JPH081937A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

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JPH081937A
JPH081937A JP13900194A JP13900194A JPH081937A JP H081937 A JPH081937 A JP H081937A JP 13900194 A JP13900194 A JP 13900194A JP 13900194 A JP13900194 A JP 13900194A JP H081937 A JPH081937 A JP H081937A
Authority
JP
Japan
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ink
pressure chamber
bubbles
jet head
electrodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP13900194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Matsuo
幸治 松尾
Koei Matsuda
光栄 松田
Yosuke Toyofuku
洋介 豊福
Tetsuya Matsuzaki
哲也 松崎
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH081937A publication Critical patent/JPH081937A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an ink jet head capable of reducing stagnation of ink in a pressure chamber and removing electrolytic bubbles remaining in a current passing part. CONSTITUTION:An ink jet head prints by applying a voltage to electrodes 24a, 24b arranged in a pressure chamber 27 and energizing a conductive ink so as to generate bubbles. Ink passages 29a and 29b are formed in an opposed arrangement with center at a current passing part 28 in the pressure chamber 27. Thus, an ink jet head with which stagnation of the ink is largely reduced, the ink in the current passing part is dispersed, local temperature rise and remaining of electrolytic bubbles are prevented, boiling at high speed driving is stabilized, and discharging direction and speed and size of drops of the conductive ink are stable can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タに用いられるインクジェットヘッドに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet head used in an inkjet printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、プリンタに対する高速化、静音
化、カラー化の要求が益々高まっており、インクジェッ
トプリンタが非常に注目されている。インクジェットプ
リンタには大別して連続式とオンデマンド方式があり、
オンデマンド方式の中にもピエゾ素子で駆動するカイザ
ー方式や、熱によってバブルを発生させ、その体積変化
でインクを飛翔させるバブルジェット方式がある。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for higher speed, quieter, and color printers, and ink jet printers have received a great deal of attention. Inkjet printers are roughly classified into continuous type and on-demand type,
Among the on-demand systems, there are a Kaiser system that is driven by a piezo element, and a bubble jet system that causes bubbles to be generated by heat and causes the ink to fly by volume change.

【0003】このバブルジェット方式の中でバブルを発
生させる方式としてヒータ加熱方式と、導電性インクに
電流を流して発熱させる通電方式があり、本発明はこの
通電方式のインクジェットヘッドに関するものである。
通電方式のインクジェットヘッドは米国特許第3,17
9,042号にその概念が示されているが周波数応答
性、飛翔の安定性等で改良の余地がある。
Among the bubble jet methods, there are a heater heating method as a method for generating bubbles, and an energization method in which a current is applied to conductive ink to generate heat. The present invention relates to an ink jet head of this energization method.
An energization type inkjet head is disclosed in US Pat. No. 3,17.
The concept is shown in No. 9,042, but there is room for improvement in frequency response, flight stability, and the like.

【0004】以下に従来の通電式インクジェットプリン
タについて説明する。図8は従来のインクジェットヘッ
ドのノズルの縦断面図、図9、図10は図8のA−A断
面図である。図8において、1は基板、2は基板1上に
積層された断熱層で、導電性インクの自己発熱を基板1
に逃がさずに効率よくバブルを発生させるためのもので
ある。3はインクの吐出口となるノズル、4a,4bは
ノズル3に対応して断熱層2の上にパターン形成された
矩形の電極、5はノズル3を有するノズル板、6は各ノ
ズル間の干渉を防ぐ絶縁材からなる仕切り部材で、基板
1に積層された断熱層2とノズル板5と仕切り部材6か
ら圧力室7が構成されている。
A conventional energizing ink jet printer will be described below. 8 is a vertical sectional view of a nozzle of a conventional inkjet head, and FIGS. 9 and 10 are sectional views taken along line AA of FIG. In FIG. 8, 1 is a substrate, 2 is a heat insulating layer laminated on the substrate 1, and the self-heating of the conductive ink is generated by the substrate 1.
This is for efficiently generating bubbles without letting them escape. 3 is a nozzle serving as an ink ejection port, 4a and 4b are rectangular electrodes patterned on the heat insulating layer 2 corresponding to the nozzle 3, 5 is a nozzle plate having the nozzle 3, and 6 is interference between the nozzles. The pressure chamber 7 is composed of a heat insulating layer 2, a nozzle plate 5, and a partition member 6 which are laminated on the substrate 1 by a partition member made of an insulating material.

