JPS62202740A - Ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recorder

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Publication number
JPS62202740A
JPS62202740A JP4520286A JP4520286A JPS62202740A JP S62202740 A JPS62202740 A JP S62202740A JP 4520286 A JP4520286 A JP 4520286A JP 4520286 A JP4520286 A JP 4520286A JP S62202740 A JPS62202740 A JP S62202740A
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JP
Japan
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ink
liquid
pressure
hole
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP4520286A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Hosaka
保坂 靖夫
Tadayoshi Ono
大野 忠義
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP4520286A priority Critical patent/JPS62202740A/en
Publication of JPS62202740A publication Critical patent/JPS62202740A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B41J2/165Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16552Cleaning of print head nozzles using cleaning fluids

Abstract

PURPOSE:To make the perfect removal of the clogging of a nozzle top part due to the solidification of ink possible, by a method wherein a heating unit is provided to a part of the wall of a pressure generating room and at the same time, an interconnecting opening is established between the pressure generation room and an ink supply room. Then, the heating unit is heated according to a recording signal and the ink is jetted. CONSTITUTION:A penetrating hole is provided to the thermal element 2 of a thermal head 1. A fluid resistance layer 4 is provided to its rear and a pressure generation room 5 is formed. The liquid tank 6 feeding pressure generating liquid is established to the back thereof. The recession interconnected to the penetrating hole 3 on the substrate 8 side of the thermal head 1 is covered with a plate 9. Then, an ink supply room 10 is formed and an ink jetting hole 11 is provided on the wall opposed to the penetrating hole 3. When a thermal element 2 is heated by applying voltage, bubbles 23 are generated on the contact surface of the liquid in the pressure generation room 5 and the thermal element. Liquid 25 is discharged from the penetrating hole 3 by those bubbles 23 and ink 26 is discharged from the jetting hole 9 to be flown. Because the ink jetting hole 11 part is filled with liquid after end of recording, despite operation shutdown for a long time, the clogging of the jetting hole does not occur.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はインクジェット記録装置に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to an inkjet recording device.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

従来よりインクジェット法は、普通紙に記録ができる種
々の記録技術の中でも、多くの研究開発が行なわれてき
たものの一つである。このことは消耗品がインクのみで
あること、インクが液体であるため記録ヘッド部へのイ
ンクの搬送が容易なこと、記録エネルギーはインクの移
動に要するエネルギーのみでよいこと、固体インクの相
変化を利用した記録方式でないため、記録エネルギーが
小さくてよい等の利点を有し、かつ高速記録、即時記録
であるためにプリンターに適した記録方法として注目さ
れてきたためである。 。
BACKGROUND OF THE INVENTION The inkjet method has been one of the various recording techniques that have been extensively researched and developed for recording on plain paper. This means that the only consumable item is ink, that since ink is a liquid, it is easy to transport the ink to the recording head, that the recording energy requires only the energy required to move the ink, and that solid ink has a phase change. This is because it has the advantage of requiring less recording energy because it is not a recording method that utilizes , and it has attracted attention as a recording method suitable for printers because it can perform high-speed recording and instantaneous recording. .

ところが、これらの優れた特長を持つ記録技術であるに
もかかわらず、未だ普及を見ないのは安価で実走した高
密度のマルチヘッド製作が困鑑なこと、さらにインクを
噴出させるノズル先端部に装置休止に伴いインクが凝固
し、ノズルの目詰りが生じ、常に安定した記録ができな
いという最大の欠点が解決されていないからである。
However, despite these excellent features, this recording technology has not yet become widespread because it is difficult to manufacture inexpensive, high-density multi-heads that have actually been used, and also because the nozzle tips that eject ink are difficult to manufacture. This is because the biggest drawback of this method is that the ink solidifies when the device is stopped, causing nozzle clogging, making it impossible to always perform stable recording.

′7に密度のマルチヘッドについてはバルブジェット方
式(画a電子学会第63回研究会講演予稿8l−04−
5)が発表されている。この方式はノズル先端部にある
高密度に並べられた熱素子上にノズルを設け、熱素子の
温度上昇に伴うインク自身の突沸を利用し、各ノズルか
らインクを飛翔させるものである。このマルチヘッドは
、ヘッドの先端部に高密度の熱素子を設けること、かっ
この熱素子上にマルチノズルを貼り付けてヘッドを作製
するため高精度な製作技術が必要であり高価なものであ
った。
In '7, the valve jet method is used for density multi-head (Picture A, IEICE 63rd Research Conference Lecture Proceedings 8l-04-
5) has been announced. In this method, nozzles are installed on thermal elements arranged at high density at the tips of the nozzles, and the ink is ejected from each nozzle by utilizing the bumping of the ink itself as the temperature of the heating elements increases. This multi-head requires high-precision manufacturing technology to manufacture the head by providing a high-density thermal element at the tip of the head and pasting the multi-nozzle onto the thermal element in the bracket, making it expensive. Ta.

また、従来のインクジェット方式と同様目詰りに対して
は、何ら対応策がとられてぃなかった。
Furthermore, like the conventional inkjet method, no countermeasures were taken against clogging.

この、目詰りの欠点を解決しようとしたものに。This was an attempt to solve the problem of clogging.

静電加速型スリットジェット方式(電子通信学会論文誌
V、L J −68−CNa21985 P93)、手
動ポンプを用いた方法(日経エレクトロニクス1985
年2月11日号P153)などがある。前者は、多数の
ノズルを一つのスリットにまとめノズルの役割をさせ。
Electrostatic acceleration type slit jet method (Transactions of Institute of Electronics and Communication Engineers V, L J -68-CNa21985 P93), method using manual pump (Nikkei Electronics 1985
(February 11, 2015 issue, p. 153). In the former, many nozzles are combined into one slit to function as a nozzle.

目詰りを少なくしようとしたものである。This is an attempt to reduce clogging.

しかしこの方式のスリット幅は従来のノズルと同程度の
幅(80ミクロン)が必要なため、完全にノズルの目詰
りをなくしたものではない、後者は。
However, since this method requires a slit width similar to that of conventional nozzles (80 microns), the latter does not completely eliminate nozzle clogging.

手動ポンプを用い目詰りの原因となっているインクを吐
出させてインク噴出不良を除き、ノズルの機能を回復さ
せるものである。ところが、マルチノズルのうちノズル
の一部のものが目詰りしていると1手動ポンプによる圧
力は目詰りのないノズルへぬけてしまい、目詰りのイン
クを完全に吐出させることはできなかった。
This method uses a manual pump to eject the ink that is causing the clogging, eliminates the ink ejection failure, and restores the nozzle function. However, if some of the nozzles in the multi-nozzle were clogged, the pressure from the single manual pump would leak to the unclogged nozzles, making it impossible to completely eject the clogged ink.

以上の理由のため、安価で安定した高密度のインクジェ
ット用ヘッドはまだ開発されておらず、またインクの凝
固によるノズル先端部の目詰りを。
For the above reasons, an inexpensive, stable, and high-density inkjet head has not yet been developed, and the nozzle tip becomes clogged due to ink coagulation.

完全に除去し得る方法は何ら知られていない。There is no known method to completely remove it.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上記欠点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、目詰りのない安価で安定したインクジ
ェット用マルチヘッドを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and an object thereof is to provide an inexpensive and stable multi-head for inkjet without clogging.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は圧力発生室とインク供給室とを分離し、圧力発
生室の壁の一部には発熱体を設け、かつ圧力発生室とイ
ンク供給室とのnnに連結口を設け。
In the present invention, the pressure generation chamber and the ink supply chamber are separated, a heating element is provided on a part of the wall of the pressure generation chamber, and a connection port is provided at nn between the pressure generation chamber and the ink supply chamber.

前記発熱体を記録信号に応じて発熱させて圧力を発生さ
せインクを噴出させるものである。
The heating element generates heat in accordance with a recording signal to generate pressure and eject ink.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、圧力発生室とインク供給室が分離し
たダブルキャビティ方式のため、圧力ロスが少なく、高
速、高効率の記録ができること。
According to this invention, because of the double cavity system in which the pressure generation chamber and the ink supply chamber are separated, there is little pressure loss and high-speed, high-efficiency recording is possible.

さらに圧力発生用の液体として水以外の気化熱の小さい
液体または沸点の低い液体を使用できるので高効率記録
ができる利点を有する。
Furthermore, since a liquid other than water with a low heat of vaporization or a liquid with a low boiling point can be used as the pressure generating liquid, there is an advantage that highly efficient recording can be performed.

また装置の長期休止時には、インク供給室からインクを
除き凝固物または固形物を含まない圧力発生用液体でイ
ンク室をも満たしておくことができ、目づまりが生じな
い、ここで再度確認すると、従来のインクジェット方式
では、圧力発生室とインク室が同一であり、かつ圧力発
生用にインクそのものを使用していた。そのため装置を
長期間休止するときにノズルからインクを除去すること
は。
In addition, when the device is out of service for a long period of time, the ink chamber can be filled with pressure-generating liquid that does not contain coagulated or solid matter, except for the ink from the ink supply chamber, so that clogging does not occur. In the inkjet method, the pressure generation chamber and the ink chamber were the same, and the ink itself was used for pressure generation. Therefore, it is important to remove ink from the nozzles when the device is not used for a long period of time.

