JPH06134992A - Inkjet recording head - Google Patents
Inkjet recording headInfo
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- JPH06134992A JPH06134992A JP4284148A JP28414892A JPH06134992A JP H06134992 A JPH06134992 A JP H06134992A JP 4284148 A JP4284148 A JP 4284148A JP 28414892 A JP28414892 A JP 28414892A JP H06134992 A JPH06134992 A JP H06134992A
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- ink
- recording head
- ejection port
- jet recording
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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
- B41J2002/061—Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 各種印写機器に使用されるインクジェット記
録に関するもので、静電吸引型インクジェットの導電性
インクの使用が困難であること、及び駆動電圧が高電圧
であることを解決し、普通紙対応性がよく安全なインク
が使用できる小型低価格なヘッドの提供を目的とする。
【構成】 インク吐出口10に対向して対向電極11を
設け、複数のインク吐出口に独立してインクを供給する
インク層19を設ける。インク層19には被覆膜15を
介して電極13とヒータ14が設置されている。対向電
極11と共通インク室20との間にはインクが吐出しな
い程度の電位差が、対向電極11と電極13との間には
インク吐出の可能な電位差が設けられる。ヒータにより
気泡が発生するとインクが分断され、インクが電極13
の電位となり吐出する。この構成により、水性インクが
可能で低電圧駆動のヘッドが得られる。
(57) [Abstract] [Purpose] The present invention relates to inkjet recording used in various printing devices, and it is difficult to use conductive ink of electrostatic attraction type inkjet and that the driving voltage is high. It is an object of the present invention to provide a small and low-priced head that solves the problem and can use safe ink that is compatible with plain paper. A counter electrode 11 is provided so as to face the ink ejection port 10, and an ink layer 19 that independently supplies ink to the plurality of ink ejection ports is provided. An electrode 13 and a heater 14 are provided on the ink layer 19 via a coating film 15. A potential difference is provided between the counter electrode 11 and the common ink chamber 20 such that ink is not ejected, and a potential difference at which ink can be ejected is provided between the counter electrode 11 and the electrode 13. When air bubbles are generated by the heater, the ink is divided and the ink is separated by the electrode 13.
It becomes the potential of and is ejected. With this configuration, it is possible to obtain a low-voltage drive head that enables water-based ink.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、微小液滴を吐出させて
文字、図形、画像等を描くインクジェット記録装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus for ejecting minute liquid droplets to draw characters, figures, images and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、インクジェット記録技術は、静粛
で、印字品位が高く、低価格な小型プリンタとして注目
を浴びている。2. Description of the Related Art In recent years, ink jet recording technology has been attracting attention as a small printer which is quiet, has high printing quality, and is inexpensive.
【0003】インクジェット記録技術には、種々の方式
が提案されているが、本発明は静電吸引型インクジェッ
トに属するものである。Although various methods have been proposed for the ink jet recording technology, the present invention belongs to the electrostatic suction type ink jet.
【0004】以下、従来の静電吸引型インクジェットに
ついて説明する。図5は、従来の静電吸引型インクジェ
ットのマルチノズル構造を示すものである。A conventional electrostatic suction type ink jet will be described below. FIG. 5 shows a multi-nozzle structure of a conventional electrostatic suction type inkjet.
【0005】図5において、1−1から1−3は、絶縁
物で構成されたインク吐出口、2−1から2−3は、イ
ンク吐出口の裏面に設置された吐出電極、3−1から3
−3は、前記吐出電極に信号電圧を印加するパルス回
路、4はインク、5は記録紙、6はインクを吸引するた
めの背面電極をそれぞれ示している。In FIG. 5, 1-1 to 1-3 are ink ejection ports made of an insulating material, and 2-1 to 2-3 are ejection electrodes 3-1 installed on the back surface of the ink ejection port. From 3
-3 is a pulse circuit for applying a signal voltage to the ejection electrode, 4 is ink, 5 is recording paper, and 6 is a back electrode for sucking ink.
【0006】以上のように構成されたインクジェットに
ついて、以下その動作について説明する。The operation of the ink jet system constructed as above will be described below.
【0007】まず、インクノズル内のインク4と背面電
極6には、インク4が吐出しない範囲のバイアス電圧が
印加されている。First, a bias voltage in a range in which the ink 4 is not ejected is applied to the ink 4 and the back electrode 6 in the ink nozzle.
【0008】次に、2−1から2−3の内の適当な吐出
電極に信号電圧が印加されると、信号電圧の印加された
インクノズル内のインク4と背面電極との電位差が増大
し、インクノズル内のインク4が吸引されて記録紙5上
に到達する。Next, when a signal voltage is applied to an appropriate ejection electrode of 2-1 to 2-3, the potential difference between the ink 4 in the ink nozzle to which the signal voltage is applied and the back electrode increases. The ink 4 in the ink nozzles is sucked and reaches the recording paper 5.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、インクノズル毎に独立して吐出を制御
するため、吐出電極間には、電圧の印加状態によって、
隣接する吐出電極間において信号電圧に相当する程度の
電位差が生じる場合があるため、導電性インクを使用す
ると大きな電流がインク中に流れ、発熱による破壊が生
じる場合が考えられる。However, in the above-mentioned conventional configuration, since the ejection is controlled independently for each ink nozzle, the voltage applied between the ejection electrodes may vary depending on the voltage applied state.
