JP2001121701A - Ink jet head and method for heat generation of heating resistor used therein - Google Patents
Ink jet head and method for heat generation of heating resistor used thereinInfo
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱抵抗体を介し
て加熱したインク中に発生する気泡が膨張した際の圧力
により、インク滴をノズルから吐出させて画像を記録す
るサーマル型のインクジェットヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal type ink jet head for recording an image by ejecting ink droplets from nozzles by pressure when bubbles generated in ink heated via a heating resistor expand. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】加熱手段である発熱抵抗体を介して加熱
したインクに発生する気泡の圧力でインク滴をノズルか
ら吐出させるサーマル型のインクジェットヘッドの構造
として、従来より図6に示すように、発熱抵抗体61の
発熱面をインク滴67の吐出方向と直交する方向に配置
したルーフシュータ方式がある。このルーフシュータ方
式のインクジェットヘッドは、矩形平板状の発熱抵抗体
61及び発熱抵抗体61に通電するための電極68を図
外の駆動用回路等とともに設けた基板65と、基板65
の上面にインク室62を形成するための隔壁材64と、
インク室62に連通し外部にインクを吐出する吐出ノズ
ル66が形成されたノズルプレート63と、によって構
成されている。基板65、隔壁材64及びノズルプレー
ト63は、この順に積層し、当接面において互いに接着
剤等により接着されている。2. Description of the Related Art As a structure of a thermal type ink jet head for ejecting ink droplets from nozzles by the pressure of bubbles generated in ink heated via a heating resistor as a heating means, as shown in FIG. There is a roof shooter system in which the heat generating surface of the heat generating resistor 61 is arranged in a direction orthogonal to the direction in which the ink droplet 67 is ejected. The roof shooter type ink jet head includes a substrate 65 having a rectangular flat heating resistor 61 and an electrode 68 for energizing the heating resistor 61 together with a driving circuit (not shown) and the like.
A partition member 64 for forming an ink chamber 62 on the upper surface of the
A nozzle plate 63 formed with a discharge nozzle 66 communicating with the ink chamber 62 and discharging ink to the outside. The substrate 65, the partition member 64, and the nozzle plate 63 are stacked in this order, and are adhered to each other on the contact surface with an adhesive or the like.
【0003】インクジェットプリンタに使用されるイン
クジェットヘッドは、図6に示した構成を1組として、
複数の吐出ノズル66の開口孔が所定の間隔で直線状に
配置されるか、または所定の配列パターンを繰り返して
配置される。また、各インク室62は各インク供給路6
9を介して、インク貯蔵部である図外のインク容器(通
常は1個)に連通される。[0003] An ink jet head used in an ink jet printer has a configuration shown in FIG.
The opening holes of the plurality of discharge nozzles 66 are arranged linearly at predetermined intervals, or are arranged in a predetermined arrangement pattern repeatedly. Further, each ink chamber 62 is provided with each ink supply path 6.
Through 9, it is connected to an ink container (usually one) which is an ink storage unit (not shown).
【0004】吐出ノズル66は、ノズルプレート63に
おいて発熱抵抗体61に対向する位置に設けられてお
り、インク室62及び吐出ノズル66内には、図外のイ
ンク容器からインク供給路69を介してインクが供給さ
れる。画像信号に応じて電極68から発熱抵抗体61に
通電すると、発熱抵抗体61が発熱する。これによっ
て、インク室62内において発熱抵抗体61に接触する
インクが加熱されて気泡を生じ、この気泡が膨張した際
の圧力によって吐出ノズル66内のインクが外側に移動
し、インク滴67となって吐出される。このインク滴6
7は、ノズルプレート63の外側に位置する用紙等の記
録媒体において吐出ノズル66に対向する位置に飛翔
し、記録パターンとしての画像を形成する。The discharge nozzle 66 is provided at a position facing the heating resistor 61 in the nozzle plate 63, and is provided in the ink chamber 62 and the discharge nozzle 66 from an ink container (not shown) via an ink supply path 69. Ink is supplied. When current flows from the electrode 68 to the heating resistor 61 in accordance with an image signal, the heating resistor 61 generates heat. As a result, the ink in contact with the heating resistor 61 is heated in the ink chamber 62 to generate air bubbles, and the ink in the ejection nozzle 66 moves outward due to the pressure when the air bubbles expand, forming ink droplets 67. Is discharged. This ink drop 6
Numeral 7 flies to a position facing the discharge nozzle 66 on a recording medium such as a sheet positioned outside the nozzle plate 63, and forms an image as a recording pattern.
【0005】また、従来のインクジェットヘッドの構造
として、図7に示すように、発熱抵抗体71の発熱面を
インク滴77の吐出方向と平行に配置したエッジシュー
タ方式がある。このエッジシュータ方式のインクジェッ
トヘッドは、矩形平板状の発熱抵抗体71及び発熱抵抗
体71に通電するための電極78を図外の駆動用回路等
とともに設けた基板75と、基板75の上面にインク室
72を形成するための隔壁材74及び天板74′と、イ
ンク室72に連通する吐出ノズル76が形成されたノズ
ルプレート73と、によって構成されている。ノズルプ
レート73は、上下方向に積層して配置された基板7
5、隔壁74及び天板74′の端面のうち、インク室7
2が開放した一方の端面に、基板75、隔壁74及び天
板74′の積層方向に直交する方向に配置され、吐出ノ
ズル76は、発熱抵抗体71の発熱面と平行にノズルプ
レート73を貫通する。As a structure of a conventional ink jet head, there is an edge shooter system in which a heating surface of a heating resistor 71 is arranged in parallel with a discharge direction of an ink droplet 77 as shown in FIG. The edge shooter type ink jet head includes a substrate 75 provided with a rectangular flat heating resistor 71 and an electrode 78 for energizing the heating resistor 71 together with a driving circuit (not shown) and an ink on the upper surface of the substrate 75. It is composed of a partition wall member 74 and a top plate 74 ′ for forming the chamber 72, and a nozzle plate 73 in which a discharge nozzle 76 communicating with the ink chamber 72 is formed. The nozzle plate 73 is provided on the substrate 7 stacked vertically.
5, among the end faces of the partition wall 74 and the top plate 74 ', the ink chamber 7
2 is arranged on one open end face in a direction orthogonal to the laminating direction of the substrate 75, the partition wall 74 and the top plate 74 ', and the discharge nozzle 76 penetrates the nozzle plate 73 in parallel with the heat generating surface of the heat generating resistor 71. I do.
【0006】インクジェットプリンタに使用されるイン
クジェットヘッドは、図7に示した構成を1組として、
複数の吐出ノズル76の開口孔が所定の間隔で直線状に
配置されるか、または所定の配列パターンを繰り返して
配置される。また、各インク室72は各インク供給路7
9を介して、図外のインク容器(通常は1個)に連通さ
れる。[0006] An ink jet head used in an ink jet printer has a configuration shown in FIG.
The opening holes of the plurality of discharge nozzles 76 are linearly arranged at predetermined intervals, or are repeatedly arranged in a predetermined arrangement pattern. Further, each ink chamber 72 is provided with each ink supply path 7.
Through 9, it communicates with an ink container (usually one) not shown.
【0007】インク室72及び吐出ノズル76内には、
図外のインク容器からインク供給路79を介してインク
が供給される。画像信号に応じて電極78から発熱抵抗
体71に通電すると、発熱抵抗体71が発熱する。これ
によって、インク室72内において発熱抵抗体71に接
触するインクが加熱されて気泡を生じ、この気泡が膨張
した際の圧力によって吐出ノズル76内のインクが外側
に移動し、インク滴77となって吐出される。このイン
ク滴77は、ノズルプレート73の外側に位置する用紙
等の記録媒体において吐出ノズル76に対向する位置に
飛翔し、記録パターンとしての画像を形成する。In the ink chamber 72 and the discharge nozzle 76,
Ink is supplied from an ink container (not shown) via an ink supply path 79. When current flows from the electrode 78 to the heating resistor 71 in accordance with an image signal, the heating resistor 71 generates heat. As a result, the ink in contact with the heating resistor 71 is heated in the ink chamber 72 to generate air bubbles, and the ink in the ejection nozzles 76 moves outward by the pressure when the air bubbles expand, forming ink droplets 77. Is discharged. The ink droplet 77 flies to a position facing the discharge nozzle 76 on a recording medium such as a sheet of paper located outside the nozzle plate 73, and forms an image as a recording pattern.
