JPS58220758A - インクジエツト記録装置 - Google Patents

インクジエツト記録装置

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JPS58220758A
JPS58220758A JP57104202A JP10420282A JPS58220758A JP S58220758 A JPS58220758 A JP S58220758A JP 57104202 A JP57104202 A JP 57104202A JP 10420282 A JP10420282 A JP 10420282A JP S58220758 A JPS58220758 A JP S58220758A
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眞芳 三浦
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気流と静電力を利用したインクジェット記録
装置に関する。
第1図は、本出願人の先哲出願に係る空気流と静電力を
利用したインクジェット記録装置を示す。
絶縁性の空気ノズル板2には空気吐出口1が穿孔されて
おり、ノズル板2と平行して導電性のインクノズル板3
が配置されており、かつ前記インクノズル板3には空気
吐出口1に対向してインク吐出口4が穿孔されている。
空気供給路8には、空気供給源20より空気流が流入し
、環状構造の空気室9において均一化され、前記空気ノ
ズル板2とインクノズル板3とにより生じる空気層7の
周辺より流入し、空気吐出口1より流出している。この
空気流は空気吐出口1の近傍で急激に変化しているため
、インク吐出口4より空気吐出口1に至る空間には急激
な圧力勾配の変化が生じている。
一方、インク吐出口4に隣接したインク室1゜はインク
溜り11とインク供給路6を介して連通しており、前記
インク溜り11内のインクは、空気供給源2oよりの空
気圧力によって、圧力調整機構21により調整された一
定圧力が印加されている。これは、インクジェット記録
装置の非駆動時に、インク吐出口4の近・傍の空気圧力
とインク吐出口4あるいはインク室1oのインク圧力が
ほぼ等しくインク吐出口4内のインクのメニスカスが静
止して保たれるように調整するためである。
信号源5は空気吐出口1の周辺に設けられた電極12と
インクノズル板3に接続されており、電極12とインク
吐出口4の間に電位差が生じさせられる。この電位差に
よる静電力によってインク吐出口4に生じるインクのメ
ニスカスが空気吐出口1の方向に引き伸ばされる。さら
に、インク吐[:。
出口4がら空気吐出口1に至る空間には急激々圧力勾配
の変化が生じているため、インク吐出口4に生じるイン
クのメニスカスは一定長さ以上引き伸ばされると前記圧
力勾配の変化により加速され空気吐出口1より飛翔する
第1図に示されたインクジェット記録装置の信号源6よ
り発生される信号形態は、第2図に示すようなものであ
る。第2図において、縦軸には、電極1′2とインクノ
ズル板3との間の電位差が示されており、横軸には時間
が示されている。電極12とインクノズル板3との間に
は常時バイアス電圧vbが印加されている。このバイア
ス電圧vbの値はインク吐出口4に生じるメニスカスが
保持された状態で飛翔するには至らない範囲の大きさに
設定される。また画像信号が入力された場合には、それ
に対応して、信号電圧Vが前記バイアス電圧Vbに重畳
して印加され、インク吐出口4よりインク液が吐出可能
寿電位差Vが生じる。また、信号電圧v8のパルス幅P
wはインク液が吐出可能である最小パルス幅PWm以上
の値である必要がある。
第1図のインクジェット記録装置では、前記バイアス電
圧vbが約500V、前記信号電圧vsが約500〜7
00Vであり、前記最小パルス幅Pwrr1が約100
μsである。
本発明は、以上説明したような静電力によってインク吐
出口に生じるインクのメニスカスの形状を変化させ、メ
ニスカス先端に生じる急激な圧力勾靴の変化によってイ
ンク液を吐出、飛翔させるるインクジェット記録装置に
おける駆動条件を改良し、バイアス電%vb、信号電圧
v6を低下させ、最小パルス幅PvVmを小さ々値にし
、高速記録が可能で、低電圧駆動による安価で安定した
インク滴吐出特性を有するインクジェット記録装置を提
供するものである。
第3図は本発明のインクジェット記録装置のヘッド部分
を示す一実施例である。第3図のインクジェット記録装
置では、第1図のインクジェット記録装置と比較してイ
ンク吐出口4の構成が異なる。すなわち第3図の実施例
ではインク吐出口4が絶縁性の薄板14と導電性の薄板
15の接合体に穿孔されており、かつインク室1oに隣
接した導電性の薄板15が信号源5に接続され電極とし
ての役割を果している。(第5図以降、同一構成要素は
同一記号で表わす。) 第3図の構成のインクジェット記録装置では、バイアス
電圧vbが約4oov、信号電圧vsが約200〜eo
ov、および最小パルス幅Pwmが約50μsの駆動条
件でインク液の吐出がなされることが明らかとなった。
すなわち、バイアス電圧■bを約100V低下させるこ
とができ、また信号電圧v8を約300v低下させるこ
とができ、その可変範囲が約200 Vから約400v
の範囲に拡張することができた0この可変範囲が拡張し
たという事実はインク液の吐出量の可変範囲が拡張され
たことを意味しており、階調性のある画像記録が容易に
なったことを意味している。すなわち、第3図の構成で
は、200Vの低い信号電圧vsで、インク液の吐出量
が少なく淡い画像を記録でき、eooVの高い信号電圧
vsでインク液の吐出量が多く、濃い画像が記録できる
。それに比較して第1図のインクジェット記録装置では
信号電圧vsが約600〜700Vと可変範囲が狭いた
め階調性の高い濃淡画像を記録することができなかった
。さらに第3図の構成では、最小パルス幅Pwmが従来
の約1/2 の値になっており、高速にインク液の吐出
、停止がなされる。このことは、本発明によれば、従来
の約2倍の速度で記録物の作成が可能であることを示し
ている。
第4図(a)、第4図(b)は、第3図および第1図の
インクジェット記録装置の空気吐出口1あるいはインク
吐出口4近傍を各々拡大図示したものである。従来のヘ
ッド構造を示す第4図(b)では、電極12とインクノ
ズル板3の間に電位差を生じさせると、図中に示された
ような電気力線16が生じる。一方、本発明のヘッド構
造を示す第4図(a)では電極12と導電性の薄板15
の間に電位差を生じさせると、図中に示されたような電
気力線17が生じる。電気力線17は、電気力線16の
ようにインクのメニスカス18だけでなくインク吐出0
4(7)周辺い分散するよう雇員なく、イ、り。
メニスカス18に集中していることがわかるが、これは
空気層7に面したインク吐出口4の部分が絶縁性の薄板
14により構成されているためである。このように第3
図の構成では、第4図(a)に示すように電位差によっ
て生じる電気力線17がインク吐出口4に生じるインク
のメニスカス18に集中するため、低い電位差でかつ高
速にインク液の吐出、停止がなされるのである。
第4図の説明から明らかなように、電気力線がインクの
メニスカスに集中するだめの必要条件は、少なくともイ
ンク吐出口4の空気吐出口1に対向した出口周辺が絶縁
性物質よりなっていることであり、第3図の構成はこの
構造を簡単に実現できる一実施例である。
第3図の絶縁性の薄板14にはプラスチック。
ガラス、セラミック等の材質が適用できるが、剛性がな
いものあるいは破損し易い材質のものが多いため、絶縁
性の薄板14を厚くする必要があり、インク吐出口4が
長くなる傾向にある。インク吐出口4′が長くなると、
゛□°インク吐出口4内でのインクの粘性抵抗が増大し
、インク液の吐出、停止の速度が低下することがある。
このような欠点を解消する方法と・して、第5図に示し
たように、インク吐出口4を空気層7側が小さく、イン
ク室1゜側が太きい、テーパがついたあるいは連続変化
する形状のオリフィスとする方法が有効である。また厚
みが薄く剛性があり、破損しにくい金属材料にオリフィ
スを穿孔し、少なくともオリフィスの出口周辺を含む表
面に金属酸化物や高分子樹脂等の絶縁物の被覆膜を形成
し、インク吐出口4とする方法も有効である。
また、導電性の薄板15は、絶縁性の薄板140片面全
域にわたって接合されている必要はなく、第6図Vて示
すように、少なくともインク吐出口4の近傍を含む位置
に部分的に配置させた場合においても有効である。すな
わち、本発明においては、インク吐出口4の入口と出口
部分の周辺の材質が肝要であり、出口部分周辺が絶縁性
物質よりなり入口部分周辺が導電性物質よりなり、この
導電性物質が電極の役割を果すことによって、その効果
が発揮できる。
以上のことは、空気流と静電力を利用したインクジェッ
ト記録装置のマルチノズル化に有用である。すなわち、
第6図の構成を利用して、第7図に示されたようなマル
チノズルインクジェット記録装置が可能4.である。
第7図において、絶縁性の空気ノズル板2には空気吐出
口1−1〜1−4が等間隔に穿孔されており、少なくと
も空気吐出口1−1〜1−4の周辺を含む片側表面に共
通の電極12が設けられている。空気ノズル板2に平行
し、かつ電極12と反対側に絶縁性の薄板14が設置さ
れており、前記空気吐出口1−1〜1−4に対向してイ
ンク吐出口4−1〜4−4が穿孔されている。絶縁性の
薄板14とボディ部材13とは共通のインク室10を形
成しており、インク吐出口4−1〜4−4に連通ずると
ともにインク供給路6を介してインク溜りに連通してい
る。またインク吐出口4−1〜4−4のインク室10に
面した周辺には各々独立分離して電極16−1〜16−
4が設けられている0空気ノズル板2とボディ部材13
により形成される空気室9には空気供給路8を介して空
気流が流入し、この空気流は空気ノズル板2と絶縁性の
薄板14により形成される空気層7を流れ、空気吐出口
1−1〜1−4より各々急激な曲りを生じて流出してい
る。一方インク室1o内のインクには一定の圧力が印加
されてお9、インクジェット記録装置の非駆動時にイン
ク吐出口4−1〜4−4において各々安定してインクの
メニスカスが保たれるよう調整されている。
前記電極15−1〜15−4は各々信号源5−1〜6−
4に接続されており、信号源5−1〜5−1に共通して
接続された電極12との間に電位差が独立して生じさせ
ることができる。電極15−1〜16−4 と電極12
との間に電位差が生じると、第1図における説明から明
らか々ように、それによって生じる静電力と空気流によ
る圧力勾配の変化によってインク吐出口4−1〜4−4
よりインク液が吐出し、空気吐出口1−1〜1−4を通
って飛翔する。第7図の構成Iはインク吐出口あるいA
・1・1 は空気吐出口が4個の場合の例であるが、他の複数個(
n個)のインク吐出口を有する場合も可能であることは
明らかであり、かつ各々のインク吐出口からのインク液
の吐出が独立して制御できるため、n倍の速度で記録物
が作成可能である。
第7図で示されたようなマルチノズルインクジェット記
録装置を構成する場合、インク吐出口4−1〜4−4の
インク室10側に独立した電極16−1〜15−4を設
ける方法の他に、空気吐出口1−1〜1−4近傍に独立
した電極を設ける方法も考えられるが、空気吐出口1−
1〜1−4の穴径がインク吐出口4−1〜4−4の穴径
に比較して大であるため、電極間隔を狭くし高密度化す
るのが困難であることや、各電極間での放電を防止する
ための絶縁の点で難があった。
一方、第7図の構成ではインク吐出口4−1〜4−4が
小であるため高密度化が容易であり、また使用するイン
クを油性インクのような絶縁性の高い材料とすることに
よって各電極15−1〜15−4間での放電を容易に防
止できる。
以上詳細な説明のように、第1図に示したような空気流
と静電力を利用したインクジェット記録装置において、
インク吐出口を絶縁物質と導電性物質により構成し、絶
縁性物質を空気吐出口に対向させ、導電性物質を電極と
して、この電極と空気吐出口を構成する部材との間に電
位差を生じさせる構成とすることによって、低い電位差
で、かつ高速度にインク液の吐出、停止させることがで
き、さらにマルチノズル化に関しても有効な構成が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本出願人の先行出願に係るインクジェット記録
装置の構成を示す一部断面図、第2図は第1図のインク
ジェット記録装置の1駆動信号を示すグラフ、第3図は
本発明によるインクジェット記録装置の実施例を示す断
面側面図、第4図(a)。 (b)は各々第3図および第1図のノズル部分の拡大図
、第6図および第6図は本発明によるインクシエンド記
録装置のノズル部分の他の実施例を示す断面側面図、第
7図は本発明によるインジェット記録装置の他の実施例
を示す断面側面図である。 1・・・・・・空気吐出口、2・・・・・・空気ノズル
板、3・・・・・・インクノズル板、4・・・・・・イ
ンク吐出口、6・・・・・・信号源、6・・・・・・イ
ンク供給路、7・・・・・・空気層、8・・・・・・空
気供給路、9・・・・・・空気室、1o00100.イ
ンク室、1100000.インク溜り、12・・・・・
・電極、13・・・・・・ボディ部材、14・・・・・
・絶縁性の薄板、15・・・・・・導電性の薄板、16
゜17611@1111@電気力線、1801000.
メニスカス。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名時間 第3図 第4図 287− 第5図 第6図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)空気吐出口より一定の流速を有する空気流を急激
    な曲りを生じさせて流出させ、前記急激な曲りが生じて
    いる空間内に、前記空気吐出口と対向してインク吐出口
    を設け、前記インク吐出口の少なくとも入口周辺部が導
    電性物質であり、かつ少なくとも出口周辺部が絶縁性物
    質であるよう構成され、前記空気吐出口を有する部材と
    前記導電性物質との間に電位差を設けることを特徴とす
    るインクジェット記録装置。
  2. (2)  インク吐出口がインクの出口側で小で他端で
    犬であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    インクジェット記録装置。
  3. (3)空気吐出口およびインク吐出口が複数組設けられ
    たことを特徴とする特許請求の第1項記載のインクジェ
    ット記録装置。
  4. (4)インク吐出口の導出性物質が各々独立分離して設
    置されたことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の
    インクジェット記録装置。
JP57104202A 1982-06-16 1982-06-16 インクジエツト記録装置 Granted JPS58220758A (ja)

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