JP2650584B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
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- JP2650584B2 JP2650584B2 JP28414892A JP28414892A JP2650584B2 JP 2650584 B2 JP2650584 B2 JP 2650584B2 JP 28414892 A JP28414892 A JP 28414892A JP 28414892 A JP28414892 A JP 28414892A JP 2650584 B2 JP2650584 B2 JP 2650584B2
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- electrode
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/06—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
- B41J2002/061—Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微小液滴を吐出させて
文字、図形、画像等を描くインクジェット記録装置に関
するものである。
文字、図形、画像等を描くインクジェット記録装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、インクジェット記録技術は、静粛
で、印字品位が高く、低価格な小型プリンタとして注目
を浴びている。
で、印字品位が高く、低価格な小型プリンタとして注目
を浴びている。
【０００３】インクジェット記録技術には、種々の方式
が提案されているが、本発明は静電吸引型インクジェッ
トに属するものである。
が提案されているが、本発明は静電吸引型インクジェッ
トに属するものである。
【０００４】以下、従来の静電吸引型インクジェットに
ついて説明する。図５は、従来の静電吸引型インクジェ
ットのマルチノズル構造を示すものである。
ついて説明する。図５は、従来の静電吸引型インクジェ
ットのマルチノズル構造を示すものである。
【０００５】図５において、１−１から１−３は、絶縁
物で構成されたインク吐出口、２−１から２−３は、イ
ンク吐出口の裏面に設置された吐出電極、３−１から３
−３は、前記吐出電極に信号電圧を印加するパルス回
路、４はインク、５は記録紙、６はインクを吸引するた
めの背面電極をそれぞれ示している。
物で構成されたインク吐出口、２−１から２−３は、イ
ンク吐出口の裏面に設置された吐出電極、３−１から３
−３は、前記吐出電極に信号電圧を印加するパルス回
路、４はインク、５は記録紙、６はインクを吸引するた
めの背面電極をそれぞれ示している。
【０００６】以上のように構成されたインクジェットに
ついて、以下その動作について説明する。
ついて、以下その動作について説明する。
【０００７】まず、インクノズル内のインク４と背面電
極６には、インク４が吐出しない範囲のバイアス電圧が
印加されている。
極６には、インク４が吐出しない範囲のバイアス電圧が
印加されている。
【０００８】次に、２−１から２−３の内の適当な吐出
電極に信号電圧が印加されると、信号電圧の印加された
インクノズル内のインク４と背面電極との電位差が増大
し、インクノズル内のインク４が吸引されて記録紙５上
に到達する。
電極に信号電圧が印加されると、信号電圧の印加された
インクノズル内のインク４と背面電極との電位差が増大
し、インクノズル内のインク４が吸引されて記録紙５上
に到達する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、インクノズル毎に独立して吐出を制御
するため、吐出電極間には、電圧の印加状態によって、
隣接する吐出電極間において信号電圧に相当する程度の
電位差が生じる場合があるため、導電性インクを使用す
ると大きな電流がインク中に流れ、発熱による破壊が生
じる場合が考えられる。
従来の構成では、インクノズル毎に独立して吐出を制御
するため、吐出電極間には、電圧の印加状態によって、
隣接する吐出電極間において信号電圧に相当する程度の
電位差が生じる場合があるため、導電性インクを使用す
ると大きな電流がインク中に流れ、発熱による破壊が生
じる場合が考えられる。
【００１０】そのため、インクには絶縁性の油性インク
が使用されている。油性インクは、水性インクに比較し
て、沸点が高く、目詰まりしにくいインクが実現可能で
あるという利点があるが、油容性染料は染料の種類が少
なく、インク設計の自由度が狭い点、臭いや引火性、安
全性等に対する対策が大変であるという点、油性溶媒は
一般に表面張力が低く、記録紙上でのドットの浸透速度
について、表面張力の値を変化させ、記録紙の性質に合
わせた適切な値に操作することが困難であり、普通紙対
応インクの実現が難しい点、等の課題がある。
が使用されている。油性インクは、水性インクに比較し
て、沸点が高く、目詰まりしにくいインクが実現可能で
あるという利点があるが、油容性染料は染料の種類が少
なく、インク設計の自由度が狭い点、臭いや引火性、安
全性等に対する対策が大変であるという点、油性溶媒は
一般に表面張力が低く、記録紙上でのドットの浸透速度
について、表面張力の値を変化させ、記録紙の性質に合
わせた適切な値に操作することが困難であり、普通紙対
応インクの実現が難しい点、等の課題がある。
【００１１】また、静電吸引型インクジェットは、数百
Ｖのドライブ回路が必要であり、回路構成が大型化し、
低価格化が困難という一般的な課題も有している。
Ｖのドライブ回路が必要であり、回路構成が大型化し、
低価格化が困難という一般的な課題も有している。
【００１２】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
もので、導電性のインクが使用でき、駆動信号電圧の低
い、静電吸引型インクジェットを提供することを目的と
する。
もので、導電性のインクが使用でき、駆動信号電圧の低
い、静電吸引型インクジェットを提供することを目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の主構成は、インク吐出口に位置するインクと
前記インク吐出口に対向する第１の電極との間に電位差
を設けて、前記インクを吸引吐出させる静電吸引型イン
クジェット記録ヘッドであって、前記インク吐出口の近
傍に被覆膜を介して設けられた第２の電極と、前記イン
ク吐出口にインク室からインクを供給するためのインク
流路を、前記インク吐出口側と前記インク室側とで分離
隔絶することができる分離隔絶手段とを有し、インクの
非吐出状態においては、少なくとも前記インク吐出口に
位置するインクにはインク吐出のなされない前記第１の
電極に対する相対電圧が印加され、かつ前記第２の電極
にはインク吐出の可能な前記第１の電極に対する相対電
圧が印加されており、インク吐出時において前記分離隔
絶手段により前記インク吐出口のインクと前記インク室
側のインクとが分離隔絶され、前記インク吐出口側のイ
ンクの電圧を前記第２の電極の電圧に近づけるインクジ
ェット記録ヘッドである。ここで、分離隔絶手段は気泡
の発生手段であることが好適である。更に、複数のイン
ク吐出口に対し、各々、分離隔絶手段を設けてもよい。
また、吸引電極は、インク吐出口に対向して配された記
録紙の前記インク吐出口と反対側の面に設けるか、イン
ク吐出口の前面に開口を設け、前記開口の表面に設けて
もよい。更に、空気流を用いてインク吐出口から吐出さ
れたインクを加速する構成を付加してもよい。また、イ
ンク流路を分離隔絶する部分が、他の部分より狭い流路
を形成していてもよい。また、インク流路を分離隔絶す
る部分が、撥インク性物質を有していてもよいし、イン
ク吐出口の周辺部も撥インク性物質を有していてもよ
い。そして、インク吐出口が凸状形状を有することも好
適であるし、分離隔絶手段のインクの分離隔絶時に生じ
るエネルギーにより、インク吐出口に形成されるインク
のメニスカスを振動させることも可能である。
に本発明の主構成は、インク吐出口に位置するインクと
前記インク吐出口に対向する第１の電極との間に電位差
を設けて、前記インクを吸引吐出させる静電吸引型イン
クジェット記録ヘッドであって、前記インク吐出口の近
傍に被覆膜を介して設けられた第２の電極と、前記イン
ク吐出口にインク室からインクを供給するためのインク
流路を、前記インク吐出口側と前記インク室側とで分離
隔絶することができる分離隔絶手段とを有し、インクの
非吐出状態においては、少なくとも前記インク吐出口に
位置するインクにはインク吐出のなされない前記第１の
電極に対する相対電圧が印加され、かつ前記第２の電極
にはインク吐出の可能な前記第１の電極に対する相対電
圧が印加されており、インク吐出時において前記分離隔
絶手段により前記インク吐出口のインクと前記インク室
側のインクとが分離隔絶され、前記インク吐出口側のイ
ンクの電圧を前記第２の電極の電圧に近づけるインクジ
ェット記録ヘッドである。ここで、分離隔絶手段は気泡
の発生手段であることが好適である。更に、複数のイン
ク吐出口に対し、各々、分離隔絶手段を設けてもよい。
また、吸引電極は、インク吐出口に対向して配された記
録紙の前記インク吐出口と反対側の面に設けるか、イン
ク吐出口の前面に開口を設け、前記開口の表面に設けて
もよい。更に、空気流を用いてインク吐出口から吐出さ
れたインクを加速する構成を付加してもよい。また、イ
ンク流路を分離隔絶する部分が、他の部分より狭い流路
を形成していてもよい。また、インク流路を分離隔絶す
る部分が、撥インク性物質を有していてもよいし、イン
ク吐出口の周辺部も撥インク性物質を有していてもよ
い。そして、インク吐出口が凸状形状を有することも好
適であるし、分離隔絶手段のインクの分離隔絶時に生じ
るエネルギーにより、インク吐出口に形成されるインク
のメニスカスを振動させることも可能である。
【００１４】
【作用】本発明は上記構成によって、インク吐出時に
は、分離隔絶手段により、インク流路のインクがインク
室側とインク吐出口側とに分離隔絶され、インク吐出口
側のインクの電圧をインク吐出可能な電圧に近づけ、イ
ンク吐出を行う。また、複数のインク吐出口を設け導電
性の水性インクを使用した場合であっても、他のインク
吐出口とは電気的に遮断されるので、電極間のショート
が発生することはない。
は、分離隔絶手段により、インク流路のインクがインク
室側とインク吐出口側とに分離隔絶され、インク吐出口
側のインクの電圧をインク吐出可能な電圧に近づけ、イ
ンク吐出を行う。また、複数のインク吐出口を設け導電
性の水性インクを使用した場合であっても、他のインク
吐出口とは電気的に遮断されるので、電極間のショート
が発生することはない。
【００１５】
（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について、図
面を参照しながら詳細に説明する。
面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】図１は、本発明の第１の実施例におけるイ
ンクジェット記録ヘッドの断面図である。
ンクジェット記録ヘッドの断面図である。
【００１７】図１において、１０はインク吐出口、１１
は対向電極、１２は記録紙、１３は電極、１４はヒー
タ、１６は絶縁性ノズル板、１７は気泡、１９はインク
層、２０は共通インク室、２１は電極保護膜、２２はヒ
ータ保護膜、２３は発熱回路、２４は高圧回路である。
は対向電極、１２は記録紙、１３は電極、１４はヒー
タ、１６は絶縁性ノズル板、１７は気泡、１９はインク
層、２０は共通インク室、２１は電極保護膜、２２はヒ
ータ保護膜、２３は発熱回路、２４は高圧回路である。
【００１８】本実施例では、単一のインク吐出口を有す
るシングルノズルの構成を基本として説明するが、イン
クジェットヘッドが、複数のインク吐出口を有するマル
チノズルの場合には、インク吐出口およびインク層は、
各々独立して図１の紙面に垂直方向に複数個設けられ
る。
るシングルノズルの構成を基本として説明するが、イン
クジェットヘッドが、複数のインク吐出口を有するマル
チノズルの場合には、インク吐出口およびインク層は、
各々独立して図１の紙面に垂直方向に複数個設けられ
る。
【００１９】ここで、インク吐出口１０は絶縁性ノズル
板１６に穿孔され、このインク吐出口１０に対向し、記
録紙１２を挟んで、対向電極１１が設けられている。
板１６に穿孔され、このインク吐出口１０に対向し、記
録紙１２を挟んで、対向電極１１が設けられている。
【００２０】また、電極１３は、薄いインク層１９を介
して、絶縁性ノズル板１６の裏面に設けられている。
して、絶縁性ノズル板１６の裏面に設けられている。
【００２１】この電極１３には、電極保護膜２１が設け
られているが、この電極保護膜２１は、それを介してイ
ンクに適当な電位を印加できる電気的性質の材質、寸
法、構造のものが選択されている。
られているが、この電極保護膜２１は、それを介してイ
ンクに適当な電位を印加できる電気的性質の材質、寸
法、構造のものが選択されている。
【００２２】また、電極１３の下方にはヒータ１４が設
けられており、ヒータ１４は、それを保護するヒータ保
護膜２２で覆われている。
けられており、ヒータ１４は、それを保護するヒータ保
護膜２２で覆われている。
【００２３】共通インク室２０は、インク層１９の下方
に設けられ、シングルノズルの場合には単一のインク吐
出口１０にインクを連通するインク室であり、マルチノ
ズルの場合には全てのインク吐出口にインクを連通する
ための共通のインク室となっている。
に設けられ、シングルノズルの場合には単一のインク吐
出口１０にインクを連通するインク室であり、マルチノ
ズルの場合には全てのインク吐出口にインクを連通する
ための共通のインク室となっている。
【００２４】また、ヒータ１４には発熱させるための発
熱回路２３が接続され、電極１３およびヒータ１４には
高電圧を印加するための高圧回路２４が接続されてい
る。
熱回路２３が接続され、電極１３およびヒータ１４には
高電圧を印加するための高圧回路２４が接続されてい
る。
【００２５】さて、静電吸引型インクジェットでは、イ
ンク吐出口１０内のインクと、対向電極１１との間の静
電力によって、インクを吸引して吐出させるのだが、ど
の程度の大きさの電位差でインクが吐出するかは、イン
ク吐出口先端のインクに作用する電界力と電荷量によっ
て決定される。
ンク吐出口１０内のインクと、対向電極１１との間の静
電力によって、インクを吸引して吐出させるのだが、ど
の程度の大きさの電位差でインクが吐出するかは、イン
ク吐出口先端のインクに作用する電界力と電荷量によっ
て決定される。
【００２６】すなわち、インク吐出に必要な電位差は、
インク吐出口形状、対向電極の位置等の形状、寸法によ
って随時決定されることになるが、図１に示される本実
施例においては、例えば、電位差が１．８ｋＶでインク
の吐出が開始されるとし、まず、対向電極に−１．７ｋ
Ｖを印加する。
インク吐出口形状、対向電極の位置等の形状、寸法によ
って随時決定されることになるが、図１に示される本実
施例においては、例えば、電位差が１．８ｋＶでインク
の吐出が開始されるとし、まず、対向電極に−１．７ｋ
Ｖを印加する。
【００２７】そして、インク吐出信号が印加されないと
きにおいて、電極１３の電位は０Ｖであり、電極保護膜
１３を介してインクが０Ｖに設定されている。
きにおいて、電極１３の電位は０Ｖであり、電極保護膜
１３を介してインクが０Ｖに設定されている。
【００２８】次に、インク吐出信号が印加されると、ま
ず、発熱回路２３から所定の間隔、パルス長を有するパ
ルス信号がヒータ１４に送出され、ヒータ１４が発熱
し、インク層１９のインクに気泡１７が発生する。
ず、発熱回路２３から所定の間隔、パルス長を有するパ
ルス信号がヒータ１４に送出され、ヒータ１４が発熱
し、インク層１９のインクに気泡１７が発生する。
【００２９】そして、気泡１７が発生した時点で、高圧
回路２４が作動して、電極１３およびヒータ１４の電位
が、例えば＋３００Ｖにまで上昇され、結果として、イ
ンク吐出口１０内のインクと対向電極１１との電位差
が、２．０ｋＶの高電圧となり、インクがインク吐出口
１０から記録紙１２側に吸引吐出され、記録紙１２上で
記録が行なわれる。
回路２４が作動して、電極１３およびヒータ１４の電位
が、例えば＋３００Ｖにまで上昇され、結果として、イ
ンク吐出口１０内のインクと対向電極１１との電位差
が、２．０ｋＶの高電圧となり、インクがインク吐出口
１０から記録紙１２側に吸引吐出され、記録紙１２上で
記録が行なわれる。
【００３０】このインク吐出時においては、気泡１７が
発生されることにより、インク層１９のインクと共通イ
ンク室２０内のインクとは電気的に隔離状態にあるた
め、電極１３によって印可される電界力は気泡１７で遮
蔽された領域に効果的に制限され、導伝性インクを用い
たとしてもインク吐出口１０からの吸引吐出が可能とな
る。
発生されることにより、インク層１９のインクと共通イ
ンク室２０内のインクとは電気的に隔離状態にあるた
め、電極１３によって印可される電界力は気泡１７で遮
蔽された領域に効果的に制限され、導伝性インクを用い
たとしてもインク吐出口１０からの吸引吐出が可能とな
る。
【００３１】また、マルチノズルのヘッド構成の場合で
も、気泡１７により他のインク吐出口に連絡する共通イ
ンク室２０が、インク層１９のインクから電気的に絶縁
されるため、他のインク吐出口への電気的な影響は発生
せず、誤動作等が発生することはない。
も、気泡１７により他のインク吐出口に連絡する共通イ
ンク室２０が、インク層１９のインクから電気的に絶縁
されるため、他のインク吐出口への電気的な影響は発生
せず、誤動作等が発生することはない。
【００３２】そして、インク吐出が完了した後におい
て、気泡１７が消滅する所定の時間前に、高圧回路２４
による電極１３およびヒータ１４への電圧の印加を停止
し、これらの電位を降下させて初期の状態に一旦戻し、
次のインク吐出信号が発生すると、それに対応して以上
の動作を繰り返し、インク吐出を行なう。
て、気泡１７が消滅する所定の時間前に、高圧回路２４
による電極１３およびヒータ１４への電圧の印加を停止
し、これらの電位を降下させて初期の状態に一旦戻し、
次のインク吐出信号が発生すると、それに対応して以上
の動作を繰り返し、インク吐出を行なう。
【００３３】以上の詳細な説明のように、本発明の構成
によれば、気泡発生によってインク吐出口内のインクを
電気的に分離することができるため、導電性の水容性イ
ンクを使用することができる。さらに、マルチノズルヘ
ッドにおいても、同様な構成でインク吐出が可能である
点で、大きな効果を有する。
によれば、気泡発生によってインク吐出口内のインクを
電気的に分離することができるため、導電性の水容性イ
ンクを使用することができる。さらに、マルチノズルヘ
ッドにおいても、同様な構成でインク吐出が可能である
点で、大きな効果を有する。
【００３４】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】図２は、本発明の第２の実施例におけるイ
ンクジェット記録ヘッドを示す。図２において、１０は
インク吐出口、１１は対向電極、１２は記録紙、１３は
電極、１４はヒータ、１５は被覆膜、１６は絶縁性ノズ
ル板、１７は気泡、１８は駆動回路、１９はインク層、
２０は共通インク室である。
ンクジェット記録ヘッドを示す。図２において、１０は
インク吐出口、１１は対向電極、１２は記録紙、１３は
電極、１４はヒータ、１５は被覆膜、１６は絶縁性ノズ
ル板、１７は気泡、１８は駆動回路、１９はインク層、
２０は共通インク室である。
【００３６】本実施例においても、単一のインク吐出口
を有するシングルノズルの構成を基本として説明する
が、インクジェットヘッドが、複数のインク吐出口を有
するマルチノズルの場合には、インク吐出口およびイン
ク層は、各々独立して図２の紙面に垂直方向に複数個設
けられる。
を有するシングルノズルの構成を基本として説明する
が、インクジェットヘッドが、複数のインク吐出口を有
するマルチノズルの場合には、インク吐出口およびイン
ク層は、各々独立して図２の紙面に垂直方向に複数個設
けられる。
【００３７】ここで、対向電極１１は、記録紙１２を挟
んで、絶縁性ノズル板１６に穿孔されたインク吐出口１
０に対向して設けられている。
んで、絶縁性ノズル板１６に穿孔されたインク吐出口１
０に対向して設けられている。
【００３８】また、電極１３は、薄いインク層１９を介
して、ノズル板１６の裏面に設けられている。
して、ノズル板１６の裏面に設けられている。
【００３９】この電極１３は、適当な抵抗と容量を持っ
た被覆膜１５に覆われており、コンデンサ的、あるいは
大きな抵抗を介した形でインクに電位を印加することが
できる。
た被覆膜１５に覆われており、コンデンサ的、あるいは
大きな抵抗を介した形でインクに電位を印加することが
できる。
【００４０】また、電極１３の下方にはヒータ１４が設
けられており、インク層１９を加熱し、気泡１７を発生
させることができる。
けられており、インク層１９を加熱し、気泡１７を発生
させることができる。
【００４１】共通インク室２０は、インク層１９の下方
に設けられ、シングルノズルの場合には単一のインク吐
出口１０にインクを連通するインク室であり、マルチノ
ズルの場合には全てのインク吐出口にインクを連通する
ための共通のインク室となっている。
に設けられ、シングルノズルの場合には単一のインク吐
出口１０にインクを連通するインク室であり、マルチノ
ズルの場合には全てのインク吐出口にインクを連通する
ための共通のインク室となっている。
【００４２】本実施例の構成において、１．８ｋＶ で
インクの吐出が開始されるとすると、対向電極１１に
は、例えば−２ｋＶの電位差を印加しておく。
インクの吐出が開始されるとすると、対向電極１１に
は、例えば−２ｋＶの電位差を印加しておく。
【００４３】また、共通インク室２０には、３００Ｖが
印加され、インク吐出口の電位が共通インク室のインク
と同電位のときには、インクの吐出がなされないように
設定しておく。
印加され、インク吐出口の電位が共通インク室のインク
と同電位のときには、インクの吐出がなされないように
設定しておく。
【００４４】一方、電極１３には、ヒータ加熱用の駆動
回路１８が接続されているが、通常は０Ｖである。
回路１８が接続されているが、通常は０Ｖである。
【００４５】このとき、インク層１９のインクと電極１
３との間には３００Ｖの電位差が生じるが、被覆膜１５
には微小電流が流れるに過ぎないため安定に絶縁がなさ
れている。
３との間には３００Ｖの電位差が生じるが、被覆膜１５
には微小電流が流れるに過ぎないため安定に絶縁がなさ
れている。
【００４６】次に、駆動回路１８から、電極１３にヒー
タ加熱用のパルス電圧が印加されると、インク層１９に
気泡１７が発生し、インク層１９を塞ぎ、インク吐出口
１０近傍のインクが共通インク室２０のインクと分離さ
れる。
タ加熱用のパルス電圧が印加されると、インク層１９に
気泡１７が発生し、インク層１９を塞ぎ、インク吐出口
１０近傍のインクが共通インク室２０のインクと分離さ
れる。
【００４７】この分離されたインクは、次に、被覆膜１
５を介して電極１３の電位０Ｖに近づき、インク吐出口
１０内のインクと対向電極１１間の電位差が上昇して、
インクが吸引吐出される。
５を介して電極１３の電位０Ｖに近づき、インク吐出口
１０内のインクと対向電極１１間の電位差が上昇して、
インクが吸引吐出される。
【００４８】そして、気泡１７が消滅すると、初期の電
位関係が再現され、インクは吐出されない状態に戻る。
位関係が再現され、インクは吐出されない状態に戻る。
【００４９】以上の詳細な説明のように、本実施例の構
成によれば、気泡発生によって複数のインク吐出口内の
インクを各々分離することができるため、導電性の水容
性インクを使用することができる。
成によれば、気泡発生によって複数のインク吐出口内の
インクを各々分離することができるため、導電性の水容
性インクを使用することができる。
【００５０】さらに、インク吐出口１０内のインクを吐
出可能となるような電位関係を与えるのは、気泡１７の
発生時に電極１３により自然になされることになり、第
１の実施例のような高圧回路２４が不要となる。
出可能となるような電位関係を与えるのは、気泡１７の
発生時に電極１３により自然になされることになり、第
１の実施例のような高圧回路２４が不要となる。
【００５１】すなわち、本実施例では、インク吐出口１
０内のインクの電位は、気泡１７によってスイッチング
されることになる。
０内のインクの電位は、気泡１７によってスイッチング
されることになる。
【００５２】第１の実施例では、特にマルチノズル構造
で効果的であったが、第２の実施例においては、シング
ルノズル構造でも、高電圧のスイッチングが不要である
点で、効果的な構成である。
で効果的であったが、第２の実施例においては、シング
ルノズル構造でも、高電圧のスイッチングが不要である
点で、効果的な構成である。
【００５３】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５４】図３は、本発明の第３の実施例におけるイ
ンクジェット記録ヘッドを示す。図３において、１０は
インク吐出口、１２は記録紙、１３は電極、１４はヒー
タ、１６は絶縁性ノズル板、１７は気泡、１８は駆動回
路、１９はインク層、２０は共通インク室、２５は吸引
電極、２６は開口である。
ンクジェット記録ヘッドを示す。図３において、１０は
インク吐出口、１２は記録紙、１３は電極、１４はヒー
タ、１６は絶縁性ノズル板、１７は気泡、１８は駆動回
路、１９はインク層、２０は共通インク室、２５は吸引
電極、２６は開口である。
【００５５】本実施例は、基本的には第２の実施例と同
様であるが、インク吐出口１０の前面に、インク吐出口
１０よりもやや大きめの開口２６を設け、開口２６の表
面の吸引電極２５と、インク吐出口１０内のインクとの
間に電位差を設けて、静電力によってインク液滴を吐出
させるよう構成した点が異なる。
様であるが、インク吐出口１０の前面に、インク吐出口
１０よりもやや大きめの開口２６を設け、開口２６の表
面の吸引電極２５と、インク吐出口１０内のインクとの
間に電位差を設けて、静電力によってインク液滴を吐出
させるよう構成した点が異なる。
【００５６】従って、動作についても、第２の実施例と
同様ではあるが、本実施例の場合、吸引電極２５がイン
ク吐出口１０の近傍に設置できるため、より小さな電位
差で大きな静電力の発生が可能であり、より効率的にイ
ンクの吸引吐出が実現できるるという利点がある。
同様ではあるが、本実施例の場合、吸引電極２５がイン
ク吐出口１０の近傍に設置できるため、より小さな電位
差で大きな静電力の発生が可能であり、より効率的にイ
ンクの吸引吐出が実現できるるという利点がある。
【００５７】（実施例４）以下、本発明の第４の実施例
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５８】図４は、本発明の第４の実施例におけるイ
ンクジェット記録ヘッドを示す。図４において、１０は
インク吐出口、１２は記録紙、１３は電極、１４はヒー
タ、１５は被覆膜、１６は絶縁性ノズル板、１７は気
泡、１８は駆動回路、１９はインク層、２０は共通イン
ク室、２７は空気流、２８は吸引電極、２９は空気吐出
口である。
ンクジェット記録ヘッドを示す。図４において、１０は
インク吐出口、１２は記録紙、１３は電極、１４はヒー
タ、１５は被覆膜、１６は絶縁性ノズル板、１７は気
泡、１８は駆動回路、１９はインク層、２０は共通イン
ク室、２７は空気流、２８は吸引電極、２９は空気吐出
口である。
【００５９】本実施例は、基本的には第２の実施例と同
様であるが、空気流と静電力を利用したインクジェット
記録ヘッドである点が異なる。
様であるが、空気流と静電力を利用したインクジェット
記録ヘッドである点が異なる。
【００６０】すなわち、本実施例においては、吸引電極
２８が空気吐出口２９の周囲に設けられており、この空
気流と静電力を利用したインクジェット記録ヘッドにお
いては、インク吐出口１０に対向して空気吐出口２９を
設け、空気吐出口２９とインク吐出口１０の間隙より空
気流２７を送り、空気吐出口２９より常時空気流２７を
流す構成となっている。
２８が空気吐出口２９の周囲に設けられており、この空
気流と静電力を利用したインクジェット記録ヘッドにお
いては、インク吐出口１０に対向して空気吐出口２９を
設け、空気吐出口２９とインク吐出口１０の間隙より空
気流２７を送り、空気吐出口２９より常時空気流２７を
流す構成となっている。
【００６１】このような構成のインクジェット記録ヘッ
ドでは、吸引電極２８が空気吐出口２９の近傍に精度良
く設置できること、空気流２７によりインク液滴が加速
されること等により、低駆動電圧で高速応答性のあるイ
ンク吐出特性が得られる。
ドでは、吸引電極２８が空気吐出口２９の近傍に精度良
く設置できること、空気流２７によりインク液滴が加速
されること等により、低駆動電圧で高速応答性のあるイ
ンク吐出特性が得られる。
【００６２】なお、第１から第４の実施例において、ヒ
ータ１４により気泡を発生させる構造を採用したが、液
体を分断できる手段であれば他の構成も可能である。
ータ１４により気泡を発生させる構造を採用したが、液
体を分断できる手段であれば他の構成も可能である。
【００６３】例えば、機械的に流路を閉じるマイクロ弁
や、水素吸蔵合金による水素気泡の発生等が考えられ
る。
や、水素吸蔵合金による水素気泡の発生等が考えられ
る。
【００６４】また、第１から第４の実施例において、イ
ンク層９の気泡１７の発生する箇所は、気泡１７によっ
て確実に液が分離できる構成を採用することが、非常に
重要である。
ンク層９の気泡１７の発生する箇所は、気泡１７によっ
て確実に液が分離できる構成を採用することが、非常に
重要である。
【００６５】例えば、気泡発生箇所を他の流路部分より
狭い構造にすることや、気泡発生部分を撥インク性物質
で形成することにより、インク液を速やかに分離させる
構成等が考えられる。
狭い構造にすることや、気泡発生部分を撥インク性物質
で形成することにより、インク液を速やかに分離させる
構成等が考えられる。
【００６６】また、第１から第４の実施例において、被
覆膜１５、電極保護膜２１は、それによって決定される
電気的な容量と抵抗値が適切なものとなるよう、材料形
状が選択され、ヒータ保護膜２２は、耐熱性の良い材料
が選択される。
覆膜１５、電極保護膜２１は、それによって決定される
電気的な容量と抵抗値が適切なものとなるよう、材料形
状が選択され、ヒータ保護膜２２は、耐熱性の良い材料
が選択される。
【００６７】例えば、これらの材料としては、セラミッ
ク、ガラス、SiO2や、その他の樹脂等が適用される。
ク、ガラス、SiO2や、その他の樹脂等が適用される。
【００６８】また、第１から第４の実施例において、イ
ンク吐出口１０の形状が凸状となっているが、静電吸引
型インクジェット記録ヘッドでは、この形状にすること
によって、電界の集中が良くなり、低電圧でのインクの
吐出を可能ならしめるものである。
ンク吐出口１０の形状が凸状となっているが、静電吸引
型インクジェット記録ヘッドでは、この形状にすること
によって、電界の集中が良くなり、低電圧でのインクの
吐出を可能ならしめるものである。
【００６９】また、静電吸引型インクジェット記録ヘッ
ドでは、メニスカスを常に一定の形状に保ち、ノズル周
辺のインクの濡れや、たれが生じないようにすることが
重要である。そのため、ノズル周辺にテフロンのような
撥インク性物質を塗布することが効果的である。
ドでは、メニスカスを常に一定の形状に保ち、ノズル周
辺のインクの濡れや、たれが生じないようにすることが
重要である。そのため、ノズル周辺にテフロンのような
撥インク性物質を塗布することが効果的である。
【００７０】さらに、他のインクジェット記録の方式
に、気泡の発生収縮のみを利用して、インク液滴を吐出
停止させる構成があるが、本発明においては、気泡はイ
ンク層の分断を目的とするため、より小さな膨脹エネル
ギーの気泡が採用され得、消費電力の低いプリンタ用ヘ
ッドが実現される。
に、気泡の発生収縮のみを利用して、インク液滴を吐出
停止させる構成があるが、本発明においては、気泡はイ
ンク層の分断を目的とするため、より小さな膨脹エネル
ギーの気泡が採用され得、消費電力の低いプリンタ用ヘ
ッドが実現される。
【００７１】また、蓄熱量も少ないため、放熱に関して
有利であり、それが、高速応答性を実現させる要因とな
る。
有利であり、それが、高速応答性を実現させる要因とな
る。
【００７２】なお、本発明では、気泡１７の発生消滅の
際、インク吐出口１０に形成されるインクのメニスカス
が移動し、振動を起こす。
際、インク吐出口１０に形成されるインクのメニスカス
が移動し、振動を起こす。
【００７３】しかし、この振動には、静電力によってイ
ンクのメニスカスを***させるためのエネルギーを肩代
りする効果があるため、むしろ、本発明をより効果的に
するものであり、この振動を有効に利用することによっ
て、約２０〜３０％インク吐出のための電位差を低下さ
せることができる。
ンクのメニスカスを***させるためのエネルギーを肩代
りする効果があるため、むしろ、本発明をより効果的に
するものであり、この振動を有効に利用することによっ
て、約２０〜３０％インク吐出のための電位差を低下さ
せることができる。
【００７４】
【発明の効果】以上のように本発明は、インク吐出口に
インクを供給するインク流路に、インクを分離隔絶する
分離隔絶手段を設け、インク吐出時において分離隔絶手
段によりインク吐出口のインクとインク室側のインクと
を分離隔絶し、インク吐出口側のインクの電圧を吐出可
能な相対電圧に向け被覆膜の電気的な性質にしたがって
近づけることにより、導電性の水容性インクが確実に使
用でき、高電圧のスイッチングが不要となる。それ故、
普通紙対応性が良く、安全性に優れたインクの使用がで
きる、低価格で小型のプリンタに適した、優れたインク
ジェット記録ヘッドを実現できるものである。
インクを供給するインク流路に、インクを分離隔絶する
分離隔絶手段を設け、インク吐出時において分離隔絶手
段によりインク吐出口のインクとインク室側のインクと
を分離隔絶し、インク吐出口側のインクの電圧を吐出可
能な相対電圧に向け被覆膜の電気的な性質にしたがって
近づけることにより、導電性の水容性インクが確実に使
用でき、高電圧のスイッチングが不要となる。それ故、
普通紙対応性が良く、安全性に優れたインクの使用がで
きる、低価格で小型のプリンタに適した、優れたインク
ジェット記録ヘッドを実現できるものである。
【図１】本発明の第１の実施例におけるインクジェット
記録ヘッドの断面図
記録ヘッドの断面図
【図２】本発明の第２の実施例におけるインクジェット
記録ヘッドの断面図
記録ヘッドの断面図
【図３】本発明の第３の実施例におけるインクジェット
記録ヘッドの断面図
記録ヘッドの断面図
【図４】本発明の第４の実施例におけるインクジェット
記録ヘッドの断面図
記録ヘッドの断面図
【図５】従来の静電吸引型インクジェット記録ヘッドの
断面図
断面図
１０ インク吐出口 １１ 対向電極 １２ 記録紙 １３ 電極 １４ ヒータ １５ 被覆膜 １６ 絶縁性ノズル板 １７ 気泡 １８ 駆動回路 １９ インク層 ２０ 共通インク室 ２１ 電極保護板 ２２ ヒータ保護膜 ２３ 発熱回路 ２４ 高圧回路 ２５ 吸引電極 ２６ 開口 ２７ 空気流 ２８ 吸引電極 ２９ 空気吐出口
Claims (11)
- 【請求項１】 インク吐出口に位置するインクと前記イ
ンク吐出口に対向する第１の電極との間に電位差を設け
て、前記インクを吸引吐出させる静電吸引型インクジェ
ット記録ヘッドであって、前記インク吐出口の近傍に被
覆膜を介して設けられた第２の電極と、前記インク吐出
口にインク室からインクを供給するためのインク流路
を、前記インク吐出口側と前記インク室側とで分離隔絶
することができる分離隔絶手段とを有し、インクの非吐
出状態においては、少なくとも前記インク吐出口に位置
するインクにはインク吐出のなされない前記第１の電極
に対する相対電圧が印加され、かつ前記第２の電極には
インク吐出の可能な前記第１の電極に対する相対電圧が
印加されており、インク吐出時において前記分離隔絶手
段により前記インク吐出口のインクと前記インク室側の
インクとが分離隔絶され、前記インク吐出口側のインク
の電圧を前記第２の電極の電圧に近づけるインクジェッ
ト記録ヘッド。 - 【請求項２】 分離隔絶手段が気泡の発生手段である請
求項１記載のインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】 複数のインク吐出口に対し、各々、分離
隔絶手段を設けた請求項１または２記載のインクジェッ
ト記録ヘッド。 - 【請求項４】 インク吐出口に対向して配された記録紙
の前記インク吐出口と反対側の面に吸引電極を設けた請
求項１から３のいずれか記載のインクジェット記録ヘッ
ド。 - 【請求項５】 インク吐出口の前面に開口を設け、前記
開口の表面に吸引電極を設けた請求項１から３のいずれ
か記載のインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項６】 空気流を用いてインク吐出口から吐出さ
れたインクを加速する請求項５記載のインクジェット記
録ヘッド。 - 【請求項７】 インク流路を分離隔絶する部分が、他の
部分より狭い流路を形成している請求項１から６のいず
れか記載のインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項８】 インク流路を分離隔絶する部分が、撥イ
ンク性物質を有する請求項１から７のいずれか記載のイ
ンクジェット記録ヘッド。 - 【請求項９】 インク吐出口が凸状形状を有する請求項
１から８のいずれか記載のインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項１０】 インク吐出口の周辺部が撥インク性物
質を有する請求項１から９のいずれか記載のインクジェ
ット記録ヘッド。 - 【請求項１１】 分離隔絶手段のインクの分離隔絶時に
生じるエネルギーにより、インク吐出口に形成されるイ
ンクのメニスカスを振動させる請求項１から１０のいず
れか記載のインクジェット記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28414892A JP2650584B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28414892A JP2650584B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06134992A JPH06134992A (ja) | 1994-05-17 |
| JP2650584B2 true JP2650584B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=17674798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28414892A Expired - Fee Related JP2650584B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650584B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100503249C (zh) | 2004-12-20 | 2009-06-24 | 柯尼卡美能达控股株式会社 | 喷液头、喷液装置和喷液方法 |
| US7695110B2 (en) | 2004-12-22 | 2010-04-13 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Liquid ejection apparatus |
| WO2006121022A1 (ja) | 2005-05-11 | 2006-11-16 | Konica Minolta Holdings, Inc. | 液体吐出装置 |
| 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 |
| US8020971B2 (en) | 2006-02-28 | 2011-09-20 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Liquid ejection head, liquid ejection apparatus and liquid ejection method |
-
1992
- 1992-10-22 JP JP28414892A patent/JP2650584B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06134992A (ja) | 1994-05-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |