JPH0338348A - インクジェット記録装置 - Google Patents

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、微小開口よりインクを吐出して非記録物に文
字、画像等を記録するインクジェノ）記録装置に関する
。

従来の技術 従来、空気流と静電力を利用して微小開口よりインクを
吐出するようにしたインクジェット記録装置として、例
えば特開昭５７−１２０４５２号公報に記載されている
ような構成が知られている。以下、従来のインクジェッ
ト記録装置について第２図を参照しながら説明する。ボ
ディ部材１０１の外壁の先端に絶縁材−製の空気ノズル
板１０２が取り付けられ、内壁の先端に絶縁材製のイン
クノズル板１０３が取り付けられ、ボディ部材１０１の
外装と内壁に空気室１０４が形成され、空気ノズル板１
０２とインクノズル板１０３の間に空気室１０４に連通
ずる空気流路１０５が形成され、インクノズル板１０３
の内側にインク室１０６が形成されている。インクノズ
ル板１０３にはインク吐出口１０７が形成され、空気ノ
ズル板１０２にはインク吐出口１０７に対向して空気吐
出口１０８が形成されている。空気ノズル板１０２の外
面には空気吐出口１０８の外周において電極１０９が設
けられている。空気室１０４は空気供給管１１０により
空気供給源（図示省略）に連通され、インク室１０６は
導電材製のインク供給管１１１によりインク供給源（図
示省略）に連通されている。

次に、上記従来例について説明する。空気供給源より空
気流が空気室１０４に送られ、これより急激な曲がりを
生じながら空気流路１０５に空気層として一定流速で流
出し、この空気流が空気吐出口１０８及びインク吐出口
１０７近傍で急激な曲がりを生じながら空気吐出口１０
８より流出している。

方、インク室１０６は、インク供給源からのインクで常
時溝たされており、空気供給源より送られる空気圧によ
りインク供給源及びインク室１０６内のインクには一定
の圧力が加えられている。これによりインクジェノト記
録装置の非記録時に、空気流により生じるインク吐出口
１０７近傍の空気圧力とインク吐出口１０７内のインク
圧力がほぼ等しく、インク吐出口１０７に生じるインク
のメニスカスが静止して保たれている。そして、電極１
０９とインク供給管１１１に電位差を生じさせると、こ
の電位差による静電力によってインク吐出口１０７に生
じているインクのメニスカスが空気吐出口１０８の方向
に引き伸ばされる。インク吐出口１０７から空気吐出口
１０８に至る空気流路１０５には空気流によって急激な
圧力勾配の変化が生じているため、インク吐出口１０７
のインクのメニスカスは一定長さ以上引き伸ばされると
急激に加速され、空気吐出口１０８より吐出する。

実際には、インクジェノト記録ヘノドの応答性、吐出量
等の特性を考慮して、第３図（ａ）に示すように電極１
０９にはマイナスのバイアス電圧■ｂ１インク内電極に
はプラス矩形波状の信号電圧ＶＳを印加する。バイアス
電圧ｙｂは、インク吐出口１０７におけるインクメニス
カスをやや凸状にしてインク吐出を容易に行い得る状態
にしてオ６く。第３図（ｂ）に示すようにバイアス電圧
Ｖｂ−ｓｏｏｖ１信号電圧ＶＳ■５００■に設定しであ
る。

しかし、上記従来例のようなインクジエノト記録ヘノド
の駆動電圧では、電極１０９に印加するバイアス電圧■
ｂが一５００Ｖ、インク供給管１１１、即ちインクに印
加する信号電圧ＶＳが＋５００Ｖと駆動電圧としては高
い。特に信号電圧ＶＳは、矩形波状の高電圧であるので
、電気回路が大がかりで、高価なものになってしまう。

駆動電圧が高いと、インクジェノト記録ヘッドの放電に
よる損失等の危険性があり、信頼性に問題がある。

上記の問題点を解決するものとして、例えば特開昭６２
−３９２５１号公報に記載されているような構成が知ら
れている。以下第４図（ａｔ、　（ｂ）を参照しながら
説明する。第４図（ａ）に示すようにボディ部材１０１
の外壁の先端に絶縁材の空気ノズル板１０２が取り付け
られ、内壁の先端に絶縁材製のインクノズル板１０３が
取り付けられ、空気ノズル板１０２とインクノズル板１
０３０間に空気室１０４に連通ずる空気流路１０５が形
成され、インクノズル板１０３の内側にインク室１０６
が形成されている。インクノズル板１０３にはインク吐
出口１０７が形成されて、空気ノズル板１０２にはイン
ク吐出口１０７に対向して空気吐出口１０８が形成され
ている。空気室１０４は空気供給管１１０により空気供
給源（図示省略）に連通され、インク室１０６は導電材
製のインク供給管１１１によりインク供給源（図示省略
）に連通されている。空気ノズル板１０２の外面には空
気吐出口１０８の外周において電極１１２が設けられ、
空気ノズル板１０２の内面には空気流路１０５内の空気
吐出口１０８付近の外周部に電極１１３が設けられてい
る。

そして、電極１１１と電極１１３にそれぞれマイナスの
バイアス電圧（ＤＣ）Ｖｂ、ｙｂ４が印加され、インク
供給管１１１を通じてインクに対してプラスの電圧ＶＳ
が印加され、絶対値で１Ｖｂｌ＞ＶＳＩ＞ｌＶｂ’ｌの
関係となるように設定されている。

次に上記構成の動作について説明する。なおインク吐出
原理は第３図の場合と同様であるので、その詳細につい
ては省略する。上記構成においては、上記のように電極
１１３でインク吐出口１０７よりインクを引き出し、吐
出の状態まで導き、電極１１１でインクを空気吐出口１
０８の外方向へ吐出させることができる。従って電極１
１１による静電力をさらに効率よくインク吐出口１０７
のインクに集中させ、インク吐出を容易に行うことがで
きる。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来例のようなインクジエソト記録ヘッド
では、信号電圧をインク内電極に印加するため信号電圧
を下げてもまだ＋２５０〜＋３００■　と高電圧である
。また、マルチノズル記録ヘッドにした場合、インク内
電極に矩形波状の電圧をかけるためインク電極間の電極
反応が生じる。

そこで、本発明は、信号電圧を下げ、インク内電極に印
加する電圧を一定にし、電極反応を無くし、回路の簡略
化と信頼性を向上させることができ、さらに、信号電極
の取り出しを容易にしたインクジエノト記録装置を提供
しようとするものである。

課題を解決するための手段 そして、上記問題点を解決するための本発明の手段は、
空気ノズル板の外表面側の第１の電極とインク内の第２
の電極に一定の電圧を印加し、空気ノズル板の裏面の第
３の電極に信号電圧を印加するようにしたものである。

作用 上記技術的手段による作用は次のようになる。

即ち、第１の電極に一定電圧を加え、インクを吐出させ
ない場合、第２の電極と第３の電極間にインクが吐出す
る電位差よりも少し低い一定電位差を設けておき、イン
クを吐出させる場合には、第３の電極に信号電圧をかけ
ることにより、低い信号電圧によりインクを効率よく吐
出させることができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第１図！ａｌに本発明の構成を示す。インク吐出原理、
記録へノド構成は、上記第４図（ａｌと同様であるので
、その詳細については省略する。

第１図（ｂｌは第１から第３までの電極に加える電位及
び信号電圧を示す。

第３の電極１３の無い第３図の従来例と対比させて考え
ると、インク吐出時には第１の電極１１と第２の電極１
２の電位差は１００ＯＶであり、構造上より空気ノズル
板２の裏側では４００■の電圧降下があるので、空気ノ
ズル板２の裏側と第３の電極１３間の電位差は６００Ｖ
である。つまり、第３の電極１３と第２の電極１２間に
６００Ｖ印加すればインクが吐出することになる。した
がって、インクを吐出させないときの第３の電極１３と
第２の電極１２間には６００　Ｖよりも小さい電位差を
設けなくてはならない。非記録時の安定性を考慮すると
、５５０Ｖ程度の電位差が適当である。この状態におい
て、第３の電極１３に１００■の信号電圧変化を与えれ
ばインクは吐出する。したがって、信号電圧を小さくす
ることができる。信号駆動回路の簡略化と信頼性を考慮
すると、非記録時には、第３の電極１３の電圧はＯＶ１
Ｖ２Ｏ３極１２の電圧は＋５５０　Ｖの一定電圧を加え
、記録時には、第３の電極１３に一１００Ｖの矩形波の
信号電圧を加えるとよい。インク内電極としての第２の
電極１２には常に一定電圧が加えられるので、電極反応
は発生しない。

インクが安定に吐出するには、空気流の作用もあるが、
空気ノズル中の電界分布による加速も重要である。つま
り、インク吐出時に第１の電極１１と第２の電極１２間
にある程度の電位差が必要となる。記録時の空気ノズル
表側と裏側の電位差は４００■であるので、この条件と
同じ電位差を設けて、第１の電極１１には一定電圧−４
００Ｖを印加する。

これにより、信号電位差を従来の５００　Ｖから１００
Ｖにさげることができた。

上記では電圧のかけ方を、空気ノズル側をマイナス、イ
ンク側をプラスとしたが、空気ノズル側をプラス、イン
クノズル側をマイナスとしても差し支えない。また、第
３の電極１３と第２の電極１２間はできるだけ接近して
いた方が応答速度が速く、電圧のロスも少ないので、第
２の電極１２をインクノズル板３の内面に設けることが
好ましい。

また、インクノズル及び空気ノズルを複数設け、各ノズ
ルに対応して第３の電極１３を分割し、分割した第３の
電極各々に独立した信号を与えれば、各信号に対応した
インク吐出が可能なマルチノズルインクジェット記録ヘ
ッドが容易にできる。

発明の効果 以上の説明のように本発明によれば、空気ノズル板裏側
の電極に信号電圧を印加する方式にしているので、信号
電圧が小さくてよく、インク内電極に印加する電圧を一
定にし、電極反応を無くし、回路の簡略化と信頼性を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明のインクジェット記録装置の一実
施例を示す断面図、同図（ｂ）はその駆動電圧波形図、
第２図は従来のインクジェット記録装置の一例を示す断
面図、第３図（ａ）は第２図のインクジェット記録装置
の駆動電圧説明用の断面図、同図（ｂｌばその駆動電圧
波形図、第４図（ａｌは従来のインクジェット記録装置
の他の例を示す断面図、同図ｆｂ）はその駆動電圧説明
図である。 ２・・・空気ノズル板、３・・・インクノズル板、７・
インク吐出口、８・・・空気吐出口、１１・・・第１の
電極、１２・・・第２の電極、１３・・・第３の電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク吐出口を有するインクノズル板と、前記イ
   ンク吐出口に対向して空気吐出口を有する空気ノズル板
   と、前記インク吐出口に隣接して配されたインク空と、
   前記インクノズル板と空気ノズル板との間隙に形成され
   た空気流路を介して前記空気吐出口より空気流を流出さ
   せる手段と、前記空気ノズル板の外表面に空気吐出口を
   囲んで配された第１の電極と、前記インク室内のインク
   に接した第２の電極と、前記空気ノズル板の内表面に空
   気吐出口を囲んで配された第３の電極とを具備し、前記
   第１と第２の電極間に一定電圧を与え、前記第３の電極
   に信号電圧を印加することを特徴とするインクジェット
   記録装置。