JPS60203455A - インク・ジエツト・プリントヘツド - Google Patents
インク・ジエツト・プリントヘツドInfo
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- JPS60203455A JPS60203455A JP60046299A JP4629985A JPS60203455A JP S60203455 A JPS60203455 A JP S60203455A JP 60046299 A JP60046299 A JP 60046299A JP 4629985 A JP4629985 A JP 4629985A JP S60203455 A JPS60203455 A JP S60203455A
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- Japan
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- orifice
- ink
- orifice plate
- ignition
- slot
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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
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- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14088—Structure of heating means
- B41J2/14112—Resistive element
- B41J2/14129—Layer structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B41J2002/14387—Front shooter
Landscapes
- 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。
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）
本発明はインク・ジェット・プリントヘッドの改良に係
る。
る。
昨今のデータ処理装置は、記録内容の高速印字がなされ
るように構成されている。形状の変化しない文字要素が
記録媒体に物理的に接触するインパクト・プリンタは、
多くの用途に対して印字速度が遅く、また騒音も大きい
。しかもその容積が大きい。それで、業界では所要の文
字を記録媒体上に作りだすために非インパクト・プリン
タを含む他の代替手段に切替えた。これらの中には静電
界または磁界を用いて、固体（例えば乾燥粉末）または
液体（例えばインク）のいずれかの可視的な文字形成物
質を紙のような媒体上に付着するのを制御していた。他
の方式は電子写真あるいは電子またはイオンビームを媒
体に衝突させ、そしてこのｖｊｊ突点て色の変化を起す
イオン方式が利用されていた。なお、他の方式は熱的像
を用いて希望する形状の色変化を起している。更に最近
重要なものに、インク・ジェットまたはインク・バブル
・プリンタと呼ばれる印字技法がある。この技法ではイ
ンクの小滴を電気的に発生させて記録媒体上に衝突させ
、そして高速で任意の場所に選択した文字を形成するも
のである。この場合、印字される各文字は、多数のイン
ク小滴すなわちドツトがら構成されている。本発明はこ
の種のプリンタ方式に関するものである。昭和５７年８
月１１日付で本出願人が提出した特願昭５７−１３９６
６７号（特開昭５８−３６４６５号）の明細書中に、オ
ンデマンド方式のプリンタが開示されている。
るように構成されている。形状の変化しない文字要素が
記録媒体に物理的に接触するインパクト・プリンタは、
多くの用途に対して印字速度が遅く、また騒音も大きい
。しかもその容積が大きい。それで、業界では所要の文
字を記録媒体上に作りだすために非インパクト・プリン
タを含む他の代替手段に切替えた。これらの中には静電
界または磁界を用いて、固体（例えば乾燥粉末）または
液体（例えばインク）のいずれかの可視的な文字形成物
質を紙のような媒体上に付着するのを制御していた。他
の方式は電子写真あるいは電子またはイオンビームを媒
体に衝突させ、そしてこのｖｊｊ突点て色の変化を起す
イオン方式が利用されていた。なお、他の方式は熱的像
を用いて希望する形状の色変化を起している。更に最近
重要なものに、インク・ジェットまたはインク・バブル
・プリンタと呼ばれる印字技法がある。この技法ではイ
ンクの小滴を電気的に発生させて記録媒体上に衝突させ
、そして高速で任意の場所に選択した文字を形成するも
のである。この場合、印字される各文字は、多数のイン
ク小滴すなわちドツトがら構成されている。本発明はこ
の種のプリンタ方式に関するものである。昭和５７年８
月１１日付で本出願人が提出した特願昭５７−１３９６
６７号（特開昭５８−３６４６５号）の明細書中に、オ
ンデマンド方式のプリンタが開示されている。
この方式は、インクを放出するオリフィスにインク含有
の毛細管を使用している。ｎ１１記のオリフィスに近接
し、そして毛細管内あるいはこれに隣接して抵抗器を配
置し、もってインク加熱機構を形成している。適当な電
流が前記抵抗器に加えられると、該抵抗器は急速に加熱
されて多量の熱エネルギーをインクに伝える。ここで、
前記オリフィスに隣接するインクの小部分が諺発して毛
細管中に泡を作る。この泡ができるこことにより圧力波
が生じ、その結果−関のインク小滴がオリフィスからこ
れに対向する記録媒体の記録面に放出される。前記イン
ク加熱機構の位置とオリフィスとの関係を適宜選定し、
そして前記加熱機構からのエネルギー伝達を慎重に制御
すると、インクの泡は蒸気がオリフィスから放出する前
に、前記インク加熱４１４８の土または近くで迅速に崩
壊する。
の毛細管を使用している。ｎ１１記のオリフィスに近接
し、そして毛細管内あるいはこれに隣接して抵抗器を配
置し、もってインク加熱機構を形成している。適当な電
流が前記抵抗器に加えられると、該抵抗器は急速に加熱
されて多量の熱エネルギーをインクに伝える。ここで、
前記オリフィスに隣接するインクの小部分が諺発して毛
細管中に泡を作る。この泡ができるこことにより圧力波
が生じ、その結果−関のインク小滴がオリフィスからこ
れに対向する記録媒体の記録面に放出される。前記イン
ク加熱機構の位置とオリフィスとの関係を適宜選定し、
そして前記加熱機構からのエネルギー伝達を慎重に制御
すると、インクの泡は蒸気がオリフィスから放出する前
に、前記インク加熱４１４８の土または近くで迅速に崩
壊する。
熱インク・ジェット・プリントヘッドは、オリフィス板
に各オリフィスが個別の抵抗器と協同してインク小滴を
放出するような位置に固定し整列しており、また、基板
支持部材上に各抵抗器を配設する形式としてもよい。ま
たは、基板とオリフィスとの間に別個の障壁すなわち水
力学的隔離板を設けてもよい。この種の典型的なプリン
トヘッドの構造は、本出願人が昭和５９年４月２０日に
提出した特願昭５９−８００２２号（特開昭５９−２０
７２６３号）の明細書中にも開示されている。
に各オリフィスが個別の抵抗器と協同してインク小滴を
放出するような位置に固定し整列しており、また、基板
支持部材上に各抵抗器を配設する形式としてもよい。ま
たは、基板とオリフィスとの間に別個の障壁すなわち水
力学的隔離板を設けてもよい。この種の典型的なプリン
トヘッドの構造は、本出願人が昭和５９年４月２０日に
提出した特願昭５９−８００２２号（特開昭５９−２０
７２６３号）の明細書中にも開示されている。
他の形式めプリントヘッドでは、各オリフィスに対する
抵抗器がオリフィス板自身の土にその一体部品として実
装されているものもある。この種の熱インク・ジェット
用ヘッドは、本出願人が昭和５８年１０月１３日提出し
た特願昭５８−１９１６４８号（特開５９−９５１５７
号）の明細書中に開示されている。また、昭和５８年１
１月２４日付で出願した特願昭５８−２２１３４３号（
特開昭５９−１１８４６９号）の明細書中には、水力学
的隔壁がオリフィス板と一体になっている構造が開示さ
れている。
抵抗器がオリフィス板自身の土にその一体部品として実
装されているものもある。この種の熱インク・ジェット
用ヘッドは、本出願人が昭和５８年１０月１３日提出し
た特願昭５８−１９１６４８号（特開５９−９５１５７
号）の明細書中に開示されている。また、昭和５８年１
１月２４日付で出願した特願昭５８−２２１３４３号（
特開昭５９−１１８４６９号）の明細書中には、水力学
的隔壁がオリフィス板と一体になっている構造が開示さ
れている。
本発明は特にプリントヘッドの構造に関するものである
。
。
〔発明の４ＦＡ要〕
本発明の一実施例によれば、オリフィス板の一体部品と
して水力学的ｆｉｌが形成され、そして抵抗器は基板部
材上に形成されている。ただし、本発明は抵抗器がプリ
ントヘッドのオリフィス板上に作られている構造ばかり
でなく、インクの小滴あるいは泡が抵抗器を使用する以
外の方法でオリフィスから放出される任意形式のインク
・ジェット・プリンタに適用することができる。このよ
うな他の方式として例えば圧電変換器によりインクがノ
ズルから放出されるような米国特許には第３゜８３２、
５７９号がある。なお、他の方式としては米国特許第３
１７９０３４号に開示されているように、多数の管路に
入っているインク自身を電流が直接通過する。この場合
、インクの抵抗は大きいので、その管の中にあるインク
の部分は加熱されて放出される。
して水力学的ｆｉｌが形成され、そして抵抗器は基板部
材上に形成されている。ただし、本発明は抵抗器がプリ
ントヘッドのオリフィス板上に作られている構造ばかり
でなく、インクの小滴あるいは泡が抵抗器を使用する以
外の方法でオリフィスから放出される任意形式のインク
・ジェット・プリンタに適用することができる。このよ
うな他の方式として例えば圧電変換器によりインクがノ
ズルから放出されるような米国特許には第３゜８３２、
５７９号がある。なお、他の方式としては米国特許第３
１７９０３４号に開示されているように、多数の管路に
入っているインク自身を電流が直接通過する。この場合
、インクの抵抗は大きいので、その管の中にあるインク
の部分は加熱されて放出される。
インク・ジェット・プリントヘッド特に本発明が関係し
ている形式では、一般に「混信」と呼ばれている現象が
生じる。すなわち、インクがプリントヘッドにおけるそ
れぞれの付勢されていない抵抗器に対応するオリフィス
から放出される。この現象はプリントヘッド内で先に点
火された抵抗器の付加的なポンピング動作によって、充
分にインクが点火されないオリフィスから放出されると
きに起る。このボンピング動作によってインク流体は、
点火されていないオリフィス内のオリフィス板から放出
して印字している用紙に付着する。
ている形式では、一般に「混信」と呼ばれている現象が
生じる。すなわち、インクがプリントヘッドにおけるそ
れぞれの付勢されていない抵抗器に対応するオリフィス
から放出される。この現象はプリントヘッド内で先に点
火された抵抗器の付加的なポンピング動作によって、充
分にインクが点火されないオリフィスから放出されると
きに起る。このボンピング動作によってインク流体は、
点火されていないオリフィス内のオリフィス板から放出
して印字している用紙に付着する。
この現象に遭遇しているヘッドで印字される文章の線は
、インク小滴の不規則なボッボッが本文に重なる。その
ために印字の品質が低下する。また、すべての抵抗器が
点火されている場合には、オリフィス同志の整合性の問
題が生じる。ここでの問題とは、水平の「バンディング
」として現われる−かたまりの完全に濃いグラフの中に
、プリント密度の違いが生ずる。このようなバンディン
グの特性は、ヘッド内における抵抗器の点火順序に起因
し、そして恭気泡の膨張と崩壊とによってヘッド内に順
次生ずる流体の流れのパターンによって生起されるもの
とされてきた。この流体の流れのパターンは、抵抗器の
以後の点火である特定のオリフィスにより組織的に放出
される流体の体積を変えるような方法で、建設的にある
いは破壊的に干渉する。この影響は抵抗器の点火順序と
点火の縁り返し速度とを慎重に選べば、ある程度減らす
ことができるけれども、この方法で前記の問題を完全に
解決することは困難である。印字の濃度に及ぼす点火Ｊ
（Ｒ序の影響は非常に大きいので、その隣接している抵
抗器の点火時期を決めたいときに、あるオリフィスにお
けるインク小滴の放出能力を完全に禁止することができ
る。そのために、泡の崩壊が他のオリフィスにおける泡
の膨張と一致するようになる。水力学の基本的規則によ
れば、上述の二つの問題の主な原因は、任意のオリフィ
スにおける流体とヘッド内の他のオリフィスにおける流
体との結合が不従順であることである。したがって、本
発明の目的は、各個別のオリフィスの中および近くにお
ける流体運動の動力学を切り離すことにより達成される
。その結果、一つのノズルで起る泡の爆発、崩壊および
オリフィス再充填の過程は、ヘッド内の他のノズルにお
けるそれらの過程を乱すこがない。これらの問題は、各
小滴に与えられるエネルギーを精密に制御することが困
鮪であるということからも観察することができる。その
結果、一つのオリフィスから小滴が放出されると直ちに
、余分な水力学的エネルギーは隣接オリフィスを通して
消散する。
、インク小滴の不規則なボッボッが本文に重なる。その
ために印字の品質が低下する。また、すべての抵抗器が
点火されている場合には、オリフィス同志の整合性の問
題が生じる。ここでの問題とは、水平の「バンディング
」として現われる−かたまりの完全に濃いグラフの中に
、プリント密度の違いが生ずる。このようなバンディン
グの特性は、ヘッド内における抵抗器の点火順序に起因
し、そして恭気泡の膨張と崩壊とによってヘッド内に順
次生ずる流体の流れのパターンによって生起されるもの
とされてきた。この流体の流れのパターンは、抵抗器の
以後の点火である特定のオリフィスにより組織的に放出
される流体の体積を変えるような方法で、建設的にある
いは破壊的に干渉する。この影響は抵抗器の点火順序と
点火の縁り返し速度とを慎重に選べば、ある程度減らす
ことができるけれども、この方法で前記の問題を完全に
解決することは困難である。印字の濃度に及ぼす点火Ｊ
（Ｒ序の影響は非常に大きいので、その隣接している抵
抗器の点火時期を決めたいときに、あるオリフィスにお
けるインク小滴の放出能力を完全に禁止することができ
る。そのために、泡の崩壊が他のオリフィスにおける泡
の膨張と一致するようになる。水力学の基本的規則によ
れば、上述の二つの問題の主な原因は、任意のオリフィ
スにおける流体とヘッド内の他のオリフィスにおける流
体との結合が不従順であることである。したがって、本
発明の目的は、各個別のオリフィスの中および近くにお
ける流体運動の動力学を切り離すことにより達成される
。その結果、一つのノズルで起る泡の爆発、崩壊および
オリフィス再充填の過程は、ヘッド内の他のノズルにお
けるそれらの過程を乱すこがない。これらの問題は、各
小滴に与えられるエネルギーを精密に制御することが困
鮪であるということからも観察することができる。その
結果、一つのオリフィスから小滴が放出されると直ちに
、余分な水力学的エネルギーは隣接オリフィスを通して
消散する。
上述の混信の問題に対する解決法としでいろいろ提案さ
れている。例えば、本出顆人が昭和５８年９月１６日付
で提出した特願昭５８−１７１０３８号〔特開昭５９−
７１８６９号）によれば、そこには各種抵抗器を付勢す
るパターン発生または多重化の方式が開示されている。
れている。例えば、本出顆人が昭和５８年９月１６日付
で提出した特願昭５８−１７１０３８号〔特開昭５９−
７１８６９号）によれば、そこには各種抵抗器を付勢す
るパターン発生または多重化の方式が開示されている。
先に放出されたインク小滴が他のオリフィスからの後続
する放出には全く影響しないオリフィス・メニスカス零
時間がめられる。また、米国特許第４．３３４．２３４
号では、作動室（すなわち、オリ）イスにインクを直接
供給するための該オリフィスに隣接している特定の空洞
）と中間インク室との間に連絡通路を設け、そして前記
中間インク室における内壁面の領域面積と前記連絡通路
の全開口面積との比が５０：３００である。また、米国
特許第４，３３８．６１１号におけるプリントヘッドは
、次の寸法関係が成立するように作られている。
する放出には全く影響しないオリフィス・メニスカス零
時間がめられる。また、米国特許第４．３３４．２３４
号では、作動室（すなわち、オリ）イスにインクを直接
供給するための該オリフィスに隣接している特定の空洞
）と中間インク室との間に連絡通路を設け、そして前記
中間インク室における内壁面の領域面積と前記連絡通路
の全開口面積との比が５０：３００である。また、米国
特許第４，３３８．６１１号におけるプリントヘッドは
、次の寸法関係が成立するように作られている。
Ｑ／□。。≦ａ ／ ｂ≦１７．；
ただし、オリフィスから入口通路までの長さはＬ（＝ａ
＋ｂ＋Ｑ）ｍｍ、エネルギー作用領域の長さはρミクロ
ン、ｌ）η記エネルギー作用領域に至るオリフィスの長
さは３ミクロンであり、そして入口通路からエネルギー
作用領域までの長さはｂｍ＋ｎとする。なお、ｍＪ記の
Ｌは０．１胴〜５ＩＩＩｆｆｌとし、見は１０〜８００
ミクロンとする。
＋ｂ＋Ｑ）ｍｍ、エネルギー作用領域の長さはρミクロ
ン、ｌ）η記エネルギー作用領域に至るオリフィスの長
さは３ミクロンであり、そして入口通路からエネルギー
作用領域までの長さはｂｍ＋ｎとする。なお、ｍＪ記の
Ｌは０．１胴〜５ＩＩＩｆｆｌとし、見は１０〜８００
ミクロンとする。
前述の米国特許第４．３３４．２３４号および第４゜３
３８．６１１号明細書に開示された解決法は、多分１１
ｉ（マニホルド）の技法で隣接せるオリフィスを分離し
、そして共通のインク源から個別の供給管（通路）を介
してインクが供給されるようにしている。これら供給管
の長さを慎重に選ぶことにより、管に入るインクの慣性
は、インク小滴が放出されたときに供給路または供給管
（したがって他の供給管）内に大規模な流体の戻りがな
いように制御する。この方法によるオリフィスの慣性分
離にはいくつかの欠点がある。その第１は、充分な慣性
９麺を行うために供給管の長さが余分に必要となり、そ
のためにオリフィスに供給されるインク中に余分な流体
抗力を生じて、小滴放出後におけるインクの再充填速度
が遅くなる。更に、インク放出後オリフィスを再充填す
るためには、供給管内に入った流体の慣性に打ち勝たな
ければならない。というのは、この慣性が事実上オリフ
ィスをそのインク源に接続している流体回路と直列に接
続されるからである。このことから更にオリフィスを再
充填する速さが制限されると共に、オリフィスを繰り返
し動作させる（すなわち点火させる）速さが制限される
。
３８．６１１号明細書に開示された解決法は、多分１１
ｉ（マニホルド）の技法で隣接せるオリフィスを分離し
、そして共通のインク源から個別の供給管（通路）を介
してインクが供給されるようにしている。これら供給管
の長さを慎重に選ぶことにより、管に入るインクの慣性
は、インク小滴が放出されたときに供給路または供給管
（したがって他の供給管）内に大規模な流体の戻りがな
いように制御する。この方法によるオリフィスの慣性分
離にはいくつかの欠点がある。その第１は、充分な慣性
９麺を行うために供給管の長さが余分に必要となり、そ
のためにオリフィスに供給されるインク中に余分な流体
抗力を生じて、小滴放出後におけるインクの再充填速度
が遅くなる。更に、インク放出後オリフィスを再充填す
るためには、供給管内に入った流体の慣性に打ち勝たな
ければならない。というのは、この慣性が事実上オリフ
ィスをそのインク源に接続している流体回路と直列に接
続されるからである。このことから更にオリフィスを再
充填する速さが制限されると共に、オリフィスを繰り返
し動作させる（すなわち点火させる）速さが制限される
。
また、本出願人が昭和５９年４月２７日に稈出せる特願
昭５９−８５９９６号（特開昭５９−２０７２６４号〕
の明細書中には、混信に対する他の解決法が述べられて
いる。この方法ではオリフィス板に大きさや形状の異な
る「受動部」すなわち非点火用開口部が設けられている
。この非点火用開口部はその直径が約７６ミクロン（０
，００３インチ）の能動部すなわち点火用オリフィスに
隣接したオリフィス板中に配設されている。受動部すな
わち非点火用開口部の直径は前記点火用オリフィスの直
径と同等（したがって約７６ミクロン）である。また、
本出願人が昭和５９年４月２０日に提出した実開昭５９
−５８４３６号（実開昭５９−１７４２４５号）の明細
書には、点火用オリフィスと受動部の非点火用オリフィ
スとは約５０ミクロン程度の直径を有するものとして開
示されている。
昭５９−８５９９６号（特開昭５９−２０７２６４号〕
の明細書中には、混信に対する他の解決法が述べられて
いる。この方法ではオリフィス板に大きさや形状の異な
る「受動部」すなわち非点火用開口部が設けられている
。この非点火用開口部はその直径が約７６ミクロン（０
，００３インチ）の能動部すなわち点火用オリフィスに
隣接したオリフィス板中に配設されている。受動部すな
わち非点火用開口部の直径は前記点火用オリフィスの直
径と同等（したがって約７６ミクロン）である。また、
本出願人が昭和５９年４月２０日に提出した実開昭５９
−５８４３６号（実開昭５９−１７４２４５号）の明細
書には、点火用オリフィスと受動部の非点火用オリフィ
スとは約５０ミクロン程度の直径を有するものとして開
示されている。
本発明は、前述の特願昭５９−８００２２号「インク・
ジェット・ヘッド」と題する明細書中に開示されたプリ
ントヘッドに適用することを目的としている。更に特定
すれば、オリフィス板自身が前述の特願昭５８−２２１
３４３号の明細書に示されているオリフィス板に関連し
ている。本発明装置は狭いみぞ穴の形状をしているオリ
フィス板に複数の受動部すなわち非点火用開口部を具え
ている。この非点火用開口部を今後みぞ穴と呼ぶことに
する。というのはこの開口部に好ましい形状はほぼ長方
形すなわちみぞ穴状であるからである。点火用オリフィ
スの６対に隣接してこれと協動する単一のみぞ穴が設け
られている。点火用オリフィスとみぞ穴との中心間の間
陪は約３７０〜４００ミクロンである。これらのみぞ穴
は点火用オリフィスをその共通流体源すなわちインク貯
蔵部に接続する流体回路内になめらかに結合している。
ジェット・ヘッド」と題する明細書中に開示されたプリ
ントヘッドに適用することを目的としている。更に特定
すれば、オリフィス板自身が前述の特願昭５８−２２１
３４３号の明細書に示されているオリフィス板に関連し
ている。本発明装置は狭いみぞ穴の形状をしているオリ
フィス板に複数の受動部すなわち非点火用開口部を具え
ている。この非点火用開口部を今後みぞ穴と呼ぶことに
する。というのはこの開口部に好ましい形状はほぼ長方
形すなわちみぞ穴状であるからである。点火用オリフィ
スの６対に隣接してこれと協動する単一のみぞ穴が設け
られている。点火用オリフィスとみぞ穴との中心間の間
陪は約３７０〜４００ミクロンである。これらのみぞ穴
は点火用オリフィスをその共通流体源すなわちインク貯
蔵部に接続する流体回路内になめらかに結合している。
プリントヘッドにインクが正しく注入されると、インク
のメニスカスが各みぞ穴にわき出る。
のメニスカスが各みぞ穴にわき出る。
メニスカスは流体の流れを表面張力により供給される非
線形の反抗力に逆ってみぞ穴の中に発生し、そしてメニ
スカスの変位として表わされる仕事を貯える。メニスカ
スを拡げることによって、みぞ穴から放出する流体圧力
が除かれると、表面張力によりｎｊＪ記メニスカスはそ
の変位雰の位はまで後退し、これによりインク流体がみ
ぞ穴を通して点火用オリフィスから流体貯蔵部までを連
絡する供給路内に戻される。他方、インク小滴が隣接す
る点火用オリフィス内に形成されると、メニスカスを拡
げるのに必要な力によりメニスカスがみぞ穴の中にわき
出る。
線形の反抗力に逆ってみぞ穴の中に発生し、そしてメニ
スカスの変位として表わされる仕事を貯える。メニスカ
スを拡げることによって、みぞ穴から放出する流体圧力
が除かれると、表面張力によりｎｊＪ記メニスカスはそ
の変位雰の位はまで後退し、これによりインク流体がみ
ぞ穴を通して点火用オリフィスから流体貯蔵部までを連
絡する供給路内に戻される。他方、インク小滴が隣接す
る点火用オリフィス内に形成されると、メニスカスを拡
げるのに必要な力によりメニスカスがみぞ穴の中にわき
出る。
このようなみぞ穴を共通のインク源からそれぞれ個々の
抵抗器／オリフィスの組合せ体まで導く供給路の反対側
に配置すると、点火用オリフィスから供給路に戻る流体
サージの伝播が吸収され、これにより各抵抗器／オリフ
ィス対のエネルギーは、プリントヘッドのオリフィス板
内にあるすべての組合せ体から切離される。その結果、
混信のおそれや特定の点火順序への依存性がなく、且つ
非常に短い流体供給路を使用することができる。
抵抗器／オリフィスの組合せ体まで導く供給路の反対側
に配置すると、点火用オリフィスから供給路に戻る流体
サージの伝播が吸収され、これにより各抵抗器／オリフ
ィス対のエネルギーは、プリントヘッドのオリフィス板
内にあるすべての組合せ体から切離される。その結果、
混信のおそれや特定の点火順序への依存性がなく、且つ
非常に短い流体供給路を使用することができる。
ここで、前記供給路の長さを最小にすることは、ヘッド
内の流体抗力を最小にするこであり、その結果、流体抗
力がヘッド動作速度に及ぼす１８を減らすことになる。
内の流体抗力を最小にするこであり、その結果、流体抗
力がヘッド動作速度に及ぼす１８を減らすことになる。
なお、ｉＪ記みぞ穴の形状は円形にしてもよい。丸い非
点火用オリフィスの場合よりも小滴自身を放出する傾向
が少いからである。
点火用オリフィスの場合よりも小滴自身を放出する傾向
が少いからである。
貯えられた仕事の量子は、必らずしもみぞ穴の幅を増加
させないで、該みぞ穴の長さを変えることにより増減さ
せることができる。このことは、インク・ジェット・プ
リントヘッドの設計上重要な考え方である。というのは
、機械的１ｊ９を受けたときのヘッドが、その注入を減
らす傾向はオリフィスまたはノズルの直径が増加するに
つれて増すからである。分離用みぞ穴はこの点について
余分のオリフィスになるが、その有効直径は主としてみ
ぞ穴の幅によって決まる。このようなみぞ穴は単一の穴
またはみぞ穴の面積と等しい区域よりは密接に並んだ一
列の穴に似ている。みぞ穴の設計は本質的に長方形の形
状だけに限られるものではない。みぞ穴の形状は、プリ
ントヘッド自身の他の要素の配置に合致するように作り
あげることができる。加えて、分離用みぞ穴の数と位置
とはそれぞれの用途に合わせて変えることができる。隣
接するオリフィス間の混信を防止するためには、みぞ穴
の幅を能動オリフィスまたはノズルの直径より約５ミク
ロン以上小さくしてはならず、また１０ミクロン以上大
きくしてはならず、しかも長さは能動ノズルの直径の少
なくとも６倍から１０ｆ８でなければならない。このよ
うにして得られたみぞ穴の能動面積は隣接するノズルの
能動面積の６〜１０倍になる。以下図面を用いて本発明
を詳述する。
させないで、該みぞ穴の長さを変えることにより増減さ
せることができる。このことは、インク・ジェット・プ
リントヘッドの設計上重要な考え方である。というのは
、機械的１ｊ９を受けたときのヘッドが、その注入を減
らす傾向はオリフィスまたはノズルの直径が増加するに
つれて増すからである。分離用みぞ穴はこの点について
余分のオリフィスになるが、その有効直径は主としてみ
ぞ穴の幅によって決まる。このようなみぞ穴は単一の穴
またはみぞ穴の面積と等しい区域よりは密接に並んだ一
列の穴に似ている。みぞ穴の設計は本質的に長方形の形
状だけに限られるものではない。みぞ穴の形状は、プリ
ントヘッド自身の他の要素の配置に合致するように作り
あげることができる。加えて、分離用みぞ穴の数と位置
とはそれぞれの用途に合わせて変えることができる。隣
接するオリフィス間の混信を防止するためには、みぞ穴
の幅を能動オリフィスまたはノズルの直径より約５ミク
ロン以上小さくしてはならず、また１０ミクロン以上大
きくしてはならず、しかも長さは能動ノズルの直径の少
なくとも６倍から１０ｆ８でなければならない。このよ
うにして得られたみぞ穴の能動面積は隣接するノズルの
能動面積の６〜１０倍になる。以下図面を用いて本発明
を詳述する。
第１図は本発明の一実施例によるみぞ穴を含むオリフィ
ス板の斜視図である。図において、オリフィス板１には
、これと一体に形成されている複数の能動部すなわち点
火用オリフィスまたはノズル１１を具えており、これら
ノズル１１は短い壁の部分９で分離されている。また、
ｍＪ記オリフィス板１には点火用ノズル１１に隣接して
インク多岐管部３が配置されており、これによりオリフ
ィス板１の下側から各ノズル１１にインクを供給してい
る。前記壁部材９はノズル１１の間で該ノズル列に直角
な方向に形成される。そしてこのような壁部材が６二つ
のノズル間に一つづつある。オリフィス板１にはまた複
数のみぞ穴７が形成されている。前記みぞ穴の主軸はノ
ズル１１の線に平行である。二つの隣接するノズル１１
ごとにこのようなみぞ穴を一つ設けるのは有利である。
ス板の斜視図である。図において、オリフィス板１には
、これと一体に形成されている複数の能動部すなわち点
火用オリフィスまたはノズル１１を具えており、これら
ノズル１１は短い壁の部分９で分離されている。また、
ｍＪ記オリフィス板１には点火用ノズル１１に隣接して
インク多岐管部３が配置されており、これによりオリフ
ィス板１の下側から各ノズル１１にインクを供給してい
る。前記壁部材９はノズル１１の間で該ノズル列に直角
な方向に形成される。そしてこのような壁部材が６二つ
のノズル間に一つづつある。オリフィス板１にはまた複
数のみぞ穴７が形成されている。前記みぞ穴の主軸はノ
ズル１１の線に平行である。二つの隣接するノズル１１
ごとにこのようなみぞ穴を一つ設けるのは有利である。
第２図は第１図のＡ−Ａ線による断面斜視図で、オリフ
ィス板またはプリントヘッドの構造が詳細に示されてい
る。最上層８は不動態化層であって、これは例えば酸化
シリコンの層である。この層８は下部の層特に能動ノズ
ルすなわち点火用オリフィス１１の下に直ぐ隣り合って
示しである抵抗器４を保護するために設けられている。
ィス板またはプリントヘッドの構造が詳細に示されてい
る。最上層８は不動態化層であって、これは例えば酸化
シリコンの層である。この層８は下部の層特に能動ノズ
ルすなわち点火用オリフィス１１の下に直ぐ隣り合って
示しである抵抗器４を保護するために設けられている。
抵抗器４の各側面から導電性材料の層１０が延びており
、該層１０に電流を印加すると、直ちに抵抗器４が加熱
される。次の層１２は熱制御層であり、これはシリコン
、セラミックあるいは二酸化シリコンで形成され、基板
２と前記抵抗器４、導電層ｌＯとの間に配置される。オ
リフィス板１は不動態化層８の上方に配置され、そして
下層の基板構造２と接着剤（図示せず）で結合されてい
る。この図には点火用ノズル１１と隣接する分離用みぞ
穴９の他に多岐管部３が示されている。なお、基板構造
２とオリフィス板１との間の空間には、インク６の一群
が示されている。
、該層１０に電流を印加すると、直ちに抵抗器４が加熱
される。次の層１２は熱制御層であり、これはシリコン
、セラミックあるいは二酸化シリコンで形成され、基板
２と前記抵抗器４、導電層ｌＯとの間に配置される。オ
リフィス板１は不動態化層８の上方に配置され、そして
下層の基板構造２と接着剤（図示せず）で結合されてい
る。この図には点火用ノズル１１と隣接する分離用みぞ
穴９の他に多岐管部３が示されている。なお、基板構造
２とオリフィス板１との間の空間には、インク６の一群
が示されている。
本発明の一実施例によれば、分離用みぞ穴７の幅は常に
隣接する点火用ノズル１１の直径より大きいが、みぞ穴
の長さは常に点火用ノズル１１の直径より少なくとも４
倍大きくなっている。例えば、点火用ノズル１１の直径
は、約５５〜５６ミクロンである。各下層の抵抗器４は
約１１０ミクロン平方である。また、みぞ穴７の幅は約
６０ミクロンであるが、その長さは約３７０ミクロンで
ある。実用上、みぞ穴の幅は隣接する点火用ノズル１１
の直径より５ミクロン以上小さくしてはならない。なお
、みぞ穴の長さは３６５〜３８０ミクロンの範囲で変え
てもよい。ノズルの直径が５５〜６６ミクロンの場合、
みぞ穴の幅を５０ミクロン未満にすると、点火用ノズル
１１に隣接するみぞ穴から不必要なインクが放出される
。
隣接する点火用ノズル１１の直径より大きいが、みぞ穴
の長さは常に点火用ノズル１１の直径より少なくとも４
倍大きくなっている。例えば、点火用ノズル１１の直径
は、約５５〜５６ミクロンである。各下層の抵抗器４は
約１１０ミクロン平方である。また、みぞ穴７の幅は約
６０ミクロンであるが、その長さは約３７０ミクロンで
ある。実用上、みぞ穴の幅は隣接する点火用ノズル１１
の直径より５ミクロン以上小さくしてはならない。なお
、みぞ穴の長さは３６５〜３８０ミクロンの範囲で変え
てもよい。ノズルの直径が５５〜６６ミクロンの場合、
みぞ穴の幅を５０ミクロン未満にすると、点火用ノズル
１１に隣接するみぞ穴から不必要なインクが放出される
。
このようにインク・ジェット・プリントヘッド用の改良
されたオリフィス（ノズル）について説明したが、本発
明による分離用みぞ穴７は、写真リトグラフィにより点
火用ノズルを規定し、そして形成する製造工程と同じ工
程でオリフィス板１の基本構造内に容易に設けることが
できる。このような分離用みぞ穴７を組込んでも、オリ
フィス板１のコストあるいは複雑さが増すこともないし
、また、従来技術に示した分離構造のように、プリント
ヘッドの構成に大きな制約を加えることもない。４、図
面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例によるみぞ穴を含むオリフィ
ス板の斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ線による断面斜
視図である。
されたオリフィス（ノズル）について説明したが、本発
明による分離用みぞ穴７は、写真リトグラフィにより点
火用ノズルを規定し、そして形成する製造工程と同じ工
程でオリフィス板１の基本構造内に容易に設けることが
できる。このような分離用みぞ穴７を組込んでも、オリ
フィス板１のコストあるいは複雑さが増すこともないし
、また、従来技術に示した分離構造のように、プリント
ヘッドの構成に大きな制約を加えることもない。４、図
面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例によるみぞ穴を含むオリフィ
ス板の斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ線による断面斜
視図である。
１ニオリフイス板、２：基板構造、３：インク多岐管部
、４：抵抗器、７：みぞ穴、８：不動態イヒ層、１０：
導電層、１１：点火用オリフィス（ノズル）、１２：熱
制御層。
、４：抵抗器、７：みぞ穴、８：不動態イヒ層、１０：
導電層、１１：点火用オリフィス（ノズル）、１２：熱
制御層。
出願人
横側・ヒユーレット・パッカード株式会社代理人 弁理
士 長 谷 川 次 男 第１頁の続き ０発 明 者 ガーレイ・エル・シェ アラニル ト メリカ合衆国オレゴン州アルバニイ・メアドウ・ウラ・
ドライブ １８７５
士 長 谷 川 次 男 第１頁の続き ０発 明 者 ガーレイ・エル・シェ アラニル ト メリカ合衆国オレゴン州アルバニイ・メアドウ・ウラ・
ドライブ １８７５
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板に対接せるオリフィス板を含むインク・ジェット・
プリントヘッドの改良で、次の（イ）〜（ニ）を含む。 （イ）前記オリフィス板における各オリフィスから原体
を選択的に放出するために、ＩＹｉＩ記オリフィス板と
基板との間に流体の通路を形成する手段、（ロ）前記オ
リフィス板は複数のオリフィスとこれに＠接して延びて
いる複数の分離用みぞ穴を含む、 （ハ）前記オリフィスと分離用みぞ穴は前記オリフィス
と基板との間に流体通路を形成する、（ニ）前記分離用
みぞ穴の能動領域は前記オリフィス領域の約６〜１０倍
である。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/588,016 US4578687A (en) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | Ink jet printhead having hydraulically separated orifices |
| US588016 | 1984-03-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60203455A true JPS60203455A (ja) | 1985-10-15 |
| JPH0764064B2 JPH0764064B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=24352117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60046299A Expired - Lifetime JPH0764064B2 (ja) | 1984-03-09 | 1985-03-08 | インク・ジエツト・プリントヘツド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4578687A (ja) |
| EP (1) | EP0154087B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0764064B2 (ja) |
| DE (1) | DE3469863D1 (ja) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5311214A (en) * | 1985-11-08 | 1994-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording apparatus having means for removing foreign material from an ink supply path by first introducing an into the ink supply path |
| US4847630A (en) * | 1987-12-17 | 1989-07-11 | Hewlett-Packard Company | Integrated thermal ink jet printhead and method of manufacture |
| GB2242298B (en) * | 1990-02-02 | 1994-10-12 | Canon Kk | Ink jet recording head and ink jet recorder incorporating that recording head |
| GB9010289D0 (en) * | 1990-05-08 | 1990-06-27 | Xaar Ltd | Drop-on-demand printing apparatus and method of manufacture |
| US5600354A (en) * | 1992-04-02 | 1997-02-04 | Hewlett-Packard Company | Wrap-around flex with address and data bus |
| JPH05330045A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-14 | Canon Inc | 記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置 |
| DE69327762T2 (de) * | 1992-10-20 | 2000-07-06 | Canon Kk | Farbstrahldruckkopf, dessen Herstellungsverfahren und zugehöriges Farbstrahlgerät |
| JP3165299B2 (ja) * | 1993-09-20 | 2001-05-14 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録装置 |
| US6557974B1 (en) | 1995-10-25 | 2003-05-06 | Hewlett-Packard Company | Non-circular printhead orifice |
| US6527369B1 (en) | 1995-10-25 | 2003-03-04 | Hewlett-Packard Company | Asymmetric printhead orifice |
| US6000787A (en) * | 1996-02-07 | 1999-12-14 | Hewlett-Packard Company | Solid state ink jet print head |
| US6310639B1 (en) | 1996-02-07 | 2001-10-30 | Hewlett-Packard Co. | Printer printhead |
| US6113221A (en) * | 1996-02-07 | 2000-09-05 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for ink chamber evacuation |
| US5940096A (en) * | 1996-06-03 | 1999-08-17 | Lexmark International, Inc. | Ink jet printhead assembly with non-emitting orifices |
| US5901425A (en) | 1996-08-27 | 1999-05-11 | Topaz Technologies Inc. | Inkjet print head apparatus |
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| EP1046506A1 (en) * | 1999-04-19 | 2000-10-25 | Océ-Technologies B.V. | Inkjet printhead |
| US6557989B1 (en) | 1999-08-24 | 2003-05-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Print head and ink jet printing apparatus |
| US6331055B1 (en) | 1999-08-30 | 2001-12-18 | Hewlett-Packard Company | Inkjet printhead with top plate bubble management |
| US6341848B1 (en) | 1999-12-13 | 2002-01-29 | Hewlett-Packard Company | Fluid-jet printer having printhead with integrated heat-sink |
| US6390614B2 (en) | 2000-01-06 | 2002-05-21 | Hewlett-Packard Company | Fluid-jet print cartridge and method |
| US6523938B1 (en) * | 2000-01-17 | 2003-02-25 | Hewlett-Packard Company | Printer orifice plate with mutually planarized ink flow barriers |
| US6341732B1 (en) | 2000-06-19 | 2002-01-29 | S. C. Johnson & Son, Inc. | Method and apparatus for maintaining control of liquid flow in a vibratory atomizing device |
| EP1861256A4 (en) * | 2005-03-21 | 2013-03-20 | Zamtec Ltd | INK JET PRINT HEAD WITH INSULATED JETS |
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| US7334875B2 (en) * | 2005-03-21 | 2008-02-26 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method of fabricating a printhead having isolated nozzles |
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| DE3222133A1 (de) * | 1981-06-13 | 1982-12-30 | Konishiroku Photo Industry Co., Ltd., Tokyo | Schreibkopf fuer einen tintenstrahlschreiber |
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-
1984
- 1984-03-09 US US06/588,016 patent/US4578687A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-11-30 DE DE8484308319T patent/DE3469863D1/de not_active Expired
- 1984-11-30 EP EP84308319A patent/EP0154087B1/en not_active Expired
-
1985
- 1985-03-08 JP JP60046299A patent/JPH0764064B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57205165A (en) * | 1981-06-13 | 1982-12-16 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Ink jet head for ink jet printer |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0154087B1 (en) | 1988-03-16 |
| JPH0764064B2 (ja) | 1995-07-12 |
| EP0154087A3 (en) | 1986-03-12 |
| DE3469863D1 (en) | 1988-04-21 |
| EP0154087A2 (en) | 1985-09-11 |
| US4578687A (en) | 1986-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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