(57)【要約】【課題】印字ヘッド筐体の高電圧部分の洗浄性を損なうことなく、筐体強度を十分保持できる構造を提供する。【解決手段】偏向電極の搭載部分を別部品として可塑性樹脂で一体成形し、金属製印字ヘッド上に備える。さらに金属製印字ヘッドとインク加温ヒータとの間に樹脂を挟むようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクの小滴を発生させるノズルと、小滴を帯電させる帯電電極と、小滴を静電界により偏向させる偏向電極からなる帯電制御式インクジェット記録装置のヘッドベースにおいて、偏向電極を配置する部分は絶縁体からなることを特徴とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。
【請求項２】
請求項１の印字ヘッドにおいて、
ヘッドベースは金属製であることを特徴とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２記載の印字ヘッドにおいて、
ノズルに供給するインクを加温するヒータを有し、かつヒータとヘッドベースとの間に樹脂を挟んだことを特徴とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。
【請求項４】
請求項１又は２記載の印字ヘッドにおいて、
ノズルの固定はヘッドベースとの間に樹脂を介して固定することを特徴とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。
【請求項５】
請求項４の印字ヘッドにおいて、
前記樹脂を介して固定するためのノズルベースは樹脂であることを特徴とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。
【請求項６】
請求項４の印字ヘッドにおいて、
前記請求項４の樹脂を介して固定するためのノズルジャケットは樹脂であることを特長とするインクジェット記録装置の印字ヘッド。
【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記録装置の印字ヘッドに関し、取扱性向上ならびに保守性向上に寄与する。
【０００２】
【従来の技術】
帯電制御式インクジェット記録装置（以下ＩＪＰとする。）は、高圧噴射されたインク流をノズルの圧電素子等の微振動により小滴化し、帯電電極により帯電させ、偏向電極により偏向電界中で偏向させドット文字を印字する装置である。帯電電極、偏向電極にはそれぞれ数百〜数千ボルトの電圧が印可される。特に偏向電極はインク等の導電性物質が付着すると、電圧リークにより偏向量の低下、さらには印字品質の低下を生じる。したがって、ＩＪＰの始業時前には偏向電極周りの清掃が必要である。
【０００３】
また、汚れに対するリーク防止策として、スペーサなどにより沿面距離を大きくすると良いが、インクは表面張力が低いため、部品の接合面に隙間なく、入り込む性質がある。隙間に入り込んだインクは分解して清掃する以外は完全に除去ができない。その問題を解決するためには偏向電極のスペーサなどはボス形状にしてプラスチックにより一体成形にしてしまうことで解決される。しかし、プラスチック製の印字ヘッド筐体は金属より強度が劣る問題がある。
また、寸法精度を上げるため、プラスチックにガラス添加物を入れることがあるが、成型物が衝撃にもろくなり、筐体にわれ、かけが生じ易くなる。
【０００４】
一方、帯電制御型ＩＪＰはインクを小滴化して印字する方式である。小滴化はインク物性に左右される。しかし、周囲の温度変化によりインク物性が変化するため、ＩＪＰはかぎられた温度範囲で使用していた。これを解決するためインクを小滴化以前に加温することにより温度を一定にする方法がある。これにより低温域での使用温度範囲を広げることができる。プラスチック製の筐体においてはヒータを搭載することにより効率よくインクを加温しインクに伝えることができる。しかし、金属製の印字ヘッドではヒータの熱の一部が印字ヘッドに逃げるため効率が悪く、かつ周囲温度への追従性が悪かったこれに対しては、ヒータの通電電圧を増やすことで対処できるが、可燃性であるインクに対しては限界があるため、ヒータの形状を変化させ、伝熱効率を向上させる必要があった。
さらに、加温したインクはノズルに流入しインクが小滴化するまでに放熱してしまう。ヒータからノズルまでには、おのおの保守部品として交換が必要なため、有機溶剤に耐性のあるチューブで接続されている。
また、ノズルの材質としては、有機溶剤に耐性があり、かつ剛性のあるステンレスが使用される。しかしステンレスは金属であるため、樹脂とは異なり放熱性が良いためヒータで加温しても小滴化直前に冷えてしまい制御が困難であった。
【特許文献１】
特開平７−７６０７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとしている課題は、印字ヘッド筐体の高電圧部分の洗浄性を損なうことなく、筐体強度を十分保持できる構造を提供することである。
【０００６】
さらに、別の課題は、容易な構成で、ヒータの熱を効率よくインクに伝えることである。
【０００７】
さらに、別の課題は、容易な構成で、ノズルの放熱を低減することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
金属製印字ヘッドの高電圧部分すなわち、偏向電極の搭載部分を絶縁体で一体成形し別部品とすることで達成される。
【０００９】
さらに別の解決手段は、ヘッドベースとヒータとの間に樹脂を挟むことで達成される。
【００１０】
さらに別の解決手段はノズルとノズルベースの間に断熱材を挟むことで達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を表す側面図である。ＩＪＰ本体（図では省略）より加圧されたインク（図では省略）はヘッドケーブル１内のインクチューブ２を経由してヒータ３に供給される。周囲温度が低温になると印字ヘッド４に備えたサーミスタ５により検知し、ＩＪＰ本体からヒータ３に電源が供給され、インクを加温する。ヒータ３内部にはインク流路が具備されておりヒータ素子から伝熱される構成となっている。加温されたインクはバルブ６を介しノズルチューブ７を経由してノズル８に供給される。ここで、バルブ６はインクの噴出、停止を制御するための弁である。
図２に本発明を表すノズル平面図を示す。
【００１２】
ノズルチューブ７より供給されたインクは微小な穴を有するオリフィスプレート１６よりジェット流として噴出する。インクジェット流は本体から出力された正弦波信号により、駆動されたピエゾ素子１５の振動により微小括れを生じ、その表面張力により小滴化する。インクジェット流はインクの物性がジェット流の流速、オリフィスプレート１６の穴径、ピエゾ素子振動周波数、ピエゾ素子振動量と一定の関係にあるとき小滴化する。
【００１３】
帯電電極９と小滴化直前のインクジェット流は静電誘導により帯電した状態で小滴化する。インク小滴は本体からの文字情報に応じた量で帯電されている。帯電したインク小滴は本体の高圧電源（図では省略）から高圧線１０を介して高電圧が偏向電極１１に印可されている。偏向電極１１は絶縁体の偏向ベース１２上に設置され、電極取り付け部は沿面距離を大きくとるためボスが立っている。また、印字ヘッド４内部の高圧線１０にインク、洗浄液が漏れないようパッキン１７でシールされている。
【００１４】
偏向電界中の帯電小滴は帯電量に応じて偏向される。偏向した小滴は印字物に着弾しドット文字を形成する。
【００１５】
偏向電圧は数キロボルトの電圧が印可される。ＩＪＰ停止時などインクが停止する瞬間、インク圧力の低下によりインクジェット流の曲がりにより、印字ヘッド４を汚す。また、運転中、印字物に着弾したインクの跳ね返りによりインク粉が印字ヘッド４のなかに入り偏向電極１１を汚すこともある。汚れたインクは偏向ベースの沿面距離を低下させ電圧リークの原因となる。電圧リークが生じると、偏向量の低下、印字品質の低下を招く。このようなとき、ＩＪＰ運転中または、終業時に偏向ベース１２を洗浄液により洗い流す必要がある。偏向ベース１２は偏向電極１１間の沿面距離を長くするためボスに固定されている。ボスは、絶縁体からなり、偏向ベース１２と一体で成型されているため、偏向ベース１２上にインク分を残さず洗い流すことが出来るため、常に沿面距離を確保することが出来る。
【００１６】
次に、本発明の別の実施例を示す。
周囲温度が低下するとインクジェット流の物性が変化するため、小滴化状態が変化する。印字品質を保つため、小滴化状態を一定にするようピエゾ素子１５の振動量や流速、インク温度を周囲温度により制御している。このうちインク温度はヒータ３により加温している。周囲温度の変化に敏速に対応するためヒータ３からインクまでの伝熱を効率良くする必要がある。ヒータ３は樹脂製のヒータベース１３を介して印字ヘッド４に固定されている。印字ヘッド４は頑強にするため金属で成型されているが伝熱がよいため、ヒータ３を直に取り付けると熱が逃げてしまう。本発明では伝熱がヒータベース１３により遮断されるため、インクに効率よくかつ迅速に熱を伝えることが出来る。
【００１７】
さらに、本発明の別の実施例を示す。
【００１８】
また、図１、図２においてノズル８は樹脂製のノズルジャケット１４を介して金属製のノズルベース１８に取り付けられている。ノズルジャケット１８は樹脂製であるので、ノズル８から金属製のノズルベース１８、印字ヘッド４への伝熱を遮断し伝熱を防ぐ。また、ヒータ３で加温されたインクはノズルチューブ７を経由してノズルに伝えられるが、ノズルジャケット１８により外界と一部遮断できるので、放熱を低減させることが出来る。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、偏向電極を絶縁体の偏向ベースに搭載し、印字ヘッドに備えることにより、汚れを容易に洗浄液で洗い流すことができるので、常に沿面距離を保つことができ、かつ頑強な印字ヘッドを構成することが出来る。
さらに、本発明によれば、ヒータと印字ヘッドの間に樹脂製のヒータベースを備えることにより、ヒータの伝熱を印字ヘッドに逃がすことなくインクに伝えることができる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、ノズルとノズルベースのとの間に樹脂製のノズルジャケットを備えることにより、インクチューブとノズルの放熱を低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は印字ヘッドの側面図である。
【図２】図２はノズルの平面図である。
【符号の説明】
１…ヘッドケーブル、２…インクチューブ、３…ヒータ、４…印字ヘッド、５…サーミスタ、６…バルブ、７…ノズルチューブ、８…ノズル、９…帯電電極、１０…高圧線、１１…偏向電極、１２…偏向ベース、１３…ヒータベース、１４…ノズルジャケット、１５…ピエゾ素子、１６…オリフィスプレート、１７…パッキン、１８…ノズルベース。
【図１】
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【図２】
2004130573.tif 000004