JPH0664171A - 熱インク・ジェット・プリントヘッド - Google Patents
熱インク・ジェット・プリントヘッドInfo
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- JPH0664171A JPH0664171A JP18557893A JP18557893A JPH0664171A JP H0664171 A JPH0664171 A JP H0664171A JP 18557893 A JP18557893 A JP 18557893A JP 18557893 A JP18557893 A JP 18557893A JP H0664171 A JPH0664171 A JP H0664171A
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- Japan
- Prior art keywords
- barrier layer
- ink
- firing chamber
- resistor
- ink jet
- Prior art date
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/1433—Structure of nozzle plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/135—Nozzles
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- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/1404—Geometrical characteristics
-
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2002/14387—Front shooter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B41J2002/14475—Structure thereof only for on-demand ink jet heads characterised by nozzle shapes or number of orifices per chamber
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】熱インク・ジェット・プリントヘッドでの前回
の気泡の発生時から持ち越されたインク中の残留空気や
未凝結ガスが溜まることによりその後の気泡の発生によ
るインク滴の射出条件に変動を来して、その結果、射出
されるインク滴の体積などが変動するのを防止する。 【構成】プリントヘッドは、多角形の抵抗２６の乗った
基板１２上にバリア層１４を置き、その上にオリフィス
板を置くことによって作られる。インク滴の発射室を構
成するため、バリア層１４は、インク流入チャネルのた
めに一部分を切り欠いてある。切り欠きの壁面１６は円
筒形などの滑らかな形状を取り、また壁面１６は抵抗の
周辺１０μｍの範囲Ｍよりも内側に入るようになってい
る。
の気泡の発生時から持ち越されたインク中の残留空気や
未凝結ガスが溜まることによりその後の気泡の発生によ
るインク滴の射出条件に変動を来して、その結果、射出
されるインク滴の体積などが変動するのを防止する。 【構成】プリントヘッドは、多角形の抵抗２６の乗った
基板１２上にバリア層１４を置き、その上にオリフィス
板を置くことによって作られる。インク滴の発射室を構
成するため、バリア層１４は、インク流入チャネルのた
めに一部分を切り欠いてある。切り欠きの壁面１６は円
筒形などの滑らかな形状を取り、また壁面１６は抵抗の
周辺１０μｍの範囲Ｍよりも内側に入るようになってい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱インク・ジェット技
術に関し、更に詳しくは、使い捨て熱インクジェット
（ＴＩＪ）・ペンの製造に使用される新たな改良された
薄膜抵抗（ＴＦＲ）プリントヘッドのアーキテクチャと
その幾何形状に関する。
術に関し、更に詳しくは、使い捨て熱インクジェット
（ＴＩＪ）・ペンの製造に使用される新たな改良された
薄膜抵抗（ＴＦＲ）プリントヘッドのアーキテクチャと
その幾何形状に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】熱インク・ジェット・ペン
の製造に際して使用される薄膜抵抗プリントヘッドのデ
ザインにおいて、通常のやり方では、タンタル・アルミ
ニウムで作られるような複数のヒータ抵抗を薄膜基板上
でフォトリソグラフィにより形成して相互接続させ、更
に、これらのヒータ抵抗の上およびそれに隣接して対応
する複数の整列させられた発射室（firing chamber）
や、それに関連するオリフィス開口を、フォトリソグラ
フィにより構成する。これらの発射室とオリフィス開口
を使って、インクをヒータ抵抗上であって発射室内の領
域から、プリント媒体上に噴射する。良く知られている
通り、これらの発射室は、一般的に、ＴＦＲ基板上に置
かれた選択されたポリマ材料から構成され、発射室の頂
部には金メッキされたニッケル材のようなオリフィス板
が配置されて、発射室に対して整列させられている。こ
のポリマ・バリア層もまた、フォトリソグラフィによっ
て形成されて、所定の発射室の幾何形状とパターンを有
し、これに隣接してインク供給チャネルまたはポートを
使用して各々の発射室がインク供給源に流体的に接続さ
れるようにする。
の製造に際して使用される薄膜抵抗プリントヘッドのデ
ザインにおいて、通常のやり方では、タンタル・アルミ
ニウムで作られるような複数のヒータ抵抗を薄膜基板上
でフォトリソグラフィにより形成して相互接続させ、更
に、これらのヒータ抵抗の上およびそれに隣接して対応
する複数の整列させられた発射室（firing chamber）
や、それに関連するオリフィス開口を、フォトリソグラ
フィにより構成する。これらの発射室とオリフィス開口
を使って、インクをヒータ抵抗上であって発射室内の領
域から、プリント媒体上に噴射する。良く知られている
通り、これらの発射室は、一般的に、ＴＦＲ基板上に置
かれた選択されたポリマ材料から構成され、発射室の頂
部には金メッキされたニッケル材のようなオリフィス板
が配置されて、発射室に対して整列させられている。こ
のポリマ・バリア層もまた、フォトリソグラフィによっ
て形成されて、所定の発射室の幾何形状とパターンを有
し、これに隣接してインク供給チャネルまたはポートを
使用して各々の発射室がインク供給源に流体的に接続さ
れるようにする。
【０００３】動作に際して、電気的な駆動パルスが選択
的に導電性のトレースに印加される。このトレースは各
々の発射室の底部に位置する種々のヒータ抵抗に通じて
いるので、インクは各々の発射室内のヒータの上方で加
熱されて沸騰する。この抵抗の付勢によって、隣接する
印刷媒体上にインクを熱的に噴射させるために使用され
る蒸気の泡とそれに対応する圧力場ができる。
的に導電性のトレースに印加される。このトレースは各
々の発射室の底部に位置する種々のヒータ抵抗に通じて
いるので、インクは各々の発射室内のヒータの上方で加
熱されて沸騰する。この抵抗の付勢によって、隣接する
印刷媒体上にインクを熱的に噴射させるために使用され
る蒸気の泡とそれに対応する圧力場ができる。
【０００４】過去においては、薄膜抵抗基板とオリフィ
ス板の間のポリマ・バリアの壁によって形成される発射
室の断面の幾何形状は、形としては部分的に長方形であ
って、一般的に、三方に側壁を有する構成であった。こ
の構成が、ヒータ抵抗を三方で囲む発射室領域を形成し
た。これらの発射室とこれら発射室に接続されたインク
流ポートは各ヒータ抵抗についてのインク流路とインク
発射室を形成する上で役立つばかりではなく、当該アー
キテクチャは隣接するヒータ抵抗を流体的に隔離し、そ
れによってヒータ抵抗間の望ましくない漏話を最少限に
抑える上でも役立つ。
ス板の間のポリマ・バリアの壁によって形成される発射
室の断面の幾何形状は、形としては部分的に長方形であ
って、一般的に、三方に側壁を有する構成であった。こ
の構成が、ヒータ抵抗を三方で囲む発射室領域を形成し
た。これらの発射室とこれら発射室に接続されたインク
流ポートは各ヒータ抵抗についてのインク流路とインク
発射室を形成する上で役立つばかりではなく、当該アー
キテクチャは隣接するヒータ抵抗を流体的に隔離し、そ
れによってヒータ抵抗間の望ましくない漏話を最少限に
抑える上でも役立つ。
【０００５】上述した三方の側壁を有する長方形に形作
られたバリア層の幾何形状の例として、本願出願人の熱
インク・ジェット・プリンタPaintJetにおいて使用され
るようにされた三色の使い捨て用のペンで使用されてい
るものがある。この使い捨て用のペンとこのペンがうま
く使用されているプリンタPaintJetは、Hewlett Packar
d Journal １９８８年８月号、第３９巻、第４号で更に
詳細に記述されている。PaintJetのペン用のオリフィス
板とインク供給路の幾何形状についての一般的なアーキ
テクチャは、Jeffrey F. Baker他に対して付与され本願
出願人に譲渡された米国特許第４，７７１，２９５号で
も記述されている。更に、二側面と三側面の双方のバリ
ア層および発射室の幾何形状が、これまでにその他のタ
イプの熱インク・ジェット・ペンにおいて使用されてき
ている。これらの熱インク・ジェット・ペンは、例えば
下記の米国特許で開示されている：Ross R. Allenに対
して付与された米国特許第４，５４２，３８９号および
同第４，５５０，３２６号；Howard H. Taubに対して付
与された米国特許第４，７９４，４１０号。これらの米
国特許は全て本願出願人に譲渡されている。
られたバリア層の幾何形状の例として、本願出願人の熱
インク・ジェット・プリンタPaintJetにおいて使用され
るようにされた三色の使い捨て用のペンで使用されてい
るものがある。この使い捨て用のペンとこのペンがうま
く使用されているプリンタPaintJetは、Hewlett Packar
d Journal １９８８年８月号、第３９巻、第４号で更に
詳細に記述されている。PaintJetのペン用のオリフィス
板とインク供給路の幾何形状についての一般的なアーキ
テクチャは、Jeffrey F. Baker他に対して付与され本願
出願人に譲渡された米国特許第４，７７１，２９５号で
も記述されている。更に、二側面と三側面の双方のバリ
ア層および発射室の幾何形状が、これまでにその他のタ
イプの熱インク・ジェット・ペンにおいて使用されてき
ている。これらの熱インク・ジェット・ペンは、例えば
下記の米国特許で開示されている：Ross R. Allenに対
して付与された米国特許第４，５４２，３８９号および
同第４，５５０，３２６号；Howard H. Taubに対して付
