JPH04344253A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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Publication number
JPH04344253A
JPH04344253A JP11580591A JP11580591A JPH04344253A JP H04344253 A JPH04344253 A JP H04344253A JP 11580591 A JP11580591 A JP 11580591A JP 11580591 A JP11580591 A JP 11580591A JP H04344253 A JPH04344253 A JP H04344253A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
ink
diaphragm
control electrode
jet head
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
JP11580591A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryuichi Toyoda
隆一 豊田
Kunihiko Nakamura
邦彦 中村
Seiji Yamamori
山森 清司
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP11580591A priority Critical patent/JPH04344253A/ja
Publication of JPH04344253A publication Critical patent/JPH04344253A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B41J2/135Nozzles
    • 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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インク小滴を画像信号
に応じて吐出させ、記録媒体上に文字や図形を印刷する
オンデマンド型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】従来より、オンデマンド型インクジェッ
トヘッドにおけるインク吐出のための圧力発生手段の一
つとして、ピエゾ素子が用いられていることは公知であ
る。例えば、その代表的なものに特公昭53−1213
8号公報に開示された構造のものが知られている。以下
、図5を参照して、従来圧電素子をもちいたインクジェ
ットヘッドについて説明する。
【0003】図5において、22は圧力室で、一方には
インク吐出口23、他方にはインク供給口21を有して
いる。圧力室22の壁面の一部は、圧電板24と金属板
25が貼りあわせたもので構成されている。
【0004】いま、図5(a)において、インクを圧力
室22に満たした状態で圧電板24と金属板25間に画
像信号26を印加すると、圧電板24と金属板25が圧
力室22側に反り、急激な体積変化を生じさせ、そのと
き生じる圧力によりインク吐出口23よりインクを吐出
させる。
【0005】次に、図5(b)において、吐出時とは逆
方向の画像信号26を印加することによって、圧電板2
4と金属板25を反対方向に反らせ、圧力室22内の圧
力を急激に減少させることにより、インク供給路21よ
りインクを圧力室22内に強制的に供給する。この図5
(b)に示した動作の際に、インク吐出口23より圧力
室22内に空気を吸い込まないように、インク吐出口2
3の抵抗をインク供給路21のそれより大きくした構造
にしてある。
【0006】なお、図5(b)に示した動作を省略して
も、図5(a)の動作終了後圧電板24と金属板25は
自ら有する弾性によって元の位置に復帰する。このため
、図5(b)の作用と同様の作用が程度の差はあるがな
される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、圧電素子の変位量がきわめて小さいため
インクを安定に吐出させるためには圧電板の面先を最小
でも2mm角または直径2mm程度にしなければならず
、コンパクト化したマルチノズルヘッドの作製が難しい
という問題点があった。また、圧電素子を駆動させるた
めには少なくとも数10V以上の信号電圧が必要で、駆
動回路のコスト負担が大きく、又、圧電素子の材料コス
トも高く、低コスト化が困難であった。
【0008】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、コンパクトでかつ低コストのインクジェットヘッド
を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、第1基板に制御電極を形成し、第2基板
には、第1基板の制御電極に対抗する位置にダイヤフラ
ムを形成し、さらに、第3基板にはインク吐出口、イン
ク溜り、インク供給路を形成し、インク溜りは前記ダイ
ヤフラムと対抗する位置に形成され、第1、第2、第3
基板は、接着層により接合されており、第1、第2基板
の間にインクが供給されるという構成を有している。
【0010】
【作用】本発明は、上記構成により、画像信号に応じて
制御電極に印加すると、静電力によりダイヤフラムが制
御電極に吸引され、従ってインク溜り部容積が増加し、
インク供給口よりインクが流入してくる。次に印加をや
めるとダイヤフラムはもとにもどろうとしてインク溜り
容積が減少し、インクを吐出させることができる。
【0011】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の第1の実施例について、図を
参照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施例に
おけるインクジェットヘッドの構成を示す断面図である
【0012】図1において、1は第1基板、2は第1基
板1の上に形成された制御電極、3は第2基板、4は第
2基板3上に形成されたダイヤフラム、5はダイヤフラ
ム4の周辺のジャバラ部、6は第3基板、7は第3基板
上に形成されたインク溜り、8は同インク供給路、9は
インク吐出口、10は接着層A、11は接着層B、13
はインクである。
【0013】次に、図1を用いてその動作について説明
する。第1基板1上の制御電極2に電圧が印加されると
、静電力により第2基板3上のダイヤフラム4が制御電
極2に吸引される。ダイヤフラム4の周辺にジャバラ部
5が形成されているためダイヤフラム4は全体に一様に
変化する。その結果、第3基板6のインク溜り7はその
容積が増加するため、インク供給路8からインク13が
流入する。その後印加電圧を除くと又は低下させると、
ダイヤフラム4はもとの状態にもどろうとする。このと
きに、インク13がインク吐出口9から吐出される。従
って、画像信号1つに対して制御電極2にはひとつのパ
ルス電圧を加える必要がある。
【0014】図2は、本発明の第1の実施例にかかる他
の実施例で、複数のノズルを有するインクジェットヘッ
ドの分解斜視図である。複数のノズルを有する場合、ダ
イヤフラム4、制御電極2、インク溜り7の大きさを考
慮して配置を行ったものである。第1、第2、第3の基
板は、たとえばSi基板でも良く、制御電極2、ダイヤ
フラム4、インク溜り7、インク供給路8、インク吐出
口9等は、フォトリソグラフィー、エッチング、薄膜形
成技術により形成することができる。
【0015】以上の本実施例によれば、第1基板1に制
御電極2を形成し、第2基板3にダイヤフラム4を形成
し、さらに第3基板6にインク溜り7、インク供給路8
、インク吐出口9を形成することにより、制御電極2に
パルス電圧を印加することにより、静電力でダイヤフラ
ム4を変位させ、その力でインクを吐出することができ
るインクジェットヘッドを供給することができる。
【0016】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて、図面参照しながら説明する。図3(a),(b
)に本発明の一実施例におけるインクジェットヘッドの
構成及び動作について示した断面図である。図3(a)
,(b)において、1は第1基板、2は制御電極、3は
第2基板、4はダイヤフラム、5はダイヤフラム周辺の
ジャバラ部、6は第3基板、7はインク溜り、8はイン
ク供給路、9はインク吐出口、10は接着層A、11は
接着層B、13はインクで、以上の構成は図1の構成と
同様なものである。図1の構成と異なるのは、逆流抵抗
部A14、B15をインク吐出口9及びインク供給路8
にもうけた点である。上記のように構成されたインクジ
ェットヘッドについて、その動作を説明する。
【0017】同図(a)は、第1基板1上の制御電極2
に電圧がoffされた直後であり、第2基板3のダイヤ
フラム4がもとの状態にもどったところで、ダイヤフラ
ム4の変位によりインク溜り7の容積が減少し、一部は
インク吐出口から吐出される。このとき、逆流抵抗部A
14はこのインク13の流れを防げない。一方このとき
、インク供給路8の方向へ流れようとしたインク13に
対しては、逆流抵抗部B15がその流れを防げるように
作用している。
【0018】同図(b)は、制御電極2に電圧がonさ
れた状態で、ダイヤフラム4が制御電極2側に引きよせ
られ、インク溜り7の容積が増加した様子を示す。この
とき、逆流抵抗部Aは外部からの空気の流入等を防げる
作用をし、又インク供給路側の逆流抵抗部Bはインク溜
りへのインクの流入を防げない。
【0019】以上の様に、インク吐出口9及びインク供
給路8に、逆流抵抗部A14、B15を設けることによ
り、ダイヤフラム4の変位によって発生する力を、イン
クの吐出力又はインクの吸引力として、ロスを少なく使
うことができる。
【0020】図4は、高密度な記録を行なうインクジェ
ットヘッドの部分斜視図で、本発明による第1基板1、
第2基板3、第3基板6を接着した積層ヘッド部16を
、たとえば5列程度配列してヘッドユニット17を形成
、その後部にインクタンク18を配し、インク吐出口9
は各積層ヘッド16ごとにすこしずつずらして形成する
ことにより、高密度なインクジェットヘッドを提供する
ことができる。
【0021】
【発明の効果】以上の様に本発明は、第1基板に制御電
極を形成し、第2基板には制御電極に対向する位置にダ
イヤフラムを形成し、さらに第3基板にはダイヤフラム
に対向する位置にインク溜りを形成し、制御電極に印加
し、静電力を発生させ、ダイヤフラムを変位させること
によりインクを吐出するという方式により、コンパクト
で低価格なインクジェットヘッドを実現できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるインクジェット
ヘッドの断面図
【図2】同実施例において複数のノズルを有するインク
ジェットヘッドの分解斜視図
【図3】(a)本発明の第2の実施例におけるインクジ
ェットヘッドの断面図 (b)本発明の第2の実施例におけるインクジェットヘ
ッドの断面図
【図4】本発明の第3の実施例におけるによる高密度な
記録を行なうインクジェットヘッドの斜視図
【図5】従
来のインクジェットヘッドの断面図
【符号の説明】
1  第1基板 2  制御電極 3  第2基板 4  ダイヤフラム 5  ジャバラ部 6  第3基板 7  インク溜り 8  インク供給路 9  インク吐出口 10  接着層A 11  接着層B 13  インク 14  逆流抵抗部A 15  逆流抵抗部B 16  積層ヘッド部 17  ヘッドユニット 18  インクタンク 21  インク供給口 22  圧力室 23  インク吐出口 24  圧電板 25  金属板 26  画像信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  接着層により順次接合された第1基板
    ,第2基板,第3基板と、前記第2基板に対向する前記
    第1基板側に形成された制御電極と、前記第3基板に対
    向する前記第2基板側に、前記制御電極に対向するよう
    に形成されたダイアフラムと、前記第2基板に対向する
    前記第3基板に、前記ダイアフラムと対向するように形
    成されたインク溜りと、前記第2基板に対向する第3基
    板側に形成され、インク吐出口にインクを供給するイン
    ク供給路とを具備するインクジェットヘッド。
  2. 【請求項2】  第3基板のインク吐出口及びインク供
    給路に逆流抵抗部を形成した請求項1記載のインクジェ
    ットヘッド。
JP11580591A 1991-05-21 1991-05-21 インクジェットヘッド Pending JPH04344253A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0872237A (ja) * 1994-09-01 1996-03-19 Seiko Epson Corp インクジェットヘッド駆動装置及びその駆動方法
US6966110B2 (en) * 2002-09-25 2005-11-22 Eastman Kodak Company Fabrication of liquid emission device with symmetrical electrostatic mandrel
JP2006007560A (ja) * 2004-06-25 2006-01-12 Sony Corp 機能素子およびその製造方法、流体吐出装置、並びに印刷装置
US20120222307A1 (en) * 2009-05-22 2012-09-06 Xerox Corporation Fluid dispensing subassembly with polymer layer

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