JPS6249875B2 - - Google Patents
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- JPS6249875B2 JPS6249875B2 JP56035711A JP3571181A JPS6249875B2 JP S6249875 B2 JPS6249875 B2 JP S6249875B2 JP 56035711 A JP56035711 A JP 56035711A JP 3571181 A JP3571181 A JP 3571181A JP S6249875 B2 JPS6249875 B2 JP S6249875B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/06—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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-
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- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14475—Structure thereof only for on-demand ink jet heads characterised by nozzle shapes or number of orifices per chamber
-
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- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
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- B41J2202/02—Air-assisted ejection
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
本発明は、空気流により生じる圧力勾配と電界
力を利用した新しいインクジエツト記録方式に関
するものである。 第１図は本出願人の出願に係り本発明の基礎と
なる新しい方式によるインクジエツト記録ヘツド
を示すもので、ノズル板２には空気吐出口１が穿
孔されており、該ノズル板２と平行して壁３が配
置されており、かつ該壁３には空気吐出口１に対
向して同軸上にインク吐出口４が穿孔されてい
る。ノズル板２と壁３により生じる空気層７には
周辺から空気流が送られ、空気吐出口１より流出
している。該空気流の流れの方向は、空気吐出口
１の近傍で急激に変化しているため、インク吐出
口４より空気吐出口１に至る空間にはインク吐出
口４から空気吐出口１に向うに従つて圧力が減少
するように急激な圧力勾配の変化が生じている。 一方、インク吐出口４内のインクには、一定圧
力が印加されており、インクジエツト記録ヘツド
の非駆動時には、インク吐出口４近傍の空気圧力
と、インク吐出口４内のインク圧力がほぼ等しく
インク吐出口４に生じるインクのメニスカスが静
止して保たれるように調整されている。 信号源５はノズル板２とインク吐出口４内のイ
ンクとの間に信号に応じた電位差が生じるよう
に、該ノズル板２およびインク吐出口４に連通し
たインク供給管６に連結している。該信号源５に
よりノズル板２とインク吐出口４内のインクに電
位差が生じると該電位差による静電力により、該
インク吐出口４に生じるメニスカスが、空気吐出
口１の方向に引き伸ばされる。インク吐出口４か
ら空気吐出口１に至る空間には急激な圧力勾配の
変化が生じており、かつ該変化の程度は、空気吐
出口１に近い程大であるため、前記インク吐出口
に生じるインクのメニスカスは一定長さ以上引き
伸ばされると、該圧力勾配の変化によつて引きち
ぎられ、空気流とともに空気吐出口１よりインク
液滴となり飛翔する。 以上の説明のごとく、本出願人の提案したイン
クジエツト記録装置では、静電力によつてインク
吐出口４に生じるインクのメニスカスの形状を変
化させ、空気流により生じる急激な圧力勾配の変
化によつて、インク液滴を吐出させるものであ
る。 第２図は、第１図で示されたインクジエツト記
録ヘツドの空気吐出口１およびインク吐出口４の
部分を拡大した断面図である。 ノズル板２は、インク吐出口４内のインクとの
間に電位差を生じさせる役割も果すため、導体で
できており、信号が印加された場合には、ノズル
板２がある一定の電位を保つことになる。一方イ
ンク吐出口４内のインクもノズル板２と異なる電
位に保たれるため、両者の電位差により電界が生
じる訳であるが、該電界の分布状態が、電気力線
８で示されている。（なお電気力線８は簡単のた
めにインクのメニスカスの先端より出ると仮定し
た。） インクジエツト記録ヘツドの性能から考える
と、インク吐出口４より空気吐出口１に至る空間
近傍に生じる電気力線は、インク吐出口４および
空気吐出口１の中心線の方向をもつものが好まし
いが、第１図で示されるようなインクジエツト記
録ヘツドでは、第２図の電気力線８で示されるよ
うな静電力が働き、十分効率の良いインクジエツ
ト記録ヘツドとは言えない。 すなわち、第１図のインクジエツト記録ヘツド
は、第２図の電気力線８より容易に推定されるご
とく。 インクのメニスカスに働く静電力がインク吐
出口４あるいは空気吐出口１の中心線に対して
垂直方向の成分を多く含んでいる。 ノズル板２の空気吐出口１より離れた部分
は、インクのメニスカスに働く静電力に含んど
寄与していない。 等の問題を含んでいる。 前記、のように、インク吐出口４あるいは空
気吐出口１の中心線に対して、垂直方向の成分を
多く含む静電力が働いている状態では、インクの
メニスカスを引き伸ばす力の効率が悪く、ノズル
板２とインク吐出口４内のインクとに大きな電位
差が必要となり、安全面や、回路設計面で大きな
欠点となる。さらに、の点についてはノズル板
２の大部分が、電極としては働きのないものであ
ることを示しており、逆に、ノズル板２によつて
生じる電界がインク吐出口４に生じるインクのメ
ニスカス以外の物（例えば空気吐出口１より飛翔
する電荷をもつたインク液滴）に影響することも
考えられる。 本発明は、以上のような欠点をなくし、効率の
良い静電力が生じるようにくふうされたインクジ
エツト記録ヘツドを提供するものであり、以下そ
の一実施例を詳細に説明する。 第３図は本発明の第１の実施例を示すものであ
る。 第３図において、２は絶縁体でできたノズル板
で、該ノズル板前面の空気吐出口１周辺に制御電
極１１が設けられている。信号源５はインク吐出
口４内のインクと制御電極１１に電気的に連結し
ており、両者間に電位差を生じさせる。第３図の
構成では制御電極１１とインクのメニスカス先端
間に生じる電界の状態の概略が電気力線１２で示
されている。 第４図は、本発明の第３の実施例である。 第４図の実施例ではノズル板２が絶縁体ででき
ており、該ノズル板２の厚みの中間部でかつ空気
吐出口１周辺に制御電極１３が設けられている点
で、第２図と異なる。信号源５はインク吐出口４
内のインクと制御電極１３に電気的に連結してお
り、両者間に電位差を生じさせる。第４図の構成
では、制御電極１３とインクのメニスカス先端間
に生じる電界の状態の概略が電気力線１４で示さ
れている。 第５図は、比較例である。第５図はノズル板２
が絶縁物でできており、ノズル板２の内面の空気
吐出口１周辺に制御電極１５が設けられている点
で、第２図と異なる。信号源５はインク吐出口４
内のインクと制御電極１５に電気的に連結してお
り、両者間の電位差を生じさせる。第５図の構成
では制御電極１５とインクのメニスカス先端間に
生じる電界の状態の概略が電気力線１６で示され
ている。 第３図、第４図および第５図において、制御電
極の厚みが薄いことと、電気力線のほとんどが、
空気と絶縁体の誘電率の違いによつて、絶縁体の
部分を避けて、空気中に生じること等によつて、
第２図における電界の状態と異なる。特に第３図
および第４図の実施例は、電気力線がインク吐出
口４あるいは空気吐出口１の中心線の方向のもの
が多く効率の良いインクジエツト記録ヘツドを提
供し得る。 本発明の効果をさらに詳細に説明するため、以
下に実施例をあげる。
力を利用した新しいインクジエツト記録方式に関
するものである。 第１図は本出願人の出願に係り本発明の基礎と
なる新しい方式によるインクジエツト記録ヘツド
を示すもので、ノズル板２には空気吐出口１が穿
孔されており、該ノズル板２と平行して壁３が配
置されており、かつ該壁３には空気吐出口１に対
向して同軸上にインク吐出口４が穿孔されてい
る。ノズル板２と壁３により生じる空気層７には
周辺から空気流が送られ、空気吐出口１より流出
している。該空気流の流れの方向は、空気吐出口
１の近傍で急激に変化しているため、インク吐出
口４より空気吐出口１に至る空間にはインク吐出
口４から空気吐出口１に向うに従つて圧力が減少
するように急激な圧力勾配の変化が生じている。 一方、インク吐出口４内のインクには、一定圧
力が印加されており、インクジエツト記録ヘツド
の非駆動時には、インク吐出口４近傍の空気圧力
と、インク吐出口４内のインク圧力がほぼ等しく
インク吐出口４に生じるインクのメニスカスが静
止して保たれるように調整されている。 信号源５はノズル板２とインク吐出口４内のイ
ンクとの間に信号に応じた電位差が生じるよう
に、該ノズル板２およびインク吐出口４に連通し
たインク供給管６に連結している。該信号源５に
よりノズル板２とインク吐出口４内のインクに電
位差が生じると該電位差による静電力により、該
インク吐出口４に生じるメニスカスが、空気吐出
口１の方向に引き伸ばされる。インク吐出口４か
ら空気吐出口１に至る空間には急激な圧力勾配の
変化が生じており、かつ該変化の程度は、空気吐
出口１に近い程大であるため、前記インク吐出口
に生じるインクのメニスカスは一定長さ以上引き
伸ばされると、該圧力勾配の変化によつて引きち
ぎられ、空気流とともに空気吐出口１よりインク
液滴となり飛翔する。 以上の説明のごとく、本出願人の提案したイン
クジエツト記録装置では、静電力によつてインク
吐出口４に生じるインクのメニスカスの形状を変
化させ、空気流により生じる急激な圧力勾配の変
化によつて、インク液滴を吐出させるものであ
る。 第２図は、第１図で示されたインクジエツト記
録ヘツドの空気吐出口１およびインク吐出口４の
部分を拡大した断面図である。 ノズル板２は、インク吐出口４内のインクとの
間に電位差を生じさせる役割も果すため、導体で
できており、信号が印加された場合には、ノズル
板２がある一定の電位を保つことになる。一方イ
ンク吐出口４内のインクもノズル板２と異なる電
位に保たれるため、両者の電位差により電界が生
じる訳であるが、該電界の分布状態が、電気力線
８で示されている。（なお電気力線８は簡単のた
めにインクのメニスカスの先端より出ると仮定し
た。） インクジエツト記録ヘツドの性能から考える
と、インク吐出口４より空気吐出口１に至る空間
近傍に生じる電気力線は、インク吐出口４および
空気吐出口１の中心線の方向をもつものが好まし
いが、第１図で示されるようなインクジエツト記
録ヘツドでは、第２図の電気力線８で示されるよ
うな静電力が働き、十分効率の良いインクジエツ
ト記録ヘツドとは言えない。 すなわち、第１図のインクジエツト記録ヘツド
は、第２図の電気力線８より容易に推定されるご
とく。 インクのメニスカスに働く静電力がインク吐
出口４あるいは空気吐出口１の中心線に対して
垂直方向の成分を多く含んでいる。 ノズル板２の空気吐出口１より離れた部分
は、インクのメニスカスに働く静電力に含んど
寄与していない。 等の問題を含んでいる。 前記、のように、インク吐出口４あるいは空
気吐出口１の中心線に対して、垂直方向の成分を
多く含む静電力が働いている状態では、インクの
メニスカスを引き伸ばす力の効率が悪く、ノズル
板２とインク吐出口４内のインクとに大きな電位
差が必要となり、安全面や、回路設計面で大きな
欠点となる。さらに、の点についてはノズル板
２の大部分が、電極としては働きのないものであ
ることを示しており、逆に、ノズル板２によつて
生じる電界がインク吐出口４に生じるインクのメ
ニスカス以外の物（例えば空気吐出口１より飛翔
する電荷をもつたインク液滴）に影響することも
考えられる。 本発明は、以上のような欠点をなくし、効率の
良い静電力が生じるようにくふうされたインクジ
エツト記録ヘツドを提供するものであり、以下そ
の一実施例を詳細に説明する。 第３図は本発明の第１の実施例を示すものであ
る。 第３図において、２は絶縁体でできたノズル板
で、該ノズル板前面の空気吐出口１周辺に制御電
極１１が設けられている。信号源５はインク吐出
口４内のインクと制御電極１１に電気的に連結し
ており、両者間に電位差を生じさせる。第３図の
構成では制御電極１１とインクのメニスカス先端
間に生じる電界の状態の概略が電気力線１２で示
されている。 第４図は、本発明の第３の実施例である。 第４図の実施例ではノズル板２が絶縁体ででき
ており、該ノズル板２の厚みの中間部でかつ空気
吐出口１周辺に制御電極１３が設けられている点
で、第２図と異なる。信号源５はインク吐出口４
内のインクと制御電極１３に電気的に連結してお
り、両者間に電位差を生じさせる。第４図の構成
では、制御電極１３とインクのメニスカス先端間
に生じる電界の状態の概略が電気力線１４で示さ
れている。 第５図は、比較例である。第５図はノズル板２
が絶縁物でできており、ノズル板２の内面の空気
吐出口１周辺に制御電極１５が設けられている点
で、第２図と異なる。信号源５はインク吐出口４
内のインクと制御電極１５に電気的に連結してお
り、両者間の電位差を生じさせる。第５図の構成
では制御電極１５とインクのメニスカス先端間に
生じる電界の状態の概略が電気力線１６で示され
ている。 第３図、第４図および第５図において、制御電
極の厚みが薄いことと、電気力線のほとんどが、
空気と絶縁体の誘電率の違いによつて、絶縁体の
部分を避けて、空気中に生じること等によつて、
第２図における電界の状態と異なる。特に第３図
および第４図の実施例は、電気力線がインク吐出
口４あるいは空気吐出口１の中心線の方向のもの
が多く効率の良いインクジエツト記録ヘツドを提
供し得る。 本発明の効果をさらに詳細に説明するため、以
下に実施例をあげる。
【表】
上記実験例で最低駆動電圧とは、制御電極、あ
るいはノズル板とインク吐出口４内のインク間に
印加する電位差において、インク液滴が飛翔し得
る最低値を示しているが、この結果から明らかな
ように、第３図、第４図で示された本発明の一実
施例の構成のインクジエツト記録ヘツドでは、他
の例に比較して非常に低い駆動電圧でインク液滴
の吐出、停止がなされる。 以上、詳細な説明のように、本発明はインク吐
出口と同軸上に空気吐出口を対向して設置しイン
ク吐出口と空気吐出口の間隙部分において急激な
曲りを生じさせながら空気吐出口より空気流を送
出させ、インク吐出口から空気吐出口に至る方向
に空気の圧力の減少するような圧力勾配の変化す
る空間を形成する第１の手段と、空気吐出口が形
成されている部材とインク吐出口内のインクとの
間に信号に応じて選択的に電位差を生じさせる第
２の手段とを有するインクジエツト記録装置に関
し、空気吐出口の周辺でかつインク吐出口に対向
する表面を除く部分に電極を設置し、この電極と
インク吐出口内のインクとの間に電位差を設ける
ように、前記第２の手段を改良したものである。
その結果、第２の手段による電位差による誘引力
が有効に作用し、インク吐出口に生じているイン
クのメニスカスを低電圧で引き伸ばすことがで
き、前記第１の手段により圧力勾配の変化する空
間に生じる空気流の加速力を作用させて、インク
吐出口内のインクを空気吐出口を経て外方に吐出
させることができる。したがつて駆動回路の構成
が簡単で安価となり、安全性の高いインクジエツ
ト記録装置が実現できる。
るいはノズル板とインク吐出口４内のインク間に
印加する電位差において、インク液滴が飛翔し得
る最低値を示しているが、この結果から明らかな
ように、第３図、第４図で示された本発明の一実
施例の構成のインクジエツト記録ヘツドでは、他
の例に比較して非常に低い駆動電圧でインク液滴
の吐出、停止がなされる。 以上、詳細な説明のように、本発明はインク吐
出口と同軸上に空気吐出口を対向して設置しイン
ク吐出口と空気吐出口の間隙部分において急激な
曲りを生じさせながら空気吐出口より空気流を送
出させ、インク吐出口から空気吐出口に至る方向
に空気の圧力の減少するような圧力勾配の変化す
る空間を形成する第１の手段と、空気吐出口が形
成されている部材とインク吐出口内のインクとの
間に信号に応じて選択的に電位差を生じさせる第
２の手段とを有するインクジエツト記録装置に関
し、空気吐出口の周辺でかつインク吐出口に対向
する表面を除く部分に電極を設置し、この電極と
インク吐出口内のインクとの間に電位差を設ける
ように、前記第２の手段を改良したものである。
その結果、第２の手段による電位差による誘引力
が有効に作用し、インク吐出口に生じているイン
クのメニスカスを低電圧で引き伸ばすことがで
き、前記第１の手段により圧力勾配の変化する空
間に生じる空気流の加速力を作用させて、インク
吐出口内のインクを空気吐出口を経て外方に吐出
させることができる。したがつて駆動回路の構成
が簡単で安価となり、安全性の高いインクジエツ
ト記録装置が実現できる。
第１図および第２図は従来のインクジエツト記
録装置の断面図、第３図および第４図は本発明の
一実施例におけるインクジエツト記録装置の断面
図、第５図は参考例のインクジエツト記録装置の
断面図である。 １……空気吐出口、２……ノズル板、３……
壁、４……インク吐出口、５……信号源、６……
インク供給管、７……空気層、８，１０，１２，
１４，１６……電気力線、９，１１，１３，１５
……制御電極。
録装置の断面図、第３図および第４図は本発明の
一実施例におけるインクジエツト記録装置の断面
図、第５図は参考例のインクジエツト記録装置の
断面図である。 １……空気吐出口、２……ノズル板、３……
壁、４……インク吐出口、５……信号源、６……
インク供給管、７……空気層、８，１０，１２，
１４，１６……電気力線、９，１１，１３，１５
……制御電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ インク吐出口と同軸上に空気吐出口を対向し
て設置し、インク吐出口と空気吐出口の間隙部分
において急激な曲りを生じさせながら空気吐出口
より空気流を送出させ、インク吐出口から空気吐
出口に至る方向に空気の圧力の減少するような圧
力勾配の変化する空間を形成する第１の手段と、
前記空気吐出口の周辺でかつ、インク吐出口に対
向する表面を除く部分に設けられた電極とインク
吐出口内のインクとの間に信号に応じて選択的に
電位差を生じさせる第２の手段を有し、第２の手
段の電位差による誘引力によりインク吐出口に生
じているインクのメニスカスを引き伸ばし、前記
第１の手段により圧力勾配の変化する空間に生じ
る空気流の加速力を作用させ、インク吐出口内の
インクを空気吐出口を経て外方に吐出させること
を特徴とするインクジエツト記録装置。 ２ 電極が、空気吐出口を有する部材の空気流の
流出側表面に設けられたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のインクジエツト記録装置。 ３ 電極が、空気吐出口を有する部材の厚みの中
間部に設けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のインクジエツト記録装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3571181A JPS57148664A (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | Ink jet recording device |
| EP82300280A EP0063853B1 (en) | 1981-01-21 | 1982-01-19 | Ink jet printing head utilizing pressure and potential gradients |
| DE8282300280T DE3269768D1 (en) | 1981-01-21 | 1982-01-19 | Ink jet printing head utilizing pressure and potential gradients |
| US06/341,199 US4403234A (en) | 1981-01-21 | 1982-01-20 | Ink jet printing head utilizing pressure and potential gradients |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3571181A JPS57148664A (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | Ink jet recording device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57148664A JPS57148664A (en) | 1982-09-14 |
| JPS6249875B2 true JPS6249875B2 (ja) | 1987-10-21 |
Family
ID=12449439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3571181A Granted JPS57148664A (en) | 1981-01-21 | 1981-03-11 | Ink jet recording device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57148664A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59192577A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-10-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インクジエツト記録装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5178136A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-07 | Omron Tateisi Electronics Co | Seidenpurinta |
| JPS51109738A (ja) * | 1975-03-20 | 1976-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inkujetsutokirokusochi |
| JPS5497425A (en) * | 1978-01-18 | 1979-08-01 | Canon Inc | Recorder |
| JPS5528819A (en) * | 1978-08-21 | 1980-02-29 | Ricoh Co Ltd | Ink jet recording head |
| JPS55128473A (en) * | 1979-03-29 | 1980-10-04 | Fuji Xerox Co Ltd | Preparing method for electrode electrifying ink drip |
-
1981
- 1981-03-11 JP JP3571181A patent/JPS57148664A/ja active Granted
Patent Citations (5)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57148664A (en) | 1982-09-14 |
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