JPS609907B2 - マルチオリフイス液体噴射記録ヘツド - Google Patents
マルチオリフイス液体噴射記録ヘツドInfo
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- JPS609907B2 JPS609907B2 JP3948379A JP3948379A JPS609907B2 JP S609907 B2 JPS609907 B2 JP S609907B2 JP 3948379 A JP3948379 A JP 3948379A JP 3948379 A JP3948379 A JP 3948379A JP S609907 B2 JPS609907 B2 JP S609907B2
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- liquid
- recording
- orifice
- recording head
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- 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
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- B41J2/135—Nozzles
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- Geometry (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液体を噴射し、飛靴液滴を形成して記録を行う
液体噴射記録装置に適用される記録へッド‘こ関する。
液体噴射記録装置に適用される記録へッド‘こ関する。
／ンィンパクト記録法は、記録時に於ける騒音の発生が
無視し得る程度に極めて小さいという点に於いて最近関
０を集めている。その中で高速記録が可能であり、而も
所謂普通紙に定着という特別な処理を必要とせずに記録
の行える所謂インクジェット記録法（液体噴射記録法）
は、極めて有力な記録法であってこれ迄にも様々な方式
が考案され、改良が加えられて商品化されたものもあれ
ば、現在も尚実用化への努力が続けられているものもあ
る。この様な液体噴射記録法は、所謂インクと称される
記録液体の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翻させ、被記録
部材に付着させて記録を行うものであって、この記録液
体の液滴の発生法及び発生される液滴の飛翻方向を制御
する為の制御方法によって幾つかの方式に大別される。
無視し得る程度に極めて小さいという点に於いて最近関
０を集めている。その中で高速記録が可能であり、而も
所謂普通紙に定着という特別な処理を必要とせずに記録
の行える所謂インクジェット記録法（液体噴射記録法）
は、極めて有力な記録法であってこれ迄にも様々な方式
が考案され、改良が加えられて商品化されたものもあれ
ば、現在も尚実用化への努力が続けられているものもあ
る。この様な液体噴射記録法は、所謂インクと称される
記録液体の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翻させ、被記録
部材に付着させて記録を行うものであって、この記録液
体の液滴の発生法及び発生される液滴の飛翻方向を制御
する為の制御方法によって幾つかの方式に大別される。
その中で、例えばＵＳＰ３６８３２１２，ＵＳＰ３７４
７１２０，ＵＳＰ３９４６３斑等の公報に記載されてあ
る液体蟻射記録法は、記録信号に応じて吐出オリフィス
より液満を吐出飛翻させ、該液瓶を記録部材表面に付着
させて記録を行う所謂ｄｒｏｐ−ｏｎ船ｍａｎｄ記録法
であり、記録に必要な液滴のみしか吐出しないので、記
録に不要である吐出液体の回収又は処理の為の特別な手
段を設ける必要がなく装置自体を簡素化、小型化し得る
事、吐世オリフィスより吐出される液滴の飛翻方向を制
御する必要がない事、多色記録が容易に行える事等の為
に昨今、殊に注目を集めている。
７１２０，ＵＳＰ３９４６３斑等の公報に記載されてあ
る液体蟻射記録法は、記録信号に応じて吐出オリフィス
より液満を吐出飛翻させ、該液瓶を記録部材表面に付着
させて記録を行う所謂ｄｒｏｐ−ｏｎ船ｍａｎｄ記録法
であり、記録に必要な液滴のみしか吐出しないので、記
録に不要である吐出液体の回収又は処理の為の特別な手
段を設ける必要がなく装置自体を簡素化、小型化し得る
事、吐世オリフィスより吐出される液滴の飛翻方向を制
御する必要がない事、多色記録が容易に行える事等の為
に昨今、殊に注目を集めている。
更に別には上記の液体噴射記録法とは液滴形成原理の全
く異なる液体噴射記録法を、本件出願人夕は特関昭５４
−５９９３６号公報に於いて開示した。
く異なる液体噴射記録法を、本件出願人夕は特関昭５４
−５９９３６号公報に於いて開示した。
この液体噴射記録法は、上記のｄｍｐ−ｏｎｄｅｍａｎ
ｄ記録法に極めて有効に適用されるばかりではなくｆ山
１１ｉ肥タイプで高密度マルチオリフイス化した記録ヘ
ッドを容易に具現化出来るので、高解像度、高品質の画
像を高速度で得られるという特徴を有している。これ等
の液体噴射記録法は、多数のオリフィスをァレ−状に配
置して、所定中或いは所定面積分の記録を一時に行う所
謂、マルチオリフィス化記録に向き高速記録が可能であ
る。
ｄ記録法に極めて有効に適用されるばかりではなくｆ山
１１ｉ肥タイプで高密度マルチオリフイス化した記録ヘ
ッドを容易に具現化出来るので、高解像度、高品質の画
像を高速度で得られるという特徴を有している。これ等
の液体噴射記録法は、多数のオリフィスをァレ−状に配
置して、所定中或いは所定面積分の記録を一時に行う所
謂、マルチオリフィス化記録に向き高速記録が可能であ
る。
殊に特開昭５４−５９９３６号公報に開示した液体噴射
記録法は、例えば１針固／肋以上の程度でオリフィスを
高密度化して配列し得るのでアルファニューメリックな
記録ばかりでなく、画像等を高解像度で記録出来る他得
られる画像の解像度と同じ密度で然もｆｕｌｌｌｉｎｅ
にオリフィスを配列出釆る為記録スピードを格段に向上
させる事が出来る。而乍ら前述の如くオリフィス或いは
シングルオリフィスの記録ヘッドが高密度に配置された
場合には記録の安定性及び記録品位の確保に関して障害
となり得る問題がいくつか存在する。
記録法は、例えば１針固／肋以上の程度でオリフィスを
高密度化して配列し得るのでアルファニューメリックな
記録ばかりでなく、画像等を高解像度で記録出来る他得
られる画像の解像度と同じ密度で然もｆｕｌｌｌｉｎｅ
にオリフィスを配列出釆る為記録スピードを格段に向上
させる事が出来る。而乍ら前述の如くオリフィス或いは
シングルオリフィスの記録ヘッドが高密度に配置された
場合には記録の安定性及び記録品位の確保に関して障害
となり得る問題がいくつか存在する。
即ち、オリフィスに蓮適するエネルギー作用部各々への
液体（インク）の安定一様供給及び液滴吐出効率や液滴
形成周波数（単位時間当りに吐出される液滴の個数に同
値）の問題である。
液体（インク）の安定一様供給及び液滴吐出効率や液滴
形成周波数（単位時間当りに吐出される液滴の個数に同
値）の問題である。
前者は２主にオリフィスの高密度配置の阻害要因となり
、特にこの解決には後述の共通液室容積の最小限界を適
確に見積る事が重要な意味を持つ。液滴吐出効率は、エ
ネルギー作用部に入力される記録信号に従って発生され
るエネルギーが該作用部にある３液体に効果的に作用さ
れ、これに基づいて、吐出オリフィスより液滴が前記の
記録信号に忠実に応答性良く吐出されなければ、その向
上を計ることは出来ないが、これは、複数設けられる液
体の流路の配置関係やエネルギー作用部の前方に配置さ
３れ、その先端にオリフィスを有するオリフィス側端部
、エネルギー作用部、エネルギー作用部の後方に配置さ
れ、エネルギー作用部に液体を供給する為の流入口を有
する流入口側端部、この流入口側端部と運通して配設さ
れる共通液室の形状、配４設位置関係、容積関係更には
液滴の吐出の為にエネルギー作用部にある液体に与えら
れるエネルギー量、等によって大きく左右されるものと
思われる。更に上記の液滴吐出効率に関与する要素は、
液滴形成周波数を決める要素としても重要なものである
。
、特にこの解決には後述の共通液室容積の最小限界を適
確に見積る事が重要な意味を持つ。液滴吐出効率は、エ
ネルギー作用部に入力される記録信号に従って発生され
るエネルギーが該作用部にある３液体に効果的に作用さ
れ、これに基づいて、吐出オリフィスより液滴が前記の
