JP3169918B2 - インク記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット方
式のプリンタ−に使用されて、静電気力を利用して帯電
させた液室内のインクを静電場の作用により開口部から
移動させ、記録対象となる媒体上に記録を行うインク記
録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来のインクにより記録を行
うインク記録装置を示す説明図である。この図１１にお
いて、１０１は支持体、１０２はスリット状開口部、１
０３は給電体、１０４は対向電極、１０５は記録媒体、
１０６は電源回路、１０７は液室内に供給されたインク
である。

【０００３】一般に、従来のインク記録装置において
は、特開昭５６−４４６７号公報に示されている様に、
給電体１０３と対向電極１０４との間に電源回路１０６
により電圧を印加すると、給電体１０３と対向電極１０
４との間の電位差により生じている電場から作用を受け
給電体１０３からインク１０７に電荷が供給され、イン
ク１０７に供給された電荷は給電体１０３と対向電極１
０４との間の電位差により生じている電場から作用を受
け対向電極１０４に引き寄せられスリット状開口部１０
２で形成されているインク１０７の表面に到達し、イン
ク１０７の表面が対向電極１０４方向に変位する。やが
てインク表面は対向電極１０４に引き寄せられて曳糸状
に移動し、記録媒体１０５にインク１０７が付着する。
ここで、インク１０７の噴出を意図している付近の給電
体１０３付近の電場の様子と給電体１０３から供給され
る電荷がインク１０７の噴出の様子の変化に大きく影響
するのは言うまでもない。この後で、給電体１０３と対
向電極１０４との間に電源回路１０６により与えられて
いた電圧が解消されれば、記録媒体１０５に到達しきれ
なかった変位済みのインク１０７はインク自体の表面張
力により給電体１０３と対向電極１０４との間に電源回
路１０６により供給された電圧が供給される以前のイン
ク表面に有限の時間を費やして復帰する。

【０００４】また、例えば必要であればバイアスとして
給電体１０３と対向電極１０４との間に一定の電位差を
与えてスリット状開口部１０２に形成されているインク
１０７の表面を所定の量だけ変位させた上で、インク噴
出を意図した部位でインク１０７がスリット状開口部１
０２で形成されるインク表面からさらに引っぱられる様
に変位させるために、所定の給電体１０３に記録用とし
て十分な電位差を十分な時間だけ一時的に与えれば、即
ち十分な電位差と十分な時間のパルス電位差を与えれ
ば、インク１０７に十分な電荷が供給されるとともに、
給電体１０３と対向電極１０４との間の電位差で発生す
る電場から、スリット状開口部１０２で形成されるイン
ク表面に分布した電荷が受けた作用によりインク表面は
対向電極１０４に引き寄せられて曳糸状に移動し、やが
て記録媒体１０５にインク１０７が付着する。

【０００５】この後で、記録用として与えられたパルス
電位差分が解消されれば、記録媒体１０５に到達しきれ
なかった変位済みのインク１０７はインク自体の表面張
力により記録用として与えられたパルス電位差が供給さ
れる以前のインク表面に有限の時間を費やして復帰す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な構成要素を持つ従来のインク記録装置においては、例
えば、単純に記録用のパルス電位差を何らのバイアス無
しに与えた場合、記録用のパルス電位差に対する負荷は
甚だ大きく、従来通常数ｋＶの電位差が必要でその印加
時間もインクが変位して、記録媒体１０５にインク１０
７による記録が行われるだけの間の長い時間の電位差供
給が必要であることが判っており、そうして初めてイン
ク１０７の噴出を意図する位置付近の給電体１０３の付
近の電場の様子がインク噴出に叶うものとなる。

【０００７】例えば、従来インク１０７に電気的に露出
された、給電体１０３のみの構造でインク噴出を意図す
る給電体１０３に対向電極１０４に対して所望の電位差
を与えるとき、給電体１０３が単数の場合は、対向電極
１０４と当該の給電体１０３の間の距離に見合った電場
が発生する。そして、当該の電場と供給された電荷とで
インク噴出を担うことになる。そのため、上記の如く従
来では対向電極１０４と当該の給電体１０３の間の距離
がおよそ１ｍｍ前後であるので、対向電極１０４と当該
の給電体１０３の間には数ｋＶのパルス電位差の供給が
必要であることが解っている。

【０００８】また、給電体１０３が複数の場合は、当初
各給電体１０３はそれぞれ所定の電位に設定されてお
り、インク噴出を意図する給電体１０３に対向電極１０
４に対して電位差を与えるとき、それ以外の給電体１０
３と当該のインク噴出を意図する給電体１０３との間に
も電位差が発生する。この電位差が当該のインク噴出を
意図する給電体１０３そのもの自体の付近からインクが
噴出するというアドレッシング性と、インク噴出が起こ
るというスイッチング性の両方に大きく寄与している。

【０００９】また、この給電体１０３相互間の電位差の
場合も、給電体１０３相互間の距離にもよるが、通常給
電体１０３相互間の隙間の大きさが１００ミクロン程度
の場合およそ１ｋＶ程度が必要であり、その印加される
時間は０．１〜１．０ミリ秒が必要となる。この程度の
パルス電位差になると、インク１０７の変位による記録
だけで無く、インク噴出を意図してパルス電位差を与え
られた給電体１０３とそうでない給電体１０３の相互の
間での放電現象も起こり易い。また、給電体１０３相互
間での放電現象が起こると給電体１０３と対向電極１０
４との間での放電現象が誘発され易く、この放電現象が
起こると適切な記録が行われないだけでなく、インク記
録装置が破損したり、記録媒体１０５が破損したりす
る。

【００１０】この様な放電現象によるインク記録装置の
破損や記録媒体１０５の破損を回避するために、従来様
々なバイアスのかけ方が工夫されたがいずれの場合で
も、記録用のパルス電位差の電位差自体の大きさは１ｋ
Ｖ程度必要であることが判っている。そしてパルス電位
差の電位差自体の大きさが１ｋＶ程度必要であるとなる
と、インク記録装置内における記録可能な箇所が複数に
設定された場合、各個の記録可能な箇所に対して当該の
パルス電位差を供給しなければならず、電源回路１０６
に対する高電圧スイッチングの負荷が甚だ甚大なものと
なってしまう。

【００１１】具体的には、数カ所ないしは数十カ所ある
いは数千カ所に及ぶ記録箇所に電位差自体が１ｋＶ程度
のパルス電位差の供給が必要となってしまい、電源回路
１０６に対する負荷もそれに対応したものとなる。その
ために電源回路１０６がより高い電位差を取り扱う特別
なものとなってしまう。結局、従来のインク記録装置に
おいては、給電体１０３と対向電極１０４との間の距離
や給電体１０３相互間の隙間の距離とインク１０７の移
動に必要な記録用のバイアスの電位差や記録用のパルス
電位差との相互に依存し給電体１０３と対向電極１０４
間や給電体１０３相互間の放電現象と、バイアスの電圧
や記録用のパルス電位差が高電圧であるということによ
る電源回路１０６にかかる負荷が甚大なものであるとい
う、相互に依存する関係のある問題点があった。

【００１２】本発明の目的は、従来のインク記録装置に
おけるこの様な問題点を解消し、記録用のパルス電位差
を十分小さくするとともに、給電体１０３相互間での電
気的放電現象や、ひいては給電体１０３と対向電極１０
４間の放電現象などの発生を抑え、電源回路１０６の高
電圧を取り扱う負荷を軽減するインク記録装置を提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、スリット状の開口部を有しかつ開口部に
連通してインクを満たす液室を形成する支持体と、イン
クに電荷を供給可能な給電体と、開口部に対向して配置
された対向電極と、給電体と対向電極の間に電圧を印加
する電源回路とを具備し、必要に応じて給電体と対向電
極との間に電源回路により電圧を印加することにより、
液室内のインクを開口部付近のインクメニスカスから対
向電極の方向に移動させて、開口部と対向電極の間に配
置された記録媒体上に記録を実現するインク記録装置に
おいて、給電体とは電気的に独立に電源回路により電圧
を印加可能な導電体を、絶縁性のカバー層を介して液室
内のインクに隣接する様にかつ給電体に近接して配置し
て構成することにより、インク噴出を意図している位置
付近の給電体の付近での電場の様子を効率良く変化させ
ることが可能となる。また、給電体と対向電極との間の
距離や給電体相互間の隙間の距離と、インクの移動に必
要な記録用のバイアスの電位差や記録用のパルス電位差
との相互に依存する給電体と対向電極間や給電体相互間
の放電現象を無くすことが可能となる。また、バイアス
の電位差や記録用のパルス電位差が高電圧であるという
ことによる電源回路にかかる負荷を低減することが可能
となる。

【００１４】本発明では、給電体とは電気的に独立に電
源回路により電圧を印加可能な導電体を、絶縁性のカバ
ー層を介して液室内のインクに隣接する様にかつ給電体
に近接して配置して構成することによりこれらの問題点
を解消するインク記録装置を本発明の主旨としている。
このように、本発明においては、インク噴出を意図して
いる付近の給電体とは電気的に独立に電源回路により電
圧を印加可能な導電体を、絶縁性のカバー層を介して液
室内のインクに隣接する様にかつ当該の給電体に近接し
て配置し構成することにより、インク噴出を意図してい
る給電体の電位を、他の給電体のみでなく当該の導電体
との間に電位差を持つようにすることができる。

【００１５】インク噴出を意図している付近の給電体と
それに近接して配置された導電体にその距離に応じた小
さい電位差を与えることによりインク噴出に十分な電場
を実現可能であり、インク噴出もその小さい電位差で実
現可能となる。また、絶縁性のカバー層を介してインク
に隣接しているので、導電体と給電体との間の放電現象
は回避される。

【００１６】この様に、給電体相互間あるいは給電体と
導電体の間での電場の様子を変化可能でかつインク噴出
をより効果的に実現し、放電現象を起こしにくい構成と
することが可能となっているインク記録装置を提供可能
としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］以下に、この発
明の一実施の形態を図に基づいて説明する。図１、図２
は本発明のインク記録装置の一実施の形態を示す説明図
である。図２はスリット状開口部付近の要部断面図であ
る。

【００１８】図１において、１は支持体、２はスリット
状開口部、３は給電体、４は対向電極、５は記録媒体、
６は電源回路、７は液室内に供給されたインク、８は導
電体、９はカバー層である。本発明のインク記録装置に
おいては、支持体１をガラス、セラミック、ガラスエポ
キシ等の素材を利用して形成し、支持体１上に、給電体
３と導電体８を形成し、その上で、カバー層９を形成
し、スリット状開口部２に対向して、対向電極４を配置
し、スリット状開口部２と対向電極４の間に記録媒体５
を配置する。

【００１９】給電体３と導電体８は個々に電源回路６に
接続されていて、それぞれに独立に駆動できるように構
成されている。必要に応じて、インク７を補充・供給す
る方法・機構、記録媒体を移動させてドットの集合体と
して印字・画像を形成する方法・機構を組み込むことに
より本発明のインク記録装置は出力装置を構成すること
が可能である。

【００２０】給電体３と導電体８とは、蒸着等で金属等
の薄膜を形成したものをフォト・ファブリケーションで
パターン形成するかあるいは、メッキ技術、印刷技術を
利用して形成する等の方法で形成することが可能であ
る。また、同様に、カバー層９を蒸着等で酸化物等の絶
縁性の薄膜を形成したものをフォト・ファブリケーショ
ンやリフトオフ等の方法でパターン形成するかあるい
は、スクリーン印刷及び各種印刷技術、各種インクジェ
ットプリンティング、各種コーティング技術等を利用し
て形成する。

【００２１】その際、対向電極４に対向しているスリッ
ト状開口部２付近に配置された、給電体３及び導電体８
は図示した様に互いに近接して配置され、給電体３では
開口部付近において直接インク７に晒されておりインク
７に電荷が供給可能となっている。また、導電体８では
カバー層９を介して導電体８がインク７に隣接してい
る。

【００２２】図３では、プロファイルａは対向電極４に
供給されるパルス電圧Ｖａ、プロファイルｂは導電体８
に供給される電圧Ｖｂが、プロファイルｃは給電体３に
供給されるパルス電圧Ｖｃのそれぞれが所定の長さの時
間だけ印加される様子を示している。（図３で、電位０
の位置は図３中の位置に限定される必要は無い、例え
ば、Ｖｂ＝０でも可能であるし、Ｖｂ＞０＞Ｖｃもあり
得る、これは、主にインク７の特性との関係で設定する
ことになる）本実施の形態では、対向電極４と給電体３
と導電体８に、図３で示した様な、プロファイルａの対
向電極４に供給されるパルス電圧Ｖａ、プロファイルｂ
の導電体８に供給される電圧Ｖｂ、プロファイルｃの給
電体３に供給されるパルス電圧Ｖｃのそれぞれを所定の
長さの時間だけ印加すると、対向電極４と給電体３と導
電体８に与えられた電位差に応じた電場が発生する。

【００２３】また、当該の電場に応じて給電体３からイ
ンク７に電荷が供給される。当該の供給された電荷が周
囲の電場の作用で移動し、スリット状開口部２のインク
メニスカスの一部を対向電極４に向けて変形させ、スリ
ット状開口部２と対向電極４の間に配置した記録媒体５
にインク７が付着して記録が実現する。やがて、供給さ
れた電位差が解消されると、インク７の表面張力でイン
クメニスカスはパルス電位差が供給される以前の状態に
戻る。

【００２４】ところで、本実施の形態では図１、図２に
あるように、給電体３と対向電極４との距離をＬ、給電
体３と導電体８の隙間の距離をＧとすると、対向電極４
と給電体３の間では高々（Ｖａ−Ｖｃ）／Ｌの大きさの
電場が発生し、給電体３と導電体８の間では高々（Ｖｂ
−Ｖｃ）／Ｇの大きさの電場が発生する。本実施の形態
ではＬが８００ミクロン程度、Ｇを５ミクロン程度で設
定するのに対してＶａ−Ｖｃは２．０ｋＶで設定し、Ｖ
ｂ−Ｖｃが１００Ｖ程度で設定しており給電体３と導電
体８との間に発生する電場は、給電体３と対向電極４と
の間に発生する電場や、導電体８と対向電極４との間に
発生する電場より十分大きなものとなる。

【００２５】それ故に、給電体３からインク７に供給さ
れる電荷とそれに作用する電場は、従来に比すとインク
噴出をより容易に実現可能とするものとなり、インクメ
ニスカス内の電場の強度分布のコントラストが強くなる
ためにインク噴出の位置がより安定しかつ、所望の位置
でのインク噴出のずれが生じにくい。ところで、従来例
に有るようにカバー層９を導電体８を覆う様に配置しな
ければ、この程度のＧの大きさの設定の場合ではＶｂ−
Ｖｃは５０Ｖ程度で導電体８と給電体４との間で放電現
象が起こり易く、パターン間に異常電流が流れてしま
い、構造体が破壊されてしまう。しかし、カバー層９を
配置することにより給電体３と導電体８との間の隙間が
絶縁性の樹脂材で絶縁されるので、給電体３と導電体８
の間で電気的放電現象が起こらない構造とすることがで
きる。

