JPH11291487A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

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Publication number
JPH11291487A
JPH11291487A JP10113898A JP10113898A JPH11291487A JP H11291487 A JPH11291487 A JP H11291487A JP 10113898 A JP10113898 A JP 10113898A JP 10113898 A JP10113898 A JP 10113898A JP H11291487 A JPH11291487 A JP H11291487A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
ink
plate
substrate
jet head
Prior art date
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Pending
Application number
JP10113898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Yasutomi
英雄 保富
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.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
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Publication of JPH11291487A publication Critical patent/JPH11291487A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance durability of an ink jet head by removing the substantially central part of first and second plates to form electrodeless parts and preventing contact of first and second electrodes thereby eliminating an insulating film. SOLUTION: An insulating space 36 is provided between a common electrode 34 supported on a diaphragm 38 and an individual electrode 40 facing the common electrode 34 and ink is ejected by deforming the diaphragm 38 with electrostatic force acting between the common electrode 34 and the individual electrode 40. In such an ink jet head 10, an electrodeless part 50 is formed in the individual electrode 40 by removing the substantially central part thereof. Consequently, the common electrode 34 and the individual electrode 40 are prevented from coming into contact and require no protective film.

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、静電型インクジェ
ットヘッドに関する。
The present invention relates to an electrostatic ink jet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から提案されている幾つかのインク
ジェットヘッドの一つに、特開平8−118626号公
報に提案されているものがある。このインクジェットヘ
ッドは、積層された3枚の基板(第1の基板、第2の基
板及び第3の基板)を備えている。第2の基板は、第1
の基板に対向する表面に、インクを収容するインク室
と、インクを吐出するノズルと、インク室に連通するイ
ンク供給室を有する。第2の基板はまた、第3の基板に
対向する表面に共通電極を有する。第2の基板と第3の
基板との間には絶縁層が設けてあり、この絶縁層には、
インク室に対応する部分を切除して絶縁空間が形成され
ている。第3の基板には、絶縁空間に対向する部分に個
別電極が設けてある。
2. Description of the Related Art One of several conventionally proposed ink jet heads is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-118626. This inkjet head includes three laminated substrates (a first substrate, a second substrate, and a third substrate). The second substrate is the first substrate
An ink chamber for containing ink, a nozzle for discharging ink, and an ink supply chamber communicating with the ink chamber are provided on the surface facing the substrate. The second substrate also has a common electrode on a surface facing the third substrate. An insulating layer is provided between the second substrate and the third substrate, and the insulating layer
A portion corresponding to the ink chamber is cut away to form an insulating space. The third substrate is provided with an individual electrode at a portion facing the insulating space.

【0003】このインクジェットヘッドを用いた印刷
時、個別電極と共通電極との間に電圧(印字信号)を印
加する。これにより、個別電極と共通電極との間に静電
力が生じて、インク室の底部を構成している部分(ダイ
ヤフラム)が第3の基板に向けて変形し、インク供給室
からインク室にインクが吸引される。次に、電圧を解除
すると変形部分が元の状態に復帰し、このときインク室
のインクが加圧されてノズルより吐出する。
At the time of printing using this ink jet head, a voltage (print signal) is applied between the individual electrodes and the common electrode. As a result, an electrostatic force is generated between the individual electrode and the common electrode, and the portion (diaphragm) constituting the bottom of the ink chamber is deformed toward the third substrate, and the ink is supplied from the ink supply chamber to the ink chamber. Is sucked. Next, when the voltage is released, the deformed portion returns to the original state, and at this time, the ink in the ink chamber is pressurized and discharged from the nozzle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このようなインクジェ
ットヘッドでは、共通電極と個別電極との接触を防止す
るために、これらの電極の少なくともいずれか一方を、
酸化珪素等の金属酸化物からなる絶縁膜で被覆してい
る。しかし、インクジェットヘッドの耐久期間中に、ダ
イヤフラムが相当回数変形し、その変形の度にストレス
を受ける。そのために、インクジェットヘッドに期待さ
れる耐久性(約1×109から1×1010回以上のイン
ク吐出能力)に至るまでに絶縁膜が破壊し、これにより
共通電極と個別電極がショートし、これらの電極と電気
的に接続された駆動回路を損傷するという問題がある。
また、金属酸化物からなる絶縁膜が湿気により劣化し、
これによりインクジェットヘッドの寿命が短くなるとい
う別の問題がある。
In such an ink jet head, at least one of these electrodes is used to prevent contact between the common electrode and the individual electrodes.
It is covered with an insulating film made of a metal oxide such as silicon oxide. However, during the endurance period of the ink jet head, the diaphragm is deformed a considerable number of times, and is subjected to stress each time the diaphragm is deformed. Therefore, the insulating film is broken until the durability (about 1 × 10 9 to 1 × 10 10 or more times of ink ejection) expected of the ink jet head is reached, thereby shorting the common electrode and the individual electrode, There is a problem that a driving circuit electrically connected to these electrodes is damaged.
In addition, the insulating film made of a metal oxide is deteriorated by moisture,
This causes another problem that the life of the inkjet head is shortened.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解消
するためになされたもので、インクジェットヘッドを、
インクを収容するためのインク室を有する部材と、イン
ク室に通じるノズルと、インク室に隣接して設けた薄肉
の第1の板と、インク室の反対側で第1の板に空間を隔
てて対向する第2の板と、第2の板に対向する第1の板
の表面に設けた第1の電極と、第1の板に対向する第2
の板の表面に設けた第2の電極と、第1の電極と第2の
電極との間に電界を形成することにより第1の板を変形
し、これによりインク室のインクを加圧してノズルから
吐出する駆動部とで構成し、第1の板又は第2の板の略
中央部分では、第1の電極又は第2の電極の一部を除去
して無電極部を形成したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems.
A member having an ink chamber for accommodating ink, a nozzle communicating with the ink chamber, a thin first plate provided adjacent to the ink chamber, and a space separated by the first plate on the opposite side of the ink chamber. A second plate facing the first plate, a first electrode provided on a surface of the first plate facing the second plate, and a second electrode facing the first plate.
The first plate is deformed by forming an electric field between the second electrode provided on the surface of the first plate and the first electrode and the second electrode, whereby the ink in the ink chamber is pressurized. And a driving unit that discharges from a nozzle. At a substantially central portion of the first plate or the second plate, a part of the first electrode or the second electrode is removed to form an electrodeless portion. Features.

【0006】本発明の他の実施形態では、第1の電極の
一部又は第2の電極の一部が除かれている部分には、対
応する第1の電極又は第2の電極と略同一の厚さ又はこ
れよりも僅かに大きな厚さのアイランド部が形成されて
いる。また、本発明の別の実施形態では、第1の板が第
1の電極を兼用し、第2の板が第2の電極を兼用してい
る。
[0006] In another embodiment of the present invention, a part of the first electrode or the part of the second electrode from which a part of the second electrode is removed is substantially the same as the corresponding first or second electrode. Or an island portion having a thickness slightly larger than this. Further, in another embodiment of the present invention, the first plate also serves as the first electrode, and the second plate also serves as the second electrode.

【0007】[0007]

【発明の効果】このように構成した本発明のインクジェ
ットヘッドでは、第1の板又は第2の板の略中央部分が
除かれて無電極部としてあるので、第1の電極と第2の
電極との接触が防止できる。したがって、絶縁膜が不要
なだけでなく、この絶縁膜の劣化によりインクジェット
ヘッドの寿命が制限されることはない。また、酸化珪素
等の金属酸化物からなる絶縁膜で電極を保護する必要が
ないので、この絶縁膜の劣化によりインクジェットヘッ
ドの寿命が短くなるという問題もない。
According to the ink jet head of the present invention thus constituted, since the substantially central portion of the first plate or the second plate is removed to form an electrodeless portion, the first electrode and the second electrode are formed. Contact can be prevented. Therefore, not only is the insulating film unnecessary, but the life of the inkjet head is not limited by the deterioration of the insulating film. Further, since it is not necessary to protect the electrodes with an insulating film made of a metal oxide such as silicon oxide, there is no problem that the life of the inkjet head is shortened due to the deterioration of the insulating film.

【0008】また、アイランド部を形成した形態では、
第1の板の変形量が一定するので、一定した大きさのイ
ンクを吐出できるという利点がある。
[0008] In the form in which the island portion is formed,
Since the amount of deformation of the first plate is constant, there is an advantage that ink of a fixed size can be ejected.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の好適な実
施の形態を説明する。図1と図2に示すように、本発明
のインクジェットヘッド10は、第1の基板12、第2
の基板14及び、第3の基板16を積層して構成されて
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, an inkjet head 10 of the present invention includes a first substrate 12,
The substrate 14 and the third substrate 16 are stacked.

【0010】第1の基板12は、例えばガラスからな
る。第2の基板14は例えばシリコンからなり、第1の
基板12と対向する面18には、図3に示すように、例
えばエッチングにより、インク20(図2参照)を収容
する複数のインク室22と、各インク室22を大気に連
通する複数のノズル24と、各インク室22に補給する
インク20を収容したインク供給室26と、各インク室
20をインク供給室26に連通する複数のインク補給路
28が形成されている。
[0010] The first substrate 12 is made of, for example, glass. The second substrate 14 is made of, for example, silicon, and a plurality of ink chambers 22 containing ink 20 (see FIG. 2) are formed on the surface 18 facing the first substrate 12 by, for example, etching as shown in FIG. A plurality of nozzles 24 communicating each ink chamber 22 with the atmosphere, an ink supply chamber 26 containing ink 20 to be supplied to each ink chamber 22, and a plurality of inks communicating each ink chamber 20 with the ink supply chamber 26. A supply path 28 is formed.

