JPH0764062B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JPH0764062B2
JPH0764062B2 JP25064690A JP25064690A JPH0764062B2 JP H0764062 B2 JPH0764062 B2 JP H0764062B2 JP 25064690 A JP25064690 A JP 25064690A JP 25064690 A JP25064690 A JP 25064690A JP H0764062 B2 JPH0764062 B2 JP H0764062B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、微小開口のインク吐出口からインクを吐出し
て被記録シートに文字、画像等を記録するインクジェッ
ト記録装置に関するものである。
従来の技術 周知のように、空気流と静電力を利用して、微小開口の
インク吐出口からインクを吐出して記録するインクジェ
ット記録装置が知られているが、従来の同インクジェッ
ト記録装置としては、例えば、特開昭57−120452号、特
開昭62−39251号の公報に記載の構成がある。
即ち、第3図はこれらのインクジェット記録ヘッドの断
面図であり、ボディ部材101の外壁の先端に絶縁性の空
気ノズル板102が取付けられ、また、内壁の先端には絶
縁性のインクノズル板103が取付けられている。そし
て、ボディ部材101の外壁と内壁の間に空気室104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に連通する空気流路105が形成され、インクノズル
板103の内側にインク室106が形成される。
また、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
において空気吐出口108の周囲には、電極109が設けられ
ている。
前記空気室104は空気供給管110により空気供給源(図示
省略)に連通され、インク室106は導電性のインク供給
管111によりインク供給源(図示省略)に連通される。
そして、前述した電極109とインク供給管111は、信号源
112に電気的に接続される。
したがって、このような構成においては、空気供給源か
ら空気が空気室104に送られると、この空気が空気流路1
05に空気層として一定流速で流れ、この空気は空気吐出
口108及びインク吐出口107の近傍で急激な曲がりを生じ
ながら空気吐出口108より流出することになる。一方、
インク室106はインク供給源からのインクで常時満たさ
れており、前述した空気の圧力によりインク供給源とイ
ンク室106のインクには、一定の圧力が加えられている
ので、インクジェット非記録時は、空気流によるインク
吐出口107近傍の空気圧力と、インク吐出口107内部のイ
ンク圧力が略等しくなり、インク吐出口107に生じるイ
ンクのメニスカスが静止保持されることになる。
そして、信号源112により信号電圧を印加されると、電
極109とインク供給管111に電位差を生じ、この電位差に
よる静電気によってインク吐出口107のインクのメニス
カスが、空気吐出口108の方向に引伸ばされるが、イン
ク吐出口107から空気吐出口108に至る空気流路105に
は、空気流の急激な曲がりにより急激な圧力勾配の変化
を生じているため、インク吐出口107のインクのメニス
カスが一定長さ以上に引伸ばされると、急激に加速され
る。このため、このインクのメニスカスが空気吐出口10
8から吐出され、記録紙に記録が行なわれる。
第4図、第5図は、実際の駆動電圧の印加状態説明図で
あり、第4図のように電極109にはマイナスのバイアス
電圧Vbが、インク供給管111にはプラス矩形波状の信号
電圧VSが印加される。この場合のバイアス電圧Vbは、イ
ンク吐出口107におけるインクのメニスカスを略凸状に
して、インク吐出を容易に行い得る状態に設定してお
く。実際の駆動電圧としては、第5図(a)に示すよう
にバイアス電圧Vbを−500Vであり、第5図(b)に示す
ように信号電圧VSを+500Vに設定してあるけれども、バ
イアス電圧Vbを+500V、信号電圧VSを−500Vとして駆動
電圧を逆に設定しても、大差なく同様の特性を得ること
ができる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述した従来のインクジェット記録装置
における駆動電圧形態にあっては、空気ノズル板の表面
に記録紙の繊維、表面のコート材の粉、更には空気中に
浮遊するほこりやチリ等が付着し易い。
これは、空気ノズル板の表面の電極に高電圧が印加され
るので、この高電圧の静電気により紙粉や空気中のほこ
り等が吸着されることによる。また、電荷を帯びたイン
クが記録紙に付着して文字や図形を描く際に、記録紙と
共に紙粉も電荷を帯びることになるので、この電荷を帯
びた紙粉が静電力により電位差の大きい空気ノズル板表
面に更に付着し易くなる。
したがって、前述のように空気ノズル板の表面に紙粉、
ほこり、チリ等が多量に付着すると、それらの一部が空
