JPH05261939A - Ink jet recording method - Google Patents

Ink jet recording method

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Publication number
JPH05261939A
JPH05261939A JP4060319A JP6031992A JPH05261939A JP H05261939 A JPH05261939 A JP H05261939A JP 4060319 A JP4060319 A JP 4060319A JP 6031992 A JP6031992 A JP 6031992A JP H05261939 A JPH05261939 A JP H05261939A
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
temperature
thermal energy
energy acting
vicinity
Prior art date
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Pending
Application number
JP4060319A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiko Umezawa
信彦 梅澤
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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
Priority to JP4060319A priority Critical patent/JPH05261939A/en
Publication of JPH05261939A publication Critical patent/JPH05261939A/en
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  • Ink Jet (AREA)
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  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To keep the temperature of an ink at a specified temperature or lower, and maintain the discharge capability uniform by a method wherein when the temperature of an ink in the vicinity of a thermal energy working part exceeds a specified temperature, the ink with the increased temperature is forcibly suction-discharged. CONSTITUTION:When the temperature in the vicinity of a thermal energy working part becomes a certain value or higher, a carriage 32 moved from a line during printing to a home position after printing, in which a capping device A is arranged. The ink of which the temperature has ascended in the vicinity of the thermal energy working part in an ink jet nozzle 33, which is provided in the carriage 32, is forcibly suction-discharged from the outside of a discharge port by the capping device A, and a new ink is introduced from the upstream side to the vicinity of the thermal energy working part to decrease the temperature.

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、インクジェット記録方
法に関し、より詳細には、インクジェットプリンタにお
けるインク滴の安定吐出を得るためのインクジェット記
録方法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 method, and more particularly to an ink jet recording method for obtaining stable ejection of ink droplets in an ink jet printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時におけ
る騒音が無視できる程度に極めて小さいという点で、最
近注目されている。その記録法のなかで、高速記録が可
能であり、而も、普通紙に特別の定着処理を必要とする
ことがなく記録できるという、所謂インクジェット記録
手段は極めて有力な記録法であって、これまでにも種々
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。
2. Description of the Related Art The non-impact recording method has recently been drawing attention because noise during recording is extremely small to a negligible level. Among the recording methods, high-speed recording is possible, and the so-called inkjet recording means that can record on plain paper without requiring a special fixing process is an extremely powerful recording method. Various methods have been proposed so far, some of which have been improved and commercialized, and some of which are still being put into practical use.

【0003】本出願人が先に提案した液体噴射記録方法
としてのインクジェット記録方式の一つとして、特公昭
56−9429号公報がある。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翔させ、記録部
材上に記録させるものである。また、この公報には、ヘ
ッドを冷却する一例として、例えば、ベルチエ効果素子
を使用することも開示しており、安定したインク滴の吐
出をするには、どのようにしたらよいかを示しておる。
Japanese Patent Publication No. 56-9429 discloses one of the ink jet recording methods as the liquid jet recording method previously proposed by the present applicant. In this method, the ink in the liquid chamber is heated to generate bubbles to cause a pressure increase in the ink, the ink is ejected from a fine capillary nozzle, and recording is performed on a recording member. This publication also discloses the use of, for example, a Bertier effect element as an example of cooling the head, and shows how to eject ink droplets in a stable manner. ..

【0004】この方式は、ヘッド構造が相当に簡略化さ
れており、且つ熱的パルスの発生源、つまり、発熱体を
半導体製造プロセスに利用し、高度に精密加工すること
が可能であるため、その後、この原理を利用した幾多の
発明が提案されている。ところで、この原理を利用した
インクジェット記録方式では、連続して高速で駆動する
と、ヘッドに熱が蓄積されてきて、それにより、インク
の物性が変化して吐出性能の変化・印写画質の劣化が生
じるという問題がある。
In this method, the head structure is considerably simplified, and the source of the thermal pulse, that is, the heating element can be used in the semiconductor manufacturing process and can be highly precisely processed. After that, many inventions utilizing this principle have been proposed. By the way, in the ink jet recording method using this principle, when continuously driven at a high speed, heat is accumulated in the head, which changes the physical properties of the ink, which causes a change in ejection performance and a deterioration in print image quality. There is a problem that occurs.

【0005】そこで、特開昭55−82663号公報
は、先の特公昭56−9429号公報と同様の原理でイ
ンク吐出を行うものであるが、発熱体で気泡を発生させ
てインク滴を吐出させる際に、気泡を発生させるための
熱がそれ以外の部分にも伝わり、記録媒体液中の溶存酸
素等の気体が分離して気泡を形成するという不具合に鑑
みてなされたものである。
To solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 55-82663 discloses an ink ejection method based on the same principle as that of Japanese Patent Publication No. 56-9429, but the heating element generates bubbles to eject ink droplets. This is done in view of the problem that the heat for generating bubbles is transferred to other portions as well, and gas such as dissolved oxygen in the recording medium liquid separates to form bubbles.

【0006】すなわち、そのような気泡は、記録媒体液
の蒸気ではないので、温度が下がっても、急激に消滅す
ることなく、いつまでも液室内に残存する傾向があり、
記録媒体液のパルス状の気化による衝撃波を吸収してし
まうため、小滴吐出の周波数応答性を悪くするというも
のであった。したがって、特開昭55−82663号公
報では、そのような不要気泡の発生を抑えるために、ペ
ルチエ素子あるいは冷凍機を用いて、記録媒体液の温度
を下げるようにしたものである。
That is, since such bubbles are not vapors of the recording medium liquid, they tend to remain in the liquid chamber indefinitely without disappearing rapidly even when the temperature drops.
Since the shock wave due to the pulsed vaporization of the recording medium liquid is absorbed, the frequency response of droplet ejection is deteriorated. Therefore, in JP-A-55-82663, in order to suppress the generation of such unnecessary bubbles, the temperature of the recording medium liquid is lowered by using a Peltier element or a refrigerator.

【0007】しかしながら、本発明者等の検討の結果に
よると、吐出するための気泡を発生するための高速熱流
束を与える方法を適当に選ぶことによって、そのような
不要な気泡は発生しないことが判明した。具体的には、
発熱体に加える印加パルスを瞬時的(20μsec以
内)に与えることにより、吐出するための気泡のみが発
生し、その後、瞬時に消滅し、不要な気泡は発生するこ
となく、それに起因する問題は特に生じていない。
However, according to the results of the study by the present inventors, such an unnecessary bubble may not be generated by appropriately selecting the method of giving the high-speed heat flux for generating the bubble for discharging. found. In particular,
By applying the applied pulse to the heating element instantaneously (within 20 μsec), only bubbles for ejection are generated, and then they disappear instantly, and unnecessary bubbles do not occur. It has not occurred.

【0008】又、同じく特開昭55−82663号公報
では、本出願人が特公昭56−9429号公報におい
て、冷却装置の1つの例として挙げたペルチエ素子の他
に、冷凍機を用いることを提案しているが、装置そのも
のが非常に大掛かりなものとなり、コスト面や操作性等
で必ずしも実用的であるとはいいがたいものであった。
Also, in Japanese Patent Laid-Open No. 55-82663, the applicant of the present invention discloses that a refrigerator is used in addition to the Peltier element mentioned as one example of the cooling device in Japanese Patent Publication No. 56-9429. Although it has been proposed, the device itself becomes very large, and it is difficult to say that it is practical in terms of cost and operability.

