(57)【要約】【課題】  全体構成の簡素化、小型化等を図れるとともに、印字速度の高速化を可能とし、さらに印字品質を高品質にすることができるインクジェットプリンタを得る。【解決手段】  印字の複数ドットに１つの櫛歯電極２を設け表面弾性波３を発生させる。そして、印字１ドット毎の液体選択供給に温度差マランゴニ効果を利用するヒータ９を設ける。そして、ヒータ９をオンすることによりマランゴニ効果によって液面を表面弾性波発生基板１に接触させてインクを飛翔させ、ヒータ９をオフすることにより液面を表面弾性波発生基板１から離間させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字の複数ドットに１つの櫛歯電極を設ける表面弾性波を用いたインクジェットプリンタであって、
印字１ドット毎の液体選択供給に温度差マランゴニ効果を利用するヒータを設けたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
温度差マランゴニ効果を発生させるヒータの印字１ドット毎に隔壁を設け、
隣の印字ドットへの液面の影響をなくしたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項３】
印字の複数ドットに１つの櫛歯電極を設ける表面弾性波を用いたインクジェットプリンタであって、
印字１ドット毎の液体選択供給にエレクトロウェッティング効果を利用してそこで選択された液滴搬送に凹部付きのローラを用いたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項４】
印字の複数ドットに１つの櫛歯電極を設ける表面弾性波を用いたインクジェットプリンタであって、
印字１ドット毎の液体選択供給に温度差マランゴニ効果を利用するヒータと、そこで選択された液滴搬送に凹付きのローラを用いたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マランゴニ効果（熱毛細管現象）による選択的液滴供給装置や、微細インク搬送機構と表面弾性波等を使ったインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の表面弾性波を使ったインクジェットプリンタは、特開平６−６４１７３のように印字の１ドット毎に櫛歯電極を設ける（例えば、特許文献１参照）か、複数の印字ドットに１つの櫛歯電極で表面弾性波を送り、圧電体で選択的に液滴を供給したり（例えば、特許文献２，３参照）、可動部のあるグレーティングで選択的に表面弾性波を遮ったり（例えば、特許文献４参照）するような構成とされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−６４１７３号公報
【特許文献２】特開平４−２９４１４６号公報
【特許文献３】特開平４−２９４１４７号公報
【特許文献４】特開平１１−３４８２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述したように印字１ドット毎に櫛歯電極を設ける方式での問題点としては、櫛歯電極と同じ数分の表面弾性波用高周波発生器とパルス信号発生器が必要であり、駆動回路が複雑である等の問題があった。
【０００５】
また、印字の複数ドットに１つの櫛歯電極を設ける方法は、櫛歯電極の表面弾性波用高周波発生器とパルス信号発生器を、櫛歯電極の数より少なくて済み、駆動回路が簡素化できる利点がある。
【０００６】
尤も、特許文献４の構造では、櫛歯電極からの表面弾性波を遮るために、グレーティングを設け、そのグレーティングを動かして表面弾性波を遮るための可動構造を採ることが必要だった。
【０００７】
また、特許文献２，３では、毛細管を使っており、毛細管内のインクを表面弾性波で飛ばした後、毛細管に次のインクが充填されるまでに一定の時間を要し、印字が遅くなるという欠点があった。
さらに、このような特許文献２，３では、毛細管から表面弾性波発生基板へインクを供給しており、毛細管内のインクを表面弾性波で飛ばした後、毛細管内に残ったインクを印字不要箇所で飛翔させてしまうという欠点もあった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、全体構成の簡素化、小型化等を図れるとともに、印字速度の高速化を可能とし、さらに印字品質を高品質にすることができる等の利点をもつインクジェットプリンタを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係るインクジェットプリンタは、印字の複数ドットに１つの櫛歯電極を設ける表面弾性波を用いたインクジェットプリンタであって、印字１ドット毎の液体選択供給に温度差マランゴニ効果を利用するヒータを設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明（請求項２記載の発明）に係るインクジェットプリンタは、請求項１において、温度差マランゴニ効果を発生させるヒータの印字１ドット毎に隔壁を設け、隣の印字ドットへの液面の影響をなくしたことを特徴とする。
【００１１】
本発明（請求項３記載の発明）に係るインクジェットプリンタは、印字の複数ドットに１つの櫛歯電極を設ける表面弾性波を用いたインクジェットプリンタであって、印字１ドット毎の液体選択供給にエレクトロウェッティング効果を利用してそこで選択された液滴搬送に凹部付きのローラを用いたことを特徴とする。
【００１２】
本発明（請求項４記載の発明）に係るインクジェットプリンタは、印字の複数ドットに１つの櫛歯電極を設ける表面弾性波を用いたインクジェットプリンタであって、印字１ドット毎の液体選択供給に温度差マランゴニ効果を利用するヒータと、そこで選択された液滴搬送に凹付きのローラを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明に係るインクジェットプリンタによれば、複数の印字ドットを１つの櫛歯電極からの表面弾性波でカバーするようにしたので、櫛歯電極を大型にでき、これにより１ドット毎に櫛歯電極を設置する場合の比べて強い表面弾性波を出力することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、表面弾性波用高周波発生器とパルス信号発生器の必要数が印字ドット数分設置する必要がない。
【００１５】
さらに、本発明によれば、表面弾性波発生基板にドット毎の液体選択供給をするために可動部分を設けていないから、構造が簡単である。
【００１６】
また、本発明によれば、表面弾性波発生基板にドット毎の液体選択供給をするために毛細管を使っていないので、毛細管内にインクが充填されるまで時間が掛かることもなく、しかもこの毛細管でのインク詰まりがない。
【００１７】
さらに、本発明に係るインクジェットプリンタによれば、インク搬送用凹部の中のインクは表面弾性波により全て飛ばされるので、印字ドットと非印字ドットが完全に区別され、従来のように非印字領域に残留インクが飛翔することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１ないし図３は本発明に係るインクジェットプリンタの一実施形態を示す。
ここで、この実施形態で利用するマランゴニ効果について、始めに説明する。
すなわち、液体は温度変化および濃度変化によって表面張力が変化する。冷やすと表面張力が上がり熱すると表面張力が下がる。また、濃度が低いほど表面張力は上がり、濃度が高いほど表面張力は下がる。そして、流体は表面張力の高い方へ移動するので、温度の低い方、または濃度の低い方へ移動する性質を持つ。
この実施形態は、そのうち、温度差マランゴニ効果を利用するものである。
【００１９】
実際の構造では、図２（ｂ）に示すようにインク５の下にヒータ９を設け、ヒータ９をＯＮすると図３（ｂ）に示すようにヒータ９の上のインク５がヒータ９の上から周囲に移動してその時ヒータ９の周囲のインク５が盛り上がることを利用する。
【００２０】
図１はその第１実施形態である。
表面弾性波発生基板１の上には、櫛歯電極２が設けてあり、その櫛歯電極２で発生した表面弾性波３は矢印の方向へ進み表面弾性波発生基板１の先端まで届く。一方、水槽１０には液溜まり６と汲み上げ口４と図２（ａ）のようにポンプ８が設けてあり、液量に関係なく液面の位置を常に一定にするために液溜まり６のインク５を汲み上げ口４に送る構造とする。
【００２１】
表面弾性波発生基板１の先端は、水槽１０内のインク５の液面より３００μｍ上に設け、非印字時は表面弾性波発生基板１の先端と液面は接しない。
【００２２】
表面弾性波発生基板１の先端の下側には、印字のドット毎にヒータ９を設ける。
ヒータ９を設置するピッチは、印字品質３００ｄｐｉとした場合、８４μｍとする。
【００２３】
印字時には、まず、表面弾性波発生基板１の櫛歯電極２で表面弾性波３を発生させる。
その表面弾性波３は、印字ドットも非印字ドットでも表面弾性波発生基板１の先端まで届く。
印字を行わないドットでは、表面弾性波発生基板１の先端は水槽１０内のインク５の液面より浮いているので、表面弾性波３は液面には伝わらない。
【００２４】
一方、印字を行うドットではヒータ９を加熱すると、図３（ａ），（ｂ）のようにマランゴニ効果により、ヒータ９上の液体５がヒータ９の周囲へ移動してヒータ９の周囲のインク５の液面が盛り上がる。
そして、インク５の液面が盛り上がる位置には表面弾性波発生基板１の先端があり、液面が接する。
【００２５】
表面弾性波発生基板１の先端には表面弾性波３が来ているので、その表面弾性波３によりインク５は液滴となって図３（ｂ）の矢印の方向へ飛翔しその先の印字用紙１１に着弾することになる。
【００２６】
すなわち、この実施形態では、表面弾性波３を用いて、印字の複数ドットに１つの櫛歯電極２を設けるプリンタにおいて、印字ドット、非印字ドットの選択的液滴供給に温度差マランゴニ効果を用いることで、印字用紙１１への記録印字を行うようにしている。
【００２７】
ここで、図１で印字ドット毎のヒータ９と隣のヒータとの間には隔壁７が設けられ、液面の動きの影響が隣の印字ドットに影響しないように構成している。
【００２８】
以上の構成によれば、複数の印字ドットを１つの櫛歯電極２からの表面弾性波３でカバーするので、櫛歯電極２を大型にできるので１ドット毎に櫛歯電極２を設置する場合の比べて強い表面弾性波３を出力できる。
【００２９】
また、上述した構成によれば、複数の印字ドットを１つの櫛歯電極２からの表面弾性波３でカバーするので、表面弾性波用高周波発生器とパルス信号発生器の必要数が印字ドット数分設置する必要がない。
【００３０】
さらに、上述した構成では、表面弾性波発生基板１にドット毎の液体選択供給をするために可動部分を設けていないので、構造が簡単である。
【００３１】
また、表面弾性波発生基板１にドット毎の液体選択供給をするために毛細管を使っていないので、毛細管内にインク５が充填されるまで時間が掛かることもなく、また毛細管でのインク詰まりがない。
【００３２】
図４および図５は上述した実施形態の変形例を示す。
すなわち、上述した実施形態では、ヒータ９を表面弾性波発生基板１先端の真下から数μｍずれた位置に置いたが、この実施形態では、図４（ｂ）のように表面弾性波発生基板１先端の真下にヒータ９を置き、非印字時には、表面弾性波発生基板１の先端は、インク５に２００μｍ浸かる位置に設置する。
【００３３】
そして、印字時には、表面弾性波発生基板１の櫛歯電極２で表面弾性波３を発生させると同時に、図５（ｂ）のように非印字ドットではヒータ９をＯＮにして表面弾性波発生基板１の先端からインク５を離す。
【００３４】
印字ドットでは、図４（ｂ）のようにヒータ９をＯＦＦのままにすることにより、表面弾性波３がインク５に伝わり、インク５が印字用紙１１に飛翔して印字が行われるのである。
【００３５】
図７ないし図１１は本発明に係るインクジェットプリンタの他の実施形態を示す。なお、上述した実施形態と同一または相当する部分には、同一番号を付して詳細な説明は省略する。
ここで、この実施形態で利用するエレクトロウェッティング（ＥＷＯＤ：Electro Wetting On Dielectrics）効果について、始めに説明する。
【００３６】
すなわち、液体は電界をかけると液体と固体の界面エネルギーが下がり、接触角が下がる。それにより図８（ａ）のように毛管状の流路２４の中にインク５が入った状態で電極２５に電界をかけない時は、インク５が流路２４の中に留まっているが、電極２５に電界がかかると図８（ｂ）のように毛管状の流路２４からインク５が垂れ下がってくる。
ここで、流路２４の内径は２０μｍとする。
【００３７】
図６はこの実施形態でのプリンタ構造を示す。
表面弾性波発生基板１の上には櫛歯電極２が設けてあり、その櫛歯電極２で発生した表面弾性波３は矢印の方向へ進み、表面弾性波発生基板１の先端まで届く。一方、インクタンク２３内のインク５は常に流路２４内まで充満している。
【００３８】
図９（ａ）のように流路２４の出口には、インク搬送ローラ２１のインク搬送用凹部２２が接触しており、インク搬送ローラ２１は図７中の矢印の方向に回転する。
【００３９】
印字をしないドットでは、ＥＷＯＤにより電極２５に電界をかけずインク搬送用凹部２２にインク５は入らないが、印字を行うドットでは電極２５に電界をかけてインク搬送用凹部２２にインク５を入れる。
【００４０】
インク搬送用凹部２２に入ったインク５は、インク搬送ローラ２１の回転により表面弾性波発生基板１の先端まで運ばれ、そこに来た表面弾性波３により印字用紙１１に飛ばされる。
【００４１】
インク搬送ローラ２１にインク搬送用凹部２２を設置するピッチは印字品質３００ｄｐｉとした場合８４μｍとするとよい。
【００４２】
このような実施形態での構成によれば、複数の印字ドットを１つの櫛歯電極２からの表面弾性波３でカバーするので、櫛歯電極２を大型にできるので１ドット毎に櫛歯電極２を設置する場合の比べて強い表面弾性波を出力できる。
【００４３】
また、複数の印字ドットを１つの櫛歯電極２からの表面弾性波３でカバーするので、表面弾性波用高周波発生器とパルス信号発生器の必要数が印字ドット数分設置する必要がない。
【００４４】
さらに、インク搬送用凹部２２の中のインク５は表面弾性波３により全て飛ばされるので、印字ドットと非印字ドットが完全に区別され、従来のように非印字領域に残留インクが飛翔することがない。
【００４５】
なお、上述した実施形態では、インク搬送用凹部２２の形状を直方体としたが半球状でもよい。また、インク搬送用ローラ２１をインク搬送用凹部２２の付いたベルトとしてもよい。
さらに、上述した実施形態では、櫛歯電極２の数を１つとしたが複数に分けてもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態では、エレクトロウェッティング効果を用いて印字ドット、非印字ドットの選択的液滴供給を行っているが、これに加えて前述した実施形態で説明した温度差マランゴニ効果を利用するようにしてもよい。
【００４７】
実際の構造では、図１０（ａ）のようにインク５の流路２４の途中にヒータ２６を設け、ヒータ２６がＯＦＦの状態ではインク５は流路２４内に留まっているが、ヒータ２６をＯＮにすると、図１０（ｂ）のように毛管状の流路２４からインク５が垂れ下がってくるようにしてもよい。
それ以外の動作は、上述した実施形態で説明した通りである。
【００４８】
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、インクジェットプリンタを構成する各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタの一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明を特徴づける要部構造を拡大して示す概略断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はインクの選択的液滴供給を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明に係るインクジェットプリンタの変形例を示し、（ａ），（ｂ）は要部構造を拡大して示す概略断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）はインクの選択的液滴供給を説明するための概略断面図である。
【図６】本発明に係るインクジェットプリンタの他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図７】図６の要部構造を拡大して示す概略断面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は本発明を特徴づける要部構造を拡大して示す概略断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）はインクの選択的液滴供給を説明するための概略断面図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は本発明を特徴づける要部構造の変形例を拡大して示す概略断面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）はインクの選択的液滴供給を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…表面弾性波発生基板、２…櫛歯電極、３…表面弾性波、４…汲み上げ口、５…インク、６…液溜まり、７…隔壁、８…ポンプ、９…ヒータ、１０…水槽、１１…印字用紙、２１…インク搬送ローラ、２２…インク搬送用凹部、２３…インクタンク、２４…流路、２５…電極、２６…ヒータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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