JP2002326358A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JP2002326358A JP2002326358A JP2001131676A JP2001131676A JP2002326358A JP 2002326358 A JP2002326358 A JP 2002326358A JP 2001131676 A JP2001131676 A JP 2001131676A JP 2001131676 A JP2001131676 A JP 2001131676A JP 2002326358 A JP2002326358 A JP 2002326358A
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- ink
- base plate
- jet head
- heating resistor
- ink jet
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】インク滴を記録紙の所定位置に正確に着弾させ
ることが可能な高性能のインクジェットヘッドを提供す
る。 【解決手段】単結晶シリコンから成るベースプレート２
の上面に凹部３を形成するとともに該凹部３の内面に沿
って発熱抵抗体４を被着させたヘッド基板１と、前記凹
部３上にインク吐出孔８を有するノズル部材７とを、間
に所定の間隙を形成するようにして配置させるとともに
該間隙にインク９を充填してインクジェットヘッドを形
成し、記録動作に際して、前記発熱抵抗体４の発する熱
エネルギーによって前記凹部３内に充填されるインク９
中で気泡Ａを発生させるとともに該発生した気泡Ａによ
る圧力でもって前記インク吐出孔８よりインク滴ｉを外
部へ吐出させるように成す。
ることが可能な高性能のインクジェットヘッドを提供す
る。 【解決手段】単結晶シリコンから成るベースプレート２
の上面に凹部３を形成するとともに該凹部３の内面に沿
って発熱抵抗体４を被着させたヘッド基板１と、前記凹
部３上にインク吐出孔８を有するノズル部材７とを、間
に所定の間隙を形成するようにして配置させるとともに
該間隙にインク９を充填してインクジェットヘッドを形
成し、記録動作に際して、前記発熱抵抗体４の発する熱
エネルギーによって前記凹部３内に充填されるインク９
中で気泡Ａを発生させるとともに該発生した気泡Ａによ
る圧力でもって前記インク吐出孔８よりインク滴ｉを外
部へ吐出させるように成す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録紙にインク滴
を所定パターンに付着させて画像を記録するインクジェ
ットヘッドに関するものである。
を所定パターンに付着させて画像を記録するインクジェ
ットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、記録紙に画像を形成するため
の記録デバイスとしてインクジェットヘッドが用いられ
ている。
の記録デバイスとしてインクジェットヘッドが用いられ
ている。
【０００３】インクジェットヘッドの記録方式には、イ
ンク滴を記録紙に向けて吐出・飛翔させるのに発熱抵抗
体の発する熱エネルギーを利用するものや圧電素子の変
形を利用するもの、更には電磁波の照射に伴って発生す
る熱を利用するもの等があり、これらの中でも発熱抵抗
体の熱エネルギーを利用するサーマルジェットタイプの
ものは、発熱抵抗体のパターニングが容易である上に、
小さな面積の発熱抵抗体であっても比較的大きな熱エネ
ルギーを発生させることができることから、高密度記録
への対応に適したものとして注目されている。
ンク滴を記録紙に向けて吐出・飛翔させるのに発熱抵抗
体の発する熱エネルギーを利用するものや圧電素子の変
形を利用するもの、更には電磁波の照射に伴って発生す
る熱を利用するもの等があり、これらの中でも発熱抵抗
体の熱エネルギーを利用するサーマルジェットタイプの
ものは、発熱抵抗体のパターニングが容易である上に、
小さな面積の発熱抵抗体であっても比較的大きな熱エネ
ルギーを発生させることができることから、高密度記録
への対応に適したものとして注目されている。
【０００４】かかるサーマルジェットタイプのインクジ
ェットヘッドとしては、例えば図３に示す如く、単結晶
シリコン等から成るベースプレート１２の上面に複数個
の発熱抵抗体１３を被着・配列させたヘッド基板１１
と、前記発熱抵抗体１３上にインク吐出孔１６を有する
ノズル部材１５とを、間に所定の間隔をあけて配置させ
るとともに、前記ヘッド基板１１−ノズル部材１５間の
間隙にインク１７を充填した構造のものが知られてお
り、記録紙をノズル部材１５の外表面に沿って搬送しな
がら、ヘッド基板１１の発熱抵抗体１３を外部からの画
像データに基づいて選択的にジュール発熱させ、発熱抵
抗体１３上のインク１７中で気泡Ａを発生させるととも
に、該発生した気泡Ａによる圧力でもって発熱抵抗体１
３上のインク１７を上方に押し上げ、インク１７の一部
をインク吐出孔１６より外部に吐出させることによって
記録紙に画像が記録される。
ェットヘッドとしては、例えば図３に示す如く、単結晶
シリコン等から成るベースプレート１２の上面に複数個
の発熱抵抗体１３を被着・配列させたヘッド基板１１
と、前記発熱抵抗体１３上にインク吐出孔１６を有する
ノズル部材１５とを、間に所定の間隔をあけて配置させ
るとともに、前記ヘッド基板１１−ノズル部材１５間の
間隙にインク１７を充填した構造のものが知られてお
り、記録紙をノズル部材１５の外表面に沿って搬送しな
がら、ヘッド基板１１の発熱抵抗体１３を外部からの画
像データに基づいて選択的にジュール発熱させ、発熱抵
抗体１３上のインク１７中で気泡Ａを発生させるととも
に、該発生した気泡Ａによる圧力でもって発熱抵抗体１
３上のインク１７を上方に押し上げ、インク１７の一部
をインク吐出孔１６より外部に吐出させることによって
記録紙に画像が記録される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインクジェットヘッドにおいては、ヘッド基板
１１とノズル部材１５の間に気泡Ａの拡がりを抑制する
ものが何ら存在していないことから、発熱抵抗体１３を
ジュール発熱させてインク１７中で気泡Ａを発生させる
と、気泡Ａからの圧力は四方に分散し、気泡Ａからの圧
力をインク吐出孔１６側に効率良く伝達することができ
ない。このため、インク滴ｉの吐出速度が低下し、記録
紙に対するインク滴ｉの着弾位置にズレを生じるという
欠点を有していた。
た従来のインクジェットヘッドにおいては、ヘッド基板
１１とノズル部材１５の間に気泡Ａの拡がりを抑制する
ものが何ら存在していないことから、発熱抵抗体１３を
ジュール発熱させてインク１７中で気泡Ａを発生させる
と、気泡Ａからの圧力は四方に分散し、気泡Ａからの圧
力をインク吐出孔１６側に効率良く伝達することができ
ない。このため、インク滴ｉの吐出速度が低下し、記録
紙に対するインク滴ｉの着弾位置にズレを生じるという
欠点を有していた。
【０００６】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、インク滴を記録紙の所定位置に正確に
着弾させることが可能な、高性能のインクジェットヘッ
ドを提供することにある。
で、その目的は、インク滴を記録紙の所定位置に正確に
着弾させることが可能な、高性能のインクジェットヘッ
ドを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、単結晶シリコンから成るベースプレートの上
面に凹部を形成するとともに該凹部の内面に沿って発熱
抵抗体を被着させたヘッド基板上に、前記凹部上にイン
ク吐出孔を有するノズル部材を、間に所定の間隙を形成
するようにして配設するとともに該間隙にインクを充填
してなり、前記発熱抵抗体の発する熱エネルギーによっ
て前記凹部内に充填されるインク中で気泡を発生させ、
該発生した気泡による圧力でもって前記インク吐出孔よ
りインク滴を吐出させることを特徴とするものである。
ヘッドは、単結晶シリコンから成るベースプレートの上
面に凹部を形成するとともに該凹部の内面に沿って発熱
抵抗体を被着させたヘッド基板上に、前記凹部上にイン
ク吐出孔を有するノズル部材を、間に所定の間隙を形成
するようにして配設するとともに該間隙にインクを充填
してなり、前記発熱抵抗体の発する熱エネルギーによっ
て前記凹部内に充填されるインク中で気泡を発生させ、
該発生した気泡による圧力でもって前記インク吐出孔よ
りインク滴を吐出させることを特徴とするものである。
【０００８】また本発明のインクジェットヘッドは、前
記発熱抵抗体の表面が、前記凹部の内面に沿って被着さ
せた保護膜でもって被覆されていることを特徴とするも
のである。
記発熱抵抗体の表面が、前記凹部の内面に沿って被着さ
せた保護膜でもって被覆されていることを特徴とするも
のである。
【０００９】更に本発明のインクジェットヘッドは、前
記ベースプレートを形成する単結晶シリコンの｛１０
０｝面もしくは｛１１０｝面が、ベースプレートの上面
と合致させてあることを特徴とするものである。
記ベースプレートを形成する単結晶シリコンの｛１０
０｝面もしくは｛１１０｝面が、ベースプレートの上面
と合致させてあることを特徴とするものである。
【００１０】また更に本発明のインクジェットヘッド
は、前記凹部が、ベースプレートを形成する単結晶シリ
コンに対する異方性エッチングにて形成されたものであ
ることを特徴とするものである。
は、前記凹部が、ベースプレートを形成する単結晶シリ
コンに対する異方性エッチングにて形成されたものであ
ることを特徴とするものである。
【００１１】更にまた本発明のインクジェットヘッド
は、前記凹部の深さが０．５μｍ〜３０．０μｍに設定
されることを特徴とするものである。
は、前記凹部の深さが０．５μｍ〜３０．０μｍに設定
されることを特徴とするものである。
【００１２】また更に本発明のインクジェットヘッド
は、前記ヘッド基板−ノズル部材間のインクが流動する
ように、インクを循環させることを特徴とするものであ
る。
は、前記ヘッド基板−ノズル部材間のインクが流動する
ように、インクを循環させることを特徴とするものであ
る。
【００１３】本発明のインクジェットヘッドによれば、
ベースプレートの上面に設けた凹部の内面に沿って発熱
抵抗体を被着させ、記録動作時、凹部内に充填されたイ
ンク中で気泡を発生させるようにしたことから、気泡の
圧力が副走査方向に分散しようとするのを凹部の内壁で
有効に抑えることができる。従って、気泡の圧力は発熱
抵抗体上のインクに対して効率良く伝達されるようにな
り、インク滴の吐出速度を高速に維持して、インク滴を
記録紙の所定位置に正確に着弾させることが可能とな
る。
ベースプレートの上面に設けた凹部の内面に沿って発熱
抵抗体を被着させ、記録動作時、凹部内に充填されたイ
ンク中で気泡を発生させるようにしたことから、気泡の
圧力が副走査方向に分散しようとするのを凹部の内壁で
有効に抑えることができる。従って、気泡の圧力は発熱
抵抗体上のインクに対して効率良く伝達されるようにな
り、インク滴の吐出速度を高速に維持して、インク滴を
記録紙の所定位置に正確に着弾させることが可能とな
る。
【００１４】また本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、上述したベースプレートを形成する単結晶シリコン
の｛１００｝面もしくは｛１１０｝面をベースプレート
の上面と合致させておくことにより、ベースプレート上
面の凹部を従来周知の異方性エッチングによって極めて
高精度に形成することができる。
ば、上述したベースプレートを形成する単結晶シリコン
の｛１００｝面もしくは｛１１０｝面をベースプレート
の上面と合致させておくことにより、ベースプレート上
面の凹部を従来周知の異方性エッチングによって極めて
高精度に形成することができる。
【００１５】更に本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、ヘッド基板−ノズル部材間のインクが流動するよう
に、インクを循環させることにより、インクがベースプ
レートや発熱抵抗体、或いはこれらを被覆する保護膜等
と常に接するようになることから、高速記録に対応すべ
く発熱抵抗体を短時間で繰り返し発熱させる場合であっ
ても、ベースプレートの内部に蓄積される熱はインク側
に少しずつ逃がされるようになっており、これによって
ベースプレートを全体的に冷却せしめ、ベースプレート
の温度が過度に高温となるのを有効に防止することがで
きる上に、発熱抵抗体の発する熱等によってインク中の
水分もしくは油分がインク吐出孔から多量に蒸発し、イ
ンク吐出孔内のインクの粘度が上昇しようとしても、こ
の部分にはインク吐出孔の直下を流れるインクから水分
もしくは油分が順次補給されるのでインクが固まってし
まうことはなく、インク吐出孔の目詰まりを有効に防止
することができる。
ば、ヘッド基板−ノズル部材間のインクが流動するよう
に、インクを循環させることにより、インクがベースプ
レートや発熱抵抗体、或いはこれらを被覆する保護膜等
と常に接するようになることから、高速記録に対応すべ
く発熱抵抗体を短時間で繰り返し発熱させる場合であっ
ても、ベースプレートの内部に蓄積される熱はインク側
に少しずつ逃がされるようになっており、これによって
ベースプレートを全体的に冷却せしめ、ベースプレート
の温度が過度に高温となるのを有効に防止することがで
きる上に、発熱抵抗体の発する熱等によってインク中の
水分もしくは油分がインク吐出孔から多量に蒸発し、イ
ンク吐出孔内のインクの粘度が上昇しようとしても、こ
の部分にはインク吐出孔の直下を流れるインクから水分
もしくは油分が順次補給されるのでインクが固まってし
まうことはなく、インク吐出孔の目詰まりを有効に防止
することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るイ
ンクジェットヘッドの斜視図、図２は図１のインクジェ
ットヘッドの断面図であり、１はヘッド基板、７はノズ
ル部材、９はヘッド基板１−ノズル部材７間に充填され
るインクである。
て詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るイ
ンクジェットヘッドの斜視図、図２は図１のインクジェ
ットヘッドの断面図であり、１はヘッド基板、７はノズ
ル部材、９はヘッド基板１−ノズル部材７間に充填され
るインクである。
【００１７】前記ヘッド基板１は、矩形状をなすように
形成されたベースプレート２の上面に、長手方向に沿っ
て凹部３を帯状に形成するとともに該凹部３の内面に沿
って複数個の発熱抵抗体４を被着させ、これらを保護膜
６で被覆した構造を有している。
形成されたベースプレート２の上面に、長手方向に沿っ
て凹部３を帯状に形成するとともに該凹部３の内面に沿
って複数個の発熱抵抗体４を被着させ、これらを保護膜
６で被覆した構造を有している。
【００１８】前記ベースプレート２は、単結晶シリコン
により｛１００｝面もしくは｛１１０｝面を上面と合致
させるようにして形成されており、その表面には酸化シ
リコン（ＳｉＯ2）等から成る絶縁膜２ａが例えば１μ
ｍ〜３μｍの厚みに設けられ、該絶縁膜２ａによってベ
ースプレート２と発熱抵抗体４等とを電気的に絶縁して
いる。
により｛１００｝面もしくは｛１１０｝面を上面と合致
させるようにして形成されており、その表面には酸化シ
リコン（ＳｉＯ2）等から成る絶縁膜２ａが例えば１μ
ｍ〜３μｍの厚みに設けられ、該絶縁膜２ａによってベ
ースプレート２と発熱抵抗体４等とを電気的に絶縁して
いる。
【００１９】また前記ベースプレート２の凹部３は、例
えば５０μｍ〜２００μｍの幅、０．５μｍ〜３０．０
μｍの深さにてベースプレート２の長手方向にわたり帯
状に形成されており、その断面形状は四角形状をなして
いるため、このような凹部３の内面に沿って発熱抵抗体
４や保護膜６をそれぞれ略一定の厚みで被着させると、
凹部３内に設けられる保護膜６の表面にも、凹部３と略
相似形をなす所定の凹部６ａが形成される。
えば５０μｍ〜２００μｍの幅、０．５μｍ〜３０．０
μｍの深さにてベースプレート２の長手方向にわたり帯
状に形成されており、その断面形状は四角形状をなして
いるため、このような凹部３の内面に沿って発熱抵抗体
４や保護膜６をそれぞれ略一定の厚みで被着させると、
凹部３内に設けられる保護膜６の表面にも、凹部３と略
相似形をなす所定の凹部６ａが形成される。
【００２０】尚、前記ベースプレート２は、従来周知の
チョコラルスキー法（引き上げ法）等によって形成した
単結晶シリコンのインゴット（塊）を、その｛１００｝
面もしくは｛１１０｝面が露出されるようにして所定厚
みにスライスすることによって製作され、得られたベー
スプレート２の上面の一部をＫＯＨやＮＨ2（ＣＨ2） 2
ＮＨ2等を含むエッチング液で所定の深さまでエッチン
グすることにより凹部３が形成され、また前記凹部３の
内面を含むベースプレート２の表面を従来周知の熱酸化
法により所定の深さ領域まで酸化することにより絶縁膜
２ａが形成される。この場合、ベースプレート２を形成
する単結晶シリコンの｛１００｝面もしくは｛１１０｝
面がベースプレート２の上面と合致させてあるため、凹
部３は上述のエッチング液を用いた異方性エッチングに
より極めて高精度に形成される。
チョコラルスキー法（引き上げ法）等によって形成した
単結晶シリコンのインゴット（塊）を、その｛１００｝
面もしくは｛１１０｝面が露出されるようにして所定厚
みにスライスすることによって製作され、得られたベー
スプレート２の上面の一部をＫＯＨやＮＨ2（ＣＨ2） 2
ＮＨ2等を含むエッチング液で所定の深さまでエッチン
グすることにより凹部３が形成され、また前記凹部３の
内面を含むベースプレート２の表面を従来周知の熱酸化
法により所定の深さ領域まで酸化することにより絶縁膜
２ａが形成される。この場合、ベースプレート２を形成
する単結晶シリコンの｛１００｝面もしくは｛１１０｝
面がベースプレート２の上面と合致させてあるため、凹
部３は上述のエッチング液を用いた異方性エッチングに
より極めて高精度に形成される。
【００２１】また前記ベースプレート２の凹部３内に配
設される複数個の発熱抵抗体４は、例えば６００ｄｐｉ
（dot per inch）の密度で主走査方向に直線状に配列さ
れており、その各々がＴａＮやＴａＳｉＯ,ＴａＳｉＮ
Ｏ,ＴｉＳｉＯ，ＴｉＳｉＣＯ，ＮｂＳｉＯ等の電気抵
抗材料を例えば０．００５μｍ〜０．１５μｍの厚みで
薄く堆積させた抵抗薄膜により形成されているため、そ
の両端に接続される電極５等を介して電源電力が印加さ
れるとジュール発熱を起こし、凹部３内に充填されるイ
ンク９中で気泡Ａを発生させる。
設される複数個の発熱抵抗体４は、例えば６００ｄｐｉ
（dot per inch）の密度で主走査方向に直線状に配列さ
れており、その各々がＴａＮやＴａＳｉＯ,ＴａＳｉＮ
Ｏ,ＴｉＳｉＯ，ＴｉＳｉＣＯ，ＮｂＳｉＯ等の電気抵
抗材料を例えば０．００５μｍ〜０．１５μｍの厚みで
薄く堆積させた抵抗薄膜により形成されているため、そ
の両端に接続される電極５等を介して電源電力が印加さ
れるとジュール発熱を起こし、凹部３内に充填されるイ
ンク９中で気泡Ａを発生させる。
【００２２】このような発熱抵抗体４は、従来周知の薄
膜形成技術、具体的には、スパッタリングやフォトリソ
グラフィー，エッチング等を採用し、上述の電気抵抗材
料を凹部３の内面に沿って所定厚み、所定パターンに被
着させることにより形成される。
膜形成技術、具体的には、スパッタリングやフォトリソ
グラフィー，エッチング等を採用し、上述の電気抵抗材
料を凹部３の内面に沿って所定厚み、所定パターンに被
着させることにより形成される。
【００２３】また前記発熱抵抗体４の両端に接続される
電極５は、アルミニウム等の金属か成り、ベースプレー
ト２の上面に所定パターンをなすように被着されてい
る。
電極５は、アルミニウム等の金属か成り、ベースプレー
ト２の上面に所定パターンをなすように被着されてい
る。
【００２４】前記電極５は、前述した複数個の発熱抵抗
体４に電源電力を供給するための給電線として機能する
ものであり、発熱抵抗体４と同様に、従来周知の薄膜形
成技術を採用し、上述の金属材料をベースプレート２の
上面に所定厚み、所定パターンに被着させることにより
形成される。
体４に電源電力を供給するための給電線として機能する
ものであり、発熱抵抗体４と同様に、従来周知の薄膜形
成技術を採用し、上述の金属材料をベースプレート２の
上面に所定厚み、所定パターンに被着させることにより
形成される。
【００２５】そして、上述したベースプレート２の上面
及び凹部３の内面には、発熱抵抗体４や電極５等を被覆
するようにして保護膜６が被着されている。
及び凹部３の内面には、発熱抵抗体４や電極５等を被覆
するようにして保護膜６が被着されている。
【００２６】前記保護膜６は、例えば窒下珪素（Ｓｉ3
Ｎ4）やサイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）等の無機質材料に
よって例えば０．２μｍ〜２．０μｍの厚みに形成され
ており、インク９中に含まれているアルカリイオンや水
分等が発熱抵抗体４や電極５等に接触してこれらを腐食
したり、或いは、インク９中に含まれている染料の固ま
り等が発熱抵抗体４の表面に付着しようとするのを有効
に防止する作用を為す。
Ｎ4）やサイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）等の無機質材料に
よって例えば０．２μｍ〜２．０μｍの厚みに形成され
ており、インク９中に含まれているアルカリイオンや水
分等が発熱抵抗体４や電極５等に接触してこれらを腐食
したり、或いは、インク９中に含まれている染料の固ま
り等が発熱抵抗体４の表面に付着しようとするのを有効
に防止する作用を為す。
【００２７】前記保護膜６は、従来周知のスパッタリン
グや真空蒸着法等を採用し、前述の無機質材料を発熱抵
抗体４等が設けられているベースプレート２の上面、並
びに凹部３の内面に沿って略一定（±０．１μｍ以内）
の厚みに堆積させることにより形成される。このように
して得られる保護膜６の表面は下地に応じた形状をなす
ことから、凹部３内に設けられる保護膜６の表面には、
前述した如く、凹部３と略相似形の凹部６ａが形成され
ることとなる。
グや真空蒸着法等を採用し、前述の無機質材料を発熱抵
抗体４等が設けられているベースプレート２の上面、並
びに凹部３の内面に沿って略一定（±０．１μｍ以内）
の厚みに堆積させることにより形成される。このように
して得られる保護膜６の表面は下地に応じた形状をなす
ことから、凹部３内に設けられる保護膜６の表面には、
前述した如く、凹部３と略相似形の凹部６ａが形成され
ることとなる。
【００２８】また一方、前記ノズル部材７は、先に述べ
たヘッド基板１の上面との間に例えば２５μｍ〜２００
μｍの間隙を形成するようにして、ヘッド基板１の上方
に略平行に配設される。
たヘッド基板１の上面との間に例えば２５μｍ〜２００
μｍの間隙を形成するようにして、ヘッド基板１の上方
に略平行に配設される。
【００２９】前記ノズル部材７は、発熱抵抗体４と１対
１に対応する複数個のインク吐出孔８を有しており、こ
れらのインク吐出孔８を凹部３の上方、具体的には各イ
ンク吐出孔８を対応する発熱抵抗体４の真上に位置させ
るようにして固定されている。
１に対応する複数個のインク吐出孔８を有しており、こ
れらのインク吐出孔８を凹部３の上方、具体的には各イ
ンク吐出孔８を対応する発熱抵抗体４の真上に位置させ
るようにして固定されている。
【００３０】前記ノズル部材７のインク吐出孔８は、イ
ンクジェットヘッドの記録動作時、インク滴を記録紙に
向けて吐出するためのものであり、各々の直径は１０μ
ｍ〜１００μｍ程度の大きさに設定され、発熱抵抗体４
と同じ密度で主走査方向に配列される。
ンクジェットヘッドの記録動作時、インク滴を記録紙に
向けて吐出するためのものであり、各々の直径は１０μ
ｍ〜１００μｍ程度の大きさに設定され、発熱抵抗体４
と同じ密度で主走査方向に配列される。
【００３１】尚、前記ノズル部材７は、感光性のエポキ
シ樹脂やポリイミド樹脂，モリブデン，アルミナセラミ
ックス等を所定形状に加工したり、或いは、上記の材料
を組み合わせることによって形成され、例えばモリブデ
ンから成る場合、モリブデンのインゴット（塊）を従来
周知の金属加工法により板状に成形するとともに該板体
の所定箇所に従来周知のレーザー加工により孔あけを行
ってインク吐出孔８を穿設することにより製作され、得
られたノズル部材７を図示しないスペーサ等を介してヘ
ッド基板１上に載置させることによりノズル部材７がヘ
ッド基板１上の所定位置に固定される。
シ樹脂やポリイミド樹脂，モリブデン，アルミナセラミ
ックス等を所定形状に加工したり、或いは、上記の材料
を組み合わせることによって形成され、例えばモリブデ
ンから成る場合、モリブデンのインゴット（塊）を従来
周知の金属加工法により板状に成形するとともに該板体
の所定箇所に従来周知のレーザー加工により孔あけを行
ってインク吐出孔８を穿設することにより製作され、得
られたノズル部材７を図示しないスペーサ等を介してヘ
ッド基板１上に載置させることによりノズル部材７がヘ
ッド基板１上の所定位置に固定される。
【００３２】そして前記ヘッド基板１及びノズル部材７
間に充填されるインク９としては、例えば顔料タイプの
油性インクや水性染料インク等が使用され、その粘度
は、インク９の一部が保護膜表面の凹部６ａ内にも良好
に充填されるように、例えば０．３ｍＰａ・ｓ〜３．０
ｍＰａ・ｓ（２５℃）に調整される。
間に充填されるインク９としては、例えば顔料タイプの
油性インクや水性染料インク等が使用され、その粘度
は、インク９の一部が保護膜表面の凹部６ａ内にも良好
に充填されるように、例えば０．３ｍＰａ・ｓ〜３．０
ｍＰａ・ｓ（２５℃）に調整される。
【００３３】前記インク９は図示しないインクタンクか
らヘッド基板１−ノズル部材７間の間隙に供給されるよ
うになっており、前述した発熱抵抗体４の熱エネルギー
