JPH10337872A - インクジェット記録装置 - Google Patents
インクジェット記録装置Info
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- JPH10337872A JPH10337872A JP15204697A JP15204697A JPH10337872A JP H10337872 A JPH10337872 A JP H10337872A JP 15204697 A JP15204697 A JP 15204697A JP 15204697 A JP15204697 A JP 15204697A JP H10337872 A JPH10337872 A JP H10337872A
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- ejection
- electrode
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】安定してインクの吐出制御が可能な記録ヘッド
を提供する。 【解決手段】柱状の吐出電極21の両側に近接して独立
状態に起立するガイド部材24,25を設けて吐出電極
との間にメニスカス27を形成するようにし、吐出電極
の先端へのインクの供給を安定にする。
を提供する。 【解決手段】柱状の吐出電極21の両側に近接して独立
状態に起立するガイド部材24,25を設けて吐出電極
との間にメニスカス27を形成するようにし、吐出電極
の先端へのインクの供給を安定にする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録ヘッドの柱状
の吐出電極の先端部からからインクを飛翔させたインク
滴を記録媒体上に付着させて画像を印刷するインクジェ
ット記録装置に係り、特に記録ヘッドの構造及びヘッド
駆動方式に関する。
の吐出電極の先端部からからインクを飛翔させたインク
滴を記録媒体上に付着させて画像を印刷するインクジェ
ット記録装置に係り、特に記録ヘッドの構造及びヘッド
駆動方式に関する。
【0002】
【従来の技術】微小な吐出部から吐出(飛翔)させた少
量のインク滴を記録媒体上に付着させて形成するドット
の集合によって画像を印刷するインクジェット記録装置
は、インクタンクから各吐出部にインクを導き、そのイ
ンクに運動エネルギーを与えることにより、吐出部から
インク滴を飛翔させ、記録媒体に付着させてドットを形
成する構成である。インクに運動エネルギーを与える駆
動方式の1つに、開口部付近に設けた吐出電極と記録媒
体が接触する共通電極との間に記録電圧を印加し、静電
力によってインクを飛翔させる方式(静電吸引方式)が
ある。この方式は、ノズル状の吐出電極に印加する記録
電圧をパルス幅変調することにより、記録媒体上に付着
させるインクのドット径を制御することができるので、
高精細インクジェット記録装置を実現する方式として注
目されている。
量のインク滴を記録媒体上に付着させて形成するドット
の集合によって画像を印刷するインクジェット記録装置
は、インクタンクから各吐出部にインクを導き、そのイ
ンクに運動エネルギーを与えることにより、吐出部から
インク滴を飛翔させ、記録媒体に付着させてドットを形
成する構成である。インクに運動エネルギーを与える駆
動方式の1つに、開口部付近に設けた吐出電極と記録媒
体が接触する共通電極との間に記録電圧を印加し、静電
力によってインクを飛翔させる方式(静電吸引方式)が
ある。この方式は、ノズル状の吐出電極に印加する記録
電圧をパルス幅変調することにより、記録媒体上に付着
させるインクのドット径を制御することができるので、
高精細インクジェット記録装置を実現する方式として注
目されている。
【0003】このような記録方式の記録ヘッドには、記
録ヘッドをキャリッジに載せて記録媒体の搬送方向と垂
直な方向に移動しながら記録する方式(走査型ヘッド)
と、記録媒体の幅と同じ幅の記録ヘッドを固定状態に設
置してインクを飛翔させる方式(ライン型ヘッド)があ
る。産業用のラベル印刷では高速印刷が求められるため
に、ライン型の記録ヘッドが適している。
録ヘッドをキャリッジに載せて記録媒体の搬送方向と垂
直な方向に移動しながら記録する方式(走査型ヘッド)
と、記録媒体の幅と同じ幅の記録ヘッドを固定状態に設
置してインクを飛翔させる方式(ライン型ヘッド)があ
る。産業用のラベル印刷では高速印刷が求められるため
に、ライン型の記録ヘッドが適している。
【0004】何れの方式の記録ヘッドにおいても、イン
クジェット記録装置を実現する場合に解決しなければな
らない課題は、インクの溶媒の揮発による記録ヘッドの
ノズル状吐出電極部でのインクの目詰まりを防止するこ
とである。走査型ヘッドのようにノズル状吐出電極の数
が数十本の場合には、印刷中にほぼ総ての吐出電極から
インクを飛翔させる構成であるために目詰まりが発生し
にくい。それでも非印刷時には、記録ヘッドをキャリッ
ジで印刷領域外に移動させ、ノズル状吐出電極から記録
情報とは無関係にインクを飛翔させる(以下、空吐出と
呼ぶ)ことによって目詰まりの発生を防止する方法が提
案されている。ライン型の記録ヘッドでは、吐出電極の
数が数千本になり、印刷中にインクを飛翔させない吐出
電極が存在するようになる。そのために、吐出部でのイ
ンクの乾燥による目詰まりが発生しやすくなり、走査型
ヘッドよりも多くの空吐出を必要とする。インクの空吐
出を多く行うことは無駄となるインク量が増大するの
で、現実的ではない。
クジェット記録装置を実現する場合に解決しなければな
らない課題は、インクの溶媒の揮発による記録ヘッドの
ノズル状吐出電極部でのインクの目詰まりを防止するこ
とである。走査型ヘッドのようにノズル状吐出電極の数
が数十本の場合には、印刷中にほぼ総ての吐出電極から
インクを飛翔させる構成であるために目詰まりが発生し
にくい。それでも非印刷時には、記録ヘッドをキャリッ
ジで印刷領域外に移動させ、ノズル状吐出電極から記録
情報とは無関係にインクを飛翔させる(以下、空吐出と
呼ぶ)ことによって目詰まりの発生を防止する方法が提
案されている。ライン型の記録ヘッドでは、吐出電極の
数が数千本になり、印刷中にインクを飛翔させない吐出
電極が存在するようになる。そのために、吐出部でのイ
ンクの乾燥による目詰まりが発生しやすくなり、走査型
ヘッドよりも多くの空吐出を必要とする。インクの空吐
出を多く行うことは無駄となるインク量が増大するの
で、現実的ではない。
【0005】そこで、インクの目詰まりを防止する方法
として、個々にノズル状吐出電極を設けずに隣接する吐
出部分とインク室を共有させ、吐出電極を棒状にする方
法が提案されている。
として、個々にノズル状吐出電極を設けずに隣接する吐
出部分とインク室を共有させ、吐出電極を棒状にする方
法が提案されている。
【0006】ノズル状吐出電極を用いない記録ヘッドの
例として、特開昭56-167475号公報に記載されたよう
に、スリット状の開口面に吐出電極を配置する方式があ
る。この記録ヘッドは、ノズル状吐出電極での目詰まり
は発生しにくくなるが、やはり溶媒の乾燥によるインク
の固着を避けることはできない。
例として、特開昭56-167475号公報に記載されたよう
に、スリット状の開口面に吐出電極を配置する方式があ
る。この記録ヘッドは、ノズル状吐出電極での目詰まり
は発生しにくくなるが、やはり溶媒の乾燥によるインク
の固着を避けることはできない。
【0007】ライン型のヘッドを実現する方式におい
て、インクの目詰まりを防止する構成として、インクを
循環させることによってインクの目詰まりを防止あるい
は回復させる方式が提案されている。特表平7-502218号
公報では、ノズルを必要としない構成とし、吐出電極に
電圧を印加することにより循環している薄いインク中の
色剤をこの吐出電極で凝集させて飛翔させている。ま
た、特開平8-142331号公報には、これの改良として、吐
出(記録)電極と色剤の凝集電極を別に備える構成が開
示されている。
て、インクの目詰まりを防止する構成として、インクを
循環させることによってインクの目詰まりを防止あるい
は回復させる方式が提案されている。特表平7-502218号
公報では、ノズルを必要としない構成とし、吐出電極に
電圧を印加することにより循環している薄いインク中の
色剤をこの吐出電極で凝集させて飛翔させている。ま
た、特開平8-142331号公報には、これの改良として、吐
出(記録)電極と色剤の凝集電極を別に備える構成が開
示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ライン型のヘッドを実
現する際に、インク吐出部でのインクの詰まりを防止す
るためには、前記公報に記載されているように、インク
を循環させる方式が有効である。インクを循環させるこ
とにより、印刷中は、溶媒が揮発することによるインク
の固まりが発生することはない。また、インクジェット
記録装置を休止状態から立ちあげる際には、印刷開始前
にインクを循環させることによって休止中に固まったイ
ンクを回収し、再びインク内に取り込むことができるよ
うになる。
現する際に、インク吐出部でのインクの詰まりを防止す
るためには、前記公報に記載されているように、インク
を循環させる方式が有効である。インクを循環させるこ
とにより、印刷中は、溶媒が揮発することによるインク
の固まりが発生することはない。また、インクジェット
記録装置を休止状態から立ちあげる際には、印刷開始前
にインクを循環させることによって休止中に固まったイ
ンクを回収し、再びインク内に取り込むことができるよ
うになる。
【0009】この方式は、インクを循環させることによ
ってインクの固まりが発生することを防止できるので、
次の課題は循環するインクを安定して記録媒体上に飛翔
させる方法を確立することである。インクを短周期で安
定して飛翔させるためには、吐出電極の先端部に電界を
集中させること、及び、吐出電極の先端部に急速にイン
クを供給することが必要である。先端部に電界が集中さ
せることで、インク中の粒子に作用する静電力が大きく
なることにより、インクが飛翔しやすくなる。また、吐
出部へのインクの供給能力を向上させることによって、
インクの吐出周期を早くすることが可能である。
ってインクの固まりが発生することを防止できるので、
次の課題は循環するインクを安定して記録媒体上に飛翔
させる方法を確立することである。インクを短周期で安
定して飛翔させるためには、吐出電極の先端部に電界を
集中させること、及び、吐出電極の先端部に急速にイン
クを供給することが必要である。先端部に電界が集中さ
せることで、インク中の粒子に作用する静電力が大きく
なることにより、インクが飛翔しやすくなる。また、吐
出部へのインクの供給能力を向上させることによって、
インクの吐出周期を早くすることが可能である。
【0010】特表平7-502218号公報に記載された方法で
は、先端が尖った電極に電圧を印加してインクを飛翔さ
せることが示されているが、電極先端へのインクの供給
が不安定であることや、インクを回収する方法が簡易で
あるために、高速にインクを飛翔させることには不向き
である。また、特開平8-142331号公報に記載された構成
は、インクを吐出させる電極の先端部への電界集中が起
こりにくいという問題がある。
は、先端が尖った電極に電圧を印加してインクを飛翔さ
せることが示されているが、電極先端へのインクの供給
が不安定であることや、インクを回収する方法が簡易で
あるために、高速にインクを飛翔させることには不向き
である。また、特開平8-142331号公報に記載された構成
は、インクを吐出させる電極の先端部への電界集中が起
こりにくいという問題がある。
【0011】本発明は前記の吐出原理に基づいて課題を
解決するものである。つまり、本発明の目的は、インク
ジェット記録装置の記録ヘッドでインクの詰まりや固着
が発生することなく、且つ、短周期で安定してインクの
吐出制御を行うことができる記録ヘッドを提供すること
である。
解決するものである。つまり、本発明の目的は、インク
ジェット記録装置の記録ヘッドでインクの詰まりや固着
が発生することなく、且つ、短周期で安定してインクの
吐出制御を行うことができる記録ヘッドを提供すること
である。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するために、インクジェット記録装置を以下のよう
な構成にしたものである。
達成するために、インクジェット記録装置を以下のよう
な構成にしたものである。
【0013】すなわち、溶媒中に色剤を分散させたイン
クを静電力によって吐出して飛翔させることにより画像
を形成するインクジェット記録装置において、柱状の吐
出電極に近接させて独立したガイド部材を設け、該ガイ
ド部材と前記柱状電極の間にメニスカスを形成するよう
にした。
クを静電力によって吐出して飛翔させることにより画像
を形成するインクジェット記録装置において、柱状の吐
出電極に近接させて独立したガイド部材を設け、該ガイ
ド部材と前記柱状電極の間にメニスカスを形成するよう
にした。
【0014】ガイド部材と吐出電極の間に形成されるメ
ニスカスは、吐出電極の先端へ向かうインクの流れを発
生し、吐出電極の先端に安定してインクを供給し、記録
電圧に応じて安定したインク適の吐出を可能にする。
ニスカスは、吐出電極の先端へ向かうインクの流れを発
生し、吐出電極の先端に安定してインクを供給し、記録
電圧に応じて安定したインク適の吐出を可能にする。
【0015】柱状の吐出電極とガイド部材を備えたイン
ク吐出部は、基材をサンドブラスト処理によって形成
し、あるいは、熱可塑性樹脂または熱硬化樹脂を用いた
射出形成技術によって形成すると良い。
ク吐出部は、基材をサンドブラスト処理によって形成
し、あるいは、熱可塑性樹脂または熱硬化樹脂を用いた
射出形成技術によって形成すると良い。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、本発明になるインクジェ
ット記録装置の一実施形態を示している。1はインクタ
ンク、2はインク搬送装置、3は記録ヘッド、4はイン
ク流量調整装置、5は記録媒体搬送装置、6は記録媒
体、7は加熱装置、8は制御装置、9はホスト装置であ
る。
ット記録装置の一実施形態を示している。1はインクタ
ンク、2はインク搬送装置、3は記録ヘッド、4はイン
ク流量調整装置、5は記録媒体搬送装置、6は記録媒
体、7は加熱装置、8は制御装置、9はホスト装置であ
る。
【0017】記録ヘッド3は適当な間隔で配列された多
数のインク吐出部を備え、この吐出部の並び方向が記録
媒体6の搬送方向と交差する方向となるように配置す
る。記録媒体搬送装置5は、モータ(図示省略)によっ
て駆動されて記録媒体6を搬送する。記録媒体搬送装置
5は、共通電極(図示省略)を備え、記録ヘッド3の吐
出部に設けられた吐出電極との間に定電圧(バイアス電
圧)を印加する構成としている。
数のインク吐出部を備え、この吐出部の並び方向が記録
媒体6の搬送方向と交差する方向となるように配置す
る。記録媒体搬送装置5は、モータ(図示省略)によっ
て駆動されて記録媒体6を搬送する。記録媒体搬送装置
5は、共通電極(図示省略)を備え、記録ヘッド3の吐
出部に設けられた吐出電極との間に定電圧(バイアス電
圧)を印加する構成としている。
【0018】加圧装置(ポンプ)や弁などで構成される
インク流量調整装置4は、インクタンク1に蓄えられて
いるインクを記録ヘッド3表面に供給する。記録ヘッド
3のインク吐出部に設けられた吐出電極には画像信号に
基づいたパルス電圧(記録電圧)を印加し、その吐出部
から吐出(飛翔)させたインクを記録媒体6上に付着さ
せて画像印刷を実行する。ここで、吐出部と記録媒体の
距離が1mmの場合には、バイアス電圧は2〜3kV、
パルス電圧は300〜800V程度である。
インク流量調整装置4は、インクタンク1に蓄えられて
いるインクを記録ヘッド3表面に供給する。記録ヘッド
3のインク吐出部に設けられた吐出電極には画像信号に
基づいたパルス電圧(記録電圧)を印加し、その吐出部
から吐出(飛翔)させたインクを記録媒体6上に付着さ
せて画像印刷を実行する。ここで、吐出部と記録媒体の
距離が1mmの場合には、バイアス電圧は2〜3kV、
パルス電圧は300〜800V程度である。
【0019】印刷によって記録媒体6上に付着したイン
クは、加熱装置7によって暖めて溶媒を揮発させること
により記録媒体6上に固定する。
クは、加熱装置7によって暖めて溶媒を揮発させること
により記録媒体6上に固定する。
【0020】吐出されなかった大部分のインクは、イン
ク搬送装置2によってインクタンク1に搬送して回収す
る。
ク搬送装置2によってインクタンク1に搬送して回収す
る。
【0021】カラー印刷が可能なインクジェット記録装
置においては、シアン、マゼンタ、イエロー、黒の4色
毎にインクタンク1、インク搬送装置2、記録ヘッド
3、インク流量調整装置4を設ける。
置においては、シアン、マゼンタ、イエロー、黒の4色
毎にインクタンク1、インク搬送装置2、記録ヘッド
3、インク流量調整装置4を設ける。
【0022】各吐出部からインク滴を吐出させるための
電気パルスは、パーソナルコンピュータなどのホスト装
置9から与えられる印刷データに従って、インクジェッ
ト記録装置内の制御装置8で発生する。この制御装置8
は、マイクロコンピュータを中心にして構成し、ホスト
装置9から与えられる印刷データに従って電気パルスの
発生を制御して記録ヘッド3からインク滴を飛翔させ、
また、モータを回転させて記録媒体搬送装置5を駆動す
る制御機能を有する。
電気パルスは、パーソナルコンピュータなどのホスト装
置9から与えられる印刷データに従って、インクジェッ
ト記録装置内の制御装置8で発生する。この制御装置8
は、マイクロコンピュータを中心にして構成し、ホスト
装置9から与えられる印刷データに従って電気パルスの
発生を制御して記録ヘッド3からインク滴を飛翔させ、
また、モータを回転させて記録媒体搬送装置5を駆動す
る制御機能を有する。
【0023】次に、インクを吐出させる方法について以
下に詳しく述べる。
下に詳しく述べる。
【0024】図2は、本発明のインクジェット記録装置
の記録ヘッドの断面図である。11はインク供給部、1
2はインク流路、13はインク吐出部群、14はインク
回収部、15はバイアス電源である。
の記録ヘッドの断面図である。11はインク供給部、1
2はインク流路、13はインク吐出部群、14はインク
回収部、15はバイアス電源である。
【0025】インクは、インクタンク1からインク供給
部11に入り、インク吐出部の並び方向に均一に流れる
ように配分されてインク流路12の表面を流れる。イン
クにはバイアス電源15によって所定のバイアスを印加
し、その先のインク吐出部群13に導く。
部11に入り、インク吐出部の並び方向に均一に流れる
ように配分されてインク流路12の表面を流れる。イン
クにはバイアス電源15によって所定のバイアスを印加
し、その先のインク吐出部群13に導く。
【0026】図3は、従来のインク吐出部の一例を示し
ている。20は、インク吐出部の基板、21は柱状の吐
出(記録)電極、22は記録信号に応じたパルス電圧を
発生するパルス電源、23はバイアス電源、26はイン
クである。インク26は、流量調整板28によって流量
が規制されてその高さが規制される。吐出電極21にパ
ルス電圧が印加されると、インク26は吐出電極21の
先端から吐出する。インク26が流れながら柱状の吐出
電極21に接触する場合、インク26の液面の高さのば
らつきによって吐出電極21の先端のインクの濡れ具合
が異なり、吐出電極21の先端から吐出するインクの量
が変化しやすい。
ている。20は、インク吐出部の基板、21は柱状の吐
出(記録)電極、22は記録信号に応じたパルス電圧を
発生するパルス電源、23はバイアス電源、26はイン
クである。インク26は、流量調整板28によって流量
が規制されてその高さが規制される。吐出電極21にパ
ルス電圧が印加されると、インク26は吐出電極21の
先端から吐出する。インク26が流れながら柱状の吐出
電極21に接触する場合、インク26の液面の高さのば
らつきによって吐出電極21の先端のインクの濡れ具合
が異なり、吐出電極21の先端から吐出するインクの量
が変化しやすい。
【0027】図4は、このような欠点を解決するように
工夫した本発明のインク吐出部群13における1つのイ
ンク吐出部13aの一例を示している。このインク吐出
部13aは、図3に示した従来のインク吐出部に独立し
たガイド部材24,25を付加した構成である。このよ
うな構成によれば、インク26を流した場合には、吐出
電極21とガイド部材24,25との間にインクの表面
張力によってメニスカス27が形成される。メニスカス
27は、インク26を吐出電極21の先端に向けて移動
させるようなインクの流れを与えるので、インク26の
液面より突出する吐出電極21の高さが、図3に示した
従来のインク吐出部の場合より大きくてもインクを安定
に吐出させるように作用する。また、吐出電極21が液
面より突出している高さにばらつきがあっても、インク
は表面張力によって吐出電極21の先端まで安定して濡
らすことができるために、インクを流す高さの制御幅
(変動幅)を大きくすることができる。吐出電極21の
先端へ向かうインクの流れが形成されると、吐出電極先
端へのインク供給が安定するために、吐出電極21に印
加するパルス電圧の時間に応じて正確にインクが吐出す
るようになる。
工夫した本発明のインク吐出部群13における1つのイ
ンク吐出部13aの一例を示している。このインク吐出
部13aは、図3に示した従来のインク吐出部に独立し
たガイド部材24,25を付加した構成である。このよ
うな構成によれば、インク26を流した場合には、吐出
電極21とガイド部材24,25との間にインクの表面
張力によってメニスカス27が形成される。メニスカス
27は、インク26を吐出電極21の先端に向けて移動
させるようなインクの流れを与えるので、インク26の
液面より突出する吐出電極21の高さが、図3に示した
従来のインク吐出部の場合より大きくてもインクを安定
に吐出させるように作用する。また、吐出電極21が液
面より突出している高さにばらつきがあっても、インク
は表面張力によって吐出電極21の先端まで安定して濡
らすことができるために、インクを流す高さの制御幅
(変動幅)を大きくすることができる。吐出電極21の
先端へ向かうインクの流れが形成されると、吐出電極先
端へのインク供給が安定するために、吐出電極21に印
加するパルス電圧の時間に応じて正確にインクが吐出す
るようになる。
【0028】ここで、図4において、バイアス電源23
の役割は、パルス電源22によって発生するパルス電圧
を小さくすることができるようにしてスイッチング速度
を向上させるためである。インクが吐出しない程度のバ
イアス電圧(2〜3kV程度)を印加しておいて、これ
に付加するパルス電圧(300〜600V)が小さいほ
どオン/オフの応答速度が向上する。なお、図2におい
てインクにバイアス電圧を印加するバイアス電源15の
電圧設定値は、バイアス電源23の電圧設定値よりも大
きくし、パルス電源22でパルス電圧を印加していない
状態で作用する電界の向きが記録媒体6の方向に向かう
ように設定する。
の役割は、パルス電源22によって発生するパルス電圧
を小さくすることができるようにしてスイッチング速度
を向上させるためである。インクが吐出しない程度のバ
イアス電圧(2〜3kV程度)を印加しておいて、これ
に付加するパルス電圧(300〜600V)が小さいほ
どオン/オフの応答速度が向上する。なお、図2におい
てインクにバイアス電圧を印加するバイアス電源15の
電圧設定値は、バイアス電源23の電圧設定値よりも大
きくし、パルス電源22でパルス電圧を印加していない
状態で作用する電界の向きが記録媒体6の方向に向かう
ように設定する。
【0029】図5は、インクが吐出している状態を示し
ている。インクの吐出状態は、吐出電極21と記録媒体
6との間に糸状にインク柱29が形成される状態とな
る。インク柱29の太さは、パルス電圧の大きさに依存
する。インク注29の太さを決定する要因は、吐出電極
21と記録媒体6との間の電界の大きさに比例する静電
力で決まるインク飛翔速度と、インクの粘性と、インク
の表面張力とのバランスである。そして、記録媒体6上
に付着するインクの量は、インク柱29が形成されてい
る時間、つまりパルス電圧を印加している時間に依存す
る。
ている。インクの吐出状態は、吐出電極21と記録媒体
6との間に糸状にインク柱29が形成される状態とな
る。インク柱29の太さは、パルス電圧の大きさに依存
する。インク注29の太さを決定する要因は、吐出電極
21と記録媒体6との間の電界の大きさに比例する静電
力で決まるインク飛翔速度と、インクの粘性と、インク
の表面張力とのバランスである。そして、記録媒体6上
に付着するインクの量は、インク柱29が形成されてい
る時間、つまりパルス電圧を印加している時間に依存す
る。
【0030】次に、図4に示すようなインク吐出部13
aを並べたインク吐出部群13を製作する方法を説明す
る。
aを並べたインク吐出部群13を製作する方法を説明す
る。
【0031】図6は、その表面にインク吐出部群13を
形成し、各インク吐出部の吐出電極21を接続電極群3
1a〜31nによってプリンタドライバに接続して電圧
を印加できるようにした記録ヘッド基板30を示してい
る。接続電極31a〜31nから伸びる配線部分32a
〜32nは、記録ヘッド基板30の中央部に形成したイ
ンク吐出部群13に形成する各吐出電極につながる。
形成し、各インク吐出部の吐出電極21を接続電極群3
1a〜31nによってプリンタドライバに接続して電圧
を印加できるようにした記録ヘッド基板30を示してい
る。接続電極31a〜31nから伸びる配線部分32a
〜32nは、記録ヘッド基板30の中央部に形成したイ
ンク吐出部群13に形成する各吐出電極につながる。
【0032】図7は、図4に示したようなインク吐出部
13aを並べて構成したインク吐出部群13の平面図で
ある。インク吐出部13a〜13nの各吐出電極21及
びガイド部材24,25は、吐出部基板41の表面に独
立状態で起立するように形成している。この吐出部基板
41は、前述した記録ヘッド基板30と同一の部材であ
っても良い。
13aを並べて構成したインク吐出部群13の平面図で
ある。インク吐出部13a〜13nの各吐出電極21及
びガイド部材24,25は、吐出部基板41の表面に独
立状態で起立するように形成している。この吐出部基板
41は、前述した記録ヘッド基板30と同一の部材であ
っても良い。
【0033】図8は、吐出部基板41の表面に図7に示
すような形状のインク吐出部群13を形成する方法を示
している。
すような形状のインク吐出部群13を形成する方法を示
している。
【0034】まず、図8(a)に示すように、ガラスや
プラスチックなどの絶縁材の吐出部基板41の表面にス
パッタリングなどで配線電極42を形成し、その周囲の
表面に前記配線電極42と面一になるような保護膜層4
3を形成し、これらの表面に金属層44を接着する。接
着方法には、溶融したガラスを流して常温に戻して接着
する方法などがある。45はフォトレジスト、46は所
望の吐出電極21及びガイド部材24,25を形成する
パターンを得るためのマスクである。
プラスチックなどの絶縁材の吐出部基板41の表面にス
パッタリングなどで配線電極42を形成し、その周囲の
表面に前記配線電極42と面一になるような保護膜層4
3を形成し、これらの表面に金属層44を接着する。接
着方法には、溶融したガラスを流して常温に戻して接着
する方法などがある。45はフォトレジスト、46は所
望の吐出電極21及びガイド部材24,25を形成する
パターンを得るためのマスクである。
【0035】図8(b)は、図8(a)に示す状態にお
いて上方から露光してフォトレジストを現像してサンド
ブラスト用レジスト45a〜45cを形成した状態を示
している。
いて上方から露光してフォトレジストを現像してサンド
ブラスト用レジスト45a〜45cを形成した状態を示
している。
【0036】図8(c)は、図8(b)の状態で上方か
らアルミナなどの研磨剤を当ててサンドブラスト処理を
行った後の図である。点線は、初期状態の吐出部基板4
1の表面レベルを示している。点線より深い位置までサ
ンドブラスト処理することによって、独立して起立する
吐出電極21とガイド部材24,25を構成する金属層
44の残留部44a,44b,44cの間を隔離して絶
縁する。配線電極42は吐出電極21に接続されるが、
保護膜層43の残留部43a,43bによって絶縁被覆
される。
らアルミナなどの研磨剤を当ててサンドブラスト処理を
行った後の図である。点線は、初期状態の吐出部基板4
1の表面レベルを示している。点線より深い位置までサ
ンドブラスト処理することによって、独立して起立する
吐出電極21とガイド部材24,25を構成する金属層
44の残留部44a,44b,44cの間を隔離して絶
縁する。配線電極42は吐出電極21に接続されるが、
保護膜層43の残留部43a,43bによって絶縁被覆
される。
【0037】図8(d)は、サンドブラスト用レジスト
45a〜45cを剥離し、吐出電極21の両側にガイド
部材24,25が近接するように位置して起立したイン
ク吐出部が形成された状態を示している。
45a〜45cを剥離し、吐出電極21の両側にガイド
部材24,25が近接するように位置して起立したイン
ク吐出部が形成された状態を示している。
【0038】更にこの後、吐出部基板41や吐出部全体
の表面に絶縁被膜をスパッタリングなどの方法で設ける
ことにより、インクジェット記録ヘッドとしての長寿命
化をはかることができる。
の表面に絶縁被膜をスパッタリングなどの方法で設ける
ことにより、インクジェット記録ヘッドとしての長寿命
化をはかることができる。
【0039】ここで、吐出電極21とガイド部材24,
25の高さは0.5〜1mm程度で、吐出電極21が
0.1mm程度高い状態が好ましく、吐出電極21とガ
イド部材24,25の間隔は0.1〜0.3mm程度で
あるが、0.1mmが好ましい。
25の高さは0.5〜1mm程度で、吐出電極21が
0.1mm程度高い状態が好ましく、吐出電極21とガ
イド部材24,25の間隔は0.1〜0.3mm程度で
あるが、0.1mmが好ましい。
【0040】図9は、図8に示すようなインク吐出部1
3a〜13nによって構成するインク吐出部群13を2
(複数)組み設けた場合である。印刷時には、インクは
図の上方から下方に向けて流す。インク吐出部群13と
インク吐出部群13’は、同様にインク吐出を行うが、
各インク吐出部13a〜13nとインク吐出部13a’
〜13n’は並び方向にずれて補間するようにしてい
る。このような構成にすることによって、ドット間隔を
小さくすることができるので、高精細な印刷が可能とな
る。
3a〜13nによって構成するインク吐出部群13を2
(複数)組み設けた場合である。印刷時には、インクは
図の上方から下方に向けて流す。インク吐出部群13と
インク吐出部群13’は、同様にインク吐出を行うが、
各インク吐出部13a〜13nとインク吐出部13a’
〜13n’は並び方向にずれて補間するようにしてい
る。このような構成にすることによって、ドット間隔を
小さくすることができるので、高精細な印刷が可能とな
る。
【0041】図10は、サンドブラストによって図8の
実施形態とは異なる形状のインク吐出部群13を形成し
た例である。吐出部基板51の表面に一体的に形成され
るガイド部材52a〜52n+1は、吐出電極21a〜
21nの間を互いに隔てる隔壁として形成されている。
このインク吐出部13にインクを供給した場合には、図
11に示すようなメニスカス53a,53bが形成され
る。これらのメニスカス53a,53bは、図4の実施
形態と同様に形成されるので、吐出電極21a〜21n
の先端に安定したインク供給を行うことができるので、
印刷時の吐出電極21a〜21nへの電圧印加時間を変
えることによって吐出量が正確に変化して、所望のドッ
ト径が得られ、高品質な画像記録を行うことができる。
実施形態とは異なる形状のインク吐出部群13を形成し
た例である。吐出部基板51の表面に一体的に形成され
るガイド部材52a〜52n+1は、吐出電極21a〜
21nの間を互いに隔てる隔壁として形成されている。
このインク吐出部13にインクを供給した場合には、図
11に示すようなメニスカス53a,53bが形成され
る。これらのメニスカス53a,53bは、図4の実施
形態と同様に形成されるので、吐出電極21a〜21n
の先端に安定したインク供給を行うことができるので、
印刷時の吐出電極21a〜21nへの電圧印加時間を変
えることによって吐出量が正確に変化して、所望のドッ
ト径が得られ、高品質な画像記録を行うことができる。
【0042】図12は、前記した方法とは異なる方法で
インク吐出部を形成する例である。吐出部基板81、隔
壁61a〜61d、吐出電極71a〜71c、ガイド部
材74a〜74c、75a〜75cを熱可塑性樹脂また
は熱硬化樹脂を用いた成形技術で製作する。この方法
は、一般にMID(Molded Interconnect Device:成形
回路部品)を製作する方法として知られている方法を利
用することができる。予め前記の部材がレイアウトされ
た金型に樹脂を流し込み、硬化させて製作する。配線部
62a〜62cと吐出電極71a〜71cの表面には触
媒を塗布し、無電界めっきによって金属部分を形成す
る。配線部62を電圧供給部(図示せず)に接続して、
吐出電極71a〜71cに電圧が印加できるようにす
る。
インク吐出部を形成する例である。吐出部基板81、隔
壁61a〜61d、吐出電極71a〜71c、ガイド部
材74a〜74c、75a〜75cを熱可塑性樹脂また
は熱硬化樹脂を用いた成形技術で製作する。この方法
は、一般にMID(Molded Interconnect Device:成形
回路部品)を製作する方法として知られている方法を利
用することができる。予め前記の部材がレイアウトされ
た金型に樹脂を流し込み、硬化させて製作する。配線部
62a〜62cと吐出電極71a〜71cの表面には触
媒を塗布し、無電界めっきによって金属部分を形成す
る。配線部62を電圧供給部(図示せず)に接続して、
吐出電極71a〜71cに電圧が印加できるようにす
る。
【0043】図13の実施形態も図12に示した実施形
態と同様の方法で製作する例を示している。この実施形
態は、金属部分を形成するために無電界めっきを行わな
い方法である。吐出電極に相当する部分には穴76a〜
76cがあくような構成で樹脂を固めて吐出部基板81
を形成する。穴76a〜76cの大きさは、吐出電極の
太さよりも大きめにあけておく。その後、図14に示す
ように、金属82に櫛状に起立させた吐出電極77a〜
77nを吐出基板81の後側から前記穴76a〜76c
に挿入して該穴を埋めるように樹脂で固め、点線a−
a’に沿って吐出電極77a〜77nを切断して吐出電
極77a〜77nを分離して完成する。
態と同様の方法で製作する例を示している。この実施形
態は、金属部分を形成するために無電界めっきを行わな
い方法である。吐出電極に相当する部分には穴76a〜
76cがあくような構成で樹脂を固めて吐出部基板81
を形成する。穴76a〜76cの大きさは、吐出電極の
太さよりも大きめにあけておく。その後、図14に示す
ように、金属82に櫛状に起立させた吐出電極77a〜
77nを吐出基板81の後側から前記穴76a〜76c
に挿入して該穴を埋めるように樹脂で固め、点線a−
a’に沿って吐出電極77a〜77nを切断して吐出電
極77a〜77nを分離して完成する。
【0044】なお、図13に示す実施形態におけるガイ
ド部材74a〜74c、75a〜75cは、前述した吐
出電極77a〜77nと同様な成形方法によって製作し
ても良い。
ド部材74a〜74c、75a〜75cは、前述した吐
出電極77a〜77nと同様な成形方法によって製作し
ても良い。
【0045】図12及び図13に示す実施形態では、メ
ニスカスは、吐出電極とガイド部材及び隔壁との間に形
成される。
ニスカスは、吐出電極とガイド部材及び隔壁との間に形
成される。
【0046】
【発明の効果】本発明では、色剤を溶媒中に分散させた
インクを静電力によって飛翔させて画像を形成するイン
クジェット記録装置において、柱状の吐出電極とその両
側に近接して独立状態に起立するガイド部材を1組とし
た複数組のインク吐出部を並べて設けた記録ヘッドを構
成し、これらの吐出電極とガイド部材の間に流動するイ
ンクのメニスカスが形成するようにしたので、吐出電極
の先端へのインク供給が安定になり、吐出電極から安定
してインクを吐出させることができる。
インクを静電力によって飛翔させて画像を形成するイン
クジェット記録装置において、柱状の吐出電極とその両
側に近接して独立状態に起立するガイド部材を1組とし
た複数組のインク吐出部を並べて設けた記録ヘッドを構
成し、これらの吐出電極とガイド部材の間に流動するイ
ンクのメニスカスが形成するようにしたので、吐出電極
の先端へのインク供給が安定になり、吐出電極から安定
してインクを吐出させることができる。
【0047】また、吐出電極に印加するパルス電圧を低
くして短周期でインクを飛翔させることにより、高速記
録または高精細な画像記録が可能となる。
くして短周期でインクを飛翔させることにより、高速記
録または高精細な画像記録が可能となる。
【図1】本発明になるインクジェット記録装置の一実施
形態を示す機能ブロック図である。
形態を示す機能ブロック図である。
【図2】図1に示したインクジェット記録装置の記録ヘ
ッド部の横断側面図である。
ッド部の横断側面図である。
【図3】従来のインクジェット記録装置における記録ヘ
ッドのインク吐出部のインクの挙動を示す図である。
ッドのインク吐出部のインクの挙動を示す図である。
【図4】本発明になるインクジェット記録装置における
記録ヘッドのインク吐出部のインクの挙動を示す図であ
る。
記録ヘッドのインク吐出部のインクの挙動を示す図であ
る。
【図5】吐出電極の先端からインクが吐出している様子
を示す図である。
を示す図である。
【図6】本発明になるインクジェット記録装置の記録ヘ
ッドにおける記録ヘッド基板の正面図である。
ッドにおける記録ヘッド基板の正面図である。
【図7】図6に示した記録ヘッドにおけるインク吐出部
群の一実施形態を示す正面図である。
群の一実施形態を示す正面図である。
【図8】本発明になる記録ヘッドのインク吐出部を製作
するプロセスを示す図である。
するプロセスを示す図である。
【図9】図6に示した記録ヘッドにおけるインク吐出部
群の他の実施形態を示す正面図である。
群の他の実施形態を示す正面図である。
【図10】本発明になるインクジェット記録装置の記録
ヘッドにおけるインク吐出部群の別の実施形態を示す正
面図である。
ヘッドにおけるインク吐出部群の別の実施形態を示す正
面図である。
【図11】図10に示したインク吐出部におけるインク
のメニスカスを示す図である。
のメニスカスを示す図である。
【図12】本発明になるインクジェット記録装置の記録
ヘッドにおけるインク吐出部群の他の実施形態を示す斜
視図である。
ヘッドにおけるインク吐出部群の他の実施形態を示す斜
視図である。
【図13】本発明になるインクジェット記録装置の記録
ヘッドにおけるインク吐出部群の他の実施形態を構成す
る中間部材の斜視図である。
ヘッドにおけるインク吐出部群の他の実施形態を構成す
る中間部材の斜視図である。
【図14】図13に示した中間部材と組み合わせる吐出
電極を製作するための部材を示す図である。
電極を製作するための部材を示す図である。
1…インクタンク、2…インク搬送装置、3…記録ヘッ
ド、4…インク流量調整装置、5…記録媒体搬送装置、
6…記録媒体、7…加熱装置、8…制御装置、9…ホス
ト装置、11…インク供給部、12…インク流路、13
…インク吐出部、14…インク回収部、15…バイアス
電源。
ド、4…インク流量調整装置、5…記録媒体搬送装置、
6…記録媒体、7…加熱装置、8…制御装置、9…ホス
ト装置、11…インク供給部、12…インク流路、13
…インク吐出部、14…インク回収部、15…バイアス
電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野瀬 敦士 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 深野 善信 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 内藤 孝 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (9)
- 【請求項1】並べて起立させた複数の柱状の吐出電極の
まわりに溶媒中に色剤を分散させたインクを供給する記
録ヘッドを構成し、前記吐出電極に選択的に印加した記
録電圧によって形成される静電力によって前記吐出電極
の先端部からインクを飛翔させて記録媒体に付着させる
ことにより画像を記録するインクジェット記録装置にお
いて、 前記吐出電極に近接させて独立したガイド部材を設け、
該ガイド部材と前記柱状電極の間にメニスカスを形成す
るようにしたことを特徴とするインクジェット記録装
置。 - 【請求項2】請求項1において、前記複数の吐出電極と
ガイド部材は基板上に起立させ、前記基板の表面には流
量規制部材により流量を規制したインクを流すようにし
たことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 【請求項3】請求項1または2において、前記ガイド部
材は柱状に形成したことを特徴とするインクジェット記
録装置。 - 【請求項4】請求項1または2において、前記ガイド部
材は、前記吐出電極間に設置されて各吐出電極間を互い
に隔てる隔壁としたことを特徴とするインクジェット記
録装置。 - 【請求項5】請求項1〜4の1項において、前記吐出電
極に印加する記録電圧を印加する電圧印加手段は、所定
のバイアス電圧とインクを飛翔させる吐出電極を特定す
るために前記バイアス電圧に重畳して吐出電極に印加す
るパルス電圧を発生することを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。 - 【請求項6】請求項1〜5の1項において、前記吐出電
極とガイド部材は、前記基板上に設けた金属をサンドブ
ラスト処理によって加工して形成したものであることを
特徴とするインクジェット記録装置。 - 【請求項7】請求項1〜5の1項において、前記インク
吐出部は、熱可塑樹脂または熱硬化樹脂を用いた射出形
成技術を用いて形成したことを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。 - 【請求項8】請求項1〜7において、記録媒体上に吐出
したインクを乾燥させるための加熱手段を備えたことを
特徴とするインクジェット記録装置。 - 【請求項9】請求項1〜8の1項において、ガイド部材
は吐出電極よりも低くしたことを特徴とするインクジェ
ット記録装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15204697A JPH10337872A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | インクジェット記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15204697A JPH10337872A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | インクジェット記録装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10337872A true JPH10337872A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15531878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15204697A Pending JPH10337872A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | インクジェット記録装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10337872A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001000415A1 (fr) * | 1999-06-30 | 2001-01-04 | Hitachi, Ltd. | Tete et dispositif d'enregistrement par jets d'encre |
EP1122070A3 (en) * | 2000-02-07 | 2002-01-23 | Hitachi, Ltd. | Recording head and inkjet recording device making use of it |
WO2002057086A1 (en) * | 2001-01-18 | 2002-07-25 | Tonejet Limited | Drop-on-demand printer |
JP2009045879A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置及び画像形成方法 |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP15204697A patent/JPH10337872A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001000415A1 (fr) * | 1999-06-30 | 2001-01-04 | Hitachi, Ltd. | Tete et dispositif d'enregistrement par jets d'encre |
US6604816B1 (en) | 1999-06-30 | 2003-08-12 | Hitachi, Ltd. | Ink-jet recording head and ink-jet recorder |
EP1122070A3 (en) * | 2000-02-07 | 2002-01-23 | Hitachi, Ltd. | Recording head and inkjet recording device making use of it |
US6443560B1 (en) | 2000-02-07 | 2002-09-03 | Hitachi, Ltd. | Recording head and inkjet recording device having separately arranged ink chambers and ink discharge unit |
WO2002057086A1 (en) * | 2001-01-18 | 2002-07-25 | Tonejet Limited | Drop-on-demand printer |
US6820965B2 (en) | 2001-01-18 | 2004-11-23 | Tonejet Limited | Drop-on-demand printer |
JP2009045879A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置及び画像形成方法 |
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