JPH01118443A - 熱インクジェットプリントヘッド - Google Patents

熱インクジェットプリントヘッド

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JPH01118443A JP63250744A JP25074488A JPH01118443A JP H01118443 A JPH01118443 A JP H01118443A JP 63250744 A JP63250744 A JP 63250744A JP 25074488 A JP25074488 A JP 25074488A JP H01118443 A JPH01118443 A JP H01118443A
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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。

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タに関し、特に印字品質
を改良した熱インクジェットプリントヘッドに関する。
（従来技術とその問題点） 熱インクジェットヘッドではしばしばねらいを誤った複
数個の小滴により噴霧が発生することがある。この問題
は［多情ｊモードで印字する時、すなわち−群の小滴を
５０ＫＨｚの割合でバースト的に印字する場合には最悪
の問題となる。
実験によれば、熱ヘツド中の抵抗器とオリフィス間のア
ラインメントが小滴の飛び出す方向に影舌を及ぼす臨界
要因である。抵抗器上のオリフィスのアラインメントを
完全にしても三面障壁構造を用いたヘッドに対しては理
想的な状態ではないことがわかった。
合衆国特許番号４，３３０，７８７は抵抗器面の法線と
オリフィス面との間の角度が０度から９０度の間にある
熱インクジェットプリンタについて述べている。しかし
ながら、抵抗器とオリフィスとの間の角度を変えてもま
だ必要な印字品質は得られない。
（発明の目的） 本発明は抵抗器とオリフィスとの位置的関係に着目し、
印字品質を改良せんとするものである。
（発明の概要） 本発明に従えば、熱インクジェットプリントヘッドの抵
抗器とオリフィスとの間に適当なオフセットを与えるこ
とで小滴の方向性を著しく改良している。小滴の方向性
をこのように改良することで印字品質が改良される。オ
フセットの範囲は抵抗器とオリフィスの大きさばかりで
なく、他の細部のヘッド構成にも依存する。オフセット
はオリフィスから噴出されるインクの小滴をオリフィス
板の法線から約０．５度以内の軌道に十分維持できるだ
けの量である。第１近僚として、オリフィスの中央を抵
抗器の中央から約１μｍから２５μｍだけオフセットす
る。
（実施例） 全図において同一数字は同一物を示しており、抵抗器１
０は両側の障壁１２ａ、１２ｂおよび背面の障壁１２ｃ
の三つの障壁構造に囲まれている。
普通、抵抗器は四角い形をしている。
インクだめ（図示せず）からのインクは矢印１４によっ
て示したように４番目の面から入る。第２図に示したオ
リフィス板】８にオリフィス２゜がある。オリフィス２
０は抵抗器１０」−に位置する。基板２２は抵抗器１０
および障壁構造１２を支える。
動作中、インクはインクだめから背面障壁１２Ｃの反対
の側からアセンブリ１ｏに流れ込む。マイクロプロセッ
サ（図示せず）によって制御された電圧源（図示せず）
から抵抗器１ｏへ適量の電流を印加すると、抵抗器は十
分な量の熱を放射しインクの薄い層を蒸発させ、気泡２
４を形成する。
気泡２４は急速に膨張するのでインクの小滴２６はオリ
フィス２０を通って適当な印刷媒体、たとえば紙、第二
原紙、その他に向けて押し出される。
オリフィス２０のアラインメントを抵抗器１゜上の中心
に合わせる（お互いの中心線を合わせる）と、オリフィ
ス板１８の法線（矢印Ａ）に対する小滴２６の軌道（矢
印Ｂ）のアラインメントが狂う。第２図は小滴２６の形
およびアラインメントの狂った軌道を示す顕微鏡写真の
線画である。
インクは法線に対してθの角度で発射される。
多情モードにおいて、ねらいを誤ったために噴霧が生ず
る。第３図は５０　Ｋ　Ｈｚでの多情動作の例の顕微鏡
写真の線画である。ここでは第２の小満２８の軌道は第
１の小滴２６の軌道とは受は入れられないほど異なって
いる。たとえオリフィス２０が完全に抵抗器１０と整列
されている時ですら図示したようにオリフィス法線（Ａ
）に対して第２小滴２８の角度が著しくなるのが観測さ
れる。
印字品質が許容限度内であるためには発射角はオリフィ
ス板の法線より約０．５度以内でなければならないとい
うことが研究かられかった。ゆえに、第１小滴、続く小
滴およびほかの付随する小滴（随伴小滴）が可能な限り
法線に近づくことが肝要である。アラインメントを中心
に合わせると発射角は０．５度よりかなり大きくなるの
で、単一の小滴を発射する場合、あるいは５０ＫＨｚお
よびそれ以上の発射周波数で一回の発射バースト毎に約
１０以上の小滴を発射する場合のどちらに対しても有用
ではない。
本発明に従えば、抵抗器１０に対するオリフィス２０の
アラインメントを意識的にずらしておく。
づ− そのようにオフセットされたアセンブリを第４図に示す
。第４図ではオリフィス２０は背面障壁１２ｃから離れ
る方向にＸで示し量だけオフセットされている。このオ
フセットにより小滴２６の軌道は本質的に法線Ａに沿う
ようになる。
第５図は５０ＫＨｚで多情動作している例を描いており
、抵抗器１０およびオリフィス２０のアラインメントを
意識的にずらした結果として、第２小滴２８の軌道が第
１小満２６の軌道に非常に近いことを示している。
第６図は様々な大きさの抵抗器１０および様々な噴き出
し直径の収束オリフィスを持つ熱インクジェットヘッド
から噴射された第１小滴の誤射角度を抵抗器／オリフィ
スオフセットの関数として測定したものである。測定し
た小滴の繰り返し速度はＩＫＨｚ以下である。特に図示
のカーブは下表の抵抗器の大きさおよびオリフィスの開
口部に州　　抵抗器サイズ（μｍ　）　　　Ｗ径（μｍ
）３０　　　　６０ｘ６０　　　　　　　６５３２　　
　　５０Ｘ５０　　　　　　　６５３４　　　　６５ｘ
６５　　　　　　　４５３６　　　　５０Ｘ５０　　　
　　　　４５三面障壁構造に対してはオリフィス２ｏは
抵抗器１０の中心より第３の障壁１２ｃがらさらに離れ
るように少なくとも約１μｍオフセットずべきことが明
らかである。アラインメントずれ（Ｘ）の範囲は約１μ
ｍから２５μｍで、好適には約１μｍから２０μｍで、
最も好適には約２μｍから１０μｍである。　第６図に
おいて、噴射された第１小滴に対して、軌道誤差はオフ
セットに依存している。カーブは原点を通過していない
。したがって、完全なアラインメントでも軌道誤差があ
る。この誤差は本発明に従ったオフセットで補正される
。−組のヘッドパラメータ、すなわち５０μｍＸ５０μ
ｍの抵抗器と６５μｍのオリフィスに対して（カーブ３
２）、法線からの軌道は１度にもなる。
第７図は６３μｍ×６３μｍの抵抗器１０と５０μｍの
噴き出し直径の収束オリフィス２０を持つインクジェッ
トヘッドから噴射された第２小滴２６に対する角度誤差
を抵抗器／オリフィスオフセットの関数として測定した
ものである（カーブ３８）。測定した小滴繰り返し速度
は５０ＫＨｚである。この幾何学的寸法に対して第１小
滴のアラインメントずれが第２の小滴の軌道にも寄与す
ることは明白である。
第７図において、第２小滴に対する軌道の角度はより大
きい。ここに示したケースでは、完全なアラインメント
では法線から約８度の軌道になる。
しかしながら、９μｍオフセットすれば第２小滴は第１
小滴に追従する。
噴射された小滴の尾の詳細な破断は抵抗器／オリフィス
アラインメントに関係することがわかる。
適切に「アラインされた」　（すなわち「適切にオフセ
ットされた」）抵抗器／オリフィスに対して、尾はオリ
フィスの中央で破断し、その結果、誤方向に噴射した付
随小滴による噴霧は最小になる。
ここに述べたオリフィス／抵抗器オフセットは最高品質
の印字を達成するのに重要であることがわかる。このオ
フセットは多情印字における第１小滴、第２小滴および
その後の小滴の方向誤差を制御するために、また付随し
た小滴（随伴小滴）を制御するために１μｍから２５μ
ｍの範囲であってよい。
（発明の効果） 以上のように本発明によればインク小滴に対する所望の
軌道角度が得られ、小滴の噴霧は最小になり、印字品質
が改良される。
【図面の簡単な説明】
第１図は三面障壁構造をもつ熱インクジェットプリント
ヘッドの平面図、第２図は第１図の線２−２に沿った断
面図、第３図は第２図と同様な構成における多滴モード
の動作を示した図、第４図は本発明による熱インクジェ
ットプリントヘッドの断面図、第５図は第４図と同様な
構成における多滴モードの動作を示した図、第６図はオ
リフィスからの第１小滴に対する小滴の軌道角度とオリ
フィス／抵抗器オフセットとの関係を示した図、第７図
はオリフィスからの第２小滴に対する小滴の軌道角度と
オリフィス／抵抗器オフセットとの関係を示した図であ
る。 １０：抵抗器、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ：障壁１４：イ
ンク、１８ニオリフイス板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）抵抗器を加熱して気泡を発生させ該気泡をオリフ
    ィスを介して噴射させる熱インクジェットプリントヘッ
    ドにおいて、前記抵抗器の中心線と前記オリフィスの中
    心線とをずらすように構成した熱インクジェットプリン
    トヘッド。
  2. （２）前記ずれは約１μｍから２５μｍの範囲にある請
    求項第１項記載の熱インクジェットプリントヘッド。
JP63250744A 1987-10-19 1988-10-04 熱インクジェットプリントヘッド Expired - Fee Related JP2720989B2 (ja)

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