JPH02274552A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 伎催透瀝 本発明は、インクジェット記Ｂ装置に関する。

従米伎術 静電加速型インクジェット記録方式は、装置構成が簡巷
で大口径ノズル使用のため目づまりの問題がなく、ドツ
ト径変調による階調記録が可能などの長所を持っている
。一方、数百〜数ＫＶの高電圧のスイッチングを必要と
するため、特にノズルを集積化したマルチノズルヘッド
では電源や駆動回路の大幅なコスト高や記録速度の低下
が問題である。この様な欠点を改良する目的で様々な工
夫が提案されている。

まず、特開昭５８−１７９６６３号公報は、振動子によ
りインク液面に定在波による凹凸を生じさせ、静電気力
によるメニスカスの形成を助長しようとするものである
が、特にヘッドが長尺化した場合には、安定な定在波を
得ることは難かしくなる。また定常にノズル面に凹凸が
あるため、小社（振動など）により不安定となりやすい
欠点がある。

また、実公昭５４−４４９５３号公報には、オンデマン
ド型インクジェットヘッドの空気吸込み防止のため、イ
ンク噴射器とプラテン間に静電界を印加する方法が開示
されている。

また、特開昭５４−１５６５４０号公報にはオンデマン
ド型ヘッドの励振圧力と静電界との重量によるインクの
噴射の方法が、特開昭５９−２０２８５９号公報には記
録ヘッド内の圧力を調整する方法が各々提案されている
。これらはいづれも間接、直接的に圧力を補助手段とし
て用いることを連想させるが、ノズルを集積化した際に
は個々のノズルに対応して振動子等より成る圧力制御手
段を設けることは困難（個々のバラツキ、コスト高のた
め）であった。また液室全体を高速に制御することも安
定性（環境変化や小社など）の点から難かしいと言える
。

また、特開昭５７−１２０４５２号公報にはノズル近傍
の空気流の圧力勾配によりメニスカスを突出させ駆動電
圧を下げる方法が、特公昭６０−５９８７２号公報には
空気流により記録速度を向上させる方法が各々提案され
ている。これら空気流を補助手段とする方法によるマル
チノズルヘッドではノズルの全領域に均一な空気流を作
る必要があり、装置全体が複雑となる。また、空気流の
使用に於いては４００〜６００■程度の記録電圧が必要
となり大幅な記録電圧の低下とならない。

さらに、特開昭４９−６４３３８号公報にはインクと対
向電極間の銃座をバイアス電圧に画像信号に相当する記
録電圧を重畳する方法が提案されている。

この方法は記録電圧を小さくする程、バイアス電圧を増
加してメニスカス突出量を大きくするためメニスカスが
不安定となるため、記録電圧は３００〜６００ｖ程度必
要となり大幅な記録電圧の低下とならない。

■−−孜 本発明は、上述のごとき欠点を解決するためになされた
もので、低電圧駆動可能な静電加速型のインクジェット
記録装置を提供することを目的としてなされたものであ
る。

碧−一」又 本発明は、上記目的を達成するために、（１）ノズルと
、ノズルに連通する流路と、流路に設けられた第１の電
極と、第１電極に対向配置して流路内に設けられた第２
の電極とから成り、前記流路を第１及び第２電極の流路
方向に仕切り板で少なくとも２つの液室に分離し、ノズ
ル側の第１液室をインクタンクに連通するインクで密閉
し、仕切り板をはさんで対向する第２液室を比誘電率の
大きい材料で密閉すること、更には、（２）前記第２液
室の少くとも一部を第１、第２電極間の静電引力により
振動変位可能とすること、更には、（３）前記比誘電率
の大きい材料は温度変化に対して比誘電率が急変する材
料であること、更には、（４）前記第２液室の一部に発
熱体を設けたこと、更には、（５）第１、第２電極間の
静電力と記録紙背面に設けられた第３電極と第１又は第
２電極間の静電力を重畳することを特徴としたものであ
る。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明によるインフジエラ１
−記録装置の一実施例を説明するための構成図で、（ａ
）はヘッドの液室側より見た正面図、（ｂ）は（ａ）の
ｘ−ｘｊｌＡ断面図である。図中、１は第１電極、２は
第２電極、３は下板、４は流路、５は上板、６はノズル
、７はスペーサ、８は第１液室、９は第２液室、１０は
第３電極、１１は記録紙、１２は仕切り板、１３はノズ
ルプレート、１４は第１バイアス電圧、１５は第２バイ
アス電圧。

１６は記録電圧である。

流路４は仕切り板１２により第１及び第２液室８．９に
分離され、ノズル側の流路はインクタンク（図示せず）
に連通したインクが充満され、第２液室には比誘電率の
大きい材料が密閉されている。第１液室８を第２液室９
とにまたがって対向配置された第１電極１と第２電極２
とがある。第１、第２電極間に電位差Ｖｐ＋ｖ□が印加
されると仕切り板１２で区切られた誘電率の異なる２つ
の材料間に第２図で示した力が作用する。すなわち、境
界面の単位面積に働（力は、 Ｅ工〉〉藪、でｆｎは右側に大きく働く。゛第２液室９
は密閉構造となっているため、仕切り板１２の急激な第
１液室８側への振動変位によりインクはノズル６より吐
出される。

第３図は、本発明の他の実施例である。第２液室９の一
部を例えば薄肉して振動部材１７とすると、第１図（ａ
）、（ｂ）の力の他に第４図で示した静電引力が働く。

すなわち、静電引力は。

ｆ２の部分では　　　ｆ　ｚ””−！−ｔ　ｚＥ２ε１
＞＞ｉｓでε４部の流路の壁の変形は大きくなる。これ
により、仕切り板の振動変位は大幅に増加してインク吐
出効率が向上し、記録電圧の波高値を小さくすることが
できるのでコスト低下となる。

第１図〜第３図で述べた誘電材料としては、第２液室９
に密閉するため比較的自由度が大きい。

例えばニトロベンゼン等の液体有機化合物では比誘電率
数十程度、チタン酸バリウム（比誘電率１６０００）と
有機化合物の混合物では数百程度。

強誘電性液晶では数百〜数千程度である。

第５図は比誘電率の温度変化を示す。このように温度上
昇により大きな比誘電率の状態で使うことが好ましく、
第６図はその時の実施例を示す。

第２液室９の上部には発熱体１９が設けられる。

発熱体駆動電圧］８の駆動電圧Ｖ１４により第２液室９
の材料は第５図のＴ、まで加温され比誘電率が著しく増
加し５更にインク吐出効率を向上する。

第６図ではｖｌは直流、Ｖｐをパルスとしたが、■、４
をパルスとすることによりｖＰをなくし、■□を記録電
圧と兼用することも可能である。また、記録紙背面にバ
イアス電圧ｖ１が設けられているが、このバイアス電圧
により吐出インクは記録紙方向への加速力（クローン力
）を受は吐出効率の向上と供に応答周波数の向上がみら
れる。

効−Ｊ− 以上の説明から明らかなように、本発明によると以下の
効果がある。

（１）比誘電率の大きい材料によりｆｎが増加する。

（２）ｆｎ＋ｆｔの力が働く。

（３）誘電材料をその比誘電率の最大温度近傍で使うた
め上記（１）、（２）の力は更に大きくなる。

（４）ｖｍによるクローン力により上記（１）〜（３）
の効果は更に向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明によるインクジェット
記録装置の一実施例を説明するための構成図で、（ａ）
はヘッドの液室側より見た正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ
−Ｘ線断面図である。第２図は、仕切り板の振動変位を
説明するための図、第３図は、本発明の他の実施例を示
す図、第４図は、液室の一部を薄肉とした場合の仕切り
板の振動変位を説明するための図、第５図は、比誘電率
の温度変化を示す図、第６図は、本発明の他の実施例を
示す図である。 １・・・第１電極、２・・・第２電極、４・・・流路、
６・・・ノズル、８・・・第１液室、９・・・第２液室
、Ｊ２・・・仕切り板、１３・・・ノズルプレート。 第１図 第２図 特許出願人　　株式会社　リ　コ ３Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ノズルと、ノズルに連通する流路と、流路に設けら
   れた第１の電極と、第１電極に対向配置して流路内に設
   けられた第２の電極とから成り、前記流路を第１及び第
   ２電極の流路方向に仕切り板で少なくとも２つの液室に
   分離し、ノズル側の第１液室をインクタンクに連通する
   インクで密閉し、仕切り板をはさんで対向する第２液室
   を比誘電率の大きい材料で密閉することを特徴とするイ
   ンクジェット記録装置。