JPH02153746A - Liquid-jet recording apparatus - Google Patents

Liquid-jet recording apparatus

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Publication number
JPH02153746A
JPH02153746A JP30965588A JP30965588A JPH02153746A JP H02153746 A JPH02153746 A JP H02153746A JP 30965588 A JP30965588 A JP 30965588A JP 30965588 A JP30965588 A JP 30965588A JP H02153746 A JPH02153746 A JP H02153746A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
recording
nozzle
ink
heater
Prior art date
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Pending
Application number
JP30965588A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Nakano
智昭 中野
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
Takashi Kimura
隆 木村
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Publication of JPH02153746A publication Critical patent/JPH02153746A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032Structure of the pressure chamber
    • B41J2/1404Geometrical characteristics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14379Edge shooter

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily prevent cloggings of a nozzle at a low cost by terminating a wall defining a flow passage before an end face of a nozzle substrate and forming a top plate and said nozzle substrate in the shape of slits at a front end of an orifice. CONSTITUTION:A heater 64, an electrode 63 and a protecting layer 65 are laminated on a nozzle substrate, whereby a heater board is formed. A photosensitive dry film 75 is laminated on this board. A mask 76 patterned so that a desired flow passage and an ink liquid chamber are formed is overlapped with the heater board laminated with the dry film 75. Thereafter, the heater board is exposed. The exposed part of the film 75 is hardened through photopolymerization. The part not exposed is dissolved and removed when the film 75 is developed after exposure, whereby the wall of the flow passage is formed. However, an end face 71 of the wall of the flow passage forming the end of a discharging section of ink drops terminates at a point several mum-several hundred mum to this side of the end face of the nozzle substrate. Then, the heater board is joined via a glass top plate 70 and an adhesive layer 62. As a result, a nozzle section can be prevented from being clogged without affecting stability of discharged ink drops at a low cost with a small number of processes.

Description

【発明の詳細な説明】 伎先分互 本発明は、液体噴射記録装置に関し、より詳細には、バ
ブルジエン1〜プリンターの記録ヘットにおけるノズル
の11詰まり防止装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid jet recording apparatus, and more particularly to a device for preventing clogging of nozzles in a recording head of a bubble diene 1 to a printer.

鴛迷韮皿 ノンインパクト記録法は、記録時における騒音の発生が
無視し得る程度に極めて小さいという点において、最近
関心を集めている。その中で、高速記録が可能であり、
而も所謂tt通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録
の行える所謂インクジェット記録法は極めて有力な記録
法であって、これまでにも様々な方式が提案され、改良
が加えられて商品化されたものもあれば、現在もなお実
用化への努力が続けられているものもある。
The non-impact recording method has recently attracted attention because the noise generated during recording is so small that it can be ignored. Among them, high-speed recording is possible,
In addition, the so-called inkjet recording method, which allows recording on TT paper without the need for special fixing processing, is an extremely powerful recording method, and various methods have been proposed and improvements have been made to improve the quality of products. Some have been developed, and efforts are still being made to put them into practical use.

この様なインクジェット記録法は、所謂インクと称され
る記録液体の小滴(droplet)を飛翔させ、記録
部材に付着させて記録を行うものであって、この記録液
体の小滴の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔方向
を制御する為の制御方法によって幾つかの方式に大別さ
れる。
In this type of inkjet recording method, recording is performed by causing droplets of a recording liquid called ink to fly and adhere to a recording member. There are several types of methods depending on the control method used to control the flight direction of the generated recording liquid droplets.

先ず第1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(Tale type方式
)であって、記録液体の小滴の発生を静電吸収的に行い
、発生した記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御し
、記録部材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記録
を行うものである。
First, the first method is the one (Tale type method) disclosed in, for example, US Pat. Recording is performed by controlling the droplets with an electric field in accordance with a recording signal to selectively attach recording liquid droplets onto a recording member.

これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと加速電極間に
電界を掛けて、−様に帯電した記録液体の小滴をノズル
より吐出させ、該吐出した記録液体の小滴を記録信号に
応じて電気制御可能な様に構成されたxy偏向電極間を
11&翔させ、電界の強度変化によって選択的に小満を
記録部材上に付着させて記録を行うものである。
To explain this in more detail, an electric field is applied between the nozzle and the accelerating electrode to eject a negatively charged recording liquid droplet from the nozzle, and the ejected recording liquid droplet is converted into a recording signal. Accordingly, recording is carried out by causing a beam to fly between the x and y deflection electrodes, which are configured to be electrically controllable, and by selectively adhering small particles onto the recording member by changing the intensity of the electric field.

第2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
いる方式(Sweet方式)であって、連続振動発生法
によって帯電量の制御された記録液体の小滴を発生させ
、この発生された帯電量の制御された小滴を、−様の電
界が掛けられている偏向電極間を飛翔させることで、記
録部材上に記録を行うものである。
The second method is a method (Sweet method) disclosed in, for example, U.S. Pat. No. 3,596,275, U.S. Pat. Recording is performed on a recording member by generating droplets with a controlled amount of charge and flying the generated droplets between deflection electrodes to which a negative electric field is applied.

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[1
)の前に記録信号が印加されている様に構成した411
:組電極を所定距離だけ離して配置し、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、前記吐出口より記録液体の
小滴を吐出させる。この時前記帯電電極によって吐出す
る記録液体小滴には電荷が静電誘導され、小滴は記録信
号に応じた電荷最で帯電される。帯電量の制御された記
録液体の小滴は、一定の電界が一様に掛けられている偏
向電極間を飛翔する時、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記録部材上に付着し
得る様にされている。
Specifically, the orifice (discharge [1
) is configured so that the recording signal is applied before the 411
: A set of electrodes is placed a predetermined distance apart, and an electric signal of a constant frequency is applied to the piezoelectric vibrating element to mechanically vibrate the piezoelectric vibrating element, thereby ejecting small droplets of recording liquid from the ejection opening. At this time, a charge is electrostatically induced in the recording liquid droplet discharged by the charging electrode, and the droplet is charged with an electric charge corresponding to the recording signal. When a droplet of recording liquid with a controlled amount of charge flies between deflection electrodes to which a constant electric field is uniformly applied, it is deflected according to the amount of charge added, and the droplet carries the recording signal. only can be deposited on the recording member.

第3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方式(,1Iertz方式)であっ
て、ノズルとリング状の帯電電極間に電界を掛け、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
記録する方式である。即ちこの方式ではノズルと帯電電
極間に掛ける電界強度を記録信号に応じて変調すること
によって小滴の霧化状態を制御し、記録画像の階調性を
出して記録する。
The third method is, for example, the method disclosed in U.S. Pat. This method records by generating and atomizing small droplets. That is, in this method, the atomization state of droplets is controlled by modulating the electric field intensity applied between the nozzle and the charging electrode in accordance with the recording signal, and the gradation of the recorded image is produced.

第4の方式は1例えば米国特許第3747120号明細
書に開示されている方式(StCIIIIIIe方式)
で、この方式は前記3つの方式とは根本的に原理が異な
るものである。
The fourth method is 1, for example, the method disclosed in U.S. Pat. No. 3,747,120 (StCIIIIIIe method).
This method is fundamentally different in principle from the above three methods.

即ち、前記3つの方式は、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記録部材上に付着さ
せて記録を行うのに対して。
That is, in all three methods, the droplets of recording liquid ejected from the nozzle are electrically controlled while they are in flight, and the droplets carrying the recording signal are selectively attached to the recording member. In contrast, recording is performed by

このStem+se方式は、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
This Stem+se method performs recording by ejecting small droplets of recording liquid from an ejection port in response to a recording signal.

つまり、Stemme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、この電気的記録信号を
ピエゾ振動素子の機械的振動に変え、該機械的振動に従
って前記吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔させて記
録部材に付着させることで記録を行うものである。
In other words, the Stemme method applies an electrical recording signal to a piezo vibrating element attached to a recording head that has an ejection port for discharging recording liquid, and converts this electrical recording signal into mechanical vibration of the piezo vibrating element. In this method, recording is performed by ejecting small droplets of recording liquid from the ejection opening according to the mechanical vibrations and adhering them to the recording member.

これ等、従来の4つの方式は各々に特長を有するもので
あるが、又、他方におい、て解決され得る町き点が存在
する。
Each of these four conventional methods has its own advantages, but there are also drawbacks that can be solved in the other method.

即ち、前記第1から第3の方式は記録液体の小滴の1発
生の直接的エネルギーが電気的エネルギーであり、又、
小滴の偏向制御も電界制御である。
That is, in the first to third methods, the direct energy of one generation of a recording liquid droplet is electrical energy, and
Deflection control of droplets is also electric field control.

その為、第1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、又、記録ヘッドのマルチノズ
ル化が困難であるので高速記録には不向きである。
Therefore, although the first method is simple in structure, it requires a high voltage to generate droplets, and it is difficult to use a multi-nozzle recording head, making it unsuitable for high-speed recording.

第2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、又記録液体小滴の
電気的制御が高度で困難であること、記録部材上にサテ
ライトドツトが生じ易いこと等の問題点がある。
The second method allows the recording head to have multiple nozzles and is suitable for high-speed recording, but it has a complicated structure, and the electrical control of recording liquid droplets is sophisticated and difficult, and satellite dots are placed on the recording member. There are problems such as easy occurrence of.

第3の方式は、記録液体小滴を霧化することによって階
調性に優れた画像が記録され得る特長を有するが、他方
霧化状態の制御が困難であること、記録画像にカブリが
生ずること及び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こと等の諸問題点が存する。
The third method has the advantage of being able to record images with excellent gradation by atomizing recording liquid droplets, but on the other hand, it is difficult to control the atomization state and fog occurs in the recorded image. In addition, it is difficult to create a multi-nozzle recording head.
There are various problems such as being unsuitable for high-speed recording.