【0005】図9において矢印Bは互いに対向する電極
4a,4b間の導電性インク内を通過する電気力線、9
は導電性インクの電流通過部、10は発生直後のバブル
を示している。8は圧力室7にインクを供給するインク
流路である。
In FIG. 9, an arrow B indicates a line of electric force passing through the conductive ink between the electrodes 4a and 4b facing each other, and 9
Indicates a current passing portion of the conductive ink, and 10 indicates a bubble immediately after generation. Reference numeral 8 is an ink flow path for supplying ink to the pressure chamber 7.

【0006】図8において、20は導電性インク滴で、
電気力線Bに沿って流れる電流により圧力室7内の導電
性インクが自己発熱して蒸気バブルが発生することによ
る圧力室7内の圧力変化にともないノズル3から吐出さ
れる。40は導電性インク滴20が付着する記録紙で、
41は電極4a,4b間に交流電圧を印加する信号発生
装置である。
In FIG. 8, 20 is a conductive ink drop,
The conductive ink in the pressure chamber 7 self-heats due to the electric current flowing along the line of electric force B and is ejected from the nozzle 3 in accordance with the pressure change in the pressure chamber 7 caused by the generation of vapor bubbles. 40 is a recording paper to which the conductive ink droplets 20 adhere,
Reference numeral 41 is a signal generator for applying an AC voltage between the electrodes 4a and 4b.

【0007】以上のように構成されたインクジェットヘ
ッドについて、以下その動作を説明する。まず信号発生
装置41により電圧を電極4a,4bに加える。電圧は
電極4a,4bの損耗を防ぐために交流電圧とする。こ
の時電極4a,4bの表面には微小な電気分解気泡(図
示せず)が発生する。この電圧により所定の体積抵抗率
を有する導電性インク内に電気力線Bが発生し、この電
気力線Bに沿って電流が流れ、電流通過部9の導電性イ
ンクが自己発熱する。特に対向する電極4a,4bの中
心付近では電流密度が他の部分よりも高くなり、導電性
インクがI(電流)2 ×R(導電性インクの抵抗)で自
己発熱するため、周囲よりも高温になり、この付近で核
となる沸騰が起こり、バブル10が発生し、周囲の熱に
より成長していく。これにより圧力室7内の導電性イン
クの圧力が急激に高まり、ノズル3から導電性インク滴
20が飛び出し、飛翔して記録紙40に付着し、ドット
を形成する。
The operation of the ink jet head having the above structure will be described below. First, the signal generator 41 applies a voltage to the electrodes 4a and 4b. The voltage is an AC voltage in order to prevent wear of the electrodes 4a and 4b. At this time, minute electrolysis bubbles (not shown) are generated on the surfaces of the electrodes 4a and 4b. Due to this voltage, a line of electric force B is generated in the conductive ink having a predetermined volume resistivity, a current flows along the line of electric force B, and the conductive ink in the current passing portion 9 self-heats. In particular, the current density near the center of the opposing electrodes 4a and 4b is higher than that of the other portions, and the conductive ink self-heats due to I (current) 2 × R (resistance of conductive ink), so the temperature is higher than the surroundings. Then, the boiling that becomes the nucleus occurs around this, the bubble 10 is generated, and it grows by the heat of the surroundings. As a result, the pressure of the conductive ink in the pressure chamber 7 is rapidly increased, and the conductive ink droplet 20 is ejected from the nozzle 3 and is ejected to adhere to the recording paper 40 to form dots.

【0008】圧力室7内のバブル10は周囲に熱を奪わ
れ、急速に収縮し消滅する。バブル10の収縮につれ周
囲の電気分解気泡はバブル10に向かって引きよせら
れ、インクに溶けるまでに時間がかかる電気分解気泡群
となり中心付近に散在する。このドット形成にともない
消費された導電性インクは、インクタンク(図示せず)
からインク流路8を通り供給され、任意の連続的なドッ
ト形成を行うことができる。
The bubble 10 in the pressure chamber 7 is deprived of heat by the surroundings and rapidly contracts and disappears. As the bubble 10 contracts, the surrounding electrolysis bubbles are attracted toward the bubble 10 and become a group of electrolysis bubbles that take time to dissolve in the ink and are scattered around the center. The conductive ink consumed by the dot formation is stored in an ink tank (not shown).
To be supplied through the ink flow path 8 to form any continuous dot formation.

【0009】図10は従来の通電式インクジェットのバ
ブルが消滅した瞬間を表しており、イは流路から流れ込
むインクの流れを示している。この流路配置ではロの部
分はドット形成過程で入れ替わることが無く淀み部分と
なる。この部分の入れ替わらないインクは一旦沸騰し高
温になったことで変質し体積抵抗率等が変化しており、
異常沸騰の原因となっている。また高い周波数で連続に
吐出する場合には、この部分のインクの持つ熱が周囲に
拡散されず、インクの一部のみがかなり高温になるため
に、圧力室7内の温度が吐出ごとに一定とならず、バブ
ルの安定した成長の妨げとなる。
FIG. 10 shows the instant when the bubble of the conventional energizing ink jet disappears, and (a) shows the flow of ink flowing from the flow path. In this flow path arrangement, the portion B does not change during the dot formation process and becomes a stagnation portion. The ink in this part that is not replaced changes its quality due to the fact that it has boiled once and has reached a high temperature, and the volume resistivity etc. has changed.
It causes abnormal boiling. Further, when ejecting continuously at a high frequency, the heat of the ink in this portion is not diffused to the surroundings, and only a part of the ink becomes considerably high temperature. Therefore, the temperature inside the pressure chamber 7 is constant for each ejection. However, it will hinder the stable growth of the bubble.

【0010】図11は他の従来のインクジェットヘッド
のノズルの断面図であって、イはバブル消滅時のインク
の流れを示している。この配置ではロの部分に淀みが発
生する。しかしながらこの部分は通電時に最も電流密度
が高くなる部分で、核沸騰の開始点およびバブル成長の
中心となる部分であるため、沸騰は大変ばらついたもの
となる。また連続吐出時には大変高温な部分が電極間に
存在するため、異常に早く核沸騰が始まるが、周囲雰囲
気が十分に熱を持たないためバブルは十分成長しないま
ま収縮する。またハは微小な電気分解気泡が急速なバブ
ルの収縮で電極の中心付近に集まった気泡群で、この気
泡群は小さな気泡に分散されれば速やかにインクに溶け
込むが、そのままではインクに対してきわめて溶解しに
くい。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the nozzle of another conventional ink jet head, wherein a shows the flow of ink when the bubble disappears. In this arrangement, stagnation occurs in the area of (b). However, this portion is the portion where the current density is the highest at the time of energization and is the starting point of nucleate boiling and the center of bubble growth, so the boiling will be very variable. Further, during continuous discharge, a very high temperature portion exists between the electrodes, and nucleate boiling starts abnormally quickly. However, since the surrounding atmosphere does not have enough heat, the bubbles shrink without sufficiently growing. In addition, c is a group of bubbles in which minute electrolysis bubbles are gathered near the center of the electrode due to rapid contraction of the bubbles. If the bubbles are dispersed into small bubbles, they quickly dissolve in the ink, but as they are Very difficult to dissolve.

【0011】図11の構成では流入するインクがこの気
泡群ハを拡散できないため、気泡群ハは溶解せずに電極
間に残っている。この気泡群ハが核となる場合、周囲が
高温になる前に沸騰が始まり、前述の通りバブルは十分
成長できない。また気泡群ハの発生頻度や大きさ等もま
ちまちで、安定した沸騰の妨げとなる。
In the structure of FIG. 11, since the inflowing ink cannot diffuse the bubble group (c), the bubble group (c) does not dissolve and remains between the electrodes. When this bubble group (c) serves as a nucleus, boiling starts before the surrounding temperature becomes high, and the bubble cannot grow sufficiently as described above. Further, the frequency and size of occurrence of the bubble group C vary, which hinders stable boiling.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、図10に示すように圧力室7内のインク
流路8に対向する部分にインクが淀む部分が発生する。
この部分のインクは一旦沸騰し高温になったことで変質
しているため、異常沸騰の原因となる。また高い周波数
で連続に吐出する場合には、この部分のインクの持つ熱
が周囲に拡散されず、局所的に高温となるために、バブ
ル成長のばらつきおよび導電性インク滴20の速度およ
び吐出方向のばらつきの原因となるという問題点を有し
ていた。
However, in the above-mentioned conventional structure, as shown in FIG. 10, a portion where ink stagnates occurs in a portion of the pressure chamber 7 facing the ink flow path 8.
The ink in this portion has once changed its quality by boiling and becoming high temperature, which causes abnormal boiling. Further, when ejecting continuously at a high frequency, the heat of the ink in this portion is not diffused to the surroundings and locally rises in temperature, so that variations in bubble growth and the velocity and ejection direction of the conductive ink droplet 20 are caused. However, there is a problem in that it causes variations in

【0013】また図11では矢印イで示すようにインク
に回転動作が生じるため、インクの流入方向が対向する
電極4a,4bの中心に向かっていないインクジェット
ヘッドでは、通電時に核沸騰の開始点およびバブル成長
の中心となる電極4a,4b間の中心部分にインクの淀
みが発生し、連続吐出時にはこの部分のみ高温となり、
周囲雰囲気が十分に熱を持たないためバブルは十分成長
しないまま収縮する。さらに微小な電気分解気泡が中心
付近に集まった気泡群ハを拡散させることができないた
めに、この気泡群ハが沸騰の核となり、周囲が高温にな
る前に沸騰が始まり、バブルは十分成長できない。また
気泡群ハの発生頻度や大きさもまちまちで、安定した沸
騰の妨げとなる。このため導電性インク滴20の飛翔は
不安定になり、周波数応答性も低かった。
In addition, in FIG. 11, since the ink is rotated as indicated by the arrow a, in the ink jet head in which the inflow direction of the ink is not toward the center of the electrodes 4a and 4b facing each other, the starting point of nucleate boiling and Ink stagnation occurs in the central portion between the electrodes 4a and 4b, which is the center of bubble growth, and during continuous ejection, only this portion has a high temperature,
Since the surrounding atmosphere does not have enough heat, the bubbles shrink without growing sufficiently. Furthermore, since the micro electrolysis bubbles cannot diffuse the bubbles c gathered near the center, the bubbles c become the nucleus of boiling, and boiling starts before the surrounding temperature becomes high, and the bubbles cannot grow sufficiently. . In addition, the frequency and the size of the bubble group (c) vary, which hinders stable boiling. Therefore, the flight of the conductive ink droplet 20 becomes unstable, and the frequency response is low.

【0014】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、インク滴の吐出方向や大きさ、速度が安定し、周波
数応答性の高いインクジェットヘッドを提供することを
目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an ink jet head having a stable ejection direction, size and speed of ink droplets and high frequency response.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインクジェットヘッドは、導電性インクが満
たされる圧力室と、圧力室にインクを供給するインク流
路と、圧力室に設けられたノズルと、圧力室内に設けら
れた互いに対向する電極を備え、この電極に電圧を印加
して電極間のインクを蒸発させて気泡を発生させること
によりインクをノズルより吐出させるインクジェットヘ
ッドにおいて、複数のインク流路を電極による電流通過
部を中心として対向させて形成したものである。
In order to achieve this object, an ink jet head of the present invention is provided with a pressure chamber filled with conductive ink, an ink flow path for supplying ink to the pressure chamber, and a pressure chamber. An inkjet head that includes a nozzle and an electrode that is provided in the pressure chamber and that opposes each other. A voltage is applied to the electrode to evaporate the ink between the electrodes to generate bubbles, thereby ejecting the ink from the nozzle. The ink flow path is formed so as to face each other with the current passage portion of the electrode as the center.

【0016】[0016]

【作用】この構成によって、圧力室内のインクの淀みを
減少させ、なおかつ電極間の残留インクや電気分解気泡
を取り除くことができるので、熱や電気分解気泡による
異常沸騰を起こさず、導電性インク滴の吐出方向、速度
および大きさが安定し、周波数応答性の高いものとな
る。
With this structure, the stagnation of the ink in the pressure chamber can be reduced, and the residual ink between the electrodes and the electrolysis bubbles can be removed, so that abnormal boiling due to heat or electrolysis bubbles does not occur, and the conductive ink droplets are not generated. The discharge direction, speed, and size of are stable, and the frequency response is high.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図1は本発明の一実施例における
インクジェットヘッドの縦断面図、図2は図1のA−A
断面図である。また図3は同インクジェットヘッドの分
解斜視図、図4は同インクジェットヘッドのインクカー
トリッジへの組み込み図、図5は同インクジェットヘッ
ドを組み込むインクカートリッジの一部切欠斜視図、図
6は同インクジェットヘッドを組み込んだインクカート
リッジを取り付けたインクジェットプリンタの分解斜視
図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of an ink jet head in one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is AA of FIG.
It is sectional drawing. 3 is an exploded perspective view of the inkjet head, FIG. 4 is a perspective view of the inkjet head incorporated in an ink cartridge, FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of an ink cartridge incorporating the inkjet head, and FIG. 6 is a perspective view of the inkjet head. FIG. 3 is an exploded perspective view of an inkjet printer to which the incorporated ink cartridge is attached.

【0018】図1において、21は基板、22は基板2
1上に積層された断熱層、23はインクの吐出口となる
ノズル、25はノズル23を有するノズル板、26は各
ノズル間の干渉を防ぐ絶縁材からなる仕切り部材で、基
板21に積層された断熱層22とノズル板25と仕切り
部材26から圧力室27が構成されている。図2におい
て24a,24bはノズル23に対応して基板21の上
にパターン形成された矩形の互いに対向する電極であ
る。本実施例では電極24aと電極24bの間隔は10
μm以下である。矢印Bは電極24a,24b間の導電
性インク内を通過する電気力線で、28は導電性インク
の電流通過部である。29a,29bは電流通過部28
を中心として対向して配置された複数のインク流路であ
る。40は導電性インク滴20が付着する記録紙で、4
1は電極24a,24b間に電圧を印加する信号発生装
置である。
In FIG. 1, 21 is a substrate and 22 is a substrate 2.
1 is a heat insulating layer laminated on 1; 23 is a nozzle serving as an ink ejection port; 25 is a nozzle plate having nozzles 23; 26 is a partition member made of an insulating material that prevents interference between the nozzles, and is laminated on the substrate 21. The heat insulating layer 22, the nozzle plate 25, and the partition member 26 form a pressure chamber 27. In FIG. 2, reference numerals 24 a and 24 b are rectangular electrodes, which correspond to the nozzles 23 and are formed on the substrate 21 so as to face each other. In this embodiment, the distance between the electrodes 24a and 24b is 10
μm or less. An arrow B indicates a line of electric force passing through the conductive ink between the electrodes 24a and 24b, and a reference numeral 28 indicates a current passing portion of the conductive ink. 29a and 29b are current passing portions 28
Is a plurality of ink flow paths arranged so as to face each other. 40 is a recording paper to which the conductive ink droplets 20 are attached.
Reference numeral 1 is a signal generator for applying a voltage between the electrodes 24a and 24b.

【0019】図3において、30a,30bは圧力室2
7に導電性インクを供給するための共通インク室で、基
板21に積層された断熱層22、仕切り部材26、ノズ
ル板25より形成されている。31a,31bは図4に
示すインクカートリッジ32より共通インク室30a,
30bへ導電性インクを供給するために、基板21に設
けられたインク供給孔である。図4において、100は
基板21,仕切り部材26,ノズル板25から成る本実
施例のインクジェットヘッドであって、インクカートリ
ッジ32の固定溝101に取り付けられる。
In FIG. 3, reference numerals 30a and 30b denote pressure chambers 2.
It is a common ink chamber for supplying the conductive ink to 7, and is formed of a heat insulating layer 22, a partition member 26, and a nozzle plate 25 laminated on the substrate 21. 31a and 31b are common ink chambers 30a,
The ink supply holes are provided in the substrate 21 to supply the conductive ink to 30b. In FIG. 4, reference numeral 100 denotes an ink jet head of this embodiment, which includes a substrate 21, a partition member 26, and a nozzle plate 25, and is attached to the fixed groove 101 of the ink cartridge 32.

【0020】図5において、33はインクカートリッジ
32内に設けられたインクタンク、34はインクタンク
33内の導電性インクに含まれるゴミ、塵などを除去す
るインクフィルター、35は導電性インクを共通インク
室30a,30bに導くインク導入溝である。
In FIG. 5, 33 is an ink tank provided in the ink cartridge 32, 34 is an ink filter for removing dust and dirt contained in the conductive ink in the ink tank 33, and 35 is common conductive ink. It is an ink introduction groove that leads to the ink chambers 30a and 30b.

【0021】図6において、36はインクカートリッジ
32をプリンタに入れるカートリッジ挿入口、37は挿
入されたインクカートリッジ32を固定するキャリッ
ジ、38はシリアルに往復するキャリッジ37を導くガ
イドシャフト、39は記録紙40を送るプラテンローラ
ーである。
In FIG. 6, reference numeral 36 is a cartridge insertion port for inserting the ink cartridge 32 into the printer, 37 is a carriage for fixing the inserted ink cartridge 32, 38 is a guide shaft for guiding the serially reciprocating carriage 37, 39 is a recording paper. It is a platen roller that sends 40.

【0022】次に、以上のように構成されたインクジェ
ットヘッドについて、その動作を説明する。まず、図1
に示す信号発生装置41により電圧を電極24a,24
bに加える。電圧は電極24a,24bの損耗を防ぐた
め交流電圧としている。この電圧印加により電極24a
と電極24bとの間に電位差が生じると、所定の体積抵
抗率を有する導電性インク中で電気力線Bが発生し、こ
の電気力線Bに沿って電流が流れる。電気力線Bは電極
24a,24b間の電流通過部28で密となり電流が集
中するため、電極24a,24b間の電流通過部28に
電流密度が最も高くなる点が発生する。
Next, the operation of the ink jet head configured as described above will be described. First, FIG.
A voltage is generated by the signal generator 41 shown in FIG.
Add to b. The voltage is an AC voltage to prevent the electrodes 24a and 24b from being worn. By applying this voltage, the electrode 24a
When a potential difference occurs between the electrode 24b and the electrode 24b, a line of electric force B is generated in the conductive ink having a predetermined volume resistivity, and a current flows along the line of electric force B. The lines of electric force B are dense in the current passing portion 28 between the electrodes 24a and 24b and the current is concentrated, so that there is a point where the current density is highest in the current passing portion 28 between the electrodes 24a and 24b.

【0023】導電性インクはI(電流)2 ×R(導電性
インクの抵抗)で自己発熱するため、この電流密度の高
い点で導電性インクは周囲より高温になり、ついには導
電性インク中の微小な気泡が発泡核となってバブル(図
示せず)が発生し、周辺の過熱した導電性インクからの
蒸発によって急速に膨張してゆく。これにより圧力室2
7内の導電性インクの圧力が急激に高まり、ノズル23
から導電性インク滴20が飛び出し、飛翔して記録紙4
0に付着し、ドットを形成する。膨張したバブルは電流
通過部28の電流を妨げるため、導電性インクの自己発
熱は妨げられ、一方導電性インクはバブルへの蒸発潜熱
や圧力室壁面への熱損失のため、導電性インクは急速に
その温度を低下させる。そのためバブルは急激に収縮し
消滅する。
Since the conductive ink self-heats with I (current) 2 × R (resistance of the conductive ink), the conductive ink becomes higher in temperature than the surroundings at the point where the current density is high, and finally, in the conductive ink. The minute bubbles of the above become foam nuclei to generate bubbles (not shown), which rapidly expand due to evaporation from the overheated conductive ink in the periphery. As a result, the pressure chamber 2
The pressure of the conductive ink in 7 rapidly increases, and the nozzle 23
A conductive ink drop 20 is ejected from the recording paper 4 to fly.
0 to form dots. Since the expanded bubble hinders the current in the current passing portion 28, self-heating of the conductive ink is hindered, while the conductive ink rapidly evaporates due to evaporation latent heat to the bubble and heat loss to the pressure chamber wall surface. To lower its temperature. Therefore, the bubble shrinks rapidly and disappears.

【0024】バブルの消滅により、電極24a,24b
の間に再び電流が流れ始めるが、再びバブルが発生する
以前に、信号発生装置41は電極24a,24b間への
電圧印加を中止し、不必要な導電性インク滴の吐出を防
止する。導電性インク滴20の吐出にともない消費され
た分の導電性インクは、インクタンク33からインク流
路29a,29bを通り圧力室27に供給され、初期の
状態に戻る。
When the bubbles disappear, the electrodes 24a, 24b
The current again starts to flow during the period, but before the bubble is generated again, the signal generator 41 stops the voltage application between the electrodes 24a and 24b to prevent unnecessary ejection of the conductive ink droplets. The amount of the conductive ink consumed by the ejection of the conductive ink droplet 20 is supplied from the ink tank 33 to the pressure chamber 27 through the ink flow paths 29a and 29b, and returns to the initial state.

【0025】以上の動作の繰り返しにより、コンピュー
タ等から送られてくる印字信号に応じて、カートリッジ
挿入口36より挿入されキャリッジ37へ装着されたイ
ンクカートリッジ32がガイドシャフト38に沿って往
復運動をし、キャリッジ37の位置に合わせて信号発生
装置41が任意の電極24a,24b間に駆動電圧を印
加し、導電性インク滴20が連続的に生成され、プラテ
ンローラー39によって送られる記録紙40に付着し、
記録紙40へのドットによる印字が可能となる。
By repeating the above operation, the ink cartridge 32, which is inserted from the cartridge insertion port 36 and mounted on the carriage 37, reciprocates along the guide shaft 38 in response to a print signal sent from a computer or the like. , The signal generator 41 applies a driving voltage between the arbitrary electrodes 24a and 24b in accordance with the position of the carriage 37, the conductive ink droplets 20 are continuously generated, and adhere to the recording paper 40 sent by the platen roller 39. Then
The dots can be printed on the recording paper 40.

【0026】導電性インクは、印字動作にともない、イ
ンクタンク33よりインクフィルター34を介してイン
ク導入溝35とインク供給孔31a,31bを通り共通
インク室30a,30bに入り、共通インク室30a,
30bからインク流路29a,29bを通って圧力室2
7へ供給される。
With the printing operation, the conductive ink enters the common ink chambers 30a and 30b from the ink tank 33 through the ink filter 34, the ink introduction groove 35 and the ink supply holes 31a and 31b, and the common ink chamber 30a and 30a.
The pressure chamber 2 from 30b through the ink flow paths 29a and 29b.
7 is supplied.

【0027】図7は図1のA−A断面図で本実施例の通
電式インクジェットのバブル消滅の瞬間を表しており、
イはそれぞれのインク流路29a,29bから流れ込む
インクの流れを示している。ロはドット形成過程で入れ
替わることがない部分となる。インク流路29a,29
bは電極24a,24bの中心に向かって対向して配置
されているために、圧力室27内のインクの入れ替わら
ない部分は沸騰に影響の少ない周囲部分に限定され、な
おかつそれが占める面積も従来に比べ大変減少してい
る。また電極24a,24b間はインク流路29a,2
9bから直接インクが流れ込むので、完全なインクの入
れ替わりが起こり、高速で連続的に通電を行っても電極
間のインクの温度上昇は抑制され、また電気分解気泡群
も周囲に分散されインクに容易に溶解する微小な電気分
解気泡となる。よって高速で連続的に通電を行っても異
常沸騰は起こらず、導電性インク滴20の吐出方向、速
度および大きさの安定した周波数応答性の高いインクジ
ェットヘッドが実現できる。
FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
B indicates the flow of ink flowing from the respective ink flow paths 29a and 29b. B is a part that is not replaced during the dot formation process. Ink flow paths 29a, 29
Since b is disposed so as to face toward the centers of the electrodes 24a and 24b, the portion where the ink is not replaced in the pressure chamber 27 is limited to the peripheral portion that has little effect on boiling, and the area occupied by it is also small. It is much smaller than before. In addition, the ink flow paths 29a, 2 are provided between the electrodes 24a, 24b.
Since the ink directly flows from 9b, the ink is completely replaced, and the temperature rise of the ink between the electrodes is suppressed even when electricity is continuously supplied at a high speed, and the electrolysis bubble group is also dispersed in the surroundings to facilitate the ink. It becomes minute electrolysis bubbles that dissolve in. Therefore, abnormal boiling does not occur even when electricity is continuously applied at high speed, and an inkjet head having a stable frequency response and a stable ejection direction, speed and size of the conductive ink droplet 20 can be realized.

【0028】以上のように本実施例によれば、インク流
路29a,29bを、電極24a,24bの電流通過部
28を中心にして対向させることによって、圧力室27
内のインクの淀み点を沸騰に寄与しない部分に限定させ
ると共に、それが占める体積を大幅に減少させることで
異常沸騰を防いでいる。また電流通過部28のインクを
拡散させ、電流通過部28の局所的な温度上昇と電気分
解気泡の残留を防ぎ、高速駆動時の沸騰を安定化させ、
導電性インク滴20の吐出方向、吐出速度および大きさ
を安定させることができる。
As described above, according to this embodiment, the ink channels 29a and 29b are opposed to each other with the current passing portions 28 of the electrodes 24a and 24b facing each other, so that the pressure chamber 27 is formed.
Abnormal boiling is prevented by limiting the stagnation point of the ink inside to the part that does not contribute to boiling and by greatly reducing the volume occupied by it. In addition, the ink in the current passing portion 28 is diffused, the local temperature rise in the current passing portion 28 and the residual of the electrolysis bubbles are prevented, and the boiling during high speed driving is stabilized,
The ejection direction, ejection speed, and size of the conductive ink droplet 20 can be stabilized.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明は、インク流路を電
極の電流通過部を中心にして対向させて形成したことに
より、インクの淀みを大幅に減少させ、また電流通過部
のインクを拡散させ、局所的な温度上昇と電気分解気泡
の残留を防ぎ、高速駆動時の沸騰を安定化させ、導電性
インク滴の吐出方向、吐出速度および大きさの安定した
インクジェットヘッドを実現できる。
As described above, according to the present invention, since the ink flow paths are formed so as to face each other with the current passage portion of the electrode as the center, the stagnation of the ink is greatly reduced, and the ink of the current passage portion is removed. It is possible to realize an ink jet head having a stable ejection direction, ejection speed, and size of conductive ink droplets by diffusing, preventing local temperature rise and electrolysis bubbles from remaining, stabilizing the boiling during high-speed driving.

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

【図1】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの縦断面図
FIG. 1 is a vertical sectional view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの図1のA−A断面図
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 of the inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの分解斜視図
FIG. 3 is an exploded perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドのインクカートリッジへの組み込み図
FIG. 4 is a diagram showing how an inkjet head is assembled into an ink cartridge according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドを組み込むインクカートリッジの一部切欠斜視図
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of an ink cartridge incorporating an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドを組み込んだインクカートリッジを取り付けたインク
ジェットプリンタの分解斜視図
FIG. 6 is an exploded perspective view of an inkjet printer to which an ink cartridge incorporating an inkjet head according to an embodiment of the present invention is attached.

【図7】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの図1のA−A断面図
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 of the inkjet head according to the embodiment of the present invention.

【図8】従来のインクジェットヘッドのノズルの縦断面
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a nozzle of a conventional inkjet head.

【図9】従来のインクジェットヘッドのノズルの図8の
A−A断面図
9 is a cross-sectional view of the nozzle of the conventional inkjet head taken along the line AA in FIG.

【図10】従来のインクジェットヘッドのノズルの図8
のA−A断面図
FIG. 10 is a diagram of a nozzle of a conventional inkjet head.
A-A sectional view

【図11】他の従来のインクジェットヘッドのノズルの
断面図
FIG. 11 is a cross-sectional view of a nozzle of another conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

23 ノズル 24a,24b 電極 27 圧力室 28 電流通過部 29a,29b インク流路 23 Nozzle 24a, 24b Electrode 27 Pressure chamber 28 Current passing part 29a, 29b Ink flow path

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松崎 哲也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuya Matsuzaki 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】導電性インクが満たされる圧力室と、この
圧力室にインクを供給する複数のインク流路と、この圧
力室に設けられたノズルと、この圧力室に設けられた互
いに対向する電極とを備え、この電極に電圧を印加して
この電極間のインクを蒸発させて気泡を発生させること
によりインクを前記ノズルより吐出させるインクジェッ
トヘッドであって、前記複数のインク流路を前記電極に
よる電流通過部を中心として対向させて形成したことを
特徴とするインクジェットヘッド。
1. A pressure chamber filled with conductive ink, a plurality of ink channels for supplying ink to the pressure chamber, a nozzle provided in the pressure chamber, and a nozzle provided in the pressure chamber facing each other. An ink jet head comprising an electrode, wherein a voltage is applied to the electrode to evaporate the ink between the electrodes to generate bubbles to eject the ink from the nozzle, wherein the plurality of ink flow paths are connected to the electrode. An ink jet head characterized in that they are formed so as to face each other with a current passing portion according to 1.
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