Since a potential difference corresponding to a signal voltage may occur between adjacent ejection electrodes, a large current may flow into the ink when conductive ink is used, and destruction due to heat generation may occur.
【0010】そのため、インクには絶縁性の油性インク
が使用されている。油性インクは、水性インクに比較し
て、沸点が高く、目詰まりしにくいインクが実現可能で
あるという利点があるが、油容性染料は染料の種類が少
なく、インク設計の自由度が狭い点、臭いや引火性、安
全性等に対する対策が大変であるという点、油性溶媒は
一般に表面張力が低く、記録紙上でのドットの浸透速度
について、表面張力の値を変化させ、記録紙の性質に合
わせた適切な値に操作することが困難であり、普通紙対
応インクの実現が難しい点、等の課題がある。Therefore, insulating oil-based ink is used as the ink. Compared to water-based inks, oil-based inks have the advantage that they have a higher boiling point and are less prone to clogging, but oil-soluble dyes have few types of dyes and have a low degree of freedom in ink design. However, oily solvents generally have low surface tension, and it is difficult to take measures against odor, flammability, safety, etc. It is difficult to operate to an appropriate combined value, and it is difficult to realize ink compatible with plain paper.
【0011】また、静電吸引型インクジェットは、数百
Vのドライブ回路が必要であり、回路構成が大型化し、
低価格化が困難という一般的な課題も有している。In addition, the electrostatic suction type ink jet requires a drive circuit of several hundreds of V, and the circuit structure becomes large,
It also has a general problem that it is difficult to reduce the price.
【0012】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
もので、導電性のインクが使用でき、駆動信号電圧の低
い、静電吸引型インクジェットを提供することを目的と
する。The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an electrostatic attraction type ink jet which can use a conductive ink and has a low drive signal voltage.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、インク吐出口にインクを供給するインク流
路に、インクを分離隔絶する手段を設けたものである。To achieve this object, the present invention provides a means for separating and separating ink in an ink flow path for supplying ink to an ink ejection port.
【0014】[0014]
【作用】本発明は上記構成によって、インク流路のイン
クが分離されるため、導電性の水性インクを使用して
も、他のノズルとは電気的に遮断されるので、電極間の
ショートが発生することなく、良好に動作するインクジ
ェット記録ヘッドが実現できる。According to the present invention, since the ink in the ink flow path is separated by the above-mentioned constitution, even if the conductive water-based ink is used, it is electrically cut off from the other nozzles, so that the short circuit between the electrodes is prevented. It is possible to realize an ink jet recording head that operates well without any generation.
【0015】[0015]
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例について、図
面を参照しながら詳細に説明する。(Embodiment 1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0016】図1は、本発明の第1の実施例におけるイ
ンクジェット記録ヘッドの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.
【0017】図1において、10はインク吐出口、11
は対向電極、12は記録紙、13は電極、14はヒー
タ、16は絶縁性ノズル板、17は気泡、19はインク
層、20は共通インク室、21は電極保護膜、22はヒ
ータ保護膜、23は発熱回路、24は高圧回路である。In FIG. 1, 10 is an ink ejection port, and 11
Is a counter electrode, 12 is a recording paper, 13 is an electrode, 14 is a heater, 16 is an insulating nozzle plate, 17 is an air bubble, 19 is an ink layer, 20 is a common ink chamber, 21 is an electrode protective film, 22 is a heater protective film. , 23 are heat generating circuits, and 24 is a high voltage circuit.
【0018】本実施例では、単一のインク吐出口を有す
るシングルノズルの構成を基本として説明するが、イン
クジェットヘッドが、複数のインク吐出口を有するマル
チノズルの場合には、インク吐出口およびインク層は、
各々独立して図1の紙面に垂直方向に複数個設けられ
る。In this embodiment, the structure of a single nozzle having a single ink ejection port will be described as a basis, but when the ink jet head is a multi-nozzle having a plurality of ink ejection ports, the ink ejection port and the ink are ejected. The layers are
A plurality of them are independently provided in the direction perpendicular to the plane of FIG.
【0019】ここで、インク吐出口10は絶縁性ノズル
板16に穿孔され、このインク吐出口10に対向し、記
録紙12を挟んで、対向電極11が設けられている。Here, the ink discharge port 10 is perforated in the insulating nozzle plate 16, and a counter electrode 11 is provided so as to face the ink discharge port 10 and sandwich the recording paper 12.
【0020】また、電極13は、薄いインク層19を介
して、絶縁性ノズル板16の裏面に設けられている。The electrode 13 is provided on the back surface of the insulating nozzle plate 16 with the thin ink layer 19 interposed therebetween.
【0021】この電極13には、電極保護膜21が設け
られているが、この電極保護膜21は、それを介してイ
ンクに適当な電位を印加できる電気的性質の材質、寸
法、構造のものが選択されている。The electrode 13 is provided with an electrode protective film 21. The electrode protective film 21 is of a material, size and structure having an electrical property capable of applying an appropriate electric potential to the ink through the electrode protective film 21. Is selected.
【0022】また、電極13の下方にはヒータ14が設
けられており、ヒータ14は、それを保護するヒータ保
護膜22で覆われている。A heater 14 is provided below the electrode 13, and the heater 14 is covered with a heater protective film 22 for protecting it.
【0023】共通インク室20は、インク層19の下方
に設けられ、シングルノズルの場合には単一のインク吐
出口10にインクを連通するインク室であり、マルチノ
ズルの場合には全てのインク吐出口にインクを連通する
ための共通のインク室となっている。The common ink chamber 20 is provided below the ink layer 19 and is an ink chamber that communicates ink with a single ink ejection port 10 in the case of a single nozzle, or all inks in the case of a multi-nozzle. It is a common ink chamber for communicating ink to the ejection port.
【0024】また、ヒータ14には発熱させるための発
熱回路23が接続され、電極13およびヒータ14には
高電圧を印加するための高圧回路24が接続されてい
る。A heating circuit 23 for generating heat is connected to the heater 14, and a high voltage circuit 24 for applying a high voltage is connected to the electrode 13 and the heater 14.
【0025】さて、静電吸引型インクジェットでは、イ
ンク吐出口10内のインクと、対向電極11との間の静
電力によって、インクを吸引して吐出させるのだが、ど
の程度の大きさの電位差でインクが吐出するかは、イン
ク吐出口先端のインクに作用する電界力と電荷量によっ
て決定される。In the electrostatic suction type ink jet, the electrostatic force between the ink in the ink discharge port 10 and the counter electrode 11 sucks and discharges the ink. Whether the ink is ejected is determined by the electric field force acting on the ink at the tip of the ink ejection port and the amount of electric charge.
【0026】すなわち、インク吐出に必要な電位差は、
インク吐出口形状、対向電極の位置等の形状、寸法によ
って随時決定されることになるが、図1に示される本実
施例においては、例えば、電位差が1.8kVでインク
の吐出が開始されるとし、まず、対向電極に−1.7k
Vを印加する。That is, the potential difference required for ink ejection is
Although it will be determined at any time depending on the shape and dimensions of the ink discharge port shape, the position of the counter electrode, etc., in the present embodiment shown in FIG. 1, for example, ink discharge is started at a potential difference of 1.8 kV. First, the counter electrode is -1.7k.
Apply V.
【0027】そして、インク吐出信号が印加されないと
きにおいて、電極13の電位は0Vであり、電極保護膜
13を介してインクが0Vに設定されている。When the ink ejection signal is not applied, the potential of the electrode 13 is 0V, and the ink is set to 0V through the electrode protection film 13.
【0028】次に、インク吐出信号が印加されると、ま
ず、発熱回路23から所定の間隔、パルス長を有するパ
ルス信号がヒータ14に送出され、ヒータ14が発熱
し、インク層19のインクに気泡17が発生する。Next, when an ink ejection signal is applied, first, a pulse signal having a predetermined interval and a pulse length is sent from the heating circuit 23 to the heater 14, the heater 14 generates heat, and the ink of the ink layer 19 is formed. Bubbles 17 are generated.
【0029】そして、気泡17が発生した時点で、高圧
回路24が作動して、電極13およびヒータ14の電位
が、例えば+300Vにまで上昇され、結果として、イ
ンク吐出口10内のインクと対向電極11との電位差
が、2.0kVの高電圧となり、インクがインク吐出口
10から記録紙12側に吸引吐出され、記録紙12上で
記録が行なわれる。Then, when the bubble 17 is generated, the high voltage circuit 24 operates to raise the potentials of the electrode 13 and the heater 14 to, for example, +300 V, and as a result, the ink in the ink ejection port 10 and the counter electrode. The potential difference with respect to 11 becomes a high voltage of 2.0 kV, ink is sucked and ejected from the ink ejection port 10 to the recording paper 12 side, and recording is performed on the recording paper 12.
【0030】このインク吐出時においては、気泡17が
発生されることにより、インク層19のインクと共通イ
ンク室20内のインクとは電気的に隔離状態にあるた
め、電極13によって印可される電界力は気泡17で遮
蔽された領域に効果的に制限され、導伝性インクを用い
たとしてもインク吐出口10からの吸引吐出が可能とな
る。At the time of discharging this ink, since the ink in the ink layer 19 and the ink in the common ink chamber 20 are electrically isolated by the generation of the bubble 17, the electric field applied by the electrode 13 is applied. The force is effectively limited to the region shielded by the bubble 17, and even if the conductive ink is used, suction and ejection from the ink ejection port 10 are possible.
【0031】また、マルチノズルのヘッド構成の場合で
も、気泡17により他のインク吐出口に連絡する共通イ
ンク室20が、インク層19のインクから電気的に絶縁
されるため、他のインク吐出口への電気的な影響は発生
せず、誤動作等が発生することはない。Even in the case of a multi-nozzle head structure, the common ink chamber 20 communicating with another ink ejection port due to the bubbles 17 is electrically insulated from the ink in the ink layer 19, so that the other ink ejection port There is no electrical influence on the device and no malfunction occurs.
【0032】そして、インク吐出が完了した後におい
て、気泡17が消滅する所定の時間前に、高圧回路24
による電極13およびヒータ14への電圧の印加を停止
し、これらの電位を降下させて初期の状態に一旦戻し、
次のインク吐出信号が発生すると、それに対応して以上
の動作を繰り返し、インク吐出を行なう。Then, after the ink ejection is completed, a predetermined time before the bubble 17 disappears, the high voltage circuit 24
The application of voltage to the electrode 13 and the heater 14 is stopped, the potentials of these are dropped, and the initial state is once returned.
When the next ink ejection signal is generated, the above operation is repeated correspondingly to eject ink.
【0033】以上の詳細な説明のように、本発明の構成
によれば、気泡発生によってインク吐出口内のインクを
電気的に分離することができるため、導電性の水容性イ
ンクを使用することができる。さらに、マルチノズルヘ
ッドにおいても、同様な構成でインク吐出が可能である
点で、大きな効果を有する。As described above in detail, according to the constitution of the present invention, since the ink in the ink ejection port can be electrically separated by the generation of bubbles, the conductive water-soluble ink is used. You can Furthermore, the multi-nozzle head also has a great effect in that ink can be ejected with the same configuration.
【0034】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について、図面を参照しながら詳細に説明する。(Embodiment 2) A second embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0035】図2は、本発明の第2の実施例におけるイ
ンクジェット記録ヘッドを示す。図2において、10は
インク吐出口、11は対向電極、12は記録紙、13は
電極、14はヒータ、15は被覆膜、16は絶縁性ノズ
ル板、17は気泡、18は駆動回路、19はインク層、
20は共通インク室である。FIG. 2 shows an ink jet recording head according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 10 is an ink ejection port, 11 is a counter electrode, 12 is a recording paper, 13 is an electrode, 14 is a heater, 15 is a coating film, 16 is an insulating nozzle plate, 17 is a bubble, 18 is a drive circuit, 19 is an ink layer,
20 is a common ink chamber.
【0036】本実施例においても、単一のインク吐出口
を有するシングルノズルの構成を基本として説明する
が、インクジェットヘッドが、複数のインク吐出口を有
するマルチノズルの場合には、インク吐出口およびイン
ク層は、各々独立して図2の紙面に垂直方向に複数個設
けられる。Also in this embodiment, the structure of a single nozzle having a single ink ejection port will be described as a basic, but when the ink jet head is a multi nozzle having a plurality of ink ejection ports, the ink ejection port and the ink ejection port are A plurality of ink layers are independently provided in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
【0037】ここで、対向電極11は、記録紙12を挟
んで、絶縁性ノズル板16に穿孔されたインク吐出口1
0に対向して設けられている。Here, the counter electrode 11 has the recording paper 12 sandwiched therebetween, and the ink discharge port 1 is formed in the insulating nozzle plate 16 by punching.
It is provided facing 0.
【0038】また、電極13は、薄いインク層19を介
して、ノズル板16の裏面に設けられている。The electrode 13 is provided on the back surface of the nozzle plate 16 with the thin ink layer 19 interposed therebetween.
【0039】この電極13は、適当な抵抗と容量を持っ
た被覆膜15に覆われており、コンデンサ的、あるいは
大きな抵抗を介した形でインクに電位を印加することが
できる。The electrode 13 is covered with a coating film 15 having an appropriate resistance and capacitance, and a potential can be applied to the ink in the form of a capacitor or via a large resistance.
【0040】また、電極13の下方にはヒータ14が設
けられており、インク層19を加熱し、気泡17を発生
させることができる。A heater 14 is provided below the electrode 13 to heat the ink layer 19 and generate bubbles 17.
【0041】共通インク室20は、インク層19の下方
に設けられ、シングルノズルの場合には単一のインク吐
出口10にインクを連通するインク室であり、マルチノ
ズルの場合には全てのインク吐出口にインクを連通する
ための共通のインク室となっている。The common ink chamber 20 is provided below the ink layer 19 and is an ink chamber which communicates ink with a single ink ejection port 10 in the case of a single nozzle, and all inks in the case of a multi-nozzle. It is a common ink chamber for communicating ink to the ejection port.
【0042】本実施例の構成において、1.8kV で
インクの吐出が開始されるとすると、対向電極11に
は、例えば−2kVの電位差を印加しておく。In the structure of this embodiment, if ink ejection is started at 1.8 kV, a potential difference of, for example, -2 kV is applied to the counter electrode 11.
【0043】また、共通インク室20には、300Vが
印加され、インク吐出口の電位が共通インク室のインク
と同電位のときには、インクの吐出がなされないように
設定しておく。Further, 300 V is applied to the common ink chamber 20, and when the potential of the ink ejection port is the same as that of the ink in the common ink chamber, it is set so that the ink is not ejected.
【0044】一方、電極13には、ヒータ加熱用の駆動
回路18が接続されているが、通常は0Vである。On the other hand, a drive circuit 18 for heating the heater is connected to the electrode 13, which is normally 0V.
【0045】このとき、インク層19のインクと電極1
3との間には300Vの電位差が生じるが、被覆膜15
には微小電流が流れるに過ぎないため安定に絶縁がなさ
れている。At this time, the ink of the ink layer 19 and the electrode 1
There is a potential difference of 300 V between the coating film 15 and
Since only a minute current flows through, stable insulation is achieved.
【0046】次に、駆動回路18から、電極13にヒー
タ加熱用のパルス電圧が印加されると、インク層19に
気泡17が発生し、インク層19を塞ぎ、インク吐出口
10近傍のインクが共通インク室20のインクと分離さ
れる。Next, when a pulse voltage for heating the heater is applied from the drive circuit 18 to the electrode 13, bubbles 17 are generated in the ink layer 19 to block the ink layer 19 and ink near the ink ejection port 10 is removed. It is separated from the ink in the common ink chamber 20.
【0047】この分離されたインクは、次に、被覆膜1
5を介して電極13の電位0Vに近づき、インク吐出口
10内のインクと対向電極11間の電位差が上昇して、
インクが吸引吐出される。The separated ink is then applied to the coating film 1
5, the potential of the electrode 13 approaches 0 V, the potential difference between the ink in the ink ejection port 10 and the counter electrode 11 increases,
Ink is ejected by suction.
【0048】そして、気泡17が消滅すると、初期の電
位関係が再現され、インクは吐出されない状態に戻る。When the bubble 17 disappears, the initial potential relationship is reproduced and the ink returns to a state where it is not ejected.
【0049】以上の詳細な説明のように、本実施例の構
成によれば、気泡発生によって複数のインク吐出口内の
インクを各々分離することができるため、導電性の水容
性インクを使用することができる。As described above in detail, according to the configuration of the present embodiment, the ink in the plurality of ink ejection ports can be separated by the generation of bubbles, so that the conductive water-soluble ink is used. be able to.
【0050】さらに、インク吐出口10内のインクを吐
出可能となるような電位関係を与えるのは、気泡17の
発生時に電極13により自然になされることになり、第
1の実施例のような高圧回路24が不要となる。Furthermore, it is natural for the electrode 13 to provide a potential relationship that enables the ink in the ink ejection port 10 to be ejected, and the air bubbles 17 are generated as in the first embodiment. The high voltage circuit 24 becomes unnecessary.
【0051】すなわち、本実施例では、インク吐出口1
0内のインクの電位は、気泡17によってスイッチング
されることになる。That is, in this embodiment, the ink ejection port 1
The ink potential within 0 will be switched by the bubble 17.
【0052】第1の実施例では、特にマルチノズル構造
で効果的であったが、第2の実施例においては、シング
ルノズル構造でも、高電圧のスイッチングが不要である
点で、効果的な構成である。In the first embodiment, the multi-nozzle structure was particularly effective, but in the second embodiment, even in the single nozzle structure, high voltage switching is not necessary, so that an effective structure is obtained. Is.
【0053】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
について、図面を参照しながら詳細に説明する。(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0054】図3は、本発明の第3の実施例におけるイ
ンクジェット記録ヘッドを示す。図3において、10は
インク吐出口、12は記録紙、13は電極、14はヒー
タ、16は絶縁性ノズル板、17は気泡、18は駆動回
路、19はインク層、20は共通インク室、25は吸引
電極、26は開口である。FIG. 3 shows an ink jet recording head in the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, 10 is an ink ejection port, 12 is a recording paper, 13 is an electrode, 14 is a heater, 16 is an insulating nozzle plate, 17 is a bubble, 18 is a drive circuit, 19 is an ink layer, 20 is a common ink chamber, Reference numeral 25 is a suction electrode, and 26 is an opening.
【0055】本実施例は、基本的には第2の実施例と同
様であるが、インク吐出口10の前面に、インク吐出口
10よりもやや大きめの開口26を設け、開口26の表
面の吸引電極25と、インク吐出口10内のインクとの
間に電位差を設けて、静電力によってインク液滴を吐出
させるよう構成した点が異なる。This embodiment is basically the same as the second embodiment, but an opening 26 slightly larger than the ink ejection opening 10 is provided on the front surface of the ink ejection opening 10, and the surface of the opening 26 is formed. The difference is that a potential difference is provided between the suction electrode 25 and the ink in the ink ejection port 10 to eject ink droplets by electrostatic force.
【0056】従って、動作についても、第2の実施例と
同様ではあるが、本実施例の場合、吸引電極25がイン
ク吐出口10の近傍に設置できるため、より小さな電位
差で大きな静電力の発生が可能であり、より効率的にイ
ンクの吸引吐出が実現できるるという利点がある。Therefore, although the operation is similar to that of the second embodiment, in this embodiment, since the suction electrode 25 can be installed in the vicinity of the ink ejection port 10, a large electrostatic force is generated with a smaller potential difference. Is possible, and there is an advantage that the suction and ejection of ink can be realized more efficiently.
【0057】(実施例4)以下、本発明の第4の実施例
について、図面を参照しながら詳細に説明する。(Embodiment 4) A fourth embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0058】図4は、本発明の第4の実施例におけるイ
ンクジェット記録ヘッドを示す。図4において、10は
インク吐出口、12は記録紙、13は電極、14はヒー
タ、15は被覆膜、16は絶縁性ノズル板、17は気
泡、18は駆動回路、19はインク層、20は共通イン
ク室、27は空気流、28は吸引電極、29は空気吐出
口である。FIG. 4 shows an ink jet recording head according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, 10 is an ink ejection port, 12 is a recording paper, 13 is an electrode, 14 is a heater, 15 is a coating film, 16 is an insulating nozzle plate, 17 is a bubble, 18 is a drive circuit, 19 is an ink layer, 20 is a common ink chamber, 27 is an air flow, 28 is a suction electrode, and 29 is an air ejection port.
【0059】本実施例は、基本的には第2の実施例と同
様であるが、空気流と静電力を利用したインクジェット
記録ヘッドである点が異なる。This embodiment is basically the same as the second embodiment, except that it is an ink jet recording head utilizing an air flow and electrostatic force.
【0060】すなわち、本実施例においては、吸引電極
28が空気吐出口29の周囲に設けられており、この空
気流と静電力を利用したインクジェット記録ヘッドにお
いては、インク吐出口10に対向して空気吐出口29を
設け、空気吐出口29とインク吐出口10の間隙より空
気流27を送り、空気吐出口29より常時空気流27を
流す構成となっている。That is, in the present embodiment, the suction electrode 28 is provided around the air discharge port 29, and in the ink jet recording head utilizing this air flow and electrostatic force, it faces the ink discharge port 10. The air discharge port 29 is provided, the air flow 27 is sent through the gap between the air discharge port 29 and the ink discharge port 10, and the air flow 27 is constantly flown from the air discharge port 29.
【0061】このような構成のインクジェット記録ヘッ
ドでは、吸引電極28が空気吐出口29の近傍に精度良
く設置できること、空気流27によりインク液滴が加速
されること等により、低駆動電圧で高速応答性のあるイ
ンク吐出特性が得られる。In the ink jet recording head having such a structure, the suction electrode 28 can be accurately installed in the vicinity of the air discharge port 29, and the ink droplets are accelerated by the air flow 27. Ink ejection characteristics with properties are obtained.
【0062】なお、第1から第4の実施例において、ヒ
ータ14により気泡を発生させる構造を採用したが、液
体を分断できる手段であれば他の構成も可能である。In the first to fourth embodiments, the structure in which the bubbles are generated by the heater 14 is adopted, but any other structure is possible as long as it can divide the liquid.
【0063】例えば、機械的に流路を閉じるマイクロ弁
や、水素吸蔵合金による水素気泡の発生等が考えられ
る。For example, a microvalve that mechanically closes the flow path, generation of hydrogen bubbles due to a hydrogen storage alloy, and the like can be considered.
【0064】また、第1から第4の実施例において、イ
ンク層9の気泡17の発生する箇所は、気泡17によっ
て確実に液が分離できる構成を採用することが、非常に
重要である。Further, in the first to fourth embodiments, it is very important to adopt a structure in which the liquid can be reliably separated by the bubbles 17 at the place where the bubbles 17 are generated in the ink layer 9.
【0065】例えば、気泡発生箇所を他の流路部分より
狭い構造にすることや、気泡発生部分を撥インク性物質
で形成することにより、インク液を速やかに分離させる
構成等が考えられる。For example, it is conceivable that the bubble generation portion is made narrower than the other flow path portions, or the bubble generation portion is formed of an ink repellent substance, so that the ink liquid is quickly separated.
【0066】また、第1から第4の実施例において、被
覆膜15、電極保護膜21は、それによって決定される
電気的な容量と抵抗値が適切なものとなるよう、材料形
状が選択され、ヒータ保護膜22は、耐熱性の良い材料
が選択される。Further, in the first to fourth embodiments, the material shapes of the coating film 15 and the electrode protection film 21 are selected so that the electric capacitance and resistance value determined by them are appropriate. The heater protection film 22 is made of a material having good heat resistance.
【0067】例えば、これらの材料としては、セラミッ
ク、ガラス、SiO2や、その他の樹脂等が適用される。For example, as these materials, ceramics, glass, SiO 2 and other resins are applied.
【0068】また、第1から第4の実施例において、イ
ンク吐出口10の形状が凸状となっているが、静電吸引
型インクジェット記録ヘッドでは、この形状にすること
によって、電界の集中が良くなり、低電圧でのインクの
吐出を可能ならしめるものである。Further, in the first to fourth embodiments, the shape of the ink discharge port 10 is convex. However, in the electrostatic suction type ink jet recording head, this shape makes it possible to concentrate the electric field. This improves the quality and enables ink ejection at a low voltage.
【0069】また、静電吸引型インクジェット記録ヘッ
ドでは、メニスカスを常に一定の形状に保ち、ノズル周
辺のインクの濡れや、たれが生じないようにすることが
重要である。そのため、ノズル周辺にテフロンのような
撥インク性物質を塗布することが効果的である。Further, in the electrostatic suction type ink jet recording head, it is important to always keep the meniscus in a constant shape so as to prevent the ink around the nozzle from getting wet or dripping. Therefore, it is effective to apply an ink repellent substance such as Teflon around the nozzle.
【0070】さらに、他のインクジェット記録の方式
に、気泡の発生収縮のみを利用して、インク液滴を吐出
停止させる構成があるが、本発明においては、気泡はイ
ンク層の分断を目的とするため、より小さな膨脹エネル
ギーの気泡が採用され得、消費電力の低いプリンタ用ヘ
ッドが実現される。Further, another ink jet recording system has a construction in which the ejection of ink droplets is stopped by utilizing only the generation and contraction of bubbles, but in the present invention, the bubbles are intended to divide the ink layer. Therefore, bubbles having a smaller expansion energy can be adopted, and a printer head with low power consumption can be realized.
【0071】また、蓄熱量も少ないため、放熱に関して
有利であり、それが、高速応答性を実現させる要因とな
る。Further, since the amount of stored heat is small, it is advantageous in terms of heat dissipation, which is a factor for realizing high-speed response.
【0072】なお、本発明では、気泡17の発生消滅の
際、インク吐出口10に形成されるインクのメニスカス
が移動し、振動を起こす。In the present invention, when the bubble 17 is generated and disappears, the meniscus of the ink formed in the ink ejection port 10 moves and vibrates.
【0073】しかし、この振動には、静電力によってイ
ンクのメニスカスを隆起させるためのエネルギーを肩代
りする効果があるため、むしろ、本発明をより効果的に
するものであり、この振動を有効に利用することによっ
て、約20〜30%インク吐出のための電位差を低下さ
せることができる。However, this vibration has the effect of shouldering the energy for raising the ink meniscus by electrostatic force, and therefore rather makes the present invention more effective, and this vibration is effective. By utilizing it, the potential difference for ejecting ink by about 20 to 30% can be reduced.
【0074】[0074]
【発明の効果】以上のように本発明は、インク吐出口に
インクを供給するインク流路に、インクを分離隔絶する
手段を設けることにより、導電性の水容性インクが使用
でき、また、インク流路のインク吐出口近傍に被覆膜を
介し電極を設け、気泡がインク流路のインクを分離隔絶
した際に、インク吐出口近傍のインクを、被覆膜の電気
的性質にしたがって、電極の電位に近づけ、静電力を増
加させることによりインクを吸引吐出することで、高電
圧のスイッチングが不要となる。そのため、普通紙対応
性が良く、安全性に優れたインクの使用できる、低価格
で小型のプリンタに適した、優れたインクジェット記録
ヘッドを実現できるものである。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, a conductive water-soluble ink can be used by providing a means for separating and separating ink in the ink flow path for supplying the ink to the ink discharge port. An electrode is provided in the vicinity of the ink discharge port of the ink flow path through a coating film, and when the air bubbles separate and isolate the ink in the ink flow path, the ink near the ink discharge port is changed according to the electrical properties of the coating film. By bringing the ink closer to the potential of the electrode and increasing the electrostatic force to suck and eject the ink, high-voltage switching becomes unnecessary. Therefore, it is possible to realize an excellent inkjet recording head suitable for a low-priced and small-sized printer, which has good compatibility with plain paper and can use ink with excellent safety.
【図1】本発明の第1の実施例におけるインクジェット
記録ヘッドの断面図FIG. 1 is a sectional view of an ink jet recording head according to a first embodiment of the invention.
【図2】本発明の第2の実施例におけるインクジェット
記録ヘッドの断面図FIG. 2 is a sectional view of an ink jet recording head according to a second embodiment of the invention.
【図3】本発明の第3の実施例におけるインクジェット
記録ヘッドの断面図FIG. 3 is a sectional view of an ink jet recording head according to a third embodiment of the invention.
【図4】本発明の第4の実施例におけるインクジェット
記録ヘッドの断面図FIG. 4 is a sectional view of an ink jet recording head according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】従来の静電吸引型インクジェット記録ヘッドの
断面図FIG. 5 is a sectional view of a conventional electrostatic suction type inkjet recording head.
10 インク吐出口 11 対向電極 12 記録紙 13 電極 14 ヒータ 15 被覆膜 16 絶縁性ノズル板 17 気泡 18 駆動回路 19 インク層 20 共通インク室 21 電極保護板 22 ヒータ保護膜 23 発熱回路 24 高圧回路 25 吸引電極 26 開口 27 空気流 28 吸引電極 29 空気吐出口 10 Ink Discharge Port 11 Counter Electrode 12 Recording Paper 13 Electrode 14 Heater 15 Covering Film 16 Insulating Nozzle Plate 17 Bubble 18 Drive Circuit 19 Ink Layer 20 Common Ink Chamber 21 Electrode Protection Plate 22 Heater Protection Film 23 Heat Generation Circuit 24 High Voltage Circuit 25 Suction electrode 26 Opening 27 Air flow 28 Suction electrode 29 Air outlet
Claims (12)
に対向する吸引電極との間に電位差を設けて、インクを
吸引吐出させる静電吸引型インクジェット記録ヘッドで
あって、インク吐出口にインクを供給するインク流路
に、インクを分離隔絶する手段を設けたインクジェット
記録ヘッド。1. An electrostatic suction type ink jet recording head for sucking and ejecting ink by providing a potential difference between the ink in the ink ejection port and a suction electrode facing the ink ejection port. An ink jet recording head having means for separating and separating ink in an ink flow path to be supplied.
手段である請求項1記載のインクジェット記録ヘッド。2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the means for separating and separating the ink is a bubble generating means.
を、インク吐出口にインクを供給するインク流路にイン
クを隔絶する手段を各々設け、インク流路のインクが分
離隔絶された際に、前記電極に電圧を印加し、静電力に
よりインクを吸引吐出する請求項1記載のインクジェッ
ト記録ヘッド。3. An electrode is provided in the vicinity of an ink ejection port via a coating film, and means for isolating the ink is provided in an ink flow channel for supplying the ink to the ink ejection port. When the ink in the ink flow channel is separated and isolated. 2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a voltage is applied to the electrodes and ink is sucked and ejected by electrostatic force.
を、インク吐出口にインクを供給するインク流路に、イ
ンクを隔絶する手段を各々設け、インク流路に連通する
共通インク室には、インク吐出のなされない電圧が、前
記電極にはインク吐出の可能な電圧が各々印加され、イ
ンク吐出口内のインクと共通インク室とのインクが分離
隔絶された際に、インク吐出口内のインクを前記電極の
電圧に近づけることにより、インクを吸引吐出する請求
項1記載のインクジェット記録ヘッド。4. A common ink chamber communicating with the ink flow path is provided with an electrode through a coating film in the vicinity of the ink discharge opening, an ink flow path for supplying ink to the ink discharge opening, and means for isolating the ink. Is a voltage at which ink is not ejected and a voltage at which ink can be ejected is applied to the electrodes, and when the ink in the ink ejection port is separated from the ink in the common ink chamber, the ink in the ink ejection port is separated. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink is sucked and ejected by bringing the ink close to the voltage of the electrode.
ク流路を分離隔絶する手段を設けた請求項1記載のイン
クジェット記録ヘッド。5. The ink jet recording head according to claim 1, further comprising means for separating and separating the ink flow paths from the plurality of ink ejection openings.
表面に吸引電極を設け、吸引電極とインク吐出口内のイ
ンクとの電位差によりインクを吐出する請求項1記載の
インクジェット記録ヘッド。6. The ink jet recording head according to claim 1, wherein an opening is provided in front of the ink ejection port, a suction electrode is provided on the surface of the opening, and the ink is ejected by a potential difference between the suction electrode and the ink in the ink ejection port.
クを加速する請求項1記載のインクジェット記録ヘッ
ド。7. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink from the ink ejection port is accelerated by using an air flow.
部分より狭い流路を形成している請求項1記載のインク
ジェット記録ヘッド。8. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the portion that separates and separates the ink flow passage forms a flow passage that is narrower than the other portions.
ンク性物質を有する請求項1記載のインクジェット記録
ヘッド。9. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the portion separating and separating the ink flow path has an ink repellent substance.
項1記載のインクジェット記録ヘッド。10. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink ejection port has a convex shape.
有する請求項1記載のインクジェット記録ヘッド。11. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the periphery of the ink ejection port has an ink repellent substance.
により、インク吐出口に形成されるインクのメニスカス
を振動させる請求項1記載のインクジェット記録ヘッ
ド。12. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the meniscus of the ink formed at the ink ejection port is vibrated by the energy for separating and isolating the ink flow path.
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|---|---|---|---|
| JP28414892A JP2650584B2 (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Inkjet recording head |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH06134992A true JPH06134992A (en) | 1994-05-17 |
| JP2650584B2 JP2650584B2 (en) | 1997-09-03 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006067966A1 (en) | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Liquid ejection head, liquid ejection device, and liquid ejection method |
| US7695110B2 (en) | 2004-12-22 | 2010-04-13 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Liquid ejection apparatus |
| US7938510B2 (en) | 2006-02-28 | 2011-05-10 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Liquid ejection head and liquid ejection method |
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| US8047638B2 (en) | 2005-05-11 | 2011-11-01 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Liquid ejecting apparatus |
| CN114801481A (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-29 | 三星显示有限公司 | Ink jet printing apparatus |
-
1992
- 1992-10-22 JP JP28414892A patent/JP2650584B2/en not_active Expired - Fee Related
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| WO2006067966A1 (en) | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Liquid ejection head, liquid ejection device, and liquid ejection method |
| US7690766B2 (en) | 2004-12-20 | 2010-04-06 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Liquid ejection head, liquid ejection device and liquid ejection method |
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