JPS62288050A - 一体型ノズル板組立体及びその製造方法 - 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】 ６、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は連続流型インクジェットプリンタ、より詳細に
は一体型の電気流体力学電極及びノズル板からなる印字
ヘッドを有するプリンタに関する。

〔従来の技術〕

一般的に連続流型インクジェット装置は多ノズルを有す
る小滴発生器を有する印字ヘッドを使用しており、そこ
からインク小滴の連続流が放出されて記録媒体や収集溝
へ向けられる。インク流がノズルから一定の距離におい
て一連の均一な／ＪＳ滴に解体されるように、インクは
ノズルを出る前もしくけ出る間に刺激される。小滴は形
成されると、小滴に解体される位置のインク流に隣接配
置さ扛た電極により帯電電圧を加えられて選択的に帯電
される。帯電された小滴は電界により偏向されてインク
収集溝へ行き再使用さ詐るか、小滴径路上を比較的高速
度で連続的に移送される紙等の記録媒体上の特定位置へ
行く。

印字情報は電極による帯電により小滴に転送され、帯電
制御電圧は／ＪＮ摘発摘発波周波数じ周波数で帯電電極
へ加えらｎる。これにより、各小滴が個々に帯電さｎ１
他の全ての／Ｊ＼滴と異なる明確な位置に配置されるか
もしくは溝へ送られる。各帯電電極が関連するインク流
の小滴形成と同相で励起されない限シ、印字情報を適切
に小滴に転送することができない。小滴は記録媒体に向
って飛翔し続けると、電界を通退しそこで個々の帯電／
ＪＮ滴は帯電の大きさに従って記録媒体上の特定ピクセ
ル位置へ偏向される。

連続インクジェットアレイ全摂動させる一般的方法は圧
電ドライバによる方法である。ドライバは音波全発生し
それはインク槽を横切してノズルに達し、ジェット’を
摂動させ理想的には中断長及び位相に関してジェット全
均一に解体させる。このようにして、小滴発住器槽すな
わちマニホールドは２つの機能を有し、それはインクを
個々のノズルに分布することと音響エネルギ金側々のジ
ェットに分布して制御さｎた均一な小滴への解体を行う
ことである。

実際上、この方法には多くの困難が伴い、その大部分は
マニホールドすなわち槽に関連している。

槽はジェットへの音波径路であるため、音響的に投網し
なけｎばならない。これは使用材が音響的にインキと一
致し製作は高精度で行わなけｎばならないこと全意味す
る。完成された。Ｊ＼滴発生器は精密なノズルプレイを
必要とする精密な槽内に正確に配置され九圧電ドライバ
會必要とする。設計基準に合致する小滴発生器は大型、
重量で製作コストが高く、キャリッジ型構成で使用する
場合キャリッジ機構に荷］（’に加えることになる。

圧電ドライバからの音響エネルギをノズルから放出され
る個々のインク流へ分布する音響槽を有する印字ヘッド
に関連する問題を解消するために、電気流体力学電極全
印字ヘッドノズルあるいはオリフィスに配置するか、も
しくはある種の熱エネルギパルスを使用してインク流會
摂動させノズルから一定の距離においてインク流を均−
に解体させることができる。

イートンの米国特許第、５，８７８，５１９号には、圧
力下でノズルから放出さｎるインク流に選択的に熱エネ
ルａ？會加えて、インク流が任意に小滴に解体される前
にインク流の連続セグメントの表面張力を低減すること
が開示されている。加えるエネルギの量及び持続時間が
ノズルから所定距離にあるインク流の解体点を制御する
。熱部はインク流もしくはノズル内のノズルオリフィス
外面に配置さ詐た環状もしくは部分環状抵抗ヒータによ
り熱エネルイヘ変換される高強度光線とすることができ
る。

スィートの米国特許第３，５９６．２７５号にはＫＨＤ
励起器の基本概念が開示さｎている。開示されている電
気流体力学（ＥＨＤ　）装置はこれを達成するのに非常
に高い電圧と高価な変圧器を必要とする。高電圧は電気
的橡雑さと、高いコストと安全上の問題を表わしている
。流体柱全励起すなわち脈動させるのに必要な高電圧は
後続する／Ｊ％滴帯電ステップと干渉する。

バソース等の米国特許第３，９４９，４１０号にはノズ
ルと一体化さｎたＫＨＤ励起器が開示さｎている。第４
図に関して、スィートが前記特許で初めて明示したＥＨ
Ｄの基本プロセスが説明されている。

バソース等はノズルオリフィスの形状に関連する電界に
よる流体柱の周期的膨張及び非膨張を報告している。彼
らはさらに、膨張（すなわちｌ」＼滴分離ンの波長が膨
張すなわち摂動周波数で除した流体速度で与えられると
いう流体機構Ｍ１理を開示している。

クロー９の米国特許第４，２２０．９５８号には電気流
体力学的励起により摂動が行われる連続流型インクジェ
ットプリンタが開示さｊしている。ＫＨＤ励起器は小滴
間隔のおよそ１／２に等しい長さの１個もしくは数個の
ポンプ電極で構成されている。

多ポンプ電極の実施例が／」＼滴間隔すなわち波長のお
よそｌ／２の倍数の間隔でノズルから下流に配置さｎて
いる。

パソースらの米国特許第４．Ｄ　４７，１８４号にはシ
リコン基板中に異方性エツチングにより開口を形成した
連続流型インクジェットプリンタに使用する帯電電極プ
レイか開示されている。開口壁の導電性拡散層により、
開口全通過するインク流の解体点においてｌ」１滴に電
荷會加えることができる。

一実施例において、インク流を放出するプリンタノズル
は帯電電極と組み合さｆしている。

バダール等の米国特許第４，６４３，０１３号には、イ
ンクジェット印字ヘッド用ノズル板が開示されている。

ノズル板の前面及びノズルオリフィスの周辺領域には接
水性金属すなわちプラスチックで構成されたインクに関
して非湿潤被覆すなわち材料が設けられている。ノズル
板はガラスであり、ノズルはホトエツチング工程により
内部に生成される。ノズル板の前面（下流側）にはクロ
ム、ニッケルもしくはテフロン等の撲水材が被覆されて
いる。このような被覆はノズル周ヤの前面にインクが沈
積するの全防止する。

ニーの米国特許第４，５５５，０６２号には、インクジ
ェットプリンタのノズルに対するイオン表面処理が開示
されている。ノズル版前面及びノズル面はイオン活性化
されて、インクに加えられる抗湿潤コンパウンドの幾分
かを表面が選択的に吸収できるようにされている。所望
の抗湿潤コンパウンドが陰イオンである場合には、ノズ
ル面は陽イオンにより前処理される。陽イオン抗湿潤コ
ンパウンドの場合には、表面は陰イオンで前処理される
。前処理方法は主としてノズル製造材の性質に依存する
。ノズル面が二酸化珪素である場合には、ホウ素等のＰ
型イオンを注入することができる。

ノズル面がニッケル等の金属である場合には、湿式化学
によりクロム等のイオンケ加えることができる。ミネソ
タ州、ミネアポリスの６Ｍ社から入手できるＦＣ−１４
３等の代表的表長鎖陰イオン非湿潤剤全インクに溶解し
て前処理さｎたノズル面領域により吸収することができ
る。

シュトラムの米国特許第４．５６０，９９１号には、連
続流型インクジェットプリンタ用電鋳蛍電電極が開示さ
ｎている。帯電電極構造は機数の電極全間隔をとって埋
設した誘電体基板からなっている。

導電回路導線が誘電体基板の第２の面内へ埋設され電極
に接続されている。従って、電極は電圧源により充電す
ることができる。

ウニインバーブの米国特許第４，５６８，９４６号には
、通過する個々のインク小滴上の電荷上感知して信号を
出力し、それ全帯電電極に加わる帯電電気パルスのタイ
ミング制御に使用する帯電電極手段が開示さｎている。

帯電電極手段はその両面間に間隙を設けるように互いに
間隔會とって配置された一対の電気絶縁部材からなって
いる。導電帯電電極層がこれら両面上に設けら：ｒＬ！
気的に接続されている。

同期インク流のＫＨＤ刺激において、電極は一般的にイ
ンク流近辺でノズルの幾分下流に配置されている。この
電極はインク流に関して時間と共に変動する電圧により
バイアスされ、従って、例えば誘電スペーサによりイン
クから電気的に絶縁しなければならない。ノズルを出る
インク流の始めからＢＨＤ電極までの距離は誘電スペー
サによル定義される。インク流の起動及び停止中にイン
ク蒸気、インクミスト及びインク汚損にさらされる不良
環境では誘電スペーサは絶縁体として機能しなけｎばな
らない。従来技術のＥＨＩ５刺激連続流インクジェット
印字では、インク流と電極間の抵抗は小滴上連続的に発
生するのに低すぎることが判っている。このよりなＩＨ
Ｄ刺激インクジェットプリンタはしはしは始動後の長い
回復期間で短絡され、それは印字動作中のインク流に時
間依存することが判っている。前記問題の原因は誘電ス
ペーサを湿潤するインクであることが判っている。スペ
ーサ表面は微隆起を含み、たとえスペーサ材がインクに
対して非湿潤性であっても、これらの微隆起が湿潤の原
因となる。

誘電スペーサ湿潤及びコストの高い製造法という従来技
術の問題を克服する連続流型インクジェットプリンタの
多ノズル印字ヘッド用一体型１１ｆＨＤ電極及びノズル
板を提供することが本発明の目的である。

本発明において、インク流を放出する多ノズルすなわち
オリフィスを含むノズル板を有する印字ヘッドを具備す
る改良型電気流体力学刺激連続流型インクジェット装置
が開示される。ノズル板はそれと一体的にインク流を包
囲する円型の電気流体力学（ＥＨＤ　）電極を含んでい
る。一体重ノズル板及びＥＨＤ電極のコスト効果のある
製造方法が開示されておシ、一体重ノズル板は一面にノ
ズル板を有し他面にＢＨＤ電極を有する一枚の所定厚の
誘電材からなっている。製作中に、ノズル板とＥＨＤ電
極間の誘電材はＥＨＤ電極をマスクとして使用して除去
され、ノズル板に対して底を付は各オリフィスと同心の
円筒状凹みが形成される。凹みはオリフィスよりも直径
が大きくインク流がそこから放出される。凹みと誘電材
の一体面は被接さ扛てインクによる湿潤を解消する。

〔実施例〕

第１図を参照として、本発明の一体型電気流体力学電極
及びノズル板１２を使用した連続流型インクジェットプ
リンタ１０を示す。流体インク１１は槽１３内に収容さ
れポンプ１４によりインク小滴発生器１６のマニホール
ド１５へ移動される。小滴発生器は一体型ノズル板１７
、誘電スペーサ１８及び各々が連続インク流１９會放出
する操数のノズルすなわちオリアイス３８（第２図及び
第６図に示す）を有し以後一体ノズル板組立体１２と呼
ぶ電気流体力学電極２１會有している。

従来技術で良く知られた方法により、電極からの同期イ
ンクジェット流の規則的な電気流体力学的刺激によりノ
ズル３８から有限距離においてインク流から小滴２０が
形成される。ＥＨＤ電極はインクジェット流に関して時
間と共に変動する電圧によりバイアスされ、従って誘電
材すなわちスペーサ１８によりインクから電気的に絶縁
しなければ力らない。ＩＨＤ電極とノズル板間の距離は
第２図及び第６図に関して詳説するスペーサとして定義
される。マニホールド１５内のインク圧はポンプ１４に
よ多制御され、小滴２０の速度を確立する。

ＫＨＤ電極２１によフ導入される脈動刺激は小さいが、
小滴発生速度全確立するのに適切である。速度及び小滴
周波数が共にマイクロコンピュータや制御器２２０制御
下にある。ｔＪＳ滴速度はポンプを調整してマニホール
ド１５内のインク圧を適切に増減して制御される。制御
器は増幅器２３及びＤ　／　Ａ変換器２４を介してポン
プ１４と連絡されている。制御器は増幅器２５及びＤ／
Ａ変換器２６ｔ−介してＩＨＤ電極と連絡さｎている。

各ノズルに対する帯電電極２７はインク流１９から７５
滴２０が形成される位置に配置されている。

帯電電極も制御器２２０制御下にある。帯電電極２７は
増幅器２８及びＤ　／　Ａ変換器２９′Ｉｒ、介して制
御器に接続されている。帯電電極の機能は小滴２０に負
、正もしくは中性電荷を与えることである。流体インク
は導電性であシ、マニホールド１５を介して電気的に接
地さｎる。／Ｊ％滴形成時に制御器により電極２Ｔに電
圧を加えると、小滴は電極に加わる電圧に対応して帯電
される。第１図の実施例において、非帯電７５滴は非偏
向飛翔径路３０に沿って記録媒体３１に達する。帯電／
ＪＳ滴は電荷の符号に従って、第１図の図面に直角な面
内の径路３０の左右に偏向される。小滴２０の所定値の
正負の帯電により、小滴は中央線径路３ｏの右もしくは
左に配置された溝３７円へ向う径路に従う。溝３７内に
収集されたインクは導管３３ｔ−介して槽１３へ戻る。

第１図は側面図であるため１本のインク柱しか図示され
ていないが、一連のノズルをマニホールドに沿って延在
させて一連の平行インク柱を発生することができる。

非帯電もしく位置３７に行く軌道を生じるのに不充分な
レベルに帯電されている小滴はドロップセンサ３２全通
って記録媒体３１へ向けられる。

ドロップセンサ３２は記録媒体に向うインク小滴の通過
を感知し、プリンタの動作を修正して複数のインク流か
らのインク小滴が記録媒体上に適切に配置されるの全保
証するために使用される。実施例のようにステッチシス
テム全使用する場合には、ドロップセンサ３２はインク
小滴が互いに適切にステッチされて記録媒体上の各増分
領域に一つの／Ｊ１滴発生器ノズルからの小滴がアクセ
スできることを保証する。代表的ドロップセンサ３２の
使用及び応用例が、本発明の腺受入に譲シ受けられたク
リーン等の米国特許第４，２５５，７５４号１インクジ
エツトレコーダ用光フアイバ感知方法及び装置″に開示
されている。

インク小滴を再循環させる第２の溝３４がドロップセン
サ３２’に使用してシステム七校正する時に発生する小
滴ｔ−Ｍ断するのに使用さ詐る。本発明が特に適した一
つの応用は、連続する記録媒体すなわち記録紙３１がイ
ンクジェット印字ヘッド會通過して情報がコード化され
る高速インクジェット装置である。プリンタ全周期的に
再校正して、Ｊ−滴２０が記録部材３１上の所望領域に
向うこと全保証するのが望ましいことが経験的に判って
いる。この校正を行うために、インク／Ｊ１４発生し、
こｔらの／」１滴を受は止める位置に記録部材３１が無
い場合にセンサ３２を通過させる。従って、校正動作モ
ードにおいて、記録媒体に衝突するはずの小滴を遮断す
る位置に溝３４を配置する必要がある。第１図に移送機
構３５も示す。移送機構３５は記録紙３１等の個々の記
録媒体を制御された速度で／ＪＳ滴流を通過させるのに
使用する。本プリンタは高速装置であるため、用紙を移
送機構に送出しプリンタ１０でコード化した後移送機構
から剥ぎ取る機構全移送機構３５に含ま々ければならな
い。本発明の主題である一体型ノズル板組立体１２とは
無関係であるため、移送機構３５のこれらの特徴は第１
図に示されていない。

前記クリーン等の特許に開示されたステッチセンサはセ
ンサ支持板３６上に載置されている。支持板は開口３９
を有し、ノズルから放出される／ｈ滴２０はそｎを通っ
て校正中に溝３４に収集されるか記録媒体３１上に印字
される。帯電小滴は各ノズルを付随する偏向電極４０間
の静電界により偏向される。偏向電極４０には極めて高
い電圧が接続され偏向電界全生成する。電圧間の電位差
は一般的に２．、Ｏ，Ｄ　Ｏ〜３．０００　Ｖの大きさ
である。

帯電電極２７に加わる電圧の大きさは一般的に１０〜２
００ｖの範囲である。

インク小滴発生、帯電及び記録媒体の移送は全てＤ　／
　Ａ及びＡ　／　Ｄ変換器によフプリンタ１０のさまざ
まな要素とインターフェイスする制御器２２により制御
される。制御器は帯電電極２１に加わる所望電圧を表わ
す一連のデジタル信号を受信する入力６０を有している
。次に、制御器は所望の帯電電圧を表わす多ビツトデジ
タル信号を発生する。前記したように、Ｄ／Ａ変換器２
９は所望の帯電電圧を表わすデジタル信号をアナログ信
号に変換し、それは電力増幅器２８に接続され、次に帯
電電極２７’（ｃ励起する。

複数の帯電電極２Ｔに対して帯電電圧を発生する他に、
制御器２２はＡ／Ｄ変換器４４を介してセンサ３２から
入力全受信し、モータ４１奮駆動する第２のＤ　／　Ａ
変換器４３會介して記録媒体３１の移動速度上制御し、
第６のＤ　／　Ａ変換器２６を介した電極２１によるＥ
ＨＤ励起にょジインクジエツト流の摂動を制御し、第４
の１Ｊ　／　Ａ変換器２４によりボンプ１４がマニホー
ルＦ１５内側に維持する圧力を制御する。クリーン等の
米国將許に開示されているように、センサ３２は電気的
ゼロ交差信号を発生するのに使用される２つの出力ファ
イバの各々に対して一つずつの一対の光検出器を使用し
てインクｌ」・滴を感知する。ゼロ交差信号は２つの出
力ファイバ間の距離の二等分線に関する／Ｊ％滴の一致
や不一致全示すのに使用される。

本発明のセンサは１本の入力光ファイバを使用しておシ
、各ステッチ点に対して２本の出力光ファイバ全使用し
ている。ファイバの自由端は互いに僅かな距離だけ離さ
れておシ、入力ファイバの自由端は小滴の飛翔径路の一
方側にあり、出力ファイバの自由端は尺対側にある。入
力ファイバの遠端は赤外発光ダイオード等の（図示せぬ
〕光源に接続されている。各出力ファイバの遠端は例え
ば赤外放射に応答するホトダイオード等の（図示せぬ）
独立光検出器へ接続さｎている。インクは赤外線に対し
て実質的に透明であり、通常インク／ｈ滴センサに付随
する汚損問題が低減される。光ダイオードが（図示せぬ
）差動増幅器に接続されておシ、増幅器の出力が関連す
る入力ファイバに直面する出力ファイバ端とその間を通
過する／ＪＳ滴間の距離の二等分線に関する小滴の位置
のｎ１１１定値となるようにさｎている。増幅器出力は
比較器４５へ接続さ扛、次にそれはＡ　／　Ｄ変換器４
４を介して制御器２２へ接続されサーボループにおいて
後に発生する／４１滴全二等分線位置へ位置決めするの
に使用さ扛る。別々の隣接ノズルから投射される隣接す
る一番端の小滴間の位置で１個のゼロ交差信号検出器を
使用することにより、これらのノズル間のステッチ点を
制御して各ノズルにより印字さ扛る各行の小滴のセグメ
ン）Ｔｈ調整し記録媒体３１上のギャップや過剰印字を
防止することができる。

第２図に、一体型ノズル板組立体２の一部の拡大等角図
全示し、それはマニホールド１５に定着もしくは接着さ
れておシ破線で示す加圧インク流１９がそのノズル３８
中を流れている。一体型ノズル板組立体は３つの要素か
らなる、すなわち均一な厚さの誘電材１８層の両側にノ
ズル板１７と］ソ 各ノズルに１個ずつの１組の１ＣＨＤ電極２１である。

誘電材はＫＨＤ電極をノズル板から電気的に絶縁して切
り離す。誘電材の一部とＩＤ電極の一部全除去してノズ
ル板１Ｔ内のノズルを明確に示している。第６図は第２
図の視線６−６に沿った一体型ノズル板組立体の断面図
である。

頁幅印字構成において、一体型ノズル板組立体１２は記
録媒体の実質的に幅にわたって延在する少くとも一列の
ノズル３８に有している。小滴発生器は静止され、第１
図の記録媒体３１は印字動作中に断続的にそこを通過す
る。ノズル列は記録媒体の移動力向に実質的に直角であ
る。通路４８は誘電材を直角に貫通する。こｎらの、ｉ
Ｍｊ３はノズル３８と同軸状と一致しており、ノズルよ
りも大きな内径を有している。ＥＨＤ電極はほぼ同じ内
径を有する誘電材の通路を取シ巻いている。実施例にお
いて、各一体型ノズル板組立体は１１６個のノズルを有
し、各ノズルはおよそ２５ミクロン径であシ間隔は中心
間でおよそ１０７ミルすなわち２．７ｘである。通路４
８の内径及びＥＨＩＩ電極２１の内径はおよそ３〜５ミ
ルす々わち７５〜１２５ミクロンである。

あらゆる連続流インクジェットプリンタにおいて、加圧
インクはインク流として強制的にノズルから出さ扛、こ
れらのインク流は正確な所定径を持たなければならない
。電気流体力学（ＩＩＣＨＤ　）的刺激インクジェット
構成において、インク流の自由面にはバイアス電極２１
からの電界が作用する。

電極はノズルに近接配置され、見ＨＤ電極は正確な所定
サイズでなければならず、ノズルに関する位置は高精度
に定義しなければならない。媒体及び高分解能インクジ
ェットプリンタに対する精密条件は従来の製造方法では
達成でキ彦いよう々ものである。ＢＥＤ電極刺激インク
流の最も重要な幾伺学的パラメータはノズル径、ノズル
外形、電極径、電極厚、ノズルと電極間距離、及びノズ
ルと電極間の同心性である。ノズルや電極が実施例の軸
対称形と異なる形状である場合には、−組の類似のパラ
メータが適用される。さらに、時間と共に変動する電圧
にバイアスされている］！ＨＤ電極はインりから電気的
に絶縁しなければならず、本発明のようにノズル板が導
電材で出来ている場合には、ノズルからも絶縁しなけれ
ばならない。型費な幾伺学的パラメータを維持するため
に、従来技術の装置は一般的に独立した電極板と独立し
たノズル板を製作し、各々全必要な精度の寸法に製作し
て、次に両者全精密に一致させることを教示している。

これは困難でコストの高い製作工程である。

実施例では、複数の線型ジェットノズルセットがガラス
や弗素ポリマ等の固体誘電材板の一面に電鋳されている
。ノズルと精密に一致するために、各組のノズルに対し
て複数の電極が固体誘電板の他面上に電鋳される。固体
誘電板は５　ｘ　Ｉ　Ｄ−’　ｍ〜５ｘ１０″−４ＷＬ
すなわち５０〜５００ミクロンの範囲の厚さを有してい
る。ノズルや電極を一部もしくは完全に電鋳した後、電
極やノズルを誘電板金除去するためのマスクとして使用
して固体＠電板をノズル及び電極付近から除去する。次
に、一体ノズル板組立体全接着等によりマ二ホールド１
５へ取りつける。また、高精度ホトリングラフィを使用
して電鋳工程の開始パターンを与え、それによって誘電
板両面の將牽に２−５　ｘ　Ｉ　Ｄ−’　ｍすなわち２
．５ミクロンよりも高精度で一致させる。

ケンワーシイの米国特許第４，１８４，９２５号に開示
さｎたホトリソグラフィック工程と類似の工程でノズル
板１７全形成しノズル３８會作るのに低機械応力過成長
型ニッケル電鋳金使用することができる。このようにし
て、第２図及び第５因に示すように、各ノズル板は一連
のノズル３８を有し各ノズルはそれぞれ浅い凹み４９に
有している。

（図示せぬ）栓が７５ミクロン径、０．１５ミクロン厚
及び中心間間隔２６７％で薄いホトレジスト材で形成さ
ｎている。これらの栓は後に容易に取シ外すことができ
る。ニッケル電気メツキ工程中に、ノズル板は栓に到達
し栓の頂部にかぶさる。栓の縁周りのニッケルは誘電材
から外向方向だけでなく栓類部上の放射方向のめつきも
含めて導電性であるため、めっきは栓の頂縁上を内向き
にクリープ開始する。栓±の開口が実施例ではおよそ２
５ミクロンであるノズル板１７内のノズル３８の正確な
所望径までニッケル材により閉成されるまでめっきは継
続する。ＥＨＤ電極はニッケルとすることもできる。こ
の場合、誘電材の反対面にはホトレジストによりホトリ
ソグラフィックパターンが形成され、それは電極が１〜
２ミルすなわち２５〜５０ミクロンの所望厚に達した後
容易に除去することができる。

実施例のように誘電板がガラスである場合には、エツチ
ングマスク等の電鋳特命ヲ使用したエツチングによりミ
極及びノズル近辺から除去する。ガラス板の一例ハニュ
ーヨーク州、コーニングガラス社がら供給されるマイク
ロ板ガラス（０２１１ガラス）である。別の例では、弗
素ポリマー會使用することができる。電極２１側から一
体型ノズル板組立体１２上へ高強度オーバサイズレーデ
ビームを指向し、電極全シャドウマスクとして使用しな
がら各電極及び関連するノズル近辺のポリマー’＆蒸発
させることによりミ極及びノズル近辺から弗素ポリマー
を除去する。使用できる弗素ポリマーの例は全てデュポ
ンネムーア社から提供される弗化エチレンプロぎレン（
テフロン■Ｐｉｐ　）及びテトラフロロエチレンパーフ
ロロ（プロピル−ニルエーテル）共３１体（テフロン■
、　ＰＦＡ　）　ｌｆｉから選定される。また、電極及
びノズル板の電鋳特徴にはレーデによりボリマーを除去
する前にレーザ放射に対して高抵抗率を有する異金属薄
層全被覆することができる。実施例におい１、浅いノズ
ル凹み４９は誘電材全通る通路と同じ内径を有している
。

連続流インクジェットプリンタの電気流動刺激において
、電極はノズルから幾分下流のインク流近辺に配置され
ることが良く知られている。この電極はインク流に関し
て時間と共に変動する′６圧によりバイアスされており
、従って誘電スペーサによりインクから電気的に絶縁し
なけｎばならない。ノズルから電極までの距離はこのス
ペーサにより定義される。インクジェットプリンタの始
動及び停止中にインク蒸気、インクミスト及びインク汚
損にさらされる不良な環境下ではこのようなスペーサは
絶縁体として機能しなければならない。

従来技術の装置では、インク流と電極間の抵抗は連続的
に小滴音発生するには低すぎることが判っている。また
、始動後の長い回復期間により短絡され且つインク流と
時間依存性であった。こｎらの問題の片因はインクが誘
電スペーサ全湿潤することである。誘電スペーサ表面は
一般的に微隆起ｔ−ｆｆ１み、そのためスペーサ材がイ
ンクに対して非湿潤性であっても湿潤させる。同期連続
インク流を連続的且つ安定にＩ！ＨＤ刺激するために、
スペーサ表面はインクにより湿潤されない滑らかな材料
で被覆しなけｎば力らない。

実施例において、好ましくはＶＭＰナフサである軽脂肪
族炭化水累中に溶解さｎたパラフィンとエチレンビニル
アセテート共重合体の混合物を含むインクに対して非湿
潤性の被覆を準備した。いくつかの混合比及び濃度でも
良好に作用するが、好ましい処方はパラフィンと共重合
体の重量比は２．８　：　１　、Ｍ液内の固体と液体の
重量比は０．１：１であった。パラフィンは融点が６０
〜６２℃のマセソンコールマンアンＰベル社から供給さ
れているヒストワックスグラニラ−であった。共重合体
はアルＦリツヒケミカル社から提供されるビニルアセテ
−）　濃度４０　％のエチレン７２″ニルアセテートで
あった。他の例では、５Ｍ社から市販さｎているトレー
ドマークフルオラドＦ′Ｃ７２１、’Ｌ６６７４及びＦ
ａｌｏの被覆を使用して成功した。

誘電通路の表面に被覆を施す前に、一体型ノズル板組立
体１２ｆｆｉマニホールド１５に接着して小滴発生器を
完成し、ノズル板１７が外面領域層υで接着材を受容す
る。これによって、一体型ノズル板組立体を接着した時
、接着材がノズルに入るのを防止できる。実施例におい
て、（図示せぬ）中間構造がマニホールドにボルトで刺
止されている。一体型ノズル板組立体１２はこの中間構
造に接着されている。後記するように、一体型ノズル板
組立体が接着されているこの中間構造は被覆工程中に、
誘電スペーサ通路４９に対して容易に取シ扱われる。中
間構造ボルト穴上に施すテープ等の手段及び刺止界面が
これらの保護領域に被覆を施すのｔ防止する。別の実施
例において、一体型ノズル板組立体の接着面は後にマニ
ホールＰに接着できるように（図示せぬ〕引き剥しテー
プ等の手段により被覆から保睦することができる。一体
型ノズル板組立体や一体型ノズル板組立体が接着されて
いる中間構造を被覆溶液中へ浸漬し、その後室温好まし
くは高温で乾燥させることにより被覆を適用開始するこ
とができる。一体型ノズル板組立体がマニホールドに接
着されていると、一体型ノズル板組立体を有するマニホ
ールド部分のみが被ｅｋ溶液中へ浸漬される。また、被
覆の適用開始は被榎材ｔｇ、体もしくはメルトとして維
持するのに必要な温度よりも高い温度で行うこともでき
る。被覆により誘電スペーサの湿潤を高めるために、一
体型ノズル板組立体を含む溶液もしくはメルト形状の被
覆に超音波攪拌を加える。一体型ノズル板組立体の浸漬
被覆及び乾燥後、ノズル及び誘電スペーサの通路を被覆
材でさえぎることがある。これ會防ぐために、被覆の融
点よりも高い温度に一体型ノズル板組立体會加熱しそれ
に前向きの差圧、す力わち一体型ノズル板組立体１２の
上流に加圧空気を加えてノズルと通路と電極を清掃する
。使用する差圧の範囲は１０〜６０ｐθ１とすることが
できるが、実施例では５０〜６０　ｐｓｉの範囲を使用
した。また、逆空気圧を第２段階として加えて電極及び
ノズル會さらに清掃し、ノズル凹み４９内の被覆の蓄積
を防止することができる。

逆空気圧とは一体型ノズル板組立体の下流側に空気圧を
二度加えることを意味する。ノズル、通路及び電極から
累積被覆を清掃するもう一つの例では、印字動作中にイ
ンク流が流れるのと同様に一体型ノズル板組立体へ溶剤
を圧送することである。

別の例では、被覆段階と清掃段階が一つの動作に結合さ
詐ている。さらにもう一つの例では、被覆工程後の一体
型ノズル板組立体の清掃は高温で被覆材と非混和性の流
体を強制的に一体型ノズル板組立体に強制的に通して行
わｎる。流体は液体もしくは気体とすることができる。

要約すれば、本発明は改良型電気流体力学（］！ＨＤ）
刺激インクジェット印字装置及び製造法に関する。この
改良型装置により、刺激電極とジェットノズル面間の誘
電スペーサのインクによる湿潤という従来技術の問題が
解消さｎる。ノズルは防電材板の一面上に電鋳され、Ｅ
ＨＤ電極はノズルと一致して他面上に電鋳さｎる。ノズ
ルもしくは電極上マスクとして使用して誘電材はノズル
から除去される。次に、誘電材（すなわち、スペーサ）
の内面にはインクによるスペーサの湿潤全防止するいく
つかの被覆の中の一つが施される。

本発明の実施例について説明してきたが、別の被覆溶液
や他の変更が可能である、同業者には明白なこのような
変更は全て竹許梢求の範囲に含まれるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主題である一体型流体力学電極及びノ
ズル板を具備する連続流型、頁幅インクジェットプリン
タの略立面図、第２図は部分断面一体型ノズル面及びＫ
ＨＤ電極の一部を示す第１図のプリンタの印字ヘッドの
一部の等角内、第６図は第２図の３−６線に沿った一体
型ノズル板及びＫＨＤ電極の断面図である。 参朋符号の説明 １０−・・連続流型インクジェットプリンタ１２・・・
一体型電気流体力学電極及びノズル板１３・・・インク
槽 １４・・・ポンプ １５・・・マニホールド １６・・・インクφ滴発生器 １７・・・一体型ノズル板 １８・・・誘電スペーサ ２１・・・電気流体力学電極 ２２・・・制御器 ２３．２５．２８．４２・・・増幅器 ２４．２６，２９，４３・・・Ｄ／Ａ変換器２７−・・
帯電電極 ３１−・・記録媒体 ３２−・・ドロップセンサ ３３・・・導管 ３５−・・移送機構 ３６・・・センサ支持板 ３８・・・ノズル ４０・・・偏向電極 ４１−・・モータ ４５−・・比較器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力下でインク流を放出する複数のノズルを含む
   ノズル板を有するマニホールドを具備し、インク流は前
   記マニホールドに取りつけられた一体型ノズル板組立体
   内のノズル板と誘電的に間隔をとって一体的に設けられ
   た電気流体力学電極により刺激される型式の連続流型頁
   幅インクジェットプリンタにおいて、前記一体型ノズル
   板組立体は、均一な厚さと誘電板を直角に貫通する一列
   の直線状通路を有する誘電材板と、 誘電板の一面に隣接し、誘電板通路と同軸で誘電板の通
   路よりも小さい断面積を有する一列の直線状ノズルを有
   する電鋳ノズル板と、 誘電板のノズル板と隣接する側と反対側に形成され、各
   々が一つの通路を包囲する複数個の電極と、 電極を時間と共に変動する電圧でアドレスして各インク
   流を電気流体力学的に刺激し、ノズルから一定の距離で
   インク流が小滴に解体するようにする手段とを具備し、 誘電板の通路の各内面に前記通路表面を滑らかにしイン
   クに対して非湿潤性の被覆が施されている連続流型頁幅
   インクジェットプリンタ。
2. （２）プリンタに内蔵された加圧インク供給からインク
   流を流す複数のノズルを含み、ＥＨＤ刺激、連続流型イ
   ンクジェットプリンタに使用する一体型ノズル板組立体
   の製造方法において、該方法は次のステップ、すなわち ａ）各々が誘電板に直角な軸を有する直線状一列の等間
   隔円形ノズルを有するノズル板を均一な所定厚の誘電材
   板の一面上に電鋳し、 ｂ）各電極が関連するノズルの軸を円形に包囲し且つそ
   れと同軸に一致され、各電極の断面積がその関連ノズル
   の断面積よりも大きくなるように各ノズルに対して１個
   ずつ、複数の電極を所定厚のノズル板を有する面と反対
   面の誘電板面上に形成し、 ｃ）電極をマスクとして使用して電極とノズル板間の誘
   電板材を除去し電極と同じ断面積を有する円形通路を貫
   通形成し、 ｄ）誘電板通路に対して滑らかな表面を提供するために
   、インクに対して非湿潤性の被覆を誘電板通路の内面に
   施す ことからなる一体型ノズル板組立体の製造方法。