【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、熱エネルギーを利用し
て、吐出口より記録用液滴を吐出させて記録を行う熱イ
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 ink jet head which utilizes thermal energy to eject recording droplets from an ejection port for recording.
【０００２】[0002]
【従来の技術】熱インクジェットヘッドは、熱エネルギ
ーの作用によって記録液に相変化を生じせしめこれによ
り記録液を吐出する記録ヘッドである。熱エネルギーを
発生する手段としては、発熱抵抗体に代表される電気熱
変換体が主に用いられており既に多くの方法やそれを利
用した装置が知られている。然しながらこれら発熱抵抗
体で発生した熱エネルギーが記録用液滴の運動エネルギ
ーに変換される割合は極くわずかであり、大部分は熱イ
ンクジェットヘッド及び吐出する記録用液滴の温度上昇
や記録液が液流路を運動する際の粘性散逸に消費され
る。ここで、熱インクジェットの熱効率を発熱抵抗体に
与える電気エネルギーに対する吐出する記録用液滴の熱
エネルギーの割合と定義すると、この値はまだかなり低
いと云える。2. Description of the Related Art A thermal ink jet head is a recording head which ejects a recording liquid by causing a phase change in the recording liquid by the action of thermal energy. As a means for generating thermal energy, an electrothermal converter represented by a heating resistor is mainly used, and many methods and devices utilizing the same have already been known. However, the thermal energy generated by these heat-generating resistors is converted into the kinetic energy of the recording droplets at a very small rate, and most of them are heated by the thermal inkjet head and the temperature of the recording droplets to be ejected or the recording liquid is reduced. It is consumed by viscous dissipation when moving in the liquid flow path. Here, if the thermal efficiency of the thermal ink jet is defined as the ratio of the thermal energy of the recording droplets to be ejected to the electrical energy given to the heating resistor, it can be said that this value is still quite low.
【０００３】本出願人が先に出願した特願平３−４０６
６では、発熱抵抗体と吐出口の間の流体インピータンス
及び流体イナータンスが前記熱効率に与える影響に注目
し、これらインピーダンス及びイナータンスを低減させ
ることにより熱効率を上げるための液流路形状について
提案している。図７は前記出願件で提案された液流路の
形状及び発熱抵抗体を示した図面である。同図で示され
る液流路及び発熱抵抗体を有する熱インクジェットヘッ
ドは、それ以前のものと比べ熱効率において優れてい
る。この理由は、この種のヘッドでは、発熱抵抗体と吐
出口との距離をできるだけ短く設定してある事、発熱抵
抗体と吐出口間の液流路の平均断面積をできるだけ大き
くしてあるからである。Japanese Patent Application No. 3-406 filed by the applicant earlier
In Section 6, we pay attention to the influence of the fluid impedance and the fluid inertance between the heating resistor and the discharge port on the thermal efficiency, and propose a liquid flow path shape for increasing the thermal efficiency by reducing these impedance and inertance. There is. FIG. 7 is a view showing a shape of a liquid flow path and a heating resistor proposed in the above application. The thermal ink jet head having the liquid flow path and the heating resistor shown in the same figure is superior in thermal efficiency to the previous ones. The reason for this is that in this type of head, the distance between the heating resistor and the ejection port is set as short as possible, and the average cross-sectional area of the liquid flow path between the heating resistor and the ejection port is set as large as possible. Is.
【０００４】さらに、本出願人が先に別に出願した特開
平４−１０９４０号公報、特開平４−１０９４１号公報
および特開平４−１０９４２号公報では、発熱抵抗体上
で発生した気泡が成長しそのまま吐出口を通過するタイ
プのヘッドを提案している。Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-10940, 4-10941 and 4-10942 filed by the present applicant separately, bubbles generated on the heating resistor grow. We have proposed a type of head that passes through the discharge port as it is.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べたタイプの熱インクジェットヘッドにおいては、いず
れも、発熱抵抗体の幅と、発熱抵抗体・吐出口間の距離
とが同じオーダである。したがって、発熱抵抗体の前縁
すなわち吐出口側の辺の中央部分と両端付近とで、吐出
口までの距離が大きく異なる。すなわち、発熱抵抗体前
縁の両端から吐出口中央までの距離は、同前縁中央から
吐出口中央までの距離より長い。このため、発熱抵抗体
上で発生した気泡のうち中央付近は吐出口に向かって充
分に成長し記録用液滴の吐出に有効に寄与するが、同気
泡の両端付近は吐出口までの距離が長いために、同液滴
の吐出に中央付近ほど有効に寄与しているとは云えな
い。However, in any of the thermal ink jet heads of the type described above, the width of the heating resistor and the distance between the heating resistor and the ejection port are the same order. Therefore, the distance to the ejection port greatly differs between the front edge of the heating resistor, that is, the central portion of the side on the ejection port side and the vicinity of both ends. That is, the distance from both ends of the heating resistor front edge to the center of the ejection port is longer than the distance from the center of the front edge to the center of the ejection port. Therefore, of the bubbles generated on the heating resistor, the vicinity of the center grows sufficiently toward the ejection port and contributes effectively to the ejection of the recording liquid droplets, but the distance to the ejection port is close to both ends of the bubble. Since it is long, it cannot be said that it contributes more effectively to the ejection of the same droplet in the vicinity of the center.
【０００６】本発明は以上述べた問題に鑑みてなされた
もので、その目的は、熱インクジェットヘッドにおいて
熱効率すなわち吐出効率を達成することにある。更に具
体的に述べると、発熱抵抗体上で発生した気泡が効率良
く吐出口方向へ成長し、記録液滴に充分な運動エネルギ
ーを与えることができる熱インクジェットヘッドを提供
することにある。The present invention has been made in view of the problems described above, and an object thereof is to achieve thermal efficiency, that is, ejection efficiency in a thermal ink jet head. More specifically, it is an object of the present invention to provide a thermal ink jet head that allows bubbles generated on a heating resistor to grow efficiently in the direction of the discharge port and give sufficient kinetic energy to the recording droplets.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の熱インクジェットヘッドにおいては、発熱
抵抗体が記録用液滴吐出口に向って凹形状としたもので
ある。In order to achieve the above object, in the thermal ink jet head of the present invention, the heating resistor has a concave shape toward the recording liquid droplet ejection port.
【０００８】すなわち、発熱抵抗体が平板形状であって
液流路の底面に設けられている場合、発熱抵抗体の吐出
口側の一辺を吐出口側に対して凹型形状となし、また
は、発熱抵抗体が吐出口に対面して設けられている場合
には、発熱抵抗体を吐出口側に対して凹曲面型形状とす
る。That is, when the heating resistor has a flat plate shape and is provided on the bottom surface of the liquid flow path, one side of the heating resistor on the discharge port side is formed in a concave shape with respect to the discharge port side, or heat is generated. When the resistor is provided facing the discharge port, the heating resistor has a concave curved surface shape with respect to the discharge port side.
【０００９】[0009]
【作用】一般に、熱インクジェットヘッドの熱効率すな
わち吐出効率を上げるためには発熱抵抗体と吐出口との
距離を近づけることが必要とされている。しかしながら
あまり近づけすぎると、より正確に述べると、発熱抵抗
体の一部の距離が吐出口に対して近く、発熱抵抗体の他
の部分が吐出口から遠いと、成長した気泡が吐出口に達
して安定した吐出が行えない。すなわち、単に、発熱抵
抗体と吐出口を近づけるだけでは、問題の解決にはなら
ない。一方、前述の如く、吐出効率を決めているのは、
発熱抵抗体と吐出口との最短距離ではなくて平均的な距
離である。In general, in order to increase the thermal efficiency of the thermal ink jet head, that is, the ejection efficiency, it is necessary to bring the heating resistor and the ejection port closer to each other. However, if they are too close together, to be more precise, if a part of the heating resistor is close to the ejection port and the other part of the heating resistor is far from the ejection port, the grown bubbles reach the ejection port. And stable discharge cannot be performed. That is, the problem cannot be solved simply by bringing the heating resistor and the discharge port close to each other. On the other hand, as described above, what determines the discharge efficiency is
It is not the shortest distance between the heating resistor and the discharge port, but the average distance.
【００１０】そこで、吐出口に対して発熱抵抗体を凹型
形状または凹型曲面形状とすることにより、発熱抵抗体
の吐出側の辺または面の中央部分と両端付近とで、吐出
口までの距離が平均化され、このため発熱抵抗体上で発
生した気泡は効率よく吐出口方向へ成長し、記録液滴に
十分な運動エネルギーを与える。Therefore, by forming the heating resistor with a concave shape or a concave curved surface shape with respect to the discharge port, the distance to the discharge port can be made at the central portion of the discharge side or surface of the heat generating resistor and near both ends. The bubbles are averaged, so that the bubbles generated on the heating resistor efficiently grow in the direction of the ejection port and give sufficient kinetic energy to the recording droplets.
【００１１】[0011]
［実施例１］図１（ａ）および図１（ｂ）は本発明の特
徴を最も良く表わした熱インクジェットヘッドの発熱体
および吐出口部分の平面図である。図１（ａ）におい
て、１は発熱体、２は電極、３は記録液滴５を吐出する
ための吐出口、４は液流路６の側壁である。同図では液
流路の天井部は示されていないが、実際にはガラス製の
天板がある。発熱体１は硼化ハフニウム（ＨｆＢ2 ）薄
膜、電極２はアルミニウム（Ａｌ）薄膜で、どちらもシ
リコン（Ｓｉ）基板（不図示）にスパッタリングによっ
て成膜されている。液流路側壁４も同じく前記基板に形
成されている。[Embodiment 1] FIGS. 1 (a) and 1 (b) are plan views of a heating element and a discharge port portion of a thermal ink jet head that best show the features of the present invention. In FIG. 1A, 1 is a heating element, 2 is an electrode, 3 is an ejection port for ejecting a recording droplet 5, and 4 is a side wall of the liquid flow path 6. Although the ceiling of the liquid flow path is not shown in the figure, there is actually a glass top plate. The heating element 1 is a hafnium boride (HfB2 ) thin film and the electrode 2 is an aluminum (Al) thin film, both of which are formed on a silicon (Si) substrate (not shown) by sputtering. The liquid channel side wall 4 is also formed on the substrate.
【００１２】図１（ｂ）は同図（ａ）における発熱体お
よびその近傍の拡大図である。同図において１１は発熱
体１の前縁すなわち吐出口寄りの境界線を示し、１２は
発熱体１の後縁を示す。前記前縁１１のどの位置からも
吐出口中央までの距離は３０±１μｍとなっている。ま
た後縁１２は前縁１１よりも曲率半径は大きくしてあ
る。これは、発熱抵抗体内の前縁寄りと後縁寄りとで電
流密度に差がでないようにするためである。FIG. 1 (b) is an enlarged view of the heating element and its vicinity in FIG. 1 (a). In the figure, 11 indicates a front edge of the heating element 1, that is, a boundary line near the discharge port, and 12 indicates a rear edge of the heating element 1. The distance from any position on the front edge 11 to the center of the discharge port is 30 ± 1 μm. Further, the trailing edge 12 has a larger radius of curvature than the leading edge 11. This is to prevent a difference in current density between the front edge and the rear edge in the heating resistor.
【００１３】アルミニウム電極のシート抵抗は０．０６
Ω、発熱体のシート抵抗は３６Ωである。The sheet resistance of the aluminum electrode is 0.06.
Ω, and the sheet resistance of the heating element is 36Ω.
【００１４】以上のような構成の熱インクジェットヘッ
ドを駆動すると、発熱体上に発生する気泡の形状は図２
のようになる。すなわち、発熱体左右端においても発熱
体中央と同じ程度に吐出口に向かって気泡が成長してい
る。本例の場合、吐出した液滴の体積は１個当り４２×
１０-6ｃｃ、速度は１２ｍ／ｓであり、同一面積の発熱
体を持つ従来例（図７）の場合での液滴体積３２×１０
-6ｃｃ、速度９ｍ／ｓと比較して本例の場合が体積、速
度共に大きく上まわる結果が得られた。When the thermal ink jet head having the above structure is driven, the shape of bubbles generated on the heating element is shown in FIG.
become that way. That is, at the left and right ends of the heating element, the bubbles grow toward the ejection port to the same extent as at the center of the heating element. In the case of this example, the volume of the discharged droplet is 42 ×
10−6 cc, speed is 12 m / s, and droplet volume 32 × 10 in the case of the conventional example (FIG. 7) having a heating element of the same area.
As compared with-6 cc and a speed of 9 m / s, in the case of this example, the result that the volume and the speed greatly exceeded was obtained.
【００１５】［実施例２］図３は、本発明の第２の実施
例を示す図面で、発熱体近傍を示している。本実施例の
特徴は、発熱体上の吐出口寄りに発熱体より充分にシー
ト抵抗の低い物質の薄膜の部分２２を配置していること
にある。本例のもう１つの特徴は、発熱抵抗体１のパタ
ーニングは従来例と同じ形状であることである。前記実
施例では発熱体層のパターニングがその両端において鋭
角に曲がっており、マルチノズルヘッドの場合の高密度
配列に適さないが、本例では、前記部分２２を除くと従
来例と同様の配列密度の設置が可能である。この部分２
２は抵抗値が低いので、発熱体全体は一様に発熱し、か
つ気泡形状も前記実施例と同様に吐出口に向かった扇状
となり、従来例に比べ吐出体積と速度が充分に高くとれ
る結果が得られた。[Embodiment 2] FIG. 3 is a view showing a second embodiment of the present invention and shows the vicinity of a heating element. The feature of this embodiment resides in that a thin film portion 22 of a substance having a sheet resistance sufficiently lower than that of the heating element is arranged near the ejection port on the heating element. Another feature of this example is that the patterning of the heating resistor 1 has the same shape as the conventional example. In the above-mentioned embodiment, the patterning of the heating element layer is bent at both ends thereof at an acute angle, which is not suitable for high-density arrangement in the case of a multi-nozzle head. Can be installed. This part 2
Since No. 2 has a low resistance value, the entire heating element generates heat uniformly, and the bubble shape is also fan-shaped toward the discharge port as in the above embodiment, and as a result, the discharge volume and speed can be made sufficiently higher than in the conventional example. was gotten.
【００１６】［実施例３］図４は本発明の第３の実施例
を示す図面で、発熱抵抗体層の形状は実施例１と同様で
あるが、アルミニウム層の部分を発熱抵抗体上に配置し
たことを特徴とする。第１の実施例の場合、発熱体上で
電流密度を一様にするためのアルミニウム電極及び発熱
体自身のパターニングに高精度なものが要求される。こ
のため、パターニング誤差に対するマージンが低い。こ
れは、アルミニウム電極の先端において鋭角の角がある
ためである。本例はこの点を解決するために、発熱体上
に、発熱体より充分に低いシート抵抗の部分３１を配す
ることを特徴としている。この部分は通常電極と同一材
が工程低減のために適している。本例の場合部分３１の
数は３つであるがパターニングの都合で１つ以上いくつ
にしても発明の効果は得られる。[Embodiment 3] FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the present invention. Although the shape of the heating resistor layer is the same as that of the first embodiment, the aluminum layer portion is formed on the heating resistor. It is characterized by being arranged. In the case of the first embodiment, highly precise patterning of the aluminum electrode and the heating element itself for making the current density uniform on the heating element is required. Therefore, the margin for patterning error is low. This is because the tip of the aluminum electrode has an acute angle. In order to solve this point, this example is characterized in that a portion 31 having a sheet resistance sufficiently lower than that of the heating element is arranged on the heating element. This part is usually made of the same material as the electrode, which is suitable for reducing the number of steps. In the case of this example, the number of the portions 31 is three, but the effect of the invention can be obtained even if the number is one or more for the convenience of patterning.
【００１７】［実施例４］図５は本発明の第４の実施例
を示す図面である。本例の特徴は、１つの流路中に発熱
体を２つ持ちそれぞれが吐出口に向いており、図中[Fourth Embodiment] FIG. 5 is a view showing a fourth embodiment of the present invention. The feature of this example is that two heating elements are provided in one flow path, and each of them has a discharge port facing the discharge port.
【００１８】[0018]
【数１】となっている。Ａ、ＢおよびＣに囲まれた部分４１はア
ルミニウム電極層である。本例の更なる特徴は、該アル
ミ電極４１を介して２つの発熱体が鋭角に接続されてい
るため、実施例２の場合より更に高密度配列が可能なこ
とである。本例の場合も、前実施例１〜３と同様に気泡
は吐出口に向かって成長するので、記録液滴に対して有
効に運動エネルギーを与えることができる。[Equation 1] Has become. A portion 41 surrounded by A, B and C is an aluminum electrode layer. A further feature of this example is that since the two heating elements are connected at an acute angle via the aluminum electrode 41, a higher density arrangement than in the case of the second embodiment is possible. Also in the case of this example, since the bubble grows toward the ejection port similarly to the first to third examples, it is possible to effectively give kinetic energy to the recording droplet.
【００１９】［実施例５］図６は本発明の第５の実施例
を示す図面である。本例の場合、実施例１〜実施例４ま
でと異なり発熱抵抗体１と吐出口３は対面して設けられ
ている。図中、６１はシリコン基板、６２は感光性樹脂
で形成された液流路の壁、６３はニッケル製の天板で吐
出口３がレーザー加工により形成されている。シリコン
基板には凹レンズ状の穴が通常のケミカルエッチングに
より形成されている。そのために、エッチングの際穴の
中央部において周辺部よりもエッチング液を流速が高く
なるように工夫をした。このあと、バイアススパッタ法
により硼化ハフニウムの発熱抵抗層を形成している。２
は発熱抵抗体用の配線でアルミニウム薄膜である。[Fifth Embodiment] FIG. 6 is a view showing a fifth embodiment of the present invention. In the case of this example, unlike the first to fourth examples, the heating resistor 1 and the discharge port 3 are provided facing each other. In the figure, 61 is a silicon substrate, 62 is a wall of a liquid flow path formed of a photosensitive resin, 63 is a top plate made of nickel, and the discharge port 3 is formed by laser processing. A concave lens-shaped hole is formed in the silicon substrate by ordinary chemical etching. For this reason, the etching solution is designed so that the etching solution has a higher flow velocity in the central portion of the hole than in the peripheral portion during etching. Then, a heating resistance layer of hafnium boride is formed by the bias sputtering method. Two
Is a wiring for a heating resistor and is an aluminum thin film.
【００２０】本例の場合発熱抵抗体上で発生した気泡は
もっぱら吐出口３に向かって成長し、液流路６の水平方
向へのパワーの逃げが少なく、良好な液滴吐出を行う事
ができた。In the case of the present example, the bubbles generated on the heating resistor grow exclusively toward the discharge port 3 and the escape of power in the horizontal direction of the liquid flow path 6 is small, so that good droplet discharge can be performed. did it.
【００２１】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手
段を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を
生起させる方式の記録ヘッド、記録装置において優れた
効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の
高密度化、高精細化が達成できるからである。これにつ
いて次に説明する。(Others) In particular, the present invention includes means for generating thermal energy as energy used for ejecting ink, particularly in the ink jet recording system, and the thermal energy causes a change in the state of the ink. This brings about excellent effects in the recording head and the recording apparatus of the method. This is because such a system can achieve high density recording and high definition recording. This will be described below.
【００２２】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。Regarding the typical structure and principle thereof, see, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4740.
What is done using the basic principles disclosed in 796 is preferred. This method can be applied to both the so-called on-demand type and continuous type, but especially in the case of the on-demand type, liquid (ink)
By applying at least one drive signal to the electrothermal converter arranged corresponding to the sheet or liquid path in which is stored, which corresponds to the recorded information and causes a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling. , It is effective because it generates heat energy in the electrothermal converter and causes film boiling on the heat-acting surface of the recording head, resulting in the formation of bubbles in the liquid (ink) corresponding to this drive signal on a one-to-one basis. Is. The liquid (ink) is ejected through the ejection openings by the growth and contraction of the bubbles to form at least one droplet. It is more preferable to make this drive signal into a pulse shape, because the bubble growth and contraction are immediately and appropriately performed, so that the ejection of the liquid (ink) with excellent responsiveness can be achieved.
【００２３】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. If the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the rate of temperature rise on the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.
【００２４】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書を用いた構成も本装置に含ま
れるものである。As the constitution of the recording head, in addition to the combination constitution of the ejection port, the liquid passage, and the electrothermal converter (the straight liquid passage or the right-angled liquid passage) as disclosed in the above-mentioned respective specifications, The apparatus using the configurations of US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose the configuration in which the heat acting portion is arranged in the bending region, is also included in the present apparatus.
【００２５】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
としても有効である。In addition, JP-A-59-123670 discloses a structure in which a common slit is used as a discharge portion of the electrothermal converter for a plurality of electrothermal converters, and a pressure wave of thermal energy is absorbed. It is also effective as a structure based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-138461, which discloses a structure in which an opening corresponds to a discharge portion.
【００２６】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。Further, as a full line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium which can be recorded by the recording apparatus, the length can be increased by combining a plurality of recording heads as disclosed in the above-mentioned specification. Either of the structure satisfying the requirement or the structure as one recording head integrally formed may be used.
【００２７】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。In addition, by being attached to the apparatus main body, it can be electrically connected to the apparatus main body and can be supplied with ink from the apparatus main body by a replaceable chip type recording head or the recording head itself. Alternatively, a cartridge type recording head provided with an ink tank may be used.
【００２８】また、本発明装置の構成として設けられ
る、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段
等を付加することは効果を一層安定できるので好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あ
るいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加
熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うこと
も安定した記録を行うために有効である。Further, it is preferable to add recovery means for the recording head, preliminary auxiliary means, etc., provided as a constitution of the apparatus of the present invention, because the effect can be further stabilized. Specific examples thereof include capping means, cleaning means, pressurizing or suctioning means for the recording head, preheating means using an electrothermal converter or another heating element or a combination thereof, and recording. It is also effective to perform a stable recording by performing a preliminary discharge mode in which another discharge is performed.
【００２９】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個を組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも極めて有効
である。Further, as the recording mode of the recording apparatus, not only the mainstream color such as black is recorded but also the recording head may be integrally formed or a plurality of them may be combined. Alternatively, it is extremely effective for an apparatus provided with at least one of full colors by color mixing.
【００３０】以上の説明においては、インクを液体とし
て説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクで
あって、室温で軟化するもの、もしくは液体であるも
の、あるいは上述のインクジェット方式ではインク自体
を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってイ
ンクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するも
のが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが
液状をなすものであればよい。In the above description, the ink is described as a liquid, but it is an ink that solidifies at room temperature or lower and that softens at room temperature, or is a liquid, or an ink in the above ink jet system. In general, the temperature of the ink itself is adjusted within the range of 30 ° C. to 70 ° C. to control the temperature of the ink so that the viscosity of the ink is within the stable ejection range. If
【００３１】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本装置には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
たは固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態としてもよい。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。In addition, the temperature rise due to the thermal energy is positively prevented by using it as the energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state, or the ink is solidified in a standing state for the purpose of preventing evaporation of the ink. In some cases, such as ink that is liquefied by applying heat energy according to a recording signal and ejected as a liquid ink, or one that has already started to solidify when it reaches a recording medium. Also, the use of ink that has the property of being liquefied for the first time by heat energy is also applicable to this apparatus. In such a case, the ink is disclosed in JP-A-54-5684.
No. 7 or JP-A-60-71260, a mode in which the porous sheet is opposed to the electrothermal converter in the state of being held as a liquid or solid in the recess or through hole of the porous sheet. May be In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.
【００３２】さらに加えて、本装置に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。Further, as a form of the recording apparatus according to the present invention, in addition to one provided integrally or separately as an image output terminal of information processing equipment such as a word processor or a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, May take the form of a facsimile machine having a transmission / reception function.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、吐
出効率の優れた熱インクジェットヘッドを提供すること
ができる。換言すれば、より少ない消費電力で記録用液
滴を吐出させる事ができ、記録装置が安価かつ小型に製
作できる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a thermal ink jet head having excellent ejection efficiency. In other words, the recording liquid droplets can be ejected with less power consumption, and the recording device can be manufactured inexpensively and in a small size.
【００３４】更に、低消費電力のヘッドを供給できるの
で、不要な熱の発生が少くてすみ、ヘッド温度の上昇・
降下による動作不安定を予防するという効果もある。Furthermore, since a head with low power consumption can be supplied, unnecessary heat is generated less, and the head temperature rises.
It also has the effect of preventing instability due to descent.
【図１】（ａ）は熱インクジェットヘッドの発熱体およ
び吐出口部分の平面図である。（ｂ）は図１（ａ）にお
ける発熱体およびその近傍の拡大平面図である。FIG. 1A is a plan view of a heating element and a discharge port portion of a thermal inkjet head. FIG. 1B is an enlarged plan view of the heating element and its vicinity in FIG.
【図２】記録ヘッドが駆動され、発熱体上に発生する気
泡の形状を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the shape of bubbles generated on a heating element when a recording head is driven.
【図３】第２の実施例における発熱体近傍を示す平面図
である。FIG. 3 is a plan view showing the vicinity of a heating element according to a second embodiment.
【図４】第３の実施例における発熱体近傍を示す平面図
である。FIG. 4 is a plan view showing the vicinity of a heating element according to a third embodiment.
【図５】第４の実施例における発熱体近傍を示す平面図
である。FIG. 5 is a plan view showing the vicinity of a heating element according to a fourth embodiment.
【図６】第５の実施例における記録ヘッドの部分斜視図
である。FIG. 6 is a partial perspective view of a recording head according to a fifth embodiment.
【図７】従来例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a conventional example.
【図８】インクジェット記録装置の一例を示す外観斜視
図である。FIG. 8 is an external perspective view showing an example of an inkjet recording apparatus.
１ 発熱体 ２ 電極 ３ 吐出口 ４ 側壁 ５ 記録液滴 ６ 液流路 １１ 発熱体の前縁 １２ 発熱体の後縁 ２２ 低抵抗部分 ３１ 低抵抗部分 ４１ アルミ電極 ６１ シリコン基板 ６２ 液流路用壁 ６３ 天板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating element 2 Electrode 3 Discharge port 4 Side wall 5 Recording droplet 6 Liquid flow path 11 Front edge of heating element 12 Rear edge of heating element 22 Low resistance part 31 Low resistance part 41 Aluminum electrode 61 Silicon substrate 62 Liquid flow path wall 63 Top plate
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33860992AJPH06183001A (en) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | Thermal ink jet head |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33860992AJPH06183001A (en) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | Thermal ink jet head |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06183001Atrue JPH06183001A (en) | 1994-07-05 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33860992APendingJPH06183001A (en) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | Thermal ink jet head |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06183001A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794057A1 (en)* | 1996-03-04 | 1997-09-10 | Hewlett-Packard Company | Ink jet pen with a heater element having a contoured surface |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794057A1 (en)* | 1996-03-04 | 1997-09-10 | Hewlett-Packard Company | Ink jet pen with a heater element having a contoured surface |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
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