JPH0911469A - インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法 - Google Patents
インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法Info
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- JPH0911469A JPH0911469A JP16591795A JP16591795A JPH0911469A JP H0911469 A JPH0911469 A JP H0911469A JP 16591795 A JP16591795 A JP 16591795A JP 16591795 A JP16591795 A JP 16591795A JP H0911469 A JPH0911469 A JP H0911469A
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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
- B41J2002/14419—Manifold
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インクジェットヘッドに対する回復処理の軽
減、インク吐出量を変化させることが可能なインクジェ
ットヘッドを提供する。 【構成】 インクジェットヘッドの共通液室内に、回転
子を設け、これを回転させることによって上述の目的を
達成する。
減、インク吐出量を変化させることが可能なインクジェ
ットヘッドを提供する。 【構成】 インクジェットヘッドの共通液室内に、回転
子を設け、これを回転させることによって上述の目的を
達成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、吐出口からインクを吐
出することで記録を行うインクジェット記録ヘッド、イ
ンクジェット記録装置、インクジェット記録方法に関す
るものであり、特に共通液室内に熱による気泡発生時の
圧力によって回転する回転子を有するインクジェット記
録ヘッド、インクジェット記録装置、インクジェット記
録方法に関する。
出することで記録を行うインクジェット記録ヘッド、イ
ンクジェット記録装置、インクジェット記録方法に関す
るものであり、特に共通液室内に熱による気泡発生時の
圧力によって回転する回転子を有するインクジェット記
録ヘッド、インクジェット記録装置、インクジェット記
録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録法（液体噴射記録
法）は、記録時における騒音の発生が無視し得る程度に
極めて小さいという点、高速記録が可能でありしかも所
謂普通紙に定着という特別な処理を必要とせずに記録を
行なえる点において最近関心を集めている。
法）は、記録時における騒音の発生が無視し得る程度に
極めて小さいという点、高速記録が可能でありしかも所
謂普通紙に定着という特別な処理を必要とせずに記録を
行なえる点において最近関心を集めている。
【０００３】その中で、例えば特開昭５４−５１８３７
号公報、ドイツ公開（ＤＯＬＳ）第２８４３０６４号公
報に記載されている液体噴射記録法は、熱エネルギーを
液体に作用させて、液滴吐出の為の原動力を得るという
点において、他の液体噴射記録法とは、異なる特徴を有
している。
号公報、ドイツ公開（ＤＯＬＳ）第２８４３０６４号公
報に記載されている液体噴射記録法は、熱エネルギーを
液体に作用させて、液滴吐出の為の原動力を得るという
点において、他の液体噴射記録法とは、異なる特徴を有
している。
【０００４】即ち、上記の公報に開示されている記録法
は、熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻な体積の増
大を伴う状態変化を起こし、該状態変化に基づく作用力
によって、記録ヘッド部先端のオリフィスより液体が吐
出されて、飛翔的液滴が形成され、該液滴が被記録部材
に付着し記録が行なわれるという特徴がある。
は、熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻な体積の増
大を伴う状態変化を起こし、該状態変化に基づく作用力
によって、記録ヘッド部先端のオリフィスより液体が吐
出されて、飛翔的液滴が形成され、該液滴が被記録部材
に付着し記録が行なわれるという特徴がある。
【０００５】殊に、ＤＯＬＳ ２８４３０６４号公報に
開示されている液体噴射記録法は、所謂ｄｒｏｐ−ｏｎ
ｄｅｍａｎｄ 記録法に極めて有効に適用されるばか
りではなく、記録ヘッド部をｆｕｌｌ ｌｉｎｅタイプ
で高密度マルチオリフィス化された記録ヘッドが容易に
具現化出来るので、高解像度、高品質の画像を高速で得
られるという特徴を有している。
開示されている液体噴射記録法は、所謂ｄｒｏｐ−ｏｎ
ｄｅｍａｎｄ 記録法に極めて有効に適用されるばか
りではなく、記録ヘッド部をｆｕｌｌ ｌｉｎｅタイプ
で高密度マルチオリフィス化された記録ヘッドが容易に
具現化出来るので、高解像度、高品質の画像を高速で得
られるという特徴を有している。
【０００６】上記の記録法に適用される装置の記録ヘッ
ド部は、液体を吐出するために設けられたオリフィス
と、該オリフィスに連通し、液滴を吐出するための熱エ
ネルギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の
