JP2001001524A - Electrostatic ink jet recording apparatus - Google Patents

Electrostatic ink jet recording apparatus

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JP2001001524A
JP2001001524A JP17206799A JP17206799A JP2001001524A JP 2001001524 A JP2001001524 A JP 2001001524A JP 17206799 A JP17206799 A JP 17206799A JP 17206799 A JP17206799 A JP 17206799A JP 2001001524 A JP2001001524 A JP 2001001524A
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Japan
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recording
electrode
electrodes
guard
recording electrode
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Japanese (ja)
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Yosuke Mizuyama
洋右 水山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic ink jet recording apparatus which can solve the problem in an electrostatic flocculation ink jet that a printing density is lowered because of diffusion of coloring material particles accompanying discharge signals or coloring material particles are not discharged. SOLUTION: The apparatus has a group 1 of a plurality of recording electrodes set along a nearly straight line, an upper plate 3 and a lower plate 4 holding the recording electrode group 1 therebetween, ink discharge openings 10 formed by the upper plate 3 and lower plate 4, and a plurality of guard electrodes 2 arranged via the recording electrode group 1 with separating the ink discharge openings 10. When recording electrodes of the recording electrode group 1 are selectively driven thereby discharging ink to print to a recording medium, an absolute value of a potential impressed to the guard electrodes 2 is controlled to be larger than an absolute value of a signal voltage impressed to the recording electrodes.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、安定な印字濃度を
得ることができる静電型インクジェット記録装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic ink jet recording apparatus capable of obtaining a stable print density.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット技術は安価で高い画質と
高速な印字技術として、オフィスオートメーションやパ
ーソナル用の情報記録装置として、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ、ワードプロセッサなどに広く用いられて
いる。インクジェットの記録原理には、色材を飛翔させ
るためのエネルギー発生手段として、電気熱変換素子な
どの発熱抵抗体をもちいたもの、電気機械変換素子など
のピエゾ素子をもちいたもの、さらに電気エネルギーを
そのまま用いる静電型のものなどがある。その中でも静
電型のインクジェットは、記録ヘッドの構成が他の方式
と比較して簡易で、記録電極に印加する電気信号を制御
することにより階調記録を行うことができる。また、記
録時に消費される電流量は著しく少なく、省エネルギー
の機器としても将来的に利用価値のある記録技術である
ということができる。さらに油性顔料インクを用いるこ
とにより、耐水性に優れた印字を行うことができ、特に
オフィスオートメーション用途としての利用価値が高
い。
2. Description of the Related Art Ink jet technology has been widely used as a low cost, high image quality and high speed printing technology in copiers, facsimile machines, printers and word processors as office automation and personal information recording devices. The principle of ink-jet recording is to use a heating element such as an electrothermal transducer, a piezo element such as an electromechanical transducer, There is an electrostatic type used as it is. Among them, the electrostatic type ink jet has a simple configuration of a recording head as compared with other types, and can perform gradation recording by controlling an electric signal applied to a recording electrode. Further, the amount of current consumed at the time of recording is remarkably small, and it can be said that this is a recording technology that is useful in the future as an energy-saving device. Further, by using an oil-based pigment ink, it is possible to perform printing with excellent water resistance, and it is particularly useful for office automation.

【0003】ここで簡単に静電型インクジェットの原理
的な側面について説明する。特開昭56−4467号公
報により報告されているように、インクの充填された記
録電極と、記録媒体を保持する対向電極の間に数kVの
記録電圧を印加すると、記録電圧がある閾値を越えた時
に、インクに働く静電的な力がインクの表面張力に打ち
勝ち、インク液滴が記録電極から対向電極へ吐出し、飛
翔する。この原理によるヘッドの構成については、例え
ば米国特許第4271416号明細書、特開昭56−4
467号公報に開示されている。
Here, the principle aspects of the electrostatic ink jet will be briefly described. As reported in JP-A-56-4467, when a recording voltage of several kV is applied between a recording electrode filled with ink and a counter electrode holding a recording medium, the recording voltage falls to a certain threshold. When it exceeds, the electrostatic force acting on the ink overcomes the surface tension of the ink, and the ink droplet is ejected from the recording electrode to the counter electrode and flies. For the construction of the head based on this principle, see, for example, U.S. Pat.
No. 467.

【0004】図6は従来の静電型インクジェットヘッド
の斜視図、図7は同静電型インクジェットヘッドの断面
図であって、1は記録電極、3は上板、4は下板、6は
色材粒子、7は凝集インク液滴、8は記録媒体、9は対
向電極である。
FIG. 6 is a perspective view of a conventional electrostatic ink jet head, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the same electrostatic ink jet head, wherein 1 is a recording electrode, 3 is an upper plate, 4 is a lower plate, and 6 is Color material particles, 7 are aggregated ink droplets, 8 is a recording medium, and 9 is a counter electrode.

