JPS61255866A

JPS61255866A - 液体噴射記録ヘツド

Info

Publication number: JPS61255866A
Application number: JP9826185A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hirasawa; 平澤　伸一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-05-09
Filing date: 1985-05-09
Publication date: 1986-11-13

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〉本発明は液体噴射記録ヘッドに関する。

〈従来技術〉第５図（ａ）は従来の液体噴射記録ヘッドの一例を示す
千ｍ断面図であり、第５図（ｂ）は第鬼図（ａ）におけ
るＡ−Ａ断面図である。同図において、基板ｌ上には発
熱手段、すなわち電気−熱変換部（以下、発熱部と記す
）２と導電部３とが形成され、その上に、図示されてい
ないが保護膜が形成されている。発熱部２の各々は壁４
により仕切られて熱作用室５と液供給室６とが形成され
ている。熱作用室５の一端には吐出ロアが複数個配され
たオリフィスプレート１８があり、液体はここから噴射
される。噴射される液体は、液供給パイプ８を通して供
給され、液供給室６および熱作用室５を満たしている。

吐出ロアからの液体の噴射は発熱部２の発熱によって引
き起こされる。所望の位置の発熱部２は、その発熱部２
が接続している導電部３に所定のパルス電圧が印加され
ることによって発熱する。この電圧が印加されると、熱
によって発熱部２の近傍にある液体は瞬時のうちに気化
し、その気泡は熱作用室５内で急激に成長する。この圧
力によって吐出ロア側にある液体は吐出ロアから急速に
押し出され、飛翔液滴となって記録部材に付着し記録が
行われることとなる。次いで、印加電圧がオフされると
気泡は急速に収縮し、消滅する。

このように動作する液体噴射ヘッドにおいては、エネル
ギー発生体の一つである発熱手段（発熱部２および導電
部３）が液体と接触しないように保護膜が設けられてい
る。第６図は、第５図（ｂ）に示された液体噴射記録ヘ
ッドの発熱部２の近傍を拡大して、より詳細に示した断
面図である。同図において、基板１上には抵抗体９と電
極１０が形成されており、抵抗体９だけの部分が第１図
における発熱部２に、抵抗体９と電極１０の重なった部
分が第１図における導電部３にそれぞれ対応している。

これら発熱手段としての抵抗体９と電極１０は保護膜１
１によって液体１２から保護されている。

抵抗体９および電極１０は液体１２に接触すると、酸化
反応や電気分解等の化学反応によって変質が生ずる結果
、抵抗値が変化したり断線したすする危険がある。その
ために保護膜１１が設けられている。この保、１Ｈｌｌ
が完全なものであれば問題はなく、抵抗体９および電極
１０は液体１２と完全に分離され、抵抗体９の高寿命は
保証される。

しかしながら、このような理想的な保護膜を形成するの
は事実上極めて困難である。通常の製造工程においては
、不可避的に第６図に示されるような数ミクロン以下の
微小な欠陥点１３が保護膜１１に生じてしまう。また、
抵抗体９の発熱部２の発熱による熱ストレスやすでに述
べたように気泡の発生、消滅にともなう衝撃等によって
も保護膜１１には欠陥点１３が生じることがわかってい
る。欠陥点１３が存在すると、液体１２と抵抗体９およ
び電極１０とが接触し、電気化学的反応が生じるが、そ
の反応速度は、抵抗体９や電極１０の種類、抵抗体９の
発熱温度、そして液体中の導電イオンの種類等によって
大きく異なっている。しかし、通常、発熱部２に欠陥点
１３が生じると、１０５〜１０６回程度のパルス電圧が
印加されただけで抵抗体９の発熱部２が破壊され断線し
てしまい実用的な耐久力を有さない、実用に供するには
すくなくとも１０８回程度パルス電圧が印加されても抵
抗体９（特に発熱部２）や電極１０に損傷が生じない耐
久性が必要である。

このように保護膜１１に欠陥点１３が存在すると、抵抗
体９の発熱部２の寿命が短くなり、その結果、ヘッドの
寿命も短くなる。なぜならば、ひとつの抵抗体が破壊さ
れた時点がそのヘッドの寿命でもあるからである。しか
し、すでに述べたように欠陥点１３を完全に除去するこ
とは極めて困難である。また、欠陥点１３を実質的に発
生させないように保護膜１１の膜厚を大きくすることは
熱効率の低下、入力信号に対する熱応答性の悪化等の理
由から避けねばならない、したがって、従来の記録ヘッ
ドの製造では、短寿命のヘッドが数ある中に混入するこ
とは避けられず、そのために商品信頼性も著しく低下さ
せるという問題点を有していた。

く目的〉本発明は以上の如き従来技術に鑑みなされたものであり
、その目的とするところは、エネルギー発生体を保護膜
で保護せずども又、設けられた保護膜に欠陥が生じてい
た場合であっても実用に供しうる高寿命をもつ液体噴射
記録ヘッドを提供することにある。

く本発明の概要〉上記した本発明の上記目的は、液体を吐出し飛翔的液滴
を形成する為に設けられたオリフィスを有するオリフィ
スプレートと前記飛翔的液滴を形成する為に利用される
エネルギーを発生する為のエネルギー発生体とを有する
液体噴射記録ヘッドにおいて、該液体噴射記録ヘッド内
の液体に電位を与える為の配線部分を前記エネルギー発
生体が設けられている基板上に設け、前記オリフィスプ
レートと前記配線部分を電気的に接続した車を特徴とす
る液体噴射記録ヘッドによって達成される・即ち、本発明の液体噴射記録ヘッドは、オリアイスプレ
ートに電位を与えることで前記記録ヘッド内の液体の電
位を制御し、液体中の導電性イオン（アニオン、カチオ
ン、０Ｈ−１Ｈ＋など）がエネルギー発生体と電気化学
的反応を抑制することで上記目的を達成する。

〈実施例〉以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明による液体噴射記録ヘッドの一実施例
の概略的構成図、第２図は本実施例の配線図である。第
３図（ａ）乃至第４図は、本実施例を説明する為の説明
図で、第３図（ａ）は模式的平面部分切断図、第３図（
ｂ）は第３図（ａ）に示される一点鎖線Ａ−ｘで第３図
（Ｌ）を切断した場合の模式的切断面図、第４図は本発
明の別の実施例を第３図（ａ）に示される一点鎖線Ａ−
Ａ′と同様な位置で切断した場合の模式的切断面図であ
る。

第１図乃至第４図において図示される番号で第１図及び
第６図に示される番号と同じ番号で示されるものは同じ
であるのでその詳細な説明については省略する。

電極１０の一端は電源１４によって電圧ｖｈが印加され
、抵抗体９の発熱部２を介した電極１０の他端のスイッ
チングトランジスタ１５に接続されている。スイッチン
グトランジスタ１５は所定の信号によりオン状態あるい
はオフ状態となり、抵抗体９の発熱部２にパルス状の電
圧を供給する動作を行う。ここまでの構成は従来と同様
であるが、本発明では、発熱部２上の保護膜がなくなり
、液体１２に接するオリフィスプレート１８が液体１２
に接触して、導電性材料１９および電極１６によって電
圧Ｖｉｎｋを液体１２に印加している。

図示されるような電″”極１６を有さない従来の液体噴
射記録ヘッドでは、保護膜１１に欠陥点１３が存在する
と液体１２の電位は電源１４が供給する電圧ｖｈがとほ
ぼ同レベルとなる。そのために電圧ｖｈが加わっている
発熱部２のＡ部分は液体１２との電位差がほとんどなく
、その結果液体１２と抵抗体９あるいは電極１０との電
気化学的反応はそれほど急速に進行することはなかった
。しかしＢ部分の電位は、スイッチングトランジスタ１
５がオン状態となると、接地電圧Ｖｇの近くまで下降す
るために、液体１２との間にほぼＶｈ−Ｖｇはどの電位
差が生じてしまう。そのために、欠陥点１３がＢ部分近
傍に存在する場合はその欠陥点１３を通して電流が流れ
やすくなり、その結果抵抗体９と液体１２どの間に電気
化学的反応が急速に進行し、最後には抵抗体９が破壊さ
れて断線という事態にいたる。

しかしながら欠陥点による電気化学的反応の進行につい
ては、まだ十分に解明されたわけではない。ただ確かな
ことは、上述したように液体１２の電位が高く抵抗体９
の電位が低い場合には液体１２から抵抗体９へ電流が流
れやすく、逆の場合、すなわち抵抗体９の電位の方が液
体１２の電位より高い場合は電流が流れにくい、という
点である。

したがって、液体１２の電位の方が高ければ抵抗体９と
の電気化学的反応は速やかに進行し、逆に抵抗体９の電
位が液体１２の電位より高いか、あるいはあまり差がな
い場合は電流が流れにくいために電気化学的反応はほと
んど進行しない。本発明はこの現象を利用したものであ
る。その結果、抵抗体９の寿命が長くなり、保護膜無し
でも実用上充分な寿命を得ることができる。更に、保護
膜無しにすることにより、発熱体２へ印加する電位Ｖｈ
−Ｖｇをも小さくすることができるので、発熱体２の負
担が軽減され一層の長寿命化が可能になる。

第３図および第４図における電極１６は液体１２に電位
を与えるために設けられている。このために電極１６の
電位Ｖｔｎｋを電源１７によって調整することで液体１
２の電位を調整し、液体１２と抵抗体９の電気化学的反
応が抑制される状態をつくりだすことが可能となる。

本実施例において電極１０は保護膜１１で保護された。

電極の材料として、例えばＡｎ、Ｃｕ等を使用した場合
、液体１２との電気化学的反応が進行しやすいため、液
体１２の電位を制御しても実用に耐える充分な寿命を得
ることが困難である。そこで本実施例では感光性樹脂硬
化膜によって、熱効率や入力信号に対する熱応答性に関
係しない電極１０上をほぼ完全に保護した。しかし、例
えばＡｕ等を電極材として使用すれば、保１ｕｌｌの無
い状態で実用に充分可能な寿命を得ることができるので
、保護膜１１は必要に応じて使用すれば良い。

本実施例では、液体１２に電位を与えるオリフィスプレ
ート１８と電位制御用の電源１７との電気的な接続は、
支持体１に設けられた電極１６と導電性材料１９とによ
って行なわれる。

導電性材料１９は電極１６とオリフィスプレート１８と
を電気的に接続する為に、即ち、電気的結合を施す目的
で設けられている。又、通常、高電流は流れないので特
に低抵抗体である必要はなく、直接液体１２と接触させ
ずにすむので広範囲の導電性材料を用いることができる
。導電性材料１９として用いられる材料として、例えば
導電性ゴム、導電性接着剤、低温半田、半田ペースト、
電気的回路を作成する為に用いられる導電性インキ等を
挙げることができる。電極１６はオリフィスプレート１
８との間に導電材料１９を通じ、電気的結合が可能な場
所であればどこに設けても一部にさしつかえないが、導
電材料１９の材料選択範囲を考慮すると、液体１２と接
触しない場合が望ましい、さらにオリフィスプレート１
８の電位分布を均一にするために、より広い接触面積が
望ましい。

この点を考慮すると、第５図に示されるように液室壁４
の３方の外周にそって電極１６を基板１上に設けると、
電極１０とまじわることなく、より広い面積でオリフィ
スプレート１８と接触させることが可能となる。

電極１６とオリフィスプレー）１８との間の電気的結合
は液体噴射記録ヘッド完成後に、例えば導電性ゴムを押
し込む、導電性接着剤を流し込む、低温ハンダ付けを行
う等の簡単な作業で実現される。

また、第６図に示したように導電性材料１９が、例えば
導電性接着剤、低温ハンダ等の場合、オリフィスプレー
ト１８の形状を変更し電極１６との間隔を狭くすること
によって作業性が向上し、電気的結合の信頼性も向上す
る。

く効果〉以上、詳細に説明したように、本発明による液体噴射記
録ヘッドは、液体に電位を与える電極を１発熱手段と同
一平面上に設けることで電気的配線部を一つの平面に集
中し、外部との接合を簡単に行えるようになった。また
、液体の電位制御により、発熱手段部の保護膜無でも、
充分実用可能な寿命を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液体噴射記録ヘッドの一実施例の
概略的基本構成図、第２図は本実施例の配線図、第３図
ないし第４図は液体に電位をあたえるための電極の取り
付は位置を示した液体噴射記録ヘッドの概略的断面図、
第５図（ａ）は液体噴射記録ヘッドの従来例の一部破断
の平面図、第５図（ｂ）は、第５図（ａ）のＡ−Ａ断面
図、第６図は第５図（ｂ）における発熱部近傍を拡大し
た部分断面図である。２・・・発熱部、１２・・・液体、１６・・・電極、１
８・・・オリフィスプレート、１９・・・導電材料。

Claims

【特許請求の範囲】

液体を吐出し飛翔的液滴を形成する為に設けられたオリ
フィスを有するオリフィスプレートと前記飛翔的液滴を
形成する為に利用されるエネルギーを発生する為のエネ
ルギー発生体とを有する液体噴射記録ヘッドにおいて、
該液体噴射記録ヘッド内の液体に電位を与える為の配線
部分を前記エネルギー発生体が設けられている基板上に
設け、前記オリフィスプレートと前記配線部分を電気的
に接続した事を特徴とする液体噴射記録ヘッド。