JP3106137B2 - マイクロインジェクティングデバイス - Google Patents
マイクロインジェクティングデバイスInfo
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- heating
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/14064—Heater chamber separated from ink chamber by a membrane
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロインジェク
ティングデバイスに関し，特に，保護膜と加熱チャンバ
バリヤ層との間の接触力を向上させることにより全体的
なプリンティング性能を顕著に向上させることができる
マイクロインジェクティングデバイスに関するものであ
る。
ティングデバイスに関し，特に，保護膜と加熱チャンバ
バリヤ層との間の接触力を向上させることにより全体的
なプリンティング性能を顕著に向上させることができる
マイクロインジェクティングデバイスに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】通常，マイクロインジェクティングデバ
イスは，インク，走査液，揮発油等の物質を特定対象
物，例えば，印刷用紙，人体，自動車等に微量供給しよ
うとする場合，供給する物質に一定の大きさの電気的お
よび熱的エネルギ−を加えて体積変化を誘導することに
より，微量の供給物質を所望する対象物に適切に供給で
きるように設計された装置である。
イスは，インク，走査液，揮発油等の物質を特定対象
物，例えば，印刷用紙，人体，自動車等に微量供給しよ
うとする場合，供給する物質に一定の大きさの電気的お
よび熱的エネルギ−を加えて体積変化を誘導することに
より，微量の供給物質を所望する対象物に適切に供給で
きるように設計された装置である。
【０００３】最近，このようなマイクロインジェクティ
ングデバイスは，電気および電子技術の発達に伴い急速
に発展しており，全般的な生活領域にわたって幅広く適
用範囲が拡大されている。マイクロインジェクティング
デバイスの適用例としては，インクジェットプリンタが
ある。
ングデバイスは，電気および電子技術の発達に伴い急速
に発展しており，全般的な生活領域にわたって幅広く適
用範囲が拡大されている。マイクロインジェクティング
デバイスの適用例としては，インクジェットプリンタが
ある。
【０００４】インクジェットプリンタは，既存のドット
プリンタとは異なり，例えば，カ−トリッジの使用によ
って多様な色が印刷可能である。また，騒音が少ない，
あるいは印字品質が美麗である等の多くの長所を有して
おり，その使用領域が拡大されている。
プリンタとは異なり，例えば，カ−トリッジの使用によ
って多様な色が印刷可能である。また，騒音が少ない，
あるいは印字品質が美麗である等の多くの長所を有して
おり，その使用領域が拡大されている。
【０００５】一方，このような長所を有するインクジェ
ットプリンタには，通常，微小直径のノズルを持つプリ
ントヘッドが装着される。インクジェットプリンタにお
いて，プリントヘッドは，外部からオンおよびオフされ
る電気的な信号を介して液体状態のインクを気泡状態に
状態変化，および体積膨脹させて外部に噴射することに
より，印刷用紙への円滑な印刷作業の進行を可能とす
る。
ットプリンタには，通常，微小直径のノズルを持つプリ
ントヘッドが装着される。インクジェットプリンタにお
いて，プリントヘッドは，外部からオンおよびオフされ
る電気的な信号を介して液体状態のインクを気泡状態に
状態変化，および体積膨脹させて外部に噴射することに
より，印刷用紙への円滑な印刷作業の進行を可能とす
る。
【０００６】従来の技術によるインクジェットプリント
ヘッドの多様な構成及び動作原理等は米国特許公報第４
４９０７２８号“Ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｋｊｅｔ ｐｒ
ｉｎｔｅｒ”，米国特許公報第４８０９４２８号“Ｔｈ
ｉｎ ｆｉｌｍ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ａｎ ｉｎｋ
ｊｅｔ ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓ
ｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｓ
ａｍｅ”，米国特許公報第５１４０３４５号“Ｍｅｔｈ
ｏｄ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｓｕｂｓ
ｔｒａｔｅ ｆｏｒ ａ ｌｉｑｕｉｄ ｊｅｔ ｒｅ
ｃｏｒｄｉｎｇｈｅａｄ ａｎｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｂｙｔｈｅ ｍｅｔｈｏ
ｄ”，米国特許公報第５２７４４００号，“Ｉｎｋ ｐ
ａｔｈ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍ
ｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｋ
−ｊｅｔ ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄｓ”，あるいは米国特
許公報第５４２０６２７号“Ｉｎｋｊｅｔ ｐｒｉｎｔ
ｈｅａｄ”等に詳細に開示されている。
ヘッドの多様な構成及び動作原理等は米国特許公報第４
４９０７２８号“Ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｋｊｅｔ ｐｒ
ｉｎｔｅｒ”，米国特許公報第４８０９４２８号“Ｔｈ
ｉｎ ｆｉｌｍ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ａｎ ｉｎｋ
ｊｅｔ ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓ
ｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｓ
ａｍｅ”，米国特許公報第５１４０３４５号“Ｍｅｔｈ
ｏｄ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｓｕｂｓ
ｔｒａｔｅ ｆｏｒ ａ ｌｉｑｕｉｄ ｊｅｔ ｒｅ
ｃｏｒｄｉｎｇｈｅａｄ ａｎｄ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｂｙｔｈｅ ｍｅｔｈｏ
ｄ”，米国特許公報第５２７４４００号，“Ｉｎｋ ｐ
ａｔｈ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍ
ｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｋ
−ｊｅｔ ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄｓ”，あるいは米国特
許公報第５４２０６２７号“Ｉｎｋｊｅｔ ｐｒｉｎｔ
ｈｅａｄ”等に詳細に開示されている。
【０００７】通常，このような従来のマイクロインジェ
クティングデバイスでは，インクを外部に噴射するた
め，加熱層により与えられる高熱を利用する。この時，
加熱層により発生した高熱が長時間にわたってインクチ
ャンバ内部のインクに影響を及ぼすと，インク成分に熱
的変化が発生してこれを収容している装置の耐久性が急
激に低下するという問題点が発生する。
クティングデバイスでは，インクを外部に噴射するた
め，加熱層により与えられる高熱を利用する。この時，
加熱層により発生した高熱が長時間にわたってインクチ
ャンバ内部のインクに影響を及ぼすと，インク成分に熱
的変化が発生してこれを収容している装置の耐久性が急
激に低下するという問題点が発生する。
【０００８】最近，かかる問題点を解決するため，加熱
層とインクチャンバとの間に板状のメンブレンを形成
し，加熱チャンバに充填されたワ−キング溶液の蒸気圧
を利用してメンブレンの動的変形を誘導することによ
り，インクチャンバ内のインクを外部に円滑に噴射する
新たな方法が提案されている。この場合，インクチャン
バと加熱層との間にはメンブレンが形成されているた
め，インクと加熱層は直接に接触しないことになり，イ
ンクの熱的変化が最小化できる。
層とインクチャンバとの間に板状のメンブレンを形成
し，加熱チャンバに充填されたワ−キング溶液の蒸気圧
を利用してメンブレンの動的変形を誘導することによ
り，インクチャンバ内のインクを外部に円滑に噴射する
新たな方法が提案されている。この場合，インクチャン
バと加熱層との間にはメンブレンが形成されているた
め，インクと加熱層は直接に接触しないことになり，イ
ンクの熱的変化が最小化できる。
【０００９】このような加熱層，加熱チャンバ，メンブ
レン，インクチャンバ及びノズル等は，例えば，シリコ
ン材質の基板上に順に積層され，インクジェットプリン
トヘッドが完成される。
レン，インクチャンバ及びノズル等は，例えば，シリコ
ン材質の基板上に順に積層され，インクジェットプリン
トヘッドが完成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来のインクジェットプリントヘッドにおいて，基板上に
形成され，加熱チャンババリヤ層によりその範囲を決定
される加熱層は，電極層と接触して外部の電気的なエネ
ルギ−の伝達を受けるが，この時，電極層は加熱層だけ
ではなく基板とも接触する構造になっているので，自身
を流れる電気的なエネルギ−が基板を経由して外部に漏
洩するという問題点があった。
来のインクジェットプリントヘッドにおいて，基板上に
形成され，加熱チャンババリヤ層によりその範囲を決定
される加熱層は，電極層と接触して外部の電気的なエネ
ルギ−の伝達を受けるが，この時，電極層は加熱層だけ
ではなく基板とも接触する構造になっているので，自身
を流れる電気的なエネルギ−が基板を経由して外部に漏
洩するという問題点があった。
【００１１】従来の場合，前記のような問題点を解決す
るため基板の上部に，例えば，ＳｉＯ２材質の保護膜を
形成させて電極層と基板を互いに絶縁させることによ
り，電極層を流れる電気的なエネルギ−が基板を通して
外部に漏洩することを防止していた。この時，保護膜は
電極層，加熱層及び加熱チャンババリヤ層の全てと接触
する構造になっている。
るため基板の上部に，例えば，ＳｉＯ２材質の保護膜を
形成させて電極層と基板を互いに絶縁させることによ
り，電極層を流れる電気的なエネルギ−が基板を通して
外部に漏洩することを防止していた。この時，保護膜は
電極層，加熱層及び加熱チャンババリヤ層の全てと接触
する構造になっている。
【００１２】ここで，一般的に保護膜上に形成される加
熱チャンババリヤ層は，加熱チャンバを充填したワ−キ
ング溶液との化学的な安定性を考慮して，ポリイミド材
質で形成される。保護膜は電極層と基板との電気的な絶
縁性を考慮して，加熱チャンババリヤ層と異なる材質で
あるＳｉＯ２で形成される。この場合，加熱チャンババ
リヤ層と保護膜とは材質差により接触力が弱くなるとい
う問題点があった。
熱チャンババリヤ層は，加熱チャンバを充填したワ−キ
ング溶液との化学的な安定性を考慮して，ポリイミド材
質で形成される。保護膜は電極層と基板との電気的な絶
縁性を考慮して，加熱チャンババリヤ層と異なる材質で
あるＳｉＯ２で形成される。この場合，加熱チャンババ
リヤ層と保護膜とは材質差により接触力が弱くなるとい
う問題点があった。
【００１３】また，このような加熱チャンババリヤ層と
保護膜との間の接触が脆弱なことにより，その接触界面
では一定大きさのギャップが生成される。その結果，加
熱チャンバを充填していたワ−キング溶液は，ギャップ
に沿って保護膜まで漏洩する。
保護膜との間の接触が脆弱なことにより，その接触界面
では一定大きさのギャップが生成される。その結果，加
熱チャンバを充填していたワ−キング溶液は，ギャップ
に沿って保護膜まで漏洩する。
【００１４】漏洩したワ−キング溶液は，保護膜を浸蝕
して破損させることにより，保護膜の絶縁機能を顕著に
低下させる。このような加熱チャンババリヤ層と保護膜
との間の結合力弱化は，温度または湿度が頻繁に変化す
るほど一層深刻化する。
して破損させることにより，保護膜の絶縁機能を顕著に
低下させる。このような加熱チャンババリヤ層と保護膜
との間の結合力弱化は，温度または湿度が頻繁に変化す
るほど一層深刻化する。
【００１５】また，保護膜と加熱チャンババリヤ層との
接触力が堅固に維持されないと，保護膜の上部に加熱チ
ャンババリヤ層を堅固に形成できないため，結局，形成
される加熱チャンババリヤ層の厚さは全体的に不均一に
なる。
接触力が堅固に維持されないと，保護膜の上部に加熱チ
ャンババリヤ層を堅固に形成できないため，結局，形成
される加熱チャンババリヤ層の厚さは全体的に不均一に
なる。
【００１６】また，加熱チャンババリヤ層の粘性を強化
させるための高温の熱処理工程を行うと，保護膜と加熱
チャンババリヤ層の接触力の弱化は一層深刻化する。し
たがって，プリントヘッドの全体的なプリンディング性
能は顕著に低下される。
させるための高温の熱処理工程を行うと，保護膜と加熱
チャンババリヤ層の接触力の弱化は一層深刻化する。し
たがって，プリントヘッドの全体的なプリンディング性
能は顕著に低下される。
【００１７】したがって，本発明は従来のマイクロイン
ジェクティングデバイスが有する上記問題点に鑑みてな
されたものであり，その第１の目的は，保護膜と加熱チ
ャンババリヤ層との間の接触力を強化させてワ−キング
溶液の外部漏洩を防止することにある。
ジェクティングデバイスが有する上記問題点に鑑みてな
されたものであり，その第１の目的は，保護膜と加熱チ
ャンババリヤ層との間の接触力を強化させてワ−キング
溶液の外部漏洩を防止することにある。
【００１８】また，本発明の第２の目的は，保護膜の絶
縁機能の低下を防止することにある。第３の目的は，加
熱チャンババリヤ層の耐温および耐湿性を向上させるこ
とにあり，第４の目的は，加熱チャンババリヤ層の全体
的な厚さ分布を均一化させることにある。
縁機能の低下を防止することにある。第３の目的は，加
熱チャンババリヤ層の耐温および耐湿性を向上させるこ
とにあり，第４の目的は，加熱チャンババリヤ層の全体
的な厚さ分布を均一化させることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，保護膜が形成された基板と，保護膜上に形成されて
加熱チャンバを加熱する加熱層と，保護膜上に形成され
て，加熱層と接触して電気的な信号を伝達する電極層
と，加熱層と接触する加熱チャンバの範囲を決定するた
め，電極層上に形成される加熱チャンババリヤ層と，加
熱チャンババリヤ層上に形成されて加熱チャンバと接触
し，加熱チャンバに充填されたワーキング溶液の体積変
化によって伸縮されて振動するメンブレンと，加熱チャ
ンバと同一軸上に位置されたインクチャンバの範囲を決
定するためメンブレン上に形成されるインクチャンババ
リヤ層と，インクチャンバと接触するノズルの範囲を決
定するためインクチャンババリヤ層上に形成されるノズ
ルプレートとを含み，保護膜の全面には加熱層，電極層
及び加熱チャンババリヤ層と接触して保護膜と加熱チャ
ンババリヤ層との間の接触力を向上させる，イソオクタ
ン系列の溶液を塗布して形成される結合促進層が設けら
れることを特徴とするマイクロインジェクティングデバ
イスが提供される。
め，保護膜が形成された基板と，保護膜上に形成されて
加熱チャンバを加熱する加熱層と，保護膜上に形成され
て，加熱層と接触して電気的な信号を伝達する電極層
と，加熱層と接触する加熱チャンバの範囲を決定するた
め，電極層上に形成される加熱チャンババリヤ層と，加
熱チャンババリヤ層上に形成されて加熱チャンバと接触
し，加熱チャンバに充填されたワーキング溶液の体積変
化によって伸縮されて振動するメンブレンと，加熱チャ
ンバと同一軸上に位置されたインクチャンバの範囲を決
定するためメンブレン上に形成されるインクチャンババ
リヤ層と，インクチャンバと接触するノズルの範囲を決
定するためインクチャンババリヤ層上に形成されるノズ
ルプレートとを含み，保護膜の全面には加熱層，電極層
及び加熱チャンババリヤ層と接触して保護膜と加熱チャ
ンババリヤ層との間の接触力を向上させる，イソオクタ
ン系列の溶液を塗布して形成される結合促進層が設けら
れることを特徴とするマイクロインジェクティングデバ
イスが提供される。
【００２０】この時，イソオクタン系列の溶液は，２，
２，４−トリメチルペンタン溶液であることが好まし
く，２，２，４−トリメチルペンタン溶液は，（Ｃ
