JPS6023050A - Ink jet recording head and its preparation - Google Patents
Ink jet recording head and its preparationInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液体を微小開口部より吐出させ、文字。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention allows liquid to be discharged from minute openings to create characters.
画１象、模様等を被記録物に形成する静電力を利用した
インクジェット記録ヘッドに関する。The present invention relates to an inkjet recording head that uses electrostatic force to form an image, pattern, etc. on a recorded object.
従来例の構成とその問題点
第１図は、特開昭５７−１２０４５２号公報記載の静電
力と空気流を利用したインクジェット記録装置を示す。Structure of a conventional example and its problems FIG. 1 shows an inkjet recording apparatus using electrostatic force and air flow described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-120452.
絶縁性の空気ノズル板２には空気吐出口１が穿孔されて
お９、ノズル板２と平行して導電性のインクノズル板３
が配置されており、かつ前記インクノズル板３には空気
吐出口１に対向してインク吐出口４が穿孔されている。An insulating air nozzle plate 2 has air discharge ports 1 perforated therein, and a conductive ink nozzle plate 3 is arranged in parallel with the nozzle plate 2.
are arranged, and the ink nozzle plate 3 has an ink discharge port 4 perforated opposite to the air discharge port 1 .
空気供給路８には、空気供給源２０よシ空気流が流入し
、環状構造の空気室９において均一化され、前記空気ノ
ズル板２とインクノズル板３とにより生じる空気層７の
周辺より流入し、空気吐出口１より流出している。この
空気流は空気吐出口１の近傍で急激に変化しているため
、インク吐出口４より空気吐出口１に至る空間には急激
な圧力勾配の変化が生じている。Air flows from the air supply source 20 into the air supply path 8, is made uniform in the annular air chamber 9, and flows from around the air layer 7 created by the air nozzle plate 2 and the ink nozzle plate 3. The air flows out from the air outlet 1. Since this air flow changes rapidly near the air outlet 1, a rapid change in pressure gradient occurs in the space from the ink outlet 4 to the air outlet 1.
一方、インク吐出口４に隣接したインク室１゜はインク
溜り１１とインク供給路６を介して連通しており、前記
インク溜り１１内のインクは、空気供給源２０よシの空
気圧力によって、圧力調整機構２１により調整された一
定圧力が印加されている。これは、インクジェット記録
装置の非駆動時に、インク吐出口４の近傍の空気圧力と
インク吐出口４あるいはインク室１ｏのインク圧力がほ
ぼ等しくインク吐出口４内のインクのメニスカスが静止
して保たれるように調整するためである。On the other hand, the ink chamber 1° adjacent to the ink discharge port 4 communicates with an ink reservoir 11 via an ink supply path 6, and the ink in the ink reservoir 11 is fed by air pressure from an air supply source 20. A constant pressure adjusted by a pressure adjustment mechanism 21 is applied. This is because when the inkjet recording device is not driven, the air pressure near the ink ejection port 4 and the ink pressure in the ink ejection port 4 or the ink chamber 1o are approximately equal, and the meniscus of ink in the ink ejection port 4 is kept stationary. This is to make adjustments so that the
信号源６は空気吐出口１の周辺に設けられた電極１２と
インクノズル板３に接続されており、電極１２とインク
吐出口４０間に電位差が生じさせられる。この電位差に
よる静電力によって、インク吐出口４に生じるインクの
メニスカスが空気吐出口１の方向に引き伸ばされる。さ
らに、インク吐出口４がら空気吐出口１に至る空間には
急激な圧力勾配の変化が生じているため、インク吐出口
４に生じるインクのメニスカスは一定長さ以上引き伸ば
されると前記圧力勾配の変化により加速され、空気吐出
口１より飛翔する。The signal source 6 is connected to an electrode 12 provided around the air outlet 1 and the ink nozzle plate 3, and a potential difference is generated between the electrode 12 and the ink outlet 40. Due to the electrostatic force caused by this potential difference, the meniscus of ink generated at the ink discharge port 4 is stretched in the direction of the air discharge port 1. Furthermore, since a sudden change in pressure gradient occurs in the space from the ink discharge port 4 to the air discharge port 1, when the ink meniscus generated in the ink discharge port 4 is stretched beyond a certain length, the pressure gradient changes. It is accelerated by the air and flies from the air outlet 1.
第２図は空気流と静電力を利用したマルチノズルインク
ジェット記録ヘッドの本出願人の先行出願に係る例を示
す。FIG. 2 shows an example of a multi-nozzle inkjet recording head that utilizes airflow and electrostatic force, according to an earlier application by the present applicant.
第２図ａ、ｂにおいて、絶縁性の空気ノズル板２０１に
は空気吐出口１０１〜１０６が等間隔に穿孔されており
少なくとも空気吐出口１０１〜１０６の周辺を含む片側
表面に独立した電極１２１〜１２６が設けられている。In FIGS. 2a and 2b, an insulating air nozzle plate 201 has air outlets 101 to 106 perforated at equal intervals, and independent electrodes 121 to 121 on one side surface including at least the periphery of the air outlets 101 to 106. 126 are provided.
空気ノズル板２に平行し、インクノズル板３０１が設置
されており、前記空気吐出口１０１〜１０８に対向して
インク吐出口４０１〜４０６が穿孔されている。インク
ノズル板３０１とボディ部材１３とは共通のインク室１
０００を形成しており、インク吐出口４０１〜４０６に
連通ずるとともにインク供給路６ｏ１を介してインク溜
りに連通している。また空気ノズル板２０’１とボディ
部材１３１により構成される空気室９０１には、空気供
給路８０１を介して空気流が流入し、この空気流は空気
ノズル板２０１とインクノズル板３０１により構成され
る空気層７０１を流れ、空気吐出口１０１〜１０６よシ
各々急激な曲りを生じて流出している。一方インク室１
０００内のインクには一定の圧力が印加されており、イ
ンクジェット記録装置の非駆動時にインク吐出口４０１
〜４０６において各々安定してインクのメニスカスが保
たれるよう調整されている。An ink nozzle plate 301 is installed parallel to the air nozzle plate 2, and ink discharge ports 401 to 406 are perforated opposite to the air discharge ports 101 to 108. The ink nozzle plate 301 and the body member 13 share a common ink chamber 1
000, and communicates with the ink discharge ports 401 to 406 and also communicates with the ink reservoir via the ink supply path 6o1. Further, an air flow flows into the air chamber 901 formed by the air nozzle plate 20'1 and the body member 131 through the air supply path 801, and this air flow is formed by the air nozzle plate 201 and the ink nozzle plate 301. The air flows through the air layer 701 and flows out through the air discharge ports 101 to 106 with sharp bends. On the other hand, ink chamber 1
A constant pressure is applied to the ink in the ink in the ink ejection port 401 when the inkjet recording device is not driven.
- 406 are adjusted so that the ink meniscus is stably maintained.
前記電極１２１〜１２６は各々信号源５０１〜５０６に
接続されており、信号源５０１〜５０６に共通して接続
されたインクノズル板３０１との間に独立して生じさせ
ることができる。電極１２１〜１２６とインクノズル板
３０１との間に電位差が生じると、第１図における説明
から明らかなように、それによって生じる静電力と空気
流による圧力勾配の変化によってインク吐出１１４０１
〜４０６よりインク液が吐出し、空気吐出１］１０１〜
１０６を通って飛翔する。第２図のインク吐出口は６個
の場合の例であるが、他の複数個（ｎ個ンのインク吐出
口の場合も可能であるのは当然であり、各々のインク吐
出口からのインク液の吐出が独立して制御できるため、
ｎ倍の速度で記録物の作成が可能である〇
第３図は、第１図あるいは第２図の空気ノズル板の電極
部分を示す拡大斜視図である。空気ノズル板２００は例
えばガラス、セラミック、ガラスエポキシ、ポリイミド
等の絶縁物で構成され、電極１２０が、空気ノズル板表
面に設置されている。The electrodes 121-126 are connected to signal sources 501-506, respectively, and can be formed independently between the ink nozzle plate 301, which is commonly connected to the signal sources 501-506. When a potential difference occurs between the electrodes 121 to 126 and the ink nozzle plate 301, as is clear from the explanation in FIG.
Ink liquid is discharged from ~406, air discharge 1]101~
It flies through 106. Although the number of ink ejection ports in FIG. Since liquid discharge can be controlled independently,
It is possible to create recorded matter at n times the speed. FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the electrode portion of the air nozzle plate of FIG. 1 or 2. The air nozzle plate 200 is made of an insulating material such as glass, ceramic, glass epoxy, polyimide, etc., and an electrode 120 is installed on the surface of the air nozzle plate.
電極１２０は、金、銀、銅、クロム、アルミニウム、炭
素、黒鉛、金属酸化物等の導電材料であり、接着、蒸着
、スパッタ、メッキ等により空気ノズル板に接合される
。そして、フォトエツチングのような手段により所定の
形状が構成される。The electrode 120 is a conductive material such as gold, silver, copper, chromium, aluminum, carbon, graphite, metal oxide, etc., and is bonded to the air nozzle plate by adhesion, vapor deposition, sputtering, plating, or the like. Then, a predetermined shape is formed by means such as photoetching.
しかしながら、このような電極構造の場合には電極１２
０がインクジェット記録ヘッド前面に突出した形状であ
るため、被記録物あるいは被記録物を保持する部材等に
接触することがある。例えば、前記インクジェット記録
ヘッドは、被記録物（記録シート）が装着された円筒ド
ラムに対向させて使用されるが、このような場合、イン
クジェット記録ヘッドと円筒ドラムの間隔は、できる限
り小さくし、インク液の被記録物上への付着が正確に行
なわれるように配慮される。そのため、電極１２０が、
円筒ドラムの表面と接触することがあり、その衝撃によ
って脱落することがあり、また第２図に示したマルチノ
ズル用の電極１２１〜１２６の場合には変形することに
よって、隣接する電極が短絡し、電気回路が損障するこ
ともある。However, in the case of such an electrode structure, the electrode 12
Since the 0 protrudes from the front surface of the inkjet recording head, it may come into contact with the object to be recorded or a member that holds the object to be recorded. For example, the inkjet recording head is used in opposition to a cylindrical drum on which a recording material (recording sheet) is attached. In such a case, the distance between the inkjet recording head and the cylindrical drum should be as small as possible Care is taken to ensure that the ink liquid adheres accurately to the recording material. Therefore, the electrode 120
They may come into contact with the surface of the cylindrical drum, and may fall off due to the impact, and in the case of the electrodes 121 to 126 for multi-nozzles shown in Figure 2, they may deform and short-circuit adjacent electrodes. , electrical circuits may be damaged.
捷だ、円筒ドラムと電ｆｆ１１２０との間に電位差があ
る場合には放電が生じることによって、破損が生じるこ
とがある。However, if there is a potential difference between the cylindrical drum and the electric ff1120, discharge may occur and damage may occur.
発明の目的
本発明は、以上のような欠点を解消し、脱落や短絡等の
恐れのない強固で、かつ高密度なマルチ構造が可能なイ
ンクジェット記録ヘッドの電極構造およびその製造方法
を提供することを目的としている。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention provides an electrode structure for an inkjet recording head that eliminates the above-mentioned drawbacks and allows for a strong, high-density multi-structure without fear of falling off or short-circuiting, and a method for manufacturing the same. It is an object.
発明の構成
本発明は、開口を有する絶縁性基、５に設置され、イン
ク液を吐出させるだめの静電力を発生させる電極の少な
くとも一部が、前記絶縁性基板の表面より埋没している
構造のノズル板を備えたインクジェット記録ヘッドを提
供するとともにその構造を実現する方法として以下の■
〜■の工程よりなる製造方法を提供するものである。Structure of the Invention The present invention provides a structure in which at least a part of an electrode that is installed on an insulating substrate 5 having an opening and generates an electrostatic force for ejecting ink liquid is buried below the surface of the insulating substrate. As a method of providing an inkjet recording head equipped with a nozzle plate and realizing its structure, the following ■
The present invention provides a manufacturing method comprising the steps of ~■.
■ 絶縁性基板の表面に溝を形成する工程Ｏ■ 前記溝
が形成された面に導電性材料を付着接合させる工程。(2) A step of forming grooves on the surface of an insulating substrate (O) A step of adhering and bonding a conductive material to the surface on which the grooves are formed.
■ 前記溝以外に付着接合された導電性材料を取除く工
程。■ A step of removing the conductive material adhered to areas other than the grooves.
■ 所定の個所に開口を穿孔する工程。■ Process of drilling an opening at a predetermined location.
実施例の説明
以下本発明の実施例について図面とともに詳細に説明す
る。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第４図は本発明の一実施例を示し第３図に対応する。絶
縁物よりなる空気ノズル板２ｏｏには、電極１２０の形
状とほぼ等しい形状の溝が堀られており、この溝の内部
に電ｆｆ１１２０が設けられノズル板２００の表面以内
に収められている。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention and corresponds to FIG. 3. In the air nozzle plate 2oo made of an insulating material, a groove having a shape almost the same as that of the electrode 120 is dug, and the electrode ff1120 is provided inside this groove and housed within the surface of the nozzle plate 200.
このような電極構造を採用したノズル板を第１図の空気
ノズル板２あるいは第２図の空気ノズル板２０１として
使用したインクジェット記録ヘッドでは、電極１２０が
絶縁性基板２００内に埋没しているため、外部の部品、
装置等の障害物に接触することが少なく破損の危険がな
い。In an inkjet recording head that uses a nozzle plate adopting such an electrode structure as the air nozzle plate 2 in FIG. 1 or the air nozzle plate 201 in FIG. 2, the electrode 120 is buried in the insulating substrate 200. , external parts,
There is little chance of contact with obstacles such as equipment, so there is no risk of damage.
７［Ｊｉ１２０の面は空気ノズル板２００の表面と同一
平面または少し埋没していることが好ましい。7 [The surface of Ji 120 is preferably flush with the surface of air nozzle plate 200 or slightly buried.
しかし被記録物等に接触しない程度にわずかに突出して
いても差支えない。ただしこの場合にも電極の強度等の
関係上下面側が空気ノズル板２００内に埋没させて電極
をある程度厚くすることが好ましい。However, there is no problem even if it protrudes slightly to the extent that it does not come into contact with the recorded object. However, in this case as well, it is preferable that the upper and lower surfaces of the electrode be buried in the air nozzle plate 200 to make the electrode thicker to some extent due to the strength of the electrode.
第６図は本発明の電極構造を実現するための製造方法を
示すものであり、大別して４つの工程よりなる。第１段
階は、絶縁性基板２００’に、溝３゜を形成する工程で
ある。溝３ｏは所定の電極形状と同様な形状に形成され
るが、機械的な加工法。FIG. 6 shows a manufacturing method for realizing the electrode structure of the present invention, which is roughly divided into four steps. The first step is a step of forming a 3° groove in the insulating substrate 200'. The groove 3o is formed in a shape similar to the predetermined electrode shape, but by a mechanical processing method.
あるいは感光性樹脂、感光性ガラス等の材料を使用して
形成する方法、また、ガラス、プラスチック等を軟化さ
せ、鋳型を押しあてることによって形成する方法等が可
能である。第２段階は、前記溝３ｏが形成された絶縁性
基板２０σの面に導電性材料を付着接合する工程であり
、メッキ、蒸着スバ・ンタ等の手段が可能である。第５
図（ｃ）では導電性材料４００表面が平面形状で図示さ
れているが、導電性材料４ｏの厚みが薄い場合には、絶
縁性基板２００′の面に沿って付着接合される。第３段
階は、溝≦ｏＪ：）、外の個所に付着接合された導電性
材料４０を取り除く工程であり、エツチング。Alternatively, a method of forming using a material such as a photosensitive resin or a photosensitive glass, or a method of forming by softening glass, plastic, etc. and pressing a mold against it is possible. The second step is a step of adhering and bonding a conductive material to the surface of the insulating substrate 20σ in which the groove 3o is formed, and methods such as plating and vapor deposition can be used. Fifth
In Figure (c), the surface of the conductive material 400 is shown in a planar shape, but when the conductive material 4o is thin, it is adhered and bonded along the surface of the insulating substrate 200'. The third step is the step of removing the conductive material 40 adhered to the outside of the groove≦oJ:), which is etching.
あるいは研摩により、不要な個所の導電性材料４０が除
去され、（ｄ）に示すように溝３ｏ内に導電性材料４０
が残る。第４段階は、第４図（ｅ）のごとく所定の個所
に開口１０αを穿孔する工程であり、ドリル加工、レー
ザ加工、超音波力■工等の手段が可能である。Alternatively, unnecessary portions of the conductive material 40 are removed by polishing, and the conductive material 40 is placed in the groove 3o as shown in (d).
remains. The fourth step is the step of drilling an opening 10α at a predetermined location as shown in FIG. 4(e), and methods such as drilling, laser processing, and ultrasonic force machining can be used.
以上のような工程によって、電極を構成する場合には、
少なくとも電極の一部が絶縁性材料に埋没しているので
、エツチング等の手段により微細パターンを作製する場
合にも、脱落や短絡の危険がなく、また、研摩のような
簡易な手段によっても微細パターンが形成できる。また
、電極が埋没した構造であるので、付着強度が強く、ま
た外部の部品、装置等の障害物に接触する恐れも少なく
耐久性のある電極構造が実現できる。When configuring an electrode through the steps described above,
Since at least a portion of the electrode is buried in the insulating material, there is no risk of falling off or short circuiting when creating fine patterns by means such as etching, and even by simple means such as polishing. Patterns can be formed. Furthermore, since the electrode is buried, it is possible to realize a durable electrode structure with strong adhesion strength and less risk of contact with obstacles such as external parts and devices.
発明の効果
以上詳細な説明のごとく、本発明は開口を有する絶縁性
基板の表面から埋没して電極を形成し、この電極をイン
ク液を吐出させるだめの静電力を発生させる電極とした
構成を有するインクジェット記録ヘッドおよびその製造
方法で、耐久性があり、かつ高密度な電極パターンが可
能となり、長寿命で信頼性があり、かつ高性能なインク
ジェット記録ヘッドが提供できる。Effects of the Invention As described above in detail, the present invention has a structure in which an electrode is formed by being buried from the surface of an insulating substrate having an opening, and this electrode is used as an electrode that generates an electrostatic force for ejecting an ink liquid. The inkjet recording head and the manufacturing method thereof enable a durable and high-density electrode pattern, and provide a long-life, reliable, and high-performance inkjet recording head.
なお、本発明では第１図、第２図に示されたインクジェ
ット記録ヘッドに関してのみ詳細な説明を行ったが、同
様な電拠と開口を有するインクジェット記録ヘッドであ
ればすべてのものに適用できる。Although the present invention has been described in detail only with respect to the inkjet recording head shown in FIGS. 1 and 2, the present invention can be applied to any inkjet recording head having similar electric power and openings.
第１図は本発明が適用可能な従来のインクジェット記録
装置の一例を示す概念図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は
本発明が適用可能なインクジェット記録ヘッドの構成を
示す断面図および正面図、第３図は第２図のヘッドの要
部拡大斜視図、第４図は本発明によるインクジェット記
録ヘッドの一実施例における要部拡大斜視図、第６図（
−）〜（ｅ）は本発明による第４図の構造体の製造工程
図を順に示す断面図である。
１．１００〜１０６・・・・・・空気吐出口、４．４０
１〜４０６・・・・・・インク吐出口、２００．２０１
・・・・・空気ノズル板、２００’・・・・・・絶縁性
基板、３ｏ・・・・・・溝、４０・・・・・・導電性材
料、１２，１２０〜１２６・・・・・・電極。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
□□−−−」
第２図
（αう
（ｂ〕
ｔｚｔ ／２３ ｔｚ、ｓ
第３図
第５図
１００′FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a conventional inkjet recording apparatus to which the present invention is applicable, and FIGS. 2(a) and (b) are sectional views and front views showing the configuration of an inkjet recording head to which the present invention is applicable. 3 is an enlarged perspective view of the principal part of the head shown in FIG. 2, FIG. 4 is an enlarged perspective view of the principal part of an embodiment of the inkjet recording head according to the present invention, and FIG.
-) to (e) are sectional views sequentially showing manufacturing process diagrams of the structure shown in FIG. 4 according to the present invention. 1.100~106...Air discharge port, 4.40
1-406...Ink discharge port, 200.201
...Air nozzle plate, 200'...Insulating substrate, 3o...Groove, 40...Conductive material, 12,120-126... ··electrode. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure □□----" Figure 2 (αU(b) tzt /23 tz, s
Claims (3)
液を吐出させるだめの静電力を発生させる電極の少なく
とも一部が前記絶縁性基板に埋没しているよう構成され
たことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。(1) At least a part of an electrode that is installed on one surface of an insulating substrate having an opening and generates an electrostatic force for ejecting ink liquid is buried in the insulating substrate. Inkjet recording head.
項記載のインクジェット記録ヘッド。(2) Claim No. (1) in which the opening is an air discharge port
The inkjet recording head described in .
が形成された面に導電性材料を付着接合させる工程と、
前記導電性材料を選択的に除去する工程と、決められた
個所に開口を穿孔する工程とを沈むインクジェット記録
ヘッドの製造方法。(3) a step of forming a groove on one surface of an insulating substrate; a step of adhering and bonding a conductive material to the surface on which the groove is formed;
A method for manufacturing an inkjet recording head, which includes the steps of selectively removing the conductive material and drilling openings at predetermined locations.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13121283A JPS6023050A (en) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | Ink jet recording head and its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13121283A JPS6023050A (en) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | Ink jet recording head and its preparation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6023050A true JPS6023050A (en) | 1985-02-05 |
Family
ID=15052657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13121283A Pending JPS6023050A (en) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | Ink jet recording head and its preparation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023050A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63300053A (en) * | 1987-05-29 | 1988-12-07 | Kataoka Mach Co Ltd | Sheet division unwinder |
| EP0771658A3 (en) * | 1995-10-30 | 1997-11-05 | Eastman Kodak Company | Construction and manufacturing process for drop on demand print heads with nozzle heaters |
-
1983
- 1983-07-18 JP JP13121283A patent/JPS6023050A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63300053A (en) * | 1987-05-29 | 1988-12-07 | Kataoka Mach Co Ltd | Sheet division unwinder |
| EP0771658A3 (en) * | 1995-10-30 | 1997-11-05 | Eastman Kodak Company | Construction and manufacturing process for drop on demand print heads with nozzle heaters |
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