JP2000255066A - Ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recorder

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Publication number
JP2000255066A
JP2000255066A JP6435399A JP6435399A JP2000255066A JP 2000255066 A JP2000255066 A JP 2000255066A JP 6435399 A JP6435399 A JP 6435399A JP 6435399 A JP6435399 A JP 6435399A JP 2000255066 A JP2000255066 A JP 2000255066A
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JP
Japan
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ink
ejection
electrode
discharge
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP6435399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Fukano
善信 深野
Seiji Yonekura
清治 米倉
Mamoru Okano
守 岡野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6435399A priority Critical patent/JP2000255066A/en
Publication of JP2000255066A publication Critical patent/JP2000255066A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lower the ink ejection voltage while stabilizing the flying characteristics of ink by arranging an ink ejecting part such that a dielectric ejection member is assisted by an assisting member, a coating member is arranged to hold the ejection member between and an ejection electrode is wrapped in the coating member. SOLUTION: An ink ejection cell 3 comprises ejection electrodes 31 arranged on the opposite sides of a dielectric ejection member 32. The ejection member 32 is formed on an assisting member 19 of polyimide, or the like, by production process of ink jet recording head while projecting from the end face of an insulating substrate 17 in order to enhance the field at the forward end thereof and the ejection electrodes 31 is wrapped in the coating member 4. More specifically, the gap between the adjacent ink ejection cells 3 is filled with the coating member 4. According to the structure, the ink ejection voltage can be lowered while stabilizing the flying characteristics of ink.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット方式
記録ヘッド装置に係わり、特に帯電された色剤粒子を含
む顔料系インクを静電気力により記録媒体上に吐出させ
て印字するインクジェット方式記録ヘッド装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet type recording head device, and more particularly to an ink jet type recording head device for printing by discharging a pigment-based ink containing charged colorant particles onto a recording medium by electrostatic force.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体のインクを小さな液滴として記録媒
体上に吐出させて、記録ドットを形成し画像を記録する
装置は、インクジェットプリンタとして実用化されてい
る。このインクジェットプリンタは、他の記録方式と比
べて騒音が少なく、また記録媒体上に直接記録するので
他の記録方式よりも少ない部品数でプリンタを実現する
ことができるなどの利点を有しているため、普通紙記録
技術として注目されている。インクジェットプリンタの
記録方式としては、これまで発熱体の熱により発生する
気泡の圧力でインク滴を吐出させる方法(例えば特公昭
56−9429号公報)や圧電素子の歪みによって発生する体
積変化に伴う機械的な圧力によりインク滴を吐出させる
方法(例えば特公昭53−12138 号公報)などが考案され
てきた。上述の2つの方式では記録媒体上の一つ一つの
記録ドットに対するインク滴の吐出量が一定であるた
め、カラー画像の印字においては、記録ドット間の疎密
を空間的に変化させて擬似的な階調表現が行われてい
る。しかし、この階調表現方法では写真と同等の高階調
なカラー画像を印字することは困難である。より高階調
な画像を印字するためには、記録ドットの面積を変化さ
せるいわゆる面積変調による階調表現が必要となる。し
かし、上述の2つの方式ではインク滴の吐出量が一定で
あるため、面積変調による階調表現は極めて困難であ
る。
2. Description of the Related Art An apparatus that forms recording dots and records an image by discharging liquid ink as small droplets onto a recording medium has been put to practical use as an ink jet printer. This ink jet printer has advantages such as lower noise compared to other recording methods, and realization of the printer with a smaller number of parts than other recording methods because recording is performed directly on a recording medium. Therefore, it is attracting attention as plain paper recording technology. As a recording method of an ink jet printer, a method of ejecting ink droplets at a pressure of a bubble generated by heat of a heating element (for example,
56-9429) and a method of ejecting ink droplets by mechanical pressure accompanying a volume change caused by distortion of a piezoelectric element (for example, Japanese Patent Publication No. 53-12138). In the above two methods, since the ejection amount of ink droplets for each recording dot on the recording medium is constant, in printing a color image, the density between recording dots is spatially changed to generate a pseudo The gradation expression is performed. However, with this gradation expression method, it is difficult to print a high gradation color image equivalent to a photograph. In order to print an image with higher gradation, gradation expression by so-called area modulation for changing the area of the recording dot is required. However, in the above two methods, since the ejection amount of the ink droplet is constant, it is extremely difficult to express the gradation by the area modulation.

【0003】この欠点を克服する記録方式として、基板
上に並列に配列された複数の電極に電圧を印加し、静電
気力を用いてインクあるいはインク中の色剤粒子を吐出
させる方式が考案された。具体的には、特開昭56−4467
号公報に開示されているように静電吸引力によりインク
を吐出させる方式や特表平7−502218 号公報に開示され
ているように帯電された色剤粒子を含むインクを用い色
剤粒子の濃度を高めて吐出させる方式などが提案されて
いる。後者の方式におけるインクジェット方式記録ヘッ
ドの具体的な形状としては、片面上にインク吐出用電極
が形成された絶縁性電極基板をスペーサを介して積層さ
せて複数の吐出電極を有するマルチヘッドを構成する
か、または平板状の絶縁性基板上にインク吐出用電極を
所望の解像度の印字間隔で並列に薄膜電極として形成さ
せて、これをマルチヘッドとして構成する方法が知られ
ている。この方式ではすべてのインク吐出用電極には共
通に例えば1.5〜2.0kV程度のバイアス電圧が印加
されており、インクを吐出させる場合には該当するイン
ク吐出用電極に例えば300〜500(V)程度のパル
ス電圧を重畳させる。ここで、パルス電圧の幅を変化さ
せることによってインクの吐出量を制御することがで
き、記録媒体上に形成される記録ドットの面積を制御す
ることができるのがこの方式の利点である。
As a recording method for overcoming this drawback, a method has been devised in which a voltage is applied to a plurality of electrodes arranged in parallel on a substrate, and ink or colorant particles in the ink is discharged using electrostatic force. . Specifically, JP-A-56-4467
JP-A-7-502218 discloses a method of ejecting ink by electrostatic attraction as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 7-502218. A method of increasing the density and performing ejection has been proposed. As a specific shape of the ink jet type recording head in the latter type, a multi-head having a plurality of discharge electrodes is formed by laminating an insulating electrode substrate having an ink discharge electrode formed on one side via a spacer. Alternatively, there has been known a method in which ink discharge electrodes are formed in parallel as thin film electrodes at a printing interval of a desired resolution on a flat insulating substrate, and are configured as a multi-head. In this method, a bias voltage of, for example, about 1.5 to 2.0 kV is commonly applied to all the ink discharge electrodes, and when ink is to be discharged, for example, 300 to 500 ( A pulse voltage of about V) is superimposed. Here, it is an advantage of this method that the amount of ejected ink can be controlled by changing the width of the pulse voltage, and the area of the recording dots formed on the recording medium can be controlled.

【0004】ところで、実際の印字動作においては印字
サイクルが例えば4〜10(kHz)と言うように、かな
り速いサイクルで上述したようなパルス状の高電圧のオ
ンオフ動作を制御する必要がある。さらに、このような
動作を並列に並べられた全てのインク吐出用電極に対し
て並列に制御しなければならないので、パルス電圧の制
御回路には、高電圧駆動用の専用ICを用いることにな
る。しかし、制御する電圧の大きさが300(V)以上
になると高電圧駆動用ICの価格が急激に高くなるの
で、プリンタ本体の価格も高価になってしまうという問
題がある。このような問題を解決する発明として、特開
平9−234870 号公報においてインク吐出用電極とこれに
相対する位置に置かれた対向電極との間にインク滴が通
過する穴状のスリットを持つグリッド電極を配置する構
成が開示されている。また、特開平10−128979号公報に
おいて、同様の構成においてインクの飛翔の安定化を図
る方法について開示されている。特開平10−128979号公
報には、インクジェット方式記録ヘッドの中には複数の
インク吐出用電極が一定の配列ピッチで並列に並べられ
ている。インク吐出用電極の先端から長手方向に沿って
ある距離だけ離れた位置に平板状の対向電極が配置され
ており、その対向電極の上には記録媒体が置かれてい
る。インク吐出用電極と対向電極の間には、複数のスリ
ットを備えたグリッド電極が置かれてある。グリッド電
極は接地(0V)されている。ここで、対向電極に第2
のバイアス電源を接続してグリッド電極の電位よりも前
記対向電極の電位が低くなるようにする。その結果、イ
ンク吐出用電極から吐出されたインク滴はグリッド電極
と対向電極の間でも電界により力を受けて運動するの
で、飛翔が安定化される。
In the actual printing operation, it is necessary to control the above-mentioned pulse-like high-voltage on / off operation in a very fast cycle, for example, a printing cycle of 4 to 10 (kHz). Further, since such an operation must be controlled in parallel for all the ink ejection electrodes arranged in parallel, a dedicated IC for high voltage driving is used for the pulse voltage control circuit. . However, when the magnitude of the voltage to be controlled becomes 300 (V) or more, the price of the high-voltage driving IC rapidly increases, so that there is a problem that the price of the printer body also becomes expensive. As an invention for solving such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-234870 discloses a grid having a hole-shaped slit through which an ink droplet passes between an ink discharge electrode and a counter electrode placed at a position opposite thereto. A configuration for disposing electrodes is disclosed. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-12879 discloses a method for stabilizing the flight of ink in a similar configuration. In Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-12879, a plurality of ink ejection electrodes are arranged in parallel at a fixed arrangement pitch in an ink jet recording head. A flat counter electrode is arranged at a position along the longitudinal direction at a certain distance from the tip of the ink discharge electrode, and a recording medium is placed on the counter electrode. A grid electrode having a plurality of slits is placed between the ink ejection electrode and the counter electrode. The grid electrode is grounded (0 V). Here, the second electrode is
Is connected so that the potential of the counter electrode becomes lower than the potential of the grid electrode. As a result, the ink droplets ejected from the ink ejection electrode move by receiving a force by the electric field between the grid electrode and the counter electrode, so that the flight is stabilized.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の2つ
の特許公報において、いずれの場合もインク吐出部とし
て導体もしくは絶縁材料の薄膜で被覆された導体が用い
られているが、高電圧が印加されたインク吐出用電極2
0とインク6が直接接触すると、化学反応により前記イ
ンク吐出用電極20表面の腐蝕や変質を引き起こして、
吐出部の形状が変化する恐れがある。そのため、吐出さ
れるインクのドット径が変わってしまう問題がある。他
方、インク吐出用電極20に絶縁性の薄膜を被覆した場
合において、特開平10−128979号の構成ではインク吐出
用電極20とグリッド電極の間にはバイアス電圧Vb1
よる電位差が存在するので、前記インク吐出用電極20
の先端において絶縁性の薄膜は常に電界によるストレス
を受けることになる。このような構成では長期にわたる
使用における経時劣化が速く進行する恐れがあるので、
インク吐出部の寿命があまり期待できないという問題を
抱えている。
By the way, in each of the above two patent publications, a conductor or a conductor coated with a thin film of an insulating material is used as an ink discharge portion in each case, but a high voltage is applied. Ink ejection electrode 2
When the ink 0 and the ink 6 come into direct contact, the surface of the ink discharge electrode 20 is corroded or deteriorated by a chemical reaction,
The shape of the discharge unit may change. Therefore, there is a problem that the dot diameter of the ejected ink changes. On the other hand, when the ink discharging electrode 20 is coated with an insulating thin film, in the configuration of Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-128979, there is a potential difference between the ink discharging electrode 20 and the grid electrode due to the bias voltage V b1 . The ink discharge electrode 20
The insulating thin film is always subjected to stress by the electric field at the tip of the substrate. In such a configuration, there is a possibility that deterioration over time in long-term use may progress quickly,
There is a problem that the life of the ink discharge unit cannot be expected much.

【0006】本発明は上述した問題に鑑みてなされたも
のであり、インク吐出電圧の低電圧化とインク飛翔特性
の安定化を図るとともに、インク吐出部の劣化が少なく
長期にわたって安定したインク吐出を実現することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and aims at lowering the ink discharge voltage and stabilizing the ink flying characteristics, and at the same time, ensures stable ink discharge over a long period with little deterioration of the ink discharge portion. It is intended to be realized.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明では、溶媒に顔料を含んだインクを吐出
するインク吐出部を複数有するインクジェット記録ヘッ
ドと、前記インクを格納するインクタンクと、前記イン
クを吐出するためにインク吐出部に印加する電源部と、
前記インク吐出部に対向して配置された対向電極と、前
記インク吐出部と前記対向電極との間に配置されたグリ
ッド電極とを有し、前記インク吐出部は、誘電体である
吐出部材と、前記吐出部材を補助する補助部材と、前記
吐出部材を挟んで配置された被覆部材と、前記被覆部材
に内包され、前記電源部から電圧が印加される吐出用電
極とを有する構成を採っている。
According to the present invention, there is provided an ink jet recording head having a plurality of ink discharge sections for discharging an ink containing a pigment in a solvent, and an ink tank for storing the ink. A power supply unit for applying the ink to an ink discharge unit to discharge the ink;
A counter electrode disposed to face the ink discharge unit, and a grid electrode disposed between the ink discharge unit and the counter electrode, wherein the ink discharge unit includes a discharge member that is a dielectric; A configuration including an auxiliary member for assisting the discharge member, a covering member disposed to sandwich the discharge member, and a discharge electrode included in the covering member and to which a voltage is applied from the power supply unit. I have.

【0008】吐出部材が誘電体のため、インクとの化学
反応による吐出部材表面の腐食や変質を抑制して、長期
間にわたる使用においても吐出部材先端の変形を低減で
きる。
Since the ejection member is a dielectric, corrosion and deterioration of the surface of the ejection member due to a chemical reaction with ink can be suppressed, and deformation of the tip of the ejection member can be reduced even when used for a long period of time.

【0009】また、本発明は、グリッド電極は、接地か
前記電源部への接続かを選択するスイッチ部を有するこ
とにより、休止時間などのインクを飛翔しない期間での
不要なインク吐出を防止できる。
Further, according to the present invention, since the grid electrode has a switch section for selecting between grounding and connection to the power supply section, it is possible to prevent unnecessary ink ejection during a period during which ink does not fly, such as a pause time. .

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
具体的に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

【0011】図5は、本発明に関わるインクジェット方
式記録ヘッド1を用いたプリンタの一つの構成例を示し
ている。本発明に関わるプリンタで使用されるインク6
は、有機溶媒中に帯電した色剤粒子が分散されたもので
ある。インク6がインクタンク12から供給用ポンプ1
3aにより吸引され、インク循環路14aを通じて前記
記録ヘッド1に供給される。前記インク6は前記インク
循環路14aと記録ヘッド1との間のインク導入路15
を通じて前記記録ヘッド1に供給され、前記記録ヘッド
1内を図中の上から下の方向に流れる。前記インクジェ
ット方式記録ヘッド1にはインク吐出セル3が印字の主
走査方向(図中の矢印A方向)に並列に一定の配列ピッ
チで複数配列されている。各々のインク吐出セル3には
個別のパルス電源9と共通のバイアス電源8が接続され
ている。また、前記パルス電源9には駆動回路11から
の制御信号が接続されており、パーソナルコンピュータ
等から送られてくる印字データに応じて各々のパルス電
源9へ制御信号が独立して送信されることにより、前記
インク吐出セル3への電圧の印加が制御されるようにな
っている。前記パルス電源9から電圧が印加された前記
インク吐出セル3からは、前記インク吐出セル3の先端
近傍の電界により前記インク6中に分散されている帯電
した色剤粒子(図中に明示せず)が凝集され、凝集され
た色剤粒子は接地された対向電極2に向かって吐出され
る。その結果、前記対向電極2上の記録媒体5に色剤粒
子の凝集体によるドットが形成されて、印字が行われ
る。このようにして主走査方向の1ライン分の印字が終
了すると、図中に明示していない搬送機構により記録媒
体5が副走査方向(図中の矢印B方向)に印字解像度の
1ドットピッチ分だけ移動される。そして、次の1ライ
ン分の印字が開始される。このような印字作業を記録媒
体5上の印字領域内で繰り返すことにより、1ページ分
の印字が実行される。印字作業時において、インク吐出
過程で消費されずにインク吐出セル3の先端部に残った
色剤粒子は循環流とともに前記インク吐出セル3の先端
部から記録ヘッド1の裏面へと流される。前記記録ヘッ
ド1の裏面へ流れたインク6は、図中に明示しないイン
ク導出路から回収用ポンプ13bにより吸引されてイン
ク循環路14bへと流れ込む。前記インク循環路14b
を流れる前記インク6は、前記インクタンク12に戻さ
れて再び印字に使用される。上述した手順は1色のみの
印字についてであるが、カラー画像のような多色印字の
場合には、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン
(C)および黒(K)の各インクを印字するための複数
のインクジェット方式記録ヘッド1を例えば印字の副走
査方向に対して並列に備えたプリンタ構成にすればよ
い。
FIG. 5 shows one configuration example of a printer using the ink jet recording head 1 according to the present invention. Ink 6 used in the printer according to the present invention
Is a dispersion of charged coloring agent particles in an organic solvent. Pump 6 for supplying ink 6 from ink tank 12
The ink is sucked by 3a and supplied to the recording head 1 through the ink circulation path 14a. The ink 6 is supplied to an ink introduction path 15 between the ink circulation path 14a and the recording head 1.
Through the recording head 1, and flows through the recording head 1 from top to bottom in the drawing. In the ink jet recording head 1, a plurality of ink discharge cells 3 are arranged in parallel in the main scanning direction of printing (the direction of arrow A in the drawing) at a constant arrangement pitch. Each ink discharge cell 3 is connected to an individual pulse power supply 9 and a common bias power supply 8. Further, a control signal from the drive circuit 11 is connected to the pulse power supply 9, and the control signal is transmitted independently to each pulse power supply 9 in accordance with print data transmitted from a personal computer or the like. Thus, application of a voltage to the ink discharge cells 3 is controlled. From the ink discharge cell 3 to which the voltage is applied from the pulse power supply 9, charged colorant particles dispersed in the ink 6 by an electric field near the tip of the ink discharge cell 3 (not explicitly shown in the drawing) ) Are aggregated, and the aggregated colorant particles are discharged toward the grounded counter electrode 2. As a result, dots are formed on the recording medium 5 on the counter electrode 2 by aggregates of colorant particles, and printing is performed. When printing for one line in the main scanning direction is completed in this manner, the recording medium 5 is moved in the sub-scanning direction (the direction of arrow B in the figure) by one dot pitch of the printing resolution by a transport mechanism not explicitly shown in the figure. Just be moved. Then, printing for the next one line is started. By repeating such a printing operation in the printing area on the recording medium 5, printing for one page is performed. At the time of the printing operation, the colorant particles which are not consumed in the ink discharge process and remain at the front end of the ink discharge cell 3 flow from the front end of the ink discharge cell 3 to the back surface of the recording head 1 together with the circulating flow. The ink 6 that has flowed to the back surface of the recording head 1 is sucked from an ink outlet passage (not shown) by a collection pump 13b and flows into an ink circulation passage 14b. The ink circulation path 14b
Is returned to the ink tank 12 and used again for printing. The above procedure is for printing only one color. However, in the case of multicolor printing such as a color image, each ink of yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K) is used. For example, a printer configuration in which a plurality of inkjet recording heads 1 for printing are provided in parallel in the sub-scanning direction of printing may be used.

【0012】図2(a)は、第1の実施例に関わるイン
クジェット方式記録ヘッド1および前記インクジェット
方式記録ヘッド1を用いた記録装置の基本構造を示す上
面図である。前記インクジェット方式記録ヘッド1は、
図2(a)に示すようにインク吐出セル3を例えば25
0(μm)の間隔を置いて印字の主走査方向に並列に並
べた構成になっている。図2(b)は第1の実施例に関
わる前記インクジェット方式記録ヘッド1の中の一つの
インク吐出セル3の斜視図である。前記インク吐出セル
3は吐出部材32と前記吐出部材32を中心にして両脇
に配置された吐出用電極31とで構成されている。前記
吐出用電極31と前記吐出部材32との間には例えば2
0(μm)の空隙が形成されており、この空隙がインク
流路となる。このインク流路は毛細管現象により図5に
示したインク循環路14aを通じて記録ヘッド1内に供
給されたインク6を吐出部材32の先端方向に吸い上げ
て、前記インク6が前記吐出部材32の先端を常に濡ら
すようになっている。また、インク吐出セル3は絶縁性
薄膜部材18により被覆された1枚の絶縁性基板17上
に形成されている。前記絶縁性基板17には例えばガラ
スを用いており、前記絶縁性薄膜部材18には例えばポ
リイミドなどの有機薄膜を用いている。ここで、例えば
ガラスのような比誘電率の高い(εs =7〜10程度)
基板を例えばポリイミドのような比誘電率の低い(εs
=3.4程度)薄膜で被覆することにより、凝集された
状態のインクを吐出する際に吐出部材32の先端におけ
る電界の集中度が低下するのを防ぐことができる。前記
吐出部材32は、インクジェット方式記録ヘッド1の製
造工程において補助部材19上に成膜される。前記補助
部材19には例えばポリイミドなどが用いられる。吐出
部材32の材質もまた誘電体材料であり、前記補助部材
と同様に例えばポリイミドなどの有機材料を用いても良
いし、例えば窒化シリコン(Si34)のような無機材
料を用いても良い。また、吐出部材32の先端はその先
端部における電界を強めるように前記絶縁性基板17の
端面から例えば50〜200(μm)程度突出してい
る。他方、吐出用電極31は被覆部材4の中に内包され
た構造になっている。図2(a)に示すように、一つの
被覆部材4は隣接するインク吐出セル3に属する吐出用
電極31を一つずつ内包している。つまり、隣接するイ
ンク吐出セル3間が被覆部材4で充填された構造になっ
ている。吐出用電極31の先端部分での電界の強さはお
よそ1〜2(MV/m)と、吐出部材32の先端部分と
同程度である。そのため、インク6が吐出用電極31の
周辺に満たされていると吐出用電極31の先端部分から
インク6が吐出してしまう恐れがある。そこで、吐出用
電極31の周囲を被覆部材4で充填することによりイン
ク6が浸透するのを防いでいる。また図2(a)におい
て、吐出部材32の長手方向に沿って前記吐出部材32
の先端から例えば1(mm)程度離れた位置に対向電極2
が設けられており、前記対向電極2の上には記録媒体5
が置かれている。前記対向電極2には後述する理由によ
り一定のバイアス電圧−Vacc を印加するための液滴加
速用電源10が接続されている。また、前記記録ヘッド
1と前記対向電極2との間には複数のスリット71を有
するグリッド電極7が配設されており、前記グリッド電
極7は接地(0V)されている。図3はグリッド電極7
と記録ヘッド1との配置関係を示した斜視図である。ス
リット71は前記グリッド電極7上にインク吐出セル3
と同じ配列ピッチで1対1に対応するように設けられて
いる。前記グリッド電極7は例えば50〜100(μ
m)の厚さの金属板であり、前記記録ヘッド1とともに
支持部材16により保持されて、前記記録ヘッド1と前
記グリッド電極7との間の距離が一定に保たれている。
前記スリット71は放電加工やエッチングなどの方法に
より前記グリッド電極7に形成される。あるいは、電鋳
(エレクトロフォーミング)によってスリット71を形
成する方法では、孔のエッジの部分でのオーバーハング
(エッチングによるひげ)がなく、より高い精度の加工
が可能となる。図5において、対向電極2の上には記録
媒体5が図中に明示しない紙送り機構によって記録ヘッ
ド1の正面に送られてきて、前記記録ヘッド1から吐出
されたインク6が印字される。前述したように複数の前
記インク吐出セル3内の1対の吐出用電極31には、そ
れぞれインク6の吐出を補助するための共通のバイアス
電源8とインク6を吐出させるために用いられるパルス
電源9が接続されている。本発明において記録媒体5上
に印字するとき、1ライン中で印字すべきドットの位置
に該当する前記インク吐出セル3に接続している前記パ
ルス電源9に駆動回路11から印字信号が与えられる。
その結果、印字信号が与えられた全ての前記パルス電源
9に接続している前記インク吐出セル3内の吐出部材3
2先端から同時に独立して帯電した色剤粒子が濃縮され
た前記インク6が吐出され、記録媒体5上に印字され
る。
FIG. 2A is a top view showing the basic structure of an ink jet recording head 1 and a recording apparatus using the ink jet recording head 1 according to the first embodiment. The inkjet recording head 1 includes:
As shown in FIG. 2A, the ink discharge cells 3
The print head is arranged in parallel in the main scanning direction of printing at intervals of 0 (μm). FIG. 2B is a perspective view of one ink discharge cell 3 in the ink jet recording head 1 according to the first embodiment. The ink ejection cell 3 includes an ejection member 32 and ejection electrodes 31 arranged on both sides of the ejection member 32. For example, 2 is provided between the discharge electrode 31 and the discharge member 32.
A gap of 0 (μm) is formed, and this gap becomes an ink flow path. The ink flow path sucks up the ink 6 supplied into the recording head 1 through the ink circulation path 14a shown in FIG. 5 toward the tip of the ejection member 32 by the capillary phenomenon, so that the ink 6 reaches the tip of the ejection member 32. It is always wet. The ink discharge cells 3 are formed on one insulating substrate 17 covered with an insulating thin film member 18. The insulating substrate 17 is made of, for example, glass, and the insulating thin film member 18 is made of, for example, an organic thin film such as polyimide. Here, for example, high relative permittivity such as glass (ε s = about 7 to 10)
For example, low dielectric constant, such as a polyimide substrate (epsilon s
(Approximately 3.4) By coating with a thin film, it is possible to prevent the concentration of the electric field at the tip of the ejection member 32 from being reduced when the ink in the aggregated state is ejected. The ejection member 32 is formed on the auxiliary member 19 in a process of manufacturing the inkjet recording head 1. The auxiliary member 19 is made of, for example, polyimide. The material of the ejection member 32 is also a dielectric material. Like the auxiliary member, an organic material such as polyimide may be used, or an inorganic material such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) may be used. good. The tip of the discharge member 32 projects from the end face of the insulating substrate 17 by, for example, about 50 to 200 (μm) so as to strengthen the electric field at the tip. On the other hand, the discharge electrode 31 has a structure included in the covering member 4. As shown in FIG. 2A, one covering member 4 includes one ejection electrode 31 belonging to an adjacent ink ejection cell 3 at a time. In other words, the space between the adjacent ink discharge cells 3 is filled with the covering member 4. The strength of the electric field at the tip of the ejection electrode 31 is about 1 to 2 (MV / m), which is almost the same as that of the tip of the ejection member 32. Therefore, when the ink 6 is filled around the ejection electrode 31, the ink 6 may be ejected from the tip of the ejection electrode 31. Therefore, the ink 6 is prevented from penetrating by filling the periphery of the discharge electrode 31 with the covering member 4. In FIG. 2A, the discharge member 32 extends along the longitudinal direction of the discharge member 32.
The counter electrode 2 at a position about 1 (mm) away from the tip of
Is provided, and a recording medium 5 is provided on the counter electrode 2.
Is placed. The opposing electrode 2 is connected to a power supply 10 for accelerating a droplet for applying a constant bias voltage -Vacc for a reason described later. Further, a grid electrode 7 having a plurality of slits 71 is provided between the recording head 1 and the counter electrode 2, and the grid electrode 7 is grounded (0 V). FIG. 3 shows a grid electrode 7.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an arrangement relationship between the recording head and the recording head. The slit 71 is provided on the grid electrode 7 on the ink discharge cell 3.
Are provided so as to correspond one-to-one with the same array pitch. The grid electrode 7 is, for example, 50-100 (μ)
m) is a metal plate having a thickness of m, and is held by the support member 16 together with the recording head 1 so that the distance between the recording head 1 and the grid electrode 7 is kept constant.
The slit 71 is formed in the grid electrode 7 by a method such as electric discharge machining or etching. Alternatively, in the method of forming the slit 71 by electroforming, there is no overhang (whiskers due to etching) at the edge of the hole, and processing with higher precision is possible. In FIG. 5, a recording medium 5 is sent to the front of the recording head 1 on a counter electrode 2 by a paper feed mechanism (not shown), and the ink 6 discharged from the recording head 1 is printed. As described above, the pair of discharge electrodes 31 in the plurality of ink discharge cells 3 are provided with a common bias power supply 8 for assisting the discharge of the ink 6 and a pulse power supply used for discharging the ink 6. 9 is connected. When printing on the recording medium 5 in the present invention, a printing signal is given from the drive circuit 11 to the pulse power supply 9 connected to the ink discharge cell 3 corresponding to the position of the dot to be printed in one line.
As a result, the ejection members 3 in the ink ejection cells 3 connected to all of the pulse power sources 9 to which the print signal has been given.
The ink 6 in which the independently charged colorant particles are simultaneously concentrated is discharged from the two tips and printed on the recording medium 5.

【0013】本発明の特徴は、インクジェット方式記録
ヘッドと負のバイアス電圧を印加された対向電極の間に
接地(0V)されたグリッド電極を挿入した構成におい
て、前記インクジェット方式記録ヘッドが1対の吐出用
電極とこれらの吐出用電極の間に挟まれた誘電体の吐出
部材とで構成されたインク吐出セルを絶縁性の基板上に
所定の間隔で主走査方向に配列した構造であることにあ
る。具体的には、上述した構成において、パルス電圧だ
けでなくバイアス電圧を低電圧化することができ、グリ
ッド電極を通過して対向電極上の記録媒体に到達するま
でのインク6の液滴の飛翔の安定性を維持できることに
加えて、吐出部が絶縁性の薄膜を被覆した導体である場
合に比べて、被覆物の剥離などのような径時劣化による
先端部の変形がなく、長期にわたって安定したインクの
吐出が得られる。この理由について、以下、詳細に述べ
る。
A feature of the present invention is that, in a configuration in which a grid electrode grounded (0 V) is inserted between an ink jet recording head and a counter electrode to which a negative bias voltage is applied, the ink jet recording head is a pair. In this structure, ink discharge cells composed of discharge electrodes and a dielectric discharge member sandwiched between these discharge electrodes are arranged at predetermined intervals in the main scanning direction on an insulating substrate. is there. Specifically, in the above-described configuration, not only the pulse voltage but also the bias voltage can be reduced, and the droplets of the ink 6 fly through the grid electrode and reach the recording medium on the counter electrode. In addition to maintaining the stability of the tip, there is no deformation of the tip due to aging degradation such as peeling of the coating, and stable for a long time compared to the case where the discharge part is a conductor coated with an insulating thin film Thus, the discharged ink is obtained. The reason will be described in detail below.

【0014】図4(a)はグリッド電極を用いた場合の
インク吐出開始電圧を測定するための実験装置の構成図
である。ここでは、マルチヘッド構成のインクジェット
方式記録ヘッド1の代用として、1本の針状電極25を
用いた。針状電極25は外径460(μm),内径25
0(μm)の円筒管状になっており、インク6はインク
タンク12から前記針状電極25の管内に供給される。
また、針状電極25には第1の高電圧源23が接続され
ており、インク6を前記針状電極25の先端から吐出さ
せるための電圧Vejが印加される。他方、グリッド電極
7には第2の高電圧源24が接続されており、インク6
の吐出を容易にするための電圧Vgridが印加される。こ
の実験では、第1の高電圧源23から針状電極25への
印加電圧を0(V)から徐々に高くさせて、接地(0
V)された対向電極2上の記録媒体5にインク6による
ドットが形成され始めた時の第1の高電圧源23の印加
電圧値をインク吐出開始電圧Vejとした。この時、針状
電極25とグリッド電極7の間の距離Dgrid,グリッド
電極7への印加電圧Vgrid、そしてスリット71の径W
gridの3つのパラメータを変化させた場合について、そ
れぞれインク吐出開始電圧Vejを測定した。図4(b)
はグリッド電極7に関わる上述のパラメータを変化させ
た場合のインク吐出開始電圧Vejの測定結果をグリッド
電極−吐出点間距離Dgridに対してプロットしたグラフ
である。ここで、丸(●)および三角(黒三角)は、ス
リット71の径Wgridがそれぞれ900(μm)と60
0(μm)の場合である。また、グリッド電極7への印加
電圧Vgridを0(V),400(V),900(V)に
設定した場合の測定結果をグラフの中に示してある。ま
た、グラフの中で1.4(kV)付近の水平線はグリッド
電極7がない場合のインク吐出開始電圧の値を示してい
る。図4(b)のグラフからグリッド電極−吐出点間距
離Dgridが狭くなると、インク吐出開始電圧Vejが低く
なることがわかる。さらに、グリッド電極7への印加電
圧Vgridが低くなるにしたがって、インク吐出開始電圧
ejが低くなることがわかる。これらの結果は、グリッ
ド電極7の電位によって針状電極25先端の周辺の電位
分布が変わるために針状電極25先端の電位勾配すなわ
ち電界が影響されるためである。そして、針状電極25
とグリッド電極7とは両者の距離が近いほど強く影響し
合うことを示している。したがって、グリッド電極−吐
出点間距離Dgridが狭い程、また、グリッド電極7への
印加電圧Vgridが低い程、針状電極25先端の電界が強
められるために、低い電圧でもインクが吐出し始めるこ
とを示している。また、スリット71の径Wgridが90
0(μm)の場合(●)と600(μm)の場合(黒三
角)を比較すると、グリッド電極7への印加電圧Vgrid
のいずれの値においても、Wgrid=600(μm)の場
合(黒三角)の方がWgrid=900(μm)の場合
(●)よりもインク吐出開始電圧Vejが低いことが分か
る。これは、スリット71の径Wgridが小さくなること
によりグリッド電極7と針状電極25先端部との相対距
離が狭まるために電界が強められることを示している。
以上の測定結果はインク6の吐出部が導体である場合の
結果であるが、吐出部が本実施例に用いているインク吐
出セル3についても同様の結果が得られると考えられ
る。したがって、本実施例において図2(a)のように
グリッド電極7を接地(0V)することにより、インク
6を吐出させるためにインク吐出セル3内の吐出用電極
31に印加する電圧はおよそ800〜900(V)まで
低電圧化することができる。このことは、例えば図2
(a)におけるパルス電源9を例えばパルス電圧Vp
200(V)で駆動する場合、バイアス電源8のバイア
ス電圧をVB =600〜700(V)とすることができ
ることを意味している。バイアス電源8の具体的な形態
としては電源モジュールを用いることになるが、上記の
程度の電圧を発生させる電源モジュールは1(kV)以
上のものに比べて小型・軽量であるという利点がある。
FIG. 4A is a configuration diagram of an experimental apparatus for measuring an ink discharge starting voltage when a grid electrode is used. Here, one needle electrode 25 was used as a substitute for the inkjet recording head 1 having a multi-head configuration. The needle electrode 25 has an outer diameter of 460 (μm) and an inner diameter of 25.
It has a cylindrical shape of 0 (μm), and the ink 6 is supplied from the ink tank 12 into the tube of the needle electrode 25.
Further, a first high voltage source 23 is connected to the needle electrode 25, and a voltage V ej for discharging the ink 6 from the tip of the needle electrode 25 is applied. On the other hand, a second high voltage source 24 is connected to the grid electrode 7, and the ink 6
A voltage V grid for facilitating the discharge is applied. In this experiment, the voltage applied from the first high voltage source 23 to the needle electrode 25 was gradually increased from 0 (V) to ground (0
V) The applied voltage value of the first high-voltage source 23 when the formation of dots by the ink 6 on the recording medium 5 on the counter electrode 2 was started was defined as an ink ejection start voltage Vej . At this time, the distance D grid between the needle electrode 25 and the grid electrode 7, the voltage V grid applied to the grid electrode 7, and the diameter W of the slit 71
When three parameters of the grid were changed, the ink discharge start voltage V ej was measured. FIG. 4 (b)
7 is a graph in which the measurement results of the ink discharge start voltage V ej when the above-described parameters related to the grid electrode 7 are changed are plotted against the distance D grid between the grid electrode and the discharge point. Here, the circle (●) and the triangle (black triangle) indicate that the diameter W grid of the slit 71 is 900 (μm) and 60, respectively.
This is the case of 0 (μm). Further, the measurement results when the applied voltage V grid to the grid electrode 7 is set to 0 (V), 400 (V), and 900 (V) are shown in the graph. In the graph, a horizontal line near 1.4 (kV) indicates the value of the ink discharge start voltage when the grid electrode 7 is not provided. It can be seen from the graph of FIG. 4B that the smaller the distance D grid between the grid electrode and the discharge point, the lower the ink discharge start voltage Vej . Further, it can be seen that as the voltage V grid applied to the grid electrode 7 becomes lower, the ink ejection start voltage V ej becomes lower. These results are because the potential distribution around the tip of the needle electrode 25 changes depending on the potential of the grid electrode 7, and the potential gradient at the tip of the needle electrode 25, that is, the electric field is affected. And the needle electrode 25
This indicates that the closer the distance between the grid electrode 7 and the grid electrode 7, the stronger the influence. Therefore, as the distance D grid between the grid electrode and the discharge point is smaller and the voltage V grid applied to the grid electrode 7 is lower, the electric field at the tip of the needle electrode 25 is strengthened. Indicates that you are starting. Also, the diameter W grid of the slit 71 is 90
A comparison between the case of 0 (μm) (●) and the case of 600 (μm) (black triangle) shows that the voltage V grid applied to the grid electrode 7 is
It can be seen that the ink ejection start voltage V ej is lower in the case of W grid = 600 (μm) (black triangle) than in the case of W grid = 900 (μm) (●). This indicates that the electric field is strengthened because the relative distance between the grid electrode 7 and the tip of the needle electrode 25 is reduced by reducing the diameter W grid of the slit 71.
The above measurement results are obtained when the discharge portion of the ink 6 is a conductor. However, it is considered that similar results can be obtained for the ink discharge cells 3 used in the present embodiment. Therefore, in this embodiment, the voltage applied to the discharge electrode 31 in the ink discharge cell 3 for discharging the ink 6 is about 800 by grounding the grid electrode 7 (0 V) as shown in FIG. The voltage can be reduced up to 900 (V). This is illustrated, for example, in FIG.
Pulse such as pulse power source 9 in (a) Voltage V p =
When driving at 200 (V), which means that the bias voltage of the bias power source 8 may be a V B = 600~700 (V). As a specific form of the bias power supply 8, a power supply module is used. However, there is an advantage that the power supply module for generating the above-described voltage is smaller and lighter than one (1 kV) or more.

【0015】ところで対向電極2を接地(0V)した状
態で、グリッド電極7もまた接地(0V)すると、グリ
ッド電極7と対向電極2との間には電界が存在しなくな
る。それゆえ、インク6の液滴はグリッド電極7を通過
した後、対向電極2上の記録媒体5に到達するまでの間
は慣性運動することになる。インク6の液滴が慣性運動
する場合、空気抵抗により液滴の速度が徐々に減衰して
しまう。実際の印字においてはインク6の液滴がインク
吐出セル3から短い間隔で連続的に吐出される場合が多
く、このような状態で複数のインク6の液滴が慣性運動
すると、先行しているインク滴の速度が減衰し、後続の
インク滴との距離が縮まってしまう。その結果、インク
6の液滴間で干渉してしまうか、最悪の場合には液滴が
結合してしまう恐れがある。このような問題は、インク
吐出セル3と対向電極の距離が広くなるにしたがって、
発生する確率が高くなる。そこで、図2(a)に示すよ
うに、対向電極2に負のバイアス電圧が印加されるよう
に液滴加速用電源10を接続する。図1は上述した構成
におけるインク吐出セル3内の吐出部材32先端から対
向電極2までの電位の変化の様子を示す図である。液滴
加速用電源10によってグリッド電極7と対向電極2の
間に電界が発生するので、インク6の液滴は電界により
加速度運動を受けることになる。それゆえ、液滴間での
結合や干渉を防止することができる。例えば、吐出部材
32とグリッド電極7との距離を100(μm),グリ
ッド電極7の厚さを100(μm)とすると、グリッド
電極7と対向電極2の距離は800(μm)となるの
で、対向電極2に印加される電圧−Vacc の具体的な値
としては例えば−80(V)を印加すると、グリッド電
極7と対向電極2の間の電界の強さは100(kV/
m)となる。インク6の液滴を加速する電界としては、
この程度の大きさで十分である。
When the grid electrode 7 is also grounded (0 V) with the counter electrode 2 grounded (0 V), no electric field exists between the grid electrode 7 and the counter electrode 2. Therefore, after the droplet of the ink 6 passes through the grid electrode 7, it moves by inertia until it reaches the recording medium 5 on the counter electrode 2. When the droplet of the ink 6 moves by inertia, the velocity of the droplet gradually decreases due to air resistance. In actual printing, droplets of the ink 6 are often continuously ejected from the ink ejection cell 3 at short intervals. The speed of the ink drop is attenuated, and the distance between the subsequent ink drop is reduced. As a result, there is a possibility that the droplets of the ink 6 may interfere with each other, or in the worst case, the droplets may be combined. Such a problem arises as the distance between the ink discharge cell 3 and the counter electrode increases.
The probability of occurrence is high. Therefore, as shown in FIG. 2A, a power supply 10 for accelerating the droplet is connected so that a negative bias voltage is applied to the counter electrode 2. FIG. 1 is a diagram showing how the potential changes from the tip of the ejection member 32 in the ink ejection cell 3 to the counter electrode 2 in the above-described configuration. Since an electric field is generated between the grid electrode 7 and the counter electrode 2 by the power supply 10 for accelerating the droplet, the droplet of the ink 6 undergoes acceleration motion due to the electric field. Therefore, coupling and interference between droplets can be prevented. For example, if the distance between the ejection member 32 and the grid electrode 7 is 100 (μm) and the thickness of the grid electrode 7 is 100 (μm), the distance between the grid electrode 7 and the counter electrode 2 is 800 (μm). When a specific value of the voltage −V acc applied to the counter electrode 2 is, for example, −80 (V), the strength of the electric field between the grid electrode 7 and the counter electrode 2 is 100 (kV /
m). As an electric field for accelerating the droplet of the ink 6,
This size is sufficient.

【0016】他方、従来技術ではインク6の吐出部に絶
縁性薄膜を被覆した金属を用いていたのに対して、本実
施例では前述したようにインク6の吐出部にバルク部材
の誘電体を用いている。インク6の吐出部が絶縁性薄膜
を被覆した金属である場合に対して、インク6の吐出部
がバルク部材の誘電体である場合には、高電界下でのイ
ンク6中の色剤粒子との化学反応による吐出部材表面の
変質や腐蝕といった問題が起る可能性が極めて低くな
る。それゆえ、径時変化により吐出部材先端の形状が変
形するといった問題の発生を極端に抑えることができる
ようになるので、記録ヘッドの信頼性が高くなる。
On the other hand, in the prior art, a metal coated with an insulating thin film is used for the discharge portion of the ink 6, whereas in the present embodiment, the dielectric of the bulk member is formed in the discharge portion of the ink 6 as described above. Used. Where the discharge portion of the ink 6 is a metal coated with an insulating thin film, when the discharge portion of the ink 6 is a dielectric of a bulk member, the colorant particles in the ink 6 under a high electric field The possibility that problems such as deterioration and corrosion of the surface of the ejection member due to the chemical reaction of the above will occur is extremely low. Therefore, the occurrence of the problem that the shape of the tip of the ejection member is deformed due to the change in diameter can be extremely suppressed, and the reliability of the recording head is enhanced.

【0017】以上、本実施例によってインク吐出のため
のパルス電圧のみならずバイアス電圧も低電圧化が図れ
ることにより、パルス電圧制御のための駆動回路に安価
な高電圧駆動ICを用いることが可能となるとともに、
バイアス電圧のための電源モジュールに低価格で小型・
軽量のものを使用できる。その結果、低価格で小型・軽
量のプリンタ装置を提供できる。また、対向電極2に負
のバイアス電圧を印加する構成により、吐出部材32か
ら対向電極2に向かって飛翔するインク滴が常に電界に
よる加速度運動を受けるので、液滴間の結合や干渉とい
った問題を防いで、インク6の液滴の飛翔状態の安定化
を図ることができる。さらに、インク6の吐出部にバル
ク部材誘電体を用いることにより高電界下でのインク6
中の色剤粒子との化学反応による吐出部材表面の変質や
腐蝕といった問題が起る可能性を極めて低くすることが
できる。その結果、記録ヘッド装置の長寿命化が図れ
て、長期にわたる使用においても記録ヘッドの安定した
インク吐出特性を維持することが容易になる。
As described above, according to this embodiment, not only the pulse voltage for ink discharge but also the bias voltage can be reduced, so that an inexpensive high-voltage drive IC can be used for the drive circuit for pulse voltage control. And
Power supply module for bias voltage
Lightweight ones can be used. As a result, a low-priced, small-sized and lightweight printer can be provided. In addition, the configuration in which a negative bias voltage is applied to the opposing electrode 2 causes ink droplets flying from the ejection member 32 toward the opposing electrode 2 to always undergo acceleration motion due to an electric field. Thus, the flying state of the droplets of the ink 6 can be stabilized. Furthermore, by using a bulk member dielectric for the ink 6 discharge section, the ink 6 under a high electric field can be used.
The possibility that problems such as deterioration or corrosion of the surface of the ejection member due to a chemical reaction with the colorant particles in the inside can be extremely reduced. As a result, the life of the recording head device can be prolonged, and it is easy to maintain stable ink ejection characteristics of the recording head even when used for a long time.

【0018】次に、本発明における第2の実施例につい
て説明する。図6は第2の実施例に関わるインクジェッ
ト方式記録ヘッド1および前記インクジェット方式記録
ヘッド1を用いた記録装置の基本構造を示す上面図であ
る。前記インクジェット方式記録ヘッド1は、インク吐
出セル3を例えば250(μm)の間隔を置いて絶縁性
の基板(図中に明示せず)上に印字の主走査方向に並列
に並べた構成になっている。前記インク吐出セル3は吐
出部材32と前記吐出部材32を中心にして両脇に配置
された吐出用電極31とで構成されている。前記吐出用
電極31と前記吐出部材32との間には例えば20(μ
m)の空隙が形成されており、この空隙がインク流路と
なる。このインク流路は毛細管現象により記録ヘッド1
内に供給されたインク6を吐出部材32の先端方向に吸
い上げて、前記インク6が前記吐出部材32の先端を常
に濡らすようになっている。吐出部材32の材質は誘電
体材料であり、例えばポリイミドなどの有機材料を用い
ても良いし、例えば窒化シリコン(Si34)のような
無機材料を用いても良い。また、吐出部材32の先端は
その先端部における電界を強めるように絶縁性の基板の
端面から例えば50〜200(μm)程度突出してい
る。他方、吐出用電極31は被覆部材4の中に内包され
た構造になっている。図6に示すように、一つの被覆部
材4は隣接するインク吐出セル3に属する吐出用電極3
1を一つずつ内包している。つまり、隣接するインク吐
出セル3間が被覆部材4で充填された構造になってい
る。吐出用電極31の先端部分での電界の強さはおよそ
1〜2(MV/m)と、吐出部材32の先端部分と同程
度である。そのため、インク6が吐出用電極31の周辺
に満たされていると吐出用電極31の先端部分からイン
ク6が吐出してしまう恐れがある。そこで、吐出用電極
31の周囲を被覆部材4で充填することによりインク6
が浸透するのを防いでいる。また図6において、吐出部
材32の長手方向に沿って前記吐出部材32の先端から
例えば1(mm)程度離れた位置に対向電極2が設けられ
ており、前記対向電極2の上には記録媒体5が置かれて
いる。前記対向電極2には一定のバイアス電圧−Vacc
を印加するための液滴加速用電源10が接続されてい
る。また、前記記録ヘッド1と前記対向電極2との間に
は複数のスリット71を有するグリッド電極7が配設さ
れている。スリット71は前記グリッド電極7上にイン
ク吐出セル3と同じ配列ピッチで1対1に対応するよう
に設けられている。前記グリッド電極7は例えば50〜
100(μm)の厚さの金属板であり、前記記録ヘッド
1とともに図中に明示しない支持部材により保持され
て、前記記録ヘッド1と前記グリッド電極7との間の距
離が一定に保たれている。前記スリット71は放電加工
やエッチングなどの方法により前記グリッド電極7に形
成される。あるいは、電鋳(エレクトロフォーミング)
によってスリット71を形成する方法では、孔のエッジ
の部分でのオーバーハング(エッチングによるひげ)が
なく、より高い精度の加工が可能となる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a top view showing the basic structure of an ink jet recording head 1 according to the second embodiment and a recording apparatus using the ink jet recording head 1. The ink jet recording head 1 has a configuration in which the ink discharge cells 3 are arranged in parallel in the main scanning direction of printing on an insulating substrate (not explicitly shown in the drawing) at intervals of, for example, 250 (μm). ing. The ink ejection cell 3 includes an ejection member 32 and ejection electrodes 31 arranged on both sides of the ejection member 32. Between the discharge electrode 31 and the discharge member 32, for example, 20 (μ)
A gap m) is formed, and this gap becomes an ink flow path. The ink flow path is formed by the recording head 1 due to a capillary phenomenon.
The ink 6 supplied inside is sucked up toward the tip of the ejection member 32 so that the ink 6 always wets the tip of the ejection member 32. The material of the ejection member 32 is a dielectric material. For example, an organic material such as polyimide may be used, or an inorganic material such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) may be used. The tip of the ejection member 32 projects from the end face of the insulating substrate by about 50 to 200 (μm), for example, so as to strengthen the electric field at the tip. On the other hand, the discharge electrode 31 has a structure included in the covering member 4. As shown in FIG. 6, one covering member 4 is formed by a discharge electrode 3 belonging to an adjacent ink discharge cell 3.
1 is included one by one. In other words, the space between the adjacent ink discharge cells 3 is filled with the covering member 4. The strength of the electric field at the tip of the ejection electrode 31 is about 1 to 2 (MV / m), which is almost the same as that of the tip of the ejection member 32. Therefore, when the ink 6 is filled around the ejection electrode 31, the ink 6 may be ejected from the tip of the ejection electrode 31. Therefore, by filling the periphery of the discharge electrode 31 with the covering member 4, the ink 6 is filled.
To prevent penetration. In FIG. 6, a counter electrode 2 is provided at a position, for example, about 1 (mm) away from the tip of the discharge member 32 along the longitudinal direction of the discharge member 32, and a recording medium is provided on the counter electrode 2. 5 is placed. The opposite electrode 2 has a constant bias voltage -V acc
Is connected to the power supply 10 for applying a droplet. Further, a grid electrode 7 having a plurality of slits 71 is provided between the recording head 1 and the counter electrode 2. The slits 71 are provided on the grid electrode 7 at the same arrangement pitch as the ink discharge cells 3 so as to correspond one-to-one. The grid electrode 7 is, for example, 50 to
It is a metal plate having a thickness of 100 (μm) and is held together with the recording head 1 by a support member not shown in the drawing, so that the distance between the recording head 1 and the grid electrode 7 is kept constant. I have. The slit 71 is formed in the grid electrode 7 by a method such as electric discharge machining or etching. Or electroforming (electroforming)
According to the method of forming the slits 71, there is no overhang (whiskers due to etching) at the edges of the holes, and processing with higher precision can be performed.

【0019】本実施例の特徴は、一対の吐出用電極31
とこれらの吐出用電極31の間に挟まれた誘電体の吐出
部材32とで構成されたインク吐出セル3を絶縁性の基
板上に所定の間隔で主走査方向に配列したインクジェッ
ト方式記録ヘッド1と負のバイアス電圧を印加された対
向電極2の間にグリッド電極7を挿入した構成におい
て、前記グリッド電極7を接地(0V)された状態と前
記吐出用電極31にバイアス電圧VB を印加するための
バイアス電源8に接続する状態との間で切り替えるスイ
ッチング手段21を備えたことにある。以下、前記スイ
ッチング手段21を用いた場合の印字動作について説明
する。図7は、時間の経過に伴う吐出用電極31および
グリッド電極7への印加電圧の状態を示した図である。
ここで、吐出用電極31への印加電圧とは記録ヘッド1
中の一つのインク吐出セル3についてのデータを例示し
ている。吐出用電極31には、印字期間だけでなく休止
期間においても常にバイアス電源8によってバイアス電
圧Vb が印加されている。印字期間に入ると、前記吐出
用電極31にはパルス電源9により各印字位置において
パルス幅変調されたパルス電圧Vp が重畳される。他
方、待機期間や休止期間においてグリッド電極7には、
スイッチング手段21によりバイアス電源8と接続され
てバイアス電圧Vb が印加される。そして、記録ヘッド
1が印字動作に入る時には、吐出用電極31にパルス電
圧Vp が重畳され始めるよりも前に一定の吐出準備期間
だけ早く、スイッチング手段21によりグリッド電極7
は接地(0V)された状態になる。図8は図6に示した
構成におけるインク吐出セル3内の吐出部材32先端か
ら対向電極2までの電位の変化の様子を示す図である。
位置xに対する電位の変化を示すグラフにおいて、実線
は印字動作時における電位を表し、一点鎖線は休止期間
中における電位を表している。印字動作中においては、
第1の実施例と同じくグリッド電極7を接地(0V)し
た状態にすることによりパルス電圧Vp およびバイアス
電圧Vb を低電圧化することができる。また、接地(0
V)されたグリッド電極7と負のバイアス電圧−Vacc
を印加された対向電極2の間に電界が発生することによ
り、インク6の液滴が前記グリッド電極7と前記対向電
極2との間を飛翔する間もインク6の液滴が電界により
加速度運動を受けて、飛翔特性が安定になる。他方、待
機期間や1ページの印字が終了して休止期間に入ると、
スイッチング手段21により、グリッド電極7は吐出用
電極31と共通のバイアス電源8と接続されて、バイア
ス電圧Vb が印加される。その結果、スリット71の中
心付近の電位は、Vb とほぼ同じか、あるいは、Vb
り数10(V)低い程度になる。それゆえ、図8に示す
ように休止時においては吐出部材32とグリッド電極7
との間には電位勾配がほとんど存在しなくなるので、吐
出部材32先端の電界はほぼ0に等しくなる。したがっ
て、外乱等が働いた場合でも待機期間や休止期間におい
て吐出部材32先端からインク6が吐出されることがな
くなる。さらに、吐出部材32の周囲の電界もほぼ0に
等しくなるので、インク6中の色剤粒子を吐出部材32
の先端で濃縮させる力よりも色剤粒子間の静電反発力の
方が強くなる。そのため、色剤粒子がインク6の中で分
散するので、吐出部材32先端部への色剤粒子の固着の
発生率が極めて低くなる。ところで、待機期間もしくは
休止期間から印字動作に入る時にはスイッチング手段2
1によってグリッド電極7を再び接地(0V)した状態
にする。この時、記録媒体5上で十分な画像濃度を持つ
ドットを印字するためには、色剤粒子を吐出部材32先
端で濃縮させた状態にする必要がある。ところが、色剤
粒子が分散された状態から濃縮された状態に移行するに
は時間がかかる。そこで、図7に示すようにグリッド電
極7を接地(0V)した状態に切り替えるタイミングを
印字動作の開始から一定の時間だけ早めることにより、
印字動作開始前から吐出部材32先端とその周囲に電界
が発生させる。この吐出準備期間の間に吐出部材32の
先端に色剤粒子が濃縮された状態に移行することができ
るので、最初の印字から十分な画像濃度を持つドットを
記録媒体5上に形成することができる。
This embodiment is characterized in that a pair of ejection electrodes 31
An ink jet recording head 1 in which ink discharge cells 3 each composed of a discharge member 32 of a dielectric material sandwiched between these discharge electrodes 31 are arranged in a main scanning direction at predetermined intervals on an insulating substrate. applying the included configuration the grid electrode 7 in the negative between the opposed electrodes 2 a bias voltage is applied to said grid electrode 7 the ejection electrode 31 in a state of being grounded (0V) to a bias voltage V B and Switching means 21 for switching between a state of connection to the bias power supply 8 and a state of connection. Hereinafter, a printing operation using the switching means 21 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a state of a voltage applied to the discharge electrode 31 and the grid electrode 7 with the passage of time.
Here, the voltage applied to the ejection electrode 31 means the recording head 1
2 illustrates data on one of the ink ejection cells 3. The bias voltage Vb is always applied to the ejection electrode 31 by the bias power supply 8 not only during the printing period but also during the pause period. Once in print period, it said the ejection electrode 31 is pulsed voltage V p which is pulse width modulated at each printing position by the pulse power supply 9 is superimposed. On the other hand, during the standby period or the idle period, the grid electrode 7
The switching means 21 is connected to the bias power supply 8 to apply the bias voltage Vb . Then, when the recording head 1 enters the printing operation, as soon as a certain ejection preparation period before the pulse voltage V p starts to be superimposed to the ejection electrode 31, the grid electrode 7 by the switching means 21
Is grounded (0 V). FIG. 8 is a diagram showing how the potential changes from the tip of the ejection member 32 in the ink ejection cell 3 to the counter electrode 2 in the configuration shown in FIG.
In the graph showing the change in the potential with respect to the position x, the solid line represents the potential during the printing operation, and the dashed line represents the potential during the idle period. During the printing operation,
As in the first embodiment, the pulse voltage Vp and the bias voltage Vb can be reduced by setting the grid electrode 7 to the ground (0 V) state. In addition, the ground (0
V) and the negative bias voltage −V acc
An electric field is generated between the counter electrodes 2 to which the ink is applied, so that the droplets of the ink 6 are accelerated by the electric field while the droplets of the ink 6 fly between the grid electrode 7 and the counter electrode 2. As a result, the flight characteristics become stable. On the other hand, when the standby period or the printing of one page ends and the pause period starts,
The switching means 21 connects the grid electrode 7 to the bias power supply 8 which is common to the discharge electrode 31 and applies the bias voltage Vb . As a result, potential near the center of the slit 71, V b and substantially equal to or, alternatively, the degree number 10 (V) lower than V b. Therefore, as shown in FIG. 8, the discharge member 32 and the grid electrode 7 are at rest.
And the electric field at the tip of the discharge member 32 becomes almost zero. Therefore, even when disturbance or the like acts, the ink 6 is not ejected from the tip of the ejection member 32 during the standby period or the halt period. Further, the electric field around the ejection member 32 is also substantially equal to 0, so that the colorant particles in the ink 6 are discharged from the ejection member 32.
The electrostatic repulsive force between the colorant particles is stronger than the force for concentrating at the tip. Therefore, since the colorant particles are dispersed in the ink 6, the rate of occurrence of fixation of the colorant particles to the tip of the ejection member 32 is extremely low. By the way, when the printing operation is started from the standby period or the pause period, the switching means 2 is used.
1, the grid electrode 7 is again grounded (0 V). At this time, in order to print dots having a sufficient image density on the recording medium 5, the colorant particles need to be concentrated at the tip of the discharge member 32. However, it takes time to shift from a state where the colorant particles are dispersed to a state where the colorant particles are concentrated. Therefore, as shown in FIG. 7, the timing for switching the grid electrode 7 to the grounded (0 V) state is advanced by a fixed time from the start of the printing operation,
Before the start of the printing operation, an electric field is generated at the tip of the ejection member 32 and around it. Since it is possible to shift to a state where the colorant particles are concentrated at the tip of the ejection member 32 during the ejection preparation period, it is possible to form dots having sufficient image density on the recording medium 5 from the first printing. it can.

【0020】なお、本実施例に関わるインクジェット方
式記録ヘッド1は図5に示す構成例のプリンタ装置に用
いることができる。対向電極2の上には記録媒体5が図
中に明示しない紙送り機構によって記録ヘッド1の正面
に送られてきて、前記記録ヘッド1から吐出されたイン
ク6が印字される。前述したように複数の前記インク吐
出セル3内の一対の吐出用電極31には、それぞれイン
ク6の吐出を補助するための共通のバイアス電源8とイ
ンク6を吐出させるために用いられるパルス電源9が接
続されている。本発明において記録媒体5上に印字する
とき、1ライン中で印字すべきドットの位置に該当する
前記インク吐出セル3に接続している前記パルス電源9
に駆動回路11から印字信号が与えられる。その結果、
印字信号が与えられた全ての前記パルス電源9に接続し
ている前記インク吐出セル3内の吐出部材32先端から
同時に独立して帯電した色剤粒子が濃縮された前記イン
ク6が吐出され、記録媒体5上に印字される。
The ink jet recording head 1 according to the present embodiment can be used in a printer having the configuration shown in FIG. A recording medium 5 is sent to the front of the recording head 1 on the counter electrode 2 by a paper feeding mechanism (not shown), and the ink 6 discharged from the recording head 1 is printed. As described above, a common bias power supply 8 for assisting the discharge of the ink 6 and a pulse power supply 9 used for discharging the ink 6 are provided to the pair of discharge electrodes 31 in the plurality of ink discharge cells 3. Is connected. When printing on the recording medium 5 according to the present invention, the pulse power supply 9 connected to the ink discharge cell 3 corresponding to the position of the dot to be printed in one line.
Is supplied with a print signal from the drive circuit 11. as a result,
The ink 6 in which the independently charged concentrated colorant particles are simultaneously ejected from the tip of the ejection member 32 in the ink ejection cell 3 connected to all the pulse power supplies 9 to which the print signal is given, is recorded. It is printed on the medium 5.

【0021】以上、本実施例により、パルス電源だけで
なくバイアス電源の低電圧化を図れるとともに、グリッ
ド電極7と対向電極2との間におけるインク6の液滴の
飛翔特性の安定性を向上できる。また、休止期間におい
て外乱等によりインクが吐出されることがなくなるの
で、印字の誤動作を防止することができる。それととも
に、休止期間中での吐出部材32の先端への色剤粒子の
固着の発生率を抑制することにより、インク吐出特性の
不安定化や目詰まりなどの不具合が起りにくくなる。さ
らに、吐出準備期間を設けて1ページの印字動作の開始
時よりも前にインク6中の色剤粒子を濃縮した状態に移
行することで、最初の印字から十分な画像濃度を持つド
ットを形成でき、濃度むらのない高品位な画像を印字で
きる。
As described above, according to the present embodiment, not only the voltage of the bias power supply but also the voltage of the pulse power supply can be reduced, and the stability of the flight characteristics of the ink 6 droplets between the grid electrode 7 and the counter electrode 2 can be improved. . In addition, since ink is not ejected due to disturbance or the like during the suspension period, erroneous printing can be prevented. At the same time, by suppressing the rate of occurrence of colorant particles sticking to the tip of the discharge member 32 during the suspension period, problems such as unstable ink discharge characteristics and clogging are less likely to occur. Further, by providing a discharge preparation period and shifting to a state where the colorant particles in the ink 6 are concentrated before the start of the one-page printing operation, dots having a sufficient image density are formed from the first printing. And high quality images without density unevenness can be printed.

【0022】次に、本発明における第3の実施例につい
て説明する。図9は、第3の実施例に関わるインクジェ
ット方式記録ヘッド1と前記インクジェット方式記録ヘ
ッド1を用いた記録装置の基本構造を示す上面図であ
る。本実施例では、インクジェット方式記録ヘッド1の
構造以外は第2の実施例と同じ構成であるので、インク
ジェット方式記録ヘッド1の構造以外の説明は省略す
る。前記インクジェット方式記録ヘッド1は、インク吐
出用電極20を例えば250(μm)の間隔を置いて絶
縁性の基板(図中に明示せず)上に印字の主走査方向に
並列に並べた構成になっている。前記インク吐出用電極
20には導体もしくは表面を絶縁性の薄膜で被覆された
導体が用いられている。前記インク吐出用電極20は例
えば100(μm)の幅を有しており、例えば100
(μm)の幅の隔壁部材26により仕切られている。前
記隔壁部材26は前記インク吐出用電極20よりも紙面
に垂直方向に高くなっており、隣り合う前記隔壁部材2
6の空間には空隙が形成されて、この空隙がインク流路
となる。このインク流路は毛細管現象により記録ヘッド
1内に供給されたインク6をインク吐出用電極20の先
端方向に吸い上げて、前記インク6が前記インク吐出用
電極20の先端を常に濡らすようになっている。また、
インク吐出用電極20の先端はその先端部における電界
を強めるように絶縁性の基板の端面から例えば50〜2
00(μm)程度突出している。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a top view showing the basic structure of an ink jet recording head 1 according to the third embodiment and a recording apparatus using the ink jet recording head 1. In the present embodiment, since the configuration is the same as that of the second embodiment except for the structure of the ink jet recording head 1, description other than the structure of the ink jet recording head 1 is omitted. The ink jet recording head 1 has a configuration in which the ink discharge electrodes 20 are arranged in parallel in the main scanning direction of printing on an insulating substrate (not explicitly shown in the drawing) at intervals of, for example, 250 (μm). Has become. A conductor or a conductor whose surface is covered with an insulating thin film is used for the ink ejection electrode 20. The ink discharge electrode 20 has a width of, for example, 100 (μm).
(Μm). The partition member 26 is higher than the ink discharge electrode 20 in the direction perpendicular to the plane of the paper, and the adjacent partition member 2
A space is formed in the space of No. 6, and this space becomes an ink flow path. The ink flow path sucks up the ink 6 supplied into the recording head 1 toward the tip of the ink discharge electrode 20 by capillary action, so that the ink 6 always wets the tip of the ink discharge electrode 20. I have. Also,
The tip of the ink discharge electrode 20 is, for example, 50 to 2 mm from the end face of the insulating substrate so as to strengthen the electric field at the tip.
It protrudes by about 00 (μm).

【0023】ところで本実施例では、インクジェット方
式記録ヘッド1の構成において、誘電体の吐出部材とそ
の両脇に配置された吐出用電極とで構成されるインク吐
出セルの代わりにインク吐出用電極20を用いている。
その場合、インク吐出用電極20に図7に示す吐出用電
極31と同じ電圧の印加制御をした場合でも、図8と同
様の電位勾配が得られる。しかも、前記記録ヘッドの構
成がインク吐出セルの場合に比べて単純であるので、製
造プロセスにおける工程数が少なくて済む。
In the present embodiment, in the structure of the ink jet type recording head 1, the ink ejection electrode 20 is replaced with an ink ejection cell composed of a dielectric ejection member and ejection electrodes arranged on both sides thereof. Is used.
In this case, even when the same voltage is applied to the ink ejection electrode 20 as that of the ejection electrode 31 shown in FIG. 7, a potential gradient similar to that in FIG. 8 can be obtained. In addition, since the configuration of the recording head is simpler than the case of the ink discharge cells, the number of steps in the manufacturing process can be reduced.

【0024】したがって、本実施例によりパルス電源だ
けでなくバイアス電源の低電圧化を図れるとともに、グ
リッド電極7と対向電極2との間におけるインク6の液
滴の飛翔特性の安定性を向上できる。さらに、インクジ
ェット方式記録ヘッドの製造プロセスにおける工程数が
少なくできるので、前記記録ヘッドの生産コストの低減
とともにスループットの向上を図ることができる。
Therefore, according to this embodiment, not only the pulse power source but also the bias power source can be reduced in voltage, and the stability of the flight characteristics of the ink 6 droplets between the grid electrode 7 and the counter electrode 2 can be improved. Furthermore, since the number of steps in the manufacturing process of the ink jet recording head can be reduced, the production cost of the recording head can be reduced and the throughput can be improved.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パルス電圧のみならずバイアス電圧も低電圧化が図れる
ことにより、パルス電圧制御のための駆動回路に安価な
高電圧駆動ICを用いることが可能となるとともに、バ
イアス電圧のための電源モジュールに低価格で小型・軽
量のものを使用できる。その結果、低価格で小型・軽量
のプリンタ装置を提供できる。また、対向電極2に負の
バイアス電圧を印加する構成により、インク6の液滴の
飛翔状態の安定化を図ることができる。さらに、インク
6の吐出部にバルク部材誘電体を用いることにより高電
界下でのインク6中の色剤粒子との化学反応による吐出
部材表面の変質や腐蝕といった問題が起る可能性を極め
て低くすることができる。その結果、記録ヘッド装置の
長寿命化が図れて、長期にわたる使用においても記録ヘ
ッドの安定したインク吐出特性を維持することが容易に
なる。
As described above, according to the present invention,
Since the bias voltage as well as the pulse voltage can be reduced, an inexpensive high-voltage drive IC can be used for the drive circuit for controlling the pulse voltage, and a low-cost power supply module for the bias voltage can be used. Small and light weight can be used. As a result, it is possible to provide a low-cost, compact and lightweight printer device. Further, the configuration in which a negative bias voltage is applied to the counter electrode 2 can stabilize the flying state of the ink 6 droplets. Furthermore, by using a bulk member dielectric material for the discharge portion of the ink 6, the possibility of causing a problem such as deterioration or corrosion of the discharge member surface due to a chemical reaction with the colorant particles in the ink 6 under a high electric field is extremely low. can do. As a result, the life of the recording head device can be prolonged, and it is easy to maintain stable ink ejection characteristics of the recording head even when used for a long time.

【0026】本発明に関わる第2の実施例によれば、休
止期間における印字の誤動作を防止することができる。
それとともに、休止期間中での吐出部材32の先端への
色剤粒子の固着の発生率を抑制できて、インク吐出特性
の不安定化や目詰まりなどの不具合が起りにくくなる。
さらに、吐出準備期間を設けることで、最初の印字から
十分な画像濃度を持つドットを形成でき、濃度むらのな
い高品位な画像を印字できる。
According to the second embodiment of the present invention, it is possible to prevent a printing malfunction during a pause period.
At the same time, the rate of occurrence of the colorant particles sticking to the tip of the discharge member 32 during the suspension period can be suppressed, and problems such as unstable ink discharge characteristics and clogging are less likely to occur.
Further, by providing the ejection preparation period, dots having a sufficient image density can be formed from the first printing, and a high-quality image without density unevenness can be printed.

【0027】本発明に関わる第3の実施例によれば、吐
出部先端の絶縁性薄膜への電界によるストレスを低減し
て、インク吐出部が絶縁性薄膜を被覆された導体であっ
ても長寿命化を図ることができる。また、インクジェッ
ト方式記録ヘッドの製造プロセスにおける工程数が少な
くできるので前記記録ヘッドの生産コストの低減ととも
にスループットの向上を図ることができる。
According to the third embodiment of the present invention, the stress caused by the electric field on the insulating thin film at the tip of the discharge portion is reduced, so that even if the ink discharge portion is a conductor coated with the insulating thin film, the length is long. Life can be extended. Further, since the number of steps in the manufacturing process of the ink jet type recording head can be reduced, the production cost of the recording head can be reduced and the throughput can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に関わるインクジェット
方式記録ヘッドと対向電極間の電位勾配を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a potential gradient between an inkjet recording head and a counter electrode according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例に関わるインクジェット
方式記録ヘッドを用いた記録装置の基本構造の上面図
(a)および前記インクジェット方式記録ヘッド内のイ
ンク吐出セルの立体的な構造を示す斜視図(b)。
FIG. 2A is a top view of a basic structure of a recording apparatus using an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention, and shows a three-dimensional structure of an ink discharge cell in the ink jet recording head. Perspective view (b).

【図3】本発明の第1の実施例に関わるインクジェット
方式記録ヘッド内のインク吐出セルとグリッド電極の立
体的な配置を示す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing a three-dimensional arrangement of ink discharge cells and grid electrodes in the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図4】グリッド電極を用いた場合のインク吐出開始電
圧を測定するための実験装置の構成(a)と測定結果
(b)を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration (a) and a measurement result (b) of an experimental apparatus for measuring an ink discharge start voltage when a grid electrode is used.

【図5】本発明に関わるインクジェット方式記録ヘッド
を用いたプリンタの構成を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a printer using an ink jet recording head according to the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例に関わるインクジェット
方式記録ヘッドを用いた記録装置の基本構造の上面図。
FIG. 6 is a top view of a basic structure of a recording apparatus using an inkjet recording head according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例における、時間の経過に
伴う吐出用電極およびグリッド電極への印加電圧の状態
の変化を説明する図。
FIG. 7 is a view for explaining a change in a state of a voltage applied to an ejection electrode and a grid electrode over time in a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例に関わるインクジェット
方式記録ヘッドと対向電極間の電位勾配を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a potential gradient between an inkjet recording head and a counter electrode according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例に関わるインクジェット
方式記録ヘッドを用いた記録装置の基本構造の上面図。
FIG. 9 is a top view of a basic structure of a recording apparatus using an inkjet recording head according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…インクジェット方式記録ヘッド、2…対向電極、3
…インク吐出セル、4…被覆部材、5…記録媒体、6…
インク、7…グリッド電極、8…バイアス電源、9…パ
ルス電源、10…液滴加速用電源、11…駆動回路、1
2…インクタンク、13a,13b…ポンプ、14a,
14b…インク循環路、15…インク導入路、16…支
持部材、17…絶縁性基板、18…絶縁性薄膜部材、1
9…補助部材、20…インク吐出用電極、21…スイッ
チング手段、23…第1の高電圧源、24…第2の高電
圧源、25…針状電極、26…隔壁部材、27…第2の
バイアス電源、31…吐出用電極、32…吐出部材、7
1…スリット。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ink jet recording head, 2 ... Counter electrode, 3
... Ink discharge cell, 4 ... Coating member, 5 ... Recording medium, 6 ...
Ink, 7 grid electrode, 8 bias power supply, 9 pulse power supply, 10 droplet acceleration power supply, 11 drive circuit, 1
2 ... ink tank, 13a, 13b ... pump, 14a,
14b: ink circulation path, 15: ink introduction path, 16: support member, 17: insulating substrate, 18: insulating thin film member, 1
9 Auxiliary member, 20 Ink ejection electrode, 21 Switching means, 23 First high voltage source, 24 Second high voltage source, 25 Needle electrode, 26 Partition wall member, 27 Second Bias power supply, 31 ... Ejection electrode, 32 ... Ejection member, 7
1 ... Slit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡野 守 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 2C057 AF55 AF65 AF70 AF72 AG22 AG90 AM03 AM18 AR06 BD06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Mamoru Okano 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in Hitachi Research Laboratory, Hitachi Ltd. 2C057 AF55 AF65 AF70 AF72 AG22 AG90 AM03 AM18 AR06 BD06

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】溶媒に顔料を含んだインクを吐出するイン
ク吐出部を複数有するインクジェット記録ヘッドと、 前記インクを格納するインクタンクと、 前記インクを吐出するためにインク吐出部に印加する電
源部と、 前記インク吐出部に対向して配置された対向電極と、 前記インク吐出部と前記対向電極との間に配置されたグ
リッド電極とを有し、 前記インク吐出部は、誘電体である吐出部材と、前記吐
出部材を補助する補助部材と、前記吐出部材を挟んで配
置された被覆部材と、前記被覆部材に内包され、前記電
源部から電圧が印加される吐出用電極とを有するインク
ジェット記録装置。
1. An ink jet recording head having a plurality of ink ejection units for ejecting ink containing a pigment in a solvent, an ink tank for storing the ink, and a power supply unit for applying the ink to the ink ejection unit to eject the ink. And a grid electrode disposed between the ink discharge unit and the counter electrode. The ink discharge unit is a dielectric discharge. Inkjet recording, comprising: a member, an auxiliary member for assisting the ejection member, a covering member disposed to sandwich the ejection member, and an ejection electrode included in the covering member and to which a voltage is applied from the power supply unit. apparatus.
【請求項2】請求項1のインクジェット記録装置におい
て、 前記グリッド電極は、接地されているインクジェット記
録装置。
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said grid electrode is grounded.
【請求項3】請求項1のインクジェット記録装置におい
て、 前記グリッド電極は、接地か、前記電源部への接続かを
選択するスイッチ部を有するインクジェット記録装置。
3. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said grid electrode has a switch section for selecting between grounding and connection to said power supply section.
【請求項4】請求項1インクジェット記録装置におい
て、 前記吐出用電極は、絶縁性薄膜を被覆された導体である
インクジェット記録装置。
4. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said discharge electrode is a conductor coated with an insulating thin film.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7275812B2 (en) 2003-01-29 2007-10-02 Fujifilm Corporation Ink jet head and recording apparatus using the same
JP2010530795A (en) * 2007-05-17 2010-09-16 クイーン マリー アンド ウエストフィールド カレッジ Electrostatic spraying apparatus and electrostatic spraying method

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