JPH1044429A - Electrostatic ink jet recorder - Google Patents

Electrostatic ink jet recorder

Info

Publication number
JPH1044429A
JPH1044429A JP20236496A JP20236496A JPH1044429A JP H1044429 A JPH1044429 A JP H1044429A JP 20236496 A JP20236496 A JP 20236496A JP 20236496 A JP20236496 A JP 20236496A JP H1044429 A JPH1044429 A JP H1044429A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
electrode
recording head
electrostatic
concave portion
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.)
Granted
Application number
JP20236496A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2826516B2 (en
Inventor
Kazuo Shima
和男 島
Junichi Suetsugu
淳一 末次
Ryosuke Uematsu
良介 上松
Tadashi Mizoguchi
忠志 溝口
Hitoshi Minemoto
仁史 峯本
Hitoshi Takemoto
人司 竹本
Yoshihiro Hagiwara
良広 萩原
Toru Yakushiji
徹 薬師寺
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.)
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Niigata Fuji Xerox Manufacturing 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 Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd filed Critical Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Priority to JP20236496A priority Critical patent/JP2826516B2/en
Priority to DE1997607988 priority patent/DE69707988T2/en
Priority to EP19970113252 priority patent/EP0822075B1/en
Publication of JPH1044429A publication Critical patent/JPH1044429A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2826516B2 publication Critical patent/JP2826516B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To jet an ink droplet containing toner particles in an electrostatic field by providing a base plate having electrode pads connected with respective jet electrodes and a head board secured to a desired position thereby jetting an ink droplet stably in an electrostatic field. SOLUTION: The electrostatic ink jet recording head comprises a head board 2 where a jet electrode 7 made of a conductive material is provided on any one of the opposite walls or the bottom face at each recess in a base board 6 made of an insulating material and machined to have protrusions and recesses, an electrode pad 8 connected with each jet electrode 7, a base plate 3 securing the head board 2 to a desired position, and an upper cover 5 formed above the base plate 3 while being set back partially from the protruding/recessed part on the jet electrode 7 side and forming a chamber 4 for holding an ink 1 along with the base plate 3. The jet electrodes 7 are formed on the opposite walls and the bottom face at each recess at an interval corresponding to a desired resolution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は静電式インクジェッ
ト記録ヘッドに関し、特にトナーを記録媒体に付着させ
記録を行う静電式インクジェット記録ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic ink jet recording head, and more particularly to an electrostatic ink jet recording head which performs recording by attaching toner to a recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時におけ
る騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
において、最近関心を集めている。その中で、簡単な機
構で記録媒体上に直接高速で記録が可能であり、しかも
普通紙に記録の行えるインクジェット記録法は極めて有
力な記録法であって、これまでにも様々な方式が提案さ
れている。その中に、キャリア液体中にトナー粒子を分
散させたインクを用い、針状の記録電極と、これに対向
する記録紙背面に設けた電極間に電圧を印加し、発生し
た電界の静電力によりインク中の色材を飛翔せしめ、記
録を行う方法がある。
2. Description of the Related Art The non-impact recording method has recently attracted attention in that noise during recording is extremely small to a negligible level. Among them, the ink jet recording method that can record directly on a recording medium at high speed with a simple mechanism and that can record on plain paper is an extremely powerful recording method, and various methods have been proposed so far. Have been. In it, an ink in which toner particles are dispersed in a carrier liquid is used, and a voltage is applied between a needle-shaped recording electrode and an electrode provided on the back of the recording paper opposed thereto, and the electrostatic force of the generated electric field is used. There is a method of recording by causing a color material in ink to fly.

【0003】図7は、例えば特願平07−120252
号明細書に示される、この従来の静電式インクジェット
記録ヘッドの一例を示す斜視図である。図8は、この静
電式インクジェット記録ヘッドのヘッド先端部の平面図
及び断面図である。図7及び図8を参照して、この従来
の静電式インクジェット記録ヘッドの一例を説明する。
FIG. 7 shows, for example, Japanese Patent Application No. 07-120252.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of this conventional electrostatic ink jet recording head shown in the specification. FIG. 8 is a plan view and a sectional view of a head end portion of the electrostatic ink jet recording head. An example of this conventional electrostatic ink jet recording head will be described with reference to FIGS.

【0004】基板101は平板状の絶縁性材料からな
り、その表面には所望の解像度と同等な間隔で複数の吐
出電極102が形成されている。吐出電極102は、C
u,Ni等の金属材料を基板101表面全体にスパッタ
した後、吐出電極102形状がパターニングされたマス
クを介して露光・現像することにより基板101上に形
成されている。また、吐出電極102は各々独立した電
極として形成されており、各々の吐出電極102の一端
は不図示のドライバに接続され、記録時には選択的に高
電圧パルスが印加される。さらに、吐出電極102が形
成された基板101表面は、インクと吐出電極102が
絶縁されるように、絶縁性コーティング材がスピンコー
トされている。
The substrate 101 is made of a flat insulating material, and a plurality of ejection electrodes 102 are formed on the surface thereof at intervals equivalent to a desired resolution. The ejection electrode 102
After a metal material such as u, Ni or the like is sputtered on the entire surface of the substrate 101, the discharge electrode 102 is formed on the substrate 101 by exposure and development via a patterned mask. The ejection electrodes 102 are formed as independent electrodes. One end of each ejection electrode 102 is connected to a driver (not shown), and a high voltage pulse is selectively applied at the time of recording. Further, the surface of the substrate 101 on which the ejection electrodes 102 are formed is spin-coated with an insulating coating material so that the ink and the ejection electrodes 102 are insulated.

【0005】メニスカス形成部材103は、吐出電極1
02が形成された基板101上に絶縁性且つ感光性のレ
ジスト材をラミネートまたはスピンコートした後、メニ
スカス形成部材103形状がパターニングされたマスク
を介して露光・現像することにより、各々の吐出電極1
02上に重なるように形成されている。メニスカス形成
部材103の上には、メニスカス形成部材103の先端
部より後退した位置にカバー104が取り付けられてい
る。カバー104は、絶縁性材料からなり、あらかじめ
インク供給口105及びインク排出口106が加工され
ている。
[0005] The meniscus forming member 103 includes the discharge electrode 1.
After laminating or spin-coating an insulative and photosensitive resist material on the substrate 101 on which the discharge electrodes 1 have been formed, each of the discharge electrodes 1 is exposed and developed through a mask in which the shape of the meniscus forming member 103 is patterned.
02 is formed so as to overlap with the reference numeral 02. A cover 104 is mounted on the meniscus forming member 103 at a position retracted from the tip of the meniscus forming member 103. The cover 104 is made of an insulating material, and the ink supply port 105 and the ink discharge port 106 are processed in advance.

【0006】基板101とカバー104と、さらに各吐
出電極102上のメニスカス形成部材103とにより、
微小なスリット状の吐出開口部107が形成され、イン
ク供給口105から供給されたインクが吐出開口部10
7を通り、吐出開口部107より外側に突き出ているメ
ニスカス形成部材103の先端部へ供給され、各々のメ
ニスカス形成部材103先端部でメニスカスが形成され
る構造となっている。
[0006] The substrate 101, the cover 104, and the meniscus forming member 103 on each discharge electrode 102 form
A minute slit-shaped discharge opening 107 is formed, and ink supplied from the ink supply port 105 is supplied to the discharge opening 10.
7, the liquid is supplied to the distal ends of the meniscus forming members 103 protruding outward from the discharge openings 107, and a meniscus is formed at the distal ends of the respective meniscus forming members 103.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、上述
した従来の静電式インクジェット記録ヘッドは、高速駆
動領域でのインクの供給が追随できないということであ
る。その理由は、メニスカス形成部材を感光性のレジス
ト材を利用して形成しているため、厚みが数十μmと制
限されてしまい、メニスカス形成部材の厚みによる吐出
開口部の流路抵抗が増加することにある。
The first problem is that the conventional electrostatic ink jet recording head described above cannot follow the supply of ink in the high-speed driving area. The reason is that since the meniscus forming member is formed using a photosensitive resist material, the thickness is limited to several tens of μm, and the flow path resistance of the discharge opening due to the thickness of the meniscus forming member increases. It is in.

【0008】第2の問題点は、上述した従来の静電式イ
ンクジェット記録ヘッドは、安定したメニスカス形状が
得られないということである。その理由は、メニスカス
形成部材をフォトリソグラフィによる露光・現像で形成
しているため、インクの吐出ポイントであるメニスカス
形成部材先端のコーナー部が弛れた形状になり、且つ基
板の端面より後退した位置に形成されるためである。
A second problem is that the above-mentioned conventional electrostatic ink jet recording head cannot obtain a stable meniscus shape. The reason is that, since the meniscus forming member is formed by exposure and development by photolithography, the corner of the tip of the meniscus forming member, which is the ink discharge point, has a slack shape and is located at a position receded from the end surface of the substrate. It is because it is formed in.

