JPH071729A - サーマル・インク・ジェット・プリントヘッド - Google Patents
サーマル・インク・ジェット・プリントヘッドInfo
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- JPH071729A JPH071729A JP32762091A JP32762091A JPH071729A JP H071729 A JPH071729 A JP H071729A JP 32762091 A JP32762091 A JP 32762091A JP 32762091 A JP32762091 A JP 32762091A JP H071729 A JPH071729 A JP H071729A
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- ink
- channel
- orifice
- heating element
- nozzle
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- 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
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/1404—Geometrical characteristics
-
- 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
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- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14379—Edge shooter
-
- 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
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ノズルを出るときの小滴の誤方向性を最小に
する。 【構成】 要求に応じてインクの小滴を吐出し推進させ
るサーマル・インク・ジェット・プリントヘッドを開示
する。インクを瞬間的に加熱することによって、インク
の小滴は、プリントヘッド内のオリフィスから紙のよう
な印刷媒体に向かって飛散経路に沿って移動する。プリ
ントヘッドは、これを通って直線のインク流路を形成す
る少なくとも１つの細長いチャネルを有する。このチャ
ネルは、一端にオリフィスを有すると共に他端にインク
溜めと連通する入口を有する。加熱素子がこのチャネル
の内部に配設され、これはインクと接触する表面を有す
る。絞り装置がオリフィスに近いチャネル内に配置さ
れ、その結果、このオリフィスを通るインク流の速度が
増加する。
する。 【構成】 要求に応じてインクの小滴を吐出し推進させ
るサーマル・インク・ジェット・プリントヘッドを開示
する。インクを瞬間的に加熱することによって、インク
の小滴は、プリントヘッド内のオリフィスから紙のよう
な印刷媒体に向かって飛散経路に沿って移動する。プリ
ントヘッドは、これを通って直線のインク流路を形成す
る少なくとも１つの細長いチャネルを有する。このチャ
ネルは、一端にオリフィスを有すると共に他端にインク
溜めと連通する入口を有する。加熱素子がこのチャネル
の内部に配設され、これはインクと接触する表面を有す
る。絞り装置がオリフィスに近いチャネル内に配置さ
れ、その結果、このオリフィスを通るインク流の速度が
増加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にサーマル・イ
ンク・ジェット印刷システムに関し、さらに詳しくは落
下速度を速くした改良したサーマル・インク・ジェット
・プリントヘッドに関する。
ンク・ジェット印刷システムに関し、さらに詳しくは落
下速度を速くした改良したサーマル・インク・ジェット
・プリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】要求に応じて落下させるインク・ジェッ
ト印刷システムでは、プリントヘッドは、インクの小滴
を吐出するために、熱エネルギーを使用してインクを充
填したチャネル内に気化気泡を発生させる。この種の印
刷はサーマル・インク・ジェット印刷として周知であ
る。Ａｙａｔａ他に対する米国特許第４，６６３，３５
９号で開示されているように、このような印刷システム
は一般的に１つ以上のインクを充填したチャネルを有す
る。各チャネルの一端は、比較的小さなインクだめと流
体によって連通している。ノズルと呼ぶ各チャネルの他
端は開口部であり、これを通って紙などの記録媒体上に
インクを吐出することができる。通常は抵抗器である熱
エネルギー発生器は、ノズルから所定の距離で各チャネ
ル内に位置している。これらの抵抗器は個々に電流のパ
ルスによってアドレスされ、瞬間的にインクを蒸発さ
せ、インク小滴を吐出する気泡を形成する。気泡が成長
するにしたがって、インクは表面張力によって静止させ
られているノズルから膨出する。気泡が収縮し始めるに
つれて、チャネル内に残っているインクは崩壊しつつあ
る気泡に向って移動し続け、ノズルにおいてインクの容
積収縮をもたらす。この収縮の結果、膨出したインクが
ノズルから分離され、したがって小滴を発生する。気泡
がチャネルの内部で成長するにしたがって、この気泡の
加速度によって与えられる小滴の速度と運動量は、記録
媒体に向けられた直線に実質的に沿っている。
ト印刷システムでは、プリントヘッドは、インクの小滴
を吐出するために、熱エネルギーを使用してインクを充
填したチャネル内に気化気泡を発生させる。この種の印
刷はサーマル・インク・ジェット印刷として周知であ
る。Ａｙａｔａ他に対する米国特許第４，６６３，３５
９号で開示されているように、このような印刷システム
は一般的に１つ以上のインクを充填したチャネルを有す
る。各チャネルの一端は、比較的小さなインクだめと流
体によって連通している。ノズルと呼ぶ各チャネルの他
端は開口部であり、これを通って紙などの記録媒体上に
インクを吐出することができる。通常は抵抗器である熱
エネルギー発生器は、ノズルから所定の距離で各チャネ
ル内に位置している。これらの抵抗器は個々に電流のパ
ルスによってアドレスされ、瞬間的にインクを蒸発さ
せ、インク小滴を吐出する気泡を形成する。気泡が成長
するにしたがって、インクは表面張力によって静止させ
られているノズルから膨出する。気泡が収縮し始めるに
つれて、チャネル内に残っているインクは崩壊しつつあ
る気泡に向って移動し続け、ノズルにおいてインクの容
積収縮をもたらす。この収縮の結果、膨出したインクが
ノズルから分離され、したがって小滴を発生する。気泡
がチャネルの内部で成長するにしたがって、この気泡の
加速度によって与えられる小滴の速度と運動量は、記録
媒体に向けられた直線に実質的に沿っている。
【０００３】多くの理由により、バブル・ジェット・サ
ーマル・プリントヘッドでは、インク小滴の運動量と速
度を比較的高く保持することが重要である。これらの条
件が満足されると、ノズルにおけるぬれ効果によって引
起こされる小滴の全ての潜在的誤方向性が最小限にな
り、安定して均一な印刷が保証される。小滴に高い速度
と運動量を与える幾つかの方法が知られている。１つの
方法では、気泡が成長して膨脹すると、比較的少量のイ
ンクだけに影響を及ぼす必要があるように、加熱素子を
ノズルのより近い位置に置く。したがって、加熱素子が
ノズルからより遠くに設置された場合と比較して、気泡
はこの少量のインクにより大きな運動量を与える。他の
方法では、加熱素子に与えられる電流のパルスの持続期
間を長くし、より大きな熱エネルギーを発生する。この
熱エネルギーによって、微小な気化気泡の核が形成され
る前に、インク内に存在する熱量が増加され、より速い
すなわち爆発的な気泡の成長が行われる。
ーマル・プリントヘッドでは、インク小滴の運動量と速
度を比較的高く保持することが重要である。これらの条
件が満足されると、ノズルにおけるぬれ効果によって引
起こされる小滴の全ての潜在的誤方向性が最小限にな
り、安定して均一な印刷が保証される。小滴に高い速度
と運動量を与える幾つかの方法が知られている。１つの
方法では、気泡が成長して膨脹すると、比較的少量のイ
ンクだけに影響を及ぼす必要があるように、加熱素子を
ノズルのより近い位置に置く。したがって、加熱素子が
ノズルからより遠くに設置された場合と比較して、気泡
はこの少量のインクにより大きな運動量を与える。他の
方法では、加熱素子に与えられる電流のパルスの持続期
間を長くし、より大きな熱エネルギーを発生する。この
熱エネルギーによって、微小な気化気泡の核が形成され
る前に、インク内に存在する熱量が増加され、より速い
すなわち爆発的な気泡の成長が行われる。
【０００４】しかし、小滴の速度を増加させるこれら既
知の方法は、「ブローアウト」として知られる現象のた
め、極端に制限をされる。チャネル内で成長している気
泡が非常に膨脹して外気と密接に触れ合い、その結果、
気泡と外気との間の境界が破壊され、外気が気泡内に取
り込まれる場合に、ブローアウトすなわち取り込み（ｉ
ｎｇｅｓｔｉｏｎ）が発生し、外部の空気が低圧気泡内
に取り込まれる。この結果により、取り込まれた空気が
チャネル内でトラップされる可能性がある。この空気の
気泡が泡を形成し、方向の誤った吐出力の弱い小滴を発
生するので、この空気の気泡によってインクの核を形成
するプロセスすなわちインクを吐出するプロセスが大巾
に劣化される。加熱素子をノズルのより近くに配置する
ことと加熱パルスの持続時間を長くすることはいづれも
気泡の成長速度をより速くするため、ブローアウトの可
能性もまた増加する。
知の方法は、「ブローアウト」として知られる現象のた
め、極端に制限をされる。チャネル内で成長している気
泡が非常に膨脹して外気と密接に触れ合い、その結果、
気泡と外気との間の境界が破壊され、外気が気泡内に取
り込まれる場合に、ブローアウトすなわち取り込み（ｉ
ｎｇｅｓｔｉｏｎ）が発生し、外部の空気が低圧気泡内
に取り込まれる。この結果により、取り込まれた空気が
チャネル内でトラップされる可能性がある。この空気の
気泡が泡を形成し、方向の誤った吐出力の弱い小滴を発
生するので、この空気の気泡によってインクの核を形成
するプロセスすなわちインクを吐出するプロセスが大巾
に劣化される。加熱素子をノズルのより近くに配置する
ことと加熱パルスの持続時間を長くすることはいづれも
気泡の成長速度をより速くするため、ブローアウトの可
能性もまた増加する。
【０００５】本発明と同一の譲受人に譲渡され、ここに
参照として含まれている米国特許第４，６３８，３３７
号によって、気泡の速度を高速に保持しながら、ブロー
アウトの問題が低減される。この参照文献において、気
泡を発生する加熱素子はチャネルの下部表面に位置する
凹部に位置している。この凹部の壁面はチャネルのイン
クの横方向の流れに対して直角になっている。これらの
壁面によって膨脹中の気泡が横方向に成長するのが抑制
され、気泡はインクの流れる方向に対して直角方向に成
長するように強制される。この構成によってブローアウ
トの可能性が減少されるが、その理由は、気泡がノズル
に向ってそんなに速く膨脹しないからである。したがっ
て、加熱素子をノズルのより近くに置くことが可能にな
り、ブローアウトの可能性を過度に増加させることな
く、加熱素子に対するパルスの持続時間を増加させるこ
とが可能になる。
参照として含まれている米国特許第４，６３８，３３７
号によって、気泡の速度を高速に保持しながら、ブロー
アウトの問題が低減される。この参照文献において、気
泡を発生する加熱素子はチャネルの下部表面に位置する
凹部に位置している。この凹部の壁面はチャネルのイン
クの横方向の流れに対して直角になっている。これらの
壁面によって膨脹中の気泡が横方向に成長するのが抑制
され、気泡はインクの流れる方向に対して直角方向に成
長するように強制される。この構成によってブローアウ
トの可能性が減少されるが、その理由は、気泡がノズル
に向ってそんなに速く膨脹しないからである。したがっ
て、加熱素子をノズルのより近くに置くことが可能にな
り、ブローアウトの可能性を過度に増加させることな
く、加熱素子に対するパルスの持続時間を増加させるこ
とが可能になる。
【０００６】ノズルを出るときの小滴の誤方向性をさら
に最小にするためには、小滴の速度をさらに速くする必
要があるが、同時にブローアウトに連がる空気取り込み
の問題を悪化させないことが必要である。
に最小にするためには、小滴の速度をさらに速くする必
要があるが、同時にブローアウトに連がる空気取り込み
の問題を悪化させないことが必要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上で留意した
欠陥を克服する要求に基づいて、インク小滴を吐出し推
進するためのサーマル・インク・ジェット・プリントヘ
ッドに関する。このプリントヘッドは少なくとも１つの
細長いチャネルを有し、このチャネルによって、その中
にインクの流れる直線の経路チャネルを形成する。この
チャネルは、一端にインクを吐出するためのオリフィス
を有し、他端にインク溜めに連通する入口を有する。加
熱素子がこのチャネルの内部に配置され、この素子はイ
ンクと接触する面を有する。チャネル内のオリフィスの
近くに絞り装置が設置され、その結果、オリフィスを通
るインク流の速度が速くなる。
欠陥を克服する要求に基づいて、インク小滴を吐出し推
進するためのサーマル・インク・ジェット・プリントヘ
ッドに関する。このプリントヘッドは少なくとも１つの
細長いチャネルを有し、このチャネルによって、その中
にインクの流れる直線の経路チャネルを形成する。この
チャネルは、一端にインクを吐出するためのオリフィス
を有し、他端にインク溜めに連通する入口を有する。加
熱素子がこのチャネルの内部に配置され、この素子はイ
ンクと接触する面を有する。チャネル内のオリフィスの
近くに絞り装置が設置され、その結果、オリフィスを通
るインク流の速度が速くなる。
【０００８】オリフィスの近くのチャネルの断面領域を
絞ることによって、インクの流量（ｖｏｌｕｍｅ ｆｌ
ｏｗ ｒａｔｅ）を増加させ、これによってノズルから
吐出される小滴の速度を増加させる。インクに対して熱
を追加的に供給することなく、加熱素子をノズルのより
近くに移動させることもなく、この速度の増加が有利に
達成される。その結果、ブローアウトが発生する可能性
を増大させることなく、小滴の速度が増加される。
絞ることによって、インクの流量（ｖｏｌｕｍｅ ｆｌ
ｏｗ ｒａｔｅ）を増加させ、これによってノズルから
吐出される小滴の速度を増加させる。インクに対して熱
を追加的に供給することなく、加熱素子をノズルのより
近くに移動させることもなく、この速度の増加が有利に
達成される。その結果、ブローアウトが発生する可能性
を増大させることなく、小滴の速度が増加される。
【０００９】本発明の他の実施例では、別の絞り装置が
チャネルの入口近くのチャネル内部に配置される。この
絞り装置は、気泡がこれに抗して膨脹する慣性力をバラ
ンスさせるのに役立つ。上記は、開示されているインク
・ジェット・プリントヘッドの幾つかの欠陥と本発明の
幾つかの利点の簡単な説明である。本発明のその他の特
徴、利点および実施例は以下の説明、添付図および上記
の請求項から当業者に明らかである。
チャネルの入口近くのチャネル内部に配置される。この
絞り装置は、気泡がこれに抗して膨脹する慣性力をバラ
ンスさせるのに役立つ。上記は、開示されているインク
・ジェット・プリントヘッドの幾つかの欠陥と本発明の
幾つかの利点の簡単な説明である。本発明のその他の特
徴、利点および実施例は以下の説明、添付図および上記
の請求項から当業者に明らかである。
【００１０】
【実施例】図１は、代表的なキャリッジ・タイプの多色
サーマル・インク・ジェット印刷装置１０を示す。イン
クの小滴を発生する直線アレイは、各インク供給カート
リッジ１２の各プリントヘッド１１内に内蔵され、この
インク供給カートリッジは任意に廃棄することが可能な
ものでもよい。１つ以上のインク供給カートリッジが往
復運動を行うキャリッジ・アセンブリ１４上に交換可能
に取り付けられ、このアセンブリ１４は、ガイド・レー
ル１５上を矢印１３の方向に前後に往復する。これらの
チャネルは、キャリッジが往復する方向に対して直角
に、かつ紙のような記録媒体１６が段階的に移動する方
向に対して平行に位置合わせされたオリフィスすなわち
ノズルで終わっている。したがって、プリントヘッドが
１つの方向に移動すると、このプリントヘッドは静止し
た記録媒体上に一列の情報を印刷する。キャリッジとプ
リントヘッドが方向を反転する前に、この記録媒体は印
刷装置によって矢印１７の方向に印刷された一列に等し
い距離だけ段階的に移動され、次にこのプリントヘッド
は逆方向に移動して他の一列の情報を印刷する。印刷装
置の制御装置（図示せず）の受信したディジタル・デー
タ信号に応答して、ノズルから記録媒体に向って小滴１
８が吐出、推進されるが、この印刷装置の制御装置は、
ノズルから所定の距離だけ離れてプリントヘッドのチャ
ネル内に位置された個々の加熱素子を電流パルスによっ
て選択的にアドレスする。プリントヘッドの加熱素子を
通過する電流パルスによって、加熱素子と接触するイン
クが気化され、一時的な気化気泡を発生してノズルから
インクの小滴を吐出する。
サーマル・インク・ジェット印刷装置１０を示す。イン
クの小滴を発生する直線アレイは、各インク供給カート
リッジ１２の各プリントヘッド１１内に内蔵され、この
インク供給カートリッジは任意に廃棄することが可能な
ものでもよい。１つ以上のインク供給カートリッジが往
復運動を行うキャリッジ・アセンブリ１４上に交換可能