【0009】ところで、本発明者等の検討結果では、特
開昭55−82663号公報で問題にしたような、不要
な気泡の問題は発生していないが、前述のように、発熱
体を形成された基板に熱が蓄積されてくるため、その放
熱を待ってから、次のパルスを印加しなければならない
ため、応答速度が遅くなるという別の問題が見出されて
いる。
According to the results of the study conducted by the present inventors, the problem of unnecessary air bubbles, which was a problem in Japanese Patent Laid-Open No. 55-82663, does not occur, but as described above, the heating element is formed. Another problem has been found in that the response speed becomes slower because the next pulse has to be applied after waiting for the heat radiation to accumulate due to the heat being accumulated in the processed substrate.

【0010】しかしながら、特開昭55−82663号
公報では、基板温度についても言及はしていないもの
の、不要気泡の発生を問題としているので、基板温度の
上昇がもたらす本当に解決しなければならない問題、つ
まり、放熱を待ってから次のパルスを与えなければなら
ないことのよる応答速度の低下については、何ら解決さ
れていない。
However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-82663, although the substrate temperature is not mentioned, the problem is the generation of unnecessary bubbles, and therefore the problem that the increase in the substrate temperature causes must be solved. In other words, there has been no solution to the decrease in response speed due to having to wait for heat dissipation before giving the next pulse.

【0011】一方、特開昭61−211045号公報に
は、ヒータと送風機を用いて、印字ヘッド部分の温度を
適正インク液滴形成範囲に維持する手段が示されてい
る。一般に、インクジェット記録方式は、インク物性
(粘度、表面張力等)の変動により、インク滴形成条件
が大きく変化し、特開昭61−211045号公報の例
にあるように、温度コントロールを行い、インク物性も
ある範囲内に保つことは、不可欠の技術と言える。この
ような意味において、前記公報の技術は優れた発明と言
えるが、送風機を必要とするため、装置全体が大掛かり
になる欠点を有している。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-211045 discloses means for maintaining the temperature of the print head portion within an appropriate ink droplet forming range by using a heater and a blower. Generally, in the ink jet recording method, ink droplet forming conditions are largely changed due to changes in ink physical properties (viscosity, surface tension, etc.), and as shown in the example of JP-A-61-211045, temperature control is performed to It can be said that keeping the physical properties within a certain range is an indispensable technique. In this sense, the technique of the above publication is an excellent invention, but it requires a blower, so that it has a drawback that the entire device becomes large-scale.

【0012】更に、特公昭62−55990公報には、
本出願人が先に提案した特公昭56−9429号公報と
同様の原理を用いるインクジェット記録方式において、
ヘッドの発生する余熱を被記録部材の乾燥に使用すると
いう方法が提案されている。具体的には、記録ヘッドの
上部にヒートパイプを結合し、そのヒートパイプの他方
を放熱板に結合し、記録ヘッドで発生した余熱をヒート
パイプによって放熱的に運び、その放熱板によって被記
録部材を乾燥するというものである。しかしながら、ヒ
ートパイプを使用することによる装置の複雑化、高コス
ト化、及び放熱板を単に被記録部材と接触させるのみで
乾燥を行うことで高コストになる割りには、乾燥が効率
よく行うことができず、それ程優れた方法とは言えなか
った。
Further, Japanese Patent Publication No. 62-55990 discloses that
In the ink jet recording method using the same principle as Japanese Patent Publication No. 56-9429 previously proposed by the present applicant,
A method has been proposed in which residual heat generated by a head is used for drying a recording member. Specifically, a heat pipe is coupled to the upper part of the recording head, the other side of the heat pipe is coupled to a heat radiating plate, and the residual heat generated in the recording head is radiatively carried by the heat pipe, and the heat radiating plate records the member to be recorded. Is to dry. However, the use of heat pipes complicates the device, increases the cost, and increases the cost by simply contacting the heat dissipation plate with the recording material, which leads to high costs. I couldn't do it, and it wasn't so good.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述したよ
うな実情に鑑みてなされたものであり、インクに対して
熱による状態変化を生じせしめ、微細なオリフィスから
インクを吐出して記録を行うインクジェット記録におい
て、簡単な構成によりインクの安定吐出を得るための方
法を提案するものであり、具体的には、サーマルインク
ジェット記録において、連続高速駆動により、記録ヘッ
ドに熱が蓄積され、この結果、インクの物性が変化し、
吐出性能の変化、それに付随する印写画質の劣化が生じ
ることを防止する方法を提供することを目的とするもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and causes the ink to change its state due to heat, and ejects the ink from a fine orifice to perform recording. In inkjet recording to be performed, we propose a method for obtaining stable ejection of ink with a simple configuration. Specifically, in thermal inkjet recording, heat is accumulated in the recording head due to continuous high-speed driving. , The physical properties of the ink change,
It is an object of the present invention to provide a method for preventing a change in ejection performance and the accompanying deterioration in printed image quality.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、液室から吐出口にインクを導く流路に配
置した熱エネルギー作用部により気泡を発生させ、該気
泡の作用により吐出口からインクを噴射させるインクジ
ェット記録方法において、熱エネルギー作用部もしくは
その熱エネルギー作用部の近傍に温度検出手段を設け、
該温度検出手段により前記熱エネルギー作用部近傍のイ
ンクの温度が所定温度を越えた場合に、上昇した温度の
インクを吐出口外側より強制的に吸引排出し、前記熱エ
ネルギー作用部近傍のインクの温度を所定温度以下と
し、インクの吐出性能を一定に維持することを特徴とす
るものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention generates bubbles by a thermal energy acting portion arranged in a flow path for guiding ink from a liquid chamber to an ejection port, and by the action of the bubbles, In an inkjet recording method of ejecting ink from a discharge port, a temperature detecting means is provided in the vicinity of the thermal energy acting portion or the thermal energy acting portion,
When the temperature of the ink in the vicinity of the thermal energy acting portion exceeds a predetermined temperature by the temperature detecting means, the ink of the increased temperature is forcibly sucked and discharged from the outside of the ejection port to remove the ink in the vicinity of the thermal energy acting portion. It is characterized in that the temperature is set to a predetermined temperature or lower and the ink ejection performance is kept constant.

【0015】また、本発明は、液室から吐出口にインク
を導く流路に配置した熱エネルギー作用部により気泡を
発生させ、該気泡の作用により吐出口からインクを噴射
させるインクジェット記録方法において、熱エネルギー
作用部もしくはその熱エネルギー作用部の近傍に温度検
出手段を設け、該温度検出手段により前記熱エネルギー
作用部近傍のインクの温度が所定温度を越えた場合に、
熱エネルギー作用部の駆動周波数を変え、前記熱エネル
ギー作用部近傍のインクの温度を所定温度以下とし、イ
ンクの吐出性能を一定に維持することを特徴とするもの
である。
Further, the present invention provides an ink jet recording method in which bubbles are generated by a thermal energy acting portion arranged in a flow path for guiding ink from a liquid chamber to an ejection port, and ink is ejected from the ejection port by the action of the bubbles. When temperature detecting means is provided in the heat energy acting portion or in the vicinity of the heat energy acting portion and the temperature of the ink near the heat energy acting portion exceeds a predetermined temperature by the temperature detecting means,
The driving frequency of the thermal energy acting portion is changed so that the temperature of the ink in the vicinity of the thermal energy acting portion is equal to or lower than a predetermined temperature, and the ink ejection performance is maintained constant.

【0016】[0016]

【作用】本発明の構成により、熱エネルギー作用部もし
くはその熱エネルギー作用部の近傍に設けた温度検出手
段によって、インク温度が所定温度を越えたことを検知
すると、該インクを強制的に吸引排出し、または、駆動
周波数を一時的に落として、前記熱エネルギー作用部近
傍のインクの温度を所定温度以下とし、インクの吐出性
能を一定に維持するものである。
According to the structure of the present invention, when it is detected that the ink temperature exceeds the predetermined temperature by the thermal energy acting portion or the temperature detecting means provided in the vicinity of the thermal energy acting portion, the ink is forcibly sucked and discharged. Alternatively, the driving frequency is temporarily lowered so that the temperature of the ink in the vicinity of the thermal energy acting portion is equal to or lower than a predetermined temperature, and the ink ejection performance is maintained constant.

