JPH11291489A - Ink jet head - Google Patents
Ink jet headInfo
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- JPH11291489A JPH11291489A JP10116098A JP10116098A JPH11291489A JP H11291489 A JPH11291489 A JP H11291489A JP 10116098 A JP10116098 A JP 10116098A JP 10116098 A JP10116098 A JP 10116098A JP H11291489 A JPH11291489 A JP H11291489A
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- ink
- electrodes
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- ink jet
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14314—Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【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、基板上に固定された第1の電極
と、第1の電極と間隔を置いて配置された第2の電極
と、第2の電極を支持するダイヤフラムと、第1の電極
と第2の電極との間に電圧を印加する駆動部とを有し、
この駆動部から第1の電極と第2の電極との間に電圧
(画像信号)を印加することによりダイヤフラムを変形
し、この変形に基づいてインクを加圧して吐出する静電
型インクジェットヘッドが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a first electrode fixed on a substrate, a second electrode arranged at a distance from the first electrode, a diaphragm supporting the second electrode, and a first electrode. A driving unit that applies a voltage between the electrode and the second electrode,
By applying a voltage (image signal) between the first electrode and the second electrode from the driving unit, the diaphragm is deformed, and the electrostatic ink jet head that pressurizes and discharges ink based on the deformation is provided. Are known.
【0003】この静電型インクジェットヘッドのインク
吐出力は、第1の電極と第2の電極との間に生じる静電
力(数1参照)により決まる。[0003] The ink ejection force of this electrostatic ink jet head is determined by the electrostatic force (see Equation 1) generated between the first electrode and the second electrode.
【0004】[0004]
【数1】 (Equation 1)
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】この数式によれば、電
極間電圧(V)を変化すると静電力が変化する。従っ
て、理論的には、電極間電圧を調節することにより異な
る量のインクを吐出することが可能である。しかし、電
極間電圧を変化するには、例えば、低圧用ドライバ、中
圧用ドライバ、高圧用ドライバといった複数のドライバ
を必要とする。また、ドライバの値段はその出力可能電
圧に応じて飛躍的に上昇し、インクジェットヘッドの高
価格化は避けられない。また、電極面積を変えることに
よりインク吐出量を調整することも可能であるが、高密
度なインクジェットヘッドでは、面積差がインク吐出量
に十分反映されない。According to this equation, when the inter-electrode voltage (V) changes, the electrostatic force changes. Therefore, it is theoretically possible to discharge different amounts of ink by adjusting the voltage between the electrodes. However, changing the inter-electrode voltage requires a plurality of drivers, for example, a low-voltage driver, a medium-voltage driver, and a high-voltage driver. In addition, the price of the driver dramatically increases according to the outputtable voltage, and it is inevitable that the price of the ink jet head will increase. It is also possible to adjust the ink ejection amount by changing the electrode area. However, in a high-density ink jet head, the area difference is not sufficiently reflected on the ink ejection amount.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、基板
上に固定された第1の電極と、上記第1の電極と間隔を
置いて配置された第2の電極と、上記第2の電極を支持
するダイヤフラムと、上記第1の電極と第2の電極の間
に電圧を印加し、これにより上記第1の電極と第2の電
極との間に生じる静電力に基づいて上記ダイヤフラムを
変形する駆動部とを備え、上記ダイヤフラムの変形に基
づいて、上記ダイヤフラムの近傍に収容されているイン
クを加圧して吐出する静電型インクジェットヘッドにお
いて、上記第1の電極又は第2の電極の少なくともいず
れか一方は複数の互いに分離された複数の部分電極で構
成され、他方の電極である第1の電極又は第2の電極と
各部分電極との距離がそれぞれ異なることを特徴とするAccordingly, the present invention provides a first electrode fixed on a substrate, a second electrode spaced from the first electrode, and a second electrode fixed to the first electrode. A voltage is applied between the diaphragm supporting the electrodes and the first electrode and the second electrode, whereby the diaphragm is moved based on an electrostatic force generated between the first electrode and the second electrode. A driving unit that deforms, based on the deformation of the diaphragm, an electrostatic ink jet head that pressurizes and discharges ink contained in the vicinity of the diaphragm, wherein the first electrode or the second electrode At least one of the plurality of partial electrodes is separated from each other, and the distance between each of the first and second electrodes, which is the other electrode, and each of the partial electrodes is different from each other.
【0007】本発明に係るインクジェットヘッドの他の
形態では、上記複数の部分電極は、上記第1の電極と第
2の電極の対向方向から見たときに、互いに重ならない
ように配置されている。In another aspect of the ink jet head according to the present invention, the plurality of partial electrodes are arranged so as not to overlap each other when viewed from the direction in which the first electrode and the second electrode face each other. .
【0008】本発明に係るインクジェットヘッドの別の
形態では、上記複数の部分電極はそれぞれ、上記第1の
電極と第2の電極の対向方向から見たときに、他の電極
と少なくとも一部が重なるように配置されている。な
お、この場合、互いに重ねられた部分電極の間には絶縁
層が介在される。In another aspect of the ink jet head according to the present invention, each of the plurality of partial electrodes is at least partially formed with another electrode when viewed from the direction in which the first electrode and the second electrode face each other. They are arranged to overlap. In this case, an insulating layer is interposed between the partial electrodes that are overlapped with each other.
【0009】[0009]
【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の電極又は第2の一方の電極が複
数の部分電極で構成されると共に、これら部分電極と他
方の電極との距離がそれぞれ異なるようにしてある。し
たがって、電圧を印加する部分電極の数を変えることに
より、第1の電極と第2の電極との間に形成される静電
力が変化し、インクジェットヘッドから吐出するインク
の量が変化する。そのため、同一の電圧を出力する電源
にスイッチング回路を介して各部分電極を接続しておけ
ば、このスイッチング回路で電圧を印加する部分電極を
選択するだけで、吐出するインクの量を変化できる。こ
れにより、ノズルを高密度に配置したインクジェットヘ
ッドでも、安価な低電圧用のドライバだけでインク吐出
量を可変できる。In the ink jet head according to the present invention, the first electrode or the second electrode is composed of a plurality of partial electrodes, and the distance between these partial electrodes and the other electrode is small. Each is different. Therefore, by changing the number of partial electrodes to which a voltage is applied, the electrostatic force formed between the first electrode and the second electrode changes, and the amount of ink ejected from the inkjet head changes. Therefore, if each partial electrode is connected to a power supply that outputs the same voltage via a switching circuit, the amount of ink to be ejected can be changed only by selecting a partial electrode to which a voltage is applied by this switching circuit. As a result, even with an ink jet head having nozzles arranged at a high density, the ink ejection amount can be varied only with an inexpensive low voltage driver.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。図1と図2は、一実施形態のイ
ンクジェットヘッド10を示す。このインクジェットヘ
ッド10は、3つの基板、すなわち、第1の基板12、
第2の基板14、第3の基板16を積層して構成されて
いる。これら3つの基板12、14、16は、シリコ
ン、感光性ガラス、ニッケル、耐インク性に優れたポリ
イミド、ポリサルフォン等の樹脂で形成することができ
るが、本実施形態では、基板12はホウ珪酸ガラス、基
板14はシリコン、基板16はホウ珪酸ガラスで形成さ
れており、陽極接合でそれぞれ隣接する基板に接合され
ている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show an inkjet head 10 according to one embodiment. This inkjet head 10 has three substrates, namely, a first substrate 12,
It is configured by laminating a second substrate 14 and a third substrate 16. These three substrates 12, 14, and 16 can be formed of a resin such as silicon, photosensitive glass, nickel, polyimide having excellent ink resistance, and polysulfone. In the present embodiment, the substrate 12 is made of borosilicate glass. The substrate 14 is formed of silicon and the substrate 16 is formed of borosilicate glass, and is bonded to the adjacent substrates by anodic bonding.
【0011】第2の基板14は、第1の基板12に対向
する面を異方性エッチングで加工して、図3に詳細に示
すように、インク20を収容することができる複数の窪
み、すなわち、複数のインク室22、各インク室22を
大気に連通するインク吐出用ノズル24、各インク室2
2に補給するインク20を収容しているインク補給室2
6、及び各インク室22をインク補給室26に接続する
インク補給路28が形成し、これによりインク室22の
底壁を薄肉(厚さ約3μm)のダイヤフラム30として
ある。また、第3の基板16に隣接する第2の基板14
の面は、ボロンをイオン注入し拡散してボロンドーピン
グ層(共通電極32)が形成されている。なお、ボロン
ドーピング層を最初に形成し、その後にエッチングでイ
ンク室22を形成する場合、このボロンドーピング層が
エッチングストップ層と機能する。The second substrate 14 has a surface facing the first substrate 12 processed by anisotropic etching to form a plurality of depressions capable of accommodating the ink 20, as shown in detail in FIG. That is, the plurality of ink chambers 22, the ink discharge nozzles 24 connecting the ink chambers 22 to the atmosphere, and the ink chambers 2
Refill chamber 2 containing the ink 20 to be refilled
6, and an ink supply path 28 connecting each ink chamber 22 to the ink supply chamber 26 is formed, whereby the bottom wall of the ink chamber 22 is formed as a thin (thickness: about 3 μm) diaphragm 30. Further, the second substrate 14 adjacent to the third substrate 16
The surface of is formed by boron ion implantation and diffusion to form a boron doping layer (common electrode 32). When a boron doping layer is formed first and then the ink chamber 22 is formed by etching, the boron doping layer functions as an etching stop layer.
【0012】第3の基板16は、第2の基板14と対向
する面であって、ダイヤフラム30に対向するそれぞれ
の領域に、絶縁空間34が形成されている。この絶縁空
間34の深さは、ノズル24の位置する前部から反対側
に向けて段々に深くなるように、3つの段部36、3
8、40が形成されており、ダイヤフラム30から各段
部36、38、40までの距離が段々に長くなるように
してある。各段部36、38、40にはそれぞれ、以下
の説明する成膜技術を用いて、個別電極(部分電極)4
2、44、46がそれぞれ形成され、これら個別電極4
2、44、46とダイヤフラム30との間隔がそれぞれ
0.4μm、0.45μm、0.5μmに設定されてい
る。The third substrate 16 has a surface facing the second substrate 14, and an insulating space 34 is formed in each region facing the diaphragm 30. The depth of the insulating space 34 is set so as to gradually increase from the front where the nozzle 24 is located toward the opposite side.
8 and 40 are formed, and the distance from the diaphragm 30 to each of the steps 36, 38 and 40 is gradually increased. Each of the step portions 36, 38, and 40 is provided with an individual electrode (partial electrode) 4 using a film forming technique described below.
2, 44, and 46 are formed respectively, and these individual electrodes 4
The intervals between 2, 44, 46 and the diaphragm 30 are set to 0.4 μm, 0.45 μm, and 0.5 μm, respectively.
【0013】各個別電極42、44、46は、SiN等
の絶縁材料からなる厚さ約0.1μmの絶縁被膜48で
覆われている。なお、図1は、各個別電極を表示するた
めに、絶縁被膜48が除いてある。各個別電極42、4
4、46はまた、導電リード部56、58、60(図4
参照)を介して、スイッチング回路62にそれぞれ接続
されており、このスイッチング回路62により各個別電
極42、44、46に対して個別的に一定の電圧が印加
できるようにしてある。スイッチング回路62はまた、
上述した共通電極32に接続されている。このスイッチ
ング回路62はさらに駆動回路64に接続されており、
この駆動回路64からスイッチング回路62に対して画
像信号が出力されるようになっている。Each of the individual electrodes 42, 44 and 46 is covered with an insulating film 48 made of an insulating material such as SiN and having a thickness of about 0.1 μm. In FIG. 1, the insulating film 48 is omitted to display each individual electrode. Each individual electrode 42, 4
4 and 46 are also conductive lead portions 56, 58 and 60 (FIG. 4).
(See FIG. 3), and is connected to a switching circuit 62. The switching circuit 62 allows a constant voltage to be individually applied to each of the individual electrodes 42, 44, 46. The switching circuit 62 also
It is connected to the common electrode 32 described above. This switching circuit 62 is further connected to a drive circuit 64,
The driving circuit 64 outputs an image signal to the switching circuit 62.
【0014】このように構成されたインクジェットヘッ
ド10を用いてインク20を吐出する場合、駆動回路6
4からスイッチング回路62に画像信号が出力される。
この画像信号は、インク20の吐出を指令する信号と、
個別電極42、44、46のうちいずれの個別電極に電
圧を印加するかを指令する信号が含まれている。スイッ
チング回路62は、後者の信号から電圧を印加すべき個
別電極42、44又は46を選択し、共通電極32と選
択された個別電極42、44又は46との間に電圧を印
加する。これにより、共通電極32と選択された個別電
極42、44又は46と間に静電力が発生し、共通電極
32を支持している薄肉のダイヤフラム30が選択され
た個別電極42、44又は46に向けて変形する。この
とき、絶縁被膜48により、共通電極32と個別電極4
2、44、46との接触が防止される。また、絶縁被膜
48を形成しているSiNは比誘電率が空気の約20倍
であるので、電極間の静電力を増大する効果がある。When the ink 20 is ejected using the ink jet head 10 configured as described above, the driving circuit 6
4 outputs an image signal to the switching circuit 62.
This image signal includes a signal for instructing ejection of the ink 20,
A signal for instructing which of the individual electrodes 42, 44, 46 to apply a voltage to is included. The switching circuit 62 selects the individual electrode 42, 44 or 46 to which a voltage is to be applied from the latter signal, and applies a voltage between the common electrode 32 and the selected individual electrode 42, 44 or 46. As a result, an electrostatic force is generated between the common electrode 32 and the selected individual electrode 42, 44 or 46, and the thin diaphragm 30 supporting the common electrode 32 is applied to the selected individual electrode 42, 44 or 46. Deform toward. At this time, the common electrode 32 and the individual electrode 4
Contact with 2, 44, 46 is prevented. Further, since the relative permittivity of SiN forming the insulating coating 48 is about 20 times that of air, there is an effect of increasing the electrostatic force between the electrodes.
【0015】ダイヤフラム30の変形により、インク室
22に負圧が発生し、インク補給室26のインク20が
インク補給路28を介してインク室22に補給される。
次に、画像信号をオフすると、個別電極42、44又は
46と共通電極32との間の静電力が消滅し、ダイヤフ
ラム30の弾性に基づいてこれが変形前の位置(図2参
照)に復帰する。その結果、インク室22のインク20
が加圧され、ノズル24からインク20が吐出する。Due to the deformation of the diaphragm 30, a negative pressure is generated in the ink chamber 22, and the ink 20 in the ink supply chamber 26 is supplied to the ink chamber 22 via the ink supply path 28.
Next, when the image signal is turned off, the electrostatic force between the individual electrodes 42, 44 or 46 and the common electrode 32 disappears, and the elastic force of the diaphragm 30 returns to the position before deformation (see FIG. 2). . As a result, the ink 20 in the ink chamber 22 is
Is pressed, and the ink 20 is ejected from the nozzle 24.
【0016】上述した数式1から明らかなように、個別
電極と共通電極との間に発生する静電力は、これら電極
間の距離が大きくなるほど小さくなる。したがって、個
別電極36、38、40にそれぞれ単独で一定の電圧を
印加した場合、個別電極36に電圧を印加したときに生
じる静電力及びこれによるダイヤフラム30の変位量は
最も小さく、そのために吐出するインクの量も最も少な
いのに対して、個別電極40に電圧を印加したときに生
じる静電力及びこれによるダイヤフラム30の変位量は
最も大きく、そのために吐出するインクの量も最も多
い。換言すれば、通常の大きさのインク滴を吐出する場
合は個別電極38に電圧を印加し、これよりも小径又は
大径のインク滴を吐出する場合は36又は40に電圧を
印加することにより、印刷される画像の画質を種々変え
ることができる。また、電圧を印加する個別電極を組み
合わせることにより更に多段階にインク吐出量を変える
ことができる。As is apparent from the above-described formula 1, the electrostatic force generated between the individual electrode and the common electrode decreases as the distance between these electrodes increases. Therefore, when a constant voltage is applied to each of the individual electrodes 36, 38, and 40 independently, the electrostatic force generated when the voltage is applied to the individual electrode 36 and the displacement amount of the diaphragm 30 due to the electrostatic force are the smallest, and therefore, the ejection is performed. While the amount of ink is the smallest, the electrostatic force generated when a voltage is applied to the individual electrode 40 and the displacement amount of the diaphragm 30 due to the electrostatic force are the largest, and therefore the amount of ink ejected is also the largest. In other words, by applying a voltage to the individual electrode 38 when ejecting an ink droplet of a normal size, and by applying a voltage to 36 or 40 when ejecting an ink droplet having a smaller or larger diameter than this. The image quality of an image to be printed can be variously changed. Further, by combining individual electrodes to which a voltage is applied, the ink ejection amount can be changed in more stages.
【0017】因みに、40ボルトの電圧を各個別電極3
6、38、40にそれぞれ印加したところ、それぞれの
場合のインク吐出量は60ピコリットル、38ピコリッ
トル、20ピコリットルであった。また、個別電極36
と38に同時に40ボルトを印加した場合のインク吐出
量は105ピコリットル、個別電極38と40に同時に
40ボルトを印加した場合のインク吐出量は65ピコリ
ットル、すべての個別電極36、38、40に同時に4
0ボルトを印加した場合のインク吐出量は135ピコリ
ットルであった。Incidentally, a voltage of 40 volts is applied to each individual electrode 3.
When applied to 6, 38, and 40, respectively, the ink ejection amounts in each case were 60 picoliters, 38 picoliters, and 20 picoliters. In addition, the individual electrodes 36
When 40 volts are simultaneously applied to the individual electrodes 38 and 40, the ink ejection amount is 105 picoliters. When 40 volts are simultaneously applied to the individual electrodes 38 and 40, the ink ejection amount is 65 picoliters. 4 at the same time
The amount of ink discharged when 0 volt was applied was 135 picoliters.
【0018】図4を参照して、基板16に個別電極4
2、44、46及びその配線を形成する手順の一例を説
明する。図示するように、基板16に、サンドブラスト
法を用いて、それぞれの個別電極に対応するスルーホー
ル50、52、54を形成する。次に、基板16の電極
形成面にレジスト層を成膜した後、適当なマスク(図示
せず)を用いて個別電極46に対応する領域を露光して
当該領域のレジスト層を除去し、さらにエッチングして
窪み68を形成する。次に、個別電極44に対応する領
域のレジストを除去し、エッチングして、この領域に窪
み70を形成すると共に、すでに形成されている窪み6
8の深度を増す。同様にして更なる露光、エッチングを
繰り返し、個別電極42に対応する領域に窪み72を形
成すると共に、すでに形成されている窪み68と70の
深度をそれぞれ増し、これにより段部36、38、40
を形成する。その後、スパッタリング、CVD等の周知
の成膜技術を用いて、各段部36、38、40にそれぞ
れ個別電極42、44、46を形成する。また、スパッ
タリング、CVD等の周知の成膜技術を用いて、スルー
ホール50、52、54に導電リード部56、58、6
0を形成する。最後に、これら個別電極42、44、4
6上に絶縁被膜48を形成し、レジスト膜を除去する。Referring to FIG. 4, individual electrodes 4 are
An example of a procedure for forming the wirings 2, 44, 46 and their wirings will be described. As shown in the figure, through holes 50, 52, 54 corresponding to the individual electrodes are formed in the substrate 16 by using a sand blast method. Next, after forming a resist layer on the electrode formation surface of the substrate 16, a region corresponding to the individual electrode 46 is exposed using an appropriate mask (not shown), and the resist layer in the region is removed. The recess 68 is formed by etching. Next, the resist in a region corresponding to the individual electrode 44 is removed and etched to form a dent 70 in this region, and the dent 6 already formed is formed.
Increase the depth of 8. In the same manner, further exposure and etching are repeated to form a depression 72 in a region corresponding to the individual electrode 42, and the depth of the depressions 68 and 70 already formed is increased, whereby the steps 36, 38, and 40 are formed.
To form After that, the individual electrodes 42, 44, 46 are formed on the steps 36, 38, 40, respectively, by using a known film forming technique such as sputtering or CVD. Also, the conductive leads 56, 58, 6 are formed in the through holes 50, 52, 54 by using a known film forming technique such as sputtering or CVD.
0 is formed. Finally, these individual electrodes 42, 44, 4
An insulating film 48 is formed on 6 and the resist film is removed.
【0019】図5は他の形態のインクジェットヘッド1
0aを示す。このインクジェットヘッド10aでは、第
3の基板16のダイヤフラム30に対向する領域には、
一定の深さを有する窪み70が形成されている。また、
窪み70の底部に3つの個別電極72、74、76が積
層され、これにより各個別電極72、74、76からダ
イヤフラム30までの距離が違えてある。さらに、隣接
する個別電極72と74、74と76の間と、最上層の
個別電極76の上には絶縁膜78が形成され、これによ
り隣接する個別電極間と、ダイヤフラム30と共に変位
する共通電極32と個別電極76との接触が防止されて
いる。FIG. 5 shows an ink jet head 1 of another embodiment.
0a is indicated. In the ink jet head 10a, a region of the third substrate 16 facing the diaphragm 30 includes:
A depression 70 having a constant depth is formed. Also,
Three individual electrodes 72, 74, 76 are stacked on the bottom of the recess 70, so that the distance from each individual electrode 72, 74, 76 to the diaphragm 30 is different. Further, an insulating film 78 is formed between the adjacent individual electrodes 72 and 74 and between the adjacent individual electrodes 74 and 76, and on the uppermost individual electrode 76, whereby a common electrode displaced between the adjacent individual electrodes and the diaphragm 30 is displaced. 32 and the individual electrodes 76 are prevented from contacting each other.
【0020】これらの窪みと個別電極は、例えば、図6
に示す方法で形成される。この方法では、まず基板16
の片面に窪み70をエッチングする。次に、窪み70に
CrAuをスパッタリングして厚さ約0.1μmの個別
電極76を形成し、その上にSiNをLP−CVD法に
より成膜して絶縁膜78を作る。その後、スパッタリン
グとCVDを繰り返して、個別電極74、72を形成す
ると共に、これらの間と最上層の個別電極76上に絶縁
膜を78形成する。なお、最上層の絶縁膜78の厚さは
約0.1μmとするのが好ましい。これらの個別電極7
2、74、76は、それぞれの成膜時に同時に形成され
た導電リード部を介してスイッチング回路62に接続さ
れる。したがって、上記実施形態のように、スルーホー
ルを形成する必要がない。These depressions and individual electrodes are, for example, shown in FIG.
Is formed by the method shown in FIG. In this method, first, the substrate 16
Is etched on one side of the substrate. Next, CrAu is sputtered in the recess 70 to form an individual electrode 76 having a thickness of about 0.1 μm, and SiN is formed thereon by LP-CVD to form an insulating film 78. After that, the sputtering and the CVD are repeated to form the individual electrodes 74 and 72, and the insulating film 78 is formed between these and on the uppermost individual electrode 76. Note that the thickness of the uppermost insulating film 78 is preferably about 0.1 μm. These individual electrodes 7
2, 74 and 76 are connected to the switching circuit 62 via the conductive leads formed at the same time as the respective films are formed. Therefore, there is no need to form a through hole as in the above embodiment.
【0021】因みに、40ボルトの電圧を各個別電極7
2、74、76にそれぞれ印加したところ、それぞれの
場合のインク吐出量は65ピコリットル、40ピコリッ
トル、25ピコリットルであった。Incidentally, a voltage of 40 volts is applied to each individual electrode 7.
When applied to 2, 74, and 76, respectively, the ink ejection amounts in each case were 65 picoliters, 40 picoliters, and 25 picoliters.
【0022】なお、以上で説明した実施形態の各部材の
材料は限定的なものでない。例えば、電極の材料には、
CrAuに限るものでなく、ITO、SnO2、Pt等
の低抵抗材料であればよい。絶縁層の材料も、SiNに
限らず、SiC、SiO2、MgO等を使用してもよ
い。It should be noted that the material of each member of the embodiment described above is not limited. For example, the electrode material includes
The material is not limited to CrAu, but may be any low-resistance material such as ITO, SnO 2 , and Pt. The material of the insulating layer is not limited to SiN, but SiC, SiO 2 , MgO or the like may be used.
【0023】また、複数の個別電極の配置状態は以上の
実施形態に限るものでなく、例えば、図7に示すよう
に、基板16には底部が斜めに傾斜した窪み80をエッ
チングで形成し、そこに傾斜方向に沿って順次3つの個
別電極82、84、86を配置してもよいし、図8に示
すように、基板16には底部がV字状に傾斜した窪み9
0をエッチングで形成し、中央部に個別電極92、その
両側にそれぞれ個別電極94、96を配置してもよい。Further, the arrangement of the plurality of individual electrodes is not limited to the above embodiment. For example, as shown in FIG. 7, a recess 80 having a bottom portion obliquely inclined is formed in the substrate 16 by etching. The three individual electrodes 82, 84, 86 may be arranged in this order along the inclination direction, or as shown in FIG.
0 may be formed by etching, and an individual electrode 92 may be arranged at the center and individual electrodes 94 and 96 may be arranged on both sides thereof.
【0024】さらに、個別電極の数は3つに限るもので
なく、2つ以上であればよい。Further, the number of individual electrodes is not limited to three, but may be two or more.
【0025】さらにまた、共通電極32はイオンドーピ
ング層を用いたが、個別電極と同様にスパッタリング等
の公知の成膜技術により形成してもよい。なお、各電極
は独立して設ける必要はなく、これを取り付けている基
板を導電材料で形成している場合は、基板自体を電極と
して兼用することができる。Further, although the common electrode 32 uses an ion doping layer, it may be formed by a known film forming technique such as sputtering similarly to the individual electrode. In addition, it is not necessary to provide each electrode independently, and when the substrate to which it is attached is formed of a conductive material, the substrate itself can be used also as an electrode.
【0026】そして、以上の説明では個別電極を複数設
けたが、共通電極を複数個設けると共に、複数の共通電
極に対してスイッチング回路を通じて選択的に電圧を印
加できるようにしてもよい。In the above description, a plurality of individual electrodes are provided. However, a plurality of common electrodes may be provided, and a voltage may be selectively applied to the plurality of common electrodes through a switching circuit.
【0027】また、複数の電極を積層した実施形態で
は、これらの電極を完全に重ね合わせたが、少なくとも
一部分が重なっているだけもよい。この場合も、その重
なり部分で距離が異なるので、上述の実施形態と同様
に、電圧を印加する電極を違えることによりインク吐出
量を可変できる。In the embodiment in which a plurality of electrodes are stacked, these electrodes are completely overlapped. However, at least a part of the electrodes may be overlapped. Also in this case, since the distance is different at the overlapping portion, the ink ejection amount can be changed by changing the electrode to which the voltage is applied, as in the above-described embodiment.
【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】 個別電極の形成方法を示す工程図。FIG. 4 is a process chart showing a method for forming an individual electrode.
【図5】 インクジェットヘッドの他の実施形態の拡大
断面図。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of another embodiment of the inkjet head.
【図6】 図5に示す個別電極の形成方法を示す工程
図。FIG. 6 is a process chart showing a method for forming the individual electrodes shown in FIG.
【図7】 個別電極の他の配置例を示す拡大断面図。FIG. 7 is an enlarged sectional view showing another example of arrangement of individual electrodes.
【図8】 個別電極の他の配置例を示す拡大断面図。FIG. 8 is an enlarged sectional view showing another example of arrangement of individual electrodes.
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、30…ダイヤフラム、32
…共通電極、36、38、40…個別電極。10: inkjet head, 12: first substrate, 14
... 2nd substrate, 16 ... 3rd substrate, 20 ... ink, 22
... Ink chamber, 24 ... Nozzle, 30 ... Diaphragm, 32
... common electrodes, 36, 38, 40 ... individual electrodes.
Claims (4)
と、 上記第2の電極を支持するダイヤフラムと、 上記第1の電極と第2の電極の間に電圧を印加し、これ
により上記第1の電極と第2の電極との間に生じる静電
力に基づいて上記ダイヤフラムを変形する駆動部とを備
え、 上記ダイヤフラムの変形に基づいて、上記ダイヤフラム
の近傍に収容されているインクを加圧して吐出する静電
型インクジェットヘッドにおいて、 上記第1の電極又は第2の電極の少なくともいずれか一
方は複数の互いに分離された複数の部分電極で構成さ
れ、 他方の電極である第1の電極又は第2の電極と各部分電
極との距離がそれぞれ異なることを特徴とするインクジ
ェットヘッド。A first electrode fixed on a substrate; a second electrode spaced from the first electrode; a diaphragm supporting the second electrode; A driving unit that applies a voltage between the first electrode and the second electrode, thereby deforming the diaphragm based on an electrostatic force generated between the first electrode and the second electrode; In the electrostatic ink jet head which pressurizes and discharges the ink housed in the vicinity of the diaphragm based on the deformation of the above, at least one of the first electrode and the second electrode is separated from each other by a plurality. An ink jet head comprising: a plurality of partial electrodes; and a distance between each of the first and second electrodes, which is the other electrode, and each of the partial electrodes is different.
と第2の電極の対向方向から見たときに、互いに重なら
ないように配置されていることを特徴とする請求項1の
インクジェットヘッド。2. The ink-jet apparatus according to claim 1, wherein the plurality of partial electrodes are arranged so as not to overlap each other when viewed from a direction in which the first electrode and the second electrode face each other. head.
1の電極と第2の電極の対向方向から見たときに、他の
電極と少なくとも一部が重なるように配置されているこ
とを特徴とする請求項1のインクジェットヘッド。3. The plurality of partial electrodes are arranged so as to at least partially overlap with other electrodes when viewed from the direction in which the first electrode and the second electrode face each other. The ink jet head according to claim 1, wherein
から見たときに重なるように配置された部分電極の間に
絶縁層が介在されていることを特徴とする請求項3のイ
ンクジェットヘッド。4. An insulating layer according to claim 3, wherein an insulating layer is interposed between the partial electrodes arranged so as to overlap when viewed from the facing direction of the first electrode and the second electrode. Ink jet head.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006137043A (en) * | 2004-11-11 | 2006-06-01 | Ricoh Co Ltd | Liquid droplet discharging head, head driving device, liquid cartridge, and image forming device |
JP2011000756A (en) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Seiko Epson Corp | Electrostatic actuator, driving method therefor, liquid droplet ejecting head including the electrostatic actuator and liquid droplet ejecting device equipped therewith |
JP2015112877A (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | ゼロックス コーポレイションXerox Corporation | Electrostatic film diffusion bonding structure and process |
-
1998
- 1998-04-13 JP JP10116098A patent/JP3775047B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP2011000756A (en) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Seiko Epson Corp | Electrostatic actuator, driving method therefor, liquid droplet ejecting head including the electrostatic actuator and liquid droplet ejecting device equipped therewith |
JP2015112877A (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | ゼロックス コーポレイションXerox Corporation | Electrostatic film diffusion bonding structure and process |
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