第4の方式は、第1乃至第3の方式に比べ利点を比゛較
的多く有する。即ち、構成上シンプ゛ルであること、オ
ンデマンド(on−demand)で記録液体をノズル
の吐出口より吐出して記録を行う為に、第1乃至第3の
方式の様に吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要さな
かった小滴を回収することが不要であること及び第17
!l至第2の方式の様に、導電性の記録液体を使用する
必要性がなく記録液体の物質上の自由度が大であること
等の大きな利点を有する。丙午ら、一方において、記録
ヘッドの加工上に問題があること、所望の共振数を有す
るピエゾ振動素子の小型化が極めて困難であること等の
理由から記録ヘッドのマルチノズル化が難しく、又、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
って記録液体小滴の吐出飛翔を行うので高速記録には向
かないこと、等の欠点を有する。
The fourth method has relatively many advantages compared to the first to third methods. That is, the configuration is simple, and in order to perform recording by ejecting the recording liquid from the ejection opening of the nozzle on-demand, a small ejecting liquid is used as in the first to third methods. It is unnecessary to collect droplets that are not needed for recording an image among the droplets, and the 17th
! Unlike the second method, this method has great advantages in that there is no need to use a conductive recording liquid and there is a large degree of freedom regarding the material of the recording liquid. On the other hand, it is difficult to make the recording head multi-nozzle because there are problems in processing the recording head, and it is extremely difficult to miniaturize the piezoelectric vibrating element having the desired resonance number. This method has drawbacks such as that it is not suitable for high-speed recording because the recording liquid droplets are ejected and ejected in flight using the mechanical energy of the mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element.

更には、特開昭48−9622号公報(前記米国特許第
3747120号明細書に対応)には、変形例として、
前記のピエゾ振動素子等の手段による機械的振動エネル
ギーを利用する代わりに熱エネルギーを利用することが
記載されている。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-9622 (corresponding to the above-mentioned US Pat. No. 3,747,120) discloses, as a modification,
It is described that thermal energy is used instead of using mechanical vibration energy by means such as the piezo vibration element described above.

即ち、上記公報には、圧力上昇を生じさせる蒸気を発生
する為に液体を直接加熱する加熱コイルをピエゾ振動素
子の代りの圧力上昇手段として使用する所謂バブルジェ
ットの液体噴射記録装置が記載されている。
That is, the above-mentioned publication describes a so-called bubble jet liquid jet recording device that uses a heating coil that directly heats liquid as a pressure increasing means instead of a piezo vibrating element to generate steam that causes a pressure increase. There is.

しかし、上記公報には、圧力上昇手段としての加熱コイ
ルに通電して液体インクが出入りし得る口が一つしかな
い袋状のインク室(液室)内の液体インクを直接加熱し
て蒸気化することが記載されているに過ぎず、連続繰返
し液吐出を行う場合は、どの様に加熱すれば良いかは5
何等示唆されるところがない。加えて、加熱コイルが設
けられている位置は、液体インクの供給路から遥かに遠
い袋状液室の最深部に設けられているので、ヘッド構造
上複雑であるに加えて、高速での連続繰返し使用には、
不向きとなっている。
However, in the above publication, the liquid ink in the bag-shaped ink chamber (liquid chamber), which has only one opening through which liquid ink can go in and out, is directly heated and vaporized by energizing the heating coil as a pressure increasing means. However, when discharging liquid continuously and repeatedly, how to heat it is described in 5.
There is nothing to suggest. In addition, the heating coil is located at the deepest part of the bag-shaped liquid chamber far from the liquid ink supply path, which makes the head structure complicated and requires continuous high-speed printing. For repeated use,
It is not suitable.

しかも、上記公報に記載の技術内容からでは。Moreover, based on the technical content described in the above publication.

実用上重要である発生する熱で液吐出を行った後に次の
液吐出の準備状態を速やかに形成することは萬来ない。
After discharging a liquid using the generated heat, which is of practical importance, it is impossible to quickly prepare for the next liquid discharge.

このように従来法には、構成上、高速記録化上、記録ヘ
ッドのマルチノズル化上、サテライトドツトの発生およ
び記録画像のカブリ発生等の点において一長一短があっ
て、その長所を利する用途にしか適用し得ないという制
約が存在していた。
As described above, conventional methods have advantages and disadvantages in terms of structure, high-speed recording, multi-nozzle recording heads, generation of satellite dots, and fogging of recorded images. There was a restriction that it could only be applied.

また、特開昭52−21833号公報にはノズルガンを
ノズルカバーで覆い、ノズルカバーに溶剤の供給口及び
排出口を設けて溶剤を流し、この流れでノズル先端を覆
うようにしたものであるが、41i造が複雑でコストア
ップになる。また、溶剤を使用するので安全性に欠ける
Furthermore, in JP-A-52-21833, a nozzle gun is covered with a nozzle cover, and the nozzle cover is provided with a solvent supply port and a solvent discharge port to allow the solvent to flow, and this flow covers the nozzle tip. , 41i construction is complicated and costs increase. Also, since it uses a solvent, it lacks safety.

特開昭59−12367023670号公報滴を形成す
るためのエネルギー発生体が溝中にあり、これが吐出口
を形成しているが、エネルギー発生体による圧力波が、
効率良く吐7j15口に伝わらず。
JP-A-59-12367023670 An energy generating body for forming droplets is located in the groove, and this forms the ejection port, but the pressure wave caused by the energy generating body
It is not efficiently transmitted to the 7j15 outlet.

エネルギー損失が大きく、吐出が非常に困難である。Energy loss is large and dispensing is very difficult.

目     的 本発明は、上述のごとき欠点を解決するためになされた
もので、インクジェットプリンタのヘッドにおいて、ノ
ズルの目詰り防止を容易に、しかも安価に実現させる液
体噴射記録装置を提供することを目的としてなされたも
のである。
Purpose The present invention was made in order to solve the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to provide a liquid jet recording device that can easily and inexpensively prevent clogging of nozzles in an inkjet printer head. This was done as a.

も1−一成。Also 1-Issei.

本発明は、上記目的を達成するために、導入される記録
液体を収容するとともに、熱によって該記録液体に気泡
を発生させ、該気泡の体M増加にともなう作用力を発生
させる熱エネルギー作用部を付設した流路と、該流路に
連絡して前記記録液体を前記作用力によって流滴として
吐出させるためのオリフィスと、前記流路に連絡して前
記流路に前記記録液体を導入するための液室と、該液室
に記録液体を導入する導入手段とよりなる液体噴射記録
装置において、前記流路を形成する壁がノズル基板端面
の手前までで終わり、オリフィス先端において、天板と
ノズル基板がスリット状に形成されていることを特徴と
したものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a thermal energy application unit that accommodates the recording liquid introduced, generates bubbles in the recording liquid by heat, and generates an acting force as the body M of the bubbles increases. an orifice connected to the flow path for ejecting the recording liquid as a droplet by the acting force, and an orifice connected to the flow path for introducing the recording liquid into the flow path. In a liquid jet recording device comprising a liquid chamber and an introduction means for introducing recording liquid into the liquid chamber, the wall forming the flow path ends before the end surface of the nozzle substrate, and the top plate and the nozzle are connected at the tip of the orifice. It is characterized in that the substrate is formed into a slit shape.

最初に、第7図にノ、(づいてバブルジェットによるイ
ンク噴射の原理について説明する。
First, referring to FIG. 7, the principle of ink ejection using a bubble jet will be explained.

図中、21は蓋基板、22は発熱体ノル板、27は選択
(独立)電極、28は共通電極、29は発熱体(ヒータ
)、30はインク、31は気泡、32は飛翔インク滴で
ある。
In the figure, 21 is a lid substrate, 22 is a heating element plate, 27 is a selection (independent) electrode, 28 is a common electrode, 29 is a heating element (heater), 30 is ink, 31 is a bubble, and 32 is a flying ink droplet. be.

(a)は定常状態であり、オリフィス面でインク30の
表面張力と外圧とが平衡状態にある。
(a) is a steady state, in which the surface tension of the ink 30 and the external pressure are in equilibrium on the orifice surface.

(b)はヒータ29が加熱されて、ヒータ29の表面温
度が急」−昇し隣接インク層に沸PA現像が起きるまで
加熱され、微小気泡31が点在している状態にある。
In (b), the heater 29 is heated, and the surface temperature of the heater 29 rises rapidly until boiling PA development occurs in the adjacent ink layer, and microbubbles 31 are scattered.

(c)はヒータ29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、沸騰膜を作り、この気泡31が生
長した状態である。この時、ノズル内の圧力は、気泡の
生長した分だけ」二昇し、オリフィス面での外圧とのバ
ランスがくずれ、オリフィスよりインク柱が生長し始め
る。
(c) shows a state in which the adjacent ink layer that is rapidly heated on the entire surface of the heater 29 is instantaneously vaporized to form a boiling film, and the bubbles 31 grow. At this time, the pressure inside the nozzle rises by the amount of bubble growth, and the balance with the external pressure on the orifice surface is lost, and an ink column begins to grow from the orifice.

(d)は気泡が最大に生長した状態であり、オリフィス
面より気泡の体積に相当する分のインク30が押し出さ
れる。この時、ヒータ29には電流が流れていない状態
にあり、ヒータ29の表面温度は降下しつつある。気泡
31の体積の最大値は111気パルス印加のタイミング
からややおくれる。
(d) shows a state in which the bubble has grown to its maximum, and ink 30 corresponding to the volume of the bubble is pushed out from the orifice surface. At this time, no current is flowing through the heater 29, and the surface temperature of the heater 29 is decreasing. The maximum value of the volume of the bubble 31 is slightly delayed from the timing of applying the 111 gas pulse.

(e)は気泡31がインクなどにより冷却されて収縮を
開始し始めた状態を示す。インク柱の先端部では押し出
された速度を保ちつつ前進し、後端部では気泡の収縮に
伴ってノズル内圧の減少によりオリフィス面からノズル
内へインクが逆流してインク柱にくびれが生じている。
(e) shows a state in which the bubbles 31 are cooled by ink or the like and begin to contract. At the tip of the ink column, it moves forward while maintaining the extruded speed, and at the rear end, the ink flows backward from the orifice surface into the nozzle due to the decrease in nozzle internal pressure as the bubbles contract, creating a constriction in the ink column. .

(f)はさらに気泡31が収縮し、ヒータ面にインクが
接しヒータ面がさらに急激に冷却される状態にある。オ
リフィス面では、外圧がノズル内圧より高い状態になる
ためメニスカスが大きくノズル内に入り込んで来ている
。インク柱の先端部は液滴になり記録紙の方向へ5〜1
o■+/secの速度で飛翔している。
In (f), the air bubbles 31 are further contracted, the ink comes into contact with the heater surface, and the heater surface is cooled even more rapidly. At the orifice surface, the external pressure is higher than the nozzle internal pressure, so the meniscus is largely moving into the nozzle. The tip of the ink column becomes a droplet and drops 5 to 1 droplets toward the recording paper.
It is flying at a speed of o■+/sec.

(g)はオリフィスにインクが毛細管現象により再び供
給(リフィル)されて(a)の状態にもどる過程で、気
泡は完全に消滅している。
In (g), the air bubbles have completely disappeared in the process of refilling the orifice with ink by capillary action and returning to the state of (a).

第8図は、バブルジェット記録ヘッドの斜視図、第9図
は、記録ヘッドの分解構成図で(、)は蓋基板、(b)
は発熱体基板を示す図、第10図は、第9図(a)に示
した蓋基板の裏面図である。図中、23は記録液体流入
口、24はオリフィス、25は流路、26は液室を形成
するための領域である。
Figure 8 is a perspective view of the bubble jet recording head, Figure 9 is an exploded configuration diagram of the recording head, (,) is the lid substrate, (b)
10 is a diagram showing a heating element substrate, and FIG. 10 is a back view of the lid substrate shown in FIG. 9(a). In the figure, 23 is a recording liquid inlet, 24 is an orifice, 25 is a flow path, and 26 is a region for forming a liquid chamber.

第11図は、バブルジェット液体噴射記録ヘッドの部分
図で、(a)は、オリフィス側から見た正面部分図、(
b)は、(a)の−点鎖線X−Xの切断部分図である。
FIG. 11 is a partial view of the bubble jet liquid jet recording head, in which (a) is a front partial view seen from the orifice side;
b) is a partial view cut along the dashed-dotted line XX in (a).

第11図に示された記録ヘッド41は、その裏面に電気
熱変換体42が設けられている基板43上に、所定の線
密度で所定の【口と深さの溝が所定数設けられている溝
付板44を該基板43を覆うように接合することによっ
て、液体を飛翔させるためのオリフィス45を含む液吐
出部46が形成された構造を有している。
The recording head 41 shown in FIG. 11 has a predetermined number of grooves having a predetermined opening and depth at a predetermined linear density on a substrate 43 on which an electrothermal transducer 42 is provided on the back surface. By bonding a grooved plate 44 that covers the substrate 43, a liquid discharge portion 46 including an orifice 45 for ejecting liquid is formed.

液吐出部46は、オリフィス45と電気熱変換体42よ
り発生される熱エネルギーが液体に作用して気泡を発生
させ、その体積の膨張と収縮による急激な状態変化を引
き起こすところである熱作用部47とを有する。
The liquid discharge part 46 has a heat acting part 47 where the thermal energy generated by the orifice 45 and the electrothermal converter 42 acts on the liquid to generate bubbles and cause a sudden change in state due to expansion and contraction of the volume. and has.

熱作用部47は、電気熱変換体42の熱発生部48のL
部に位置し、熱発生部48の液体と接触する面としての
熱作用面49をその低面としている。熱発生部48は、
基体43上に設けられた下部層50、該下部層50上に
設けられた発熱抵抗ノー51、該発熱抵抗Jr451上
に設けられた上部層52とで構成される。
The heat acting part 47 is connected to the L of the heat generating part 48 of the electrothermal converter 42.
The heat acting surface 49, which is the surface of the heat generating section 48 that comes into contact with the liquid, is the lower surface of the heat generating section 48. The heat generating section 48 is
It is composed of a lower layer 50 provided on the base 43, a heating resistor 51 provided on the lower layer 50, and an upper layer 52 provided on the heating resistor Jr 451.

発熱抵抗JeJ51には、熱を発生させるために核層5
1に通電するための電極53.54がその表面に設けら
れており、これらの電極間の発熱抵抗層によって熱発生
部48が形成されている。
The heating resistor JeJ51 includes a core layer 5 to generate heat.
Electrodes 53 and 54 for supplying electricity to the electrode 1 are provided on its surface, and a heat generating portion 48 is formed by a heat generating resistive layer between these electrodes.

電極53は、各液吐出部の熱発生部に共通の電極であり
、電極54は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱さ
せるための選択電極であって、液吐出部の液流路に沿っ
て設けられている。
The electrode 53 is an electrode common to the heat generating section of each liquid discharging section, and the electrode 54 is a selection electrode for selectively generating heat in the heat generating section of each liquid discharging section. It is provided along the flow path.

上記層52は、発熱抵抗層51を使用する液体から化学
的、物理的に保護するために発熱抵抗jn51と液吐出
部46にある液体とを隔絶すると共に、液体を通じて電
極53.54間が短絡するのを防止するのを防止する発
熱抵抗層51の保護的機能を有している。
The layer 52 isolates the heating resistor jn 51 from the liquid in the liquid discharge part 46 in order to chemically and physically protect the heating resistor layer 51 from the liquid used, and also prevents a short circuit between the electrodes 53 and 54 through the liquid. It has the protective function of the heat generating resistor layer 51 to prevent this from occurring.

上部WJ52は、上記の様な機能を有するものであるが
、発熱抵抗層51が耐液性であり、且つ液体を通じて電
極53.54間が電気的に短絡する必要が全くない場合
には、必ずしも設ける必要はなく、発熱抵抗層51の表
面に直ちに液体が接触する構造の電気熱変換体として設
計しても良い。
The upper WJ 52 has the above-mentioned functions, but if the heating resistance layer 51 is liquid resistant and there is no need for electrical short-circuiting between the electrodes 53 and 54 through liquid, It is not necessary to provide such an electrothermal transducer, and the electrothermal transducer may be designed to have a structure in which the liquid comes into immediate contact with the surface of the heat generating resistance layer 51.

下部層50は、次に熱流凰制御機能を有する即ち、液滴
吐出の際には、発熱抵抗層51で発生する熱が基板43
側の方に伝導するよりも、熱作用部47側の方に伝導す
る割合が出来る限り多くなり、液滴吐出後、つまり発熱
抵抗層51への通電がOFFされた後には、熱作用部4
7及び熱発生部48にある熱が速やかに基板43側に放
出されて、熱作用部47にある液体及び発生した気泡が
急冷される為に設けられる。
The lower layer 50 has a heat flow control function, that is, when ejecting droplets, the heat generated in the heat generating resistor layer 51 is transferred to the substrate 43.
The proportion of conduction toward the heat-effecting portion 47 side is increased as much as possible than the conduction toward the side, and after the droplet is ejected, that is, after the electricity to the heat-generating resistor layer 51 is turned off, the heat-effecting portion 4
7 and the heat generating part 48 is quickly released to the substrate 43 side, and the liquid in the heat acting part 47 and the generated bubbles are rapidly cooled.

一般に、目詰まりの起こる原因としては、長期間、印字
しないで放置させておくと大気中と接しているオリンイ
ス部のインクが乾燥して粘度が」二昇してしまうことが
挙げられる。
In general, one of the causes of clogging is that if the ink is left unprinted for a long period of time, the ink in the orifice that is in contact with the atmosphere dries and the viscosity increases.

本発明は、オリフィス近傍のインク粘度が印字してない
ときに、上昇することを防ぐためにノズル先端をスリッ
ト状に形成することを特徴としている。このスリットに
より、ノズル先端部は常に薄い膜状のインクに覆われる
ことになり、乾燥によるインク粘度の上昇を防ぐことが
できる。以下。
The present invention is characterized in that the tip of the nozzle is formed into a slit shape in order to prevent the ink viscosity near the orifice from increasing when printing is not being performed. With this slit, the tip of the nozzle is always covered with a thin film of ink, which prevents the viscosity of the ink from increasing due to drying. below.

本発明の実施例に基づいて説明する。An explanation will be given based on an example of the present invention.

第1図は、本発明による液体噴射記録装置の一実例を説
明するためのもので、インク液滴吐出部の斜視図である
。図中、61はノズル、62は接着部、63は本電極、
64はヒーター、65は保護層、66は5iO−Jt’
J、67はSi基板、68はインク室、69はインク供
給口、70はガラス天板、71は流路の壁の端面、72
はノズル基板端面である。
FIG. 1 is a perspective view of an ink droplet ejection section, for explaining an example of a liquid jet recording apparatus according to the present invention. In the figure, 61 is the nozzle, 62 is the adhesive part, 63 is the main electrode,
64 is a heater, 65 is a protective layer, 66 is 5iO-Jt'
J, 67 is a Si substrate, 68 is an ink chamber, 69 is an ink supply port, 70 is a glass top plate, 71 is an end face of a channel wall, 72
is the end face of the nozzle substrate.

第2図は、記録ヘッドの製造工程を示す図で、図中、7
5は感光性ドライフィルム、76はマスクである。
FIG. 2 is a diagram showing the manufacturing process of the recording head.
5 is a photosensitive dry film, and 76 is a mask.

(a)ノズル基板上にヒーター64.電極63及び保護
層65をフォトリソ技術、エツチング技術、スパッタリ
ング技術を利用して積/C!IL、ヒーターボードを形
成す。
(a) Heater 64. The electrode 63 and the protective layer 65 are deposited using photolithography, etching, and sputtering techniques. IL forms the heater board.

(b)ヒーターボード上に感光性ドライフィルム75を
ラミネートし、所望の流路及びインク液室が得られるよ
うにパターニングされたマスク7Gを重ね、この上から
露光する。
(b) A photosensitive dry film 75 is laminated on the heater board, a mask 7G patterned so as to obtain the desired flow path and ink chamber is placed on top of the mask 7G, and exposure is performed from above.

(c)感光性ドライフィルム75は、露光された部分が
光重合反応を起こし硬化される。したがって、露光後に
現像を行なうと、露光されなかった部分は溶解除去され
、流路の壁を形成することができる。このとき、第3図
の斜線部に示したように、インク液滴吐出部の先端を形
成する流路の壁の端面71はノズル基板端面より数μm
〜数百μm手前で終っている。この際、インク液滴吐出
面に対してその側面を形成する感光性ドライフィルム7
5は、斜線部のように流路を形成する壁の端面71が、
必ずしもノズル基板端面72まできている必要はなく、
他の流路をつくる感光性ドライフィルムと同様にノズル
基板端面72の手前で終っていてもよい。
(c) The exposed portion of the photosensitive dry film 75 undergoes a photopolymerization reaction and is cured. Therefore, when development is performed after exposure, the unexposed portions are dissolved and removed to form the walls of the channel. At this time, as shown in the shaded area of FIG.
It ends a few hundred micrometers short. At this time, the photosensitive dry film 7 that forms the side surface of the ink droplet ejection surface
5, the end face 71 of the wall forming the flow path as shown in the shaded area is
It does not necessarily have to reach the nozzle board end face 72;
Like the photosensitive dry film that creates other flow paths, it may end before the nozzle substrate end face 72.

(d)次にガラス天板70と接着J(グ62を介して接
合する。このガラス天板70には、インク室に対応する
部分に堀込みがなされ、インク室68へインクを供給す
るための供給口69の加工がなされている。
(d) Next, it is joined to the glass top plate 70 via adhesive J (glue 62). This glass top plate 70 is drilled in a portion corresponding to the ink chamber to supply ink to the ink chamber 68. The supply port 69 has been processed.

第4図は、第3図においてA−Aで切ったときの断面図
で、図中、73はメニスカス部分、74はインクである
。メニスカス部分73は、インク74の表面張力と外圧
とで平衡状態にあり、ヒーター64に熱エネルギーが発
生すると第7図と同様な原理でインク液滴を吐出させる
ことができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 3, where 73 is a meniscus portion and 74 is ink. The meniscus portion 73 is in an equilibrium state between the surface tension of the ink 74 and external pressure, and when thermal energy is generated in the heater 64, ink droplets can be ejected using the same principle as shown in FIG.

また、第5図に示すように、インク室68及び流路の壁
71を形成する際は、上記のようにノズル基板側に感光
性ドライフィルム75をラミネートするのではなく、ガ
ラス天板70側にラミネートシ、第2図に示した同様な
工程を経てつくることもできる。
Furthermore, as shown in FIG. 5, when forming the ink chamber 68 and the flow channel wall 71, instead of laminating the photosensitive dry film 75 on the nozzle substrate side as described above, the photosensitive dry film 75 is laminated on the glass top plate 70 side. It can also be produced by laminating it through a process similar to that shown in FIG.

あるいは、第6図に示すように、ガラス天板70を直接
エツチングすることで所望のインク室68及び流路を形
成することもできる。
Alternatively, as shown in FIG. 6, the desired ink chamber 68 and flow path can be formed by directly etching the glass top plate 70.

ガラス天板70に感光性ガラスを用いる場合は、感光性
ガラスを所望のインク室68の流路のパターンに露光す
ると、感光部分だけが乳白化される。
When photosensitive glass is used for the glass top plate 70, when the photosensitive glass is exposed to light in a desired flow path pattern of the ink chamber 68, only the exposed portions are opalescent.

この乳白ガラスの部分を薄い弗酸によってエツチングす
ればよい。
This opalescent glass portion can be etched with dilute hydrofluoric acid.