【0009】本発明の目的は、このような点に鑑みてな
されたもので、高速駆動領域でのインク滴の吐出を安定
化させる、静電界でインク中のトナー粒子を含んだイン
ク滴を吐出させる静電式インクジェット記録ヘッドを提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention has been made in view of the above points, and stabilizes the ejection of ink droplets in a high-speed driving region, and discharges ink droplets containing toner particles in ink by an electrostatic field. An object of the present invention is to provide an electrostatic ink jet recording head to be used.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の静電式インクジ
ェット記録ヘッドは、帯電したトナー粒子が分散されて
いるインクに電界を与え、前記電界により発生する静電
力により前記トナー粒子を吐出させ、印字を行う静電式
インクジェット記録ヘッドであって、凹凸形状に加工さ
れた絶縁性材料からなるベース基板の各凹部の両壁及び
底面のいずれかに導電性材料からなる吐出電極が形成さ
れたヘッド基板と、前記吐出電極と各々接続されている
電極パッドを持ち前記ヘッド基板を所望の位置に固定し
ているベースプレートと、前記ベースプレートの上部に
構成され、その一部が前記ヘッド基板の前記吐出電極先
端側の凹凸部より後退した位置に配設され、さらに前記
ベースプレートとともに前記インクを保持するインクチ
ャンバを形成するアッパーカバーとを備える。
An electrostatic ink jet recording head according to the present invention provides an electric field to ink in which charged toner particles are dispersed, and discharges the toner particles by an electrostatic force generated by the electric field. An electrostatic ink jet recording head for performing printing, wherein a discharge electrode made of a conductive material is formed on one of both walls and a bottom surface of each concave portion of a base substrate made of an insulating material processed into an uneven shape. A substrate, a base plate having electrode pads respectively connected to the ejection electrodes, and fixing the head substrate at a desired position; and a base plate formed above the base plate, a part of which is provided at the ejection electrode of the head substrate. An ink chamber that is disposed at a position retracted from the uneven portion on the distal end side and that holds the ink together with the base plate is formed. And a Ppakaba.

【0011】また、本発明の静電式インクジェット記録
ヘッドは、前記ヘッド基板の凸部及び凹部の間隔が、そ
れぞれ所望の解像度の間隔で規則的に形成され、さらに
各凹部の両壁及び底面には各々独立した前記吐出電極が
凹部と同間隔で形成されていることを特徴とする。
In the electrostatic ink jet recording head according to the present invention, the interval between the convex portion and the concave portion of the head substrate is regularly formed at an interval of a desired resolution. Is characterized in that the independent discharge electrodes are formed at the same intervals as the concave portions.

【0012】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録ヘッドは、前記ヘッド基板の吐出電極が形成されてい
る凹凸面が、絶縁性のあるコーティング材で被覆されて
いることを特徴とする。
Further, an electrostatic ink jet recording head according to the present invention is characterized in that the uneven surface of the head substrate on which the discharge electrodes are formed is coated with an insulating coating material.

【0013】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録ヘッドは、前記ヘッド基板の凹部の断面において、凹
部の幅が毛細管力が発生しうる程度の幅を持ち、凹部の
深さが凹部の幅より深くなるように形成されていること
を特徴とする。
Further, in the electrostatic ink jet recording head of the present invention, in the cross section of the concave portion of the head substrate, the width of the concave portion is such that a capillary force can be generated, and the depth of the concave portion is larger than the width of the concave portion. It is characterized by being formed to be deep.

【0014】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録ヘッドは、ある一定のバイアス電圧を前記インクチャ
ンバ内の前記インクに与える泳動電極が、前記インクチ
ャンバ内の前記インクと電気的接続するように配設され
ていることを特徴とする。
Further, in the electrostatic ink jet recording head according to the present invention, the migrating electrode for applying a certain bias voltage to the ink in the ink chamber is electrically connected to the ink in the ink chamber. It is characterized by being provided.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明の静電式インクジェット記
録ヘッドの一実施の形態の概要図であり、図1(a)は
その斜視図を、図1(b)はA部詳細図を示す。
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of an electrostatic ink jet recording head according to the present invention. FIG. 1 (a) is a perspective view thereof, and FIG. 1 (b) is a detailed view of a portion A. .

【0017】図1を参照すると、この実施の形態の静電
式インクジェット記録ヘッドは、帯電したトナー粒子が
分散されているインク1に電界を与え、この電界により
発生する静電力によりトナー粒子を吐出させ、印字を行
う静電式インクジェット記録ヘッドであって、凹凸形状
に加工された絶縁性材料からなるベース基板6の各凹部
の両壁及び底面のいずれかに導電性材料からなる吐出電
極7が形成されたヘッド基板2と、吐出電極7と各々接
続されている電極パッド8を持ち、ヘッド基板2を所望
の位置に固定しているベースプレート3と、このベース
プレート3の上部に構成され、その一部がヘッド基板2
の吐出電極7先端側の凹凸部より後退した位置に配設さ
れ、さらにベースプレート3とともにインク1を保持す
るインクチャンバ4を形成するアッパーカバー5とから
構成される。
Referring to FIG. 1, the electrostatic ink jet recording head of this embodiment applies an electric field to the ink 1 in which the charged toner particles are dispersed, and discharges the toner particles by an electrostatic force generated by the electric field. And an ink jet recording head for performing printing, wherein an ejection electrode 7 made of a conductive material is provided on one of both walls and a bottom surface of each recess of a base substrate 6 made of an insulating material processed into an uneven shape. A base plate 3 having the formed head substrate 2 and electrode pads 8 connected to the discharge electrodes 7 and fixing the head substrate 2 at a desired position, and a base plate 3 formed on the base plate 3. Part is head substrate 2
And an upper cover 5 forming an ink chamber 4 for holding the ink 1 together with the base plate 3 together with the base plate 3.

【0018】ヘッド基板2は、ガラス等の絶縁性材料か
らなるベース基板6と、Ni,Cu等の導電性材料から
なる吐出電極7から構成されている。ベース基板6の表
面は、各凹部及び凸部が所望の解像度と同じ間隔で形成
されるように凹凸形状に加工されており、各凹部の両壁
及び底面には吐出電極7が所望の解像度と同じ間隔で形
成されている。
The head substrate 2 includes a base substrate 6 made of an insulating material such as glass, and a discharge electrode 7 made of a conductive material such as Ni or Cu. The surface of the base substrate 6 is processed into an irregular shape so that each concave portion and convex portion are formed at the same interval as the desired resolution, and the discharge electrode 7 is provided on both walls and the bottom surface of each concave portion with the desired resolution. They are formed at the same interval.

【0019】ベースプレート3は、絶縁性材料からな
り、ベースプレート3表面には、不図示の駆動回路と接
続するための電極パッド8と、各電極パッド8から入力
された駆動電圧を各吐出電極7へ供給するための導体9
が形成されている。また、ベースプレート3の端面に沿
った所望の位置には、ヘッド基板2の一方の凹凸端面が
ベースプレート3の外側を向くように固定されており、
各吐出電極7と各導体9がワイヤボンディング等により
電気的に接続されている。尚、吐出電極7と導体9との
接続部及び各導体9は、絶縁性の樹脂により被膜及び封
止されていることが好ましい。
The base plate 3 is made of an insulating material. On the surface of the base plate 3, electrode pads 8 for connecting to a drive circuit (not shown) and a drive voltage inputted from each electrode pad 8 are applied to each discharge electrode 7. Conductor 9 for feeding
Are formed. Also, at a desired position along the end surface of the base plate 3, one of the concave and convex end surfaces of the head substrate 2 is fixed so as to face the outside of the base plate 3,
Each discharge electrode 7 and each conductor 9 are electrically connected by wire bonding or the like. The connection between the discharge electrode 7 and the conductor 9 and each conductor 9 are preferably coated and sealed with an insulating resin.

【0020】アッパーカバー5は、プラスチック成形品
等による絶縁性材料からなり、ベースプレート3の上部
に配設されベースプレート3とともにインク1を保持す
るインクチャンバ4を形成する。アッパーカバー5の上
部には、インクチャンバ4内にインク1を供給するため
のインク供給口10と、インクチャンバ4内のインク1
を排出するための不図示のインク排出口が形成され、イ
ンク供給口10及びインク排出口は、不図示のインク循
環用ポンプ及びインクタンクとチューブを介して接続さ
れている。また、アッパーカバー5の一部は、ヘッド基
板2の上部に配設され、吐出開口部11側の先端の凹凸
部より後退した位置で凹凸面の上部をカバーすることに
よって、ヘッド基板2の凹部とともにインクチャンバ4
内のインク1を吐出開口部11の凹凸部へインク1を供
給するための流路12を形成している。
The upper cover 5 is made of an insulating material such as a plastic molded product, and is disposed on the base plate 3 to form an ink chamber 4 for holding the ink 1 together with the base plate 3. An ink supply port 10 for supplying the ink 1 into the ink chamber 4 and an ink 1 in the ink chamber 4 are provided on the upper cover 5.
An ink discharge port (not shown) for discharging ink is formed, and the ink supply port 10 and the ink discharge port are connected to an ink circulation pump (not shown) and an ink tank via a tube. Further, a part of the upper cover 5 is disposed above the head substrate 2, and covers an upper portion of the uneven surface at a position retreated from the uneven portion at the tip on the side of the discharge opening 11, thereby forming a concave portion of the head substrate 2. With ink chamber 4
A flow path 12 for supplying the ink 1 from the inside to the uneven portion of the discharge opening 11 is formed.

【0021】図2は、本発明のベース基板の製造工程図
である。図2を参照して、ベース基板の製造工程を説明
する。
FIG. 2 is a view showing a manufacturing process of the base substrate of the present invention. With reference to FIG. 2, a manufacturing process of the base substrate will be described.

【0022】図2(a)は、ダイシングを利用したベー
ス基板の製造工程の一実施の形態で、平板状の絶縁性材
料からなるベース基板6の表面を、ダイシングブレード
13を使い、所望の解像度と同じ間隔及び所望の切り込
み量でダイシングすることによって、ベース基板6の表
面を凹凸形状に加工する。
FIG. 2A shows an embodiment of a base substrate manufacturing process using dicing. The surface of the base substrate 6 made of a flat insulating material is coated with a desired resolution using a dicing blade 13. The surface of the base substrate 6 is processed into a concavo-convex shape by dicing at the same interval and a desired cut amount.

【0023】図2(b)は、レーザー加工を利用したベ
ース基板の製造工程の一実施の形態で、平板状の絶縁性
材料からなるベース基板6の表面に、凹部が形成される
部分が透明のパターンが形成されたマスク14を介して
エキシマレーザ等のレーザ光を照射し、照射時間を調整
することにより、ベース基板6の表面を凹凸形状に加工
する。
FIG. 2B shows an embodiment of a manufacturing process of the base substrate utilizing laser processing. A portion where a concave portion is formed on the surface of the base substrate 6 made of a flat insulating material is transparent. By irradiating a laser beam such as an excimer laser or the like through the mask 14 on which the pattern is formed, and adjusting the irradiation time, the surface of the base substrate 6 is processed into an uneven shape.

【0024】図3は、本発明のヘッド基板の製造工程図
である。図3を参照して、ヘッド基板の製造工程を説明
する。
FIG. 3 is a process chart for manufacturing the head substrate of the present invention. The manufacturing process of the head substrate will be described with reference to FIG.

【0025】図2(a)または図2(b)の加工によ
り、表面に凹凸形状が形成された絶縁性材料からなるベ
ース基板6(図3(a))の凹凸面全体に、Cu,Ni
等の導電性材料をスパッタにより蒸着させ導体層15を
形成する(図3(b))。次に、ベース基板6の凹凸面
側をフライス研磨等により凸部上面の導体層15を除去
することによって、各凹部内に導体層15からなる各々
独立した吐出電極7が形成されたヘッド基板2となる
(図3(c))。さらに、各吐出電極7をインク1から
絶縁するために、ヘッド基板2全体を絶縁性のあるコー
ティング材16で被覆する(図3(d))。
By the processing shown in FIG. 2A or FIG. 2B, Cu, Ni are formed on the entire uneven surface of the base substrate 6 (FIG. 3A) made of an insulating material having an uneven surface.
The conductive material such as is deposited by sputtering to form the conductor layer 15 (FIG. 3B). Next, by removing the conductive layer 15 on the upper surface of the convex portion by milling or the like on the concave-convex surface side of the base substrate 6, the head substrate 2 in which the independent discharge electrodes 7 composed of the conductive layer 15 are formed in each concave portion. (FIG. 3 (c)). Further, in order to insulate each ejection electrode 7 from the ink 1, the entire head substrate 2 is covered with an insulating coating material 16 (FIG. 3D).

【0026】尚、上記ヘッド基板2は、1枚のウェハー
状のベース基板6上に、上記製造法により複数のヘッド
基板2が一括して形成された後、ウェハーを切断して個
々のヘッド基板2として取得されたものでもよい。
After the head substrate 2 is formed on a single wafer-shaped base substrate 6 by a plurality of head substrates 2 by the above-described manufacturing method, the wafer is cut into individual head substrates. 2 may be obtained.

【0027】図4は、本発明の記録ヘッドの一実施の形
態の装置構成図である。図4を参照すると、この実施の
形態の記録ヘッドの吐出開口部11の対向方向には、表
面の電位が0Vもしくはマイナス電位が印加された記録
紙17搬送用のプラテンを兼ねた対向電極18が配設さ
れている。また記録ヘッドは、ヘッド基板2の凸部上面
と吐出開口部11側の凹凸端面から形成されるコーナー
部が対向電極18に対して最も近くなるように配設され
ており、このコーナー部と対向電極18との間には微小
な吐出ギャップが設けられている。記録紙17は、記録
ヘッドと対向電極18間の吐出ギャップの間を、対向電
極18上を沿うように給紙される。
FIG. 4 is an apparatus configuration diagram of a recording head according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, a counter electrode 18 also serving as a platen for transporting a recording paper 17 to which a surface potential is 0 V or a negative potential is applied in a direction opposite to the ejection opening 11 of the recording head of this embodiment. It is arranged. The recording head is arranged such that a corner formed by the upper surface of the convex portion of the head substrate 2 and the uneven end surface on the side of the ejection opening 11 is closest to the counter electrode 18. A minute discharge gap is provided between the electrode 18 and the electrode 18. The recording paper 17 is fed between the ejection gap between the recording head and the counter electrode 18 along the counter electrode 18.

【0028】図5は、本発明の記録ヘッドの一実施の形
態の駆動説明図である。図5を参照すると、印字時に
は、凹部に形成された所望の吐出電極7に駆動パルス電
圧が印加され、吐出電極7と対向電極18間での電界に
よる図に示すような電気力線22が発生する。インク敵
21が吐出する吐出ポイント近傍でのインクのメニスカ
ス19は、図5に示すように凸部に沿って凸になるメニ
スカス19を形成しており、凸部上面と凸部両側の壁面
と凹凸端面とで形成されるコーナー部20でメニスカス
19の曲率変化が最も大きくなっている。インク滴21
の吐出は、電界がかかっているメニスカス19上の凸部
且つ曲率変化の大きいコーナー部20を吐出ポイントと
して電気力線22に沿って吐出されるため、本発明の記
録ヘッドでは、駆動される吐出電極7の両側のコーナー
部20を吐出ポイントとし、吐出電極7と対向電極18
間で発生する電気力線22に沿ってインク滴21が吐出
される。
FIG. 5 is a drive explanatory diagram of one embodiment of the recording head of the present invention. Referring to FIG. 5, at the time of printing, a driving pulse voltage is applied to a desired ejection electrode 7 formed in the concave portion, and electric field lines 22 as shown in the figure are generated by an electric field between the ejection electrode 7 and the counter electrode 18. I do. The meniscus 19 of the ink near the discharge point where the ink enemy 21 discharges forms a meniscus 19 that protrudes along the protruding portion as shown in FIG. The curvature change of the meniscus 19 is the largest at the corner 20 formed by the end face. Ink drop 21
Is ejected along the lines of electric force 22 with the convex portion on the meniscus 19 to which the electric field is applied and the corner portion 20 having a large change in curvature as an ejection point. The corners 20 on both sides of the electrode 7 are used as ejection points, and the ejection electrode 7 and the counter electrode 18 are used.
The ink droplets 21 are ejected along the lines of electric force 22 generated between them.

【0029】図6は、本発明の静電式インクジェット記
録ヘッドの他の実施の形態の概要図である。図6を参照
すると、この実施の形態の静電式インクジェット記録ヘ
ッドは、図1に示す実施の形態の構成に加え、インクチ
ャンバ4内にインク1と接触させた泳動電極23が配設
されている。泳動電極23は、トナーの電位と同極性の
電圧が印加され、インク供給口10からインクチャンバ
4に供給されたインク1中のトナー粒子を、泳動電極2
3と不図示の対向電極間で発生する電界によるトナー粒
子の電気泳動現象を利用して吐出電極7近傍に搬送す
る。
FIG. 6 is a schematic view of another embodiment of the electrostatic ink jet recording head of the present invention. Referring to FIG. 6, an electrostatic ink jet recording head according to this embodiment has a configuration in which the electrophoretic electrode 23 that is in contact with the ink 1 is provided in the ink chamber 4 in addition to the configuration of the embodiment shown in FIG. I have. A voltage having the same polarity as the potential of the toner is applied to the migration electrode 23, and the toner particles in the ink 1 supplied from the ink supply port 10 to the ink chamber 4 are moved to the migration electrode 2.
The toner particles are conveyed to the vicinity of the discharge electrode 7 by utilizing an electrophoretic phenomenon of toner particles caused by an electric field generated between the counter electrode 3 and an unshown counter electrode.

【0030】[0030]

【発明の効果】第1の効果は、高速駆動領域でのインク
の供給が追随できるということである。その理由は、本
発明による製造プロセスを利用してヘッド基板表面に凹
凸形状を形成することによって、吐出ポイントへインク
を供給するための流路として機能する凹部を、任意の深
さで加工できるため、凹部の流路抵抗が少なくなるため
である。
The first effect is that the supply of ink in the high-speed driving area can follow. The reason is that by forming the unevenness on the head substrate surface using the manufacturing process according to the present invention, the concave portion functioning as a flow path for supplying ink to the ejection points can be processed at an arbitrary depth. This is because the flow path resistance of the concave portion is reduced.

【0031】第2の効果は、インク滴の吐出が行われる
明確な吐出ポイントを得ることができるということであ
る。その理由は、インクのメニスカスが吐出開口部側の
凹凸部端面で形成されるため、メニスカスの形状が安定
するためである。
The second effect is that a clear discharge point at which ink droplets are discharged can be obtained. The reason is that the meniscus of the ink is formed on the end face of the concave / convex portion on the side of the ejection opening, so that the shape of the meniscus is stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の静電式インクジェット記録ヘッドの一
実施の形態の概要図であり、図1(a)はその斜視図
を、図1(b)はA部詳細図を示す。
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of an electrostatic ink jet recording head according to the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view thereof, and FIG.

【図2】本発明のベース基板の製造工程図である。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of a base substrate of the present invention.

【図3】本発明のヘッド基板の製造工程図である。FIG. 3 is a manufacturing process diagram of the head substrate of the present invention.

【図4】本発明の記録ヘッドの一実施の形態の装置構成
図である。
FIG. 4 is an apparatus configuration diagram of an embodiment of a recording head according to the present invention.

【図5】本発明の記録ヘッドの一実施の形態の駆動説明
図である。
FIG. 5 is a drive explanatory diagram of one embodiment of the recording head of the present invention.

【図6】本発明の静電式インクジェット記録ヘッドの他
の実施の形態の概要図である。
FIG. 6 is a schematic view of another embodiment of the electrostatic ink jet recording head of the present invention.

【図7】従来の静電式インクジェット記録ヘッドの斜視
図である。
FIG. 7 is a perspective view of a conventional electrostatic ink jet recording head.

【図8】従来の静電式インクジェット記録ヘッドのヘッ
ド先端部の平面図及び断面図である。
FIG. 8 is a plan view and a sectional view of a head end portion of a conventional electrostatic ink jet recording head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インク 2 ヘッド基板 3 ベースプレート 4 インクチャンバ 5 アッパーカバー 6 ベース基板 7 吐出電極 8 電極パッド 9 導体 10 インク供給口 11 吐出開口部 12 流路 13 ダイシングブレード 14 マスク 15 導体層 16 コーティング材 17 記録紙 18 対向電極 19 メニスカス 20 コーナー部 21 インク滴 22 電気力線 23 泳動電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 Ink 2 Head substrate 3 Base plate 4 Ink chamber 5 Upper cover 6 Base substrate 7 Discharge electrode 8 Electrode pad 9 Conductor 10 Ink supply port 11 Discharge opening 12 Channel 13 Dicing blade 14 Mask 15 Conductive layer 16 Coating material 17 Recording paper 18 Counter electrode 19 Meniscus 20 Corner part 21 Ink drop 22 Line of electric force 23 Electrophoresis electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝口 忠志 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 峯本 仁史 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 竹本 人司 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 萩原 良広 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 薬師寺 徹 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tadashi Mizoguchi 7546 Yasuda, Kashiwazaki-shi, Niigata Prefecture Niigata Nippon Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Minemoto 7546 Yasuda, Kashiwazaki-shi, Niigata Niigata Nippon Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Takemoto 7546 Yasuda, Kashiwazaki City, Niigata Prefecture Inside Niigata Nippon Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiro Hagiwara 7546 Yasuda Oaza, Kashiwazaki City, Niigata Prefecture Niigata Nippon Electric Co., Ltd. 7546 Yasuda, Kashiwazaki, Niigata Prefecture Niigata Nippon Electric Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 帯電したトナー粒子が分散されているイ
ンクに電界を与え、前記電界により発生する静電力によ
り前記トナー粒子を吐出させ、印字を行う静電式インク
ジェット記録ヘッドにおいて、凹凸形状に加工された絶
縁性材料からなるベース基板の各凹部の両壁及び底面の
いずれかに導電性材料からなる吐出電極が形成されたヘ
ッド基板と、前記吐出電極と各々接続されている電極パ
ッドを持ち前記ヘッド基板を所望の位置に固定している
ベースプレートと、前記ベースプレートの上部に構成さ
れ、その一部が前記ヘッド基板の前記吐出電極先端側の
凹凸部より後退した位置に配設され、さらに前記ベース
プレートとともに前記インクを保持するインクチャンバ
を形成するアッパーカバーとを備えることを特徴とする
静電式インクジェット記録ヘッド。
1. An electrostatic ink jet recording head for applying an electric field to an ink in which charged toner particles are dispersed, discharging the toner particles by an electrostatic force generated by the electric field, and performing printing, processing the ink into an uneven shape. A head substrate in which a discharge electrode made of a conductive material is formed on one of both walls and a bottom surface of each recess of a base substrate made of an insulating material, and an electrode pad respectively connected to the discharge electrode. A base plate for fixing the head substrate at a desired position, and a base plate formed above the base plate, a part of which is disposed at a position receded from the concave / convex portion of the head substrate on the tip side of the discharge electrode; And an upper cover forming an ink chamber for holding the ink. Recording head.
【請求項2】 前記ヘッド基板の凸部及び凹部の間隔
が、それぞれ所望の解像度の間隔で規則的に形成され、
さらに各凹部の両壁及び底面には各々独立した前記吐出
電極が凹部と同間隔で形成されていることを特徴とする
請求項1記載の静電式インクジェット記録ヘッド。
2. The method according to claim 1, wherein an interval between the convex portion and the concave portion of the head substrate is regularly formed at an interval of a desired resolution.
2. The electrostatic ink jet recording head according to claim 1, wherein the discharge electrodes independent of each other are formed on both walls and the bottom surface of each concave portion at the same interval as the concave portion.
【請求項3】 前記ヘッド基板の吐出電極が形成されて
いる凹凸面が、絶縁性のあるコーティング材で被覆され
ていることを特徴とする請求項1または2記載の静電式
インクジェット記録ヘッド。
3. The electrostatic ink jet recording head according to claim 1, wherein the uneven surface of the head substrate on which the discharge electrodes are formed is coated with an insulating coating material.
【請求項4】 前記ヘッド基板の凹部の断面において、
凹部の幅が毛細管力が発生しうる程度の幅を持ち、凹部
の深さが凹部の幅より深くなるように形成されているこ
とを特徴とする請求項1,2または3記載の静電式イン
クジェット記録ヘッド。
4. In a cross section of the concave portion of the head substrate,
The electrostatic type according to claim 1, 2 or 3, wherein the width of the concave portion is such that a capillary force can be generated, and the depth of the concave portion is formed to be deeper than the width of the concave portion. Ink jet recording head.
【請求項5】 ある一定のバイアス電圧を前記インクチ
ャンバ内の前記インクに与える泳動電極が、前記インク
チャンバ内の前記インクと電気的接続するように配設さ
れていることを特徴とする請求項1,2,3または4記
載の静電式インクジェット記録ヘッド。
5. An electrophoretic electrode for applying a certain bias voltage to said ink in said ink chamber, said electrophoretic electrode being arranged to be electrically connected to said ink in said ink chamber. The electrostatic ink jet recording head according to 1, 2, 3, or 4.
JP20236496A 1996-07-31 1996-07-31 Electrostatic ink jet recording head Expired - Fee Related JP2826516B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20236496A JP2826516B2 (en) 1996-07-31 1996-07-31 Electrostatic ink jet recording head
DE1997607988 DE69707988T2 (en) 1996-07-31 1997-07-31 Electrostatic ink jet recording head
EP19970113252 EP0822075B1 (en) 1996-07-31 1997-07-31 Electrostatic ink jet recording head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20236496A JP2826516B2 (en) 1996-07-31 1996-07-31 Electrostatic ink jet recording head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1044429A true JPH1044429A (en) 1998-02-17
JP2826516B2 JP2826516B2 (en) 1998-11-18

Family

ID=16456289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20236496A Expired - Fee Related JP2826516B2 (en) 1996-07-31 1996-07-31 Electrostatic ink jet recording head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2826516B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2826516B2 (en) 1998-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2826516B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2845813B2 (en) Manufacturing method of electrostatic ink jet recording head
JP2826513B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2937955B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JPH10138492A (en) Electrostatic ink jet recording head and manufacture thereof
JP2826535B2 (en) Electrostatic inkjet printhead
JP3048957B2 (en) Electrostatic inkjet printhead
JP2845812B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
US6079817A (en) Electrostatic ink-jet recording head
JP2868471B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2885744B2 (en) Electrostatic inkjet recording device
JP2845852B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2885742B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2786162B2 (en) Electrostatic inkjet recording device
JP3017116B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2978831B2 (en) Recording device
JP2826529B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
EP0822075B1 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2885745B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2826530B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2788887B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2818581B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2834108B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2957518B2 (en) Electrostatic ink jet recording head
JP2788886B2 (en) Electrostatic ink jet recording head

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980811

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees