JP2001010052A - 静電型アクチュエータ及びインクジェットヘッド - Google Patents
静電型アクチュエータ及びインクジェットヘッドInfo
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- JP2001010052A JP2001010052A JP18903399A JP18903399A JP2001010052A JP 2001010052 A JP2001010052 A JP 2001010052A JP 18903399 A JP18903399 A JP 18903399A JP 18903399 A JP18903399 A JP 18903399A JP 2001010052 A JP2001010052 A JP 2001010052A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接触帯電の起こりにくい対向電極を備えた静
電駆動型のインクジェットヘッドを提案すること。 【解決手段】 静電駆動型のインクジェットヘッド１
は、各インク室６の底面が振動板５として機能し、この
振動板５が共通電極とされる。この振動板５に微小なギ
ャップ１５を介して対峙している個別電極１７のセグメ
ント電極部１８はＩＴＯ膜から形成されており、当該Ｉ
ＴＯ膜の表面に電極間のギャップより小さい凸部を複数
持っている。かかるＩＴＯ膜からなるセグメント電極部
１８を用いると、対向電極表面の接触帯電を低減できる
ので、長期に亘り、印字品位が高く信頼性のあるインク
ジェットヘッドを実現できる。
電駆動型のインクジェットヘッドを提案すること。 【解決手段】 静電駆動型のインクジェットヘッド１
は、各インク室６の底面が振動板５として機能し、この
振動板５が共通電極とされる。この振動板５に微小なギ
ャップ１５を介して対峙している個別電極１７のセグメ
ント電極部１８はＩＴＯ膜から形成されており、当該Ｉ
ＴＯ膜の表面に電極間のギャップより小さい凸部を複数
持っている。かかるＩＴＯ膜からなるセグメント電極部
１８を用いると、対向電極表面の接触帯電を低減できる
ので、長期に亘り、印字品位が高く信頼性のあるインク
ジェットヘッドを実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対向電極間に電圧
を印加することにより発生する静電気力を駆動源として
利用している静電型アクチュエータおよび当該静電型ア
クチュエータを用いたインクジェットヘッドに関するも
のである。更に詳しくは、本発明は、対向電極表面に発
生する接触帯電を抑制可能な静電型アクチュエータおよ
びインクジェットヘッドに関するものである。
を印加することにより発生する静電気力を駆動源として
利用している静電型アクチュエータおよび当該静電型ア
クチュエータを用いたインクジェットヘッドに関するも
のである。更に詳しくは、本発明は、対向電極表面に発
生する接触帯電を抑制可能な静電型アクチュエータおよ
び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】対向電極間に発生する静電気力を利用し
てインク液滴を吐出する静電型インクジェットヘッド
は、例えば、特開平５−５０６０１号公報、同６−７０
８８２号公報に開示されている。
てインク液滴を吐出する静電型インクジェットヘッド
は、例えば、特開平５−５０６０１号公報、同６−７０
８８２号公報に開示されている。
【０００３】静電型インクジェットヘッドは、インクノ
ズルに連通しているインク室の底面が弾性変形可能な振
動板として形成されている。この振動板には、一定のギ
ャップでガラス基板が対向配置されている。振動板は薄
いシリコン基板からなり、対向電極の一方の電極として
機能する。ガラス基板の表面には他方の電極膜が形成さ
れており、この電極膜の表面は絶縁層により覆われてい
る。電極膜は例えばスパッタリングにより形成したＮｉ
膜であり、絶縁層は例えばマスクスパッタリングにより
形成したＳｉＯ２膜である。
ズルに連通しているインク室の底面が弾性変形可能な振
動板として形成されている。この振動板には、一定のギ
ャップでガラス基板が対向配置されている。振動板は薄
いシリコン基板からなり、対向電極の一方の電極として
機能する。ガラス基板の表面には他方の電極膜が形成さ
れており、この電極膜の表面は絶縁層により覆われてい
る。電極膜は例えばスパッタリングにより形成したＮｉ
膜であり、絶縁層は例えばマスクスパッタリングにより
形成したＳｉＯ２膜である。
【０００４】これらの対向電極間に電圧を印加すると、
これらの間に発生する静電気力によってインク底面を形
成している振動板がガラス基板に対して静電吸引あるい
は静電反発されて変位する。このインク室の底面の振動
に伴って発生するインク室の内圧変動によりインクノズ
ルからインク液滴が吐出される。従って、対向電極間に
印加する電圧を制御することにより、記録に必要な時に
のみインク液滴を吐出する、所謂インク・オン・デマン
ド方式を実現できる。
これらの間に発生する静電気力によってインク底面を形
成している振動板がガラス基板に対して静電吸引あるい
は静電反発されて変位する。このインク室の底面の振動
に伴って発生するインク室の内圧変動によりインクノズ
ルからインク液滴が吐出される。従って、対向電極間に
印加する電圧を制御することにより、記録に必要な時に
のみインク液滴を吐出する、所謂インク・オン・デマン
ド方式を実現できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ここで、対向電極は、
振動板の振動に伴って、絶縁層を挟み繰り返し接触す
る。この結果、絶縁層表面には接触帯電が起こり、当該
接触帯電が原因となって、振動板の静電吸引力、静電反
発力が変動し、当該振動板の振動が不安定となるおそれ
がある。振動板の振動が不安定になると、適正なサイズ
のインク液滴が適正な方向に吐出されず、また、不要な
インクミストが発生する。この結果、印刷不良や、イン
クノズル面、プリンタケース等のインク汚れが発生して
しまう。
振動板の振動に伴って、絶縁層を挟み繰り返し接触す
る。この結果、絶縁層表面には接触帯電が起こり、当該
接触帯電が原因となって、振動板の静電吸引力、静電反
発力が変動し、当該振動板の振動が不安定となるおそれ
がある。振動板の振動が不安定になると、適正なサイズ
のインク液滴が適正な方向に吐出されず、また、不要な
インクミストが発生する。この結果、印刷不良や、イン
クノズル面、プリンタケース等のインク汚れが発生して
しまう。
【０００６】本発明の課題は、この点に鑑みて、対向電
極表面に発生する接触帯電を抑制することにより、接触
帯電に起因する動作不安定を回避することの可能な静電
型アクチュエータを提案することにある。
極表面に発生する接触帯電を抑制することにより、接触
帯電に起因する動作不安定を回避することの可能な静電
型アクチュエータを提案することにある。
【０００７】また、本発明の課題は、対向電極表面に発
生する接触帯電を抑制することにより、印刷不良の発生
や、不要なインクミスト等による各部分のインク汚れの
発生を回避可能なインクジェットヘッドを提案すること
にある。
生する接触帯電を抑制することにより、印刷不良の発生
や、不要なインクミスト等による各部分のインク汚れの
発生を回避可能なインクジェットヘッドを提案すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、一定の間隔で対向配置された相対変位
可能な第１および第２の電極部材と、これらの電極部材
の間に静電気力を発生させて当該電極部材を相対変位さ
せる駆動手段とを有する静電型アクチュエータにおい
て、前記第１の電極部材をＩＴＯ膜から形成すると共
に、当該ＩＴＯ膜において、前記第２の電極部材に対向
している面の表面に、第１と第２の電極間のギャップよ
り小さい凸部を複数持つことを特徴としている。
めに、本発明は、一定の間隔で対向配置された相対変位
可能な第１および第２の電極部材と、これらの電極部材
の間に静電気力を発生させて当該電極部材を相対変位さ
せる駆動手段とを有する静電型アクチュエータにおい
て、前記第１の電極部材をＩＴＯ膜から形成すると共
に、当該ＩＴＯ膜において、前記第２の電極部材に対向
している面の表面に、第１と第２の電極間のギャップよ
り小さい凸部を複数持つことを特徴としている。
【０００９】典型的な静電型アクチュエータでは、前記
第１の電極部材は剛性のガラス基板の表面に形成され、
前記第２の電極部材はシリコン基板からなる振動板とさ
れる。さらに、これら第１および第２の電極部材のうち
の少なくとも一方の電極部材の表面が絶縁層によって覆
われる。
第１の電極部材は剛性のガラス基板の表面に形成され、
前記第２の電極部材はシリコン基板からなる振動板とさ
れる。さらに、これら第１および第２の電極部材のうち
の少なくとも一方の電極部材の表面が絶縁層によって覆
われる。
【００１０】ここで、前記ＩＴＯ膜を直流マグネトロン
スパッタリングにより形成する場合には、その成膜条件
として、ガラス基板温度を摂氏４００度以下にし、成膜
時に導入する酸素の量等を調節することにより、ＩＴＯ
成膜と同時に別の工程を経ることなく、かつ、ＩＴＯ成
膜に必要な原料以外のものを使用することなく、ＩＴＯ
膜表面に、複数の凸部を得ることができる。
スパッタリングにより形成する場合には、その成膜条件
として、ガラス基板温度を摂氏４００度以下にし、成膜
時に導入する酸素の量等を調節することにより、ＩＴＯ
成膜と同時に別の工程を経ることなく、かつ、ＩＴＯ成
膜に必要な原料以外のものを使用することなく、ＩＴＯ
膜表面に、複数の凸部を得ることができる。
【００１１】このように構成した本発明の静電型アクチ
ュエータでは、第１および第２の電極部材が接触を繰り
返しても、接触形態が面接触から点接触となり、接触面
積比が従来における静電型アクチュエータに比べて非常
に小さくなるため、接触帯電の発生が抑制され、動作が
長期に亘り安定することが確認された。
ュエータでは、第１および第２の電極部材が接触を繰り
返しても、接触形態が面接触から点接触となり、接触面
積比が従来における静電型アクチュエータに比べて非常
に小さくなるため、接触帯電の発生が抑制され、動作が
長期に亘り安定することが確認された。
【００１２】一方、本発明による静電型インクジェット
ヘッドは、上記構成の静電型アクチュエータを適用した
構成を備えており、対向電極の一方の電極をＩＴＯ膜か
ら形成したことを特徴としている。
ヘッドは、上記構成の静電型アクチュエータを適用した
構成を備えており、対向電極の一方の電極をＩＴＯ膜か
ら形成したことを特徴としている。
【００１３】すなわち、インクノズルと、このインクノ
ズルに連通しているインク室と、このインク室の一部を
形成しているシリコン製の振動板と、この振動板に一定
のギャップで対向配置させた対向基板と、この対向基板
の表面に形成した電極とを有し、前記振動板および前記
電極の間に発生する静電気力により前記振動板を振動さ
せることにより、前記インクノズルからインク滴を吐出
させるインクジェットヘッドにおいて、前記対向基板の
表面に形成した電極をＩＴＯ膜から形成したものとし、
さらに、当該ＩＴＯ膜表面に複数の凸部を持つことを特
徴としている。
ズルに連通しているインク室と、このインク室の一部を
形成しているシリコン製の振動板と、この振動板に一定
のギャップで対向配置させた対向基板と、この対向基板
の表面に形成した電極とを有し、前記振動板および前記
電極の間に発生する静電気力により前記振動板を振動さ
せることにより、前記インクノズルからインク滴を吐出
させるインクジェットヘッドにおいて、前記対向基板の
表面に形成した電極をＩＴＯ膜から形成したものとし、
さらに、当該ＩＴＯ膜表面に複数の凸部を持つことを特
徴としている。
【００１４】この場合においても、典型的なインクジェ
ットヘッドでは、前記電極はガラス基板の表面に形成さ
れ、当該電極表面が絶縁層により覆われた構成とされ
る。
ットヘッドでは、前記電極はガラス基板の表面に形成さ
れ、当該電極表面が絶縁層により覆われた構成とされ
る。
【００１５】また、前記ＩＴＯ膜を、前記ガラス基板温
度が摂氏４００度以下の条件下において、直流マグネト
ロンスパッタリング法により、導入させる酸素等の量を
適当に調整すれば、ＩＴＯ膜の表面に、複数の凸部を持
つことができる。
度が摂氏４００度以下の条件下において、直流マグネト
ロンスパッタリング法により、導入させる酸素等の量を
適当に調整すれば、ＩＴＯ膜の表面に、複数の凸部を持
つことができる。
【００１６】この構成のインクジェットヘッドでは、対
向電極表面における接触形態が面接触から点接触とな
り、接触面積比が従来における静電型アクチュエータに
比べて非常に小さくなるため、接触帯電が抑制されるの
で、その振動板の振動特性を安定化できる。よって、イ
ンク吐出動作を安定化でき、適正なサイズのインク液滴
を吐出できると共に、ドット抜けやインク吐出方向偏差
の発生を抑制できる。この結果、印字品位に優れた信頼
性の高いインクジェットヘッドを実現できる。
向電極表面における接触形態が面接触から点接触とな
り、接触面積比が従来における静電型アクチュエータに
比べて非常に小さくなるため、接触帯電が抑制されるの
で、その振動板の振動特性を安定化できる。よって、イ
ンク吐出動作を安定化でき、適正なサイズのインク液滴
を吐出できると共に、ドット抜けやインク吐出方向偏差
の発生を抑制できる。この結果、印字品位に優れた信頼
性の高いインクジェットヘッドを実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明を
適用した静電型アクチュエータが組み込まれた静電駆動
型のインクジェットヘッドの一例を説明する。
適用した静電型アクチュエータが組み込まれた静電駆動
型のインクジェットヘッドの一例を説明する。
【００１８】図１は本例のインクジェットヘッドの分解
斜視図である。また、図２は、組み立てられたインクジ
ェットヘッドの断面構成図（図３のＩＩ−ＩＩ線断
面）、図３はその平面図、図４はその部分断面図（ＩＶ
−ＩＶ線切断部分）である。
斜視図である。また、図２は、組み立てられたインクジ
ェットヘッドの断面構成図（図３のＩＩ−ＩＩ線断
面）、図３はその平面図、図４はその部分断面図（ＩＶ
−ＩＶ線切断部分）である。
【００１９】図５は電極に使用しているＩＴＯ表面の電
子顕微鏡写真の模写図である。
子顕微鏡写真の模写図である。
【００２０】これらの図に示すように、インクジェット
ヘッド１は、基板の上面に形成したインクノズルからイ
ンク液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプのもので
ある。このインクジェットヘッド１は、キャビティープ
レート３を挟み、上側にノズルプレート２、下側にガラ
ス基板４がそれぞれ積層された３層構造となっている。
ヘッド１は、基板の上面に形成したインクノズルからイ
ンク液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプのもので
ある。このインクジェットヘッド１は、キャビティープ
レート３を挟み、上側にノズルプレート２、下側にガラ
ス基板４がそれぞれ積層された３層構造となっている。
【００２１】キャビティープレート３は、例えばシリコ
ン基板であり、プレートの表面には底壁が振動板５とし
て機能するインク室６を構成することになる凹部７と、
凹部７の後方に設けられたインク供給口８を形成するこ
とになる細溝９と、各々のインク室６にインクを供給す
るためのインクリザーバ１０を構成することになる凹部
１１とがエッチングによって形成されている。このキャ
ビティープレート３のガラス基板４と対向する面は鏡面
研磨によって平滑化されている。
ン基板であり、プレートの表面には底壁が振動板５とし
て機能するインク室６を構成することになる凹部７と、
凹部７の後方に設けられたインク供給口８を形成するこ
とになる細溝９と、各々のインク室６にインクを供給す
るためのインクリザーバ１０を構成することになる凹部
１１とがエッチングによって形成されている。このキャ
ビティープレート３のガラス基板４と対向する面は鏡面
研磨によって平滑化されている。
【００２２】キャビティープレート３の上側に接合され
るノズルプレート２は、例えば、キャビティープレート
３と同様にシリコン基板から形成されている。ノズルプ
レート２において、インク室６の上面を規定している部
分には各インク室６に連通する複数のインクノズル２１
が形成されている。
るノズルプレート２は、例えば、キャビティープレート
３と同様にシリコン基板から形成されている。ノズルプ
レート２において、インク室６の上面を規定している部
分には各インク室６に連通する複数のインクノズル２１
が形成されている。
【００２３】ノズルプレート２をキャビティープレート
３に接合することにより、上記の凹部７、１１および細
溝９が塞がれて、インク室６、インク供給口８、インク
リザーバ１０がそれぞれ区画形成される。インクリザー
バ１０の底面を規定する部分にはインクリザーバ１０に
インクを供給するための孔１２ａが設けられており、基
板接合後、後述するガラス基板４に設けられた孔１２ｂ
と共にインク供給孔１２を形成する。インク供給孔１２
には、不図示の接続チューブを介して不図示のインクタ
ンクが接続される。インク供給孔１２から供給されたイ
ンクは、各インク供給口８を経由して独立した各インク
室６に供給される。
３に接合することにより、上記の凹部７、１１および細
溝９が塞がれて、インク室６、インク供給口８、インク
リザーバ１０がそれぞれ区画形成される。インクリザー
バ１０の底面を規定する部分にはインクリザーバ１０に
インクを供給するための孔１２ａが設けられており、基
板接合後、後述するガラス基板４に設けられた孔１２ｂ
と共にインク供給孔１２を形成する。インク供給孔１２
には、不図示の接続チューブを介して不図示のインクタ
ンクが接続される。インク供給孔１２から供給されたイ
ンクは、各インク供給口８を経由して独立した各インク
室６に供給される。
【００２４】ここで、静電型アクチュエータは、一時的
に各インク室内の圧力を上昇させて、対応するインクノ
ズルからインク滴を吐出させるために、各インク室にそ
れぞれ設けられている。各静電アクチュエータは微小な
ギャップをもって対向配置された第１および第２の電極
部材を有している。本例では、第１の電極部材は、後述
するように、ガラス基板４の凹部１６に形成されてお
り、第２の電極部材はインク室６の底に形成された変形
可能な振動板５である。
に各インク室内の圧力を上昇させて、対応するインクノ
ズルからインク滴を吐出させるために、各インク室にそ
れぞれ設けられている。各静電アクチュエータは微小な
ギャップをもって対向配置された第１および第２の電極
部材を有している。本例では、第１の電極部材は、後述
するように、ガラス基板４の凹部１６に形成されてお
り、第２の電極部材はインク室６の底に形成された変形
可能な振動板５である。
【００２５】次に、キャビティープレート３の下側に接
合されるガラス基板４は、シリコンと熱膨張率が近いホ
ウ珪酸ガラス基板である。このガラス基板４において、
それぞれの振動板５に対向する部位にはギャップ１５を
構成することになる凹部１６が形成されている。この凹
部１６の底面には、振動板に対向する個別電極（第１の
電極部材）１７が形成されている。個別電極１７は、Ｉ
ＴＯからなるセグメント電極部１８と端子部１９を有し
ている。
合されるガラス基板４は、シリコンと熱膨張率が近いホ
ウ珪酸ガラス基板である。このガラス基板４において、
それぞれの振動板５に対向する部位にはギャップ１５を
構成することになる凹部１６が形成されている。この凹
部１６の底面には、振動板に対向する個別電極（第１の
電極部材）１７が形成されている。個別電極１７は、Ｉ
ＴＯからなるセグメント電極部１８と端子部１９を有し
ている。
【００２６】ガラス基板４をキャビティープレート３に
接合することにより、各インク室６の底面を規定してい
る振動板５と個別電極１７のセグメント電極部１８は、
非常に狭いギャップ１５を隔てて対峙する。この接合さ
れた後のギャップ１５による空間はキャビティープレー
ト３とガラス基板４の間に配置した封止剤２０によって
封止される。
接合することにより、各インク室６の底面を規定してい
る振動板５と個別電極１７のセグメント電極部１８は、
非常に狭いギャップ１５を隔てて対峙する。この接合さ
れた後のギャップ１５による空間はキャビティープレー
ト３とガラス基板４の間に配置した封止剤２０によって
封止される。
【００２７】振動板５は薄肉とされており、面外方向、
すなわち、図２において上下方向に弾性変形可能となっ
ている。この振動板５は、各インク室側の共通電極とし
て機能する。この共通電極（第２の電極部材）としての
振動板５の底面５１にはＳｉＯ２からなる絶縁層２２が
形成されている。ギャップ１５を挟み、各振動板５と、
それに対応する各セグメント電極１８とによって対向電
極が形成される。
すなわち、図２において上下方向に弾性変形可能となっ
ている。この振動板５は、各インク室側の共通電極とし
て機能する。この共通電極（第２の電極部材）としての
振動板５の底面５１にはＳｉＯ２からなる絶縁層２２が
形成されている。ギャップ１５を挟み、各振動板５と、
それに対応する各セグメント電極１８とによって対向電
極が形成される。
【００２８】振動板５と個別電極１７の間には電圧印加
装置２５が接続されている。電圧印加装置２５の一方の
出力は各個別電極１７の端子部１９に接続され、他方の
出力はキャビティープレート３に形成された共通電極端
子２６に接続されている。キャビティープレート３自体
は導電性を持つので、この共通電極端子２６から振動板
（共通電極）５に電圧を供給することができる。
装置２５が接続されている。電圧印加装置２５の一方の
出力は各個別電極１７の端子部１９に接続され、他方の
出力はキャビティープレート３に形成された共通電極端
子２６に接続されている。キャビティープレート３自体
は導電性を持つので、この共通電極端子２６から振動板
（共通電極）５に電圧を供給することができる。
【００２９】なお、より低い電気抵抗で振動板５に電圧
を供給する必要がある場合には、例えば、キャビティー
プレート３の一方の面に金等の導電性材料の薄膜を蒸着
やスパッタリングで形成すればよい。本例では、キャビ
ティープレート３とガラス基板４との接続に陽極接合を
用いているので、陽極接合時に接合電圧を印可するため
の電極としてキャビティープレート３の流路形成面側に
導電膜を形成してあり、この導電膜は共通電極端子２６
と共用することができる。
を供給する必要がある場合には、例えば、キャビティー
プレート３の一方の面に金等の導電性材料の薄膜を蒸着
やスパッタリングで形成すればよい。本例では、キャビ
ティープレート３とガラス基板４との接続に陽極接合を
用いているので、陽極接合時に接合電圧を印可するため
の電極としてキャビティープレート３の流路形成面側に
導電膜を形成してあり、この導電膜は共通電極端子２６
と共用することができる。
【００３０】ここにおいて、本例のインクジェットヘッ
ド１のＩＴＯからなる個別電極１７のセグメント電極部
１８の表面には電極間のギャップより小さい凸部を複数
持っている。
ド１のＩＴＯからなる個別電極１７のセグメント電極部
１８の表面には電極間のギャップより小さい凸部を複数
持っている。
【００３１】この構成のインクジェットヘッド１におい
ては、電圧印加装置２５からの駆動電圧が対向電極間に
印加されると、対向電極間に充電された電荷によるクー
ロン力が発生し、振動板５はセグメント電極部１８の側
に撓み、インク室５の容積が拡大する。次に、電圧印加
装置２５からの駆動電圧を解除して対向電極間の電荷を
放電すると、振動板５はその弾性復帰力によって復帰
し、インク室６の容積が急激に縮小する。この時発生す
る内圧変動により、インク室６に貯留されたインクの一
部が、インク室６に連通しているインクノズル２１から
記録紙に向かって吐出する。
ては、電圧印加装置２５からの駆動電圧が対向電極間に
印加されると、対向電極間に充電された電荷によるクー
ロン力が発生し、振動板５はセグメント電極部１８の側
に撓み、インク室５の容積が拡大する。次に、電圧印加
装置２５からの駆動電圧を解除して対向電極間の電荷を
放電すると、振動板５はその弾性復帰力によって復帰
し、インク室６の容積が急激に縮小する。この時発生す
る内圧変動により、インク室６に貯留されたインクの一
部が、インク室６に連通しているインクノズル２１から
記録紙に向かって吐出する。
【００３２】このように電圧印加装置２５によって対向
電極間に電圧印加、解除が繰り返されると、共通電極で
ある振動板５は、絶縁膜２２を介して、繰り返し、個別
電極のセグメント電極部１８の表面に接触する。この結
果、絶縁膜２２の表面には接触帯電が発生し、駆動電圧
の印加を止めても、対向電極間に、放電されることなく
所定量の電荷が残留する事態が発生する。
電極間に電圧印加、解除が繰り返されると、共通電極で
ある振動板５は、絶縁膜２２を介して、繰り返し、個別
電極のセグメント電極部１８の表面に接触する。この結
果、絶縁膜２２の表面には接触帯電が発生し、駆動電圧
の印加を止めても、対向電極間に、放電されることなく
所定量の電荷が残留する事態が発生する。
【００３３】しかるに、本例では、個別電極のセグメン
ト電極部１８をＩＴＯ膜により形成すると共に、当該Ｉ
ＴＯ膜の表面に電極間のギャップより小さい凸部を複数
持つようにしてある。このＩＴＯ膜を個別電極として用
いた場合には、接触形態が面接触から点接触になるた
め、絶縁層表面の接触帯電が抑制され、長期に渡って、
安定したインク吐出特性が得られることが確認された。
ト電極部１８をＩＴＯ膜により形成すると共に、当該Ｉ
ＴＯ膜の表面に電極間のギャップより小さい凸部を複数
持つようにしてある。このＩＴＯ膜を個別電極として用
いた場合には、接触形態が面接触から点接触になるた
め、絶縁層表面の接触帯電が抑制され、長期に渡って、
安定したインク吐出特性が得られることが確認された。
【００３４】図５にＩＴＯ膜表面に形成された凸部の実
験例として電子顕微鏡により撮影された写真の模写図を
示す。この実験で得られたＩＴＯ膜表面の凸部２７は成
分分析の結果、主にＩｎ（インジウム）からなり、直径
はおよそ、０．０５〜０．１μｍであった。凸部２７以
外はＩＴＯ結晶粒２８にて満たされている。
験例として電子顕微鏡により撮影された写真の模写図を
示す。この実験で得られたＩＴＯ膜表面の凸部２７は成
分分析の結果、主にＩｎ（インジウム）からなり、直径
はおよそ、０．０５〜０．１μｍであった。凸部２７以
外はＩＴＯ結晶粒２８にて満たされている。
【００３５】（図５では左上のみ描写し、他は省略して
ある。）本発明者等の実験によれば、ＩＴＯ膜を直流マ
グネトロンスパッタリングにより形成する場合には、そ
の成膜条件として、ガラス基板温度を摂氏４００度以下
に保持し、酸素導入流量等の他の条件を適切に設定する
ことにより、電極間のギャップより小さい凸部を複数持
つＩＴＯ膜を形成できることが確認された。
ある。）本発明者等の実験によれば、ＩＴＯ膜を直流マ
グネトロンスパッタリングにより形成する場合には、そ
の成膜条件として、ガラス基板温度を摂氏４００度以下
に保持し、酸素導入流量等の他の条件を適切に設定する
ことにより、電極間のギャップより小さい凸部を複数持
つＩＴＯ膜を形成できることが確認された。
【００３６】（その他の実施の形態）上記のインクジェ
ットヘッドは、インク液滴を基板の上面に設けたインク
ノズルから吐出するフェイスイジェクトタイプのもので
ある。この代わりに、基板の端部に設けたインクノズル
からインク液滴を吐出させるエッジイジェクトタイプの
ものにも本発明を適用できることは勿論である。
ットヘッドは、インク液滴を基板の上面に設けたインク
ノズルから吐出するフェイスイジェクトタイプのもので
ある。この代わりに、基板の端部に設けたインクノズル
からインク液滴を吐出させるエッジイジェクトタイプの
ものにも本発明を適用できることは勿論である。
【００３７】また、上記の例は、インクジェットに対し
て本発明を適用した例であるが、本発明はインクジェッ
トヘッド以外の静電型アクチュエータにも適用できる。
例えば、特開平７−５４２５９号公報に開示されている
ようなマイクロメカニカル装置、静電型アクチュエータ
を用いた表示装置、マイクロポンプ等に対して同様に適
用できる。
て本発明を適用した例であるが、本発明はインクジェッ
トヘッド以外の静電型アクチュエータにも適用できる。
例えば、特開平７−５４２５９号公報に開示されている
ようなマイクロメカニカル装置、静電型アクチュエータ
を用いた表示装置、マイクロポンプ等に対して同様に適
用できる。
【００３８】さらには、対向電極間に発生する電圧変化
を、対向電極の相対変位量として検出する静電型センサ
に対しても本発明を同様に適用できる。本明細書におけ
る「静電型アクチュエータ」という用語は、このような
静電型センサの検出部も含む広い意味を有するものとし
て用いている。
を、対向電極の相対変位量として検出する静電型センサ
に対しても本発明を同様に適用できる。本明細書におけ
る「静電型アクチュエータ」という用語は、このような
静電型センサの検出部も含む広い意味を有するものとし
て用いている。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の静電型ア
クチュエータにおいては、対向配置した第１および第２
の電極部材のうちの一方の第１の電極部材をＩＴＯ膜か
ら形成すると共に、当該ＩＴＯ膜の表面に電極間のギャ
ップより小さい凸部を複数持つようにしてある。
クチュエータにおいては、対向配置した第１および第２
の電極部材のうちの一方の第１の電極部材をＩＴＯ膜か
ら形成すると共に、当該ＩＴＯ膜の表面に電極間のギャ
ップより小さい凸部を複数持つようにしてある。
【００４０】かかる静電型アクチュエータによれば、第
１および第２の電極部材の表面に発生する接触帯電が抑
制され、長期に亘り、信頼性の高い安定した駆動状態を
保持できる。
１および第２の電極部材の表面に発生する接触帯電が抑
制され、長期に亘り、信頼性の高い安定した駆動状態を
保持できる。
【００４１】また、本発明を適用した静電駆動型のイン
クジェットヘッドによれば、対向電極表面に発生する接
触帯電を抑制できるので、インクノズルから吐出される
インク液滴の量および吐出方向が安定し、吐出インク液
滴の分離も安定するので、余分なインク液滴や不要なイ
ンクミストの発生を防止できる。よって、長期に亘り、
印字品位に優れた信頼性のあるインクジェットヘッドを
実現できる。
クジェットヘッドによれば、対向電極表面に発生する接
触帯電を抑制できるので、インクノズルから吐出される
インク液滴の量および吐出方向が安定し、吐出インク液
滴の分離も安定するので、余分なインク液滴や不要なイ
ンクミストの発生を防止できる。よって、長期に亘り、
印字品位に優れた信頼性のあるインクジェットヘッドを
実現できる。
【図１】本発明を適用したインクジェットヘッドの分解
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１のインクジェットヘッドの概略縦断面図で
ある。
ある。
【図３】図１のインクジェットヘッドの平面図である。
【図４】図１のインクジェットヘッドの一部を示す概略
横断面図である。
横断面図である。
【図５】図５は本発明によるＩＴＯ表面の凸部形状の電
子顕微鏡写真（１０万倍）の模写図である。
子顕微鏡写真（１０万倍）の模写図である。
１ インクジェットヘッド ２ ノズルプレート ３ キャビティープレート ４ ガラス基板 ５ 振動板（第２の電極部材） ６ インク室 １５ ギャップ １７ 個別電極（第１の電極部材） １８ セグメント電極部（ＩＴＯ膜） ２１ インクノズル ２２ 絶縁膜 ２５ 電圧印加装置 ２７ ＩＴＯ表面凸部
Claims (7)
- 【請求項１】 一定の間隔で対向配置された相対変位可
能な第１および第２の電極部材と、これらの電極部材の
間に静電気力を発生させて当該電極部材を相対変位させ
る駆動手段とを有する静電型アクチュエータにおいて、 前記第１の電極部材はＩＴＯ膜から形成されており、 当該ＩＴＯ膜において、前記第２の電極部材に対向して
いる面の表面に、第１と第２のギャップより小さい凸部
を複数持つことを特徴とする静電型アクチュエータ。 - 【請求項２】 請求項１において、前記第１の電極部材
の表面に形成された複数の凸部が当該ＩＴＯ膜と同時に
形成されたことを特徴とする静電型アクチュエータ。 - 【請求項３】 請求項１において、前記第１の電極部材
の表面に形成された複数の凸部が当該ＩＴＯ膜を構成す
る元素の一部または全てからなることを特徴とする静電
型アクチュエータ。 - 【請求項４】 インクノズルと、このインクノズルに連
通しているインク室と、このインク室の一部を形成して
いるシリコン基板からなる振動板と、この振動板に一定
のギャップで対向配置させた対向基板と、この対向基板
の表面に形成した電極とを有し、前記振動板および前記
電極の間に発生する静電気力により前記振動板を静電吸
引して解除することにより、前記インクノズルからイン
ク滴を吐出させる静電型インクジェットヘッドにおい
て、 前記対向基板の表面に形成した電極はＩＴＯ膜から形成
されており、 当該ＩＴＯ膜において、前記第２の電極部材に対向して
いる面の表面に、第１と第２の電極間のギャップより小
さい凸部を複数持つことを特徴とする静電型インクジェ
ットヘッド。 - 【請求項５】 請求項４において、前記第１の電極部材
の表面に形成された複数の凸部が当該ＩＴＯ膜と同時に
形成されたことを特徴とする静電型インクジェットヘッ
ド。 - 【請求項６】 請求項４において、前記第１の電極部材
の表面に形成された凸部が当該ＩＴＯ膜と同時に形成さ
れたことを特徴とする静電型インクジェットヘッド。 - 【請求項７】 請求項４において、前記第１の電極部材
の表面に形成された複数の凸部が当該ＩＴＯ膜を構成す
る元素の一部または全てからなることを特徴とする静電
型インクジェットヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18903399A JP2001010052A (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | 静電型アクチュエータ及びインクジェットヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18903399A JP2001010052A (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | 静電型アクチュエータ及びインクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001010052A true JP2001010052A (ja) | 2001-01-16 |
Family
ID=16234183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18903399A Pending JP2001010052A (ja) | 1999-07-02 | 1999-07-02 | 静電型アクチュエータ及びインクジェットヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001010052A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003244972A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-08-29 | Toto Ltd | 静電アクチュエータ |
| JP2013028175A (ja) * | 2012-09-28 | 2013-02-07 | Seiko Epson Corp | 静電アクチュエータ及び液滴吐出ヘッド |
-
1999
- 1999-07-02 JP JP18903399A patent/JP2001010052A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003244972A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-08-29 | Toto Ltd | 静電アクチュエータ |
| JP2013028175A (ja) * | 2012-09-28 | 2013-02-07 | Seiko Epson Corp | 静電アクチュエータ及び液滴吐出ヘッド |
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| A521 | Written amendment |
Effective date: 20090605 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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Effective date: 20091006 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |