JPH04211949A - 動作温度および熱効率を高めたサーマルインクジェットプリントヘッド - Google Patents
動作温度および熱効率を高めたサーマルインクジェットプリントヘッドInfo
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- JPH04211949A JPH04211949A JP912002A JP200291A JPH04211949A JP H04211949 A JPH04211949 A JP H04211949A JP 912002 A JP912002 A JP 912002A JP 200291 A JP200291 A JP 200291A JP H04211949 A JPH04211949 A JP H04211949A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット印刷に
関し、より詳細には動作温度が高く、製作公差が小さく
、またインク溝の幾何形状により可能となったより高エ
ネルギー効率の加熱要素を有するサーマルインクジェッ
トプリントヘッドに関する。
関し、より詳細には動作温度が高く、製作公差が小さく
、またインク溝の幾何形状により可能となったより高エ
ネルギー効率の加熱要素を有するサーマルインクジェッ
トプリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】サーマルインクジェット印刷は、ドロッ
プ・オン・ディマンド・インクジェット印刷のタイプで
あり、これは選択的に印加される熱エネルギーを使用し
、プリントヘッドのインク充満流路において瞬間的に蒸
気バブルを発生することによりインク液滴を推進する。 熱エネルギー発生器は通常抵抗器であって、流路の一端
にあるノズル付近において複数の流路の各々に配置され
ている。流路の他端は、インク供給源を収容する共通の
マニホルド即ち貯槽に連通している。
プ・オン・ディマンド・インクジェット印刷のタイプで
あり、これは選択的に印加される熱エネルギーを使用し
、プリントヘッドのインク充満流路において瞬間的に蒸
気バブルを発生することによりインク液滴を推進する。 熱エネルギー発生器は通常抵抗器であって、流路の一端
にあるノズル付近において複数の流路の各々に配置され
ている。流路の他端は、インク供給源を収容する共通の
マニホルド即ち貯槽に連通している。
【０００３】ホーキンス（Ｈａｗｋｉｎｓ）に対する米
国特許第４，７７４，５３０号は、上部基板と下部基板
から成る改良されたプリントヘッドを開示しており、上
部基板と下部基板はこれらの間に挟まれた厚い絶縁層と
共に合わせられて一体に接合されている。上部基板の片
面は１つまたはそれ以上の溝および凹所をエッチングさ
れており、これらの溝および凹所は下部基板と合わせら
れたとき、それぞれキャピラリ充満インク流路とインク
供給マニホルドとしての役割を果たすであろう。凹所は
加熱要素をインクに曝すために厚い層にパターン形成さ
れ、そしてそれらの加熱要素をピットに配置し、インク
が流路の封鎖端部まわりに流れることができることによ
りマニホルドから流路へのインクの流れ通路を提供する
。従って、溝の封鎖端部をマニホルド凹所へ開口するの
に必要な製造段階が無くなり、そのためプリントヘッド
の製造工程が簡単になる。
国特許第４，７７４，５３０号は、上部基板と下部基板
から成る改良されたプリントヘッドを開示しており、上
部基板と下部基板はこれらの間に挟まれた厚い絶縁層と
共に合わせられて一体に接合されている。上部基板の片
面は１つまたはそれ以上の溝および凹所をエッチングさ
れており、これらの溝および凹所は下部基板と合わせら
れたとき、それぞれキャピラリ充満インク流路とインク
供給マニホルドとしての役割を果たすであろう。凹所は
加熱要素をインクに曝すために厚い層にパターン形成さ
れ、そしてそれらの加熱要素をピットに配置し、インク
が流路の封鎖端部まわりに流れることができることによ
りマニホルドから流路へのインクの流れ通路を提供する
。従って、溝の封鎖端部をマニホルド凹所へ開口するの
に必要な製造段階が無くなり、そのためプリントヘッド
の製造工程が簡単になる。
【０００４】上述サーマルインクジェットプリントヘッ
ドは、インクが貯槽からノズルに供給される比較的長い
流路を有する。バブルを発生する加熱要素は、ノズル開
口から上流の所定距離にある流路のピットに配置されて
いる。ピットはバブルの吹き出しとその結果として生じ
る空気の摂取を防止し、したがってプリントヘッドの故
障を回避する。残念ながら、全領域範囲、良好な液滴速
度、および４ｋＨｚ付近の印刷のためには、空気の摂取
を伴わないプリントヘッドの最大動作温度は約４５℃で
ある。明らかに、より一層高い動作温度を許容する流路
および加熱要素の幾何形状が望まれ、本発明はこの目的
を達成する。
ドは、インクが貯槽からノズルに供給される比較的長い
流路を有する。バブルを発生する加熱要素は、ノズル開
口から上流の所定距離にある流路のピットに配置されて
いる。ピットはバブルの吹き出しとその結果として生じ
る空気の摂取を防止し、したがってプリントヘッドの故
障を回避する。残念ながら、全領域範囲、良好な液滴速
度、および４ｋＨｚ付近の印刷のためには、空気の摂取
を伴わないプリントヘッドの最大動作温度は約４５℃で
ある。明らかに、より一層高い動作温度を許容する流路
および加熱要素の幾何形状が望まれ、本発明はこの目的
を達成する。
【０００５】
【発明の要約】本発明の目的は、良好な液滴速度と高い
液滴容量を生成ししかも空気の付随的な摂取を伴なうバ
ブル吹き出しを防止する能力を損なうことなく動作温度
を高めることのできる幾何形状を有するインクジェット
プリントヘッドを提供することである。
液滴容量を生成ししかも空気の付随的な摂取を伴なうバ
ブル吹き出しを防止する能力を損なうことなく動作温度
を高めることのできる幾何形状を有するインクジェット
プリントヘッドを提供することである。
【０００６】本発明においては、インク液滴を要求通り
に記録媒体上に印刷するためのインクジェットプリント
ヘッドが開示され、各々少くとも一面が実質上平坦な表
面をもつ上部基板と下部基板とを包含する。基板の平坦
表面は、それらの間に挟まれた厚膜層と共に合わせられ
一体に接合される。上部基板の平坦表面は、その後にイ
ンク流路として使用される１組の平行な封鎖端の溝と、
その後にインクを流路へ供給するためのインクマニホル
ドとして使用される分離して関連した凹所を含む。凹所
は、平行な溝の封鎖端部の１つの各端から所定距離近傍
に配置され、該凹所の底部にマニホルドへのインク入口
として使用するための開口を有する。下部基板の平坦表
面は、加熱要素と該加熱要素に形成したアドレッシング
電極の列を有し、その結果、基板が合わせられ接合され
ると、１つの加熱要素はマニホルドに近い封鎖端部と反
対の封鎖端部の近傍において各溝に配置される。厚膜層
は、下部基板の表面上に加熱要素およびアドレッシング
電極を覆うようにして付着され、基板の合わせに先立ち
、厚膜層の所定部分を除去するためにパターン形成され
、それにより流路とマルホルドとの間において厚膜層に
インク流れ通路を形成し一般に一端を開口した１組の個
々に平行なトレンチを形成する。トレンチは各加熱要素
に露出し下部基板の縁に延びて開口端を形成する。基板
が合わせられた後、トレンチの開口端は、液滴放出ノズ
ルとして、並びに加熱要素に近い流路の封鎖端部まわり
におけるインク流れ通路としての役割を果たす。
に記録媒体上に印刷するためのインクジェットプリント
ヘッドが開示され、各々少くとも一面が実質上平坦な表
面をもつ上部基板と下部基板とを包含する。基板の平坦
表面は、それらの間に挟まれた厚膜層と共に合わせられ
一体に接合される。上部基板の平坦表面は、その後にイ
ンク流路として使用される１組の平行な封鎖端の溝と、
その後にインクを流路へ供給するためのインクマニホル
ドとして使用される分離して関連した凹所を含む。凹所
は、平行な溝の封鎖端部の１つの各端から所定距離近傍
に配置され、該凹所の底部にマニホルドへのインク入口
として使用するための開口を有する。下部基板の平坦表
面は、加熱要素と該加熱要素に形成したアドレッシング
電極の列を有し、その結果、基板が合わせられ接合され
ると、１つの加熱要素はマニホルドに近い封鎖端部と反
対の封鎖端部の近傍において各溝に配置される。厚膜層
は、下部基板の表面上に加熱要素およびアドレッシング
電極を覆うようにして付着され、基板の合わせに先立ち
、厚膜層の所定部分を除去するためにパターン形成され
、それにより流路とマルホルドとの間において厚膜層に
インク流れ通路を形成し一般に一端を開口した１組の個
々に平行なトレンチを形成する。トレンチは各加熱要素
に露出し下部基板の縁に延びて開口端を形成する。基板
が合わせられた後、トレンチの開口端は、液滴放出ノズ
ルとして、並びに加熱要素に近い流路の封鎖端部まわり
におけるインク流れ通路としての役割を果たす。
【０００７】本発明のより一層完全な理解は、同じ参照
符号が同じ部分を示す添付図面と共に以下の詳細な説明
を考慮することにより得ることができる。
符号が同じ部分を示す添付図面と共に以下の詳細な説明
を考慮することにより得ることができる。
【０００８】〔図面の簡単な説明〕図１は、ドーターボ
ードに取付けられたプリントヘッドの拡大概略等角図で
あり、液滴放出ノズルおよび部分的なインク流路を点線
で示している。
ードに取付けられたプリントヘッドの拡大概略等角図で
あり、液滴放出ノズルおよび部分的なインク流路を点線
で示している。
【０００９】図２は、図１の矢視線２〜２に沿ってみた
図１の拡大断面図であり、電極の不動態化して凹んだ厚
膜組織を示し、この凹んだ厚膜組織は、マニホルドおよ
びインク流路とプリントヘッド用のノズルとの間におけ
るインク流れ通路、並びに本発明によるノズルに設けら
れた加熱要素からのインク流れ通路を提供する。
図１の拡大断面図であり、電極の不動態化して凹んだ厚
膜組織を示し、この凹んだ厚膜組織は、マニホルドおよ
びインク流路とプリントヘッド用のノズルとの間におけ
るインク流れ通路、並びに本発明によるノズルに設けら
れた加熱要素からのインク流れ通路を提供する。
【００１０】図３は、流路プレートと合わせてプリント
ヘッドを形成する前にみた加熱要素プレートの部分的に
拡大して示した等角図である。加熱要素プレートは開口
端の凹所を示すために部分的に断面とされており、該開
口端の凹所は、ノズルおよび流路封鎖端まわりの通路と
しての役割を果たす。
ヘッドを形成する前にみた加熱要素プレートの部分的に
拡大して示した等角図である。加熱要素プレートは開口
端の凹所を示すために部分的に断面とされており、該開
口端の凹所は、ノズルおよび流路封鎖端まわりの通路と
しての役割を果たす。
【００１１】
【実施例】プリントヘッド１０の拡大して部分的に示し
た概略等角図が、図１に描かれており、厚膜層１８にお
いて流路プレート３１の前面２９と同一平面にある液滴
放出ノズル列２７を示している。また図２も参照すれば
、以下に述べるように、下部電気絶縁基板即ち加熱要素
プレート２８は、加熱要素３４と、該加熱要素の表面３
０上にパターン形成されたアドレッシング電極３３を有
し、また上部基板即ち流路プレート３１は平行な端部封
鎖の溝２０を有し、該溝２０は流路プレート前面２９に
対し垂直である。前面付近の溝の封鎖端部は傾斜壁１９
で終る。傾斜壁１９は、前面から所定距離のところで流
路プレート表面２２と交差する。溝の他端は傾斜壁２１
で終る。内部凹所２４は、キャピラリ充満インク流路２
０に対するインク供給マニホルド即ち貯槽として使用さ
れ、インク充填用穴に使用する開口底２５を有する。 溝を具備する流路プレートの表面２２は、パターン形成
された厚膜層に整合されてこれに接合される。該厚膜層
は、以下に述べるように、加熱要素プレート２８の表面
３０に付着されており、その結果、複数の加熱要素３４
の各々は、溝により形成され封鎖端壁１９付近にある流
路に整合し該流路直下に配置される。インクは、充填穴
２５を介し、凹所２４および加熱要素プレート２８によ
り形成されたマニホルド即ち貯槽に侵入し、毛細管作用
により、矢印２３により示す通り、厚膜絶縁層１８に形
成された共通の凹所３８を流れることによって流路２０
に充満する。平行なトレンチ列２６は厚膜層に形成され
、該厚膜層は上流端４１で封鎖され反対端２７で開口し
ている。トレンチは溝２０に平行であるとともにこれに
整合している。トレンチ開口端は前面２９と共通の平面
にあり、液滴放出ノズル２７としての役割を果たす。 加熱要素３４の真上付近において、端壁１９を有する溝
２０の端部分は比較的大きな「ドーム形」容積を提供し
、インクを移動させインク液滴を放出するために瞬間的
なバルブが前記「ドーム形」容積内で拡張できる。従っ
て、バブルがノズルに向って横方向にのみ拡張できるよ
うな米国再発行特許第３２，５７２号の「ピット無し」
幾何形状と異なり、本発明は増大した垂直方向高さを提
供し、該垂直方向高さ内にバブルがノズルから離れる方
向に拡張できる。さらに、溝の傾斜壁１９は、インク蒸
気バブルの吹出しと空気の摂取を防止するのに役立つ。 溝の封鎖端即ち傾斜壁１９とトレンチ２６の封鎖端４１
との合成効果は、アドレッシング電極３３を介して加熱
要素を経て送られる電気パルスにより瞬間的に発生され
る液滴放出用バルブの横方向移動を阻止することである
。インク液滴を放出するために発生される実質上瞬間的
なバブルは周知であり、上述の従来技術で述べた。
た概略等角図が、図１に描かれており、厚膜層１８にお
いて流路プレート３１の前面２９と同一平面にある液滴
放出ノズル列２７を示している。また図２も参照すれば
、以下に述べるように、下部電気絶縁基板即ち加熱要素
プレート２８は、加熱要素３４と、該加熱要素の表面３
０上にパターン形成されたアドレッシング電極３３を有
し、また上部基板即ち流路プレート３１は平行な端部封
鎖の溝２０を有し、該溝２０は流路プレート前面２９に
対し垂直である。前面付近の溝の封鎖端部は傾斜壁１９
で終る。傾斜壁１９は、前面から所定距離のところで流
路プレート表面２２と交差する。溝の他端は傾斜壁２１
で終る。内部凹所２４は、キャピラリ充満インク流路２
０に対するインク供給マニホルド即ち貯槽として使用さ
れ、インク充填用穴に使用する開口底２５を有する。 溝を具備する流路プレートの表面２２は、パターン形成
された厚膜層に整合されてこれに接合される。該厚膜層
は、以下に述べるように、加熱要素プレート２８の表面
３０に付着されており、その結果、複数の加熱要素３４
の各々は、溝により形成され封鎖端壁１９付近にある流
路に整合し該流路直下に配置される。インクは、充填穴
２５を介し、凹所２４および加熱要素プレート２８によ
り形成されたマニホルド即ち貯槽に侵入し、毛細管作用
により、矢印２３により示す通り、厚膜絶縁層１８に形
成された共通の凹所３８を流れることによって流路２０
に充満する。平行なトレンチ列２６は厚膜層に形成され
、該厚膜層は上流端４１で封鎖され反対端２７で開口し
ている。トレンチは溝２０に平行であるとともにこれに
整合している。トレンチ開口端は前面２９と共通の平面
にあり、液滴放出ノズル２７としての役割を果たす。 加熱要素３４の真上付近において、端壁１９を有する溝
２０の端部分は比較的大きな「ドーム形」容積を提供し
、インクを移動させインク液滴を放出するために瞬間的
なバルブが前記「ドーム形」容積内で拡張できる。従っ
て、バブルがノズルに向って横方向にのみ拡張できるよ
うな米国再発行特許第３２，５７２号の「ピット無し」
幾何形状と異なり、本発明は増大した垂直方向高さを提
供し、該垂直方向高さ内にバブルがノズルから離れる方
向に拡張できる。さらに、溝の傾斜壁１９は、インク蒸
気バブルの吹出しと空気の摂取を防止するのに役立つ。 溝の封鎖端即ち傾斜壁１９とトレンチ２６の封鎖端４１
との合成効果は、アドレッシング電極３３を介して加熱
要素を経て送られる電気パルスにより瞬間的に発生され
る液滴放出用バルブの横方向移動を阻止することである
。インク液滴を放出するために発生される実質上瞬間的
なバブルは周知であり、上述の従来技術で述べた。
【００１２】先行技術のピットのもつ問題は、ピットの
幾何形状が米国特許第４，６３８，３３７号あるいは米
国特許第４，８３５，５５３号に記載されているもので
あっても、大きい液滴容量、高い液滴速度、および高い
動作温度（この温度より高いと、インク蒸気バブルが吹
出し空気の摂取が起きる）を同時に達成することが困難
である。大きな液滴容量は、特に印刷解像度が３００ス
ポットパーインチ（ｓｐｉ）であるとき、紙のようなイ
ンク受容印刷媒体に印刷される情報を完全に充満させる
のに必要である。約８００乃至１２００平方μｍのノズ
ル面積の場合、容量は１００〜３００ピコリットルの範
囲にあるべきである。高い液滴速度は、良好な方向性を
得るのに必要であり、したがって速度は５メートル／秒
以下としてはならない。本発明までは、適当な容量およ
び速度をもつ液体について断続的な空気摂取を伴なわな
い最高動作温度は約４５℃である。図１および図２に示
すような加熱要素とノズルとの間のインク流路の幾何形
状は、先行技術の装置で利用できる温度より２０℃〜３
０℃高い温度である６５℃〜７５℃の範囲の動作温度を
可能とする。
幾何形状が米国特許第４，６３８，３３７号あるいは米
国特許第４，８３５，５５３号に記載されているもので
あっても、大きい液滴容量、高い液滴速度、および高い
動作温度（この温度より高いと、インク蒸気バブルが吹
出し空気の摂取が起きる）を同時に達成することが困難
である。大きな液滴容量は、特に印刷解像度が３００ス
ポットパーインチ（ｓｐｉ）であるとき、紙のようなイ
ンク受容印刷媒体に印刷される情報を完全に充満させる
のに必要である。約８００乃至１２００平方μｍのノズ
ル面積の場合、容量は１００〜３００ピコリットルの範
囲にあるべきである。高い液滴速度は、良好な方向性を
得るのに必要であり、したがって速度は５メートル／秒
以下としてはならない。本発明までは、適当な容量およ
び速度をもつ液体について断続的な空気摂取を伴なわな
い最高動作温度は約４５℃である。図１および図２に示
すような加熱要素とノズルとの間のインク流路の幾何形
状は、先行技術の装置で利用できる温度より２０℃〜３
０℃高い温度である６５℃〜７５℃の範囲の動作温度を
可能とする。
【００１３】各ノズルでのインクは、僅かな負圧で半月
形を形成し、これはインクがノズルから滲み出るのを防
止する。流路プレート２８上のアドレッシング電極３３
は、端子即ちコンタクトパッド３２で終結している。流
路プレート３１は下部基板２８の流路プレートより小さ
いが、これは、電極端子３２が露出されて例えばプリン
トヘッド１０を永続的に取付けるワイヤボンド５２によ
りドーターボード５０に電極を接続するのに利用できる
ようにするためである。層１８は、上部基板と下部基板
との間に挟まれた後述の厚膜不動態層である。この層は
、共通の凹所３８を、ノズルから加熱要素の上流側に延
びる複数の別々の細長い平行なトレンチ即ちトラフ２６
と一体に形成するためにパターン形成される。加熱要素
は、トラフ封鎖端の底部に配設される。共通の凹所３８
は、マニホルド２４と流路２０との間でのインクの流れ
を可能とし、トレンチ即ちトラフ２６は、流路からトレ
ンチの加熱要素へのインクの流れを可能とする。トレン
チの開口端はノズル２７としての役割を果たす。溝２０
の傾斜壁１９と厚膜絶縁層１８の上流端壁４１は協働し
て一時的なバブルの横移動を阻止し、その結果、バブル
の吹出しおよびこれによって生じる空気摂取は、液滴速
度が５メートル／秒以上に維持されるときに防止される
。さらに、厚膜絶縁層は電極端子を露出するためにエッ
チングされる。
形を形成し、これはインクがノズルから滲み出るのを防
止する。流路プレート２８上のアドレッシング電極３３
は、端子即ちコンタクトパッド３２で終結している。流
路プレート３１は下部基板２８の流路プレートより小さ
いが、これは、電極端子３２が露出されて例えばプリン
トヘッド１０を永続的に取付けるワイヤボンド５２によ
りドーターボード５０に電極を接続するのに利用できる
ようにするためである。層１８は、上部基板と下部基板
との間に挟まれた後述の厚膜不動態層である。この層は
、共通の凹所３８を、ノズルから加熱要素の上流側に延
びる複数の別々の細長い平行なトレンチ即ちトラフ２６
と一体に形成するためにパターン形成される。加熱要素
は、トラフ封鎖端の底部に配設される。共通の凹所３８
は、マニホルド２４と流路２０との間でのインクの流れ
を可能とし、トレンチ即ちトラフ２６は、流路からトレ
ンチの加熱要素へのインクの流れを可能とする。トレン
チの開口端はノズル２７としての役割を果たす。溝２０
の傾斜壁１９と厚膜絶縁層１８の上流端壁４１は協働し
て一時的なバブルの横移動を阻止し、その結果、バブル
の吹出しおよびこれによって生じる空気摂取は、液滴速
度が５メートル／秒以上に維持されるときに防止される
。さらに、厚膜絶縁層は電極端子を露出するためにエッ
チングされる。
【００１４】図１の断面図は１つの流路を図示線２〜２
に沿ってみて図２に示してあり、インクが如何にしてマ
ニホルド２４から溝２０の封鎖端部２１まわりを矢印２
３により示すように流れるかを示す。複数組のバブル発
生用加熱用要素３４およびそれらのアドレッシング電極
３３は片面艶出し（１００）シリコンウエハの艶出し面
にパターン形成される。ウエハの艶出し表面は、約１〜
２マイクロメートルの厚さをもつ二酸化珪素のような下
塗り層３９を被覆される。この被覆は、加熱要素、多数
組のプリントヘッド電極３３、および共通リターン３５
としての役割を果たす抵抗材料のパターン形成に先立ち
行われる。抵抗材料は、化学蒸着（ＣＶＤ）により付着
できる多結晶シリコン、あるいはホウ化ジルコニウム（
Ｚｒ Ｂ２）のようなその他任意の周知の抵抗材料を含
ませることができる。共通リターン３５とアドレッシン
グ電極３３は、代表的には、下塗り上に且つ加熱要素の
縁上方に付着されたアルミニウムリード線である。共通
リターン端子３７（図１参照）とアドレッシング端子３
２は、ワイヤボンド５２によりドーターボード５０の電
極５１に電気接続するためのクリアランスを許容するよ
