JPH0781059A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インク供給側から流入するインクのインクキ
ャビテイー内の流動抵抗を低減し、高速な印字が可能と
なるバブルジェットヘッドを実現する 【構成】 インク流動のためのインクキャビティを有す
るシリコンウェハー等の基体１と、該インクキャビティ
内に形成された複数の発熱抵抗体２と、該発熱抵抗体に
電力を供給する給電体３と、前記発熱抵抗体を介して気
泡を発生させ、該気泡の圧力を介してインクを噴射する
ノズル４と、該インクキャビティ内にあり、前記気泡の
圧力をインク噴射方向に導く圧力波封止壁５とを有し、
前記圧力波封止壁を多角形状あるいは半球面形状として
インクキャビティ内にインク供給側から流入するインク
の流れに対する流動抵抗を最小限に抑えるインクジェッ
トヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット方式の
プリンタ−に使用されるヘッドに関し、特にバブルジェ
ット方式のヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６、図７は、従来のバブルジェット方
式のヘッド構造を示す要部断面図である。図６、図７に
おいて、１はシリコンウェハー等の基体、２は発熱抵抗
体、３は発熱抵抗体２に電力を供給する給電体、４はイ
ンクキャビテイを形成するノズル部、５は圧力波封止壁
である。

【０００３】従来、バブルジェットヘッドにおいては、
一般に図６、図７に示す様な構造をしており、インクキ
ャビティ内にインクが充填され、その上で、給電体３か
ら発熱抵抗体２に必要十分な電力を供給して該発熱抵抗
体２を発熱させる。この熱エネルギーによりインク内に
は泡が発生する。そして、泡が発生後に成長する過程に
おいて該泡によりインク中を伝播する圧力波を作り出
す。この圧力波のエネルギーを利用してインクを記録紙
等に飛散させて記録を行っている。

【０００４】この時、前記圧力波封止壁５は、圧力波が
インクの供給側に伝播して漏れてしまうことによるエネ
ルギー効率の減少を低減する働きをする。また、インク
の供給に関しては、発生して成長した泡が縮小して消滅
する際の逆圧となる圧力波を利用し、インクキャビティ
内へのインクの供給を行うようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この様な構成からなる
従来のバブルジェットヘッドにおいて、前記発熱抵抗体
２が発熱することにより生ずる泡の発生・成長時にイン
ク中を伝播する圧力波の漏れを押さえる為の圧力波封止
壁５は、インクを飛ばした後で飛ばしたインクと同量の
インクを再充填する段階でこの圧力波封止壁５が少なか
らずインクの流動抵抗になってしまう。また、インクを
飛ばしてから次のインクを飛ばすまでの間隔が極端に短
いと、この流動抵抗の為にインクの供給が追従できなく
なってしまい、この結果、従来の圧力波封止壁５を具備
したバブルジェットヘッドでは印字スピードが制限され
てしまい、その用途が限られてしまうため、高速な印字
を行うプリンターの要素部品としては採用することがで
きないという課題があった。

【０００６】本発明の目的は、従来のバブルジェットヘ
ッドにおけるこの様な課題を解消し、より高速な印字が
可能となるバブルジェットヘッドを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のバブルジェットヘッドでは、圧力波封止壁
５の発熱抵抗体２に面していない表面、即ちインクを供
給する側にある表面を平面の組合せ、あるいは曲面の組
合せにより形成することによって、インクキャビティ内
のインクの供給流路部内でインク供給時のインクの流動
抵抗がより小さくなり、これにより、インクを飛散させ
た後で飛散させたインク量と同量の分量のインクを容易
に補充することができ、高速な印字が可能となるバブル
ジェットヘッドを構成するものである。

【０００８】

【作用】上記のように構成されたバブルジェットヘッド
においては、インク供給時におけるインクの流動抵抗が
抑えられ、インクを飛ばしてから次のインクを飛ばすま
での間隔が短くても、インクの供給が追従可能となり、
この結果、印字速度の速いバブルジェットヘッドが実現
できる。

【０００９】

【実施例１】 （実施例１）以下に、本発明の実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明のバブルジェットヘッド
の構造を示す要部断面図である。図１において、１はシ
リコンウェハー等の基体、２は発熱抵抗体、３は前記発
熱抵抗体に電力を供給する給電体、４はノズル部、５は
圧力波封止壁である。

【００１０】本実施例では、発熱抵抗体２の発熱により
インク液中に発生する気泡を介してインク液中に圧力波
を発生させ、この圧力波をインクの噴射方向に押え込ん
でインクの噴射効率を高めると共に、前記圧力波がイン
ク供給側に漏れることを極力抑えると言う圧力波封止壁
５本来の機能を果たす為、図面に示すように前記圧力波
封止壁５の形状を例えば三角柱に形成し、その一つの側
面部がインクの噴射方向に設けられた前記発熱抵抗体２
に対して垂直に面して配置している。この為、発熱抵抗
体２の発熱でインク液内に発生する気泡による圧力波は
インクキャビティ内においてインク供給側への漏れを減
少させることができ、この結果、前記圧力波はほぼ噴射
方向にのみ働く。また、圧力波封止壁５の発熱抵抗体２
に面していない表面、即ち、インク供給側は、中央に角
を持った三角柱の他の二つの側面が角度を持って配置さ
れており、これにより、噴射したインクと同量のインク
をインク供給側から充填する際に、前記圧力波封止壁５
のインク供給時のインク流動に与える抵抗をより小さく
し、インクの供給を容易にして高速印字が可能なバブル
ジェットヘッドを構成するものである。

