JPS6239250A - インクジエツト記録装置 - 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、空気流を利用してインクを吐出させ、文字、
画像等を被記録物に記録するインクジェット記録装置に
関する。

従来の技術 従来、空気流を利用したインクジェット記録ヘッドの一
例として第２図（ａ）、（ｂ）に示すような構成が知ら
れている。このインクジェット記録ヘッドについて説明
すると、ボディ部材１０１の外壁の外端に絶縁材製の空
気ノズル板１０２が取付けられ、ボディ部材１０１の内
壁の外端に絶縁材製のインクノズル板１０３が取付けら
れている。ボディ部材１０１の外壁と内壁の間に空気室
１０４が形成され、空気ノズル板１０２とインクノズル
板１０３の間に空気室１０４に連通ずる空気流路１０５
が形成され、インクノズル板１０３の内側にインク室１
０６が形成されている。インクノズル板１０３の複数個
所にはインク吐出口１０７が形成され、空気ノズル板１
０１にはインク吐出口１０７に対向して空気吐出口１０
８が形成されている。空気ノズル板１０２の外面には空
気吐出口１０８の外周において共通電極１０９が設けら
れ、インクノズル板１０３の内面には各インク吐出口１
０７の外周において制御電極１１０が分離独立して設け
られている。各電極１０９．１１０は信号源１１１に接
続されている。このように構成されたインクジェット記
録ヘッド１１２の空気室１０４には空気供給路１１３の
一端が連結され、インク室１０６にはインク供給路１１
４の一端が連結されている。第３図に示すように空気供
給路１１３の他端は空気供給源１１５に連結され、イン
ク供給路１１４の他端はインクタンク１１６に連結され
、空気供給路１１３の途中より分岐する空気供給路１１
７がインクタンク１１６の上部に連結されている。

次に上記従来例の動作について説明する。空気供給源１
１５よシ空気が空気供給路１１３を介して空気室１０４
に供給され、これより急激な曲りを生じながら空気流路
１０５に空気層として一定流速で流出し、この空気が空
気吐出口１０８及びインク吐出口１０７近傍で急激な曲
りを生じながら空気吐出０１０８より吐出している。一
方、インク室１０６はインク供給源１１６よりインク供
給路１１４を介して供給されたインクにより常時満たさ
れており、空気供給源１１５より空気供給路１１７を介
してインク供給源１１６に送られる空気圧力によりイン
ク供給源及びインク室１０６内のインクには一定の圧力
か加えられている。これによりインクジェット記録装置
の非駆動時に空気流により生じるインク吐出口１０７近
傍の空気圧力とインク吐出口１０７内のインクの圧力が
ほぼ等しくなり、インク吐出口１０７に生じるインクの
メニスカスが静止１７て保たれている。そして共通電極
１０９と制御電極１１０に電位差を設けると、この電位
差による静電力によってインク吐出口１０７に生じてい
るインクのメニスカスが空気吐出口１０８の方向に引き
伸ばされる。インク吐出口１０７がら空気吐出口１０８
に至る空気流路１０５には空気流によって急激な圧力勾
配の変化が生じているため、インク吐出口１０７のイン
クのメニスカスは一定長さ以上引き伸ばされると急激に
加速され、空気吐出口１０８より吐出する。

ここで、インク吐出口１０７に保持されるインクを安定
保持するための条件を第４図の説明図によって更忙詳し
く説明する。空気室１０４に送られて来る空気の圧力Ｐ
ａは、空気供給源１１５よりヘッド１．１２までの空気
供給路１１３に圧力損失がない、あるいは無視できる程
度である時、空気供給源１１５の圧力とほぼ等しい。ま
たインク室１０６に加えられるインクの圧力Ｐｉは、イ
ンク供給源１１６に加えられる空気圧力とほぼ等しく、
更には、空気供給源１１５の圧力とほぼ等しい。

従って空気供給路１１３．１１７に圧力損失がない５、
あるいは無視できる程度であれば、ＦａｘＰｉの胸係が
成立する。一方、インク吐出口１０７にはインクのメニ
スカス１１８が保たれなければならないが、このために
は、インク吐出口１０７内のインクの圧力Ｐｉと、イン
ク吐出口１０７の近傍の空気圧力りをほぼ等しくすれば
よい。従って従来、空気吐出口１０８とインク吐出口１
０７を有する空気ノズル板１０２とインクノズル板１０
３の間隙により構成される空気流路１０５で空気の圧力
損失を少なくシ、それぞれの吐出０１０８．１０７にお
いてＰａ　＝　Ｐｎの関係が成立するように寸法構造を
決定してＦａｘＰｉの関係を成立させ、インク吐出口１
０７に生じるインクメニスカスを安定保持させていた。

しかしながら、空気吐出口１０８とインク吐出口１０７
を複数個有するマルチノズルヘッドでは、インクのメニ
スカスをそれぞれのインク吐出口１０７間で等しく、安
定に保つことは非常に困難なことである。すなわち、空
気流路の厚さは、１００７ｚｍ前後と薄く、その厚さの
僅な遣いによっても、各インク吐出口１０７の近傍の空
気圧力Ｐｎが変化し、この空気流路１０５の厚さをマル
チノズルヘッドの各吐出口総てにわたって均一にコント
ロールすることは、製造面から極めて困難である。

このため、従来空気ノズル板１０２とインクノズル板１
０３０間に一定厚さのスペーサを配して両者間の距離を
一定にするようにしていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来例のようにスペーサを空気ノズ
ル板１０２とインクノズル板１０３の間に接着すると、
接着剤の厚さが場所によって異なり、僅ではあるが、空
気流路１０５の厚さが異なることがしばしば発生してい
た。結局、空気流路１０５の厚さの不均一により、各イ
ンク吐出口１０７近傍の空気圧力Ｐｎがそれぞれ変化し
、インクのメニスカスの安定度合が異なってくる。その
結果、応答性、インク吐出量、しきい値電圧（記録可能
最小電圧）がそれぞれ異なり、記録特性のバラツキが生
じる。

またヘッドに衝撃等が加わって、インク吐出口１０７よ
り流出したインクが空気流路１０５に留まった場合には
、常時、空気流が流れているが排除し錐い。これは、イ
ンクが留まった個所の空気吐出０１０日よりは隣接した
空気吐出口１０８より空気が流出し易くなるためである
。このような状態では、記録特性が低下し、マルチノズ
ルへンドにおいては、記録特性のバラツキとして現われ
る。

そこで、本発明は、空気流路に留まったインクを排出し
て記録特性を向上させることができることは勿論のこと
、各インク吐出口近傍の空気圧力を均一化して記録特性
を向上させることができるようにしたインクジェット記
録装置を提供しようとするものである。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決するための本発明の技術的な手
段は、少くとも、１個の空気吐出口を有する空気ノズル
板と、複数個のインク吐出口を有するインクノズル板に
より形成された空気流路のインク吐出口間の中間部にイ
ンク吐出口の配列方向に直交する方向に突起部を設け、
各突起部を上記空気流路の幅より短くなるように形成し
たものである。

作　　用 上記技術的手段による作用は次のようになる。

即ち、突起部によって、インク吐出口の配列方向の流路
を殆んど分離することができる。従って各インク吐出口
近傍の空気圧力を均一化することができ、各インク吐出
口間のインクメニスカスの安定度のバラツキを少なくす
ることができ、またインク吐出口より流出したインクが
空気流路に留まってもある程度、強制的にインクの留ま
った部分に空気流が独立的に流れるので、その部分の空
気吐出口から比較的容易に排出することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基いて詳細に説明する
。第１図はインクジェット記録ヘッド部を示し、同図（
ａ）は同図（ｂ）のＩａ−Ｉａ矢視断面図、同図（ｂ）
は同図（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視断面図である。第１図（
ａ）、（ｂ）に示すようにボディ部材１の外壁の先端に
絶縁材製の空気ノズル板２が収付けられ、ボディ部材１
の内壁の先端に絶縁材製のインクノズル板３が取付けら
れている。ボディ部材１の外壁と内壁の聞に空気室４が
形成され、空気ノズル板２とインクノズル板３の間に空
気室４に連通ずる空気流路５が形成され−、インクノズ
ル板３の内側にインク室６が形成されている。インクノ
ズル板３の複数個所にはインク吐出ロアが形成され、空
気ノズル板１にはインク吐出ロアに対向して少くとも１
個の空気吐出口８が形成されている。空気ノズル板２の
外面には空気吐出口８の外周において共通電極９が設け
られ、インクノズル板３の内面には各インク吐出ロアの
外周において制御電極１０が分離独立して設けられてい
る。各電極９．１０は信号源１１に接続されている。こ
のように構成されたインクジェット記録ヘッド１２は、
第３図と同様に空気室４ｉｄ空気供給路１３により空気
供給源（図示省略）に連結され、インク室６はインク供
給路１４によりインク供給源（図示省略）に連結され、
空気供給源は空気供給路（図示省略）によりインク供給
源に連結されてい名。

上記空気流路５において、インクノズル板３にインク吐
出ロア間の中間部で、且つインク吐出ロアの配列方向に
直交方向で突起部１５が一体に設けられている。各突起
部１５は空気ノズル板２に到達せず、空気ノズル板２と
若干の隙間が存在するように形成され、且つ各突起部１
５の長さＬｌは空気流路５、即ちインクノズル板３の幅
Ｌ２より小さく、突起部１５の側方で、突起部１５の配
列方向の空気流路５を遮断しないように形成されている
。各突起部１５の両側端部は空気流を乱さないように面
取りが施され、本実施例では断面弧状に形成されている
。

上記のように突起部１５を空気流路５の端まで到達させ
ていないのは、抵抗損失の影響を極力抑え、インクメニ
スカスの安定をさらに増すためであり、また突起部１５
の両端に面取シを施したのは、空気流路５を流れる空気
流の乱れを避けるためである。そして上記のように突起
部１５の長さＬｌは、空気流路５の幅Ｌ２より常に小さ
い値でインクメニスカスの安定に対して最適値が存在し
、これらの関係は、空気流路５の厚さによって変化する
が、はぼ次のような式で表わされる。

３Ｌ２＜Ｌｌ＜Ｌ２ 次に上記実施例の動作について説明する（インク吐出原
理は従来と同様であるので、その詳細な説明については
省略する。）。突起部１５により完全ではないが、空気
流路５が各インク吐出ロア毎に分離しているので、各イ
ンク吐出ロア間のインク、空気流の干渉等の影響を避け
ることができ、空気流路５の厚さにバラツキがあっても
各インク吐出ロア近傍の空気圧力を均一化することがで
き、これによりインクメニスカスの安定度のバラツキを
減少させることができる。またインクが空気流路５に留
まった場合でもある程度、強制的に独立して空気流が流
れるので、空気吐出口８より排出し易くすることができ
る。

なお、上記実施例においては、突起部１５の高さを空気
流路５の厚さよりや＼小さくし、空気流路５に形成され
る空気層の上層部はつながった構成となっている。効果
の曲ではこの部分を完全に仕切るようにしても同様であ
るが、上層部にわずかに間隙を設けた場合の方が効果は
より顕著にあ出口を有する空気ノズル板と、複数個のイ
ンク吐出口を有するインクノズル板により形成された空
気流路において、上記インクノズル板にインク吐出口間
の中間部で、且つインク吐出口の配列方向に直交する方
向で突起部を設け、各突起部は上記空気ノズル板に到達
しないように、且つ上記空気流路の幅より短くなるよう
に形成している。従って各空気吐出口及びインク吐出口
近傍の空気圧力を均一化することができ、各インク吐出
口のインクメニスカスの安定度のバラツキを少なくする
ことができるので、応答性、インク吐出量、しきい値電
圧を均一化し、記録特性のバラツキを抑えることができ
る。また空気流路に留まったインクを容易に排出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例であるインク
ジェット記録装置のヘッド部を示し、−図（ａンは同図
（ｂ）のＩ　ａ　−Ｉ　ａ矢視断面図、同図（ｂ）は同
図（２１）のＩｂ−Ｉｂ矢視断面図、第２図（ａＬ（ｂ
）は従来のインクジェット記録装置のヘッド部を示し、
同図（ａ）は同図（ｂ）のＩＩ　ａ　−ＩＩ　ａ矢視断
面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のｍｂ−ｎｂ矢視断面図
、第３図は従来のインクジェット記録装置の全体側面図
、第４図はインク吐出口におけるインク安定保持条件の
説明図である。 ２・・・・・・空気ノズル板、３・・・・・インクノズ
ル板、５・・・・・・空気流路、７・・・・・・インク
吐出口、８・・・・・・空気吐出口、１５・・・・・・
突起部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名鍬　
　　　　　　ゝ　　嘉 Ｈ 第２図 （す （１＞） 第３図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個のインク吐出口を有するインクノズル板と
   、前記インク吐出口に対向した位置に設けられた少くと
   も１個の空気吐出口を有する空気ノズル板により形成さ
   れた間隙内に、前記複数のインク吐出口の中間部でイン
   ク吐出口の配列方向に直交する方向に上記間隙の幅より
   短かい突起部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. （２）突起部の両端を面取りした特許請求の範囲第１項
   記載のインクジェット記録装置。
3. （３）突起部の高さを間隙の厚さより低くした特許請求
   の範囲第１項記載のインクジェット記録装置。
4. （４）突起部をインクノズル板に一体的に形成した特許
   請求の範囲第１項記載のインクジェット記録装置。