次に作動するときにノズルにインクを導びく際。When guiding ink to the nozzle during the next operation.

圧力発生部に気泡の混入をまねき、逆にインクの噴出が
行なおれにくくなり、このような方法は実用化されてい
なかったのである。
This method has not been put to practical use because it causes air bubbles to get mixed into the pressure generating section, making it difficult to eject ink.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

つぎにこの発明の一実施例に説明する。まず。 Next, one embodiment of this invention will be explained. first.

実際の記録ヘッドについて説明する。The actual recording head will be explained.

発熱手段としては従来一般に使用されているサーマルヘ
ッドの各熱素子に貫通孔を設たものを使用している。こ
の熱素子に接した液体を熱素子の温度上昇によって突沸
させ、生じた圧力によって貫通孔を通してヘッド背面へ
液体を吐出させ、その背面に設けられたインク層からイ
ンクを液体とともに噴出させて記録を行なうものである
。このとき、熱素子背後には流体抵抗素子が設けられて
おり、流体に生じた圧力が熱素子背後に逃げることはな
い。
As the heat generating means, a conventionally commonly used thermal head in which each heating element is provided with a through hole is used. The liquid in contact with this thermal element is brought to a boil by the temperature rise of the thermal element, and the resulting pressure causes the liquid to be ejected through the through hole to the back of the head, and the ink is ejected along with the liquid from the ink layer provided on the back of the head to perform recording. It is something to do. At this time, a fluid resistance element is provided behind the thermal element, so that the pressure generated in the fluid does not escape behind the thermal element.

記録後には圧力発生用液体槽とインク槽を上下させ、静
水圧を加えてインク噴出孔部のインクをインク槽中に吸
引し、さらにインク噴出孔部は圧力発生用液体で満たし
て目詰りをなくしたものである。この圧力発生用液体は
何ら凝固物または固形物が入っておらず、装置を長期間
休止してもインク噴出孔の目詰りは生じない、また長期
間装置を休止するときにはこの液体はインク噴出孔から
蒸発するが、液体の静水圧またはインク噴出孔の液体の
表面張力により常にインク噴出孔は液体で満たされてい
る。
After recording, the pressure-generating liquid tank and ink tank are raised and lowered, and hydrostatic pressure is applied to suck ink from the ink ejection hole into the ink tank.The ink ejection hole is then filled with pressure-generating liquid to prevent clogging. It's something I lost. This pressure-generating liquid does not contain any coagulated or solid matter, and the ink ejection holes will not be clogged even if the device is stopped for a long period of time. However, the ink ejection holes are always filled with liquid due to the hydrostatic pressure of the liquid or the surface tension of the liquid in the ink ejection holes.

このように長期間装置を休止後に印字を再び行なうとき
には、圧力発生用の液体槽とインク槽を上下させ、静水
圧により圧力発生用の液体をインク噴出孔から吸引する
と回りに、インクで満たす。
When printing is resumed after the apparatus has been stopped for a long period of time, the pressure-generating liquid tank and the ink tank are moved up and down, and when the pressure-generating liquid is sucked from the ink ejection hole by hydrostatic pressure, the surrounding area is filled with ink.

これら液体またはインクの吸引、注入は負圧および正圧
を生ずる機械的ポンプを用いてもよい。
A mechanical pump that generates negative pressure and positive pressure may be used to suck and inject these liquids or inks.

以上の工程は使用者がプリンターをオフまたはオンした
ときに電源のオフ、オンに伴い自動的に行なわれる。
The above steps are automatically performed when the user turns the printer off or on.

つぎに図面を用い一実施例に係る装置の詳細について説
明する。第1Ugは本発明のインクジェット装置の断面
模式図である。
Next, details of an apparatus according to an embodiment will be explained using the drawings. 1st Ug is a schematic cross-sectional view of the inkjet device of the present invention.

第1図(a)は記録部の全体図を示す。従来のサーマル
ヘッド■の熱素子■に貫通孔■を設け、その背後に熱素
子■の設けられた凹部を封止するように流体抵抗M■が
設けられ、圧力発生室■を形成する。その背後には圧力
発生室■に圧力発生用液体を供給する液体槽0が装置さ
れている。この液体槽■には液体流入口■が付けられ、
圧力発生用液体として凝固物または固形物を含まない液
体(図示せず)がこの流入口から注入される。一方サー
マルヘッド■の基板(ハ)側には1貫通孔■と連結する
凹みを設けである。凹みは板0)によって覆われインク
供給室(10)を形成している。貫通孔■と対置するイ
ンク供給室(10)の壁には貫通孔■と同軸上にインク
噴出孔(11)が設けられている。インク供給室(10
)には基板■に設けられたインク供給路(12)を通し
て、インク槽(13)からインクが供給される。このイ
ンク槽(13)にインク注入口(14)が設けられ、外
部のインクタンク(図示せず)からインクが、供給され
る。インク供給室(10)の深さは、貫通孔■の径に比
較して大きすぎてはならない。
FIG. 1(a) shows an overall view of the recording section. A through hole (2) is provided in the thermal element (2) of a conventional thermal head (2), and a fluid resistance M (2) is provided behind the through hole (2) so as to seal the recessed portion in which the thermal element (2) is provided, thereby forming a pressure generating chamber (2). A liquid tank 0 for supplying pressure-generating liquid to the pressure-generating chamber (2) is installed behind it. This liquid tank ■ has a liquid inlet ■.
A liquid (not shown) that does not contain coagulates or solids is injected as a pressure-generating liquid through this inlet. On the other hand, on the substrate (C) side of the thermal head (2), a recess is provided to connect with the first through hole (2). The recess is covered by a plate 0) and forms an ink supply chamber (10). An ink ejection hole (11) is provided on the wall of the ink supply chamber (10) opposite to the through hole (2) coaxially with the through hole (2). Ink supply chamber (10
) is supplied with ink from an ink tank (13) through an ink supply path (12) provided on the substrate (2). This ink tank (13) is provided with an ink inlet (14), and ink is supplied from an external ink tank (not shown). The depth of the ink supply chamber (10) must not be too large compared to the diameter of the through hole (2).

インク供給室(10)の深さは、貫通孔■の径と同等程
度、あるいはそれ以下が望ましい、この制限の理由は、
インク供給室(lO)の深さが貫通孔■の径より大きく
なると1貫通孔■内での急速な液体移動あるいは移動す
る液体による圧力がインク供給室(10)に拡散し、イ
ンク噴出孔(11)のインクに。
The depth of the ink supply chamber (10) is preferably equal to or less than the diameter of the through hole (2).The reason for this restriction is as follows.
When the depth of the ink supply chamber (10) becomes larger than the diameter of the through hole (2), the rapid liquid movement within one through hole (2) or the pressure caused by the moving liquid diffuses into the ink supply chamber (10), causing the ink ejection hole ( 11) to the ink.

十分な噴出力を与えることができなくなるからである。This is because it becomes impossible to provide sufficient ejection force.

また、インク供給室(io)はインク噴出孔(11)に
各々対応して独立に設けられても、あるいは。
Alternatively, the ink supply chambers (io) may be provided independently corresponding to the ink ejection holes (11).

共通に設けられても良い。15はインク噴出口(11)
に対置して設けられた。インク滴を受容する記録紙であ
る。
It may be provided in common. 15 is an ink spout (11)
was set opposite to. A recording paper that receives ink droplets.

第1図(b)に記録ヘッドのインク噴出孔まわりの拡大
した図を示す。0.2mm厚の鉄板からなる基板■に、
あらかじめインク供給室(1o)を形成する深さ60μ
sで500μ幅の凹みと、この凹みと連結するインク供
給路(12)を0.1nnの深さでエツチングしておく
。つぎに基板(へ)の反対面に放熱用メタル層(図示せ
ず)を1ミクロン厚に蒸着し、さらにその上に20μs
厚のポリイミド層(16)を形成する。つぎにポリイミ
ド層(16)メタル層、基板(ハ)を順次エツチングし
60μs径の穴をあけて貫通孔■を設ける。
FIG. 1(b) shows an enlarged view of the area around the ink ejection holes of the recording head. On the board made of 0.2mm thick iron plate,
Depth 60μ to form ink supply chamber (1o) in advance
A recess with a width of 500 μm and an ink supply path (12) connected to this recess are etched to a depth of 0.1 nn. Next, a metal layer for heat dissipation (not shown) is vapor-deposited to a thickness of 1 micron on the opposite side of the substrate, and a further 20 μs
A thick polyimide layer (16) is formed. Next, the polyimide layer (16), the metal layer, and the substrate (c) are sequentially etched to form a through hole (2) with a diameter of 60 μs.

このようにしてできた貫通孔を有すポリイミド面上に、
抵抗膜■をスパッタリングにより5000人の厚さ設け
て、その上にリード層(17)の金属7μs厚蒸着する
。このリード層を蒸着するとき、同時に隣接素子との間
に離接(図示せず)をも蒸着しておく。この後、リード
電極パターンニング、エツチング、熱素子パターンニン
グ、エツチングを行ない熱素子および、それに接続する
リード電極を形成する。その後防水用保護[(18)の
スパッタリングを行ない、記録ヘッド製作の基本プロセ
スを終了する。このリード層の厚さは、圧力発生室(5
)の深さの一部となる。保護膜(18)の上に金属フィ
ルターで構成されている流体抵抗層(4)を一様に接着
する。前記リード層の厚さと接着層の厚さく図示せず)
は圧力発生室■の深さとなる。一方基Fi(B)インク
供給室(10)を形成する凹みの上には、貫通孔■より
も大きな80I!!aのインク噴出孔(11)となる穴
を有する厚さ60ミクロンの薄い金属を貫通孔■とイン
ク噴出孔(11)の中心が同軸上にくるように接着する
。このようにして記録ヘッドが構成される。
On the polyimide surface with the through holes created in this way,
A resistive film (1) is formed to a thickness of 5000 by sputtering, and a metal lead layer (17) is deposited on it to a thickness of 7 μs. When this lead layer is deposited, at the same time, a contact layer (not shown) is also deposited between adjacent elements. Thereafter, lead electrode patterning, etching, thermal element patterning, and etching are performed to form a thermal element and lead electrodes connected thereto. Thereafter, sputtering for waterproof protection ((18)) is performed to complete the basic process of manufacturing the recording head. The thickness of this lead layer is the pressure generation chamber (5
) becomes part of the depth. A fluid resistance layer (4) composed of a metal filter is uniformly adhered onto the protective film (18). (The thickness of the lead layer and the thickness of the adhesive layer are not shown)
is the depth of the pressure generation chamber ■. On the other hand, above the recess forming the base Fi(B) ink supply chamber (10), there is an 80I! which is larger than the through hole ■! ! A thin metal having a thickness of 60 microns and having a hole that will become the ink ejection hole (11) in a is glued so that the center of the through hole (2) and the ink ejection hole (11) are coaxial. The recording head is configured in this way.

第1図(c)はこのマルチ記録ヘッドの断面斜視図であ
る。インク供給路(12)とインク供給室(10)は、
各熱素子■に対して共通に設けられている。
FIG. 1(c) is a cross-sectional perspective view of this multi-recording head. The ink supply path (12) and the ink supply chamber (10) are
It is provided in common for each thermal element (2).

また記録ヘッドの各熱素子にある貫通孔■は、一つの熱
素子に図2−(a)に示すように一つ設けられてもよく
、また第2図(b)に示すように多数設けられてもよい
Further, the through holes (2) in each thermal element of the recording head may be provided in one thermal element as shown in FIG. 2-(a), or in large numbers as shown in FIG. 2-(b). It's okay to be hit.

つぎに第3図を用い、上記の記録ヘッドによるインク飛
翔工程を説明する。第3図(a)は熱素子■に電圧が加
えられた初期状態で嶌る。熱素子のが発熱し、急激に昇
温すると圧力発生室■の中の液体と熱素子の接触面で気
泡(23)が発生する。気化に伴なう急激な体積増加に
より圧力発生室0内の液体は、背後への流出を液体抵抗
層(イ)に阻げられているため、貫通孔■内を急速に移
動し、速い流れを生ずる。この流れが極めて速く、かつ
、インク供給室(10)の深さが1貫通孔(3)の径と
ほぼ同等のため、貫通孔■とインク噴出口(11)の間
にあるインクはその速い流れに押され、あるいは引き込
まれてインク噴出口に凸起を生ずる。第3図(b)は、
その吐出状態を示す。発生した気泡(23)が最大とな
り1貫通孔■から急激に液体(25)を吐出させる。こ
の吐出圧力によりインク(26)が勢いよくインク噴出
孔■から吐出し飛翔を開始する。
Next, referring to FIG. 3, the process of ejecting ink by the above recording head will be explained. FIG. 3(a) shows the initial state where a voltage is applied to the thermal element (2). When the heating element generates heat and its temperature rises rapidly, bubbles (23) are generated at the contact surface between the heating element and the liquid in the pressure generating chamber (2). Due to the rapid increase in volume due to vaporization, the liquid in the pressure generation chamber 0 is prevented from flowing out behind by the liquid resistance layer (a), so it moves rapidly inside the through hole ■, causing a fast flow. will occur. This flow is extremely fast, and the depth of the ink supply chamber (10) is almost equal to the diameter of the first through hole (3), so the ink between the through hole The ink is pushed or pulled in by the flow, creating protrusions on the ink jetting port. Figure 3(b) shows
The discharge state is shown. The generated air bubbles (23) reach the maximum, causing the liquid (25) to be rapidly discharged from the first through hole (2). Due to this ejection pressure, the ink (26) is vigorously ejected from the ink ejection hole (2) and starts flying.

