JPH0516346A - インクジエツトプリントヘツド及びそれを備える電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】印字の高密度化且つ高品質化を実現する低廉な
インクジェットプリントヘッド、並びにこのプリントヘ
ッドを備える電子機器を提供することである。 【構成】ヘッド基台１０に、断面矩形状の溝（個別イン
ク路）１１を一定間隔を置いてアレイ状に形成し、この
溝１１内に溝の両側壁に沿って個別に延びる一対の導体
１２、１３を設け、ヘッド基台１０の溝形成側の表面上
に蓋３０を取付けた。 【作用】導体１２、１３に異極性の電圧を印加すると、
両導体１２、１３が正電荷と負電荷に帯電し、異種電荷
による吸引力が作用し、導体１２、１３が各々の側壁と
共に溝１１の幅を狭くする方向に変位する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

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

【０００３】

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

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

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のインクジェットプリントヘッドは、ヘッド
基台に、個別インク路となる溝を一定間隔を置いてアレ
イ状に形成し、各溝内に、溝の壁に沿って個別に延びる
一対の導体を設け、ヘッド基台の溝形成側の表面上に蓋
を取付けたことを特徴とする。

【０００６】本発明のプリントヘッドは、アレイ状に配
列した各溝内に設けた一対の導体を、クーロンの法則に
よる静電気力によって互いに接近する方向に変位させ
て、溝（個別インク路）の容積を変化させ、個別インク
路のインクを押し出す新しい印字機構を取り入れたもの
である。この印字機構について詳述すると、溝内に設け
た一対の導体は溝内で間隔を置いて対向しており、この
状態で、両導体に互いに異なる極性の電圧を印加する
と、両導体は帯電して各々の電圧極性の電荷を帯びる。
この正電荷と負電荷との異種電荷による吸引力（静電気
力）が両導体に作用し、両導体が相互に引き合って導体
を設けた壁と共に変位し、溝のインク容積が減少する。
その結果、溝内のインクが押されて、溝の先端口（ノズ
ル）からインクが噴出される。

【０００７】このように、本発明のプリントヘッドは、
個別インク路となる溝内に配置した一対の導体に異極性
の電圧を印加して帯電させ、両導体に働く吸引力によっ
て両導体を変位させて、インク容積を減らすことによ
り、溝内のインクを押し出すという作用を有する。本発
明のプリントヘッドに用いるヘッド基台は、溝の易形成
性、壁の変位容易性等から、素材としては感光性ガラ
ス、Ｓｉウエハ等が最良である。又、溝内に設ける一対
の導体は、以下の実施例からも分かるように、溝の壁に
沿って個別に延びるものであるため、相互に引き合う静
電気力を受けて変位し易い位置に設けることが好まし
く、例えば図２に示すように溝を断面矩形状にし、その
対向する両側壁に設けるのが好適である。又、両導体を
静電気力で引き合わせることから、インクの噴出能力を
高めるために、導体を設ける溝の壁面積はできるだけ大
きくして静電気力を強くすると共に、溝の幅は可及的に
狭くして高密度化することが望ましい。

【０００８】

【実施例】以下、本発明のインクジェットプリントヘッ
ド、及びこれを備える電子機器を実施例に基づいて説明
する。図１及び図２はプリンタ、ワープロ等の電子機器
に搭載するプリントヘッドの一実施例を示し、図１はそ
の平面図を、図２は図１の線Ａ−Ａにおける断面図を示
す。プリントヘッド以外の電子機器の構造については通
常と大差なく、ここではプリントヘッドを中心に述べ
る。図１と図２に示すプリントヘッドは、ヘッド基台１
０と、このヘッド基台１０の前端面に付設したノズルプ
レート２０と、ヘッド基台１０上に取付けた蓋３０とを
備える。但し、図１では蓋３０を省略してある。

【０００９】感光性ガラス等からなるヘッド基台１０に
は、個別インク路となる複数（この実施例では５つ）の
溝１１が一定間隔を置いてアレイ状に形成されている。
但し、実際のプリントヘッドではもっと多数の溝を有す
るのであるが、図１と図２では紙面スペースの都合上少
数の溝に留めてある。この溝１１は、ヘッド基台１０の
前面から背面に向かって直線状に延在し、平面及び断面
とも矩形を呈する。この実施例では、図２から分かるよ
うに、溝１１はアレイ方向の長さ（幅）よりもアレイ方
向とインクの流れ方向に垂直な方向の長さ（深さ）が大
きく、断面が所謂縦長を呈し、これにより溝１１の両側
壁の面積が大きくなっている。

【００１０】各溝１１内には、両側壁に沿って個別に延
びる一対の導体１２、１３が設けられており、両導体１
２、１３はそれぞれ側壁の全面に成膜されている。この
導体１２、１３は溝１１の全長に渡って存在し、ヘッド
基台１０の背面から突出して端子を形成し、この端子を
通じて電圧が印加される。なお、導体１２、１３は溝１
１内に露出したままでもよいが、種々のインクの中でも
導電性のインクを使用する場合には、両導体１２、１３
同士が短絡しないように適当な誘電体等からなる保護膜
で両導体１２、１３を被覆しておくことが好ましい。

【００１１】ヘッド基台１０の前端面に付設したノズル
プレート２０は、溝１１に対応する数（５つ）のノズル
２１を有し、このノズル２１は各溝１１の前開口に連通
する。又、ヘッド基台１０の背面側における溝１１の底
壁にはインク供給口１１ａが形成され、このインク供給
口１１ａは更に共通インク路（図示せず）に連続する。
従ってインクは、共通インク路を経て、インク供給口１
１ａから各溝１１に分流し、ノズル２１から噴出され
る。そして、以上の全ての構成要素を覆い隠すようにヘ
ッド基台１０上に蓋３０が取付けられる。

【００１２】次に、このように構成したプリントヘッド
の作用について述べる。要部の拡大断面図を示す図２に
おいて、今仮に、符号を付した溝１１の両側壁に設けた
一対の導体１２、１３に、それぞれ正極性、負極性の電
圧を印加すると、各導体１２、１３がそれぞれ正電荷と
負電荷に帯電する。すると、クーロンの法則により異種
電荷間には吸引力（静電気力）が作用するため、両導体
１２、１３は、溝１１を隔ててアレイ方向（矢印方向）
に引き合い、各々の側壁と共に変位し、溝１１の幅が狭
くなる。この変位により、溝１１のインク容積が実質上
減少するため、この溝１１内のインクが押され、対応ノ
ズル２１からインクが噴出される。

【００１３】インク噴出後に、印加電圧を遮断するか、
若しくは印加電圧を同極性にすると、電圧遮断の場合に
は、変位した導体１２、１３が元の状態に戻る。同極性
電圧の場合には、導体１２、１３には上記の作用とは逆
の作用が生ずる。即ち、導体１２、１３は負極性又は正
極性の電圧により負電荷又は正電荷に帯電し、クーロン
の法則により同種電荷間に反発力が働くため、導体１
２、１３は互いに反発し合い、元の状態に向かって変位
する。いずれの場合も、導体１２、１３の復帰により溝
１１のインク容積が元通りになり、次のインク噴出に備
えて溝１１にインクが充足される。

【００１４】

【発明の効果】本発明のインクジェットプリントヘッド
は、以上説明したように構成されるので、溝内の一対の
導体に異極性の電圧を印加することで、各導体における
正電荷と負電荷に応じて、クーロンの法則に基づく吸引
力（静電気力）が両導体に作用し、両導体が溝の幅を狭
める方向に変位し、それによって溝のインク容積が減少
し、溝内のインクが押し出されるという画期的なもので
ある。

【００１５】従って、本発明のプリントヘッドは、従来
のカイザー方式やバブルジェット方式等の印字機構とは
全く異なり、圧電素子等は使用せず、使用するインクに
もさして制限がないため、低コスト化、印字の高品質化
を実現できる。これに加えて、一対の導体を設ける溝の
壁面積を可能な限り大きくすれば、一対の導体に作用す
る静電気力が強まってインクの噴出能力が向上し、溝の
幅をできるだけ小さくすれば、印字の高密度化を容易に
実現できる。

【００１６】又、既存の技術、製造工程を用いて量産で
きるので、生産性が非常に高く廉価である。これらによ
り、上記プリントヘッドを具備する電子機器でも、高品
質な印字、印字性能の向上等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリントヘッドの一実施例に係る平面
図である。

【図２】図１に示すプリントヘッドの線Ａ−Ａにおける
断面図である。

【符号の説明】

１０ ヘッド基台 １１ 溝 １２、１３ 一対の導体 ２０ ノズルプレート ３０ 蓋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッド基台に、個別インク路となる溝を一
   定間隔を置いてアレイ状に形成し、各溝内に、溝の壁に
   沿って個別に延びる一対の導体を設け、ヘッド基台の溝
   形成側の表面上に蓋を取付けたことを特徴とするインク
   ジェットプリントヘッド。
2. 【請求項２】請求項１記載のインクジェットプリントヘ
   ッドを具備してなることを特徴とする電子機器。