JPH03227645A - Liquid jet recording head, substrate for the head, and liquid jet recording device - Google Patents
Liquid jet recording head, substrate for the head, and liquid jet recording deviceInfo
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- JPH03227645A JPH03227645A JP2220690A JP2220690A JPH03227645A JP H03227645 A JPH03227645 A JP H03227645A JP 2220690 A JP2220690 A JP 2220690A JP 2220690 A JP2220690 A JP 2220690A JP H03227645 A JPH03227645 A JP H03227645A
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- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/13—Heads having an integrated circuit
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、電気熱変換素子を有したバブルジェット方式
による液体噴射記録ヘッド、該ヘッド用基板および液体
噴射記録装置に関するものであり、さらに詳しくは、安
価な温度検出手段を備えた高精度な温度検出回路を有す
る液体噴射記録ヘッド、該ヘッド用基板および液体噴射
記録装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a bubble jet type liquid jet recording head having an electrothermal conversion element, a substrate for the head, and a liquid jet recording apparatus. The present invention relates to a liquid jet recording head having a highly accurate temperature detection circuit equipped with inexpensive temperature detection means, a substrate for the head, and a liquid jet recording apparatus.
[従来の技術]
上記のような液体噴射記録ヘッドでは、発熱抵抗体等の
電気熱変換素子による熱エネルギーを利用して膜沸騰現
象を生起させてバブル(気泡)を発生させ、この気泡発
生により生じる圧力によってインク等の液体を吐出して
記録を行う。このような記録ヘッドを駆動すると、発生
した熱エネルギーの一部が前記液体等に蓄熱されるため
に記録動作が進むにつれて記録ヘッドの毎度が徐々に上
昇する。[Prior Art] In the liquid jet recording head as described above, a film boiling phenomenon is generated using thermal energy from an electrothermal conversion element such as a heating resistor to generate bubbles. Recording is performed by ejecting liquid such as ink using the generated pressure. When such a recording head is driven, a portion of the generated thermal energy is stored in the liquid or the like, so that as the recording operation progresses, the power of the recording head gradually increases.
この温度上昇はインク等の液体の粘度、バブルの発生成
長過程等に影響を及ぼし、吐出されるインク等の液体の
量を変化させ、その結果、被記録材に記録されるドツト
径を変化させてしまう。This temperature rise affects the viscosity of liquid such as ink and the process of bubble generation and growth, changing the amount of liquid such as ink that is ejected, and as a result changes the diameter of the dots recorded on the recording material. It ends up.
これは記録画像の画質の劣化を招くものであり、好まし
い現象ではなかった。This caused deterioration in the quality of recorded images, and was not a desirable phenomenon.
これに対し、記録ヘッドの温度を検出し、検出した温度
に応じて、例えば、記録動作の休止等の記録因子の制御
によって、温度を降下させて上記問題を解決している。In contrast, the above problem is solved by detecting the temperature of the print head and lowering the temperature by controlling print factors, such as pausing the print operation, in accordance with the detected temperature.
この解決を可能にするための具体的構成として、記録ヘ
ッドの温度検出を行う手段としての温度検出素子を設け
、この素子の出力情報を基に上記制御を行う構成が知ら
れている。その−例を第3図に示す。As a specific configuration for making this solution possible, a configuration is known in which a temperature detection element is provided as a means for detecting the temperature of the print head, and the above-mentioned control is performed based on the output information of this element. An example of this is shown in FIG.
第3図は記録ヘッドの模式的斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view of the recording head.
この図から明らかなように、半導体基板(ヒータボード
)2の端部に図示しない電気熱変換素子が形成され、−
8この上に内部に液室を形成する天板3を配設すること
により吐出口(オリフィス)4が形成され、温度検出部
は例えばマザーボード5上の位置6あるいは半導体基板
2上の位置7に設けられる。この温度検出部の具体例を
第4図(A)および(B)に示す。As is clear from this figure, an electrothermal transducer (not shown) is formed at the end of the semiconductor substrate (heater board) 2, and -
8 A discharge port (orifice) 4 is formed by disposing a top plate 3 that forms a liquid chamber therein, and a temperature detection section is placed, for example, at a position 6 on the motherboard 5 or at a position 7 on the semiconductor substrate 2. provided. A specific example of this temperature detection section is shown in FIGS. 4(A) and 4(B).
第4図(A)はマザーボード5上に温度センサとしての
サーミスタ8を取り付けた例を示す。この構成ではサー
ミスタ8を別部材として付加しなければならず、部品点
数上、従って製造工程上不利となることは言うまでもな
い。FIG. 4(A) shows an example in which a thermistor 8 as a temperature sensor is mounted on the motherboard 5. In this configuration, the thermistor 8 must be added as a separate member, which is disadvantageous in terms of the number of parts and therefore the manufacturing process.
一方、第4図(B)はPN接合を有するダイオード9を
単結晶シリコンからなる半導体基板2上に半導体プロセ
スにて形成し、そのダイオード特性を利用して温度セン
サとする構成である。すなわち、電気熱変換体の設けら
れる基板に半導体プロセスにて温度センサを作り込むこ
とにより、高機能化、高集積化、低コスト化を計ること
ができている。なお、図中、符号1oはA(l電極、1
1はS i02からなる絶縁層である。On the other hand, FIG. 4(B) shows a configuration in which a diode 9 having a PN junction is formed on a semiconductor substrate 2 made of single-crystal silicon by a semiconductor process, and the diode characteristics are used as a temperature sensor. That is, by fabricating a temperature sensor using a semiconductor process on a substrate on which an electrothermal converter is provided, it is possible to achieve higher functionality, higher integration, and lower cost. In addition, in the figure, the code 1o indicates A (l electrode, 1
1 is an insulating layer made of Si02.
第5図は前記第4図(B)に示したダイオードの等価回
路を示したものである。図においてAからB方向に電流
が流れると、ダイオード順方向の電圧降下■、が生ずる
。一般に、順方向電圧降下■、は、温度変化に応じて変
化し、この変化量を利用して温度の検出を行う。FIG. 5 shows an equivalent circuit of the diode shown in FIG. 4(B). In the figure, when a current flows from A to B, a voltage drop (2) occurs in the forward direction of the diode. Generally, the forward voltage drop (2) changes in response to temperature changes, and the temperature is detected using this amount of change.
また、■、の値はダイオード内を流れる電流密度によっ
ても変化する値であり、電流値を一定にすれば、ダイオ
ード9において検出される順方向電圧降下値は温度のみ
の関数となる。すなわち、■、と温度の関係は
V、、<kT/q−1n(Ip/Is)
(1)と表され、(1)式において、klqはそれぞれ
波数、電子の電荷と呼ばれる定数である。また、■、は
PN接合の面積から導かれる一定の電流定数、IFは順
方向電流値、Tは絶対温度である。Further, the value of (■) changes depending on the current density flowing in the diode, and if the current value is kept constant, the forward voltage drop value detected in the diode 9 becomes a function only of temperature. In other words, the relationship between ■ and temperature is V, <kT/q-1n(Ip/Is)
(1) In equation (1), klq are constants called wave number and electron charge, respectively. In addition, (2) is a constant current constant derived from the area of the PN junction, IF is a forward current value, and T is an absolute temperature.
従って、ダイオードに流す順方向の電流値IFを固定す
れば、順方向電圧■、は、Tのみの関数として表すこと
ができる。すなわち、
V 、< a T ただし、a=に/q ・In(I
F/I、) (2)したがって、ダイオード製造工
程に起因してその特性にバラツキが生じると、このバラ
ツキにより■1値がばらついてしまうことになる。すな
わち、第6図は、前記(2)式の関係を示す測定結果の
線図であるが、この第6図によると、あるヘッドAと同
じ製造プロセスで作成した別のへラドBでは25℃にて
30mVのバラツキが生じている(6″丁)。これを温
度に換算すると、15℃の検出誤差となってあられれて
きてしまう。仮にこれらのヘッドをそのまま同じ条件で
駆動するような使用を行うとすると、正確な温度検知が
できなくなり、低温時にはパワー不足になり、不吐が生
じたり、あるいは高温時には制御がうまく働かずにヘッ
ドが過熱したり、画像品位の低下を招く。さらにはヘッ
ドの寿命低下の原因にもなる。Therefore, if the forward current value IF flowing through the diode is fixed, the forward voltage (2) can be expressed as a function only of T. That is, V , < a T However, a=to/q ・In(I
F/I, ) (2) Therefore, if variations occur in the characteristics due to the diode manufacturing process, this variation will cause the 1 value to vary. That is, FIG. 6 is a diagram of the measurement results showing the relationship of equation (2) above, and according to this FIG. There is a 30mV variation in the temperature (6″ head).If this is converted to temperature, it becomes a detection error of 15℃.If these heads were to be driven under the same conditions, If this is done, accurate temperature detection will not be possible, power will be insufficient at low temperatures, resulting in non-ejection, or control will not work properly at high temperatures, leading to overheating of the head and deterioration of image quality.Furthermore, It also causes a reduction in the life of the head.
第7図は、このような温度検出センサー用ダイオードを
発熱抵抗体と一体に基板2に作り込んだ図である。図中
符号12は発熱抵抗体であり、13は温度検出センサー
用ダイオード、14は低温時に基板2を温めるために用
いるサブヒータである。FIG. 7 is a diagram in which such a diode for a temperature detection sensor is integrated with a heating resistor into the substrate 2. In the figure, reference numeral 12 is a heating resistor, 13 is a diode for a temperature detection sensor, and 14 is a sub-heater used to warm the substrate 2 at low temperatures.
[発明が解決しようとする課題]
ところで、上記従来例では、第6図のダイオード順方向
電圧■、の特性から明らかなように、記録ヘッドの使用
温度範囲、例えば0℃〜50℃に対して■、の値は約0
.6〜0.5■の範囲しか変化せず、その変化量は0.
IVである。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the above conventional example, as is clear from the characteristics of the diode forward voltage (■) in FIG. ■The value of is approximately 0
.. It changes only in the range of 6 to 0.5■, and the amount of change is 0.
It is IV.
したがって、0.1■の変化範囲の中で正確な温度検出
を行うのは、極めて高精度な電圧検出手段が要求され、
仮にそのような電圧検出手段を構成しようとすれば記録
ヘッドのコストアップにつながるという問題点を生ずる
ものであった。Therefore, in order to accurately detect temperature within a variation range of 0.1■, an extremely highly accurate voltage detection means is required.
If such a voltage detection means were to be constructed, a problem would arise in that the cost of the recording head would increase.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは高精度な電圧検出手段を用いずに、
安価な温度検出手段を備えた温度検出回路を有する液体
噴射記録ヘッド、該ヘッド用基板および液体噴射記録装
置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to
It is an object of the present invention to provide a liquid jet recording head having a temperature detection circuit equipped with an inexpensive temperature detection means, a substrate for the head, and a liquid jet recording apparatus.
[課題を解決するための手段]
前記課題を解決するために、本発明では、液体を吐出す
るための吐出口と、前記吐出口に対応して設けられ電体
を吐出するために利用される熱エネルギーを一発生する
熱エネルギー発生素子と温度検出素子とが設けられてい
る基板とを有する液体噴射記録ヘッドにおいて、前記温
度検出回路と、この温度検出素子の出力を増幅する手段
とを前記基板上に一体に形成したことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention includes a discharge port for discharging a liquid, and a discharge port provided corresponding to the discharge port and used for discharging an electric body. In a liquid jet recording head having a substrate provided with a thermal energy generating element that generates thermal energy and a temperature detecting element, the temperature detecting circuit and means for amplifying the output of the temperature detecting element are mounted on the substrate. It is characterized by being integrally formed on the top.
また、本発明では、膜沸騰(現象)を生起する熱エネル
ギーを発生可能な熱エネルギー発生素子が設シナられな
記録ヘッド用基板において、温度検出素子および該温度
検出素子の出力を増幅する手段を一体に形成してなるこ
とを特徴とする。Further, in the present invention, in a recording head substrate in which a thermal energy generating element capable of generating thermal energy that causes film boiling (phenomenon) is not installed, a temperature detecting element and a means for amplifying the output of the temperature detecting element are provided. It is characterized by being integrally formed.
さらに、本発明に係る液体噴射記録装置(インクジェッ
ト記録装置)では、上記ヘッドと、該記録ヘッドにイン
クを供給するための手段と、前記記録ヘッドによる記録
位置に記録媒体を搬送する手段とを兵なえたことを特徴
とする。Furthermore, in the liquid jet recording apparatus (inkjet recording apparatus) according to the present invention, the head, means for supplying ink to the recording head, and means for conveying a recording medium to a recording position by the recording head are combined into a single unit. It is characterized by a withers.
[作用]
このように、本発明では、温度検出素子、例えばダイオ
ードの出力を直接ヘッド外部に取り出さずに、このダイ
オードの出力を増幅させるための増幅回路をダイオード
と同一基板上に一体に形成し、この作り込みによりダイ
オードの順電圧降下■、の変化の検出を容易に行えるよ
うにした。[Function] As described above, in the present invention, an amplifier circuit for amplifying the output of the temperature detection element, such as a diode, is integrally formed on the same substrate as the diode, without directly taking out the output of the diode to the outside of the head. This design makes it easy to detect changes in the forward voltage drop of the diode.
[実施例1]
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳しく説明する
。[Example 1] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は、本発明に係る記録ヘッドを構成するダイオー
ド出力回路(温度検出回路)の一実施例である。この回
路は、温度検出センサー用ダイオード(温度検出素子)
13と、増幅用トランジスタ21および2個の抵抗R1
、R2とを有する増幅回路部(温度検出素子の出力を増
幅する手段)22とを有してなり、次のように動作する
。FIG. 1 shows an embodiment of a diode output circuit (temperature detection circuit) constituting a recording head according to the present invention. This circuit uses a diode for temperature detection sensor (temperature detection element)
13, an amplification transistor 21 and two resistors R1
, R2 (means for amplifying the output of the temperature detection element) 22, and operates as follows.
本記録ヘッド外部から端子Aを介して一定電圧である基
準電位(Vref) 23を入力させる。温度検出セン
サー用ダイオード13の■、は、温度により変化する。A reference potential (Vref) 23, which is a constant voltage, is input from outside the recording head via terminal A. 2 of the temperature detection sensor diode 13 changes depending on the temperature.
前記第6図がらも明らがなように、温度が低いときは■
、値は大きく、温度が高くなるにつれ、■1値が小さく
なるという負の勾配をもつ。そこで、基準電位23をベ
ースに温度センサー用ダイオード13をエミッタに接続
することによってペース−エミッタ間の電圧を変化させ
、これにより増幅トランジスタ21に流す電流Icを変
化させる。すると、■ccに結合されている抵抗kを流
れる電流も変化するので、出力端子24にあられれる電
位■。As is clear from Figure 6 above, when the temperature is low, ■
, has a large value, and has a negative slope in which the 1 value decreases as the temperature increases. Therefore, by connecting the emitter of the temperature sensor diode 13 based on the reference potential 23, the voltage between the pace and the emitter is changed, thereby changing the current Ic flowing through the amplification transistor 21. Then, the current flowing through the resistor k connected to ■cc also changes, so that the potential ■ appearing at the output terminal 24 changes.
は、
Vo=Vcc−R,・Ic
となり、温度検出センサー用ダイオード13の順電圧降
下の変化が増幅され、検出することが容易となる。Vo=Vcc-R, .Ic, and the change in the forward voltage drop of the temperature detection sensor diode 13 is amplified, making it easy to detect.
第2図は上記ダイオード13および増幅回路部22が基
板2上に作り込まれたヒータボードの構成図である。こ
のヒータボード上には、発熱抵抗体12と、温度検出セ
ンサー用ダイオード13と、サブヒータ14と、増幅回
路部22とが一体となって半導体プロセスにより作り込
まれている。FIG. 2 is a configuration diagram of a heater board in which the diode 13 and the amplifier circuit section 22 are built on the substrate 2. On this heater board, a heating resistor 12, a temperature detection sensor diode 13, a sub-heater 14, and an amplifier circuit section 22 are integrally fabricated by a semiconductor process.
第15図は増幅回路部22を示す模式的断面図である。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the amplifier circuit section 22. FIG.
61はP型車結晶シリコン基板、62はn+型のコレク
タ埋込層、63はエピタキシャル成長により形成したn
型コレクタ層、64はP型ペース層ミロ5はn+型エミ
ッタ、6eはn+型オーミックコンタクト層である。こ
のような構成のnpnバイポーラトランジスタにより増
幅トランジスタ21が構成される。67.68−169
は酸化シリコンからなる絶縁膜である。70は温度検出
センサ用ダイオードのアノードに接続されるスパッタリ
ングにより形成されパターンニングされたAQ から
なるエミッタ配線、71,72は、同様に形成されたコ
レクタ配線およびベース配線である。抵抗R0、R1は
拡散抵抗あるいは薄膜抵抗で構成されており、やはり同
一基板上に形成されている。61 is a P type wheel crystal silicon substrate, 62 is an n+ type collector buried layer, and 63 is an n layer formed by epitaxial growth.
64 is a P-type space layer, Miro 5 is an n+ type emitter, and 6e is an n+ type ohmic contact layer. The amplification transistor 21 is constituted by an npn bipolar transistor having such a configuration. 67.68-169
is an insulating film made of silicon oxide. 70 is an emitter wiring formed by sputtering and patterned AQ connected to the anode of the temperature detection sensor diode, and 71 and 72 are collector wiring and base wiring formed in the same manner. The resistors R0 and R1 are composed of diffused resistors or thin film resistors, and are also formed on the same substrate.
以上のように、本例ではダイオードセンサとその増幅回
路とを同一の半導体基板上に作り込んでいるので、大き
な出力信号が得られ、かつセンサと増幅回路との間のA
e 配線部分が短くなるので、SN比の高い出力信号が
得られバブルジェット特有の熱の問題に対して細やかな
制御が行なわれ得る。As described above, in this example, the diode sensor and its amplifier circuit are built on the same semiconductor substrate, so a large output signal can be obtained, and the A
e Since the wiring portion is short, an output signal with a high signal-to-noise ratio can be obtained, and fine control can be performed to solve the problem of heat peculiar to bubble jets.
また、以下に詳述する実施例の増幅回路もこのトランジ
スタ素子を利用したもの−となっている。Further, the amplifier circuit of the embodiment described in detail below also utilizes this transistor element.
[実施例2丁
第8図に本発明の第2の実施例を示す。本実施例では、
温度検出回路は、温度検出センサー用ダイオード13、
増幅トランジスタ21、ツェナダイオード31および抵
抗R1、R2より構成される。この構成において、前記
増幅トランジスタ21、ツェナダイオード31および抵
抗R2、R2は、増幅回路部22を構成している。[Embodiment 2 A second embodiment of the present invention is shown in FIG. In this example,
The temperature detection circuit includes a temperature detection sensor diode 13,
It is composed of an amplification transistor 21, a Zener diode 31, and resistors R1 and R2. In this configuration, the amplification transistor 21, Zener diode 31, and resistors R2, R2 constitute an amplification circuit section 22.
前記第1の実施例では基準電位はヘッド外部から与えら
れるのに対し、本実施例では、ツェナダイオードを内部
に作り込んだものである。増幅トランジスタ21は、ツ
ェナダイオード31に対し、温度検出センサー用ダイオ
ード13の■、変化を比較することにより、増幅作用を
行う。In the first embodiment, the reference potential is applied from outside the head, whereas in this embodiment, a Zener diode is built inside the head. The amplification transistor 21 performs an amplification effect by comparing the change in the temperature detection sensor diode 13 with respect to the Zener diode 31.
本実施例によると、外部で基準電圧をつくり、ヘッドに
供給する必要がないので、本体側の負担が減るほか、バ
ット数を減少させることができる。According to this embodiment, there is no need to create a reference voltage externally and supply it to the head, which reduces the burden on the main body and also reduces the number of butts.
[実施例3]
第9図に本発明の第3の実施例を示す。本実施例では、
その温度検出回路は、温度検出センサー用ダイオード1
3、オペアンプ41、抵抗R2、R1より構成される。[Embodiment 3] FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention. In this example,
The temperature detection circuit consists of diode 1 for temperature detection sensor.
3. Consists of an operational amplifier 41 and resistors R2 and R1.
この構成において、前記オペアンプ41および抵抗R,
Rは、増幅回路部22を構成している。In this configuration, the operational amplifier 41 and the resistor R,
R constitutes an amplifier circuit section 22.
前記第1図および第8図の場合、増幅素子としてトラン
ジスタを作り込んでいるのに対し、本実施例ではオペア
ンプを作り込んで回路を構成することにより利得の高い
出力42を得ることが可能である。また、これらの増幅
回路は第2図に示したように吐出用の発熱抵抗体と離れ
ており、かつ基板両端に分れて二つ設けられているので
、互いにクロストークを起こすことがなく、基板全体の
温度分布を検出し易い構成となっている。In the cases of FIGS. 1 and 8, a transistor is built in as an amplification element, whereas in this embodiment, an operational amplifier is built in to configure the circuit, thereby making it possible to obtain an output 42 with a high gain. be. In addition, as shown in Figure 2, these amplifier circuits are separated from the ejection heat generating resistor, and two are provided on both ends of the substrate, so there is no crosstalk between them. The configuration makes it easy to detect the temperature distribution over the entire board.
[記録ヘッドを適用した装置の実施例1以上説明したよ
うな基板を用いて第3図のような記録ヘッドを構成する
ことができ、さらに、そのような記録ヘッドを用いて以
下のような装置を構成することができる。[Example 1 of a device to which a recording head is applied The recording head as shown in FIG. can be configured.
第10図ないし第14図は、以上の構成の記録ヘッドが
実施もしくは適用されて好適なインクジェットユニット
IJU 、インクジェットヘッドIJH、インクタンク
IT、インクジェットカートリッジIJC、インクジェ
ット記録装置本体IJRA。10 to 14 show an inkjet unit IJU, an inkjet head IJH, an ink tank IT, an inkjet cartridge IJC, and an inkjet recording apparatus main body IJRA in which the recording head having the above configuration is implemented or applied.
キャリッジHCのそれぞれ、およびそれぞれの関係を説
明するための説明図である。以下これらの図面を用いて
各部構成の説明を行う。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining each of the carriages HC and the relationship between them. The configuration of each part will be explained below using these drawings.
本例でのインクジェットカートリッジIJCは、第11
図の斜視図から明らかなように、インクの収納割合が大
きくなっているもので、インクタンクITの前方面より
もわずかにインクジェットユニットIJUの先端部が突
出した形状である。このインクジェットカートリッジI
JCは、インクジェット記録装置本体IJRAに載置さ
れているキャリッジHC(第13図)の後述する位置決
め手段および電気的接点とによって固定支持されると共
に、該キャリッジHCに対して着脱可能なディスポーザ
ブルタイプである。本例第10図ないし第14図には、
本発明の成立段階において成された数々の発明が適用さ
れた構成となっているので、これらの構成を簡単に説明
しながら、全体を説明することにする。The inkjet cartridge IJC in this example is the 11th inkjet cartridge IJC.
As is clear from the perspective view, the storage ratio of ink is large, and the tip of the inkjet unit IJU is slightly protruded from the front surface of the ink tank IT. This inkjet cartridge I
The JC is fixedly supported by a positioning means and electrical contacts (described later) of a carriage HC (FIG. 13) mounted on the inkjet recording apparatus main body IJRA, and is a disposable type that can be attached to and detached from the carriage HC. be. In this example, FIGS. 10 to 14 show
Since the configuration is to which a number of inventions made at the stage of establishment of the present invention are applied, the entire configuration will be explained while briefly explaining these configurations.
(i)インクジェットユニットIJU構成説明インクジ
ェットユニットIJUは、電−気信号に応じて膜沸騰を
インクに対して生じせしめるための熱エネルギを生成す
る電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェット方式
のユニットである。(i) Inkjet unit IJU configuration description The inkjet unit IJU is a bubble jet system that performs recording using an electrothermal transducer that generates thermal energy to cause film boiling in ink in response to electrical signals. It is a unit.
第10図において、100はSi基板上に複数の列状に
配された電気熱変換体く吐出ヒータ)と、これに電力を
供給するA 等の電気配線とが成膜技術により形成され
て成る上記構成のヒータボードである。1200はヒー
タボード100に対する配線基板であり、ヒータボード
100の配線に対応する配線(例えばワイヤボンディン
グにより接続される)と、この配線の端部に位置し本体
装置からの電気信号を受けるバッド1201とを有して
いる。In Fig. 10, reference numeral 100 is composed of electrothermal transducers (discharge heaters) arranged in a plurality of rows on a Si substrate, and electrical wiring such as A for supplying power to the heaters, which are formed by film-forming technology. This is a heater board having the above configuration. Reference numeral 1200 denotes a wiring board for the heater board 100, which includes wiring corresponding to the wiring of the heater board 100 (for example, connected by wire bonding), and a pad 1201 located at the end of this wiring and receiving electrical signals from the main device. have.
1300は複数のインク流路をそれぞれ区分するための
隔壁や共通液室等を設けた溝付天板で、インクタンクか
ら供給されるインクを受けて共通液室へ導入するインク
受は口1500と、吐出口を複数有するオリツーイスプ
レート400を=体成型したものである。これらの一体
成型材料としてはポリサルフォンが好ましいが、他の成
型用樹脂材料でも良い。1300 is a grooved top plate provided with partition walls and a common liquid chamber for dividing a plurality of ink flow paths, and an ink receiver that receives ink supplied from an ink tank and introduces it into the common liquid chamber has an opening 1500. , an ori-two-chair plate 400 having a plurality of discharge ports is molded into a body. Although polysulfone is preferable as the material for integrally molding these, other resin materials for molding may also be used.
300は配線基板1200の裏面を平面で支持する例え
ば金属製の支持体で、インクジェットユニットの底板と
なる。500は押えばねであり、M字形状でそのM字の
中央で共通液室を押圧すると共に前だれ部501で液路
の一部を線圧で押圧する。ヒータボード100および天
板1300を押えばねの足部が支持体300の穴312
1を通って支持体300の裏面側に係合することでこれ
らを挾み込んだ状態で両者を係合させることにより、押
えばね500とその前だれ部501の付勢力によってヒ
ータボード100と天板1300とを圧着固定する。又
、支持体300は、インクタンクITの2つの位置決め
凸起1012および位置決め且つ熱融着保持用凸起18
00.1801に係合する位置決め用穴312.190
0.2000を有する他、装置本体IJRAのキャリッ
ジHCに対する位置決め用の突起2500゜2600を
裏面側に有している。加えて支持体300はインクタン
クからのインク供給を可能とするインク供給管2200
(後述)を貫通可能にする穴320をも有している。Reference numeral 300 denotes a support made of metal, for example, which supports the back surface of the wiring board 1200 on a flat surface, and serves as a bottom plate of the inkjet unit. Reference numeral 500 denotes a pressing spring, which has an M-shape and presses the common liquid chamber at the center of the M-shape, and also presses a part of the liquid path with linear pressure at the front sagging portion 501. The feet of the springs that press the heater board 100 and the top plate 1300 fit into the holes 312 of the support body 300.
By engaging the back side of the support body 300 through 1 and engaging the two in a state where they are sandwiched, the heater board 100 and the top The plate 1300 is crimped and fixed. Further, the support body 300 has two positioning protrusions 1012 of the ink tank IT and a protrusion 18 for positioning and heat-sealing retention.
Positioning hole 312.190 that engages with 00.1801
In addition to having a diameter of 0.2000, it also has protrusions 2500° and 2600° on the back side for positioning the apparatus main body IJRA with respect to the carriage HC. In addition, the support 300 has an ink supply pipe 2200 that allows ink to be supplied from an ink tank.
It also has a hole 320 that allows it to pass through (described later).
支持体300に対する配線基板200の取付は、接着剤
等で貼着して行われる。The wiring board 200 is attached to the support body 300 by adhering it with an adhesive or the like.
尚、支持体300の凹部2400.2400は、それぞ
れ位置決め用突起2500.2600の近傍に設けられ
ており、組立てられたインクジェットカートリッジIJ
C(第11図)において、その周囲の3辺を平行溝30
00.3001の複数で形成されたヘッド先端域の延長
点にあって、ゴミやインク等の不要物が突起2500.
2600に至ることがないように位置している。この平
行溝3000が形成されている。蓋部材800は、第1
0図でわかるように、インクジェットカートリッジIJ
Cの外壁を形成すると共に、インクジェットユニットI
JUを収納する空間部を形成
している。又、この平行溝3001が形成されているイ
ンク供給部材600は、前述したインク供給管2200
に連続するインク導管1600を供給管2200側が固
定の片持ちばっとして形成し、インク導管の固定側とイ
ンク供給管2200との毛管現象を確保するための封止
ビン602が挿入されている。尚、601はインクタン
クITと供給管2200との結合シールを行うパツキン
、700は供給管のタンク側端部に設けられたフィルタ
ーである。Note that the recesses 2400 and 2400 of the support body 300 are provided near the positioning protrusions 2500 and 2600, respectively, so that the assembled inkjet cartridge IJ
C (Fig. 11), the three sides around it are parallel grooves 30.
At the extension point of the head tip area formed by a plurality of projections 2500.
It is located so that it does not reach 2600. This parallel groove 3000 is formed. The lid member 800 has a first
As you can see in figure 0, the inkjet cartridge IJ
In addition to forming the outer wall of C, the inkjet unit I
A space is formed to accommodate the JU. Further, the ink supply member 600 in which this parallel groove 3001 is formed is similar to the ink supply pipe 2200 described above.
The ink conduit 1600 continuous to the ink conduit 1600 is formed as a cantilever with the supply tube 2200 side fixed, and a sealing bottle 602 is inserted to ensure capillarity between the fixed side of the ink conduit and the ink supply tube 2200. Note that 601 is a gasket for sealing the connection between the ink tank IT and the supply pipe 2200, and 700 is a filter provided at the tank side end of the supply pipe.
このインク供給部材600は、モールド成型されている
ので、安価で位置精度が高く形成製造上の精度低下を無
くしているだけでなく、片持ちばりの導管1600によ
って大量生産時においても導管1600の上述インク受
は口1500に対する圧接状態が安定化できる。本例で
は、この圧接状態下で封止用接着剤をインク供給部材側
から流し込むだけで、完全な連通状態を確実に得ること
ができている。尚、インク供給部材600の支持体30
0に対する固定は、支持体300の穴1901.190
2に対するインク供給部材600の裏面側ビン(不図示
)を支持体300の穴1901.1902を介して貫通
突出せしめ、支持体300の裏面側に突出した部分を熱
融着することで簡単に行われる。尚、この熱融着された
裏面部のわずかな突出領域は、インクタンクITのイン
クジェットユニットIJU取付面側壁面のくぼみ(不図
示)内に収められるのでユニットIJUの位置決め面は
正確に得られる。Since this ink supply member 600 is molded, it is not only inexpensive and has high positional accuracy, eliminating deterioration in precision during manufacturing, but also allows the above-mentioned conduit 1600 to be used during mass production due to the cantilevered conduit 1600. The ink receiver can be kept in stable pressure contact with the opening 1500. In this example, complete communication can be reliably achieved by simply pouring the sealing adhesive from the ink supply member side under this pressure-contact state. Note that the support body 30 of the ink supply member 600
0 is fixed by holes 1901 and 190 in the support 300.
This can easily be done by projecting the back side bottle (not shown) of the ink supply member 600 for the support 300 through the holes 1901 and 1902 of the support 300, and heat-sealing the protruding part to the back side of the support 300. be exposed. Incidentally, since the slight protruding area of this heat-sealed back surface portion is accommodated in a recess (not shown) in the side wall surface of the inkjet unit IJU mounting surface of the ink tank IT, an accurate positioning surface for the unit IJU can be obtained.
(ii)インクタンクIT構成説明
インクタンクは、カートリッジ本体1000と、インク
吸収体900とインク吸収体900をカートリッジ本体
1000の上記ユニッ)IJU取付面とは反対側の側面
から挿入した後、これを封止する蓋部材1100とで構
成されている。(ii) Ink tank IT configuration description After inserting the cartridge main body 1000, ink absorber 900, and ink absorber 900 into the cartridge main body 1000 from the side opposite to the IJU mounting surface, and a lid member 1100 for sealing.
900はインクを含浸させるための吸収体であり、カー
トリッジ本体1000内に配置される。Reference numeral 900 denotes an absorber for impregnating ink, and is disposed within the cartridge body 1000.
