JPH1058702A - インク圧調整システム - Google Patents
インク圧調整システムInfo
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- JPH1058702A JPH1058702A JP9175582A JP17558297A JPH1058702A JP H1058702 A JPH1058702 A JP H1058702A JP 9175582 A JP9175582 A JP 9175582A JP 17558297 A JP17558297 A JP 17558297A JP H1058702 A JPH1058702 A JP H1058702A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
- B41J2/2107—Ink jet for multi-colour printing characterised by the ink properties
- B41J2/211—Mixing of inks, solvent or air prior to paper contact
-
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/055—Devices for absorbing or preventing back-pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/14048—Movable member in the chamber
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】良好な形状のインク滴を連続的に生成しまた噴
射後の逆流を阻止するためにインクチャンバ内の圧力を
調整する。 【解決手段】本発明はインクジェットペンのプリントヘ
ッド内に設けられ、プリントヘッド内のインクの流れと
圧力を調整する弁装置を提供する。本装置は発射チャン
バに隣接するインクチャネル内に配置された変形可能な
弾性フラップを備える弁部材を含む。このフラップは湾
曲してインク発射チャンバの中へまたは外へ流れるイン
クの流れと圧力を調整する。
射後の逆流を阻止するためにインクチャンバ内の圧力を
調整する。 【解決手段】本発明はインクジェットペンのプリントヘ
ッド内に設けられ、プリントヘッド内のインクの流れと
圧力を調整する弁装置を提供する。本装置は発射チャン
バに隣接するインクチャネル内に配置された変形可能な
弾性フラップを備える弁部材を含む。このフラップは湾
曲してインク発射チャンバの中へまたは外へ流れるイン
クの流れと圧力を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リントヘッド中の流体の流れと圧力を制御する装置に関
する。
リントヘッド中の流体の流れと圧力を制御する装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタは、小さいイン
ク滴を形成し、プリント媒体にむけて噴射するペンを含
む。このペンはプリンタ内の往復運動するキャリッジに
取り付けられる。かかるペンはインク滴が噴射される非
常に小さいノズルを備えるオリフィスプレートを有する
プリントヘッドを含む。ノズルに隣接して噴射の前にイ
ンクが蓄えられるインクチャンバが設けられる。インク
は、インク供給源と連結しているインクチャネルを介し
てインクチャンバに供給される。インク供給源はたとえ
ばペンのインク貯蔵部に蓄えられるか、あるいは遠隔の
場所からペンに供給される。
ク滴を形成し、プリント媒体にむけて噴射するペンを含
む。このペンはプリンタ内の往復運動するキャリッジに
取り付けられる。かかるペンはインク滴が噴射される非
常に小さいノズルを備えるオリフィスプレートを有する
プリントヘッドを含む。ノズルに隣接して噴射の前にイ
ンクが蓄えられるインクチャンバが設けられる。インク
は、インク供給源と連結しているインクチャネルを介し
てインクチャンバに供給される。インク供給源はたとえ
ばペンのインク貯蔵部に蓄えられるか、あるいは遠隔の
場所からペンに供給される。
【０００３】ノズルからのインク滴の噴射は隣接するイ
ンクチャンバ内のある量のインクを急速に加熱すること
によって行なわれる。このサーマルプロセスによってイ
ンクチャンバ内のインクが加熱され、気泡が形成され
る。サーマルインクジェット気泡の形成は「核形成」(n
ucleation)として知られている。インク蒸気の急速な膨
脹によってインク滴がオリフィスから押し出される。こ
の過程は「発射 (firing)」と呼ばれる。チャンバ中の
インクはたとえば制御信号に応答する抵抗器によって加
熱することができる。この抵抗器はノズルに隣接して設
けられる。
ンクチャンバ内のある量のインクを急速に加熱すること
によって行なわれる。このサーマルプロセスによってイ
ンクチャンバ内のインクが加熱され、気泡が形成され
る。サーマルインクジェット気泡の形成は「核形成」(n
ucleation)として知られている。インク蒸気の急速な膨
脹によってインク滴がオリフィスから押し出される。こ
の過程は「発射 (firing)」と呼ばれる。チャンバ中の
インクはたとえば制御信号に応答する抵抗器によって加
熱することができる。この抵抗器はノズルに隣接して設
けられる。
【０００４】インクジェットプリントヘッドは典型的に
はインクチャネルからインクチャンバにインクを引き込
む毛管作用の力に依存するものである。ここでは、「背
圧」という用語はプリントヘッド内の部分真空を意味す
る。背圧は正の向きに考えられ、したがって、背圧の増
大は部分真空の増大を表わす。毛管作用の力がレギュレ
ータによって発生するわずかな正方向の背圧に打ち勝
つ。チャンバからインクが噴射されると、チャンバは毛
管作用の力によって補給され、システムは次のインク滴
を噴射可能な状態となる。
はインクチャネルからインクチャンバにインクを引き込
む毛管作用の力に依存するものである。ここでは、「背
圧」という用語はプリントヘッド内の部分真空を意味す
る。背圧は正の向きに考えられ、したがって、背圧の増
大は部分真空の増大を表わす。毛管作用の力がレギュレ
ータによって発生するわずかな正方向の背圧に打ち勝
つ。チャンバからインクが噴射されると、チャンバは毛
管作用の力によって補給され、システムは次のインク滴
を噴射可能な状態となる。
【０００５】空のチャンバを充填インクが流入すると
き、この移動するインクの慣性のよってインクの一部が
オリフィスの外側に突出する。ペン内のインクは一般に
わずかに正方向の背圧に保たれるため、インクの突出部
分はただちにインクチャンバ内に戻る。この往復運動は
数回繰り返されるうちに減少し、最終的には停止する、
すなわち減衰する。
き、この移動するインクの慣性のよってインクの一部が
オリフィスの外側に突出する。ペン内のインクは一般に
わずかに正方向の背圧に保たれるため、インクの突出部
分はただちにインクチャンバ内に戻る。この往復運動は
数回繰り返されるうちに減少し、最終的には停止する、
すなわち減衰する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】インクがオリフィスか
ら盛り上がるときにインク滴が発射されると、噴射され
たインク滴はダンベル状を形成し、またその移動速度は
低い。逆にインクがノズルから後退するときにインクが
噴射されると、噴射されるインク滴は槍状を成し、その
移動速度は不適切に高くなる。チャンバ内でのインクの
運動はこれら２つの両極端の間で減衰していき、良好な
形状のインク滴が生成され最適なプリント品質が得られ
るようになる。
ら盛り上がるときにインク滴が発射されると、噴射され
たインク滴はダンベル状を形成し、またその移動速度は
低い。逆にインクがノズルから後退するときにインクが
噴射されると、噴射されるインク滴は槍状を成し、その
移動速度は不適切に高くなる。チャンバ内でのインクの
運動はこれら２つの両極端の間で減衰していき、良好な
形状のインク滴が生成され最適なプリント品質が得られ
るようになる。
【０００７】プリント速度（すなわちインク滴の噴射速
度）は、チャンバ内のインクの運動がインク滴の発射の
間に減衰しうるように低速でなければならない。インク
の運動が十分減衰されるのに必要な期間を減衰期間と呼
ぶ。
度）は、チャンバ内のインクの運動がインク滴の発射の
間に減衰しうるように低速でなければならない。インク
の運動が十分減衰されるのに必要な期間を減衰期間と呼
ぶ。
【０００８】減衰期間に起因するプリント速度の低下を
少なくするために、インクチャンバの形状が工夫されて
きた。インクチャンバは盛り上がった充填インク(refil
lingink)を急速に減衰させるためにインクチャンバの充
填速度を低減するように圧縮される。一般に、チャンバ
の長さと面積はチャンバ充填インクの往復運動を小さく
する（したがって、減衰期間を短くする）ように構成さ
れる。しかし、プリントヘッドから減衰期間をなくすこ
とはできなかった。したがって、プリント速度は減衰期
間に適応したものでなければならず、さもなければプリ
ントやイメージに問題が生じる。
少なくするために、インクチャンバの形状が工夫されて
きた。インクチャンバは盛り上がった充填インク(refil
lingink)を急速に減衰させるためにインクチャンバの充
填速度を低減するように圧縮される。一般に、チャンバ
の長さと面積はチャンバ充填インクの往復運動を小さく
する（したがって、減衰期間を短くする）ように構成さ
れる。しかし、プリントヘッドから減衰期間をなくすこ
とはできなかった。したがって、プリント速度は減衰期
間に適応したものでなければならず、さもなければプリ
ントやイメージに問題が生じる。
【０００９】また、インクジェットプリントヘッドには
インク滴の噴射時にインクの「逆流(blowback)」が生じ
やすいという問題がある。逆流は発射時にチャンバ内の
インクの一部が隣接するチャネル部分に押し戻されると
きに発生する。逆流はチャンバがチャネルと常に連結し
ており、したがって発射時にチャンバ内のインクの大部
分がプリントヘッドから噴射されず、むしろチャネルへ
逆流することによって生じるものである。
インク滴の噴射時にインクの「逆流(blowback)」が生じ
やすいという問題がある。逆流は発射時にチャンバ内の
インクの一部が隣接するチャネル部分に押し戻されると
きに発生する。逆流はチャンバがチャネルと常に連結し
ており、したがって発射時にチャンバ内のインクの大部
分がプリントヘッドから噴射されず、むしろチャネルへ
逆流することによって生じるものである。
【００１０】逆流によってチャンバからのインク滴の噴
射に用いられるべきエネルギ（「ターンオンエネルギ
ー」又はTOE）の一部が浪費される。これは実際にはチ
ャンバ内の全インク量の一部だけしか噴射されないため
である。したがって、逆流を低減すれば、TOEが低減さ
れ、インクジェットペンの熱効率が向上する。さらに、
TOEが高いとプリントヘッドの加熱が過剰になる。プリ
ントヘッドの加熱が過剰になるとインクに溶解した空気
から気泡が生じ、インク気泡の先駆核 (prenucleation)
形成が生じる。気泡および先駆核形成はプリント品質を
低下させる。
射に用いられるべきエネルギ（「ターンオンエネルギ
ー」又はTOE）の一部が浪費される。これは実際にはチ
ャンバ内の全インク量の一部だけしか噴射されないため
である。したがって、逆流を低減すれば、TOEが低減さ
れ、インクジェットペンの熱効率が向上する。さらに、
TOEが高いとプリントヘッドの加熱が過剰になる。プリ
ントヘッドの加熱が過剰になるとインクに溶解した空気
から気泡が生じ、インク気泡の先駆核 (prenucleation)
形成が生じる。気泡および先駆核形成はプリント品質を
低下させる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、インクジェッ
トプリントヘッド内の流体流と液圧を制御するシステム
を提供する。本発明の一実施例において、プリントヘッ
ド内の液体の流れと圧力はインクジェットペンのプリン
トヘッドに取り付けられた、あるいはそれと一体となっ
た受動的弁装置によって制御される。
トプリントヘッド内の流体流と液圧を制御するシステム
を提供する。本発明の一実施例において、プリントヘッ
ド内の液体の流れと圧力はインクジェットペンのプリン
トヘッドに取り付けられた、あるいはそれと一体となっ
た受動的弁装置によって制御される。
【００１２】本発明の一実施例では、この弁装置は少な
くとも１つの小型の受動的弁部材を含む。この弁部材は
発射チャンバに隣接するインクチャネル内に配置された
弾性変形可能なフラップからなる。このフラップはイン
ク発射チャンバに出入りするインクの流れと圧力を調整
する位置に出入りするように可撓性を有している。
くとも１つの小型の受動的弁部材を含む。この弁部材は
発射チャンバに隣接するインクチャネル内に配置された
弾性変形可能なフラップからなる。このフラップはイン
ク発射チャンバに出入りするインクの流れと圧力を調整
する位置に出入りするように可撓性を有している。
【００１３】弁部材は、インク滴の発射中にインクチャ
ンバをチャネルからほぼ隔離する位置にまで変形可能で
ある。このようにインクチャンバを隔離することによっ
てインクの逆流を低減する。噴射中、チャンバ内のイン
クは変形した弁部材によって阻止されてインクチャネル
に戻ることができず、ノズルから出るしかない。インク
の逆流を低減することによってペン内の液圧の調整が改
善され、TOEが低減される。
ンバをチャネルからほぼ隔離する位置にまで変形可能で
ある。このようにインクチャンバを隔離することによっ
てインクの逆流を低減する。噴射中、チャンバ内のイン
クは変形した弁部材によって阻止されてインクチャネル
に戻ることができず、ノズルから出るしかない。インク
の逆流を低減することによってペン内の液圧の調整が改
善され、TOEが低減される。
【００１４】さらに、このように変形する弁部材を用い
ることによって、インクチャンバは充填後、ただちに隔
離され、それによってインクの減衰期間が短縮される。
すなわち、インクチャンバを隔離することによって、ノ
ズルからの盛り上がったインクの後退距離が制限され、
インクの往復運動が少なくなる。
ることによって、インクチャンバは充填後、ただちに隔
離され、それによってインクの減衰期間が短縮される。
すなわち、インクチャンバを隔離することによって、ノ
ズルからの盛り上がったインクの後退距離が制限され、
インクの往復運動が少なくなる。
【００１５】本発明は、微細加工、低コストが実現可能
であり、またウェハを用いたバッチ処理の使用や、繰り
返し精度を得ることを可能にするものである。
であり、またウェハを用いたバッチ処理の使用や、繰り
返し精度を得ることを可能にするものである。
【００１６】
【実施例】図１において、本発明の弁装置はインクジェ
ットプリンタペン10に内蔵されている。このペンはイン
ク貯蔵器24を画定するペン本体12を含む。インク貯蔵器
24はある量のインクを保持するように構成されている。
プリントヘッド20がペン本体12の底部14にはめ込まれ、
インク貯蔵器24からのインク滴の噴射が制御される。プ
リントヘッド20はプリント時にインクをある制御された
パターンで発射するための一群のノズル22を画定する。
各ノズル22はプリントヘッド20のベースに画定された発
射チャンバと連結している。
ットプリンタペン10に内蔵されている。このペンはイン
ク貯蔵器24を画定するペン本体12を含む。インク貯蔵器
24はある量のインクを保持するように構成されている。
プリントヘッド20がペン本体12の底部14にはめ込まれ、
インク貯蔵器24からのインク滴の噴射が制御される。プ
リントヘッド20はプリント時にインクをある制御された
パターンで発射するための一群のノズル22を画定する。
各ノズル22はプリントヘッド20のベースに画定された発
射チャンバと連結している。
【００１７】供給管（図示せず）がインク貯蔵器24（図
１）からプリントヘッド20によって画定されるインクチ
ャネル128aおよび128b（図２）にインクを導入する。イ
ンクチャネルはその中を移動するインクが各発射チャン
バ132（図２）と連結するように構成される。
１）からプリントヘッド20によって画定されるインクチ
ャネル128aおよび128b（図２）にインクを導入する。イ
ンクチャネルはその中を移動するインクが各発射チャン
バ132（図２）と連結するように構成される。
【００１８】各発射チャンバ132は対応する薄膜抵抗器
を有する。かかる抵抗器は外部のマイクロプロセッサお
よび対応するドライバによって印加される電流によって
選択的に駆動（加熱）される。各抵抗器への導電性駆動
線はペン本体12（図１）の外部に取り付けられた回路26
に設けられている。抵抗器駆動線の端部の回路接触パッ
ド18（拡大して示す）はキャリッジ（図示せず）に取り
付けられた整合回路上に設けた同様のパッドと係合す
る。
を有する。かかる抵抗器は外部のマイクロプロセッサお
よび対応するドライバによって印加される電流によって
選択的に駆動（加熱）される。各抵抗器への導電性駆動
線はペン本体12（図１）の外部に取り付けられた回路26
に設けられている。抵抗器駆動線の端部の回路接触パッ
ド18（拡大して示す）はキャリッジ（図示せず）に取り
付けられた整合回路上に設けた同様のパッドと係合す
る。
【００１９】弁部材110がインクジェットペン10（図１
および図２）のプリントヘッド20内に取り付けられる。
より詳細には、弁部材110はプリントヘッドのインクチ
ャネル128aおよび128bに接続あるいは一体化される。こ
の弁部材はインク供給源と発射チャンバ132との間に配
置される。
および図２）のプリントヘッド20内に取り付けられる。
より詳細には、弁部材110はプリントヘッドのインクチ
ャネル128aおよび128bに接続あるいは一体化される。こ
の弁部材はインク供給源と発射チャンバ132との間に配
置される。
【００２０】インクチャネル128aおよび128bはそれぞれ
弁装置の上流側および下流側のインクチャネルを画定す
る。これらのインクチャネルはインク供給源から発射チ
ャンバに流れるインクの連続的な通路からなる。より詳
細には、ペンのインク貯蔵器24内、あるいはペン10から
離れた場所にあるインク供給源がこのインクチャネル12
8aと連結する。
弁装置の上流側および下流側のインクチャネルを画定す
る。これらのインクチャネルはインク供給源から発射チ
ャンバに流れるインクの連続的な通路からなる。より詳
細には、ペンのインク貯蔵器24内、あるいはペン10から
離れた場所にあるインク供給源がこのインクチャネル12
8aと連結する。
【００２１】本発明の好適な一実施例では、弁部材110
は次に説明するようにインクチャネル内の開位置あるい
は閉位置に移動可能で弾性変形可能な材料から作られ
る。
は次に説明するようにインクチャネル内の開位置あるい
は閉位置に移動可能で弾性変形可能な材料から作られ
る。
【００２２】弁部材110は１つの固定された端部114にお
いてチャネル128bの下側表面116に接続されている。弁
部材110の自由端部118はチャネル128bの下側表面116、
あるいは同チャネルの対向する上側表面119に向かう方
向に移動可能である。
いてチャネル128bの下側表面116に接続されている。弁
部材110の自由端部118はチャネル128bの下側表面116、
あるいは同チャネルの対向する上側表面119に向かう方
向に移動可能である。
【００２３】弁部材110が変形した位置にあるとき、自
由端部118は上側表面119に接触しており、この弁部材は
閉位置（図２に実線で示す）にある。弁部材が閉位置に
あるとき、インクチャネル128bから発射チャンバ132へ
のインクの流れは大幅に低減される。弁部材110が非変
形位置すなわち緩和位置にあるとき、自由端部118は下
側表面116に向かって移動し、開位置（図２に破線で示
す）に入る。弁110が開位置にあるとき、インクはイン
クチャネル128bから発射チャンバ132に流れる。
由端部118は上側表面119に接触しており、この弁部材は
閉位置（図２に実線で示す）にある。弁部材が閉位置に
あるとき、インクチャネル128bから発射チャンバ132へ
のインクの流れは大幅に低減される。弁部材110が非変
形位置すなわち緩和位置にあるとき、自由端部118は下
側表面116に向かって移動し、開位置（図２に破線で示
す）に入る。弁110が開位置にあるとき、インクはイン
クチャネル128bから発射チャンバ132に流れる。
【００２４】発射チャンバ132と弁部材110との間のイン
クチャネル128b内のインク圧があらかじめ選択されたレ
ベルより高くなると、この液圧に押されて弁部材110は
閉位置に入る。すなわち、弁部材の自由端部118が湾曲
して上側表面119に接触し、それによって発射チャンバ1
32（図２）へのインクの流れを大幅に低減する。
クチャネル128b内のインク圧があらかじめ選択されたレ
ベルより高くなると、この液圧に押されて弁部材110は
閉位置に入る。すなわち、弁部材の自由端部118が湾曲
して上側表面119に接触し、それによって発射チャンバ1
32（図２）へのインクの流れを大幅に低減する。
【００２５】発射チャンバ132と弁部材110との間のイン
ク流路内のインク圧があらかじめ選択されたレベルより
低くなると、弁部材110は開位置に戻る。その結果、弁
部材110の自由端部118は下側表面116に向かって戻り、
それによってインク供給源から発射チャンバ132へのイ
ンクの流れが可能になる。弁部材110は、この弁部材が
通常は閉位置にあり、開位置に向かって変形可能である
ように製造することも可能であることに注目されたい。
ク流路内のインク圧があらかじめ選択されたレベルより
低くなると、弁部材110は開位置に戻る。その結果、弁
部材110の自由端部118は下側表面116に向かって戻り、
それによってインク供給源から発射チャンバ132へのイ
ンクの流れが可能になる。弁部材110は、この弁部材が
通常は閉位置にあり、開位置に向かって変形可能である
ように製造することも可能であることに注目されたい。
【００２６】好適には、インク発射チャンバ132の両側
にそれに隣接して２つの弁部材110が配置される。発射
チャンバ132の両側に配置された２つの弁部材110によっ
て、発射チャンバは弁部材110が変形して閉位置に入る
ときインクチャネル128bから隔離される。しかし、チャ
ンバがインクチャネルとの間に単一の接続部を有する設
計においては、単一の弁部材を使用することができると
考えられる。
にそれに隣接して２つの弁部材110が配置される。発射
チャンバ132の両側に配置された２つの弁部材110によっ
て、発射チャンバは弁部材110が変形して閉位置に入る
ときインクチャネル128bから隔離される。しかし、チャ
ンバがインクチャネルとの間に単一の接続部を有する設
計においては、単一の弁部材を使用することができると
考えられる。
【００２７】発射処理中にインク発射チャンバを隔離す
ることによって抵抗器の通電時のインクの逆流が低減さ
れ、それによってプリントヘッド内の液体の流れおよび
圧力の調整がさらに改善される。好適には、各発射チャ
ンバ132には少なくとも１つの弁部材110と接続する。
ることによって抵抗器の通電時のインクの逆流が低減さ
れ、それによってプリントヘッド内の液体の流れおよび
圧力の調整がさらに改善される。好適には、各発射チャ
ンバ132には少なくとも１つの弁部材110と接続する。
【００２８】弁部材110は従来の薄膜積層技術（図４ａ
〜図４ｃに示す）を用いて製造することができる。製造
出発材料はメッキされた金属基板あるいはポリマー基板
138より構成することができる（図４ａ）。メッキされ
た金属基板は、ニッケルからなるものが好適であり、ポ
リマー基板としてはポリイミドからなるものが好適であ
る。
〜図４ｃに示す）を用いて製造することができる。製造
出発材料はメッキされた金属基板あるいはポリマー基板
138より構成することができる（図４ａ）。メッキされ
た金属基板は、ニッケルからなるものが好適であり、ポ
リマー基板としてはポリイミドからなるものが好適であ
る。
【００２９】比較的厚い犠牲 (sacrificial)フォトレジ
スト層130のパターンが、好適には厚さが約20μm、（図
４ｃに示す弁部材110の断面に直角に測定した）幅が25
μm、長さ（図４ａ）が40μmである基板138上に設けら
れる。犠牲層130の寸法は弁部材110の所望の寸法によっ
て決まる。犠牲層130は後に除去され、弁部材110が基板
138から離れて自由に動くようにする。基板の露出され
た面はインクチャネル128の下側表面116になる（図
２）。
スト層130のパターンが、好適には厚さが約20μm、（図
４ｃに示す弁部材110の断面に直角に測定した）幅が25
μm、長さ（図４ａ）が40μmである基板138上に設けら
れる。犠牲層130の寸法は弁部材110の所望の寸法によっ
て決まる。犠牲層130は後に除去され、弁部材110が基板
138から離れて自由に動くようにする。基板の露出され
た面はインクチャネル128の下側表面116になる（図
２）。
【００３０】薄い導体層134が基板138および犠牲層130
の上に均一に塗布される（図４ａ）。導体層134は好適
には従来のスパッタリング技術で被着されたチタンおよ
び金あるいは同じくスパッタリングによって被着された
クロムおよび銅で構成される。チタン（あるいはクロ
ム）は接着剤として機能し、金（あるいは銅）はメッキ
処理中に導電体として機能する。層134の厚さは好適に
は約1000Åである。
の上に均一に塗布される（図４ａ）。導体層134は好適
には従来のスパッタリング技術で被着されたチタンおよ
び金あるいは同じくスパッタリングによって被着された
クロムおよび銅で構成される。チタン（あるいはクロ
ム）は接着剤として機能し、金（あるいは銅）はメッキ
処理中に導電体として機能する。層134の厚さは好適に
は約1000Åである。
【００３１】導体層134の上に第２の犠牲フォトレジス
ト層136が塗布され、弁部材110の長さ、幅および高さを
画定するようにパターニングされる（図４ｂ）。次に、
好適にはニッケルからなる弁部材110が導体層134の露出
部分を覆うようにメッキされる。弁部材110の被着に続
いて、フォトレジスト層136および層134の露出部分が除
去される（図４ｃ）。次に、フォトレジスト層130が除
去され、これによって弁部材110の一端が自由に動くこ
とができる。
ト層136が塗布され、弁部材110の長さ、幅および高さを
画定するようにパターニングされる（図４ｂ）。次に、
好適にはニッケルからなる弁部材110が導体層134の露出
部分を覆うようにメッキされる。弁部材110の被着に続
いて、フォトレジスト層136および層134の露出部分が除
去される（図４ｃ）。次に、フォトレジスト層130が除
去され、これによって弁部材110の一端が自由に動くこ
とができる。
【００３２】インクチャネルは弁部材110と同時に製造
することができ、またインクチャネルに適合する表面上
に別途製造してもよい。
することができ、またインクチャネルに適合する表面上
に別途製造してもよい。
【００３３】図２に示す弁部材110の製造はレーザー切
削技術(laser ablation techniques)を用いて行なうこ
ともできる（図８）。好適なレーザー切削製造処理によ
れば、適当な基板138がレーザー処理チャンバに搬送さ
れ、弁部材110と発射チャンバ132が１つあるいはそれ以
上のマスクおよびレーザー放射線を用いてレーザ切削さ
れる。レーザー放射線は、F2、ArF、KrCl、KrFあるいは
XeCl型のエキシマーレーザーによって生成することがで
きる。この処理を行なうためのレーザーシステムは一般
にビーム供給光学システム、位置合わせ光学システム、
高精度、高速マスクシャトルシステム、および基板138
の取り扱いと位置決めを行なう機構を含むプロセスチャ
ンバを含む。
削技術(laser ablation techniques)を用いて行なうこ
ともできる（図８）。好適なレーザー切削製造処理によ
れば、適当な基板138がレーザー処理チャンバに搬送さ
れ、弁部材110と発射チャンバ132が１つあるいはそれ以
上のマスクおよびレーザー放射線を用いてレーザ切削さ
れる。レーザー放射線は、F2、ArF、KrCl、KrFあるいは
XeCl型のエキシマーレーザーによって生成することがで
きる。この処理を行なうためのレーザーシステムは一般
にビーム供給光学システム、位置合わせ光学システム、
高精度、高速マスクシャトルシステム、および基板138
の取り扱いと位置決めを行なう機構を含むプロセスチャ
ンバを含む。
【００３４】より詳細には、弁部材110は好適にはポリ
イミドあるいは他の適当なポリマー材料からなる基板13
8をレーザー処理チャンバ内にレーザービームに対して
比較的大きな半角(half-angle)を形成して位置決めする
ことによって製造することができる。この半角は使用さ
れるレーザーのエネルギーレベルによって決まる。たと
えば、800 mJ/cm2のXeClレーザーを用いる場合、半角は
好適には約６である。好適な半角はレーザーエネルギー
源の減少とともに増大する。弁部材はくさび111の幅の
広い方の端部がインクチャネル128の下側表面116と一体
となるようなほぼくさび状を成すように切削される（図
８）。
イミドあるいは他の適当なポリマー材料からなる基板13
8をレーザー処理チャンバ内にレーザービームに対して
比較的大きな半角(half-angle)を形成して位置決めする
ことによって製造することができる。この半角は使用さ
れるレーザーのエネルギーレベルによって決まる。たと
えば、800 mJ/cm2のXeClレーザーを用いる場合、半角は
好適には約６である。好適な半角はレーザーエネルギー
源の減少とともに増大する。弁部材はくさび111の幅の
広い方の端部がインクチャネル128の下側表面116と一体
となるようなほぼくさび状を成すように切削される（図
８）。
【００３５】レーザー切削によって弁部材110が画定さ
れた後、インクチャネル128が完全に画定される。基板
がレーザービームに対してほぼ90゜の角度を成して配置
され、次にインクチャネル128が厚さ約25μm、幅約25μ
m、長さ約40μmになるように切削される。弁部材110は
上側方向（すなわち、インクチャネル128の上側表面に
向かう方向）あるいは下側方向（すなわち、インクチャ
ネル128の下側表面116に向かう方向）に変形可能であ
る。
れた後、インクチャネル128が完全に画定される。基板
がレーザービームに対してほぼ90゜の角度を成して配置
され、次にインクチャネル128が厚さ約25μm、幅約25μ
m、長さ約40μmになるように切削される。弁部材110は
上側方向（すなわち、インクチャネル128の上側表面に
向かう方向）あるいは下側方向（すなわち、インクチャ
ネル128の下側表面116に向かう方向）に変形可能であ
る。
【００３６】レーザー切削処理の最後のステップは洗浄
ステップであり、基板138のレーザー切削された部分が
洗浄ステーション（図示せず）の下に配置される。洗浄
ステーションでは、レーザー切削によって生じた切り屑
が当該技術分野における標準的な方法で除去される。
ステップであり、基板138のレーザー切削された部分が
洗浄ステーション（図示せず）の下に配置される。洗浄
ステーションでは、レーザー切削によって生じた切り屑
が当該技術分野における標準的な方法で除去される。
【００３７】弁部材およびインクジェットチャネルの形
成のためのレーザー切削処理には従来のリソグラフィッ
ク電鋳処理に比べて多くの利点がある。たとえば、レー
ザー切削処理は一般的に従来のリソグラフィック電鋳処
理に比べ、低コストでしかも簡単である。さらに、レー
ザー切削を用いることによって、弁部材およびチャネル
を従来の電鋳処理では実際上得られなかった形状とする
ことができる。
成のためのレーザー切削処理には従来のリソグラフィッ
ク電鋳処理に比べて多くの利点がある。たとえば、レー
ザー切削処理は一般的に従来のリソグラフィック電鋳処
理に比べ、低コストでしかも簡単である。さらに、レー
ザー切削を用いることによって、弁部材およびチャネル
を従来の電鋳処理では実際上得られなかった形状とする
ことができる。
【００３８】本実施例ではエキシマーレーザーを用いる
が、ほぼ同じ波長およびエネルギー密度を有する他の紫
外線光源を用いてこの切削処理を実行することも可能で
ある。かかる紫外線光源の波長は150nmから400nmの範囲
内とし、被切削基板内での吸収を大きくすることが好適
である。さらに、切削された材料をその周囲に残った材
料を基本的に加熱することなく、高速に噴射するために
は、エネルギー密度を約100ミリジュール/平方センチメ
ートルより高く、パルス長を約１マイクロ秒より短くし
なければならない。
が、ほぼ同じ波長およびエネルギー密度を有する他の紫
外線光源を用いてこの切削処理を実行することも可能で
ある。かかる紫外線光源の波長は150nmから400nmの範囲
内とし、被切削基板内での吸収を大きくすることが好適
である。さらに、切削された材料をその周囲に残った材
料を基本的に加熱することなく、高速に噴射するために
は、エネルギー密度を約100ミリジュール/平方センチメ
ートルより高く、パルス長を約１マイクロ秒より短くし
なければならない。
【００３９】本発明の他の好適な実施例では、弁部材21
0が発射チャンバ232の側壁に一体に接続される（図
３）。好適には、弁部材210はその一端（固定端部）214
において発射チャンバの壁220に取り付けられる。この
弁部材の第２の端部すなわち自由端部218は発射チャン
バ232の内部に向かう方向すなわちインクチャネル228b
に向かう方向に変形可能となる。
0が発射チャンバ232の側壁に一体に接続される（図
３）。好適には、弁部材210はその一端（固定端部）214
において発射チャンバの壁220に取り付けられる。この
弁部材の第２の端部すなわち自由端部218は発射チャン
バ232の内部に向かう方向すなわちインクチャネル228b
に向かう方向に変形可能となる。
【００４０】弁部材210は、常開位置（図３の破線で示
す）あるいは常閉位置（図３の実線で示す）に製造する
ことができる。発射チャンバ232内のインク圧が発射チ
ャンバに隣接するインクチャネル228b内の液体インク圧
以下であるとき、弁部材210は開位置にあり、インクは
インク流路から発射チャンバに流れる。発射チャンバ23
2内の液圧があらかじめ選択されたレベルを越えて増加
すると、弁部材210が屈曲して閉位置に入り、弁部材の
自由端部218はインクチャネル228bに向かって移動し、
これによって発射チャンバからインク流路へのインクの
流れはほぼ阻止される。
す）あるいは常閉位置（図３の実線で示す）に製造する
ことができる。発射チャンバ232内のインク圧が発射チ
ャンバに隣接するインクチャネル228b内の液体インク圧
以下であるとき、弁部材210は開位置にあり、インクは
インク流路から発射チャンバに流れる。発射チャンバ23
2内の液圧があらかじめ選択されたレベルを越えて増加
すると、弁部材210が屈曲して閉位置に入り、弁部材の
自由端部218はインクチャネル228bに向かって移動し、
これによって発射チャンバからインク流路へのインクの
流れはほぼ阻止される。
【００４１】図３に示す弁部材210の実施例は薄膜積層
技術（図５ａ〜図５ｄに示す）を用いて製造することが
できる。図５ａおよび図５ｃは弁部材210の好適実施例
の側面図であり、図５ｂおよび図５ｄはそれに対応する
この弁部材の平面図である。弁部材210はメッキされた
金属基板あるいはポリマー基板238の上部をメッキする
ことによって製造することができる（図５ａ）。適切な
メッキ金属基板としてはニッケルからなるものが好適で
あり、適切なポリマー基板としてはポリイミドからなる
ものが好適である。
技術（図５ａ〜図５ｄに示す）を用いて製造することが
できる。図５ａおよび図５ｃは弁部材210の好適実施例
の側面図であり、図５ｂおよび図５ｄはそれに対応する
この弁部材の平面図である。弁部材210はメッキされた
金属基板あるいはポリマー基板238の上部をメッキする
ことによって製造することができる（図５ａ）。適切な
メッキ金属基板としてはニッケルからなるものが好適で
あり、適切なポリマー基板としてはポリイミドからなる
ものが好適である。
【００４２】基板238上に薄い犠牲フォトレジスト層230
が約１μmの厚さにで塗布され、これをパターニングし
て弁部材210の長さが画定される（図５ａ）。犠牲層230
は後に除去され、弁部材210は基板238から離れて自由に
動く。
が約１μmの厚さにで塗布され、これをパターニングし
て弁部材210の長さが画定される（図５ａ）。犠牲層230
は後に除去され、弁部材210は基板238から離れて自由に
動く。
【００４３】基板238の露出部分および犠牲層230の上に
薄い導体層234が均一に塗布される（図５ａ）。導体層2
34としては、上述した実施例において導体層134に関連
して説明したものと同じ寸法を有し、同じ材料からなる
ものが好ましい。導体層１３４の弁部材２１０にならな
い部分はフォトレジスト層236を用いてパターニングさ
れ、適当なエッチング剤(etchant)を用いて除去される
（図５ａ）。
薄い導体層234が均一に塗布される（図５ａ）。導体層2
34としては、上述した実施例において導体層134に関連
して説明したものと同じ寸法を有し、同じ材料からなる
ものが好ましい。導体層１３４の弁部材２１０にならな
い部分はフォトレジスト層236を用いてパターニングさ
れ、適当なエッチング剤(etchant)を用いて除去される
（図５ａ）。
【００４４】犠牲フォトレジスト層236は弁部材210の高
さと幅を画定する（図５ａおよび図５ｃ）。犠牲層236
の厚さは好適には弁部材210の所望の高さより約５μm厚
い。次に、弁部材210が被着され、好適には、従来のメ
ッキ技術によって被着されたニッケルからなる（図５ｃ
および図５ｄ）。次に、フォトレジスト層230および236
が除去され、これによって弁部材210は左右方向に湾曲
することができる（図５ｃおよび図５ｄ）。
さと幅を画定する（図５ａおよび図５ｃ）。犠牲層236
の厚さは好適には弁部材210の所望の高さより約５μm厚
い。次に、弁部材210が被着され、好適には、従来のメ
ッキ技術によって被着されたニッケルからなる（図５ｃ
および図５ｄ）。次に、フォトレジスト層230および236
が除去され、これによって弁部材210は左右方向に湾曲
することができる（図５ｃおよび図５ｄ）。
【００４５】レーザー切削技術を用いて図３に示す弁部
材210の実施例を製造することも可能である。好適な処
理においては、適当な基板238がレーザー処理チャンバ
ーに搬送され、１あるいはそれ以上のマスクとレーザー
放射線を用いて弁部材210と発射チャンバ232がレーザー
切削される（図９）。レーザー放射線はF2、ArF、KrC
l、KrFあるいはXeCl型のエキシマーレーザーによって生
成することができる。この処理を行なうためのレーザー
システムは一般にビーム供給光学システム、位置合わせ
光学システム、高精度、高速マスクシャトルシステム、
および基板238の取り扱いと位置決めを行なう機構を含
むプロセスチャンバを含む。
材210の実施例を製造することも可能である。好適な処
理においては、適当な基板238がレーザー処理チャンバ
ーに搬送され、１あるいはそれ以上のマスクとレーザー
放射線を用いて弁部材210と発射チャンバ232がレーザー
切削される（図９）。レーザー放射線はF2、ArF、KrC
l、KrFあるいはXeCl型のエキシマーレーザーによって生
成することができる。この処理を行なうためのレーザー
システムは一般にビーム供給光学システム、位置合わせ
光学システム、高精度、高速マスクシャトルシステム、
および基板238の取り扱いと位置決めを行なう機構を含
むプロセスチャンバを含む。
【００４６】より詳細には、基板がレーザービームに対
して垂直に配置された状態で、弁部材210がレーザー放
射線を用いてレーザーマスクを介して画定される。ま
た、それに隣接するインクチャネルも他のマスクを用い
て同じ切削処理中に画定されるか弁のパターンを含む共
通のマスク上にチャネルのパターンをそれに並べて配置
することができる。弁およびチャネルのパターンは、レ
ーザービーム内に順次移動させることができる。かかる
マスクに用いるマスキング材料としては、好適にはたと
えば多層誘電体あるいはアルミニウム等の金属からなる
選択されたレーザー波長において高い反射性を有するも
のが好適である。次に、基板238が反転され、基板の裏
側がレーザー切削され弁部材210がインクチャネル228か
ら切り離される。
して垂直に配置された状態で、弁部材210がレーザー放
射線を用いてレーザーマスクを介して画定される。ま
た、それに隣接するインクチャネルも他のマスクを用い
て同じ切削処理中に画定されるか弁のパターンを含む共
通のマスク上にチャネルのパターンをそれに並べて配置
することができる。弁およびチャネルのパターンは、レ
ーザービーム内に順次移動させることができる。かかる
マスクに用いるマスキング材料としては、好適にはたと
えば多層誘電体あるいはアルミニウム等の金属からなる
選択されたレーザー波長において高い反射性を有するも
のが好適である。次に、基板238が反転され、基板の裏
側がレーザー切削され弁部材210がインクチャネル228か
ら切り離される。
【００４７】本発明の他の実施例では２あるいはそれ以
上の弁部材がたとえば抵抗器あるいは圧電変換器等のア
クチュエータ源と組み合わせられる（図６ａおよび図６
ｂ）。このような組み合わせでは、弁部材をプリントヘ
ッドのインクチャネル328b内に構成して、あらかじめ選
択された量のインク等の液体をこのチャネルを介して吸
入吐出することができる。
上の弁部材がたとえば抵抗器あるいは圧電変換器等のア
クチュエータ源と組み合わせられる（図６ａおよび図６
ｂ）。このような組み合わせでは、弁部材をプリントヘ
ッドのインクチャネル328b内に構成して、あらかじめ選
択された量のインク等の液体をこのチャネルを介して吸
入吐出することができる。
【００４８】より詳細には、抵抗器300あるいは他のア
クチュエータが２つの弁部材310、320の間に配設され
る。これらの弁部材はこれらが通常開位置に向かって変
形可能である非変形の閉位置に位置するように製造され
る。すなわち、この弁部材の自由端部311は通常インク
チャネル328aの下側表面316に接触しており、その結
果、インクチャネル中のインクの流れが大幅に低減され
る。２つの弁部材310および320の間のチャネル328aには
あらかじめ選択された量のインクが蓄えられる。
クチュエータが２つの弁部材310、320の間に配設され
る。これらの弁部材はこれらが通常開位置に向かって変
形可能である非変形の閉位置に位置するように製造され
る。すなわち、この弁部材の自由端部311は通常インク
チャネル328aの下側表面316に接触しており、その結
果、インクチャネル中のインクの流れが大幅に低減され
る。２つの弁部材310および320の間のチャネル328aには
あらかじめ選択された量のインクが蓄えられる。
【００４９】インクの吸入吐出動作は、２つのステップ
からなる。まず、抵抗器300が加熱されるとインク気泡3
30が形成される。インク気泡330が膨脹するにつれて下
流側の弁部材320が膨脹する気泡によって生じる液圧の
ために開位置に屈曲する。開位置では、弁310と弁320の
間に蓄えられたインクが弁部材320を通過してインクチ
ャンバ332に向かって流れる（図６ａ）。
からなる。まず、抵抗器300が加熱されるとインク気泡3
30が形成される。インク気泡330が膨脹するにつれて下
流側の弁部材320が膨脹する気泡によって生じる液圧の
ために開位置に屈曲する。開位置では、弁310と弁320の
間に蓄えられたインクが弁部材320を通過してインクチ
ャンバ332に向かって流れる（図６ａ）。
【００５０】インク気泡330の膨脹によって弁部材320が
開き、インクが下流側に（すなわちインクチャンバ332
に向かって）流れると、２つの弁部材310および320の間
のインクチャネル内の液圧が低下する。この圧力降下に
よって勾配が生じ、上流側の弁部材310が開位置に湾曲
し、下流側の弁部材320が閉じる（図６ｂ）。上流側弁
部材310が開くと、２つの弁部材の間に画成されたイン
ク流路の容積がインクによって再充填される。このイン
クは抵抗器300が再度起動されるまで弁部材310および32
0の間のインク流路328bに蓄えられる。
開き、インクが下流側に（すなわちインクチャンバ332
に向かって）流れると、２つの弁部材310および320の間
のインクチャネル内の液圧が低下する。この圧力降下に
よって勾配が生じ、上流側の弁部材310が開位置に湾曲
し、下流側の弁部材320が閉じる（図６ｂ）。上流側弁
部材310が開くと、２つの弁部材の間に画成されたイン
ク流路の容積がインクによって再充填される。このイン
クは抵抗器300が再度起動されるまで弁部材310および32
0の間のインク流路328bに蓄えられる。
【００５１】吸入吐出されるインクの量は、抵抗器300
のエネルギレベルとインクチャネル328bの形状によって
決まる。たとえば、25μmの抵抗器、幅25μm、高さ25μ
m、長さ50μmのインク流路の場合には、約20 plのイン
ク吸入排出量が得られる。
のエネルギレベルとインクチャネル328bの形状によって
決まる。たとえば、25μmの抵抗器、幅25μm、高さ25μ
m、長さ50μmのインク流路の場合には、約20 plのイン
ク吸入排出量が得られる。
【００５２】本発明の他の実施例では、３あるいはそれ
以上の弁部材410、420、430を用いてインクジェットプ
リントヘッド20内の液体の流れを制御しながら、同時に
グレースケールプリント能力を向上させる（図７）。
以上の弁部材410、420、430を用いてインクジェットプ
リントヘッド20内の液体の流れを制御しながら、同時に
グレースケールプリント能力を向上させる（図７）。
【００５３】グレースケールプリント能力の向上によっ
てより鮮明ではっきりとしたイメージが生成される。本
発明の好適な一実施例では、インク滴中のインク染料装
填量を変更することによって、インクジェットプリント
ヘッド内の液体の流れの制御によってプリントグレース
ケールを変化させることを可能とする。
てより鮮明ではっきりとしたイメージが生成される。本
発明の好適な一実施例では、インク滴中のインク染料装
填量を変更することによって、インクジェットプリント
ヘッド内の液体の流れの制御によってプリントグレース
ケールを変化させることを可能とする。
【００５４】特に、２つのインクチャネル428cおよび42
8dは１つのインク発射チャンバ432と連結している。第
１のインクチャネル428cは、低染料装填インク供給源と
も連結しており、第２のインクチャネル428dは高染料装
填インク供給源とも連結している。
8dは１つのインク発射チャンバ432と連結している。第
１のインクチャネル428cは、低染料装填インク供給源と
も連結しており、第２のインクチャネル428dは高染料装
填インク供給源とも連結している。
【００５５】弁部材410、420および430は、第１のイン
クチャネル428cおよび第２のインクチャネル428d内に配
置される。弁部材410、420および430は、非変形状態で
は閉位置をとるように製造される。すなわち、各弁部材
におけるインクの流れは弁部材が変形するまでまたは開
位置をとるまでほぼ遮断される。第２の高染料装填イン
クチャネル428d内には少なくとも２つの弁部材420、430
が配置され、その間に抵抗器等の加熱素子440が配置さ
れている。発射チャンバ内のインクの濃度は第２のイン
クチャネル428dからの高染料装填インクを選択的に吸入
吐出することによって（すなわと抵抗器440に通電する
ことによって）変更される。第１のインクチャネル428c
を流れる低染料装填インクが発射チャンバ432に入る
と、ある量の高染料装填インクが第２のインクチャネル
428dから発射チャンバに吸入される。吸入される高染料
装填インクの量と吸入吐出機構のはたらきは上述した実
施例において説明したものと同様である。高染料装填イ
ンクと低染料装填インクが発射チャンバ内で混合し、そ
の混合物がノズル422から噴射される。
クチャネル428cおよび第２のインクチャネル428d内に配
置される。弁部材410、420および430は、非変形状態で
は閉位置をとるように製造される。すなわち、各弁部材
におけるインクの流れは弁部材が変形するまでまたは開
位置をとるまでほぼ遮断される。第２の高染料装填イン
クチャネル428d内には少なくとも２つの弁部材420、430
が配置され、その間に抵抗器等の加熱素子440が配置さ
れている。発射チャンバ内のインクの濃度は第２のイン
クチャネル428dからの高染料装填インクを選択的に吸入
吐出することによって（すなわと抵抗器440に通電する
ことによって）変更される。第１のインクチャネル428c
を流れる低染料装填インクが発射チャンバ432に入る
と、ある量の高染料装填インクが第２のインクチャネル
428dから発射チャンバに吸入される。吸入される高染料
装填インクの量と吸入吐出機構のはたらきは上述した実
施例において説明したものと同様である。高染料装填イ
ンクと低染料装填インクが発射チャンバ内で混合し、そ
の混合物がノズル422から噴射される。
【００５６】以上、本発明の原理を好適な実施例を参照
しながら図示および説明したが、本発明の構成およびそ
の細部にはかかる原理から逸脱することなくさらに変更
を加えることができることは明らかである。たとえば、
弁部材は単独で使用することが可能であり、あるいはさ
まざまな数の弁部材の組み合わせをインクジェットプリ
ントヘット内のさまざまな位置で使用して本発明の各代
替実施例を参照して上述したものと同様の結果を得るこ
とも可能である。
しながら図示および説明したが、本発明の構成およびそ
の細部にはかかる原理から逸脱することなくさらに変更
を加えることができることは明らかである。たとえば、
弁部材は単独で使用することが可能であり、あるいはさ
まざまな数の弁部材の組み合わせをインクジェットプリ
ントヘット内のさまざまな位置で使用して本発明の各代
替実施例を参照して上述したものと同様の結果を得るこ
とも可能である。
【００５７】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。 （実施態様１）インクジェットプリントヘッド内のイン
ク圧を調整するシステムであって、流体通路（128a、12
8b）を含むプリントヘッド（20）と、前記流体通路はあ
る量のインクを蓄えるための容積を画定し、前記流体通
路はさらに前記プリントヘッドからインク滴を噴射する
ノズル（22）を有する発射チャンバ（132）と連結する
ものであり、前記プリントヘッドに取り付けられ、前記
流体通路内に配置された第１の可撓性弁部材（110）と
を含み、前記弁部材は、前記流体通路内の圧力勾配に応
じて、インクが前記流体通路を流れる開位置および前記
流体通路中のインクの流れが制限される閉位置まで変形
することを特徴とするインク圧調整システム。 （実施態様２）前項１に記載のシステムであって、前記
第１の弁部材はさらに前記流体通路（128a、128b）に設
置され、前記流体通路内の圧力勾配に応じて、前記流体
通路内のインクの流れを制限する位置までおよびその位
置から離れるように湾曲する弾性的可撓性を有するフラ
ップ（110）からなることを特徴とするインク圧調整シ
ステム。 （実施態様３）前項２に記載のシステムであって、前記
フラップ（110）の第１の端部（114）は前記の流体通路
（128a、128b）の表面（116、119）に一体に接続されて
いることを特徴とするインク圧調整システム。 （実施態様４）前項１に記載のシステムはさらに第２の
可撓性弁部材を含み、前記第２の可撓性弁部材は、前記
流体通路（128a、128b）に設置され、前記流体通路内の
圧力勾配に応答して前記流体通路内のインクの流れを制
限する位置までおよびその位置から離れるように湾曲す
る弾性的可撓性を有するフラップ（110）からなること
を特徴とするインク圧調整システム。 （実施態様５）前項２に記載のシステムであって、前記
の弁部材（110）は発射チャンバ（132）内に配置され、
前記の弁部材は前記プリントヘッド（20）からインク滴
が噴射されるとき前記流体通路（128a、128b）内のイン
クの流れがほぼ遮断される位置まで湾曲することを特徴
とするインク圧調整システム。 （実施態様６）前項１に記載のシステムであって、前記
の第１の弁部材（110）は微細加工処理によって製造さ
れることを特徴とするインク圧調整システム。 （実施態様７）前項１に記載のシステムであって、前記
の第１の弁部材（110）はレーザー切削処理によって製
造されることを特徴とするインク圧調整システム。 （実施態様８）インクジェットプリントヘッド内の液圧
を制御するシステムであって、第１のインクチャネル
（428d）を画定するベースを有するプリントヘッド（2
0）と、前記第１のインクチャネルの一部が高染料装填
インクを蓄えるための容積を画定し、前記第１のインク
チャネルはさらに前記プリントヘッドからインク滴が噴
射される発射チャンバ（432）と連結するものであり、
前記プリントヘッドの前記ベース内に画定された第２の
インクチャネル（428c）と、前記第２のインクチャネル
の一部が低染料装填インクを蓄えるための容積を画定
し、前記第２のインクチャネルは前記発射チャンバと連
結している第２のインクチャネル（428c）と、その間に
インクを蓄えるための容積を画定する前記第１のインク
チャネル内に取り付けられた少なくとも２つの弾性的可
撓性を有するフラップ（420、430）と、前記第１のフラ
ップ（420）は前記第２のフラップ（430）から間隔をお
いて配置されるものであり、前記第２のインクチャネル
（428c）内に取り付けられた少なくとも１つの弾性的可
撓性を有するフラップ（410）と、前記の第１のインク
チャネル内の前記２つのフラップの間に配置された加熱
素子（440）とからなり、前記加熱素子が稼動されると
前記フラップの間のある量のインクを加熱し、前記第１
のフラップを閉位置まで変形させ、前記第２のフラップ
を開位置まで変形させることによって、前記のインク量
を前記第２のフラップを通過して移動させることを特徴
とするインク圧調整システム。 （実施態様９）インクジェットプリントヘッド内の液圧
を制御する方法であって、流体通路（128a、128b）を含
むプリントヘッド（20）を設け、前記プリントヘッド
は、前記流体通路はある量のインクを蓄えるための容積
を画定し、前記流体通路は前記プリントヘッドからイン
ク滴を噴射するノズル（22）を有する発射チャンバ（13
2）と連結するものであり、前記流体通路内の前記プリ
ントヘッドに第１の可撓性弁部材（110）を取り付け、
前記通路内の圧力の変化に応じて、前記第１の可撓性弁
部材を前記流体通路内をインクが流れる開位置と前記流
体通路内のインクの流れが制限される閉位置に移動させ
ることを特徴とするインク圧調整方法。 （実施態様１０）前項９に記載の方法はさらに前記流体
通路（128a、128b）内の前記プリントヘッド（20）に第
２の弁部材（110）を取り付け、前記通路内の圧力の変
化に応じて、前記第２の可撓性弁部材（110）を前記流
体通路内をインクが流れる開位置と前記流体通路内のイ
ンクの流れが制限される閉位置に移動させるステップを
含むことを特徴とするインク圧調整方法。
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。 （実施態様１）インクジェットプリントヘッド内のイン
ク圧を調整するシステムであって、流体通路（128a、12
8b）を含むプリントヘッド（20）と、前記流体通路はあ
る量のインクを蓄えるための容積を画定し、前記流体通
路はさらに前記プリントヘッドからインク滴を噴射する
ノズル（22）を有する発射チャンバ（132）と連結する
ものであり、前記プリントヘッドに取り付けられ、前記
流体通路内に配置された第１の可撓性弁部材（110）と
を含み、前記弁部材は、前記流体通路内の圧力勾配に応
じて、インクが前記流体通路を流れる開位置および前記
流体通路中のインクの流れが制限される閉位置まで変形
することを特徴とするインク圧調整システム。 （実施態様２）前項１に記載のシステムであって、前記
第１の弁部材はさらに前記流体通路（128a、128b）に設
置され、前記流体通路内の圧力勾配に応じて、前記流体
通路内のインクの流れを制限する位置までおよびその位
置から離れるように湾曲する弾性的可撓性を有するフラ
ップ（110）からなることを特徴とするインク圧調整シ
ステム。 （実施態様３）前項２に記載のシステムであって、前記
フラップ（110）の第１の端部（114）は前記の流体通路
（128a、128b）の表面（116、119）に一体に接続されて
いることを特徴とするインク圧調整システム。 （実施態様４）前項１に記載のシステムはさらに第２の
可撓性弁部材を含み、前記第２の可撓性弁部材は、前記
流体通路（128a、128b）に設置され、前記流体通路内の
圧力勾配に応答して前記流体通路内のインクの流れを制
限する位置までおよびその位置から離れるように湾曲す
る弾性的可撓性を有するフラップ（110）からなること
を特徴とするインク圧調整システム。 （実施態様５）前項２に記載のシステムであって、前記
の弁部材（110）は発射チャンバ（132）内に配置され、
前記の弁部材は前記プリントヘッド（20）からインク滴
が噴射されるとき前記流体通路（128a、128b）内のイン
クの流れがほぼ遮断される位置まで湾曲することを特徴
とするインク圧調整システム。 （実施態様６）前項１に記載のシステムであって、前記
の第１の弁部材（110）は微細加工処理によって製造さ
れることを特徴とするインク圧調整システム。 （実施態様７）前項１に記載のシステムであって、前記
の第１の弁部材（110）はレーザー切削処理によって製
造されることを特徴とするインク圧調整システム。 （実施態様８）インクジェットプリントヘッド内の液圧
を制御するシステムであって、第１のインクチャネル
（428d）を画定するベースを有するプリントヘッド（2
0）と、前記第１のインクチャネルの一部が高染料装填
インクを蓄えるための容積を画定し、前記第１のインク
チャネルはさらに前記プリントヘッドからインク滴が噴
射される発射チャンバ（432）と連結するものであり、
前記プリントヘッドの前記ベース内に画定された第２の
インクチャネル（428c）と、前記第２のインクチャネル
の一部が低染料装填インクを蓄えるための容積を画定
し、前記第２のインクチャネルは前記発射チャンバと連
結している第２のインクチャネル（428c）と、その間に
インクを蓄えるための容積を画定する前記第１のインク
チャネル内に取り付けられた少なくとも２つの弾性的可
撓性を有するフラップ（420、430）と、前記第１のフラ
ップ（420）は前記第２のフラップ（430）から間隔をお
いて配置されるものであり、前記第２のインクチャネル
（428c）内に取り付けられた少なくとも１つの弾性的可
撓性を有するフラップ（410）と、前記の第１のインク
チャネル内の前記２つのフラップの間に配置された加熱
素子（440）とからなり、前記加熱素子が稼動されると
前記フラップの間のある量のインクを加熱し、前記第１
のフラップを閉位置まで変形させ、前記第２のフラップ
を開位置まで変形させることによって、前記のインク量
を前記第２のフラップを通過して移動させることを特徴
とするインク圧調整システム。 （実施態様９）インクジェットプリントヘッド内の液圧
を制御する方法であって、流体通路（128a、128b）を含
むプリントヘッド（20）を設け、前記プリントヘッド
は、前記流体通路はある量のインクを蓄えるための容積
を画定し、前記流体通路は前記プリントヘッドからイン
ク滴を噴射するノズル（22）を有する発射チャンバ（13
2）と連結するものであり、前記流体通路内の前記プリ
ントヘッドに第１の可撓性弁部材（110）を取り付け、
前記通路内の圧力の変化に応じて、前記第１の可撓性弁
部材を前記流体通路内をインクが流れる開位置と前記流
体通路内のインクの流れが制限される閉位置に移動させ
ることを特徴とするインク圧調整方法。 （実施態様１０）前項９に記載の方法はさらに前記流体
通路（128a、128b）内の前記プリントヘッド（20）に第
２の弁部材（110）を取り付け、前記通路内の圧力の変
化に応じて、前記第２の可撓性弁部材（110）を前記流
体通路内をインクが流れる開位置と前記流体通路内のイ
ンクの流れが制限される閉位置に移動させるステップを
含むことを特徴とするインク圧調整方法。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、イン
クジェットプリントヘッド内のインクの圧力を調整する
手段によって、噴射後のインクの逆流を防ぎ、インクの
充填を効率よくおこなうことによって均一なインク滴を
連続的に噴射することができる。
クジェットプリントヘッド内のインクの圧力を調整する
手段によって、噴射後のインクの逆流を防ぎ、インクの
充填を効率よくおこなうことによって均一なインク滴を
連続的に噴射することができる。
【図１】本発明の一実施例を備えるインクジェットプリ
ンタペンの斜視図。
ンタペンの斜視図。
【図２】本発明の一実施例の拡大部分断面図。
【図３】本発明の他の実施例の拡大部分断面図。
【図４ａ】図２の実施例の製造工程を表す図。
【図４ｂ】図２の実施例の製造工程を表す図。
【図４ｃ】図２の実施例の製造工程を表す図。
【図５ａ】図３の実施例の製造工程を表す図。
【図５ｂ】図２の実施例の製造工程を表す図。
【図５ｃ】図２の実施例の製造工程を表す図。
【図５ｄ】図２の実施例の製造工程を表す図。
【図６ａ】本発明の他の実施例の拡大部分断面図。
【図６ｂ】本発明の他の実施例の拡大部分断面図。
【図７】本発明の他の実施例の拡大部分断面図。
【図８】本発明の一実施例のレーザー切削を用いた製造
を示す拡大斜視図。
を示す拡大斜視図。
【図９】弁装置の一実施例のレーザー切削を用いた製造
を示す拡大斜視図。
を示す拡大斜視図。
10：インクジェットプリンタペン 12：ペン本体 18：回路接触パッド 20：プリントヘッド 22：ノズル 24：インク貯蔵器 110：弁部材 128、128a、128b：インクチャネル 130：犠牲フォトレジスト層 132：発射チャンバ 134：導体層 136：第２の犠牲フォトレジスト層 138：基板 210：弁部材 228、228b：インクチャネル 230：犠牲フォトレジスト層 232：発射チャンバ 234：導体層 236：フォトレジスト層 238：基板 300：抵抗器 310、320：弁部材 328a、328b：インクチャネル 330：インク気泡 332：インクチャンバ 410、420、430：弁部材 422：ノズル 428c、428d：インクチャネル 432：インク発射チャンバ 440：加熱素子
Claims (4)
- 【請求項１】インクジェットプリントヘッド内のインク
圧を調整するシステムであって、 流体通路を含むプリントヘッドと、前記流体通路はある
量のインクを蓄えるための容積を画定するものであり、
前記流体通路はさらに前記プリントヘッドからインク滴
を噴射するノズルを有する発射チャンバと連結するもの
であり、前記プリントヘッドに取り付けられ、前記流体
通路内に配置された第１の可撓性弁部材とを含み、前記
弁部材は、前記流体通路内の圧力勾配に応じて、インク
が前記流体通路を流れる開位置および前記流体通路中の
インクの流れが制限される閉位置まで変形することを特
徴とするインク圧調整システム。 - 【請求項２】インクジェットプリントヘッド内の液圧を
制御するシステムであって、第１のインクチャネルを画
定するベースを有するプリントヘッドと、前記第１のイ
ンクチャネルの一部が高染料装填インクを蓄えるための
容積を画定し、前記第１のインクチャネルはさらに前記
プリントヘッドからインク滴が噴射される発射チャンバ
と連結するものであり、前記プリントヘッドの前記ベー
ス内に画定された第２のインクチャネルと、前記第２の
インクチャネルの一部が低染料装填インクを蓄えるため
の容積を画定成し、前記第２のインクチャネルは前記発
射チャンバと連結している第２のインクチャネルと、そ
の間にインクを蓄えるための容積を画定する前記第１の
インクチャネル内に取り付けられた少なくとも２つの弾
性的可撓性を有するフラップと、前記第１のフラップは
前記第２のフラップから間隔をおいて配置されるもので
あり、前記第２のインクチャネル内に取り付けられた少
なくとも１つの弾性的可撓性を有するフラップと、前記
第１のインクチャネル内の前記２つのフラップの間に配
置された加熱素子とからなり、前記加熱素子は、稼動さ
れると前記フラップの間のある量のインクを加熱し、前
記第１のフラップを閉位置まで変形させ、前記第２のフ
ラップを開位置まで変形させることによって、前記のイ
ンク量を前記第２のフラップを通過して移動させること
を特徴とするインク圧調整システム。 - 【請求項３】インクジェットプリントヘッド内の液圧を
制御する方法であって、流体通路を含むプリントヘッド
を設け、前記プリントヘッドは、前記流体通路はある量
のインクを蓄えるための容積を画定し、前記流体通路は
前記プリントヘッドからインク滴を噴射するノズルを有
する発射チャンバと連結するものであり、 前記流体通路内の前記プリントヘッドに第１の可撓性弁
部材を取り付け、 前記通路内の圧力の変化に応じて、前記第１の可撓性弁
部材を前記流体通路内をインクが流れる開位置と前記流
体通路内のインクの流れが制限される閉位置に移動させ
ることを特徴とするインク圧調整方法。 - 【請求項４】請求項９に記載の方法はさらに前記流体通
路内の前記プリントヘッドに第２の弁部材を取り付け、
前記通路内の圧力の変化に応じて、前記第２の可撓性弁
部材を前記流体通路内をインクが流れる開位置と前記流
体通路内のインクの流れが制限される閉位置に移動させ
るステップを含むことを特徴とするインク圧調整方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/675,366 | 1996-07-02 | ||
| US08/675,366 US5872582A (en) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | Microfluid valve for modulating fluid flow within an ink-jet printer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1058702A true JPH1058702A (ja) | 1998-03-03 |
| JP4152000B2 JP4152000B2 (ja) | 2008-09-17 |
Family
ID=24710157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17558297A Expired - Fee Related JP4152000B2 (ja) | 1996-07-02 | 1997-07-01 | インクジェットプリントヘッド内のインク圧を調整するインク圧調整システムおよびインクジェットプリントヘッド内の液圧を制御する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5872582A (ja) |
| EP (1) | EP0816088B1 (ja) |
| JP (1) | JP4152000B2 (ja) |
| DE (1) | DE69620748T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7837306B2 (en) | 2005-11-29 | 2010-11-23 | Seiko Epson Corporation | Valve unit with pressure regulating valve assembled in laminate body |
Families Citing this family (58)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001078986A1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-10-25 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet ejector |
| JP3403008B2 (ja) * | 1996-07-05 | 2003-05-06 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッドおよびそれを用いたヘッドカートリッジと記録装置 |
| JPH1076661A (ja) | 1996-07-12 | 1998-03-24 | Canon Inc | インクジェットプリント方法および装置 |
| US6428147B2 (en) | 1997-07-15 | 2002-08-06 | Silverbrook Research Pty Ltd | Ink jet nozzle assembly including a fluidic seal |
| US7556356B1 (en) * | 1997-07-15 | 2009-07-07 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printhead integrated circuit with ink spread prevention |
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