JP2885748B2 - Electrostatic ink jet recording head - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電式インクジェ
ット記録ヘッドに関し、特に、静電力によってトナー粒
子を吐出して記録媒体に記録を行う静電式インクジェッ
ト記録ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic ink jet recording head, and more particularly to an electrostatic ink jet recording head which discharges toner particles by electrostatic force to perform recording on a recording medium.
【0002】[0002]
【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時におけ
る騒音の発生が無視し得る程度に小さいという点におい
て優れており、近年特に関心を集めている。この記録法
の内でもインクジェット記録法は、簡単な機構で記録媒
体上に直接に高速記録が可能であり、しかも普通紙を記
録媒体として使用できるため簡便であるという利点があ
る。2. Description of the Related Art The non-impact recording method is excellent in that the generation of noise during recording is negligibly small, and has attracted particular interest in recent years. Among these recording methods, the ink jet recording method has an advantage that high-speed recording can be directly performed on a recording medium with a simple mechanism, and plain paper can be used as the recording medium, which is simple.
【0003】インクジェット記録法として、これまで種
々の方式が提案されている。その一つに、記録紙の前面
に複数の記録電極、背面に1つの対向電極を備え、複数
の記録電極と対向電極との間に電圧を印加したときに生
じる電界の静電力で、インク等の色材を飛翔させて記録
する静電式インクジェット記録法がある。この方法で
は、絶縁性溶媒であるキャリア液体中に帯電トナー粒子
を含有させたインクが使用される。Various methods have been proposed as ink jet recording methods. One of them is to provide a plurality of recording electrodes on the front surface of the recording paper and one counter electrode on the back surface. The electrostatic force of the electric field generated when a voltage is applied between the plurality of recording electrodes and the counter electrode, such as ink There is an electrostatic ink jet recording method for recording by flying a color material. In this method, an ink in which charged toner particles are contained in a carrier liquid which is an insulating solvent is used.
【0004】静電式インクジェット記録法による従来の
記録ヘッドを図10〜12を参照して説明する。図10
は、従来の記録ヘッドの要部を示す斜視図、図11は、
図10のインク吐出口の近傍を拡大して示す平面図、図
12は、図11のXII-XII線に沿った断面図である。記
録ヘッドは、ガラス等の絶縁体から成る基板11、及
び、これに対向する上部カバー14を備え、基板11の
表面には、複数の記録電極12がインク吐出方向と直交
する方向に相互に並んで配置されている。A conventional recording head based on the electrostatic ink jet recording method will be described with reference to FIGS. FIG.
Is a perspective view showing a main part of a conventional recording head, and FIG.
FIG. 12 is an enlarged plan view showing the vicinity of the ink ejection port in FIG. 10, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG. The recording head includes a substrate 11 made of an insulator such as glass, and an upper cover 14 facing the substrate 11. A plurality of recording electrodes 12 are arranged on the surface of the substrate 11 in a direction perpendicular to the ink ejection direction. It is arranged in.
【0005】複数の記録電極12は、基板11の全面に
スパッタされたクロム等の導電性材料がフォトリソグラ
フィ法によりパターニングされたものであり、例えば3
00dpiピッチ、即ち約85μm間隔で設けられている。
複数の記録電極12は、プリンタ本体側に備えた駆動ド
ライバ(図示せず)に接続されており、記録時には、高
電圧パルスが選択的に印加される。基板11と上部カバ
ー14との間には、記録電極12に対応して複数のメニ
スカス形成部材18が配設されている。メニスカス形成
部材18は、その先端部近傍にインクメニスカス28を
形成するために設けられ、記録電極12の先端部から若
干後退した位置に、各記録電極12にオーバーラップし
て設けられる。メニスカス形成部材18は、基板11上
にラミネートされた感光性高分子フィルムからフォトリ
ソグラフィ法によって形成される。感光性高分子フィル
ムの厚みは30μmであり、メニスカス形成部材18の
幅も約30μmである。The plurality of recording electrodes 12 are formed by patterning a conductive material such as chromium sputtered on the entire surface of the substrate 11 by photolithography.
It is provided at a pitch of 00 dpi, that is, at an interval of about 85 μm.
The plurality of recording electrodes 12 are connected to a drive driver (not shown) provided on the printer main body side, and a high voltage pulse is selectively applied at the time of recording. A plurality of meniscus forming members 18 are arranged between the substrate 11 and the upper cover 14 so as to correspond to the recording electrodes 12. The meniscus forming member 18 is provided to form an ink meniscus 28 in the vicinity of the front end thereof, and is provided at a position slightly retreated from the front end of the recording electrode 12 so as to overlap with each recording electrode 12. The meniscus forming member 18 is formed by a photolithography method from a photosensitive polymer film laminated on the substrate 11. The thickness of the photosensitive polymer film is 30 μm, and the width of the meniscus forming member 18 is also about 30 μm.
【0006】上部カバー14は、その先端部が、メニス
カス形成部材18の先端部より更に後退して位置する。
上部カバー14は、絶縁性部材から成り、上部カバー1
4には、インク供給口15及びインク排出口16が形成
されている。基板11と上部カバー14との間には、各
記録電極12とメニスカス形成部材18とによって仕切
られたスリット状のインク吐出口17が形成されてい
る。メニスカス形成部材18は、後端部が上部カバー1
4の下方に延びて上部カバー14を下方から支持しつつ
インク流路を形成する。メニスカス形成部材18の後端
面と、基板11及び上部カバー14とによってインク室
20が形成される。インク室20の後方には泳動電極2
1、記録紙25の背面には対向電極13が夫々配設され
ている。インク中のトナー粒子は、対向電極13と泳動
電極21との間に生じる電界の電気泳動力によって移動
し、メニスカス形成部材18の先端近傍に集中する。The top end of the upper cover 14 is located further back than the front end of the meniscus forming member 18.
The upper cover 14 is made of an insulating material, and the upper cover 1
4 is provided with an ink supply port 15 and an ink discharge port 16. Between the substrate 11 and the upper cover 14 are formed slit-shaped ink discharge ports 17 partitioned by the recording electrodes 12 and the meniscus forming member 18. The rear end of the meniscus forming member 18 has the upper cover 1.
4 and form an ink flow path while supporting the upper cover 14 from below. An ink chamber 20 is formed by the rear end surface of the meniscus forming member 18, the substrate 11 and the upper cover 14. Behind the ink chamber 20, the electrophoresis electrode 2
1. A counter electrode 13 is provided on the back surface of the recording paper 25, respectively. The toner particles in the ink move due to the electrophoretic force of the electric field generated between the opposing electrode 13 and the migrating electrode 21, and concentrate near the tip of the meniscus forming member 18.
【0007】印画時には、対応する記録電極12に選択
的にパルス電圧が印加される。記録電極12から対向電
極13に向かう電界が発生し、トナー粒子を含んだイン
ク滴26が、メニスカス形成部材18の先端近傍のイン
ク吐出部から対向電極13に向かって吐出され、記録紙
25上に印画が行われる。At the time of printing, a pulse voltage is selectively applied to the corresponding recording electrode 12. An electric field is generated from the recording electrode 12 toward the counter electrode 13, and an ink droplet 26 containing toner particles is discharged from the ink discharge portion near the tip of the meniscus forming member 18 toward the counter electrode 13, and is discharged onto the recording paper 25. Printing is performed.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の記録ヘッド
では、基板11の全面にスパッタされた導電性材料をフ
ォトリソグラフィでパターニングすることによって記録
電極12が形成されると共に、基板11上にラミネート
された感光性高分子フィルムをフォトリソグラフィ法で
加工することによってメニスカス形成部材18が形成さ
れる。これら複雑な工程は、記録ヘッドの製造コストの
削減を困難にしている。In the above-described conventional recording head, the recording electrode 12 is formed by patterning a conductive material sputtered on the entire surface of the substrate 11 by photolithography, and the recording electrode 12 is laminated on the substrate 11. The meniscus forming member 18 is formed by processing the resulting photosensitive polymer film by a photolithography method. These complicated steps make it difficult to reduce the manufacturing cost of the recording head.
【0009】また、上記従来の記録ヘッドでは、インク
吐出口17が、きわめて小さなスリットとしてインク室
20に連通して形成されており、この吐出口17付近で
はインク流が低く抑えられて、インク溢れが防止されて
いる。このため、各インク吐出口17の内でインク吐出
頻度が低い位置では、過剰に集中するトナー粒子によっ
てトナー粒子濃度が高くなってインク粘度が上昇するこ
とにより、インク滴26の吐出不良が発生して、記録紙
25に対する印画品質の低下を招くことがある。In the above-mentioned conventional recording head, the ink discharge port 17 is formed as an extremely small slit in communication with the ink chamber 20. In the vicinity of the discharge port 17, the ink flow is suppressed low, and the ink overflows. Has been prevented. For this reason, at a position where the frequency of ink ejection is low in each of the ink ejection ports 17, the concentration of toner particles becomes excessively high due to excessively concentrated toner particles, and the viscosity of the ink rises. As a result, the printing quality of the recording paper 25 may be reduced.
