JPH09193388A - Ink jet recording apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To furnish an ink jet recording apparatus capable of stably supplying a coloring material constituent in ink to the outermost end of individual electrodes, always ensuring a discharge position of ink droplets at constant, and discharging and flying droplets stably. SOLUTION: The ink jet recording apparatus for conducting recording is that ink 8 is supplied on a head substrate 1 comprising a plurality of individual electrodes arranged on an insulation substrate for exerting electrostatic forces to a coloring material constituent in ink 8, and ink droplets 9 are discharged from the tip end of the individual electrodes to fly onto the recording medium 11, in which the pressure value of a pump 31 adapted to exert pressure on ink 8 to be applied onto the head substrate is controlled in order to reduce the thickness of an ink layer between mutual individual electrodes than that of individual electrodes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に係り、特に溶媒中に色剤を分散させた液状インク
を用い、このインク中の少なくとも色剤成分をインク滴
として記録媒体上に飛翔させて記録を行うインクジェッ
ト記録装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet recording apparatus, and in particular, a liquid ink in which a colorant is dispersed in a solvent is used, and at least the colorant component in the ink is ejected as an ink droplet onto a recording medium. The present invention relates to an inkjet recording device for recording.

【０００２】[0002]

【従来の技術】液状インクをインク滴と呼ばれる小さな
液滴として記録紙上に飛翔させて記録ドットを形成する
ことにより画像を記録する装置は、インクジェットプリ
ンタとして実用化されている。インクジェットプリンタ
は、他の記録方法のプリンタと比べて騒音が少なく、現
像や定着などの処理が不要であるという利点を有し、普
通紙記録技術として注目されている。インクジェットプ
リンタの方式は、現在までに数多く考案されているが、
特に（ａ）発熱体の熱により発生する蒸気の圧力でイン
ク滴を飛翔させる方式（例えば、特公昭５６−９４２
９、特公昭６１−５９９１１など）や、（ｂ）圧電素子
によって発生される機械的な圧力パルスによりインク滴
を飛翔させる方式が代表的なものである。2. Description of the Related Art An apparatus for recording an image by forming a recording dot by ejecting a liquid ink as a small droplet called an ink droplet on a recording paper has been put into practical use as an inkjet printer. Ink jet printers have the advantages that they are less noisy than printers of other recording methods and do not require processing such as development and fixing, and are drawing attention as plain paper recording technology. Many inkjet printer systems have been devised to date,
In particular, (a) a method of flying ink droplets by the pressure of steam generated by the heat of a heating element (for example, Japanese Patent Publication No. 56-942).
9, and Japanese Patent Publication No. 61-59911), and (b) a method in which an ink droplet is ejected by a mechanical pressure pulse generated by a piezoelectric element.

【０００３】インクジェットプリンタに使用される記録
ヘッド（インクジェットヘッドという）としては、キャ
リッジに搭載されて記録紙の搬送方向（副走査方向）に
対し直交する方向（主走査方向）に移動しながら記録を
行うシリアル走査型ヘッドが実用されている。このシリ
アル走査型ヘッドは、記録スピードを早くすることが難
しい。そこで、記録ヘッドを記録紙の幅と同じサイズの
長尺ヘッドとして記録スピードを上げることができる、
いわゆるライン走査型ヘッドも考えられているが、この
ようなライン走査型ヘッドを実現することは、次の理由
から簡単ではない。A recording head used in an ink jet printer (referred to as an ink jet head) is mounted on a carriage for recording while moving in a direction (main scanning direction) orthogonal to a conveying direction (sub scanning direction) of a recording sheet. A serial scanning type head is used in practice. It is difficult to increase the recording speed of this serial scanning head. Therefore, the recording speed can be increased by using the recording head as a long head having the same size as the width of the recording paper.
So-called line scanning heads have been considered, but it is not easy to realize such line scanning heads for the following reasons.

【０００４】インクジェット記録方式は本質的に、溶媒
の蒸発や揮発によって局部的なインクの濃縮が生じやす
く、これが解像度に対応した個別の細いノズルでの目詰
まりの原因となる。さらに、インクジェットの形成に蒸
気の圧力を使う方式では、インクとの熱的あるいは化学
的な反応などによる不溶物の付着が、また圧電素子によ
る圧力を使う方式では、インク流路などでの複雑な構造
がさらに目詰まりを誘起し易くする。数十〜百数十程度
のノズルを使用するシリアル走査型ヘッドよりもさらに
多い数千もの多数のノズルを必要とするライン走査型ヘ
ッドでは、確率的にかなり高い頻度で目詰まりが発生
し、信頼性の点で大きな問題となる。In the ink jet recording system, the concentration and concentration of the ink are likely to occur locally due to the evaporation and volatilization of the solvent, which causes the clogging of individual thin nozzles corresponding to the resolution. Further, in the method of using the pressure of vapor for forming an inkjet, insoluble matter is attached due to a thermal or chemical reaction with the ink, and in the method of using the pressure of a piezoelectric element, complicated ink flow paths and the like are complicated. The structure makes it easier to induce clogging. Line scanning heads that require thousands of nozzles, which are even more numerous than serial scanning heads that use several tens to hundreds of nozzles, are probabilistically clogged at a fairly high frequency and are reliable. It becomes a big problem in terms of sex.

【０００５】さらに、従来のインクジェット記録装置は
解像度の向上には適していないという問題点もある。つ
まり蒸気の圧力を使う方法では、直径２０μｍ（これは
記録紙上に直径５０数μｍくらいの記録ドットに相当す
る）以下の粒径のインク粒を生成するのが難しく、また
圧電素子が発生する圧力を使う方式では、記録ヘッドが
複雑な構造となるために加工技術上の問題で解像度の高
いヘッドが作りにくいからである。Further, there is a problem that the conventional ink jet recording apparatus is not suitable for improving the resolution. That is, it is difficult to generate ink particles having a diameter of 20 μm or less (which corresponds to a recording dot having a diameter of about 50 and several μm on the recording paper) by the method using the pressure of vapor, and the pressure generated by the piezoelectric element is used. This is because in the method of using, the recording head has a complicated structure, and it is difficult to form a head with high resolution due to processing technology problems.

【０００６】これらの欠点を克服するために、基板上に
薄膜からなる複数の個別電極を配列した電極アレイに電
圧を印加し、静電力を用いてインク液面からインクある
いはその中の色剤成分をインク滴として飛翔させるイン
クジェット記録方式が考案された。具体的には、インク
を静電的引力を使ってインク滴を飛翔させる方式（特開
昭４９−６２０２４、特開昭５６−４４６７など）や、
帯電した色剤成分を含むインクを用い色剤の濃度を高め
てインク滴を飛翔させる方式（ＷＯ９３／１１８６６：
ＰＣＴ／ＡＵ９２／００６６５）などが提案されてい
る。これらの方式では、記録ヘッドの構成が個別のドッ
ト毎のノズルを必要としないスリット状ノズル構成か、
あるいは個別のドット毎のインク流路の隔壁を必要とし
ないノズルレス構成であるために、ライン走査型記録ヘ
ッドを実現する上で大きな障害であった目詰まりの防止
と復旧に対して有効である。また、特に後者は非常に小
さい径のインク粒を安定に生成して飛翔させることがで
きるため、高解像度化に適している。In order to overcome these drawbacks, a voltage is applied to an electrode array in which a plurality of individual electrodes made of a thin film are arranged on a substrate, and electrostatic force is used to remove ink from the liquid surface of the ink or a coloring material component therein. An ink jet recording system was devised in which the droplets are ejected as ink drops. Specifically, a method of ejecting ink droplets by using electrostatic attraction to the ink (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 49-62024, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 56-4467, etc.),
A method of increasing the concentration of a coloring material and flying ink droplets by using an ink containing a charged coloring material component (WO93 / 11866:
PCT / AU92 / 00665) and the like have been proposed. In these methods, the recording head configuration is a slit nozzle configuration that does not require a nozzle for each individual dot,
Alternatively, since the nozzleless configuration does not require the partition of the ink flow path for each individual dot, it is effective for prevention and restoration of clogging, which is a major obstacle in realizing the line scanning recording head. The latter is particularly suitable for high resolution because it can stably generate and fly ink particles having a very small diameter.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した静電
力でインク滴を飛翔させる方式のインクジェット記録装
置では、記録ヘッドがノズルレスであることから、目詰
まり防止に有効である反面、記録ヘッドの基板上でイン
クが主走査方向に対して自由に移動できるためにインク
滴の吐出位置が不安定となる。また、色剤の帯電極性と
同極性の電圧でインク滴を吐出させ記録媒体上に飛翔さ
せることから、記録ヘッド上の電極位置から色剤成分が
反発して逃げてしまい、色剤成分をインク滴の吐出点に
安定に供給できない。従って、インク滴を所定の吐出点
から安定に十分な量だけ吐出させて飛翔させることが難
しく、良好な記録ができないという問題があった。However, in the ink jet recording apparatus of the type that ejects ink droplets by the electrostatic force described above, since the recording head is nozzleless, it is effective in preventing clogging, but on the other hand, the substrate of the recording head is used. Since the ink can move freely in the main scanning direction above, the ejection position of the ink droplet becomes unstable. In addition, since the ink droplets are ejected at a voltage having the same polarity as the colorant of the colorant and are ejected onto the recording medium, the colorant component repels and escapes from the electrode position on the recording head, and the colorant component is ejected. The droplet cannot be supplied stably at the discharge point. Therefore, there is a problem that it is difficult to stably eject a sufficient amount of ink droplets from a predetermined ejection point to fly the ink droplets, and good recording cannot be performed.

【０００８】本発明は、インク中の色剤成分をインク滴
の吐出位置である個別電極の最先端に安定に供給でき、
またインク滴の吐出位置が常に安定であって、インク滴
を安定して吐出・飛翔させることができるインクジェッ
ト記録装置を提供することを目的とする。According to the present invention, the coloring agent component in the ink can be stably supplied to the leading edge of the individual electrode, which is the ink droplet ejection position.
Another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus in which ink droplet ejection positions are always stable and ink droplets can be ejected and ejected stably.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るインクジェット記録装置は、絶縁性基
板上にインク中の色剤成分に静電力を作用させるための
複数の個別電極を配列してなるヘッド基板と、このヘッ
ド基板上にインクを供給するインク供給手段とを備え、
絶縁性基板の先端近傍の位置における個別電極相互間の
インク層厚が個別電極の厚みより小さいことを特徴とす
る。ここで、絶縁性基板の先端近傍の位置とは、好まし
くは絶縁性基板の先端から個別電極に沿って０．２ｍｍ
以上、かつ１ｍｍ未満の距離離れた位置までの範囲であ
る。In order to solve the above problems, an ink jet recording apparatus according to the present invention has a plurality of individual electrodes for applying an electrostatic force to a coloring material component in ink on an insulating substrate. An array of head substrates, and an ink supply unit for supplying ink onto the head substrates,
The thickness of the ink layer between the individual electrodes at a position near the tip of the insulating substrate is smaller than the thickness of the individual electrodes. Here, the position near the tip of the insulating substrate is preferably 0.2 mm from the tip of the insulating substrate along the individual electrode.
This is the range up to the positions above and at a distance of less than 1 mm.

【００１０】このように絶縁性基板の先端近傍の位置で
は、個別電極相互間のインク層厚が個別電極の厚みより
小さいため、ヘッド基板上に供給されたインクが個別電
極上を越えて個別電極の配列方向、つまり主走査方向に
移動することがなく、またインクは毛管現象により個別
電極の側縁を主経路として個別電極の最先端に供給され
る。従って、色剤成分を含むインク滴を所望の個別電極
の最先端から安定に十分な量だけ吐出させて記録媒体上
に飛翔させることができ、良好な記録が可能となる。In this way, at the position near the tip of the insulating substrate, the ink layer thickness between the individual electrodes is smaller than the thickness of the individual electrodes, so that the ink supplied onto the head substrate exceeds the individual electrodes and the individual electrodes Does not move in the arrangement direction, that is, in the main scanning direction, and the ink is supplied to the leading edge of the individual electrode by the side edge of the individual electrode as a main path due to the capillary phenomenon. Therefore, it is possible to stably eject a sufficient amount of ink droplets containing a colorant component from the leading edge of the desired individual electrode and cause the ink droplets to fly onto the recording medium, and good recording becomes possible.

【００１１】インク供給手段は、具体的にはヘッド基板
上にインクを供給するために該インクを一時的に保持す
るインク保持手段と、このインク保持手段に保持された
インクに対して該インクをヘッド基板上に供給するため
の圧力を付与する圧力付与手段とからなる。そして、絶
縁性基板の先端近傍における個別電極相互間のインク層
厚が個別電極の厚みより小さくなるように圧力付与手段
による圧力を調整する圧力調整手段が設けられる。この
場合、例えば圧力検知器によってインク保持手段におけ
るインク圧力をモニタしたり、あるいは光学濃度検知器
によって個別電極の先端近傍におけるインク厚をモニタ
し、それに基づいて圧力調整を行うことができる。The ink supply means is, specifically, an ink holding means for temporarily holding the ink for supplying the ink onto the head substrate, and the ink with respect to the ink held by the ink holding means. It comprises a pressure applying means for applying a pressure for supplying onto the head substrate. Then, a pressure adjusting means for adjusting the pressure by the pressure applying means is provided so that the ink layer thickness between the individual electrodes near the tip of the insulating substrate is smaller than the thickness of the individual electrodes. In this case, for example, the pressure detector can monitor the ink pressure in the ink holding means, or the optical density detector can monitor the ink thickness near the tip of the individual electrode, and the pressure can be adjusted based on this.

【００１２】本発明に係る他のインクジェット記録装置
は、絶縁性基板上に配列形成された複数本の溝内にイン
ク中の色剤成分に静電力を作用させるための個別電極を
それぞれ設けてなるヘッド基板と、このヘッド基板上に
インクを供給するインク供給手段とを備え、絶縁性基板
の先端近傍の位置、好ましくは絶縁性基板の先端から個
別電極に沿って０．２ｍｍ以上、かつ１ｍｍ未満の距離
離れた位置までの範囲における個別電極上のインク層厚
が前記溝の深さより小さいことを特徴とする。In another ink jet recording apparatus according to the present invention, individual electrodes for applying an electrostatic force to the coloring material component in the ink are provided in a plurality of grooves arrayed on an insulating substrate. A head substrate and an ink supply unit for supplying ink onto the head substrate are provided, and the position is near the tip of the insulating substrate, preferably 0.2 mm or more and less than 1 mm along the individual electrode from the tip of the insulating substrate. It is characterized in that the ink layer thickness on the individual electrode in the range up to the distance is less than the depth of the groove.

【００１３】このように個別電極を溝内に設け、絶縁性
基板の先端近傍では個別電極上のインク層厚を溝の深さ
より小さくすると、個別電極を基板平面上に設けた構造
において絶縁性基板の先端近傍でインク層厚を個別電極
の厚さより小さくした場合と同様に、ヘッド基板上に供
給されたインクの主走査方向への移動がなく、またイン
クは溝の内側を通って個別電極の最先端に供給されるの
で、インク滴を個別電極最先端から安定に吐出させ記録
媒体上に飛翔させることができ、安定した良好な記録が
可能となる。As described above, when the individual electrode is provided in the groove and the ink layer thickness on the individual electrode is smaller than the depth of the groove in the vicinity of the tip of the insulating substrate, the insulating substrate has a structure in which the individual electrode is provided on the substrate plane. As in the case where the ink layer thickness is made smaller than the thickness of the individual electrode near the tip of the ink, the ink supplied on the head substrate does not move in the main scanning direction, and the ink passes through the inside of the groove and Since the ink is supplied to the leading edge, the ink droplets can be stably ejected from the leading edge of the individual electrode and ejected onto the recording medium, and stable and good recording can be performed.

【００１４】また、本発明においては個別電極の先端位
置が絶縁性基板の先端位置より０≦ｄ＜３０μｍなる条
件を満たす距離ｄだけ後退していてもよい。さらに、個
別電極の先端形状は矩形状でもよいが、先細り形状を呈
していてもよい。先細り形状にすると、インクが個別電
極の最先端に回り込みやすくなり、インク滴の吐出・飛
翔がより安定化する。In the present invention, the tip position of the individual electrode may be set back from the tip position of the insulating substrate by the distance d satisfying the condition of 0 ≦ d <30 μm. Furthermore, although the tip shape of the individual electrode may be rectangular, it may be tapered. The tapered shape makes it easier for the ink to wrap around the tip of the individual electrode, and makes ejection and flight of ink droplets more stable.

【００１５】[0015]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係るインクジェット記録装置の構成を示す断面図であ
る。同図において、ヘッド基板１は上側ヘッドホルダ２
ａおよび下側ホルダ２ｂによって上下から固定されてい
る。上側ホルダ２ａはヘッド基板１に平行したインク供
給路３ａを有し、このインク供給路３ａは前方側の傾斜
面上に連通している。この上側ホルダ２ａの傾斜面上に
は、〜３００μｍ程度の厚さのスペーサ４を介してイン
クキャビティ５を形成するための上蓋６が設けられてい
る。キャビティ５の開口部５ａは、ヘッド基板１の先端
近傍に位置している。上蓋６の上には、インク供給流路
３ａを通してインクキャビティ５に供給されたインク８
中の色剤成分をヘッド基板１の前方へ供給するための濃
縮電極７が設けられている。濃縮電極７は、濃縮用バイ
アス電圧源２３から直流バイアス電圧Ｖ_cが印加され
る。下側ホルダ２ｂはヘッド基板１の下面に対向して設
けられ、ヘッド基板１との間にスリット状のインク回収
流路３ｂを形成する。(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing the arrangement of an ink jet recording apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the figure, a head substrate 1 is an upper head holder 2
It is fixed from above and below by a and the lower holder 2b. The upper holder 2a has an ink supply passage 3a parallel to the head substrate 1, and the ink supply passage 3a communicates with the inclined surface on the front side. An upper lid 6 for forming an ink cavity 5 is provided on the inclined surface of the upper holder 2a via a spacer 4 having a thickness of about 300 μm. The opening 5 a of the cavity 5 is located near the tip of the head substrate 1. On the upper lid 6, the ink 8 supplied to the ink cavity 5 through the ink supply flow path 3 a.
A concentrating electrode 7 is provided for supplying the colorant component therein to the front side of the head substrate 1. A DC bias voltage V _c is applied to the concentration electrode 7 from a concentration bias voltage source 23. The lower holder 2b is provided so as to face the lower surface of the head substrate 1, and forms a slit-shaped ink recovery flow path 3b between itself and the head substrate 1.

