JPH0948121A - Printing head - Google Patents

Printing head

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Publication number
JPH0948121A
JPH0948121A JP20068995A JP20068995A JPH0948121A JP H0948121 A JPH0948121 A JP H0948121A JP 20068995 A JP20068995 A JP 20068995A JP 20068995 A JP20068995 A JP 20068995A JP H0948121 A JPH0948121 A JP H0948121A
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JP
Japan
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ink
heating element
printer head
heating
container
Prior art date
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Pending
Application number
JP20068995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasutomo Fujiyama
靖朋 藤山
Fumio Murooka
文夫 室岡
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH0948121A publication Critical patent/JPH0948121A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a printing head for ink jet recording enabling highly detailed printing at a high speed, low in power consumption and capable of being produced in low cost. SOLUTION: A plurality of heating elements 5a are arranged on one surface of an insulating substrate 3. A pressure container 14 having the heating element 5a provided to the inner wall surface thereof and holding a definite amt. of ink and having an ink emitting nozzle 7 provided thereto as a through-hole at the position opposed to the heating element 5a is formed to each of the heating elements 5a. An ink container 2 filled with ink is arranged to the other surface of the insulating substrate 3 and the ink supply port 4a piercing the insulating substrate 3 to supply ink from the ink container 2 to the pressure container 14 is provided to the center part of the heating region by the heating element 5a. Typically, the heating element 5a is composed of a ring-shaped electric resistance heating element and the ink supply port 4a is opened to the center part of the ring.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、紙等の被記録媒体
にインクによって記録を行なう記録装置(プリンタ)に
関し、特に、発熱体によってインクを加熱してインク中
に気泡を発生させ、気泡の膨張によりノズルから被記録
媒体にインクを吐出、飛翔させて記録を行なうインクジ
ェットプリンタのヘッド、すなわちインク吐出部の構造
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording apparatus (printer) for recording on a recording medium such as paper with ink, and particularly to heating the ink by a heating element to generate bubbles in the ink, The present invention relates to the structure of an inkjet printer head, that is, an ink ejection unit, which ejects ink from a nozzle onto a recording medium due to expansion and causes the recording medium to perform recording.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータやファクシミリ装
置、ワードプロセッサ等に使用されるハード出力端末装
置や、ハードコピー装置として、プリンタが普及してき
ている。プリンタとして各種の記録原理のものが実用化
されているが、中でもインクジェットプリンタは、高速
で高精細の印字を低駆動音、低消費電力で実現できるも
のとして注目されている。インクジェットプリンタは、
一般に、インクを吐出するためのエネルギーを発生する
エネルギー発生素子を内蔵するノズルから、記録信号に
応じてインクを間欠的に飛翔させ、被記録媒体にドット
(dot)状にインクを転写し、印字記録を構成するもので
ある。エネルギー発生素子としては、インクを加熱・発
泡させるための電気抵抗発熱体が好ましく使用される。
そして、1個のプリンタヘッドを用いて同時に複数のド
ットの記録を行なえるようにするため、インクジェット
プリンタ用のプリンタヘッドは、絶縁基体上に複数のエ
ネルギー発生素子を配置する構成とされる。そして、絶
縁基体とインクの吐出方向との関係で、プリンタヘッド
は、サイド・シュート・タイプのものとエッジ・シュー
ト・タイプのものとに分類される。以下、エネルギー発
生素子として電気抵抗発熱体を用いる場合を例に挙げ、
従来のサイド・シュート・タイプのプリンタヘッドとエ
ッジ・シュート・タイプのプリンタヘッドについて説明
する。
2. Description of the Related Art In recent years, printers have become widespread as hard output terminal devices and hard copy devices used in computers, facsimile machines, word processors and the like. Various types of recording principles have been put into practical use as printers, and among them, inkjet printers have been attracting attention because they can realize high-speed, high-definition printing with low driving noise and low power consumption. Inkjet printers
Generally, ink is ejected intermittently in response to a recording signal from a nozzle containing an energy generating element that generates energy for ejecting ink, and dots are printed on a recording medium.
Ink is transferred in the form of (dot) to form a print record. As the energy generating element, an electric resistance heating element for heating and foaming the ink is preferably used.
In order to record a plurality of dots at the same time by using one printer head, the printer head for an inkjet printer has a structure in which a plurality of energy generating elements are arranged on an insulating substrate. The printer head is classified into a side chute type and an edge chute type according to the relationship between the insulating substrate and the ink ejection direction. Hereinafter, the case where an electric resistance heating element is used as the energy generating element is given as an example,
A conventional side chute type printer head and edge chute type printer head will be described.

【0003】図7は、従来のサイド・シュート・タイプ
のインクジェットプリンタのプリンタヘッドの断面構造
を示す図である。
FIG. 7 is a view showing a sectional structure of a printer head of a conventional side shoot type ink jet printer.

【0004】プリンタヘッド1には、面状の電気抵抗体
である発熱体5が一方の面に多数配置された絶縁基体3
が設けられている。絶縁基体3の他方の面には、インク
が充填されるインク容器2が配置されている。各発熱体
5はそれぞれドットに対応しており、発熱体5ごとに、
インク供給管4とインク加熱容器6とインク吐出ノズル
7とが設けられている。インク供給管4は、インク容器
2からの個々のインク加熱容器6にインクを供給するた
めに、絶縁基体3を貫通している。インク加熱容器6に
おいては、底面に発熱体5が配置し、この発熱体5に対
向するようにインク吐出ノズル7が配置している。高解
像度、高精細な印字を実現するために、これらは微細に
形成されている。インク吐出ノズル7に対向するように
被記録媒体を配置し記録信号に応じて発熱体5に通電し
発熱させることにより、インク加熱容器6内のインク1
2が発泡、膨張し(気泡9)、その圧力でインク吐出ノ
ズル7近傍のインクが被記録媒体方向に吐出し、微小な
インク滴8が吐出・飛翔して被記録媒体表面に衝突し、
インクが転写される。
The printer head 1 has an insulating substrate 3 having a large number of heating elements 5 which are planar electric resistors arranged on one surface.
Is provided. An ink container 2 filled with ink is arranged on the other surface of the insulating base 3. Each heating element 5 corresponds to a dot, and each heating element 5
An ink supply pipe 4, an ink heating container 6, and an ink ejection nozzle 7 are provided. The ink supply pipe 4 penetrates the insulating substrate 3 in order to supply ink to the individual ink heating containers 6 from the ink container 2. In the ink heating container 6, the heating element 5 is arranged on the bottom surface, and the ink discharge nozzle 7 is arranged so as to face the heating element 5. These are finely formed in order to realize high resolution and high definition printing. The recording medium is arranged so as to face the ink discharge nozzles 7, and the heating element 5 is energized to generate heat according to a recording signal, whereby the ink 1 in the ink heating container 6 is heated.
2 foams and expands (air bubbles 9), and the pressure causes ink in the vicinity of the ink ejection nozzle 7 to be ejected toward the recording medium, and minute ink droplets 8 are ejected and fly and collide with the surface of the recording medium.
The ink is transferred.

【0005】インクジェットプリンタでは、各インク吐
出ノズル7はそれぞれ1つの色に対応する。したがっ
て、近年要求が高まっている高精細・高階調のカラー印
刷を実現するためには、各色ごとのヘッドを集合してい
わゆるマルチヘッドとするとともに、ドットサイズをさ
らに細かくする必要があり、インク供給管4、発熱体5
及びインク吐出孔7も、より微細に形成しなければなら
ない。
In the ink jet printer, each ink discharge nozzle 7 corresponds to one color. Therefore, in order to realize high-definition / high-gradation color printing, which has been increasing in demand in recent years, it is necessary to aggregate the heads for each color into a so-called multi-head and further reduce the dot size. Tube 4, heating element 5
Also, the ink ejection holes 7 must be made finer.

【0006】現在一般的に実現されている300dpi
(dpi=ドット/インチ、1インチ(25.4mm)
当りのドット数)のプリンタへッドは、開口部の直径が
20μmのインク吐出ノズル7を80μmピッチで配列
して構成される。将来の高精細ヘッドでは、例えば60
0dpiのヘッドでは40μmピッチでインク吐出ノズ
ルを配列し、1200dpiのヘッドでは20μmピッ
チでインク吐出ノズルを配列しなけらばならない。高精
細印字を実現するためには、インクの吐出のための各機
構、特に面状の電気抵抗体である発熱体5の面積として
許容される大きさがますます小さくなる。そのため、一
般に、表面を酸化したシリコン基板を絶縁基体3として
用い、この絶縁基体3上にホトリソグラフィ技術やレー
ザ加工技術により、インク供給管4や発熱体5、インク
吐出ノズル7を微細に形成する。さらに、図7に示すよ
うに、例えば、各列ごとに300dpiに相当するピッ
チ(開口ピッチA、ここでは80μm)となるようにイ
ンク吐出ノズル7を2列に配置し、このような吐出ノズ
ル列7aと吐出ノズル列7bを開口ピッチAの半分の距
離(ここでは40μm)だけずらして配置することで、
各機構の寸法としては300dpi用でありながら、6
00dpiの記録密度に対応するプリンタヘッドを得る
ことができ、インク吐出のための各機構に許容される寸
法の縮小を抑えることが可能となる。吐出ノズル列の数
を増やせば、より高解像度のプリンタヘッドを得ること
ができる。また、表面酸化膜を有するシリコン基板を絶
縁基体3として用いることにより、記録信号に応じて発
熱体5を駆動するための各種の機能素子を絶縁基体3内
にモノリシックに形成することが可能となる。
300 dpi currently generally realized
(Dpi = dot / inch, 1 inch (25.4 mm)
The printer head with the number of dots per dot) is configured by arranging the ink discharge nozzles 7 having an opening diameter of 20 μm at a pitch of 80 μm. In future high-definition heads, for example, 60
In the 0 dpi head, the ink discharge nozzles should be arranged at a pitch of 40 μm, and in the 1200 dpi head, the ink discharge nozzles should be arranged at a pitch of 20 μm. In order to realize high-definition printing, the permissible size of each mechanism for ejecting ink, in particular, the area of the heating element 5 which is a sheet-like electric resistor becomes smaller and smaller. Therefore, generally, a silicon substrate whose surface is oxidized is used as the insulating base 3, and the ink supply pipe 4, the heating element 5, and the ink discharge nozzle 7 are finely formed on the insulating base 3 by the photolithography technique or the laser processing technique. . Further, as shown in FIG. 7, for example, the ink ejection nozzles 7 are arranged in two rows at a pitch (opening pitch A, here 80 μm) corresponding to 300 dpi for each row. 7a and the discharge nozzle row 7b are arranged so as to be displaced by a distance of half the opening pitch A (here, 40 μm),
Although the size of each mechanism is for 300 dpi, 6
It is possible to obtain a printer head corresponding to a recording density of 00 dpi, and it is possible to suppress the reduction in the size allowed for each mechanism for ejecting ink. If the number of ejection nozzle rows is increased, a printer head with higher resolution can be obtained. Further, by using the silicon substrate having the surface oxide film as the insulating base 3, it becomes possible to monolithically form various functional elements for driving the heating element 5 according to the recording signal in the insulating base 3. .

【0007】図8は、エッジ・シュート・タイプの従来
のプリンタヘッド1を示している。絶縁基体3の同じ側
にインク容器2と各発熱体5が配置されている。したが
って、流路状のインク加熱容器6の一端がインク吐出ノ
ズル7として外部に開口し、他端がインク供給管4とし
てインク容器2に連通している。このエッジ・シュート
・タイプのプリンタヘッド1では、被記録媒体の表面に
平行な方向にほぼ一列に発熱体5が並び、インク加熱容
器6の長手方向は被記録媒体の表面に垂直となってい
る。エッジ・シュート・タイプのプリンタヘッドでも、
貼り合わせて積層することにより、複数の吐出ノズル列
を設けることが可能になって、各機構の寸法の縮小を抑
えて高解像度化を実現することができる。
FIG. 8 shows a conventional printer head 1 of the edge shoot type. The ink container 2 and each heating element 5 are arranged on the same side of the insulating substrate 3. Therefore, one end of the flow path-shaped ink heating container 6 is opened to the outside as the ink discharge nozzle 7, and the other end is connected to the ink container 2 as the ink supply pipe 4. In the edge shoot type printer head 1, the heating elements 5 are arranged in a line in a direction parallel to the surface of the recording medium, and the longitudinal direction of the ink heating container 6 is perpendicular to the surface of the recording medium. . Even with an edge shoot type printer head,
By adhering and stacking, a plurality of ejection nozzle rows can be provided, and reduction in size of each mechanism can be suppressed and high resolution can be realized.

【0008】ところで、プリンタを携帯して使用するこ
との要求が高まってきており、この要求から、プリンタ
の小型化、高精細化はもちろんのこと、発熱体を用いる
プリンタにおいては消費電力を低減して稼働可能時間を
延長する要求が生じている。消費電力を低減する要求を
満たすためには、発熱体駆動電力の低減、すなわち、発
熱体の小型化、高電気抵抗化が求められている。
By the way, there is an increasing demand for the printer to be carried and used. Due to this demand, not only the printer is downsized and the resolution is increased, but also the power consumption is reduced in the printer using the heating element. Therefore, there is a demand to extend the uptime. In order to satisfy the demand for reducing the power consumption, it is required to reduce the driving power of the heating element, that is, to reduce the size of the heating element and increase the electric resistance.

【0009】インクジェットプリンタの発熱体用の材料
として、高抵抗、耐熱性、機械的強度などの点で優れて
いる窒化タンタル(Ta2N)薄膜が使用されている
が、上述したような発熱体の小型化の要求から、Ta2
Nに比べてさらに比抵抗が大きいTiAlN薄膜やMo
Si薄膜などの高抵抗薄膜も、発熱体材料の候補として
検討されている。
As a material for a heating element of an ink jet printer, a tantalum nitride (Ta 2 N) thin film, which is excellent in high resistance, heat resistance and mechanical strength, is used. Demand for smaller size, Ta 2
TiAlN thin film or Mo, which has a higher specific resistance than N
High-resistance thin films such as Si thin films are also being considered as candidates for heating elements.

【0010】発熱体5は、サイド・シュート・タイプの
プリンタヘッドであれば、図7に示したようにインク吐
出ノズル7の直下の位置に配置され、また、エッジ・シ
ュート・タイプのプリンタヘッドであれば、図8に示す
ように流路状のインク加熱容器6の途中に配置される
が、いずれの場合であっても、加熱による気泡9の膨張
圧力は、インク容器2の内圧に反発してインク吐出ノズ
ル7の方向に集中する。インク供給管4の途中に土手1
0を配置して、インク容器2側の圧力抵抗を高める工夫
が施すことも行なわれている。
In the case of a side shoot type printer head, the heating element 5 is arranged immediately below the ink discharge nozzle 7 as shown in FIG. 7, and is an edge shoot type printer head. If there is, it is placed in the middle of the ink heating container 6 having a flow path shape as shown in FIG. 8, but in any case, the expansion pressure of the bubble 9 due to heating repels the internal pressure of the ink container 2. Concentrate in the direction of the ink ejection nozzle 7. Embankment 1 in the middle of ink supply pipe 4
It is also practiced to arrange 0 to increase the pressure resistance on the ink container 2 side.

【0011】発熱体5の表面は、インクとの電気的絶縁
の確保や、気泡膨張時の脈動による機械的衝撃による発
熱体薄膜の絶縁基体3からの剥離及び破壊の防止などを
目的として、硬質の絶縁膜11で被覆される場合が多
い。インク12の材料としては染料や顔料タイプの微粒
子を混入したものがあり、発熱によるインクの焼き付き
を防止するような工夫もなされている。
The surface of the heating element 5 is hard for the purpose of ensuring electrical insulation from ink and preventing peeling and destruction of the heating element thin film from the insulating substrate 3 due to mechanical shock due to pulsation during bubble expansion. It is often covered with the insulating film 11. As a material of the ink 12, there is a material in which fine particles of a dye or pigment type are mixed, and a device for preventing image sticking due to heat generation has been made.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】インクジェットプリン
タ用のプリンタヘッドは、高解像度、高精細の印字を実
現するために、インク吐出ノズルの開口直径の小径化や
吐出孔間隔の縮小化、発熱体の小型化及び高抵抗化、等
が試みられている。しかしながら、抵抗膜の両側に電極
を配置した電気抵抗発熱体を想定すると、発熱体の小型
化は抵抗部分の長さの短縮を意味し、発熱体の電気抵抗
が低下する。抵抗膜をより薄くする(断面積を小さくす
る)ことによって電気抵抗を高めることができるが、5
00℃近くにまで昇温することや発泡収縮の衝撃を想定
すると、抵抗膜を薄くした場合には発熱体の機械的耐久
性が問題になる。また、インク吐出孔の小型化によっ
て、飛翔させるインク滴のサイズは必然的に小さくな
る。より小さなインク滴を突出・飛翔させて従来と同様
の面積の領域に記録を行なうことを想定すると、インク
滴を飛翔させる時間間隔を短くする、すなわちち発熱体
の加熱と冷却を短時間に行わなければならなくなる。こ
れから、発熱体には、加熱効率がよいことは当然とし
て、放熱機能にも優れていることが要求される。絶縁基
体として表面が酸化されたシリコン基体を使用すること
は、インク自体も熱伝導によい材料でことから、放熱に
は好都合であるが、発熱体の短時間での温度上昇を妨げ
る要因となる。特に、従来のエッジ・シュート・タイプ
のもののようにインク流路の発熱体を配置する形態のプ
リンタへッドでは、インク流路部分の容積によっては、
インクを介した熱の散逸が顕著になるので、発熱時に発
熱体に印加しなければならない電力が増加したり、発熱
体の加熱応答特性が低下するという問題が生ずる。
In order to realize high resolution and high definition printing, a printer head for an ink jet printer has a small opening diameter of an ink discharge nozzle, a small discharge hole interval, and a heating element. Attempts have been made to reduce the size and increase the resistance. However, assuming an electric resistance heating element in which electrodes are arranged on both sides of the resistance film, miniaturization of the heating element means shortening of the length of the resistance portion, and the electric resistance of the heating element decreases. Electric resistance can be increased by making the resistance film thinner (smaller cross-sectional area).
Assuming that the temperature is raised to near 00 ° C. and the impact of foaming shrinkage is assumed, the mechanical durability of the heating element becomes a problem when the resistance film is thin. Moreover, the size of the ink droplets to be ejected is inevitably reduced due to the miniaturization of the ink ejection holes. Assuming that smaller ink droplets are projected and ejected to record in the same area as before, the time interval for ejecting ink droplets is shortened, that is, the heating element is heated and cooled in a short time. Will have to. From this, it is naturally required that the heating element has excellent heating efficiency and also has excellent heat dissipation function. The use of a silicon substrate whose surface is oxidized as the insulating substrate is convenient for heat dissipation because the ink itself is also a material with good heat conduction, but it becomes a factor that prevents the temperature rise of the heating element in a short time. . In particular, in the printer head in which the heating element of the ink flow path is arranged like the conventional edge shoot type, depending on the volume of the ink flow path part,
Since the heat dissipation through the ink becomes remarkable, there arises a problem that the electric power that must be applied to the heating element at the time of heat generation increases and the heating response characteristic of the heating element deteriorates.

