JPH0232148B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はインク液を微小開口より吐出させ、文
字・図形等の画像を被記録物に形成するインクジ
エツト記録ヘツドに関する。

従来例の構成とその問題点 本出願人は、先に空気流と静電力を用いたイン
クジエツト記録ヘツドを提案した。第１図はその
一実施例であり、特開昭57−120452号公報等にそ
の詳細な説明がなされているが、簡単にインク液
の吐出原理を述べる。

第１図において、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、空気ノズル板２
と略平行して絶縁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。

一方、インク吐出口４に隣接したインク室１０
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２０よりの空気によつて一定圧力が印加
されている。この一定圧力は場合によつて圧力調
整機構２１により調整される。これは、インクジ
エツト記録ヘツドの非駆動時に、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１０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の表面周辺に設けら
れた電極１２とインク吐出口の裏面周辺に設けら
れた電極１５に接続されており、電極１２と電極
１５の間に電位差を生じさせる。この電位差によ
る静電力によつて、インク吐出口４に生じるイン
ク液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、空気吐出口１からは空気層７
を介して一定の空気流が流出しているので、前記
メニスカスは一定長さ以上引き伸ばされると、空
気流により加速され、空気吐出口１より飛翔す
る。

第２図は、第１図のインクジエツト記録装置の
ヘツド部分を詳細に記載したものであり、第２図
ａは、空気ノズル板２を取除いて、ヘツド前面か
ら見た断面図、第２図ｂは、側面断面図である。
第２図ａは第２図ｂのＣ−Ｄ線断面を、第２図ｂ
は第２図ａのＡ−Ｂ線断面を示す。各図におい
て、第１図と同一部分には同一符号を付す。図か
ら明らかなごとく、電極１２は、空気吐出口１の
表面周辺からヘツド側面に引き出され、リード線
２３に接続される。一方、インク吐出口４の裏面
の電極１５は、インクノズル板３と一体となつて
ボデイ１３内を貫通し、ヘツド側面に引き出さ
れ、リード線２２に接続される。第２図のよう
に、インク吐出口の裏面に電極を設置した構造で
は、メニスカスの周囲が絶縁性の材料であり、イ
ンクが電極により、それと同じ電位を持ちうる程
度の半導体のものであるため、電極により帯電さ
れた電荷がメニスカス上に集中し、対向する空気
吐出口側の電極との間に形成される電気力線はイ
ンク吐出口の周辺に散らばつたものではなく、メ
ニスカス上に集中したものとなり、非常に効率の
良い電界力の発生が可能な構造である。

このような構造のインクジエツト記録ヘツドで
は、電極１５あるいはノズル板３のヘツド側面の
引き出し部が障害となり、空気流の流れの均一性
が損なわれることがあつた。すなわち、第２図の
矢印で示されているごとく、空気流は、空気吐出
口１に向つて全周より均一に流れるのが理想的で
あるが、前記電極１５あるいはインクノズル板３
の引き出し部がある部分では、わずかな間隙しか
存在しないため、この部分のみ空気流が流入しに
くくなつている。このような空気流の不均一性
は、空気吐出口１よりの空気流の流出方向に影響
を及ぼすことがあり、良好なインク液の吐出が不
可能となる場合がある。したがつて、従来、前記
電極１５あるいはインクノイズ板３の引き出し部
は十分幅の狭い構造が要求され、製造が非常に難
かしく、断線の危倶があつた。

第３図は第１図あるいは第２図のインクジエツ
ト記録ヘツドにおける空気吐出口１、インク吐出
口４、さらに電極１５を複数個設け、各々独立し
てインク液の吐出・停止がなされるマルチノズル
ヘツドの一実施例で、ａ，ｂは各々第２図ａ，ｂ
に対応する図である。

第３図ａ，ｂにおいて、空気ノズル板２００に
は、空気吐出口１０１〜１０４（図には１０２の
みを示す）が等間隔に穿孔されており、空気吐出
口１０１〜１０４に各々対向してインク吐出口４
０１〜４０４が設置されている。空気流は、共通
の空気室９０、共通の空気層７０を経て、空気吐
出口１０１〜１０４より各々流出している。ま
た、インク吐出口４０１〜４０４は共通のインク
室１０００に隣接しており、インク溜り（図示せ
ず）よりインクが供給される。静電力は、空気吐
出口１０１〜１０４の表面周辺に設けられた共通
の電極１２０と、インク吐出口４０１〜４０４の
裏面周辺に各々独立して設けられた電極１５１〜
１５４との間に印加される電位差によつて発生
し、インク液の吐出・停止を制御する。第３図の
ように、空気吐出口側の電極を共通電極とし、イ
ンク吐出口裏面の電極を各ノズル毎に分割独立し
て設置したマルチノズルヘツドにおいては、たと
えば、特開昭57−120452号公報に記載されている
ような、インク室側を共通の電位とし、空気吐出
口側に各ノズル毎に分割独立した電極を設ける従
来例に比較すると、隣接ノズル間での相互干渉が
なく良好なマルチノズルヘツドが実現できること
が実験的に確かめられている。

第３図のようなマルチノズルヘツドでは、第２
図のシングルノズルヘツドでの欠点がさらに助長
される。すなわち、電極１５１〜１５４は、イン
ク吐出口４０１〜４０４が穿孔されているインク
ノズル板３０の裏面にパターン化され、インクノ
ズル板３０と共にヘツドの両側面に引き出され、
各々リード線２２１〜２２４に接続される。この
両側に引き出されたインクノズル板３０（あるい
は電極１５１〜１５４）は、第２図のシングルノ
ズルヘツドの場合と同様、空気流の流れの均一性
を損ねることになる。特に第３図のようなマルチ
ノズルヘツドの場合には、環状の空気室９０の直
線の溝の部分を全て覆うようにインクノズル板３
０が引き出されるため、空気流は著しく不均一と
なり、空気吐出口４０１〜４０４からの空気流の
流出の方向が悪くなつたり、流出速度が不均一と
なるため、インク液の吐出特性にバラツキが生じ
ることがある。

このような難点を解消する手段として、インク
ノズル板３０はヘツド側面に引き出さず電極１５
１〜１５４のみをヘツド側面に引き出す方法があ
るが、細い電極を切断させることなく正確に配置
することは非常に困難である。またさらに、イン
クノズル板３０の電極１５１〜１５４のない部分
を部分的に除去する方法もあるが、電極が高密度
化された場合には、非常に高度な技術を要する微
細加工を施さねばならないことになる。

発明の目的 本発明は以上のような難点を解消し、空気流の
流れが均一で、インク液の吐出特性の良いインク
ジエツト記録ヘツドを実現し、さらにバラツキの
ないマルチノズルヘツドが実現できるインクノズ
ル板および電極の構成を提供することを目的とし
ている。

発明の構成 本発明は、第１図〜第３図で示されたような空
気流と静電力を用いたインクジエツト記録ヘツド
において、空気吐出口およびインク吐出口が一直
線上に対向しており、空気吐出口の空気流の出口
側表面に設置された電極と、インク吐出口のイン
クの流入側表面に設置された制御電極との間に電
位差を生じさせることによつて静電力を作用させ
るものであり、前設制御電極が空気吐出口に連通
する空気室の壁面に沿い、かつヘツドの外部に導
かれていることを特徴とするものである。

実施例の説明 以下本発明の実施例について図面とともに詳細
に説明する。本発明は第１図乃至第３図にその基
本的構成を示しており、その構成は、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〓部分において急激な曲
が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り誘
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ヘツ
ドにある。

第４図は、第３図のインクジエツト記録ヘツド
に本発明を適用した一実施例である。なお、以後
同一構成部品は同一記号で示す。

第４図の実施例では、インクノズル板３０と電
極１５１〜１５４の構造において第３図と異な
る。すなわち、第４図では、インクノズル板３０
は空気室９０の中に引き出されておらず、長円形
状の平板であり、電極１５１〜１５４は空気室９
０の壁面にそつてボデイ部材１３０の外部に導か
れている。

このような構造のインクジエツト記録ヘツドで
は、空気室９０と空気層７０との間に障害物がな
く、空気室９０において十分均一化された空気流
が、空気層７０の全周辺から均一に流入し、空気
吐出口１０１〜１０４から流出する空気流が円滑
でかつ各空気吐出口間でのバラツキの少ないもの
となる。したがつて、インク液の吐出特性が良
く、かつノズル間でのバラツキの少ないマルチノ
ズルヘツドが実現できる。

なお、電極１５１〜１５４はボデイ部の側面に
導かれているが、側面に限らずインク供給管６０
のある側に引き出すことも可能である。

また、第４図はマルチノズルヘツドに関する実
施例であつたが、第２図に示されたようなシング
ルノズルヘツドにも適用できることが明らかであ
り、円滑な空気流の流れが実現でき、インク液の
吐出特性の良いインクジエツト記録ヘツドが実現
できる。

さらに、本発明は、第１図〜第３図に示された
インクジエツト記録ヘツドに限らず、例えば本出
願人による特願昭57−97129号に示されたような、
メツシユあるいは多孔質体をインク吐出口とした
場合にも適用が可能である。

発明の効果 以上詳細な説明より明らかなごとく、本発明は
インク吐出口に対向して空気吐出口を有し、イン
クに電位を与える電極を空気吐出口に連通する空
気室の壁面に沿つて形成したインクジエツト記録
ヘツドで空気流の流れが円滑で均一なものとなる
ため、インク液の吐出特性が良好なインクジエツ
ト記録ヘツドが実現でき、マルチノズル化した場
合においても特性のバラツキの少ないインクジエ
ツト記録ヘツドが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインクジエツト記録装置の一例
を示す概略図、第２図ａ，ｂは第１図の構成にお
けるヘツド部の断面図、第３図ａ，ｂは本出願人
の先行出願に係るインクジエツト記録ヘツドの一
例を示す断面図、第４図ａ，ｂは本発明によるイ
ンクジエツト記録ヘツドの実施例を示す断面図で
ある。 １，１０１〜１０４……空気吐出口、２，２０
０……空気ノズル板、３，３０……インクノズル
板、４，４０１〜４０４……インク吐出口、７，
７０……空気層、９，１５……空気室、１２，１
５，１２０，１５１〜１５４……電極。

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〓部分に
   おいて急激な曲が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ととも
   に、前記第２の手段が、空気吐出口の空気流の流
   出の出口側表面に設けられた共通電極と、インク
   吐出口のインクの吐出の入口側表面に設けられた
   制御電極との間に電位差を与えることによつてな
   されるものであり、前記制御電極が、空気吐出口
   に連通する空気室の少なくとも一部の壁面に沿
   い、かつヘツドの外部に導かれていることを特徴
   とするインクジエツト記録ヘツド。 ２ 前記空気吐出口およびインク吐出口が複数個
   設けられたマルチノズルヘツドであつて、前記制
   御電極が各インク吐出口毎に独立・分離して設置
   されてい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ヘツド。