JP3134659B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、インクを噴射して記
録紙上に印字するようにした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】 記録紙上に印字する記録方式としてイ
ンクジェットのノズルより粒子状のインクを噴射するイ
ンクジェット記録方式がある。このインクジェット記録
方式におけるノズルの配列形式として、いわゆるシリア
ル方式とライン方式の二種類がある。シリアル方式では
ノズルはヘッドの副走査方向に一列或いは千鳥に配置さ
れ、主走査方向へヘッドを移動させて印字していくよう
になっている。このシリアル方式ではノズルの数は一般
に５０〜６４個とされ，２００〜３６０ｄｐｉ（ドット
パーインチ）程度のピッチで配置されている。

【０００３】また、ライン方式では記録紙の幅方向、す
なわち主走査方向に長く形成されたラインヘッドの主走
査方向に多数のノズルが一列に配置され、副走査方向へ
記録紙を移動させて印字していくようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】 ところが、シリアル
方式では印字の際にヘッドを主走査方向へ数ライン分走
査させ、印字後再び原位置に復帰させるようになってい
る。従って、印字速度が遅くなるというという課題が生
じていた。また、ライン方式では、シリアル方式のよう
な主走査方向への往復移動がないため印字速度は速くな
り、速度の点では非常に好ましい方式である。しかし、
ラインヘッドにドット数と対応する数だけのノズルを設
けることが必要となり、ラインヘッドを製造するのが大
変面倒であるとともに機構が複雑化するためラインヘッ
ドの高コスト化を招来していた。更に、ノズルに目詰ま
りが発生した場合、修復できなければラインヘッド自体
を交換しなければならなくなる。ノズルの数が多いとい
うことは、それだけノズルが目詰まりを起こす確率も高
いということである。そこで、印字速度の早いライン方
式を採用する一方で同方式におけるノズルの数を減らす
技術が望まれていた。

【０００５】本発明は上記課題を解決するためのもので
ある。その目的は、ライン方式を採用して迅速に印字す
るとともに、ノズルの配置ピッチよりも細かい印字ピッ
チで印字することができるインクジェットプリンタを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明ではラインヘッドの主走査方向に
沿って複数のノズルを形成し、同ノズルにはインクに電
荷を与える電荷付与手段を併設するとともに、各ノズル
の噴射口の側方には静電力を付与する電極を配置し、前
記電極はノズルの噴射口間に１つずつ配設され、隣接す
る電極同士は互いに逆の極性を有し、インクの噴射方向
を偏向させるようにしたことを要旨とする。

【０００７】

【作用】上記の構成とすれば、請求項１の発明では、電
荷付与手段によりイオン化されたインクはノズルの噴射
口から噴射させられる場合に、電極により噴射方向が偏
向されられる。つまり、イオン化されたインクは一方の
極に吸引されるとともに、他方の極からは反発される。

【０００８】

【実施例】 以下、本発明のインクジェット記録装置の
実施例について図１〜図４に基づいて説明する。図１及
び図２に示すように、断面ほぼ方形の主走査方向に延び
る長尺状のインクジェット記録装置のラインヘッド１内
には、主走査方向に沿って複数のノズル２が形成されて
いる。各ノズル２はインクキャビティ３、オリフィス部
４及びインク噴射口５等より構成されている。インクキ
ャビティ３の一側壁はピエゾ素子６により構成されてい
る。各ノズル２のオリフィス部４外周には電荷付与手段
たる放電プレート８が配設されている。放電プレート８
には高電圧が印加されており、インクに対してマイナス
の電荷を与える。

【０００９】ラインヘッド１内上部には主走査方向に沿
って延びるインクタンク７が形成されており、前記各ノ
ズル２のインクキャビティ３と連通されている。インク
はインクタンク７及びインクキャビティ３内に満たされ
ており、更にオリフィス部４にも毛管現象によって充填
されている。図示しない電源からピエゾ素子６に電圧が
印加されると、ピエゾ素子６は変形し、インクキャビテ
ィ３の体積が減少する。すなわち、インクキャビティ３
内のインクは加圧されて、インク噴射口５よりインクを
噴射させ、記録紙Ｐ上に印字するようになっている。ラ
インヘッド１の長さは３００ｍｍとされており、Ａ４サ
イズの記録紙の長手幅に対応するように形成されてい
る。各インク噴射口５は主走査線方向に沿って１００ｄ
ｐｉの間隔で配設されている。

