JP2002120370A - 流体噴射装置、インクジェット装置およびその動作方法 - Google Patents

流体噴射装置、インクジェット装置およびその動作方法

Info

Publication number
JP2002120370A
JP2002120370A JP2001293523A JP2001293523A JP2002120370A JP 2002120370 A JP2002120370 A JP 2002120370A JP 2001293523 A JP2001293523 A JP 2001293523A JP 2001293523 A JP2001293523 A JP 2001293523A JP 2002120370 A JP2002120370 A JP 2002120370A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
actuator
flexible wall
ink
ink jet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001293523A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002120370A5 (ja
Inventor
Ronald E Marusak
イー.マルサック ロナルド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Illinois Tool Works Inc
Original Assignee
Illinois Tool Works Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Illinois Tool Works Inc filed Critical Illinois Tool Works Inc
Publication of JP2002120370A publication Critical patent/JP2002120370A/ja
Publication of JP2002120370A5 publication Critical patent/JP2002120370A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14314Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変換器とチャンバとの間の位置不整合をある
程度許容できると共に、変換器とチャンバとの間の従来
の接着性結合を不要とするインクジェット装置である。 【解決手段】 静電引力は、圧電アクチュエータ5と流
体チャンバ1の可とう性壁8との間の接着剤として働
く。複数のチャネル間で共有され得る単一のアクチュエ
ータ5が、インク2をノズル4から外方に駆動する力を
提供する。静電界はオンおよびオフに切換えでき、従っ
て個々のチャネルは、これらのチャネルが液滴を射出し
なければならない場合にのみ、アクチュエータ5に対し
て選択的に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に流体噴射デ
バイス、より特定的には、インクジェット装置、インク
ジェットプリンタヘッドおよびそれを動作させる方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェットプリンタは、それが印刷
している表面と物理的に全く接触しない非衝撃式プリン
タのタイプとして知られている。「インクジェット」と
いう名前が示唆するように、インクジェットプリンタ
は、印刷されるべき表面上に自由空気を通してプリンタ
ヘッドから外方にインクジェットを放射する。接触する
ことなくさまざまな形状およびテクスチュアをもつ表面
上に印刷できるというその能力のため、インクジェット
技術は、特に製品のマーキング、コード入れ、日付入れ
または識別に依存するあらゆるタイプの産業において、
日々新しい利用分野を見い出している。インクジェット
印刷(テキストおよびグラフィクス)もまた著しく発達
してきた。
【0003】インクジェット技術は2つの主要なカテゴ
リの中に入る。1つは、インクの流れがプリンタの本体
からプリンタヘッドまでそして再びプリンタの本体まで
連続的に循環している連続式インクジェット技術であ
る。インクはノズルにおいて液滴に分割され、次に電荷
により偏向されて標的に達するかあるいは戻りブロック
内で終わる。もう1つの技術は、インクの小滴が必要と
なった場合にのみ適当な時点でノズルから外方に強制的
に押し出される、ドロップオンデマンドである。一部の
ケースでは、抵抗器を加熱して気泡を膨張させることに
よってインクが射出される。気泡がつぶれた時点で、小
滴は裂け、システムはその当初の状態に戻る。その他の
ケースでは、インク中で機械的にひき起こされた容積変
化に起因する圧力パルスの下でインクが射出される。
【0004】後者のケースの標準的なドロップオンデマ
ンドタイプのインクジェット印刷システムは、Howkins
に付与された米国特許第4,459,601号の中で開示
されている。Howkins では、射出チャンバの容積は、射
出チャンバの可動壁と連通する圧電変換器によって変動
させられる。該変換器は、1つのオリフィスを通してイ
ンクを外方へ駆動すべく膨張および収縮する。圧電変換
器上に設置された電極に印刷制御電圧が印加されて、変
換器の膨張または収縮運動が誘発される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に、上述のHawkin
s の構造においては、変換器は、射出チャンバに取付け
られるべく接着剤またはそれと類似のものを通して、予
め定められた位置に設置される。特に高品質のプリンタ
においては、インクジェットプリンタヘッド内でインク
液滴を射出するために、通常より数多くのノズルを設計
することが望ましい。インクジェットプリンタヘッドの
寸法は制限されていることから、密にパッケージされた
アレイの形に配置された変換器はできるかぎり小型でな
くてはならない。従って、多数のノズルを有する高密度
インクジェット記録装置の場合、変換器を整列させその
それぞれの可動壁に結合させる上での精度の観点からみ
て制限がある。可動壁と圧電変換器との間に介在された
接着層はまた、インクジェット装置の駆動効率をも低下
させる可能性がある。
【0006】さらに、従来のインクジェット装置は、各
チャネル毎に別々の変換器を利用する。各変換器内で個
別に、一対の電極も形成されなければならない。従っ
て、かかるプリンタヘッドを製造するためには、多数の
個別部品を使用しなければならず、アレイを組立てるの
に多数の工程が必要となる。これらの理由から、これま
では非常に高密度のインクジェットプリンタヘッドを製
造することは実際上不可能であった。
【0007】従って、本発明の1つの目的は、変換器と
チャンバとの間の位置不整合を、精度を犠牲にすること
なく、ある程度許容するようなインクジェット装置を提
供することにある。
【0008】本発明のさらなる目的は、変換器とチャン
バのと間の物理的な接着性結合を不要として、インクジ
ェット装置の駆動効率を改善するようなインクジェット
装置を提供することにある。
【0009】本発明のさらなる目的は、共通の変換器お
よびチャンバを利用し、しかも上述の目的を達成するよ
うなインクジェット装置を提供することにある。
【0010】本発明のさらなる目的は、単一の変換器が
複数のチャネル間で共用できかくして使用すべき部品の
数を減らし、インクジェットプリンタヘッドの製造にお
ける組立てプロセスを簡略化するインクジェットプリン
タヘッドを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらのおよび
その他の目的は、変換器に射出チャンバの可動壁を結合
させるために静電引力を利用することによって達成され
る。本発明の1つの態様によると、流体噴射装置は、流
体チャンバおよびアクチュエータを備える。流体チャン
バは、ノズルと、振動してこのチャンバの容積を変える
能力を持つ可とう性壁とを有する。アクチュエータは、
制御信号に従って機械的運動を生成する。可とう性壁お
よびアクチュエータは、静電結合構成によって結合さ
れ、かくしてアクチュエータの機械的運動は、可とう性
壁の振動へと変換される。
【0012】本発明の上述の目的はまた、インクチャン
バおよびアクチュエータを備えるインクジェット装置に
よっても達成される。インクチャンバは、ノズル、入
口、および可とう性壁を含む。静電結合構成が、可とう
性壁とアクチュエータとの間の静電結合を生み出すため
に具備される。かくして、アクチュエータが移動したと
きに、可とう性壁が変形されて、ノズルを通してインク
を外方へ強制的に押し出し、入口を通してインクを中に
引き込む。本発明の一態様によると、静電結合構成に
は、アクチュエータの端面および可とう性壁の外部表面
に対し直接または間接的に取付けられる一対の電極が含
まれている。
【0013】本発明の上述の目的はまた、複数の射出チ
ャンバと、少なくとも1つの動作駆動要素と、結合制御
回路とからなるインクジェットプリンタヘッドによって
も達成される。各射出チャンバはノズル、入口および可
とう性壁を有する。各々1つの可とう性壁と連係する、
複数の第1の静電結合部材が存在する。少なくとも1つ
の第2の静電結合部材もまた、少なくとも1つの動作駆
動要素のために具備される。結合制御回路は、選択され
た第1の静電結合部材と少なくとも1つの第2の静電結
合部材との間の静電結合を選択的に形成する。従って、
少なくとも1つの動作駆動要素が移動したときに、選択
された第1の静電結合部材と連係する可とう性壁のみが
変形されて、インクをそのノズルを通して外方へと強制
的に押し出し、インクをその入口を通して中に引き込
む。本発明の一態様によると、静電結合部材は、少なく
とも1つの動作駆動要素の端面および可とう性壁の外部
表面に直接または間接的に取付けられた電極である。
【0014】本発明の上述の目的はまた、インクジェッ
ト装置を動作する方法によっても達成される。インクジ
ェット装置には、可とう性壁を伴うインクチャンバとア
クチュエータが含まれる。該方法によると、静電結合が
可とう性壁とアクチュエータの間に形成される。次に、
可とう性壁は、第1の方向へのアクチュエータの運動に
応答して変形される。本発明の一態様によると、このと
き可とう性壁は、第2の方向へのアクチュエータの運動
に応答して、または静電結合が除去されたときに、その
もとの状態に戻る。
【0015】本発明の以上の目的はまた、インクジェッ
トプリンタヘッドの動作方法によっても達成される。イ
ンクジェットプリンタヘッドは、複数の射出チャンバお
よび少なくとも1つのアクチュエータを含む。該方法に
よると、選択された射出チャンバの可とう性壁と少なく
とも1つのアクチュエータとの間で選択的に静電結合が
形成される。次に、第1の方向での少なくとも1つのア
クチュエータの運動に応答して、選択された可とう性壁
が変形される。本発明の一態様によると、選択された可
とう性壁はこのとき、第2の方向での少なくとも1つの
アクチュエータの運動に応答してかまたは静電結合が除
去されたときに、そのもとの状態に戻る。従って、イン
クは、選択された射出チャンバのみから噴射される。
【0016】本発明のさらにその他の目的および利点
は、本発明を実施する上で考えられる最良態様の単なる
例示として、本発明の好ましい実施形態のみが示され記
述されている以下の詳細の説明から、当業者には直ちに
明らかとなることだろう。ここで分かるように、本発明
は、その他のおよび異なる実施形態が可能であり、その
いくつかの細部は、全て本発明から逸脱することなくさ
まざまな明白な点において変形され得るものである。従
って、図面および本明細書は、それ自体例示としてみな
