JP2002301822A - Method of ink jet recording and ink jet recorder - Google Patents
Method of ink jet recording and ink jet recorderInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電力によってイ
ンクを吐出するインクジェット記録装置に関し、さらに
詳細には突起物先端からインクを吐出する際に、突起物
先端へのインクメニスカス形成を制御するものに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus for ejecting ink by electrostatic force, and more particularly to an apparatus for controlling the formation of an ink meniscus on the tip of a projection when ejecting ink from the tip of the projection. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録方式は現像工程等の
処理が必要なく、記録ヘッドのサイズが小さいため記録
装置の小型化を容易に行うことが可能であり、広く実用
化されている。従来のインクジェット記録方式として、
電気信号に応じて変形するピエゾ素子を用いたもの、電
気信号に応じて発熱する発熱抵抗体を用いたもの、電気
信号による静電力を用いたもの等がある。前記全てのイ
ンクジェット記録方式では、インク吐出部からのインク
溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇やインクの固化
により、描画不良が発生するという問題を抱えている。
このためインクジェット記録装置には印刷を行わない場
合にはインク吐出口を封止するための手段と、必要に応
じて吐出口をクリーニングする手段を備えている。この
ような問題に対し、特開平１１−１９２７３２公報によ
れば、記録ヘッドに描画とは関係なく、インクの目詰ま
りを防止するため、一定周期ごとにインクを吐出する方
法が開示されており、特開２０００−１２７４１７公報
では、吐出口のクリーニング方法に関する技術が開示さ
れている。このようなインクジェット記録方式に用いら
れるインクは上記問題のため、染料または顔料を色剤と
して含む水系あるいは有機溶媒を多く含み、インクの粘
度が低く、色剤粒子濃度が低いインクを使用している。
このため、このようなインクジェット記録方式では画像
の滲みが発生し、高画質・高解像度の画像を形成するこ
とが難しく、また、画像形成部の乾燥に時間を要するた
め、生産性を向上することが困難である。2. Description of the Related Art An ink jet recording system does not require a process such as a developing process and the size of a recording head is small, so that a recording apparatus can be easily miniaturized and has been widely used. As a conventional inkjet recording method,
There are a type using a piezo element that deforms according to an electric signal, a type using a heating resistor that generates heat according to an electric signal, a type using an electrostatic force by an electric signal, and the like. All of the above-described ink jet recording methods have a problem that a drawing failure occurs due to an increase in ink viscosity and solidification of the ink due to evaporation of the ink solvent from the ink discharge unit.
For this reason, the ink jet recording apparatus is provided with a means for sealing the ink discharge port when printing is not performed, and a means for cleaning the discharge port as necessary. To cope with such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-192732 discloses a method in which ink is ejected at regular intervals to prevent ink clogging irrespective of drawing on a recording head. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-127417 discloses a technique relating to a method of cleaning an ejection port. Due to the above problems, the ink used in such an ink jet recording system contains a large amount of an aqueous or organic solvent containing a dye or a pigment as a colorant, has a low ink viscosity, and has a low colorant particle concentration. .
For this reason, in such an ink jet recording method, bleeding of an image occurs, and it is difficult to form a high-quality and high-resolution image. In addition, it takes time to dry an image forming unit, thereby improving productivity. Is difficult.
【０００３】一方、画像の滲みが少なく、乾燥速度が速
く、高画質・高生産性のインクジェット記録方式を達成
するため、溶媒中に色剤粒子を分散させたインクが特登
３０００６７２、特開２０００−６３７２３に開示され
ている。前記インクで画像の滲みが少なく、乾燥性を速
くするには色剤粒子濃度を高くし、溶媒濃度を低くする
ことが有効である。しかし、従来のインクジェット記録
方式に、色剤粒子濃度が高く、溶媒濃度を低くしたイン
クを適用すると、吐出部でインクの目詰まりが生じてし
まい良好な描画を行うことが難しい。特に、電気信号に
応じて変形するピエゾ素子を用いたインクジェット記録
方式、電気信号に応じて発熱する発熱抵抗体を用いたイ
ンクジェット記録方式では、高画質・高解像度の画像を
得るため、微小液滴を吐出しようとすると、吐出部のノ
ズル径を小さくしなければならないため、吐出部での目
詰まりが生じやすくなってしまう。また、静電力によっ
てインクを吐出するインクジェット記録方式では、色剤
粒子濃度が高く、溶媒濃度を低くしたインクを吐出する
ためには、高電圧のパルス電気信号が必要となり、その
結果、制御部が非常に高価なものになってしまうという
問題もある。On the other hand, in order to achieve an ink jet recording system with low image bleeding, high drying speed, and high image quality and high productivity, an ink in which colorant particles are dispersed in a solvent is disclosed in Japanese Patent Publication No. 3000072, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2000. -63723. It is effective to increase the concentration of the colorant particles and to lower the concentration of the solvent in order to reduce the bleeding of the image and increase the drying property of the ink. However, if an ink having a high colorant particle concentration and a low solvent concentration is applied to the conventional ink jet recording method, clogging of the ink occurs in the discharge unit, and it is difficult to perform good drawing. In particular, in an ink jet recording method using a piezo element that deforms in response to an electric signal, and in an ink jet recording method using a heating resistor that generates heat in response to an electric signal, a minute droplet is obtained in order to obtain a high-quality and high-resolution image. In order to discharge the ink, it is necessary to reduce the nozzle diameter of the discharge unit, so that the discharge unit is likely to be clogged. In addition, in the ink jet recording method in which ink is ejected by electrostatic force, a high voltage pulse electric signal is required to eject ink having a high concentration of colorant particles and a low solvent concentration. There is also a problem that it becomes very expensive.
【０００４】一方、特表平１０−５０１４９０に開示さ
れた記録装置のように、静電力によって描画ヘッドのイ
ンク吐出口のインクを吐出寸前の状態にしておき、画像
信号によってメニスカス形成手段（例えば、ヒータ、超
音波発生器、ピエゾ素子等、インクにエネルギを与える
手段）でインク吐出口のインクにエネルギを与えること
によって、それまで静電力と表面張力の均衡状態にあっ
たインクの均衡を破って、インク吐出口からインク液滴
を吐出させ、静電気力によって加速しながら記録媒体側
へ飛翔させ、記録する、というものがある。On the other hand, as in the recording apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-501490, the ink at the ink ejection port of the drawing head is brought into a state immediately before ejection by electrostatic force, and a meniscus forming means (for example, By applying energy to the ink at the ink ejection port by means of a heater, an ultrasonic generator, a piezo element, or other means for applying energy to the ink, the ink balance that previously had an equilibrium between electrostatic force and surface tension is broken. There is a method in which an ink droplet is ejected from an ink ejection port, and is jetted to a recording medium while being accelerated by electrostatic force, thereby performing recording.
【０００５】図２（Ａ）はその原理による記録装置を示
すもので、略断面図（イ）と略平面図（ロ）であり、略
平面図では説明の都合上、第２バイアス電極、インクメ
ニスカス形成手段、及び受像シートを除いて描かれてい
る。図２において、１’は描画ヘッド、１０’がインク
室、１１’が吐出口、１３がインクメニスカス形成手
段、１４が電極部で、１４１が第１バイアス電極、１４
２が第２バイアス電極である。そして、１５はメニスカ
ス形成手段１３を制御するメニスカス制御部、１６は第
１バイアス電極１４１及び第２バイアス電極１４２間へ
印加する電気信号を制御する吐出制御部、２０が図示の
ない受像シート固定部に固定され矢印方向へ移動する受
像シート、９がインクである。このような記録装置にお
いて、バイアス電極１４１とバイアス電極１４２との間
に吐出制御部１６がバイアス電圧Ｖｂを与えておく。こ
のバイアス電圧Ｖｂでは描画ヘッド１’のインク吐出口
１１’のインクは吐出しない程度の電圧である。そして
画像信号によってメニスカス形成手段１３でインク吐出
口１１’のインクにエネルギを与えることによって、そ
れまで静電力と表面張力の均衡状態にあったインクの均
衡を破って、インク吐出口１１’からインク液滴を吐出
させる。吐出したインク液滴はバイアス電極１４１とバ
イアス電極１４２との間に形成される電界によって加速
されながら記録媒体２０側へ飛翔させ、記録媒体２０上
に記録する。FIG. 2A shows a recording apparatus based on the principle, and is a schematic sectional view (a) and a schematic plan view (b). In the schematic plan view, the second bias electrode and the ink are shown for convenience of explanation. The drawing is drawn excluding the meniscus forming means and the image receiving sheet. In FIG. 2, 1 'is a drawing head, 10' is an ink chamber, 11 'is an ejection port, 13 is an ink meniscus forming means, 14 is an electrode section, 141 is a first bias electrode,
2 is a second bias electrode. Reference numeral 15 denotes a meniscus control unit that controls the meniscus forming unit 13, 16 denotes an ejection control unit that controls an electric signal applied between the first bias electrode 141 and the second bias electrode 142, and 20 denotes an image receiving sheet fixing unit (not shown). The image receiving sheet 9, which is fixed to and moves in the direction of the arrow, is ink. In such a printing apparatus, the ejection control unit 16 applies a bias voltage Vb between the bias electrode 141 and the bias electrode 142. This bias voltage Vb is a voltage at which ink is not ejected from the ink ejection port 11 'of the drawing head 1'. Then, the meniscus forming means 13 applies energy to the ink at the ink ejection port 11 ′ according to the image signal, thereby breaking the balance of the ink, which has been in a state where the electrostatic force and the surface tension are balanced, and the ink is ejected from the ink ejection port 11 ′. Discharge droplets. The ejected ink droplet flies toward the recording medium 20 while being accelerated by an electric field formed between the bias electrode 141 and the bias electrode 142, and is recorded on the recording medium 20.
【０００６】図２（Ｂ）（イ）−（ホ）は、以上の説明
を図解した印刷動作の原理である。ここで用いているメ
ニスカス形成手段としては電熱トランスジューサを使用
し、これによって吐出口でのインクを加熱しメニスカス
での温度を上昇させて、インク粒子を選択するものであ
る。温度が上昇すると、表面張力が臨界表面張力以下に
下がり、その結果、インクが吐出口から吐出する。吐出
したインク粒子はバイアス電極１４２の方向に加速され
て、記録媒体２０に衝突する。なお、ここでの吐出口半
径は２０ミクロンである。（イ）は静止位置の吐出口で
あり、インクはバイアス電圧で加圧されていて、その結
果、インクメニスカスが膨らんでいる。インクメニスカ
スの膨れは電界をわずかに集中させる。インク圧と電界
による結合力は表面張力と平衡状態にある。（ロ）は、
メニスカス形成手段（電熱トランスジューサ）１３にエ
ネルギー供給パルスが供給されたすぐ後のノズルを示し
ている。熱はインクの表面に伝わり、その結果起こる温
度上昇により、インクの表面張力に局部的な低下が起こ
り、インク粒子が若干発達する。（ハ）は、インク粒子
の更なる発達を示している。選択されたインク粒子は、
吐出口からメニスカスの中心までの表面張力の勾配によ
り実質的に円筒形を呈する。この段階で、大部分のイン
クの動きは依然として正のインク圧によるものである
が、インクに作用する電界はノズルからインクを誘引で
きるほど十分に強くなる。（ニ）は、電熱トランスジュ
ーサをオンしてから少し後のインク粒子の発達である。
表面張力は増大し始め、インクは吐出口に戻り始める。
選択されたインク粒子の先端のインクは依然として記録
媒体の方向に誘引されているので、インクメニスカスは
「くびれ」始める。（ホ）は、インク本体から分離した
後の選択されたインク粒子である。選択されたインク粒
子は電界内で部分的に極性化されるが、依然としていく
らかの電荷を持つので、選択されたインク粒子はバイア
ス電極の方向に加速されて記録媒体に衝突する。このよ
うにして、電界を発生するのに単純な定電圧電源を使用
することができ、また、ノズルに加えられる電界を隣接
するノズルに加える電界から分離する必要がないためノ
ズル間の間隔を狭くすることができる。しかしながら、
この記録装置にあっては、強い電界を吐出口付近に形成
するためには吐出口をあまり大きくできないという制限
を受けた。さらに、微小なドットを形成するため、ここ
での吐出口半径は２０ミクロンとなっている。したがっ
て、色剤粒子濃度が高くて溶媒濃度を低くした高粘度の
インクをこのような狭い吐出口の記録装置に使用する
と、インクが吐出口において目詰まりを起こしてしまう
ので、高粘度のインクが使用できなかった。高粘度のイ
ンクが使用できないため、記録媒体上でのインクの滲み
が無い乾燥速度が速い高画質・高生産性の記録の点で不
利であった。FIGS. 2B and 2E show the principle of the printing operation illustrated in the above description. As the meniscus forming means used here, an electrothermal transducer is used, which heats the ink at the discharge port to increase the temperature at the meniscus, thereby selecting ink particles. When the temperature rises, the surface tension falls below the critical surface tension, and as a result, ink is ejected from the ejection openings. The ejected ink particles are accelerated in the direction of the bias electrode 142 and collide with the recording medium 20. Note that the discharge port radius here is 20 microns. (A) is a discharge port at a stationary position, in which ink is pressurized by a bias voltage, and as a result, an ink meniscus is expanded. Swelling of the ink meniscus slightly concentrates the electric field. Coupling force due to ink pressure and electric field is in equilibrium with surface tension. (B)
The nozzle immediately after the energy supply pulse is supplied to the meniscus forming means (electrothermal transducer) 13 is shown. Heat is transferred to the surface of the ink, and the resulting increase in temperature causes a local decrease in the surface tension of the ink, which results in some development of the ink particles. (C) shows the further development of the ink particles. The selected ink particles are
It has a substantially cylindrical shape due to the gradient of the surface tension from the discharge port to the center of the meniscus. At this stage, most ink movement is still due to positive ink pressure, but the electric field acting on the ink is strong enough to attract ink from the nozzles. (D) is the development of ink particles shortly after turning on the electrothermal transducer.
The surface tension starts to increase and the ink starts to return to the ejection openings.
The ink meniscus begins to "neck" because the ink at the tip of the selected ink particle is still attracted toward the recording medium. (E) is the selected ink particles after separation from the ink body. Although the selected ink particles are partially polarized in the electric field, but still carry some charge, the selected ink particles are accelerated in the direction of the bias electrode and impinge on the recording medium. In this way, a simple constant voltage power supply can be used to generate the electric field, and the spacing between the nozzles is reduced because the electric field applied to the nozzles does not need to be separated from the electric field applied to adjacent nozzles. can do. However,
In this printing apparatus, there is a limitation that the ejection port cannot be made too large in order to form a strong electric field near the ejection port. Further, in order to form minute dots, the radius of the discharge port here is 20 microns. Therefore, when a high-viscosity ink having a high colorant particle concentration and a low solvent concentration is used in such a recording apparatus having a narrow ejection port, the ink may be clogged at the ejection port, and the high-viscosity ink may be used. Could not be used. Since high-viscosity ink cannot be used, it is disadvantageous in terms of high-quality, high-productivity recording without drying of the ink on the recording medium and a high drying speed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に着目してなされてものであり、その目的は静電力に
よりインクを吐出するインクジェット記録装置におい
て、滲みが少なく、乾燥速度が速い、高画質・高生産性
で、安価なインクジェット記録装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to reduce the bleeding and increase the drying speed in an ink jet recording apparatus which discharges ink by electrostatic force. Another object of the present invention is to provide an inexpensive inkjet recording apparatus with high image quality and high productivity.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の請求項１記載のインクジェット記録方法の発
明は、静電界の集中した突起物先端からインクを吐出し
て画像を形成するインクジェット記録方法において、一
定の静電界下で、画像信号に基づいて前記突起物先端に
インクメニスカスを形成することによってインクを吐出
することを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention of an ink jet recording method according to claim 1 of the present invention is directed to an ink jet recording method for forming an image by ejecting ink from a tip end of a projection where an electrostatic field is concentrated. The recording method is characterized in that ink is ejected by forming an ink meniscus at the tip of the projection based on an image signal under a constant electrostatic field.
【０００９】本願の請求項２記載のインクジェット記録
装置の発明は、インクタンクと、該インクタンクと連通
する描画ヘッドと、を備え、静電界の集中した突起物先
端からインクを吐出するインクジェット記録装置であっ
て、前記描画ヘッドが、吐出口を備えたインク室と、該
吐出口へ先端が向くように前記インク室内の略中心に設
置された突起物と、前記インク室に設けられ該突起物の
先端にインクメニスカスを形成することによって該突起
物の先端からインク液滴を吐出させるメニスカス形成手
段と、前記突起物近傍に配置される第１のバイアス電極
と、前記受像シート側に配置される第２のバイアス電極
と、該第１のバイアス電極と該第２のバイアス電極との
間に印加するバイアス電圧を制御するバイアス電圧制御
部と、前記メニスカス形成手段を制御するメニスカス制
御部とを備えたインクジェット記録装置において、前記
バイアス電圧制御部が画像データ信号によらないバイア
ス電圧を印加し、かつ、前記メニスカス制御部が画像デ
ータ信号に基づいて前記メニスカス形成手段を制御する
ことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising: an ink tank; and a drawing head communicating with the ink tank, wherein the ink is ejected from a tip end of a projection where an electrostatic field is concentrated. Wherein the drawing head is provided with an ink chamber provided with an ejection port, a projection provided substantially at the center of the ink chamber so that a tip thereof is directed to the ejection port, and a projection provided in the ink chamber. A meniscus forming means for ejecting ink droplets from the tip of the projection by forming an ink meniscus at the tip of the projection, a first bias electrode disposed near the projection, and disposed on the image receiving sheet side A second bias electrode; a bias voltage control unit that controls a bias voltage applied between the first bias electrode and the second bias electrode; A bias voltage control unit that applies a bias voltage that does not depend on an image data signal, and the meniscus control unit controls the meniscus control unit based on an image data signal. It is characterized by controlling the meniscus forming means.
【００１０】本願の請求項３記載のインクジェット記録
装置の発明は、インクタンクと、該インクタンクと連通
する描画ヘッドと、を備え、静電界の集中した突起物先
端から受像シートに向けてインクを吐出するインクジェ
ット記録装置であって、前記描画ヘッドが、吐出口を備
えたインク室と、該吐出口へ先端が向くように前記イン
ク室内の略中心に設置された突起物と、前記インク室に
設けられ該突起物の先端にインクメニスカスを形成する
ことによって該突起物の先端からインク液滴を吐出させ
るメニスカス形成手段と、前記メニスカス形成手段を制
御するメニスカス制御部とを備えたインクジェット記録
装置において、さらに、前記受像シートを帯電する帯電
手段と、該帯電手段の帯電量を制御する帯電制御手段を
設け、前記帯電制御手段が画像データ信号によらないバ
イアス電圧相当分の帯電量を前記受像シートに帯電する
よう制御し、かつ、前記メニスカス制御部が画像データ
信号に基づいて前記メニスカス形成手段を制御すること
を特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising: an ink tank; and a drawing head communicating with the ink tank. An ink jet recording apparatus for discharging, wherein the drawing head is provided with an ink chamber having a discharge port, a protrusion disposed substantially at the center of the ink chamber so that the tip is directed to the discharge port, and An ink jet recording apparatus comprising: a meniscus forming unit provided to form an ink meniscus at the tip of the projection to eject ink droplets from the tip of the projection; and a meniscus control unit that controls the meniscus formation unit. A charging unit for charging the image receiving sheet; and a charging control unit for controlling a charge amount of the charging unit. Means for controlling the charge amount corresponding to the bias voltage not depending on the image data signal to charge the image receiving sheet, and the meniscus control unit controls the meniscus forming means based on the image data signal. I do.
【００１１】このように、本発明では、バイアス電極に
画像データ信号によらないバイアス電圧を印加し、又は
受像シートに画像データ信号によらないバイアス電圧相
当の帯電を与えておき、画像信号によってメニスカス形
成手段が突起物先端にメニスカスを形成することによっ
てインク吐出をさせるので、バイアス電圧を高くしても
不要な吐出が発生せず、さらに、突起物先端からインク
が吐出するため、吐出口を大きくしても微小な液滴を吐
出することができる。また、吐出口が大きいため、高濃
度のインクを適用しても、吐出口でのインクの目詰まり
が生じることがなくなり、滲みが少なく、乾燥速度が速
い、高画質・高生産性のインクジェット記録装置を安価
に提供することが可能となる。As described above, in the present invention, a bias voltage not depending on the image data signal is applied to the bias electrode, or a charge corresponding to the bias voltage not depending on the image data signal is applied to the image receiving sheet. Since the forming means ejects ink by forming a meniscus at the tip of the projection, unnecessary ejection does not occur even if the bias voltage is increased, and ink is ejected from the tip of the projection. Even if this is the case, minute droplets can be ejected. In addition, since the ejection openings are large, even when high-density ink is applied, ink clogging at the ejection openings does not occur, bleeding is reduced, drying speed is high, and high-quality and high-productivity inkjet recording is performed. The device can be provided at low cost.
【００１２】その他、本発明は次のような特徴も備えて
成る。 （１）上記インクジェット記録装置において、前記メニ
スカス形成手段が、上記ピエゾ素子、発熱素子、及び超
音波発生素子のいずれか又は１つ以上の組み合わせであ
ることを特徴とする。 （２）上記インクジェット記録装置において、前記突起
物の比誘電率が３以上であることを特徴とする。 （３）上記インクジェット記録装置において、前記イン
クタンクと前記インク室とが多孔子部材を介して連通す
ることを特徴とする。 （４）上記インクジェット記録装置において、前記描画
ヘッドに、描画ヘッドの温度を検出する温度検出手段
と、検出した温度に応じて前記描画ヘッドを加熱および
／又は冷却を行う温度調節手段とを備えたことを特徴と
する。 （５）上記インクジェット記録装置において、前記描画
ヘッド近傍に第１の飛翔電極と、前記受像シート側に第
２の飛翔電極とを備えたことを特徴とする。In addition, the present invention has the following features. (1) In the above ink jet recording apparatus, the meniscus forming means is any one or a combination of one or more of the piezo element, the heating element, and the ultrasonic wave generating element. (2) In the ink jet recording apparatus, the protrusion has a relative dielectric constant of 3 or more. (3) In the above ink jet recording apparatus, the ink tank and the ink chamber communicate with each other via a porous member. (4) In the above-mentioned ink jet recording apparatus, the drawing head includes a temperature detecting unit for detecting a temperature of the drawing head, and a temperature adjusting unit for heating and / or cooling the drawing head according to the detected temperature. It is characterized by the following. (5) In the above ink jet recording apparatus, a first flying electrode is provided in the vicinity of the drawing head, and a second flying electrode is provided on the image receiving sheet side.
【００１３】（６）さらに、本発明による描画ヘッド
は、吐出口を備えたインク室と、該吐出口へ先端が向く
ように前記インク室内の略中心に設置された突起物と、
前記インク室に設けられ該突起物の先端にインクメニス
カスを形成することによって該突起物の先端からインク
液滴を吐出させるメニスカス形成手段と、前記突起物近
傍に配置される第１のバイアス電極と、吐出したインク
液滴を受像する受像シートの背面側に備えた第２のバイ
アス電極と前記第１のバイアス電極との間に印加される
電気信号を制御する吐出制御部と、前記メニスカス形成
手段を制御するメニスカス制御部とを備えた描画ヘッド
において、前記バイアス電圧制御部が画像データ信号に
よらないバイアス電圧を制御し、かつ、前記メニスカス
制御部が画像データ信号に基づいて前記メニスカス形成
手段を制御することを特徴とする。(6) The drawing head according to the present invention further comprises an ink chamber having an ejection port, and a projection disposed substantially at the center of the ink chamber so that the tip is directed to the ejection port.
A meniscus forming means provided in the ink chamber for discharging ink droplets from the tip of the projection by forming an ink meniscus at the tip of the projection; and a first bias electrode disposed near the projection. A discharge control unit for controlling an electric signal applied between a second bias electrode provided on the back side of the image receiving sheet for receiving the discharged ink droplets and the first bias electrode; and the meniscus forming means The bias voltage control unit controls a bias voltage not depending on the image data signal, and the meniscus control unit controls the meniscus forming unit based on the image data signal. It is characterized by controlling.
【００１４】（７）本発明による別の描画ヘッドは、吐
出口を備えたインク室と、該吐出口へ先端が向くように
前記インク室内の略中心に設置された突起物と、前記イ
ンク室に設けられ該突起物の先端にインクメニスカスを
形成することによって該突起物の先端からインク液滴を
吐出させるメニスカス形成手段と、前記メニスカス形成
手段を制御するメニスカス制御部とを備えたインクジェ
ット記録装置において、さらに、前記受像シートを帯電
する帯電手段と、該帯電手段の帯電量を制御する帯電制
御手段を設け、前記帯電制御手段が画像データ信号によ
らないバイアス電圧相当分の帯電量を前記受像シートに
帯電するよう制御し、かつ、前記メニスカス制御部が画
像データ信号に基づいて前記メニスカス形成手段を制御
することを特徴とする。(7) Another drawing head according to the present invention is an ink chamber having an ejection port, a protrusion disposed substantially at the center of the ink chamber so that the tip is directed to the ejection port, and the ink chamber. An ink jet recording apparatus, comprising: a meniscus forming unit provided at a tip of the projection to discharge ink droplets from the tip of the projection by forming an ink meniscus at the tip of the projection; and a meniscus control unit controlling the meniscus formation unit. And charging means for charging the image receiving sheet, and charging control means for controlling a charging amount of the charging means, wherein the charging control means reduces the amount of charge corresponding to a bias voltage independent of an image data signal to the image receiving sheet. Controlling to charge the sheet, and wherein the meniscus control unit controls the meniscus forming means based on an image data signal. That.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１（ａ）が本発明による装置、及
び（ｂ）は従来の静電吸引型の装置を示すもので、その
略断面図（イ）と略平面図（ロ）である。略平面図では
説明の都合上、第２吐出電極及び受像シートを除いて描
かれている。図において、１は描画ヘッド、１０がイン
ク室、１１が吐出口、１２が高誘電体でできた突起物、
１４が電極部で、１４１’が第１吐出電極、１４２’が
第２吐出電極である。１６ａは第１吐出電極１４１’及
び第２吐出電極１４２’間へ印加する電気信号を制御す
る吐出制御部、２０が図示のない受像シート固定部に固
定され矢印方向へ移動する受像シート、９がインクであ
る。このような記録装置において、吐出電極１４１’と
吐出電極１４２’との間に吐出制御部１６が画像信号に
よってパルス電圧Ｖｐａを印加することにより、高誘電
体でできた突起物１２の先端に電界が集中し、この部分
にインクに静電エネルギを与え、インク吐出口１１から
インク液滴を吐出させ、吐出したインク液滴は吐出電極
１４１’と吐出電極１４２’との間に形成される電界に
よって加速されながら記録媒体２０側へ飛翔させ、記録
媒体２０上に記録する。このように、突起物１２の使用
により、突起物１２の先端に電界が集中するので、突起
物１２の先端を吐出口１１の近辺に吐出時のインク面の
液中に位置するように配置しておけば、図１（ｂ）
（ロ）のように、吐出口１１の半径を十分に大きく取る
ことが可能となる。したがって、色剤粒子濃度が十分に
高くて溶媒濃度を低くしたインクを使用しても目詰まり
が生じにくく、さらに記録媒体上でのインクの滲みがな
い高画質の記録が可能となる。しかしながら、この装置
によれば、インク液滴を吐出させるためのエネルギはす
べて吐出時のパルス電圧Ｖｐａが担うため、高電圧パル
スが必要となり、したがって高速駆動が難しく高価な制
御部を必要とした。Embodiments of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 (a) shows a device according to the present invention, and FIG. 1 (b) shows a conventional electrostatic suction type device, which is a schematic sectional view (a) and a schematic plan view (b). In the schematic plan view, the second discharge electrode and the image receiving sheet are not shown for convenience of explanation. In the figure, 1 is a drawing head, 10 is an ink chamber, 11 is a discharge port, 12 is a protrusion made of a high dielectric substance,
14 is an electrode part, 141 'is a first discharge electrode, and 142' is a second discharge electrode. Reference numeral 16a denotes an ejection control unit for controlling an electric signal applied between the first ejection electrode 141 'and the second ejection electrode 142', an image receiving sheet 20 in which an image receiving sheet is fixed to an image receiving sheet fixing unit (not shown) and moves in the arrow direction, and 9 Ink. In such a recording apparatus, the discharge control unit 16 applies a pulse voltage Vpa between the discharge electrode 141 ′ and the discharge electrode 142 ′ according to an image signal, so that an electric field is applied to the tip of the protrusion 12 made of a high dielectric substance. Is concentrated, electrostatic energy is applied to the ink at this portion, and ink droplets are ejected from the ink ejection port 11, and the ejected ink droplets form an electric field formed between the ejection electrode 141 'and the ejection electrode 142'. The recording medium 20 is caused to fly toward the recording medium 20 while being accelerated, and is recorded on the recording medium 20. As described above, since the electric field is concentrated on the tip of the projection 12 by using the projection 12, the tip of the projection 12 is arranged near the ejection port 11 so as to be located in the liquid of the ink surface at the time of ejection. As shown in FIG. 1 (b)
As shown in (b), the radius of the discharge port 11 can be made sufficiently large. Therefore, even if an ink having a sufficiently high concentration of colorant particles and a low solvent concentration is used, clogging is unlikely to occur, and high-quality recording without ink bleeding on a recording medium becomes possible. However, according to this apparatus, all the energy for ejecting the ink droplets is carried by the pulse voltage Vpa at the time of ejection, so that a high-voltage pulse is required. Therefore, high-speed driving is difficult and an expensive control unit is required.
【００１６】本発明はこの欠点を改良するもので、本発
明によれば、突起物の先端を吐出口近辺に配置して突起
物の先端に高電界を形成させ、その分吐出口の半径を十
分に大きく取って、色剤粒子濃度が十分に高くて溶媒濃
度を低くしたインクを使用できるようにし、しかもメニ
スカス形成手段を備え、これに画像信号を与えるように
してなるものである。図１（ａ）の（イ）は本発明によ
る記録装置の略断面図である。図において、１は描画ヘ
ッド、１０がインク室、１１が吐出口、１２が高誘電体
でできた突起物、１３がインクメニスカス形成手段で、
例えば、ヒータ、超音波発生器、ピエゾ素子等、インク
にエネルギを与える手段なら何でも良い。１４１が第１
バイアス電極、１４２が第２バイアス電極である。そし
て、１５はメニスカス形成手段１３を制御するメニスカ
ス制御部、１６ｃは第１バイアス極１４１及び第２バイ
アス電極１４２間へバイアス電圧を印加するバイアス電
圧制御部、２０が図示のない受像シート固定部に固定さ
れ矢印方向へ移動する受像シート、９がインクである。According to the present invention, this disadvantage is improved. According to the present invention, the tip of the projection is disposed near the discharge port to form a high electric field at the tip of the projection, and the radius of the discharge port is reduced accordingly. The ink is sufficiently large to use ink having a sufficiently high colorant particle concentration and a low solvent concentration, and further comprises a meniscus forming means to supply an image signal thereto. FIG. 1A is a schematic sectional view of a recording apparatus according to the present invention. In the drawing, 1 is a drawing head, 10 is an ink chamber, 11 is a discharge port, 12 is a protrusion made of a high dielectric substance, 13 is an ink meniscus forming means,
For example, any means for applying energy to the ink, such as a heater, an ultrasonic generator, and a piezo element, may be used. 141 is the first
The bias electrode 142 is a second bias electrode. Reference numeral 15 denotes a meniscus control unit that controls the meniscus forming means 13, 16c denotes a bias voltage control unit that applies a bias voltage between the first bias electrode 141 and the second bias electrode 142, and 20 denotes an image receiving sheet fixing unit (not shown). The image receiving sheet 9 that is fixed and moves in the direction of the arrow is ink.
【００１７】このような記録装置において、バイアス電
圧制御部１６ｃがバイアス電極１４１とバイアス電極１
４２との間にバイアス電圧Ｖｂを与えている。これによ
って突起物１２の先端にはインクが吐出することができ
る高電界が形成される。しかし、メニスカス形成手段１
３が動作しない状態での液面は点線９０（図１（ａ）
（イ）に示すように、突起物先端がインク液面から露出
しており、インクメニスカスを形成していないため、イ
ンクが吐出することはない。In such a recording apparatus, the bias voltage control section 16c includes the bias electrode 141 and the bias electrode 1
The bias voltage Vb is applied between the bias voltage Vb. As a result, a high electric field capable of discharging ink is formed at the tip of the protrusion 12. However, the meniscus forming means 1
The liquid level in a state in which No. 3 does not operate is indicated by a dotted line 90 (FIG. 1A).
As shown in (a), since the tip of the projection is exposed from the ink liquid surface and does not form an ink meniscus, no ink is ejected.
【００１８】次に、画像信号によってメニスカス制御部
１５によってメニスカス形成手段１３が描画ヘッド１の
インク室１０内のインクにエネルギを与えると、インク
液面が盛り上がり、突起物１２の先端がインク液面９１
下に潜った状態となり、突起物１２の先端にインクメニ
スカスを形成し、突起物１２の先端の高電界がインクを
吐出する方向に作用するので液面はバイアス電極１４２
側に引き寄せられ、最終的にインク液滴９５となって突
起物１２の先端から吐出する。吐出したインク液滴９５
はバイアス電極１４１とバイアス電極１４２との間に形
成される電界によって加速されながら記録媒体２０側へ
飛翔させ、記録媒体２０上に記録する。Next, when the meniscus forming unit 13 applies energy to the ink in the ink chamber 10 of the drawing head 1 by the meniscus control unit 15 in response to an image signal, the ink liquid level rises, and the tip of the protrusion 12 becomes the ink liquid level. 91
The liquid drops below and forms an ink meniscus at the tip of the projection 12, and the high electric field at the tip of the projection 12 acts in the direction in which ink is ejected.
The ink droplets 95 are eventually drawn into the ink droplets 95 and are ejected from the tips of the protrusions 12. Discharged ink droplet 95
Is made to fly toward the recording medium 20 while being accelerated by an electric field formed between the bias electrode 141 and the bias electrode 142, and is recorded on the recording medium 20.
【００１９】図１（ａ）の（ロ）は本発明による記録装
置からインク液滴９５が吐出するまでのインク液面の変
化を拡大描写した図である。図において、吐出制御部１
６がバイアス電極１４１とバイアス電極１４２との間に
バイアス電圧Ｖｂを与え、かつ、メニスカス形成手段１
３が動作しない状態でのインク液面は点線９０（図１
（ａ）の（イ））のようになっており、突起物１２の先
端はインク液面から露出している。突起物先端には高電
界が形成されているものの、インク液面から露出してい
るのでインクが吐出することはない。FIG. 1A is an enlarged view of a change in the ink level until the ink droplet 95 is ejected from the recording apparatus according to the present invention. In the figure, the discharge control unit 1
6, a bias voltage Vb is applied between the bias electrode 141 and the bias electrode 142;
In the state in which No. 3 does not operate, the ink level is indicated by dotted line 90 (FIG.
(A) of (a)), and the tip of the projection 12 is exposed from the ink liquid surface. Although a high electric field is formed at the tip of the protrusion, ink is not ejected because it is exposed from the ink liquid surface.
【００２０】次に、メニスカス制御部１５によってメニ
スカス形成手段１３がインク室１０内のインクにエネル
ギを与えると、インク液面は実線９１で示すように盛り
上がり、突起物１２の先端にインクメニスカスを形成す
る。このとき、バイアス電極１４１とバイアス電極１４
２との間にバイアス電圧Ｖｂが印加されて突起物１２の
先端には高電界を形成しているため、インク液面は実線
９１から一点鎖線９２、さらに点線９３で示すようにバ
イアス電極１４２側に引き寄せられ、最終的に微小なイ
ンク液滴９５となって吐出する。このように突起物１２
の先端から吐出するインク液滴９５は、突起物１２のな
い場合の図２（Ｂ）の液滴と比べて径の小さい細い液滴
となるので、高画質の記録が可能となる。Next, when the meniscus forming means 13 gives energy to the ink in the ink chamber 10 by the meniscus control unit 15, the ink surface rises as shown by a solid line 91, and an ink meniscus is formed at the tip of the projection 12. I do. At this time, the bias electrode 141 and the bias electrode 14
Since a high electric field is formed at the tip of the protrusion 12 by applying the bias voltage Vb between the bias electrode 142 and the ink line 2, the ink liquid level changes from the solid line 91 to the alternate long and short dash line 92 and further to the bias electrode 142 side as indicated by the dotted line 93. And finally ejected as minute ink droplets 95. Thus, the protrusion 12
The ink droplet 95 ejected from the leading end is a thin droplet having a smaller diameter than the droplet of FIG. 2B without the protrusion 12, so that high-quality recording can be performed.
【００２１】以上のように、本発明により吐出されるイ
ンクは吐出口が広いため色剤粒子濃度が十分に高くて溶
媒濃度を低くしたインクが使用でき、しかも、粒径の小
さなインク液滴となることと相まって、記録媒体上での
インクの滲みが無い乾燥速度が速くなり、高画質・高生
産性の記録が可能となる。さらに、この装置によれば、
使用する電源はバイアス電圧の出力電圧しか必要でなく
なり、安価でかつ小型化が可能となる。As described above, since the ink ejected by the present invention has a wide ejection port, an ink having a sufficiently high colorant particle concentration and a low solvent concentration can be used. In combination with this, the drying speed without ink bleeding on the recording medium is increased, and recording with high image quality and high productivity can be performed. Furthermore, according to this device,
The power supply to be used only needs the output voltage of the bias voltage, which makes it possible to reduce the size and cost.
【００２２】なお、突起物１２の構造としては図示のよ
うに先端部が尖っている方が先端に電界が集中するので
より好ましい。突起物の材質をしては、セラミック等の
誘電率が高い方が好ましく、好ましくは３以上、より好
ましくは１０以上である。As for the structure of the projection 12, it is more preferable that the tip is sharp as shown in the figure, since the electric field concentrates on the tip. As for the material of the projection, it is preferable that the dielectric constant of ceramic or the like is high, preferably 3 or more, and more preferably 10 or more.
【００２３】インクタンクと描画ヘッド内のインク室と
は図示しない多孔子部材を介して連通しておくと、メニ
スカス形成手段による動作の効果が著しく向上するので
好ましい。It is preferable that the ink tank and the ink chamber in the drawing head be communicated with each other via a porous member (not shown), since the effect of the operation by the meniscus forming means is remarkably improved.
【００２４】さらに、描画ヘッド１の温度を検出し、描
画ヘッドを加熱もしくは冷却を行う温度調節手段を備え
ておくのもよい。Further, a temperature adjusting means for detecting the temperature of the drawing head 1 and heating or cooling the drawing head may be provided.
【００２５】突起物近傍にバイアス電極１４１、吐出し
たインク液滴を受像する受像シートの背面側にバイアス
電極１４２を備え、突起物１２の先端にインクメニスカ
スを形成するためのメニスカス形成手段１３をインク室
１０に有する。図ではメニスカス形成手段１３はインク
室１０の外側に設けているが、メニスカス形成手段１３
の種類によってはインク室１０の内側に設けてもよい。
メニスカス形成手段１３としては、ピエゾ素子、発熱素
子、超音波発生素子などを用いることができる。また、
バイアス電極１４１に関しても、図ではインク室の外に
設けているが、突起物１２の近傍であればインク室内に
設けてもよい。A bias electrode 141 is provided in the vicinity of the protrusion, and a bias electrode 142 is provided on the back side of the image receiving sheet for receiving the ejected ink droplets. The meniscus forming means 13 for forming an ink meniscus at the tip of the protrusion 12 is provided with an ink. In the room 10. Although the meniscus forming means 13 is provided outside the ink chamber 10 in FIG.
May be provided inside the ink chamber 10 depending on the type.
As the meniscus forming means 13, a piezo element, a heating element, an ultrasonic generating element, or the like can be used. Also,
The bias electrode 141 is also provided outside the ink chamber in the figure, but may be provided inside the ink chamber as long as it is near the protrusion 12.
【００２６】描画を行う際には、図示しない受像シート
及び／又は描画ヘッドの搬送手段により、受像シート２
０と描画ヘッド１との相対的移動を行いながらインク液
滴を吐出することによって、２次元的な画像を形成す
る。At the time of drawing, the image receiving sheet 2 and / or the conveying means of the drawing head (not shown) are used.
A two-dimensional image is formed by discharging ink droplets while moving the drawing head 1 relative to the drawing head 1.
【００２７】使用するインク９は、インク自体の液抵抗
が低ければよく、液抵抗が低い溶媒自体を染料等によっ
て着色したインク、または液抵抗の低い溶媒に粒子を分
散したインク等、を適用することができ、インク自体の
液抵抗は、好ましくは１０13Ω・ｃｍ以下、より好まし
くは１０12Ω・ｃｍ以下のインクが好ましい。さらに、
描画した画像が滲みにくいという点で、分散粒子濃度が
高いインクが好ましい。好ましい粒子濃度としては１０
質量％以上、より好ましくは２０質量％以上のインクが
好ましい。As the ink 9 to be used, it is sufficient that the liquid resistance of the ink itself is low, and an ink obtained by coloring a solvent having a low liquid resistance itself with a dye or the like or an ink in which particles are dispersed in a solvent having a low liquid resistance is used. The liquid resistance of the ink itself is preferably 10 13 Ω · cm or less, more preferably 10 12 Ω · cm or less. further,
An ink having a high dispersed particle concentration is preferable in that the drawn image is less likely to bleed. A preferred particle concentration is 10
The ink is preferably at least 20% by mass, more preferably at least 20% by mass.
【００２８】次に、図３を用いて本発明の第２の実施形
態を説明する。図３において、図１と同じく、１は描画
ヘッド、１０がインク室、１１が吐出口、１２が突起
物、１３がインクメニスカス形成手段、１４１が第１バ
イアス電極、１４２が第２バイアス電極である。１５は
メニスカス制御部、１６は第１バイアス電極及び第２バ
イアス電極間へ印加する電気信号を制御する吐出制御
部、９がインクである。そして本発明の第２の実施形態
が第１の実施形態と異なるのは、吐出口１１の出口近傍
と吐出したインク液滴９５を受像する受像シート２０の
背面側にそれぞれ飛翔電極１４３，１４４を備え、かつ
これらの飛翔電極１４３−１４４間へ印加する電気信号
を制御する飛翔制御手段１７を設けた点である。図３に
おいて受像シートの背面側に備える飛翔電極１４４は、
第２バイアス電極１４２と別々に配置しているが、共有
して用いることも可能である。吐出口１１からインク液
滴を吐出するまでの工程は第１の形態と同様であり、吐
出後のインク液滴の制御が第２の実施形態の特徴であ
る。飛翔電極１４３，１４４にはインク液滴（図２ｄの
９５）が加速する方向に飛翔制御手段１７によって電圧
が印加されている。吐出したインク液滴は飛翔電極１４
３−１４４間に形成される電界によって加速され、受像
シート２０に正確に着弾することとなる。このように、
従来のインクジェット記録装置に比べ、飛翔電極１４
３、１４４を設けることによって、描画ヘッド１と受像
シート２０間の距離を広くしても良好な着弾精度を得る
ことができた。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, as in FIG. 1, 1 is a drawing head, 10 is an ink chamber, 11 is a discharge port, 12 is a protrusion, 13 is an ink meniscus forming means, 141 is a first bias electrode, and 142 is a second bias electrode. is there. Reference numeral 15 denotes a meniscus control unit, 16 denotes an ejection control unit that controls an electric signal applied between the first bias electrode and the second bias electrode, and 9 denotes ink. The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the flying electrodes 143 and 144 are respectively provided near the outlet of the ejection port 11 and on the back side of the image receiving sheet 20 for receiving the ejected ink droplet 95. It is provided with a flight control means 17 which is provided and controls an electric signal applied between these flight electrodes 143-144. In FIG. 3, the flying electrode 144 provided on the back side of the image receiving sheet is
Although it is arranged separately from the second bias electrode 142, it can be shared and used. The process up to the ejection of the ink droplets from the ejection port 11 is the same as in the first embodiment, and the control of the ink droplets after ejection is a feature of the second embodiment. A voltage is applied to the flight electrodes 143 and 144 by the flight control means 17 in a direction in which the ink droplet (95 in FIG. 2D) accelerates. The ejected ink droplets are
It is accelerated by the electric field formed between 3-144, and accurately hits the image receiving sheet 20. in this way,
Compared with the conventional inkjet recording apparatus, the flying electrode 14
By providing 3, 144, good landing accuracy could be obtained even when the distance between the drawing head 1 and the image receiving sheet 20 was increased.
【００２９】次に、図４を用いて本発明の第３の実施形
態を説明する。図４は本発明の第３の実施形態の略断面
図（ａ）と略平面図（ｂ）であり、略平面図は説明の都
合上、第２電極、受像シート，帯電制御手段、およびグ
リッド電極の一部を除いて描かれている。図４におい
て、図１と同じく、１は描画ヘッド、１０がインク室、
１１が吐出口、１２が突起物、１３がインクメニスカス
形成手段、１５がメニスカス制御部、９がインクであ
る。そして本発明の第３の実施形態が第１の実施形態と
異なるのは、受像シート２０を予め帯電する帯電手段と
この帯電手段を制御する帯電制御手段とを設けた点であ
る。３０は帯電手段、３１はコロナワイヤー（第１電
極）、３２は第２電極、３３はグリッド電極で例えば図
４（ｂ）の平面図のようにメッシュ状に形成されてい
る。３４はケース、３５は帯電制御手段である。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic sectional view (a) and a schematic plan view (b) of a third embodiment of the present invention. The schematic plan view is for convenience of explanation, and the second electrode, image receiving sheet, charging control means, and grid are shown. It is drawn except for some of the electrodes. 4, 1 is a drawing head, 10 is an ink chamber, and FIG.
11 is a discharge port, 12 is a protrusion, 13 is an ink meniscus forming means, 15 is a meniscus control unit, and 9 is ink. The third embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that a charging unit for charging the image receiving sheet 20 in advance and a charging control unit for controlling the charging unit are provided. Reference numeral 30 denotes a charging unit, 31 denotes a corona wire (first electrode), 32 denotes a second electrode, and 33 denotes a grid electrode, which is formed in a mesh shape, for example, as shown in the plan view of FIG. 34 is a case, and 35 is a charging control means.
【００３０】帯電手段３０としてここでは、均一に安定
した帯電を与えることができるスコロトロン方式のコロ
ナ帯電器を用いている。スコロトロン帯電器３０は、細
いコロナワイヤー（第１電極）３１に高電圧（例えば−
６ＫＶ程度）を印加して第２電極３２との間でコロナ放
電を発生させ、ケース３４の放電開口から出るコロナ放
電に受像シート２０を曝すことにより帯電する非接触型
の帯電装置である。コロナワイヤー３１と第２電極３２
との間にグリッド電極３３を介在させ、このグリッド電
極３３およびコロナワイヤー３１をそれぞれ帯電制御手
段３５に接続している。Here, as the charging means 30, a scorotron type corona charger capable of uniformly and stably charging is used. The scorotron charger 30 applies a high voltage (for example, −) to a thin corona wire (first electrode) 31.
(Approximately 6 KV) to generate a corona discharge between the second electrode 32 and the non-contact type charging device that charges the image receiving sheet 20 by exposing the image receiving sheet 20 to the corona discharge coming out of the discharge opening of the case 34. Corona wire 31 and second electrode 32
The grid electrode 33 and the corona wire 31 are connected to the charging control means 35, respectively.
【００３１】帯電制御手段３５はコロナワイヤー３１の
電圧およびグリッド電極３３の電圧をそれぞれ独立して
制御させることができ、これらの電圧値を選択すること
で、画像信号によらないバイアス電圧を受像シート２０
が帯電するように帯電量を制御する。すなわち、図１の
第１の実施形態においては、バイアス電圧制御部１６ｃ
が画像データ信号によらないバイアス電圧を印加してい
たが、ここでは帯電制御手段３５が画像データ信号によ
らないバイアス電圧分の電荷量を受像シート２０に帯電
するようにさせているのである。The charging control means 35 can control the voltage of the corona wire 31 and the voltage of the grid electrode 33 independently of each other. By selecting these voltage values, the bias voltage independent of the image signal can be adjusted. 20
The amount of charge is controlled so that is charged. That is, in the first embodiment of FIG. 1, the bias voltage control unit 16c
Has applied a bias voltage not depending on the image data signal, but here, the charging control means 35 charges the image receiving sheet 20 with a charge amount corresponding to the bias voltage not depending on the image data signal.
【００３２】図４において、インク液滴を吐出しない場
合には、メニスカス形成手段１３が動作していないた
め、突起物１２の先端にインクメニスカスが形成されて
いない。ただしこのとき、帯電制御手段３５の制御によ
り画像信号によらないバイアス電圧相当分の帯電が受像
シート２０になされているので、この帯電により突起物
先端には高電界が形成される。しかし、メニスカス形成
手段１３が動作していないので液面は点線９０（図１
（ａ）（イ））に示すように低くなっており、突起物先
端がインク液面から露出し、したがって高電界がインク
を吐出させるようには作用しない。また、帯電量を多く
しても、インクメニスカスが形成されていないため不要
なインクの吐出は生じない。In FIG. 4, when ink droplets are not ejected, the meniscus forming means 13 does not operate, and thus no ink meniscus is formed at the tip of the projection 12. However, at this time, since the image receiving sheet 20 is charged corresponding to the bias voltage independent of the image signal under the control of the charging control means 35, a high electric field is formed at the tip of the projection by this charging. However, since the meniscus forming means 13 is not operating, the liquid level is indicated by a dotted line 90 (FIG. 1).
(A) As shown in (a)), the tip of the projection is exposed from the ink liquid level, and therefore, the high electric field does not act to discharge the ink. Even if the charge amount is increased, unnecessary ink ejection does not occur because no ink meniscus is formed.
【００３３】次に、インク液滴を吐出する場合には、メ
ニスカス制御部１５からの画像信号によってメニスカス
形成手段１３が駆動する。そうすると図１（ａ）（ロ）
の符号９１のようにインク室１０内のインク９が吐出口
１１から盛り上がり、突起物１２の先端がインク液面９
１下に潜った状態となる。突起物１２の先端にインクメ
ニスカスを形成されると、受像シート２０の電荷によっ
て突起物１２の先端に形成される高電界によってインク
は受像シート２０側に吸引され、図１（ａ）（ロ）の符
号９２，９３のように引き上げられ、最終的に図１
（ａ）（ロ）の符号９５のようにインク液滴となってイ
ンク表面からが吐出することとなる。突起物１２の先端
から吐出するインク液滴９５は、突起物１２のない場合
の液滴と比べて径の小さい細い液滴となるので、高画質
の記録が可能となる。Next, when ejecting ink droplets, the meniscus forming means 13 is driven by an image signal from the meniscus control unit 15. Then Fig.1 (a) (b)
As indicated by reference numeral 91, the ink 9 in the ink chamber 10 rises from the ejection port 11, and the tip of the protrusion 12 is
It becomes a state dive below one. When an ink meniscus is formed at the tip of the projection 12, the ink is attracted to the image receiving sheet 20 by the high electric field formed at the tip of the projection 12 by the electric charge of the image receiving sheet 20, and FIG. Are raised as shown by reference numerals 92 and 93 of FIG.
(A) As shown by the reference numeral 95 in (b), ink droplets are ejected from the ink surface as ink droplets. The ink droplets 95 ejected from the tips of the projections 12 are small droplets having a smaller diameter than the droplets without the projections 12, so that high-quality recording can be performed.
【００３４】ここで、メニスカス制御部１５からのパル
ス電圧のパルス幅により吐出するインク液滴量９５を制
御することも可能である。吐出口１１の開口径は、メニ
スカス形成の点からは狭い方がよく、使用するインク９
及びメニスカス形成手段１３の能力から適宜設定すれば
よいが、目詰まりを抑制するためにはメニスカスを形成
できる範囲内で吐出口１１の開口径はなるべく大きい方
が好ましい。本発明によれば、突起物１２の先端に電界
が集中できるので開口径がかなり大きくしてもインクメ
ニスカスが形成されることとなる。このように、突起物
の先端に電界が集中できるので、吐出口がかなり大きな
開口にでき、インクは突起先端部から吐出するため、従
来のインクジェット記録装置に使用するインクに比べて
粒子濃度が高いインクを用いてもインク目詰まりを生じ
ることなく、微小なインク液滴を吐出することが出来
る。そして、目詰まりの起きない吐出口であるので粒子
濃度が高く溶媒濃度が低いインクを用いることができる
ため、描画した画像は滲みにくく、また乾燥速度が速い
ため、高画質な画像を描画することができる。Here, it is also possible to control the amount of ink droplets 95 to be ejected by the pulse width of the pulse voltage from the meniscus control unit 15. The opening diameter of the discharge port 11 is preferably narrower from the viewpoint of meniscus formation.
Although it may be appropriately set based on the capability of the meniscus forming means 13, it is preferable that the opening diameter of the discharge port 11 be as large as possible within a range in which the meniscus can be formed in order to suppress clogging. According to the present invention, since the electric field can be concentrated on the tip of the projection 12, the ink meniscus is formed even if the aperture diameter is considerably large. As described above, since the electric field can be concentrated at the tip of the projection, the ejection port can be formed as a considerably large opening, and the ink is ejected from the tip of the projection, so that the particle concentration is higher than the ink used in the conventional inkjet recording apparatus Even if ink is used, fine ink droplets can be ejected without causing ink clogging. In addition, since the ejection openings do not cause clogging, ink having a high particle concentration and a low solvent concentration can be used, the drawn image is unlikely to bleed, and the drying speed is high, so that a high-quality image can be drawn. Can be.
【００３５】受像シート２０の抵抗が低い場合は、受像
シート２０と第２電極３２との間に絶縁材料を介在させ
ておくのがよい。帯電手段としては上記スコロトロン帯
電器３０の他に、コロトロンやローラ帯電器等の公知の
固体帯電器などの帯電量を制御することが可能な帯電器
であればいずれも好適に用いることができる。上記例に
おいては帯電手段３０および帯電制御手段３５は、描画
ヘッド１と離して設置していたが、描画ヘッド１上に設
けると取り付けベースも不要となり、装置全体をよりコ
ンパクトにすることができる。When the resistance of the image receiving sheet 20 is low, an insulating material is preferably interposed between the image receiving sheet 20 and the second electrode 32. As the charging means, in addition to the scorotron charger 30, any charger such as a known solid charger such as a corotron or a roller charger can be used as long as it can control the charge amount. In the above example, the charging unit 30 and the charging control unit 35 are provided separately from the drawing head 1. However, if provided on the drawing head 1, no mounting base is required, and the whole apparatus can be made more compact.
【００３６】また、図４の記録装置に対しても本発明の
第２の実施形態を同じように援用することができる。図
５は本発明の第４の実施形態を示すもので、飛翔電極１
４３，１４４を備えた図４の記録装置を表している。図
５において、１は描画ヘッド、１０がインク室、１１が
吐出口、１２が突起物、１３がインクメニスカス形成手
段、１５がメニスカス制御部、９がインクである。そし
て３０が帯電手段、３１がコロナワイヤー（第１電
極）、３２が第２電極、３３がグリッド電極、３４がケ
ース、３５が帯電制御手段である。Further, the second embodiment of the present invention can be similarly applied to the recording apparatus shown in FIG. FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention.
5 shows the recording device of FIG. 5, reference numeral 1 denotes a drawing head, 10 denotes an ink chamber, 11 denotes a discharge port, 12 denotes a projection, 13 denotes an ink meniscus forming means, 15 denotes a meniscus control unit, and 9 denotes ink. Reference numeral 30 denotes a charging unit, 31 denotes a corona wire (first electrode), 32 denotes a second electrode, 33 denotes a grid electrode, 34 denotes a case, and 35 denotes a charging control unit.
【００３７】図５において受像シート２０の背面側に備
える飛翔電極１４４は、第２電極３２と別々に配置して
いるが、共有することも可能である。吐出口１１からイ
ンク液滴を吐出するまでの工程は第３の実施形態と同様
であるので説明は省略する。吐出後のインク液滴の制御
が第４の実施形態の特徴である。吐出口１１の出口近傍
と受像シート２０の背面側にそれぞれ飛翔電極１４３，
１４４を備え、かつこれらの飛翔電極１４３−１４４間
へ印加する電気信号を制御する飛翔制御手段１７を設け
ている。飛翔制御手段１７によって飛翔電極１４３，１
４４にはインク液滴が加速する方向に電圧を印加するこ
とによって、吐出したインク液滴は飛翔電極１４３−１
４４間に形成される電界により加速され、受像シート２
０に正確に着弾することとなる。このように、図４のイ
ンクジェット記録装置に比べ、飛翔電極１４３、１４４
を設けることによって、描画ヘッド１と受像シート２０
間の距離を広くしても良好な着弾精度を得ることができ
るようになる。In FIG. 5, the flying electrode 144 provided on the back side of the image receiving sheet 20 is arranged separately from the second electrode 32, but can be shared. The steps up to the ejection of the ink droplets from the ejection port 11 are the same as those in the third embodiment, and a description thereof will be omitted. The control of the ink droplets after ejection is a feature of the fourth embodiment. Flying electrodes 143 and 143 are provided near the outlet of the discharge port 11 and on the back side of the image receiving sheet 20, respectively.
144, and a flight control means 17 for controlling an electric signal applied between these flight electrodes 143-144. The flight control means 17 controls the flight electrodes 143, 1
By applying a voltage to 44 in the direction in which the ink droplets accelerate, the ejected ink droplets become flying electrodes 143-1.
The image receiving sheet 2 is accelerated by an electric field formed between
It will land exactly at 0. Thus, the flying electrodes 143 and 144 are different from those of the ink jet recording apparatus of FIG.
, The drawing head 1 and the image receiving sheet 20
Good landing accuracy can be obtained even if the distance between them is widened.
【００３８】[0038]
【発明の効果】このように、本発明では、描画ヘッド内
のインク室とインク室内の略中心に吐出口へ先端が向く
ように設置された突起物と突起物近傍に配置する第１の
バイアス電極と吐出したインク液滴を受像する受像シー
トの背面側に第２のバイアス電極とを備え、バイアス電
極に画像データ信号によらないバイアス電圧を印加して
おき、画像信号によってメニスカス形成手段が突起物先
端にインクメニスカスを形成し、突起物先端からインク
吐出をさせるので、安価でかつ小型の制御部とすること
ができ、さらに、突起物先端からインクが吐出するた
め、吐出口を大きくしても微小な液滴を吐出することが
できる。また、吐出口が大きいため、高濃度のインクを
適用しても、吐出口でのインクの目詰まりが生じること
がなくなり、滲みが少なく、乾燥速度が速い、高画質・
高生産性のインクジェット記録が可能となる。さらに加
えて、第２および第４の実施形態によれば、吐出口の出
口近傍と受像シートの背面側にそれぞれ飛翔電極を設
け、かつこれらの飛翔電極間へ電圧を印加することによ
り、吐出したインク液滴が飛翔電極間に形成される電界
によって加速されるため、受像シートに正確に着弾する
こととなり、高画質のインクジェット記録が可能とな
る。As described above, according to the present invention, the ink chamber in the drawing head and the protrusion disposed substantially at the center of the ink chamber so that the tip is directed to the discharge port, and the first bias disposed near the protrusion. A second bias electrode is provided on the back side of the electrode and the image receiving sheet for receiving the ejected ink droplets. A bias voltage not depending on the image data signal is applied to the bias electrode, and the meniscus forming means is projected by the image signal. Since an ink meniscus is formed at the tip of the object and ink is ejected from the tip of the projection, it is possible to provide an inexpensive and small control unit.Moreover, since ink is ejected from the tip of the projection, the ejection port is enlarged. Can also discharge minute droplets. In addition, since the ejection openings are large, even when high-density ink is applied, clogging of the ink at the ejection openings does not occur, bleeding is reduced, drying speed is high, high image quality
High productivity ink jet recording becomes possible. In addition, according to the second and fourth embodiments, flying electrodes are provided near the outlet of the discharge port and on the back side of the image receiving sheet, respectively, and discharge is performed by applying a voltage between these flying electrodes. Since the ink droplet is accelerated by the electric field formed between the flying electrodes, the ink droplet lands accurately on the image receiving sheet, and high-quality ink jet recording can be performed.
【００３９】また、第３の実施形態によれば、そのバイ
アス電圧作用を受像シートの帯電により代用することが
できるので、描画ヘッドの負担を軽減することができ
る。Further, according to the third embodiment, the bias voltage action can be substituted by the charging of the image receiving sheet, so that the load on the drawing head can be reduced.
【図１】本発明による記録装置、および従来の記録装置
をそれぞれ示すもので、（ａ）本発明よる記録装置であ
り、（ｂ）が従来の静電吸引型の装置である。1A and 1B show a recording apparatus according to the present invention and a conventional recording apparatus, respectively. FIG. 1A shows a recording apparatus according to the present invention, and FIG. 1B shows a conventional electrostatic suction type apparatus.
【図２】従来公知の記録装置を示すもので、略断面図
（イ）と略平面図（ロ）である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view (a) and a schematic plan view (b) showing a conventionally known recording apparatus.
【図３】本発明の第２の実施形態を略断面図で示したも
のである。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention in a schematic sectional view.
【図４】本発明の第３の実施形態を示すもので、その略
断面図（ａ）と略平面図（ｂ）である。FIG. 4 is a schematic sectional view (a) and a schematic plan view (b) showing a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第４の実施形態を略断面図で示したも
のである。FIG. 5 shows a fourth embodiment of the invention in a schematic sectional view.
１ 描画ヘッド １０ インク室 １１ 吐出口 １２ 突起物 １３ インクメニスカス形成手段 １４ 電極部 １４１ 第１バイアス電極 １４１’ 第１吐出電極 １４２ 第２バイアス電極 １４２’ 第２吐出電極 １４３ 吐出口の出口近傍の飛翔電極 １４４ 受像シートの背面側の飛翔電極 １５ メニスカス形成手段を制御するメニスカス制御部 １６ バイアス電極ａ及びｂ間へ印加する電気信号を制
御する吐出制御部 １７ 飛翔電極１４３−１４４間へ印加する電気信号を
制御する飛翔制御手段 ２０ 受像シート ９ インク ９０〜９３ インク表面 ９５ 吐出したインク液滴 ３０ 帯電手段 ３１ コロナワイヤー（第１電極） ３２ 第２電極 ３３ グリッド電極 ３４ ケース ３５ 帯電制御手段DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drawing head 10 Ink chamber 11 Discharge port 12 Projection 13 Ink meniscus formation means 14 Electrode part 141 First bias electrode 141 'First discharge electrode 142 Second bias electrode 142' Second discharge electrode 143 Flying near the discharge port outlet Electrode 144 Flying electrode on the back side of the image receiving sheet 15 Meniscus control unit 16 controlling the meniscus forming means 16 Discharge control unit controlling the electric signal applied between bias electrodes a and b 17 Electric signal applied between flight electrodes 143-144 Control means 20 for controlling image transfer 20 image receiving sheet 9 ink 90 to 93 ink surface 95 ejected ink droplet 30 charging means 31 corona wire (first electrode) 32 second electrode 33 grid electrode 34 case 35 charging control means
Claims (3)
を吐出して画像を形成するインクジェット記録方法にお
いて、一定の静電界下で、画像信号に基づいて前記突起
物先端にインクメニスカスを形成することによってイン
クを吐出することを特徴とするインクジェット記録方
法。In an ink jet recording method for forming an image by ejecting ink from a tip of a projection in which an electrostatic field is concentrated, an ink meniscus is formed at the tip of the projection based on an image signal under a constant electrostatic field. An ink jet recording method comprising: ejecting an ink.
る描画ヘッドと、を備え、静電界の集中した突起物先端
からインクを吐出するインクジェット記録装置であっ
て、前記描画ヘッドが、吐出口を備えたインク室と、該
吐出口へ先端が向くように前記インク室内の略中心に設
置された突起物と、前記インク室に設けられ該突起物の
先端にインクメニスカスを形成することによって該突起
物先端からインク液滴を吐出させるメニスカス形成手段
と、前記突起物近傍に配置される第１のバイアス電極
と、前記受像シート側に配置される第２のバイアス電極
と、該第１のバイアス電極と該第２のバイアス電極との
間に印加するバイアス電圧を制御するバイアス電圧制御
部と、前記メニスカス形成手段を制御するメニスカス制
御部とを備えたインクジェット記録装置において、 前記バイアス電圧制御部が画像データ信号によらないバ
イアス電圧を印加し、かつ、前記メニスカス制御部が画
像データ信号に基づいて前記メニスカス形成手段を制御
することを特徴とするインクジェット記録装置。2. An ink jet recording apparatus, comprising: an ink tank; and a drawing head communicating with the ink tank, wherein the drawing head discharges ink from a tip end of a projection on which an electrostatic field is concentrated. An ink chamber provided with a projection provided substantially at the center of the ink chamber such that the tip is directed to the discharge port; and an ink meniscus formed at the tip of the projection provided in the ink chamber. A meniscus forming means for ejecting ink droplets from the tip of the object, a first bias electrode arranged near the protrusion, a second bias electrode arranged on the image receiving sheet side, and the first bias electrode And a second bias electrode, a bias voltage control unit for controlling a bias voltage applied between the bias electrode, and a meniscus control unit for controlling the meniscus forming means. In the inkjet recording apparatus, the bias voltage control unit applies a bias voltage not depending on an image data signal, and the meniscus control unit controls the meniscus forming unit based on the image data signal. apparatus.
する描画ヘッドと、を備え、静電界の集中した突起物先
端から受像シートに向けてインクを吐出するインクジェ
ット記録装置であって、前記描画ヘッドが、吐出口を備
えたインク室と、該吐出口へ先端が向くように前記イン
ク室内の略中心に設置された突起物と、前記インク室に
設けられ該突起物の先端にインクメニスカスを形成する
ことによって該突起物の先端からインク液滴を吐出させ
るメニスカス形成手段と、前記メニスカス形成手段を制
御するメニスカス制御部とを備えたインクジェット記録
装置において、 さらに、前記受像シートを帯電する帯電手段と、該帯電
手段の帯電量を制御する帯電制御手段を設け、 前記帯電制御手段が画像データ信号によらないバイアス
電圧相当分の帯電量を前記受像シートに帯電するよう制
御し、かつ、前記メニスカス制御部が画像データ信号に
基づいて前記メニスカス形成手段を制御することを特徴
とするインクジェット記録装置。3. An ink jet recording apparatus, comprising: an ink tank; and a drawing head communicating with the ink tank, wherein the ink jet recording apparatus discharges ink from a tip end of a projection on which an electrostatic field is concentrated toward an image receiving sheet. Forming an ink chamber having an ejection port, a protrusion disposed substantially at the center of the ink chamber so that the tip is directed to the ejection port, and forming an ink meniscus at the tip of the protrusion provided in the ink chamber. A meniscus forming unit that ejects ink droplets from the tip of the protrusion by performing the operation, and a meniscus control unit that controls the meniscus forming unit. Further, a charging unit that charges the image receiving sheet, A charge control unit for controlling a charge amount of the charging unit, wherein the charge control unit has a bias voltage equivalent to a bias voltage independent of an image data signal. The charge amount was controlled to be charged to the receiving sheet and an ink jet recording apparatus, wherein the meniscus controller controls said meniscus forming means on the basis of the image data signal.
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Cited By (1)
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