JP2564443Y2

JP2564443Y2 - 静電インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2564443Y2
Application number: JP160292U
Authority: JP
Inventors: 泰石川
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1998-03-09
Anticipated expiration: 2007-01-21
Also published as: JPH0558289U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、静電界を利用してイン
ク滴を飛翔させる静電インクジェット記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置には、導電性の
インクが充填され且つインク噴出部が設けられるインク
室を有し、当該インク室内のインク噴出部内に第１の電
極が設けられるとともにインク室の外部にインク噴出部
のインク噴出口に対向して第２の電極が設けられ、当該
両電極間に記録信号に対応した高電圧パルスを印加し、
両電極間に生じた静電界によってインク噴出部のインク
噴出口からインク滴を飛翔させるようにした静電インク
ジェット記録装置がある。

【０００３】この種のインクジェット記録装置では、イ
ンク室にその内部のインクに浸漬する内部電極が設けら
れ、この内部電極に第１の電極よりも低い電位を付与し
第１の電極の周辺に電荷が滞留しないようにしてクロス
トロークを防止できるようになっている（特開昭６０−
２５０９６２号）。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来構
造にあっては、内部電極がインク噴出部内で第１の電極
と対向するように配設されていた。このため、第１の電
極と内部電極とを別工程で配設する必要があり、内部電
極の配設に手間がかかるという問題があった。

【０００５】本考案は、内部電極を容易に配設できる静
電インクジェット記録装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、導電性のイン
クが充填され且つインク噴出部が設けられるインク室
と、当該インク室内のインク噴出部に設けられる第１の
電極と、インク室の外部にインク噴出部のインク噴出口
に対向して設けられる第２の電極と、第１の電極と第２
の電極との間に記録信号に対応した高電圧パルスを印加
し当該両電極間にインク噴出口からインク滴を飛翔させ
る静電界を生じさせる高電圧パルス印加手段と、インク
室にその内部のインクに浸漬するように設けられ且つ第
１の電極よりも低い電位が付与される内部電極と、を有
し、第１の電極と内部電極とを絶縁性を有する単一の基
板の同一面上に配設したことを特徴としている。

【０００７】

【作用】本考案によれば、第１の電極と内部電極とが単
一の基板の同一面上に配設されるので、第１の電極と内
部電極とが単一の工程で配設可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本考案が適用された静電インクジェッ
ト記録装置を図面に基づいて説明する。この静電インク
ジェット記録装置では、図１に示されるようにヘッド１
が設けられ、このヘッド１からその前方の記録紙２に向
けてインク滴を飛翔させ、このインク滴で記録紙２に記
録ドットを形成するようになっている。

【０００９】ヘッド１は絶縁性を有する透明なガラス製
であって、その構造は枠状の基体３の上下両端面にそれ
ぞれ平板状の上板４および下板５を接合固着した構成と
なっており、内部に基体３と上板４と下板５とで囲まれ
るインク室６が形成されている。下板５は基体３および
上板４よりも後方に長く形成され、インク室６の後方外
部に突出されている。インク室６には、導電性を有する
インク（図示省略）が充填されている。インク室６の側
部には、側方へ開口するインク供給口７が形成され、こ
のインク供給口７を通じて図示しないインクタンクより
インク室６内にインクが供給されるようになっている。
インク室６の前部には、ヘッド前面に開口するインク噴
出部８が形成され、このインク噴出部８のインク噴出口
８ａからインク滴が飛翔されるようになっている。イン
ク噴出部８は複数設けられ、これらは基体３の前部下面
に形成された切欠３ａと下板５とで形成され、図２に示
されるように下板５に沿って１列に並設されている。な
お、導電性を有するインクとしては、例えば物性値が粘
度１２．４ｃＰ、表面張力３３ｄｙｎ／ｃｍ、比抵抗３
×１０^-7Ω・ｃｍのものが適用可能である。

【００１０】このヘッド１は、インク噴出部８からその
前方にかけて発生する静電界によってインク噴出口８ａ
から記録紙２に向けてインク滴を飛翔させるようになっ
ている。すなわち、ヘッド１のインク噴出部８内に第１
の電極としての記録電極９が設けられているとともにヘ
ッド１の前方で記録紙２の背後に位置してインク噴出部
８のインク噴出口８ａと対向する背面電極１０が設けら
れ、この記録電極９と背面電極１０との間に記録信号に
対応した高電圧パルスを印加し、両極間に発生する静電
界によってインク噴出口８ａから記録紙２に向けてイン
ク滴を飛翔させるようになっている。

【００１１】記録電極９はインク噴出部８の数に対応し
て複数設けられ、これらは各インク噴出部８の内部で基
板としての下板５の表面上に配設されている。これらの
各記録電極９はインク噴出部８の内部からその後方に延
出され、その後端はインク室８の後方外部に至り、イン
ク室８の後方外部で共通電極１１に高電圧パルス印加手
段としての光導電膜１２を介して接続されている。な
お、各記録電極９は低温スパッタにより下板５の表面上
に金属クロムや金等で導電膜を形成し、この導電膜をパ
ターン状にエッチングすることにより、下板５の表面上
に容易に配設できる。

【００１２】共通電極１１は下板５の表面上に記録電極
９の後端との間に距離ｄ１隔てて配設され、光導電膜１
２が導通状態となったときに記録電極９と導通されるよ
うになっている。この共通電極１１は直流電源１３の正
極に接続されている。なお、共通電極１１は記録電極９
と同様にして低温スパッタにより下板５の表面上に金属
クロムや金等で導電膜を形成し、この導電膜をパターン
状にエッチングすることにより下板７の表面上に容易に
配設できる。

【００１３】光導電膜１２は記録電極９および共通電極
１１の下方で下板５の表面上に配設されている。すなわ
ち、記録電極９や共通電極１１の配設前にあらかじめ下
板５の表面上に光導電膜１２が配設されるようになって
いる。光導電膜１２は所定の光量を受光することにより
抵抗値が変化するようになっている。この光導電膜１２
には、発光ダイオードアレイ１４が対向して配設され、
この発光ダイオードアレイ１４の光を受光したときに導
通状態となるようになっている。この種の光導電膜１２
としては、例えば窒素をドーピングした水素化アモルフ
ァスシリコンで形成したものであって、暗導電率σd ＝
１０^-9（Ω・ｃｍ）^-1、光導電率σp ＝１０^-6（Ω・ｃ
ｍ）^-1のものが適用可能である。発光ダイオードアレイ
１４は下板５の下方でハウジング１５に保持されてい
る。発光ダイオードアレイ１４には、制御回路１４ａが
接続され、この制御回路１４ａによって点滅制御されて
記録信号に対応した記録光を発生するようになってい
る。この発光ダイオードアレイ１４はロッドレンズアレ
イ１６、遮光フィルタ１７および下板５を通して光導電
膜１２に光を付与するようになっている。ロッドレンズ
アレイ１６は発光ダイオードアレイ１４と下板５との間
で発光ダイオードアレイ１４と共にハウジング１５に保
持され、発光ダイオードアレイ１４の光を光導電膜１２
に収束させるようになっている。ロッドレンズアレイ１
６としては、セルフォックレンズアレイ（商品名）等が
適用可能である。遮光フィルタ１７は下板５の下面に接
着されている。遮光フィルタ１７には、ロッドレンズア
レイ１６との対向部に光を透過させる窓１７ａが形成さ
れ、発光ダイオードアレイ１４からの光以外の光を遮断
するようになっている。

【００１４】したがって、記録電極９には、共通電極１
１から光導電膜１２を介して記録信号に対応した高電圧
パルスが印加されるようになっている。

【００１５】一方、背面電極１０は直流電源１８の負極
に接続されており、これによって記録電極９と背面電極
１０との間に記録信号に対応した高電圧パルスが印加さ
れるようになっている。なお、背面電極１０と記録電極
９との間の距離ｄ２は例えば０．６mm程度に設定され
る。

【００１６】また、ヘッド１には、図３に示されるよう
にインク室６にその内部のインクに浸漬する内部電極１
９が設けられている。内部電極１９はインク室６内から
その後方外部に延出されてインク室８の後方外部で直流
電源２０の負極に接続され、記録電極９に高電圧パルス
が印加されたときにその記録電極９の周辺に電荷が滞留
しないようにして非選択の記録電極９への高電圧の印加
を防止するようになっている。この内部電極１９は図４
に示されるように下板５の表面上であってその側部片側
に光導電膜１２や記録電極９あるいは共通電極１１との
間で放電しないようにこれらと所定間隔隔てて配設され
ている。なお、内部電極１９は記録電極９や共通電極１
１と同様にして低温スパッタにより下板５の表面上に金
属クロムや金等で導電膜を形成し、この導電膜をパター
ン状にエッチングすることにより下板５の表面上に容易
に配設できる。

【００１７】なお、下板５の表面には、記録電極９の前
端部、共通電極１１の直流電源１３への接続部、内部電
極１９の直流電源２０への接続部および内部電極１９の
前端部を除く部分に酸化ケイ素等で形成されて各電極お
よび光導電膜１２を被覆する絶縁膜２１が配設されてい
るとともにインク室６の後方への突出部分に各電極や光
導電膜１２を外部に露出しないように被覆する絶縁性の
樹脂カバー２２が取り付けられ、この絶縁膜２１および
樹脂カバー２２によって各電極間等で放電したり、各電
極や光導電膜１２の露出によって短絡したりあるいは光
導電膜１２が酸化してその機能が低下したりすることが
ないようになっている。

【００１８】次に作用を図５の等価回路図に基づいて説
明する。図５中、記号Ｒｉはインクの抵抗値であり、記
号Ｃは記録電極９と背面電極１０によって形成されるコ
ンデンサであり、記号Ｒｓは光導電膜１２の抵抗値であ
り、記号＋Ｅ１は直流電源１３によって共通電極１１に
付与される電位であり、記号−Ｅ２は直流電源２０によ
って内部電極１９に付与される電位であり、記号−Ｅ３
は直流電源１８によって背面電極１０に付与される電位
である。

【００１９】光導電膜１２に記録信号に対応した記録光
が付与され、光導電膜１２の抵抗値Ｒｓが明抵抗Ｒｐと
なったときには、光導電膜１２が導通状態となり、光導
電膜１２を介して共通電極１１から記録電極９に＋Ｅ１
ボルトの電圧が印加される。

【００２０】この結果、記録電極９と背面電極１０との
間にＥ１−（−Ｅ２）−（−Ｅ３）ボルトの電位差が生
じて記録電極９と背面電極１０との間に静電界が生じ、
この静電界でインク滴がインク噴出部８のインク噴出口
８ａから電気力線に沿って背面電極１０に向かって飛翔
し、これによって記録紙２にインクが付着する。この際
には、内部電極１９の電位が記録電極９の電位よりも低
くなっているので、記録電極９の周辺に電荷が滞留する
ことがなく、これによってクロストロークが防止されて
記録紙２に所望の記録ドットを確実に形成できる。

【００２１】光導電膜１２に記録信号に対応した記録光
が付与されず、光導電膜１２の抵抗値Ｒｓが暗抵抗Ｒｄ
となったときには、光導電膜１２が絶縁状態となり、共
通電極１１から記録電極９に＋Ｅ１ボルトの電圧が印加
されない。このため、記録電極９と背面電極１０との間
の電位差が−Ｅ２−（−Ｅ３）ボルトとなり、この結
果、両電極間の電位差が光導電膜１２の抵抗値Ｒｓが明
抵抗Ｒｐとなったときと比較して小さくなり、インク滴
がインク噴出部８のインク噴出口８ａから飛翔しない。
インクが飛翔するしきい値は、記録電極９と背面電極１
０との間の距離ｄ２、インクの表面張力や粘度、電気抵
抗Ｒｉ等によって定められる。なお、光導電膜１２の抵
抗値Ｒｓはその暗抵抗値Ｒｄを１０¹³Ω以上とし、明抵
抗値Ｒｐを１０¹⁰Ω以下に設定することが望ましい。

【００２２】このように作用される本実施例では、内部
電極１９と記録電極９が単一の下板５の同一表面上に配
設されているので、内部電極１９と記録電極９とが単一
の工程で配設可能となり、内部電極１９を容易に配設で
きる、すなわち、下板５の表面上に光導電膜１２を配設
した後に、例えば下板５の表面上に低温スパッタにより
金属クロムや金等で導電膜を形成し、この導電膜をパタ
ーン状にエッチングすることにより内部電極１９と記録
電極９とを下板５の表面上に同時に配設できる。これに
より、組付け工数が低減されてコストを低減できる。

【００２３】また、本実施例では、共通電極１３も内部
電極３や記録電極２と一緒に単一の下板７の同一表面上
に配設されているので、共通電極１３も内部電極３や記
録電極２と同時に単一の工程で配設可能となり、これに
よって組付け工数がより低減されてコストをより低減で
きる。

【００２４】なお、上記実施例では、下板５の表面上に
低温スパッタにより金属クロムや金等で導電膜を形成
し、この導電膜をパターン状にエッチングすることによ
り内部電極１９と記録電極９、あるいはこれらと共通電
極１３とを単一の工程で下板７の同一表面上に配設する
場合について説明したが、これに限らず、接着等によっ
て内部電極１９と記録電極９、あるいはこれらと共通電
極１３とを単一の工程で下板７の同一表面上に配設する
ようにしてもよい。

【００２５】また、上記実施例では、光導電膜１２に変
調光を付与して記録電極９と背面電極１０との間に記録
信号に対応した高電圧パルスを印加するようにしたが、
これに限らず、機械的スイッチ等を介して記録電極９と
背面電極１０との間に記録信号に対応した高電圧パルス
を印加するようにしてもよい。

【００２６】また、上記実施例では、インク噴出部８を
１列に並設するようにしたが、インク噴出部８を２列以
上に並設する場合にももちろん適用可能である。この場
合には、インク噴出部８の列数に対応して記録電極９が
複数列配列され、各列毎に記録電極９が基板に配設され
るが、インク室６が共通の場合は各基板にそれぞれ内部
電極１９を配設するか、あるいは各基板のうちの一つの
基板のみに内部電極１９を配設するようにしてもよい。

【００２７】また、上記実施例では、内部電極１９に電
圧を印加するようにしたが、内部電極１９に記録電極９
よりも低い電位を付与する構成であればよく、内部電極
１１を接地するようにしてもよい。

【００２８】

【考案の効果】以上説明したように、本考案に係る静電
インクジェット記録装置によれば、第１の電極と内部電
極とを絶縁性を有する単一の基板の同一面上に配設した
ので、第１の電極と内部電極とが単一の工程で配設可能
となり、内部電極を容易に配設できるという優れた効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案が適用された静電インクジェット記録装
置の縦断面図である。

【図２】図１の樹脂カバーの取外し状態を示す斜視図で
ある。

【図３】内部電極の配設構造を示す縦断面図である。

【図４】各電極の配設構造を示す平面図である。

【図５】等価回路図である。

【符号の説明】

５下板（基板）６インク室８インク噴出部８ａ噴出口９記録電極（第１の電極）１０背面電極（第２の電極）１２光導電膜（高電圧パルス印加手段）１９内部電極

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】導電性のインクが充填され且つインク噴
出部が設けられるインク室と、当該インク室内の上記イ
ンク噴出部に設けられる第１の電極と、上記インク室の
外部に上記インク噴出部のインク噴出口に対向して設け
られる第２の電極と、上記第１の電極と上記第２の電極
との間に記録信号に対応した高電圧パルスを印加し当該
両電極間に上記インク噴出口からインク滴を飛翔させる
静電界を生じさせる高電圧パルス印加手段と、上記イン
ク室にその内部のインクに浸漬するように設けられ且つ
上記第１の電極よりも低い電位が付与される内部電極
と、を有し、上記第１の電極と上記内部電極とを、絶縁性を有する単
一の基板の同一面上に配設したことを特徴とする静電イ
ンクジェット記録装置。