Ｈ ３ ） ３ ・ＣＣＨ ２ ・ＣＨ（ＣＨ ３ ） ２ であるとしても
よい。
２，４−トリメチルペンタン溶液であることが好まし
く，２，２，４−トリメチルペンタン溶液は，（Ｃ
Ｈ ３ ） ３ ・ＣＣＨ ２ ・ＣＨ（ＣＨ ３ ） ２ であるとしても
よい。
【００２１】また，結合促進剤として２,２,４−トリメ
チルペンタン溶液にγ−アミノプロピルトリアトクシシ
ランが添加され，２,２,４−トリメチルペンタン溶液内
のγ−アミノプロピルトリアトクシシランの濃度は例え
ば３重量％〜４重量％であることが好ましい。
チルペンタン溶液にγ−アミノプロピルトリアトクシシ
ランが添加され，２,２,４−トリメチルペンタン溶液内
のγ−アミノプロピルトリアトクシシランの濃度は例え
ば３重量％〜４重量％であることが好ましい。
【００２２】かかる構成によれば，保護膜と加熱チャン
ババリヤ層との間の接触力を強化させてワ−キング溶液
の外部漏洩を防止し，保護膜の絶縁機能の低下を防止す
るとともに，加熱チャンババリヤ層の耐温および耐湿性
を向上させ，加熱チャンババリヤ層の全体的な厚さ分布
を均一化させて，印刷性能が向上したマイクロインジェ
クティングデバイスが提供される。
ババリヤ層との間の接触力を強化させてワ−キング溶液
の外部漏洩を防止し，保護膜の絶縁機能の低下を防止す
るとともに，加熱チャンババリヤ層の耐温および耐湿性
を向上させ，加熱チャンババリヤ層の全体的な厚さ分布
を均一化させて，印刷性能が向上したマイクロインジェ
クティングデバイスが提供される。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかるマイクロインジェクティングデバイスの
好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明
細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有す
る構成要素については，同一の符号を付することにより
重複説明を省略する。
本発明にかかるマイクロインジェクティングデバイスの
好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明
細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有す
る構成要素については，同一の符号を付することにより
重複説明を省略する。
【００２４】図１は本実施の形態にかかるインクジェッ
トプリントヘッド２００の形状を示す斜視図，図２は図
１のＩ−Ｉ面における断面図である。図１及び図２に示
されるように，本実施の形態にかかるインクジェットプ
リントヘッド２００において，Ｓｉ材質の基板１上部に
はＳｉＯ２材質の保護膜２が形成される。
トプリントヘッド２００の形状を示す斜視図，図２は図
１のＩ−Ｉ面における断面図である。図１及び図２に示
されるように，本実施の形態にかかるインクジェットプ
リントヘッド２００において，Ｓｉ材質の基板１上部に
はＳｉＯ２材質の保護膜２が形成される。
【００２５】保護膜２の上部には，外部から印加される
電気的なエネルギ−により加熱される加熱層１１が形成
される。加熱層１１の上部には，外部の電気的なエネル
ギ−を加熱層１１に供給する電極層３が形成される。電
極層３は共通電極１２と連結されており，電極層３から
供給された電気的なエネルギ−は加熱層１１により熱エ
ネルギ−に変換される。
電気的なエネルギ−により加熱される加熱層１１が形成
される。加熱層１１の上部には，外部の電気的なエネル
ギ−を加熱層１１に供給する電極層３が形成される。電
極層３は共通電極１２と連結されており，電極層３から
供給された電気的なエネルギ−は加熱層１１により熱エ
ネルギ−に変換される。
【００２６】一方，加熱層１１が覆われるように電極層
３の上部には加熱チャンババリヤ層５により囲まれた加
熱チャンバ４が形成され，加熱層１１により変換された
熱は加熱チャンバ４に伝達される。
３の上部には加熱チャンババリヤ層５により囲まれた加
熱チャンバ４が形成され，加熱層１１により変換された
熱は加熱チャンバ４に伝達される。
【００２７】この時，加熱チャンバ４の内部には蒸気圧
発生が容易なワ−キング溶液が充填されており，ワ−キ
ング溶液は加熱層１１から伝達された熱エネルギ−によ
り急速に気化される。また，ワ−キング溶液の気化によ
り発生した蒸気圧は，加熱チャンババリヤ層５上に形成
されたメンブレン６に伝達される。
発生が容易なワ−キング溶液が充填されており，ワ−キ
ング溶液は加熱層１１から伝達された熱エネルギ−によ
り急速に気化される。また，ワ−キング溶液の気化によ
り発生した蒸気圧は，加熱チャンババリヤ層５上に形成
されたメンブレン６に伝達される。
【００２８】メンブレン６の上部にはインクチャンババ
リヤ層７により囲まれて上述の加熱チャンバ４と同一軸
上に位置するインクチャンバ９が形成されており，イン
クチャンバ９の内部には適定量のインクが充填される。
リヤ層７により囲まれて上述の加熱チャンバ４と同一軸
上に位置するインクチャンバ９が形成されており，イン
クチャンバ９の内部には適定量のインクが充填される。
【００２９】この時，インクチャンバ９が覆われるよう
にインクチャンババリヤ層７の上部にはノズル１０が形
成されて，外部にドロップされるインクの噴射ゲ−トと
しての役割を実行する。このようなノズル１０は，上述
の加熱チャンバ４，インクチャンバ９と同一軸上に位置
するようにノズルプレ−ト８を貫通して形成される。
にインクチャンババリヤ層７の上部にはノズル１０が形
成されて，外部にドロップされるインクの噴射ゲ−トと
しての役割を実行する。このようなノズル１０は，上述
の加熱チャンバ４，インクチャンバ９と同一軸上に位置
するようにノズルプレ−ト８を貫通して形成される。
【００３０】保護膜２と加熱チャンババリヤ層５との間
には結合促進層２０が形成される。前記結合促進層２０
は，加熱層１１，電極層３，加熱チャンババリヤ層５等
と全て接触するように保護膜２の全面に形成され，保護
膜２と加熱チャンババリヤ層５との間の接触力を向上さ
せる。したがって，保護膜２と加熱チャンババリヤ層５
との間の界面に長時間にわたって高温および高湿の悪影
響が及んでも，保護膜２と加熱チャンババリヤ層５は分
離されない。
には結合促進層２０が形成される。前記結合促進層２０
は，加熱層１１，電極層３，加熱チャンババリヤ層５等
と全て接触するように保護膜２の全面に形成され，保護
膜２と加熱チャンババリヤ層５との間の接触力を向上さ
せる。したがって，保護膜２と加熱チャンババリヤ層５
との間の界面に長時間にわたって高温および高湿の悪影
響が及んでも，保護膜２と加熱チャンババリヤ層５は分
離されない。
【００３１】従来の場合，保護膜と加熱チャンババリヤ
層の材質差により保護膜と加熱チャンババリヤ層の接触
界面では一定の大きさのギャップが生成されて，そのギ
ャップに沿って，加熱チャンバを充填していたワ−キン
グ溶液が保護膜側に漏洩されることにより保護膜の絶縁
機能が顕著に低下されるという問題点があった。
層の材質差により保護膜と加熱チャンババリヤ層の接触
界面では一定の大きさのギャップが生成されて，そのギ
ャップに沿って，加熱チャンバを充填していたワ−キン
グ溶液が保護膜側に漏洩されることにより保護膜の絶縁
機能が顕著に低下されるという問題点があった。
【００３２】しかし，本実施の形態の場合，上述のよう
に保護膜２と加熱チャンババリヤ層５との間には結合促
進層２０が形成される。その結合促進層２０は保護膜２
と加熱チャンババリヤ層５の接触力を向上させてギャッ
プの発生を防止するため，加熱チャンバ４を充填してい
たワ−キング溶液が保護膜２側に漏洩されない。したが
って，保護膜２は自身の絶縁機能を長時間にわたって維
持できる。
に保護膜２と加熱チャンババリヤ層５との間には結合促
進層２０が形成される。その結合促進層２０は保護膜２
と加熱チャンババリヤ層５の接触力を向上させてギャッ
プの発生を防止するため，加熱チャンバ４を充填してい
たワ−キング溶液が保護膜２側に漏洩されない。したが
って，保護膜２は自身の絶縁機能を長時間にわたって維
持できる。
【００３３】この時，結合促進層２０はイソオクタン系
列の溶液を塗布して形成され，好ましくは，イソオクタ
ン系列の溶液は２,２,４−トリメチルペンタン溶液であ
り，スピンコ−ティング方法により塗布される。２,２,
４−トリメチルペンタン溶液は（ＣＨ３）３・ＣＣＨ２
・ＣＨ（ＣＨ３）２であることが好ましい。
列の溶液を塗布して形成され，好ましくは，イソオクタ
ン系列の溶液は２,２,４−トリメチルペンタン溶液であ
り，スピンコ−ティング方法により塗布される。２,２,
４−トリメチルペンタン溶液は（ＣＨ３）３・ＣＣＨ２
・ＣＨ（ＣＨ３）２であることが好ましい。
【００３４】また，結合促進剤として２,２,４−トリメ
チルペンタン溶液にγ−アミノプロピルトリアトクシシ
ランが添加されるようにしてもよく，その場合２,２,４
−トリメチルペンタン溶液内のγ−アミノプロピルトリ
アトクシシランの濃度は，例えば３重量％〜４重量％で
あることが好ましい。
チルペンタン溶液にγ−アミノプロピルトリアトクシシ
ランが添加されるようにしてもよく，その場合２,２,４
−トリメチルペンタン溶液内のγ−アミノプロピルトリ
アトクシシランの濃度は，例えば３重量％〜４重量％で
あることが好ましい。
【００３５】本実施例では，加熱チャンババリヤ層５が
形成される前に，保護膜２の全面に保護膜２と加熱チャ
ンババリヤ層５の接触力を向上させるための結合促進層
２０が形成される。そのため，加熱チャンババリヤ層５
を形成した後に加熱チャンババリヤ層５の粘性を強化す
るための高温の熱処理工程が行われても，保護膜２と加
熱チャンババリヤ層５は堅固な接触力が維持でき，安定
した工程の進行が可能になって，完成される加熱チャン
ババリヤ層５の厚さが全体的に均一になる。
形成される前に，保護膜２の全面に保護膜２と加熱チャ
ンババリヤ層５の接触力を向上させるための結合促進層
２０が形成される。そのため，加熱チャンババリヤ層５
を形成した後に加熱チャンババリヤ層５の粘性を強化す
るための高温の熱処理工程が行われても，保護膜２と加
熱チャンババリヤ層５は堅固な接触力が維持でき，安定
した工程の進行が可能になって，完成される加熱チャン
ババリヤ層５の厚さが全体的に均一になる。
【００３６】以下，上述のように構成された本実施の形
態にかかるインクジェットプリントヘッド２００の作用
について詳細に説明する。図３はインクジェットプリン
トヘッド２００の電気信号印加状態を示す図，図４はイ
ンクジェットプリントヘッド２００の電気信号遮断状態
を示す図である。
態にかかるインクジェットプリントヘッド２００の作用
について詳細に説明する。図３はインクジェットプリン
トヘッド２００の電気信号印加状態を示す図，図４はイ
ンクジェットプリントヘッド２００の電気信号遮断状態
を示す図である。
【００３７】図３に示されるように，外部の電源から電
極層３に電気的な信号が印加されると，電極層３と接触
された加熱層１１はその電気的なエネルギ−供給を受け
て瞬間的に５００℃以上の高温に急速加熱される。この
過程で電気的なエネルギ−は５００℃〜５５０℃程度の
熱エネルギ−に変換される。
極層３に電気的な信号が印加されると，電極層３と接触
された加熱層１１はその電気的なエネルギ−供給を受け
て瞬間的に５００℃以上の高温に急速加熱される。この
過程で電気的なエネルギ−は５００℃〜５５０℃程度の
熱エネルギ−に変換される。
【００３８】変換された熱は，加熱層１１と接触された
加熱チャンバ４に伝達される。加熱チャンバ４の内部に
充填されたワ−キング溶液は，伝達された熱により急速
に気化され，一定の大きさの蒸気圧を発生させる。
加熱チャンバ４に伝達される。加熱チャンバ４の内部に
充填されたワ−キング溶液は，伝達された熱により急速
に気化され，一定の大きさの蒸気圧を発生させる。
【００３９】この時，上述のように保護膜２と加熱チャ
ンババリヤ層５との間には，ギャップの生成を防止する
結合促進層２０が形成されるため，加熱チャンバ４の内
部を充填したワ−キング溶液は保護膜２側に漏洩されな
いことにより，保護膜２の損傷が発生せず，絶縁機能が
良好に実行できる。
ンババリヤ層５との間には，ギャップの生成を防止する
結合促進層２０が形成されるため，加熱チャンバ４の内
部を充填したワ−キング溶液は保護膜２側に漏洩されな
いことにより，保護膜２の損傷が発生せず，絶縁機能が
良好に実行できる。
【００４０】蒸気圧は，加熱チャンババリヤ層５の上部
に位置したメンブレン６に伝達され，メンブレン６には
一定大きさの衝撃力Ｐが加わる。この場合，メンブレン
６は矢印方向に急速に膨脹して凸型に曲げられ，その上
部に形成されたインクチャンバ９の内部に充填されたイ
ンク１００には強い衝撃力が伝達される。これにより，
インク１００は上述の衝撃力により気泡化されて噴射直
前の状態になる。
に位置したメンブレン６に伝達され，メンブレン６には
一定大きさの衝撃力Ｐが加わる。この場合，メンブレン
６は矢印方向に急速に膨脹して凸型に曲げられ，その上
部に形成されたインクチャンバ９の内部に充填されたイ
ンク１００には強い衝撃力が伝達される。これにより，
インク１００は上述の衝撃力により気泡化されて噴射直
前の状態になる。
【００４１】一方，このような状態で，図４に示される
ように，外部の電源から供給された電気的な信号が遮断
されて加熱層１１が急速に冷却されると，加熱チャンバ
４の内部で維持された蒸気圧は急速に低減され，加熱チ
ャンバ４内部は迅速に真空状態を形成する。このような
真空は，メンブレン６に上述の衝撃力に対応する強いバ
ックリング力Bを加えることになり，メンブレン６は瞬
間的に収縮されて初期化される。
ように，外部の電源から供給された電気的な信号が遮断
されて加熱層１１が急速に冷却されると，加熱チャンバ
４の内部で維持された蒸気圧は急速に低減され，加熱チ
ャンバ４内部は迅速に真空状態を形成する。このような
真空は，メンブレン６に上述の衝撃力に対応する強いバ
ックリング力Bを加えることになり，メンブレン６は瞬
間的に収縮されて初期化される。
【００４２】また，矢印方向に急速に収縮されたメンブ
レン６は，インクチャンバの内部に強いバックリング力
を伝達することによって，メンブレン６の膨脹過程で噴
射直前の状態であったインク１００は，自体の重量によ
り楕円形から円形に順に変形され，外部の印刷用紙に噴
射されることになり，外部の印刷用紙には迅速なプリン
ティングが行われる。
レン６は，インクチャンバの内部に強いバックリング力
を伝達することによって，メンブレン６の膨脹過程で噴
射直前の状態であったインク１００は，自体の重量によ
り楕円形から円形に順に変形され，外部の印刷用紙に噴
射されることになり，外部の印刷用紙には迅速なプリン
ティングが行われる。
【００４３】このように本実施の形態では，保護膜２と
加熱チャンババリヤ層５との間の接触力を強化させてワ
−キング溶液の外部漏洩を防止することができ，保護膜
２の絶縁機能の低下を防止することになる。また，加熱
チャンババリヤ層５の耐温および耐湿性を向上させるこ
とができ，加熱チャンババリヤ層５の全体的な厚さ分布
は均一化される。
加熱チャンババリヤ層５との間の接触力を強化させてワ
−キング溶液の外部漏洩を防止することができ，保護膜
２の絶縁機能の低下を防止することになる。また，加熱
チャンババリヤ層５の耐温および耐湿性を向上させるこ
とができ，加熱チャンババリヤ層５の全体的な厚さ分布
は均一化される。
【００４４】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かるマイクロインジェクティングデバイスの好適な実施
形態について説明したが，本発明はかかる例に限定され
ない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に
想到し得ることは明らかであり，それらについても当然
に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
かるマイクロインジェクティングデバイスの好適な実施
形態について説明したが，本発明はかかる例に限定され
ない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に
想到し得ることは明らかであり，それらについても当然
に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４５】即ち，本発明はインクジェットプリントヘ
ッドに限定されず，マイクロインジェクティングデバイ
スが適用される医療機器のマイクロポンプ，燃料噴射装
置等において全般的に有用な効果がある。
ッドに限定されず，マイクロインジェクティングデバイ
スが適用される医療機器のマイクロポンプ，燃料噴射装
置等において全般的に有用な効果がある。
【００４６】
【発明の効果】以上のように本発明によるマイクロイン
ジェクティングデバイスは，保護膜と加熱チャンババリ
ヤ層との間に結合促進層を形成して，保護膜と加熱チャ
ンババリヤ層との間の結合力を向上させることにより，
全体的なプリンティング性能を顕著に向上させる効果が
ある。
ジェクティングデバイスは，保護膜と加熱チャンババリ
ヤ層との間に結合促進層を形成して，保護膜と加熱チャ
ンババリヤ層との間の結合力を向上させることにより，
全体的なプリンティング性能を顕著に向上させる効果が
ある。
【図１】本実施の形態にかかるインクジェットプリント
ヘッド２００の形状を示す斜視図である。
ヘッド２００の形状を示す斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ面における断面図である。
【図３】インクジェットプリントヘッド２００の電気信
号印加状態を示す図である。
号印加状態を示す図である。
【図４】インクジェットプリントヘッド２００の電気信
号遮断状態を示す図である。
号遮断状態を示す図である。
１ 基板 ２ 保護膜 ３ 電極層 ４ 加熱チャンバ ５ 加熱チャンババリヤ層 ６ メンブレン ７ インクチャンババリヤ層 ８ ノズルプレ−ト ９ インクチャンバ １０ ノズル １１ 加熱層 １２ 共通電極 ２０ 結合促進層 １００ インク ２００ インクジェットプリントヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュコフ アンドレイ アレクサンドロ ビッチ ロシア 109029 モスクワ ニゼゴロズ スカヤ街 ９−ビー アパート29 (56)参考文献 特開 平10−138487（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−338175（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−207961（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/16
Claims (5)
- 【請求項１】 保護膜が形成された基板と， 前記保護膜上に形成されて加熱チャンバを加熱する加熱
層と， 前記保護膜上に形成されて，前記加熱層と接触して電気
的な信号を伝達する電極層と， 前記加熱層と接触する加熱チャンバの範囲を決定するた
め，前記電極層上に形成される加熱チャンババリヤ層
と， 前記加熱チャンババリヤ層上に形成されて前記加熱チャ
ンバと接触し，前記加熱チャンバに充填されたワーキン
グ溶液の体積変化によって伸縮されて振動するメンブレ
ンと， 前記加熱チャンバと同一軸上に位置されたインクチャン
バの範囲を決定するため前記メンブレン上に形成される
インクチャンババリヤ層と， 前記インクチャンバと接触するノズルの範囲を決定する
ため前記インクチャンババリヤ層上に形成されるノズル
プレートとを含み， 前記保護膜の全面には前記加熱層，電極層及び加熱チャ
ンババリヤ層と接触して前記保護膜と加熱チャンババリ
ヤ層との間の接触力を向上させる，イソオクタン系列の
溶液を塗布して形成される結合促進層が設けられること
を特徴とするマイクロインジェクティングデバイス。 - 【請求項２】 前記イソオクタン系列の溶液は，２，
２，４−トリメチルペンタン溶液であることを特徴とす
る，請求項１記載のマイクロインジェクティングデバイ
ス。 - 【請求項３】 前記２，２，４−トリメチルペンタン溶
液は，（ＣＨ ３ ） ３ ・ＣＣＨ ２ ・ＣＨ（ＣＨ ３ ） ２ であ
ることを特徴とする，請求項２記載のマイクロインジェ
クティングデバイス。 - 【請求項４】 前記２，２，４−トリメチルペンタン溶
液にγ−アミノプロピルトリアトクシシランが添加され
ることを特徴とする請求項３記載のマイクロインジェク
ティングデバイス。 - 【請求項５】 前記２，２，４−トリメチルペンタン溶
液内の前記γ−アミノプロピルトリアトクシシランの濃
度は，３重量％〜４重量％であることを特徴 とする請求
項４記載のマイクロインジェクティングデバイス。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| RU98120457A RU2147522C1 (ru) | 1998-11-03 | 1998-11-03 | Микроинжекционное устройство |
| RU98120457 | 1998-11-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=20212220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11314407A Expired - Fee Related JP3106137B2 (ja) | 1998-11-03 | 1999-11-04 | マイクロインジェクティングデバイス |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| DE69936122T2 (de) * | 1998-03-18 | 2008-01-17 | Seiko Epson Corp. | Elektrostatischer betätiger, verfahren zu seiner herstellung und diesen verwendende flüssigkeitsspritzvorrichtung |
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| US9004652B2 (en) * | 2013-09-06 | 2015-04-14 | Xerox Corporation | Thermo-pneumatic actuator fabricated using silicon-on-insulator (SOI) |
| US9096057B2 (en) * | 2013-11-05 | 2015-08-04 | Xerox Corporation | Working fluids for high frequency elevated temperature thermo-pneumatic actuation |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4609427A (en) * | 1982-06-25 | 1986-09-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for producing ink jet recording head |
| US4480259A (en) | 1982-07-30 | 1984-10-30 | Hewlett-Packard Company | Ink jet printer with bubble driven flexible membrane |
| US4809428A (en) | 1987-12-10 | 1989-03-07 | Hewlett-Packard Company | Thin film device for an ink jet printhead and process for the manufacturing same |
| US5140345A (en) | 1989-03-01 | 1992-08-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a substrate for a liquid jet recording head and substrate manufactured by the method |
| US5420627A (en) | 1992-04-02 | 1995-05-30 | Hewlett-Packard Company | Inkjet printhead |
| US5274400A (en) | 1992-04-28 | 1993-12-28 | Hewlett-Packard Company | Ink path geometry for high temperature operation of ink-jet printheads |
| US5549952A (en) * | 1992-06-13 | 1996-08-27 | Sony Corporation | Optical information medium and method for printing on the surface of the medium |
| US6165663A (en) * | 1996-04-08 | 2000-12-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Magnetic coated carrier two-component type developer and developing method |
| KR100189155B1 (ko) * | 1996-06-27 | 1999-06-01 | 윤종용 | 잉크젯 프린터의 분사 장치 및 분사 방법 |
| KR100209498B1 (ko) * | 1996-11-08 | 1999-07-15 | 윤종용 | 서로 다른 열팽창 계수 특성을 지닌 다중 멤브레인을 갖는 잉크젯 프린터의 분사장치 |
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1998
- 1998-11-03 RU RU98120457A patent/RU2147522C1/ru active
-
1999
- 1999-03-05 KR KR1019990007327A patent/KR100286267B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-11-02 US US09/432,098 patent/US6328430B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-03 EP EP99308742A patent/EP0999052A3/en not_active Withdrawn
- 1999-11-03 CN CN99126008A patent/CN1253079A/zh active Pending
- 1999-11-04 JP JP11314407A patent/JP3106137B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| JP2000141657A (ja) | 2000-05-23 |
| EP0999052A2 (en) | 2000-05-10 |
| KR20000034822A (ko) | 2000-06-26 |
| RU2147522C1 (ru) | 2000-04-20 |
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Legal Events
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