JPH0223349B2 - - Google Patents

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JPH0223349B2
JPH0223349B2 JP58188276A JP18827683A JPH0223349B2 JP H0223349 B2 JPH0223349 B2 JP H0223349B2 JP 58188276 A JP58188276 A JP 58188276A JP 18827683 A JP18827683 A JP 18827683A JP H0223349 B2 JPH0223349 B2 JP H0223349B2
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conductive
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Hewlett Packard Japan Inc
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Yokogawa Hewlett Packard Ltd
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    • 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
    • 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
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14088—Structure of heating means
    • B41J2/14112—Resistive element
    • B41J2/1412—Shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/11—Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱インクジエツトプリンタのプリン
トヘツドの改良に関する。
例えば本出願人が昭和57年８月11日に出願した
特願昭57−139667号（特開昭58−36465号）明細
書に述べているように、プリントヘツドに電流パ
ルスを加えると、インク供給源の内部に配置され
ている抵抗器が加熱される。この抵抗加熱はイン
クに気泡を作り、その結果生ずる圧力の増加によ
りインク小滴がノズルから噴射される。熱イン
ク・ジエツトプリンタの寿命時間は抵抗器の寿命
時間に左右され、多くの抵抗器の故障は気泡がつ
ぶれるときに生ずるキヤビテーシヨン損傷から生
じる。例えば印字ページの幅全部にわたる多重プ
リントヘツドを経済的に製作するために、キヤビ
テーシヨン損傷を最小にし、そして熱インク・ジ
エツトプリンタの寿命時間が少なくとも10億個以
上のインク小滴を噴射させるだけの時間であるこ
とが重要である。
本発明の説明のために好適な実施例によれば、
キヤビテーシヨンの損傷が最小にされ、そして寿
命時間が大幅に延長された熱インク・ジエツトプ
リンタが示されている。中央導電部分が抵抗材料
の領域によつて囲まれたプリントヘツド用抵抗器
が利用される。かくて、電流パルスが加えられて
いるインク内に環状の気泡が作られるとき、抵抗
器の中央に冷点が生じる。気泡は崩壊中に多数の
より小さな気泡に破壊され、この気泡の破壊によ
る衝撃は小さな中央領域に集中されずに、抵抗器
の表面にランダムに分布される。
第１図は本発明の一実施例によるプリントヘツ
ドの断面斜視図である。図において、インクは貯
蔵器から供給管３を通して毛細管領域１１に供給
される。ここで、「毛細管領域」という語は、例
えば図示のごとく毛細管現象をおこすような領域
という意味を含み、その形状を管状体に限定する
ものではない。電流パルスが図示されていない導
電体を介して、発熱体の一部を構成する抵抗器５
に加えられると、該抵抗器５が加熱されてその上
にあるインクに気泡が生じ、そしてインク小滴が
ノズル９から噴射される。複数のノズルがプリン
トヘツド１の上に配置され、そして障壁７が各ノ
ズル間のクロストークを除去するのに用いられ
る。
第２図はプリントヘツド１に用いられる抵抗器
５の平面図である。図において、抵抗器５は抵抗
領域２１によつて囲まれた導電領域２３を有し、
これら両領域は従来の薄膜法によりシリコン基板
２５の上に形成される。導電体７は抵抗器５に電
流パルスを供給するのに用いられる。前記抵抗領
域２１は、抵抗率180〜200マイクロオームcm、全
抵抗が約４オーム、面積が80マイクロｍ平方の金
属ガラス（ニツケル40％、タンタル40％、タング
ステン20％）である。導電領域２３は、その抵抗
率が前記抵抗領域２１を形成する材料の抵抗率よ
りもはるかに低い材料から構成されている。第２
図において、導電領域２３は半径12マイクロメー
トル、厚さ１マイクロメートル、抵抗率2.35マイ
クロオームcmの金膜円板であり、抵抗領域２１の
中心にスパツタされている。
抵抗領域２１のの抵抗率と導電領域２３の抵抗
率との比は80：１であるので、導電領域２３の効
果は抵抗領域２１の中にある部分を電気的に短絡
し、それによつて抵抗器５の中央に冷点が形成さ
れる。導電領域２３の熱拡散長は、使用される電
流パルスの長さについて、抵抗領域２１の熱拡散
長よりも１桁大きいことに注目しなければならな
い。これは、抵抗領域２１のI2R加熱にかかわら
ず、導電領域２３の温度が抵抗領域２１よりもは
るかに低温に保ち得ることを意味する。なお、
「導電領域」の語は、必ずしもその材料が導体に
限定されることを意味せず、抵抗領域よりも低い
電気抵抗を有する材料から構成される場合を含
む。
第３図は電流の集中の問題を最小にする抵抗器
５の他の実施例を示す平面図である。抵抗器５は
第２図に示したと同じように、基板、金属ガラ
ス、および金部品を用いる周知の薄膜法を利用し
て、基板３１の上に構成されている。金導体３３
は、電流パルス発生器を抵抗器に接続させるのに
用いられる。0.025mm×0.025mmの中央導電領域３
７は、幅５マイクロメートルの裸基板の区域であ
る２個の非導電ストリツプ３５によつて境を作ら
れている。幅0.025mm×高さ0.013mmの４個の導電
領域３９が導体３３に結合されている。４個の抵
抗領域４１がチエツクの模様をなすように中央導
体領域３７の回りに配列されている。
第３図に示された抵抗器の全抵抗値は2.67オー
ムであり、３つの垂直な各電流通路の抵抗値は８
オームであり、その結果電流集中が除去される。
電流パルス（0.82Aのパルスが使用された）が加
えられると、各抵抗領域４１の上で蒸気の成長が
始まる。分離した気泡は、個々の気泡が成長する
につれて所望通りの１個の環状気泡に併合され
る。
第２図に示された抵抗器５の性能は、水と電流
パルス（２マイクロ秒、1A）によつて試験され、
キヤビテーシヨン損傷は最小になることが観測さ
れた。電流パルスが抵抗器５に加えられると、該
形成および初期の気泡成長は正常の形で開始され
るが、作られた気泡が環状であるのは、導電領域
２３の上に蒸気が発生しないからである。気泡が
つぶれると、抵抗器５の表面にはランダムに分布
された４個以上のより小さな気泡に分解するのが
観測された。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例によるプリントヘツ
ドの断面斜視図、第２図はプリントヘツド１に用
いられる抵抗器５の平面図、第３図は電流集中の
問題が最小にされる抵抗器５の他の実施例を示す
平面図である。 １：プリントヘツド、３：インク供給管、５：
発熱体の一部をなす抵抗器、７：障壁、９：ノズ
ル、１１：毛細管領域、２１，４１：抵抗領域、
２３，３７，３９：導電領域、２５，３１：シリ
コン基板、２７，３３：導電体、３５：非導電
体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 電気信号に応答して毛細管領域からインク小
    滴を射出させる熱インクジエツトプリンタ用プリ
    ントヘツドにおいて、 前記電気信号を受けて発熱し前記毛細管領域内
    に対して熱を与えるべく位置するプリントヘツド
    抵抗を具備しており、 該プリントヘツド抵抗は、抵抗領域と、該抵抗
    領域に周囲を取り囲まれるように配置され且つ少
    なくとも一部が前記抵抗領域に電気的に接続され
    た導電領域と、を備えたものであることを特徴と
    する熱インクジエツトプリンタ用プリントヘツ
    ド。 ２ 前記導電領域は、前記抵抗領域に対し相対的
    に低い電気抵抗を有するものであることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の熱インクジエ
    ツトプリンタ用プリントヘツド。 ３ 前記導電領域は、前記抵抗領域を構成する抵
    抗体の上に導体を被覆させることにより形成され
    たものであることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項又第２項に記載の熱インクジエツトプリンタ
    用プリントヘツド。 ４ 前記導体は、金などの良導体であることを特
    徴とする特許請求の範囲第３項に記載の熱インク
    ジエツトプリンタ用プリントヘツド。 ５ 前記導電領域は、実質的に、前記抵抗領域の
    幾何学的中心に位置しているものであることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項又は第
    ３項又は第４項に記載の熱インクジエツトプリン
    タ用プリントヘツド。 ６ 前記導電領域は、その形状が略円形であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の熱
    インクジエツトプリンタ用プリントヘツド。 ７ 前記プリントヘツド抵抗は、前記抵抗領域と
    前記導電領域とが、非導電体によつて区分された
    並列する３つの電流通路を形成するように配置さ
    れており、 前記電流通路のうち、中央の電流通路は導電領
    域と該導電領域をはさむように接続された２つの
    抵抗領域とからなり、前記中央の電流通路の両側
    の２つの電流通路は抵抗領域と該抵抗領域をはさ
    むように接続された２つの導電領域とからなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の熱
    インクジエツトプリンタ用プリントヘツド。 ８ 前記３つの電流通路は、電気抵抗が実質的に
    等しいものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第７項に記載の熱インクジエツトプリンタ用プ
    リントヘツド。 ９ 前記中央の電流通路の前記導電領域は、前記
    両側の２つの電流通路の導電領域から等距離に位
    置していることを特徴とする特許請求の範囲第７
    項又は第８項に記載の熱インクジエツトプリンタ
    用プリントヘツド。 １０ 前記毛細管領域は、実質的にインクで満た
    されるべきものであることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項又は第２項又は第３項又は第４項又
    は第５項又は第６項又は第７項又は第８項又は第
    ９項に記載の熱インクジエツトプリンタ用プリン
    トヘツド。
JP58188276A 1982-11-22 1983-10-07 熱インクジェットプリンタ用プリントヘッド Granted JPS5995155A (ja)

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US06/443,711 US4514741A (en) 1982-11-22 1982-11-22 Thermal ink jet printer utilizing a printhead resistor having a central cold spot
US443711 1982-11-22

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JPS5995155A JPS5995155A (ja) 1984-06-01
JPH0223349B2 true JPH0223349B2 (ja) 1990-05-23

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