【0011】第3の基板16に対向する第2の基板14
の面30には、例えばエッチングにより、インク室22
に対向する部分にそれぞれ窪み32が形成されている。
各窪み32には例えばスパッタリングにより導電性金属
薄膜の電極層(共通電極34)が設けてある。この共通
電極34の厚さは窪み32の深さよりも小さくしてあ
り、これにより共通電極34上に空気絶縁層36が形成
されている。各共通電極34は互い接続されて接地され
ている。
The second substrate 14 facing the third substrate 16
Of the ink chamber 22 by etching, for example.
The recess 32 is formed in the part opposing to each other.
Each depression 32 is provided with an electrode layer (common electrode 34) of a conductive metal thin film by, for example, sputtering. The thickness of the common electrode 34 is smaller than the depth of the depression 32, whereby the air insulating layer 36 is formed on the common electrode 34. Each common electrode 34 is connected to each other and grounded.

【0012】以上のようにして形成されたインク室22
の底壁(ダイヤフラム38)の厚さは、後に説明するよ
うに、静電力により容易に変形できる厚さとしてある。
The ink chamber 22 formed as described above
The thickness of the bottom wall (diaphragm 38) is such that it can be easily deformed by electrostatic force, as described later.

【0013】第3の基板16はガラスからなり、各イン
ク室22に対向する領域に導電性金属薄膜の電極層(個
別電極40)が設けてある。これらの個別電極40は、
例えば、基板16の対応する表面にエッチング等で窪み
42を形成した後、この窪み42に導電性金属を例えば
スパッタリングして形成される。窪み42と個別電極4
0はそれぞれ第3の基板16の一辺に向かって延長され
て、個別電極40の延長部が電気接続部44としてあ
る。各電気接続部44は駆動部46に接続され、この駆
動部46から各電気接続部44を介して各個別電極40
に印字信号48が印加できるようにしてある。
The third substrate 16 is made of glass, and has a conductive metal thin film electrode layer (individual electrode 40) in a region facing each ink chamber 22. These individual electrodes 40
For example, after the depression 42 is formed on the corresponding surface of the substrate 16 by etching or the like, the depression 42 is formed by, for example, sputtering a conductive metal. Recess 42 and individual electrode 4
Numerals 0 extend toward one side of the third substrate 16, respectively, and the extension of the individual electrode 40 serves as an electrical connection 44. Each electric connection portion 44 is connected to a driving portion 46, and each individual electrode 40 is connected from the driving portion 46 through each electric connection portion 44.
The print signal 48 can be applied to the printer.

【0014】個別電極40は、その略中央部が略楕円形
に切除されて無電極部50が形成されている。無電極部
50は、後述するようにしてダイヤフラム38が第3の
基板16に向けて変位したときに、共通電極34が個別
電極40に接触するのを防止できる大きさと形状を有し
ていればよく、インク室22の形状等に応じて適宜決定
される。
The individual electrode 40 has a substantially central portion cut off in a substantially elliptical shape to form an electrodeless portion 50. The non-electrode portion 50 has a size and shape that can prevent the common electrode 34 from contacting the individual electrode 40 when the diaphragm 38 is displaced toward the third substrate 16 as described later. It is appropriately determined according to the shape of the ink chamber 22 and the like.

【0015】これら3つの基板12、14及び16の接
合は特定の接合方法に限るものでない。しかし、共通電
極34と個別電極40との間の距離を例えば約5μmに
設定する必要から、陽極接合を用いるのが好ましい。
The bonding of these three substrates 12, 14 and 16 is not limited to a specific bonding method. However, since the distance between the common electrode 34 and the individual electrode 40 needs to be set to, for example, about 5 μm, it is preferable to use anodic bonding.

