JPH0455112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気信号に応じて微少インク液滴を吐
出させ、記録紙にインク液滴による画像を記録す
るインクジエツト記録ヘツドに関するものであ
る。

従来の技術 最近、インクジエツト記録ヘツドはカラープリ
ンタやコンピユータの端末機器等の分野で盛んに
利用されるようになつてきた。このインクジエツ
ト記録ヘツドは例えば特開昭58−220758号公報に
記載されている構成が知られている。以下第３
図、第４図および第５図を参照して、従来のイン
クジエツト記録装置およびヘツドについて説明す
る。

第３図において、１３はボデイ部材である。絶
縁性の空気ノズル板２には空気吐出口１が穿孔さ
れており、空気ノズル板２と平行して絶縁性のイ
ンクノズル板１４が配置されており、かつ前記イ
ンクノズル板１４には空気吐出口１に対向してイ
ンク吐出口４が穿孔されている。空気供給路８に
は、空気供給源３より空気流が流入し、環状構造
の空気室９において均一化され、前記空気ノズル
板２とインクノズル板１４とにより生じる空気層
７の周辺より流入し、空気吐出口１より流出して
いる。この空気流は空気吐出口１の近傍で急激に
変化しているため、インク吐出口４より空気吐出
口１に至る空間には急激な圧力勾配の変化が生じ
ている。一方、インク吐出口４に隣接したインク
室１０はインク溜り１１とインク供給路６を介し
て連続しており、前記インク溜り１１内のインク
は空気供給源３よりの空気圧力によつて、圧力調
整機構１６により調整された一定圧力が印加され
ている。これは、インクジエツト記録装置の非駆
動時に、インク吐出口４の近傍の空気圧力とイン
ク吐出口４あるいはインク室１０のインク圧力が
ほぼ等しくインク吐出口４内のインクのメニスカ
スが静止して保たれるように調整するためであ
る。

信号源５は空気吐出口１の周辺に設けられた電
極１２とインク吐出口４のインク室１０に面した
周辺に設けられた電極１５に接続されており、電
極１２と電極１５の間に電位差が生じさせられ
る。この電位差による静電力によつてインク吐出
口４に生じるインクのメニスカスが空気吐出口１
の方向に引き伸ばされる。さらに、インク吐出口
４から空気吐出口１に至る空間には急激な圧力勾
配の変化が生じているため、インク吐出口４に生
じるインクのメニスカスは一定長さ以上引き伸ば
されると前記圧力勾配の変化により加速され空気
吐出口１より飛翔する。

つぎに、第４図ａ，ｂを参照して前記と同一方
式の従来の空気吐出口１およびインク吐出口４が
複数組設けられたマルチノズルインクジエツト記
録ヘツドについて説明する。第４図において、絶
縁性の空気ノズル板２には空気吐出口１−１〜１
−４が等間隔に穿孔されており、少なくとも空気
吐出口１−１〜１−４の周辺を含む片側表面に共
通の電極１２が設けられている。空気ノズル板２
に平行し、かつ電極１２と反対側に絶縁性のイン
クノズル板１４が設置されており、前記空気吐出
口１−１〜１−４に対向してインク吐出口４−１
〜４−４が穿孔されている。絶縁性のインクノズ
ル板１４とボデイ部材１３とは共通のインク室１
０を形成しており、インク吐出口４−１〜４−４
に連通するとともにインク供給路６を介してイン
ク溜りに連通している。またインク吐出口４−１
〜４−４のインク室１０に面した周辺には各々独
立分離して電極１５−１〜１５−４が設けられて
いる。空気ノズル板２とボデイ部材１３により形
成される空気室９には空気供給路８を介して空気
流が流入し、この空気流は空気ノズル板２と絶縁
性のインクノズル板１４により形成される空気層
７を流れ、空気吐出口１−１〜１−４より各々急
激な曲りを生じて流出している。空気層７の厚さ
は、スペーサ板１７により決められている。一方
インク室１０内のインクには一定の圧力が印加さ
れており、インクジエツト記録装置の非駆動時に
インク吐出口４−１〜４−４において各々安定し
てインクのメニスカスが保たれるよう調整されて
いる。

前記電極１５−１〜１５−４は各々信号源５−
１〜５−４に接続されており、信号源５−１〜５
−１に共通して接続された電極１２との間に電位
差が独立して生じさせることができる。電極１５
−１〜１５−４と電極１２との間に電位差が生じ
ると、それによつて生じる静電力と空気流による
圧力勾配の変化によつてインク吐出口４−１〜４
−４よりインク液が吐出し、空気吐出口１−１〜
１−４を通つて飛翔する。

つぎに第５図を参照して前記第４図の電極１５
について詳しく説明する。第５図において、空気
ノズル板２の片面に共通の電極１２が設置されて
いる。そして空気吐出口１−１〜１−４が穿孔さ
れている。１７は空気層の厚さを決めるためのス
ペーサ板である。インクノズル板１４にインク吐
出口４−１〜４−４が空気吐出口１−１〜１−４
に対向するように穿孔されている。インクノズル
板１４の片面のインク吐出口４−１〜４−ｎの周
辺に、各々独立分離して電極１５−１〜１５−４
が設けられている。これらの電極を設けるために
インクノズル板１４には、橋渡し１８−１〜１８
−４が設けられており、その周りの空間は空気室
の一部分をなしている。電極１５−１〜１５−４
の相互の記録時における電圧差は数100Vとなる
ので、油性インクを媒体として電極反応が起り、
電極の溶け出しや反応物の析出が生じるので、そ
の対策として電極の表面に金，白金，ロジウム等
の電気化学的に安定な金属を用いている。（特願
昭59−115971号参照）電極１５の従来の形成方法
としては、次の方法がとられている。インクノズ
ル板１４の片面に、クロムを蒸着し蒸着されたク
ロムをホトエツチング技術によるか、またはあら
かじめ蒸着マスクを用いて蒸着することにより下
地層のクロムをパターン形成し、その後メツキに
よりニツケルの中間層、ロジウムの表面層を形成
して、電極１５を形成しおわる。また別の方法と
しては、下地層、中間層、表面層とも蒸着により
形成し、電極１５を形成する。以上のように、電
極１５はインクノズル板１４の面に直接形成され
ている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、以上のような構成では電極１５におけ
る表面層のロジウムをメツキで形成するときは、
高度の技術を必要とし、例えば下地層のクロムを
蒸着したのちクロム表面に酸化物が生じると、次
のニツケルとロジウムをメツキするのが非常に困
難となる。また蒸着のみで電極１５を形成すると
きは、ロジウムの材料が高価なために厚くつける
ことがコスト上できない。さらに、インクノズル
板１４とロジウムの間にある下地層および中間層
がメツキの場合は、インクノズル板１４の基板と
ロジウムの間のパターン端面から、蒸着の場合は
パターンの段部分のロジウムのピンホール部分か
ら電極反応により、電極１５の溶け出しまたは析
出が生じる問題があつた。

さらに、電極１５を形成するのに橋渡し１８が
必要であつたが、その橋渡し１８のために空気流
の流れが妨げられて、空気層７に空気流がスムー
ズに送り込まれないために良好な記録特性が得ら
れないという問題があつた。

本発明は従来技術の以上のような問題を解決す
るもので、電極反応が起こりにくく、かつ形成し
やすく、コストが安価で、さらに空気流の流れが
スムーズになるような電極を形成することを目的
とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、空気ノズル板に配された空気吐出口
と、前記インクノズル板と内壁によつて画定され
たインク室内のインクと連通し、インクノズル板
に配されたインク吐出口とを対向させ、インク吐
出口と空気吐出口の間隙部分において急激な曲が
りを生じさせながら空気吐出口より空気流を送出
させ、インク吐出口から空気吐出口に至る方向に
空気の圧力の減少するような圧力勾配の変化する
空間を形成する第１の手段と、空気吐出口の周辺
の空気ノズル板の前面に形成した電極と協同し
て、前記電極とインク吐出口内のインクとの間に
信号に応じて選択的に電位差を生じさせる第２の
手段とを有したインクジエツト記録ヘツドにおい
て、 前記第２の手段として、先端に貫通孔を有する
腕部を複数本有した形状に金属板が加工され、電
気化学的に安定な金属を腕部の全面にメツキした
当該金属板を、前記貫通孔がインク吐出口と対応
するようにインクノズル板に直接に接合または接
触させ、前記腕部を残して除去して電極板を形成
し、前記電極板の少なくとも一部が、前記インク
ノズル板の空気ノズル板側の面よりもインク室側
に偏位して、単独で前記圧力勾配の変化する空間
に配設されることを特徴とすることにより上記目
的を達成するものである。

作 用 本発明は上記構成により、電極板の全面に均一
な厚さにメツキできるため、電極反応による電極
板の溶け出しや反応物の析出を押さえるようにし
たものである。また、電極板はインクノズル板に
接合されるので、インクノズル板に橋渡しを設け
る必要がないために、空気流の流れがスムーズに
なるようにしたものである。さらに、電極板の形
状を立体的に加工することにより、空気室と空気
層の間の位置に電極板を設ける必要がないため
に、空気流の流れがスムーズになるようにしたも
のである。

実施例 以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施
例について説明する。

第２図ａ，ｂは本発明の第１の実施例における
インクノズル板と電極の斜視図である。他の部分
は第３図乃至第５図の各部と同一であるので図示
を省略する。第２図において、電極板２０の材料
はニツケル板である。ニツケル板をホトエツチン
グ技術で加工することにより、第２図ｂのような
所定の形状に形成する。所定の形状とは、インク
ノズル板１４に穿孔されているインク吐出口４−
１〜４−４に対向して貫通孔２２−１〜２２−４
が配置されるように、環状部分２３が各々あり、
それらの環状部分２３から取り出し線としての腕
部２４が外方向に伸びており、それらの腕部２４
が１つの環状の外枠部分２５につながつている形
状である。いいかえると、所定の形状とは環状部
分２３と腕部２４からなる独立した電極１９−１
〜１９−４が、外枠部分２５につながつている形
状となつている。所定の形状に形成された電極板
２０の全面に、ロジウム，白金または金等の電気
化学的に安定な金属を数μｍの厚さにメツキす
る。このとき電極板２０の厚さは50〜100μｍと
厚いので、メツキ前の表面活性化処理は充分でき
るため、密着強度の大きい膜が得られる。メッキ
された電極板２０をインクノズル板１４に接着剤
により接合する。接合された電極板２０の一部を
ここでは切断面２１の場所を切断して回りの不用
になつた部分である外枠部分２５を除去し、各々
独立した電極１９−１〜１９−４を形成してい
る。

以上のような構成において、所定の形状に形成
された電極板２０は一体構造であるため、電極板
２０の一部を保持してロジウム，白金および金等
を全面に均一な厚さにメツキすることは容易であ
り、また全面にメツキされたものを接合して独立
した電極１９としているために、ロジウム，白金
および金等のピンホール部分が少ないために、電
極板２０の材料であるニツケルの電極反応による
独立した電極１９の溶け出しや反応物の析出を防
止することができる。

さらに、独立した電極１９はインクノズル板１
４に接合され形成されるので、インクノズル板１
４に橋渡しを設ける必要がなく、その橋渡しの部
分およびその周辺は空気室９の一部をなしている
ので、空気室９から空気層への空気流の流れをス
ムーズにすることができる。

次に本発明の第２の実施例について説明する。
第１図ａ，ｂは本発明の第２の実施例における電
極とその電極が組み込まれたインクジエツト記録
ヘツドの平面図と断面図である。第１図ａにおい
て、第２図の構成と異なる点は電極板２０に折り
曲げ部２６を設け、電極板２０を折り曲げて所定
の形状を立体的な形状にした点である。電極板２
０をホトエツチング技術により第２図ｂと同じ形
状にしてから、折り曲げ部２６の場所を折り曲げ
て貫通孔２２が台形の上辺になるような立体的で
ある所定の形状に形成し、その後ロジウム等をメ
ツキする。そして、メツキされた電極板２０を第
１図ｂのようにインクノズル板１４に接合する。
なお電極板２０はインク室１０の内壁に沿うよう
に配設されており、ボデイ部材２７により固定さ
れているので、電極板２０をインクノズル板１４
に接合しないで、隣接させておくだけでもよい。
本明細書ではこの状態もあわせて接合と表現す
る。接合された電極板２０の切断部２１の場所を
切断して回りの不用になつた部分を除去し、各々
独立した電極１９−１〜１９−６を形成してい
る。

以上のような構成において、空気室９と空気層
７の間の位置に独立した電極１９−１〜１９−６
は設けられていないので、前記第２図の構成のも
のよりさらに空気室９から空気層７への空気流の
流れをスムーズにすることができる。空気流の流
れがスムーズになると、複数の空気吐出口１から
流れ出る空気流の方向はまつすぐになるので、イ
ンク吐出口４から吐出されるインク液滴は、空気
流の力により空気吐出口１の内壁に当たることも
なくまつすぐに飛翔されるので、良好な記録特性
を得ることができる。

また、独立した電極１９の全面には均一な厚さ
にロジウム等の金属がメツキされているために、
前記第２図の構成と同様に独立した電極１９の電
極反応による溶け出しや反応物の析出を防止する
ことができる。

なお、以上の説明では電極板２０の材料をニツ
ケル板とした場合について説明したが、電極板２
０の材料はメツキしやすく、またメツキされる金
属と線膨張係数がほぼ同じものであればよい。

さらにメツキされる金属は、ロジウム，白金お
よび金を上げたが、電気化学的に安定なものであ
れば他の金属としてもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、電極板を加工すること
により所定の形状に形成し、形成された電極板に
金属板をメツキし、それをインクノズル板に接合
し、接合された電極板の一部を切断して各々独立
した電極とすることにより、電極反応が起こりに
くく、一体構造である電極板をメツキするために
形成しやすくかつコストが安価で、さらに空気流
の流れがスムーズになるために良好な記録特性を
得ることができ、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明によるインクジエツト記
録ヘツドの実施例における電極板の平面図及びイ
ンクジエツト記録ヘツドの断面図、第２図ａ，ｂ
は本発明の他の実施例におけるインクノズル板と
電極板の斜視図、第３図は従来のインクジエツト
記録装置の断面図、第４図ａ，ｂは従来のインク
ジエツト記録ヘツドの平面図および断面図、第５
図は従来のインクジエツト記録ヘツドの電極付近
の斜視図である。 １……空気吐出口、２……空気ノズル板、４…
…インク吐出口、７……空気層、９……空気室、
１０……インク室、１４……インクノズル板、１
９……独立した電極、２０……電極板、２１……
切断部、２２……貫通孔、２４……腕部、２６…
…折り曲げ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空気ノズル板に配された空気吐出口と、前記
   インクノズル板と内壁によつて画定されたインク
   室内のインクと連通し、インクノズル板に配され
   たインク吐出口とを対向させ、インク吐出口と空
   気吐出口の間隙部分において急激な曲がりを生じ
   させながら空気吐出口より空気流を送出させ、イ
   ンク吐出口から空気吐出口に至る方向に空気の圧
   力の減少するような圧力勾配の変化する空間を形
   成する第１の手段と、空気吐出口の周辺の空気ノ
   ズル板の前面に形成した電極と共同して、前記電
   極とインク吐出口内のインクとの間に信号に応じ
   て選択的に電位差を生じさせる第２の手段とを有
   したインクジエツト記録ヘツドにおいて、 前記第２の手段として、先端に貫通孔を有する
   腕部を複数本有した形状に金属板が加工され、電
   気化学的に安定な金属を腕部の全面にメツキした
   当該金属板を、前記貫通孔がインク吐出口と対応
   するように、実質的にインク吐出口の並び方向に
   延在したインクノズル板に対して、直接に、接合
   または接触させ、前記腕部を残して除去して電極
   板を形成し、前記電極板の少なくとも一部が、前
   記インクノズル板の空気ノズル板側の面よりもイ
   ンク室側に偏位して、単独で前記圧力勾配の変化
   する空間に配設されることを特徴とするインクジ
   エツト記録ヘツドの電極板の配設方法。 ２ 第２の手段としての形成された電極板が、実
   質的にインク室の内壁に沿つて配設されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジ
   エツト記録ヘツドの電極板の配設方法。