JPH04276457A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微小開口よりインクを
吐出して被記録物上に文字、図形等を記録するインクジ
ェット記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、パソコン、ＣＡＤの端末機器とし
てインクジェット記録方式を用いたプリンタが盛んに利
用されるようになってきた。このインクジェット記録方
式の中で、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号公報や特開昭５９
−１４６８６０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
いて図３を参照しながら説明する。

【０００３】図３はインクジェット記録装置の一部断面
概略図である。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の外壁と内壁の間に空気室１０４が形成さ
れ、空気ノズル板１０２とインクノズル板１０３の間に
空気室１０４に連通する空気流路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１０
７に対抗して空気吐出口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。また、インク室１０
６内のインク吐出口１０７の周辺には電極１１４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１１２に連通され、インク室１０６はインク供
給管１１１によりインク供給源１１３に連通されている
。電極１０９と電極１１４は信号源１１５に接続されて
いる。

【０００４】以上のような構成において次に動作につい
て説明する。空気供給源１１２より空気が空気室１１４
に送られ、これより急激な曲がりを生じながら空気層と
しての空気流路１０５に一定流速で流出し、この空気が
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１０８より流出している
。一方、インク室１０６はインク供給源１１３よりイン
クが供給されており、空気供給源１１２から送られる空
気圧力によりインク供給源１１３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
インクジェッ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なりインク吐出口１
０７に生じるインクのメニスカスが静止して保たれるこ
とになる。そして電極１０９と電極１１４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のインクメニスカスは一定長さ以上引き
伸ばされれると急激に加速され、空気吐出口１０８より
流出する空気流中を飛翔する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記で説明した空気流
と静電力を利用したインクジェット記録装置において、
記録特性は静電力を用いているわりには比較的低電圧（
５００Ｖ以下）で駆動すること、応答性が良い（１０〜
２０ｋＨｚ）こと、更には微細ドット形成（２０〜３０
μｍφ）が可能なこと等、極めて優れている。

【０００６】しかし、記録特性以外にはいくつかの問題
点を有している。まず第一に空気供給源１１２、空気供
給管１１０を始めとする空気供給系が必要な点である。 これが存在することによって、コストの面では確実にそ
の分だけ上昇する。更に、空気供給系の信頼性の問題が
発生する。すなわち、供給空気中に存在するゴミの問題
、あるいは空気圧一定化の問題等がこれに相当するもの
である。これらに対応するためには、フィルタを使用し
たり、空気圧を検出し電気的なフィ−ドバックをかけ制
御する方法が取られているが、その分装置としては複雑
化し更にコストを引き上げることになる。

【０００７】第二に工法の問題がある。組立てにおいて
、インク吐出口１０７と空気吐出口１０８を同軸同心円
上に配するときに、空気流路１０５の間隔を精度良く一
定に保つ必要がある。この間隔は１００μｍ弱で高精度
の平行度が要求され、バラツキは数μｍ以内に納めなけ
ればならない。なぜならこの間隔はインク吐出口１０７
近傍の空気圧に大きく影響を与えるからである。すなわ
ち、間隔が広がるほどインク吐出口１０７近傍の空気圧
は上昇し、インク室１０６内の圧力に近づき、インク吐
出口１０７に形成されるインクメニスカスが空気吐出口
１０８側に押し出される形状で保持されなくなり、イン
ク吐出量、応答性とも低下してくる。逆にこの間隔が狭
くなってくると、インク吐出量、応答性とも上昇してく
るが吐出が不安定になってくる。従ってこれらのバラン
スが取れる最適な空気流路の間隔を保持する必要がある
。

【０００８】以上のように、従来のインクジェット記録
装置においては、空気供給系が存在することによるコス
トの面、及び組立て時において高精度が要求されるため
高度な技術が必要なこと等の問題を有し大きな課題とな
っていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、異なる大きさの微小開口がそれぞれ形成
された絶縁物よりなる二枚の薄板を、それぞれの開口の
中心が同軸になるように重合し、それぞれの開口の周辺
部に電極を配し、小さいほうの開口をインク室に連通さ
せた構成よりなる。

【００１０】

【作用】本発明は、上記構成において電極間に信号電圧
を印加することにより、小さいほうの開口に形成された
インクメニスカスを引き伸ばし大きいほうの開口を通過
して外部に飛翔させ記録することができ、あわせて高精
度の組立て不用、低コスト化を可能としたものである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１２】図１は本発明の一実施例におけるインクジ
ェット記録装置の一部断面概略図である。また図２は図
１の開口部の拡大断面図である。絶縁物よりなる第一薄
板２０２には微細な第一開口２０４が形成されている。 一方、同じく絶縁物よりなる第二薄板２０３には第一開
口２０４より大きな径の第二開口２０５が形成されてい
る。二つの開口２０３と２０４はその中心が同軸にくる
ように配置され、薄板どうしが重合されている。重合面
と反対側の第一開口２０４及び第二開口２０５の周囲に
は第一電極２０６及び第二電極２０７が配され信号源２
１２に接続されている。第一開口２０４はボディ部材２
０１より形成されたインク室２０８に隣接し連通してい
る。インク室２０８はインク供給管２０９を介して更に
インクタンク２１０に連結されている。また、図２に示
すように第二開口２０５の内壁、及び周辺、第一開口２
０４の外部周辺には撥インク性物質２１４が塗布され、
第一開口２０４の外部エッジでインクメニスカスを保持
するようにしてある。第二薄板２０３の前面には比較的
近い距離（２ｍｍ以下）に記録紙２１３が配されている
。第一開口２０４の径は数十μｍ、第二開口２０５の径
はその２〜５倍程度に設定されている。

【００１３】上記構成において、信号源２１２より第一
電極２０６、第二電極２０７間に信号電圧を印加すると
第一開口２０４に形成されているインクメニスカス表面
に電界が集中し静電力によりインクが引き出され、曳糸
状になり第二開口２０５の中心線上を外部に向かって飛
翔し記録紙２１３に付着する。記録紙２１３と第二薄板
２０３の距離を取りすぎると、飛翔したインクが戻って
第二電極２０７に引き付けられ付着するため、この距離
は前記の如く狭くしなければならない。

【００１４】記録特性を決定する要素は、第一開口２０
４及び第二開口２０５の形状、第一薄板２０２及び第二
薄板２０３の厚さ及び比誘電率、インクの物性値があげ
られる。特に第一薄板２０２及び第二薄板２０３の比誘
電率は１〜８程度が有効範囲で、値が小さいほど応答性
向上、駆動電圧低下の特性を示し、第二薄板２０３を第
一薄板２０２より低い比誘電率の材料に選択すると更に
記録特性が向上する。インクの物性値では比抵抗が重要
で１０４　〜１０８　Ωｃｍの範囲に設定する必要があ
る。 また第一開口２０４及び第二開口２０５は真円である必
要はなく電界が均一に作用する形状であれば良い。

【００１５】図２に示した第二開口２０５の内壁及び周
辺、第一開口２０４の外部周辺に塗布された撥インク性
物質２１４は、第一開口２０４の外部エッジでのインク
メニスカス保持以外に、この部分を余分なインクで汚さ
ない効果も合わせ持っている。この部分にインクが付着
し汚れると電界の印加状態が微妙に変化し、記録特性に
影響の出る場合がある。ただし、第一薄板２０２及び第
二薄板２０３の材質がテフロンのような撥インク性を既
に保有している場合には、撥インク性物質２１４の塗布
は不用となる。

【００１６】記録特性は、図３に示した従来例と比較し
て応答性、駆動電圧とも本発明ではやや劣るが、その構
造は単純で組立て工法においては極めて有利となり、や
や複雑な開口部の形状も開口径の異なる薄板を重合する
ことにより簡素化が図れコスト面でも有利となる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明は、異なる大きさの
微小開口がそれぞれ形成された絶縁物よりなる二枚の薄
板を、それぞれの開口の中心が同軸になるように重合し
、それぞれの開口の周辺部に電極を配し、小さいほうの
開口をインク室に連通させた構成にすることにより、簡
素化された静電吸引型のインクジェット記録装置を提供
でき、コスト、組立て工法、信頼性で優れた利点を有し
、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるインクジェット記録
装置の一部断面概略図

【図２】図１における開口部の拡大図

【図３】従来のインクジェット記録装置の一部断面概略
図

【符号の説明】

１０１　　ボディ部材 １０２　　空気ノズル板 １０３　　インクノズル板 １０４　　空気室 １０５　　空気流路 １０６　　インク室 １０７　　インク吐出口 １０８　　空気吐出口 １０９　　電極 １１０　　空気供給管 １１１　　インク供給管 １１２　　空気供給源 １１３　　インク供給源 １１４　　電極 １１５　　信号源 ２０１　　ボディ部材 ２０２　　第一薄板 ２０３　　第二薄板 ２０４　　第一開口 ２０５　　第二開口 ２０６　　第一電極 ２０７　　第二電極 ２０８　　インク室 ２０９　　インク供給管 ２１０　　インクタンク ２１１　　空気抜き穴 ２１２　　信号源 ２１３　　記録紙 ２１４　　撥インク性物質

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第一の開口を有する絶縁材料の第一の
   薄板と第一の開口より大きな径から成る第二の開口を有
   する絶縁材料の第二の薄板が、第一及び第二の開口の中
   心が同軸になるように重合され、第一の開口周辺に配さ
   れた第一の電極と、第二の開口周辺に配され第二の電極
   と、第一及び第二の電極に接続された信号源と、第一の
   開口に連通したインク室とからなることを特徴とするイ
   ンクジェット記録装置