JP3490402B2 - 電気−熱変換方式のインクジェットプリントヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットプリ
ントヘッドにかかり，特に発熱ヒータが凹型の半球形に
構成された電気−熱変換方式のインクジェットプリント
ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にインクジェットプリントヘッド
は，印刷用インクの微少な液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を記
録用紙上の所望の位置に吐き出させて所定色相の画像に
印刷する装置である。

【０００３】 このようなインクジェットプリンタのイ
ンク吐き出し方式としては，熱源を用いてインクにバブ
ル（ｂｕｂｂｌｅ）を発生させてこの力でインクを吐き
出させる電気−熱変換方式（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｔｈｅｒ
ｍａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）と，圧電体を用いて圧
電体の変形により生ずるインクの体積変化によりインク
を吐き出させる電気−機械変換方式（ｅｌｅｃｔｒｏ−
ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）があ
る。

【０００４】 前述した電気−熱変換方式のインク吐き
出しメカニズムをより詳しく説明すれば次の通りであ
る。抵抗発熱体より成ったヒータに電源を印加すると，
ヒータ表面に隣接したインクは４００℃で瞬間加熱され
る。この際ヒータ表面から生成されたバブルは成長し
て，その体積膨張によりインクが充満されたインクチャ
ンバ内部に圧力を加える。これによりノズル付近にあっ
たインクがノズルを通じてインクチャンバの外へ吐き出
される。

【０００５】 図１２は米国特許第４,８８２,５９５号
に開示された従来の電気−熱変換方式インクジェットプ
リントヘッド構造の一例を示した切開斜視図であり，図
１３は図１２に示されたプリントヘッドのインク液滴吐
き出し過程を説明するための断面図である。

【０００６】 図１２及び図１３に示したように，従来
の電気−熱変換方式のインクジェットプリントヘッド
は，基板１０と，その基板１０上に設けられてインク１
９が充填されるインクチャンバ１３を形成する隔壁部材
１２と，チャンバ１３内に設けられる発熱ヒータ１４
と，インク液滴１９'が吐き出されるノズル１６が形成
されたノズルプレート１１を含んでいる。

【０００７】チャンバ１３内にはインク供給流路１５を
通じてインク１９が充填され，チャンバ１３と連通され
たノズル１６内にも毛細管現象によりインク１９が充填
される。

【０００８】このような構成において，ヒータ１４に電
流が供給されると，ヒータ１３が発熱されながらチャン
バ１３内に充填されたインク１９内にバブル１８が形成
される。その後，このバブル１８は継続的に膨張し，こ
れによりチャンバ１３内に充填されたインク１９に圧力
が加えられ，ノズル１６を通じて外部へインク液滴１
９'を押し出す。さらにその後，インク供給流路１５を
通じてインク１９が吸入されながらチャンバ１３に再び
インク１９が充填される。

【０００９】ところで，前述したような従来のインクジ
ェットプリントヘッドは次のような問題点がある。まず
第１に，発熱ヒータが平板状に形成されており，インク
と接触される面積が比較的狭いのでバブル発生量が少な
い。これによりバブルの膨張によるインクチャンバ内の
圧力上昇が遅くなるのでインク液滴の吐き出し駆動周波
数が遅いだけではなく，バブルの膨張エネルギーが分散
されてインク液滴の吐き出しエネルギーが小さくなり得
る。これはプリント速度を遅くし，消耗電力を不要に浪
費する結果を生む。

【００１０】第２に，インク供給流路がインクチャンバ
の片側にのみ形成されているため，インクがインクチャ
ンバに再び充填される時間が長くなって結果的にプリン
ト速度が遅くなる。

【００１１】第３に，インクの逆流を防止するための別
途の装置が備えられないので，インクチャンバ内の圧力
上昇によるインク液滴の吐き出し時に，インクがノズル
の反対方向へ，即ちインク供給流路を通じて逆流する現
象が発生できる。これはインク液滴の吐き出しエネルギ
ーを落とし，隣接した他のノズルとの干渉を発生させて
印刷品質を低下させる。

【００１２】 図１４は，米国特許第６,０１９,４５７
号に開示された従来の電気−熱変換方式インクジェット
プリントヘッド構造の，他の例を示したインク吐き出し
部の断面図である。

【００１３】図１４に示すように，基板２０を上下に貫
通するインクチャンバ２３の上端部にはノズル２６が備
えられ，その反対側の下端部にはインク引き込み口２５
が備えられる。そしてノズル２６の周囲に多様な形態で
配置されたヒータ２４が備えられてインクチャンバ２３
内に充填されたインク２９を加熱してバブル２８を生成
させる。

【００１４】このバブル２８は継続的に膨張し，これに
よりチャンバ２３内に充填されたインク２９に圧力が加
えられてノズル２６を通じて外部にインク液滴２９'を
押し出す。その後，インク引き込み口２５を通じてイン
ク２９が吸入されながらインクチャンバ２３に再びイン
ク２９が充填される。

【００１５】ところで，前述したような構造を有する従
来のインクジェットプリントヘッドも，発熱ヒータがイ
ンクチャンバの片側にのみ備えられているという点，イ
ンクチャンバの形状によりバブルの膨張エネルギーが上
下で分散されるという点，そしてインクの逆流を防止す
るための別途の装置が備えられないという点等により前
述した図１２及び図１３のインクジェットプリントヘッ
ドでと類似した問題点を有している。

【００１６】また，ヒータがノズルの周囲に隣接して設
けられているため，ノズル部位が加熱されてノズル表面
にインクが焼き付くことによりノズルが詰まるので，イ
ンク液滴の吐き出し不良現象が発生する問題点もある。

【００１７】上記のような問題を改善するために本出願
人は，韓国特許出願第１０−２０００−００２２２６０
号（２０００年４月２６日）を通じて改善された構造の
インクジェットプリントヘッドを提案したことがある。

【００１８】図１５は韓国特許出願第１０−２０００−
００２２２６０号に開示されたインクジェットプリント
ヘッドのうち一つを示した平面図であり，図１６はイン
ク液滴吐き出し過程を説明するための断面図である。

【００１９】図１５及び図１６に示したように，シリコ
ンウエハから得られる基板３０の表面側には，大略半球
形で形成されてインク３９の充填されるインクチャンバ
３３が備えられている。

【００２０】そして，基板３０上にはインクチャンバ３
３に対応するノズル（又はオリフィス）３６が形成さ
れ，そしてノズル３６の周囲を取り囲まれてインクチャ
ンバ３３の上方に位置する環状又はオメガ形のヒータ３
４が備えられている，ノズルプレート３１が設けられて
いる。ここでヒータ３４の両端はノズルプレート３１の
上面に形成されており，電流供給のための電極３７に連
結されている。

【００２１】そして，インクチャンバ３３に連結される
インクチャンネル３５がノズルプレート３１の下部の基
板３０上に形成されている。このような構造のインクジ
ェットプリントヘッドは上記の環状又はオメガ形のヒー
タによりドーナツ形バブル３８を発生させる。

【００２２】このようなドーナツ形バブル３８はインク
３９の逆流が防止できるため，隣接した他のノズルとの
干渉を避けられる。また，インクチャンバ３３とインク
チャンネル３５との連結部位に形成された係止爪（図示
せず）も，インク３９の逆流を防止する効果をもたらす
ようになっている。

【００２３】そして，ヒータ３４が環状又はオメガ状で
その面積が広いので加熱と冷却が早く，それによりバブ
ル３８の生成から消滅に至る所要時間が短くなるため高
い駆動周波数を有し得る。

【００２４】しかし，環状又はオメガ状のヒータを有し
た前述したインクジェットプリントヘッドでも，ヒータ
が平板状に形成されており，インクと直接接触しないと
いう点で消耗電力の効率が満足しない点がある。又，イ
ンク供給流路（インクチャンネル）がインクチャンバの
一側にのみ形成されていることによるプリント速度の低
下問題も，完全に解決できなくなっている。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記のよう
な問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的
は，特にバブル生成のためヒータに供給されるエネルギ
ーを効率的に使用できるように，発熱ヒータの形状が凹
型の半球形に改善された電気−熱変換方式のインクジェ
ットプリントヘッドを提供することである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明によれば，インクの吐出しが成されるノズルが備
えられたノズルプレートと，ノズルプレートを支え，そ
の上面にはノズルに対向して凹型の３次元状の表面を有
したヒータが備えられた基板と，基板の上面に備えられ
てヒータと電気的に連結され，ヒータに電流を印加する
電極と，ノズルプレートの底面とヒータの表面との間に
形成された空間であってインクが充填されるインクチャ
ンバと，インクチャンバと連通されるようにノズルプレ
ートと基板との間に形成され，インクチャンバ内にイン
クを供給するためのインク供給流路とを備えた電気−熱
変換方式のインクジェットプリントヘッドが提供され
る。