気吐出口を覆うから、空気吐出口からの空気の流出状態
が変化し、インクの吐出方向が曲がって正常に記録でき
なくなる。また、この空気吐出口の被覆状態が激しくな
ると、その部分にインクが衝突して溜まり、記録不能の
みならず、ヘッド自身のトラブルの原因にもなる等の課
題がある。
本発明の目的は、このような従来の課題に鑑み、紙粉、
ほこり等のヘッド表面への付着を抑制して、常に安定し
た記録状態を確保することができるインクジェット記録
装置を得るにある。
課題を解決するため手段 この目的を達成するため、本発明は、インクを供給する
インク供給源と、空気流を供給するための空気流供給源
と、前記インク供給源に連絡したインク室と、前記イン
ク室の壁面の一部をなしインクのメニスカスが形成され
るインク吐出口を有する第1のノズル板と、前記第1の
ノズル板に対向して設けられ、前記インク吐出口と対向
して配された空気吐出口を有する第2のノズル板と、前
記インク吐出口と前記空気吐出口との間隙部分において
急激な曲がりを生じさせながら前記空気吐出口より空気
流を送出させ、前記インク吐出口から前記空気吐出口に
至る方向に空気の圧力の減少するような圧力勾配の変化
する空間を形成する第1の手段と、前記インク室に設け
られ常時印加電圧と記録時インク吐出電圧とが重畳され
た信号電圧が印加される第1の電極と、前記第2のノズ
ル板の前面で前記空気吐出口の周囲に形成され略零電圧
が印加される第2の電極と、前記第1の電極と前記第2
の電極間の電位差による誘引力により前記インク吐出口
に生じているインクのメニスカスを引き伸ばし、前記第
1の手段により圧力勾配の変化する空間に生じる空気流
の加速力を作用させ、前記インク吐出口内のインクを前
記空気吐出口を経て被記録紙の方向に吐出させるインク
ジェット記録装置であって、前記被記録紙の背後に略零
電圧が印加される第3の電極を有するインクジェット記
録装置インクジェット記録装置を提案するものである。
作用 前述した本発明の構成によると、第1と第2の電極の電
位差による静電力でインク室のインクが、空気吐出口空
の空気流と共に吐出されるから、被記録シートに付着し
て記録されるが、このとき第3の電極により被記録シー
トが略零電圧であるため、紙粉の帯電が抑制されること
になる。この場合、第2の電極によりヘッド表面も略零
電圧であるため、ほこり等が静電力でヘッド表面に吸着
することも抑制され、これによりヘッド表面への紙粉、
ほこり等の付着を大幅に減少することが可能になる。
実 施 例 以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第1図は本発明によるインクジェット記録装置の断面図
であり、記録ヘッド100は第3図と同様にボディ部材101
に、空気吐出口108を有する空気ノズル板102と、インク
吐出口107を有するインクノズル板103が取付けられる。
空気ノズル板102の内側には空気流路105を介して空気室
104が、インクノズル板103の内側にはインク室106がそ
れぞれ形成されている。そして、インク室106に連通す
る導電性のインク供給管が第1の電極120を兼ねてお
り、空気ノズル板102表面の空気吐出口108の周囲に第2
の電極121が装着されている。
また、前記記録ヘッド100の前方に設置される記録紙S
の背面には、第3の電極122が装着される。これらの第
1、第2、第3の電極120,121,122は、信号源123に電気
的に接続され、これらの電極120,121,122にはそれぞれ
電圧が印加される。
第2図は駆動電圧形態を示す説明図であり、インク室10
6の第1の電極120に印加する信号電圧VS(第2図
(c))、記録ヘッド100表面の第2の電極121に印加す
るバイアス電圧Vb1(第2図(a))、及び記録紙Sの
第3の電極122に印加する帯電防止電圧Vb2(第2図
(b))をもっていることを示している。信号電圧V
Sは、例えば+500Vの常時印加電圧が常に印加されるよ
うに設定され、この印加電圧はインク吐出口107のイン
クIのメニスカスが略凸状になるような電圧値にしてあ
る。また、記録時には、インク吐出に応じた同極性の電
圧として、例えば+500Vの電圧が前記常時印加電圧に重
畳されるから、信号電圧VSは全体として+1000Vに設定
される。
よって、バイアス電圧Vb1としては、従来の電極間と同
様の電位差を得ることができるが、静電力の小さいもの
が望ましいので、例えばOVに設定される。帯電防止電圧
Vb2は、正極に帯電したインク液滴I0が記録紙Sに付着
しても、記録紙S及びその表面の紙粉が電荷を帯びるこ
とが防止されるため、例えばOVが好ましい。
次に、図示実施例によるインクジェット記録装置による
記録動作の実際を説明する。
先ず、非記録時には、記録ヘッド100のインク吐出口107
においてインクIのメニスカスが空気圧で静止した状態
に保持されている。
したがって、記録時に信号源123によりインク室106の第
1の電極120に+1000Vの高い信号電圧VSを印加し、第
2、第3の電極121,122間にはOVのバイアス電圧Vb1と帯
電防止電圧Vb2を印加すると、第1と第2の電極120,121
の1000Vの電位差による静電力でインク吐出口107からイ
ンクIが引出され、そのインク液滴I0が空気吐出口108
から流出する空気流中を飛んで吐出され、前方の記録紙
Sに付着される。そして、この場合の電圧差は従来の場
合と同様であるので、従来と同じ記録特性で記録が行な
われる。
前述の記録時には、+1000Vの高い信号電圧VSがインク
Iに印加するため、インク液滴I0がプラスに帯電して、
記録紙Sに付着した際に記録紙Sもプラスに帯電するこ
とになる。この場合、記録紙Sは第3の電極122によりO
Vの帯電防止電圧Vb2に設定されているので、前記インク
液滴I0のプラスの電荷は記録紙Sに付着すると同時にダ
ウンして消失し、この結果記録紙Sとその表面に付着し
ている紙粉は、第3の電極122で殆ど電荷を帯びない状
態に保たれる。
一方、記録ヘッド100表面の第2の電極121に印加される
バイアス電圧Vb1もOVであるから、この電極による静電
吸着力自体は非常に小さい。そこで、電荷を帯びていな
い空気中のほこりやチリ、更に前述の記録紙Sの紙粉
は、記録ヘッド100表面に殆ど付着しないため、空気吐
出口108が常に所定の開口状態に確保されるので、正常
なインク吐出状態を長時間に亘って保つことができる。
なお、前述した図示実施例とは逆に、信号電圧VSの常時
印加電圧を−500Vとし、記録時の電圧も−500Vにして、
負極の極性にしても、同様の効果が得られる。また、信
号電圧VS、バイアス電圧Vb1、帯電防止電圧Vb2の値は、
実施例に限定されないのは明らかである。
発明の効果 以上に説明したように、本発明によるインクジェット記
録装置は、記録ヘッドの表面への空気中のほこり、記録
紙の紙粉等の付着が抑制されるので、空気吐出口のほこ
り等による変形等が防止され、安定した記録状態を得う
ことができるので、実用上の効果は大きい。また、本発
明においては、記録紙側にも電極が設けられ、記録紙の
紙粉の帯電も防止するから、ほこり等の付着を大幅に減
少することができる。また、本発明においては、インク
側第1の電極、記録ヘッド表面の第2の電極及び記録紙
の第3の電極の駆動電圧を、所定の印加状態に設定すれ
ば良いので、構造、制御が容易であり、設定自由度も大
きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるインクジェット記録装置の断面
図、第2図は本発明の駆動電圧の説明図、第3図は従来
例の断面図、第4図は従来例の駆動電圧印加状態の断面
図、第5図はその駆動電圧の説明図である。 100……記録ヘッド、102……空気ノズル板、106……イ
ンク室、107……インク吐出口、108……空気吐出口、12
0……第1の電極、121……第2の電極、122……第3の
電極、S……被記録シート(記録紙)。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクを供給するインク供給源と、空気流
    を供給するための空気流供給源と、前記インク供給源に
    連絡したインク室と、前記インク室の壁面の一部をなし
    インクのメニスカスが形成されるインク吐出口を有する
    第1のノズル板と、前記第1のノズル板に対向して設け
    られ、前記インク吐出口と対向して配された空気吐出口
    を有する第2のノズル板と、前記インク吐出口と前記空
    気吐出口との間隙部分において急激な曲がりを生じさせ
    ながら前記空気吐出口より空気流を送出させ、前記イン
    ク吐出口から前記空気吐出口に至る方向に空気の圧力の
    減少するような圧力勾配の変化する空間を形成する第1
    の手段と、前記インク室に設けられ常時印加電圧と記録
    時インク吐出電圧とが重畳された信号電圧が印加される
    第1の電極と、前記第2のノズル板の前面で前記空気吐
    出口の周囲に形成され略零電圧が印加される第2の電極
    と、前記第1の電極と前記第2の電極間の電位差による
    誘引力により前記インク吐出口に生じているインクのメ
    ニスカスを引き伸ばし、前記第1の手段により圧力勾配
    の変化する空間に生じる空気流の加速力を作用させ、前
    記インク吐出口内のインクを前記空気吐出口を経て被記
    録紙の方向に吐出させるインクジェット記録装置であっ
    て、前記被記録紙の背後に略零電圧が印加される第3の
    電極を有するインクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】前記第1の電極に印加する常時印加電圧は
    正または負で、かつ記録時インク吐出電圧は前記常時印
    加電圧と同極性である請求項1記載のインクジェット記
    録装置。
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JP5645003B2 (ja) * 2009-10-29 2014-12-24 セイコーエプソン株式会社 液体噴射装置
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