JPH05104725A

JPH05104725A - インクジエツト記録装置

Info

Publication number: JPH05104725A
Application number: JP26933991A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yasutomi; 英雄保富
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1991-10-17
Filing date: 1991-10-17
Publication date: 1993-04-27
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JP3211284B2

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェット記録装置に関し、構成が簡単
で、容易にマルチノズル化できるとともに、小型化及び
コンパクト化でき、しかも、高密度高速記録ができるよ
うにしたインクジェット記録装置を提供することを目的
とする。【構成】インク６を保持するインク室５、インク保持
室５内のインクに振動エネルギーを与える圧電振動子１
４と、該インク６をインク保持室５から記録紙１６に向
けて静電吸引させる静電エネルギーを与える静電界形成
手段２０とを備え、圧電振動子１４の一方の電極を静電
界形成手段２０の一方の電極に兼用させる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクを記録媒体に向
けて飛翔させることにより、文字や画像の記録を行うイ
ンクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置として
は、インクに振動エネルギーを与えることによインクを
記録媒体に向けて吐出させるものや、静電エネルギーを
与えることにより飛翔させるものが知られている。より
詳しくは、前者としては例えばインク保持手段に保持さ
れたインクに圧電振動子（ピエゾ素子）で振動エネルギ
ーを印加してオリフィスから吐出させるもの（カイザー
方式インクジェット記録装置、特公昭５３−１２１３８
号公報参照）等がある。

【０００３】また、後者としては、インク保持部から記
録媒体に向かって開口するスリットを形成し、スリット
内に多数のドットに対応する記録電極を配置する一方、
記録媒体の背後に対向電極を配置し、印字データに対応
して各記録電極に個別的に電圧を印加して、電圧を印加
された記録電圧と対向電極との間に静電界を生じさせ、
その静電吸引力によってインクを記録媒体に飛翔させる
ように構成したインクジェット記録装置（スリットジェ
ット記録装置、電子通信学会論文誌Ｃ分冊Ｖｏｌ：Ｊ６
８−Ｃ，Ｎｏ．２，１９８５参照）等が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記カ
イザー方式インクジェット記録装置では、インクを吐出
させ得るだけの振動エネルギーをインクに与えるため
に、ピエゾ素子の振動によるインク保持部の容積変化を
十分に大きくとる必要があり、作用体を大きくする必要
があるので、高密度なマルチノズル化を図ることが困難
である。

【０００５】また、スリットジェット記録装置のように
静電界を生じさせる記録装置では、隣接する記録電極間
でのクロストークを防止するため、記録電極間の距離を
一定以下に狭めることができず、やはり、高密度なマル
チノズル化を図る上で制限が課されるという問題があ
る。また、インク飛翔時に静電反発が生じないようにす
るため記録電極の分割駆動をする必要があり、記録速度
が低くなるという問題点をも有している。

【０００６】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、高密度なマルチノズル化が容易であり、しか
も、記録速度を高められるインクジェット記録装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ット記録装置は、上記の目的を達成するため、インクを
保持するインク保持手段と、インク保持手段内のインク
に振動エネルギーを与える圧電振動子と、該インクをイ
ンク保持手段から記録媒体に向けて静電吸引させる静電
エネルギーを与える静電界形成手段とを備えるととも
に、圧電振動子の一方の電極と静電界形成手段の一方の
電極とが兼用されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の構成により、インク保持手段に保持さ
れたインクは圧電振動子から与えられる振動エネルギー
によって記録媒体側に押し出され、更に、静電界形成手
段の静電エネルギーによって記録媒体に静電吸着され
る。振動エネルギーの印加及び静電エネルギーの印加の
開始タイミングや終了タイミングは必ずしも一致する必
要はないが、少なくとも振動エネルギーと静電エネルギ
ーとが重畳して印加されることが必要であり、振動エネ
ルギーが欠ける時にはインクを記録媒体側に押し出す力
が作用しないために、やはり、インクは記録媒体に向か
って飛翔せず、また、静電エネルギーが欠ける時にはイ
ンクを記録媒体に向かって静電吸引する力が不足するた
めに、やはり、インクは記録媒体に向かって飛翔しな
い。

【０００９】また、圧電振動子の一方の電極と静電界形
成手段の一方の電極とが兼用されているので、電極を設
けるために必要なスペースは小さい。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例に係るインクジェット記録
装置を図１ないし図３に基づき説明すれば、以下の通り
である。図１は本発明の一実施例の構成を示す断面図で
あり、このインクジェット記録装置の印字ヘッド１は分
極方向が矢印Ａで示す方向のピエゾ板２と、インク供給
路形成部材３とノズルプレート４とを積層したもので、
インク供給路形成部材３の一部分を除去することにより
インク室５と、このインク室５にインク６を導入するた
めのインレット７とが形成される。

【００１１】ピエゾ板２は例えば１００μｍ〜５ｍｍの
厚さを有し、インク室５内に突出する正四角柱状の凸部
８を有している。この凸部８は、例えば幅３０〜２５０
μｍ、奥行き５０μｍ〜１ｍｍ高さ４０μｍ〜１ｍｍ程
度の大きさに形成され、内端面にコモンアース電極９が
形成される。ピエゾ板２の外端面にはコモンアース電極
９に対向する駆動電極１０が形成され、この駆動電極１
０はドライバ１１を介して電源１２に接続され、制御部
１３によりこのドライバ１１をオンさせることにより、
駆動電極１０とコモンアース電極９との間に所定の電圧
を印加して、コモンアース電極９、駆動電極１０及びこ
れらの間のピエゾ板２の部分をピエゾ板２の板厚方向に
振動させるように構成される。すなわち、コモンアース
電極９、駆動電極１０及びこれらの間のピエゾ板２の部
分は圧電振動子１４を構成することになる。

【００１２】ノズルプレート４の厚さは、例えば２５μ
ｍ〜１ｍｍとされ、ノズル孔１５を有している。このノ
ズル孔１５は直径２０〜２００μｍ程度の円孔、楕円
孔、あるいは四角孔等の各孔に形成され、インク室５と
ノズルプレート４の外側とを連通させている。なお、ノ
ズル孔１５の内側部、すなわち、インク室５側部分はイ
ンク室５から吐出されるインクを円滑に集中させるた
め、外細りのテーパー孔に形成されている。

【００１３】ノズル孔１５の前方（図上、上方）には、
例えば０．１〜１ｍｍ程度のギャップを隔てた位置に記
録紙１６が供給され、この記録紙１６の背面に接するよ
うに背面電極１７が設けられる。この背面電極１７はス
イッチ１８を介して別の電源１９に接続され、制御部１
３によりスイッチ１８をオンにすることにより、上記コ
モンアース電極９とこの背面電極１７との間に所定の電
圧が印加されるようにしてある。これにより、コモンア
ース電極９と背面電極１７との間に静電界が形成され、
コモンアース電極９に接して帯電したインク６が記録紙
１６に静電吸引されるようにしている。すなわち、コモ
ンアース電極９、背面電極１７、スイッチ１８及び電源
１９により、インク６をインク室５から記録紙１６に向
けて静電吸引させる静電エネルギーを与える静電界形成
手段２０が構成される。

【００１４】なお、インレット７の通路断面積は、イン
ク６の逆流を防止するため、ノズル孔１５の最小通路断
面積の９０％以下に設定してある。制御部１３によって
ドライバ１１をオンにし、圧電振動子１４に単発あるい
は連続的なパルス電圧を印加すると圧電振動子１４が振
動し、これによってインク６がノズル孔１５から記録紙
１６に向かって押し出され、例えば図２に示すように、
インクメニスカスＩｍが形成される。

【００１５】更に、制御部１３によってスイッチ１８を
オンにし、静電界形成手段２０によってコモンアース電
極９と背面電極１７との間に電界を形成すると、静電吸
引力によりインクメニスカスＩｍが記録紙１６に吸引さ
れ、例えば図３に示すように、インクドロップＩｄが形
成されて記録紙１６に向かって飛翔する。記録紙１６に
到達したインク６は記録紙１６に付着し、定着する。

【００１６】上記制御部１３は、先に静電界形成手段２
０を作動させておき、その作動中に圧電振動子１４を作
動させるように構成してもよい。また、上記制御部１３
は、圧電振動子１４と静電界形成手段２０との作動を同
時に開始させ、同時に終了させるように構成してもよ
い。更に、スイッチ１８とドライバ１１との何れか一方
を常時オンにしておき、他方を必要時にオンさせるよう
に構成してもよい。

【００１７】すなわち、振動エネルギーの印加及び静電
エネルギーの印加の開始タイミングや終了タイミングは
必ずしも一致する必要はないが、少なくとも振動エネル
ギーと静電エネルギーとが重畳して印加されることが必
要であり、振動エネルギーが欠ける時にはインク６を押
し出す力が作用しないために、インク６は記録紙１６に
向かって飛翔せず、また、静電エネルギーが欠ける時に
はインク６を記録紙１６に向かって静電吸引する力が不
足するためにインク６は、やはり、記録紙１６に向かっ
て飛翔しない。

【００１８】したがって、ドロップ・オン・デマンドが
可能で、インク６のリサイクルが不要となる。上記コモ
ンアース電極９はインク６に接しているので、静電界形
成手段２０を作動させた時に、インク６の抵抗値に依存
はするが、インク６への電荷注入効果が生じ、インク６
が記録紙１６に静電吸着され易くなる。したがって、静
電界形成手段２０のコモンアース電極９と背面電極１７
との間に印加される印加電圧を小さくできる。

【００１９】圧電振動子１４の振動エネルギーと、静電
界形成手段２０の静電エネルギーとは互いに補い合うこ
とになり、それぞれのエネルギー単独でインク６を飛翔
させる場合に比べるとそれぞれに供給される電力は少な
くてよい。この結果、圧電振動子１４の振動によるイン
ク室３の容積変化は少なくでき、したがって圧電振動子
１４を小型化して印字ヘッド１を小型に、かつ、コンパ
クトに構成することができるとともに、静電界形成手段
２０に印加する電圧を低くすることができる。

【００２０】また、マルチノズル化する場合には、上記
のように圧電振動子１４を小型化できるうえ、隣接する
ノズル孔に振動波が波及し難くなるので、ノズル孔の間
隔を狭くできる一方、静電界形成手段２０の隣接するコ
モンアース電極９間で静電反発や放電が発生し難くなる
ので、コモンアース電極９の間隔を狭くできる。したが
って、マルチノズル化が容易になるとともに、印字ヘッ
ド１を小型に、かつ、コンパクトに構成できる。

【００２１】更に、マルチノズル化する場合には、隣接
するコモンアース電極９間で静電反発や放電が発生し難
くなるので、分割駆動をせずに済み、記録速度を高める
ことができる。その上、コモンアース電極９が圧電振動
子１４のアース電極と静電界形成手段２０のアース電極
とに兼用されているので、印字ヘッド１の構成が簡単に
なり、また、印字ヘッド１を小型、かつ、コンパクトに
構成できる。

【００２２】図４は本発明の他の実施例の構成を示す断
面図であり、このインクジェット記録装置の印字ヘッド
１０１ではインク供給路形成部材１０３とノズルプレー
ト１０４とが一体に形成され、分極方向が矢印Ｂで示す
方向のピエゾ板１０２と積層される。また、駆動電極１
１０とコモンアース電極１０９とは、ピエゾ板１０２の
凸部１０８の両横側面に形成され、駆動電極１１０がイ
ンク室１０５の一方の側壁面１０５ａに接触し、コモン
アース電極１０９がその他方の側壁面１０５ｂから適当
な間隔を置いた位置に位置するように凸部１０８が配さ
れる。

【００２３】なお、図４において、１０７はインク室１
０５にインク１０６を導入するためのインレット、１１
４は圧電振動子、１１６は記録紙、１１７は背面電極、
１２０は静電界形成手段をそれぞれ示す。この実施例の
作用は、圧電振動子１１４の分極方向が図上、左右方向
であることを除けば、上記の一実施例と本質的に同じで
あり、上記の一実施例と同様の効果が得られる。

【００２４】図５ないし図８は本発明のまた他の実施例
を示し、図５はその正面図であり、図６はその断面側面
図であり、図７はその平面図であり、図８はその部品の
平面図である。このインクジェット記録装置の印字ヘッ
ド２０１は、厚さ１．５ｍｍ、前後長さ６０ｍｍ、左右
幅４０ｍｍ程度のガラス板からなるベースプレート２０
１ａの前部上に厚さ１ｍｍ、前後長さ約２４ｍｍ、左右
幅約４０ｍｍ程度のピエゾ板２０２を載せている。

【００２５】ピエゾ板２０２には、図９に示すように、
平板上のピエゾ板２０２の上面にレジストｒを塗布した
後（ａ）、例えばダイシングソーで溝切りをして複数条
（例えば８条）の凸部２０８を形成し（ｂ）、更にこの
後、例えば斜蒸着法によって電極金属ｍを付着させ
（ｃ）、エッチングによってレジストｒを剥離すること
により（エッチング液は同図の紙面垂直方向から浸透す
る。）、コモンアース電極２０９と駆動電極２１０とを
備える圧電振動子２１４が形成される（ｄ）。更に、こ
の後、それぞれインク室２０５に対応する複数の溝２０
５ａを形成した厚さ１ｍｍ、前後長さ９ｍｍ、左右幅１
０ｍｍ程度のガラス板からなる上蓋２０１ｂの凸面部に
接着剤ｂを塗布し、この上蓋２０１ｂの溝２０５ａにピ
エゾ板２０２のに凸部２０８が突入するようにピエゾ板
２０２の前部に上蓋２０１ｂを重ね合わせ（ｅ）、ベー
キングして接着剤ｂを硬化させている（ｆ）。

【００２６】ピエゾ板２０２の各凸部２０８の幅は例え
ば４３μｍとされ、各凹部２０８のピッチは例えば８３
μｍとされ、したがって、各凹部２０８間の溝の幅は４
０μｍとされる。また、各凸部２０８間の溝の深さは例
えば１００μｍとされる。図６及び図７に示すように、
ピエゾ板２０２には、更に、上蓋２０１ｂの後方に例え
ば厚さ１ｍｍ、前後長さ７ｍｍ、左右幅１０ｍｍ程度の
ガラス板からなるせき板２０１ｃを３枚載せて、これら
上蓋２０１ｂと３枚のせき板２０１ｃとの間にインク室
２０５に連通するインク貯留室２２１が形成される。こ
のインク貯留室２２１の長さは例えば５ｍｍとされ、幅
は１０ｍｍとされる。また、このインク貯留室２２１の
上面は例えば厚さ１ｍｍ、前後長さ７ｍｍ、左右幅９ｍ
ｍ程度のガラス板からなるインク蓋２０１ｄで覆われ、
インク供給管２２５を介して外部からインク２０６が供
給される。

【００２７】ピエゾ板２０２の上面には、コモンアース
電極２０９及び駆動電極２１０と同時にこれらに連続す
るリード線がアルミニウム蒸着により形成され、図６に
示すように、このリード線がベースプレート２０１ａの
後部上に搭載されたプリント基板２２２の配線２２３に
ワイヤ２２４を介して接続される。各駆動電極２１０は
個別ドライバを介して電源に接続され、制御部が個別ド
ライバを駆動して各駆動電極２１０を個別的にオンオフ
させるようにしている。

【００２８】なお、上記プリント基板２２２はガラス２
２２ａ上に配線２２３を形成したものであり、例えば厚
さ１ｍｍ、前後長さ３０ｍｍ、左右幅４０ｍｍ程度の大
きさに形成される。ピエゾ板２０２及びベースプレート
２０１ａの前面には例えばポリイミド樹脂フィルムから
なるノズルプレート２０４が接着される。このノズルプ
レート２０４には、各インク室２０５に対応するノズル
孔２１５が形成されている。

【００２９】上記コモンアース電極２０９が静電界形成
手段２２０のアース電極に兼用される等、その他の構
成は上記の各実施例と同様に構成されている。この実施
例においては、印字データに対応して制御部が個別ドラ
イバを駆動して各駆動電極２１０を個別的にオンオフさ
せることにより、各インク室２０５の圧電振動子２１４
が個別的に駆動され、対応するインク室２０５内のイン
ク２０６に振動エネルギーを与え、対応するノズル孔２
１５から膨出するインクメニスカスが形成される。そし
て、コモンアース電極２０９と図外の記録紙との間に形
成される電界によってインク２０６が記録紙に向かって
静電吸引され、記録紙に向かって飛翔する。そして、印
字データに対応する記録が記録紙上に再現されることに
なる。

【００３０】図１０及び図１１は本発明の更に他の実施
例を示し、この実施例の印字ヘッド３０１では、ノズル
孔１５（１１５、２１５）に代わってスリット３１５が
インク室３０５に連続して形成され、ピエゾ円筒３１４
がインク３０６をスリット３１５に送るフィードローラ
と兼用されている。このピエゾ円筒３１４と、インク３
０６への電荷注入用電極を兼ねる駆動電極３２１と、コ
モンアース電極３２２とは、圧電振動子３２０を構成し
ている。上記コモンアース電極３２２は、静電界形成手
段用の電極も兼ねている。そして、駆動電極３２１とコ
モンアース電極との間に電圧を印可することにより発生
する電気力線が圧電振動子３１４の内部を軸心方向に通
ると、圧電振動子３１４はその電気力線の通過部付近が
径方向に伸縮し、これによってインク３０６は部分的に
振動エネルギーを与えられ、静電界形成手段によって電
界が形成されている状態で、その箇所のインク３０６が
記録紙に向かって飛翔するように構成される。

【００３１】その他の構成は上記の一実施例と同様であ
り、静電エネルギーをドット単位で個別的に制御して印
字制御を行うことを除けば、その作用も上記の一実施例
と同様であり、同様の効果を得ることができる。その
上、スリット３１５を用いることにより、インク３０６
の目詰まりが発生し難くなり、また、圧電振動子３１４
からなるフィードローラを設けることにより、インク３
０６の補給能力が高められ、記録周波数を一層高めて記
録速度を高めることができる。

【００３２】図１２は本発明のもう一つの実施例を示
し、この実施例では、圧電振動子４１４がノズル４０１
の先端に搭載され、その中心にノズル孔４１５が形成さ
れる。このノズル孔４１５の前方に記録紙４１６と静電
界形成手段４２０の背面電極としてのバイアスプラテン
ローラ４１７とが配置され、バイアスプラテンローラ４
１７はスイッチ回路４１８を介して電源４１９に接続さ
れる。

【００３３】圧電振動子４１４のコモンアース電極４０
７はノズル４０１内のインク室４０５に保護膜４２１を
介して接し、駆動電極４１０はノズル４０１の先端面に
形成される。駆動電極４１０はドライバ４１１を介して
電源４１２に接続される。符号４０６はインクである。
この実施例のその他の構成、作用及び効果は上記の一実
施例と同様である。

【００３４】なお、上記の各実施例のインク室５（１０
５、２０５、３０５、４０５）に代えて、無端あるいは
有端の帯体に形成した多数の小孔（ファインボア）でイ
ンク室を構成することが可能であり、この場合にはイン
クの目詰まりを防止できるとともに、小孔のピッチを狭
くして解像度あるいは記録密度と記録速度とを高めるこ
とができる。

【００３５】また、静電界形成手段２０（１２０、２２
０、３２０、４２０）は、背面電極１７（１１７、４１
７）に代えて、静電潜像を形成した感光体を使用するこ
とが可能である。この場合にはドライバ１１（４１１）
あるいは個別ドライバは不要になり、ＬＣＤ、レーザー
ビーム露光ヘッド、ＬＥＤ、ＰＬＺＴ等を用いる光ヘッ
ドで感光体に静電潜像を記録すればよい。

【００３６】上記の各実施例において使用されるインク
６（１０６、２０６）は特に限定されず、例えば、顔料
分散インクを使用することができる。顔料分散インクと
は、１０〜８０重量％の分散媒、３〜３０重量％の顔
料、２０重量％以下の分散剤、０．２〜３０重量％の樹
脂、その他必要に応じてマスキング剤、香料、にじみ防
止剤、防錆剤、界面活性剤、潤滑剤等を配合し、攪拌混
合によって分散媒中に顔料その他の成分を分散や溶解さ
せたものなどである。

【００３７】分散媒としては、水、アルコール類、ケト
ンまたはケトアルコール類、アルカノールアミン類、ア
ミド類、エーテル類、エステル類、アルキレングリコー
ルから誘導された低級アルキルモノエーテルあるいは低
級アルキルジエーテル類、含窒素環状化合物等の有機溶
媒が使用される。アルコール類としては、メチルアルコ
ール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ
ｓｏ−プロピルアルコール、ｎ−プチルアルコール、ｓ
ｅｃ−プチルアルコール、ｔｅｒｔ−プチルアルコー
ル、ｉｓｏ−ブチルアルコール、フルフリルアルコー
ル、テトラヒドロフルフリルアルコール等の１価アルコ
ール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、プロピレングリコールナトラ
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセ
リン、1.2.6 −ヘキサントリコール、チオジグリコール
等の多価アルコール類等が代表的である。

【００３８】ケトンまたはケトアルコール類としては、
アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール
等がその例として挙げられ、アルカノールアミン類とし
ては、モノエタノールアミン、ジェタノールアミン、ト
リエタノールアミン等がその例として挙げられる。アミ
ド類としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド等がその例として挙げられ、エーテル類として
は、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が代表的であ
り、エステル類としては、酢酸エチル、安息香酸メチ
ル、乳酸エチル、エチレンカーボネート等がその例とし
て挙げられる。

【００３９】アルキレングリコールから誘導された低級
アルキルモノエーテル類としては、エチレングリコール
モノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジ
エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレング
リコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモ
ノエチルエーチル等がその例として挙げられ、アルキレ
ングリコールから誘導された低級アルキルジエーテル類
としては、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジ
エチレングリコールジエチルエーテル等がその例として
挙げられる。

【００４０】また、含窒素環状化合物としてはヒロリド
ンが代表的である。これらの多くの分散媒の中では、イ
ンク２に要求される種々の特性を改良するために、多価
アルコール類、或いは多価アルコールのアルキルエーチ
ル類を使用することが推奨され、特に、ジエチレングリ
コール等の多価アルコール類を使用することが推奨され
る。

【００４１】分散媒の含有量は、インク全重量に対し
て、重量パーセントで、一般には１０〜８０％とされ、
物性値の温度依存性を小さくするためには２０〜７０％
の範囲が好ましい。上記顔料としては、従来公知のもの
を含めて各種の有機或いは無機顔料が全てに適用でき
る。これら有機または無機の顔料は化学的に分類するこ
ともできるが、有機顔料は、不溶性色素とレーキとに分
類され、無機顔料は天然鉱物と人造無機化合物とに分類
される。

【００４２】有機顔料を化学的に分類すれば、アゾ系、
フタロシアニン系、キナクリドン系、アンスラキノン
系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ベ
リノン系、ベリレン系、イソインドレノン系等に分類さ
れる。不溶性色素としては、ハンザ・エロー、ベンジン
・エロー等の黄色顔料、インダスレン・オレンジ等のだ
いだい色顔料、パラ・レッド、チオインジゴ・レッド、
トルインジゴ・レッド等の赤色顔料、インダスタンボル
ドー、トルイジン・マルーン等の紫色顔料、インダスレ
ン・ブルーＲＳ、フタロシアニン・ブルー等の青色顔
料、フタロシアニン・グリーン等の緑色顔料等が代表的
である。

【００４３】レーキは水溶性染料をアルミナ、バライ
ト、クレー等の体質顔料に吸収させ、次いで、塩化バリ
ウム、酢酸鉛、硫酸アルミニウム、タンニン酸、リン酸
ナトリウム、リン・タングステン酸、リン・モリブデン
酸等の金属円を沈澱剤として加えて染料を不溶性に変え
たものであり、塩基性染料からのものが最も多く、次い
でアゾ染料からものが多い。

【００４４】レーキとしては、オーラミン・レーキ、フ
ァスト・ライト・エロー３Ｇ等の黄色顔料、ベルシアオ
レンジ、ピグメントスカーレット３Ｇ等のだいだい色顔
料、リソール・レッド、レーキ・レッド、エオシン・レ
ーキ、ローダミン・レーキ等の赤色顔料、メチルバイオ
レット・レーキ等の紫色顔料、ビクトリア・ブルー・レ
ーキ、ピーコック・ブルー・レーキ等の青色顔料、アシ
ッド・グリーン・レーキ、マラカイト・グリーンレーキ
等の緑色顔料等が代表的である。

【００４５】無機顔料を化学的に分類すれば、酸化チタ
ン、鉛系、カドミウム系、酸化鉄系、カーボンブラック
等の顔料を挙げることができる。しかしながら、無機顔
料は一般的には色別に白色顔料、黄色顔料、赤色顔料、
紫色顔料、青色顔料、緑色顔料、黒色顔料等に分類され
る。白色顔料としては、亜鉛華（亜鉛白、ZnO ）、リト
ポン（BaSO₄+ZnS）、チタン白（酸化チタン、TiO₂）、
鉛白（2PbCO₃・Pb(OH)₂）、バライト（BaSO₄）、白亜
（チョーク、石粉、CaCO₃）、胡粉（CaCO₃）、クレー
（カオリン、白土、Al₂O₃・2SiO₂・２H₂O ）等が代表
的である。

【００４６】黄色顔料としては、黄鉛（クロム黄、PbCr
O₄）、亜鉛黄（ZnCrO₄）、カドミウム黄（カドミウムエ
ロー、CdS ）、アンチモン黄（ネープルス黄、Pb(SbO₃)
₂）、黄土（Fe₂O₃・xAl₂O₃・ySiO₂ ）、黄色酸化鉄
（マース黄、フェリット黄、Fe ₂O₃・nH₂O）等が代表的
である。赤色顔料としては、べんがら（Fe₂O₃）、鉛丹
（光明丹、Pb₃O₄）、朱（辰砂、HgS ）、カドミウム赤
（セレン赤、CdS ・CdSe）等が代表的である。

【００４７】紫色顔料としては、マース紫（Fe₂O₃）、
マンガン紫（ニュルンベルク紫、(NH₄)Mn(PO₄)₂）、コ
バルト紫（Co₃(PO₄)₂、Co₃(AsO₄)₂）等が代表的であ
る。青色顔料としては、群青（ウルトラマリーン、イオ
ウを含んだアルミノ・ケイ酸）、紺青（ベルリン青、ミ
ロリー青、Fe(NH₄) 〔Fe(CN)₆〕、FeK 〔Fe(C
N)₆〕）、コバルト青（CaO ・xAl₂O₃）等が代表的であ
る。

【００４８】緑色顔料としては、クロム緑（黄鉛と紺青
との混合物にバライトを混入したもの）、酸化クロム
（Cr₂O₃）、エメラルド緑（Cu(CH₃CO₂)₂・3Cu(As
O₃)₂）、コバルト緑（CoO ・10ZnO ）、天然緑（CuCO₃
・Cu(OH)₂）等が代表的である。黒色顔料は、一般にカ
ーボンブラックと呼ばれ、チャンネルブラック、ファー
ネスブラック、アセチレンブラック、アントラセンブラ
ック、油煙、松煙、黒鉛等が代表的である。

【００４９】これ等の顔料はインク２中での粒径が略
々、数百ミリミクロンから数ミクロン程度の微粒子状と
なり、好ましくは、水性ペーストであるのが使用に適す
る。顔料のインク２中での配合量は、その着色力及び記
録液粘度への影響を考慮して、インク２全量に対して重
量％で３〜３０％の範囲とされる。分散剤としては、ノ
ニオン系、アニオン系、あるいはカチオン系の界面活性
剤が使用される。

【００５０】ノニオン系界面活性剤としては、ボリオキ
シエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキルフェ
ニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合
体等がその例として挙げられる。アニオン系界面活性剤
としては、高級アルコール硫酸化エステル、ポリオキシ
エチレン付加物の硫酸化エステル、脂肪酸アルキルアミ
ドのアルキル硫酸化塩等がその例として挙げられる。

【００５１】カチオン系界面活性剤としては、ハロゲン
化高級アルキルアンモニウムをその代表として挙げるこ
とができる。分散剤の配合量は、通常、インク２全量に
対して２０重量％以下、好ましくは１５重量％以下の範
囲とされる。分散媒に添加される樹脂は、顔料の分散性
を高めるとともに、記録紙８への密着性を高めるために
溶解配合される。

【００５２】樹脂としては、分散媒に溶解する樹脂であ
れば特に限定されず、ビニル系樹脂、炭化水素樹脂、フ
ェノール樹脂、キシレン樹脂、ケトン樹脂、アルキド樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹
脂、セルロース系樹脂、ロジン系樹脂、ゼラチン、セラ
ック等の天然樹脂及び合成樹脂の１種または２種以上が
用いられる。

【００５３】なお、代表的なビニル系樹脂としては、ポ
リメタクリル酸エステル樹脂、ポリアクリル酸エステル
樹脂、アクリル酸エステル−アクリル酸共重合体樹脂、
ポリビニルピロリドン、ポリピニルブチラール等を挙げ
ることができる。樹脂の配合量は、通常、インク２全量
に対して０．２〜３０重量％とされる。樹脂の配合量が
この範囲よりも少ない場合にはインク２中での顔料の分
散安定性が低下するとともに、記録紙８への定着性も低
下するので好ましくない。樹脂の配合量をインク２全量
に対して０．３〜１０重量％の範囲とすれば顔料の分散
性を高めるとともに、記録紙８への密着性を高める上で
より好ましい。

【００５４】なお、このインク２の各成分を混合攪拌さ
せる方法としては、ホモミキサー、ボールミル、ホモジ
ナイザー、サンドミル、ロールミル等を使用する公知の
方法を採用すればよい。また、実際には表１に示すサン
プル１ないしサンプル４の組成のインクが作られ、実施
例で用いられた。

【００５５】

【表１】

【００５６】これらのインク２は、常温における粘度が
３〜１００ｃｐ、電気抵抗が１０³〜１０¹⁰Ω・cm、表
面張力が２５〜５５dyne／cmであり、沸騰しない程度、
例えば５０〜１７０℃程度に加熱された状態では、粘度
が１〜３０ｃｐ、電気抵抗が１０³〜１０⁹Ω・cm、表
面張力が１５〜３５dyne／cmとなる。そして、記録媒体
に付着させると、従来の染料溶解インクに比べて記録濃
度、耐光性、耐水性が高く、また定着速度も高いという
利点が得られる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、圧電振
動子の振動エネルギーと、静電界形成手段の静電エネル
ギーとによってインクを飛翔させるので、それぞれのエ
ネルギー単独でインクを飛翔させる場合に比べるとそれ
ぞれに供給される電力は少なくてよい。

【００５８】この結果、圧電振動子の振動によるインク
保持部の容積変化は少なくでき、隣接するノズル孔に振
動波が波及し難くなり、ノズル孔の間隔を狭くでき、し
たがって、高密度なマルチノズル化が容易になる。ま
た、静電界形成手段の各ノズル孔ないしドットに対応す
る電極に印加する電圧を低くすることができ、隣接する
電極間で静電反発や放電が発生し難くなり、電極の間隔
を狭くできるため、一層、高密度なマルチノズル化が容
易になるとともに、分割駆動をせずに済むようになるの
で、記録速度を高めることかできる。

【００５９】そのうえ、圧電振動子の一方の電極を静電
界形成手段の印包の電極に兼用させているので、構成が
簡単で、容易に、かつ、安価に実施できるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の静止時の断面図である。

【図２】本発明の一実施例の振動エネルギー付与時の断
面図である。

【図３】本発明の一実施例の振動エネルギーおよび静電
エネルギー付与時の断面図である。

【図４】本発明の他の実施例の静止時の断面図である。

【図５】本発明のまた他の実施例の正面図である。

【図６】本発明のまた他の実施例の断面側面図である。

【図７】本発明のまた他の実施例の平面図である。

【図８】本発明のまた他の実施例の各部品の平面図であ
る。

【図９】本発明のまた他の実施例の製造手順の一部を示
すフロー図である。

【図１０】本発明の更に他の実施例の断面図である。

【図１１】本発明の更に他の実施例の正面図である。

【図１２】本発明のもう一つの実施例の断面図である。

【符号の説明】

５インク室６インク１４圧電振動子１６記録紙２０静電界形成手段１０５インク室１０６インク１１４圧電振動子１２０静電界形成手段２０５インク室２０６インク２１４圧電振動子２２０静電界形成手段３０５インク室３０６インク３１４圧電振動子３２０静電界形成手段４０５インク室４０６インク４１４圧電振動子４１６記録紙４２０静電界形成手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを保持するインク保持手段と、イ
ンク保持手段内のインクに振動エネルギーを与える圧電
振動子と、該インクをインク保持手段から記録媒体に向
けて静電吸引させる静電エネルギーを与える静電界形成
手段とを備えるとともに、圧電振動子の一方の電極と静
電界形成手段の一方の電極とが兼用されていることを特
徴とするインクジェット記録装置。