタの一例の構成を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an example of a serial type inkjet printer to which the present invention is applied.

【図10】本発明が適用されるライン型インクジェット
プリンタの一例の構成を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an example of a line-type inkjet printer to which the present invention is applied.

【図11】インクジェットプリンタの信号処理、制御系
の一例の構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an example of a signal processing and control system of the inkjet printer.

【図12】従来のエッジシュータ型インクジェットプリ
ントヘッドの一例の構成を示す縦断面図である。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an example of a conventional edge shooter type ink jet print head.

【図13】図12に示すインクジェットプリントヘッド
の動作説明図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating the operation of the inkjet print head shown in FIG.

【図14】従来のサイドシュータ型インクジェットプリ
ントヘッドの一例の構成を示す縦断面図である。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an example of a conventional side shooter type ink jet print head.

【図15】図14に示すインクジェットプリントヘッド
の動作説明図である。
FIG. 15 is an operation explanatory view of the ink jet print head shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 3 ヒータ(発熱体) 9 オリフィスプレート 9a 第1のプレート(第1の可撓性板材) 9b 第2のプレート(第2の可撓性板材) 10 液室(透明溶媒室) 11 インク 25 バリア(隔壁) 26 インク供給路 27 開口部 28 透明溶媒 31 ヘッド 32 プリント紙(被印刷物) 33 ドラム 34 送りネジ(駆動部材) 38 モータ(駆動部材) Reference Signs List 1 substrate 3 heater (heating element) 9 orifice plate 9a first plate (first flexible plate) 9b second plate (second flexible plate) 10 liquid chamber (transparent solvent chamber) 11 ink 25 Barrier (partition wall) 26 Ink supply path 27 Opening 28 Transparent solvent 31 Head 32 Print paper (substrate to be printed) 33 Drum 34 Feed screw (drive member) 38 Motor (drive member)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に設けられた発熱体と、 前記発熱体上に形成され、隔壁で区画された透明溶媒室
と、 前記透明溶媒室を被覆し、インクが混合された透明溶媒
を吐出する開口部が設けられたオリフィスプレートとを
備えるとともに、 前記オリフィスプレートを軟質部材で構成し、前記開口
部を開閉可能とし、前記オリフィスプレートに前記開口
部に連通するインク供給路を形成したことを特徴とする
インクジェットプリントヘッド。
1. A heating element provided on a substrate; a transparent solvent chamber formed on the heating element and partitioned by a partition; and a transparent solvent in which the transparent solvent chamber covers the transparent solvent chamber and is mixed with ink. And an orifice plate provided with an opening to be provided, wherein the orifice plate is formed of a soft member, the opening is openable and closable, and the ink supply path communicating with the opening is formed in the orifice plate. Characteristic inkjet print head.
【請求項2】 前記オリフィスプレートは、前記インク
供給路が形成された第1の可撓性板材の両面に、それぞ
れ前記開口部が設けられた第2の可撓性板材を配して構
成したことを特徴とする請求項1記載のインクジェット
プリントヘッド。
2. The orifice plate is formed by arranging a second flexible plate having the openings on both surfaces of a first flexible plate on which the ink supply passage is formed. The ink jet print head according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記開口部を直線状に形成したことを特
徴とする請求項1記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
3. The ink jet print head according to claim 1, wherein said opening is formed in a straight line.
【請求項4】 前記開口部をH形状に形成したことを特
徴とする請求項1記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
4. The ink jet print head according to claim 1, wherein said opening is formed in an H shape.
【請求項5】 前記インクを前記インク供給路に定量圧
送する手段として、電気浸透膜を用いたことを特徴とす
る請求項1記載のインクジェットプリントヘッド。
5. The ink jet print head according to claim 1, wherein an electroosmotic membrane is used as a means for feeding the ink to the ink supply path at a constant pressure.
【請求項6】 被印刷物を巻回して回転するドラムの軸
方向に移動可能に請求項1記載のインクジェットプリン
ヘッドを配置するとともに、前記ヘッドを前記ドラム
の回転と連動して移動させる駆動部材を設けたことを特
徴とするインクジェットプリンタ。
6. An ink jet printer according to claim 1, wherein said ink jet printer is movable in the axial direction of a drum which rotates while rotating a printing medium.
With arranging the collector head, the ink jet printer, characterized in that the head provided with a drive member for moving in conjunction with the rotation of the drum.
【請求項7】 前記被印刷物を巻回して回転する前記ド
ラムの軸方向に、複数個の請求項1記載のインクジェッ
トプリントヘッドをライン状に配置したことを特徴とす
る請求項記載のインクジェットプリンタ。
7. The ink jet printer according to claim 1 , wherein a plurality of ink jets are wound in the axial direction of the drum that winds and rotates the substrate.
7. The ink jet printer according to claim 6, wherein the print heads are arranged in a line.
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