DE69607291T2

DE69607291T2 - Elektrostatischer Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Aufzeichnungsvorrichtung mit diesem Kopf

Info

Publication number: DE69607291T2
Application number: DE69607291T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Hagiwara; Hitoshi Minemoto; Kazuo Shima; Junichi Suetsugu; Ryosuke Uematsu
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 2000-11-09
Anticipated expiration: 2016-11-14
Also published as: EP0774354B1; EP0774354A2; EP0774354A3; JPH09136418A; DE69607291D1; US5874972A; JP2783223B2

Description

ELEKTROSTATISCHER TINTENSTRAHLAUFZEICHNUNGSKOPF UND AUFZEICHNUNGSVORRICHTUNG MIT DIESEM KOPF

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrostatischen Tintenstrahlaufzeichnungskopf und eine denselben verwendende Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung. Insbesondere befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einem elektrostatischen Tintenstrahlaufzeichnungskopf des Typs, welcher eine Tinte verwendet, die aus einer Trägerflüssigkeit und darin verteilten Tonerpartikeln besteht, und der nur die Tonerpartikel zu einem elektrostatischen Flug veranlaßt, um so ein Bild auf ein Aufzeichnungsmedium zu drucken, und eine denselben verwendende Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
Anschlagfreie Aufzeichnungsverfahren ziehen eine steigende Aufmerksamkeit auf sich, da sie lediglich einen vernachlässigbaren Betriebsgeräuschpegel erzeugen. Insbesondere weist eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, welche eine spezielle Ausführungsform einer anschlagfreien Aufzeichnungsvorrichtung ist, eine einfache Konstruktion und eine Fähigkeit zur Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung auf und kann mit Normalpapieren betrieben werden. Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit solchen Vorteilen wurde in der Vergangenheit bereits in verschiedenen Formen vorgeschlagen. Eine von den konventionellen Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen verwendet eine Tinte, welche aus einer Trägerflüssigkeit und darin verteilten Tonerpartikeln besteht. In diesem Aufzeichnungsvorrichtungstyp wird eine Spannung zwischen eine nadelförmige Ausstoßelektrode und eine Gegenelektrode, die dieser mit einer Zwischenlage aus Papier gegenüberliegt, angelegt. Das sich ergebende elektrische Feld veranlaßt die Tonerpartikel zu einem Flug mittels elektrostatischer Kraft und zur Erzeugung eines Punktes auf einem Papier oder einem ähnlichen Aufzeichnungsmedium.
Besonders die vorgenannte Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung weist eine Ausstoßöffnung in der Form eines Spaltes auf, der für die Ausbildung eines Tintenmeniskus klein genug ist. Eine Ausstoßelektrode ist in der Ausstoßöffnung angeordnet und ragt vom Ende der Öffnung leicht nach außen vor. Eine Elektrophoreseelektrode umgibt eine Tintenkammer. Eine Gegenelektrode ist mit Masse verbunden und auf einer imaginären Verlängerung der Ausstoßelektrode positioniert. Ein Papier befindet sich zwischen der Ausstoßelektrode und der Gegenelektrode. Daher wird im Falle einer Aufzeichnung eine elektrisches Feld zwischen den zwei Elektroden ausgebildet. Das elektrische Feld konzentriert sich auf der scharfen Spitze der Ausstoßelektrode und erstreckt sich mit hoher Feldstärke auf das Papier hin. Um mit der vorgenannten Aufzeichnungsvorrichtung eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung auszuführen, ist es erforderlich, die Tonerpartikel mit hoher Geschwindigkeit nachzuschieben, d. h., die Geschwindigkeit der Elektrophorese der Tonerpartikel zu erhöhen. Zur Erhöhung der Elektrophoresegeschwindigkeit ist es erforderlich, eine große Potentialdifferenz zwischen der Ausstoßelektrode und der Elektrophoreseelektrode anzulegen. Da jedoch die Elektrophoreseelektrode in elektrischen Kontakt mit der Tinte verbleibt, weist sogar die Tinte um die Ausstoßelektrode herum dasselbe Potential wie die Elektrophoreseelektrode in einem Gleichgewichtszustand auf. Daher wird dann das Potential der Tinte um die Ausstoßelektrode herum für einen Flug der Tonerpartikel hoch genug, wenn die an die Elektrophoreseelektrode angelegte Hochspannung unangemessen hoch ist. Demzufolge fliegen die Tonerpartikel von selbst, auch wenn noch keine Ansteuerimpulse an die Ausstoßelektrode angelegt sind.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrostatischen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitzustellen, der in der Lage ist, Tonerpartikel von einem selbstständigen Flug aufgrund einer an die Elektrophoreseelektrode angelegten Hochspannung abzuhalten, und mit einer hohen Aufzeichnungsfrequenz zu drucken, und eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, welche denselben benutzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein elektrostatischer Tintenstrahlaufzeichnungskopf eine Tintenkammer, welche eine Tinte speichert, die aus einer Trägerflüssigkeit und darin verteilten geladenen Tonerpartikeln besteht. Eine Ausstoßöffnung verbindet die Tintenkammer mit der Außenseite des Aufzeichnungskopfes. Eine Ausstoßelektrode ist in der Ausstoßöffnung angeordnet und elektrisch von der Tinte isoliert. Eine Elektrophoreseelektrode ist an der gegenüberliegenden Seite der Ausstoßelektrode in Bezug auf die Tintenkammer positioniert und elektrisch von der Tinte isoliert. Eine Steuerelektrode ist zwischen der Ausstoßelektrode und der Elektrophoreseelektrode vorgesehen und steht in Kontakt mit der Tinte.
Ebenfalls mit Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung enthält eine elektrostatische Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung den Aufzeichnungskopf mit der vorgenannten Tinte, der Ausstoßöffnung, der Ausstoßelektrode, der Elektrophoreseelektrode und der Steuerelektrode. Eine Gegenelektrode liegt der Ausstoßöffnung gegenüber, wobei ein Aufzeichnungsmedium zwischen diesen liegt. Eine Spannungssteuerungseinrichtung legt eine spezifische vorgewählte Spannung an jede von der Ausstoßelektrode, Elektrophoreseelektrode und Steuerelektrode an. Die an die Elektrophoreseelektrode angelegte Spannung ist höher als eine Schwellenwertspannung, welche einen selbstständigen Flug der Tonerpartikel bewirkt, während die an die Steuerelektrode angelegte Spannung niedriger als die Schwellenwertspannung ist.
Die vorgenannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit dem beigefügten Zeichnungen ersichtlich. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Teildraufsicht, welche eine herkömmliche elektrostatische Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung darstellt;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie D-D von Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenaufrißansicht, welche die rechte Seite der in Fig. 2 dargestellten Aufzeichnungsvorrichtung darstellt;
Fig. 4 eine Teildraufsicht, welche eine die vorliegende Erfindung verkörpernde elektrostatische Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung darstellt;
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie C-C;
Fig. 6 eine Ansicht der in Fig. 4 dargestellten Aufzeichnungsvorrichtung von rechts gesehen;
Fig. 7A, 7B und 7C jeweils an eine Elektrophoreseelektrode, eine Steuerelektrode und eine Ausstoßelektrode, die in der Ausführungsform enthalten sind, angelegte Spannung während des Druckbetriebes; und
Fig. 8A, 8B und 8C Darstellungen für eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird kurz auf eine herkömmliche, in Fig. 1 bis 3 dargestellte elektrostatische Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung Bezug genommen. Kurz gesagt verwendet die Aufzeichnungsvorrichtung eine Tinte, welche aus einer Trägerflüssigkeit und darin verteilten Tonerpartikeln besteht, und enthält eine nadelförmige Ausstoßelektrode und eine Gegenelektrode, die ihr mit der Zwischenlage aus einem Papier oder einem ähnlichen Aufzeichnungsmedium gegenüberliegt. Eine Spannung wird zwischen die Ausstoßelektrode und die Gegenelektrode angelegt, um so ein elektrisches Feld zu erzeugen. Die Tonerpartikel der Tinte werden durch die elektrostatische Kraft des elektrischen Feldes zu einem Flug veranlaßt und erzeugen ein Bild auf dem Papier.
Gemäß Darstellung weist ein Kopf 50 eine durch eine untere Platte 63, eine Seitenwand 64 und eine obere Platte 65 begrenzte Tintenkammer 52 auf. Eine nicht dargestellte Pumpe läßt ständig die Tinte 51 in der Kammer 52 über Zirkulationsöffnungen 59 und 60 zirkulieren. Die Tinte 51 weist die vorstehend erwähnte Zusammensetzung auf. Eine Ausstoßelektrode 54 ist in einem Teil der Seitenwand 64 ausgebildet, und weist einen Spalt auf, der klein genug ist, um einen Tintenmeniskus Me auszubilden. Eine Ausstoßelektrode 55 ist in der Ausstoßöffnung 54 angeordnet und ragt leicht aus dem Ende der Öffnung 54 nach außen vor. Die Oberfläche der Elektrode 55 ist mit einem Isolator beschichtet, um dadurch von der Tinte 51 isoliert zu sein. Eine Elektrophoreseelektrode 58 begrenzt die anderen drei Seiten der Tintenkammer 52 dort, wo die Ausstoßöffnung 54 fehlt. Die Elektrode 58 ist teilweise in der Kammer 52 angeordnet und wird mit der Tinte 51 in Kontakt gehalten.
Die Ausstoßelektrode 55 ist mit einem nicht dargestellten Treiber verbunden. Im Falle einer Aufzeichnung wird ein Hochspannungsimpuls mit derselben Polarität wie die der Tonerpartikel an die Elektrode 55 angelegt. Eine Hochspannung mit derselben Polarität wie die Tonerpartikel wird ständig an die Elektrophoreseelektrode 58 von einer Spannungssteuerungseinrichtung 62 angelegt. Eine Gegenelektrode 61 ist mit Masse verbunden und auf der imaginären Verlängerung der Elektrode 55 positioniert. Ein Papier P befindet sich zwischen den Elektroden 55 und 61. Daher wird in dem Falle einer Aufzeichnung ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden 55 und 61 ausgebildet. Da die Elektrode 55 eine scharfe Spitze besitzt, konzentriert sich das elektrische Feld an der Spitze der Elektrode 55 und erstreckt sich mit hoher Feldstärke zu dem Papier P hin. Die in der Tinte 51 verteilten Tonerpartikel wurden im Voraus durch das Zeta-Potential geladen, so daß sie von einer von dem vorstehenden elektrischen Feld abgeleiteten Coulomb'schen Kraft zu dem Papier P hingezogen werden. Wenn die Coulomb'sche Kraft das Oberflächenpotential der Tinte 51 überwindet, werden die Tonerpartikel veranlaßt, in der Form eines Tropfens 53 zu der Gegenelektrode 61 zu fliegen. Der Tropfen 53 scheidet sich auf dem Papier P ab, und erzeugt darauf einen Punkt. Bei diesem Aufzeichnungsvorrichtungstyp ist der an die Ausstoßelektrode 55 anzulegende Hochspannungsimpuls in Abhängigkeit von einem auf dem Papier P zu druckenden Bild steuerbar.
Unmittelbar nach dem Flug der Tonerpartikel, d. h., des Tropfens 53, wird der Tonergehalt der Tinte 51 in der Nähe der Ausstoßelektrode 55 niedrig, da hauptsächlich nur die Tonerpartikel verbraucht werden. Jedoch veranlaßt das kontinuierlich an die Elektrophoreseelektrode 58 angelegte hohe Potential die Tonerpartikel in der Tinte 52 elektrophoretisch von der Elektrode 58 weg zu der Elektrode 55 hin zu wandern. Demzufolge werden nur die Tonerpartikel einem Teilabschnitt um die Elektrode 55 herum zugeführt. Besonders deshalb, weil die Elektrode 55 elektrisch von der Tinte 51 isoliert ist, endet die Wanderung der geladenen Tonerpartikel zur Elektrode 55 hin, sobald die Potentialverteilung in der Kammer 52 ein Gleichgewicht erreicht. Daher wird die Aufzeichnungsfrequenz des Kopfes 50 durch die Zeitdauer bestimmt, die für die Wanderung der Tonerpartikel erforderlich ist.
Um eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung mit der vorgenannten Aufzeichnungsvorrichtung zu erzielen, ist es erforderlich die Tonerpartikel mit einer hohen Geschwindigkeit nachzuführen, d. h., die Geschwindigkeit der Elektrophorese der Tonerpartikel zu erhöhen. Es werde angenommen, daß der auf den Tonerpartikeln abgeschiedene Ladungsbetrag gleich q ist, das elektrische Feld gleich E ist, die Tinte eine Viskosität η aufweist, und daß die Tonerpartikel einen Durchmesser von r besitzen. Dann wird eine Elektrophoresegeschwindigkeit ν ausgedrückt durch:
ν = qE/6πηr.
Da die vorstehenden Faktoren q, η und r tintenspezifische feste Werte sind, muß E erhöht werden, um die Elektrophoresegeschwindigkeit ν zu erhöhen, d. h., es ist notwendig, eine gro ße Potentialdifferenz zwischen der Entladungselektrode 55 und der Elektrophoreseelektrode 58 anzulegen. Da jedoch die Elektrode 58 mit der Tinte 51 in Kontakt bleibt, weist sogar die Tinte 51 um die Elektrode 55 herum dasselbe Potential wie die Elektrode 58 in dem vorgenannten Gleichgewichtszustand auf. Wenn daher zuviel Hochspannung an die Elektrode 58 angelegt wird, wird das Potential der Tinte 51 hoch genug für einen Flug der Tonerpartikel. Demzufolge fliegen die Tonerpartikel auch dann selbstständig wenn keine Treiberimpulse an die Elektrode 55 angelegt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4, 5, 6, 7A, 7B und 7C wird eine die vorliegenden Erfindung verkörpernde elektrostatische Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung beschrieben. In der veranschaulichenden Ausführungsform werden dieselben oder ähnlichen Strukturelemente wie die Elemente der vorstehenden herkömmlichen Aufzeichnungsvorrichtung mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren detaillierte Beschreibung wird unterlassen, um eine Redundanz zu vermeiden. Gemäß Darstellung enthält die Aufzeichnungsvorrichtung einen Aufzeichnungskopf 10 mit einer Tintenkammer 52 darin. Die in einer Trägerflüssigkeit verteilte geladene Tonerpartikel enthaltende Tinte 51 wird in der Tintenkammer 52 gespeichert. Eine Ausstoßöffnung 54 verbindet die Kammer 52 mit der Außenseite des Kopfes 10. Eine Ausstoßelektrode 55 ist in der Ausstoßöffnung 54 angeordnet und elektrisch von der Tinte 51 isoliert. Eine Elektrophoreseelektrode 8 ist an der gegenüberliegenden Seite der Ausstoßelektrode 55 in Bezug auf die Kammer 52 angeordnet und elektrisch von der Tinte 51 isoliert. Eine Steuerelektrode 1 ist zwischen den 2 Elektroden 8 und 55 angeordnet und wird mit der Tinte 51 in Kontakt gehalten.
Eine Gegenelektrode 61 liegt der Ausstoßöffnung 54 mit dem Zwischenteil eines Papiers oder eines ähnlichen Aufzeichnungsmediums P gegenüber. Eine Spannungssteuerung 2 legt vorgewählte Spannungen Vep, Vc und Vej an die Elektroden 8, 1 bzw. 55 an (siehe Fig. 7A bis 7C). Die an die Elektrode 8 angelegte Spannung Vep ist höher als eine Schwellenwertspannung Vth, bei welcher die Tonerpartikel, wie vorstehend festgestellt, von selbst fliegen. Die Spannung Vc ist niedriger als die vorgenannte Schwellenwertspannung Vth. Wenn eine Spannung höher als die Schwellenwertspannung Vth an die Elektrode 8 angelegt wird, werden die Tonerpartikel aus der Öffnung 54 sogar bei einem fehlendem Ansteuerimpuls herausgeschleudert. Wenn eine Spannung niedriger als die Schwellenwertspannung Vth an die Elektrode 8 angelegt wird, werden die Tonerpartikel nicht herausgeschleudert, bis ein Steuerimpuls an die Elektrode 8 angelegt wird.
In der veranschaulichenden Ausführungsform ist die Ausstoßöffnung 54 als ein feiner Schlitz implementiert. Die Ausstoßelektrode 55 ragt etwa 80 bis 100 um aus der Ausstoßöffnung 54 hervor. Einen Tintenmeniskus Me wirft zwischen der Spitze der Elektrode 55 und der Öffnung 54 aufgrund der Oberflächenspannung der Tinte 51 ausgebildet. Die Elektrode 55 ist ein aus Cu (Kupfer), Ni (Nickel) oder aus einem ähnlich leitendem Material durch Elektroformung ausgebildete Streifen. Der Streifen 55 weist eine Breite von etwa 50 um auf. Gemäß Darstellung in Fig. 5 ist die Elektrode in der Form einer Kurbel gebogen und mit einem Isolator zur Isolation von der Tinte 51 beschichtet. Obwohl der Tintenmeniskus von der Öffnung 54 und der Elektrode 55 ausgebildet wird, kann ein besonderer Meniskusformungsabschnitt beispielsweise durch ein Draht, falls gewünscht, ausgebildet werden.
Ein Tintenauslaß 59 und ein Tinteneinlaß 60 sind in den Wänden der Tintenkammer 52 ausgebildet. Der Einlaß 59 und der Auslaß 60 sind, obwohl dieses nicht im Einzelnen dargestellt ist, mit einem, Tintenbehälter über eine Rohrleitung einschließlich einer Pumpe verbunden. Wenn die Pumpe angetrieben wird, erzeugt sie ein Vakuum von etwa 1 cm H&sub2;O unter einer zwangsweisen Zirkulation der Tinte 51. In dieser Ausführungsform besteht die Tinte 51 aus einem auf Petroleum basierenden organischen Lösungsmittel und einem Toner oder thermoplastischen gefärbten Feinpartikeln und einem in dem Lösungsmittel verteilten Ladungssteuerungsmittel. Der Toner ist offensicht lich im Voraus durch das Zeta-Potential auf positive Polarität geladen.
Die Elektrophoreseelektrode 8 umgibt die Tintenkammer 52, ist aber von der Tinte 51 getrennt. Die Steuerelektrode 1 ist wie die Ausstoßelektrode 55 als ein Streifen mit im allgemeinen L-förmigen Querschnitt gemäß Darstellung in Fig. 5 implementiert. Der nach oben stehende Abschnitt der Steuerelektrode 1 ist in dem Zwischenraum zwischen den Elektroden 8 und 55 angeordnet und wird mit der Tinte 51 in Kontakt gehalten.
Der Betrieb der veranschaulichenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 A bis 7C beschrieben. Wenn die gesamte Aufzeichnungsvorrichtung im Betrieb gesetzt wird, legt die Spannungssteuerung 2 die konstante Elektrophoresespannung Vep (Fig. 7 A) an die von der Tinte 51 isolierte Elektrophoreseelektrode 8 an. Demzufolge wandern die geladenen Tonerpartikel aufgrund der Potentialdifferenz der Elektroden 8 und 55 zu der Ausstoßelektrode 55. Um eine schnelle Wanderung der Tonerpartikel anzuregen, wird (wie vorstehend festgestellt) die Spannung Vep höher als die Schwellenwertspannung Vth gewählt. Ferner legt die Spannungssteuerung 2 die konstante Steuerspannung Vc (Fig. 7B) an die Steuerelektrode 1 an, die mit der Tinte 51 in Kontakt steht. Die Spannung Vc ist niedriger als die Schwellenwertspannung Vth, wie ebenfalls früher festgestellt.
Da die Elektrode 98 von der Tinte 51 isoliert ist, wird die Wanderung der Tonerpartikel auf die Elektrode 55 zu stabilisiert, wenn das elektrische Feld in dem Kopf 10 ein Gleichgewicht erreicht. In dem Gleichgewichtszustand wird das Potential der Tinte 51 gleich dem Steuerpotential Vc und wird von dem Elektrophoresepotential Vep der Elektrode 8 unabhängig. Daher werden die Tonerpartikel sogar dann, wenn die an die Elektrode 8 angelegte Spannung erhöht wird, um einen ausreichenden Nachschub von Tonerpartikel zu der Elektrode zu garantieren, am eigenständigen Wegfliegen von der Öffnung 54 gehindert. Insbesondere können die Tonerpartikel, trotzdem daß die Spannung Vep höher als die Schwellenwertspannung Vth ist, zu der Elektrode 55 mit einer hohen Geschwindigkeit wandern, während ihr eigenständiges Wegfliegen aus der Öffnung 54 verhindert wird.
Es werde angenommen, daß die Spannungssteuerung 2 einen Hochspannungsimpuls (Fig. 7C) an die Ausstoßelektrode 55 als Antwort auf einen von einer Zentraleinheit empfangenen Druckbefehl liefert. Dann konzentriert sich das elektrische Feld an dem Spitzenabschnitt des Meniskus Me in komplementärer Form zu der Spitze der Elektrode 55. Demzufolge werden die geladenen Tonerpartikel in der Tinte 51 aus der Spitze des Meniskus Me herausgezogen und bilden einen Tropfen 53. Der Tropfen 53 wird zum Fliegen zu der Gegenelektrode 61, d. h., zu dem Papier P hin, veranlaßt. Der Tropfen 53 erzeugt einen Punkt auf dem Papier P, welcher später durch Wärme fixiert wird.
Unmittelbar nach dem Flug der Tonerpartikel mit positiver Polarität kompensiert die Steuerelektrode 1, welche mit der Tinte 51 in Kontakt steht, den Ladungsverlust und erhält dadurch das elektrische Gleichgewicht. Ferner werden nach dem Flug des Tropfens 53 die Tonerpartikel um den Anschluß 54 herum für einen Moment knapp. Die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 8, 55 und 61 bewirkt jedoch, daß die Tonerpartikel aufgrund von Elektrophorese von der Kammer 2 zu der Öffnung 54 wandern. Demzufolge wird die Öffnung 54 auf ihren Anfangszustand zurückgesetzt. Der vorgenannte Prozeß wird danach wiederholt, um so ein gewünschtes Bild auf das Papier P zu drucken.
Wie vorstehend in der veranschaulichenden Ausführungsform festgestellt, sind die Elektrophoreseelektrode 8 und die Ausstoßelektrode 55 von der Tinte 51 isoliert, während die Steuerelektrode 1 mit der Tinte 51 in Kontakt gehalten wird. Die Spannung Vep, höher als die Schwellenwertspannung Vth, und die Spannung Vc, niedriger als dieselbe, werden an die Elektroden 8 bzw. 1 angelegt. Dieses verbessert wirksam den ra schen Tonernachschub mittels der Elektrode 8 und realisiert damit einen schnellen Druckvorgang.
Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8A bis 8C beschrieben. Diese Ausführungsform ist mit derselben physikalischen Konfiguration wie die vorstehenden Ausführungsform durchführbar. Ein Unterschied besteht darin, daß gemäß Darstellung in Fig. 8B und 8C die Spannungssteuerung 2 zusätzlich zu der zuvor festgestellten Funktion eine Funktion zum Anlegen einer Spannung Vcmax an die Steuerelektrode 1 aufweist, wenn die Spannung Vej an die Ausstoßelektrode 55 angelegt wird. Die Spannung Vcmax ist höher als die Spannung Vej.
Insbesondere wird gemäß Darstellung in Fig. 8B und 8C die konstante Steuerspannung Vc kontinuierlich an die Steuerelektrode 1 angelegt, solange die Spannung Vej nicht an die Ausstoßelektrode 55 angelegt wird. Wenn die Spannung Vej an die Elektrode 55 angelegt wird, wird die Impulsspannung Vcmax, höher als die Schwellenwertspannung, an die Elektrode 1 angelegt. Daher ist im Gleichgewichtszustand, in welchen keine Spannungen an die Elektrode 55 angelegt sind, das Potential der Tinte 51 dasselbe wie das des Steuerpotential Vc. Daraus folgt, daß die Tonerpartikel schnell zu der Elektrode 55 wandern können ohne selbstständig zu fliegen, obwohl die Spannung Vep höher als die Schwellenwertspannung Vth ist. Andererseits wird dann, wenn die Impulsspannung Vej an die Elektrode 55 angelegt wird, die Steuerspannung Vcmax höher als die Spannung Vej. Dieses vermeidet eine dem Abfall der Steuerspannung unter die Ausstoßspannung zuzuschreibende Potentialsenke und verbessert damit den schnellen Tonernachschub.
Zusammengefaßt kann man sehen, daß die vorliegende Erfindung einen elektrostatischen Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitstellt, der einen schnellen Tonernachschub zu einer Ausstoßöffnung mittels einer Elektrophoreseelektrode, d. h., eine hohe Druckgeschwindigkeit fördert. Zusätzlich ist der Aufzeichnungskopf von einer Potentialsenke frei und verbes sert damit weiter eine raschen Tonernachschub. Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine elektrostatische Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit dem Aufzeichnungskopf bereit, der die vorgenannten verschiedenen bisher nicht bekannten Vorteile aufweist.
Verschiedene Modifikationen werden dem Fachmann auf diesem Gebiet nach dem Erhalt der Lehren der vorliegenden Offenbarung möglich sein, ohne von deren Schutzumfang, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

1. Elektrostatischer Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit:

einer Tintenkammer zur Aufnahme von Tinte, die aus einer Trägerflüssigkeit und in dem Tonerträger verteilten geladenen Tonerpartikeln besteht;

einer Ausstoßöffnung, welche die Tintenkammer mit der Außenseite des Aufzeichnungskopfes verbindet;

einer Ausstoßelektrode, die in der Ausstoßöffnung angeordnet und elektrisch von der Tinte isoliert ist;

einer Elektrophoreseelektrode, die in Bezug auf die Tintenkammer an einer gegenüberliegenden Seite zur Ausstoßelektrode positioniert und elektrisch von der Tinte isoliert ist; und

einer Steuerelektrode, die zwischen der Ausstoßelektrode und der Elektrophoreseelektrode vorgesehen ist und einen Kontakt zu der Tinte herstellt.

2. Elektrostatische Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit:

einem Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1;

einer Gegenelektrode, die der Ausstoßöffnung gegenüberliegt, wobei ein Aufzeichnungsmedium zwischen diesen liegt; und

einer Spannungssteuerungseinrichtung zum Anlegen einer spezifischen vorgewählten Spannung an die Ausstoßelektrode, die Elektrophoreseelektrode und die Steuerelektrode, wobei die an die Elektrophoreseelektrode angelegte Spannung höher als eine Schwellenwertspannung ist, welche einen selbstständigen Flug der Tonerpartikel bewirkt, während die an die Steuerelektrode angelegte Spannung niedriger als die Schwellenwertspannung ist.

3. Elektrostatische Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit:

einem Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1;

einer Spannungssteuerungseinrichtung zum Anlegen einer spezifischen vorgewählten Spannung an die Ausstoßelektrode, die Elektrophoreseelektrode und die Steuerelektrode, wobei die an die Elektrophoreseelektrode angelegte Spannung höher als eine Schwellenwertspannung ist, welche einen selbstständigen Flug der Tonerpartikel bewirkt,

und wobei die Spannungssteuerungseinrichtung eine Spannung, die höher als die an die Ausstoßelektrode angelegte Spannung ist, an die Steuerelektrode anlegt, wenn sie die Spannung an die Ausstoßelektrode anlegt.