[go: up one dir, main page]

JP2003341055A - Droplet discharge head and ink jet recording apparatus - Google Patents

Droplet discharge head and ink jet recording apparatus

Info

Publication number
JP2003341055A
JP2003341055A JP2002158530A JP2002158530A JP2003341055A JP 2003341055 A JP2003341055 A JP 2003341055A JP 2002158530 A JP2002158530 A JP 2002158530A JP 2002158530 A JP2002158530 A JP 2002158530A JP 2003341055 A JP2003341055 A JP 2003341055A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
diaphragm
droplet discharge
discharge head
droplet
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.)
Pending
Application number
JP2002158530A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Nishimura
学 西村
Akira Shimizu
明 清水
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh 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 Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2002158530A priority Critical patent/JP2003341055A/en
Publication of JP2003341055A publication Critical patent/JP2003341055A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで高い滴吐出効率が得られない。 【解決手段】 第1基板1にはスペーサ部材12を介し
て振動板10に対向する第2基板2を接合して、第1基
板1と第2基板2との間に空間13を形成し、空間13
内で、振動板10側には2つの断面略L字型の第1の電
極14、14を設け、第2基板2側には第1の電極1
4、14にギャップ17を介して対向する第2の電極1
5を設け、第1の電極14と第2の電極15とで振動板
10と略平行な方向に静電引力を発生させる。
(57) [Summary] [Problem] It is not possible to obtain a high drop ejection efficiency at low cost. SOLUTION: A second substrate 2 facing a diaphragm 10 is joined to a first substrate 1 via a spacer member 12 to form a space 13 between the first substrate 1 and the second substrate 2. Space 13
Inside, two first electrodes 14 having a substantially L-shaped cross section are provided on the diaphragm 10 side, and the first electrodes 1 are provided on the second substrate 2 side.
The second electrode 1 opposing the first and fourth electrodes 4 and 14 via the gap 17.
The first electrode 14 and the second electrode 15 generate an electrostatic attraction in a direction substantially parallel to the diaphragm 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液滴吐出ヘッド及びイン
クジェット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a droplet discharge head and an ink jet recording apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の
画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジ
ェット記録装置において使用する液滴吐出ヘッドである
インクジェットヘッドは、インク滴を吐出する単一又は
複数のノズル孔と、このノズル孔が連通する吐出室(加
圧室、インク室、液室、加圧液室、圧力室、インク流路
等とも称される。)と、吐出室内のインクを加圧する圧
力を発生する圧力発生手段とを備えて、圧力発生手段で
発生した圧力で吐出室内インクを加圧することによって
ノズル孔からインク滴を吐出させる。
2. Description of the Related Art An ink jet head, which is a liquid drop ejection head used in an ink jet recording apparatus used as an image recording apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine or an image forming apparatus, has a single or a plurality of nozzle holes for ejecting ink droplets. And a discharge chamber (also referred to as a pressurizing chamber, an ink chamber, a liquid chamber, a pressurized liquid chamber, a pressure chamber, an ink flow path, etc.) communicating with the nozzle hole, and a pressure for pressurizing the ink in the discharge chamber. And a pressure generating unit for generating the pressure, and pressurizing the ink in the discharge chamber with the pressure generated by the pressure generating unit to discharge the ink droplet from the nozzle hole.

【0003】なお、液滴吐出ヘッドとしては、例えば液
体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、DN
Aの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドなどもあ
るが、以下ではインクジェットヘッドを中心に説明す
る。また、液滴吐出ヘッドのアクチュエータ部分を構成
するマイクロアクチュエータは、例えばマイクロポン
プ、マイクロ光変調デバイスなどの光学デバイス、マイ
クロスイッチ(マイクロリレー)、マルチ光学レンズの
アクチュエータ(光スイッチ)、マイクロ流量計、圧力
センサなどにも適用することができる。
As the droplet discharge head, for example, a droplet discharge head for discharging a liquid resist as droplets, DN
There is also a droplet discharge head that discharges the sample A as droplets, but in the following, an inkjet head will be mainly described. Further, the microactuator forming the actuator portion of the droplet discharge head is, for example, an optical device such as a micropump or a micro light modulation device, a micro switch (micro relay), an actuator (optical switch) of a multi-optical lens, a micro flow meter, It can also be applied to pressure sensors and the like.

【0004】ところで、液滴吐出ヘッドとしては、圧力
発生手段として圧電素子などの電気機械変換素子を用い
て吐出室の壁面を形成している振動板を変形変位させる
ことでインク滴を吐出させるピエゾ型のもの、吐出室内
に配設した発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いてイ
ンクの膜沸騰でバブルを発生させてインク滴を吐出させ
るサーマル型のもの、吐出室の壁面を形成する振動板を
静電力で変形させることでインク滴を吐出させる静電型
のものなどがある。
By the way, as a droplet discharge head, an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element is used as a pressure generating means to deform and displace a vibrating plate forming the wall surface of the discharge chamber to discharge ink droplets. Type, a thermal type that uses an electrothermal conversion element such as a heating resistor arranged in the discharge chamber to generate bubbles by ink film boiling and discharges ink droplets, vibration that forms the wall surface of the discharge chamber There is an electrostatic type in which a plate is deformed by electrostatic force to eject ink droplets.

【0005】近年、環境問題から鉛フリーであるバブル
型、静電型が注目を集め、鉛フリーに加え、低消費電力
の観点からも環境に影響が少ない、静電型のものが複数
提案されている。
In recent years, a lead-free bubble type and an electrostatic type have been attracting attention due to environmental problems. In addition to lead-free, a plurality of electrostatic types have been proposed which have little influence on the environment from the viewpoint of low power consumption. ing.

【0006】この静電型インクジェットヘッドとして
は、例えば、特開平6−71882号公報に記載されて
いるように、一対の電極対がエアギャップを介して設け
られており、片方の電極が振動板として働き、振動板の
対向する電極と反対側にインクが充填されるインク室が
形成され、電極間(振動板−電極間)に電圧を印加する
ことによって電極間に静電引力が働き、電極(振動板)
が変形し、電圧を除去すると振動板が弾性力によっても
との状態に戻り、その力を用いてインク滴を吐出するも
のがある。
In this electrostatic ink jet head, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-71882, a pair of electrodes is provided through an air gap, and one electrode is a vibrating plate. An ink chamber filled with ink is formed on the side opposite to the electrodes facing the vibrating plate, and an electrostatic attractive force acts between the electrodes by applying a voltage between the electrodes (between the vibrating plate and the electrodes). (Vibration plate)
When the voltage is removed and the voltage is removed, the vibrating plate returns to its original state due to the elastic force, and there is a method in which the force is used to eject ink droplets.

【0007】また、特開2000−15805号公報に
記載されているように、シリコン基板からなる振動板表
面に突起部を設け、この突起部に電極を形成し、電極に
電圧を印加することによって突起部間に作用するという
静電力によって振動板を変形させ、インク滴を吐出する
ものとするものもある。
Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-15805, a protrusion is provided on the surface of the vibration plate made of a silicon substrate, an electrode is formed on the protrusion, and a voltage is applied to the electrode. In some cases, the vibrating plate is deformed by an electrostatic force acting between the protrusions to eject ink droplets.

【0008】さらに、特開2001−47624号公報
に記載されているように、櫛歯状に形成され互いに入れ
子になった電極対の片方に振動板を備え、電極対に電圧
を印加することによって櫛歯間に静電引力を発生させ、
電極の変位により振動板を変形させ、電圧を切った時に
振動板の弾性力でインクを吐出するものもある。
Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-47624, a vibrating plate is provided on one of the electrode pairs which are formed in a comb-like shape and are nested in each other, and a voltage is applied to the electrode pair. Generates electrostatic attraction between the comb teeth,
There is also a type in which the diaphragm is deformed by the displacement of the electrodes and the ink is ejected by the elastic force of the diaphragm when the voltage is cut off.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た振動板とこれに対向する電極(電極対)を用いるヘッ
ドにあっては、振動板の変位を大きくすることができ
ず、大きな排除体積を得ることが難しく、大きなインク
液滴を吐出することが困難である。また、インク滴吐出
の圧力発生手段として振動板の戻りバネ力を利用してい
るため、液吐出のための圧力制御性が良くなく高精度の
液滴量制御が難しく、高画質化を達成することが困難で
あるとともに、振動板はインクを吐出するだけの剛性が
必要であり、そのような剛性の高い振動板を静電力で引
き付けるための駆動電圧が高くなる。あるいは、低電圧
化のためには電極間のエアギャップを非常に小さくしな
ければならず、そのような微小なギャップを精度良く、
バラツキ少なく形成するのは非常に困難である。
However, in the above-described head using the diaphragm and the electrode (electrode pair) facing the diaphragm, the displacement of the diaphragm cannot be increased and a large excluded volume is obtained. It is difficult to eject large ink droplets. Further, since the return spring force of the vibration plate is used as the pressure generating means for ejecting the ink droplets, the pressure controllability for ejecting the liquid is not good, and it is difficult to control the droplet amount with high accuracy, and high image quality is achieved. In addition, it is difficult for the diaphragm to eject ink, and the driving voltage for attracting such a diaphragm having high rigidity by electrostatic force becomes high. Alternatively, to reduce the voltage, the air gap between the electrodes must be made extremely small, and such a minute gap can be accurately
It is very difficult to form with less variation.

【0010】また、櫛歯状に形成され互いに入れ子にな
った電極対の片方に振動板を備えたヘッドにあっては、
櫛歯状電極を用いているので変位量は大きくすることが
できるが、発生力は非常に小さく、インク滴を吐出する
だけの発生力を得ようとした場合、非常に電圧が高くな
ってしまうという課題がある。しかも、構造が複雑であ
るので作製が困難であり、コスト高となってしまうとい
う課題もある。
Further, in a head having a vibrating plate on one side of electrode pairs formed in a comb shape and nested in each other,
Since the comb-teeth-shaped electrode is used, the displacement amount can be increased, but the generated force is very small, and if an attempt is made to generate the generated force enough to eject ink droplets, the voltage will be extremely high. There is a problem. Moreover, since the structure is complicated, it is difficult to manufacture, and there is a problem that the cost becomes high.

【0011】しかも、振動板に突起部を形成して、この
突起部に電極を付けなければならず、そのような立体微
細構造の表面に電極を付けるのは困難であり、電極がう
まく形成されない部分ができたり、バラツキが生じたり
で、安定して製造できなく歩留まりが悪いという課題が
ある。
Moreover, it is necessary to form a protrusion on the diaphragm and attach an electrode to this protrusion, and it is difficult to attach an electrode to the surface of such a three-dimensional fine structure, and the electrode is not formed well. There is a problem that a part is formed or variation occurs, stable manufacturing cannot be performed, and yield is low.

【0012】さらに、低電圧化のためには突起間の間隔
は狭くしなければならないが、そのような狭い間隔の中
に電極を形成するのは困難であり、また狭い突起間に電
極を形成するとショートしてしまうという不良が生じた
りする。また、突起部に電極を形成することは、立体構
造でのフォトリソ工程はレジストコート、露光などが困
難であることから、一般的な方法では不可能であり、そ
のため特別な装置を使用したり、製造工程が長くなった
りしてコスト高となってしまうという課題がある。
Further, in order to reduce the voltage, the distance between the protrusions must be narrowed, but it is difficult to form an electrode in such a narrow space, and the electrode is formed between the narrow protrusions. Then, a defect such as a short circuit may occur. Further, it is impossible to form an electrode on the protrusion by a general method because the photolithography process in a three-dimensional structure is difficult in resist coating, exposure, etc. Therefore, using a special device, There is a problem that the manufacturing process becomes long and the cost becomes high.

【0013】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、低コストで、滴吐出効率が高く、安定した滴吐
出特性が得られる液滴吐出ヘッド、この液滴吐出ヘッド
を備えることで高画質記録が可能なインクジェット記録
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and is provided with a droplet ejection head that is low in cost, high in droplet ejection efficiency, and capable of obtaining stable droplet ejection characteristics. It is an object of the present invention to provide an inkjet recording device capable of high quality recording.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板に第1の電
極を設け、振動板に対向する固定部に第2の電極を設
け、第1の電極と第2の電極との間で振動板と略平行な
方向の静電力を発生させることで振動板を変形させるも
のである。
In order to solve the above problems, a droplet discharge head according to the present invention is provided with a first electrode on a vibrating plate and a second electrode on a fixed portion facing the vibrating plate. The diaphragm is deformed by providing an electrostatic force in a direction substantially parallel to the diaphragm between the first electrode and the second electrode.

【0015】ここで、第1の電極は振動板面に対して略
垂直な方向に長い部分を有することが好ましい。また、
第1の電極は断面略L字型であることが好ましく、この
場合断面L字型の第1の電極は振動板面に略垂直な方向
の部分の長さよりも振動板と略平行な方向の部分の長さ
が長いことが好ましい。
Here, it is preferable that the first electrode has a long portion in a direction substantially perpendicular to the diaphragm surface. Also,
The first electrode preferably has a substantially L-shaped cross section, and in this case, the first electrode having an L-shaped cross section has a length substantially parallel to the vibration plate rather than a length of a portion substantially perpendicular to the vibration plate surface. It is preferable that the length of the portion is long.

【0016】さらに、第2の電極は第1の電極の内側あ
るいは外側に配置することができる。また、振動板のヤ
ング率が1E4MP以下であることが好ましく、更に振
動板は絶縁性有機高分子材料からなることが好ましい。
さらにまた、第2の電極は支点部分が固定されていない
ことが好ましい。
Furthermore, the second electrode can be arranged inside or outside the first electrode. The Young's modulus of the diaphragm is preferably 1E4MP or less, and the diaphragm is preferably made of an insulating organic polymer material.
Furthermore, it is preferable that the fulcrum portion of the second electrode is not fixed.

【0017】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板に
第1の電極を設け、振動板に対向する固定部に第2の電
極を設け、第1の電極と前記第2の電極との間に圧電材
料を封入し、圧電材料の逆圧電効果で振動板を変形させ
るものである。
In the droplet discharge head according to the present invention, the vibrating plate is provided with the first electrode, the fixed portion facing the vibrating plate is provided with the second electrode, and the first electrode and the second electrode are provided. A piezoelectric material is sealed in between, and the diaphragm is deformed by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric material.

【0018】本発明に係るインクジェット記録装置は、
インク滴を吐出させるインクジェットヘッドが本発明に
係る液滴吐出ヘッドである構成としたものである。
The ink jet recording apparatus according to the present invention is
The inkjet head for ejecting ink droplets is the droplet ejection head according to the present invention.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は本発明の液滴吐出ヘッ
ドの第1実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜
視図で、一部断面図で示している。図2は同ヘッドの振
動板短手方向に沿う断面説明図、図3は同ヘッドの作用
説明に供する要部断面説明図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of an inkjet head according to a first embodiment of a droplet discharge head of the present invention, which is a partial cross-sectional view. FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of the head taken along the lateral direction of the diaphragm, and FIG.

【0020】このインクジェットヘッドは、インク液滴
を基板の面部に設けたノズル孔から吐出させるサイドシ
ュータタイプのものであり、3枚の第1、第2、第3基
板1、2、3を重ねて接合した積層構造となっており、
第1基板1と第3基板3とを接合することで、インク滴
を吐出する複数のノズル孔4が連通する吐出室6、各吐
出室6に流体抵抗部7を介してインクを供給する共通液
室(共通インク室)8などを形成している。なお、基板
の端部に設けたノズル孔からインク滴を吐出させるエッ
ジシュータタイプとすることもできる。
This ink jet head is of a side shooter type in which ink droplets are ejected from nozzle holes provided on the surface of the substrate, and three first, second and third substrates 1, 2 and 3 are stacked. It has a laminated structure that is joined by
By bonding the first substrate 1 and the third substrate 3 to each other, the discharge chambers 6 communicating with the plurality of nozzle holes 4 for discharging ink droplets, and the common ink supply to each discharge chamber 6 via the fluid resistance portion 7 A liquid chamber (common ink chamber) 8 and the like are formed. It is also possible to use an edge shooter type in which ink droplets are ejected from nozzle holes provided at the end of the substrate.

【0021】中間の第1基板1は、シリコン基板からな
り、吐出室6を形成するための凹部と、各々の吐出室6
にインクを供給するための共通液室8を形成するための
凹部を有し、吐出室6の壁面にはポリイミド等の有機樹
脂膜などからなるインクに対して耐腐食性を有する耐腐
食性膜21を形成している。
The intermediate first substrate 1 is made of a silicon substrate, and has a recess for forming the discharge chamber 6 and each discharge chamber 6.
A corrosive-resistant film having a recess for forming a common liquid chamber 8 for supplying ink to the ink, and having a corrosive resistance to ink made of an organic resin film such as polyimide on the wall surface of the ejection chamber 6. 21 is formed.

【0022】そして、この第1基板1の底面には吐出室
6の1つの壁面を形成するための振動板10を設け、こ
の振動板10の両面には酸化膜などの絶縁膜11a、1
1bをそれぞれ形成している。この振動板10は、低ヤ
ング率の材料、特にヤング率1E4MP以下の材料で形
成することが好ましい。例えば、ポリイミドやPBO膜
などの絶縁性有機系高分子樹脂を用いることができる。
また、絶縁性材料に限らず、導電性樹脂、例えばポリピ
ロールやポリアニリンを使用することもできる。
A vibration plate 10 for forming one wall surface of the discharge chamber 6 is provided on the bottom surface of the first substrate 1, and insulating films 11a such as an oxide film 11a and 1a are formed on both surfaces of the vibration plate 10.
1b are formed respectively. The diaphragm 10 is preferably formed of a material having a low Young's modulus, particularly a material having a Young's modulus of 1E4MP or less. For example, an insulating organic polymer resin such as polyimide or PBO film can be used.
In addition to the insulating material, a conductive resin such as polypyrrole or polyaniline can be used.

【0023】さらに、第1基板1には隔壁部(スペーサ
部材)12を介して振動板10に対向する対向部材であ
って固定部と形成する第2基板2を接合して、第1基板
1と第2基板2との間に空間13を形成している。そし
て、この空間13内で、振動板10側には2つの断面略
L字型の第1の電極14、14を設け、第2基板2側に
は第1の電極14、14にギャップ17を介して対向す
る第2の電極15を設け、これらの第1の電極14と第
2の電極15とで振動板10と略平行な方向に静電引力
を発生させる構成としている。
Further, the first substrate 1 is joined to the second substrate 2 which is a facing member facing the diaphragm 10 via the partition wall (spacer member) 12 and forms a fixed portion. A space 13 is formed between the second substrate 2 and the second substrate 2. Then, in this space 13, two diaphragm-shaped first electrodes 14 and 14 having a substantially L-shaped cross section are provided on the diaphragm 10 side, and a gap 17 is formed on the first substrate 14 and 14 on the second substrate 2 side. A second electrode 15 facing each other is provided, and the first electrode 14 and the second electrode 15 generate electrostatic attraction in a direction substantially parallel to the diaphragm 10.

【0024】第1の電極14は振動板10に固定する振
動板10と略平行な方向の部分である固定部分14aと
振動板10に略垂直な方向の長い部分である自由端部分
14bとを有する。この第1の電極14は例えばポリシ
リコンで形成している。
The first electrode 14 has a fixed portion 14a, which is a portion in a direction substantially parallel to the diaphragm 10 fixed to the diaphragm 10, and a free end portion 14b, which is a long portion in a direction substantially perpendicular to the diaphragm 10. Have. The first electrode 14 is made of, for example, polysilicon.

【0025】また、第1基板1の上面に接合される第3
基板3には、例えば厚さ50μmのニッケル基板を用
い、第3基板3の面部に、吐出室6と連通するようにそ
れぞれノズル孔4、共通液室8と吐出室6を連通させる
流体抵抗部7となる溝を設け、また共通液室8と連通す
るようにインク供給口9を設けている。
[0025] Also, the third bonded to the upper surface of the first substrate 1
For the substrate 3, for example, a nickel substrate having a thickness of 50 μm is used, and a fluid resistance portion for communicating the nozzle hole 4, the common liquid chamber 8 and the discharge chamber 6 with the surface portion of the third substrate 3 so as to communicate with the discharge chamber 6, respectively. 7 is provided, and an ink supply port 9 is provided so as to communicate with the common liquid chamber 8.

【0026】このように構成したインクジェットヘッド
の動作を説明する。例えば、第1の電極14、14を0
Vとし、第2の電極15に駆動回路によって0Vから4
0Vのパルス電位を印加すると、第2の電極15の表面
がプラス電位に帯電し、L字型の第1の電極14との間
に振動板10と略平行な方向に静電引力が発生して引き
合うので、図3に示すように、第1電極14の自由端が
変位することで振動板10が吐出室6側に撓むことにな
る。これにより、吐出室6内の圧力が急激に上昇し、ノ
ズル孔4よりインク液滴を記録紙など被記録媒体に向け
て吐出する。
The operation of the ink jet head thus constructed will be described. For example, the first electrodes 14 and 14 are set to 0
V, and the second electrode 15 is driven from 0V to 4 by a drive circuit.
When a 0 V pulse potential is applied, the surface of the second electrode 15 is charged to a positive potential, and an electrostatic attractive force is generated between the second electrode 15 and the L-shaped first electrode 14 in a direction substantially parallel to the vibration plate 10. As shown in FIG. 3, the vibrating plate 10 is bent toward the ejection chamber 6 by the displacement of the free end of the first electrode 14. As a result, the pressure in the ejection chamber 6 rapidly rises, and ink droplets are ejected from the nozzle holes 4 toward a recording medium such as recording paper.

【0027】そして、電位40Vを与えていた第2の電
極15の電位が0Vに戻ると、電極間の電位差はなくな
り、静電引力がなくなるので、振動板10は元の状態に
復元する。振動板10が復元することにより、インクが
共通液室8より流体抵抗部7を通じて吐出室6内に補給
される。これを繰り返すことによりインク滴を連続的に
吐出することができる。すなわち、このヘッドでは押し
打ちでインク滴を吐出させることができる。
When the potential of the second electrode 15 which has been supplied with the potential of 40 V returns to 0 V, the potential difference between the electrodes disappears and the electrostatic attractive force disappears, so that the diaphragm 10 is restored to the original state. When the vibration plate 10 is restored, ink is replenished from the common liquid chamber 8 into the ejection chamber 6 through the fluid resistance portion 7. By repeating this, ink droplets can be continuously ejected. That is, this head can eject ink droplets by pushing.

【0028】ここで、電極間に働く力Fは、次の(1)
式に示すように電極間距離dの2乗に反比例して大きく
なる。低電圧で駆動するためには、第1の電極14と第
2の電極15との間の距離を狭く形成することが重要と
なる。
Here, the force F acting between the electrodes is defined by the following (1)
As shown in the formula, it increases in inverse proportion to the square of the inter-electrode distance d. In order to drive at a low voltage, it is important to form a small distance between the first electrode 14 and the second electrode 15.

【0029】[0029]

【数1】 [Equation 1]

【0030】なお、(1)式において、F:電極間に働
く力、ε:誘電率、S:電極の対向する面の面積、d:
電極間距離、 V:印加電圧である。
In the equation (1), F: force acting between the electrodes, ε: permittivity, S: area of facing surfaces of the electrodes, d:
Distance between electrodes, V: applied voltage.

【0031】このように、振動板側の第1の電極と固定
部側の第2の電極との間で振動板と略平行な方向の静電
引力を発生させて振動板を変位させるので、押し打ちで
駆動することができ、チップ面積を大きくすることなく
ギャップ面積を大きくすることができ、低コストで、大
きな振動板変位を得られて滴吐出効率が高く、高密度化
が可能なヘッドが得られる。
As described above, since the electrostatic attraction in the direction substantially parallel to the diaphragm is generated between the first electrode on the diaphragm side and the second electrode on the fixed portion side, the diaphragm is displaced. The head can be driven by pushing, the gap area can be increased without increasing the chip area, a large diaphragm displacement can be obtained at a low cost, the droplet ejection efficiency is high, and the head density can be increased. Is obtained.

【0032】ここで、振動板に設ける第1の電極を振動
板に対して略垂直な方向に長い部分を有する形状とする
ことによって、振動板側の第1の電極と固定部側の第2
の電極との間のギャップを振動板と略垂直な方向(深さ
方向)に形成することができ、上述したように振動板と
略平行な方向の静電引力を発生させて振動板を変位させ
ることができる。
Here, the first electrode provided on the diaphragm has a shape having a long portion in a direction substantially perpendicular to the diaphragm so that the first electrode on the diaphragm side and the second electrode on the fixed portion side.
The gap between the electrode and the electrode can be formed in a direction substantially perpendicular to the diaphragm (depth direction), and as described above, the electrostatic attraction is generated in the direction substantially parallel to the diaphragm to displace the diaphragm. Can be made.

【0033】そして、第1の電極を断面略L字型の形状
とすることによって、振動板に略垂直な方向の部分の変
位で振動板に略平行な方向の部分によって振動板を変形
させることができ、振動板の大きな変位を得ることがで
きる。また、振動板面にL字型電極を一体形成すること
で、製造工程が簡素化でき低コスト且つ高信頼性の液滴
吐出ヘッドを作製することができるようになる。
By making the first electrode have a substantially L-shaped cross section, the displacement of the portion in the direction substantially perpendicular to the diaphragm causes the portion in the direction substantially parallel to the diaphragm to deform the diaphragm. Therefore, a large displacement of the diaphragm can be obtained. Further, by integrally forming the L-shaped electrode on the surface of the vibrating plate, the manufacturing process can be simplified, and a low-cost and highly reliable droplet discharge head can be manufactured.

【0034】さらに、振動板とは別に第1、第2の電極
を配置するため、振動板材料は導電性材料である必要が
無く、また押し打ちが可能であるので、振動板にインク
滴を吐出するだけの剛性も必要がない。このため振動板
材料として、ヤング率が1E4MP以下の低ヤング率の
振動板材料をも使用でき、絶縁性の有機系高分子樹脂な
ども使用できて、振動板材料の選択の幅が広がり、低コ
ストな材料を選択できる。これにより低コストで安定し
た特性の液滴吐出ヘッドを得ることができる。
Furthermore, since the first and second electrodes are arranged separately from the vibration plate, the vibration plate material does not need to be a conductive material and can be pushed, so that ink droplets can be ejected onto the vibration plate. It is not necessary to have enough rigidity to discharge. Therefore, as the diaphragm material, it is possible to use a diaphragm material having a Young's modulus of 1E4MP or less and a low Young's modulus, and an insulating organic polymer resin can also be used. You can select costly materials. This makes it possible to obtain a droplet discharge head having stable characteristics at low cost.

【0035】次に、同第2実施形態に係るインクジェッ
トヘッドについて図4を参照して説明する。なお、同図
は同ヘッドの振動板短手方向に沿う断面説明図である。
このヘッドでは、L字型の第1の電極14は、振動板面
に平行な部分(振動板10に固定する固定部分)14a
の長さを、振動板面に垂直な部分(自由端を有する自由
端部分)14bの長さよりも長く形成している。
Next, the ink jet head according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, this figure is a cross-sectional explanatory view of the same head taken along the lateral direction of the diaphragm.
In this head, the L-shaped first electrode 14 is a portion (fixed portion fixed to the vibration plate 10) 14a parallel to the vibration plate surface.
Is formed to be longer than the length of a portion (free end portion having a free end) 14b perpendicular to the diaphragm surface.

【0036】これにより、第1の電極14の自由端部分
14bのわずかな変位によって固定部分14aの大きな
変位が得られ、上記第1実施形態よりも排除体積を大き
くでき、これにより液室面積を小さくできて更なる高密
度化が可能になり、ヘッドサイズを小さくすることがで
きる。
As a result, a large displacement of the fixed portion 14a can be obtained by a slight displacement of the free end portion 14b of the first electrode 14, and the excluded volume can be made larger than that of the first embodiment, thereby increasing the liquid chamber area. The head size can be reduced because the size can be reduced and the density can be further increased.

【0037】また、第1の電極14の固定部分14aに
は第1の電極14の回転支点となる振動板10の固定端
側部分に溝(切り欠き部)22を形成している。これに
より、第1の電極14と振動板10との接触面積が減少
し、振動板10の剛性を下げることができて、より一層
の低電圧駆動が可能になる。
Further, in the fixed portion 14a of the first electrode 14, a groove (notch portion) 22 is formed in the fixed end side portion of the diaphragm 10 which serves as a fulcrum of rotation of the first electrode 14. As a result, the contact area between the first electrode 14 and the vibration plate 10 is reduced, the rigidity of the vibration plate 10 can be reduced, and further low voltage driving becomes possible.

【0038】なお、このヘッドでは第2基板2に代えて
スペーサ部材12の下面に保護テープ23を設けてい
る。
In this head, a protective tape 23 is provided on the lower surface of the spacer member 12 instead of the second substrate 2.

【0039】次に、このヘッドの製造工程の一例につい
て図5ないし図7を参照して説明する。図5(a)に示
すように、(100)面方位のシリコン基板31上にリ
ソグラフィとエッチング法(リソ/エッチ法)により、
深さ4μmの溝32を形成し、その後CVD法により酸
化膜33を1μm厚みに形成する。
Next, an example of the manufacturing process of this head will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5A, by lithography and etching method (litho / etch method) on a silicon substrate 31 having a (100) plane orientation,
A groove 32 having a depth of 4 μm is formed, and then an oxide film 33 having a thickness of 1 μm is formed by the CVD method.

【0040】次いで、同図(b)に示すように、前記溝
32の両端の幅3μm部分の酸化膜33をリソ/エッチ
法により除去し、酸化膜33をマスクにしてL字型電極
を形成するための深さ20μmの溝34を形成する。そ
の後、同図(c)に示すように、熱酸化法によりシリコ
ン基板31表面に酸化膜35を0.3μm厚みに形成す
る。そして、同図(d)に示すように、溝32及び溝3
4をポリシリコン36で埋め込み、CMP法により表面
を平坦化する。
Then, as shown in FIG. 3B, the oxide film 33 on the both ends of the groove 32 having a width of 3 μm is removed by a litho / etch method, and the oxide film 33 is used as a mask to form an L-shaped electrode. To form a groove 34 having a depth of 20 μm. After that, as shown in FIG. 3C, an oxide film 35 having a thickness of 0.3 μm is formed on the surface of the silicon substrate 31 by the thermal oxidation method. Then, as shown in FIG.
4 is filled with polysilicon 36, and the surface is flattened by the CMP method.

【0041】その後、図6(a)に示すように、前記ポ
リシリコン36の中央部に2つの第1の電極14を形成
するためにリソ/エッチ法により分離溝37を形成する
ととも、振動板剛性を下げるための溝38を形成してい
る。
After that, as shown in FIG. 6A, a separation groove 37 is formed by a litho / etching method in order to form the two first electrodes 14 in the central portion of the polysilicon 36. A groove 38 is formed to reduce the rigidity.

【0042】一方、同図(b)に示すように、(10
0)面方位のシリコン基板41に0.3μm厚みの酸化
膜42を介して振動板となる厚さ2μmポリエステル膜
43を貼り合せ、更に絶縁膜44を積層した部材を準備
し、この部材を前記シリコン基板31に貼り合せる。
On the other hand, as shown in FIG.
0) A 2 μm-thick polyester film 43 serving as a vibration plate is attached to a silicon substrate 41 having a plane orientation with an oxide film 42 having a thickness of 0.3 μm, and an insulating film 44 is further laminated. It is bonded to the silicon substrate 31.

【0043】なお、振動板材料は、低ヤング率の材料、
特にヤング率1E4MP以下の材料が好ましい。例え
ば、有機系高分子樹脂、例えばポリイミドやPBO膜を
使用することができる。また、絶縁性有機高分子材料に
限らず、導電性樹脂、例えばポリピロールやポリアニリ
ンを使用することもでき、導電性樹脂を使用することに
より、L字型電極14と振動板10を同電位の共通電極
とすることでパッドの取り出しを容易にすることも可能
である。
The diaphragm material is a material having a low Young's modulus,
In particular, a material having a Young's modulus of 1E4MP or less is preferable. For example, an organic polymer resin such as polyimide or PBO film can be used. Further, not only the insulating organic polymer material, but also a conductive resin such as polypyrrole or polyaniline can be used. By using the conductive resin, the L-shaped electrode 14 and the vibration plate 10 can have the same potential. By using the electrodes, it is possible to easily take out the pads.

【0044】その後、同図(c)に示すように、シリコ
ン基板31の裏面を前記ポリシリコン36が露出するま
で研磨する。
Thereafter, as shown in FIG. 6C, the back surface of the silicon substrate 31 is polished until the polysilicon 36 is exposed.

【0045】そして、図7(a)に示すように、ポリシ
リコン36部を囲むように溝45を形成した後、同図
(b)に示すように、シリコン基板41の表面にリソ/
エッチ法により吐出室6などを形成し、耐腐食性膜であ
るポリイミド46をスプレーコート法や真空蒸着法によ
り成膜する。さらに、シリコン基板31の酸化膜33、
35をフッ酸水溶液により除去し、L字型電極14と個
別電極15とを完成する。最後に裏面保護のための保護
テープ49を張りつける。なお、酸化膜33、35の除
去はウエットエッチ法に限らず、HFベーパー法やケミ
カルドライエッチング法で行っても良い。また、犠牲層
にポリシリコンを使用する場合は、L字型電極の材料を
金属材料としSF6ガスを用いた等方性ドライエッチン
グや、XeF 2ガスを用いた常圧ケミカルエッチング等で
も犠牲層除去が可能である。
Then, as shown in FIG.
After forming the groove 45 to surround the recon 36 parts,
As shown in (b), litho /
The discharge chamber 6 etc. is formed by the etching method, and is a corrosion resistant film.
Polyimide 46 is applied by spray coating or vacuum deposition.
Film formation. Further, the oxide film 33 on the silicon substrate 31,
35 is removed by an aqueous solution of hydrofluoric acid, and the L-shaped electrode 14 and the
The separate electrode 15 is completed. Finally protection for the backside protection
Stick the tape 49. The oxide films 33 and 35 are removed.
Not only wet etching method but also HF vapor method and chemi
A cal dry etching method may be used. Also the sacrificial layer
If polysilicon is used for the
SF as metal material6Isotropic dry etch using gas
Gu, XeF 2Atmospheric pressure chemical etching using gas, etc.
Also, the sacrificial layer can be removed.

【0046】最後に、図示を省略したが、ノズル板をシ
リコン基板41表面に貼り合せることで静電型液滴吐出
ヘッドを完成する。
Finally, although not shown, a nozzle plate is attached to the surface of the silicon substrate 41 to complete the electrostatic droplet discharge head.

【0047】このように、大量生産に実績のある半導体
プロセス技術と犠牲層プロセスによりギャップを精度良
く作り込むことが可能であるので、安定した特性の液滴
吐出ヘッドを大量にかつ低コストで作製することが可能
になる。
As described above, since it is possible to accurately form the gap by the semiconductor process technology and the sacrifice layer process, which have a proven track record in mass production, a large number of droplet discharge heads having stable characteristics can be manufactured at low cost. It becomes possible to do.

【0048】次に、同第3実施形態に係るインクジェッ
トヘッドについて図8を参照して説明する。このヘッド
では、2つのL字型の第1の電極14、14の内側に第
2の電極15を配置するとともに、各第1の電極14、
14の外側にも第2の電極16を配置している。この第
2の電極16はスペーサ部材を兼ねている。
Next, the ink jet head according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In this head, the second electrode 15 is arranged inside the two L-shaped first electrodes 14, 14, and each first electrode 14,
The second electrode 16 is also arranged on the outer side of 14. The second electrode 16 also serves as a spacer member.

【0049】この場合、外側の第2の電極16を形成す
るには、例えば前記製造工程において、L字型の第1の
電極14を形成するための深溝34を形成するときに隣
接する電極と分離するための深溝(分離溝)50を形成
することで、深溝50内にも酸化膜35が形成され、ポ
リシリコン36を形成することでポリシリコン36によ
って深溝50が埋め込まれる。この場合、深溝50の犠
牲酸化膜35が除去されないようにレジストで保護した
状態で電極間などの犠牲酸化膜35を除去する。
In this case, in order to form the second electrode 16 on the outer side, for example, in the above-described manufacturing process, when the deep groove 34 for forming the L-shaped first electrode 14 is formed, the second electrode 16 and the adjacent electrode are formed. By forming the deep groove (separation groove) 50 for separation, the oxide film 35 is also formed in the deep groove 50, and by forming the polysilicon 36, the deep groove 50 is filled with the polysilicon 36. In this case, the sacrificial oxide film 35 in the deep groove 50 is removed by removing the sacrificial oxide film 35 between the electrodes and the like while protecting the sacrificial oxide film 35 from the resist.

【0050】このように、第1の電極14を挟んで第2
の電極15、16を設けた構成とする、つまり第1の電
極14の自由端部分14bの内側に第2の電極15を、
第1の電極14の自由端部分14bの外側に第2の電極
16を設けた構成とすることにより、引き−押し打ち法
で駆動することが可能になる。
In this way, the second electrode is sandwiched with the first electrode 14 interposed therebetween.
Electrodes 15, 16 are provided, that is, the second electrode 15 is provided inside the free end portion 14b of the first electrode 14,
By providing the second electrode 16 outside the free end portion 14b of the first electrode 14, it becomes possible to drive by the pull-push-punch method.

【0051】すなわち、図9(a)に示すように、第1
の電極(共通電極)14(共通電極)を0Vにした状態
で、同図(b)に示すように、第2の電極(引き打ち用
個別電極)16に発振回路によって0Vから40Vのパ
ルス電位を印加すると、第2の電極16の表面がプラス
に帯電し、L字型の第1の電極14の自由端部分14b
との間に静電気の吸引作用が働き、図10に示すよう
に、第1の電極14、14はそれぞれ外側の第2の電極
16、16側に引かれるので、振動板10が下方へ撓
む。これによりインクが共通液室8より流体抵抗部7を
通じて吐出室6内に補給される。
That is, as shown in FIG. 9A, the first
With the electrode (common electrode) 14 (common electrode) of 0 V set to 0 V, a pulse potential of 0 V to 40 V is applied to the second electrode (individual electrode for striking) 16 by the oscillation circuit, as shown in FIG. Is applied, the surface of the second electrode 16 is positively charged, and the free end portion 14b of the L-shaped first electrode 14 is charged.
The electrostatic attraction works between the first electrode 14 and the second electrode 16 as shown in FIG. 10, and the first electrode 14 and 14 are pulled toward the outer second electrodes 16 and 16, respectively, so that the diaphragm 10 bends downward. . As a result, ink is replenished from the common liquid chamber 8 into the ejection chamber 6 through the fluid resistance portion 7.

【0052】この状態から、第2の電極16の電位が0
Vに戻し、図9(c)に示すように、内側の第2の電極
(押し打ち用個別電極)15に同様のパルス電位を印加
すると、第2の電極15の表面がプラスに帯電し、L字
型の第1の電極14の自由端部分14bとの間に静電気
の吸引作用が働き、図11に示すように、第1の電極1
4、14はそれぞれ内側の第2の電極15側に引かれる
ので、振動板10が上方へ撓み、吐出室6内のインクが
加圧されてインク滴が吐出される。
From this state, the potential of the second electrode 16 becomes zero.
When the same pulse potential is applied to the inner second electrode (individual electrode for pushing) 15 as shown in FIG. 9C, the surface of the second electrode 15 is positively charged, Electrostatic attraction acts between the L-shaped first electrode 14 and the free end portion 14b of the L-shaped first electrode 14, and as shown in FIG.
Since 4 and 14 are respectively drawn to the inner side of the second electrode 15, the vibrating plate 10 bends upward, the ink in the ejection chamber 6 is pressurized, and ink droplets are ejected.

【0053】このように、振動板10を任意のタイミン
グで上下に変位させることができるので、電圧印加タイ
ミングをインクの流れ(メニスカス等)を考慮し最適化
することで、吐出インク滴のサイズをコントロールしな
がら高速に振動板10を駆動することが可能となる。ま
た、押し打ちのみ、或いは引き打ちのみの場合に比べ
て、振動板変位量を大きくできるので、吐出室6の排除
体積を大きくすることができ、高密度化を図れ、ヘッド
サイズを小さくすることができる。
Since the vibrating plate 10 can be vertically displaced at any timing in this way, the size of the ejected ink droplet can be reduced by optimizing the voltage application timing in consideration of the ink flow (meniscus or the like). The diaphragm 10 can be driven at high speed while controlling. Further, the displacement amount of the vibration plate can be increased as compared to the case of only push-pushing or pull-pushing, so that the excluded volume of the discharge chamber 6 can be increased, the density can be increased, and the head size can be reduced. You can

【0054】次に、同第4実施形態に係るインクジェッ
トヘッドについて図12を参照して説明する。このヘッ
ドでは、振動板10に形成する絶縁膜11bを部分的に
厚くし、深さ方向(振動板面に垂直な方向)に柱状の第
1の電極14を設けている。すなわち、第1の電極14
の振動板10との固定部分を絶縁膜11bが兼ねるよう
にしている。このように構成しても、前記実施形態と同
様の作用効果が得られる。
Next, the ink jet head according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In this head, the insulating film 11b formed on the diaphragm 10 is partially thickened, and the columnar first electrodes 14 are provided in the depth direction (direction perpendicular to the diaphragm surface). That is, the first electrode 14
The insulating film 11b also serves as a portion fixed to the diaphragm 10. Even with this configuration, the same operational effects as the above-described embodiment can be obtained.

【0055】なお、上記各実施形態において、第1の電
極と振動板面とがなす角度について特に制限はないが、
製造プロセスの観点から第1の電極の自由端部分は振動
板面に対して垂直であることが好ましい。
In each of the above embodiments, the angle formed by the first electrode and the diaphragm surface is not particularly limited,
From the viewpoint of the manufacturing process, the free end portion of the first electrode is preferably perpendicular to the diaphragm surface.

【0056】また、上記各実施形態において、第1の電
極14と第2の電極15との間のギャップ17部分に圧
電材料を埋め込み、第1の電極14と第2の電極15と
の間に電圧を印加することで圧電材料の逆圧電効果によ
る体積変化を生じさせて振動板を変位させることで、電
極間の静電力により発生する力よりも大きな力で振動板
を変位させることができ、また振動板変位量を制御しや
すくなる。これにより高性能で安定した液滴吐出ヘッド
を得ることができる。
In each of the above embodiments, the piezoelectric material is embedded in the gap 17 between the first electrode 14 and the second electrode 15, and the piezoelectric material is embedded between the first electrode 14 and the second electrode 15. By applying a voltage to cause a volume change due to the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric material to displace the diaphragm, it is possible to displace the diaphragm with a force larger than the force generated by the electrostatic force between the electrodes, Further, it becomes easy to control the displacement amount of the diaphragm. As a result, a high-performance and stable droplet discharge head can be obtained.

【0057】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドのイン
クカートリッジ一体型ヘッドについて図13を参照して
説明する。このインクカートリッジ一体型ヘッド100
は、ノズル孔101等を有する上記各実施形態のいずれ
かのインクジェットヘッド101と、このインクジェッ
トヘッド101に対してインクを供給するインクタンク
102とを一体化したものである。
Next, the ink cartridge integrated head of the droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIG. This ink cartridge integrated head 100
Is an ink-jet head 101 of any of the above-described embodiments having a nozzle hole 101 and the like, and an ink tank 102 that supplies ink to the ink-jet head 101, which are integrated.

【0058】このように本発明に係る液滴吐出ヘッドで
あるインクジェットヘッドとインクタンクとを一体化す
ることにより、滴吐出効率が高く、安定した滴吐出特性
が得られる液滴吐出ヘッドを一体化したインクカートリ
ッジ(インクタンク一体型ヘッド)が得られる。
By thus integrating the ink-jet head, which is the droplet discharge head according to the present invention, and the ink tank, the droplet discharge head with high droplet discharge efficiency and stable droplet discharge characteristics is integrated. The obtained ink cartridge (ink tank integrated head) is obtained.

【0059】次に、本発明に係るインクジェットヘッド
(ヘッド一体型のインクカートリッジを含む。)を搭載
したインクジェット記録装置の機構の一例について図1
4及び図15を参照して説明する。なお、図14は同記
録装置の斜視説明図、図15は同記録装置の機構部の側
面説明図である。
Next, an example of a mechanism of an ink jet recording apparatus equipped with an ink jet head (including an ink cartridge integrated with a head) according to the present invention is shown in FIG.
This will be described with reference to FIGS. 14 is a perspective explanatory view of the recording apparatus, and FIG. 15 is a side view of a mechanical portion of the recording apparatus.

【0060】このインクジェット記録装置は、記録装置
本体111の内部に主走査方向に移動可能なキャリッ
ジ、キャリッジに搭載した本発明に係るインクジェット
ヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給
するインクカートリッジ等で構成される印字機構部11
2等を収納し、装置本体111の下方部には前方側から
多数枚の用紙113を積載可能な給紙カセット(或いは
給紙トレイでもよい。)114を抜き差し自在に装着す
ることができ、また、用紙113を手差しで給紙するた
めの手差しトレイ115を開倒することができ、給紙カ
セット114或いは手差しトレイ115から給送される
用紙113を取り込み、印字機構部112によって所要
の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ1
16に排紙する。
This ink jet recording apparatus has a carriage movable inside the recording apparatus main body 111 in the main scanning direction, a recording head including the ink jet head according to the present invention mounted on the carriage, an ink cartridge for supplying ink to the recording head, and the like. Printing mechanism section 11 composed of
A sheet feeding cassette (or a sheet feeding tray) 114 capable of accommodating a large number of sheets 113 from the front side can be detachably attached to the lower portion of the apparatus main body 111 for accommodating 2 or the like. The manual feed tray 115 for manually feeding the paper 113 can be opened and closed, the paper 113 fed from the paper feed cassette 114 or the manual feed tray 115 is taken in, and a desired image is recorded by the printing mechanism unit 112. After that, the output tray 1 mounted on the rear side
The paper is discharged to 16.

【0061】印字機構部112は、図示しない左右の側
板に横架したガイド部材である主ガイドロッド121と
従ガイドロッド122とでキャリッジ123を主走査方
向(図15で紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、この
キャリッジ123にはイエロー(Y)、シアン(C)、
マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を
吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェ
ットヘッドからなるヘッド124を複数のインク吐出口
を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方
向を下方に向けて装着している。またキャリッジ123
にはヘッド124に各色のインクを供給するための各イ
ンクカートリッジ125を交換可能に装着している。
The printing mechanism section 112 slides the carriage 123 in the main scanning direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 15) by the main guide rod 121 and the sub guide rod 122, which are guide members which are horizontally mounted on the left and right side plates (not shown). The carriage 123 is freely held, and yellow (Y), cyan (C),
A head 124, which is an ink jet head that is a droplet ejection head according to the present invention that ejects ink droplets of each color of magenta (M) and black (Bk), is arranged in a direction in which a plurality of ink ejection ports intersects the main scanning direction. , The ink droplet ejection direction is downward. Also, the carriage 123
Each ink cartridge 125 for supplying each color ink to the head 124 is replaceably mounted.

【0062】インクカートリッジ125は上方に大気と
連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへイン
クを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多
孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジ
ェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持
している。
The ink cartridge 125 has an atmosphere port communicating with the atmosphere above, a supply port supplying ink to the ink jet head below, and a porous body filled with ink inside. The ink supplied to the inkjet head is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of.

【0063】また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘ
ッド124を用いているが、各色のインク滴を吐出する
ノズルを有する1個のヘッドでもよい。
Further, although the heads 124 of the respective colors are used here as the recording head, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used.

【0064】ここで、キャリッジ123は後方側(用紙
搬送方向下流側)を主ガイドロッド121に摺動自在に
嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッ
ド122に摺動自在に載置している。そして、このキャ
リッジ123を主走査方向に移動走査するため、主走査
モータ127で回転駆動される駆動プーリ128と従動
プーリ129との間にタイミングベルト130を張装
し、このタイミングベルト130をキャリッジ123に
固定しており、主走査モーター127の正逆回転により
キャリッジ123が往復駆動される。
Here, the carriage 123 is slidably fitted to the main guide rod 121 on the rear side (downstream side in the paper carrying direction) and slidably fitted to the sub guide rod 122 on the front side (upstream side in the paper carrying direction). It is placed in. Then, in order to move and scan the carriage 123 in the main scanning direction, a timing belt 130 is stretched between the drive pulley 128 and the driven pulley 129 which are rotationally driven by the main scanning motor 127, and the timing belt 130 is mounted on the carriage 123. The carriage 123 is reciprocally driven by the forward and reverse rotations of the main scanning motor 127.

【0065】一方、給紙カセット114にセットした用
紙113をヘッド124の下方側に搬送するために、給
紙カセット114から用紙113を分離給装する給紙ロ
ーラ131及びフリクションパッド132と、用紙11
3を案内するガイド部材133と、給紙された用紙11
3を反転させて搬送する搬送ローラ134と、この搬送
ローラ134の周面に押し付けられる搬送コロ135及
び搬送ローラ134からの用紙113の送り出し角度を
規定する先端コロ136とを設けている。搬送ローラ1
34は副走査モータ137によってギヤ列を介して回転
駆動される。
On the other hand, in order to convey the paper 113 set in the paper feed cassette 114 to the lower side of the head 124, the paper feed roller 131 and the friction pad 132 for separating and feeding the paper 113 from the paper feed cassette 114, and the paper 11
Guide member 133 for guiding the sheet 3 and the fed sheet 11
A conveyance roller 134 that reverses and conveys 3 is provided, and a conveyance roller 135 that is pressed against the peripheral surface of the conveyance roller 134 and a leading end roller 136 that defines the feed angle of the paper 113 from the conveyance roller 134. Conveyor roller 1
The sub-scanning motor 137 is rotationally driven through a gear train.

【0066】そして、キャリッジ123の主走査方向の
移動範囲に対応して搬送ローラ134から送り出された
用紙113を記録ヘッド124の下方側で案内する用紙
ガイド部材である印写受け部材139を設けている。こ
の印写受け部材139の用紙搬送方向下流側には、用紙
113を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送
コロ141、拍車142を設け、さらに用紙113を排
紙トレイ116に送り出す排紙ローラ143及び拍車1
44と、排紙経路を形成するガイド部材145,146
とを配設している。
Then, a print receiving member 139, which is a paper guide member for guiding the paper 113 sent out from the carrying roller 134 below the recording head 124, corresponding to the movement range of the carriage 123 in the main scanning direction is provided. There is. A transport roller 141 and a spur 142 that are driven to rotate in order to send the paper 113 in the paper discharge direction are provided on the downstream side of the print receiving member 139 in the paper transport direction, and further, the paper 113 is sent to the paper discharge tray 116. Roller 143 and spur 1
44, and guide members 145 and 146 that form the paper discharge path
And are arranged.

【0067】記録時には、キャリッジ123を移動させ
ながら画像信号に応じて記録ヘッド124を駆動するこ
とにより、停止している用紙113にインクを吐出して
1行分を記録し、用紙113を所定量搬送後次の行の記
録を行う。記録終了信号または、用紙113の後端が記
録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を
終了させ用紙113を排紙する。この場合、ヘッド12
4を構成する本発明に係るインクジェットヘッドはイン
ク滴噴射の制御性が向上し、特性変動が抑制されている
ので、安定して高い画像品質の画像を記録することがで
きる。
At the time of recording, by driving the recording head 124 in accordance with the image signal while moving the carriage 123, ink is ejected onto the stopped paper 113 to record one line, and the paper 113 is moved by a predetermined amount. After transportation, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 113 reaches the recording area, the recording operation is ended and the paper 113 is ejected. In this case, the head 12
In the ink jet head according to the present invention, which composes No. 4, the controllability of ink droplet ejection is improved and the characteristic variation is suppressed, so that an image with high image quality can be stably recorded.

【0068】また、キャリッジ123の移動方向右端側
の記録領域を外れた位置には、ヘッド124の吐出不良
を回復するための回復装置147を配置している。回復
装置147はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手
段を有している。キャリッジ123は印字待機中にはこ
の回復装置147側に移動されてキャッピング手段でヘ
ッド124をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に
保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。
また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出す
ることにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、
安定した吐出性能を維持する。
Further, a recovery device 147 for recovering the ejection failure of the head 124 is arranged at a position outside the recording area on the right end side of the carriage 123 in the moving direction. The recovery device 147 has a cap means, a suction means, and a cleaning means. The carriage 123 is moved to the recovery device 147 side while the printing is on standby, the head 124 is capped by the capping means, and the ejection port portion is kept wet to prevent ejection failure due to ink drying.
Also, by ejecting ink that is not related to recording during recording, etc., the ink viscosity of all ejection ports is made constant,
Maintains stable discharge performance.

【0069】吐出不良が発生した場合等には、キャッピ
ング手段でヘッド124の吐出口(ノズル)を密封し、
チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに
気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等
はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復され
る。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された
廃インク溜(不図示)に排出され、廃インク溜内部のイ
ンク吸収体に吸収保持される。
When ejection failure occurs, the ejection port (nozzle) of the head 124 is sealed with a capping means,
Bubbles and the like are sucked out together with the ink from the discharge port by the suction means through the tube, and the ink and dust adhering to the surface of the discharge port are removed by the cleaning means to recover the discharge failure. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed in the lower portion of the main body, and is absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

【0070】このように、このインクジェット記録装置
においては本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジ
ェットヘッドを搭載しているので、高密度化を図れ、画
像品質が向上する。
As described above, since this ink jet recording apparatus is equipped with the ink jet head which is the liquid droplet ejection head according to the present invention, the density can be increased and the image quality can be improved.

【0071】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドのアク
チュエータ部分を適用したマイクロデバイスとしてのマ
イクロポンプについて図16を参照して説明する。な
お、同図は同マイクロポンプの要部断面説明図である。
このマイクロポンプは、流路基板201と対向基板(対
向部材或いは固定部材)202とをスペーサ部209を
介して重ねて接合した積層構造となっており、流路基板
201には流体が流れる流路203を形成するととも
に、流路203の一壁面を形成する変形可能な可動板2
04(ヘッドの振動板に相当する。)を設け、可動板2
04の対向基板202と接合固定しない部分は可動部分
205となっている。
Next, a micro pump as a micro device to which the actuator portion of the droplet discharge head according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. It should be noted that the figure is a cross-sectional explanatory view of the main parts of the micropump.
This micropump has a laminated structure in which a flow channel substrate 201 and a counter substrate (counter member or fixing member) 202 are stacked and bonded via a spacer portion 209, and a flow channel through which a fluid flows in the flow channel substrate 201. Deformable movable plate 2 which forms 203 and also forms one wall surface of the flow path 203.
04 (corresponding to the diaphragm of the head) is provided, and the movable plate 2 is provided.
A portion of 04, which is not bonded and fixed to the counter substrate 202, is a movable portion 205.

【0072】そして、流路基板201と対向基板202
との間に形成される空間208内には、可動部分205
には絶縁膜206を介して外面側に前記インクジェット
ヘッドと同様に、L字型の2つの第1の電極207aを
設け、対向基板202側にも第2の電極(固定電極)2
07bを設けている。なお、電極の配置構成、材料等は
前述したヘッドの実施形態と同様である。
Then, the flow path substrate 201 and the counter substrate 202
In the space 208 formed between the movable part 205 and
In the same manner as the ink jet head, two L-shaped first electrodes 207a are provided on the outer surface side via an insulating film 206, and a second electrode (fixed electrode) 2 is also provided on the counter substrate 202 side.
07b is provided. The arrangement and materials of the electrodes are the same as in the above-described head embodiment.

【0073】このマイクロポンプの動作原理を説明する
と、前述したように第2の電極207bに対して選択的
にパルス電位を与えることによって第1の電極207a
と第2の電極207b間で静電吸引力が生じるので、第
1の電極207aが変位して可動部分205が流路20
3側に変形する。ここで、可動部分205を図中右側か
ら順次駆動することによって流路203内の流体は、矢
印方向へ流れが生じ、流体の輸送が可能となる。
The operating principle of this micropump will be described. As described above, the first electrode 207a is selectively applied with the pulse potential to the second electrode 207b.
Since an electrostatic attraction force is generated between the second electrode 207b and the second electrode 207b, the first electrode 207a is displaced and the movable portion 205 is moved to the flow path 20.
Deforms to side 3. Here, by sequentially driving the movable part 205 from the right side in the drawing, the fluid in the flow path 203 flows in the direction of the arrow, and the fluid can be transported.

【0074】この場合、本発明に係る液滴吐出ヘッドの
アクチュエータを備えることで、可動部分の変位効率が
向上し、振動板の撓み量を大きくできるので、マイクロ
ポンプの性能が大きく向上する。なお、この実施形態で
は可動部分を複数設けた例を示したが、可動部分は1つ
でも良い。また、輸送効率を上げるために、可動部分間
に1又は複数の弁、例えば逆止弁などを設けることもで
きる。
In this case, by providing the actuator of the droplet discharge head according to the present invention, the displacement efficiency of the movable part is improved and the amount of bending of the diaphragm can be increased, so that the performance of the micropump is greatly improved. In addition, although an example in which a plurality of movable parts is provided is shown in this embodiment, the number of the movable parts may be one. Also, one or more valves, such as a check valve, may be provided between the moving parts to increase transport efficiency.

【0075】次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドのアク
チュエータ部分を適用した光学デバイスの一例について
図17を参照して説明する。なお、同図は同デバイスの
概略構成図である。この光学デバイスは、変形可能なミ
ラー301と対向基板(対向部材あるいは固定部材)3
02とをスペーサ309を介して重ねて接合しており、
ミラー301の対向基板302と接合固定しない部分は
可動部分305となっている。なお、ミラー301表面
は反射率を増加させるため誘電体多層膜や金属膜を形成
すると良い。
Next, an example of an optical device to which the actuator portion of the droplet discharge head according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. The figure is a schematic configuration diagram of the device. This optical device includes a deformable mirror 301 and a counter substrate (a counter member or a fixing member) 3
02 and 02 are overlapped and joined via a spacer 309,
The portion of the mirror 301 that is not bonded and fixed to the counter substrate 302 is a movable portion 305. A dielectric multilayer film or a metal film may be formed on the surface of the mirror 301 to increase the reflectance.

【0076】そして、可動部分305と対向基板302
との間に形成される空間308内には、可動部分305
に絶縁膜306を介して外面側に前記インクジェットヘ
ッドと同様に、L字型の2つの第1の電極307aを設
け、対向基板302側にも第2の電極(固定電極)30
7bを設けている。なお、電極の配置構成、材料等は前
述したヘッドの実施形態と同様である。
Then, the movable portion 305 and the counter substrate 302
In the space 308 formed between
Similarly to the ink jet head, two L-shaped first electrodes 307a are provided on the outer surface side via the insulating film 306, and the second electrode (fixed electrode) 30 is also provided on the counter substrate 302 side.
7b is provided. The arrangement and materials of the electrodes are the same as in the above-described head embodiment.

【0077】この光学デバイスの原理を説明すると、前
述したように第2の電極307bに対して選択的にパル
ス電位を与えることによって、第1の電極307aと第
2の電極307b間で静電吸引力が生じるので、第1の
電極307aが変位することによって可動部分305が
凸状に変形して凸面ミラーとなる。したがって、光源3
10からの光がレンズ311を介してミラー301に照
射した場合、ミラー301を駆動しないときには、光は
入射角と同じ角度で反射するが、ミラー301の可動部
分305を駆動した場合はその可動部分305が凸面ミ
ラーとなるので反射光は発散光となる。これにより光変
調デバイスが実現できる。
Explaining the principle of this optical device, as described above, by selectively applying a pulse potential to the second electrode 307b, electrostatic attraction between the first electrode 307a and the second electrode 307b is performed. Since a force is generated, the movable portion 305 is deformed into a convex shape by the displacement of the first electrode 307a and becomes a convex mirror. Therefore, the light source 3
When the light from 10 irradiates the mirror 301 through the lens 311, the light is reflected at the same angle as the incident angle when the mirror 301 is not driven, but when the movable portion 305 of the mirror 301 is driven, the movable portion is moved. Since 305 serves as a convex mirror, the reflected light becomes divergent light. Thereby, an optical modulation device can be realized.

【0078】そして、本発明の液滴吐出ヘッドのアクチ
ュエータを備えることで可動部分の変位効率が向上し、
可動部分の撓み量を大きくできるので、光学ミラーの性
能を大きく向上させることができる。
By providing the actuator of the droplet discharge head of the present invention, the displacement efficiency of the movable portion is improved,
Since the amount of bending of the movable portion can be increased, the performance of the optical mirror can be greatly improved.

【0079】そこで、この光学デバイスを応用した例を
図18をも参照して説明する。この例は、上述した光学
デバイスを2次元に配列し、各ミラーの可動部分305
を独立して駆動するようにしたものである。なお、ここ
では、4×4の配列を示しているが、これ以上配列する
ことも可能である。
Therefore, an example in which this optical device is applied will be described with reference to FIG. In this example, the above-mentioned optical devices are arranged two-dimensionally, and the movable portion 305 of each mirror is arranged.
Is driven independently. Although a 4 × 4 array is shown here, more arrays are possible.

【0080】したがって、前述した図17と同様に、光
源310からの光はレンズ311を介してミラー301
に照射され、ミラー301を駆動していないところに入
射した光は、投影用レンズ312へ入射する。一方、第
2の電極307bに電圧を印加してミラー301の可動
部分305を変形させているところは凸面ミラーとなる
ので光は発散し投影用レンズ312にほとんど入射しな
い。この投影用レンズ312に入射した光はスクリーン
(図示しない)などに投影され、スクリーンに画像を表
示することができる。
Therefore, as in the case of FIG. 17 described above, the light from the light source 310 passes through the lens 311 and the mirror 301.
The light that is applied to the area where the mirror 301 is not driven enters the projection lens 312. On the other hand, a portion where the movable portion 305 of the mirror 301 is deformed by applying a voltage to the second electrode 307b becomes a convex mirror, so that light diverges and hardly enters the projection lens 312. The light incident on the projection lens 312 is projected on a screen (not shown) or the like, and an image can be displayed on the screen.

【0081】なお、上記実施形態においては、液滴吐出
ヘッドとしてインクジェットヘッドに適用した例で説明
したが、インクジェットヘッド以外の液滴吐出ヘッドと
して、例えば、液体レジストを液滴として吐出する液滴
吐出ヘッド、DNAの試料を液滴として吐出する液滴吐
出ヘッドなどの他の液滴吐出ヘッドにも適用できる。ま
た、液滴吐出ヘッドを構成するアクチュエータは、マイ
クロポンプ、光学デバイス(光変調デバイス)以外に
も、マイクロスイッチ(マイクロリレー)、マルチ光学
レンズのアクチュエータ(光スイッチ)、マイクロ流量
計、圧力センサなどにも適用することができる。
In the above-described embodiment, an example in which the ink-jet head is used as the liquid-drop discharge head has been described. However, as a liquid-drop discharge head other than the ink-jet head, for example, a liquid-drop discharge for discharging a liquid resist as a liquid drop. The present invention can also be applied to other droplet discharge heads such as a head and a droplet discharge head that discharges a DNA sample as droplets. In addition to the micro pump and the optical device (light modulation device), the actuators that compose the droplet discharge head include micro switches (micro relays), multi-optical lens actuators (optical switches), micro flow meters, pressure sensors, etc. Can also be applied to.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液滴
吐出ヘッドによれば、振動板に第1の電極を設け、振動
板に対向する固定部に第2の電極を設け、第1の電極と
第2の電極との間で振動板と略平行な方向の静電力を発
生させることで振動板を変形させるので、低コストで、
大きな振動板変位を得られて滴吐出効率が高く、高密度
化が可能なヘッドが得られる。
As described above, according to the droplet discharge head of the present invention, the diaphragm is provided with the first electrode, and the fixed portion facing the diaphragm is provided with the second electrode. Since the diaphragm is deformed by generating an electrostatic force in a direction substantially parallel to the diaphragm between the electrode and the second electrode, at low cost,
A large vibration plate displacement can be obtained, a droplet ejection efficiency is high, and a head capable of high density can be obtained.

【0083】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、振
動板に第1の電極を設け、振動板に対向する固定部に第
2の電極を設け、第1の電極と前記第2の電極との間に
圧電材料を封入し、圧電材料の逆圧電効果で振動板を変
形させるので、低コストで、大きな振動板変位を得られ
て滴吐出効率が高く、高密度化が可能なヘッドが得られ
る。
According to the droplet discharge head of the present invention, the vibrating plate is provided with the first electrode, the fixing portion facing the vibrating plate is provided with the second electrode, and the first electrode and the second electrode are provided. Since a piezoelectric material is enclosed between the and, and the diaphragm is deformed by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric material, a large displacement of the diaphragm can be obtained at a low cost, a droplet ejection efficiency is high, and a head capable of high density can be obtained. can get.

【0084】本発明に係るインクジェット記録装置によ
れば、インク滴を吐出するインクジェットヘッドが本発
明に係る液滴吐出ヘッドである構成としたので、高画質
記録を行うことができる。
According to the ink jet recording apparatus of the present invention, since the ink jet head for ejecting ink droplets is the liquid droplet ejection head of the present invention, high image quality recording can be performed.

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

【図1】本発明の液滴吐出ヘッドの第1実施形態に係る
インクジェットヘッドの分解斜視説明図
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating an inkjet head according to a first embodiment of a droplet discharge head of the invention.

【図2】同ヘッドの振動板短手方向に沿う断面説明図FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view of the same head taken along the lateral direction of the diaphragm.

【図3】同ヘッドの作用説明に供する要部拡大断面説明
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional explanatory view of an essential part for explaining the operation of the head.

【図4】同第2実施形態に係るインクジェットヘッドの
振動板短手方向に沿う断面説明図
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view taken along the lateral direction of the diaphragm of the inkjet head according to the second embodiment.

【図5】同ヘッドの製造工程の一例を説明する説明図FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a manufacturing process of the head.

【図6】図5に続く工程を説明する説明図FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a step following FIG.

【図7】図6に続く工程を説明する説明図FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a step following FIG.

【図8】同第3実施形態に係るインクジェットヘッドの
振動板短手方向に沿う断面説明図
FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view taken along the lateral direction of the diaphragm of the inkjet head according to the third embodiment.

【図9】同ヘッドの作用説明に供する駆動波形の説明図FIG. 9 is an explanatory diagram of drive waveforms for explaining the operation of the head.

【図10】同ヘッドの作用説明に供する要部拡大説明図FIG. 10 is an enlarged explanatory view of a main part for explaining the operation of the head.

【図11】同ヘッドの作用説明に供する要部拡大説明図FIG. 11 is an enlarged explanatory view of a main part for explaining the operation of the head.

【図12】同第4実施形態に係るインクジェットヘッド
の振動板短手方向に沿う断面説明図
FIG. 12 is an explanatory cross-sectional view taken along the lateral direction of the diaphragm of the inkjet head according to the fourth embodiment.

【図13】本発明に係る液滴吐出ヘッドを含むインクカ
ートリッジ一体型ヘッドの説明に供する斜視説明図
FIG. 13 is a perspective explanatory view for explaining an ink cartridge integrated head including a droplet discharge head according to the present invention.

【図14】本発明に係るインクジェット記録装置の一例
を説明する斜視説明図
FIG. 14 is a perspective explanatory view illustrating an example of an inkjet recording apparatus according to the present invention.

【図15】同記録装置の機構部の説明図FIG. 15 is an explanatory diagram of a mechanical section of the recording apparatus.

【図16】本発明に係る液滴吐出ヘッドのアクチュエー
タ部分を適用したマイクロポンプの一例を説明する説明
FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating an example of a micropump to which the actuator portion of the droplet discharge head according to the present invention is applied.

【図17】本発明に係る液滴吐出ヘッドのアクチュエー
タ部分を適用した光学デバイスの一例を説明する説明図
FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating an example of an optical device to which the actuator portion of the droplet discharge head according to the present invention is applied.

【図18】同光学デバイスを用いた光変調デバイスの一
例を説明する斜視説明図
FIG. 18 is a perspective explanatory view illustrating an example of a light modulation device using the optical device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1基板、2…第2基板、3…ノズル板、4…ノズ
ル孔、6…吐出室、7…流体抵抗部、8…共通液室、1
0…振動板、12…スペーサ部材、14…第1の電極、
15、16…第2の電極、100…インクカートリッジ
一体型ヘッド、124…記録ヘッド、201…流路基
板、203…流路、205…可動部分、207…電極、
301…ミラー、305…可動部分、307…電極。
1 ... 1st substrate, 2 ... 2nd substrate, 3 ... Nozzle plate, 4 ... Nozzle hole, 6 ... Discharge chamber, 7 ... Fluid resistance part, 8 ... Common liquid chamber, 1
0 ... Vibration plate, 12 ... Spacer member, 14 ... First electrode,
15, 16 ... Second electrode, 100 ... Ink cartridge integrated head, 124 ... Recording head, 201 ... Flow path substrate, 203 ... Flow path, 205 ... Movable part, 207 ... Electrode,
301 ... Mirror, 305 ... Movable part, 307 ... Electrode.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液滴を吐出するノズルが連通する加圧室
の少なくとも1つの壁面を形成する振動板を備え、この
振動板を変形させることで前記液滴を吐出させる液滴吐
出ヘッドにおいて、前記振動板に第1の電極を設け、前
記振動板に対向する固定部に第2の電極を設け、前記第
1の電極と前記第2の電極との間で前記振動板と略平行
な方向の静電力を発生させることで前記振動板を変形さ
せることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
1. A droplet discharge head comprising a vibrating plate forming at least one wall surface of a pressurizing chamber communicating with a nozzle for ejecting a droplet, and deforming the vibrating plate to eject the droplet. A first electrode is provided on the diaphragm, a second electrode is provided on a fixed portion facing the diaphragm, and a direction substantially parallel to the diaphragm is provided between the first electrode and the second electrode. A droplet discharge head, characterized in that the diaphragm is deformed by generating the electrostatic force.
【請求項2】 請求項1に記載の液滴吐出ヘッドにおい
て、前記第1の電極は前記振動板面に対して略垂直な方
向に長い部分を有することを特徴とする液滴吐出ヘッ
ド。
2. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the first electrode has a portion that is long in a direction substantially perpendicular to the vibration plate surface.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の液滴吐出ヘッド
において、前記第1の電極は断面略L字型であることを
特徴とする液滴吐出ヘッド。
3. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the first electrode has a substantially L-shaped cross section.
【請求項4】 請求項3に記載の液滴吐出ヘッドにおい
て、前記断面L字型の第1の電極は前記振動板面に略垂
直な方向の部分の長さよりも前記振動板と略平行な方向
の部分の長さが長いことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. The droplet discharge head according to claim 3, wherein the first electrode having an L-shaped cross section is substantially parallel to the vibrating plate rather than a length of a portion in a direction substantially perpendicular to the vibrating plate surface. A droplet discharge head characterized in that the length of the portion in the direction is long.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の液
滴吐出ヘッドにおいて、前記第2の電極は前記第1の電
極の内側に配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘ
ッド。
5. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the second electrode is arranged inside the first electrode.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の液
滴吐出ヘッドにおいて、前記第2の電極は前記第1の電
極の外側に配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘ
ッド。
6. The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the second electrode is arranged outside the first electrode.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の液
滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板のヤング率が1E4
MP以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
7. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the diaphragm has a Young's modulus of 1E4.
A droplet discharge head characterized by being equal to or lower than MP.
【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載の液
滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板は絶縁性有機高分子
材料からなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
8. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the vibrating plate is made of an insulating organic polymer material.
【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかに記載の液
滴吐出ヘッドにおいて、前記第2の電極は支点部分が前
記振動板に固定されていないことを特徴とする液滴吐出
ヘッド。
9. The droplet discharge head according to claim 1, wherein a fulcrum portion of the second electrode is not fixed to the vibration plate.
【請求項10】 液滴を吐出するノズルが連通する加圧
室の少なくとも1つの壁面を形成する振動板を備え、こ
の振動板を変形させることで前記液滴を吐出させる液滴
吐出ヘッドにおいて、前記振動板に第1の電極を設け、
前記振動板に対向する固定部に第2の電極を設け、前記
第1の電極と前記第2の電極との間に圧電材料を封入
し、前記圧電材料の逆圧電効果で前記振動板を変形させ
ることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
10. A droplet discharge head comprising a vibrating plate forming at least one wall surface of a pressurizing chamber communicating with a nozzle for ejecting a droplet, and deforming the vibrating plate to eject the droplet. A first electrode is provided on the diaphragm,
A second electrode is provided on a fixed portion facing the diaphragm, a piezoelectric material is enclosed between the first electrode and the second electrode, and the diaphragm is deformed by an inverse piezoelectric effect of the piezoelectric material. A liquid droplet ejection head, characterized in that
【請求項11】 インク滴を吐出させるインクジェット
ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、前記
インクジェットヘッドが請求項1ないし10のいずれか
に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とするインク
ジェット記録装置。
11. An ink jet recording apparatus having an ink jet head for ejecting ink droplets, wherein the ink jet head is the liquid droplet ejecting head according to any one of claims 1 to 10.
JP2002158530A 2002-05-31 2002-05-31 Droplet discharge head and ink jet recording apparatus Pending JP2003341055A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002158530A JP2003341055A (en) 2002-05-31 2002-05-31 Droplet discharge head and ink jet recording apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002158530A JP2003341055A (en) 2002-05-31 2002-05-31 Droplet discharge head and ink jet recording apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003341055A true JP2003341055A (en) 2003-12-03

Family

ID=29773751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002158530A Pending JP2003341055A (en) 2002-05-31 2002-05-31 Droplet discharge head and ink jet recording apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003341055A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006006096A (en) * 2004-05-19 2006-01-05 Brother Ind Ltd Piezoelectric actuator, inkjet head equipped with this piezoelectric actuator, and method of manufacturing piezoelectric actuator
US7732989B2 (en) 2004-05-19 2010-06-08 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Piezoelectric actuator with terminals on common plane, ink-jet head provided with the same, ink-jet printer, and method for manufacturing piezoelectric actuator

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006006096A (en) * 2004-05-19 2006-01-05 Brother Ind Ltd Piezoelectric actuator, inkjet head equipped with this piezoelectric actuator, and method of manufacturing piezoelectric actuator
US7732989B2 (en) 2004-05-19 2010-06-08 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Piezoelectric actuator with terminals on common plane, ink-jet head provided with the same, ink-jet printer, and method for manufacturing piezoelectric actuator
US8732921B2 (en) 2004-05-19 2014-05-27 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing piezoelectric actuator
US9302467B2 (en) 2004-05-19 2016-04-05 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Laminated piezoelectric actuator for an ink-jet head
US10340439B2 (en) 2004-05-19 2019-07-02 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing piezoelectric actuator
US10978634B2 (en) 2004-05-19 2021-04-13 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing piezoelectric actuator
US11711981B2 (en) 2004-05-19 2023-07-25 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Piezoelectric actuator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009274226A (en) Liquid droplet ejecting head, ink cartridge, image forming apparatus, piezoelectric actuator, micropump, and light modulating device
JP2004066652A (en) Droplet discharge head, ink cartridge and ink jet recording apparatus
JP4282342B2 (en) Droplet discharge head and apparatus using the droplet discharge head
JP2004001110A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, ink jet recording apparatus, and micro device
JP2003341055A (en) Droplet discharge head and ink jet recording apparatus
JP2003211394A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head and inkjet recording device, micropump, optical device
JP2003245897A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, and ink jet recording apparatus
JP2003276194A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, and ink jet recording apparatus
JP4111809B2 (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head and manufacturing method thereof, ink cartridge, inkjet recording apparatus, micropump, optical device, image forming apparatus, and apparatus for discharging droplets
JP4043895B2 (en) Method for manufacturing droplet discharge head
JP4138420B2 (en) Droplet ejection head, inkjet recording apparatus, image forming apparatus, and apparatus for ejecting droplets
JP2003260795A (en) Droplet discharge head and ink jet recording apparatus
JP3904438B2 (en) Droplet ejection head, ink cartridge, ink jet recording apparatus, microactuator, micropump, optical device, image forming apparatus, apparatus for ejecting droplets
JP2003182070A (en) Droplet discharge head and manufacturing method thereof, ink cartridge, ink jet recording apparatus, microactuator, micropump, optical device
JP2003246070A (en) Droplet discharge head, method of manufacturing the same, ink jet recording apparatus, and micro device
JP2003266696A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, and ink jet recording apparatus
JP2003259662A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, and ink jet recording apparatus
JP4115210B2 (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head and manufacturing method thereof, ink cartridge, micropump, optical device, image forming apparatus, and droplet discharge apparatus
JP2003266695A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, and ink jet recording apparatus
JP2003211393A (en) Micro actuator, droplet discharge head, ink cartridge, ink jet recording device, micro pump, optical device
JP2003276191A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, and ink jet recording apparatus
JP2003246056A (en) Electrostatic actuator, liquid drop discharge head and inkjet recorder
JP2003205609A (en) Droplet discharge head, ink cartridge, inkjet recording device, microactuator, micropump, optical device
JP3957054B2 (en) Droplet ejection head, ink cartridge, ink jet recording apparatus, microactuator, micropump, optical device, image forming apparatus, apparatus for ejecting droplets
JP2004066606A (en) Droplet discharge head, method of manufacturing the same, and ink jet recording apparatus