うに所定場所に配置される。前記電気接続は、流路プレ
ート３１が加熱要素プレート上の厚膜層１８に取付けら
れてプリントヘッドを構成した後である。共通リターン
３５およびアドレッシング電極３３は、０．５〜３マイ
クロメートルの厚さに付着され、好ましい厚さは１．５
マイクロメートルである。それ以上の詳細については、
先のセクションで述べた特許を参照されたい。
に沿ってみて図２に示してあり、インクが如何にしてマ
ニホルド２４から溝２０の封鎖端部２１まわりを矢印２
３により示すように流れるかを示す。複数組のバブル発
生用加熱用要素３４およびそれらのアドレッシング電極
３３は片面艶出し（１００）シリコンウエハの艶出し面
にパターン形成される。ウエハの艶出し表面は、約１〜
２マイクロメートルの厚さをもつ二酸化珪素のような下
塗り層３９を被覆される。この被覆は、加熱要素、多数
組のプリントヘッド電極３３、および共通リターン３５
としての役割を果たす抵抗材料のパターン形成に先立ち
行われる。抵抗材料は、化学蒸着（ＣＶＤ）により付着
できる多結晶シリコン、あるいはホウ化ジルコニウム（
Ｚｒ Ｂ２）のようなその他任意の周知の抵抗材料を含
ませることができる。共通リターン３５とアドレッシン
グ電極３３は、代表的には、下塗り上に且つ加熱要素の
縁上方に付着されたアルミニウムリード線である。共通
リターン端子３７（図１参照）とアドレッシング端子３
２は、ワイヤボンド５２によりドーターボード５０の電
極５１に電気接続するためのクリアランスを許容するよ
うに所定場所に配置される。前記電気接続は、流路プレ
ート３１が加熱要素プレート上の厚膜層１８に取付けら
れてプリントヘッドを構成した後である。共通リターン
３５およびアドレッシング電極３３は、０．５〜３マイ
クロメートルの厚さに付着され、好ましい厚さは１．５
マイクロメートルである。それ以上の詳細については、
先のセクションで述べた特許を参照されたい。
【００１５】好適実施例では、ポリシリコン加熱要素が
使用され、二酸化珪素のサーマルオキサイド層１７は高
温蒸気中でポリシリコンから成長する。ポリシリコン加
熱要素の製造に関する詳細については、ホーキンス（Ｈ
ａｗｋｉｎｓ）の米国特許第４，５３２，５３０号を参
照されたい。サーマルオキサイド層は代表的には、加熱
要素を導電性インクから保護し絶縁するために０．０５
〜０．１マイクロメートルの厚さに成長される。サーマ
ルオキサイドは、アドレッシング電極および共通リター
ンの取付けのためにポリシリコン加熱要素の縁で除去さ
れる。アドレッシング電極および共通リターンはその後
パターン形成され付着される。電極の不動態化前に、タ
ンタル（Ｔａ）層１５を選択的に加熱要素保護層１７上
に約１マイクロメートルの厚さに付着することができ、
プリントヘッドの作動中にインク蒸気バブルが崩壊する
ことにより発生するキャビテーション力に対して加熱要
素保護層１７を付加的に保護する。電極の不動態化のた
めに、２マイクロメートル厚さのリン含浸ＣＶＤ二酸化
珪素膜１６が、複数組の加熱要素およびアドレッシング
電極を含むウエハ全表面に亘って付着される。不動態膜
１６は、露出した電極をインクから保護するイオンバリ
アを提供する。有効的なイオンバリア層は、それの厚さ
が１０００オングストロームと１０マイクロメートルの
間、好ましくは厚さが１マイクロメートルのとき達成さ
れる。不動態層１６は、その後のドーターボード電極と
のワイヤボンディングのために、加熱要素またはＴａ層
および共通リターンとアドレッシング電極の端子端部か
らエッチングで除去される。この二酸化珪素膜１６のエ
ッチングは、湿式または乾式のいずれのエッチング法で
も行える。
使用され、二酸化珪素のサーマルオキサイド層１７は高
温蒸気中でポリシリコンから成長する。ポリシリコン加
熱要素の製造に関する詳細については、ホーキンス（Ｈ
ａｗｋｉｎｓ）の米国特許第４，５３２，５３０号を参
照されたい。サーマルオキサイド層は代表的には、加熱
要素を導電性インクから保護し絶縁するために０．０５
〜０．１マイクロメートルの厚さに成長される。サーマ
ルオキサイドは、アドレッシング電極および共通リター
ンの取付けのためにポリシリコン加熱要素の縁で除去さ
れる。アドレッシング電極および共通リターンはその後
パターン形成され付着される。電極の不動態化前に、タ
ンタル（Ｔａ）層１５を選択的に加熱要素保護層１７上
に約１マイクロメートルの厚さに付着することができ、
プリントヘッドの作動中にインク蒸気バブルが崩壊する
ことにより発生するキャビテーション力に対して加熱要
素保護層１７を付加的に保護する。電極の不動態化のた
めに、２マイクロメートル厚さのリン含浸ＣＶＤ二酸化
珪素膜１６が、複数組の加熱要素およびアドレッシング
電極を含むウエハ全表面に亘って付着される。不動態膜
１６は、露出した電極をインクから保護するイオンバリ
アを提供する。有効的なイオンバリア層は、それの厚さ
が１０００オングストロームと１０マイクロメートルの
間、好ましくは厚さが１マイクロメートルのとき達成さ
れる。不動態層１６は、その後のドーターボード電極と
のワイヤボンディングのために、加熱要素またはＴａ層
および共通リターンとアドレッシング電極の端子端部か
らエッチングで除去される。この二酸化珪素膜１６のエ
ッチングは、湿式または乾式のいずれのエッチング法で
も行える。
【００１６】次に、例えばリストン（Ｒｉｓｔｏｎ：登
録商標）、バークレル（Ｖａｃｒｅｌ：登録商標）、プ
ロビマー５２（Ｐｒｏｂｉｍｅｒ５２：登録商標）、あ
るいはポリイミドのような厚膜タイプの絶縁層１８が、
５マイクロメートルと １００マイクロメートルとの
間、好ましくは１０〜５０マイクロメートルの範囲にあ
る厚さをもつ不動態層１６上に形成される。絶縁層１８
は、複数の端部開口トレンチ２６を形成するのに必要な
層１８の部分をエッチングおよび除去することができる
ようにフォトリソグラフィーで処理される。前記端部開
口トレンチの各々は、加熱要素と、インクマニホルド２
４から各インク流路２０に至るインク流路を提供する共
通の凹所３８を含む。さらに、厚膜層１８は各電極端子
３２、３７上方を除去される。複数の細長い開口トレン
チ２６と、その後個々の加熱要素プレート２８に分割さ
れるウエハ上の各加熱要素組に対する関連した共通凹所
３８は、厚膜層１８のこれらの部分の除去により形成さ
れる。従って、不動態層１６のみが、共通凹所３８で構
成された凹所と複数の平行な細長いトレンチ２６の両方
にあるインクに電極３３が触れることから保護する。中
間厚膜層と整合し接合されたウエハは個々のプリントヘ
ッドに打抜かれ、ダイシングカットの１つは同時に前面
２９を形成しトレンチ２６を開口してノズル２７を形成
する。
録商標）、バークレル（Ｖａｃｒｅｌ：登録商標）、プ
ロビマー５２（Ｐｒｏｂｉｍｅｒ５２：登録商標）、あ
るいはポリイミドのような厚膜タイプの絶縁層１８が、
５マイクロメートルと １００マイクロメートルとの
間、好ましくは１０〜５０マイクロメートルの範囲にあ
る厚さをもつ不動態層１６上に形成される。絶縁層１８
は、複数の端部開口トレンチ２６を形成するのに必要な
層１８の部分をエッチングおよび除去することができる
ようにフォトリソグラフィーで処理される。前記端部開
口トレンチの各々は、加熱要素と、インクマニホルド２
４から各インク流路２０に至るインク流路を提供する共
通の凹所３８を含む。さらに、厚膜層１８は各電極端子
３２、３７上方を除去される。複数の細長い開口トレン
チ２６と、その後個々の加熱要素プレート２８に分割さ
れるウエハ上の各加熱要素組に対する関連した共通凹所
３８は、厚膜層１８のこれらの部分の除去により形成さ
れる。従って、不動態層１６のみが、共通凹所３８で構
成された凹所と複数の平行な細長いトレンチ２６の両方
にあるインクに電極３３が触れることから保護する。中
間厚膜層と整合し接合されたウエハは個々のプリントヘ
ッドに打抜かれ、ダイシングカットの１つは同時に前面
２９を形成しトレンチ２６を開口してノズル２７を形成
する。
【００１７】本発明の利点の１つは、ノズルの形状が厚
膜層１８によって決まることである。ノズルの上面と下
面は、それぞれ流路プレート３１および加熱要素プレー
ト２８の対向面である。ノズルの側面は、厚膜層１８の
トレンチ２６の壁によって形成され、該厚膜層１８はお
おむねインク流路２０間に横たわっている。トレンチ壁
４２は選択的であるが、好ましくは垂直である。従って
、ノズル形状は、厚膜層の高さによって決まる高さをも
つ矩形であり、一方、ノズルの幅は、トレンチ幅即ちノ
ズル開口端におけるトレンチ壁４２間距離によって決め
られる。従って、ノズル幾何形状は、厚さと厚膜層にお
けるトレンチパターンを変えることにより、最適動作パ
ラメータのために容易に変更される。所望であれば、ノ
ズル横断面積は、加熱要素に近いトレンチの横断面積と
異ならせることができる。即ちトレンチはノズルで局部
絞りとすることができる。液滴容量はノズル面積に比例
するため、厚膜層１８はウエハからウエハまでを少なく
とも±５％以内に調整された厚みを持たせなければなら
ない。
膜層１８によって決まることである。ノズルの上面と下
面は、それぞれ流路プレート３１および加熱要素プレー
ト２８の対向面である。ノズルの側面は、厚膜層１８の
トレンチ２６の壁によって形成され、該厚膜層１８はお
おむねインク流路２０間に横たわっている。トレンチ壁
４２は選択的であるが、好ましくは垂直である。従って
、ノズル形状は、厚膜層の高さによって決まる高さをも
つ矩形であり、一方、ノズルの幅は、トレンチ幅即ちノ
ズル開口端におけるトレンチ壁４２間距離によって決め
られる。従って、ノズル幾何形状は、厚さと厚膜層にお
けるトレンチパターンを変えることにより、最適動作パ
ラメータのために容易に変更される。所望であれば、ノ
ズル横断面積は、加熱要素に近いトレンチの横断面積と
異ならせることができる。即ちトレンチはノズルで局部
絞りとすることができる。液滴容量はノズル面積に比例
するため、厚膜層１８はウエハからウエハまでを少なく
とも±５％以内に調整された厚みを持たせなければなら
ない。
【００１８】図３には、加熱要素プレート２８の拡大部
分断面等角図が示されている。電極不動態層１６と重な
って比較的厚い絶縁層１８（好ましくは、リストン（Ｒ
ｉｓｔｏｎ：登録商標），バークレル（Ｖａｃｒｅｌ：
登録商標），ポリイミド，あるいはこれらに相当する物
）の一部分が１つのアドレッシング電極の一部分から除
去され、改良されたノズル構造とノズルから加熱要素に
至る幾何形状の理解を容易にする。各層１８はフォトリ
ソグラフィーでパターン形成され、電極端子３２，３７
，共通凹所３８，並びに各加熱要素３４およびそれの保
護層１７の上流に始まり前面２９を貫通して延びる細長
い領域２６から該層１８を除去するためにエッチング処
理され、その結果、トレンチ２６がノズルとしての役割
を果たす開口端を形成される。好適実施例において、上
流のトレンチ壁４１と加熱要素との間の距離は約１２μ
ｍであるが、動作パラメータを最適なものとするために
変化させることができる。共通凹所３８は、流路プレー
ト３１が該共通凹所に合わせられた後、マニホルドから
流路へのインクの流れを可能とするために所定位置に配
置される。トレンチ２６の封鎖端部は各加熱要素を含み
、溝２０の傾斜壁１９まわりにトレンチ２６およびそれ
の開口端即ちノズル２７に至るインク流れ通路を提供す
る。トレンチ２６の封鎖端壁４１は、パルスを印加され
る加熱要素によって発生され貯槽２４に向う各バブルの
横方向移動を阻止し、したがって該加熱要素に対し法線
方向のバブル成長を促進し、一方、上記溝２０は加熱要
素に対し法線のバブル成長にとって十分なインク流路面
積および垂直高さ、並びにプリントヘッド動作中におけ
る再充満時間の両方を提供する。蒸気化インクの破裂を
解放しその結果空気の摂取を伴う吹出し現象は、米国特
許第４，８３５，５５３号明細書における厚膜壁４２と
同様の機能を提供する溝の傾斜壁１９によって避けられ
る。液滴放出の頻度は、ピット形状の場合と実質上同じ
頻度を維持し、技術上周知である流路幅と長さの調整に
より最適化することができる。
分断面等角図が示されている。電極不動態層１６と重な
って比較的厚い絶縁層１８（好ましくは、リストン（Ｒ
ｉｓｔｏｎ：登録商標），バークレル（Ｖａｃｒｅｌ：
登録商標），ポリイミド，あるいはこれらに相当する物
）の一部分が１つのアドレッシング電極の一部分から除
去され、改良されたノズル構造とノズルから加熱要素に
至る幾何形状の理解を容易にする。各層１８はフォトリ
ソグラフィーでパターン形成され、電極端子３２，３７
，共通凹所３８，並びに各加熱要素３４およびそれの保
護層１７の上流に始まり前面２９を貫通して延びる細長
い領域２６から該層１８を除去するためにエッチング処
理され、その結果、トレンチ２６がノズルとしての役割
を果たす開口端を形成される。好適実施例において、上
流のトレンチ壁４１と加熱要素との間の距離は約１２μ
ｍであるが、動作パラメータを最適なものとするために
変化させることができる。共通凹所３８は、流路プレー
ト３１が該共通凹所に合わせられた後、マニホルドから
流路へのインクの流れを可能とするために所定位置に配
置される。トレンチ２６の封鎖端部は各加熱要素を含み
、溝２０の傾斜壁１９まわりにトレンチ２６およびそれ
の開口端即ちノズル２７に至るインク流れ通路を提供す
る。トレンチ２６の封鎖端壁４１は、パルスを印加され
る加熱要素によって発生され貯槽２４に向う各バブルの
横方向移動を阻止し、したがって該加熱要素に対し法線
方向のバブル成長を促進し、一方、上記溝２０は加熱要
素に対し法線のバブル成長にとって十分なインク流路面
積および垂直高さ、並びにプリントヘッド動作中におけ
る再充満時間の両方を提供する。蒸気化インクの破裂を
解放しその結果空気の摂取を伴う吹出し現象は、米国特
許第４，８３５，５５３号明細書における厚膜壁４２と
同様の機能を提供する溝の傾斜壁１９によって避けられ
る。液滴放出の頻度は、ピット形状の場合と実質上同じ
頻度を維持し、技術上周知である流路幅と長さの調整に
より最適化することができる。
【００１９】米国再発行特許第３２，５７２号；米国特
許第４，６３８，３３７号；および米国特許第４，７７
４，５３０号に開示されている通り、流路プレート３１
は、プリントヘッド１０用の複数の上部基板即ち流路プ
レート３１を製造するために両面艶出し（１００）シリ
コンウエハ（図示せず）から形成される。ウエハが化学
的に清掃された後、熱分解ＣＶＤ窒化珪素層（図示せず
）が両面に付着される。普通のフォトリソグラフィーを
用いることにより、所定場所での整合用開口（図示せず
）のための少くとも２つのバイアスがウエハ片面に印刷
される。窒化珪素は、整合用開口を表わすパターン形成
のバアイスからプラズマエッチングで除去される。整合
用開口をエッチング処理するのに水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）の異方性エッチングを使用してもよい。この場合、
（１００）ウエハの｛１１１｝平面はウエハの表面に対
し５４．７度の角度を成す。整合用開口は、約６０〜８
０ミル（１．５〜２ｍｍ）正方形であり、２０ミル（０
．５ｍｍ）厚さのウエハを完全に貫通してエッチングさ
れる。あるいは、流路と加熱要素ウエハを整合するのに
、赤外線整合器を使用してもよい。
許第４，６３８，３３７号；および米国特許第４，７７
４，５３０号に開示されている通り、流路プレート３１
は、プリントヘッド１０用の複数の上部基板即ち流路プ
レート３１を製造するために両面艶出し（１００）シリ
コンウエハ（図示せず）から形成される。ウエハが化学
的に清掃された後、熱分解ＣＶＤ窒化珪素層（図示せず
）が両面に付着される。普通のフォトリソグラフィーを
用いることにより、所定場所での整合用開口（図示せず
）のための少くとも２つのバイアスがウエハ片面に印刷
される。窒化珪素は、整合用開口を表わすパターン形成
のバアイスからプラズマエッチングで除去される。整合
用開口をエッチング処理するのに水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）の異方性エッチングを使用してもよい。この場合、
（１００）ウエハの｛１１１｝平面はウエハの表面に対
し５４．７度の角度を成す。整合用開口は、約６０〜８
０ミル（１．５〜２ｍｍ）正方形であり、２０ミル（０
．５ｍｍ）厚さのウエハを完全に貫通してエッチングさ
れる。あるいは、流路と加熱要素ウエハを整合するのに
、赤外線整合器を使用してもよい。
【００２０】次に、ウエハの反対面が、基準として先に
エッチングした整合用穴を用いてフォトリソグラフィー
でパターン形成されて、開口底部２５と、実質上プリン
トヘッドのインクマニホルドおよび流路となる細長い平
行な流路凹所２０組とを具備した比較的大きな矩形凹所
２４を形成する。マニホルドおよび流路凹所を含むウエ
ハの表面２２（および流路プレート）は、（窒化珪素層
で被膜された）原ウエハ表面の一部分であり、該原ウエ
ハ表面には前記ウエハ表面２２を複数組の加熱要素を含
む基板に接合するためにその後接着剤を塗布される。端
面２９を製作する最終的なダイシングカットは、ノズル
２７を製作する厚膜トレンチ２６の一端を開口する。流
路溝２０の端部は、傾斜壁１９，２１で封鎖されたまま
である。しかしながら、ヒータプレートに対する流路プ
レートの整合および接合は、図２に示す通り、流路２０
の端部２１を厚膜絶縁層１８にある共通凹所３８の真上
に配置し、傾斜端部１９を加熱要素３４とノズル２７と
の間の厚膜層絶縁層にあるトレンチ２６上方に配置し、
インクが矢印２３で示した通りマニホルドから流路内へ
、およびトレンチ２６を介し流路からノズルへ流れるの
を可能とする。
エッチングした整合用穴を用いてフォトリソグラフィー
でパターン形成されて、開口底部２５と、実質上プリン
トヘッドのインクマニホルドおよび流路となる細長い平
行な流路凹所２０組とを具備した比較的大きな矩形凹所
２４を形成する。マニホルドおよび流路凹所を含むウエ
ハの表面２２（および流路プレート）は、（窒化珪素層
で被膜された）原ウエハ表面の一部分であり、該原ウエ
ハ表面には前記ウエハ表面２２を複数組の加熱要素を含
む基板に接合するためにその後接着剤を塗布される。端
面２９を製作する最終的なダイシングカットは、ノズル
２７を製作する厚膜トレンチ２６の一端を開口する。流
路溝２０の端部は、傾斜壁１９，２１で封鎖されたまま
である。しかしながら、ヒータプレートに対する流路プ
レートの整合および接合は、図２に示す通り、流路２０
の端部２１を厚膜絶縁層１８にある共通凹所３８の真上
に配置し、傾斜端部１９を加熱要素３４とノズル２７と
の間の厚膜層絶縁層にあるトレンチ２６上方に配置し、
インクが矢印２３で示した通りマニホルドから流路内へ
、およびトレンチ２６を介し流路からノズルへ流れるの
を可能とする。
【００２１】本発明は、（１００）シリコンウエハの表
面に溝２０を異方性エッチングにより形成することで細
長いインク流路２０を提供する。溝は断面三角形状であ
り、傾斜壁１９，２１で封鎖された端部を有する。イン
クの溝への出入りは厚膜層１８の凹所２６，３８による
。溝は、加熱要素３４の直上流において傾斜壁１９で終
っている。溝即を流路２０の各々にあるトレンチ２６は
加熱要素に露出し、流路から加熱要素およびノズル２７
へのインクの流れ通路を提供する。ノズルはトレンチ２
６の開口端により設けられ、トレンチは、整合され接合
されたウエハ（図示せず）とこれらの間に挟まれたフォ
トパターン形成の厚膜層１８を個々のプリントヘッドに
切断するために、ダイシング作業により開口される。 従って、先行技術のピットおよびステップの幾何形状は
排除され、それに代り、空気摂取は、高められた動作温
度を維持しつつ、開口トレンチ２６の背壁４１と協働し
て加熱要素上方の流路の封鎖端部（壁１９）により阻止
される。ヒーター上方のインク容量は、トレンチ２６と
溝２０の組合わせにより拡大され、液滴放出用バブルの
垂直方向拡張を可能とし、さらに横断流路面積を増加す
るとともに流路抵抗を最小限に抑える。
面に溝２０を異方性エッチングにより形成することで細
長いインク流路２０を提供する。溝は断面三角形状であ
り、傾斜壁１９，２１で封鎖された端部を有する。イン
クの溝への出入りは厚膜層１８の凹所２６，３８による
。溝は、加熱要素３４の直上流において傾斜壁１９で終
っている。溝即を流路２０の各々にあるトレンチ２６は
加熱要素に露出し、流路から加熱要素およびノズル２７
へのインクの流れ通路を提供する。ノズルはトレンチ２
６の開口端により設けられ、トレンチは、整合され接合
されたウエハ（図示せず）とこれらの間に挟まれたフォ
トパターン形成の厚膜層１８を個々のプリントヘッドに
切断するために、ダイシング作業により開口される。 従って、先行技術のピットおよびステップの幾何形状は
排除され、それに代り、空気摂取は、高められた動作温
度を維持しつつ、開口トレンチ２６の背壁４１と協働し
て加熱要素上方の流路の封鎖端部（壁１９）により阻止
される。ヒーター上方のインク容量は、トレンチ２６と
溝２０の組合わせにより拡大され、液滴放出用バブルの
垂直方向拡張を可能とし、さらに横断流路面積を増加す
るとともに流路抵抗を最小限に抑える。
【００２２】熱制御管理を必要とする印刷装置に対し高
められた動作温度という明白な利点に加え、本発明のプ
リントヘッドは、加熱要素上方の拡大された容積、ノズ
ル上方のブロッキング端壁１９，トレンチ壁４１，加熱
要素と実質上同一平面にあるノズルの配置によって可能
とされた液滴サイズの増大という付加的な利点を有する
。本発明のノズル幾何形状で行ったテストは、空気の摂
取なしで異常に高い動作温度（６５℃より高い）を示し
、しかも同時に生成された液滴は拡大された容量（２５
０ピコリットルに達する）をもっていた。高められた動
作温度の範囲は加熱要素面積の減少を許容し、その結果
、プリントヘッドはより一層効率的となる。
められた動作温度という明白な利点に加え、本発明のプ
リントヘッドは、加熱要素上方の拡大された容積、ノズ
ル上方のブロッキング端壁１９，トレンチ壁４１，加熱
要素と実質上同一平面にあるノズルの配置によって可能
とされた液滴サイズの増大という付加的な利点を有する
。本発明のノズル幾何形状で行ったテストは、空気の摂
取なしで異常に高い動作温度（６５℃より高い）を示し
、しかも同時に生成された液滴は拡大された容量（２５
０ピコリットルに達する）をもっていた。高められた動
作温度の範囲は加熱要素面積の減少を許容し、その結果
、プリントヘッドはより一層効率的となる。
【図１】ドーターボードに取付けられたプリントヘッド
の拡大概略等角図である。
の拡大概略等角図である。
【図２】図１の矢支線２〜２に沿う拡大断面図である。
【図３】加熱要素プレートの部分拡大等角図である。
１０ プリントヘッド
１５ タンタル層
１６ 不動態膜
１７ サーマルオキサイド層
１８ 厚膜層
１９ 傾斜壁
２０ 溝
２１ 傾斜壁
２２ 流路プレート表面
２６ トレンチ列
２７ 液滴放出ノズル列
２８ 加熱要素プレート
２９ 流路プレート前面
３１ 流路プレート
３２ コンタクトパッド
３３ アドレッシング電極
３４ 加熱要素
３５ 共通リターン
３７ 電極端子
４２ トレンチ壁
５０ ドーターボード
５１ 電極
５２ ワイヤボンド
Claims (2)
- 【請求項１】 インク液滴を要求通りにプリントヘッ
ドから熱的に噴射し液滴を記録媒体上に印刷する方法で
あって、プリントヘッドがノズル列と再充満可能なイン
ク供給貯槽とを有し、またそれらの間に平行なインク流
れ指向用流路列を具備する、次のステップを有する方法
：（ａ）インクを貯槽から各流路のバブル発生領域に、
インクがノズルから滲み出るのを防止するために若干負
圧の下で供給し、流路が一端で貯槽と連通し他端に前記
ノズルを有し、ノズルが所定の垂直開口高さを有し、バ
ブル発生領域が各々ノズルの上流所定距離に配置した加
熱要素を内蔵し加熱要素の真上且つノズルの上方に配置
したインク収容空洞を有し； （ｂ）加熱要素の上流にある背壁にノズルの垂直開口高
さに等しい高さを設け、前記背壁およびノズル垂直開口
高さは加熱要素に実質上垂直であるとともに加熱要素を
含む平面から延びるものであり； （ｃ）前記加熱要素に接触しているインクに液滴噴射用
バブルを一時的に形成するために流路のバブル発生領域
にある加熱要素に電気パルスを印加し、前記背壁および
空洞がバブルの横方向の膨張を阻止するために協働し、
しかも空洞が付加的な高さおよびノズル上方におけるイ
ンク容積を同時に付与し、それにより延長された垂直の
バブル成長を促進し、そのため一層大きい液滴が適当な
速度で、空気を摂取することなく、高い動作プリントヘ
ッド温度で噴射される。。 - 【請求項２】 液滴を要求通りにプリントヘッドから
熱的に噴射し記録媒体上に印刷するために記録媒体に向
けて推進するためのインクジェットプリントヘッドであ
って、プリントヘッドがノズル列と、再充満可能なイン
ク貯槽と、ノズルと貯槽との間の連通を図る平行なイン
ク流れ指向用流路列とを有する、次のものを含むプリン
トヘッド：インクを若干負圧の下でプリントヘッド貯槽
に供給する手段；各流路が、ノズルの上流所定位置に平
坦な表面をもつ加熱要素を内蔵したバブル発生領域と、
加熱要素の上流にある背壁と、加熱要素の真上に配置し
た空洞とを有し、ノズルが所定の垂直開口高さを有し前
記背壁がノズル開口高さに等しい高さを有し、背壁とノ
ズル開口が加熱要素に対し実質上垂直であるとともに該
加熱要素の両側にあり加熱要素を含む平面から延び空洞
をノズルおよび背壁の上方に配置したこと；加熱要素に
接触しているインクに一時的に蒸気バブルを形成するた
めに加熱要素に電気パルスを選択的に印加する手段とを
包含し、前記背壁および空洞が加熱要素の表面に平行な
方向へのバブルの横方向膨張を阻止するために協働し、
しかも空洞が付加的な高さおよび加熱要素上方のインク
容積を同時に与え、そのため垂直のバブル成長が促進さ
れそれにより一層大きい液滴が高い動作温度で液滴速度
の低下あるいは空気の摂取を伴なうことなく噴射するこ
とを可能とする。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/467,439 US4994826A (en) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | Thermal ink jet printhead with increased operating temperature and thermal efficiency |
| US467439 | 1990-01-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04211949A true JPH04211949A (ja) | 1992-08-03 |
| JP2994472B2 JP2994472B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=23855707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP200291A Expired - Fee Related JP2994472B2 (ja) | 1990-01-19 | 1991-01-11 | 動作温度および熱効率を高めたサーマルインクジェットプリントヘッド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4994826A (ja) |
| EP (1) | EP0438295B1 (ja) |
| JP (1) | JP2994472B2 (ja) |
| DE (1) | DE69104072T2 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3573515B2 (ja) * | 1995-03-03 | 2004-10-06 | 富士写真フイルム株式会社 | インク噴射記録ヘッド、記録装置、およびインク噴射記録ヘッドの製造方法 |
| US5831648A (en) * | 1992-05-29 | 1998-11-03 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Ink jet recording head |
| US5790152A (en) * | 1994-04-12 | 1998-08-04 | Xerox Corporation | Thermal ink-jet printhead for creating spots of selectable sizes |
| US5557308A (en) | 1994-07-08 | 1996-09-17 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Ink jet print head photoresist layer having durable adhesion characteristics |
| JP3194465B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2001-07-30 | 富士写真フイルム株式会社 | インクジェット記録ヘッド |
| US5781211A (en) * | 1996-07-23 | 1998-07-14 | Bobry; Howard H. | Ink jet recording head apparatus |
| US5901425A (en) | 1996-08-27 | 1999-05-11 | Topaz Technologies Inc. | Inkjet print head apparatus |
| US5900892A (en) * | 1997-03-05 | 1999-05-04 | Xerox Corporation | Nozzle plates for ink jet cartridges |
| US6508546B2 (en) * | 1998-10-16 | 2003-01-21 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink supply arrangement for a portable ink jet printer |
| US6130693A (en) * | 1998-01-08 | 2000-10-10 | Xerox Corporation | Ink jet printhead which prevents accumulation of air bubbles therein and method of fabrication thereof |
| US6805435B2 (en) * | 1998-10-16 | 2004-10-19 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead assembly with an ink distribution arrangement |
| US6254214B1 (en) | 1999-06-11 | 2001-07-03 | Lexmark International, Inc. | System for cooling and maintaining an inkjet print head at a constant temperature |
| US6607259B2 (en) | 2001-10-11 | 2003-08-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Thermal inkjet printer having enhanced heat removal capability and method of assembling the printer |
| US7431427B2 (en) * | 2002-06-13 | 2008-10-07 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink supply arrangement with improved ink flows |
| US6644774B1 (en) | 2002-08-22 | 2003-11-11 | Xerox Corporation | Ink jet printhead having out-of-ink detection using temperature monitoring system |
| ITTO20030841A1 (it) * | 2003-10-27 | 2005-04-28 | Olivetti I Jet Spa | Testina di stampa a getto d'inchiostro e suo processo di fabbricazione. |
| US20060092203A1 (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-04 | Xerox Corporation | Ink jet printhead having aligned nozzles for complementary printing in a single pass |
| US7401405B2 (en) * | 2005-10-11 | 2008-07-22 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method of fabricating inkjet nozzles having associated ink priming features |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4463359A (en) * | 1979-04-02 | 1984-07-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Droplet generating method and apparatus thereof |
| US4532530A (en) * | 1984-03-09 | 1985-07-30 | Xerox Corporation | Bubble jet printing device |
| DE3539095C2 (de) * | 1984-11-05 | 1995-07-27 | Canon Kk | Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf |
| USRE32572E (en) * | 1985-04-03 | 1988-01-05 | Xerox Corporation | Thermal ink jet printhead and process therefor |
| US4638337A (en) * | 1985-08-02 | 1987-01-20 | Xerox Corporation | Thermal ink jet printhead |
| US4774530A (en) * | 1987-11-02 | 1988-09-27 | Xerox Corporation | Ink jet printhead |
| US4835553A (en) * | 1988-08-25 | 1989-05-30 | Xerox Corporation | Thermal ink jet printhead with increased drop generation rate |
-
1990
- 1990-01-19 US US07/467,439 patent/US4994826A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-01-11 JP JP200291A patent/JP2994472B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-17 DE DE69104072T patent/DE69104072T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-17 EP EP91300330A patent/EP0438295B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4994826A (en) | 1991-02-19 |
| DE69104072T2 (de) | 1995-04-13 |
| EP0438295A1 (en) | 1991-07-24 |
| EP0438295B1 (en) | 1994-09-21 |
| JP2994472B2 (ja) | 1999-12-27 |
| DE69104072D1 (de) | 1994-10-27 |
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