第3図(c)は熱素子■に加えられた電圧がオフになっ
た状態を示す、成長した気泡(23)は冷却されて矢印
方向に縮小を開始する。この時液体MOは気泡(23)
の体積縮少により負圧となる。一方、流体抵抗層(へ)
のために、負圧に応じた液体を液体槽0より液体)8■
に供給することができない。このため吐出していた液体
(25)は液体層0に吸引される。このため、吐出部の
根元にくびれを生じ、先頭部の一部は分離されインクと
ともに飛翔することになる。一方、インク噴出孔から急
激に噴出したインク(30)は分離した液体(29)と
ともに矢印Aの方向に噴出し飛翔する。
FIG. 3(c) shows a state in which the voltage applied to the thermal element (2) is turned off; the grown bubble (23) is cooled and begins to shrink in the direction of the arrow. At this time, the liquid MO is bubbles (23)
Negative pressure occurs due to volume reduction. On the other hand, the fluid resistance layer (to)
Therefore, the liquid according to the negative pressure is transferred from the liquid tank 0) 8■
cannot be supplied. Therefore, the liquid (25) that was being discharged is sucked into the liquid layer 0. As a result, a constriction occurs at the base of the ejection portion, and a portion of the leading portion is separated and ejected together with the ink. On the other hand, the ink (30) suddenly ejected from the ink ejection holes ejects and flies in the direction of arrow A together with the separated liquid (29).

第3図(d)は記録工程が終了し熱索子■が冷却した最
終状態を示す6気泡(23)は矢印方向に縮小し、貫通
孔中に液体(32)を吸引する。一方散体層■へは流体
抵抗層(イ)を介して、生じた負圧と静水圧により徐々
に液体が補給される。またこの負圧によりインク層も吸
引され、インク噴出孔にインクのオリフィス(33)を
形成する。そのためインク層中にも負圧が生じ、インク
供給路から矢印(B)方向にインクが動きインクが補給
される。また分離し飛翔したインク(34)と液体(3
5)は矢印Aの方向に飛翔し、記録紙に付着して記録が
行なわれる。゛以上の説明に用いた図は記録工程を模式
的に示したものであり、圧力発生用液体とインクの溶媒
が同一のときはその境界面で液体中にインクが拡散し一
体となって混在する。そのため飛翔しているインク滴と
インク滴中の液体は分離して存在することはない。また
インク噴出後に液体を吸引する際にもその境界面で液体
とインクとは混合される。そのため連続して記録してい
るときの記録画点の濃度はインク供給路を通してインク
層■のところに供給されるインクの量と流体抵抗層を通
して供給される液体の量とで決定されることになる。
FIG. 3(d) shows the final state in which the recording process has been completed and the thermal cord (2) has cooled. Six bubbles (23) shrink in the direction of the arrow and suck the liquid (32) into the through hole. On the other hand, the liquid is gradually replenished into the scattering layer (1) via the fluid resistance layer (1) by the generated negative pressure and hydrostatic pressure. The ink layer is also sucked by this negative pressure, forming an ink orifice (33) in the ink ejection hole. Therefore, a negative pressure is also generated in the ink layer, and the ink moves from the ink supply path in the direction of arrow (B) to be replenished. Also, the ink (34) and liquid (3) that separated and flew
5) flies in the direction of arrow A, adheres to the recording paper, and performs recording.゛The diagram used in the above explanation schematically shows the recording process, and when the pressure-generating liquid and the ink solvent are the same, the ink diffuses into the liquid at the interface and mixes together. do. Therefore, the flying ink droplets and the liquid in the ink droplets do not exist separately. Furthermore, when the liquid is sucked after ejecting the ink, the liquid and ink are mixed at the interface. Therefore, the density of the recording dots during continuous recording is determined by the amount of ink supplied to the ink layer (■) through the ink supply path and the amount of liquid supplied through the fluid resistance layer. Become.

また連続印字しているときの画点濃度と静止後の画点濃
度とでは異なる。つまり静止後の画点濃度はインクが液
体中に拡散した分、上昇する。この差をなくすためには
長期停止後、あるいはセットアツプ後に、印字動作に入
る前にダミー噴射することにより解決できる。
In addition, the pixel density during continuous printing is different from the pixel density after stopping. In other words, the pixel density after the image is still is increased by the amount of ink diffused into the liquid. This difference can be solved by performing dummy injection after a long-term stop or after setup, but before starting the printing operation.

圧力発生用液体とインクの溶媒とが非相溶性の場合には
、その境界面で両者ははっきり分離され、液体中にイン
クが拡散することはない。
If the pressure-generating liquid and the ink solvent are incompatible, the two will be clearly separated at the interface, and the ink will not diffuse into the liquid.

この場合には画点内の濃度が不均一になりやすいので、
溶媒の選択には注意を要する。
In this case, the density within the image point tends to be uneven, so
Care must be taken in selecting the solvent.

第4図は、記録終了後、記録装置を休止するときの記録
ヘッド内の液体とインクの状態を示す。
FIG. 4 shows the state of the liquid and ink in the print head when the printing apparatus is stopped after printing is completed.

第4図(a)は、使用中の記録内の液体とインクとの状
態を示したもので、液体層0中の液体と、インク層(1
0)中のインクとは熱素子の貫通孔■を境にして存在す
る。第4図(b)は、記録終了後、装置を休止するとき
の液体とインクの状態であり、インク層(41)は完全
に液体と入れ換えられ、インク噴出孔(11)部も液体
で満たされている。そのため、長期休止に対しても液体
が蒸発するのみで、インクは蒸発せずインク噴出孔の目
づまりは生じない。インクはインク供給路(12)を通
して、記録ヘッド内のインク通路から完全に抜かれ、液
体に入れ換えられている。インクの除去にはインクタン
ク(図示せず)の静水圧を利用し、インクタンクを記録
ヘッド部より下げることにより吸引し、また液体は液体
タンク(図示せず)を上部に上げることによりインク層
中に供給する。また以上の動作はポンプを用い行なって
もよい、このようにして長期間装置を休止したときは、
前記工程とは逆に。
FIG. 4(a) shows the state of liquid and ink in recording during use, with the liquid in liquid layer 0 and the ink layer (1
0) The ink inside exists with the through hole (2) of the thermal element as a boundary. Figure 4(b) shows the state of the liquid and ink when the apparatus is stopped after recording, and the ink layer (41) is completely replaced with liquid, and the ink ejection hole (11) is also filled with liquid. has been done. Therefore, even if the printer is stopped for a long time, the liquid only evaporates, the ink does not evaporate, and the ink ejection holes do not become clogged. Ink is completely drained from the ink passage in the recording head through the ink supply path (12) and replaced with liquid. The ink is removed using the hydrostatic pressure of the ink tank (not shown) by lowering the ink tank below the recording head section, and the liquid is removed from the ink layer by raising the liquid tank (not shown) to the top. supply inside. The above operations may also be performed using a pump.When the device is stopped for a long period in this way,
Contrary to the above process.

圧力発生用の液体をインク噴出孔(11)から貫通孔■
方向に吸引し、同時にインク層(10)をインクで満た
して記録を開始する。
The liquid for pressure generation is passed from the ink ejection hole (11) to the through hole■
At the same time, the ink layer (10) is filled with ink to start recording.

本発明により従来の量産形態で製造されているサーマル
ヘッドとほぼ同一の製造プロセスによりインクジェット
用記録ヘッドの製造が可能となり、安価で安定したイン
クジェット用記録ヘッドの供給ができる。また記録装置
の休止中にはインクをインク噴出孔から全く除去してし
まい、凝固物または固形物を含まない液体で満たすこと
ができるため目づまりの心配はない、従来のバブルジェ
ット方式では圧力発生用液体とインクとが同一であった
ため、圧力発生部への気泡の混入を防止する必要から休
止時にインクをノズルから除去することはできなかった
。かつこのインクジェット方式では圧力発生室とインク
供給室が分離しているため圧力ロスが少なく、また圧力
発生用液体として水以外の気化熱の小さい沸点の低い液
体が使用できるため高速、高効率の記録が可能である。
According to the present invention, it is possible to manufacture an inkjet recording head using substantially the same manufacturing process as that of a thermal head manufactured in a conventional mass-produced manner, and it is possible to supply an inexpensive and stable inkjet recording head. In addition, when the recording device is at rest, all ink is removed from the ink ejection holes, and the ink ejection holes can be filled with liquid that does not contain coagulates or solids, so there is no need to worry about clogging. Since the liquid and ink were the same, it was not possible to remove the ink from the nozzle during rest because it was necessary to prevent air bubbles from entering the pressure generating section. In addition, in this inkjet method, the pressure generation chamber and ink supply chamber are separated, so there is little pressure loss, and a liquid other than water with a low boiling point and low heat of vaporization can be used as the pressure generation liquid, resulting in high speed and high efficiency recording. is possible.

この発明は上記の例に限定されるものではなく、発熱体
を壁の一部とする圧力発生室と、インク供給室を有し、
両者の室を連結路で連結し、かつ圧力発生室に固形物ま
たは凝固物を含まない液体を供給し、圧力発生室内で発
生した圧力によってインク室内のインクを飛翔させる記
録方法は、要旨を逸脱しない範囲でこの発明に含まれる
ものである。
The present invention is not limited to the above example, but includes a pressure generation chamber in which the heating element is part of the wall, and an ink supply chamber,
A recording method in which both chambers are connected by a connecting path, a liquid containing no solids or coagulated substances is supplied to the pressure generating chamber, and the ink in the ink chamber is caused to fly by the pressure generated within the pressure generating chamber is beyond the scope of the document. It is included in this invention to the extent that it does not.

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

第1図は、本発明の一実施例に係わるインクジェット装
置の断面模式図ρ、第2図は熱素子の貫通孔の配置を示
す模式図、第3図は、インク飛翔までの工程を示す図、
第4図は、記録装置休止中の記録ヘッド内の状態を示す
図である。 1・・・熱ヘッド     2・・・熱素子3・・・貫
通孔      11・・・インク噴出孔4・・・流体
抵抗体層   6・・・液体槽12・・・インク供給路
   13・・・インク槽23・・・気泡      
 5・・・液体層10・・・インク層 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同    竹 花 喜久男
FIG. 1 is a schematic cross-sectional diagram ρ of an inkjet device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing the arrangement of through holes of a thermal element, and FIG. 3 is a diagram showing the steps up to ink flying. ,
FIG. 4 is a diagram showing the state inside the print head when the printing apparatus is inactive. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Thermal head 2...Thermal element 3...Through hole 11...Ink ejection hole 4...Fluid resistance layer 6...Liquid tank 12...Ink supply path 13... Ink tank 23... air bubbles
5...Liquid layer 10...Ink layer Agent Patent attorney Nori Chika Ken Yudo Kikuo Takehana

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)発熱体を壁の一部とする圧力発生室と、一面にイ
ンクを噴出する開口を有し、対向する他面に前記圧力発
生室と連結する開口を有して、かつ、前記2つの開口が
同軸上に位置するインク供給室と、前記圧力発生室と前
記インク供給室を連結し、その断面積が対向する前記圧
力発生室、前記インク供給室のそれらよりも小さい連結
路と、前記圧力発生室と前記インク供給室にインクを供
給する手段と、前記発熱体を記録信号に応じて発熱させ
、圧力発生室に圧力を生じさせる発熱体駆動手段とを備
えることを特徴とするインクジェット記録装置。
(1) A pressure generating chamber in which the heating element is part of the wall, an opening for ejecting ink on one side, and an opening connected to the pressure generating chamber on the other opposing side; an ink supply chamber in which two openings are located coaxially; a connection path connecting the pressure generation chamber and the ink supply chamber and having a cross-sectional area smaller than those of the pressure generation chamber and the ink supply chamber, which face each other; An inkjet comprising means for supplying ink to the pressure generation chamber and the ink supply chamber, and a heating element driving means for causing the heating element to generate heat in accordance with a recording signal to generate pressure in the pressure generation chamber. Recording device.
(2)固形分を含まないあるいは析出しない圧力発生用
液体のみを圧力発生室に供給することを特徴とする特許
請求範囲第1項記載のインクジェット記録装置。
(2) The inkjet recording apparatus according to claim 1, characterized in that only a pressure-generating liquid that does not contain or precipitate solids is supplied to the pressure-generating chamber.
(3)インク供給室のインクを圧力発生用液体と置換す
る手段を含むことを特徴とする特許請求の範囲第2項記
載のインクジェット記録装置。
(3) The inkjet recording apparatus according to claim 2, further comprising means for replacing ink in the ink supply chamber with a pressure-generating liquid.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6022099A (en) * 1997-01-21 2000-02-08 Eastman Kodak Company Ink printing with drop separation
US6109735A (en) * 1996-06-07 2000-08-29 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharging method, liquid supplying method, liquid discharge head, liquid discharge head cartridge using such liquid discharge head, and liquid discharge apparatus
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JP2004153269A (en) * 2002-10-31 2004-05-27 Hewlett-Packard Development Co Lp Method for forming interconnection of substrate penetration

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