JPS59209881A - インクジエツト記録ヘツド - Google Patents

インクジエツト記録ヘツド

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JPS59209881A
JPS59209881A JP8476883A JP8476883A JPS59209881A JP S59209881 A JPS59209881 A JP S59209881A JP 8476883 A JP8476883 A JP 8476883A JP 8476883 A JP8476883 A JP 8476883A JP S59209881 A JPS59209881 A JP S59209881A
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JP
Japan
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temperature
heating element
recording head
ink
nozzle
Prior art date
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Pending
Application number
JP8476883A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiko Tanaka
康彦 田中
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.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP8476883A priority Critical patent/JPS59209881A/ja
Publication of JPS59209881A publication Critical patent/JPS59209881A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/08Embodiments of or processes related to ink-jet heads dealing with thermal variations, e.g. cooling

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はインクジェット記録装置のインクジェット記録
へ、ドに関し、特に記録ヘッドのノズルを含むインク流
路の一部もしくは全部を一定温度に維持する温度過昇防
止機能を付与した記録ヘッドに関するものである。
従来技術 インクジェット記録装置としては、従来、電界制御方式
と荷電制御方式とが早くから知られているが、これらの
方式ではインク小滴を形成する手段と、文字形成のため
の噴射方向制御(偏向)手段とておいて複雑で高価な構
造を必要とする。一方、特公昭53−12138号公報
に示されるように、記録のための電気信号に応答して電
気パルスが記録ヘッドの圧電変換素子に印加される都合
、圧力室の容積変化によってノズルからインク小滴を噴
射する方式(以下オンデマンド方式とい5)のインクジ
ェット記録装置が近年注目されている。特開昭51−3
5231号公報は、一つの記録ヘッド内に複数のノズル
を実装するという方式であり、第1図(4)はこの方式
の概略正面図であるり、第1図CB)はその平面図であ
る。これらの図においで、記録用インクはインクタンク
1からインク供給管2を通って記録ヘッド3のパルスト
ラップ室4へ供給される。パルストラ、プ室4は、画像
の縦方向の画素に対応する複数のノズル6に連通ずる複
数の圧力室5に分岐される。また圧力室5の壁の一部に
は、電子パルス発生器8に電気的に接続された圧電変換
素子7が接着されている。EE電変換素子7は、前記パ
ルス発生器8かも電気信号を受けると圧力室5の内側へ
撓むことのできる適当な可撓板で例えばピエゾ電気クリ
スタルから成り、導電性薄膜によって圧力室の外壁面に
接着されている。この方法においては、゛電子パルス発
生器8からの電気信号により圧電変換素子7は圧力室5
の内方に急激に撓み、このため生ずる圧力室5の容積の
急激な減少と圧力上昇は、ネック部9を介してノズル6
に圧力伝達され内部のインクをノズル6かもインク小滴
として放出、飛翔させ、対向する記録紙上に到達させて
、ドツト画像を記録する。
ところで、この方式の記録ヘッドにおいては、ノズル6
から噴出するインク小滴の直径は、ノズルの形状、寸法
及び駆動信号のパルス電圧、パルス長さ等YM整するこ
とにより一定の値となる。
また一定の記録ヘッドにおいても使用するインクの特性
によってもインク小滴のml径は変化する。
第2図はインクジェット記録に使用−J−るインクの特
性図である。第2図(5)に示すように、インクの温度
が低下すると、インクの粘度は急激に上昇してゆく傾向
を有する。また第2図(B)に示すように、インク粘度
が高くなると、インク小滴の直径は小さくなる傾向を有
する。第2図(Qはインク温度とインク小滴の直径との
関係を示す図であり、噴射によって形成されるインク小
滴の直径が温度に影響される依存性の大きいことが判る
。尚、使用すンクについてもほぼ同様の温度依存性があ
る。特に記録へ2ド内のインクが低温になると、高粘度
化し更には凝固したりしてインク目詰りを生ずる。
このため、記録ヘッドに、ノズルを含むインク流路の一
部もしくは全部を加熱する発熱素子を設け、ノズル6部
分又はノズル6から圧力室5に至るインク流路(ネ、り
部)又は圧力室5も含めてこれからノズル6に至るイン
ク流路を加熱しているか、あるいは記録へ、ド全体を加
熱して一定温度を維持している。
これら倒れの発熱形式においても、発熱素子の制御回路
に故障を生じたり、その他のトラブル忙より加熱素子が
暴走した場合には、記録ヘッドの温度が異常な高温とな
り、記録へ、ドやその周囲の部分を変形・破損させたり
、インク流路内のインクを沸騰させて記録へ、ド内に気
泡を生じたり、異常噴射をしたりする。あるいはインク
中の水分蒸発忙よりインクが凝集してノズルを詰まらせ
てしまう等のトラブルを起す。
即ち、このような構成をなす記録−、ラドな有するイン
クジェット記録装置に電源を投入すると、第3図の温度
特性図に示すように加熱素子付近の温度が上昇してゆき
(線C,)、一定の温度Tcに達すると、ヘッドの周囲
温度やヘッドに接触して設けた感温素子に基づいて制御
する温度制御回路(図示せず)の働きで加熱素子への印
加電圧や電流が制御されて温度は一定に保たれる(線C
t)。
しかるに、ある時刻t、において制御回路が故障したり
すると、加熱素子は再び温度上昇を始める(線aS)。
一般に記録ヘッドは保温・防音・防塵・保護用にケース
などに収容されている。このよう1よ記録ヘッドの前記
故障発生時には、加熱素子の温度は無制限に近い上昇を
することになり、これKより発煙−発火などの好了しく
ない事態を惹起し、また記録ヘッド上の部品を変形した
り破損したりすることになる。
発明の目的 本発明は従来のこうした欠点を除去し、万一加熱素子が
暴走しても、発煙・発火・記録へ、、ドの破損などの生
じることのない安全な温度過昇防止機能を有するインク
ジェット記録へ、アトを提供することを目的とするもの
である。
発明の構成 上記目的は、インク小滴を噴射するノズルを含むインク
流路の一部もしくは全部を加熱1−る加熱素子を設け、
該加熱素子の取付部分又はその近傍に、温度変化に、対
し抵抗値が正の特性を有する感温素子を設置したことを
特徴とするインクジ、ッ1− fl己録へ、ドにより達
成される。
実施例 以下、本発明をその具体的実施例を示して詳細に説明す
る。
第4図は本発明に係るインクジェット記録パ・。
ドの一例を示す要部のみ示す概略斜視図である。
第4図(4)およびCB)は基体11上に加熱素子12
を有する記録へ、ドを示す斜視図である。図は加熱素子
12として印刷やエツチングによるプリント抵抗を、セ
ラミ9.クスのような絶縁体から成る基体11上に所足
のパターンで形成したものである。上記加熱素子12と
してニクロム線を敷設することも可能である。または加
熱素子としては面状発熱体や定温度発熱素子を用いても
よい。
第4装置は上記加熱素子12をノズル6と圧力室5とを
流体的に連用するネック部9の上部にパターン状に配置
した図を示し、後述の感温素子15のリード部16と電
気的に直列接続する接点13、および不図示の外部電源
に接続するための接点14を基体11上に有している。
第4図CB)は上記感温素子15を加熱素子12に設置
した状態を示す斜視図である。
感温素子15は温度を電気的な値に変換して検出するた
めのトランスジューサであって、サーミスj等が用いら
れる。サーミスタは温度によって電気抵抗が大きく変化
する半導体であって、電気抵抗の温度特性はふつう非直
線的であって、温度係数は正、負倒れもある。本発明で
はこのうち正特性サーミスタは温度が上昇すると電気抵
抗値が増える、正の温度係数をもつ、一般にチタン酸バ
リクム系の半導体である。第5図は温度特性図であって
、図中Aは該正特性サーミスタの特性ン示す線図である
。図において正特性サーミスタは所定温度付近から上で
は急激に抵抗値増大の傾向を示す。
感温素子15としてはこの他に、温度ヒユーズ、感温リ
ードスイッチ、バイメタル等を用いることができる。温
度ヒーーズは周囲温度が規定値Toを越えることによっ
て溶断する一種のヒユーズであり、一般にSn 、 B
i 、 Pb 等よりなる組成を有する。温度リレー又
は感温リードスイッチは温度検出器の出力信号によって
直接または間接的に制御する。第5図中のBはこれら温
度ヒユーズ、感温リードスイッチ、バイメタルによる温
度特性図である。
上記各種の感温素子15のうち、温度ヒユーズは最も低
価格であるが、一度異常高温になると溶断し再使用不可
という欠点がある。また正特性サーミスタや感温リード
スイッチ等は前記温度ヒユーズに比べやや高価で火星化
するが、一度高温になって電気を断ち、加熱素子暴走の
原因を除去した彼処再使用が可能である。
次に感温素子15の記録ヘッドの基体11への設置につ
いて述べる。第4装置において記録へ、ドの基体11の
ノズル6付近を加熱するように加熱素子12のパターン
が敷設されている。この加熱素子のパターンのほぼ中央
(図中、破線で示す位置)へ温度ヒユーズ又は正特性サ
ーミスタの如き感温素子15を設置する。第4図(B)
は基体11上の加熱素子12と感温素子15とを結合し
た状態を示す斜視図である。このとき画素子12 、1
5間に熱伝導が十分得られるように、加熱素子12を含
む基体11と感温素子15面との接触面には電気的導通
はないが熱伝導の良い−ボキシなどの樹脂、シリ8づゴ
ム、シリコーングリース、シリコーンシートまたは金属
面などを配設する。また加熱素子の接点13と感温累子
工5のリード部16とを半田付け、導電ペースト接着、
かしめ、圧着等により接続して、加熱素子12と感温素
子15とを電気的に直列になるように構成する。
第6図は本発明による加熱素子12、感温素子15を搭
載した温度過昇防止装置付の記録へ、ドの温度特性図で
ある。前述の第3図のtlの時点において、制御回路等
が故障したりすると加熱索子12は異常温度過昇が始ま
る。しがし正特性サーミスタの如き感温素子15を直列
に接続しである場合には、加熱素子12のパターンと前
記サーミスタとの接触面全体の抵抗が上昇するため、サ
ーミスタの特性を選択して使うことによって加熱素子1
2の温度上昇は第3図で制御されるTe温度を若干上ま
わる程度で停止し、図のD1曲線で示される状態となる
また、感温素子として温度ヒユーズを用いた場合には、
温度が過昇して一定温度Toを越すと溶断して加熱素子
12に電流が流れなくなるため、曲線D2で示すように
Tuに達した後は温度上昇は止まり周囲の自然冷却で温
度は除々に下降してほぼ室温へ戻ってゆく。
更にまた、感温リードスイッチやバイメタルを用いた場
合には、一定温度TOの付近で温度は小幅の上下動をく
り返す形の曲線り、となる。これは該素子が一定温度を
基準にON 、 OFF  を(り返すためである。こ
の制御はラフではあるが記録へ、ドの破壊防止の意味で
は十分である。
発明の効果 以上、述べてきたように、本発明のインクジェ、ト記録
ヘッドでは万一、加熱素子の制御回路(図示せず)等が
故障しても温度が異常過昇することなく、従来のような
発火・発煙や記録ヘッドまたは記録装置の破損する危険
が全く生ぜず、安全性と信頼性′向上に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図(5)、(B)はインクジェット記録ヘッドの一
例を示す正面図および平面図、第2図(5)+ CB)
 t(Qは記録用インクの特性図、第3図は加熱素子に
よって温度制御された記録ヘッドの温度特性図、第4図
(4)、(B)は本発明による記録ヘッドの斜視図、第
5図は本発明に係る感温素子の温度特性図の一例、第6
図は本発明による温度過昇防止装置付記録へ、ドの温度
特性図である。 11・・・インクジェット記録ヘッドの基体12・・・
加熱素子    13 、14・・・接点15・・・感
温素子    16・・・リード部代理人 桑原義美 彩1図(△) 筋1区(B)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  インク小滴を噴射するノズルを含むインク流
    路の一部もしくは全部を加熱する加熱素子を設け、該加
    熱素子又はその近傍に、温度変化に対し抵抗値が正の特
    性乞有する感温素子を設置したこと乞%徴とするインク
    ジェット記録ヘッド。
  2. (2)  前記加熱素子と前記感温素子とを電気的に直
    列となるように接続したこと乞特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載のインクジェット記録ヘツド。
  3. (3) 前記感温素子として、温度ヒユーズ、温度リレ
    ー、正特性サーミスタ、バイメタルのうち何れか1つを
    用いたこ゛とを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
    2項に記載のインクジェット記録ヘッド。
JP8476883A 1983-05-14 1983-05-14 インクジエツト記録ヘツド Pending JPS59209881A (ja)

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JP8476883A JPS59209881A (ja) 1983-05-14 1983-05-14 インクジエツト記録ヘツド

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JPS59209881A true JPS59209881A (ja) 1984-11-28

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JP8476883A Pending JPS59209881A (ja) 1983-05-14 1983-05-14 インクジエツト記録ヘツド

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3480017A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-08 SII Printek Inc Liquid jet head and liquid jet recording device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3480017A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-08 SII Printek Inc Liquid jet head and liquid jet recording device
CN109747270A (zh) * 2017-11-02 2019-05-14 精工电子打印科技有限公司 液体喷射头以及液体喷射记录装置
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