【0017】[0017]

【実施例】先ず、本発明が適用されるインクジェットヘ
ッドの一例としてのバブルジェットヘッドの動作を、図
6により説明する。図7は図6に示したバブルジェット
ヘッドの斜視図、図8は図7のヘッドにおいて、蓋基板
(図8(a))と発熱体基板(図8(b))に分解した
斜視図、図9は、図8(a)に示した蓋基板を裏側から
見た斜視図である。図中、1は蓋基板、2は発熱体基
板、3は記録液体流入口、4は吐出口、5は流路、6は
液室を形成するための領域、7は個別(独立)電極、8
は共通電極、9は発熱体(ヒータ)、10はインク、1
1は気泡、12は飛翔インク液である。
First, the operation of a bubble jet head as an example of an ink jet head to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. 7 is a perspective view of the bubble jet head shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a perspective view of the head of FIG. 7 exploded into a lid substrate (FIG. 8A) and a heating element substrate (FIG. 8B). FIG. 9 is a perspective view of the lid substrate shown in FIG. 8A viewed from the back side. In the figure, 1 is a lid substrate, 2 is a heating element substrate, 3 is a recording liquid inflow port, 4 is a discharge port, 5 is a flow path, 6 is a region for forming a liquid chamber, 7 is an individual (independent) electrode, 8
Is a common electrode, 9 is a heating element (heater), 10 is ink, 1
Reference numeral 1 is a bubble, and 12 is a flying ink liquid.

【0018】そこで、図6を参照しながら、バブルジェ
ットによるインク噴射について説明する。(a)は定常
状態であり、吐出口4でインク10の表面張力と外圧と
が平衡状態にある。(b)はヒータである発熱体9が加
熱されて、発熱体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迄加熱され、微小気泡11が点在
している状態を示す。
Therefore, the ink ejection by the bubble jet will be described with reference to FIG. (A) is a steady state, in which the surface tension of the ink 10 and the external pressure at the ejection port 4 are in equilibrium. (B) shows a state in which the heating element 9 as a heater is heated, the surface temperature of the heating element 9 rises sharply, and is heated until the boiling phenomenon occurs in the adjacent ink layer, and the minute bubbles 11 are scattered.

【0019】(c)は発熱体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、沸騰膜を作り、この気
泡11が成長した状態を示す。この時、ノズル内の圧力
は、気泡が成長した分だけ上昇し、吐出口面での外圧と
のバランスが崩れ、吐出口4よりインク柱が成長し始め
る。(d)は気泡11が最大に成長した状態であり、吐
出口面より気泡の体積に相当する分のインク10が押し
出される。この時、発熱体9には電流が流れていない状
態にあり、発熱体9の表面温度は降下しつつある。気泡
11の体積の最大値は電気パルス印加のタイミングから
やや遅れる。
(C) shows a state in which the adjacent ink layer that has been rapidly heated on the entire surface of the heating element 9 is instantly vaporized to form a boiling film, and the bubble 11 has grown. At this time, the pressure in the nozzle rises as much as the bubbles grow, the balance with the external pressure on the ejection port surface is lost, and the ink column starts to grow from the ejection port 4. In (d), the bubble 11 has grown to the maximum, and the ink 10 corresponding to the volume of the bubble is pushed out from the ejection port surface. At this time, no current is flowing through the heating element 9, and the surface temperature of the heating element 9 is decreasing. The maximum value of the volume of the bubble 11 is slightly delayed from the timing of applying the electric pulse.

【0020】(e)は気泡11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11の収縮に伴ってノズル内圧の減少により、吐出
口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 bubble 11 is cooled by ink or the like and starts to contract. At the front end of the ink column, the ink column moves forward while maintaining the pushing speed, and at the rear end of the ink column, the internal pressure of the nozzle decreases due to the contraction of the bubble 11, and the ink flows backward from the ejection port surface into the nozzle, thus constricting the ink column. Is occurring.

【0021】(f)は更に気泡11が収縮し、発熱体面
にインクが接し、発熱体面が更に急激に冷却される状態
にある。オリフィス面では、外圧がイズル内圧より高い
状態になるため、メニスカスが大きくノズル内に入り込
んできている。インク柱の先端部は液滴になり、記録紙
の方向へ5〜10m/secの速度で飛翔している。
(g)は吐出口にインクが毛細管現象により再び供給さ
れて(a)の状態に戻る過程であり、気泡は完全に消滅
している。
In (f), the bubble 11 is further contracted, the ink contacts the surface of the heating element, and the surface of the heating element is further rapidly cooled. On the orifice surface, the external pressure is higher than the internal pressure of the nozzle, so a large meniscus has entered the nozzle. The tip of the ink column becomes a droplet and flies toward the recording paper at a speed of 5 to 10 m / sec.
(G) is a process in which the ink is supplied to the ejection port again by the capillary phenomenon and returns to the state of (a), and the bubbles are completely extinguished.

【0022】図10は上述した液体噴射記録ヘッドの要
部構成を説明するための実施例であり、(a)はバブル
ジェットヘッドの吐出口側から見た正面詳細部分図、
(b)は(a)における一点鎖線x−xで示す部分での
断面部分図である。この図面に示された記録ヘッド13
の構造は、裏面に電気熱変換体14を設けた基板15上
に、所定の線密度で所定の巾と深さの溝を所定数設けら
れている溝付板16を配置接合することによって形成さ
れ、その記録ヘッドの端部には、液体を飛翔させるため
の吐出口17を含む液吐出部18が形成されている。
FIG. 10 shows an embodiment for explaining the construction of the main part of the above-mentioned liquid jet recording head. FIG. 10 (a) is a front detailed partial view seen from the ejection port side of the bubble jet head.
(B) is a partial cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line xx in (a). Recording head 13 shown in this drawing
The structure is formed by arranging and bonding a grooved plate 16 having a predetermined number of grooves of a predetermined linear density and a predetermined width and depth on a substrate 15 having the electrothermal converter 14 provided on the back surface. A liquid ejection portion 18 including an ejection port 17 for ejecting the liquid is formed at the end of the recording head.

【0023】液吐出部18は、吐出口17と、電気熱変
換体14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19とを有す
る。熱作用部19は、電気熱変換体14の熱発生部20
の上部に位置し、熱発生部20の液体と接触する面とし
ての熱作用面21をその底面としている。熱発生部20
は、基体15上に設けられた下部層22、該下部層22
上に設けられた発熱抵抗層23、該発熱抵抗層23上に
設けられた上部層である保護層24とで構成される。
The liquid discharge part 18 is a place where the heat energy generated from the discharge port 17 and the electrothermal converter 14 acts on the liquid to generate bubbles, which causes a rapid state change due to expansion and contraction of the volume. And a certain heat acting part 19. The heat acting portion 19 is the heat generating portion 20 of the electrothermal converter 14.
The bottom surface of the heat generation surface 20 is a heat acting surface 21, which is a surface of the heat generating portion 20 in contact with the liquid. Heat generation part 20
Is a lower layer 22 provided on the substrate 15 and the lower layer 22.
The heating resistor layer 23 is provided on the heating resistor layer 23, and the protective layer 24 is an upper layer provided on the heating resistor layer 23.

【0024】発熱抵抗層23には、熱を発生させるため
に該層23に通電するための電極25,26がその表面
に設けられており、これらの電極間に発熱抵抗層23に
よって熱発生部20が形成されている。電極25は、各
液吐出部18の熱発生部20に共通の電極であり、電極
26は、各液吐出部18の熱発生部20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18の液流路
に沿って設けられている。
The heat generating resistance layer 23 is provided with electrodes 25 and 26 for energizing the heat generating layer 23 on the surface thereof so as to generate heat. 20 are formed. The electrode 25 is an electrode common to the heat generating portion 20 of each liquid ejecting portion 18, and the electrode 26 is a selection electrode for selecting the heat generating portion 20 of each liquid ejecting portion 18 to generate heat. It is provided along the liquid flow path of the discharge part 18.

【0025】保護層24は、熱発生部20においては発
熱抵抗層23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層23と液吐出部18の液流路を
満たしている液体とを隔絶すると共に、液体を通じて電
極25,26間が短絡するのを防止し、更に、隣接する
電極間における電気的リークを防止する役目を有してい
る。
The protective layer 24 fills the heat generation resistance layer 23 and the liquid flow path of the liquid discharge part 18 in order to protect the heat generation resistance layer 23 in the heat generation part 20 chemically and physically from the liquid used. It has a role of separating the existing liquid, preventing a short circuit between the electrodes 25 and 26 through the liquid, and further preventing an electric leak between the adjacent electrodes.

【0026】各液吐出部18に設けられている液流路
は、各液吐出部の上流において、液流路の一部を構成す
ると共に、通液室(不図示)を介して連通されている。
各液吐出部に設けられた電気熱変換体14に接続されて
いる電極25,26は、その設計上の都合により、前記
上部層である保護層24に保護されて熱作用部の上流側
において、前記共通液室下を通るように設けられてい
る。
The liquid flow paths provided in the respective liquid discharge parts 18 constitute a part of the liquid flow paths upstream of the respective liquid discharge parts and are communicated with each other through a liquid flow chamber (not shown). There is.
The electrodes 25 and 26 connected to the electrothermal converters 14 provided in the respective liquid discharge parts are protected by the protective layer 24 which is the upper layer and are provided on the upstream side of the heat acting part due to the design. , So as to pass under the common liquid chamber.

【0027】図11は、発熱抵抗体を用いる気泡発生部
の構造を説明するための詳細図であり、図中、27は発
熱抵抗体、28は電極、29は保護層、30は電源装置
を示している。発熱抵抗体27を構成する材料として、
有用なものには、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、あるいはハフニウム、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あ
げられる。
FIG. 11 is a detailed view for explaining the structure of the bubble generating portion using a heating resistor, in which 27 is a heating resistor, 28 is an electrode, 29 is a protective layer, and 30 is a power supply device. Shows. As a material forming the heating resistor 27,
Useful, for example, a mixture of tantalum -SiO 2, tantalum nitride, nichrome, silver - palladium alloy, silicon semiconductor or hafnium, lanthanum, zirconium, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, niobium, chromium, vanadium, etc. Examples include metal borides.

【0028】これらの発熱抵抗体27を構成する材料の
中、殊に金属硼化物が優れたものとしてあげることがで
き、その中でも最も特性の優れているのが、硼化ハフニ
ウムであり、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、硼化ニオブの順と
なっている。発熱抵抗体27は、上記材料を用いて、電
子ビーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成す
ることができる。発熱抵抗体27の膜厚は、単位時間当
たりの発熱量が所望の値になるように、その面積、材質
及び熱作用部分の形状や大きさ、更には実際面での消費
電力等にしたがって決定されるものであり、通常の場
合、0.001〜5μm、好ましくは0.01〜1μm
とされる。
Among the materials forming these heating resistors 27, metal borides can be mentioned as particularly excellent ones, of which hafnium boride has the most excellent characteristics. The order is zirconium boride, lanthanum boride, tantalum boride, vanadium boride, and niobium boride. The heating resistor 27 can be formed by using a method such as electron beam vapor deposition or sputtering using the above materials. The film thickness of the heating resistor 27 is determined according to the area, the material, the shape and size of the heat acting portion, and the actual power consumption so that the amount of heat generated per unit time becomes a desired value. In general, it is 0.001 to 5 μm, preferably 0.01 to 1 μm.
It is said that.

【0029】電極28を構成する材料としては、通常使
用されている電極材料の多くのものが有効に使用でき、
具体的には、例えば、Al,Ag,Au,Pt,Cu等
があげられ、これらを使用して蒸着等の手段で所定位置
において、所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。
As the material forming the electrode 28, many of the commonly used electrode materials can be effectively used.
Specifically, for example, Al, Ag, Au, Pt, Cu, and the like are used, and these are provided in a predetermined position, with a predetermined size, shape, and thickness by means such as vapor deposition.

【0030】保護層29に要求される特性は、発熱抵抗
体27で発生された熱を記録液体に効果的に伝達するこ
とを妨げず、且つ記録液体より発熱抵抗体27を保護す
るということである。保護層29を構成する材料として
有用なものには、例えば、酸化シリコン、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あげられる。これらは、電子
ビーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成する
ことができる。保護層29の膜厚は、通常、0.01〜
10μm,好ましくは0.1〜5μm,最適には0.1
〜3μmに形成されるのが望ましい。
The characteristic required for the protective layer 29 is that it does not prevent the heat generated by the heating resistor 27 from being effectively transferred to the recording liquid, and protects the heating resistor 27 from the recording liquid. is there. Examples of useful materials for forming the protective layer 29 include silicon oxide, silicon nitride, magnesium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, zirconium oxide and the like. These can be formed using a technique such as electron beam evaporation or sputtering. The thickness of the protective layer 29 is usually 0.01 to
10 μm, preferably 0.1-5 μm, optimally 0.1
It is desirable that the thickness is formed to be about 3 μm.

【0031】以上のような原理に基づき、発熱体構成を
備えるバブルジェット技術において、本発明のインクを
強制的に吸引する手段について説明する。図5は、本発
明を適用できるインクジェットプリンタの構成の一例を
斜視図で示したものである。図5において、Aはキャッ
ピング装置、32はキャリッジ、33はインクジェット
ノズルである。キャリッジ32はリニアモータにより摺
動軸上を往復駆動され、キャリッジ32に載置されたイ
ンクジェットノズル33は、プラテン48に装填された
印字紙に向けてインク滴を噴射して所望の印字をする。
49はメインタンクからキャリッジに搭載されたサブタ
ンクに接続されたインク供給管、65はキャッピング装
置Aから排出される吸引管である。
Based on the above principle, the means for forcibly sucking the ink of the present invention in the bubble jet technology having the heating element structure will be described. FIG. 5 is a perspective view showing an example of the configuration of an inkjet printer to which the present invention can be applied. In FIG. 5, A is a capping device, 32 is a carriage, and 33 is an inkjet nozzle. The carriage 32 is reciprocally driven on a sliding shaft by a linear motor, and the inkjet nozzle 33 mounted on the carriage 32 ejects ink droplets toward the printing paper loaded on the platen 48 to perform desired printing.
Reference numeral 49 is an ink supply pipe connected from the main tank to a sub tank mounted on the carriage, and 65 is a suction pipe discharged from the capping device A.

【0032】熱エネルギー作用部近傍の温度がある値以
上になると、キャリッジ32は印写中のラインからキャ
ッピング装置Aが配置された印写後のホームポジション
に移動する。そこで、キャリッジ32に設けられたイン
クジェットノズル33における熱エネルギー作用部近傍
の温度の上昇したインクは、キャッピング装置Aによ
り、吐出口外側から強制的に吸引排出され、それによっ
て、上流側から新しいインクを熱エネルギー作用部近傍
に導き、この熱エネルギー作用部近傍の温度を下げてい
る。
When the temperature in the vicinity of the thermal energy acting portion exceeds a certain value, the carriage 32 moves from the line being printed to the home position after printing where the capping device A is arranged. Therefore, the ink of which the temperature is increased in the vicinity of the thermal energy acting portion of the inkjet nozzle 33 provided on the carriage 32 is forcibly sucked and discharged from the outer side of the ejection port by the capping device A, whereby new ink is discharged from the upstream side. It is led to the vicinity of the heat energy acting portion, and the temperature near the heat energy acting portion is lowered.

【0033】以下、インクを吸引排出するためのキャッ
ピング装置の構成の一例を、図1(a),(b)により
説明する。この図面において、31はキャリッジ32に
装着された記録ヘッドであり、33は記録ヘッド31の
先端に取付けたノズルである。キャリッジ32の記録ヘ
ッド31側の左右の外壁(図1(a)では上下の外壁)
に面取り部32aを設け、また記録ヘッド31の先端部
を切り欠いて凹部31aを設けている。34はキャップ
スライド、35はスライド34をキャリッジ32に向け
て押し付ける電動レバーである。キャップスライド34
のうち、記録ヘッド31と対向するキャップ部分には、
インク吸収体36を充填した深孔37をあける。インク
吸収体36の中心部には通路36aを設ける。
An example of the structure of a capping device for sucking and discharging ink will be described below with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b). In this drawing, 31 is a recording head mounted on a carriage 32, and 33 is a nozzle attached to the tip of the recording head 31. Left and right outer walls of the carriage 32 on the recording head 31 side (upper and lower outer walls in FIG. 1A)
A chamfered portion 32a is provided at the front end of the recording head 31, and a concave portion 31a is provided by cutting out the tip of the recording head 31. Reference numeral 34 is a cap slide, and 35 is an electric lever for pressing the slide 34 toward the carriage 32. Cap slide 34
Of the above, in the cap portion facing the recording head 31,
A deep hole 37 filled with the ink absorber 36 is opened. A passage 36a is provided at the center of the ink absorber 36.

【0034】キャップ部分の先端には、キャリッジ32
に対向して、その面取り部32aを嵌合可能な凹部38
を形成する。この凹部38の中央部には吸収体36を覆
蓋して、記録ヘッド31の凹部31aに圧接嵌合される
ように形成した凸状弾性キャップ39を嵌着する。この
弾性キャップ39の中心部には、通路36aに連通する
孔39aをあけておく。
A carriage 32 is attached to the tip of the cap portion.
Facing each other, the chamfer 32a can be fitted into the recess 38
To form. At the center of the recess 38, the absorber 36 is covered, and a convex elastic cap 39 formed so as to be press-fitted into the recess 31a of the recording head 31 is fitted. A hole 39a communicating with the passage 36a is formed in the center of the elastic cap 39.

【0035】一方、キャップスライド34には、図1
(b)に示すように、深孔37と平行に軸孔40をあ
け、この軸孔40に軸41を嵌入する。軸41は、イン
クジェットプリンタが搭載される電子機器に取付けたキ
ャップ固定板42にスナップリング43等で固定され
る。軸41の他端には、軸孔40内に係合してボス44
を嵌挿して、軸41の他端部をスナップリング45によ
りボス44の先端部に固着する。
On the other hand, the cap slide 34 is shown in FIG.
As shown in (b), a shaft hole 40 is formed in parallel with the deep hole 37, and a shaft 41 is fitted into the shaft hole 40. The shaft 41 is fixed by a snap ring 43 or the like to a cap fixing plate 42 attached to an electronic device equipped with an inkjet printer. The other end of the shaft 41 is engaged with the shaft hole 40 to form a boss 44.
And the other end of the shaft 41 is fixed to the tip of the boss 44 by a snap ring 45.

【0036】従って、キャップスライド34を記録ヘッ
ド31に向けて移動させるときに、軸孔40が軸41の
軸線方向にボス44に沿って摺動可能となる。そして、
軸孔40とボス44との間には圧縮ばね46を装着し、
かかる摺動時にキャップスライド34が固定板42に向
けて偏倚されるようにする。47は電動レバー35が反
時計方向に回動したときに、このレバー35をロックす
るためのばね性ロック部材である。50はノズル吸引装
置の吸引ポンプ本体であり、65は通路36aとポンプ
本体50とを連結する吸引管である。これらの吸引ポン
プ本体50,吸引管65の詳細について、引続き図2に
より説明する。
Therefore, when the cap slide 34 is moved toward the recording head 31, the shaft hole 40 can slide along the boss 44 in the axial direction of the shaft 41. And
A compression spring 46 is mounted between the shaft hole 40 and the boss 44,
The cap slide 34 is biased toward the fixed plate 42 during such sliding. Reference numeral 47 denotes a spring-like lock member for locking the electric lever 35 when the electric lever 35 rotates counterclockwise. Reference numeral 50 is a suction pump main body of the nozzle suction device, and 65 is a suction pipe connecting the passage 36a and the pump main body 50. Details of the suction pump main body 50 and the suction pipe 65 will be described with reference to FIG.

【0037】図2は、本発明におけるキャッピング装置
に設けたノズル吸引装置の一例を示し、ここで50は台
座51に固着された円筒状の吸引ポンプ本体である。吸
引ポンプ本体50は太径の吸引室52と、この吸引室5
2と隔てて上端部に設けた環状封止溝53とを有し、本
体50のうち、この封止溝53の上方に開口50aをあ
けておく。この封止溝53には、Oリング54を嵌装す
る。ポンプ本体50内には、台座51に固着した軸55
を封止溝53の先端付近まで上方に延在させる。56は
吸引ポンプのピストンであり、このピストン56は開口
50a及び封止溝53を嵌入して摺動可能な形状の細径
部58を有し、その上端部を前述のレバー35に固着す
る。
FIG. 2 shows an example of a nozzle suction device provided in the capping device according to the present invention, in which 50 is a cylindrical suction pump main body fixed to a pedestal 51. The suction pump main body 50 includes a large-diameter suction chamber 52 and the suction chamber 5
2 and a ring-shaped sealing groove 53 provided at the upper end of the body 50, and an opening 50a is formed in the main body 50 above the sealing groove 53. An O-ring 54 is fitted in the sealing groove 53. In the pump body 50, a shaft 55 fixed to the base 51 is attached.
Are extended upward to near the tip of the sealing groove 53. Reference numeral 56 is a piston of the suction pump, and this piston 56 has a small diameter portion 58 which is slidable by fitting the opening 50a and the sealing groove 53, and the upper end portion thereof is fixed to the lever 35.

【0038】ピストン56の下端部は吸引室52に嵌合
する太径部57を有し、この太径部57のうち細径部5
8より張出している周縁部には、太径部57を軸方向に
貫通する通路59をあけ、この通路59の吸引室52側
の下端側には通路59の両端の開口部における圧力差変
動に応動して開閉する弁60を装着する。また、太径部
57の外壁にはOリング61を装着して、かかる外壁と
吸引室52との間のシールを行う。更に、ピストン56
の太径部57の吸引室側底面には、凹部62を切り欠い
て、この凹部62と台座51との間に圧縮ばね63を取
り付ける。この圧縮ばね63は、所要時に手動にてピス
トン56を下方に押し込んだ後に、ピストン56が上方
に自動復帰するためのものである。
The lower end of the piston 56 has a large diameter portion 57 that fits into the suction chamber 52, and the small diameter portion 5 of the large diameter portion 57 is included.
A passage 59 axially penetrating the large-diameter portion 57 is formed in the peripheral portion projecting from 8, and the lower end of the passage 59 on the suction chamber 52 side has a fluctuation in pressure difference at the openings at both ends of the passage 59. A valve 60 that responds and opens and closes is attached. Further, an O-ring 61 is attached to the outer wall of the large diameter portion 57 to seal the outer wall and the suction chamber 52. Furthermore, the piston 56
A concave portion 62 is cut out on the bottom surface of the large diameter portion 57 on the suction chamber side, and a compression spring 63 is attached between the concave portion 62 and the pedestal 51. The compression spring 63 is for automatically returning the piston 56 upward after manually pushing the piston 56 downward when required.