【００１６】図２は、ヘッド基板１の先端部の構成を示
した図である。ヘッド基体となる絶縁性基板１００はポ
リイミド、ガラスエポキシ樹脂、フェノール樹脂、テフ
ロンなど誘電率が低くかつ強度の高い材料を用いて〜２
００μｍ程度の厚さに作られている。絶縁性基板１００
上には、例えば厚さ１５μｍ程度のＣｕ膜からなる幅４
５μｍの帯状の個別電極１０１が８０μｍの間隔をおい
てストライプ状に配列形成されている。個別電極１０１
には、図１のように吐出用バイアス電圧源２１から発生
される直流バイアス電圧Ｖ_B に信号電圧源２２からの画
像信号に応じたパルス電圧Ｖ_P が重畳されて印加され
る。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the tip portion of the head substrate 1. The insulating substrate 100 that serves as the head base is made of a material having a low dielectric constant and high strength such as polyimide, glass epoxy resin, phenol resin, or Teflon.
It is made to a thickness of about 00 μm. Insulating substrate 100
On the upper side, for example, a width 4 made of a Cu film having a thickness of about 15 μm
5 μm strip-shaped individual electrodes 101 are arranged in a stripe pattern at intervals of 80 μm. Individual electrode 101
1, the pulse voltage V _P corresponding to the image signal from the signal voltage source 22 is superimposed and applied to the DC bias voltage V _B generated from the ejection bias voltage source 21 as shown in FIG.

【００１７】インク供給流路３ａおよびインク回収流路
３ｂには、インク８を還流させるためのインク還流機構
３０が接続されている。インク還流機構３０は、ポンプ
３１と濃度調整器３２を備えている。インク８は、本実
施形態では帯電制御剤やバインダを含むプラス帯電性の
色剤を抵抗率１０⁸ Ωｃｍ以上の絶縁性を有する溶媒中
にコロイド状に分散させ浮遊させたものが使用される。
色剤は溶媒との摩擦により通常、プラスの電荷を帯びて
いる。An ink recirculation mechanism 30 for recirculating the ink 8 is connected to the ink supply channel 3a and the ink recovery channel 3b. The ink recirculation mechanism 30 includes a pump 31 and a density adjuster 32. In this embodiment, the ink 8 is a colloidal dispersion of a positively chargeable colorant containing a charge control agent and a binder in an insulating solvent having a resistivity of 10 ⁸ Ωcm or more and suspended.
The coloring agent usually has a positive charge due to friction with the solvent.

【００１８】インク８は、インク還流機構３０によりイ
ンク供給流路３ａを通じてインクキャビティ５に供給さ
れ、キャビティ開口部５ａでは静止状態をなす。ここ
で、ポンプ３１の圧力を適当に調整することによって、
ヘッド基板１の先端から０．５ｍｍ以上離れた位置まで
にインクメニスカスを形成する。このような位置でイン
クメニスカスを形成すると、この位置からヘッド基板１
の先端までの間では、インクは主として毛管現象により
個別電極１０１の側縁に沿って個別電極１０１の先端に
向けて搬送され、最終的には個別電極１０１間に電極１
０１の厚みより薄いインク層が形成される。このとき、
絶縁性基板１００の先端近傍の位置、具体的には基板１
００の先端から０．２ｍｍ以上、かつ１ｍｍ未満の距離
離れた位置の範囲に存在するインク層の厚みは、個別電
極１０１の厚みよりも小さくなっている。ここで、イン
ク層の厚みが個別電極１０１の厚みより小さくなってい
る範囲における基板１０１の先端からの距離をインク薄
層距離と呼ぶことにする。インク層厚は個別電極１０１
の側縁に近いほど大きいために、インク８中の色剤成分
８ａは個別電極１０１の側縁を毛管現象により伝わって
前方に供給される。The ink 8 is supplied to the ink cavity 5 by the ink recirculation mechanism 30 through the ink supply flow path 3a, and becomes stationary at the cavity opening 5a. Here, by appropriately adjusting the pressure of the pump 31,
An ink meniscus is formed up to a position 0.5 mm or more away from the tip of the head substrate 1. When the ink meniscus is formed at such a position, the head substrate 1 is started from this position.
The ink is transported to the tip of the individual electrode 101 along the side edge of the individual electrode 101 mainly by the capillarity until the tip of the individual electrode 101.
An ink layer thinner than 01 is formed. At this time,
A position near the tip of the insulating substrate 100, specifically, the substrate 1
The thickness of the ink layer existing in the range of the position separated by 0.2 mm or more and less than 1 mm from the tip of 00 is smaller than the thickness of the individual electrode 101. Here, the distance from the tip of the substrate 101 in the range where the thickness of the ink layer is smaller than the thickness of the individual electrode 101 is called the ink thin layer distance. Ink layer thickness is individual electrode 101
The colorant component 8a in the ink 8 is supplied forward along the side edge of the individual electrode 101 by the capillary phenomenon because the colorant component 8a is larger toward the side edge.

【００１９】一方、濃縮電極７には濃縮用バイアス電圧
源２３から１．８ｋＶ程度の直流バイアス電圧Ｖ_c が印
加されており、これにより濃縮電極７と個別電極１０１
との間に電界が形成される。この電界の作用によってキ
ャビティ開口部５ａから先のインク８は色剤濃度が高ま
っており、ヘッド基板１の先端における色剤成分８ａの
前方への移動が促進される。こうしてヘッド基板１の先
端に移動した色剤濃度の高いインク８は、後述するよう
にインク滴９として吐出され、記録媒体１１に向けて飛
翔する。On the other hand, a DC bias voltage V _{c of} about 1.8 kV is applied to the concentration electrode 7 from the concentration bias voltage source 23, whereby the concentration electrode 7 and the individual electrode 101 are applied.
An electric field is formed between and. Due to the action of this electric field, the colorant concentration of the ink 8 ahead of the cavity opening 5a is increased, and the forward movement of the colorant component 8a at the tip of the head substrate 1 is promoted. The ink 8 having a high colorant concentration that has moved to the tip of the head substrate 1 in this manner is ejected as an ink droplet 9 as described later, and flies toward the recording medium 11.

【００２０】ヘッド基板１の最先端では、インク滴９の
吐出に寄与しなかったインク８が絶縁性基板１００の先
端面を回り込み、インク回収流路３ｂへと流れ込む。イ
ンク滴９は色剤濃度が高いために、回収インクは残留し
た溶媒が多く含まれており、全体として色剤濃度が低下
している。この色剤濃度が低下した回収インクは、イン
ク濃度調整器３２により適正な濃度となるように調整さ
れる。At the leading edge of the head substrate 1, the ink 8 that has not contributed to the ejection of the ink droplets 9 wraps around the tip surface of the insulating substrate 100 and flows into the ink recovery channel 3b. Since the ink droplet 9 has a high colorant concentration, the recovered ink contains a large amount of residual solvent, and the colorant concentration is lowered as a whole. The recovered ink with the reduced colorant density is adjusted by the ink density adjuster 32 to have an appropriate density.

【００２１】インク供給流路３ａに供給されるインク８
の圧力は、予め前述したインク薄層距離とポンプ３１の
圧力値（吐出圧力の値）との関係を調べておき、このイ
ンク薄層距離が０．２ｍｍ以上、１ｍｍ未満となるよう
な圧力値をポンプ３１に設定することによって調整され
る。Ink 8 supplied to the ink supply channel 3a
As for the pressure of the ink, the relationship between the ink thin layer distance and the pressure value (the value of the discharge pressure) of the pump 31 is previously investigated, and the pressure value such that the ink thin layer distance is 0.2 mm or more and less than 1 mm is obtained. Is set in the pump 31.