与された米国特許第４，７９４，４１０号。これらの米
国特許は全て本願出願人に譲渡されている。
【０００６】上述の三側面バリア層および発射室の構成
についての、本願出願人の熱インク・ジェット・ペンの
デザインは、ほとんど全ての動作条件の下で、全く満足
できるように成し遂げられたけれども、それにもかかわ
らず、ある好ましくない状況がある。このような状況で
は、許容範囲内で均一なインク滴の体積や、点や線の均
一性、更にそれに対応する許容し得るプリント品質を得
るには、上述の三側面バリア層デザインは全く適切であ
るというわけではなかった。これは、熱インク・ジェッ
ト・ペンがグラフィック・モードで高い周波数で動作さ
せられる際には特に問題となっていた。
についての、本願出願人の熱インク・ジェット・ペンの
デザインは、ほとんど全ての動作条件の下で、全く満足
できるように成し遂げられたけれども、それにもかかわ
らず、ある好ましくない状況がある。このような状況で
は、許容範囲内で均一なインク滴の体積や、点や線の均
一性、更にそれに対応する許容し得るプリント品質を得
るには、上述の三側面バリア層デザインは全く適切であ
るというわけではなかった。これは、熱インク・ジェッ
ト・ペンがグラフィック・モードで高い周波数で動作さ
せられる際には特に問題となっていた。
【０００７】
【目的】本発明は上述した従来技術の問題点を解消し、
高速動作の場合でもインク滴の体積が一定になるように
して、プリント品質を向上させることを目的とする。
高速動作の場合でもインク滴の体積が一定になるように
して、プリント品質を向上させることを目的とする。
【０００８】
【概要】本発明によれば、ヒータ抵抗の幾何形状に正確
に整列し、連続的にカーブした凹状の発射室の壁を設け
ると、発射室とこれに対応するオリフィス板から噴出さ
れるインク滴の体積の均一性や一貫性に著しい改善が見
られる。このことは、全体のプリント品質の著しい改善
につながる。従来の上述した熱インク・ジェット・ペン
が作り出す、プリントされたドットの大きさおよびそれ
に対応するインク滴の体積の変動の原因は、蒸発した液
体から生じた残留空気が、従来の設計になる発射室の長
方形状の偶部やバリア層の壁と抵抗の縁部との間の隙間
に不必要に蓄積されていたためであると信じられる。
に整列し、連続的にカーブした凹状の発射室の壁を設け
ると、発射室とこれに対応するオリフィス板から噴出さ
れるインク滴の体積の均一性や一貫性に著しい改善が見
られる。このことは、全体のプリント品質の著しい改善
につながる。従来の上述した熱インク・ジェット・ペン
が作り出す、プリントされたドットの大きさおよびそれ
に対応するインク滴の体積の変動の原因は、蒸発した液
体から生じた残留空気が、従来の設計になる発射室の長
方形状の偶部やバリア層の壁と抵抗の縁部との間の隙間
に不必要に蓄積されていたためであると信じられる。
【０００９】熱インク・ジェット滴発生器のデザインが
前回のプリント・サイクルにおいて発生した残留空気や
ガスがヒータ抵抗の上やその近くに蓄積するようになっ
ていると、これらの残留空気やガスがヒータ抵抗上に低
温中核形式領域（low temperature nucleation site）
を生じさせて、これがインクの蒸発が開始される時刻を
駆動パルス幅に変動させる。この時刻の変動の結果、プ
リントヘッドから噴出されているインクに与えられる圧
力が変動する。インク発射室内のインク滴体積の変動
は、熱インク・ジェットの発射周波数が減少するにつれ
て、少なくなる。従って、このことから結論するに、こ
の変動は、インク滴の噴射後に減少する何らかの時間依
存プロセスによるものであり、泡蒸発プロセスの結果生
じた残留空気の再溶解プロセスは、このような時間依存
プロセスである。
前回のプリント・サイクルにおいて発生した残留空気や
ガスがヒータ抵抗の上やその近くに蓄積するようになっ
ていると、これらの残留空気やガスがヒータ抵抗上に低
温中核形式領域（low temperature nucleation site）
を生じさせて、これがインクの蒸発が開始される時刻を
駆動パルス幅に変動させる。この時刻の変動の結果、プ
リントヘッドから噴出されているインクに与えられる圧
力が変動する。インク発射室内のインク滴体積の変動
は、熱インク・ジェットの発射周波数が減少するにつれ
て、少なくなる。従って、このことから結論するに、こ
の変動は、インク滴の噴射後に減少する何らかの時間依
存プロセスによるものであり、泡蒸発プロセスの結果生
じた残留空気の再溶解プロセスは、このような時間依存
プロセスである。
【００１０】従って、本発明の一般的なねらいと主目的
は、ハードコピー出力の全体的なプリント品質を高める
ために、テキスト・モード及びグラフィック・モードの
双方での熱インク・ジェット・プリント時に、インク滴
の体積の均一性とそれに対応する点や線のサイズの均一
性を著しく向上させることである。このねらいと目的
は、とりわけ、多角形の複数のヒータ抵抗体をその上に
有する薄膜抵抗基板上に、新規なアーキテクチャのバリ
ア層とインク発射室を配置することによって達成され
る。このバリア層は複数のインク発射室を形成する。各
インク発射室は、抵抗とその１０μｍ幅の縁によって定
められる境界に対して横方向でその範囲内にあるところ
の、連続的にカーブしている、つまり弧状の凹状壁によ
って形成される。この様にして、抵抗の頂点が過度にバ
リア層の下に入らないようにしながら、発射室の壁が抵
抗の側部に接近して置かれる。
は、ハードコピー出力の全体的なプリント品質を高める
ために、テキスト・モード及びグラフィック・モードの
双方での熱インク・ジェット・プリント時に、インク滴
の体積の均一性とそれに対応する点や線のサイズの均一
性を著しく向上させることである。このねらいと目的
は、とりわけ、多角形の複数のヒータ抵抗体をその上に
有する薄膜抵抗基板上に、新規なアーキテクチャのバリ
ア層とインク発射室を配置することによって達成され
る。このバリア層は複数のインク発射室を形成する。各
インク発射室は、抵抗とその１０μｍ幅の縁によって定
められる境界に対して横方向でその範囲内にあるところ
の、連続的にカーブしている、つまり弧状の凹状壁によ
って形成される。この様にして、抵抗の頂点が過度にバ
リア層の下に入らないようにしながら、発射室の壁が抵
抗の側部に接近して置かれる。
【００１１】オリフィス板はバリア層の頂部に配置さ
れ、また対応する複数のオリフィス開口を有し、インク
ジェット・プリント時に一様な体積のインク滴をそこか
ら発射するために、オリフィス開口が夫々噴射室にそれ
ぞれ整列している。
れ、また対応する複数のオリフィス開口を有し、インク
ジェット・プリント時に一様な体積のインク滴をそこか
ら発射するために、オリフィス開口が夫々噴射室にそれ
ぞれ整列している。
【００１２】本発明のもう１つの目的は、上述したタイ
プの新規で改良された熱インク・ジェット・プリントヘ
ッドを提供することである。このプリントヘッドでは、
既存の熱インク・ジェット・プリントヘッドの製造プロ
セスや、ＴＩＪペン・デザインに対して最少限のプロセ
ス及びデザイン上の改変を施すことによって、高い周波
数領域での性能やプリント結果の品質の面で著しい改善
が達成される。
プの新規で改良された熱インク・ジェット・プリントヘ
ッドを提供することである。このプリントヘッドでは、
既存の熱インク・ジェット・プリントヘッドの製造プロ
セスや、ＴＩＪペン・デザインに対して最少限のプロセ
ス及びデザイン上の改変を施すことによって、高い周波
数領域での性能やプリント結果の品質の面で著しい改善
が達成される。
【００１３】もう１つの目的は、インク滴噴射安定性
と、インク滴の一貫性の二つの点において、従来のＴＩ
Ｊペン・デザインに比べて著しく改善された、上述のタ
イプの新規で改良された熱を提供することにある。
と、インク滴の一貫性の二つの点において、従来のＴＩ
Ｊペン・デザインに比べて著しく改善された、上述のタ
イプの新規で改良された熱を提供することにある。
【００１４】
【実施例】以下の詳細な説明と図面のうちの幾つかの図
において、同じような要素は同じような参照番号数字に
よって表される。
において、同じような要素は同じような参照番号数字に
よって表される。
【００１５】図１を参照すると、そこで示される熱イン
ク・ジェット・プリントヘッドの全体を１０で表す。プ
リントヘッド１０は基板部材１２を含む。基板部材１２
の上に図示した幾何形状でポリマ・バリア層１４が配置
され、形成される。基板１２は、一般的に、ガラス、シ
リコン、あるいはその他の適切な絶縁体半導体の材料の
いずれかの材料から構成される。この材料の表面は酸化
処理され、この上で、例えばタンタル・アルミニウムの
ような抵抗材料の層中に、複数の多角形のヒータ抵抗２
６がフォトリソグラフィによって形成される。これらの
ヒータ抵抗２６は、導電性トレースのパターン（図示せ
ず）によって、電気的に接続される。導電性トレースの
パターンは、熱インク・ジェット・プリント動作時に、
これらのヒータ抵抗に対して駆動電流パルスを供給する
ために使用される。更に、また表面不活性化および保護
のための絶縁層（図示せず）が、上側のポリマ・バリア
層１４と、下側のヒータ抵抗２６および導電性トレース
のパターンとの間に設けられる。このＴＩＪプリントヘ
ッドの構成の詳細は、上述のHewlett Packard Journa
l、第３６巻、第４号と、第３６巻、第５号、１９８５
年５月刊に記述されている。
ク・ジェット・プリントヘッドの全体を１０で表す。プ
リントヘッド１０は基板部材１２を含む。基板部材１２
の上に図示した幾何形状でポリマ・バリア層１４が配置
され、形成される。基板１２は、一般的に、ガラス、シ
リコン、あるいはその他の適切な絶縁体半導体の材料の
いずれかの材料から構成される。この材料の表面は酸化
処理され、この上で、例えばタンタル・アルミニウムの
ような抵抗材料の層中に、複数の多角形のヒータ抵抗２
６がフォトリソグラフィによって形成される。これらの
ヒータ抵抗２６は、導電性トレースのパターン（図示せ
ず）によって、電気的に接続される。導電性トレースの
パターンは、熱インク・ジェット・プリント動作時に、
これらのヒータ抵抗に対して駆動電流パルスを供給する
ために使用される。更に、また表面不活性化および保護
のための絶縁層（図示せず）が、上側のポリマ・バリア
層１４と、下側のヒータ抵抗２６および導電性トレース
のパターンとの間に設けられる。このＴＩＪプリントヘ
ッドの構成の詳細は、上述のHewlett Packard Journa
l、第３６巻、第４号と、第３６巻、第５号、１９８５
年５月刊に記述されている。
【００１６】ポリマ・バリア層１４は、アメリカ合衆国
デラウェア州WilmingtonのDuPont Companyから入手する
ことができるバクレル（Vacrel）のような良く知られて
いる高分子材料から、フォトリソグラフィによるマスキ
ング及びエッチングなどの既知のプロセスを使用するこ
とによって、光学的に成形される。これらのプロセスは
発射室１８の幾何学上の形状を形成するために使用され
る。発射室１８は、抵抗から上に向って伸びまた抵抗の
周囲または境界付近に端を有する、連続的にカーブし
た、つまり弧状の凹状壁１６によって形成される。連続
的にカーブした凹状壁１６の端は、発射室１８に通じる
単一のインク送り開口を形成し、また長方形のインク供
給チャネル２８の側部に結合される。インク供給チャネ
ル２８は図示したように伸びて、ポリマ・バリア層１４
のインク入口ポートを形成する傾斜した、つまり角度が
付けられた引込み端部３０でインクを受け取る。このよ
うにして、発射室１８は、長方形のインク供給チャネル
２８とそれに関連したインク流入口ポート３０に一体的
に結合される。チャネル２８と入口ポート３０は、熱イ
ンク・ジェット・プリントヘッドからインク滴が噴射さ
せられる際に発射室１８にインクを供給するように動作
する。
デラウェア州WilmingtonのDuPont Companyから入手する
ことができるバクレル（Vacrel）のような良く知られて
いる高分子材料から、フォトリソグラフィによるマスキ
ング及びエッチングなどの既知のプロセスを使用するこ
とによって、光学的に成形される。これらのプロセスは
発射室１８の幾何学上の形状を形成するために使用され
る。発射室１８は、抵抗から上に向って伸びまた抵抗の
周囲または境界付近に端を有する、連続的にカーブし
た、つまり弧状の凹状壁１６によって形成される。連続
的にカーブした凹状壁１６の端は、発射室１８に通じる
単一のインク送り開口を形成し、また長方形のインク供
給チャネル２８の側部に結合される。インク供給チャネ
ル２８は図示したように伸びて、ポリマ・バリア層１４
のインク入口ポートを形成する傾斜した、つまり角度が
付けられた引込み端部３０でインクを受け取る。このよ
うにして、発射室１８は、長方形のインク供給チャネル
２８とそれに関連したインク流入口ポート３０に一体的
に結合される。チャネル２８と入口ポート３０は、熱イ
ンク・ジェット・プリントヘッドからインク滴が噴射さ
せられる際に発射室１８にインクを供給するように動作
する。
【００１７】連続的にカーブした凹状の発射室の壁１６
は抵抗の上に重なって、多角形の抵抗とこの抵抗を取り
囲む１０μｍ幅の縁部によって形成される領域の境界内
に収まり、それによって、連続的にカーブした壁１６
は、多角形の抵抗の辺縁に接近した位置に留められる。
換言すると、この連続的にカーブした凹状の壁１６は、
多角形の抵抗とこの抵抗を取り囲む１０μｍ幅の縁部に
よって形成される領域の周辺の上向きの延長部つまり突
出部内に含まれる。実現形態によっては、連続的にカー
ブした凹状の壁１６が多角形の抵抗の隅部の幾つかの内
側を通ることもある。また、連続的にカーブさせられた
壁が、例えばこの壁の一部が多角形の抵抗の辺の幾つか
に接するというように、抵抗の境界内に完全に収まるこ
ともできる。
は抵抗の上に重なって、多角形の抵抗とこの抵抗を取り
囲む１０μｍ幅の縁部によって形成される領域の境界内
に収まり、それによって、連続的にカーブした壁１６
は、多角形の抵抗の辺縁に接近した位置に留められる。
換言すると、この連続的にカーブした凹状の壁１６は、
多角形の抵抗とこの抵抗を取り囲む１０μｍ幅の縁部に
よって形成される領域の周辺の上向きの延長部つまり突
出部内に含まれる。実現形態によっては、連続的にカー
ブした凹状の壁１６が多角形の抵抗の隅部の幾つかの内
側を通ることもある。また、連続的にカーブさせられた
壁が、例えばこの壁の一部が多角形の抵抗の辺の幾つか
に接するというように、抵抗の境界内に完全に収まるこ
ともできる。
【００１８】例として、図１は正方形の抵抗２６と、円
筒の一部の形をした発射室壁１６を有する本発明の一実
施例を示し、図２はこの実施例の概略的な平面図であ
る。抵抗２６は、例えば約３５〜６０μｍの範囲にあ
る、直線寸法Ｌを有し、部分的な円筒形の発射室壁１６
の円筒軸先ＣＡは抵抗２６に対して（および図２の面に
対して）直交しており、また抵抗２６の正方形の中心を
通る。このバリア壁は、円筒のうちの壁の面端部１６ａ
間の部分を除去してあるという意味で部分的な円筒であ
る。図２示すように、この部分的な円筒の横断面は、抵
抗２６の周辺に近接しまた例として抵抗のヘリの寸法Ｌ
未満だけ離間しているところの、壁の両端部１６ａの間
の断面を含む円上の大円弧を有する。ここで、用語「大
円弧」の「大」は、部分的円筒形の壁の断面を含む円上
の両端点間の長い方の径路であることを意味する。壁の
開口を形成するために除去された円筒の小さい方の部分
の断面は、このような端点間の小円弧となる。
筒の一部の形をした発射室壁１６を有する本発明の一実
施例を示し、図２はこの実施例の概略的な平面図であ
る。抵抗２６は、例えば約３５〜６０μｍの範囲にあ
る、直線寸法Ｌを有し、部分的な円筒形の発射室壁１６
の円筒軸先ＣＡは抵抗２６に対して（および図２の面に
対して）直交しており、また抵抗２６の正方形の中心を
通る。このバリア壁は、円筒のうちの壁の面端部１６ａ
間の部分を除去してあるという意味で部分的な円筒であ
る。図２示すように、この部分的な円筒の横断面は、抵
抗２６の周辺に近接しまた例として抵抗のヘリの寸法Ｌ
未満だけ離間しているところの、壁の両端部１６ａの間
の断面を含む円上の大円弧を有する。ここで、用語「大
円弧」の「大」は、部分的円筒形の壁の断面を含む円上
の両端点間の長い方の径路であることを意味する。壁の
開口を形成するために除去された円筒の小さい方の部分
の断面は、このような端点間の小円弧となる。
【００１９】別の見方をすれば、部分的な円筒壁は、円
筒をこの円筒の軸ＣＡに平行であって且つ壁の両端１６
ａを含む平面で切った後に残る部分である。
筒をこの円筒の軸ＣＡに平行であって且つ壁の両端１６
ａを含む平面で切った後に残る部分である。
【００２０】部分的な円筒壁１６は、正方形の抵抗２６
とこの抵抗を取り囲む１０μｍ幅の縁部Ｍによって定め
られる領域の境界内のこの壁が収まるように選択された
直径Ｄを有する。換言すれば、発射室壁１６の何れかの
部分が抵抗の境界の外側にある限り、部分的な円筒形で
ある壁１６と、抵抗の各辺の間の半径方向の距離Ｓは、
抵抗の辺と部分的な円筒壁の外側部分との間の最大限の
間隔を含み、半径方向の距離Ｓは１０μｍ未満でなけれ
ばならない。従って、本発明によれば、円筒の直径Ｄ
は、Ｌ＋２０μｍ未満であるように選択される。また、
図２は円筒の直径がＬ＋２０ミクロン未満であり、且つ
Ｌよりも大きい値であり、これにより壁１６が抵抗の隅
部の内側を通る例を示す。
とこの抵抗を取り囲む１０μｍ幅の縁部Ｍによって定め
られる領域の境界内のこの壁が収まるように選択された
直径Ｄを有する。換言すれば、発射室壁１６の何れかの
部分が抵抗の境界の外側にある限り、部分的な円筒形で
ある壁１６と、抵抗の各辺の間の半径方向の距離Ｓは、
抵抗の辺と部分的な円筒壁の外側部分との間の最大限の
間隔を含み、半径方向の距離Ｓは１０μｍ未満でなけれ
ばならない。従って、本発明によれば、円筒の直径Ｄ
は、Ｌ＋２０μｍ未満であるように選択される。また、
図２は円筒の直径がＬ＋２０ミクロン未満であり、且つ
Ｌよりも大きい値であり、これにより壁１６が抵抗の隅
部の内側を通る例を示す。
【００２１】図３は、更に別の例により、辺の寸法がＬ
である抵抗と、Ｌにほぼ等しい直径Ｄを有するところの
それに関連する部分的に円筒形の発射室を示す。
である抵抗と、Ｌにほぼ等しい直径Ｄを有するところの
それに関連する部分的に円筒形の発射室を示す。
【００２２】図４は、別の例示として、長方形の抵抗
と、断面が部分的な楕円である楕円形の筒であるバリア
壁から形成されるところの、抵抗に関連付けられた発射
室を示している。
と、断面が部分的な楕円である楕円形の筒であるバリア
壁から形成されるところの、抵抗に関連付けられた発射
室を示している。
【００２３】再び図１を参照すると、通常の構成を有
し、通常、金メッキされたニッケルから製造されるオリ
フィス板３２は、図示するように、ポリマ・バリア層１
４の上面に配置される。オリフィス板３２は、先細形状
で、通常、ヒータ抵抗２６の中心に整列したオリフィス
開口３４を有する。しかしながら、あるケースでは、発
射されたインク滴の方向を所望の態様に制御するため
に、オリフィス開口をヒータ抵抗の中心わずかにずらす
こともできる。
し、通常、金メッキされたニッケルから製造されるオリ
フィス板３２は、図示するように、ポリマ・バリア層１
４の上面に配置される。オリフィス板３２は、先細形状
で、通常、ヒータ抵抗２６の中心に整列したオリフィス
開口３４を有する。しかしながら、あるケースでは、発
射されたインク滴の方向を所望の態様に制御するため
に、オリフィス開口をヒータ抵抗の中心わずかにずらす
こともできる。
【００２４】本発明によれば、連続的にカーブした凹状
壁１６とその下側の正方形の抵抗２６の間の上述の関係
によって、全体的なプリント品質を向上させるための、
インク滴の発生の安定性とインク滴毎の体積の一貫性が
著しく改善されるということが発見された。このような
構成によって、先行するサイクルでの残留空気やガスが
ヒータ抵抗の表面上やその付近に大量に蓄積し、それに
よって発射室１６内に望ましくない圧力変動が生じるこ
とが防止される。このような望ましくない圧力変動は、
このような処置をとらない場合には、噴射される流体に
影響を及ぼして、全体的なインク滴毎の体積の一貫性や
インク滴の噴射の安定性を損ねる。この新規なアーキテ
クチャの改善された性能は、プリントされた媒体のきれ
いさ、均一性そしてプリント品質の点で、はっきりと見
てとることができる。
壁１６とその下側の正方形の抵抗２６の間の上述の関係
によって、全体的なプリント品質を向上させるための、
インク滴の発生の安定性とインク滴毎の体積の一貫性が
著しく改善されるということが発見された。このような
構成によって、先行するサイクルでの残留空気やガスが
ヒータ抵抗の表面上やその付近に大量に蓄積し、それに
よって発射室１６内に望ましくない圧力変動が生じるこ
とが防止される。このような望ましくない圧力変動は、
このような処置をとらない場合には、噴射される流体に
影響を及ぼして、全体的なインク滴毎の体積の一貫性や
インク滴の噴射の安定性を損ねる。この新規なアーキテ
クチャの改善された性能は、プリントされた媒体のきれ
いさ、均一性そしてプリント品質の点で、はっきりと見
てとることができる。
【００２５】上述の説明は、本発明の特定の実施例につ
いて説明し解説してきたが、当業者ならば、これらの実
施例に対して、特許請求の範囲で定義された本発明の範
囲と精神から逸脱することなく、種々の修正や変更を加
えることができる。
いて説明し解説してきたが、当業者ならば、これらの実
施例に対して、特許請求の範囲で定義された本発明の範
囲と精神から逸脱することなく、種々の修正や変更を加
えることができる。
【００２６】
【効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、
従来の熱インク・ジェット・プリントヘッドにくらべて
インク滴のサイズの均一性を大幅に向上させ、プリント
品質の改善をはかることができる。
従来の熱インク・ジェット・プリントヘッドにくらべて
インク滴のサイズの均一性を大幅に向上させ、プリント
品質の改善をはかることができる。
【図１】本発明の一実施例の熱インク・ジェット・プリ
ントヘッドの部分破断斜視図。
ントヘッドの部分破断斜視図。
【図２】図１の熱インク・ジェット・プリントヘッドの
発射室の概略平面図。
発射室の概略平面図。
【図３】本発明の別実施例の熱インク・ジェット・プリ
ントヘッドの発射室の概略平面図。
ントヘッドの発射室の概略平面図。
【図４】本発明の更に別の実施例の熱インク・ジェット
・プリントヘッドの発射室の概略平面図。
・プリントヘッドの発射室の概略平面図。
【符号の説明】 １０：熱インク・ジェット・プリントヘッド １２：基板部材 １４：ポリマバリア層 １６：凹状壁 １６ａ：両端部 １８：発射室 ２６：ヒータ抵抗 ２８：インク供給チャネル ３０：インク流入口ポート ３２：オリフィス板 Ｍ：縁部
Claims (2)
- 【請求項１】以下の(a)ないし(c)を設けてなる熱インク
・ジェット・プリントヘッド： (a)各々が上から見たとき多角形の形状をなす複数の薄
膜抵抗が設けられた薄膜サブストレート； (b)前記サブストレートを覆うバリア層； (c)前記抵抗の各々に対して前記バリア層中に形成され
た発射室：前記発射室の各々は、前記抵抗と当該抵抗の
周囲１０μｍの外延部分によって画定される領域の境界
内にある連続的に弧状をなす凹状の障壁によって形成さ
れ、前記障壁はそれに関連付けられた前記抵抗の周辺に
近接した端部を有し、前記発射室に対して単一の開口を
形成する。 - 【請求項２】以下の(a)ないし(c)を設けてなる熱インク
・ジェット・プリントヘッド： (a)各々が上から見たとき正方形の形状をなす複数の薄
膜抵抗が設けられた薄膜サブストレート； (b)前記サブストレートを覆うバリア層； (c)前記抵抗の各々に対して前記バリア層中に形成され
た発射室：前記発射室の各々は、部分的に円筒形の障壁
層によって形成され、前記円筒の軸はそれに関連付けら
れた前記抵抗の正方形の形状の中心を通り、前記円筒の
直径はＬを前記正方形の辺の長さとするとき（Ｌ＋２
０）μｍ未満であり、前記障壁はそれに関連付けられた
前記抵抗の周辺に近接した端部を有し、前記発射室に対
して単一の開口を形成する。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US90597192A | 1992-06-29 | 1992-06-29 | |
| US905,971 | 1992-06-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0664171A true JPH0664171A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=25421764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18557893A Pending JPH0664171A (ja) | 1992-06-29 | 1993-06-29 | 熱インク・ジェット・プリントヘッド |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0577383B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0664171A (ja) |
| DE (1) | DE69333236T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07323547A (ja) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Nec Corp | インクジェット式プリントヘッド装置 |
| JP2002321369A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-11-05 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
| JP2004230885A (ja) * | 2003-01-10 | 2004-08-19 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5519423A (en) * | 1994-07-08 | 1996-05-21 | Hewlett-Packard Company | Tuned entrance fang configuration for ink-jet printers |
| US6123413A (en) * | 1995-10-25 | 2000-09-26 | Hewlett-Packard Company | Reduced spray inkjet printhead orifice |
| US6557974B1 (en) * | 1995-10-25 | 2003-05-06 | Hewlett-Packard Company | Non-circular printhead orifice |
| US6371596B1 (en) | 1995-10-25 | 2002-04-16 | Hewlett-Packard Company | Asymmetric ink emitting orifices for improved inkjet drop formation |
| US6527369B1 (en) | 1995-10-25 | 2003-03-04 | Hewlett-Packard Company | Asymmetric printhead orifice |
| US7014294B2 (en) | 2000-11-30 | 2006-03-21 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head and ink-jet printer having ink-jet head |
| CN2732483Y (zh) * | 2002-02-18 | 2005-10-12 | 兄弟工业株式会社 | 喷墨打印头以及有喷墨打印头的喷墨打印机 |
| US7152951B2 (en) | 2004-02-10 | 2006-12-26 | Lexmark International, Inc. | High resolution ink jet printhead |
| WO2008154672A1 (en) * | 2007-06-19 | 2008-12-24 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead with heaters offset from nozzles |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4746935A (en) * | 1985-11-22 | 1988-05-24 | Hewlett-Packard Company | Multitone ink jet printer and method of operation |
| US4716423A (en) * | 1985-11-22 | 1987-12-29 | Hewlett-Packard Company | Barrier layer and orifice plate for thermal ink jet print head assembly and method of manufacture |
| US4794410A (en) * | 1987-06-02 | 1988-12-27 | Hewlett-Packard Company | Barrier structure for thermal ink-jet printheads |
| ES2073614T3 (es) * | 1990-04-27 | 1995-08-16 | Canon Kk | Metodo y aparato de impresion. |
-
1993
- 1993-06-28 DE DE1993633236 patent/DE69333236T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-28 EP EP19930305064 patent/EP0577383B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-06-29 JP JP18557893A patent/JPH0664171A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07323547A (ja) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Nec Corp | インクジェット式プリントヘッド装置 |
| JP2002321369A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-11-05 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
| JP4546006B2 (ja) * | 2000-09-06 | 2010-09-15 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッド |
| JP2004230885A (ja) * | 2003-01-10 | 2004-08-19 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド |
| US7628472B2 (en) | 2003-01-10 | 2009-12-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink-jet recording head |
| US8083322B2 (en) | 2003-01-10 | 2011-12-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink-jet recording head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69333236T2 (de) | 2004-08-05 |
| DE69333236D1 (de) | 2003-11-13 |
| EP0577383B1 (en) | 2003-10-08 |
| EP0577383A3 (en) | 1994-06-22 |
| EP0577383A2 (en) | 1994-01-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040421 |