JPH0976503A - 静電吸引型インクジェット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチノズルヘッドを採用する場合における
駆動手段の複雑化の問題を一挙に解決し得る分離型マト
リクス駆動方式の静電吸引型インクジェット装置を提案
する。 【構成】 ノズル電極２ａを横方向のノズル列毎に導通
したマルチノズルヘッド１と、マルチノズルヘッド１の
ノズル位置に対応して設けられる背面電極４を上記ノズ
ル列と交叉する電極列毎に導通した背面電極基板３とを
近接位置で対向配置すると共に、ノズル２と背面電極４
とに印字電圧Ｖ１、Ｖ２を印加するための電気回路パタ
ーン６ａ、６ｂからなる駆動手段を、ノズルヘッド１の
ノズル列と背面電極基板３の電極列とに分離して設ける
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録方
式を採用するプリンタ、コピー機、ファクシミリ装置な
どの記録装置で利用される静電吸引型のインクジェット
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に、静電吸引型インクジェット装置
を用いた記録装置の概要が図示されている。この装置で
は、多数のノズル２２を有するマルチノズルヘッド２１
と、マルチノズルヘッド２１のノズル位置に対応して背
面電極を設けた背面電極基板２３とを記録媒体２５の導
通路を挾む近接位置で対向配置し、各ノズル２２と背面
電極基板２３とに画信号に応じて選択的に高電圧を印加
して、ノズル２２からインクＫを静電吸引し、インクＫ
を記録媒体２５の上に飛翔させて印字するようになって
いる。

【０００３】ここにおいて、マルチノズルヘッド２１を
支持するヘッド基板（図示せず）には、背面電極との間
に選択的に高圧の印字電圧Ｖを印加して各ノズル２２か
ら個別にインクＫを飛翔させるための駆動手段として、
それぞれノズル電極に結線される電極パターン線２７や
そのスイッチングを司どるドライバＩＣ２８などの電気
回路パターン２６が設けられている。また、マルチノズ
ル２２を有するノズルヘッド２１には、別体に設けられ
ているインクタンク２９からインク水頭圧と粘性を制御
して、逐次インクＫが供給されるようになっている。

【０００４】しかしながら、上記の従来装置では、マル
チノズルヘッド２１を搭載するヘッド基板にノズル数に
対応する個数の前記電気回路パターン２６を組み込むこ
とが必要なため、基板全体として、サイズの大きい構造
複雑なものとならざるを得ない。また、マルチノズル２
２と回路パターン２６とが一体化される構造のため、ノ
ズルヘッド２１の製作も難しく、ノズルヘッド２１とイ
ンクタンク２９とは、図示例の如く別体化せざるを得
ず、これが部品点数の削減とコンパクト化を妨げる要因
ともなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、装置全体、特
にノズルヘッド側の構造簡易化と小型化とを図る目的か
ら、ノズルと背面電極とに印字電圧を印加するための電
気回路パターンを、背面電極を支持する背面電極基板の
側に設けることが提案される。すなわち、こうすれば、
マルチノズルと電気回路パターンとが分離できるため、
ノズルヘッドの構造簡易化と小型化が図れ、同時にノズ
ル基板とインクタンクとを一体化したインクタンク一体
型マルチノズルヘッドを採用することも容易に可能とな
る。

【０００６】しかしながら、電気回路パターンをノズル
ヘッド、背面電極基板いずれの側に設置する場合におい
ても、ノズルと対向する背面電極とに個別に駆動手段を
設けて独立に制御する従来方式を踏襲した場合、駆動手
段をなす回路パターンの構成が複雑でスペース的に嵩ば
るものとならざるを得ず、特にノズル数の多いマルチノ
ズルヘッドにおいては、製造、コスト両面で克服すべき
大きな障害となる。

【０００７】より具体的に説明すれば、例えば２００ｄ
ｐｉ／Ａ４幅対応のマルチノズルヘッドを製作する場
合、後の実施例に示すように、ノズルヘッドには１６８
０個のノズルが設けられ、独立制御方式であれば、各ノ
ズルに対応して１６８０本の前記電極パターン線を接続
し、それぞれに同数の前記ドライバチップ（スイッチン
グ素子）を設ける必要がある。これは６４チャンネルド
ライバを用いたとしても、基板上に２６個のドライバＩ
Ｃを設置しなければならないことを意味し、その電気接
続の煩雑さと共に、駆動手段を組み込む側の基板面積が
肥大化することを避け得ない。

【０００８】本発明は、マルチノズルヘッドを採用する
場合における駆動手段の複雑化の問題を一挙に解決し得
る分離型マトリクス駆動方式の静電吸引型インクジェッ
ト装置を新たに提案するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明では、上
記課題の解決手段として、従来の個別駆動方式に代え、
分離型マトリクス駆動方式を採用している。すなわち、
ノズル電極をノズル列毎に導通したマルチノズルヘッド
と、マルチノズルヘッドのノズル位置に対応して設けら
れる背面電極を上記ノズル列と交叉する電極列毎に導通
した背面電極基板とを近接位置で対向配置すると共に、
ノズルと背面電極とに印字電圧を印加するための駆動手
段を、ノズルヘッドのノズル列と背面電極基板の電極列
とに分離して設けるようにしている。

【００１０】この方式では、マルチノズルヘッドに分布
されるノズルと対応する背面電極基板側の背面電極と
が、ノズルヘッド側のいずれかのノズル列と背面電極基
板側のいずれかの電極列との交点として位置づけられ、
該当するノズル列に設けられた駆動手段と電極列に設け
られた駆動手段との協働動作で、当該ノズルからのイン
クジェットを駆動制御することができる。そのため、マ
ルチノズルに必要な駆動手段のスイッチング要素は、ノ
ズルヘッド側のノズル列数と背面電極基板側の電極列数
とを加算した個数で足りる。

【００１１】なお、マルチノズルヘッドに設けられるノ
ズルと、背面電極基板に設けられる背面電極とは、ファ
インピッチを避ける目的で、それぞれ斜交配置されるよ
うになっている。また、マルチノズルヘッド側のノズル
列と背面電極基板側の電極列との導通方向は、原理的に
は互いに交叉する方向に設定しさえすればよいが、ノズ
ルヘッド側の構造を簡単化する目的では、マルチノズル
ヘッド側のノズル電極をノズルヘッドの幅方向に当る横
方向のノズル列で導通させ、背面電極基板側の背面電極
をノズルヘッドの送り方向に当る縦方向の電極列で導通
させるようにするのが望ましい。

【００１２】

【実施例】図１〜図３には、本発明に係る分離型マトリ
クス駆動方式を採用した静電吸引型インクジェット装置
の実施例が図示されている。

【００１３】まず、図１には分離型マトリクス駆動方式
の静電吸引型インクジェット装置を有する記録装置の概
要が示されている。同図において、１は多数のノズル２
を基板１Ａ上で所定の配置に開口させたインクタンク一
体型のマルチノズルヘッド、３はマルチノズルヘッド１
のノズル位置に対応して背面電極４を設けた背面電極基
板を示し、両者は記録媒体５の導通路を挾む近接位置で
対向配置されている。

【００１４】ここにおいて、マルチノズルヘッド１の側
に設けられる各ノズル２は、図３に示す如く、その内周
面にノズル電極２ａをなす導電性金属のメッキが施され
ており、一方、背面電極基板３の側に設けられる各背面
電極４は、その内周面に導電性金属のメッキが施された
スルーホールで形成されている。そして、ノズルヘッド
側のノズル電極２ａは、図２に示す如く、ノズルヘッド
１の幅方向に当る横方向のノズル列毎に共通のライン電
極パターン線７ａを結線して導通されており、一方、背
面電極基板側の背面電極４は、上記ノズル列と交叉する
電極列、即ち、ノズルヘッド１の送り方向に当る縦方向
の電極列毎に共通のライン電極パターン線７ｂを結線し
て導通されている。なお、マルチノズル２と対応する背
面電極４とは、それぞれの基板上で、縦方向の列が横方
向の列に対して直交配置から若干傾けられた斜交配置で
分布されている。

【００１５】そして、互いに交叉されるノズル列と電極
列とが結線導通されたマルチノズルヘッド１と背面電極
基板３とには、ノズル２と背面電極４とに選択的に高電
圧を印加して、ノズル２からインクＫを静電吸引し、イ
ンクＫを記録媒体５の上に飛翔させて印字するための駆
動手段が両者に分離して設けられている。すなわち、ノ
ズルヘッド側には、横方向のノズル列毎に電圧Ｖ２を印
加するための上記パターン線７ａとドライバＩＣ８ａ等
からなる電気回路パターン６ａが設けられ、一方、背面
電極基板側には、縦方向の電極列毎に印字電圧Ｖ１を印
加するための上記パターン線７ｂとドライバＩＣ８ｂ等
からなる電気回路パターン６ｂが設けられている。

【００１６】ここにおいて、ノズル電極側に印加される
電圧Ｖ２には、図３に併記されるように、一定のバイア
ス電圧Ｖ０（通常−１ＫＶ程度）にシャドウパルスＶｓ
（通常−２００〜−４００Ｖ程度）を重畳したものが選
ばれ、一方、背面電極側に印加される印字電圧Ｖ１は、
印字に必要な電位差から上記電圧Ｖ２を差し引いた電位
（通常＋２００〜＋３００Ｖ程度）に設定される。

【００１７】上記分離マトリクス駆動方式のインクジェ
ット装置においては、マルチノズルヘッド１に分布され
るノズル２と対応する背面電極基板側の背面電極４と
が、ノズルヘッド側のいずれかのノズル列と背面電極基
板側のいずれかの電極列との交点として位置づけられる
ため、ノズル列に設けられた駆動手段と電極列に設けら
れた駆動手段との協働動作で、詳言すれば、駆動するノ
ズル列と電極列との組み合わせ順次変更するように走査
することで、マルチノズルヘッド１に設けられている全
てのノズル２について、画信号に基づく選択的なインク
ジェットを行わしめることができるものとなる。

【００１８】この方式では、ノズル毎に個別に駆動手段
を設けて独立にドット制御する方式に比較すれば、印字
速度が多少遅くなることは否めないが、一方において、
駆動手段をなす電気回路パターン６ａ、６ｂ、とりわけ
スイッチング要素をなすドライバＩＣ８ａ、８ｂがノズ
ル列と電極列の数を加算した個数で足り、装置の構造簡
易化と小型化とに寄与する利点が大きいものと言える。

【００１９】これを図４、図５に示す２００ｄｐｉでＡ
４幅対応のページプリンタ用マルチノズルヘッド１と対
応背面電極基板３とを例に説明すると、この場合には、
図示の寸法条件において、ノズル２及び背面電極４は、
それぞれ基板上に１mm間隔の斜交配置の下で横方向に２
１０個、縦方向に８個づつ分布配置されることになる。
この際、従来の独立制御方式であれば、既述の通り、１
６８０個のドライバチップが必要となり、６４チャンネ
ルドライバを用いた場合でも２６個のドライバＩＣを搭
載することが必要となる。これは、基板上に相当大きな
設置面積を占有することを意味し、その電気的な接続を
担保することも大変となる。

【００２０】これに対し、本発明の分離マトリクス駆動
方式を採用した場合には、電気回路パターン数はノズル
列数８個と電極列数２１０個とを加算した２１８個で足
り、これは６４チャンネルドライバを用いた場合、図５
に示す如く、４個のドライバＩＣ８で十分にまかなえる
ことを意味する。この結果、基板上に設けられる電気回
路パターンの構造簡易化と小型化とが達成でき、しかも
ノズルヘッド側で必要な電気接続も８箇所に削減され
る。

【００２１】さらに、より解像度の高い４００ｄｐｉ／
Ａ４幅対応のマルチノズルヘッドを作製する場合では、
３３６０個のマルチノズルに対して必要な電気回路パタ
ーン数は、ノズル列数１６個＋電極列数２１０個＝２２
６個で足り、６４チャンネルドライバであれば、４個の
ままでよい。また、ノズルヘッド側で必要な電気接続も
１６箇所で足りるため、より一層装置の構造簡易化と小
型コンパクト化とに寄与するものとなる。

【００２２】また、上記実施例に示すインクジェット装
置においては、ノズルヘッド側に必要な電気回路パター
ン６ａを、上述のように回路数の少ない、接点部位の少
ない構造簡易なものとすることができるため、従前のマ
ルチノズルヘッド側で各ノズルと電気回路パターンとを
一体化する場合の構造複雑化を蒙らず、ノズルヘッド１
の大巾の構造簡易化が図れる。それ故、図１に例示した
如く、ノズルヘッド１（ノズル基板１Ａ）とインクタン
ク１ａとの一体化も容易に実現でき、ノズルヘッド側の
構成をより小型コンパクトなものとすることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上の如く、本発明による静電吸引型の
インクジェット装置では、マルチノズルヘッド側ではノ
ズル電極をノズル列毎に導通し、背面電極基板側ではノ
ズル列と交叉する電極列毎に背面電極を導通すると共
に、ノズルと背面電極とに印字電圧を印加するための駆
動手段を、ノズルヘッドのノズル列と背面電極基板の電
極列とに分離して設ける分離マトリクス駆動方式を採用
しているため、各ノズルに個別に駆動手段を接続して独
立制御する方式に比較すると、駆動手段をなす電気回路
パターン数を大巾に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】静電吸引型インクジェット装置の実施例を示す
記録装置の説明図である。

【図２】図１のノズル基板と背面電極基板との配置関係
を示す斜視図である。

【図３】図１のノズル基板と背面電極基板の詳細を示す
断面図である。

【図４】図１に示すマルチノズルヘッド（ヘッド基板）
の具体例を示すノズル基板の平面図である。

【図５】図１に示す背面電極基板の具体例を示す平面図
である。

【図６】静電吸引型インクジェット装置の従来例を示す
記録装置の説明図である。

【符号の説明】

１ マルチノズルヘッド １Ａ ノズル基板 １ａ インクタンク ２ ノズル ２ａ ノズル電極 ３ 背面電極基板 ４ 背面電極 ５ 記録媒体 ６ａ、６ｂ 電気回路パターン ７ａ、７ｂ 電極パターン線 ８、８ａ、８ｂ ドライバＩＣ Ｋ インク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル電極をノズル列毎に導通したマル
   チノズルヘッドと、マルチノズルヘッドのノズル位置に
   対応して設けられる背面電極を上記ノズル列と交叉する
   電極列毎に導通した背面電極基板とを近接位置で対向配
   置し、ノズルと背面電極とに印字電圧を印加するための
   駆動手段を、ノズルヘッドのノズル列と背面電極基板の
   電極列とに分離して設けた静電吸引型インクジェット装
   置。
2. 【請求項２】 マルチノズルヘッドに設けられるノズル
   と、背面電極基板に設けられる背面電極とが、それぞれ
   斜交配置されている請求項１記載の静電吸引型インクジ
   ェット装置。
3. 【請求項３】 マルチノズルヘッド側のノズル電極が、
   ノズルヘッドの幅方向に当る横方向のノズル列で導通さ
   れ、背面電極基板側の背面電極がノズルヘッドの送り方
   向に当る縦方向の電極列で導通されている請求項１又は
   ２記載の静電吸引型インクジェット装置。