JPH05201003A - ルーフシュータ型熱インクジェット印字ヘッド - Google Patents

ルーフシュータ型熱インクジェット印字ヘッド

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JPH05201003A
JPH05201003A JP4257752A JP25775292A JPH05201003A JP H05201003 A JPH05201003 A JP H05201003A JP 4257752 A JP4257752 A JP 4257752A JP 25775292 A JP25775292 A JP 25775292A JP H05201003 A JPH05201003 A JP H05201003A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多重解像度を有するルーフシュータ型熱イン
クジェット印字ヘッドを提供する。 【構成】 線形の互いに間隔を置くノズル及び加熱素子
の少なくとも２つのアレイを設ける。各アレイは相異な
る解像度を有しており、低解像度アレイを用いる下絵印
字で、高解像度を用いる文字品質印字で、または強化グ
レイスケール複写を提供するために両方のアレイの組合
せを用いて、印字ページを作ることができる。高解像度
アレイは低いスループットにおいて精密な複写を作るた
めのものであり、低解像度アレイは高いスループットに
おいて中程度の複写を作るためのものである。或いはま
た、２つのアレイを同時に用い、高速の概略的な粗い線
素、及び低速の細密な細部的な線素を提供することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２つのアレ
イの印字ヘッドノズルを備えた多重解像度ルーフシュー
タ型印字ヘッドに関し、更に詳細には、インク滴の大き
さを変更するための複雑な制御または電子工学装置なし
に、単一の印字ヘッドをもって、下絵品質もしくは文字
品質の印字を行なう、または優れたグレイスケール複写
を製作する能力を提供するため、互いに異なる解像度
（ｄｐｉ）を各々が有している少なくとも２つのアレイ
の印字ヘッドノズルを備えた多重解像度ルーフシュータ
型印字ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】即時応答熱インクジェット滴下印字ヘッ
ドに対しては２つの一般的構成がある。即ち、一つの構
成においては、米国特許第４，６０１，７７７号明細書
に開示されているように、インク滴を、ノズルから、イ
ンクチャネル内のインクの流れと平行であって且つ印字
ヘッドの泡発生用加熱素子の面と平行な方向に推し進め
る。これは「サイドシュータ」（ｓｉｄｅ ｓｈｏｏｔ
ｅｒ）と呼ばれている。他の構成においては、米国特許
第４，７８９，４２５号明細書及び同第４，９８５，７
１０号明細書に開示されているように、インク滴を、ノ
ズルから、泡発生用加熱素子の面と垂直方向に推し進め
る。これは「ルーフシュータ」（ｒｏｏｆｓｈｏｏｔｅ
ｒ）としばしば呼ばれている。
【０００３】ルーフシュータにおいては、及びインクジ
ェットにおいては、一般に、画像を複写するために単一
アレイのノズルを設けるのが通例である。この単一アレ
イは、解像度が一定であり、また解像度を変化させるた
めには複雑な回路を必要とするので、使用が制限され
る。印字ヘッドに複数のアレイのノズルを設けたプリン
タが知られているが、このプリンタは複写における印字
ヘッド速度を上げるために設計されたものである。現
在、文章もしくは図形、白黒、グレイスケール、または
四色刷のような種々の情報の高品質複写を提供するため
にプリンタの解像度を変化させるという能力に対する多
くの要求がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】プリンタにおいて、各
々が異なる解像度を有している複数アレイの印字ヘッド
の使用を組み合わせるということは、現在、示唆も教示
もされていない。種々の解像度を有する下絵品質印字及
び文字品質印字を、インク滴の大きさを変化させるため
の複雑な回路なしに提供することのできる簡単な印字ヘ
ッド構造を提供するために、各々が異なる解像度を有す
る多重アレイの線形印字ノズルの使用を組合わせるとい
う印字装置は現在知られていない。
【０００５】また、各々が異なる解像度を有している多
重アレイの印字ヘッドを使用することにより、多重モー
ドの解像度を提供することができ、及び、諸アレイを一
緒に使用して若干のグレイスケール複写を提供すること
ができるという強化複写能力を提供することのできるプ
リンタは、従来、教示も示唆もされていない。本発明
は、少なくとも２つのアレイの線形間隔ノズルを有して
おって即時応答熱インクジェット滴プリンタに用いられ
る印字ヘッドを提供すること、即ち、各アレイが異なる
解像度を有しており、低解像度アレイを用いる下絵印字
で、または高解像度アレイを用いる文字品質印字で、ま
たは強化グレイスケール複写を提供するために両方のア
レイの組合わせを用いて、印字ページを作ることのでき
る印字ヘッドを提供することを目的とする。また、前記
の２重アレイはジェットが詰まった場合に冗長性を提供
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記及び他の目的を達成
するため、ならびに従来の欠点を克服するため、本発明
は、２つの平行アレイのノズルを具備する熱インクジェ
ット印字ヘッド、好ましくはルーフシュータ型印字ヘッ
ドを提供する。各アレイのノズル及び加熱体変換器は、
媒体上に異なる解像度の液滴大きさのインクを提供する
ような大きさに作られており、細密（高）解像度及び粗
大（低）解像度を同じ印字ヘッドから得ることのできる
ようになっている。前記アレイを、所要の解像度を提供
するために個別に用いることも、またはグレイスケール
複写において用いるための他の解像度を提供するために
一緒に用いることもできる。第１のアレイは小形のノズ
ル及び加熱体変換器を具備しており、細密な高解像度複
写を提供する。第２のアレイは大形のノズルを具備して
おり、粗大な低解像度複写を提供する。前記の高解像度
アレイは低いスループットにおいて精密な複写を作るた
めのものであり、低解像度アレイは高いスループットで
中程度の複写を作るためのものである。或いはまた、前
記の２つのアレイを同時に用い、高速の概略的な粗大な
線素、及び細密な細部的な線素を提供することができ
る。下絵印字に対しては低解像度アレイが選択され、文
字品質の印字及び絵形に対しては高解像度アレイが選択
される。
【０００７】以下、本発明を図面について詳細に説明す
る。図面においては、同様参照番号は同様部材を示す。
【０００８】
【実施例】本発明においては、例えば米国特許第４，７
８９，４２５号明細書及び同第４，６０１，７７７号明
細書に記載のような業界に知られている方法によって複
数のインク噴射印字ヘッドを製作する。即ち、図１は、
ルーフシュータ型印字ヘッド１０の部分斜視図であり、
矢印１２及び１４は、低解像度ノズル１８及び高解像度
ノズル２０からそれぞれ噴射されるインク滴１６Ａ及び
１６Ｂの軌道を示す。この印字ヘッドは、ノズル１８及
び２０が形成されている構造部材２２を備えており、こ
の構造部材は加熱体板２４に取り付けられる。加熱体板
２４は、構造部材２２に取り付けられると、インクリザ
ーバ２６を形成する。電極端子２８及び共通帰線端子３
０が構造部材２２上に延びて加熱体板２４の面３２の縁
に横たわっている。前記加熱体板については後で詳述す
る。これは米国特許第４，７８９，４２５号明細書に開
示してある方法で作ることができる。
【０００９】図２は、図１の１−１線に沿う構造部材２
２の断面を下から見た部分断面図であり、インクリザー
バ２６の頂面を複数の平行壁３６とともに示してある。
各壁はその両側に実質的に平らな面３８を有しており、
従って、対をなす相対向する壁面の間に関連のノズル
（１８または２０）及び該ノズルの下にある加熱素子４
２（図３）が配置される。インクリザーバ２６の両側に
２つのノズルアレイの各々が配置されている。これら２
つのアレイは、図示のように互いに垂直に配置されても
よく、または図３に示すように互いにずれた状態または
千鳥状に配置されてもよい。リザーバ２６の一方の側に
は、低解像度アレイ５０を形成するノズル１８がある。
リザーバ２６の他方の側には、高解像度アレイ５２を形
成するノズル２０がある。図には配置を簡単化して示し
てあるが、実際の印字ヘッドは、好ましくは、低解像度
アレイに対しては２4.５ｍｍ（１インチ）当たり１５０
のノズルを有し、高解像度アレイに対しては２5.４ｍｍ
当たり３００のノズルを有す。
【００１０】図３は図１の２−２線に沿う印字ヘッド１
０の簡単化した拡大断面図であり、説明を簡単にするた
め、実際の構成素子数の一部だけを示してある。実際の
印字ヘッドは、低解像度アレイに対しては２5.４ｍｍ
（１インチ）当たり約１５０の密度で加熱素子及び付属
のインクチャネルを有し、高解像度アレイに対しては２
5.４ｍｍ当たり約３００の密度で加熱素子及び付属のイ
ンクチャネルを有す。複数の泡発生用加熱素子４２が、
アドレス指定電極４４を介して電極端子２８に接続さ
れ、及び、共通帰線端子３０に終端する共通帰線４６を
介して互いに接続されている。内側の破線はインクリザ
ーバ２６の位置を示すものであり、外側の破線は構造部
材２２の周辺を示すものである。相対向する壁３６間の
空間はインクチャネル４０を形成する。このインクチャ
ネルはリザーバ２６からノズル１８、２０へのインク補
充流路を提供する。加熱素子４２はインクチャネル４０
を介してインクリザーバ内のインクと流体連通する。前
記インクチャネルは、その一端部がマニホルド空洞３４
によって互いに連結されている。
【００１１】図４は図１の３−３線に沿う印字ヘッドの
部分断面図である。インクは、インクリザーバ２６に入
り、そして、空洞３４と、壁３６の面３８によって形成
されているインクチャネル４０とを満たす。加熱素子４
２の上にあるノズル１８，２０は、図４においては見え
ないので、破線で示してある。インクリザーバ２６が所
定量のインクを保持するように空洞３４の深さは２５〜
５０マイクロメートル（１〜２ミル）になっている。各
不動態化用アドレス指定電極４４の長さの小部分だけ
が、不動態化のこの部分におけるピンホールの効果を減
少させるために空洞３４内のインクに露出されている。
【００１２】図５は図１の４−４線に沿う印字ヘッドの
部分断面図である。図に示すように、加熱体板２４はイ
ンクリザーバ２６を内部に包含している。印字ヘッド
は、例えば米国特許第４，６０１，７７７号明細書及び
同第４，７８９，４２５号明細書に記載されている方法
で作られる。即ち、複数の泡発生素子即ち加熱素子４
２、そのアドレス指定電極４４、及び共通帰線４６を加
熱体板２４の面３２上のマスキング膜上にパターン付け
する。共通帰線及びアドレス指定電極は板２４上に堆積
されたアルミニウムリード線である。米国特許第４，６
０１，７７７号明細書に開示されているように、共通帰
線端子３０及び電極端子２８を、電流パルス発生源への
ワイヤボンディングのための隙間を残す所定の場所に位
置決めする。共通帰線及びアドレス指定電極を0.５〜3.
０ミクロンの厚さに堆積させる。厚さ１ミクロンの燐ド
ーピングした化学蒸着二酸化シリコン膜４８を前記複数
の加熱素子及びアドレス指定電極の全体の上に堆積させ
る。要すれば、印字ヘッド動作中に崩壊するインク気泡
によって生ずるキャビテーション力に対する追加の保護
のため、タンタル（Ｔａ）層を加熱素子上に約１ミクロ
ンの厚さに堆積させる。
【００１３】加熱素子４２を有する加熱体板を製作した
後、下記の手順で構造部材を形成及びボンディングして
印字ヘッドを形成する。即ち、乾燥した状態のパターン
付け可能材料の層を、エッチング及び仕上げ済みの加熱
体板２４に披着する。適当する材料は、感光性化、露光
及び現像によって、または、パターンマスクを通ずる湿
式もしくは乾式エッチングによって図形を描くことので
きる材料である。例えば、デュポン・ケミカル社（Ｄｕ
ｐｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から市販のヴァ
クレル・ソルダマスク（Ｖａｃｒｅｌ Ｓｏｌｄｅｒｍ
ａｓｋ）のような感光性層を加熱体板２４に積層し、次
いで、紫外線露光、現像及び硬化を行なって構造部材２
２の側壁５４及び３６を形成する。他の乾燥膜状のフォ
トレジストをパターン付け可能材料、即ち側壁５４の上
に置き、そして整合及び現像して構造部材２２の頂板５
６を形成する。この頂板には、ノズル１８から成る低解
像度ノズルアレイ５０及びノズル２０から成る高解像度
アレイ５２が内部に形成されている。或いはまた、頂板
５６を電鋳によって製作し、次いでこの電鋳体を接着剤
で壁５４及び３６の頂部に接合してもよい。
【００１４】前述のようにして製作した本発明印字ヘッ
ドを熱インクジェットプリンタにおいて用いると、単一
印字ヘッドをもって多目的印字能力を提供することがで
きる。加熱素子の賦勢を適当に制御することにより、印
字ヘッドは、ノズルの２つのアレイのうちの一つ及び付
属の加熱素子を用いて動作し、下絵印字のためのような
低解像度印字、または、文字品質印字のためのような、
もしくはグレイスケール複写のためのような高解像度印
字を提供することができる。アレイ選択については少な
くとも２つの方法がある。即ち、（１）使用者が下絵モ
ードまたは文字品質／図形モードを選択するためのスイ
ッチ、及び（２）高解像度ノズル、低解像度ノズル、ま
たはこれらの適当な組合わせのいずれかを始動させるた
めに選択することのできるイメージビットマップアルゴ
リズム、がある。下絵品質または文字品質のモードを提
供することのできる現在市販のプリンタは、下絵モード
における画素の数を少なくすることによって前記いずれ
かのモードを提供するようになっている。このやり方は
下絵モードの印字速度を上げることができるが、印字さ
れた画素は相互間隔が大きくなり、従って印字品質が劣
悪になる。本発明にかかる二重解像度インクジェット印
字ヘッドにおいては、低解像度の画素が部分的に重なり
合うので、前記の問題がない。このようであるので、追
加の印字ヘッド、または、標準の印字ヘッドから放出さ
れるインク滴の大きさを決定もしくは変化させるための
複雑なソフトウェアもしくは制御の必要なしに精密な多
重解像度を簡単に達成し、データを種々の解像度で複写
することができる。
【００１５】印字ヘッドのノズルアレイ５０と５２と
は、1.５と５との間の解像度比率、更に好ましくは２の
比率をもっていることが好ましい。本発明の印字ヘッド
は、好ましくは、５０ｄｐｉと３００ｄｐｉとの間の解
像度、更に好ましくは１５０ｄｐｉの解像度を有する低
解像度ノズルアレイ、及び２００ｄｐｉと８００ｄｐｉ
との間の解像度、更に好ましくは３００ｄｐｉの解像度
を有する高解像度ノズルアレイを提供する。
【００１６】以上、本発明の実施例について説明した
が、特許請求の範囲に記載のごとき本発明の精神及び範
囲を逸脱することなしに種々の変更を行なうことが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の印字ヘッドの部分斜視図である。
【図２】図１の１−１線に沿う印字ヘッドの部分断面図
である。
【図３】図１の２−２線に沿う印字ヘッドの部分断面図
である。
【図４】図１の３−３線に沿う印字ヘッドの部分断面図
である。
【図５】図１の４−４線に沿う印字ヘッドの部分断面図
である。
【符号の説明】
１８ 低解像度ノズル ２０ 高解像度ノズル ２２ 構造部材 ２４ 加熱体板 ２６ インクリザーバ ３４ マニホルド空洞 ３６ 平行壁 ４０ インクチャネル ４２ 加熱素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 即時応答滴下インクジェット印字装置に
    用いるためのルーフシュータ型熱インクジェット印字ヘ
    ッドにおいて、 細長いインク充満孔と加熱素子の２つの線形アレイとを
    具備する加熱体板を備え、前記２つの線形アレイの加熱
    素子は互いに間隔を置き、且つ前記インク充満孔の両側
    にあり、更に、 前記加熱体板に取着された流体案内用構造部材を備えて
    成り、前記流体案内用構造部材は、少なくとも１つの凹
    状空洞と、前記少なくとも１つの凹状空洞内にあって前
    記インク充満孔からインクを導くための個別インクチャ
    ネルを形成する複数の平行壁と、前記線形アレイの加熱
    素子に対応し且つ前記加熱素子の直上に配置されておっ
    て２つの平行の互いに間隔をおく縦方向のノズル平面を
    形成する２つの線形アレイのノズルとを具備し、各前記
    ノズルは対応のインクチャネルと連通しており、 前記２つの線形アレイのノズルは、高解像度アレイ及び
    低解像度アレイを形成するため、相異なる大きさのノズ
    ル直径を有していることを特徴とするルーフシュータ型
    熱インクジェット印字ヘッド。
JP25775292A 1991-10-03 1992-09-28 ルーフシュータ型熱インクジェット印字ヘッド Expired - Lifetime JP3152259B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/770,272 US5208605A (en) 1991-10-03 1991-10-03 Multi-resolution roofshooter printheads
US07/770272 1991-10-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05201003A true JPH05201003A (ja) 1993-08-10
JP3152259B2 JP3152259B2 (ja) 2001-04-03

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ID=25088016

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25775292A Expired - Lifetime JP3152259B2 (ja) 1991-10-03 1992-09-28 ルーフシュータ型熱インクジェット印字ヘッド

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