一部とする液流路とを有する液吐出部と、熱エネルギー
を発生する手段としての電気熱変換体とを具備してい
る。
ド部は、液体を吐出するために設けられたオリフィス
と、該オリフィスに連通し、液滴を吐出するための熱エ
ネルギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の
一部とする液流路とを有する液吐出部と、熱エネルギー
を発生する手段としての電気熱変換体とを具備してい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】インクを吐出する
インクジェット技術においては、定期的もしくは、印字
開始前等に、吐出口からインクを排出する等の回復操作
が行われている。これは、ヘッドを駆動しない状態で放
置しておくと、ヘッド内のインク流路や液室中に気泡が
発生し、印字中のインク供給を防げてしまうことがある
が、この気泡を除去するためである。このような場合、
印字以外にインクを消費してしまうため、ランニングコ
ストを高くしてしまう事になる。さらに、この回復に使
われたインクの処理のために、プリンター本体に廃イン
ク処理を必要とし、プリンター本体のコストアップにな
ってしまうという解決すべき課題があった。
インクジェット技術においては、定期的もしくは、印字
開始前等に、吐出口からインクを排出する等の回復操作
が行われている。これは、ヘッドを駆動しない状態で放
置しておくと、ヘッド内のインク流路や液室中に気泡が
発生し、印字中のインク供給を防げてしまうことがある
が、この気泡を除去するためである。このような場合、
印字以外にインクを消費してしまうため、ランニングコ
ストを高くしてしまう事になる。さらに、この回復に使
われたインクの処理のために、プリンター本体に廃イン
ク処理を必要とし、プリンター本体のコストアップにな
ってしまうという解決すべき課題があった。
【０００８】又、最近のインクジェットヘッドは、高速
印字のために、多ノズル化の傾向があるが、多ノズル化
すると、これに伴いヘッドの共通液室が大きくなり、液
室内のインクの量が増す。
印字のために、多ノズル化の傾向があるが、多ノズル化
すると、これに伴いヘッドの共通液室が大きくなり、液
室内のインクの量が増す。
【０００９】このようにインクの量が増すと、インク自
体の熱伝導と熱容量や、印字中の使用ノズルの吐出量の
片寄りのために、液室内の温度の片寄りや、インクの粘
度のばらつきが発生する。それが各ノズルから１回に吐
出されるインク量に影響を与えるため、濃度ムラなどの
印字品位劣下を生じる虞れがあるという解決すべき課題
があった。
体の熱伝導と熱容量や、印字中の使用ノズルの吐出量の
片寄りのために、液室内の温度の片寄りや、インクの粘
度のばらつきが発生する。それが各ノズルから１回に吐
出されるインク量に影響を与えるため、濃度ムラなどの
印字品位劣下を生じる虞れがあるという解決すべき課題
があった。
【００１０】又、従来のインクジェット記録ヘッドは、
発熱体への１回あたりの印加エネルギーを調整しても吐
出量を十分に調整する事が困難であり、階調性を持たせ
ることが困難であった。それは、インクジェット記録ヘ
ッドが、インクの沸騰を使っており、沸騰気泡の大きさ
が、発熱体の面積と発熱体周辺のノズルの断面積に大き
く起因するため、印加エネルギーを変化させても泡の大
きさを変化させるには限界があるためである。
発熱体への１回あたりの印加エネルギーを調整しても吐
出量を十分に調整する事が困難であり、階調性を持たせ
ることが困難であった。それは、インクジェット記録ヘ
ッドが、インクの沸騰を使っており、沸騰気泡の大きさ
が、発熱体の面積と発熱体周辺のノズルの断面積に大き
く起因するため、印加エネルギーを変化させても泡の大
きさを変化させるには限界があるためである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出
する吐出口と、該吐出口に連通するインク流路と、該イ
ンク流路に対応して設けられ前記吐出口から液体を吐出
するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素
子と、前記インク流路にインクを供給するための共通液
室と、該液室内の液体に対して熱エネルギーを与えるた
めの発熱体と、該液室内に配され該発熱体の発熱に伴う
気泡の発生によって回転する回転子とを有し、前記発熱
体を駆動し回転子を回転させることで、インクを液室内
に導くことを特徴とするヘッドであり、もしくは、イン
クを吐出する吐出口と、該吐出口に連通するインク流路
と、該インク流路に対応して設けられ前記吐出口から液
体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギ
ー発生素子と、前記インク流路にインクを供給するため
の共通液室と、該液室内の液体に対して熱エネルギーを
与えるための発熱体と、該液室内に配され該発熱体の発
熱に伴う気泡の発生によって回転する回転子とを有し、
回転子を回転によって前記吐出口から吐出されるインク
の吐出量を変化させることを特徴とするヘッドである。
め本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出
する吐出口と、該吐出口に連通するインク流路と、該イ
ンク流路に対応して設けられ前記吐出口から液体を吐出
するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素
子と、前記インク流路にインクを供給するための共通液