【0013】絶縁基体としては、表面に熱酸化膜が形成
されたシリコン基板のほかに、高熱伝導材料であるアル
ミニウムを使用しその表面に陽極酸化皮膜を形成したも
のがあり、また低熱伝導材料からなる絶縁基体として、
樹脂やガラス、各種セラミックスなどを用いたものが考
えられる。このうちガラス基体は、近年のディスプレパ
ネルへの使用例により実証されているように、ホトリソ
グラフィ技術を用いることにより、シリコン基板と比較
して安価に、従来のシリコン基板の場合と同等の設計ル
ールでの配線をパターニングすることができるから、プ
リンタヘッドを安価に供給する上で有望な材料である。
しかも、ノズル数が増えることによって絶縁基体におけ
る機能素子以外の入力配線の占有面積が増大することを
考慮すると、高価な基体を支持基体としてのみ使用する
ことはコストからみて不利である。
As the insulating substrate, in addition to a silicon substrate having a thermal oxide film formed on its surface, there are those having a highly thermally conductive material such as aluminum and having an anodized film formed on the surface thereof. As an insulating substrate,
Those using resin, glass, various ceramics, etc. can be considered. Among these, the glass substrate is designed at a lower cost than the silicon substrate by using the photolithography technology, as is proved by the recent application examples to the display panel, and the design rule equivalent to that of the conventional silicon substrate is used. It is a promising material for supplying a printer head at low cost because the wiring can be patterned.
Moreover, considering that the area occupied by the input wirings other than the functional elements in the insulating base increases as the number of nozzles increases, it is disadvantageous in terms of cost to use an expensive base only as a supporting base.

【0014】一方で発熱体直下の部分の基体が厚い場合
には、この部分が蓄熱層として作用することになって、
短い繰返し周期で連続してインクを飛翔させることが難
しくなり、構造上の工夫が必要となる。また、ポリイミ
ドアミドのような機械的に柔軟な耐熱性樹脂フィルムを
絶縁基体として使用した場合には、発泡の圧力を絶縁基
体が緩衝することになり、インクへの圧力の伝達効率が
低下するという欠点がある。
On the other hand, if the base material immediately below the heating element is thick, this portion will act as a heat storage layer.
It becomes difficult to eject ink continuously in a short repetition period, and structural ingenuity is required. Further, when a mechanically flexible heat-resistant resin film such as polyimide amide is used as the insulating substrate, the insulating substrate buffers the pressure of foaming, which reduces the efficiency of pressure transmission to ink. There are drawbacks.

【0015】本発明の目的は、高速で高精細の印字が可
能であり低消費電力であって低コストで製造可能なプリ
ンタヘッドを提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a printer head capable of high-speed, high-definition printing, low power consumption, and low cost.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明のプリンタヘッド
は、絶縁基体と前記絶縁基体上に配置された複数の発熱
体とを有し、前記発熱体によって液相状態のインクを加
熱し前記インクの気化・膨張する圧力によってインク吐
出ノズルからインクを飛翔させて記録を行なうプリンタ
ヘッドにおいて、前記各発熱体ごとに設けられて当該発
熱体を内壁面に有し貫通孔として前記インク吐出ノズル
が形成され前記インクを一定量保持する圧力容器と、前
記各発熱体ごとに当該発熱体による発熱領域の中心部分
に設けられインクを充填したインク容器に連通し前記絶
縁基体を貫通するよう開口して前記インクを対応する圧
力容器に供給するインク供給孔と、を有する。
A printer head according to the present invention has an insulating base and a plurality of heating elements arranged on the insulating base, and heats ink in a liquid phase by the heating elements. In a printer head that prints by ejecting ink from an ink ejection nozzle by the pressure of vaporizing and expanding, the ink ejection nozzle is formed as a through hole provided for each heating element and having the heating element on the inner wall surface. A pressure container for holding a fixed amount of the ink and an ink container filled with ink provided in the central portion of the heating region of the heating element for each of the heating elements communicate with each other and are opened to penetrate the insulating substrate. An ink supply hole for supplying ink to a corresponding pressure container.

【0017】本発明においては、複数の前記圧力容器を
一体のものとして構成し、隣接する圧力容器が発熱体の
加熱によるインクの熱膨張圧力を相互に隔離する隔壁を
共有するようにすることができる。
In the present invention, the plurality of pressure vessels are integrally formed, and the adjacent pressure vessels share a partition for isolating the thermal expansion pressure of the ink due to the heating of the heating element from each other. it can.

【0018】また、本発明において発熱体としては、通
電によって発熱する線状の電気抵抗発熱体を所定のパタ
ーンで屈曲させたものが好ましく使用され、この場合、
外部の電力供給源から抵抗加熱用の電力を供給するため
の電極及び配線を発熱体の両端部に接続し、発熱体の表
面を電気絶縁層で被覆することが望ましい。さらに、イ
ンク供給孔を開口して発熱体の加熱領域の全域を覆うよ
うに電気絶縁層上に熱伝導膜を設けることが、インク吐
出特性の向上のために望ましい。発熱体の屈曲のパター
ンとしては、例えば、欠落部を有する単リング状、同心
円状の折り返し複数重構造を有する概略リング状、蛇行
構造を有する概略リング状、連続した同心方形の折り返
し複数重構造を有する概略方形状、あるいは蛇行構造を
有する概略方形状などを挙げることができ、これらの場
合、リングや方形の中心部にインク供給孔が開口するよ
うにする。
In the present invention, the heating element is preferably a linear electric resistance heating element which is heated by energization and bent in a predetermined pattern. In this case,
It is desirable to connect electrodes and wirings for supplying electric power for resistance heating from an external power supply source to both ends of the heating element, and cover the surface of the heating element with an electric insulating layer. Further, it is desirable to improve the ink ejection characteristics by providing a heat conductive film on the electrical insulating layer so as to open the ink supply hole and cover the entire heating region of the heating element. As the bending pattern of the heating element, for example, a single ring shape having a cutout portion, a roughly ring shape having a concentric folded multi-layered structure, a rough ring shape having a meandering structure, and a continuous concentric rectangular folded multi-layered structure. Examples thereof include a substantially rectangular shape having, or a roughly rectangular shape having a meandering structure. In these cases, the ink supply hole is opened at the center of the ring or the rectangle.

【0019】本発明において、インク容器はインク供給
孔に連通する限りどのようにも配置することができる
が、例えば、絶縁基体の発熱体が設けられていない面に
インク容器を形成して、絶縁基体がインク容器の壁の少
なくとも一部を構成するようにすることができる。ま
た、発熱体によるインクの加熱効率を高めるために、絶
縁基体において発熱体及びインク供給孔が形成される領
域の裏面側に、その他の領域に比べて絶縁基体の厚さが
薄くなるように、凹部を形成してもよい。
In the present invention, the ink container can be arranged in any manner as long as it communicates with the ink supply hole. For example, the ink container is formed on the surface of the insulating substrate on which the heating element is not provided, and the The substrate may form at least a part of the wall of the ink container. Further, in order to improve the efficiency of heating the ink by the heating element, the thickness of the insulating substrate is made thinner on the back surface side of the area of the insulating substrate where the heating element and the ink supply hole are formed, as compared to the other areas. You may form a recessed part.

【0020】各圧力容器において、典型的には、インク
供給孔とインク吐出ノズルとが対向する。インク吐出ノ
ズルの開口直径は、インク供給孔の開口直径とほぼ同一
かインク供給孔の開口直径よりも大きくすることが、望
ましい。絶縁基体側からインク吐出ノズルに向って狭ま
るテーパ構造となっている内壁が圧力容器に設けられて
いるようにしてもよい。また、インクの冷却の観点か
ら、圧力容器の壁のうちインク吐出ノズルを含む部位の
壁を金属で形成することができる。インク吐出ノズルと
被記録媒体との距離を一定に保つために、圧力容器の外
壁面に溝を形成し、この溝の底面にインク吐出ノズルが
開口するようにしてもよい。
In each pressure vessel, the ink supply hole and the ink discharge nozzle typically face each other. It is desirable that the opening diameter of the ink ejection nozzle is substantially the same as the opening diameter of the ink supply hole or larger than the opening diameter of the ink supply hole. The pressure vessel may be provided with an inner wall having a tapered structure that narrows from the insulating substrate side toward the ink discharge nozzle. Further, from the viewpoint of cooling the ink, the wall of the portion of the wall of the pressure container including the ink discharge nozzle can be formed of metal. In order to keep the distance between the ink ejection nozzle and the recording medium constant, a groove may be formed on the outer wall surface of the pressure container, and the ink ejection nozzle may be opened at the bottom surface of this groove.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明のプリンタヘッドは、上述
したサイド・シュート・タイプのプリンタヘッドにおい
て、各ドットの発熱体ごとにその発熱体のほぼ中心領域
となる位置で、インク容器と圧力容器(インク加熱容
器)とを連通するインク供給孔を絶縁基体に設けたもの
である。そして、典型的には、各圧力容器においてイン
ク供給孔と対向する位置にそれぞれインク吐出ノズルを
設け、絶縁基体を隔壁として圧力容器とインク容器とを
隣接した配置となっている。圧力容器はドットすなわち
インク吐出ノズルごとに分離されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The printer head of the present invention is a printer head of the side chute type described above, in which, for each heating element of each dot, an ink container and a pressure container are provided at a position substantially in the central region of the heating element. An ink supply hole communicating with the (ink heating container) is provided in the insulating base. Then, typically, in each pressure container, an ink discharge nozzle is provided at a position facing the ink supply hole, and the pressure container and the ink container are arranged adjacent to each other using the insulating substrate as a partition. The pressure container is separated for each dot, that is, for each ink ejection nozzle.

【0022】図9は、本発明の好ましい実施の形態にお
ける、各ドットごとのインク供給孔4aの周辺を説明す
る斜視図である。絶縁基体3に貫通孔であるインク供給
孔4aが設けられており、絶縁基体3の一方の面には、
インク供給孔4aを取り囲むように、1箇所が欠落した
円環(リング)状の発熱体5aが配置している。リング
としての欠落部分をはさんで発熱体5aの両端には、1
対の金属配線13がそれぞれ接続しており、電気抵抗体
である発熱体5aに通電できるようになっている。
FIG. 9 is a perspective view for explaining the periphery of the ink supply hole 4a for each dot in the preferred embodiment of the present invention. The insulating base 3 is provided with an ink supply hole 4a, which is a through hole, and one surface of the insulating base 3 is provided with
A ring-shaped heating element 5a having one missing portion is arranged so as to surround the ink supply hole 4a. 1 on each end of the heating element 5a across the missing part as a ring.
A pair of metal wirings 13 are connected to each other so that the heating element 5a, which is an electric resistor, can be energized.

【0023】従来の技術でも述べたように、より抵抗率
が高い発熱体材料を用いることにより、従来の面状の電
気抵抗発熱体構造であっても発熱体の小型化が可能であ
り、より高精細での印字が可能となる。しかしながら、
図9に示す発熱体5aのように線状の構成とすることに
よって、発熱体の断面積を小さくしかつ発熱体の延長を
長くすることができるので、小型かつ高抵抗の発熱体を
得ることができる。さらに、インク供給孔4aを発熱体
5aの中央に、すなわちインク供給孔4aを取り囲むよ
うに発熱体5aを配置することで、後述するように、発
熱体5aからインクへの熱の伝達効率を高めることがで
きる。以上のようにしてプリンタヘッドを構成すること
により、従来の発熱体材料を用いた場合であっても、従
来よりも小型であってかつ低電力で短時間にインク吐出
に必要な熱エネルギーを発生できる発熱体を得ることが
できる。
As described in the prior art, by using a heating element material having a higher resistivity, the heating element can be downsized even with the conventional planar electric resistance heating element structure. High-definition printing is possible. However,
Since the heating element 5a shown in FIG. 9 has a linear configuration, the cross-sectional area of the heating element can be reduced and the extension of the heating element can be lengthened, so that a heating element having a small size and high resistance can be obtained. You can Further, by disposing the heat generating element 5a in the center of the heat generating element 5a, that is, so as to surround the ink supplying hole 4a, the efficiency of heat transfer from the heat generating element 5a to the ink is increased, as will be described later. be able to. By configuring the printer head as described above, even when using a conventional heating element material, the thermal energy required to eject ink is generated in a short time with a smaller size and lower power than the conventional one. It is possible to obtain a heating element that can.

【0024】線状の発熱体5aの形状は、単一のリング
状に限られるものではなく、同心円状の折り返しリング
状や、同一中心の折り返し方形、あるいは蛇行形状、等
も用いることができる。いずれにせよ、発熱体5aの加
熱領域の中心上方にインク吐出ノズルが配置されるよう
にする。
The shape of the linear heating element 5a is not limited to a single ring shape, and a concentric circular folded ring shape, a rectangular shape with the same center, or a meandering shape can be used. In any case, the ink ejection nozzle is arranged above the center of the heating region of the heating element 5a.

【0025】図10(a),(b)は、プリンタヘッドの1ド
ット分に相当する部分を説明する図であって、絶縁基体
3に垂直な平面での断面図である。絶縁基体3より図示
下方側は、インク12が充填されるインク容器に相当す
る。インク容器は同一色のインクを吐出する複数のイン
ク吐出ノズル7に対して共通に設けられている。また、
発熱体5aの表面は、後述するように、硬質の絶縁膜1
1によって被覆されている。一方、絶縁基体3より図示
上方の部分は、各ドットごとの圧力容器14であり、圧
力容器14の壁面のうち絶縁基体3に対向する面に、イ
ンク供給孔4aと正対してインク吐出ノズル7が設けら
れている。
FIGS. 10A and 10B are views for explaining a portion corresponding to one dot of the printer head, which is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the insulating base 3. The lower side of the insulating substrate 3 in the drawing corresponds to an ink container filled with the ink 12. The ink container is commonly provided for a plurality of ink ejection nozzles 7 that eject ink of the same color. Also,
The surface of the heating element 5a has a hard insulating film 1 as described later.
It is covered by 1. On the other hand, a portion above the insulating substrate 3 in the drawing is the pressure container 14 for each dot, and the ink ejection nozzle 7 is directly faced to the ink supply hole 4a on the surface of the wall surface of the pressure container 14 facing the insulating substrate 3. Is provided.

【0026】図10(a)に示すように、インク供給孔4
aの開口径は従来のプリンタヘッドと同様に極めて小さ
い。このため、発熱体5aに通電して発熱させると同時
に、インク供給孔4a内のインクが気化し、インク供給
孔4a内は気体に置換される。また、圧力容器14内で
発熱体5aの近傍にあるインク12も発泡して気泡9と
なり、この気泡9の膨張力(図示矢印)により、圧力容
器14内に未気化のインクがインク滴8としてインク吐
出ノズル7から突出し、被記録媒体に向って飛翔する。
発熱体5a上でのインクの発泡は、発熱体5aの全域の
インクが気体に置換されるまで継続し、気体による熱絶
縁でほぼ気体の膨張は飽和するが、この間にインク滴8
の吐出は終了している。このプリンタヘッドでは、発熱
体5aの発熱と同時に、インク供給孔4aを介してイン
ク容器側に熱が漏洩する経路が気泡9によって遮断され
ることになり、熱伝導率の小さな気泡9を介してのみ熱
が漏洩するので、発熱体5aの発熱時の断熱効果が高め
られている。すなわち、本発明のプリンタヘッドにおけ
る発熱体は、圧力容器内のインクのみを加熱、発泡させ
ればよく、従来のプリンタヘッドの発熱体がインク供給
管内のインクをも加熱していたことに比べれば、熱効率
に優れている。
As shown in FIG. 10A, the ink supply hole 4
The opening diameter of a is extremely small like the conventional printer head. Therefore, at the same time when the heating element 5a is energized to generate heat, the ink in the ink supply hole 4a is vaporized and the inside of the ink supply hole 4a is replaced with gas. In addition, the ink 12 near the heating element 5a in the pressure container 14 also foams into bubbles 9, and the expansion force of the bubbles 9 (the arrow shown in the figure) causes the ink that has not been vaporized into the ink droplets 8 in the pressure container 14. It projects from the ink ejection nozzle 7 and flies toward the recording medium.
The bubbling of ink on the heating element 5a continues until the ink in the entire area of the heating element 5a is replaced with gas, and the expansion of the gas is almost saturated by the heat insulation by the gas.
Has been completed. In this printer head, at the same time as the heat generation of the heating element 5a, the path through which the heat leaks to the ink container side via the ink supply hole 4a is blocked by the bubble 9, and the bubble 9 having a low thermal conductivity is passed. Since only the heat leaks, the heat insulating effect at the time of heat generation of the heating element 5a is enhanced. That is, the heating element in the printer head of the present invention needs to heat and foam only the ink in the pressure container, and compared with the conventional heating element in the printer head that also heats the ink in the ink supply pipe. , Excellent in heat efficiency.

【0027】ところで、インクジェットプリンタのヘッ
ドに見られるような微小サイズの流路においては、加熱
発泡による蒸気相の動粘性係数は液相に比べて格段に大
きく、質量流量で比較すると蒸気相は液相に比ベて格段
に流れにくいことが知られている(例えば、工業技術院
機械技術研究所発行、機械研ニュース、No. 3, 199
5年)。図10(a),(b)に示す圧力容器14において、
インク供給孔4aとインク吐出ノズル7の開口直径及び
管長が概略同一である場合は、発熱体5aによる加熱に
よりインク供給孔4a内が蒸気相となることで、インク
吐出ノズル7内の液相状態のインクよりも大きな粘性抵
抗がインク供給孔4a側に生じて流体に対する逆止弁の
ような作用をし、これにより、インクの加熱発泡による
膨張圧力はインク吐出ノズル7側にもっぱら向けられる
こととなって、インクを吐出する上で有利に作用する。
By the way, in a flow path of a minute size as seen in the head of an ink jet printer, the kinematic viscosity coefficient of the vapor phase due to heating and foaming is remarkably larger than that of the liquid phase. It is known that it is much harder to flow than the phase (for example, published by Institute of Mechanical Engineering, Institute of Industrial Science, Machine Research News, No. 3, 199).
5 years). In the pressure vessel 14 shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b),
When the opening diameter and the tube length of the ink supply hole 4a and the ink discharge nozzle 7 are substantially the same, the inside of the ink supply hole 4a becomes a vapor phase due to the heating by the heating element 5a, so that the liquid phase state inside the ink discharge nozzle 7 A viscous resistance larger than that of the ink is generated on the side of the ink supply hole 4a and acts like a check valve for the fluid, whereby the expansion pressure due to the heat bubbling of the ink is exclusively directed to the side of the ink discharge nozzle 7. Therefore, it has an advantageous effect in ejecting ink.

【0028】あるいは、圧力容器14の断面形状を発熱
体5a側からインク吐出ノズル7側に狭まるような円錐
型のテーパ形状とすることにより、インク吐出孔ノズル
7側での流体抵抗を低減すると同時に、同一圧力で押し
出す場合には徐々に開口が狭まることによってインク吐
出速度が増加し、吐出方向の指向性が改善される。さら
に、図10(a),(b)において典型的に見られるように、
インク吐出ノズル7の開口直径をインク供給孔4aの開
口直径に比ベて大きくして非対称な流路形状すれること
により、インク供給孔4a側の圧力損失に一方向性特性
(ダイオード特性)が付加され、気泡の膨張による圧力
がインク吐出ノズル7側に集中する。これにより、飛翔
中のインク滴の運動エネルギーへの膨張圧力からの変換
効率が高められる。
Alternatively, by making the cross-sectional shape of the pressure vessel 14 into a conical taper shape that narrows from the heating element 5a side to the ink discharge nozzle 7 side, the fluid resistance on the ink discharge hole nozzle 7 side is reduced and at the same time. In the case of pushing out with the same pressure, the opening is gradually narrowed to increase the ink ejection speed and improve the directivity in the ejection direction. Further, as typically seen in FIGS. 10 (a), (b),
By making the opening diameter of the ink discharge nozzle 7 larger than the opening diameter of the ink supply hole 4a and making the flow path asymmetrical, the pressure loss on the ink supply hole 4a side has a unidirectional characteristic (diode characteristic). The pressure due to the expansion of the bubbles is concentrated on the ink ejection nozzle 7 side. As a result, the conversion efficiency from the expansion pressure to the kinetic energy of the flying ink droplet is increased.

【0029】一方、発熱体5aの冷却時には、図10
(b)に示すように、圧力容器14内の気体が収縮し(図
示矢印)、同時に、液相と気相との粘性の差により、イ
ンク容器からインク供給孔4a内に液相状態のインク1
2が大流量で流入し、これによって圧力容器14内にイ
ンクが短時間で充填する。また、インク容器からのイン
クの流入により、発熱体5aの冷却速度が早められる。
On the other hand, when the heating element 5a is cooled, as shown in FIG.
As shown in (b), the gas inside the pressure container 14 contracts (the arrow shown in the figure), and at the same time, due to the difference in the viscosity between the liquid phase and the gas phase, the ink in the liquid phase state flows from the ink container into the ink supply hole 4a. 1
2 flows in at a large flow rate, whereby the pressure container 14 is filled with ink in a short time. In addition, the inflow of ink from the ink container accelerates the cooling rate of the heating element 5a.

【0030】ところで、従来の面状の発熱体の場合に
は、発熱体自体が冷却時には蓄熱体として作用するの
で、冷却に時間を要する。一方、線状の発熱体を用いた
場合には、発熱体自体の蓄熱容積が小さい上に、一種の
フィン構造とみなせることから、冷却時間を短縮するこ
とができる。したがって、線状の発熱体は、加熱・冷却
の応答性に優れ、高精細印字に伴う短い周期でのインク
吐出に威力を発揮する。
By the way, in the case of the conventional planar heating element, since the heating element itself acts as a heat storage element during cooling, it takes time to cool. On the other hand, when a linear heating element is used, the heat storage volume of the heating element itself is small, and since it can be regarded as a kind of fin structure, the cooling time can be shortened. Therefore, the linear heating element has excellent responsiveness in heating and cooling, and exerts its power in ink ejection in a short cycle associated with high-definition printing.

【0031】ここで、インクの吐出量は単一のドットを
印字するに要するインクの量と概略同量で、最小限の発
泡気体と同容量であるとすると、本発明の構成によれ
ば、発熱体上のインクの最小量もこれと概略同量とする
ことができ、圧力容器や発熱体の小型化による低消費電
力化が可能となる。すなわち、発熱体5a上のインクの
量を定量とすれば、一定量のインクを加熱発泡により効
率よく吐出させることができるようになる。
Here, assuming that the amount of ink ejected is approximately the same as the amount of ink required to print a single dot, and is the same as the minimum amount of bubbling gas, according to the configuration of the present invention, The minimum amount of ink on the heating element can be made approximately the same as this, and the power consumption can be reduced by downsizing the pressure vessel and the heating element. That is, if the amount of ink on the heating element 5a is fixed, a fixed amount of ink can be efficiently ejected by thermal bubbling.

【0032】上述したように、発熱体5aの表面に絶縁
膜11が設けられている。絶縁膜11は、インク12に
は各種イオンや導電性粒子が混在していることに鑑み、
発熱体5aとインク12が電気的に直接接触して本来加
熱に使用すべき電力が漏洩することを防止する目的で配
置されている。また、この絶縁膜11の上に、インク供
給孔を開口して発熱体5aによる加熱領域の全体を覆う
ように熱伝導膜を設けてもよい。熱伝導膜を設けること
により、線状の発熱体からの加熱を面状に均一にするこ
とができるようになるとともに、インクの発泡・収縮に
よる発熱体ヘの圧力衝撃をこの熱伝導膜で緩衝すること
が可能になり、発熱体の機械的耐久性を向上させること
ができるようになる。熱伝導膜は、典型的には金属膜で
あり、インク12と接触するものであるから発熱体5a
とは電気的に分離している。線状の発熱体が折り返して
形成されている場合には、隣接する発熱体間の隙間を絶
縁膜を介して埋めるような面状の熱伝導膜とするとよ
い。
As described above, the insulating film 11 is provided on the surface of the heating element 5a. In view of the fact that various ions and conductive particles are mixed in the ink 12, the insulating film 11
The heating element 5a and the ink 12 are arranged for the purpose of preventing them from coming into direct electrical contact with each other and leaking the electric power which should be used for heating. Further, a heat conductive film may be provided on the insulating film 11 so as to open the ink supply hole and cover the entire heating region by the heating element 5a. By providing a heat conductive film, the heating from the linear heating element can be made uniform in a plane, and the pressure shock to the heating element due to foaming and contraction of the ink is buffered by this heat conductive film. It becomes possible to improve the mechanical durability of the heating element. The heat conducting film is typically a metal film and comes into contact with the ink 12, and therefore the heat generating element 5a.
Is electrically separated from. When the linear heating element is formed by folding back, it is advisable to use a planar heat conduction film that fills the gap between the adjacent heating elements via the insulating film.

【0033】ところで、発熱体5aに通電することによ
って発生した熱は、圧力容器14方向と絶縁基体3方向
に伝わるが、絶縁基体3が厚いと絶縁基体3がヒートシ
ンクとして機能し、インクへの熱伝達効率が低下する。
そこで、発熱体5aの直下の部位の絶縁基体3の厚さ
を、機械的強度に耐え、かつ短時間のインク加熱に必要
な熱を断熱する程度に最適に薄くすることが考えられ
る。このように構成することで、絶縁基体3の裏面がイ
ンク容器内のインク12と常時接していることから、絶
縁基体3がヒートシンクとなることを避けることができ
る。発熱体5aの直下の部位で絶縁基体3を薄くするこ
とは、インク供給孔4と連なるような溝ないし凹部を絶
縁基体3の裏面に形成することで実現される。
By the way, the heat generated by energizing the heating element 5a is transmitted to the pressure vessel 14 direction and the insulating base 3 direction. However, when the insulating base 3 is thick, the insulating base 3 functions as a heat sink and heats the ink. Transmission efficiency is reduced.
Therefore, it is conceivable that the thickness of the insulating substrate 3 immediately below the heating element 5a is optimally thin enough to withstand the mechanical strength and to insulate the heat required for heating the ink in a short time. With this configuration, the back surface of the insulating base 3 is always in contact with the ink 12 in the ink container, so that the insulating base 3 can be prevented from functioning as a heat sink. The thinning of the insulating substrate 3 at a portion immediately below the heating element 5a is realized by forming a groove or a recess which is continuous with the ink supply hole 4 on the back surface of the insulating substrate 3.

【0034】このプリンタヘッドでは、上述したよう
に、インク吐出ノズル7ごとに圧力容器14が分離して
いるから、隣接する圧力容器14間には隔壁が存在する
ことになる。この隔壁は、発熱体によって発生した熱を
インクのみに効率よく伝達する観点から、熱絶縁性材料
で構成すことが好ましい。また、圧力容器14は、ガラ
スや耐熱樹脂等の材料をホトリソグラフィ技術を用いて
加工したり、切削加工あるいはモールド加工により形成
できる。さらに、圧力容器14においてインク吐出ノズ
ル7を含む面の壁材料として金属等の熱伝導性の材料を
用いることにより、蓄熱を回避でき、かつ、インク吐出
後に大気による圧力容器内のインクの冷却を促進できる
ようになり、より短時間で圧力容器内の発熱体とインク
を冷却することが可能になる。
In this printer head, as described above, since the pressure vessels 14 are separated for each ink ejection nozzle 7, a partition wall exists between the adjacent pressure vessels 14. The partition wall is preferably made of a heat insulating material from the viewpoint of efficiently transferring the heat generated by the heating element to only the ink. Further, the pressure vessel 14 can be formed by processing a material such as glass or heat resistant resin by using a photolithography technique, or by cutting or molding. Furthermore, by using a heat conductive material such as metal as the wall material of the surface including the ink discharge nozzle 7 in the pressure container 14, heat accumulation can be avoided and the ink in the pressure container can be cooled by the atmosphere after the ink discharge. As a result, the heating element and the ink in the pressure container can be cooled in a shorter time.

【0035】[0035]

【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに詳しく
説明する。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.

【0036】《実施例1》図1は、本発明の実施例1の
インクジェットプリンタヘッドの断面構造を示してい
る。このプリンタヘッド1では、ガラス製の絶縁基体3
を用いており、絶縁基体3の表面には、複数の円形の貫
通孔を有するBSG(borosilicate glass;ホウケイ酸
ガラス)膜14aが積層している。BSG膜14aの各
貫通孔の内部であって絶縁基体3の表面には、それぞ
れ、リング状の発熱体5aが設けられている。各発熱体
5aの表面は窒化シリコン(SiN)あるいはBSGな
どからなる電気絶縁性の絶縁膜11で被覆され、さら
に、絶縁膜11の表面には金属製の熱伝導膜15が設け
られている。リング状の発熱体5aの中心部分に対応し
て、絶縁基板3には貫通孔であるインク供給孔4aが形
成されている。そして、BSG膜14aには、アルミニ
ウム膜などで構成された金属膜16が積層し、金属膜1
6には、インク供給孔4aに正対する位置に、貫通孔で
あるインク吐出ノズル7が形成されている。このように
構成することにより、絶縁基体3を底面とし、BSG膜
14aを側面とし、金属膜16を頂面とする圧力容器1
4が、インク吐出ノズル7ごとに形成されたことにな
る。
<< Embodiment 1 >> FIG. 1 shows a sectional structure of an ink jet printer head according to Embodiment 1 of the present invention. In this printer head 1, an insulating base 3 made of glass is used.
BSG (borosilicate glass) film 14a having a plurality of circular through holes is laminated on the surface of the insulating substrate 3. Ring-shaped heating elements 5a are provided on the surface of the insulating base 3 inside the through holes of the BSG film 14a. The surface of each heating element 5a is covered with an electrically insulating insulating film 11 made of silicon nitride (SiN) or BSG, and the surface of the insulating film 11 is provided with a heat conducting film 15 made of metal. An ink supply hole 4a, which is a through hole, is formed in the insulating substrate 3 so as to correspond to the central portion of the ring-shaped heating element 5a. Then, a metal film 16 made of an aluminum film or the like is stacked on the BSG film 14a to form the metal film 1
An ink discharge nozzle 7, which is a through hole, is formed in the nozzle 6 at a position directly facing the ink supply hole 4a. With this configuration, the pressure vessel 1 having the insulating substrate 3 as the bottom surface, the BSG film 14a as the side surface, and the metal film 16 as the top surface 1
4 is formed for each ink ejection nozzle 7.

【0037】一方、絶縁基体3の裏面側には、各インク
吐出ノズル7に共通のプラスチック製のインク容器2が
接着されている。そして、絶縁基体3の裏面側であって
少なくとも発熱体5aの直下の部位は凹部3aとなって
おり、機械的強度を保ちながら、発熱体5aの直下の部
位での絶縁基体3の厚さを最適に薄くしている。
On the other hand, on the back surface side of the insulating substrate 3, a plastic ink container 2 common to each ink ejection nozzle 7 is adhered. Then, the back surface side of the insulating base 3 and at least the portion immediately below the heating element 5a is a recess 3a, and the thickness of the insulating base 3 at the portion directly below the heating element 5a is maintained while maintaining the mechanical strength. It is optimally thin.

【0038】次に、このプリンタヘッド1の製造方法に
ついて説明する。
Next, a method of manufacturing the printer head 1 will be described.

【0039】まず、ガラス製の絶縁基体3の表面にTa
N薄膜をスパッタリング成膜してパターニングし、上述
の図9に示したような外径40μm、線幅10μmの一
部欠損したリング状の発熱体5aを形成する。さらに、
アルミニウム薄膜を成膜してパターニングし、発熱体5
aの両端に金属配線13(図9参照)を形成する。
First, Ta is formed on the surface of the glass insulating substrate 3.
An N thin film is formed by sputtering and patterned to form a partially defective ring-shaped heating element 5a having an outer diameter of 40 μm and a line width of 10 μm as shown in FIG. further,
An aluminum thin film is formed and patterned to form a heating element 5
Metal wiring 13 (see FIG. 9) is formed on both ends of a.

【0040】次に、窒化シリコン(SiN)あるいはホ
ウケイ酸ガラス(BSG)などの膜を熱CVD法で成膜
してパターニングすることによって絶縁膜11を形成
し、次いでその表面にステンレス膜等の高温耐熱性を有
する金属製の膜を成膜してパターニングすることによ
り、熱伝導膜15を形成する。このようにして、少なく
とも発熱体5aの加熱領域を絶縁膜11と熱伝導膜15
で被覆するようにする。その際、リング状の発熱体5a
の中心開口部、すなわちインク供給孔4aが形成される
べき部位には、絶縁膜や熱伝導膜が形成されないように
する。
Next, a film of silicon nitride (SiN) or borosilicate glass (BSG) is formed by thermal CVD and patterned to form the insulating film 11, and then a high temperature film such as a stainless film is formed on the surface of the insulating film 11. The heat conducting film 15 is formed by forming a metal film having heat resistance and patterning it. In this way, at least the heating region of the heating element 5a is covered with the insulating film 11 and the heat conducting film 15.
To cover. At that time, the ring-shaped heating element 5a
No insulating film or heat conducting film is formed in the central opening, that is, in the area where the ink supply hole 4a is to be formed.

【0041】このように発熱体5a、絶縁膜11及び熱
伝導膜15が形成された絶縁基体3に対し、例えば10
μmの厚さでBSG膜14aを成膜する。そののち、発
熱体5aと同心円であって熱伝導膜15及び絶縁基体3
の表面にまで達する開口がBSG膜14aに形成される
ように、BSG膜14aをパターニングして開口となる
べき部位をエッチング除去する。さらに、レジスト膜
(図示せず)を全面に塗布し、塗布されたレジスト膜の
表面がBSG膜14aに達するまで、CMP(化学機械
的研磨)法によって平坦化処理を行なう。これにより、
発熱体を内蔵した開口部、すなわち圧力容器14の内容
積部分となるべき部位のみが、レジストにより平坦に充
填されたことになる。なお、BSG膜14aの代りに、
SiN膜などを用いるようにしてもよい。
For the insulating substrate 3 on which the heating element 5a, the insulating film 11 and the heat conducting film 15 are formed in this way, for example, 10
The BSG film 14a is formed with a thickness of μm. After that, the heat conducting film 15 and the insulating substrate 3 are concentric with the heating element 5a.
The BSG film 14a is patterned so that the opening that reaches the surface of the BSG film 14a is formed by etching, and the portion to be the opening is removed by etching. Further, a resist film (not shown) is applied on the entire surface, and a planarization process is performed by CMP (chemical mechanical polishing) until the surface of the applied resist film reaches the BSG film 14a. This allows
Only the opening that contains the heating element, that is, the portion that should be the internal volume of the pressure container 14 is filled with the resist evenly. Incidentally, instead of the BSG film 14a,
A SiN film or the like may be used.

【0042】以上のようにレジストによって開口部がレ
ジストで充填されたBSG膜14aの表面に、アルミニ
ウムなどの金属膜16を成膜する。一方、ガラス製の絶
縁基体3の裏面側においては、機械加工によって、発熱
体5aの直下の位置での絶縁基体3の厚さが50μmに
なるように、この位置に凹部3aを形成する。凹部3a
の最小幅は、発熱体5aの外径とする。
The metal film 16 of aluminum or the like is formed on the surface of the BSG film 14a whose openings are filled with the resist as described above. On the other hand, on the back surface side of the insulating base body 3 made of glass, a concave portion 3a is formed at this position by machining so that the thickness of the insulating base body 3 at a position immediately below the heating element 5a becomes 50 μm. Recess 3a
The minimum width of is the outer diameter of the heating element 5a.

【0043】次に、レーザビーム加工を用いて、発熱体
5aの中心の位置に、絶縁基体3の裏面側から直径10
μmのインク供給孔4aを開口し、同様に、金属膜16
側から直径20μmのインク吐出孔7を開口する。その
後、BSG膜14aの開口の内部に残留するレジストを
溶解して排出し、圧力容器14を形成する。
Next, laser beam processing is used to obtain a diameter 10 from the back surface side of the insulating substrate 3 at the center of the heating element 5a.
The ink supply hole 4a of μm is opened, and similarly, the metal film 16
An ink ejection hole 7 having a diameter of 20 μm is opened from the side. After that, the resist remaining inside the opening of the BSG film 14a is dissolved and discharged to form the pressure vessel 14.

【0044】インク吐出ノズル7は、千鳥格子状に配置
されている。インク吐出ノズル7の各列でのピッチは8
0μmとし、隣接する列間でインク吐出ノズルの相対位
置を40μmずらして形成することで、600dpiの
プリンタヘッドが構成される。同様に、3列以上を周期
としてインク吐出ノズルの相対位置をずらせば、さらに
高精細のプリンタへッドを形成できることはいうまでも
ない。
The ink discharge nozzles 7 are arranged in a staggered pattern. The pitch of each row of the ink ejection nozzles 7 is 8
The printer head of 600 dpi is formed by forming the printer head with 0 μm and by displacing the relative position of the ink discharge nozzle between adjacent columns by 40 μm. Similarly, it is needless to say that if the relative positions of the ink discharge nozzles are shifted with a cycle of three rows or more, a printer head with higher definition can be formed.

【0045】最後に、絶縁基体3の裏面にプラスチック
製のインク容器2を接着し、インク容器2内にインクを
充填する。絶縁基体3上の各発熱体5aは、絶縁基体上
に実装されたシフトレジスタIC(不図示)に金属配線
13(図9参照)を介して接続され、信号端子(不図
示)を介してプリンタ本体(不図示)のドライバ、CP
U、電源等に接続される。
Finally, the plastic ink container 2 is adhered to the back surface of the insulating substrate 3 to fill the ink in the ink container 2. Each heating element 5a on the insulating base 3 is connected to a shift register IC (not shown) mounted on the insulating base via a metal wiring 13 (see FIG. 9), and a printer via a signal terminal (not shown). Driver of main body (not shown), CP
U, connected to a power source, etc.

【0046】《実施例2》次に、上述の実施例1での製
造工程の一部を変更して作製されるプリンタヘッドにつ
いて、図2を用いて説明する。
<Embodiment 2> Next, a printer head manufactured by modifying a part of the manufacturing process in Embodiment 1 will be described with reference to FIG.

【0047】絶縁基体3上への発熱体5a、絶縁膜11
及び熱伝導膜15の形成、パターニングまでは、実施例
1と同様に実行する。そして、絶縁基体3に、裏面側の
凹部3aとインク供給孔4a(レーザビームなどで加
工)を形成しておく。一方、ガラスあるいは耐熱性樹脂
などからなるカバー板17を用意し、このカバー板17
に、圧力容器14となるべき円筒形状のくぼみをモール
ド加工などによって形成し、インク吐出ノズル7をレー
ザビーム加工などによって形成する。そして、接着剤1
8を用い上述のように加工された絶縁基体3とカバー板
17とを接着し、さらにはインク容器2を取り付けるこ
とによって、プリンタヘッドが完成する。なお、インク
供給孔4aあるいはインク吐出ノズル7の加工には、上
述のレーザビーム加工のほかに、金属マスクを用いた反
応性イオンエッチング(RIE)や光励起ドライエッチ
ング法を用いてもよい。
The heating element 5a and the insulating film 11 on the insulating substrate 3
The formation and patterning of the heat conductive film 15 are performed in the same manner as in the first embodiment. Then, the recess 3a on the back surface side and the ink supply hole 4a (processed by a laser beam or the like) are formed in the insulating substrate 3. On the other hand, a cover plate 17 made of glass or heat resistant resin is prepared.
Then, a cylindrical recess to be the pressure vessel 14 is formed by molding or the like, and the ink discharge nozzle 7 is formed by laser beam processing or the like. And adhesive 1
The printer head is completed by adhering the insulating substrate 3 processed as described above to the cover plate 17 by using No. 8 and further attaching the ink container 2. In addition to the laser beam processing described above, reactive ion etching (RIE) using a metal mask or photoexcited dry etching may be used for processing the ink supply hole 4a or the ink discharge nozzle 7.

【0048】《実施例3》本発明に基づくプリンタヘッ
ドにおいて、絶縁基体上に設けられる線状の発熱体の形
状は、上述の単リング状のものに限られない。例えば、
図3(a)〜(d)にそれぞれ示すように、同心多重リング
状、同心多重方形状、放射リング状、蛇行状などの種々
の形状とすることができる。いずれの形状であっても、
ホトリソグラフィ技術を用いることにより、簡単に形成
することができる。また、発熱体の線幅は、上述の実施
例1では例えば10μmであり、3μmの設計ルールで
十分に再現可能なものである。いずれの場合であって
も、インク吐出ノズル7が、発熱体の加熱領域の中央上
方に位置することが好ましい。
<Embodiment 3> In the printer head according to the present invention, the shape of the linear heating element provided on the insulating substrate is not limited to the above-mentioned single ring shape. For example,
As shown in FIGS. 3 (a) to 3 (d), various shapes such as a concentric multiple ring shape, a concentric multiple square shape, a radial ring shape, and a serpentine shape can be used. Whichever shape you choose
It can be easily formed by using the photolithography technique. Further, the line width of the heating element is, for example, 10 μm in the above-described first embodiment, which is sufficiently reproducible according to the design rule of 3 μm. In any case, it is preferable that the ink discharge nozzle 7 is located above the center of the heating region of the heating element.

【0049】《実施例4》図4に示すように、インク供
給孔4aを発熱体5aの加熱領域外に設けることも可能
である。この場合には、圧力容器14を二円連結形状と
し、インクに対する加圧空間の大きさを最小限にするこ
とが好ましい。
<Embodiment 4> As shown in FIG. 4, the ink supply hole 4a can be provided outside the heating region of the heating element 5a. In this case, it is preferable that the pressure container 14 has a two-circle connection shape to minimize the size of the pressurizing space for the ink.

【0050】《実施例5》圧力容器14の形状は円筒状
のものに限られず、例えば、絶縁基体3側に広がりイン
ク吐出ノズル7側に狭まったテーパ形状のものとするこ
とができる。図5はこのようなテーパ形状の内壁19を
備えた圧力容器14を有するプリンタヘッドを示してい
る。このプリンタヘッドは、実施例2と同様の手順で、
ただし、テーパ形状の内壁19を有するようにカバー板
17にくぼみを形成することにより、容易に実現するこ
とができる。
<Embodiment 5> The shape of the pressure vessel 14 is not limited to a cylindrical shape, but may be, for example, a taper shape that expands toward the insulating substrate 3 side and narrows toward the ink discharge nozzle 7 side. FIG. 5 shows a printer head having a pressure container 14 having such a tapered inner wall 19. This printer head has the same procedure as in the second embodiment.
However, it can be easily realized by forming the recess in the cover plate 17 so as to have the tapered inner wall 19.

【0051】《実施例6》図6に示すプリンタヘッド
は、実施例2で説明したプリンタヘッドにおいて、カバ
ー板17の厚さを大きくするともに、カバー板17の被
記録媒体20側の面に溝17aを形成し、この溝17a
以外の平坦面に被記録媒体20を密着させ、この被記録
媒体20を溝17aの長手方向と垂直な方向に移動さ
せ、被記録媒体20とインク吐出ノズル7との距離を一
定に保とうとするものである。インク吐出ノズル7は、
溝17aの底面に開口するようにした。なお、カバー板
17をモールド加工で加工するのであれば、圧力容器1
4に対応するくぼみと溝17aとをカバー板17の表裏
面に同時加工、形成することも可能である。
<Embodiment 6> The printer head shown in FIG. 6 is the same as the printer head described in Embodiment 2 except that the thickness of the cover plate 17 is increased and the surface of the cover plate 17 on the recording medium 20 side is grooved. 17a is formed and this groove 17a is formed.
The recording medium 20 is brought into close contact with a flat surface other than the above, and the recording medium 20 is moved in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the groove 17a so as to keep the distance between the recording medium 20 and the ink discharge nozzle 7 constant. It is a thing. The ink discharge nozzle 7 is
The opening is formed on the bottom surface of the groove 17a. If the cover plate 17 is processed by molding, the pressure vessel 1
It is also possible to simultaneously process and form the recess and the groove 17a corresponding to No. 4 on the front and back surfaces of the cover plate 17.

【0052】このプリンタヘッドでは、インクの飛翔距
離(すなわち、インク吐出ノズル7と被記録媒体20表
面との距離)を溝17aの深さにより規定することが出
来ることから、飛翔したインク滴8の被記録媒体への衝
突時の形状を一定にすることが出来る。また、インク滴
8の飛翔空間がカバー板17と被記録媒体20とによっ
て閉塞されているから、気流等の外乱要因による飛翔方
向の乱れを防止することができ、プリンタヘッドの高精
細化に伴う微小なインク滴の転写、印字に効果を発揮す
る。
In this printer head, the flying distance of the ink (that is, the distance between the ink discharge nozzle 7 and the surface of the recording medium 20) can be defined by the depth of the groove 17a. The shape at the time of collision with the recording medium can be made constant. In addition, since the flight space of the ink droplet 8 is closed by the cover plate 17 and the recording medium 20, it is possible to prevent the flight direction from being disturbed due to a disturbance factor such as an air flow, and to increase the definition of the printer head. Effective for transferring and printing minute ink droplets.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、各ドット
の発熱体ごとにその発熱体のほぼ中心領域となる位置に
おいて、インク容器と圧力容器(インク加熱容器)とを
連通するインク供給孔を絶縁基体に設けることにより、
従来の発熱体材料を用いても、隣接印刷ドット間隔を微
小にすることが可能になり、小型で高精細なプリンタヘ
ッドを低コストで製造できるようになるという効果があ
る。また、線状の発熱体を用いることにより、発熱体の
膜厚を極端に薄くすることなく高電気抵抗の発熱体とす
ることができるので、プリンタヘッドの消費電力を低減
でき、これによって、プリンタ本体の電源負荷を低減し
て長時間稼働可能な携帯型プリンタを実現することが可
能になる。また、本発明には、高精細印字において、気
流などの外乱による乱れの排除や、飛翔インク滴の形状
制御も可能であるという効果もある。
As described above, according to the present invention, the ink supply hole for communicating the ink container and the pressure container (ink heating container) with each other for the heating element of each dot at a position which is substantially the central region of the heating element. By providing the insulating substrate,
Even if a conventional heating element material is used, the interval between adjacent print dots can be made minute, and a small and high-definition printer head can be manufactured at low cost. Further, by using the linear heating element, it is possible to obtain a heating element having a high electric resistance without making the film thickness of the heating element extremely thin, so that it is possible to reduce the power consumption of the printer head. It becomes possible to realize a portable printer that can operate for a long time by reducing the power supply load of the main body. In addition, the present invention also has an effect that, in high-definition printing, it is possible to eliminate turbulence due to disturbance such as air flow and control the shape of flying ink droplets.

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

【図1】実施例1のプリンタヘッドの断面構造を示す一
部破断斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a cross-sectional structure of a printer head according to a first embodiment.

【図2】実施例2でのプリンタヘッドの製造工程を示す
図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of a printer head according to a second embodiment.

【図3】(a)〜(d)は、それぞれ、線状の発熱体の形状の
示す平面図である。
3 (a) to 3 (d) are plan views showing the shapes of linear heating elements.

【図4】実施例4のプリンタヘッドでのインク供給孔の
位置を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating positions of ink supply holes in a printer head according to a fourth embodiment.

【図5】テーパ状の圧力容器を有するプリンタヘッドを
示す一部破断斜視図である。
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing a printer head having a tapered pressure container.

【図6】実施例6のプリンタヘッドの断面構成を示す一
部破断斜視図である。
FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing a cross-sectional structure of a printer head according to a sixth embodiment.

【図7】従来のサイド・シュート・タイプのプリンタヘ
ッドの断面構造を説明する一部破断斜視図である。
FIG. 7 is a partially cutaway perspective view illustrating a sectional structure of a conventional side shoot type printer head.

【図8】従来のエッジ・シュート・タイプのプリンタヘ
ッドの断面構造を説明する一部破断斜視図である。
FIG. 8 is a partially cutaway perspective view illustrating a sectional structure of a conventional edge shoot type printer head.

【図9】インク供給孔とリング状の発熱体の基本的な構
造を説明する斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view illustrating a basic structure of an ink supply hole and a ring-shaped heating element.

【図10】圧力容器内でのインクの挙動を説明する図で
あって、(a)は加熱時を説明する断面図、(b)は冷却時を
説明する断面図である。
10A and 10B are diagrams illustrating the behavior of ink in a pressure container, in which FIG. 10A is a sectional view illustrating heating and FIG. 10B is a sectional view illustrating cooling.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プリンタヘッド 2 インク容器 3 絶縁基体 4,4a インク供給管 5,5a 発熱体 6 インク加熱容器 7 インク吐出ノズル 8 インク滴 9 気泡 10 土手 11 絶縁膜 12 インク 13 配線 14 圧力容器 15 熱伝導膜 16 金属膜 17 カバー板 18 接着剤 19 内壁 20 被記録媒体 1 Printer Head 2 Ink Container 3 Insulating Substrate 4,4a Ink Supply Pipe 5,5a Heating Element 6 Ink Heating Container 7 Ink Discharging Nozzle 8 Ink Drop 9 Bubble 9 Insulation Film 12 Ink 13 Wiring 14 Pressure Vessel 15 Thermal Conductive Film 16 Metal film 17 Cover plate 18 Adhesive 19 Inner wall 20 Recording medium

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基体と前記絶縁基体上に配置された
複数の発熱体とを有し、前記発熱体によって液相状態の
インクを加熱し前記インクの気化・膨張する圧力によっ
てインク吐出ノズルからインクを飛翔させて記録を行な
うプリンタヘッドにおいて、 前記各発熱体ごとに設けられて当該発熱体を内壁面に有
し貫通孔として前記インク吐出ノズルが形成され前記イ
ンクを一定量保持する圧力容器と、 前記各発熱体ごとに当該発熱体による発熱領域の中心部
分に設けられインクを充填したインク容器に連通し前記
絶縁基体を貫通するよう開口して前記インクを対応する
圧力容器に供給するインク供給孔と、を有することを特
徴とするプリンタヘッド。
1. An ink discharge nozzle having an insulating substrate and a plurality of heating elements arranged on the insulating substrate, the heating element heating ink in a liquid phase to vaporize and expand the ink. In a printer head that ejects ink to perform recording, a pressure container that is provided for each heating element, has the heating element on an inner wall surface, forms the ink discharge nozzle as a through hole, and holds a fixed amount of the ink. An ink supply for each of the heating elements, which communicates with an ink container provided in the central portion of a heating region by the heating element and which communicates with the ink container and opens through the insulating substrate to supply the ink to a corresponding pressure container. A printer head having a hole.
【請求項2】 複数の前記圧力容器が一体のものとして
構成され、隣接する圧力容器が前記発熱体の加熱による
インクの熱膨張圧力を相互に隔離する隔壁を共有する請
求項1に記載のプリンタヘッド。
2. The printer according to claim 1, wherein the plurality of pressure vessels are integrally formed, and adjacent pressure vessels share a partition wall that isolates the thermal expansion pressure of the ink due to the heating of the heating element from each other. head.
【請求項3】 前記発熱体が通電によって発熱する線状
の電気抵抗発熱体を所定のパターンで屈曲させたもので
あり、外部の電力供給源から抵抗加熱用の電力を供給す
るための電極及び配線が前記発熱体の両端部に接続さ
れ、前記発熱体の表面が電気絶縁層で被覆されている請
求項1または2に記載のプリンタヘッド。
3. A linear electric resistance heating element, which is heated by energization, is bent in a predetermined pattern, and an electrode for supplying electric power for resistance heating from an external power supply source; 3. The printer head according to claim 1, wherein wiring is connected to both ends of the heating element, and the surface of the heating element is covered with an electrically insulating layer.
【請求項4】 前記インク供給孔を開口して前記発熱体
の加熱領域の全域を覆うように、電気絶縁層上に熱伝導
膜が設けられている請求項3に記載のプリンタヘッド。
4. The printer head according to claim 3, wherein a heat conductive film is provided on the electrical insulating layer so as to open the ink supply hole and cover the entire heating region of the heating element.
【請求項5】 前記絶縁基体の前記発熱体が設けられて
いない面に前記インク容器が形成され、前記絶縁基体が
前記インク容器の壁の少なくとも一部を構成する請求項
1乃至4いずれか1項に記載のプリンタヘッド。
5. The ink container is formed on a surface of the insulating substrate on which the heating element is not provided, and the insulating substrate forms at least a part of a wall of the ink container. The printer head according to item.
【請求項6】 前記発熱体の形状が欠落部を有するリン
グ状であり、リングの中心部に前記インク供給孔が開口
する請求項1または2に記載のプリンタヘッド。
6. The printer head according to claim 1, wherein the heating element has a ring shape having a missing portion, and the ink supply hole is opened at the center of the ring.
【請求項7】 前記発熱体の形状が、連続した同心円状
の折り返し複数重構造あるいは蛇行構造を有する概略リ
ング状であり、リングの中心部に前記インク供給孔が開
口する請求項1または2に記載のプリンタヘッド。
7. The heating element according to claim 1, wherein the heating element has a substantially ring shape having a continuous concentric folded multi-layered structure or a meandering structure, and the ink supply hole is opened at the center of the ring. Printer head as described.
【請求項8】 前記発熱体の形状が、連続した同心方形
の折り返し複数重構造あるいは蛇行構造を有する概略方
形状であり、前記方形の中心部に前記インク供給孔が開
口する請求項1または2に記載のプリンタヘッド。
8. The heating element has a substantially rectangular shape having a continuous concentric rectangular folded multiple structure or a meandering structure, and the ink supply hole is opened at the center of the rectangular shape. The printer head described in 1.
【請求項9】 前記インク吐出ノズルの開口直径が、前
記インク供給孔の開口直径とほぼ同一か前記インク供給
孔の開口直径よりも大きい、請求項1または2に記載の
プリンタヘッド。
9. The printer head according to claim 1, wherein the opening diameter of the ink discharge nozzle is substantially the same as or larger than the opening diameter of the ink supply hole.
【請求項10】 前記絶縁基体において前記発熱体及び
前記インク供給孔が形成される領域の裏面側には、その
他の領域に比べて前記絶縁基体の厚さが薄くなるよう
に、凹部が形成されている請求項1乃至9いずれか1項
に記載のプリンタヘッド。
10. A recess is formed on the back surface side of the region of the insulating base where the heating element and the ink supply hole are formed so that the insulating base is thinner than other regions. The printer head according to any one of claims 1 to 9, wherein:
【請求項11】 前記圧力容器の壁のうち前記インク吐
出ノズルを含む部位の壁が金属で形成されている請求項
1乃至10いずれか1項に記載のプリンタヘッド。
11. The printer head according to claim 1, wherein a wall of a portion of the wall of the pressure container including the ink ejection nozzle is made of metal.
【請求項12】 前記絶縁基体側から前記インク吐出ノ
ズルに向って狭まるテーパ構造となっている内壁が前記
圧力容器に設けられている請求項1乃至11いずれか1
項に記載のプリンタヘッド。
12. The pressure container is provided with an inner wall having a tapered structure that narrows from the side of the insulating substrate toward the ink discharge nozzle.
The printer head according to item.
【請求項13】 前記圧力容器の外壁面に溝が形成さ
れ、前記溝の底面に前記インク吐出ノズルが開口する請
求項1乃至12いずれか1項に記載のプリンタヘッド。
13. The printer head according to claim 1, wherein a groove is formed on an outer wall surface of the pressure container, and the ink discharge nozzle is opened on a bottom surface of the groove.
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