JPH06106726A - プリンターヘッド - Google Patents
プリンターヘッドInfo
- Publication number
- JPH06106726A JPH06106726A JP26130992A JP26130992A JPH06106726A JP H06106726 A JPH06106726 A JP H06106726A JP 26130992 A JP26130992 A JP 26130992A JP 26130992 A JP26130992 A JP 26130992A JP H06106726 A JPH06106726 A JP H06106726A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- light
- printer head
- supply means
- transparent plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サーマル式のインクジェットプリンターヘッ
ドにおいて、応答速度を速くし、エネルギー損失を少な
くして消費電力を小さくする。 【構成】 レーザーダイオード、発光ダイオードなどの
光エネルギー供給手段４より出た光５を光吸収特性の優
れるインク６に照射して、インク６を直接瞬時に気化
し、その時に発生する圧力でノズル２よりインク滴７を
吐出する。
ドにおいて、応答速度を速くし、エネルギー損失を少な
くして消費電力を小さくする。 【構成】 レーザーダイオード、発光ダイオードなどの
光エネルギー供給手段４より出た光５を光吸収特性の優
れるインク６に照射して、インク６を直接瞬時に気化
し、その時に発生する圧力でノズル２よりインク滴７を
吐出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインクを瞬時に気化さ
せ、その時に発生する圧力によってノズルよりインク滴
を吐出するサーマル式のインクジェットプリンターヘッ
ドに関するものである。
せ、その時に発生する圧力によってノズルよりインク滴
を吐出するサーマル式のインクジェットプリンターヘッ
ドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録方式には、大別し
て、コンティニアス方式とオンディマンド方式があり、
インクの回収が不要で、装置の小型化と低価格化に適し
たオンディマンド方式が主流である。このオンディマン
ド方式には、主として、サーマル式と圧電式があり、両
者はインクの吐出方法で異なっている。サーマル式は、
発熱によるインクの沸騰を利用するもので、圧電式は圧
電素子の振動によるインク室の体積変化を利用するもの
である。
て、コンティニアス方式とオンディマンド方式があり、
インクの回収が不要で、装置の小型化と低価格化に適し
たオンディマンド方式が主流である。このオンディマン
ド方式には、主として、サーマル式と圧電式があり、両
者はインクの吐出方法で異なっている。サーマル式は、
発熱によるインクの沸騰を利用するもので、圧電式は圧
電素子の振動によるインク室の体積変化を利用するもの
である。
【０００３】サーマル式の代表的なものは、ヒーターに
よりインクを加熱、沸騰させるバブルジェット方式で、
特公昭６１−５９９１２、特公昭６１−５９９１３、特
公昭６１−５９９１４、画像電子学会誌 第１１巻 第
２号（１９８２）などに詳述されている。
よりインクを加熱、沸騰させるバブルジェット方式で、
特公昭６１−５９９１２、特公昭６１−５９９１３、特
公昭６１−５９９１４、画像電子学会誌 第１１巻 第
２号（１９８２）などに詳述されている。
【０００４】バブルジェット方式は、単一ノズルでは応
答速度が遅いので、ノズル数を増やすことにより、プリ
ンターヘッドとしての印字速度を上げている。図５にバ
ブルジェット方式の例を示す。同図（ａ）は、下部基板
の平面図、同図（ｂ）は、上下基板の断面図である。実
用上の構造は、ガラスやシリコン等のベース基板１０１
上に、ヒーター１０４およびノズル隔壁１０７を一列に
配して、多数のノズル１０２を高密度に一体形成した構
造となっている。
答速度が遅いので、ノズル数を増やすことにより、プリ
ンターヘッドとしての印字速度を上げている。図５にバ
ブルジェット方式の例を示す。同図（ａ）は、下部基板
の平面図、同図（ｂ）は、上下基板の断面図である。実
用上の構造は、ガラスやシリコン等のベース基板１０１
上に、ヒーター１０４およびノズル隔壁１０７を一列に
配して、多数のノズル１０２を高密度に一体形成した構
造となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】バブルジェット方式は
ヒーターの加熱、インクの沸騰、気化、冷却の過程に要
する時間により応答速度が制約され、印字速度が遅いと
いう問題があった。また、圧電式に比較して消費電力が
大きいという問題もあった。
ヒーターの加熱、インクの沸騰、気化、冷却の過程に要
する時間により応答速度が制約され、印字速度が遅いと
いう問題があった。また、圧電式に比較して消費電力が
大きいという問題もあった。
【０００６】例えば、前記参照文献の画像電子学会誌で
述べられているように、計算上インクの気化に必要なエ
ネルギーはわずか５．４エルグにすぎないのに、実際の
バブルジェットでは３００エルグものエネルギーをヒー
ターに投入しなければならない。すなわち、ほとんどの
エネルギーが他に逃げてしまっているわけで、大変にエ
ネルギー効率が悪い。
述べられているように、計算上インクの気化に必要なエ
ネルギーはわずか５．４エルグにすぎないのに、実際の
バブルジェットでは３００エルグものエネルギーをヒー
ターに投入しなければならない。すなわち、ほとんどの
エネルギーが他に逃げてしまっているわけで、大変にエ
ネルギー効率が悪い。
【０００７】その原因として、ヒーターが基板面等の壁
面に形成されているために、ヒーターの熱がベース基板
側等に逃げて、ヒーターの加熱、およびインクの沸騰に
時間がかかること、また、ヒーター部の熱容量が大きく
なり冷却にも時間がかかること、また、ヒーター部の熱
容量が大きくなり冷却にも時間がかかること、さらに、
これらの結果、消費電力が大きくなってしまうことが考
えられる。特に基板材料がシリコンのように熱伝導率の
大きい場合には、この影響が大きい。
面に形成されているために、ヒーターの熱がベース基板
側等に逃げて、ヒーターの加熱、およびインクの沸騰に
時間がかかること、また、ヒーター部の熱容量が大きく
なり冷却にも時間がかかること、また、ヒーター部の熱
容量が大きくなり冷却にも時間がかかること、さらに、
これらの結果、消費電力が大きくなってしまうことが考
えられる。特に基板材料がシリコンのように熱伝導率の
大きい場合には、この影響が大きい。
【０００８】本発明は、上記のような問題を解決するこ
とにより、応答速度が速く、消費電力が小さいサーマル
式のインクジェットプリンターヘッドを提供することを
目的とする。
とにより、応答速度が速く、消費電力が小さいサーマル
式のインクジェットプリンターヘッドを提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、サーマル式の
インクジェットプリンターヘッドにおいて、光供給手段
を設け、上部基板で、光供給手段の位置する箇所に透明
板を設け、そこでの光を、その波長に吸収特性を有する
インクに照射し、気化させる。
インクジェットプリンターヘッドにおいて、光供給手段
を設け、上部基板で、光供給手段の位置する箇所に透明
板を設け、そこでの光を、その波長に吸収特性を有する
インクに照射し、気化させる。
【００１０】また、光エネルギー供給手段と透明板との
間にレンズを配置、或は透明板に直接レンズ加工を施し
て、集束した光でインクに照射し、気化させる。
間にレンズを配置、或は透明板に直接レンズ加工を施し
て、集束した光でインクに照射し、気化させる。
【００１１】また、透明部を有する上部基板の上方離れ
た位置に可動ミラーを配置し、別の位置に設置された光
供給手段からの光をミラーにより反射させて、インクに
照射し気化させることを特徴とする。
た位置に可動ミラーを配置し、別の位置に設置された光
供給手段からの光をミラーにより反射させて、インクに
照射し気化させることを特徴とする。
【００１２】
【作用】サーマル式のインクジェットプリンターヘッド
において、光エネルギー供給手段により、光をインクに
照射し、その波長に対して吸収特性を有するインクで光
を吸収することによって、インクを瞬時に気化させ、そ
の時、発生する圧力でノズルからインク滴を吐出する。
において、光エネルギー供給手段により、光をインクに
照射し、その波長に対して吸収特性を有するインクで光
を吸収することによって、インクを瞬時に気化させ、そ
の時、発生する圧力でノズルからインク滴を吐出する。
【００１３】
（実施例１）本発明の実施例のインクジェットプリンタ
ーヘッドの光エネルギー供給部およびノズル部を説明す
る概略構造図で斜視図を図１（ａ）、断面図を図１
（ｂ）に示す。
ーヘッドの光エネルギー供給部およびノズル部を説明す
る概略構造図で斜視図を図１（ａ）、断面図を図１
（ｂ）に示す。
【００１４】下部基板１に、多数の平行なインク液路、
およびノズル２を加工し、使用する光の波長（可視光〜
近赤外光）に対して透明な薄い板３を貼り合わせる。こ
の透明板には、例えばガラス、透明プラスチックなどが
用いられる。さらに透明板の上に、各インク液路に対応
させて、ＬＤまたはＬＥＤの光源が一列に並んだ素子４
を接着する。
およびノズル２を加工し、使用する光の波長（可視光〜
近赤外光）に対して透明な薄い板３を貼り合わせる。こ
の透明板には、例えばガラス、透明プラスチックなどが
用いられる。さらに透明板の上に、各インク液路に対応
させて、ＬＤまたはＬＥＤの光源が一列に並んだ素子４
を接着する。
【００１５】記録信号パルスが印加されると、光源４か
ら出た光５は、透明板３を透過して、インク６に照射さ
れ吸収される。このときインクの気化が瞬時に起こり、
その時発生する圧力で、ノズル２からインク滴７が吐出
される。光の波長は、可視光から近赤外光が用いられる
が、その波長に対して吸収特性の優れるインクを用いる
方が、エネルギー効率が良い。記録信号パルスは、通常
１〜１００μｓｅｃの短時間加えられ、その周波数は１
ｋ〜１００ｋＨｚである。
ら出た光５は、透明板３を透過して、インク６に照射さ
れ吸収される。このときインクの気化が瞬時に起こり、
その時発生する圧力で、ノズル２からインク滴７が吐出
される。光の波長は、可視光から近赤外光が用いられる
が、その波長に対して吸収特性の優れるインクを用いる
方が、エネルギー効率が良い。記録信号パルスは、通常
１〜１００μｓｅｃの短時間加えられ、その周波数は１
ｋ〜１００ｋＨｚである。
【００１６】光エネルギーが不足してインクの吐出が弱
い場合には、もう１列光源を追加配置してもよい。その
断面図を図２に示す。ここでは２列の光源を一体形成し
ており、２つの光源には同一の記録信号パルスが印加さ
れる。
い場合には、もう１列光源を追加配置してもよい。その
断面図を図２に示す。ここでは２列の光源を一体形成し
ており、２つの光源には同一の記録信号パルスが印加さ
れる。
【００１７】（実施例２）図３に本発明の別の実施例を
示す。通常ＬＤ，ＬＥＤから発した光は、ある角度で発
散するので、距離が離れるほど照射面積が増え、単位面
積当たりの照射エネルギーは減少する。低いエネルギー
密度で照射すると、インクの液温が徐々に上昇するの
で、熱伝導によるエネルギー損失が大きくなり、好まし
くない。エネルギー損失を少なくするには、光の照射エ
ネルギー密度を大きくして、インク液を瞬時に気化させ
る必要がある。
示す。通常ＬＤ，ＬＥＤから発した光は、ある角度で発
散するので、距離が離れるほど照射面積が増え、単位面
積当たりの照射エネルギーは減少する。低いエネルギー
密度で照射すると、インクの液温が徐々に上昇するの
で、熱伝導によるエネルギー損失が大きくなり、好まし
くない。エネルギー損失を少なくするには、光の照射エ
ネルギー密度を大きくして、インク液を瞬時に気化させ
る必要がある。
【００１８】以上の点を考慮して透明板３の光エネルギ
ー供給手段４の下部にあたる位置にレンズ８を設け、発
光素子４より出た光をレンズ８で集束し、エネルギー密
度を高くしてインクに照射することにより、エネルギー
効率を高めている。
ー供給手段４の下部にあたる位置にレンズ８を設け、発
光素子４より出た光をレンズ８で集束し、エネルギー密
度を高くしてインクに照射することにより、エネルギー
効率を高めている。
【００１９】（実施例３）図４に本発明の別の実施例を
示す。透明板３の上方離れた位置に可動ミラー９を置
く。斜め横方向の光源４から出た光は、レンズ８でビー
ム径を絞られた後、可動ミラー９によって反射され、ノ
ズル部に照射される。
示す。透明板３の上方離れた位置に可動ミラー９を置
く。斜め横方向の光源４から出た光は、レンズ８でビー
ム径を絞られた後、可動ミラー９によって反射され、ノ
ズル部に照射される。
【００２０】可動ミラー９の角度を変えることにより光
の反射方向を変え、多数のノズルにわたり、スキャンす
ることができる。光軸が、所定のノズル位置にきた時
に、同期させて、記録信号パルスを光源に印加して、所
定のノズルよりインク滴を吐出する。
の反射方向を変え、多数のノズルにわたり、スキャンす
ることができる。光軸が、所定のノズル位置にきた時
に、同期させて、記録信号パルスを光源に印加して、所
定のノズルよりインク滴を吐出する。
【００２１】本実施例によれば、一個の光源で、多数の
ノズルを制御することができる。図４では、可動ミラー
が往復運動をしているが、ポリゴンミラーを回転させて
もよい。また、マイクロマシーニング加工によって作製
した微小な可動ミラーを動かしてもよい。
ノズルを制御することができる。図４では、可動ミラー
が往復運動をしているが、ポリゴンミラーを回転させて
もよい。また、マイクロマシーニング加工によって作製
した微小な可動ミラーを動かしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明のインクジェットプリンターヘッ
ドによれば、光エネルギーをインクに吸収させ、直接気
化するのでエネルギー効率が良く、消費電力を低減でき
る。また、光を用いるので、ヒーターからの熱伝達でイ
ンクを沸騰させる方法に比較して、応答速度も非常に速
くなる。
ドによれば、光エネルギーをインクに吸収させ、直接気
化するのでエネルギー効率が良く、消費電力を低減でき
る。また、光を用いるので、ヒーターからの熱伝達でイ
ンクを沸騰させる方法に比較して、応答速度も非常に速
くなる。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図（ａ）、及び断
面図（ｂ）である。
面図（ｂ）である。
【図２】本発明の別の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の別の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の別の実施例を示す斜視図である。
【図５】従来例を示す下部基板の平面図（ａ）、上下基
板の断面図（ｂ）である。
板の断面図（ｂ）である。
１，１０１ 下部基板 ２，１０２ ノズル ３ 透明板 ４ 光エネルギー供給手段 ５ 光 ６ インク ７ インク滴 ８ レンズ ９ 可動ミラー １０３ 電極 １０４ ヒーター １０５ 保護膜 １０６ 上部基板 １０７ ノズル隔壁
Claims (3)
- 【請求項１】 サーマル式のインクジェットプリンター
ヘッドにおいて、光供給手段を設け、上部基板で光供給
手段の位置する箇所に透明板を設け、そこでの光を、そ
の波長に吸収特性を有するインクに照射することを特徴
とするプリンターヘッド。 - 【請求項２】 サーマル式のインクジェットプリンター
ヘッドにおいて、光エネルギー供給手段と透明板との間
にレンズを配置、或いは、透明板に直接レンズ加工を施
して、集束した光でインクに照射し、気化させることを
特徴とする請求項１記載のプリンターヘッド。 - 【請求項３】 サーマル式のインクジェットプリンター
ヘッドにおいて、透明部を有する上部基板の上方離れた
位置に可動ミラーを配置し、別の位置に設置された光供
給手段からの光をミラーにより反射させて、インクに照
射し、気化させることを特徴とする請求項１記載のプリ
ンターヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26130992A JPH06106726A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | プリンターヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26130992A JPH06106726A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | プリンターヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06106726A true JPH06106726A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=17360006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26130992A Pending JPH06106726A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | プリンターヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06106726A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7025442B2 (en) * | 2002-02-11 | 2006-04-11 | Ran Yaron | Laser ink jet printer |
| JP2013010171A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-17 | Sekisui Chem Co Ltd | マイクロポンプ及びマイクロ流体デバイス |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP26130992A patent/JPH06106726A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7025442B2 (en) * | 2002-02-11 | 2006-04-11 | Ran Yaron | Laser ink jet printer |
| US7367653B2 (en) | 2002-02-11 | 2008-05-06 | Ran Yaron | Laser ink jet printer |
| JP2013010171A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-17 | Sekisui Chem Co Ltd | マイクロポンプ及びマイクロ流体デバイス |
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