WO2021070513A1 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an inkjet recording device.
- Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-59199
- Patent Document 1 describes an inkjet recording device for the purpose of reducing the amount of ink particles flowing into the print head (recording head).
- This inkjet recording device includes a nozzle that separates ink particles, a charging electrode that charges the ink particles, a deflection electrode that deflects the charged ink particles, and an ink particle passage hole that ejects the deflected ink particles to a printing object. It is equipped with a print head cover having.
- the print head cover includes a flow path reducing portion that reduces the flow path formed between the tip end portion of the print head cover and the object to be printed.
- the flow path reduction portion has a protruding shape in which the cross-sectional area closer to the ink particle passing hole is larger than the cross-sectional area farther from the ink particle passing hole (summary).
- Patent Document 1 a flow velocity distribution similar to a Couette flow is formed in a region formed between the tip of the print head cover and the surface of the object to be printed, and the flow velocity generated according to this flow velocity distribution is upstream of the print head cover.
- the ink mist group generated by the collision of the next charged particle group before the charged particle group adhering to the print object dries easily enters the inside of the print head by the air flow toward the inside of the print head. (Paragraph 0018).
- the region formed between the tip of the print head cover (recording head cover: hereinafter referred to as the cover portion) and the surface of the printing object (printed body) becomes high pressure and penetrates into the recording head.
- the ink mist sintered droplets
- the ink particles printed droplets
- the ink particle passing holes ink droplet passing holes
- An object of the present invention is to suppress the flow of air flowing from the outside of the cover portion to the inside of the cover portion through the ink droplet passage holes due to the outflow of air accompanied by the print droplets, and in the printing mechanism inside the cover portion.
- the purpose is to prevent contamination by scattered droplets.
- the inkjet recording apparatus of the present invention A recording mechanism having an ink chamber for ejecting ink columns, a charging electrode for charging ink droplets generated from the ink column, and a deflection electrode for deflecting the charged ink droplets, and ink droplets deflected by the deflection electrode
- a recording head including a cover portion that has an ink droplet passing hole through which the ink droplets pass and covers the recording mechanism is provided, and ink droplets are deposited on a recording object that moves relative to the recording head to perform recording.
- a vent is provided on the side surface of the cover portion.
- the inkjet recording apparatus it is possible to suppress the flow of air flowing from the outside of the cover portion to the inside of the cover portion through the ink droplet passage holes due to the outflow of air accompanied by the ink droplets. It is possible to prevent the scattered droplets generated when the ink droplets are deposited from entering the inside of the cover portion along with the inflowing air, and to suppress the contamination of the recording mechanism inside the cover portion. As a result, high quality printing can be obtained.
- the continuous ejection type inkjet recording device (CIJP: Continuous inkjet printer) has higher reliability and higher maintainability than the on-demand type inkjet device used in home or office printers. It is a highly stable droplet ejection device. For this reason, the continuous ejection type inkjet recording device can be applied to manufacturing devices such as electronic devices that require high reliability, high maintainability, and high stability, and require functional ink coating and patterning using liquid. It is possible.
- the device can also be used for three-dimensional modeling, for example, a 3D printer.
- the liquid (ink) stored in the ink tank is pressurized by a pump or the like and continuously ejected from a fine nozzle.
- the ejected liquid (ink column) is vibrated by vibration by a piezoelectric element or the like to give fluctuations, thereby cutting the ink column and flying the generated minute droplets of ink.
- a charging electrode is placed close to the droplet forming position where the ink column is cut, and an electric field is applied to the minute droplets of the ink to charge the formed droplets.
- the direction in which a charged droplet flies is controlled by the presence or absence of charging and its size (charge amount) in an electric field generated by applying a voltage to a deflection electrode located downstream of the charging electrode. Be done (deflection process).
- This deflection process is roughly classified into two methods, a multi-deflection type and a binary deflection type.
- a multi-deflection type since the amount of charge on the liquid (ink) after ejection is controlled to deflect the liquid, it is not necessary to control the ejection of droplets one by one, and the configuration of the device is simple. become. Further, since the droplets are continuously ejected, nozzle clogging is unlikely to occur, and high reliability can be ensured.
- the continuous ejection type inkjet recording device is provided with a cover portion that covers the printing mechanism of the recording head, and the droplets for printing have an ink droplet passage hole (hereinafter referred to as a slit) formed in a slit shape in the cover portion. It passes and drops on the printed matter.
- a droplet for printing printing droplet
- the impact causes a part of the droplet or the droplet before drying to be deposited as a fine scattered droplet to the surroundings.
- it floats and a part of it invades the inside of the cover portion through the slit to stain the printing mechanism inside the cover portion.
- the term "printing” is used, for example, “printing body” and “printing pattern”, but the printing target is not limited to characters, and includes patterns and lines. Is printed.
- FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a continuous ejection type inkjet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.
- the printing body (printing object) 116 is conveyed in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
- the recording head (inkjet head, print head or printing device) 100 of the continuous ejection type inkjet recording apparatus of this embodiment includes a nozzle head 102 provided with an ink chamber 101 for ejecting a liquid column (ink column) 107. , Charged electrodes 103A and 103B for individually charging the formed droplets (ink droplets) 106, and a pair of deflection electrodes 105A and 105B for deflecting the charged droplets 106 by an electric field, which are used for printing.
- a gutter 113 for collecting the droplet and a cover portion (printing head cover, recording head cover) 118 are provided.
- the deflection electrodes 105A and 105B are installed so as to have opposite surfaces parallel to each other.
- the particles of the droplet 106A are printed by dripping on the printing body 116.
- the cover portion 118 has a slit (ink droplet passage hole) through which print droplets pass, and includes an ink chamber 101, a nozzle head 102, charging electrodes 103A and 103B, deflection electrodes 105A and 105B, and gutter 113. It is a component of the recording head 100 that covers the printing mechanism (recording mechanism) configured by the above.
- the liquid column 107 discharged from the nozzle of the nozzle head 102 is cut by the vibration applied from the upper part of the ink chamber 101 in the nozzle head 102, and as shown in the figure, a row of droplets 106 ( Droplet sequence) is formed.
- the entire housing of the nozzle head 102 is electrically grounded.
- the formed droplet 106 is negatively charged by the charged electrodes 103A and 103B formed on the charged electrode substrates 104A and 104B and arranged close to each other so as to be parallel to the flight direction of the droplet.
- the charging electrodes 103A and 103B charge individual droplets according to a target printing form by applying (applying) an arbitrary voltage to the droplets from the charging voltage controller 114 at an arbitrary timing. It is configured so that it can be used.
- the cutting point of the liquid column 107 is located on the charging electrodes 103A and 103B provided corresponding to the droplet array. Further, it is preferable that the charging electrodes 103A and 103B are arranged so that the droplet array passes near the center in the width direction (direction perpendicular to the paper surface in the drawing).
- the so-called deflection electrode 105A forms a deflection electric field for deflecting the charged droplet 106A in an arbitrary direction by an electric field at the lower portion in the ink flight direction of the charging step (below the charging electrodes 103A and 103B).
- 105B are installed.
- These deflection electrodes 105A and 105B are composed of a ground deflection electrode (first deflection electrode) 105A and a high voltage deflection electrode (second deflection electrode) 105B.
- the ground deflection electrode 105A and the high voltage deflection electrode 105B are arranged so as to face each other in parallel, and the lines of electric force are generated perpendicular to the electrode surfaces of the ground deflection electrode 105A and the high voltage deflection electrode 105B and parallel to each other. ..
- the magnitude of the deflection electric field generated between the deflection electrodes 105A and 105B is controlled by controlling the magnitude of the voltage applied to the high voltage deflection electrode 105B with the deflection voltage controller 115.
- the charged droplets (including the charged droplet 106A and the uncharged droplet 106B) fly after passing through the charged electrodes 103A and 103B in the region where the deflection electric field is formed.
- the 106A is deflected in a direction approaching the electrode 105B opposite to the charging code due to the influence of the deflection electric field, and drops on the printing body 116 to form a printing pattern.
- the ink incident line 101' is located closer to the electrode surface of the ground deflection electrode 105A than the electrode surface of the high voltage deflection electrode 105B in order to print large characters.
- the flight of the droplet (ink particle) 106 induces an air flow 108 between the deflection voltages 105A and 105B. At this time, the uncharged particles 106B fly on the straight ink incident line 101'and are incident on the gutter 113.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a problem in a conventional continuous ejection type inkjet recording apparatus.
- the print droplet 106A is ejected from the slit 117 and drops on the print body 116. Due to the impact at that time, a part of the droplets is scattered and fine droplets (ink mist) such as 121 are suspended.
- the droplet 106A goes out of the cover portion 118 with the ambient air, so that the pressure inside the cover portion 118 is reduced.
- an airflow 122 that flows in from the outside of the cover portion 118 is generated through the slit 117.
- this airflow 122 is generated, the suspended microdroplets 121 ride on the airflow 122 and invade the inside of the cover portion 118. This causes a problem that the device (printing mechanism) inside the cover portion 118 is soiled.
- FIG. 3 is a configuration diagram of a main part of the continuous ejection type inkjet recording apparatus according to the first embodiment of the present invention.
- the cover portion 118 of the printing device 100 is provided with a vent 130 having an opening surface perpendicular to the moving direction 119 of the printing body 116.
- the opening surface of the vent 130 is provided on the surface of the cover portion 118 parallel to the paper surface of FIG.
- the ink chamber 101 that ejects the ink column 107, the charging electrodes 103A and 103B that charge the ink droplets 106 generated from the ink columns 107, and the deflection electrodes 105A and 105B that deflect the charged ink droplets 106A.
- a recording head 100 including a recording mechanism (printing mechanism) having an ink jet droplet passage hole 117 for passing ink droplets 106A deflected by the deflection electrodes 105A and 105B and a cover portion 118 covering the recording mechanism.
- a vent 130 is provided on the side surface of the cover portion 118.
- the side surface of the cover portion 118 provided with the vent 130 is a surface 118A formed in a direction away from the bottom surface 118C facing the recording object 116 with respect to the recording object 116.
- the side surface 118A of the cover portion 118 provided with the vent 130 is configured as a surface perpendicular to the relative moving direction (transporting direction) 119 of the recording object 116.
- the vent 130 has an opening surface perpendicular to the relative movement direction 119 of the recording object 116.
- an air flow 120 is generated in a direction parallel to the movement of the print body 116.
- the airflow 122 can be efficiently introduced into the cover portion 118 through the vent 130, and the airflow flowing from the outside to the inside of the cover portion 118 through the slit 117 can be introduced. It can be prevented or suppressed. As a result, it is possible to prevent or suppress the invasion of the minute droplets (ink mist) 121 into the inside of the cover portion 118 through the slit 117.
- the vent 130 is provided on another surface of the cover portion 118, for example, a side surface parallel to the moving direction 119 of the printed body 116. May be provided.
- the vents 130 are formed on two surfaces of the cover portion 118 that are perpendicular to the transport direction 119 of the printed body 116.
- the cover portion 118 has two side surfaces 118A and 118B located on both sides of the recording mechanism and the ink droplet passage hole (slit) 117 in the relative movement direction 119 of the recording object 116 as the side surfaces on which the vent 130 is provided. It is preferable that the vents 130 are provided on the two side surfaces 118A and 118B.
- the cover portion 118 has a quadrangular cross section when viewed from the direction perpendicular to the printing surface of the printed body 116, and the vent 130 is formed on the side surfaces 118A and 118B forming the two opposite sides of the quadrangle. It is formed.
- the airflow 122 introduced inside the cover portion 118 is mainly introduced from the vent 130 located on the upstream side in the transport direction (upstream side in the relative movement direction) of the printed body 116, but is 2 of the cover portion 118. By providing the vent 130 on the surface, the airflow 122 can be introduced into the cover portion 118 by utilizing the airflow 120 even when the transport direction of the printed body 116 is reversed.
- the airflow that has flowed into the inside of the cover portion 118 from one of the two vents 130 is the other (downstream in the transport direction, downstream in the relative movement direction).
- the ventilation port 130 is configured to flow out to the outside of the cover portion 118.
- the airflow 120 flowing from the upstream side in the transport direction to the downstream side in the transport direction pushes the minute droplets (ink mist) 121 toward the downstream side in the transport direction. Therefore, the minute droplet 121 is unlikely to flow into the inside of the cover portion 118 from the vent 130 on the upstream side in the transport direction, and is likely to flow into the inside of the cover portion 118 from the vent 130 on the downstream side in the transport direction.
- vent 130 provided in the cover 118 is drawn as an opening in the embodiment, it may be mesh-shaped or have a large number of holes. Further, it is desirable that the area of the vent 130 is equal to or larger than that of the slit 117 in order to supplement the air flowing out due to the accompanying print droplet 106A. That is, it is desirable that the area of the vent 130 is larger than the opening area of the slit (ink droplet passage hole) 117.
- the recording head 100 of the present embodiment is located at the entrance (outside of the opening) of the vent 130 from the side surface of the cover portion 118 in a direction parallel to the moving direction 119 of the printing body (recording object). It has a protruding straightening vane 131.
- the straightening vane 131 reduces the airflow that wraps around the lower side of the cover portion, and makes it possible to allow more airflow to flow to the vent 130. Further, the straightening vane 131 makes it possible to prevent or suppress the invasion of the fine droplets floating in the lower part of the cover portion 118 into the vent 130.
- the straightening vane 131 is not an indispensable configuration, the above-mentioned effect can be obtained by providing the straightening vane 131.
- FIG. 4 is a configuration diagram of a main part of the continuous ejection type inkjet recording apparatus according to the second embodiment of the present invention.
- the present invention is characterized in that, in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 3, a shielding plate 123 is provided inside the cover portion 118 to prevent the airflow flowing from the vent 130 from directly hitting the printed droplets. To do. The airflow flowing in from the vent 130 can be blocked by the shielding plate 123. This has the effect of preventing the airflow 122 from affecting the trajectory of the flying droplet 106A while preventing the pressure inside the cover portion 118 from dropping.
- the trajectory of the flying droplet 106A that is, the slit 117, is shielded from both the upstream side in the transport direction and the downstream side in the transport direction.
- the board 123 is arranged.
- This embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the configuration related to the shielding plate 123.
- FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of the continuous ejection type inkjet recording apparatus according to the third embodiment of the present invention.
- the present embodiment is characterized in that the straightening vane 131 of the first embodiment has a tapered shape. That is, the straightening vanes 131 and 132 are arranged in a tapered shape at the entrance of the vent 130, and the flow path of the airflow 122 is formed in a tapered shape. This makes it possible to send the air flow to the vent 130 more efficiently.
- the shielding plate 123 is arranged as in the second embodiment, but the shielding plate 123 does not necessarily have to be arranged.
- FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of the continuous ejection type inkjet recording apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
- the shielding plate 123 shown in FIG. 4 is tilted with respect to the direction of the airflow 122 flowing in from the vent 130. That is, the shielding plate 123 is inclined with respect to the direction of the air flow flowing in from the vent 130.
- the shielding plate 123 is perpendicular to the airflow 122 flowing in from the vent 130 as shown in FIG. 4, the pressure rises in front of the shielding plate 123, and it becomes difficult for the airflow to enter from the vent 130. Therefore, by tilting the shielding plate 123 with respect to the inflow direction of the airflow, it is possible to reduce the pressure rise on the front surface of the shielding plate and allow a larger amount of airflow to flow in.
- the shape of the shielding plate 123 when viewed from the direction perpendicular to the printing surface of the printing body 116 is V-shaped so that both ends are located on the downstream side with respect to the central portion.
- the shielding plate 123 of the third embodiment shown in FIG. 5 may be tilted with respect to the direction of the inflowing airflow 122 as in the present embodiment.
- 100 ... Recording head, 101 ... Ink chamber, 103A, 103B ... Charging electrode, 105A, 105B ... Deflection electrode, 106 ... Ink droplet, 106A ... Charged ink droplet, 107 ... Ink column, 116 ... Recording object (mark) Font) 117 ... Ink droplet passage hole (slit), 118 ... Cover portion, 118A, 118B ... Side surface of cover portion 118, 118C ... Bottom surface of cover portion 118, 119 ... Relative movement direction (conveyance direction) of recording object 116 ), 123 ... Shielding plate, 130 ... Vent, 131, 132 ... Straightening plate.
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Abstract
本発明の目的は、印字液滴が同伴する空気の流出に伴ってカバー部の外側からインク液滴通過孔を通じてカバー部の内側に流入する空気の流れを抑制することにある。インク柱107を吐出するインク室101、インク柱107から生成したインク液滴106を帯電させる帯電電極103A,103B、及び帯電したインク液滴106Aを偏向する偏向電極105A,105Bを有する記録機構(印字機構)と、偏向電極105A,105Bにより偏向されたインク液滴106Aが通過するインク液滴通過孔117を有すると共に記録機構を覆うカバー部118と、を含む記録ヘッド100を備え、記録ヘッド100に対して相対移動する記録対象物116にインク液滴106Aを着滴させて記録を行うインクジェット記録装置において、カバー部118の側面に通気口130を設ける。
Description
本発明は、インクジェット記録装置に関する。
本技術分野の背景技術として、特開2019-59199号公報(特許文献1)に記載されたインクジェット記録装置が知られている。
特許文献1には、印字ヘッド(記録ヘッド)内部に流入するインク粒子の量を低減することを目的としたインクジェット記録装置が記載されている。このインクジェット記録装置は、インク粒子に分離させるノズルと、インク粒子を帯電させる帯電電極と、帯電したインク粒子を偏向させる偏向電極と、偏向されたインク粒子を印字対象物に吐出させるインク粒子通過孔を有する印字ヘッドカバーとを備えている。印字ヘッドカバーは、印字ヘッドカバーの先端部と印字対象物との間に形成される流路を縮小させる流路縮小部を備える。流路縮小部は、インク粒子通過孔から近い方の断面積が、インク粒子通過孔から遠い方の断面積より大きい突形状を有する(要約)。
特許文献1では、印字ヘッドカバーの先端部と印字対象物の表面との間に構成される領域に、クエット流れに類似した流速分布が形成され、この流速分布に応じて生じる気流が印字ヘッドカバーの上流側側面に衝突してよどむことによって生じる高圧領域に着目している。すなわち、この高圧領域が印字ヘッドカバーのインク粒子通過孔付近まで広がり、かつ印字ヘッド内部はほぼ大気圧であり、高圧領域よりも低圧であるため、印字ヘッドカバーの外側の高圧領域から印字ヘッド内部へ向かう方向の気流が発生する。印刷対象物に着滴した帯電粒子群が乾燥する前に次の帯電粒子群が衝突することで生じるインクミスト群は、この印字ヘッド内部に向かう気流に乗って印字ヘッド内部に侵入しやすい状況となる(段落0018)。
特許文献1では、印字ヘッドカバー(記録ヘッドカバー:以下、カバー部という)の先端部と印字対象物(印字体)の表面との間に構成される領域が高圧になることによって、記録ヘッド内部に侵入するインクミスト(飛散液滴)に配慮しているものの、インク粒子(印字液滴)がインク粒子通過孔(インク液滴通過孔)を通ってカバー部の外側に流出する際に同伴する空気に対する配慮がない。すなわち、印字液滴が同伴する空気を補うためにカバー部の外側から内側に向かって空気の流れ(気流)が生じ、この空気の流れが飛散液滴を記録ヘッド内部に同伴する可能性がある。
本発明の目的は、印字液滴が同伴する空気の流出に伴ってカバー部の外側からインク液滴通過孔を通じてカバー部の内側に流入する空気の流れを抑制し、カバー部内部の印字機構における飛散液滴による汚れを防ぐことにある。
上記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録装置は、
インク柱を吐出するインク室、インク柱から生成したインク液滴を帯電させる帯電電極、及び帯電したインク液滴を偏向する偏向電極を有する記録機構と、前記偏向電極により偏向されたインク液滴が通過するインク液滴通過孔を有すると共に前記記録機構を覆うカバー部と、を含む記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドに対して相対移動する記録対象物にインク液滴を着滴させて記録を行うインクジェット記録装置において、
前記カバー部の側面に通気口を設ける。
インク柱を吐出するインク室、インク柱から生成したインク液滴を帯電させる帯電電極、及び帯電したインク液滴を偏向する偏向電極を有する記録機構と、前記偏向電極により偏向されたインク液滴が通過するインク液滴通過孔を有すると共に前記記録機構を覆うカバー部と、を含む記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドに対して相対移動する記録対象物にインク液滴を着滴させて記録を行うインクジェット記録装置において、
前記カバー部の側面に通気口を設ける。
本発明によれば、インクジェット記録装置において、インク液滴が同伴する空気の流出に伴ってカバー部の外側からインク液滴通過孔を通じてカバー部の内側に流入する空気の流れを抑制することができ、インク液滴の着滴時に生じる飛散液滴がこの流入空気に同伴してカバー部内部に侵入するのを抑制して、カバー部内部の記録機構の汚れを抑制することができる。これにより印字の高品質化が得られる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
インクジェット記録装置のうち、連続吐出型インクジェット記録装置(CIJP:Continuous inkjet printer)は、家庭用又はオフィス用プリンタで使用されるオンデマンド型インクジェット装置に比較し、高信頼性及び高メンテナンス性を有した高安定な液滴吐出装置である。このため、連続吐出型インクジェット記録装置は、高信頼性、高メンテナン性、及び高安定性が要求される、液体を利用した機能インク塗布やパターニングが必要な電子機器などの製造装置にも応用が可能である。また、本装置は3次元の造形、例えば3Dプリンタとしても使用できる。
連続吐出型インクジェット記録装置では、インクタンクに蓄えられた液体(インク)をポンプなどで加圧し、微細なノズルから連続的に噴出させる。噴出する液体(インク柱)を圧電素子等による加振により振動させて揺らぎを与えることで、インク柱を切断し、生じたインクの微小液滴を飛翔させる。このとき、インク柱を切断する液滴形成位置に帯電電極を近接配置し、インクの微小液滴に電界を付与することで、形成される液滴を帯電する。
帯電した液滴は、帯電電極の下流位置に配置された偏向電極に電圧が印加されることで発生する電界の中で、帯電有無やその大きさ(帯電量)により、その飛翔する方向が制御される(偏向プロセス)。
この偏向プロセスは、マルチ偏向式と二値偏向式との二つの方式に大きく分類される。これらの何れの方式においても、吐出後の液体(インク)への帯電量を制御して液体を偏向させることから、液滴の吐出制御を1滴ごとに行う必要がなく、装置の構成が単純になる。また、連続して液滴吐出を行うため、ノズルつまりが発生し難く、高い信頼性を確保できる。
連続吐出型インクジェット記録装置では、記録ヘッドの印字機構を覆うカバー部が設けられており、印字用の液滴はカバー部にスリット状に形成されたインク液滴通過孔(以下、スリットという)を通過して印字体に着滴する。印字用の液滴(印字液滴)が印字体に着滴すると、その衝撃により液滴の一部や先に着滴して乾燥する前の液滴が微細な飛散液滴となって周囲に浮遊し、その一部がスリットからカバー部内部に侵入してカバー部内部の印字機構を汚す問題がある。
そのため、カバー部に設けたスリットから、飛散液滴がカバー部内部に侵入するのを防ぐ必要がある。
以下、図面を参照して、本発明に係る連続吐出型インクジェット記録装置の実施例について説明する。各図において同一要素については同一の符号を記し、重複する説明は省略する。なお、本発明は以下に説明する各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、以下に説明する実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また以下の説明では、例えば「印字体」や「印字パターン」のように「印字」という用語を使用しているが、印刷する対象は文字に限定される訳ではなく、絵柄や線なども含まれる。
[実施例1]
図1を用いて、第1実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の構成について説明する。図1は、本発明の第1実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の要部構成図である。なお、印字体(印字対象物)116は図1の紙面に垂直な方向に搬送される。
図1を用いて、第1実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の構成について説明する。図1は、本発明の第1実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の要部構成図である。なお、印字体(印字対象物)116は図1の紙面に垂直な方向に搬送される。
図1において、本実施例の連続吐出型インクジェット記録装置の記録ヘッド(インクジェットヘッド、印字ヘッド又は印字装置)100は、液柱(インク柱)107を吐出するインク室101を備えたノズルヘッド102と、形成した液滴(インク液滴)106を個別に帯電するための帯電電極103A,103Bと、帯電した液滴106を電界により偏向するための一対の偏向電極105A,105Bと、印字に使われなかった液滴106Bを再使用するため、当該液滴を回収するガター113と、カバー部(印字ヘッドカバー、記録ヘッドカバー)118と、を備えている。
偏向電極105A,105Bは互いに平行な対向面をもつように設置されている。液滴106Aの粒子が印字体116に着滴することで印字される。
カバー部118は、印字液滴が通過する通過孔であるスリット(インク液滴通過孔)を有し、インク室101、ノズルヘッド102、帯電電極103A,103B、偏向電極105A,105B、及びガター113等により構成される印字機構(記録機構)を覆う、記録ヘッド100の一部品である。
図1に示した構成において、ノズルヘッド102のノズルから吐出した液柱107は、ノズルヘッド102におけるインク室101の上部から付与される振動により切断され、図示するように、液滴106の列(液滴列)が形成される。ここで、ノズルヘッド102の筐体全体は電気的に接地状態となっている。そして、形成された液滴106は、帯電電極基板104A,104B上に形成され、液滴の飛翔方向と平行になるように近接して配置された帯電電極103A,103Bにより負に帯電される。
ここで、帯電電極103A,103Bは、任意のタイミングで任意の電圧を帯電電圧コントローラ114より液滴に投入(印加)することにより、個々の液滴を、目的とする印字形態に応じて帯電することができる構成となっている。
なお、このとき、液柱107の切断点は、液滴列に対応して設けられた帯電電極103A,103B上に位置するようになっている。また、帯電電極103A,103Bは、液滴列がその幅方向(図の紙面に垂直な方向)における中心付近を通過するように配置されていることが好ましい。
ここで、帯電工程のインク飛翔方向の下部(上記帯電電極103A,103Bの下方)には、電界により帯電液滴106Aを任意の方向に偏向するための偏向電界を形成する、所謂、偏向電極105A,105Bが設置されている。これら偏向電極105A,105Bは、接地偏向電極(第1偏向電極)105Aと高電圧偏向電極(第2偏向電極)105Bとから構成される。接地偏向電極105A及び高電圧偏向電極105Bは互いに平行に向かい合う形で配置されており、電気力線は接地偏向電極105A及び高電圧偏向電極105Bの電極面に垂直で、かつ互いに平行に生成される。
偏向電極105A,105B間に発生する偏向電界の大きさは、高電圧偏向電極105Bに印加する電圧の大きさを偏向電圧コントローラ115で制御することにより、制御される。
この偏向電界が形成された領域内を、帯電電極103A,103Bを通過した後の液滴(帯電した液滴106Aと帯電していない液滴106Bとを含む)が飛翔することにより、帯電液滴106Aは、偏向電界の影響により、帯電符号と逆の電極105Bに接近する方向に偏向され、印字体116に着滴して印字パターンを形成する。
帯電量の多い液滴が正側電極105Bに近づくため、大きな字を印字するために、インク入射線101’は高電圧偏向電極105Bの電極面よりも接地偏向電極105Aの電極面に近い位置に設定される。
また、液滴(インク粒子)106の飛行により、偏向電圧105A,105B間には気流108が誘起される。このとき、無帯電粒子106Bはこの直線のインク入射線101’上を飛行しガター113に入射する。
図2を用いて、従来の連続吐出型インクジェット記録装置における課題を説明する。図2は、従来の連続吐出型インクジェット記録装置における課題を説明する図である。
印字液滴106Aは、スリット117から射出されて印字体116に着滴する。その際の衝撃で液滴の一部が飛散して121のような微小液滴(インクミスト)の浮遊が生じる。なお、印字液滴106Aがスリット117から射出される際、液滴106Aは周囲空気を同伴してカバー部118の外に出るため、カバー部118の内部の圧力が低下する。この圧力低下を補うために、スリット117を通して、カバー部118の外部から流入する気流122が生じる。この気流122が生じると、浮遊した微小液滴121は気流122に乗ってカバー部118の内部に侵入する。これによりカバー部118の内部の機器(印字機構)が汚される問題が生じる。
図3を用いて、本実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の構成について説明する。図3は、本発明の第1実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の要部構成図である。
図1に示した本実施例の特徴は、印字装置100のカバー部118に、印字体116の移動方向119に垂直な開口面を有する通気口130を設けたことである。図1において、通気口130の開口面はカバー部118の図1の紙面に平行な面に設けられている。
すなわち本実施例では、インク柱107を吐出するインク室101、インク柱107から生成したインク液滴106を帯電させる帯電電極103A,103B、及び帯電したインク液滴106Aを偏向する偏向電極105A,105Bを有する記録機構(印字機構)と、偏向電極105A,105Bにより偏向されたインク液滴106Aが通過するインク液滴通過孔117を有すると共に記録機構を覆うカバー部118と、を含む記録ヘッド100を備え、記録ヘッド100に対して相対移動する記録対象物116にインク液滴106Aを着滴させて記録を行うインクジェット装置において、カバー部118の側面に通気口130を設ける。
この場合、通気口130を設けるカバー部118の側面は、記録対象物116に対向する底面118Cから、記録対象物116に対して遠ざかる方向に形成された面118Aとすることが好ましい。
さらには、通気口130を設けるカバー部118の側面118Aは、記録対象物116の相対移動方向(搬送方向)119に対して垂直な面として構成されることが好ましい。この場合、通気口130は、記録対象物116の相対移動方向119に対して垂直な開口面を有することになる。
印字体116が移動する際、それにともなって印字体116の移動と平行方向に気流120が生じる。本実施例では、気流120を利用することで、通気口130を通してカバー部118の内部に気流122を効率よく導入することが可能となり、スリット117を通じてカバー部118の外部から内部に流入する気流を防止又は抑制することができる。その結果、スリット117を通じて微小液滴(インクミスト)121がカバー部118の内部に侵入することを防止又は抑制することが可能となる。
気流120を利用することなくカバー部118の内部に気流122を導入することが可能な場合は、カバー部118の他の面、例えば印字体116の移動方向119に平行な側面に、通気口130を設けてもよい。
通気口130は、カバー部118の、印字体116の搬送方向119に垂直な2面に形成されている。
すなわちカバー部118は、通気口130を設ける側面として、記録対象物116の相対移動方向119において記録機構及びインク液滴通過孔(スリット)117を挟んで両側に位置する2つの側面118A,118Bを有し、通気口130は2つの側面118A,118Bに設けられるとよい。
本実施例では、カバー部118は印字体116の印字面に垂直な方向から見た断面が四角形に形成されており、通気口130はこの四角形の対向する2辺を構成する側面118A,118Bに形成されている。カバー部118の内部に導入される気流122は、印字体116の搬送方向上流側(相対移動方向上流側)に位置する通気口130から導入されるものが主であるが、カバー部118の2面に通気口130を設けることにより、印字体116の搬送方向を逆向きにした場合にも、気流120を利用して気流122をカバー部118の内部に導入することができる。
また2つの通気口130のうち一方(搬送方向上流側、相対移動方向上流側)の通気口130からカバー部118の内部に流入した気流は他方(搬送方向下流側、相対移動方向下流側)の通気口130からカバー部118の外部に流出するように構成することが好ましい。搬送方向上流側から搬送方向下流側に向かって流れる気流120は、微小液滴(インクミスト)121を搬送方向下流側に向かって押し流す。このため微小液滴121は搬送方向上流側の通気口130からカバー部118の内部に流入する可能性は低く、搬送方向下流側の通気口130からカバー部118の内部に流入する可能性が高くなる。搬送方向下流側の通気口130から気流122がカバー部118の外部に流出するように構成することにより、搬送方向下流側の通気口130からの微小液滴121の吸い込みを防止又は抑制することができる。
なお、カバー部118に設けた通気口130は、実施例では開口部として描かれているが、メッシュ状でも、多数の孔を有する構成であっても構わない。また通気口130の面積は、印字液滴106Aが同伴することで流出する空気を補うために、スリット117と同等以上とすることが望ましい。すなわち通気口130の面積は、スリット(インク液滴通過孔)117の開口面積以上の大きさであることが望ましい。
さらに本実施例の記録ヘッド100は、図3に示すように、通気口130の入り口(開口部外側)に、印字体(記録対象物)の移動方向119と平行方向にカバー部118の側面から突出する整流板131を有する。この整流板131によりカバー部下側に回り込む気流を低減して、より多くの気流を通気口130に流すことが可能となる。さらに整流板131により、カバー部118の下部に浮遊する微小液滴が通気口130に侵入するのを防止又は抑制することが可能となる。
整流板131は必須の構成ではないが、整流板131を備えることにより、上述した効果が得られる。
[実施例2]
図4を用いて、第2実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の構成について説明する。図4は、本発明の第2実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の要部構成図である。
図4を用いて、第2実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の構成について説明する。図4は、本発明の第2実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の要部構成図である。
本発明では、図3に示す第1実施例の構成において、カバー部118の内側に、通気口130から流入する気流が印字液滴に直接当たるのを防ぐ遮蔽板123を設けたことを特徴とする。通気口130から流入する気流を遮蔽板123で遮ることが可能である。これにより、カバー部118の内部の圧力が低下するのを防ぎつつ、気流122が飛翔液滴106Aの軌道に影響を及ぼすのを防ぐ効果が得られる。
なお本実施例では、印字体116の搬送方向を逆向きにした場合に配慮して、飛翔液滴106Aの軌道、すなわちスリット117に対して、搬送方向上流側及び搬送方向下流側の両方に遮蔽板123を配置している。
本実施例では、遮蔽板123に係る構成以外は、第1実施例と同様な構成を有する。
[実施例3]
図5を用いて、第3実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の構成について説明する。図5は、本発明の第3実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の要部構成図である。
図5を用いて、第3実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の構成について説明する。図5は、本発明の第3実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の要部構成図である。
本実施例では、第1実施例の整流板131をテーパ形状にしたことを特徴とする。すなわち、整流板131,132は、通気口130の入り口に、テーパ形状に配置され、気流122の流路をテーパ形状に形成する。これにより、より効率良く通気口130に気流を送ることが可能となる。
また本実施例では、第2実施例と同様に、遮蔽板123を配置しているが、遮蔽板123は必ずしも配置しなくてもよい。
[実施例4]
図6を用いて、第4実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の構成について説明する。図6は、本発明の第4実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の要部構成図である。
図6を用いて、第4実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の構成について説明する。図6は、本発明の第4実施例に係る連続吐出型インクジェット記録装置の要部構成図である。
本実施例では、図4に示す遮蔽板123を、前記通気口130から流入する気流122の方向に対して、傾けたことを特徴とする。すなわち遮蔽板123は、通気口130から流入する気流の方向に対して傾斜している。
通気口130から流入する気流122に対して遮蔽板123が図4のように垂直になっていると、遮蔽板123の前面で圧力が上昇してしまい、通気口130から気流が入りにくくなる。そこで遮蔽板123を気流の流入方向に対して傾けることで、遮蔽板前面の圧力上昇を低減して、より多くの気流を流入させることが可能となる。
特に本実施例では、遮蔽板123の、印字体116の印字面に垂直な方向から見た形状を、中央部に対して両端部が下流側に位置するようにV字形状にしている。遮蔽板123をV字形状に傾斜させたことにより、気流の流入方向において配置に要する寸法を小さくすることができ、遮蔽板123の気流の流入方向に対する傾斜角度を大きくすることができる。
図5に示す第3実施例の遮蔽板123を、本実施例と同様に、流入する気流122の方向に対して傾けてもよい。
100…記録ヘッド、101…インク室、103A,103B…帯電電極、105A,105B…偏向電極、106…インク液滴、106A…帯電したインク液滴、107…インク柱、116…記録対象物(印字体)、117…インク液滴通過孔(スリット)、118…カバー部、118A,118B…カバー部118の側面、118C…カバー部118の底面、119…記録対象物116の相対移動方向(搬送方向)、123…遮蔽版、130…通気口、131,132…整流板。
Claims (10)
- インク柱を吐出するインク室、インク柱から生成したインク液滴を帯電させる帯電電極、及び帯電したインク液滴を偏向する偏向電極を有する記録機構と、前記偏向電極により偏向されたインク液滴が通過するインク液滴通過孔を有すると共に前記記録機構を覆うカバー部と、を含む記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドに対して相対移動する記録対象物にインク液滴を着滴させて記録を行うインクジェット記録装置において、
前記カバー部の側面に通気口を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記カバー部の前記側面は、前記記録対象物に対向する底面から、前記記録対象物に対して遠ざかる方向に形成された面であることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項2に記載のインクジェット記録装置において、
前記カバー部の前記側面は、前記記録対象物の相対移動方向に対して垂直な面として構成されることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項3に記載のインクジェット記録装置において、
前記通気口は、前記記録対象物の相対移動方向に対して垂直な開口面を有することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項3に記載のインクジェット記録装置において、
前記カバー部は、前記側面として、前記記録対象物の相対移動方向において前記記録機構を挟んで両側に位置する2つの側面を有し、
前記通気口は、前記2つの側面に設けられることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記通気口の入り口に、前記記録対象物の移動方向と平行方向に前記カバー部の前記側面から突出する整流板を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項6に記載のインクジェット記録装置において、
前記整流板は、前記通気口の入り口に、テーパ形状に配置されることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記カバー部の内側に、前記通気口から流入する気流がインク液滴に直接当たるのを防ぐ遮蔽板を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項8に記載のインクジェット記録装置において、
前記遮蔽板は、前記通気口から流入する気流の方向に対して傾斜していることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記通気口の面積は、前記インク液滴通過孔の開口面積以上の大きさであることを特徴とするインクジェット記録装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20874087 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20874087 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |