JP3106082B2

JP3106082B2 - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JP3106082B2
Application number: JP2767595A
Authority: JP
Inventors: 文人小松
Original assignee: 株式会社三協精機製作所
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 2000-11-06
Anticipated expiration: 2015-11-06
Also published as: JPH08197727A

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１１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、インクジェットヘッドを製造する場
合、特に回転ドラムの熱膨張を防いで常に正確な印刷を
確保する必要があるが、このときであっても製造コスト
の上昇を抑える必要がある。また、ハウジングの形状
を、種々の部材を取り付け易いものにしたいとの要請も
ある。

【０００６】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、熱
膨張に起因して印刷文字が変形するのを防止すると共
に、回転ドラムの製造コストを低減してインクジェット
ヘッドの製造コストを抑えることができ、さらに、ハウ
ジングに部材を取り付け易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。

【０００７】

【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、ハウジン
グに設けられたスリット機構に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
をガターで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、外周面に内部空間に通じる螺旋状
溝が形成された円筒部材と、この円筒部材を被覆し、螺
旋状溝に通じる複数のインク噴出孔が形成されたノズル
パイプと、円筒部材内に配置されてこれと一体的に回転
し、円筒部材内に供給されたインクを遠心力で螺旋状溝
に移動させるドラムコアを備えて構成したものである。

【０００８】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、ハウジングに設けられたスリット機構に噴出イ
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ガターで回収し再使用するインクジ
ェットヘッドであって、ハウジングを角パイプで形成し
たことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】したがって、請求項１記載のインクジェットヘ
ッドでは、回転ドラム内に供給されたインクがドラムコ
アに押されて高速回転し、その遠心力で径方向外側に勢
い良く移動して円筒部材の螺旋状溝に流入する。そし
て、この螺旋状溝に流入したインクは、円筒部材の高速
回転によって発生する遠心力でノズルパイプの各インク
噴出孔から糸状に連続的に噴射する。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。

【００１０】インクジェットヘッドを長時間作動し続け
ると回転ドラムの温度が上昇するが、ノズルパイプを熱
膨張し難い部材で形成することで印刷文字の変形防止が
図られ、また、円筒部材及びドラムコアを加工容易な部
材で形成することで回転ドラムの製造が容易になる。

【００１１】また、請求項２記載のインクジェットヘッ
ドでは、ハウジングを角パイプで構成している。したが
って、他の構成部材、例えばスリット機構を開閉するア
クチュエータ等が簡単に取り付けられる。

【００１２】

【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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】回転ドラム３は、ステンレス製の円筒部材
である厚肉パイプ５と、この厚肉パイプ５を被覆するノ
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
５ｂ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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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
いに起因した熱膨張量の違いを吸収するものである。

【００２０】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
の側面はシート状のシール部材で覆われており、各ボー
ルベアリング１１の隙間を液密にシールしてインクの漏
洩を防止している。また、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を後述する記録紙の幅方向に位置決
めできる。

【００２１】このように構成された回転ドラム３は、プ
ーリ１５、ベルト１６及びプーリ１４を介して駆動用モ
ータ１３に接続されている。なお、図中符号１７は、回
転ドラム３と一体的に回転するロータリエンコーダ、符
号１８は、ロータリエンコーダ１７のゼロ位置を検出す
るフォトセンサである。

【００２２】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。

【００２３】各支持壁２０，２１は、それらの上側半部
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。

【００２４】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できる。また、第２窓２０
ｃ，２１ｃは、後述するガター２１に対向する位置に形
成され、ガター３９で回収されたインクを回収できる。

【００２５】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４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
た余剰分のインクは、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１窓２０ｂから第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、第２窓２０ｃから第３
流路２５を通ってインク回収ポート２８ｃへと落下す
る。

【００２６】また、他側の支持壁２１を覆う側蓋２９に
は、図５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１窓２１ｂから第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、第２窓２１ｃから第５流路２７を
通ってインク回収ポート２９ｂへと落下する。

【００２７】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
第１及び第２窓を通じてインクをスムーズに回収するこ
とができる。

【００２８】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の下面に固着される共に、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で切断され、スリット３２を通過する
インク滴４７が次々に形成される。このスリット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。

【００２９】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。

【００３０】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てス
リット３２の周辺に付着する不要のインクが角パイプ１
９内に吸い込まれ、記録紙側へ落ちないようにできる。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】帯電電極３３及び偏向電極３４は、図６及
び図８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６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８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７及
び図９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。

【００３４】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。

【００３５】なお、図７及び図９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６３，６
４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。

【００３６】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。

【００３７】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
露出させるアクチュエータ等より構成されている。閉塞
部材３８は、例えば発泡性の材料で構成されている。ア
クチュエータとしては、図示はしないが、例えばソレノ
イドを使用する。このソレノイドは、角パイプ１９の上
面に取り付けられる。ソレノイド及びアームプレート３
７は、角パイプ１９に取り付けられているので、円筒形
状のパイプに取り付ける場合に比べてこれらを固定し易
い。なお、ソレノイドに代えて流体圧シリンダを利用し
たアクチュエータを使用しても良い。

【００３８】また、図４及び図５中符号４０は、インク
ジェットヘッド１の下方に記録紙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
紙を挟みながらこの記録紙を回転ドラム３の下方に供給
するものである。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。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、記録紙の進み方向
に拘束されている。なお、給紙用ローラ４０は、図１０
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４
３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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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の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。

【００４２】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。

【００４３】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。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る。イン
ク滴は、各帯電電極３３ａ，３３ｂ間を通過して帯電さ
れた後、同一リード毎に同一の偏向電極３４ｂで飛跡制
御される。したがって、実際にインク滴の飛跡制御を行
う電極３４は、インク滴が形成される位置の移動に伴い
１リード分毎に隣の電極３４に移動する。回転ドラム３
は、１回転毎に１リード分の印字を行う。

【００４４】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。

【００４５】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。例えば、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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】

【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。

【００５２】さらに、請求項１記載のインクジェットヘ
ッドでは、ノズルパイプを熱膨張し難い部材で形成する
ことで、回転ドラムの温度が上昇した場合でも熱膨張に
起因した印刷文字の変形を防ぐことができ、長時間使用
し続けても常に適正な印刷文字を得ることができる。ま
た、印刷文字の精度には影響しない円筒部材やドラムコ
アを加工容易な部材で形成することができ、回転ドラム
の製造が容易になってそのコストを低減することができ
る。このため、インクジェットヘッドを安価に製造する
ことができる。また、請求項２記載のインクジェットヘ
ッドでは、角パイプを備えてハウジングを構成している
ので、このハウジングに構成部材を容易に固定すること
ができ、インクジェットヘッドの設計を容易にすること
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２中矢線ＩＶ−ＩＶに沿うインクジェットヘ
ッドの断面図である。

【図５】図２中矢線Ｖ−Ｖに沿うインクジェットヘッド
の断面図である。

【図６】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７】図６の矢線ＶＩＩ−ＶＩＩ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８】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と各駆動用モー
タのレイアウトを示す平面図である。

【図１１】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５厚肉パイプ６ノズルパイプ６ａインク噴出孔７ドラムコア１９角パイプ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

(57)【特許請求の範囲】

【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
滴をガターで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、外周面に内部空間に通じる
螺旋状溝が形成された円筒部材と、この円筒部材を被覆
し、螺旋状溝に通じる前記複数のインク噴出孔が形成さ
れたノズルパイプと、円筒部材内に配置されてこれと一
体的に回転し、円筒部材内に供給されたインクを遠心力
で螺旋状溝に移動させるドラムコアを備えることを特徴
とするを特徴とするインクジェットヘッド。
【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
滴をガターで回収し再使用するインクジェットヘッドで
あって、前記ハウジングを角パイプで形成したことを特
徴とするインクジェットヘッド。