され、制限的な意味をもつものとはみなされるべきでは
ない。
【0017】本発明は、添付図面の図の中で、制限とし
てではなく一例として示されてあり、同じ参照番号のつ
いた要素が全体を通して同じ要素を表わしている。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明によるインクジェットプリ
ンタヘッド内で使用するためのインクジェット装置およ
びその動作方法を述べる。以下の詳細な記述において
は、説明を目的として、本発明を完全に理解できるよう
にするため数多くの特定的細部が記されている。しかし
ながら、本発明はこれらの特定的細部なしに実施するこ
とのできるということは明白である。他の例では、図面
を簡略化するため、周知の構造およびデバイスがブロッ
ク図で示されている。
【0019】図1を参照すると、インクジェット装置1
0は、チャンバ1およびアクチュエータ5を含んでな
る。チャンバ1は、標的(図示せず)上に画素を形成す
べく、チャンバ1の壁の上に作られたノズル4を通して
射出されるインク2で満たされている。インク2は、イ
ンクタンク(図示せず)と連通している入口3を通して
チャンバ1に供給される。チャンバ1はさらに、その容
積を変動させるべく振動する可とう性壁8を有する。チ
ャンバ1の容積が減少すると、チャンバ1の内部のイン
ク圧は上昇し、インク2をノズル4を通して外方へと強
制的に押し出す。反対に、チャンバ1の容積が増大した
と、チャンバ1内のインク圧力は低下し、インク2を入
口3を通して中へと引き込む。図1ではノズル4が可と
う性壁8とは反対の壁上に形成され、入口3がチャンバ
1の側面に形成されているが、当業者であれば、さまざ
まな配置を容易に考えつくものである。チャンバ1の構
造的構成要素の形状、材料または寸法といったその他の
詳細もまた周知のことであり、ここで列挙する必要はな
い。
【0020】インクジェット装置10は、可とう性壁8
の振動を駆動するためにアクチュエータ5の機械的運動
を利用する。ここでもまた、アクチュエータ5のタイ
プ、形状、材料または寸法といった詳細は周知のことで
あり、ここで列挙する必要はない。例えば、アクチュエ
ータ5は、電圧がその上に印加されたときに膨張または
収縮する圧電材料で作られていてよい。図1では、アク
チュエータ5は、端面が可とう性壁8に対面しここから
わずかに離隔した状態でチャンバ1と同軸的に設置され
て示されているが、当業者であればさまざまな配置を容
易に考えつく。また、アクチュエータ5はチャンバ1の
中心軸(図示せず)に沿って移動する必要がないという
こともわかる。
【0021】アクチュエータ5の運動を可とう性壁8の
振動へと変換するため、本発明のインクジェット装置
は、静電引力の形での静電結合を利用する。静電界は、
電圧が印加されたときに、第1の電極6と第2の電極7
との間に生成される。当業者であれば、アクチュエータ
5と可とう性壁8との間に充分強い静電結合を提供すべ
く第1および第2の電極の数多くの配置を容易に実現で
きるであろう。
【0022】図1に示された実施形態においては、第1
の電極6は、アクチュエータ5の近接した端面上に形成
され、一方第2の電極7は可とう性壁8の外部表面上に
形成されている。電極対6および7の間には、短絡を防
ぐための絶縁体9が設置されている。好ましくは、第2
の電極7と絶縁体9は、可とう性壁8の振動に対して干
渉しないタイプのものである。例えば、図1に示すイン
クジェット装置10の絶縁体9は、第1の電極6に取付
けられており、絶縁体9と第2の電極7との間には小さ
な空隙15が存在する。しかしながら、第1の電極6に
代わって第2の電極7と絶縁体9が接触している場合、
すなわち、第2の電極7に絶縁体9が取付けられている
場合のようなその他の構成が除外されるわけではない。
第2の電極7は、当該技術分野において周知の技術によ
り、可とう性壁8の外部表面全体にわたり薄いフィルム
として形成され得る。一つの変形形態として、第2の電
極7および可とう性壁8を本体に一体に組込むこともで
きる。
【0023】インクジェット装置10の動作は、図2〜
4を参照することによって最も良く理解されるだろう。
図2に示されているように、電極6および7の対に電圧
差V 1が加えられたときに、強い静電界が形成され、1
つの電極はもう1つの電極を引きつける。このとき、可
とう性壁8およびアクチュエータ5は結合され、可とう
性壁8の振動がアクチュエータ5の運動によって駆動さ
れることになる。別の電圧V2が圧電材料製のアクチュ
エータ5に印加されたとき、アクチュエータ5は収縮
し、矢印Aによって示されるように、チャンバ1から離
れる。第1の電極6および第2の電極7は、静電界によ
って結合されることから、アクチュエータ5は、可とう
性壁8を引っ張り、これを図2に示されている膨張状態
まで変形させる。可とう性壁8が変形すると、チャンバ
1の容積は増大し、チャンバ1の内部のインク圧力は低
下し、かくしてインク2は入口3を通してチャンバ1内
に引き込まれることになる。
【0024】次の段階では、アクチュエータ5上の電圧
2は変更され、例えば除去されて、図3中の矢印Bに
より示されているように、その以前の位置まで急速に戻
る。従って、可とう性壁8はそのもとの状態まで復帰
し、チャンバ1内に捕捉されたインク2を圧縮する。チ
ャンバ1内部の増大しつつあるインク圧力はインク2を
ノズル4から外方へ強制的に押し出し、標的に向かって
飛行するインク液滴20を形成する。チャンバ1内の過
渡的圧力は減衰し、電圧V1は、任意に電極対6および
7からとり除かれる。こうしてサイクルは完了し、イン
クジェット装置10は、いつでも次のサイクルに入れる
状態となる。
【0025】当業者にとって、電圧V1を変えることで
可とう性壁8も図2の膨張状態からもとの状態に復帰さ
せ、インク液滴20をノズル4を通して噴射させること
になる、ということは明白である。これは、電圧V1
変更または除去されたときに、静電結合が消滅するかま
たは充分に弱くなるからである。このとき電極対6およ
び7は互いに解放し、可とう性壁8は自由にそのもとの
状態に復帰できるようになる。
【0026】同様にして、アクチュエータ5の運動にも
かかわらず、第1の電極6と第2の電極7との間の静電
結合が充分に強くない場合、可とう性壁8はもとの状態
から膨張状態まで移動しない。図4に示されているよう
に、電圧V2が印加されたときに、アクチュエータ5
は、矢印Aによって示されているように、収縮しチャン
バ1から離れる。しかしながら、電圧V1は電極6およ
び7の対に印加されないことから(V1=0),いかな
る静電界も形成されず、従って、第1の電極6および第
2の電極7は互いに引き合わない。可とう性壁8はアク
チュエータ5の運動によって駆動されず、チャンバ1は
休止状態にある。従って、インク2はチャンバ1内に進
入せず、アクチュエータ5が戻ったときノズル4から全
くインクは射出されない。
【0027】本発明のもう1つの実施形態が図5に描か
れている。図5中のインクジェット装置30の構成要素
の大部分は、図1のインクジェット装置10のものと類
似のものであり、ここで再度記述しない。インクジェッ
ト装置30は、第2の電極7が可とう性壁8の外部表面
上に形成されず、代わりにてこ機構36のような反転機
構を介して可とう性壁8に接続されている、という点
で、インクジェット装置10と異なっている。
【0028】前述のとおり、電極対6および7は、電圧
1の印加に応答して互いに引きつけ合い、アクチュエ
ータ5は、電圧V2の印加に応答して矢印Aの方向に離
れる。しかしながらインクジェット装置30では、てこ
機構36は、可とう性壁8の変形方向を反転させる。特
に、第2の電極7が第1の電極6によって引きつけられ
矢印Aの方向に移動したときに、てこ機構36のアーム
33は矢印Bによって示された反対方向に移動する。ア
ーム33は可とう性壁8をチャンバ1の内部へと内側に
押し、インク2をノズル4から外方に強制的に押し出
し、インク液滴20を形成する。このとき、アクチュエ
ータ5が戻ったとき、または静電結合が除去されたとき
に、てこ機構36のアーム33および可とう性壁8はそ
のそれぞれのもとの位置まで復帰する。チャンバ1内部
のインク圧力は減少し、インク2をチャンバ1内に突進
させる。インクジェット装置30はいつでも次のサイク
ルの待機状態となる。このモードは、当該技術分野にお
いて、充てん前発射(fire-before-fill)モードとして
知られている。
【0029】当業者であれば以上の記述の数多くの詳細
が例示のみを目的としたものであるということがわかる
だろう。例えば、アクチュエータ5の圧電材料は、電圧
2下に置かれたとき膨張するタイプのものであってよ
い。このときアクチュエータ5は、可とう性壁8から離
れる代わりに、可とう性壁8に向かって移動する。もう
1つの変形形態は、第1の電極6がてこ機構36を介し
てアクチュエータ5に接続されている一方で、第2の電
極7がなおも可とう性壁8の上に形成されるというもの
である。さらに、本発明のインクジェット装置は、イン
クジェットの利用分野に制限されず、流体チャンバから
流体を噴射する必要のあるあらゆる技術においてもまた
使用可能である。
【0030】ここで、図6を参照して、本発明のインク
ジェットプリンタヘッド100について記述する。該イ
ンクジェットプリントヘッド100は、図1に示されて
いるインクジェット装置10とほぼ同一であって再び詳
述することを要しないある数のインクジェット装置を含
んでなる。違いは、複数のインクジェット装置50,6
0および70の可とう性壁58,68および78が同一
のアクチュエータ5によって駆動されているという点に
ある。電極対が、可とう性壁58,68および78の各
々とアクチュエータ5の間に配置されている。第2の電
極57,67および77がそれぞれ、可とう性壁58,
68および78の各々の上に形成されている。第1の電
極が、例えば可とう性壁58に対応する第1の電極56
として別々にか、または可とう性壁68および78に対
応する第1の電極66として合同で、アクチュエータ5
の端面上に形成されている。絶縁体59,69および7
9が類似の要領で配置されている。
【0031】インクジェットプリンタヘッド100は、
サイクル内で噴射すべきインクジェット装置を選択する
ための結合制御回路80をさらに含む。特に、結合制御
回路80は、選択されたインクジェット装置のみの可と
う性壁とアクチュエータ5との間に静電結合を生成す
る。本発明の一実施形態においては、結合制御回路80
は、第1の電極56および66および第2の電極57,
67および77と電気的に接続され、電圧V1を、選択
された電極対に印加する。
【0032】図6に示す例では、インクジェット装置5
0および70は、その電極対に電圧V1が印加された状
態で選択され、一方インクジェット装置60は、電圧V
1=0で選択されていない。静電結合が、選択されたイ
ンクジェット装置50および70のアクチュエータ5と
可とう性壁58および78との間に作り出される。従っ
て、アクチュエータ5が矢印AおよびBによって表わさ
れた方向に移動すると、可とう性壁58および78は、
図2および3についての説明ので記述された要領で変形
し復帰する。その結果、インク液滴25および27がイ
ンクジェット装置50および70によって射出される。
このサイクル中、未選択のインクジェット装置60は、
その可とう性壁68がアクチュエータ5に静電結合され
ていないことから、図4についての説明の中で記述され
ている要領で休みの状態にとどまる。好ましくは、イン
クジェットプリンタヘッド100はさらに、圧電アクチ
ュエータ5に対し電圧V2を印加してその運動をひき起
こすための運動制御回路90を含む。
【0033】特筆すべきことに、アクチュエータのため
に使用される圧電材料のタイプ、電極の構成および反転
機構を含むことといったようなインクジェット装置の上
述の修正は、インクジェットプリンタヘッド100のイ
ンクジェット装置にもまた適用可能である。
【0034】ここに、インクジェットプリンタヘッド内
で使用するためのインクジェット装置およびその動作方
法が記述されてきたということが明白であるはずであ
る。本発明によると、静電引力は、流体チャンバの可と
う性壁と、共通のアクチュエータとの間の接着剤として
役立っている。従って、従来の接着剤結合に事実上取っ
て代わり、流体チャンバとアクチュエータとの間の心ず
れの問題は少なくなる。その上、インクをそのそれぞれ
のノズルから外方に駆動するために、単一のアクチュエ
ータを複数のチャネル間で共用することができる。静電
界がオンおよびオフに切換えられると、個々のチャネル
は、それらが液滴を射出すべきである場合にのみアクチ
ュエータに選択的に固定される。かくして、アクチュエ
ータは従来のアクチュエータのサイズよりも大きいサイ
ズのものであってよく、アクチュエータ製造プロセスは
簡略化される。経時的に変動する印刷制御電圧を、アク
チュエータ自体ではなく電極対に印加できることから、
圧電アクチュエータの寿命も改善される。
【0035】本発明の特定の実施形態について記述され
例示されてきたが、特定的に例示され記述された実施形
態の細部を、前述の特許請求の範囲において規定されて
いるような本発明の真の精神および範囲から逸脱するこ
となく変更することも可能であるということが明らかに
なることだろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態によるインクジェット装置の
概略的断面図である。
【図2】図1に示すインクジェット装置の逐次的動作を
示す概略的断面図である。
【図3】図1に示すインクジェット装置の逐次的動作を
示す概略的断面図である。
【図4】図1に示すインクジェット装置の逐次的動作を
示す概略的断面図である。
【図5】本発明のもう1つの実施形態によるインクジェ
ット装置の概略的断面図である。
【図6】本発明によるインクジェットプリンタヘッドの
概略的断面図である。
【符号の説明】
1…チャンバ 2…インク 3…入口 4…ノズル 5…アクチュエータ 6…第1の電極 7…第2の電極 8…可とう性壁 9…絶縁体 10,30…インクジェット装置 36…てこ機構 50,60,70…インクジェット装置 56,66…第1の電極 57,67,77…第2の電極 58,68,78…可とう性壁 59,69,79…絶縁体 80…結合制御回路 90…運動制御回路 100…インクジェットプリンタヘッド

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズルと、流体チャンバ容積を変えるべ
    く振動する能力をもつ可とう性壁を有する流体チャンバ
    と、 機械的運動を生成するためのアクチュエータと、 前記アクチュエータの機械的運動を可とう性壁の振動に
    変換するため、前記可とう性壁と該アクチュエータとの
    間に配置される静電結合部と、 を含んでなる流体噴射装置。
  2. 【請求項2】 前記静電結合部が、前記アクチュエータ
    の端面および前記可とう性壁の外部表面のうちの1つの
    上に設置された第1の電極と、該第1の電極と並列に設
    置されこの電極から離隔されている第2の電極とを含む
    請求項1に記載の流体噴射装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の電極が前記アクチュエータの
    端面および前記可とう性壁の外部表面のうちのもう一方
    の上に設置されている請求項2に記載の流体噴射装置。
  4. 【請求項4】 前記静電結合部と共働して前記アクチュ
    エータの機械的運動を前記可とう性壁の振動へと可逆的
    に変換するための反転機構をさらに含んでなる請求項2
    に記載の流体噴射装置。
  5. 【請求項5】 前記第2の電極が前記反転機構に取付け
    られる請求項4に記載の流体噴射装置。
  6. 【請求項6】 前記静電結合部は、前記第1の電極と前
    記第2の電極との間にさらに絶縁体を含む請求項2に記
    載の流体噴射装置。
  7. 【請求項7】 前記第1の電極および前記第2の電極
    は、それらの電極に電圧が印加されたときに互いに引き
    つけ合い、前記可とう性壁と前記アクチュエータとの間
    に静電結合を与える請求項2に記載の流体噴射装置。
  8. 【請求項8】 ノズル、入口および可とう性壁を有する
    インクチャンバと、 第1の方向および第2の方向に移動するアクチュエータ
    と、 可とう性壁と前記アクチュエータのと間に静電結合を与
    え、かくして該可とう性壁が変形して、それぞれ第1の
    方向および第2の方向への該アクチュエータの移動に応
    答してインクを強制的に前記ノズルを通して外方へと押
    し出すようにおよび前記入口を通して該インクを中に引
    き込むようにする静電結合部と、 を含んでなる流体噴射装置。
  9. 【請求項9】 前記静電結合部が、前記アクチュエータ
    の端面および前記可とう性壁の外部表面のうちの1つの
    上に設置された第1の電極と、該第1の電極と並列に設
    置されこの電極から離隔されている第2の電極とを含む
    請求項8に記載のインクジェット装置。
  10. 【請求項10】 前記第2の電極が前記アクチュエータ
    の端面および前記可とう性壁の外部表面のうちのもう一
    方の上に設置されている請求項9に記載のインクジェッ
    ト装置。
  11. 【請求項11】 前記静電結合部と共働して前記可とう
    性壁を変形させ、それぞれ第1の方向および第2の方向
    への前記アクチュエータの移動に応答して前記インクを
    強制的に前記ノズルを通して外方へと押し出すようにお
    よび前記入口を通して前記インクを中に引き込むように
    するための反転機構をさらに含む請求項8に記載のイン
    クジェット装置。
  12. 【請求項12】 前記静電結合部が、前記第1の電極と
    前記第2の電極との間にさらに絶縁体を含む請求項9に
    記載のインクジェット装置。
  13. 【請求項13】 前記絶縁体が、前記可とう性壁の外部
    表面に取付けられていない前記第1の電極と、前記第2
    の電極とのうちの一方に取付けられる請求項12に記載
    のインクジェット装置。
  14. 【請求項14】 前記絶縁体が、前記第1の電極および
    前記第2の電極のうちのもう一方と接触する請求項13
    に記載のインクジェット装置。
  15. 【請求項15】 前記アクチュエータが、圧電材料で作
    られる請求項8に記載のインクジェット装置。
  16. 【請求項16】 各々ノズル、入口および可とう性壁を
    有する複数の射出チャンバと、 少なくとも1つの動作駆動要素と、 各々1つの可とう性壁と連係する複数の第1の静電結合
    部材と、 少なくとも1つの前記動作駆動要素と連係する少なくと
    も1つの第2の静電結合部材と、 複数の前記第1の静電結合部材のうちの予め定められた
    第1の静電結合部材と、少なくとも1つの前記第2の静
    電結合部材との間で静電結合を選択的に生成し、かくし
    て、予め定められた前記第1の静電結合部材と連係する
    前記可とう性壁のみが変形されて、少なくもとも1つの
    前記動作駆動要素の運動に応答して前記ノズルを通しイ
    ンクを強制的に外方に押出すようにおよび該インクをそ
    のそれぞれの射出チャンバの前記入口を通して中に引き
    込むようにするための結合制御回路と、 を含んでなるインクジェットプリンタヘッド。
  17. 【請求項17】 複数の前記第1の静電結合部材の各々
    が第1の電極であり、少なくとも1つの前記第2の静電
    結合部材が該第1の電極と並列に設置されこの電極から
    離隔されている第2の電極である請求項16に記載のイ
    ンクジェットプリンタヘッド。
  18. 【請求項18】 前記第1の電極の各々が、連係する前
    記可とう性壁の外部表面上に設置される請求項17に記
    載のインクジェットプリンタヘッド。
  19. 【請求項19】 前記第2の電極が、少なくとも1つの
    前記動作駆動要素の端面上に設置される請求項17に記
    載のインクジェットプリンタヘッド。
  20. 【請求項20】 前記第1の電極と前記第2の電極との
    間に、絶縁層をさらに含む請求項17に記載のインクジ
    ェットプリンタヘッド。
  21. 【請求項21】 前記結合制御回路が、予め定められた
    前記第1の電極の各々と前記第2の電極との間に引力を
    もつ静電界を生成すべく、予め定められた該第1の電極
    と該第2の電極との間に第1の電圧を選択的に印加する
    請求項17に記載のインクジェットプリンタヘッド。
  22. 【請求項22】 少なくとも1つの前記動作駆動要素が
    圧電材料からなる請求項16に記載のインクジェットプ
    リンタヘッド。
  23. 【請求項23】 少なくとも1つの前記動作駆動要素上
    に第2の電圧を印加し、少なくとも1つの前記動作駆動
    要素の運動をひき起こすための運動制御回路をさらに含
    む請求項22に記載のインクジェットプリンタヘッド。
  24. 【請求項24】 ノズル、入口および可とう性壁を有す
    るインクチャンバと、第1の方向および第2の方向に移
    動するアクチュエータとを含むインクジェット装置を動
    作させる方法において、 a)前記可とう性壁と前記アクチュエータとの間の静電
    結合を生成する段階と、 b)前記第1の方向への前記アクチュエータの運動に応
    答して第1の状態から第2の状態へと前記可とう性壁を
    変形する段階と、 c)前記第2の状態から前記第1の状態へ前記可とう性
    壁を戻す段階と、を含んでなる方法。
  25. 【請求項25】 インクが、前記段階b)で前記入口を
    通って中に引き込まれ、前記段階c)で前記ノズルを通
    して強制的に外方に押し出される請求項24に記載の方
    法。
  26. 【請求項26】 インクが、前記段階b)で前記ノズル
    を通して外方に強制的に押し出され、前記段階c)で前
    記入口を通して中に引き込まれる請求項24に記載の方
    法。
  27. 【請求項27】 前記段階c)が、前記第2の方向への
    前記アクチュエータの運動を引き起こすことによって実
    行される請求項24に記載の方法。
  28. 【請求項28】 前記段階c)が、前記可とう性壁と前
    記アクチュエータの間との静電結合を除去することによ
    って実行される請求項24に記載の方法。
  29. 【請求項29】 各々ノズル、入口および可とう性壁を
    有する複数の射出チャンバと、第1の方向および第2の
    方向に移動する少なくとも1つのアクチュエータとを含
    むインクジェットプリンタヘッドを動作させる方法にお
    いて、 a)予め定められた前記射出チャンバの前記可とう性壁
    と、少なくとも1つの前記アクチュエータとの間の静電
    結合を選択的に形成する段階と、 b)少なくとも1つの前記アクチュエータの前記第1の
    方向への運動に応答して第1の状態から第2の状態へと
    予め定められた前記射出チャンバの前記可とう性壁を変
    形する段階と、 c)前記第2の状態から前記第1の状態へ前記予め定め
    られた射出チャンバの前記可とう性壁を戻し、かくして
    インクが、前記予め定められた射出チャンバのみから噴
    射される段階と、 を含んでなる方法。
  30. 【請求項30】 前記段階c)が、前記静電結合を除去
    することおよび前記第2の方向での前記少なくとも1つ
    のアクチュエータの運動をひき起こすこと、のうちの少
    なくとも一方によって実行される請求項29に記載の方
    法。
JP2001293523A 2000-09-29 2001-09-26 流体噴射装置、インクジェット装置およびその動作方法 Pending JP2002120370A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/675301 2000-09-29
US09/675,301 US6299291B1 (en) 2000-09-29 2000-09-29 Electrostatically switched ink jet device and method of operating the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002120370A true JP2002120370A (ja) 2002-04-23
JP2002120370A5 JP2002120370A5 (ja) 2008-11-13

Family

ID=24709878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001293523A Pending JP2002120370A (ja) 2000-09-29 2001-09-26 流体噴射装置、インクジェット装置およびその動作方法

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6299291B1 (ja)
EP (1) EP1193064B1 (ja)
JP (1) JP2002120370A (ja)
KR (1) KR100823562B1 (ja)
CN (1) CN1189322C (ja)
AT (1) ATE270192T1 (ja)
AU (1) AU752161B2 (ja)
CA (1) CA2356505C (ja)
DE (1) DE60104068T2 (ja)
HK (1) HK1046387A1 (ja)
IL (1) IL145659A (ja)
TW (1) TW520327B (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7527357B2 (en) 1997-07-15 2009-05-05 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet nozzle array with individual feed channel for each nozzle
US6612687B2 (en) * 1998-06-08 2003-09-02 Silverbrook Research Pty Ltd Moving nozzle ink jet printing mechanism
US7821507B2 (en) * 1999-05-25 2010-10-26 Silverbrook Research Pty Ltd Method of providing information via a printed substrate and two-mode sensing device
US7760969B2 (en) 1999-05-25 2010-07-20 Silverbrook Research Pty Ltd Method of providing information via context searching from a printed substrate
US6572218B2 (en) * 2001-01-24 2003-06-03 Xerox Corporation Electrostatically-actuated device having a corrugated multi-layer membrane structure
US7334871B2 (en) 2004-03-26 2008-02-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid-ejection device and methods of forming same
KR100709105B1 (ko) 2005-05-13 2007-04-19 포톤데이즈(주) 프린팅 장치
EP2024182B1 (en) * 2006-05-19 2014-09-03 Koninklijke Philips N.V. Electrostatic actuator for ink jet heads
EP2121330A4 (en) * 2007-03-12 2013-01-23 METHOD FOR MANUFACTURING A PRINTING HEAD HAVING A HYDROPHOBIC INK EJECTION SIDE
JP2011255604A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07266557A (ja) * 1994-03-31 1995-10-17 Sharp Corp インクジェットプリンタ記録ヘッド

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4459601A (en) 1981-01-30 1984-07-10 Exxon Research And Engineering Co. Ink jet method and apparatus
US4646106A (en) 1982-01-04 1987-02-24 Exxon Printing Systems, Inc. Method of operating an ink jet
US4520375A (en) 1983-05-13 1985-05-28 Eaton Corporation Fluid jet ejector
US5534900A (en) * 1990-09-21 1996-07-09 Seiko Epson Corporation Ink-jet recording apparatus
JPH0671882A (ja) * 1992-06-05 1994-03-15 Seiko Epson Corp インクジェットヘッド及びその製造方法
JP3514407B2 (ja) * 1996-08-28 2004-03-31 株式会社リコー インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置
US6130689A (en) * 1997-11-19 2000-10-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus and actuator for injecting a recording solution of a print head and method for producing the apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07266557A (ja) * 1994-03-31 1995-10-17 Sharp Corp インクジェットプリンタ記録ヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
CA2356505C (en) 2005-11-01
KR100823562B1 (ko) 2008-04-21
KR20020025675A (ko) 2002-04-04
ATE270192T1 (de) 2004-07-15
EP1193064A1 (en) 2002-04-03
AU752161B2 (en) 2002-09-05
HK1046387A1 (zh) 2003-01-10
IL145659A (en) 2006-06-11
CN1189322C (zh) 2005-02-16
CN1346740A (zh) 2002-05-01
DE60104068D1 (de) 2004-08-05
DE60104068T2 (de) 2005-08-25
IL145659A0 (en) 2002-06-30
TW520327B (en) 2003-02-11
AU6186501A (en) 2002-04-11
CA2356505A1 (en) 2002-03-29
US6299291B1 (en) 2001-10-09
EP1193064B1 (en) 2004-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6474786B2 (en) Micromachined two-dimensional array droplet ejectors
EP0596530B1 (en) Ink jet type recording apparatus
US6352337B1 (en) Assisted drop-on-demand inkjet printer using deformable micro-acuator
KR960015881B1 (ko) 고밀도 잉크 분사 프린트 헤드 어레이 제조방법
JP2005014431A (ja) 画像形成装置
KR20070032826A (ko) 헤드 제어 장치와 화상 기록 장치
JP2000141647A (ja) インクジェット記録装置
JP2002120370A (ja) 流体噴射装置、インクジェット装置およびその動作方法
US4229751A (en) Ink jet head
US6409311B1 (en) Bi-directional fluid ejection systems and methods
JP4355528B2 (ja) 画像形成装置
JP4342781B2 (ja) インクジェット記録装置、画像形成装置、液滴を吐出する装置
JP2004249686A (ja) 液体噴射装置、及び、その液滴吐出制御方法
JP7293646B2 (ja) 液滴吐出ヘッド
JPH02102053A (ja) インクジェットヘッド
JP2008126583A (ja) インクジェットヘッド
JP4269647B2 (ja) 液体噴射装置
JP3070625B2 (ja) インクジェット記録ヘッド、及びその駆動方法
JP3017189B2 (ja) インクジェットプリンタのインク噴射装置
US7105131B2 (en) Systems and methods for microelectromechanical system based fluid ejection
EP1393909B1 (en) Drop-on-demand liquid emission using symmetrical electrostatic device
JP2004082425A (ja) インク滴噴射装置
JPH09174836A (ja) インクジェット記録ヘッド及びその製造方法
KR20050016616A (ko) 헤드 제어 장치와 화상 기록 장치
JPS6124194B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080926

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080926

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110125

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110422

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110920

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120306