JPH09164683A - バブルジェットプリンタ用印刷ヘッド - Google Patents

バブルジェットプリンタ用印刷ヘッド

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JPH09164683A
JPH09164683A JP31078296A JP31078296A JPH09164683A JP H09164683 A JPH09164683 A JP H09164683A JP 31078296 A JP31078296 A JP 31078296A JP 31078296 A JP31078296 A JP 31078296A JP H09164683 A JPH09164683 A JP H09164683A
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print head
jet printer
ink
electrodes
bubble jet
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JP31078296A
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Seung-Jin Kim
晟 鎭 金
Kyoung-Won Na
敬 遠 羅
Woo-Yong Lee
愚 湧 李
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Samsung Electronics Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14072Electrical connections, e.g. details on electrodes, connecting the chip to the outside...
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
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    • B41J2/135Nozzles
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    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14088Structure of heating means
    • B41J2/14112Resistive element
    • B41J2/1412Shape

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気泡によりインキが噴射されるバブルジェッ
トプリンタ用印刷ヘッドにおいて、構造が簡単で低コス
トにグレースケール印刷を行えるようにする。 【解決手段】 本発明の印刷ヘッドは、所定の形状のノ
ズル孔110が形成されたノズルプレート30と、ノズ
ルプレート30に相互に結合されてインキが供給される
チャンバ50を形成する基板40と、基板40に取り付
けられた複数の電極70と、複数の電極70に連結さ
れ、大きさの異なる複数の発熱体60が積層配列された
発熱ユニットとを備える構造を有する。複数の電極70
に電圧を選択的に印加することにより、発熱体60の発
熱面積を変化させてインキの気泡の大きさを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバブルジェットプリ
ンタ用印刷ヘッドに関し、特にグレースケール(gray s
cale)印刷が可能なバブルジェットプリンタ用印刷ヘッ
ドに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に熱により発生する気泡によりイン
キが放射される方式のプリンタ装置をバブルジェットプ
リンタという。すなわち、バブルジェットプリンタでは
印刷ヘッドに設けられた発熱体によりインキが加熱され
て生成される気泡圧により、インキが印刷ヘッドに形成
されたノズル孔を通して放射されることにより、記録紙
に所定の画像及び/又は文字が印刷される。この一般的
なバブルジェットプリンタの印刷ヘッドではインキの量
が常に一定に放射される。
【0003】常に一定量で放射されるインキにより印刷
される文字及び画像の印刷品質は、特に画像を印刷する
グラフィックプリンティングの場合に非常に悪い。周知
のように、グラフィックプリンティングの場合にはグレ
ースケール印刷が好適である。したがって、近来、グレ
ースケール印刷を可能にするように放射されるインキの
量を制御する技術が様々に開発されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ヨシアキなどにより提
案された米国特許第4,339,762号には上述した
印刷品質を改善するためのバブルジェットプリンタ用印
刷ヘッドが開示されている。図6及び図7を参照すれ
ば、ヨシアキの印刷ヘッドはグルーブ部材10と基板2
0が相互に接合されて、その間にインキが放射される構
造を有する。グルーブ部材10には複数のグルーブ11
a〜11fが所定の間隔にて形成されており、グルーブ
11a〜11fの形成面のグルーブが形成されていない
領域に、接着面12a〜12gが備えられている。そし
て、基板20には接着面12a〜12gに対応するよう
に複数の接着層24が備えられており、各接着層24の
間には各々電流が印加される複数の電極23a〜23f
と熱発生部材22が備えられている。また、基板20に
は熱発生部材22に電流を印加する共通電極21が備え
られている。このような構成のヨシアキの印刷ヘッド
は、印加されるパルスの変化によりインキの量を制御す
る方式であり、その構造は複雑で製造工程が煩雑であ
る。
【0005】また、スズキにより提案された染料希釈法
( E. Suzuki, " SPSE Third International Congresss
on Advances in Non-Impact Printing Technologies,
SanFrancisco, California, U.S.A Aug. 24-28, 1986
)には、染料の濃度の異なるインキを三原色のインキ
容器に入れ、各々の濃度の異なるインキを放射するため
に三つの印刷ヘッドが用いられる。したがって、生産に
あたっては高コストをもたらし、インキカートリッジの
構造も複雑になるという問題があった。
【0006】さらに、米国特許第5,121,143号
に開示された技術は、各々の発熱ユニットに対応する電
極の面積を相異なるように形成して、様々な大きさの発
熱ユニットを形成することにより、放出されるインキ気
泡の大きさを制御してプリントの画質を改善している。
しかしながら、この方法は各々の発熱ユニットに各々の
ノズル孔が必要になり、印刷ヘッドの集積度が低下する
一方、ヘッドの製造工程も複雑である。
【0007】さらにまた、米国特許第4,503,44
4号に開示された技術は、記録紙に印刷される点の大き
さを制御するために多数のインキ気泡を用いるが、印刷
速度に制約がある。
【0008】従って、本発明は、構造が簡単で低コスト
に、ノズル孔を通して放射されるインキ気泡の大きさを
制御することができるバブルジェットプリンタ用印刷ヘ
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】前述の目的を達成するた
めに、本発明のバブルジェットプリンタ用印刷ヘッド
は、インキを放射するノズル孔が形成されたノズルプレ
ートと、ノズルプレートに結合してインキが供給される
所定の形状のキャビティを形成する基板と、基板に取り
付けられる複数の電極と、複数の電極にそれぞれ連結さ
れる複数の発熱体が形成された発熱ユニットとを備え、
複数の電極により発熱ユニットの発熱面積を制御して、
放射するインキの量を制御する。
【0010】ここで、発熱体の発熱面積を異なるように
形成してもよく、更に、発熱体を同一の平面上に配列し
て形成してもよい。また、電極は少なくとも一つの複数
の発熱体の一端に連結される共通電極と、共通電極に連
結された発熱体の他端と共通電極に連結されてない発熱
体の一端とを連結する連結電極と、共通電極に連結され
ない発熱体の他端に連結された接続電極とを含むものを
用いることができる。このとき、連結電極に電圧が直接
印加される。
【0011】また、インキの供給方向とインキの放射方
向が垂直になるようにノズル孔と発熱ユニットを対向に
設置してもよく、または、インキの供給方向とインキの
放射方向が平行になるように、ノズル孔をキャビティの
一端部に形成してもよい。
【0012】このような構成のバブルジェットプリンタ
用印刷ヘッドには、発熱ユニットの上部に発熱ユニット
をインキから保護する保護層が形成されることが好まし
く、また、保護層はTa、Si3 4 、SiCの合成よ
りなることが好ましい。そして、複数の電極と基板との
間に絶縁層が形成されることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施の形態をより詳しく説明する。なお、説明にお
いて、同一の構成要素には同一の符号を用い、重複する
説明を省略する。
【0014】図1は本発明の実施の形態に係るバブルジ
ェットプリンタ用の印刷ヘッドのセルを示し、図2は印
刷ヘッドの発熱ユニットと電極を示す。図1及び図2に
示すように、バブルジェットプリンタ用印刷ヘッドに
は、所定の形状のノズル孔31が形成されたノズルプレ
ート30と、ノズルプレート30に相互に結合されてイ
ンキ111が供給される所定の形状のチャンバ50を形
成する基板40が備えられている。基板40には絶縁層
80が塗布されており、この絶縁層80の上部には所定
の電流が印加される複数の電極70が配置されており、
電極70に適宜に連結される発熱ユニット60が配置さ
れている。電極70は共通電極71と、第1,2,3連
結電極72,73,74及び第1,2,3接続電極7
5,76,77を含めて構成され、発熱ユニット60は
第1〜6発熱体64〜66を含めて構成される。
【0015】第4,5,6発熱体64〜66の一端には
共通電極71が連結されており、第1接続電極75は第
1発熱体61の一端に、第2接続電極76は第2発熱体
62の一端に、第3接続電極77は第3発熱体63の一
端に連結されている。そして、第1連結電極72は第1
発熱体61と第6発熱体66を連結し、第2連結電極7
3は第2発熱体62と第5発熱体65を連結し、第3連
結電極74は第3発熱体63と第4発熱体64を連結す
る。
【0016】第1,2,3接続電極75,76,77に
選択的に電圧が印加されることにより、発熱ユニット6
0の発熱面積は変化する。すなわち、第1接続電極75
に電圧が印加されると第1発熱体61と第6発熱体66
が同時に発熱し、第2接続電極76に電流が供給される
と第2発熱体62と第5発熱体65が発熱し、第3接続
電極77に電圧が印加されると第3発熱体63と第4発
熱体64が発熱する。また、第1接続電極75または第
1、第2接続電極75、76または第1、第2、第3接
続電極75、76、77に電流が供給されると、第1、
第6発熱体61、66、第1、第2、第5、第6発熱体
61、62、65、66、第1〜第6発熱体61〜66
が同時に発熱する。
【0017】上述したように、発熱ユニット60の第
1,2,3接続電極75,76,77又は第1,2,3
連結電極72,73,74に電圧が印加されることによ
り、発熱ユニット60の発熱面積が変化する。このよう
な発熱ユニット60に連結される電極70を用いると、
発熱体61〜66は重なることなく同一の平面上に設け
られるという長所がある。発熱体61〜66を重ねて発
熱ユニット60を製造すると、高コストをもたらすのみ
ならず、製造工程も複雑になる。
【0018】図3に示すように、チャンバ50を通るイ
ンキの供給方向とノズル孔31を通して放射されるイン
キの放射方向が垂直になるように、ノズル孔31と発熱
ユニット60を対向して設置することができる。また、
図4に示すように、チャンバ50へのインキ供給方向と
放射されるインキ放射方向が相互に平行になるようにノ
ズル孔53をチャンバ50の一端部に形成することがで
きる。この場合、ノズル孔53と発熱ユニット60との
配列方向は垂直となる。
【0019】発熱ユニット60の上部には、発熱ユニッ
ト60をインキ111から保護するTa、Si3 4
SiCの合成よりなる保護層55が形成されている。発
熱ユニット60の各発熱体61〜66はTaーAl合金
又はHfB2 などが用いられ、電極70にはAl合金が
用いられる。
【0020】上述したように構成されたバブルジェット
プリンタ用印刷ヘッドでは、記録信号による電流が各電
極70に選択的に印加されると、各発熱体61〜66が
選択的に発熱され、選択的に発熱される発熱体61〜6
6の面積に比例してインキに気泡が発生する。この発生
した気泡によりインキがノズル孔31,53を通して放
射される。このように本実施の形態のバブルジェットプ
リンタ用印刷ヘッドは各発熱体61〜66に電流を選択
的に印加して、インキの気泡110の大きさを所望の大
きさに制限することができる。
【0021】さらに、図3に示すように、発熱体6
1′,62′,63′の大きさを相異なるように設ける
ことができ、この構成によっても所望の大きさのインキ
の気泡を得ることができる。
【0022】したがって、一つの画素がマトリックス構
造を有する四つの点で構成されると、一つの画素を図5
に示したように、11段階のスケールで印刷することが
できる。すなわち、点がマトリックス構造をなし、画像
が印刷されるとき、例えば一つの画素が2×2マトリッ
クスで構成されて、直径が1:3の比率を有する二つの
点が用いられる場合には11段階のグレースケールの印
刷が可能である。
【0023】以上、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定される
ことはなく、様々に変更可能である。したがって、本発
明の真の技術的保護の範囲は本発明の技術的思想による
特許請求の範囲により決められるものである。
【0024】
【発明の効果】上述したように本発明によるバブルジェ
ットプリンタ用印刷ヘッドは、発熱ユニットの発熱面積
を制御して一つのノズル孔を通して放射されるインキ気
泡の大きさを制御することができるので、様々なグレー
スケールの印刷が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るバブルジェットプリ
ンタ用印刷ヘッドのヘッドを示す断面図である。
【図2】図1の発熱ユニットと電極を示す斜視図であ
る。
【図3】本発明に係る発熱ユニットの変形例を示す斜視
図である。
【図4】本発明に係るバブルジェットプリンタ用印刷ヘ
ッドの他の実施の形態を示す断面図である。
【図5】本発明に係るバブルジェットプリンタ用印刷ヘ
ッドにより印刷することができるマトリックス構造の画
素の一例を示す図である。
【図6】従来のバブルジェットプリンタ用印刷ヘッドを
示す分解斜視図である。
【図7】図6のYーY線のバブルジェットプリンタ用印
刷ヘッドを示す断面図である。
【符号の説明】
30…ノズルプレート 31…ノズル孔 40…基板 50…チャンバ 55…保護層 60…発熱体 70…電極 80…絶縁層

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インキを放射するノズル孔が形成された
    ノズルプレートと、 前記ノズルプレートに結合してインキが供給される所定
    の形状のキャビティを形成する基板と、 前記基板に取り付けられる複数の電極と、 前記複数の電極にそれぞれ連結される複数の発熱体が形
    成された発熱ユニットとを備え、 前記複数の電極により前記発熱ユニットの発熱面積を制
    御して、放射するインキの量を制御することを特徴とす
    るバブルジェットプリンタ用印刷ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記発熱体の発熱面積が異なることを特
    徴とする請求項1記載のバブルジェットプリンタ用印刷
    ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記電極は少なくとも一つの前記複数の
    発熱体の一端に連結される共通電極と、 前記共通電極に連結された発熱体の他端と前記共通電極
    に連結されてない発熱体の一端とを連結する連結電極
    と、 前記共通電極に連結されない発熱体の他端に連結された
    接続電極とを含むことを特徴とする請求項1記載のバブ
    ルジェットプリンタ用印刷ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記連結電極に電圧が直接印加されるこ
    とを特徴とする請求項3記載のバブルジェットプリンタ
    用印刷ヘッド。
  5. 【請求項5】 前記インキの供給方向と前記インキの放
    射方向が垂直になるように前記ノズル孔と前記発熱ユニ
    ットが対向に設置されることを特徴とする請求項1乃至
    請求項4記載のバブルジェットプリンタ用印刷ヘッド。
  6. 【請求項6】 前記インキの供給方向と前記インキの放
    射方向が平行になるように前記ノズル孔が前記キャビテ
    ィの一端部に形成されることを特徴とする請求項1乃至
    請求項4記載のバブルジェットプリンタ用印刷ヘッド。
  7. 【請求項7】 前記発熱ユニットの上部に前記発熱ユニ
    ットを前記インキから保護する保護層が形成されること
    を特徴とする請求項1乃至請求項6記載のバブルジェッ
    トプリンタ用印刷ヘッド。
  8. 【請求項8】 前記保護層はTa、Si3 4 、SiC
    の合成よりなることを特徴とする請求項7記載のバブル
    ジェットプリンタ用印刷ヘッド。
  9. 【請求項9】 前記複数の電極と前記基板との間に絶縁
    層が形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項8
    記載のバブルジェットプリンタ用印刷ヘッド。
  10. 【請求項10】 前記発熱体が同一の平面上に配列され
    ることを特徴とする請求項1記載のバブルジェットプリ
    ンタ用印刷ヘッド。
  11. 【請求項11】 前記複数の電極は前記発熱体に連結さ
    れる複数の連結電極と、前記発熱体に選択的に連結され
    る複数の接続電極と共通電極を備えることを特徴とする
    請求項1記載のバブルジェットプリンタ用印刷ヘッド。
  12. 【請求項12】 前記複数の接続電極には放射するイン
    キの量が調整されるように所定の電流が選択的に供給さ
    れることを特徴とする請求項11記載のバブルジェット
    プリンタ用印刷ヘッド。
  13. 【請求項13】 基板と、 少なくとも一つのノズルを有するノズルプレートと、 前記基板と前記ノズルプレートとの間に位置し、インキ
    が供給される所定の形状のチャンバとを備え、 前記各ノズルは前記複数の電極にそれぞれ接続される複
    数の発熱体を有する発熱ユニットと複数の電極を有する
    ことを特徴とするバブルジェットプリンタ用印刷ヘッ
    ド。
  14. 【請求項14】 前記複数の電極に所定の電流が選択的
    に供給されることを特徴とする請求項13記載のバブル
    ジェットプリンタ用印刷ヘッド
  15. 【請求項15】 前記所定の電流は放射するインキの量
    を調節するように前記複数の電極に選択的に供給される
    ことを特徴とする請求項14記載のバブルジェットプリ
    ンタ用印刷ヘッド。
JP31078296A 1995-11-27 1996-11-21 バブルジェットプリンタ用印刷ヘッド Pending JPH09164683A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950043906A KR970025962A (ko) 1995-11-27 1995-11-27 잉크제트 프린팅장치
KR95-43906 1996-10-10
KR1019960045118A KR100450779B1 (ko) 1995-11-27 1996-10-10 버블제트프린터
KR96-45118 1996-10-10

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JP (1) JPH09164683A (ja)

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