JP2000190505A - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JP2000190505A
JP2000190505A JP10369169A JP36916998A JP2000190505A JP 2000190505 A JP2000190505 A JP 2000190505A JP 10369169 A JP10369169 A JP 10369169A JP 36916998 A JP36916998 A JP 36916998A JP 2000190505 A JP2000190505 A JP 2000190505A
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ink jet
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electrode
recording
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Masatomo Matsui
昌朋 松井
Katsuhiko Bando
克彦 板東
Koji Sone
浩二 曽根
Naoyuki Seo
直之 瀬尾
Yoshihisa Takayama
佳久 高山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/075Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection
    • B41J2/08Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection charge-control type
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    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、記録媒体上にインクを吐出して印
字を行うインクジェット記録装置に関するもので、ノズ
ル孔のピッチを高密度化することなく、記録媒体への高
密度の記録を可能とする手段を提供する。 【解決手段】 吐出されたインク液滴18を、帯電電極
5により正の電荷に帯電し、一列に並んだ複数のノズル
孔10の略中央に配置され、偏向電極29に−1000
〜−数千Vの負の電圧を印加し、前記インク液滴18
は、その負の高電圧により静電偏向され、前記偏向電極
29に収束するような飛翔経路1を呈し前記記録媒体3
の記録面に着弾させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドを記録媒体の搬送方向に対して直角方向に伸びる水
平面に沿って走査し、前記記録媒体上にインクを吐出し
て印字を行うインクジェット記録装置(国際特許分類B
41J 2/075)に関するもので、特に複数のノズ
ル孔よりインクを吐出し、記録媒体上に着弾されるイン
ク液滴の密度を高めて高密度の記録を可能にすることに
特徴を有するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のインクジェット記録装置のヘッド
として、熱インクジェットヘッド、ピエゾ素子を用いた
圧電変換型インクジェットヘッド、音波制御インクジェ
ットヘッド等を用いたものが実用化されている。図4は
圧電変換型インクジェットヘッドを用いたインクジェッ
ト記録装置の要部斜視図である。
【0003】図4において、6はアクチュエータ部、7
は前記アクチュエータ部6の一端に位置するノズルプレ
ート、9は圧電セラミックスの部材からなり前記アクチ
ュエータ部6の片面に設けられた前記ノズルプレート7
の方向に向けて伸びる互いに平行な複数の隔壁であり、
インクの通り道となる複数のチャンネル8を形成してい
る。通常、前記アクチュエータ部6および前記隔壁9は
高い寸法精度が要求されるため、同一の圧電セラミック
スの部材で一体的に形成されている。また、前記ノズル
プレート7には前記チャンネル8と対応した複数のノズ
ル孔10が、一定の間隔で一列に並んで形成されてい
る。
【0004】そして、14はセラミックス材料または樹
脂材料等より成り、前記アクチュエータ部6とともに前
記隔壁9を挟むように構成されたアクチュエータカバ
ー、13は前記アクチュエータカバーの一部に設けられ
前記チャンネル8にインクを供給するインク供給孔、1
7は図示せぬインク容器より送られてくるインクを前記
チャンネル8へ均等に供給するためのマニホールドであ
り、全体でインクジェットヘッド20が構成されてい
る。
【0005】11は前記隔壁9の上部(前記アクチュエ
ータカバー側)の一部にはスパッタリングや蒸着等によ
って形成されている信号電極、12は電圧を圧力に変換
するための電圧を発生する図示せぬ電圧発生回路に接続
されたプリント配線板、15は前記プリント配線板12
上に並べられた端子電極、16は前記電圧を前記端子電
極15を介して前記信号電極11に供給するためのボン
ディングワイヤーである。
【0006】前記隔壁9は溝の深さ方向に分極処理が施
されており、前記信号電極11への印加電圧に応じて、
前記隔壁9を変形せしめ、その変形に伴い前記チャンネ
ル8内に充填されているインクを前記チャンネル8に連
通した前記ノズル孔10より選択的に吐出せしめるもの
である。
【0007】図5は従来のインクジェットヘッドの要部
断面を表す平面図であり、図5において、18は前記ノ
ズル孔10より吐出したインク液滴、1は前記インク液
滴が吐出する飛翔経路、3は前記インク液滴が着弾する
記録媒体である。
【0008】そして、前記インク液滴は一列に並んだ前
記ノズル孔10より吐出し、略一定のピッチを保ち、互
いに平行して前記飛翔経路1に沿って前記記録媒体に着
弾するものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の構
成では、インク液滴の飛翔経路は、図5に示すようにノ
ズル孔により決められたピッチで記録媒体に着弾するも
ので、そのピッチを高密度化するには、隔壁とチャンネ
ルは、その材料がダイヤモンド砥粒から成るブレードを
用い成形されるため、その加工が困難であり、実質、前
記ノズル孔のピッチが記録時の解像度を決定する。すな
わち、記録の高密度化には限界がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のインクジェット記録装置は、ノズル孔より
吐出された各インク液滴間のピッチを偏向させるための
偏向電極を設けることにより、前記ノズル孔のピッチを
小さくすることなく、記録媒体上に着弾させる各インク
液滴のピッチを小さくして、高密度の記録を可能とする
ものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、複数のノズル孔を有し、記録媒体の搬送方向に対し
て直角方向に伸びる水平面に沿って移動するインクジェ
ットヘッドと、前記インクジェットヘッドと一体的に移
動し、前記ノズル孔より吐出されるインク液滴を偏向さ
せる偏向電極と、前記偏向電極に印加する高圧発生手段
とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置で
あって、前記記録媒体上に着弾するインクのピッチを狭
くすることができ、高密度での記録が可能となる。
【0012】本発明の請求項2に記載の発明は、複数の
ノズル孔を有し、前記記録媒体の搬送方向に対して直角
方向に伸びる水平面に沿って移動するインクジェットヘ
ッドと、前記ノズル孔より吐出されるインク液滴に電荷
を与える帯電電極部と、前記インクジェットヘッドと一
体的に移動し、インク液滴を偏向させる偏向電極と、前
記偏向電極に印加する高圧発生手段とを備えたことを特
徴とするインクジェット記録装置であって、吐出された
前記インク液滴を帯電させることにより、確実に、か
つ、安定して前記記録媒体上に着弾するインクのピッチ
を狭くすることができ、高密度での記録が可能となる。
【0013】本発明の請求項3に記載の発明は、前記偏
向電極は、前記記録媒体の記録面と対抗する裏側の面に
配置したことを特徴とする請求項1あるいは請求項2に
記載のインクジェット記録装置であって、インクジェッ
トヘッドと記録媒体間の限られた狭いスペースに前記偏
向電極を配置することなく、また、前記偏向電極がイン
ク液滴の飛翔経路の妨げにならず、最適の位置に配置す
ることができる。
【0014】(実施の形態1)以下に本発明の請求項1
に記載された発明の実施形態について図1ないし図3を
用いて説明する。なお、従来構成と類似の機能を有する
部分については同一の符号を付している。図1(a)は
本発明の一実施の形態におけるインクジェット記録装置
の要部正面図、図1(b)は同インクジェットヘッドの
要部側面図、図2は同インクジェットヘッドの要部断面
を表す平面図、図3は同インクジェットヘッドの要部斜
視図である。
【0015】図1(a)において、21はモータ、22
はギヤA、23および24は前記ギヤAと噛み合うギヤ
BおよびギヤC、25は前記ギヤB23と連結して回転
する送りネジA、26は前記ギヤC24と連結して回転
し前記送りネジA25に対し逆ネジに構成された送りネ
ジB、28は前記送りネジA25および送りネジB26
の回転中心となる回転軸、29は球状を呈する偏向電極
であり、一列に並んだ複数の前記ノズル孔10の略中央
に配置されている。
【0016】30は前記偏向電極29を保持する取り付
け台、31は記録媒体3のたわみを防止するガイドであ
り、前記送りネジA25および前記送りネジB26は、
互いに平行となるよう、さらに、フレーム32に対して
前記回転軸を中心に回転可能に保持されている。
【0017】前記インクジェットヘッド20および前記
偏向電極29の隙間には、記録媒体3がプラテンローラ
35により保持され、そのプラテンローラ35により搬
送される構成になっている。
【0018】また、図1(b)において、33は前記イ
ンクジェットヘッド20の前記送りネジA25側に配置
され前記送りネジA25の谷部分に噛合する噛合部A、
34は前記取り付け台30の前記送りネジB26側に配
置され前記送りネジB26の谷部分に噛合する噛合部B
であり、前記インクジェットヘッド20および前記偏向
電極29は、前記モータ21の回転により前記記録媒体
3の搬送方向に対して垂直に、前記インクジェットヘッ
ド20とともに一体的に移動可能となるよう構成されて
いる。
【0019】図2において、5はノズル孔10より吐出
されるインク液滴18をその通過時に正の電荷に帯電さ
せるための帯電電極、36は前記帯電電極5に印加する
帯電電圧発生回路、37は前記偏向電極29に負の高電
圧を印加する偏向電圧発生回路である。
【0020】図3において、前記帯電電極5は前記ノズ
ル孔10全体を囲むよう箱状で、その内部を前記インク
液滴18が通過できるよう筒形状となっている。
【0021】そして、前記インク液滴18は吐出後、前
記帯電電極5により、正の電荷に帯電され、前記偏向電
極29の負の高電圧−1000〜−数千Vにより静電偏
向されている。ここで、前記偏向電極29により前記記
録媒体3の表面は負の状態であるが球状偏向電極4の電
位が低い場合には、インク着弾の際に中和効果が起こり
偏向が十分に行われなくなってしまう、このような中和
効果を防ぐために、前記球状偏向電極4の電位は−10
00〜−数千Vと設定するものである。
【0022】上記構成により、前記インク液滴18は−
1000〜−数千Vの電位を持つ前記偏向電極29に向
かって波線部の様に一点に収束するような飛翔経路1を
呈し前記記録媒体3の記録面に着弾する。すなわち、前
記偏向電極29を設けることにより、困難なインクジェ
ットヘッドの加工作業を必要とせず、従来前記ノズル孔
10のピッチにより決定されていた前記記録媒体3への
記録密度を安価に高くすることができる。
【0023】なお、上述の説明では、帯電電極として箱
状、かつ筒形状であるような記載をしたが、前記ノズル
プレート7に導電材料を使用し、0電位としても良い。
また、帯電電極に印加する電圧を負とし、偏向電極に印
加する電圧を正の高電圧としても良い。
【0024】
【発明の効果】インク吐出ヘッド部、帯電電極、偏向電
極からなるインクジェットヘッドを用い、帯電電極によ
り帯電されたインク液滴を偏向電極に向かい収束させる
構成とすることにより、記録密度を高める効果が得られ
る。
【0025】さらに帯電電極の電界作用により帯電イン
ク液滴を加速することになるため、記録媒体周囲の空気
の流れ、温度変化などの環境要因の変動に対するインク
に与える影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施の形態におけるインクジ
ェット記録装置の要部正面図 (b)同インクジェットヘッドの要素側面図
【図2】同インクジェット記録装置のインクジェットヘ
ッドのインク液滴の飛翔を模写した平面図
【図3】同インクジェット記録装置のインクジェットヘ
ッドの要部斜視図
【図4】従来のインクジェット記録装置のインクジェッ
トヘッドの要部斜視図
【図5】従来のインクジェット記録装置のインクジェッ
トヘッドのインク液滴の飛翔を模写した平面図
【符号の説明】
1 飛翔経路 3 記録媒体 4 偏向電極 5 帯電電極 6 アクチュエータ部 7 ノズルプレート 8 チャンネル 9 隔壁 10 ノズル孔 11 信号電極 12 プリント配線板 13 インク供給孔 14 アクチュエータカバー 15 端子電極 16 ボンディングワイヤー 17 マニホールド 18 インク液滴 20 インクジェットヘッド 21 モータ 22 ギヤA 23 ギヤB 24 ギヤC 25 送りネジA 26 送りネジB 28 回転軸 29 偏向電極 30 取り付け台 31 ガイド 32 フレーム 33 噛合部A 34 噛合部B 35 プラテンローラ 36 帯電電圧発生回路 37 偏向電圧発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽根 浩二 香川県高松市古新町8番地の1 松下寿電 子工業株式会社内 (72)発明者 瀬尾 直之 香川県高松市古新町8番地の1 松下寿電 子工業株式会社内 (72)発明者 高山 佳久 香川県高松市古新町8番地の1 松下寿電 子工業株式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF33 AG12 BD05 DC03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のノズル孔を有し、記録媒体の搬送
    方向に対して直角方向に伸びる水平面に沿って移動する
    インクジェットヘッドと、 前記インクジェットヘッドと一体的に移動し、前記ノズ
    ル孔より吐出されるインク液滴を偏向させる偏向電極
    と、 前記偏向電極に印加する高圧発生手段とを備えたことを
    特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】 複数のノズル孔を有し、前記記録媒体の
    搬送方向に対して直角方向に伸びる水平面に沿って移動
    するインクジェットヘッドと、前記ノズル孔より吐出さ
    れるインク液滴に電荷を与える帯電電極部と、 前記インクジェットヘッドと一体的に移動し、インク液
    滴を偏向させる偏向電極と、 前記偏向電極に印加する高圧発生手段とを備えたことを
    特徴とするインクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】 前記偏向電極は、前記記録媒体の記録面
    と対抗する裏側の面に配置したことを特徴とする請求項
    1あるいは請求項2に記載のインクジェット記録装置。
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