JPH09150516A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
- Publication number
- JPH09150516A JPH09150516A JP7309499A JP30949995A JPH09150516A JP H09150516 A JPH09150516 A JP H09150516A JP 7309499 A JP7309499 A JP 7309499A JP 30949995 A JP30949995 A JP 30949995A JP H09150516 A JPH09150516 A JP H09150516A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- heating element
- thickness
- layer
- ink
- Prior art date
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- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】印字が重ならないようにして、さらに一定サイ
ズの印字ドット径が安定的に得られる高品質かつ高信頼
性ならびに長寿命のインクジェットヘッドを提供する。 【解決手段】基板１６上に蓄熱層３と抵抗体層４とを順
次形成し、個別電極５と共通電極６とを抵抗体層４上に
対向するように配し、保護層８と耐キャビテーション層
９とを順次設けたサーマルヘッド１５と、流路部１３
と、インク液滴を吐出するオリフィス１１が設けられた
プレート１２とを具備し、さらに温度伝導率ａ1 の基板
１６の裏面に発熱素子１７のアレイにそって基板厚みｄ
1 となる溝１８を形成して、溝１８に基板厚みｄ2 、温
度伝導率ａ2 （ただし、ａ2 ＞ａ1）の補強部材１９を
埋設し、かつ駆動パルス幅ｔおよび駆動パルス周期Ｔと
で所定の関係式をなしたインクジェットヘッド１４。
ズの印字ドット径が安定的に得られる高品質かつ高信頼
性ならびに長寿命のインクジェットヘッドを提供する。 【解決手段】基板１６上に蓄熱層３と抵抗体層４とを順
次形成し、個別電極５と共通電極６とを抵抗体層４上に
対向するように配し、保護層８と耐キャビテーション層
９とを順次設けたサーマルヘッド１５と、流路部１３
と、インク液滴を吐出するオリフィス１１が設けられた
プレート１２とを具備し、さらに温度伝導率ａ1 の基板
１６の裏面に発熱素子１７のアレイにそって基板厚みｄ
1 となる溝１８を形成して、溝１８に基板厚みｄ2 、温
度伝導率ａ2 （ただし、ａ2 ＞ａ1）の補強部材１９を
埋設し、かつ駆動パルス幅ｔおよび駆動パルス周期Ｔと
で所定の関係式をなしたインクジェットヘッド１４。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクを加熱してイ
ンク液滴をオリフィスより吐出させることで記録をおこ
なうインクジェットヘッドに関するものである。
ンク液滴をオリフィスより吐出させることで記録をおこ
なうインクジェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットヘッドは普通紙に記録で
きる簡便性と高画質性とがあって、さらにカラー用とし
てもシリアルタイプが主流となっている。しかし、１枚
のカラー画像を印画するための所要時間が長いという問
題点があるので、この問題点を解消するためにラインタ
イプのインクジェットヘッドが望まれている。
きる簡便性と高画質性とがあって、さらにカラー用とし
てもシリアルタイプが主流となっている。しかし、１枚
のカラー画像を印画するための所要時間が長いという問
題点があるので、この問題点を解消するためにラインタ
イプのインクジェットヘッドが望まれている。
【０００３】すでに提案されたラインタイプのインクジ
ェットヘッドを図６と図７により説明する。図６はイン
クジェットヘッド１の要部構成を示す破断面斜視図であ
り、図７は図６中の切断面線Ｘ−Ｘによる断面図であ
る。
ェットヘッドを図６と図７により説明する。図６はイン
クジェットヘッド１の要部構成を示す破断面斜視図であ
り、図７は図６中の切断面線Ｘ−Ｘによる断面図であ
る。
【０００４】２はＳｉからなる厚み０．５〜１．０ｍｍ
の長尺状の基板、３は基板２上に設けた厚み１μｍ程度
のＳｉＯ2 からなる蓄熱層、４は蓄熱層３上に設けたＴ
ａ−Ａｌやポリシリコンなどからなる厚み１０００〜２
０００Å程度の抵抗体層であり、この抵抗体層４上には
Ａｌなどからなる厚み１μｍ程度の個別電極５と共通電
極６とを対向するように配設し、これによって個別電極
５と共通電極６との間に発熱領域７を形成し、かかる発
熱領域７を多数配列することによって発熱素子アレイと
なす。
の長尺状の基板、３は基板２上に設けた厚み１μｍ程度
のＳｉＯ2 からなる蓄熱層、４は蓄熱層３上に設けたＴ
ａ−Ａｌやポリシリコンなどからなる厚み１０００〜２
０００Å程度の抵抗体層であり、この抵抗体層４上には
Ａｌなどからなる厚み１μｍ程度の個別電極５と共通電
極６とを対向するように配設し、これによって個別電極
５と共通電極６との間に発熱領域７を形成し、かかる発
熱領域７を多数配列することによって発熱素子アレイと
なす。
【０００５】また、ＳｉＮなどからなる保護層８を厚み
１〜２μｍ程度で被覆し、この保護層８の上にはＴａな
どからなる耐キャビテーション層９を厚み０．５〜２μ
ｍ程度で形成し、そして、発熱領域７の周辺にシリコー
ンやエポキシなどの樹脂からなる流路用の壁１０を設け
て、さらにインクドロップレットを排出するための排出
口であるオリフィス１１が個々の発熱領域７毎に配列さ
れたＮｉやポリイミド樹脂などからなるオリフィスプレ
ート１２（以下、プレート１２とする）を配設し、これ
ら壁１０とプレート１２とで囲まれた空間領域に水溶性
インクを各々の発熱領域７へ導入する、いわゆるインク
流路を構成する流路部１３となす。
１〜２μｍ程度で被覆し、この保護層８の上にはＴａな
どからなる耐キャビテーション層９を厚み０．５〜２μ
ｍ程度で形成し、そして、発熱領域７の周辺にシリコー
ンやエポキシなどの樹脂からなる流路用の壁１０を設け
て、さらにインクドロップレットを排出するための排出
口であるオリフィス１１が個々の発熱領域７毎に配列さ
れたＮｉやポリイミド樹脂などからなるオリフィスプレ
ート１２（以下、プレート１２とする）を配設し、これ
ら壁１０とプレート１２とで囲まれた空間領域に水溶性
インクを各々の発熱領域７へ導入する、いわゆるインク
流路を構成する流路部１３となす。
【０００６】かくして上記ラインタイプのインクジェッ
トヘッド１によれば、オリフィス１１が、たとえば５０
μｍの径で、３００ＤＰＩの間隔で２０００〜３０００
素子になるように配列され、この配列でもって副走査方
向に各オリフィス１１が適宜インクを放出し、このよう
な１次元的な印画とともに、インクジェットヘッド１が
主走査方向に移動することで、２次元的に印画がおこな
われる。
トヘッド１によれば、オリフィス１１が、たとえば５０
μｍの径で、３００ＤＰＩの間隔で２０００〜３０００
素子になるように配列され、この配列でもって副走査方
向に各オリフィス１１が適宜インクを放出し、このよう
な１次元的な印画とともに、インクジェットヘッド１が
主走査方向に移動することで、２次元的に印画がおこな
われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記イ
ンクジェットヘッド１においては、通常、印画周期が１
００μ秒（１０ｋＨｚ）〜１５０μ秒（６．７ｋＨｚ）
で駆動されているが、さらに１０ｋＨｚを越えるぐらい
に高速駆動して印画速度を高めようとすると、各発熱素
子において、発生熱を印字周期内に適宜廃熱することが
できなくなり、これによって印字が重ねられ、さらに基
板温度の上昇に伴って発熱素子の表面温度が漸次上昇
し、そのために吐出圧力も上昇し、吐出するインクドロ
ップレットのサイズが異なったり、もしくは体積が大き
くなって、印字ドット径が大きくなり、その結果、不揃
いの印字ドット径になったり、にじみが生じ、その上、
発熱素子の寿命が短くなり、早期に破壊するなどの問題
点があった。
ンクジェットヘッド１においては、通常、印画周期が１
００μ秒（１０ｋＨｚ）〜１５０μ秒（６．７ｋＨｚ）
で駆動されているが、さらに１０ｋＨｚを越えるぐらい
に高速駆動して印画速度を高めようとすると、各発熱素
子において、発生熱を印字周期内に適宜廃熱することが
できなくなり、これによって印字が重ねられ、さらに基
板温度の上昇に伴って発熱素子の表面温度が漸次上昇
し、そのために吐出圧力も上昇し、吐出するインクドロ
ップレットのサイズが異なったり、もしくは体積が大き
くなって、印字ドット径が大きくなり、その結果、不揃
いの印字ドット径になったり、にじみが生じ、その上、
発熱素子の寿命が短くなり、早期に破壊するなどの問題
点があった。
【０００８】したがって本発明の目的は、叙上の問題点
を解決し、印字が重ならないようにして、さらに一定サ
イズの印字ドット径が安定的に得られる高品質かつ高信
頼性ならびに長寿命のインクジェットヘッドを提供する
ことにある。
を解決し、印字が重ならないようにして、さらに一定サ
イズの印字ドット径が安定的に得られる高品質かつ高信
頼性ならびに長寿命のインクジェットヘッドを提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、基板上に蓄熱層と抵抗体層とを順次形成し、
この抵抗体層上に個別電極と共通電極とを対向配置して
発熱素子となすとともに、その発熱素子を複数個配列し
て発熱素子アレイを構成し、この発熱素子アレイ上に電
気的絶縁材料からなる保護層と帯状の耐キャビテーショ
ン層とを順次配するサーマルヘッドと、サーマルヘッド
上に配してオリフィスが設けられたオリフィスプレート
と、これらサーマルヘッドとオリフィスプレートとでイ
ンク流路をなす流路部とを具備し、そして、流路部に導
入されたインクのうち発熱素子付近のインクが加熱され
て発泡することにより、オリフィスよりインク液滴を吐
出するようにした構成であって、さらに温度伝導率ａ1
の前記基板の裏面に発熱素子アレイにそって溝を形成し
て、この溝に温度伝導率ａ2 （ただし、ａ2 ＞ａ1）の
補強部材を埋設し、その上、溝に位置する基板の厚みｄ
1 と、補強部材の厚みｄ2 と、駆動パルス幅ｔおよび駆
動パルス周期Ｔとで下記式（１）にしたことを特徴とす
る。
ヘッドは、基板上に蓄熱層と抵抗体層とを順次形成し、
この抵抗体層上に個別電極と共通電極とを対向配置して
発熱素子となすとともに、その発熱素子を複数個配列し
て発熱素子アレイを構成し、この発熱素子アレイ上に電
気的絶縁材料からなる保護層と帯状の耐キャビテーショ
ン層とを順次配するサーマルヘッドと、サーマルヘッド
上に配してオリフィスが設けられたオリフィスプレート
と、これらサーマルヘッドとオリフィスプレートとでイ
ンク流路をなす流路部とを具備し、そして、流路部に導
入されたインクのうち発熱素子付近のインクが加熱され
て発泡することにより、オリフィスよりインク液滴を吐
出するようにした構成であって、さらに温度伝導率ａ1
の前記基板の裏面に発熱素子アレイにそって溝を形成し
て、この溝に温度伝導率ａ2 （ただし、ａ2 ＞ａ1）の
補強部材を埋設し、その上、溝に位置する基板の厚みｄ
1 と、補強部材の厚みｄ2 と、駆動パルス幅ｔおよび駆
動パルス周期Ｔとで下記式（１）にしたことを特徴とす
る。
【００１０】
【数２】
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のインクジェットヘッドを
図１と図２により説明する。図１は実施形態のインクジ
ェットヘッド１４の要部構成を示す破断面斜視図、図２
は図１中の切断面線Ｙ−Ｙによる断面図である。なお、
図６と図７に示すインクジェットヘッド１と同一箇所に
は同一符号を付す。
図１と図２により説明する。図１は実施形態のインクジ
ェットヘッド１４の要部構成を示す破断面斜視図、図２
は図１中の切断面線Ｙ−Ｙによる断面図である。なお、
図６と図７に示すインクジェットヘッド１と同一箇所に
は同一符号を付す。
【００１２】インクジェットヘッド１４は、主としてサ
ーマルヘッド１５と、サーマルヘッド１５上に配したイ
ンク流路を構成する流路部１３と、インク液滴を吐出す
るオリフィス１１が設けられたプレート１２とから構成
されている。
ーマルヘッド１５と、サーマルヘッド１５上に配したイ
ンク流路を構成する流路部１３と、インク液滴を吐出す
るオリフィス１１が設けられたプレート１２とから構成
されている。
【００１３】上記サーマルヘッド１５によれば、Ｓｉや
ＡｌＮからなる厚み０．５〜１．０ｍｍの長尺状の基板
１６上に厚み１μｍ程度のＳｉＯ2 からなる蓄熱層３、
Ｔａ−Ａｌやポリシリコンなどからなる厚み１０００〜
２０００Å程度の抵抗体層４とを順次積層し、抵抗体層
４上にはＡｌなどからなる厚み１μｍ程度の個別電極５
と共通電極６とを対向するように配設し、これによって
個別電極５と共通電極６との間に発熱領域７を形成して
発熱素子１７となし、このような発熱素子１７を多数配
列することによって３００ＤＰＩの間隔で２０００〜３
０００素子になる発熱素子アレイを構成する。さらにか
かる発熱素子アレイ上に厚み１〜２μｍ程度のＳｉＮな
どの電気的絶縁材料からなる保護層８と、厚み０．５〜
２μｍ程度のＴａなどからなる耐キャビテーション層９
を形成している。
ＡｌＮからなる厚み０．５〜１．０ｍｍの長尺状の基板
１６上に厚み１μｍ程度のＳｉＯ2 からなる蓄熱層３、
Ｔａ−Ａｌやポリシリコンなどからなる厚み１０００〜
２０００Å程度の抵抗体層４とを順次積層し、抵抗体層
４上にはＡｌなどからなる厚み１μｍ程度の個別電極５
と共通電極６とを対向するように配設し、これによって
個別電極５と共通電極６との間に発熱領域７を形成して
発熱素子１７となし、このような発熱素子１７を多数配
列することによって３００ＤＰＩの間隔で２０００〜３
０００素子になる発熱素子アレイを構成する。さらにか
かる発熱素子アレイ上に厚み１〜２μｍ程度のＳｉＮな
どの電気的絶縁材料からなる保護層８と、厚み０．５〜
２μｍ程度のＴａなどからなる耐キャビテーション層９
を形成している。
【００１４】また、プレート１２と流路部１３について
は、発熱領域７の周辺にシリコーンやエポキシなどの樹
脂からなる流路用の壁１０を設けて、さらに５０μｍ径
のオリフィス１１が個々の発熱領域７毎に配列されたＮ
ｉやポリイミド樹脂などからなるプレート１２を配設
し、これら壁１０とプレート１２とでもって流路部１３
を構成する。
は、発熱領域７の周辺にシリコーンやエポキシなどの樹
脂からなる流路用の壁１０を設けて、さらに５０μｍ径
のオリフィス１１が個々の発熱領域７毎に配列されたＮ
ｉやポリイミド樹脂などからなるプレート１２を配設
し、これら壁１０とプレート１２とでもって流路部１３
を構成する。
【００１５】そして、流路部１３に導入されたインクに
おいて、ある発熱素子１７に電力印加されると、その発
熱素子１７付近のインクは熱エネルギーを受けて発泡
し、その発熱素子１７に対応するオリフィス１１を通し
てインク液滴が吐出する。
おいて、ある発熱素子１７に電力印加されると、その発
熱素子１７付近のインクは熱エネルギーを受けて発泡
し、その発熱素子１７に対応するオリフィス１１を通し
てインク液滴が吐出する。
【００１６】さらにまた、本発明においては、基板１６
の裏側に発熱素子アレイにそって溝１８を形成し、この
溝１８に補強部材１９を埋設している。この補強部材１
９はたとえばＡｇ材によって形成し、Ａｇペーストを塗
布し、ついで焼成することで得られる。
の裏側に発熱素子アレイにそって溝１８を形成し、この
溝１８に補強部材１９を埋設している。この補強部材１
９はたとえばＡｇ材によって形成し、Ａｇペーストを塗
布し、ついで焼成することで得られる。
【００１７】そして、発熱素子アレイに沿う部分の基板
１６の厚みがｄ1 、補強部材１９の厚みがｄ2 であり、
さらに基板１６および補強部材１９の温度伝導率がそれ
ぞれａ1 、ａ2 （ただし、ａ2 ＞ａ1 ）である場合に、
駆動パルス幅ｔおよび駆動パルス周期Ｔとで式（１）に
している。
１６の厚みがｄ1 、補強部材１９の厚みがｄ2 であり、
さらに基板１６および補強部材１９の温度伝導率がそれ
ぞれａ1 、ａ2 （ただし、ａ2 ＞ａ1 ）である場合に、
駆動パルス幅ｔおよび駆動パルス周期Ｔとで式（１）に
している。
【００１８】かくして上記構成のインクジェットヘッド
１４によれば、基板１６の厚み、補強部材１９の厚み、
さらに基板１６および補強部材１９の温度伝導率、なら
びに駆動パルス幅ｔおよび駆動パルス周期Ｔとの関係を
式（１）のとおりに設定することによって、基板１６の
全体において蓄熱を防止することができ、しかも、補強
部材１９の高い温度伝導率によって基板１６全体の温度
分布を均一化し、これによって局所的に蓄熱しなくな
り、その結果、印画周期が１００μ秒以下（１０ｋＨｚ
を越える）の程度に高速駆動して、印画速度を高めるこ
とができるとともに、印字を重ねても発熱素子１７の表
面温度をほぼ一定にすることができるために、これらの
印画濃度を均一化できる。また、補強部材１８を設けて
いるので、発熱素子１７の直下に位置する基板１６の厚
みを薄くして、放熱距離を短くしているにもかかわら
ず、基板全体の剛性を高めることができる。
１４によれば、基板１６の厚み、補強部材１９の厚み、
さらに基板１６および補強部材１９の温度伝導率、なら
びに駆動パルス幅ｔおよび駆動パルス周期Ｔとの関係を
式（１）のとおりに設定することによって、基板１６の
全体において蓄熱を防止することができ、しかも、補強
部材１９の高い温度伝導率によって基板１６全体の温度
分布を均一化し、これによって局所的に蓄熱しなくな
り、その結果、印画周期が１００μ秒以下（１０ｋＨｚ
を越える）の程度に高速駆動して、印画速度を高めるこ
とができるとともに、印字を重ねても発熱素子１７の表
面温度をほぼ一定にすることができるために、これらの
印画濃度を均一化できる。また、補強部材１８を設けて
いるので、発熱素子１７の直下に位置する基板１６の厚
みを薄くして、放熱距離を短くしているにもかかわら
ず、基板全体の剛性を高めることができる。
【００１９】
【実施例】インクジェットヘッド１４において、多結晶
Ｓｉからなる基板１６を用意し、この基板１６上に蓄熱
層３としての厚み１μｍのＳｉＯ2 層で設け、さらに厚
みｄ1 を２００μｍ〜５００μｍの範囲内で変えた４種
類の基板１６を作成し、そして、発熱領域７のサイズを
６０μｍ×６０μｍにした。各基板の溝１８のサイズ
は、深さ０．８ｍｍ、幅２〜１０ｍｍにした。さらに駆
動パルス幅ｔを３μ秒、各発熱素子毎の印加エネルギを
１３μＪに設定して、それぞれ１パルス印加した後の温
度上昇ならびに温度低下を測定したところ、図３に示す
とおりの結果が得られた。
Ｓｉからなる基板１６を用意し、この基板１６上に蓄熱
層３としての厚み１μｍのＳｉＯ2 層で設け、さらに厚
みｄ1 を２００μｍ〜５００μｍの範囲内で変えた４種
類の基板１６を作成し、そして、発熱領域７のサイズを
６０μｍ×６０μｍにした。各基板の溝１８のサイズ
は、深さ０．８ｍｍ、幅２〜１０ｍｍにした。さらに駆
動パルス幅ｔを３μ秒、各発熱素子毎の印加エネルギを
１３μＪに設定して、それぞれ１パルス印加した後の温
度上昇ならびに温度低下を測定したところ、図３に示す
とおりの結果が得られた。
【００２０】また、上記多結晶Ｓｉからなる基板１６に
代えて、ＡｌＮからなる基板１６を用意し、そのほかは
同じにした同様な４種類の基板１６を作成し、同じく温
度上昇ならびに温度低下を測定したところ、図４に示す
とおりの結果が得られた。
代えて、ＡｌＮからなる基板１６を用意し、そのほかは
同じにした同様な４種類の基板１６を作成し、同じく温
度上昇ならびに温度低下を測定したところ、図４に示す
とおりの結果が得られた。
【００２１】これらの図に示す結果から明らかなとお
り、Ｓｉ基板１６およびＡｌＮ基板１６ともに、発熱時
の最高温度はほぼ一定（約７００℃）であるが、Ｓｉ基
板の方がＡｌＮ基板に比べて放熱性に優れている。さら
に両基板とも、厚みｄ1 を小さくするほどに放熱性が向
上している。
り、Ｓｉ基板１６およびＡｌＮ基板１６ともに、発熱時
の最高温度はほぼ一定（約７００℃）であるが、Ｓｉ基
板の方がＡｌＮ基板に比べて放熱性に優れている。さら
に両基板とも、厚みｄ1 を小さくするほどに放熱性が向
上している。
【００２２】上記実験結果でもって、各基板の厚みｄ1
と、室温程度にまで低下するに要する放熱時間との関係
をグラフ化すると、図５の実線に示すとおりとなる。こ
の結果を温度伝導の観点を考察すると、一般に物体の表
面を一定温度に加熱した場合に、その物体内への温度の
伝導距離Ｌは、下記式（２）でもって表される。ここ
で、ａは物体の温度伝導率、Ｔ0 は加熱時間である。
と、室温程度にまで低下するに要する放熱時間との関係
をグラフ化すると、図５の実線に示すとおりとなる。こ
の結果を温度伝導の観点を考察すると、一般に物体の表
面を一定温度に加熱した場合に、その物体内への温度の
伝導距離Ｌは、下記式（２）でもって表される。ここ
で、ａは物体の温度伝導率、Ｔ0 は加熱時間である。
【００２３】
【数３】
【００２４】そして、発熱が終了して冷却時間内に効率
よく放熱するには、駆動パルス（駆動パルス幅ｔ）が終
了した時点で基板１６の蓄熱層３との境界に位置する温
度が、駆動パルス周期Ｔにおいて、時間（Ｔ−ｔ）の間
に基板厚み以上の距離を伝導することが蓄熱を基板に残
留させない必要条件となるので、基板の厚みｄは温度伝
導率ａに対して、下記式（３）の関係であることが必要
となる。
よく放熱するには、駆動パルス（駆動パルス幅ｔ）が終
了した時点で基板１６の蓄熱層３との境界に位置する温
度が、駆動パルス周期Ｔにおいて、時間（Ｔ−ｔ）の間
に基板厚み以上の距離を伝導することが蓄熱を基板に残
留させない必要条件となるので、基板の厚みｄは温度伝
導率ａに対して、下記式（３）の関係であることが必要
となる。
【００２５】
【数４】
【００２６】本発明のインクジェットヘッド１４によれ
ば、発熱素子アレイにそって、厚みｄ1 の基板１６と、
厚みｄ2 の補強部材１９とが配置されているので、基板
１６には式（４）が、補強部材１９には式（５）が成り
たつ。ここで、ｔ1 およびｔ2 はそれぞれ厚みｄ1 およ
びｄ2 を温度伝導する時間である。
ば、発熱素子アレイにそって、厚みｄ1 の基板１６と、
厚みｄ2 の補強部材１９とが配置されているので、基板
１６には式（４）が、補強部材１９には式（５）が成り
たつ。ここで、ｔ1 およびｔ2 はそれぞれ厚みｄ1 およ
びｄ2 を温度伝導する時間である。
【００２７】
【数５】
【００２８】
【数６】
【００２９】したがって、基板１６に係る式（４）と、
補強部材１９に係る式（５）とを組み合わせることで、
式（１）が導かれる。すなわち、式（４）と式（５）に
ついて、二乗するとそれぞれ式（６）と式（７）とな
り、ｔ1 ＋ｔ2 ＝Ｔ−ｔであるので、式（６）および式
（７）の左辺同士と右辺同士を加えると、式（１）が得
られる。
補強部材１９に係る式（５）とを組み合わせることで、
式（１）が導かれる。すなわち、式（４）と式（５）に
ついて、二乗するとそれぞれ式（６）と式（７）とな
り、ｔ1 ＋ｔ2 ＝Ｔ−ｔであるので、式（６）および式
（７）の左辺同士と右辺同士を加えると、式（１）が得
られる。
【００３０】
【数７】
【００３１】
【数８】
【００３２】つぎにＳｉ基板１６の温度伝導率ａ1 を８
３．１μｍ2 ／μｓｅｃとして、さらに印加パルスを３
μｓｅｃとして計算した場合、ｄ1 とＴとの関係を図５
の破線Ｔ（Ｓｉ）で表す。また、ＡｌＮ基板１６（温度
伝導率ａ2 ：１０４．８μｍ2 ／μｓｅｃ）について同
様に計算した場合も、図５の破線Ｔ（ＡｌＮ）で表す。
３．１μｍ2 ／μｓｅｃとして、さらに印加パルスを３
μｓｅｃとして計算した場合、ｄ1 とＴとの関係を図５
の破線Ｔ（Ｓｉ）で表す。また、ＡｌＮ基板１６（温度
伝導率ａ2 ：１０４．８μｍ2 ／μｓｅｃ）について同
様に計算した場合も、図５の破線Ｔ（ＡｌＮ）で表す。
【００３３】この結果から明らかなとおり、印字周期が
１００μｓｅｃ以下となるような高速駆動条件におい
て、式（１）が近似していることがわかる。
１００μｓｅｃ以下となるような高速駆動条件におい
て、式（１）が近似していることがわかる。
【００３４】そこで、本発明者はインクジェットヘッド
１４のＡｌＮ基板１６について、その溝１８を除く部分
の厚みを１ｍｍで、溝１８に位置する厚みｄ1 を２００
μｍで形成し、このＡｌＮ基板１６上に蓄熱層３として
厚み１μｍのＳｉＯ2 層を設け、さらに溝１８に温度伝
導率ａ2 が１７９μｍ2 ／μｓｅｃのＡｇ材を補強部材
１９として挿入した。これは塗布後に焼成して、その厚
みｄ2 を１５０μｍ程度にした。
１４のＡｌＮ基板１６について、その溝１８を除く部分
の厚みを１ｍｍで、溝１８に位置する厚みｄ1 を２００
μｍで形成し、このＡｌＮ基板１６上に蓄熱層３として
厚み１μｍのＳｉＯ2 層を設け、さらに溝１８に温度伝
導率ａ2 が１７９μｍ2 ／μｓｅｃのＡｇ材を補強部材
１９として挿入した。これは塗布後に焼成して、その厚
みｄ2 を１５０μｍ程度にした。
【００３５】そして、上記構成のインクジェットヘッド
１４について、駆動パルス周期Ｔを５０μｓｅｃにして
印字駆動しても、基板１６の全体において蓄熱を防止す
ることができ、しかも、補強部材１９の高い温度伝導率
によって基板１６全体の温度分布を均一化し、これによ
って局所的に蓄熱しなくなった。その上、高速駆動し
て、印画速度を高めることができるとともに、これらの
印画濃度を均一化できた。
１４について、駆動パルス周期Ｔを５０μｓｅｃにして
印字駆動しても、基板１６の全体において蓄熱を防止す
ることができ、しかも、補強部材１９の高い温度伝導率
によって基板１６全体の温度分布を均一化し、これによ
って局所的に蓄熱しなくなった。その上、高速駆動し
て、印画速度を高めることができるとともに、これらの
印画濃度を均一化できた。
【００３６】なお、本発明は上記実施例および実施形態
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内で種々の変更や改良などを何ら差し支えない。
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内で種々の変更や改良などを何ら差し支えない。
【００３７】
【発明の効果】かくして本発明のインクジェットヘッド
によれば、温度伝導率ａ1 の基板の裏面に発熱素子アレ
イにそって溝を形成して、この溝に温度伝導率ａ2 （た
だしａ2 ＞ａ1 ）の補強部材を埋設し、溝に位置する基
板の厚みｄ1 と、補強部材の厚みｄ2 と、駆動パルス幅
ｔおよび駆動パルス周期Ｔとで関係式を定めたことによ
って、基板が蓄熱防止され、しかも、補強部材によって
基板全体の温度分布が均一化でき、これによって局所的
にも蓄熱しなくなり、その結果、印画周期１００μ秒以
下で高速駆動できて、印画速度を高めることができ、そ
の結果、印字が重ならないようにして、さらに一定サイ
ズの印字ドット径が安定的に得られる高品質かつ高信頼
性ならびに長寿命のインクジェットヘッドが提供でき
る。
によれば、温度伝導率ａ1 の基板の裏面に発熱素子アレ
イにそって溝を形成して、この溝に温度伝導率ａ2 （た
だしａ2 ＞ａ1 ）の補強部材を埋設し、溝に位置する基
板の厚みｄ1 と、補強部材の厚みｄ2 と、駆動パルス幅
ｔおよび駆動パルス周期Ｔとで関係式を定めたことによ
って、基板が蓄熱防止され、しかも、補強部材によって
基板全体の温度分布が均一化でき、これによって局所的
にも蓄熱しなくなり、その結果、印画周期１００μ秒以
下で高速駆動できて、印画速度を高めることができ、そ
の結果、印字が重ならないようにして、さらに一定サイ
ズの印字ドット径が安定的に得られる高品質かつ高信頼
性ならびに長寿命のインクジェットヘッドが提供でき
る。
【図１】本発明のインクジェットヘッドの要部構成を示
す破断面斜視図である。
す破断面斜視図である。
【図２】図１中の切断面線Ｙ−Ｙによる断面図である。
【図３】Ｓｉ基板に対して１パルス印加した後の経時的
な温度変化を表す線図である。
な温度変化を表す線図である。
【図４】ＡｌＮ基板に対して１パルス印加した後の経時
的な温度変化を表す線図である。
的な温度変化を表す線図である。
【図５】基板厚みと放熱時間との関係を表す線図であ
る。
る。
【図６】従来のインクジェットヘッドの要部構成を示す
破断面斜視図である。
破断面斜視図である。
【図７】図６中の切断面線Ｘ−Ｘによる断面図である。
１、１４ インクジェットヘッド ２、１６ 基板 ３ 蓄熱層 ４ 抵抗体層 ５ 個別電極 ６ 共通電極 ７ 発熱領域 ８ 保護層 ９ 耐キャビテーション層 １０ 壁 １１ オリフィス １２ プレート １３ 流路部 １５ サーマルヘッド １７ 発熱素子 １８ 溝 １９ 補強部材
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に蓄熱層と抵抗体層とを順次形成
し、この抵抗体層上に個別電極と共通電極とを対向配置
して発熱素子となすとともに、該発熱素子を複数個配列
して発熱素子アレイを構成し、この発熱素子アレイ上に
電気的絶縁材料からなる保護層と帯状の耐キャビテーシ
ョン層とを順次配するサーマルヘッドと、該サーマルヘ
ッド上に配してオリフィスが設けられたオリフィスプレ
ートと、これらサーマルヘッドとオリフィスプレートと
でインク流路をなす流路部とを具備するとともに、該流
路部に導入されたインクのうち上記発熱素子付近のイン
クが加熱されて発泡することにより、オリフィスよりイ
ンク液滴を吐出するようにしたインクジェットヘッドで
あって、温度伝導率ａ1 の前記基板の裏面に発熱素子ア
レイにそって溝を形成して、この溝に温度伝導率ａ
2 （ただし、ａ2 ＞ａ1 ）の補強部材を埋設し、かつ溝
に位置する基板の厚みｄ1 と、補強部材の厚みｄ2と、
駆動パルス幅ｔおよび駆動パルス周期Ｔとで下記式の関
係にしたことを特徴とするインクジェットヘッド。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7309499A JPH09150516A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | インクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7309499A JPH09150516A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09150516A true JPH09150516A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=17993735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7309499A Pending JPH09150516A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | インクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09150516A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000001904A (ko) * | 1998-06-15 | 2000-01-15 | 윤종용 | 일체형 버블 잉크젯 프린터 헤드 및 그 제조방법 |
| EP1004443A3 (en) * | 1998-10-27 | 2001-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Head substrate, ink jet head, and ink jet printer |
| KR100438726B1 (ko) * | 2002-06-25 | 2004-07-05 | 삼성전자주식회사 | 잉크 젯 프린트 헤드 및 이의 제조 방법 |
| EP1309450A4 (en) * | 2000-08-08 | 2005-04-06 | Lexmark Int Inc | DETERMINING THE MINIMUM CHARACTERISTICS OF ENERGY PULSES IN AN INK JET PRESSURE HEAD |
| KR20190028497A (ko) * | 2016-07-15 | 2019-03-18 | 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 | 방향족 플루오린화 방법 |
-
1995
- 1995-11-28 JP JP7309499A patent/JPH09150516A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000001904A (ko) * | 1998-06-15 | 2000-01-15 | 윤종용 | 일체형 버블 잉크젯 프린터 헤드 및 그 제조방법 |
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| US6390589B1 (en) | 1998-10-27 | 2002-05-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Head substrate, ink jet head, and ink jet printer |
| EP1309450A4 (en) * | 2000-08-08 | 2005-04-06 | Lexmark Int Inc | DETERMINING THE MINIMUM CHARACTERISTICS OF ENERGY PULSES IN AN INK JET PRESSURE HEAD |
| KR100840202B1 (ko) * | 2000-08-08 | 2008-06-23 | 렉스마크 인터내셔널, 인코포레이티드 | 저항 가열 요소에 최적 에너지 펄스를 제공하는 방법, 및 잉크젯 프린팅 장치, 및 잉크젯 프린트 헤드 |
| EP1958776A1 (en) * | 2000-08-08 | 2008-08-20 | Lexmark International, Inc., Intellectual Property Law Dept. | Determining minimum energy pulse characteristics in an ink jet print head |
| KR100438726B1 (ko) * | 2002-06-25 | 2004-07-05 | 삼성전자주식회사 | 잉크 젯 프린트 헤드 및 이의 제조 방법 |
| KR20190028497A (ko) * | 2016-07-15 | 2019-03-18 | 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 | 방향족 플루오린화 방법 |
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