JPH05208496A - Ink jet printing head - Google Patents
Ink jet printing headInfo
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- JPH05208496A JPH05208496A JP4042221A JP4222192A JPH05208496A JP H05208496 A JPH05208496 A JP H05208496A JP 4042221 A JP4042221 A JP 4042221A JP 4222192 A JP4222192 A JP 4222192A JP H05208496 A JPH05208496 A JP H05208496A
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- heater
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/14056—Plural heating elements per ink chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- Fax Reproducing Arrangements (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ヒータによる加熱でバ
ブルを発生させてインクを吐出するインクジェット式印
字ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet type print head which ejects ink by generating bubbles by heating with a heater.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7に、従来のこの種の印字ヘッドを示
す。同図において、1はセラミックで構成された天板、
2はアルミ板からなるベースプレート、3はこれら天板
1とベースプレート2間で接着を行うための接着部材
層、4はホトリゾグラフィーにより形成された複数のノ
ズル部で、全ノズル部4はその後端で共通の液室5と連
通している。6はヒータ部で、ベースプレート2上に絶
縁部材7・8を形成し、その上にヒータ9を各ノズル部
4に対応して形成している。更に、ヒータ9に通電する
ための電極10が形成され、またヒータ9上には、該ヒ
ータ9とインクとの接触による酸化を防止するための酸
化防止膜11、その上に、バブル(気泡)が潰れる力か
らヒータ9を保護するためのキャビテーション保護膜1
2、更にその上に絶縁膜13が形成されている。2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a conventional print head of this type. In the figure, 1 is a top plate made of ceramic,
Reference numeral 2 is a base plate made of an aluminum plate, 3 is an adhesive member layer for adhering between the top plate 1 and the base plate 2, 4 is a plurality of nozzle portions formed by photolithography, and all nozzle portions 4 are at the rear end. And communicates with the common liquid chamber 5. Reference numeral 6 denotes a heater portion, on which insulating members 7 and 8 are formed on the base plate 2, and a heater 9 is formed thereon corresponding to each nozzle portion 4. Further, an electrode 10 for energizing the heater 9 is formed, and an antioxidant film 11 for preventing oxidation due to contact between the heater 9 and ink is formed on the heater 9, and a bubble (bubble) is formed thereon. Cavitation protective film 1 for protecting the heater 9 from the force of crushing
2. Further, an insulating film 13 is formed on it.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の印字ヘッドで
は、各ヒータ9ごとの電極10はそれぞれ1個であり、
このように構成された印字ヘッドでは、発生するバブル
の大きさは、ヒータ9に印加する電圧によって制御でき
なく、ヒータ9のサイズとノズル部4の構造によって決
定される。In the conventional print head, there is one electrode 10 for each heater 9,
In the print head thus configured, the size of the bubble generated cannot be controlled by the voltage applied to the heater 9, and is determined by the size of the heater 9 and the structure of the nozzle unit 4.
【0004】従って、この印字ヘッドを用いて中間調画
像を表現しようとした場合、マトリックス構成の面積階
調によって表現しなければならなかった。例えば、印字
ヘッドの解像度を300dpiとし、図8に示すように
8×8のマトリックスにより中間調を表現しようとした
場合、表現可能な階調数は64階調であるが、解像度は
8分の1に低下し、画像品質として満足できるものが得
られなかった。Therefore, when an attempt is made to express a halftone image using this print head, it must be expressed by the area gradation of the matrix structure. For example, when the resolution of the print head is 300 dpi and halftones are represented by an 8 × 8 matrix as shown in FIG. 8, the number of grayscales that can be represented is 64, but the resolution is 8 minutes. The image quality was lowered to 1, and satisfactory image quality could not be obtained.
【0005】本発明は、発生するバブルの大きさはヒー
タの大きさにより左右されるという特性に着目し、バブ
ルの大きさを簡単かつ自動的に変化させることができる
ようにして、印字されるドットの大きさを容易に可変と
し、中間調画像を画像品質良く表現できるようにしたも
のである。The present invention pays attention to the characteristic that the size of the bubble generated depends on the size of the heater, and the size of the bubble can be easily and automatically changed for printing. The size of dots can be easily changed so that a halftone image can be expressed with good image quality.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明による印字ヘッド
では、ヒータに複数の電極を設けて該ヒータの通電長さ
を数段階に分割できるようにしたものである。例えば、
ヒータの一端をコモン線に接続し、該ヒータの一端と他
端との間に互いに間隔をおいて複数の電極を設け、これ
ら電極をスイッチング手段に接続し、該スイッチング手
段で複数の電極の任意の1つを選択することにより、電
極とコモン線との間におけるヒータの通電長さを段階的
に可変とする。In the print head according to the present invention, the heater is provided with a plurality of electrodes so that the energization length of the heater can be divided into several stages. For example,
One end of the heater is connected to a common line, a plurality of electrodes are provided between the one end and the other end of the heater with a space between each other, these electrodes are connected to a switching means, and the switching means connects the plurality of electrodes to each other. By selecting one of the above, the energization length of the heater between the electrode and the common line can be varied stepwise.
【0007】[0007]
【作用】ヒータは、その発熱面積を複数の電極によって
数段階に分割された状態となり、電極を選択することで
バブルの大きさを段階的に調整できることになる。The heater has a heating area divided into several stages by a plurality of electrodes, and the size of bubbles can be adjusted stepwise by selecting the electrodes.
【0008】[0008]
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に従い詳細に
説明する。図1に、本発明の一例の印字ヘッドの断面構
造を示す。この例における印字ヘッドの断面構造につい
ては図7に示した従来例と同じであり、1はセラミック
で構成された天板、2はアルミ板からなるベースプレー
ト、3はこれら天板1とベースプレート2間で接着を行
うための接着部材層、4はホトリゾグラフィーにより形
成された複数のノズル部で、全ノズル部4はその後端で
共通の液室5と連通している。6はヒータ部で、ベース
プレート2上に絶縁部材7・8を形成し、その上にHf
B2からなるヒータ9を各ノズル部4に対応して形成し
ている。更に、各ヒータ9ごとに通電するために、各ヒ
ータ9の端部にアルミ板よりなる電極10が形成され、
またヒータ9上には、該ヒータ9とインクとの接触によ
る酸化を防止するため、レジンからなる酸化防止膜1
1、その上に、バブルが潰れる力からヒータ9を保護す
るためのTaからなるキャビテーション保護膜12、更
にその上にSiOからなる絶縁膜13が形成されてい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a print head as an example of the present invention. The cross-sectional structure of the print head in this example is the same as the conventional example shown in FIG. 7, 1 is a top plate made of ceramics, 2 is a base plate made of an aluminum plate, 3 is a space between the top plate 1 and the base plate 2. Adhesive member layers 4 for adhering in 1. are a plurality of nozzle portions formed by photolithography, and all nozzle portions 4 communicate with a common liquid chamber 5 at their rear ends. Reference numeral 6 denotes a heater part, which is formed with insulating members 7 and 8 on the base plate 2 and Hf is formed thereon.
A heater 9 made of B 2 is formed corresponding to each nozzle portion 4. Furthermore, in order to energize each heater 9, an electrode 10 made of an aluminum plate is formed at the end of each heater 9,
Further, on the heater 9, in order to prevent the oxidation due to the contact between the heater 9 and the ink, the antioxidant film 1 made of resin is formed.
1. A cavitation protective film 12 made of Ta for protecting the heater 9 from the force of crushing bubbles, and an insulating film 13 made of SiO are further formed thereon.
【0009】本発明では、各ヒータ9の電極構造が従来
と相違しており、図2に2つの並列するヒータ9の平面
構成を示す。各ヒータ9の一端は全ヒータ9に共通の電
極であるコモン線14に接続されている。各ヒータ9に
は、その他端に上記電極10が設けられているほか、中
間部に、例えば3つの電極10a・10b・10cが、
互いにヒータ9の長手方向に間隔をおいて設けられてい
る。In the present invention, the electrode structure of each heater 9 is different from the conventional one, and FIG. 2 shows a plan configuration of two heaters 9 arranged in parallel. One end of each heater 9 is connected to a common wire 14 which is an electrode common to all the heaters 9. Each heater 9 is provided with the above-mentioned electrode 10 at the other end, and, for example, three electrodes 10a, 10b, 10c are provided in the middle part.
The heaters 9 are provided at intervals in the longitudinal direction of the heater 9.
【0010】図3はこのような構造を等価回路にして表
したもので、各ヒータ9の電極10・10a・10b・
10cは、これらを選択するためのスイッチング素子1
5に接続されている。コモン線14を基準として、ヒー
タ9と電極10・10a・10b・10cとの接続点の
位置は、10c・10b・10a・10の順で遠くなる
ため、ヒータ9の発熱する範囲は電極10・10a・1
0b・10cの位置にほぼ一致し、スイッチング素子1
5で電極10を選択したときがヒータ9の発熱面積が最
も大きく、次に10a・10b・10cの順序で発熱面
積が段階的に小さくなる。よって、スイッチング素子1
5で電極10・10a・10b・10cを選択すること
により、発生するバブルの大きさを段階的に変えること
ができる。FIG. 3 shows an equivalent circuit of such a structure. The electrodes 10, 10a, 10b, ...
10c is a switching element 1 for selecting these.
Connected to 5. Since the position of the connection point between the heater 9 and the electrodes 10, 10a, 10b, 10c becomes farther in the order of 10c, 10b, 10a, 10 with respect to the common line 14, the heat generation range of the heater 9 is the electrode 10. 10a ・ 1
The switching element 1 is almost aligned with the positions of 0b and 10c.
When the electrode 10 is selected in 5, the heater 9 has the largest heat generation area, and then the heat generation area gradually decreases in the order of 10a, 10b, and 10c. Therefore, the switching element 1
By selecting the electrodes 10, 10a, 10b, 10c with 5, the size of the generated bubble can be changed stepwise.
【0011】図4に、ヒータ9の加熱によるバブル発生
からインクがノズル部4より吐出されるまでの過程を示
す。ヒータ9の熱時定数は小さいため、電流が流れると
急速に温度が上昇する。いま、電極10bが選択された
とすると、ヒータ9においては主にコモン線14と電極
10bとの間に電流が流れ、この範囲が高温となってそ
の高温部分に同図(A)に示すように多数の核気泡30
が発生する。(B)のように核気泡30が合体して膜気
泡31となり、これが成長して(C)のようにインク滴
32がノズル部4の先端から突出し始める。周囲のイン
ク33により熱を奪われてインク滴32が(D)のよう
に収縮し、その慣性力によりインク滴32がノズル部4
の先端から(E)のように飛び出し、記録紙34に衝突
する。一方、膜気泡31は、次のヒータ加熱のためのパ
ルス入力までに完全に消滅する。FIG. 4 shows a process from the generation of bubbles due to heating of the heater 9 to the ejection of ink from the nozzle portion 4. Since the thermal time constant of the heater 9 is small, the temperature rises rapidly when a current flows. Now, assuming that the electrode 10b is selected, in the heater 9, a current mainly flows between the common wire 14 and the electrode 10b, and this range becomes high in temperature, and as shown in FIG. Many nuclear bubbles 30
Occurs. As shown in (B), the nuclear bubbles 30 combine to form a film bubble 31, which grows and the ink droplet 32 starts to project from the tip of the nozzle portion 4 as shown in (C). The heat is taken away by the surrounding ink 33 and the ink droplet 32 contracts as shown in (D), and the ink droplet 32 is contracted by the inertial force of the ink droplet 32.
As shown in (E), the recording paper 34 collides with the recording paper 34 from the leading edge of the recording paper. On the other hand, the film bubble 31 completely disappears by the pulse input for the next heater heating.
【0012】よって、各ヒータ9において4つの電極1
0・10a・10b・10cを選択することにより、印
字されるドットの径は、図5に示すように4段階に変化
することになる。Therefore, four electrodes 1 are provided in each heater 9.
By selecting 0, 10a, 10b, or 10c, the diameter of the printed dots changes in four steps as shown in FIG.
【0013】従って、このように構成された印字ヘッド
により、中間調を表現、例えば印字ヘッドの解像度を3
00dpiとし、64階調を表現する場合には、図6に
示すように4×4のマトリックスで表現可能である。す
なわち、4×4×4=64階調となる。この場合、実際
の解像度は300/4=75dpiとなり、階調数及び
解像度とも満足できる画質を達成できる。Therefore, the print head having such a structure expresses a halftone, for example, the resolution of the print head is 3
When it is set to 00 dpi and 64 gradations are expressed, it can be expressed by a 4 × 4 matrix as shown in FIG. That is, 4 × 4 × 4 = 64 gradations. In this case, the actual resolution is 300/4 = 75 dpi, and a satisfactory image quality can be achieved in terms of the number of gradations and the resolution.
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明によれば、ヒータの電極を選択す
ることにより、発生するバブルの大きさを段階的に変化
させることができる。つまり、ヒータの電極を選択する
という簡単な制御で、印字されるドットの径を段階的に
変化させることができるので、中間調画像を簡単にかつ
画像品質良く表現できる。According to the present invention, the size of the generated bubble can be changed stepwise by selecting the electrode of the heater. That is, the diameter of the dots to be printed can be changed stepwise by a simple control of selecting the electrodes of the heater, so that a halftone image can be expressed easily and with good image quality.
【図1】本発明による印字ヘッドの断面構造を示す斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing a cross-sectional structure of a print head according to the present invention.
【図2】同印字ヘッドにおけるヒータの平面構成図であ
る。FIG. 2 is a plan configuration diagram of a heater in the print head.
【図3】同上の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the above.
【図4】ヒータの加熱によるバブル発生からインクがノ
ズル部より吐出されるまでの過程を示す動作説明図であ
る。FIG. 4 is an operation explanatory diagram showing a process from bubble generation due to heating of a heater to ink ejection from a nozzle portion.
【図5】印字されるドットの径が段階的に変化すること
を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing that the diameter of a printed dot changes stepwise.
【図6】本発明による印字ヘッドにより4×4のドット
マトリックスで64階調表現する例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example in which a print head according to the present invention represents 64 gradations with a 4 × 4 dot matrix.
【図7】従来の印字ヘッドの断面構造を示す斜視図であ
る。FIG. 7 is a perspective view showing a cross-sectional structure of a conventional print head.
【図8】従来の印字ヘッドにより8×8のドットマトリ
ックスで64階調表現する例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example in which 64 gradations are expressed by an 8 × 8 dot matrix by a conventional print head.
9 ヒータ 10・10a・10b・10c 電極 14 コモン線 15 スイッチング素子 9 Heater 10 ・ 10a ・ 10b ・ 10c Electrode 14 Common line 15 Switching element
Claims (2)
インクを吐出するインクジェット式印字ヘッドにおい
て、前記ヒータに複数の電極を設けて該ヒータの通電長
さを数段階に分割したことを特徴とする、インクジェッ
ト式印字ヘッド。1. An ink jet type print head for ejecting ink by generating bubbles by heating with a heater, wherein a plurality of electrodes are provided on the heater and the energization length of the heater is divided into several stages. , Inkjet print head.
該ヒータの一端と他端との間に互いに間隔をおいて複数
の電極を設け、これら電極をスイッチング手段に接続し
たことを特徴とする、請求項1に記載のインクジェット
式印字ヘッド。2. One end of the heater is connected to a common wire,
2. The ink jet print head according to claim 1, wherein a plurality of electrodes are provided between the one end and the other end of the heater at a distance from each other, and these electrodes are connected to a switching means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4042221A JPH05208496A (en) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | Ink jet printing head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4042221A JPH05208496A (en) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | Ink jet printing head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05208496A true JPH05208496A (en) | 1993-08-20 |
Family
ID=12629987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4042221A Pending JPH05208496A (en) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | Ink jet printing head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05208496A (en) |
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JP2015202644A (en) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | キヤノン株式会社 | Recording element substrate and liquid discharge device |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP4042221A patent/JPH05208496A/en active Pending
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