【0005】この例における構成においては、個々の記
録電極にノズル穴を必ずしも必要とせず、インク吐出口
を複数の記録電極に対して共通のいわゆるスリット型と
することができる。このような構成の特徴はノズルを設
けないことにより、インクの乾燥による目詰まりが低減
されることである。したがってこの構成は、記録電極が
数百本で構成され、記録媒体の幅方向に走査を行ういわ
ゆるシリアル型のヘッドだけでなく、記録媒体の幅の長
さだけ記録電極をもついわゆるフルライン型ヘッドにも
非常に有効である。
In the configuration of this example, a nozzle hole is not necessarily required for each recording electrode, and a so-called slit-type ink discharge port common to a plurality of recording electrodes can be used. A feature of such a configuration is that clogging due to drying of ink is reduced by not providing a nozzle. Therefore, this configuration is not only a so-called serial type head which has several hundred recording electrodes and scans in the width direction of the recording medium, but also a so-called full line type head which has recording electrodes for the width of the recording medium. It is also very effective.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この静電型インクジェ
ットにおいては、個々の記録電極を独立に動作させるた
めに、隣接電極と閉ループを作ることによる電荷のリー
クを防ぐ必要がある。このために、通常、インクの溶媒
として、電気抵抗の高い油性溶媒が用いられる。特開昭
58−215353号公報に見られる例では、比抵抗約
108Ωcm、表面張力18dyne/cm、粘度2〜
30cP、比重1.0g/cm3の油性インクが用いら
れている。しかしながら、油性溶媒は水性溶媒(表面長
力約70〜80dyne/cm)と比較して表面張力が
低いために、印字を行うと、色材粒子と溶媒がともに記
録用紙の繊維中にすばやく浸透し、印字濃度の低下、に
じみ、そして裏映りが生じるという問題があった。これ
は色材粒子と、その溶媒である油性キャリア液が同時に
飛翔することが原因であった。
In this electrostatic ink jet, in order to operate each recording electrode independently, it is necessary to prevent charge leakage due to forming a closed loop with an adjacent electrode. For this purpose, an oily solvent having a high electric resistance is usually used as a solvent for the ink. In the example disclosed in JP-A-58-215353, specific resistance is about 10 8 Ωcm, surface tension is 18 dyne / cm, and viscosity is 2 to 2.
An oil-based ink having 30 cP and a specific gravity of 1.0 g / cm 3 is used. However, since the oily solvent has a lower surface tension than the aqueous solvent (surface strength of about 70 to 80 dyne / cm), when printing is performed, both the colorant particles and the solvent quickly penetrate into the fibers of the recording paper. In addition, there is a problem that print density is reduced, bleeding, and show-through is caused. This was due to the fact that the coloring material particles and the oil-based carrier liquid as the solvent flew at the same time.

【0007】これに対して、特開平8−295023号
公報、特開平9−193389号公報に開示されている
ように、色材粒子のみをインクから吐出させることによ
り、これらの問題点を解決する試みがなされた。これら
の例においては、その吐出原理が必ずしも明らかには説
明されていないが、色材粒子のみに静電力を作用させ、
色材粒子のみを飛翔させるので、吐出インク中にはキャ
リア液が含まれず、上述の問題が解決される。
On the other hand, as disclosed in JP-A-8-295023 and JP-A-9-193389, these problems are solved by discharging only the color material particles from the ink. An attempt was made. In these examples, the discharge principle is not necessarily clearly explained, but the electrostatic force is applied only to the color material particles,
Since only the color material particles fly, the above-described problem is solved because the carrier liquid is not contained in the discharged ink.

【0008】特開平9−193389号公報に開示され
ている内容によると、1010Ωcm以上の比抵抗を持つ
インクを使用することにより、印字濃度が非常に高く、
輪郭先鋭度などにおいて特に好ましい効果が得られる。
このように、色材粒子と溶媒をある程度独立に運動させ
るためには、インクに対する色材粒子の分散性を悪くす
る必要があることが理解される。なぜならば、色材粒子
の分散性がよいと色材粒子と溶媒を区別することができ
なくなり、色材粒子だけを吐出させることができないか
らである。
According to the contents disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-193389, the use of ink having a specific resistance of 10 10 Ωcm or more results in extremely high print density,
Particularly favorable effects can be obtained with respect to the sharpness of the contour.
As described above, it is understood that the dispersibility of the color material particles in the ink needs to be deteriorated in order to make the color material particles and the solvent move to some extent independently. This is because if the dispersibility of the color material particles is good, the color material particles cannot be distinguished from the solvent, and only the color material particles cannot be discharged.

【0009】特開平8−295023号公報によると、
色材粒子の帯電極性と同じ極性の電圧を記録電極に印加
することにより、静電反発力により、記録電極先端に色
材粒子が泳動・凝集し、色材粒子だけが吐出する仕組み
となっている。しかしながら、実際には、特開平10−
52920号公報に示されているように、記録電極に信
号電圧が印加されると、記録電極と対向電極の間に電位
勾配が形成されるので、色材粒子は記録電極先端方向に
も泳動するが、同時に、その反対方向にも電位勾配は形
成されるので、色材粒子は反対方向へも泳動する。なぜ
ならば、力の作用は色材粒子と記録電極の間の静電反発
力によるからであり、記録電極は色材粒子を遠ざける力
をおよぼすからである。この様子を図8に示す。図8は
従来の色材粒子の拡散を説明する図であって、記録電極
とインクメニスカスを上方から見た概略図であって、選
択された電極から遠ざかり、選択されない電極へ拡散し
てしまう様子が示されている。
According to JP-A-8-295023,
By applying a voltage of the same polarity as the charging polarity of the color material particles to the recording electrode, the color material particles migrate and aggregate at the tip of the recording electrode due to electrostatic repulsion, and only the color material particles are discharged. I have. However, in practice, Japanese Patent Application Laid-Open
As shown in Japanese Patent No. 52920, when a signal voltage is applied to the recording electrode, a potential gradient is formed between the recording electrode and the counter electrode, so that the coloring material particles also migrate toward the recording electrode tip. However, at the same time, a potential gradient is formed in the opposite direction, so that the coloring material particles migrate in the opposite direction. This is because the action of the force is due to the electrostatic repulsion between the color material particles and the recording electrode, and the recording electrode exerts a force to keep the color material particles away. This is shown in FIG. FIG. 8 is a view for explaining the diffusion of the conventional color material particles, and is a schematic view of the recording electrode and the ink meniscus as viewed from above. The recording electrode and the ink meniscus move away from the selected electrode and diffuse to the unselected electrode. It is shown.

【0010】このように、実際には色材粒子は記録電極
に信号電圧が印加されたとき、凝集吐出を行うと同時
に、インク吐出口と反対側へ拡散する。そして、その拡
散により、インク吐出口での色材粒子濃度は非常に小さ
くなり、もはや凝集吐出が起こらなくなるという問題点
が見出された。このようになると印字濃度は極端に低下
し、極端な場合は色材粒子の吐出が起こらなくなる。こ
のような問題点は、インク吐出口が長ければ長いほど深
刻になり、インク吐出口が記録媒体の幅方向の長さをも
つ、いわゆるフルラインヘッドにおいて特に大きな問題
となる。なぜならば、色材粒子が拡散できる空間が大き
ければ大きいほど、拡散が起こりやすいからである。
As described above, in actuality, when the signal voltage is applied to the recording electrode, the color material particles perform the coagulation discharge and simultaneously diffuse to the opposite side of the ink discharge port. Then, due to the diffusion, the concentration of the color material particles at the ink discharge port becomes extremely low, and a problem has been found that cohesive discharge no longer occurs. In such a case, the print density is extremely reduced, and in the extreme case, the discharge of the color material particles does not occur. Such a problem becomes more serious as the length of the ink ejection port becomes longer, and becomes particularly serious in a so-called full line head in which the ink ejection port has a length in the width direction of the recording medium. This is because the larger the space in which the color material particles can diffuse, the more likely the diffusion occurs.

【0011】本発明は、上記のような、吐出信号に伴な
う色材粒子の拡散による印字濃度の低下、または色材粒
子の不吐出という静電凝集型インクジェットにおける問
題点を解決できる静電型インクジェット記録装置を提供
することを目的とする。
According to the present invention, there is provided an electrostatic printer capable of solving the above-described problems in the electrostatic coagulation type ink jet, such as a decrease in print density due to diffusion of color material particles accompanying a discharge signal, or non-discharge of color material particles. It is an object of the present invention to provide a type ink jet recording apparatus.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、略直線に沿っ
て設けられた複数の記録電極群と、これらの記録電極群
を上下にはさむ上板および下板と、上板および下板によ
って形成されるインク吐出口と、このインク吐出口を区
切り、前記記録電極群を挟んで配置する複数のガード電
極を備え、前記記録電極群を選択的に駆動することでイ
ンクを吐出して記録媒体に印字を行う静電型インクジェ
ット記録装置であって、前記ガード電極に与える電位の
絶対値が、記録電極群に与える信号電圧の絶対値よりも
大きくなるような時間を有するように制御することを特
徴とする。
According to the present invention, a plurality of recording electrode groups provided substantially along a straight line, an upper plate and a lower plate sandwiching these recording electrode groups up and down, and an upper plate and a lower plate. The recording medium includes an ink ejection port to be formed, and a plurality of guard electrodes that divide the ink ejection port and are arranged to sandwich the recording electrode group. The recording medium is ejected by selectively driving the recording electrode group. An electrostatic ink jet recording apparatus that performs printing on the guard electrode, wherein the control is performed such that the absolute value of the potential applied to the guard electrode has a time that is greater than the absolute value of the signal voltage applied to the recording electrode group. Features.

【0013】この構成により、吐出信号に伴なう色材粒
子の拡散による印字濃度の低下、または色材粒子の不吐
出という静電凝集型インクジェットにおける問題点を解
決できる静電型インクジェット記録装置を提供できる。
With this configuration, there is provided an electrostatic ink jet recording apparatus which can solve the problem in the electrostatic coagulation type ink jet, that is, the reduction of the printing density due to the diffusion of the color material particles accompanying the ejection signal or the non-ejection of the color material particles. Can be provided.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】請求項1の発明は、略直線に沿っ
て設けられた複数の記録電極群と、これらの記録電極群
を上下にはさむ上板および下板と、上板および下板によ
って形成されるインク吐出口と、このインク吐出口を区
切り、前記記録電極群を挟んで配置する複数のガード電
極を備え、前記記録電極群を選択的に駆動することでイ
ンクを吐出して記録媒体に印字を行う静電型インクジェ
ット記録装置であって、前記ガード電極に与える電位の
絶対値が、記録電極群に与える信号電圧の絶対値よりも
大きくなるような時間を有するように制御する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 comprises a plurality of recording electrode groups provided along a substantially straight line, an upper plate and a lower plate sandwiching these recording electrode groups up and down, an upper plate and a lower plate. And a plurality of guard electrodes which divide the ink discharge ports and are arranged so as to sandwich the recording electrode group, and selectively drive the recording electrode group to discharge ink to perform recording. An electrostatic ink jet recording apparatus for performing printing on a medium, wherein the control is performed so that the absolute value of the potential applied to the guard electrode is longer than the absolute value of the signal voltage applied to the recording electrode group.

【0015】請求項2の発明は、前記インク吐出口が、
前記記録電極群の設けられた略直線と交差する方向に相
互にずらして配列されている。
According to a second aspect of the present invention, the ink discharge port is
The recording electrodes are arranged so as to be shifted from each other in a direction intersecting a substantially straight line provided with the recording electrode group.

【0016】請求項3の発明は、前記ガード電極が前記
記録電極群と同じ形状である。
According to a third aspect of the present invention, the guard electrode has the same shape as the recording electrode group.

【0017】請求項4の発明は、前記上板と前記下板の
少なくとも一方の近傍に別のガード電極を配置する。
According to a fourth aspect of the present invention, another guard electrode is disposed near at least one of the upper plate and the lower plate.

【0018】上記構成により、吐出信号に伴なう色材粒
子の拡散による印字濃度の低下、または色材粒子の不吐
出を解消できる。
With the above arrangement, it is possible to prevent a decrease in print density due to diffusion of color material particles accompanying a discharge signal or non-discharge of color material particles.

【0019】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1による静電型インクジェットヘッドの斜視図、図2
は同色材粒子の拡散が防止される様子を説明する図、図
3は同記録電極群およびガード電極に印加される信号電
圧波形を示す図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a perspective view of an electrostatic ink jet head according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining how the same color material particles are prevented from being diffused, and FIG. 3 is a diagram showing signal voltage waveforms applied to the recording electrode group and the guard electrode.

【0020】請求項1に記載の発明は、図1に示すよう
に、略直線に沿って設けられた複数の記録電極群1と、
記録電極群1を上下にはさむ上板3および下板4と、上
板3および下板4によって形成されるインク吐出口10
と、インク吐出口10を区切り、記録電極群1を挟んで
配置する複数のガード電極2を備え、ガード電極2に与
える電位の絶対値が、記録電極群1の記録電極に与える
信号電圧の絶対値よりも大きくなるような時間T2を有
するように制御する。
According to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, a plurality of recording electrode groups 1 provided substantially along a straight line,
An upper plate 3 and a lower plate 4 which sandwich the recording electrode group 1 up and down, and an ink discharge port 10 formed by the upper plate 3 and the lower plate 4
And a plurality of guard electrodes 2 arranged to separate the ink discharge ports 10 and sandwich the recording electrode group 1, and the absolute value of the potential applied to the guard electrode 2 is equal to the absolute value of the signal voltage applied to the recording electrodes of the recording electrode group 1. Control is performed so as to have a time T2 that is larger than the value.

【0021】この構成により、ガード電極2により区切
られたインク吐出口内では、ある時間間隔T2(図3)
においてガード電極2から記録電極群1に向かう電位勾
配が存在するので、ガード電極2により挟まれた記録電
極群1のうちのいずれかの記録電極へ記録信号電圧が印
加されても、ガード電極2と記録電極群1の間の電位勾
配のために、色材粒子6が拡散し、インク吐出口10で
の顔料濃度が低下することがなくなるという効果を有す
る。例えば色材粒子6が正に帯電している場合、時間間
隔T2においては、ガード電極2の電位を記録電極群1
に与えられる信号電圧よりも高く設定しておく。時間間
隔T1において、記録電極群1に記録信号が印加された
ときには、色材粒子6は静電反発力を受け、記録電極群
1を中心として四方へ拡散するが、時間間隔T1の後は
記録電極群1の方がガード電極2よりも低い電位にある
ので、図2に示すように、色材粒子6は記録電極方向に
戻されるような力を受け、拡散が防がれる。時間間隔T
2の期間だけでなく、時間間隔T1の期間にもガード電
極2の電位の絶対値を記録電極のそれよりも高くするこ
とにより同様の効果が得られる。
With this configuration, a certain time interval T2 (FIG. 3) is set in the ink ejection port separated by the guard electrode 2.
, There is a potential gradient from the guard electrode 2 toward the recording electrode group 1, so that even if a recording signal voltage is applied to any of the recording electrodes in the recording electrode group 1 sandwiched by the guard electrodes 2, the guard electrode 2 Due to the potential gradient between the recording material and the recording electrode group 1, there is an effect that the color material particles 6 are not diffused and the pigment concentration at the ink discharge port 10 is not reduced. For example, when the color material particles 6 are positively charged, the potential of the guard electrode 2 is changed to the recording electrode group 1 in the time interval T2.
Is set higher than the signal voltage given to When a recording signal is applied to the recording electrode group 1 at the time interval T1, the coloring material particles 6 receive an electrostatic repulsion and diffuse in four directions around the recording electrode group 1, but after the time interval T1, recording is performed. Since the potential of the electrode group 1 is lower than that of the guard electrode 2, as shown in FIG. 2, the coloring material particles 6 receive a force that returns in the direction of the recording electrode, thereby preventing diffusion. Time interval T
The same effect can be obtained by setting the absolute value of the potential of the guard electrode 2 higher than that of the recording electrode not only in the period 2 but also in the period of the time interval T1.

【0022】さらに、ガード電極2と記録電極群1との
電位差は、(両電極間隔(μm))×(1V/μm)×
(インク誘電率)を超えない値に設定することが好まし
い。この範囲で設定することにより、記録電極とガード
電極2の間で放電が起こることがなくなる。
Further, the potential difference between the guard electrode 2 and the recording electrode group 1 is (interval between both electrodes (μm)) × (1 V / μm) ×
(Ink dielectric constant) is preferably set to a value not exceeding. By setting in this range, no discharge occurs between the recording electrode and the guard electrode 2.

【0023】本実施の形態1を更に具体的に説明する。
図1において、信号電極は合計256本で略直線に一列
にならんで配置する。電極の形成はポリイミドを基盤と
して、めっきを用いてニッケルにより形成した。記録電
極群1の記録電極は150dpi(1インチ当たり15
0本)の密度で形成した。記録電極は幅60μm、厚み
40μm、ピッチ169μmで形成した。インク吐出口
10は上板3と下板4で形成するが、上板3、下板4は
それぞれアクリル樹脂を用い、金型成型と射出成型によ
り加工した。下板4は全記録電極を32本ごとの8グル
ープに分けるように32本おきに厚み50μmの隔壁を
備える。
The first embodiment will be described more specifically.
In FIG. 1, a total of 256 signal electrodes are arranged substantially in a line in a straight line. The electrodes were formed on the basis of polyimide and formed of nickel by plating. The recording electrode of recording electrode group 1 has a resolution of 150 dpi (15 inches per inch).
0). The recording electrodes were formed with a width of 60 μm, a thickness of 40 μm, and a pitch of 169 μm. The ink discharge port 10 is formed by an upper plate 3 and a lower plate 4, and the upper plate 3 and the lower plate 4 are each formed by using an acrylic resin, and are processed by die molding and injection molding. The lower plate 4 is provided with partition walls having a thickness of 50 μm every 32 electrodes so that all the recording electrodes are divided into 8 groups of 32 electrodes.

【0024】各々の障壁は金スパッタリングによって金
皮膜を施し、直流電源と電気的接続を行った。記録電極
とガード電極2には図3に示すような波形で、それぞ
れ、200Vのパルス信号電圧、100Vの直流電圧を
与えた。対向電極(図示しない)に−1kVの直流電圧
を印加し、印字を行ったところ、印字信号が与えられた
記録電極まわりの略直線方向への色材粒子の拡散が防止
され、安定な印字濃度が得られた。障壁に金皮膜を施さ
ず電極を形成せずに同様の実験を行うと、印字信号が与
えられた記録電極まわりで略直線方向へ色材粒子が拡散
し、連続して印字させると色材粒子濃度が著しく低下
し、印字を継続することができなかった。
Each barrier was provided with a gold film by gold sputtering, and was electrically connected to a DC power supply. A pulse signal voltage of 200 V and a DC voltage of 100 V were applied to the recording electrode and the guard electrode 2 with waveforms as shown in FIG. When printing was performed by applying a DC voltage of -1 kV to a counter electrode (not shown), diffusion of color material particles in a substantially linear direction around a recording electrode to which a printing signal was applied was prevented, and stable printing density was obtained. was gotten. When a similar experiment was performed without applying a gold film to the barrier and forming no electrode, the coloring material particles diffused in a substantially linear direction around the recording electrode to which the print signal was given, and when printing was performed continuously, the coloring material particles were dispersed. The density decreased remarkably, and printing could not be continued.

【0025】(実施の形態2)図4は本発明の実施の形
態2による静電型インクジェットヘッドの斜視図であ
る。請求項2に記載の発明は、インク吐出口10が、記
録電極群1の設けられた略直線と交差する方向に相互に
ずらして配列されていることを特徴とするもので、この
構成により、ガード電極2を記録電極間隔に挿入できな
いような記録電極密度の場合においても、記録電極群1
を相互にずらすことによりガード電極2を配置すること
ができる。記録電極群1をずらして配置することによ
り、各々の記録電極群1の両端は自由な空間となる。従
って電極密度がいかに大きくても、記録電極群1の間に
ガード電極2を挿入する必要がないので、電極密度の大
きさに関わらず記録電極群1の両端にガード電極2を配
置することができる。また、このような構成にすること
により、記録電極群1とガード電極2の距離をとること
ができるので、両電極に印加すべき電位の差を大きくと
ることができる。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a perspective view of an electrostatic ink jet head according to Embodiment 2 of the present invention. The invention according to claim 2 is characterized in that the ink discharge ports 10 are arranged so as to be shifted from each other in a direction intersecting a substantially straight line provided with the recording electrode group 1. Even when the recording electrode density is such that the guard electrode 2 cannot be inserted between the recording electrodes, the recording electrode group 1
Are shifted from each other, the guard electrode 2 can be arranged. By displacing the recording electrode groups 1, both ends of each recording electrode group 1 are free spaces. Therefore, no matter how large the electrode density is, there is no need to insert the guard electrode 2 between the recording electrode groups 1, so that the guard electrodes 2 can be arranged at both ends of the recording electrode group 1 regardless of the electrode density. it can. Further, with such a configuration, the distance between the recording electrode group 1 and the guard electrode 2 can be increased, so that the difference between the potentials to be applied to both electrodes can be increased.

【0026】実施の形態2を更に具体的に説明する。図
4において、記録電極群1の記録電極は600dpiの
電極密度で128本配列した。インク吐出口10は32
本ずつ4グループに分けて、それぞれのインク吐出口1
0を略直線と垂直にずらして形成した。(図4には32
本の代わりに3本ずつのグループで示されている。)各
々のグループの記録電極群1は横一直線に並ばないの
で、600dpi程度の高密度配列の場合(40μmピ
ッチ)でも、ガード電極2を配置することができた。記
録電極群1とガード電極2との間隔は、ガード電極2と
記録電極群1に与える電圧差を大きくとるために100
μmに設定した。上板3と下板4およびインク流路はア
クリル樹脂の成型によって作成した。ガード電極2は、
各々のインク吐出口10の終端部を金蒸着することによ
り形成した。記録電極とガード電極2には図3に示すよ
うな波形で、それぞれ、100Vバイアスされた200
Vのパルス信号電圧、420Vの直流電圧を与えた。対
向電極(図示しない)に−1kVの直流電圧を印加し、
印字を行ったところ、印字信号が与えられた記録電極ま
わりの略直線方向への色材粒子の拡散が防止され、安定
な印字濃度が得られた。
Embodiment 2 will be described more specifically. In FIG. 4, 128 recording electrodes of recording electrode group 1 were arranged at an electrode density of 600 dpi. Ink outlet 10 is 32
Divided into four groups, one for each ink ejection port 1
0 was formed so as to be shifted substantially perpendicular to the straight line. (32 in FIG. 4)
It is shown in groups of three instead of books. 3) Since the recording electrode groups 1 of each group were not arranged in a horizontal line, the guard electrodes 2 could be arranged even in a high-density array of about 600 dpi (pitch of 40 μm). The distance between the recording electrode group 1 and the guard electrode 2 is set to 100 to make the voltage difference between the guard electrode 2 and the recording electrode group 1 large.
It was set to μm. The upper plate 3, the lower plate 4, and the ink flow path were formed by molding acrylic resin. The guard electrode 2
The end portion of each ink discharge port 10 was formed by vapor deposition of gold. The recording electrode and the guard electrode 2 have waveforms as shown in FIG.
A V pulse signal voltage and a DC voltage of 420 V were applied. A DC voltage of -1 kV is applied to a counter electrode (not shown),
When printing was performed, diffusion of the coloring material particles in a substantially linear direction around the recording electrode to which the printing signal was applied was prevented, and a stable printing density was obtained.

【0027】また、300dpiの記録電極密度によ
り、256本の記録電極と4対のガード電極をもつヘッ
ドを試作した。この場合、全記録電極は64本の記録電
極群1で4グループに分割され、各々の記録電極群1の
両端をガード電極2とした。すなわち、66本の記録電
極を基板上に形成したものを4組準備し、それぞれを互
いにずらして配置し、それぞれの記録電極群1の両端の
2本をガード電極2とした。ガード電極2を信号電極と
同じ電極で代用することもできる。32本ずつの信号電
極群を形成する場合は、34本の信号電極を形成してお
き、両端の2本をガード電極2とすることにより低コス
トでガード電極2の効果を得ることができた。
At a recording electrode density of 300 dpi, a head having 256 recording electrodes and four pairs of guard electrodes was prototyped. In this case, all the recording electrodes were divided into four groups by 64 recording electrode groups 1, and both ends of each recording electrode group 1 were used as guard electrodes 2. That is, four sets of 66 recording electrodes formed on a substrate were prepared, and they were arranged so as to be shifted from each other. Two electrodes at both ends of each recording electrode group 1 were used as guard electrodes 2. The guard electrode 2 can be replaced with the same electrode as the signal electrode. When 32 signal electrode groups were formed, 34 signal electrodes were formed in advance, and the guard electrodes 2 were used at both ends, whereby the effect of the guard electrode 2 could be obtained at low cost. .

【0028】インク流路は樹脂により成型し、記録電極
34本分の幅をもつインク吐出口10を形成した。記録
電極とガード電極2にはそれぞれ、100Vバイアスさ
れた200Vのパルス信号電圧、200Vの直流電圧を
与えた。対向電極(図示しない)に−1.5kVの直流
電圧を印加し、印字を行ったところ、印字信号が与えら
れた記録電極まわりの略直線方向への色材粒子の拡散が
防止され、安定な印字濃度が得られた。
The ink flow path was molded from resin to form an ink discharge port 10 having a width of 34 recording electrodes. A 200 V pulse signal voltage and a 200 V DC voltage biased by 100 V were applied to the recording electrode and the guard electrode 2, respectively. When a DC voltage of -1.5 kV was applied to the counter electrode (not shown) and printing was performed, diffusion of the coloring material particles in a substantially linear direction around the recording electrode to which the print signal was applied was prevented, and stable printing was performed. The print density was obtained.

【0029】図5は、本発明の別の実施の形態による静
電型インクジェットヘッドの斜視図である。図5に示す
ように、ガード電極2と別に色材粒子の拡散を防止する
ための補助電極5を設けることにより、3次元的に色材
粒子の拡散を防止することができた。補助電極5は銅板
を用い、上板3の内部に配置した。記録電極には100
Vバイアスされた200Vのパルス信号電圧、ガード電
極2、補助電極5には200Vの直流電圧を与えた。対
向電極(図示しない)に−1.5kVの直流電圧を印加
し、印字を行ったところ、印字信号が与えられた記録電
極まわりの略直線方向への色材粒子の拡散と上板3およ
び下板4方向への拡散も同時に防止され、安定な印字濃
度が得られた。
FIG. 5 is a perspective view of an electrostatic ink jet head according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, by providing the auxiliary electrode 5 for preventing the diffusion of the coloring material particles separately from the guard electrode 2, the diffusion of the coloring material particles could be prevented three-dimensionally. The auxiliary electrode 5 was made of a copper plate and arranged inside the upper plate 3. 100 for the recording electrode
A 200 V DC signal was applied to the V-biased 200 V pulse signal voltage, guard electrode 2 and auxiliary electrode 5. When a DC voltage of -1.5 kV was applied to the counter electrode (not shown) and printing was performed, the color material particles diffused in a substantially linear direction around the recording electrode to which the print signal was given, and the upper plate 3 and the lower plate 3 were printed. Diffusion in the direction of the plate 4 was also prevented at the same time, and a stable print density was obtained.

【0030】(実施の形態3)請求項3に記載の発明
は、ガード電極2が記録電極群1の記録電極と同じ形状
であることを特徴とするもので、記録電極をそのままガ
ード電極2とすることにより、ガード電極2となる金属
を挿入したり、金属膜を形成したりする必要がなく、低
コストでガード電極2を形成できるという効果を有す
る。この場合、各々の記録電極群1において、記録電極
を2本多めに基板上に形成し、両端の2本をガード電極
2として使用する。当然ガード電極2の数は2本である
必要はないので、2本ずつカード電極2を形成すること
もでき、その場合、記録電極を4本多めに形成してお
き、両端の2本ずつをガード電極とすることができる。
(Embodiment 3) The invention according to a third aspect is characterized in that the guard electrode 2 has the same shape as the recording electrodes of the recording electrode group 1, and the recording electrodes are directly connected to the guard electrodes 2. By doing so, there is no need to insert a metal to be the guard electrode 2 or to form a metal film, which has an effect that the guard electrode 2 can be formed at low cost. In this case, in each of the recording electrode groups 1, two more recording electrodes are formed on the substrate, and the two electrodes at both ends are used as guard electrodes 2. Of course, the number of guard electrodes 2 does not need to be two, so that the card electrodes 2 can be formed two by two. In this case, four more recording electrodes are formed, and two at each end are used. It can be a guard electrode.

【0031】この形態において、記録電極に信号電圧を
印加した場合、色材粒子がどのように動くかを色材粒子
が正に帯電している場合について説明する。図3に示す
ような信号を用いた場合、時間間隔T2の期間には常に
ガード電極2の電位が記録電極群1の電位より高いの
で、ガード電極2から記録電極群1へ向かって色材粒子
6は移動する。そこで次に、時間間隔T1において選択
された記録電極に信号電圧が印加されると、選択された
記録電極からは凝集したインクが吐出する。このとき、
選択された記録電極の信号電圧V1とガード電極2の電
圧V2において、V1>V2であれば、選択された記録
電極から四方へ拡散するが、V1<V2であれば、ガー
ド電極2からの反発力により拡散が起こらない。前者の
場合にも、時間間隔T1が終わると時間間隔T2におい
て、再び拡散が防止されるので効果がある。ガード電極
2に与える信号は、図3のように直流電圧である必要は
なく、時間間隔T2において、記録電極の電位よりもガ
ード電極2の電位の方が高くなる期間を設ければ、任意
の信号波形を用いることができる。
In this embodiment, how a color material particle moves when a signal voltage is applied to a recording electrode will be described for a case where the color material particle is positively charged. When the signal as shown in FIG. 3 is used, the potential of the guard electrode 2 is always higher than the potential of the recording electrode group 1 during the time interval T2. 6 moves. Then, next, when a signal voltage is applied to the selected recording electrode at the time interval T1, the aggregated ink is ejected from the selected recording electrode. At this time,
In the signal voltage V1 of the selected recording electrode and the voltage V2 of the guard electrode 2, if V1> V2, diffusion from the selected recording electrode occurs in all directions. If V1 <V2, repulsion from the guard electrode 2 occurs. No diffusion by force. Also in the former case, the diffusion is prevented again at the time interval T2 when the time interval T1 ends, which is effective. The signal applied to the guard electrode 2 does not need to be a DC voltage as shown in FIG. 3, and any signal may be provided if a period in which the potential of the guard electrode 2 is higher than the potential of the recording electrode is provided in the time interval T2. A signal waveform can be used.

【0032】(実施の形態4)請求項4に記載の発明
は、前記上板3と下板4、またはそのどちらか一方の近
傍に配置する別のガード電極2を有することを特徴とす
るもので、このような補助電極を付加することにより、
3次元的に色材粒子の拡散を防止することができるとい
う効果を有する。略直線に沿って配置されるガード電極
2は略直線方向への色材粒子の拡散を防止する効果を有
するが、略直線に交差する方向への拡散を防ぐことがで
きない。従って、略直線に交差する方向に別の補助電極
を設けてガード電極2と同様の信号電圧制御を行うこと
により、3次元的に色材粒子の拡散を防止することがで
きる。
(Embodiment 4) The invention according to a fourth aspect is characterized in that another guard electrode 2 is provided in the vicinity of the upper plate 3 and the lower plate 4 or at least one of them. Then, by adding such an auxiliary electrode,
This has the effect that diffusion of the colorant particles can be prevented three-dimensionally. The guard electrode 2 arranged along a substantially straight line has an effect of preventing the diffusion of the coloring material particles in a substantially straight line direction, but cannot prevent the diffusion in a direction intersecting the substantially straight line. Therefore, by providing another auxiliary electrode in a direction intersecting the substantially straight line and performing the same signal voltage control as that of the guard electrode 2, it is possible to three-dimensionally prevent the color material particles from diffusing.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば色材
粒子の拡散が防止され、安定な印字濃度を得ることがで
きる。
As described above, according to the present invention, the diffusion of the coloring material particles is prevented, and a stable printing density can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1による静電型インクジェ
ットヘッドの斜視図
FIG. 1 is a perspective view of an electrostatic inkjet head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1による色材粒子の拡散が
防止される様子を説明する図
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which diffusion of color material particles is prevented according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態1〜4による記録電極群お
よびガード電極に印加される信号電圧波形を示す図
FIG. 3 is a diagram showing signal voltage waveforms applied to recording electrode groups and guard electrodes according to the first to fourth embodiments of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態2による静電型インクジェ
ットヘッドの斜視図
FIG. 4 is a perspective view of an electrostatic inkjet head according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の別の実施の形態による静電型インクジ
ェットヘッドの斜視図
FIG. 5 is a perspective view of an electrostatic inkjet head according to another embodiment of the present invention.

【図6】従来の静電型インクジェットヘッドの斜視図FIG. 6 is a perspective view of a conventional electrostatic ink jet head.

【図7】従来の静電型インクジェットヘッドの断面図FIG. 7 is a sectional view of a conventional electrostatic ink jet head.

【図8】従来の色材粒子の拡散を説明する図FIG. 8 is a diagram illustrating diffusion of conventional color material particles.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 記録電極群 2 ガード電極 3 上板 4 下板 5 補助電極 6 色材粒子 10 インク吐出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording electrode group 2 Guard electrode 3 Upper plate 4 Lower plate 5 Auxiliary electrode 6 Color material particle 10 Ink ejection port

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】略直線に沿って設けられた複数の記録電極
群と、これらの記録電極群を上下にはさむ上板および下
板と、上板および下板によって形成されるインク吐出口
と、このインク吐出口を区切り、前記記録電極群を挟ん
で配置する複数のガード電極を備え、前記記録電極群を
選択的に駆動することでインクを吐出して記録媒体に印
字を行う静電型インクジェット記録装置であって、前記
ガード電極に与える電位の絶対値が、記録電極群に与え
る信号電圧の絶対値よりも大きくなるような時間を有す
るように制御することを特徴とする静電型インクジェッ
ト記録装置。
A plurality of recording electrode groups provided along a substantially straight line, an upper plate and a lower plate sandwiching these recording electrode groups up and down, an ink discharge port formed by the upper plate and the lower plate, An electrostatic ink jet that includes a plurality of guard electrodes that divide the ink ejection port and is disposed so as to sandwich the recording electrode group, and selectively drives the recording electrode group to eject ink to print on a recording medium; A recording apparatus, wherein the control is performed such that the absolute value of the potential applied to the guard electrode is longer than the absolute value of the signal voltage applied to the recording electrode group. apparatus.
【請求項2】前記インク吐出口が、前記記録電極群の設
けられた略直線と交差する方向に相互にずらして配列さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の静電型イン
クジェット記録装置。
2. The electrostatic ink jet recording according to claim 1, wherein the ink discharge ports are arranged so as to be mutually shifted in a direction intersecting a substantially straight line provided with the recording electrode group. apparatus.
【請求項3】前記ガード電極が前記記録電極群と同じ形
状であることを特徴とする請求項2に記載の静電型イン
クジェット記録装置。
3. The electrostatic ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein said guard electrode has the same shape as said recording electrode group.
【請求項4】前記上板と前記下板の少なくとも一方の近
傍に別のガード電極を配置することを特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載の静電型インクジェット記録装
置。
4. The electrostatic ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein another guard electrode is arranged near at least one of the upper plate and the lower plate.
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