JP3291490B2 - 目詰まり防止機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドの目詰まり防止機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のインクジェットヘッドの典
型的な一例の一部を分解した斜視図である。従来のイン
クジェットヘッドは圧電素子５とノズル７が加工してあ
るノズル板１とインク室１３からなり、インク室１３に
インクが満たされた状態で圧電素子５に装着された所定
の電極１１に電圧を印加することにより図４の様に圧電
素子５を圧電効果により変形させインクを加圧してイン
ク室１３中のインクをノズル板１の所定のノズル７より
吐出する様に設計されている。またこのとき他のノズル
７からはインクは吐出されない。上記のインクジェット
ヘッドを用いてインクジェット記録を行う場合には吐出
したいとき吐出させたい所定のノズル７からインクを吐
出させるといういわゆるオンデマンドと呼ばれる方式で
印字を行うことができる。

【０００３】従来のインクジェット記録装置は上述のよ
うにインクジェットヘッドにインクが充満した状態で所
定期間放置されるので目詰まりを起こしていた。目詰ま
りは、インク中に存在する成分がノズル表面でインク媒
体が蒸発することにより固形分としてノズル表面析出す
ることにより発生する。このためインクジェットヘッド
が目詰まりを起こすと正常なインクの吐出が妨げられる
ため記録紙上の希望した位置にインクを着弾できなかっ
たり、インクが吐出できないためにインクを記録紙上に
プロットすることができなかったりする。このような目
詰まりが発生した場合、記録紙上に印字した文字が読め
なくなるなど、印字品質に大きな影響を及ぼすので、こ
れを解決するためにいくつかの方法が提案されている。
例えば特開昭６２−２１８１４０では図５に示したイン
クジェットヘッドのクリーニング方法が提案されてい
る。このインクジェットヘッドはインクノズル２１、空
気室２３、エアノズル２５とからなるインクジェットヘ
ッドでエアノズル２５よりエアを噴射することによりイ
ンクノズル２１からインクを噴射するノズルである。こ
のインクノズル２１、空気室２３、エアノズル２５とか
らなるインクジェットヘッドのノズル面にスペーサ２７
を介してガイド板２９を近づけることによりエアノズル
２５からの空気を狭い間隙を通過するようにし、エアの
大きな流速を発生させインクノズル２１から付着物等を
一気に排出させる方法である。また特開昭５７−１３１
５６６でもインクジェットヘッドのクリーニング方法が
提案されている。このインクジェットヘッドは圧電素子
に印字電圧を印加することによりインクを吐出する構造
になっている。このインクジェットヘッドのクリーニン
グ方法は印字電圧よりも高い電圧を圧電素子に微小期間
印加することによってノズル付近の付着物を吹き飛ばす
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記方法を実
施した場合、速い流速のエアを用いたり、印字電圧より
高い電圧を圧電素子に印加することによりインクジェッ
トヘッドを痛め、インクジェットヘッドの寿命を短くす
る。加えて目詰まりを復帰するためにインクを無駄に使
用しなくてはならない欠点がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、インクを無駄に
使用せず、インクジェットヘッドを痛めない容易な目詰
まり防止機構を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目詰まり防止機
構は、インクが充填してあるインク室とノズル板とを有
するインクジェットヘッドであって、電圧印加が可能な
ノズル板とインク室内の電極とに電圧を印加するための
回路を接続し、電圧を印加して液体中の帯電した成分を
電気泳動し目詰まりを防止する機構である。このインク
の電気泳動は、液体に電極を浸し電圧を印加するとマイ
ナスに帯電した成分は陽極に泳動しプラスに帯電した成
分はプラスに泳動するという原理に基づいている。

【０００７】従って、液体中に浸した電極に直流回路を
接続し直流を印加すれば帯電した成分は１方向に移動す
る。いまインクジェットヘッドの電圧を印加することが
可能なノズル板とインク室内の電極とに直流回路を接続
し直流を印加すると目詰まりを発生させる成分をノズル
表面に近づけなくすることができる。

【０００８】またインクジェットヘッドの電圧を印加す
ることが可能なノズル板とインク室内の電極とに交流回
路を接続し交流を印加すると目詰まりを発生させる成分
を拡散させノズル表面に析出しないようにすることがで
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例により詳し
く説明する。図２は、本発明の実施例を示すインクジェ
ットヘッドの斜視図である。本発明のインクジェットヘ
ッドはノズル板１、ガラス３、圧電素子５から成る。本
発明のインクジェットヘッドの構成を図１を用いて説明
する。インクジェットヘッドは、インクを充填する溝
（溝側面には電極７がついている）が加工してある圧電
素子５とガラス３とによりインク室を形成し、このイン
ク室と導電性のノズル板１とを絶縁性の接着剤で固定し
たものである。さらに、ノズル板１と電極７とに電源回
路を接続することでノズル板１、電極７間に電圧を印加
できるようになっている。

【００１０】（実施例１）マイナスに帯電した成分を持
つ水と保湿剤と水溶性ポリマーと着色剤とからなる液体
をインクとして用い、マイナス帯電した成分が目詰まり
を発生させる原因となっている場合について本発明を適
用した例を説明する。図６は本発明第１の実施例を示し
たものであり、ノズル板と圧電素子の電極間に直流回路
を接続してある。まず、ノズル板と圧電素子の電極間に
ノズル板の電位がマイナスになるようＤＣ５Ｖを印加す
る。すると、インク成分のうちノズル近傍のマイナスに
帯電した成分（目詰まりの原因となる成分）が圧電素子
の電極側に泳動する。その結果目詰まりを防止できる。

【００１１】マイナスに帯電した成分を図６に示す様に
ノズル板近傍から遠ざけながら３０日間放置するという
実験を行った。３０日放置後、ノズルからインクの吐出
を試みたところ全てのノズルからインクが吐出し、良好
な印字を行うことができた。つまり、目詰まりが発生し
ないことが立証された。

【００１２】（実施例２）プラスに帯電した成分を持つ
水と保湿剤と水溶性ポリマーと着色剤とからなる液体を
インクとして用い、プラス帯電した成分が目詰まりを発
生させる原因となっている場合について本発明を適用し
た例を説明する。図７は本発明第２の実施例を示したも
のであり、ノズル板と圧電素子の電極間に直流回路を接
続してある。まず、ノズル板と圧電素子の電極間にノズ
ル板の電位がプラスになるようＤＣ１Ｖを印加する。す
ると、インク成分のうちノズル近傍のプラスに帯電した
成分（目詰まりの原因となる成分）が圧電素子の電極側
に泳動する。その結果目詰まりを防止できる。

【００１３】プラスに帯電した成分を図７に示す様にノ
ズル板近傍から遠ざけながら３０日間放置するという実
験を行った。３０日放置後、ノズルからインクの吐出を
試みたところ全てのノズルからインクが吐出し、良好な
印字を行うことができた。つまり、目詰まりが発生しな
いことが立証された。

【００１４】（実施例３）プラスに帯電した成分とマイ
ナスに帯電した成分とを持つ水と保湿剤と水溶性ポリマ
ーと着色剤とからなる液体をインクとして用い、プラス
帯電した成分とマイナスに帯電した成分が目詰まりを発
生させる原因となっている場合について本発明を適用し
た例を説明する。図８は本発明第３の実施例を示したも
のであり、ノズル板と圧電素子の電極間に交流回路を接
続してある。まず、ノズル板と圧電素子の電極間に５０
ヘルツのＡＣ１０Ｖを印加する。すると、インク成分の
うちノズル近傍のプラスとマイナスに帯電した成分（目
詰まりの原因となる成分）がノズル板と圧電素子の電極
側の間で振動する。その結果目詰まりを防止できる。

【００１５】プラスとマイナスに帯電した成分を図８に
示す様にノズル板近傍で振動させながら３０日間放置す
るという実験を行った。３０日放置後、ノズルからイン
クの吐出を試みたところ全てのノズルからインクが吐出
し、良好な印字を行うことができた。つまり、目詰まり
が発生しないことが立証された。

【００１６】（実施例４）マイナスに帯電した成分を持
つ水と保湿剤と水溶性ポリマーと着色剤とからなる液体
をインクとして用い、マイナス帯電した成分が目詰まり
を発生させる原因となっている場合について本発明を適
用した例を説明する。図９は本発明第４の実施例を示し
たものであり、ノズル板と圧電素子の電極間に直流回路
を接続してある。まず、ノズル板と圧電素子の電極間に
ノズル板の電位がマイナスになるようＤＣ５Ｖのパルス
を１秒間づつ５秒おきに印加する。すると、インク成分
のうちノズル近傍のマイナスに帯電した成分（目詰まり
の原因となる成分）が圧電素子の電極側に泳動する。そ
の結果目詰まりを防止できる。

【００１７】マイナスに帯電した成分を図９に示す様に
ノズル板近傍から遠ざけながら３０日間放置するという
実験を行った。３０日放置後、ノズルからインクを吐出
試みたところ全てのノズルからインクが吐出し、良好な
印字を行うことができた。つまり、目詰まりが発生しな
いことが立証された。

【００１８】（比較例）マイナスに帯電した目詰まりを
発生させる成分を持つ水と保湿剤と水溶性ポリマーと着
色剤とからなる液体をインクとして用い、そのインクを
前述したインクジェットヘッドに注入し、ノズル板と圧
電素子の電極間に電圧を印加することなく３０日間放置
するという実験を行った。３０日放置後、ノズルからイ
ンクの吐出を試みたところインクは吐出しなかった。ノ
ズルに目詰まりが発生していた。

【００１９】

【発明の効果】インクが充填してあるインク室とノズル
板とよりなるインクジェットヘッドにおいて、電圧印加
が可能なノズル板に電圧を印加することにより目詰まり
を防止する本発明の目詰まり防止機構により、インクを
無駄に使用せず、インクジェットヘッドを痛めない容易
な目詰まり防止機構を提供することができた。

【００２０】また、圧電素子に電圧を印可させるための
電極とノズル板との間に電圧を印可するための回路を接
続することで製造方法を簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の目詰まり防止機構を説明するための分
解斜視図である。

【図２】本発明の目詰まり防止機構を説明するための斜
視図である。

【図３】従来技術を説明するための斜視図である。

【図４】従来技術を説明するための断面図である。

【図５】従来技術を説明するための断面図である。

【図６】本発明の実施例を説明するための断面図であ
る。

【図７】本発明の実施例を説明するための断面図であ
る。

【図８】本発明の実施例を説明するための断面図であ
る。

【図９】本発明の実施例を説明するための断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ノズル板 ３ ガラス ５ 圧電素子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクが充填してあるインク室とノズル
   板とを有するインクジェットヘッドにおいて、前記イン
   クのなかの正または負のいずれかに帯電した成分が目詰
   まりを発生させている場合に、前記ノズル板と前記イン
   ク室内の電極との間に、該電極を基準電位として前記ノ
   ズル板が前記帯電した成分と同じ極性の電位になるよう
   に直流電圧を印加し、前記帯電した成分を前記電極へ泳
   動させることにより目詰まりを防止することを特徴とす
   る目詰まり防止機構。