JPH07285221A - インクジェットヘッド - Google Patents
インクジェットヘッドInfo
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- JPH07285221A JPH07285221A JP6080057A JP8005794A JPH07285221A JP H07285221 A JPH07285221 A JP H07285221A JP 6080057 A JP6080057 A JP 6080057A JP 8005794 A JP8005794 A JP 8005794A JP H07285221 A JPH07285221 A JP H07285221A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- ejecting means
- nozzle
- ink ejecting
- nozzle opening
- Prior art date
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- Pending
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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
-
- 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
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- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
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- B41J2002/14346—Ejection by pressure produced by thermal deformation of ink chamber, e.g. buckling
-
- 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
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- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14419—Manifold
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インク吐出手段の誤動作を防ぎ、インク滴の
吐出力を向上させることができるインクジェットヘッド
を提供する。 【構成】 インク室１３の内部を満たすインク液１４に
インク吐出手段８により圧力を加えることにより、イン
ク液１４をノズル口３ａより外部へ吐出させるインクジ
ェットヘッドであって、インク室１３内に設けられ、上
記ノズル口３ａの対面側にその面をノズル口３ａに向け
るように配置された弾性体からなる平板状のインク吐出
手段８と、前記インク吐出手段８に圧縮応力を生じさせ
るための圧縮手段とを有し、前記インク吐出手段８は段
差を有しており、これによって中央部８ａが両端部８ｂ
よりもノズル口３ａ側へ突き出していることを特徴とす
る。
吐出力を向上させることができるインクジェットヘッド
を提供する。 【構成】 インク室１３の内部を満たすインク液１４に
インク吐出手段８により圧力を加えることにより、イン
ク液１４をノズル口３ａより外部へ吐出させるインクジ
ェットヘッドであって、インク室１３内に設けられ、上
記ノズル口３ａの対面側にその面をノズル口３ａに向け
るように配置された弾性体からなる平板状のインク吐出
手段８と、前記インク吐出手段８に圧縮応力を生じさせ
るための圧縮手段とを有し、前記インク吐出手段８は段
差を有しており、これによって中央部８ａが両端部８ｂ
よりもノズル口３ａ側へ突き出していることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクに圧力を加える
ことにより、インク液を吐出させるインクジェットヘッ
ドに関するものである。
ことにより、インク液を吐出させるインクジェットヘッ
ドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、記録液を吐出、飛翔させて記
録を行うインクジェット法が知られている。該方法は、
低騒音で、比較的高速印字が可能であること、装置の小
型化やカラー記録が容易であることなど、数々の利点を
有している。このようなインクジェット記録方法では種
々の液滴吐出原理に基づくインクジェット記録ヘッドを
用いて記録を行っており、例えば、特開昭６３−２９７
０５２や特開平２−３０５４３に記載されているよう
な、例えば、板状のインク吐出手段をノズル口の対面側
に設け、該インク吐出手段に対し、圧縮手段により、圧
縮応力を生じさせ、これによって板状のインク吐出手段
を変形させてインクを吐出させるものがある。 これら
のインクジェットヘッドでは、圧縮手段として圧電素子
や、通電手段が用いられている。
録を行うインクジェット法が知られている。該方法は、
低騒音で、比較的高速印字が可能であること、装置の小
型化やカラー記録が容易であることなど、数々の利点を
有している。このようなインクジェット記録方法では種
々の液滴吐出原理に基づくインクジェット記録ヘッドを
用いて記録を行っており、例えば、特開昭６３−２９７
０５２や特開平２−３０５４３に記載されているよう
な、例えば、板状のインク吐出手段をノズル口の対面側
に設け、該インク吐出手段に対し、圧縮手段により、圧
縮応力を生じさせ、これによって板状のインク吐出手段
を変形させてインクを吐出させるものがある。 これら
のインクジェットヘッドでは、圧縮手段として圧電素子
や、通電手段が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の板状のインク吐出手段を変形させる方法では、圧縮
応力が加わるにつれて、徐々にインク吐出手段が変形し
ていくため、インクの吐出の初速が遅く、インクの吐出
力が弱いという問題がある。
来の板状のインク吐出手段を変形させる方法では、圧縮
応力が加わるにつれて、徐々にインク吐出手段が変形し
ていくため、インクの吐出の初速が遅く、インクの吐出
力が弱いという問題がある。
【０００４】また、場合によってはインク吐出手段がノ
ズル口とは反対側に変形して、インクが吐出しないとい
う誤動作が生じるという問題がある。
ズル口とは反対側に変形して、インクが吐出しないとい
う誤動作が生じるという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、インク室の内
部を満たすインク液にインク吐出手段により圧力を加え
ることにより、インク液をノズル口より外部へ吐出させ
るインクジェットヘッドであって、 インク室内に設け
られ、上記ノズル口の対面側にその面をノズル口に向け
るように配置された弾性体からなる平板状のインク吐出
手段と、前記インク吐出手段に圧縮応力を生じさせるた
めの圧縮手段とを有し、前記インク吐出手段は段差を有
しており、これによって中央部が両端部よりもノズル口
側へ突き出していることを特徴とする。
部を満たすインク液にインク吐出手段により圧力を加え
ることにより、インク液をノズル口より外部へ吐出させ
るインクジェットヘッドであって、 インク室内に設け
られ、上記ノズル口の対面側にその面をノズル口に向け
るように配置された弾性体からなる平板状のインク吐出
手段と、前記インク吐出手段に圧縮応力を生じさせるた
めの圧縮手段とを有し、前記インク吐出手段は段差を有
しており、これによって中央部が両端部よりもノズル口
側へ突き出していることを特徴とする。
【０００６】また、上記インク吐出手段が、両端を固定
された平板状の金属板からなり、上記圧縮手段が、上記
金属板に電流を流す通電手段からなることを特徴とす
る。
された平板状の金属板からなり、上記圧縮手段が、上記
金属板に電流を流す通電手段からなることを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】本発明のインクジェットヘッドでは、インク吐
出手段が平板状の弾性体により構成されているので、こ
れに圧縮応力が加えられると最初は変形を起こさず、座
屈荷重を越えた時点で瞬時に変形を起こす。このため、
初速が速く、大きな吐出力が得られる。
出手段が平板状の弾性体により構成されているので、こ
れに圧縮応力が加えられると最初は変形を起こさず、座
屈荷重を越えた時点で瞬時に変形を起こす。このため、
初速が速く、大きな吐出力が得られる。
【０００８】さらに、インク吐出手段が段差を有し、中
央部が両端部よりもノズル口側へ突き出ているため、圧
縮応力が生じた際、段差部で中央部をノズル口側へ変形
させようとする回転モーメントが作用し、インク吐出手
段の座屈による変形方向は常にノズル側となる。
央部が両端部よりもノズル口側へ突き出ているため、圧
縮応力が生じた際、段差部で中央部をノズル口側へ変形
させようとする回転モーメントが作用し、インク吐出手
段の座屈による変形方向は常にノズル側となる。
【０００９】また、インク吐出手段が両端を固定された
平板状の金属板から構成され、圧縮手段が通電手段から
構成されている場合、通電手段により、金属板に電流が
流されると、これによって金属板が発熱し、金属板が熱
膨張を起こす。そして、両端が固定されているために、
金属板には圧縮応力が発生し、さらに金属板が単なる板
状ではなく座屈が起こる平板状となっているため、これ
によって座屈が起きてインクが吐出される。
平板状の金属板から構成され、圧縮手段が通電手段から
構成されている場合、通電手段により、金属板に電流が
流されると、これによって金属板が発熱し、金属板が熱
膨張を起こす。そして、両端が固定されているために、
金属板には圧縮応力が発生し、さらに金属板が単なる板
状ではなく座屈が起こる平板状となっているため、これ
によって座屈が起きてインクが吐出される。
【００１０】
【実施例】本発明の１実施例について図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１１】図１は本発明の実施例であるインクジェッ
トヘッドの構成を概略的に示す分解斜視図である。また
図２は本発明の実施例であるインクジェットヘッドの構
成を概略的に示す平面図である。さらに、図３は、図２
のＸ−Ｘ線に沿う断面図（ａ）及びＸＩ−ＸＩ線に沿う
断面図（ｂ）である。
トヘッドの構成を概略的に示す分解斜視図である。また
図２は本発明の実施例であるインクジェットヘッドの構
成を概略的に示す平面図である。さらに、図３は、図２
のＸ−Ｘ線に沿う断面図（ａ）及びＸＩ−ＸＩ線に沿う
断面図（ｂ）である。
【００１２】図１及び図２に示すように、本実施例にお
けるインクジェットヘッド１は、インクカバー２と、ノ
ズル部（ノズルプレート３とスペーサ４）と、インク吐
出手段形成層６が形成されている筺体５とから構成され
る。
けるインクジェットヘッド１は、インクカバー２と、ノ
ズル部（ノズルプレート３とスペーサ４）と、インク吐
出手段形成層６が形成されている筺体５とから構成され
る。
【００１３】前記ノズルプレート３は約０．２ｍｍの厚
みを有し、ガラス材で構成されている。ノズルプレート
３はこれを貫通する貫通口を有し、該貫通口はノズルプ
レート上面側に直径３０μｍ、ノズルプレート下面側に
直径５０μｍの穴部（以下ノズル口という）３ａを形成
する。該ノズル口３ａは、１２５μｍの間隔ｐをもって
一列に４個配置されている。該ノズル口３ａは、ノズル
プレート３の、後述するインク吐出手段８の中央部８ａ
と対向する位置に、沸酸によるエッチングによって円錐
形またはロート状に形成される。
みを有し、ガラス材で構成されている。ノズルプレート
３はこれを貫通する貫通口を有し、該貫通口はノズルプ
レート上面側に直径３０μｍ、ノズルプレート下面側に
直径５０μｍの穴部（以下ノズル口という）３ａを形成
する。該ノズル口３ａは、１２５μｍの間隔ｐをもって
一列に４個配置されている。該ノズル口３ａは、ノズル
プレート３の、後述するインク吐出手段８の中央部８ａ
と対向する位置に、沸酸によるエッチングによって円錐
形またはロート状に形成される。
【００１４】そしてノズルプレート３は、各ノズル口３
ａの直下にスペーサ４の各開口部４ａ及びインク吐出手
段８が位置するように、スペーサ４を介して筺体５の上
面に非導電性のエポキシ系接着剤１２によって接合され
ている。これにより、各開口部４ａは、インク吐出手段
８がインク１４に圧力を加える空間、いわゆる圧力室４
１を構成する。
ａの直下にスペーサ４の各開口部４ａ及びインク吐出手
段８が位置するように、スペーサ４を介して筺体５の上
面に非導電性のエポキシ系接着剤１２によって接合され
ている。これにより、各開口部４ａは、インク吐出手段
８がインク１４に圧力を加える空間、いわゆる圧力室４
１を構成する。
【００１５】スペーサ４は、２０μｍの厚みを有するス
テンレス鋼板よりなり、ノズルプレート３下面に設置さ
れている。また、スペーサ４には、これを貫通し、かつ
圧力室４１を構成する４個の開口部４ａが設けられてお
り、該開口部４ａは、後述のインク吐出手段８が遊挿さ
れる大きさを有し、ノズル口３ａの直下位置に設けられ
ている。開口部４ａは、例えば打ち抜き加工により形成
される。
テンレス鋼板よりなり、ノズルプレート３下面に設置さ
れている。また、スペーサ４には、これを貫通し、かつ
圧力室４１を構成する４個の開口部４ａが設けられてお
り、該開口部４ａは、後述のインク吐出手段８が遊挿さ
れる大きさを有し、ノズル口３ａの直下位置に設けられ
ている。開口部４ａは、例えば打ち抜き加工により形成
される。
【００１６】筺体５は、面方位（１００）の単結晶シリ
コン基板よりなり、該筺体５を貫通するテーパー状の開
口部５ａが設けられている。また、前記筺体５のスペー
サ４側の面上には、ＰＳＧからなる絶縁性部材７を介し
てＮｉ薄膜からなるインク吐出手段形成層６が設けられ
ている。尚、該インク吐出手段形成層６はこの層自体が
インク吐出手段８と圧縮手段９を構成されている。
コン基板よりなり、該筺体５を貫通するテーパー状の開
口部５ａが設けられている。また、前記筺体５のスペー
サ４側の面上には、ＰＳＧからなる絶縁性部材７を介し
てＮｉ薄膜からなるインク吐出手段形成層６が設けられ
ている。尚、該インク吐出手段形成層６はこの層自体が
インク吐出手段８と圧縮手段９を構成されている。
【００１７】インク吐出手段８は、その長さｌは３００
〜６００μｍ、幅ｍは６０μｍ、厚みｎは１μｍを有し
ており、その中央部８ａが上記ノズル口３ａに対応する
ように配設されており、該インク吐出手段８の中央部８
ａが両端部８ｂに対してノズル口３ａ側に微少量の段差
ｄ（約１μｍの突出量）を有して形成されている。
〜６００μｍ、幅ｍは６０μｍ、厚みｎは１μｍを有し
ており、その中央部８ａが上記ノズル口３ａに対応する
ように配設されており、該インク吐出手段８の中央部８
ａが両端部８ｂに対してノズル口３ａ側に微少量の段差
ｄ（約１μｍの突出量）を有して形成されている。
【００１８】なお、該インク吐出手段８は、座屈現象を
生じるように、中央部８ａ、両端部８ｂが共に平板状に
なっており、両端部８ｂの端部が固定されている。
生じるように、中央部８ａ、両端部８ｂが共に平板状に
なっており、両端部８ｂの端部が固定されている。
【００１９】圧縮手段９は、インク吐出手段形成層６の
インク吐出手段８の領域を除いた全領域からなり、外部
電気手段との接続のために操作電極９ａと共通電極９ｂ
とから構成されている。該操作電極９ａにはスイッチ１
１１を介在して電源１１によって電流が流される構成と
なっている。
インク吐出手段８の領域を除いた全領域からなり、外部
電気手段との接続のために操作電極９ａと共通電極９ｂ
とから構成されている。該操作電極９ａにはスイッチ１
１１を介在して電源１１によって電流が流される構成と
なっている。
【００２０】インクカバー２の表面には、所定深さを有
する凹部２ａが設けられており、その凹部がインクカバ
ー２の一方側部に通じてインク供給口となるべき部分２
ｂを構成している。
する凹部２ａが設けられており、その凹部がインクカバ
ー２の一方側部に通じてインク供給口となるべき部分２
ｂを構成している。
【００２１】そしてインクカバー２は、エポキシ系接着
剤１２によって、前記筺体５の下面に固設される。こう
して筺体５に設けられたテーパー形状の開口部５ａとイ
ンクカバー２に設けられている凹部２ａとによりインク
室１３が構成される。またこのインク室１３に連通して
外部に通ずるようにインク供給口２ｂが構成される。こ
のインク供給口２ｂを通じて、外部のインク貯蔵層（図
示せず）よりインク室１３へインク１４が供給される。
剤１２によって、前記筺体５の下面に固設される。こう
して筺体５に設けられたテーパー形状の開口部５ａとイ
ンクカバー２に設けられている凹部２ａとによりインク
室１３が構成される。またこのインク室１３に連通して
外部に通ずるようにインク供給口２ｂが構成される。こ
のインク供給口２ｂを通じて、外部のインク貯蔵層（図
示せず）よりインク室１３へインク１４が供給される。
【００２２】このように、各部材が位置決めされて配置
されることにより、インク室１３と圧力室４１とにより
一続きの空間が構成される。
されることにより、インク室１３と圧力室４１とにより
一続きの空間が構成される。
【００２３】次に、インクジェットヘッド１の動作につ
いて、図４を用いて説明する。
いて、図４を用いて説明する。
【００２４】図４は、図２中のＸＩ−ＸＩ線に沿った断
面から見た動作説明図である。同図（ａ）はインク吐出
手段８に印加される圧縮力が該インク吐出手段の座屈荷
重を越えない場合の状態を示す図、及び同図（ｂ）はイ
ンク吐出手段８に印加される圧縮力が該インク吐出手段
の座屈荷重を越えた場合の状態を示す図である。
面から見た動作説明図である。同図（ａ）はインク吐出
手段８に印加される圧縮力が該インク吐出手段の座屈荷
重を越えない場合の状態を示す図、及び同図（ｂ）はイ
ンク吐出手段８に印加される圧縮力が該インク吐出手段
の座屈荷重を越えた場合の状態を示す図である。
【００２５】インク供給口２ｂを通じて外部のインク貯
蔵層（図示せず）よりインク１４が供給され、インク室
１３と圧力室４１にインク１４が満たされる。この後、
図２に示すスイッチ１１１により圧縮手段９（本実施例
では操作電極９ａと共通電極９ｂ）に電流が通電され
る。これにより、インク吐出手段８は抵抗発熱により加
熱され、その長手方向に熱膨張を起こそうとする。しか
しながら、インク吐出手段８はその長手方向（矢印Ｄ方
向）に膨張変形することができず、逆にその反力として
矢印Ｆ方向に圧縮応力Ｐが発生する。
蔵層（図示せず）よりインク１４が供給され、インク室
１３と圧力室４１にインク１４が満たされる。この後、
図２に示すスイッチ１１１により圧縮手段９（本実施例
では操作電極９ａと共通電極９ｂ）に電流が通電され
る。これにより、インク吐出手段８は抵抗発熱により加
熱され、その長手方向に熱膨張を起こそうとする。しか
しながら、インク吐出手段８はその長手方向（矢印Ｄ方
向）に膨張変形することができず、逆にその反力として
矢印Ｆ方向に圧縮応力Ｐが発生する。
【００２６】また、その段差によって中央部８ａが両端
部８ｂに比して突出するような形状となっているため
に、中央部８ｂでの圧縮応力が作用する位置が突き出し
量の分ずれるため、曲げモーメントがインク吐出手段８
をノズルプレート３側に変形するように働く（図４
（ａ））。そして、インク吐出手段８は、段差部を有し
ているが、全体として座屈を生じるように平板状の形状
とされているため、圧縮応力Ｐが座屈荷重を越えるまで
は変形を起こさず、さらにインク吐出手段８が加熱され
て圧縮応力Ｐが座屈荷重を越えると一気に変形する。そ
して、この変形は上記曲げモーメントの作用のために、
常にノズル口側方向（矢印Ｇ方向）となる（図４
（ｂ））。
部８ｂに比して突出するような形状となっているため
に、中央部８ｂでの圧縮応力が作用する位置が突き出し
量の分ずれるため、曲げモーメントがインク吐出手段８
をノズルプレート３側に変形するように働く（図４
（ａ））。そして、インク吐出手段８は、段差部を有し
ているが、全体として座屈を生じるように平板状の形状
とされているため、圧縮応力Ｐが座屈荷重を越えるまで
は変形を起こさず、さらにインク吐出手段８が加熱され
て圧縮応力Ｐが座屈荷重を越えると一気に変形する。そ
して、この変形は上記曲げモーメントの作用のために、
常にノズル口側方向（矢印Ｇ方向）となる（図４
（ｂ））。
【００２７】このようなインク吐出手段８の座屈変形に
よって圧力室４１内を満たすインク１４に圧力が加えら
れ、インク滴１４ａを外部に噴出する。
よって圧力室４１内を満たすインク１４に圧力が加えら
れ、インク滴１４ａを外部に噴出する。
【００２８】さらに、インク吐出手段８の変形はノズル
口３ａにインク吐出手段８の中央部８ａが当たることで
止められて吐出が完了する。
口３ａにインク吐出手段８の中央部８ａが当たることで
止められて吐出が完了する。
【００２９】このように、インク吐出手段８がノズル口
３ａに当たって止まるようにすると、インク吐出手段８
の変形量が一定量に制限され、インク滴１４ａの量が一
定に保たれるので好ましい。尚、インク吐出手段８の変
形を制限するには、上記が最も好ましいが、必ずしもノ
ズル口に当てる必要はなく、ノズルプレート３に当てて
もよいし、別途変形抑制手段を設けてもよい。
３ａに当たって止まるようにすると、インク吐出手段８
の変形量が一定量に制限され、インク滴１４ａの量が一
定に保たれるので好ましい。尚、インク吐出手段８の変
形を制限するには、上記が最も好ましいが、必ずしもノ
ズル口に当てる必要はなく、ノズルプレート３に当てて
もよいし、別途変形抑制手段を設けてもよい。
【００３０】本実施例では、インク吐出手段８の構成材
料としてＮｉが用いられているため、ヤング率Ｅと線膨
張係数αとの積Ｅ×α2 が大きく、座屈変形によりイン
ク１４に与えるエネルギーが大きく、吐出時の初速も大
きくなる。
料としてＮｉが用いられているため、ヤング率Ｅと線膨
張係数αとの積Ｅ×α2 が大きく、座屈変形によりイン
ク１４に与えるエネルギーが大きく、吐出時の初速も大
きくなる。
【００３１】本実施例のように、インク吐出手段８を電
流を流してこれを膨張させる構成とする場合には、その
材料としては金属が良く、例えばＮｉ、Ｔｉ等を用いる
ことができ、好ましくは本実施例で用いたＮｉが上記特
徴に加え、メッキ法により作成できる等の加工性にも優
れて良い。
流を流してこれを膨張させる構成とする場合には、その
材料としては金属が良く、例えばＮｉ、Ｔｉ等を用いる
ことができ、好ましくは本実施例で用いたＮｉが上記特
徴に加え、メッキ法により作成できる等の加工性にも優
れて良い。
【００３２】次に、本実施例のインクジェットヘッドの
インク吐出手段８と圧縮手段９の製造方法について説明
する。
インク吐出手段８と圧縮手段９の製造方法について説明
する。
【００３３】筺体５の製造方法としては、パターンの寸
法精度、量産効果、高集積化及び低コスト化という面で
フォトリソグラフィー技術を用いることが望ましい。
法精度、量産効果、高集積化及び低コスト化という面で
フォトリソグラフィー技術を用いることが望ましい。
【００３４】図５は、本実施例のインクジェットヘッド
の筺体の製造方法の工程図である。まず、面方位（１０
０）の単結晶シリコンよりなる筺体製造用の基板５１が
準備される。この基板５１の表裏両面に６〜８％のリン
（Ｐ）を含んだ酸化シリコン層（ＳｉＯ2）７１（以
下、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌ
ａｓｓ）とする）がＬＰＣＶＤ装置にて、例えば２μｍ
の厚みで成膜される（同図（ａ））。
の筺体の製造方法の工程図である。まず、面方位（１０
０）の単結晶シリコンよりなる筺体製造用の基板５１が
準備される。この基板５１の表裏両面に６〜８％のリン
（Ｐ）を含んだ酸化シリコン層（ＳｉＯ2）７１（以
下、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌ
ａｓｓ）とする）がＬＰＣＶＤ装置にて、例えば２μｍ
の厚みで成膜される（同図（ａ））。
【００３５】続いて、表面上のＰＳＧ層７１上に、アル
ミニウム（Ａｌ）層１５がスパッタ装置あるいは蒸着装
置で、例えば１μｍの厚みで成膜され、この後、アルミ
ニウム（Ａｌ）層１５にエッチングが施され、インク吐
出手段８の中央部８ａに対応する部分にアルミニウム層
１５が残るようにパターニングされる（同図（ｂ））。
次に基板５１の表面上にニッケル（Ｎｉ）からなるイ
ンク吐出手段形成層６が電解めっきにより６μｍの厚み
で成膜される。なお、この電解めっきの工程であるが、
まず、スパッタ装置あるいは真空蒸着装置で例えば１０
００Åの厚みで基板５１の表面上にＮｉが成膜される。
次に、この成膜されたＮｉを導電層として、例えばスル
ファミン酸Ｎｉめっき液中で、導電層上にＮｉをめっき
をする（同図（ｃ））。
ミニウム（Ａｌ）層１５がスパッタ装置あるいは蒸着装
置で、例えば１μｍの厚みで成膜され、この後、アルミ
ニウム（Ａｌ）層１５にエッチングが施され、インク吐
出手段８の中央部８ａに対応する部分にアルミニウム層
１５が残るようにパターニングされる（同図（ｂ））。
次に基板５１の表面上にニッケル（Ｎｉ）からなるイ
ンク吐出手段形成層６が電解めっきにより６μｍの厚み
で成膜される。なお、この電解めっきの工程であるが、
まず、スパッタ装置あるいは真空蒸着装置で例えば１０
００Åの厚みで基板５１の表面上にＮｉが成膜される。
次に、この成膜されたＮｉを導電層として、例えばスル
ファミン酸Ｎｉめっき液中で、導電層上にＮｉをめっき
をする（同図（ｃ））。
【００３６】インク吐出手段形成層６にエッチングが施
され、所望の形状にパターニングされる。これにより、
ニッケル層からなるインク吐出手段８と圧縮手段９（図
示せず）が形成される。このインク吐出手段８はその中
央部８ａが両端部８ｂに対して、ちょうどアルミニウム
層１５の厚みの量だけ突き出ることになる（同図
（ｄ））。
され、所望の形状にパターニングされる。これにより、
ニッケル層からなるインク吐出手段８と圧縮手段９（図
示せず）が形成される。このインク吐出手段８はその中
央部８ａが両端部８ｂに対して、ちょうどアルミニウム
層１５の厚みの量だけ突き出ることになる（同図
（ｄ））。
【００３７】従って、本実施例の製造方法による段差の
大きさは製造方法にもよるが、本例のようにアルミニウ
ム層や、またこれに代えてレジスト層を用いて形成する
ような場合には１０００Å〜１０μｍとするのが作成し
易くて好ましい。
大きさは製造方法にもよるが、本例のようにアルミニウ
ム層や、またこれに代えてレジスト層を用いて形成する
ような場合には１０００Å〜１０μｍとするのが作成し
易くて好ましい。
【００３８】尚、本発明に係る段差部の角度θ（図６参
照）はどのような大きさであっても良いが、好ましくは
９０°以上、より好ましくは９０°大きい鈍角となって
いる方が、変形を制御する上で好ましい。また鈍角とな
っている場合、上記のように下地層上にインク吐出手段
８となる層を形成してインク吐出手段８を作製する際
に、段差部で厚さが薄くなったり、さらには切れてしま
うというようなことが起こりにくいので好ましい。
照）はどのような大きさであっても良いが、好ましくは
９０°以上、より好ましくは９０°大きい鈍角となって
いる方が、変形を制御する上で好ましい。また鈍角とな
っている場合、上記のように下地層上にインク吐出手段
８となる層を形成してインク吐出手段８を作製する際
に、段差部で厚さが薄くなったり、さらには切れてしま
うというようなことが起こりにくいので好ましい。
【００３９】また、中央部８ａは長手方向にインク吐出
手段８の半分以上の長さがあれば良く、長い方が良い。
尚、両端部８ｂはインク吐出手段８の固定端から段差ま
での部分で、座屈方向を制御するために必要である。
手段８の半分以上の長さがあれば良く、長い方が良い。
尚、両端部８ｂはインク吐出手段８の固定端から段差ま
での部分で、座屈方向を制御するために必要である。
【００４０】次にシリコン基板５１の裏面のＰＳＧ層７
１がパターニングされる。このパターニングされたＰＳ
Ｇ層７１をマスクとしてシリコン基板５１に異方性エッ
チング液である水酸化カリウム（ＫＯＨ）でエッチング
が施される。このエッチングにより、シリコン基板５１
を貫通するテーパー形状の開口部６ａが形成されると共
に、アルミニウム層１５が除去される（同図（ｅ））。
１がパターニングされる。このパターニングされたＰＳ
Ｇ層７１をマスクとしてシリコン基板５１に異方性エッ
チング液である水酸化カリウム（ＫＯＨ）でエッチング
が施される。このエッチングにより、シリコン基板５１
を貫通するテーパー形状の開口部６ａが形成されると共
に、アルミニウム層１５が除去される（同図（ｅ））。
【００４１】最後に、このシリコン基板５１の裏面上の
ＰＳＧ層７１のエッチング除去と共に、シリコン基板５
１の表面上のＰＳＧ層７１も一部除去されることによ
り、同図（ｆ）に示す所望の構成を有する筺体５が得ら
れる。
ＰＳＧ層７１のエッチング除去と共に、シリコン基板５
１の表面上のＰＳＧ層７１も一部除去されることによ
り、同図（ｆ）に示す所望の構成を有する筺体５が得ら
れる。
【００４２】
【発明の効果】本発明により、インク吐出手段は常にノ
ズル口側に座屈変形を行うので、インクの吐出の初速が
早く、誤動作のないインクジェットヘッドが提供でき
る。
ズル口側に座屈変形を行うので、インクの吐出の初速が
早く、誤動作のないインクジェットヘッドが提供でき
る。
【００４３】さらに、インク吐出手段が両端を固定され
た平板状の金属板からなり、圧縮手段が該金属板に電流
を流す通電手段からなるインクジェットヘッドは、圧縮
手段として圧電手段を用いるものに比べ、より構造が簡
単で、より小型にすることができる。
た平板状の金属板からなり、圧縮手段が該金属板に電流
を流す通電手段からなるインクジェットヘッドは、圧縮
手段として圧電手段を用いるものに比べ、より構造が簡
単で、より小型にすることができる。
【図１】本発明の１実施例におけるインクジェットヘッ
ドの構成の分解図である。
ドの構成の分解図である。
【図２】本発明の１実施例におけるインクジェットヘッ
ドの構成を概略的に示す平面図である。
ドの構成を概略的に示す平面図である。
【図３】図２中のＸ−Ｘ線に沿う断面図（ａ）、及びＸ
Ｉ−ＸＩ線に沿う断面図（ｂ）である。
Ｉ−ＸＩ線に沿う断面図（ｂ）である。
【図４】図２中のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面から見た動
作説明図であり、インク吐出手段８に印加される圧縮力
が該インク吐出手段の座屈荷重を越えない場合の状態を
示す図（ａ）、及びインク吐出手段８に印加される圧縮
力が該インク吐出手段の座屈荷重を越えた場合の状態を
示す図（ｂ）である。
作説明図であり、インク吐出手段８に印加される圧縮力
が該インク吐出手段の座屈荷重を越えない場合の状態を
示す図（ａ）、及びインク吐出手段８に印加される圧縮
力が該インク吐出手段の座屈荷重を越えた場合の状態を
示す図（ｂ）である。
【図５】本発明の１実施例におけるインクジェットヘッ
ドの筺体の製造方法の工程図（ａ）〜（ｆ）である。
ドの筺体の製造方法の工程図（ａ）〜（ｆ）である。
【図６】本発明におけるインク吐出手段の段差部の角度
の説明図である。
の説明図である。
１ インクジェットヘッド ２ インクカバー ３ ノズルプレート ３ａ ノズル口 ４ スペーサ ５ 筺体 ６ インク吐出手段形成層 ７ 絶縁性部材 ８ インク吐出手段 ９ 圧縮手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 頼成 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 阿部 新吾 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 太田 賢司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 インク室の内部を満たすインク液にイン
ク吐出手段により圧力を加えることにより、インク液ノ
ズル口より外部へ吐出させるインクジェットヘッドであ
って、 インク室内に設けられ、上記ノズル口の対面側にその面
をノズル口に向けるように配置された弾性体からなる平
板状のインク吐出手段と、 前記インク吐出手段に圧縮応力を生じさせるための圧縮
手段とを有し、前記インク吐出手段は段差を有してお
り、これによって中央部が両端部よりもノズル口側へ突
き出していることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】 上記インク吐出手段が、両端を固定され
た平板状の金属板からなり、 上記圧縮手段が上記金属板に電流を流す通電手段からな
ることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッ
ド。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6080057A JPH07285221A (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | インクジェットヘッド |
| US08/414,327 US5684519A (en) | 1994-04-19 | 1995-03-31 | Ink jet head with buckling structure body |
| DE19513948A DE19513948C2 (de) | 1994-04-19 | 1995-04-12 | Tintenstrahl-Druckkopf |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6080057A JPH07285221A (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | インクジェットヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07285221A true JPH07285221A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13707613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6080057A Pending JPH07285221A (ja) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | インクジェットヘッド |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5684519A (ja) |
| JP (1) | JPH07285221A (ja) |
| DE (1) | DE19513948C2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3240366B2 (ja) * | 1995-10-26 | 2001-12-17 | シャープ株式会社 | サーマルヘッドとその製造方法 |
| JP3542460B2 (ja) * | 1996-06-07 | 2004-07-14 | キヤノン株式会社 | 液体吐出方法及び液体吐出装置 |
| KR100209498B1 (ko) * | 1996-11-08 | 1999-07-15 | 윤종용 | 서로 다른 열팽창 계수 특성을 지닌 다중 멤브레인을 갖는 잉크젯 프린터의 분사장치 |
| KR100225082B1 (ko) * | 1997-01-15 | 1999-10-15 | 윤종용 | 프린트 헤드의 잉크 분사 장치 구조 |
| KR100208015B1 (ko) * | 1997-05-15 | 1999-07-15 | 윤종용 | 잉크젯 프린터의 잉크젯 카트리지 |
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| US20100277531A1 (en) * | 1997-07-15 | 2010-11-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printer having processor for high volume printing |
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- 1994-04-19 JP JP6080057A patent/JPH07285221A/ja active Pending
-
1995
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- 1995-04-12 DE DE19513948A patent/DE19513948C2/de not_active Expired - Fee Related
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