【0010】本発明は、上記に鑑み、低コストで製作で
きる簡素な構成から成る静電式インクジェット記録ヘッ
ドを提供することを目的とする。更に、本発明は、イン
ク吐出部にトナー粒子を安定に供給することで、良好な
記録品質が得られる静電式インクジェット記録ヘッドを
提供することを目的とする。In view of the above, it is an object of the present invention to provide an electrostatic ink jet recording head having a simple structure which can be manufactured at low cost. Still another object of the present invention is to provide an electrostatic ink jet recording head capable of obtaining good recording quality by stably supplying toner particles to an ink discharge section.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の静電式インクジェット記録ヘッドは、帯電
したトナー粒子を絶縁性溶媒に含有させたインクをイン
クタンクから供給し、該インクに電界を与え、発生する
静電力によってトナー粒子をインク吐出部から吐出する
静電式インクジェット記録ヘッドにおいて、インク吐出
部を有し、インクタンクとの間でインクが循環するイン
ク室を区画するヘッドブロック本体と、該ヘッドブロッ
ク本体に支持され、インク吐出部に開口を有し該開口の
一の縁部から開口内に鋸歯状に突出する複数の突起を有
するベースフィルムとを有するヘッドブロックを備える
ことを特徴とする。In order to achieve the above object, an electrostatic ink jet recording head of the present invention supplies an ink containing charged toner particles in an insulating solvent from an ink tank, and supplies the ink to the ink. An electrostatic ink jet recording head that applies an electric field to the toner and discharges toner particles from an ink discharge unit by an electrostatic force generated, the head having an ink discharge unit and defining an ink chamber in which ink circulates between the ink tank and the ink tank A head block having a block main body and a base film supported by the head block main body, the base film having an opening in the ink ejection portion and having a plurality of protrusions protruding in a serrated shape from one edge of the opening into the opening. It is characterized by the following.
【0012】本発明の静電式インクジェット記録ヘッド
では、鋸歯状のインク吐出用突起を設けたベースフィル
ムを、ヘッドブロック本体に保持することによって記録
ヘッドの要部を構成できるので、記録ヘッドの製造プロ
セスが簡素になり、製造コストの低減が可能になる。In the electrostatic ink jet recording head of the present invention, the main part of the recording head can be constituted by holding the base film provided with the serrated ink ejection projections on the head block main body. The process is simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
【0013】ここで、本発明の静電式インクジェット記
録ヘッドは、複数の記録電極が、前記ベースフィルム上
に形成され、前記複数の突起部分を夫々経由して、一の
縁部と対向する開口の他方の縁部にブリッジ状に渡され
ることが好ましい。この場合、各突起と記録電極とを経
由して、インクを円滑に循環させることができるので、
余剰のトナー粒子やカウンターイオンを記録電極近傍か
ら強制的に排出し、トナー粒子濃度を安定に保つことが
できる。Here, in the electrostatic ink jet recording head of the present invention, a plurality of recording electrodes are formed on the base film, and each of the plurality of recording electrodes passes through the plurality of protrusions and faces an edge. Is preferably bridged over the other edge of the slab. In this case, the ink can be smoothly circulated via each projection and the recording electrode,
Excess toner particles and counter ions are forcibly discharged from the vicinity of the recording electrode, and the toner particle concentration can be kept stable.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明を更に詳細
に説明する。図1は、本発明の一実施形態例の静電式イ
ンクジェット記録ヘッドを示す斜視図、図2は、記録ヘ
ッドのヘッドブロックを、ヘッドブロック本体からTA
Bテープを取り外した状態で示す斜視図である。記録ヘ
ッド24は、ヘッドブロック22と、ヘッドブロック2
2の先端部から所定の間隔を確保して配設された対向電
極32とを備え、ヘッドブロック22は、ヘッドブロッ
ク本体30と該ヘッドブロック本体30に支持されたT
ABテープ40とから成る。The present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an electrostatic ink jet recording head according to an embodiment of the present invention. FIG.
It is a perspective view shown in the state where B tape was removed. The recording head 24 includes a head block 22 and a head block 2.
The head block 22 includes a head block main body 30 and a T block supported by the head block main body 30.
AB tape 40.
【0015】本記録ヘッド24を搭載したインクジェッ
トプリンタには、帯電したトナー粒子を絶縁性溶媒に含
有させたインク34(図5)を収容するインクタンク
(図示せず)が設けられている。インクタンクは、本記
録ヘッド24に備えた後述のインク室33にチューブを
介して連通している。インクタンクとインク室33との
間に、約1cmH2O程度のヘッド差が付与されること
によって、インク34が強制的に循環される。インク3
4は、石油系有機溶媒(イソパラフィン)に、帯電制御
剤と、着色した熱可塑性樹脂の微粒子(所謂トナー粒
子)とを分散して製造したもので、トナー粒子は、ゼー
タ電位によって、正極性に見かけの帯電をしている。The ink jet printer equipped with the recording head 24 is provided with an ink tank (not shown) for storing an ink 34 (FIG. 5) containing charged toner particles in an insulating solvent. The ink tank communicates with a later-described ink chamber 33 provided in the recording head 24 via a tube. By providing a head difference of about 1 cmH 2 O between the ink tank and the ink chamber 33, the ink 34 is forcibly circulated. Ink 3
No. 4 is produced by dispersing a charge control agent and colored thermoplastic resin fine particles (so-called toner particles) in a petroleum organic solvent (isoparaffin). The toner particles are made positive by the zeta potential. It has an apparent charge.
【0016】図1及び図2に示すように、ヘッドブロッ
ク22のヘッドブロック本体30は、略四角柱形状を呈
するプラスチック等の絶縁性材料から成り、一方の底面
中央部が対向電極32に向かって突出し、水平方向に延
びる稜を形成している。突出する稜から、斜め下方を向
く第1面30aと斜め上方を向く第2面30bとが延び
ており、稜の一部にはインク室33のインク吐出部が開
口している。As shown in FIGS. 1 and 2, the head block main body 30 of the head block 22 is made of an insulating material such as plastic having a substantially quadrangular prism shape. It protrudes and forms a ridge extending in the horizontal direction. A first surface 30a that faces obliquely downward and a second surface 30b that faces obliquely upward extend from the protruding ridge, and an ink discharge portion of the ink chamber 33 is opened at a part of the ridge.
【0017】図3は、TABテープを示す平面図、図4
は、TABテープで形成されたインク吐出部近傍を拡大
して示す平面図、図5は、図1におけるヘッドブロック
を、稜と直交方向の仮想平面A(図1)で切削して側方
から見た断面図、図6は、図5のVI-VI線に沿った断面
図、図7は、本記録ヘッドによる静電ポテンシャルの状
態を示す模式的側面図である。FIG. 3 is a plan view showing a TAB tape, and FIG.
FIG. 5 is an enlarged plan view showing the vicinity of an ink ejection portion formed by a TAB tape. FIG. 5 is a side view of the head block shown in FIG. 1 cut along a virtual plane A (FIG. 1) perpendicular to the ridge. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5, and FIG. 7 is a schematic side view showing a state of an electrostatic potential by the recording head.
【0018】図2及び図5に示すように、インク室33
の後端には、単一の泳動電極39が、稜と平行な状態で
固定されている。泳動電極39は、インク34に泳動電
圧を印加してインク34中のトナー粒子を電気泳動現象
により集めて濃縮しつつ、インク吐出部の近傍に供給す
る。ヘッドブロック本体30の上面及び下面には、イン
クタンクに連通するインク供給口36とインク排出口3
5とが形成されている。インク室33には、インク供給
口36にインク流入路36aを介して連通するインク取
入れ口36bと、インク排出口35にインク流出路35
aを介して連通するインク流出口35bとが開口してい
る。インク34は、インクタンクから、インク供給口3
6、インク流入路36a、インク取入れ口36b、イン
ク室33、インク流出口35b、インク流出路35a、
及び、インク排出口35を経由して循環する。As shown in FIG. 2 and FIG.
At the rear end, a single electrophoresis electrode 39 is fixed in a state parallel to the ridge. The migrating electrode 39 applies a migrating voltage to the ink 34 to collect and concentrate the toner particles in the ink 34 by an electrophoretic phenomenon, and supplies the toner particles to the vicinity of the ink ejection unit. An ink supply port 36 and an ink discharge port 3 communicating with the ink tank are provided on the upper and lower surfaces of the head block body 30.
5 are formed. The ink chamber 33 has an ink inlet 36b communicating with an ink supply port 36 via an ink inflow path 36a, and an ink outlet 35 having an ink outlet 35.
and an ink outlet 35b communicating through a. The ink 34 is supplied from the ink tank to the ink supply port 3.
6, ink inflow path 36a, ink intake port 36b, ink chamber 33, ink outflow port 35b, ink outflow path 35a,
And, it circulates through the ink discharge port 35.
【0019】ヘッドブロック本体30には、第1面30
aから第2面30bに亘って、TAB(Tape Automated
Bonding)技術で用いられるテープ材(ベースフィルム、
以下、TABテープと称する)40が貼付されている。
TABテープ40は、全体として長方形状を呈するポリ
イミド等の絶縁性材料から成り、約50μm程度の厚さ
に形成されており、ヘッドブロック本体30の第1面3
0aに対応する第1面40aと、第2面30bに対応す
る第2面40bとを備える。TABテープ40には、ヘ
ッドブロック本体30に貼付された状態でインク吐出口
に対応し、且つ、第1面40aと第2面40bとの間の
折り曲げ線Foに沿った略長方形状の開口41が形成さ
れている。The head block body 30 has a first surface 30
a from the TAB (Tape Automated
Tape material (base film,
Hereinafter, referred to as a TAB tape) 40.
The TAB tape 40 is made of an insulating material such as polyimide having a rectangular shape as a whole, is formed to a thickness of about 50 μm, and has a first surface 3 of the head block body 30.
A first surface 40a corresponding to 0a and a second surface 40b corresponding to the second surface 30b are provided. The TAB tape 40 has a substantially rectangular opening 41 corresponding to the ink ejection port in a state where the TAB tape 40 is attached to the head block main body 30 and along a folding line Fo between the first surface 40a and the second surface 40b. Are formed.
【0020】開口41の第2面40b側の縁部には、開
口41内に鋸歯状に突出する8個のインク吐出用突起4
2が、解像度に対応するピッチで形成されている。各突
起42は、TABテープ40がヘッドブロック本体30
のインク室33に対向する位置で折り曲げられたとき
に、ヘッドブロック本体30の突出部から対向電極32
に向かって突出して、インク吐出部37における吐出位
置を区画する。At the edge of the opening 41 on the second surface 40b side, eight ink ejection projections 4 protruding into the opening 41 in a sawtooth shape.
2 are formed at a pitch corresponding to the resolution. Each of the protrusions 42 is formed by the TAB tape 40 on the head block body 30.
When bent at a position facing the ink chamber 33, the protruding portion of the head block body 30
To define the ejection position in the ink ejection section 37.
【0021】TABテープ40の裏面には、各突起42
に対応して、8本の記録電極43がTABテープ40の
長手方向に一体的に形成されている。8本の記録電極4
3は、TABテープ40上に銅等の導電性材料が20〜
30μmの厚さでパターンメッキされたもので、例えば
300dpiピッチ、即ち、約85μm間隔で夫々配置
されている。8本の記録電極43は、開口41の一方の
縁部から、8個の突起42の先端を夫々経由して、他方
の縁部にブリッジ状に渡される。各記録電極43は、T
ABテープ40の第1面40a側と第2面40b側とに
夫々交互に引き出され、外部電極を経由して駆動ドライ
バに接続される。第1面40a側縁部から第2面40b
上に延びる4本の記録電極43は、第1面40a側縁部
から第2面40bの縁部にブリッジ状に渡されて、8個
の突起42に1つおきに接する。第2面40b側縁部か
ら第1面40a上に延びる4本の記録電極43は、第1
面40a側からの記録電極43が接しない残り4個の突
起42に接した後に、第2面40B側縁部から第1面4
0aの縁部にブリッジ状に渡されて、第1面40a上に
接着される。On the back surface of the TAB tape 40, each protrusion 42
, Eight recording electrodes 43 are formed integrally in the longitudinal direction of the TAB tape 40. 8 recording electrodes 4
3 is a conductive material such as copper on the TAB tape 40
They are pattern-plated with a thickness of 30 μm, and are arranged, for example, at a pitch of 300 dpi, that is, at intervals of about 85 μm. The eight recording electrodes 43 are bridged from one edge of the opening 41 to the other edge via the tips of the eight projections 42, respectively. Each recording electrode 43 has T
The AB tape 40 is alternately drawn out to the first surface 40a side and the second surface 40b side, and is connected to a drive driver via external electrodes. From the side edge of the first surface 40a to the second surface 40b
The four recording electrodes 43 extending upward are bridged from the side edge of the first surface 40a to the edge of the second surface 40b, and come into contact with every other eight projections 42. The four recording electrodes 43 extending from the side edge of the second surface 40b onto the first surface 40a
After the recording electrodes 43 from the side of the surface 40a contact the remaining four protrusions 42 that do not contact, the edge of the second surface 40B side to the first surface 4
It is bridged over the edge of Oa and is adhered on the first surface 40a.
【0022】8本の記録電極43は、開口41に対応す
るブリッジ状の部分を含む全体が、パリレン樹脂の化学
蒸着にて形成された絶縁性コーティング部材45で被覆
され、絶縁処理されている。特に、記録電極43のブリ
ッジ状の部分は、その表面が、厚さ約10μm以下の絶
縁性コーティング部材45で均一に覆われ、接触するイ
ンク34から確実に絶縁される。また、ブリッジ状の部
分は、TABテープ40が折曲げ線Foで折り曲げられ
てヘッドブロック本体30に貼付されるときに、図5に
示すように、開口41の両縁部から、弓なり状になるこ
となく直線的に延在できる。The whole of the eight recording electrodes 43 including the bridge-shaped portion corresponding to the opening 41 is covered with an insulating coating member 45 formed by chemical vapor deposition of parylene resin, and is subjected to insulation treatment. In particular, the surface of the bridge-like portion of the recording electrode 43 is uniformly covered with an insulating coating member 45 having a thickness of about 10 μm or less, and is reliably insulated from the ink 34 that comes into contact. Further, when the TAB tape 40 is bent at the bending line Fo and attached to the head block main body 30, the bridge-shaped portion forms a bow shape from both edges of the opening 41 as shown in FIG. 5. It can be extended linearly without any.
【0023】上記構成の静電式インクジェット記録ヘッ
ドでは、泳動電極39に、トナー粒子の電位と同極性の
電圧が印加されると、泳動電極39から対向電極32に
向かう電界がインク室33内に発生する。この電界によ
り、インク34中のトナー粒子が電界に対応する電気泳
動速度でインク吐出部37に移動する。これにより、イ
ンク34が、突起42の先端部に表面張力によるメニス
カス38を形成するので、インク吐出部37の近傍は常
にインク34で濡れた状態になる。この現象は、開口4
1の一方の縁部に、各記録電極43に対応する複数の突
起42が形成されることと、インクタンクとインク室3
3との間のヘッド差とによってインク34が一定の流動
速度を持つ矢印44方向(図5)のインク流となってい
ることとによって生じる。In the electrostatic ink jet recording head having the above structure, when a voltage having the same polarity as the potential of the toner particles is applied to the migration electrode 39, an electric field from the migration electrode 39 to the counter electrode 32 is formed in the ink chamber 33. Occur. This electric field causes the toner particles in the ink 34 to move to the ink ejection unit 37 at an electrophoretic speed corresponding to the electric field. As a result, the ink 34 forms a meniscus 38 due to surface tension at the tip of the projection 42, so that the vicinity of the ink ejection unit 37 is always wet with the ink 34. This phenomenon is caused by the opening 4
A plurality of protrusions 42 corresponding to each recording electrode 43 are formed at one edge of the ink tank 3 and the ink tank 3 and the ink chamber 3.
This is caused by the fact that the ink 34 has an ink flow in the direction of the arrow 44 (FIG. 5) having a constant flow velocity due to the head difference between the ink flow rate and the ink flow rate.
【0024】トナー粒子は、ポンプによる強制的なイン
ク循環によって記録電極43近傍に供給される。トナー
粒子は、更に、電気泳動現象によって移動し、インク吐
出部37の近傍におけるトナー粒子濃度は、インク室3
3の流入側でのインク34のトナー粒子濃度に比較して
相対的に高くなる。トナー粒子の電荷と逆極性の電荷を
持つカウンターイオンは、電気泳動現象によるトナー粒
子の移動に伴って発生し、トナー粒子と逆方向に移動し
て泳動電極39に吸着される。The toner particles are supplied to the vicinity of the recording electrode 43 by forcible ink circulation by a pump. The toner particles further move due to the electrophoresis phenomenon, and the toner particle concentration in the vicinity of the ink ejection unit 37 is changed to the ink chamber 3.
3 is relatively higher than the toner particle concentration of the ink 34 on the inflow side. Counter ions having a charge having a polarity opposite to that of the toner particles are generated with the movement of the toner particles due to the electrophoresis phenomenon, move in the opposite direction to the toner particles, and are adsorbed on the migration electrode 39.
【0025】泳動電極39から対向電極32に向かう電
界が生じた状態で、特定の記録電極43に所定幅の高電
圧パルス電圧が印加されると、インク吐出部37の周囲
の電界密度が急激に高まる。これにより、トナー粒子に
静電気力が働き、トナー粒子は該静電気力によってイン
クメニスカス38の先端に移動して集中する。この後、
トナー粒子に対する静電気力が、各突起42のインクメ
ニスカス38の表面張力や粘性力に打ち勝つことによ
り、トナー粒子を含んだ微少な飛翔粒子47が、印加電
圧に同期するタイミングで、各突起42から対向電極3
2に向かって飛翔する。インクタンクからインク室33
にインク34が供給され、余剰のトナー粒子を含んだイ
ンク34がインクタンクに強制的に戻されつつ、上記動
作が繰り返されることにより、記録紙25上には印画デ
ータに基づいた画像が印画される。この印画像は、ヒー
ターによって加熱されて、記録紙25に定着される。When a high-voltage pulse voltage having a predetermined width is applied to a specific recording electrode 43 in a state where an electric field is generated from the migrating electrode 39 toward the counter electrode 32, the electric field density around the ink ejection section 37 sharply increases. Increase. As a result, electrostatic force acts on the toner particles, and the toner particles move to and concentrate on the tip of the ink meniscus 38 due to the electrostatic force. After this,
The electrostatic force on the toner particles overcomes the surface tension and the viscous force of the ink meniscus 38 of each projection 42, so that the minute flying particles 47 including the toner particles face each projection 42 at a timing synchronized with the applied voltage. Electrode 3
Fly towards 2. From the ink tank to the ink chamber 33
The above operation is repeated while the ink 34 containing the excess toner particles is forcibly returned to the ink tank, and an image based on the print data is printed on the recording paper 25. You. This printed image is heated by the heater and fixed on the recording paper 25.
【0026】本記録ヘッド24では、鋸歯状の突起42
を設けると共に、複数の記録電極43を複数の突起42
に夫々対応してブリッジ状に設け、更に、複数の記録電
極43に絶縁コーティングを施したTABテープ40
を、ヘッドブロック本体に保持するだけで記録ヘッド2
4の要部を構成できる。このため、記録ヘッド24の製
造プロセスが簡素になり、製造コストの低減が可能にな
る。また、インク34が、各突起42と記録電極43と
を経由して円滑に循環するので、余剰のトナー粒子やカ
ウンターイオンを記録電極43の近傍から強制的に排出
し、トナー粒子濃度を安定に保つことができる。In the present recording head 24, the serrated projection 42
And a plurality of recording electrodes 43 are connected to a plurality of protrusions 42.
TAB tape 40 provided in the form of a bridge corresponding to
Is simply held in the head block body.
4 can be constituted. Therefore, the manufacturing process of the recording head 24 is simplified, and the manufacturing cost can be reduced. Further, since the ink 34 smoothly circulates through each projection 42 and the recording electrode 43, surplus toner particles and counter ions are forcibly discharged from the vicinity of the recording electrode 43, and the toner particle concentration is stably maintained. Can be kept.
【0027】図7は、本記録ヘッドで発生する静電ポテ
ンシャルの分布を示す模式的側面図、図8は、記録電極
のインク室前面部分をより緩やかな弓状にした比較例の
記録ヘッドを示す断面図、図9は、図8の記録ヘッドで
発生する静電ポテンシャルの分布を示す模式的側面図で
ある。図8の記録ヘッドにおける他の部分及び要素は、
本実施形態例における記録ヘッドと同様である。FIG. 7 is a schematic side view showing the distribution of the electrostatic potential generated by the present recording head, and FIG. 8 shows a recording head of a comparative example in which the front portion of the ink chamber of the recording electrode has a gentler arc shape. FIG. 9 is a schematic side view showing the distribution of the electrostatic potential generated in the recording head of FIG. Other parts and elements in the recording head of FIG.
This is the same as the recording head in this embodiment.
【0028】図7に示すように、本記録ヘッド24は、
TABテープ40が開口の一縁部で折り曲げられ、且
つ、該折曲げ部から鋭角状の突起42が突出しているの
で、記録電極43に電圧を印加した場合、記録電極43
と対向電極14との間における静電ポテンシャルは、突
起42側が密になり、対向電極32に向かうに従って疎
になる。これに対し、図8に示す比較例の記録ヘッドで
は、インク吐出部分で緩やかな弓状となっている記録電
極53により、記録電極53と対向電極32との間にお
ける静電ポテンシャルは、図9に示すように、インク吐
出部側においても対向電極32側においてもほぼ均等に
分布する。As shown in FIG. 7, the present recording head 24
Since the TAB tape 40 is bent at one edge of the opening, and the acute projection 42 protrudes from the bent portion, when a voltage is applied to the recording electrode 43, the recording electrode 43
The electrostatic potential between the electrode and the opposing electrode 14 becomes denser on the protrusion 42 side, and becomes sparser toward the opposing electrode 32. On the other hand, in the recording head of the comparative example shown in FIG. 8, the electrostatic potential between the recording electrode 53 and the counter electrode 32 is reduced by the recording electrode 53 having a gentle arc shape at the ink ejection portion, as shown in FIG. As shown in (2), the distribution is substantially uniform both on the ink discharge unit side and on the counter electrode 32 side.
【0029】図7と図9との比較結果から理解できるよ
うに、インク吐出部で弓状になった記録ヘッドでは、イ
ンクの吐出に必要な電界集中が吐出位置に生じ難いた
め、駆動電圧として高電圧が必要になる。また、開口4
1に形成された弓状の記録電極53は、機械的強度が弱
いという問題もある。これに対し、本記録ヘッド24で
は、インク吐出位置が明確であり、インクの吐出に必要
な電界集中が生じ、実用的な低電圧で駆動可能であるの
で、低コストで製作できる。更に、記録電極43が開口
41内を直線状に渡され、吐出位置での機械的強度が高
められているので、信頼性が高い。As can be understood from the comparison result between FIG. 7 and FIG. 9, in a recording head having an arcuate shape at the ink ejection portion, electric field concentration required for ink ejection hardly occurs at the ejection position. High voltage is required. Opening 4
There is also a problem that the arc-shaped recording electrode 53 formed in No. 1 has low mechanical strength. On the other hand, in the present recording head 24, the ink discharge position is clear, an electric field concentration required for ink discharge occurs, and the print head 24 can be driven at a practical low voltage, so that it can be manufactured at low cost. Further, the recording electrode 43 is linearly passed through the inside of the opening 41 and the mechanical strength at the ejection position is increased, so that the reliability is high.
【0030】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の静電式インクジェット記録
ヘッドは、上記実施形態例の構成にのみ限定されるもの
ではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変
更を施した静電式インクジェット記録ヘッドも、本発明
の範囲に含まれる。Although the present invention has been described based on the preferred embodiment, the electrostatic ink jet recording head of the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, but is limited to the above-described embodiment. An electrostatic ink jet recording head obtained by making various modifications and changes from the configuration of the example is also included in the scope of the present invention.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の静電式イ
ンクジェット記録ヘッドでは、鋸歯状のインク吐出用突
起を設け、且つ、複数の記録電極を該複数のインク吐出
用突起に夫々対応してブリッジ状に設けたベースフィル
ムをヘッドブロック本体に保持するだけで記録ヘッドの
要部を構成できるので、記録ヘッドの製造プロセスが簡
素になり、製造コストの低減が可能になる。As described above, in the electrostatic ink jet recording head of the present invention, serrated ink ejection projections are provided, and a plurality of recording electrodes correspond to the plurality of ink ejection projections. The main part of the recording head can be constituted only by holding the base film provided in the head block main body in a bridge shape, so that the production process of the recording head is simplified and the production cost can be reduced.
【図1】本発明の一実施形態例の静電式インクジェット
記録ヘッドを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an electrostatic inkjet recording head according to an embodiment of the present invention.
【図2】記録ヘッドのヘッドブロックを、ヘッドブロッ
ク本体からTABテープを取り外した状態で示す斜視図
である。FIG. 2 is a perspective view showing a head block of the recording head in a state where a TAB tape is removed from a head block main body.
【図3】TABテープを示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a TAB tape.
【図4】TABテープで形成されたインク吐出部近傍を
拡大して示す平面図である。FIG. 4 is an enlarged plan view showing the vicinity of an ink ejection portion formed by a TAB tape.
【図5】図1におけるヘッドブロックを、稜と直交する
仮想平面Aで切削して側方から見た断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the head block in FIG. 1 cut from a virtual plane A orthogonal to the ridge and viewed from the side.
【図6】図5のVI-VI線に沿った断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5;
【図7】本記録ヘッドで発生する静電ポテンシャルの分
布を示す模式的側面図である。FIG. 7 is a schematic side view showing a distribution of an electrostatic potential generated by the recording head.
【図8】インク室の前面部分を弓状にした比較例の記録
ヘッドを示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a recording head of a comparative example in which the front portion of the ink chamber is formed in an arc shape.
【図9】図8の記録ヘッドで発生する静電ポテンシャル
の分布を示す模式的側面図である。FIG. 9 is a schematic side view showing a distribution of an electrostatic potential generated in the recording head of FIG.
【図10】従来の記録ヘッドの要部を示す斜視図であ
る。FIG. 10 is a perspective view showing a main part of a conventional recording head.
【図11】図10のインク吐出口の近傍を拡大して示す
平面図である。FIG. 11 is an enlarged plan view showing the vicinity of an ink ejection port shown in FIG. 10;
【図12】図11のXII-XII線に沿った断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along the line XII-XII of FIG. 11;
22 ヘッドブロック 24 静電式インクジェット記録ヘッド 25 記録紙(記録媒体) 30 ヘッドブロック本体 32 対向電極 33 インク室 34 インク 40 TABテープ(ベースフィルム) 41 開口 42 インク吐出用突起(突起) 43 記録電極 45 絶縁性コーティング材 Reference Signs List 22 head block 24 electrostatic ink jet recording head 25 recording paper (recording medium) 30 head block main body 32 counter electrode 33 ink chamber 34 ink 40 TAB tape (base film) 41 opening 42 ink ejection projection (projection) 43 recording electrode 45 Insulating coating material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯本 仁史 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (72)発明者 竹本 人司 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (72)発明者 萩原 良広 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (72)発明者 薬師寺 徹 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (72)発明者 佐伯 智也 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hitoshi Minemoto 7546 Yasuda, Kashiwazaki-shi, Niigata Niigata Nippon Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hitoshi Takemoto 7546 Yasuda, Kashiwazaki-shi, Niigata Inside (72) Inventor Yoshihiro Hagiwara 7546 Yasuda, Kashiwazaki-shi, Niigata Prefecture Inside Niigata Nippon Electric Co., Ltd. Inventor Tomoya Saeki 7546 Yasuda, Kashiwazaki-shi, Niigata Prefecture Niigata Nippon Electric Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B41J 2/06
Claims (2)
させたインクをインクタンクから供給し、該インクに電
界を与え、発生する静電力によってトナー粒子をインク
吐出部から吐出する静電式インクジェット記録ヘッドに
おいて、 インク吐出部を有し、インクタンクとの間でインクが循
環するインク室を区画するヘッドブロック本体と、該ヘ
ッドブロック本体に支持され、インク吐出部に開口を有
し該開口の一の縁部から開口内に鋸歯状に突出する複数
の突起及び複数の記録電極を有するベースフィルムとを
有するヘッドブロックを備えることを特徴とする静電式
インクジェット記録ヘッド。An electrostatic ink jet that supplies an ink containing charged toner particles in an insulating solvent from an ink tank, applies an electric field to the ink, and discharges the toner particles from an ink discharge unit by generated electrostatic force. In the recording head, a head block main body having an ink discharge section and defining an ink chamber in which ink circulates between the ink tank and an ink discharge section having an opening supported by the head block main body and having an opening in the ink discharge section. An electrostatic ink jet recording head, comprising: a head block having a plurality of projections protruding into an opening from one edge into an opening and a base film having a plurality of recording electrodes.
々経由して、一の縁部と対向する開口の他方の縁部にブ
リッジ状に渡されることを特徴とする請求項1に記載の
静電式インクジェット記録ヘッド。2. The method according to claim 1, wherein the plurality of recording electrodes are bridged to the other edge of the opening facing the one edge via the plurality of projections, respectively. Electrostatic ink jet recording head.
Priority Applications (5)
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1996
- 1996-12-20 JP JP34104896A patent/JP2885748B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH10175301A (en) | 1998-06-30 |
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