JP2000185392A - 印刷ヘッド装置および印刷装置 - Google Patents

印刷ヘッド装置および印刷装置

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JP2000185392A
JP2000185392A JP36313598A JP36313598A JP2000185392A JP 2000185392 A JP2000185392 A JP 2000185392A JP 36313598 A JP36313598 A JP 36313598A JP 36313598 A JP36313598 A JP 36313598A JP 2000185392 A JP2000185392 A JP 2000185392A
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channels
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Takashi Tanaka
隆史 田中
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット方式を用いる印刷において、
チャンネルから噴射するインク滴の噴射方向ばらつきを
補正し、バンディングの発生を軽減させ記録ムラを低減
させるインクジェット方式の印刷ヘッド装置および印刷
装置を提供する。 【解決手段】 インクジェット・ヘッド10は、N個の
チャンネル10aを有する。電極2ia,2ibおよび
電極3ia,3ib(i=1〜N)は、チャンネル10
aの各々に対して、予め定めた位置にそれぞれ設けられ
る。この電極2iaと電極2ibとの間および電極3i
aと電極3ibとの間には、予め定めた電圧が個々に印
加される。そして、電極2ia,2ibは、電圧印加で
発生する電界によってインク滴の飛行軌道を曲げ、用紙
表面上におけるX軸方向の付着点を制御する。電極3i
a,3ibは、電圧印加で発生する電界によってインク
滴の飛行軌道を曲げ、用紙表面上におけるY軸方向の付
着点を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷ヘッド装置お
よび印刷装置に関し、より特定的には、インクジェット
方式を用いる印刷に生じるバンディングを軽減させ記録
ムラを低減させるインクジェット方式の印刷ヘッド装置
および印刷装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、文字や画像を印刷用紙等の記録部
材(以下、用紙と称する)に印刷するプリンタ装置に用
いられている印刷方式の一つに、インクジェット方式が
ある。このインクジェット方式とは、印刷ヘッド装置か
らインク滴を噴射させて用紙に付着させる方式である。
【0003】このインクジェット方式の印刷ヘッド装置
でオン・デマンド・タイプ(ピエゾ,バブル方式等)
は、コンティニュアスタイプの印刷ヘッド装置と構造が
異なり、インク自体を大きく加圧しないため、チャンネ
ル(インク滴を噴き出す穴)からのインク滴の噴射(打
ち出し)速度が低く、用紙と印刷ヘッド装置との間隔を
大きくとれない。このため、用紙の紙粉や噴射したイン
ク滴の跳ね返りが印刷ヘッド装置に付着する可能性が高
く、バンディング等の印字品質の劣化や印刷ヘッド装置
の寿命低下を招くという問題があった。
【0004】これらの問題の対策として、印刷ヘッド装
置のクリーニングの頻度を上げたり、オリフィスを交換
する等の方法が、従来から行われている。また、印刷段
階におけるバンディングの軽減方法として、スキャンタ
イプのインクジェット・ヘッド装置においては、図7に
示すように、チャンネル100aの並びに従って印刷す
るのではなくインタレース処理を行って印刷する方法が
考案されている。
【0005】ここで、バンディングについて簡単に説明
する。図6(a)に示すように、チャンネル100aか
ら噴射するインク滴の大きさや噴射方向が一定であれば
何ら問題はないのだが、印刷ヘッド装置100単品の精
度,経時的劣化(例えば、チャンネル100aの詰ま
り)等に起因してインク滴の大きさや噴射方向がばらつ
くと、例えば、図6(b)に示すように、印刷の仕上が
りにインクの濃淡が生じてしまう。これがバンディング
である。図6(b)に示すようなバンディングが生じた
場合には、第4チャンネルと第5チャンネルとの間にス
ジ(用紙50の色である白い線)が発生することとな
る。
【0006】なお、図6および図7においては、チャン
ネル100a数が8個である印刷ヘッド装置100が、
用紙50へインク滴を噴射した場合の用紙50面上のイ
ンクの付着具合の一例を示した図である。また、図7に
おいては、インタレースによりどのチャンネル100a
がどのインクを付着させているかを、同一の番号で示し
ている。
【0007】例えば、上記インタレースを行うスキャン
タイプ・インクジェット・ヘッド装置は、図7を参照し
て、第1ラインに関して、まず第6および第8チャンネ
ル、次に第1,第3,第5および第7チャンネル、最後
に第2および第4チャンネルの順でインク滴を噴射す
る。また、第2ラインに関して、まず第5および第7チ
ャンネル、次に第2,第4,第6および第8チャンネ
ル、最後に第1および第3チャンネルの順でインク滴を
噴射する。以後、この動作を繰り返して行う。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た印刷ヘッド装置のクリーニングの頻度を上げる場合に
は、これに伴う印字速度の実質的な低下や、クリーニン
グ用インクの消費がコストアップにつながるという問題
を残している。また、構造上オリフィス交換ができない
印刷ヘッド装置では、印刷ヘッド装置全体を交換するこ
ととなり、コスト面や歩留まりにおいて問題が残る。さ
らに、スキャンタイプのインクジェット・ヘッド装置に
おいて行われるインタレース処理は、インク滴の噴射方
向ばらつきが異なるであろう複数のチャンネルを用いて
バンディングを目立たなくするものであり、バンディン
グ発生の原因であるチャンネルから噴射するインク滴の
噴射方向ばらつきを根本的に補正するものではない。
【0009】それ故、本発明の目的は、インクジェット
方式を用いる印刷において、チャンネルから噴射するイ
ンク滴の噴射方向ばらつきを補正し、バンディングの発
生を軽減させ記録ムラを低減させる印刷ヘッド装置およ
び印刷装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明は、インクジェット方式によって帯電したインク滴
を印刷対象である用紙に噴射する印刷ヘッド装置であっ
て、N個(Nは、1以上の整数)のチャンネル(インク
滴を噴射する穴)を有するインクジェット・ヘッドと、
N個のチャンネルをそれぞれ個別に挟むN個の第1の電
極対と、第1の電極対と電界方向が直交する配置にあ
り、N個のチャンネルをそれぞれ個別に挟むN個の第2
の電極対と、N個の第1の電極対およびN個の第2の電
極対にそれぞれ予め定めた電圧を個別に印加し、各々の
電極対の電極間に予め定めた電界を発生させる制御手段
とを備え、制御手段が電極間にそれぞれ発生させる電界
によって、N個のチャンネルから噴射されるインク滴の
用紙上の付着位置がそれぞれ正規の印字位置となるよう
に、各々のインク滴の飛行軌道を曲げて制御することを
特徴とする。
【0011】上記のように、第1の発明によれば、各チ
ャンネルごとに噴射するインク滴の用紙上の付着位置を
制御できる第1の電極および第2の電極を設け、インク
滴の付着位置が正規の印字位置となるようにそれぞれ個
別に制御する。これにより、各々のチャンネルから噴射
するインク滴を、必ず正規の印字位置に印刷することが
可能となり、バンディングを軽減して記録ムラを低減す
ることができる。
【0012】第2の発明は、インクジェット方式によっ
て帯電したインク滴を印刷対象である用紙に噴射する印
刷ヘッド装置であって、N個(Nは、1以上の整数)の
チャンネル(インク滴を噴射する穴)を有するインクジ
ェット・ヘッドと、チャンネルと用紙との間に配置さ
れ、チャンネルから噴射するインク滴の通過が可能な穴
を有する電極と、電極に、N個のチャンネルから噴射す
るインク滴を加速させる方向に電圧を印加して、N個の
チャンネルから噴射するインク滴の飛行速度を加速させ
ることを特徴とする。
【0013】上記のように、第2の発明によれば、帯電
しているインク滴に対してインク滴を加速させる方向に
電圧を印加する電極を用い、噴射したインク滴の飛行速
度を上げる。これにより、印刷ヘッド装置と用紙との間
隔を広くとることが可能となり、用紙の紙粉や噴射した
インク滴の跳ね返りが印刷ヘッド装置に付着する可能性
を極力低くすることができる。従って、バンディングを
軽減して記録ムラを低減することができ、さらに印刷ヘ
ッド装置の寿命低下を防げる。また、用紙の搬送時に用
紙あばれが生じても、印刷ヘッド装置および用紙の双方
の損傷を低減させることができる。
【0014】第3の発明は、インクジェット方式によっ
て帯電したインク滴を印刷対象である用紙に噴射して印
刷を行う印刷装置であって、N個(Nは、1以上の整
数)のチャンネル(インク滴を噴射する穴)を有するイ
ンクジェット・ヘッドと、用紙の裏面側に配置される電
極と、電極に、N個のチャンネルから噴射するインク滴
を加速させる方向に電圧を印加して、N個のチャンネル
から噴射するインク滴の飛行速度を加速させて用紙に付
着させることを特徴とする。
【0015】上記のように、第3の発明によれば、帯電
しているインク滴に対してインク滴を加速させる方向に
電圧を印加する電極を用い、噴射したインク滴の飛行速
度を上げて印刷する。これにより、インクジェット・ヘ
ッドと用紙との間隔を広くとることが可能となり、用紙
の紙粉や噴射したインク滴の跳ね返りがインクジェット
・ヘッドに付着する可能性を極力低くすることができ
る。従って、バンディングを軽減し記録ムラを低減して
印刷することができ、さらにインクジェット・ヘッドの
寿命低下を防げる。また、用紙の搬送時に用紙あばれが
生じても、インクジェット・ヘッドおよび用紙の双方の
損傷を低減させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は、本発
明の第1の実施形態に係る印刷ヘッド装置の主要な構成
部分を示す図である。なお、図1(a)は、印刷ヘッド
装置の正面図であり、図1(b)は、図1(a)におけ
るA−A断面の一部を示す図である。図1において、第
1の実施形態に係る印刷ヘッド装置は、インクジェット
・ヘッド10と、X軸方向制御電極21a,21b〜2
Na,2Nb(Nは、正の整数)と、Y軸方向制御電極
31a,31b〜3Na,3Nbとを備える。
【0017】まず、図1を参照して、印刷ヘッド装置の
構造を説明する。インクジェット・ヘッド10は、N個
のチャンネル10aを有している。このインクジェット
・ヘッド10は、気泡でインク滴を噴射する方式やピエ
ゾ素子等の圧電素子の振動でインク滴を噴射する方式な
ど、この技術分野でよく知られているような任意の好適
な印刷ヘッドである。なお、インクジェット・ヘッド1
0のチャンネル10aから噴射するインク滴は、予め正
(プラス)または負(マイナス)の電荷に帯電されてい
る。
【0018】X軸方向制御電極21a,21b〜2N
a,2NbおよびY軸方向制御電極31a,31b〜3
Na,3Nbは、インクジェット・ヘッド10のチャン
ネル10aの各々に対して、予め定めた位置にそれぞれ
設けられる。これらの電極は、例えば、図2(a)に示
すように、X軸方向制御電極21a,21b〜2Na,
2NbとY軸方向制御電極31a,31b〜3Na,3
Nbとの双方を1枚に形成した電極プレート25を、オ
リフィスプレート60上に積層するように設置してもよ
いし、図2(b)に示すように、X軸方向制御電極21
a,21b〜2Na,2Nbを形成した電極プレート2
0と、Y軸方向制御電極31a,31b〜3Na,3N
bを形成した電極プレート30とを、オリフィスプレー
ト60上に順に積層するように設置してもよい。このX
軸方向制御電極21a,21b〜2Na,2Nbおよび
Y軸方向制御電極31a,31b〜3Na,3Nbに
は、電極2iaと電極2ibとの間および電極3iaと
電極3ibとの間(i=1〜N)に、予め定めた電圧が
制御部(図示せず)から個々に印加される。
【0019】次に、上記構造の第1の実施形態に係る印
刷ヘッド装置が行うインク滴の噴射制御を説明する。X
軸方向制御電極21a,21b〜2Na,2Nbは、制
御部から電極2iaと電極2ibとの間に印加される電
圧に従って両電極間に電界を発生させ、帯電しているイ
ンク滴の飛行軌道を曲げて、用紙50表面上におけるイ
ンク滴のX軸方向(用紙50の紙送り方向に対して垂直
方向)の付着点を制御する。Y軸方向制御電極31a,
31b〜3Na,3Nbは、制御部から電極3iaと電
極3ibとの間に印加される電圧に従って両電極間に電
界を発生させ、帯電しているインク滴の飛行軌道を曲げ
て、用紙50表面上におけるインク滴のY軸方向(用紙
50の紙送り方向)の付着点を制御する。
【0020】これにより、印刷ヘッド装置は、X軸方向
制御電極21a,21b〜2Na,2Nbにおける制御
と、Y軸方向制御電極31a,31b〜3Na,3Nb
における制御とを適切に行うことで、用紙50上の任意
の位置にインク滴を付着させることができる。従って、
この印刷ヘッド装置を用い、インクジェット・ヘッド1
0のチャンネル10aの各々に対してインク滴の噴射方
向を個別に補正制御することで、バンディングを軽減さ
せることができる。
【0021】例えば、図3を参照して、ある任意のチャ
ンネル10aに関して、用紙50上に付着したインク滴
(図中黒丸。なお、この例においては、正の電荷に帯電
しているものとする)が、図示するように正規の印字位
置(図中1点鎖線の交点)からΔxおよびΔyだけずれ
ている場合を考える。この場合、印刷ヘッド装置は、当
該チャンネル10aに対して、電極2iaから電極2i
bに向かって移動量がΔxとなるような電界を発生さ
せ、また、電極3iaから電極3ibに向かって移動量
がΔyとなるような電界を発生させて、インク滴の付着
位置が正規の印字位置となるように制御する。
【0022】以上のように、本発明の第1の実施形態に
係る印刷ヘッド装置によれば、各チャンネル10aごと
に噴射するインク滴の用紙50上の付着位置を制御でき
る2つの電極を設け、インク滴の付着位置が正規の印字
位置となるようにそれぞれ個別に制御する。これによ
り、各々のチャンネル10aから噴射するインク滴を、
必ず正規の印字位置に印刷することが可能となり、バン
ディングを軽減して記録ムラを低減することができる。
【0023】なお、上記第1の実施形態においては、イ
ンクジェット・ヘッド10のチャンネル10aから噴射
するインク滴は、予め正または負の電荷に帯電されてい
ると述べたが、このインク滴の帯電処理は、外部におい
て行われてもよいし、インクジェット・ヘッド10内に
おいて行ってもよい。
【0024】(第2の実施形態)図4は、本発明の第2
の実施形態に係る印刷ヘッド装置の主要な構成部分の断
面を示す図である。図4において、第2の実施形態に係
る印刷ヘッド装置は、インクジェット・ヘッド10と、
加速制御電極プレート40とを備える。
【0025】まず、図4を参照して、印刷ヘッド装置の
構造を説明する。インクジェット・ヘッド10は、N個
のチャンネル10aを有している。このインクジェット
・ヘッド10は、気泡でインク滴を噴射する方式やピエ
ゾ素子等の圧電素子の振動でインク滴を噴射する方式な
ど、この技術分野でよく知られているような任意の好適
な印刷ヘッドである。なお、インクジェット・ヘッド1
0のチャンネル10aから噴射するインク滴は、予め正
(プラス)または負(マイナス)の電荷に帯電されてい
る。
【0026】加速制御電極プレート40は、インクジェ
ット・ヘッド10の各チャンネル10aが噴射するイン
ク滴を通過するための穴40aを複数有しており、イン
クジェット・ヘッド10のオリフィスプレート60と予
め定めた間隔で平行に設けられる。そして、チャンネル
10aが噴射するインク滴の飛行速度を加速する方向に
電界が発生するように、制御部(図示せず)は、加速制
御電極プレート40に予め定めた電圧を印加する。
【0027】次に、上記構造の第2の実施形態に係る印
刷ヘッド装置が行うインク滴の噴射制御を説明する。イ
ンクジェット・ヘッド10は、チャンネル10aから帯
電したインク滴を噴射する。ここで、加速制御電極プレ
ート40に印加した電圧によって発生した、オリフィス
プレート60と加速制御電極プレート40との間の電界
で、チャンネル10aから噴射されたインク滴は、加速
制御電極プレート40に引き寄せられて飛行速度が加速
する。そして、加速制御電極プレート40の穴40aを
通過したインク滴は、加速によって上げられた飛行速度
のまま用紙50表面上に付着する。
【0028】以上のように、本発明の第2の実施形態に
係る印刷ヘッド装置によれば、帯電しているインク滴に
対して電界を与える加速制御電極プレート40を用い、
噴射したインク滴の飛行速度を上げる。これにより、印
刷ヘッド装置と用紙50との間隔を広くとることが可能
となり、用紙50の紙粉や噴射したインク滴の跳ね返り
が印刷ヘッド装置に付着する可能性を極力低くすること
ができる。従って、バンディングを軽減して記録ムラを
低減することができ、さらに印刷ヘッド装置の寿命低下
を防げる。また、用紙50の搬送時に用紙あばれが生じ
ても、印刷ヘッド装置および用紙50の双方の損傷を低
減させることができる。
【0029】なお、上記第2の実施形態においては、イ
ンクジェット・ヘッド10のチャンネル10aから噴射
するインク滴は、予め正または負の電荷に帯電されてい
ると述べたが、このインク滴の帯電処理は、外部におい
て行われてもよいし、インクジェット・ヘッド10内に
おいて行ってもよい。
【0030】また、上記第2の実施形態において、上記
第1の実施形態で述べたインク滴の制御をさらに行うこ
とも可能である。この場合、上記第1の実施形態におけ
る有用な効果と、上記第2の実施形態における有用な効
果とが相乗的に発揮され、よりバンディングを軽減して
記録ムラを低減することが可能となる。
【0031】(第3の実施形態)本発明の第3の実施形
態は、上記第2の実施形態で述べたインク滴の加速制御
を、印刷ヘッド装置と用紙50の搬送機構とで実現する
印刷装置に関するものである。以下、本発明の第3の実
施形態を説明する。
【0032】図5は、本発明の第3の実施形態に係る印
刷装置の主要な構成部分の断面を示す図である。図5に
おいて、第3の実施形態に係る印刷装置は、インクジェ
ット・ヘッド10と、加速制御電極プレート41とを備
える。
【0033】図5に示すように、第3の実施形態に係る
印刷装置は、上記第2の実施形態に係る印刷ヘッド装置
の加速制御電極プレート40に代えて、加速制御電極プ
レート41を用紙50の裏面(印字されない面)に位置
する搬送機構側に設けたものである。なお、第3の実施
形態におけるインクジェット・ヘッド10は、上記第2
の実施形態におけるインクジェット・ヘッド10と同様
の構造であるので、その説明は省略する。
【0034】加速制御電極プレート41は、インクジェ
ット・ヘッド10のオリフィスプレート60と予め定め
た間隔で平行に設けられる。そして、チャンネル10a
が噴射するインク滴の飛行速度を加速する方向に電界が
発生するように、制御部(図示せず)は、加速制御電極
プレート41に予め定めた電圧を印加する。そして、上
記第2の実施形態と同様に、インクジェット・ヘッド1
0は、チャンネル10aから帯電したインク滴を噴射す
る。ここで、加速制御電極プレート41に印加した電圧
によって発生した、オリフィスプレート60と加速制御
電極プレート41との間の電界で、チャンネル10aか
ら噴射されたインク滴は、加速制御電極プレート41に
引き寄せられて飛行速度が加速する。そして、インク滴
は、加速制御電極プレート41に引き寄せられ加速した
飛行速度で用紙50表面上に付着する。
【0035】以上のように、本発明の第3の実施形態に
係る印刷装置によれば、帯電しているインク滴に対して
電界を与える加速制御電極プレート41を用い、噴射し
たインク滴の飛行速度を上げて印刷を行う。これによ
り、印刷ヘッド装置(インクジェット・ヘッド10)と
用紙50との間隔を広くとることが可能となり、用紙5
0の紙粉や噴射したインク滴の跳ね返りが印刷ヘッド装
置に付着する可能性を極力低くすることができる。従っ
て、バンディングを軽減し記録ムラを低減して印刷する
ことができ、さらに印刷ヘッド装置の寿命低下を防げ
る。また、用紙50の搬送時に用紙あばれが生じても、
印刷ヘッド装置および用紙50の双方の損傷を低減させ
ることができる。
【0036】なお、上記第3の実施形態においては、イ
ンクジェット・ヘッド10のチャンネル10aから噴射
するインク滴は、予め正または負の電荷に帯電されてい
ると述べたが、このインク滴の帯電処理は、外部におい
て行われてもよいし、インクジェット・ヘッド10内に
おいて行ってもよい。
【0037】また、上記第3の実施形態において、上記
第1の実施形態で述べたインク滴の制御をさらに行うこ
とも可能である。この場合、上記第1の実施形態におけ
る有用な効果と、上記第3の実施形態における有用な効
果とが相乗的に発揮され、よりバンディングを軽減して
記録ムラを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る印刷ヘッド装置
の主要な構成部分を示す図である。
【図2】各電極の設置の一例を示す印刷ヘッド装置の断
面図である。
【図3】インク滴の制御の一例を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る印刷ヘッド装置
の主要な構成部分の断面を示す図である。
【図5】本発明の第3の実施形態に係る印刷装置の主要
な構成部分の断面を示す図である。
【図6】バンディングが発生した場合と発生していない
場合とで、用紙50面上のインクの付着具合の違いの一
例を示した図である。
【図7】従来のスキャンタイプのインクジェット・ヘッ
ドにおいて、バンディング対応を行った場合の用紙50
面上のインクの付着具合の一例を示した図である。
【符号の説明】
10,100…インクジェット・ヘッド 10a,100a…チャンネル(噴射穴) 20,25,30…電極プレート 21a〜2Na,21b〜2Nb…X軸方向制御電極 31a〜3Na,31b〜3Nb…Y軸方向制御電極 40,41…加速制御電極プレート 50…用紙 60…オリフィスプレート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクジェット方式によって帯電したイ
    ンク滴を印刷対象である用紙に噴射する印刷ヘッド装置
    であって、 N個(Nは、1以上の整数)のチャンネル(インク滴を
    噴射する穴)を有するインクジェット・ヘッドと、 N個の前記チャンネルをそれぞれ個別に挟むN個の第1
    の電極対と、 前記第1の電極対と電界方向が直交する配置にあり、N
    個の前記チャンネルをそれぞれ個別に挟むN個の第2の
    電極対と、 N個の前記第1の電極対およびN個の前記第2の電極対
    にそれぞれ予め定めた電圧を個別に印加し、各々の電極
    対の電極間に予め定めた電界を発生させる制御手段とを
    備え、 前記制御手段が前記電極間にそれぞれ発生させる電界に
    よって、N個の前記チャンネルから噴射されるインク滴
    の前記用紙上の付着位置がそれぞれ正規の印字位置とな
    るように、各々のインク滴の飛行軌道を曲げて制御する
    ことを特徴とする、印刷ヘッド装置。
  2. 【請求項2】 インクジェット方式によって帯電したイ
    ンク滴を印刷対象である用紙に噴射する印刷ヘッド装置
    であって、 N個(Nは、1以上の整数)のチャンネル(インク滴を
    噴射する穴)を有するインクジェット・ヘッドと、 前記チャンネルと前記用紙との間に配置され、前記チャ
    ンネルから噴射するインク滴の通過が可能な穴を有する
    電極と、 前記電極に、N個の前記チャンネルから噴射するインク
    滴を加速させる方向に電圧を印加して、N個の前記チャ
    ンネルから噴射するインク滴の飛行速度を加速させるこ
    とを特徴とする、印刷ヘッド装置。
  3. 【請求項3】 インクジェット方式によって帯電したイ
    ンク滴を印刷対象である用紙に噴射して印刷を行う印刷
    装置であって、 N個(Nは、1以上の整数)のチャンネル(インク滴を
    噴射する穴)を有するインクジェット・ヘッドと、 前記用紙の裏面側に配置される電極と、 前記電極に、N個の前記チャンネルから噴射するインク
    滴を加速させる方向に電圧を印加して、N個の前記チャ
    ンネルから噴射するインク滴の飛行速度を加速させて前
    記用紙に付着させることを特徴とする、印刷装置。
JP36313598A 1998-12-21 1998-12-21 印刷ヘッド装置および印刷装置 Pending JP2000185392A (ja)

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