JP2842318B2 - Electrostatic ink jet recording head - Google Patents
Electrostatic ink jet recording headInfo
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電式インクジェ
ット記録ヘッドに係り、特に、静電力により色材粒子を
飛翔させて記録紙に印字を行う静電式インクジェット記
録ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic ink jet recording head, and more particularly, to an electrostatic ink jet recording head which prints on recording paper by flying color material particles by electrostatic force.
【0002】[0002]
【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時におけ
る騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
において、最近関心を集めている。特に、簡単な機構で
普通紙に高速記録を行うことができるインクジェット記
録法は極めて有力な記録法であって、これまでにも様々
な方式が提案されている。例えば、記録紙背面に設けた
電極と、これに対向した針状電極間に電圧を印加し、こ
れにより発生した電界の静電力によりインク等の色材を
飛翔せしめ、記録を行う方式がある。2. Description of the Related Art The non-impact recording method has recently attracted attention in that noise during recording is extremely small to a negligible level. In particular, an ink jet recording method capable of performing high-speed recording on plain paper with a simple mechanism is an extremely effective recording method, and various methods have been proposed so far. For example, there is a method in which a voltage is applied between an electrode provided on the back surface of a recording paper and a needle-like electrode facing the electrode, and a coloring material such as ink is caused to fly by electrostatic force of an electric field generated thereby, thereby performing recording.
【0003】この種の従来例を図6に示す。図6におい
て、基板52の表面はカバー54に覆われ、これにより
インクを保持するスリット状のインク噴射口55が設け
られている。また、基板52の表面には、インク噴射方
向に沿って複数本の記録電極53が平行に配置されてい
る。これらの記録電極53は、図示しない電圧駆動部に
接続されており、記録時には当該記録電極53に選択的
に高電圧パルスが印加されるようになっている。一方、
記録電極53の延長上には記録紙Pを介し対向電極51
が配設されており、記録時には、記録電極53との間に
電界を発生する。ここで、記録電極53は針状であるた
め、記録時には記録電極53の先端に電界が集中し、記
録電極近傍のインクに電荷が蓄積されるようになってい
る。FIG. 6 shows a conventional example of this kind. In FIG. 6, the surface of a substrate 52 is covered with a cover 54, and a slit-shaped ink ejection port 55 for holding ink is provided. On the surface of the substrate 52, a plurality of recording electrodes 53 are arranged in parallel along the ink ejection direction. These recording electrodes 53 are connected to a voltage driver (not shown), and a high voltage pulse is selectively applied to the recording electrodes 53 during recording. on the other hand,
On the extension of the recording electrode 53, a counter electrode 51 is provided via a recording paper P.
Are provided, and an electric field is generated between the recording electrode 53 and the recording electrode 53 during recording. Here, since the recording electrode 53 has a needle shape, an electric field concentrates on the tip of the recording electrode 53 during recording, and charges are accumulated in the ink near the recording electrode.
【0004】この電荷が蓄積されるプロセスはインクの
種類によって異なり、導電性インクでは静電誘導、誘電
性インクでは誘電分極による。また、色材粒子(トナー
等)を分散させたインクでは、ゼータ電位により色材粒
子自身が見かけ上の電荷を有し、上記電界により、荷電
した色材の泳動が付勢される。[0004] The process of accumulating the electric charge differs depending on the type of ink. The conductive ink uses electrostatic induction, and the dielectric ink uses dielectric polarization. Further, in the ink in which the coloring material particles (toner and the like) are dispersed, the coloring material particles themselves have an apparent charge due to the zeta potential, and the migration of the charged coloring material is energized by the electric field.
【0005】記録に用いるインクの種類は上述のいずれ
をも用いることができる。しかし、液体インクそのもの
の噴射による記録では、記録紙上にインクのにじみを生
じ、フェザリングや多色記録特有のカラーブリードが発
生して印字品質を低下させる不都合がある。かかる場
合、にじみ具合が記録紙によって異なるため、記録紙の
違いにより印字結果が異なる不都合もある。更に、イン
クの乾燥時間が必要なために記録速度が制限される等の
不都合を伴う。一方、色材粒子を分散させたインクを用
い、色材粒子を噴射することで記録を行う場合には、記
録紙によらず、にじみのない記録を行うことができる。
このため、色材粒子を分散させたインクを用いることが
望ましい。[0005] Any of the above-mentioned types of ink can be used for recording. However, recording by jetting the liquid ink itself has a disadvantage that ink bleeding occurs on recording paper, and feathering and color bleeding specific to multicolor recording occur, thereby deteriorating print quality. In such a case, since the degree of bleeding differs depending on the recording paper, there is a disadvantage that the printing result differs depending on the recording paper. Further, there is an inconvenience that the recording speed is limited due to the necessity of drying time of the ink. On the other hand, when printing is performed by ejecting color material particles using ink in which color material particles are dispersed, it is possible to perform printing without bleeding regardless of the recording paper.
For this reason, it is desirable to use ink in which coloring material particles are dispersed.
【0006】これらのインク又はインク中の色材粒子
は、蓄積された電荷に働くクーロン力により対向電極5
1側、即ち記録紙Pの方向に引力を受け、このクーロン
力がインクの表面張力に打ち勝つと、インクが飛翔し、
記録紙P上に付着する。そして、記録したい画像に応じ
て、記録電極に印加する高電圧パルスを制御することに
より、所望の記録を行うことができるようになってい
る。[0006] These inks or the color material particles in the ink are formed by the Coulomb force acting on the accumulated electric charges.
When the Coulomb force overcomes the surface tension of the ink, the ink flies,
It adheres on the recording paper P. By controlling the high voltage pulse applied to the recording electrode according to the image to be recorded, desired recording can be performed.
【0007】しかし、記録に用いるインクの導電度や誘
電率は空気の導電度、誘電率よりも大きいため、厳密に
は、電界が集中する場所は記録電極の配置のみでは決ま
らず、インク噴射口に形成されるインクメニスカスの形
状に影響を受ける。図6に示す記録ヘッド50では、イ
ンクメニスカスがインク噴射口長手方向に一様となるこ
とが望ましい。しかし、実際には、開口部の加工精度,
インク噴射を行ったメニスカスの振動やメニスカスの自
然な揺らぎ等により、インクメニスカスの表面には微小
な凹凸を生ずる。However, since the conductivity and permittivity of the ink used for recording are higher than the conductivity and permittivity of air, strictly speaking, the location where the electric field concentrates is not determined only by the arrangement of the recording electrodes. Is affected by the shape of the ink meniscus formed on the substrate. In the recording head 50 shown in FIG. 6, it is desirable that the ink meniscus be uniform in the longitudinal direction of the ink ejection port. However, actually, the processing accuracy of the opening,
The surface of the ink meniscus has minute irregularities due to vibration of the meniscus that has performed the ink ejection, natural fluctuation of the meniscus, and the like.
【0008】かかる場合、インクの導電性及び誘電性と
の関係により、記録電極近傍で生じた微小なメニスカス
凸部に電界が集中する。そして、クーロン力によりメニ
スカスが変形を始めると、電界の集中が更に強まるの
で、初期の微小なメニスカスの凹凸により、インクの飛
翔部位にずれを生じる。これによると、ある記録電極に
高電圧パルスを印加しても、当該記録電極とずれた位置
からインクが飛翔するため、所望の位置に記録を行えな
い場合があり、印字品質の低下を招く不都合があった。In such a case, the electric field is concentrated on the minute meniscus convex portion generated near the recording electrode due to the relationship between the conductivity and the dielectric property of the ink. Then, when the meniscus starts to deform due to the Coulomb force, the concentration of the electric field is further strengthened, so that the initial flying portion of the meniscus shifts due to the minute unevenness of the meniscus. According to this, even if a high voltage pulse is applied to a certain recording electrode, the ink flies from a position shifted from the recording electrode, so that it may not be possible to perform recording at a desired position, resulting in a decrease in print quality. was there.
【0009】一方、特開昭60−228162号公報に
は、上記問題の解決方策の一例が開示されている。この
公報記載のものは、図7に示すように、基板62先端部
の記録電極63と対応する位置に凸部66を設けること
により、インクメニスカスに予め凹凸を付与し、これに
より、記録電極63から発散される電界を所望の位置に
集中せしめる、という方式を採っている。On the other hand, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 60-228162 discloses an example of a solution to the above problem. In this publication, as shown in FIG. 7 , a convex portion 66 is provided at a position corresponding to the recording electrode 63 at the front end portion of the substrate 62 so that the ink meniscus is provided with irregularities in advance. The electric field diverged from is concentrated at a desired position.
【0010】このような方式において、色材粒子を含有
するインクを用いた場合には、インク中の帯電した色材
粒子が、インク中の電界に従いメニスカスの先端に移動
してはじめて噴射が行われる。In such a system, when an ink containing coloring material particles is used, the ejection is performed only when the charged coloring material particles in the ink move to the tip of the meniscus according to the electric field in the ink. .
【0011】[0011]
【発明を解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の従来例にあっては、例えばプリンタの解像度を
300dpiにする場合、記録電極の配置ピッチを約8
5μm程度に設定する必要がある。かかる場合、このよ
うな微細ピッチの記録電極に対応して微細な凹凸を加工
するためには、基板材料や加工プロセスが制限され、製
造費用の増大を招くという不都合があった。また、基板
が十分な機械的強度を有するには、百μm以上の厚みを
要するのに対し、加工すべき凹凸のピッチはこの厚みの
数分の一以下となるため、加工が困難を極め、やはり製
造費用の増大につながる不都合があった。However, in the conventional example described in the above publication, when the resolution of the printer is set to 300 dpi, for example, the arrangement pitch of the recording electrodes is set to about 8
It is necessary to set it to about 5 μm. In such a case, in order to process fine irregularities corresponding to such a recording electrode having a fine pitch, there is a disadvantage that a substrate material and a processing process are limited, and a manufacturing cost is increased. Also, in order for the substrate to have sufficient mechanical strength, a thickness of 100 μm or more is required, whereas the pitch of the unevenness to be processed is less than a fraction of this thickness, making processing extremely difficult. Again, there was an inconvenience that led to an increase in manufacturing costs.
【0012】上記公報には、図7に示すように、記録電
極63を仕切る位置に補強板67を配設することによ
り、基板62を薄く柔軟な材料で形成することについて
も開示されている。しかし、これにより基板先端の凸部
の強度が低下するため、ヘッド先端部のクリーニングを
行う際や、記録紙の紙詰まりが発生した際に基板先端の
凸部を傷つけ易いという不都合があった。The above-mentioned publication also discloses that the substrate 62 is formed of a thin and flexible material by disposing a reinforcing plate 67 at a position separating the recording electrodes 63 as shown in FIG. However, the strength of the convex portion at the front end of the substrate is reduced by this, so that there is an inconvenience that the convex portion at the front end of the substrate is easily damaged when cleaning the front end portion of the head or when a recording paper jam occurs.
【0013】更に、記録電極周辺の電界の向きが、図8
に示すように、記録電極から発散する方向(図中矢印)
であるため、記録電極軸線上のメニスカス先端への色材
粒子の移動が起こらない、あるいは円滑に行われず、こ
れがためインクの連続的な噴射を高速に行うという性能
に改善の余地が残されていた。Further, the direction of the electric field around the recording electrode is shown in FIG.
Direction diverging from the recording electrode as shown in the figure (arrow in the figure)
Therefore, the color material particles do not move or move smoothly to the tip of the meniscus on the recording electrode axis, which leaves room for improvement in the performance of continuously ejecting ink at high speed. Was.
【0014】[0014]
【発明の目的】本発明は、上記従来例の有する不都合を
改善し、特に、加工製造が容易で安価に提供でき、イン
ク中の色材粒子の噴射を安定かつ迅速におこなうことが
できる静電式インクジェット記録ヘッドを提供すること
をその目的とする。An object of the present invention is to improve the disadvantages of the prior art described above, and in particular, to provide an electrostatic processing device which can be easily processed and manufactured at a low cost, and can stably and promptly eject color material particles in ink. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording head of the type.
【0015】[0015]
【発明を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
基板と、この基板表面に形成されインク噴射用の電界を
発生させる記録電極と、この記録電極が形成された基板
表面上にインク噴射方向のスリット状インク流路を形成
するカバー部材と、スリット状インク流路のインク噴射
側先端部に設けられたインク噴射口とを備えている。そ
して、カバー部材のインク噴射側先端部を基板のインク
噴射側先端部よりもインク噴射方向に突出させて設定し
た、という構成を採っている。According to the first aspect of the present invention,
A substrate, a recording electrode formed on the substrate surface for generating an electric field for ink ejection, a cover member for forming a slit-shaped ink flow path in the ink ejection direction on the substrate surface on which the recording electrode is formed, and a slit-shaped member. An ink ejection port provided at the tip of the ink passage on the ink ejection side. In addition, a configuration is adopted in which the tip of the ink ejection side of the cover member is set so as to protrude in the ink ejection direction from the tip of the ink ejection side of the substrate.
【0016】本発明では、色材粒子を含有するインクが
インク流路に充填されると、インク噴射口には、図5に
示すように、カバー部材側が突出したインクメニスカス
が形成され、記録電極から発散された電界は、インク及
び空気の導電度や誘電率の関係から、インクメニスカス
の表面形状に沿ってカバー部材の先端部に集中せられ
る。この電界の作用により、インク中の帯電された色材
粒子はメニスカスの先端に泳動し、当該カバー部材の先
端部からインク(トナー)が飛翔する。According to the present invention, when the ink containing the color material particles is filled in the ink flow path, an ink meniscus is formed in the ink ejection port with the cover member side protruding as shown in FIG. The electric field radiated from is concentrated at the tip of the cover member along the surface shape of the ink meniscus due to the conductivity and the dielectric constant of ink and air. By the action of the electric field, the charged coloring material particles in the ink migrate to the tip of the meniscus, and the ink (toner) flies from the tip of the cover member.
【0017】これに加え、請求項1記載の発明では、上
記記録電極をインク噴射方向を長手方向とした針状に形
成すると共にこの針状の記録電極を複数本並列に配置
し、上記カバー部材のインク噴射側先端部を鋸歯状に形
成すると共に当該鋸歯形状を成す複数の凸部を針状記録
電極の延長上にそれぞれ配置した、という構成を採って
いる。In addition, according to the first aspect of the present invention, the recording electrode is formed in a needle shape with the ink jetting direction as a longitudinal direction, and a plurality of the needle-shaped recording electrodes are arranged in parallel. Is formed in a saw-tooth shape, and a plurality of protrusions having the saw-tooth shape are arranged on the extension of the needle-like recording electrode.
【0018】よって本発明では、図2に示すように、カ
バー部材の先端に形成された鋸歯形状に対応して凸状の
インクメニスカスが形成されるので、記録電極から発散
する電界はインクメニスカスの凸部先端に集中せられ、
当該凸部先端よりインク(トナー)が飛翔する。 Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, since a convex ink meniscus is formed corresponding to the sawtooth shape formed at the tip of the cover member, the electric field diverging from the recording electrode is reduced by the ink meniscus. Concentrated on the tip of the convex part,
Ink (toner) flies from the tip of the projection.
【0019】請求項2記載の発明では、上記カバー部材
をモールド部材により形成した、という構成を採ってい
る。According to the second aspect of the present invention, the cover member is formed by a mold member.
【0020】本発明では、特に、カバー部材の先端に形
成された鋸歯形状の凸部に十分な強度が備えられる。In the present invention, in particular, the saw-tooth-shaped projection formed at the tip of the cover member has sufficient strength.
【0021】これらにより、前述した目的を達成しよう
とするものである。[0021] With the above, the above object is to be achieved.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
1乃至図5に基づいて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0023】図1乃至図5に示す静電式インクジェット
記録ヘッドは、基板1と、この基板1表面に形成されイ
ンク噴射用の電界を発生させる記録電極2と、この記録
電極2が形成された基板1表面上にインク噴射方向(矢
印A方向)のスリット状インク流路3を形成するカバー
部材4と、スリット状インク流路3のインク噴射側先端
部に設けられたインク噴射口5とを備えている。カバー
部材4のインク噴射側先端部は、基板1のインク噴射側
先端部よりもインク噴射方向に突出した状態に設定され
ている。The electrostatic ink jet recording head shown in FIGS. 1 to 5 has a substrate 1, a recording electrode 2 formed on the surface of the substrate 1 for generating an electric field for ink ejection, and the recording electrode 2 formed thereon. A cover member 4 that forms a slit-shaped ink flow path 3 in the ink jetting direction (the direction of the arrow A) on the surface of the substrate 1 and an ink jet port 5 provided at the tip end of the slit-shaped ink flow path 3 on the ink jet side. Have. The front end of the cover member 4 on the ink ejection side is set to project from the front end of the substrate 1 on the ink ejection side in the ink ejection direction.
【0024】本実施形態において、記録電極2は、イン
ク噴射方向を長手方向とした針状に形成され、この針状
の記録電極2が基板1表面に複数本並列に配置されてい
る。また、カバー部材4のインク噴射側先端部は鋸歯状
に形成され、当該鋸歯形状を成す複数の凸部12が針状
記録電極2の延長上にそれぞれ配置されている。ここ
に、カバー部材4はモールド部材により形成されてい
る。ここで、符号8はインクメニスカスを示し、符号9
はインクを示し、符号10は飛翔したトナー群を示す。In this embodiment, the recording electrodes 2 are formed in a needle shape with the ink jetting direction as a longitudinal direction, and a plurality of the needle-shaped recording electrodes 2 are arranged in parallel on the surface of the substrate 1. The tip of the cover member 4 on the ink jetting side is formed in a sawtooth shape, and a plurality of protrusions 12 having the sawtooth shape are arranged on the extension of the needle-like recording electrode 2. Here, the cover member 4 is formed of a mold member. Here, reference numeral 8 indicates an ink meniscus, and reference numeral 9
Denotes an ink, and reference numeral 10 denotes a flying toner group.
【0025】これを更に詳述すると、本実施の形態にお
いて、基板1はガラス等の絶縁体で形成され、その表面
に複数の記録電極2が形成されている。この記録電極2
は基板1全体にスパッタしたニッケル、クロム等の誘電
性材料をフォトリソグラフィ法によりパターニングした
もので、300dpiピッチ、すなわち約85μm間隔
で配置されている。また、記録電極2の先端部は絶縁体
層6で覆われている。More specifically, in this embodiment, the substrate 1 is formed of an insulator such as glass, and a plurality of recording electrodes 2 are formed on the surface thereof. This recording electrode 2
Is obtained by patterning a dielectric material such as nickel or chromium sputtered on the entire substrate 1 by a photolithography method, and is arranged at a pitch of 300 dpi, that is, at an interval of about 85 μm. The tip of the recording electrode 2 is covered with an insulator layer 6.
【0026】カバー部材4は、ポリサルフォン等の樹脂
をモールドにより形成したもので、基板1に対向して取
り付けられスリット状のインク流路3及びインク噴射口
5が形成されている。カバー部材4のインク噴射口5以
外の三方は基板1と密着されており、これにより、イン
ク流路3は、インク噴射口5のみが開口された状態とな
っている。また、カバー部材4の上面には、2つのイン
ク循環口7が設けられ、図示しないインクタンクとチュ
ーブに接続されている。そして、インク流路3中のイン
クには1cmH2 O程度の負圧が付与された状態で、強
制的なインク循環が行われるようになっている。ここ
で、記録用のインクは、石油系有機溶媒(イソパラフィ
ン炭化水素)に帯電制御剤とともに着色した熱可塑性樹
脂の微粒子(トナー)を液中に分散したものが望まし
い。本実施形態において、トナーはゼータ電位により正
極性に見かけの帯電がなされている。The cover member 4 is formed of a resin such as polysulfone by molding, and is attached to the substrate 1 so as to form a slit-shaped ink flow path 3 and an ink ejection port 5. The three sides of the cover member 4 other than the ink ejection ports 5 are in close contact with the substrate 1, whereby the ink flow path 3 is in a state where only the ink ejection ports 5 are opened. Further, two ink circulation ports 7 are provided on the upper surface of the cover member 4, and are connected to an ink tank and a tube (not shown). Then, the ink in the ink flow path 3 is forcibly circulated while a negative pressure of about 1 cmH 2 O is applied to the ink. Here, the recording ink is preferably one in which fine particles (toner) of a thermoplastic resin colored with a charge controlling agent in a petroleum organic solvent (isoparaffin hydrocarbon) are dispersed in the liquid. In the present embodiment, the toner is apparently positively charged by the zeta potential.
【0027】また、カバー部材4は、隣合う記録電極
2,2を仕切る位置において、基板1上に施された絶縁
体層に当接する補強柱4aを複数備えている。The cover member 4 is provided with a plurality of reinforcing columns 4a in contact with the insulator layer provided on the substrate 1 at positions separating adjacent recording electrodes 2 and 2.
【0028】その他の構成は、前述した従来例と同一と
なっている。The other structure is the same as that of the above-described conventional example.
【0029】次に、本実施形態における記録ヘッドの全
体動作を説明する。Next, the overall operation of the recording head in this embodiment will be described.
【0030】インク流路3にインクが充填されると、イ
ンク9はその表面張力によりインク噴射口5にインクメ
ニスカス8を形成する。ここで、インク流路3内のイン
ク9には負圧が付与され、また、基板1端部よりカバー
部材4の端部がインク噴射方向に突き出しているため、
インクメニスカス8は、図3乃至図5に示すように、側
面から見ると凸部12を頂点として斜め上向きのへこん
だ表面形状になる。更に、カバー部材4の端部に凸部1
2が形成されているため、インクメニスカス8は、図2
に示すように上面から見ると凸部12に沿って突き出た
形状となる。また、凸部12は、記録電極2に対応する
位置に設定されているので、記録電極2に対応して突き
出たインクメニスカス8が形成される。When the ink is filled in the ink flow path 3, the ink 9 forms an ink meniscus 8 in the ink ejection port 5 by the surface tension. Here, a negative pressure is applied to the ink 9 in the ink flow path 3 and the end of the cover member 4 protrudes from the end of the substrate 1 in the ink ejection direction.
As shown in FIGS. 3 to 5, the ink meniscus 8 has a concave surface shape obliquely upward with the convex portion 12 as a vertex when viewed from the side. Further, a convex portion 1 is provided at an end of the cover member 4.
2 is formed, the ink meniscus 8 is
As seen from the top, as shown in FIG. Further, since the convex portion 12 is set at a position corresponding to the recording electrode 2, an ink meniscus 8 protruding corresponding to the recording electrode 2 is formed.
【0031】続いて、任意の記録電極2に電圧パルスが
印加されると、記録電極2から図示されない対向電極、
すなわち記録用紙方向へ向かう電界が形成される。記録
電極周辺の電界の向きは、記録電極2から発散する方向
であり、トナー粒子はこの電界に沿ってインク中を移動
する。図5中に矢印で示すように、一部のトナーは直接
メニスカス先端部に向かい、また一部のトナーは先ずイ
ンクメニスカス表面に向かい、その後メニスカスの表面
形状に沿ってメニスカス先端部へと移動する。Subsequently, when a voltage pulse is applied to an arbitrary recording electrode 2, a counter electrode (not shown)
That is, an electric field directed toward the recording paper is formed. The direction of the electric field around the recording electrode is a direction diverging from the recording electrode 2, and the toner particles move in the ink along this electric field. As indicated by the arrows in FIG. 5, some toner goes directly to the meniscus tip, and some toner goes first to the ink meniscus surface, and then moves to the meniscus tip along the surface shape of the meniscus. .
【0032】そして、メニスカス先端部に集まったトナ
ー粒子は、メニスカス先端部に集中する強い電界によっ
て引き出され、トナー粒子群10となって図示されない
対向電極、すなわち記録用紙まで飛翔し、記録が行われ
る。記録紙上に付着し、記録ドットを形成したトナー
は、ヒーター(図示略)により加熱され、定着される。The toner particles collected at the tip of the meniscus are drawn out by a strong electric field concentrated at the tip of the meniscus, and fly as a group of toner particles 10 to a counter electrode (not shown), that is, a recording sheet, thereby performing recording. . The toner adhering to the recording paper and forming the recording dots is heated and fixed by a heater (not shown).
【0033】一方、飛翔したトナー粒子群10が保持し
ていた電荷量に相当する電荷は、記録電極2の絶縁体層
6で覆われていない部分からインク噴射口付近のインク
9に供給され、これにより常に電気的バランスが保たれ
る。On the other hand, the electric charge corresponding to the electric charge held by the flying toner particle group 10 is supplied to the ink 9 near the ink ejection port from the portion of the recording electrode 2 not covered by the insulator layer 6, As a result, the electrical balance is always maintained.
【0034】このように、本実施の形態によると、カバ
ー部材4のインク噴射側先端部を記録電極2を有する基
板1の先端部よりも突出させた位置に設定したので、形
成されるインクメニスカス8は図5に示すようにカバー
部材側が突出した形状となり、これにより、メニスカス
部での電界接線方向成分がメニスカス8の先端方向を向
き、かつ、その成分も大きくなるので、メニスカス先端
部へのトナー粒子供給を迅速に行うことができると共
に、高速かつ高精度な記録を行うことができる。As described above, according to the present embodiment, since the tip of the cover member 4 on the ink jetting side is set at a position protruding from the tip of the substrate 1 having the recording electrode 2, the ink meniscus to be formed is formed. 5 has a shape in which the cover member side protrudes as shown in FIG. 5, whereby the electric field tangential direction component at the meniscus portion is directed toward the tip of the meniscus 8 and the component is also increased. The toner particles can be supplied quickly, and high-speed and high-precision recording can be performed.
【0035】また、カバー部材4のインク噴射側先端部
を鋸歯状に形成し、この鋸歯形状を成す凸部12の位置
を針状記録電極2の延長上に設定したので、インクメニ
スカス8は、図2に示すように、カバー部材4の凸部1
2に対応した頂点を有する形状となり、これがため、記
録電極2から発散される電界を記録電極2ごとに更に効
率的に集中させることができ、メニスカス先端部へのト
ナー粒子供給を更に迅速に行うことができると共に、複
数の記録電極2を用いてより高速且つより高精度な記録
を行うことができる。Further, the tip of the cover member 4 on the ink jetting side is formed in a saw-tooth shape, and the position of the protruding portion 12 having the saw-tooth shape is set on the extension of the acicular recording electrode 2, so that the ink meniscus 8 As shown in FIG.
Thus, the electric field diverged from the recording electrode 2 can be more efficiently concentrated for each recording electrode 2, and the toner particles can be more quickly supplied to the tip of the meniscus. In addition to this, higher-speed and higher-precision recording can be performed using the plurality of recording electrodes 2.
【0036】また、電界集中用の鋸歯形状を基板1では
なくカバー部材4側に形成するので、基板材料の選択の
幅を広げることができると共に、基板1上に精密に配置
される記録電極2の形成プロセスの選択余地も広がり、
従来例では加工上の問題で選択が妥当でないと考えられ
ていたような安価な材料及び容易な形成プロセスを選択
することによって、製造費用を低減することができる。
また、カバー部材4の板厚を加工に適した厚みにするこ
とで鋸歯状凹凸部の加工を容易ならしめることができ、
製造費用の更なる低減を図ることができる。Since the sawtooth shape for concentrating the electric field is formed on the cover member 4 side instead of the substrate 1, the range of choice of the substrate material can be widened, and the recording electrodes 2 precisely arranged on the substrate 1 can be formed. There is more choice in the process of forming
The manufacturing cost can be reduced by selecting an inexpensive material and an easy forming process, which in the prior art were considered to be inappropriate due to processing problems.
Further, by setting the plate thickness of the cover member 4 to a thickness suitable for processing, the processing of the saw-tooth-shaped uneven portion can be facilitated,
The manufacturing cost can be further reduced.
【0037】更に、カバー部材4には、モールド部材を
採用したので、インク噴射側先端部に形成された鋸歯状
部分に十分な強度を持たせることができ、これにより、
ヘッド先端部のクリーニングや紙詰まりによる鋸歯状凹
凸部の破損を防止することができる。Further, since the cover member 4 employs a mold member, the saw-tooth-shaped portion formed at the front end of the ink jetting side can have sufficient strength.
It is possible to prevent damage to the saw-toothed uneven portion due to cleaning of the head end portion and paper jam.
【0038】これらに加え、記録電極2の先端部を絶縁
体層6で覆ったため、記録電極2と対向電極間の絶縁耐
圧が高くなり、記録紙ジャム等の発生により過電流が流
れ駆動装置等を破損するといった不都合を有効に防止す
ることができる。In addition, since the tip of the recording electrode 2 is covered with the insulator layer 6, the withstand voltage between the recording electrode 2 and the counter electrode is increased, and an overcurrent flows due to the occurrence of recording paper jam or the like, and a driving device or the like is used. Inconvenience such as breakage of the image can be effectively prevented.
【0039】ここで、本発明は、本実施の形態によら
ず、カバー部材のインク噴射側先端部の形状は鋸歯状で
なくとも良く、カバー部材の形成材料はモールドでなく
とも良い。また、本実施の形態における静電式インクジ
ェット記録ヘッドは、まず、基板1表面に記録電極2を
印刷した後に絶縁体層6を形成しておき、その後、これ
らと別個に加工形成しておいたカバー部材4を基板1上
に取り付けるという手順によって製造されると良い。Here, the present invention is not limited to the present embodiment, and the shape of the tip portion of the cover member on the ink jetting side does not have to be a saw-tooth shape, and the material for forming the cover member does not have to be a mold. Further, in the electrostatic ink jet recording head according to the present embodiment, first, the recording electrode 2 is printed on the surface of the substrate 1 and then the insulator layer 6 is formed, and thereafter, the insulating layer 6 is formed separately from these. It may be manufactured by a procedure of attaching the cover member 4 on the substrate 1.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、カバー部材のインク噴射側先端
部を記録電極を有する基板の先端部よりも突出させた位
置に設定したので、形成されるインクメニスカスは例え
ば図5に示すようにカバー部材側が突出した形状とな
り、これにより、メニスカス部での電界接線方向成分が
メニスカスの先端方向を向き、かつ、その成分も大きく
なるので、メニスカス先端部へのトナー粒子供給を迅速
に行うことができると共に、高速かつ高精度な記録を行
うことができる。Since the present invention is constructed and functions as described above, according to the present invention, the front end of the ink jetting side of the cover member is set at a position protruding from the front end of the substrate having the recording electrodes. The formed ink meniscus has, for example, a shape in which the cover member side protrudes as shown in FIG. 5, whereby the component of the electric field tangent in the meniscus portion faces the tip direction of the meniscus, and the component also increases. The toner particles can be quickly supplied to the tip of the meniscus, and high-speed and high-precision recording can be performed.
【0041】更に、カバー部材のインク噴射側先端部を
鋸歯状に形成し、この鋸歯形状を成す凸部の位置を針状
記録電極の延長上に設定したので、インクメニスカス
は、例えば図2に示すように、カバー部材の凸部に対応
した頂点を有する形状となり、これがため、記録電極か
ら発散される電界を記録電極ごとに更に効率的に集中さ
せることができ、メニスカス先端部へのトナー粒子供給
を更に迅速に行うことができると共に、複数の記録電極
を用いてより高速且つより高精度な記録を行うことがで
きる。 Further, the tip of the cover member on the ink jetting side is formed in a saw-tooth shape, and the position of the protruding portion having the saw-tooth shape is set on the extension of the needle-shaped recording electrode. As shown in the figure, a shape having vertices corresponding to the convex portions of the cover member is obtained, so that the electric field radiated from the recording electrode can be more efficiently concentrated for each recording electrode, and the toner particles Supply can be performed more quickly, and higher-speed and higher-precision recording can be performed using a plurality of recording electrodes.
【0042】また、電界集中用の鋸歯形状を基板ではな
くカバー部材側に形成するので、基板材料の選択の幅を
広げることができると共に、基板上に精密に配置される
記録電極の形成プロセスの選択余地も広がるので、従来
例では加工上の問題で選択が妥当でないと考えられてい
たような安価な材料及び容易な形成プロセスを選択する
ことによって、製造費用を低減することができる。ま
た、カバー部材の板厚を加工に適した厚みにすることで
鋸歯状凹凸部の加工を容易ならしめることができ、製造
費用の更なる低減を図ることができる。Further, since the saw-tooth shape for concentrating the electric field is formed on the cover member side instead of the substrate, the range of choice of the substrate material can be widened, and the process of forming the recording electrodes precisely arranged on the substrate can be performed. Since there is a wider range of choices, manufacturing costs can be reduced by selecting inexpensive materials and easy forming processes, which in the prior art were considered unsuitable due to processing problems. Further, by setting the thickness of the cover member to a thickness suitable for processing, the processing of the saw-toothed uneven portion can be facilitated, and the manufacturing cost can be further reduced.
【0043】請求項2記載の発明では、カバー部材に
は、モールド部材を採用したので、インク噴射側先端部
に形成された鋸歯状部分に十分な強度を持たせることが
でき、これにより、ヘッド先端部のクリーニングや紙詰
まりによる鋸歯状凹凸部の破損を防止することができ
る、という従来にない優れた静電式インクジェット記録
ヘッドを提供することができる。According to the second aspect of the present invention, since the mold member is employed as the cover member, the saw-tooth-shaped portion formed at the tip end on the ink jetting side can have sufficient strength. It is possible to provide an unprecedented excellent electrostatic ink jet recording head which can prevent the leading edge from being cleaned and prevent the saw-tooth-shaped uneven portion from being damaged due to paper jam.
【図1】本発明の実施の一形態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す実施形態の一部切り欠いた平面図で
ある。FIG. 2 is a partially cutaway plan view of the embodiment shown in FIG.
【図3】図2のC−C線に沿った断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line CC of FIG. 2;
【図4】図2のD−D線に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 2;
【図5】図3において符号Bに示す部分の拡大図であ
る。FIG. 5 is an enlarged view of a portion indicated by reference numeral B in FIG.
【図6】従来例を示す一部省略した斜視図である。FIG. 6 is a partially omitted perspective view showing a conventional example.
【図7】他の従来例を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing another conventional example.
【図8】図7に示す従来例においてインク噴射口に形成
されるインクメニスカスの状態と記録電極から発散され
る電界の状態を示す概略断面図である。8 is a schematic cross-sectional view showing a state of an ink meniscus formed in an ink ejection port and a state of an electric field diverged from a recording electrode in the conventional example shown in FIG.
1 基板 2 記録電極 3 インク流路 4 カバー部材 5 インク噴射口 6 絶縁体層 12 凸部 A インク噴射方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Recording electrode 3 Ink flow path 4 Cover member 5 Ink ejection port 6 Insulator layer 12 Convex part A Ink ejection direction
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯本 仁史 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 萩原 良広 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 国際公開93/11866(WO,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/06────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hitoshi Minemoto 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (72) Inventor Yoshihiro Hagiwara 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Japan (56) References WO 93/11866 (WO, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B41J 2/06
Claims (2)
噴射用の電界を発生させる記録電極と、この記録電極が
形成された基板表面上にインク噴射方向のスリット状イ
ンク流路を形成するカバー部材と、前記スリット状イン
ク流路のインク噴射側先端部に設けられたインク噴射口
とを備え、 前記カバー部材のインク噴射側先端部を前記基板のイン
ク噴射側先端部よりもインク噴射方向に突出させて設定
した静電式インクジェット記録ヘッドにおいて、 前記記録電極をインク噴射方向を長手方向とした針状に
形成すると共にこの針状の記録電極を複数本並列に配置
し、 前記カバー部材のインク噴射側先端部を鋸歯状に形成す
ると共に当該鋸歯形状を成す複数の凸部を前記針状記録
電極の延長上にそれぞれ配置したことを特徴とする静電
式インクジェット記録ヘッド。 1. A substrate, a recording electrode formed on the surface of the substrate for generating an electric field for ink ejection, and a cover for forming a slit-shaped ink flow path in the ink ejection direction on the surface of the substrate on which the recording electrode is formed. and the member, and an ink ejection port provided on the ink ejection side end portion of the slit-shaped ink passage, an ink ejection side end portion of the cover member in the ink ejecting direction from the ink ejection side end portion of the substrate In the electrostatic ink jet recording head set so as to protrude , the recording electrode is formed in a needle shape with the ink jetting direction as a longitudinal direction.
As well as arranging multiple needle-shaped recording electrodes in parallel
Then, the front end of the ink jetting side of the cover member is formed in a sawtooth shape.
And the plurality of protrusions forming the sawtooth shape are recorded in the needle-like form.
Characterized by being arranged on the extension of the electrode respectively
Type inkjet recording head.
成したことを特徴とする請求項1記載の静電式インクジ
ェット記録ヘッド。 2. The cover member is formed by a mold member.
The electrostatic ink jet according to claim 1, wherein
Jet recording head.
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