【0039】吸引室52の上部側壁には連通孔64をあ
け、この連通孔64に吸引管65を接続する。吸引管6
5の他端は、図1(b)に示すように、インク吸引体3
6の通路36aに連通している。従って、ピストン56
を下方に押し下げたときに、ピストン56の太径部57
とポンプ本体50の上端部との間に形成される負圧状態
の空所66に対して、連通孔64から吸引管65を経由
して通路36aが負圧状態に吸引される。更に、ポンプ
本体50の下方部の一側壁(図2では左側壁)には、空
所66が下方まで拡がったときにその空所66の負圧を
逃し、しかも、インク排出を行うことができる孔67を
あけておく。
A communication hole 64 is formed in the upper side wall of the suction chamber 52, and a suction pipe 65 is connected to the communication hole 64. Suction tube 6
As shown in FIG. 1 (b), the other end of the ink
6 communicates with the passage 36a. Therefore, the piston 56
When the piston 56 is pushed downward, the large diameter portion 57 of the piston 56 is
The passage 36a is sucked into the negative pressure state from the communication hole 64 through the suction pipe 65 with respect to the negative pressure state space 66 formed between the upper end of the pump body 50 and the pump body 50. Further, when one side wall (the left side wall in FIG. 2) of the lower portion of the pump body 50 is expanded to the lower side, the negative pressure in the space 66 is released, and ink can be discharged. The hole 67 is opened.

【0040】次に、以上のように構成したヘッドキャッ
ピング装置の作動を、図3(a),(b)及び図4を参
照して説明する。図3(a),(b)は、レバー35を
電動で反時計方向(図1(a)の矢印方向)に回動さ
せ、ロック部材47によりレバー35をロックした状態
を示し、キャップスライド34の先端の弾性キャップ3
9が記録ヘッド31に圧接されて、そのノズル33を密
封する。それと共に、ノズル33は孔39aに嵌入して
キャップ39の後方のインク吸引体36と対向する。
Next, the operation of the head capping device configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 (a), 3 (b) and 4. 3A and 3B show a state in which the lever 35 is electrically rotated in the counterclockwise direction (the arrow direction in FIG. 1A) and the lever 35 is locked by the lock member 47. Elastic cap 3 at the tip of
9 is pressed against the recording head 31 to seal the nozzle 33. At the same time, the nozzle 33 is fitted into the hole 39a and faces the ink suction body 36 behind the cap 39.

【0041】そして、インクを吸引排出する場合には、
図4に示すように、ピストン53を下方へ押下げること
により、空所66内に負圧を発生させ、その負圧により
ノズル33の先端を吸引して、インクをノズル33から
外方に吐出させる。そのためには、先ず、図3(a),
(b)に示すように、キャップスライド34の先端の弾
性キャップ39を記録ヘッド31に圧接させ、その状態
でレバー35をキャップ固定板42とキャップスライド
34との間を摺動させるようにして下方へ押下げて、ピ
ストン56を押下げる。このとき、ピストン56の太径
部57とポンプ本体50の上端部との間に形成される空
所66は、ピストン56の押下げによる体積膨張により
負圧になるから、この空所66に繋がる通路36a内も
負圧となる。また、記録ヘッド31にインクを供給する
タンク(図示せず)は常時大気開放型であるため、ノズ
ル33内のインクはノズル33の前後の圧力差により、
ノズル33から外方へ吐出する。
When the ink is sucked and discharged,
As shown in FIG. 4, by pushing down the piston 53, a negative pressure is generated in the space 66, the tip of the nozzle 33 is sucked by the negative pressure, and ink is ejected from the nozzle 33 to the outside. Let For that purpose, first, FIG.
As shown in (b), the elastic cap 39 at the tip of the cap slide 34 is brought into pressure contact with the recording head 31, and in that state, the lever 35 is slid between the cap fixing plate 42 and the cap slide 34 to move downward. And the piston 56 is pushed down. At this time, the void 66 formed between the large-diameter portion 57 of the piston 56 and the upper end of the pump body 50 is connected to this void 66 because it becomes a negative pressure due to volume expansion due to the depression of the piston 56. The inside of the passage 36a also has a negative pressure. Further, since the tank (not shown) for supplying the ink to the recording head 31 is always open to the atmosphere, the ink in the nozzle 33 may change due to the pressure difference before and after the nozzle 33.
Discharge from the nozzle 33 to the outside.

【0042】次いで、ピストン56を離すと、圧縮ばね
63によりピストン56は図4に矢印で示すように、上
方へ復帰する。このとき、弁60は厚み数10μmのフ
イルムで構成されているので、上下の圧力差に変動に敏
感に応動し、弁60は開放状態となり、空所66に吸い
込まれたインクは通路59を経てポンプ本体50の下方
に設けた孔67から外部へ排出される。なお、通路59
の管路抵抗を吸引管65の管路抵抗より小さくしておく
ことにより、空所66に溜まっているインクを通路59
から容易に排出することができる。
Next, when the piston 56 is released, the compression spring 63 causes the piston 56 to return upward as indicated by the arrow in FIG. At this time, since the valve 60 is made of a film having a thickness of several tens of μm, it is sensitive to fluctuations in the pressure difference between the upper and lower sides, the valve 60 is opened, and the ink sucked into the void 66 passes through the passage 59. It is discharged to the outside through a hole 67 provided below the pump body 50. In addition, passage 59
By making the line resistance of the suction pipe 65 smaller than the line resistance of the suction pipe 65, the ink accumulated in the space 66 is passed through the passage 59.
Can be easily discharged from.

【0043】なお、キャリッジ32の先端の側壁32a
を面取りし、これと当接するキャップスライド34にも
凹部38を設け、弾性キャップ39にも凸状先端部を設
けたから、キャリッジ32とスライド34との間に位置
のずれが多少あっても、これらの凹凸部により、両者の
位置関係のずれは修正されて、記録ヘッド31はキャッ
プスライド34により確実に密封される。
The side wall 32a at the tip of the carriage 32
Since the cap slide 34 that is chamfered is also provided with the concave portion 38 and the elastic cap 39 is also provided with the convex tip portion, even if there is a slight positional deviation between the carriage 32 and the slide 34, these The unevenness of the two corrects the positional difference between the two, and the recording head 31 is reliably sealed by the cap slide 34.

【0044】次に、記録ヘッドのエネルギー作用部近傍
の温度がある値以上になった場合において、駆動周波数
を変えることにより、前記エネルギー作用部の温度を下
げる手段について説明する。すなわち、記録ヘッドのエ
ネルギー作用部近傍の温度がある値以上になったことを
検知すると、エネルギー作用部の最高駆動周波数を下
げ、それに応じて、キャリッジ速度,場合によっては、
紙送りの速度を下げることにより、エネルギー作用部の
温度を下げることができ、所定の温度に下がるまで、前
記のように駆動周波数を下げて駆動する。
Next, a means for lowering the temperature of the energy acting portion by changing the driving frequency when the temperature in the vicinity of the energy acting portion of the recording head exceeds a certain value will be described. That is, when it is detected that the temperature in the vicinity of the energy application portion of the print head has reached a certain value or more, the maximum drive frequency of the energy application portion is lowered, and accordingly, the carriage speed, and in some cases,
By lowering the paper feeding speed, the temperature of the energy acting portion can be lowered, and the driving frequency is lowered and driving is performed until the temperature falls to a predetermined temperature.

【0045】そして、記録ヘッドのエネルギー作用部に
おける温度検出手段について説明する。温度を検出する
手段としては、例えば、熱電対或いは抵抗温度計を用い
ることができる。エネルギー作用部における発熱体は、
インク噴射のための発熱体基板と同様の技術,つまり、
シリコンウエハ上に、スパッタリング,フォトリソ,エ
ッチング技術を駆使して形成される。よって、その発熱
体上に、同様の技術を用いて、発熱体上に直接或いはそ
の近傍に、熱電対を形成することができる。ここで形成
される好適な熱電対としては、例えば、金−ニッケル或
いはタングステン−ニッケルの熱電対がスパッタリング
によって形成される。
Then, the temperature detecting means in the energy acting portion of the recording head will be described. As the means for detecting the temperature, for example, a thermocouple or a resistance thermometer can be used. The heating element in the energy acting part is
The same technology as the heating element substrate for ink ejection, that is,
It is formed on a silicon wafer by making full use of sputtering, photolithography and etching techniques. Therefore, a thermocouple can be formed on the heating element directly or in the vicinity thereof using the same technique. As a suitable thermocouple formed here, for example, a gold-nickel or tungsten-nickel thermocouple is formed by sputtering.

【0046】これらの熱電対が、発熱体の上に形成され
る場合には、その界面に、例えば、SiO2 の絶縁層を
約1μm形成し、熱電対の上には、SiO2 或いはSi
3 4 等の保護膜が1〜2μm形成される。熱電対の他
に、抵抗温度計が好適に利用できる。抵抗温度計には、
金属式と半導体式の2種類があり、前者の材料として
は、白金が使用される。後者はサーミスタと呼ばれるも
のであり、好適な材料としては、SiCを使用する。他
に、CoO−Al2 3 −CaSiO3 系も利用するこ
とができる。いずれも、熱電対を形成する場合と同様
に、スパッタリング,フォトリソ等の技術によって、発
熱体上、或いは発熱体近傍に形成される。その他、発熱
体を、例えば、Ta−Alにより形成し、これを発熱体
として使用するだけでなく、その発熱体自体を抵抗温度
計として使用することも可能である。
These thermocouples are formed on the heating element.
In that case, for example, SiO2Insulation layer
About 1 μm is formed, and SiO is formed on the thermocouple.2Or Si
3N FourA protective film of 1 to 2 μm is formed. Other than thermocouple
In addition, a resistance thermometer can be preferably used. The resistance thermometer has
There are two types, metal type and semiconductor type.
Is platinum. The latter is also called a thermistor
Therefore, SiC is used as a suitable material. other
And CoO-Al2O3-CaSiO3System can also be used
You can Both are the same as when forming a thermocouple
In addition, by the technology such as sputtering and photolithography
It is formed on or near the heating element. Other, fever
The body is made of, for example, Ta-Al, which is used as a heating element.
As well as its heating element itself resistance temperature
It can also be used as a meter.

【0047】次に、本発明の具体例について説明する。 発熱体からオリフィス部までの距離:120μm オリフィス寸法 :25μm×25μ
m オリフィス配列密度 :400dpi 発熱体の大きさ :110μm×26
μm 発熱体の抵抗値 :118Ω 駆動電圧 :25V パルス幅 :7μsec 使用温度計 :サーミスタ温度計
(SiC) 許容差−50〜100℃で±0.3℃ 温度計は、発熱体の位置から上流、300μmの所に設
置した。
Next, a specific example of the present invention will be described. Distance from heating element to orifice: 120 μm Orifice size: 25 μm x 25 μ
m Orifice array density: 400 dpi Heat generator size: 110 μm × 26
μm Resistance value of heating element: 118Ω Driving voltage: 25V Pulse width: 7 μsec Thermometer used: Thermistor thermometer (SiC) ± 0.3 ° C with tolerance -50 to 100 ° C The thermometer is upstream from the position of the heating element, It was installed at 300 μm.

【0048】 上記した条件の下に、発熱体の最高駆
動周波数を6.2kHzで駆動させ、サーミスタ温度計
の検知温度が30℃以上になった場合、キャッピング装
置により、記録ヘッドのノズルを強制吸引するようにし
た。
Under the above conditions, when the maximum driving frequency of the heating element is driven at 6.2 kHz and the temperature detected by the thermistor thermometer becomes 30 ° C. or higher, the capping device forcibly sucks the nozzle of the recording head. I decided to do it.

【0049】 上記した条件の下に、発熱体の最高駆
動周波数を6.2kHzで駆動させ、サーミスタ温度計
の検知温度が30℃以上になった場合、エネルギー作用
部の最高駆動周波数を6.2kHzから3kHzにし、
その変更に応じて、キャリッジの速度,紙送りの速度も
下げ、その結果、サーミスタ温度計の検知温度が25℃
以下になったら、発熱体の最高駆動周波数を初期の6.
2kHzに戻し、同時に、キャリッジの速度及び紙送り
の速度も初期状態に戻した。
Under the above-mentioned conditions, when the maximum driving frequency of the heating element is driven at 6.2 kHz and the temperature detected by the thermistor thermometer becomes 30 ° C. or higher, the maximum driving frequency of the energy acting unit is 6.2 kHz. To 3 kHz,
In accordance with the change, the carriage speed and the paper feed speed are also reduced, and as a result, the temperature detected by the thermistor thermometer is 25 ° C.
When the following is reached, the maximum driving frequency of the heating element is set to the initial value of 6.
The frequency was returned to 2 kHz, and at the same time, the carriage speed and the paper feed speed were also returned to the initial state.

【0050】 上記した条件の下に、発熱体の最高駆
動周波数を6.2kHzで駆動させ、サーミスタ温度計
の検知温度が30℃以上になった場合、キャッピング装
置により、記録ヘッドのノズルを強制吸引し、エネルギ
ー作用部の最高駆動周波数を6.2kHzから3kHz
にし、その変更に応じて、キャリッジの速度,紙送りの
速度も下げ、その結果、サーミスタ温度計の検知温度が
25℃以下になったら、発熱体の最高駆動周波数を初期
の6.2kHzに戻し、同時に、キャリッジの速度及び
紙送りの速度も初期状態に戻した。
Under the conditions described above, when the maximum driving frequency of the heating element is driven at 6.2 kHz and the temperature detected by the thermistor thermometer becomes 30 ° C. or higher, the nozzle of the recording head is forcibly sucked by the capping device. The maximum drive frequency of the energy acting part from 6.2 kHz to 3 kHz
If the temperature detected by the thermistor thermometer falls below 25 ° C as a result of the change in carriage speed and paper feed speed, the maximum drive frequency of the heating element is returned to the initial 6.2 kHz. At the same time, the carriage speed and the paper feed speed were also returned to the initial state.

【0051】上記した条件の下で、発熱体の最高駆動周
波数を6.2kHzで駆動させた場合において、サーミ
スタ温度計の検知温度が25℃を示したときの記録され
た画素の平均径は、φ82μm(n=10)であった。
そして、サーミスタ温度計の検知温度が40℃を示した
ときの記録された画素の平均径は、φ96μm(n=1
0)となり、連続駆動により記録ヘッドの周辺部の温度
が上がるにつれて、記録された画素の平均径が変化し、
画像濃度の変化を生じ、画質が悪くなった。
Under the above conditions, when the maximum driving frequency of the heating element is driven at 6.2 kHz, the average diameter of the recorded pixels when the temperature detected by the thermistor thermometer is 25 ° C. is It was φ82 μm (n = 10).
The average diameter of the recorded pixels when the detection temperature of the thermistor thermometer indicates 40 ° C. is φ96 μm (n = 1.
0), and as the temperature of the peripheral portion of the recording head rises due to continuous driving, the average diameter of recorded pixels changes,
The image density changed, and the image quality deteriorated.

【0052】しかしながら、前記具体例の夫々の
場合において、記録された画素の平均径は、約φ82μ
mと一定の値を取り、インク滴の安定吐出及び高画質印
写を得ることができた。
However, in each of the above specific examples, the average diameter of the recorded pixels is about φ82μ.
By taking a constant value of m, it was possible to obtain stable ejection of ink drops and high-quality printing.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明の構成により、熱エネルギー作用
部の温度を検知し、熱エネルギー作用部近傍に位置する
温度上昇したインクを強制的に排出し、熱エネルギー作
用部近傍の温度を下げ、又は、温度上昇した熱エネルギ
ー作用部近傍の温度を、熱エネルギー作用部の最高駆動
周波数を低くすることにより下げることができ、インク
の温度を一定に維持し、常に安定したインク吐出を行
い、高画質印写が得られる効果を有する。
According to the configuration of the present invention, the temperature of the thermal energy acting portion is detected, the ink having a temperature rise located near the thermal energy acting portion is forcibly discharged, and the temperature near the thermal energy acting portion is lowered. Alternatively, the temperature in the vicinity of the heat energy acting portion whose temperature has risen can be lowered by lowering the maximum driving frequency of the heat energy acting portion, the ink temperature is maintained constant, stable ink ejection is always performed, and It has an effect that image quality printing can be obtained.

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

【図1】本発明の温度上昇したインクを吸引排出するた
めのキャッピング装置の一例を示し、(a)は、一部断
面を示した側面図であり、(b)は、その正面断面図で
ある。
1A and 1B show an example of a capping device for sucking and discharging ink whose temperature has risen according to the present invention, FIG. 1A is a side view showing a partial cross section, and FIG. is there.

【図2】本発明に適用されるキャッピング装置に設けた
ノズル吸引装置の断面図を示す。
FIG. 2 shows a sectional view of a nozzle suction device provided in a capping device applied to the present invention.

【図3】図1のキャッピング装置において、インク吸引
排出状態を示す図面であり、(a)は、一部断面を示し
た側面図であり、(b)は、その正面断面図である。
3A and 3B are diagrams showing an ink suction / discharge state in the capping device of FIG. 1, FIG. 3A is a side view showing a partial cross section, and FIG. 3B is a front cross sectional view thereof.

【図4】図2のキャッピング装置に設けたノズル吸引装
置において、インク吸引排出状態を示す図面である。
FIG. 4 is a diagram showing an ink suction / discharge state in a nozzle suction device provided in the capping device of FIG.

【図5】本発明を適用できるインクジェットプリンタの
構成の一例を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of the configuration of an inkjet printer to which the present invention can be applied.

【図6】(a)〜(g)は本発明が適用されるバブルジ
ェットヘッドの動作説明図である。
6A to 6G are operation explanatory views of a bubble jet head to which the present invention is applied.

【図7】図6に示したバブルジェットヘッドの斜視図で
ある。
7 is a perspective view of the bubble jet head shown in FIG.

【図8】(a),(b)は図7のヘッドにおいて、蓋基
板と発熱体基板に分解した斜視図である。
8A and 8B are perspective views of the head of FIG. 7 exploded into a lid substrate and a heating element substrate.

【図9】図8(a)に示した蓋基板を裏側から見た斜視
図である。
9 is a perspective view of the lid substrate shown in FIG. 8A as viewed from the back side.

【図10】液体噴射記録ヘッドの要部構成を説明するた
めの図面であり、(a)は吐出口側から見た正面詳細部
分図、(b)は(a)図の一点鎖線x−xで示す部分で
の断面部分図である。
10A and 10B are drawings for explaining a configuration of a main part of the liquid jet recording head, in which FIG. 10A is a detailed front partial view seen from the ejection port side, and FIG. 10B is a dashed-dotted line xx in FIG. FIG. 4 is a partial sectional view of a portion indicated by.

【図11】記録ヘッドにおいて発熱抵抗体を用いる気泡
発生部の構造を説明するための断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the structure of a bubble generating portion that uses a heating resistor in the recording head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 記録ヘッド 32 キャリッジ 33 ノズル 34 キャップスライド 35 電動レバー 36 インク吸収体 50 ポンプ本体 56 ピストン 64 連通孔 65 吸引管 67 インク排出用孔 31 recording head 32 carriage 33 nozzle 34 cap slide 35 electric lever 36 ink absorber 50 pump body 56 piston 64 communication hole 65 suction pipe 67 ink discharge hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B41M 5/00 A 8305−2H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location B41M 5/00 A 8305-2H

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液室から吐出口にインクを導く流路に配
置した熱エネルギー作用部により気泡を発生させ、該気
泡の作用により吐出口からインクを噴射させるインクジ
ェット記録方法において、熱エネルギー作用部もしくは
その熱エネルギー作用部の近傍に温度検出手段を設け、
該温度検出手段により前記熱エネルギー作用部近傍のイ
ンクの温度が所定温度を越えた場合に、上昇した温度の
インクを吐出口外側より強制的に吸引排出し、前記熱エ
ネルギー作用部近傍のインクの温度を所定温度以下と
し、インクの吐出性能を一定に維持することを特徴とす
るインクジェット記録方法。
1. An ink jet recording method in which bubbles are generated by a thermal energy acting portion arranged in a flow path for guiding ink from a liquid chamber to an outlet and ink is ejected from the outlet by the action of the bubbles. Alternatively, a temperature detecting means is provided near the thermal energy acting part,
When the temperature of the ink in the vicinity of the thermal energy acting portion exceeds a predetermined temperature by the temperature detecting means, the ink of the increased temperature is forcibly sucked and discharged from the outside of the ejection port to remove the ink in the vicinity of the thermal energy acting portion. An ink jet recording method, wherein a temperature is set to a predetermined temperature or lower to maintain a constant ink ejection performance.
【請求項2】 液室から吐出口にインクを導く流路に配
置した熱エネルギー作用部により気泡を発生させ、該気
泡の作用により吐出口からインクを噴射させるインクジ
ェット記録方法において、熱エネルギー作用部もしくは
その熱エネルギー作用部の近傍に温度検出手段を設け、
該温度検出手段により前記熱エネルギー作用部近傍のイ
ンクの温度が所定温度を越えた場合に、熱エネルギー作
用部の駆動周波数を変え、前記熱エネルギー作用部近傍
のインクの温度を所定温度以下とし、インクの吐出性能
を一定に維持することを特徴とするインクジェット記録
方法。
2. A thermal energy acting part in an ink jet recording method, wherein bubbles are generated by a thermal energy acting part arranged in a flow path for guiding ink from a liquid chamber to an ejecting port, and ink is ejected from the discharging port by the action of the bubbles. Alternatively, a temperature detecting means is provided near the thermal energy acting part,
When the temperature of the ink in the vicinity of the thermal energy acting portion exceeds a predetermined temperature by the temperature detecting means, the driving frequency of the heat energy acting portion is changed so that the temperature of the ink in the vicinity of the thermal energy acting portion is equal to or lower than a predetermined temperature. An ink jet recording method characterized in that ink ejection performance is maintained constant.
【請求項3】 前記温度検出手段として、熱エネルギー
作用部に使用される素子を利用することを特徴とする請
求項1又は請求項2記載のインクジェット記録方法。
3. The ink jet recording method according to claim 1, wherein an element used for a thermal energy acting portion is used as the temperature detecting means.
JP4060319A 1992-03-17 1992-03-17 Ink jet recording method Pending JPH05261939A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7527351B2 (en) 2006-07-25 2009-05-05 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus, liquid discharging head, image forming method, recorded matter, and recording liquid

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7527351B2 (en) 2006-07-25 2009-05-05 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus, liquid discharging head, image forming method, recorded matter, and recording liquid

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Effective date: 20010821