JPH05278212A - 電界アシスト型インクジェット記録用ヘッド - Google Patents

電界アシスト型インクジェット記録用ヘッド

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JPH05278212A
JPH05278212A JP11213792A JP11213792A JPH05278212A JP H05278212 A JPH05278212 A JP H05278212A JP 11213792 A JP11213792 A JP 11213792A JP 11213792 A JP11213792 A JP 11213792A JP H05278212 A JPH05278212 A JP H05278212A
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JP
Japan
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ink
recording head
electric field
electrode
meniscus
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JP11213792A
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English (en)
Inventor
Zenichi Akiyama
善一 秋山
Sachiko Kimura
祥子 木村
Itaru Fujimura
格 藤村
Hiromichi Komai
博道 駒井
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 本発明の目的は、高解像度の電界アシスト型
ピエゾインクジェット記録用ヘッドを提供することにあ
る。 【構成】 インクキャビティ2と、インクキャビティ内
2に、電界による体積変化によりインクメニスカス3を
形成することのできるピエゾ素子1ならびにインクメニ
スカス3を帯電させるインク帯電用電極4とを有する電
界アシスト型インクジェット記録用ヘッドにおいて、1
ビットに1つのピエゾ素子1を実装し、各ビットを独立
して制御するように構成したことを特徴とする電界アシ
スト型インクジェット記録用ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、インクジェット記録方式におけ
るインク記録用ヘッドに関する。
【0002】
【従来技術】インクジェット記録方式における既存の記
録方法としては、ワイヤードットプリンタ、感熱記録
法、レーザプリンタ等の種々のものがある。ワイヤード
ット方式は印字速度が遅く、印字に際し騒音を伴い、印
字品位(解像度)が低い反面、比較的低コストである。
感熱記録方式は特殊な記録紙、または記録媒体を必要と
するため、この点他方式より劣ると言える。レーザプリ
ンタは現状の記録方式の中で最も優れている反面、コス
トが高く、複雑な記録機構を有するため、装置の短小軽
薄化において制約がある。このため、インクジェット記
録方式が注目されている。すなわち、レーザプリンタに
近い高解像度が得られ、コストはレーザプリンタとワイ
ヤードットの中間で、無騒音、普通紙への印字が可能だ
からである。インクジェット方式〔ここではオンデマン
ド型インクジェット(DOD−IJ)のマルチノズルに
関して〕は大別すると次の2種に分類できる。積層ピエ
ゾの電界による体積変化をインク吹き出しに利用する積
層ピエゾ型と静電型である。ピエゾアシスト型静電方式
の例としては、例えば、特公昭50−34424があ
り、また、内壁に多数の電極を有する細長いスリット状
の開口にインクを保持し、選択した電極に高電圧を印加
したとき、外部電極間に生じる静電気力でインクをスリ
ット状開口より外部に引き出し、印字させるインクジェ
ット記録用ヘッドを紹介した特公昭60−59871号
がある。積層ピエゾ型はピエゾセラミックスの電界によ
る体積変化を直接インク吹き出しに利用するため、通常
厚さ50μmのピエゾセラミックスを6層ほど積層し交
差指電極により各層の体積変化を積算することで低い駆
動電圧(約30V)に於いて十分な体積変化を得てい
る。しかしマルチノズルをこの方法で形成する場合、積
層ピエゾセラミックスの機械加工(ダイシング)により
マルチ化を行うため、高密度化に制約を受ける。その理
由は前述の積層ピエゾセラミックス6層と各交差指電極
の膜厚分を加算したダイシング切り出し深さは、およそ
600μm程になり、その切り出し最小ピッチ(切り出
し深さに比例して増加する)は35μm程となる。従っ
てこの積層ピエゾ型の高密度化は200dpiが限界で
ある。また積層ピエゾセラミックスは高価であることも
製品化しにくい一因となっている。一方、積層ピエゾセ
ラミックスではなく、50μmのピエゾセラミックス単
層に於いては切り出し深さの減少に伴い加工ピッチは1
5μm程になり、400dpi以上の加工が可能になる
反面、インクを吹き出させるに十分な体積変化が得られ
ず実現は不可能である。一方静電型はインク滴1ドット
に相当するビットの形成は、積層ピエゾ型では機械加工
による切り出しが必要であるのに対しこの方式では必要
とせず、そのかわりパターニングした電極を細長いスリ
ット状キャビティに埋め込むことでノズルの代用をして
いる。この方式による印字メカニズムは以下である。内
壁に多数の電極を有する細長いスリット状の開口にイン
クを保持し、インクタンクに一定圧を加えておき、イン
クメニスカスを開口部に形成しておく。次に選択した電
極に高電圧を印加することで近傍のインクを帯電させ、
外部電極間に生じる静電気力でインクをスリット状開口
より外部に引き出し、印字させるものである。したがっ
てこの方式によれば、電極のパターニングが解像度の律
速にもなり、この点において400dpi以上の高解像
度化は可能である。しかしインクメニスカス部はスリッ
ト状の端部、及び中央部ではインクの表面張力により一
様でなく、又選択した電極近傍のインクの帯電状態は再
現性に乏しく、したがって200dpi以上の解像度に
おいては制約を受ける。したがって現状のインクジェッ
ト方式による高品位記録は300dpi以下しか実現で
きないことがいえる。
【0003】
【目的】本発明は、高解像度の電界アシスト型ピエゾイ
ンクジェット記録用ヘッドの提供を目的とする。
【0004】
【構成】本発明は、インクジェット記録方式におけるイ
ンク記録用ヘッドに関するものである。本発明の特徴
は、帯電したインクをバイアス電界により紙面上に引き
出し印字する静電型インクジェット方式に於いて、1ビ
ットに1つの電気−圧力変換素子(ピエゾ素子)を実装
し各ビットを独立で制御することを特徴としている。本
発明のインク記録用ヘッドの基本的構成およびその記録
メカニズムを図1に基づいて具体的に説明する。本発明
のインク記録用ヘッドは図1に示すように、その基本的
構成として、インクキャビティ2内に、電界による体積
変化によりインクキャビテイ2のインク吹き出し口にイ
ンクメニスカス3を形成することのできるピエゾ素子、
前記インクメニスカス3を形成しているインク部を帯電
させるインク帯電用電極4およびインク吹き出し方向に
設置した外部バイアス電極5を有するものである。前記
のインク記録用ヘッドの記録メカニズムは、ピエゾ素子
1の電界による体積変化により、インクキャビティ2の
インク吹き出し口にインクメニスカス3を形成し、次に
インク吹き出し口近傍に設置したインク帯電用電極4に
よりメニスカスを形成しているインク部を帯電させ、イ
ンク吹き出し方向に設置した外部バイアス電極5に高電
界をかけることによりインクを外方向に噴出させる。前
記の方式の特徴として従来の積層ピエゾ型とは異なり、
ピエゾ素子はインクメニスカスを形成させるのに必要な
体積変化のみ要求となるので、従来の積層ピエゾ型に必
要とされた大きな体積変化(変位)は不要となり、従っ
て、積層ピエゾ素子ではなく単層ピエゾ素子で充分とな
る。このことは従来積層ピエゾ素子を機械加工により6
00μm程ビット形成に切り出してたのが50μm以下
の単層ピエゾ素子の機械加工で良くなり、従って加工精
度が従来より飛躍的に向上(約35μmが15μmに減
少)し、従って400dpi以上の高密度化が可能とな
る。従来の積層ピエゾセラッミックスは、製造工程にお
いて大面積化に制約を受けていたが、本発明の前記のよ
うな電界アシスト型ピエゾ方式では、シート状のセラミ
ックスが使用できるため、現在のセラミックス製造技術
で用紙サイズに相当する大きさの大面積化が可能となり
〔例えばA4ライン幅(マージンを含めて218m
m)〕、インク記録用ヘッドを主走査方向に全域にわた
って集積化実装することができる。本発明のピエゾ素子
を構成する圧電体セラミックスとしては、ペロブスカイ
ト結晶構造(ABO3)をとる鉛系複合酸化物で、Pb
(Zr,Ti)O3すなわちPZTで代表される圧電体
セラミックスであり、このPZTを主成分として、S
r,Nb,La,Bi等種々の添加物を加えたものが利
用できる。Pb(Ti,Zr)O3系固溶体にさらに複
合ペロブスカイト酸化物であるPb(MgxNby)O
3(x=1/3、y=2/3)等を固溶させたセラミッ
クス、あるいはPbTiO3系のセラミックスも挙げら
れる。次に実施例に基づき本発明を説明するが、本発明
は、これら実施例のものに限定されるものではない。
【0005】
【実施例】
実施例1 圧電材料の1種であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)
系セラミックス、例えば東キン社製:ネペック〈NP
M〉N−10(電極付き、寸法10×50mm)を支持
基板上に接着後、PZT板厚が50μm程になるまで研
磨する〔図2(a)〕。電極を形成した後ダイシングソ
ーによるビット形成をし〔図2(b)〕さらに感光性ポ
リマーを用いたリソグラフィー技術によりキャビティー
用ピラーを形成する。次に圧電素子と電極のインクから
の絶縁処理を施した後、上部板の接着により図2(c)
に示す素子を形成する。次にインク帯電用電極をパター
ニングしたノズルプレートを接着し、各電極を各々電
源、及び駆動用ICに接続することで本発明のヘッドを
得る。全体図を図3に示す。また図2に示した寸法は4
00dpi対応のものである。
【0006】実施例2 実施例1においてポリマーピラーを形成したが、射出成
型によるインクキャビティ加工プラスチックを接着し、
同様なヘッド構成を得た(図4)。
【0007】実施例3 実施例1と同様にPZT板厚が50μm程になるまで研
磨した後、インク流路用溝加工としてダイシングソーに
よる切削加工を施した後電極を形成する〔図5
(a)〕。更にビット分離用にダイシング加工し、また
この時、先ほど形成した電極の個別化を行ない圧電素子
と電極のインクからの絶縁処理を施した後、上部板の接
着により、同様なヘッド構成を得た。このように作製し
たヘッドを以下に示す条件で駆動させた。 圧電素子駆動電源(駆動用IC)V1は30V、インク
メニスカス帯電用電源V2は500V、バイアス電源V3
を1500Vとして印字を行なったところ、印字速度2
50字/秒の高速印字が可能となった。
【0008】実施例4 先の実施例に示すシリアルヘッドをA4幅(マージンを
含めて218mm)に実装したフルマルチヘッドを試作
した。このヘッドを同様な駆動方式で印字させた時5C
PM(1分間に5枚の速度)が実現できた。
【0009】
【効果】
(1)高解像度、高印字速度のインクジェットプリンタ
ー記録用ヘッドを低コストで得られる。 (2)レーザプリンタに比べ小型化に適しており、さら
にこのヘッドを4つ(イエロー、シアン、マゼンタ、ブ
ラック)実装することでカラー化が可能となる。 (3)従来の静電型方式で問題となっていたインクメニ
スカスの制御性、及びそれに引き続くインクメニスカス
の帯電の安定性、再現性は各ビットが各ピエゾ素子によ
り独立制御されるため、これも飛躍的に改良される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電界アシスト型ピエゾインクジェット
記録用ヘッドの基本構成を示す図である。
【図2】実施例1で作製する本発明の記録用ヘッドおよ
びその作成部材を示す図である。 (a)下部共通電極付き基板上に、圧電材料〔チタン酸
ジルコン酸鉛(PZT)〕を積層したものを示す図であ
る。 (b)電極を付けた前記(a)の積層物より形成したビ
ットの構成を示す図である。 (c)前記(b)の各ビットを絶縁処理し、キャビティ
ー用ピラーおよび上部板を接着した記録用ヘッドであ
る。
【図3】実施例1で作成した記録用ヘッドを使用した、
記録装置の全体図を示す。
【図4】図2(c)の記録用ヘッドにおいて、ポリマー
ピラーの代りに射出成型によるインクキャビティ加工プ
ラスチックを接着した記録用ヘッドを示す。
【図5】実施例3で作成する本発明の記録用ヘッドおよ
びその作成部材を示す図である。 (a)下部共通電極付き基板上に積層したPZT板を切
削加工したものに電極を形成したものを示す図である。 (b)前記(a)をダイシング加工によりビット分離し
て形成した各ビットを絶縁処理し、上部板を接着した記
録用ヘッドである。
【符号の説明】
1 ピエゾ素子 2 インクキャビテイ 3 インクメニスカス 4 インク帯電用電極 5 外部バイアス用電極 11 PZT系セラミックス 12 下部共通電極 13 支持基板 14 個別化セラミックス 15 上部個別電極 16 感光性ポリマーピラー 17 キャビティ形成上部板 18 射出成形プラスチック 19 上部電極 20 インク 21 記録紙 22 外部バイアス電極 23 PZT 24 インク滴 V1 圧電素子駆動用電源 V2 インクメニスカス帯電用電源 V3 バイアス電源
フロントページの続き (72)発明者 駒井 博道 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクキャビティ(a)と、該インクキ
    ャビティ内に、電界による体積変化によりインクメニス
    カスを形成することのできるピエゾ素子(b)ならびに
    前記インクメニスカスを帯電させるインク帯電用電極
    (c)とを有する電界アシスト型インクジェット記録用
    ヘッドにおいて、1ビットに1つのピエゾ素子を実装
    し、各ビットを独立して制御するように構成したことを
    特徴とする電界アシスト型インクジェット記録用ヘッ
    ド。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のインク記録用ヘッドが、
    主走査方向の全域にわたって、集積化実装されている電
    界アシスト型インクジェット記録用ヘッド。
JP11213792A 1992-04-03 1992-04-03 電界アシスト型インクジェット記録用ヘッド Pending JPH05278212A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6309050B1 (en) 1998-09-08 2001-10-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ink jet recording apparatus having deflection means for deflecting droplets of ink emitted through a nozzle
WO2004028813A1 (ja) 2002-09-24 2004-04-08 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体吐出装置
WO2004028815A1 (ja) * 2002-09-24 2004-04-08 Konica Minolta Holdings, Inc. 静電吸引型液体吐出ヘッドの製造方法、ノズルプレートの製造方法、静電吸引型液体吐出ヘッドの駆動方法、静電吸引型液体吐出装置及び液体吐出装置
WO2006067966A1 (ja) 2004-12-20 2006-06-29 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体吐出ヘッド、液体吐出装置および液体吐出方法
WO2007099774A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出方法
WO2007099773A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体吐出ヘッド及び液体吐出方法
US7695110B2 (en) 2004-12-22 2010-04-13 Konica Minolta Holdings, Inc. Liquid ejection apparatus
US8047638B2 (en) 2005-05-11 2011-11-01 Konica Minolta Holdings, Inc. Liquid ejecting apparatus

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6309050B1 (en) 1998-09-08 2001-10-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ink jet recording apparatus having deflection means for deflecting droplets of ink emitted through a nozzle
US7314185B2 (en) 2002-09-24 2008-01-01 Konica Minolta Holdings, Inc. Liquid jetting device
WO2004028813A1 (ja) 2002-09-24 2004-04-08 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体吐出装置
WO2004028815A1 (ja) * 2002-09-24 2004-04-08 Konica Minolta Holdings, Inc. 静電吸引型液体吐出ヘッドの製造方法、ノズルプレートの製造方法、静電吸引型液体吐出ヘッドの駆動方法、静電吸引型液体吐出装置及び液体吐出装置
US7449283B2 (en) 2002-09-24 2008-11-11 Sharp Kabushiki Kaisha Producing method of electrostatic sucking type liquid jetting head, producing method of nozzle plate, driving method of electrostatic sucking type liquid jetting head, electrostatic sucking type liquid jetting apparatus and liquid jetting apparatus
WO2006067966A1 (ja) 2004-12-20 2006-06-29 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体吐出ヘッド、液体吐出装置および液体吐出方法
US7690766B2 (en) 2004-12-20 2010-04-06 Konica Minolta Holdings, Inc. Liquid ejection head, liquid ejection device and liquid ejection method
US7695110B2 (en) 2004-12-22 2010-04-13 Konica Minolta Holdings, Inc. Liquid ejection apparatus
US8047638B2 (en) 2005-05-11 2011-11-01 Konica Minolta Holdings, Inc. Liquid ejecting apparatus
WO2007099773A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体吐出ヘッド及び液体吐出方法
WO2007099774A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Konica Minolta Holdings, Inc. 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出方法
US7938510B2 (en) 2006-02-28 2011-05-10 Konica Minolta Holdings, Inc. Liquid ejection head and liquid ejection method
US8020971B2 (en) 2006-02-28 2011-09-20 Konica Minolta Holdings, Inc. Liquid ejection head, liquid ejection apparatus and liquid ejection method
JP4930506B2 (ja) * 2006-02-28 2012-05-16 コニカミノルタホールディングス株式会社 液体吐出ヘッド及び液体吐出方法
JP4930507B2 (ja) * 2006-02-28 2012-05-16 コニカミノルタホールディングス株式会社 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出方法

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