【００２２】記録ヘッドの前方には、例えば０．３〜１
ｍｍ程度の間隔をおいて、電気的に接地された記録ドラ
ム１０が配置され、搬送されてきた記録媒体１１が巻き
付けられる。記録媒体１１としては、例えば普通紙が使
用される。この記録媒体１１上に記録ヘッドから飛翔さ
れたインク滴９による画点形成が行われた後、装置外へ
排出される。In front of the recording head, for example, 0.3 to 1
The recording drum 10 which is electrically grounded is arranged at an interval of about mm, and the conveyed recording medium 11 is wound. Plain paper, for example, is used as the recording medium 11. Image points are formed on the recording medium 11 by the ink droplets 9 ejected from the recording head, and then the recording medium 11 is ejected to the outside of the apparatus.

【００２３】次に、図３および図４を用いて本実施形態
におけるインク滴９の吐出・飛翔動作について説明す
る。本実施形態においては、個別電極１０１のうち記録
画点に対応する電極とその両隣の電極の計３つの電極を
一組としてインク滴９を吐出・飛翔させるものとする。
そこで、個別電極１０１の連続して並んだ３つの電極
（Ａ，Ｂ，Ｃとする）に注目して動作説明を行う。図３
は各動作モードでのヘッド基板１の先端における状態を
電極Ａ，Ｂ，Ｃへの印加電圧の状態と共に示しており、
また図４は１画点に対応する印加電圧の時間変化を示し
ている。Next, the ejection / flying operation of the ink droplet 9 in this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In the present embodiment, it is assumed that the ink droplet 9 is ejected and ejected as a set of a total of three electrodes, that is, the electrode corresponding to the recording image point of the individual electrodes 101 and the electrodes on both sides thereof.
Therefore, the operation will be described by paying attention to three electrodes (A, B, and C) that are arranged in a row of the individual electrodes 101. FIG.
Shows the state at the tip of the head substrate 1 in each operation mode together with the state of the voltage applied to the electrodes A, B and C,
Further, FIG. 4 shows the time change of the applied voltage corresponding to one image point.

【００２４】まず、記録前の待機時には吐出用バイアス
電圧源２１から電極Ａ，Ｂ，Ｃの全てに同じ電圧Ｖｂ１
＝Ｖｂ２＝Ｖｂ３＝１．５ｋＶの直流バイアス電圧が印
加され、また信号電圧源２２からのパルス電圧の重畳は
ないものとする（すなわち、Ｖｐ１＝Ｖｐ２＝Ｖｐ３＝
０）。このときのヘッド基板１の先端の状態は、図３
（ａ）に示される。First, during standby before recording, the same voltage Vb1 is applied to all the electrodes A, B and C from the ejection bias voltage source 21.
= Vb2 = Vb3 = 1.5 kV of DC bias voltage is applied, and the pulse voltage from the signal voltage source 22 is not superimposed (that is, Vp1 = Vp2 = Vp3 =).
0). The state of the tip of the head substrate 1 at this time is shown in FIG.
It is shown in FIG.

【００２５】次に、電極Ｂの位置からインク滴の吐出を
行う場合には、まず画像信号が入力された瞬間に電極Ｂ
に印加される直流バイアス電圧Ｖｂ２は１．２ｋＶに低
下され、一定時間後に＋６００Ｖのパルス電圧Ｖｐ２が
重畳される。この間、両隣の電極Ｂ，Ｃへの印加電圧は
変化させない。このときのヘッド基板１の先端の状態
は、図３（ｂ）（ｃ）に示される。Next, in the case of ejecting ink droplets from the position of the electrode B, first, at the moment when the image signal is input, the electrode B is discharged.
The direct-current bias voltage Vb2 applied to is reduced to 1.2 kV, and the pulse voltage Vp2 of +600 V is superimposed after a certain period of time. During this period, the voltage applied to the electrodes B and C on both sides is not changed. The state of the tip of the head substrate 1 at this time is shown in FIGS.

【００２６】ここで、図４に示されるようにパルス電圧
Ｖｐ２が立ち上がるまでの時間ｔ１内では、電極Ｂの電
位が両隣の電極Ａ，Ｃの電位よりも低くなっており、図
３（ｂ）に示されるようにインク８中の色剤成分８ａは
電極Ｂ上に集中する。このとき、電極Ｂの先端面まで回
り込む色剤成分８ａも存在する。Here, as shown in FIG. 4, the potential of the electrode B is lower than the potentials of the electrodes A and C on both sides within the time t1 until the pulse voltage Vp2 rises, as shown in FIG. 3 (b). The colorant component 8a in the ink 8 concentrates on the electrode B as shown in FIG. At this time, there is also the colorant component 8a that wraps around to the tip surface of the electrode B.

【００２７】次に、パルス電圧Ｖｐ２が立ち上がると、
図３（ｃ）に示されるように電極Ｂの先端に供給された
色剤成分８ａは高濃度状態となってインク滴として吐出
し、記録媒体１１に向けて飛翔する。すなわち、吐出し
たインク滴９は記録媒体１１の背面でプラテンの役目を
果たす接地された記録ドラム１０との間に形成された電
界による静電力で記録媒体１１上に引き付けられ、やが
て着弾する。パルス電圧Ｖｐ２の立ち上がりから時間ｔ
２後に、Ｖｐ２が立ち下がり、最終的に３電極Ａ，Ｂ，
Ｃが同電位となる初期状態に復帰する。Next, when the pulse voltage Vp2 rises,
As shown in FIG. 3C, the colorant component 8a supplied to the tip of the electrode B is in a high-concentration state and is ejected as an ink droplet, which flies toward the recording medium 11. That is, the ejected ink droplets 9 are attracted onto the recording medium 11 by the electrostatic force by the electric field formed between the recording medium 11 and the grounded recording drum 10 that functions as a platen on the back surface of the recording medium 11, and then land on the recording medium 11. Time t from the rise of the pulse voltage Vp2
After two, Vp2 falls and finally three electrodes A, B,
The initial state in which C becomes the same potential is restored.

【００２８】個別電極１０１の相互間、特に個別電極１
０１の側縁は個別電極１０１の側面と個別電極１０１間
の絶縁性基板１００の表面とでＶ字型の溝を形成してい
るため、インク８が伝わりやすくなっている。このた
め、本実施形態のように個別電極１０１の側縁をインク
供給の主経路として積極的に用いることによって、個別
電極１０１の先端に色剤成分８ａを容易に搬送すること
が可能となる。Between the individual electrodes 101, especially the individual electrode 1
Since the side edge of 01 forms a V-shaped groove between the side surface of the individual electrode 101 and the surface of the insulating substrate 100 between the individual electrodes 101, the ink 8 is easily transmitted. Therefore, by positively using the side edge of the individual electrode 101 as the main path for ink supply as in the present embodiment, the colorant component 8a can be easily transported to the tip of the individual electrode 101.

【００２９】図５は、従来のヘッド基板先端の状態を示
したものである。従来はインク８０のメニスカス終端が
ヘッド先端近くまでくるようにインク８０に与える静圧
を設定していたため、図５のようにヘッド基板先端にお
いてもインク層は厚くなっている。インク層厚が個別電
極１０１の厚みより大きいと、図５に示されるように色
剤成分８１が主走査方向（個別電極１０１の配列方向）
に容易に移動し、個別電極１０１の電位と同極性に帯電
している色剤成分８１は個別電極１０１から逃げる方向
となるため、色剤成分８ａを吐出位置である個別電極１
０１の先端に集めることが困難となる。ここで、図４で
説明した駆動方法を用いれば、図５の状態でも色剤成分
８１を個別電極１０１先端に集中させることが可能であ
るが、個別電極１０１の上面を渡って色剤成分８１が移
動するために、主走査方向で色剤濃度にばらつきが生じ
やすくなる。このため、全ての個別電極１０１から安定
してインク滴を吐出することが困難となる。FIG. 5 shows the state of the tip of the conventional head substrate. Conventionally, since the static pressure applied to the ink 80 is set so that the end of the meniscus of the ink 80 comes close to the head tip, the ink layer is thick even at the head substrate tip as shown in FIG. When the ink layer thickness is larger than the thickness of the individual electrode 101, the coloring material component 81 is in the main scanning direction (arrangement direction of the individual electrodes 101) as shown in FIG.
The colorant component 81 that easily moves to the individual electrode 101 and is charged to the same polarity as the electric potential of the individual electrode 101 escapes from the individual electrode 101.
It is difficult to collect at the tip of 01. Here, by using the driving method described with reference to FIG. 4, it is possible to concentrate the colorant component 81 on the tip of the individual electrode 101 even in the state of FIG. 5, but the colorant component 81 is provided across the upper surface of the individual electrode 101. , The colorant density tends to vary in the main scanning direction. Therefore, it becomes difficult to stably eject ink droplets from all the individual electrodes 101.

【００３０】これに対し、本実施形態では前述したよう
に色剤成分８ａが主走査方向に移動することがないため
に、色剤成分８ａが逃げてしまうことがなく、また主走
査方向での色剤濃度のばらつきが生じにくくなる、とい
った利点がある。このため主走査方向においては常に同
じ状態を保持することができ、全ての個別電極１０１か
らのインク滴９の吐出・飛翔を安定化させることが可能
である。また、ヘッド基板１の先端でのインク層が薄く
なっているため、インク表面での個別電極１０１が形成
する電界力が強いことも、インク滴９の吐出・飛翔を容
易にする。On the other hand, in the present embodiment, since the colorant component 8a does not move in the main scanning direction as described above, the colorant component 8a does not escape, and in the main scanning direction. There is an advantage that variations in colorant concentration are less likely to occur. Therefore, the same state can always be maintained in the main scanning direction, and the ejection and flight of the ink droplets 9 from all the individual electrodes 101 can be stabilized. Further, since the ink layer at the tip of the head substrate 1 is thin, the electric field force formed by the individual electrodes 101 on the ink surface is strong, which also facilitates the ejection / flying of the ink droplet 9.

【００３１】図６は、本実施形態の構成でインク滴吐出
実験を行って測定した、前述のインク薄層距離（インク
層厚が個別電極の厚みよりも小さくなっている領域の範
囲）とインク滴吐出状況との関係を示す図であり、横軸
にインク薄層距離、縦軸には個別電極数に対する吐出イ
ンク滴数の割合（以下、吐出率という）と、インク薄層
距離が０．５ｍｍの時のインク滴吐出持続時間を１．０
としたときのインク滴吐出持続時間（以下、相対吐出持
続時間という）をとっている。FIG. 6 shows the ink thin layer distance (the range of the region where the ink layer thickness is smaller than the thickness of the individual electrode) and the ink measured by conducting an ink droplet ejection experiment with the configuration of this embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a relationship with a droplet ejection state, in which the horizontal axis represents the ink thin layer distance, the vertical axis represents the ratio of the number of ejected ink droplets to the number of individual electrodes (hereinafter referred to as the ejection rate), and the ink thin layer distance is 0. Ink discharge duration at 5 mm is 1.0
And the ink droplet ejection duration (hereinafter referred to as the relative ejection duration).

【００３２】インク薄層距離が短い場合（＜０．２ｍ
ｍ）には、個別電極１０１からの電界力によりインク８
は前方に押し出され、個別電極１０１の先端でインク層
厚が電極厚みよりも大きくなる。この結果、インク８中
の色剤成分８ａは電極先端の吐出ポイントから主走査方
向へ逃げやすくなるために、インク滴９の吐出が困難と
なり、吐出率が低下する。この場合、個別電極１０１の
先端に色剤成分は十分に存在するために、吐出持続時間
はそれほど短くならないが、インク層厚が大きいため
に、インク滴が飛翔せずに記録ドラム１０と接触するな
ど不具合が生じやすくなる。When the ink thin layer distance is short (<0.2 m
m) is the ink 8 due to the electric field force from the individual electrode 101.
Are extruded forward, and the ink layer thickness at the tip of the individual electrode 101 becomes larger than the electrode thickness. As a result, the colorant component 8a in the ink 8 easily escapes from the ejection point at the tip of the electrode in the main scanning direction, making ejection of the ink droplets 9 difficult and reducing the ejection rate. In this case, since the coloring material component is sufficiently present at the tip of the individual electrode 101, the ejection duration does not become so short, but since the ink layer thickness is large, the ink droplet does not fly and comes into contact with the recording drum 10. Such a problem is likely to occur.

【００３３】一方、インク薄層距離が長い場合（≧１ｍ
ｍ）には、色剤成分の供給路が狭くなっているために、
ヘッド先端への色剤供給能力が低下し、結果的に吐出持
続時間が低下する。また、主走査方向で色剤成分の供給
にばらつきが出てくるために、吐出率の低下を伴う。さ
らに、ヘッド基板１上が乾燥しやすく、記録ドラム１０
との間で放電が生じて記録ヘッドが破損する可能性も出
てくる。On the other hand, when the ink thin layer distance is long (≧ 1 m
In m), because the supply path of the colorant component is narrow,
The ability to supply the coloring material to the tip of the head is reduced, and as a result, the ejection duration is reduced. In addition, since the supply of the coloring material component varies in the main scanning direction, the ejection rate is reduced. Further, the head substrate 1 is easily dried, and the recording drum 10
There is a possibility that the recording head may be damaged due to discharge between the recording head and the recording medium.

【００３４】インク薄層距離を前述した０．２ｍｍ以
上、１ｍｍ未満の範囲に設定しておくと、このような問
題点を逃れることができ、吐出率、吐出持続時間とも十
分な状態を維持することができる。When the ink thin layer distance is set in the range of 0.2 mm or more and less than 1 mm described above, such a problem can be avoided, and the ejection rate and the ejection duration are maintained in a sufficient state. be able to.

【００３５】（第２の実施形態）図７は、本発明の第２
の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す
断面図である。本実施形態では、図１に示した第１の実
施形態の構成に加えて、インクキャビティ５内のインク
圧力を検知する圧力検知器３３と、この圧力検知器３３
の検知結果に基づいてポンプ３１の圧力値を制御するポ
ンプ制御器３４が設けられている。この場合、インク薄
層距離とインク圧力との関係を予め調べておき、インク
薄層距離が前述した０．２ｍｍ以上、１ｍｍ未満の条件
を満たすようなインク圧力を常に維持できるように、圧
力検知器３３からの信号に基づいてポンプ３１の圧力値
を調節する。(Second Embodiment) FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the inkjet recording apparatus according to the embodiment. In this embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, a pressure detector 33 for detecting the ink pressure in the ink cavity 5, and this pressure detector 33.
A pump controller 34 that controls the pressure value of the pump 31 based on the detection result of 1 is provided. In this case, the relationship between the ink thin layer distance and the ink pressure is investigated in advance, and pressure detection is performed so that the ink pressure that always satisfies the above-described ink thin layer distance of 0.2 mm or more and less than 1 mm can be maintained. The pressure value of the pump 31 is adjusted based on the signal from the device 33.

【００３６】このように本実施形態では、インクの圧力
を直接モニタすることにより、インク還流機構３０内へ
の空気・ゴミの混入等の外乱により、インク薄層距離と
ポンプの圧力との関係に変動が生じた場合にも、インク
の状態を一定条件に保持することができる。なお、図３
では圧力検知器を一箇所だけに設置しているが、複数箇
所に設置すれば更に正確な調整を行うことが可能であ
る。As described above, in the present embodiment, by directly monitoring the ink pressure, the relationship between the ink thin layer distance and the pump pressure is caused by the disturbance such as the mixing of air and dust into the ink recirculation mechanism 30. Even if a change occurs, the ink state can be maintained under a constant condition. Note that FIG.
Although the pressure detector is installed at only one place, it can be adjusted more accurately if it is installed at multiple places.

【００３７】（第３の実施形態）図８は、本発明の第３
の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す
図である。本実施形態では、図７に示した第２の実施形
態における圧力検知器３３に代えて、ヘッド基板１の上
方にインク８の光学濃度を検知する光学濃度検知器３５
が設けられている。(Third Embodiment) FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.
It is a diagram showing a configuration of an inkjet recording apparatus according to the embodiment. In this embodiment, instead of the pressure detector 33 in the second embodiment shown in FIG. 7, an optical density detector 35 for detecting the optical density of the ink 8 above the head substrate 1.
Is provided.

【００３８】インク層厚が個別電極１０１の厚みよりも
大きい部分は、インク層が表面に現れているため、イン
ク層厚が個別電極１０１の厚みより小さい部分のように
電極面が露出している部分とは、入射光の屈折率が異な
る。このため、インク８の光学濃度を検知することで、
両部分の違いを判別することができる。光学濃度検知器
３５としては、少なくともヘッド基板１の先端から０．
２ｍｍ以上、１ｍｍ未満の範囲内の２箇所に第１および
第２の検知器が設けられており、これら第１および第２
の検知器からの出力信号がポンプ制御器３４に送られ
る。ポンプ制御器３４は、これら第１および第２の検知
器の出力に基づいて、上記２箇所のうち一方が「インク
層厚＜電極厚み」、他方が「インク層厚＞電極厚み」の
条件を満たすようにポンプ３１の圧力値を制御する。In the portion where the ink layer thickness is larger than the thickness of the individual electrode 101, the ink layer appears on the surface, so that the electrode surface is exposed like the portion where the ink layer thickness is smaller than the thickness of the individual electrode 101. The refractive index of incident light is different from that of the portion. Therefore, by detecting the optical density of the ink 8,
It is possible to distinguish the difference between the two parts. As the optical density detector 35, at least from the tip of the head substrate 1 to 0.
The first and second detectors are provided at two locations within a range of 2 mm or more and less than 1 mm. These first and second detectors are provided.
The output signal from the detector is sent to the pump controller 34. Based on the outputs of the first and second detectors, the pump controller 34 sets the condition of "ink layer thickness <electrode thickness" at one of the two locations and "ink layer thickness> electrode thickness" at the other location. The pressure value of the pump 31 is controlled so as to be satisfied.