【００１１】本実施例に示すような構造を採用したバブ
ルジェットヘッドの場合、図面中の各構成要素間の寸法
は、ａ：ｂ＝１：（０．８〜０．７）、ｂ：ｃ＝１：
１、ｅ：ｄ＝１：（０．４〜０．６）が適当である。以
上のように、三角柱の形状を成している圧力波封止壁５
を適切な形状に構成することにより、発熱抵抗体２に発
生する熱により生ずる気泡の発生・成長時にインク中を
伝播する圧力波のインク供給側への圧力漏れを減少させ
ると共に、インク供給時におけるインク供給側からのイ
ンクの流動抵抗が減少でき、高速印字に対応できるバブ
ルジェットヘッドを実現することが可能となる。

【００１２】（実施例２）図２は本発明における他の実
施例のバブルジェットヘッド構造の要部断面図であり、
１はシリコンウェハー等の基体、２は発熱抵抗体、３は
前記発熱抵抗体２に電力を供給する給電体、４はノズル
部、５は圧力波封止壁である。

【００１３】圧力波封止壁５は、給電体により電力が供
給される発熱抵抗体２の発熱によりインク液に生じた気
泡による圧力波のインク供給側への漏れを小さくするた
めに形成された仕切りであり、図面に示されるように圧
力波封止壁５の一つの側面部は発熱抵抗体２に面して垂
直に配置されている。この為、発熱抵抗体２の発熱に起
因して発生するインク液内の気泡による圧力波はほぼ一
方向にのみ働き、インクキャビティ内でのインク供給側
への圧力波の漏れを減少させている。

【００１４】また、圧力波封止壁５の発熱抵抗体２に面
していない表面、即ちインク供給側は、圧力波封止壁５
の体積が減少する様な滑らかな２つの曲面を組み合わせ
た形状に形成されており、これにより、噴射したインク
と同量のインクをインク供給側から充填するする際に、
前記圧力波封止壁５のインク供給時のインク流動に与え
る抵抗より小さくし、インクの供給を容易にして高速印
字が可能なバブルジェットヘッドを構成するものであ
る。

【００１５】本実施例の構造を採用したバブルジェット
ヘッドの場合、図面中の各構成要素間の寸法は、ａ：ｂ
＝１：（０．８〜０．７）、ｂ：ｃ＝１：１、ｅ：ｄ＝
１：（０．４〜０．６）であり、この関係は実施例１と
同じである。また、インク供給側に配置される圧力波封
止壁５の曲面形状は楕円の円弧の一部で構成される形状
が適当である。

【００１６】こうして圧力波封止壁５を適切な形状に設
定することにより、発熱抵抗体２に発生する熱により生
ずる気泡の発生・成長時にインク中を伝播する圧力波の
インク供給側への圧力漏れを減少させると共に、インク
供給時におけるインク供給側からのインクの流動抵抗が
減少でき、高速印字に対応できるバブルジェットヘッド
を実現することが可能となる。

【００１７】（実施例３）図３は本発明の他の実施例に
おけるバブルジェットヘッドの構造を示す要部断面図で
あり、１はシリコンウェハー等の基体、２は発熱抵抗
体、３は前記発熱抵抗体に電力を供給する給電体、４は
ノズル部、５は圧力波封止壁である。

【００１８】本実施例では、図面に示す様に圧力波封止
壁５を二つの立体物で構成している。これにより、圧力
波を有効にインク噴射方向に作用させると共に、インク
供給側からのインクの供給時のインク流動抵抗を最小限
に抑え、インク噴射後のインク供給側からのインク補充
を高速に行うことができるようにした高速なバブルジェ
ットヘッドを構成することができる。

【００１９】本実施例の構造を採用したバブルジェット
ヘッドの場合、図面中の各構成要素の寸法は実施例１と
同様、ａ：ｂ＝１：（０．８〜０．７）、ｂ：ｃ＝１：
１、ｅ：ｄ＝１：（０．４〜０．６）のように設定する
ことが望ましく、インク流路としてはｂ：ｆ＝１：
（０．１〜０．２）程度がインクキャビティの中央に設
定してある。こうして圧力波封止壁５を適切な形状に設
定することにより、発熱抵抗体２の発熱によりインク液
中に生ずる気泡の発生・成長時に前記インク液中を伝播
する圧力波のインク供給側への漏れを減少させると共
に、インク供給側からのインク供給時のインクの流動抵
抗が減少でき、インクの噴出間隔が短くても、インクの
高速供給が可能となり、この結果、印字速度の速いバブ
ルジェットヘッドが実現できる。

【００２０】（実施例４）図４は本発明の他の実施例に
おけるバブルジェットヘッドの構造を示す要部断面図で
あり、１はシリコンウェハー等の基体、２は発熱抵抗
体、３は前記発熱抵抗体に電力を供給する給電体、４は
ノズル部、５は圧力波封止壁である。

【００２１】本実施例では、図面に示す様に圧力波封止
壁５を実施例３と同様に二つの立体物で構成している。
但し、実施例３では各圧力波封止壁５の断面形状が直角
三角形を成していたのに対し、本実施例では各圧力波封
止壁５の断面形状が二等辺三角形を成している。

【００２２】これにより、インクを噴射した後に同量の
インクを充填する際に圧力波封止壁５のインク供給側か
らのインク流動に与える抵抗をより小さくしたバブルジ
ェットヘッドを構成するものである。このように圧力波
封止壁５を適切な形状とすることにより、発熱抵抗体２
が発熱する時に生ずる気泡の発生・成長時にインク液中
を伝播する圧力波のインク供給側への漏れを減少させる
と共に、インク供給時にインク供給側からのインクの流
動抵抗を減少でき、インクの噴出間隔が短くても、イン
ク供給側からのインクの高速供給が可能となる。この結
果、印字速度の速いバブルジェットヘッドが実現でき
る。

【００２３】（実施例５）図５は本発明の他の実施例に
おけるバブルジェットヘッドの構造を示す要部断面図で
ある。 図面おいて、１はシリコンウェハー等の基体、
２は発熱抵抗体、３は前記発熱抵抗体に電力を供給する
給電体、４はノズル部、５は圧力波封止壁である。

【００２４】本実施例では、図面に示した様に圧力波封
止壁５を二つの立体物で構成している。但し、実施例３
では各圧力波封止壁５の断面形状が直角三角形を成し、
また、実施例４では各圧力波封止壁５の断面形状が二等
辺三角形を成していたのに対し、本実施例では各圧力波
封止壁５の断面形状の各辺の寸法が５．５：１０：１２
の比を成している。その他の図５中のａ〜ｆ各寸法で
は、実施例３と同様の構成である。

【００２５】これにより、インクを噴射した後に同量の
インクを充填する際に圧力波封止壁５のインク供給側か
らのインク流動に与える抵抗をより小さくしたバブルジ
ェットヘッドを構成するものである。こうして圧力波封
止壁５を適切な形状に形成することで、発熱抵抗体２の
発熱時に生ずる気泡の発生・成長時にインク液中を伝播
する圧力波のインク供給側への漏れを減少させると共
に、インク供給時にインク供給側からのインクの流動抵
抗を減少させることができ、インクの噴出間隔が短くと
も、インク供給側からのインクの高速供給が可能とな
り、印字速度の速いバブルジェットヘッドが実現でき
る。

【００２６】

【発明の効果】以上の様に、本発明では圧力波封止壁５
の形状を適宜最適な形状に設定して、インク供給時にお
けるインク供給側からのインクの流動抵抗を減少させる
ことにより、インクの噴射間隔が短くても、高速でイン
ク供給が可能となり、印字速度の速いバブルジェットヘ
ッドが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバブルジェットヘッドの構造を示す要
部断面図である。

【図２】本発明のバブルジェットヘッドの構造を示す要
部断面図である。

【図３】本発明のバブルジェットヘッドの構造を示す要
部断面図である。

【図４】本発明のバブルジェットヘッドの構造を示す要
部断面図である。

【図５】本発明のバブルジェットヘッドの構造を示す要
部断面図である。

【図６】従来のバブルジェットヘッドの構造を示す要部
断面図である。

【図７】従来のバブルジェットヘッドの構造を示す要部
断面図である。

【符号の説明】

１ シリコンウェハー等の基体 ２ 発熱抵抗体， ３ 給電体， ４ ノズル部分 ５ 圧力波封止壁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク流動のためのインクキャビティを
   有するシリコンウェハー等の基体と、該インクキャビテ
   ィ内に形成された複数の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に
   電力を供給する給電体と、前記発熱抵抗体を介して気泡
   を発生させ、該気泡の圧力を介してインクを噴射するノ
   ズルと、該インクキャビティ内にあり、前記気泡の圧力
   をインク噴射方向に導く圧力波封止壁とを有し、前記圧
   力波封止壁を多角形状あるいは半球面形状とし、前記圧
   力波封止壁の前記ノズルと反対方向に形成されるインク
   供給側表面を２つの平面の組合せあるいは曲面もしくは
   曲面の組合せにより形成し、前記インクキャビティ内に
   インク供給側から流入するインクの流れに対する流動抵
   抗を最小限に抑えることを特徴とするインクジェットヘ
   ッド。
2. 【請求項２】 インクキャビティ内に形成される圧力波
   封止壁を複数に分割して設けたことを特徴とする請求口
   １記載のインクジェットヘッド。