JP2868622B2 - 簡易インクジェットヘッド - Google Patents
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- 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
- B41J2002/14387—Front shooter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/12—Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/19—Assembling head units
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49401—Fluid pattern dispersing device making, e.g., ink jet
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はインクジェットヘッドの構造に関し、さらに
詳しくは簡単かつ安価な構造の、新規な改良されたイン
クジェットヘッドに関するものである。
詳しくは簡単かつ安価な構造の、新規な改良されたイン
クジェットヘッドに関するものである。
背景技術 インクタンクから供給されるインクを一連のオリフィ
スを通して選択的に噴射するようにした従来のインクジ
ェットヘッドは、例えば、ロイ（Roy）等の特許No.5,08
7,930、ホイシントン（Hoisington）等の特許No.4,835,
554に記載されているように、適当な通路を有する金属
ないしセラミックの複数の薄板を接合したアセンブリと
して形成されている。このような構成においては、イン
クの入口から、インクが噴射されるオリフィスに至る流
路内のチャンバあるいは通路は、アセンブリ内の数枚の
プレートの内の１枚ないし数枚に設けられている。この
構成によれば、異なる厚さのプレートを所望のチャンバ
や通路が形成できるように別々に精度よく加工する必要
があり、さらにそのプレート内のチャンバや通路を精度
よく位置決めする必要がある。さらに、そのプレートを
高精度で組み立て、互いに接着し、かつ圧電プレートに
接着しなければならない。また各プレートは平らであ
り、隣接するプレート間に隙間ができないように、返り
やまくれがないものである必要がある。さらには、プレ
ートに使用されている材料間の熱膨張率の差のために、
インクジェットヘッドの製造と使用に関連して生ずる温
度の変動によって接着応力が発生し、その応力に打ち勝
つ必要がある。
スを通して選択的に噴射するようにした従来のインクジ
ェットヘッドは、例えば、ロイ（Roy）等の特許No.5,08
7,930、ホイシントン（Hoisington）等の特許No.4,835,
554に記載されているように、適当な通路を有する金属
ないしセラミックの複数の薄板を接合したアセンブリと
して形成されている。このような構成においては、イン
クの入口から、インクが噴射されるオリフィスに至る流
路内のチャンバあるいは通路は、アセンブリ内の数枚の
プレートの内の１枚ないし数枚に設けられている。この
構成によれば、異なる厚さのプレートを所望のチャンバ
や通路が形成できるように別々に精度よく加工する必要
があり、さらにそのプレート内のチャンバや通路を精度
よく位置決めする必要がある。さらに、そのプレートを
高精度で組み立て、互いに接着し、かつ圧電プレートに
接着しなければならない。また各プレートは平らであ
り、隣接するプレート間に隙間ができないように、返り
やまくれがないものである必要がある。さらには、プレ
ートに使用されている材料間の熱膨張率の差のために、
インクジェットヘッドの製造と使用に関連して生ずる温
度の変動によって接着応力が発生し、その応力に打ち勝
つ必要がある。
高温下で使用されるホットメルトインクジェットプリ
ントヘッドにおいては、プリントヘッドが迅速に暖ま
り、また作動中の温度勾配が小さくなるように、プリン
トヘッドの材料は伝熱性の良いものでなければならな
い。異なる材料で形成された部品の温度変化による膨張
が異なるときに生ずる応力も問題となる。プリントヘッ
ドの主動部は通常、熱膨張率が比較的低い圧電セラミッ
ク（PZT）である。プリントヘッドの設計を理想的なも
のとするには、この圧電セラミックの熱膨張率に近い熱
膨張率を有する他の材料を見付ける必要がある。そのよ
うなプリントヘッドの材料がない場合には、弾性率の低
い材料を使用して応力を低下させるのが望ましい。
ントヘッドにおいては、プリントヘッドが迅速に暖ま
り、また作動中の温度勾配が小さくなるように、プリン
トヘッドの材料は伝熱性の良いものでなければならな
い。異なる材料で形成された部品の温度変化による膨張
が異なるときに生ずる応力も問題となる。プリントヘッ
ドの主動部は通常、熱膨張率が比較的低い圧電セラミッ
ク（PZT）である。プリントヘッドの設計を理想的なも
のとするには、この圧電セラミックの熱膨張率に近い熱
膨張率を有する他の材料を見付ける必要がある。そのよ
うなプリントヘッドの材料がない場合には、弾性率の低
い材料を使用して応力を低下させるのが望ましい。
インクジェットプリントヘッドのインク通路は許容誤
差の厳しい部分である。そのような厳しい許容誤差を維
持するためにはプリントヘッドの製造の際、切削力を小
さくし、工具の撓みを小さくし、加工誤差を減らし、塑
性変形や返りが出ないようにしなければならない。さら
には、研削、フライス削り、穿孔、形削り等の標準的な
機械加工によって製造できるようにするのが望ましい。
差の厳しい部分である。そのような厳しい許容誤差を維
持するためにはプリントヘッドの製造の際、切削力を小
さくし、工具の撓みを小さくし、加工誤差を減らし、塑
性変形や返りが出ないようにしなければならない。さら
には、研削、フライス削り、穿孔、形削り等の標準的な
機械加工によって製造できるようにするのが望ましい。
さらに、プリントヘッドは化学的に不活性であり、ま
た荷重がかかったときに変形せず、ホットメルトインク
または他のインク中の有機化学物質、顔料、染料等を酸
化したり、それらと反応したりしない材料で形成する必
要がある。
た荷重がかかったときに変形せず、ホットメルトインク
または他のインク中の有機化学物質、顔料、染料等を酸
化したり、それらと反応したりしない材料で形成する必
要がある。
従来は、インクジェットヘッドに使用されるプレート
の一部には写真食刻によってチャンバや通路が設けられ
ていた。この方法は、返りやまくれができず、またコバ
ー（Kovar）、ステンレススチール等、機械的特性や、
熱膨張特性が適当な材料をしようできる点で有利であ
る。しかしながら写真食刻が使用できる材料は、ホット
メルトインクを噴射するインクジェットヘッドに使用す
る場合には、一般に熱伝導性が悪いという問題がある。
さらに、写真食刻はロット間のばらつきを伴うバッチ法
であり、この方法で使用されたときには比較的大量の化
学廃棄物が出るという問題がある。
の一部には写真食刻によってチャンバや通路が設けられ
ていた。この方法は、返りやまくれができず、またコバ
ー（Kovar）、ステンレススチール等、機械的特性や、
熱膨張特性が適当な材料をしようできる点で有利であ
る。しかしながら写真食刻が使用できる材料は、ホット
メルトインクを噴射するインクジェットヘッドに使用す
る場合には、一般に熱伝導性が悪いという問題がある。
さらに、写真食刻はロット間のばらつきを伴うバッチ法
であり、この方法で使用されたときには比較的大量の化
学廃棄物が出るという問題がある。
さらに、インクジェットヘッドに使用される従来の圧
電プレートは肉が薄く、脆く、加工中に損傷しやすい。
サイズが大きければ大きいほど損傷しやすいため、圧電
プレートの大きさは限られており、通常100mm未満であ
る。したがって、圧電プレートの作動によってインクを
噴射するオリフィスの列の長さが限られることになる。
電プレートは肉が薄く、脆く、加工中に損傷しやすい。
サイズが大きければ大きいほど損傷しやすいため、圧電
プレートの大きさは限られており、通常100mm未満であ
る。したがって、圧電プレートの作動によってインクを
噴射するオリフィスの列の長さが限られることになる。
発明の開示 本発明の目的は上記のような従来技術の欠点を克服す
ることのできるインクジェットヘッドを提供することで
ある。
ることのできるインクジェットヘッドを提供することで
ある。
本発明の他の目的は、構造が簡単で安価で、製造しや
すく高解像度でプリントすることのできるインクジェッ
トヘッドを提供することである。
すく高解像度でプリントすることのできるインクジェッ
トヘッドを提供することである。
上記目的およびその他の目的は、インクジェットヘッ
ドの部品の１個ないし数個をカーボン部材で形成するこ
とによって達成される。カーボンで形成するのが望まし
い部品としては、インク加圧チャンバと、インク供給ラ
インからの通路と、インク噴射オリフィスへの通路とが
形成される部品がある。一実施の形態では、一方の側に
複数の加圧チャンバが設けられ、他方の側にその加圧チ
ャンバを通ってインクを連続的に循環させる流路が設け
られたプレートであって、オリフィスプレートに通ずる
接続路とインク供給源に通ずる接続路とがそのプレート
を貫通して延びるプレートがカーボンで形成される。さ
らに、そのカーボンプレートの一方の側に、そのプレー
トに形成されたオリフィス通路とオリフィスが整列する
ようにして、オリフィスプレートが取り付けられ、他方
の側に圧電材料が取り付けられる。圧電材料は、アクチ
ュエータ電極が加圧チャンバと整列し圧電材料を撓め
て、それによって加圧チャンバに圧力を加え、オリフィ
スプレート内の対応するオリフィスを通してインク滴を
噴射するように前記プレートに取り付けられる。
ドの部品の１個ないし数個をカーボン部材で形成するこ
とによって達成される。カーボンで形成するのが望まし
い部品としては、インク加圧チャンバと、インク供給ラ
インからの通路と、インク噴射オリフィスへの通路とが
形成される部品がある。一実施の形態では、一方の側に
複数の加圧チャンバが設けられ、他方の側にその加圧チ
ャンバを通ってインクを連続的に循環させる流路が設け
られたプレートであって、オリフィスプレートに通ずる
接続路とインク供給源に通ずる接続路とがそのプレート
を貫通して延びるプレートがカーボンで形成される。さ
らに、そのカーボンプレートの一方の側に、そのプレー
トに形成されたオリフィス通路とオリフィスが整列する
ようにして、オリフィスプレートが取り付けられ、他方
の側に圧電材料が取り付けられる。圧電材料は、アクチ
ュエータ電極が加圧チャンバと整列し圧電材料を撓め
て、それによって加圧チャンバに圧力を加え、オリフィ
スプレート内の対応するオリフィスを通してインク滴を
噴射するように前記プレートに取り付けられる。
他の実施の形態では、両端にインク入口通路とインク
出口通路をそれぞれ備えた複数の加圧チャンバがカーボ
ンで形成された加圧チャンバプレートの両側に直線的に
並べて形成される。そのカーボンプレートの両側には圧
電駆動プレートが被せられ、複数のそのようなカーボン
加圧チャンバプレートがカーボンにカラー部材に横に並
べて保持される。その際各プレートのインク出口通路は
カーボンのマニホールドプレートを貫通して延びるイン
ク通路にそれぞれ整列せしめられる。そのマニホールド
プレートはその一側を複数の加圧チャンバプレートの縁
面に当接して保持され、また他側に形成された横方向に
延びるインク通路を有し、そのインク通路が、その側に
取り付けられたオリフィスプレートの１列に並べられた
オリフィスにそれぞれ接続している。
出口通路をそれぞれ備えた複数の加圧チャンバがカーボ
ンで形成された加圧チャンバプレートの両側に直線的に
並べて形成される。そのカーボンプレートの両側には圧
電駆動プレートが被せられ、複数のそのようなカーボン
加圧チャンバプレートがカーボンにカラー部材に横に並
べて保持される。その際各プレートのインク出口通路は
カーボンのマニホールドプレートを貫通して延びるイン
ク通路にそれぞれ整列せしめられる。そのマニホールド
プレートはその一側を複数の加圧チャンバプレートの縁
面に当接して保持され、また他側に形成された横方向に
延びるインク通路を有し、そのインク通路が、その側に
取り付けられたオリフィスプレートの１列に並べられた
オリフィスにそれぞれ接続している。
本発明の一つの特徴によれば、カーボン加圧チャンバ
プレートはインク脱泡通路を備えており、そのインク脱
泡通路を通って、加圧チャンバに通じる入口通路にイン
クが供給される。空気は通すがインクは通さない材料で
形成され、内部から支持された薄肉の管状部材がその一
端を減圧源に接続されるとともに前記インク脱泡通路内
に挿入され、一体的なインク脱泡加圧チャンバプレート
を形成している。この構成によって大きなスペースを必
要とせず、またインクをインクタンクに循環させる必要
もなく、加圧チャンバに供給する直前にインクの脱泡を
行うことができる。
プレートはインク脱泡通路を備えており、そのインク脱
泡通路を通って、加圧チャンバに通じる入口通路にイン
クが供給される。空気は通すがインクは通さない材料で
形成され、内部から支持された薄肉の管状部材がその一
端を減圧源に接続されるとともに前記インク脱泡通路内
に挿入され、一体的なインク脱泡加圧チャンバプレート
を形成している。この構成によって大きなスペースを必
要とせず、またインクをインクタンクに循環させる必要
もなく、加圧チャンバに供給する直前にインクの脱泡を
行うことができる。
インクジェットヘッドの上記のようなタイプのカーボ
ンプレート部品の組立に関して、驚くべきことには、各
カーボン部品内の通路を互いに連通させる際に各部品を
接着等によって機械的に結合したり、部品間にガスケッ
ト挿入したりする必要がないことが分かった。各カーボ
ンプレート部品の当接面は極めて滑らかかつ平らにする
ことができ、またカーボンプレートは撓みを抑えること
ができる程度には充分剛性があるため、ねじ等によって
締め付けるだけで部品間へのインクの侵入が防止でき、
また、必要ならば、当接面間にフィルター層を挟むこと
もできる。
ンプレート部品の組立に関して、驚くべきことには、各
カーボン部品内の通路を互いに連通させる際に各部品を
接着等によって機械的に結合したり、部品間にガスケッ
ト挿入したりする必要がないことが分かった。各カーボ
ンプレート部品の当接面は極めて滑らかかつ平らにする
ことができ、またカーボンプレートは撓みを抑えること
ができる程度には充分剛性があるため、ねじ等によって
締め付けるだけで部品間へのインクの侵入が防止でき、
また、必要ならば、当接面間にフィルター層を挟むこと
もできる。
カーボン部材は従来の加工技術を使用して、まくれや
かえりなしに正確に加工でき、しかもカーボンは熱膨張
率が低いため、加工中の熱膨張に基づく寸法のばらつき
が抑えられる。さらに、カーボンの熱膨張率はカーボン
に取り付けられる圧電プレートの熱膨張率との適合性が
極めて高いため、インクジェットヘッドをホットメルト
インクに使用した場合に生ずるような温度変動によって
発生するプレート間の応力を減少ないしゼロにすること
ができる。さらに、カーボンはインクジェットヘッド内
で接触する材料に関しては化学的に不活性である。カー
ボンはホットメルトインクあるいは他のインク内の有機
化学物質や顔料や染料を酸化することもないし、それら
と反応することもない。
かえりなしに正確に加工でき、しかもカーボンは熱膨張
率が低いため、加工中の熱膨張に基づく寸法のばらつき
が抑えられる。さらに、カーボンの熱膨張率はカーボン
に取り付けられる圧電プレートの熱膨張率との適合性が
極めて高いため、インクジェットヘッドをホットメルト
インクに使用した場合に生ずるような温度変動によって
発生するプレート間の応力を減少ないしゼロにすること
ができる。さらに、カーボンはインクジェットヘッド内
で接触する材料に関しては化学的に不活性である。カー
ボンはホットメルトインクあるいは他のインク内の有機
化学物質や顔料や染料を酸化することもないし、それら
と反応することもない。
本発明の他の特徴によれば、圧電プレートはその片方
の面にのみ駆動電極を有し、その駆動電極は写真蝕刻で
形成される。写真蝕刻では、片面に電極材料をコーティ
ングされた圧電プレートがカーボンプレートの加圧チャ
ンバ側にコーティング面を外側に露出して固定される。
その露出面にフォトレジスト材料がコーティングされ、
カーボンプレートの加圧チャンバパターンと正確に一致
する所望の電極パターンで露光され、その後フォトレジ
ストを現像し、露光した電極材料を蝕刻で除去し、さら
に残りのフォトレジストを除去する。このようにして、
カーボンプレート内の加圧チャンバのパターンに形状お
よび位置が正確に一致する電極パターンが形成される。
また、圧電プレート上にこのようにして形成される電極
パターンに、カーボンプレート内の通路内のインクを加
熱するためのヒーター等の他の電気素子を含めることが
できる。
の面にのみ駆動電極を有し、その駆動電極は写真蝕刻で
形成される。写真蝕刻では、片面に電極材料をコーティ
ングされた圧電プレートがカーボンプレートの加圧チャ
ンバ側にコーティング面を外側に露出して固定される。
その露出面にフォトレジスト材料がコーティングされ、
カーボンプレートの加圧チャンバパターンと正確に一致
する所望の電極パターンで露光され、その後フォトレジ
ストを現像し、露光した電極材料を蝕刻で除去し、さら
に残りのフォトレジストを除去する。このようにして、
カーボンプレート内の加圧チャンバのパターンに形状お
よび位置が正確に一致する電極パターンが形成される。
また、圧電プレート上にこのようにして形成される電極
パターンに、カーボンプレート内の通路内のインクを加
熱するためのヒーター等の他の電気素子を含めることが
できる。
本発明のさらに他の特徴によれば、カーボンプレート
は多孔性であり、望ましくは稠密度が約80〜90％であ
り、その多孔性とカーボンプレートの表面と連通する真
空源とによって、多孔性のカーボン材料から空気は通す
がインクは通さない層によって仕切られたインク通路内
のインクから溶解空気を抜くことができる。
は多孔性であり、望ましくは稠密度が約80〜90％であ
り、その多孔性とカーボンプレートの表面と連通する真
空源とによって、多孔性のカーボン材料から空気は通す
がインクは通さない層によって仕切られたインク通路内
のインクから溶解空気を抜くことができる。
もし必要ならばプレートの一側に複数の圧電プレート
を並べて取り付けることのよって、ページサイズのカー
ボンプレートを作成することもできる。またカーボンプ
レートの側面ではなく縁面にオリフィス通路を設けても
よい。
を並べて取り付けることのよって、ページサイズのカー
ボンプレートを作成することもできる。またカーボンプ
レートの側面ではなく縁面にオリフィス通路を設けても
よい。
エンジニアリングカーボンは脆いため、すなわち、顕
微鏡的粒子が容易に破壊されて分離するため、かえりや
まくれができずに簡単に形削ることができる。EDM Toda
yの1993年、9/10月号、「Graphite Machinery Made Eas
y」に記載されているように、そのようなカーボンの相
対軟度と延性の欠如はカーボンの歪みをほとんど起こさ
せずに、かつ工具の磨耗をほとんど起こさせずに高速送
りでカーボンを切削することを可能にする。このような
特性は、公知のもしくは新規な加工技術によってカーボ
ンブロックを容易にインクジェットヘッドの部品に加工
することを可能とする。
微鏡的粒子が容易に破壊されて分離するため、かえりや
まくれができずに簡単に形削ることができる。EDM Toda
yの1993年、9/10月号、「Graphite Machinery Made Eas
y」に記載されているように、そのようなカーボンの相
対軟度と延性の欠如はカーボンの歪みをほとんど起こさ
せずに、かつ工具の磨耗をほとんど起こさせずに高速送
りでカーボンを切削することを可能にする。このような
特性は、公知のもしくは新規な加工技術によってカーボ
ンブロックを容易にインクジェットヘッドの部品に加工
することを可能とする。
例えば、長いアスペクト比を有し、極めて高い精度で
かつ均一な寸法で形成しなければならない密接した加圧
チャンバのアレイを従来のエンドミルを使用して形成す
ると、加工サイクル時間が実用できないほど長くなって
しまう。本発明のさらに他の特徴によれば、インクジェ
ットヘッドのカーボンプレート部品を製造する工程は、
所望の形状の形削り工具をカーボンプレートの表面に当
てて、直線的に数回運動させることによってカーボンプ
レートを形削るようにすることによって大幅に簡略化さ
れる。例えば、密接して配された複数の短い歯を備えた
工具でカーボンプレートの表面を数回掻き取ることによ
って所望の寸法の溝の列を精度よく形成することができ
る。カーボン部材の一端に径が小さく深さの大きい穴の
列を形成するためには、２枚のカーボンプレートに、形
成すべき穴の径の半分の深さの溝のアレイを上記と同様
な方法で形成し、溝と溝とをあわせて両プレートを接合
すればよい。その場合、工具の形状によっては、穴の形
状は円形でなく五角形でもよい。
かつ均一な寸法で形成しなければならない密接した加圧
チャンバのアレイを従来のエンドミルを使用して形成す
ると、加工サイクル時間が実用できないほど長くなって
しまう。本発明のさらに他の特徴によれば、インクジェ
ットヘッドのカーボンプレート部品を製造する工程は、
所望の形状の形削り工具をカーボンプレートの表面に当
てて、直線的に数回運動させることによってカーボンプ
レートを形削るようにすることによって大幅に簡略化さ
れる。例えば、密接して配された複数の短い歯を備えた
工具でカーボンプレートの表面を数回掻き取ることによ
って所望の寸法の溝の列を精度よく形成することができ
る。カーボン部材の一端に径が小さく深さの大きい穴の
列を形成するためには、２枚のカーボンプレートに、形
成すべき穴の径の半分の深さの溝のアレイを上記と同様
な方法で形成し、溝と溝とをあわせて両プレートを接合
すればよい。その場合、工具の形状によっては、穴の形
状は円形でなく五角形でもよい。
カーボン部材を形削るのに特に有効な他の方法は複雑
な形状の形成が容易な放電加工と、貫通孔やスロットを
形成するのに効果的なレーザー加工である。
な形状の形成が容易な放電加工と、貫通孔やスロットを
形成するのに効果的なレーザー加工である。
本発明のさらに他の特徴によれば、オリフィスプレー
トのオリフィスを円筒形の出口ノズル部と、それより径
の大きい円筒形の入口部と両者を結ぶ円錐形の中間部と
から構成することによって、軸を外れたオリフィス通路
からインクを供給されるオリフィスからのインク噴射の
方向性を改善することができる。
トのオリフィスを円筒形の出口ノズル部と、それより径
の大きい円筒形の入口部と両者を結ぶ円錐形の中間部と
から構成することによって、軸を外れたオリフィス通路
からインクを供給されるオリフィスからのインク噴射の
方向性を改善することができる。
図面の簡単な説明 本発明の他の目的および他の利点は、添付の図面を参
照して以下の説明を読めば自ずと明らかになる。図面に
おいて、 第１図は本発明の簡易インクジェットヘッド構造の代
表的な実施の形態の一部断面斜視図、 第２図はカーボンプレート内に形成された加圧チャン
バとインク通路の構成を示す、多色インクジェットヘッ
ド用のカーボンプレートの加圧チャンバ側を示す平面
図、 第３図は第２図に示すカーボンプレートを第２図と同
じ側から見た図であるが、そのカーボンプレートの反対
側に形成された通路を示す図、 第４図は第２、３図に示すカーボンプレートとともに
使用される圧電プレートの露出面上の電極の典型的な配
置を示す図、 第５図は本発明の他の実施の形態の、一方の面に取り
付けられた複数の圧電プレートを有する典型的な大型カ
ーボンプレートの概略平面図、 第６図は本発明の他の代表的な実施の形態を示す概略
斜視図、 第７図は本発明のさらに他の代表的な実施の形態を示
す第６図と同様な一部断面概略斜視図、 第８図は本発明のさらに他の代表的な実施の形態を示
す概略斜視図、 第９図は本発明の変形例を示す部分斜視図、 第10図はインクジェットヘッドに使用されるカーボン
体にインク通路のアレイを形削るための形削り工具の典
型例を示す斜視図、 第11図は本発明のオリフィスプレート内のオリフィス
の形状を示す部分縦断面図、 第12図は圧電プレートをポーリングする方法の代表的
なものを示す概略図、 第13図は圧電プレートをポーリングする方法のもう一
つの代表的なものを示す概略図、 第14図は本発明の簡易インクジェットヘッド構造のさ
らに他の代表的な実施の形態を示す分解斜視図、 第15図は、第14図に示す構成に使用される代表的なカ
ーボン加圧チャンバプレートを示す側面図、 第16図は第15図のカーボン加圧チャンバプレートの端
面図、 第17図は第14図に示す構成に使用されるカーボンカラ
ーブロックの頂面図、 第18図は第17図のカラーブロックの側面図、 第19図は第14図に示す構成で使用される代表的なカー
ボンマニホールドプレートの一側を示す平面図、 第20図は第19図のマニホールドプレートの他側を示す
平面図である。
照して以下の説明を読めば自ずと明らかになる。図面に
おいて、 第１図は本発明の簡易インクジェットヘッド構造の代
表的な実施の形態の一部断面斜視図、 第２図はカーボンプレート内に形成された加圧チャン
バとインク通路の構成を示す、多色インクジェットヘッ
ド用のカーボンプレートの加圧チャンバ側を示す平面
図、 第３図は第２図に示すカーボンプレートを第２図と同
じ側から見た図であるが、そのカーボンプレートの反対
側に形成された通路を示す図、 第４図は第２、３図に示すカーボンプレートとともに
使用される圧電プレートの露出面上の電極の典型的な配
置を示す図、 第５図は本発明の他の実施の形態の、一方の面に取り
付けられた複数の圧電プレートを有する典型的な大型カ
ーボンプレートの概略平面図、 第６図は本発明の他の代表的な実施の形態を示す概略
斜視図、 第７図は本発明のさらに他の代表的な実施の形態を示
す第６図と同様な一部断面概略斜視図、 第８図は本発明のさらに他の代表的な実施の形態を示
す概略斜視図、 第９図は本発明の変形例を示す部分斜視図、 第10図はインクジェットヘッドに使用されるカーボン
体にインク通路のアレイを形削るための形削り工具の典
型例を示す斜視図、 第11図は本発明のオリフィスプレート内のオリフィス
の形状を示す部分縦断面図、 第12図は圧電プレートをポーリングする方法の代表的
なものを示す概略図、 第13図は圧電プレートをポーリングする方法のもう一
つの代表的なものを示す概略図、 第14図は本発明の簡易インクジェットヘッド構造のさ
らに他の代表的な実施の形態を示す分解斜視図、 第15図は、第14図に示す構成に使用される代表的なカ
ーボン加圧チャンバプレートを示す側面図、 第16図は第15図のカーボン加圧チャンバプレートの端
面図、 第17図は第14図に示す構成に使用されるカーボンカラ
ーブロックの頂面図、 第18図は第17図のカラーブロックの側面図、 第19図は第14図に示す構成で使用される代表的なカー
ボンマニホールドプレートの一側を示す平面図、 第20図は第19図のマニホールドプレートの他側を示す
平面図である。
発明を実施するための最良の形態 第１図に示す本発明の代表的な実施の形態において
は、インクジェットヘッド10は一側にタンク11を備えて
いる。タンク11内にはインクが収容されており、インク
ジェットヘッド10の他側に取り付けられたオリフィスプ
レート13に１列に設けられた複数のオリフィス12から選
択的にインクが滴状に噴射される。タンク11からのイン
クは通路14を通って脱泡装置15に供給される。脱泡装置
15内では、インク通路16が空気は透過させるがインクは
透過させない一対の膜17の間を延びている。各膜17は真
空プレナム18で支持されており、各真空プレナム18は離
れた位置にある真空源（図示せず）ポート18aを介して
接続されており、インクから溶解空気を取り出すように
なっている。インク通路16からの脱泡インクは通路19を
通って、加圧チャンバ20に送られ、その加圧チャンバ20
からオリフィス通路21およびオリフィスプレート13内の
対応するオリフィス12を通って、圧電プレート23の隣接
部分22の選択的駆動に応じて、噴射される。
は、インクジェットヘッド10は一側にタンク11を備えて
いる。タンク11内にはインクが収容されており、インク
ジェットヘッド10の他側に取り付けられたオリフィスプ
レート13に１列に設けられた複数のオリフィス12から選
択的にインクが滴状に噴射される。タンク11からのイン
クは通路14を通って脱泡装置15に供給される。脱泡装置
15内では、インク通路16が空気は透過させるがインクは
透過させない一対の膜17の間を延びている。各膜17は真
空プレナム18で支持されており、各真空プレナム18は離
れた位置にある真空源（図示せず）ポート18aを介して
接続されており、インクから溶解空気を取り出すように
なっている。インク通路16からの脱泡インクは通路19を
通って、加圧チャンバ20に送られ、その加圧チャンバ20
からオリフィス通路21およびオリフィスプレート13内の
対応するオリフィス12を通って、圧電プレート23の隣接
部分22の選択的駆動に応じて、噴射される。
そのインクジェットヘッド10および脱泡装置15の全体
的構成は、例えば、ハイン（Hine）等の米国特許No.4,9
37,598に開示されているタイプのものであり、その米国
特許の全文をここに引用したものとする。タンク11内の
インクは、必要ならば、常温で固体で、加熱すると液化
するホットメルトインクであってよく、その場合には、
インクジェットヘッド10の適切な位置にヒーターを取り
付ける。
的構成は、例えば、ハイン（Hine）等の米国特許No.4,9
37,598に開示されているタイプのものであり、その米国
特許の全文をここに引用したものとする。タンク11内の
インクは、必要ならば、常温で固体で、加熱すると液化
するホットメルトインクであってよく、その場合には、
インクジェットヘッド10の適切な位置にヒーターを取り
付ける。
オリフィス12からインクが噴射されていないときで
も、オリフィスに供給されたインクの脱泡が連続的に行
えるように、インクジェットヘッド10には各オリフィス
通路21から、脱泡装置15の脱泡通路16に通ずるリターン
通路25まで延びる通り抜け通路24が設けられており、例
えば、ハイン等の米国特許No.4,940,995に記載されてい
るように、通路19、チャンバ20、オリフィス通路21、通
り抜け通路24およびリターン通路25を通って脱泡通路16
に至るインクの連続した緩やかな循環が対流によって維
持される。この米国特許の全文をここに引用したものと
する。このため、通路19、20、21、24、25からなる流路
の下端近くのインクを加熱してこれらの通路を通るイン
クの対流を起こさせ、インクを脱泡装置16に戻すように
ヒーター（図１には図示せず）が構成されている。
も、オリフィスに供給されたインクの脱泡が連続的に行
えるように、インクジェットヘッド10には各オリフィス
通路21から、脱泡装置15の脱泡通路16に通ずるリターン
通路25まで延びる通り抜け通路24が設けられており、例
えば、ハイン等の米国特許No.4,940,995に記載されてい
るように、通路19、チャンバ20、オリフィス通路21、通
り抜け通路24およびリターン通路25を通って脱泡通路16
に至るインクの連続した緩やかな循環が対流によって維
持される。この米国特許の全文をここに引用したものと
する。このため、通路19、20、21、24、25からなる流路
の下端近くのインクを加熱してこれらの通路を通るイン
クの対流を起こさせ、インクを脱泡装置16に戻すように
ヒーター（図１には図示せず）が構成されている。
本発明においては、通路19、20、21、24、25はエンジ
ニアリングカーボングラファイト製のプレート26内に形
成されている。そのカーボングラファイトとしては、稠
密度が約80から90％でわずかに多孔性のプレート構造を
与えるものが望ましい。そのカーボンプレートはマイク
ロ機械加工技術によって両側から加工され、インクジェ
ットヘッドに必要なチャンバや通路が形成される。例え
ばホイシントン等の特許No.4,835,554に記載されている
従来の金属プレートに比べて、カーボンプレートは、材
料の排除量が大きく工具の磨耗の少ない従来の工具でフ
ライス削り、穿孔、ブローチング、研削等の加工をした
ときに許容差の遥かに小さい穴をあけることができる。
カーボン材料は脆いため、加工中にまくれができない。
さらに、カーボングラファイト体の熱膨張率は、圧電プ
レート23が形成されるセラミック圧電材料の熱膨張率と
ほぼ同じであり、したがって温度の変動の際に両者の間
に生ずる熱応力を減少もしくはほぼ除去することができ
る。
ニアリングカーボングラファイト製のプレート26内に形
成されている。そのカーボングラファイトとしては、稠
密度が約80から90％でわずかに多孔性のプレート構造を
与えるものが望ましい。そのカーボンプレートはマイク
ロ機械加工技術によって両側から加工され、インクジェ
ットヘッドに必要なチャンバや通路が形成される。例え
ばホイシントン等の特許No.4,835,554に記載されている
従来の金属プレートに比べて、カーボンプレートは、材
料の排除量が大きく工具の磨耗の少ない従来の工具でフ
ライス削り、穿孔、ブローチング、研削等の加工をした
ときに許容差の遥かに小さい穴をあけることができる。
カーボン材料は脆いため、加工中にまくれができない。
さらに、カーボングラファイト体の熱膨張率は、圧電プ
レート23が形成されるセラミック圧電材料の熱膨張率と
ほぼ同じであり、したがって温度の変動の際に両者の間
に生ずる熱応力を減少もしくはほぼ除去することができ
る。
インクジェットヘッドの構成部品を形成するのに望ま
しいカーボン材料は多結晶質のグラファイトである。多
結晶質のグラファイトは非晶質カーボン（ランプブラッ
ク）を焼結したグラファイトの小結晶の混合物である。
この材料は、粒子が小さく（0.025〜５μ）、気孔がさ
らに小さい（0.005〜0.2μ）非晶質母材を形成する。ま
たこの材料には、粉末グラファイトおよび炭素繊維材料
と異なり、多くの利点がある。例えば、熱伝導性が良
く、熱膨張率がセラミック圧電材料に近く、機械加工性
がよく、寸法安定性がよく、化学的に不活性である。
しいカーボン材料は多結晶質のグラファイトである。多
結晶質のグラファイトは非晶質カーボン（ランプブラッ
ク）を焼結したグラファイトの小結晶の混合物である。
この材料は、粒子が小さく（0.025〜５μ）、気孔がさ
らに小さい（0.005〜0.2μ）非晶質母材を形成する。ま
たこの材料には、粉末グラファイトおよび炭素繊維材料
と異なり、多くの利点がある。例えば、熱伝導性が良
く、熱膨張率がセラミック圧電材料に近く、機械加工性
がよく、寸法安定性がよく、化学的に不活性である。
多結晶質のグラファイト（テキサス州、ディケーター
のPOCO Graphite社のグレードDFP−１）およびプリント
ヘッドの材料になり得ると思われる他の材料の熱特性を
鉛亜鉛チタネート（PZT）セラミック圧電材料の熱特性
と比較して下記表１に示す。
のPOCO Graphite社のグレードDFP−１）およびプリント
ヘッドの材料になり得ると思われる他の材料の熱特性を
鉛亜鉛チタネート（PZT）セラミック圧電材料の熱特性
と比較して下記表１に示す。
Ultemは他の熱可塑性樹脂同様熱伝導率が低く、熱膨
張率が極めて高い。アルミニウムの熱伝導率は望ましい
ものであるが、高い熱膨張率とモジュラスが問題であ
る。多結晶質カーボンは三つの特性全ての組み合わせが
良好である。
張率が極めて高い。アルミニウムの熱伝導率は望ましい
ものであるが、高い熱膨張率とモジュラスが問題であ
る。多結晶質カーボンは三つの特性全ての組み合わせが
良好である。
インクジェットの構成部品にカーボン部材を使用する
のを妨げる可能性のある面は、加圧チャンバと多数のア
スペクト比の大きい流路の密集したアレイを正確な寸法
で形成しなければならないという点である。これをエン
ドミルを使用して形成すると加工のサイクル時間が過度
に長くなってしまう。この問題を解決するために、所望
の流路アレイを第10図に示す特殊な工具95の直線的な往
復動「掻き取り」によってカーボン部材の表面に形削り
する。工具95には狭い均等間隔で並べられた例えば64条
の歯96が一端に設けられており、カーボンプレートの表
面に64個の平行な加圧チャンバを切り出すようになって
いる。この工具が１掻きで0.025mm切削するとすると、
0.15mmの深さは６掻きで削れることになり、たった２〜
３秒の加工時間となる。工具95が一度に切削することの
できる流路のアレイの幅はその工具95の幅に等しいか
ら、工具95の位置をずらして切削を繰り返すことによっ
てより幅の広いアレイを形成することができる。工具の
歯の不揃いは逆方向に仕上げ削りをするか歯を一つずら
して仕上げ削りをすることによってならすことができ
る。工具を逆方向に動かすことによって、必要ならば端
部の傾斜がより急な流路を形成することができる。この
方法はポンピングチャンバ、マニホールド、通り抜け通
路等を形成するのに使用することができる。また、深さ
の変化するまたはテーパする流路も切削中に工具を上げ
たり下げたりすることによって形成することができる。
のを妨げる可能性のある面は、加圧チャンバと多数のア
スペクト比の大きい流路の密集したアレイを正確な寸法
で形成しなければならないという点である。これをエン
ドミルを使用して形成すると加工のサイクル時間が過度
に長くなってしまう。この問題を解決するために、所望
の流路アレイを第10図に示す特殊な工具95の直線的な往
復動「掻き取り」によってカーボン部材の表面に形削り
する。工具95には狭い均等間隔で並べられた例えば64条
の歯96が一端に設けられており、カーボンプレートの表
面に64個の平行な加圧チャンバを切り出すようになって
いる。この工具が１掻きで0.025mm切削するとすると、
0.15mmの深さは６掻きで削れることになり、たった２〜
３秒の加工時間となる。工具95が一度に切削することの
できる流路のアレイの幅はその工具95の幅に等しいか
ら、工具95の位置をずらして切削を繰り返すことによっ
てより幅の広いアレイを形成することができる。工具の
歯の不揃いは逆方向に仕上げ削りをするか歯を一つずら
して仕上げ削りをすることによってならすことができ
る。工具を逆方向に動かすことによって、必要ならば端
部の傾斜がより急な流路を形成することができる。この
方法はポンピングチャンバ、マニホールド、通り抜け通
路等を形成するのに使用することができる。また、深さ
の変化するまたはテーパする流路も切削中に工具を上げ
たり下げたりすることによって形成することができる。
細くて深い穴（深さがドリルの径の３倍より大）の密
接したアレイをカーボン部材に形成するのは困難でコス
トが高くなる。例えば、1.75mm厚のカーボンプレートに
径0.28mmの穴の密接したアレイを形成するのには極めて
長い時間と高価なドリルを必要とする。このようなアレ
イを簡単な方法で形成するためには、一対のカーボンブ
ロックに深さ0.14mmの溝（例えば形状が半五角形でよ
い）のアレイをそれぞれ形成し、両ブロックを重ね合わ
せて接着し、互いに平行な0.28mm径の、長い穴のアレイ
を有する１個のブロックとし、そのブロックを穴の軸に
直角に切断し、切断面を平らに研磨してアレイをそれぞ
れ有する複数のカーボン部材とすればよい。カーボン部
材の中央に沿った接着剤の継ぎ目は極めて丈夫であるこ
とがわかった。
接したアレイをカーボン部材に形成するのは困難でコス
トが高くなる。例えば、1.75mm厚のカーボンプレートに
径0.28mmの穴の密接したアレイを形成するのには極めて
長い時間と高価なドリルを必要とする。このようなアレ
イを簡単な方法で形成するためには、一対のカーボンブ
ロックに深さ0.14mmの溝（例えば形状が半五角形でよ
い）のアレイをそれぞれ形成し、両ブロックを重ね合わ
せて接着し、互いに平行な0.28mm径の、長い穴のアレイ
を有する１個のブロックとし、そのブロックを穴の軸に
直角に切断し、切断面を平らに研磨してアレイをそれぞ
れ有する複数のカーボン部材とすればよい。カーボン部
材の中央に沿った接着剤の継ぎ目は極めて丈夫であるこ
とがわかった。
多結晶質カーボンは種々の接着剤によって容易に接着
することができる。ホットメルト用のインクジェットヘ
ッドに使用するカーボンの場合、以下の３つの接着剤系
が特に適合する。１つ目は、粗粒の規模の接合に適した
単純なエポキシである。２つ目は、熱可塑性樹脂シート
接着剤である。この方法の場合、高温高圧下で圧縮され
た薄いテフロン（TFE）シートは多結晶質カーボンの平
らな面を強力に接着する。アクリルシート接着剤の場合
はより低い温度で良好な接着が得られる。３つ目の方法
では、接着すべき２面に希釈したＢ段階エポキシ系を吹
き付ける。この方法はインクジェットプリントヘッドの
複雑な形状に適用可能であり、高温下ではさらに強くな
る。
することができる。ホットメルト用のインクジェットヘ
ッドに使用するカーボンの場合、以下の３つの接着剤系
が特に適合する。１つ目は、粗粒の規模の接合に適した
単純なエポキシである。２つ目は、熱可塑性樹脂シート
接着剤である。この方法の場合、高温高圧下で圧縮され
た薄いテフロン（TFE）シートは多結晶質カーボンの平
らな面を強力に接着する。アクリルシート接着剤の場合
はより低い温度で良好な接着が得られる。３つ目の方法
では、接着すべき２面に希釈したＢ段階エポキシ系を吹
き付ける。この方法はインクジェットプリントヘッドの
複雑な形状に適用可能であり、高温下ではさらに強くな
る。
カーボンのような多孔性材料の接着に吹き付け技法を
しようとする試みがある。接着剤が多すぎると小さな通
路が詰まってしまい、接着剤層が薄いと毛細管現象で接
着剤が気孔内に吸い込まれてしまうため、作業変数の注
意深い制御が必要である。特にカーボンの気孔構造が均
一である必要があるため、吹き付けられた接着剤層の厚
みは粒子サイズや気孔サイズに比して小さい必要があ
り、熱硬化工程は接着剤のレオロジーに調和させなけれ
ばならない。
しようとする試みがある。接着剤が多すぎると小さな通
路が詰まってしまい、接着剤層が薄いと毛細管現象で接
着剤が気孔内に吸い込まれてしまうため、作業変数の注
意深い制御が必要である。特にカーボンの気孔構造が均
一である必要があるため、吹き付けられた接着剤層の厚
みは粒子サイズや気孔サイズに比して小さい必要があ
り、熱硬化工程は接着剤のレオロジーに調和させなけれ
ばならない。
第２図は、第一図のカーボンモノリシックプレート26
圧電プレート側から見た加圧チャンバ20とオリフィス通
路21の配列を示し、第３図は、オリフィス通路21の反対
側の端と、モノリシックアレイ26の反対側に設けられた
通り抜け通路24を示している。第３図はモノリシックア
レイ26のオリフィスプレート側の面に形成された通路を
示すものであるが、各通路は第２図と同じ方向に見た状
態で示されている。
圧電プレート側から見た加圧チャンバ20とオリフィス通
路21の配列を示し、第３図は、オリフィス通路21の反対
側の端と、モノリシックアレイ26の反対側に設けられた
通り抜け通路24を示している。第３図はモノリシックア
レイ26のオリフィスプレート側の面に形成された通路を
示すものであるが、各通路は第２図と同じ方向に見た状
態で示されている。
第２、３図には４色のインク、黒、黄色、マゼンタ、
シアン、をオリフィス通路21の４つのグループ27、28、
29、30に供給する供給路が示されている。通常は黒イン
クが他のインクに比べてはるかに多く使用されるため、
オリフィス通路21の半分が黒インクを供給するために使
用され、残りのオリフィス通路21のそれぞれ３分の１が
カラーインクを供給するために使用される。
シアン、をオリフィス通路21の４つのグループ27、28、
29、30に供給する供給路が示されている。通常は黒イン
クが他のインクに比べてはるかに多く使用されるため、
オリフィス通路21の半分が黒インクを供給するために使
用され、残りのオリフィス通路21のそれぞれ３分の１が
カラーインクを供給するために使用される。
第２図に示すように、加圧チャンバ20はオリフィス通
路21の列の両側に交互に配され、グラファイトプレート
26の加圧チャンバ側に形成された溝からインクを供給さ
れる。例えば溝32、33からは黒インクを、溝34、35から
はマゼンタインクを、溝36、37からは黄インクを、溝3
8、39からはシアンインクをそれぞれ供給される。対応
する色のインクが開口40と41、42と43、44と45および46
と47を通ってこれらの溝に供給される。開口40と41、42
と43、44と45および46と47はカーボンプレート26を貫通
して延び、プレートの反対側に形成された溝の対50と5
1、52と53、54と55および56と57にそれぞれ連通してい
る。第３図に実線で示す溝と第２図に破線で示す溝は第
一図の通路19、25に対応する開口60に連通している。開
口60はプレートを貫通して延び、第１図の脱泡インク通
路16から加圧チャンバ20へのインク供給溝32〜39にイン
クを送る。第３図に示すように通り抜け通路24はオリフ
ィス通路21とカーボンプレートの反対側の溝パターン50
〜57の間でインクを搬送し、インクを脱泡装置15を通っ
て循環させる循環路を完成させる。
路21の列の両側に交互に配され、グラファイトプレート
26の加圧チャンバ側に形成された溝からインクを供給さ
れる。例えば溝32、33からは黒インクを、溝34、35から
はマゼンタインクを、溝36、37からは黄インクを、溝3
8、39からはシアンインクをそれぞれ供給される。対応
する色のインクが開口40と41、42と43、44と45および46
と47を通ってこれらの溝に供給される。開口40と41、42
と43、44と45および46と47はカーボンプレート26を貫通
して延び、プレートの反対側に形成された溝の対50と5
1、52と53、54と55および56と57にそれぞれ連通してい
る。第３図に実線で示す溝と第２図に破線で示す溝は第
一図の通路19、25に対応する開口60に連通している。開
口60はプレートを貫通して延び、第１図の脱泡インク通
路16から加圧チャンバ20へのインク供給溝32〜39にイン
クを送る。第３図に示すように通り抜け通路24はオリフ
ィス通路21とカーボンプレートの反対側の溝パターン50
〜57の間でインクを搬送し、インクを脱泡装置15を通っ
て循環させる循環路を完成させる。
さらに、カーボンプレート26はホットメルトインク用
のインクジェットヘッドの場合に特に有利である。カー
ボンプレートは熱伝導率が高いため、ヘッド内で比較的
遠い位置に取り付けられたヒーターからヘッド内の全て
のインク通路に良好に熱を伝える。これによって、各オ
リフィス12におけるホットメルトインクが同じ温度にな
りしたがって同じ粘度になり、オリフィスのアレイの全
長にわたって作動が一定になる。
のインクジェットヘッドの場合に特に有利である。カー
ボンプレートは熱伝導率が高いため、ヘッド内で比較的
遠い位置に取り付けられたヒーターからヘッド内の全て
のインク通路に良好に熱を伝える。これによって、各オ
リフィス12におけるホットメルトインクが同じ温度にな
りしたがって同じ粘度になり、オリフィスのアレイの全
長にわたって作動が一定になる。
典型的なカーボンプレートは厚さが約2mmであり、径
約0.2mmのオリフィス通路21、長さ約9mm、幅0.5mm、深
さ0.2mmの加圧チャンバ、幅約1.0mm〜1.5mm、深さ0.5mm
の供給溝、長さ約4mm、幅0.1mm、深さ0.05mmの通り抜け
通路および径約1.5mmの開口60を備えている。この構成
によれば、約4cm×7cmのカーボンプレート26に、オリフ
ィス通路間隔約0.5mmで、図示したような形の96穴の直
線アレイを形成することができる。走査方向に対して適
切な角度に向ければ、このタイプのアレイを使用したイ
ンクジェットヘッドによって副走査方向に約300ドット
／インチ（120ドット/cm）の解像力を得ることができ、
走査速度1m/secで100ピコリットルのインク滴を形成す
るように約14Khzで動作させると、走査方向にも同じ解
像力が得られる。
約0.2mmのオリフィス通路21、長さ約9mm、幅0.5mm、深
さ0.2mmの加圧チャンバ、幅約1.0mm〜1.5mm、深さ0.5mm
の供給溝、長さ約4mm、幅0.1mm、深さ0.05mmの通り抜け
通路および径約1.5mmの開口60を備えている。この構成
によれば、約4cm×7cmのカーボンプレート26に、オリフ
ィス通路間隔約0.5mmで、図示したような形の96穴の直
線アレイを形成することができる。走査方向に対して適
切な角度に向ければ、このタイプのアレイを使用したイ
ンクジェットヘッドによって副走査方向に約300ドット
／インチ（120ドット/cm）の解像力を得ることができ、
走査速度1m/secで100ピコリットルのインク滴を形成す
るように約14Khzで動作させると、走査方向にも同じ解
像力が得られる。
ある種の高周波インクジェットに使用する際には、カ
ーボンプレートに形成される加圧チャンバ20の壁の剛性
は望ましいものより小さくてよいが、そうすると、圧電
アクチュエータプレートの作動電圧を上げなければなら
ない。これを軽減するために、加圧チャンバ20の表面に
極めて硬い（すなわち剛性率の高い）材料、例えば、炭
化珪素、窒化珪素、炭化硼素、窒化硼素、炭化タングス
テン、窒化タングステン、炭化タンタル、窒化タンタル
等の炭化物や窒化物の薄い層（厚さ0.01〜1.0mm）をコ
ーティングしてもよい。このコーティングは化学的沈着
によるのが望ましい。
ーボンプレートに形成される加圧チャンバ20の壁の剛性
は望ましいものより小さくてよいが、そうすると、圧電
アクチュエータプレートの作動電圧を上げなければなら
ない。これを軽減するために、加圧チャンバ20の表面に
極めて硬い（すなわち剛性率の高い）材料、例えば、炭
化珪素、窒化珪素、炭化硼素、窒化硼素、炭化タングス
テン、窒化タングステン、炭化タンタル、窒化タンタル
等の炭化物や窒化物の薄い層（厚さ0.01〜1.0mm）をコ
ーティングしてもよい。このコーティングは化学的沈着
によるのが望ましい。
加圧チャンバ20からオリフィス通路21およびオリフィ
スプレート13内のオリフィス12を通して選択的にインク
を噴射するように圧電プレート23を作動させるために、
カーボンプレートの加圧チャンバ側に取り付けられる圧
電プレート23は第４図に示すように、カーボンプレート
側には電極を有さず、露出面側に電極アレイパターンが
形成されている。第４図に示す電極アレイでは、共通電
極65がカーボンプレートのオリフィス通路アレイに相当
する部分に沿って延び、さらに、横方向に延びて、カー
ボンプレート表面の加圧チャンバ間の部分に相当する領
域66に入り込んでいる。
スプレート13内のオリフィス12を通して選択的にインク
を噴射するように圧電プレート23を作動させるために、
カーボンプレートの加圧チャンバ側に取り付けられる圧
電プレート23は第４図に示すように、カーボンプレート
側には電極を有さず、露出面側に電極アレイパターンが
形成されている。第４図に示す電極アレイでは、共通電
極65がカーボンプレートのオリフィス通路アレイに相当
する部分に沿って延び、さらに、横方向に延びて、カー
ボンプレート表面の加圧チャンバ間の部分に相当する領
域66に入り込んでいる。
互いに間隔をおいて並べられた複数の個別電極67が１
本ずつ共通電極の横方向延長部66の間に延びている。各
個別電極67はカーボンプレートの加圧チャンバ上に直接
位置しており、対応する端子68に所定の電圧をかけて各
個別電極を選択的に作動させると、圧電プレート23が隣
接する加圧チャンバ20方向に剪断モードで機械的にゆが
められ、その加圧チャンバ20と連通するオリフィスから
インク滴を噴射させる。圧電プレートの剪断モード動作
は例えばフィッシュベック（Fischbeck）等の米国特許N
o.4,584,590に記載があり、この特許の全文をここに引
用したものとする。この剪断モード動作には圧電プレー
トの反対側の面に電極を設ける必要はないが、もし望ま
しければ、プレートの反対側に電極を設けるのにカーボ
ンプレート26（導電性である）を利用してもよい。
本ずつ共通電極の横方向延長部66の間に延びている。各
個別電極67はカーボンプレートの加圧チャンバ上に直接
位置しており、対応する端子68に所定の電圧をかけて各
個別電極を選択的に作動させると、圧電プレート23が隣
接する加圧チャンバ20方向に剪断モードで機械的にゆが
められ、その加圧チャンバ20と連通するオリフィスから
インク滴を噴射させる。圧電プレートの剪断モード動作
は例えばフィッシュベック（Fischbeck）等の米国特許N
o.4,584,590に記載があり、この特許の全文をここに引
用したものとする。この剪断モード動作には圧電プレー
トの反対側の面に電極を設ける必要はないが、もし望ま
しければ、プレートの反対側に電極を設けるのにカーボ
ンプレート26（導電性である）を利用してもよい。
第４図に示す電極パターンにはサーミスタ温度制御ス
イッチ71を備えたヒーター線70も含まれている。このヒ
ーター線70は２つの端子72と73の間に延び、カーボンプ
レート26の下部の通路内のインクを暖め上述したような
対流によるインクの循環を起こさせる。カーボンプレー
トの26のカーボン材料は熱伝導率が高いため、カーボン
プレートがヒーターとインク通路の間の電熱帯として作
用する。
イッチ71を備えたヒーター線70も含まれている。このヒ
ーター線70は２つの端子72と73の間に延び、カーボンプ
レート26の下部の通路内のインクを暖め上述したような
対流によるインクの循環を起こさせる。カーボンプレー
トの26のカーボン材料は熱伝導率が高いため、カーボン
プレートがヒーターとインク通路の間の電熱帯として作
用する。
圧電プレート23上に第４図に示すような電極パターン
を形成するために、最初に露出面上に連続した導電性コ
ーティングを施されるプレートが、カーボンプレート26
の圧電チャンバ側の面にエポキシ接着剤によって恒久的
に貼り付けられる。カーボンプレートはわずかに多孔性
なので、圧電プレート23を取り付けるためばかりでな
く、反対側の面にオリフィスプレート13を取り付けるた
めにも使用することができる。このため、接合すべきプ
レートの一方の面に、圧電プレート23あるいはオリフィ
スプレートをあてがう前に、厚さ約２ミクロンのＢ段階
エポキシ接着剤層を吹き付けるのが望ましい。このよう
に薄いエポキシ接着剤の層はオリフィス通路間の極めて
狭い部分も含めてプレート間を良好にシールするが、ヘ
ッドの動作に影響を与える程には通路や開口内に流れ込
まない。
を形成するために、最初に露出面上に連続した導電性コ
ーティングを施されるプレートが、カーボンプレート26
の圧電チャンバ側の面にエポキシ接着剤によって恒久的
に貼り付けられる。カーボンプレートはわずかに多孔性
なので、圧電プレート23を取り付けるためばかりでな
く、反対側の面にオリフィスプレート13を取り付けるた
めにも使用することができる。このため、接合すべきプ
レートの一方の面に、圧電プレート23あるいはオリフィ
スプレートをあてがう前に、厚さ約２ミクロンのＢ段階
エポキシ接着剤層を吹き付けるのが望ましい。このよう
に薄いエポキシ接着剤の層はオリフィス通路間の極めて
狭い部分も含めてプレート間を良好にシールするが、ヘ
ッドの動作に影響を与える程には通路や開口内に流れ込
まない。
カーボン部材に接着される圧電プレートを接地するた
めに、エポキシ接着剤に導電性粒子を添加してもよい。
さもなければ、カーボン部材に圧電プレートを接着する
際に加える締め付け力を、エポキシ接着剤がカーボン部
材内にめり込んでプレートとカーボン部材の間に多数の
接触点ができるまで増大させてもよい。
めに、エポキシ接着剤に導電性粒子を添加してもよい。
さもなければ、カーボン部材に圧電プレートを接着する
際に加える締め付け力を、エポキシ接着剤がカーボン部
材内にめり込んでプレートとカーボン部材の間に多数の
接触点ができるまで増大させてもよい。
片面圧電プレートを使用すると、プレートをポーリン
グするのに特殊な方法が必要になる。一つの方法では第
11図に示すように、圧電プレート140を、わずかに導電
性を有する２枚のゴムシート143、144を間にそれぞれ挾
んで２枚の電極141、142の間で圧縮する。ゴムシートを
電極と圧電プレートの間に挟むのは、プレートの表面全
体にわたって電気的に密着させるためと、絶縁破壊が起
きたときにアーク放電を起こす電流を制限するためであ
る。圧電応力を小さくするためにこの工程を２回に分け
て行うと、金属化されていない圧電プレートのポーリン
グを高得率で行うことができる。
グするのに特殊な方法が必要になる。一つの方法では第
11図に示すように、圧電プレート140を、わずかに導電
性を有する２枚のゴムシート143、144を間にそれぞれ挾
んで２枚の電極141、142の間で圧縮する。ゴムシートを
電極と圧電プレートの間に挟むのは、プレートの表面全
体にわたって電気的に密着させるためと、絶縁破壊が起
きたときにアーク放電を起こす電流を制限するためであ
る。圧電応力を小さくするためにこの工程を２回に分け
て行うと、金属化されていない圧電プレートのポーリン
グを高得率で行うことができる。
もう一つの方法では、第12図に示すように、圧電プレ
ートを横切ってポーリングフィールドを発生させるため
にコロナ放電が使用される。圧電プレート150は平たい
接地プレート151上に載置され、コロナ放電装置152はプ
レートの表面に電荷153をかける。かけられた電荷がプ
レートに時たま絶縁破壊を起こさせるのに充分であれば
（圧電プレートは表面抵抗が高いためこれは破壊的でな
い）、プレートはポーリングされる。この工程はポーリ
ング応力を改善するために高温、例えば、100〜150℃で
行うのが望ましい。
ートを横切ってポーリングフィールドを発生させるため
にコロナ放電が使用される。圧電プレート150は平たい
接地プレート151上に載置され、コロナ放電装置152はプ
レートの表面に電荷153をかける。かけられた電荷がプ
レートに時たま絶縁破壊を起こさせるのに充分であれば
（圧電プレートは表面抵抗が高いためこれは破壊的でな
い）、プレートはポーリングされる。この工程はポーリ
ング応力を改善するために高温、例えば、100〜150℃で
行うのが望ましい。
第１図のオリフィスプレート13は厚さ約0.05mmのステ
ンレスプレートで差し支えないが、そのオリフィスプレ
ートに設けられるオリフィス12は径が約0.05mmで放電加
工によって形成するのが望ましい。適切な太さのワイヤ
ーを選択し、電流／電圧分布を制御することによって、
オリフィスのサイズおよび形状を正確に制御することが
できる。オリフィスプレートのカーボン部材への接着は
圧電プレートの接着と同じ方法で行うことができる。
ンレスプレートで差し支えないが、そのオリフィスプレ
ートに設けられるオリフィス12は径が約0.05mmで放電加
工によって形成するのが望ましい。適切な太さのワイヤ
ーを選択し、電流／電圧分布を制御することによって、
オリフィスのサイズおよび形状を正確に制御することが
できる。オリフィスプレートのカーボン部材への接着は
圧電プレートの接着と同じ方法で行うことができる。
例えばホイシントン等の米国特許No.5,265,315に示さ
れているオリフィスプレートにおける従来の鐘形のオリ
フィス、すなわちオリフィスの径がオリフィスプレート
のインクジェットヘッド側の面で最大で、そこから次第
に小さくなってインク噴射側の面で約３分の１になるよ
うなオリフィス、ではインクの噴射方向は、オリフィス
の入り口付近のインク通路内の非対称に極めて敏感であ
る。さらに、高解像力印刷に要求されるような微少間隔
でその様な鐘形のオリフィスを配置するのは不可能であ
る。
れているオリフィスプレートにおける従来の鐘形のオリ
フィス、すなわちオリフィスの径がオリフィスプレート
のインクジェットヘッド側の面で最大で、そこから次第
に小さくなってインク噴射側の面で約３分の１になるよ
うなオリフィス、ではインクの噴射方向は、オリフィス
の入り口付近のインク通路内の非対称に極めて敏感であ
る。さらに、高解像力印刷に要求されるような微少間隔
でその様な鐘形のオリフィスを配置するのは不可能であ
る。
この問題を解決するために、第13図に示すような形状
のオリフィス97、すなわち円筒形の入口部98、オリフィ
スプレートからの出口を形成する小径のノズル部99およ
び入口部とノズル部を結ぶ円錐面を有するテーパー部10
0からなるオリフィスを放電加工で形成する。この形の
オリフィスの構造によると、噴射されるインク滴の軸外
速度成分、すなわち、オリフィスに通じる通路の非対称
に起因する軸101からの逸れの程度、は50％以上も減少
することがわかった。
のオリフィス97、すなわち円筒形の入口部98、オリフィ
スプレートからの出口を形成する小径のノズル部99およ
び入口部とノズル部を結ぶ円錐面を有するテーパー部10
0からなるオリフィスを放電加工で形成する。この形の
オリフィスの構造によると、噴射されるインク滴の軸外
速度成分、すなわち、オリフィスに通じる通路の非対称
に起因する軸101からの逸れの程度、は50％以上も減少
することがわかった。
厚さが0.05mmで、ノズル部99の径が0.054mm、長さが
0.01mmで、テーパー部100の円錐角が30°、長さが0.01m
mで、入口部98の径が0.11mm、長さが0.03mmの標準的な
オリフィスプレート13の場合、オリフィスに通じるイン
ク通路が非対称でもインク滴の軸方向噴射が相当に改善
された。厚さが0.75mmで、ノズル部とテーパー部の寸法
は上記と同じで、入口部の長さが0.055mmのオリフィス
プレート13の場合圧力降下がやや大きくなるもののイン
ク滴の噴射方向には同様な改善が得られた。入口部98の
径はノズル部99の径の２倍以下であるのが望ましく、入
口部98の長さはノズル部の長さより大きいのが望まし
い。このような円筒部と円錐部の連続したオリフィス形
状は公知の放電加工技術によって得ることができる。
0.01mmで、テーパー部100の円錐角が30°、長さが0.01m
mで、入口部98の径が0.11mm、長さが0.03mmの標準的な
オリフィスプレート13の場合、オリフィスに通じるイン
ク通路が非対称でもインク滴の軸方向噴射が相当に改善
された。厚さが0.75mmで、ノズル部とテーパー部の寸法
は上記と同じで、入口部の長さが0.055mmのオリフィス
プレート13の場合圧力降下がやや大きくなるもののイン
ク滴の噴射方向には同様な改善が得られた。入口部98の
径はノズル部99の径の２倍以下であるのが望ましく、入
口部98の長さはノズル部の長さより大きいのが望まし
い。このような円筒部と円錐部の連続したオリフィス形
状は公知の放電加工技術によって得ることができる。
本発明の一面においては、圧電プレート23をカーボン
プレートに貼り付けた後、露出面にフォトレジスト層が
コーティングされ、加圧チャンバの、カーボンプレート
の基準縁部からの正確に分かっている位置を利用して、
フォトレジストを感光させて、加圧チャンバの位置に正
確に対応したパターンを形成する。次に未露光のレジス
トを通常の方法で除去する。次に、圧電プレートの露出
面から導電層をエッチングによって除去し、残っている
レジストを除去して最終的な電極パターンを得る。
プレートに貼り付けた後、露出面にフォトレジスト層が
コーティングされ、加圧チャンバの、カーボンプレート
の基準縁部からの正確に分かっている位置を利用して、
フォトレジストを感光させて、加圧チャンバの位置に正
確に対応したパターンを形成する。次に未露光のレジス
トを通常の方法で除去する。次に、圧電プレートの露出
面から導電層をエッチングによって除去し、残っている
レジストを除去して最終的な電極パターンを得る。
このようにして、厚さが約0.1〜0.25mmと薄いのが望
ましく、極めて脆い圧電プレート23を電極パターンの形
成工程および他のヘッド製造工程中に破損から保護する
ことができる。したがって、相当に大きな圧電プレー
ト、例えば、50mm×100mmあるいはそれ以上の大きさの
圧電プレートを使用しても加工中の破損のおそれが余り
無い。さらには、大きなサイズのカーボンプレートに多
数の同一もしくは類似したパターンを形成し、そのパタ
ーンと同数の圧電プレートをその大サイズのカーボンプ
レート上の各パターンの上に貼り付け、その複数の圧電
プレートを一度に感光させ、さらにエッチングして、カ
ーボンプレートの対応する部分の構造に正確に対応した
電極パターンを形成し、しかる後、大サイズのプレート
を個々のプレートに切断するようにすれば大規模生産が
容易になる。
ましく、極めて脆い圧電プレート23を電極パターンの形
成工程および他のヘッド製造工程中に破損から保護する
ことができる。したがって、相当に大きな圧電プレー
ト、例えば、50mm×100mmあるいはそれ以上の大きさの
圧電プレートを使用しても加工中の破損のおそれが余り
無い。さらには、大きなサイズのカーボンプレートに多
数の同一もしくは類似したパターンを形成し、そのパタ
ーンと同数の圧電プレートをその大サイズのカーボンプ
レート上の各パターンの上に貼り付け、その複数の圧電
プレートを一度に感光させ、さらにエッチングして、カ
ーボンプレートの対応する部分の構造に正確に対応した
電極パターンを形成し、しかる後、大サイズのプレート
を個々のプレートに切断するようにすれば大規模生産が
容易になる。
大サイズのカーボンプレートを個々のプレートに分け
る替わりに、20cm幅、あるいは適切ならば150cm幅でも
よいが、の単一のカーボンプレートを作って、その一方
の面に複数の圧電プレートを１列に並べて取り付け、そ
の圧電プレートを上記のようにして一度に加工してペー
ジ幅インクジェットヘッドを製造してもよい。代表的な
ページ幅インクジェットヘッドを第５図に示す。そのイ
ンクジェットヘッドにおいては、カーボンプレート26は
その一方の面に互いに隣接して１列に並べて取り付けら
れた複数の圧電プレート23を備えている。またこのイン
クジェットヘッドは、後に第８図を参照して説明するよ
うに、一方の縁に取り付けられたオリフィスプレート74
にインクを供給するための内部通路を備えている。しか
しながら、もし必要ならば、第５図の大サイズカーボン
プレート26に第１図で説明したようなカーボンプレート
の反対側に取り付けられるオリフィスプレート（第５図
には図示せず）に連通する内部通路を設けてもよい。
る替わりに、20cm幅、あるいは適切ならば150cm幅でも
よいが、の単一のカーボンプレートを作って、その一方
の面に複数の圧電プレートを１列に並べて取り付け、そ
の圧電プレートを上記のようにして一度に加工してペー
ジ幅インクジェットヘッドを製造してもよい。代表的な
ページ幅インクジェットヘッドを第５図に示す。そのイ
ンクジェットヘッドにおいては、カーボンプレート26は
その一方の面に互いに隣接して１列に並べて取り付けら
れた複数の圧電プレート23を備えている。またこのイン
クジェットヘッドは、後に第８図を参照して説明するよ
うに、一方の縁に取り付けられたオリフィスプレート74
にインクを供給するための内部通路を備えている。しか
しながら、もし必要ならば、第５図の大サイズカーボン
プレート26に第１図で説明したようなカーボンプレート
の反対側に取り付けられるオリフィスプレート（第５図
には図示せず）に連通する内部通路を設けてもよい。
第１図に示す脱泡装置15の替わりに、わずかに多孔性
のカーボンプレート26を使用することによって、第６図
の他の実施の形態に示すようにカーボンプレートがその
内部の通路内のインクと真空プレナムの間の導管として
作用し、溶解空気を抜くことができる。この目的のため
に、プレート内の通路の表面には空気は通すがインクは
通さないエポキシ樹脂の層75がコーティングされ、さら
に、１個以上の開口76が圧電プレート23に設けられ、カ
ーボンプレート26の面の一部を真空源77に露出する。こ
れによって脱泡装置15の代替となる。なお、カーボンプ
レート26の他の露出面は多孔性であるプレート内への空
気の侵入を防ぐためにシールされる。真空源77はポート
18aを介して離れた位置にある真空供給装置に接続して
もよいし、1993年９月26日出願のハインの米国特許出願
No.08/143,165に記載されているタイプの交換可能な真
空タンクを真空源77としてもよい。その米国特許出願の
開示をここに全文引用したものとする。
のカーボンプレート26を使用することによって、第６図
の他の実施の形態に示すようにカーボンプレートがその
内部の通路内のインクと真空プレナムの間の導管として
作用し、溶解空気を抜くことができる。この目的のため
に、プレート内の通路の表面には空気は通すがインクは
通さないエポキシ樹脂の層75がコーティングされ、さら
に、１個以上の開口76が圧電プレート23に設けられ、カ
ーボンプレート26の面の一部を真空源77に露出する。こ
れによって脱泡装置15の代替となる。なお、カーボンプ
レート26の他の露出面は多孔性であるプレート内への空
気の侵入を防ぐためにシールされる。真空源77はポート
18aを介して離れた位置にある真空供給装置に接続して
もよいし、1993年９月26日出願のハインの米国特許出願
No.08/143,165に記載されているタイプの交換可能な真
空タンクを真空源77としてもよい。その米国特許出願の
開示をここに全文引用したものとする。
脱泡構造の他の変形例が第７図に示されている。この
例においては、通路24と25の間に延びるインク通路80が
カーボンプレート26の前面に取り付けられたプレート81
内に形成され、第１図の膜17と同様な空気は通すがイン
クは通さない膜82がカーボンプレート26とプレート81の
間に配されている。この場合には、カーボンプレート26
内の種々の通路に施されているコーティング75は空気を
通さず、カーボンプレート26の膜82に隣接する部分のみ
が通路80内のインクから空気を抜くのに使用される。必
要ならば、通路24、25間のインク路内でプレート81にフ
ィルターを設けてもよい。第７図の構成は他の部分は第
６図の構成と同じである。
例においては、通路24と25の間に延びるインク通路80が
カーボンプレート26の前面に取り付けられたプレート81
内に形成され、第１図の膜17と同様な空気は通すがイン
クは通さない膜82がカーボンプレート26とプレート81の
間に配されている。この場合には、カーボンプレート26
内の種々の通路に施されているコーティング75は空気を
通さず、カーボンプレート26の膜82に隣接する部分のみ
が通路80内のインクから空気を抜くのに使用される。必
要ならば、通路24、25間のインク路内でプレート81にフ
ィルターを設けてもよい。第７図の構成は他の部分は第
６図の構成と同じである。
カーボンプレート26の熱伝導率が高いため、オリフィ
スプレートに隣接したホットメルトインクにカーボンプ
レートを通して比較的遠くにあるヒーターからも熱が充
分伝わるため、本発明のホットメルトインクジェットヘ
ッドはカーボンプレートの１側に取り付けられたオリフ
ィスプレートからではなく、カーボンプレートの縁面に
取り付けられたオリフィスプレートからインクを噴射す
るように構成することもできる。さらには、使用される
インクがホットメルトインクでない場合にも、カーボン
プレートの加工のし易さがこのような構成を形成する際
に明確な利点となる。すなわち、従来のラミネートプレ
ート構造の場合には各プレートのオリフィスプレートに
隣接する縁面が完全には平らにならず、オリフィスプレ
ートを取り付けたときに凸凹ができてしまう。
スプレートに隣接したホットメルトインクにカーボンプ
レートを通して比較的遠くにあるヒーターからも熱が充
分伝わるため、本発明のホットメルトインクジェットヘ
ッドはカーボンプレートの１側に取り付けられたオリフ
ィスプレートからではなく、カーボンプレートの縁面に
取り付けられたオリフィスプレートからインクを噴射す
るように構成することもできる。さらには、使用される
インクがホットメルトインクでない場合にも、カーボン
プレートの加工のし易さがこのような構成を形成する際
に明確な利点となる。すなわち、従来のラミネートプレ
ート構造の場合には各プレートのオリフィスプレートに
隣接する縁面が完全には平らにならず、オリフィスプレ
ートを取り付けたときに凸凹ができてしまう。
このような構成が第８図に示されている。第８図の構
成では、カーボンプレート85はその一方の側に形成され
た加圧チャンバ86とその側に取り付けられた圧電プレー
ト87を備え、そのカーボンプレートの他側には底部カバ
ープレート88が取り付けられている。カーボンプレート
85の一方の縁面に１列に穿孔された複数のオリフィス通
路89がプレート85を貫通して延びる垂直通路91を介して
加圧チャンバ86と連通している。このタイプのカーボン
プレート85の場合には、縁面90は完全に平らに研磨する
ことでき、その後に、加圧チャンバ88と連通する通路8
9、91を穿孔することができる。通路89、91の穿孔後
に、上述のようにエポキシ接着剤を使用してオリフィス
プレート92を縁面90に取り付ける。
成では、カーボンプレート85はその一方の側に形成され
た加圧チャンバ86とその側に取り付けられた圧電プレー
ト87を備え、そのカーボンプレートの他側には底部カバ
ープレート88が取り付けられている。カーボンプレート
85の一方の縁面に１列に穿孔された複数のオリフィス通
路89がプレート85を貫通して延びる垂直通路91を介して
加圧チャンバ86と連通している。このタイプのカーボン
プレート85の場合には、縁面90は完全に平らに研磨する
ことでき、その後に、加圧チャンバ88と連通する通路8
9、91を穿孔することができる。通路89、91の穿孔後
に、上述のようにエポキシ接着剤を使用してオリフィス
プレート92を縁面90に取り付ける。
このようにして製造したインクジェットヘッドは、オ
リフィスプレート92用のストリップが極めて細くてすむ
点ばかりでなく、プリントヘッド大部分を用紙の通路か
ら離しておくことができ、しかも複数のプリントヘッド
を重ねることができる点でも特に有利である。
リフィスプレート92用のストリップが極めて細くてすむ
点ばかりでなく、プリントヘッド大部分を用紙の通路か
ら離しておくことができ、しかも複数のプリントヘッド
を重ねることができる点でも特に有利である。
必要ならば、第１図のインクジェットヘッドを第９図
に示すように、カーボンプレート26に突出部94を設け、
その突出部内をオリフィス通路93がオリフィスプレート
92まで延びるように変更すれば、同様な効果が得られ
る。
に示すように、カーボンプレート26に突出部94を設け、
その突出部内をオリフィス通路93がオリフィスプレート
92まで延びるように変更すれば、同様な効果が得られ
る。
第14〜20図に示す本発明のさらに他の実施の形態では
インクジェットヘッドが複数のカーボン部品から組み立
てられる。第14図の分解図に示すように、２つのカーボ
ンの加圧プレートアセンブリ102（後に詳述）がそれぞ
れの縁面（インク出口通路を有する）がマニホールドプ
レート104の対応する開口と整列するようにカーボンカ
ラー103に組み付けられている。加圧チャンバプレート
アセンブリ102はマニホールドプレート104を貫通して加
圧チャンバプレート106に螺入されるねじ105によってマ
ニホールドプレート104に固定されている。オリフィス
プレート107は密接して配されたオリフィス108の直線的
なアレイを備えており、オリフィス108はマニホールド
プレート104に設けられた通路アレイの通路109の端部と
整列しており、加圧プレートアセンブリの選択的駆動に
応じてインクを噴射するようになっている。
インクジェットヘッドが複数のカーボン部品から組み立
てられる。第14図の分解図に示すように、２つのカーボ
ンの加圧プレートアセンブリ102（後に詳述）がそれぞ
れの縁面（インク出口通路を有する）がマニホールドプ
レート104の対応する開口と整列するようにカーボンカ
ラー103に組み付けられている。加圧チャンバプレート
アセンブリ102はマニホールドプレート104を貫通して加
圧チャンバプレート106に螺入されるねじ105によってマ
ニホールドプレート104に固定されている。オリフィス
プレート107は密接して配されたオリフィス108の直線的
なアレイを備えており、オリフィス108はマニホールド
プレート104に設けられた通路アレイの通路109の端部と
整列しており、加圧プレートアセンブリの選択的駆動に
応じてインクを噴射するようになっている。
加圧プレートアセンブリ102の縁部とマニホールドプ
レート104の間にはフィルター層110が配されている。フ
ィルター層110は、オリフィスプレート107のオリフィス
108よりわずかに小さく、オリフィスをふさぐ可能性の
ある固体材料は通さないが、オリフィスより小さい固体
材料粒子は通す気孔あるいは開口を備えている。このタ
イプのフィルターは、1994年４月22日出願のモイニハン
（Moynihan）等の米国特許出願No.08/231,102（インク
ジェットヘッド用フィルター構成）に開示されている。
レート104の間にはフィルター層110が配されている。フ
ィルター層110は、オリフィスプレート107のオリフィス
108よりわずかに小さく、オリフィスをふさぐ可能性の
ある固体材料は通さないが、オリフィスより小さい固体
材料粒子は通す気孔あるいは開口を備えている。このタ
イプのフィルターは、1994年４月22日出願のモイニハン
（Moynihan）等の米国特許出願No.08/231,102（インク
ジェットヘッド用フィルター構成）に開示されている。
カラー103の一側に取り付けられているインクタンク1
11はカラー103にインクを供給するインク供給開口112を
備えている。第16図に最も明確に示すように、カラーに
設けられた開口113がインク供給開口112と整列して、タ
ンク111からインクを受け取るようになっている。さら
に、ホットメルトインクを使用する場合には、カートリ
ッジヒーター114がタンクとカラー103の相対向する面に
それぞれ設けられた溝115、116（第18図）に収容され、
組み立てられたインクジェットヘッド内のインクをヘッ
ドの動作中所定の温度に維持するように制御される。
11はカラー103にインクを供給するインク供給開口112を
備えている。第16図に最も明確に示すように、カラーに
設けられた開口113がインク供給開口112と整列して、タ
ンク111からインクを受け取るようになっている。さら
に、ホットメルトインクを使用する場合には、カートリ
ッジヒーター114がタンクとカラー103の相対向する面に
それぞれ設けられた溝115、116（第18図）に収容され、
組み立てられたインクジェットヘッド内のインクをヘッ
ドの動作中所定の温度に維持するように制御される。
各加圧チャンバアセンブリ102は加圧プレート106を備
えており、その加圧プレートの両面には密接して配され
た加圧チャンバのアレイ117が設けられている。各アレ
イ117には圧電プレート118が被せられている。圧電プレ
ート118は第４図を参照して前述したものと同じタイプ
のものであり、加圧チャンバのアレイ117に対して配列
された、電気信号に応じて対応する加圧チャンバの容積
を変化させる電極アレイ119を備えている。
えており、その加圧プレートの両面には密接して配され
た加圧チャンバのアレイ117が設けられている。各アレ
イ117には圧電プレート118が被せられている。圧電プレ
ート118は第４図を参照して前述したものと同じタイプ
のものであり、加圧チャンバのアレイ117に対して配列
された、電気信号に応じて対応する加圧チャンバの容積
を変化させる電極アレイ119を備えている。
第15、16図により詳細に示すように、加圧チャンバプ
レート106は長手方向に延びる開口120を備えており、マ
ニホールドプレート104に面した（第14図で見て）縁面1
24まで延びる内部通路123を介してその開口120にインク
が送られるようになっている。第19図に示すように、マ
ニホールドプレート104の加圧チャンバプレートに面す
る面に、カラーの通路113からインクを受け取る開口125
が設けられている。開口125は受け取ったインクを、マ
ニホールドプレートの両面に設けられた溝126（第20
図）に供給する。溝126からインクはマニホールドプレ
ート内の別の開口127を通って、加圧プレート106の通路
123に流れ、開口120を通って各プレートの両方のアレイ
117の加圧チャンバの全てに分配される。
レート106は長手方向に延びる開口120を備えており、マ
ニホールドプレート104に面した（第14図で見て）縁面1
24まで延びる内部通路123を介してその開口120にインク
が送られるようになっている。第19図に示すように、マ
ニホールドプレート104の加圧チャンバプレートに面す
る面に、カラーの通路113からインクを受け取る開口125
が設けられている。開口125は受け取ったインクを、マ
ニホールドプレートの両面に設けられた溝126（第20
図）に供給する。溝126からインクはマニホールドプレ
ート内の別の開口127を通って、加圧プレート106の通路
123に流れ、開口120を通って各プレートの両方のアレイ
117の加圧チャンバの全てに分配される。
加圧チャンバのアレイ117に供給される途中でインク
から溶解空気を抜くために、脱泡手段128が各加圧チャ
ンバプレート106の端面の開口130を通って開口120内に
延びている。脱泡手段128は、空気は通すがインクは通
さない材料、例えば、肉厚0.1mm、内径1.5mmの押し出し
ポリテトラフルオロエチレンで形成された管状部材129
からなっている。その管状部材の内端はプラグ131でふ
さがれ、プレート106の開口130から外部に突出する端部
は充分な負圧、例えば、0.7気圧を供給する空気源132に
接続されており、加圧チャンバに供給されるインクの溶
解空気含有率をインクジェットの動作中に加圧チャンバ
内に気泡が発生しないレベルまで下げる。負圧をかけた
ときに、管状部材129がつぶれないように、多孔性の支
持体、例えば、多孔性カーボンのロッドあるいは螺旋状
の針金、が管状部材129に挿入されている。
から溶解空気を抜くために、脱泡手段128が各加圧チャ
ンバプレート106の端面の開口130を通って開口120内に
延びている。脱泡手段128は、空気は通すがインクは通
さない材料、例えば、肉厚0.1mm、内径1.5mmの押し出し
ポリテトラフルオロエチレンで形成された管状部材129
からなっている。その管状部材の内端はプラグ131でふ
さがれ、プレート106の開口130から外部に突出する端部
は充分な負圧、例えば、0.7気圧を供給する空気源132に
接続されており、加圧チャンバに供給されるインクの溶
解空気含有率をインクジェットの動作中に加圧チャンバ
内に気泡が発生しないレベルまで下げる。負圧をかけた
ときに、管状部材129がつぶれないように、多孔性の支
持体、例えば、多孔性カーボンのロッドあるいは螺旋状
の針金、が管状部材129に挿入されている。
第16図に示すように、カーボンプレート106の縁面124
にはその縁面に垂直に延び、アレイ117のプレートカー
ボンとそれぞれ連通する２列のインク通路133が設けら
れている。したがって、加圧チャンバの１つを駆動する
と対応する通路133を通って、インクがプレート106から
押し出される。
にはその縁面に垂直に延び、アレイ117のプレートカー
ボンとそれぞれ連通する２列のインク通路133が設けら
れている。したがって、加圧チャンバの１つを駆動する
と対応する通路133を通って、インクがプレート106から
押し出される。
フィルター層110を通過した後、各通路133からのイン
クは第17図に示すマニホールドプレート104の隣接する
面の対応する通路134を通って供給され、第20図に示す
ように、マニホールドプレートの反対側の面の水平方向
に延びる通路109のアレイを通って横方向にマニホール
ドプレートの中央に向かって流れる。これらの通路はマ
ニホールドプレートの長軸135の位置まで延び、その終
端はオリフィスプレート107のインクジェットオリフィ
ス108の列と一致する列をなしている。
クは第17図に示すマニホールドプレート104の隣接する
面の対応する通路134を通って供給され、第20図に示す
ように、マニホールドプレートの反対側の面の水平方向
に延びる通路109のアレイを通って横方向にマニホール
ドプレートの中央に向かって流れる。これらの通路はマ
ニホールドプレートの長軸135の位置まで延び、その終
端はオリフィスプレート107のインクジェットオリフィ
ス108の列と一致する列をなしている。
マニホールドプレート104の材料としては、特にホッ
トメルトインク用のインクジェットヘッドの場合には、
カーボンが望ましいが、表面を充分に平らにすることが
でき、かつ隣接する部材と適合する熱膨張率を有するも
のであれば、他の材料も使用することができる。例え
ば、鋼鉄、あるいはアルミナやガラスのようなセラミッ
クは適切な通路を写真蝕刻によって形成することがで
き、これらもマニホールドプレートの材料として使用す
ることができる。
トメルトインク用のインクジェットヘッドの場合には、
カーボンが望ましいが、表面を充分に平らにすることが
でき、かつ隣接する部材と適合する熱膨張率を有するも
のであれば、他の材料も使用することができる。例え
ば、鋼鉄、あるいはアルミナやガラスのようなセラミッ
クは適切な通路を写真蝕刻によって形成することがで
き、これらもマニホールドプレートの材料として使用す
ることができる。
第14〜20図に示す代表的な実施の形態において、各加
圧チャンバ106の大体の寸法は長さ75mm、幅22mm、厚さ
2.5mmである。また各加圧チャンバアレイ17は長さ約9m
m、幅約9mm、深さ約0.15mmの加圧チャンバを64個含み、
マニホールドプレート104の厚さは約1.4mmである。
圧チャンバ106の大体の寸法は長さ75mm、幅22mm、厚さ
2.5mmである。また各加圧チャンバアレイ17は長さ約9m
m、幅約9mm、深さ約0.15mmの加圧チャンバを64個含み、
マニホールドプレート104の厚さは約1.4mmである。
以前は、デセンダー、すなわち、加圧チャンバの終わ
りからオリフィスプレート内のオリフィスまでのインク
通路、の全長はできるだけ短い、約1mm、必要があると
考えられていた。各デセンダーはその音響学的特性が望
ましくない反射につながらないように、ポンピングチャ
ンバと同様に一定した断面を有する必要があり、粘性流
れ損失が過度にならないように短い必要があり、また周
囲の構造からの圧力エネルギー損失が過度にならないよ
うに流体的に剛である必要があるのは明らかであるが、
カーボン部品で形成されたインクジェットヘッドの場合
には、デセンダーの長さはそれほど制限されず、またデ
センダーはマニホールドプレート内の通路や加圧チャン
バプレート内の通路等の複数の通路から構成されても差
し支えなく、その全長が7mmと長くなっても性能の損失
はない。これによっていくつかの面でインクジェットヘ
ッドの設計上の柔軟性が大きくなる。例えば、極めて脆
い圧電プレートを印刷媒体から従来よりずっと大きく離
すことができ、インクジェットアレイ本体を機械的に丈
夫で熱的に均一となるように肉厚にすることができる。
さらに、アレイ117の加圧チャンバのように横方向に間
隔をおいて配列した加圧チャンバを、マニホールドプレ
ート104内の横方向に延びる通路109のような構成を使用
して、横方向に間隔をおいて配列した通路133を介して
接続し、１列のオリフィス108にインクを供給するよう
にすることもできる。
りからオリフィスプレート内のオリフィスまでのインク
通路、の全長はできるだけ短い、約1mm、必要があると
考えられていた。各デセンダーはその音響学的特性が望
ましくない反射につながらないように、ポンピングチャ
ンバと同様に一定した断面を有する必要があり、粘性流
れ損失が過度にならないように短い必要があり、また周
囲の構造からの圧力エネルギー損失が過度にならないよ
うに流体的に剛である必要があるのは明らかであるが、
カーボン部品で形成されたインクジェットヘッドの場合
には、デセンダーの長さはそれほど制限されず、またデ
センダーはマニホールドプレート内の通路や加圧チャン
バプレート内の通路等の複数の通路から構成されても差
し支えなく、その全長が7mmと長くなっても性能の損失
はない。これによっていくつかの面でインクジェットヘ
ッドの設計上の柔軟性が大きくなる。例えば、極めて脆
い圧電プレートを印刷媒体から従来よりずっと大きく離
すことができ、インクジェットアレイ本体を機械的に丈
夫で熱的に均一となるように肉厚にすることができる。
さらに、アレイ117の加圧チャンバのように横方向に間
隔をおいて配列した加圧チャンバを、マニホールドプレ
ート104内の横方向に延びる通路109のような構成を使用
して、横方向に間隔をおいて配列した通路133を介して
接続し、１列のオリフィス108にインクを供給するよう
にすることもできる。
本発明の簡易インクジェットヘッドによれば、まくれ
や機械加工時に発生する熱に起因する寸法のばらつきに
よって発生する問題、インクジェットヘッドに使用され
る材料の間の熱膨張率の差によって発生する問題、予め
作成した多数のプレートを正確な位置関係で組み立てる
必要性、および温度サイクルの間の接着応力の問題を簡
便で安価な方法で効果的に解消することができる。さら
に、圧電プレート上の電極パターンの形成およびその圧
電プレートのインクジェットヘッドへの取付に要する工
程の数を大幅に減らすことができ、加圧チャンバの位置
に対する電極の位置のばらつきをなくすことができる。
や機械加工時に発生する熱に起因する寸法のばらつきに
よって発生する問題、インクジェットヘッドに使用され
る材料の間の熱膨張率の差によって発生する問題、予め
作成した多数のプレートを正確な位置関係で組み立てる
必要性、および温度サイクルの間の接着応力の問題を簡
便で安価な方法で効果的に解消することができる。さら
に、圧電プレート上の電極パターンの形成およびその圧
電プレートのインクジェットヘッドへの取付に要する工
程の数を大幅に減らすことができ、加圧チャンバの位置
に対する電極の位置のばらつきをなくすことができる。
以上本発明を特定の実施の形態に基づいて説明した
が、当業者は上記実施の形態の種々の変更例を容易に思
いつくであろう。したがってそのような変更例の全ては
本発明の範囲に含まれるものである。
が、当業者は上記実施の形態の種々の変更例を容易に思
いつくであろう。したがってそのような変更例の全ては
本発明の範囲に含まれるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パリフカ，ロバート ジー アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03777 オーフォード ボックス 242 アーチャータウン ロード (72)発明者 ホイジントン，ポール エー アメリカ合衆国 ヴァーモント州 ノア ウイッチ アールエフディー ボックス 1174 (72)発明者 ハイン，ネイサン ピー アメリカ合衆国 ヴァーモント州 05070 サウス ストラッフォード エ イチシーアール 65 ボックス 47 (72)発明者 アダムズ−ブラディー，デイビッド アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03770 メリデン ピーオー ボック ス 183 ボンナー ロード (72)発明者 ビッグズ，メルヴィン エル アメリカ合衆国 ヴァーモント州 05055 ノアウイッチ ピーオー ボッ クス 206 (72)発明者 マクドナルド，マーレーン エム アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03748 アンフィールド ボックス 110エー シェイカー ブルバード (72)発明者 バース，スティーヴン エイチ アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03287 ウィルモット フラット ボ ックス 476 エイチシーアール 64 (72)発明者 マッカイ，ダイアン アメリカ合衆国 ヴァーモント州 05039 コリント アールアール１ ボ ックス 55 (72)発明者 ポールソン，ブルース エー アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03773 ニューポート ユナイティー ロード 31 (72)発明者 マッカイ，ステファン シー アメリカ合衆国 ヴァーモント州 05039 コリント アールアール１ ボ ックス 55 (56)参考文献 特開 昭59−146860（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−286140（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−293956（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−366640（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−128847（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−40031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−31263（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−258267（ＪＰ，Ａ) 米国特許4550325（ＵＳ，Ａ) 米国特許4689641（ＵＳ，Ａ) 米国特許4835554（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/45 B41J 2/14 B41J 2/19
Claims (17)
- 【請求項１】多結晶質カーボンを材料として作られた少
なくとも１つの部材を有し、その部材内に少なくとも１
本のインク通路が形成されていることを特徴とするイン
クジェットヘッド。 - 【請求項２】多結晶質のグラファイトを材料として作ら
れた少なくとも１つの部材を有し、その部材内に少なく
とも１本のインク通路が形成されていることを特徴とす
るインクジェットヘッド。 - 【請求項３】前記部材に密接して配置されたインク通路
のアレイが形成されていることを特徴とする請求の範囲
第１項または第２項記載のインクジェットヘッド。 - 【請求項４】前記部材が、その部材の表面に互いに密接
して形成されたインク通路のアレイとそのインク通路と
それぞれ連通する複数の内部インク通路を有することを
特徴とする請求の範囲第３項記載のインクジェットヘッ
ド。 - 【請求項５】前記部材が加圧チャンバ部材であり、その
加圧チャンバ部材の一面に形成されたインク通路が加圧
チャンバであり、その面に圧電プレートが取り付けられ
ていることを特徴とする請求の範囲第４項記載のインク
ジェットヘッド。 - 【請求項６】前記加圧チャンバのアレイが前記加圧チャ
ンバ部材の第１の面に形成されており、前記加圧チャン
バ部材のその第１の面と平行な第２の面に、密接して配
置された加圧チャンバの第２のアレイが形成されてお
り、その第２のアレイの加圧チャンバとそれぞれ連通す
る内部インク通路のアレイが前記加圧チャンバ部材に設
けられており、さらに前記加圧チャンバ部材の前記第２
の面に第２の圧電プレートが取り付けられていることを
特徴とする請求の範囲第５項記載のインクジェットヘッ
ド。 - 【請求項７】互いに平行な第１、第２の面にそれぞれ形
成された、密接した加圧チャンバの第１と第２のアレイ
と、密接した内部インク通路の第１と第２のアレイと、
前記第１、第２の面に取り付けられた第１、第２の圧電
プレートとを備えたカーボン製の第２の加圧チャンバ部
材、前記加圧チャンバ部材と第２の加圧チャンバ部材を
それらの前記内部通路の出口端が同一平面内に位置する
ようにして互いに平行な固定位置関係に保持するカーボ
ン製のカラー部材、およびカーボン製のマニホールド部
材をさらに備え、そのマニホールド部材が第１、第２の
面とそのマニホールド部材を貫通して延び、前記加圧チ
ャンバ内の内部通路の出口端とそれぞれ整列した通路と
を有し、その第１の面が前記同一平面に沿って延び、第
２の面にその通路から延びて、その第２の面に沿って延
びる１本の線で終端するインク通路が形成されているこ
とを特徴とする請求の範囲第６項記載のインクジェット
ヘッド。 - 【請求項８】前記内部通路が加圧チャンバ部材のもう一
つの面で同一平面内で終端しており、前記加圧チャンバ
部材内の内部インク通路のアレイと対応する内部インク
通路のアレイと前記加圧チャンバ部材の前記もう一つの
面と係合する第１の面とを備えたマニホールド部材およ
び前記マニホールド部材の第１の面と前記加圧チャンバ
部材の前記もう一つの面を両者の内部通路が整列した状
態の係合状態に着脱自在に保持する保持手段がさらに備
えられていることを特徴とする請求の範囲第６項記載の
インクジェットヘッド。 - 【請求項９】前記インク通路内に、空気は通すがインク
は通さない材料で形成された管状部材が配されており、
その管状部材が負圧源に接続されていることを特徴とす
る請求の範囲第１項または第２項記載のインクジェット
ヘッド。 - 【請求項１０】インクが選択的に噴射される複数のオリ
フィスを備えたオリフィスプレート、そのオリフィスプ
レート内のオリフィスにインクを供給するオリフィス通
路と、そのオリフィス通路にそれぞれ連通するように一
側に形成された複数の加圧チャンバと、その加圧チャン
バに接続するインク供給通路とを備えた、多結晶質カー
ボンを材料として作られたカーボンプレート、および前
記カーボンプレートの前記加圧チャンバが設けられてい
る面に一側が固定されるとともに、前記カーボンプレー
ト内の前記加圧チャンバのパターンと対応する電極パタ
ーンが他側に形成されている圧電プレートからなること
を特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項１１】インクが選択的に噴射される複数のオリ
フィスを備えたオリフィスプレート、そのオリフィスプ
レート内のオリフィスにインクを供給するオリフィス通
路と、そのオリフィス通路にそれぞれ連通するように一
側に形成された複数の加圧チャンバと、その加圧チャン
バに接続するインク供給通路とを備えた、多結晶質のグ
ラファイトを材料として作られたカーボンプレート、お
よび前記カーボンプレートの前記加圧チャンバが設けら
れている面に一側が固定されるとともに、前記カーボン
プレート内の前記加圧チャンバのパターンと対応する電
極パターンが他側に形成されている圧電プレートからな
ることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項１２】インクジェットヘッドを製造する方法で
あって、複数のオリフィス通路と、そのオリフィス通路
とそれぞれ連通する複数の加圧チャンバとその加圧チャ
ンバに接続するインク供給通路とを、多結晶質カーボン
を材料として作られたカーボンプレートに形成し、前記
加圧チャンバに隣接して駆動電極パターンが形成される
ように前記カーボンプレートの一側に圧電プレートを固
定し、インクジェットオリフィスを有するオリフィスプ
レートをそのオリフィスが前記カーボンプレート内の前
記オリフィス通路とそれぞれ整列するようにして前記カ
ーボンプレートに固定することを特徴とする方法。 - 【請求項１３】インクジェットヘッドを製造する方法で
あって、複数のオリフィス通路と、そのオリフィス通路
とそれぞれ連通する複数の加圧チャンバとその加圧チャ
ンバに接続するインク供給通路とを、多結晶質のグラフ
ァイトを材料として作られたカーボンプレートに形成
し、前記加圧チャンバに隣接して駆動電極パターンが形
成されるように前記カーボンプレートの一側に圧電プレ
ートを固定し、インクジェットオリフィスを有するオリ
フィスプレートをそのオリフィスが前記カーボンプレー
ト内の前記オリフィス通路とそれぞれ整列するようにし
て前記カーボンプレートに固定することを特徴とする方
法。 - 【請求項１４】複数のインクジェットヘッド部品を製造
する方法であって、多結晶質カーボンを材料として作ら
れた１枚のカーボンプレートの複数の位置にオリフィス
通路、加圧チャンバおよびインク供給通路の複数のパタ
ーンを形成し、露出面に導電性コーティングを有する複
数の圧電プレートをそのカーボンプレートの一面に貼り
付け、その導電性コーティングを写真蝕刻して、前記カ
ーボンプレートに形成された加圧チャンバのパターンに
対応する電極パターンを形成することを特徴とする方
法。 - 【請求項１５】複数のインクジェットヘッド部品を製造
する方法であって、多結晶質のグラファイトを材料とし
て作られた１枚のカーボンプレートの複数の位置にオリ
フィス通路、加圧チャンバおよびインク供給通路の複数
のパターンを形成し、露出面に導電性コーティングを有
する複数の圧電プレートをそのカーボンプレートの一面
に貼り付け、その導電性コーティングを写真蝕刻して、
前記カーボンプレートに形成された加圧チャンバのパタ
ーンに対応する電極パターンを形成することを特徴とす
る方法。 - 【請求項１６】インクジェットヘッドを製造する方法で
あって、多結晶質カーボンを材料として作られた多孔性
カーボンプレート上にオリフィス通路、加圧チャンバお
よびインク供給通路のパターンを形成し、そのプレート
上の前記通路に空気は通すがインクは通さないコーティ
ングを施すことを特徴とする方法。 - 【請求項１７】インクジェットヘッドを製造する方法で
あって、多結晶質のグラファイトを材料として作られた
多孔性カーボンプレート上にオリフィス通路、加圧チャ
ンバおよびインク供給通路のパターンを形成し、そのプ
レート上の前記通路に空気は通すがインクは通さないコ
ーティングを施すことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/215,301 US5659346A (en) | 1994-03-21 | 1994-03-21 | Simplified ink jet head |
| US215,301 | 1994-03-21 | ||
| US08/215,301 | 1994-03-21 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10053905A Division JPH1158741A (ja) | 1994-03-21 | 1998-03-05 | 簡易インクジェットヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08506540A JPH08506540A (ja) | 1996-07-16 |
| JP2868622B2 true JP2868622B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=22802438
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7524732A Expired - Lifetime JP2868622B2 (ja) | 1994-03-21 | 1995-03-17 | 簡易インクジェットヘッド |
| JP10053905A Pending JPH1158741A (ja) | 1994-03-21 | 1998-03-05 | 簡易インクジェットヘッド |
| JP2000318260A Pending JP2001158096A (ja) | 1994-03-21 | 2000-10-18 | 簡易インクジェットヘッド |
| JP2004370955A Pending JP2005119319A (ja) | 1994-03-21 | 2004-12-22 | 簡易インクジェットヘッド |
Family Applications After (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10053905A Pending JPH1158741A (ja) | 1994-03-21 | 1998-03-05 | 簡易インクジェットヘッド |
| JP2000318260A Pending JP2001158096A (ja) | 1994-03-21 | 2000-10-18 | 簡易インクジェットヘッド |
| JP2004370955A Pending JP2005119319A (ja) | 1994-03-21 | 2004-12-22 | 簡易インクジェットヘッド |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (5) | US5659346A (ja) |
| EP (3) | EP0699137B1 (ja) |
| JP (4) | JP2868622B2 (ja) |
| KR (1) | KR100194533B1 (ja) |
| CA (1) | CA2163369C (ja) |
| DE (3) | DE69509986T2 (ja) |
| WO (1) | WO1995025637A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US5771052A (en) * | 1994-03-21 | 1998-06-23 | Spectra, Inc. | Single pass ink jet printer with offset ink jet modules |
| JPH08267758A (ja) * | 1995-03-28 | 1996-10-15 | Sony Corp | オリフィスプレート、オリフィスプレートの製造方法、液体混合装置およびプリンタ装置 |
| US5847734A (en) | 1995-12-04 | 1998-12-08 | Pawlowski, Jr.; Norman E. | Air purge system for an ink-jet printer |
| US5757400A (en) * | 1996-02-01 | 1998-05-26 | Spectra, Inc. | High resolution matrix ink jet arrangement |
| US5755909A (en) * | 1996-06-26 | 1998-05-26 | Spectra, Inc. | Electroding of ceramic piezoelectric transducers |
| US5858194A (en) * | 1996-07-18 | 1999-01-12 | Beckman Instruments, Inc. | Capillary, interface and holder |
| JP3473675B2 (ja) * | 1997-01-24 | 2003-12-08 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッド |
| JPH10202882A (ja) * | 1997-01-28 | 1998-08-04 | Seiko Instr Inc | 記録ヘッド |
| JPH10202853A (ja) * | 1997-01-29 | 1998-08-04 | Konica Corp | インクジェットプリンタ |
| JPH10264374A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-06 | Seiko Epson Corp | インクジェット式記録ヘッド |
| KR100209513B1 (ko) | 1997-04-22 | 1999-07-15 | 윤종용 | 잉크젯 프린트헤드에서 액티브(Active) 액체 저장 및 공급 장치 |
| US6053976A (en) * | 1997-05-08 | 2000-04-25 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Fluid injecting apparatus and method of manufacturing fluid injection apparatus |
| JP3809706B2 (ja) * | 1997-06-16 | 2006-08-16 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットプリンタヘッド並びにインクジェットプリンタヘッドの加工及び検査方法 |
| US20110228008A1 (en) * | 1997-07-15 | 2011-09-22 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead having relatively sized fluid ducts and nozzles |
| US6855264B1 (en) * | 1997-07-15 | 2005-02-15 | Kia Silverbrook | Method of manufacture of an ink jet printer having a thermal actuator comprising an external coil spring |
| US6935724B2 (en) | 1997-07-15 | 2005-08-30 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet nozzle having actuator with anchor positioned between nozzle chamber and actuator connection point |
| US6648453B2 (en) * | 1997-07-15 | 2003-11-18 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet printhead chip with predetermined micro-electromechanical systems height |
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