【００１０】各ノズル２間には第１の電極９ａ及び第２
の電極９ｂが交互に１つずつ配設されている。第１の電
極９ａは交流電源Ｑの一方の端子側に並列に接続されて
おり、第２の電極９ｂは他方の端子側に並列に接続され
ている。両電極９ａ，９ｂの下端はラインヘッド１の記
録紙Ｐに対する対向面１ａから記録紙Ｐ方向に突出させ
られている。

【００１１】例えば、図４に示すように第１の電極９ａ
側がプラス電極となった場合、第２の電極９ｂ側はマイ
ナス電極となる。すると、インク噴射口５より噴射され
たインクは第１の電極９ａに吸引され、第２の電極９ｂ
とは反発する。従って、インクは噴射後に第１の電極９
ａ方向に偏向されて記録紙Ｐに達する。また、プラスマ
イナスが逆転した場合にはインクは逆方向に偏向されて
記録紙Ｐに達する。また、両電極９ａ，９ｂに印加され
てない場合にはインクは偏向せず記録紙Ｐ方向に真っ直
ぐに飛ぶ。すなわち、インクは記録紙Ｐに対する正対方
向と、同正対方向に対して第１の電極９ａ側と第２の電
極９ｂ側にそれぞれ偏向した３つの方向に飛ぶこととな
り、１つのノズル２で１ラインにおいて３ドットの印字
が可能となっている。

【００１２】次に、本実施例のインクジェット記録装置
の作用について説明する。放電プレート８からマイナス
の電荷を付与されたインクはインク噴射口５から噴射さ
れる。図３（ａ）に示すように、ノズル２はまず両電極
９ａ，９ｂに電圧が印加されていない状態でインク噴射
口５に正対する方向に１回目の噴射を行い、記録紙Ｐ上
に１ドットの印字を行う。この印字位置をＡ１、Ｂ１・
・・・Ｈ１・・・とする。次に、交流電源Ｑより電圧が
印加され、第１の電極９ａ側がマイナス電極となり第２
の電極９ｂ側がプラス電極となった状態でノズル２は２
回目の噴射をする。すると、インクは第２の電極９ｂ方
向に偏向し、図３（ｂ）に示すように、前記Ａ１、Ｂ１
・・・・Ｈ１・・・に隣接するＡ２、Ｂ２・・・・Ｈ２
・・・の印字位置に印字されることとなる。

【００１３】次いで、第１の電極９ａ側がプラス電極と
なり第２の電極９ｂ側がマイナス電極となった状態でノ
ズル２は３回目の噴射をする。すると、インクは第１の
電極９ａ方向に偏向し、図３（ｃ）に示すように、前記
Ａ１、Ｂ１・・・・Ｈ１・・・を挟んで前記Ａ２、Ｂ２
・・・・Ｈ２・・・とは逆方向に隣接するＡ３、Ｂ３・
・・・Ｈ３・・・の印字位置に印字されるようになる。
このように、各ノズル２による３回の印字で１ライン分
の印字データの印字が行われることとなる。そして、そ
のラインの印字が終了すると、次の１ラインが進出させ
られて同様に印字されていく。

【００１４】このように構成することで、実施例のイン
クジェット記録装置は次のような効果を奏する。 （１）１つのノズル２が各ラインにおいて３ドットずつ
印字するため、従来のライン方式のインクジェット記録
装置に比べノズル２の数が１／３で済むこととなる。ま
た、ノズルの数が減少して実際には減少しない場合と同
じドット数の印字が行われるため低解像度のラインヘッ
ドでも高解像度の印字が可能となった。また、ノズル２
の数が１／３に減ったため、ラインヘッド１の機構が簡
略化し、ラインヘッドのコストダウンとなる。また、ノ
ズルに目詰まりが発生する確率も従来の１／３の確率と
なり、目詰まりに基づく印字不良が生じにくくなる。

【００１５】（２）機械的にラインヘッド１を移動させ
たりする必要なく、単に交流電源のプラスマイナスの極
性変換だけでインクの放出方向を変更できるため、機構
が複雑化せずコンパクト化、軽量化に貢献し故障のおそ
れもない。

【００１６】（３）交流電源Ｑの一周期により、１つの
ノズルで１ライン３ドット分以上を印字することがで
き、極めて効率よい印字が可能となっている。 （４）電極９ａ，９ｂの下端が対向面１ａから記録紙Ｐ
方向に突出されているため、噴射されたインクに直ちに
効果的にインクへの静電力が与えられる。

【００１７】（５）第１の電極９ａ側に吸引されるとす
ると、第２の電極９ｂ側とは反発する。すなわち、ノズ
ル２間に交互に反対の極が配置されているため、それほ
ど電圧を上げなくともインクの噴射方向を偏向させるこ
とができる。

【００１８】以上、本発明の１実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されることはなく、次の
ように変更して実施することも可能である。 （イ）上記実施例では１ラインのドットを３分割して１
つのノズル２に３ドット分を割り当てたが、必ずしも３
ドットでなくともよい。例えば、１つのノズル２に対し
て一方の極（例えば、プラス極）を隣接させれば、イン
クは記録紙Ｐに対する正対方向と、同正対方向に対して
電極側寄りの２か所にインクを噴射することもできる。
すなわち、１つのノズル２に２ドット分を割り当てるこ
とも可能である。

【００１９】（ロ）例えば、上記実施例では１ラインの
ドットを３分割して３回にわけて１つのノズル２で印字
するようにしていた。しかし、このうちの１回を印字せ
ずにパスするようにしてもよい。例えば、図示しない位
置検出信号パス手段たる中央処理装置は正対方向のドッ
トを印字するのをパスしてノズル作動信号を出力しない
こととする。そうすれば、すべてのドットを印字する場
合に比べ解像度が低下する。

【００２０】（ハ）上記実施例のノズル２はピエゾ素子
６を応用したインパルスジェット方式によるインクの噴
射方式であった。しかし、他の方式を応用したノズルで
あってもよい。例えば、インクキャビティを加熱して気
泡を発生させてその圧力でインクを放出させる方式でも
よい。また、静電加速方式や加圧方式を応用することも
自由である。

【００２１】（ニ）本発明を複写機やプリンタ等、印字
を必要とする機器に広く応用すること。 （ホ）インクへはオリフィス部４外周の放電プレート８
にて電荷を与えたが、放電プレート８の位置は必ずしも
オリフィス部４外周に限定はされない。インクへ電荷を
付与することができればかまわない。また、上記実施例
ではマイナスの電荷を付与したが、プラスの電荷とする
こともよい。

【００２２】その他本発明はその主旨を逸脱しない範囲
において変更して実施することは自由である。また、以
上の実施例によって把握されるその他の技術的思想につ
いて、その効果とともに以下に記載する。

【００２３】（１）請求項１の構成に更に、所定回数の
ノズルの作動に基づいて記録紙を１ライン進出させる記
録紙用駆動源作動手段（例えば中央処理装置（ＣＰ
Ｕ））を追加すること。こうすれば、ラインヘッドが移
動して１ライン分の印字が終了した場合、記録紙用駆動
源作動手段により確実に次のラインに続けて印字するこ
とができる。

【００２４】（２）請求項１の構成に更に、位置検出信
号パス手段（例えば，ＣＰＵ）を追加すること。そうす
れば、分割した１ラインのドットのうち、所定間隔で印
字しないドットができて解像度を調節することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明で
は、ノズルの数を減らすことができるため、ラインヘッ
ドの機構を簡略化できる。又、インクを速やかに偏向さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のインクジェット装置の実施例におけ
るノズルを説明する一部破断縦断面図である。

【図２】 同じ実施例の概略を説明する平面図である。

【図３】 同じ実施例において印字状態を説明する説明
図であって、（ａ）は１回目の印字であり、（ｂ）は２
回目の印字であり、（ｃ）は３回目の印字である。

【図４】 同じ実施例におけるインクの噴射状態を説明
する要部拡大図である。

【符号の説明】

１…ラインヘッド、１ａ…対抗面、２…ノズル、５…噴
射口たるインク噴射口、８…電荷付与手段たる放電プレ
ート、９ａ，９ｂ…電極。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラインヘッドの主走査方向に沿って複数
   のノズルを形成し、同ノズルにはインクに電荷を与える
   電荷付与手段を併設するとともに、各ノズルの噴射口の
   側方には静電力を付与する電極を配置し、前記電極はノ
   ズルの噴射口間に１つずつ配設され、隣接する電極同士
   は互いに逆の極性を有し、インクの噴射方向を偏向させ
   るようにしたインクジェット記録装置。