JPH04251751A - インク・ジェット・プリンタ - Google Patents
インク・ジェット・プリンタInfo
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- JPH04251751A JPH04251751A JP3254764A JP25476491A JPH04251751A JP H04251751 A JPH04251751 A JP H04251751A JP 3254764 A JP3254764 A JP 3254764A JP 25476491 A JP25476491 A JP 25476491A JP H04251751 A JPH04251751 A JP H04251751A
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- B41J2/14129—Layer structure
-
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- B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
- B41J2/2121—Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter
- B41J2/2128—Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter by means of energy modulation
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は概略的には熱インク・ジ
ェット・プリンタに関するものであり、より詳細にいえ
ば、高いプリント品質を堅固に維持しながら、熱インク
・ジェット・プリントヘッドにおける駆動エネルギを節
減させるための技術を指向するものである。
ェット・プリンタに関するものであり、より詳細にいえ
ば、高いプリント品質を堅固に維持しながら、熱インク
・ジェット・プリントヘッドにおける駆動エネルギを節
減させるための技術を指向するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱インク・ジェット・プリンタにおいて
は、精密に形成されたノズルのアレイからなる熱インク
・ジェット・プリントヘッドが用いられている。そして
、これらのノズルの各々は、インク溜からのインクを受
け入れる関連のインク収容チャンバと連係している。 各チャンバに含まれたインク滴発射抵抗はノズルに対向
して配置されて、このインク滴発射抵抗とノズルとの間
にインクが集まるようにされている。インク滴発射抵抗
は電圧パルスにより選択的に加熱されて、オリフィス・
プレートにおける関連のノズル開口部を通してインク滴
を駆動するようにされている。各パルスに応答してイン
ク滴発射抵抗が急速に加熱され、このために、該当の加
熱抵抗に直接的に隣接するインクが蒸気化してバブルを
形成するようにされる。この蒸気バブルが成長するにつ
れて、バブルとノズルの間のインクに対して運動量（ｍ
ｏｍｅｎｔｕｍ）が転移され、このために、このような
インクがノズルを通して推進されて、プリント用媒体上
に至るようにされる。
は、精密に形成されたノズルのアレイからなる熱インク
・ジェット・プリントヘッドが用いられている。そして
、これらのノズルの各々は、インク溜からのインクを受
け入れる関連のインク収容チャンバと連係している。 各チャンバに含まれたインク滴発射抵抗はノズルに対向
して配置されて、このインク滴発射抵抗とノズルとの間
にインクが集まるようにされている。インク滴発射抵抗
は電圧パルスにより選択的に加熱されて、オリフィス・
プレートにおける関連のノズル開口部を通してインク滴
を駆動するようにされている。各パルスに応答してイン
ク滴発射抵抗が急速に加熱され、このために、該当の加
熱抵抗に直接的に隣接するインクが蒸気化してバブルを
形成するようにされる。この蒸気バブルが成長するにつ
れて、バブルとノズルの間のインクに対して運動量（ｍ
ｏｍｅｎｔｕｍ）が転移され、このために、このような
インクがノズルを通して推進されて、プリント用媒体上
に至るようにされる。
【０００３】終局的に摩耗した熱プリントヘッドの置換
を容易にするために、熱プリントヘッドを、熱プリント
ヘッドおよびインク溜からなるプリントヘッド・カート
リッジとして実施することが多い。このような実施によ
るときには、プリントヘッド駆動回路が、適当な接点用
構成部品によって、該プリントヘッド・カートリッジに
接続される。熱インク・ジェット・プリントヘッド・カ
ードリッジの一例はＡｓｋｅｌａｎｄその他による“Ｔ
ｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ−ＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＴｈｅｒ
ｍａｌ ＩｎｋＪｅｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ”、Ｈ
ＥＷＬＥＴＴ−ＰＡＣＫＡＲＤ ＪＯＵＲＮＡＬ、１
９８８年８月、ｐｐ．２８−３１に開示されている。
を容易にするために、熱プリントヘッドを、熱プリント
ヘッドおよびインク溜からなるプリントヘッド・カート
リッジとして実施することが多い。このような実施によ
るときには、プリントヘッド駆動回路が、適当な接点用
構成部品によって、該プリントヘッド・カートリッジに
接続される。熱インク・ジェット・プリントヘッド・カ
ードリッジの一例はＡｓｋｅｌａｎｄその他による“Ｔ
ｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ−ＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＴｈｅｒ
ｍａｌ ＩｎｋＪｅｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ”、Ｈ
ＥＷＬＥＴＴ−ＰＡＣＫＡＲＤ ＪＯＵＲＮＡＬ、１
９８８年８月、ｐｐ．２８−３１に開示されている。
【０００４】熱インク・ジェット・ブリントヘッドおよ
び／またはその製造についての更に別の背景情報は、米
国特許第４，７４６，９３５号および同第４，８０９，
４２８号において普通に見出すことができる。また、次
の刊行物においても見出すことができる。即ち、“Ｄｅ
ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｉｎ−
Ｆｉｌｍ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ
ＴｈｉｎｋＪｅｔ Ｐｒｉｎｔｈｅａｄ”、Ｅｌ
ｄｕｒｋａｒ ｖ． Ｂｈａｓｋｅｒ 及びＪ．
Ｓｔｅｐｈｅｎ Ａｄｅｎ、ＨＥＷＬＥＴＴ−Ｐ
ＡＣＫＡＲＤ ＪＯＵＲＮＡＬ、１９８５年５月、ｐ
ｐ．２７−３３；“Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ
Ｐｒｉｎｔｈｅａｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｈ
Ｐ ＤｅｓｋＪｅｔ Ｐｒｉｎｔｅｒ”Ｊ．Ｐａｕ
ｌ Ｈａｒｍｏｎ及びＪｏｈｎ Ａ． Ｗｉｄｄ
ｅｒ、ＨＥＷＬＥＴＴ−ＰＡＣＫＡＲＤ ＪＯＵＲＮ
ＡＬ、１９８８年１０月、ｐｐ．６２−６６；および、
“Ｔｈｅ Ｔｈｉｎｋ Ｊｅｔ Ｏｒｉｆｉｃｅ
Ｐｌａｔｅ：Ａ Ｐａｒｔ ｗｉｔｈ Ｍａ
ｎｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ”、Ｓｉｅｗｅｌｌその他
、ＨＥＷＬＥＴＴ−ＰＡＣＫＡＲＤ ＪＯＵＲＮＡＬ
、１９８５年５月ｐｐ．３３−３７；に見出すことがで
きる。
び／またはその製造についての更に別の背景情報は、米
国特許第４，７４６，９３５号および同第４，８０９，
４２８号において普通に見出すことができる。また、次
の刊行物においても見出すことができる。即ち、“Ｄｅ
ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｉｎ−
Ｆｉｌｍ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ
ＴｈｉｎｋＪｅｔ Ｐｒｉｎｔｈｅａｄ”、Ｅｌ
ｄｕｒｋａｒ ｖ． Ｂｈａｓｋｅｒ 及びＪ．
Ｓｔｅｐｈｅｎ Ａｄｅｎ、ＨＥＷＬＥＴＴ−Ｐ
ＡＣＫＡＲＤ ＪＯＵＲＮＡＬ、１９８５年５月、ｐ
ｐ．２７−３３；“Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ
Ｐｒｉｎｔｈｅａｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｈ
Ｐ ＤｅｓｋＪｅｔ Ｐｒｉｎｔｅｒ”Ｊ．Ｐａｕ
ｌ Ｈａｒｍｏｎ及びＪｏｈｎ Ａ． Ｗｉｄｄ
ｅｒ、ＨＥＷＬＥＴＴ−ＰＡＣＫＡＲＤ ＪＯＵＲＮ
ＡＬ、１９８８年１０月、ｐｐ．６２−６６；および、
“Ｔｈｅ Ｔｈｉｎｋ Ｊｅｔ Ｏｒｉｆｉｃｅ
Ｐｌａｔｅ：Ａ Ｐａｒｔ ｗｉｔｈ Ｍａ
ｎｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ”、Ｓｉｅｗｅｌｌその他
、ＨＥＷＬＥＴＴ−ＰＡＣＫＡＲＤ ＪＯＵＲＮＡＬ
、１９８５年５月ｐｐ．３３−３７；に見出すことがで
きる。
【０００５】モジュラー型のプリントヘッド・カードリ
ッジを用いた熱インク・ジェット・プリンタについて考
慮すると、プリントヘッドのインク滴発生器に対して、
プリンヘッド駆動回路により、ほぼ一定のエネルギを有
するインク滴発射信号が一般に付与される。しかしなが
ら、異なるインク滴発生器の構成および異なるインクで
は、異なるインク滴発射エネルギを必要とすることがあ
る。例えば、より小滴のインク滴を生成させるために構
成されたインク滴発生器においては、その発射のための
エネルギをより少なくすることが必要であるが、多すぎ
るエネルギのために不適当な動作をする可能性がある。 なお、ある所与のプリントヘッドにおいては、例えば上
記された米国特許第４，７４６，９３５号に開示されて
いるような、それぞれに異なる量のインク滴を供給する
ように構成されたインク滴発生器を備えるようにするこ
とができる。更に、新規に開発され、または改修された
プリントヘッドにおいては、必要とされるインク滴の発
射エネルギが、実在の熱インク・ジェット・プリンタと
して構成されたものとは異なるようにすることができる
。
ッジを用いた熱インク・ジェット・プリンタについて考
慮すると、プリントヘッドのインク滴発生器に対して、
プリンヘッド駆動回路により、ほぼ一定のエネルギを有
するインク滴発射信号が一般に付与される。しかしなが
ら、異なるインク滴発生器の構成および異なるインクで
は、異なるインク滴発射エネルギを必要とすることがあ
る。例えば、より小滴のインク滴を生成させるために構
成されたインク滴発生器においては、その発射のための
エネルギをより少なくすることが必要であるが、多すぎ
るエネルギのために不適当な動作をする可能性がある。 なお、ある所与のプリントヘッドにおいては、例えば上
記された米国特許第４，７４６，９３５号に開示されて
いるような、それぞれに異なる量のインク滴を供給する
ように構成されたインク滴発生器を備えるようにするこ
とができる。更に、新規に開発され、または改修された
プリントヘッドにおいては、必要とされるインク滴の発
射エネルギが、実在の熱インク・ジェット・プリンタと
して構成されたものとは異なるようにすることができる
。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、イン
ク滴発射抵抗に対して供給されるエネルギを制御するた
めの回路を含んでなる、熱インク・ジェット・プリント
ヘッドを提供することである。
ク滴発射抵抗に対して供給されるエネルギを制御するた
めの回路を含んでなる、熱インク・ジェット・プリント
ヘッドを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によって提供され
る前述の利点およびその他の利点は、以下の諸手段を含
んでなる熱インク・ジェット・プリントヘッドによって
もたらされる。即ち、基板、インク滴発射抵抗とエネル
ギ制御抵抗とを備えた該基板上の抵抗層、該抵抗層に隣
接している金属化（ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）層で
あって、インク滴発射抵抗の所定のものとエネルギ制御
抵抗の所定のものとの間で、直列的なエネルギ制御接続
をさせるために、その中に形成された金属相互接続部を
備えている前記金属化層、該インク滴発射抵抗のそれぞ
れに隣接している該金属化層上にそれぞれに形成されて
いる複数個のインク収容チャンバ、および、該チャンバ
上に固定されており、該チャンバとそれぞれに関連する
複数個のノズルを含んでいるオリフィス・プレートを含
んでなる熱インク・ジェット・プリントヘッドによつて
、諸種の利点がもたらされる。
る前述の利点およびその他の利点は、以下の諸手段を含
んでなる熱インク・ジェット・プリントヘッドによって
もたらされる。即ち、基板、インク滴発射抵抗とエネル
ギ制御抵抗とを備えた該基板上の抵抗層、該抵抗層に隣
接している金属化（ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）層で
あって、インク滴発射抵抗の所定のものとエネルギ制御
抵抗の所定のものとの間で、直列的なエネルギ制御接続
をさせるために、その中に形成された金属相互接続部を
備えている前記金属化層、該インク滴発射抵抗のそれぞ
れに隣接している該金属化層上にそれぞれに形成されて
いる複数個のインク収容チャンバ、および、該チャンバ
上に固定されており、該チャンバとそれぞれに関連する
複数個のノズルを含んでいるオリフィス・プレートを含
んでなる熱インク・ジェット・プリントヘッドによつて
、諸種の利点がもたらされる。
【０００８】
【実施例】以下の詳細な説明および幾つかの図面におい
て、同様な要素は同様な参照数字をもって同定されてい
る。
て、同様な要素は同様な参照数字をもって同定されてい
る。
【０００９】ここで図１を参照すると、ここに示されて
いる概略的な回路図は、インク発射抵抗の３個のグルー
プ１０、２０、３０を備えた熱インク・ジェット・プリ
ントヘッドのインク発射回路を表すものである。第１の
抵抗グループ１０に含まれているインク発射抵抗１１１
は、実質的にひとしい物理的特性および電気的特性を有
する、インク滴発生器の第１のグループの部分を形成し
ている。第１の抵抗グループ１０におけるインク発射抵
抗１１１の第１のリードは、電源Ｖｓに接続された第１
の初期給電ノード１１３に対して共通に接続されている
。第１の抵抗グループ１０におけるインク発射抵抗１１
１の第２のリードは、各制御ノード１１５にそれぞれ接
続されている。それぞれの制御ノード１１５は、トラン
ジスタとして概略的に示されているような、それぞれの
スイッチング回路１１７に接続されている。これらのス
イッチング回路１１７は、制御ロジック回路１１９によ
り制御されて、選択されたインク発射抵抗の制御ノード
を接地に接続するようにされている。
いる概略的な回路図は、インク発射抵抗の３個のグルー
プ１０、２０、３０を備えた熱インク・ジェット・プリ
ントヘッドのインク発射回路を表すものである。第１の
抵抗グループ１０に含まれているインク発射抵抗１１１
は、実質的にひとしい物理的特性および電気的特性を有
する、インク滴発生器の第１のグループの部分を形成し
ている。第１の抵抗グループ１０におけるインク発射抵
抗１１１の第１のリードは、電源Ｖｓに接続された第１
の初期給電ノード１１３に対して共通に接続されている
。第１の抵抗グループ１０におけるインク発射抵抗１１
１の第２のリードは、各制御ノード１１５にそれぞれ接
続されている。それぞれの制御ノード１１５は、トラン
ジスタとして概略的に示されているような、それぞれの
スイッチング回路１１７に接続されている。これらのス
イッチング回路１１７は、制御ロジック回路１１９によ
り制御されて、選択されたインク発射抵抗の制御ノード
を接地に接続するようにされている。
【００１０】第２の抵抗グループ２０に含まれているイ
ンク発射抵抗２１１は、実質的に等しい物理的特性およ
び電気的特性を有する、インク滴発生器の第２のグルー
プの部分を構成している。液滴発生器の第２のグループ
が有することのできる物理的特性および電気的特性は、
インク滴発生器の第１のグループのそれとは異なってお
り、これによって、インク滴発生器の第２のグループに
よって要求されるエネルギは、第１のグループのそれと
は異なることができる。例えば、第２のグループが有す
ることのできる異なる物理的特性および／または電気的
特性は、異なる量のインク滴を生成させるため、または
、異なる特性のインクを用いるためのものである。この
ような異なる特性が生成されるのは、グレイスケールの
プリント操作、マルチ・ドット・サイズで高分解能のプ
リント操作、マルチ・カラー（多色）またはマルチ濃度
のインク、熱プリントヘッドの商業的な導入後のインク
調合物の変化、および、特別な媒体上でのプリント品質
の最高化の目的のためである。
ンク発射抵抗２１１は、実質的に等しい物理的特性およ
び電気的特性を有する、インク滴発生器の第２のグルー
プの部分を構成している。液滴発生器の第２のグループ
が有することのできる物理的特性および電気的特性は、
インク滴発生器の第１のグループのそれとは異なってお
り、これによって、インク滴発生器の第２のグループに
よって要求されるエネルギは、第１のグループのそれと
は異なることができる。例えば、第２のグループが有す
ることのできる異なる物理的特性および／または電気的
特性は、異なる量のインク滴を生成させるため、または
、異なる特性のインクを用いるためのものである。この
ような異なる特性が生成されるのは、グレイスケールの
プリント操作、マルチ・ドット・サイズで高分解能のプ
リント操作、マルチ・カラー（多色）またはマルチ濃度
のインク、熱プリントヘッドの商業的な導入後のインク
調合物の変化、および、特別な媒体上でのプリント品質
の最高化の目的のためである。
【００１１】第２の抵抗グループ２０におけるインク発
射抵抗２１１の第１のリードは、第２の初期給電ノード
２１３に共通に接続されており、エネルギ制御抵抗２１
４は第２の初期給電ノード２１３と第１の初期給電ノー
ド１１３との間で接続されている。インク発射抵抗２１
１の第２のリードは、それぞれの制御ノード２１５に接
続されており、これらの制御ノード２１５は、概略的に
トランジスタとして示されている、それぞれのスイッチ
ング回路２１７に対して接続されている。スイッチング
回路２１７は制御ロジック回路１１９により制御されて
、選択されたインク発射抵抗２１１の制御ノード２１５
を接地に接続するようにされている。
射抵抗２１１の第１のリードは、第２の初期給電ノード
２１３に共通に接続されており、エネルギ制御抵抗２１
４は第２の初期給電ノード２１３と第１の初期給電ノー
ド１１３との間で接続されている。インク発射抵抗２１
１の第２のリードは、それぞれの制御ノード２１５に接
続されており、これらの制御ノード２１５は、概略的に
トランジスタとして示されている、それぞれのスイッチ
ング回路２１７に対して接続されている。スイッチング
回路２１７は制御ロジック回路１１９により制御されて
、選択されたインク発射抵抗２１１の制御ノード２１５
を接地に接続するようにされている。
【００１２】第３の抵抗グループ３０に含まれているイ
ンク発射抵抗３１１は、実質的に等しい物理的特性およ
び電気的特性を有する、インク滴発生器の第３のグルー
プの部分を構成している。インク滴発生器の第３のグル
ープの物理的特性および電気的特性は、インク滴発生器
の第１のグループおよび／または第２のグループのそれ
とは異なっており、これによって、第３のグループのイ
ンク滴発生器によって要求されるエネルギは、第１のグ
ループおよび／または第２グループのそれとは異なるこ
とができる。例えば、第３のグループが有することので
きる異なる物理的特性および／または電気的特性は、異
なる量のインク滴を生成させるため、または、異なる特
性のインクを用いるためのものである。このような異な
る特性をもつようにする理由の例については、液滴発生
器の第２のグループについて上記のように認められる。
ンク発射抵抗３１１は、実質的に等しい物理的特性およ
び電気的特性を有する、インク滴発生器の第３のグルー
プの部分を構成している。インク滴発生器の第３のグル
ープの物理的特性および電気的特性は、インク滴発生器
の第１のグループおよび／または第２のグループのそれ
とは異なっており、これによって、第３のグループのイ
ンク滴発生器によって要求されるエネルギは、第１のグ
ループおよび／または第２グループのそれとは異なるこ
とができる。例えば、第３のグループが有することので
きる異なる物理的特性および／または電気的特性は、異
なる量のインク滴を生成させるため、または、異なる特
性のインクを用いるためのものである。このような異な
る特性をもつようにする理由の例については、液滴発生
器の第２のグループについて上記のように認められる。
【００１３】第３の抵抗グループ３０におけるインク発
射抵抗３１１の第１のリードは、第３の初期給電ノード
３１３に共通に接続されており、エネルギ制御抵抗３１
４はこのような第３の初期給電ノード３１３と第１の初
期給電ノード１１３との間で接続されている。インク発
射抵抗３１１の第２のリードは、それぞれの制御ノード
３１５に接続されており、これらの制御ノード３１５は
、概略的にトランジスタとして示されている、それぞれ
のスイッチング回路３１７に対して接続されている。 スイッチング回路３１７は制御ロジック回路１１９によ
り制御されて、選択されたインク発射抵抗３１１の制御
ノード３１５を接地に接続するようにされている。
射抵抗３１１の第１のリードは、第３の初期給電ノード
３１３に共通に接続されており、エネルギ制御抵抗３１
４はこのような第３の初期給電ノード３１３と第１の初
期給電ノード１１３との間で接続されている。インク発
射抵抗３１１の第２のリードは、それぞれの制御ノード
３１５に接続されており、これらの制御ノード３１５は
、概略的にトランジスタとして示されている、それぞれ
のスイッチング回路３１７に対して接続されている。 スイッチング回路３１７は制御ロジック回路１１９によ
り制御されて、選択されたインク発射抵抗３１１の制御
ノード３１５を接地に接続するようにされている。
【００１４】典型的には、ある所定のパルス間隔にわた
り、１個の選択された制御ノードを接地に接続させるこ
とに従って、ある任意の所与の時点において１個のイン
ク発射抵抗だけが駆動されることができる。選択された
インク発射抵抗に関連したスイッチング回路が励起され
て、該選択された抵抗における第２のリードに接続され
た制御ノードを接地するようにされ、そして、関連の初
期給電ノードにおける電圧が該選択されたインク発射抵
抗を横切って加わるようにされる。任意の所与の時点に
おいて１個のインク発射抵抗だけが発射状態にされるこ
とから、接地された制御ノードによって完成した回路に
は選択されたインク発射抵抗だけが含まれており、また
、任意のエネルギ制御抵抗もそれに接続されている。 選択されたインク発射抵抗がエネルギ制御抵抗を含むグ
ループ内にあるときには、このようなエネルギ制御抵抗
は該選択されたインク発射抵抗と直列にされており、こ
のために、該当のインク発射抵抗に付与されるエネルギ
の制御がなされることになる。選択されなかったインク
発射抵抗は、それらの制御ノードがオープン回路にされ
ていることから、何の影響も受けない。
り、１個の選択された制御ノードを接地に接続させるこ
とに従って、ある任意の所与の時点において１個のイン
ク発射抵抗だけが駆動されることができる。選択された
インク発射抵抗に関連したスイッチング回路が励起され
て、該選択された抵抗における第２のリードに接続され
た制御ノードを接地するようにされ、そして、関連の初
期給電ノードにおける電圧が該選択されたインク発射抵
抗を横切って加わるようにされる。任意の所与の時点に
おいて１個のインク発射抵抗だけが発射状態にされるこ
とから、接地された制御ノードによって完成した回路に
は選択されたインク発射抵抗だけが含まれており、また
、任意のエネルギ制御抵抗もそれに接続されている。 選択されたインク発射抵抗がエネルギ制御抵抗を含むグ
ループ内にあるときには、このようなエネルギ制御抵抗
は該選択されたインク発射抵抗と直列にされており、こ
のために、該当のインク発射抵抗に付与されるエネルギ
の制御がなされることになる。選択されなかったインク
発射抵抗は、それらの制御ノードがオープン回路にされ
ていることから、何の影響も受けない。
【００１５】本発明の熱インク・ジェット・プリントヘ
ッドは、薄膜構造において有利に実施されるものであり
、ここでのエネルギ制御抵抗は、インク発射抵抗の形成
のために用いられたと同様なステップおよび同様な材料
層をもって形成されている。このような実施においては
、制御ノードおよび第１の初期給電ノード（これは第１
の抵抗のグループに対して直接接続されており、また、
エネルギ制御抵抗を介して第２および第３の抵抗のグル
ープに接続されている）には外部との接続のための金属
接点が含まれており、また、このようなノードと抵抗と
の間の接続は適当に形成された金属化部からなっている
。
ッドは、薄膜構造において有利に実施されるものであり
、ここでのエネルギ制御抵抗は、インク発射抵抗の形成
のために用いられたと同様なステップおよび同様な材料
層をもって形成されている。このような実施においては
、制御ノードおよび第１の初期給電ノード（これは第１
の抵抗のグループに対して直接接続されており、また、
エネルギ制御抵抗を介して第２および第３の抵抗のグル
ープに接続されている）には外部との接続のための金属
接点が含まれており、また、このようなノードと抵抗と
の間の接続は適当に形成された金属化部からなっている
。
【００１６】ここで特に図２を参照すると、本発明によ
る熱インク・ジェット・プリントヘッドの薄膜の実施例
にかかる一つのインク滴発生器が、拡大断面図として示
されている。それに含まれている基板４１１は例えばシ
リコンまたはガラスからなるものであり、熱障壁バリア
または容量層４１３がその上に配置されている。タンタ
ル・アルミニュームからなる抵抗層４１５は、熱障壁上
に形成されていて、インク発射ノズル構造部の下部にな
る領域にまで伸長されている。例えば僅かな割合の銅が
ドーピングされたアルミニュームからなる金属化層４１
７は、抵抗層４１５の上部に配置されている。これらの
抵抗層４１５および金属化層４１７は、相互接続パッド
４２７が横たわる基板の端部までは伸長していないが、
これについては更に説明される。
る熱インク・ジェット・プリントヘッドの薄膜の実施例
にかかる一つのインク滴発生器が、拡大断面図として示
されている。それに含まれている基板４１１は例えばシ
リコンまたはガラスからなるものであり、熱障壁バリア
または容量層４１３がその上に配置されている。タンタ
ル・アルミニュームからなる抵抗層４１５は、熱障壁上
に形成されていて、インク発射ノズル構造部の下部にな
る領域にまで伸長されている。例えば僅かな割合の銅が
ドーピングされたアルミニュームからなる金属化層４１
７は、抵抗層４１５の上部に配置されている。これらの
抵抗層４１５および金属化層４１７は、相互接続パッド
４２７が横たわる基板の端部までは伸長していないが、
これについては更に説明される。
【００１７】金属化層４１７は、適当なマスキングおよ
びエッチングによって規定される金属化トレースからな
るものである。この金属化層４１７のマスキングおよび
エッチングにより、抵抗領域の規定もなされる。特に、
抵抗層４１５のマスキングおよびエッチングに代えて、
抵抗領域の箇所における金属トレース内にギャップを生
成させることにより、導電性トレース内のギャップにお
いて配置される抵抗層４１５の部分を導電経路に強制的
に含ませるようにして、ある所与の導電経路に対する抵
抗の形成がなされる。これと別のやり方について述べる
と、抵抗領域の周辺上の異なる箇所において終端する第
１および第２の金属トレースを生成させることにより、
抵抗領域の規定がなされる。該第１およぴ第２のトレー
スで構成される抵抗の端子またはリードには、第１およ
び第２のトレースの終端部の間に、抵抗層の部位が効果
的に含まれている。
びエッチングによって規定される金属化トレースからな
るものである。この金属化層４１７のマスキングおよび
エッチングにより、抵抗領域の規定もなされる。特に、
抵抗層４１５のマスキングおよびエッチングに代えて、
抵抗領域の箇所における金属トレース内にギャップを生
成させることにより、導電性トレース内のギャップにお
いて配置される抵抗層４１５の部分を導電経路に強制的
に含ませるようにして、ある所与の導電経路に対する抵
抗の形成がなされる。これと別のやり方について述べる
と、抵抗領域の周辺上の異なる箇所において終端する第
１および第２の金属トレースを生成させることにより、
抵抗領域の規定がなされる。該第１およぴ第２のトレー
スで構成される抵抗の端子またはリードには、第１およ
び第２のトレースの終端部の間に、抵抗層の部位が効果
的に含まれている。
【００１８】抵抗領域は、インク発射抵抗４１６および
エネルギ制御抵抗４１８に対して規定されている。
エネルギ制御抵抗４１８に対して規定されている。
【００１９】例えば炭化シリコンおよび窒化シリコンか
らなる第１の不活性層４１９は、金属化層４１７、抵抗
層４１５の露出部位、および、基板の端部における熱障
壁層４１３の露出部位の上部に配置されている。
らなる第１の不活性層４１９は、金属化層４１７、抵抗
層４１５の露出部位、および、基板の端部における熱障
壁層４１３の露出部位の上部に配置されている。
【００２０】タンタルからなる第２の不活性層４２１は
、インク発射抵抗４１６およびエネルギ制御抵抗４１８
が横たわる第１の不活性層４１９の上部に配置されてお
り、また、基板の端部における第１の不活性層４１９の
上部にも配置されている。タンタルの不活性層４２１が
インク発射抵抗の上部に横たわっていることから、該イ
ンク発射抵抗４１６の上部に横たわるインク収容チャン
バ４２３の底壁を形成するようにされている。基板の端
部における第２の不活性層４２１は、第１の不活性層に
おける適当なバイア（ｖｉａ）を介して金属化層４１７
に接触している。インク収容チャンバ４２３は、その内
部に開口部を有しており、タンタルの不活性層４２１を
露出させている、適当なインク障壁層４２５によって更
に規定されている。
、インク発射抵抗４１６およびエネルギ制御抵抗４１８
が横たわる第１の不活性層４１９の上部に配置されてお
り、また、基板の端部における第１の不活性層４１９の
上部にも配置されている。タンタルの不活性層４２１が
インク発射抵抗の上部に横たわっていることから、該イ
ンク発射抵抗４１６の上部に横たわるインク収容チャン
バ４２３の底壁を形成するようにされている。基板の端
部における第２の不活性層４２１は、第１の不活性層に
おける適当なバイア（ｖｉａ）を介して金属化層４１７
に接触している。インク収容チャンバ４２３は、その内
部に開口部を有しており、タンタルの不活性層４２１を
露出させている、適当なインク障壁層４２５によって更
に規定されている。
【００２１】金領域層４２７は基板の端部における第２
の不活性層４２１の上部に配置されており、また、基板
の端部において、第２の不活性層によって、金属化層に
導電的に接続される相互接続パッドを形成するようにさ
れている。
の不活性層４２１の上部に配置されており、また、基板
の端部において、第２の不活性層によって、金属化層に
導電的に接続される相互接続パッドを形成するようにさ
れている。
【００２２】それぞれのインク・チャンバ４２３に対す
るノズル開口部４３１を有するオリフィス・プレート４
２９は、インク障壁層４２５上に配置されている。
るノズル開口部４３１を有するオリフィス・プレート４
２９は、インク障壁層４２５上に配置されている。
【００２３】タンタルの不活性層４２１により、潰れて
いく駆動用バブルの空洞化圧力を吸収してインク発射抵
抗に対する機械的な不活性部が生成され、金領域に対す
る接着層が生成され、更に、基板の端部における相互接
続パッドに対する特別な機械的タフネスが生成される。 エネルギ制御抵抗に対しては、タンタルの不活性層によ
って、熱消散のための熱的に抵抗の低い経路が有利に生
成される。エネルギ制御抵抗の、より低く、より安定的
な局部動作温度が、温度の変動に基づく抵抗性の変化を
最小にすることにより、更に首尾一貫した制御のために
提供される。ここで注目されることは、エネルギ制御抵
抗の上部のインク障壁層４２５における開口部が、オリ
フィス・プレート４２９に対する放射熱の転移を許容す
るように生成できるということである。
いく駆動用バブルの空洞化圧力を吸収してインク発射抵
抗に対する機械的な不活性部が生成され、金領域に対す
る接着層が生成され、更に、基板の端部における相互接
続パッドに対する特別な機械的タフネスが生成される。 エネルギ制御抵抗に対しては、タンタルの不活性層によ
って、熱消散のための熱的に抵抗の低い経路が有利に生
成される。エネルギ制御抵抗の、より低く、より安定的
な局部動作温度が、温度の変動に基づく抵抗性の変化を
最小にすることにより、更に首尾一貫した制御のために
提供される。ここで注目されることは、エネルギ制御抵
抗の上部のインク障壁層４２５における開口部が、オリ
フィス・プレート４２９に対する放射熱の転移を許容す
るように生成できるということである。
【００２４】ここで図３を参照すると、ノズル・オリフ
ィス・プレートによってカバーされるような、インク・
ジェット・ノズル構造体のグループのための抵抗領域４
１６およびインク・チャンバ４２３の輪郭を表す概略的
な斜視図が示されている。インク・チャンバ４２３に対
してインクが供給されるホール４３１は、例えばレーザ
によるドリル操作やサンド・ブラスト操作によって形成
されるものであって、基板や幾つかの層を通過するよう
にされて、その上部に配置されている。例示的に図３に
示されている抵抗領域４１６は、共通のインク供給に関
連するものとしてであって、図１における概略的なプリ
ントヘッド回路の抵抗グループの一つに対する抵抗を構
成するようにされている。
ィス・プレートによってカバーされるような、インク・
ジェット・ノズル構造体のグループのための抵抗領域４
１６およびインク・チャンバ４２３の輪郭を表す概略的
な斜視図が示されている。インク・チャンバ４２３に対
してインクが供給されるホール４３１は、例えばレーザ
によるドリル操作やサンド・ブラスト操作によって形成
されるものであって、基板や幾つかの層を通過するよう
にされて、その上部に配置されている。例示的に図３に
示されている抵抗領域４１６は、共通のインク供給に関
連するものとしてであって、図１における概略的なプリ
ントヘッド回路の抵抗グループの一つに対する抵抗を構
成するようにされている。
【００２５】本発明における薄膜の実施は、科学的な蒸
着、ホトレジストの堆積、マスキング、現像処理および
エッチングを含む、標準的な薄膜技術に従って容易にな
される。オリフィス・プレートの形成は、電気メッキ処
理の応用である既知の電気的形成のプロセスに従ってな
される。プロセス操作の例および考察については、先行
の背景部において認められた参照例に開示されている。
着、ホトレジストの堆積、マスキング、現像処理および
エッチングを含む、標準的な薄膜技術に従って容易にな
される。オリフィス・プレートの形成は、電気メッキ処
理の応用である既知の電気的形成のプロセスに従ってな
される。プロセス操作の例および考察については、先行
の背景部において認められた参照例に開示されている。
【００２６】本発明について前述された実施においては
、インク発射抵抗グループの液滴発生器に対する共通の
リターン経路内にエネルギ制御抵抗を配置するようにさ
れているが、このエネルギ制御抵抗を別の構成にするこ
とができる。例えば、必要に応じて、エネルギ制御抵抗
を、インク発射抵抗に対して分離して設けることができ
る。しかしながら、ここで注意されることは、共通のリ
ターンにおいてエネルギ制御抵抗を用いることで、より
少ない集積回路ダイの領域の使用および熱的な逆効果の
減少という利点がもたらされることである。特に、局部
動作温度を最低に維持するために、また、名目的な抵抗
での熱的な効果を回避するために、共通のリターン経路
におけるエネルギ制御抵抗を、便宜的に十分に大きくし
ておくことができる。更に、共通のエネルギ制御抵抗は
、集積回路ダイの液滴発生器領域の周辺の局部的な基板
の温度に対するその効果を減退させるように、発射抵抗
から便宜的に離して配置することができる。それぞれの
インク発射抵抗が個別の駆動回路備えている実施におい
ては、それぞれのエネルギ制御抵抗が各インク発射抵抗
に対して設けられるべきである。
、インク発射抵抗グループの液滴発生器に対する共通の
リターン経路内にエネルギ制御抵抗を配置するようにさ
れているが、このエネルギ制御抵抗を別の構成にするこ
とができる。例えば、必要に応じて、エネルギ制御抵抗
を、インク発射抵抗に対して分離して設けることができ
る。しかしながら、ここで注意されることは、共通のリ
ターンにおいてエネルギ制御抵抗を用いることで、より
少ない集積回路ダイの領域の使用および熱的な逆効果の
減少という利点がもたらされることである。特に、局部
動作温度を最低に維持するために、また、名目的な抵抗
での熱的な効果を回避するために、共通のリターン経路
におけるエネルギ制御抵抗を、便宜的に十分に大きくし
ておくことができる。更に、共通のエネルギ制御抵抗は
、集積回路ダイの液滴発生器領域の周辺の局部的な基板
の温度に対するその効果を減退させるように、発射抵抗
から便宜的に離して配置することができる。それぞれの
インク発射抵抗が個別の駆動回路備えている実施におい
ては、それぞれのエネルギ制御抵抗が各インク発射抵抗
に対して設けられるべきである。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるイン
ク・ジェット・プリントヘッド構造体は、１個または複
数個のプリントヘッドを含むことができるプリントヘッ
ド・システムの加熱要素に対して異なるエネルギ・レベ
ルを付与するためのものであって、付加的な製造上のス
テップを必要とするものではない。加熱要素に対して付
与されるエネルギ・レベルを制御することにより、その
実行能力および信頼度が改善され、また、その操作上の
感度が減退される。開示されたプリントヘッド構造体に
よれば、実在する生産品の再構成をすることなく、この
ように実在する生産品の使用をするために、異なるエネ
ルギの要求を有する新規なプリントヘッドの設計が迅速
に実施される。また、異なるエネルギの要求への補償が
可能であることから、将来の生産品のデザインが簡略化
される。
ク・ジェット・プリントヘッド構造体は、１個または複
数個のプリントヘッドを含むことができるプリントヘッ
ド・システムの加熱要素に対して異なるエネルギ・レベ
ルを付与するためのものであって、付加的な製造上のス
テップを必要とするものではない。加熱要素に対して付
与されるエネルギ・レベルを制御することにより、その
実行能力および信頼度が改善され、また、その操作上の
感度が減退される。開示されたプリントヘッド構造体に
よれば、実在する生産品の再構成をすることなく、この
ように実在する生産品の使用をするために、異なるエネ
ルギの要求を有する新規なプリントヘッドの設計が迅速
に実施される。また、異なるエネルギの要求への補償が
可能であることから、将来の生産品のデザインが簡略化
される。
【図１】本発明による熱プリントヘッドの回路図である
。
。
【図２】本発明による熱インクジェット・プリントヘッ
ドの薄膜実施例の断面図である。
ドの薄膜実施例の断面図である。
【図３】インク滴発生器のグループに関する抵抗領域及
びインク・チャンバ領域を示す概略斜視図である。
びインク・チャンバ領域を示す概略斜視図である。
１０，２０，３０：抵抗グループ
１１９：制御ロジック回路
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に形成された複数のインク発射用薄
膜抵抗と、前記インク発射抵抗にエネルギを導く相互接
続回路と、前記インク発射抵抗の１つ以上に供給された
エネルギを制御する１つ以上のエネルギ制御薄膜抵抗と
、前記薄膜インク発射抵抗の各１つに隣接する前記基板
上にそれぞれ形成された複数のインク収容チャンバと、
前記チャンバ上に固定され、前記チャンバとそれぞれ関
連する複数のノズルを備えたオリフィス・プレートと、
を備えて成るインク・ジェット・プリントヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US577911 | 1984-02-07 | ||
| US07/577,911 US5187500A (en) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | Control of energy to thermal inkjet heating elements |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04251751A true JPH04251751A (ja) | 1992-09-08 |
| JP3235849B2 JP3235849B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=24310648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25476491A Expired - Lifetime JP3235849B2 (ja) | 1990-09-05 | 1991-09-05 | インク・ジェット・プリンタ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5187500A (ja) |
| EP (1) | EP0475235B1 (ja) |
| JP (1) | JP3235849B2 (ja) |
| CA (1) | CA2048277C (ja) |
| DE (1) | DE69117841T2 (ja) |
| HK (1) | HK18597A (ja) |
| SG (1) | SG73364A1 (ja) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG47435A1 (en) * | 1992-10-08 | 1998-04-17 | Hewlett Packard Co | Printhead with reduced interconnections to a printer |
| US5710581A (en) * | 1994-07-29 | 1998-01-20 | Hewlett-Packard Company | Inkjet printhead having intermittent nozzle clearing |
| US5901425A (en) | 1996-08-27 | 1999-05-11 | Topaz Technologies Inc. | Inkjet print head apparatus |
| KR100209515B1 (ko) * | 1997-02-05 | 1999-07-15 | 윤종용 | 자성잉크를 이용한 잉크젯 프린터의 분사 장치 및 방법 |
| US6155674A (en) * | 1997-03-04 | 2000-12-05 | Hewlett-Packard Company | Structure to effect adhesion between substrate and ink barrier in ink jet printhead |
| US6209991B1 (en) | 1997-03-04 | 2001-04-03 | Hewlett-Packard Company | Transition metal carbide films for applications in ink jet printheads |
| IT1293885B1 (it) | 1997-04-16 | 1999-03-11 | Olivetti Canon Ind Spa | Dispositivo e metodo per controllare l'energia fornita ad un resistore di emissione di una testina di stampa termica a getto di inchiostro e |
| US6659596B1 (en) * | 1997-08-28 | 2003-12-09 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ink-jet printhead and method for producing the same |
| US6293654B1 (en) | 1998-04-22 | 2001-09-25 | Hewlett-Packard Company | Printhead apparatus |
| US6126277A (en) * | 1998-04-29 | 2000-10-03 | Hewlett-Packard Company | Non-kogating, low turn on energy thin film structure for very low drop volume thermal ink jet pens |
| US6461812B2 (en) * | 1998-09-09 | 2002-10-08 | Agilent Technologies, Inc. | Method and multiple reservoir apparatus for fabrication of biomolecular arrays |
| US6331049B1 (en) | 1999-03-12 | 2001-12-18 | Hewlett-Packard Company | Printhead having varied thickness passivation layer and method of making same |
| US6299292B1 (en) * | 1999-08-10 | 2001-10-09 | Lexmark International, Inc. | Driver circuit with low side data for matrix inkjet printhead, and method therefor |
| US6139131A (en) * | 1999-08-30 | 2000-10-31 | Hewlett-Packard Company | High drop generator density printhead |
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