尚、天板70は、上記ガラスに限らずセラミック、樹脂
、あるいは金属でもかまわないが、ヒーターボードとの
接合のため、天板に接着性あるものが積層されているか
、又は天板そのものに接着性があるものが望ましい。
Note that the top plate 70 is not limited to the above-mentioned glass, but may also be made of ceramic, resin, or metal, but in order to connect it to the heater board, an adhesive material is laminated on the top plate, or it is glued to the top plate itself. Preferably something with gender.

紘−一來 以上の説明から明らかなように、本発明によると、非常
に構造が簡単なので工程数が少なく、安価にして吐出イ
ンク液滴の安定性を欠くことなく。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, the structure is very simple, the number of steps is small, the cost is low, and the stability of the ejected ink droplets is not compromised.

ノズル部の目詰まりを防止させることができる。It is possible to prevent clogging of the nozzle part.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による液体噴射記録装置の一実施例を
説明するためのもので、インク液滴吐出部の斜視図、第
2図(a)〜(d)は、記録ヘッドの製造工程を示す図
、第3図は、流路の壁を説明するための図、第4図は、
第3図のA−A断面図、第5図は流路の壁を形成する他
の実施例を示す図、第6図は、流路の壁を形成する他の
実施例を示す図、第7図は、記録ヘッドのバブルジェッ
トインク吐出と気泡発生・消滅の原理図、第8図は、記
録ヘッドの斜視図、第9図は、記録ヘッドの分解構成図
で、(a)は蓋基板、(b)は発熱体基板を示す図、第
10図は記録ヘッドの蓋基板の裏面図、第11図は記録
ヘッドの部分図で、(a)はヘッドのオリフィス側より
見た正面部分図、(b)は(a)のx−X線切断部分図
である。 61・・・ノズル、62・・・接着層、63・・・電極
、64・・ヒーター、65・・・保護層、66・・・S
i○2/l’l、67・・・Si基板、68インク室、
69・・・インク供給口、70・・・ガラス天板、71
・・・流路の壁の端面。 72・・・ノズル基板端面、73・・・メニスカス部分
、74・・・インク、75・・・ドライフィルム、76
・・・マスク。 第1図 第3図 第4図 第2図 (C) (d) (dン 第 図 ○#=: 第 図 IQ) 第 図 (b) 第 区
FIG. 1 is a perspective view of an ink droplet ejecting section, and FIGS. 2(a) to 2(d) are for explaining an embodiment of a liquid jet recording apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a diagram for explaining the wall of the channel, and FIG. 4 is a diagram showing the walls of the channel.
FIG. 3 is a sectional view taken along line A-A in FIG. 3, FIG. Figure 7 is a principle diagram of bubble jet ink discharge and bubble generation/disappearance in the recording head, Figure 8 is a perspective view of the recording head, Figure 9 is an exploded configuration diagram of the recording head, and (a) shows the lid substrate. , (b) is a diagram showing the heating element substrate, FIG. 10 is a back view of the cover substrate of the recording head, FIG. 11 is a partial view of the recording head, and (a) is a partial front view of the head as seen from the orifice side. , (b) is a partial view taken along line XX of (a). 61... Nozzle, 62... Adhesive layer, 63... Electrode, 64... Heater, 65... Protective layer, 66... S
i○2/l'l, 67...Si substrate, 68 ink chamber,
69... Ink supply port, 70... Glass top plate, 71
...The end face of the channel wall. 72... Nozzle substrate end surface, 73... Meniscus portion, 74... Ink, 75... Dry film, 76
···mask. Figure 1 Figure 3 Figure 4 Figure 2 (C) (d) (d Figure ○#=: Figure IQ) Figure (b) Section

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、導入される記録液体を収容するとともに、熱によっ
て該記録液体に気泡を発生させ、該気泡の体積増加にと
もなう作用力を発生させる熱エネルギー作用部を付設し
た流路と、該流路に連絡して前記記録液体を前記作用力
によって流滴として吐出させるためのオリフィスと、前
記流路に連絡して前記流路に前記記録液体を導入するた
めの液室と、該液室に記録液体を導入する導入手段とよ
りなる液体噴射記録装置において、前記流路を形成する
壁がノズル基板端面の手前までで終わり、オリフィス先
端において、天板とノズル基板がスリット状に形成され
ていることを特徴とする液体噴射記録装置。
1. A flow path that accommodates the recording liquid to be introduced and is provided with a thermal energy acting section that generates bubbles in the recording liquid using heat and generates an acting force as the volume of the bubbles increases; an orifice in communication with which the recording liquid is ejected as a droplet by the acting force, a liquid chamber in communication with the flow path and with which the recording liquid is introduced into the flow path, and a recording liquid in the liquid chamber. In a liquid jet recording device comprising an introduction means for introducing a liquid, the wall forming the flow path ends before the end face of the nozzle substrate, and the top plate and the nozzle substrate are formed in a slit shape at the tip of the orifice. Characteristic liquid jet recording device.
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