JPS63197653A - Ink jet head - Google Patents
Ink jet headInfo
- Publication number
- JPS63197653A JPS63197653A JP3017587A JP3017587A JPS63197653A JP S63197653 A JPS63197653 A JP S63197653A JP 3017587 A JP3017587 A JP 3017587A JP 3017587 A JP3017587 A JP 3017587A JP S63197653 A JPS63197653 A JP S63197653A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- slit
- nozzle plate
- nozzle
- supply port
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
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
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1606—Coating the nozzle area or the ink chamber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はノンインパクトプリンティング技術に関するも
のであり、更に詳しくは、記録インクを記録媒体上に飛
翔させて記録を行うインクジェット記録技術に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to non-impact printing technology, and more specifically to inkjet recording technology in which recording is performed by causing recording ink to fly onto a recording medium. .
（従来の技術）
従来インクジェットヘッドの１方式としてスリット状の
ノズルを形成したスリットノズル板を用いたインクジェ
ット記録装！（特願昭６１−０４９７３４号明細書）が
ある。前記スリットノズル板を第３図（ａ）に又スリッ
トノズル部付近の断面図を第３図（ｂ）に示す。(Prior Art) An inkjet recording device using a slit nozzle plate with slit-shaped nozzles formed as a conventional inkjet head system! (Japanese Patent Application No. 61-049734). The slit nozzle plate is shown in FIG. 3(a), and a sectional view of the vicinity of the slit nozzle portion is shown in FIG. 3(b).
ノズル板は数十ミクロン程度の厚さであり、前記ノズル
板上を貫通する様に幅Ｗのスリット状の穴が形成されて
いる。スリットの長さｌは任意である。前記ノズル板１
０６をインクジェットヘッドのノズルとして用いたもの
を第４図に示す。前記スリットノズル部は発熱体アレイ
に平行になるように位置している。The nozzle plate has a thickness of about several tens of microns, and a slit-like hole with a width W is formed so as to pass through the nozzle plate. The length l of the slit is arbitrary. The nozzle plate 1
FIG. 4 shows an inkjet head using No. 06 as a nozzle. The slit nozzle portion is located parallel to the heating element array.
第４図において、記録インク１０８と保護層１１０を介
して接した発熱体アレイ１１４に電圧パルスを印加する
ことにより、保護層表面に蒸気バブル１０４を発生でき
る。この蒸気バブル１０４によって発生させた圧力波は
等方的に伝達される。ノズル板１０６と保護層１１０と
のギャップｈが大きい場合は流体抵抗が等方向になるた
め、蒸気バブル１０４によって生じた体積変化による記
録インク１０８の流動は等方向に分散される。そこで前
記の距離りを発熱体アレイ１１４のピッチと同程度又は
それ以下にすることにより、保護層１１０と水平な方向
への流体抵抗に比べて、発熱体アレイ１１４上のスリッ
トノズル部１２０方向への流体抵抗がさがり、スリット
ノズル部１２０よりインクが噴射できる。前記ギャップ
ｈを２０ｐｍとしている。ノズル板１０６にはノズル部
１２０として幅数１０ｐｍ厚さ数１０ｐｍのスリットが
本図面と垂直方向に、発熱体アレイ１１４の列と対向さ
せて形成されている。In FIG. 4, by applying a voltage pulse to a heating element array 114 that is in contact with recording ink 108 via a protective layer 110, vapor bubbles 104 can be generated on the surface of the protective layer. The pressure waves generated by this vapor bubble 104 are transmitted isotropically. When the gap h between the nozzle plate 106 and the protective layer 110 is large, the fluid resistance becomes isodirectional, so that the flow of the recording ink 108 due to the volume change caused by the vapor bubble 104 is dispersed in the isodirection. Therefore, by making the distance equal to or less than the pitch of the heating element array 114, the fluid resistance on the heating element array 114 in the direction of the slit nozzle part 120 is reduced compared to the fluid resistance in the direction parallel to the protective layer 110. The fluid resistance is reduced, and ink can be ejected from the slit nozzle portion 120. The gap h is set to 20 pm. In the nozzle plate 106, a slit having a width of several tens of pm and a thickness of several tens of pm is formed as a nozzle portion 120 in a direction perpendicular to the drawing and facing a row of heating element arrays 114.
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら前記従来技術における前記スリットノズル
板を用いたインクジェットヘッドでは、前記ギャップｈ
を数＋ｐｍと狭く、インク滴噴射後の前記スリットノズ
ル部へのインクの供給をノズル板とサーマルヘッド基板
の狭い流路を通して行っているため時間を要していた。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the inkjet head using the slit nozzle plate in the prior art, the gap h
Since the ink is supplied to the slit nozzle portion after ejecting ink droplets through a narrow channel between the nozzle plate and the thermal head substrate, it takes time.
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、より速いイン
クの供給を可能とするインクジェットヘッドを提供する
ことにある。An object of the present invention is to provide an inkjet head that solves the above problems and enables faster ink supply.
（問題を解決するための手段）
本発明におけるインクジェットヘッドは、記録インクと
接しており、前記記録インクに噴射エネルギーを与える
発熱体が基板上に並んだ発熱体アレーと、該発熱体アレ
ーと対向してスリット状のノズル口が設けられたノズル
板とが、所定のギャップを保って位置し、前記ギャップ
内はインク供給口につながった前記記録インクで満たさ
れたインクジェットヘッドにおいて、前記インク供給口
と、前記スリットノズル部との間の前記記録インクに接
するノズル板内壁に凹状のインクリザーバを形成したこ
とを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The inkjet head of the present invention includes a heating element array in which heating elements that are in contact with recording ink and that give ejection energy to the recording ink are arranged on a substrate, and a heating element array that is arranged opposite to the heating element array. A nozzle plate provided with a slit-shaped nozzle port is positioned with a predetermined gap therebetween, and the gap is connected to an ink supply port. and the slit nozzle portion, a concave ink reservoir is formed on an inner wall of the nozzle plate that is in contact with the recording ink.
（作用）
スリット状ノズルとインク供給口の間のインクに接する
ノズル板内壁に凹状のインクリザーバを設けることによ
り、インク供給口からスリット状ノズル部の間のインク
流路の流体抵抗を小さくすることが可能となる。よって
インク滴噴射後のスリットノズル部へのインクのりフィ
ル速度を向上させられる。(Function) By providing a concave ink reservoir on the inner wall of the nozzle plate that contacts the ink between the slit nozzle and the ink supply port, the fluid resistance of the ink flow path between the ink supply port and the slit nozzle portion is reduced. becomes possible. Therefore, the speed at which the ink fills the slit nozzle portion after ejecting ink droplets can be improved.
よって本発明によるインクジェットヘッドは、従来より
も速度の速い印字が行なえる。Therefore, the inkjet head according to the present invention can perform printing at a higher speed than the conventional inkjet head.
（実施例）
本発明におけるインクジェットヘッドの説明を以下の図
に従って行う。(Example) The inkjet head in the present invention will be explained according to the following figures.
第１図（ａ）は本発明におけるインクジェットヘッドの
インク滴噴射時の断面図である。同図（ｂ）は前記スリ
ットノズル部へのインクのりフィルを示す断面図である
。ノズル板２０６はスリットノズル２２０及びインクリ
ザーバ２０８を有している。スリットノズル部は発熱体
アレイ２１４の上方に発熱体アレイ２１４と平行に位置
している。インクリザーバ２０８は、基板２１５に設け
られたインクの供給口２１５とスリットノズル部２２０
との間に位置し、ノズル板２０６の前記記録インクも接
する面において凹の形になっている。スリットノズルの
幅Ｗは約５０ｐｍ、ノズル部のギャップｈ１は１０ｐｍ
〜２００ｐｍが望ましく、本実施例では５０１１ｍとし
ている。インクリザーバ２０８の高さｈ２はインク供給
時の流体抵抗を下げるために垣≦ｈ２とし、具体的には
数１１００ｐとしている。またサーマルヘッドの発熱体
は約１１００ｐ正方としである。ノズル板２０６には金
属を用いる場合には電気メッキ、ホトエツチング、板金
等によりスリットノズル部２２０及びインクリザーバ２
０８等を形成している。ノズル板２０６にはガラスプレ
ートのホトエツチングによってスリットノズル部２２０
及びインクリザーバ２０８等を形成することも可能であ
る。FIG. 1(a) is a sectional view of the inkjet head according to the present invention when ink droplets are ejected. FIG. 5B is a sectional view showing ink paste and fill to the slit nozzle portion. Nozzle plate 206 has slit nozzles 220 and ink reservoirs 208. The slit nozzle portion is located above the heating element array 214 and parallel to the heating element array 214. The ink reservoir 208 includes an ink supply port 215 provided on the substrate 215 and a slit nozzle portion 220.
The recording ink of the nozzle plate 206 also has a concave shape on its contact surface. The width W of the slit nozzle is approximately 50 pm, and the gap h1 of the nozzle part is 10 pm.
~200 pm is desirable, and in this example it is 5011 m. The height h2 of the ink reservoir 208 is set to be ≦h2 in order to reduce fluid resistance during ink supply, and specifically set to several 1100 p. The heating element of the thermal head is approximately 1100p square. When metal is used for the nozzle plate 206, the slit nozzle portion 220 and the ink reservoir 2 are formed by electroplating, photoetching, sheet metal, etc.
It forms 08 mag. A slit nozzle portion 220 is formed on the nozzle plate 206 by photo-etching a glass plate.
It is also possible to form an ink reservoir 208, etc.
ノズル板の内面には前記記録インクのぬれ性を向上させ
るために親水層２１３を設け、又ノズル板の外面にはイ
ンク滴２０２の切れを良くするために澄水層２１５を設
けている。第１図（ｂ）において蒸気バブル２０４が消
滅する力によってスリットノズル部２２０内にメニスカ
スが、引き込まれる。このメニスカスの表面張力により
インク供給口２１５からインクがヘッド内に供給される
が、インクリザーバ２０８により流路の抵抗が下がり、
供給速度を速くすることが可能となった。A hydrophilic layer 213 is provided on the inner surface of the nozzle plate to improve the wettability of the recording ink, and a clear water layer 215 is provided on the outer surface of the nozzle plate to improve the cutting of ink droplets 202. In FIG. 1(b), a meniscus is drawn into the slit nozzle section 220 by the force that causes the vapor bubble 204 to disappear. Ink is supplied into the head from the ink supply port 215 due to the surface tension of this meniscus, but the resistance of the flow path is reduced by the ink reservoir 208.
It has become possible to increase the supply speed.
これによりインク滴２０２を再噴射するまでの時間が短
縮されてより高速な印字が可能となる。This shortens the time required to eject the ink droplets 202 again, allowing for faster printing.
第２図（ａ）及び（ｂ）は本実施例に用いたノズル板の
斜視図である。スリットノズル部１２０もインクリ豐−
バとの距離りは、前記インク供給口からスリットノズル
部１２０までの流体抵抗を小さくするため、本実施例で
は４００１１ｍ、拘を１１００ｐとしたところ、トノズ
ル部１２０の両側にインクリザーバ３０６を設けてイン
ク供給口それぞれのリザーバに設けたものである。これ
により同図（ａ）の場合よりも更に前記流体抵抗を下げ
ることができる。FIGS. 2(a) and 2(b) are perspective views of the nozzle plate used in this example. The slit nozzle part 120 is also ink-filled.
In order to reduce the fluid resistance from the ink supply port to the slit nozzle section 120, the distance from the ink reservoir 306 to the slit nozzle section 120 is set to 40011 m in this embodiment, and the distance is set to 1100 p. This is provided in the reservoir of each ink supply port. As a result, the fluid resistance can be further lowered than in the case shown in FIG.
（発明の効果）
以上詳述したように本発明のインクジェットヘッドでは
、インク供給路にインクリザーバを設けることによりス
リットノズル部へのインクのりフィル時間を短縮でき、
インク滴をより高い周波数で飛翔させることができる。(Effects of the Invention) As detailed above, in the inkjet head of the present invention, by providing an ink reservoir in the ink supply path, it is possible to shorten the ink filling time to the slit nozzle portion.
Ink droplets can be ejected at a higher frequency.
第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明における前記インクリ
ザーバ付ノズル板を用いたインクジェットヘッドの断面
図である。第２図（ａ）は本発明の第１の実施例による
ノズル板の斜視図であり、同図（ｂ）は複数のインクリ
ザーバを前記スリットノズル部付近に設けた本発明の第
２の実施例によるノズル板の斜視図である。第３図（ａ
）は従来のノズル板の上面図であり、同図（ｂ）はスリ
ットノズル部の切断面図である。第４図は従来のノズル
板を用いたインクジェットヘッドの断面図である。
図において
２０６、１０６−・・ノズル板、１１１．１１０・・・
保護層、１１２・・・電極、１２６・・・基板、２０８
．３０６・・・インクリザーバ、２２０゜第２図
Ｌｗｌ （ｂ）
第３図
Ａ
Ａ′
（ａ）
（ｂ）
第４図
発熱体FIGS. 1(a) and 1(b) are cross-sectional views of an inkjet head using the nozzle plate with an ink reservoir according to the present invention. FIG. 2(a) is a perspective view of a nozzle plate according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2(b) is a perspective view of a nozzle plate according to a second embodiment of the present invention in which a plurality of ink reservoirs are provided near the slit nozzle portion. FIG. 3 is a perspective view of a nozzle plate according to an example. Figure 3 (a
) is a top view of a conventional nozzle plate, and (b) is a cross-sectional view of the slit nozzle portion. FIG. 4 is a sectional view of an inkjet head using a conventional nozzle plate. In the figure, 206, 106-... nozzle plate, 111.110...
Protective layer, 112... Electrode, 126... Substrate, 208
．． 306... Ink reservoir, 220° Fig. 2 Lwl (b) Fig. 3 A A' (a) (b) Fig. 4 Heating element
Claims (1)
ギーを与える発熱体が基板上に並んだ発熱体アレーと、
該発熱体アレーと対向してスリット状のノズル口が設け
られたノズル板とが、所定のギャップを保って位置し、
前記ギャップ内はインク供給口につながった前記記録イ
ンクで満たされたインクジェットヘッドにおいて、前記
インク供給口と、前記スリットノズル部との間の前記記
録インクに接するノズル板内壁に凹状のインクリザーバ
を形成したことを特徴とするインクジェットヘッド。a heating element array in which heating elements that are in contact with recording ink and provide ejection energy to the recording ink are arranged on a substrate;
A nozzle plate provided with a slit-shaped nozzle opening facing the heating element array is positioned with a predetermined gap maintained,
In the inkjet head, the gap is filled with the recording ink connected to the ink supply port, and a concave ink reservoir is formed on the inner wall of the nozzle plate in contact with the recording ink between the ink supply port and the slit nozzle portion. An inkjet head characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3017587A JPS63197653A (en) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | Ink jet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3017587A JPS63197653A (en) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | Ink jet head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63197653A true JPS63197653A (en) | 1988-08-16 |
Family
ID=12296413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3017587A Pending JPS63197653A (en) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | Ink jet head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63197653A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04366640A (en) * | 1991-06-14 | 1992-12-18 | Tokyo Electric Co Ltd | Ink jet printer head |
| EP0529078A1 (en) * | 1991-02-04 | 1993-03-03 | Seiko Epson Corporation | Ink flow passage of hydrophilic properties |
| US5754202A (en) * | 1991-07-19 | 1998-05-19 | Ricoh Company, Ltd. | Ink jet recording apparatus |
| US6341842B1 (en) | 2000-05-03 | 2002-01-29 | Lexmark International, Inc. | Surface modified nozzle plate |
-
1987
- 1987-02-10 JP JP3017587A patent/JPS63197653A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0529078A1 (en) * | 1991-02-04 | 1993-03-03 | Seiko Epson Corporation | Ink flow passage of hydrophilic properties |
| EP0529078B1 (en) * | 1991-02-04 | 1998-05-13 | Seiko Epson Corporation | Ink flow passage of hydrophilic properties |
| JPH04366640A (en) * | 1991-06-14 | 1992-12-18 | Tokyo Electric Co Ltd | Ink jet printer head |
| US5754202A (en) * | 1991-07-19 | 1998-05-19 | Ricoh Company, Ltd. | Ink jet recording apparatus |
| US6341842B1 (en) | 2000-05-03 | 2002-01-29 | Lexmark International, Inc. | Surface modified nozzle plate |
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