【0016】このように構成されたインクジェットヘッ
ド10は、駆動部46から個別電極40に印字信号48
を印加すると、この個別電極40とこれに対向する共通
電極34との間に電界が形成されて両者の間に静電力が
作用する。その結果、共通電極34とダイヤフラム38
が個別電極40に吸引されて変位する。しかし、個別電
極40の略中央部は切除されて無電極部50としてある
ので、変位した共通電極34は個別電極40に接触する
ことがない。一方、ダイヤフラム38の変位により、イ
ンク室22には負圧が生じ、これによりインク補給路2
8を介してインク供給室26からインク室22にインク
20が補給される。
In the ink-jet head 10 having the above-described configuration, the driving signal 46 is applied to the individual electrodes 40 by the print signal 48.
Is applied, an electric field is formed between the individual electrode 40 and the common electrode 34 opposed thereto, and an electrostatic force acts between the two. As a result, the common electrode 34 and the diaphragm 38
Is attracted to the individual electrode 40 and displaced. However, since the substantially central portion of the individual electrode 40 is cut off to form the electrodeless portion 50, the displaced common electrode 34 does not come into contact with the individual electrode 40. On the other hand, a negative pressure is generated in the ink chamber 22 due to the displacement of the diaphragm 38, so that the ink supply path 2
The ink 20 is supplied to the ink chamber 22 from the ink supply chamber 26 via the ink supply chamber 8.

【0017】次に、印字信号48をオフすると個別電極
40と共通電極34との間に作用していた静電力が無く
なり、ダイヤフラム38はそれ自身の弾性回復力により
変位前の位置に復帰する。これにより、インク室22の
インク20が加圧され、ノズル24からインク滴が吐出
する。
Next, when the print signal 48 is turned off, the electrostatic force acting between the individual electrode 40 and the common electrode 34 disappears, and the diaphragm 38 returns to the position before the displacement by its own elastic recovery force. As a result, the ink 20 in the ink chamber 22 is pressurized, and ink droplets are ejected from the nozzle 24.

【0018】以上に説明した実施形態では、個別電極4
0の略中央部を切除して無電極部50を形成し、これに
より共通電極34と個別電極40との接触を防止した
が、共通電極34と個別電極40との接触を防止する手
段はこれに限るものでない。
In the embodiment described above, the individual electrodes 4
The electrodeless portion 50 is formed by cutting off the substantially central portion of the zero, thereby preventing the contact between the common electrode 34 and the individual electrode 40. The means for preventing the contact between the common electrode 34 and the individual electrode 40 is as follows. It is not limited to.

【0019】例えば、図5は接触防止手段の他の実施形
態を示し、そこでは、無電極部に対応する場所にアイラ
ンド部52が形成してあり、このアイランド部52はダ
イヤフラム38に向かって個別電極40の表面から僅か
に突出している。この実施形態では、ダイヤフラム38
と共に変位した共通電極34はアイランド部52に接触
して移動が規制され、個別電極40との接触が防止され
る。また、本実施形態では、ダイヤフラム38の変位量
が一定するので、毎回安定した大きさのインク滴が吐出
する。
For example, FIG. 5 shows another embodiment of the contact preventing means, in which an island portion 52 is formed at a position corresponding to the electrodeless portion, and the island portion 52 is individually formed toward the diaphragm 38. It protrudes slightly from the surface of the electrode 40. In this embodiment, the diaphragm 38
At the same time, the displaced common electrode 34 comes into contact with the island portion 52 to restrict the movement, and the contact with the individual electrode 40 is prevented. Further, in the present embodiment, since the displacement amount of the diaphragm 38 is constant, an ink droplet having a stable size is ejected every time.

【0020】アイランド部は、図6に示すように、共通
電極34側に設けてもよい。この場合、共通電極34の
略中央部を略楕円形状に切除して無電極部を形成すると
共に、この無電極部に対向するダイヤフラム38の部分
を第3の基板16に向けて突出してアイランド部54を
形成する。なお、これらアイランド部52、54の厚さ
(高さ)は、共通電極34と個別電極40との接触を防
止できれば、個別電極40の厚さとほぼ同一であっても
よい。
The island portion may be provided on the common electrode 34 side as shown in FIG. In this case, a substantially central portion of the common electrode 34 is cut into a substantially elliptical shape to form an electrodeless portion, and a portion of the diaphragm 38 facing the electrodeless portion protrudes toward the third substrate 16 to form an island portion. 54 are formed. Note that the thickness (height) of these island portions 52 and 54 may be substantially the same as the thickness of the individual electrode 40 as long as the contact between the common electrode 34 and the individual electrode 40 can be prevented.