によって凹部３内のインク９中に気泡Ａが発生すると、
その圧力によってインク９の一部がインク滴となりイン
ク吐出孔８より外部に吐出される。
らヘッド基板１−ノズル部材７間の間隙に供給されるよ
うになっており、前述した発熱抵抗体４の熱エネルギー
によって凹部３内のインク９中に気泡Ａが発生すると、
その圧力によってインク９の一部がインク滴となりイン
ク吐出孔８より外部に吐出される。
【００３４】この場合、前記気泡Ａは凹部３の内側で発
生するようになっていることから、気泡Ａが副走査方向
に拡がろうとしても、その拡がりは保護膜表面に形成さ
れている凹部６ａの内壁で確実に抑えられ、気泡Ａの発
生に伴う圧力の分散が有効に防止される。これにより、
気泡Ａからの圧力はインク吐出孔８側に効率良く伝達さ
れることとなり、インク滴ｉの吐出速度を高速に維持し
て、インク滴ｉを記録紙の所定位置に正確に着弾させる
ことが可能となる。
生するようになっていることから、気泡Ａが副走査方向
に拡がろうとしても、その拡がりは保護膜表面に形成さ
れている凹部６ａの内壁で確実に抑えられ、気泡Ａの発
生に伴う圧力の分散が有効に防止される。これにより、
気泡Ａからの圧力はインク吐出孔８側に効率良く伝達さ
れることとなり、インク滴ｉの吐出速度を高速に維持し
て、インク滴ｉを記録紙の所定位置に正確に着弾させる
ことが可能となる。
【００３５】かくして上述したインクジェットヘッド
は、記録紙をノズル部材７の外表面に沿ってインク吐出
孔８の穿設方向と直交する方向に搬送しながら、複数個
の発熱抵抗体４を外部からの画像データに基づいて個々
に選択的に発熱させ、この熱エネルギーによって凹部３
内のインク９中で気泡Ａを発生させるとともに、該発生
した気泡Ａによる圧力でもってインク９をインク吐出孔
８側に押し上げ、インク滴ｉをインク吐出孔８より記録
紙に向けて吐出させることによって記録紙にインクが付
着され、所定の画像が記録される。
は、記録紙をノズル部材７の外表面に沿ってインク吐出
孔８の穿設方向と直交する方向に搬送しながら、複数個
の発熱抵抗体４を外部からの画像データに基づいて個々
に選択的に発熱させ、この熱エネルギーによって凹部３
内のインク９中で気泡Ａを発生させるとともに、該発生
した気泡Ａによる圧力でもってインク９をインク吐出孔
８側に押し上げ、インク滴ｉをインク吐出孔８より記録
紙に向けて吐出させることによって記録紙にインクが付
着され、所定の画像が記録される。
【００３６】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の変更、改良等が可能である。
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の変更、改良等が可能である。
【００３７】例えば上述の実施形態において、ヘッド基
板１−ノズル部材７間のインク９が５０μｍ／ｓｅｃ〜
２０００μｍ／ｓｅｃの流速で副走査方向へ流動するよ
うに、インク９を循環ポンプ等によってインクタンクと
の間で循環させるようにしても良い。この場合、ベース
プレート２は循環するインク９によって良好に冷却され
ることから、ベースプレート２の温度は常に記録動作に
適した温度状態に維持されて、インク滴の吐出量を略一
定に保つことができる上に、発熱抵抗体４の発した熱等
によってインク９中の水分もしくは油分がインク吐出孔
８から多量に蒸発し、インク吐出孔８内のインク９の粘
度が上昇しようとしても、この部分にはインク吐出孔８
の直下を流れるインク９から水分もしくは油分が順次補
給されるようになるのでインク９が固まってしまうこと
はなく、インク吐出孔８の目詰まりを有効に防止するこ
とができる利点もある。
板１−ノズル部材７間のインク９が５０μｍ／ｓｅｃ〜
２０００μｍ／ｓｅｃの流速で副走査方向へ流動するよ
うに、インク９を循環ポンプ等によってインクタンクと
の間で循環させるようにしても良い。この場合、ベース
プレート２は循環するインク９によって良好に冷却され
ることから、ベースプレート２の温度は常に記録動作に
適した温度状態に維持されて、インク滴の吐出量を略一
定に保つことができる上に、発熱抵抗体４の発した熱等
によってインク９中の水分もしくは油分がインク吐出孔
８から多量に蒸発し、インク吐出孔８内のインク９の粘
度が上昇しようとしても、この部分にはインク吐出孔８
の直下を流れるインク９から水分もしくは油分が順次補
給されるようになるのでインク９が固まってしまうこと
はなく、インク吐出孔８の目詰まりを有効に防止するこ
とができる利点もある。
【００３８】
【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、ベースプレートの上面に設けた凹部の内面に沿って
発熱抵抗体を被着させ、記録動作時、凹部内に充填され
たインク中で気泡を発生させるようにしたことから、気
泡の圧力が副走査方向に分散しようとするのを凹部の内
壁で有効に抑えることができる。従って、気泡の圧力は
発熱抵抗体上のインクに対して効率良く伝達されるよう
になり、インク滴の吐出速度を高速に維持して、インク
滴を記録紙の所定位置に正確に着弾させることが可能と
なる。
ば、ベースプレートの上面に設けた凹部の内面に沿って
発熱抵抗体を被着させ、記録動作時、凹部内に充填され
たインク中で気泡を発生させるようにしたことから、気
泡の圧力が副走査方向に分散しようとするのを凹部の内
壁で有効に抑えることができる。従って、気泡の圧力は
発熱抵抗体上のインクに対して効率良く伝達されるよう
になり、インク滴の吐出速度を高速に維持して、インク
滴を記録紙の所定位置に正確に着弾させることが可能と
なる。
【００３９】また本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、上述したベースプレートを形成する単結晶シリコン
の｛１００｝面もしくは｛１１０｝面をベースプレート
の上面と合致させておくことにより、ベースプレート上
面の凹部を従来周知の異方性エッチングによって極めて
高精度に形成することができる。
ば、上述したベースプレートを形成する単結晶シリコン
の｛１００｝面もしくは｛１１０｝面をベースプレート
の上面と合致させておくことにより、ベースプレート上
面の凹部を従来周知の異方性エッチングによって極めて
高精度に形成することができる。
【００４０】更に本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、ヘッド基板−ノズル部材間のインクが流動するよう
に、インクを循環させることにより、インクがベースプ
レートや発熱抵抗体、或いはこれらを被覆する保護膜等
と常に接するようになることから、高速記録に対応すべ
く発熱抵抗体を短時間で繰り返し発熱させる場合であっ
ても、ベースプレートの内部に蓄積される熱はインク側
に少しずつ逃がされるようになっており、これによって
ベースプレートを全体的に冷却せしめ、ベースプレート
の温度が過度に高温となるのを有効に防止することがで
きる上に、発熱抵抗体の発する熱等によってインク中の
水分もしくは油分がインク吐出孔から多量に蒸発し、イ
ンク吐出孔内のインクの粘度が上昇しようとしても、こ
の部分にはインク吐出孔の直下を流れるインクから水分
もしくは油分が順次補給されるのでインクが固まってし
まうことはなく、インク吐出孔の目詰まりが有効に防止
される。
ば、ヘッド基板−ノズル部材間のインクが流動するよう
に、インクを循環させることにより、インクがベースプ
レートや発熱抵抗体、或いはこれらを被覆する保護膜等
と常に接するようになることから、高速記録に対応すべ
く発熱抵抗体を短時間で繰り返し発熱させる場合であっ
ても、ベースプレートの内部に蓄積される熱はインク側
に少しずつ逃がされるようになっており、これによって
ベースプレートを全体的に冷却せしめ、ベースプレート
の温度が過度に高温となるのを有効に防止することがで
きる上に、発熱抵抗体の発する熱等によってインク中の
水分もしくは油分がインク吐出孔から多量に蒸発し、イ
ンク吐出孔内のインクの粘度が上昇しようとしても、こ
の部分にはインク吐出孔の直下を流れるインクから水分
もしくは油分が順次補給されるのでインクが固まってし
まうことはなく、インク吐出孔の目詰まりが有効に防止
される。
【図１】本発明の第1の実施形態に係るインクジェット
ヘッドの分解斜視図である。
ヘッドの分解斜視図である。
【図２】図１のインクジェットヘッドの断面図である。
【図３】従来のインクジェットヘッドの断面図である。
１・・・ヘッド基板、２・・・ベースプレート、３・・
・凹部、４・・・発熱抵抗体、６・・・保護膜、７・・
・ノズル部材、８・・・インク吐出孔、９・・・イン
ク、Ａ・・・気泡、ｉ・・・インク滴
・凹部、４・・・発熱抵抗体、６・・・保護膜、７・・
・ノズル部材、８・・・インク吐出孔、９・・・イン
ク、Ａ・・・気泡、ｉ・・・インク滴
Claims (6)
- 【請求項１】単結晶シリコンから成るベースプレートの
上面に凹部を形成するとともに該凹部の内面に沿って発
熱抵抗体を被着させたヘッド基板上に、前記凹部上にイ
ンク吐出孔を有するノズル部材を、間に所定の間隙を形
成するようにして配設するとともに該間隙にインクを充
填してなり、 前記発熱抵抗体の発する熱エネルギーによって前記凹部
内に充填されるインク中で気泡を発生させ、該発生した
気泡による圧力でもって前記インク吐出孔よりインク滴
を吐出させることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】前記発熱抵抗体の表面が、前記凹部の内面
に沿って被着させた保護膜でもって被覆されていること
を特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項３】前記ベースプレートを形成する単結晶シリ
コンの｛１００｝面もしくは｛１１０｝面が、ベースプ
レートの上面と合致させてあることを特徴とする請求項
１に記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項４】前記凹部が、ベースプレートを形成する単
結晶シリコンに対する異方性エッチングにて形成された
ものであることを特徴とする請求項３に記載のインクジ
ェットヘッド。 - 【請求項５】前記凹部の深さが０．５μｍ〜３０．０μ
ｍに設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４
のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項６】前記ヘッド基板−ノズル部材間のインクが
流動するように、インクを循環させることを特徴とする
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェッ
トヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001131676A JP2002326358A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001131676A JP2002326358A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002326358A true JP2002326358A (ja) | 2002-11-12 |
Family
ID=18979824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001131676A Pending JP2002326358A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002326358A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5559976A (en) * | 1978-10-31 | 1980-05-06 | Canon Inc | Liquid injection recorder |
| JPH0381155A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-05 | Fuji Xerox Co Ltd | インクジェットプリントヘッド |
| JPH05220960A (ja) * | 1992-02-07 | 1993-08-31 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録ヘッド |
| JPH09314841A (ja) * | 1996-05-28 | 1997-12-09 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッドとその製造方法 |
| JPH10181021A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-07 | Canon Inc | インクジェットヘッド、インクジェットプリント装置、およびインクジェットプリント方法 |
-
2001
- 2001-04-27 JP JP2001131676A patent/JP2002326358A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5559976A (en) * | 1978-10-31 | 1980-05-06 | Canon Inc | Liquid injection recorder |
| JPH0381155A (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-05 | Fuji Xerox Co Ltd | インクジェットプリントヘッド |
| JPH05220960A (ja) * | 1992-02-07 | 1993-08-31 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録ヘッド |
| JPH09314841A (ja) * | 1996-05-28 | 1997-12-09 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッドとその製造方法 |
| JPH10181021A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-07 | Canon Inc | インクジェットヘッド、インクジェットプリント装置、およびインクジェットプリント方法 |
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Legal Events
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|
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Effective date: 20100720 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20100916 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101026 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101210 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20110419 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |