JPH11300975A - Liquid atomizer - Google Patents
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- JPH11300975A JPH11300975A JP11122098A JP11122098A JPH11300975A JP H11300975 A JPH11300975 A JP H11300975A JP 11122098 A JP11122098 A JP 11122098A JP 11122098 A JP11122098 A JP 11122098A JP H11300975 A JPH11300975 A JP H11300975A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電力を用いて液
体を微粒子化する装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for atomizing liquid using electrostatic force.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液体を微粒子化する一般的な方法として
は、従来から噴霧ノズルのように液体の圧力エネルギー
を運動エネルギーに変換し小孔から高速噴射することに
より微粒子化する方法や、スプレーのように空気やガス
などの高速気流によって微粒子化する方法や、回転カッ
プのように高速で回転するカップ等に液体を供給して遠
心力により回転体表面から微粒子化する方法や、液体に
圧力を加えながらその液体の流路であるノズルに外部か
ら振動を与えたり液体中の超音波振動子による超音波に
よる振動エネルギーにより微粒子化する方法や、圧力の
加わった液体の流路となる微小径のノズルに数ｋｖ〜数
十ｋｖの電圧を印加し、圧力と静電力により微粒子化す
る方法等があり、工業、農業、医療などの分野で目的に
応じて使用されている。2. Description of the Related Art As a general method of atomizing a liquid, a method of converting pressure energy of a liquid into kinetic energy and spraying the liquid at a high speed from a small hole as in a spray nozzle, or a method of spraying a liquid, has conventionally been used. A method of atomizing by a high-speed air current such as air or gas, a method of supplying liquid to a high-speed rotating cup such as a rotating cup and atomizing from the surface of a rotating body by centrifugal force, A method of externally applying vibration to the nozzle, which is the flow path of the liquid, or atomizing by the vibration energy of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic vibrator in the liquid. There is a method of applying a voltage of several kV to several tens of kV to the nozzle and atomizing by pressure and electrostatic force, etc., and is used according to the purpose in fields such as industry, agriculture, and medical care. That.
【０００３】ところで画像形成装置に応用されている方
法としては、例えば特開昭６０−７９９６３号公報に開
示されているように、インク室側に設けられインクに埋
没した電極と記録紙を挟んだ対向する側に設けられた対
向電極とに電圧を印加することによって発生する力を作
用させることによって、液体を微粒子化して吐出する方
法がある。As a method applied to an image forming apparatus, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-79963, a recording paper is sandwiched between an electrode provided on the ink chamber side and buried in ink. There is a method in which a force generated by applying a voltage to an opposing electrode provided on the opposing side is applied to make the liquid finer and eject the liquid.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記記
載の噴霧ノズル、スプレー、回転カップ等を用いた方法
では、生成された微粒子の粒子径のばらつきが大きく、
また同時に大量に生成され、粒子の生成を１個ずつ制御
することができない。この粒子径のばらつきの課題に対
しては、液体に圧力を加えながら、その液体の流路であ
るノズルに外部から振動を与える方法や液体中の超音波
振動子と液面のメッシュにより微粒子化する方法や、圧
力の加わった液体の流路となる微小径のノズルに数ｋＶ
〜数十ｋＶの電圧を印加し、圧力と静電力により微粒子
化する方法によりかなり解決されるが、微粒子は連続的
に生成され１個ずつ制御することができない。However, in the method using the above-described spray nozzle, spray, rotating cup, etc., the generated fine particles have large variations in particle diameter,
At the same time, they are generated in large quantities, and the generation of particles cannot be controlled one by one. To solve the problem of particle size variation, a method is used in which pressure is applied to the liquid while externally applying vibration to the nozzle, which is the flow path of the liquid, or an ultrasonic vibrator in the liquid and a mesh of the liquid surface are used to form fine particles. Several kV to the nozzle with a small diameter that becomes the flow path of the liquid under pressure.
This can be considerably solved by a method of applying a voltage of 〜10 kV and atomizing by pressure and electrostatic force, but the particles are continuously generated and cannot be controlled one by one.
【０００５】また、前記特開昭６０−７９９６３号公報
に開示された技術は、粒子径のばらつきが大きい、
印加電圧が高い、印加電圧が高いため隣接する電極へ
のリークやクロストークなどの問題から高密度化が困
難、応答速度が遅いなどの問題を有している。The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-79963 has a large particle diameter variation.
Since the applied voltage is high and the applied voltage is high, there are problems such as difficulty in increasing the density due to problems such as leakage and crosstalk to an adjacent electrode and slow response speed.
【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、粒子径の異
なる微粒子の生成を１個単位で制御でき、粒子径のばら
つきの少ない微少な粒径の粒子を高密度かつ低電圧で生
成することができる液体微粒子化装置を提供することで
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem. It is an object of the present invention to control the generation of fine particles having different particle diameters one by one, and to produce fine particles having a small variation in particle diameter. An object of the present invention is to provide a liquid atomizing device capable of producing particles having a large particle diameter at a high density and at a low voltage.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
液体微粒子化装置は、液体に埋没した尖端の鋭利な吐出
電極と、該吐出電極と対向する位置で液体外に配設され
た対向電極と、パルス電圧を供給し前記吐出電極を駆動
する電極駆動制御手段とを備えてなる液体微粒子化装置
において、前記電極駆動制御手段は、パルス電圧のパル
ス幅を制御する手段を有してなることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid atomizing apparatus having a sharp discharge electrode having a sharp tip buried in a liquid, and disposed outside the liquid at a position opposed to the discharge electrode. In a liquid atomization device comprising: a counter electrode; and an electrode drive control unit that supplies a pulse voltage and drives the discharge electrode, the electrode drive control unit includes a unit that controls a pulse width of a pulse voltage. It is characterized by becoming.
【０００８】本発明の請求項２に係る液体微粒子化装置
は、液体に埋没した尖端の鋭利な吐出電極と、該吐出電
極と対向する位置で液体外に配設された対向電極と、パ
ルス電圧を供給し前記吐出電極を駆動する電極駆動制御
手段とを備えてなる液体微粒子化装置において、前記電
極駆動制御手段は、パルス電圧のパルス幅を制御する手
段とパルス電圧の電圧値を制御する手段とを有してなる
ことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid atomizing apparatus, comprising: a sharp discharge electrode having a sharp tip buried in a liquid; a counter electrode disposed outside the liquid at a position facing the discharge electrode; Wherein the electrode drive control means controls a pulse width of a pulse voltage and a voltage value of the pulse voltage. And characterized by having:
【０００９】本発明の請求項３に係る液体微粒子化装置
は、請求項１乃至２のいずれか記載の液体微粒子化装置
において、パルス電圧のパルス幅を制御する手段は、微
粒子化された液滴径を制御することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided the liquid atomizing apparatus according to any one of the first to second aspects, wherein the means for controlling the pulse width of the pulse voltage comprises a finely divided droplet. It is characterized in that the diameter is controlled.
【００１０】本発明の請求項４に係る液体微粒子化装置
は、請求項２記載の液体微粒子化装置において、パルス
電圧の電圧値を制御する手段は、微粒子化された液滴の
飛翔量を制御することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the liquid atomizing apparatus according to the second aspect, wherein the means for controlling the voltage value of the pulse voltage controls the flying amount of the atomized droplet. It is characterized by doing.
【００１１】本発明の請求項５に係る液体微粒子化装置
は、請求項１乃至４のいずれか記載の液体微粒子化装置
において、吐出電極は、尖端の鋭利な第１の電極と該第
１の電極を取り囲む第２の電極とから構成されてなるこ
とを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a liquid atomizing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the discharge electrode includes a first sharp-pointed electrode and the first electrode. And a second electrode surrounding the electrode.
【００１２】本発明の請求項６に係る液体微粒子化装置
は、請求項１乃至５のいずれか記載の液体微粒子化装置
において、対向電極は、吐出電極に印加される電圧とは
逆極性の電圧がバイアス電圧として印加されることを特
徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the liquid atomizing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the counter electrode has a voltage having a polarity opposite to a voltage applied to the discharge electrode. Is applied as a bias voltage.
【００１３】本発明の請求項７に係る液体微粒子化装置
は、請求項１乃至６のいずれか記載の液体微粒子化装置
において、吐出電極は、半導体微細加工技術を利用して
作製された電極であることを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the liquid atomizing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the discharge electrode is an electrode manufactured by utilizing a semiconductor fine processing technique. There is a feature.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明における液体微粒子
化装置についての実施の形態を図面を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a liquid atomizing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１５】（第１の実施例）本発明の第１の実施例を
図１から図３を用いて説明する。(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００１６】図１は、本実施例での液体微粒子化装置の
断面を模式的に示している。その構成は、絶縁性の例え
ばアクリル樹脂から成るインクキャビティ１に液体イン
ク２が満たされており、液体インク２の表面から数百μ
ｍ埋没した位置に例えばＳＴＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔ
ｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ）の探針の
ような先端が鋭利な形状をした電極３０（以降突起電極
３０と呼ぶ）からなる電極３（以降吐出電極３と呼ぶ）
が電極ホルダー４により支持されている。この吐出電極
３と対向する位置に液体インク２の表面から１ｍｍの間
隔をおいて対向電極５が設けられ、グランドラインに接
続されている。図１では対向電極５は平板形状のものを
用いているがこれに限定されるものではない。また、吐
出電極３は電極駆動制御器１０に接続されており、この
電極駆動制御器１０には吐出電極３に印加するため電圧
を供給する電圧供給器６と印加を制御するためのパルス
供給器７とが接続されている。この液体微粒子化装置で
は、外部、ここでは微粒子化信号送信手段１１から送ら
れてくる微粒子化信号に基づいて、電極駆動制御器１０
を介して吐出電極３に−５ｋｖのパルス電圧を加えると
インク滴が形成され、対向電極５に向かって飛翔する。
ここで静電的エネルギーは電圧ＯＮ時にのみ発生し、こ
の静電的エネルギーの他に液体インク２に作用している
力はないので、上記電極駆動制御器１０は、上記微粒子
化信号送信手段１１から送られてくる微粒子化信号に基
づいて、パルス供給器７から与えられるパルスを用い
て、電圧供給器６から印加されている電圧を上記微粒子
化信号のタイミングで、吐出電極３にパルス電圧として
印加する。これににより、任意に１パルスで一個の微粒
子の生成を行うことができる。さらにパルス幅ｗを変化
させることにより、対向電極５への付着時の液滴径を可
変することができる。すなわち、パルス幅ｗが１００μ
ｓから５ｍｓにおいて対向電極５への付着時の液滴径と
して５０μｍから３ｍｍの間で飛翔するインクの量を制
御することが可能であった。これを利用すると、１００
μｓから５ｍｓの間で、例えば、パルス幅ｗを１６段階
に変化させることによりインク吐出量を１６段階に変化
させることができ、これによって１６階調の表示ができ
る。FIG. 1 schematically shows a cross section of a liquid atomizing apparatus according to this embodiment. The configuration is such that an ink cavity 1 made of an insulating resin such as an acrylic resin is filled with a liquid ink 2 and a few hundred μm
For example, an STM (Scanning T)
An electrode 3 (hereinafter, referred to as a discharge electrode 3) composed of an electrode 30 (hereinafter, referred to as a protruding electrode 30) having a sharp tip such as a probe of an unillustrated microscopy.
Are supported by the electrode holder 4. A counter electrode 5 is provided at a position facing the discharge electrode 3 at a distance of 1 mm from the surface of the liquid ink 2 and is connected to a ground line. In FIG. 1, the counter electrode 5 has a plate shape, but is not limited to this. The ejection electrode 3 is connected to an electrode drive controller 10. The electrode drive controller 10 includes a voltage supplier 6 for supplying a voltage to be applied to the ejection electrode 3 and a pulse supplier for controlling the application. 7 are connected. In this liquid atomizing device, an electrode drive controller 10 is controlled based on an atomizing signal sent from an external unit, here, an atomizing signal transmitting unit 11.
When a pulse voltage of -5 kv is applied to the discharge electrode 3 through the, an ink droplet is formed and flies toward the counter electrode 5.
Here, the electrostatic energy is generated only when the voltage is ON, and there is no force acting on the liquid ink 2 other than the electrostatic energy. The voltage applied from the voltage supplier 6 is applied as a pulse voltage to the ejection electrode 3 at the timing of the above-mentioned atomization signal using a pulse given from the pulse supplier 7 based on the atomization signal sent from the Apply. Thereby, one particle can be arbitrarily generated by one pulse. Further, by changing the pulse width w, it is possible to change the diameter of the droplet at the time of adhering to the counter electrode 5. That is, when the pulse width w is 100 μ
From 5 s to 5 ms, it was possible to control the amount of ink flying between 50 μm and 3 mm as the droplet diameter when adhering to the counter electrode 5. If you use this, 100
Between μs and 5 ms, for example, by changing the pulse width w in 16 steps, the ink ejection amount can be changed in 16 steps, thereby displaying 16 gradations.
【００１７】次に、上記吐出電極３を構成する突起電極
３０の作製方法について図２を用いて説明する。Next, a method of manufacturing the protruding electrode 30 constituting the ejection electrode 3 will be described with reference to FIG.
【００１８】図２（ａ）に示すように突起電極３０は、
例えばＳｉ基板２０上にＳｉの熱酸化膜２１とフォトレ
ジスト２２を成膜する。次に、図２（ｂ）に示すように
パターニングを行う。その後、図２（ｃ）に示すように
ＳＦ6を用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅ
ｔｃｈｉｎｇ）でエミッタとなる突起部３Ａをエッチン
グする。さらにその後、図２（ｄ）に示すようにフォト
レジスト２２を除去し、ＳｉＯ2層２１をＨＦ溶液によ
り溶解し、先端を尖らせる。以上の工程で突起電極３０
が作製される。As shown in FIG. 2A, the protruding electrode 30
For example, a Si thermal oxide film 21 and a photoresist 22 are formed on a Si substrate 20. Next, patterning is performed as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 2C, RIE (Reactive Ion E) using SF 6 is performed.
The tip 3A serving as an emitter is etched by tching. Thereafter, as shown in FIG. 2D, the photoresist 22 is removed, and the SiO 2 layer 21 is dissolved with an HF solution to sharpen the tip. Through the above steps, the protruding electrode 30
Is produced.
【００１９】ところで機械研磨や電界研磨でも尖端半径
が１μｍ以下の突起電極３０を作製することは可能であ
るが、突起電極３０を例えばアレイ状に複数個作製する
場合には、均一に作製することは困難である。また、作
業性、組立性においても時間的及び精度的に問題があ
る。しかし、本実施例の作製方法では、突起電極３０が
複数個の場合であっても、１回の製造により同時に、か
つ非常に均一な電極が形成される効果を有している。By the way, it is possible to produce the protruding electrodes 30 having a peak radius of 1 μm or less even by mechanical polishing or electric field polishing. However, when producing a plurality of protruding electrodes 30 in, for example, an array, it is necessary to produce them uniformly. It is difficult. Further, there is a problem in terms of time and accuracy in workability and assemblability. However, the manufacturing method according to the present embodiment has an effect that even if there are a plurality of protruding electrodes 30, a very uniform electrode is simultaneously formed by one manufacturing.
【００２０】したがって、このようにして得られた複数
の突起電極３０を用いて、微小な液滴を生成する場合に
は、上記の効果に加えて、電極による液滴径のばらつき
が少ないという効果もある。Therefore, in the case where minute droplets are generated by using the plurality of protruding electrodes 30 obtained as described above, in addition to the above-described effects, there is an effect that variations in the droplet diameter due to the electrodes are small. There is also.
【００２１】また、複数個の突起電極３０の作製方法と
して、０．１ｍｍ程度のステンレス板を両面からエッチ
ングする従来の方法においては、尖端半径３０μｍ程度
が最小であった。これに対して、本実施例の作製方法で
は、尖端半径１μｍ以下も可能である。In the conventional method of manufacturing a plurality of protruding electrodes 30 by etching a stainless steel plate having a thickness of about 0.1 mm from both sides, a radius of about 30 μm is the minimum. On the other hand, according to the manufacturing method of this embodiment, a tip radius of 1 μm or less is possible.
【００２２】次に、上記作製方法で形成された突起電極
３０の電気的特性について説明する。Next, the electrical characteristics of the bump electrode 30 formed by the above-described manufacturing method will be described.
【００２３】電極３０上の最大電界Ｅは、Ｖｃ：印加電
圧、ｒ：電極尖端半径、ｄ：電極間距離とすると、式 Ｅ＝２×Ｖｃ／（ｒ×ｌｏｇ（１＋２ｄ／ｒ）） … で表される。液体に与えられる静電力は電界Ｅに比例す
るため、上記式より、電極３０の尖端半径ｒを小さく
すれば同じ静電力を得るための印加電圧Ｖｃを小さくす
ることができる。このため、本実施例により作製した突
起電極３０を用いれば、印加電圧を低減することができ
る。When the maximum electric field E on the electrode 30 is Vc: applied voltage, r: radius of the tip of the electrode, and d: distance between the electrodes, the equation E = 2 × Vc / (r × log (1 + 2d / r)) expressed. Since the electrostatic force applied to the liquid is proportional to the electric field E, from the above equation, it is possible to reduce the applied voltage Vc for obtaining the same electrostatic force by reducing the tip radius r of the electrode 30. For this reason, if the protruding electrode 30 manufactured according to the present embodiment is used, the applied voltage can be reduced.
【００２４】また、例えば、図３に示すように、電極尖
端半径を（ａ）ではｒ1、（ｂ）ではｒ2とし、ｒ1＜＜
ｒ2の時、上記式の電界Ｅが同じになるＶｃを印加し
た場合、静電力と表面張力の釣り合いにより微粒子化さ
れる液体部分の体積が（ａ）の方が（ｂ）より小さいた
め、尖端半径を小さくすることにより粒子径の小さな微
粒子を生成することができる。For example, as shown in FIG. 3, the tip radius of the electrode is r 1 in (a), r 2 in (b), and r 1 <<
At the time of r 2 , when Vc is applied so that the electric field E in the above equation becomes the same, the volume of the liquid portion to be atomized by the balance between the electrostatic force and the surface tension is smaller in (a) than in (b), Fine particles having a small particle diameter can be generated by reducing the tip radius.
【００２５】このように、上記本実施例で作製した突起
電極３０を用いることにより、低い電圧でも液体を微粒
子化し、飛翔に十分な電界を作ることができる。このこ
とは、駆動電圧の低電圧化とともに、より小さな微粒子
の形成が可能となることや、隣接する電極への影響が少
なく高密度化できることにつながり、さらにパルス電圧
のパルス幅による飛翔量の制御幅を広くとることができ
ることにつながる。As described above, by using the protruding electrode 30 manufactured in the above embodiment, the liquid can be atomized even at a low voltage, and an electric field sufficient for flying can be generated. This leads to lower driving voltage, smaller fine particles can be formed, higher density with less influence on adjacent electrodes, and control of flying amount by pulse width of pulse voltage. This leads to a wider range.
【００２６】尚、上記では印加するパルス幅の制御のみ
を説明したが、実際にパルス幅の制御だけでは必要とす
る濃度の階調数を達成できない場合には、パルス幅に加
え印加電圧を変化させ、両者の組み合わせで濃度を変調
してもよい。これは、前記式より印加電圧を変えるこ
とにより、静電力が変化し、これによって飛翔量を変え
ることができる。この原理を用いれば、印加電圧を２種
類に変化させることにより、パルス幅制御のみの場合に
達成した階調表現の２倍の階調表現が可能となる。例え
ば、上記のようにパルス幅ｗを１６段階に変化させた場
合には、これによって３２階調の表現ができる。Although only the control of the pulse width to be applied has been described above, if the control of the pulse width alone cannot achieve the required number of gradations of the density, the applied voltage is changed in addition to the pulse width. Then, the concentration may be modulated by a combination of the two. This is because the electrostatic force changes by changing the applied voltage according to the above equation, and the flying amount can be changed accordingly. By using this principle, by changing the applied voltage to two types, it is possible to achieve a gradation expression twice as large as the gradation expression achieved by only the pulse width control. For example, when the pulse width w is changed in 16 steps as described above, this allows expression of 32 gradations.
【００２７】（第２の実施例）本発明における第２の実
施例を図４と図５を用いて説明する。(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００２８】図４は、本実施例での液体微粒子化装置の
吐出電極の断面を示しており、前記第１の実施例と同じ
構成部品には同一符号を付している。前記第１の実施例
と異なる点は、吐出電極３が、突起電極３０と、その突
起電極３０の周囲を取り囲むように異方性エッチングに
より作製された孔径１０μｍのＮｂ膜からなる補助電極
３１と、ＳｉＯ2からなる絶縁壁３８が設けられて構成
されている点である。図４に示す構成では、絶縁壁３８
が突起電極３０の周囲、あるいは両側に設けられてお
り、絶縁壁３８の上端に補助電極３１が配置された構成
となっている。しかし、構成的にはこれに限定されるも
のではない。突起電極３０と補助電極３１で作られる電
界により液体インク２は微粒子化され、補助電極３１と
対向電極５とで形成された電界により微粒子化された液
滴が引き出される。補助電極３１には、電圧供給器６’
より電圧が印加される。FIG. 4 shows a cross section of a discharge electrode of the liquid atomizing apparatus according to the present embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The difference from the first embodiment is that the discharge electrode 3 includes a projecting electrode 30 and an auxiliary electrode 31 made of an Nb film having a hole diameter of 10 μm and formed by anisotropic etching so as to surround the periphery of the projecting electrode 30. And an insulating wall 38 made of SiO 2 . In the configuration shown in FIG.
Are provided around or on both sides of the protruding electrode 30, and the auxiliary electrode 31 is arranged on the upper end of the insulating wall 38. However, the configuration is not limited to this. The liquid ink 2 is atomized by the electric field generated by the protruding electrode 30 and the auxiliary electrode 31, and the atomized droplet is drawn out by the electric field formed by the auxiliary electrode 31 and the counter electrode 5. The auxiliary electrode 31 has a voltage supply 6 ′
More voltage is applied.
【００２９】ここで液体に働く電界、つまり液体に与え
られるエネルギーＥは、前記式より電極間の距離ｄが
パラメータの１つとなっている。例えばこの電極間の距
離は、図１のように補助電極３１がない場合には、突起
電極３０の先端と対向電極５との距離が電極間の距離に
なるのに対して、補助電極３１がある場合には、補助電
極３１と対向電極５との距離が電極間の距離となる。そ
のため、電極間の距離ｄが小さくなるにつれて、同じ電
界強度を得るためには、前記式から印加電圧Ｖｃの値
を小さくしてゆけばよい。Here, the electric field acting on the liquid, that is, the energy E applied to the liquid, has the distance d between the electrodes as one of the parameters from the above equation. For example, when the auxiliary electrode 31 is not provided as shown in FIG. 1, the distance between the tip of the protruding electrode 30 and the counter electrode 5 is the distance between the electrodes. In some cases, the distance between the auxiliary electrode 31 and the counter electrode 5 is the distance between the electrodes. Therefore, in order to obtain the same electric field strength as the distance d between the electrodes becomes smaller, the value of the applied voltage Vc may be reduced from the above equation.
【００３０】このため突起電極３０に印加される駆動電
圧はさらに低電圧化され、例えば補助電極３１に電圧供
給器６’より−２００ｖの電圧を常時印加しておくと、
突起電極３０への印加電圧は電圧供給器６より−３００
ｖ程度印加することで微粒子化が可能であった。For this reason, the driving voltage applied to the protruding electrode 30 is further reduced. For example, if a voltage of -200 V is constantly applied to the auxiliary electrode 31 from the voltage supply 6 ′,
The voltage applied to the protruding electrode 30 is -300 from the voltage supply 6.
By applying about v, fine particles could be formed.
【００３１】また絶縁壁３８により隣接電極へのクロス
トークを防止することができる。したがって、複数の吐
出電極３を有する液体微粒子化装置において、隣接電極
から生成する液滴の有無に影響されることなく、常に均
一の大きさの液滴を生成することができる。The insulating wall 38 can prevent crosstalk between adjacent electrodes. Therefore, in a liquid atomization device having a plurality of ejection electrodes 3, it is possible to always generate droplets of a uniform size without being affected by the presence or absence of droplets generated from adjacent electrodes.
【００３２】次に、図５は、本実施例での別の液体微粒
子化装置の吐出電極の断面を示しており、前記図４と同
じ構成部品には同一符号を付している。図５では、絶縁
壁３８の下側に５００μｍの孔が設けられており、毛細
管現象により突起電極３０近傍に液体インク２を供給す
る構成となっている。吐出電極３が複数ある場合、毛細
管現象によって液体インク２を供給することにより、液
面レベルを（ａ）のように一電極ずつ管理しなくても、
（ｂ）のようにインクキャビティ１全体で管理すればよ
いので、安定して吐出電極３先端に液体インク２を供給
することができる。Next, FIG. 5 shows a cross section of a discharge electrode of another liquid atomizing apparatus in this embodiment, and the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 5, a hole of 500 μm is provided below the insulating wall 38 so that the liquid ink 2 is supplied to the vicinity of the protruding electrode 30 by capillary action. In the case where there are a plurality of ejection electrodes 3, by supplying the liquid ink 2 by capillary action, the liquid surface level can be managed without controlling the electrodes one by one as shown in FIG.
Since it is sufficient to manage the entire ink cavity 1 as shown in (b), the liquid ink 2 can be stably supplied to the tip of the ejection electrode 3.
【００３３】（第３の実施例）本発明における第３の実
施例を図６を用いて説明する。(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００３４】図６は、本実施例での液体微粒子化装置の
吐出電極の断面を示しており、前記第１乃至第２の実施
例と同じ構成部品には同一符号を付している。本実施例
では、対向電極５に印加される電圧が吐出電極３に印加
される電圧とは逆極性の電圧、例えば＋２００ｖのバイ
アス電圧が電圧供給器６”より印加されている。電界強
度は電極間の電位差で決まるため、この場合吐出電極３
に印加する電圧は−１００ｖのパルス電圧で十分な吐出
を行うことができる。これにより、パルス幅が１０μｓ
のパルス電圧で微粒子化、飛翔し、短時間でインク滴の
飛翔を可能とする。さらに、吐出電極３が複数ある場合
は隣接する電極へのリークを防止する効果も併せてもっ
ている。FIG. 6 shows a cross section of a discharge electrode of the liquid atomizing apparatus according to the present embodiment, and the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, a voltage having a polarity opposite to that of the voltage applied to the counter electrode 5 with respect to the voltage applied to the ejection electrode 3, for example, a bias voltage of +200 V is applied from the voltage supply 6 ″. In this case, the discharge electrode 3
A sufficient discharge can be performed by applying a voltage of -100 V to the pulse. Thereby, the pulse width becomes 10 μs
With the pulse voltage, the ink droplets are made finer and fly, and the ink droplets can fly in a short time. Further, when there are a plurality of ejection electrodes 3, the effect of preventing leakage to an adjacent electrode is also provided.
【００３５】（第４の実施例）本発明における第４の実
施例を図７を用いて説明する。(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００３６】図７は、本実施例での液体微粒子化装置の
吐出電極の断面を示しており、前記第１乃至第３のいず
れかの実施例と同じ構成部品には同一符号を付してい
る。本実施例では、補助電極３１が設けられているが、
前記第２の実施例と異なっている点は、この補助電極３
１が対向電極５に対向した位置に、突起電極３０を取り
囲む形でインクキャビティ１内壁に曲面凹形状で形成さ
れている。この補助電極３１は、インクキャビティ１の
内壁にアルミを蒸着して形成したものである。ここで補
助電極３１には、電圧供給器６’より−３ｋｖの電圧が
印加されている。さらに対向電極５は円筒形状のものを
用いている。例えば、直径４ｍｍ程度の金属製の円筒形
状のものでよい。FIG. 7 shows a cross section of a discharge electrode of a liquid atomizing apparatus according to this embodiment. The same components as those in any of the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals. I have. In this embodiment, although the auxiliary electrode 31 is provided,
The difference from the second embodiment is that this auxiliary electrode 3
1 is formed in a curved concave shape on the inner wall of the ink cavity 1 so as to surround the protruding electrode 30 at a position facing the counter electrode 5. The auxiliary electrode 31 is formed by depositing aluminum on the inner wall of the ink cavity 1. Here, a voltage of -3 kv is applied to the auxiliary electrode 31 from the voltage supplier 6 '. Further, the counter electrode 5 has a cylindrical shape. For example, a metal cylindrical shape having a diameter of about 4 mm may be used.
【００３７】本構成においては、液体インク２内の電荷
が補助電極３１と対向電極５によって形成される電界に
より、突起電極３０の近傍に引き寄せられ、飛翔の対象
となる部分の電荷密度が大きくなるため、液体インク２
を微粒子化するのに必要な電界が小さくて済む。このた
め、印加する電圧も小さくてよい。さらに、補助電極３
１が曲面凹形状で形成されていることと、対向電極５を
小径の円筒形状のものとしたことから、突起電極３０近
傍の電界強度分布がピークの立った分布となる（これ
は、突起電極３０から補助電極３１までの距離が均一で
あり、さらに対向電極５の形状を小径の円筒形状のもの
としたことから、突起電極３０近傍に電界を集中させ、
該突起電極３０近傍に電界強度分布のピークができるよ
うにしたためである。）。In this configuration, the electric charge in the liquid ink 2 is attracted to the vicinity of the protruding electrode 30 by the electric field formed by the auxiliary electrode 31 and the counter electrode 5, and the electric charge density of the portion to be fly increases. Liquid ink 2
The electric field required to make the particles fine is small. Therefore, the applied voltage may be small. Further, the auxiliary electrode 3
1 is formed in a concave shape with a curved surface, and the counter electrode 5 is formed into a cylindrical shape with a small diameter, so that the electric field intensity distribution near the protruding electrode 30 has a peaked distribution (this is because the Since the distance from 30 to the auxiliary electrode 31 is uniform and the shape of the counter electrode 5 is a small-diameter cylindrical shape, the electric field is concentrated near the protruding electrode 30.
This is because a peak of the electric field intensity distribution is formed near the protruding electrode 30. ).
【００３８】尚、本実施例では対向電極５に円筒形状の
ものを用いたがこれに限定されるものではない。四角形
状を含む多角形の筒のものでもよい。In this embodiment, the counter electrode 5 has a cylindrical shape, but is not limited to this. A polygonal cylinder including a square shape may be used.
【００３９】以上のことから、本実施例の構成を用いた
場合には、突起電極３０近傍の液体インク２の電荷密度
が高くでき、また液面の電界強度分布がピークの立った
分布となるため、駆動電圧を低電圧化できるとともに、
より小さな微粒子の形成が可能となる。As described above, when the configuration of this embodiment is used, the charge density of the liquid ink 2 in the vicinity of the bump electrode 30 can be increased, and the electric field intensity distribution on the liquid surface has a peaked distribution. Therefore, the drive voltage can be reduced,
Smaller fine particles can be formed.
【００４０】（第５の実施例）本発明における第５の実
施例を図８と図９を用いて説明する。(Fifth Embodiment) A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００４１】図８は、本実施例での液体微粒子化装置の
吐出電極の断面を示しており、前記第１乃至第４のいず
れかの実施例と同じ構成部品には同一符号を付してい
る。吐出電極３は、静電力を発生するための電極部３０
Ａとこれを駆動する駆動部３０Ｂとが一体構造となって
いる。ここで電極部３０Ａは、駆動部３０Ｂと一体化さ
れた突起電極（エミッタ電極）３０とそれを取り巻く場
所に設けられた補助電極３１とから構成されている。こ
の補助電極３１には、電圧供給器６’からマイナスの電
圧が常時印加されている。一方駆動部３０Ｂは、主にゲ
ート電極３３とソース電極３４とから構成されている。
このソース電極３４には電圧供給器６からマイナスの電
圧が常時印加されており、ゲート電極３３には信号パル
スを発生し供給するためのパルス供給器７が接続されて
いる。FIG. 8 shows a cross section of a discharge electrode of a liquid atomizing apparatus according to this embodiment. The same components as those in any of the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals. I have. The discharge electrode 3 has an electrode portion 30 for generating an electrostatic force.
A and a driving unit 30B for driving the same have an integral structure. Here, the electrode section 30A is composed of a protruding electrode (emitter electrode) 30 integrated with the driving section 30B and an auxiliary electrode 31 provided at a location surrounding the protruding electrode 30. A negative voltage is constantly applied to the auxiliary electrode 31 from the voltage supplier 6 '. On the other hand, the driving section 30B mainly includes a gate electrode 33 and a source electrode.
A negative voltage is constantly applied to the source electrode 34 from the voltage supply 6, and the pulse supply 7 for generating and supplying a signal pulse is connected to the gate electrode 33.
【００４２】まず、一体型の吐出電極３を作製するため
の工程を図９を用いて説明する。First, steps for fabricating the integrated discharge electrode 3 will be described with reference to FIG.
【００４３】図９（ａ）に示す部分は、次のように作製
される。The portion shown in FIG. 9A is manufactured as follows.
【００４４】９−１）Ｓｉウェハー３ａ上に１００ｎｍ
のＳｉＮ膜（図示せず）を成膜し、Ｓｉｎ膜に５μｍ四
方の穴が開くまで、ＫＯＨ溶液を用いた異方性エッチン
グをし、円錐状の穴を形成する。9-1) 100 nm on Si wafer 3a
Is formed by anisotropic etching using a KOH solution until a 5 μm square hole is formed in the Sin film to form a conical hole.
【００４５】９−２）ＳｉＮ膜を取り除いた後、２００
ｎｍの熱酸化膜であるＳｉＯ2膜（絶縁膜）３ｂを成膜
する。9-2) After removing the SiN film, 200
An SiO 2 film (insulating film) 3b which is a thermal oxide film having a thickness of 3 nm is formed.
【００４６】９−３）５００ｎｍのｐｏｌｙ−Ｓｉ層を
成膜し、リンガラスをドープする。これによりこの層は
導電性となりエミッタ電極（突起電極）３０として用い
る。9-3) A 500 nm poly-Si layer is formed and doped with phosphorus glass. As a result, this layer becomes conductive and is used as the emitter electrode (projection electrode) 30.
【００４７】図９（ｂ）に示す部分は、次のように作製
される。The part shown in FIG. 9B is manufactured as follows.
【００４８】９−４）５００ｎｍのＳｉＯ2膜（絶縁
膜）３ｃを低圧ＣＶＤ法で成膜する。9-4) A 500 nm SiO 2 film (insulating film) 3c is formed by low pressure CVD.
【００４９】９−５）エミッタ電極（突起電極）３０と
接続するための穴３ｄを開けた後に、３００ｎｍのｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ層を低圧ＣＶＤ法で成膜する。これによりド
レイン３２がエミッタ電極（突起電極）３０に接続され
る。これにより電極部３０Ａが形成される。9-5) After opening a hole 3d for connection with the emitter electrode (projection electrode) 30, a podium of 300 nm is formed.
A ly-Si layer is formed by a low-pressure CVD method. Thereby, the drain 32 is connected to the emitter electrode (projection electrode) 30. Thereby, the electrode portion 30A is formed.
【００５０】９−６）ゲート電極３３を絶縁するために
１００ｎｍのＳｉＮ膜（絶縁膜）３ｅを成膜した後、ゲ
ート電極３３として２００ｎｍのｐｏｌｙ−Ｓｉ層を成
膜する。9-6) After forming a 100 nm SiN film (insulating film) 3 e to insulate the gate electrode 33, a 200 nm poly-Si layer is formed as the gate electrode 33.
【００５１】９−７）プラズマＣＶＤ法によって３００
ｎｍのＳｉＯ2膜（絶縁膜）３ｆを成膜した後、５００
ｎｍのＡｌを成膜しパターニングすることでソース電極
３４とする。9-7) 300 by plasma CVD
After forming an SiO 2 film (insulating film) 3f of 500 nm,
The source electrode 34 is formed by depositing and patterning Al of nm.
【００５２】９−８）最後に絶縁性を確保するために５
００ｎｍのＳｉＯ2膜（絶縁膜）３ｇをプラズマＣＶＤ
法により成膜する。これにより駆動部３０Ｂが形成され
る。9-8) Finally, in order to ensure insulation, 5
3 g of an SiO 2 film (insulating film) of 00 nm is plasma CVD
The film is formed by a method. As a result, the driving section 30B is formed.
【００５３】図９（ｃ）に示す部分は、次のように作製
される。The part shown in FIG. 9C is manufactured as follows.
【００５４】９−９）ＳｉＯ2膜（絶縁膜）３ｆ、３ｇ
上には、接着剤３ｉを介して０．７ｍｍ程度のガラス基
板３ｈなどを接着する。その後、Ｓｉウェハーは研磨、
ＲＩＥ、ウェットエッチングにより削られる。9-9) SiO 2 film (insulating film) 3f, 3g
A glass substrate 3h of about 0.7 mm or the like is adhered thereon via an adhesive 3i. After that, the Si wafer is polished,
It is removed by RIE and wet etching.
【００５５】図９（ｄ）に示す部分は、次のように作製
される。The part shown in FIG. 9D is manufactured as follows.
【００５６】９−１０）補助電極３１となる２００ｎｍ
のＮｂ膜がスパッタリングにより成膜され、ＲＩＥでパ
ターンが作成される。9-10) 200 nm to be the auxiliary electrode 31
Is formed by sputtering, and a pattern is formed by RIE.
【００５７】９−１１）フォトレジストコーティングの
後、フォトレジストとＮｂをＲＩＥによりエッチングす
る。9-11) After the photoresist coating, the photoresist and Nb are etched by RIE.
【００５８】９−１２）ＨＦ溶液にさらしエミッタ電極
（突起電極）３０先端を出す。このエミッタ電極（突起
電極）３０は、本図では１ユニットのみを示している
が、実際には１０μｍ間隔で電極が形成されている。9-12) Exposure to an HF solution to expose the tip of the emitter electrode (projection electrode) 30. Although only one unit of the emitter electrode (projection electrode) 30 is shown in the drawing, electrodes are actually formed at intervals of 10 μm.
【００５９】次に、上記工程にて作製された吐出電極３
の動作について説明する。Next, the ejection electrode 3 manufactured in the above process
Will be described.
【００６０】図８に示すように、補助電極３１とソース
電極３４には、あらかじめ電圧供給器６、６’より各々
数百Ｖの電圧が印加されている。吐出信号に合わせてパ
ルス供給器７から供給されるパルス信号に伴って、ゲー
ト電極３３に数十Ｖの電圧が印加されることによりエミ
ッタ電極（突起電極）３０に電圧が印加され、電界が形
成されることによりエミッタ電極（突起電極）３０に供
給される液体インク２が微粒子化し、飛翔する。As shown in FIG. 8, a voltage of several hundred volts is applied to the auxiliary electrode 31 and the source electrode 34 from the voltage supplies 6 and 6 'in advance. When a voltage of several tens of volts is applied to the gate electrode 33 with a pulse signal supplied from the pulse supplier 7 in accordance with the ejection signal, a voltage is applied to the emitter electrode (projection electrode) 30 to form an electric field. As a result, the liquid ink 2 supplied to the emitter electrode (projection electrode) 30 becomes fine and flies.
【００６１】このように吐出手段として駆動部３０Ｂを
電極部３０Ａと一体構造で形成し、吐出電極３を作製す
ることは、電極自体を非常に小型化、高集積化すること
ができる。さらにトランジスタ機能を吐出電極３に組み
込むことにより制御性がよい吐出ヘッドとなる。また駆
動電圧が大幅に低減され、ドライバコストが低減され、
配線上の問題も回避される。As described above, by forming the drive section 30B as the discharge means in an integral structure with the electrode section 30A and manufacturing the discharge electrode 3, the electrode itself can be made very small and highly integrated. Further, by incorporating the transistor function into the ejection electrode 3, an ejection head with good controllability can be obtained. Also, the driving voltage is greatly reduced, the driver cost is reduced,
Wiring problems are also avoided.
【００６２】（適用例）本発明における液体微粒子化装
置を画像形成装置に応用した場合について図１０を用い
て説明する。(Application Example) A case where the liquid particle forming apparatus according to the present invention is applied to an image forming apparatus will be described with reference to FIG.
【００６３】図１０は、前記第１から第５までに記載の
液体微粒子化装置の液体粒子の生成及び飛翔方法を画像
形成装置に応用した場合の一例である。図１０（ａ）は
記録紙の移動を側面からみた断面図であり、図１０
（ｂ）は記録紙の移動を正面からみた断面図である。FIG. 10 shows an example in which the method for generating and flying liquid particles of the liquid atomizing apparatus described in the first to fifth embodiments is applied to an image forming apparatus. FIG. 10A is a cross-sectional view of the movement of the recording paper viewed from the side.
4B is a cross-sectional view of the movement of the recording paper as viewed from the front.
【００６４】図１０（ａ）に示すように、印字部９にお
いて記録紙Ｐの印字面側に印字ヘッド８を配し、それと
は反対面に印字ヘッド８と対向するように対向電極５が
配設されている。また、搬送手段９１により記録紙Ｐを
矢印Ａ方向（図面左から右）に搬送するように構成され
ている。As shown in FIG. 10A, a printing head 8 is arranged on the printing surface side of the recording paper P in the printing unit 9, and a counter electrode 5 is arranged on the opposite surface so as to face the printing head 8. Has been established. Further, the recording paper P is transported in the direction of arrow A (from left to right in the drawing) by the transport means 91.
【００６５】図１０（ｂ）に示すように、印字ヘッド８
には図８で示した電極部３０Ａとそれを単独に駆動する
駆動部３０Ｂとからなる吐出電極３を複数内蔵してお
り、印字幅（図１０（ａ）では紙面垂直方向）に相当す
る長さに渡って形成されている。さらに吐出電極３に電
圧を印加するための電圧供給器６と、吐出電極３を駆動
するためのパルスを供給するパルス供給器７がそれぞれ
の吐出電極３に個別に接続されている。これらは外部、
ここでは印字信号送信手段１１からの印字信号にしたが
って駆動される。例えば、Ａ６サイズの短辺方向が印字
幅である場合には、１００ｍｍ程度となる。ここで、吐
出電極３の個数は、上記印字幅及び必要とする記録解像
度により決定され、例えば１５０ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅ
ｒ ｉｎｃｈ）の場合には、吐出電極３の間隔は約１７
０μｍ、総数は約５９０となる。As shown in FIG. 10B, the print head 8
Has a plurality of ejection electrodes 3 each including an electrode portion 30A shown in FIG. 8 and a driving portion 30B for independently driving the electrode portion 30A, and has a length corresponding to a print width (in FIG. 10A, a direction perpendicular to the paper surface). It is formed throughout. Further, a voltage supplier 6 for applying a voltage to the ejection electrode 3 and a pulse supplier 7 for supplying a pulse for driving the ejection electrode 3 are individually connected to each ejection electrode 3. These are external,
Here, it is driven according to a print signal from the print signal transmitting means 11. For example, when the short side direction of the A6 size is the print width, it is about 100 mm. Here, the number of the ejection electrodes 3 is determined by the printing width and the required recording resolution, and is, for example, 150 dpi (dot pepe).
r inch), the interval between the discharge electrodes 3 is about 17
0 μm, the total number is about 590.
【００６６】一方、上記のようなライン印字ヘッドに対
し、シリアル印字ヘッドの形態であってもよい。すなわ
ち、シリアル印字ヘッドでは印字幅方向全面に渡って吐
出電極３が形成されているのではなく、例えば、印字幅
方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向）に１
０個の吐出電極３を設け、主走査方向に印字ヘッドを移
動させることにより主走査方向の記録を行う。この場
合、主走査方向への１度の走査により１０ラインの印字
が可能である。さらに、記録紙Ｐを副走査方向に移動す
ることにより２次元的な画像が形成される。On the other hand, a serial print head may be used instead of the line print head described above. That is, in the serial print head, the discharge electrodes 3 are not formed over the entire surface in the print width direction. For example, one discharge electrode 3 is formed in a direction (sub-scan direction) orthogonal to the print width direction (main scan direction).
Zero ejection electrodes 3 are provided, and printing in the main scanning direction is performed by moving the print head in the main scanning direction. In this case, 10 lines can be printed by one scan in the main scanning direction. Further, a two-dimensional image is formed by moving the recording paper P in the sub-scanning direction.
【００６７】ところで上記ライン印字ヘッドの場合に
は、主走査方向における印字ヘッドの移動は不要である
が、印字幅に相当した長さに渡って吐出電極３を形成し
なければならない。すなわち、印字幅、言い換えれば記
録紙Ｐのサイズが大型化するに伴い、また、解像度が高
解像度化するに伴い吐出電極３の個数が増加するので、
電気回路部を含めた印字ヘッドの製造コストが上昇す
る。したがって、コスト的な制約がない場合を除き、比
較的小さいサイズの記録あるいは比較的低解像度の記録
の場合に適用することが好ましい。By the way, in the case of the line print head, it is not necessary to move the print head in the main scanning direction, but the discharge electrodes 3 must be formed over a length corresponding to the print width. That is, as the print width, in other words, the size of the recording paper P increases, and as the resolution increases, the number of ejection electrodes 3 increases.
The manufacturing cost of the print head including the electric circuit increases. Therefore, it is preferable that the present invention be applied to printing of a relatively small size or printing of a relatively low resolution, unless there is no cost limitation.
【００６８】これに対し、シリアル印字ヘッドの場合に
は、例えば数個の吐出電極３でよいので、大きいサイズ
の記録紙に対する印字及び高解像度化においても、上記
のようにコスト的な問題はない。しかし、印字ヘッドを
主走査方向に走査させる移動手段が新たに必要となるの
で装置自体が複雑化する。さらに、主走査を行う際の印
字ヘッドの位置精度が印字品位に直接影響するので、高
度な印字ヘッド制御技術が必要となる。また、移動に伴
う騒音が発生するといった問題がある。さらに、１ライ
ンを形成するのに主走査方向に移動（往復運動）する動
作が必須のことから高速化には向かないといった問題が
ある。On the other hand, in the case of a serial print head, for example, several discharge electrodes 3 are sufficient, so that there is no cost problem as described above even when printing on a large-size recording paper and increasing the resolution. . However, since a moving unit for scanning the print head in the main scanning direction is newly required, the apparatus itself is complicated. Furthermore, since the positional accuracy of the print head during the main scanning directly affects the print quality, sophisticated print head control technology is required. In addition, there is a problem that noise is generated due to the movement. Further, there is a problem that the operation of moving (reciprocating) in the main scanning direction is indispensable for forming one line, so that it is not suitable for high speed operation.
【００６９】したがって、必要とする印字幅及び解像度
とコストを考慮して印字ヘッドの形態を選択すればよ
い。Therefore, the form of the print head may be selected in consideration of the required print width, resolution and cost.
【００７０】次に、本適用例での画像形成装置の動作に
ついて説明する。Next, the operation of the image forming apparatus in this application example will be described.
【００７１】人手によるオペレーション、あるいはパー
ソナルコンピュータ等の他の情報機器から印字信号が印
字信号送信手段１１を介して入力されると、記録紙Ｐが
給紙トレイ等（図示していない）から給紙され、搬送手
段９１によって印字部９に搬送される。記録紙Ｐが所定
位置に到達すると、記録すべき画像データに対応した電
気信号に応じて、駆動部３０Ｂに対して電圧供給器６か
らの印加電圧とパルス供給器７からの供給パルスによっ
てパルス電圧が供給される。これによって、該複数の吐
出電極３が選択的に駆動され、パルス電圧が印加された
駆動部３０Ｂに対する電極部３０Ａから液体粒子が断続
的に吐出する。これに併せて記録用紙Ｐを矢印Ａ方向に
搬送することにより２次元的な画像を形成する。例え
ば、単色印字の場合には、そのまま排紙トレイ（図示し
ていない）に排紙される。カラー印字の場合には、上記
動作を例えば３回繰り返した後、排紙される。すなわ
ち、上記印字ヘッドを複数色、例えばイエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３種類用意しておき、
その組み合わせでフルカラーを形成する。When a print signal is input from a manual operation or another information device such as a personal computer via the print signal transmitting means 11, the recording paper P is fed from a paper feed tray or the like (not shown). Then, the sheet is conveyed to the printing unit 9 by the conveying unit 91. When the recording paper P reaches a predetermined position, a pulse voltage is applied to the drive unit 30B by an applied voltage from the voltage supply 6 and a supply pulse from the pulse supply 7 in accordance with an electric signal corresponding to image data to be recorded. Is supplied. Thereby, the plurality of ejection electrodes 3 are selectively driven, and the liquid particles are intermittently ejected from the electrode unit 30A to the driving unit 30B to which the pulse voltage is applied. At the same time, the recording paper P is conveyed in the direction of arrow A to form a two-dimensional image. For example, in the case of single-color printing, the paper is directly discharged to a discharge tray (not shown). In the case of color printing, after the above operation is repeated, for example, three times, the paper is discharged. That is, the print head is provided with a plurality of colors, for example, yellow (Y),
Prepare three types of magenta (M) and cyan (C),
The combination forms a full color.
【００７２】以上、本発明の液体微粒子化装置を用いる
ことにより、低電圧でばらつきが小さく、粒子径の小さ
い微粒子を安定して吐出することができる。さらに印加
電圧のパルス幅を変化させることにより粒子径を制御す
ることができるため、高解像度で１ドットでの濃度階調
が可能となり高画質な画像を得ることができる。例え
ば、パルス幅ｗを１００μｓから５ｍｓの間で１２８段
階に変化させることにより、１２８階調表現が可能であ
る。As described above, by using the liquid fine particle forming apparatus of the present invention, it is possible to stably discharge fine particles having a small variation and a small particle diameter at a low voltage. Further, since the particle diameter can be controlled by changing the pulse width of the applied voltage, high-resolution density gradation with one dot can be achieved, and a high-quality image can be obtained. For example, by changing the pulse width w in 128 steps from 100 μs to 5 ms, 128 gradations can be expressed.
【００７３】尚、パルス幅の制御だけでは必要とする濃
度の階調数を達成できない場合には、パルス幅に加え印
加電圧を変化させ、両者の組み合わせで濃度を変調して
もよい。これは、前記式より印加電圧を変えることに
より、静電力が変化し、これによって飛翔量を変えるこ
とができる。この原理を用いて、例えば、印加電圧を２
種類に変化させることにより、上記１２８階調の場合に
は２５６階調表現が可能となる。When the required number of gradations of the density cannot be achieved only by controlling the pulse width, the applied voltage may be changed in addition to the pulse width, and the density may be modulated by a combination of the two. This is because the electrostatic force changes by changing the applied voltage according to the above equation, and the flying amount can be changed accordingly. Using this principle, for example, an applied voltage of 2
By changing the type, 256 gradations can be expressed in the case of 128 gradations.
【００７４】また、本発明の方式は電気的な作用を利用
しているので、応答速度が速く高速な画像形成が可能で
ある。Further, since the method of the present invention utilizes an electric action, a high response speed and a high-speed image formation are possible.
【００７５】以上、ここまで挙げた各実施例及び適用例
は本発明の主旨を変えない限り、上記記載内容に限定さ
れるものではない。The embodiments and application examples described above are not limited to the above description unless the gist of the present invention is changed.
【００７６】[0076]
【発明の効果】本発明における液体微粒子化装置は、各
請求項において以下の効果が得られる。According to the present invention, the following effects can be obtained.
【００７７】本発明の請求項１、３においては、任意の
タイミングで一個単位で液体微粒子の生成が可能とな
る。さらに、微粒子化電圧をパルス電圧で与え、パルス
幅で微粒子化量を変えることにより、任意に微粒子化量
を制御することができる効果を有している。According to the first and third aspects of the present invention, liquid fine particles can be generated one by one at an arbitrary timing. Further, by providing the atomization voltage by a pulse voltage and changing the amount of atomization by the pulse width, there is an effect that the amount of atomization can be arbitrarily controlled.
【００７８】本発明の請求項２、４においては、上記請
求項１、３の効果に加えて、低電圧でばらつきの小さ
く、粒子径の小さい微粒子を吐出することができるとと
もに、飛翔量の制御を広くとることができる。さらに、
パルスの幅と電圧値の組み合わせにより高解像度な濃度
階調が実現できる効果も有している。According to the second and fourth aspects of the present invention, in addition to the effects of the first and third aspects, it is possible to discharge fine particles having a small variation and a small particle diameter at a low voltage and to control a flying amount. Can be widely taken. further,
There is also an effect that a high-resolution density gradation can be realized by a combination of a pulse width and a voltage value.
【００７９】本発明の請求項５においては、駆動電圧が
低電圧化できるとともに、隣接電極へのクロストークを
防止することができる。また、応答速度を速くすること
ができる効果も有している。According to the fifth aspect of the present invention, the driving voltage can be reduced and the crosstalk to the adjacent electrode can be prevented. It also has the effect of increasing the response speed.
【００８０】本発明の請求項６においては、駆動電圧を
さらに低減することができ、また、応答速度を速くする
ことができる効果を有している。According to the sixth aspect of the present invention, the driving voltage can be further reduced and the response speed can be increased.
【００８１】本発明の請求項７においては、電極先端は
非常に均一に形成されるため、電極による液滴径のばら
つきが少なくなる。また、駆動電圧の低電圧化ととも
に、より小さな微粒子の形成が可能となることや、隣接
する電極への影響が少なく高密度化できることにつなが
り、さらにパルス電圧のパルス幅による飛翔量の制御幅
を広くとることができる効果を有している。According to the seventh aspect of the present invention, since the tip of the electrode is formed very uniformly, the variation in the droplet diameter due to the electrode is reduced. In addition, as the drive voltage is reduced, smaller particles can be formed, the influence on adjacent electrodes is reduced, and the density can be increased.Furthermore, the control width of the flying amount by the pulse width of the pulse voltage is reduced. It has an effect that can be widely taken.
【図１】本発明による第１の実施例の液体微粒子化装置
の要部を示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a liquid atomizing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明による第１の実施例の液体微粒子化装置
の電極の作製工程を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing an electrode of the liquid particle atomizing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明による液体微粒子化装置の電極の比較を
説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a comparison of the electrodes of the liquid atomization device according to the present invention.
【図４】本発明による第２の実施例の液体微粒子化装置
の要部を示した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of a liquid atomizing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明による第２の実施例の別の液体微粒子化
装置の要部を示した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of another liquid atomizing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
【図６】本発明による第３の実施例の液体微粒子化装置
の要部を示した断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of a liquid atomizing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図７】本発明による第４の実施例の液体微粒子化装置
の要部を示した断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a main part of a liquid atomizing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】本発明による第５の実施例の液体微粒子化装置
の要部を示した断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a main part of a liquid atomizing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
【図９】本発明による第５の実施例の液体微粒子化装置
の電極の作製工程を示した断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing an electrode of a liquid atomizing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１０】本発明による液体微粒子化装置を画像形成装
置に応用した要部を示した概略図である。FIG. 10 is a schematic view showing a main part in which the liquid particle forming apparatus according to the present invention is applied to an image forming apparatus.
１ インクキャビティ ２ 液体インク ３ 吐出電極 ３０ 突起電極 ３０Ａ 電極部 ３０Ｂ 駆動部 ３１ 補助電極 ５ 対向電極 ６ 電圧供給手段（器） ７ パルス供給手段（器） １０ 電極駆動制御手段（器） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink cavity 2 Liquid ink 3 Discharge electrode 30 Projection electrode 30A Electrode part 30B Driving part 31 Auxiliary electrode 5 Counter electrode 6 Voltage supply means (unit) 7 Pulse supply unit (unit) 10 Electrode drive control unit (unit)
Claims (7)
と、該吐出電極と対向する位置で液体外に配設された対
向電極と、パルス電圧を供給し前記吐出電極を駆動する
電極駆動制御手段とを備えてなる液体微粒子化装置にお
いて、 前記電極駆動制御手段は、パルス電圧のパルス幅を制御
する手段を有してなることを特徴とする液体微粒子化装
置。1. A sharp discharge electrode having a sharp tip buried in a liquid, a counter electrode disposed outside the liquid at a position facing the discharge electrode, and an electrode drive control for supplying a pulse voltage to drive the discharge electrode. The electrode driving control means includes means for controlling a pulse width of a pulse voltage, wherein the electrode driving control means includes means for controlling a pulse width of a pulse voltage.
と、該吐出電極と対向する位置で液体外に配設された対
向電極と、パルス電圧を供給し前記吐出電極を駆動する
電極駆動制御手段とを備えてなる液体微粒子化装置にお
いて、 前記電極駆動制御手段は、パルス電圧のパルス幅を制御
する手段とパルス電圧の電圧値を制御する手段とを有し
てなることを特徴とする液体微粒子化装置。2. A sharp discharge electrode having a sharp point buried in a liquid, a counter electrode disposed outside the liquid at a position facing the discharge electrode, and an electrode drive control for supplying a pulse voltage to drive the discharge electrode. In the liquid atomization apparatus comprising: a liquid; wherein the electrode drive control means includes means for controlling a pulse width of a pulse voltage and means for controlling a voltage value of the pulse voltage. Micronization device.
は、微粒子化された液滴径を制御することを特徴とする
請求項１乃至２のいずれか記載の液体微粒子化装置。3. The liquid atomizing apparatus according to claim 1, wherein the means for controlling the pulse width of the pulse voltage controls a diameter of the atomized droplet.
微粒子化された液滴の飛翔量を制御することを特徴とす
る請求項２記載の液体微粒子化装置。4. The means for controlling the voltage value of the pulse voltage includes:
3. The liquid atomizing apparatus according to claim 2, wherein a flying amount of the atomized droplet is controlled.
該第１の電極を取り囲む第２の電極とから構成されてな
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の液
体微粒子化装置。5. The discharge electrode according to claim 1, wherein the discharge electrode comprises a sharp first electrode and a second electrode surrounding the first electrode. Liquid atomizer.
とは逆極性の電圧がバイアス電圧として印加されること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の液体微粒
子化装置。6. The liquid atomizing apparatus according to claim 1, wherein a voltage having a polarity opposite to a voltage applied to the discharge electrode is applied to the counter electrode as a bias voltage.
出電極は、半導体微細加工技術を利用して作製された電
極であることを特徴とする液体微粒子化装置。7. An apparatus according to claim 1, wherein the discharge electrode is an electrode manufactured by using a semiconductor fine processing technique.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11122098A JPH11300975A (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Liquid atomizer |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11122098A JPH11300975A (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Liquid atomizer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11300975A true JPH11300975A (en) | 1999-11-02 |
Family
ID=14555583
Family Applications (1)
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| JP (1) | JPH11300975A (en) |
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-
1998
- 1998-04-22 JP JP11122098A patent/JPH11300975A/en active Pending
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