1220は上記各部100〜600からなるユニットI
JUに対してインクを供給するための供給口であると共
に、当該ユニットをカートリッジ本体1000の部分1
010に配置する前の工程で供給口1220よリインク
を注入することにより吸収体900のインク含浸を行う
ための注入口でもある。1220 is a unit I consisting of the above-mentioned parts 100 to 600.
It is a supply port for supplying ink to the JU, and also connects the unit to part 1 of the cartridge body 1000.
It is also an injection port for impregnating the absorber 900 with ink by injecting ink through the supply port 1220 in a step before disposing it in the absorber 900.
この本例では、インクを供給可能な部分は、大気連通口
とこの供給口とになるが、インク吸収体からのインク供
給性を良好に行うための本体1000内リブ2300と
蓋部材1100の部分リブ2500゜2400とによっ
て形成されたタンク内空気存在領域を、大気連通口14
01側から連続させてインク供給口1200から最も遠
い角部域にわたって形成している構成をとっているので
、相対的に良好かつ均一な吸収体へのインク供給は、こ
の供給口1200側から行われることが重要である。こ
の方法は実用上極めて有効である。このリブ1000は
、インクタンクの本体1000の後方面において、キャ
リッジ移動方向に平行なリブを4本有し、吸収体が後方
面に密着することを防止している。また、部分リブ24
00、2500は、同様にリブ1000に対して対応す
る延長上にある蓋部材1100の内面に設けられている
が、リブ1000とは異なり分割された状態となってい
て空気の存在空間を前者より増加させている。In this example, the parts that can supply ink are the atmosphere communication port and this supply port, but the ribs 2300 in the main body 1000 and the lid member 1100 are used to ensure good ink supply from the ink absorber. The air existing area in the tank formed by the ribs 2500 and 2400 is connected to the atmosphere communication port 14.
Since the ink is formed continuously from the 01 side and extends over the farthest corner area from the ink supply port 1200, relatively good and uniform ink supply to the absorber can be achieved from the supply port 1200 side. It is important that This method is extremely effective in practice. This rib 1000 has four ribs parallel to the carriage movement direction on the rear surface of the main body 1000 of the ink tank, and prevents the absorber from coming into close contact with the rear surface. In addition, the partial rib 24
00 and 2500 are similarly provided on the inner surface of the lid member 1100 on the corresponding extension to the rib 1000, but unlike the rib 1000, they are in a divided state and the space in which air exists is more concentrated than the former. It is increasing.
尚、部分リブ2500.2400は蓋部材1000の全
面積の半分以下の面に分散された形となっている。これ
らのリブによってインク吸収体のタンク供給口1200
から最も遠い角部の領域のインクをより安定させつつも
確実に供給口1200側へ毛管力で導びくことができた
。1401はカートリッジ内部を大気に連通ずるために
蓋部材に設けた大気連通口である。It should be noted that the partial ribs 2500 and 2400 are distributed over half or less of the total area of the lid member 1000. These ribs allow the tank supply port 1200 of the ink absorber to
The ink in the corner region farthest from the ink could be more stably guided to the supply port 1200 side by capillary force. Reference numeral 1401 denotes an atmosphere communication port provided in the lid member to communicate the inside of the cartridge with the atmosphere.
1400は大気連通口1401の内方に配置される撥液
材であり、これにより大気連通口1400がらのインク
漏洩が防止される。Reference numeral 1400 is a liquid repellent material placed inside the atmosphere communication port 1401, which prevents ink from leaking through the atmosphere communication port 1400.
前述したインクタンクITのインク収容空間は長方体形
状であり、その長辺を側面にもつ場合であるので上述し
たリブの配置構成は特に有効であるが、キャリッジの移
動方向に長辺を持つ場合または立方体の場合は、蓋部材
1tooの全体にリブを設けるようにすることでインク
吸収体900からのインク供給を安定化できる。The ink storage space of the ink tank IT described above has a rectangular shape with its long sides on the sides, so the arrangement of the ribs described above is particularly effective. In the case of a case or a cube, the ink supply from the ink absorber 900 can be stabilized by providing ribs on the entire lid member 1too.
また、インクタンクITの上記ユニットIJUの取付面
の構成は第12図によって示されている。Further, the configuration of the mounting surface of the unit IJU of the ink tank IT is shown in FIG. 12.
オリフィスプレート4ooの突出口のほぼ中心を通って
、タンクITの底面もしくはキャリッジの表面の載置基
準面に平行な直線をLlとすると、支持体300の穴3
12に係合する2つの位置決め凸起1012はこの直線
Ll上にある。この凸起1o12の高さは支持体300
の厚みよりわずかに低く、支持体300の位置決めを行
う。この図面上で直線L1の延長上には、キャリッジの
位置決め用フック4001の90°角の係合面4002
が係合する爪2100が位置しており、キャリッジに対
する位置決めの作用力がこの直線L1を含む上記基準面
に平行な面領域で作用するように構成されている。第4
図で後述するが、これらの関係は、インクタンクのみの
位置決めの精度がヘッドの吐出口の位置決め精度と同等
となるので有効な構成となる。If Ll is a straight line that passes approximately through the center of the protrusion of the orifice plate 4oo and is parallel to the mounting reference plane on the bottom of the tank IT or the surface of the carriage, then the hole 3 in the support 300
The two positioning projections 1012 that engage with the positioning projections 1012 are located on this straight line Ll. The height of this protrusion 1o12 is the support body 300
The support 300 is positioned slightly lower than the thickness of the support 300. In this drawing, on the extension of the straight line L1 is a 90° engagement surface 4002 of the carriage positioning hook 4001.
The claw 2100 that engages with is positioned so that the positioning force for the carriage acts on a plane region parallel to the reference plane that includes this straight line L1. Fourth
As will be described later with reference to the drawings, these relationships are effective because the positioning accuracy of only the ink tank is equivalent to the positioning accuracy of the ejection ports of the head.
また、支持体300のインクタンク側面への固定用穴1
900.2000にそれぞれ対応するインクタンクの突
起1800.1801は前述の凸起1012よりも長く
、支持体300を貫通して突出した部分を熱融着して支
持体300をその側面に固定するためのものである。上
述の線L1に垂直でこの突起1800を通る直線をL3
、突起1801を通る直線をLlとしたとき、直!L3
上には上記供給口1200のほぼ中心が位置するので、
供給部の口1200と供給管2200との結合状態を安
定化する作用をし、落下や衝撃によってもこれらの結合
状態への負荷を軽減できるので好ましい構成である。ま
た、直線L2. L3は一致していす、ヘッドIJHの
吐出口側の凸起1012周辺に突起1800.1801
が存在して〜するので、さらにヘッドIJHのタンクに
対する位置決めの補強効果を生んでいる。尚、L4で示
される曲線は、インク供給部材600の装着時の外壁位
置である。In addition, the fixing hole 1 on the side surface of the ink tank of the support body 300 is
The protrusions 1800 and 1801 of the ink tank corresponding to 900 and 2000 are longer than the above-mentioned protrusions 1012, and the parts that penetrate through the support 300 are heat-sealed to fix the support 300 to the side surface thereof. belongs to. A straight line that is perpendicular to the above-mentioned line L1 and passes through this protrusion 1800 is L3.
, when the straight line passing through the protrusion 1801 is Ll, straight! L3
Since almost the center of the supply port 1200 is located above,
This is a preferable configuration because it works to stabilize the bonded state between the mouth 1200 of the supply section and the supply pipe 2200, and reduces the load on these bonded states even when dropped or impacted. Also, straight line L2. L3 matches the chair, and there are protrusions 1800 and 1801 around the protrusion 1012 on the ejection port side of the head IJH.
The presence of ~ further produces the effect of reinforcing the positioning of the head IJH with respect to the tank. Note that the curve indicated by L4 is the outer wall position when the ink supply member 600 is attached.
突起1800.1801はその曲線L4に沿っているの
で、ヘッドIJHの先端側構成の重量に対しても充分な
強度と位置精度を与えている。尚、2700はインクタ
ンクITの先端ツバで、キャリッジの前板4000の穴
に挿入されて、インクタンクの変位が極端に悪くなるよ
うな異変時に対して設けられている。2101は、キャ
リッジHCとのさらなる位置決め部との係合部である。Since the protrusions 1800 and 1801 are along the curve L4, they provide sufficient strength and positional accuracy even for the weight of the distal end side configuration of the head IJH. Reference numeral 2700 denotes a tip collar of the ink tank IT, which is inserted into a hole in the front plate 4000 of the carriage and is provided in case of an abnormal situation where the displacement of the ink tank becomes extremely poor. Reference numeral 2101 denotes an engaging portion with a further positioning portion for the carriage HC.
インクタンクITは、ユニットIJUを装着された後に
蓋800で覆うことで、ユニットIJUを下方開口を除
いて包囲する形状となるが、インクジェットカートリッ
ジIJCとしては、キャリッジHCに載置するための下
方開口はキャリッジHCと近接するため、実質的な4方
包「空間を形成してしまう。従って、この包囲空間内に
あるヘッドIJHからの発熱はこの空間内の保温空間と
して有効となるものの長期連続使用とし°ては、わずか
な昇温となる。このため本例では、支持体の自然放熱を
助けるためにカートリッジIJCの上方面に、この空間
よりは小さい幅のスリット1700を設けて、昇温を防
止しつつもユニットIJU全体の温度分布の均一化を環
境に左右されないようにすることができた。The ink tank IT has a shape that surrounds the unit IJU except for the lower opening by covering it with the lid 800 after the unit IJU is installed, but the inkjet cartridge IJC has a lower opening for placing it on the carriage HC. Since the head IJH is close to the carriage HC, it forms a substantial four-sided "space."Therefore, although the heat generated from the head IJH within this enclosed space is effective as a heat insulating space, it cannot be used continuously for a long period of time. Therefore, in this example, a slit 1700 with a width smaller than this space is provided in the upper surface of the cartridge IJC to help the support's natural heat dissipation. It was possible to make the temperature distribution of the entire unit IJU uniform without being influenced by the environment.
インクジェットカートリッジIJCとして組立てられる
と、インクはカートリッジ内部より供給口1200、支
持体300に設けた穴320および供給タンク600の
中表面側に設けた導入口を介して供給タンク600内に
供給され、その内部を通った後、導出口より適宜の供給
管および天板400のインク導入口1500を介して共
通液室内へと流入する。以上におけるインク連通用の接
続部には、例えばシリコンゴムやブチルゴム等のパツキ
ンが配設され、これによって封止が行われてインク供給
路が確保される。When assembled as an inkjet cartridge IJC, ink is supplied from inside the cartridge into the supply tank 600 through the supply port 1200, the hole 320 provided in the support 300, and the introduction port provided on the inner surface side of the supply tank 600. After passing through the interior, the ink flows into the common liquid chamber from the outlet through an appropriate supply pipe and the ink inlet 1500 of the top plate 400. A packing made of, for example, silicone rubber or butyl rubber is disposed at the above-mentioned connection portion for ink communication, and this seals the ink supply path to ensure an ink supply path.
尚、本実施例においては天板1300は耐インク性に優
れたポリサルフオン、ポリエーテルサルフォン、ポリフ
ェニレンオキサイド、ポリプロピレンなとの樹脂を用い
、オリフィスプレート部400と共に金型内で一体に同
時成型しである。In this embodiment, the top plate 1300 is made of a resin such as polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, or polypropylene, which has excellent ink resistance, and is molded together with the orifice plate part 400 in a mold. be.
上述のように一体成型部品は、インク供給部材600、
天板・オリフィスプレート一体、インクタンク本体10
00としたので組立て精度が高水準になるばかりでなく
、大量生産の品質向上に極めて有効である。また部品点
数の個数は従来に比較して減少できているので、優れた
所望特性を確実に発揮できる。As mentioned above, the integrally molded parts include the ink supply member 600,
Top plate and orifice plate integrated, ink tank body 10
00, it not only achieves a high level of assembly accuracy, but is also extremely effective in improving quality in mass production. Furthermore, since the number of parts has been reduced compared to the prior art, excellent desired characteristics can be reliably exhibited.
(iii)キャリッジHCに対するインクジェットカー
トリッジIJCの取付説明
第13図において、5000はプラテンローラで、記録
媒体Pを紙面下方から上方へ案内する。キャリッジHC
は、プラテンローラ3000に沿って移動するもので、
キャリッジの前方プラテン側にインクジェットカートリ
ッジIJCの前面側に位置する前板4000 (厚さ2
mm )と、カートリッジIJCの配線基板200のバ
ッド201に対応するバッド2011を具備したフレキ
シブルシート4005およびこれを裏面側から各バッド
2011に対して押圧する弾性力を発生するためのゴム
バッド4006 全保持する電気接続部用支持板400
3と、インクジェットカートリッジIJCを記録位置へ
固定するための位置決め用フック4001とが設けられ
ている。前板4000は位置決め用突出面410をカー
トリッジの支持体300の前述した位置決め突起250
0.2600にそれぞれ対応して2個有し、カートリッ
ジの装着後はこの突出面4010に向う垂直な力を受け
る。(iii) Description of attaching the inkjet cartridge IJC to the carriage HC In FIG. 13, 5000 is a platen roller that guides the recording medium P from the bottom to the top of the page. Carriage HC
moves along the platen roller 3000,
A front plate 4000 (thickness 2
mm ), a flexible sheet 4005 equipped with pads 2011 corresponding to the pads 201 of the wiring board 200 of the cartridge IJC, and a rubber pad 4006 for generating elastic force to press this against each pad 2011 from the back side. Support plate 400 for electrical connections
3 and a positioning hook 4001 for fixing the inkjet cartridge IJC to the recording position. The front plate 4000 has a positioning protrusion 410 that is connected to the positioning protrusion 250 of the cartridge support 300.
There are two of them, each corresponding to 0.2600 mm, and after the cartridge is installed, a force perpendicular to this protruding surface 4010 is applied.
このため、補強用のリブが前板のプラテンローラ側に、
その垂直な力の方向に向っているリブ(不図示)を複数
有している。このリブは、カートリッジIJC装着時の
前面位置し5よりもわずかに(約0.1mm程度)プラ
テンローラ側に突出しているヘッド保護用突出部をも形
成している。電気接続部用支持板4003は、補強用リ
ブ4004を前記リブの方向ではなく垂直方向に複数有
し、プラテン側からフックjoot側に向って側方への
突出−割合が減じられている。これは、カートリッジ装
着時の位置を図のように傾斜させるための機能も果して
いる。また、支持板4003は電気的接触状態を安定化
するため、プラテン側の位置決め面4008とフック側
の位置決め面4007を有し、これらの間にパッドコン
タクト域を形成すると共にパッド2011対応のボッチ
付ゴムシート4006の変形量を一義的に規定する。こ
れらの位置決め面は、カートリッジIJCが記録可能な
位置に固定されると、配線基板300の表面に当接した
状態となる。本例では、さらに配線基板300のパッド
201を前述した!L1に関して対称となるように分布
させているので、ゴムシート4006の各ボッチの変形
量を均一化してパッド2011.201の当接圧をより
安定化している。For this reason, reinforcing ribs are placed on the platen roller side of the front plate.
It has a plurality of ribs (not shown) facing in the direction of the perpendicular force. This rib also forms a head protection protrusion that protrudes slightly (approximately 0.1 mm) toward the platen roller side from the front position 5 when the cartridge IJC is installed. The electrical connection support plate 4003 has a plurality of reinforcing ribs 4004 not in the direction of the ribs but in the vertical direction, and the proportion of lateral protrusion is reduced from the platen side to the hook joot side. This also serves the function of tilting the position when the cartridge is installed as shown in the figure. In addition, in order to stabilize the electrical contact state, the support plate 4003 has a positioning surface 4008 on the platen side and a positioning surface 4007 on the hook side, and a pad contact area is formed between these and a notch corresponding to the pad 2011 is provided. The amount of deformation of the rubber sheet 4006 is uniquely defined. These positioning surfaces come into contact with the surface of the wiring board 300 when the cartridge IJC is fixed at a recordable position. In this example, the pad 201 of the wiring board 300 is also described above! Since the distribution is symmetrical with respect to L1, the amount of deformation of each notch of the rubber sheet 4006 is made uniform, thereby making the contact pressure of the pads 2011 and 201 more stable.
本例のパッド201の分布は、上方、下方2列、縦2列
である。The distribution of pads 201 in this example is two rows above, two rows below, and two columns vertically.