に取り付けられ、このアセンブリ１４は、ガイド・レー
ル１５上を矢印１３の方向に前後に往復する。これらの
チャネルは、キャリッジが往復する方向に対して直角
に、かつ紙のような記録媒体１６が段階的に移動する方
向に対して平行に位置合わせされたオリフィスすなわち
ノズルで終わっている。したがって、プリントヘッドが
１つの方向に移動すると、このプリントヘッドは静止し
た記録媒体上に一列の情報を印刷する。キャリッジとプ
リントヘッドが方向を反転する前に、この記録媒体は印
刷装置によって矢印１７の方向に印刷された一列に等し
い距離だけ段階的に移動され、次にこのプリントヘッド
は逆方向に移動して他の一列の情報を印刷する。印刷装
置の制御装置（図示せず）の受信したディジタル・デー
タ信号に応答して、ノズルから記録媒体に向って小滴１
８が吐出、推進されるが、この印刷装置の制御装置は、
ノズルから所定の距離だけ離れてプリントヘッドのチャ
ネル内に位置された個々の加熱素子を電流パルスによっ
て選択的にアドレスする。プリントヘッドの加熱素子を
通過する電流パルスによって、加熱素子と接触するイン
クが気化され、一時的な気化気泡を発生してノズルから
インクの小滴を吐出する。
【００１１】図２は、サーマル・インク・ジェット・プ
リントヘッド内の既知のチャネルの長手方向の断面図を
示す。インク溜め（この図には図示せず）はインク６０
をチャネルの後方部分（すなわち図２の左側）に毛細管
作用により連続して供給する。最初、ノズル２７に位置
するインク６０はメニスカスを形成し、このメニスカス
の表面張力によってインク６０がそこから逃げるのが阻
止される。凹部６４内の加熱素子３４が電流パルスによ
ってアドレスされて、加熱素子３４の表面と接触してい
るインク６０を気化させて気泡６１を形成する場合のチ
ャネルを、図２に示す。気泡６１によってインクがノズ
ル２７から膨出し、小滴１８が発生されるが、この小滴
１８は、これが個別の小滴として分離する直前のものと
して図２に示されている。断熱層５８の凹状の壁６２は
気化気泡６１が横方向に飛散するのを抑制し、気泡６１
を加熱素子３４の表面に対して直角方向に強制的に成長
させる。その結果、ブローアウト現象が削減される。
リントヘッド内の既知のチャネルの長手方向の断面図を
示す。インク溜め（この図には図示せず）はインク６０
をチャネルの後方部分（すなわち図２の左側）に毛細管
作用により連続して供給する。最初、ノズル２７に位置
するインク６０はメニスカスを形成し、このメニスカス
の表面張力によってインク６０がそこから逃げるのが阻
止される。凹部６４内の加熱素子３４が電流パルスによ
ってアドレスされて、加熱素子３４の表面と接触してい
るインク６０を気化させて気泡６１を形成する場合のチ
ャネルを、図２に示す。気泡６１によってインクがノズ
ル２７から膨出し、小滴１８が発生されるが、この小滴
１８は、これが個別の小滴として分離する直前のものと
して図２に示されている。断熱層５８の凹状の壁６２は
気化気泡６１が横方向に飛散するのを抑制し、気泡６１
を加熱素子３４の表面に対して直角方向に強制的に成長
させる。その結果、ブローアウト現象が削減される。
【００１２】図３は本発明のチャネルの長手方向の断面
図を示す。図３で使用する構成部品の参照番号は図２の
構成部品の参照番号と対応するものを使用する。小滴１
８の速度と運動量を増加させるため、ノズル２７が絞り
装置７１および７３によって絞られ、その結果、ノズル
断面の直径Ａ2 はチャネルの中間部の断面の直径Ａ1よ
りも小さい。このように絞ることが速度の増加に連なが
る理由は以下の通りである。質量の保存には、面積Ａ1
を有するチャネルの中間部断面内における流量Ｑ1 が面
積Ａ2 を有するノズルに近いチャネルの前面部断面の流
量Ｑ2 に等しくなければならない。Ｖ1 を中間部断面に
おけるインク６０の速度とし、Ｖ2 を前面部断面におけ
るインク６０の速度であるとすれば、 Ｑ1 ＝Ｖ1 ×Ａ1 ＝Ｖ2 ×Ａ2 ＝Ｑ2 （１） したがって、ノズル２７の出口の速度Ｖ2 は Ｖ2 ＝Ｖ1 ×（Ａ1 ／Ａ2 ） （２） 等式２は面積Ａ2 がＡ1 に対して減少するにしたがっ
て、ノズル２７の出口におけるインク６０の速度が増加
することを示す。この等式は、Ｖ1 が完全にはチャネル
の形状から独立していないため、ほぼ正確としかいえな
いが、これは一般的な傾向を正確に示しているものであ
る。
図を示す。図３で使用する構成部品の参照番号は図２の
構成部品の参照番号と対応するものを使用する。小滴１
８の速度と運動量を増加させるため、ノズル２７が絞り
装置７１および７３によって絞られ、その結果、ノズル
断面の直径Ａ2 はチャネルの中間部の断面の直径Ａ1よ
りも小さい。このように絞ることが速度の増加に連なが
る理由は以下の通りである。質量の保存には、面積Ａ1
を有するチャネルの中間部断面内における流量Ｑ1 が面
積Ａ2 を有するノズルに近いチャネルの前面部断面の流
量Ｑ2 に等しくなければならない。Ｖ1 を中間部断面に
おけるインク６０の速度とし、Ｖ2 を前面部断面におけ
るインク６０の速度であるとすれば、 Ｑ1 ＝Ｖ1 ×Ａ1 ＝Ｖ2 ×Ａ2 ＝Ｑ2 （１） したがって、ノズル２７の出口の速度Ｖ2 は Ｖ2 ＝Ｖ1 ×（Ａ1 ／Ａ2 ） （２） 等式２は面積Ａ2 がＡ1 に対して減少するにしたがっ
て、ノズル２７の出口におけるインク６０の速度が増加
することを示す。この等式は、Ｖ1 が完全にはチャネル
の形状から独立していないため、ほぼ正確としかいえな
いが、これは一般的な傾向を正確に示しているものであ
る。
【００１３】図３で分かるように、チャネルの後部断面
が前部断面と同様の方法で絞り装置７５および７７によ
って絞られれば、有利である。このプリントヘッドの他
の性能上の特徴が図２に示す既知のプリントヘッドの性
能上の特徴と同様の値に保持されることが、この追加の
絞りによって保証される。例えば、気泡が膨脹するにし
たがって、ノズル２７の方向に向う力とインクだけの方
向に戻る力の両方が、この気泡によって加えられる。勿
論、気泡６１がインク溜めに向けてよりもノズル２７に
向けてより大きな力を加え、その結果、小滴１８が最高
速度でノズルから強制的に吐出されれば、このことは有
利である。もしチャネルの前部断面だけを絞ると、気泡
６１はその力の更に大きな部分をインク溜めに戻る方向
に加える傾向があり、その結果、小滴１８に対する力を
減少させ、したがって小滴１８の最大速度を減少させ
る。この理由のため、チャネルの前部断面と後部断面の
絞りを等しくすることで、気泡６１の加える力をバラン
スさせることが有利である。
が前部断面と同様の方法で絞り装置７５および７７によ
って絞られれば、有利である。このプリントヘッドの他
の性能上の特徴が図２に示す既知のプリントヘッドの性
能上の特徴と同様の値に保持されることが、この追加の
絞りによって保証される。例えば、気泡が膨脹するにし
たがって、ノズル２７の方向に向う力とインクだけの方
向に戻る力の両方が、この気泡によって加えられる。勿
論、気泡６１がインク溜めに向けてよりもノズル２７に
向けてより大きな力を加え、その結果、小滴１８が最高
速度でノズルから強制的に吐出されれば、このことは有
利である。もしチャネルの前部断面だけを絞ると、気泡
６１はその力の更に大きな部分をインク溜めに戻る方向
に加える傾向があり、その結果、小滴１８に対する力を
減少させ、したがって小滴１８の最大速度を減少させ
る。この理由のため、チャネルの前部断面と後部断面の
絞りを等しくすることで、気泡６１の加える力をバラン
スさせることが有利である。
【００１４】このチャネルは技術上周知の種々の技術の
いづれによって形成してもよい。例えば、ここに参照と
して含まれている米国特許第４，６３８，３３７号で
は、研磨したシリコン・ウェーハから上部基板３１と下
部基板２８が作られる。上部基板３１内に溝を形成して
チャネルを形成する。下部基板２８を上部基板３１に接
着する前に、多数の保護層および断熱層を下部基板２８
上に形成してもよい。例えば、ポリイミドの材料から形
成される厚膜断熱層５８を下部基板２８に堆積してもよ
い。この層５８を特定の位置でエッチングして加熱素子
３４を入れる凹部６４を形成することができる。最後
に、上部基板３１の表面が下部基板と接着され、その結
果、加熱素子３４がチャネル内に位置する。
いづれによって形成してもよい。例えば、ここに参照と
して含まれている米国特許第４，６３８，３３７号で
は、研磨したシリコン・ウェーハから上部基板３１と下
部基板２８が作られる。上部基板３１内に溝を形成して
チャネルを形成する。下部基板２８を上部基板３１に接
着する前に、多数の保護層および断熱層を下部基板２８
上に形成してもよい。例えば、ポリイミドの材料から形
成される厚膜断熱層５８を下部基板２８に堆積してもよ
い。この層５８を特定の位置でエッチングして加熱素子
３４を入れる凹部６４を形成することができる。最後
に、上部基板３１の表面が下部基板と接着され、その結
果、加熱素子３４がチャネル内に位置する。
【００１５】このチャネルの前部断面および後部断面
は、このチャネルを形成するために使用する組立工程に
よって決まる種々の方法で絞ることができる。技術上周
知の全ての組立工程を使用することができる。例えば、
絞りを製作する１つの簡単な方法は、チャネルの中間断
面が前部断面および後部断面より広くなるように、上部
基板３１をエッチッグすることである。このエッチッグ
工程によって、図３で分かる上部前面絞り部７１と上部
後面絞り部７５が作られる。チャネルの前部断面および
後部断面になる部分に別の断熱層５８を堆積して下部前
面絞り部７３および下部後面絞り部７７を形成すること
によって、さらに絞ることが可能になる。
は、このチャネルを形成するために使用する組立工程に
よって決まる種々の方法で絞ることができる。技術上周
知の全ての組立工程を使用することができる。例えば、
絞りを製作する１つの簡単な方法は、チャネルの中間断
面が前部断面および後部断面より広くなるように、上部
基板３１をエッチッグすることである。このエッチッグ
工程によって、図３で分かる上部前面絞り部７１と上部
後面絞り部７５が作られる。チャネルの前部断面および
後部断面になる部分に別の断熱層５８を堆積して下部前
面絞り部７３および下部後面絞り部７７を形成すること
によって、さらに絞ることが可能になる。
【００１６】本発明の特定の１実施例の場合、チャネル
の中間部断面が約７０ミクロンの巾（したがって高さは
約４９ミクロン）にエッチッグされ、前部断面および後
部断面が約６０ミクロンの巾（したがって高さは約４２
ミクロン）にエッチングされる。この形状によって、Ａ
1 対Ａ2 の比率は１．３６になり、これによってノズル
におけるインクの速度を狭められないチャネルと比較し
て３０−３５％だけ増加させる。もし直線チャネルにお
ける代表的な小滴の速度を毎秒７−８メートルとする
と、Ａ1 ／Ａ2 ＝１．３６の絞りを有するチャネルは、
毎秒９．１−１０．８メートルの大きさの小滴の速度を
発生することができる。
の中間部断面が約７０ミクロンの巾（したがって高さは
約４９ミクロン）にエッチッグされ、前部断面および後
部断面が約６０ミクロンの巾（したがって高さは約４２
ミクロン）にエッチングされる。この形状によって、Ａ
1 対Ａ2 の比率は１．３６になり、これによってノズル
におけるインクの速度を狭められないチャネルと比較し
て３０−３５％だけ増加させる。もし直線チャネルにお
ける代表的な小滴の速度を毎秒７−８メートルとする
と、Ａ1 ／Ａ2 ＝１．３６の絞りを有するチャネルは、
毎秒９．１−１０．８メートルの大きさの小滴の速度を
発生することができる。
【００１７】上記が本発明の特定の実施例の詳細な説明
である。本発明の範囲全体は、上記の請求項とそれと同
価なものの中で明らかにされている。したがって、この
請求項と仕様は、本発明に与えられる保護の範囲全体を
不当に狭めて解釈されるべきではない。
である。本発明の範囲全体は、上記の請求項とそれと同
価なものの中で明らかにされている。したがって、この
請求項と仕様は、本発明に与えられる保護の範囲全体を
不当に狭めて解釈されるべきではない。
【図１】本発明を包含するキャリッジ型サーマル・イン
ク・ジェット印刷システムの概略斜視図である。
ク・ジェット印刷システムの概略斜視図である。
【図２】既知のプリントヘッドのチャネルの概略側部断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の原理にしたがって構築されたプリント
ヘッドのチャネルの概略側部断面図である。
ヘッドのチャネルの概略側部断面図である。
１８ 小滴 ２７ ノズル ２８ 下部基板 ３１ 上部基板 ３４ 加熱素子 ５８ 断熱層 ６０ インク ６１ 気泡 ６２ 壁 ７１、７３、７５、７７ 絞り装置
Claims (1)
- 【請求項１】 インクを瞬間的に加熱することによっ
て、プリントヘッド内のオリフィスからこのプリントヘ
ッドと間隔のある記録媒体に向かって飛散経路に沿って
要求に応じてインクの小滴を吐出し推進させるサーマル
・インク・ジェット・プリントヘッドに於いて、上記の
サーマル・インク・ジェット・プリントヘッドは：直線
のインク流路をそれを通って形成し、一端にオリフィス
を有すると共にインク溜めと連通する入口として機能す
る他端を有する少なくとも１つの細長いチャネル；上記
のチャネル内部に配設され、上記のインクと接触する表
面を有する加熱素子；および上記のオリフィスを通るイ
ンクの流れを絞り、吐出されたインクの流速を増加させ
る手段；によって構成されることを特徴とするサーマル
・インク・ジェット・プリントヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US63115290A | 1990-12-20 | 1990-12-20 | |
| US07/631152 | 1990-12-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH071729A true JPH071729A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=24530000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32762091A Withdrawn JPH071729A (ja) | 1990-12-20 | 1991-12-11 | サーマル・インク・ジェット・プリントヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0493039A3 (ja) |
| JP (1) | JPH071729A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6254222B1 (en) | 1997-12-11 | 2001-07-03 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Liquid jet recording apparatus with flow channels for jetting liquid and a method for fabricating the same |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4723136A (en) * | 1984-11-05 | 1988-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Print-on-demand type liquid jet printing head having main and subsidiary liquid paths |
| US4638337A (en) * | 1985-08-02 | 1987-01-20 | Xerox Corporation | Thermal ink jet printhead |
| JPS62152860A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-07 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘツド |
| ATE195904T1 (de) * | 1990-06-15 | 2000-09-15 | Canon Kk | Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und steuerungsverfahren dafür |
-
1991
- 1991-12-11 JP JP32762091A patent/JPH071729A/ja not_active Withdrawn
- 1991-12-20 EP EP19910311898 patent/EP0493039A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6254222B1 (en) | 1997-12-11 | 2001-07-03 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Liquid jet recording apparatus with flow channels for jetting liquid and a method for fabricating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0493039A2 (en) | 1992-07-01 |
| EP0493039A3 (en) | 1993-02-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |