JP2002254643A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JP2002254643A JP2002254643A JP2001053287A JP2001053287A JP2002254643A JP 2002254643 A JP2002254643 A JP 2002254643A JP 2001053287 A JP2001053287 A JP 2001053287A JP 2001053287 A JP2001053287 A JP 2001053287A JP 2002254643 A JP2002254643 A JP 2002254643A
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- head
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/12—Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】記録動作を長時間にわたり繰り返す場合であっ
ても、濃度ムラの少ない鮮明な画像を形成することが可
能なインクジェットヘッドを提供する。 【解決手段】支持板１０上に、上面に直線状に配列した
複数個の発熱抵抗体３を有するヘッド基板１を載置させ
るとともに、該ヘッド基板１上に複数個のインク吐出孔
８を有したノズル部材７を間の所定の間隔をあけて配設
し、前記ヘッド基板１−ノズル部材７間の間隙にインク
９を充填してなるインクジェットヘッドであって、前記
支持板１０の上面に溝１０ａを設けてヘッド基板１の下
面と溝１０ａの内面との間に間隙を形成するとともに該
間隙を介してヘッド基板１−ノズル部材７間のインク９
を外部へ排出、もしくは、ヘッド基板１−ノズル部材８
間へインク９を供給するように構成する。
ても、濃度ムラの少ない鮮明な画像を形成することが可
能なインクジェットヘッドを提供する。 【解決手段】支持板１０上に、上面に直線状に配列した
複数個の発熱抵抗体３を有するヘッド基板１を載置させ
るとともに、該ヘッド基板１上に複数個のインク吐出孔
８を有したノズル部材７を間の所定の間隔をあけて配設
し、前記ヘッド基板１−ノズル部材７間の間隙にインク
９を充填してなるインクジェットヘッドであって、前記
支持板１０の上面に溝１０ａを設けてヘッド基板１の下
面と溝１０ａの内面との間に間隙を形成するとともに該
間隙を介してヘッド基板１−ノズル部材７間のインク９
を外部へ排出、もしくは、ヘッド基板１−ノズル部材８
間へインク９を供給するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録紙にインク滴
を所定パターンに付着させて画像等を形成するインクジ
ェットヘッドに関するものである。
を所定パターンに付着させて画像等を形成するインクジ
ェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、記録紙に画像を形成するため
の記録デバイスとしてインクジェットヘッドが用いられ
ている。
の記録デバイスとしてインクジェットヘッドが用いられ
ている。
【０００３】このようなインクジェットヘッドの記録方
式には、インク滴を記録紙に向けて吐出させるのに発熱
抵抗体の発する熱エネルギーを利用するものや圧電素子
の変形を利用するもの，更には電磁波の照射に伴って発
生する熱を利用するもの等があり、これらの中でも発熱
抵抗体の熱エネルギーを利用するサーマルジェットタイ
プのものは、発熱抵抗体のパターニングが容易である上
に、小さな面積の発熱抵抗体であっても比較的大きな熱
エネルギーを発生させることができることから、高密度
記録への対応に適したものとして注目されている。
式には、インク滴を記録紙に向けて吐出させるのに発熱
抵抗体の発する熱エネルギーを利用するものや圧電素子
の変形を利用するもの，更には電磁波の照射に伴って発
生する熱を利用するもの等があり、これらの中でも発熱
抵抗体の熱エネルギーを利用するサーマルジェットタイ
プのものは、発熱抵抗体のパターニングが容易である上
に、小さな面積の発熱抵抗体であっても比較的大きな熱
エネルギーを発生させることができることから、高密度
記録への対応に適したものとして注目されている。
【０００４】かかるサーマルジェットタイプのインクジ
ェットヘッドとしては、例えば図４に示す如く、ベース
プレート２２の上面に複数個の発熱抵抗体２３を直線状
に被着・配列させてなるヘッド基板２１と、複数個のイ
ンク吐出孔２５を有したノズル部材２４とを間に所定の
間隔を空けて配置させた上、この両部材２１，２４間に
形成される間隙にインク２６を充填し、これらを支持板
２７上に載置・固定した構造のものが知られており、記
録紙をノズル部材２４の外表面に沿って搬送しなから、
複数個の発熱抵抗体２３を外部からの画像データに基づ
いて個々に選択的に発熱させ、この熱エネルギーによっ
てインク２６中に気泡Ａを発生させるとともに、該発生
した気泡Ａによる圧力でもってインク２６の一部をノズ
ル部材２４のインク吐出孔２５より外部に吐出させ、こ
れを記録紙に付着させることによって所定の画像が記録
される。
ェットヘッドとしては、例えば図４に示す如く、ベース
プレート２２の上面に複数個の発熱抵抗体２３を直線状
に被着・配列させてなるヘッド基板２１と、複数個のイ
ンク吐出孔２５を有したノズル部材２４とを間に所定の
間隔を空けて配置させた上、この両部材２１，２４間に
形成される間隙にインク２６を充填し、これらを支持板
２７上に載置・固定した構造のものが知られており、記
録紙をノズル部材２４の外表面に沿って搬送しなから、
複数個の発熱抵抗体２３を外部からの画像データに基づ
いて個々に選択的に発熱させ、この熱エネルギーによっ
てインク２６中に気泡Ａを発生させるとともに、該発生
した気泡Ａによる圧力でもってインク２６の一部をノズ
ル部材２４のインク吐出孔２５より外部に吐出させ、こ
れを記録紙に付着させることによって所定の画像が記録
される。
【０００５】尚、前記ヘッド基板２１のベースプレート
２２としては、例えば単結晶シリコンの表面を酸化シリ
コン等で被覆したシリコン基板やアルミナセラミックス
から成る板体の表面にグレーズ層を被着させたグレーズ
ドアルミナ基板等が好適に使用されていた。
２２としては、例えば単結晶シリコンの表面を酸化シリ
コン等で被覆したシリコン基板やアルミナセラミックス
から成る板体の表面にグレーズ層を被着させたグレーズ
ドアルミナ基板等が好適に使用されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインクジェットヘッドを用いて長時間にわたり
記録動作を繰り返すと、発熱抵抗体２３の発した熱がベ
ースプレート２２の内部に多量に蓄積され、ベースプレ
ート２２の温度が過度に高温となってしまうことがあ
る。このような場合、発熱抵抗体２３の発熱に伴いイン
ク２６中に形成される気泡Ａのサイズが大となってイン
ク２６の吐出量にバラツキを生じ、記録紙に印画の濃度
ムラが形成される欠点を有し、またベースプレート２２
を印画に適した温度に冷却すべく次ラインの記録動作が
行われるまでの間に十分な時間をあけると、その分、記
録動作が遅くなり、高速印画に供することができなくな
る欠点が誘発される。
た従来のインクジェットヘッドを用いて長時間にわたり
記録動作を繰り返すと、発熱抵抗体２３の発した熱がベ
ースプレート２２の内部に多量に蓄積され、ベースプレ
ート２２の温度が過度に高温となってしまうことがあ
る。このような場合、発熱抵抗体２３の発熱に伴いイン
ク２６中に形成される気泡Ａのサイズが大となってイン
ク２６の吐出量にバラツキを生じ、記録紙に印画の濃度
ムラが形成される欠点を有し、またベースプレート２２
を印画に適した温度に冷却すべく次ラインの記録動作が
行われるまでの間に十分な時間をあけると、その分、記
録動作が遅くなり、高速印画に供することができなくな
る欠点が誘発される。
【０００７】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、記録動作を長時間にわたり繰り返す場
合であっても、濃度ムラの少ない鮮明な画像を形成する
ことが可能なインクジェットヘッドを提供することにあ
る。
で、その目的は、記録動作を長時間にわたり繰り返す場
合であっても、濃度ムラの少ない鮮明な画像を形成する
ことが可能なインクジェットヘッドを提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、支持板上に、上面に直線状に配列した複数個
の発熱抵抗体を有するヘッド基板を載置させるととも
に、該ヘッド基板上に複数個のインク吐出孔を有したノ
ズル部材を間の所定の間隔をあけて配設し、前記ヘッド
基板−ノズル部材間の間隙にインクを充填してなるイン
クジェットヘッドであって、前記支持板の上面に溝を設
けて、ヘッド基板の下面と溝の内面との間に間隙を形成
するとともに、該間隙を介してヘッド基板−ノズル部材
間のインクを外部へ排出、もしくは、ヘッド基板−ノズ
ル部材間へインクを供給するようになしたことを特徴と
するものである。
ヘッドは、支持板上に、上面に直線状に配列した複数個
の発熱抵抗体を有するヘッド基板を載置させるととも
に、該ヘッド基板上に複数個のインク吐出孔を有したノ
ズル部材を間の所定の間隔をあけて配設し、前記ヘッド
基板−ノズル部材間の間隙にインクを充填してなるイン
クジェットヘッドであって、前記支持板の上面に溝を設
けて、ヘッド基板の下面と溝の内面との間に間隙を形成
するとともに、該間隙を介してヘッド基板−ノズル部材
間のインクを外部へ排出、もしくは、ヘッド基板−ノズ
ル部材間へインクを供給するようになしたことを特徴と
するものである。
【０００９】また本発明のインクジェットヘッドは、前
記インクが、ヘッド基板−ノズル部材間、並びに、ヘッ
ド基板−支持板間の間隙内を所定方向へ流動するように
インクを循環させることを特徴とするものである。
記インクが、ヘッド基板−ノズル部材間、並びに、ヘッ
ド基板−支持板間の間隙内を所定方向へ流動するように
インクを循環させることを特徴とするものである。
【００１０】更に本発明のインクジェットヘッドは、前
記ヘッド基板−支持板間を流れるインクが、発熱抵抗体
の直下に位置するヘッド基板の下面と直に接することを
特徴とするものである。
記ヘッド基板−支持板間を流れるインクが、発熱抵抗体
の直下に位置するヘッド基板の下面と直に接することを
特徴とするものである。
【００１１】また更に本発明のインクジェットヘッド
は、前記ヘッド基板に、該基板の下面側より上面側にイ
ンクを供給するためのインク供給孔が設けられているこ
とを特徴とするものである。
は、前記ヘッド基板に、該基板の下面側より上面側にイ
ンクを供給するためのインク供給孔が設けられているこ
とを特徴とするものである。
【００１２】更にまた本発明のインクジェットヘッド
は、前記ヘッド基板が、上面を｛１００｝面に設定した
単結晶シリコンにより形成されていることを特徴とする
ものである。
は、前記ヘッド基板が、上面を｛１００｝面に設定した
単結晶シリコンにより形成されていることを特徴とする
ものである。
【００１３】また更に本発明のインクジェットヘッド
は、前記インク供給孔が、ヘッド基板を形成する単結晶
シリコンに対する異方性エッチングにて穿設されたもの
であることを特徴とするものである。
は、前記インク供給孔が、ヘッド基板を形成する単結晶
シリコンに対する異方性エッチングにて穿設されたもの
であることを特徴とするものである。
【００１４】更にまた本発明のインクジェットヘッド
は、前記支持板がアルミニウムもしくはＳＵＳから成る
ことを特徴とするものである。
は、前記支持板がアルミニウムもしくはＳＵＳから成る
ことを特徴とするものである。
【００１５】本発明のインクジェットヘッドによれば、
ヘッド基板が載置される支持板の上面に溝を設けてヘッ
ド基板−支持板間に間隙を形成するとともに該間隙を介
してヘッド基板−ノズル部材間のインクを外部へ排出す
るようになしたことから、ヘッド基板−支持板間の間隙
を介して排出されるインクによってヘッド基板中の熱を
良好に吸収し、ヘッド基板を効率良く冷却することがで
きる。従って、記録動作を長時間にわたり繰り返す場合
であっても、ヘッド基板の温度を記録動作に適した良好
な温度に維持して、インク中に形成される気泡のサイ
ズ、並びにインクの吐出量を略一定となすことができ、
次ラインの記録動作を開始するまでの間に長い冷却時間
をあけることなく、濃度ムラの少ない鮮明な画像を形成
することが可能となる。
ヘッド基板が載置される支持板の上面に溝を設けてヘッ
ド基板−支持板間に間隙を形成するとともに該間隙を介
してヘッド基板−ノズル部材間のインクを外部へ排出す
るようになしたことから、ヘッド基板−支持板間の間隙
を介して排出されるインクによってヘッド基板中の熱を
良好に吸収し、ヘッド基板を効率良く冷却することがで
きる。従って、記録動作を長時間にわたり繰り返す場合
であっても、ヘッド基板の温度を記録動作に適した良好
な温度に維持して、インク中に形成される気泡のサイ
ズ、並びにインクの吐出量を略一定となすことができ、
次ラインの記録動作を開始するまでの間に長い冷却時間
をあけることなく、濃度ムラの少ない鮮明な画像を形成
することが可能となる。
【００１６】また本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、前記インクが、ヘッド基板−ノズル部材間、並び
に、ヘッド基板−支持板間の間隙内を所定方向へ流動す
るようにインクを循環させることにより、ヘッド基板を
その上下両面と接しながら流動するインクでもって極め
て効率的に冷却することができ、例えば駆動周期０．４
ｍｓｅｃ以下の高速記録に対応すべく発熱抵抗体を短時
間で繰り返し発熱させる場合であっても、ヘッド基板の
温度を記録動作に適した良好な温度に維持することがで
きる。
ば、前記インクが、ヘッド基板−ノズル部材間、並び
に、ヘッド基板−支持板間の間隙内を所定方向へ流動す
るようにインクを循環させることにより、ヘッド基板を
その上下両面と接しながら流動するインクでもって極め
て効率的に冷却することができ、例えば駆動周期０．４
ｍｓｅｃ以下の高速記録に対応すべく発熱抵抗体を短時
間で繰り返し発熱させる場合であっても、ヘッド基板の
温度を記録動作に適した良好な温度に維持することがで
きる。
【００１７】更に本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、ヘッド基板−ノズル部材間のインクを上述の如く流
動させることにより、発熱抵抗体の発する熱等によって
インク中の水分もしくは油分がインク吐出孔から多量に
蒸発し、インク吐出孔内のインクの粘度が上昇しようと
しても、この部分にはインク吐出孔の直下を流れるイン
クから水分もしくは油分が順次補給されることによりイ
ンクが固まってしまうことはなく、インク吐出孔の目詰
まりが有効に防止される。
ば、ヘッド基板−ノズル部材間のインクを上述の如く流
動させることにより、発熱抵抗体の発する熱等によって
インク中の水分もしくは油分がインク吐出孔から多量に
蒸発し、インク吐出孔内のインクの粘度が上昇しようと
しても、この部分にはインク吐出孔の直下を流れるイン
クから水分もしくは油分が順次補給されることによりイ
ンクが固まってしまうことはなく、インク吐出孔の目詰
まりが有効に防止される。
【００１８】また更に本発明のインクジェットヘッドに
よれば、ヘッド基板−支持板間の間隙を介してヘッド基
板−ノズル部材間のインクを外部へ排出するのに代え
て、上記間隙を介してヘッド基板−ノズル部材間へイン
クを供給する場合にも適用可能であり、その場合もヘッ
ド基板の下面等にはインクが良好に接するようになって
いることから、ヘッド基板中の熱をインクでもって効率
良く吸収することができ、上述の効果と全く同様の効果
が得られる。
よれば、ヘッド基板−支持板間の間隙を介してヘッド基
板−ノズル部材間のインクを外部へ排出するのに代え
て、上記間隙を介してヘッド基板−ノズル部材間へイン
クを供給する場合にも適用可能であり、その場合もヘッ
ド基板の下面等にはインクが良好に接するようになって
いることから、ヘッド基板中の熱をインクでもって効率
良く吸収することができ、上述の効果と全く同様の効果
が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の一形態に係るインク
ジェットヘッドの分解斜視図、図２は図1のインクジェ
ットヘッドの断面図であり、図中の１はヘッド基板、７
はノズル部材、９はインク、１０は支持板である。尚、
図１の分解斜視図はインク９を省略して示したものであ
る。
て詳細に説明する。図１は本発明の一形態に係るインク
ジェットヘッドの分解斜視図、図２は図1のインクジェ
ットヘッドの断面図であり、図中の１はヘッド基板、７
はノズル部材、９はインク、１０は支持板である。尚、
図１の分解斜視図はインク９を省略して示したものであ
る。
【００２０】前記ヘッド基板１は、ベースプレート２の
上面に複数個の発熱抵抗体３や給電配線４等を所定パタ
ーンに被着させた構造を有している。
上面に複数個の発熱抵抗体３や給電配線４等を所定パタ
ーンに被着させた構造を有している。
【００２１】前記ベースプレート２としては、例えばア
ルミナセラミックス等から成る板体２ａの上面にグレー
ズ層２ｂを部分的に被着させたグレーズドアルミナ基板
が用いられ、該ベースプレート２のグレーズ層２ｂは極
めて平滑な表面状態を有していることから、その上面に
発熱抵抗体３等を従来周知の薄膜手法によってパターニ
ングする際、その微細加工を正確かつ容易になすことが
できる。
ルミナセラミックス等から成る板体２ａの上面にグレー
ズ層２ｂを部分的に被着させたグレーズドアルミナ基板
が用いられ、該ベースプレート２のグレーズ層２ｂは極
めて平滑な表面状態を有していることから、その上面に
発熱抵抗体３等を従来周知の薄膜手法によってパターニ
ングする際、その微細加工を正確かつ容易になすことが
できる。
【００２２】尚、前記ベースプレート２は、該ベースプ
レート２としてグレーズドアルミナ基板を用いる場合、
まずセラミックグリーンシートの打ち抜き、及び焼成に
よって得たアルミナセラミックス製の板体２ａを準備
し、その上面にガラスペーストを部分的に印刷・塗布し
た上、これを高温で焼き付けてグレーズ層２ｂを形成す
ることによって製作される。
レート２としてグレーズドアルミナ基板を用いる場合、
まずセラミックグリーンシートの打ち抜き、及び焼成に
よって得たアルミナセラミックス製の板体２ａを準備
し、その上面にガラスペーストを部分的に印刷・塗布し
た上、これを高温で焼き付けてグレーズ層２ｂを形成す
ることによって製作される。
【００２３】また前記複数個の発熱抵抗体３は、ベース
プレート２の上面、具体的にはグレーズ層２ｂの上面に
例えば６００ｄｐｉ(dot per inch)の密度で主走査方向
に直線状に配列されており、その各々がＴａＮやＴａＳ
ｉＯ,ＴａＳｉＮＯ,ＴｉＳｉＯ，ＴｉＳｉＣＯ，ＮｂＳ
ｉＯ等の電気抵抗材料から成っているため、その両端に
接続される給電配線４等を介して電源電力が印加される
とジュール発熱を起こし、インク９中で気泡Ａを発生さ
せるのに必要な熱エネルギーを発生する作用を為す。
プレート２の上面、具体的にはグレーズ層２ｂの上面に
例えば６００ｄｐｉ(dot per inch)の密度で主走査方向
に直線状に配列されており、その各々がＴａＮやＴａＳ
ｉＯ,ＴａＳｉＮＯ,ＴｉＳｉＯ，ＴｉＳｉＣＯ，ＮｂＳ
ｉＯ等の電気抵抗材料から成っているため、その両端に
接続される給電配線４等を介して電源電力が印加される
とジュール発熱を起こし、インク９中で気泡Ａを発生さ
せるのに必要な熱エネルギーを発生する作用を為す。
【００２４】このような発熱抵抗体３や給電配線４は、
従来周知の薄膜手法、具体的には、スパッタリングやフ
ォトリソグラフィー，エッチング等を採用し、前述の電
気抵抗材料や給電配線４を形成するアルミニウム等の金
属をベースプレート２の上面に所定厚み、所定パターン
に被着させることにより形成され、その後、窒化珪素や
ガラス等の無機質材料から成る保護膜５で被覆される。
従来周知の薄膜手法、具体的には、スパッタリングやフ
ォトリソグラフィー，エッチング等を採用し、前述の電
気抵抗材料や給電配線４を形成するアルミニウム等の金
属をベースプレート２の上面に所定厚み、所定パターン
に被着させることにより形成され、その後、窒化珪素や
ガラス等の無機質材料から成る保護膜５で被覆される。
【００２５】尚、前記保護膜５は、インク９中に含まれ
ているアルカリイオンや水分等が発熱抵抗体３や給電配
線４に接触してこれらを腐食したり、或いは、インク９
中に含まれている染料の固まり等が発熱抵抗体３の表面
に付着したりするのを防止するためのものであり、従来
周知のスパッタリング法等によって発熱抵抗体３や給電
配線４等の上面に例えば５μｍ〜２０μｍの厚みに被着
される。
ているアルカリイオンや水分等が発熱抵抗体３や給電配
線４に接触してこれらを腐食したり、或いは、インク９
中に含まれている染料の固まり等が発熱抵抗体３の表面
に付着したりするのを防止するためのものであり、従来
周知のスパッタリング法等によって発熱抵抗体３や給電
配線４等の上面に例えば５μｍ〜２０μｍの厚みに被着
される。
【００２６】また上述したヘッド基板１上には、ノズル
部材７が、ヘッド基板１の上面との間に２５μｍ〜２０
０μｍの間隙を形成するようにして配設される。
部材７が、ヘッド基板１の上面との間に２５μｍ〜２０
０μｍの間隙を形成するようにして配設される。
【００２７】前記ノズル部材７は、発熱抵抗体３と１対
１に対応する複数個のインク吐出孔８を有し、これらの
インク吐出孔８が対応する発熱抵抗体３の真上に配され
るように位置決めされる。
１に対応する複数個のインク吐出孔８を有し、これらの
インク吐出孔８が対応する発熱抵抗体３の真上に配され
るように位置決めされる。
【００２８】前記ノズル部材７のインク吐出孔８は、イ
ンクジェットヘッドの記録動作時、インク滴を記録紙に
向けて吐出するためのものであり、発熱抵抗体３と略等
しい密度、例えば６００ｄｐｉの密度で主走査方向に直
線状に配列されている。
ンクジェットヘッドの記録動作時、インク滴を記録紙に
向けて吐出するためのものであり、発熱抵抗体３と略等
しい密度、例えば６００ｄｐｉの密度で主走査方向に直
線状に配列されている。
【００２９】尚、前記ノズル部材７は、エポキシ樹脂や
ポリイミド樹脂等の樹脂材料、モリブデン等の金属材
料、アルミナセラミックス等のセラミック材料を単独も
しくは組み合わせることによって形成され、例えばモリ
ブデンから成る場合、モリブデンのインゴット（塊）を
従来周知の金属加工法によって所定厚みの板体と成し、
得られた板体に従来周知のレーザー加工によって直径１
０μｍ〜１００μｍのインク吐出孔８を複数個、穿設す
ることにより製作され、得られたノズル部材７をスペー
サ１１等を介してヘッド基板１上に載置させることによ
りノズル部材７がヘッド基板１に対して固定される。
ポリイミド樹脂等の樹脂材料、モリブデン等の金属材
料、アルミナセラミックス等のセラミック材料を単独も
しくは組み合わせることによって形成され、例えばモリ
ブデンから成る場合、モリブデンのインゴット（塊）を
従来周知の金属加工法によって所定厚みの板体と成し、
得られた板体に従来周知のレーザー加工によって直径１
０μｍ〜１００μｍのインク吐出孔８を複数個、穿設す
ることにより製作され、得られたノズル部材７をスペー
サ１１等を介してヘッド基板１上に載置させることによ
りノズル部材７がヘッド基板１に対して固定される。
【００３０】また、上述したヘッド基板１とノズル部材
７との間に設けられる間隙にはインク９が充填される。
７との間に設けられる間隙にはインク９が充填される。
【００３１】前記インク９は、図示しない外部のインク
タンクよりヘッド基板１−ノズル部材７間に供給される
ようになっており、発熱抵抗体３の熱エネルギーによっ
てインク９中に気泡Ａが発生すると、該気泡Ａによる圧
力でもってインク９の一部がインク滴となり、インク吐
出孔８より外部に吐出される。
タンクよりヘッド基板１−ノズル部材７間に供給される
ようになっており、発熱抵抗体３の熱エネルギーによっ
てインク９中に気泡Ａが発生すると、該気泡Ａによる圧
力でもってインク９の一部がインク滴となり、インク吐
出孔８より外部に吐出される。
【００３２】前記インク９は、記録動作時、例えば５０
μｍ／ｓｅｃ〜２０００μｍ／ｓｅｃの流速で発熱抵抗
体３上を副走査方向へ流動するように、図示しないポン
プ等によってインクタンクとの間を循環するようになっ
ており、インク９はヘッド基板１の空白部（給電配線４
等が形成されていない領域）に設けられるインク供給穴
１ａ等を介してヘッド基板１の下面側よりヘッド基板１
−ノズル部材７間に供給され、ヘッド基板１の一端側よ
り後述するヘッド基板１−支持板１０間の間隙を介して
外部へ排出される。
μｍ／ｓｅｃ〜２０００μｍ／ｓｅｃの流速で発熱抵抗
体３上を副走査方向へ流動するように、図示しないポン
プ等によってインクタンクとの間を循環するようになっ
ており、インク９はヘッド基板１の空白部（給電配線４
等が形成されていない領域）に設けられるインク供給穴
１ａ等を介してヘッド基板１の下面側よりヘッド基板１
−ノズル部材７間に供給され、ヘッド基板１の一端側よ
り後述するヘッド基板１−支持板１０間の間隙を介して
外部へ排出される。
【００３３】この場合、前記インク９はインク吐出孔７
の近傍でも流動することから、発熱抵抗体３の発する熱
等によってインク９中の水分もしくは油分がインク吐出
孔８から多量に蒸発し、インク吐出孔８内のインク９の
粘度が上昇しようとしても、この部分にはインク吐出孔
８の直下を流れるインク９から水分もしくは油分が順次
補給されることによりインク９が固まってしまうことは
なく、インク吐出孔８の目詰まりが有効に防止される。
の近傍でも流動することから、発熱抵抗体３の発する熱
等によってインク９中の水分もしくは油分がインク吐出
孔８から多量に蒸発し、インク吐出孔８内のインク９の
粘度が上昇しようとしても、この部分にはインク吐出孔
８の直下を流れるインク９から水分もしくは油分が順次
補給されることによりインク９が固まってしまうことは
なく、インク吐出孔８の目詰まりが有効に防止される。
【００３４】尚、前記インク９としては、例えば顔料タ
イプの油性インクや水性染料インク等が使用され、その
粘度は例えば０．３ｍＰａ・ｓ〜３．０ｍＰａ・ｓ（２５
℃）に調整される。
イプの油性インクや水性染料インク等が使用され、その
粘度は例えば０．３ｍＰａ・ｓ〜３．０ｍＰａ・ｓ（２５
℃）に調整される。
【００３５】そして前記ヘッド基板１及びノズル部材７
は、上述の如く一体的に保持された状態で支持板１０上
に載置・固定される。
は、上述の如く一体的に保持された状態で支持板１０上
に載置・固定される。
【００３６】前記支持板１０は、アルミニウムやＳＵＳ
等の加工性の良好な金属から成り、その上面には、発熱
抵抗体３の直下を含む領域に深さ１ｍｍ以上の溝１０ａ
が設けられ、この溝１０ａの内面とヘッド基板１の下面
との間に所定の間隙（以下、「ヘッド基板１−支持板１
０間の間隙」という）を形成している。
等の加工性の良好な金属から成り、その上面には、発熱
抵抗体３の直下を含む領域に深さ１ｍｍ以上の溝１０ａ
が設けられ、この溝１０ａの内面とヘッド基板１の下面
との間に所定の間隙（以下、「ヘッド基板１−支持板１
０間の間隙」という）を形成している。
【００３７】この間隙は、インクジェットヘッドの使用
時、ヘッド基板１−ノズル部材７間のインク９を外部へ
排出するためのインク流路として機能するものであり、
この流路内に充填されるインク９を発熱抵抗体３の直下
領域でヘッド基板１の下面と直に接触させるとともに、
該接触したインク９でヘッド基板１中の熱を吸収するこ
とにより、ヘッド基板１を効率良く冷却するようになっ
ている。
時、ヘッド基板１−ノズル部材７間のインク９を外部へ
排出するためのインク流路として機能するものであり、
この流路内に充填されるインク９を発熱抵抗体３の直下
領域でヘッド基板１の下面と直に接触させるとともに、
該接触したインク９でヘッド基板１中の熱を吸収するこ
とにより、ヘッド基板１を効率良く冷却するようになっ
ている。
【００３８】従って、記録動作を長時間にわたり繰り返
す場合であっても、ヘッド基板１の温度を記録動作に適
した良好な温度に維持して、インク９中に形成される気
泡Ａのサイズ、並びにインク９の吐出量を略一定となす
ことができ、次ラインの記録動作を開始するまでの間に
長い冷却時間をあけることなく、濃度ムラの少ない鮮明
な画像を形成することが可能となる。
す場合であっても、ヘッド基板１の温度を記録動作に適
した良好な温度に維持して、インク９中に形成される気
泡Ａのサイズ、並びにインク９の吐出量を略一定となす
ことができ、次ラインの記録動作を開始するまでの間に
長い冷却時間をあけることなく、濃度ムラの少ない鮮明
な画像を形成することが可能となる。
【００３９】またこの場合、ヘッド基板１−ノズル部材
７間、並びに、ヘッド基板１−支持板１０間の間隙内に
充填されるインク９は、記録動作時、所定の流速で流動
するようになっていることから、ヘッド基板１をその上
下両面と接しながら流動するインク９でもって極めて効
率的に冷却することができ、例えば駆動周期０．４ｍｓ
ｅｃ以下の高速記録に対応すべく発熱抵抗体３を短時間
で繰り返し発熱させる場合であっても、ヘッド基板１の
温度を記録動作に適した良好な温度に維持することが可
能となる。
７間、並びに、ヘッド基板１−支持板１０間の間隙内に
充填されるインク９は、記録動作時、所定の流速で流動
するようになっていることから、ヘッド基板１をその上
下両面と接しながら流動するインク９でもって極めて効
率的に冷却することができ、例えば駆動周期０．４ｍｓ
ｅｃ以下の高速記録に対応すべく発熱抵抗体３を短時間
で繰り返し発熱させる場合であっても、ヘッド基板１の
温度を記録動作に適した良好な温度に維持することが可
能となる。
【００４０】尚、ヘッド基板１−支持板１０間の間隙で
ヘッド基板１の下面と接したインク９は、その後、支持
板１０の内部に形成したインク排出穴１０ｂを通って外
部のインクタンクに戻り、再度、ヘッド基板１とノズル
部材７との間に供給される。また、前記インク９がヘッ
ド基板１より吸収した熱は、前述の如き循環経路を流動
する過程で外部に放散され、再びヘッド基板１−ノズル
部材７間に供給されるまでの間に十分に低い温度まで冷
却される。
ヘッド基板１の下面と接したインク９は、その後、支持
板１０の内部に形成したインク排出穴１０ｂを通って外
部のインクタンクに戻り、再度、ヘッド基板１とノズル
部材７との間に供給される。また、前記インク９がヘッ
ド基板１より吸収した熱は、前述の如き循環経路を流動
する過程で外部に放散され、再びヘッド基板１−ノズル
部材７間に供給されるまでの間に十分に低い温度まで冷
却される。
【００４１】かくして上述した本形態のインクジェット
ヘッドは、記録紙をノズル部材７の外表面に沿って搬送
しながら、複数個の発熱抵抗体３を外部からの画像デー
タに基づいて個々に選択的に発熱させ、この熱エネルギ
ーによって発熱抵抗体３上のインク９中で気泡Ａを発生
させるとともに、該発生した気泡Ａによる圧力でもって
インク９の一部をノズル部材７のインク吐出孔８より外
部に吐出させ、これを記録紙に付着させることによって
所定の画像が記録される。
ヘッドは、記録紙をノズル部材７の外表面に沿って搬送
しながら、複数個の発熱抵抗体３を外部からの画像デー
タに基づいて個々に選択的に発熱させ、この熱エネルギ
ーによって発熱抵抗体３上のインク９中で気泡Ａを発生
させるとともに、該発生した気泡Ａによる圧力でもって
インク９の一部をノズル部材７のインク吐出孔８より外
部に吐出させ、これを記録紙に付着させることによって
所定の画像が記録される。
【００４２】尚、本発明は上述の実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
種々の変更、改良等が可能である。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
種々の変更、改良等が可能である。
【００４３】例えば上述の実施形態においてはヘッド基
板１−支持板１０間の間隙を介してヘッド基板１−ノズ
ル部材７間のインク９を外部へ排出するようにしたが、
これに代えて、上記間隙を介してヘッド基板１−ノズル
部材７間へインク９を供給するような場合にも本発明は
適用可能であり、このような場合においてもヘッド基板
１の下面にはインク９が良好に接することから、ヘッド
基板１中の熱をインク９でもって効率良く吸収すること
ができ、上述の効果と全く同様の効果を得ることができ
る。
板１−支持板１０間の間隙を介してヘッド基板１−ノズ
ル部材７間のインク９を外部へ排出するようにしたが、
これに代えて、上記間隙を介してヘッド基板１−ノズル
部材７間へインク９を供給するような場合にも本発明は
適用可能であり、このような場合においてもヘッド基板
１の下面にはインク９が良好に接することから、ヘッド
基板１中の熱をインク９でもって効率良く吸収すること
ができ、上述の効果と全く同様の効果を得ることができ
る。
【００４４】また上述の実施形態においてはヘッド基板
１のベースプレート２としてグレーズドアルミナ基板を
用いるようにしたが、これに代えて、ベースプレートを
単結晶シリコンや金属等によって形成するようにしても
構わない。その場合、ベースプレート２’の表面を、図
３に示す如く、酸化シリコン等から成る厚み１μｍ〜３
μｍ程度の絶縁膜２ｂ’で被覆しておく必要があり、こ
のような絶縁膜２ｂ’によって発熱抵抗体３や給電配線
４が単結晶シリコン等から成る板体２ａ’と確実に絶縁
される。また、ベースプレート２’を単結晶シリコンを
用いて形成する場合は、その上面を単結晶シリコンの
｛１００｝面と合致させておくようにすれば、ヘッド基
板１にインク供給孔１ａを穿設する際、従来周知の異方
性エッチングを採用することによってインク供給孔１ａ
をベースプレート２’の厚み方向に精度良く、しかも容
易に形成することができる利点がある。
１のベースプレート２としてグレーズドアルミナ基板を
用いるようにしたが、これに代えて、ベースプレートを
単結晶シリコンや金属等によって形成するようにしても
構わない。その場合、ベースプレート２’の表面を、図
３に示す如く、酸化シリコン等から成る厚み１μｍ〜３
μｍ程度の絶縁膜２ｂ’で被覆しておく必要があり、こ
のような絶縁膜２ｂ’によって発熱抵抗体３や給電配線
４が単結晶シリコン等から成る板体２ａ’と確実に絶縁
される。また、ベースプレート２’を単結晶シリコンを
用いて形成する場合は、その上面を単結晶シリコンの
｛１００｝面と合致させておくようにすれば、ヘッド基
板１にインク供給孔１ａを穿設する際、従来周知の異方
性エッチングを採用することによってインク供給孔１ａ
をベースプレート２’の厚み方向に精度良く、しかも容
易に形成することができる利点がある。
【００４５】更に上述の実施形態において、ヘッド基板
１上に、発熱抵抗体３の発熱を制御するためのドライバ
ーＩＣを搭載するようにしても良いことは勿論である。
１上に、発熱抵抗体３の発熱を制御するためのドライバ
ーＩＣを搭載するようにしても良いことは勿論である。
【００４６】
【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、ヘッド基板が載置される支持板の上面に溝を設けて
ヘッド基板の下面と溝の内面との間に間隙を形成すると
ともに、該間隙を介してヘッド基板−ノズル部材間のイ
ンクを外部へ排出するようになしたことから、ヘッド基
板−支持板間の間隙を介して排出されるインクによって
ヘッド基板中の熱を良好に吸収し、ヘッド基板を効率良
く冷却することができる。従って、記録動作を長時間に
わたり繰り返す場合であっても、ヘッド基板の温度を記
録動作に適した良好な温度に維持して、インク中に形成
される気泡のサイズ、並びにインクの吐出量を略一定と
なすことができ、次ラインの記録動作を開始するまでの
間に長い冷却時間をあけることなく、濃度ムラの少ない
鮮明な画像を形成することが可能となる。
ば、ヘッド基板が載置される支持板の上面に溝を設けて
ヘッド基板の下面と溝の内面との間に間隙を形成すると
ともに、該間隙を介してヘッド基板−ノズル部材間のイ
ンクを外部へ排出するようになしたことから、ヘッド基
板−支持板間の間隙を介して排出されるインクによって
ヘッド基板中の熱を良好に吸収し、ヘッド基板を効率良
く冷却することができる。従って、記録動作を長時間に
わたり繰り返す場合であっても、ヘッド基板の温度を記
録動作に適した良好な温度に維持して、インク中に形成
される気泡のサイズ、並びにインクの吐出量を略一定と
なすことができ、次ラインの記録動作を開始するまでの
間に長い冷却時間をあけることなく、濃度ムラの少ない
鮮明な画像を形成することが可能となる。
【００４７】また本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、前記インクが、ヘッド基板−ノズル部材間、並び
に、ヘッド基板−支持板間の間隙内を所定方向へ流動す
るようにインクを循環させることにより、ヘッド基板を
その上下両面と接しながら流動するインクでもってより
効率的に冷却することができ、例えば駆動周期０．４ｍ
ｓｅｃ以下の高速記録に対応すべく発熱抵抗体３を短時
間で繰り返し発熱させる場合であっても、ヘッド基板の
温度を記録動作に適した良好な温度に維持することがで
きる。
ば、前記インクが、ヘッド基板−ノズル部材間、並び
に、ヘッド基板−支持板間の間隙内を所定方向へ流動す
るようにインクを循環させることにより、ヘッド基板を
その上下両面と接しながら流動するインクでもってより
効率的に冷却することができ、例えば駆動周期０．４ｍ
ｓｅｃ以下の高速記録に対応すべく発熱抵抗体３を短時
間で繰り返し発熱させる場合であっても、ヘッド基板の
温度を記録動作に適した良好な温度に維持することがで
きる。
【００４８】更に本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、ヘッド基板−ノズル部材間のインクを上述の如く流
動させることにより、発熱抵抗体の発する熱等によって
インク中の水分もしくは油分がインク吐出孔から多量に
蒸発し、インク吐出孔内のインクの粘度が上昇しようと
しても、この部分にはインク吐出孔の直下を流れるイン
クから水分もしくは油分が順次補給されることによりイ
ンクが固まってしまうことはなく、インク吐出孔の目詰
まりが有効に防止される。
ば、ヘッド基板−ノズル部材間のインクを上述の如く流
動させることにより、発熱抵抗体の発する熱等によって
インク中の水分もしくは油分がインク吐出孔から多量に
蒸発し、インク吐出孔内のインクの粘度が上昇しようと
しても、この部分にはインク吐出孔の直下を流れるイン
クから水分もしくは油分が順次補給されることによりイ
ンクが固まってしまうことはなく、インク吐出孔の目詰
まりが有効に防止される。
【００４９】また更に本発明のインクジェットヘッドに
よれば、ヘッド基板の下面と溝の内面との間に形成され
る間隙を介してヘッド基板−ノズル部材間のインクを外
部へ排出するのに代えて、上記間隙を介してヘッド基板
−ノズル部材間へインクを供給する場合にも適用可能で
あり、その場合もヘッド基板の下面等にはインクが良好
に接することから、ヘッド基板中の熱をインクでもって
効率良く吸収することができ、上述の効果と全く同様の
効果が得られる。
よれば、ヘッド基板の下面と溝の内面との間に形成され
る間隙を介してヘッド基板−ノズル部材間のインクを外
部へ排出するのに代えて、上記間隙を介してヘッド基板
−ノズル部材間へインクを供給する場合にも適用可能で
あり、その場合もヘッド基板の下面等にはインクが良好
に接することから、ヘッド基板中の熱をインクでもって
効率良く吸収することができ、上述の効果と全く同様の
効果が得られる。
【図１】本発明の一形態に係るインクジェットヘッドの
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図２】図1のインクジェットヘッドの断面図である。
【図３】本発明の他の形態に係るインクジェットヘッド
の断面図である。
の断面図である。
【図４】従来のインクジェットヘッドの断面図である。
１・・・ヘッド基板、３・・・発熱抵抗体、７・・・ノ
ズル部材、８・・・インク吐出孔、９・・・インク、１
０・・・支持板、１０ａ・・・溝
ズル部材、８・・・インク吐出孔、９・・・インク、１
０・・・支持板、１０ａ・・・溝
Claims (7)
- 【請求項１】支持板上に、上面に直線状に配列した複数
個の発熱抵抗体を有するヘッド基板を載置させるととも
に、該ヘッド基板上に複数個のインク吐出孔を有したノ
ズル部材を間の所定の間隔をあけて配設し、前記ヘッド
基板−ノズル部材間の間隙にインクを充填してなるイン
クジェットヘッドであって、 前記支持板の上面に溝を設けて、ヘッド基板の下面と溝
の内面との間に間隙を形成するとともに、該間隙を介し
てヘッド基板−ノズル部材間のインクを外部へ排出、も
しくは、ヘッド基板−ノズル部材間へインクを供給する
ようになしたことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】前記インクが、ヘッド基板−ノズル部材
間、並びに、ヘッド基板−支持板間の間隙内を所定方向
へ流動するようにインクを循環させ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。 - 【請求項３】前記ヘッド基板−支持板間を流れるインク
が、発熱抵抗体の直下に位置するヘッド基板の下面と直
に接することを特徴とする請求項１または請求項２に記
載のインクジェットヘッド。 - 【請求項４】前記ヘッド基板に、該基板の下面側より上
面側にインクを供給するためのインク供給孔が設けられ
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
かに記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項５】前記ヘッド基板が、上面を｛１００｝面に
設定した単結晶シリコンにより形成されていることを特
徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項６】前記インク供給孔が、ヘッド基板を形成す
る単結晶シリコンに対する異方性エッチングにて穿設さ
れたものであることを特徴とする請求項５に記載のイン
クジェットヘッド。 - 【請求項７】前記支持板がアルミニウムもしくはＳＵＳ
から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいず
れかに記載のインクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001053287A JP2002254643A (ja) | 2000-12-27 | 2001-02-28 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000397436 | 2000-12-27 | ||
| JP2000-397436 | 2000-12-27 | ||
| JP2001053287A JP2002254643A (ja) | 2000-12-27 | 2001-02-28 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002254643A true JP2002254643A (ja) | 2002-09-11 |
Family
ID=26606824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001053287A Pending JP2002254643A (ja) | 2000-12-27 | 2001-02-28 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002254643A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1518683A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-03-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Droplet discharge head and inkjet recording apparatus |
| JP2006088151A (ja) * | 2004-08-23 | 2006-04-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液滴吐出装置 |
| US7352591B2 (en) | 2004-07-28 | 2008-04-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Substrate mounted with electronic element thereon and liquid ejection head including the substrate |
| JP2008114511A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 液滴吐出ヘッド、充填方法、メンテナンス方法及び画像形成装置 |
| JP2011230411A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Panasonic Corp | インクジェットヘッドおよびインクジェット装置 |
| JP2014144561A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Kyocera Corp | 液体吐出ヘッド、および記録装置 |
| US9096061B2 (en) | 2013-09-05 | 2015-08-04 | Ricoh Company, Ltd. | Droplet discharge head, and image-forming apparatus |
| JP2020100096A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| JP2020168810A (ja) * | 2019-04-04 | 2020-10-15 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| JP2020168811A (ja) * | 2019-04-04 | 2020-10-15 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出ヘッド |
-
2001
- 2001-02-28 JP JP2001053287A patent/JP2002254643A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1518683A1 (en) * | 2003-09-24 | 2005-03-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Droplet discharge head and inkjet recording apparatus |
| US7128404B2 (en) | 2003-09-24 | 2006-10-31 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Droplet discharge head and inkjet recording apparatus |
| US7352591B2 (en) | 2004-07-28 | 2008-04-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Substrate mounted with electronic element thereon and liquid ejection head including the substrate |
| US7558071B2 (en) | 2004-07-28 | 2009-07-07 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Substrate mounted with electronic element thereon |
| JP2006088151A (ja) * | 2004-08-23 | 2006-04-06 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液滴吐出装置 |
| JP2008114511A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 液滴吐出ヘッド、充填方法、メンテナンス方法及び画像形成装置 |
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| JP2020100096A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| JP7214468B2 (ja) | 2018-12-25 | 2023-01-30 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| JP2020168810A (ja) * | 2019-04-04 | 2020-10-15 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| JP2020168811A (ja) * | 2019-04-04 | 2020-10-15 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| JP7196740B2 (ja) | 2019-04-04 | 2022-12-27 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| JP7279477B2 (ja) | 2019-04-04 | 2023-05-23 | ブラザー工業株式会社 | 液体吐出ヘッド |
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