JPS6287356A - マルチ素子インクジエツトプリンタ− - 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〕 この発明は、静電気力によってインク′滴を飛翔させる
方式のマルチ素子構成のインクジェットプリンターに関
する。

〔従来の技術〕

液状インク滴を記録信号にしたがって選択的に形成し飛
翔させるオンディマント型インクジェットプリンターは
、種々の構成のものが知られている。そして高速記録を
行うために記録素子を多数集合して構成したマルチ素子
ヘッドも公知である。

インク滴を飛翔させるためのエネルギー源としては、ピ
エゾ振動子の振動圧力１発熱体によるバブル形成圧力、
静電吸引力等を用いた例が知られており、特に静電吸引
力を用いた方式は高速応答性があり、しかも記録素子の
構成が比較的簡易であり、マルチ素子化に適しているも
のである。

第９図へ、■）及び第１０図（ハ）、（Ｂ）は、かかる
静電気力によって身ンク滴を選択的に飛翔させる方式の
マルチ素子構成のインクジェットプリンターの構成例を
示す図である。これらの図示例のプリンターは、第１回
ノンインパクトプリンティング技術シンポジウム論文集
第１１９頁〜第１２４頁及び同第１１３頁〜第１１８頁
に、それぞれ詳細に説明されているものであるが、その
記録原理は次の通りである。

第９図へ、田）は、スリット式と呼ばれる半導電性イン
クを用いたマルチ素子インクジェットプリンターの構成
例を示す図であり、第９図＾は上面図で、第９図田）は
側部断面図である。図において、３１はスリット式イン
クジェット記録ヘッドで、それぞれ記録信号を印加する
ためのマルチ電極３２ａ。

３２　ｂ　、　、、・・・・・３２　ｎと、該マルチ電
極３２ａ、３２ｂ。

・・・・・・３２ｎを支持している下板３３と、該下板
３３と所定間隔をおいて配置されている上板３４と、前
記上板３４と下板３３間に形成されているスリット３５
とで構成されている。そして半導電性インク３６がスリ
ット３５を満たして、該スリット３５の先端にインクメ
ニスカス３６ａを形成するように弱い正圧力が加えられ
ている。

３７は記録ヘッド３１に対して所定間隔をもって対向配
設した対向電極で、３８は該電極３７上に載置した記録
紙であり、３９は前記対向電極３７と前記マルチ電極３
２ａ、３２ｂ、・・・・・・・３２ｎ間に接続されてい
る記録信号源である。

そして、記録動作は対向電極３７とマルチ電極３２ａ、
３２ｂ、・・・・・・・３２ｎの選択されたものの間に
、パルス状の高電圧を印加して行われる。すなわちパル
ス状高電圧が印加されると選択されたマルチ電極の先端
からインクに所定極性の電荷が注入され、インクメニス
カス３６ａの先端部には強い電界の集中が生じて、クー
ロン力によりインクが選択的に記録紙３８に向けて飛翔
して記録が行われる。

第１０図Ｗ、（Ｂｌは、磁性液状インクを用いる記録ヘ
ッド４０を適用したインクジェットプリンターの構成例
を示しており、第１０国人は上面図で、第１０図（Ｂｌ
は側部断面図を示している。図において、４１ａ、４１
ｂ、・・・・・・・４１ｎは磁性材で作られたスタイラ
ス状の電極であり、４２はその支持台で４３はその押さ
え板である。４４はインクガイド板で、４５は前記押さ
え板４３とガイド板４４間に形成されたスリットである
。４６はインク層で、４７はスタイラス状電極４１ａ、
・・・・・・・４１ｎの先端に形成されたインク隆起部
である。４８は記録ヘッド４０に所定間隔を介して対向
配置されている対向電極で、４９は該対向電極４８上に
載置された記録紙であり、５０は対向電極４８とスタイ
ラス状電極４１ａ、・・・・・・・４１ｎ間に接続され
ている記録信号源である。

この第１０図へ、■）に示すインクジェットプリンター
では、スタイラス状電極４１ａ、・・・・・・・４１ｎ
の他端部に磁石（図示されていない）が配置されていて
、これによってスタイラス状電極４１ａ、・・・・・・
・４１ｎを磁化し、その先端に磁性インクの隆起部４７
を形成すると共に、消耗したインクの補充にも磁力の作
用を利用している。

インクの飛翔は選択されたスタイラス状電極と対向電極
間にパルス状の記録信号を印加して行うもので、この点
は、第９図＾、■）に示したものと同様である。この第
１０図（ハ）、　（Ｂ）に示したものはスタイラス状電
極４１ａ、４１ｂ、・・・・・・・４１ｎの先端に、イ
ンクの隆起部４７が形成されているから、より強い電界
の集中が生じ、インク飛翔に要する電圧は、第９図（ハ
）、　（Ｂｌに示した・ものより、やや低くすることが
可能となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、これらの静電式のマルチ素子インクジェット
プリンターにおいては、記録信号を印加したインク部分
に選択的に強い電界を集中させる点において不十分であ
り、したがってインク滴を安定に形成する電位領域が狭
く、またインク滴が隣接して形成され平行して飛翔する
場合に、相互の反発力で記録位置がずれたり、あるいは
先行して形成されたインク滴の電荷によって、後続のイ
ンク滴の形成並びにその飛翔が阻害されて記録の均一性
が損なわれる等の不具合点がある。

これに対処するため、従来は隣接素子距離を大にしたり
、インク滴を飛翔させるタイミングをずらしたりしてい
たが、そのような手段は高速・高精細のインクジェット
プリンターを実現するのに障害となっている。

本発明は、従来の静電式のインクジェットプリンターに
おける上記問題点を解決するためになされたもので、イ
ンク滴形成のための電圧条件が安定していて広く、また
インク補充が確実で且つインク滴相互の干渉が少なく、
したがって高速・高精細で記録特性の安定した静電式の
マルチ素子インクジェットプリンターを提供することを
目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記問題点を
解決するために、本発明は、シート状の絶縁部材に複数
の小開口を設け、該絶縁部材の一方の面上には各小開口
に接近して記録信号印加電極を設け、他方の面上にはイ
ンク飛翔電界形成のための電極板を設け、前記絶縁部材
の記録信号印加電極配置側を液状インクで満たして、前
記各小開口を単位記録素子とする記録ヘッドを構成し、
該記録ヘッドのインク飛翔電界形成電極板側に対向電極
を離間して対向配置し、該対向電極と記録ヘッド間にイ
ンク滴飛翔のためのバイアス電圧を印加し、記録信号印
加電極とインク飛翔電界形成電極板との間には記録信号
電圧を印加して、前記小開口内のインクを対向電極に向
けて選択的に飛翔させるようＧζ構成するものである。

この構成により、対向電極と記録ヘッド間にインク滴飛
翔のためのバイアス電圧を印加し、記録信号印加電極と
インク飛翔電界形成電極板の間には記録信号電圧を印加
して、前記小開口内のインクに記録信号印加電極から電
荷を注入し、クーロン力によって、前記小開口内のイン
クをインク滴として対向電極に向けて飛翔させ、対向電
極に保持された記録紙への記録が行われる。

そして、その際インク滴の形成は記録信号印加電極によ
って制御され、一方、インク滴の飛翔はバイアス電圧に
よって与えられ、両者の機能は分離されている。したが
って対向電極と記録へ・ノド間にインク滴飛翔のための
十分に高いバイアス電圧を印加しても、インク滴が無差
別に形成して飛翔するようなことがなく、インク滴形成
の制御が安定している。

またインク滴飛翔のために強い電界を形成することがで
き、その結果インク滴相互の干渉による位置ずれやイン
ク滴の大きさを変化させるような影響を受けにくくなり
、更にインク滴の飛翔と同時に小開口内には広いインク
補給経路を通してインクが補給されるようになっている
ので、高速・高精細で信輔性の高いインクジェットプリ
ンターの実現が可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について説明する。第１図は、本発
明の一実施例を示す概略断面図である。

同図において、１はマルチ素子インクジェット記録ヘッ
ドであり、２は該記録ヘッド１に所定間隔をおいて対向
配設された対向電極で、１３は該対向電極２上に支持さ
れている記録紙である。

記録ヘッド１は、シート状の絶縁部材３に複数個の小開
口４ａ、４ｂ、・・・・・・・４ｎを設け・該絶縁部材
３の一方の面上には、各小開口４ａ、４ｂ。

・・・・・・４ｎにそれぞれ接近して各小開口毎に記録
信号印加電極５ａ、５ｂ、・・・・・・・５ｎを設け、
絶縁部材３の他方の面上には、前記小間口４ａ、４ｂ、
・・・・・・・４ｎに対応する開ロアａ、７ｂ、・・・
・・・・７ｎを有する連続板状のインク飛翔電界形成用
の電極板６を設け、更に上記絶縁部材３の記録信号印加
電極側を半導電性の液状インク８で満たして構成されて
いる。なおこの絶縁部材３の記録電極側を満たした液状
インク８は、毛細管現象で小開口４ａ、４ｂ、・・・・
・・・４ｎ内に柱状に侵入して、インク柱９ａ、９ｂ、
・・・・・、・９ｎを形成している。

そして、記録へソド１と対向電極２の間には、インク滴
の安定した飛翔を行わせるためのバイアス電源１０を接
続し、また電極板６と記録電極５ａ。

５ｂ、、００．−１５ｎの間には、小開口４ａ、４ｂ。

・・・・・・４ｎ内のインク柱９ａ、９ｂ、・・・・・
・・９ｎに電荷を選択的に注入できるように、記録信号
源１１ａ、Ｉｌｂ、・・・・・・・Ｉｌｎを接続してい
る。なお、１２は補助バイアス電源で、上記信号源１１
ａ、　Ｉｌｂ。

・・・・・・ｌｌｎが信号を送り出していない時に、バ
イアス電源１０による電界の影響で、インク柱９ａ。

９ｂ、・・・・・、・９ｎに該インクを飛翔させるよう
な電荷が不所望に注入されるのを、十分に防止するため
のものである。

前記第９図＾、ＣＢ）及び第１０図（Ａｌ、（Ｂｌに示
した従来のインクジェットプリンターにおいては、イン
りを飛翔させるための電界を形成する作用と、インクに
電荷に注入して帯電させる作用の両者の作用が、記録電
極と対向電極間に加えられる電圧によって一律に支配さ
れ、その電圧の上昇によって両件用は単調に増加してし
まうために、安定したインクの飛翔を行わせるために強
い電界を形成しようとすると、インク滴は無差別に形成
されて飛翔してしまい、またインク滴の形成が安定的に
行われるように低い電圧を印加すると、インク滴を飛翔
させる電界作用が不十分でインク滴同志の干渉が生じて
しまい、安定したインク滴の形成と飛翔の両者の要求を
同時に十分に満たすことができなかった。

これに対して、第１図に示すように構成した本発明の実
施例においては、開ロアａ、７ｂ、・・・・・・・７ｎ
を設けた電極板６が、記録ヘッド１と対向電極２間に形
成されている空間と、絶縁部材３の小開口４ａ、４ｂ＋
・・・・・・・４ｎに形成されているインク柱９ａ、９
ｂ、・・・・・・・９ｎとを静電的に切り離すシールド
板の役目を果たしている。

したがって、電極板６と対向電極２の間に、インク滴が
飛翔する時にインク滴相互の干渉作用が十分に小さくな
るように強い電位差空間を形成しても・インク柱９ａ、
９ｂ、・・・・・・・９ｎに直接、電荷を注入するよう
な作用を生ずることがない。

インク滴を形成するためインク柱９ａ、９ｂ。

・・・・・・９ｎを帯電させるには、記録信号印加電極
５ａ、５ｂ、・・・・・・・５ｎと電極板６の間に電位
差を形成して、インクと接している記録電極側から電荷
を注入してインクを帯電するようになっている。第１図
に示した実施例においては、対向電極２が電極板６に対
して正の電位にバイアスされているから、インク柱９ａ
、９ｂ、・・・・・・・９ｎに負の電荷を注入するとイ
ンクが飛翔するようになる。

対向電極２と電極板６の間に形成される電界は電極板６
で遮蔽されて、小開口４ａ、４ｂ、・・・、。

、・４ｎ内にはその作用が殆ど及ばないが、小開口の径
が太き（なるにしたがって漏れ電界が発生して、弱い電
界効果が開口内に生ずる場合がある。

このような漏れ電界によるインク帯電を防止する１ま ために、電極板６と記録電極５ａ、５ｂ、・・・自・・
５ｎの間に、この漏れ電界効果を打ち消すような大きさ
のバイアス電圧を無差別に印加するように、電源１２を
接続している。このバイアス電源１２の電圧値は、イン
ク柱９ａ、　　９ｂ、・・・・・・・９ｎのインクを飛
翔するのに必要な極性とは逆の極性に帯電させるような
大きさに選定しておいてもよく、そのような値に設定し
ておけば、不用意にインクが帯電して飛翔してしまうよ
うな事故を完全に防止することができる。

第２図（８）〜■）は、第１図に示したインクジェット
記録ヘッドにおける、一つの小開口４と、記録電極５と
、電極板６の開ロアとからなる単位記録素子について、
記録信号を印加した時のインク飛翔の状況を模式的に経
時的に示したもので、対向電極は図示を省略している。

第２図（８）は記録信号印加前の状態を示し、バイアス
電源１２によってインク柱９には正電荷が少し注入され
ていて、絶対にインク滴が飛翔することがないようにな
っている。第２図０１１）は、記録信号源１１から信号
が印加された瞬間を示しており、記録電極５に負電圧が
印加されて、これに接しているインク柱９にも負電荷が
注入されたことを示している。

第２図Ｃ１は、クーロン力によりインク柱９に変形が生
じたことを示している。すなわち負電荷の注入を受けた
インク柱９は、まず電極板６に向けて、クーロン力によ
って小間口４内を上昇し、次いで電極板６と対向電極２
により形成されている電界領域に差し掛かって、電極板
６０開ロアから突出するようになる。なお、この間に記
録信号は終了しているものとする。第２図の）は、対向
電極２と電極板６によって形成される強い電界の作用で
、インク滴９′が分離して飛翔すると共に、小間口４内
には直ちに新たなインク柱９が再形成された状態を示し
ている。

なお、記録信号のパルス幅を長くした場合には、インク
には長いパルス幅の期間に亘って電荷が注入され、糸引
き状に、より多くのインクが飛翔し、記録信号のパルス
幅に対応した濃度又はドツト径の記録が形成され、階調
記録を行う場合に好都合である。

第１図に示した実施例では、インク飛翔のためのバイア
ス電圧は電極板６と対向電極２間に印加したものを示し
たが、記録信号印加電極５と電極板６の配置位置を入れ
換えて、本発明に係る記録ヘッドを構成することも可能
であり、またこの実施例では補助バイアス電源１２は電
極板６と記録信号源１１ａ、　ｌｌｂ、・・・・・・・
ｌｌｎの一端との間に接続されていて、電極板６を接地
部位としているものを示しているが、補助バイアス電源
１２と記録信号源１１　ａ　、　１１　ｂ　、・・・・
・・・ｌｌｎの接合点を接地するように変更することも
可能である。そしていずれの場合においても、記録ヘッ
ド１と対向電極２の間にはインク飛翔に必要な強い電界
を形成することができる。

以上第１図及び第２図（８）〜の）に基づいて、本発明
に係るインクジェットプリンターの構成と動作態様につ
いて説明したが、本発明においては、電極板６と対向電
極２の間には、その間の空間の絶縁が維持できる限度で
十分に高い電位差を形成することができるから、隣接し
てインク滴を同時に飛翔させても、両インク滴の電荷に
基づく反発による記録位置ずれを小さく抑えることがで
きる。

また、先行して記録したドツトの電荷によって後続イン
ク滴の形成が阻害されたり、ドツト位置をずらす作用も
小さく抑えることができる。

また本発明においては、インク滴の帯電は、電極板６と
記録電極５ａ、５ｂ、・・・・・・・５ｎ間に印加する
電圧によって、インク飛翔電界とは独立に制御すること
ができるから、インク滴が記録信号電圧によらずに帯電
して飛翔してしまったり、あるいは記録時にインク滴を
十分に帯電させることができない等の動作不安定を除去
することができる。更に記録信号は小開口を挟んで対向
する、接近した電極間、すなわち電極板６と記録電極５
ａ。

５ｂ、・、・・・・・５ｎ間の電位を制御するものであ
るから、低い信号電圧での制御が可能であって、信号回
路の簡略化にも役立つものである。

本発明に係る記録ヘッドを構成するシート状の絶縁部材
は、ポリエステル、ポリイミド、ガラス繊維強化エポキ
シ樹脂等のフレキシブルプリント基板用の素材が好適に
適用される。このようなプリント基板用の素材を用いる
場合には、電極板や記録信号印加電極が絶縁部材に一体
的に接着されていて、エツチングによる電極の加工が可
能なように構成されており、また両面プリント板を作成
する場合に用いられるスルーホール加工技術が、絶縁部
材に小開口を形成するのに適用される。

適用される絶縁部材と液状インクとの組み合わせによっ
ては、小開口内がインクに対して濡れる場合と濡れない
場合がある。

第３図＾は、絶縁部材３とインクの親和性が大で、小間
口４内がよ（濡れている状態を示している。このように
インクと濡れやすい材料の組み合わせの場合は、時によ
りインク柱９と電極板６の間にインクのブリッジ１５が
形成されることがある。

これはインク柱９がメニスカス状の表面１６を有してい
て、小開口４の周辺部で電極板６に接触しやすくなって
いるためである。

ｌに のフリフジ１５が形成されている状態で、電極板６と記
録信号電極５の間に記録信号を印加すると、半導電性イ
ンクによって電極板６と記録電極５間が短絡して正常に
信号印加ができなかったり、あるいは液状インクが良好
に帯電しないために、インク滴が形成されて飛翔するこ
とが不能となる等の不具合を生ずる。そのため電極板６
に設ける開ロアの径を小間口４よりやや大きくして、ブ
リッジ１５の形成を少しでも防止することができるよう
にしている。

第３図のンは、絶縁部材３として低表面エネルギー材料
を用いるか、又は低表面エネルギーの表面処理を行って
、インクに対する濡れが生じないようにした状況を示し
ている。この場合には、インクは小開口４内に侵入せず
に、凸状の盛り上がり１７を形成する。このような構成
にした場合は、電極板６とインクの直接の接触は生ぜず
、前述した不具合は発生しない。この場合でも記録信号
を印加してインクに電荷を注入すると、クーロン力によ
ってインクは小間口４内に侵入し、次いでインり滴を形
成して飛翔する。

したがって、小開口の内面はインクに対して濡れにくい
加工を施しておくと好適であり、その濡れにくい表面加
工にはフッ素系樹脂やシリコン系樹脂のコーティング加
工が好適である。このような低表面エネルギー加工にお
いて、フッ素グラフトポリマーを用いて被覆層を形成す
ることは、加工性と被覆層の安定性から特に好適である
。このグラフトポリマーを用いた加工法の詳細について
は、本件出願人の先願に係る特願昭５９−５８１６１号
で開示されており、その技術を適用することができる。

本発明に係る記録ヘッドにおいて、単位記録素子は小開
口と電極板に設けた開口及び記録信号印加電極によって
構成されるが、第４図は、記録信号印加電極側からみた
記録素子の配列例を示す。

図においては各記録素子の小開口２０ａ、２０ｂ、・・
・・・・・２０ｎ、及び記録電極２１ａ、２１ｂ、・・
・・・・・２１ｎのみが図示されているが、各記録素子
は一直線状に配置されている。各記録電極２１ａ、２１
ｂ、・・・・・−２Ｉｎからは引出線２２ａ、２２ｂ、
−−−・・−２２ｎが引き出されていて、各記録素子に
独立に信号が印加できるようになっている。本発明にお
いては、インク飛翔電界形成用の電極板と対向電極間に
一様な高い電位差を形成して、インク滴相互の干渉作用
が極力小さくなるように構成しているから、記録素子の
配列密度を高くすることができる。

第４図に示した直線状の素子配列より更に高素子密度の
記録ヘッドを構成する場合、あるいはより容易に記録ヘ
ッドを製作するためには、記録素子を二次元的にジグザ
グ状に配置するのが好ましい。第５図はジグザグ状の記
録素子配列を行った実施例を示す図で、このように記録
素子２３ａ、２３ｂ、・・・・・・・２３ｍをジグザグ
状に配置し、引出線２４ａ＋２４ｂ、・・・・・・・２
４ｍを引き出すことにより、第４図に示した直線状の素
子配列の記録ヘッドに比べて、２倍の記録素子間距離を
とることができる。

それにより、記録ヘッドの加工が容易になるという一般
的な効果に加え、記録素子間の絶縁性が増大し、形成さ
れるインク滴相互の干渉を大幅に少なくすることができ
る等、本発明に係るプリンターに固有の効果が得られる
。

記録素子毎に独立の引出線を引き出して、記録素子毎に
駆動回路を付属させる構成によって、記録幅の広い記録
ヘッドを作成する場合には、駆動回路数が多くなりすぎ
るという不都合が生ずる。

多数の記録素子を少数の駆動回路で駆動するためのマト
リックス駆動の構成が、本発明のプリンターに有効に適
用される。

本発明に係るプリンターにおいて、マトリックス駆動を
行う場合の分割要素は、インク飛翔電界とインクへの電
荷注入電界形成要素である。組み合わせとしては、イン
ク飛翔電界と、電荷注入電界すなわち記録信号電圧との
間でマトリックスを構成するケースと、記録信号電圧の
波高値を２分割して、記録信号電圧のみでマトリックス
を構成するケースが可能である。

第６図は、前者すなわちインク飛翔電界と、電荷注入電
界との間でマトリックスを構成した本発明に係るプリン
ターのマトリックス駆動の構成例を示す図である。同図
において、記録素子は直線状に配列されていて、その複
数個を単位としてａ群とｂ群に分割し、且つａ群とｂ群
の一対をもって０群として、０群を複数個集合して幅の
広い記録ヘッドが構成されるようになっている。０群の
第１番目のｃ−１群はａ−１群とｂ−１群から構成され
、ａ−１群はｎ個の記録素子ａ−１−１＋　　ａ−１−
２，・・・・・・・ａ−１−、ｌで構成され、ｂ−１群
はｍ個の記録素子ｂ−１−１＋　　ｂ−１−２＋　・・
・・・・ｂ−、−で構成されている。

各ａ群の同一順位の記録素子の各記録電極、例えばａ−
１−１＋　　ａ−１−２＋・・・・・・・の各記録電極
は引出線ｘ１で・ａ−２−１＋　　”−２−２＋・・・
・・・・の各記録電極は引出線ｘ２でというように一体
に結線して引き出すように構成している。この引出線ｘ
ｌ　＋　Ｘ　Ｚ＋・・・・・・は記録電極とは反対側の
面上に設けているたメ、スルーホール’−１−１＋　　
ｄ−２−１＋・・・・・・・によって各記録電極からの
引出線と接続している。同様に各す群の同一順位の記録
素子の記録電極も引出線ｙＩｌｙｚｌ・・・・・・・に
それぞれスルーホールｉｌｌ−ｌ−Ｉｎ　　ｅ−２−１
＋・・・・・・・を介して接続されている。

対向電極はａ群及びｂ群の各素子群の中央近くに分割部
がくるようにして、複数の分割対向電極Ｓ−１，Ｓ−ｚ
、　　５−ｆｆ＋・・・・・・・に分割して配列されて
いる。

例えばａ−１群の記録素子で記録を行う場合には、分割
対向電極Ｓ〜、、Ｓ、に対してバイアス電圧を印加して
おき、引出線ｘＩ＋Ｘ！＋・・・・・・・ｘ７に対して
同時又は順次記録信号を印加すると、ａ−１群の記録素
子により記録が同時又は順次行われるが、ａ−２，ａ−
３等の他のａ群については、対応する分割対向電極Ｓ−
，、Ｓ−、、・・・・、・・にバイアス電圧が印加され
ていないから記録は行われない。

同様にｂ−１群の記録素子で記録を行う場合には、分割
対向電極Ｓ−ｚ、Ｓ−ａにバイアス電圧を印加して・引
出線ｙＩ、ｙｔ、・・・・・・・ｙＩｌｌに同時又は順
次記録信号を印加する。

このように分割対向電極を一つずつずらせながらバイア
ス電圧を印加し、ｘｌ＋Ｘ！１・・・・・・・からなる
Ｘ群の引出線と）’＋＋ｙｚ＋・・・・・・・からなる
ｙ群の引出線に、交互に記録信号を印加することにより
、全記録素子による記録が行われる。

本発明に係るプリンターにおいては、記録素子部分にお
いて絶縁部材の両面に配置されている電極、すなわち記
録信号印加電極とインク飛翔電界形成電極板とをマトリ
ックス構成にして、このマトリックス構成にされた電極
を制御することにより、マトリックス記録ヘッドを実現
することもできる。

第７図は、かかる構成としたマトリックス記録ヘッドに
対する信号印加方法を説明する図である。

なお第７図は、記録素子の一つと、対向電極と、バイア
ス電源と、記録信号源とを図示している。

記録素子は、シート状絶縁部材３に設けた小間口４と、
小開口４に接近して配置した記録信号印加電極５と、イ
ンク飛翔電界形成用の電極板６とで構成されているが、
電極５と電極板６は、後述するように、複数の記録素子
を、マトリックス状に連結するように配置されている。

２５はインク滴を飛翔させる電界を形成するためのバイ
アス電源で、２６は小開口４内のインク柱への所定極性
の電荷注入を阻止するためのバイアス電源である。これ
らのバイアス電源２５．２６による電圧は、対向電極２
゜記録電極５及び電極板６に対して無差別に印加される
ようになっており、選択されたマトリックス配置の記録
電極５及び電極板６には、信号源２７゜２８からそれぞ
れバイアス電源２５．２６によるバイアス電圧に重ね合
わせて、所定の値の信号電圧が印加されるようになって
いる。信号源２７．２８からの信号電圧がそれぞれ単独
に印加されたときには、バイアス電源２６による作用を
丁度打ち消す大きさ及び極性が与えられている。図示例
では対向電極２が正にバイアスされているから、小間口
４内のインク柱は負電荷を注入された時に飛翔する。し
たがって、バイア電圧２６はインクに対して正電荷を注
入するように記録電極５側を正極性としておき、電極板
６に印加する信号源２７からの信号は正極性のパルス、
電極５に印加する信号源２８からの信号は負極性パルス
とする。

両信号源２７．２８から信号電圧が同時に印加された記
録素子においては、バイアス電源２６の作用を打ち消し
、更に記録電極５側から負電荷がインク柱に注入される
電位状態となり、インク柱は負に帯電してクーロン力に
よって対向電極２に向けて飛翔する。

第７図に示したマトリックス構成の記録ヘッドの各記録
素子を駆動するための、各記録信号印加電極、及びイン
ク飛翔電界形成電極板の具体的なマトリックス構成例を
第８図によって説明する。

第８図は記録信号印加電極側からみた記録ヘッドの平面
図で、各記録素子は絶縁部材を挟んで設けた記録信号印
加電極とインク飛翔電界形成電極Ｕ−Ｉ＋　　ｕ−２＋
・・・・・・・と小開口によって構成されている。イン
ク飛翔電界を形成するための電極ｕ−１゜ｕ−Ｚｌ・・
・・・・・は点線で示され、またそれと同じ面上に設け
た各記録電極の引出線も点線で示されている。

記録信号印加電極は複数個の記録素子を集合した群ｆ−
１，ｆ−２，・・・・・・・ｆ−ｎに対応して分割され
ている。この図示例では記録素子はジグザグ状の配置を
とったものを示しているが、記録素子は直線状の配列で
あってもよい。

各素子群ｆ−１，ｆ−２，ｆ−３，・自・・・・におけ
る同一順位の記録素子の各記録電極は、それぞれ引出線
ｘ−１＋　　ｘ−２＋・・・・、・・に共通に接続され
引き出されている。すなわち、例えば各群の第１番目の
記録素子ｆ−１−１，ｆ−２−貫＋　　ｆ−３−１＋・
・・・・・・の各記録電極は、引出線Ｘ−，に共通に結
線し引き出されている。各引出線ｘ−１＋　　Ｘ−２＋
・・・・・・・と記録電極配線は絶縁部材の表裏に配置
されているので、スルーホールｇ−１−１＋　　ｇ−２
−１ｔ　　ｇ−ｓ−＋＋・・・・・・・を介して両者は
接続されている。

インク飛翔電界形成用電極は、各素子群ｆ−１゜ｆ−２
，ｆ−３，・・・・・・・の中央部分に分割部がくるよ
うにして、複数の分割電極ｕ−１＋　　ｕ−２＋・・・
・・に分割して配置されている。そして各分割電極Ｕ１
＋　　ｕ−２＋・・・・・・・は、それぞれ引出線ｖ−
１＋　　ｖ−２＋・・・・・・によって外部へ接続され
る構成となっている。

１−１群に属する記録素子によって記録を行う場合には
、分割電極ｕ−１＋　　’−２を選択して、これに第７
図における信号源２７に対応する信号電圧を印加しつつ
、引出線ｘ−１＋　　Ｘ−２＋・・・・・・・Ｘ−７に
順次又は同時に記録信号を印加する。同様にｆ−２群の
記録素子による記録を行う場合には、分割電極ｕ−２＋
　　ｕ−３に信号電圧を印加しながら、引出線ｘ−１＋
　　ｘ−２＋・・・・・・・ｘ−、に順次又は同時に記
録信号を印加する。このように記録素子群毎に、その各
素子群に重なり合う分割電極を２つずつ選択してマトリ
ックス駆動を行うことにより、記録ヘッド輻全面に亘る
記録を行うことができる。

以上第６図及び第８図に図示説明したように、本発明に
係るインクジェットプリンターは、各電極をマトリック
ス構成とすることによって駆動回路数を大幅に減じて、
幅広の記録領域をカバーするプリンターを容易に実現す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づき詳細に説明したように、本発明によ
れば、インク滴形成の制御が安定していて、且つ形成さ
れたインク滴間の相互の干渉が少なく、しかもインクの
補給が高速で行われるため、高速・高精細なインクジェ
ットプリンターを容易に捉供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す概略断面図、第２図
（ハ）〜■）は、第１図に示したインクジェットプリン
ターにおけるインク飛翔状況を示す模式図、第３国人は
、小開口内がインクに対してよく濡れるように構成した
状態を示す図、第３１！Ｉ■）は、小開口内がインクに
対して濡れを生じないように構成した状態を示す図、第
４図は、記録素子配列態様を示す図、第５図は、記録素
子の他の配列態様を示す図、第６図は、マトリックス駆
動の構成例を示す図、第７図は、他のマトリックス駆動
を行う場合における信号印加方法を示す図、第８図は、
第７図に示した信号印加方法を適用するためのマトリッ
クス構成とした記録ヘッドの平面図、第９図（８）、　
（Ｂｌは、従来の静電式インクジェットプリンターの上
面図及び断面図、第１０図（８）、　（Ｅｌｌは、同じ
〈従来の他の静電式インクジェットプリンターの上面図
及び断面図である。 図において、１は記録ヘッド、２は対向電極、３はシー
ト状絶縁部材、４ａ、４ｂ、・・・・・・・は小開口、
５ａ、５ｂ＋・・・・・・・は記録信号印加電極、６は
電極板、７ａ、７ｂ、・・・・・・・は開口、８は液状
インク、９ａ、９ｂ、・・・・・・・はインク柱、１０
はバイアス電源、ｌｌａ、　ｌｌｂ、・・・・・・・は
信号源、１２は補助バイアス電源、１３は記録紙を示す
。 特許出願人　オリンパス光学工業株式会社第９ （Ａ） 第１０ （Ａ） ４９４７４１ａ４１ｂ 穀 （Ｂ） 図 （Ｂ） 的

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シート状の絶縁部材に複数の小開口を設け、該絶縁部材
   の一方の面上には各小開口に接近して記録信号印加電極
   を設け、他方の面上にはインク飛翔電界形成のための電
   極板を設け、前記絶縁部材の記録信号印加電極配置側を
   液状インクで満たして、前記各小開口を単位記録素子と
   する記録ヘッドを構成し、該記録ヘッドのインク飛翔電
   界形成電極板側に対向電極を離間して対向配置し、該対
   向電極と記録ヘッド間にインク滴飛翔のためのバイアス
   電圧を印加し、記録信号印加電極とインク飛翔電界形成
   電極板との間に記録信号電圧を印加して、前記小開口内
   のインクを対向電極に向けて選択的に飛翔させるように
   構成したことを特徴とするマルチ素子インクジェットプ
   リンター。