JPS6248588B2 - - Google Patents

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JPS6248588B2
JPS6248588B2 JP56041194A JP4119481A JPS6248588B2 JP S6248588 B2 JPS6248588 B2 JP S6248588B2 JP 56041194 A JP56041194 A JP 56041194A JP 4119481 A JP4119481 A JP 4119481A JP S6248588 B2 JPS6248588 B2 JP S6248588B2
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JP
Japan
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ink
air
discharge port
port
signal
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JP56041194A
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JPS57156266A (en
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Masayoshi Miura
Hiroyuki Naito
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/06Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
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    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/02Air-assisted ejection

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気流により生じる圧力勾配と、電界
力を利用した新しいインクジエツト記録装置に関
するものである。
第1図は本出願人の先行出願に係り、本発明の
基礎となるインクジエツト記録ヘツドの一例を示
す断面図である。同図において、導電性のノズル
板2には空気吐出口1が穿孔されており、該ノズ
ル板2と平行して壁3が配置されており、かつ該
壁3には空気吐出口1に対向して同軸上にインク
吐出口4が穿孔されている。ノズル板2と壁3に
より生じる空気層7には周辺から空気流が送ら
れ、空気吐出口1より流出している。該空気流の
流れの方向は、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、インク吐出口4から空気吐出口
1に向うに従つて圧力が減少するように急激な圧
力勾配の変化が生じている。
一方、インク吐出口4内のインクには、一定圧
力が印加されており、インクジエツト記録ヘツド
の非駆動時には、インク吐出口4の近傍の空気圧
力と、インク吐出口4内のインク圧力がほぼ等し
く、インク吐出口4に生じるインクのメニスカス
が静止して保たれるように調整されている。
信号源5はノズル板2とインク吐出口4内のイ
ンクとの間に電位差が生じるように、該ノズル板
2および、インク吐出口4に連通した導電性のイ
ンク供給管6に電気的に接続されている。該信号
源5により、ノズル板2とインク吐出口4内のイ
ンクに信号に応じた電位差が生じると、該電位差
よる電界により、該インク吐出口4に生じるメニ
スカスが、空気吐出口1の方向に引き伸ばされ
る。インク吐出口4から空気吐出口1に至る空間
には、急激な圧力勾配の変化が生じており、かつ
該変化の程度は空気吐出口1に近い程大であるた
め、前記インク吐出口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該圧力勾
配の変化によつて引きちぎられ、空気流とともに
空気吐出口1よりインク液滴となつて飛翔する。
以上の説明のごとく、第1図に示したインクジ
エツト記録ヘツドは、静電力によつてインク吐出
口4に生じるインクのメニスカスの形状を変化さ
せ、空気流により生じる急激な圧力勾配の変化に
よつて、インク液滴を吐出させるものである。
第2図a,bは、第1図で示されたインクジエ
ツト記録ヘツドを複数のインク吐出口を有する、
いわゆるマルチノズルヘツドとした例の正面図と
断面図である。同図において、インク室8は複数
のインク吐出口9に連通すると共にインク溜りに
通じる少なくとも1つのインク供給管10に連通
している。また、空気供給管11より流入される
空気流は空気室12において均一化され、空気層
13を介して、インク吐出口9に各々対向した空
気吐出口14より噴出されるようになつており、
インク吐出口9を急激な圧力勾配の変化が生じて
いる空間に配置させている。空気吐出口14の周
辺には、それぞれ独立して電極15が設けられて
おり、各々独立した信号源16に電気的に連結さ
れている。信号源16は、一方ではインク吐出口
9内のインクと電気的に連結されており、前記電
極15とインク吐出口9内のインクとの間に、
各々独立して電位差が印加される構造になつてい
る。なお、ボデイ17およびノズル板18は電気
的絶縁材料よりなつている。なお、20は壁を表
わす。
第3図は、第2図のマルチノズルヘツドのイン
ク吐出口9および空気吐出口14の部分を拡大し
て図示したものである。同図において、インク吐
出口91〜96の各々に対向して、空気吐出口1
41〜146が設けられており、該空気吐出口1
41〜146の周辺に電極151〜156が設け
られている。空気流は、空気層13より流入し、
インク吐出口91〜96の近傍で曲りを生じ、空
気吐出口141〜146より常時流出している。
マルチノズルヘツドの非駆動時すなわち、電極
151〜156とインク吐出口91〜96内のイ
ンク間に電位差が生じていない時には、インク吐
出口91〜96には一定形状のインクのメニスカ
スが形成され、インク吐出口91〜96内のイン
クが吐出・飛翔することなく、かつインク室8に
引込まれることなく保たれねばならない。そのた
め、空気流によつて生じるインク吐出口91〜9
6の近傍の空気圧力とほぼ等しい圧力が、インク
室8内のインクに加えられている。
マルチノズルヘツドでは以上のような非駆動時
のインクのメニスカスの状態が重要である。第3
図は、インク吐出口91〜96に生じるインクの
メニスカス191〜196が不均一な場合を示し
ている。第3図のようなインクのメニスカス19
1〜196の不均一性は、空気流によつて生じる
インク吐出口91〜96の近傍に生じる空気圧力
の不均一性に原因があり、例えば、インク吐出口
92の近傍では空気圧力が高いため凹型のインク
のメニスカス192となる。一方、インク吐出口
93では、空気圧力が低いために、凸型のインク
のメニスカス193となる。インク吐出口95の
近傍は空気圧力が特に低く、非駆動時にも、空気
流の力だけでインク液滴が吐出している状態を示
している。このように、インクのメニスカス19
1〜196が不均一であると、インクが空気流の
力だけで流出したり、また逆にインクが空気圧力
によつてインク室8まで引込まれてしまうという
欠点が起り得るが、さらに、インクのメニスカス
191〜196がインク吐出口91〜96に静止
して保たれた場合にも、各々の形状が異なると、
インク液滴の飛翔に必要な駆動電圧(電極151
〜156とインク吐出口91〜96内のインクと
の電位差)に差が生じ、各々のインク吐出口91
〜96からのインク液滴を同一の状態とすること
が困難となり、マルチノズルヘツドによる記録画
質が低下する。
以上のような、非駆動時のインクのメニスカス
の不均一性を解消する方法には、マルチノズルヘ
ツドの寸法構造の改良や寸法精度の向上により、
インク吐出口近傍に生じる空気圧力を一定にする
ことが考えられるが、このような方法では、マル
チノズルヘツドの構造の複雑さや、組立工程にお
ける熟練度の必要性等が要求されることになり、
非常に高価な製品となる。
本発明は以上のような欠点を電気的な補正によ
り解決するようにしたものであり、以下、実施例
により詳細に説明する。
第4図は本発明の一実施例を示す要部構成図で
あり、第3図で示されたインク吐出口91〜94
の付近の部分に信号系を付加した模式図である。
第4図において、インク吐出口91〜94に対向
して設けられた空気吐出口141〜144の周辺
には各々制御用の電極151〜154が設けられ
ており、各々の電極51〜154には直流電圧源
201〜204およびコンデンサ221〜224
を介して信号源161〜164が各々電気的に接
続されている。また、信号源161〜164およ
び直流電圧源201〜204の他端はインク吐出
口91〜94内のインクと電気的に接続されてお
り、電極151〜154とインク吐出口91〜9
4内のインクとの間にそれぞれ独立して電位差が
設けられる。
電極151〜154とインク吐出口91〜94
内のインクとの間に電位差が印加されていない場
合には、インク吐出口91〜94には各々インク
のメニスカス191〜194が生じており、該イ
ンクのメニスカスの形状が不均一になつている。
非駆動時すなわち信号源161〜164に信号が
ない場合を考え、例えば、直流電圧源202を調
整して、電極152とインク吐出口92内のイン
クとの間に一定の電位差を設けると、該電位差が
適当な値であると、インクのメニスカス192が
変化し、インクのメニスカス212で示された形
状となる。
このように、直流電圧源201〜204を調整
することにより、非駆動時のインクのメニスカス
191〜194の形状が調整でき、例えば、イン
ク吐出口93に生じるインクのメニスカス193
とほぼ同様の形状のインクのメニスカスを他のイ
ンク吐出口91,92,94にも形成させること
ができる。第4図の信号系では、非駆動時には、
直流電圧源201〜204による電位差(バイア
ス電圧)が印加され、駆動時には、該バイアス電
圧に信号源161〜164による信号が重畳され
た信号が印加されるので、第4図に例示したマル
チノズルヘツドでは、非駆動時に前記インクのメ
ニスカスの形状が均一に保たれ、信号源161〜
164の信号電圧がほぼ一定の状態で、各インク
吐出口91〜94から吐出するインク液滴の状態
を等しくすることが可能である。
実験例によると、空気吐出口14の径が約150
μm、インク吐出口9の径が約65μm、ノズル板
18の板厚が約200μm、空気層13の厚み(第
4図のT参照)が約100μm、ノズル数が9個の
試作ヘツドでは、直流電圧源によるバイアス電圧
の大きさが約0〜1KV、信号源による信号電圧が
約500Vで良好に吐出可能なマルチノズルヘツド
が実現できた。
なお、上記本発明の実施例では、バイアス電圧
印加手段を構成する直流電圧源201〜204を
可変電圧源としたが、これに代えて、可変抵抗器
と直流電圧源とを組合わせた可変電圧源を使用し
ても同様な効果が得られることはいうまでもな
い。
以上、詳細に説明したように、本発明はインク
吐出口と同軸上に空気吐出口を対向して設置し、
インク吐出口と空気吐出口の間隙部分において急
激な曲りを生じさせながら空気吐出口より空気流
を送出させ、インク吐出口から空気吐出口に至る
方向に空気の圧力の減少するような圧力勾配の変
化する空間を形成する第1の手段と、空気吐出口
が形成されている部材とインク吐出口内のインク
との間に信号に応じて選択的に電位差を生じさせ
る第2の手段とを有し、第2の手段の電位差によ
る誘引力によりインク吐出口に生じているインク
のメニスカスを引き伸ばし、前記第1の手段によ
り圧力勾配の変化する空間に生じる空気流の加速
力を作用させ、インク吐出口内のインクを空気吐
出口を経て外方に吐出させるインクジエツト記録
装置に関し、前記第2の手段により生じさせられ
る電位差が、信号に応じて印加される信号電圧と
装置の駆動時に常時印加されるバイアス電圧とよ
りなるように、第2の手段を改良したものであ
る。その結果インク吐出口に生じるインクのメニ
スカスの形状を空気の圧力バランスだけでなく、
バイアス電圧によつても調整することが可能とな
り、個々のヘツド間の特性の均一化が容易となる
ことはもちろんであるが、実施例にて詳細に説明
したように、マルチノズルヘツドにおいて各ノズ
ル間のバラツキを解消するのに特に著しい効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図a,bおよび第3図は従来例の
要部構成図、第4図は本発明の一実施例を示す要
部構成図である。 8…インク室、13…空気層、18…ノズル
板、91〜94…インク吐出口、141〜144
…空気吐出口、151〜154…電極、161〜
164…信号源、191〜194…インクのメニ
スカス、201〜204…直流電圧源、221〜
224…コンデンサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 インク吐出口と同軸上に空気吐出口を対向し
    て設置し、インク吐出口と空気吐出口の間隙部分
    において急激な曲りを生じさせながら空気吐出口
    より空気流を送出させ、インク吐出口から空気吐
    出口に至る方向に空気の圧力の減少するような圧
    力勾配の変化する空間を形成する第1の手段と、
    空気吐出口が形成されている部材とインク吐出口
    内のインクとの間に信号に応じて選択的に印加さ
    れる信号電圧と装置の駆動時に常時印加されるバ
    イアス電圧とでなる電位差を生じさせる第2の手
    段とを有し、第2の手段の電位差による誘引力に
    よりインク吐出口に生じているインクのメニスカ
    スを引き伸ばし、前記第1の手段により圧力勾配
    の変化する空間に生じる空気流の加速力を作用さ
    せ、インク吐出口内のインクを空気吐出口を経て
    外方に吐出させることを特徴とするインクジエツ
    ト記録装置。 2 インク吐出口および空気吐出口を複数個有し
    電極が前記複数個の空気吐出口の各々に分割して
    設置されており、各々の電極に独立した電位の設
    定を可能としたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のインクジエツト記録装置。 3 バイアス電圧の大きさが調整可能であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のインク
    ジエツト記録装置。
JP4119481A 1981-03-19 1981-03-19 Ink jet recording device Granted JPS57156266A (en)

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JPS57156266A JPS57156266A (en) 1982-09-27
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