JPH03202352A - 液体噴射記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体を噴射し飛翔液滴を形成して記録を行な
う液体噴射記録ヘッドに関する。

［従来の技術Ｊ 液体噴射記録法は、記録時における騒音の発生が無視し
得る程度に極めて小さいという点、高速記録が可能であ
り、而も所謂普通紙に定着という特別な処理を必要とせ
ずに記録の行なえる点等において最近関心を集めている
。

その中で、例えば特開昭５４−５１８３７号公報、ドイ
ツ公開（ＤＯＬＳＩ第２８４３０６４号公報に記載され
である液体噴射記録法は、熱エネルギーを液体に作用さ
せて、液滴吐出の為の原動力を得るという点において、
他の液体噴射記録法とは、異なる特徴を有している。

即ち、上記の公報に開示されである記録法は、熱エネル
ギーの作用を受けた液体が急峻な体積の増大を伴う状態
変化を起し、該状態変化に基く作用力によって、記録ヘ
ッド部先端の吐出口より液体が吐出されて、飛翔的液滴
が形成され、該液滴が紙等の被記録部材に付着し記録が
行なわれるという特徴がある。

殊に、　ＤＯＬＳ　２８４３０６４号公報に開示されて
いる液体噴射記録法は、所謂ｄｒｏｐ−ｏｎ　ｄｅｍａ
ｎｄ記録法に極めて有効に適用されるばかりではなく、
吐出口がｆｕｌｌ　１ｉｎｅタイプで高密度にマルチ配
列化された記録ヘッドが容易に具現化出来るので、高解
像度、高品質の画像を高速で得られるという特徴を有し
ている。

第３図に従来の液体噴射記録ヘッドの模式的斜視図を示
した。

上記の記録法に通用される装置の記録ヘッドの基板部１
は、液体を吐出する為に設けられた吐出口２ａと、該吐
出口に連通し、液滴を吐出する為の熱エネルギーが液体
に作用する部分である熱エネルギー発生体３に対応する
熱作用部を構成の一部とする液路２ｂとを有する液吐出
部と、熱エネルギーを発生する手段としての電気熱変換
体等の熱エネルギー発生体３とを具備している。

なお、電気熱変換体は、一対の電極と、これ等の電極に
接続し、これ等の電極の間に発熱する領域（熱発生部）
を有する発熱抵抗層とを具備している。

第４図は液路部の平面図である。

［発明が解決しようとする課題］ 液体噴射記録装置によって記録を行なう際に使用される
記録液は、一般に顔料や染料等の記録剤部分と、これを
溶解または分散するための主に水、または水と水溶性有
機溶剤とからなる溶媒或は非水系溶媒とによって形成さ
れている。液体噴射記録装置においては、記録液が吐出
される液路２ｂ先端に設けられた吐出口２ａは、装置の
駆動の有無にかかわらず絶えず装置外部の外気に向けて
開放されていることが多く、そのために、記録が行なわ
れない状態が長時間にわたる場合には、吐出口から外気
中へ一部の溶媒が蒸発する。

その結果、記録剤成分や揮発しにくい溶媒成分が液路内
の記録液中に残存することにより、滞留した記録液の組
成が変化し、その粘度が増大する。結果として液路部分
２ｂの粘性抵抗が増大することによって、印字体止後に
おいて吐出用信号が印加されているにもかかわらず、液
滴が吐出されないといつ液滴の吐出不良が起き易く、記
録画像の初期印字部等に欠陥を生じるという問題があっ
た。

また、液体噴射記録装置によって液滴を繰り返し吐出さ
せるためには、吐出によって失われた分の液体を次の吐
出までに補充しなければならない。そのための代表的な
方法は、液体の表面張力を利用し、毛細管現象によって
液体を吐出口に導くというものである。この場合、液体
を吐出口２ａに導くのに要する時間ｔ２は、下記式（１
）：％式％（１） によって定まる。ただし、ｄは液滴吐出後に液路２ｂに
残った液体がもとの位置から後退した距離であり、μは
毛細管現象による液体の移動速度である。上記時間ｔ２
は、液滴が形成されのに要する時間ｔ、に比べて通常遥
かに大きく、下記式（２）： ％式％（２） で定まる繰り返し駆動可能周波数ｆは、事実上ｔ２によ
って制限されてしまい、いかに遠く液滴を形成しても、
繰り返し駆動周波数を高くすることができないという問
題があった。

本発明は上記諸点に鑑み成されたものであり、印字品位
の良い液体噴射記録ヘッドを提供することを目的として
いる。

特に印字体止後の印字開始初期の不吐出時間を解決し、
また、繰り返し駆動周波数を高くした場合の良好な液滴
形成特性を維持する液体噴射記録ヘッドを提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の液体噴射記録ヘッドは、液体の吐出口と連通ず
る液路の複数と、これら液路に共通の液室とを有し、こ
れら液路が所定の配列ピッチで配列されている液体噴射
記録ヘッドにおいて、前記液路のそれぞれの前記液室へ
の開口後方に、前記液路の配列ピッチと同ピッチで配列
された障壁を設けたことを特徴とする。

また、必要に応じて前記障壁からなる列の後方に第２の
障壁からなる列を設け、後列を形成する第２の障壁を前
列の各障壁間後方に配置してち良い。

なお、上述の記録ヘッドの各部位の位置関係は、記録ヘ
ッド内における液体の流れの方向を基準として表現され
たものであり、液体の流れ、すなわち液室から液路の熱
作用部を経て吐出口へのの流れにおけるある点に対する
下流側を前方、上流側を後方とする。

［実施例］ 以下図に従って本発明を具体的に説明する。第１図は本
発明による実施例を示す模式的展開斜視図である。

この記録ヘッドは、基板１上に液路２ｂ、液室８を形成
するための壁４が設けられ、その上部に液体の供給口６
を有する天板５が接合されて液路２ｂ、液室８が形成さ
れる構成を有する。液体の吐出は、液路２ｂに対応して
設けられた熱エネルギー発生体３からの吐出のための熱
エネルギーが液路２ｂ中の液体に作用することにより、
熱エネルギー発生体３の下流、すなわち前方にある吐出
口２ａから行なわれる。

熱エネルギー発生体３としては、電気熱変換体等が利用
でき、熱エネルギー発生体には不図示の吐出用の信号の
人力手段が接続されている。

本発明の記録ヘッドにおいては、液路２ｂ後方（上流側
）、すなわち液路２ｂの液室８開口後方に障壁７が液路
の配列ピッチに合わせて設けられている。この障壁７が
設けられていることによって熱エネルギー発生体３から
の熱が効率良く液路２ｂ内の液体に伝わり、良好な液体
の吐出を行なうことができる。すなわち、液路２ｂ内の
液体の液室８方向への吐出エネルギーの伝搬が障壁７に
よって抑えられるので、吐出エネルギーを効率良く吐出
口２ａ方向に伝えることができる。

更に、吐出口２ａから液滴が吐出された後の前記式（１
）における液体の後退距離ｄを少なくすることもできる
。

従って、液体の吐出のためのエネルギーが液路２ｂ中の
液体に効率良く伝達、利用されるので、吐出口２ａ近傍
の液体の自然乾燥等による粘度増加が生じても、十分な
吐出エネルギーが何年されて、良好な吐出を行なうこと
ができる。すなわち、印字体止後の不吐出をなくすこと
ができる。

更に、前記式（］）におけるｄを減少させることができ
るので、前記式（２）におけるｆを大きくすることがで
きる。

また、必要に応じて障壁７の列の後方（上流側）に、第
２図（ａ）〜（Ｃ）に示すように第２の障壁９の列を設
けても良い。第２の障壁９の列を設けることで、上述の
効果を高めることができる。特に障壁７から液路２ｂ方
向への液体の供給が障壁９の存在によって十分かつ、ス
ムーズに行なわれるようになり、液体の吐出後の吐出口
２ａ方向への液体の供給速度〔前記式（１）のμ〕を高
めることが可能となる。なお、第２の障壁９は、前列を
構成する各障壁７の間に位置するように配置するのが望
ましい。

また、障壁７，９を設ける場合には、第２図（Ｃ）に示
す第１の障壁７の幅　（Ｗ７）及び長さ（Ｌ７）を、液
路の幅（Ｗ２ｂ）及び長さ　（ｘ　２−）より小さく、
更に第２の障壁９の幅　（Ｗ９）を液路壁４ａの幅（Ｗ
ｏ）と同じに、かつ第２の障壁９の長さ　（角、）がＩ
Ｌ９≦３ＸＪ２．となるようにするのが、特に効果的で
、作成が容易であるという点から好ましい。

なお、障壁７．９は、例えばフォトリソグラフィーを利
用した感光性樹脂を用いる方法によって壁４を作成する
際に、露光パターンにこれら障壁形成用のパターンを加
えておくなどの方法により得ることができる。

また、本発明の記録ヘッドにおける液路、吐出口、液室
を形成するための構成、あるいは吐出エネルギーを発生
させるための構成としては、図示されたものに限定され
ず、種々の構成を取り得る。

基板１上に、障壁７，９、液路等を形成する壁４ａを感
光性樹脂により形成し、この基板上に液体供給孔６を有
する覆い板を貼り合わせて、第２図（ａ）　、　（ｂ）
に示す構成を有する液体噴射記録ヘッドを多数作成し、
印字体止後、不吐出現象の起きたヘッド数及び繰り返し
駆動可能周波数を調べた。結果を表１に示す。

表１ ［発明の効果コ 以上のように、本発明に於ては、液路の液室開口後方に
障壁が設けられていることで以下のような効果か得られ
る。

（１）長時間休止後印字した場合の不吐出現象がなくな
る。

（２）障壁７．９を存在させた場合には、液体吐出後の
液路中の液体の移動が障壁９の両側がら十分かつスムー
ズに行なわれ、繰り返し駆動可能周波数ｆを更に上げる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図（ａ）は本発明の液体噴射記録ヘッド
の一例の展開斜視図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のヘ
ッドの液路部分の平面図、第２図（Ｃ）は液路及び障壁
の配置部位の拡大部分斜視図、第３図は従来例に於る液
体噴射記録ヘッドの斜視図、第４図はその液流路部分の
平面図である。 １・・・基板　　　　　　　２　ａ−吐出口２ｂ・・・
液路 ３・・・吐出口エネルギー発生体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液体の吐出口と連通する液路の複数と、これら液路
   に共通の液室とを有し、これら液路が所定の配列ピッチ
   で配列されている液体噴射記録ヘッドにおいて、前記液
   路のそれぞれの前記液室への開口後方に、前記液路の配
   列ピッチと同ピッチで配列された障壁を設けたことを特
   徴とする液体噴射記録ヘッド。 ２）前記障壁からなる列の後方に第２の障壁からなる列
   を設け、後列を形成する第２の障壁を前列の各障壁間後
   方に配置した請求項１に記載の液体噴射記録ヘッド。