【0021】アイランド部は、例えば図7に示すエッチ
ング技術により形成するのが好ましい。ここに示すエッ
チング技術では、まず基板(例えば第3の基板16にア
イランド部50を形成する場合は当該基板16)の表面
にレジストを塗布する。次に、アイランド部に対応する
開口を有するフォトマスクでレジストを覆い、紫外線を
照射してマスクパターン(アイランドパターン)を露光
する。続いて、露光された部分のレジストを除去し、ア
イランド部に対応する残留レジスト層を形成する。その
後、微小粒径(約2μm)のSiC粒子を吹き付けて、
残留レジスト層に覆われた部分を除く部分を研磨し、こ
れによりアイランド部を形成する。次に、残留レジスト
層を含む基板表面に電極を蒸着する。最後に、残留レジ
スト層と、この残留レジスト層上の電極部分を除去す
る。
The island portion is preferably formed by, for example, the etching technique shown in FIG. In the etching technique shown here, first, a resist is applied to the surface of a substrate (for example, when the island portion 50 is formed on the third substrate 16). Next, the resist is covered with a photomask having an opening corresponding to the island portion, and the mask pattern (island pattern) is exposed by irradiating ultraviolet rays. Subsequently, the exposed portion of the resist is removed, and a residual resist layer corresponding to the island portion is formed. Thereafter, SiC particles having a fine particle size (about 2 μm) are sprayed,
A portion excluding a portion covered with the residual resist layer is polished, thereby forming an island portion. Next, an electrode is deposited on the surface of the substrate including the residual resist layer. Finally, the remaining resist layer and the electrode portion on the remaining resist layer are removed.

【0022】以上説明した本発明のインクジェットヘッ
ドは種々改良可能である。例えば、第1の実施形態では
個別電極に無電極部を設けたが、共通電極に無電極部を
設けてもよい。
The ink jet head of the present invention described above can be variously improved. For example, in the first embodiment, the electrodeless portions are provided on the individual electrodes, but the electrodeless portions may be provided on the common electrode.

【0023】また、以上の実施形態では個別電極の無電
極部は楕円形状としたが、これに限るものでなく、個別
電極がコ字形又はロ字形となるように無電極部を形成し
てもよいし、楕円形状やロ字状の電極の一部を切り欠い
た形状としてもよい。
Further, in the above embodiment, the non-electrode portion of the individual electrode has an elliptical shape. However, the present invention is not limited to this, and the non-electrode portion may be formed so that the individual electrode has a U-shape or a square shape. Alternatively, an elliptical or square-shaped electrode may be partially cut away.

【0024】さらに、図8に示すように、個別電極40
(及び/又は共通電極34)は保護膜56(例えば、約
厚さ2μm)で覆ってもよい。この保護膜56は、撥水
性の高いフッ素を含むSiFHで作るのが好ましい。保
護膜はまた、例えば公知のスパッタリングにより形成す
るのが好ましい。保護膜はさらに、電極上だけでなく、
基板全体を覆ってもよい。
Further, as shown in FIG.
(And / or the common electrode 34) may be covered with a protective film 56 (for example, about 2 μm thick). This protective film 56 is preferably made of SiFH containing fluorine having high water repellency. The protective film is also preferably formed by, for example, known sputtering. The protective film is not only on the electrode,
The entire substrate may be covered.

【0025】さらにまた、以上の実施形態では第2の基
板14にノズル24を形成したが、図9に示すように、
第1の基板12にノズル60を形成してもよい。
Further, in the above embodiment, the nozzles 24 are formed on the second substrate 14, but as shown in FIG.
The nozzle 60 may be formed on the first substrate 12.

【0026】3つの基板12,14及び16の材質は上
述のものに限らず、シリコン、ガラス、セラミックス、
金属、樹脂、感光材などのいずれであってもよい。
The materials of the three substrates 12, 14, and 16 are not limited to those described above, but include silicon, glass, ceramics,
Any of metal, resin, photosensitive material and the like may be used.

【0027】また、以上の実施形態では第2の基板14
にダイヤフラムを一体的に形成したが、このダイヤフラ
ムは別部材で構成してもよい。この場合、第2の基板の
インク室は上下の面を貫通して形成し、第3の基板に対
向する面にダイヤフラムを貼り付ける。
In the above embodiment, the second substrate 14
Although the diaphragm is integrally formed in this embodiment, the diaphragm may be formed by another member. In this case, the ink chamber of the second substrate penetrates the upper and lower surfaces, and a diaphragm is attached to the surface facing the third substrate.

【0028】さらに、以上の実施形態では、第2の基板
14には、インク室の反対側に窪み32を形成し、これ
により共通電極34と個別電極40との間に空気絶縁層
36を設けたが、共通電極34と個別電極40との間に
空気絶縁層を形成する方法はこれに限るものでない。例
えば、第2の基板14に対向する第3の基板16の表面
にはインク室22に対向する部分に窪み34と略同等の
深さの窪みを形成し、これにより共通電極と個別電極と
の間に空気絶縁層を形成してもよい。その他、第2と第
3の基板14,16の間に別部材のスペーサを設け、こ
れにより共通電極と個別電極との間に空気絶縁層を形成
してもよい。
Further, in the above embodiment, the second substrate 14 is provided with the depression 32 on the opposite side of the ink chamber, whereby the air insulating layer 36 is provided between the common electrode 34 and the individual electrode 40. However, the method of forming the air insulating layer between the common electrode 34 and the individual electrode 40 is not limited to this. For example, on the surface of the third substrate 16 facing the second substrate 14, a depression having a depth substantially equal to the depression 34 is formed in a portion facing the ink chamber 22, whereby the common electrode and the individual electrode are separated. An air insulating layer may be formed therebetween. Alternatively, a separate spacer may be provided between the second and third substrates 14 and 16 to form an air insulating layer between the common electrode and the individual electrodes.

【0029】さらにまた、以上の実施形態では、第2の
基板に共通電極、第3の基板に個別電極を設けたが、こ
れと反対に、第2の基板に個別電極、第3の基板に共通
電極を設けてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the common electrode is provided on the second substrate and the individual electrode is provided on the third substrate. On the contrary, the individual electrode is provided on the second substrate and the individual electrode is provided on the third substrate. A common electrode may be provided.

【0030】そしてまた、以上の実施形態では金属薄膜
により電極層を形成したが、基板の表面にボロンやリン
で元素周期律表の3族又は5族の元素を用いることがで
きるが、この場合はボロンをイオン注入し拡散し、この
ボロン拡散層を電極層として利用してもよい。また、各
電極は対応する基板に独立して設ける必要はなく、この
基板が導電材料で形成されている場合には、この基板を
電極と兼用できる。
In the above embodiment, the electrode layer is formed by a metal thin film. However, an element belonging to Group 3 or 5 of the periodic table can be used on the surface of the substrate with boron or phosphorus. May be implanted and diffused with boron, and the boron diffusion layer may be used as an electrode layer. Further, each electrode does not need to be provided independently on the corresponding substrate, and when this substrate is formed of a conductive material, this substrate can be used also as an electrode.

【0031】図1と図2に示すように無電極部を有する
本発明のインクジェットヘッドと、個別電極を酸化珪素
の保護層で被覆した、無電極部の無い従来のインクジェ
ットヘッドとを用いて印字テストを行った。その結果、
本発明のインクジェットヘッドでは、1×109回イン
クを吐出しても印字画像に変化が無かった。これに対し
て、従来のインクジェットヘッドは、1×107回のイ
ンク吐出で個別電極と共通電極がショートした。
As shown in FIGS. 1 and 2, printing is performed using an ink-jet head of the present invention having an electrode-less portion and a conventional ink-jet head having no electrode-less portion in which individual electrodes are covered with a protective layer of silicon oxide. Tested. as a result,
With the ink jet head of the present invention, there was no change in the printed image even when the ink was ejected 1 × 10 9 times. On the other hand, in the conventional inkjet head, the individual electrode and the common electrode were short-circuited by 1 × 10 7 ink ejections.

【0032】図10はインクジェットヘッド10を組み
入れたプリンタ100の一部を示す。このプリンタ10
0は、底板102と、この底板102から略垂直に伸び
て対向する一対の支持壁104と、これらの支持壁10
4を連結する前壁106を有する。前壁106の外側に
は、プリンタ100により印字されるシート(紙)Sを
収容する給紙トレイ108が設けてあり、この給紙トレ
イ108に収容されているシートSが、前壁106に形
成されている給紙口(図示せず)を介して、プリンタ1
00の内部に供給されるようにしてある。
FIG. 10 shows a part of a printer 100 in which the ink jet head 10 is incorporated. This printer 10
Reference numeral 0 denotes a bottom plate 102, a pair of support walls 104 extending substantially perpendicularly from the bottom plate 102 and facing each other, and
4 has a front wall 106 connected thereto. Outside the front wall 106, a paper feed tray 108 for storing a sheet (paper) S to be printed by the printer 100 is provided, and the sheet S stored in the paper feed tray 108 is formed on the front wall 106. The printer 1 is connected via a paper feed port (not shown)
00 is supplied inside.

【0033】前壁106の内側では、一対の支持壁10
4に、前壁106と平行に上段ガイドレール112とそ
の下方に配置された下段ガイドレール114が支持され
ている。これらガイドレール112と114には、イン
クカートリッジ116が移動可能に支持されている。イ
ンクカートリッジ116をガイドレール112と114
に沿って往復移動させる走査機構118は、それぞれの
支持壁104の近傍で前壁106の内側に支持された一
対のプーリ120と、これらのプーリ120に巻回され
たベルト122と、いずれか一方のプーリ120を正逆
回転させるモータ(図示せず)とからなり、ベルト12
2の一部にインクカートリッジ11116が連結されて
いる。
Inside the front wall 106, a pair of support walls 10
4, an upper guide rail 112 parallel to the front wall 106 and a lower guide rail 114 disposed below the upper guide rail 112 are supported. On these guide rails 112 and 114, an ink cartridge 116 is movably supported. Insert the ink cartridge 116 into the guide rails 112 and 114
The scanning mechanism 118 that reciprocates along a pair of the pulleys 120 supports a pair of pulleys 120 supported inside the front wall 106 near the respective support walls 104 and a belt 122 wound around these pulleys 120. And a motor (not shown) for rotating the pulley 120 forward and reverse.
An ink cartridge 11116 is connected to a part of the second cartridge 2.

【0034】インクカートリッジ116は、本実施形態
では、その下面に上述したインクジェットヘッド10を
一個又は複数個備えている。インクカートリッジ116
の下方には、インクジェットヘッド10と間隔を置いて
シートガイド124が設けてある。このシートガイド1
24の前壁106側には、この前壁106の給紙口を通
じてプリンタ100の内部に送り込まれたシートSを矢
印126方向(搬送方向)に搬送する給紙ローラ128
が、給紙方向と直交する方向に配置されており、対向す
る支持壁104に回転自在に支持されている。また、給
紙方向に関してインクカートリッジ116の下流側に
は、シートガイド124に対してシートSを押し付ける
押圧ローラ130が給紙方向と直交する方向に配置され
ている。
In the present embodiment, the ink cartridge 116 includes one or a plurality of the above-described ink jet heads 10 on the lower surface. Ink cartridge 116
A sheet guide 124 is provided below and at a distance from the inkjet head 10. This seat guide 1
24, a sheet feeding roller 128 for conveying the sheet S fed into the printer 100 through the sheet feeding port of the front wall 106 in the direction of arrow 126 (conveying direction).
Are arranged in a direction perpendicular to the paper feeding direction, and are rotatably supported by the opposing support wall 104. Further, on the downstream side of the ink cartridge 116 with respect to the sheet feeding direction, a pressing roller 130 for pressing the sheet S against the sheet guide 124 is arranged in a direction orthogonal to the sheet feeding direction.

【0035】給紙ローラ128は、その軸132に固定
したギヤ134と、このギヤ134の近傍で支持壁10
4に回転自在に支持されたギヤ136を介して、モータ
138に駆動連結されており、このモータ138の回転
に基づいて給紙ローラ128が回転してシートSを矢印
126方向に搬送するようにしてある。
The paper feed roller 128 has a gear 134 fixed to a shaft 132 and a support wall 10 near the gear 134.
4 is connected to a motor 138 via a gear 136 rotatably supported by the motor 4, and the sheet feed roller 128 rotates based on the rotation of the motor 138 to convey the sheet S in the direction of arrow 126. It is.

【0036】このように構成されたプリンタ100によ
る印字時、給紙トレイ108から送り出されたシートS
は前壁106の給紙口を通じてプリンタ100の内部に
送り込まれる。次に、シートSは、モータ138の駆動
に基づいて回転する給紙ローラ128により、シートガ
イド124に沿って矢印126方向に搬送される。ま
た、シートガイド124上を移動するシートSは押圧ロ
ーラ130によりシートガイド124に押し付けられ、
これによりシートSとインクヘッドヘッド10との間隔
が一定に保たれる。
At the time of printing by the printer 100 having the above-described configuration, the sheet S sent from the paper feed tray 108 is printed.
Is fed into the printer 100 through the paper feed port of the front wall 106. Next, the sheet S is conveyed in the direction of arrow 126 along the sheet guide 124 by the sheet feeding roller 128 that rotates based on the driving of the motor 138. Further, the sheet S moving on the sheet guide 124 is pressed against the sheet guide 124 by the pressing roller 130,
Thereby, the interval between the sheet S and the ink head 10 is kept constant.

【0037】シートSの移動に同期して、インクカート
リッジ116は、ベルト122の回転によりガイドレー
ル112と114に沿って往復移動し、シートガイド1
24上を移動するシートSの部分に対して、インクジェ
ットヘッド10からインクを吐出して印字する。印字さ
れたシートSは図示しない排紙トレイ上に排出される。
In synchronization with the movement of the sheet S, the ink cartridge 116 reciprocates along the guide rails 112 and 114 by the rotation of the belt 122, and the sheet guide 1
The ink is ejected from the ink jet head 10 to the portion of the sheet S that moves on the top 24 and printing is performed. The printed sheet S is discharged onto a discharge tray (not shown).

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

【図1】 第1の実施形態に係るインクジェットヘッド
の拡大分解斜視図。
FIG. 1 is an enlarged exploded perspective view of an inkjet head according to a first embodiment.

【図2】 図1に示すインクジェットヘッドの拡大断面
図。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the ink jet head shown in FIG.

【図3】 図1に示すインクジェットヘッドに用いた第
2の基板の拡大部分平面図。
FIG. 3 is an enlarged partial plan view of a second substrate used in the inkjet head shown in FIG.

【図4】 図1に示すインクジェットヘッドに用いた個
別電極の拡大部分平面図。
FIG. 4 is an enlarged partial plan view of an individual electrode used in the inkjet head shown in FIG.

【図5】 個別電極の無電極部にアイランド部を設けた
インクジェットヘッドの断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of an inkjet head in which an island portion is provided in an electrodeless portion of an individual electrode.

【図6】 共通電極の無電極部にアイランド部を設けた
インクジェットヘッドの断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an inkjet head in which an island portion is provided in a non-electrode portion of a common electrode.

【図7】 基板にアイランド部を形成するエッチング技
術の工程を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a process of an etching technique for forming an island portion on a substrate.

【図8】 個別電極を酸化膜で保護したインクジェット
ヘッドの断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view of an inkjet head in which individual electrodes are protected by an oxide film.

【図9】 第1の基板にノズルを形成したインクジェッ
トヘッドの断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an inkjet head in which a nozzle is formed on a first substrate.

【図10】 本発明のインクジェットヘッドを組み入れ
たプリンタの部分斜視図。
FIG. 10 is a partial perspective view of a printer incorporating the inkjet head of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…インクジェットヘッド、12…第1の基板、14
…第2の基板、16…第3の基板、20…インク、22
…インク室、24…ノズル、34…共通電極、36…空
気絶縁層、38…ダイヤフラム、40…個別電極、46
…駆動部。
10: inkjet head, 12: first substrate, 14
... 2nd substrate, 16 ... 3rd substrate, 20 ... ink, 22
... Ink chamber, 24 ... Nozzle, 34 ... Common electrode, 36 ... Air insulating layer, 38 ... Diaphragm, 40 ... Individual electrode, 46
…Drive part.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを収容するためのインク室を有す
る部材と、インク室に通じるノズルと、インク室に隣接
して設けた薄肉の第1の板と、インク室の反対側で第1
の板に空間を隔てて対向する第2の板と、第2の板に対
向する第1の板の表面に設けた第1の電極と、第1の板
に対向する第2の板の表面に設けた第2の電極と、第1
の電極と第2の電極との間に電界を形成することにより
第1の板を変形し、これによりインク室のインクを加圧
してノズルから吐出する駆動部とからなり、第1の板又
は第2の板の略中央部分では、第1の電極又は第2の電
極の一部を除去して無電極部が形成されていることを特
徴とするインクジェットヘッド。
A member having an ink chamber for accommodating ink, a nozzle communicating with the ink chamber, a thin first plate provided adjacent to the ink chamber, and a first plate on an opposite side of the ink chamber.
A second plate facing the first plate with a space therebetween, a first electrode provided on the surface of the first plate facing the second plate, and a surface of the second plate facing the first plate A second electrode provided in
The first plate is deformed by forming an electric field between the first electrode and the second electrode, thereby forming a driving unit that pressurizes the ink in the ink chamber and discharges it from the nozzle. An ink-jet head, wherein an electrodeless portion is formed by removing a portion of the first electrode or the second electrode at a substantially central portion of the second plate.
【請求項2】 第1の電極の一部又は第2の電極の一部
が除かれている部分には、対応する第1の電極又は第2
の電極と略同一の厚さ又はこれよりも僅かに大きな厚さ
のアイランド部が形成されている請求項1のインクジェ
ットヘッド。
2. A part from which a part of the first electrode or a part of the second electrode is removed has a corresponding first electrode or second electrode.
2. The ink jet head according to claim 1, wherein an island portion having substantially the same thickness as or a slightly larger thickness than the electrode is formed.
【請求項3】 上記第1の板が上記第1の電極を兼用し
ていることを特徴とする請求項1又は2のインクジェッ
トヘッド。
3. The ink jet head according to claim 1, wherein the first plate also serves as the first electrode.
【請求項4】 上記第2の板が上記第2の電極を兼用し
ていることを特徴とする請求項1から3のいずれかのイ
ンクジェットヘッド。
4. The ink jet head according to claim 1, wherein the second plate also serves as the second electrode.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7374276B2 (en) 2003-06-30 2008-05-20 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Inkjet printing head and printer
WO2018120613A1 (en) * 2016-12-29 2018-07-05 上海新微技术研发中心有限公司 Thermal bubble inkjet print head chip and manufacturing method therefor

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