【００３９】さらに、上記２箇所以外にヘッド基板１の
先端から０．２ｍｍ未満の領域および１ｍｍ以上の領域
内に第３および第４の検知器を設けると、インクメニス
カスの状態を把握することが可能となり、インク層厚の
調節がよりスムーズとなる。すなわち、第３の検知器の
検知結果が「インク層厚＞電極厚み」を示している場を
には、インクへの圧力が大きすぎるため、ポンプ３１か
らの正方向への圧力分は小さくする方向に調節すればよ
い。第４の検知器の検知結果が「インク層厚＜電極厚
み」を示している場合には、インク圧力が小さすぎるた
め、ポンプ３１からの正方向への圧力分を大きくする方
向に調節すればよい。Further, if the third and fourth detectors are provided in the area of less than 0.2 mm and in the area of 1 mm or more from the tip of the head substrate 1 other than the above-mentioned two places, the state of the ink meniscus can be grasped. This makes it possible to adjust the ink layer thickness more smoothly. That is, when the detection result of the third detector indicates "ink layer thickness> electrode thickness", the pressure on the ink is too large, and therefore the amount of pressure from the pump 31 in the forward direction is reduced. Adjust the direction. When the detection result of the fourth detector indicates “ink layer thickness <electrode thickness”, the ink pressure is too small, so that the pressure amount from the pump 31 in the positive direction should be adjusted to be larger. Good.

【００４０】光学濃度検知器３５の数が多いほど、イン
ク層厚と電極厚みの大小関係を正確にかつ速く判定する
ことができる。また、光学濃度検知器３５は複数の検知
器が一つの筐体の中に複数存在するものでもよいし、一
つの筐体に一つの検知器を有する光学濃度検知器が複数
個設置されていても構わない。The larger the number of the optical density detectors 35, the more accurately and quickly the size relationship between the ink layer thickness and the electrode thickness can be determined. The optical density detector 35 may have a plurality of detectors in one housing, or a plurality of optical density detectors each having one detector in one housing. I don't mind.

【００４１】このように本実施形態によれば、インクの
状態を直接観測することによりインク層厚の調整を正確
に行うことができる。なお、第２および第３の実施形態
で説明したインク圧力調整手段を同時に組み合わせて実
施することも可能である。As described above, according to this embodiment, the ink layer thickness can be accurately adjusted by directly observing the ink state. It should be noted that the ink pressure adjusting means described in the second and third embodiments can be combined and implemented at the same time.

【００４２】（第４の実施形態）図９は、本発明の第４
の実施形態におけるヘッド基板１の先端部を示したもの
である。同図に示されるように、絶縁性基板１００上に
形成されたストライプ状の個別電極１０１の先端位置は
絶縁性基板１００の先端位置から後退しており、その後
退距離ｄは０≦ｄ＜３０μｍを満たしている。その他の
構成および記録ヘッドの駆動方法等は第１の実施形態と
同様である。(Fourth Embodiment) FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention.
3 shows a tip portion of the head substrate 1 in the embodiment. As shown in the figure, the tip position of the striped individual electrode 101 formed on the insulating substrate 100 is receded from the tip position of the insulating substrate 100, and the receding distance d is 0 ≦ d <30 μm. Meets Other configurations, the driving method of the recording head, and the like are the same as those in the first embodiment.

【００４３】このように個別電極１０１の先端位置を絶
縁性基板１００の先端位置から後退させると、色剤成分
は基板１００上を個別電極１０１の最先端により容易に
供給されるようなる。ただし、後退距離ｄを大きくしす
ぎると個別電極１０１の先端からの電界のうち主走査方
向への成分が強くなり、インク滴は吐出せずに色剤成分
が横へ移動するだけとなってしまう。後退距離ｄの範囲
が上記条件を満たしていれば、そのような問題はなくな
る。When the tip position of the individual electrode 101 is retracted from the tip position of the insulating substrate 100 in this way, the colorant component is easily supplied to the tip of the individual electrode 101 on the substrate 100. However, if the receding distance d is made too large, the component in the main scanning direction of the electric field from the tip of the individual electrode 101 becomes strong, and the colorant component only moves laterally without ejecting ink droplets. . If the range of the retreat distance d satisfies the above condition, such a problem will disappear.

【００４４】また、本実施形態によれば個別電極１０１
の先端まで回り込む色剤成分の量、すなわちインク滴の
吐出量を多くして、より大きな画点を形成することが可
能となる。さらに、個別電極１０１の両角の２箇所から
インク滴が吐出するようなことがなく、インク滴の吐出
位置をより確実に固定化することができるという利点も
ある。Further, according to the present embodiment, the individual electrode 101
It is possible to form a larger image point by increasing the amount of the colorant component that wraps around to the tip of the ink, that is, the ejection amount of the ink droplet. Further, there is an advantage that the ink droplets are not ejected from two positions on both sides of the individual electrode 101, and the ejection position of the ink droplets can be more reliably fixed.

【００４５】（第５の実施形態）図１０は、本発明の第
５の実施形態におけるヘッド基板１の先端部を示したも
のである。同図に示されるように、絶縁性基板１００上
の個別電極１０１は先端が先細り形状となっており、例
えば電極幅をＷとすると、半径がＷ／２の半円形状を有
している。その他の構成および記録ヘッドの駆動方法等
は第１の実施形態と同様である。(Fifth Embodiment) FIG. 10 shows a tip portion of a head substrate 1 according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the tip of the individual electrode 101 on the insulating substrate 100 is tapered, and for example, when the electrode width is W, it has a semicircular shape with a radius of W / 2. Other configurations, the driving method of the recording head, and the like are the same as those in the first embodiment.

【００４６】このように個別電極１０１の先端を先細り
の形状にすることによって、色剤成分を個別電極１０１
の先端に回り込ませることがさらに容易となり、場合に
よっては電界力を使用しなくとも、毛管現象だけで色剤
成分を回り込ませることができる。また、この個別電極
１０１には矩形電極のように角点がないために、強電界
領域が複数箇所に存在することがなく、インク滴の吐出
位置の固定化に有利である。In this way, by making the tip of the individual electrode 101 into a tapered shape, the coloring agent component is separated from the individual electrode 101.
It becomes easier to wrap around the tip of the colorant, and in some cases, the coloring agent component can wrap around only by capillarity without using electric field force. Further, since the individual electrode 101 does not have a corner point unlike the rectangular electrode, there are no strong electric field regions at a plurality of locations, which is advantageous for fixing the ink droplet ejection position.

【００４７】このとき個別電極１０１の先端位置は絶縁
性基板１００の先端位置と一致していてもよいし、図９
に示したように後退していてもよく、後退している場合
は第４の実施形態と同様に、後退距離ｄが０≦ｄ＜３０
μｍを満たすことが条件である。個別電極１０１の先端
位置を後退させると、個別電極１０１の前方に供給する
色剤成分の量をより多く確保できる利点がある。At this time, the tip position of the individual electrode 101 may coincide with the tip position of the insulating substrate 100.
As shown in FIG. 5, if the vehicle is retreating, the retreating distance d is 0 ≦ d <30 as in the fourth embodiment.
The condition is that μm is satisfied. Retracting the tip position of the individual electrode 101 has an advantage that a larger amount of the coloring material component supplied to the front of the individual electrode 101 can be secured.

【００４８】（第６の実施形態）図１１は、本発明の第
６の実施形態におけるヘッド基板１の先端部を示したも
のであり、個別電極１０１の先端を台形形状にしたもの
である。本実施形態によると、第５の実施形態と同様の
効果が得られるほか、個別電極１０１の製造が容易にな
るという利点がある。(Sixth Embodiment) FIG. 11 shows the tip of a head substrate 1 according to a sixth embodiment of the present invention, in which the tip of the individual electrode 101 is trapezoidal. According to this embodiment, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained, and the individual electrode 101 can be easily manufactured.

【００４９】（第７の実施形態）図１２は、本発明の第
７の実施形態におけるヘッド基板１の先端部を示したも
のである。同図に示されるように、本実施形態では絶縁
性基板１００にストライプ状に矩形の溝１０が形成され
ており、溝１０２の内部に個別電極１０１が形成されて
いる。言い換えれば、絶縁性基板１００の個別電極１０
１の相互間には凸部１０３が形成されている。本実施形
態では、前述したポンプによる静圧を調節することによ
って、インクは絶縁性基板１００の凸部１０３よりも厚
みが小さくなるように個別電極１０１上で薄層を形成す
る。その他の構成は第１の実施形態と同様である。(Seventh Embodiment) FIG. 12 shows a front end portion of a head substrate 1 according to a seventh embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, rectangular grooves 10 are formed in a stripe shape on the insulating substrate 100, and the individual electrodes 101 are formed inside the grooves 102. In other words, the individual electrode 10 of the insulating substrate 100
A convex portion 103 is formed between the No. 1 and the No. 1. In the present embodiment, by adjusting the static pressure by the pump described above, the ink forms a thin layer on the individual electrode 101 so that the thickness of the ink is smaller than that of the convex portion 103 of the insulating substrate 100. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【００５０】図１２では、絶縁性基板１００の溝１０２
の側面と個別電極１０１の表面とでＶ字型の溝を形成し
ているために、第１の実施形態と同様なインク供給を行
うことが可能である。すなわち、本実施形態によると色
剤成分は個別電極１０１の表面を移動していくので、個
別電極１０１の最先端に供給することが容易であり、吐
出のための色剤成分の量を確実に確保することができ
る。In FIG. 12, the groove 102 of the insulating substrate 100 is shown.
Since the V-shaped groove is formed on the side surface of the above and the surface of the individual electrode 101, it is possible to perform the same ink supply as in the first embodiment. That is, according to the present embodiment, the colorant component moves on the surface of the individual electrode 101, so that it is easy to supply the colorant component to the leading edge of the individual electrode 101, and the amount of the colorant component for ejection can be reliably ensured. Can be secured.

【００５１】また、本実施形態の場合、色剤成分は常に
個別電極１０１上に存在するので、両隣の個別電極と電
位差をつけて色剤成分を集める必要がなく、記録ヘッド
の駆動はより簡単になる。例えば、記録画点に対応する
個別電極には直流バイアス電圧Ｖｂ＝１．５ｋＶにパル
ス電圧Ｖｐ２＝＋３００Ｖを重畳した電圧を印加し、そ
れ以外の個別電極には直流バイアス電圧Ｖｂ＝１．５ｋ
Ｖのみを加えるようにすればよい。すなわち、直流バイ
アス電圧は全個別電極について一定の同じ値に設定すれ
ばよく、駆動回路の構成はより簡単となる。Further, in the case of this embodiment, since the colorant component is always present on the individual electrode 101, it is not necessary to collect the colorant component by providing a potential difference between the adjacent individual electrodes, and the recording head can be driven more easily. become. For example, a voltage in which a pulse voltage Vp2 = + 300V is superimposed on a DC bias voltage Vb = 1.5kV is applied to the individual electrodes corresponding to the recording image points, and a DC bias voltage Vb = 1.5k is applied to the other individual electrodes.
Only V should be added. That is, the DC bias voltage may be set to the same constant value for all individual electrodes, and the configuration of the drive circuit becomes simpler.

【００５２】（第８の実施形態）図１３は、本発明の第
８の実施形態におけるヘッド基板１の先端部を示したも
のであり、図１２で説明した第７の実施形態における個
別電極１０１の先端位置を絶縁性基板１００の先端位置
から後退させたものである。それ以外の構成および記録
ヘッドの駆動方法等は第７の実施形態と同様である。(Eighth Embodiment) FIG. 13 shows the tip of the head substrate 1 in the eighth embodiment of the present invention, and the individual electrode 101 in the seventh embodiment described in FIG. The leading end position of (1) is set back from the leading end position of the insulating substrate 100. The other configuration and the driving method of the recording head are the same as in the seventh embodiment.

【００５３】このように本実施形態によれば、個別電極
１０１の先端位置を絶縁性基板１００の先端位置から後
退させることによって、図９に示した第４の実施形態と
同様にインク滴吐出のための色剤成分の確保をより確実
にできる。As described above, according to the present embodiment, the tip position of the individual electrode 101 is set back from the tip position of the insulating substrate 100, so that the ink droplets are ejected similarly to the fourth embodiment shown in FIG. Therefore, it is possible to more reliably secure the colorant component.

【００５４】また、主走査方向には絶縁性基板１００の
溝１０２の壁が存在することから、個別電極１０１から
の主走査方向の電界力は結果として記録信号１１の方向
に作用することになる。その結果、インク滴の吐出・飛
翔をより容易に行うことができる。Since the wall of the groove 102 of the insulating substrate 100 exists in the main scanning direction, the electric field force in the main scanning direction from the individual electrode 101 consequently acts in the direction of the recording signal 11. . As a result, it is possible to more easily eject and fly ink droplets.

【００５５】なお、図１３では個別電極１０１の先端形
状を矩形としているが、第５または第６の実施形態と同
様に先細り形状にすることによって、インク滴の吐出位
置をより安定に固定化することができる。Although the tip shape of the individual electrode 101 is rectangular in FIG. 13, the ejection position of the ink droplet can be more stably fixed by forming the tapered shape as in the fifth or sixth embodiment. be able to.

【００５６】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればヘ
ッド基板における絶縁性基板の先端近傍においてインク
層厚を個別電極の厚みよりも低くなるようにコントロー
ルすることによって、色剤成分が電極上を横切って主走
査方向に移動することがなく、色剤濃度の偏りがなくな
ると共に、本来は個別電極への印加電圧と同極性に帯電
しているために個別電極から反発するインク中の色剤成
分を容易に個別電極の先端に供給することができる。こ
の結果、全ての個別電極から安定して一様にインク滴を
吐出させ記録媒体上に飛翔させることが可能となる。As described above, according to the present invention, by controlling the ink layer thickness in the vicinity of the tip of the insulating substrate in the head substrate so as to be lower than the thickness of the individual electrode, the coloring agent component can It does not move across the top in the main scanning direction, the bias of the colorant concentration is eliminated, and the color in the ink that repels from the individual electrodes because it is originally charged to the same polarity as the voltage applied to the individual electrodes. The agent component can be easily supplied to the tip of the individual electrode. As a result, it becomes possible to stably and uniformly eject ink droplets from all the individual electrodes and cause them to fly onto the recording medium.

【００５７】また、絶縁性基板に溝を形成し、この溝内
に個別電極を設けてヘッド基板上での色剤成分の存在位
置を個別電極上だけに制限することにより、全体として
はスリット状ノズルを形成しているにも関わらずインク
流路が個別電極間ごとに分断されているので、インク滴
吐出時の隣接電極への影響をなくすことができ、色剤成
分を確実に個別電極の先端に供給できる。Further, by forming a groove in the insulating substrate and providing an individual electrode in this groove to limit the position where the colorant component is present on the head substrate to only the individual electrode, a slit-like shape is formed as a whole. Even though the nozzles are formed, the ink flow path is divided between individual electrodes, so it is possible to eliminate the effect on the adjacent electrodes when ejecting ink droplets, and to ensure that the colorant component is separated from the individual electrodes. Can be supplied to the tip.

【００５８】このように本発明ではインク中の色剤成分
をインク滴の吐出位置である個別電極の最先端に安定に
供給でき、またインク滴の吐出位置が常に安定で、イン
ク滴を電極最先端から安定して吐出・飛翔させることが
できるため、良好な記録を行うことが可能となる。As described above, according to the present invention, the colorant component in the ink can be stably supplied to the leading edge of the individual electrode, which is the ink droplet ejection position, and the ink droplet ejection position is always stable, so that the ink droplet can be ejected to the electrode Since it is possible to stably eject and fly from the tip, good recording can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット
記録装置の構成を示す断面図FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an inkjet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】同実施形態におけるヘッド基板先端部の構成を
示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a tip portion of a head substrate in the same embodiment.

【図３】同実施形態の動作を説明するための図FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the embodiment.

【図４】同実施形態における駆動信号の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a drive signal in the same embodiment.

【図５】従来のインクジェット記録装置におけるヘッド
基板先端部の構成を示す図FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a head substrate tip portion in a conventional inkjet recording apparatus.

【図６】同実施形態におけるインク薄層距離とインク滴
吐出状況の関係を示す図FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an ink thin layer distance and an ink droplet ejection state in the same embodiment.

【図７】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット
記録装置の構成を示す断面図FIG. 7 is a sectional view showing the configuration of an inkjet recording apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図８】本発明の第３の実施形態に係るインクジェット
記録装置の構成を示す断面図FIG. 8 is a sectional view showing the configuration of an inkjet recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図９】本発明の第４の実施形態におけるヘッド基板先
端部の構成を示す斜視図FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a head substrate tip portion according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の第５の実施形態におけるヘッド基板
先端部の構成を示す斜視図FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a head substrate tip portion according to a fifth embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の第６の実施形態におけるヘッド基板
先端部の構成を示す斜視図FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a head substrate tip portion according to a sixth embodiment of the present invention.

【図１２】本発明の第７の実施形態におけるヘッド基板
先端部の構成を示す斜視図FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of a head substrate tip portion according to a seventh embodiment of the present invention.

【図１３】本発明の第８の実施形態におけるヘッド基板
先端部の構成を示す斜視図FIG. 13 is a perspective view showing a configuration of a head substrate tip portion according to an eighth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…ヘッド基板 ２ａ…上側ホルダ ２ｂ…下側ホルダ ３ａ…インク供給流路 ３ｂ…インク回収流路 ４…スペーサ ５…インクキャビティ ５ａ…インクキャビティ開口部 ６…上蓋 ７…濃縮電極 ８…インク ８ａ…色剤成分 ９…インク滴 １０…記録ドラム １１…記録媒体 ２１…吐出用バイアス電圧源 ２２…信号電圧源 ２３…濃縮用バイアス電圧源 ３０…インク還流機構 ３１…ポンプ ３２…インク濃度調整器 ３３…圧力検知器 ３４…ポンプ制御器 ３５…光学濃度検知器 １００…絶縁性基板 １０１…個別電極 １０２…絶縁性基板の溝 １０３…絶縁性基板の凸部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Head substrate 2a ... Upper holder 2b ... Lower holder 3a ... Ink supply flow path 3b ... Ink recovery flow path 4 ... Spacer 5 ... Ink cavity 5a ... Ink cavity opening 6 ... Top cover 7 ... Concentrating electrode 8 ... Ink 8a ... Colorant component 9 ... Ink droplet 10 ... Recording drum 11 ... Recording medium 21 ... Ejection bias voltage source 22 ... Signal voltage source 23 ... Concentration bias voltage source 30 ... Ink recirculation mechanism 31 ... Pump 32 ... Ink density adjuster 33 ... Pressure detector 34 ... Pump controller 35 ... Optical density detector 100 ... Insulating substrate 101 ... Individual electrode 102 ... Insulating substrate groove 103 ... Insulating substrate convex portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永戸 一志 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 保坂 靖夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 村上 照夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazushi Nagato 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research & Development Center (72) Inventor Yasuo Hosaka Komukai-Toshiba, Kawasaki-shi, Kanagawa Town No. 1 In stock company Toshiba Research & Development Center (72) Inventor Teruo Murakami Komukai Toshiba Town No. 1, Komukai Toshiba Town, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】溶媒中に色剤を分散させたインク中の色剤
成分に静電力を作用させて少なくとも色剤成分を含むイ
ンク滴を記録媒体上に飛翔させることにより記録を行う
インクジェット記録装置において、 絶縁性基板上に前記インク中の色剤成分に静電力を作用
させるための複数の個別電極を配列してなるヘッド基板
と、 このヘッド基板上に前記インクを供給するインク供給手
段とを備え、 前記絶縁性基板の先端近傍の位置における前記個別電極
相互間のインク層厚が個別電極の厚みより小さいことを
特徴とするインクジェット記録装置。1. An ink jet recording apparatus for recording by causing an electrostatic force to act on a colorant component in an ink in which a colorant is dispersed in a solvent to fly an ink droplet containing at least the colorant component onto a recording medium. In the above, a head substrate in which a plurality of individual electrodes for applying an electrostatic force to the coloring material component in the ink are arranged on an insulating substrate, and an ink supply means for supplying the ink onto the head substrate are provided. An ink jet recording apparatus, characterized in that the ink layer thickness between the individual electrodes at a position near the tip of the insulating substrate is smaller than the thickness of the individual electrodes. 【請求項２】溶媒中に色剤を分散させたインク中の色剤
成分に静電力を作用させて少なくとも色剤成分を含むイ
ンク滴を記録媒体上に飛翔させることにより記録を行う
インクジェット記録装置において、 絶縁性基板上に前記インク中の色剤成分に静電力を作用
させるための複数の個別電極を配列してなるヘッド基板
と、 このヘッド基板上に前記インクを供給するインク供給手
段とを備え、 前記絶縁性基板の先端から前記個別電極に沿って０．２
ｍｍ以上、かつ１ｍｍ未満の距離離れた位置までの範囲
における前記個別電極相互間のインク層厚が個別電極の
厚みより小さいことを特徴とするインクジェット記録装
置。2. An ink jet recording apparatus for recording by causing an electrostatic force to act on a colorant component in an ink in which a colorant is dispersed in a solvent to fly an ink droplet containing at least the colorant component onto a recording medium. In the above, a head substrate in which a plurality of individual electrodes for applying an electrostatic force to the coloring material component in the ink are arranged on an insulating substrate, and an ink supply means for supplying the ink onto the head substrate are provided. And 0.2 along the individual electrode from the tip of the insulating substrate.
An ink jet recording apparatus, wherein an ink layer thickness between the individual electrodes is smaller than a thickness of the individual electrodes in a range up to a position separated by a distance of 1 mm or more and less than 1 mm. 【請求項３】溶媒中に色剤を分散させたインク中の色剤
成分に静電力を作用させて少なくとも色剤成分を含むイ
ンク滴を記録媒体上に飛翔させることにより記録を行う
インクジェット記録装置において、 絶縁性基板上に前記インク中の色剤成分に静電力を作用
させるための複数の個別電極を配列してなるヘッド基板
と、 このヘッド基板上に前記インクを供給するために該イン
クを一時的に保持するインク保持手段と、 このインク保持手段に保持されたインクに対して該イン
クを前記ヘッド基板上に供給するための圧力を付与する
圧力付与手段と、 前記絶縁性基板の先端近傍の位置における前記個別電極
相互間のインク層厚が個別電極の厚みより小さくなるよ
うに前記圧力付与手段による圧力を調整する圧力調整手
段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装
置。3. An ink jet recording apparatus for recording by causing an electrostatic force to act on a colorant component in an ink in which a colorant is dispersed in a solvent to fly an ink droplet containing at least the colorant component onto a recording medium. In a head substrate, in which a plurality of individual electrodes for applying an electrostatic force to the coloring material component in the ink are arranged on an insulating substrate, and the ink is supplied to the head substrate to supply the ink. Ink holding means for temporarily holding, pressure applying means for applying pressure to the ink held by the ink holding means to supply the ink onto the head substrate, and near the tip of the insulating substrate Pressure adjusting means for adjusting the pressure by the pressure applying means such that the ink layer thickness between the individual electrodes at the position of is smaller than the thickness of the individual electrodes. Inkjet recording device. 【請求項４】溶媒中に色剤を分散させたインク中の色剤
成分に静電力を作用させて少なくとも色剤成分を含むイ
ンク滴を記録媒体上に飛翔させることにより記録を行う
インクジェット記録装置において、 絶縁性基板上に配列形成された複数本の溝内に前記イン
ク中の色剤成分に静電力を作用させるための個別電極を
それぞれ設けてなるヘッド基板と、 このヘッド基板上に前記インクを供給するインク供給手
段とを備え、 前記絶縁性基板の先端近傍の位置における前記個別電極
上のインク層厚が前記溝の深さより小さいことを特徴と
するインクジェット記録装置。4. An ink jet recording apparatus for recording by causing an electrostatic force to act on a colorant component in an ink in which a colorant is dispersed in a solvent to fly an ink droplet containing at least the colorant component onto a recording medium. In a plurality of grooves arrayed and formed on an insulating substrate, head substrates each having an individual electrode for applying an electrostatic force to the color component in the ink, and the ink on the head substrate. And an ink supply unit for supplying the ink, and the ink layer thickness on the individual electrode at a position near the tip of the insulating substrate is smaller than the depth of the groove. 【請求項５】溶媒中に色剤を分散させたインク中の色剤
成分に静電力を作用させて少なくとも色剤成分を含むイ
ンク滴を記録媒体上に飛翔させることにより記録を行う
インクジェット記録装置において、 絶縁性基板上に配列形成された複数本の溝内に前記イン
ク中の色剤成分に静電力を作用させるための個別電極を
それぞれ設けてなるヘッド基板と、 このヘッド基板上に前記インクを供給するインク供給手
段とを備え、 前記絶縁性基板の先端から前記個別電極に沿って０．２
ｍｍ以上、かつ１ｍｍ未満の距離離れた位置までの範囲
における前記個別電極上のインク層厚が前記溝の深さよ
り小さいことを特徴とするインクジェット記録装置。5. An ink jet recording apparatus for recording by causing an electrostatic force to act on a colorant component in an ink in which a colorant is dispersed in a solvent to fly an ink droplet containing at least the colorant component onto a recording medium. In a plurality of grooves arrayed and formed on an insulating substrate, head substrates each having an individual electrode for applying an electrostatic force to the color component in the ink, and the ink on the head substrate. And an ink supply unit that supplies the ink from the tip of the insulative substrate along the individual electrodes.
An ink jet recording apparatus, wherein an ink layer thickness on the individual electrode is smaller than a depth of the groove in a range up to a distance of 1 mm or more and less than 1 mm. 【請求項６】前記個別電極の先端位置が前記絶縁性基板
の先端位置より０≦ｄ＜３０μｍなる条件を満たす距離
ｄだけ後退していることを特徴とする請求項１乃至５の
いずれか１項に記載のインクジェット記録装置。6. The tip position of the individual electrode is set back from the tip position of the insulating substrate by a distance d satisfying a condition of 0 ≦ d <30 μm. Inkjet recording apparatus according to the item. 【請求項７】前記個別電極の先端が先細り形状を呈して
いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に
記載のインクジェット記録装置。7. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the tip of the individual electrode has a tapered shape.