解決策
ドロップ・オン・デマンド方式のインクジェットには、各ノズルに微小なポンプが必要だった。ピエゾアクチュエータは機能したが、プリントヘッドは機械的に繊細で高価なままだった。
HPの巧妙な一手は、その擾乱を役立てることにあった。集積回路に似たプロセスで作られた抵抗器が、わずかマイクロ秒だけインクを加熱し、蒸気泡が膨張してオリフィスから一滴を押し出す。
同じ機構はノズルをまたいで繰り返すことができた。IEEE Spectrumは、1984年4月のThinkJetが12ノズルのカートリッジを使用したと述べており、IBMのSID論文は、HPとキヤノンのドロップ・オン・デマンドヘッド向けに薄膜ヒーターが熱的に気泡を生成することを記述している。
この発明は、デスクトップ印刷を文字を打ち付けるものから、制御された液体ピクセルを発射するものへと変えた。
達成したこと
気泡を可動部として使う
うまくいった理由
アクチュエータは薄膜プロセスで作られたため、多数のノズルを並行して構築できた。
各ノズルは必要なときにだけ発射し、連続インクジェット流の無駄を避けた。
気泡は繰り返し液滴を生成するのに十分な速さで発生し、崩壊した。
使い捨てカートリッジが、プリンタを通してインクを配管する代わりに、壊れやすい流体システムを内包できた。
応用できること
時に、優雅なアクチュエータは部品ですらない。物理現象が負荷を再現性をもって動かせるなら、製造は精密機械からチップ上のアレイへと移行できる。
その後
サーマルインクジェットはデスクトップ印刷の支配的な機構となり、後に紙から完全に脱した。IEEE Spectrumは、DNAアレイ、プリンテッドエレクトロニクス、3Dプリンティング、その他の液滴ベースの製造におけるその利用を記述している。
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出典
- Inkjets Are for More Than Just Printing IEEE Spectrum · spectrum.ieee.org ·
- Materials and Processing Studies for Thermal Ink-Jet Devices IBM Research · research.ibm.com ·
- US4794410A - Barrier structure for thermal ink-jet printheads Google Patents · patents.google.com ·