(57)【要約】【課題】静電型インクジェットヘッドのダイアフラムと電極の距離に無関係に静電気力を大きくし、これを通じてダイアフラムの変位を大きくしてインク排出圧力が増加される静電型インクジェットヘッドを提供する。【解決手段】静電型インクジェットヘッド及びその製造方法が提示される。インクチャンバの一面に含まれていて変形が可能なダイアフラムと、ダイアフラムの一面から突出される一つ以上の第１突出部と、ダイアフラムに対向していて構造的に固定されている電極と、電極の一面からダイアフラムに向けて突出される一つ以上の第２突出部を含むが、第１突出部と第２突出部の側面が互いに近接するように千鳥配列になっている静電型インクジェットヘッドは、ダイアフラムと電極の距離に無関係に静電気力を大きくすることができるのでダイアフラムの変形できる最大変位が大きくなり、インク排出圧力が増加され粘度の高いインクの吐出が可能になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクチャンバの一面に含まれていて変形が可能なダイアフラムと、
上記ダイアフラムの一面から突出される一つ以上の第１突出部と、
上記ダイアフラムに対向し構造的に固定されている電極と、
上記電極の一面から上記ダイアフラムに向けて突出される一つ以上の第２突出部を含むが、
上記第１突出部と上記第２突出部の側面が互いに近接するように千鳥配列になっている静電型インクジェットヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
上記第１突出部及び上記第２突出部は櫛歯（comb）構造になるよう複数で形成されて、上記ダイアフラムと上記電極は上記複数の第１突出部と上記複数の第２突出部が互いに接触しないで噛合うように位する静電型インクジェットヘッド。
【請求項３】
請求項１において、
上記第１突出部と上記電極間の最短距離または、上記第２突出部と上記ダイアフラム間の最短距離は、上記第１突出部と上記第２突出部間の間隔の大きさより大きい静電型インクジェットヘッド。
【請求項４】
請求項１において、
上記第１突出部または上記第２突出部の突出方向での断面の形状は直四角形である静電型インクジェットヘッド。
【請求項５】
請求項１において、
上記第１突出部と上記第２突出部が同一の形態に形成される静電型インクジェットヘッド。
【請求項６】
請求項１において、
上記第１突出部または上記第２突出部は、同一の形態が複数で繰り返される静電型インクジェットヘッド。
【請求項７】
請求項１において、
上記ダイアフラムの中央部分から端部の方に行くほど上記第１突出部の突出される長さが減少する静電型インクジェットヘッド。
【請求項８】
請求項１において、
上記第１突出部は上記ダイアフラムの一面の全体にかけて、または上記第２突出部は上記電極の一面の全体にかけて突出される静電型インクジェットヘッド。
【請求項９】
請求項１において、
上記第１突出部は上記ダイアフラムの中央部分でばかり突出されて、上記第２突出部は上記第１突出部に対応して上記電極の中央部分でばかり突出される静電型インクジェットヘッド。
【請求項１０】
請求項１において、
上記ダイアフラム、上記第１突出部、上記電極、上記第２突出部の中のある一つ以上は単結晶シリコーンを含むインクジェットヘッド。
【請求項１１】
請求項１において、
上記ダイアフラム、上記第１突出部、上記電極、上記第２突出部の中のある一つ以上はＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System） 工程によって製造される静電型インクジェットヘッド。
【請求項１２】
一端にインクノズルが形成されているインクチャンバと、
上記インクチャンバに結合されるインク注入口と、
上記インクチャンバの一面に含まれていて、変形が可能なダイアフラムと、
上記ダイアフラムの一面から突出される一つ以上の第１突出部と、
上記ダイアフラムに対向して構造的に固定されている電極と、
上記電極の一面から上記ダイアフラムに向けて突出される一つ以上の第２突出部を含むが、
上記第１突出部と上記第２突出部の側面が互いに近接するように千鳥配列になっている静電型インクジェットヘッド。
【請求項１３】
請求項１２の静電型インクジェットヘッドを含むインクカートリッジ。
【請求項１４】
請求項１３のインクカートリッジと、
上記電極または上記ダイアフラムに電源を印加する駆動回路を含む静電型インクジェットプリンタ。
【請求項１５】
（ａ）静電型インクジェットヘッドの電極またはダイアフラムとして使われるシリコーン基板の上にＰＲコーティング層を形成する段階、
（ｂ）上記ＰＲコーティング層にリトグラフィ（lithography）方式にて複数の第１突出部または複数の第２突出部のパタンを形成（PR patterning）する段階、
（ｃ）上記シリコーン基板を蝕刻（dry etching）して櫛歯（comb）形状の第１突出部または第２突出部を形成する段階、
（ｄ）上記ＰＲコーティング層をとり除く段階、及び
（ｅ）上記段階（ａ）ないし上記段階（ｄ）によって製造される電極とダイアフラムが相互対向するように位置させる段階を含むが、上記第１突出部及び上記第２突出部は櫛歯（comb）構造になるように形成され、上記ダイアフラムと上記電極は上記第１突出部と上記第２突出部が互いに接触しないで噛合うように位する静電型インクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタヘッドに関するもので、より詳しくは、静電型インクジェットヘッド及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、インクジェットプリンタの駆動方式には、バブルジェット方式とピエゾ方式がある。バブルジェット方式は、抵抗加熱体を含んで形成されるから、駆動手段の急速な加熱と冷却の繰り返しによって抵抗加熱体が損傷され器機の寿命が短くなるし、ピエゾ方式は、圧電素子を微細に加工しなければならないので、製造に掛かる時間が長くて複雑で精密度の落ちる問題がある。
【０００３】
このような問題点を解決するため静電力を利用するインクジェットヘッドが使われている。このような静電型インクジェットヘッドは、製作のイージー性、低消費電力及び単純な動作原理など長所が多くて非常に選好されるインクジェットヘッド方式の中の一つであって、インクを噴射して画像を記録する各種機器に活発に応用されている。
【０００４】
静電型インクジェットヘッドは、インクチャンバの一面を構成しその変形によってインクが排出されるようにするダイアフラムと、それと対向する位置に静電力が発生するようにする電極からなる。静電型インクジェットヘッドは、ダイアフラムと電極の間に電位差が生ずるようにして静電気的引力によりダイアフラムを所定変位くらい変形させ、電位差をとり除くことで変形されたダイアフラムが復元する力によってインクチャンバ内のインクがノズルを通じて排出されるようにする方式で作動する。
【０００５】
一般的に、静電型インクジェットヘッドのダイアフラムと電極は滑っこい面で形成される。図１は、従来の静電型インクジェットヘッドの断面を示すもので、アメリカ特許  第５，６６８，５７９号のＦＩＧ．２である。図１を参照して従来の静電型インクジェットヘッドの構造及び駆動方式を説明することにする。
【０００６】
インクチャンバ６の端に形成されているノズル４からインク滴が噴射されるが、インクチャンバの底板はダイアフラム５で構成されている。ダイアフラム５と互いに対向して電極２１が位し、ダイアフラム５と電極２１間の間隔（Ｇ）は凹部の深みと電極２１の厚さの差に該当する。
【０００７】
駆動方式は、ダイアフラム５と電極２１に相互違う電位をかければ、電位差によって静電気力が発生する。この静電気力によってダイアフラムと電極板間に引力が作用することになり、電極２１は固定されているので厚さの薄らダイアフラム５に変形が起きることになる。
【０００８】
その後、ダイアフラム５と電極２１にかけた電位差をとり除くと、変形されたダイアフラム５がもとの位置に復元することになる。このようなダイアフラム５の復元力によってインクチャンバ６内の圧力が高くなり、この圧力によってインクがノズル４を通じて噴出される。
【０００９】
しかし、このような従来の静電型インクジェットヘッドは二つの構造板、すなわちダイアフラムと電極間の距離が充分に小さくないと静電気力が発生しない。したがって、二つの構造板間の距離がダイアフラムの変形可能な変位の最大値になるので、従来の静電型インクジェットヘッドは変位を大きくするのに限界があるという問題点があった。また、二つの構造板間の距離が小さいと製造過程に難しさがあり、インクを押し出す圧力が十分ではないというさまざまな問題点が発生する。
【００１０】
このような静電型インクジェットヘッドのインク排出圧力を進めるための従来技術としては、特許文献１（大韓民国登録特許公報第１０-０２４２１５７号（'静電駆動型インクジェットヘッド'））が挙げられる。しかし、上記発明は、移動子に繋がれている外部フレームを通じてダイアフラムに圧力を伝達するということで構造が複雑になり、製造時間及び費用が上昇するという問題がある。
【００１１】
また、従来技術として、特許文献２（日本公開特許公報  特開２００３-２７６１９４号（'静電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置'））が挙げられる。しかし、上記発明は、互いに対向する平板の可動電極と固定電極を多重に積層したことであって、積層される電極の重数によって静電気力の増加することはできるが、可動電極と固定電極の対向する面にそれぞれ櫛歯構造を形成して電極間の距離に構わずに大きい変位を得られることではないという限界がある。
【特許文献１】大韓民国登録特許公報第１０-０２４２１５７号
【特許文献２】特開２００３-２７６１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、静電型インクジェットヘッドのダイアフラムと電極の距離に無関係に静電気力を大きくし、これを通じてダイアフラムの変位を大きくしてインク排出圧力が増加される静電型インクジェットヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一側面によれば、インクチャンバの一面に含まれていて変形が可能なダイアフラムと、ダイアフラムの一面から突出される一つ以上の第１突出部と、ダイアフラムに対向し構造的に固定されている電極と、電極の一面からダイアフラムに向けて突出される一つ以上の第２突出部を含むが、第１突出部と第２突出部の側面が互いに近接するように千鳥配列になっている静電型インクジェットヘッドが提供される。
【００１４】
第１突出部及び上記第２突出部は、櫛歯（comb）構造になるよう複数で形成されて、ダイアフラムと電極は複数の第１突出部と複数の第２突出部が互いに接触しないで噛合うように位するのが好ましい。
【００１５】
第１突出部と電極間の最短距離または、第２突出部とダイアフラム間の最短距離は、第１突出部と第２突出部間の間隔の大きさより大きい方が望まれる。
【００１６】
第１突出部または第２突出部の突出方向での断面の形状は直四角形であることが好ましい。第１突出部と第２突出部は同一の形態で形成されることができる。第１突出部または第２突出部は同一の形態が複数で繰り返されることができる。また、ダイアフラムの中央部分から端部の方に行く程上記第１突出部の突出される長さは減少するのが好ましい。
【００１７】
第１突出部はダイアフラムの一面の全体にかけて、または、第２突出部は電極の一面の全体にかけて突出されるのが好ましい。また、第１突出部はダイアフラムの中央部分でばかり突出され、第２突出部は第１突出部に対応して電極の中央部分でばかり突出されるのが好ましい。
【００１８】
ダイアフラム、第１突出部、電極、第２突出部の中のある一つ以上は単結晶シリコーンを含むことができるし、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）工程によって製造されることが好ましい。
【００１９】
また、一端にインクノズルが形成されているインクチャンバと、インクチャンバに結合されるインク注入口と、インクチャンバの一面に含まれていて変形が可能なダイアフラムと、ダイアフラムの一面から突出される一つ以上の第１突出部と、ダイアフラムに対向し構造的に固定されている電極と、電極の一面からダイアフラムに向けて突出される一つ以上の第２突出部を含むが、第１突出部と第２突出部の側面が互いに近接するように千鳥配列になっている静電型インクジェットヘッドが提供される。
【００２０】
また、上記静電型インクジェットヘッドを含むインクカートリッジ及び上記インクカートリッジと、電極またはダイアフラムに電源を印加する駆動回路を含む静電型インクジェットプリンタが提供される。
【００２１】
また、（ａ）静電型インクジェットヘッドの電極またはダイアフラムとして使われるシリコーン基板の上にＰＲコーティング層を形成する段階、（ｂ）ＰＲコーティング層にリトグラフィー（lithography）方式によって複数の第１突出部または複数の第２突出部のパターンを形成（PR patterning）する段階、（ｃ）シリコーン基板を蝕刻（dry etching）して櫛歯（comb）形状の第１突出部または第２突出部を形成する段階、（ｄ）ＰＲコーティング層をとり除く段階、及び（ｅ）段階（ａ）ないし（ｄ）によって製造される電極とダイアフラムが相互対向するように位置させる段階を含むが、第１突出部及び第２突出部は櫛歯（comb）構造になるように形成されて、ダイアフラムと電極は第１突出部と第２突出部が互いに接触しないで噛合うように位する静電型インクジェットヘッドの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
このような構成を有する本発明によれば、ダイアフラムと電極の表面に櫛歯（comb）形状または別の形状の突出部を形成して、電気場の形成される面積を広げることによってダイアフラムと電極の距離に無関係に静電気力が大きくできるので、ダイアフラムの変形できる最大変位が大きくなり、電位差による変位制御が可能になる。またダイアフラムの最大変位が大きくなるのでインク排出圧力が増加され、これによって粘度の高いインクの吐出が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による静電型インクジェットヘッド及びその製造方法の好ましい実施例を、添付図面を参照して詳しく説明する事にするが、添付図面を参照して説明することにおいて、図面符号に構わずに同一であるとか対応する構成要素は同じ参照番号を付与し、これに対する重複される説明は略する事にする。また、本発明の好ましい実施例を詳しく説明することに先立って、先ず一般的な原理に対して説明する事にする。
【００２４】
図２は、本発明の好ましい一実施例による静電型インクジェットヘッドの部分拡大図であり、図３は、本発明の好ましい第１実施例による静電型インクジェットヘッドのダイアフラムと電極を示す断面図である。図２及び図３を参照すれば、ダイアフラム１１０、第１突出部１１２、電極１２０、第２突出部１２２が示されている。
【００２５】
本実施例は、静電型インクジェットヘッドにおいて、静電気力の発生するダイアフラムと電極の形態を変化させて、ダイアフラムにより大きい変位が得られるようにしたものである。すなわち、図２のように、ダイアフラム１１０と電極１２０の表面に櫛歯（comb）構造または別の形態の第１突出部１１２と第２突出部１２２をそれぞれ形成すれば、静電気力の作用する面積が増えて電気容量（Ｃ）が大きくなるので静電気力が増加することになる。
【００２６】
平行であるダイアフラムと電極の間には、式（１）のような静電気力（Ｆｅ）が発生する。
【００２７】
【数１】
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【００２８】
式（１）のように、静電気力（Ｆｅ）は、加える電位差（Ｖ）が決まっているとすれば、電気容量（Ｃ）によってその大きさが左右されるし、電気容量（Ｃ）は面積（Ａ）と距離（ｄ）によって決まることになるので、距離（ｄ）が大きくなると静電気力（Ｆｅ）は小くなる。したがって、ダイアフラムと電極間の距離（ｄ）が  数μｍ以上になると静電気力があまりに弱くなってダイアフラムが駆動しなくなる。
【００２９】
図１のように、平たい面で形成された電極とダイアフラムから構成された従来のインクジェットヘッドにおいて、一定の変位（図１のＧ）くらい動くのに要る静電気力（Ｆｅ）は変位が大きくなるほど小くなる。しかし、本発明のインクジェットヘッドでは櫛歯（comb）構造または別の形態に突出部１１２，１２２を形成することで静電気力の作用する断面積を大きくした。
【００３０】
本実施例では、突出部間の間隔１０２よりダイアフラム１１０と電極１２０間の距離１０１が充分に大きくなれば突出方向の静電気力は無視できる程になるので、静電気力と距離１０１は無関係であると見ることができるようになる。すなわち、距離１０１と関係なく電位差（Ｖ）によって変位（ｘ）を調節することができるようになって、ダイアフラム１１０と電極１２０間の距離１０１を大きく設計することができ、変位（ｘ）を大きくすることができる。
【００３１】
したがって、第１突出部１１２と第２突出部１２２はその側面間の距離、すなわち、間隔を充分に近く形成した方が良いし、これにより、ダイアフラム１１０と電極１２０間の距離、具体的には、第１突出部１１２から電極１２０までの距離または第２突出部１２２からダイアフラム１１０までの距離は、平たい面が対向している従来のヘッド構造に比べてそれ程重要ではない。これにより製造が容易くなり、ヘッド作動の信頼性が向上される。
【００３２】
本実施例は、第１突出部１１２と第２突出部１２２を一つ以上形成し、側面が互いに近接するように千鳥配列することでその効果を導出することができるが、より好ましくは、櫛歯（comb）のような構造になるよう複数の突出部を形成するのが良い。
【００３３】
すなわち、ダイアフラム１１０と電極１２０に複数の第１突出部１１２と第２突出部１２２を形成し、櫛歯構造の第１突出部１１２及び第２突出部１２２がギアの噛合うように噛合になるようにすれば、上述のようにダイアフラム１１０と電極１２０において静電気力が作用する部分の面積が極大化になるので本発明の効果を導出するのに一番效率的である。
【００３４】
勿論、このように二つの櫛歯構造が互いに噛合いになるよう配置する場合には、静電気力が発生できるよう互いに電気的に接触しないように、すなわち絶縁されなければならない。
【００３５】
本発明によるインクジェットヘッドは、ダイアフラム１１０と電極１２０間の距離とは無関係に静電気力が発生するようにすることなので、上記距離を充分に大きくしてダイアフラム１１０の変形される変位を極大化することができる。
【００３６】
前述のように、本実施例では第１突出部１１２と第２突出部１２２間の間隔が重要なことなので、ダイアフラム１１０と電極１２０間の距離、すなわち、第１突出部１１２と電極１２０間の最短距離または第２突出部１２２とダイアフラム１１０間の最短距離は、第１突出部１１２と第２突出部１２２間の間隔の大きさより大きくすることができる。
【００３７】
通常的に、突出部の厚さ及び間隔が数μｍ位である場合、ダイアフラム１１０と電極１２０間の距離（上記最短距離）はその以上に形成することができる。このようにダイアフラム１１０と電極１２０間の距離を大きくすることで、ダイアフラム１１０の変位を極大化することができ、結果的にインク排出圧力を増加させることができる。
【００３８】
第１突出部１１２と第２突出部１２２の突出方向での断面の形状は直四角形のことが好ましい。しかし、本発明が、必ず突出部の断面の形状が直四角形であることに限定されるのではなく、三角形、台形、半円形、楕円形、鐘刑など静電気力を増加させるため面積を極大化することができる形状を含むことは勿論である。
【００３９】
ただし、ダイアフラム１１０は、静電気力によって変形される部材であるから、その変形過程において器具的に問題の起こることができる形状よりは直四角形の方が好ましい。また、本発明は、平行に対向する二つの電極間から発生する静電気力を利用することなので、三角形や台形のように突出部間の間隔が部位によって異なる形状よりは直四角形のように対向する面を一番多く確保できる形状が好ましい。
【００４０】
また、突出部の断面を直四角形に形成することは、蝕刻を通じて本実施例のダイアフラム１１０及び電極１２０を製造することにおいても效率的である。第１突出部１１２または第２突出部１２２はそれぞれ複数で形成されるが、それぞれの形態が必ず同一でなければならないのではない。すなわち、ダイアフラム１１０または電極１２０の中央部位と端部の突出部の形態を異にすることができるし、より大きい静電気力を得るために多様な形態で形成することができる。
【００４１】
ただし、設計及び製造の便宜上、各突出部が同一の形態で繰り返されるように形成するのが好ましい。第１突出部１１２と第２突出部１２２もその形態を異にして形成することができるが、上記のように設計及び製造の便宜上第１突出部１１２と第２突出部１２２を同一に形成するのが好ましい。
【００４２】
図４は、本発明の好ましい第２実施例による静電型インクジェットヘッドのダイアフラムと電極を示す断面図である。図４を参照すれば、ダイアフラム１１０、第１突出部１１２ａ、電極１２０、第２突出部１２２が示されている。
【００４３】
本発明の静電型インクジェットヘッドは、ダイアフラム１１０と電極１２０に電位差をかければ、ダイアフラム１１０が電極１２０の方に静電気的引力を受けるようになって、電極１２０の方に曲がることになる。この時、第１突出部は、その形成された位置がダイアフラム１１０の中央部分なのか端部なのかによってその変形に差が発生することになる。
【００４４】
すなわち、ダイアフラム１１０が電極１２０の方に曲がる変形をすれば、中央部分に形成された第１突出部１１２ａは位置だけ電極１２０の方に移動するが、端部に形成された第１突出部１１２ａは中央部分に対して外側に向けるように回転することになる。ダイアフラム１１０の変位が小さい場合には端部に形成された第１突出部１１２ａの回転程度も微微たるものであるが、変位が大きくなるほど第１突出部１１２ａの回転程度も大きくなる。
【００４５】
したがって、ダイアフラム１１０の変形による結果として、端部に形成された第１突出部１１２ａが第２突出部１２２に接触される場合も発生する可能性がある。第１突出部１１２ａが第２突出部１２２と接触する場合、電気的に繋がれることになって静電気力が発生しない場合もあり、コーティングなどを通じて電気的に絶縁されている場合にも機械的な抵抗力によってダイアフラム１１０の変形程度を制限する役目をすることになる。
【００４６】
このような場合に備えて、本実施例では、ダイアフラム１１０の中央部分から端部の方に行くほど第１突出部１１２ａの突出される長さを減少させることにした。これにより、端部の第１突出部１１２ａが外側に回転するようになっても、第２突出部１２２とは接触されないようにすることができる。勿論、端部の第１突出部１１２ａは第２突出部１２２と側面が隣接するほどには突出させて静電気力が発生できるようにする。
【００４７】
図５は、本発明の好ましい第３実施例による静電型インクジェットヘッドのダイアフラムと電極を示す断面図である。図５を参照すれば、ダイアフラム１１０、第１突出部１１２ｂ、電極１２０、第２突出部１２２ａが示されている。
【００４８】
第２実施例では、突出部がダイアフラム１１０または電極１２０の全体にかけて形成される場合を前提にして、第１突出部１１２ａの大きさを変化させたものであるが、第２実施例での同一な問題の解決のため第１突出部１１２ｂを中央部分にだけ形成することもできる。この場合、第２突出部１２２ａも第１突出部１１２ｂに応じて中央部分にだけ形成するのが好ましい。
【００４９】
第３実施例の場合、ダイアフラム１１０の変形による突出部間の接触問題は改善できるが、静電気力の作用する面積が減少してダイアフラム１１０の変形できる最大変位を充分に確保することができないおそれがある。
【００５０】
したがって、ダイアフラム１１０と電極１２０間の距離に無関係に充分に大きい静電気力を得るためには、第１突出部がダイアフラム１１０の一面の全体にかけて、第２突出部１２２が電極１２０の一面の全体にかけて突出されるように形成するのが好ましくて、さらに好ましくは、必要なインク排出圧力にしたがうダイアフラム１１０の必要変位量を考慮して、ダイアフラム１１０の変形によって問題が発生されられる部分（主に端部）には第１突出部の大きさを減少させるとか第１突出部を形成しない方が好ましい。
【００５１】
ダイアフラム１１０と第１突出部１１２及び、電極１２０と第２突出部１２２はそれぞれ一体に形成するのが好ましく、単結晶シリコーンにて製造するのが好ましい。ただし、本発明が、ダイアフラム１１０と電極１２０の材質に限定されるのではなく、本発明の効果が導出できる当業者にとって自明な範囲内で電気的、機械的特性を満足する別の材質を含めることは勿論である。
【００５２】
また、本発明の突出部が形成されるダイアフラム１１０及び電極１２０などはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）工程によって製造されるのが好ましい。ＭＥＭＳ、すなわち、マイクロ電子機械システムとは電子機械素子を、肉眼では見えないほどに小さなマイクロ規模に製作する技術であって、とても小さな機械構造物を製作するすべての分野に応用される技術である。
【００５３】
ＭＥＭＳ技術は、微細加工技術をマイクロ単位のマイクロセンサーや駆動機及び電気機械的構造物を製作するのに応用したもので、既存の半導体工程、特に集積回路技術を応用した微細加工技術に該当する。このようなＭＥＭＳ加工技術にて製作された微細機械はμｍ以下の精密度まで具現することができる。本発明のダイアフラム１１０及び電極１２０はμｍ単位の大きさであり、静電気力によって機械的に駆動される部分なので、上記のＭＥＭＳ工程によって製造されるのが望まれる。
【００５４】
ただし、本発明が、ダイアフラム１１０と電極１２０の製造工程をＭＥＭＳに限定するのではなく、当業者にとって、自明な範囲内で発明の効果が導出できるすべての製造工程を含めることは勿論である。
【００５５】
図６は、本発明の好ましい一実施例による静電型インクジェットヘッドの断面図である。図６を参照すれば、インクノズル１０４、インクチャンバ１０６、ダイアフラム１１０、第１突出部１１２、電極１２０、第２突出部１２２、駆動回路１３０、インク注入口１３１が示されている。
【００５６】
本発明は、静電型インクジェットヘッドのダイアフラム１１０と電極１２０の形状を変化させたものであって、本発明の範囲は、上記ダイアフラム１１０及び電極１２０を適用するインクジェットヘッド及び、上記インクジェットヘッドが使われるインクカートリッジとインクジェットプリンタまで含む。
【００５７】
すなわち、図６を参照して本発明のインクジェットヘッドの構造を説明すれば、インクを噴射するインクノズル１０４とインクを供給するインク注入口１３１とを含むインクチャンバ１０６の底面に、前記の第１突出部１１２の形成されるダイアフラム１１０が設置されて、第１突出部１１２に対向して第２突出部１２２の形成される電極１２０がダイアフラム１１０を見合わせるように位する。
【００５８】
ダイアフラム１１０及び電極１２０には、電位差をかけられるように駆動回路１３０が繋がれている。駆動回路１３０からダイアフラム１１０及び電極１２０に電位差をかけるとダイアフラム１１０と電極１２０間に静電気的引力が発生するし、ダイアフラム１１０の両端部はインクチャンバ１０６の底面に固定されているのでダイアフラム１１０が電極１２０の方に変形されることになる。
【００５９】
ダイアフラム１１０が電極１２０の方に変形されると、インクチャンバ１０６の容積が増加して、インク注入口１３１を通じてインクがインクチャンバ１０６に流入されるようになる。
【００６０】
駆動回路１３０からかけた電位差がなくなると、変形されたダイアフラム１１０が元々の位置に復元することになり、これによりインクチャンバ１０６の容積が減少するので、インクチャンバ１０６からインクがインクノズル１０４を通じて噴射される。
【００６１】
本実施例は、ダイアフラム１１０と電極１２０にそれぞれ櫛歯構造の第１突出部１１２と第２突出部１２２が形成されて静電気力の作用する面積が大きいので、駆動回路１３０から同一の電位差をかけても、より大きい静電気力が発生することになる。すなわち、ダイアフラム１１０が、より大きく変形することになり、したがってダイアフラム１１０の復元時インクチャンバ１０６に、より大きい圧力をかけることになる。
【００６２】
インクチャンバ１０６に加えられる圧力が大きくなると、より多い量のインクが噴射されるか、従来には静電気力の限界によって使えなかった粘度の高いインクも使えるようになる。一方、インクチャンバ１０６に加えられる圧力を小さくして、少ない量のインクを噴射するとか粘度の低いインクを噴射しようとする場合には、駆動回路１３０からかける電位差などを調節して静電気力を小さくすればよい。
【００６３】
したがって、前述したインクジェットヘッドを使うインクカートリッジ及びインクジェットプリンタは、より多い量のインクを噴射して印刷することができるし、粘度の高いインクを使って印刷することができるので、適用性が向上される。勿論、前述のように少ない量のインクや粘度の低いインクを使おうとする場合には電位差などを調節することができるので使用上の問題は発生しない。
【００６４】
図７は、本発明の好ましい一実施例による静電型インクジェットヘッドの製造工程を示すフローチャートであり、図８は、本発明の好ましい一実施例による静電型インクジェットヘッドの製造方法を示す順序図である。図７を参照すれば、シリコーン基板２００、ＰＲコーティング層２０２が示されている。
【００６５】
本発明によるダイアフラム及び電極は、前述の通りＭＥＭＳ技術を利用して容易くて精密に製造することができる。本実施例による静電型ダイアフラム及び電極の製造工程を説明すれば、先ず、電極やダイアフラムとして使われるシリコーン基板２００上にＰＲコーティング層２０２を形成する（図７の（ａ））。
【００６６】
形成されたＰＲコーティング層に第１突出部または第２突出部のパターン２０２ａを形成し（図７の（ｂ））、このようなＰＲパターニングは公知されたようにリトグラフィ（lithography）方式など当業者に自明な方式が使われることができる。
【００６７】
シリコーン基板２００ａを蝕刻して形成されたパターンにしたがって櫛歯（comb）形状の第１突出部または第２突出部を形成し（図７の（ｃ））、蝕刻方法は乾式エッチング（dry etching）など当業者に自明な方式が使われることができる。
【００６８】
蝕刻が完了されて、第１突出部または第２突出部が形成された後残存するＰＲコーティング層２０２ａをとり除く（図７の（ｄ））。このように製造されたダイアフラム２００ｂと電極２００ａを第１突出部と第２突出部が互いに噛合うように整列してポンディングする（図７の（ｅ））。
【００６９】
前述の通り、好ましい加工方法を利用してＭＥＭＳ技術によるインクジェットヘッドの製造方法を図８のように順序図に示せば、シリコーン基板の上にＰＲコーティングをし（２１０）、その上にリトグラフィ（lithography）方式を利用してＰＲパターンを形成して（２１２）、乾式エッチング（dry etching）にて必要な厚さだけ第１突出部または第２突出部を蝕刻し（２１４）、残存するＰＲコーティング層をとり除いて（２１６）ダイアフラムと電極を製作した後、２構造板の位置を合わせてポンディングする（２１８）。
【００７０】
以上のように説明した櫛歯形状のダイアフラムと電極の構造は、インク液滴の噴射方向とダイアフラムの振動方向が直角になるいわゆる、'Ｓｉｄｅ  Ｓｈｏｏｔｅｒ'方式のインクジェットヘッドを前提として記述したが、本発明のインクジェットヘッドの駆動方式が必ずこれに限定されるのではなく、注射器のようにインク液滴の噴射方向とダイアフラムの振動方向が一致するいわゆる'Ｆａｃｅ  Ｓｈｏｏｔｅｒ'方式など、櫛歯形状のダイアフラムと電極の構造が適用されられるすべての駆動方式のインクジェットヘッドに対して当業者に自明な範囲内で適用されることができることは勿論である。
【００７１】
本発明の技術思想が上述した実施例によって具体的に記述されたが、上述した実施例はその説明のためのことであってその制限のためではないし、本発明の技術分野の通常の専門家であれば本発明の技術思想の範囲内で多様な実施例が可能であることは理解できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】従来の静電型インクジェットヘッドの断面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施例による静電型インクジェットヘッドの部分拡大図である。
【図３】本発明の好ましい第１実施例による静電型インクジェットヘッドのダイアフラムと電極を示す断面図である。
【図４】本発明の好ましい第２実施例による静電型インクジェットヘッドのダイアフラムと電極を示す断面図である。
【図５】本発明の好ましい第３実施例による静電型インクジェットヘッドのダイアフラムと電極を示す断面図である。
【図６】本発明の好ましい一実施例による静電型インクジェットヘッドの断面図である。
【図７】本発明の好ましい一実施例による静電型インクジェットヘッドの製造工程を示すフローチャートである。
【図８】本発明の好ましい一実施例による静電型インクジェットヘッドの製造方法を示す順序図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０４：インクノズル              １０６：インクチャンバ
１１０：ダイアフラム              １１２：第１突出部
１２０：電極                  １２２：第２突出部
１３０：駆動回路                      １３１：インク注入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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