室と、該液室内の液体に対して熱エネルギーを与えるた
めの発熱体と、該液室内に配され該発熱体の発熱に伴う
気泡の発生によって回転する回転子とを有し、前記発熱
体を駆動し回転子を回転させることで、インクを液室内
に導くことを特徴とするヘッドであり、もしくは、イン
クを吐出する吐出口と、該吐出口に連通するインク流路
と、該インク流路に対応して設けられ前記吐出口から液
体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギ
ー発生素子と、前記インク流路にインクを供給するため
の共通液室と、該液室内の液体に対して熱エネルギーを
与えるための発熱体と、該液室内に配され該発熱体の発
熱に伴う気泡の発生によって回転する回転子とを有し、
回転子を回転によって前記吐出口から吐出されるインク
の吐出量を変化させることを特徴とするヘッドである。
【００１２】又、本発明のインクジェット記録装置は、
上述のいずれかのヘッドと、前記発熱体を駆動するため
の駆動信号供給手段とを有するインクジェット記録装置
である。
上述のいずれかのヘッドと、前記発熱体を駆動するため
の駆動信号供給手段とを有するインクジェット記録装置
である。
【００１３】又、本発明のインクジェット記録方法は、
上述のインクジェット記録ヘッドを用い、前記発熱体を
駆動することでインクに気泡を発生させ、前記回転子を
回転させることで、インクを共通液室内に強制的に導く
ことを特徴とするインクジェット記録方法もしくは上述
のインクジェットヘッドを用い、前記発熱体を駆動する
ことでインクに気泡を発生させ、前記回転子を回転させ
ることで、前記吐出口から吐出されるインクの吐出量を
変化させることを特徴とするインクジェット記録方法で
ある。
上述のインクジェット記録ヘッドを用い、前記発熱体を
駆動することでインクに気泡を発生させ、前記回転子を
回転させることで、インクを共通液室内に強制的に導く
ことを特徴とするインクジェット記録方法もしくは上述
のインクジェットヘッドを用い、前記発熱体を駆動する
ことでインクに気泡を発生させ、前記回転子を回転させ
ることで、前記吐出口から吐出されるインクの吐出量を
変化させることを特徴とするインクジェット記録方法で
ある。
【００１４】このような構成により前述の課題を解決す
るものである。
るものである。
【００１５】
【実施例】以下、図を用いて、実施例を詳述する。
【００１６】図１は、本発明に係るポンプを説明する断
面斜視図、図２は、ポンプの動作順序を説明する説明図
である。
面斜視図、図２は、ポンプの動作順序を説明する説明図
である。
【００１７】図１において、１０３はポンプのエネルギ
ー発生源である発熱部、１０１は発生したエネルギーを
液流に変換する回転子、１０２は回転子１０１の受け
と、液体の供給、排出口を有する覆いである。基体１０
９には、回転子１０１の羽根部１０４に相対する位置に
発熱部１０３が複数個配設されている。
ー発生源である発熱部、１０１は発生したエネルギーを
液流に変換する回転子、１０２は回転子１０１の受け
と、液体の供給、排出口を有する覆いである。基体１０
９には、回転子１０１の羽根部１０４に相対する位置に
発熱部１０３が複数個配設されている。
【００１８】まず、発熱部１０３を備える基体１０９の
構成を図３及び図４を用いて説明する。
構成を図３及び図４を用いて説明する。
【００１９】まず、シリコン基板１０９上に蓄熱層３０
１を熱酸化法により、ＳｉＯ2 を１．２μｍ形成させ、
さらに層間絶縁膜をかねる３０２を、ＰＥ−ＣＶＤ法に
より、ＳｉＯ2 を１．２μｍ堆積させる。その後、発熱
抵抗体３０３を反応スパッタリング法で窒化タンタル膜
を１０００Å堆積させ、さらに３０４配線層Ａｌ（アル
ミ）を５５００Åスパッタ法により堆積させ、保護膜３
０５（窒化シリコン）Ｓｉ3 Ｎ4 をＰＥ−ＣＶＤ法で１
μｍ堆積させ、さらに、耐キャビテーション層３０６と
してＴａ（タンタル）を２３００Å堆積させる。発熱部
１０３は図のように抵抗体上のＡｌ配線を抜いた所であ
る。
１を熱酸化法により、ＳｉＯ2 を１．２μｍ形成させ、
さらに層間絶縁膜をかねる３０２を、ＰＥ−ＣＶＤ法に
より、ＳｉＯ2 を１．２μｍ堆積させる。その後、発熱
抵抗体３０３を反応スパッタリング法で窒化タンタル膜
を１０００Å堆積させ、さらに３０４配線層Ａｌ（アル
ミ）を５５００Åスパッタ法により堆積させ、保護膜３
０５（窒化シリコン）Ｓｉ3 Ｎ4 をＰＥ−ＣＶＤ法で１
μｍ堆積させ、さらに、耐キャビテーション層３０６と
してＴａ（タンタル）を２３００Å堆積させる。発熱部
１０３は図のように抵抗体上のＡｌ配線を抜いた所であ
る。
【００２０】回転子１０１との位置関係は、図４の１０
８の軸中心部と回転子の中心が軸受されており、回転子
翼１０４の圧力を受ける部分の下に発熱体１０３を設け
る。
８の軸中心部と回転子の中心が軸受されており、回転子
翼１０４の圧力を受ける部分の下に発熱体１０３を設け
る。
【００２１】発熱体１０３は、幅６０μｍ、長さ３００
μｍのヒーターで、抵抗体３０３のシート抵抗２１Ω／
口、抵抗値１０５Ωとすると、図５の発熱体駆動回路図
において、５０１印加電圧ＶＨ３０Ｖ５０２、発熱体オ
ン時間２０μｓｅｃで５０３トランジスタを駆動させる
と、回転に充分な膜沸騰が発熱部１０３に発生する。
μｍのヒーターで、抵抗体３０３のシート抵抗２１Ω／
口、抵抗値１０５Ωとすると、図５の発熱体駆動回路図
において、５０１印加電圧ＶＨ３０Ｖ５０２、発熱体オ
ン時間２０μｓｅｃで５０３トランジスタを駆動させる
と、回転に充分な膜沸騰が発熱部１０３に発生する。
【００２２】この発熱体の膜構成は、インクジェット記
録ヘッド用基体と同じである事から、ヘッド基体内に作
り込む事ができた。
録ヘッド用基体と同じである事から、ヘッド基体内に作
り込む事ができた。
【００２３】次に、前記発熱体１０３から発生したエネ
ルギーを受ける回転子１０１は、中心軸の周辺に複数の
羽根１０４を有した構造となっている。
ルギーを受ける回転子１０１は、中心軸の周辺に複数の
羽根１０４を有した構造となっている。
【００２４】図１では、羽根の枚数を３枚としたが、回
転子の大きさ、流す液体の量や粘度に応じて適宜選すれ
ば良い。前記回転子１０１の材質は発熱体１０４から発
生したエネルギーすなわち液体の発泡の圧力で浮上回転
し易くするため、比重の小さいプラスチック、例えば、
ポリプロピレンやポリエチレン等の汎用性のプラスチッ
クや、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォンなどの
エンプラでもよい。以上のプラスチックを用いれば、回
転子１０１の作製は射出成形で容易に生産することが可
能である。
転子の大きさ、流す液体の量や粘度に応じて適宜選すれ
ば良い。前記回転子１０１の材質は発熱体１０４から発
生したエネルギーすなわち液体の発泡の圧力で浮上回転
し易くするため、比重の小さいプラスチック、例えば、
ポリプロピレンやポリエチレン等の汎用性のプラスチッ
クや、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォンなどの
エンプラでもよい。以上のプラスチックを用いれば、回
転子１０１の作製は射出成形で容易に生産することが可
能である。
【００２５】本実施例の場合、回転子１０１の大きさ
は、最外径φ２ｍｍ、厚さ０．７ｍｍとしたが、液の流
量によって大きさは任意に選定する。回転子１０１は、
覆い１０２のローターハウジング１０７内に落とし込ん
だ後、基体１０９と位置決め接合する。覆い１０２と基
体１０９との接合には、インクの漏洩を防ぐため、気密
性が要求され、インクの組成分に犯されない材質である
ことが必要である。本例においては、シリコーン系封止
剤ＴＳＥ３９９（東芝シリコーン製）を用いたが、エポ
キシ系接着剤ＨＰ２Ｒ・ＨＰ２Ｈ（キヤノンケミカル
製）や、ウレタン系接着剤などでも上記要求項目を満た
すことが可能であった。覆い１０２は、回転子１０１と
同様のプラスチックによる射出成形やガラスのエッチン
グ加工などで作る。
は、最外径φ２ｍｍ、厚さ０．７ｍｍとしたが、液の流
量によって大きさは任意に選定する。回転子１０１は、
覆い１０２のローターハウジング１０７内に落とし込ん
だ後、基体１０９と位置決め接合する。覆い１０２と基
体１０９との接合には、インクの漏洩を防ぐため、気密
性が要求され、インクの組成分に犯されない材質である
ことが必要である。本例においては、シリコーン系封止
剤ＴＳＥ３９９（東芝シリコーン製）を用いたが、エポ
キシ系接着剤ＨＰ２Ｒ・ＨＰ２Ｈ（キヤノンケミカル
製）や、ウレタン系接着剤などでも上記要求項目を満た
すことが可能であった。覆い１０２は、回転子１０１と
同様のプラスチックによる射出成形やガラスのエッチン
グ加工などで作る。
【００２６】覆い１０２には、前述したローターハウジ
ング１０７の他、回転子１０１の中心軸１０８上方に配
設された孔１０５と、基体１０９と接合されて流路を形
成する溝１０６とが備えられ、回転子の回転方向によっ
て、各開口部が液体の供給口あるいは排出口となる。
ング１０７の他、回転子１０１の中心軸１０８上方に配
設された孔１０５と、基体１０９と接合されて流路を形
成する溝１０６とが備えられ、回転子の回転方向によっ
て、各開口部が液体の供給口あるいは排出口となる。
【００２７】本実施例の回転子駆動条件においては、回
転子１０１は反時計方向に回転し、液体は基体１０９と
覆いの溝１０６とから形成された流路から液体が供給さ
れ、回転子１０１の回転軸上方向の開口部１０５から液
体が排出される。１１０，１１１は、発熱部１０３に電
気を通すための端子であり配線基板（不図示）とワイヤ
ーボンディングやＴＡＢボンディングによって接続され
る。
転子１０１は反時計方向に回転し、液体は基体１０９と
覆いの溝１０６とから形成された流路から液体が供給さ
れ、回転子１０１の回転軸上方向の開口部１０５から液
体が排出される。１１０，１１１は、発熱部１０３に電
気を通すための端子であり配線基板（不図示）とワイヤ
ーボンディングやＴＡＢボンディングによって接続され
る。
【００２８】次に図２を用いて本実施例のポンプの動作
原理を説明する。
原理を説明する。
【００２９】発熱部１０３に電圧を印加すると、液体が
発泡１１６を始め、羽根１０４が発泡の圧力から回転方
向の力を受けて回転子１０１が動き始める。最大発泡ま
で翼１０４は力を受け続け回転を続ける。泡が消泡に転
じた時点で羽根１０４が流路に出ると液体は消泡吸引力
で発熱部１０３に流れこむため、さらに羽根１０４に回
転方向に回る力が働き、次の羽根も消泡の吸引力で回転
方向へ力を受ける。完全に泡が消えた時、次の羽根は最
初の羽根のスタート位置にあり、これを繰り返す事で回
転翼は回転を続け吸引できる。
発泡１１６を始め、羽根１０４が発泡の圧力から回転方
向の力を受けて回転子１０１が動き始める。最大発泡ま
で翼１０４は力を受け続け回転を続ける。泡が消泡に転
じた時点で羽根１０４が流路に出ると液体は消泡吸引力
で発熱部１０３に流れこむため、さらに羽根１０４に回
転方向に回る力が働き、次の羽根も消泡の吸引力で回転
方向へ力を受ける。完全に泡が消えた時、次の羽根は最
初の羽根のスタート位置にあり、これを繰り返す事で回
転翼は回転を続け吸引できる。
【００３０】以上の原理でポンプが作動すると、本例の
構成の場合、水系のインクで粘度が４〜５ｃｐ程度であ
れば、約０．１ｃｃ／ｍｉｎ〜５ｃｃ／ｍｉｎのインク
を流すことが可能である。また、回転の立上り、立下り
が速いので一定のインターバルをおいてポンプを作動さ
せても流量にムラがなく安定して供給することが可能で
ある。
構成の場合、水系のインクで粘度が４〜５ｃｐ程度であ
れば、約０．１ｃｃ／ｍｉｎ〜５ｃｃ／ｍｉｎのインク
を流すことが可能である。また、回転の立上り、立下り
が速いので一定のインターバルをおいてポンプを作動さ
せても流量にムラがなく安定して供給することが可能で
ある。
【００３１】図７は本発明に係るインクジェット記録カ
ートリッジ２０００を示す。該インクジェット記録ヘッ
ドは、インクタンク部と２００１ヘッド部１０００から
概略構成されている。図８は上記インクジェット記録カ
ートリッジ２０００の全体構成を示す説明図、図９はヘ
ッド部１０００のインク吐出部周辺を説明する説明図で
ある。図１０は、マイクロポンプ用回転子１０１の形状
を示す説明図である。図９に示す様にヘッド部１０００
ベース板１００７と、該ベース板上に位置決めされ、イ
ンク吐出エネルギー発生のための発熱部１０３が形成さ
れた基体１０９と、該基体上に位置決めされ、複数のイ
ンク流路を夫々区分するための隔壁１００４や各インク
流路へインクを分配するための共通液室１００５及びこ
の共通液室にインクを供給するための円筒状のインク受
け口１００８を備えた天板１００３と該天板の前面に一
体化され、各インク流路に夫々対応した吐出口１００１
を複数有する吐出口形成部材１００９とから構成されて
いる。
ートリッジ２０００を示す。該インクジェット記録ヘッ
ドは、インクタンク部と２００１ヘッド部１０００から
概略構成されている。図８は上記インクジェット記録カ
ートリッジ２０００の全体構成を示す説明図、図９はヘ
ッド部１０００のインク吐出部周辺を説明する説明図で
ある。図１０は、マイクロポンプ用回転子１０１の形状
を示す説明図である。図９に示す様にヘッド部１０００
ベース板１００７と、該ベース板上に位置決めされ、イ
ンク吐出エネルギー発生のための発熱部１０３が形成さ
れた基体１０９と、該基体上に位置決めされ、複数のイ
ンク流路を夫々区分するための隔壁１００４や各インク
流路へインクを分配するための共通液室１００５及びこ
の共通液室にインクを供給するための円筒状のインク受
け口１００８を備えた天板１００３と該天板の前面に一
体化され、各インク流路に夫々対応した吐出口１００１
を複数有する吐出口形成部材１００９とから構成されて
いる。
【００３２】尚、本実施例において、これらの吐出口は
長さ約４．５ｍｍに渡り等間隔に配設されており、基体
１０９上には、図９に示した様に吐出口１００１と等間
隔で発熱部１０３が形成されている。この間隔の配設に
より本ヘッドの記録密度は約３６０ｄｐｉ（ｄｏｔｔｓ
ｐｅｒ ｉｎｃｈ）という高精度になっている。
長さ約４．５ｍｍに渡り等間隔に配設されており、基体
１０９上には、図９に示した様に吐出口１００１と等間
隔で発熱部１０３が形成されている。この間隔の配設に
より本ヘッドの記録密度は約３６０ｄｐｉ（ｄｏｔｔｓ
ｐｅｒ ｉｎｃｈ）という高精度になっている。
【００３３】前記基体１０９の吐出口１００１とは反対
側の共通液室１００５内にインクをインクタンクより強
制的に吸引排出するマイクロポンプを駆動する発熱部１
０３が形成されている。該発熱部と、前記吐出エネルギ
ー発生のための発熱部とは実施例１に示した発熱部を有
する基体と同様の構成からなり、発熱部の面積を吐出エ
ネルギー発生に合わせ１０５μｍ×４０μｍの寸法に変
更するだけで、同じ工程で作製することが可能である。
側の共通液室１００５内にインクをインクタンクより強
制的に吸引排出するマイクロポンプを駆動する発熱部１
０３が形成されている。該発熱部と、前記吐出エネルギ
ー発生のための発熱部とは実施例１に示した発熱部を有
する基体と同様の構成からなり、発熱部の面積を吐出エ
ネルギー発生に合わせ１０５μｍ×４０μｍの寸法に変
更するだけで、同じ工程で作製することが可能である。
【００３４】本実施例の場合前記吐出口形成部材１００
９と天板１００３の一体化は、プラスチックモールド化
することによって達成され、インク流路の溝１００２を
具備していることから溝付天板１０１０と呼称する。
９と天板１００３の一体化は、プラスチックモールド化
することによって達成され、インク流路の溝１００２を
具備していることから溝付天板１０１０と呼称する。
【００３５】該溝付天板１０１０の共通液室部１００５
には、マイクロポンプの回転子１０１が入るローターハ
ウジング１０７も具備しており、該ローターハウジング
１０７の上方には回転子１０１の回転中心軸１０８方向
にインクを供給排出するための円筒状インク受け口１０
０８を備えている。該溝付天板１０１０の材質は成形性
が良く、発熱抵抗素子１０３の熱による温度変化の少な
い低膨張率の材質が用いられる（例えばポリサルフォ
ン、ポリエーテルサルフォン）。成形後前記溝付天板１
０１０の吐出口面に撥水性被膜（サイトップＣＴＸ 旭
ガラス製）不図示を塗布し、形成する。基材の材質に応
じて、密着向上剤（シランカップリング剤Ａ１１１０
日本ユニカ製）を塗布した後に前記撥水性被膜を形成す
るとより強固な密着強度が得られる。
には、マイクロポンプの回転子１０１が入るローターハ
ウジング１０７も具備しており、該ローターハウジング
１０７の上方には回転子１０１の回転中心軸１０８方向
にインクを供給排出するための円筒状インク受け口１０
０８を備えている。該溝付天板１０１０の材質は成形性
が良く、発熱抵抗素子１０３の熱による温度変化の少な
い低膨張率の材質が用いられる（例えばポリサルフォ
ン、ポリエーテルサルフォン）。成形後前記溝付天板１
０１０の吐出口面に撥水性被膜（サイトップＣＴＸ 旭
ガラス製）不図示を塗布し、形成する。基材の材質に応
じて、密着向上剤（シランカップリング剤Ａ１１１０
日本ユニカ製）を塗布した後に前記撥水性被膜を形成す
るとより強固な密着強度が得られる。
【００３６】該溝付天板１０１０の各溝部に相対したオ
リフィスプレート部にエキシマレーザーを用いて、吐出
口１００１の穿孔を行う。
リフィスプレート部にエキシマレーザーを用いて、吐出
口１００１の穿孔を行う。
【００３７】しかる後、該溝付天板のローターハウジン
グ１０７に、インク供給用回転子１０１ａとインク排出
用回転子１０１ｂを組み込む。該２つの回転子は実施例
１と同様射出成形で作製したが、大きさ、形状によって
は実施例２に示した射出成形レーザー等による２次加工
で作製したものであっても良い。
グ１０７に、インク供給用回転子１０１ａとインク排出
用回転子１０１ｂを組み込む。該２つの回転子は実施例
１と同様射出成形で作製したが、大きさ、形状によって
は実施例２に示した射出成形レーザー等による２次加工
で作製したものであっても良い。
【００３８】一方、ベース板（Ａｌ板など）１００７上
に基体１０９を位置決め接合すると共に、基体１０９と
記録装置本体との電気的接続をするための配線基板１０
１１を接合し、基体１０９と配線基板１０１１との間を
ワイヤーボンディングやＴＡＢなど（いずれも不図示）
によって接続する。しかる後前記回転子を組み込んだ溝
付天板１０１０の各インク流路と、基体１０９の各発熱
部１０３が相対するように位置決め接合され、さらに、
溝付天板１０１０の固定を強固にするために、溝付天板
押圧部材１０１２を溝付天板１０１０に押し当て、基体
１０９裏面と前記押圧部材１０１２の係合部１０１３と
を係合することによって固定する。次に前記溝付天板１
０１０へのインク供給排出を行うインク供給部材１０１
４を組み付ける。該インク供給部材１０１４の一端は、
溝付天板１０１０の２ケ所の円筒状インク受け口１００
８と接続し、他の一端はインクタンク部２００１とＯ−
リング１０１８を介して接続される。該インク供給部材
１０１４のインクタンク２００１との接続口には異物な
どの侵入を防ぐためのフィルター１０１６が固定され、
ベース板１００７との固定は、加締めやビス締め固定あ
るいは接着などによって行われる。該インク供給部材１
０１４は、インク供給路を成形で得るため、型のスライ
ドピンの抜け穴をふさぐ栓１０１９を組み込むことがあ
る。最後に前記インク供給部材１０１４の上部開口部１
０１５より各所の隙間をふさぎ気密性を確保すること
と、基体１０９と配線基板１０１１との接続部の保護を
目的として、封止剤（不図示）を充填する。封止剤とし
ては、流動性が良く、かつ乾燥硬化の時間の管理をしや
すいものであれば良い。本発明の記録ヘッドの場合、シ
リコーンシーラントＴＳＥ−３９９（東芝シリコーン
製）を用いたが他にウレタン系、エポキシ系などを用い
ても良い。
に基体１０９を位置決め接合すると共に、基体１０９と
記録装置本体との電気的接続をするための配線基板１０
１１を接合し、基体１０９と配線基板１０１１との間を
ワイヤーボンディングやＴＡＢなど（いずれも不図示）
によって接続する。しかる後前記回転子を組み込んだ溝
付天板１０１０の各インク流路と、基体１０９の各発熱
部１０３が相対するように位置決め接合され、さらに、
溝付天板１０１０の固定を強固にするために、溝付天板
押圧部材１０１２を溝付天板１０１０に押し当て、基体
１０９裏面と前記押圧部材１０１２の係合部１０１３と
を係合することによって固定する。次に前記溝付天板１
０１０へのインク供給排出を行うインク供給部材１０１
４を組み付ける。該インク供給部材１０１４の一端は、
溝付天板１０１０の２ケ所の円筒状インク受け口１００
８と接続し、他の一端はインクタンク部２００１とＯ−
リング１０１８を介して接続される。該インク供給部材
１０１４のインクタンク２００１との接続口には異物な
どの侵入を防ぐためのフィルター１０１６が固定され、
ベース板１００７との固定は、加締めやビス締め固定あ
るいは接着などによって行われる。該インク供給部材１
０１４は、インク供給路を成形で得るため、型のスライ
ドピンの抜け穴をふさぐ栓１０１９を組み込むことがあ
る。最後に前記インク供給部材１０１４の上部開口部１
０１５より各所の隙間をふさぎ気密性を確保すること
と、基体１０９と配線基板１０１１との接続部の保護を
目的として、封止剤（不図示）を充填する。封止剤とし
ては、流動性が良く、かつ乾燥硬化の時間の管理をしや
すいものであれば良い。本発明の記録ヘッドの場合、シ
リコーンシーラントＴＳＥ−３９９（東芝シリコーン
製）を用いたが他にウレタン系、エポキシ系などを用い
ても良い。
【００３９】以上の工程を経て、インクジェット記録ヘ
ッド１０００は完成される。
ッド１０００は完成される。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したインクジェットプリントヘ
ッドは、プリンター本体からの電気信号を受け発熱部を
加熱し、インクを発泡させる事によって回転する回転子
共通液室内に配置している。
ッドは、プリンター本体からの電気信号を受け発熱部を
加熱し、インクを発泡させる事によって回転する回転子
共通液室内に配置している。
【００４１】この結果、以下の効果が得られる。
【００４２】（１）共通液室やノズルに溜まる気泡を排
出できるので、各インク流路内に安定的にインクが供給
でき、印字品位が向上する。また、放置泡もサイズによ
っては、排出可能なので、インクの回復操作は日常コン
スタントに使っている場合は、不必要となり、半年から
１年放置し、使用していなかった場合のみ、行えばよく
なった。結果、インクの回復操作による無駄な消費がな
くなり、インクジェットヘッドのランニングコストを下
げる事ができた。また、プリンター本体の廃インク溜が
小さくできるため、プリンター本体の小型化、低コスト
化ができた。
出できるので、各インク流路内に安定的にインクが供給
でき、印字品位が向上する。また、放置泡もサイズによ
っては、排出可能なので、インクの回復操作は日常コン
スタントに使っている場合は、不必要となり、半年から
１年放置し、使用していなかった場合のみ、行えばよく
なった。結果、インクの回復操作による無駄な消費がな
くなり、インクジェットヘッドのランニングコストを下
げる事ができた。また、プリンター本体の廃インク溜が
小さくできるため、プリンター本体の小型化、低コスト
化ができた。
【００４３】（２）印字開始前に回転子を回す事で、イ
ンクを攪拌すると液室内のインクの温度と粘度を均一に
出来、結果、インクの液室内ムラによる濃度ムラを防止
し、印字品位を向上させる事ができた。
ンクを攪拌すると液室内のインクの温度と粘度を均一に
出来、結果、インクの液室内ムラによる濃度ムラを防止
し、印字品位を向上させる事ができた。
【００４４】（３）吐出口のインクのメニスカス状態が
定常な時に、発熱部のインクを沸騰させた時の吐出量を
１とすると、回転子を回転させメニスカスがオリフィス
より出た所で、インクを吐出すると約１．５回転子を回
転させ、メニスカスが後退した所で、インクを吐出させ
ると約０．５のように吐出量を調整できた。
定常な時に、発熱部のインクを沸騰させた時の吐出量を
１とすると、回転子を回転させメニスカスがオリフィス
より出た所で、インクを吐出すると約１．５回転子を回
転させ、メニスカスが後退した所で、インクを吐出させ
ると約０．５のように吐出量を調整できた。
【００４５】これにより、従来インクジェットプリント
ヘッドでは、不可能であった多値ノズルが可能となっ
た。
ヘッドでは、不可能であった多値ノズルが可能となっ
た。
【図１】本発明のマイクロポンプを説明する部分断面斜
視図。
視図。
【図２】本発明のマイクロポンプのメカニズムの説明
図。
図。
【図３】発熱部の構成を示す部分断面図。
【図４】発熱部の構成を示す平面図。
【図５】発熱体の駆動回路図。
【図６】本発明のインクジェット記録ヘッドの外観を示
す斜視図。
す斜視図。
【図７】インクジェット記録ヘッドの構成を示す斜視
図。
図。
【図８】インクジェット記録ヘッドの吐出口周辺部を説
明する部分断面図。
明する部分断面図。
【図９】マイクロポンプ用の回転子の説明図。
【図１０】従来のインクジェット記録の吐出口周辺の構
成を示す説明図。
成を示す説明図。
１０１ 回転子 １０２ 覆い １０３ 発熱部 １０４ 回転子羽根 １０５ 液体流路穴 １０６ 液体流路溝 １０７ ローターハウジング １０８ 回転子回転中心 １０９ 基体 １１０ 共通端子 １１１ 個別端子 １１２ 覆い １１３ スピンドル軸 １１４ 液体注入口 １１５ グリース １１６ 発泡 ３０１ 蓄熱層 ３０２ 層間絶縁膜 ３０３ 発熱抵抗体 ３０４ 配線層 ３０５ 保護膜 ３０６ 耐キャビテーション層 ５０１ 印加電圧ＶH ５０２ 発熱体ＯＮ時間 ５０３ トランジスタ １０００ ヘッド部 １００１ 吐出口 １００２ インク流路 １００３ 天板 １００４ 流路壁部材 １００５ 共通液室 １００６ インク供給系 １００７ ベース板 １００８ インク供給口 １００９ 吐出口形成部材 １０１０ 溝付天板 １０１１ 配線基板 １０１２ 溝付天板押圧部材 １０１３ 押圧部材係合部 １０１４ インク供給部材 １０１５ 開口部 １０１６ フィルター １０１７ 栓 １０１８ Ｏ−リング ２０００ インクジェット記録カートリッジ ２００１ インクタンク部 ２００２ インクタンク容器 ２００３ インク保持部材 ２００４ タンクフタ ２００５ キャップ ２００６ カバー
フロントページの続き (72)発明者 樫野 俊雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 小川 正彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 森 利浩 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 池田 雅実 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 インクを吐出する吐出口と、該吐出口に
連通するインク流路と、該インク流路に対応して設けら
れ前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発
生する吐出エネルギー発生素子と、前記インク流路にイ
ンクを供給するための共通液室と、該液室内の液体に対
して熱エネルギーを与えるための発熱体と、該液室内に
配され該発熱体の発熱に伴う気泡の発生によって回転す
る回転子とを有し、前記発熱体を駆動し回転子を回転さ
せることで、インクを液室内に導くことを特徴とするイ
ンクジェット記録ヘッド。 - 【請求項２】 インクを吐出する吐出口と、該吐出口に
連通するインク流路と、該インク流路に対応して設けら
れ前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発
生する吐出エネルギー発生素子と、前記インク流路にイ
ンクを供給するための共通液室と、該液室内の液体に対
して熱エネルギーを与えるための発熱体と、該液室内に
配され該発熱体の発熱に伴う気泡の発生によって回転す
る回転子とを有し、回転子を回転によって前記吐出口か
ら吐出されるインクの吐出量を変化させることを特徴と
するインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】 前記吐出エネルギー発生素子は、熱を発
生することでインクに気泡を生じさせる電気熱変換体で
ある請求項１若しくは２のいずれかに記載のインクジェ
ット記録ヘッド。 - 【請求項４】 請求項１若しくは２のいずれかに記載の
インクジェット記録ヘッドと、前記発熱体を駆動するた
めの駆動信号供給手段とを有するインクジェット記録装
置。 - 【請求項５】 前記吐出エネルギー発生素子は、熱を発
生することでインクに気泡を生じさせる電気熱変換体で
ある請求項４に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項６】 請求項１のインクジェット記録ヘッドを
用い、前記発熱体を駆動することでインクに気泡を発生
させ、前記回転子を回転させることで、インクを共通液
室内に強制的に導くことを特徴とするインクジェット記
録方法。 - 【請求項７】 請求項１のインクジェット記録ヘッドを
用い、前記発熱体を駆動することでインクに気泡を発生
させ、前記回転子を回転させることで、前記吐出口から
吐出されるインクの吐出量を変化させることを特徴とす
るインクジェット記録方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16591795A JPH0911469A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16591795A JPH0911469A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0911469A true JPH0911469A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=15821475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16591795A Withdrawn JPH0911469A (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0911469A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1310366A1 (en) * | 2001-10-11 | 2003-05-14 | Hewlett-Packard Company | Thermal inkjet printer having enhanced heat removal capability and method of assembling the printer |
| US6971171B2 (en) * | 2001-08-10 | 2005-12-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing an ink jet recording head |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP16591795A patent/JPH0911469A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6971171B2 (en) * | 2001-08-10 | 2005-12-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing an ink jet recording head |
| EP1310366A1 (en) * | 2001-10-11 | 2003-05-14 | Hewlett-Packard Company | Thermal inkjet printer having enhanced heat removal capability and method of assembling the printer |
| US6607259B2 (en) * | 2001-10-11 | 2003-08-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Thermal inkjet printer having enhanced heat removal capability and method of assembling the printer |
| KR100796081B1 (ko) * | 2001-10-11 | 2008-01-21 | 휴렛-팩커드 컴퍼니(델라웨어주법인) | 열 잉크젯 프린터 및 열 잉크젯 프린터의 조립 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020903 |