JPH11105291A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク乾燥およびゴミ付着によるスリットの
目詰まりを防止して、インクメニスカスをスリットの長
手方向にわたって均一に形成し、インク飛翔状態を安定
させる。 【解決手段】 インクメニスカス２８が形成されている
スリット２０と、このスリット２０に配置された記録電
極２４と、上記スリット２０に空間を隔てて対向する背
面電極１０とを備え、上記記録電極２４と上記背面電極
１０間に形成される電界の作用により上記インクメニス
カス２８から飛翔したインク滴を上記背面電極１０に沿
って搬送される記録紙Ｐに付着させて画像を記録するイ
ンクジェット記録装置に、上記スリット２０を間にして
その上部および下部から上記背面電極１０方向にそれぞ
れ突出する突出部２２、２６を設け、これら突出部の各
先端の間に上記スリット２０に沿って開口する外側スリ
ット１６を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号に応じて
インク滴を飛翔させ、記録紙に付着させて画像を記録す
るインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクを満たしたスリットから静
電気力によりインク滴を飛翔させて画像を記録するスリ
ットジェット方式の記録装置が提案されている。図１９
に示すように、このスリットジェット方式のインクジェ
ットヘッド２００は、その先端部に幅方向（図１９にお
いて紙面に垂直方向）に延びて開口するスリット２０を
有している。スリット２０には、ヘッド２００内に充填
されたインク１８によりインクメニスカス２８が形成さ
れている。また、スリット２０には多数の記録電極２４
がスリット２０の幅方向に等間隔に配置されており、各
記録電極２４はスリット２０内のインクメニスカス２８
に接触している。一方、インクジェットヘッド２００の
スリット２０に対向して背面電極１０が設けてあり、背
面電極１０のスリット対向面に沿って記録紙Ｐが搬送さ
れる。このスリットジェット方式の記録装置では、画像
情報に応じて記録電極２４と背面電極１０間に電圧を印
加して両電極間に電界を形成し、この電界の作用により
インクメニスカス２８から吸引するようにインク滴を飛
翔させ、記録紙Ｐに付着させて画像を記録する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ス
リットジェット方式の記録装置では、インクメニスカス
が露出しているためインクが乾燥しやすく、ゴミ付着も
起こりやすい。そのため、インクメニスカスの状態がス
リット長手方向に均一でなくなり、その結果、インク飛
翔に均一性を欠いてしまうという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記問
題点を解決するためになされたもので、インクメニスカ
スが形成されているスリットと、このスリットに配置さ
れた記録電極と、上記スリットに空間を隔てて対向する
背面電極とを備え、上記記録電極と上記背面電極間に形
成される電界の作用により上記インクメニスカスから飛
翔したインク滴を上記背面電極に沿って搬送される記録
紙に付着させて画像を記録するインクジェット記録装置
において、上記スリットを間にしてその上部および下部
から上記背面電極方向にそれぞれ突出する突出部を設
け、これら突出部の各先端の間に上記スリットに沿って
開口する外側スリットを形成したことを特徴とする。

【０００５】本発明のインクジェット記録装置では、上
記スリットと上記外側スリットとの間の空間が外側スリ
ットに向かって次第に狭くなるように上記突出部の対向
する内面が傾斜または湾曲していてもよい。

【０００６】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録装置では、
外側スリットを形成するための突出部が内側のスリット
形成部から庇（ひさし）のように突出して、インクメニ
スカスが形成されたスリットを囲っている。これら突出
部の存在によりインクの乾燥が抑えられるとともに、ス
リットへのゴミ付着を防止できる。その結果、スリット
の長手方向にわたってインクメニスカスを均一な状態に
維持することができ、インク飛翔方向性が安定して画質
が向上する。

【０００７】また、外側スリットはインクと接触してい
ないため目詰まりが発生する可能性は極めて低く、もし
目詰まりが発生したとしてもメンテナンス用クリーナで
拭き取ることで容易に回復させることができる。しか
も、このメンテナンス装置も簡単なものにできるので記
録装置全体として小型化、低コスト化を図れる。

【０００８】さらに、本発明のインクジェット記録装置
は、例えば圧電体の体積変化等による加圧力でインクを
飛翔させるのではなく、電界の作用による静電気力で飛
翔させる。この飛翔メカニズムでは、インクメニスカス
からインク滴が分離する際のエネルギが小さく、主要な
インク滴のほかにサテライトノイズの原因となる微小イ
ンク粒子が飛び出すことがなく、サテライトノイズの減
少により画質が向上する。

【０００９】さらにまた、本発明によれば、装置の構成
が簡単で、特別な微細加工や高精度の組み立てが不要で
あるため、比較的長尺化するのが容易で、記録紙の全幅
にわたって延びるフルライン化したインクジェットヘッ
ドを構成しやすい。フルライン化した場合、記録紙に対
してヘッドをスキャンさせる必要がないため、記録速度
を大幅に高速化できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１
実施形態であるインクジェット記録装置の印字部を示
す。この印字部には、インクジェットヘッド１４と、こ
れに空間を隔てて対向する背面電極１０とが設けられて
いる。記録紙Ｐはインクジェットヘッド１４に対向しつ
つ背面電極１０に沿って矢印１２方向に搬送される。

【００１１】図２に示すように、インクジェットヘッド
１４は内部にインク１８を収容した筺体からなり、その
背面電極１０の対向部に２つのスリットを備えている。
すなわち、インクメニスカス２８が形成されている内側
スリット２０と、この内側スリット２０の背面電極１０
側に開口する外側スリット１６とが形成されている。内
側スリット２０は幅方向（図２において紙面の垂直方
向）に沿って延びており、記録紙の全幅をカバーする長
さを持ったフルライン状に形成されている。外側スリッ
ト１６は、内側スリット２０を間としてその上部と下部
からそれぞれ突出する突出部２２、２６の各先端の間に
形成され、内側スリット２０に沿って同様の長さを持っ
て開口している。

【００１２】内側スリット２０の底部には、薄膜状の細
い記録電極２４が幅方向に等間隔に多数配置され、イン
クメニスカス２８と接触している。各記録電極２４は、
めっき法やスパッタリング法等によりパターン形成さ
れ、インクジェットヘッド１４の後端まで延びて外部に
露出しており、その露出部から図示しない駆動回路にそ
れぞれ接続されている。一方、背面電極１０には電源３
０が接続されており、所定電圧が印加されるようになっ
ている。

【００１３】内側スリット２０の外面３２、３４は、例
えばフッ素化合物で被覆することにより撥水処理が施さ
れており、インクメニスカスからのインク垂れを防止し
ている。また、インクジェットヘッド１４へのインク充
填時やメンテナンス時に内側スリット２０からこぼれ出
たインクを排出するために、外側スリット１６の下部突
出部２６にはインク排出口３８が形成されている。

【００１４】次に、上記構成からなるインクジェットヘ
ッド１４のインク充填とインク飛翔動作について説明す
る。まず、インクジェットヘッド１４にインクを充填す
る際、図３に示すように、ラインゴムキャップ４２をヘ
ッド前面に当接して外側スリット１６を覆う。この状態
で、図示しないポンプでキャップ吸引しながらインクジ
ェットヘッド１４の上部からインクを供給する。これに
より、インクジェットヘッド１４の内部に空気を残留さ
せることなくインクを充満させることができる。なお、
このキャップ吸引動作は、内側スリット２０または外側
スリット１６の目詰まりを回復させるメンテナンスのた
めに行ってもよい。

【００１５】インク充填後、ラインゴムキャップ４２を
取り外して記録動作に備える。記録動作では、画像信号
に応じたパルス電圧が記録電極２４に印加される。この
パルス電圧としては、例えば図４（ａ）に示す台形パル
スがある。この台形パルスは、図５に示す回路で発生さ
せることができ、この回路中の遅延回路１０１、ランプ
波形用放電回路および反転回路１０２、反転増幅回路１
０３の各具体的構成例を図６、７、８にそれぞれ示す。
なお、インクの電気抵抗が大きい場合、インク飛翔応答
性が低下する傾向にあるため、図４（ｂ）に示すよう
に、台形パルスの前にサブパルス５２を印加してインク
メニスカスにプレチャージを与えることで応答性を向上
させることができる。

【００１６】記録電極２４にパルス電圧が印加されて記
録電極２４と背面電極１０間に適当な強度の電界が形成
されると、記録電極２４からの電荷注入により荷電した
インクが静電気力により引かれてインクメニスカス２８
から分離し、電界方向に飛翔する。飛翔したインク滴は
記録紙Ｐ上に付着してドットを形成し、このドットの集
合により画像が記録される。

【００１７】なお、本実施形態のインクジェットヘッド
１４に用いるインクとしては、溶解型インク（図９
（ｂ））よりも分散型インク（図９（ａ））の方が注入
領域５４におけるイオン量が多いために記録電極２４か
らの電荷注入誘起を得やすく、そのためにインク飛翔力
が大きく印字が安定する。本実施形態では、分散型イン
クの具体例として、図１０、１１の各表に示すものを用
いた。また、溶解型インクとしては、例えば、溶剤とし
て水を８０．９％、多価アルコール／ジエチレングリコ
ールを１１．０％、増粘剤／ポリエチレングリコール♯
４００を２．５％含み、色剤として染料／Ｂａｙｅｒ
ＢＫ−ＳＰを４．６％含み、添加剤として界面活性剤／
オルフィンＥ１０１０を０．８％、ｐＨ調整剤／ＮａＨ
ＣＯ₃を０．２％含むものを用いた。

【００１８】以上に説明したように本実施形態のインク
ジェットヘッド１４では、外側スリット１６を形成する
ための突出部２２、２６が内側スリット２０形成部から
庇（ひさし）のように突出して、インクメニスカス２８
が形成された内側スリット２０を囲っている。これら突
出部２２、２６の存在により内側スリット２０内のイン
クの乾燥が抑えられるとともに、内側スリット２０への
ゴミ付着を防止できる。その結果、内側スリット２０の
長手方向にわたってインクメニスカス２８を均一な状態
に維持することができ、インク飛翔方向性が安定して画
質が向上する。

【００１９】また、外側スリット１６はインクと接触し
ていないため目詰まりが発生する可能性は極めて低く、
もし目詰まりが発生したとしてもメンテナンス用クリー
ナで拭き取ることで容易に回復させることができる。し
かも、後述するように外側スリット１６のメンテナンス
機構は簡単な構成のものにできるので記録装置全体とし
て小型化、低コスト化を図れる。

【００２０】さらに、本実施形態のインクジェット記録
装置は、例えば圧電体の体積変化等による加圧力でイン
クを飛翔させるのではなく、電界の作用による静電気力
で飛翔させる。この飛翔メカニズムでは、インクメニス
カスからインク滴が分離する際のエネルギが小さく、主
要なインク滴のほかにサテライトノイズの原因となる微
小インク粒子が飛び出すことがなく、サテライトノイズ
の減少により画質が向上する。

【００２１】さらにまた、本実施形態ではインクジェッ
トヘッド１４の構成が簡単で、特別な微細加工や高精度
の組み立てが不要であるため、比較的長尺化するのが容
易で、記録紙の全幅にわたって延びるフルライン化した
インクジェットヘッドを構成しやすい。フルライン化し
た場合、記録紙に対してヘッドをスキャンさせる必要が
ないため、記録速度を大幅に高速化できる。

【００２２】なお、本実施形態のインクジェットヘッド
１４では、内側スリット２０を細長く延びる長方形状に
開口するように形成したが、図１２に示すように、内側
スリット２０の上縁部と下縁部にそれぞれ対向する矩形
状凹部４４を等間隔に形成し、下縁部の凹部４４に記録
電極２４を配置してもよい。このようにすれば、対向す
る凹部４４がノズル孔に類似した役割を果たし、隣接す
る記録電極２４間において一方でのインク飛翔が他方で
のインク状態に影響を与える、いわゆるクロストークを
抑える効果がある。

【００２３】次に、複数の部材でインクジェットヘッド
を構成した実施形態について説明する。なお、以下に参
照する各図では、第１実施形態と同じ構成部分に同じ参
照符号を付してあり、第１実施形態と異なる構成につい
てだけ説明する。また、第１実施形態と同様の作用効果
を奏するものについてはその説明を省略し、特有の効果
にのみ言及する。

【００２４】図１３に示すインクジェットヘッド６０
は、内側スリット２０を形成する第１の上板６２および
下板６４と、外側スリット１６を形成する第２の上板６
６および下板６８とによって構成されている。このイン
クジェットヘッド６０は組み立てが容易であり、一体物
でヘッドを形成する場合に比べて製造コストが安価にな
る効果がある。

【００２５】図１４に示すインクジェットヘッド７０
は、外側スリット１６を形成する第２の上板６６および
第２の下板６８の各突出部２２、２６の内面２２ａ、２
６ａを傾斜させ、内側スリット２０と外側スリット１６
との間の空間が外側スリット１６に向かって狭くなるよ
うにしてある。このように形成することで、内側スリッ
ト２０についてのインク乾燥防止とゴミ付着防止の効果
を一層向上させることができる。また、図１５に示すイ
ンクジェットヘッド８０のように、上記各突出部２２、
２６の内面２２ａ、２６ａをそれぞれ湾曲させて内側ス
リット２０と外側スリット１６との間の空間を狭めるよ
うにしてもよい。

【００２６】図１６は、外側スリット１６の近傍に付着
したインク滓やゴミなどを除去するためのメンテナンス
機構を示す。ホルダ７２に支持されたゴムブレード７４
で外側スリット１６の外面を摺擦して付着物を除去する
ことにより、インク飛翔安定性を維持できる。また、こ
のように簡単な構成のメンテナンス機構を採用すること
で、装置の小型化、低コスト化を図れる。なお、ゴムブ
レード７４の先端に外側スリット１６内に挿入されて内
側スリット２０まで届くような突出部を設ければ、外側
および内側スリット１６、２０を同時にクリーニングす
ることができ、より好ましい。

【００２７】図１７に示すインクジェットヘッド９０で
は、第２の上板６６および第２の下板６８の各突出部２
２、２６の先端に磁石９２、９４がそれぞれ埋設されて
いる。一方、背面電極１０の内部にも上記磁石９２、９
４と同極性の磁石９６が埋設されている。この実施形態
では、各磁石９２、２４および９６の反発磁界の作用に
より、インクジェットヘッド９０と背面電極１０との間
を安定して微小距離に保持することができる。これによ
り、インクジェットヘッド９０と背面電極１０に支持さ
れた記録紙Ｐとの間隔も微小距離に安定して保たれるた
め、記録紙上でのインク滴の着弾位置ずれが起こりにく
く、画質が向上する。特に、記録電極２４を高密度に配
置して高解像度の画像を形成する場合に有利である。

【００２８】図１８に示すインクジェットヘッド１００
には、ヘッド待機時に矢印１０２方向に移動して外側ス
リット１６を閉鎖するシャッタ１０４が設けてある。こ
れにより、インク乾燥およびゴミ付着の防止効果がより
一層向上する。また、内側スリット２０をメンテナンス
するための自走式クリーナーブレード１０６を設けて、
インク飛翔状態の安定化を図っている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態のインクジェット記録装置の印
字部を示す斜視図。

【図２】 インクジェットヘッドの縦断面図。

【図３】 インクジェットヘッドにインクを充填する際
のキャップ吸引の状態を示す斜視図。

【図４】 記録電極に印加するパルス電圧の波形図。

【図５】 パルス電圧の発生回路図。

【図６】 図５の回路の一部の具体的回路構成図。

【図７】 図５の回路の一部の具体的回路構成図。

【図８】 図５の回路の一部の具体的回路構成図。

【図９】 分散インクと溶解インクの電荷注入状態を示
す模式図。

【図１０】 分散型のインク例の組成を示す図表。

【図１１】 分散型のインク例の組成を示す図表。

【図１２】 内側スリットの縁部に凹部を設けた変形例
を示す正面図。

【図１３】 複数部材で構成したインクジェットヘッド
の縦断面図。

【図１４】 内側スリットと外側スリットの間の空間を
先細りにしたインクジェットヘッドの縦断面図。

【図１５】 内側スリットと外側スリットの間の空間を
先細りにしたインクジェットヘッドの縦断面図。

【図１６】 外側スリットのメンテナンス機構を設けた
インクジェットヘッドの縦断面図。

【図１７】 ヘッド先端と背面電極とに同極性の磁石を
それぞれ埋設したインクジェットヘッドの縦断面図。

【図１８】 外側スリット用シャッタと内側スリット用
クリーナーブレードを設けたインクジェットヘッドの縦
断面図。

【図１９】 従来のスリットジェットヘッドの縦断面
図。

【符号の説明】

１０…背面電極、１４…インクジェットヘッド、１６…
外側スリット、２０…内側スリット（スリット）、２
２、２６…突出部、２２ａ、２６ａ…突出部の内面、２
８…インクメニスカス、Ｐ…記録紙。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクメニスカスが形成されているスリ
   ットと、このスリットに配置された記録電極と、上記ス
   リットに空間を隔てて対向する背面電極とを備え、上記
   記録電極と上記背面電極間に形成される電界の作用によ
   り上記インクメニスカスから飛翔したインク滴を上記背
   面電極に沿って搬送される記録紙に付着させて画像を記
   録するインクジェット記録装置において、 上記スリットを間にしてその上部および下部から上記背
   面電極方向にそれぞれ突出する突出部を設け、これら突
   出部の各先端の間に上記スリットに沿って開口する外側
   スリットを形成したことを特徴とするインクジェット記
   録装置。
2. 【請求項２】 上記スリットと上記外側スリットとの間
   の空間が外側スリットに向かって次第に狭くなるように
   上記突出部の対向する内面が傾斜または湾曲しているこ
   とを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装
   置。