【0008】上記のように構成されたインクジェットヘ
ッドを用いたインクジェットプリンタでは、吐出ノズル
から吐出したインク滴が記録媒体の表面に付着した際に
形成されるドットの集合によって画像が形成される。し
たがって、粒状感の少ない画像を形成するためには、各
ドットの径を小さくして空間周波数(ドットの密度)を
高くする必要があり、このためには、吐出ノズルから吐
出するインク滴の体積を小さくしなければならない。即
ち、高画質の画像を形成するためには、インク滴の体積
をできるだけ小さくすることが望ましい。In an ink jet printer using an ink jet head configured as described above, an image is formed by a set of dots formed when ink droplets discharged from a discharge nozzle adhere to the surface of a recording medium. Therefore, in order to form an image with less graininess, it is necessary to reduce the diameter of each dot and increase the spatial frequency (density of the dots). For this purpose, the volume of the ink droplets ejected from the ejection nozzles is required. Must be reduced. That is, in order to form a high-quality image, it is desirable to minimize the volume of the ink droplet.
【0009】この点で、ルーフシュータ方式はエッジシ
ュータ方式に比較してインク室の体積が小さく、発熱抵
抗体からの加熱によりインクに生じた気泡が圧力によっ
て移動させるべきインク量は少ない。したがって、同一
体積のインク滴を吐出する場合に、ルーフシュータ方式
はエッジシュータ方式に比較して気泡の圧力を小さくで
きる。また、ルーフシュータ方式は、吐出ノズルの直下
に発熱抵抗体が位置しているため、気泡の膨張方向がイ
ンク滴の吐出方向に一致し、本質的にインク滴の吐出効
率が高い。これらのことから、ルーフシュータ方式は、
微小なインク滴を吐出させる点においてエッジシュータ
方式より適していると言える。In this respect, the roof shooter method has a smaller ink chamber volume than the edge shooter method, and the amount of ink bubbles generated in the ink by heating from the heating resistor must be moved by pressure. Therefore, when ejecting ink droplets of the same volume, the roof shooter method can reduce the pressure of bubbles compared to the edge shooter method. In the roof shooter method, since the heating resistor is located immediately below the discharge nozzle, the expansion direction of the bubble matches the discharge direction of the ink droplet, and the discharge efficiency of the ink droplet is essentially high. From these, the roof shooter system is
It can be said that the method is more suitable than the edge shooter method in discharging minute ink droplets.
【0010】一方、吐出ノズルから吐出するインク滴の
体積を小さくして、記録媒体に形成されるドット径を小
さくすると、粒状感は少なくなるが、べタ画像や文字パ
ターンの形成に時間がかかる。そのため、粒状感の少な
い画質を実現すると同時に、べタ画像や文字パターンの
形成時間を短縮するために、吐出量を制御して異なる大
きさのインク滴を形成できるインクジェットヘッドが提
案されている。吐出ノズルより吐出するインク滴の体積
は、吐出ノズルの開口径を変えることで制御できる。し
かし、機械的に開口径を変更させる方法は機構が複雑に
なり、製造コストや信頼性の面で問題がある。On the other hand, if the volume of the ink droplets ejected from the ejection nozzles is reduced and the diameter of the dots formed on the recording medium is reduced, the graininess is reduced, but it takes time to form a solid image or a character pattern. . For this reason, an ink jet head has been proposed that can control the ejection amount to form ink droplets of different sizes in order to realize an image quality with less graininess and to shorten the formation time of a solid image or a character pattern. The volume of the ink droplet ejected from the ejection nozzle can be controlled by changing the opening diameter of the ejection nozzle. However, the method of mechanically changing the opening diameter requires a complicated mechanism, and has problems in terms of manufacturing cost and reliability.
【0011】そこで、発熱抵抗体に加熱されて生じる気
泡の大きさや、気泡が膨張した際の圧力によってインク
の流れを制御する方法が提案されている。例えば、特開
平1−156075号公報には、ルーフシュータ方式で
吐出するインク滴の体積を変える熱インクジェット・プ
リントヘッドに関する技術が開示されている。このプリ
ントヘッドにおいては、インク注入室とドロップ射出室
とが、インク供給源とドロップ射出室の直上に形成され
たインク射出オリフィスとの間に直列に形成されてい
る。また、インク注入室は少なくとも1個のインク注入
ヒータ抵抗を有し、ドロップ射出室は少なくとも1個の
ドロップ射出ヒータ抵抗を有するように構成されてい
る。Therefore, a method has been proposed in which the flow of ink is controlled by the size of bubbles generated by heating the heating resistor and the pressure when the bubbles expand. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-156075 discloses a technique relating to a thermal ink jet print head that changes the volume of ink droplets ejected by a roof shooter method. In this print head, an ink injection chamber and a drop ejection chamber are formed in series between an ink supply source and an ink ejection orifice formed immediately above the drop ejection chamber. The ink injection chamber has at least one ink injection heater resistor, and the drop ejection chamber has at least one drop ejection heater resistor.
【0012】インク注入ヒータ抵抗は、インク注入室内
のインクをドロップ射出室に移動させる機能を有してい
る。また、ドロップ射出ヒータ抵抗は、ドロップ射出室
内のインクを射出させる機能を有している。[0012] The ink injection heater resistor has a function of moving the ink in the ink injection chamber to the drop ejection chamber. Further, the drop ejection heater resistor has a function of ejecting ink in the drop ejection chamber.
【0013】体積の異なるインク滴を吐出するために
は、インク注入ヒータ抵抗とドロップ射出ヒータ抵抗に
加える加熱パルスの位相を調整することにより行う。つ
まり、インク注入ヒータ抵抗をドロップ射出ヒータ抵抗
に先行して加熱することで、インク室内で、吐出ノズル
の方へ移動するインクの流れを予め形成する。そして、
その後、ドロップ射出ヒータ抵抗を加熱することで、よ
り大きなインク滴を吐出させる。インク注入ヒータ抵抗
とドロップ射出ヒータ抵抗に加える加熱パルスの位相を
調整すると、インク室内のインクの流れる方向や大きさ
を制御できるので、吐出量を任意に制御することができ
る。The ejection of ink droplets having different volumes is performed by adjusting the phase of a heating pulse applied to the resistance of the ink injection heater and the resistance of the drop ejection heater. That is, by heating the ink injection heater resistance prior to the drop ejection heater resistance, the flow of the ink moving toward the ejection nozzle is formed in the ink chamber in advance. And
Thereafter, a larger ink droplet is ejected by heating the resistance of the drop ejection heater. By adjusting the phase of the heating pulse applied to the resistance of the ink injection heater and the resistance of the drop ejection heater, the direction and size of the ink flowing in the ink chamber can be controlled, so that the ejection amount can be arbitrarily controlled.
【0014】また、特開平9−207337号公報に
は、エッジシュータ方式で吐出するインク滴の大きさを
変える記録ヘッド及び画像形成装置に関する技術が提案
されている。この記録ヘッドにおいては、インク供給源
とオリフィスの間の流路に、小電力ヒータと大電力ヒー
タとを交互に配列している。そして、小電力ヒータと大
電力ヒータとの各々を単独で加熱する、または同時に加
熱することで体積の異なるインク滴を吐出することがで
きる。Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-207337 proposes a technique relating to a recording head and an image forming apparatus for changing the size of ink droplets ejected by an edge shooter method. In this recording head, low-power heaters and high-power heaters are alternately arranged in a flow path between an ink supply source and an orifice. By heating each of the low-power heater and the high-power heater independently or simultaneously, it is possible to eject ink droplets having different volumes.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
ヒータを設けることにより吐出量を制御しようとする従
来のインクジェットヘッドでは、複数のヒータを並列に
並べる構造である。そのため、インクジェットヘッド部
の面積が大きくなりノズルを高密度で形成することがで
きない。また、インク室の底面積が大きくなるので、イ
ンク供給に要する時間が長くなるという問題を有してい
た。特に、ルーフシュータ方式では、300dpiで印
刷するインクジェットヘッドの場合、ノズルのピッチは
84.7μmとなり、熱による隣接ノズルのクロストー
クを考慮すると、インク室が占めるノズル列方向の幅は
60μm程度となる。この幅のインク室に複数のドロッ
プ射出ヒータ抵抗を並列に設けると、各ヒータの面積は
非常に小さくなり、インク滴を吐出するのに十分な気泡
を発生させることができない。However, in a conventional ink jet head in which the discharge amount is controlled by providing a plurality of heaters, a plurality of heaters are arranged in parallel. For this reason, the area of the ink jet head becomes large, and it is impossible to form the nozzles with high density. Further, since the bottom area of the ink chamber becomes large, there is a problem that the time required for ink supply becomes long. In particular, in the roof shooter method, in the case of an inkjet head that prints at 300 dpi, the nozzle pitch is 84.7 μm, and in consideration of the crosstalk between adjacent nozzles due to heat, the width of the ink chamber in the nozzle row direction is about 60 μm. . If a plurality of drop ejection heater resistors are provided in parallel in an ink chamber of this width, the area of each heater becomes very small, and it is not possible to generate bubbles sufficient to eject ink droplets.
【0016】また、従来の略長方形のヒータを複数個並
列に設けると、ヒータに加熱されて発生する気泡は、吐
出ノズルの開口孔の中心から偏心した状態となる。そし
て、気泡が膨張した際の圧力により吐出ノズルの方へ移
動するインクは、吐出ノズル開口の中心から偏心した圧
力を受けることになる。そのため、吐出精度が悪くな
り、吐出方向のばらつきが発生し、また、サテライトが
増加するという問題があった。Further, when a plurality of conventional substantially rectangular heaters are provided in parallel, bubbles generated by heating by the heaters are eccentric from the center of the opening of the discharge nozzle. The ink that moves toward the ejection nozzle due to the pressure when the bubble expands receives a pressure eccentric from the center of the ejection nozzle opening. For this reason, there has been a problem that the ejection accuracy is deteriorated, the ejection direction varies, and the number of satellites increases.
【0017】特開平1−156075号公報に開示され
ているルーフシュータ方式の熱インクジェット・プリン
トヘッドでは、インク注入とドロップ射出の機能を分担
させ、ドロップ射出ヒータ抵抗を1ケにし、インク注入
ヒータ抵抗を別に設ける構造になっている。そして、ド
ロップ径可変のために、これら2ケのヒータを加熱する
タイミングと加熱量を制御する。そのため、ドロップ径
の正確な制御のためには、加熱タイミング及び加熱量を
精度良く制御する必要があり、制御プログラムが複雑に
なる。また、ドロップ径を可変制御するためには、ドロ
ップ射出ヒータ抵抗はある程度の面積が必要であり、上
記のようにノズルを高密度で設けると、ドロップ射出ヒ
ータ抵抗の面積を確保するのが困難である。In the thermal ink jet print head of the roof shooter type disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-156075, the functions of ink injection and drop injection are shared, the drop injection heater resistance is reduced to one, and the ink injection heater resistance is reduced. Is provided separately. Then, the timing and the amount of heating of these two heaters are controlled to make the drop diameter variable. Therefore, in order to accurately control the drop diameter, it is necessary to precisely control the heating timing and the heating amount, and the control program becomes complicated. In addition, in order to variably control the drop diameter, the drop ejection heater resistance needs a certain area, and if the nozzles are provided at a high density as described above, it is difficult to secure the area of the drop ejection heater resistance. is there.
【0018】また、特開平9−207337号公報に開
示されている記録ヘッド及び画像形成装置では、エッジ
シュータ方式のインクジェットヘッドであり、小電力ヒ
ータと大電力ヒータとが交互に配列されている。そのた
め、ヒータから吐出ノズルまでに存在するインクの量が
ルーフシュータ方式に比べて多いので、本質的にルーフ
シュータ方式より面積の大きなヒータが必要である。さ
らに、2種類の面積の大きなヒータを使用することから
消費電力が大きくなり、ヒータ基板の温度上昇も大きく
なるため、インク滴を安定して吐出できないという問題
があった。The recording head and the image forming apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-207337 are edge shooter type ink jet heads, and small power heaters and high power heaters are alternately arranged. Therefore, since the amount of ink existing from the heater to the discharge nozzle is larger than that of the roof shooter system, a heater having a larger area than the roof shooter system is essentially required. Further, since two types of heaters having a large area are used, power consumption is increased, and the temperature of the heater substrate is also increased. Therefore, there is a problem that ink droplets cannot be stably ejected.
【0019】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、ルーフシュータ方式で吐出するインク滴
の体積を制御できるインクジェットヘッドを提供するこ
とを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an ink jet head capable of controlling the volume of ink droplets ejected by a roof shooter method.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、以下の構成を備えてい
る。The present invention has the following arrangement as means for solving the above-mentioned problems.
【0021】(1) インク吐出用ノズルと、該インク吐出
用ノズルに連通し加熱手段が設けられたインク室と、該
インク室にインクを供給するためのインク供給路と、を
1組以上備え、該インク供給路の個々に連通した1つの
インク貯蔵部を有し、該加熱手段によりインクを加熱し
て気泡を生じさせ、気泡が膨張した際の圧力により該発
熱抵抗体のインク接触面と直行する方向にインクを該イ
ンク吐出用ノズルから吐出させるインクジェットヘッド
において、該加熱手段は同心円状に配設された複数の発
熱抵抗体であることを特徴とする。(1) At least one set of an ink discharge nozzle, an ink chamber communicating with the ink discharge nozzle and provided with a heating means, and an ink supply path for supplying ink to the ink chamber is provided. A heating unit for heating the ink to generate bubbles, and the ink contact surface of the heating resistor is formed by the pressure when the bubbles expand. In an ink jet head for ejecting ink from the ink ejection nozzle in a direction perpendicular to the ink jet head, the heating means is a plurality of heating resistors arranged concentrically.
【0022】この構成においては、インク貯蔵部からイ
ンク供給路を介してインク室にインクが供給され、イン
ク室に設けられた加熱手段である同心円状に配設された
複数の発熱抵抗体によってインクが加熱されて気泡が生
じ、気泡が膨張した際の圧力によりインク吐出用ノズル
からインクが吐出される。したがって、複数の発熱体は
同心円状に配設されているので、インク室の底面積を増
加させることなく、高密度でインク吐出用ノズルを形成
することができるので、高画質の画像を形成できる。ま
た、複数の発熱抵抗体を発熱させて体積の大きなインク
滴を吐出させて、ベタ画像を短時間で形成することがで
きる。In this configuration, ink is supplied from the ink storage unit to the ink chamber via the ink supply path, and the ink is supplied by a plurality of concentric heating resistors which are heating means provided in the ink chamber. Is heated to generate bubbles, and ink is ejected from the ink ejection nozzles by the pressure when the bubbles expand. Therefore, since the plurality of heating elements are arranged concentrically, the ink ejection nozzles can be formed at a high density without increasing the bottom area of the ink chamber, so that a high quality image can be formed. . In addition, a solid image can be formed in a short time by causing a plurality of heating resistors to generate heat and ejecting large-volume ink droplets.
【0023】(2) 前記同心円状に配設された複数の発熱
抵抗体の中心は、前記インク吐出用ノズルの開口孔の中
心と略同一であることを特徴とする。(2) The center of the plurality of heating resistors arranged concentrically is substantially the same as the center of the opening of the ink discharge nozzle.
【0024】この構成においては、インク室に設けられ
た同心円状の複数の発熱抵抗体の中心は、インク室に連
通したインク吐出用ノズルの開口孔の中心と略同一であ
る。したがって、同心円状に配設された複数の発熱抵抗
体のいずれかに加熱されて生じた気泡は、インク吐出用
ノズルの孔の中心から偏心することがないので、インク
の吐出方向を一定方向に安定させることができる。In this configuration, the centers of the plurality of concentric heating resistors provided in the ink chamber are substantially the same as the centers of the openings of the ink discharge nozzles communicating with the ink chamber. Therefore, the bubbles generated by being heated by any one of the plurality of heating resistors arranged concentrically do not become eccentric from the center of the hole of the ink discharge nozzle, so that the ink discharge direction is fixed in a certain direction. Can be stabilized.
【0025】(3) 前記同心円状に配設された複数の発熱
抵抗体を、選択的に通電可能な電極を設けたことを特徴
とする。(3) The plurality of heating resistors arranged concentrically are provided with electrodes capable of selectively conducting current.
【0026】この構成においては、選択的に通電可能な
電極が同心円状に配設された複数の発熱抵抗体に設けら
れている。したがって、通電する発熱抵抗体の数を選択
できるので、通電する発熱抵抗体の数に応じて、インク
吐出用ノズルから吐出させるインクの量を変えることが
できる。In this configuration, selectively energizable electrodes are provided on a plurality of heating resistors arranged concentrically. Therefore, since the number of heating resistors to be energized can be selected, the amount of ink ejected from the ink ejection nozzle can be changed according to the number of heating resistors to be energized.
【0027】(4) 前記複数の発熱抵抗体は、各々の表面
積が異なることを特徴とする。(4) The plurality of heating resistors have different surface areas.
【0028】この構成においては、インク室に同心円状
に配設された複数の発熱抵抗体は、各々表面積が異なっ
ている。したがって、発熱抵抗体の表面積が異なると発
熱抵抗体に加熱されて生じる気泡の大きさが異なるの
で、加熱させる発熱抵抗体を選択することで、インク吐
出用ノズルから吐出させるインク量を変えることができ
る。In this configuration, the plurality of heat generating resistors arranged concentrically in the ink chamber have different surface areas. Therefore, when the surface area of the heating resistor is different, the size of bubbles generated by heating the heating resistor is different. Therefore, by selecting the heating resistor to be heated, it is possible to change the amount of ink ejected from the ink ejection nozzle. it can.
【0029】(5) 前記インク室は前記気泡が最も膨張し
た際の高さより低く、前記同心円状に配設された複数の
発熱抵抗体は、少なくとも1つが前記インク室の前記イ
ンク吐出用ノズルが連通した面における前記インク吐出
用ノズルの周囲に対向した位置に配設されたことを特徴
とする。(5) The ink chamber is lower than the height at which the bubble is most expanded, and at least one of the plurality of concentrically arranged heating resistors is provided with at least one of the ink discharge nozzles of the ink chamber. It is characterized by being disposed at a position facing the periphery of the ink discharge nozzle on the communicating surface.
【0030】この構成においては、加熱手段である複数
の発熱抵抗体が配設されたインク室の高さは、発熱抵抗
体に加熱されて生じる気泡が最も膨張した際の高さより
低く、同心円状に配設された複数の発熱抵抗体の少なく
とも1つが、インク吐出用ノズルの周囲に対向した位置
に配設されるので、気泡は発熱抵抗体に加熱されると、
インク室にインクを供給するインク供給路を塞ぐように
膨張し、インク室の上面に当接する。したがって、イン
クはインク供給路を介してインク貯蔵部に逆流すること
なく、インク吐出用ノズルから吐出されるので、インク
吐出量を確実に制御できる。In this configuration, the height of the ink chamber in which the plurality of heating resistors, which are heating means, is disposed, is lower than the height when bubbles generated by heating by the heating resistors are expanded most, and is concentric. Since at least one of the plurality of heating resistors disposed in the nozzle is disposed at a position facing the periphery of the ink discharge nozzle, when the bubbles are heated by the heating resistor,
The ink expands so as to close an ink supply path for supplying ink to the ink chamber, and contacts the upper surface of the ink chamber. Therefore, the ink is ejected from the ink ejection nozzle without flowing back to the ink storage section via the ink supply path, so that the ink ejection amount can be reliably controlled.
【0031】(6) インク貯蔵部からインク供給路を介し
てインク室にインクを供給し、インク室に同心円状に配
設された複数の発熱抵抗体のうち少なくとも1個を加熱
して気泡を生じさせ、気泡が膨張した際の圧力によりイ
ンク吐出用ノズルからインクを吐出させるインクジェッ
トヘッドの発熱抵抗体の加熱方法であって、該複数の発
熱抵抗体を選択的に加熱することを特徴とする。(6) Ink is supplied from the ink storage unit to the ink chamber via the ink supply path, and at least one of a plurality of heating resistors arranged concentrically in the ink chamber is heated to generate bubbles. A method of heating a heating resistor of an ink jet head for causing ink to be ejected from an ink ejection nozzle by a pressure generated when bubbles are expanded, wherein the plurality of heating resistors are selectively heated. .
【0032】この構成においては、インク室に同心円状
に配設された複数の発熱抵抗体を選択的に加熱して気泡
を生じさせて、気泡が膨張した際の圧力によりインク吐
出用ノズルからインクを吐出させる。したがって、複数
の発熱抵抗体を同心円状に配設するので、インク室の底
面積を増加することなく、インク吐出用ノズルから吐出
するインク量を変えることができる。In this configuration, a plurality of heating resistors arranged concentrically in the ink chamber are selectively heated to generate bubbles, and the pressure at the time of expansion of the bubbles causes ink to be ejected from the ink discharge nozzle. Is discharged. Therefore, since the plurality of heating resistors are arranged concentrically, the amount of ink ejected from the ink ejection nozzle can be changed without increasing the bottom area of the ink chamber.
【0033】(7) インク貯蔵部からインク供給路を介し
てインク室にインクを供給し、インク室に同心円状に配
設された複数の発熱抵抗体のうち少なくとも1個を加熱
して気泡を生じさせ、気泡が膨張した際の圧力によりイ
ンク吐出用ノズルからインクを吐出させるインクジェッ
トヘッドの発熱抵抗体の加熱方法であって、該複数の発
熱抵抗体のうち、1つの発熱抵抗体を加熱して生じた気
泡が消滅する前に、別の発熱抵抗体を加熱して気泡を生
じさせることを特徴とする。(7) Ink is supplied from the ink storage unit to the ink chamber via the ink supply path, and at least one of the plurality of heating resistors arranged concentrically in the ink chamber is heated to generate bubbles. A method of heating a heating resistor of an ink jet head that causes ink to be ejected from an ink ejection nozzle by pressure when bubbles are expanded, wherein one of the heating resistors is heated. Before the generated air bubbles disappear, another heating resistor is heated to generate air bubbles.
【0034】この構成においては、インク室に同心円状
に配設された複数の発熱抵抗体のうち、1つを加熱して
気泡を生じさせ、その気泡が消滅する前に、別の発熱抵
抗体を加熱して気泡を生じさせる。したがって、気泡が
壁のように作用して、インク供給路を介してインク貯蔵
部に逆流するインクを抑制することができ、より体積の
大きいインク滴を吐出させることができる。In this configuration, one of a plurality of heating resistors concentrically arranged in the ink chamber is heated to generate bubbles, and another heating resistor is generated before the bubbles disappear. Is heated to generate air bubbles. Therefore, the air bubbles act like a wall, so that ink flowing back to the ink storage unit via the ink supply path can be suppressed, and a larger volume ink droplet can be ejected.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
に係るインクジェットヘッドの構成を示した吐出ノズル
付近の斜視図、図2は発熱抵抗体の拡大図である。FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an ink jet head according to a first embodiment of the present invention in the vicinity of a discharge nozzle, and FIG. 2 is an enlarged view of a heating resistor.
【0036】本発明の実施形態に係るインクジェットヘ
ッドは、加熱手段である発熱抵抗体1の発熱面をインク
滴7の吐出方向と直交する方向に配置したルーフシュー
タ方式である。このルーフシュータ方式のインクジェッ
トヘッドは、同心円状に配設された発熱抵抗体1a・1
b及び発熱抵抗体1に通電するための電極8を図外の駆
動用回路等とともに設けた基板5と、基板5の上面にイ
ンク室2を形成するための隔壁材4と、インク室2に連
通するインク吐出用ノズルである吐出ノズル6が形成さ
れたノズルプレート3と、によって構成されている。基
板5、隔壁材4及びノズルプレート3は、この順に積層
し、当接面において互いに接着されている。また、隔壁
材4とノズルプレート3とは、一体にして樹脂等で成形
加工して作製してもよい。The ink jet head according to the embodiment of the present invention employs a roof shooter system in which the heat generating surface of the heat generating resistor 1 as a heating means is arranged in a direction orthogonal to the direction in which the ink droplets 7 are ejected. The roof shooter type ink jet head includes heating resistors 1a and 1a concentrically arranged.
b, a substrate 5 provided with an electrode 8 for energizing the heating resistor 1 together with a driving circuit (not shown), a partition member 4 for forming the ink chamber 2 on the upper surface of the substrate 5, and a And a nozzle plate 3 on which ejection nozzles 6, which are ink ejection nozzles communicating with each other, are formed. The substrate 5, the partition member 4, and the nozzle plate 3 are laminated in this order, and are adhered to each other at the contact surface. Further, the partition wall member 4 and the nozzle plate 3 may be integrally formed by molding with resin or the like.
【0037】インクジェットプリンタに使用されるイン
クジェットヘッドは、図1に示した構成を1組として、
複数の吐出ノズル6の開口孔が所定の間隔で直線状に配
置されるか、または所定の配列パターンを繰り返して配
置される。また、各インク室2は各インク供給路9を介
して、インク貯蔵部である図外のインク容器(通常は1
個)に連通される。An ink-jet head used in an ink-jet printer is a set of the structure shown in FIG.
The opening holes of the plurality of discharge nozzles 6 are linearly arranged at predetermined intervals, or are repeatedly arranged in a predetermined arrangement pattern. In addition, each ink chamber 2 is connected via an ink supply path 9 to an ink container (not shown) serving as an ink storage unit.
).
【0038】吐出ノズル6は、ノズルプレート3におい
て発熱抵抗体1に対向する位置に設けられており、イン
ク室2及び吐出ノズル6内には、図外のインク容器から
インク供給路9を介してインクが供給される。画像信号
に応じて電極8から発熱抵抗体1に通電すると、発熱抵
抗体1が発熱する。これによって、インク室2内におい
て発熱抵抗体1に接触するインクが加熱されて気泡を生
じ、この気泡が膨張した際の圧力によって吐出ノズル6
内のインクが外側に移動し、インク滴7となって吐出さ
れる。このインク滴7は、ノズルプレート3の外側に位
置する用紙等の記録媒体において吐出ノズル6に対向す
る位置に飛翔し、記録パターンとしての画像を形成す
る。The discharge nozzle 6 is provided at a position facing the heating resistor 1 in the nozzle plate 3, and is provided in the ink chamber 2 and the discharge nozzle 6 from an ink container (not shown) via an ink supply path 9. Ink is supplied. When current flows from the electrode 8 to the heating resistor 1 according to an image signal, the heating resistor 1 generates heat. As a result, the ink in contact with the heating resistor 1 is heated in the ink chamber 2 to generate bubbles, and the pressure when the bubbles expand expands the discharge nozzle 6.
The ink inside moves to the outside and is ejected as ink droplets 7. The ink droplet 7 flies to a position facing the discharge nozzle 6 on a recording medium such as a sheet of paper located outside the nozzle plate 3 and forms an image as a recording pattern.
【0039】本発明の特徴は、従来、矩形平板状に形成
された発熱抵抗体を上記のように同心円状に複数配設し
た点である。このように発熱抵抗体を配設することによ
り、インク室の底面積を増加させずに、複数の発熱抵抗
体を設けることができる。A feature of the present invention is that a plurality of heating resistors formed in a rectangular plate shape are conventionally arranged concentrically as described above. By disposing the heating resistors in this way, a plurality of heating resistors can be provided without increasing the bottom area of the ink chamber.
【0040】また、別の特徴は、ノズルプレート3に貫
通して設けられた吐出ノズル6の孔の中心には、同心円
状に配設された複数の発熱抵抗体1a、1bの中心と略
同一に設けた点である。このような位置関係にすること
で、複数の発熱抵抗体の各々に加熱されて発生する気泡
が、吐出ノズル6の開口孔に対して偏心していない気泡
となるので、インク滴の吐出方向精度を高くすることが
できる。Another feature is that the center of the hole of the discharge nozzle 6 provided through the nozzle plate 3 is substantially the same as the center of the plurality of heating resistors 1a and 1b arranged concentrically. It is the point provided in. With such a positional relationship, bubbles generated by being heated by each of the plurality of heating resistors become bubbles that are not eccentric with respect to the opening of the discharge nozzle 6, so that the accuracy of the ink droplet discharge direction can be improved. Can be higher.
【0041】図3は図1に示したインクジェットヘッド
の断面Aにおける気泡の発生の様子を模式的に示した図
で、図3(A)は内周側の発熱抵抗体1aを加熱した場
合、図3(B)は外周側の発熱抵抗体1bを加熱した場
合、図3(C)は内周側の発熱抵抗体1aと外周側の発
熱抵抗体1bとを同時に加熱した場合である。FIG. 3 is a view schematically showing the appearance of bubbles in the cross section A of the ink jet head shown in FIG. 1. FIG. 3 (A) shows a case where the inner heating resistor 1a is heated. FIG. 3B shows a case where the outer heating resistor 1b is heated, and FIG. 3C shows a case where the inner heating resistor 1a and the outer heating resistor 1b are simultaneously heated.
【0042】一例として、内周側の発熱抵抗体1aを内
径16μm・外径30μm、外周側の発熱抵抗体1bを
内径40μm・外径55μmとすることにより、内周側
の発熱抵抗体1aよりも外周側の発熱抵抗体1bの方が
表面積が大きく、発生する気泡の体積も大きくなる。発
熱抵抗体に通電してインクを加熱することで生じる気泡
により吐出ノズル6から吐出されるインク滴7の体積
は、気泡が大きいほど大きくなる。そのため、内周側の
発熱抵抗体1aに通電してインクを加熱して吐出される
インク滴より体積の大きなインク滴7を吐出させたい場
合には、外周側の発熱抵抗体1bに通電して加熱すれば
良い。外周側の発熱抵抗体1bに通電して加熱して吐出
されるインク滴よりさらに大きなインク滴を吐出させた
い場合には、内周側と外周側の発熱抵抗体1a、1bを
同時に通電してインクを加熱することも可能である。As an example, the inner heat generating resistor 1a has an inner diameter of 16 μm and an outer diameter of 30 μm, and the outer heat generating resistor 1b has an inner diameter of 40 μm and an outer diameter of 55 μm. Also, the heat generating resistor 1b on the outer peripheral side has a larger surface area and a larger volume of generated bubbles. The volume of the ink droplet 7 ejected from the ejection nozzle 6 due to bubbles generated by heating the ink by energizing the heating resistor increases as the bubbles increase. Therefore, when it is desired to discharge the ink droplet 7 having a larger volume than the ink droplet ejected by heating the ink by energizing the heating resistor 1a on the inner peripheral side, energizing the heating resistor 1b on the outer peripheral side is preferable. Heat it up. When it is desired to discharge ink droplets larger than the ink droplets which are heated and discharged by energizing the heating resistor 1b on the outer peripheral side, the heating resistors 1a and 1b on the inner peripheral side and the outer peripheral side are simultaneously energized. It is also possible to heat the ink.
【0043】つまり、図3(A)に示すように、内周側
の発熱抵抗体1aに通電すると、発熱抵抗体1aに接触
したインクが加熱されて液体のインクが気体になり気泡
10aが生じる。That is, as shown in FIG. 3A, when the heating resistor 1a on the inner peripheral side is energized, the ink in contact with the heating resistor 1a is heated, the liquid ink becomes gas, and bubbles 10a are generated. .
【0044】また、図3(B)に示すように、外周側の
発熱抵抗体1bに通電すると、発熱抵抗体1aに接触す
るインクが加熱されて気泡10bが生じる。外周側の発
熱抵抗体1bの表面積は内周側の発熱抵抗体1aの表面
積より大きいため、気泡10aと発生する気泡10bと
の高さが同じ場合、気泡10bの体積は、気泡10aの
体積より大きくなる。As shown in FIG. 3B, when the heating resistor 1b on the outer peripheral side is energized, the ink in contact with the heating resistor 1a is heated to generate bubbles 10b. Since the surface area of the heating resistor 1b on the outer peripheral side is larger than the surface area of the heating resistor 1a on the inner peripheral side, when the height of the bubble 10a and the generated bubble 10b are the same, the volume of the bubble 10b is smaller than the volume of the bubble 10a. growing.
【0045】さらに、図3(C)に示すように、内周側
の発熱抵抗体1aと外周側の発熱抵抗体1bを同時に通
電すると、発熱抵抗体1aと発熱抵抗体1bとに接触す
るインクが加熱されて生じる2つの気泡が膨張途中で1
つになり、気泡10cとなる。気泡10bと気泡10c
との高さが同じ場合、気泡10cの体積は、気泡10b
の体積より大きくなる。Further, as shown in FIG. 3 (C), when the inner heating resistor 1a and the outer heating resistor 1b are energized simultaneously, the ink contacting the heating resistor 1a and the heating resistor 1b is formed. Are heated and two bubbles are generated during expansion.
And become bubbles 10c. Bubble 10b and bubble 10c
Are the same, the volume of the bubble 10c is
Larger than the volume of
【0046】このように、加熱する発熱抵抗体を適宜選
択することで発生する気泡の大きさを変えることが可能
となり、吐出ノズル6より吐出するインク滴の体積は、
図3(A)、(B)、(C)の順に大きくなる。As described above, the size of the bubble generated can be changed by appropriately selecting the heating resistor to be heated, and the volume of the ink droplet ejected from the ejection nozzle 6 becomes
3A, 3B, and 3C.
【0047】なお、本実施形態では、一例として発熱抵
抗体を2つとしたが、これに限るものではなく、3個以
上の同心円状に並んだ発熱抵抗体を用いることも可能で
あり、その場合、より多くの体積の異なるインク滴を吐
出することができる。In the present embodiment, two heat generating resistors are used as an example. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to use three or more concentric heat generating resistors. Thus, it is possible to discharge a larger volume of different ink droplets.
【0048】図4は、本発明の第2の実施形態に係るイ
ンクジェットヘッドの断面図である。本実施形態では、
吐出するインク滴の体積の変化範囲をさらに大きくする
ことができるインクジェットヘッドとその発熱抵抗体の
加熱方法について説明する。図4に示したインクジェッ
トヘッドの構成は図1に示したインクジェットヘッドの
構成と略同じであるので、同じ部分の説明は省略する。
本実施形態においては、第1の実施形態と同様に、同心
円状に配設された複数の発熱抵抗体の中心が、ノズルプ
レート3に貫通して設けられた吐出ノズル6の開口孔の
中心と略同一である。そのため、複数の発熱抵抗体をイ
ンク室の底面積を増加すること無しに設けることができ
る。しかも、各発熱抵抗体により発生する気泡が、吐出
ノズル6の開口孔の中心に対して偏心していない気泡と
なるので、インク滴の吐出方向精度を高くすることがで
きる。FIG. 4 is a sectional view of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment,
An ink-jet head capable of further increasing the change range of the volume of the ejected ink droplet and a method of heating the heating resistor will be described. Since the configuration of the inkjet head shown in FIG. 4 is substantially the same as the configuration of the inkjet head shown in FIG. 1, the description of the same parts will be omitted.
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the centers of the plurality of heating resistors arranged concentrically are aligned with the centers of the openings of the discharge nozzles 6 provided through the nozzle plate 3. They are almost the same. Therefore, a plurality of heating resistors can be provided without increasing the bottom area of the ink chamber. In addition, since the bubbles generated by the respective heating resistors are not eccentric with respect to the center of the opening of the discharge nozzle 6, the discharge direction accuracy of the ink droplet can be improved.
【0049】図4に示したインクジェットヘッドの特徴
は、インク室2のインク供給路9に連通する位置での高
さhが、外周側の発熱抵抗体1bに通電してインクが加
熱されて発生する気泡の最も膨張した際の高さより小さ
く、且つ、外周側の発熱抵抗体1bに加熱されて発生す
る気泡10により、インク供給路9を塞ぐ事ができる位
置に発熱抵抗体1bが位置していることにある。つま
り、ノズルプレート3に形成された吐出ノズル6の周囲
の面に対向して、発熱抵抗体1bが基板5に配設されて
いる。そのため、気泡10dの項点Bが、ノズルプレー
ト3の開口部Cの周囲の一部に対向して位置しており、
気泡10dが最も膨張すると、気泡10dの高さはイン
ク室2の高さより高くなるため、気泡10dの頂点Bは
ノズルプレート3に当接する。A feature of the ink jet head shown in FIG. 4 is that the height h at a position communicating with the ink supply passage 9 of the ink chamber 2 is generated by heating the ink by supplying electricity to the heat generating resistor 1b on the outer peripheral side. The heating resistor 1b is located at a position where the ink supply path 9 can be closed by bubbles 10 generated by heating the heating resistor 1b on the outer peripheral side, which is smaller than the height of the bubble when it is most expanded. Is to be. That is, the heating resistor 1 b is disposed on the substrate 5 so as to face the surface around the discharge nozzle 6 formed on the nozzle plate 3. Therefore, the term B of the bubble 10 d is located to face a part of the periphery of the opening C of the nozzle plate 3,
When the bubble 10d expands to the maximum, the height of the bubble 10d becomes higher than the height of the ink chamber 2, so that the vertex B of the bubble 10d comes into contact with the nozzle plate 3.
【0050】このように、気泡10dがインク供給路9
とインク室2とを遮る壁として作用するので、内周側の
発熱抵抗体1aと外周側の発熱抵抗体1bとの加熱タイ
ミングを遅延させることでも、気泡の大きさを変えるこ
とができるので、インク滴の体積をより広い範囲で制御
することができる。詳細については、後述する。As described above, the bubble 10 d is formed in the ink supply path 9.
And the ink chamber 2, the size of the bubbles can be changed by delaying the heating timing of the heating resistor 1 a on the inner peripheral side and the heating resistor 1 b on the outer peripheral side. The volume of the ink droplet can be controlled in a wider range. Details will be described later.
【0051】なお、インク滴を形成するための気泡の体
積は30pl(ピコリットル)程度が平均的であるの
で、インク供給路に連通する位置での高さhは30μm
程度以下であれば良い。また、図4において、発熱抵抗
体1aの面積と発熱抵抗体1bの面積との大小関係は特
に問わない。Since the average volume of bubbles for forming ink droplets is about 30 pl (picoliter), the height h at a position communicating with the ink supply path is 30 μm.
It is sufficient if it is less than about. In FIG. 4, the magnitude relationship between the area of the heating resistor 1a and the area of the heating resistor 1b is not particularly limited.
【0052】内周側の発熱抵抗体1aに通電してインク
を加熱すると、図3(A)と同様にインク滴を吐出させ
ることができる。また、外周側の発熱抵抗体1bを加熱
すると、気泡10dはインク供給路9を塞ぐように膨張
するため、インク室2内のインクはインク供給路9を通
して図外のインク貯蔵部に逆流することなく、吐出に有
効に利用される。その結果、体積のより大きなインク滴
を吐出させることができる。When the ink is heated by energizing the heat generating resistor 1a on the inner peripheral side, ink droplets can be ejected in the same manner as in FIG. When the heating resistor 1b on the outer peripheral side is heated, the bubbles 10d expand so as to close the ink supply path 9, so that the ink in the ink chamber 2 flows back to the ink storage unit (not shown) through the ink supply path 9. And is effectively used for ejection. As a result, a larger volume ink droplet can be ejected.
【0053】また、体積のより大きなインク滴を吐出さ
せるためには、内周側の発熱抵抗体1aと外周側の発熱
抵抗体1bを同時に加熱する方法がある。しかし、外周
側の発熱抵抗体1bより遅延して内周側の発熱抵抗体1
aを加熱するようにすれば、内周側の発熱抵抗体1aの
加熱で生じる気泡の圧力によりインク滴が吐出する前
に、外周側の発熱抵抗体1bにより発生した気泡が、前
記のようにインク供給路9とインク室2とを遮る壁とし
て作用する。そのため、インク供給路9を介してインク
貯蔵部に逆流するインクを確実に防止することができ、
体積のより大きなインク滴を吐出させることが可能とな
る。また、それとともに、インク滴を吐出後のインク室
2に図外のインク貯蔵部からインク供給路9を介して、
インクの補充を速やかに行うことができる。In order to eject ink droplets having a larger volume, there is a method of simultaneously heating the inner heating resistor 1a and the outer heating resistor 1b. However, the heating resistor 1b on the inner circumference side is delayed with respect to the heating resistor 1b on the outer circumference side.
If the heating element a is heated, the bubble generated by the heating resistor 1b on the outer peripheral side before the ink droplet is ejected due to the pressure of the bubble generated by heating the heating resistor 1a on the inner peripheral side as described above is generated as described above. It functions as a wall that blocks the ink supply path 9 and the ink chamber 2. Therefore, it is possible to reliably prevent the ink flowing backward to the ink storage unit via the ink supply path 9,
It is possible to eject ink droplets having a larger volume. At the same time, the ink droplets are ejected into the ink chamber 2 via an ink supply path 9 from an ink storage unit (not shown).
The ink can be quickly replenished.
【0054】さらに、複数の発熱抵抗体のうち、外周側
の発熱抵抗体1bを加熱して生じた気泡が消滅する前に
内周側の発熱抵抗体1aを遅延させて加熱するようにす
れば、発熱抵抗体1bを加熱して生じた気泡が壁として
作用する。そして、インク供給路9とインク室2とを遮
ってから、発熱抵抗体1aに通電してインクを加熱して
生じた気泡が膨張した際の圧力によって吐出ノズル6か
らインクを吐出させる。そのため、発熱抵抗体1a・1
bの両方を同時に通電してインクを加熱して気泡を生じ
させる場合に比べて、インク供給路9を介してインク貯
蔵部に逆流するインクを抑制することができ、より体積
の大きいインク滴を吐出させることができる。Further, of the plurality of heating resistors, the heating resistor 1a on the inner periphery may be heated with a delay before bubbles generated by heating the heating resistor 1b on the outer periphery disappear. The bubbles generated by heating the heating resistor 1b act as walls. Then, after blocking the ink supply path 9 and the ink chamber 2, the heating resistor 1 a is energized to heat the ink, and the ink is ejected from the ejection nozzle 6 by the pressure when the bubble generated expands. Therefore, the heating resistors 1a and 1
b, the ink flowing back to the ink storage unit through the ink supply path 9 can be suppressed, and a larger volume ink droplet can be suppressed as compared with a case where the ink is heated simultaneously to generate ink bubbles. It can be ejected.
【0055】図5は、図4に示したインクジェットヘッ
ドの別の形状を示す断面図である。図4において、イン
ク室2の高さを場所によらず一定にしたが、図5に示す
ように、外周側の発熱抵抗体1bにより発生する気泡の
項点部分に対向する部分の高さだけをhにして、インク
室2の他の部分の高さをh以上にして、絞りを設ける構
造にしてもよい。この構造にすることにより、インク室
2の体積を増加できるので、さらに体積の大きいインク
滴を吐出させることができる。FIG. 5 is a sectional view showing another shape of the ink jet head shown in FIG. In FIG. 4, the height of the ink chamber 2 is constant irrespective of the location. However, as shown in FIG. 5, only the height of the portion facing the nodal point portion of the bubble generated by the heat generating resistor 1b on the outer periphery side May be set to h, the height of the other part of the ink chamber 2 may be set to h or more, and a structure may be provided in which an aperture is provided. With this structure, the volume of the ink chamber 2 can be increased, so that a larger volume ink droplet can be ejected.
【0056】このように、本発明では、発熱抵抗体の表
面積を変えることで、発生する気泡の大きさを変化させ
ることができるだけでなく、気泡がインク供給路とイン
ク室とを遮る壁として作用する。そのため、内周側の発
熱抵抗体1aと外周側の発熱抵抗体1bとの加熱タイミ
ングを遅延させることでも、気泡の大きさを変えること
ができるので、インク滴サイズをより広い範囲で制御す
ることができる。As described above, in the present invention, by changing the surface area of the heating resistor, not only the size of the generated bubble can be changed, but also the bubble acts as a wall that blocks the ink supply path and the ink chamber. I do. Therefore, by delaying the heating timing of the heating resistor 1a on the inner circumference side and the heating resistor 1b on the outer circumference side, the size of the bubble can be changed, so that the ink droplet size can be controlled in a wider range. Can be.
【0057】[0057]
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。According to the present invention, the following effects can be obtained.
【0058】(1) インク貯蔵部からインク供給路を介し
てインク室にインクが供給され、インク室に設けられた
加熱手段である同心円状に配設された複数の発熱抵抗体
によってインクが加熱されて気泡が生じ、気泡が膨張し
た際の圧力によりインク吐出用ノズルからインクが吐出
されるため、複数の発熱体は同心円状に配設されている
ので、インク室の底面積を増加させることなく、高密度
でインク吐出用ノズルを形成することができるので、高
画質の画像を形成できる。また、複数の発熱抵抗体を発
熱させて体積の大きなインク滴を吐出させて、ベタ画像
を短時間で形成することができる。(1) Ink is supplied from the ink storage section to the ink chamber via an ink supply path, and the ink is heated by a plurality of concentric heating elements which are heating means provided in the ink chamber. Since bubbles are generated and ink is ejected from the ink ejection nozzle by the pressure when the bubbles expand, the plurality of heating elements are arranged concentrically, so that the bottom area of the ink chamber is increased. In addition, since the ink discharge nozzles can be formed at a high density, a high quality image can be formed. In addition, a solid image can be formed in a short time by causing a plurality of heating resistors to generate heat and ejecting large-volume ink droplets.
【0059】(2) インク室に設けられた同心円状の複数
の発熱抵抗体の中心は、インク室に連通したインク吐出
用ノズルの開口孔の中心と略同一であるので、同心円状
に配設された複数の発熱抵抗体のいずれかに加熱されて
生じた気泡は、インク吐出用ノズルの孔の中心から偏心
することがなく、インクの吐出方向を一定方向に安定さ
せることができる。(2) Since the centers of the plurality of concentric heating resistors provided in the ink chamber are substantially the same as the centers of the openings of the ink discharge nozzles communicating with the ink chamber, they are arranged concentrically. Bubbles generated by being heated by any one of the plurality of heating resistors do not become eccentric from the center of the hole of the ink discharge nozzle, and can stabilize the ink discharge direction in a certain direction.
【0060】(3) 選択的に通電可能な電極が同心円状に
配設された複数の発熱抵抗体に設けられていることによ
り、通電する発熱抵抗体の数を選択できるので、通電す
る発熱抵抗体の数に応じて、インク吐出用ノズルから吐
出させるインクの量を変えることができる。(3) Since the number of heating resistors to be energized can be selected by providing a plurality of heating resistors arranged concentrically with electrodes that can be selectively energized, the heating resistor to be energized can be selected. The amount of ink ejected from the ink ejection nozzles can be changed according to the number of bodies.
【0061】(4) インク室に同心円状に配設された複数
の発熱抵抗体は、各々表面積が異なっているため、発熱
抵抗体の表面積が異なると発熱抵抗体に加熱されて生じ
る気泡の大きさが異なるので、加熱させる発熱抵抗体を
選択することで、インク吐出用ノズルから吐出させるイ
ンク量を変えることができる。(4) Since the plurality of heating resistors arranged concentrically in the ink chamber have different surface areas, if the surface areas of the heating resistors are different, the size of bubbles generated by heating by the heating resistors is different. Therefore, by selecting the heating resistor to be heated, the amount of ink ejected from the ink ejection nozzle can be changed.
【0062】(5) 加熱手段である複数の発熱抵抗体が配
設されたインク室の高さは、発熱抵抗体に加熱されて生
じる気泡が最も膨張した際の高さより低く、同心円状に
配設された複数の発熱抵抗体の少なくとも1つが、イン
ク吐出用ノズルの周囲に対向した位置に配設されるの
で、気泡は発熱抵抗体に加熱されると、インク室にイン
クを供給するインク供給路を塞ぐように膨張し、インク
室の上面に当接するため、インクはインク供給路を介し
てインク貯蔵部に逆流することなく、インク吐出用ノズ
ルから吐出されるので、インク吐出量を確実に制御でき
る。(5) The height of the ink chamber in which a plurality of heating resistors, which are heating means, is disposed, is lower than the height at which bubbles generated by heating the heating resistors are most expanded, and are arranged concentrically. Since at least one of the plurality of heating resistors provided is disposed at a position facing the periphery of the ink discharge nozzle, when the bubbles are heated by the heating resistor, the ink supply that supplies ink to the ink chamber is provided. The ink expands so as to close the path and contacts the upper surface of the ink chamber, so that the ink is discharged from the ink discharge nozzle without flowing back to the ink storage section via the ink supply path, so that the ink discharge amount can be reliably reduced. Can control.
【0063】(6) インク室に同心円状に配設された複数
の発熱抵抗体を選択的に加熱して気泡を生じさせて、気
泡が膨張した際の圧力によりインク吐出用ノズルからイ
ンクを吐出させることによって、複数の発熱抵抗体を同
心円状に配設するので、インク室の底面積を増加するこ
となく、インク吐出用ノズルから吐出するインク量を変
えることができる。(6) A plurality of heating resistors arranged concentrically in the ink chamber are selectively heated to generate bubbles, and ink is discharged from the ink discharge nozzle by the pressure when the bubbles expand. By doing so, the plurality of heating resistors are arranged concentrically, so that the amount of ink ejected from the ink ejection nozzle can be changed without increasing the bottom area of the ink chamber.
【0064】(7) インク室に同心円状に配設された複数
の発熱抵抗体のうち、1つを加熱して気泡を生じさせ、
その気泡が消滅する前に、別の発熱抵抗体を加熱して気
泡を生じさせるので、気泡が壁のように作用して、イン
ク供給路を介してインク貯蔵部に逆流するインクを抑制
することができ、より体積の大きいインク滴を吐出させ
ることができる。(7) One of a plurality of heating resistors arranged concentrically in the ink chamber is heated to generate bubbles,
Before the bubble disappears, another heating resistor is heated to generate a bubble, so that the bubble acts like a wall and suppresses ink flowing back to the ink storage unit through the ink supply path. Therefore, a larger volume ink droplet can be ejected.
【図1】本発明のインクジェットヘッドの第1実施形態
を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an ink jet head of the present invention.
【図2】発熱抵抗体の形状を示す図である。FIG. 2 is a view showing the shape of a heating resistor.
【図3】気泡の発生の様子を模式的に示した図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a state of generation of bubbles.
【図4】本発明のインクジェットヘッドの第2実施形態
を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the ink jet head of the present invention.
【図5】本発明のインクジェットヘッドの第2実施形態
の別の例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing another example of the second embodiment of the ink jet head of the present invention.
【図6】従来のインクジェットヘッドでルーフシュータ
方式の構造を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a structure of a roof shooter system in a conventional inkjet head.
【図7】従来のインクジェットヘッドでエッジシュータ
方式の構造を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a structure of an edge shooter system in a conventional inkjet head.
1−発熱抵抗体(ヒータ) 2−インク室 6−吐出ノズル 7−インク滴 1-Heating resistor (heater) 2-Ink chamber 6-Discharge nozzle 7-Ink droplet
Claims (7)
ノズルに連通し加熱手段が設けられたインク室と、該イ
ンク室にインクを供給するためのインク供給路と、を1
組以上備え、 該インク供給路の個々に連通した1つのインク貯蔵部を
有し、該加熱手段によりインクを加熱して気泡を生じさ
せ、気泡が膨張した際の圧力により該発熱抵抗体のイン
ク接触面と直行する方向にインクを該インク吐出用ノズ
ルから吐出させるインクジェットヘッドにおいて、 該加熱手段は同心円状に配設された複数の発熱抵抗体で
あることを特徴とするインクジェットヘッド。An ink discharge nozzle, an ink chamber communicating with the ink discharge nozzle and provided with a heating means, and an ink supply path for supplying ink to the ink chamber are provided as one.
A plurality of pairs of ink supply passages, each of which has one ink storage unit communicating with each of the ink supply paths, wherein the heating means heats the ink to generate bubbles, and the pressure of the bubbles when the ink expands causes the ink of the heating resistor to be heated. An ink jet head for discharging ink from the ink discharge nozzle in a direction perpendicular to a contact surface, wherein the heating means is a plurality of heating resistors arranged concentrically.
抗体の中心は、前記インク吐出用ノズルの開口孔の中心
と略同一であることを特徴とする請求項1に記載のイン
クジェットヘッド。2. The ink jet head according to claim 1, wherein a center of the plurality of heating resistors arranged concentrically is substantially the same as a center of an opening of the ink discharge nozzle. .
抗体を、選択的に通電可能な電極を設けたことを特徴と
する請求項1または2に記載のインクジェットヘッド。3. The ink-jet head according to claim 1, wherein the plurality of heating resistors arranged concentrically are provided with electrodes capable of selectively conducting electricity.
抗体は、各々の表面積が異なることを特徴とする請求項
1乃至3のいずれかに記載のインクジェットヘッド。4. The ink jet head according to claim 1, wherein the plurality of heating resistors arranged concentrically have different surface areas.
際の高さより低く、前記同心円状に配設された複数の発
熱抵抗体は、少なくとも1つが前記インク室の前記イン
ク吐出用ノズルが連通した面における前記インク吐出用
ノズルの周囲に対向した位置に配設されたことを特徴と
する請求項1乃至4のいずれかに記載のインクジェット
ヘッド。5. The ink chamber is lower than a height at which the bubble is expanded most, and at least one of the plurality of concentrically arranged heating resistors communicates with the ink discharge nozzle of the ink chamber. The inkjet head according to any one of claims 1 to 4, wherein the inkjet head is arranged at a position facing the periphery of the ink discharge nozzle on the surface of the ink jet nozzle.
インク室にインクを供給し、インク室に同心円状に配設
された複数の発熱抵抗体のうち少なくとも1個を加熱し
て気泡を生じさせ、気泡が膨張した際の圧力によりイン
ク吐出用ノズルからインクを吐出させるインクジェット
ヘッドの発熱抵抗体の加熱方法であって、 該複数の発熱抵抗体を選択的に加熱することを特徴とす
るインクジェットヘッドに用いる発熱抵抗体の加熱方
法。6. An ink supply section supplies ink to an ink chamber via an ink supply path, and heats at least one of a plurality of heating resistors arranged concentrically in the ink chamber to generate bubbles. A method of heating a heating resistor of an ink jet head for ejecting ink from an ink ejection nozzle by a pressure when an air bubble expands, wherein the plurality of heating resistors are selectively heated. Heating method of the heating resistor used for the head.
インク室にインクを供給し、インク室に同心円状に配設
された複数の発熱抵抗体のうち少なくとも1個を加熱し
て気泡を生じさせ、気泡が膨張した際の圧力によりイン
ク吐出用ノズルからインクを吐出させるインクジェット
ヘッドの発熱抵抗体の加熱方法であって、 該複数の発熱抵抗体のうち、1つの発熱抵抗体を加熱し
て生じた気泡が消滅する前に、別の発熱抵抗体を加熱し
て気泡を生じさせることを特徴とするインクジェットヘ
ッドに用いる発熱抵抗体の加熱方法。7. An ink supply section supplies ink to an ink chamber via an ink supply path, and heats at least one of a plurality of heating resistors arranged concentrically in the ink chamber to generate bubbles. A method for heating a heating resistor of an ink jet head for ejecting ink from an ink ejection nozzle by a pressure when an air bubble expands, comprising: heating one heating resistor of the plurality of heating resistors. A heating method for a heating resistor used in an ink-jet head, wherein another heating resistor is heated to generate bubbles before the generated bubbles disappear.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30721999A JP2001121701A (en) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Ink jet head and method for heat generation of heating resistor used therein |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30721999A JP2001121701A (en) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Ink jet head and method for heat generation of heating resistor used therein |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001121701A true JP2001121701A (en) | 2001-05-08 |
Family
ID=17966488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30721999A Pending JP2001121701A (en) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Ink jet head and method for heat generation of heating resistor used therein |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001121701A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100695120B1 (en) * | 2001-08-02 | 2007-03-14 | 삼성전자주식회사 | Bubble jet ink jet printheads and their heaters |
JP2007276460A (en) * | 2006-03-17 | 2007-10-25 | Canon Inc | Liquid discharge device and drive method of liquid discharge head |
-
1999
- 1999-10-28 JP JP30721999A patent/JP2001121701A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100695120B1 (en) * | 2001-08-02 | 2007-03-14 | 삼성전자주식회사 | Bubble jet ink jet printheads and their heaters |
JP2007276460A (en) * | 2006-03-17 | 2007-10-25 | Canon Inc | Liquid discharge device and drive method of liquid discharge head |
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