JP2803840B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
- Publication number
- JP2803840B2 JP2803840B2 JP1103475A JP10347589A JP2803840B2 JP 2803840 B2 JP2803840 B2 JP 2803840B2 JP 1103475 A JP1103475 A JP 1103475A JP 10347589 A JP10347589 A JP 10347589A JP 2803840 B2 JP2803840 B2 JP 2803840B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- substrate
- recording head
- temperature
- heating element
- Prior art date
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/08—Embodiments of or processes related to ink-jet heads dealing with thermal variations, e.g. cooling
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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ヘッドに関し、詳しく
は、記録液のインクに熱エネルギーを付与して液相を気
相に相変化させ、そのときに発生する膨張力によりイン
クを吐出させて飛翔的液滴となし、液滴を被記録材上に
着弾させて記録が行われるインクジェット記録ヘッドに
関する。
は、記録液のインクに熱エネルギーを付与して液相を気
相に相変化させ、そのときに発生する膨張力によりイン
クを吐出させて飛翔的液滴となし、液滴を被記録材上に
着弾させて記録が行われるインクジェット記録ヘッドに
関する。
［従来の技術］ 従来、インクジェット記録方式は、記録時の騒音が少
なく、被記録材上に直接文字や画像を記録信号にして記
録できる極めて有用な記録方式として知られている。ま
た、そのうちでも上述したように熱エネルギーによって
インクの一部に相変化を生ぜしめ、その作用力によって
インクを吐出，飛翔させて記録を行う熱バブルジェット
記録方式は、ドロップ・オン・デマンド型として構造が
簡単で、高密度マルチノズル化が容易であり、高解像
度，高速度化が図れるという特徴を有している。
なく、被記録材上に直接文字や画像を記録信号にして記
録できる極めて有用な記録方式として知られている。ま
た、そのうちでも上述したように熱エネルギーによって
インクの一部に相変化を生ぜしめ、その作用力によって
インクを吐出，飛翔させて記録を行う熱バブルジェット
記録方式は、ドロップ・オン・デマンド型として構造が
簡単で、高密度マルチノズル化が容易であり、高解像
度，高速度化が図れるという特徴を有している。
第２図は従来のこの種のインクジェット記録ヘッドの
一例を示す。ここで、１は基板であり、熱伝導性がよ
く、かつ平滑な表面が要求されることなどから一般には
シリコン結晶板が使用される。２は基板１上に形成され
たSiO2などによる絶縁層、３は抵抗層で形成された電気
熱変換素子としての発熱体、４は発熱体３に印加電圧を
供給するために設けられた配線パターン、５は配線パタ
ーン４および発熱体３上に被覆された絶縁層であり、こ
の絶縁層５上にガラスカバー６が装着されることによ
り、インク吐出口7,液路８および共通液室９が形成され
ている。
一例を示す。ここで、１は基板であり、熱伝導性がよ
く、かつ平滑な表面が要求されることなどから一般には
シリコン結晶板が使用される。２は基板１上に形成され
たSiO2などによる絶縁層、３は抵抗層で形成された電気
熱変換素子としての発熱体、４は発熱体３に印加電圧を
供給するために設けられた配線パターン、５は配線パタ
ーン４および発熱体３上に被覆された絶縁層であり、こ
の絶縁層５上にガラスカバー６が装着されることによ
り、インク吐出口7,液路８および共通液室９が形成され
ている。
10は配線パターン４を介して発熱体３を駆動するため
のドライバ、11は基板１の下面側に接着剤12によって接
着された支持部材であり、支持部材11は熱伝導が良好な
アルミニウム等で形成され、記録装置の側に取付けられ
ている。そこで、このように構成されたインクジェット
記録ヘッドにおいては、不図示のインクタンクから共通
液室９を介して液路８にインク13が供給され、不図示の
被記録材に対する記録ヘッドの相対移動中にドライバ10
を介して発熱体３に記録信号が供給されることによって
発熱体３に接するインク13中に気泡14を発生させ、この
気泡14の膨張するときの圧力によって吐出口７からイン
ク滴15を被記録材に向けて飛翔させ、記録を行うことが
できる。
のドライバ、11は基板１の下面側に接着剤12によって接
着された支持部材であり、支持部材11は熱伝導が良好な
アルミニウム等で形成され、記録装置の側に取付けられ
ている。そこで、このように構成されたインクジェット
記録ヘッドにおいては、不図示のインクタンクから共通
液室９を介して液路８にインク13が供給され、不図示の
被記録材に対する記録ヘッドの相対移動中にドライバ10
を介して発熱体３に記録信号が供給されることによって
発熱体３に接するインク13中に気泡14を発生させ、この
気泡14の膨張するときの圧力によって吐出口７からイン
ク滴15を被記録材に向けて飛翔させ、記録を行うことが
できる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したような従来のインクジェット
記録ヘッドでは、インク滴15の大きさおよび吐出機構の
安定性がインク温度によって大きく左右されるので、発
熱体３によって発生した熱をできるだけ速やかに基板１
から支持部材11を介して逃してやる必要がある。また、
発熱体３は吐出口14に近く配設されているため発熱体３
直下の基板が最も温度が高くなる。そこで、支持部材11
と基板１とをできるだけヘッド先端部まで完全に接着剤
あるいは熱伝導性グリースで接合させておくことが望ま
しいが、このようにすると接着剤あるいは熱伝導性グリ
ースが吐出面にはみ出す虞があり困難である。
記録ヘッドでは、インク滴15の大きさおよび吐出機構の
安定性がインク温度によって大きく左右されるので、発
熱体３によって発生した熱をできるだけ速やかに基板１
から支持部材11を介して逃してやる必要がある。また、
発熱体３は吐出口14に近く配設されているため発熱体３
直下の基板が最も温度が高くなる。そこで、支持部材11
と基板１とをできるだけヘッド先端部まで完全に接着剤
あるいは熱伝導性グリースで接合させておくことが望ま
しいが、このようにすると接着剤あるいは熱伝導性グリ
ースが吐出面にはみ出す虞があり困難である。
また、基板１と支持部材11とでは熱膨張の違いがあ
り、双方の接触部における熱伝達が十分でなかったり、
反りが生じたりする。更にまた、液路８におけるインク
13の温度はその液路８に連通するインク吐出口14からの
インク吐出頻度、すなわち吐出履歴によって左右される
ため、猶更に基板１および支持部材11の温度を一定に保
つことが難しかった。
り、双方の接触部における熱伝達が十分でなかったり、
反りが生じたりする。更にまた、液路８におけるインク
13の温度はその液路８に連通するインク吐出口14からの
インク吐出頻度、すなわち吐出履歴によって左右される
ため、猶更に基板１および支持部材11の温度を一定に保
つことが難しかった。
本発明の目的は、上述した従来の問題点に着目し、そ
の解決を図るべく、インクの昇温を抑制し、常に安定し
たインク滴の吐出機能が保証されるインクジェット記録
ヘッドを提供することにある。
の解決を図るべく、インクの昇温を抑制し、常に安定し
たインク滴の吐出機能が保証されるインクジェット記録
ヘッドを提供することにある。
［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明は、基板上に設
けられた液路に該液路と連通するインク吐出口を有し、
前記液路に配設された電気熱変換素子の付勢により前記
液路中のインクを相変化させ、該相変化によって発生し
た作用力により前記インク吐出口からインクを吐出させ
て記録が行われるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記基板は、表面に絶縁層を配した金属からなるととも
に前記液路が設けられている面の裏面に冷却用放熱部が
作り込まれていることを特徴とするものである。
けられた液路に該液路と連通するインク吐出口を有し、
前記液路に配設された電気熱変換素子の付勢により前記
液路中のインクを相変化させ、該相変化によって発生し
た作用力により前記インク吐出口からインクを吐出させ
て記録が行われるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記基板は、表面に絶縁層を配した金属からなるととも
に前記液路が設けられている面の裏面に冷却用放熱部が
作り込まれていることを特徴とするものである。
［作用］ 本発明によれば、基板は、表面に絶縁層を配した金属
からなるとともに液路が設けられている面の裏面に冷却
用放熱部が作り込まれているために温度変化による基板
の反りが防止され、また、冷却用放熱部により基板を介
して液路中のインクが効率良く冷却されるので、吐出さ
れるインクの昇温を抑制することができて、常に一定し
た大きさのインク滴を安定した状態で吐出させ、記録を
行うことができる。
からなるとともに液路が設けられている面の裏面に冷却
用放熱部が作り込まれているために温度変化による基板
の反りが防止され、また、冷却用放熱部により基板を介
して液路中のインクが効率良く冷却されるので、吐出さ
れるインクの昇温を抑制することができて、常に一定し
た大きさのインク滴を安定した状態で吐出させ、記録を
行うことができる。
［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具
体的に説明する。
体的に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す。ここで、40は熱良
導体であるが、例えばシリコン結晶板で形成された基板
であり、その上面にはSiO2等による絶縁層５が形成され
ている。なお、基板40としてはポリシリコンまたは金属
材料を用いたものであってもよく、この場合も、その発
熱体３が設けられる表面側には同様に絶縁層５が設けら
れる。41はこのような熱伝導体基板40の裏面側に基板40
と一体に形成された冷却用放熱部（以下でヒートシンク
部という）であり、ヒートシンク部41には放熱し易いよ
うに本例の場合複数のフィン41Aが形成されている。
導体であるが、例えばシリコン結晶板で形成された基板
であり、その上面にはSiO2等による絶縁層５が形成され
ている。なお、基板40としてはポリシリコンまたは金属
材料を用いたものであってもよく、この場合も、その発
熱体３が設けられる表面側には同様に絶縁層５が設けら
れる。41はこのような熱伝導体基板40の裏面側に基板40
と一体に形成された冷却用放熱部（以下でヒートシンク
部という）であり、ヒートシンク部41には放熱し易いよ
うに本例の場合複数のフィン41Aが形成されている。
42は発熱体３近傍の温度が計測し易いように、その裏
面側に装着された温度センサ、43は温度センサ42からの
検知信号に従ってファン44のオン・オフを制御すると共
に基板40上に設けられたヒータ45のオン・オフを制御可
能な温度制御回路である。なお、ヒータ45は本例の場
合、ドライバ10近傍の基板40上に設けられているが、そ
の設置位置はインク吐出機能が損なわれない限り基板40
上のどのような位置であってもよい。
面側に装着された温度センサ、43は温度センサ42からの
検知信号に従ってファン44のオン・オフを制御すると共
に基板40上に設けられたヒータ45のオン・オフを制御可
能な温度制御回路である。なお、ヒータ45は本例の場
合、ドライバ10近傍の基板40上に設けられているが、そ
の設置位置はインク吐出機能が損なわれない限り基板40
上のどのような位置であってもよい。
このように構成したインクジェット記録装置において
は、記録信号に応じてドライバ10により発熱体13が選択
的に駆動されて急速に発熱され、発熱体３に接するイン
ク13中に気泡14が発生することによってインク滴15が形
成されるが、そのときに生じた熱が基板40およびインク
13に蓄積される。しかし、基板40に熱が伝達され、蓄積
されて基板温度が所定温度以上になると、温度制御回路
43によってファン44が駆動され、ヒートシンク41から熱
が放熱されるので、基板40の温度を低下させると共に、
発熱体３および液路８中のインク13をも冷却させること
ができる。また、基板40の温度が所定温度からかけ離れ
たような低い温度となると、インクの吐出機能に影響を
与えるので、温度制御回路43ではヒータ45に信号を送給
してこれを付勢し、基板40の温度が所定の温度に戻るよ
うに制御する。
は、記録信号に応じてドライバ10により発熱体13が選択
的に駆動されて急速に発熱され、発熱体３に接するイン
ク13中に気泡14が発生することによってインク滴15が形
成されるが、そのときに生じた熱が基板40およびインク
13に蓄積される。しかし、基板40に熱が伝達され、蓄積
されて基板温度が所定温度以上になると、温度制御回路
43によってファン44が駆動され、ヒートシンク41から熱
が放熱されるので、基板40の温度を低下させると共に、
発熱体３および液路８中のインク13をも冷却させること
ができる。また、基板40の温度が所定温度からかけ離れ
たような低い温度となると、インクの吐出機能に影響を
与えるので、温度制御回路43ではヒータ45に信号を送給
してこれを付勢し、基板40の温度が所定の温度に戻るよ
うに制御する。
［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、基板は、
表面に絶縁層を配した金属からなるとともに液路が設け
られている面の裏面に冷却用放熱部が作り込まれている
ようにしたので、温度変化による基板の反りを防止する
ことができ、また、冷却用放熱部を介して液路中のイン
クを冷却するようにしたので、インクの昇温を抑制する
ことができて、簡単な構成で常に安定したインク吐出に
より高品位の記録を実施することができる。
表面に絶縁層を配した金属からなるとともに液路が設け
られている面の裏面に冷却用放熱部が作り込まれている
ようにしたので、温度変化による基板の反りを防止する
ことができ、また、冷却用放熱部を介して液路中のイン
クを冷却するようにしたので、インクの昇温を抑制する
ことができて、簡単な構成で常に安定したインク吐出に
より高品位の記録を実施することができる。
第１図は本発明インクジェット記録ヘッドの構成の一例
を模式的に示す断面図、 第２図は従来のインクジェット記録ヘッドの構成を模式
的に示す断面図である。 ３……発熱体、 ６……ガラスカバー、 ７……インク吐出口、 ８……液路、 ９……共通液室、 10……ドライバ、 13……インク、 15……インク滴、 40……基板、 41……冷却用放熱部、 41A……フィン、 42……温度センサ、 43……温度制御回路、 44……ファン、 45……ヒータ。
を模式的に示す断面図、 第２図は従来のインクジェット記録ヘッドの構成を模式
的に示す断面図である。 ３……発熱体、 ６……ガラスカバー、 ７……インク吐出口、 ８……液路、 ９……共通液室、 10……ドライバ、 13……インク、 15……インク滴、 40……基板、 41……冷却用放熱部、 41A……フィン、 42……温度センサ、 43……温度制御回路、 44……ファン、 45……ヒータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷中 俊之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ャノン株式会社内 (72)発明者 高宮 誠 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ャノン株式会社内 (72)発明者 山本 恒介 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ャノン株式会社内 (72)発明者 高橋 美彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ャノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−82663（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/05,2/175
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に設けられた液路に該液路と連通す
るインク吐出口を有し、前記液路に配設された電気熱変
換素子の付勢により前記液路中のインクを相変化させ、
該相変化によって発生した作用力により前記インク吐出
口からインクを吐出させて記録が行われるインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、 前記基板は、表面に絶縁層を配した金属からなるととも
に前記液路が設けられている面の裏面に冷却用放熱部が
作り込まれていることを特徴とするインクジェット記録
ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1103475A JP2803840B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1103475A JP2803840B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02281958A JPH02281958A (ja) | 1990-11-19 |
| JP2803840B2 true JP2803840B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=14355033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1103475A Expired - Fee Related JP2803840B2 (ja) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803840B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7213911B2 (en) | 2003-06-30 | 2007-05-08 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3049672B2 (ja) | 1991-12-26 | 2000-06-05 | キヤノン株式会社 | 画像処理方法及び装置 |
| DE69841624D1 (de) * | 1997-06-17 | 2010-06-02 | Seiko Epson Corp | Tintenstrahlaufzeichnungskopf |
| US6945638B2 (en) | 2001-10-29 | 2005-09-20 | Therics, Inc. | Method and system for controlling the temperature of a dispensed liquid |
| US6880911B2 (en) * | 2003-07-15 | 2005-04-19 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Ink jet head unit |
| JP5469962B2 (ja) * | 2008-09-18 | 2014-04-16 | 理想科学工業株式会社 | インクジェットプリンタ |
| CN110072701B (zh) | 2017-03-15 | 2021-05-25 | 惠普发展公司，有限责任合伙企业 | 流体喷射模具 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582663A (en) * | 1978-12-20 | 1980-06-21 | Canon Inc | Recording medium liquid jet recording method by heat energy |
-
1989
- 1989-04-25 JP JP1103475A patent/JP2803840B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7213911B2 (en) | 2003-06-30 | 2007-05-08 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02281958A (ja) | 1990-11-19 |
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| JP2002355972A (ja) | インクジェットヘッド |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |