JPS62259863A - 熱静電インクジエツト記録ヘツド - 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゛りを、熱エネルギと静′二場０電界と
の協働により記録体に飛翔させてＭ像を５唆する熱静電
インクジェット記録ヘッドに関するっ「従来の技術」 ノンインパクト記録法は、記録時における騒音が少ない
ので、電子的画像情報をハードコピー化する方法として
、関心を集めている。

それらの中で、普迎祇に記録でき、しかも定着という特
別な処理なしに記録ので谷る・インクジェブト法は、極
めて有用な記録法とされている。

しかしながら、従来実用化されているインクジェット法
は、インクを密閉する部材に圧力パルスを印加して、吐
出口（オリフィス）からインクを噴射させて記録するも
のである。従って、動作機構上、インク吐出装置を小型
化することができない。また、必要な画像密度の印加を
行うために、インク吐出装置を機械的に走査する必要が
あるので記録を高速化できなかった。

上述のインクジェットの欠点を改良し、高速記録を可能
にする方法として、磁性インクジェット法、平面インク
ジェット法および熱バブルジェット法等が提案されてい
る。上記の磁性インクジェット法は、磁性電極アレイ近
傍に磁性インクを設け、磁界によるインクの盛り上がり
を利用し、画像密度に対応するインク吐出状態を形成し
、静電界で磁性インクを飛翔させるものである。

次に平面インクジェット法は、電極アレイと平行なスリ
ット状のインク溜めにインクを配し、記録紙を介して対
向する。電極と電極アレイ間に形成される電界パターン
に応じて、インクを飛翔させるようにしている。

さらに熱バブルジェット法は、熱エネルギを与えられた
インクが急激に加熱されて膜面沸騰を生じ、オリフィス
内に気泡（バブル〉が急激に形成されることによる圧力
上昇でインクを噴射するものである。

前述した磁性インクジェット法においては、インクに含
有されている磁性粉の発色により、インクジェット本来
の特徴であるカラー化が難しいという問題点がある。

次の平面インクジェット法は、微細なオリフィスが不要
となってインクの目詰まりを改善できるが、インク飛翔
のためにかける電圧が高いので、隣接、近傍電極間の電
圧リークを防止するために、電極アレイを時分割駆動す
る必要があって、それ程高速化が計れないという問題が
ある。

さらに熱バブルジェット法においては、インクに膜面沸
騰を起こさせるために、発熱体を急速に加熱昇温させる
必要があり、インクの熱変質や、加熱手段として設けら
れている発熱抵抗体保護層の熱劣化を生じ易いという実
用上の欠点を有している。

かかる従来のインクジェット法の欠点である低速性を改
善し、また、前述の如く提案されている高速インクジェ
ット法の欠点を持たない新規な高速インクジェット法と
して、インクに熱信号を印加すると同時または順次に静
電界を印加し、加熱された領域のインクだけを静電力に
よって飛翔させる、いわゆる熱静電インクジェット法が
提案されている。

本発明の詳細な説明するために、熱静電インクジェット
法に用いられる熱静電インクジェットヘッドについて説
明する。

熱静電インクジェットヘッドは、インクに熱信号を印加
するための発熱体く発熱要素）と、インクに静電力を作
用するためにインクと電気的に接続される静電透導用電
極、さらに静電力による飛翔を容易ならしめるために、
インク吐出口までにインクを供給保持する手段とから成
る。

かかる手段を具備するものとして、アルミナなどの絶縁
性基板上に、発熱抵抗体を並べた発熱体アレイからなる
第１の板部材と、所定の距離を隔てて対向する第２の板
部材とで形成されるスリット状の空間に、インクをポン
プなどの加圧手段により供給保持するヘッドがある。静
電誘導電極は、第１あるいは第２の板部材上に設けられ
る。

［発明が解決しようとする問題点」 しかし、本発明者等の詳細なる検討によれば、静電誘導
用の電気伝導体層と、記録体を介して電気伝導体層との
間に電圧を印加させたときに、２枚の板部材からなるヘ
ッドのインク飛翔側端部であって、インクが存在しない
場所の電気伝導体層と対向電極との間に気体放電が発生
することがわかった。

この放電現象は、安定したインク飛翔を常に妨げるもの
であり、かつ安全性がわるいという問題がある。

本発明は、かかる事情に基づいてなされたもので、熱静
電記録ヘッドの安定したインク飛翔および安全性の向上
を図った熱静電インクジェット記録ヘッドを提供するこ
とを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 本発明における熱静電記録ヘッドは、２枚の板部材によ
りスリット状のインク収容室が形成されている。この板
部材のいずれか一方の内壁に設けられた電気伝導体層を
、インクの存在しない場所に右いて、インクの存在する
場所に比較して、インクを飛翔する側のスリット端部か
ら遠い所に位置するように形成して、前記の放電現象の
発生を解消している。

この際、上記の２枚の板部材からなる記録ヘッドのいず
れか一方の板部材のみに、インクを加熱させる機能と、
インクを飛翔させる機能とをもたせる場合には、その板
部材に発熱抵抗体層、帰路電極層、絶縁体層および電気
伝導体層が順次積層される。また、上記の２つの機能を
、各板部材に分けてもたせるのであれば一方の板部材に
は、発熱抵抗体層、帰路電極層および絶縁体層を順次積
層し、対向する他の板部材、には、電気伝導体層のみを
設ければよい。

このような記録ヘッドを用いて、熱静電インクジェット
記録を行うには、インクを上記のインク収容室内に供給
し、画像情報に応じた電気信号を発熱体に印加すると同
時または順次に、電気伝導体層と対向電極との間に静電
場を発生させることにより、気体放電を生じることなく
発熱箇所のインクを記録体へ飛翔させることができる。

前述したように形成された電気伝導体層を用いることに
より、常に安定したインク飛翔および安全性のよい静電
インクジェット記録ヘッドを提供することができる。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、記録ヘッド１には２枚の板部材２．３
を適宜の間隔をもって対向して配置し、かつその両側端
を１対の壁板４で閉塞することにより、上部に吐出口５
を有するスリット状のインク収容室６が形成されている
。

画板部材２．３のうちのいずれか一方、たとえば板部材
２の内面には、図示しない地縁基板が設けられている。

この絶縁基板上には、吐出口５の長手方向に沿って複数
の発熱抵抗体７が第、３図に示すように設けられている
。

上記絶縁基板上には、発熱抵抗体７に一端が接続してい
る複数対の帰路電極８．９が設けられている。帰路電極
８．９の上には、絶縁体層ｌｌおよび電気伝導体層１２
が順次積層されている。

記録ヘッド１の吐出口５側には、記録体１３を介して対
向電極１４が配設されていて、対向電極１４の矢印方向
へ回転時に、記録体１３を矢印方向に送っている。上記
電気伝導体層１２と対向電極１４は電気的に接続されて
いて、両者間に電圧を印加することにより静電場が発生
する。

発熱抵抗体７は、窒化タンタル３００人を反応性スパッ
タリング法により着膜し、ホトリソエツチング法により
第３図に示すように各画像ドツト毎に分離して形成され
る。個々の発熱抵抗体７の大きさは、１１０μｍＸ７９
μｍであり、抵抗値は約１８００である。

通電用の制御および帰路電極８．９は、ニッケルクロー
ム約５００人、金的１０００ＯＡを順・次一様に蒸着し
、ホトリソエツチング法で形成されている。

絶縁体層１１は、二酸化ケイ素約２μｍをＲＦスパッタ
リング法により着膜して形成されている。。

静電誘導用の電気伝導体層１２は、クローム約５０ＯＡ
、銅約１００００人、クローム約５００人を順次蒸着し
てホ）　ＩＪソエッチングを行っている。第１層目のク
ローム層は、二酸化ケイ素と銅の密着性をよくするため
に、そして第３′層目のクローム層は、酸化防止膜とし
て着膜されている。

第１図に示すように、記録ヘッド１は、インクの存在す
る場所Ａと、その両側のインクの存在しない場所Ｂとに
より成っている。

インクの存在しない場所Ｂの電気伝導体層１２の吐出口
５側の端部１２ａは、インクの存在する場所の端部１２
Ｃよりも約１ｍｍ位インク供給側（第１図において下方
側）に落ち込んだ位置に形成されている。インクの存在
しない場所Ｂは、対向する板部材３との接着や、帰路電
極１２ｂをとるために利用されている。

このような本発明の熱静電インクジェット記録ヘッド１
を用いての画像形成は次のように行われる。画像情報に
応じた箇所のインクを、約３００°Ｃまで瞬間的に昇温
し、その粘性、表面張力および電気伝導性等のインクの
物性値の急激な変化をもたらす。

これにタイミングを合わせて、対向電極１４と記録ヘッ
ド１の電気伝導体層１２間に静電場を印加することによ
り、上記の箇所のインクを飛翔させることができる。な
お、対向電極１４と記録ヘッド１の吐出側の端面１ａと
の距離は、３００μｍである。そして、発熱抵抗体７へ
の印加エネルギは、０．４ＷＡＴ１０．７ｍ５ｅｃであ
る。

以上のように、インクの存在しない場所の電気伝導体層
１２の端部１２ａを、インクの存在する場所の電気伝導
体層１２の端部１２ｃから１段下げた位置に形成するこ
とにより、この端部１２ｂと記録体１３を介して設けら
れた対向電極１４との間の静電場を著しく弱くして、こ
の場所における気体放電およびこれによる画像の乱れを
防止することができる。

上記実施例においては、インク加熱機能と、インク飛翔
のための静電誘導機能の両方を、２枚の板部材のうちの
一方にもたせた構造について述べたが、電気伝導体層１
２を第２図の鎖線１２Ａで示すように他方の板部材３に
設けて、上記の両機能を２枚の板部材２．３に分割して
もたせることも可能である。

本実施例では、電気伝導体１ｉｉｉ１２を、ホ）　ＩＪ
ソエッチングにより形成した場合について述べたが、よ
り微細なパターンを得るために、電気伝導体層の着膜を
マスク蒸着で行ってもよい。

「発明の効果」 本発明によれば、２枚の板部材を対向させ、その一方の
内面に設けられた電気伝導体層の吐出口側の端部におい
て、インクの存在しない場所の電気伝導体層の端部を、
インクの存在する場所のそれよりもインク供給側に１投
下げた位置に形成することにより、インクが存在しない
場所の電気伝導体層の端部と対向電極との間における気
体放電およびこれによる画像の乱れおよび安全性の低下
等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す静電インクジェット記
録ヘッドの電気伝導体層を示す縦断正面図、第２図は上
記記録ヘッドの加熱抵抗体部を示す縦断正面図、第３図
は上記記録ヘッドの縦断側面図である。 １・・・・・・熱静電インクジェット記録ヘッド、２．
３・・・・・・板部材、 ５・・・・・・吐出口、 ６・・・・・・インク収容室、 ７・・・・・・発熱抵抗体、 ８．９・・・・・・帰路電極、 １１・・・・・・絶縁体重、 １２・・・・・・電気伝導体層、 １２ａ・・・・・・インクの存在しない場所の電気伝導
体層の端部、 １２ｃ・・・・・・インクの存在する場所の電気伝導体
層の端部。 出　　願　　人 富士でロツクス株式会社 代　　理　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、適宜の間隔をもって対向している１対の板部材の両
   側端を接合することにより、長尺のインク吐出口を有す
   るスリット状のインク収容室を形成し、インク収容室内
   のインクにパルス状の電界を印加すると同時またはこれ
   に先行して、画像情報に応じた熱エネルギを、上記吐出
   口の長手方向に沿うインクに選択的に加えて、加熱箇所
   のインクのみを記録体に飛翔させて画像を形成する熱静
   電インクジェット記録装置において、上記板部材のいず
   れか一方の板部材の内面に設けられた電気伝導体層の吐
   出口側の端部であって、インクの存在しない場所の端部
   が、インクの存在する端部に比較して、吐出口から遠い
   位置に形成されていることを特徴とする熱静電インクジ
   ェット記録ヘッド。 ２、上記板部材の一方の内面に、インクの加熱を行う発
   熱抵抗体配列層、各発熱抵抗体配列層に接続する電極層
   、絶縁体層および電気伝導体層を、順次積層させたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の熱静電イン
   クジェット記録ヘッド。 ３、上記１対の板部材の一方の内面に、発熱抵抗体配列
   層、電極層および絶縁体層を順次積層させ、かつ、他方
   の板部材の内面に、電気伝導体層を配設することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の熱静電インクジェ
   ット記録ヘッド。