JPH0516345A - インクジエツトプリントヘツド及びそれを備える電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】印字の高密度化且つ高品質化を実現する低廉な
インクジェットプリントヘッド、並びにこのプリントヘ
ッドを備える電子機器を提供することである。 【構成】ヘッド基台１０に、広幅部分１１ａを有する溝
（個別インク路）１１を一定間隔を置いてアレイ状に形
成し、この広幅部分１１ａ内に溝の底壁に沿って延びる
導体２０と保護膜２１を設け、ヘッド基台１０の表面上
に弾性蓋３０を取付け、広幅部分１１ａに対面する弾性
蓋３０の部分に、広幅部分１１ａに沿って延びる導体４
０と保護膜４１を設けた。 【作用】導体２０、４０に異極性の電圧を印加すると、
両導体２０、４０が正電荷と負電荷に帯電し、異種電荷
による吸引力が作用し、導体４０が弾性蓋３０の一部分
と共に広幅部分１１ａ内に変位する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クーロンの法則に基づ
く静電気力を利用してインク容積を変化させてインクを
吐出させる新規なインクジェットプリントヘッド、並び
にそれを備える、プリンタ、ワープロ、ファクシミリ、
プロッタ等の電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリントヘッドの一つ
に、圧電素子を使用したものがある。このプリントヘッ
ドは、一般には共通インク路から分岐する個別インク路
の一部に圧電素子を貼り付け、圧電素子に電界を加えて
圧電素子を変位させて、個別インク路のインク容積を変
化させることにより、個別インク路のインクを個別イン
ク路の先端口から押し出すものである。又、ヘッド自体
をその走査方向に対して傾斜させて、印字ドットを高密
度化、高品質化することも行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなプリントヘッドを含めて一般のインクジェットプ
リントヘッドに採用する印字機構では、これまで以上に
印字ドットを高密度化すると共に印字を高品質化するの
は構造的に至難である。例えば、カイザー方式では、こ
れ以上印字密度を高めることは難しいだけでなく、圧電
素子を使用するためコスト高になる。又、バブルジェッ
ト方式では、熱によるバブルを利用しているため、バブ
ルの発生条件や焦げ付きを考慮するとインクの選択自由
度が低く、しかも印字濃度を上げ難いため印字品質に限
界がある。

【０００４】従って、本発明の目的は、印字の高密度化
且つ高品質化を実現する低廉なインクジェットプリント
ヘッド、並びにこのプリントヘッドを備える電子機器を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のインクジェットプリントヘッドは、ヘッド
基台に、このヘッド基台の表面に露出する個別インク路
となる溝を一定間隔を置いてアレイ状に形成し、この溝
内に溝の壁に沿って延びる導体を設け、前記ヘッド基台
の表面上に弾性蓋を取付け、溝に対面する弾性蓋の部分
に、溝に沿って延びる導体を設けたことを特徴とする。

【０００６】本発明のプリントヘッドは、アレイ状に配
列した溝を有するヘッド基台に取付けた弾性蓋を、クー
ロンの法則による静電気力によって溝内に変位させて、
溝（個別インク路）の容積を変化させ、個別インク路の
インクを押し出す新しい印字機構を取り入れたものであ
る。この印字機構について詳述すると、溝内に設けた導
体と、弾性蓋に設けた導体とによって溝が挟まれた様態
になっており、この状態で、両導体に互いに異なる極性
の電圧を印加すると、両導体は帯電して各々の電圧極性
の電荷を帯びる。この正電荷と負電荷との異種電荷によ
る吸引力（静電気力）が両導体に作用し、弾性蓋に設け
た導体が弾性蓋の一部分と共に溝内に引き寄せられて、
或る程度の深さまで溝内に進入し、溝のインク容積が減
少する。その結果、溝内のインクが押されて、溝の先端
口（オリフィス）からインクが噴出される。

【０００７】このように、本発明のプリントヘッドは、
個別インク路となる溝を挟むように配置した両導体に同
極性の電圧を印加して帯電させ、両導体に働く吸引力に
よって弾性蓋の一部分を変位させて、インク容積を減ら
すことにより、溝内のインクを押し出すという作用を有
する。本発明のプリントヘッドに用いるヘッド基台は、
溝の易形成性等から、素材としては感光性ガラス、Ｓｉ
ウエハ等が最良である。又、弾性蓋は、クーロンの法則
による静電気力を受けて容易に変位する素早い応答性等
から、Ｓｉウエハ、ガラス等からなるのが好ましい。

【０００８】

【実施例】以下、本発明のインクジェットプリントヘッ
ド、及びこれを備える電子機器を実施例に基づいて説明
する。図１及び図２はプリンタ、ワープロ等の電子機器
に搭載するプリントヘッドの一実施例を示し、図１はそ
の平面図を、図２は図１の線Ａ−Ａにおける断面図を示
す。プリントヘッド以外の電子機器の構造については通
常と大差なく、ここではプリントヘッドを中心に述べ
る。図１と図２に示すプリントヘッドは、ヘッド基台１
０と、このヘッド基台１０上に取付けた弾性蓋３０とを
備える。但し、図１では弾性蓋３０を省略してある。

【０００９】感光性ガラスからなるヘッド基台１０に
は、図示の如きパターンでもって、個別インク路となる
断面矩形状の複数（この実施例では３つ）の溝１１が一
定間隔を置いてアレイ状に形成されている。但し、実際
のプリントヘッドではもっと多数の溝を有するのである
が、図１と図２では紙面スペースの都合上少数の溝に留
めてある。この溝１１は、図１から分かるように、一部
が広幅部分１１ａに形成され、先端の開口がオリフィス
１２になっており、後端が共通インク路１３に連続す
る。従ってインクは、共通インク路１３を経て、各溝１
１に分流し、オリフィス１２から噴出される。

【００１０】溝１１の広幅部分１１ａには、溝の底壁に
沿って導体２０が設けられており、更に導体２０は適当
な誘電体等からなる保護膜２１で被覆されている。この
保護膜２１は、種々のインクの中でも導電性のものを使
用する際に導体２０と導体４０（後述）同士が短絡しな
いようにするためのものである。この溝１１の広幅部分
１１ａを覆うように、Ｓｉウエハからなる弾性蓋３０が
ヘッド基台１０上に取付けられている。弾性蓋３０の広
幅部分１１ａに対面する部分には、広幅部分１１ａに沿
って延びる導体４０が設けられ、導体４０は弾性蓋３０
に埋伏されており、弾性蓋３０のこの平面は平坦であ
る。更に、導体４０は前記と同様に保護膜４１で覆わ
れ、導電性のインクから保護されている。これらによっ
て溝１１の広幅部分１１ａでは、下側を導体２０と保護
膜２１が、上側を導体４０と保護膜４１が平行する形態
になる。なお、導体２０、４０は図面には特に示してい
ないが、プリントヘッドの背面側に導かれ、電気的に接
続されている。

【００１１】次に、このように構成したプリントヘッド
の作用について述べる。要部の拡大断面図を示す図２に
おいて、仮に溝１１の広幅部分１１ａの下側に位置する
導体２０に負極性の電圧を、上側に位置する導体４０に
正極性の電圧を印加すると、各導体２０、４０がそれぞ
れ負電荷と正電荷に帯電する。すると、クーロンの法則
により異種電荷間には吸引力（静電気力）が作用するた
め、弾性を呈する蓋３０に設けた導体４０が蓋３０の一
部分と共に広幅部分１１ａ内に向かって下方向に引っ張
られ、広幅部分１１ａ内に進入する。この下方向への変
位により、広幅部分１１ａのインク容積が実質上減少す
るため、この広幅部分１１ａを有する溝１１内のインク
が押され、対応オリフィス１２からインクが噴出され
る。

【００１２】インク噴出後に、印加電圧を遮断するか、
若しくは印加電圧を同極性にすると、電圧遮断の場合に
は、変位した導体４０が元の状態に戻る。同極性電圧の
場合には、導体２０、４０には上記の作用とは逆の作用
が生ずる。即ち、導体２０、４０は負極性又は正極性の
電圧により負電荷又は正電荷に帯電し、クーロンの法則
により同種電荷間に反発力が働き、導体４０が元の状態
に向かって変位する。いずれの場合も、導体４０の復帰
により溝１１のインク容積が元通りになり、次のインク
噴出に備えて溝１１にインクが充足される。

【００１３】本発明は上記実施例に限定されないことは
言うまでもなく、例えば図３に別の実施例を示す。この
実施例では、ヘッド基台１０がＳｉウエハから、弾性蓋
３０がガラスからなり、弾性蓋３０に突出した態様で導
体４０が形成されている以外は、前記実施例と構成及び
作用については同様である。

【００１４】

【発明の効果】本発明のインクジェットプリントヘッド
は、以上説明したように構成されるので、溝内の導体及
び弾性蓋の導体に異なる極性の電圧を印加することで、
各導体における正電荷と負電荷とに応じて、クーロンの
法則に基づく吸引力（静電気力）が両導体に作用し、弾
性蓋の導体が溝内に引っ張られて進入し、それによって
溝のインク容積が減少し、溝内のインクが押し出される
という画期的なものである。

【００１５】従って、本発明のプリントヘッドは、従来
のカイザー方式やバブルジェット方式等の印字機構とは
全く異なり、圧電素子等は使用せず、使用するインクに
もさして制限がない等、印字の高密度化、高品質化、低
コスト化を容易に実現できる。又、既存の技術、製造工
程を用いて量産できるので、生産性が非常に高く廉価で
ある。

【００１６】これらにより、上記プリントヘッドを具備
する電子機器でも、高品質な印字、印字性能の向上等の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリントヘッドの一実施例に係る平面
図である。

【図２】図１に示すプリントヘッドの線Ａ−Ａにおける
断面図である。

【図３】本発明のプリントヘッドの別実施例に係る要部
断面図である。

【符号の説明】

１０ ヘッド基台 １１ 溝 １１ａ 溝の広幅部分 １２ オリフィス ２０、４０ 導体 ２１、４１ 保護膜 ３０ 弾性蓋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッド基台に、このヘッド基台の表面に露
   出する個別インク路となる溝を一定間隔を置いてアレイ
   状に形成し、この溝内に溝の壁に沿って延びる導体を設
   け、前記ヘッド基台の表面上に弾性蓋を取付け、溝に対
   面する弾性蓋の部分に、溝に沿って延びる導体を設けた
   ことを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
2. 【請求項２】請求項１記載のインクジェットプリントヘ
   ッドを具備してなることを特徴とする電子機器。