JPH0381155A

JPH0381155A - インクジェットプリントヘッド

Info

Publication number: JPH0381155A
Application number: JP21826689A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Koizumi; 幸久小泉; Masaki Kataoka; 雅樹片岡; Yoshihiko Miroku; 美彦弥勒; Masahiko Fujii; 藤井　雅彦; Kozo Hosogai; 細貝　耕三
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1991-04-05
Anticipated expiration: 2014-04-19
Also published as: JP2883113B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、インクジェットプリンターの記録ヘッド、特
にサーマルインクジェットの記録ヘッドに関する。

（従来の技術）インクジェットプリンターは、小型で低騒音であり、カ
ラー化が容易である等の利点を有している。これに用い
られるインクジェットヘッドとしては、種々の方式のも
のがあるが、サーマルインクジェットヘッドは、マルチ
ノズル化が容易であるため、特にカラー化に適するが、
バブルの消滅時のキャビテーションダメージにより、ヒ
ーターが故障する問題点を有している。その対策として
、特開昭６３−１９１６４８号公報に記載されたサーマ
ルヘッドは、ヒーター上に保護層を設け、キャビテーシ
ョンダメージに対し、ヒーターを保護している。また、
特開昭６３−１８９２４３号公報のものは、キャビテー
ションの集中するヒーターの中央部分に、ヒーターを設
けないようヒーターの形状に工夫をしたものである。

しかし、保護層を設けることにより高い発熱量が必要に
なり、コゲ−ジョン（インクの分解または変質によりヒ
ーター上にこげつきが生じインクが吐出しなくなる現象
）の問題を発生させる。ヒーターの中央部分にヒーター
を設けないようにすると、ヒーターの外形は大きくなり
、マルチノズル化の面からは、必ずしも得策ということ
はできない。

特に、バブルを発熱素子の上方に集中して発生させるよ
うにするために、基板に凹部（ビット）を設け、その底
部に発熱素子２を配置した第５図（Ａ）に示すようなイ
ンクジェットプリントヘッドの場合は、（Ｂ）図に示す
ように、上方に発生した気泡（バブル）７は、消滅の過
程においては、（Ｃ）（Ｄ）図に示すように、ノズル近
傍のインクの後退の圧力のため、凹部前方の壁３よりは
、後方の壁４方向に移動し、発熱素子２の後方の隅部に
おいて、消滅する。したがって、この部分にキャビテー
ションが発生し易く、発熱素子はダメージを受は易い構
造となっていた。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、発熱素子を設けた凹部を有するインクジェットプ
リントヘッドにおいて、キャビテーションダメージをな
くすことにより、ヘッドの長寿命化をはかることを目的
とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明は、液体を噴出するための噴出口と、該噴出口に
連通した液流路と、底部に発熱素子を設けた凹部とを有
するインクジェットプリントヘッドにおいて、凹部の断
面形状を発熱素子に対して、非対称構造としたこと、あ
るいは、発熱素子上方に弁機能を有する薄膜を設けたこ
とを特徴とするものである。

（作　用）液体を噴出するための噴出口と、該噴出口に連通した液
流路と、底部に発熱素子を設けた凹部とを有するインク
ジェットプリントヘッドにおいて、凹部の断面形状を発
熱素子に対して、非対称構造としたことにより、バブル
の消滅位置が、一方の壁佃に偶奇し、発熱素子の面上で
バブルが消滅することを避けることができる。

また、発熱素子上方に弁機能を有する薄膜を設けたこと
により、バブルの消滅位置は、薄膜の表面上になり、発
熱素子の面上でバブルが消滅することを避けることがで
きる。

（実施例）第１図は、本発明の一実施例を説明するためのインクジ
ェットプリントヘッドの断面図である。

図中、１はポリイミド等の材料の基板、２は発熱素子、
３は凹部の前方の壁、４１は後方のテーパ状の壁、５は
ノズル、６はインク、７は気泡（バブル）である。

第１図において、（Ａ）図は、発熱素子２に通電されて
いない状態の図である。（Ｂ）図は、印字信号が発熱素
子２に加えられて気泡が発生した状態の図で、気泡によ
ってインクに加えられた圧力により、インク滴がノズル
５から、図示しない記録紙に向かって飛翔される。（Ｃ
）図は、インク滴の噴出後の状態をあられし、発熱素子
２に加えられた印字信号の消滅により、気泡７は急速に
消滅の途をたどる。（Ｄ）図は、消滅直前の気泡７を示
す。（Ｅ）図は、気泡の消滅後の状態を示す図である。

気泡の発生時は、凹部の壁に沿って、はぼ上方に成長し
インクを噴出するが、消滅するときは、ノズル側とイン
クリザーバ側からインクが移動しながら気泡は急速に小
さくなる。そして、ノズル部側の方が流体抵抗が小さい
ため、インク移動速度が早く、バブル全体がテーバ上の
壁に偏って消滅していくことになり、キャビテーション
ダメージが分散され、ヒーターへのダメージがかなり小
さくなる。

したがって、気泡の消滅時にキャビテーションが発生し
ても、発熱素子の表面を避けることができ、発熱素子２
へのダメージは起こらない。この場合、前方の壁３及び
発熱素子２の表面を、インク７に対してぬれ易く１．後
方のテーパ状の壁をインクに対してぬれ難いように表佃
のぬれ特性を選んでおけば、気泡を発熱素子２の後方の
壁面で消滅させることがより確実となる。

第２図は、凹部の後方の壁の断面形状を別の形状とした
他の実施例である。第１図と同様な部分については同一
の符号を付した。この実施例では、凹部の後方の壁５１
の断面形状を、段部を設けた形状としたものである。気
泡の消滅時は、段差のついたビットにキャビテーション
ダメージが分散され、発熱素子２の表面上でキャビテー
ションが発生することを防止できる。

凹部３を基板１にフオットエッチングで形成する場合は
、その製造が容易となる。インクに対する壁のぬれの物
性は、第１図と同様とすることができる。

第３図は、凹部の後方の壁４３の断面形状を、さらに異
なる形状とした実施例である。気泡７の消滅を発熱素子
２から、より離れた場所で確実に行うようにするため、
第２図における段部前方に斜面と突起を設けたものであ
る。

第４図は、さらに別の実施例である。この実施例では、
ヒーター上方に発熱素子２の一部を覆うように、薄く変
形しやすいポリイミド膜の弁４４をつける。気泡の発生
時は、弁４４が上にたわむようにして開き、インクを噴
出する。気泡の消滅時は、弁４４がヒーター上に接触し
、キャビテーションダメージがポリイミド膜によって吸
収され、ヒーターにダメージを与えることはない。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、バブ
ル消滅時のキャビテーションダメージが、基板のポリイ
ミドビット層に分散、吸収され、あるいは、発熱素子の
上方にその一部を覆うように配置した弁によって、発熱
素子の表面にキャビテーション発生することがないので
、過剰な加熱をしないですみ、コゲ−ジョンの問題も発
生することはない。このため、キャビテーション、コゲ
−ジョンによる故障がなくなり、ヘッドの寿命を大幅に
延ばすことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明のインクジェットプリント
ヘッドのそれぞれ異なる実施例の断面図、第５図は、従
来例のインクジェットプリントヘッドの断面図である。１・・・基板、２・・・発熱素子、３・・・凹部の前方
の壁、４１．４２゜４３・・・凹部の後方の壁、４４・・・弁、５・・・ノズル、６・・・インク、７・・・気泡（バブル）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液体を噴出するための噴出口と、該噴出口に連通
した液流路と、底部に発熱素子を設けた凹部とを有する
インクジェットプリントヘッドにおいて、凹部の断面形
状を発熱素子に対して、非対称構造としたことを特徴と
するインクジェットプリントヘッド。
（２）液体を噴出するための噴出口と、該噴出口に連通
した液流路と、底部に発熱素子を設けた凹部とを有する
インクジェットプリントヘッドにおいて、発熱素子上方
に弁機能を有する薄膜を設けたことを特徴とするインク
ジェットプリントヘッド。