JPH04197643A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、微小開口よりインクを吐出して被記録物上に
文字、図形等を記録するインクジェット記録装置に関す
る。

従来の技術 従来、空気流と静電力を利用して微小開口よりインクを
吐出するようにしたインクジェット記録装置として、例
えば特開昭５７−１２０４５２号公報や特開昭５９−１
４６８６０号公報に記載されているような構成が知られ
ている。以下、従来のインクジェット記録装置について
第３図を参照しなから説明する。ボディ部材１０１の外
壁の先端に絶縁材製の空気ノズル板１０２が取付けられ
、内壁の先端に絶縁材製のインクノズル板１０３が取付
けられ、ボディ部材１０１の外壁と内壁の間に空気室１
０４が形成され、空気ノズル板１０２とインクノズル板
１０３の間に空気室１０４に連通ずる空気流路１０５が
形成され、インクノズル１０３の内側にインク室１０６
が形成されている。インクノズル板１０３にはインク吐
出口１０７が形成され、空気ノズル板１０２にはインク
吐出口１０７に対向して空気吐出口１０８が形成されて
いる。空気ノズル板１０２の外面には空気吐出口１０８
の外周において電極１０９が設けられている。また、イ
ンク室１０６内のインク吐出口１０７の周辺には電極１
１４が設けられている。空気室１０４は空気供給管１１
０により空気供給源１１２に連通され、インク室１０６
はインク供給管１１１によりインク供給源１１３に連通
されている。電極１０９と電極１１４は信号源１１５に
接続されている。

次に上記従来例について説明する。空気供給源１１２よ
り空気が空気室１０４に送られ、これより急激な曲りを
生じながら空気流路１０５に空気層として一定流速で流
出し、この空気が空気吐出口１０８及びインク吐出口１
０７近傍で急激な曲りを生じながら空気吐出口１０８よ
り流出している。

一方、インク室１０６はインク供給源１１３からのイン
クが供給されており、空気供給源１１２より送られる空
気圧力によりインク供給源１１３及びインク室１０６内
のインクには一定の圧力か加えられている。これにより
インクジェット記録装置の非記録時に、空気流により生
しるインク吐出口１０７近傍の空気圧力とインク吐出口
１０７内のインク圧力がほぼ等しくインク吐出口１０７
に生じるインクのメニスカスが静止して保たれている。

そして電極１０９と電極１１４に電位差を生じさせると
、この電位差による静電力によってインク吐出口１０７
に生じているインクのメニスカスか空気吐出口１０８の
方向に引き伸ばされる。

インク吐出口１０７がら空気吐出口１０８に至る空気流
路１０５には空気流によって急激な圧力勾配の変化が生
じているため、インク吐出口１０７のインクのメニスカ
スは一定長さ以上引き伸ばされると急激に加速され、空
気吐出口１０８より吐出して、記録紙に記録が行われる
。

発明が解決しようとする課題 前記で説明した空気流と静電力を利用したインクジェッ
ト記録装置は、記録特性的には静電力を用いているわり
には、比較的低電圧（５００Ｖ以下）駆動であること、
応答性が良いこと（１０〜２０ｋＨｚ）、さらには微細
ドツト形成（２０〜３０μｍφ）が可能なこと等極めて
優れている。

しかし、記録特性以外にはいくつかの課題を有している
。まず第１に、空気供給源１１２、空気供給管１１０を
はじめとする空気供給系が必要な点である。これが存在
することによって、コスト面では確実にその分だけ上昇
する。さらに、空気供給系の信頼性の問題か発生する。

すなわち、供給空気中に存在するゴミの問題、あるいは
空気圧−走化の問題等がこれに相当するものである。こ
れらに対応するためには、フィルタを使用したり、空気
圧を検出し電気的なフィードバックをかけ制御する方法
がとられているが、その分だけ装置としては、さらに複
雑化し、さらにコストを引き上げることになる。

第２に、工法の問題がある。まず、組立てにおいて、空
気吐出口１０８とインク吐出口１０７を位置ずれなく、
精度良く同軸同心円上に配することが必要である。両方
の吐出口の径は１００μｍ弱と微小であり、円心のずれ
を数μｍ以内に納める必要がある。このずれが大きすぎ
ると吐出油りが発生し記録特性上問題となってくる。次
に空気流路１０５０間隔を一定に保つ必要がある点であ
る。この間隔は１００μｍ弱で平行度良くその間隔のバ
ラツキも数μｍ以内に納める必要がある。

この間隔は、インク吐出口１０７近傍の空気圧に微妙に
左右する。すなわち、間隔が広がる程、インク吐出口１
０７近傍の空気圧は上昇し、インク室１０６内の圧力に
近づき、インク吐出口１０７に形成されるインクメニス
カスか、空気吐出口１０８側に押し出される形状で保持
されなくなり、インク吐出量、応答性とも低下してくる
。逆にこの間隔が狭くなってくるとインク吐出量、応答
性とも上昇してくるか吐出が不安定となる。従ってこれ
らバランスがとれる最適な空気流路の間隔を保持する必
要がある。

以上のように、従来のインクジェット記録装置において
は、空気供給系が存在することによるコストの面及び空
気吐出口、インク吐出口近傍の組立てでの高精度の必要
性等の問題を有し、大きな課題となっていた。

本発明の目的は、このような従来の課題に鑑み、低コス
ト、組立工法が簡単、高信頼性に優れ、簡素化されたイ
ンクジェット記録装置の提供を目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、空気供給糸を排
除し、薄板に凹状部を形成し、その底部中央に導電性部
材より成るインク吐出口を形成し、薄板凹状部周囲に電
極を設け、この電極とインク吐出口の導電性部材を信号
源に接続させ、インク吐出口をインク室及びインク供給
管を介してインクタンクに連通させたインクジェット記
録装置を提案するものである。

作用 本発明は、上記構成により、薄板の凹状部周囲表面に設
けられた電極とインク吐出口の導電性部材間に信号電圧
を印加することにより、インク吐出よりインクを引き伸
ばし、薄板に形成された凹状部内を経て、外部にインク
を飛翔させることが可能となり、あわせて高精度の組立
てを不用とし、低コスト化の実現が可能となる。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例におけるインクジェット記
録装置の一部破砕断面図である。

薄板２０２は絶縁材料より成り円筒形の凹状部２０３が
形成され、その中央底部には、導電性部材２０７より成
るインク吐出口２０４が形成されている。薄板２０２の
凹状部２０３周囲には電極２０６が配され、導電性部材
２０７と電極２０６それぞれが信号源２１１に接続され
ている。インク吐出口２０４はボディ部材２０１で形成
されたインク室２０５に連通し、インク供給管２０８を
介してインクタンク２０９にさらに連結されている。薄
板２０２の前面には、比較的近い距離の位置（２ｍｍ以
下）に記録紙２１２が配されている。

インク吐出口２０４の径は数十μｍ、凹状部２０３の径
はそれの２〜５倍程度に設定されている。

また薄板２０２の材質は絶縁物である必要がある。

上記構成において、信号源２１１より第１及び第２の電
極２０６．２０７間に信号電圧を印加すると、特にイン
ク吐出口２０４が導電性部材２０７より成り立っている
ためインク吐出口２０４に形成されたインクメニスカス
表面に容易に電界か集中し、インク吐出口２０４より凹
状部２０３が円筒形状のため外部に向って均一にインク
が静電力によって引き出され中心線上を飛翔する。飛翔
したインクは記録紙２１２に付着し記録か実行される。

記録紙２１２をあまりヘッドより離すと飛翔したインク
が電極２０６に引き付けられ付着するため、前記のごと
く、記録紙２１２とヘッドの距離すなわち薄板２０２と
の距離は狭くする必要かある。

記録特性を左右する要素は、インク吐出口２０４形状及
び凹状部２０３形状、薄板２０２の比誘電率、インクの
物性値等があげられる。特に薄板２０２の比誘電率は１
〜８程度が有効範囲で値が小さい程、応答性向上、駆動
電圧低下の特性を示し、記録特性が向上する。材質的に
は、ガラス、セラミック、樹脂等か有効である。インク
の物性値では、特に比抵抗の値が重要で、１０４〜１０
８Ωｃｍの範囲に設定する必要がある。

凹状部２０３の内側及び近傍周辺に余分なインクが付着
すると記録特性が劣化するため、同部分の表面には第２
図（凹状部拡大図）に示すように、インクをはじく撥イ
ンク性物質２１３がコーティングされている。ただし、
薄板２０２の材質かテフロンのような撥インク性を既に
保有している場合には、凹状部２０３内部のコーティン
グは不用となる。

記録特性は、第３図に示した従来例と比較して応答性、
駆動電圧とも、本発明ではやや不利となるが、その構造
の簡素化により、コスト面及び組立工法においては極め
て有利となる。

発明の効果 以上のように本発明は、薄板２０２に凹状部を形成し、
その中央底部に導電性部材より成るインク吐出口を形成
し、凹状部表面周囲の電極と上記導電性部材を信号源に
接続した構成にすることにより、簡素化された静電吸引
型のインクジェット記録装置を提供でき、コスト面、組
立工法面、信頼性面で優れた利点を有し、その効果は極
めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例におけるインクンエツト記
録装置の一部破砕断面図、第２図は同インクジェット記
録装置の部分拡大図、第３図は、従来のインクジェット
記録装置の一部破砕断面図である。 ２０１・・・ボディ部材、２０２・・・薄板、２０３・
・・凹状部、２０４・・・インク吐出口、２０５・・・
インク室、２０６・・・電極、２０７・・・導電性部材
、２０８・・・インク供給管、２０９　・・・インクタ
ンク、２１０・・・空気抜き穴、２１１・・・信号源、
２１２・・・記録紙、２１３・・・撥インク性物質。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名第１図　
。 第２図 ２０２渭板 ／ 第３図 ０Ｉ ＼ ／／２空物齋任聚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁材料より成る薄板に形成された凹状部と、前記凹状
   部の中央底部に配された導電性部材より成るインク吐出
   口と、前記凹状部周囲に配された電極と、前記電極及び
   前記インク吐出口の導電性部材に接続された信号源と、
   前記インク吐出口に連通したインク室と、前記インク室
   にインク供給管を介して連結されたインクタンクとを具
   備することを特徴とするインクジェット記録装置。