JPH071735A

JPH071735A - インクジェットペンおよびインクジェットペンの製造方法

Info

Publication number: JPH071735A
Application number: JP6104787A
Authority: JP
Inventors: Clayton L Holstun; クレイトン・エル・ホルスタン; Kenneth J Courian; ケネス・ジェイ・コーリアン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1993-04-29
Filing date: 1994-04-19
Publication date: 1995-01-06
Also published as: EP0622198A2; DE69401759T2; DE69401759D1; EP0622198A3; HK92297A; EP0622198B1

Abstract

(57)【要約】【目的】プリント時にインクが飛び散らないインクジェ
ットペン。【構成】本発明はポリマー分散剤、顔料を含むインクを
噴射するインクジェットペンにおいて、噴射抵抗素子と
ノズルの間の距離を増加させることによって飛沫を減少
させる。これは、(１)ノズルに対して抵抗素子をずら
す、(２)オリフィスプレートの厚さを増加させる、(３)
噴射室を画定するノズルプレートを支持する障壁層の厚
さを増加させる、(４)抵抗素子が支持されている基板内
へ抵抗素子をさらに深く埋めこむことにより達成するこ
とができる。上部プレートを厚くし、抵抗素子に対して
ノズルをずらすことが飛沫の減少に特に効果的である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーマル・インクジェ
ット・プリンタに使用するサーマル・インクジェットペ
ンに関し、より詳細には、顔料着色剤の分散を援助する
ためのポリマーを含むインクを使用するこのようなペン
の性能の改良に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその問題点】サーマル・インクジェット・
プリント技術において、隣接するインク貯蔵容器に収容
された複数の対応するインク容積を加熱し、インク噴射
及びプリントプロセスを導くために、共通の基板上に複
数の電気抵抗素子を設けることは周知である。このよう
な技術を用いる場合、隣接するインク貯蔵容器は、典型
的にはあらかじめ決められたインク容積に機械的エネル
ギを適切に隔離するために、基板に取り付けられた障壁
層において、空洞又は噴射室として設けられている。機
械的エネルギは、抵抗素子に供給された電気エネルギの
変換の結果得られ、これは、抵抗加熱素子の上のインク
中に急速に膨張する蒸気バブルを形成する。複数のイン
ク噴射オリフィスもノズルプレートにこれら空洞の上に
設けられ、そしてプリントプロセスの間にインクに出口
経路を提供する。

【０００３】サーマル・インクジェット・プリントヘッ
ドの動作において、インク滴噴射を引き起こす熱的又は
抵抗性の素子へのインクの流れを提供することが必要で
ある。これは、基板、インク障壁又はノズルプレートに
インク充填チャネル又は溝を製造することによって達成
される。米国特許第４、４３８、１９１号、第４、５０
０、８９４号、第４、５２８、５７７号および第４、５
７８、６８７号には、このようなサーマル・インクジェ
ット・プリントヘッドの例が開示されているが、これら
プリントヘッドは、水ベースのインク(water-based in
k)に対して設計されている。

【０００４】水ベースのインクは、通常、着色剤として
ひとつ又は複数の水溶性染料を使用している。着色剤
は、水に溶けた染料分子である。このようなインクは、
典型的には、染料、水、少なくとも１つの共溶媒（ジエ
チレングリコール等の水に混和できる有機溶媒）、殺菌
剤等の少量の他の物質を含んでいる。

【０００５】水溶性染料に代わって着色剤として顔料を
含んだ最近のインク組成物が開発されている。顔料は粒
子なので、分散した形でこれら粒子を維持することは不
可欠で、さもなければ時間の経過とともに沈殿する傾向
を示す。粒子は、ポリマー分散剤と称するポリマーによ
って分散させて保持される。これらポリマー分散剤は官
能基を有し、ポリマーの機能のひとつは疏水性であり、
顔料と結合していると同時に他のポリマーの機能は親水
性であり、水と結合している。ポリマーは顔料粒子を分
離した状態で維持するために十分長いものである。イン
クジェット・プリンタのためのこのような顔料ポリマー
系の例は、例えば、米国特許第５、０８５、６９８号
（発行日：１９９２年２月４日）に開示されている。

【０００６】ポリマーを含有するインクは、ポリマーを
含まないインクよりもさらに結合力を有する傾向にあ
る。この特性は、インク滴のしっぽ(tail)が一緒に留ま
り、そのままメニスカスに付着したままとなることがあ
り、そして、本質的についたまま用紙へ移動する。これ
は用紙に付着するランダムな飛沫(spray)の量を減少す
る傾向を有し、積極的な利点である。しかしこの結果の
ひとつとして、しっぽが空洞の内側でインクに付着した
ままとなると、インク再充填又は２次的なバブルの膨張
等のため、空洞内のインクの乱流がしっぽを妨げること
がある点にある。このような場合、小滴がしっぽの後端
部から離れることがある。この付随液滴(satellite dro
p)は十分大きく、プリント品質に悪影響を及ぼす。した
がって、サーマル・インクジェット・プリントヘッドよ
りポリマー分散剤を含むインクを噴射するあいだに、衛
星液滴の形成を防止する方法を提供することが必要であ
る。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、上述の問題点を解消
し、インクジェット・プリントのあいだインクが飛び散
らない（飛沫や衛星インク滴）インクジェットペンを構
成することにある。

【０００８】

【発明の概要】本発明によれば、ポリマー分散剤を含ん
だインクを噴射するサーマル・インクジェットペンにお
いて、飛沫(spray)（又は衛星液滴(satellite drop) ）
を減少させる方法が提供される。この方法には、噴射抵
抗素子とノズルの間の距離を大きくさせることが含まれ
ている。さらに正確に述べれば、噴射抵抗素子とインク
のメニスカスとの間の距離を増加させる。しかし、これ
は動的状態なので、静的要素の表現で、即ち、噴射抵抗
素子とノズルで距離の増加を説明する方が便宜上よい。
距離の増加は、ノズルに対して抵抗素子をずらす(offse
tting)ことにより、または、オリフィスプレートの厚さ
を増加させることより、または、噴射室を画定するノズ
ルプレートを支持する障壁層の厚さを増加させることに
より、または、抵抗素子を、それを支持している基板内
へさらに深く埋めこむことにより(recessing)行なうこ
とができる。これらのいずれか又はすべてを飛沫の減少
のために装備してもよい。

【０００９】上部プレートが厚いと、これらのみかけの
液滴が完全に除去される傾向があり、又はその寸法が減
少する傾向がある。加えて、抵抗素子に対してノズルを
ペン走査方向にずらすことも、衛星液滴の形成を抑制す
る。これら２つの組合せはとくに効果がある。

【００１０】

【発明の実施例】図１は、顔料ポリマー系を含むインク
を有するサーマル・インクジェットペン内の単一のノズ
ルによって噴射された一連の水平線を示している。明ら
かなように、水平線は、線の端部を越えて伸長している
規則的な「衛星」ドット(satellite dots)のパターンを
示している。これらの衛星ドットは、主液滴からほぼ等
間隔をあけて離れている。これらは奇数及び偶数のノズ
ルのどちらにおいても起こりうるが、単一のペンにおい
ては一般に奇数及び偶数の両方からは起こらず、しばし
ばいくつかのノズルから起こることがある。本願明細書
では、「奇数ノズル」という用語はデュアルカラム・ペ
ンにおける一方のカラムのノズルを表すものである。
「偶数ノズル」という用語は、他方のカラムを表すもの
である。

【００１１】図２は、ページの長さに延びた垂直線のプ
ロットを示している。プロットは、奇数ノズルの噴射に
よって生成されたものである。図２は、単一の噴射が主
液滴と衛星液滴を形成することを示している。ここで
は、液滴がその平衡位置に静止したメニスカスによって
噴射された場合でさも、このような衛星が形成されるこ
とを推測することができる。したがって、すべての周波
数依存型の再充填手段は無視される。これにより、障壁
入口の形状及びたなの長さに関係する内部ペン構造の局
面は、この問題にあまり貢献していないということを意
味するものである。

【００１２】図３は、プリントしたサンプルの拡大した
ものを示している。飛沫のため、プリント品質は許容で
きないと考えられている。本発明はこの飛沫の減少に指
向される。

【００１３】図４Ａから図４Ｆは、顔料ポリマー系を含
むインクを使用したときに、衛星ドットの生成において
考えられる起きていることを時間順序にしたがって示し
ている。ここでは、ノズルプレート１４のひとつの噴射
抵抗素子１０および関連するノズル１２の側面図を示し
ている。抵抗素子１０は基板１６上に支持されている。
障壁層１８は、抵抗素子１０が設置される噴射室２０を
画定し、抵抗素子の左及び右側に２つの壁１８ａ、１８
ｂを形成していることがわかる。他の障壁（図５に示す
１８ｃ）は、図の平面の「上」にあり、３つの障壁１８
ａ、１８ｂ、１８ｃが噴射室２０の３つの側面を画定し
ており、第４の壁は開口している。インク２２は、イン
ク供給溝部（図４Ａから図４Ｆには示されておらず、図
５に２１で示す）から噴射室２０に入る。このインク供
給溝部は、溝の形状をしており、基板１６の下側のイン
ク貯蔵容器（図示せず）から両方の側（一方の側が「奇
数」側で、他方の側は「偶数」側である）の複数の抵抗
素子にインクを供給する。インク供給溝部は、障壁入口
チャネル２３によって噴射室２０へ流体的に連通してい
る。障壁入口チャネル２３は、開口の壁を介して噴射室
２０に接続しており、よって、図の平面の「下」にあ
る。図５は、障壁壁１８ａ、１８ｂ、１８ｃ及びインク
供給溝部２１とともに噴射室２０内の噴射抵抗素子１０
の平面図を示している。

【００１４】図４Ａは平衡状態にあるインクを示してい
る。液滴が噴射されると（図４Ｂ）、インク２２のメニ
スカスは噴射室２０内に引き込まれ、頭部２２ａとしっ
ぽ２２ｂ（図４Ｃ及び図４Ｄ）を形成するインクを形成
する。顔料ポリマーインク系を用いると、しっぽはこれ
を行なった場合、メニスカスに付着したままとなる。こ
の点において、噴射バブル２４がつぶれる。バブル２４
の容積がきわめて小さくなったとき、コンピュータ・シ
ミュレーション及び物理的観察により、その圧力が大き
くなり、わずかに膨張することが示唆されている（図４
Ｅ）。この２次的な膨張は、第１の噴射(jet)の１０か
ら２０μ秒の後に第２の噴射を引き起こすことがある。
この２次噴射は、ノズルプレート１４の下側と衝突し、
出現し、主液滴のしっぽに当たり、このしっぽを早期に
破壊し、又はプリント媒体（図示せず）自体まで形成さ
せる。しかし、この場合、再膨張のすべては、メニスカ
スの対称特性の妨害をする（図４Ｅ）。しっぽは依然と
してメニスカスに付着しているので、このしっぽは部分
２２ｃにより示すように、「押されて」軸線からはずれ
ること("pushed" off-axis)となる。そして、しっぽに
おける表面張力は平衡がくずれ、しっぽは十分に大きな
容積が切り離されるまで、切り離し点から丸くなり始
め、そして、部分２２ｃから衛星（図４Ｆ）を形成す
る。

【００１５】染料べースのインクでも同様にこの問題が
生じるが、程度は同じではない。これらインクは、一層
早くメニスカスから離れる傾向があり、それによりバブ
ルの跳ね返り(bubble rebound)が生じにくくなる。これ
らインクのしっぽはさらに細く、したがって、しっぽが
軸線からはずれて押された場合、少量の周囲インクしか
衛星を供給しない。よって、顔料ポリマーインク系にみ
られる問題は、水性染料ベースインク系では観察されな
かった。

【００１６】本発明によれば、ノズルプレート１４の上
部と抵抗素子１０の間の寸法は、ほぼ５０μｍから６０
μｍへ、たは１０μｍだけ増加させている。これは、
（１）抵抗素子１０に対してノズルをずらす(offsettin
g)、（２）ノズルプレートをより厚くする、（３）障壁
層１８をより厚くする、（４）抵抗素子が配置された噴
射室２０の床に「くぼみ(pit)」をエッチング形成する
ことによって行なうことができる。上述の手段のあらゆ
る組合せを使用してもよい。

【００１７】さらに正確に述べれば、引っ込んだメニス
カス２２から噴射抵抗素子１０までの距離を増加させ
る。さらに特定すれば、引っ込んだメニスカスの位置
は、再膨張インクバブルから離しておくために、抵抗素
子表面に対して相対的に持ち上げられる。より厚いオリ
フィスプレート、より厚い障壁層又は抵抗素子の埋めこ
みによってこの距離を増加することができる。ノズルオ
フセットは、メニスカスの位置を再膨張バブルの位置か
ら離れるように動くことを助ける。噴射室自体の容積の
増加もメニスカスの引っ込みの量を減少させ、よって、
達成することができる。

【００１８】ディフォルトの状態では、抵抗素子１０の
中心とオリフィス１２の中心との間のゼロオフセット
（ずれがない）が存在する。図５は、ディフォルトの状
態、及び抵抗素子１０の中心とオリフィス１２（破線で
示す）の中心との間のオフセット（ずれ）の方向を示し
ている。負のオフセットはペンの走査方向であり、イン
ク供給溝部２１の方向へノズルを動かすことによって形
成される。

【００１９】図６Ａから図６Ｇは、定位置のペンが備え
るすべての抵抗素子を噴射させた結果を示している。図
６Ａは＋４μｍのオフセット（ずれ）で得た結果であ
り、これはノズル１２を噴射室２０の第３の壁１８ｃに
４μｍと近くなるように移動させたことを意味する。図
６Ｂはゼロオフセットによるもので、これは現在市販さ
れているサーマル・インジェットペンで採用されている
ものである。図６Ｃから図６Ｇはそれぞれ−４、−８、
−１２、−１６および−２０μｍのオフセットが設定さ
れたもので、ノズルはインク供給溝部２１の方向へずれ
ていることを意味する。オフセットがゼロオフセットと
−１２μｍ（インク供給溝部の方向へ）の間の範囲にあ
る場合、衛星が減少していることがわかる。オフセット
がほぼ−４から−８μｍの範囲であることが好ましい。

【００２０】その他の手段において、抵抗素子１０から
ノズルプレート１４の上部までの距離を、ノズルプレー
トの厚さを増加させるだけで増加させることができる。
これは本質的にその間にさらにたくさんのインクを配置
させることによって、メニスカスと跳ね返りインクとの
間の相互作用を小さくする。図７Ａから図７Ｄはそれぞ
れノズルプレート１４を厚さ４８μｍ（図７Ａ）、厚さ
５３μｍ（図７Ｂ）、厚さ５７μｍ（図７Ｃ）及び厚さ
６１μｍ（図７Ｄ）にしたペンによってプリントされた
複数の垂直線を示している。

【００２１】ここでは、ノズルオフセットはゼロであっ
た。衛星の抑制はほぼ５７から６１μｍまでの範囲にお
いて実現することができた。

【００２２】ノズルオフセット又は厚いノズルプレート
だけで、衛星ドットはかなり減少させることができる
が、これら２つを組み合わせれば、図８Ａから図８Ｄに
示すように、最良の性能を得ることができる。図７Ａか
ら図７Ｄにおけるものと同じ厚さのノズルプレートを使
用し、この場合、ノズルオフセットは−４μｍであっ
た。ここでは、衛星はもっとも薄いノズルプレートの場
合でさえ、さらに小さくなっており、５３μｍの厚さ及
びそれ以上で抑制されている。

【００２３】障壁の厚さの増加に関しては、より厚い障
壁は、より厚い上部プレートと同じ効果を示すことがわ
かった。しかし、より厚い障壁には欠点を有している。
具体的には、再充填入口２３の高さを増加させてしまう
ことである。これは、早いインクの再充填が必要とな
る。現在の製造技術では、再充填入口２３の幅を減少さ
せて、この高さの増加の補償は十分にすることができな
い。

【００２４】本発明のオフセットは、米国特許第４、７
９４、４１１号（発行日：１９８８年１２月２７日）に
開示されているオフセットとは異なるものであるる。こ
れら特許のオフセットは１から２５μｍまでの範囲にあ
り、特に、ペンが高い周波数で（５０ｋＨｚの程度）動
作し、１噴射バーストあたり１０までの液滴で動作する
場合、第１のインク液滴（単一の液滴モード）又は第２
及び後続の液滴（複数の液滴モード）の軌道(trajector
y)を修正するためのものである。使用したインクについ
て何ら述べられていないが、この特許においてはずべて
従来の水性染料ベースのインク系によって検討が行なわ
れている。

【００２５】抵抗素子とノズルプレートの上部との間の
増加した距離を採用することは、顔料ポリマー系を含ん
だインクを使用するサーマル・インクジェットペンに使
用することを見出すものである。したがって、ポリマー
含有インクを噴射するサーマル・インクジェットペンに
おける飛沫の減少を説明した。また、本願特許請求の範
囲を逸脱することなく、さまざまな変更、変形の実施が
可能であることは当業者にとって自明のことである。

【００２６】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様毎に列挙する。 (1) 基板と、基板上に支持された複数の抵抗性加熱素
子と、各抵抗性加熱素子を囲み、各素子に対して噴射室
を画定し、少なくとも一方の側において部分的に開口し
ている厚さ約２５μｍの厚さを有する障壁層を含み、障
壁層の開口部分は噴射室と流体的に連通している障壁入
口チャネルを画定しており、基板を通り、各障壁入口チ
ャネルに対して共通で、その中と基板の下側に設けられ
るインク貯蔵容器と流体的に連通しているインク供給溝
部を有し、障壁層上に支持され、複数のノズルを有する
ノズルプレートを有し、各ノズルは各抵抗性加熱素子と
組をなすインクジェットペンにおいて、各ノズルの中心
を各抵抗性加熱素子の中心と整列している場合をゼロオ
フセットとし、抵抗性加熱素子から厚さ約４８μｍのノ
ズルプレートの上部までの距離を増加させることを特徴
とするインクジェットペンの製造方法である。 (2) 各ノズルの中心は各抵抗性加熱素子の中心から約
４から８μｍの範囲でだけ開口部分の方向にずらすこと
を特徴とする前項(1)記載のインクジェットペンの製造
方法である。 (3) ノズルプレートを少なくとも約５３μｍの厚さに
増加させることを特徴とする前項(2)記載のインクジェ
ットペンの製造方法である。 (4) 各ノズルの中心は各抵抗性加熱素子の中心から約
４μｍだけ開口部分の方向へずらし、ノズルプレートを
約６１μｍの厚さに増加させることを特徴とする前項
(3)記載のインクジェットペンの製造方法である。 (5) ノズルプレートはを少なくとも約５７μｍの厚さ
に増加させることを特徴とする前項(1)記載のインクジ
ェットぺンの製造方法である。 (6) 障壁層を少なくとも約３８μｍの厚さに増加させ
ることを特徴とする前項(1)記載のインクジェットペン
の製造方法である。 (7) 次の（イ）から（へ）のステップを含むインクジ
ェットペンの製造方法。（イ）基板を設け、（ロ）基板上に支持された複数の抵
抗性加熱素子を形成し、（ハ）各抵抗性加熱素子を囲
み、各素子に対して噴射室を画定し、少なくとも一方の
側において部分的に開口している厚さ約２５μｍの障壁
層を形成し、（ニ）障壁層の開口部分は前記噴射室と流
体的に連通している障壁入口チャネルを画定するもので
あり、（ホ）基板を通り、各障壁入口チャネルに対して
共通で、その中と基板の下側に設けられるインク貯蔵容
器と流体的に連通しているインク供給溝部を形成し、
（へ）障壁層上に支持され、複数のノズルを有し、少な
くとも約６１μmの厚さを有するノズルプレートを形成
し、各ノズルの中心を各抵抗性加熱素子の中心から約４
から８μｍの距離で開口部分の方向へずれるように配置
させることを特徴とするインクジェットペンの製造方法
である。 (8) 基板と、基板上に支持された複数の抵抗性加熱素
子と、各抵抗性加熱素子を囲み、各素子に対して噴射室
を画定し、少なくとも一方の側において部分的に開口し
ている厚さ約２５μｍの障壁層を含み、障壁層の開口部
分は噴射室と流体的に連通している障壁入口チャネルを
画定しており、基板を通り、各障壁入口チャネルに対し
て共通で、その中と基板の下側に設けられるインク貯蔵
容器と流体的に連通しているインク供給溝部と、障壁層
上に支持され、複数のノズルを有するノズルプレートを
有し、前記ノズルプレートは約５０μｍまたはそれ以下
の厚さを有し、各ノズルは各抵抗性加熱素子と組をなす
インクジェットペンにおいて、各ノズルの中心を各抵抗
性加熱素子の中心と整列している場合をゼロオフセット
とし、少なくとも次の条件を満たすことを特徴とするイ
ンクジェットペン。（イ）各ノズルの中心を各抵抗性加熱素子の中心から約
４から８μｍの距離で前記開口部分の方向へずれるよう
に配置させる。（ロ）ノズルプレートを少なくとも約５３μｍの厚さを
有する。（ハ）障壁層は少なくとも約３８μｍの厚さを有する。 (9) 各ノズルの中心は各抵抗性素子加熱素子の中心か
ら約４μｍだけ開口部分の方向へずれており、ノズルプ
レートが約６１μｍの厚さであることを特徴とする前項
(8)記載のインクジェットペンである。 (10) ノズルプレートは少なくとも約５７μｍの厚さを
有することを特徴とする前項(8)記載のサーマルインク
ジェットペンである。 (11) 基板と、基板上に支持された複数の抵抗性加熱素
子と、各抵抗性加熱素子を囲み、各素子に対して噴射室
を画定し、少なくとも一方の側において部分的に開口し
ている厚さ約２５μｍの障壁層を含み、障壁層の開口部
分は噴射室と流体的に連通している障壁入口チャネルを
画定しており、基板を通り、各障壁入口チャネルに対し
て共通で、その中と基板の下側に設けられるインク貯蔵
容器と流体的に連通しているインク供給溝部と、障壁層
上に支持され、複数のノズルを有するノズルプレートを
具備し、前記各ノズルプレートは少なくとも６１μｍの
厚さを有し、各ノズルの中心を各抵抗性加熱素子の中心
から約４から８μｍの距離で開口部分の方向へずれるよ
うに配置していることを特徴とするインクジェットペン
である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、噴
射時のインク滴の形状、すなわち、噴射されるインク滴
の末端部が丸いしっぽによってプリント媒体上に飛び散
り、インクの飛沫や衛星液滴が生成されることを実質的
に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のインクジェットペンで、顔料ポリマーイ
ンク系を使用してプリントした結果を示す図。

【図２】従来のインクジェットペンで、顔料ポリマーイ
ンク径を使用してプリントした結果を示す図。

【図３】従来のインクジェットペンでプリントした文字
の結果を示す拡大図。

【図４Ａ】インクジェットペンによるインク噴射の動作
を説明するための図。

【図４Ｂ】インクジェットペンによるインク噴射の動作
を説明するための図。

【図４Ｃ】インクジェットペンによるインク噴射の動作
を説明するための図。

【図４Ｄ】インクジェットペンによるインク噴射の動作
を説明するための図。

【図４Ｅ】インクジェットペンによるインク噴射の動作
を説明するための図。

【図４Ｆ】インクジェットペンによるインク噴射の動作
を説明するための図。

【図５】図４Ａから図４Ｂで示されるインクジェットペ
ンの平面図。

【図６Ａ】本発明の一実施例であるインクジェットペン
によるプリントの結果を示す図。

【図６Ｂ】本発明の一実施例であるインクジェットペン
によるプリントの結果を示す図。

【図６Ｃ】本発明の一実施例であるインクジェットペン
によるプリントの結果を示す図。

【図６Ｄ】本発明の一実施例であるインクジェットペン
によるプリントの結果を示す図。

【図６Ｅ】本発明の一実施例であるインクジェットペン
によるプリントの結果を示す図。

【図６Ｆ】本発明の一実施例であるインクジェットペン
によるプリントの結果を示す図。

【図６Ｇ】本発明の一実施例であるインクジェットペン
によるプリントの結果を示す図。

【図７Ａ】本発明の他の実施例であるインクジェットペ
ンによるプリントの結果を示す図。

【図７Ｂ】本発明の他の実施例であるインクジェットペ
ンによるプリントの結果を示す図。

【図７Ｃ】本発明の他の実施例であるインクジェットペ
ンによるプリントの結果を示す図。

【図７Ｄ】本発明の他の実施例であるインクジェットペ
ンによるプリントの結果を示す図。

【図８Ａ】本発明のさらに別の実施例であるインクジェ
ットペンによるプリントの結果を示す図。

【図８Ｂ】本発明のさらに別の実施例であるインクジェ
ットペンによるプリントの結果を示す図。

【図８Ｃ】本発明のさらに別の実施例であるインクジェ
ットペンによるプリントの結果を示す図。

【図８Ｄ】本発明のさらに別の実施例であるインクジェ
ットペンによるプリントの結果を示す図。

【符号の説明】

１０：抵抗素子１２：ノズル１４：ノズルプレート１６：基板１８：障壁層２０：噴射室２３：障壁入口チャネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板上に支持された複数の抵
抗性加熱素子と、前記各抵抗性加熱素子を囲み、前記各
素子に対して噴射室を画定し、少なくとも一方の側にお
いて部分的に開口している障壁層を含み、前記障壁層の
開口部分は前記噴射室と流体的に連通している障壁入口
チャネルを画定しており、前記基板を通り、前記各障壁
入口チャネルに対して共通で、その中と前記基板の下側
に設けられるインク貯蔵容器と流体的に連通しているイ
ンク供給溝部を有し、前記障壁層上に支持され、複数の
ノズルを有するノズルプレートを有し、前記各ノズルは
前記各抵抗性加熱素子と組をなすインクジェットペンに
おいて、前記各ノズルの中心を前記各抵抗性加熱素子の
中心と整列している場合をゼロオフセットとし、前記抵
抗性加熱素子から前記ノズルプレートの上部までの距離
を増加させることを特徴とするインクジェットペンの製
造方法。
【請求項２】前記各ノズルの中心は前記各抵抗性加熱素
子の中心から約４から８μｍの範囲でだけ前記開口部分
の方向にずらすことを特徴とする請求項第１項記載のイ
ンクジェットペンの製造方法。
【請求項３】前記ノズルプレートを少なくとも約５３μ
ｍの厚さに増加させることを特徴とする請求項第２項記
載のインクジェットペンの製造方法。
【請求項４】前記各ノズルの中心は前記各抵抗性加熱素
子の中心から約４μｍだけ前記開口部分の方向へずら
し、前記ノズルプレートを約６１μｍの厚さに増加させ
ることを特徴とする請求項第３項記載のインクジェット
ペンの製造方法。
【請求項５】前記ノズルプレートはを少なくとも約５７
μｍの厚さに増加させることを特徴とする請求項第１項
記載のインクジェットぺンの製造方法。
【請求項６】前記障壁層を少なくとも約３８μｍの厚さ
に増加させることを特徴とする請求項第１項記載のイン
クジェットペンの製造方法。
【請求項７】次の（イ）から（へ）のステップを含むイ
ンクジェットペンの製造方法。（イ）基板を設け、
（ロ）前記基板上に支持された複数の抵抗性加熱素子を
形成し、（ハ）前記各抵抗性加熱素子を囲み、前記各素
子に対して噴射室を画定し、少なくとも一方の側におい
て部分的に開口している障壁層を形成し、（ニ）前記障
壁層の開口部分は前記噴射室と流体的に連通している障
壁入口チャネルを画定するものであり、（ホ）前記基板
を通り、前記各障壁入口チャネルに対して共通で、その
中と前記基板の下側に設けられるインク貯蔵容器と流体
的に連通しているインク供給溝部を形成し、（へ）前記
障壁層上に支持され、複数のノズルを有するノズルプレ
ートを形成し、前記各ノズルの中心を前記各抵抗性加熱
素子の中心から約４から８μｍの距離で前記開口部分の
方向へずれるように配置させることを特徴とするインク
ジェットペンの製造方法。
【請求項８】基板と、前記基板上に支持された複数の抵
抗性加熱素子と、前記各抵抗性加熱素子を囲み、前記各
素子に対して噴射室を画定し、少なくとも一方の側にお
いて部分的に開口している障壁層を含み、前記障壁層の
開口部分は前記噴射室と流体的に連通している障壁入口
チャネルを画定しており、前記基板を通り、前記各障壁
入口チャネルに対して共通で、その中と前記基板の下側
に設けられるインク貯蔵容器と流体的に連通しているイ
ンク供給溝部と、前記障壁層上に支持され、複数のノズ
ルを有するノズルプレートを有し、前記各ノズルは前記
各抵抗性加熱素子と組をなすインクジェットペンにおい
て、前記各ノズルの中心を前記各抵抗性加熱素子の中心
と整列している場合をゼロオフセットとし、少なくとも
次の条件を満たすことを特徴とするインクジェットペ
ン。（イ）前記各ノズルの中心を前記各抵抗性加熱素子の中
心から約４から８μｍの距離で前記開口部分の方向へず
れるように配置させる。（ロ）前記ノズルプレートを少なくとも約５３μｍの厚
さを有する。（ハ）前記障壁層は少なくとも約３８μｍの厚さを有す
る。
【請求項９】前記各ノズルの中心は前記各抵抗性素子加
熱素子の中心から約４μｍだけ前記開口部分の方向へず
れており、前記ノズルプレートが約６１μｍの厚さであ
ることを特徴とする請求項第８項記載のインクジェット
ペン。
【請求項１０】前記ノズルプレートは少なくとも約５７
μｍの厚さを有することを特徴とする請求項第８項記載
のサーマルインクジェットペン。
【請求項１１】基板と、前記基板上に支持された複数の
抵抗性加熱素子と、前記各抵抗性加熱素子を囲み、前記
各素子に対して噴射室を画定し、少なくとも一方の側に
おいて部分的に開口している障壁層を含み、前記障壁層
の開口部分は前記噴射室と流体的に連通している障壁入
口チャネルを画定しており、前記基板を通り、前記各障
壁入口チャネルに対して共通で、その中と前記基板の下
側に設けられるインク貯蔵容器と流体的に連通している
インク供給溝部と、前記障壁層上に支持され、複数のノ
ズルを有するノズルプレートを具備し、前記各ノズルの
中心を前記各抵抗性加熱素子の中心から約４から８μｍ
の距離で前記開口部分の方向へずれるように配置してい
ることを特徴とするインクジェットペン。