【００２６】また、Ｖｂ−Ｖｃの大きさを１００Ｖ程度
に設定できると、給電体３と導電体８間の電位差を制御
するのに広く市販されているスイッチング用半導体を利
用して容易にスイッチング用の制御回路を構成すること
が可能であることは言うまでもない。本実施の形態でカ
バー層９に使用した絶縁性の樹脂材としては、ポリイミ
ドあるいはポリフッ化ビニリデンあるいはアクリル・ウ
レタン・イミドベースの化合物等の樹脂材が利用可能で
ある。

【００２７】また本実施の形態では、カバー層９は絶縁
性の樹脂材で形成しているが、絶縁性でかつ誘電率の高
い、蒸着等で形成できる酸化物絶縁性薄膜（タンタルの
酸化物等）等をカバー層９として用いることも可能であ
り、この場合は給電体３周辺での電場の変化の様子がよ
り効率的に変化することは言うまでもない。さらに、本
実施の形態では導電体８が給電体３と同じ平面上に形成
されているが、必ずしもその必要は無く図１の構造の様
な場合でも、給電体３が形成されている面とは異なる、
例えば給電体３と相対している面に形成されていても構
わないことは言うまでもない。

【００２８】さらに、本実施の形態では、給電体３に対
して２つの導電体８が形成されているが、導電体８は少
なくとも１本有ればよく必要に応じた設計・構造を備え
れば良いことは言うまでもない。例えば、上記の給電体
３と相対している面に導電体８を形成する場合等は導電
体８の個数は１本でも本実施の形態の目的を達成するこ
とは可能であることは言うまでもない。

【００２９】以上の様に、本実施の形態では絶縁性の素
材で形成したカバー層９で覆った導電体８を給電体３の
付近に配置し、適切な電気的駆動をすることにより給電
体３付近の電場の変化の様子がより効率的に変化するの
で、インク噴出をより効果的に実現し、電源回路６の負
荷を軽減し、放電現象を起こしにくいインク記録装置を
提供可能である。 ［実施の形態２］以下に、この発明の一実施の形態を図
に基づいて説明する。

【００３０】図４は本発明のインク記録装置の一実施の
形態の要部上面を示す説明図である。図４において、１
は支持体、３は給電体、４は対向電極、５は記録媒体、
８は導電体、９はカバー層である。本発明のインク記録
装置においては、導電体８の形状を、対向電極４に最も
近い給電体３の部位に対して最も近づく導電体８の部位
で、導電体８が先鋭化形状を有しかつその導電体８の先
鋭化形状が対向電極４に最も近い給電体３の部位に対し
て近づくに従ってより先鋭化する形状となっている。

【００３１】また、本実施の形態では導電体８の先鋭化
形状が直線で構成された三角形様の形状ほしているが、
曲線の組み合わせで構成された形状でも構わないことは
言うまでもない。対向電極４と給電体３と導電体８はそ
れぞれ、電源回路６により電気的に制御され、その上
で、図３にある様に、パルス状の電圧をそれぞれ、プロ
ファイルａは対向電極４に供給されるパルス電圧Ｖａ、
プロファイルｂは導電体８に供給される電圧Ｖｂ、プロ
ファイルｃは給電体３に供給されるパルス電圧Ｖｃのそ
れぞれが所定の時間だけ印加される。

【００３２】その結果として、この場合は給電体３周辺
での電場の変化の様子がより効率的に変化するので、本
実施の形態では、絶縁性の素材で形成したカバー層９で
覆った導電体８を給電体３の付近に配置し、適切な電気
的駆動をすることにより給電体３付近の電場の変化の様
子がより効率的に変化するので、インク噴出をより効果
的に実現し、電源回路６の負荷を軽減し、放電現象を起
こしにくいインク記録装置を提供可能である。 ［実施の形態３］以下に、この発明の一実施の形態を図
に基づいて説明する。

【００３３】図５は本発明のインク記録装置の一実施の
形態の要部上面を示す説明図である。図５において、１
は支持体、３は給電体、４は対向電極、５は記録媒体、
８は導電体、９はカバー層、１０は給電体のインク７に
電気的に露出している給電部、１１は導電体８がインク
７に対して電気的に露出しているカバー層９の開口露出
部である。

【００３４】本発明のインク記録装置においては、導電
体８の形状を、対向電極４に最も近い給電体３の部位に
対して最も近づく導電体８の部位で、導電体８が先鋭化
形状を有しかつその導電体８の先鋭化形状が対向電極４
に最も近い給電体３の部位に対して近づくに従ってより
先鋭化する形状となっている。対向電極４と給電体３と
導電体８はそれぞれ、電源回路６により電気的に制御さ
れ、その上で、図６にある様に、パルス状の電圧をそれ
ぞれ、パルス状の電圧をそれぞれ、プロファイルａは対
向電極４に供給されるパルス電圧Ｖａ、プロファイルｂ
は導電体８に供給される電圧Ｖｂ、プロファイルｃは給
電体３に供給されるパルス電圧Ｖｃのそれぞれが所定の
時間だけ印加される。（図６で、電位０の位置は図６中
の位置に限定される必要は無い、例えば、Ｖｃ＝０でも
可能であるし、Ｖｃ＞０＞Ｖｂもあり得る、これは、主
にインク７の特性との関係で設定することになる）この
とき、対向電極４と給電体３の間の電位差（Ｖａ−Ｖ
ｃ）より対向電極４と導電体８の間の電位差（Ｖａ−Ｖ
ｂ）の方が大きいので、給電体３と導電体８の配置を対
向電極４に対して同じ距離とすると、導電体８の付近で
のインクの噴出してしまう。この影響を回避するために
本実施の形態では、導電体８を給電体３に対して対向電
極４からより遠い位置に配置している。これにより、給
電体３付近での安定で正確なインク７の噴出が行われ
る。

【００３５】また、本実施の形態では対向電極４に近い
給電体３のインク７への電荷の供給が可能な給電部１０
から導電体８との距離が最短とならない導電体８の部分
において、当該の導電体８に接して配置されたカバー層
９に部分的にカバー層９の開口露出部１１が形成され、
導電体８が当該の開口露出部１１においてインク７への
電荷の供給が可能となっている。

【００３６】その結果として、この場合は給電体３周辺
での電場の変化の様子がより効率的に変化するととも
に、開口露出部１０から、給電体３の給電部１１への電
場と電位差の作用により、電荷の移動が発生する。しか
し、電位差Ｖｃ−Ｖｂに比して図５中のＧだけの距離で
あるなら、放電現象が起き易いが、距離Ｇに比して十分
大きな距離の位置に開口露出部１１を配置することによ
り、電荷の供給は行われるが放電現象が起こりにくい構
造となっている。

【００３７】その上で、先のカバー層９に覆われた部分
での導電体８の配置と形状により、給電体３の給電部１
０周辺での電場の変化の様子がより効率的に行われるこ
とにより、本実施の形態では、絶縁性の素材で形成した
カバー層９で覆った導電体８を給電体３の付近に配置
し、適切な電気的駆動をすることにより給電体３付近の
電場の変化の様子がより効率的に変化し、インク噴出に
寄与する十分な電荷の供給が実現するので、インク噴出
をより効果的に実現し、電源回路６の負荷を軽減し、放
電現象を起こしにくいインク記録装置を提供可能であ
る。 ［実施の形態４］以下に、この発明の一実施の形態を図
に基づいて説明する。

【００３８】図７は本発明のインク記録装置の一実施の
形態の要部上面を示す説明図である。図７において、１
は支持体、３は給電体、４は対向電極、５は記録媒体、
８は導電体、９はカバー層、１１は導電体８がインク７
に対して電気的に露出しているカバー層９の開口露出部
である。

【００３９】本発明のインク記録装置においては、導電
体８の形状を、対向電極４に最も近い給電体３の部位に
対して最も近づく導電体８の部位で、導電体８が先鋭化
形状を有しかつその導電体８の先鋭化形状が対向電極４
に最も近い給電体３の部位に対して近づくに従ってより
先鋭化する形状となっている。また、対向電極４に最も
近い導電体８の部位に対して最も近づく給電体３の部位
で、給電体３が先鋭化形状を有しかつその給電体３の先
鋭化形状が対向電極４に最も近い導電体３の部位に対し
て近づくに従ってより先鋭化する形状となっている。

【００４０】対向電極４と給電体３と導電体８はそれぞ
れ、電源回路６により電気的に制御され、その上で、図
６にある様に、パルス状の電圧をそれぞれ、パルス状の
電圧をそれぞれ、プロファイルａは対向電極４に供給さ
れるパルス電圧Ｖａ、プロファイルｂは導電体８に供給
される電圧Ｖｂ、プロファイルｃは給電体３に供給され
るパルス電圧Ｖｃのそれぞれが所定の時間だけ印加され
る。

【００４１】このとき、対向電極４と給電体３の間の電
位差より対向電極４と導電体８の間の電位差の方が大き
いので、給電体３と導電体８の配置を対向電極４に対し
て同じ距離とすると、導電体８の付近でのインクの噴出
してしまうので、これを抑えるために、導電体８を給電
体３に対して対向電極４からより遠い位置に配置してい
る。これにより、給電体３付近での安定で正確なインク
７の噴出が行われる。

【００４２】また、本実施の形態では対向電極４に最も
近い給電体３の部位から導電体８との距離が最短となら
ない導電体８の部分において、当該の導電体８に接して
配置されたカバー層９に部分的にカバー層９の開口露出
部１１が形成され、導電体８が当該の開口露出部１１に
おいてインク７への電荷の供給が可能となっている。と
ころで、本実施の形態では、給電体３の対向電極に４に
最も近い部位においてカバー層９で覆われていて、直接
インク７への電気的露出する部分が無い。ところがイン
ク噴出に寄与する電荷の供給は開口露出部１１から供給
される電荷が給電体３の対向電極４に最も近い部分への
電荷供給となり得、かつ十分な供給量があるので、この
対向電極４に最も近い給電体３の部位をインク７に対し
て電気的に露出しておいて、開口露出部１１との間に放
電現象が起こる余地を残しておかずに、この部位をカバ
ー層９で覆ってしまうことにより、放電現象が起こらな
い構造としてある。

【００４３】その結果として、この場合は給電体３周辺
での電場の変化の様子がより効率的に変化するととも
に、開口露出部１１から、給電体３の最も対向電極４に
近い部位への電場と電位差の作用により、電荷の移動が
発生するが。しかし、カバー層９を給電体３の対向電極
４に最も近い部位をインク７に対して絶縁性とすること
により、電荷の供給は開口露出部１１から行われるが放
電現象が起こりにくい構造となっている。その上で、先
のカバー層９に覆われた部分での給電体３と導電体８の
形状により、給電体３の対向電極４に最も近い部分の周
辺での電場の変化の様子がより効率的に行われることに
より、本実施の形態では、絶縁性の素材で形成したカバ
ー層９で覆った導電体８を給電体３の付近に配置し、適
切な電気的駆動をすることにより給電体３付近の電場の
変化の様子がより効率的に変化し、インク噴出に寄与す
る十分な電荷の供給が実現するので、インク噴出をより
効果的に実現し、電源回路６の負荷を軽減し、放電現象
を起こしにくいインク記録装置を提供可能である。 ［実施の形態５］以下に、この発明の一実施の形態を図
に基づいて説明する。

【００４４】図８は本発明のインク記録装置の一実施の
形態の要部上面を示す説明図である。図８において、１
は支持体、３は給電体、４は対向電極、５は記録媒体、
８は導電体、９はカバー層、１０は給電体のインク７に
電気的に露出している給電部である。

【００４５】本発明のインク記録装置においては、給電
体３と導電体８を図８の様に多数配置し、その形状も給
電体３及び導電体８ともに互いに図に示す様に先鋭化形
状を有し、給電体３の一部をインクに対して電気的に露
出する給電部１０を配置し、その他ではカバー層９で覆
われている様に構成している。対向電極４と給電体３と
導電体８はそれぞれ、電源回路６により電気的に制御さ
れ、その上で、図３にある様に、パルス状の電圧をそれ
ぞれ、プロファイルａは対向電極４に供給されるパルス
電圧Ｖａ、プロファイルｂは導電体８に供給される電圧
Ｖｂが、プロファイルｃは給電体３に供給されるパルス
電圧Ｖｃのそれぞれが所定の長さの時間だけ印加され、
かつ多数具備している給電体３のうちインク噴出を希望
する給電体３のみにパルス電圧Ｖｃを与える駆動として
いる。

【００４６】このとき、対向電極４と給電体３の間の電
位差（Ｖａ−Ｖｃ）より対向電極４と導電体８の間の電
位差（Ｖａ−Ｖｂ）の方が小さいので、給電体３と導電
体８の配置を対向電極４に対して同じ距離となる様に配
置しても給電体３付近でインク７の噴出が行われる。ま
た、本実施の形態では対向電極４に最も近い給電体３の
給電部１０のみインク７に対して電気的に露出してあ
り、それ以外では、給電体３、導電体８ともカバー層９
で覆われている構造としてある。

【００４７】その結果として、この場合は給電体３周辺
での電場の変化の様子がより効率的に変化するが、カバ
ー層９に覆われた導電体８はもとより、インク噴出を希
望する給電体３以外の別の給電体３との間の距離が本実
施の形態においてはＶｂ−Ｖｃの電位差になるが、それ
ぞれの給電体３間の距離はこの電位差Ｖｂ−Ｖｃに比し
て十分大きく設定してあるので、放電現象は起こりにく
い構造となっている。

【００４８】本実施の形態では、この様に多数個並べて
配置して、ラインヘッドを構成した形態でも、絶縁性の
素材で形成したカバー層９で覆った導電体８を給電体３
の付近に配置し、適切な電気的駆動をすることにより所
望の給電体３付近の電場の変化の様子がより効率的に変
化し、インク噴出に寄与する十分な電荷の供給が実現す
るので、インク噴出をより効果的に実現し、電源回路６
の負荷を軽減し、放電現象を起こしにくいインク記録装
置を提供可能である。

【００４９】さらに、本実施の形態の様に多数個並べて
配置して、ラインヘッドを構成した形態では、各給電体
３の隣同士隔壁で仕切れらたノズル構造となって、各給
電体３を隔てている隔壁が各給電体３間に存在する導電
体８上に存在するノズル構造となっている場合で、長細
いスリット上の開口部２が長細くない微小な開口部でか
つ各給電体３毎に当該の微小な開口部が具備された構造
となっていてインク７が供給される場合でも導電体８及
びカバー層９の効果は同様であることは言うまでもな
い。 ［実施の形態６］以下に、この発明の一実施の形態を図
に基づいて説明する。

【００５０】図９は本発明のインク記録装置の一実施の
形態の要部上面を示す説明図である。図９において、１
は支持体、３は給電体、４は対向電極、５は記録媒体、
８は導電体、９はカバー層、１１は導電体８がインク７
に対して電気的に露出しているカバー層９の開口露出部
である。

【００５１】本発明のインク記録装置においては、給電
体３と導電体８を図９の様に多数配置し、その形状も給
電体３及び導電体８ともに互いに図に示す様に先鋭化形
状を有し、導電体８の一部をインクに対して電気的に露
出する開口露出部１１を配置し、その他ではカバー層９
で覆われている様に構成している。対向電極４と給電体
３と導電体８はそれぞれ、電源回路６により電気的に制
御され、その上で、図１０にある様に、パルス状の電圧
をそれぞれ、プロファイルａは対向電極４に供給される
パルス電圧Ｖａ、プロファイルｂは導電体８に供給され
る電圧Ｖｂが、プロファイルｃは給電体３に供給される
パルス電圧Ｖｃのそれぞれが所定の長さの時間だけ印加
され、かつ多数具備している給電体３のうちインク噴出
を希望する給電体３のみにパルス電圧Ｖｃを与える駆動
としている。（図１０で、電位０の位置は図１０中の位
置に限定される必要は無い、例えば、Ｖｂ＝０でも可能
であるし、Ｖｃ＞０＞Ｖｂもあり得る、これは、主にイ
ンク７の特性との関係で設定することになる） このとき、対向電極４と給電体３の間の電位差（Ｖａ−
Ｖｃ）より対向電極４と導電体８の間の電位差（Ｖａ−
Ｖｂ）の方が大きいので、給電体３と導電体８の配置を
対向電極４に対して同じ距離とすると、導電体８の付近
でのインクの噴出してしまうので、これを抑えるため
に、導電体８を給電体３に対して対向電極４からより遠
い位置に配置している。これにより、給電体３付近でイ
ンク７の噴出が行われる。

【００５２】また、本実施の形態では対向電極４に最も
近い給電体３の部位から導電体８との距離が最短となら
ない導電体８の部分において、当該の導電体８に接して
配置されたカバー層９に部分的にカバー層９の開口露出
部１１が形成され、導電体８が当該の開口露出部１１に
おいてインク７への電荷の供給が可能となっている。と
ころで、本実施の形態では、給電体３の対向電極に４に
最も近い部位においてカバー層９で覆われていて、直接
インク７への電気的に露出する部分が無い。

【００５３】ところがインク噴出に寄与する電荷の供給
は開口露出部１１から供給される電荷が給電体３の対向
電極４に最も近い部分への電荷供給となり得、かつ十分
な供給量があるので、この対向電極４に最も近い給電体
３の部位をインク７に対して電気的に露出しておいて、
開口露出部１１との間に放電現象が起こる余地を残して
おかずに、この部位をカバー層９で覆ってしまうことに
より、放電現象が起こらない構造としてある。

【００５４】また、異なる開口露出部１１間での導電体
８間の電位差は最大で（Ｖｃ−Ｖｂ）の値を取るが、こ
の値は給電体３と導電体８の間の距離程度で放電現象が
問題となる程度の電位差であり、この電位差（Ｖｃ−Ｖ
ｂ）に比して異なる開口露出部１１間での距離は十分大
きく設定してるあるので、異なる開口露出部１１間での
放電現象は起こりにくいものとなっている。

【００５５】その結果として、この場合は給電体３周辺
での電場の変化の様子がより効率的に変化するととも
に、開口露出部１１から、給電体３の最も対向電極４に
近い部位への電場と電位差の作用により、電荷の移動が
発生するが。しかし、カバー層９を給電体３の対向電極
４に最も近い部位をインク７に対して絶縁性とすること
により、電荷の供給は開口露出部１１から行われるが電
気的放電現象が起こりにくい構造となっている。その上
で、先のカバー層９に覆われた部分での給電体３と導電
体８の形状により、給電体３の対向電極４に最も近い部
分の周辺での電場の変化の様子がより効率的に行われる
ことにより、本実施の形態では、多数個並べて配置し
て、ラインヘッドを構成した形態でも、絶縁性の素材で
形成したカバー層９で覆った導電体８を給電体３の付近
に配置し、適切な電気的駆動をすることにより所望の給
電体３付近の電場の変化の様子がより効率的に変化し、
インク噴出に寄与する十分な電荷の供給が実現するの
で、インク噴出をより効果的に実現し、電源回路６の負
荷を軽減し、放電現象を起こしにくいインク記録装置を
提供可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上の様に、本発明では、インク噴出を
意図している付近の給電体とは電気的に独立に電源回路
から電圧を印加可能な導電体を、絶縁性のカバー層を介
して液室内のインクに隣接する様にかつ給電体に近接し
て配置し構成することにより、インク噴出のためのスイ
ッチング電圧を小さくすることができ、駆動する回路系
が高電圧のスイッチング回路を多用する必要が無いもの
とできる効果を有する。

【００５７】さらに、インク記録装置内での放電現象の
発生が抑えられる構造となっているためにより安全で、
破壊しにくい構造となっているという効果を有する。ま
たその結果、記録に関わる給電体あるいは導電体を多数
配置したラインタイプのインク記録装置を構成する際に
より簡単な回路系で構成できるという効果がある。

【００５８】また、その際に各給電体の個別の駆動が可
能となるという効果も有している。また、本発明ではカ
バー層を介してインクに隣接している導電体の付近でイ
ンクの噴出を意図して、当該の導電体に近接して配置さ
れた給電体との間に電位差が与えられることにより当該
の導電体で付近でインクが噴出して記録が行われること
も可能であることは言うまでもない。

【００５９】さらにこの場合、導電体周辺の電場の変化
が効率良く行われるとともに、給電体から供給された電
荷が導電体周辺に集積し、より効率よくインクの噴出が
行われることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわるインク記録装置の概要を示す
説明図である。

【図２】本発明にかかわるインク記録装置の概要を示す
説明図である。

【図３】本発明にかかわるインク記録装置を示す説明図
である。

【図４】本発明にかかわるインク記録装置の概要を示す
説明図である。

【図５】本発明にかかわるインク記録装置の概要を示す
説明図である。

【図６】本発明にかかわるインク記録装置を示す説明図
である。

【図７】本発明にかかわるインク記録装置の概要を示す
説明図である。

【図８】本発明にかかわるインク記録装置の概要を示す
説明図である。

【図９】本発明にかかわるインク記録装置の概要を示す
説明図である。

【図１０】本発明にかかわるインク記録装置を示す説明
図である。

【図１１】従来のインク記録装置の概要を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 支持体 ２ スリット状開口部 ３ 給電体 ４ 対向電極 ５ 記録媒体 ６ 電源回路 ７ 液室内に供給されたインク ８ 導電体 ９ カバー層 １０ 給電体のインク７に電気的に露出している給電
部 １１ 導電体８がインク７に対して電気的に露出して
いるカバー層９の開口露出部 １０１ 支持体 １０２ スリット状開口部 １０３ 給電体 １０４ 対向電極 １０５ 記録媒体 １０６ 電源回路 １０７ 液室内に供給されたインク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤瀬 篤也 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株式会社エスアイアイ・アールディセン ター内 (72)発明者 佐藤 樹 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セイコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 川口 幸治 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セイコーインスツルメンツ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/06

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリット状の開口部を有しかつ前記開口
   部に連通してインクを満たす液室を形成する支持体と、 インクに電荷を供給可能な給電体と、 前記開口部に対向して配置された対向電極と、 前記給電体と前記対向電極の間に電圧を印加する電源回
   路とを具備し、必要に応じて前記給電体と前記対向電極
   との間に前記電源回路により電圧を印加することによ
   り、液室内のインクを前記開口部付近のインクメニスカ
   スから前記対向電極の方向に移動させて、前記開口部と
   前記対向電極の間に配置された記録媒体上に記録を実現
   するインク記録装置において、 前記給電体とは電気的に独立に電圧を印加可能な導電体
   を、少なくとも前記開口部付近において前記給電体に近
   接して配置し、かつ当該の導電体が絶縁性のカバー層で
   覆われ、かつ当該の導電体が当該のカバー層を介して液
   室内のインクに隣接する様に構成されていることを特徴
   とするインク記録装置。
2. 【請求項２】 前記インク記録装置において、前記開口
   部付近の前記給電体のインクに電荷の供給が可能な部分
   から、前記導電体との距離が最短とならない前記導電体
   の部分において、当該の前記導電体を覆って配置された
   前記カバー層に、部分的に前記導電体がインクに対して
   露出される開口露出部が形成され、前記導電体が当該の
   開口露出部においてインクへの電荷の供給が可能となっ
   ていることを特徴とする請求項１記載のインク記録装
   置。
3. 【請求項３】 前記インク記録装置において、前記カバ
   ー層が高誘電率の素材で形成されたことを特徴とする請
   求項１または請求項２のいずれか１項記載のインク記録
   装置。
4. 【請求項４】 前記インク記録装置において、記録の必
   要に応じて前記対向電極と前記給電体と前記導電体のそ
   れぞれに供給される電位で、前記対向電極に対する前記
   給電体と前記導電体とのそれぞれの電位が同一でないこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項
   記載のインク記録装置。
5. 【請求項５】 前記インク記録装置において、前記対向
   電極と前記給電体との距離あるいは前記対向電極と前記
   導電体との距離のそれぞれの距離が、等しいかあるいは
   必要に応じて前記対向電極と前記導電体との距離の方が
   大きくなる様に配置されたことを特徴とする請求項１な
   いし請求項４のいずれか１項記載のインク記録装置。
6. 【請求項６】 前記インク記録装置において、前記対向
   電極に最も近い前記給電体の部位に対して最も近づく前
   記導電体の部位で、前記導電体が先鋭化形状を有しかつ
   その前記導電体の先鋭化形状が前記対向電極に最も近い
   前記給電体の部位に対して近づくに従ってより先鋭化す
   る形状となっていることを特徴とする請求項１ないし請
   求項５のいずれか１項記載のインク記録装置。
7. 【請求項７】 前記インク記録装置において、前記対向
   電極に最も近い前記導電体の部位に対して最も近づく前
   記給電体の部位で、前記給電体が先鋭化形状を有しかつ
   その前記給電体の先鋭化形状が前記対向電極に最も近い
   前記導電体の部位に対して近づくに従ってより先鋭化す
   る形状となっていることを特徴とする請求項１ないし請
   求項６のいずれか１項記載のインク記録装置。