JPH0885211A

JPH0885211A - プリンタヘッド

Info

Publication number: JPH0885211A
Application number: JP6223357A
Authority: JP
Inventors: Toyoji Tsunoda; 豊慈角田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-09-19
Filing date: 1994-09-19
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】インク供給孔の間隔を狭くしても十分な強度
を有し生産が容易で、インクの封止が十全にできるとと
もに、サイズを小型化することのできるプリンタヘッド
を提供することを目的とする。【構成】基板３に穿孔された複数のインク供給路７
と、インク供給路７の外周部に複数連設されたインク流
路と、インク流路に連設された壁面に対向する面に配設
された１対の電極と、電極に配線された信号発生装置
と、を備えたプリンタヘッドであって、インク供給路７
が、その配列方向に対して所定の角度だけ傾斜させて基
板３に穿孔して形成されている構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般紙、フィルム、封筒
などに印刷するプリンタ、プロッタ、複写機、ファクシ
ミリ装置などに用いられるインクジェット記録装置のイ
ンク吐出部であるプリンタヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリンタは印字の高速化、カラー
化、低騒音化の要求が高まってきており、中でもこれら
の要求を満たすものとしてインクジェットプリンタが注
目されてきている。

【０００３】インクジェット記録方式としては電気機械
エネルギ変換いわゆるピエゾ効果を利用したもの、静電
的に吸引してインク液滴を飛翔させるもの、またジュー
ル熱発生によるいわゆるサーマルヘッドによりインク液
滴を吐出させるものが実用化されている。特に、ジュー
ル熱を利用したいわゆるバブルジェットは構造が簡単で
あり、薄膜プロセスないしは半導体プロセスを利用して
インク吐き出し部を高密度に配列することができるた
め、印字品質を向上したり、高速の印字を行わせるのに
適している。

【０００４】以下に従来のプリンタヘッドについて説明
する。図５（ａ）は従来のプリンタヘッドの要部平面図
であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’線の断面端
面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）において、１は
気泡の発生する約１００μｍの径の沸騰室、２は沸騰室
１の上壁部に穿孔された３０〜４０μｍの径のノズル
孔、３は沸騰室１の底部を形成するガラスからなり厚さ
が０．５〜１ｍｍである基板、４は沸騰室１の底部に配
設された蒸着またはスパッタリングにより形成されホト
リソグラフィ法により所定の電極形状に加工されタンタ
ル、チタン、タングステン、あるいはこれらの窒化物か
らなる電極幅が２０〜４０μｍであり電極間の距離が５
〜１５μｍである１対の電極、５は電極４及び基板３上
に積層された有機高分子膜からなる絶縁膜、６は沸騰室
１に連設された幅３０〜５０μｍのインク流路、７はイ
ンク流路６に連設された超音波ホーニングまたはサンド
ブラストにより形成されたインク供給路、８は沸騰室１
の上壁面及び側壁面を形成するポリイミド樹脂からなる
厚さ７０〜１００μｍのノズル板、９はノズル板８と基
板３を接着する接着剤層、１０はインクが沸騰して生じ
たバブル、１１は電極４に配線された信号発生装置であ
る。

【０００５】また図６は従来のプリンタヘッドのインク
供給路を穿孔された基板の平面図である。ここで、３は
基板、７はインク供給路である。図７は従来のプリンタ
ヘッドのインク供給路の断面図である。ここで、３は基
板、８はノズル板、１２はインクタンクとインク供給路
７を連通するインク供給部材、１３は基板３とインク供
給部材１２とを接着する接着層である。図６に示すよう
に、カラーインクジェット記録ヘッドの場合、シアン、
マゼンタ、イエローの３色インクを供給するための３個
の細長状のインク供給路７が長手方向に一列に配列され
ている。また図７に示すように、インク供給路７の下部
はインク供給部材１２によりインクタンクに連通されて
おり、基板３とインク供給部材１２との接続面は接着層
１３により接着され、インクが漏れないようにシールさ
れている。

【０００６】以上のよう構成されたプリンタヘッドにつ
いて、以下その動作について説明する。まず、沸騰室
１、インク流路６にはインク供給路７から供給されたイ
ンクが充満している。信号発生装置１１で発生された高
周波の交番電圧は電極４間に電圧を印加する。次に、電
極４間に充満しているインク中に電流が発生する。イン
クは所定の体積電気抵抗率を有するので、インク中にジ
ュール熱が発生する。その結果、インクの温度が上昇
し、沸騰室１内の電極４上にバブル１０が発生する。こ
のバブル１０が大きくなると、沸騰室１内の圧力が急激
に上昇し、沸騰室１内のインクがノズル孔２から記録媒
体（図示せず）に向かって吐出する。沸騰室１及びイン
ク流路６にインク供給路７からインクを供給して、イン
ク吐出の一サイクルを完了する。信号発生装置１１から
の信号に応じてこのサイクルを繰り返すことにより記録
媒体に任意の連続的なドットが形成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のプリンタヘッドでは、プリンタヘッドを小型化した場
合、インク供給路の間隔が狭くなり基板の強度が低くな
り、インク供給路の配列方向に割れが生じるという問題
点を有していた。また、インク供給路の間隔が狭くなる
ので、基板を支持しているインク供給部材の肉厚が薄く
なり、インク供給部材を成形する金型の加工が困難にな
るという問題点を有していた。さらに、基板とインク供
給部材を接着する接着層がインク供給路の間で接着面積
が小さくなり、インクの封止が完全にできないという問
題点を有していた。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、インク供給路の間隔を狭くしても十分な強度を有し
生産が容易で、インクの封止が十分にできるとともに、
サイズを小型化することのできるプリンタヘッドを提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載のプリンタヘッドは、基板に
穿孔された複数のインク供給路と、インク供給路の外周
部に複数連設されたインク流路と、インク流路に連設さ
れた沸騰室と、沸騰室の壁面に穿孔されたノズル孔と、
ノズル孔が穿孔された壁面に対向する面に配設された１
対の電極と、電極に配線された信号発生装置と、を備え
たプリンタヘッドであって、複数のインク供給路が、そ
の配列方向に対して所定の角度だけ傾斜させて基板に穿
孔して形成されている構成からなる。

【００１０】本発明の請求項２に記載のプリンタヘッド
は、請求項１において、インク供給路が、細長状の凹部
と凹部の略中央に穿孔されたインク供給用の孔部とを有
する構成からなる。

【００１１】本発明の請求項３に記載のプリンタヘッド
は、請求項１において、インク供給路が、細長状の凹部
と凹部の端部に連通されたインク通路を有する構成から
なる。

【００１２】ここで、インク供給路の形状は、細長状、
楕円状、長方形状等が用いられる。傾斜角度θは１０〜
４５°が好適に用いられる。傾斜角度が１０°未満にな
るにつれインク供給路の間隔を大きくする効果が少なく
なる傾向があり、４５°を越えるにつれインク流路の配
設が困難となる傾向となり、それぞれ好ましくない。

【００１３】

【作用】この構成によって、インク供給路の間隔が十分
大きくなるので、インク供給路間の基板の強度を高くす
ることができ、プリンタヘッドを小型化することができ
る。また、インク供給路を接近させて配設しても、イン
ク供給路の間隔が十分大きいので、インク供給部材の肉
厚を厚くすることができる。さらに、インク供給部材の
肉厚が厚いので、接着層が十分広く形成されるので、イ
ンクの封止を十全に行うことができる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）以下第１実施例について、図面を参照しな
がら説明する。図１は第１実施例におけるプリンタヘッ
ドの要部平面図である。図２は第１実施例におけるプリ
ンタヘッドのインク供給路を穿孔された基板の平面図で
ある。図１及び図２において、１は沸騰室、２はノズル
孔、３は基板、４は電極、５は絶縁膜、６はインク流
路、７はインク供給路、１１は信号発生装置である。こ
れらは従来例と同様のものであり、同一の符号を付けて
説明を省略する。

【００１５】細長状のインク供給路７はインク供給路７
の配列方向に対して長手方向が所定の傾斜角度を持って
基板３に配列、穿孔されている。インク供給路７の幅が
０．３〜０．５ｍｍ、長さが６ｍｍ（３００ｄｐｉの密
度でインクを吐出させる場合に相当する。）の場合、イ
ンク供給路７を１０°傾斜したらインク供給路７の間隔
は１ｍｍとなる。またインク供給路７を２０°傾斜した
らインク供給路７の間隔は２ｍｍとなる。

【００１６】以上のように本実施例によれば、細長状の
インク供給路７がインク供給路７の配列方向に対して所
定の角度だけ傾斜して基板３に穿孔されているので、イ
ンク供給路７の間隔を広くすることができる。従って、
プリンタヘッドを小型化してもインク供給路７間の基板
３の強度が低くなることがない。また、基板３を支持す
るインク供給部材の肉厚を厚くすることができるので、
インク供給部材の成形に用いる金型を加工することが容
易であり、インク供給部材の生産性が向上し、プリンタ
ヘッドの生産歩留りが上昇する。また、インク供給部材
の肉厚が厚いので、インク供給部材と基板３とを接着す
る接着層を十分に大きくすることができ、接着層からの
インクの漏れを防止することができる。さらに、ノズル
供給孔の配列を傾けることは、ノズル孔２の配置を傾斜
することができるので、インクジェット記録時の紙送り
方向に密度の高い印字を行わせることができる。

【００１７】（実施例２）以下第２実施例について、図
面を参照しながら説明する。図３（ａ）は第２実施例に
おけるプリンタヘッドのインク供給路を穿孔された基板
の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’線
断面端面図である。第２実施例は、沸騰室、ノズル孔、
基板、電極、インク流路、及び信号発生装置を有する。
これらは従来例と同様のものであり、説明を省略する。

【００１８】図３（ａ）に示すように、インク供給路７
はインク供給路７の配列方向に所定の角度で傾斜されて
形成されている。また図３（ｂ）に示すように、インク
供給路７は、細長状の凹部と、凹部の中央部に穿孔され
たインク供給用の孔部１４とを有している。

【００１９】以上のように本実施例によれば、インク供
給路７が細長状の凹部と凹部の中央部に穿孔されたイン
ク供給用の孔部１４とを設けているので、インク供給路
７を基板３上で接近させて穿孔しても、孔部１４の間隔
は十分に離れており、基板３を支持するインク供給部材
を肉厚に成形することができる。従って、インク供給部
材の成形が容易であり、接着層も十分大きくすることが
できるので、インクの封止を十全に行うことができる。

【００２０】（実施例３）以下第３実施例について、図
面を参照しながら説明する。図４は第３実施例における
プリンタヘッドのインク供給路を穿孔された基板の平面
図である。第４実施例は、沸騰室、ノズル孔、基板、電
極、インク流路、及び信号発生装置を有する。これらは
従来例と同様のものであり、説明を省略する。

【００２１】図４に示すように、インク供給路７はイン
ク供給路７の配列方向に所定の角度で傾斜されて形成さ
れている。またインク供給路７は細長状の凹部と凹部の
端部に連通されたインク通路１５を有する。

【００２２】以上のように本実施例によれば、インク供
給路７が細長状の凹部と凹部の端部に連通されたインク
通路１５を設けているので、各インク供給路７のインク
通路１５が離れて設けられている。従ってインク供給部
材を微細に成形する必要がなく、プリンタヘッドの生産
を容易にすることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明は、インク供給路
が、その配列方向に対して所定の角度だけ傾斜させて基
板に穿孔して形成されているので、インク供給路を接近
させて基板に穿孔して形成してもインク供給路の間隔が
十分にある。従って、インク供給路の間隔にある基板の
強度が高くなり、プリンタヘッドを小型化することがで
きる。また、インク供給路の間隔が十分あるので、基板
を支持するインク供給部材の肉厚を厚くすることがで
き、インク供給部材の成形が容易であり、プリンタヘッ
ドの生産性を上げることができる。さらに、インク供給
部材と基板との接触面にある接着層も十分な大きさで成
形することができるので、インクの漏れを防止すること
のできる優れたプリンタヘッドを実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例におけるプリンタヘッドの要部平面
図

【図２】第１実施例におけるプリンタヘッドのインク供
給路を穿孔された基板の平面図

【図３】（ａ）第２実施例におけるプリンタヘッドのイ
ンク供給路を穿孔された基板の平面図（ｂ）図３（ａ）のＡ−Ａ’線断面端面図

【図４】第３実施例におけるプリンタヘッドのインク供
給路を穿孔された基板の平面図

【図５】（ａ）従来のプリンタヘッドの要部平面図（ｂ）図５（ａ）のＡ−Ａ’線の断面端面図

【図６】従来のプリンタヘッドのインク供給路を穿孔さ
れた基板の平面図

【図７】従来のプリンタヘッドのインク供給路の断面図

【符号の説明】

１沸騰室２ノズル孔３基板４電極５絶縁膜６インク流路７インク供給路８ノズル板９接着剤層１０バブル１１信号発生装置１２インク供給部材１３接着層１４孔部１５インク通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に穿孔された複数のインク供給路と、
前記インク供給路の外周部に複数連設されたインク流路
と、前記インク流路に連設された沸騰室と、前記沸騰室
の壁面に穿孔されたノズル孔と、前記ノズル孔が穿孔さ
れた壁面に対向する面に配設された１対の電極と、前記
電極に配線された信号発生装置と、を備えたプリンタヘ
ッドであって、複数の前記インク供給路が、その配列方
向に対して所定の角度だけ傾斜させて基板に穿孔して形
成されていることを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項２】前記インク供給路が、細長状の凹部と前記
凹部の略中央に穿孔されたインク供給用の孔部とを有す
ることを特徴とする請求項１に記載のプリンタヘッド。
【請求項３】前記インク供給路が、細長状の凹部と前記
凹部の端部に連通されたインク通路を有することを特徴
とする請求項１に記載のプリンタヘッド。