【００２７】ここで，ヒータの凹型の表面全体にわた
り，単位面積当たりの発熱量が実質的に均一なことが望
ましい。これはヒータの凹型の表面全体で均一なバブル
の生成及び成長を可能にする。

【００２８】また，ヒータは実質的に半球形より成って
いる。このようなヒータの形状は，ヒータの表面から生
成されるバブルの膨張エネルギーがノズル側へ集中され
るようにしてエネルギー効率を向上させる。

【００２９】ヒータは，その縁部にフランジが備えられ
た実質的に半球形より成るものでもよい。このようなヒ
ータの形状は，前述したようにエネルギー効率を向上さ
せるだけではなく，フランジ部位で生成されるバブルに
よりインクの逆流が防止される。

【００３０】インク供給流路は，インクチャンバの周囲
全体に連設されることが望ましい。従って，インク液滴
の吐き出し後にインクチャンバ内へインクが迅速に充填
できるため，吐き出し駆動周波数が高くなる。

【００３１】そして，インク供給流路はノズルプレート
の底面に所定深さで形成でき，又は基板の上面に所定深
さで形成されることもできる。これらは，エキシマレー
ザ加工，エッチングおよび薄膜工程などを用いて形成が
可能である。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下，添付した図面を参照しなが
ら本発明に係るインクジェットプリントヘッドの望まし
い実施の形態を詳細に説明する。しかし，下記に例示さ
れる実施例は本発明の範囲を限定するものではなく，本
発明をこの技術分野で通常の知識を持つ者に十分に説明
するため提供されるものである。図面で同一な参照符号
は同一な構成要素を指し，図面上で各構成要素の大きさ
は，説明の明瞭性を記すため便宜上誇張されている場合
があり得る。

【００３３】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドを示
した平面図であり，図２は図１に表示されたＡ−Ａ線に
沿ったインクジェットプリントヘッドの断面図である。

【００３４】 図１及び図２を共に参照すれば，本実施
の形態にかかる電気−熱変換方式のインクジェットプリ
ントヘッドは，少なくとも１つのノズル１６０が備えら
れたノズルプレート１１０と，ノズルプレート１１０を
支える基板１００を含む。

【００３５】ノズル１６０を通じて，後述するようにイ
ンクの吐き出しが成される。基板１００の上面には，ノ
ズル１６０各々に対応するヒータ１４０が備えられる。
ヒータ１４０はノズル１６０に対向して凹型の３次元状
の表面を有する。ヒータ１４０は，望ましくは実質的に
半球形より成っている。

【００３６】基板１００の上面には，ヒータ１４０と電
気的に連結されてヒータ１４０に電流を印加する電極１
７０が形成される。ノズルプレート１１０の底面とヒー
タ１４０の表面との間に形成された空間はインクが充填
される所であって，インクチャンバ１３０である。従っ
て，インクはヒータ１４０の表面と直接接触する。

【００３７】ノズルプレート１１０と基板１００との間
には，インクチャンバ１３０内にインクを供給するため
のインク供給流路１５０が形成される。ノズルプレート
１１０と基板１００との間に備えられるスペーサ（ｓｐ
ａｃｅｒ）１５５により，インク供給流路１５０の高さ
が維持される。

【００３８】インク供給流路１５０は，詳細に後述され
るようにノズルプレート１１０の底面に所定深さで形成
でき，又は基板１００の上面に所定深さで形成されるこ
ともできる。又，インク供給流路１５０は，インクチャ
ンバ１３０の周囲全体に連設される。これは，インク液
滴の吐き出し後にインクチャンバ１３０内にインクが迅
速に充填できるようにするためである。

【００３９】スペーサ１５５は，インク供給流路１５０
を区分するように形成される。即ち，ノズルプレート１
１０の底面，又は基板１００の上面の中，インク供給流
路１５０が形成されない残存部分がスペーサ１５５より
成る。インク供給流路１５０とスペーサ１５５とは多様
な形態で配置でき，図１はその一例を示した。

【００４０】一方，基板１００上の所定区域には，イン
ク貯蔵庫からインク供給流路１５０にインクを供給する
ためのマニホールド（図示せず）が備えられる。マニホ
ールドはインク貯蔵庫と連通されている。

【００４１】マニホールドにはインク貯蔵庫と連通され
るビアホ−ル（ｖｉａ Ｈｏｌｅ）が備えられる。イン
ク貯蔵庫の位置と形状により，マニホールドとビアホ−
ルとは共に備えられるか，又は一つのみ備えられること
もできる。

【００４２】図３は，ヒータの両側電極に印加された電
圧によりヒータを通じて流れる電流の，流れ経路を説明
するための図面である。図３に示すように，前述したよ
うな半球形のヒータ１４０は，その中心を基準に対向す
る位置に各々電極１７０と連結されるＸ点とＹ点とを有
する。両側電極１７０に電圧が印加されると，ヒータ１
４０を通じて電流が流れる。

【００４３】この際，電流はヒータ１４０の縁部上に形
成されるＸ−Ｃ−Ｙ経路及びＸ−Ｄ−Ｙ経路，ヒータ１
４０の底面に形成されるＸ−Ｅ−Ｙ経路，そしてヒータ
１４０の任意の中間部位表面に形成されるＸ−Ｆ−Ｙ経
路及びＸ−Ｇ−Ｙ経路に沿って流れる。

【００４４】 ところで，ヒータ１４０の形状が半球形
より成っているので，経路は全て半円を描くことにな
り，その距離が同一である。

【００４５】以下，図４および図５を参照して，前述し
たような構成を有する本実施の形態にかかるインクジェ
ットプリントヘッドのインク液滴吐き出し過程を説明す
る。先ず，図４に示すように，インク供給流路１５０を
通じてノズルプレート１１０の底面とヒータ１４０の表
面との間に形成された空間，即ちインクチャンバの内部
へインク１９０が供給される。インクチャンバ内部がイ
ンク１９０に充填されると，電極１７０を通じてヒータ
１４０へ電流が供給される。

【００４６】ヒータ１４０に電流が供給されると，図４
（ｂ）に示されたようにヒータ１４０の表面に隣接した
インク１９０は，４００℃で瞬間加熱されてバブル１８
０を生成させる。この際，ヒータ１４０が凹型の３次元
状の表面を有することにより，バブル１８０が生成され
る部位の面積が従来のヒータに比べて顕著に広いため，
初期バブル１８０の生成量が多くなる。

【００４７】又，前述したように，ヒータ１４０の表面
全体にかけて均一にバブル１８０が生成される。そし
て，インク１９０がヒータ１４０の表面と直接接触して
いるため，ヒータ１４０から発生された熱エネルギーが
インク１９０に伝達される速度もさらに速くなり，バブ
ル１８０の生成速度も顕著に早くなる。

【００４８】上記のように生成されたバブル１８０は，
図５（ａ）に示されたように継続的に成長し,その体積
膨張によりインク１９０が充満されたインクチャンバの
内部に圧力を加える。

【００４９】この際，ヒータ１４０の形状がノズル１６
０に対向して凹型の半球形より成っているため，成長す
るバブル１８０の膨張エネルギーが分散されずノズル１
６０側に集中するためエネルギーの無駄遣いが防がれ，
インクチャンバ内の圧力上昇率がさらに早くなる。

【００５０】バブル１８０が継続的に膨張し，インクチ
ャンバ内の圧力が所定圧力以上になると，図５（ｂ）に
示されたようにノズル１６０を通じてインク液滴１９
０'が吐き出され，以後バブル１８０は収縮され始め
る。

【００５１】インク液滴１９０'が吐き出された後に
は，インク供給流路１５０を通じてインク１９０がイン
クチャンバ内部へ再び充填される。この際，上記のよう
にインク供給流路１５０がインクチャンバの周囲全体と
連通されているため，インク１９０がインクチャンバ内
に再び充填される速度が速くなる。

【００５２】前述したように本実施の形態にかかるイン
クジェットプリントヘッドによれば，凹型の半球形より
成ったヒータの形状，及びインクチャンバの周囲全体と
連通されたインク供給流路等の本発明の特徴により，エ
ネルギー効率が向上しプリント速度が速くなる。

【００５３】（第２の実施の形態）図６は本発明の第２
の実施形態にかかるインクジェットプリントヘッドを示
した平面図であり，図７は図６に表示されたＢ−Ｂ線に
沿う断面図であって，インク供給流路が基板の上面に形
成されたインクジェットプッリンティングヘッドを示
す。

【００５４】 図６及び図７に示すように，第２の実施
の形態にかかる電気−熱変換方式のインクジェットプリ
ントヘッドも，前述した第１の実施の形態でのように，
少なくとも１つのノズル２６０が備えられたノズルプレ
ート２１０と，ノズルプレート２１０を支える基板２０
０を含む。

【００５５】基板２００の上面にはノズル２６０の各々
に対応するヒータ２４０が備えられる。ヒータ２４０
は，ノズル２６０に対向して凹型の３次元状の表面を有
する。ヒータ２４０に電流を印加する電極２７０，ノズ
ルプレート２１０の底面とヒータ２４０の表面との間に
形成されるインクチャンバ２３０，ノズルプレート２１
０と基板２００との間に形成されるインク供給流路２５
０及びスペーサ２５５は，第１の実施の形態と実質的に
同一なので詳細な説明は略する。インク供給流路２５０
とスペーサ２５５とは多様な形態で配置でき，図６は図
１とは異なる配置をされた例を示す。

【００５６】図９を参照してヒータ２４０の形状をより
詳細に説明すれば，ヒータ２４０は実施的に半球形より
成った半球形部材２４２と，半球形部材２４２の縁部に
備えられたフランジ２４４を備える。

【００５７】フランジ２４４には，その中心点を基準に
相互対向する位置に各々電極２７０が連結される。この
ようにヒータ２４０にフランジ２４４が備えられれば，
フランジ２４４部位で生成されるバブルによりインクの
逆流が防止される。

【００５８】この際，ヒータ２４０の他の部位，即ち半
球形部材２４２で生成されるより先に，フランジ２４４
でバブルが先ず生成されるようにするのが，インクの逆
流防止のためより効果的である。

【００５９】

【００６０】再び図７を参照すれば，インク供給流路２
５０は基板２００の上面に所定深さで形成される。この
ため，基板２００の上面にはヒータ２４０の周囲に沿っ
て環状の溝形で第１流路２５１が形成され，第１流路２
５１から放射状に伸びた放射状溝形の第２流路２５２が
形成される。

【００６１】第２流路２５２は，前述したようにマニホ
ールドと連通される。このように，インク供給流路２５
０が基板２００の上面に所定深さの溝形で形成されるの
で，スペーサ２５５は基板２００からノズルプレート２
１０を向いて上へ突出された形状を有する。

【００６２】このようなインク供給流路２５０はいろい
ろの方法により形成できるが，基板２００の上面に遂行
されるエッチング及び薄膜工程により形成されることが
望ましい。

【００６３】図８は図６に表示されたＢ−Ｂ線に沿う断
面図であって，インク供給流路がノズルプレートの底面
に形成されたインクジェットプリントヘッドを示す。

【００６４】図８に示されたインク供給流路３５０は，
図７と違ってノズルプレート３１０の底面に所定深さで
形成される。このため，ノズルプレート３１０の底面に
はノズル３６０の周囲に沿って環状の溝形で第１流路３
５１が形成され，第１流路３５１から放射状に伸びた放
射状溝形の第２流路３５２が形成される。第２流路３５
２は前述したようにマニホールドと連通される。

【００６５】このようにインク供給流路３５０がノズル
プレート３１０の底面に所定深さの溝形で形成されるの
で，スペーサ３５５はノズルプレート３１０から基板３
００を向いて下側へ突出された形状を有する。このよう
なインク供給流路３５０はいろいろの方法により形成で
きるが，ノズルプレート３１０の底面に行われるエキシ
マレーザ（ｅｘｃｉｍｅｒ ｌａｓｅｒ）加工により形
成されることが望ましい。

【００６６】以下，図１０および１１を参照して，前述
したような構成を有する本発明の第２の実施形態にかか
るインクジェットプリントヘッドのインク液滴吐出し過
程を説明する。

【００６７】先ず，図１０を参照すれば，インク供給流
路２５０を通してノズルプレート２１０の底面とヒータ
２４０の表面との間に形成された空間，即ち，インクチ
ャンバの内部へインク２９０が供給される。インクチャ
ンバの内部がインク２９０で充填されると，電極２７０
を通じてヒータ２４０に電流が供給される。

【００６８】 ヒータ２４０に電流が供給されると，ヒ
ータ２４０のフランジ２４４の表面で，先ずバブル２８
１が生成される。このようにフランジ２４４で生成され
たバブル２８１は，インクチャンバとインク供給流路２
５０との間に障壁を形成してインクチャンバ内のインク
２９０が逆流されることを防止する。

【００６９】その次には，図１０（ｂ）に示されたよう
に，ヒータ２４０の半球形部材２４２の表面でバブル２
８２が生成される。この際，ヒータ２４０が凹型の３次
元状の表面を有することにより，バブル２８２が生成さ
れる部位の面積が従来のヒータに比べて顕著に広いた
め，バブル２８２の生成量も多くなる。また,前述した
ようにヒータ２４０の半球形部材２４２の表面全体にか
けて均一に，バブル２８２が生成される。

【００７０】一方，フランジ２４４の部位のバブル２８
１は，成長してより確実な障壁を成す。そして，インク
２９０がヒータ２４０の表面と直接接触しているためヒ
ータ２４０から発生された熱エネルギーがインク２９０
に伝達される速度もさらに早くなり，バブル２８１,２
８２の生成及び成長速度も顕著に速くなる。

【００７１】フランジ２４４の部位のバブル２８１と半
球形部材２４２の表面に生成されたバブル２８２とが継
続的に成長すれば，図１１（ａ）に示されたように共に
合成されてさらに大きいバブル２８０に成長するように
なり，その体積膨張によりインク２９０が充満されたイ
ンクチャンバ内部に圧力を加える。

【００７２】この際，ヒータ２４０の形状が，ノズル２
６０に対向して凹型の半球形より成っているので，成長
するバブル２８０の膨張エネルギーが分散されずノズル
２６０側へ集中されてエネルギーの無駄遣いが防がれ，
インクチャンバ内の圧力上昇率がより早くなる。

【００７３】バブル２８０が継続的に膨張してインクチ
ャンバ内の圧力が所定圧力以上になると，図１１（ｂ）
に示されたように，ノズル２６０を通じてインク液滴２
９０'が吐き出され，以後バブル２８０は収縮され始め
る。

【００７４】バブル２８０が収縮されてインクチャンバ
とインク供給流路２５０との間に形成された障壁が無く
なれば，インク供給流路２５０を通じてインク２９０が
インクチャンバ内部へ再び充填される。

【００７５】この際，上記のようにインク供給流路２５
０がインクチャンバの周囲全体と連通されているため，
インク２９０がインクチャンバ内に再び充填される速度
が早くなる。

【００７６】以上説明したように，本実施の形態にかか
るインクジェットプリントヘッドによれば，ヒータ２４
０は実施的に半球形より成った半球形部材２４２と，半
球形部材２４２の縁部に備えられたフランジ２４４を備
えたので，フランジ２４４に発生したバブルが先にイン
ク流路をふさぐことで，圧力の分散を防ぐことができ
る。

【００７７】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かるインクジェットプリントヘッドの好適な実施形態に
ついて説明したが，本発明はかかる例に限定されない。
当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思
想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し
得ることは明らかであり，それらについても当然に本発
明の技術的範囲に属するものと了解される。

【００７８】例えば，ヒータがフランジを含む構成であ
るか否かと，インク流路の構成との組み合わせは，上記
に限定されるものではない。すなわち，第１の実施の形
態にかかるヒータと，第２の実施の形態にかかるインク
流路とが備えられたインクジェットプリントヘッドでも
よい。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように，本発明に係る電気
−熱変換方式のインクジェットプリントヘッドは次の通
りの利点を有する。第１に，ヒータの形状がノズルに対
向して凹型の半球形より成っているので，発熱表面積が
広いためバブルの初期生成量が多く，バブル成長率が高
くてインクチャンバ内の圧力上昇率も早くなる。

【００８０】また，バブルの膨張エネルギーが分散され
ずノズル側へ集中されてエネルギーの無駄遣いが防が
れ，インクチャンバ内の圧力上昇率がさらに早くなる。
従って，エネルギー効率が向上され，吐出し駆動周波数
が高くなる。

【００８１】第２に，インク供給流路がインクチャンバ
の周囲全体と連通されているのでインク液滴の吐き出し
後インクチャンバ内へインクが迅速に充填できるためプ
リント速度が早くなる。

【００８２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかるインクジェッ
トプリントヘッドを示した平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿うインクジェットプリント
ヘッドの断面図である。

【図３】ヒータの両側電極に印加された電圧によりヒー
タを通じて流れる電流の流れ経路を説明するための図で
ある。

【図４】図１及び図２に示されたインクジェットプリン
トヘッドのインク液滴吐出し過程を説明するための断面
図である。

【図５】図１及び図２に示されたインクジェットプリン
トヘッドのインク液滴吐出し過程を説明するための断面
図である。

【図６】本発明の第２の実施形態にかかるインクジェッ
トプリントヘッドを示した平面図である。

【図７】図６に表示されたＢ−Ｂ線に沿う断面図であっ
て，インク供給流路が基板の上面に形成されたインクジ
ェットプリントヘッドの断面図である。

【図８】図６に表示されたＢ−Ｂ線に沿う断面図であっ
て，インク供給流路がノズルプレートの底面に形成され
たインクジェットプリントヘッドの断面図である。

【図９】図７及び図８に示されたヒータの斜視図であ
る。

【図１０】図７及び図８に示されたインクジェットプリ
ントヘッドのインク液滴吐出し過程を説明するための断
面図である。

【図１１】図７及び図８に示されたインクジェットプリ
ントヘッドのインク液滴吐出し過程を説明するための断
面図である。

【図１２】従来の電気−熱変換方式インクジェットプリ
ントヘッド構造の一例を示した切開斜視図である。

【図１３】図１２に示したインクジェットプリントヘッ
ドのインク液滴吐出し過程を説明するための断面図であ
る。

【図１４】従来の電気−熱変換方式インクジェットプリ
ントヘッド構造の，他の例を示したインク吐き出し部の
断面図である。

【図１５】韓国特許出願第１０−２０００−００２２２
６０号に開示されたインクジェットプリントヘッドうち
一つを示した平面図である。

【図１６】図１５に示したインクジェットプリントヘッ
ドのインク液滴吐出し過程を説明するための断面図であ
る。

【符号の説明】

１００ 基板 １１０ ノズルプレート １３０ インクチャンバ １４０ ヒータ １５０ インク供給流路 １５５ スペーサ １６０ ノズル １７０ 電極 ２５０ インク供給流路 ２６０ ノズル ２８０ バブル ２９０ インク ２９０' 液滴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−80040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−183855（ＪＰ，Ａ) 米国特許5635968（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクの吐出しが成される，少なくとも
   １つのノズルが備えられたノズルプレートと， 前記ノズルプレートを支え，その上面には前記ノズルに
   対向して凹型の３次元状の表面を有したヒータが備えら
   れた基板と， 前記基板の上面に備えられて前記ヒータと電気的に連結
   され，前記ヒータに電流を印加する電極と， 前記ノズルプレートの底面と前記ヒータの表面との間に
   形成された空間であってインクが充填されるインクチャ
   ンバと， 前記インクチャンバと連通されるように前記ノズルプレ
   ートと前記基板との間に形成され，前記インクチャンバ
   内にインクを供給するためのインク供給流路と，を備
   え， 前記インク供給流路は， 前記インクチャンバの周囲に環状の溝形で形成される第
   １流路と， 前記第１流路から放射状に伸びる放射状溝形の第２流路
   と，を備える ことを特徴とする電気−熱変換方式のイン
   クジェットプリントヘッド。
2. 【請求項２】 前記ヒータは，実質的に半球形より成る
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気−熱変換方式の
   インクジェットプリントヘッド。
3. 【請求項３】 前記インク供給流路は，前記ノズルプレ
   ートの底面に所定深さで形成されることを特徴とする請
   求項１または２に記載の電気−熱変換方式のインクジェ
   ットプリントヘッド。
4. 【請求項４】 前記インク供給流路は，エキシマレーザ
   加工により形成されることを特徴とする請求項３に記載
   の電気−熱変換方式のインクジェットプリントヘッド。
5. 【請求項５】 前記インク供給流路は，前記基板の上面
   に所定深さで形成されることを特徴とする請求項１また
   は２に記載の電気−熱変換方式のインクジェットプリン
   トヘッド。
6. 【請求項６】 前記インク供給流路は，エッチング及び
   薄膜工程により形成されることを特徴とする請求項５に
   記載の電気−熱変換方式のインクジェットプリントヘッ
   ド。