JPH10175300A - 記録ヘッド - Google Patents
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- JPH10175300A JPH10175300A JP34089596A JP34089596A JPH10175300A JP H10175300 A JPH10175300 A JP H10175300A JP 34089596 A JP34089596 A JP 34089596A JP 34089596 A JP34089596 A JP 34089596A JP H10175300 A JPH10175300 A JP H10175300A
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のインクジェット記録装置にあって、コ
ンティニュアンス型は記録速度は高速であるが不要イン
クの回収等のために装置を簡略化するのが難しく、オン
デマンド型は装置構成は簡略化されているが記録速度を
高速化するのが難しい。 【解決手段】 基板と、ソース電極と、該ソース電極に
接して形成された光導電体と、前記光導電体上に形成さ
れたインク室と、対向電極と、前記ソース電極と前記対
向電極間に電圧を印加する電源と、所望の画像画素に対
応する光を前記光導電体に照射する光照射手段とを少な
くとも有する記録ヘッドであって、前記インク室は前記
ソース電極と所定の距離を隔てた間隙を有して形成され
たインク飛翔部を有しており、前記対向電極は当該イン
ク飛翔部に近接して対向配置され、前記画像画素に対応
する光の照射部分が前記ソース電極とインク飛翔部との
間に設けられた所定の間隙の少なくとも一部または全部
を包含した構成の記録ヘッドであって、高精細で高品質
な出力印字を可能とする。
ンティニュアンス型は記録速度は高速であるが不要イン
クの回収等のために装置を簡略化するのが難しく、オン
デマンド型は装置構成は簡略化されているが記録速度を
高速化するのが難しい。 【解決手段】 基板と、ソース電極と、該ソース電極に
接して形成された光導電体と、前記光導電体上に形成さ
れたインク室と、対向電極と、前記ソース電極と前記対
向電極間に電圧を印加する電源と、所望の画像画素に対
応する光を前記光導電体に照射する光照射手段とを少な
くとも有する記録ヘッドであって、前記インク室は前記
ソース電極と所定の距離を隔てた間隙を有して形成され
たインク飛翔部を有しており、前記対向電極は当該イン
ク飛翔部に近接して対向配置され、前記画像画素に対応
する光の照射部分が前記ソース電極とインク飛翔部との
間に設けられた所定の間隙の少なくとも一部または全部
を包含した構成の記録ヘッドであって、高精細で高品質
な出力印字を可能とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高品質画像の高
速出力が要求される印刷業界から、オフィス、パーソナ
ルな要求に基づくプリンタ業界、多種多用な被記録媒体
を用いる低価格な汎用出力機器等を求める民生品業界ま
での広範なニーズに対応可能な出力画像を被記録媒体に
得るための記録装置に用いる記録ヘッドに関する。
速出力が要求される印刷業界から、オフィス、パーソナ
ルな要求に基づくプリンタ業界、多種多用な被記録媒体
を用いる低価格な汎用出力機器等を求める民生品業界ま
での広範なニーズに対応可能な出力画像を被記録媒体に
得るための記録装置に用いる記録ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のインクジェット記録における静電
加速型インクジェット記録装置[上原勤:「静電加速型
インクジェット記録装置」、特開平2−72960]で
は、図5に示すように、スリット状に形成されたインク
噴出口410と、当該インク噴出口410を形成する上
板412及び基板411と、当該基板411上に記録画
素単位に配置された記録電極414と、当該インク噴出
口410に対向して配置された対向電極402と、当該
対向電極402に沿って移動する記録紙405と、当該
記録電極414の選択された電極に高電圧を供給する駆
動電源(HVP)と接地電極415との間に設けられた
光導電体416を有するインク記録ヘッド401におい
て、前記インク噴出口410に達するまで油性インク4
18を充満し、前記記録電極414と対向電極402間
に画像画素に対応した電圧パルスを印加することによ
り、前記油性インク418を噴射・飛翔させ、記録紙4
05上に付着・浸透させることにより所望の出力印字あ
るいは画像を得ていた。特に、ここに示す従来例では、
記録電極414と接地電極415とを光導電体416を
介して接続することにより、当該光導電体416に画像
画素信号に対応した光を照射すれば高耐圧駆動集積回路
などを用いなくても容易に前記記録電極414と対向電
極402間に画像画素に対応した電圧パルスを発生させ
ることができるようになっている。また、この例では前
記画像画素に対応した光は、原稿419からの光をセル
フォックレンズ420によって集光することができる光
信号照射手段404によって容易に得られる。なお、こ
の従来例では、少なくとも記録電極414は記録画像画
素に対応して分割形成されていることは言うまでもな
い。
加速型インクジェット記録装置[上原勤:「静電加速型
インクジェット記録装置」、特開平2−72960]で
は、図5に示すように、スリット状に形成されたインク
噴出口410と、当該インク噴出口410を形成する上
板412及び基板411と、当該基板411上に記録画
素単位に配置された記録電極414と、当該インク噴出
口410に対向して配置された対向電極402と、当該
対向電極402に沿って移動する記録紙405と、当該
記録電極414の選択された電極に高電圧を供給する駆
動電源(HVP)と接地電極415との間に設けられた
光導電体416を有するインク記録ヘッド401におい
て、前記インク噴出口410に達するまで油性インク4
18を充満し、前記記録電極414と対向電極402間
に画像画素に対応した電圧パルスを印加することによ
り、前記油性インク418を噴射・飛翔させ、記録紙4
05上に付着・浸透させることにより所望の出力印字あ
るいは画像を得ていた。特に、ここに示す従来例では、
記録電極414と接地電極415とを光導電体416を
介して接続することにより、当該光導電体416に画像
画素信号に対応した光を照射すれば高耐圧駆動集積回路
などを用いなくても容易に前記記録電極414と対向電
極402間に画像画素に対応した電圧パルスを発生させ
ることができるようになっている。また、この例では前
記画像画素に対応した光は、原稿419からの光をセル
フォックレンズ420によって集光することができる光
信号照射手段404によって容易に得られる。なお、こ
の従来例では、少なくとも記録電極414は記録画像画
素に対応して分割形成されていることは言うまでもな
い。
【0003】このような従来の静電加速型インクジェッ
ト記録装置(以下、スリットジェット方式と呼ぶ)は、
インクジェット記録に用いるノズルの代わりに細長いス
リット状の前記インク噴出口410に置き換えることに
よりノズルによる解像度の制約を受けないとともに、前
記インク噴出口410のクリーニングを容易にすること
ができる。
ト記録装置(以下、スリットジェット方式と呼ぶ)は、
インクジェット記録に用いるノズルの代わりに細長いス
リット状の前記インク噴出口410に置き換えることに
よりノズルによる解像度の制約を受けないとともに、前
記インク噴出口410のクリーニングを容易にすること
ができる。
【0004】さらにはスリットジェット方式は、前記イ
ンク噴出口410を複数個使用し、各インク噴出口41
0内に異なる色の前記インク418を注入することによ
りカラー出力印字を容易に得ることが可能である。
ンク噴出口410を複数個使用し、各インク噴出口41
0内に異なる色の前記インク418を注入することによ
りカラー出力印字を容易に得ることが可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のインクジェット
記録方式においては、下記の課題があった。 (1)インク噴出のためにノズルを使用するため解像度
を向上させることが難しい。 (2)インクジェット記録方式をコンティニュアンス型
とオンデマンド型に分けるとすると、コンティニュアン
ス型は記録速度は高速だが不要インクの回収等のために
装置を簡略化するのが難しく、オンデマンド型は装置構
成は簡略化されているが記録速度を高速化することが難
しい。
記録方式においては、下記の課題があった。 (1)インク噴出のためにノズルを使用するため解像度
を向上させることが難しい。 (2)インクジェット記録方式をコンティニュアンス型
とオンデマンド型に分けるとすると、コンティニュアン
ス型は記録速度は高速だが不要インクの回収等のために
装置を簡略化するのが難しく、オンデマンド型は装置構
成は簡略化されているが記録速度を高速化することが難
しい。
【0006】上記のインクジェット記録方式の課題を解
決するためのスリットジェット方式においては、下記の
課題があった。 (1) 記録画素単位に対応する記録電極を配置してイ
ンクを飛躍させるために、解像度を向上させることが難
しい。 (2) 記録電極に高電圧を印加する際に、選択され
た記録電極と非選択の記録電極が隣接したとき両電極間
で放電現象が生じるため、インク特性の最適化および印
加電圧とそのタイミングを制御することが難しい。 (3) 記録電極がインクと接触している上に高電圧
を印加するために、記録電極の劣化が大きい。
決するためのスリットジェット方式においては、下記の
課題があった。 (1) 記録画素単位に対応する記録電極を配置してイ
ンクを飛躍させるために、解像度を向上させることが難
しい。 (2) 記録電極に高電圧を印加する際に、選択され
た記録電極と非選択の記録電極が隣接したとき両電極間
で放電現象が生じるため、インク特性の最適化および印
加電圧とそのタイミングを制御することが難しい。 (3) 記録電極がインクと接触している上に高電圧
を印加するために、記録電極の劣化が大きい。
【0007】そこで本発明においては、高精細で高品質
な印字が高速に行われ、かつ、非接触にて記録媒体の形
状を選ばない出力印字が可能な記録ヘッドを提供するこ
とを課題としている。
な印字が高速に行われ、かつ、非接触にて記録媒体の形
状を選ばない出力印字が可能な記録ヘッドを提供するこ
とを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明の記録ヘッドは、電荷供給源であるソー
ス電極とインクとの間に設けられた光導電体を光学的に
スイッチングすることにより前記ソース電極からインク
に電荷を供給し、当該電荷を供給されたインクを所定の
部位より静電気力により分離飛翔させる記録ヘッドであ
って、少なくとも前記ソース電極と前記インクに電荷を
供給する部位とが光導電体を介してインク飛翔方向に対
して垂直な方向に所定の距離だけ分離して形成されてい
ると同時に、少なくとも前記インクに電荷を供給する部
位と、前記電荷を供給されたインクが分離飛翔する部位
とが前記インク飛翔方向に対して垂直な方向に所定の距
離だけ分離して形成される構成とした。具体的には、基
板と、ソース電極と、該ソース電極に接して形成された
光導電体と、該光導電体上にインクを供給するインク供
給路と、前記光導電体上に形成されたインク室と、対向
電極と、当該対向電極と前記インク室との間に所定の層
厚を有する空気層と、前記ソース電極と前記対向電極間
に電圧を印加する電源と、所望の画像画素に対応する光
を前記光導電体に照射する光照射手段とを少なくとも有
する記録ヘッドであって、前記インク室は前記ソース電
極と所定の距離を隔てた間隙を有して形成されたインク
飛翔部を有しており、前記対向電極は当該インク飛翔部
に近接して対向配置され、前記画像画素に対応する光の
照射部分が前記ソース電極とインク飛翔部との間に設け
られた所定の間隙の少なくとも一部または全部を包含し
てた構成の記録ヘッドとすることにより、上記問題点を
解決した。
めに、この発明の記録ヘッドは、電荷供給源であるソー
ス電極とインクとの間に設けられた光導電体を光学的に
スイッチングすることにより前記ソース電極からインク
に電荷を供給し、当該電荷を供給されたインクを所定の
部位より静電気力により分離飛翔させる記録ヘッドであ
って、少なくとも前記ソース電極と前記インクに電荷を
供給する部位とが光導電体を介してインク飛翔方向に対
して垂直な方向に所定の距離だけ分離して形成されてい
ると同時に、少なくとも前記インクに電荷を供給する部
位と、前記電荷を供給されたインクが分離飛翔する部位
とが前記インク飛翔方向に対して垂直な方向に所定の距
離だけ分離して形成される構成とした。具体的には、基
板と、ソース電極と、該ソース電極に接して形成された
光導電体と、該光導電体上にインクを供給するインク供
給路と、前記光導電体上に形成されたインク室と、対向
電極と、当該対向電極と前記インク室との間に所定の層
厚を有する空気層と、前記ソース電極と前記対向電極間
に電圧を印加する電源と、所望の画像画素に対応する光
を前記光導電体に照射する光照射手段とを少なくとも有
する記録ヘッドであって、前記インク室は前記ソース電
極と所定の距離を隔てた間隙を有して形成されたインク
飛翔部を有しており、前記対向電極は当該インク飛翔部
に近接して対向配置され、前記画像画素に対応する光の
照射部分が前記ソース電極とインク飛翔部との間に設け
られた所定の間隙の少なくとも一部または全部を包含し
てた構成の記録ヘッドとすることにより、上記問題点を
解決した。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図4
を用いて説明する。図4は、本発明の記録ヘッドにおけ
る基本的な構成と各構成部の働きを模式的に表した説明
図であり、1は基板、2は光導電体、3はソース電極、
4は絶縁膜、5はインク室、6は対向電極、7は光照射
手段、8は駆動電源、9は被記録媒体、11はインク噴
出部、12は天板、13は書込み光エネルギー、14は
電界である。まず、本発明の記録ヘッドの基本構成につ
いて説明する。図4に示す本発明の記録ヘッドの基本構
成においては、ガラスや透明なプラスティックなどから
なる基板1の上に、光導電体2が形成されている。ま
た、当該光導電体2の上にはアルミニウム、クロム、あ
るいは金などの金属材料や、ITO( Indium−
Tin−Oxicide)などの金属酸化物導電膜や、
導電性高分子材料などからなるソース電極3が形成され
ている。基本的には、基板1上にソース電極3を形成し
た後、光導電体2を形成してもよいことは言うまでもな
い。次に、当該ソース電極3の上にはその端点Aを完全
に被うように絶縁膜4が形成されている。なお、図4に
おいては、絶縁膜4はソース電極4の絶縁を行うと同時
に、インク室5をも形成するように作られている。この
絶縁膜4を構成する材料としては、アクリル系樹脂、ポ
リイミド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ゴム系樹脂など
の高分子材料や、二酸化珪素、窒化珪素などの絶縁材料
を用いて構成することができる。さらに、当該絶縁膜4
上にはスリット状の開口を有する天板12が接合されて
いる。このとき、天板12に形成されているスリット状
の開口は前記インク室5に対応して形成されている。ま
た、当該天板は、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、
ポリエチレン系樹脂などの高分子材料や、ガラスやセラ
ミックなどの絶縁材料を用いて構成することができる。
また、インク室5は前記スリット状の開口にインクを供
給する流路とインク噴出口11とからなり、インクは外
部からのインク供給手段を通してインク室5に供給され
る。光導電体2としては、プラズマCVDや反応性スパ
ッタなどによって成膜された水素化アモルファスシリコ
ン(以下、a-Si:Hと略す)のようなシリコン系光半導体
やCdSeやCdTeなどのカルコゲナイド系光半導体、あるい
は有機光半導体(以下、OPCと略す)を用いることが
できる。
を用いて説明する。図4は、本発明の記録ヘッドにおけ
る基本的な構成と各構成部の働きを模式的に表した説明
図であり、1は基板、2は光導電体、3はソース電極、
4は絶縁膜、5はインク室、6は対向電極、7は光照射
手段、8は駆動電源、9は被記録媒体、11はインク噴
出部、12は天板、13は書込み光エネルギー、14は
電界である。まず、本発明の記録ヘッドの基本構成につ
いて説明する。図4に示す本発明の記録ヘッドの基本構
成においては、ガラスや透明なプラスティックなどから
なる基板1の上に、光導電体2が形成されている。ま
た、当該光導電体2の上にはアルミニウム、クロム、あ
るいは金などの金属材料や、ITO( Indium−
Tin−Oxicide)などの金属酸化物導電膜や、
導電性高分子材料などからなるソース電極3が形成され
ている。基本的には、基板1上にソース電極3を形成し
た後、光導電体2を形成してもよいことは言うまでもな
い。次に、当該ソース電極3の上にはその端点Aを完全
に被うように絶縁膜4が形成されている。なお、図4に
おいては、絶縁膜4はソース電極4の絶縁を行うと同時
に、インク室5をも形成するように作られている。この
絶縁膜4を構成する材料としては、アクリル系樹脂、ポ
リイミド系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ゴム系樹脂など
の高分子材料や、二酸化珪素、窒化珪素などの絶縁材料
を用いて構成することができる。さらに、当該絶縁膜4
上にはスリット状の開口を有する天板12が接合されて
いる。このとき、天板12に形成されているスリット状
の開口は前記インク室5に対応して形成されている。ま
た、当該天板は、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、
ポリエチレン系樹脂などの高分子材料や、ガラスやセラ
ミックなどの絶縁材料を用いて構成することができる。
また、インク室5は前記スリット状の開口にインクを供
給する流路とインク噴出口11とからなり、インクは外
部からのインク供給手段を通してインク室5に供給され
る。光導電体2としては、プラズマCVDや反応性スパ
ッタなどによって成膜された水素化アモルファスシリコ
ン(以下、a-Si:Hと略す)のようなシリコン系光半導体
やCdSeやCdTeなどのカルコゲナイド系光半導体、あるい
は有機光半導体(以下、OPCと略す)を用いることが
できる。
【0010】また、本発明の記録ヘッドには、前記スリ
ット状の開口に対向して対向電極6が設けられており、
当該対向電極6と前記ソース電極3とは駆動電源8に電
気的に接続されている。図4に示す例では、ソース電極
3は接地されている。また、対向電極6とインク噴出口
11との間は空気層となっており、当該空気層とインク
噴出口11または天板12との間に被記録媒体を挿入す
ることにより、この被記録媒体に噴出したインクを付着
せしめて、所望の画像画素に対応するドットパターンを
記録する。
ット状の開口に対向して対向電極6が設けられており、
当該対向電極6と前記ソース電極3とは駆動電源8に電
気的に接続されている。図4に示す例では、ソース電極
3は接地されている。また、対向電極6とインク噴出口
11との間は空気層となっており、当該空気層とインク
噴出口11または天板12との間に被記録媒体を挿入す
ることにより、この被記録媒体に噴出したインクを付着
せしめて、所望の画像画素に対応するドットパターンを
記録する。
【0011】次に、本発明の記録ヘッドの動作について
簡単に説明する。駆動電源8によってソース電極3と対
向電極6との間に、1〜5kVのDC電圧を印加してお
く。このとき印加する電圧は記録ヘッドの構造や寸法、
あるいはインクの物性によって変化する。このとき、駆
動電源8から供給された電荷(この場合は、電子)は、
ソース電極3を伝導してその端部(図4に示すA部)に
至る。ソース電極3はアクリル高分子などからなる絶縁
膜で被覆されているために、その電荷は前記A部から光
導電体2を通り、絶縁膜4の端部C近傍からインク室5
を通ってインク噴出部11の表面に蓄積される。このと
き、外部からの光の照射がなければ、光導電体2の体積
抵抗は109〜1011Ωcm程度と大きいため、上記の
電荷の移動量は微少である。また、インク室5に充填さ
れているインクの体積抵抗は10 6〜109Ωcmであ
る。さらにまた、対向電極6とインク噴出部11までは
0.2〜1mmの空気層が存在しており、しかも印刷紙など
の被記録媒体も挿入されているために、この間の抵抗値
は他の構成部材の抵抗値に比べて著しく大きくなってい
る。従って、このとき駆動電源8によって印加されてい
るDC電圧の殆どは前記空気層に分圧されている。光導
電体2およびインク室5に分圧される駆動電圧の大きさ
は、光導電体2の膜厚や前記A部とC部との距離によっ
て異なるし、インク室5の幅や高さによっても異なる。
このような状態で、光照射手段7を用いて図4に示す光
導電体2のB部に書込み光エネルギー13を照射する
と、この光導電体2のB部の書込み光エネルギー13が
照射された部分だけ、体積抵抗値は光未照射時の体積抵
抗値の103〜105程度小さくなり、その結果、図4の
A部からB部そしてC部を通ってインク室5に注入され
る電荷量が増大する。注入された電荷は、対向電極6か
らの電界14によって吸引されインク噴出部11の表面
に蓄積される。蓄積された電荷は電界14によって対向
電極6側にインクとともに吸引され、その結果、インク
噴出部11の界面の曲率半径が大きくなりさらに電荷は
インク噴出部11の界面に集中されて対向電極6から大
きな吸引力を受ける。この過程が次々に継続してインク
は対向電極側に伸びていき、最後はインク噴出部11の
界面から分離し、対向電極6に向かって飛翔し、さらに
は被記録媒体9の表面に付着して固定される。この過程
は、光照射手段7からの書込み光エネルギー13の照射
が終了した後も、インクを飛翔させるのに充分な電荷が
注入されていれば、継続して生じる。
簡単に説明する。駆動電源8によってソース電極3と対
向電極6との間に、1〜5kVのDC電圧を印加してお
く。このとき印加する電圧は記録ヘッドの構造や寸法、
あるいはインクの物性によって変化する。このとき、駆
動電源8から供給された電荷(この場合は、電子)は、
ソース電極3を伝導してその端部(図4に示すA部)に
至る。ソース電極3はアクリル高分子などからなる絶縁
膜で被覆されているために、その電荷は前記A部から光
導電体2を通り、絶縁膜4の端部C近傍からインク室5
を通ってインク噴出部11の表面に蓄積される。このと
き、外部からの光の照射がなければ、光導電体2の体積
抵抗は109〜1011Ωcm程度と大きいため、上記の
電荷の移動量は微少である。また、インク室5に充填さ
れているインクの体積抵抗は10 6〜109Ωcmであ
る。さらにまた、対向電極6とインク噴出部11までは
0.2〜1mmの空気層が存在しており、しかも印刷紙など
の被記録媒体も挿入されているために、この間の抵抗値
は他の構成部材の抵抗値に比べて著しく大きくなってい
る。従って、このとき駆動電源8によって印加されてい
るDC電圧の殆どは前記空気層に分圧されている。光導
電体2およびインク室5に分圧される駆動電圧の大きさ
は、光導電体2の膜厚や前記A部とC部との距離によっ
て異なるし、インク室5の幅や高さによっても異なる。
このような状態で、光照射手段7を用いて図4に示す光
導電体2のB部に書込み光エネルギー13を照射する
と、この光導電体2のB部の書込み光エネルギー13が
照射された部分だけ、体積抵抗値は光未照射時の体積抵
抗値の103〜105程度小さくなり、その結果、図4の
A部からB部そしてC部を通ってインク室5に注入され
る電荷量が増大する。注入された電荷は、対向電極6か
らの電界14によって吸引されインク噴出部11の表面
に蓄積される。蓄積された電荷は電界14によって対向
電極6側にインクとともに吸引され、その結果、インク
噴出部11の界面の曲率半径が大きくなりさらに電荷は
インク噴出部11の界面に集中されて対向電極6から大
きな吸引力を受ける。この過程が次々に継続してインク
は対向電極側に伸びていき、最後はインク噴出部11の
界面から分離し、対向電極6に向かって飛翔し、さらに
は被記録媒体9の表面に付着して固定される。この過程
は、光照射手段7からの書込み光エネルギー13の照射
が終了した後も、インクを飛翔させるのに充分な電荷が
注入されていれば、継続して生じる。
【0012】このようにして、画像画素に対応する書込
み光エネルギー13を飛翔させたいドット径に対応した
ビーム径で次々に照射することにより所望の画像画素に
対応した量のインクを飛翔させて被記録媒体に付着し固
定することができる。本発明の記録ヘッドの特徴は、光
導電体2から直接インク室5に電荷を注入すると同時
に、電荷注入源であるソース電極3の端点(図4のA
部)と電荷注入部(図4のC部)とを光導電体2の膜面
内方向に所定の距離だけ隔てて配置してあることであ
る。一般に、電荷注入源であるソース電極3の端点と電
荷注入部とを光導電体2の膜面内方向に同一の位置に配
置すると、インク室5とソース電極3とを光導電体2で
隔離した構造となり、電荷の移動は光導電体の膜面に垂
直な方向で行うことになる。一方、ソース電極3と対向
電極6とは上記のように1〜5kVのDC電圧が印加さ
れているため、光導電体2には100から500V程度
の高電圧が印加することになる。従って、例えば、光導
電体2がa-Si:Hにて構成されているときは、その膜厚を
およそ20μm以上にしなければ適切な光スイッチング
機能を得られなくなってしまう。これは、光導電膜2と
してのa-Si:Hの製造時間が数時間から十数時間におよぶ
こととなり高価格化の原因となる。さらには、OPCな
どの薄膜光導電体は膜にピンホールが生じ易く、歩留ま
りを低下させる要因となっている。ところが、本発明に
示すように、光導電体2から直接インク室5に電荷を注
入すると同時に、電荷注入源であるソース電極3の端点
(図4のA部)と電荷注入部(図4のC部)とを光導電
体2の膜面内方向に所定の距離だけ隔てて配置すること
により、電荷の移動ルートは光導電体の膜面内になる。
従って、光導電体2の電荷注入点(図4のA点近傍)と
電荷排出点(図4のC点近傍)との距離を適切に設定し
てあげれば、それが実質的に光導電体2の膜厚と等価に
なる。
み光エネルギー13を飛翔させたいドット径に対応した
ビーム径で次々に照射することにより所望の画像画素に
対応した量のインクを飛翔させて被記録媒体に付着し固
定することができる。本発明の記録ヘッドの特徴は、光
導電体2から直接インク室5に電荷を注入すると同時
に、電荷注入源であるソース電極3の端点(図4のA
部)と電荷注入部(図4のC部)とを光導電体2の膜面
内方向に所定の距離だけ隔てて配置してあることであ
る。一般に、電荷注入源であるソース電極3の端点と電
荷注入部とを光導電体2の膜面内方向に同一の位置に配
置すると、インク室5とソース電極3とを光導電体2で
隔離した構造となり、電荷の移動は光導電体の膜面に垂
直な方向で行うことになる。一方、ソース電極3と対向
電極6とは上記のように1〜5kVのDC電圧が印加さ
れているため、光導電体2には100から500V程度
の高電圧が印加することになる。従って、例えば、光導
電体2がa-Si:Hにて構成されているときは、その膜厚を
およそ20μm以上にしなければ適切な光スイッチング
機能を得られなくなってしまう。これは、光導電膜2と
してのa-Si:Hの製造時間が数時間から十数時間におよぶ
こととなり高価格化の原因となる。さらには、OPCな
どの薄膜光導電体は膜にピンホールが生じ易く、歩留ま
りを低下させる要因となっている。ところが、本発明に
示すように、光導電体2から直接インク室5に電荷を注
入すると同時に、電荷注入源であるソース電極3の端点
(図4のA部)と電荷注入部(図4のC部)とを光導電
体2の膜面内方向に所定の距離だけ隔てて配置すること
により、電荷の移動ルートは光導電体の膜面内になる。
従って、光導電体2の電荷注入点(図4のA点近傍)と
電荷排出点(図4のC点近傍)との距離を適切に設定し
てあげれば、それが実質的に光導電体2の膜厚と等価に
なる。
【0013】例えば、光導電体2としてa-Si:Hを用いる
場合は、電荷注入点と電荷排出点との距離を20〜50
μmにすることによって、実質的に膜厚20〜50μm
のa-Si:Hを成膜したのと同じ効果を得ることができる。
もちろん、この時照射される書込み光エネルギー13
は、電荷注入点から電荷排出点までの前面に渡って照射
されなければならない。さらにこのとき、光導電体2に
分圧される駆動電圧の大きさは、電荷注入点から電荷排
出点までの距離ばかりでなく、この光導電体2の膜厚に
も依存する。すなわち、光導電体2の膜厚を薄くすれば
するぼど、膜抵抗は大きくなり、それだけ大きな電圧範
囲に渡る電荷のスイッチングを行うことができるのであ
る。さらには、光導電体内にピンホールが発生したとし
ても、光スイッチングに大きな影響を生じないことも言
うまでもない。従って、本発明の記録ヘッドは薄い膜厚
の光導電体を用いることによって、容易に光スイッチン
グ機能が得られるために、安価で高歩留まりの記録ヘッ
ドとすることができるという利点を有している。
場合は、電荷注入点と電荷排出点との距離を20〜50
μmにすることによって、実質的に膜厚20〜50μm
のa-Si:Hを成膜したのと同じ効果を得ることができる。
もちろん、この時照射される書込み光エネルギー13
は、電荷注入点から電荷排出点までの前面に渡って照射
されなければならない。さらにこのとき、光導電体2に
分圧される駆動電圧の大きさは、電荷注入点から電荷排
出点までの距離ばかりでなく、この光導電体2の膜厚に
も依存する。すなわち、光導電体2の膜厚を薄くすれば
するぼど、膜抵抗は大きくなり、それだけ大きな電圧範
囲に渡る電荷のスイッチングを行うことができるのであ
る。さらには、光導電体内にピンホールが発生したとし
ても、光スイッチングに大きな影響を生じないことも言
うまでもない。従って、本発明の記録ヘッドは薄い膜厚
の光導電体を用いることによって、容易に光スイッチン
グ機能が得られるために、安価で高歩留まりの記録ヘッ
ドとすることができるという利点を有している。
【0014】次に、光導電体2としてOPCを用いる場
合について説明する。この場合、特に注意をしなければ
ならないのは、電荷発生層と電荷輸送層とを分離して構
成している積層型のOPCを用いる場合である。この場
合は、図4で説明すれば、光導電体2におけるソース電
極3に接する部分にだけ電荷発生層を形成するのが好ま
しい。これは、ソース電極3が基板側に形成されている
場合も同じである。なぜならば、一般に、OPCの電荷
発生層の導電率は暗時においても比較的大きいため、イ
ンク室5に至るまで全面に電荷発生層を形成すると、電
荷注入点と電荷排出点との距離を100μmを超えて形
成しなければならないために、実用的な書込み光エネル
ギー照射ができなくなるからである。
合について説明する。この場合、特に注意をしなければ
ならないのは、電荷発生層と電荷輸送層とを分離して構
成している積層型のOPCを用いる場合である。この場
合は、図4で説明すれば、光導電体2におけるソース電
極3に接する部分にだけ電荷発生層を形成するのが好ま
しい。これは、ソース電極3が基板側に形成されている
場合も同じである。なぜならば、一般に、OPCの電荷
発生層の導電率は暗時においても比較的大きいため、イ
ンク室5に至るまで全面に電荷発生層を形成すると、電
荷注入点と電荷排出点との距離を100μmを超えて形
成しなければならないために、実用的な書込み光エネル
ギー照射ができなくなるからである。
【0015】もちろん、光導電体2としてはBi12SiO20
結晶(以下、BSO結晶と略す)などを用いれば、上記の
ような問題の発生もなく、またこの光導電体自身を基板
として用いることもできるが、使用する駆動電圧が著し
く高くなり、素材自身も高価であるという問題が生じて
くることは言うまでもない。
結晶(以下、BSO結晶と略す)などを用いれば、上記の
ような問題の発生もなく、またこの光導電体自身を基板
として用いることもできるが、使用する駆動電圧が著し
く高くなり、素材自身も高価であるという問題が生じて
くることは言うまでもない。
【0016】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。 (実施例1)図1は本発明の記録ヘッドの第1の構成の
1実施例を示す説明図であり、1は基板、2は光導電
体、3はソース電極、4は絶縁膜、5はインク室、6は
対向電極、7は光照射手段、8は駆動電源、9は被記録
媒体、10は書込み光、11はインク噴出部である。図
1においては、ソース電極3と対向電極6との間に駆動
電源8を用いて高電圧を印加した状態にしておき、基板
1側から光照射手段7を用いて光導電体2のソース電極
3とインク室5の中間部分に書込み光10を照射する。
その結果、照射領域の光導電体2は抵抗値が低下し、そ
の照射領域に光電流が流れる。そのとき、光導電体2の
照射領域は対向電極6とソース電極3とが通電された状
態となり、インク室5内に電荷が注入され、インクはク
ーロン力を受けてインク噴出部11から対向電極6側に
向けて飛翔して被記録媒体9に付着・固定される。
る。 (実施例1)図1は本発明の記録ヘッドの第1の構成の
1実施例を示す説明図であり、1は基板、2は光導電
体、3はソース電極、4は絶縁膜、5はインク室、6は
対向電極、7は光照射手段、8は駆動電源、9は被記録
媒体、10は書込み光、11はインク噴出部である。図
1においては、ソース電極3と対向電極6との間に駆動
電源8を用いて高電圧を印加した状態にしておき、基板
1側から光照射手段7を用いて光導電体2のソース電極
3とインク室5の中間部分に書込み光10を照射する。
その結果、照射領域の光導電体2は抵抗値が低下し、そ
の照射領域に光電流が流れる。そのとき、光導電体2の
照射領域は対向電極6とソース電極3とが通電された状
態となり、インク室5内に電荷が注入され、インクはク
ーロン力を受けてインク噴出部11から対向電極6側に
向けて飛翔して被記録媒体9に付着・固定される。
【0017】本実施例では、ソース電極3の上に構成し
た絶縁膜4そのものがインク室5を形成し、その表面張
力でインクを保持する構成となっている。すなわち、イ
ンクは図示していない外部のインク供給手段から供給さ
れて、表面張力によってインク室5を伝わり当該インク
室5を充填する。図1には明確に表現されていないが、
このインク室5は紙面に垂直な方向に直線状に形成され
ている。この構造は、記録ヘッドの保持姿勢によりイン
ク室5に充填されるインクの充填具合が変化してその飛
翔特性が影響を受けるが、極めて簡単な構造であること
が特長である。
た絶縁膜4そのものがインク室5を形成し、その表面張
力でインクを保持する構成となっている。すなわち、イ
ンクは図示していない外部のインク供給手段から供給さ
れて、表面張力によってインク室5を伝わり当該インク
室5を充填する。図1には明確に表現されていないが、
このインク室5は紙面に垂直な方向に直線状に形成され
ている。この構造は、記録ヘッドの保持姿勢によりイン
ク室5に充填されるインクの充填具合が変化してその飛
翔特性が影響を受けるが、極めて簡単な構造であること
が特長である。
【0018】絶縁膜4は、10〜50μm程度の厚膜状
の形成する必要がある。本実施例では光反応性アクリル
系樹脂をスピンコートで塗布後、所定の形状パターンに
対応する露光マスクを用いて露光・現像することにより
作製した。もちろん、この絶縁膜4としては、他の樹脂
材料を印刷したり、真空蒸着やスパッタなどの物理的気
相蒸着法で二酸化珪素や窒化珪素などの絶縁材料を成膜
した後レジストを用いて所定の形状に作り上げてもよい
ことは言うまでもない。
の形成する必要がある。本実施例では光反応性アクリル
系樹脂をスピンコートで塗布後、所定の形状パターンに
対応する露光マスクを用いて露光・現像することにより
作製した。もちろん、この絶縁膜4としては、他の樹脂
材料を印刷したり、真空蒸着やスパッタなどの物理的気
相蒸着法で二酸化珪素や窒化珪素などの絶縁材料を成膜
した後レジストを用いて所定の形状に作り上げてもよい
ことは言うまでもない。
【0019】本発明の光導電体2としては、Se系、C
dS系、ZnO系、BSO(Bi12SiO20)光導電性単
結晶材料などの無機光導電体またはi型、pi型、pi
n型などのa-Si:H、またはCTL/CGL、CTL/C
GGなどの積層型有機光導電体を用いることができる。
光導電体2としては、光導電性が重要で有り、光減衰に
よる表面電位の電位差が大きいものを用いるのが良い。
前記無機光導電体、有機光導電体の暗抵抗としては10
11〜1014Ω・cmであり、光導電体2に光照射するこ
とによって108〜1011Ω・cmに抵抗値が低下する
ことにより照射領域に光電流が流れる状態になる。ま
た、前記光導電体2の膜厚に関しては20〜50μmが
好ましく、10μm以下とするのがより好ましい。電気
的特性としては、暗時の抵抗値が大きく、高感度であ
り、光応答性が速いことが要求されるが、前記の光導電
体により可能である。
dS系、ZnO系、BSO(Bi12SiO20)光導電性単
結晶材料などの無機光導電体またはi型、pi型、pi
n型などのa-Si:H、またはCTL/CGL、CTL/C
GGなどの積層型有機光導電体を用いることができる。
光導電体2としては、光導電性が重要で有り、光減衰に
よる表面電位の電位差が大きいものを用いるのが良い。
前記無機光導電体、有機光導電体の暗抵抗としては10
11〜1014Ω・cmであり、光導電体2に光照射するこ
とによって108〜1011Ω・cmに抵抗値が低下する
ことにより照射領域に光電流が流れる状態になる。ま
た、前記光導電体2の膜厚に関しては20〜50μmが
好ましく、10μm以下とするのがより好ましい。電気
的特性としては、暗時の抵抗値が大きく、高感度であ
り、光応答性が速いことが要求されるが、前記の光導電
体により可能である。
【0020】さらに光導電体2としてa-Si:Hを使用した
場合、暗抵抗としては、109〜1011Ω・cmであ
り、当該光導電体2に光照射することによって104〜
106Ω・cmにまで抵抗値を低下させることが可能と
なり、表面電位差を大きく確保することが可能である。
また、前記光導電体2の膜厚としては薄くなればなるほ
ど、または電荷注入点から電荷排出点までの距離が長く
なればなるほど暗抵抗値が増すことは言うまでもない。
本実施例では、1〜10μmのa-Si:Hを用いたが、好ま
しくは5μm程度以下とするのが適切である。
場合、暗抵抗としては、109〜1011Ω・cmであ
り、当該光導電体2に光照射することによって104〜
106Ω・cmにまで抵抗値を低下させることが可能と
なり、表面電位差を大きく確保することが可能である。
また、前記光導電体2の膜厚としては薄くなればなるほ
ど、または電荷注入点から電荷排出点までの距離が長く
なればなるほど暗抵抗値が増すことは言うまでもない。
本実施例では、1〜10μmのa-Si:Hを用いたが、好ま
しくは5μm程度以下とするのが適切である。
【0021】また、暗抵抗値を高くすると同時に膜面方
向に電荷の広がりを最小源に抑えて高い解像度を持った
インクの飛躍を実現するためには、不純物元素を除去し
たi型の水素アモルファスシリコンを用いることが好ま
しい。本発明の光照射手段7としては半導体レーザやH
eNeレーザなどのガスレーザあるいは波長変換のYA
Gレーザなどの固体レーザを使用することができる。前
記光導電体2上の所望の画像画素に対応する位置に、当
該光照射手段7から書込み光10を矢印方向に照射す
る。前記光導電体2上では、照射された所望の画像画素
領域のみ抵抗値が低下することとなる。また、レーザ光
の発振波長と前記光導電体2のその発振波長に対する感
度係数とを整合させることにより光感度を向上させるこ
とができる。また、書込み光10は、半導体レーザ等の
レーザ発振装置から照射されたレーザ光を当該光照射手
段7で光学レンズ等により照射光強度や結像光スポット
形状等の最適化が行われるとともに、ポリゴンミラー等
から構成されるレーザ光走査機構から作り出すことがで
きる。本発明の記録ヘッドでは、前記光照射手段7から
レーザ光を照射するため、非接触でかつ高速に、所望の
画像画素に対応した位置の前記光導電体2に画像画素を
形成することができる。本実施例では光照射手段7の発
光源としては上記に説明したものに限定されるものでな
く、半導体レーザアレイまたはLEDアレイまたはハロ
ゲンランプ等を発光源として十分に使用できる。また、
前記レーザ走査光学系の代わりに機械的手段や液晶など
の電気光学的手段を用いた光シャッタアレイを用いても
良いことは言うまでもない。
向に電荷の広がりを最小源に抑えて高い解像度を持った
インクの飛躍を実現するためには、不純物元素を除去し
たi型の水素アモルファスシリコンを用いることが好ま
しい。本発明の光照射手段7としては半導体レーザやH
eNeレーザなどのガスレーザあるいは波長変換のYA
Gレーザなどの固体レーザを使用することができる。前
記光導電体2上の所望の画像画素に対応する位置に、当
該光照射手段7から書込み光10を矢印方向に照射す
る。前記光導電体2上では、照射された所望の画像画素
領域のみ抵抗値が低下することとなる。また、レーザ光
の発振波長と前記光導電体2のその発振波長に対する感
度係数とを整合させることにより光感度を向上させるこ
とができる。また、書込み光10は、半導体レーザ等の
レーザ発振装置から照射されたレーザ光を当該光照射手
段7で光学レンズ等により照射光強度や結像光スポット
形状等の最適化が行われるとともに、ポリゴンミラー等
から構成されるレーザ光走査機構から作り出すことがで
きる。本発明の記録ヘッドでは、前記光照射手段7から
レーザ光を照射するため、非接触でかつ高速に、所望の
画像画素に対応した位置の前記光導電体2に画像画素を
形成することができる。本実施例では光照射手段7の発
光源としては上記に説明したものに限定されるものでな
く、半導体レーザアレイまたはLEDアレイまたはハロ
ゲンランプ等を発光源として十分に使用できる。また、
前記レーザ走査光学系の代わりに機械的手段や液晶など
の電気光学的手段を用いた光シャッタアレイを用いても
良いことは言うまでもない。
【0022】本実施例では、前記光導電体2上に書込み
光を照射することによりインク室5に電荷を注入させる
が、この電荷の注入量は、上記光照射手段7によって照
射される書込み光10のスポット径及び照射光強度及び
照射パルス幅によって決定される。レーザスポット径が
大きい程前記光導電体2の照射領域が大きくなり、注入
量が増える。また照射光強度を増やすことにより前記光
導電体2の書込み光照射領域の抵抗値が大きく低下し、
光電流が流れ易くなる。従って、前記インク室5に注入
される電荷量も増加する。これは照射パルス幅を可変し
た場合も同様である。本発明の記録ヘッドでは、前記イ
ンク室5に注入される電荷量をコントロールすることに
よりインク飛翔量をコントロールすることができるた
め、従来の記録ヘッドを用いた場合に比べて、被記録媒
体9により高い画質の印字記録が可能となる。
光を照射することによりインク室5に電荷を注入させる
が、この電荷の注入量は、上記光照射手段7によって照
射される書込み光10のスポット径及び照射光強度及び
照射パルス幅によって決定される。レーザスポット径が
大きい程前記光導電体2の照射領域が大きくなり、注入
量が増える。また照射光強度を増やすことにより前記光
導電体2の書込み光照射領域の抵抗値が大きく低下し、
光電流が流れ易くなる。従って、前記インク室5に注入
される電荷量も増加する。これは照射パルス幅を可変し
た場合も同様である。本発明の記録ヘッドでは、前記イ
ンク室5に注入される電荷量をコントロールすることに
よりインク飛翔量をコントロールすることができるた
め、従来の記録ヘッドを用いた場合に比べて、被記録媒
体9により高い画質の印字記録が可能となる。
【0023】本発明のソース電極3としては、ITO
(Indium-Tin-Oxicide)、導電性高分子材料、アルミニ
ウムや銅、クロムなどの金属薄膜、さらにまたZnOま
たはSnO2またはこれらの化合物が使用できる。また
本発明の対向電極6としては、アルミニウム、銅、金な
どの導電性の良い金属材料や、絶縁性基材の上にこれら
金属材料のコーティングが施されたものなどが使用でき
る。
(Indium-Tin-Oxicide)、導電性高分子材料、アルミニ
ウムや銅、クロムなどの金属薄膜、さらにまたZnOま
たはSnO2またはこれらの化合物が使用できる。また
本発明の対向電極6としては、アルミニウム、銅、金な
どの導電性の良い金属材料や、絶縁性基材の上にこれら
金属材料のコーティングが施されたものなどが使用でき
る。
【0024】本発明のソース電極3と対向電極6間に印
加する電源電圧値としては、1〜5KVとなった。この値
は、前記インク室5に充填されるインクの導電率や粘度
あるいは表面張力と、前記光導電体2に用いる材料、あ
るいは前記絶縁膜4の膜厚や材料によって変化する。こ
の駆動電源8の極性は、正・負を逆にしても原理的には
影響はないことは言うまでもないが、多くのインクは負
極に帯電しやすいために、前記対向電極6側を正極とす
ることが好ましい。
加する電源電圧値としては、1〜5KVとなった。この値
は、前記インク室5に充填されるインクの導電率や粘度
あるいは表面張力と、前記光導電体2に用いる材料、あ
るいは前記絶縁膜4の膜厚や材料によって変化する。こ
の駆動電源8の極性は、正・負を逆にしても原理的には
影響はないことは言うまでもないが、多くのインクは負
極に帯電しやすいために、前記対向電極6側を正極とす
ることが好ましい。
【0025】本発明の記録ヘッドに用いるインクの物性
の内、特にインク飛翔に影響するものとしては、表面張
力、粘度、導電率とが挙げられる。表面張力と前記イン
ク噴出口11との間隔の最大値(以下最大記録間隔と呼
ぶ)は、導電率と粘度を一定と考えた場合、表面張力が
20〜50dyn/cmの範囲では表面張力の減少に従
って広くなる。よって、表面張力が小さい程、インク噴
出過程における抵抗力が小さくなり、弱い電界でもイン
ク噴出が可能なため、最大記録間隔を大きくすることが
できる。表面張力は一般に水性インクの方が高く純水で
72.8dyn/cm(20℃)であるが、有機溶剤は
20dyn/cmから35dyn/cmであるから、本
発明に用いるインクとしては、有機溶剤に染料を溶解し
たインクを用いることが望ましい。また、上記インクに
界面活性剤としてアニオン界面活性剤、カチオン界面活
性剤、非イオン界面活性剤などを溶解して表面張力を減
少させることにより前記最大記録間隔を増加させること
も可能である。
の内、特にインク飛翔に影響するものとしては、表面張
力、粘度、導電率とが挙げられる。表面張力と前記イン
ク噴出口11との間隔の最大値(以下最大記録間隔と呼
ぶ)は、導電率と粘度を一定と考えた場合、表面張力が
20〜50dyn/cmの範囲では表面張力の減少に従
って広くなる。よって、表面張力が小さい程、インク噴
出過程における抵抗力が小さくなり、弱い電界でもイン
ク噴出が可能なため、最大記録間隔を大きくすることが
できる。表面張力は一般に水性インクの方が高く純水で
72.8dyn/cm(20℃)であるが、有機溶剤は
20dyn/cmから35dyn/cmであるから、本
発明に用いるインクとしては、有機溶剤に染料を溶解し
たインクを用いることが望ましい。また、上記インクに
界面活性剤としてアニオン界面活性剤、カチオン界面活
性剤、非イオン界面活性剤などを溶解して表面張力を減
少させることにより前記最大記録間隔を増加させること
も可能である。
【0026】前記インク溶剤の粘度は広い範囲にて選択
できるが、粘度が低い溶剤は揮発性が高いため、インク
の保存性が悪くなる。そこで、インクの保存性を確保す
るために沸点が200℃以上である範囲の溶剤を選択す
る。粘度と最大記録間隔との関係は、表面張力と導電率
を一定と考えた場合、最大記録間隔は粘度の減少ととも
に増加する。よって、表面張力の場合と同様に粘度の低
いときはインク噴出過程における抵抗力が小さくなり最
大記録間隔を大きくすることができる。
できるが、粘度が低い溶剤は揮発性が高いため、インク
の保存性が悪くなる。そこで、インクの保存性を確保す
るために沸点が200℃以上である範囲の溶剤を選択す
る。粘度と最大記録間隔との関係は、表面張力と導電率
を一定と考えた場合、最大記録間隔は粘度の減少ととも
に増加する。よって、表面張力の場合と同様に粘度の低
いときはインク噴出過程における抵抗力が小さくなり最
大記録間隔を大きくすることができる。
【0027】インクがインク噴出口11から飛翔するた
めには、前記光導電体2からインク室5に電荷の注入
し、さらにその電荷をインク噴出口11まで移動させる
ことが必要である。従って、本発明の記録ヘッドに用い
るインクの導電率は低いことが望ましいが、この導電率
が低過ぎる場合には当該インクに注入された電荷がイン
ク噴出口11に形成されるインクメニスカス先端に到達
する前に、前記インク室5内で電荷が拡散されてしまう
ためにインク噴出は生じなくなる。よって、本発明のイ
ンク導電率の適切な範囲としては2×10-9S/cm以
下にすることが好ましい。
めには、前記光導電体2からインク室5に電荷の注入
し、さらにその電荷をインク噴出口11まで移動させる
ことが必要である。従って、本発明の記録ヘッドに用い
るインクの導電率は低いことが望ましいが、この導電率
が低過ぎる場合には当該インクに注入された電荷がイン
ク噴出口11に形成されるインクメニスカス先端に到達
する前に、前記インク室5内で電荷が拡散されてしまう
ためにインク噴出は生じなくなる。よって、本発明のイ
ンク導電率の適切な範囲としては2×10-9S/cm以
下にすることが好ましい。
【0028】なお、上記のインク物性の設定値に関して
は、前記光照射手段7の光源条件および前記ソース電極
3と対向電極6間に印加する電圧値、光導電体2への電
荷注入部とインク室5への電荷排出部との距離、光導電
体の膜厚、および前記最大電極間距離、絶縁膜4の膜厚
等にインク飛躍の可否が依存されるため、最適な表面張
力、粘度、導電率等の特性範囲は必ずしも上記値に限定
されないことは言うまでもない。
は、前記光照射手段7の光源条件および前記ソース電極
3と対向電極6間に印加する電圧値、光導電体2への電
荷注入部とインク室5への電荷排出部との距離、光導電
体の膜厚、および前記最大電極間距離、絶縁膜4の膜厚
等にインク飛躍の可否が依存されるため、最適な表面張
力、粘度、導電率等の特性範囲は必ずしも上記値に限定
されないことは言うまでもない。
【0029】また、前記対向電極6と前記インク噴出部
11との間に図面では省略されている紙送り手段から被
記録媒体9を挿入することにより、飛翔したインクは前
記被記録媒体9に付着して浸透するので、所望の印字あ
るいは画像が前記被記録媒体9上に得られることとな
る。この時、前記被記録媒体9上に転写された画像画素
のドットサイズは、前記被記録媒体9と記録ヘッド間の
距離また前記ソース電極3と対向電極6間に印加する電
圧値および飛翔したインクの量によって決定される。飛
翔したインクの量に関しては、前記光照射手段7から前
記光導電体2に与えられる書込み光エネルギー量にて制
御することができる。前記被記録媒体9とインク噴出部
11との間の距離に関しては、短すぎると前記被記録媒
体9の挿入方法あるいはそのシワなどによってインクに
接触する可能性が生じ、長すぎると前記飛翔したインク
が重力のため降下してしまい所望の位置に画像画素を形
成することが困難になる。
11との間に図面では省略されている紙送り手段から被
記録媒体9を挿入することにより、飛翔したインクは前
記被記録媒体9に付着して浸透するので、所望の印字あ
るいは画像が前記被記録媒体9上に得られることとな
る。この時、前記被記録媒体9上に転写された画像画素
のドットサイズは、前記被記録媒体9と記録ヘッド間の
距離また前記ソース電極3と対向電極6間に印加する電
圧値および飛翔したインクの量によって決定される。飛
翔したインクの量に関しては、前記光照射手段7から前
記光導電体2に与えられる書込み光エネルギー量にて制
御することができる。前記被記録媒体9とインク噴出部
11との間の距離に関しては、短すぎると前記被記録媒
体9の挿入方法あるいはそのシワなどによってインクに
接触する可能性が生じ、長すぎると前記飛翔したインク
が重力のため降下してしまい所望の位置に画像画素を形
成することが困難になる。
【0030】従って本実施例の前記被記録媒体9とイン
ク噴出部11との間の距離は0.2〜1mm程度が好ま
しく、望まれる距離としては、0.5mm程度とするの
が良い。以上説明したようにして本実施例に示した記録
ヘッドを用いることにより、ドット変調可能な画像画素
に対応する印字が可能となった。
ク噴出部11との間の距離は0.2〜1mm程度が好ま
しく、望まれる距離としては、0.5mm程度とするの
が良い。以上説明したようにして本実施例に示した記録
ヘッドを用いることにより、ドット変調可能な画像画素
に対応する印字が可能となった。
【0031】(実施例2)図3は本発明の記録ヘッドの
第2の構成の1実施例を示す説明図である。図3におい
て、図1と同様の機能を有する構成要素には同一の番号
を付してその説明を省略する。図3に示す実施例が、図
1に示す実施例と異なっている点は、インク室5を形成
するための絶縁膜4がソース電極3と光導電体2の面内
で対向して形成されている点である。このような構成を
とっても、インクは図示していない外部のインク供給手
段から供給されて、図1に示した実施例と同様に、表面
張力によってインク室5を伝わり当該インク室5を充填
する。図1同様に、明確に表現されていないが、このイ
ンク室5は紙面に垂直な方向に直線状に形成されてい
る。この構造は、記録ヘッドの保持姿勢によりインク室
5に充填されるインクの充填具合が変化してその飛翔特
性が影響を受けるが、極めて簡単な構造であることが特
長である。本実施例でも、インク室5の形成に影響を与
えない範囲でソース電極3状に保護膜を目的とした絶縁
膜を形成してもよいことは言うまでもない。
第2の構成の1実施例を示す説明図である。図3におい
て、図1と同様の機能を有する構成要素には同一の番号
を付してその説明を省略する。図3に示す実施例が、図
1に示す実施例と異なっている点は、インク室5を形成
するための絶縁膜4がソース電極3と光導電体2の面内
で対向して形成されている点である。このような構成を
とっても、インクは図示していない外部のインク供給手
段から供給されて、図1に示した実施例と同様に、表面
張力によってインク室5を伝わり当該インク室5を充填
する。図1同様に、明確に表現されていないが、このイ
ンク室5は紙面に垂直な方向に直線状に形成されてい
る。この構造は、記録ヘッドの保持姿勢によりインク室
5に充填されるインクの充填具合が変化してその飛翔特
性が影響を受けるが、極めて簡単な構造であることが特
長である。本実施例でも、インク室5の形成に影響を与
えない範囲でソース電極3状に保護膜を目的とした絶縁
膜を形成してもよいことは言うまでもない。
【0032】実施例1に示した記録ヘッド同様、本実施
例に示した記録ヘッドを用いることにより、ドット変調
可能な画像画素に対応する印字が可能となった。 (実施例3)図2は本発明の記録ヘッドの第3の構成の
1実施例を示す説明図であり、12は天板である。な
お、図2において、図1と同様の機能を有する構成要素
には同一の番号を付してその説明を省略した。図2の構
成が図1の構成と異なっている点は、インク噴出部11
に対応したスリット状の開口(以下、これをスリットと
呼ぶ)を持った天板が絶縁膜4に支持されて配置されて
いる点である。このような構成にすることによって、実
施例1および2で指摘した本発明の記録ヘッドのインク
室5のインク状態は、本記録ヘッドの姿勢位置によって
より影響を受け難くなると同時に、インク噴出部11へ
の電荷集中効率を著しく向上させることができる。図2
においても実施例1と同様に、ソース電極3と対向電極
6との間に駆動電源8を用いて高電圧を印加した状態に
しておき、基板1側から光照射手段7を用いて光導電体
2に書込み光10を照射する。その結果、照射領域の光
導電体2は抵抗値が低下し、その照射領域に光電流が流
れる。そのとき、光導電体2の照射領域は対向電極6と
ソース電極3とが通電された状態となり、インク室5内
に電荷が注入され、インクはクーロン力を受けてインク
噴出部11から対向電極6側に向けて飛翔して被記録媒
体9に付着・固定される。このとき、前記天板12に設
けられたスリットの幅は、インク噴出口におけるインク
静圧の最大値を決定し、静圧を受けたインクはインク噴
出口11に半月状の突面、すなわちメニスカスを形成し
インク供給量を決定する。さらに、前記スリット幅が小
さい程インクメニスカスの曲率を小さくすることが可能
となり、前記インクを噴出させるクーロン力を大きくで
きるため、前記スリット幅が小さい程記録特性は向上す
る。よって、前記天板12に設けられたスリットの幅と
しては、前記インクの供給に支障をきたさない50〜1
00μm程度が好ましい。また、前記天板12にインク
が流出した場合、当該流出したインクが前記対向電極6
側に向かって飛翔してしまい所望の画像画素の継続が難
しい。したがって前記天板12の材質としては、本発明
の記録ヘッドに用いるインクに対する接触角が大きくか
つ絶縁性のよい材質を用いる必要がある。従って、天板
12としては、ポリイミド樹脂やフッ素樹脂等を用いた
り、ガラスやセラミックスなどの絶縁材料で作製された
天板12の表面をシランカップリング剤などを用いて処
理する事により接触角を確保することによって、適切な
インクの静圧であれば上記の不安定現象を解除した。さ
らにまた、天板12を用いることにより前記インクの飛
翔方向が管理され、前記インク噴出部11と対向電極6
との間の距離に対するインク噴出量・速度が安定し、さ
らに前記インクメニスカスの曲線を管理する事により、
インクの集中効率が高まりインクを飛翔させるのに要す
るエネルギーを減少させることができた。
例に示した記録ヘッドを用いることにより、ドット変調
可能な画像画素に対応する印字が可能となった。 (実施例3)図2は本発明の記録ヘッドの第3の構成の
1実施例を示す説明図であり、12は天板である。な
お、図2において、図1と同様の機能を有する構成要素
には同一の番号を付してその説明を省略した。図2の構
成が図1の構成と異なっている点は、インク噴出部11
に対応したスリット状の開口(以下、これをスリットと
呼ぶ)を持った天板が絶縁膜4に支持されて配置されて
いる点である。このような構成にすることによって、実
施例1および2で指摘した本発明の記録ヘッドのインク
室5のインク状態は、本記録ヘッドの姿勢位置によって
より影響を受け難くなると同時に、インク噴出部11へ
の電荷集中効率を著しく向上させることができる。図2
においても実施例1と同様に、ソース電極3と対向電極
6との間に駆動電源8を用いて高電圧を印加した状態に
しておき、基板1側から光照射手段7を用いて光導電体
2に書込み光10を照射する。その結果、照射領域の光
導電体2は抵抗値が低下し、その照射領域に光電流が流
れる。そのとき、光導電体2の照射領域は対向電極6と
ソース電極3とが通電された状態となり、インク室5内
に電荷が注入され、インクはクーロン力を受けてインク
噴出部11から対向電極6側に向けて飛翔して被記録媒
体9に付着・固定される。このとき、前記天板12に設
けられたスリットの幅は、インク噴出口におけるインク
静圧の最大値を決定し、静圧を受けたインクはインク噴
出口11に半月状の突面、すなわちメニスカスを形成し
インク供給量を決定する。さらに、前記スリット幅が小
さい程インクメニスカスの曲率を小さくすることが可能
となり、前記インクを噴出させるクーロン力を大きくで
きるため、前記スリット幅が小さい程記録特性は向上す
る。よって、前記天板12に設けられたスリットの幅と
しては、前記インクの供給に支障をきたさない50〜1
00μm程度が好ましい。また、前記天板12にインク
が流出した場合、当該流出したインクが前記対向電極6
側に向かって飛翔してしまい所望の画像画素の継続が難
しい。したがって前記天板12の材質としては、本発明
の記録ヘッドに用いるインクに対する接触角が大きくか
つ絶縁性のよい材質を用いる必要がある。従って、天板
12としては、ポリイミド樹脂やフッ素樹脂等を用いた
り、ガラスやセラミックスなどの絶縁材料で作製された
天板12の表面をシランカップリング剤などを用いて処
理する事により接触角を確保することによって、適切な
インクの静圧であれば上記の不安定現象を解除した。さ
らにまた、天板12を用いることにより前記インクの飛
翔方向が管理され、前記インク噴出部11と対向電極6
との間の距離に対するインク噴出量・速度が安定し、さ
らに前記インクメニスカスの曲線を管理する事により、
インクの集中効率が高まりインクを飛翔させるのに要す
るエネルギーを減少させることができた。
【0033】(実施例4)図6は、本発明の記録ヘッド
の構成の内ソース電極の形状の1実施例を示す説明図で
ある。図6(a)、(b)は各々ソース電極3の電荷注
入部端面が直線状の場合の本発明の記録ヘッドの構成を
示す平面図と側面断面図である。また、図6(c)、
(d)は各々ソース電極3の電荷注入部端面が凹凸状の
場合の本発明の記録ヘッドの構成を示す平面図と側面断
面図である。なお、図6に示す本発明の記録ヘッドは図
2に示す本発明の記録ヘッドと基本的に同一であるた
め、図2と同様の機能を有する構成要素には同一の番号
を付してその説明を省略した。図6(a)、(b)に示
すようにソース電極3の電荷注入部端面を直線状とする
ことにより、画像画素に対応する形状の書込み光を照射
する位置がスリットの長手方向のどの位置になっても光
導電体2に一様な電荷注入を行うことができる。また、
図6(c)、(d)に示すように、ソース電極3の電荷
注入部端面が凹凸状とすることによって、インク飛翔に
より小さな駆動電圧を用いることができるようになる。
しかしながら、この凹凸のピッチが書込み光のビーム径
に比べて大きい場合は、そのビームの照射位置によって
光導電体2への電荷注入量が変化する。従ってこの場
合、安定したインク飛翔を得るためには書込み光照射位
置がソース電極3の電荷注入部端面の凹凸の山または谷
に対応して正確に照射する必要がある。通常は、ソース
電極3の電荷注入部端面の凹凸のピッチが書込み光のビ
ーム径に対して充分小さくなるようにすることにより、
このような問題点を回避することができる。
の構成の内ソース電極の形状の1実施例を示す説明図で
ある。図6(a)、(b)は各々ソース電極3の電荷注
入部端面が直線状の場合の本発明の記録ヘッドの構成を
示す平面図と側面断面図である。また、図6(c)、
(d)は各々ソース電極3の電荷注入部端面が凹凸状の
場合の本発明の記録ヘッドの構成を示す平面図と側面断
面図である。なお、図6に示す本発明の記録ヘッドは図
2に示す本発明の記録ヘッドと基本的に同一であるた
め、図2と同様の機能を有する構成要素には同一の番号
を付してその説明を省略した。図6(a)、(b)に示
すようにソース電極3の電荷注入部端面を直線状とする
ことにより、画像画素に対応する形状の書込み光を照射
する位置がスリットの長手方向のどの位置になっても光
導電体2に一様な電荷注入を行うことができる。また、
図6(c)、(d)に示すように、ソース電極3の電荷
注入部端面が凹凸状とすることによって、インク飛翔に
より小さな駆動電圧を用いることができるようになる。
しかしながら、この凹凸のピッチが書込み光のビーム径
に比べて大きい場合は、そのビームの照射位置によって
光導電体2への電荷注入量が変化する。従ってこの場
合、安定したインク飛翔を得るためには書込み光照射位
置がソース電極3の電荷注入部端面の凹凸の山または谷
に対応して正確に照射する必要がある。通常は、ソース
電極3の電荷注入部端面の凹凸のピッチが書込み光のビ
ーム径に対して充分小さくなるようにすることにより、
このような問題点を回避することができる。
【0034】(実施例5)図7は本発明の記録ヘッドに
おけるソース電極の電荷注入端面の形状について別の1
実施例を示す説明図である。図7(a)はソース電極3
の電荷注入部端面が直線状に開口された穴形状の場合の
本発明の記録ヘッドの構成を示す平面図であり、図7
(b)はソース電極3の電荷注入部端面が直線状に配列
された複数の穴からなる場合の本発明の記録ヘッドの構
成を示す平面図と側面断面図であり、図7(c)は図7
(a)および(b)に示す本発明の記録ヘッドの共通の
断面図である。なお、図7に示す本発明の記録ヘッドは
図2に示す本発明の記録ヘッドと基本的に同一であるた
め、図2と同様の機能を有する構成要素には同一の番号
を付してその説明を省略した。図7(a)および(b)
に示す本発明の記録ヘッドはいずれもソース電極がスリ
ットの長手方向に渡って開口した形状になっており、書
込み光はこの開口の両端にかかるように照射される。こ
のように書込み光を照射することによって、インク室5
への電荷注入領域は対称となり、その結果インク噴出口
11には対称的に電荷が集中するため安定したインクの
飛翔が得られるようになる。さらには、ソース電極3か
ら光導電体2への電荷注入領域および光導電体2からイ
ンク室5への電荷排出領域を広げることができ効率の良
い電荷の授受が可能となる。
おけるソース電極の電荷注入端面の形状について別の1
実施例を示す説明図である。図7(a)はソース電極3
の電荷注入部端面が直線状に開口された穴形状の場合の
本発明の記録ヘッドの構成を示す平面図であり、図7
(b)はソース電極3の電荷注入部端面が直線状に配列
された複数の穴からなる場合の本発明の記録ヘッドの構
成を示す平面図と側面断面図であり、図7(c)は図7
(a)および(b)に示す本発明の記録ヘッドの共通の
断面図である。なお、図7に示す本発明の記録ヘッドは
図2に示す本発明の記録ヘッドと基本的に同一であるた
め、図2と同様の機能を有する構成要素には同一の番号
を付してその説明を省略した。図7(a)および(b)
に示す本発明の記録ヘッドはいずれもソース電極がスリ
ットの長手方向に渡って開口した形状になっており、書
込み光はこの開口の両端にかかるように照射される。こ
のように書込み光を照射することによって、インク室5
への電荷注入領域は対称となり、その結果インク噴出口
11には対称的に電荷が集中するため安定したインクの
飛翔が得られるようになる。さらには、ソース電極3か
ら光導電体2への電荷注入領域および光導電体2からイ
ンク室5への電荷排出領域を広げることができ効率の良
い電荷の授受が可能となる。
【0035】まず、図7(a)に示す構成について説明
する。図7(a)に示す本発明の記録ヘッドの実施例に
おいては、ガラスからなる基板1の上の光導電体2上の
ソース電極3にスリット状の開口が開けられており、そ
の形状は直線状である。さらにその上にアクリル樹脂を
主体とする絶縁膜4が被服形成されており、ソース電極
3が直接インクに接触しないように構成されている。さ
らに絶縁膜4の上にはポリイミドからなるスリットが設
けられた天板12が接合されている。この構造において
はソース電極3は絶縁膜4によって被服されているため
に上記に説明した駆動電源からの電荷は直接インクに注
入されず、ソース電極3の端面から光導電体2に注入さ
れた後、光導電膜2からインク室5に注入される。この
ソース電極3の端面からインク室5と絶縁膜4との境界
にいたる距離は20〜50μmである。また、天板12
に設けられたスリットの幅は50〜100μm、絶縁膜
4のスリット状開口の幅は60〜150μm、ソース電
極3のスリット状開口の幅は100〜250μmとし
た。このような構造にすることにより、インク室5に注
入される電荷は偏りなく注入されるため、安定したイン
ク飛翔を実現することができた。なおこのとき、ソース
電極3に設けられたスリット状開口は電気的な接続が保
証される限り、穴形状である必要はなく、凹状に片側が
開いていてもよいことは言うまでもない。
する。図7(a)に示す本発明の記録ヘッドの実施例に
おいては、ガラスからなる基板1の上の光導電体2上の
ソース電極3にスリット状の開口が開けられており、そ
の形状は直線状である。さらにその上にアクリル樹脂を
主体とする絶縁膜4が被服形成されており、ソース電極
3が直接インクに接触しないように構成されている。さ
らに絶縁膜4の上にはポリイミドからなるスリットが設
けられた天板12が接合されている。この構造において
はソース電極3は絶縁膜4によって被服されているため
に上記に説明した駆動電源からの電荷は直接インクに注
入されず、ソース電極3の端面から光導電体2に注入さ
れた後、光導電膜2からインク室5に注入される。この
ソース電極3の端面からインク室5と絶縁膜4との境界
にいたる距離は20〜50μmである。また、天板12
に設けられたスリットの幅は50〜100μm、絶縁膜
4のスリット状開口の幅は60〜150μm、ソース電
極3のスリット状開口の幅は100〜250μmとし
た。このような構造にすることにより、インク室5に注
入される電荷は偏りなく注入されるため、安定したイン
ク飛翔を実現することができた。なおこのとき、ソース
電極3に設けられたスリット状開口は電気的な接続が保
証される限り、穴形状である必要はなく、凹状に片側が
開いていてもよいことは言うまでもない。
【0036】次に、図7(b)に示す本発明の記録ヘッ
ドについて説明する。図7(b)においては、ソース電
極3に円形の穴が直線状に整列して開口されており、図
7(a)に示す実施例同様、ガラスからなる基板1の上
の光導電体2上のソース電極3に円形状の開口が並べて
開けられており、その配列は直線状である。さらにその
上にゴム系樹脂を主体とする絶縁膜4が被服形成されて
おり、ソース電極2が直接インクに接触しないように構
成されている。さらに絶縁膜4の上には厚み100μm
のセラミックガラスからなるスリットが設けられた天板
12が接合されている。このセラミックガラスへのスリ
ットの形成は通常の露光エッチング工程により形成した
ものである。この構造においてはソース電極3は絶縁膜
4によって被服されているために上記に説明した駆動電
源からの電荷は直接インクに注入されず、ソース電極3
の端面から光導電体2に注入された後、光導電膜2から
インク室5に注入される。このソース電極3の端面から
インク室5と絶縁膜4との境界にいたる距離は20〜5
0μmである。また、天板12に設けられたスリットの
幅は50〜100μm、絶縁膜4の円形開口の直径は6
0〜150μm、ソース電極3の円形開口の直径は10
0〜250μmとした。このような構造にすることによ
り、インク室5に注入される電荷は図7(a)に示した
実施例よりもさらに偏りなく注入されるため、より安定
したインク飛翔を実現することができた。ただし、本実
施例では、書込み光のスポット中心を正確に各構成要素
の円形開口の中心に合わせないと、インクの飛翔にむら
ができるため、本発明の記録ヘッドと書込み光照射手段
からの光ビームスポットの合わせ調整を極めて厳密に行
わなければならない。
ドについて説明する。図7(b)においては、ソース電
極3に円形の穴が直線状に整列して開口されており、図
7(a)に示す実施例同様、ガラスからなる基板1の上
の光導電体2上のソース電極3に円形状の開口が並べて
開けられており、その配列は直線状である。さらにその
上にゴム系樹脂を主体とする絶縁膜4が被服形成されて
おり、ソース電極2が直接インクに接触しないように構
成されている。さらに絶縁膜4の上には厚み100μm
のセラミックガラスからなるスリットが設けられた天板
12が接合されている。このセラミックガラスへのスリ
ットの形成は通常の露光エッチング工程により形成した
ものである。この構造においてはソース電極3は絶縁膜
4によって被服されているために上記に説明した駆動電
源からの電荷は直接インクに注入されず、ソース電極3
の端面から光導電体2に注入された後、光導電膜2から
インク室5に注入される。このソース電極3の端面から
インク室5と絶縁膜4との境界にいたる距離は20〜5
0μmである。また、天板12に設けられたスリットの
幅は50〜100μm、絶縁膜4の円形開口の直径は6
0〜150μm、ソース電極3の円形開口の直径は10
0〜250μmとした。このような構造にすることによ
り、インク室5に注入される電荷は図7(a)に示した
実施例よりもさらに偏りなく注入されるため、より安定
したインク飛翔を実現することができた。ただし、本実
施例では、書込み光のスポット中心を正確に各構成要素
の円形開口の中心に合わせないと、インクの飛翔にむら
ができるため、本発明の記録ヘッドと書込み光照射手段
からの光ビームスポットの合わせ調整を極めて厳密に行
わなければならない。
【0037】(実施例6)次に本発明の記録ヘッドを用
いてカラーインクを記録紙に転写する場合について説明
する。この場合、前記被記録媒体の印字幅に対応したラ
イン形状の記録ヘッドを4個垂直に重ねて構成し、個々
の記録ヘッドには上部からイエロー(Y)、マゼンタ
(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のインクが供
給されるようにインク供給手段を設定する。以下では、
イエローインクが供給される記録ヘッドをイエローイン
ク記録ヘッド、マゼンタインクが供給される記録ヘッド
をマゼンタインク記録ヘッド、シアンインクが供給され
る記録ヘッドをシアンインク記録ヘッド、ブラックイン
クが供給される記録ヘッドをブラックインク記録ヘッド
と呼ぶことにする。なお、対向電極としては前記4個の
記録ヘッド各々に対して重ねて配置してもよいし、1個
の大面積の対向電極を4個の記録ヘッドに共通させても
ちいてもよい。記録手順としては、個々のソース電極3
と対向電極6間に、駆動電源を用いて高電圧を印加させ
た状態にして、イエローインク記録ヘッドの前記ソース
電極3側から前記光照射手段7を用いて前記光導電体2
に書込み光10を照射することにより照射領域の光導電
体2は抵抗値が低下し、上記に説明した動作原理に従っ
て被記録媒体9にイエローインクが付着・浸透する。こ
の動作を本発明の記録ヘッドのスリット方向に1画素ず
つ書込み光をシフトしながら繰り返す。このようにし
て、所望の画像画素情報を持ったイエローインクが一ラ
イン分だけ被記録媒体9上に形成される。次に、被記録
媒体送り手段によって被記録媒体9を1画素分だけ進
め、マゼンタインク記録ヘッドにて前記記録手順により
所望の画像画素情報を持ったマゼンタインクが1ライン
分だけ、前記イエローインク記録ヘッドによって記録さ
れたイエローインクと重ねて、被記録媒体9上に得られ
る。もちろんこのとき、イエローインク記録ヘッドは次
のイエロー画素情報を1ライン分だけ被記録媒体9上の
次のラインに印刷していることは言うまでもない。次
に、再び被記録媒体送り手段によって被記録媒体9を1
画素分だけ進め、シアンインク記録ヘッドを用いて前記
記録手順により所望の画像画素情報を持ったシアンイン
クが1ライン分だけ、前記イエローインク記録ヘッドに
よって記録されたイエローインクおよび前記マゼンタイ
ンク記録ヘッドによって記録されたマゼンタインクと重
ねて、被記録媒体9上に得られる。さらにこのとき、イ
エローインク記録ヘッドは次のイエロー画素情報を1ラ
イン分だけ被記録媒体9上の次のラインに印刷してお
り、マゼンタインク記録ヘッドは次のマゼンタ画素情報
を1ライン分だけ被記録媒体9上の次のラインに印刷し
ていることは言うまでもない。次に、被記録媒体記録手
段によって再び被記録媒体9を1画素分だけ進め、ブラ
ックインク記録ヘッドを用いて前記記録手順に従って所
望の画像画素情報を持ったブラックインクが1ライン分
だけ、前記イエローインク記録ヘッドによって記録され
たイエローインクおよび前記マゼンタインク記録ヘッド
によって記録されたマゼンタインクおよび前記シアンイ
ンク記録ヘッドによって記録されたシアンインクと重ね
て、前記被記録媒体9上に得られる。もちろんこのと
き、イエローインク記録ヘッドは次のイエロー画素情報
を1ライン分だけ被記録媒体9上の次のラインに印刷し
ており、マゼンタインク記録ヘッドは次のマゼンタ画素
情報を1ライン分だけ被記録媒体9上の次のラインに印
刷しており、シアンインク記録ヘッドは次のシアン画素
情報を1ライン分だけ被記録媒体9上の次のラインに印
刷していることは言うまでもない。このような過程を次
々と繰り返して、一画像分の所望のカラー画像画素が前
記被記録媒体9上に得られることとなる。
いてカラーインクを記録紙に転写する場合について説明
する。この場合、前記被記録媒体の印字幅に対応したラ
イン形状の記録ヘッドを4個垂直に重ねて構成し、個々
の記録ヘッドには上部からイエロー(Y)、マゼンタ
(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のインクが供
給されるようにインク供給手段を設定する。以下では、
イエローインクが供給される記録ヘッドをイエローイン
ク記録ヘッド、マゼンタインクが供給される記録ヘッド
をマゼンタインク記録ヘッド、シアンインクが供給され
る記録ヘッドをシアンインク記録ヘッド、ブラックイン
クが供給される記録ヘッドをブラックインク記録ヘッド
と呼ぶことにする。なお、対向電極としては前記4個の
記録ヘッド各々に対して重ねて配置してもよいし、1個
の大面積の対向電極を4個の記録ヘッドに共通させても
ちいてもよい。記録手順としては、個々のソース電極3
と対向電極6間に、駆動電源を用いて高電圧を印加させ
た状態にして、イエローインク記録ヘッドの前記ソース
電極3側から前記光照射手段7を用いて前記光導電体2
に書込み光10を照射することにより照射領域の光導電
体2は抵抗値が低下し、上記に説明した動作原理に従っ
て被記録媒体9にイエローインクが付着・浸透する。こ
の動作を本発明の記録ヘッドのスリット方向に1画素ず
つ書込み光をシフトしながら繰り返す。このようにし
て、所望の画像画素情報を持ったイエローインクが一ラ
イン分だけ被記録媒体9上に形成される。次に、被記録
媒体送り手段によって被記録媒体9を1画素分だけ進
め、マゼンタインク記録ヘッドにて前記記録手順により
所望の画像画素情報を持ったマゼンタインクが1ライン
分だけ、前記イエローインク記録ヘッドによって記録さ
れたイエローインクと重ねて、被記録媒体9上に得られ
る。もちろんこのとき、イエローインク記録ヘッドは次
のイエロー画素情報を1ライン分だけ被記録媒体9上の
次のラインに印刷していることは言うまでもない。次
に、再び被記録媒体送り手段によって被記録媒体9を1
画素分だけ進め、シアンインク記録ヘッドを用いて前記
記録手順により所望の画像画素情報を持ったシアンイン
クが1ライン分だけ、前記イエローインク記録ヘッドに
よって記録されたイエローインクおよび前記マゼンタイ
ンク記録ヘッドによって記録されたマゼンタインクと重
ねて、被記録媒体9上に得られる。さらにこのとき、イ
エローインク記録ヘッドは次のイエロー画素情報を1ラ
イン分だけ被記録媒体9上の次のラインに印刷してお
り、マゼンタインク記録ヘッドは次のマゼンタ画素情報
を1ライン分だけ被記録媒体9上の次のラインに印刷し
ていることは言うまでもない。次に、被記録媒体記録手
段によって再び被記録媒体9を1画素分だけ進め、ブラ
ックインク記録ヘッドを用いて前記記録手順に従って所
望の画像画素情報を持ったブラックインクが1ライン分
だけ、前記イエローインク記録ヘッドによって記録され
たイエローインクおよび前記マゼンタインク記録ヘッド
によって記録されたマゼンタインクおよび前記シアンイ
ンク記録ヘッドによって記録されたシアンインクと重ね
て、前記被記録媒体9上に得られる。もちろんこのと
き、イエローインク記録ヘッドは次のイエロー画素情報
を1ライン分だけ被記録媒体9上の次のラインに印刷し
ており、マゼンタインク記録ヘッドは次のマゼンタ画素
情報を1ライン分だけ被記録媒体9上の次のラインに印
刷しており、シアンインク記録ヘッドは次のシアン画素
情報を1ライン分だけ被記録媒体9上の次のラインに印
刷していることは言うまでもない。このような過程を次
々と繰り返して、一画像分の所望のカラー画像画素が前
記被記録媒体9上に得られることとなる。
【0038】本実施例では、インクの種類が4種類であ
るが、前記記録ヘッド数を増やし個々に多色のインクを
供給することにより印字色に制限が無いフルカラーな高
精細出力印字や画像を得ることも可能である。
るが、前記記録ヘッド数を増やし個々に多色のインクを
供給することにより印字色に制限が無いフルカラーな高
精細出力印字や画像を得ることも可能である。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明の記録ヘッド
は、電荷供給源であるソース電極とインクとの間に設け
られた光導電体を光学的にスイッチングすることにより
ソース電極からインクに電荷を供給し、当該電荷を供給
されたインクを所定の部位より静電気力により分離飛翔
させる記録ヘッドであって、少なくとも前記ソース電極
と前記インクに電荷を供給する部位とが光導電体を介し
て所定の距離だけ分離して形成されていると同時に、少
なくとも前記インクに電荷を供給する部位と、前記電荷
を供給されたインクが分離飛翔する部位とが前記インク
飛翔方向に対して垂直な方向に所定の距離だけ分離して
形成される構成とした。具体的には、基板と、ソース電
極と、該ソース電極に接して形成された光導電体と、該
光導電体上にインクを供給するインク供給路と、前記光
導電体上に形成されたインク室と、対向電極と、当該対
向電極と前記インク室との間に所定の層厚を有する空気
層と、前記ソース電極と前記対向電極間に電圧を印加す
る電源と、所望の画像画素に対応する光を前記光導電体
に照射する光照射手段とを少なくとも有する記録ヘッド
であって、前記インク室は前記ソース電極と所定の距離
を隔てた間隙を有して形成されたインク飛翔部を有して
おり、前記対向電極は当該インク飛翔部に近接して対向
配置され、前記画像画素に対応する光の照射部分が前記
ソース電極とインク飛翔部との間に設けられた所定の間
隙の少なくとも一部または全部を包含してた構成の記録
ヘッドとした。このことにより、以下の効果がある。
は、電荷供給源であるソース電極とインクとの間に設け
られた光導電体を光学的にスイッチングすることにより
ソース電極からインクに電荷を供給し、当該電荷を供給
されたインクを所定の部位より静電気力により分離飛翔
させる記録ヘッドであって、少なくとも前記ソース電極
と前記インクに電荷を供給する部位とが光導電体を介し
て所定の距離だけ分離して形成されていると同時に、少
なくとも前記インクに電荷を供給する部位と、前記電荷
を供給されたインクが分離飛翔する部位とが前記インク
飛翔方向に対して垂直な方向に所定の距離だけ分離して
形成される構成とした。具体的には、基板と、ソース電
極と、該ソース電極に接して形成された光導電体と、該
光導電体上にインクを供給するインク供給路と、前記光
導電体上に形成されたインク室と、対向電極と、当該対
向電極と前記インク室との間に所定の層厚を有する空気
層と、前記ソース電極と前記対向電極間に電圧を印加す
る電源と、所望の画像画素に対応する光を前記光導電体
に照射する光照射手段とを少なくとも有する記録ヘッド
であって、前記インク室は前記ソース電極と所定の距離
を隔てた間隙を有して形成されたインク飛翔部を有して
おり、前記対向電極は当該インク飛翔部に近接して対向
配置され、前記画像画素に対応する光の照射部分が前記
ソース電極とインク飛翔部との間に設けられた所定の間
隙の少なくとも一部または全部を包含してた構成の記録
ヘッドとした。このことにより、以下の効果がある。
【0040】(1) 光照射手段から光を光導電体上に
照射するので、記録プロセスが非接触でかつ高速に処理
される。 (2) インク内に注入する電荷量を光照射手段からの
書込み光エネルギーによって制御することができるた
め、インク飛翔速度を制御することができるとともに、
被記録媒体の材質が変わってもそれに合わせてインク量
を可変にすることができる。
照射するので、記録プロセスが非接触でかつ高速に処理
される。 (2) インク内に注入する電荷量を光照射手段からの
書込み光エネルギーによって制御することができるた
め、インク飛翔速度を制御することができるとともに、
被記録媒体の材質が変わってもそれに合わせてインク量
を可変にすることができる。
【0041】(3) 記録ヘッド内に画像画素ごとのノ
ズルを必要とせず、天板に形成されたスリット状の開口
という簡単な構造を用いるだけで高解像かつ低コストな
記録ヘッドを実現できる。また、このスリットを用いる
ことによりインク噴出後のクリーニングが容易に行え
る。
ズルを必要とせず、天板に形成されたスリット状の開口
という簡単な構造を用いるだけで高解像かつ低コストな
記録ヘッドを実現できる。また、このスリットを用いる
ことによりインク噴出後のクリーニングが容易に行え
る。
【0042】(4) 天板にスリットを設けることによ
りインクの飛翔方向を容易に管理することができ、対向
電極間の距離に対するインク噴出量および飛翔速度が安
定し、さらにインクメニスカスの曲線の管理が容易にな
り、インクの集中効率が高まりインクの飛躍に対するエ
ネルギーを減少させることができる。
りインクの飛翔方向を容易に管理することができ、対向
電極間の距離に対するインク噴出量および飛翔速度が安
定し、さらにインクメニスカスの曲線の管理が容易にな
り、インクの集中効率が高まりインクの飛躍に対するエ
ネルギーを減少させることができる。
【0043】(5) 色の異なるインクを各々供給する
ことができる記録ヘッドを垂直に重ねた構成にすること
により、複数の記録ヘッドが使用可能となり、印字色の
制限が無くフルカラーにて高精細な出力印字を得ること
ができる。 (6) 記録ヘッドがライン形状に構成されていること
により、印字可能範囲が記録紙に対応でき記録速度が大
幅短縮され高速印字が行える。
ことができる記録ヘッドを垂直に重ねた構成にすること
により、複数の記録ヘッドが使用可能となり、印字色の
制限が無くフルカラーにて高精細な出力印字を得ること
ができる。 (6) 記録ヘッドがライン形状に構成されていること
により、印字可能範囲が記録紙に対応でき記録速度が大
幅短縮され高速印字が行える。
【0044】(7) インクジェット方式と比べて、光
供給手段のスポット径にて解像度が制約できるため電子
写真並の高解像度化が行える。 (8) 電子写真方式と比べて、装置構成が簡略化にて
低コストである。
供給手段のスポット径にて解像度が制約できるため電子
写真並の高解像度化が行える。 (8) 電子写真方式と比べて、装置構成が簡略化にて
低コストである。
【図1】本発明の記録ヘッドの第1の構成の1実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図2】本発明の記録ヘッドの第3の構成の1実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図3】本発明の記録ヘッドの第2の構成の1実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図4】本発明の記録ヘッドにおける基本的な構成と各
構成部の働きを模式的に表した説明図である。
構成部の働きを模式的に表した説明図である。
【図5】従来のインクジェット記録における静電加速型
インクジェット記録装置の構成を示す断面図である。
インクジェット記録装置の構成を示す断面図である。
【図6】本発明の記録ヘッドの構成の内ソース電極の形
状の1実施例を示す説明図であり、(a)、(b)は各
々ソース電極3の電荷注入部端面が直線状の場合の本発
明の記録ヘッドの構成を示す平面図と側面断面図で、
(c)、(d)は各々ソース電極3の電荷注入部端面が
凹凸状の場合の本発明の記録ヘッドの構成を示す平面図
と側面断面図である。
状の1実施例を示す説明図であり、(a)、(b)は各
々ソース電極3の電荷注入部端面が直線状の場合の本発
明の記録ヘッドの構成を示す平面図と側面断面図で、
(c)、(d)は各々ソース電極3の電荷注入部端面が
凹凸状の場合の本発明の記録ヘッドの構成を示す平面図
と側面断面図である。
【図7】本発明の記録ヘッドにおけるソース電極の電荷
注入端面の形状について別の1実施例を示す説明図であ
り、(a)はソース電極3の電荷注入部端面が直線状に
開口された穴形状の場合の本発明の記録ヘッドの構成を
示す平面図で、(b)はソース電極3の電荷注入部端面
が直線状に配列された複数の穴からなる場合の本発明の
記録ヘッドの構成を示す平面図と側面断面図で、(c)
は(a)および(b)に示す本発明の記録ヘッドの共通
の断面図である。
注入端面の形状について別の1実施例を示す説明図であ
り、(a)はソース電極3の電荷注入部端面が直線状に
開口された穴形状の場合の本発明の記録ヘッドの構成を
示す平面図で、(b)はソース電極3の電荷注入部端面
が直線状に配列された複数の穴からなる場合の本発明の
記録ヘッドの構成を示す平面図と側面断面図で、(c)
は(a)および(b)に示す本発明の記録ヘッドの共通
の断面図である。
1 基板 2 光導電体 3 ソース電極 4 絶縁膜 5 インク室 6 対向電極 8 駆動電源 9 被記録媒体 10 書込み光 11 インク噴出部 12 天板 13 書込み光エネルギー 14 電界 401 インク記録ヘッド 402 対向電極 404 光信号照射手段 405 記録紙 410 インク噴出部 411 基板 412 上板 414 記録電極 415 接地電極 416 光導電体 418 油性インク 419 原稿 420 セルフォックレンズ
フロントページの続き (72)発明者 川口 幸治 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコー電子工業株式会社内 (72)発明者 大浜 聡 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコー電子工業株式会社内 (72)発明者 桑原 誠治 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコー電子工業株式会社内 (72)発明者 岡野 宏 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコー電子工業株式会社内
Claims (9)
- 【請求項1】 電荷供給源であるソース電極とインクと
の間に設けられた光導電体を光学的にスイッチングする
ことにより当該ソース電極から特定のインク部位に電荷
を供給し、当該電荷を供給されたインク部位を静電気力
により所定のインク部位から分離飛翔させる記録ヘッド
であって、 少なくとも前記ソース電極と前記インクに電荷を供給す
る部位とが前記光導電体を介してインク飛翔方向に対し
て垂直な方向に所定の距離だけ分離して形成されている
ことを特徴とする記録ヘッド。 - 【請求項2】 少なくとも前記インクに電荷を供給する
部位と、前記電荷を供給されたインクが分離飛翔する部
位とが、前記インク飛翔方向に対して垂直な方向に所定
の距離だけ分離して形成されていることを特徴とする請
求項1記載の記録ヘッド。 - 【請求項3】 基板と、ソース電極と、該ソース電極に
接して形成された光導電体と、該光導電体上にインクを
供給するインク供給路と、前記光導電体上に形成された
インク室と、対向電極と、前記ソース電極と前記対向電
極間に電圧を印加する電源と、所望の画像画素に対応す
る光を前記光導電体に照射する光照射手段とを少なくと
も有する記録ヘッドであって、 前記インク室は前記ソース電極と所定の距離を隔てた間
隙を有して形成されたインク飛翔部を有しており、 前記対向電極は当該インク飛翔部に近接して対向配置さ
れ、 前記画像画素に対応する光の照射部分が前記ソース電極
とインク飛翔部との間に設けられた所定の間隙の少なく
とも一部または全部を包含していることを特徴とする請
求項2記載の記録ヘッド。 - 【請求項4】 前記基板は透明基板であり、前記光照射
手段から照射される光は当該透明基板側から照射するよ
うに配置されていることを特徴とする請求項3記載の記
録ヘッド。 - 【請求項5】 少なくとも前記インク室とソース電極と
の間隙は絶縁膜にて保護されていることを特徴とする請
求項3ないし4いずれか記載の記録ヘッド。 - 【請求項6】 前記インク飛翔部に対応して形成された
スリット孔を有する天板が、前記光導電体との間に前記
インク室を挟持して前記絶縁膜またはソース電極に接合
されていることを特徴とする請求項3ないし5いずれか
記載の記録ヘッド。 - 【請求項7】 前記ソース電極の前記インク飛翔部に面
する端部が直線状に形成されている請求項3ないし6い
ずれか記載の記録ヘッド。 - 【請求項8】 前記ソース電極の前記インク飛翔部に面
する端部が櫛歯状に形成されている請求項3ないし6い
ずれか記載の記録ヘッド。 - 【請求項9】 前記ソース電極の前記インク飛翔部に面
する端部は当該ソース電極に開口された穴の端部より形
成されている請求項3ないし6いずれか記載の記録ヘッ
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34089596A JPH10175300A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34089596A JPH10175300A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10175300A true JPH10175300A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18341302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34089596A Pending JPH10175300A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10175300A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6241341B1 (en) * | 1998-10-16 | 2001-06-05 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Ink jet recording method |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34089596A patent/JPH10175300A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6241341B1 (en) * | 1998-10-16 | 2001-06-05 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Ink jet recording method |
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