JPH068445A - インクジェット・プリンタ用プリントヘッド,インクジェット・プリンタ用プリントヘッドの形成方法及び部品組立方法 - Google Patents

インクジェット・プリンタ用プリントヘッド,インクジェット・プリンタ用プリントヘッドの形成方法及び部品組立方法

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JPH068445A
JPH068445A JP5096818A JP9681893A JPH068445A JP H068445 A JPH068445 A JP H068445A JP 5096818 A JP5096818 A JP 5096818A JP 9681893 A JP9681893 A JP 9681893A JP H068445 A JPH068445 A JP H068445A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】安価で信頼性の高いプリントヘッドを提供す
る。 【構成】可撓性基板を少くとも二つ折りにし、重ね合わ
せた面間にインク滴放出室を配置する。可撓性基板の重
ね合わせられる一方(12)に前記放出室に通ずるインク導
入開口を設け、もう一方(13)には、前記放出室に通ずる
インク導出開口を設けた。形成作業が容易で、プリント
ヘッドは使用時の温度サイクルにもよく耐える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は一般にインクジェット・プ
リンタ用プリントヘッドと部品組立方法に関する。
【0002】
【従来技術と問題点】図1は熱インクジェット・プリン
タ用のプリントヘッドの一従来例を示す。このプリント
ヘッドは基板1、中間層2、およびオリフィス板3から
構成されている。ノズル4がオリフィス板に形成されて
おり、蒸発空洞5が基板とオリフィス板との間に形成さ
れている。図解の便宜のため、図面はオリフィス板のノ
ズルの一つだけを示しているが、完全なインクジェット
・プリントヘッドは円形ノズルのアレイから構成されて
おり、その各々が蒸発空洞と対にされている。その上、
完全なインクジェット・プリントヘッドは蒸発空洞をイ
ンク供給源と接続する溝を備えている。
【0003】更に、完全なプリントヘッドでは、各蒸発
室は図1の抵抗体6のようなヒータ抵抗体を備えてい
る。実際上は、プリントヘッドにあるヒータ抵抗体は選
択作動用電気回路に接続されている。特定のヒータ抵抗
体がパルスを受けると、電気エネルギが急速に熱に変換
され、この熱がヒータ抵抗体に隣接するインクに気泡7
を形成させる。気泡が付勢されたヒータ抵抗体により供
給される熱のため膨張するにつれて、気泡はインクの小
滴をオリフィス板のノズルから放出する。この作用を図
1に気泡成長の方向を矢印で示して概略図示してある。
ヒータ抵抗体を付勢する順序を適切に選択することによ
り、放出されたインク小滴が英数文字のようなパターン
を形成することができる。
【0004】実際には、インクジェット・プリンタによ
り提供される印字品質はインク放出ノズル、抵抗体、蒸
発空洞、およびインク導入溝の物理的性質および相対位
置によって決まる。更に詳細に述べれば、プリントヘッ
ド内のこれら要素の構成はインク滴放出の大きさ、軌
道、周波数応答、および速さを決める。或る場合には、
幾何学的構成が隣接するノズルからのインクの放出に漏
話を生じさせることがある。
【0005】インクジェット・プリントヘッドを製作す
る従来のプロセスには幾つかの欠点がある。一つの欠点
はノズル板を基板と共に組立てるとき正確な位置決め工
程が必要であるということである。この位置決め工程は
時間および高価な機器が必要であるため製造費用がかさ
む。従来のプロセスの更に他の欠点は使用中プリントヘ
ッドが経験する温度サイクルで生ずる。ノズル板および
基板の熱膨張係数が異なるため温度サイクルによりアセ
ンブリ内に応力や歪が発生する。これら応力および歪は
極端な場合部品の剥離を生ずることがある。
【0006】
【発明の目的】従って本発明の目的は、製造費用が安
く、かつ温度サイクルに強く信頼性の高いプリントヘッ
ドにより、上記の問題を解消すること及びそのような特
性を有する部品組立方法の提供にある。
【0007】
【発明の概要】一般的に言えば、本発明は、基板の第1
の部分を折り返して基板の第2の部分の上に重ねるよう
に少なくとも一つの折り返しを有する可撓基板を備えて
いるプリントヘッドを提供するものである。本発明によ
るプリントヘッドは抵抗体およびオリフィスが基板の同
じ部分に設けられている可撓で拡張可能な基板から成る
プリントヘッドの長所を抵抗体基板およびオリフィス板
が別々の部分であるプリントヘッドの効率および配置の
長所と組合わせている。すなわち、抵抗体および導体を
配置するのに一層多くの空間を利用することができ、本
構成の小滴放出効率は抵抗体およびオリフィスが基板の
同じ部分に設けられている構成より高い。
【0008】本発明の好適実施例では、複数の小滴放出
室が基板の第1および第2の部分の対向面間に設けら
れ、複数のインク導入オリフィスが基板の第1の部分に
設けられ、インク導入オリフィスの各々は小滴放出室の
それぞれの一つと流体連絡している。複数のインク導出
開口を、インク導出開口の各々が小滴放出室のそれぞれ
の一つと流体連絡している状態で設けることができ、か
さばるインク供給源をインク導入オリフィスの各々と直
接流体連絡させて設けることができる。この可撓基板
は、基板の第3の部分が第1および第2の部分の少なく
とも一方と重なるように少なくとも二つの折り返しを備
えることもできる。
【0009】折り返し手段は基板に間隔を置いて設けら
れた1列の打抜き穴、基板を通して部分的にだけ存在す
る一つまたは複数のスロット、または基板の弱体化部分
などを備えることができる。この弱体化部分により弱体
化部分の一方の側にある基板の第1の部分が弱体化部分
の反対側にある基板の第2の部分に重なるように基板を
折り返しることができる。該弱体化部分が折り返しられ
る時に又はその後で、第1,第2の部分は互いに永続的
に接着されて単一基板を形成する。この接着するのに利
用される手段は折り返し前にのり付け層を養生するのに
熱、圧力、紫外光、または他の手段を利用することがで
きる。代わりに材料および養生手段を適格に選定して基
板または障壁の材料を接着剤として利用することもでき
る。
【0010】
【好適実施例の詳細な説明】図2に示すように、熱イン
クジェット・プリンタのプリントヘッドは、可撓性基板
10の第1の部分12を第2の部分13の上に折り返しること
ができるようにする少なくとも一つの折り返し手段11を
有する可撓性基板10を備えている。折り返し手段11は、
基板の端から端まで間隔を置いて設けられた打抜き穴
(図2)または、代わりに、基板の端から端まで間隔を
置いて設けられたスロット様の凹みまたは開口を備える
ことができる。打抜き穴または凹みの形状は円形、菱
形、六角形、または所定の直線に沿ってヒンジを形成し
やすくする他の形状とすることができる。たとえば、打
抜き穴はその中心間隔が約150μmで直径が100μmの穴か
ら構成することができる。他の例では、打抜き穴は長さ
が200μmで縦横比が約3:1であり中心が約250μm離れて
いる細長い六角形状とすることができる。今まで述べた
例では、開口を厚さが0.05乃至0.127ミリメー
トルの「UPILEX」として知られているポリイミド材料から
成る可撓性基板に形成するとき、折り返しを行うにつれ
て、基板の一方の表面が破砕され基板のもう一方の表面
が破砕されずに残り、両部分を接続するヒンジを形成す
る。この効果はヒンジ手段を適切に形成するための必須
の条件ではなく他の材料および折り返し手段では生じな
いことがある。
【0011】折り返し手段11を上述のように形成して、
二つの基板部分を図3および図4に示すように折り返し
て互いに重ね合わせることができる。得られる構造は基
板およびオリフィス板の双方が同じ材料から形成されて
いるので単一的ということができる。できれば、基板10
は厚さが約0.025乃至0.127ミリメートルの範
囲にあるポリマー材料から構成されるのがよい。ポリマ
ーはポリイミド、テフロン、ポリアミド、ポリメチルメ
タクリレート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ま
たはそれらの混合物から構成することができる。このよ
うな基板では、折り返し手段11はエキシマレーザを使用
してレーザ削摩により製作するのが望ましい。
【0012】図2にも示したように、少なくとも一つの
インク滴放出室14が基板部分13の表面に形成されてお
り、少なくとも一つのインク導入開口17が基板部分12を
貫いて形成されている。インク導入開口17は、二つの部
分12、13を図3および図4に示すように互いの上に折り
返しるとき、インク滴放出室14と流体連絡するように設
置することに注目すべきである。図2に更に示すよう
に、少なくとも一つのインク導出オリフィス18が第2の
基板部分13を貫通して、すなわち、折り返し手段11に対
しレーザ削摩インク導入開口17に反対側に形成されてい
る。今回も、図3および図4に示すように、インク導出
オリフィス18は、第1および第2の部分が互いに重なり
合うときインク滴放出室14と流体流連絡するように設置
されている。
【0013】折り返し手段11を光削摩するとき、インク
導入開口17、インク導出開口18、および折り返し手段11
の打抜き穴を同時に形成することができる。実際上は、
これは適切なマスクを用いレーザエネルギに1回投光露
光して行われる。普通、薄膜抵抗体22が開口を形成する
前に基板10に形成される。したがって、マスクが抵抗体
に対して位置合わせされてしまえば、マスクを介する露
光により形成されるすべての開口は正しく位置合わせさ
れている。
【0014】最後に、図2に示すように、薄膜導体線2
1、薄膜共通導体23、および障壁手段24が基板10の上に
形成される。好適に、抵抗体22および導出開口18は折り
返し手段11が実質上薄膜区域から離れて設けられている
ように設置されている。また障壁手段24をドライ・フイ
ルム障壁として製作するのが望ましい。しかし、代わり
に、障壁手段は基板10の上に光削摩領域を備えることが
できる。いずれの場合でも、インク滴放出室14は障壁手
段24により形成される。
【0015】上述の折り返しアセンブリはインクジェッ
トペン本体に面してするように、またはペン本体から離
れるように抵抗体22を配置してインクジェットペン本体
に接続することができる。ペン本体に面する抵抗体で組
立てるときは、インク導入口をインク導出口として使用
することができ、インク導出口をインク導入口として使
用することができる。換言すれば、折り返しアセンブリ
の向きにより、オリフィス17および18をインク導入口と
してまたはインク導出口として交換して使用することが
できる。
【0016】図5に示す別の実施例では、基板10は抵抗
体22を備える第1の部分12、および導出開口18を備える
第2の部分13を備えている。基板10は導出開口18が抵抗
体22と揃うように折り返し手段11に沿って折り返しるこ
とができる。この実施例では、単一のインク導入開口26
が二つ以上のインク滴放出室にインクを供給している。
障壁手段は前のようにインク滴放出室を形成するのにお
よび共通インクマニホルド域を形成するのにも利用され
る。導体線21および共通導体23は抵抗体22を加熱する電
気手段に接続される。
【0017】一般的な場合として、ニつ以上の折り返し
手段を使用して互いに重ね合わせることができる別の部
分を形成することができる。たとえば、図6および図7
に示す実施例では、可撓性基板10は基板10の第3の部分
20を形成する第2の折り返し手段19を備えている。更に
詳細に述べれば、この実施例では、第1の折り返し手段
11は基板10の部分13および20を分離し、第2の折り返し
手段19は部分20および12を分離する。第1の部分12はイ
ンク入口17および抵抗体22を備え、第2の部分13はイン
ク出口18を備え、第3の部分20はインク滴放出室14を備
えている。
【0018】図6および図7の構造は種々な仕方で折り
返して単一体インクジェット・プリントヘッドを形成す
ることができる。たとえば、図8および図9に示すよう
に、第3の部分20が第1の部分12と第2の部分13との間
にあるようにして部分13を第3の部分20の上に重なるよ
うに折り返しることができる。折り返しる前に、第3の
部分20が第1の部分12と第2の部分13との間にあること
に注目することができる。
【0019】図10の実施例では、第2の部分13は基板10
を折り返しる前には第3の部分20と第1の部分12との間
に設置されている。折り返したアセンブリでは、図11お
よび図12に示すように、基板10は第3の部分20が第1の
部分12と第2の部分13との間にあるように折り返しられ
ている。
【0020】これまで本発明の主な好適実施例および動
作態様を説明してきたが、本発明は説明した特定の実施
例に限定されると考えるべきではない。たとえば、折り
返し手段11をプラスチック材料のレーザ削摩ではなく金
属に加えられる電鋳の手法により形成することができ
る。他の例として、上述の方法を、構成要素を互いに関
して慎重に位置合わせすることが重要である、および構
成要素を一つの基板上に形成するのが有益である、イン
クジェット・プリントヘッド以外の、各種装置を製作す
るのに採用することができる。したがって、前述の例お
よびその他に留意して、上述の実施例を限定的ではなく
例示として見なすべきである。
【0021】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明を実施した
プリントヘッドは、単一体とされる。したがって、プリ
ントヘッドの稼動中の温度サイクルがあっても、温度係
数の非整合に起因する部品の故障はほとんどおこらな
い。また本発明の方法は部品の位置決めしやすく、適用
が容易で安価でもある。さらに、本方法をインジェット
・プリントヘッドに限定せずに、いろいろな応用が考え
られる。部品を精密に位置決めして、それらの温度サイ
クルによるアセンブリの劣化を少くしたい場合に一般的
に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術のインクジェット・プリントヘッドの
断面図である。
【図2】本発明の一実施例によるプリントヘッドの絵画
図である。
【図3】図2のプリントヘッドの折り返し経過を説明す
るための図である。
【図4】図2のプリントヘッドの折り返し完了時を示す
図である。
【図5】本発明の第2の実施例によるプリントヘッドの
絵画図である。
【図6】本発明の第3の実施例によるプリントヘッドの
絵画図である。
【図7】図6のプリントヘッドの側断面図である。
【図8】図6,図7のプリントヘッドの折り返し経過を
説明するための図である。
【図9】図6,図7のプリントヘッドの折り返し完了を
示す図である。
【図10】本発明の第3の実施例の変形実施例によるプ
リントヘッドの側断面図である。
【図11】図10のプリントヘッドの折り返し経過を説
明するための図である。
【図12】図10のプリントヘッドの折り返し完了を示
す図である。
【符号の説明】
1:基板 2:中間層 3:オリフィス板 4:ノズル 5:蒸発空洞 6:抵抗体 7:気泡 8:インク小滴 10:可撓性基板 11:折り返し手段 12:可撓性基板の第1の部分 13:可撓性基板の第2の部分 14:インク滴放出室 17:インク導入開口 18:インク導出開口 19:可撓性基板の第2の部分 20:可撓性基板の第3の部分 21:薄膜導体線 22:薄膜抵抗体 23:薄膜共通導体 24:障壁手段 26:単一インク導入開口

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1,第2の部分を有し,第1の部分を第
    2の部分に重ね合わせるようにした折り返しを有する可
    撓性基板を含むインクジェット・プリンタ用プリントヘ
    ッド。
  2. 【請求項2】後記(イ)及至(ニ)を追加して成る請求
    項1記載のインクジェット・プリンタ用プリントヘッ
    ド。 (イ)前記第1,第2の部分の対向する表面間に配置さ
    れた複数のインク滴放出室,(ロ)前記第1の部分に設
    けられ,前記インク滴放出室に流体連絡するための複数
    のインク導入オリフィス,(ハ)前記第2の部分に設け
    られ,各々がそれぞれの前記インク滴放出室に流体連絡
    するための複数のインク導出開口,(ニ)前記インク導
    入オリフィスのそれぞれに直接流体連絡するインク供給
    手段。
  3. 【請求項3】前記可撓性基板が更に第3の部分を有し、
    該第3の部分が前記第1,第2の部分の一方に重ね合わ
    せられて、少くとも2つの折り返しを有する請求項1記
    載のインクジェット・プリンタ用プリントヘッド。
  4. 【請求項4】後記(イ)及至(ニ)を含むインクジェッ
    ト・プリンタ用プリントヘッド。 (イ)長手方向に伸長する基板,(ロ)前記基板の第1
    の部分の第1の位置に設けられた少くとも1つのインク
    滴放出室,(ハ)前記基板の第2の部分の第2の位置に
    設けられ少くとも1つのオリフィス,(ニ)前記第1,
    第2の部分を所定の位置関係に折り返すための,前記基
    板に設けられた折り返し手段。
  5. 【請求項5】前記基板上に設けられ、前記基板が折り返
    されたとき,前記インク滴放出室に位置するように配置
    された少くとも1つの抵抗を備えた特許請求の範囲第4
    項記載のインクジェット・プリンタ用プリントヘッド。
  6. 【請求項6】後記(イ)及至(ト)のステップから成る
    インクジェット・プリンタ用プリントヘッドの形成方
    法。 (イ)可撓性基板を用意するステップ,(ロ)前記可撓
    性基板上に薄膜抵抗を1つ以上設けるステップ,(ハ)
    前記薄膜抵抗を電気的に加熱するための導体を前記可撓
    性基板上に設けるステップ,(ニ)前記可撓性基板上に
    少くとも1つのインク滴放出室を形成するステップ,
    (ホ)前記可撓性基板内に少くとも1つのオリフィスを
    形成するステップ,(ヘ)前記可撓性基板の弱体化部分
    を形成するステップ,(ト)前記弱体化部分において,
    前記可撓性基板を折り返して,前記インク滴放出室と前
    記オリフィスとかが流体連絡しかつ前記薄膜抵抗が前記
    インク滴放出室に位置するようにするステップ。
  7. 【請求項7】後記(イ)及至(ニ)のステップより成る
    部品組立方法。 (イ)可撓性基板を用意するステップ,(ロ)前記可撓
    性基板に少くとも2つの部品を形成するステップ,
    (ハ)前記可撓性基板の弱体化部分を形成するステッ
    プ,(ニ)前記可撓性基板を前記弱体化部分で折り返し
    て,前記少くとも2つの部品の位置関係を所定のものと
    した単一アセンブリを形成するステップ。
JP09681893A 1992-04-02 1993-03-31 インクジェット・プリンタ用プリントヘッド,インクジェット・プリンタ用プリントヘッドの形成方法及び部品組立方法 Expired - Fee Related JP3308337B2 (ja)

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JPH068445A true JPH068445A (ja) 1994-01-18
JP3308337B2 JP3308337B2 (ja) 2002-07-29

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