JPH09169117A - プリントヘッドのｃｍｏｓ工程互換製造方法 - Google Patents
プリントヘッドのｃｍｏｓ工程互換製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱活性化ドロップオンデマンド印字ヘッドの
ノズル構造の製造工程を提供する。 【解決手段】 多数のノズルを単一のモノリシックシリ
コン構造に一体化したプリントヘッドの製造方法。ノズ
ルをシリコンサブストレートにエッチングすることによ
りプリントノズルの二次元配列を可能にする。この製造
方法は、既存の CMOS、Bi CMOS、バイポーラ半導体製造
工程をもとにしたものであってもよく、既存の半導体製
造設備での製造が可能である。ドライブトランジスタ、
シャフトレジスタ、フォールトトレランス回路をノズル
と同じウエハに製造できる。<100>ウエハの EDP を用い
る異方性ウエットエッチングを使用することにより、イ
ンクチャネルとノズルバレルを同時に形成する。ノズル
バレルの大きさは、ノズルバレルとインクチャネルのエ
ッチングの相対的開始時間によって制御できる。
ノズル構造の製造工程を提供する。 【解決手段】 多数のノズルを単一のモノリシックシリ
コン構造に一体化したプリントヘッドの製造方法。ノズ
ルをシリコンサブストレートにエッチングすることによ
りプリントノズルの二次元配列を可能にする。この製造
方法は、既存の CMOS、Bi CMOS、バイポーラ半導体製造
工程をもとにしたものであってもよく、既存の半導体製
造設備での製造が可能である。ドライブトランジスタ、
シャフトレジスタ、フォールトトレランス回路をノズル
と同じウエハに製造できる。<100>ウエハの EDP を用い
る異方性ウエットエッチングを使用することにより、イ
ンクチャネルとノズルバレルを同時に形成する。ノズル
バレルの大きさは、ノズルバレルとインクチャネルのエ
ッチングの相対的開始時間によって制御できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ制御
印刷装置の分野における発明である。具体的には、複数
のノズルを単一のサブストレートへ一体化させた熱活性
化ドロップオンデマンド（DOD）印字ヘッドの製造工程
の分野における発明である。
印刷装置の分野における発明である。具体的には、複数
のノズルを単一のサブストレートへ一体化させた熱活性
化ドロップオンデマンド（DOD）印字ヘッドの製造工程
の分野における発明である。
【０００２】
【従来の技術】数多くの種類のデジタル制御印字装置が
発明されており、数多くの種類のものが現在生産されて
いる。そうした印字装置は、さまざまな作動機構、さま
ざまなマーキング材料、さまざまな記録媒体を用いてい
る。現在使用されているデジタル印字装置の一例として
以下のものが挙げられる。レーザー電子写真式印字装
置、LED 電子写真式印字装置、ドットマトリクスインパ
クトプリンタ、サーマルペーパプリンタ、フィルムレコ
ーダ、サーマルワックスプリンタ、染料拡散熱転写プリ
ンタ、インクジェットプリンタ。しかしながら、現在の
ところ、そうした電子印字装置が機械式印字装置にほぼ
取って代わっているわけではなく、そうでなくても従来
型の方法はきわめて費用の嵩むセットアップを要し、数
千枚同じページを印字するのでない限り、商業的に存続
可能な方法でもない。よって、デジタル制御印字装置の
改善、たとえば高品質カラー画像を高速かつローコスト
で普通紙に印字できるような改善が必要とされている。
発明されており、数多くの種類のものが現在生産されて
いる。そうした印字装置は、さまざまな作動機構、さま
ざまなマーキング材料、さまざまな記録媒体を用いてい
る。現在使用されているデジタル印字装置の一例として
以下のものが挙げられる。レーザー電子写真式印字装
置、LED 電子写真式印字装置、ドットマトリクスインパ
クトプリンタ、サーマルペーパプリンタ、フィルムレコ
ーダ、サーマルワックスプリンタ、染料拡散熱転写プリ
ンタ、インクジェットプリンタ。しかしながら、現在の
ところ、そうした電子印字装置が機械式印字装置にほぼ
取って代わっているわけではなく、そうでなくても従来
型の方法はきわめて費用の嵩むセットアップを要し、数
千枚同じページを印字するのでない限り、商業的に存続
可能な方法でもない。よって、デジタル制御印字装置の
改善、たとえば高品質カラー画像を高速かつローコスト
で普通紙に印字できるような改善が必要とされている。
【０００３】インクジェット印字は、デジタル制御電子
印字分野で有望なライバルと見なされているが、それは
非接触、低騒音特性、普通紙の使用、トナー転写やワッ
クス転写の回避などがその理由である。
印字分野で有望なライバルと見なされているが、それは
非接触、低騒音特性、普通紙の使用、トナー転写やワッ
クス転写の回避などがその理由である。
【０００４】数多くの種類のインクジェット印字機構が
発明されている。そうした印字機構は連続インクジェッ
ト（CIJ）かドロップオンデマンド（DOD）インクジェッ
トのいずれかに分類できる。連続インクジェット印字は
少なくとも 1929 年のハンセル (Hansell) 氏による米
国特許 No. 1,941,001 に遡る。
発明されている。そうした印字機構は連続インクジェッ
ト（CIJ）かドロップオンデマンド（DOD）インクジェッ
トのいずれかに分類できる。連続インクジェット印字は
少なくとも 1929 年のハンセル (Hansell) 氏による米
国特許 No. 1,941,001 に遡る。
【０００５】スィート (Sweet) 氏他による 1967 年の
米国特許 No. 3,373,437 には、印字するインクドロッ
プに選択的に荷電し、記憶媒体に向けて偏向させる連続
的インクジェットノズルの配列が記載されている。この
手法は、バイナリ２進化偏向 CIJ として知られてい
て、Elmejet や Scitex など数社のメーカーによって用
いられている。
米国特許 No. 3,373,437 には、印字するインクドロッ
プに選択的に荷電し、記憶媒体に向けて偏向させる連続
的インクジェットノズルの配列が記載されている。この
手法は、バイナリ２進化偏向 CIJ として知られてい
て、Elmejet や Scitex など数社のメーカーによって用
いられている。
【０００６】ハーツ (Herts) 氏他による 1966 年の米
国特許 No. 3,416,153 には、荷電ドロップ流れの静電
散布を CIJ 印字に用いて可変濃度の印字スポットを実
現することにより、小型開口部を通過するドロップの個
数を変える手法が記載されている。この手法は、Irys G
raphics 製造によるインクじジェットプリンタに用いら
れている。
国特許 No. 3,416,153 には、荷電ドロップ流れの静電
散布を CIJ 印字に用いて可変濃度の印字スポットを実
現することにより、小型開口部を通過するドロップの個
数を変える手法が記載されている。この手法は、Irys G
raphics 製造によるインクじジェットプリンタに用いら
れている。
【０００７】カイザー (Kyser) 氏他による1970 年の米
国特許 No. 3,946,398 には、高電圧を圧電結晶へ作用
させて圧電結晶を曲げることにより、インクリザーバに
圧力をかけ、デマンドに応じてドロップを噴射する DOD
インクジェットプリンタについて記載されている。オ
ンデマンドプリンタの圧電ドロップは数多くのものが発
明されており、そのほとんどが圧電結晶をベンドモー
ド、プッシュモード、シアモード、スクィーズモードで
利用している。圧電 DOD プリンタは、ホットメルトイ
ンクを使用し（Tektronix プリンタ、Dataproducts プ
リンタ、など）、画像解像度を最大 720dpi にすること
によりホームプリンタとしてもオフィスプリンタとして
も成功を収めている（Seiko Epson）。圧電 DOD プリン
タには、各種のインクが使えるというメリットがある。
ただし、圧電印字機構には複雑な高電圧駆動回路と大型
の圧電結晶配列を要するのが通常であり、製造性と性能
におけるデメリットになっている。
国特許 No. 3,946,398 には、高電圧を圧電結晶へ作用
させて圧電結晶を曲げることにより、インクリザーバに
圧力をかけ、デマンドに応じてドロップを噴射する DOD
インクジェットプリンタについて記載されている。オ
ンデマンドプリンタの圧電ドロップは数多くのものが発
明されており、そのほとんどが圧電結晶をベンドモー
ド、プッシュモード、シアモード、スクィーズモードで
利用している。圧電 DOD プリンタは、ホットメルトイ
ンクを使用し（Tektronix プリンタ、Dataproducts プ
リンタ、など）、画像解像度を最大 720dpi にすること
によりホームプリンタとしてもオフィスプリンタとして
も成功を収めている（Seiko Epson）。圧電 DOD プリン
タには、各種のインクが使えるというメリットがある。
ただし、圧電印字機構には複雑な高電圧駆動回路と大型
の圧電結晶配列を要するのが通常であり、製造性と性能
におけるデメリットになっている。
【０００８】エンドー (Endo) 氏他による1979 年の英
国特許 No. 2,007,162 には、ノズル内のインクと熱接
触している熱電トランスデューサ（ヒーター）へ電力パ
ルスを作用させる熱電 DOD インクジェットプリンタに
ついて記載されている。ヒーターが水基剤インクを高温
まで迅速に加熱し、そこで少量のインクを迅速に蒸発さ
せ、これによりバブルを形成する。このようにしてバブ
ルを形成することにより圧力波動を生み出し、ヒーター
サブストレート縁部沿いの小型開口部からインクドロッ
プを噴射する。この手法は、Bubblejet（日本の Canon
K.K.の登録商標）として知られており、Canon、Xeron
およびその他のメーカーのシステムに広範に利用されて
いる。
国特許 No. 2,007,162 には、ノズル内のインクと熱接
触している熱電トランスデューサ（ヒーター）へ電力パ
ルスを作用させる熱電 DOD インクジェットプリンタに
ついて記載されている。ヒーターが水基剤インクを高温
まで迅速に加熱し、そこで少量のインクを迅速に蒸発さ
せ、これによりバブルを形成する。このようにしてバブ
ルを形成することにより圧力波動を生み出し、ヒーター
サブストレート縁部沿いの小型開口部からインクドロッ
プを噴射する。この手法は、Bubblejet（日本の Canon
K.K.の登録商標）として知られており、Canon、Xeron
およびその他のメーカーのシステムに広範に利用されて
いる。
【０００９】ヴォート (Vaught) 氏他の 1982 年の米国
特許 No. 4,490,728 には、バブル形成でも動作する電
熱ドロップ噴射装置が記載されている。この装置では、
ヒーター上に配置した開口プレートに形成したノズルか
らヒーターサブストレートの平面に対して垂直方向にド
ロップを噴射する。この装置はサーマルインクジェット
(Thermal Ink Jet) として知られ、ヒューレット・パ
ッカード (Hewlett-Packard) 社が製造している。本発
明においては、Thermal Ink Jet という用語はHewlett-
Packard 社の装置とバブルジェット（Bubblejet: 登録
商標） として知られる装置の両方を言う。
特許 No. 4,490,728 には、バブル形成でも動作する電
熱ドロップ噴射装置が記載されている。この装置では、
ヒーター上に配置した開口プレートに形成したノズルか
らヒーターサブストレートの平面に対して垂直方向にド
ロップを噴射する。この装置はサーマルインクジェット
(Thermal Ink Jet) として知られ、ヒューレット・パ
ッカード (Hewlett-Packard) 社が製造している。本発
明においては、Thermal Ink Jet という用語はHewlett-
Packard 社の装置とバブルジェット（Bubblejet: 登録
商標） として知られる装置の両方を言う。
【００１０】Thermal Ink Jet 印字では、約２μs のあ
いだ約 20μJ をかけないとドロップ１滴を噴射できな
い。ヒーター１台の１０ワットという有効電力消費はそ
れ自体でデメリットであり、専用インクも必要とし、ド
ライバ電子装置が複雑であり、発熱素子の劣化も加速す
る。
いだ約 20μJ をかけないとドロップ１滴を噴射できな
い。ヒーター１台の１０ワットという有効電力消費はそ
れ自体でデメリットであり、専用インクも必要とし、ド
ライバ電子装置が複雑であり、発熱素子の劣化も加速す
る。
【００１１】上記以外のジェット印字装置も文献に記載
されているが、商業ベースで現在使用されているものは
ない。たとえば、米国特許 No. 4,275,290 に記載され
ている装置では、所定の印字ヘッドノズルとパルスとの
一致アドレスと静圧とによって、スペーサで分けた用紙
が印字ヘッドの下を通るときに自在にインクを噴射でき
るようにしている。米国特許 No. 4,737,803 と No. 4,
748,458 に記載されているインクジェット記録装置で
は、印字ヘッドノズルとヒートパルスとの一致アドレス
と静電吸着電界によってインクを用紙へ噴射している。
されているが、商業ベースで現在使用されているものは
ない。たとえば、米国特許 No. 4,275,290 に記載され
ている装置では、所定の印字ヘッドノズルとパルスとの
一致アドレスと静圧とによって、スペーサで分けた用紙
が印字ヘッドの下を通るときに自在にインクを噴射でき
るようにしている。米国特許 No. 4,737,803 と No. 4,
748,458 に記載されているインクジェット記録装置で
は、印字ヘッドノズルとヒートパルスとの一致アドレス
と静電吸着電界によってインクを用紙へ噴射している。
【００１２】上記のインクジェット印字装置にはどれも
メリットとデメリットがある。しかしながら、インクジ
ェット印字装置のアプローチ改善の必要性が広く認知さ
れていて、コスト、速度、品質、信頼性、電力使用量、
構造の単純さ、動作の単純さ、耐久性、消耗品などのメ
リットが追求されている。
メリットとデメリットがある。しかしながら、インクジ
ェット印字装置のアプローチ改善の必要性が広く認知さ
れていて、コスト、速度、品質、信頼性、電力使用量、
構造の単純さ、動作の単純さ、耐久性、消耗品などのメ
リットが追求されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】『液体インク印字装置
とシステム』および『一致ドロップ選択、ドロップ分離
印字法および装置』と題する私の先行出願には、上記の
ごとくの従来技術の問題の克服に向けた著しい改善を可
能にする方法と装置について記載してある。そうした発
明は、ドロップサイズと定着精度、印字速度、電力消費
量、耐久性、作動時熱応力、その他の性能特性などに関
する重要なメリットはもとより、製造性や使用インクの
特性についても重要なメリットを提案するものである。
本発明の重要な目的の一つとして、そうした私の発明で
明らかにした構造と方法を強化することにより、印字技
術の進歩に供することがあげられる。
とシステム』および『一致ドロップ選択、ドロップ分離
印字法および装置』と題する私の先行出願には、上記の
ごとくの従来技術の問題の克服に向けた著しい改善を可
能にする方法と装置について記載してある。そうした発
明は、ドロップサイズと定着精度、印字速度、電力消費
量、耐久性、作動時熱応力、その他の性能特性などに関
する重要なメリットはもとより、製造性や使用インクの
特性についても重要なメリットを提案するものである。
本発明の重要な目的の一つとして、そうした私の発明で
明らかにした構造と方法を強化することにより、印字技
術の進歩に供することがあげられる。
【００１４】本発明の重要な目的は、熱活性化ドロップ
オンデマンド印字ヘッドのノズル構造の製造工程を提供
することである。
オンデマンド印字ヘッドのノズル構造の製造工程を提供
することである。
【００１５】見方によっては、本発明は、以下のステッ
プによって熱活性化ドロップオンデマンド印字ヘッドの
製造工程を構成することである。（ａ）プリントヘッド
サブストレートに複数の電熱トランスデューサを形成
し、（ｂ）前記のプリントヘッドサブストレートの正面
表面に表面層を形成し、（ｃ）前記の表面層に複数のノ
ズル先端孔をエッチングし、（ｄ）前記のノズル先端孔
から前記のプリントヘッドサブストレートの前記の正面
表面へエッチング用腐食液を作用させることにより、複
数のノズルバレル孔をエッチングし、（ｅ）前記のプリ
ントヘッドサブストレートの背面表面からインクチャネ
ルをエッチングするステップを行なう前記の製造工程で
あって、前記のバレル孔とインクチャネルが協同して前
記のインクチャネルと前記のノズル先端孔との間に連絡
通路を設ける。
プによって熱活性化ドロップオンデマンド印字ヘッドの
製造工程を構成することである。（ａ）プリントヘッド
サブストレートに複数の電熱トランスデューサを形成
し、（ｂ）前記のプリントヘッドサブストレートの正面
表面に表面層を形成し、（ｃ）前記の表面層に複数のノ
ズル先端孔をエッチングし、（ｄ）前記のノズル先端孔
から前記のプリントヘッドサブストレートの前記の正面
表面へエッチング用腐食液を作用させることにより、複
数のノズルバレル孔をエッチングし、（ｅ）前記のプリ
ントヘッドサブストレートの背面表面からインクチャネ
ルをエッチングするステップを行なう前記の製造工程で
あって、前記のバレル孔とインクチャネルが協同して前
記のインクチャネルと前記のノズル先端孔との間に連絡
通路を設ける。
【００１６】本発明のさらの望ましい面は、バレル孔の
寸法と位置を部分的にノズル先端で決め、バレル孔とイ
ンクチャネルのエッチングの少なくとも一部分が同時に
起きることである。
寸法と位置を部分的にノズル先端で決め、バレル孔とイ
ンクチャネルのエッチングの少なくとも一部分が同時に
起きることである。
【００１７】本発明のさらの望ましい面は、サブストレ
ートが<100>結晶学的指向方向の単一のクリスタルシリ
コンウエアであることである。
ートが<100>結晶学的指向方向の単一のクリスタルシリ
コンウエアであることである。
【００１８】本発明のさらの望ましい面は、表面層の成
分が二酸化珪素であることである。
分が二酸化珪素であることである。
【００１９】本発明のさらの望ましい面は、ノズル先端
孔を50ミクロン未満の半径でつくることである。
孔を50ミクロン未満の半径でつくることである。
【００２０】本発明のさらの望ましい面は、サブストレ
ートの成分が単一のクリスタルシリコンであり、インク
チャネルをサブストレートの {111} 結晶学的曝露平面
へエッチングすることである。
ートの成分が単一のクリスタルシリコンであり、インク
チャネルをサブストレートの {111} 結晶学的曝露平面
へエッチングすることである。
【００２１】本発明のさらの望ましい面は、エッチング
用腐食液として異方性エッチングに使用するのがEDPで
あるということである。
用腐食液として異方性エッチングに使用するのがEDPで
あるということである。
【００２２】本発明のさらの望ましい面は、駆動回路を
ノズルと同じサブストレート上につくることである。
ノズルと同じサブストレート上につくることである。
【００２３】本発明のさらの望ましい面は、製造に用い
るのと同じポリシリコンからヒーターをつくることであ
る。
るのと同じポリシリコンからヒーターをつくることであ
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による印刷装置の
実施形態の一例を示す簡略化概要図である。図２は、本
発明によるノズル先端の一例を示す断面図である。図３
ないし図８は、ドロップ選択の液体動的シミュレーショ
ン結果を示す図である。図９は、本発明の実施形態によ
るノズルの動作の有限要素液体動的シミュレーション結
果を示す図である。図１０は、ドロップ選択と分離時に
おける連続的メニスカス位置を示す図である。図１１
は、ドロップ選択サイクル時における各点での温度を示
す図である。図１２は、表面張力測定値と各種インク添
加剤温度曲線を示す図である。図１３は、ノズルのヒー
ターに出力パルスが加わって、図１１の温度曲線ができ
たときの様子を示す図である。図１４は、本発明の印字
ヘッド駆動回路の実施形態の概要図である。図１５は、
本発明の実施形態のＡ４ページ幅カラー印字ヘッドの製
造歩留まり予測にフォールトトレランスを付けたものと
付けないものの図である。図１６は、本発明の実施形態
を用いた印字装置の概要図である。図１７は、印字ヘッ
ドの一部分のノズル配置例を示す図である。図１８は、
ノズル３台とドライブトランジスタ３個の配置図であ
る。図１９は、標準シリコンウエハにつくった多数の印
字ヘッドの配置図である。図２０から図２９は、本発明
の望ましい実施形態のさまざまな箇所でのノズル先端の
ところでの小部分での印字ヘッド装置の断面図である。
図３０は、本発明の実施例による印字ヘッドチップの裏
面の透視図である。
実施形態の一例を示す簡略化概要図である。図２は、本
発明によるノズル先端の一例を示す断面図である。図３
ないし図８は、ドロップ選択の液体動的シミュレーショ
ン結果を示す図である。図９は、本発明の実施形態によ
るノズルの動作の有限要素液体動的シミュレーション結
果を示す図である。図１０は、ドロップ選択と分離時に
おける連続的メニスカス位置を示す図である。図１１
は、ドロップ選択サイクル時における各点での温度を示
す図である。図１２は、表面張力測定値と各種インク添
加剤温度曲線を示す図である。図１３は、ノズルのヒー
ターに出力パルスが加わって、図１１の温度曲線ができ
たときの様子を示す図である。図１４は、本発明の印字
ヘッド駆動回路の実施形態の概要図である。図１５は、
本発明の実施形態のＡ４ページ幅カラー印字ヘッドの製
造歩留まり予測にフォールトトレランスを付けたものと
付けないものの図である。図１６は、本発明の実施形態
を用いた印字装置の概要図である。図１７は、印字ヘッ
ドの一部分のノズル配置例を示す図である。図１８は、
ノズル３台とドライブトランジスタ３個の配置図であ
る。図１９は、標準シリコンウエハにつくった多数の印
字ヘッドの配置図である。図２０から図２９は、本発明
の望ましい実施形態のさまざまな箇所でのノズル先端の
ところでの小部分での印字ヘッド装置の断面図である。
図３０は、本発明の実施例による印字ヘッドチップの裏
面の透視図である。
【００２５】基本的な見地からすると、本発明は、ドロ
ップオンデマンド印字機構を実現する発明であり、印字
ドロップ選択手段によって選択ドロップと非選択ドロッ
プとの位置に差異を設けるが、インクドロップによって
インクの表面張力に打ち勝ち、インク本体から分離させ
るだけでは不十分であり、代替手段によってインク本体
から選択ドロップを分離させる。
ップオンデマンド印字機構を実現する発明であり、印字
ドロップ選択手段によって選択ドロップと非選択ドロッ
プとの位置に差異を設けるが、インクドロップによって
インクの表面張力に打ち勝ち、インク本体から分離させ
るだけでは不十分であり、代替手段によってインク本体
から選択ドロップを分離させる。
【００２６】ドロップ分離手段からドロップ選択手段を
分離するには、どのインクドロップを印字するかを選択
するのに要するエネルギーを著しく減じる。個々の信号
によってドロップ選択手段だけを個々のノズルへ駆動し
なければならない。ドロップ分離手段は、電界であって
も、あるいはノズル全台へ同時に作用させる状態であっ
てもよい。
分離するには、どのインクドロップを印字するかを選択
するのに要するエネルギーを著しく減じる。個々の信号
によってドロップ選択手段だけを個々のノズルへ駆動し
なければならない。ドロップ分離手段は、電界であって
も、あるいはノズル全台へ同時に作用させる状態であっ
てもよい。
【００２７】ドロップ選択手段は、おもに以下の表から
選択する： １）加圧インクの表面張力を電熱減圧する。 ２）不十分なバブル体積の電熱バブル生成によってドロ
ップ噴射させる。 ３）不十分な体積変化の圧電によってドロップ噴射させ
る。 ４）ノズル１台当り電極１本の静電吸着による
選択する： １）加圧インクの表面張力を電熱減圧する。 ２）不十分なバブル体積の電熱バブル生成によってドロ
ップ噴射させる。 ３）不十分な体積変化の圧電によってドロップ噴射させ
る。 ４）ノズル１台当り電極１本の静電吸着による
【００２８】ドロップ選択手段は、おもに以下の表から
選択してもよい： １）近傍（記録媒体を印字ヘッドの近傍にする） ２）振動インク圧力の近傍 ３）静電吸着 ４）磁石吸着
選択してもよい： １）近傍（記録媒体を印字ヘッドの近傍にする） ２）振動インク圧力の近傍 ３）静電吸着 ４）磁石吸着
【００２９】「DOD 印字技術の目標」と題する表に、ド
ロップオンデマンド印字技術の望ましい特性を幾つか示
す。この表には、本発明で述べる実施形態やほかの関連
発明で述べる実施形態による印字技術の改善についても
幾つかの方法を示す。
ロップオンデマンド印字技術の望ましい特性を幾つか示
す。この表には、本発明で述べる実施形態やほかの関連
発明で述べる実施形態による印字技術の改善についても
幾つかの方法を示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】Thermal Ink Jet（TIJ）システムおよび圧
電インクジェットシステムでは、ドロップ速度が毎秒約
１０メートルなら、選択インクドロップによってインク
の表面張力に打ち勝ち、インク本体から分離し、記録媒
体に衝突するのに望ましい。この２種類のシステムでは
電気エネルギーからドロップ動力学エネルギーへの変換
効率がきわめて低い。TIJ システムの変換効率は約 0.0
2% である。このことは、TIJ 印字ヘッドの駆動回路で
強電流をスイッチングしなければならないということで
ある。圧電インクジェットヘッドの駆動回路は、高電圧
をスイッチングするか、あるいは高容量性負荷を駆動す
るかのいずれかを行なわなければならない。ページ幅 T
IJ 印字ヘッドの総電力消費量もきわめて高い。800dpi
のＡ４フルカラーぺージ幅 TIJ 印字ヘッドで４色黒色
画像を１秒間印字すると、電力消費量は約６kW にもお
よび、その大部分が熱となって浪費される。この大量の
熱をなくそうとすると、ローコスト、高速、高解像度の
コンパクトなページ幅 TIJシステムの生産が難しくな
る。
電インクジェットシステムでは、ドロップ速度が毎秒約
１０メートルなら、選択インクドロップによってインク
の表面張力に打ち勝ち、インク本体から分離し、記録媒
体に衝突するのに望ましい。この２種類のシステムでは
電気エネルギーからドロップ動力学エネルギーへの変換
効率がきわめて低い。TIJ システムの変換効率は約 0.0
2% である。このことは、TIJ 印字ヘッドの駆動回路で
強電流をスイッチングしなければならないということで
ある。圧電インクジェットヘッドの駆動回路は、高電圧
をスイッチングするか、あるいは高容量性負荷を駆動す
るかのいずれかを行なわなければならない。ページ幅 T
IJ 印字ヘッドの総電力消費量もきわめて高い。800dpi
のＡ４フルカラーぺージ幅 TIJ 印字ヘッドで４色黒色
画像を１秒間印字すると、電力消費量は約６kW にもお
よび、その大部分が熱となって浪費される。この大量の
熱をなくそうとすると、ローコスト、高速、高解像度の
コンパクトなページ幅 TIJシステムの生産が難しくな
る。
【００３２】本発明の実施形態の重要な特徴の一つとし
て、どのインクドロップを印字するかの選択に要する電
力を著しく低減できるということがあげられる。これ
は、選択後のドロップをインク本体から分離し、記録媒
体にドットを形成する手段とインクドロップ選択手段と
を分けることにより実現する。ドロップ選択手段だけを
個々の信号によって各ノズルへ駆動するのでなければな
らない。ドロップ選択手段は、電界であっても、あるい
はノズル全台へ同時に作用させる状態であってもよい。
て、どのインクドロップを印字するかの選択に要する電
力を著しく低減できるということがあげられる。これ
は、選択後のドロップをインク本体から分離し、記録媒
体にドットを形成する手段とインクドロップ選択手段と
を分けることにより実現する。ドロップ選択手段だけを
個々の信号によって各ノズルへ駆動するのでなければな
らない。ドロップ選択手段は、電界であっても、あるい
はノズル全台へ同時に作用させる状態であってもよい。
【００３３】「ドロップ選択手段」と題した表に、本発
明にしたがってドロップを選択するために可能な手段を
幾つか示す。ドロップ選択手段は、選択後のドロップの
位置に十分な変化を起こさせて、選択後のドロップと未
選択のドロップとをドロップ選択手段によって見分けら
れるようにするのにしか要しない。
明にしたがってドロップを選択するために可能な手段を
幾つか示す。ドロップ選択手段は、選択後のドロップの
位置に十分な変化を起こさせて、選択後のドロップと未
選択のドロップとをドロップ選択手段によって見分けら
れるようにするのにしか要しない。
【００３４】
【表２】 上記以外の選択手段を使用してもよい。
【００３５】水基剤インクに用いるドロップ選択手段と
して望ましいのは、方法１： 「加圧インク表面張力の
電熱低減」。このドロップ選択手段では、低電力稼働
（TIJの約１％）、CMOS VLSI チップ製作との相容性、
低電圧稼働（約10V）、高ノズル密度、低温動作、広範
なインク処方その他、といった数多くのメリットをほか
のシステムに対してでも実現できる。インクは、温度の
上昇に応じて、それだけ表面張力が低減するのでなけれ
ばならない。
して望ましいのは、方法１： 「加圧インク表面張力の
電熱低減」。このドロップ選択手段では、低電力稼働
（TIJの約１％）、CMOS VLSI チップ製作との相容性、
低電圧稼働（約10V）、高ノズル密度、低温動作、広範
なインク処方その他、といった数多くのメリットをほか
のシステムに対してでも実現できる。インクは、温度の
上昇に応じて、それだけ表面張力が低減するのでなけれ
ばならない。
【００３６】ホットメルトインクやオイル基剤インクに
用いるドロップ選択手段として望ましいのは、方法２：
「インク粘度の電熱低減と振動インク圧力との一元
化」。このドロップ選択手段は、温度が上昇すると特に
粘度が低減するが、表面張力はあまり低減しないインク
に最適である。これは、分子重量が比較的高い無極性イ
ンクで特に起きる。特にホットメルトインクやオイル基
剤インクに最適である。
用いるドロップ選択手段として望ましいのは、方法２：
「インク粘度の電熱低減と振動インク圧力との一元
化」。このドロップ選択手段は、温度が上昇すると特に
粘度が低減するが、表面張力はあまり低減しないインク
に最適である。これは、分子重量が比較的高い無極性イ
ンクで特に起きる。特にホットメルトインクやオイル基
剤インクに最適である。
【００３７】「ドロップ分離手段」と題する表には、分
離後のドロップをインク本体から分離するのに可能であ
り、選択後のドロップに印刷媒体にドットを形成させら
れる方法を幾つか示す。これから示すドロップ選択手段
は、選択後のドロップと未選択のドロップとを区別し
て、未選択のドロップに印刷媒体にドットを形成させな
いようにするための手段である。
離後のドロップをインク本体から分離するのに可能であ
り、選択後のドロップに印刷媒体にドットを形成させら
れる方法を幾つか示す。これから示すドロップ選択手段
は、選択後のドロップと未選択のドロップとを区別し
て、未選択のドロップに印刷媒体にドットを形成させな
いようにするための手段である。
【００３８】
【表３】 上記以外の分離手段を使用してもよい。
【００３９】分離手段として望ましい手段は用途によ
る。ほとんどの用途で最適なのは、方法１： 「静電吸
着」または方法２： 「AC電界」。円滑な塗被紙やフィ
ルムを使用する用途や高速でなくてもいい用途では、方
法３： 「近傍」が適当な場合がある。高速、高品質シ
ステムでは方法４： 「転写近傍」を用いる。方法６：
「磁性吸着」は携帯型印刷装置といった印刷媒体が近傍
印字には荒れすぎであり、かつ静電ドロップ分離に要す
る高電圧が望ましくない用途に適当である。あらゆる状
況に最適な明確な「ベスト」の分離方法というものはな
い。
る。ほとんどの用途で最適なのは、方法１： 「静電吸
着」または方法２： 「AC電界」。円滑な塗被紙やフィ
ルムを使用する用途や高速でなくてもいい用途では、方
法３： 「近傍」が適当な場合がある。高速、高品質シ
ステムでは方法４： 「転写近傍」を用いる。方法６：
「磁性吸着」は携帯型印刷装置といった印刷媒体が近傍
印字には荒れすぎであり、かつ静電ドロップ分離に要す
る高電圧が望ましくない用途に適当である。あらゆる状
況に最適な明確な「ベスト」の分離方法というものはな
い。
【００４０】本発明による各種の印字装置について詳し
くは、以下に示す如き１９９５年４月１２日付けのオー
ストラリア特許明細書に記載してあり、その内容を参照
によって本発明に織り込む： 『液体インクフォールトトレラント（LIFT）印字機構』
（登録番号： PN2308） 『LIFT印字における電熱ドロ
ップ選択』（登録番号： PN2309） 『印刷媒体近傍によるLIFT印字におけるドロップ分離』
（登録番号： PN2310） 『対媒体距離可変ヘッドによ
るLIFT印字におけるドロップサイズ調節』（登録番号：
PN2311） 『音波インク波を用いた増大近傍LIFT印字』（登録番
号： PN2312） 『LIFT印字における静電ドロップ分離』（登録番号： P
N2313） 『近傍LIFT印字における負区異数同時ドロップサイズ』
（登録番号： PN2321） 『熱活性化印字ヘッド自冷式
稼働』（登録番号： PN2322） 『熱粘度低減LIFT印字』（登録番号： PN2323）
くは、以下に示す如き１９９５年４月１２日付けのオー
ストラリア特許明細書に記載してあり、その内容を参照
によって本発明に織り込む： 『液体インクフォールトトレラント（LIFT）印字機構』
（登録番号： PN2308） 『LIFT印字における電熱ドロ
ップ選択』（登録番号： PN2309） 『印刷媒体近傍によるLIFT印字におけるドロップ分離』
（登録番号： PN2310） 『対媒体距離可変ヘッドによ
るLIFT印字におけるドロップサイズ調節』（登録番号：
PN2311） 『音波インク波を用いた増大近傍LIFT印字』（登録番
号： PN2312） 『LIFT印字における静電ドロップ分離』（登録番号： P
N2313） 『近傍LIFT印字における負区異数同時ドロップサイズ』
（登録番号： PN2321） 『熱活性化印字ヘッド自冷式
稼働』（登録番号： PN2322） 『熱粘度低減LIFT印字』（登録番号： PN2323）
【００４１】本発明による望ましい印字装置の実施形態
の一例を概要図にしたものを図１に示す。
の一例を概要図にしたものを図１に示す。
【００４２】画像源５２は、スキャナやコンピュータか
ら受け取るラスタ画像データであってもよく、あるいは
ページ記述言語（PDL）の形式でのアウトライン画像デ
ータであっても、あるいはその他の形式のデジタル画像
表示であってもよい。この画像データを画像処理装置５
３によってピクセルマップ方式ページ画像へ被せる。こ
れは、PDL画像データの場合はラスタ画像プロセッサ（R
IP）であっても、ラスタ画像データの場合はピクセル画
像操作であってもよい。画像処理装置５３でつくる連続
音声データはハーフトーンになる。ハーフトーン化は、
デジタルハーフトーン化装置５４で行なう。ハーフトー
ン化ビットマップ画像データは画像メモリ７２に格納し
ておく。プリンタとシステムの構成に応じて、画像メモ
リ７２はフルページメモリでもバンドメモリでもよい。
ヒーター制御回路７１は画像メモリ７２からデータを読
み取り、時間変化電気パルスを印字ヘッド５０の一部分
であるノズルヒーター（図２の１０３）へ作用させる。
この時間変化電気パルスを適宜作用させ、かつ適当なノ
ズルに対して作用させることにより、画像メモリ７２の
データによって指定された所定の位置の記録媒体５１に
選択後のドロップがスポットを形成する。
ら受け取るラスタ画像データであってもよく、あるいは
ページ記述言語（PDL）の形式でのアウトライン画像デ
ータであっても、あるいはその他の形式のデジタル画像
表示であってもよい。この画像データを画像処理装置５
３によってピクセルマップ方式ページ画像へ被せる。こ
れは、PDL画像データの場合はラスタ画像プロセッサ（R
IP）であっても、ラスタ画像データの場合はピクセル画
像操作であってもよい。画像処理装置５３でつくる連続
音声データはハーフトーンになる。ハーフトーン化は、
デジタルハーフトーン化装置５４で行なう。ハーフトー
ン化ビットマップ画像データは画像メモリ７２に格納し
ておく。プリンタとシステムの構成に応じて、画像メモ
リ７２はフルページメモリでもバンドメモリでもよい。
ヒーター制御回路７１は画像メモリ７２からデータを読
み取り、時間変化電気パルスを印字ヘッド５０の一部分
であるノズルヒーター（図２の１０３）へ作用させる。
この時間変化電気パルスを適宜作用させ、かつ適当なノ
ズルに対して作用させることにより、画像メモリ７２の
データによって指定された所定の位置の記録媒体５１に
選択後のドロップがスポットを形成する。
【００４３】記録媒体５１を用紙搬送装置６５によって
印字ヘッド５０に対して移動するが、ここで用紙搬送装
置６５は用紙搬送制御装置６６によって電気的に制御し
てあり、用紙搬送制御装置６６はマイクロコントローラ
３１５によって制御されている。図１に示す用紙搬送装
置は概念を示しただけであり、数多くの違った構成が可
能である。ページ幅印字ヘッドの場合においては、用紙
搬送装置は記録媒体５１を静止ヘッド５０を通過させて
移動するのに最も便利にする。ただし、走査方式印刷装
置の場合においては、印字ヘッド５０を１軸沿いに（サ
ブ走査方向）、記録媒体５１を直交軸沿いに（主走査方
向）、ラスタ移動に対して相対的に移動するのが最も便
利である。マイクロコントローラ３１５は、インク圧力
調整器６３およびヒーター制御回路７１も制御してもよ
い。
印字ヘッド５０に対して移動するが、ここで用紙搬送装
置６５は用紙搬送制御装置６６によって電気的に制御し
てあり、用紙搬送制御装置６６はマイクロコントローラ
３１５によって制御されている。図１に示す用紙搬送装
置は概念を示しただけであり、数多くの違った構成が可
能である。ページ幅印字ヘッドの場合においては、用紙
搬送装置は記録媒体５１を静止ヘッド５０を通過させて
移動するのに最も便利にする。ただし、走査方式印刷装
置の場合においては、印字ヘッド５０を１軸沿いに（サ
ブ走査方向）、記録媒体５１を直交軸沿いに（主走査方
向）、ラスタ移動に対して相対的に移動するのが最も便
利である。マイクロコントローラ３１５は、インク圧力
調整器６３およびヒーター制御回路７１も制御してもよ
い。
【００４４】表面張力低減を用いる印字では、インクは
圧力下のインクリザーバ６４に収納する。静止状態（イ
ンクドロップを噴射しない状態）では、インクの圧力は
インクの表面張力に打ち勝ち、かつドロップを噴射する
のに十分である。定常的なインク圧力は、インク圧力調
整器６３の制御下のインクリザーバへ圧力を加えて達成
する。そうする代わりに、大型の印字装置では、インク
圧力をきわめて正確に生成し、インクリザーバ６４内で
印字ヘッド５０より上の適当な位置にインク表面をする
ことにより制御する。このインクの液量は、簡単なフロ
ートバルブ（図示せず）で調整できる。
圧力下のインクリザーバ６４に収納する。静止状態（イ
ンクドロップを噴射しない状態）では、インクの圧力は
インクの表面張力に打ち勝ち、かつドロップを噴射する
のに十分である。定常的なインク圧力は、インク圧力調
整器６３の制御下のインクリザーバへ圧力を加えて達成
する。そうする代わりに、大型の印字装置では、インク
圧力をきわめて正確に生成し、インクリザーバ６４内で
印字ヘッド５０より上の適当な位置にインク表面をする
ことにより制御する。このインクの液量は、簡単なフロ
ートバルブ（図示せず）で調整できる。
【００４５】粘度低減を用いる印字では、インクは圧力
下のインクリザーバ６４に収納し、インク圧力を振動さ
せる。この振動を発生させる手段は、インクチャネルに
圧電アクチュエータを実装したもの（図示せず）でもよ
い。
下のインクリザーバ６４に収納し、インク圧力を振動さ
せる。この振動を発生させる手段は、インクチャネルに
圧電アクチュエータを実装したもの（図示せず）でもよ
い。
【００４６】ドロップ分離手段と正しく整合させると、
選択後のドロップは記録媒体にスポットを形成する一
方、未選択のドロップがインク本体の一部分のままにな
る。
選択後のドロップは記録媒体にスポットを形成する一
方、未選択のドロップがインク本体の一部分のままにな
る。
【００４７】インクは、インクチャネル装置７５によっ
て印字ヘッド５０の裏面へ送られる。インクは、印字ヘ
ッド５０のシリコンサブストレートにエッチングした溝
や孔から正面表面へ流れ、そこにノズルとアクチュエー
タがある。熱選択の場合においては、ノズルとアクチュ
エータは電熱ヒーターである。
て印字ヘッド５０の裏面へ送られる。インクは、印字ヘ
ッド５０のシリコンサブストレートにエッチングした溝
や孔から正面表面へ流れ、そこにノズルとアクチュエー
タがある。熱選択の場合においては、ノズルとアクチュ
エータは電熱ヒーターである。
【００４８】本発明によるプリンタによっては、外部磁
界７４によって選択後のドロップをインク本体から分離
し、記録媒体５１へ移動させることが必要になる場合が
ある。外部磁界７４は定常電界なので、インクを容易に
導電性にできる。その場合、ペーパガイド、すなわちプ
ラテン６７を導電性材料でつくり、電極として使用して
電界をつくってもよい。印字ヘッド５０自体を電極にし
てもよい。別の実施形態では、選択後ドロップと未選択
ドロップの選択手段として印刷媒体の近傍を利用してい
る。
界７４によって選択後のドロップをインク本体から分離
し、記録媒体５１へ移動させることが必要になる場合が
ある。外部磁界７４は定常電界なので、インクを容易に
導電性にできる。その場合、ペーパガイド、すなわちプ
ラテン６７を導電性材料でつくり、電極として使用して
電界をつくってもよい。印字ヘッド５０自体を電極にし
てもよい。別の実施形態では、選択後ドロップと未選択
ドロップの選択手段として印刷媒体の近傍を利用してい
る。
【００４９】ドロップサイズが小さい場合、インクドロ
ップにかかる重力がきわめて小さい。表面張力の約10^-
4なので、重力を無視できるのがほとんどの場合であ
る。これにより、印字ヘッド５０と記録媒体５１を局部
的磁界に対してどのような向きに向けることもできる。
これは、携帯型プリンタでは重要な条件である。
ップにかかる重力がきわめて小さい。表面張力の約10^-
4なので、重力を無視できるのがほとんどの場合であ
る。これにより、印字ヘッド５０と記録媒体５１を局部
的磁界に対してどのような向きに向けることもできる。
これは、携帯型プリンタでは重要な条件である。
【００５０】図２は、本発明の実施形態の単一の顕微鏡
式ノズル先端をCMOS改造工程で製作したものの断面を拡
大した図である。ノズルはサブストレート１０１にエッ
チングしてあり、サブストレート１０１はシリコン、ガ
ラス、その他の適当な材料でよい。半導体材料でないサ
ブストレートを使用する場合、（非晶質シリコンなど
の）半導体材料をサブストレートにデポジットし、統合
化ドライブトランジスタとデータ配布回路を表面半導体
層に形成してもよい。単結晶シリコン（SCS）サブスト
レートにはおもに以下のような幾つかのメリットがあ
る： １）高性能ドライブトランジスタおよびその他の回路を
SCSに造り込める。 ２）標準のVLSI製造設備を利用して、印字ヘッドを既存
の設備（工場）で製造できる。 ３）SCSは機械的強度と剛性が高い。 ４）SCSは熱伝導性が高い。
式ノズル先端をCMOS改造工程で製作したものの断面を拡
大した図である。ノズルはサブストレート１０１にエッ
チングしてあり、サブストレート１０１はシリコン、ガ
ラス、その他の適当な材料でよい。半導体材料でないサ
ブストレートを使用する場合、（非晶質シリコンなど
の）半導体材料をサブストレートにデポジットし、統合
化ドライブトランジスタとデータ配布回路を表面半導体
層に形成してもよい。単結晶シリコン（SCS）サブスト
レートにはおもに以下のような幾つかのメリットがあ
る： １）高性能ドライブトランジスタおよびその他の回路を
SCSに造り込める。 ２）標準のVLSI製造設備を利用して、印字ヘッドを既存
の設備（工場）で製造できる。 ３）SCSは機械的強度と剛性が高い。 ４）SCSは熱伝導性が高い。
【００５１】この例では、ノズルは円筒形状であり、ヒ
ーター１０３がつばを形成している。ノズル先端１０４
は二酸化珪素層１０２で形成してあり、二酸化珪素層１
０２は CMOS ドライブ回路の製作時にデポジットする。
ノズル先端は、窒化珪素で不動態化してある。突き出て
いるノズル先端が印字ヘッド表面上の加圧インク１００
の接点を制御する。印字ヘッド表面は疎水化もしてあ
り、これにより印字ヘッド表面でインクが不用意に散乱
しないようにしてある。
ーター１０３がつばを形成している。ノズル先端１０４
は二酸化珪素層１０２で形成してあり、二酸化珪素層１
０２は CMOS ドライブ回路の製作時にデポジットする。
ノズル先端は、窒化珪素で不動態化してある。突き出て
いるノズル先端が印字ヘッド表面上の加圧インク１００
の接点を制御する。印字ヘッド表面は疎水化もしてあ
り、これにより印字ヘッド表面でインクが不用意に散乱
しないようにしてある。
【００５２】これ以外にも多くのノズル構成が可能であ
り、本発明によるノズルの実施形態は形状、寸法、材料
がさまざまであってよい。サブストレートにモノリシッ
クノズルをエッチングし、その上にヒーターとドライブ
の電子装置を形成したものには、オリフィスプレートを
要しないというメリットがある。オリフィスプレートが
不要になると、製造と組立の時点でかなりのコスト節減
になる。オリフィスプレートを不要にするために最近の
方法として、1986 年のドモト (Domoto) 氏他の米国特
許No. 4,580,159（Xerox へ譲渡）、1994年のミラー (M
iller) 氏他の米国特許No. 5,371,527（Hewlett-Packar
d へ譲渡）などに記載されている「渦巻」アクチュエー
タがあげられる。しかしながら、これらは操作が複雑で
あり、製作もむずかしい。本発明の印字ヘッドに用いる
オリフィスプレートをなくす方法として望ましいのは、
オリフィスをアクチュエータサブストレートへ組み込む
ことである。
り、本発明によるノズルの実施形態は形状、寸法、材料
がさまざまであってよい。サブストレートにモノリシッ
クノズルをエッチングし、その上にヒーターとドライブ
の電子装置を形成したものには、オリフィスプレートを
要しないというメリットがある。オリフィスプレートが
不要になると、製造と組立の時点でかなりのコスト節減
になる。オリフィスプレートを不要にするために最近の
方法として、1986 年のドモト (Domoto) 氏他の米国特
許No. 4,580,159（Xerox へ譲渡）、1994年のミラー (M
iller) 氏他の米国特許No. 5,371,527（Hewlett-Packar
d へ譲渡）などに記載されている「渦巻」アクチュエー
タがあげられる。しかしながら、これらは操作が複雑で
あり、製作もむずかしい。本発明の印字ヘッドに用いる
オリフィスプレートをなくす方法として望ましいのは、
オリフィスをアクチュエータサブストレートへ組み込む
ことである。
【００５３】この種のノズルは、ドロップ分離にさまざ
まな手法を用いている印字ヘッドに使用してもよい。
まな手法を用いている印字ヘッドに使用してもよい。
【００５４】〔静電ドロップ分離を用いたオペレーショ
ン〕一番目の実施例として、表面張力の熱低減と静電ド
ロップ分離を用いたオペレーションを図２に示す。
ン〕一番目の実施例として、表面張力の熱低減と静電ド
ロップ分離を用いたオペレーションを図２に示す。
【００５５】図２に、Fluid Dynamics Inc., of Illino
is, USA が販売している業務用液体動的シミュレーショ
ンソフトウェアパッケージであるFIDAPを使用して行な
ったエネルギー移動と液体の動的シミュレーション結果
を示す。このシミュレーションは、熱ドロップ選択ノズ
ルを実施したものであり、直径が８μm、周囲温度が30
℃である。ヒーターへかかる総エネルギーは 276nJ で
あり、各４nJ の69 パルスとして作用する。インク圧力
は周囲大気圧より10kPa 高く、30℃ 時のインク粘度は
1.84cPs である。このインクは水基剤であり、0.1% パ
ルミチン酸のコロイド溶液を含有することにより、温度
上昇に伴なう表面張力低減を強化してある。ノズル中心
軸から半径方向へ40μmまでのこのノズル前端の断面を
示す。シリコン、窒化珪素、非晶質二酸化珪素、結晶二
酸化珪素、水基剤インクその他の各種材料のノズル内の
熱流をシミュレートしてある。シミュレーションには、
材料のそれぞれの密度、熱容量、熱伝導性を用いてあ
る。シミュレーションの時間設定は0.1μs である。
is, USA が販売している業務用液体動的シミュレーショ
ンソフトウェアパッケージであるFIDAPを使用して行な
ったエネルギー移動と液体の動的シミュレーション結果
を示す。このシミュレーションは、熱ドロップ選択ノズ
ルを実施したものであり、直径が８μm、周囲温度が30
℃である。ヒーターへかかる総エネルギーは 276nJ で
あり、各４nJ の69 パルスとして作用する。インク圧力
は周囲大気圧より10kPa 高く、30℃ 時のインク粘度は
1.84cPs である。このインクは水基剤であり、0.1% パ
ルミチン酸のコロイド溶液を含有することにより、温度
上昇に伴なう表面張力低減を強化してある。ノズル中心
軸から半径方向へ40μmまでのこのノズル前端の断面を
示す。シリコン、窒化珪素、非晶質二酸化珪素、結晶二
酸化珪素、水基剤インクその他の各種材料のノズル内の
熱流をシミュレートしてある。シミュレーションには、
材料のそれぞれの密度、熱容量、熱伝導性を用いてあ
る。シミュレーションの時間設定は0.1μs である。
【００５６】図３に、静止状態、すなわちヒーターが作
動する直前の状態を示す。平衡状態が成立しているの
で、静止状態のノズルからインクが逃げることがない。
この静止状態は、インク圧力に外部静電界を加えたもの
が周囲温度でのインクの表面張力に打ち勝つのに不十分
なゆえに成立している。この静止状態においては、イン
クのメニスカスが印字ヘッド表面からわずかでも突き出
ることがないので、静電界の集中がメニスカスでは著し
くない。
動する直前の状態を示す。平衡状態が成立しているの
で、静止状態のノズルからインクが逃げることがない。
この静止状態は、インク圧力に外部静電界を加えたもの
が周囲温度でのインクの表面張力に打ち勝つのに不十分
なゆえに成立している。この静止状態においては、イン
クのメニスカスが印字ヘッド表面からわずかでも突き出
ることがないので、静電界の集中がメニスカスでは著し
くない。
【００５７】図４に、５℃時、ヒーター付勢パルス開始
後インターバル５μs経過後の熱輪郭線を示す。ヒータ
ーが付勢すると、ノズル先端と接触しているインクが急
速に熱せられる。表面張力の低減によって、メニスカス
の加熱部分が冷たいインクのメニスカスに対して急速に
膨張する。これにより対流が起き、ノズル先端のインク
の自由表面へ熱が急速に伝わる。熱はかならずしもイン
ク表面全体へ伝わるわけではなく、またインクがヒータ
ーと接触しているところだけに留まっているわけでもな
い。これは、固体であるヒーターに対する粘性抵抗によ
ってインクがヒーターと直接接触して移動することがな
いようにしているからである。
後インターバル５μs経過後の熱輪郭線を示す。ヒータ
ーが付勢すると、ノズル先端と接触しているインクが急
速に熱せられる。表面張力の低減によって、メニスカス
の加熱部分が冷たいインクのメニスカスに対して急速に
膨張する。これにより対流が起き、ノズル先端のインク
の自由表面へ熱が急速に伝わる。熱はかならずしもイン
ク表面全体へ伝わるわけではなく、またインクがヒータ
ーと接触しているところだけに留まっているわけでもな
い。これは、固体であるヒーターに対する粘性抵抗によ
ってインクがヒーターと直接接触して移動することがな
いようにしているからである。
【００５８】図５に、５℃ 時、ヒーター付勢パルス開
始後インターバル10μs 経過後の熱輪郭線を示す。温度
が上昇すると表面張力が低減し、力のと力の平衡状態に
ひずみが生じる。メニスカス全体が加熱されると、リン
クが流れ始める。
始後インターバル10μs 経過後の熱輪郭線を示す。温度
が上昇すると表面張力が低減し、力のと力の平衡状態に
ひずみが生じる。メニスカス全体が加熱されると、リン
クが流れ始める。
【００５９】図６に、５℃ 時、ヒーター付勢パルス開
始後インターバル20μs 経過後の熱輪郭線を示す。リン
クの圧力によってインクが新しいメニスカス位置へ流れ
ていて、印字へから突き出ている。伝導性インクドロッ
プが突き出ていることにより、静電界が集中している。
始後インターバル20μs 経過後の熱輪郭線を示す。リン
クの圧力によってインクが新しいメニスカス位置へ流れ
ていて、印字へから突き出ている。伝導性インクドロッ
プが突き出ていることにより、静電界が集中している。
【００６０】図７に、５℃ 時、ヒーター付勢パルス開
始後インターバル30μs 経過後の熱輪郭線を示す。ヒー
ターのパルス持続時間が24μs なので、ヒーターパルス
終了後６μs でもある。酸化層の伝導および流動インク
への伝導により、ノズル先端が急速に冷却されている。
ノズル先端はインクによって効果的に「水冷」されてい
る。静電吸着によって、インクドロップが記録媒体へ向
かって加速し始めている。ヒーターパルスがこれよりも
少しでも短ければ（この場合16μs 未満）、インクは印
刷媒体へ向かって加速することをせず、ノズルへもどる
はずである。
始後インターバル30μs 経過後の熱輪郭線を示す。ヒー
ターのパルス持続時間が24μs なので、ヒーターパルス
終了後６μs でもある。酸化層の伝導および流動インク
への伝導により、ノズル先端が急速に冷却されている。
ノズル先端はインクによって効果的に「水冷」されてい
る。静電吸着によって、インクドロップが記録媒体へ向
かって加速し始めている。ヒーターパルスがこれよりも
少しでも短ければ（この場合16μs 未満）、インクは印
刷媒体へ向かって加速することをせず、ノズルへもどる
はずである。
【００６１】図８に、５℃ 時、ヒーター付勢パルス開
始後インターバル26μs経過後の熱輪郭線を示す。ノズ
ル先端の温度が周囲温度を５℃ 未満しか上回っていな
い。これにより、ノズル先端周囲の表面張力が増す。イ
ンクがノズルから引き込まれる速度がノズルを流れるイ
ンクフローの粘度限界を超えると、ノズル先端部分のイ
ンクに「頸部」ができ、選択後ドロップがインクドロッ
プから分離する。次に、選択後のドロップは外部静電界
影響下の記憶媒体へ移動する。次に、ノズル船体のイン
クのメニスカスが静止位置へもどり、その次のヒートパ
ルスによってその次のインクドロップをいつでも選べる
ようになる。インクドロップを選択、分離すると、ヒー
トパルスごとに記録媒体にスポットを形成する。ヒート
パルスを電気的に制御すると、ドロップオンデマンドイ
ンクジェットオペレーションを達成できる。
始後インターバル26μs経過後の熱輪郭線を示す。ノズ
ル先端の温度が周囲温度を５℃ 未満しか上回っていな
い。これにより、ノズル先端周囲の表面張力が増す。イ
ンクがノズルから引き込まれる速度がノズルを流れるイ
ンクフローの粘度限界を超えると、ノズル先端部分のイ
ンクに「頸部」ができ、選択後ドロップがインクドロッ
プから分離する。次に、選択後のドロップは外部静電界
影響下の記憶媒体へ移動する。次に、ノズル船体のイン
クのメニスカスが静止位置へもどり、その次のヒートパ
ルスによってその次のインクドロップをいつでも選べる
ようになる。インクドロップを選択、分離すると、ヒー
トパルスごとに記録媒体にスポットを形成する。ヒート
パルスを電気的に制御すると、ドロップオンデマンドイ
ンクジェットオペレーションを達成できる。
【００６２】図９に、ヒーター付勢パルス開始時に開始
する５μs インターバルのドロップ選択サイクル時の連
続メニスカス位置を示す。
する５μs インターバルのドロップ選択サイクル時の連
続メニスカス位置を示す。
【００６３】図１０に、メニスカス位置と時間との関係
を示し、メニスカス中心でのポイントの移動を示す。ヒ
ートパルスは10μs で図のシミュレーションを開始す
る。
を示し、メニスカス中心でのポイントの移動を示す。ヒ
ートパルスは10μs で図のシミュレーションを開始す
る。
【００６４】図１１に、温度とそれぞれの時間との関係
をノズルの各ポイントで測定した結果を曲線にしたもの
を示す。グラフの縦軸は時間を表す。単位は10μs であ
る。図１０に示す温度曲線は、0.1μs ステップを用い
て FIDAP で計算してものである。局部的周囲温度は 30
℃ である。３箇所での温度ヒステリシスを以下のよう
にして示してある： Ａ − ノズル先端： 不動態化層、インク、エアの間で
の接触円周での温度履歴を示す。 Ｂ − メニスカス中点： ノズル先端とメニスカス中心
との中間のインクメニスカスの円周での温度履歴を示
す。 Ｃ − チップ表面： ノズル中心から20μm 離れた印字
ヘッド表面のポイントでの温度履歴を示す。温度はわず
かに上昇している。これは、アクティブな回路をノズル
の近づけても、温度上昇による性能や寿命の劣化が起き
なということである。
をノズルの各ポイントで測定した結果を曲線にしたもの
を示す。グラフの縦軸は時間を表す。単位は10μs であ
る。図１０に示す温度曲線は、0.1μs ステップを用い
て FIDAP で計算してものである。局部的周囲温度は 30
℃ である。３箇所での温度ヒステリシスを以下のよう
にして示してある： Ａ − ノズル先端： 不動態化層、インク、エアの間で
の接触円周での温度履歴を示す。 Ｂ − メニスカス中点： ノズル先端とメニスカス中心
との中間のインクメニスカスの円周での温度履歴を示
す。 Ｃ − チップ表面： ノズル中心から20μm 離れた印字
ヘッド表面のポイントでの温度履歴を示す。温度はわず
かに上昇している。これは、アクティブな回路をノズル
の近づけても、温度上昇による性能や寿命の劣化が起き
なということである。
【００６５】図１３に、ヒーターに加わる電力を示す。
最適なオペレーションにはヒーターパルス開始時に温度
が急上昇すること、インクの沸点にわずかに満たない温
度をパルス持続時間だけ維持すること、パルス終了時に
温度が急下降することが必要である。そのためには、ヒ
ーターにくわえる平均電力をパルス期間中変化させる。
この場合、パルス変調を 0.1μs サブパルスとして、そ
のそれぞれを４nJ のエネルギーにして変動を達成す
る。ヒーターにくわわるピーク電力は 40mW であり、ヒ
ーターパルス全体の平均電力は 11.5mW である。これ
は、容易に変えることができ、印字ヘッドのオペレーシ
ョンに著しい影響が及ぶこともない。サブパルスの周波
数を高くすると、ヒーターに加わる電力の制御を肌理細
かにできる。サブパルス周波数は 13.5MHz が最適であ
り、この周波数は無線周波妨害（RFI）の効果も極小化
できる。
最適なオペレーションにはヒーターパルス開始時に温度
が急上昇すること、インクの沸点にわずかに満たない温
度をパルス持続時間だけ維持すること、パルス終了時に
温度が急下降することが必要である。そのためには、ヒ
ーターにくわえる平均電力をパルス期間中変化させる。
この場合、パルス変調を 0.1μs サブパルスとして、そ
のそれぞれを４nJ のエネルギーにして変動を達成す
る。ヒーターにくわわるピーク電力は 40mW であり、ヒ
ーターパルス全体の平均電力は 11.5mW である。これ
は、容易に変えることができ、印字ヘッドのオペレーシ
ョンに著しい影響が及ぶこともない。サブパルスの周波
数を高くすると、ヒーターに加わる電力の制御を肌理細
かにできる。サブパルス周波数は 13.5MHz が最適であ
り、この周波数は無線周波妨害（RFI）の効果も極小化
できる。
【００６６】〔表面張力の負の温度係数を持たせたイン
ク〕温度上昇につれて下降すべきインクの表面張力の要
件は、ほとんどの液体と多くの混合物にこの特性が備わ
っていることから、大きな制約ではない。任意液体の温
度と表面張力とを関連づける数式はない。ただし、ラム
ゼーとシールドが考案した下記の数式は数多くの液体で
満足がいく結果が得られる：
ク〕温度上昇につれて下降すべきインクの表面張力の要
件は、ほとんどの液体と多くの混合物にこの特性が備わ
っていることから、大きな制約ではない。任意液体の温
度と表面張力とを関連づける数式はない。ただし、ラム
ゼーとシールドが考案した下記の数式は数多くの液体で
満足がいく結果が得られる：
【００６７】
【数１】
【００６８】ここで、γTは温度Ｔ時の表面張力であ
り、ｋは定数、Ｔｃは液体の臨界温度、Ｍは液体のモル
質量、ｘは液体の関連度であり、ｐは液体の濃度であ
る。この数式から、温度が液体の臨界温度に達すると大
分部分の液体の表面張力がゼロまで低下することが伺わ
れる。ほとんどの液体では、臨界温度は大気時沸点のか
なり上なので、実際的な噴射温度前後であまり温度を変
化させないで表面張力を大きく変えるには、表面活性剤
を混合しておくとよい。
り、ｋは定数、Ｔｃは液体の臨界温度、Ｍは液体のモル
質量、ｘは液体の関連度であり、ｐは液体の濃度であ
る。この数式から、温度が液体の臨界温度に達すると大
分部分の液体の表面張力がゼロまで低下することが伺わ
れる。ほとんどの液体では、臨界温度は大気時沸点のか
なり上なので、実際的な噴射温度前後であまり温度を変
化させないで表面張力を大きく変えるには、表面活性剤
を混合しておくとよい。
【００６９】表面活性剤の選択は重要である。たとえ
ば、熱インクジェットプリンタに用いる水基剤インクは
イソプロピルアルコール（２−プロパノール）を含有し
ていることが多く、これにより表面張力を低減し、迅速
に乾燥させている。イソプロピルアルコールの沸点は 8
2.4℃ であり、水の沸点より低い。温度が上昇するに
つれて、アルコールが水より早く蒸発するので、アルコ
ール濃度が低下し、表面張力が上昇する。１−ヘキサノ
ール（沸点 158℃）などの表面活性剤はこの効果を逆転
でき、温度が上昇してもわず表面張力がわずかしか低減
しない。ただし、表面張力を比較的大きく低減すること
は運転の寛容度を極大化するうえで望ましい。温度範囲
30℃ にｗたって表面張力が 20mN/m 低下するのが運転
マージンを大きくするうえで望ましい一方、本発明の印
字ヘッドのオペレーションは 10mN/m でも達成できる
ば、熱インクジェットプリンタに用いる水基剤インクは
イソプロピルアルコール（２−プロパノール）を含有し
ていることが多く、これにより表面張力を低減し、迅速
に乾燥させている。イソプロピルアルコールの沸点は 8
2.4℃ であり、水の沸点より低い。温度が上昇するに
つれて、アルコールが水より早く蒸発するので、アルコ
ール濃度が低下し、表面張力が上昇する。１−ヘキサノ
ール（沸点 158℃）などの表面活性剤はこの効果を逆転
でき、温度が上昇してもわず表面張力がわずかしか低減
しない。ただし、表面張力を比較的大きく低減すること
は運転の寛容度を極大化するうえで望ましい。温度範囲
30℃ にｗたって表面張力が 20mN/m 低下するのが運転
マージンを大きくするうえで望ましい一方、本発明の印
字ヘッドのオペレーションは 10mN/m でも達成できる
【００７０】〔ΔγIの大きいインク〕温度上昇に対し
て、表面張力に負の変化を起こすべく幾つかの方法を講
じてもよい。そうした２つの方法として以下のものがあ
げられる： １）インクに低能度の表面活性剤のコロイド溶液が含有
されている場合があり、それが周囲温度では固体だが、
しきい温度では溶融する。1,000A 未満の粒子サイズが
の望ましい。水基剤インクの表面活性剤の融点は 60℃
から 80℃ の間が望ましい。 ２）位相反転温度（PIT）が最高周囲温度より高いが、
インクの沸点より低い油／水ミクロエマルジョンがイン
クに含有されている場合がある。安定性に関する限りに
おいては、マイクロエマルジョンの PIT はインクが遭
遇する最高非動作温度より 20℃ 以上高いことが望まし
い。約 80℃ なら適当な PIT である。
て、表面張力に負の変化を起こすべく幾つかの方法を講
じてもよい。そうした２つの方法として以下のものがあ
げられる： １）インクに低能度の表面活性剤のコロイド溶液が含有
されている場合があり、それが周囲温度では固体だが、
しきい温度では溶融する。1,000A 未満の粒子サイズが
の望ましい。水基剤インクの表面活性剤の融点は 60℃
から 80℃ の間が望ましい。 ２）位相反転温度（PIT）が最高周囲温度より高いが、
インクの沸点より低い油／水ミクロエマルジョンがイン
クに含有されている場合がある。安定性に関する限りに
おいては、マイクロエマルジョンの PIT はインクが遭
遇する最高非動作温度より 20℃ 以上高いことが望まし
い。約 80℃ なら適当な PIT である。
【００７１】〔表面活性剤コロイド溶液を用いたイン
ク〕インクは、目的の動作温度範囲内で溶融する表面活
性剤の小粒子のコロイド溶液として調製することができ
る。そした表面活性剤の一例として、以下のような炭素
原子が１４から３０の間のカルボン酸があげられる：
ク〕インクは、目的の動作温度範囲内で溶融する表面活
性剤の小粒子のコロイド溶液として調製することができ
る。そした表面活性剤の一例として、以下のような炭素
原子が１４から３０の間のカルボン酸があげられる：
【００７２】
【表４】
【００７３】小粒子サイズのコロイド溶液の融点が粉粒
体の融点よりわずかに低いのが通常であることから、融
点が目的のドロップ選択温度よりわずかに高いカルボン
酸を選ぶのが望ましい。その好例がアラキン酸である。
体の融点よりわずかに低いのが通常であることから、融
点が目的のドロップ選択温度よりわずかに高いカルボン
酸を選ぶのが望ましい。その好例がアラキン酸である。
【００７４】上記のごとくのカルボン酸は高純度のもの
が低コストで入手できる。表面活性剤の所要分量はきわ
めて少量なので、インクに添加してもコストは無視し得
る程度である。カルボン酸と連鎖の長さがわずかに違う
ものとの混合物を用いれば、温度範囲全体にわたって融
点を拡大できる。そうした混合物は純粋な酸よりコスト
がかからないのが通常である。
が低コストで入手できる。表面活性剤の所要分量はきわ
めて少量なので、インクに添加してもコストは無視し得
る程度である。カルボン酸と連鎖の長さがわずかに違う
ものとの混合物を用いれば、温度範囲全体にわたって融
点を拡大できる。そうした混合物は純粋な酸よりコスト
がかからないのが通常である。
【００７５】表面活性剤の選択を単純な枝なしカルボン
酸に制限することは必要ではない。枝分れ鎖、すなわち
フェニル類その他の疎水性のものを備えた表面活性剤な
ら使用できる。カルボン酸を使用することも必要ではな
い。高有極成分はその多くが親水側の表面活性剤として
最適である。そうした親水側を水中でイオン化できるよ
うにし、これにより表面活性剤粒子の表面を酸散乱さ
せ、凝集を防止するのが望ましい。カルボン酸の場合に
おいては、これは水酸化ナトリウムや水酸化カリウムな
どのアルカリを加えることにより行なえる。
酸に制限することは必要ではない。枝分れ鎖、すなわち
フェニル類その他の疎水性のものを備えた表面活性剤な
ら使用できる。カルボン酸を使用することも必要ではな
い。高有極成分はその多くが親水側の表面活性剤として
最適である。そうした親水側を水中でイオン化できるよ
うにし、これにより表面活性剤粒子の表面を酸散乱さ
せ、凝集を防止するのが望ましい。カルボン酸の場合に
おいては、これは水酸化ナトリウムや水酸化カリウムな
どのアルカリを加えることにより行なえる。
【００７６】〔表面活性剤コロイド溶液を用いたインク
の調製〕表面活性剤コロイド溶液は、別々に高濃度で調
製し、インクに加えて所定の濃度にできる。
の調製〕表面活性剤コロイド溶液は、別々に高濃度で調
製し、インクに加えて所定の濃度にできる。
【００７７】表面活性剤コロイド溶液調製方法の一例と
して以下の方法があげられる： １）カルボン酸を酸素のない雰囲気内で浄水に加える。 ２）カルボン酸の融点より上に混合物を熱する。浄水が
沸騰してもよい。 ３）カルボン酸ドロップの代表的粒子が 100A から 1,0
00A のあいだになるまで混合物を超音波処理する。 ４）混合物を冷ます。 ５）混合物の上部から大型粒子を取り除く。 ６）NaOH などのアルカリを加えて、粒子表面のカルボ
ン酸分子をイオン化する。pH８程度が適当である。この
ステップは必ずしも必要ないが、コロイド溶液の安定化
に役立つ。 ７）コロイド溶液を遠心分離器にかける。カルボン酸の
濃度が水より低いので、小さい粒子が得んし分離器の外
側に集まり、大きい粒子が中心に集まる。 ８）マイクロポーラスフィルタで漉して、5000A 超の粒
子を取り除く。 ９）表面活性剤コロイド溶液を調製中のインクへ加え
る。コロイド溶液はきわめて希釈度が高いことだけを要
する。
して以下の方法があげられる： １）カルボン酸を酸素のない雰囲気内で浄水に加える。 ２）カルボン酸の融点より上に混合物を熱する。浄水が
沸騰してもよい。 ３）カルボン酸ドロップの代表的粒子が 100A から 1,0
00A のあいだになるまで混合物を超音波処理する。 ４）混合物を冷ます。 ５）混合物の上部から大型粒子を取り除く。 ６）NaOH などのアルカリを加えて、粒子表面のカルボ
ン酸分子をイオン化する。pH８程度が適当である。この
ステップは必ずしも必要ないが、コロイド溶液の安定化
に役立つ。 ７）コロイド溶液を遠心分離器にかける。カルボン酸の
濃度が水より低いので、小さい粒子が得んし分離器の外
側に集まり、大きい粒子が中心に集まる。 ８）マイクロポーラスフィルタで漉して、5000A 超の粒
子を取り除く。 ９）表面活性剤コロイド溶液を調製中のインクへ加え
る。コロイド溶液はきわめて希釈度が高いことだけを要
する。
【００７８】静電ドロップ分離を使用し、湿潤薬および
その他の薬品を必要に応じて使用する場合、インク調製
に染料や顔料、殺菌剤、薬品を加えて、インクの導電性
を強化する場合もある。
その他の薬品を必要に応じて使用する場合、インク調製
に染料や顔料、殺菌剤、薬品を加えて、インクの導電性
を強化する場合もある。
【００７９】ドロップ噴射工程ではバブル形成がないの
で、消泡剤が必要になるのが通常である。
で、消泡剤が必要になるのが通常である。
【００８０】〔陽イオン表面活性剤コロイド溶液〕陰イ
オン表面活性剤コロイド溶液を用いてつくるインクは、
陽イオン染料や陽イオン顔料に使用するのに不向きであ
るのが通常である。これは、陽イオン染料や陽イオン顔
料が陰イオン表面で凝結したり凝縮するからである。陽
イオン染料や陽イオン顔料に使用を可能にするには、陽
イオン表面活性剤コロイド溶液が必要である。アルキル
アミン類はこの用途に最適である。
オン表面活性剤コロイド溶液を用いてつくるインクは、
陽イオン染料や陽イオン顔料に使用するのに不向きであ
るのが通常である。これは、陽イオン染料や陽イオン顔
料が陰イオン表面で凝結したり凝縮するからである。陽
イオン染料や陽イオン顔料に使用を可能にするには、陽
イオン表面活性剤コロイド溶液が必要である。アルキル
アミン類はこの用途に最適である。
【００８１】アルキルアミン類として適当なものを以下
に示す：
に示す：
【表５】
【００８２】陽イオン表面活性剤コロイド溶液の調製方
法は、陰イオン表面活性剤コロイド溶液とほどんど同じ
だが、アルカリでなく酸を使ってｐＨバランスを調節
し、表面活性剤粒子の荷電を増すことだけが違いであ
る。HClを用いてｐＨが６なら適当である。
法は、陰イオン表面活性剤コロイド溶液とほどんど同じ
だが、アルカリでなく酸を使ってｐＨバランスを調節
し、表面活性剤粒子の荷電を増すことだけが違いであ
る。HClを用いてｐＨが６なら適当である。
【００８３】〔マイクロエマルジョン基剤インク〕若干
の温度しきい値にみるごとくに、表面張力の大幅な低減
を実現するための代替手段はインクの基剤としてマイク
ロエマルジョンを用いることである。マイクロエマルジ
ョンは、位相反転温度（PIT）が目的の噴射しきい温度
前後のものを選ぶ。PIT 未満ではマイクロエマルジョン
は水中油（O/W）であり、PIT 超ではマイクロエマルジ
ョンは油中水（W/O）である。低温では、マイクロエマ
ルジョンを形成する表面活性剤は曲率の高い油周囲表面
を好み、PIT より著しく高い温度では、表面活性剤は曲
率の高い水周囲表面を好む。PIT に近い温度では、マイ
クロエマルジョンは連続「スポンジ」状態トポロジー的
油水結合を形成する。
の温度しきい値にみるごとくに、表面張力の大幅な低減
を実現するための代替手段はインクの基剤としてマイク
ロエマルジョンを用いることである。マイクロエマルジ
ョンは、位相反転温度（PIT）が目的の噴射しきい温度
前後のものを選ぶ。PIT 未満ではマイクロエマルジョン
は水中油（O/W）であり、PIT 超ではマイクロエマルジ
ョンは油中水（W/O）である。低温では、マイクロエマ
ルジョンを形成する表面活性剤は曲率の高い油周囲表面
を好み、PIT より著しく高い温度では、表面活性剤は曲
率の高い水周囲表面を好む。PIT に近い温度では、マイ
クロエマルジョンは連続「スポンジ」状態トポロジー的
油水結合を形成する。
【００８４】表面張力を低減するメカニズムとして２つ
のものがあげられる。PIT 前後では、表面活性剤は曲率
のきわめて低い表面を好む。その結果、表面活性剤の分
子がインク／エア界面へ移動し、油乳濁液の曲率にはる
かに満たない曲率になる。これにより、水の表面張力が
低減する。位相反転温度超では、マイクロエマルジョン
が O/W から W/O へ変わり、したがってインク／エア界
面が水／空気から油／空気へ変わる。この油／空気界面
の表面張力はきわめて低い。
のものがあげられる。PIT 前後では、表面活性剤は曲率
のきわめて低い表面を好む。その結果、表面活性剤の分
子がインク／エア界面へ移動し、油乳濁液の曲率にはる
かに満たない曲率になる。これにより、水の表面張力が
低減する。位相反転温度超では、マイクロエマルジョン
が O/W から W/O へ変わり、したがってインク／エア界
面が水／空気から油／空気へ変わる。この油／空気界面
の表面張力はきわめて低い。
【００８５】マイクロエマルジョン基剤インクの調製方
法としては広範なものが考えられる。
法としては広範なものが考えられる。
【００８６】高速ドロップ噴射の場合、低粘度油に近い
ことが望ましい。
ことが望ましい。
【００８７】多くの場合、水は適当な極性溶剤である。
ただし、場合によっては違った種類の極性溶剤が必要に
なることがある。そうした場合においては、表面張力の
高い有極溶剤を選ぶことにより、表面張力の大幅な低減
を達成する。
ただし、場合によっては違った種類の極性溶剤が必要に
なることがある。そうした場合においては、表面張力の
高い有極溶剤を選ぶことにより、表面張力の大幅な低減
を達成する。
【００８８】表面活性剤は、目的の範囲内の位相反転温
度を招来するように選択できる。たとえば、オリ（オキ
シエチレン）アルキルフェニルエーテル（エトキシル化
アルキルフェノール、一般式：Ｃn Ｈ2n+1Ｃ4Ｈ6（ＣＨ
2ＣＨ2Ｏ）mＯＨ）を使用できる。表面活性剤の親水性
は、ｍを増すことにより向上させることができ、疎水性
はｎを増すことにより向上させることができる。ｍとし
て約 10、ｎとして約８が適当である。
度を招来するように選択できる。たとえば、オリ（オキ
シエチレン）アルキルフェニルエーテル（エトキシル化
アルキルフェノール、一般式：Ｃn Ｈ2n+1Ｃ4Ｈ6（ＣＨ
2ＣＨ2Ｏ）mＯＨ）を使用できる。表面活性剤の親水性
は、ｍを増すことにより向上させることができ、疎水性
はｎを増すことにより向上させることができる。ｍとし
て約 10、ｎとして約８が適当である。
【００８９】ローコスト業務ベース調製は、さまざまな
モル比の酸化エチレンおよびアルキルフェノールを重合
化すると行なえ、オキシエチレン基の具体的な個数は選
択手段によってさまざまである。こうした業務ベース調
製が適当であり、オキシエチレン基の個数を特定し、高
度に純粋な表面活性剤を調製することは要しない。
モル比の酸化エチレンおよびアルキルフェノールを重合
化すると行なえ、オキシエチレン基の具体的な個数は選
択手段によってさまざまである。こうした業務ベース調
製が適当であり、オキシエチレン基の個数を特定し、高
度に純粋な表面活性剤を調製することは要しない。
【００９０】この表面活性剤の化学式は、Ｃ8Ｈ17Ｃ4Ｈ
6（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＯＨ（ｎの平均は10）である。
6（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＯＨ（ｎの平均は10）である。
【００９１】別名には、オクトキシノール-10、PEG-10
オクチルフェニールエーテル、PE(10) オクチルフェニ
ールエーテルがある。
オクチルフェニールエーテル、PE(10) オクチルフェニ
ールエーテルがある。
【００９２】ＨＬＢは 13.6 であり、融点は７℃、曇り
点は 65℃ である。
点は 65℃ である。
【００９３】この表面活性剤の業務ベース調製は、さま
ざまな商標名で行なわれている。サプライヤーと商標名
を以下に一覧する：
ざまな商標名で行なわれている。サプライヤーと商標名
を以下に一覧する：
【表６】
【００９４】上記の薬品は大量に低コスト（１ポンド当
り１ドル未満）で入手でき、濃度５％の表面活性剤では
調製後のマイクロエマルジョンインク１リットル当り10
パーセントにも満たない。
り１ドル未満）で入手でき、濃度５％の表面活性剤では
調製後のマイクロエマルジョンインク１リットル当り10
パーセントにも満たない。
【００９５】このほかで最適なエトキシル化アルキルフ
ェノールには、以下のごとくのものがある：
ェノールには、以下のごとくのものがある：
【表７】
【００９６】マイクロエマルジョン基剤インクには、表
面張力の調整が利く以外に以下のようなメリットがあ
る： １）マイクロエマルジョンは熱力学的平衡安定性に優
れ、分離しない。したがって、時々しか使用されない場
合があるオフィスプリンタや携帯型プリンタでは特に意
味がある。 ２）マイクロエマルジョンは、どのようなドロップサイ
ズにでも自然にでき、長時間攪拌したり、遠心分離器に
かけたり、濾過しないでもそれぞれの範囲の乳化油滴サ
イズが可能である。 ３）インクに含有されている油の分量がきわめて多いの
で、油性の染料でも水性の顔料でも使用できる。また、
水溶性の染料や油性の染料を混ぜて使用してもそれぞれ
の色が得られる。 ４）油混和性顔料を油マイクロドロップに封じ込めるの
で、油混和性顔料の凝縮を防止できる。 ５）マイクロエマルジョンを使用すれば、印刷媒体表面
上で別種の染料色を混合する機会を低減できる。 ６）マイクロエマルジョンの粘度はきわめて低い。 ７）湿潤剤の条件を緩和または廃止できる。
面張力の調整が利く以外に以下のようなメリットがあ
る： １）マイクロエマルジョンは熱力学的平衡安定性に優
れ、分離しない。したがって、時々しか使用されない場
合があるオフィスプリンタや携帯型プリンタでは特に意
味がある。 ２）マイクロエマルジョンは、どのようなドロップサイ
ズにでも自然にでき、長時間攪拌したり、遠心分離器に
かけたり、濾過しないでもそれぞれの範囲の乳化油滴サ
イズが可能である。 ３）インクに含有されている油の分量がきわめて多いの
で、油性の染料でも水性の顔料でも使用できる。また、
水溶性の染料や油性の染料を混ぜて使用してもそれぞれ
の色が得られる。 ４）油混和性顔料を油マイクロドロップに封じ込めるの
で、油混和性顔料の凝縮を防止できる。 ５）マイクロエマルジョンを使用すれば、印刷媒体表面
上で別種の染料色を混合する機会を低減できる。 ６）マイクロエマルジョンの粘度はきわめて低い。 ７）湿潤剤の条件を緩和または廃止できる。
【００９７】〔マイクロエマルジョン基剤インクに用い
る染料及び顔料〕水中油混合液体の油含有量は40%にも
およぶ場合があり、依然として水中油マイクロエマルジ
ョンを形成する。これにより、染料や顔料の負荷を高く
できる。
る染料及び顔料〕水中油混合液体の油含有量は40%にも
およぶ場合があり、依然として水中油マイクロエマルジ
ョンを形成する。これにより、染料や顔料の負荷を高く
できる。
【００９８】染料と顔料の混合物を使用できる。染料と
顔料の両方とのマイクロエマルジョン基剤インク混合物
の一例として以下のものがあげられる： １）７０％水 ２）５％水溶性染料 ３）５％表面活性剤 ４）１０％油 ５）１０％油混和性顔料
顔料の両方とのマイクロエマルジョン基剤インク混合物
の一例として以下のものがあげられる： １）７０％水 ２）５％水溶性染料 ３）５％表面活性剤 ４）１０％油 ５）１０％油混和性顔料
【００９９】油相および水相のマイクロエマルジョンと
して使用できる基本的な９種類の着色料を下表に示す：
して使用できる基本的な９種類の着色料を下表に示す：
【表８】
【０１００】着色料を使用しない上記の９種類の組み合
わせは、透明コーティング、ＵＶインク、選択的光沢強
調の印字に便利である。
わせは、透明コーティング、ＵＶインク、選択的光沢強
調の印字に便利である。
【０１０１】数多くの染料が両親媒性なので、大量の染
料を油−水境界層中で可溶化できるが、それは油−水境
界層の表面積がきわめて大きいからである。
料を油−水境界層中で可溶化できるが、それは油−水境
界層の表面積がきわめて大きいからである。
【０１０２】複数の染料や顔料を各相に持たせ、染料や
顔料を各相の混合物にすることも可能である。
顔料を各相の混合物にすることも可能である。
【０１０３】複数の染料や顔料を使用する場合、その結
果得られるインクの吸収スペクトルは、使用する別々の
着色料の吸収スペクトルの加重平均になる。これは以下
のような２つの問題になる： １）吸収スペクトルは、両方の着色料の吸収ピークを平
均すると、拡がる傾向がある。これは、色を濁らせる原
因になる。鮮やかな色彩を得るには、見た目だけではな
く、染料と顔料の吸収スペクトルをもとに染料や顔料を
入念に選ぶことが必要になる。 ２）サブストレートが変わるとインクの色が変わる場合
がある。染料と顔料とを組み合わせて使用する場合、吸
収性の高い用紙では染料の色が印字後のインクの色彩に
あまり反映されない傾向があるが、これは染料が用紙に
吸収される一方、顔料が用紙の上ののる傾向があるから
である。これは、状況によってはメリットになる場合も
ある。
果得られるインクの吸収スペクトルは、使用する別々の
着色料の吸収スペクトルの加重平均になる。これは以下
のような２つの問題になる： １）吸収スペクトルは、両方の着色料の吸収ピークを平
均すると、拡がる傾向がある。これは、色を濁らせる原
因になる。鮮やかな色彩を得るには、見た目だけではな
く、染料と顔料の吸収スペクトルをもとに染料や顔料を
入念に選ぶことが必要になる。 ２）サブストレートが変わるとインクの色が変わる場合
がある。染料と顔料とを組み合わせて使用する場合、吸
収性の高い用紙では染料の色が印字後のインクの色彩に
あまり反映されない傾向があるが、これは染料が用紙に
吸収される一方、顔料が用紙の上ののる傾向があるから
である。これは、状況によってはメリットになる場合も
ある。
【０１０４】〔ドロップ選択温度範囲内のクラフト点の
表面活性剤〕イオンを含有する表面活性剤では、その温
度より下がると可溶性がきわめて低くなり、溶液に本質
的に膠質粒子を何も含有しなくなる温度（クラフト点）
がある。このクラフト点超では、膠質粒子の形成が可能
であり、表面活性剤の可溶性も急速に増大する。臨界ミ
セル濃度（CMC）がある温度で表面活性剤の可溶性を超
えると、CMC でではなく最大可溶性温度でミニマム表面
張力に達する。表面活性剤は、クラフト点よりはるかに
低い温度で効果を発揮するのが通常である。
表面活性剤〕イオンを含有する表面活性剤では、その温
度より下がると可溶性がきわめて低くなり、溶液に本質
的に膠質粒子を何も含有しなくなる温度（クラフト点）
がある。このクラフト点超では、膠質粒子の形成が可能
であり、表面活性剤の可溶性も急速に増大する。臨界ミ
セル濃度（CMC）がある温度で表面活性剤の可溶性を超
えると、CMC でではなく最大可溶性温度でミニマム表面
張力に達する。表面活性剤は、クラフト点よりはるかに
低い温度で効果を発揮するのが通常である。
【０１０５】上記のファクターは、温度上昇に伴なう表
面張力の低減を増大するのに使える。周囲温度では、表
面活性剤の一部分しか溶液内に入っていない。ノズルヒ
ーターが起動し、温度が上昇し、それまでより大量の表
面活性剤が溶液に入ると、表面張力が低下する。
面張力の低減を増大するのに使える。周囲温度では、表
面活性剤の一部分しか溶液内に入っていない。ノズルヒ
ーターが起動し、温度が上昇し、それまでより大量の表
面活性剤が溶液に入ると、表面張力が低下する。
【０１０６】表面活性剤は、インクの温度が上昇した時
点での温度範囲の上限にクラフト点が近いものを選ぶよ
うにする。これは、周囲温度での溶液中の表面活性剤の
濃度とドロップ選択温度での溶液中の表面活性剤の濃度
との間のマージンを最大にするためである。
点での温度範囲の上限にクラフト点が近いものを選ぶよ
うにする。これは、周囲温度での溶液中の表面活性剤の
濃度とドロップ選択温度での溶液中の表面活性剤の濃度
との間のマージンを最大にするためである。
【０１０７】表面活性剤の濃度は、クラフト点でCMCに
ほぼ等しいとよい。このようにして、表面張力を温度上
昇時の最大分量に低減し、周囲温度のときは最低分量に
低減する。
ほぼ等しいとよい。このようにして、表面張力を温度上
昇時の最大分量に低減し、周囲温度のときは最低分量に
低減する。
【０１０８】クラフト点が目的の範囲内であって市販さ
れている表面活性剤を幾つか下表に示す。
れている表面活性剤を幾つか下表に示す。
【表９】
【０１０９】〔曇り点がドロップ選択温度範囲内の表面
活性剤〕ポリキシエチレン（POE）連鎖を用いた非イオ
ン含有表面活性剤を使用すれば、表面張力が上昇温度範
囲内に収まるインクをつくれる。低温では、POE 連鎖は
親水性であり、表面活性剤は溶液中に収まっている。温
度が上昇すると、分子中のPOE 部周囲の構造化水が破砕
され、POE 部が疎水性になる。この表面活性剤は、温度
が上昇するにつれてそれだけ水に拒絶されるようにな
り、その結果、空気／インク界面での表面活性剤の濃度
が上昇し、これにより表面張力が低下する。非イオン含
有表面活性剤のPOE部が疎水性になる温度は、表面活性
剤の曇り点に関連している。POE 連鎖自体が特に最適な
わけではないのは、曇り点が基本的に100℃ だからであ
る。
活性剤〕ポリキシエチレン（POE）連鎖を用いた非イオ
ン含有表面活性剤を使用すれば、表面張力が上昇温度範
囲内に収まるインクをつくれる。低温では、POE 連鎖は
親水性であり、表面活性剤は溶液中に収まっている。温
度が上昇すると、分子中のPOE 部周囲の構造化水が破砕
され、POE 部が疎水性になる。この表面活性剤は、温度
が上昇するにつれてそれだけ水に拒絶されるようにな
り、その結果、空気／インク界面での表面活性剤の濃度
が上昇し、これにより表面張力が低下する。非イオン含
有表面活性剤のPOE部が疎水性になる温度は、表面活性
剤の曇り点に関連している。POE 連鎖自体が特に最適な
わけではないのは、曇り点が基本的に100℃ だからであ
る。
【０１１０】ポリキシプロピレン（POP）は POE/POP ブ
ロック共重合体の POE と結合して、POE 連鎖の曇り点
を低下させるが、低温でも疎水性が強くなるということ
がない。
ロック共重合体の POE と結合して、POE 連鎖の曇り点
を低下させるが、低温でも疎水性が強くなるということ
がない。
【０１１１】対称的 POE/POP 共重合体にはおもに２種
類の構成のものがある。そうした対称的 POE/POP 共重
合体は以下のとおりである： １）poloxmer クラスの表面活性剤（分類では CAS9003-
11-6 ）などの分子端部に POE 部を持ち、中心に POP
部を持つ表面活性剤。 ２）meroxapol クラスの表面活性剤（分類では CAS9003
-11-6 ）などの分子端部に POP 部を持ち、中心に POE
部を持つ表面活性剤。
類の構成のものがある。そうした対称的 POE/POP 共重
合体は以下のとおりである： １）poloxmer クラスの表面活性剤（分類では CAS9003-
11-6 ）などの分子端部に POE 部を持ち、中心に POP
部を持つ表面活性剤。 ２）meroxapol クラスの表面活性剤（分類では CAS9003
-11-6 ）などの分子端部に POP 部を持ち、中心に POE
部を持つ表面活性剤。
【０１１２】市販されている poloxamer や meroxapol
は種類によっては、40℃超、100℃未満の曇り点と結合
して、室温で強い表面張力を発揮するものがあり、そう
したものを下表に示す：
は種類によっては、40℃超、100℃未満の曇り点と結合
して、室温で強い表面張力を発揮するものがあり、そう
したものを下表に示す：
【表１０】
【０１１３】上記以外の poloxamer および meroxapol
は、周知の手法を用いて容易に合成できる。望ましい特
性として、室温での表面張力が高く、雲り点が 40℃〜1
00℃であるものがあげられ、60℃〜80℃ であるのが望
ましい。
は、周知の手法を用いて容易に合成できる。望ましい特
性として、室温での表面張力が高く、雲り点が 40℃〜1
00℃であるものがあげられ、60℃〜80℃ であるのが望
ましい。
【０１１４】Meroxapol［ＨＯ（ＣＨＣＨ3ＣＨ2Ｏ）
x（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）y（ＣＨＣＨ3ＣＨ2Ｏ）zＯＨ］は種
類によっては、ｘとｚの平均が約４であり、ｙの平均が
約 15であるものがあり、そうしたものなら適当である
場合がある。
x（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）y（ＣＨＣＨ3ＣＨ2Ｏ）zＯＨ］は種
類によっては、ｘとｚの平均が約４であり、ｙの平均が
約 15であるものがあり、そうしたものなら適当である
場合がある。
【０１１５】塩分を使用してインクの導電性を改善する
場合、そうした塩分が表面活性剤の雲り点へ及ぼす影響
を考慮しなければならない。
場合、そうした塩分が表面活性剤の雲り点へ及ぼす影響
を考慮しなければならない。
【０１１６】（Ｉ- などのように）水構造を破砕するイ
オンによって POE 表面活性剤の雲り点は上昇するが、
それは水の分子をさらに利用できるようになって POE
酸素単独ペアと水素結合するからである。POE 表面活性
剤の雲り点は、水構造を形成する（Cl-、OH- などの）
イオンによって上昇するが、それは水の分子をあまり利
用できなくなって水素結合できなくなるからである。臭
素イオンは比較的効果がない。インクの合成は、目的の
温度範囲に合わせて「調整」できる。そのためには、ブ
ロック共重合体表面活性剤内の POE 連鎖と POP 連鎖の
長さを変え、導電性を増すのに使用している塩分の選択
を（例えばCl- からBr-、Ｉ- へ）変える。NaCl は、
インクの導電性を増すのに最善の塩分であるが、それは
低コストであり毒性がないからである。NaCl は非イオ
ン表面活性剤の雲り点をわずかに低下させる。
オンによって POE 表面活性剤の雲り点は上昇するが、
それは水の分子をさらに利用できるようになって POE
酸素単独ペアと水素結合するからである。POE 表面活性
剤の雲り点は、水構造を形成する（Cl-、OH- などの）
イオンによって上昇するが、それは水の分子をあまり利
用できなくなって水素結合できなくなるからである。臭
素イオンは比較的効果がない。インクの合成は、目的の
温度範囲に合わせて「調整」できる。そのためには、ブ
ロック共重合体表面活性剤内の POE 連鎖と POP 連鎖の
長さを変え、導電性を増すのに使用している塩分の選択
を（例えばCl- からBr-、Ｉ- へ）変える。NaCl は、
インクの導電性を増すのに最善の塩分であるが、それは
低コストであり毒性がないからである。NaCl は非イオ
ン表面活性剤の雲り点をわずかに低下させる。
【０１１７】〔ホットメルトインク〕インクは、必ずし
も室温で液体でなければならないわけではない。固体の
「ホットメルト」インクは、印字ヘッドで加熱して使用
し、インクリザーバがインクの溶融ポイントの上にあ
る。ホットメルトインクは、然るべく調製することによ
り、溶融インクの表面張力が温度と共に低化するのでな
ければならない。ワックスその他の物質を使用したホッ
トメルトインクの調製では、２mN/m 程度の低下が代表
的である。ただし、表面張力の低下が２０mN/m 程度で
ないと、表面張力の低下の方に粘度の低下より依存して
いる場合、良好なオペレーションマージンといえない場
合がある。
も室温で液体でなければならないわけではない。固体の
「ホットメルト」インクは、印字ヘッドで加熱して使用
し、インクリザーバがインクの溶融ポイントの上にあ
る。ホットメルトインクは、然るべく調製することによ
り、溶融インクの表面張力が温度と共に低化するのでな
ければならない。ワックスその他の物質を使用したホッ
トメルトインクの調製では、２mN/m 程度の低下が代表
的である。ただし、表面張力の低下が２０mN/m 程度で
ないと、表面張力の低下の方に粘度の低下より依存して
いる場合、良好なオペレーションマージンといえない場
合がある。
【０１１８】静止状態の温度とドロップ選択状態の温度
との温度差は、水基剤インクの場合よりも大きくなけれ
ばならない場合があるが、それは水基剤インクが水の沸
点という制約を受けているからである。
との温度差は、水基剤インクの場合よりも大きくなけれ
ばならない場合があるが、それは水基剤インクが水の沸
点という制約を受けているからである。
【０１１９】ホットメルトインクは静止温度では液体で
なければならない。静止温度は、印字ページが遭遇する
ような周囲温度のうち最高温度より高くなければならな
い。静止温度は、できるかぎり低くすることにより、印
字ヘッドの加熱に要する電力を節約し、静止温度とドロ
ップ噴射温度との温度差を最大にするのでなければなら
ない。静止温度は６０℃〜９０℃ の間が適当である
が、これ以外の温度を用いてもよい。ドロップ噴射温度
は 160℃〜200℃ の間が基本的に適度である。
なければならない。静止温度は、印字ページが遭遇する
ような周囲温度のうち最高温度より高くなければならな
い。静止温度は、できるかぎり低くすることにより、印
字ヘッドの加熱に要する電力を節約し、静止温度とドロ
ップ噴射温度との温度差を最大にするのでなければなら
ない。静止温度は６０℃〜９０℃ の間が適当である
が、これ以外の温度を用いてもよい。ドロップ噴射温度
は 160℃〜200℃ の間が基本的に適度である。
【０１２０】温度が上昇したときに表面張力の低下を強
化する方法が幾つかある。 １）融点を静止温度よりかなり高くし、ドロップ噴射温
度よりかなり低くしておき、液相のときに表面活性剤の
微粒子をホットメルトインクに散乱させる。 ２）有極性合成物と無極性合成物の両方の融点の上少な
くとも２０℃ に PITをしておき、有極性／無極性マイ
クロエマルジョンを利用する。
化する方法が幾つかある。 １）融点を静止温度よりかなり高くし、ドロップ噴射温
度よりかなり低くしておき、液相のときに表面活性剤の
微粒子をホットメルトインクに散乱させる。 ２）有極性合成物と無極性合成物の両方の融点の上少な
くとも２０℃ に PITをしておき、有極性／無極性マイ
クロエマルジョンを利用する。
【０１２１】温度と共に表面張力を大幅に低減するに
は、静止温度のときにホットメルトインクキャリヤに比
較的大きな表面張力（３０mN/m 超）を持たせるとよ
い。これにより、基本的に、ワックスなどのアルカンを
除去する。最適な材料の分子間引力が強いのが通常であ
り、これはたとえば Hexanetetrol などのポリオルの複
数の水素結合によるものであり、Hexanetetrol の融点
は８８℃ である。
は、静止温度のときにホットメルトインクキャリヤに比
較的大きな表面張力（３０mN/m 超）を持たせるとよ
い。これにより、基本的に、ワックスなどのアルカンを
除去する。最適な材料の分子間引力が強いのが通常であ
り、これはたとえば Hexanetetrol などのポリオルの複
数の水素結合によるものであり、Hexanetetrol の融点
は８８℃ である。
【０１２２】〔各種溶液の表面張力低減〕図１２に、以
下の如き添加剤を含有する各種の水性製剤の表面張力に
及ぼす温度の効果の測定結果を示す： １）０.１％ステアリン酸 ２）０.１％パルミチン酸コロイド溶液 ３）０.１％Pluronic 10R5（ＢＡＳＦの商標）溶液 ４）０.１％Pluronic L35（ＢＡＳＦの商標）溶液 ５）０.１％Pluronic L44（ＢＡＳＦの商標）溶液
下の如き添加剤を含有する各種の水性製剤の表面張力に
及ぼす温度の効果の測定結果を示す： １）０.１％ステアリン酸 ２）０.１％パルミチン酸コロイド溶液 ３）０.１％Pluronic 10R5（ＢＡＳＦの商標）溶液 ４）０.１％Pluronic L35（ＢＡＳＦの商標）溶液 ５）０.１％Pluronic L44（ＢＡＳＦの商標）溶液
【０１２３】本発明の印字装置に最適なインクは、以下
の如きオーストラリア特許明細書に記載されており、そ
の内容を参照によって本明細書の一部分とする：「マイ
クロエマルジョンをベースにしたインク合成」（登録番
号： PN5223、1995 年 9 月 6 日）；「表面活性剤コロ
イド溶液を含有するインク合成」（登録番号： PN522
4、1995 年 9 月 6 日）；「ドロップ選択温度コロイド
溶液クラフト点近傍ＤＯＤプリンタに用いるインク合
成」（登録番号： PN6240、1995 年 10 月 30 日）；
「マイクロエマルジョンをベースにしたインクの染料と
顔料」（登録番号： PN6241、1995 年 10 月 30 日）；
の如きオーストラリア特許明細書に記載されており、そ
の内容を参照によって本明細書の一部分とする：「マイ
クロエマルジョンをベースにしたインク合成」（登録番
号： PN5223、1995 年 9 月 6 日）；「表面活性剤コロ
イド溶液を含有するインク合成」（登録番号： PN522
4、1995 年 9 月 6 日）；「ドロップ選択温度コロイド
溶液クラフト点近傍ＤＯＤプリンタに用いるインク合
成」（登録番号： PN6240、1995 年 10 月 30 日）；
「マイクロエマルジョンをベースにしたインクの染料と
顔料」（登録番号： PN6241、1995 年 10 月 30 日）；
【０１２４】〔粘度低減を用いたオペレーション〕第二
番目の実施例として、粘度熱低減と近傍ドロップ分離と
ホットメルトインクとの組み合わせを利用した実施形態
のオペレーションを以下に示す。プリンタを作動させる
前に、固体インクをリザーバ６４内で溶かしておく。リ
ザーバ、印字ヘッドへのインク通路、インクチャネル７
５、印字ヘッド５０は、インク１００が液体である温度
に保っておくが、比較的高い粘度になっている（たとえ
ば、約 100cP）。インク１００は、インクの表面張力に
よってノズル内にとどまっている。インク１００を然る
べく調剤することにより、インクの粘度が温度上昇と共
に低減するようにしておく。ノズルからのドロップ噴射
周波数の積分倍数である周波数でインク圧力を振動させ
る。このインク圧力の振動により、ノズル先端のインク
のメニスカスが振動するが、この振動はインクの粘度が
高いので小さい。所定の作動温度では、この振動が不十
分な振幅になってドロップ分離を招来する。ヒーター１
０３が付勢すると、選択後のドロップを形成するインク
が加熱し、粘度が望ましくは５cP まで低減する。こう
して低減した粘度によってインクのメニスカスがインク
圧力サイクルの高圧時にさらに移動する。記録媒体５１
を印字ヘッド５０に十分に近づけて配置することによ
り、選択後のドロップが記録媒体５１と接触するが、十
分に離れているので、未選択のドロップが記録媒体５１
に接触しない。記録媒体５１と接触すると、選択後のド
ロップの一部分が凝固し、記録媒体に付着する。インク
の圧力が低下すると、インクがノズルへもどり始める。
インクの本体が記録媒体に凝結して付着したインクから
分離する。すると、ノズル先端のインク１００のメニス
カスが狭振幅振動へもどる。インクの粘度が静止レベル
まで上昇する一方、残りの熱がバルク状態のインクと印
字ヘッドへ消散する。ヒートパルスの都度、インクドロ
ップ１個を選択し、分離し、記録媒体５１にスポットを
形成する。ヒートパルスを電気的に制御してあるので、
ドロップオンデマンドインクジェットのオペレーション
を達成できる。
番目の実施例として、粘度熱低減と近傍ドロップ分離と
ホットメルトインクとの組み合わせを利用した実施形態
のオペレーションを以下に示す。プリンタを作動させる
前に、固体インクをリザーバ６４内で溶かしておく。リ
ザーバ、印字ヘッドへのインク通路、インクチャネル７
５、印字ヘッド５０は、インク１００が液体である温度
に保っておくが、比較的高い粘度になっている（たとえ
ば、約 100cP）。インク１００は、インクの表面張力に
よってノズル内にとどまっている。インク１００を然る
べく調剤することにより、インクの粘度が温度上昇と共
に低減するようにしておく。ノズルからのドロップ噴射
周波数の積分倍数である周波数でインク圧力を振動させ
る。このインク圧力の振動により、ノズル先端のインク
のメニスカスが振動するが、この振動はインクの粘度が
高いので小さい。所定の作動温度では、この振動が不十
分な振幅になってドロップ分離を招来する。ヒーター１
０３が付勢すると、選択後のドロップを形成するインク
が加熱し、粘度が望ましくは５cP まで低減する。こう
して低減した粘度によってインクのメニスカスがインク
圧力サイクルの高圧時にさらに移動する。記録媒体５１
を印字ヘッド５０に十分に近づけて配置することによ
り、選択後のドロップが記録媒体５１と接触するが、十
分に離れているので、未選択のドロップが記録媒体５１
に接触しない。記録媒体５１と接触すると、選択後のド
ロップの一部分が凝固し、記録媒体に付着する。インク
の圧力が低下すると、インクがノズルへもどり始める。
インクの本体が記録媒体に凝結して付着したインクから
分離する。すると、ノズル先端のインク１００のメニス
カスが狭振幅振動へもどる。インクの粘度が静止レベル
まで上昇する一方、残りの熱がバルク状態のインクと印
字ヘッドへ消散する。ヒートパルスの都度、インクドロ
ップ１個を選択し、分離し、記録媒体５１にスポットを
形成する。ヒートパルスを電気的に制御してあるので、
ドロップオンデマンドインクジェットのオペレーション
を達成できる。
【０１２５】〔印字ヘッドの製造〕本発明によるモノリ
シック印字ヘッドの製造工程は、下記の如き 1995 年 4
月 12 日付けオーストラリア特許明細書に記載されてお
り、その内容を参照によって本明細書の一部分とする：
「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッド」（登録番号： PN2
301）；「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッドの製造工
程」（登録番号： PN2302）；「ＬＩＦＴ印字ヘッドに
用いる自己調心ヒーター」（登録番号： PN2303）；
「一体型４色ＬＩＦＴ印字ヘッド」（登録番号： PN230
4）；「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッドの所要電力低
減」（登録番号： PN2305）； 「異方性ウェットエッ
チングを用いたモノリシックＬＩＦＴ印字ヘッドの製造
工程」（登録番号： PN2306）；「モノリシックドロッ
プオンデマンドヘッドのノズル配置」（登録番号： PN2
307）；「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッドに用いるヒ
ーター構造」（登録番号： PN2346）；「モノリシック
ＬＩＦＴ印字ヘッドの電源接続」（登録番号： PN234
7）；「近接ＬＩＦＴ印字ヘッドの外部接続」（登録番
号： PN2348）；「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッドの
自己調心製造工程」（登録番号： PN2349）；「ＬＩＦ
Ｔ印字ヘッドのＣＯＭＳ工程互換製作」（1995年9月6
日、登録番号：PN5222）；「ノズルリムヒーターを用い
たＬＩＦＴ印字ヘッドの製造工程」（1995年10月30日、
登録番号： PN6238）；「モジュール式ＬＩＦＴ印字ヘ
ッド」（1995年10月30日、登録番号： PN6237）；「印
字ヘッドの充てん密度増大方法」（1995年10月30日、登
録番号： PN6236）；「同時印字ドロップ間静電相互作
用低減に用いるノズル分散」（1995年10月30日、登録番
号： PN6239）；
シック印字ヘッドの製造工程は、下記の如き 1995 年 4
月 12 日付けオーストラリア特許明細書に記載されてお
り、その内容を参照によって本明細書の一部分とする：
「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッド」（登録番号： PN2
301）；「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッドの製造工
程」（登録番号： PN2302）；「ＬＩＦＴ印字ヘッドに
用いる自己調心ヒーター」（登録番号： PN2303）；
「一体型４色ＬＩＦＴ印字ヘッド」（登録番号： PN230
4）；「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッドの所要電力低
減」（登録番号： PN2305）； 「異方性ウェットエッ
チングを用いたモノリシックＬＩＦＴ印字ヘッドの製造
工程」（登録番号： PN2306）；「モノリシックドロッ
プオンデマンドヘッドのノズル配置」（登録番号： PN2
307）；「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッドに用いるヒ
ーター構造」（登録番号： PN2346）；「モノリシック
ＬＩＦＴ印字ヘッドの電源接続」（登録番号： PN234
7）；「近接ＬＩＦＴ印字ヘッドの外部接続」（登録番
号： PN2348）；「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッドの
自己調心製造工程」（登録番号： PN2349）；「ＬＩＦ
Ｔ印字ヘッドのＣＯＭＳ工程互換製作」（1995年9月6
日、登録番号：PN5222）；「ノズルリムヒーターを用い
たＬＩＦＴ印字ヘッドの製造工程」（1995年10月30日、
登録番号： PN6238）；「モジュール式ＬＩＦＴ印字ヘ
ッド」（1995年10月30日、登録番号： PN6237）；「印
字ヘッドの充てん密度増大方法」（1995年10月30日、登
録番号： PN6236）；「同時印字ドロップ間静電相互作
用低減に用いるノズル分散」（1995年10月30日、登録番
号： PN6239）；
【０１２６】〔印字ヘッドの制御〕本発明による印字ヘ
ッドの温度制御とページ画像データ実現の手段は、以下
のごとくの1995年4月12日付けオーストラリア特許明細
書に記載されており、その内容を参照によって本明細書
の一部分とする：「ＬＩＦＴ印字ヘッドの集積駆動回
路」（登録番号： PN2295）；「液体インクフォールト
トレラント（ＬＩＦＴ）印字に用いるノズル清掃手順」
（登録番号： PN2294）；「ＬＩＦＴ印字システムのヒ
ーター出力温度補正」（登録番号： PN2314）；「ＬＩ
ＦＴ印字システムの熱ラグに用いるヒーター出力補正」
（登録番号： PN2315）；「ＬＩＦＴ印字システムの印
字密度に用いるヒーター出力補正」（登録番号：PN231
6）；「印字ヘッドの温度パルスの高精度制御」（登録
番号： PN2317）；「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッド
のデータ配布」（登録番号： PN2318）；「ＬＩＦＴ印
字システムのフォールトトレラント経路決定装置とペー
ジ画像」（登録番号： PN2319）；「ＬＩＦＴプリンタ
に用いる着脱式加圧液体インクカートリッジ」（登録番
号： PN2320）；
ッドの温度制御とページ画像データ実現の手段は、以下
のごとくの1995年4月12日付けオーストラリア特許明細
書に記載されており、その内容を参照によって本明細書
の一部分とする：「ＬＩＦＴ印字ヘッドの集積駆動回
路」（登録番号： PN2295）；「液体インクフォールト
トレラント（ＬＩＦＴ）印字に用いるノズル清掃手順」
（登録番号： PN2294）；「ＬＩＦＴ印字システムのヒ
ーター出力温度補正」（登録番号： PN2314）；「ＬＩ
ＦＴ印字システムの熱ラグに用いるヒーター出力補正」
（登録番号： PN2315）；「ＬＩＦＴ印字システムの印
字密度に用いるヒーター出力補正」（登録番号：PN231
6）；「印字ヘッドの温度パルスの高精度制御」（登録
番号： PN2317）；「モノリシックＬＩＦＴ印字ヘッド
のデータ配布」（登録番号： PN2318）；「ＬＩＦＴ印
字システムのフォールトトレラント経路決定装置とペー
ジ画像」（登録番号： PN2319）；「ＬＩＦＴプリンタ
に用いる着脱式加圧液体インクカートリッジ」（登録番
号： PN2320）；
【０１２７】〔印字ヘッドに用いる画像処理〕本発明に
よる印字装置の目的は、オフセット印刷を用いた高画質
カラー出版印刷に慣れた人々の目に相当に映る高画質の
印刷を実現することである。これは、1,600dpi 程度の
印刷解像度を用いれてば達成できるが、1600dpi の印刷
は達成が困難であり、高価である。ほぼ同じ印刷結果を
800dpi を用いても実現でき、これは１ピクセル当り２
ビットでシアントとマゼンタを印字し、１ピクセル当り
１ビットで黄色と黒色を印字して行なう。このカラーモ
デルをここではＣＣ'ＭＭ'ＹＫと呼ぶ。高画質モノクロ
画像印刷が必要な場合は、１ピクセル当り２ビットで黒
色を印字する。このカラーモデルをＣＣ'ＭＭ'ＹＫＫ'
と呼ぶ。カラーモデル、ハーフトーン処理、データ圧
縮、リアルタイム伸張の各システムとして本発明および
その他の印字装置に最適なものは、下記の如き 1995 年
4 月 12日付けオーストラリア特許明細書に記載されて
おり、その内容を参照によって本明細書の一部分とす
る：「双方向カラー印字に用いる４レベルインクセッ
ト」（登録番号： PN2339）； 「ページ画像の圧縮装
置」（登録番号： PN2340）；「圧縮ページ画像に用い
るリアルタイム伸張装置」（登録番号： PN2341）；
「デジタルカラープリンタに用いる大容量圧縮ドキュメ
ント画像格納」（登録番号： PN2342）；「テキストが
存在する場合のＪＰＥＧ圧縮方法の改善」（登録番号：
PN2343）；「圧縮ページ画像に用いる伸張装置とハー
フトーン処理装置」（登録番号： PN2344）；「画像ハ
ーフトーン処理の改善」（登録番号： PN2345）；
よる印字装置の目的は、オフセット印刷を用いた高画質
カラー出版印刷に慣れた人々の目に相当に映る高画質の
印刷を実現することである。これは、1,600dpi 程度の
印刷解像度を用いれてば達成できるが、1600dpi の印刷
は達成が困難であり、高価である。ほぼ同じ印刷結果を
800dpi を用いても実現でき、これは１ピクセル当り２
ビットでシアントとマゼンタを印字し、１ピクセル当り
１ビットで黄色と黒色を印字して行なう。このカラーモ
デルをここではＣＣ'ＭＭ'ＹＫと呼ぶ。高画質モノクロ
画像印刷が必要な場合は、１ピクセル当り２ビットで黒
色を印字する。このカラーモデルをＣＣ'ＭＭ'ＹＫＫ'
と呼ぶ。カラーモデル、ハーフトーン処理、データ圧
縮、リアルタイム伸張の各システムとして本発明および
その他の印字装置に最適なものは、下記の如き 1995 年
4 月 12日付けオーストラリア特許明細書に記載されて
おり、その内容を参照によって本明細書の一部分とす
る：「双方向カラー印字に用いる４レベルインクセッ
ト」（登録番号： PN2339）； 「ページ画像の圧縮装
置」（登録番号： PN2340）；「圧縮ページ画像に用い
るリアルタイム伸張装置」（登録番号： PN2341）；
「デジタルカラープリンタに用いる大容量圧縮ドキュメ
ント画像格納」（登録番号： PN2342）；「テキストが
存在する場合のＪＰＥＧ圧縮方法の改善」（登録番号：
PN2343）；「圧縮ページ画像に用いる伸張装置とハー
フトーン処理装置」（登録番号： PN2344）；「画像ハ
ーフトーン処理の改善」（登録番号： PN2345）；
【０１２８】〔本発明による印字ヘッドを用いたアプリ
ケーション〕本発明の印字装置と印字方法は、広範な用
途に最適であり、その一例として以下のものがあげられ
る。カラー／モノクロオフィス印字、ショートランデジ
タル印字、高速デジタル印字、プロセスカラー印字、ス
ポットカラー印字、オフセットプレス補足印字、走査印
字ヘッド利用ローコストプリンタ、ページ幅印字ヘッド
利用高速プリンタ、携帯型カラー／モノクロプリンタ、
カラー／モノクロコピー機、カラー／モノクロファクシ
ミリ、統合型プリンタ／ファクシミリ／コピー機、ラベ
ル印字、大型フォーマットプロッタ、写真複製、デジタ
ル写真処理用プリンタ、デジタル「インスタント」カメ
ラ組み込み携帯型プリンタ、フォトＣＤ画像印刷、「パ
ーソナルデジタルアシスタント」用携帯型プリンタ、壁
紙印刷、室内サイン印刷、広告印刷、織物印刷。
ケーション〕本発明の印字装置と印字方法は、広範な用
途に最適であり、その一例として以下のものがあげられ
る。カラー／モノクロオフィス印字、ショートランデジ
タル印字、高速デジタル印字、プロセスカラー印字、ス
ポットカラー印字、オフセットプレス補足印字、走査印
字ヘッド利用ローコストプリンタ、ページ幅印字ヘッド
利用高速プリンタ、携帯型カラー／モノクロプリンタ、
カラー／モノクロコピー機、カラー／モノクロファクシ
ミリ、統合型プリンタ／ファクシミリ／コピー機、ラベ
ル印字、大型フォーマットプロッタ、写真複製、デジタ
ル写真処理用プリンタ、デジタル「インスタント」カメ
ラ組み込み携帯型プリンタ、フォトＣＤ画像印刷、「パ
ーソナルデジタルアシスタント」用携帯型プリンタ、壁
紙印刷、室内サイン印刷、広告印刷、織物印刷。
【０１２９】本発明による印字装置は、以下の如き 199
5 年 4 月 12 日付けオーストラリア特許明細書に記載
されており、その内容を参照によって本明細書の一部分
とする：「大容量デジタルページ画像格納の可能な高速
カラーオフィスプリンタ」（登録番号： PN2329）；
「大容量デジタルページ画像格納の可能なショートラン
デジタルカラープリンタ」（登録番号： PN2330）；
「ＬＩＦＴ印字技術を用いたデジタルカラー印字プレ
ス」（登録番号： PN2331）；「モジュール式デジタル
印字プレス」（登録番号： PN2332）；「高速デジタル
織物プリンタ」（登録番号： PN2333）；「カラー写真
複写装置」（登録番号： PN2324）；「ＬＩＦＴ印字装
置を利用した高速カラー写真複製機」（登録番号： PN2
335）；「ＬＩＦＴ印字技術を利用した携帯型カラー写
真複製機」（登録番号： PN2336）；「ＬＩＦＴ印字技
術を利用した写真処理装置」（登録番号： PN2337）；
「ＬＩＦＴ印字技術を利用した普通紙ファクシミリ」
（登録番号： PN2338）； 「統合型プリンタ一体型フ
ォトＣＤ装置」（登録番号： PN2293）；「ＬＩＦＴ印
字技術を利用したカラープロッタ」（登録番号： PN229
1）；「統合化ＬＩＦＴカラー印字装置を備えたノート
ブックコンピュータ」（登録番号： PN2292）；「ＬＩ
ＦＴ印字装置を利用した携帯型プリンタ」（登録番号：
PN2300）；「オンラインデータベース問い合わせとカ
スタマイズドマガジン印刷の可能なファクシミリ」（登
録番号： PN2299）；「ミニチュア携帯型カラープリン
タ」（登録番号： PN2298）；「ＬＩＦＴ印字装置を利
用したカラービデオプリンタ」（登録番号： PN229
6）；「ＬＩＦＴ印字装置を利用した統合化プリンタ／
コピー機／スキャナ／ファクシミリ」（登録番号： PN2
297）；
5 年 4 月 12 日付けオーストラリア特許明細書に記載
されており、その内容を参照によって本明細書の一部分
とする：「大容量デジタルページ画像格納の可能な高速
カラーオフィスプリンタ」（登録番号： PN2329）；
「大容量デジタルページ画像格納の可能なショートラン
デジタルカラープリンタ」（登録番号： PN2330）；
「ＬＩＦＴ印字技術を用いたデジタルカラー印字プレ
ス」（登録番号： PN2331）；「モジュール式デジタル
印字プレス」（登録番号： PN2332）；「高速デジタル
織物プリンタ」（登録番号： PN2333）；「カラー写真
複写装置」（登録番号： PN2324）；「ＬＩＦＴ印字装
置を利用した高速カラー写真複製機」（登録番号： PN2
335）；「ＬＩＦＴ印字技術を利用した携帯型カラー写
真複製機」（登録番号： PN2336）；「ＬＩＦＴ印字技
術を利用した写真処理装置」（登録番号： PN2337）；
「ＬＩＦＴ印字技術を利用した普通紙ファクシミリ」
（登録番号： PN2338）； 「統合型プリンタ一体型フ
ォトＣＤ装置」（登録番号： PN2293）；「ＬＩＦＴ印
字技術を利用したカラープロッタ」（登録番号： PN229
1）；「統合化ＬＩＦＴカラー印字装置を備えたノート
ブックコンピュータ」（登録番号： PN2292）；「ＬＩ
ＦＴ印字装置を利用した携帯型プリンタ」（登録番号：
PN2300）；「オンラインデータベース問い合わせとカ
スタマイズドマガジン印刷の可能なファクシミリ」（登
録番号： PN2299）；「ミニチュア携帯型カラープリン
タ」（登録番号： PN2298）；「ＬＩＦＴ印字装置を利
用したカラービデオプリンタ」（登録番号： PN229
6）；「ＬＩＦＴ印字装置を利用した統合化プリンタ／
コピー機／スキャナ／ファクシミリ」（登録番号： PN2
297）；
【０１３０】〔環境条件に合わせた印字ヘッドの補正〕
ドロップオンデマンド印字装置に一貫した予測可能なド
ロップサイズと位置が備われば望ましい。インクのドロ
ップサイズと位置として望ましくないものは印刷結果の
光学的濃度にバラツキを与え、印字品質が低い印象を与
える。そうしたバラツキは、それぞれわずかなインクド
ロップ体積とピクセル間隔の小部分に抑えなければなら
ない。数多くの環境変数を補正することにより、有意で
ないレベルまで影響を低減することができる。ファクタ
ーによっては、ノズルヒーターへ加える電力を変化させ
ることにより積極的に補正することができるものがあ
る。
ドロップオンデマンド印字装置に一貫した予測可能なド
ロップサイズと位置が備われば望ましい。インクのドロ
ップサイズと位置として望ましくないものは印刷結果の
光学的濃度にバラツキを与え、印字品質が低い印象を与
える。そうしたバラツキは、それぞれわずかなインクド
ロップ体積とピクセル間隔の小部分に抑えなければなら
ない。数多くの環境変数を補正することにより、有意で
ないレベルまで影響を低減することができる。ファクタ
ーによっては、ノズルヒーターへ加える電力を変化させ
ることにより積極的に補正することができるものがあ
る。
【０１３１】実施形態の一つの印字ヘッドの最適な温度
プロファイルには、ノズル先端が瞬時に噴射温度まで上
昇したり、この部位をパルス持続期間中噴射温度に維持
したり、瞬時に周囲温度に下降させるものがある。
プロファイルには、ノズル先端が瞬時に噴射温度まで上
昇したり、この部位をパルス持続期間中噴射温度に維持
したり、瞬時に周囲温度に下降させるものがある。
【０１３２】上記の最適状態は、本発明によるノズルの
製作に使用する各種材料の熱備蓄容量と熱伝導性のゆえ
に達成が不可能である。ただし、改善は可能であるが、
それは印字ヘッドの有限要素シミュレーションにより反
復改良した特性曲線を用いて出力パルスの形状を決定す
ることにより行なう。ヒーターに作用させる電力は、お
もに以下の如きさまざまな手法によって変化が可能であ
る： １）ヒーターにかける電圧を変える。 ２）一連のショートパルスの幅（PWM）を調節する。 ３）一連のショートパルスの周波数（PFM）を調節す
る。 精度の高い結果を得るには、自由表面を用いて、タンク
内対流やインクフローなどといった特定の電力特性曲線
から得る温度に著しい影響を及ぼす要素を遷移液体の動
的シミュレーションによって調べること必要である。
製作に使用する各種材料の熱備蓄容量と熱伝導性のゆえ
に達成が不可能である。ただし、改善は可能であるが、
それは印字ヘッドの有限要素シミュレーションにより反
復改良した特性曲線を用いて出力パルスの形状を決定す
ることにより行なう。ヒーターに作用させる電力は、お
もに以下の如きさまざまな手法によって変化が可能であ
る： １）ヒーターにかける電圧を変える。 ２）一連のショートパルスの幅（PWM）を調節する。 ３）一連のショートパルスの周波数（PFM）を調節す
る。 精度の高い結果を得るには、自由表面を用いて、タンク
内対流やインクフローなどといった特定の電力特性曲線
から得る温度に著しい影響を及ぼす要素を遷移液体の動
的シミュレーションによって調べること必要である。
【０１３３】適当なデジタル回路をプリントヘッドサブ
ストレートへ組み込むことにより、各ノズルへ作用する
電力を個別に制御することが実際的である。これをを達
成するための方法の一つとして、さまざまなデジタルパ
ルストレーンをプリントヘッドチップに対して「一斉通
信」し、多重回路を用いて各ノズルに適したパルストレ
ーンを選択する方法があげられる。
ストレートへ組み込むことにより、各ノズルへ作用する
電力を個別に制御することが実際的である。これをを達
成するための方法の一つとして、さまざまなデジタルパ
ルストレーンをプリントヘッドチップに対して「一斉通
信」し、多重回路を用いて各ノズルに適したパルストレ
ーンを選択する方法があげられる。
【０１３４】補正し得る環境要因の事例を表「環境要因
の補正」に一覧する。「環境要因の補正」は、どの環境
要因を全体（プリントヘッド全体）、チップ別（コンポ
ジットマルチチッププリントヘッドの各チップ）、ノズ
ル別で最善に補正できるかを特定したものである。
の補正」に一覧する。「環境要因の補正」は、どの環境
要因を全体（プリントヘッド全体）、チップ別（コンポ
ジットマルチチッププリントヘッドの各チップ）、ノズ
ル別で最善に補正できるかを特定したものである。
【０１３５】
【表１１】
【０１３６】ほとんどの用途では、上記の如き変数すべ
てに補正を要するわけではない。変数によっては、影響
が軽微であり、きわめて高い画像品質が要求される場合
にしか補正を要さないものもある。
てに補正を要するわけではない。変数によっては、影響
が軽微であり、きわめて高い画像品質が要求される場合
にしか補正を要さないものもある。
【０１３７】〔プリントヘッド駆動回路〕図１４は、本
発明によるヘッド駆動回路の実施形態の一例の電子装置
の動作を示すブロック概念図である。この制御回路は、
ヒーター電力変調のためにプリントヘッドへ給電する電
源電圧のアナログ変調を利用し、各ノズルへの給電を個
別に制御しない回路である。図１４には、ＣＣ'ＭＭ'Ｙ
Ｋカラーモデルを用いてプロセスカラーをプリントする
800dpi のページ幅プリントヘッドを用いたブロック図
が示してある。プリントヘッド５０には合計 79,488 個
のノズルがあり、メインノズルが 39,744 個であり、冗
長ノズルが 39,744 個である。このメインノズルと冗長
ノズルは５色に区分けしてあり、各色をさらに８つのド
ライブフェーズに区分けしてある。ドライブフェーズは
その各々にレジスタを持たせ、そのレジスタがヘッドコ
ントロール ASIC400 から受け取るシリアルデータをパ
ラレルデータに変換して、ヒーター駆動回路での処理を
可能にしている。合計で 96 個のシフトレジスタがあ
り、その各々が 828 個のノズルへデータを送り込む。
シフトレジスタはその各々に 828 個のシフトレジスタ
ステージ２１７が備えてあり、その出力にフェーズイネ
ーブル信号を用いてｎａｎｄゲート２１５によって論理
的ＡＮＤを行なう。ｎａｎｄゲート２１５の出力が反転
バッファ２１６を駆動し、その反転バッファ２１６がド
ライブトランジスタ２０１を制御する。ドライブトラン
ジスタ２０１が電熱ヒーター２００を作動させ、その電
熱ヒーター２００は図２に示すごとくのヒーターであっ
てもよい。イネーブルパルス中シフト後のデータを有効
にしておくために、シフトレジスタのロックを停止し、
イネーブルパルスをクロックストッパ２１８（便宜上単
一ゲートとして図示）によってアクティブにするが、周
知のグリッチフリークロック制御回路の範囲内で行なう
のが望ましい。シフトレジスタのクロックを停止する
と、プリントヘッド内のパラレルデータラッチの要件が
なくなるが、ヘッドコントロール ASIC400 の制御回路
の複雑さが増す。データはメインノズルか冗長ノズルか
のいずれかにデータルータ２１９によって、フォールト
ステータスバスの所定の信号の状態に応じて経路する。
発明によるヘッド駆動回路の実施形態の一例の電子装置
の動作を示すブロック概念図である。この制御回路は、
ヒーター電力変調のためにプリントヘッドへ給電する電
源電圧のアナログ変調を利用し、各ノズルへの給電を個
別に制御しない回路である。図１４には、ＣＣ'ＭＭ'Ｙ
Ｋカラーモデルを用いてプロセスカラーをプリントする
800dpi のページ幅プリントヘッドを用いたブロック図
が示してある。プリントヘッド５０には合計 79,488 個
のノズルがあり、メインノズルが 39,744 個であり、冗
長ノズルが 39,744 個である。このメインノズルと冗長
ノズルは５色に区分けしてあり、各色をさらに８つのド
ライブフェーズに区分けしてある。ドライブフェーズは
その各々にレジスタを持たせ、そのレジスタがヘッドコ
ントロール ASIC400 から受け取るシリアルデータをパ
ラレルデータに変換して、ヒーター駆動回路での処理を
可能にしている。合計で 96 個のシフトレジスタがあ
り、その各々が 828 個のノズルへデータを送り込む。
シフトレジスタはその各々に 828 個のシフトレジスタ
ステージ２１７が備えてあり、その出力にフェーズイネ
ーブル信号を用いてｎａｎｄゲート２１５によって論理
的ＡＮＤを行なう。ｎａｎｄゲート２１５の出力が反転
バッファ２１６を駆動し、その反転バッファ２１６がド
ライブトランジスタ２０１を制御する。ドライブトラン
ジスタ２０１が電熱ヒーター２００を作動させ、その電
熱ヒーター２００は図２に示すごとくのヒーターであっ
てもよい。イネーブルパルス中シフト後のデータを有効
にしておくために、シフトレジスタのロックを停止し、
イネーブルパルスをクロックストッパ２１８（便宜上単
一ゲートとして図示）によってアクティブにするが、周
知のグリッチフリークロック制御回路の範囲内で行なう
のが望ましい。シフトレジスタのクロックを停止する
と、プリントヘッド内のパラレルデータラッチの要件が
なくなるが、ヘッドコントロール ASIC400 の制御回路
の複雑さが増す。データはメインノズルか冗長ノズルか
のいずれかにデータルータ２１９によって、フォールト
ステータスバスの所定の信号の状態に応じて経路する。
【０１３８】図１４に示すプリントヘッドは簡略化して
あり、ブロックフォールトトレランスなどのさまざまな
製造歩留まり改善手段を図示してない。さまざまな構成
のプリントヘッドに用いる駆動回路は、ここまでで述べ
た装置から容易につくれる。
あり、ブロックフォールトトレランスなどのさまざまな
製造歩留まり改善手段を図示してない。さまざまな構成
のプリントヘッドに用いる駆動回路は、ここまでで述べ
た装置から容易につくれる。
【０１３９】記録媒体へ印字するドットのパターンを表
すデジタル情報は、ページ／バンドメモリ１５１３に格
納し、このページ／バンドメモリ１５１３は図１の画像
メモリ７２と同じである。アドレスマックス４１７で選
択するアドレスを用いるほか、メモリインタフェース４
１８で生成される制御信号を用いて、１色のドットを表
す３２ビットワードのデータをページ／バンドメモリ１
５１３から読み取る。これらのアドレスは、アドレスゼ
ネレータ４１１で生成し、アドレスゼネレータ４１１は
「パーカラー回路」４１０の一部分であり、その「パー
カラー回路」４１０を対象として６色成分のそれぞれが
ある。アドレスは、ノズルと印刷媒体との位置関係をも
とに生成する。ノズルの相対的位置はプリントヘッドが
変われば違ってくるので、アドレスゼネレータ４１１は
プラグラマブルにするのが望ましい。アドレスゼネレー
タ４１１は、基本的に、メインノズルの位置に対応した
アドレスを生成する。ただし、故障したノズルがある
と、故障したノズルのあるノズルブロックの位置をフォ
ールトマップＲＡＭ４１２にマーキングする。フォール
トマップＲＡＭ４１２は、ページを印字する都度読み込
む。ノズルブロックの中に故障したノズルがあることが
メモリから伺われると、アドレスを然るべく変更するこ
とにより、アドレスゼネレータ４１１が冗長ノズルの位
置に対応したアドレスを生成する。ページ／バンドメモ
リ１５１３から読み込んだデータはラッチ４１３でラッ
チし、マルチプレクサ４１４によって連続４バイトへ変
換する。これらの４バイトのタイミングを然るべく調節
することにより、ＦＩＦＯ４１５から得るほかの色を表
すデータとマッチングする。次いで、このデータをバッ
ファ４３０によって、プリントヘッド５０へつながる４
８ビットのメインバスとの間でバッファリングする。プ
リントヘッドがヘッドコントロールASICから比較的遠い
とデータをバッファする。フォールトマップＲＡＭ４１
２から得るデータもＦＩＦＯ４１６への入力にする。こ
のデータのタイミングをＦＩＦＯ４１５のデータ出力と
マッチングし、フォールトステータスバスのバッファ４
３１によってバッファリングする。
すデジタル情報は、ページ／バンドメモリ１５１３に格
納し、このページ／バンドメモリ１５１３は図１の画像
メモリ７２と同じである。アドレスマックス４１７で選
択するアドレスを用いるほか、メモリインタフェース４
１８で生成される制御信号を用いて、１色のドットを表
す３２ビットワードのデータをページ／バンドメモリ１
５１３から読み取る。これらのアドレスは、アドレスゼ
ネレータ４１１で生成し、アドレスゼネレータ４１１は
「パーカラー回路」４１０の一部分であり、その「パー
カラー回路」４１０を対象として６色成分のそれぞれが
ある。アドレスは、ノズルと印刷媒体との位置関係をも
とに生成する。ノズルの相対的位置はプリントヘッドが
変われば違ってくるので、アドレスゼネレータ４１１は
プラグラマブルにするのが望ましい。アドレスゼネレー
タ４１１は、基本的に、メインノズルの位置に対応した
アドレスを生成する。ただし、故障したノズルがある
と、故障したノズルのあるノズルブロックの位置をフォ
ールトマップＲＡＭ４１２にマーキングする。フォール
トマップＲＡＭ４１２は、ページを印字する都度読み込
む。ノズルブロックの中に故障したノズルがあることが
メモリから伺われると、アドレスを然るべく変更するこ
とにより、アドレスゼネレータ４１１が冗長ノズルの位
置に対応したアドレスを生成する。ページ／バンドメモ
リ１５１３から読み込んだデータはラッチ４１３でラッ
チし、マルチプレクサ４１４によって連続４バイトへ変
換する。これらの４バイトのタイミングを然るべく調節
することにより、ＦＩＦＯ４１５から得るほかの色を表
すデータとマッチングする。次いで、このデータをバッ
ファ４３０によって、プリントヘッド５０へつながる４
８ビットのメインバスとの間でバッファリングする。プ
リントヘッドがヘッドコントロールASICから比較的遠い
とデータをバッファする。フォールトマップＲＡＭ４１
２から得るデータもＦＩＦＯ４１６への入力にする。こ
のデータのタイミングをＦＩＦＯ４１５のデータ出力と
マッチングし、フォールトステータスバスのバッファ４
３１によってバッファリングする。
【０１４０】プラグラマブル電源３２０は、プリントヘ
ッド５０に用いる電源を給電する。電源３２０の電圧
は、ＤＡＣ３１３によって制御し、ＤＡＣ３１３はＲＡ
ＭとＤＡＣとの組み合わせ（ＲＡＭＤＡＣ）３１６の一
部分である。このＲＡＭＤＡＣ３１６にデュアルポート
ＲＡＭ３１７が備えてある。デュアルポートＲＡＭ３１
７の内容はマイクロコントローラ３１５によってプログ
ラムできる。温度はこのデュアルポートＲＡＭ３１７の
内容を変えて補正する。そうした数値をサーマルセンサ
３００で検出した温度をもとにマイクロコントローラ３
１５で演算する。サーマルセンサ３００の信号はアナロ
グ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３１１へ接続してある。
ＡＤＣ３１１はマイクロコントローラ３１５に内蔵する
のが望ましい。
ッド５０に用いる電源を給電する。電源３２０の電圧
は、ＤＡＣ３１３によって制御し、ＤＡＣ３１３はＲＡ
ＭとＤＡＣとの組み合わせ（ＲＡＭＤＡＣ）３１６の一
部分である。このＲＡＭＤＡＣ３１６にデュアルポート
ＲＡＭ３１７が備えてある。デュアルポートＲＡＭ３１
７の内容はマイクロコントローラ３１５によってプログ
ラムできる。温度はこのデュアルポートＲＡＭ３１７の
内容を変えて補正する。そうした数値をサーマルセンサ
３００で検出した温度をもとにマイクロコントローラ３
１５で演算する。サーマルセンサ３００の信号はアナロ
グ−デジタル変換器（ＡＤＣ）３１１へ接続してある。
ＡＤＣ３１１はマイクロコントローラ３１５に内蔵する
のが望ましい。
【０１４１】ヘッドコントロール ASIC400 には熱補正
と印字濃度に用いる制御回路が備えてある。サーマルロ
グ補正には、プリントヘッド５０への電源電圧が迅速な
時間変化電圧であり、ヒーターに用いるイネーブルパル
スと同期している。これは、プラグラマブル電源３２０
をプログラムしてこの電圧を生成するようにして行なっ
ている。アナログ時間変化プログラミング電圧はデュア
ルポートＲＡＭ３１７から読み込んだデータをもとにＤ
ＡＣ３１３が生成する。カウンタ４０３が生成するアド
レスにしたがってこのデータを読み込む。カウンタ４０
３は、１イネーブルパルスの期間中にアドレスの完全１
サイクルを生成する。この同期は、カウンタ４０３をシ
ステムクロック４０８でクロックし、カウンタ４０３の
トップカウントを用いてイネーブルカウンタ４０４をク
ロックして行なう。次いで、イネーブルカウンタ４０４
からのカウントをデコーダ４０５によって復調し、バッ
ファ４３２によってバッファリングして、プリントヘッ
ド５０に用いるイネーブルパルスを生成す９る。カウン
トの状態の件数がイネーブルパルス１個のクロック期間
の数に満たない場合、カウンタ４０３にプリスケーラを
備えてもよい。電圧状態は、ヒーターのサーマルログを
正確に補正するうえで１６種類が適当である。そうした
１６種類の状態をカウンタ４０３とデュアルポートＲＡ
Ｍ３１７との間の４ビット接続を用いて指定できる。た
だし、これらの１６種類の状態は時間的に直線的に間隔
が設けてあるわけではない。これらの状態の非線形タイ
ミングを可能にするために、カウンタ４０３にＲＯＭそ
の他の装置を持たせて、カウンタ４０３に非線形方式で
カウントさせてもよい。こうする代わりに、１６種類よ
り少ない状態を用いてもよい。
と印字濃度に用いる制御回路が備えてある。サーマルロ
グ補正には、プリントヘッド５０への電源電圧が迅速な
時間変化電圧であり、ヒーターに用いるイネーブルパル
スと同期している。これは、プラグラマブル電源３２０
をプログラムしてこの電圧を生成するようにして行なっ
ている。アナログ時間変化プログラミング電圧はデュア
ルポートＲＡＭ３１７から読み込んだデータをもとにＤ
ＡＣ３１３が生成する。カウンタ４０３が生成するアド
レスにしたがってこのデータを読み込む。カウンタ４０
３は、１イネーブルパルスの期間中にアドレスの完全１
サイクルを生成する。この同期は、カウンタ４０３をシ
ステムクロック４０８でクロックし、カウンタ４０３の
トップカウントを用いてイネーブルカウンタ４０４をク
ロックして行なう。次いで、イネーブルカウンタ４０４
からのカウントをデコーダ４０５によって復調し、バッ
ファ４３２によってバッファリングして、プリントヘッ
ド５０に用いるイネーブルパルスを生成す９る。カウン
トの状態の件数がイネーブルパルス１個のクロック期間
の数に満たない場合、カウンタ４０３にプリスケーラを
備えてもよい。電圧状態は、ヒーターのサーマルログを
正確に補正するうえで１６種類が適当である。そうした
１６種類の状態をカウンタ４０３とデュアルポートＲＡ
Ｍ３１７との間の４ビット接続を用いて指定できる。た
だし、これらの１６種類の状態は時間的に直線的に間隔
が設けてあるわけではない。これらの状態の非線形タイ
ミングを可能にするために、カウンタ４０３にＲＯＭそ
の他の装置を持たせて、カウンタ４０３に非線形方式で
カウントさせてもよい。こうする代わりに、１６種類よ
り少ない状態を用いてもよい。
【０１４２】印字濃度の補正の目的に限り、印字濃度
は、イネーブル期間ごとに、ドロップを印字する対象の
ピクセル（ＯＮピクセル）の数をカウントして検出す
る。ＯＮピクセルはＯＮピクセルカウンタ４０２でカウ
ントする。イネーブルフェーズ８種類の各々にＯＮピク
セルカウンタ４０２が１台ずつある。本発明によるプリ
ントヘッドのイネーブルフェーズの数は設計による。
４、８、１６が便利な数字だが、イネーブルフェーズの
数を２の倍数にするという以外では要件はない。１台の
ピクセルカウンタ４０２に組み合わせ論理ピクセルカウ
ンタ４２０を備えてもよく、これによりニブルのうち何
ビットがＯＮかを判断する。次に、この数字をアダー４
２１とアキュムレータ４２２によって累積する。ラッチ
４２３が累積後の数値をイネーブルパルス持続期間中保
持する。マルチプレクサ４０１によってラッチ４２３の
出力を選択し、イネーブルカウンタ４０４によって判断
して、ラッチ４２３の出力を現在のイネーブルフェーズ
に対応させる。マルチプレクサ４０１の出力はデュアル
ポートＲＡＭ３１７の一部分を形成している。ＯＮピク
セルの具体的なカウント数は必要ではなく、このカウン
トのうち最上位４ビットで十分である。
は、イネーブル期間ごとに、ドロップを印字する対象の
ピクセル（ＯＮピクセル）の数をカウントして検出す
る。ＯＮピクセルはＯＮピクセルカウンタ４０２でカウ
ントする。イネーブルフェーズ８種類の各々にＯＮピク
セルカウンタ４０２が１台ずつある。本発明によるプリ
ントヘッドのイネーブルフェーズの数は設計による。
４、８、１６が便利な数字だが、イネーブルフェーズの
数を２の倍数にするという以外では要件はない。１台の
ピクセルカウンタ４０２に組み合わせ論理ピクセルカウ
ンタ４２０を備えてもよく、これによりニブルのうち何
ビットがＯＮかを判断する。次に、この数字をアダー４
２１とアキュムレータ４２２によって累積する。ラッチ
４２３が累積後の数値をイネーブルパルス持続期間中保
持する。マルチプレクサ４０１によってラッチ４２３の
出力を選択し、イネーブルカウンタ４０４によって判断
して、ラッチ４２３の出力を現在のイネーブルフェーズ
に対応させる。マルチプレクサ４０１の出力はデュアル
ポートＲＡＭ３１７の一部分を形成している。ＯＮピク
セルの具体的なカウント数は必要ではなく、このカウン
トのうち最上位４ビットで十分である。
【０１４３】４ビットの熱ラグ補正アドレスと４ビット
の印字濃度補正アドレスとを結合すると、デュアルポー
トＲＡＭ３１７には８ビットのアドレスがあることにな
る。これは、デュアルポートＲＡＭ３１７に２５６の数
があるということであり、これを二次元配列にする。こ
の二次元配列は（熱ログ補正に用いる）時間と印字濃度
である。三次元 − 温度 − を織り込んでもよい。プリ
ントヘッドの周囲温度はゆっくりとしか変わらないの
で、マイクロコントローラ３１５には十分な時間を持た
せて、２５６数のマトリクスを計算して、現在の温度で
の熱ラグと印字濃度の補正を行なわせる。定期的に（例
えば、毎秒数回）マイクロコントローラに現在のヘッド
温度を検出させ、このマトリクスを計算させる。
の印字濃度補正アドレスとを結合すると、デュアルポー
トＲＡＭ３１７には８ビットのアドレスがあることにな
る。これは、デュアルポートＲＡＭ３１７に２５６の数
があるということであり、これを二次元配列にする。こ
の二次元配列は（熱ログ補正に用いる）時間と印字濃度
である。三次元 − 温度 − を織り込んでもよい。プリ
ントヘッドの周囲温度はゆっくりとしか変わらないの
で、マイクロコントローラ３１５には十分な時間を持た
せて、２５６数のマトリクスを計算して、現在の温度で
の熱ラグと印字濃度の補正を行なわせる。定期的に（例
えば、毎秒数回）マイクロコントローラに現在のヘッド
温度を検出させ、このマトリクスを計算させる。
【０１４４】プリントヘッド５０のクロックはヘッドク
ロックゼネレータ４０７によってシステムクロック４０
８から生成し、バッファ４０６によってバッファリング
する。ヘッドコントロール ASIC の試験を容易にするた
めに、ＪＴＡＧ試験回路４９９を組み込んでもよい。
ロックゼネレータ４０７によってシステムクロック４０
８から生成し、バッファ４０６によってバッファリング
する。ヘッドコントロール ASIC の試験を容易にするた
めに、ＪＴＡＧ試験回路４９９を組み込んでもよい。
【０１４５】〔サーマルインクジェット技術との比較〕
「サーマルインクジェットと本発明との比較」と題する
表は、本発明による印字面とサーマルインクジェット技
術とを比較したものである。
「サーマルインクジェットと本発明との比較」と題する
表は、本発明による印字面とサーマルインクジェット技
術とを比較したものである。
【０１４６】本発明とサーマルインクジェット技術とを
直接比較するのは、ともにドロップオンデマンド方式で
あり、サーマルアクチュエータと液体インクによって作
動するからである。この２つは同じように見えても、動
作原理は別々である。
直接比較するのは、ともにドロップオンデマンド方式で
あり、サーマルアクチュエータと液体インクによって作
動するからである。この２つは同じように見えても、動
作原理は別々である。
【０１４７】サーマルインクジェットプリンタは、以下
のごとくの基本的動作原理を用いている。電気抵抗加熱
によるサーマル衝撃によってインクジェットのバブルを
爆発形成する。迅速かつ定常的なバブル形成は、インク
を過熱させて行なうので、かなりの熱がインクへ伝導し
ないとバブル核形成が完了しない。水基剤インクの場
合、約 280℃〜400℃ の温度を要する。バブル形成によ
って圧力波が起き、これによりインクドロップが高速で
開口部へ向かう。次いで、バブルが崩壊し、インクがイ
ンクリザーバから吸引されてノズルに再充てんされる。
サーマルインクジェット印刷が商業的に成功を収めてい
るのは、ノズルパッキング密度が高く、かつ定評のある
集積回路製造技術を用いているからである。ただし、サ
ーマルインクジェット印刷技術は、かなりの技術的問題
に直面している。その一例として、複数部品の高精度製
作、デバイスの歩留まり、画像解像度、ペッパーノイ
ズ、印字速度、ドライブトランジスタ出力、余剰電力放
散、衛星ドロップ形成、熱応力、差動熱膨張、kogatio
n、キャビテーション、拡散是正、インク調剤のむずか
しさがあげられる。
のごとくの基本的動作原理を用いている。電気抵抗加熱
によるサーマル衝撃によってインクジェットのバブルを
爆発形成する。迅速かつ定常的なバブル形成は、インク
を過熱させて行なうので、かなりの熱がインクへ伝導し
ないとバブル核形成が完了しない。水基剤インクの場
合、約 280℃〜400℃ の温度を要する。バブル形成によ
って圧力波が起き、これによりインクドロップが高速で
開口部へ向かう。次いで、バブルが崩壊し、インクがイ
ンクリザーバから吸引されてノズルに再充てんされる。
サーマルインクジェット印刷が商業的に成功を収めてい
るのは、ノズルパッキング密度が高く、かつ定評のある
集積回路製造技術を用いているからである。ただし、サ
ーマルインクジェット印刷技術は、かなりの技術的問題
に直面している。その一例として、複数部品の高精度製
作、デバイスの歩留まり、画像解像度、ペッパーノイ
ズ、印字速度、ドライブトランジスタ出力、余剰電力放
散、衛星ドロップ形成、熱応力、差動熱膨張、kogatio
n、キャビテーション、拡散是正、インク調剤のむずか
しさがあげられる。
【０１４８】本発明による印刷は、サーマルインクジェ
ット印刷の数多くのメリットを継承し、サーマルインク
ジェット技術固有／付随の問題をないくしている。
ット印刷の数多くのメリットを継承し、サーマルインク
ジェット技術固有／付随の問題をないくしている。
【０１４９】
【表１２】
【０１５０】
【表１３】
【０１５１】
【表１４】
【０１５２】〔歩留まりとフォールトトレランス〕ほと
んどの場合、モノリシック集積回路は、製造時点で完全
に機能しないのでない限り、修理が必要になることはな
い。ウエハのランから生産される健全なデバイスの割合
は歩留まりとして知られている。歩留まりは製造原価に
直接的影響を及ぼす。歩留まりが５％のデバイスは、同
一のデバイスを歩留まり５０％で製造するのにくらべて
１０倍高価である。歩留まりの目安には以下の３つがあ
る： １）工場歩留まり ２）ウエハソート歩留まり ３）最終試験歩留まり
んどの場合、モノリシック集積回路は、製造時点で完全
に機能しないのでない限り、修理が必要になることはな
い。ウエハのランから生産される健全なデバイスの割合
は歩留まりとして知られている。歩留まりは製造原価に
直接的影響を及ぼす。歩留まりが５％のデバイスは、同
一のデバイスを歩留まり５０％で製造するのにくらべて
１０倍高価である。歩留まりの目安には以下の３つがあ
る： １）工場歩留まり ２）ウエハソート歩留まり ３）最終試験歩留まり
【０１５３】大型のダイの場合、歩留まりの目安はウエ
ハソート歩留まりになるのが通常であり、トータルの歩
留まりにとり最大の制限である。本発明によるフルペー
ジ幅カラーヘッドは、代表的なＶＬＳＩ回路にくらべて
きわめて大型である。ウエハソート歩留まりが良好であ
ることがこの種のヘッドのコスト効果に優れた製造にと
り欠かせない。
ハソート歩留まりになるのが通常であり、トータルの歩
留まりにとり最大の制限である。本発明によるフルペー
ジ幅カラーヘッドは、代表的なＶＬＳＩ回路にくらべて
きわめて大型である。ウエハソート歩留まりが良好であ
ることがこの種のヘッドのコスト効果に優れた製造にと
り欠かせない。
【０１５４】図１５は、本発明によるモノリシックフル
ページ幅カラーＡ４ヘッド実施形態におけるウエハソー
ト歩留まりと不良密度とを比較したグラフである。プリ
ントヘッドは長さが２１５mm で幅が５mm である。非フ
ォールトトレラント歩留まり１９８は、マーフィーの計
算方法にしたがって計算した。マーフィーの計算方法
は、歩留まり予測に広く用いられている。１平方cm 当
り１不良の不良密度では、マーフィーの計算方法を用い
ると歩留まりが１％未満になる。これは、製造したプリ
ントヘッドのうち９９％余りを捨てなければならないと
いうことである。この低い歩留まりがきわめて望ましく
ないのは、プリントヘッド製造コストが極端に高くなる
からである。
ページ幅カラーＡ４ヘッド実施形態におけるウエハソー
ト歩留まりと不良密度とを比較したグラフである。プリ
ントヘッドは長さが２１５mm で幅が５mm である。非フ
ォールトトレラント歩留まり１９８は、マーフィーの計
算方法にしたがって計算した。マーフィーの計算方法
は、歩留まり予測に広く用いられている。１平方cm 当
り１不良の不良密度では、マーフィーの計算方法を用い
ると歩留まりが１％未満になる。これは、製造したプリ
ントヘッドのうち９９％余りを捨てなければならないと
いうことである。この低い歩留まりがきわめて望ましく
ないのは、プリントヘッド製造コストが極端に高くなる
からである。
【０１５５】マーフィーの計算方法では、不良の一様で
ない分布を近似化する。図１５には、非フォールトトレ
ラント歩留まり１９７も示してあり、これは不良クラス
タリングファクターを取り入れることにより不良のクラ
スタリングを明示的にモデル化したものである。不良の
クラスタリングファクターは、製造において管理可能な
パラメータではないが、製造工程の特性である。製造工
程の不良クラスタリングファクターは、約２であると予
測でき、その場合、歩留まり予測はマーフィーの計算方
法によるものときわめてよく一致する。
ない分布を近似化する。図１５には、非フォールトトレ
ラント歩留まり１９７も示してあり、これは不良クラス
タリングファクターを取り入れることにより不良のクラ
スタリングを明示的にモデル化したものである。不良の
クラスタリングファクターは、製造において管理可能な
パラメータではないが、製造工程の特性である。製造工
程の不良クラスタリングファクターは、約２であると予
測でき、その場合、歩留まり予測はマーフィーの計算方
法によるものときわめてよく一致する。
【０１５６】低歩留まりの問題の解決方法は、不良機能
ユニットの交換に用いるチップの冗長機能ユニットを織
り込むことにより、フォールトトレランスを組み込むこ
とである。
ユニットの交換に用いるチップの冗長機能ユニットを織
り込むことにより、フォールトトレランスを組み込むこ
とである。
【０１５７】メモリチップや大部分のウエハスケール集
積（WSI）デバイスでは、チップ上の冗長サブユニット
の物理的位置は重要ではない。ただし、プリントヘッド
では、冗長サブユニットに１つか複数のプリンティング
アクチュエータを備える場合がある。そうした冗長サブ
ユニットにはプリント対象のページに対して固定的な空
間的関係を持たせなければならない。不良アクチュエー
タと同じ位置にドットを印字できるようにするには、冗
長アクチュエータを非走査方向に転置してはならない。
しかしながら、不良アクチュエータは、冗長アクチュエ
ータと置き換えてもよく、冗長アクチュエータは走査方
向に転置する。冗長アクチュエータが不良アクチュエー
タと同じ方向にドットを印字するようにするために、冗
長アクチュエータに対するデータタイミングを然るべく
変えることにより、走査方向の転置を補正する。
積（WSI）デバイスでは、チップ上の冗長サブユニット
の物理的位置は重要ではない。ただし、プリントヘッド
では、冗長サブユニットに１つか複数のプリンティング
アクチュエータを備える場合がある。そうした冗長サブ
ユニットにはプリント対象のページに対して固定的な空
間的関係を持たせなければならない。不良アクチュエー
タと同じ位置にドットを印字できるようにするには、冗
長アクチュエータを非走査方向に転置してはならない。
しかしながら、不良アクチュエータは、冗長アクチュエ
ータと置き換えてもよく、冗長アクチュエータは走査方
向に転置する。冗長アクチュエータが不良アクチュエー
タと同じ方向にドットを印字するようにするために、冗
長アクチュエータに対するデータタイミングを然るべく
変えることにより、走査方向の転置を補正する。
【０１５８】ノズルの交換を可能にするためには、スペ
アノズル一式がなければならず、これは 100% の冗長性
を招来する。100% 冗長性という要件は、チップ面積が
倍加するのが通常であり、冗長ユニットで代替する以前
に根本的な歩留まりの低減になり、よってフォールトト
レランスのメリットの大部分がなくなる。
アノズル一式がなければならず、これは 100% の冗長性
を招来する。100% 冗長性という要件は、チップ面積が
倍加するのが通常であり、冗長ユニットで代替する以前
に根本的な歩留まりの低減になり、よってフォールトト
レランスのメリットの大部分がなくなる。
【０１５９】しかしながら、本発明によるプリントヘッ
ドの実施形態では、ヘッドチップの物理的ミニマム寸法
を印字対象のページ幅、ヘッドチップの壊れやすさ、イ
ンクをチップ裏面へ供給するインクチャネルの製作の制
約から求める。フル幅の物理的ミニマム寸法では、Ａ４
サイズペーパー印刷に用いるフルカラーヘッドは約２１
５mm ×５mm である。このサイズは、100% 冗長性を織
り込むことが可能であり、なおかつ１.５μmの CMOS 製
作技術を用いた場合、チップ面積が著しく増加すること
にならない。したがって、本来の歩留まりを著しく減じ
ることなくハイレベルのフォールトトレランスを織り込
める。
ドの実施形態では、ヘッドチップの物理的ミニマム寸法
を印字対象のページ幅、ヘッドチップの壊れやすさ、イ
ンクをチップ裏面へ供給するインクチャネルの製作の制
約から求める。フル幅の物理的ミニマム寸法では、Ａ４
サイズペーパー印刷に用いるフルカラーヘッドは約２１
５mm ×５mm である。このサイズは、100% 冗長性を織
り込むことが可能であり、なおかつ１.５μmの CMOS 製
作技術を用いた場合、チップ面積が著しく増加すること
にならない。したがって、本来の歩留まりを著しく減じ
ることなくハイレベルのフォールトトレランスを織り込
める。
【０１６０】フォールトトレランスをデバイスに織り込
む場合、標準の歩留まり数式は使えない。その代わり
に、フォールトトレランスのメカニズムと程度を具体的
に分析し、歩留まりの数式に織り込まなければならな
い。図１５に、フル幅カラーＡ４ヘッドの場合のフォー
ルトトレラントなショート歩留まり１９９を示すが、こ
れにはさまざまな形態のフォールトトレランス、および
歩留まり数式に織り込んだモデリングが織り込んであ
る。このグラフには、不良密度と不良クラスタリングの
両方の関数によって予測歩留まりを示してある。図１５
に示す歩留まり予測からは、完全にフォールトトレラン
スを実施すればウエハソート歩留まりが同一の製造条件
下で１％から９０％に向上することが伺われる。これ
は、製造コストを因数１００低減できるということであ
る。
む場合、標準の歩留まり数式は使えない。その代わり
に、フォールトトレランスのメカニズムと程度を具体的
に分析し、歩留まりの数式に織り込まなければならな
い。図１５に、フル幅カラーＡ４ヘッドの場合のフォー
ルトトレラントなショート歩留まり１９９を示すが、こ
れにはさまざまな形態のフォールトトレランス、および
歩留まり数式に織り込んだモデリングが織り込んであ
る。このグラフには、不良密度と不良クラスタリングの
両方の関数によって予測歩留まりを示してある。図１５
に示す歩留まり予測からは、完全にフォールトトレラン
スを実施すればウエハソート歩留まりが同一の製造条件
下で１％から９０％に向上することが伺われる。これ
は、製造コストを因数１００低減できるということであ
る。
【０１６１】フォールトトレランスは、数千のプリント
ノズルが関与するプリントヘッドの信頼性と歩留まりを
改善するうえできわめて望ましいものであり、よってペ
ージ幅プリントヘッドを実際的なものにする要素であ
る。しかしながら、フォールトトレランスは本発明の本
質的な部分ではない。
ノズルが関与するプリントヘッドの信頼性と歩留まりを
改善するうえできわめて望ましいものであり、よってペ
ージ幅プリントヘッドを実際的なものにする要素であ
る。しかしながら、フォールトトレランスは本発明の本
質的な部分ではない。
【０１６２】ドロップオンデマンド印字装置におけるフ
ォールトトレランスは、以下のごとくの1995年4月12日
付けオーストラリア特許明細書に記載されており、その
内容を参照によって本明細書の一部分とする：「印刷機
構における統合型フォールトトレランス」（登録番号：
PN2324）；「集積型プリントヘッドにおけるブロック
フォールトトレランス」（登録番号： PN2325）；「集
積型プリントヘッドにおけるフォールトトレランスのノ
ズル複製」（登録番号： PN2326）；「プリントヘッド
における不良ノズルの検出」（登録番号： PN2327）；
「大量プリントヘッドにおけるフォールトトレランス」
（登録番号： PN2328）；
ォールトトレランスは、以下のごとくの1995年4月12日
付けオーストラリア特許明細書に記載されており、その
内容を参照によって本明細書の一部分とする：「印刷機
構における統合型フォールトトレランス」（登録番号：
PN2324）；「集積型プリントヘッドにおけるブロック
フォールトトレランス」（登録番号： PN2325）；「集
積型プリントヘッドにおけるフォールトトレランスのノ
ズル複製」（登録番号： PN2326）；「プリントヘッド
における不良ノズルの検出」（登録番号： PN2327）；
「大量プリントヘッドにおけるフォールトトレランス」
（登録番号： PN2328）；
【０１６３】〔印刷装置の実施形態〕本発明によるプリ
ントヘッドを用いたデジタル電子式印刷装置の概念図を
図１６に示す。図には、モノリシックプリントヘッド５
０が複数のインクドロップによって画像６０を録媒体５
１へ印刷しているところが示してある。この記録媒体
は、用紙などをもってするが、オーバーヘッド透明フィ
ルム、布、その他多数の平坦でインクドロップを吸着す
る表面であれば何でもよい。印刷する画像は、画像源５
２から送られて来、画像はどのような種類の画像であっ
ても二次元配列のピクセルに変換できるものであればよ
い。画像源は、たとえば画像スキャナ、デジタル的に格
納しておいた画像、Adobe Postscript、Adobe Postscri
pt Level 2、Hewlett-Packard PCL 5 などのページ記述
言語（PDL）で符号化した画像、Apple QuickDraw、Appl
e Quickdraw GX、Micosoft GDI などの手続きコール型
ラスタライザで生成したページ画像、その他ASCIIなど
の電子的形式のテキストでもよい。次いで、この画像デ
ータを画像処理装置５３によって特定のプリント装置に
適したピクセルの２次元配列へ変換する。これはカラー
でもモノクロでもよく、データは、画像源と印刷装置の
仕様に応じて、ピクセル当り１〜３２ビット程度にす
る。画像処理装置は、ページ記述の場合はラスタ画像プ
ロセッサ（RIP）をもってし、画像源がスキャナから取
り込んだものなら二次元画像処理装置をもってする。
ントヘッドを用いたデジタル電子式印刷装置の概念図を
図１６に示す。図には、モノリシックプリントヘッド５
０が複数のインクドロップによって画像６０を録媒体５
１へ印刷しているところが示してある。この記録媒体
は、用紙などをもってするが、オーバーヘッド透明フィ
ルム、布、その他多数の平坦でインクドロップを吸着す
る表面であれば何でもよい。印刷する画像は、画像源５
２から送られて来、画像はどのような種類の画像であっ
ても二次元配列のピクセルに変換できるものであればよ
い。画像源は、たとえば画像スキャナ、デジタル的に格
納しておいた画像、Adobe Postscript、Adobe Postscri
pt Level 2、Hewlett-Packard PCL 5 などのページ記述
言語（PDL）で符号化した画像、Apple QuickDraw、Appl
e Quickdraw GX、Micosoft GDI などの手続きコール型
ラスタライザで生成したページ画像、その他ASCIIなど
の電子的形式のテキストでもよい。次いで、この画像デ
ータを画像処理装置５３によって特定のプリント装置に
適したピクセルの２次元配列へ変換する。これはカラー
でもモノクロでもよく、データは、画像源と印刷装置の
仕様に応じて、ピクセル当り１〜３２ビット程度にす
る。画像処理装置は、ページ記述の場合はラスタ画像プ
ロセッサ（RIP）をもってし、画像源がスキャナから取
り込んだものなら二次元画像処理装置をもってする。
【０１６４】連続的なトーン画像が必要なら、ハーフト
ーン装置５４が必要である。適当なタイプのハーフトー
ン処理として、dispersed dot odrderd ditherやerror
diffusionがあげられる。これらの一種であって、stoch
astic screening とか frequency modulation screenin
g として知られるものなら最適である。ハーフトーン装
置は、オフセット印刷に使用される lustered dot orde
red dither は望ましくないが、それはこの手法を用い
ると有効画像解像度が不必要に無駄になるからである。
ハーフトーン装置の出力はバイナリモノクロームでも本
発明による印刷装置の解像度のカラー画像でもよい。
ーン装置５４が必要である。適当なタイプのハーフトー
ン処理として、dispersed dot odrderd ditherやerror
diffusionがあげられる。これらの一種であって、stoch
astic screening とか frequency modulation screenin
g として知られるものなら最適である。ハーフトーン装
置は、オフセット印刷に使用される lustered dot orde
red dither は望ましくないが、それはこの手法を用い
ると有効画像解像度が不必要に無駄になるからである。
ハーフトーン装置の出力はバイナリモノクロームでも本
発明による印刷装置の解像度のカラー画像でもよい。
【０１６５】バイナリ画像はデータフェージング回路５
５（図１４に Head Control ASIC 400 として示してあ
るものでもよい）で処理することにより、ピクセルデー
タを正しい順序でデータシフトレジスタ５６へ送り込
む。データシーケンスは、ノズルの配置と用紙の移動を
補正するものでなければならない。データがシフトレジ
スタ５６へロードされると、並列にヒーター駆動回路５
７へ送り込まれる。所定のタイミングで、ヒーター駆動
回路５７は、パルスシェーパ回路６１とパルス電圧調整
器６２で生成された電圧パルスと所定のヒーター５８と
を電子的に接続する。ヒーター５８は、ノズル５９の先
端を加熱し、インクの物理的特性に影響を及ぼす。ノズ
ルから出たインクドロップ６０があるパターンを形成
し、そのパターンはヒーター駆動回路へ作用したデジタ
ルインパルスに対応している。インクリザーバ６４内の
インクの圧力を圧力調整器６３で調整する。選択後のイ
ンクのドロップ６０が選択ドロップ分離手段によってイ
ンク本体から分離し、記録媒体５１へ接触する。印刷
時、記録媒体５１が用紙搬送装置６５によって絶えずプ
リントヘッド５０に対して移動する。プリントヘッド５
０が記録媒体５１の印刷領域の幅一杯の場合、記録媒体
５１を一方向へ移動するだけでよく、プリントヘッド５
０は固定したままでよい。小型のプリントヘッド５０を
用いる場合、ラスタスキャン装置を実現することが必要
になる。これは、たとえば、記録媒体５１の短い方の寸
法沿いにプリントヘッド５０を走査させる一方、記録媒
体５１を長い方の寸法沿いに移動して行なう。
５（図１４に Head Control ASIC 400 として示してあ
るものでもよい）で処理することにより、ピクセルデー
タを正しい順序でデータシフトレジスタ５６へ送り込
む。データシーケンスは、ノズルの配置と用紙の移動を
補正するものでなければならない。データがシフトレジ
スタ５６へロードされると、並列にヒーター駆動回路５
７へ送り込まれる。所定のタイミングで、ヒーター駆動
回路５７は、パルスシェーパ回路６１とパルス電圧調整
器６２で生成された電圧パルスと所定のヒーター５８と
を電子的に接続する。ヒーター５８は、ノズル５９の先
端を加熱し、インクの物理的特性に影響を及ぼす。ノズ
ルから出たインクドロップ６０があるパターンを形成
し、そのパターンはヒーター駆動回路へ作用したデジタ
ルインパルスに対応している。インクリザーバ６４内の
インクの圧力を圧力調整器６３で調整する。選択後のイ
ンクのドロップ６０が選択ドロップ分離手段によってイ
ンク本体から分離し、記録媒体５１へ接触する。印刷
時、記録媒体５１が用紙搬送装置６５によって絶えずプ
リントヘッド５０に対して移動する。プリントヘッド５
０が記録媒体５１の印刷領域の幅一杯の場合、記録媒体
５１を一方向へ移動するだけでよく、プリントヘッド５
０は固定したままでよい。小型のプリントヘッド５０を
用いる場合、ラスタスキャン装置を実現することが必要
になる。これは、たとえば、記録媒体５１の短い方の寸
法沿いにプリントヘッド５０を走査させる一方、記録媒
体５１を長い方の寸法沿いに移動して行なう。
【０１６６】〔単一モノリシックプリントヘッドを用い
た複数ノズル〕オフィスプリンタや写真複写機などの装
置に使用することを意図した新しい印刷装置は印刷が高
速であることが望ましい。毎分Ａ４ページ６０ページ
（毎秒枚頁）であれば基本的に数多くの用途にとり妥当
である。ただし、電子的に制御した印刷速度毎分６０ペ
ージを実現することは簡単ではない。
た複数ノズル〕オフィスプリンタや写真複写機などの装
置に使用することを意図した新しい印刷装置は印刷が高
速であることが望ましい。毎分Ａ４ページ６０ページ
（毎秒枚頁）であれば基本的に数多くの用途にとり妥当
である。ただし、電子的に制御した印刷速度毎分６０ペ
ージを実現することは簡単ではない。
【０１６７】１ページを印刷するのに要するミニマム時
間は、ページ上のドット位置の数にドットを印字するの
に要する時間を乗算し、同時に印字できるカラーのドッ
ト数で除算した結果に等しい。
間は、ページ上のドット位置の数にドットを印字するの
に要する時間を乗算し、同時に印字できるカラーのドッ
ト数で除算した結果に等しい。
【０１６８】どの程度の画像品質が得られるかは画像を
つくるのに使えるインクドットの総個数によって左右さ
れる。散乱ドットデジタルハーフトーン処理を用いたフ
ルカラーマガジン品質印刷では、１インチ当り８００ド
ット（１mm 当り31.5 ドット）を要する。用紙上のドッ
ト間の間隔は 31.75μm である。
つくるのに使えるインクドットの総個数によって左右さ
れる。散乱ドットデジタルハーフトーン処理を用いたフ
ルカラーマガジン品質印刷では、１インチ当り８００ド
ット（１mm 当り31.5 ドット）を要する。用紙上のドッ
ト間の間隔は 31.75μm である。
【０１６９】標準のＡ４ページは 210m×297mm であ
る。１mm 当り 31.5 ドットでは、Ａ４ページ全体で 6
1,886,632 ドットが必要である。高画質プロセスカラー
印字には、シアン、マゼンタ、黄色、黒色の４色が必要
である。したがって、総ドット数は 247,546,528 が必
要である。用紙の端部の余白を印字させないことによっ
て若干は減らせるが、依然としてきわめて多数のドット
を要する。１ドットを印刷するのに要する時間が 144μ
s であり、かつ１色毎にノズル１台を備えた場合であっ
ても、１ページ印刷するのに２時間余りかかる。
る。１mm 当り 31.5 ドットでは、Ａ４ページ全体で 6
1,886,632 ドットが必要である。高画質プロセスカラー
印字には、シアン、マゼンタ、黄色、黒色の４色が必要
である。したがって、総ドット数は 247,546,528 が必
要である。用紙の端部の余白を印字させないことによっ
て若干は減らせるが、依然としてきわめて多数のドット
を要する。１ドットを印刷するのに要する時間が 144μ
s であり、かつ１色毎にノズル１台を備えた場合であっ
ても、１ページ印刷するのに２時間余りかかる。
【０１７０】上記の如き私の印刷装置によって高速高画
質印刷を行なうには、多数の小型ノズルを備えたプリン
トヘッドが必要である。800dpi Ａ４ページを１秒間で
印刷することは、プリントヘッドが用紙幅全体にわたっ
てあれば行なえる。プリントヘッドは静止状態でよく、
用紙は１秒間の期間内に搬送すればよい。４色 800dpi
のプリントヘッド 210mm 幅にはノズルが 26,460 個必
要である。
質印刷を行なうには、多数の小型ノズルを備えたプリン
トヘッドが必要である。800dpi Ａ４ページを１秒間で
印刷することは、プリントヘッドが用紙幅全体にわたっ
てあれば行なえる。プリントヘッドは静止状態でよく、
用紙は１秒間の期間内に搬送すればよい。４色 800dpi
のプリントヘッド 210mm 幅にはノズルが 26,460 個必
要である。
【０１７１】上記の如きプリントヘッドにはアクティブ
なノズルを 26,460 個備え、26,460個の冗長（スペア）
ノズルを備えることにより、合計で 52,920 個のノズル
を備えてもよい。シアン、マゼンタ、黄色、黒色の各色
に6,615個のアクティブなノズルがあることになる。
なノズルを 26,460 個備え、26,460個の冗長（スペア）
ノズルを備えることにより、合計で 52,920 個のノズル
を備えてもよい。シアン、マゼンタ、黄色、黒色の各色
に6,615個のアクティブなノズルがあることになる。
【０１７２】多数のノズルを備えたプリントヘッドは、
ローコストで製造できる。これは、半導体製造工程を用
いて、同時に数千個のノズルをシリコンウエハに造り込
むことにより行なう。プリントヘッドを数千個の部品で
製造、組立した場合に起こり得る機械的調心と差動熱膨
張の問題をなくすために、プリントヘッドは１枚のシリ
コンから製造する。ノズルとインクチャネルはシリコン
にエッチングする。発熱体は、抵抗材料を蒸発させ、そ
の後に、標準の半導体製造工程を用いて写真平版にかけ
て形成する。
ローコストで製造できる。これは、半導体製造工程を用
いて、同時に数千個のノズルをシリコンウエハに造り込
むことにより行なう。プリントヘッドを数千個の部品で
製造、組立した場合に起こり得る機械的調心と差動熱膨
張の問題をなくすために、プリントヘッドは１枚のシリ
コンから製造する。ノズルとインクチャネルはシリコン
にエッチングする。発熱体は、抵抗材料を蒸発させ、そ
の後に、標準の半導体製造工程を用いて写真平版にかけ
て形成する。
【０１７３】数千のノズルをプリントヘッドに用いる場
合に必要になる多数の接続を減らすために、データ配布
回路と駆動回路もプリントヘッドに一体化する。
合に必要になる多数の接続を減らすために、データ配布
回路と駆動回路もプリントヘッドに一体化する。
【０１７４】プリントヘッドの幅は、色数、ノズルの配
置、ノズル間の間隔、駆動回路と相互接続に要するヘッ
ド面積に関連している。モノクロのプリントヘッドで
は、適当な幅は約２mm である。プロセスカラープリン
トヘッドでは、適当な幅は約４mm である。ＣＣ'ＭＭ'
ＹＫカラープリントヘッドでは、適当なプリントヘッド
の幅は約８mm である。プリントヘッドの長さは用途に
よって決まる。きわめてローコストな用途ではショート
ヘッドを用い、ページ全体を走査させる。高速用途で
は、固定ページ幅モノリシックプリントヘッドか複数チ
ッププリントヘッドを用いる。プリントヘッドの長さと
して代表的な範囲は、１cm から２１cm のあいだであ
り、プリントヘッドの長さが２１cm より長いと大量の
用紙や布への印刷に適当である。
置、ノズル間の間隔、駆動回路と相互接続に要するヘッ
ド面積に関連している。モノクロのプリントヘッドで
は、適当な幅は約２mm である。プロセスカラープリン
トヘッドでは、適当な幅は約４mm である。ＣＣ'ＭＭ'
ＹＫカラープリントヘッドでは、適当なプリントヘッド
の幅は約８mm である。プリントヘッドの長さは用途に
よって決まる。きわめてローコストな用途ではショート
ヘッドを用い、ページ全体を走査させる。高速用途で
は、固定ページ幅モノリシックプリントヘッドか複数チ
ッププリントヘッドを用いる。プリントヘッドの長さと
して代表的な範囲は、１cm から２１cm のあいだであ
り、プリントヘッドの長さが２１cm より長いと大量の
用紙や布への印刷に適当である。
【０１７５】ここまでで、本発明の実施形態の一例を述
べてきた。この種の技術に精通する者であれば、本発明
の趣旨から外れることなくこれ以外の改良が可能である
ことは明らかである。
べてきた。この種の技術に精通する者であれば、本発明
の趣旨から外れることなくこれ以外の改良が可能である
ことは明らかである。
【０１７６】〔ＣＯＭＳ工程への追加工程としてのプリ
ントヘッド製造〕モノリシックプリントヘッドの製造
は、標準の集積回路の製造とほぼ同じである。ただし、
工程フローに若干の変更修正が加えてある。これは、ノ
ズル、ノズルのバレル、ヒーター、ノズル先端を形成す
るのに不可欠である。モノリシックプリントヘッドの生
産が行なえる半導体製造工程は多数のものがある。そう
した半導体製造工程ごとに、必要な構造を形成するのに
変更修正できる基本的な生産方法が多数ある。
ントヘッド製造〕モノリシックプリントヘッドの製造
は、標準の集積回路の製造とほぼ同じである。ただし、
工程フローに若干の変更修正が加えてある。これは、ノ
ズル、ノズルのバレル、ヒーター、ノズル先端を形成す
るのに不可欠である。モノリシックプリントヘッドの生
産が行なえる半導体製造工程は多数のものがある。そう
した半導体製造工程ごとに、必要な構造を形成するのに
変更修正できる基本的な生産方法が多数ある。
【０１７７】集積型プリントヘッドの製造工程として望
ましいものの一例として、標準ＣＭＯＳ製造に用いる <
100> ウエハがあげられる。この処理は、標準のＣＭＯ
Ｓ製造とほぼ互換性があるが、それはＣＯＭＳ ＶＬＳ
Ｉデバイスを製作した後にＭＥＭＳ固有のステップをす
べて完了するからである。
ましいものの一例として、標準ＣＭＯＳ製造に用いる <
100> ウエハがあげられる。この処理は、標準のＣＭＯ
Ｓ製造とほぼ互換性があるが、それはＣＯＭＳ ＶＬＳ
Ｉデバイスを製作した後にＭＥＭＳ固有のステップをす
べて完了するからである。
【０１７８】ウエハは、標準のＣＭＯＳ工程フローを用
いて第二レベルのメタル酸化物によって製造できる。固
有の工程ステップによっては、標準のＣＯＭＳ処理設備
を用いてその後に完了するものもある。チップへのノズ
ルの最終的エッチングは、単一のリソグラフステップを
用いてＭＥＭＳ設備で行なうが、１０μm リソグラフし
か要しない。
いて第二レベルのメタル酸化物によって製造できる。固
有の工程ステップによっては、標準のＣＯＭＳ処理設備
を用いてその後に完了するものもある。チップへのノズ
ルの最終的エッチングは、単一のリソグラフステップを
用いてＭＥＭＳ設備で行なうが、１０μm リソグラフし
か要しない。
【０１７９】上記の工程にはシリコンをプラズマエッチ
ングすることを要しない： シリコンのエッチングはす
べてアクティブデバイス製作後にＥＤＰウェットエッチ
ングで行なう。
ングすることを要しない： シリコンのエッチングはす
べてアクティブデバイス製作後にＥＤＰウェットエッチ
ングで行なう。
【０１８０】上記の事例でのノズル直径は１４μm であ
り、ドロップ体積約４pl に対応している。上記の工程
は１４μm未満と１４μm 以上のいずれの広範なノズル
直径にも容易に適合できる。
り、ドロップ体積約４pl に対応している。上記の工程
は１４μm未満と１４μm 以上のいずれの広範なノズル
直径にも容易に適合できる。
【０１８１】上記の工程では、<100> シリコンウエハに
対して異方性エッチングを行なうことにより、インクチ
ャネルとノズルバレルから同時のエッチングする。拡散
やＬＰＣＶＤなどの高温ステップは、ノズル形成工程時
に回避する。
対して異方性エッチングを行なうことにより、インクチ
ャネルとノズルバレルから同時のエッチングする。拡散
やＬＰＣＶＤなどの高温ステップは、ノズル形成工程時
に回避する。
【０１８２】〔レイアウト例〕図１７に、800dpi プリ
ントヘッド例の一部分のレイアウトを示す。図１７は、
一連のノズルを示したものである。こうしたノズル列の
１つにはメインプリントヘッドが備えてある。ほかの列
には冗長ノズルがフォールトトレランスのために備えて
ある。ノズル２００とドライブトランジスタ２０１を図
示してある。
ントヘッド例の一部分のレイアウトを示す。図１７は、
一連のノズルを示したものである。こうしたノズル列の
１つにはメインプリントヘッドが備えてある。ほかの列
には冗長ノズルがフォールトトレランスのために備えて
ある。ノズル２００とドライブトランジスタ２０１を図
示してある。
【０１８３】図１８は、図１７の斜線部分を拡大した図
である。レイアウトは１.５ミクロンＶＬＳＩ工程であ
る。このレイアウトは、ノズル３個とそれぞれの対応ド
ライブトランジスタが示してある。３個のノズルは、千
鳥格子（ジグザグ）パターンにして、ノズル間の間隔を
増し、これによりノズルをサブストレートへエッチング
した後のシリコンメンブレンの強度を確保している。チ
ップをカバーしている幅広の第一レベルメタルラインと
第二レベルメタルラインとによるマトリクスによって強
いＶ+ 電流とＶ- 電流を流してある。このＶ+ 電流とＶ
- 電流はチップの長い縁２本沿いに伸ばしてある。
である。レイアウトは１.５ミクロンＶＬＳＩ工程であ
る。このレイアウトは、ノズル３個とそれぞれの対応ド
ライブトランジスタが示してある。３個のノズルは、千
鳥格子（ジグザグ）パターンにして、ノズル間の間隔を
増し、これによりノズルをサブストレートへエッチング
した後のシリコンメンブレンの強度を確保している。チ
ップをカバーしている幅広の第一レベルメタルラインと
第二レベルメタルラインとによるマトリクスによって強
いＶ+ 電流とＶ- 電流を流してある。このＶ+ 電流とＶ
- 電流はチップの長い縁２本沿いに伸ばしてある。
【０１８４】本発明は、一致力ドロップオンデマンド印
刷原理を用いて動作するプリントヘッドに用いる製造工
程である。プリントヘッドには、多数のノズルを単一の
モノリシックサブストレートに一体化してある。写真平
版やケミカルエッチングなどの半導体製造方法を用い
て、多数のノズルを同時にモノリシックヘッドへ造り込
む。ノズルは、シリコンサブストレートへエッチングす
ることにより、ノズルの二次元配列を可能にしている。
この製造工程は、既存のＣＯＭＳ、ＢｉＣＯＭＳ、バイ
ポーラ半導体製造工程をベースにすることができ、既存
の半導体製造設備での製造が可能である。ドライブトラ
ンジスタ、シフトレジスタ、フォールトトレランス回路
はノズルと同じウエハに造り込める。
刷原理を用いて動作するプリントヘッドに用いる製造工
程である。プリントヘッドには、多数のノズルを単一の
モノリシックサブストレートに一体化してある。写真平
版やケミカルエッチングなどの半導体製造方法を用い
て、多数のノズルを同時にモノリシックヘッドへ造り込
む。ノズルは、シリコンサブストレートへエッチングす
ることにより、ノズルの二次元配列を可能にしている。
この製造工程は、既存のＣＯＭＳ、ＢｉＣＯＭＳ、バイ
ポーラ半導体製造工程をベースにすることができ、既存
の半導体製造設備での製造が可能である。ドライブトラ
ンジスタ、シフトレジスタ、フォールトトレランス回路
はノズルと同じウエハに造り込める。
【０１８５】上記の製造工程は、<100> ウエハへのＥＤ
Ｐを用いる異方性ウェットエッチングによって同時にイ
ンクチャネルとノズルバレルを形成するものである。ノ
ズルバレルの大きさは、ノズルバレルとインクチャネル
のエッチングの相対的開始時間を制御することにより制
御できる。
Ｐを用いる異方性ウェットエッチングによって同時にイ
ンクチャネルとノズルバレルを形成するものである。ノ
ズルバレルの大きさは、ノズルバレルとインクチャネル
のエッチングの相対的開始時間を制御することにより制
御できる。
【０１８６】上記の製造工程には、高度にＣＭＯＳ互換
性であるという大きなメリットがあり、ＣＭＯＳ製造フ
ローの最終レベルのメタル処理後にノズル形成に関する
工程すべてを行なう。
性であるという大きなメリットがあり、ＣＭＯＳ製造フ
ローの最終レベルのメタル処理後にノズル形成に関する
工程すべてを行なう。
【０１８７】〔結晶平面とのアライメント〕本発明によ
る製造工程の望ましい実施形態の一例として、単一結晶
シリコンウエハに固有の結晶平面を利用して、エッチン
グを制御する工程があげられる。{111} 平面に対するマ
スキング手順の向きは正確に制御しなければならない。
シリコンウエハ上の一次平面の向きは、適当な結晶平面
の±１゜の精度にするのが通常である。この角度トレラ
ンスを考慮に入れてマスク工程と製造工程を設計するこ
とが重要である。ウエハ表面の向きも±１゜の精度にす
る。ただし、ウエハの厚さは約６５０μmしかないの
で、ウエハ表面のアライメントの誤差±１゜は、ウエハ
厚さ全体に対してエッチングしたときの位置精度に最大
11.3μmにしかならない。これは、バックフェースエッ
チングの設計で対応できる。
る製造工程の望ましい実施形態の一例として、単一結晶
シリコンウエハに固有の結晶平面を利用して、エッチン
グを制御する工程があげられる。{111} 平面に対するマ
スキング手順の向きは正確に制御しなければならない。
シリコンウエハ上の一次平面の向きは、適当な結晶平面
の±１゜の精度にするのが通常である。この角度トレラ
ンスを考慮に入れてマスク工程と製造工程を設計するこ
とが重要である。ウエハ表面の向きも±１゜の精度にす
る。ただし、ウエハの厚さは約６５０μmしかないの
で、ウエハ表面のアライメントの誤差±１゜は、ウエハ
厚さ全体に対してエッチングしたときの位置精度に最大
11.3μmにしかならない。これは、バックフェースエッ
チングの設計で対応できる。
【０１８８】〔製造工程の概要〕開始ウエハは標準の
６"シリコンウエハでよいが、ウエハの両面を研磨する
ことを要することだけが違いである。
６"シリコンウエハでよいが、ウエハの両面を研磨する
ことを要することだけが違いである。
【０１８９】図１９に、プリント幅１０５mm の各々に
対して６″ウエハと１２個のフルカラープリントヘッド
を図示してある。そうしたプリントヘッドのうち２個
は、結合することにより、Ａ４／ＵＳレターサイズのペ
ージ幅プリントヘッドを形成でき、４個を結合すること
により１７″ウエブ市販プリントヘッドを形成したり、
たとえばデジタル「ミニラボ (minilabs)」、Ａ６フォ
ーマットプリンタ、デジタルカメラなどの写真フォーマ
ットプリントに使える。
対して６″ウエハと１２個のフルカラープリントヘッド
を図示してある。そうしたプリントヘッドのうち２個
は、結合することにより、Ａ４／ＵＳレターサイズのペ
ージ幅プリントヘッドを形成でき、４個を結合すること
により１７″ウエブ市販プリントヘッドを形成したり、
たとえばデジタル「ミニラボ (minilabs)」、Ａ６フォ
ーマットプリンタ、デジタルカメラなどの写真フォーマ
ットプリントに使える。
【０１９０】ウエハの仕様例を以下に示す：
【表１５】
【０１９１】おもな製造ステップは以下のとおりであ
る： １）ＣＯＭＳ工程を完成させることにより、正規ＣＭＯ
Ｓ工程フローにしたがって、ドライブトランジスタ、シ
フトレジスタ、クロック配布回路、フォールトトレラン
ス回路を造り込む。２レベルのメタルＣＭＯＳ工程とラ
イン幅１.５μm以下が望ましい。ＣＭＯＳ工程は、第二
レベルのメタル酸化物までに完了する。
る： １）ＣＯＭＳ工程を完成させることにより、正規ＣＭＯ
Ｓ工程フローにしたがって、ドライブトランジスタ、シ
フトレジスタ、クロック配布回路、フォールトトレラン
ス回路を造り込む。２レベルのメタルＣＭＯＳ工程とラ
イン幅１.５μm以下が望ましい。ＣＭＯＳ工程は、第二
レベルのメタル酸化物までに完了する。
【０１９２】１４０℃ 未満の水基剤インクを用いて作
業すると、最大温度に達するので、広範なヒーター材料
を使用できる。ただし、ＣＭＯＳ互換性のために、ヒー
ターはＦＥＴゲートと同じドープしたポリシリコン層に
造り込む。
業すると、最大温度に達するので、広範なヒーター材料
を使用できる。ただし、ＣＭＯＳ互換性のために、ヒー
ターはＦＥＴゲートと同じドープしたポリシリコン層に
造り込む。
【０１９３】ノズル先端を形成する構造部材は以下の各
層を組み合わせてもので形成する： ａ）磁界酸化物、０.５μm 以上が望ましい。 ｂ）レベル間酸化物１、０.５μm 以上が望ましい。 ｃ）レベル間酸化物２、１.５μm 以上が望ましい。 ｄ）不動態酸化物または不動態窒化酸化物、２μm 以上
が望ましい。 図２０に、標準ＣＭＯＳ工程フロー完了後のノズル先端
部分のウエハ断面を示してある。
層を組み合わせてもので形成する： ａ）磁界酸化物、０.５μm 以上が望ましい。 ｂ）レベル間酸化物１、０.５μm 以上が望ましい。 ｃ）レベル間酸化物２、１.５μm 以上が望ましい。 ｄ）不動態酸化物または不動態窒化酸化物、２μm 以上
が望ましい。 図２０に、標準ＣＭＯＳ工程フロー完了後のノズル先端
部分のウエハ断面を示してある。
【０１９４】２）レジストを用いてノズル先端をマスク
する。これは、正確に行なわなければならないが、それ
はノズル先端とヒーターとのアライメントがドロップ噴
射性能を左右するからである。アライメントは±０.５
μm より良好でなければならない。
する。これは、正確に行なわなければならないが、それ
はノズル先端とヒーターとのアライメントがドロップ噴
射性能を左右するからである。アライメントは±０.５
μm より良好でなければならない。
【０１９５】３）ノズル先端をプラズマエッチングす
る。これは、表面酸化物層の異方性プラズマエッチング
である。このエッチングは、約４μm のＳiＯ2 を除去
する。エッチングの側壁はできるだけ急峻でなければな
らない。ここでは８５゜の側壁を想定している。エッチ
ングはシリコンに達するまで行なう。図２１に、ノズル
先端をエッチングした後のノズル先端部分の断面を示
す。
る。これは、表面酸化物層の異方性プラズマエッチング
である。このエッチングは、約４μm のＳiＯ2 を除去
する。エッチングの側壁はできるだけ急峻でなければな
らない。ここでは８５゜の側壁を想定している。エッチ
ングはシリコンに達するまで行なう。図２１に、ノズル
先端をエッチングした後のノズル先端部分の断面を示
す。
【０１９６】４）１ミクロンのＰＥＣＶＤ Ｓi3Ｎ4 を
デポジットする。図２２に、デポジットステップ後のノ
ズル先端部分の断面を示す。
デポジットする。図２２に、デポジットステップ後のノ
ズル先端部分の断面を示す。
【０１９７】５）レジストをウエハ裏面にスピンコート
する。ウエハ裏面をマスクして、インクチャネルの異方
性エッチングとダイ分離が行なえるようにする。マスク
には凹形の矩形穴を設けて、インクチャネルを形成し、
凸形の矩形をチップ自体の周囲に設ける。チップの四隅
をマスクアンダカットのゆえにわずかに丸める。マスク
パターンは｛１１１｝平面に合わせる。レジストを使用
して、ＣＭＯＳ処理時またはそれまでにウエハ裏面にデ
ポジットしておいたＰＥＣＶＤ酸化物／窒化酸化物で形
成された熱酸化物のエッチングをマスクする。酸化物ま
たは窒化酸化物の裏面をエッチングし、レジストを剥
ぐ。
する。ウエハ裏面をマスクして、インクチャネルの異方
性エッチングとダイ分離が行なえるようにする。マスク
には凹形の矩形穴を設けて、インクチャネルを形成し、
凸形の矩形をチップ自体の周囲に設ける。チップの四隅
をマスクアンダカットのゆえにわずかに丸める。マスク
パターンは｛１１１｝平面に合わせる。レジストを使用
して、ＣＭＯＳ処理時またはそれまでにウエハ裏面にデ
ポジットしておいたＰＥＣＶＤ酸化物／窒化酸化物で形
成された熱酸化物のエッチングをマスクする。酸化物ま
たは窒化酸化物の裏面をエッチングし、レジストを剥
ぐ。
【０１９８】６）ノズル先端部分のウエハ厚さが約３０
０μm になるまで、ＥＤＰのウエハにエッチングする。
このエッチングの深さは、正確に測る必要はないが、既
知のエッチングレートとウエハ厚さから推計する。ウエ
ハ厚さが６２５μm なら、エッチング時間は約６時間で
ある。このエッチングの所要時間とその結果ノズル部分
で得られるエッチングの厚さは、然るべく調節すること
により、ノズル先端裏面（ノズルバレル）後方のチャン
バの形状を制御できる。エッチングをウエハ右側に対し
て行なった後、中断させて、ウエハ正面からエッチング
を始め、裏面にも行なう。このエッチングはステップ１
０で完了する。
０μm になるまで、ＥＤＰのウエハにエッチングする。
このエッチングの深さは、正確に測る必要はないが、既
知のエッチングレートとウエハ厚さから推計する。ウエ
ハ厚さが６２５μm なら、エッチング時間は約６時間で
ある。このエッチングの所要時間とその結果ノズル部分
で得られるエッチングの厚さは、然るべく調節すること
により、ノズル先端裏面（ノズルバレル）後方のチャン
バの形状を制御できる。エッチングをウエハ右側に対し
て行なった後、中断させて、ウエハ正面からエッチング
を始め、裏面にも行なう。このエッチングはステップ１
０で完了する。
【０１９９】７）Ｓi3Ｎ4 に異方性プラズマエッチング
を行ない、ノズル先端の側壁だけに窒化物を残す。図２
３に、このエッチングステップ後のノズル先端の断面を
示す。
を行ない、ノズル先端の側壁だけに窒化物を残す。図２
３に、このエッチングステップ後のノズル先端の断面を
示す。
【０２００】８）標準のリソグラフ工程とエッチング工
程を用いて、ボンティングパッドをあける。
程を用いて、ボンティングパッドをあける。
【０２０１】９）１ミクロンのＳiＯ2 を等方性エッチ
ングするが、マスクは使用しない。このエッチングは、
Ｓi3Ｎ4 に対して高度に選択的に行なわなければならな
い。これにより、ノズル先端周囲にシリコン窒化物を形
成する。図２４に、このエッチングステップ後のノズル
先端の断面を示す。
ングするが、マスクは使用しない。このエッチングは、
Ｓi3Ｎ4 に対して高度に選択的に行なわなければならな
い。これにより、ノズル先端周囲にシリコン窒化物を形
成する。図２４に、このエッチングステップ後のノズル
先端の断面を示す。
【０２０２】１０）ステップ６で開始したエッチングを
完了する。ＥＤＰを用いて１１０℃でエッチングする。
このエッチングは、ウエハの両面から進め、正面からノ
ズル先端穴、裏面のチャネル孔へと行なう。このエッチ
ングは概ね以下の表の如く行なう。
完了する。ＥＤＰを用いて１１０℃でエッチングする。
このエッチングは、ウエハの両面から進め、正面からノ
ズル先端穴、裏面のチャネル孔へと行なう。このエッチ
ングは概ね以下の表の如く行なう。
【０２０３】
【表１６】
【０２０４】上記のエッチング速度は、『マイクロマシ
ニングに用いる異方性シリコンエッチングとその関連部
分のメカニズム』、『トランスデューサ』誌、'87, Re
c. ofthe 4th Int. Conf. on Solid State Sensors and
Actuators, 1987, pp120〜125 による。
ニングに用いる異方性シリコンエッチングとその関連部
分のメカニズム』、『トランスデューサ』誌、'87, Re
c. ofthe 4th Int. Conf. on Solid State Sensors and
Actuators, 1987, pp120〜125 による。
【０２０５】エッチング時間がきわめて重要であるが、
それはエッチング停止がないからである。バッチごとに
エッチング速度が少しずつ違うので、ウエハはエッチン
グ期間終了付近で定期的に点検しなければならない。エ
ッチングは、ノズル先端の孔から光が洩れ始めたら完了
に近い。この段階で、ウエハをエッチングへもどして、
さらに６分間エッチングを行なう。同時に処理するウエ
ハの厚さがマッチしていることが望ましい。
それはエッチング停止がないからである。バッチごとに
エッチング速度が少しずつ違うので、ウエハはエッチン
グ期間終了付近で定期的に点検しなければならない。エ
ッチングは、ノズル先端の孔から光が洩れ始めたら完了
に近い。この段階で、ウエハをエッチングへもどして、
さらに６分間エッチングを行なう。同時に処理するウエ
ハの厚さがマッチしていることが望ましい。
【０２０６】エッチングは以下の如く進める： ａ）最初の１０分間、（ノズル先端から）ウエハの正面
および裏面から＜１００＞エッチングレートで行なう。
正面からのエッチングの深さは、ノズル先端孔の半径√
２（半径ノズル先端孔７μm で約１０μm）にする。図
２５に、この時点でのノズル先端部分の断面を示す。
および裏面から＜１００＞エッチングレートで行なう。
正面からのエッチングの深さは、ノズル先端孔の半径√
２（半径ノズル先端孔７μm で約１０μm）にする。図
２５に、この時点でのノズル先端部分の断面を示す。
【０２０７】ｂ）その後の５時間程度、ウエハの裏面か
ら＜１００＞レートで行なうが、ノズル先端孔からは＜
１１１＞レートで行なう。裏面孔のエッチング深さは３
００μm程度とし、ノズル先端孔のエッチング深さは
［１１１］方向に約８μm とする（＜１００＞方向に約
１０μm ）。図２６に、この時点でのノズル先端部分の
断面を示す。
ら＜１００＞レートで行なうが、ノズル先端孔からは＜
１１１＞レートで行なう。裏面孔のエッチング深さは３
００μm程度とし、ノズル先端孔のエッチング深さは
［１１１］方向に約８μm とする（＜１００＞方向に約
１０μm ）。図２６に、この時点でのノズル先端部分の
断面を示す。
【０２０８】この時点で、ノズル先端の孔はインクチャ
ネルの孔と合っていて、凸形シリコン表面が曝露してお
り、エッチングレートが比較的高くしてある。その次の
６分間では、インクチャネルに対して＜１００＞レート
で進め、凸形シリコンに対してはさまざまなレートで行
なう。図２７に、この時点でのノズル先端部分の断面を
示す。
ネルの孔と合っていて、凸形シリコン表面が曝露してお
り、エッチングレートが比較的高くしてある。その次の
６分間では、インクチャネルに対して＜１００＞レート
で進め、凸形シリコンに対してはさまざまなレートで行
なう。図２７に、この時点でのノズル先端部分の断面を
示す。
【０２０９】ノズル先端のアンダーカットの分量は、正
面と裏面からのエッチングの相対的分量を変えて制御で
きる。これは、裏面のエッチングを短時間行なってから
正面のエッチングを始めると行なえる。総エッチング時
間を時間で測るので、ウエハを最初にＥＤＰでエッチン
グしてから窒化物をノズル先端部分から取り除くまでの
時間を容易に調節できる。
面と裏面からのエッチングの相対的分量を変えて制御で
きる。これは、裏面のエッチングを短時間行なってから
正面のエッチングを始めると行なえる。総エッチング時
間を時間で測るので、ウエハを最初にＥＤＰでエッチン
グしてから窒化物をノズル先端部分から取り除くまでの
時間を容易に調節できる。
【０２１０】上記のエッチング方法では、ウエハ厚さの
違い、腐食液の＜１１１＞／＜１００＞エッチング比は
もとより、シリコンメンブレンの厚さとヒーターのアン
ダーカット分量を高度に管理できる。
違い、腐食液の＜１１１＞／＜１００＞エッチング比は
もとより、シリコンメンブレンの厚さとヒーターのアン
ダーカット分量を高度に管理できる。
【０２１１】なお、この段階でウエハは取扱要件に応じ
て、部分的に分離しているか、あるいは全体が分離して
いるかのいずれかである。これにより、ウエハへのダイ
要件をなくせる。
て、部分的に分離しているか、あるいは全体が分離して
いるかのいずれかである。これにより、ウエハへのダイ
要件をなくせる。
【０２１２】ウエハを部分的に分離するために、裏面マ
スキング部分からウエハ厚さの√２倍未満だけチップを
分離する。これにより、＜１００＞エッチングを進める
チップ部分と＜１１１＞エッチングを進めるチップ部分
とにエッチングを分けられる。
スキング部分からウエハ厚さの√２倍未満だけチップを
分離する。これにより、＜１００＞エッチングを進める
チップ部分と＜１１１＞エッチングを進めるチップ部分
とにエッチングを分けられる。
【０２１３】ＥＤＰエッチング時にチップが完全に分離
するように、ウエハ両面からエッチングする。ウヘハ正
面のマスク溝はウエハ裏面のマスク溝よりはるかに狭く
できる（幅１０μm が適当）。これにより、チップ間の
ウエハ面積の無駄を有意の分量まで低減できる。
するように、ウエハ両面からエッチングする。ウヘハ正
面のマスク溝はウエハ裏面のマスク溝よりはるかに狭く
できる（幅１０μm が適当）。これにより、チップ間の
ウエハ面積の無駄を有意の分量まで低減できる。
【０２１４】１１）僅かに正の圧力（約０.５kPa ）下
のウエハ２０３０のプリントヘッドに充てんする。ウエ
ハドロップやウエハ正面の凝縮物が混入しないように気
をつけなければならないが、それは疎水化工程で目詰ま
りを起こすおそれがあるからである。
のウエハ２０３０のプリントヘッドに充てんする。ウエ
ハドロップやウエハ正面の凝縮物が混入しないように気
をつけなければならないが、それは疎水化工程で目詰ま
りを起こすおそれがあるからである。
【０２１５】フッ素処理アルキルクロロシリコンなどの
疎水化剤のヒュームにプリントヘッドを曝露する。適当
な疎水化剤の一例として以下のものが挙げられる（望ま
しい順に列挙する）： １）ジメチルジクロロシラン（ＣＨ3）2 ＳｉＣｌ2（好
ましくない） ２）（３，３，３−トリフルオロプロピル）−トリクロ
ロシランＣＦ3（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3 ３）ペンタフルオロテトラヒドロブチル−トリクロロシ
ランＣＦ3ＣＦ2（ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 ４）ヘプタフルオロテトラヒドロブチル−トリクロロシ
ランＣＦ3（ＣＦ2）2（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3 ５）ノナフルオロテトラヒドロブチル−トリクロロシラ
ンＣＦ3（ＣＦ2）3（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3 ６）ウンデカフルオロテトラヒドロブチル−トリクロロ
シランＣＦ3（ＣＦ2）4（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3 ７）トリデカフルオロテトラヒドロブチル−トリクロロ
シランＣＦ3（ＣＦ2）5（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3 ８）ペンダデカフルオロテトラヒドロブチル−トリクロ
ロシランＣＦ3（ＣＦ2）6（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3
疎水化剤のヒュームにプリントヘッドを曝露する。適当
な疎水化剤の一例として以下のものが挙げられる（望ま
しい順に列挙する）： １）ジメチルジクロロシラン（ＣＨ3）2 ＳｉＣｌ2（好
ましくない） ２）（３，３，３−トリフルオロプロピル）−トリクロ
ロシランＣＦ3（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3 ３）ペンタフルオロテトラヒドロブチル−トリクロロシ
ランＣＦ3ＣＦ2（ＣＨ2 ）2 ＳｉＣｌ3 ４）ヘプタフルオロテトラヒドロブチル−トリクロロシ
ランＣＦ3（ＣＦ2）2（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3 ５）ノナフルオロテトラヒドロブチル−トリクロロシラ
ンＣＦ3（ＣＦ2）3（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3 ６）ウンデカフルオロテトラヒドロブチル−トリクロロ
シランＣＦ3（ＣＦ2）4（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3 ７）トリデカフルオロテトラヒドロブチル−トリクロロ
シランＣＦ3（ＣＦ2）5（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3 ８）ペンダデカフルオロテトラヒドロブチル−トリクロ
ロシランＣＦ3（ＣＦ2）6（ＣＨ2）2 ＳｉＣｌ3
【０２１６】上記以外にも数多くの薬品が可能である。
フッソ処理表面はアルキル化表面であることにより、イ
ンク表面活性剤が物理的に吸収されないようにするため
に望ましい。
フッソ処理表面はアルキル化表面であることにより、イ
ンク表面活性剤が物理的に吸収されないようにするため
に望ましい。
【０２１７】水は、疎水化剤がプリントヘッドの内部表
面に影響を及ぼさないようにするためであり、これによ
り毛管現象によってプリントヘッドに充てんできるよう
にする。図２８に、疎水化処理工程時のノズル部分の断
面を示す。
面に影響を及ぼさないようにするためであり、これによ
り毛管現象によってプリントヘッドに充てんできるよう
にする。図２８に、疎水化処理工程時のノズル部分の断
面を示す。
【０２１８】１２）５ミクロンの絶対フィルタをチップ
裏面に貼付するが、接着剤がインクチャネル部分に付着
しないように気をつける。
裏面に貼付するが、接着剤がインクチャネル部分に付着
しないように気をつける。
【０２１９】１３）ボンドをパッケージングし、接着す
る。ここまでにより、デバイスはインクサプライへ接続
し、インク圧力をかけ、機能シーケンスを行なえるよう
になっている。図２９に、静止状態のインクを充てんし
たときのノズル部分の断面を示す。
る。ここまでにより、デバイスはインクサプライへ接続
し、インク圧力をかけ、機能シーケンスを行なえるよう
になっている。図２９に、静止状態のインクを充てんし
たときのノズル部分の断面を示す。
【０２２０】図３０に、インクチャネルをチップ裏面か
ら見たときの透視図を示す。
ら見たときの透視図を示す。
【０２２１】ここまでで、本発明の実施形態の一例を述
べてきた。この種の技術に精通する者であれば、本発明
の趣旨から外れることなくこれ以外の改良が可能である
ことは明らかである。
べてきた。この種の技術に精通する者であれば、本発明
の趣旨から外れることなくこれ以外の改良が可能である
ことは明らかである。
【図１】 本発明による印刷装置の実施形態の一例を示
す簡略化概要図である。
す簡略化概要図である。
【図２】 本発明によるノズル先端の一例を示す断面図
である。
である。
【図３】 ドロップ選択の液体動的シミュレーション結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図４】 ドロップ選択の液体動的シミュレーション結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図５】 ドロップ選択の液体動的シミュレーション結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図６】 ドロップ選択の液体動的シミュレーション結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図７】 ドロップ選択の液体動的シミュレーション結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図８】 ドロップ選択の液体動的シミュレーション結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図９】 本発明の実施形態によるノズルの動作の有限
要素液体動的シミュレーション結果を示す図である。
要素液体動的シミュレーション結果を示す図である。
【図１０】 ドロップ選択と分離時における連続的メニ
スカス位置を示す図である。
スカス位置を示す図である。
【図１１】 ドロップ選択サイクル時における各点での
温度を示す図である。
温度を示す図である。
【図１２】 表面張力測定値と各種インク添加剤温度曲
線を示す図である。
線を示す図である。
【図１３】 ノズルのヒーターに出力パルスが加わっ
て、図１１の温度曲線ができたときの様子を示す図であ
る。
て、図１１の温度曲線ができたときの様子を示す図であ
る。
【図１４】 本発明の印字ヘッド駆動回路の実施形態の
概要図である。
概要図である。
【図１５】 本発明の実施形態のＡ４ページ幅カラー印
字ヘッドの製造歩留まり予測にフォールトトレランスを
付けたものと付けないものの図である。
字ヘッドの製造歩留まり予測にフォールトトレランスを
付けたものと付けないものの図である。
【図１６】 本発明の実施形態を用いた印字装置の概要
図である。
図である。
【図１７】 印字ヘッドの一部分のノズル配置例を示す
図である。
図である。
【図１８】 ノズル３台とドライブトランジスタ３個の
配置図である。
配置図である。
【図１９】 標準シリコンウエハにつくった多数の印字
ヘッドの配置図である。
ヘッドの配置図である。
【図２０】 ノズル先端の小部分での印字ヘッド装置の
断面図である。
断面図である。
【図２１】 ノズル先端の小部分での印字ヘッド装置の
断面図である。
断面図である。
【図２２】 ノズル先端の小部分での印字ヘッド装置の
断面図である。
断面図である。
【図２３】 ノズル先端の小部分での印字ヘッド装置の
断面図である。
断面図である。
【図２４】 ノズル先端の小部分での印字ヘッド装置の
断面図である。
断面図である。
【図２５】 ノズル先端の小部分での印字ヘッド装置の
断面図である。
断面図である。
【図２６】 ノズル先端の小部分での印字ヘッド装置の
断面図である。
断面図である。
【図２７】 ノズル先端の小部分での印字ヘッド装置の
断面図である。
断面図である。
【図２８】 ノズル先端の小部分での印字ヘッド装置の
断面図である。
断面図である。
【図２９】 ノズル先端の小部分での印字ヘッド装置の
断面図である。
断面図である。
【図３０】 本発明の実施例による印字ヘッドチップの
裏面の透視図である。
裏面の透視図である。
５０ モノリシックプリントヘッド ２００ ノズル
Claims (1)
- 【請求項１】 熱活性化ドロップオンデマンド印字ヘッ
ドの製造工程であって、 （ａ）プリントヘッドサブストレートに複数の電熱トラ
ンスデューサを形成する段階、 （ｂ）前記プリントヘッドサブストレートの前面表面に
表面層を形成する段階、 （ｃ）前記表面層を貫通させて複数のノズル先端孔をエ
ッチングする段階、 （ｄ）前記ノズル先端孔から前記プリントヘッドサブス
トレートの前記正面表面へエッチング用腐食液を作用さ
せることにより、複数のノズルバレル孔をエッチングす
る段階、及び （ｅ）前記プリントヘッドサブストレートの背面表面か
らインクチャネルをエッチングする段階であって、前記
バレル孔とインクチャネルが協同して前記インクチャネ
ルと前記ノズル先端孔との間に連絡通路を設ける段階、
を含んで成る製造工程。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU95/0005222 | 1995-09-06 | ||
| AUPN5222A AUPN522295A0 (en) | 1995-09-06 | 1995-09-06 | Cmos process compatible fabrication of lift print heads |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09169117A true JPH09169117A (ja) | 1997-06-30 |
Family
ID=3789551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8272817A Withdrawn JPH09169117A (ja) | 1995-09-06 | 1996-09-06 | プリントヘッドのｃｍｏｓ工程互換製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0763430A3 (ja) |
| JP (1) | JPH09169117A (ja) |
| AU (1) | AUPN522295A0 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6499832B2 (en) | 2000-04-26 | 2002-12-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Bubble-jet type ink-jet printhead capable of preventing a backflow of ink |
| US6533399B2 (en) | 2000-07-18 | 2003-03-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Bubble-jet type ink-jet printhead and manufacturing method thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6259463B1 (en) | 1997-10-30 | 2001-07-10 | Hewlett-Packard Company | Multi-drop merge on media printing system |
| US6193347B1 (en) | 1997-02-06 | 2001-02-27 | Hewlett-Packard Company | Hybrid multi-drop/multi-pass printing system |
| US6786420B1 (en) | 1997-07-15 | 2004-09-07 | Silverbrook Research Pty. Ltd. | Data distribution mechanism in the form of ink dots on cards |
| US6618117B2 (en) | 1997-07-12 | 2003-09-09 | Silverbrook Research Pty Ltd | Image sensing apparatus including a microcontroller |
| AUPO850597A0 (en) | 1997-08-11 | 1997-09-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Image processing method and apparatus (art01a) |
| US7110024B1 (en) | 1997-07-15 | 2006-09-19 | Silverbrook Research Pty Ltd | Digital camera system having motion deblurring means |
| US6690419B1 (en) | 1997-07-15 | 2004-02-10 | Silverbrook Research Pty Ltd | Utilising eye detection methods for image processing in a digital image camera |
| US6624848B1 (en) | 1997-07-15 | 2003-09-23 | Silverbrook Research Pty Ltd | Cascading image modification using multiple digital cameras incorporating image processing |
| US6879341B1 (en) | 1997-07-15 | 2005-04-12 | Silverbrook Research Pty Ltd | Digital camera system containing a VLIW vector processor |
| US20040119829A1 (en) | 1997-07-15 | 2004-06-24 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead assembly for a print on demand digital camera system |
| US6234613B1 (en) | 1997-10-30 | 2001-05-22 | Hewlett-Packard Company | Apparatus for generating small volume, high velocity ink droplets in an inkjet printer |
| US6193345B1 (en) | 1997-10-30 | 2001-02-27 | Hewlett-Packard Company | Apparatus for generating high frequency ink ejection and ink chamber refill |
| AUPP702098A0 (en) | 1998-11-09 | 1998-12-03 | Silverbrook Research Pty Ltd | Image creation method and apparatus (ART73) |
| US7407257B2 (en) | 1999-05-25 | 2008-08-05 | Silverbrook Research Pty Ltd | Mobile device including a force transfer mechanism |
| AUPQ056099A0 (en) | 1999-05-25 | 1999-06-17 | Silverbrook Research Pty Ltd | A method and apparatus (pprint01) |
| KR100552662B1 (ko) * | 2001-10-29 | 2006-02-20 | 삼성전자주식회사 | 다중 배열 구조를 가진 고밀도 잉크 젯 프린트 헤드 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3814720A1 (de) * | 1988-04-30 | 1989-11-09 | Olympia Aeg | Verfahren zur herstellung einer grundplatte mit durch aetzen hergestellte einarbeitungen fuer einen tintendruckkopf |
| AU657931B2 (en) * | 1991-01-30 | 1995-03-30 | Canon Kabushiki Kaisha | An integrally formed bubblejet print device |
| US5277755A (en) * | 1991-12-09 | 1994-01-11 | Xerox Corporation | Fabrication of three dimensional silicon devices by single side, two-step etching process |
| US5278585A (en) * | 1992-05-28 | 1994-01-11 | Xerox Corporation | Ink jet printhead with ink flow directing valves |
| US5435884A (en) * | 1993-09-30 | 1995-07-25 | Parker-Hannifin Corporation | Spray nozzle and method of manufacturing same |
-
1995
- 1995-09-06 AU AUPN5222A patent/AUPN522295A0/en not_active Abandoned
-
1996
- 1996-08-30 EP EP96113914A patent/EP0763430A3/en not_active Withdrawn
- 1996-09-06 JP JP8272817A patent/JPH09169117A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6499832B2 (en) | 2000-04-26 | 2002-12-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Bubble-jet type ink-jet printhead capable of preventing a backflow of ink |
| US6685846B2 (en) | 2000-04-26 | 2004-02-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Bubble-jet type ink-jet printhead, manufacturing method thereof, and ink ejection method |
| US6533399B2 (en) | 2000-07-18 | 2003-03-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Bubble-jet type ink-jet printhead and manufacturing method thereof |
| US6749762B2 (en) | 2000-07-18 | 2004-06-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Bubble-jet type ink-jet printhead and manufacturing method thereof |
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