JP3106081B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続的に噴出されたイ
ンクを切断してインク滴を形成し、このインク滴の飛跡
を制御して印字を行う連続噴射式のインクジェットヘッ
ドに関する。

【０００２】

【従来の技術】連続噴射式インクジェットヘッドは、従
来、図１３に示すように、加圧したインクをノズル１０
１から連続的に噴出させ、これに超音波振動を与えて粒
子化する一方、このインク滴１０２を荷電電極１０３で
帯電させてから偏向電極１０４においてインクの飛跡を
制御し、必要なインク滴を紙面に付着させる方式のもの
が一般的である。この荷電量制御形におけるインク滴の
発生方法としてはピエゾ素子などの電歪素子を用いた加
圧振動型が一般的である。尚、図中の符号１０５はガタ
ー、１０６は記録紙である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このピ
エゾ素子を用いた連続噴射式インクジェットヘッドは、
振動音の発生や吐出圧力の不均一性が問題となることが
ある。特に、ヘッドを動かさずに紙などの記録媒体の全
幅に一度に印字可能なフルライン型のヘッドを構成しよ
うとする場合、紙幅に相当する大きさの圧電振動子を必
要とするため、振動音が無視できない程度に大きくなり
騒音と成りかねない問題を含んでいる上に、吐出圧力の
不均一性の影響も大きくなり無視できなくなる虞があ
る。このため、従来の連続噴射式インクジェットヘッド
では、フルライン型ヘッドの実現が難しく、ヘッドを紙
幅方向に往復運動させる分だけ印刷速度を速くできない
問題を有している。

【０００４】また、他の印字方式、例えばバブルジェッ
ト型のヘッドによってフルライン型ヘッドを構成する場
合においても、ヘッド幅が広くなるほど発熱体の耐久性
やバブル発生の信頼性が低くなり、歩留まりが悪くなる
問題がある。

【０００５】一方、フルライン型ヘッドを構成した場合
であっても、一行毎に記録紙を停止させて印刷を行うの
では印刷速度の向上を十分に図ることができず、ヘッド
をフルライン型にした意義が薄れる。即ち、フルライン
型ヘッドを構成するに際し、記録紙の流れを止めずに印
刷することが可能な構造とすることが必要である。

【０００６】また、フルライン型ヘッドにより印刷を行
う場合には、次々に形成されるインク滴を順番に適切に
制御して文字等の印刷を正確に行うことが必要であり、
しかもこの場合であってもコストの上昇を抑えなければ
ならない。

【０００７】本発明は、上述の各問題点を解決するため
になされたもので、インク滴を形成する上で信頼性が高
く且つ騒音などの発生の虞も少ない連続噴射式のインク
ジェットヘッドを提供することを目的とする。また、本
発明はフルライン型ヘッドを実現することが可能で、し
かも、フルライン型ヘッドの特徴を活かして高速印字が
可能で、また、コストの上昇を抑えながら正確な印字を
実現することが可能な連続噴射式のインクジェットヘッ
ドを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、ハウジング内に回転ドラムを
収容すると共に、該回転ドラムの外周面に螺旋状に並ん
で設けられた複数のインク噴出孔から当該回転ドラム内
のインクを遠心力により糸状に連続噴出させ、前記ハウ
ジングに設けられたスリット機構に前記噴出インクの一
部を通過させて記録媒体に向けて進むインク滴を次々に
形成し、当該インク滴の飛跡を制御して記録に必要なイ
ンク滴を記録媒体上に付着させると共に、記録に不要な
インク滴を回収し再使用するインクジェットヘッドであ
って、回転ドラムの回転に対応して記録媒体が進む距離
だけ、回転ドラムの印字開始側端を印字終了側端に対し
て記録媒体の供給方向手前側に配置する構成にしたもの
である。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、ハウジング
内に回転ドラムを収容すると共に、該回転ドラムの外周
面に螺旋状に並んで設けられた複数のインク噴出孔から
当該回転ドラム内のインクを遠心力により糸状に連続噴
出させ、前記ハウジングに設けられたスリット機構に前
記噴出インクの一部を通過させて記録媒体に向けて進む
インク滴を次々に形成し、当該インク滴の飛跡を制御し
て記録に必要なインク滴を記録媒体上に付着させると共
に、記録に不要なインク滴を回収し再使用するインクジ
ェットヘッドであって、回転ドラムは回転ドラム駆動手
段にベルト伝達機構で連結される一方、回転ドラムに回
転角検出手段を接続し、回転ドラムの回転角に同期して
インク滴の飛跡を制御する構成にしたものである。

【００１０】

【作用】したがって、回転ドラムの高速回転によって発
生する遠心力により、当該ドラム内のインクが各インク
噴出孔から糸状に連続的に噴出する。このインクは回転
ドラムの回転に伴ってこの回転方向へ移動するが、スリ
ット機構を横切る瞬間に、インクの流れの一部がスリッ
ト機構を通過してハウジングの外方に飛び出し、記録媒
体に向けて進むインク滴になる。一方、このインク滴以
外のインク、即ち、各インク噴出孔から噴出した大部分
のインクであって、ハウジングの内面に衝突したインク
は、記録に不要なインクとして回収され再使用される。
そして、記録媒体に向けて飛び出たインク滴は、帯電電
極による帯電と制御電極による制御によって必要に応じ
て偏向され、その飛跡が変えられる。そして、記録に不
要なインク滴はガターで回収され、記録に必要なインク
滴は記録媒体表面に付着する。

【００１１】回転ドラムの外周面には、複数のインク噴
出孔が螺旋状に並んで形成されている。したがって、各
インク噴出孔から噴出したインクの流れは、回転ドラム
の印字開始側のものから順番にスリット機構を横切り、
次々にインク滴を形成する。請求項１記載のインクジェ
ットヘッドでは、回転ドラムを記録媒体の供給方向に対
して斜めに配置しているので、隣合うインク噴出孔から
噴出したインクで形成されたインク滴は移動する記録媒
体の隣の位置に付着し、１行が記録媒体の幅方向に真っ
直ぐに印刷される。

【００１２】また、請求項２記載のインクジェットヘッ
ドでは、回転ドラム自体の回転に同期させてインク滴の
飛跡が制御される。したがって、回転ドラムに回転力を
伝達するベルト伝達機構が滑り、回転ドラムと回転ドラ
ム駆動手段との間にずれが発生した場合でも、インク滴
の飛跡は回転ドラム自体の回転に同期して制御される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。

【００１４】図１及び図２は、本発明をフルライン型の
インクジェットヘッドとして構成した実施例を示す。こ
のインクジェットヘッド１は、インク滴発生部及びイン
ク滴制御部より構成されている。

【００１５】インク滴発生部は、糸状に連続噴出するイ
ンクの流れを切断することにより記録媒体に向けて飛び
出るインク滴を発生させると共に、記録に不要なインク
を回収するもので、ハウジング２と、このハウジング２
内に回転自在に収容される回転ドラム３と、回転ドラム
３の下方に配置されるスリット機構４より構成されてい
る。

【００１６】回転ドラム３は、ステンレス製の厚肉パイ
プ５と、この厚肉パイプ５の外周面に嵌め込まれたノズ
ルパイプ６と、厚肉パイプ５内に収容されるドラムコア
７より構成されている。厚肉パイプ５の外周面には、図
３に示すように、螺旋状の溝５ａが形成されている。こ
の螺旋状の溝（以下、螺旋溝と称す）５ａと厚肉パイプ
５の内部空間とは、径方向に穿孔される複数の連通孔５
ｂによって連通されている。この螺旋溝５ａは、回転ド
ラム３の１回転で１ピッチ分の印字、描画が可能となる
ように回転ドラム３の端から端まで連続して形成されて
いる。

【００１７】また、ノズルパイプ６としては、広がりの
無い細い糸状にインクを噴出できるインク噴出孔６ａを
形成可能とするため、極薄例えば４０ミクロン程度の厚
みのニッケル製パイプを採用している。そして、例えば
３５ミクロン程度のインク噴出孔６ａが所定ピッチ、例
えば、３００ＤＰＩ（ドット・パー・インチ）に相当す
る軸方向ピッチｐで厚肉パイプ５の螺旋溝５ａと同じリ
ードとなるように穿孔されている。このような構成のノ
ズルパイプ６は、例えば電鋳法によって製造され、レー
ザ加工などによって孔が開けられる。また、場合によっ
ては薄膜材を丸めて溶接し研削によってシーム部分を除
去するようにして得ることもできる。したがって、厚肉
パイプ５にノズルパイプ６を被せ、螺旋溝５ａとインク
噴出孔６ａとが一致するように位置決めしてから接着な
いし圧入などで固着することにより、厚肉パイプ５内の
インクを各インク噴出孔６ａから噴出させることができ
る。なお、接着剤を使用してノズルパイプ６を厚肉パイ
プ５に固着する場合には、厚肉パイプ５の外周面に接着
剤だまり用溝５ｃを形成することが望ましい。

【００１８】ドラムコア７は、円筒７ａと、この円筒７
ａ内を放射状に画する隔壁７ｂと、各隔壁７ｂ間を仕切
る仕切板７ｃより構成され、例えばアルミニウムを押し
出し加工することで製造される。各隔壁７ｂは、円筒７
ａ内を周方向に、例えば４つの空間に画している。そし
て、これら４つの空間の各々は、仕切板７ｃで更に２分
割されている。各仕切板７ｃは、円筒７ａの内周面に形
成されている。

【００１９】なお、ドラムコア７の円筒７ａは、例えば
軸方向の２箇所で全周に亘り切り欠かれている。したが
って、各切欠７ｄ，７ｄは、円筒７ａを長さ方向に３分
割されている。但し、このドラムコア７は一体成形され
ているので、各切欠７ｄにより円筒７ａが分離すること
はない。各切欠７ｄは、円筒７ａの長さ方向に所定の距
離をおいて設けられている。また、放射状を成す各隔壁
７ｂの一側の中心部分には、インク供給孔７ｅが設けら
れている。したがって、このインク供給孔７ｅからドラ
ムコア７内の各空間内に流入したインクは、各隔壁７ｂ
及び各仕切板７ｃで押されてこの回転ドラム３と一体と
なって高速回転し、その遠心力で各切欠７ｄから勢い良
く噴出し、更に、厚肉パイプ５の各連通孔５ｂ及び螺旋
溝５ａを通ってノズルパイプ６の各インク噴出孔６ａか
ら糸状に連続噴射する。なお、ドラムコア７の円筒７ａ
を必ずしも３分割する必要はなく、円筒７ａの長さ等に
応じて２分割或いは４以上に分割する構成としても良
い。

【００２０】また、厚肉パイプ５及びドラムコア７の両
側の開口は、軸部８ａ，９ａを有する端板８，９により
塞がれている。一側の端板８にはインク供給孔８ａが穿
孔されており、このインク供給孔８ａはドラムコア７の
インク供給孔７ｅに通じている。また、他方の端板９と
ドラムコア７との間には、皿ばね１０が設けられてい
る。この皿ばね１０は、ドラムコア７を一側の端板８に
押しつけて各端板８，９とドラムコア７とを一体回転さ
せると共に、ドラムコア７と厚肉パイプ５との材質の違
いに起因する熱膨張量の違いを吸収するものである。

【００２１】各端板８，９の軸部８ａ，９ａは、軸受部
材、例えばボールベアリング１１を介してハウジング２
に回転可能に支持されている。各ボールベアリング１１
の側面はシート状シール部材で覆われており、各ボール
ベアリング１１の隙間が液密にシールされて回転ドラム
３のインクの漏洩が防止されている。

【００２２】一側の端板８とボールベアリング１１との
間には、コイルスプリング１２が配置されており、回転
ドラム３は他側のボールベアリング１１に向けて予圧さ
れている。これにより、予圧をかけながら各ボールベア
リング１１を適切に使用することができ、また、回転ド
ラム３を後述する記録紙２２の幅方向に位置決めでき
る。

【００２３】また、他側の端板９の軸部９ａはハウジン
グ２の外方に突出し、ベルト伝達機構を介して駆動用モ
ータ１３に接続されている。つまり、駆動用モータ１３
の出力軸１３ａにはプーリ１４が、軸部９ａにはプーリ
１５が取り付けられており、各プーリ１４，１５はベル
ト１６により接続されている。プーリ１４はプーリ１５
に比べて大径に設定されており、したがって、駆動用モ
ータ１３の回転は増速されて軸部９ａに伝わり、軸部９
ａの回転数は、例えば９０００ｒｐｍにまで達する。こ
れにより、高価な高精度の高速回転用モータを使用する
ことなく、回転ドラム３を高速回転させることが可能に
なる。また、ベルト伝達機構を介することなく、高速回
転用モータで回転ドラム３を直接的に回転させた場合に
は、各回転中心を高精度に一致させることが必要である
が、本実施例のインクジェットヘッド１では駆動用モー
タ１３やベルト伝達機構の回転中心の位置合わせにさほ
どの高精度性は要求されない。

【００２４】このように軸部９ａを高速で回転させた場
合、ベルト１６による回転力の伝達では、ベルト１６と
各プーリ１４，１５との間に滑りが生じる虞があり、駆
動用モータ１３の回転角と回転ドラム３の回転角とが同
期しない虞がある。したがって、本発明のインクジェッ
トヘッド１では、軸部９ａに回転角検出手段、例えばロ
ータリエンコーダ１７を取り付け、回転ドラム３の回転
角を検出している。このロータリエンコーダ１７は、例
えば図４に示すように、全周を９０等分すると共にゼロ
位置１７ｂ以外の場所に８９個のスリット１７ａが形成
されている。一方、ハウジング２の所定位置には、この
ロータリエンコーダ１７を挟むようにしてフォトセンサ
１８が取り付けられている。ロータリエンコーダ１７
は、そのゼロ位置１７ｂが回転ドラム３のゼロ位置に一
致するように軸部９ｂに取り付けられている。そして、
フォトセンサ１８がロータリエンコーダ１７のゼロ位置
１７ｂを検出すると、この検出信号に同期して後述する
インク滴制御部が作動する。

【００２５】ハウジング２は、回転ドラム３を収容する
角パイプ１９と、この角パイプ１９の両端を液密に閉塞
する一対の端板６０，６１と、回転ドラム３を支持する
一対の支持壁２０，２１より構成されている。角パイプ
１９は、回転ドラム３を所定の間隔をあけて囲繞し、回
転ドラム３の各インク噴出孔６ａから糸状に連続噴射す
るインクを受けとめてその底部に一時的に貯留する。こ
の角パイプ１９の内周面には、例えば、モルトプレーン
等の透液性部材（図示省略）がライニングとして施され
ており、これにより、各インク噴出孔６ａから噴出する
インクが角パイプ１９の内周面に衝突した際に霧化する
のを防止している。また、モルトプレーン等に付着した
インクはその自重によって流下し底部に集められる。こ
の角パイプ１９の底面には、スリット機構４を取り付け
る為の細長い矩形状の切欠１９ａが形成されている。こ
の切欠１９ａは、回転ドラム３に沿って形成されてい
る。回転ドラム３は、後述するように角パイプ１９に対
して水平面内において傾斜して配置されているので、こ
の切欠１９ａも角パイプ１９に斜めに形成されている。

【００２６】各支持壁２０，２１は、上側半部で角パイ
プ１９を支持しながらこの角パイプ１９を所定の高さに
配置している。そして、各支持壁２０，２１の上側半部
には軸孔２０ａ，２１ａが設けられており、ベアリング
１１，１１を介して回転ドラム３を回転自在に支持して
いる。

【００２７】ここで、各支持壁２０，２１の軸孔２０
ａ，２１ａは、記録紙２２の供給方向に関して、互いに
所定距離だけずれた位置に設けられている。したがっ
て、ハウジング２、即ち回転ドラム３は、図５に示すよ
うに、角パイプ１９に対して水平方向に傾斜して配置さ
れている。つまり、回転ドラム３の回転に対応して記録
紙２２が進む距離だけ、この回転ドラム３の印字開始側
端を印字開始側端に対して記録紙２２の供給方向手前側
に配置している。したがって、隣合うインク噴出孔６ａ
から噴出したインクで形成されたインク滴を、記録紙２
２上の隣の位置に付着させることができ、記録紙２２に
対して１行を真っ直ぐに印刷できる。これにより、例え
ばＡ３の記録紙２２を印字する場合には、回転ドラム３
の印字開始側端が印字終了側端に対して約３ｍｍ程記録
紙２２の供給方向手前側に配置される。

【００２８】一方、各支持壁２０，２１の下側半部に
は、第１窓２０ｂ，２１ｂ及び第２窓２０ｃ，２１ｃが
設けられている。第１窓２０ｂ，２１ｂは、角パイプ１
９の底面に対向する位置に形成され、角パイプ１９の底
部に溜まったインクを回収する。また、第２窓２０ｃ，
２１ｃは、後述するガター３９のインク回収面に対向す
る位置に形成され、ガター３９が回収したインクを回収
する。

【００２９】各支持壁２０，２１の外側面は、インク流
路２３〜２７を規定する側蓋２８，２９で覆われてい
る。一側の支持壁２０を覆う側蓋２８には、図６に示す
ように、支持壁２０との間の空間を３つのインク流路２
３，２４，２５に画する隔壁２８ａと、第１流路２３に
通じるインク供給ポート２８ｂ及び全ての流路２３，２
４，２５に通じるインク回収ポート２８ｃが設けられて
いる。インク供給ポート２８ｂは、支持壁２０の軸孔２
０ａに通じている。したがって、インク供給ポート２８
ｂから側蓋２８内に流入したインクは、支持壁２０の軸
孔２０ａ、端板８及びドラムコア７の各インク供給孔８
ａ，７ｅを通って回転ドラム３内に流入する一方、回転
ドラム３内に流入できずに軸孔２０ａから溢れてしまっ
たインクの余剰分は、第１流路２３を通ってインク回収
ポート２８ｃへと落下する。また、第２流路２４は第１
窓２０ｂに通じており、したがって、角パイプ１９で回
収されたインクは、第２流路２４を通ってインク回収ポ
ート２８ｃへと落下する。更に、第３流路２５は第２窓
２０ｃに通じており、したがって、ガター３９で回収さ
れたインクは、この第３流路２５を通ってインク回収ポ
ート２８ｃへと落下する。

【００３０】また、他側の支持壁２１を覆う側蓋２９に
は、図７に示すように、支持壁２１との間の空間を第４
流路２６及び第５流路２７に画する隔壁２９ａと、各流
路２６，２７に通じるインク回収ポート２９ｂが設けら
れている。第４流路２６は支持壁２１の第１窓２１ｂに
通じており、したがって、角パイプ１９で回収されたイ
ンクは、第４流路２６を通ってインク回収ポート２９ｂ
へと落下する。また、第５流路２７は第２窓２１ｃに通
じており、したがって、ガター３９で回収されたインク
は、この第５流路２７を通ってインク回収ポート２９ｂ
へと落下する。

【００３１】なお、インク回収用の第１窓２０ｂ，２１
ｂ及び第２窓２０ｃ，２１ｃを、両側の支持壁２０，２
１にそれぞれ形成することにより、インクジェットヘッ
ド１を傾斜して設置した場合でも、何れか一方の支持壁
の各窓からインクをスムーズに回収することができる。

【００３２】スリット機構４は、回転ドラム３から糸状
に噴出されるインクを切断してインク滴を形成するもの
で、一対のナイフエッジ３０，３１より構成されてい
る。各ナイフエッジ３０，３１は、これらの基端側を角
パイプ１９の下面に固着されており、角パイプ１９の底
面の切欠１９ａから角パイプ１９内に侵入し、回転ドラ
ム３に向けて突出している。各ナイフエッジ３０，３１
は、回転ドラム３と略同じ長さの範囲に亘って設けら
れ、且つ、回転ドラム３と平行に配置されている。各ナ
イフエッジ３０，３１は、所定の間隔をあけて向かい合
わせに配置され、したがって、各ナイフエッジ３０，３
１間にはスリット３２が形成される。全てのインク噴出
孔６ａより糸状に連続噴出したインク４６は、各ナイフ
エッジ３０，３１により切断され、スリット３２を通過
するインク滴４７が次々に形成される。スリット３２の
幅は適宜値に設定されており、所望の粒径のインク滴を
形成することができる。

【００３３】ここで、回転ドラム３から糸状に噴出する
インクは、遠心力と回転ドラム３の回転力との合成方向
に飛び出すため、各ナイフエッジ３０，３１を回転ドラ
ム３の回転中心の真下に設置した場合には、各ナイフエ
ッジ３０，３１に対してインク及びインク滴の飛跡（図
１中点線で示している）が大きく斜交する関係となる。
このため、単純な形状のナイフエッジ３０，３１ではそ
の腹部分（ハウジング２の外部となるナイフエッジ３
０，３１の内側の斜面の部分）にインク滴が接触して霧
化する虞がある。そこで、本実施例の場合、一対のナイ
フエッジ３０，３１は、回転ドラム３の中心よりも回転
方向の手前側にずらして配置されている。この場合、ナ
イフエッジ３０，３１の形状が単純であっても、ナイフ
エッジ３０，３１の間を通過する際のインク滴の飛跡が
ナイフエッジ３０，３１の腹部分と非平衡でかつ接触し
ない角度となり、インク滴の霧化防止策を講じる必要が
ない。

【００３４】また、各ナイフエッジ３０，３１は、これ
らの背面（ハウジング２の内側となる斜面の部分）と角
パイプ１９との間に不要インクを貯留する空間を形成す
るように設けられている。これらの空間は僅かに負圧と
することが好ましく、各空間を負圧にした場合には、ス
リット３２から回転ドラム３側へ空気が引き込まれ、こ
のスリット３２の周辺に付着する不要のインクが角パイ
プ１９内に吸い込まれて記録紙２２側へ落ちないように
できる。

【００３５】また、各ナイフエッジ３０，３１の先端
は、回転ドラム３の回転方向の手前側のナイフエッジ３
０に比べて、奥側のナイフエッジ３１の方が低い位置に
配置されている。このように各ナイフエッジ３０，３１
の先端を上下方向にずらして配置することで、インク滴
の表面張力によってスリット３２が詰まるのを防止でき
る。

【００３６】インク滴制御部は、各ナイフエッジ３０，
３１間のスリット３２を通り抜けたインク滴のうち、必
要なインク滴だけを用紙に衝突させるべくインク滴の飛
跡を偏向させるものである。このインク滴制御部は、帯
電電極３３、偏向電極３４及びガター３９等より構成さ
れている。

【００３７】帯電電極３３及び偏向電極３４は、図８及
び図１０に示すように、折り曲げ可能なプラスチックシ
ート３５，３６に形成され、フレキシブルプリント配線
基板を構成している。即ち、非導電性で可撓性のポリイ
ミド樹脂より成る各シート３５，３６内には、銅箔より
構成される帯電電極３３と偏向電極３４とがインク滴の
飛跡方向に並んで形成されている。各シート３５，３６
は、回転ドラム３の長さとほぼ同じ長さに形成されてい
る。図８に示す一方のプラスチックシート３５では、帯
電電極３３ａはこのシートのほぼ全長に亘って形成され
ているが、偏向電極３４ａは複数に分割されている。即
ち、このプラスチックシート３５については、回転ドラ
ム３に形成された各インク噴出孔６ａの１リード毎に１
枚の偏向電極３４ａが形成されている。一方、図１０に
示す他方のプラスチックシート３６に形成された帯電電
極３３ｂ及び偏向電極３４ｂは、このシート３６のほぼ
全長に亘って形成されている。そして、これらの帯電電
極３３ａ，３３ｂ及び偏向電極３４ａ，３４ｂは、図９
及び図１１に示すように、各プラスチックシート３５，
３６の樹脂層内に形成されている。

【００３８】各フレキシブルプリント配線基板３５，３
６は、各ナイフエッジ３０，３１の腹部分に固着された
絶縁体６３，６４に接着されている。したがって、各帯
電電極３３ａ，３３ｂ同士及び各偏向電極３４ａ，３４
ｂ同士は、スリット３２を挟んで向かいあっている。そ
して、他方のフレキシブルプリント配線基板３６の両端
部に形成されているアーム３６ａ，３６ｂは湾曲されて
スリット３２の両脇部分を跨ぎ、一方のフレキシブルプ
リント配線基板３５の両端部に形成されたアーム３５
ａ，３５ｃに接続されている。これにより、各フレキシ
ブルプリント配線基板３５，３６の帯電電極３３ａ，３
３ｂは、各アーム３５ａ，３６ａに形成された電極を通
じて電気的に接続され、グランドに対して電圧が印加さ
れインク滴４７に所定の電荷を与えることができる。同
様に、他方のフレキシブルプリント配線基板３６の偏向
電極３４ｂは各アーム３５ｃ，３６ｂに形成された電極
を通じて一方のフレキシブルプリント配線基板３５のア
ーム３５ｃに形成された電極６５に電気的に接続され、
いわゆるグランド側電極になっている。これに対し、一
方のフレキシブルプリント配線基板３５に形成された各
偏向電極３４ａは、それぞれ独立の電極となっている。
各偏向電極３４ａは各リード毎に設けられているので、
各電極３４ａは、１リード毎にインク滴を制御できる。
なお、スリット３２を跨ぐ各アーム３６ａ，３６ｂは、
スリット３２の両脇部分に配置されているので、インク
滴の通過を妨げることはない。

【００３９】なお、図９及び図１１中符号５６は、各フ
レキシブルプリント配線基板３５，３６を絶縁体６３，
６４に固着する粘着剤である。また、本実施例において
は、各ナイフエッジ３０，３１の形状は比較的単純なも
のに設定されているが、たとえ複雑な形状に設定されて
いる場合でも、これらの形状に対応するように各フレキ
シブルプリント配線基板３５，３６は変形し、したがっ
て、各フレキシブルプリント配線基板３５，３６はナイ
フエッジ３０，３１の腹部分に良好に固着される。さら
に、各フレキシブルプリント配線基板３５，３６は薄肉
に成形されている。したがって、回転ドラム３に対して
各ナイフエッジ３０，３１の先端の陰に隠れてインク滴
の飛跡に干渉することなく、スリット３２を通り抜けた
インク滴はこれら各フレキシブルプリント配線基板３
５，３６の間を通過する。

【００４０】ガター３９は、樋状を成している。このガ
ター３９はナイフエッジ３１の下面に固着され、受けと
めたインク滴を支持壁２０の第２窓２０ｃ又は支持壁２
１の第２窓２１ｃに向けて流している。

【００４１】なお、このインクジェットヘッド１では、
非作動時には各ナイフエッジ３０，３１間のスリット３
２を閉塞し、ハウジング２内のインクの乾燥を防止す
る。この乾燥防止機構は、例えば角パイプ１９の側面に
回転自在に取り付けられ、先端をガター３９の近傍に位
置させるアームプレート３７と、アームプレート３７の
先端部分を被覆し、ガター３９に接触してスリット３２
を閉塞する閉塞部材３８と、インクジェットヘッド１の
作動時にアームプレート３７を動かしてスリット３２を
露出させる駆動手段等より構成されている。閉塞部材３
８は、例えば発泡性の材料で構成されている。また、駆
動手段としては、図示はしないが、例えばソレノイドを
使用する。なお、ソレノイドに代えて油圧シリンダを利
用して駆動手段を構成しても良い。

【００４２】また、図６及び図７中符号４０は、インク
ジェットヘッド１の下方に記録紙２２を供給する給紙用
ローラである。この給紙用ローラ４０は、回転ドラム３
による印字に連動して回転され、錘ローラ４１とともに
記録紙２２を挟みながらこの記録紙２２を回転ドラム３
の下方に供給するものである。錘ローラ４１は、フレー
ム４２に形成されたＵ字状切欠４２ａ内に落とされて、
記録紙２２の進み方向に拘束されている。給紙用ローラ
４０及び錘ローラ４１で供給された記録紙２２は、給紙
用台６６の上を滑りながら移動する。なお、給紙用ロー
ラ４０は、図１２に示すように、ウォームホイール４４
及びウォーム４５を備える回転力伝達手段を介してステ
ッピングモータ４３に接続されている。ステッピングモ
ータ４３は、インクジェットヘッド１の作動に連動して
作動する。

【００４３】以上のように構成されているインクジェッ
トヘッド１は次のようにしてインク滴を形成し、印字作
動する。

【００４４】先ず駆動用モータ１３を立ち上げ、印字開
始に備える。このとき、回転ドラム３の回転が所定回転
数に達する前には、遠心力よりも回転力の影響の方が大
きく、インク滴の飛跡が通常印刷時とは異なる場合があ
る。そこで、回転ドラム３の回転数が所定回転数に達す
るまでは、画信号とは無関係に、インク滴を帯電電極３
３で帯電させて偏向電極３４でガター３９へ確実に衝突
して回収されるように制御することが好ましい。

【００４５】そして、回転ドラム３が所定回転数に達し
た後、印字動作に入る。このとき、インク供給ポート２
８ｂから供給されたインクは、各インク供給孔８ａ，７
ｅを通って回転ドラム３内に流入し、さらに、回転ドラ
ム３の高速回転によって発生する遠心力で各インク噴出
孔６ａから連続して糸状に噴出する。このとき、噴出し
たインクは飛行させるに十分な初速度が与えられ、あた
かも回転ドラム３の回転に伴って回転方向へ移動する。
そして、このインクは、一対のナイフエッジ３０，３１
を横切る瞬間にスリット３２で切断され、スリット３２
を通過する時間分の長さのインクがインク滴としてスリ
ット３２からハウジング２の外方に飛び出す。

【００４６】また、ナイフエッジ３０，３１を通過する
瞬間を除いた領域、即ちナイフエッジ３０，３１を通過
した後再びナイフエッジに到達する以前の領域では、回
転ドラム３から糸状に噴出するインクは回転ドラム３を
囲繞するハウジング２の内周面に衝突して不要なインク
として角パイプ１９の底部に溜まり、そして、第１窓２
０ｂ又は２１ｂより第２流路２４又は第４流路２６を通
ってインク回収ポート２８ｃ又は２９ｂへと落下し、さ
らに、図示しないタンクへと回収された後再使用され
る。

【００４７】一方、スリット３２から飛び出たインク滴
は、帯電電極３３ａ，３３ｂによる帯電と偏向電極３４
ａ，３４ｂによる制御によって必要に応じて偏向され、
その飛跡が変えられる。この場合、偏向電極３４は、フ
ォトセンサ１８がロータリエンコーダ１７のゼロ位置１
７ｂを検出した後所定のタイミングでインク滴の偏向を
開始する。したがって、ベルト１６と各プーリ１４，１
５との間に滑りが生じた場合や、回転ヘッド３の組み付
け及びハウジング２への取り付けに誤差が生じている場
合でもインク滴を正確に制御できる。そして、記録に必
要なインク滴は、ガター３９の横を通り抜けて記録紙に
付着する。回転ドラム３には多数のインク噴出孔６ａが
設けられており、回転ドラム３の端のものから順番に次
々にインク滴が形成されて、帯電電極３３ａ，３３ｂ及
び偏向電極３４ａ，３４ｂによりそれらの飛跡が制御さ
れる。回転ドラム３は１回転毎に１リード分の印字を行
うが、この回転ドラム３と各ナイフエッジ３０，３１間
のスリット３２は、記録紙２２の給紙方向に対して斜め
に配置されている。このため、連続して進む記録紙２２
に対して、この記録紙２２の幅方向に１行が真っ直ぐに
印刷される。

【００４８】そして、記録に不要なインク滴はガター３
９で受けとめられ、このガター３９を伝わって各第２窓
２０ｃ又は２１ｃから第３流路２５又は第５流路２７を
通ってインク回収ポート２８ｃ，２９ｂに向けて落下す
る。この後、インクは、各インク回収ポート２８ｃ，２
９ｂからタンクへと回収された後再使用される。

【００４９】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。

【００５０】例えば、本実施例のインクジェットヘッド
１では、記録紙２２の給紙方向に対して回転ドラム３を
斜めに配置し、これに伴いスリット３２も斜めに形成
し、記録紙２２の幅方向に１行を真っ直ぐに印刷する構
成としたが、必ずしもこの構成に限るものではない。例
えば、回転ドラム３を記録紙２２の幅方向に沿って配置
した場合であってもスリット３２を斜めに形成すること
で、記録紙２２の幅方向に１行を真っ直ぐに印刷するこ
とができる。

【００５１】また、ナイフエッジ３０，３１、帯電電極
３３、偏向電極３４及びガター３９を、回転ドラム３の
中心真下に鉛直線上に配置しても良い。この場合には、
ナイフエッジ３０，３１の腹部分の角度を開くことによ
ってインク滴の霧化を防止するようにしても良い。

【００５２】また、回転ドラム３のノズルパイプ６に形
成されるインク噴出孔６ａは、本実施例の場合、１条の
螺旋を構成するように穿孔されていいるが、場合によっ
ては２条以上の螺旋を構成するようにしても良い。例え
ば、２条の螺旋を形成する場合には、１回転で２ライン
分の印字が可能になる。

【００５３】また、本実施例の場合、インク噴射孔６ａ
が形成する螺旋の１リード毎に偏向電極３４ａを設け、
各偏向電極３４ａを各リード毎に独立して制御している
が、これに特に限定されるものではなく、例えば複数の
リードをまとめて同一の偏向電極３４で制御する構成と
しても良い。

【００５４】また、本実施例では、インク噴出孔６ａを
螺旋状に連続的に形成している場合について主に説明し
たが、これに特に限定されるものではなく螺旋状に不連
続に形成しても良いし、また、１リード分毎に異なる螺
旋状に形成しても良い。例えば、複数条の螺旋を想定
し、円周の１／４（１／４リード）に亘って第１の螺旋
にインク噴出孔を形成し、次の１／４は隣る第２の螺旋
に沿ってインク噴出孔を形成し、さらに次の１／４を第
３の螺旋に沿って形成し、さらに最後の１／４を第４の
螺旋に沿ってインク噴出孔を形成するようにしても良
い。また、１つの螺旋の１リード分の領域の全域にイン
ク噴出孔を等間隔で配置しなくとも、一部分にだけまと
めてインク噴出孔を形成するようにしても良い。

【００５５】また、一対のナイフエッジ３０，３１に代
えて、矩形断面の仕切板等を使用しても良い。

【００５６】さらに、本実施例ではフルライン型のヘッ
ドに適用した例について説明したが、これに特に限定さ
れるものではなく、記録紙の幅方向にヘッドを往復移動
させることによって１ライン分の印刷を行うタイプのヘ
ッドとして構成することも可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットヘッドでは、ハウジング内に回転ドラムを収容す
ると共に、該回転ドラムの外周面に螺旋状に並んで設け
られた複数のインク噴出孔から当該回転ドラム内のイン
クを遠心力により糸状に連続噴出させ、前記ハウジング
に設けられたスリット機構に前記噴出インクの一部を通
過させて記録媒体に向けて進むインク滴を次々に形成
し、当該インク滴の飛跡を制御して記録に必要なインク
滴を前記記録媒体上に付着させると共に、記録に不要な
インク滴を回収し再使用するので、回転ドラムを高速回
転させるだけで振動なしにインク滴を連続的に形成する
ことが可能になる。したがって、記録媒体の幅に対応さ
せて回転ドラム等を長く形成するだけでフルライン型の
ヘッドを構成することができる。

【００５８】しかも、回転ドラムの回転に対応して記録
媒体が進む距離だけ、この回転ドラムの印字開始側端を
印字終了側端に対して記録媒体の供給方向手前側に配置
し、回転ドラムを記録媒体の供給方向に対して斜めに配
置している。したがって、記録媒体の移動を停止するこ
となく、この記録媒体の幅方向に１行を真っ直ぐに印刷
することができ、印刷の大幅なスピードアップが可能に
なる。

【００５９】また、請求項２記載のインクジェットヘッ
ドは、回転ドラムをベルト伝達機構で回転ドラム駆動手
段に連結すると共に、回転ドラムに回転角検出手段を接
続し、回転ドラムの回転角に同期してインク滴の飛跡を
制御することを特徴とするものである。したがって、回
転ドラム自体の回転に同期させてインク滴の飛跡制御を
行うことができ、回転ドラム駆動手段を高速運転するこ
となく、この回転速度を増速しながら回転ドラムに伝え
て回転ドラムを高速回転させることが可能になる。この
ため、回転ドラム駆動手段のコスト上昇を抑えながら、
回転ドラムの高速回転を可能にすることができる。ま
た、回転ドラムの組付誤差やハウジングへの取付誤差等
に起因したインク滴の飛跡制御のずれを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェットヘッドの横断
面図である。

【図２】図１のインクジェットヘッドの縦断面図であ
る。

【図３】図１のインクジェットヘッドの回転ドラムの一
部を切り欠いた斜視図である。

【図４】図１のインクジェットヘッドのロータリエンコ
ーダの正面図である。

【図５】図１のインクジェットヘッドの回転ドラムと記
録紙の位置関係を示す平面図である。

【図６】図２中矢線ＶＩ−ＶＩに沿うインクジェットヘ
ッドの断面図である。

【図７】図２中矢印ＶＩＩ−ＶＩＩに沿うインクジェッ
トヘッドの断面図である。

【図８】図１のインクジェットヘッドの電極を示し、一
側に配置されるフレキシブルプリント配線基板を展開し
た状態の正面図である。

【図９】図８の矢線ＩＸ−ＩＸに沿うフレキシブルプリ
ント配線基板の断面図である。

【図１０】図１のインクジェットヘッドの電極を示し、
他側に配置されるフレキシブルプリント配線基板を展開
した状態の正面図である。

【図１１】図１０の矢線ＸＩ−ＸＩに沿うフレキシブル
プリント配線基板の断面図である。

【図１２】図１のインクジェットヘッドと各駆動用モー
タのレイアウトを示す平面図である。

【図１３】従来の連続噴射式インクジェットヘッドの原
理図である。

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド ２ ハウジング ３ 回転ドラム ４ スリット機構 ６ａ インク噴出孔 １７ ロータリエンコーダ ２２ 記録紙 ３０，３１ ナイフエッジ ３２ スリット ３３ 帯電電極 ３４ 偏向電極 ３９ ガター ４６ 噴出インク ４７ インク滴

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に回転ドラムを収容すると
   共に、該回転ドラムの外周面に螺旋状に並んで設けられ
   た複数のインク噴出孔から当該回転ドラム内のインクを
   遠心力により糸状に連続噴出させ、前記ハウジングに設
   けられたスリット機構に前記噴出インクの一部を通過さ
   せて記録媒体に向けて進むインク滴を次々に形成し、当
   該インク滴の飛跡を制御して記録に必要なインク滴を前
   記記録媒体上に付着させると共に、記録に不要なインク
   滴を回収し再使用するインクジェットヘッドであって、
   前記回転ドラムの回転に対応して前記記録媒体が進む距
   離だけ、この回転ドラムの印字開始側端を印字終了側端
   に対して記録媒体の供給方向手前側に配置したことを特
   徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 ハウジング内に回転ドラムを収容すると
   共に、該回転ドラムの外周面に螺旋状に並んで設けられ
   た複数のインク噴出孔から当該回転ドラム内のインクを
   遠心力により糸状に連続噴出させ、前記ハウジングに設
   けられたスリット機構に前記噴出インクの一部を通過さ
   せて記録媒体に向けて進むインク滴を次々に形成し、当
   該インク滴の飛跡を制御して記録に必要なインク滴を前
   記記録媒体上に付着させると共に、記録に不要なインク
   滴を回収し再使用するインクジェットヘッドであって、
   前記回転ドラムは回転ドラム駆動手段にベルト伝達機構
   で連結される一方、回転ドラムに回転角検出手段を接続
   し、回転ドラムの回転角に同期してインク滴の飛跡を制
   御することを特徴とするインクジェットヘッド。