JPS60116461A - インクジエツト式画像記録装置 - 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、インクジェット式画像記録装置、特にインク
に電界で制御されたイオンを付着させて帯電させ、相対
する電極の前面に置かれた記録紙に印字する型式のイン
クジェット画像記録装置に関する。

〔従来技術〕

既存の記録方式としては、静電記録法、感熱記録法、放
電破壊記録法、電子写真法等積々のものがあるが、いず
れも特殊な記録紙を使用するために、コスト、記録機構
の複雑さ、記録の寿命等に問題がある。このため、最近
では普通紙への直接記録が可能なインクジェット記録方
式が注目されている。これは、インクが供給されている
ノズルから、このノズルの先端と一定の間隔を保ちなが
らノズルの先端に対して相対的に移動する記録媒体の表
面へ、電界によって加速したインクを噴射して記録を行
うもので、低コスト、無騒音、記録の長寿命等の種々の
利点を有する。

本発明者は、従来のインクジェット記録方式に用いるノ
ズルの代わりに、多数の針状電極上面にスリットを有す
る覆いを設け、そのスリットの間隙をインクの噴出口と
する、電子平面走査が可能な記録方式を先に提案した。

これを第１図に示し、第２図に第１図の動作を説明する
ための電気接続図を示す。また第３図に第１図の実施例
の要部の断面図を示す。第１図、第２図において、１．
１’は板状部材で、両者でスリット２を構成しこのスリ
ット２内にインク３を充満する。スリット２内のインク
はインク容器９内のインク３よシ補給を受け、インク噴
出口に半月状の突面すなわちメニスカスを形成する。４
は記録電極列で、記録電極４ａ、４ｂ、４ｃ・・・４×
から成る。３０は記録電極を支持する支持部材である。

記録電極列４と空間を介して対向する位置に記録紙５及
び接地した対向電極６を配置する。７ａ。

７ｂ、７ｃ、７ｄは記録電源（総称して云うときは単に
７とする）、８は配線、１０は制御電極列で、制御電極
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、　・・−。

１０ｎから成る。２０ａ、２０ｂ’、２０ｃ、　・。

２０ｎは制御電源である（総称して云うときには単に２
０とする）。

インク３の噴出特性は、インク３の物理量、インクの噴
出口と対向電極６の距離、スリット２の幅、インク３に
作用する静圧、記録電圧等に依存するが、電圧以外のｉ
＋２メータは同一とすれば、メニスカスへ印加する電圧
値がある電圧Ｖｏ　よυ大きいとインクは噴出口よシ噴
出する。この電圧■。はしきい値電圧と呼ばれる。

次に第１図の動作を第一図を参照して説明する。・まず
記録電源７ａによシしきい値電圧ＶＯ以上の電圧を記録
電極４ａ、４ｅ、４１に与えるとともに記録電源７ｂ、
７ｃ、７ｄによシしきい値電圧ＶｏＭ下の電圧を他の記
録電極４ｂ＠４ｃ＊４ｄｔｌｉｔン４ｆ、４ｇ、４ｈｅ
・・・、４×に与える。また制御’４噛２０　ａによシ
制御電極１０ａにしきい値電圧☆＋、５％　ｊｔ￥１以
上の電圧を与えるとともに、制御電源２０ｂ。

２０ｃ、・・・、２０ｎによシ他の制御電極１０ｂ。

１０ｃ、１０ｄ、　・・、１０ｎにしきい値電圧Ｖ。

以下の電圧を印加する。その結果、記録電極４ａ近傍の
インク３のみがしきい値電圧ＶＯを超える電位となシ、
インク噴出口より噴出し、記録紙５に付着する。同様に
記録電極と制御電極を任意に選択することによシ、両者
が同時に選択された近傍のインクが噴出する。

しかし、第一図に示す配線では、記録、電源７ａは、記
録電極４ａ、４ｅ、４ｉに同時にしきい値電圧ＶＯ以上
の電圧を印加するようになっておシかつ記録電極４ｅは
制御電極１０ａの比較的近傍にあるため、制御電極１０
ａにしきい値電圧Ｖ。

以上の電圧が印加された場合には、その影響を受けて記
録電極４ｅの近傍からもインク３が誤って噴出するおそ
れがあった。

また第３図から明らかなように、制御電極列１０は、記
録電極列４の支持部材３０と同一部材に設置されておシ
、インク噴出口から離れた位置にあるため制御電極に印
加する電圧を大きくする必要があった。さらに、印加電
圧をそれ程大きくできない場合には、制御電極をインク
噴出口及び記録電極列に近い位置に配置することが好ま
しいが、そのためには上述したように制御電極列１０と
記録電極列４とが同一部材に設置されているため、支持
部材３０の形状が限られてくる。すなわち、支持部材３
０を第３図に示すようにほぼ平坦な形状にする必要がア
シ、それにともないスリット１２を構成する板状部材１
，１′の配置形状も必然的に平坦な形状にせざるを得な
い。結果として板状部材１，１′の外側壁面にインクが
付着し易くなシ、スリットの目詰シを引き起こしてイン
クのＥＪＩＪｈ性が低下するという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の点を改善するためになされたもので、
インクの噴出を適正に行なうことができるとともに、イ
ンク噴出に必要な印加電圧を大きくすることなくインク
の応答特性を向上させることができるインクジェット式
画像記録装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明のインクジェット式画像記録装置によれば、制御
電極列は、スリット部材のスリットの両側に設けられ、
かつ記録電極列は複数の電極で構成される電極群に分け
られ、各電極群の電極は、その電極と協働する制御電極
以外の制御電極の影響を受けないように相互に隔てられ
ていることを特徴としている。

さらに、本発明の別の態様として、上記特徴の他に前記
記録部材の断面形状がインク噴出部で尖っているチーａ
＋形状であり、また前記スリット部材の配置形状も前記
記録部材の断面形状とともにスリット付近で狭く下方に
向かって拡がっているように構成してもよい。

さらに、スリット部材の断面形状をスリット付近で尖ら
せ、スリットを挾んで対向するスリット部材の一方の側
を他方の側よシも記録体に接近させるように構成しても
よい。

〔実施例〕

第７図は本発明の一実施例であって、２はスリット、３
はインク、４は記録電極列、４８ｇ４ｂ＋４ｃ、４ｄ、
４ｅ、　・−，４ｕは記録電極、１０は制御電極列、１
０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ。

１０ｅ、１０ｆは制御電極対１１ａ、１１ｂ。

１１　ｃ、　１１　ｄ、　１１　ｅ、　１１　ｆは制御
電極対に電圧を選択的に印加するだめの制御電極スイッ
チ、１２ａ、　１２ｂ、　１２ｃ、　１２ｄ、　・＝、
　１２ｈは記録電極に電圧を選択的に印加するための記
録電極スイッチ、１３は制御電極電源、１４は記録電極
電源である。第３図に第７図の実施例の要部の断面図を
示す。

第一図と第４図の違いについて説明すると、第一図では
記録電極４ａ、４ｂ、・＝、４ｕのうち、７つおきの電
極が別の制御電極対と協働するように配置されている。

すなわち、記録電極４ａ。

４ｂ、４ｃ、４ｄが制御電極対１０ａに対向しておシ、
記録電極４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈが制御電極対１０ｂに
対向している。一方記録電極はダつおきに同一の電源に
接続されている。たとえば、記録電極４ａ、４ｅ、４１
・・・はいずれも電源７ａに、記録電極４ｂ、４ｆ、・
・・はいずれも電源７ｂに接続されている。

一方、第４図では記録電極４ａ、４ｂは制御電源ｌｅａ
に対向し、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ずはＩＱｂに、４ｇ、
４ｈ、４ｉａ　４Ｊは１０ｃに、４に、４１．４ｍ、４
ｎは１０ｄに、４ｏ、４ｐ。

’Ｑｅ４ｒは１０ｅに対向している。また記録電極はｇ
つおきに共通の記録電極スイッチを経て記録電極用電源
１４に接続されている。たとえば４ａ、４　ｉ、４ｑが
記録電極スイッチ１２ａに接続され、４ｂ、４ｊ、４ｒ
が記録電極スイッチ１２ｂに接続されている。

このように第２図と第り図とでは記録電極がりつおきに
別の制御電極対に対向するよう配置されている点で共通
し、第一図の例ではダつおきの記録電極が共通の記録電
源に接続されているのに対し第を図の例ではｇ′：）お
きの記録電極が共通の記録電極スイッチを介して記録電
源に接続されている点で相違している。

さらに、第Ｓ図に示すように記録部材、すなわち記録電
極列４を支持する支持部材３０の断面形状は上端におい
て幅が狭くなっている、いわゆるチー７４形状であシ、
またスリット部材すなわち板状部材１．１′も支持部材
３ｏの形状にともなって下方に向かって傾斜しておシ、
スリット２において最も接近するよう配置されている。

そしてそのスリット付近には制御電極対１０が埋設され
ている。

さらに、記録紙５の背面の対向電極６には背面電極電源
１５が接続されている。

次にこの実施例の動作について説明する。まず制御電源
スイッチ１１ａ、１１ｂを閉じ、制御電極１０ａ、１０
ｂに制御電極電源１３を接続する。

その後インク３の噴出せしめるべき位置を指定するため
、記録電極４ａ、４ｂ、ｔｃ、４ｄのいずれかに電圧を
印加すべく、記録電極スイッチ１２ａ。

１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを選択的に閉じる。この時、記
録電極スイッチ１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ。

１２ｈのいずれも閉じてはならない。また、この時、制
御電極スイッチ１１　ｃ、１１　ｄ、　１１　ｅ。

１１ｆは閉じてはならない。乙の場合には、記録電極４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの上面にあるインクを噴出させる
ことができる。

次に制御電極スイッチ１１ｂ、１１ｃを閉じ、記録電極
スイッチ１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈの選択によシ
４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ近傍のインク３を噴出させるこ
とができる。以下同様に１１ｃ。

１１ｄを閉じ（他の１１ａ、１１ｂ、１１ｅ、−＝は開
ける）、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの選択を行う
。さらに１１ｄ、１１ｅを閉じ（他の１１ａ、１１ｂ、
１１ｃ、１１ｆ、・・・は開ける）、１２ｅ、１２ｆ、
１２ｇ、１２ｈを選択し記録電極４ｍ、４ｎ、４ｏ、４
ｐの近傍よシインク３を噴出させる。

このような動作を行うと、例えば最初の状態において制
御電極スイッチ１１ａ、１１ｂを閉じ、記録電極スイッ
チ１２ａ、　１２ｂ、　１２ｃ、　１２ｄすべてを閉じ
て記録電極４　ａ、　４ｂ＊　４　Ｃ１４ｄに電圧が加
わった場合には、記録電極４ｉ、４３゜４に、４１にも
同様に電圧が加わる。しかるに制御電極スイッチ１１ｃ
は開いてお〕制御電極１０ｃには電圧は加わっていない
。したがって第一図で示した従来の方式よ少記録電極４
１と制御電極１０ｂとの距離は長く取れるため記録電極
４１の近傍よシ誤ってインクが噴出することはない。以
下同様に制御電極スイッチ１１ｂ、Ｉｌｃ以外がアース
側で、制御電極スイッチ１１ｂ、１１ｃが閉じて制御電
源１０ｂ、ＩＯＣに電圧が加わるとともに、記録電極ス
イッチ１２ｅ＝　１２ｆ＝　１２ｇ＊　１２ｈが閉じて
記録電極４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｍ。

４ｎ、４ｏ、４ｐに電圧が印加された場合にも記録電極
４ｍから誤まってインク３が噴出する事は無い。

また、第３図に示すように、制御電極列１０は記録紙５
に近い位置に配置されているため、制御電極電源１３の
印加電圧レベルを従来に比べ小さくすることができる。

さらにスリット２を形成する板状部材１，１′が平坦で
なく傾斜しているため、板状部材１゜１゛′のスリット
外部の壁面をインクでぬらすことがなく、インク噴出の
応答特性を向上することができる。

第６図及び第７図には、上述したインクジェット式画像
記録装置の板状部材１，１′の断面形状が異なる例が示
されている。第６図に示す例では、第Ｓ図の例に比べて
スリット２を構成する板状部材１．１′の先端部、すな
わち制御電極１０が記録紙５の方向に向って尖った形状
をしている。実験結果によれば、この例は第３図の例に
比ベインク噴出の応答特性が３０ｆｔ向上した。

さらに第７図に示す例では、板状部材１．１′の断面形
状は第６図と同じであるが、一方の板状部材１′が他方
の板状部材１に比べ記録紙５側に接近して配置されてい
る。実験結果によればこの例のインク噴出特性もさらに
向上した。特に板状部材１′を板状部材１よシフ３μｍ
以上記録紙５に接近させた場合がインク噴出の応答特性
を良好であった。

々お、第９図の実施例の説明では、記録電極列をｇつの
電極群に分け、電極をｇつおきに共通の記録電極スイッ
チを介して記録電源に接続しているが、これは本質的な
ものではなく、他の分割方法を用いることもできる。ま
た、図示した例では記録電圧の印加のためにスイッチを
用いているが、これも半導体メモリと半導体電子スイッ
チを用いて置換えることができる。また、制御電極列１
０は２枚の電極板を記録電極列の両側に設けているが、
片側のみに設けてもよい。

さらに、記録電極列４の７つの領域に画信号を与える場
合、一つの領域内に同時に印加しても良いし時間的なず
れがあっても良い。また上記例では、Ｉ己録電極に画信
号を与える鴨合について記述したが、制御電極に画信号
を与え記録電極に制御信号を与えても、すなわち、記録
電極と制御電極との関係を入れかえても良いことはもち
ろんである。

さらに、第Ｓ図ないし第７図の制御電極列は、スリット
部材のスリット付近に全体を埋設した構成をとっている
が、別の構成とすることもできる。

たとえば、金属蒸着によってスリット付近のスリット部
材の内壁に制御電極を設けてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、制御電極列と記録電極列を協働させて
インクを噴出させるインクジェット式画像記録装置にお
いて、記録電極列を複数の電極群に分け、その複数の電
極群ごとに共通の記録電極スイッチを設け、さらに各電
極群の電極が、その電極と協働する制御電極以外の制御
電極の影響を受けないように相互に隔てられているので
、誤動作のない均一性に富む画像記録を行かうことがで
きる。

また、制御電極列をスリット部材に設ける構成としたた
め、記録電極列を有する記録部材の構造が簡単となり、
記録部材の製造が容易となるとともにスリット部材の形
状又は配置は自由に変えることができるため、インク噴
出に必要な印加しきい値電圧を小さくすることができ、
かつインク噴出特性の向上を計ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第７図は従来のインクジェット式画像記録装置における
記録ヘッドの一例を示す斜視図、第一図は第１図の記録
ヘッドの電気接続図、第３図は、第１図の記録ヘッドの
要部を示す概略断面図、 第り図は、本発明のインクジェット式画像記録装置の電
気接続図、 第Ｓ図は、第グ図の要部を示す概略断面図、第６図は、
本発明の別の実施例の要部を示す概略断面図、 第７図は、本発明のさらに別の実施例の要部を示す概略
断面図である。 １．１′・・・板状部材、２・・・スリット、３・・・
インク、４・・・記録電極列、４８〜４−・・・記録電
極、５・・・記録紙、６・・・対向電極、１０・・・制
御電極列、１０ａ〜１０ｆ・・・制御電極対、１１ａ〜
１１ｆ・・・制御電極スイッチ、１２ａ〜１２ｈ・・・
記録電極スイッチ、１３・・・制御電極電源、１４・・
・記録電極電源、１５・・・対向電極電源、３Ｇ・・・
支持部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ｈ　多数の針状電極から成る記録電極列を有する記録
   部材を設け、該記録部材の上方に記録電極列の配列方向
   に平行に延びたスリットを有するスリット部材を設け、
   さらに該スリット部材の上方に記録電極と相対する相対
   電極を設け、相対電極とスリット部材との間を通過する
   ように記録体を支持し、前記記録電極列に電圧を印加し
   、該記録電極列上面に存在するインクを前記スリットを
   通して前記記録体に選択的に付着せしめて可視像を得る
   ようにしたインクジェット式画像記録装置において、前
   記記録電極列を両側から挟むようにスリット部材のスリ
   ットの両側に設けられた複数対の制御電極列と各制御電
   極対に接続され該制御電極対に選択的に電圧を印加する
   手段とが設けられ、各制御電極対は記録電極列中の複数
   の記録電極と協働してインクに電圧を印加するようにな
   っておシ、さらに前記記録電極列が複数の電極で構成さ
   れる電極群に分けられ、各電極群にそれぞれ同時に選択
   された記録電圧を印加する手段が接続され、各電極群の
   電極は、その電極と協働する制御電極以外の制御電極の
   影響を受けないように相互に隔てられていることを特徴
   とするインクジェット式画像記録装置。 ＠　前記記録部材の断面形状がインク噴出部で尖ってお
   り下方に向かって拡がっているチー／４’形状であシ、
   かつ前記スリット部材の配置形状も前記記録部材の断面
   形状にともないスリット付近で狭くスリットから離れる
   につれて拡がっていることを特徴とする特許請求の範囲
   第（４項記載のインクジェット式画像記録装置。 ■　前記スリット部材の断面形状がスリット付近で尖っ
   ている様に構成するとともに、スリットを挟んで対向す
   るスリット部材の一方の側を他方の側よシに記録体に接
   近させるように構成したと−とを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載のインクジェット式画像記録装置。