JPH03178444A

JPH03178444A - インクジェット・プリンタ

Info

Publication number: JPH03178444A
Application number: JP16237589A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Nakae; 信之中江
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1989-06-23
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1991-08-02

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】（産業上の利用分野）本発明は、事務機器などの分野で非接触型の印刷装置と
して利用されるインクジェット・プリンタに関するもの
である。

（従来の技術〉事務機器などの分野では、非接触型の印刷装置としてイ
ンクジェット・プリンタが汎用されている。

このインクジェット・プリンタの典型的なものは、第３
図に示すように、インクジェット・ヘッド５０と、紙送
り用のローラー６０とから構成されている。インクジェ
ット・ヘッド５０の先端部分には、インク吐出口（ノズ
ル）５１が形成されると共に、このインク吐出口に連通
ずる加圧室５２には圧電素子５３が設置され、その更に
後方にはインク溜め５４が形成されている。圧電素子５
３には図示しない電気回路から印刷の要否に応じた選択
的な駆動電力がオンデマンド式に供給される。この駆動
電力によって選択的に駆動された圧電素子５３の撓みに
よって押し退けられた加圧室５２内のインクは、インク
滴として前方に吐出され、空間を飛翔して印刷用紙Ｐに
付着する。

第３図においてライン（行〉方向（図中で紙面に垂直な
方向）への主走査は、１個の吐出口を有するインクジェ
ット・ヘッドをこの主走査方向に１ドツト分ずつ送るか
、あるいはライン方向への１文字分のドツト数に等しい
個数の吐出口を有するマルチノズルのインクジェット・
ヘッドを１文字分ずつライン方向に送ることによって行
われる。

また、列方向への副走査は、１ライン分の印刷が終了す
るたびにローラー６０を回転させてｌドラ１分ずつ印刷
用紙Ｐを送ることなどにより行われる。

（発明が解決しようとする課題）上記従来のインクジェット・プリンタでは、インクジェ
ット・ヘッドを１ドツト分あるいは１文字分ずつ行方向
に送る構成となっている。このため、ヘッドの送りによ
る主走査に時間がかかり、高速の印刷が行えないという
問題がある。

１ライン分の印刷に必要なドツト数と同一個数の吐出口
を有するヘッドを作成して全ての吐出口から一斉にイン
ク滴を吐出させるというラインプリンタの形式を採用す
れば、ヘッドの送りが不要になり、印刷速度を大幅に向
上させることができる。

しかしながら、従来のインクジェット・ヘッドでは１ド
ツトごとに圧電素子などの加圧機構が必要なため、１ラ
イン分の印刷に必要な加圧機構は極めて多数となり、装
置が高価になる。

また、圧電素子で代表されるように従来の加圧機構はエ
ネルギー変換効率が極めて低いため、例え１９４７分の
加圧機構が構成できたとしてもこれらを一斉に動作させ
るためには極めて大きな駆動用電力が必要になり実用性
の点で問題がある。

（課題を解決するための手段）本発明のインクジェット・プリンタは、印刷媒体の送り
方向とほぼ直交する方向にこの直交方向への印刷ドツト
間隔にほぼ等しい間隔で配列される複数のインク吐出口
が前方に形成されると共に、これらのインク吐出口に連
通ずるインク溜めを仕切る伸縮可能な弾性器壁が後方に
形成されたインク室、このインク室の前記弾性器壁の後
方においてこの弾性器壁に接触又は近接しつつ延在され
る弾性部材、並びにこの弾性部材の一端を加振してその
延在方向に伝播するパルス状の横波を発生させる加振器
を含むインクジェット・ヘッドと、このインクジェット
・ヘッドから吐出されるインク滴を選択的に偏向するこ
とにより印刷に必要なものだけに前記印刷媒体への飛翔
を許容する選択的偏向手段とを備え、弾性部材上にパル
ス状の横波を伝播させることによってインクの吐出に必
要な加圧を行方向に順次行わせることにより、この横波
の伝播速度に等しい高速の主走査を実現するように構成
されている。

以下、本発明の作用を実施例と共に詳細に説明する。

（実施例）第１図は本発明の一実施例に係わるインクジェット・プ
リンタの構成を示す斜視図であり、Ｘ。

Ｙ、Ｚは説明の便宜上図中に設定された右手系の直交座
標である。また、第２図は第１図のＹ−Ｚ断面図である
。　第１図と第２図において、１゜はインクジェット・
ヘッド、２０は選択的偏向機構、３０はガータ、４０は
印刷用紙送り用のローラー、Ｐは印刷用紙である。

このインクジェット・プリンタでは、図中で反時計方向
に回転するローラー４０によって印刷用紙Ｐが１ドツト
幅ずつＹ方向に送られることにより、用紙送りによる副
走査が行われる。この印刷用紙Ｐと対向して配置される
インクジェット・ヘッド１０のインク室１１の前方には
、印刷用紙Ｐの送り方向と直交するＸ方向、すなわち主
走査方向に、印刷ドツト間隔にほぼ等しい間隔で配列さ
れる多数のインク吐出口（ノズル）１２が形式されてい
る。第２図の断面図に示すように、インク室１１の後方
には、上記インク吐出口１２に連通ずるインク溜め１６
を仕切るゴムなどを素材とする伸縮可能な弾性器壁１７
が形成されている。また、インク室１１の器壁にはＸ方
向に延在されるインク供給管１８．１９が形成されてい
る。

このインク室１１の弾性器壁１７の後方には、この弾性
器壁に接触しつつＸ方向に延在される弾性部材１３が配
置されている。この弾性部材１３は鉄系の合金などを素
材して構成され、その一端は加振器１４に結合されると
共に、他端は制振器１５に結合されている。

加振器１４は、可動鉄片型のスピーカと類似の構造とな
っている。可動鉄片１４ａの周囲に巻回されたコイルに
パルス状の通電が行われ、これに伴って発生するパルス
状の磁界によって可動鉄片１４ａが衝撃的に変位し、一
端がこの可動鉄片に固着された弾性部材１３上にパルス
状の横波を励振する。この励振されたパルス状の横波は
、説明の便宜上、第１図中の１３３として誇張して例示
するように、弾性部材１３中の音波の速度にほぼ等しい
一定速度で加振器１４側から制振器１５側へと伝播する
。この横波１３ａの伝播位置では、その波高値に等しい
前方への変位が弾性器壁１７に加えられ、インク室１１
の圧縮が行われる。この圧縮に伴い押し退けられたイン
クが前方の吐出口１２からインク滴となって吐出される
。従って、このインク滴の吐出によるＸ方向への主走査
は、横波の伝播速度にほぼ等しい高速度で行われる。

弾性部材１３を鉄系の合金を素材として構成すれば、こ
の主走査の速度はほぼ３，２００メ一トル／秒となる。

弾性部材１３上を伝播して割振器１５側に達した横波は
、ゴムなどを素材する制振部材によって減衰され、逆方
向に伝播する反射波の発生が抑制される。

インク室１１の吐出口１２から前方に吐出され印刷用紙
Ｐに向けて飛翔するインク滴は、この印刷用紙Ｐの手前
に配置された選択的偏向機構２訴こよって印刷の、要否
に応じてＹ方向への選択的な偏向を受ける。印刷に不要
なインク滴はガータ３０に衝突して回収され、印刷に必
要なものだけがガータ３０の上方を飛翔して用紙Ｐに衝
突して付着し、ドントを形成する。

選択的偏向機構２０は、第２図に最もよく図示されてい
るように、インク滴の飛翔経路を挟んでＹ方向に対向配
置される電極対２１，２２、直流電源２３、反射鏡２４
、ポリゴンもラー２５及び半導体レーザ素子２６を備え
ている。一方の電極２１は、透明ガラス基板２１ａと、
この上に形成された透明電極層２１ｂと、さらにこの上
に形成された光伝導性の半導体層２１ｃとから戒る積Ｎ
構造を呈している。ＩＴＯなどを素材とする透明電極層
２１ｂには、直流電源２３から正の電圧が印加されてい
る。一方、この透明電極層２１ｂと対向する他方の電極
２２は金属を素材とする単一の電極層から構成され、接
地電位に保たれている。従って、透明電極層２１ｂの表
面に正電荷が分布すると共にこれと等量の負電荷が電極
２２の表面に分布し、電極対２１．２２の間には所定強
度の電界が形成される。

半導体レーザ素子２６から選択的に放射されたレーザビ
ームは、ポリゴンミラー２５によるＸ方向への走査と反
射鏡２４によるＹ方向への偏向をうけながら電極２１に
その下方から入射し、その透明ガラス基板２１ａと透明
電極層２１ｂとを通過して光伝導性の半導体層２１Ｃを
選択的に照射する。このレーザビームによる選択的な照
射を受けた光伝導性の半導体層２１ｃは電気伝導性を帯
び、透明電極層２１ｂの表面に分布する正電荷を対向電
極２２との間に形成された電界に沿って半導体層２１ｃ
の表面に移動させる。この電荷の移動に伴い、電極対２
１．２２の間隔が狭められ、両者の間に形成される電界
強度が増加する。

一方、直流電源２３がインク室１１の金属製の器壁を介
してインク室内のインクにも印加されているため、吐出
口１２から吐出され電極対２１２２間を通過するインク
滴は正の電荷を帯びている。この結果、レーザビームの
選択的照射に伴い電界強度が増加した領域を通過するイ
ンク滴は、レーザビームの照射を受けていない領域を１
ｆｆｉ遇する場合によりも強く上方に偏向される。上方
への偏向を強く受けたインク滴は、ガータ３０の上方を
通過して印刷用紙Ｐに衝突するが、それ以外のインク滴
は、ガータ３０の上縁に衝突することにより印刷用紙Ｐ
への飛翔が阻止され、ガータ３０内に回収される。

すなわち、ポリゴンミラー２５の回転によるＸ方向への
レーザビームの走査が弾性部材１３上をＸ方向に伝播す
る横波１３ａに同期して同一速度で行われる。これと並
行して、印刷の要否とは無関係に一律に吐出口されたイ
ンク滴のうち印刷に必要なものだけが、半導体レーザ素
子２６のドツト単位の選択的点灯に伴うＹ方向への大き
な偏向に基づき選択される。

以上、印刷に必要な１行分のドツト数と同一個数の吐出
口が形成されたインクジェット・ヘッドを１個だけ使用
する構成を例示した。しかしながら、１行分のドツト数
の整数分の１の個数のインク吐出口が形成されたインク
ジェット・ヘッドを主走査方向に複数個継ぎ足す構成と
することもできる。

また、弾性部材１３をインク室１１の弾性器壁１７に接
触させて配置する構成を例示した。しかしながら、波高
値の大きなパルス状の横波を励振する場合などには多少
の間隔を持たせて近接して配置してもよい。

さらに、レーザビームの選択的照射によってインク滴に
対する選択的偏向を行う構成を例示した。

しかしながら、この選択的偏向機構として、飛翔インク
滴に対する選択的な帯電機構とこのインク滴に対する定
常的な電気偏向機構との組合せによるものなど他の適宜
なものを適用することができる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明のインクジェット・
プリンタは、多数のインク吐出口をインク室の前方に形
成すると共に、弾性部材上にパルス上の横波を伝播させ
てこのインク室を仕切る伸縮可能な弾性器壁を加圧して
ゆくことにより、各吐出口からインク滴を順次吐出させ
てゆく構成であるから、横波の伝播速度とほぼ等しい極
めて高速の主走査が可能となり、実質的にはラインプリ
ンタと同等の高速性を実現できる。

また、本発明のインクジェット・プリンタは電磁エネル
ギー変換に基づき弾性部材上にパルス状の横波を発生さ
せて主走査を行う構成であるから、低消費電力のもとて
効率的な高速印刷を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のインクジェット・プリンタ
の構成を示す斜視図、第２図は第１図のＹ−Ｚ断面図、
第３図は従来の典型的なインクジェット・プリンタの構
成を示す断面図である。１０・・・インクジェット・ヘッド、１１・・・インク
室、１２・・・吐出口、１３・・・弾性部材、１３ａ・
・・弾性部材１３上を伝播するパルス状の横波、１４・
・・加振器、１４ａ・・・可動鉄片、１５・・・制振器
、１６・、・・インク溜め、１７・・・インク溜めを仕
切る弾性器壁、２０・・・選択的偏向機構、２１．２２
・・・対向電極対、２３・・・直流電源、２５・・・ポ
リゴンミラー、２６・・・半導体レーザ素子、３０・・
・ガータ、４０・・・ローラー、Ｐ・・・印刷用紙。第３図

Claims

【特許請求の範囲】印刷媒体の送り方向とほぼ直交する方向にこの直交方向
への印刷ドット間隔にほぼ等しい間隔で配列される複数
のインク吐出口が前方に形成されると共に、これらのイ
ンク吐出口に連通するインク溜めを仕切る伸縮可能な弾
性器壁が後方に形成されたインク室、このインク室の前
記弾性器壁の後方においてこの弾性器壁に接触又は近接
しつつ延在される弾性部材、並びにこの弾性部材の一端
を加振してその延在方向に伝播するパルス状の横波を発
生させる加振器を含むインクジェット・ヘッドと、このインクジェット・ヘッドから吐出されるインク滴を
選択的に偏向することにより印刷に必要なものだけに前
記印刷媒体への飛翔を許容する選択的偏向手段とを備え
たことを特徴とするインクジェット・プリンタ。