記録信号に忠実に応答性良く吐出されなければ、その向
上を計ることは出来ないが、これは、複数設けられる液
体の流路の配置関係やエネルギー作用部の前方に配置さ
３れ、その先端にオリフィスを有するオリフィス側端部
、エネルギー作用部、エネルギー作用部の後方に配置さ
れ、エネルギー作用部に液体を供給する為の流入口を有
する流入口側端部、この流入口側端部と運通して配設さ
れる共通液室の形状、配４設位置関係、容積関係更には
液滴の吐出の為にエネルギー作用部にある液体に与えら
れるエネルギー量、等によって大きく左右されるものと
思われる。更に上記の液滴吐出効率に関与する要素は、
液滴形成周波数を決める要素としても重要なものである
。
上記のことは、殊に特開昭５４一５９９３６号公報に開
示された液体噴射記録法を具現化する装置に於いて、そ
の高密度マルチオリフィス化にし得る利点を応用して高
密度にオリフイスを配列した場合に、極めて影響が大で
ある。
示された液体噴射記録法を具現化する装置に於いて、そ
の高密度マルチオリフィス化にし得る利点を応用して高
密度にオリフイスを配列した場合に、極めて影響が大で
ある。
つまり、特開昭５４−５９９３６号公報に開示された液
体噴射記録法は、液体の熱的状態変化に基づいて液滴の
吐出が行われるが、上記の諸要素は状態変化の繰返しの
周波数の向上と関連して、殊に液滴吐出エネルギー効率
向上に大きな影響を与える。
体噴射記録法は、液体の熱的状態変化に基づいて液滴の
吐出が行われるが、上記の諸要素は状態変化の繰返しの
周波数の向上と関連して、殊に液滴吐出エネルギー効率
向上に大きな影響を与える。
ところがこの様な２問題は理論予測に依って簡単に解決
し得る問題ではない。つまり、例えば記録ヘッドの構造
材料のヤング率、圧縮率等の液体の機械的物性値、特関
昭５４−５９９３６号公報の記録法に於いては更に熱的
物性値、例えば比熱、熱伝導率等が必らずしもオーダ的
に大きくは違っていないという事実に依って液滴吐出〆
カニズムに関する少数の要因を選択して制御する事が困
難であるという理由に起因している。そこで本件本発明
者らは、多種の構造のマルチオリフィス記録ヘッドを多
数試作し、それ等を実験して得た記録特性の情報から新
らたに見出された事実を基にマルチオリフイス化液体噴
射記録ヘッドの設計法を数値的に解明する事に成功した
。
し得る問題ではない。つまり、例えば記録ヘッドの構造
材料のヤング率、圧縮率等の液体の機械的物性値、特関
昭５４−５９９３６号公報の記録法に於いては更に熱的
物性値、例えば比熱、熱伝導率等が必らずしもオーダ的
に大きくは違っていないという事実に依って液滴吐出〆
カニズムに関する少数の要因を選択して制御する事が困
難であるという理由に起因している。そこで本件本発明
者らは、多種の構造のマルチオリフィス記録ヘッドを多
数試作し、それ等を実験して得た記録特性の情報から新
らたに見出された事実を基にマルチオリフイス化液体噴
射記録ヘッドの設計法を数値的に解明する事に成功した
。
更に、この設計法に基づいて製作したマルチオリフィス
化記録ヘッドの特性を調べ前記設計法の有効性を確認し
た。本発明は、上記の諸点に基づくもので、前述したｄ
ｒｏｐ−ｏｎｄｅｍａｎｄ記録法の適用されるマルチオ
リフィス化液体噴射記録ヘッド、殊に高密度化が可能と
される特開昭５４−５９９３６号公報に開示された記録
法に適用される記録ヘッドの場合に、その特徴を最大限
に発揮され得る。
化記録ヘッドの特性を調べ前記設計法の有効性を確認し
た。本発明は、上記の諸点に基づくもので、前述したｄ
ｒｏｐ−ｏｎｄｅｍａｎｄ記録法の適用されるマルチオ
リフィス化液体噴射記録ヘッド、殊に高密度化が可能と
される特開昭５４−５９９３６号公報に開示された記録
法に適用される記録ヘッドの場合に、その特徴を最大限
に発揮され得る。
本発明の記録ヘッドは液体を吐出する為にその先端にオ
リフィスを有するオリフィス側端部、液体を吐出する為
の熱エネルギーが液体に作用する部分である熱エネルギ
ー作用部、該作用部に液体を導入する為の流入口を有す
る流入口側端部とを有する複数の液吐出部：複数の流入
口と連結し、その内部に液体が供給される為の供給口を
有する共通液室：とを具備し、オリフィス側端部、熱ェ
ネルギー作用部、流入口側端部及び共通液室の容積を各
々Ｖ，，ＶＨ，Ｖ２，Ｖ３とし熱エネルギー作用部の個
数をＭとすると、Ｖ，／ＶＨ＞０．３２、Ｖ２／Ｖ８＞
０．０３及びＶ３／（ＶＨ・Ｍ）＞１６なる関係を満足
する構造を有する事を特徴とする。
リフィスを有するオリフィス側端部、液体を吐出する為
の熱エネルギーが液体に作用する部分である熱エネルギ
ー作用部、該作用部に液体を導入する為の流入口を有す
る流入口側端部とを有する複数の液吐出部：複数の流入
口と連結し、その内部に液体が供給される為の供給口を
有する共通液室：とを具備し、オリフィス側端部、熱ェ
ネルギー作用部、流入口側端部及び共通液室の容積を各
々Ｖ，，ＶＨ，Ｖ２，Ｖ３とし熱エネルギー作用部の個
数をＭとすると、Ｖ，／ＶＨ＞０．３２、Ｖ２／Ｖ８＞
０．０３及びＶ３／（ＶＨ・Ｍ）＞１６なる関係を満足
する構造を有する事を特徴とする。
以下、本発明を図面に従って具体的に説明する。
第１図ａ，ｂは、本発明の記録ヘッドの特徴を概念的に
説明する為の模式的説明図であって、ａは断面図、ｂは
平面図であり、便宜的に液体の流賂が判かる様な構造だ
けが示されてある。
説明する為の模式的説明図であって、ａは断面図、ｂは
平面図であり、便宜的に液体の流賂が判かる様な構造だ
けが示されてある。
記録ヘッド１０１は、液体を吐出する為に、その先端に
オリフィス１０２を有するオリフィス側端部１０３、液
体を吐出する為の熱エネルギーが液体に作用する部分で
ある熱エネルギー作用部１０４、該作用部に液体を導入
する為の流入ロー０５を有する流入口側端部１０６とで
構成される液吐出部１０７を有し、流入口側端部１０６
は、流入口１０５で共通液室１０８と蓮通しており、共
通液室１０８は、該液室１０８に液体を供給する為の供
給口１０９が設けられており、供給路１ １０より液体
が液室１０８に供給される様な構造を有している。
オリフィス１０２を有するオリフィス側端部１０３、液
体を吐出する為の熱エネルギーが液体に作用する部分で
ある熱エネルギー作用部１０４、該作用部に液体を導入
する為の流入ロー０５を有する流入口側端部１０６とで
構成される液吐出部１０７を有し、流入口側端部１０６
は、流入口１０５で共通液室１０８と蓮通しており、共
通液室１０８は、該液室１０８に液体を供給する為の供
給口１０９が設けられており、供給路１ １０より液体
が液室１０８に供給される様な構造を有している。
共通液室１０８は、複数の流入口・・・・・・，１０５
−１，１０５−ｍ，１０５−ｎ，１０５−ｏ，…・・・
を介して、複数の熱エネルギー作用部・・・・・・，１
０４−１，１０４−ｍ，１０４−ｎ，１０４−ｏ，・・
・・・・と連通しており、これ等の熱エネルギー作用部
に入力された記録信号に応答して、各熱エネルギー作用
部に対するオリフイス１０２より液滴が吐出飛翻し、吐
出された分の液量は共通液室１０８より各熱エネルギー
作用部に速やかに補給される。
−１，１０５−ｍ，１０５−ｎ，１０５−ｏ，…・・・
を介して、複数の熱エネルギー作用部・・・・・・，１
０４−１，１０４−ｍ，１０４−ｎ，１０４−ｏ，・・
・・・・と連通しており、これ等の熱エネルギー作用部
に入力された記録信号に応答して、各熱エネルギー作用
部に対するオリフイス１０２より液滴が吐出飛翻し、吐
出された分の液量は共通液室１０８より各熱エネルギー
作用部に速やかに補給される。
本発明に於いては、今、オリフィス側端部の容積をＶ，
、熱エネルギー作用部の容積をＶＨ、流入口側端部の容
積をＶ２とし、熱エネルギー作用部の個数をＭとする場
合、後述する事実的菱付によってＶ，／ＶＨ＞０．３２
、Ｖ２／Ｖ，＞０．０３及びＶ３／（ＶＨ・Ｍ）＞１６
なる関係を満足する構造となる様に各部の構造を設計配
置すれば、前記諸問題が総て解決され得るものである。
、熱エネルギー作用部の容積をＶＨ、流入口側端部の容
積をＶ２とし、熱エネルギー作用部の個数をＭとする場
合、後述する事実的菱付によってＶ，／ＶＨ＞０．３２
、Ｖ２／Ｖ，＞０．０３及びＶ３／（ＶＨ・Ｍ）＞１６
なる関係を満足する構造となる様に各部の構造を設計配
置すれば、前記諸問題が総て解決され得るものである。
以下に、本発明の記録へッＮこ就いて、説明の煩雑さを
避ける為に特関昭５４−５９９３６号公報に開示された
記録法に適用されるものを挙げて説明する。本発明の理
解を容易にする為に第２図に従って、前記の椿関昭５４
一５９９３６号公報に記載されてある記録法に就て概説
する。
避ける為に特関昭５４−５９９３６号公報に開示された
記録法に適用されるものを挙げて説明する。本発明の理
解を容易にする為に第２図に従って、前記の椿関昭５４
一５９９３６号公報に記載されてある記録法に就て概説
する。
第２図示例に於て、導入管２０１より液室２０２内に導
入された一般にインクと呼ばれる記録液体２０３は、前
記液室２０２に付設された電気・熱変換体２０４の通電
発熱に応じて瞬時に状態変化をおこす。
入された一般にインクと呼ばれる記録液体２０３は、前
記液室２０２に付設された電気・熱変換体２０４の通電
発熱に応じて瞬時に状態変化をおこす。
０ なお、前記変換体２０４は、これに接続した電極２
０５一１，２０５一２を介した通電のＯＮ−ＯＦＦによ
って、パルス的に熱を発生するものである。
０５一１，２０５一２を介した通電のＯＮ−ＯＦＦによ
って、パルス的に熱を発生するものである。
このようにして、記録液体２０３の状態変化によってオ
リフイス２０６側にある液体２０３夕には、作用力が加
わり、その結果、液体２０３がオリフィス２０６より液
滴２０７として吐出・飛翻し、紙等の被記録部村２１０
上に付着することによって記録が為される。変換体２０
４は基板２０８上に設けられており０記録信号の入力に
従って電源２０９の電圧が印加され、入力信号に従って
変換の発熱がなされ、入力信号に対応する記録が被記録
部材２１０上に飛来付着して成される。
リフイス２０６側にある液体２０３夕には、作用力が加
わり、その結果、液体２０３がオリフィス２０６より液
滴２０７として吐出・飛翻し、紙等の被記録部村２１０
上に付着することによって記録が為される。変換体２０
４は基板２０８上に設けられており０記録信号の入力に
従って電源２０９の電圧が印加され、入力信号に従って
変換の発熱がなされ、入力信号に対応する記録が被記録
部材２１０上に飛来付着して成される。
なお、オリフイス２０６より吐出されて飛翻す夕る液瓶
２０７の大きさ（径）は、情報として電気・熱変換体２
０４に入力される電気エネルギー量、そこで変換された
熱エネルギーの記録液体２０３への伝達効率、電気・熱
変換体２０４の変換効率、オリフィス２０６の径、液室
２０２の内０径、オリフィス２０６の位置より変換体２
０４までの距離、記録液体２０３に加えられる作用力、
作用を受ける液体２０３の量、記録液体２０３の比熱、
熱伝導率、沸点、蒸発潜熱等に依存して決まる。
２０７の大きさ（径）は、情報として電気・熱変換体２
０４に入力される電気エネルギー量、そこで変換された
熱エネルギーの記録液体２０３への伝達効率、電気・熱
変換体２０４の変換効率、オリフィス２０６の径、液室
２０２の内０径、オリフィス２０６の位置より変換体２
０４までの距離、記録液体２０３に加えられる作用力、
作用を受ける液体２０３の量、記録液体２０３の比熱、
熱伝導率、沸点、蒸発潜熱等に依存して決まる。
従って、これ等の要素の中の制御し得る要素の何れか１
つ又は、２つ以上を変化させることにより、液滴２０７
の大きさは容易に制御することができ、任意のドロップ
レット径、スポット径を以て被記録部材２１０上に記録
を為すことができる。
つ又は、２つ以上を変化させることにより、液滴２０７
の大きさは容易に制御することができ、任意のドロップ
レット径、スポット径を以て被記録部材２１０上に記録
を為すことができる。
因に、前記図示例に於ける電気・熱変換体２０４として
は、従来、広く、感熱記録の分野に於て用いられる感熱
印字ヘッド（つまり、サーマル・ヘッド）を適用する。
は、従来、広く、感熱記録の分野に於て用いられる感熱
印字ヘッド（つまり、サーマル・ヘッド）を適用する。
それらは、作成方法、発熱抵抗体等の差異により、厚膜
へッド、薄膜ヘッド、半導体ヘッドに分類されるが、そ
れらの全てが使用可能である。但し特に高速、高解像力
の記録を行うときは、薄膜ヘッドを利用するのが今のと
ころ望ましい。第３図ａ，ｂは本発明を達成するに当っ
て設計されたマルチオリフィス記録ヘッドを示す為のも
のであって、ａは模式的組立図、ｂは被断線Ｘ′Ｙで切
断した場合の切断面図である。
へッド、薄膜ヘッド、半導体ヘッドに分類されるが、そ
れらの全てが使用可能である。但し特に高速、高解像力
の記録を行うときは、薄膜ヘッドを利用するのが今のと
ころ望ましい。第３図ａ，ｂは本発明を達成するに当っ
て設計されたマルチオリフィス記録ヘッドを示す為のも
のであって、ａは模式的組立図、ｂは被断線Ｘ′Ｙで切
断した場合の切断面図である。
微細粒子から成るＡＩ２０３基板３０ １上に蓄熱層と
してＳｉｏ２、ヒータ層としてＨｆＢ２、電極層として
山を各々順次薄膜形成技術により横層した後選択エッチ
ングにより図示の様なパターン３０２を有するものを数
種類作った。これらは第３図ｂに於ける寸法に於てヒー
タ部長さｈ＝４０，８０，２００山ｍ、オリフィスーヒ
ータ部間距離Ｌ＝２０，４０，８０，２００，５００，
１０００仏ｍ、ヒータ部−共通液室間距離１２＝２０，
４０，８０，２００，５００ｒｍまたヒータ中心間距離
Ｐ＝５０，１００仏ｍ、ヒータ部中Ｗ＝４０，８０〃ｍ
なる寸法から各々の値が選択されて製造された１５０の
サンプル基板である。別に半導体チップスクラィバー用
カッターにそれぞれ４０，８０山ｍの薄いブレード刃を
つけて上記ヒータ中及びヒータピッチに合った溝３０３
をガラス板に深さｔ＝４０，８０山でつけ同数の溝板３
０４を作った。基板３０１と溝板３０４とをェポキシ樹
脂で接着し更に奥行１３＝２５０，５００，１０００，
２０００，４０００山ｍ、高さＳ＝１００，２００，５
００，１０００，２０００，４０００ｒｍの共通液室部
形成ブロック３０５をェポキシ樹脂にて接着し、ヒータ
駆動用引き出しリード線を結線する事により実験サンプ
ルヘッドが１５０個作製された。前記サンプルヘッドで
実際に液滴吐出実験を行なった結果が第４図〜第６図に
示されている。
してＳｉｏ２、ヒータ層としてＨｆＢ２、電極層として
山を各々順次薄膜形成技術により横層した後選択エッチ
ングにより図示の様なパターン３０２を有するものを数
種類作った。これらは第３図ｂに於ける寸法に於てヒー
タ部長さｈ＝４０，８０，２００山ｍ、オリフィスーヒ
ータ部間距離Ｌ＝２０，４０，８０，２００，５００，
１０００仏ｍ、ヒータ部−共通液室間距離１２＝２０，
４０，８０，２００，５００ｒｍまたヒータ中心間距離
Ｐ＝５０，１００仏ｍ、ヒータ部中Ｗ＝４０，８０〃ｍ
なる寸法から各々の値が選択されて製造された１５０の
サンプル基板である。別に半導体チップスクラィバー用
カッターにそれぞれ４０，８０山ｍの薄いブレード刃を
つけて上記ヒータ中及びヒータピッチに合った溝３０３
をガラス板に深さｔ＝４０，８０山でつけ同数の溝板３
０４を作った。基板３０１と溝板３０４とをェポキシ樹
脂で接着し更に奥行１３＝２５０，５００，１０００，
２０００，４０００山ｍ、高さＳ＝１００，２００，５
００，１０００，２０００，４０００ｒｍの共通液室部
形成ブロック３０５をェポキシ樹脂にて接着し、ヒータ
駆動用引き出しリード線を結線する事により実験サンプ
ルヘッドが１５０個作製された。前記サンプルヘッドで
実際に液滴吐出実験を行なった結果が第４図〜第６図に
示されている。
これ等のデータ値は、吐出印加電圧パルスに同期した発
光素子の照明の下に顕微鏡観察を行なって得られた結果
である。第４図は共通液室容積Ｖ３をパラメータとして
相対吐出液滴体積（＝言汀ｙ３ ｙ；吐出液滴半径）Ｖ
Ｒとヒータ前方体積（オリフィス側端部容積）Ｖ，とヒ
ータ部体積（エネルギー作用部容積）ＶＨとの比の関係
を示す。
光素子の照明の下に顕微鏡観察を行なって得られた結果
である。第４図は共通液室容積Ｖ３をパラメータとして
相対吐出液滴体積（＝言汀ｙ３ ｙ；吐出液滴半径）Ｖ
Ｒとヒータ前方体積（オリフィス側端部容積）Ｖ，とヒ
ータ部体積（エネルギー作用部容積）ＶＨとの比の関係
を示す。
図よりｌｏｇ（Ｖ，／ＶＨ）＝−０．５２｛即ち（Ｖ，
／ＶＨ）＝０．３１６｝より小さい領域で急激に吐出液
滴体積が減少する事が鱗る。また実験観察によりこの領
域では吐出不安定に成る事が見出された。この原因は主
に液体吐出後のオリフィス部に於ける液体メニスカスが
不安定もしくは存在しなく成る事に起因するものと思わ
れる。更に第５図に吐出液滴の１滴ごとの印加電気信号
のエネルギーＥ対体積比Ｖ２／Ｖ，の関係をヒータ部体
積ＶＨをパラメーターとして示す。第５図よりｌｏｇ（
Ｖ２／Ｖ，）＝−１．５より小さい領域でのエネルギー
効率の悪化が観察された。またｌｏｇ（Ｖ２／Ｖ，）＝
０．９以上の領域では吐出不安定性が現われた。
／ＶＨ）＝０．３１６｝より小さい領域で急激に吐出液
滴体積が減少する事が鱗る。また実験観察によりこの領
域では吐出不安定に成る事が見出された。この原因は主
に液体吐出後のオリフィス部に於ける液体メニスカスが
不安定もしくは存在しなく成る事に起因するものと思わ
れる。更に第５図に吐出液滴の１滴ごとの印加電気信号
のエネルギーＥ対体積比Ｖ２／Ｖ，の関係をヒータ部体
積ＶＨをパラメーターとして示す。第５図よりｌｏｇ（
Ｖ２／Ｖ，）＝−１．５より小さい領域でのエネルギー
効率の悪化が観察された。またｌｏｇ（Ｖ２／Ｖ，）＝
０．９以上の領域では吐出不安定性が現われた。
前者はヒータ部で発生した吐出圧力の作用体積の増大に
依るエネルギー効率の悪化と考えられる。後者は第４図
説明の条件Ｖ，／ＶＨミ０．３２が附随的に発生した事
が原因と考えられる。
依るエネルギー効率の悪化と考えられる。後者は第４図
説明の条件Ｖ，／ＶＨミ０．３２が附随的に発生した事
が原因と考えられる。
従って以上の結果第４図、第５図の結果からＶ，／ＶＨ
＞０．３２，Ｖ２／Ｖ，＞０．０３であることが記録特
性を良好にする条件であることが判明した。更に第６図
に全ヒータを同時に駆動させた場合の吐出液滴体積と共
通液室体積Ｖ３とヒータ部総体積ＶＨ・Ｍ（但しＭはヒ
ータの個数）との関係をＶ２をパラメータとして示す。
＞０．３２，Ｖ２／Ｖ，＞０．０３であることが記録特
性を良好にする条件であることが判明した。更に第６図
に全ヒータを同時に駆動させた場合の吐出液滴体積と共
通液室体積Ｖ３とヒータ部総体積ＶＨ・Ｍ（但しＭはヒ
ータの個数）との関係をＶ２をパラメータとして示す。
第６図及び実験観察の結果から｛Ｖ３／（ＶＨ・Ｍ）｝
の値が１６程度以下では吐出滴径の減少と、不安定吐出
が観察された。これは主に液供給遅れに基づくものと解
釈される。以上の結果より、マルチオリフイス化記録ヘ
ッドを設計する場合には（１） Ｖ，／ＶＨ＞０．３２ （ロ） Ｖ２／Ｖ，＞０．０３ （ｍ） Ｖ３／（ＶＨ・Ｍ）＞１６ なる条件を満足することが良好なる記録特性を与える要
件であり、本発明の目的を効果的に達成し得るものであ
ることが明白に判かる。
の値が１６程度以下では吐出滴径の減少と、不安定吐出
が観察された。これは主に液供給遅れに基づくものと解
釈される。以上の結果より、マルチオリフイス化記録ヘ
ッドを設計する場合には（１） Ｖ，／ＶＨ＞０．３２ （ロ） Ｖ２／Ｖ，＞０．０３ （ｍ） Ｖ３／（ＶＨ・Ｍ）＞１６ なる条件を満足することが良好なる記録特性を与える要
件であり、本発明の目的を効果的に達成し得るものであ
ることが明白に判かる。
第１図ａ，ｂは、本発明の記録ヘッドの特徴を概念的に
説明する為の模式的説明図であって、第１図ａは断面図
、第１図ｂは一部を示す平面図であり、第２図は、本発
明の記録ヘッドが最も有効に適用される記録法の概説を
行う為の模式的説明図、第３図ａ，ｂは、本発明に於い
て実験に使用された記録ヘッドの構造を説明するもので
あって、第３図ａは組立図、第３図ｂは第３図ａの一点
鎖線Ｘ′Ｙで切断した場合の切断面図であり、第４図乃
至第６図は各々本発明に於ける実験結果を示すグラフで
ある。 １０１……記録ヘッド、１０２……オリフイス、１０３
・…・・オリフィス側端部、１０４・・・・・・執エネ
ルギー作用部、１０５・・・・・・流入口、１０６・・
・・・・流入口側織部、１０７・…・・液吐出部、１０
８・・・・・・共通液室、１０９・・・・・・供Ｖ給口
、１ １０・・・・・・供給路。 努ｉ 図（の 努ｌ図帆 第２図 第３図（ｏ） 第３図化） 第４図 髪タ図 髪ら図
説明する為の模式的説明図であって、第１図ａは断面図
、第１図ｂは一部を示す平面図であり、第２図は、本発
明の記録ヘッドが最も有効に適用される記録法の概説を
行う為の模式的説明図、第３図ａ，ｂは、本発明に於い
て実験に使用された記録ヘッドの構造を説明するもので
あって、第３図ａは組立図、第３図ｂは第３図ａの一点
鎖線Ｘ′Ｙで切断した場合の切断面図であり、第４図乃
至第６図は各々本発明に於ける実験結果を示すグラフで
ある。 １０１……記録ヘッド、１０２……オリフイス、１０３
・…・・オリフィス側端部、１０４・・・・・・執エネ
ルギー作用部、１０５・・・・・・流入口、１０６・・
・・・・流入口側織部、１０７・…・・液吐出部、１０
８・・・・・・共通液室、１０９・・・・・・供Ｖ給口
、１ １０・・・・・・供給路。 努ｉ 図（の 努ｌ図帆 第２図 第３図（ｏ） 第３図化） 第４図 髪タ図 髪ら図
Claims (1)
- １ 液体を吐出する為にその先端にオリフイスを有する
オリフイス側端部、液体を吐出する為の熱エネルギーが
液体に作用する部分である熱エネルギー作用部、該作用
部に液体を導入する為の流入口を有する流入口側端部、
とを有する複数の液吐出部；各流入口と連結し、その内
部に液体が供給される為の供給口を有する共通液室；と
を具備し、オリフイス側端部、熱エネルギー作用部、流
入口側端部及び共通液室の容積を各各Ｖ＿１，Ｖ＿Ｈ，
Ｖ＿２，Ｖ＿３とし、熱エネルギー作用部の個数をＭと
すると、Ｖ＿１／Ｖ＿Ｈ＞０．３２、Ｖ＿２／Ｖ＿１＞
０．０３及びＶ＿３／（Ｖ＿５・Ｍ）＞１６なる関係を
満足する構造を有する事を特徴とするマルチオリフイス
液体噴射記録ヘツド。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3948379A JPS609907B2 (ja) | 1979-04-02 | 1979-04-02 | マルチオリフイス液体噴射記録ヘツド |
| US06/134,769 US4334234A (en) | 1979-04-02 | 1980-03-28 | Liquid droplet forming apparatus |
| DE3051203A DE3051203C2 (de) | 1979-04-02 | 1980-04-01 | Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf |
| DE3051204A DE3051204C2 (de) | 1979-04-02 | 1980-04-01 | Tintenstrahlkopf |
| DE19803012720 DE3012720A1 (de) | 1979-04-02 | 1980-04-01 | Fluessigkeitstroepfchenerzeugungs- einrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3948379A JPS609907B2 (ja) | 1979-04-02 | 1979-04-02 | マルチオリフイス液体噴射記録ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55132273A JPS55132273A (en) | 1980-10-14 |
| JPS609907B2 true JPS609907B2 (ja) | 1985-03-13 |
Family
ID=12554298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3948379A Expired JPS609907B2 (ja) | 1979-04-02 | 1979-04-02 | マルチオリフイス液体噴射記録ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609907B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2106039A (en) * | 1981-08-14 | 1983-04-07 | Hewlett Packard Co | Thermal ink jet printer |
| JPS59138472A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘッド |
| JPS60159062A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-20 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘツド |
-
1979
- 1979-04-02 JP JP3948379A patent/JPS609907B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55132273A (en) | 1980-10-14 |
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