フック4001は、固定軸4009に係合する長大を有
し、この長大の移動空間を利用して図の位置から反時計
方向に回動した後、プラテンローラ5000に沿って〜
左方側へ移動するこ−とでキャリッジHCに対するイン
クジェットカートリッジIJCの位置決めを行う。この
フック4001の移動はどのようなものでも良いが、レ
バー等で竹える構成が好ましい。いずれにしてもこのフ
ック4o01の回動時にカートリッジIJCはプラテン
ローラ側へ移動しつつ位置決め突起2500.2600
が前板の位置決め面4010に当接可能な位置へ移動し
、フック4001の左方側移動によって90@のフック
面4002がカートリッジIJCの爪2100の90°
面に密着しつつカートリッジIJCを位置決め面250
0.4010同志の接触域を中心に水平面内で旋回して
最終的にパッド201 、2011同志の接触が始まる
。そしてフック4001が所定位置、即ち固定位置に保
持されると、パッド201.2011同志の完全接触状
態と、位置決め面2500.4010同志の完全面接触
と、90度面4002と爪の90度面の2面接触と、配
線基板300と位置決め面4007.4008との面接
触とが同時に形成されてキャリッジに対するカートリッ
ジIJCの保持が完了する。The hook 4001 has a long length that engages with the fixed shaft 4009, and uses this long movement space to rotate counterclockwise from the position shown in the figure, and then rotates along the platen roller 5000.
By moving to the left side, the inkjet cartridge IJC is positioned with respect to the carriage HC. The hook 4001 may be moved in any way, but a configuration in which it can be moved by a lever or the like is preferable. In any case, when the hook 4o01 is rotated, the cartridge IJC moves toward the platen roller and the positioning protrusion 2500.2600
moves to a position where it can come into contact with the positioning surface 4010 of the front plate, and as the hook 4001 moves to the left, the hook surface 4002 of 90@ moves to the 90° position of the claw 2100 of the cartridge IJC.
Position the cartridge IJC while keeping it in close contact with the surface 250.
The pads 201 and 2011 rotate in a horizontal plane around the contact area between the pads 201 and 2011, and finally contact between the pads 201 and 2011 begins. When the hook 4001 is held in a predetermined position, that is, a fixed position, the pads 201 and 2011 are in complete contact with each other, the positioning surfaces 2500 and 4010 are in complete surface contact, and the 90-degree surface 4002 and the 90-degree surface of the claw are in complete contact with each other. The two-surface contact and the surface contact between the wiring board 300 and the positioning surfaces 4007 and 4008 are simultaneously formed, and the holding of the cartridge IJC on the carriage is completed.
(iv)装置本体の概略説明
第14図は本発明が適用できるインクジェット記録装置
IJRAの概観図で、駆動モータの50工3の正逆回転
に連動して駆動力伝達ギア5011.5009を介して
回転するリードスクリュー5005のら線溝5004に
対して係合するキャリッジHCはビン(不図示)を有し
、矢印a、b方向に往復移動される。(iv) General description of the main body of the apparatus FIG. 14 is an overview diagram of the inkjet recording apparatus IJRA to which the present invention can be applied. The carriage HC, which engages with the spiral groove 5004 of the rotating lead screw 5005, has a pin (not shown) and is reciprocated in the directions of arrows a and b.
5002は紙押え板であり、キャリッジ移動方向にわた
って紙をプラテン5000に対して押圧する。A paper pressing plate 5002 presses the paper against the platen 5000 in the direction of carriage movement.
5007、5008はフォトカプラでキャリッジのレバ
ー 5006のこの域での存在を確認してモータの50
13の回転方向切換等を行うためのホームポジション検
知手段である。5016は記録ヘッドの前面をキャップ
するキャップ部材5022を支持する部材で、5015
はこのキャップ内を吸引する吸引手段でキャップ内開口
5023を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。501
7はクリーニングブレードで、5019はこのブレード
を前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板5
018にこれらは支持されている。5007 and 5008 are the carriage levers using photocouplers. Confirm the presence of 5006 in this area and connect the motor 50.
This is a home position detection means for switching the rotation direction of No. 13. 5016 is a member that supports a cap member 5022 that caps the front surface of the recording head;
A suction means for suctioning the inside of the cap performs suction recovery of the recording head through the opening 5023 in the cap. 501
7 is a cleaning blade, 5019 is a member that allows this blade to move in the front and back direction, and the main body support plate 5
These are supported by 018.
ブレードは、この形態でなく周知のクリーニングブレー
ドが本例に適用できることはいうまでもない。また、5
012は、吸引回復の吸引を開始するためのレバーで、
キャリッジと係合するカム5020の移動に伴って移動
し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切換等の公知の
伝達手段で移動制御される。Needless to say, the blade is not of this type, but a well-known cleaning blade can be applied to this example. Also, 5
012 is a lever for starting suction for suction recovery;
It moves with the movement of the cam 5020 that engages with the carriage, and the movement of the driving force from the drive motor is controlled by known transmission means such as clutch switching.
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キ
ャリッジがホームポジション側領域にきたときにリード
スクリュー5005の作用によってそれらの対応位置で
所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタ
イミングで所望の作動を行うようにすれば、本例には何
れも適用できる。These capping, cleaning, and suction recovery are configured so that the desired processes can be performed at the corresponding positions by the action of the lead screw 5005 when the carriage comes to the home position side area. Any of these can be applied to this example as long as they are activated.
上述における各構成は単独でも複合的に見ても優れた発
明であり、本発明にとって好ましい構成例を示している
。Each of the configurations described above is an excellent invention whether viewed singly or in combination, and represents a preferable configuration example for the present invention.
(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
バブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置において優
れた効果をもたらすものである。(Others) The present invention brings about excellent effects particularly in a bubble jet type recording head and recording apparatus among inkjet recording types.
かかる方式によれば記録の高密度化、高精細化が進み、
前述のような問題が生じうるからである。According to such a method, recording density and definition have been increased, and
This is because the problems described above may occur.
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4740796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。この方式は所謂オンデマンド型、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1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。As for typical configurations and principles thereof, it is preferable to use the basic principles disclosed in, for example, US Pat. No. 4,723,129 and US Pat. No. 4,740,796. 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, it is necessary to arrange the liquid (ink) in accordance with the sheet and liquid path that hold it. By applying at least one drive signal that corresponds to recorded information and causes a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling to the electrothermal transducer, the electrothermal transducer generates thermal energy, and the recording head This is effective because it causes film boiling on the heat acting surface of the drive signal, resulting in the formation of bubbles in the liquid (ink) that correspond one-to-one to this drive signal.
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1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。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。Due to the growth and contraction of these bubbles, liquid (
ink) to form at least one drop. If this drive signal is in the form of a pulse, the growth and contraction of bubbles will occur immediately and appropriately, so liquids with particularly excellent responsiveness (
Ink> can be ejected, which is more preferable. As this pulse-shaped drive signal, US Pat. No. 4,463,359
Suitable materials are those described in No. 4,345,262. Furthermore, if the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 concerning the invention regarding the temperature increase rate of the heat acting surface are adopted, even more excellent recording can be performed.
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、電気熱変換体の組合せ構成
(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。The configuration of the recording head includes, in addition to the combination configuration of ejection ports, liquid paths, and electrothermal converters (straight liquid flow path or right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned specifications, a heat acting section. U.S. Pat. No. 4,558,333 discloses a configuration in which a bending region is arranged.
米国特許第4459600号明細書を用いた構成も本発
明に含まれるものである。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
いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち
、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、記録
を確実に効率よく行いうるからである。A configuration using the specification of US Pat. No. 4,459,600 is also included in the present invention. In addition, JP-A-59-123670 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge part for a plurality of electrothermal converters, and a hole that absorbs pressure waves of thermal energy is disclosed. The effects of the present invention are also effective even with a configuration based on Japanese Patent Application Laid-open No. 138461/1985 which discloses a configuration corresponding to the discharge section. In other words, regardless of the form of the printhead, printing can be performed reliably and efficiently.
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対し
ても本発明は有効に適用できる。Furthermore, the present invention can be effectively applied to a full-line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium that can be recorded by a recording apparatus.
そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合
せによってその長さを満たす構成や、一体向に形成され
た1個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。加
えて、上側のようなシリアルタイプのものでも、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、あるいは第4図〜第8図のように
記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッジタイ
プの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。Such a recording head may have either a configuration in which the length is satisfied by a combination of a plurality of recording heads, or a configuration in which a single recording head is formed in one direction. In addition, even the serial type shown above has a replaceable chip-type recording head that can be attached to the main body of the device to enable electrical connection to the main body of the device and supply of ink from the main body of the device. Alternatively, the present invention is also effective when using a cartridge type recording head that is integrally provided with the recording head itself as shown in FIGS. 4 to 8.
また、本発明に記録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
することは本発明の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
或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子
或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは
別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定し
た記録を行な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., which are provided as a configuration of the recording apparatus, to the present invention, because the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, these include capping means for the recording head, cleaning means, pressure or suction means, preheating means using an electrothermal transducer or another heating element, or a combination thereof; It is also effective to perform a preliminary ejection mode in which ejection is performed separately from printing in order to perform stable printing.
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数について
も、例えば単色のインクに対応して1個のみが設けられ
たものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対
応して複数個数設けられるものであってもよい。In addition, regarding the type and number of recording heads installed, for example, in addition to one type that corresponds to single-color ink, there is also a plurality of recording heads that correspond to multiple inks with different recording colors and densities. It may be something that can be done.
さらに加えて、本発明適用されるインクジェット記録装
置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画
像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組合
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よい。In addition, inkjet recording devices to which the present invention is applied include those used as image output terminals for information processing equipment such as computers, copying devices combined with readers, etc., and facsimile devices having transmitting and receiving functions. It may take a form.
さらに、本発明に係る基板は、インクジェット記録ヘッ
ドに適用されるのみならず、サーマルヘッドにも適用で
きるのは勿論である。Furthermore, it goes without saying that the substrate according to the present invention can be applied not only to inkjet recording heads but also to thermal heads.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、ヘッド内部に温
度検出センサー用ダイオードの順電圧降下■、の増幅機
能を持った回路も一緒に作り込んでいるので、外部に高
精度の増幅回路を持つ必要が全くなく、より安価で精度
の高い温度コントロールを実現することが可能となった
。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a circuit with the function of amplifying the forward voltage drop of the temperature detection sensor diode is also built inside the head, so that there is no external high voltage drop. There is no need to have a precision amplifier circuit, making it possible to achieve lower cost and more precise temperature control.
特にダイオードマトリクスをヒータボード内に作り込ん
であるヘッドでは、もともとPN接合を内部に形成する
工程を経るので、その時に同時に本増幅回路も作り込む
ことができ、それにより増幅回路を作り込むことによる
工程上のコストアップをほとんど生じさせないで済む。In particular, in heads where the diode matrix is built into the heater board, since the process of forming the PN junction inside is originally carried out, the main amplifier circuit can also be built at the same time. There is almost no increase in process costs.
第1図は本発明に係る記録ヘッドを構成する温度検出回
路の回路図、
第2図は本発明における回路が設けられたヒータボード
の平面図、
部を示す断面図、
第5rgJは第4図(B)に示す構成−の等価回路図、
第6図は従来例による記録ヘッドの温度変化と温度検出
部における順電圧降下との関係を示す線図、
第7図は従来の記録ヘッドのヒータボードの平面図、
第8図は本発明の第2の実施例の回路図、第9図は本発
明の第3の実施例の回路図、第10図は本発明に係る記
録ヘッドを適用して構成可能なカートリッジの分解構成
斜視図、第11図は第10図の組み立て斜視図、第12
図は第10図におけるインクジェットユニットの取り付
は部の斜視図、
第13図は第10図示のカートリッジの装置に対する取
り付は説明図、
第14図は第10図示のカートリッジを適用した装置外
観図、
第15図は本発明を構成する増幅回路部を示す模式的断
面図である。
2・・・基板、
13・・・温度検出センサー用ダイオード(温度検出素
子)、
21・・・増幅トランジスタ、
22・・・増幅回路部(温度検出素子の出力を増幅する
手段)、
23・・・基準電位端子、
24・・・出力端子、
31・・・ツェナダイオード、
41・・・オペアンプ、
61・・・P型車結晶シリコン基板、
62・・・n+型のコレクタ埋込層、
63・・・エピタキシャル成長により形成したn型コレ
クタ層、
64・・・P型ベース層、
65・・・n++エミッタ、
66・・・n+型ネオ−ミックコンタクト層67.68
.69・・・酸化シリコンからなる絶縁膜、70・・・
エミッタ配線
71・・・コレクタ配線、
72・・・ベース配線、
R1、R2・・・抵抗。1 is a circuit diagram of a temperature detection circuit constituting a recording head according to the present invention; FIG. 2 is a plan view of a heater board provided with the circuit according to the present invention; An equivalent circuit diagram of the configuration shown in (B),
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the temperature change of the recording head and the forward voltage drop in the temperature detection section according to the conventional example, FIG. 7 is a plan view of the heater board of the conventional recording head, and FIG. 9 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention; FIG. 10 is an exploded perspective view of a cartridge that can be constructed by applying the recording head according to the present invention; Figure 11 is an assembled perspective view of Figure 10, and Figure 12 is an assembled perspective view of Figure 10.
The figure is a perspective view of the installation of the inkjet unit in Fig. 10, Fig. 13 is an explanatory view of the installation of the cartridge shown in Fig. 10 to the device, and Fig. 14 is an external view of the device to which the cartridge shown in Fig. 10 is applied. , FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing an amplifier circuit section constituting the present invention. 2... Substrate, 13... Temperature detection sensor diode (temperature detection element), 21... Amplification transistor, 22... Amplification circuit section (means for amplifying the output of the temperature detection element), 23... - Reference potential terminal, 24... Output terminal, 31... Zener diode, 41... Operational amplifier, 61... P type wheel crystal silicon substrate, 62... N+ type collector buried layer, 63. ...N-type collector layer formed by epitaxial growth, 64...P-type base layer, 65...n++ emitter, 66...n+-type neo-mic contact layer 67.68
.. 69... Insulating film made of silicon oxide, 70...
Emitter wiring 71... Collector wiring, 72... Base wiring, R1, R2... Resistance.
Claims (1)
して設けられ液体を吐出するために利用される熱エネル
ギーを発生する熱エネルギー発生素子と温度検出素子と
が設けられている基板とを有する液体噴射記録ヘッドに
おいて、 前記温度検出素子と、この温度検出素子の出力を増幅す
る手段とを前記基板上に一体に形成したことを特徴とす
る液体噴射記録ヘッド。 2)膜沸騰(現象)を生起する熱エネルギーを発生可能
な熱エネルギー発生素子が設けられた記録ヘッド用基板
において、温度検出素子および該温度検出素子の出力を
増幅する手段を一体に形成してなることを特徴とする記
録ヘッド用基板。 3)請求項1に記載の記録ヘッドと、 該記録ヘッドにインクを供給するための手段前記記録ヘ
ッドによる記録位置に記録媒体を搬送する手段と、 を具なえたことを特徴とする液体噴射記録装置。[Claims] 1) A discharge port for discharging a liquid, a thermal energy generating element and a temperature detection element provided corresponding to the discharge port and generating thermal energy used for discharging the liquid. A liquid jet recording head having a substrate provided with the temperature detection element and a means for amplifying the output of the temperature detection element are integrally formed on the substrate. . 2) In a recording head substrate provided with a thermal energy generating element capable of generating thermal energy that causes film boiling (phenomenon), a temperature detecting element and means for amplifying the output of the temperature detecting element are integrally formed. A recording head substrate characterized by: 3) Liquid jet recording comprising: the recording head according to claim 1; and means for supplying ink to the recording head; and means for transporting a recording medium to a recording position by the recording head. Device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220690A JPH03227645A (en) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Liquid jet recording head, substrate for the head, and liquid jet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2220690A JPH03227645A (en) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Liquid jet recording head, substrate for the head, and liquid jet recording device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03227645A true JPH03227645A (en) | 1991-10-08 |
Family
ID=12076321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2220690A Pending JPH03227645A (en) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Liquid jet recording head, substrate for the head, and liquid jet recording device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03227645A (en) |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP2220690A patent/JPH03227645A/en active Pending
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