JP2826531B2

JP2826531B2 - 静電式インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2826531B2
Application number: JP22734196A
Authority: JP
Inventors: 人司竹本; 良介上松; 忠志溝口; 淳一末次; 仁史峯本; 和男島; 良広萩原; 徹薬師寺
Original assignee: Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1996-08-12
Publication date: 1998-11-18
Anticipated expiration: 2016-08-12
Also published as: JPH1052920A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に関し、特に顔料系インク中の色材粒子を電気泳動
現象により制御する静電式インクジェット記録装置の駆
動方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気泳動現象を利用した静電式インクジ
ェット記録装置および従来の技術について、図４，図７
〜図９を参照して説明する。図４は後述する吐出電極
（Ａ）近傍の色材粒子の分布図、図７はインクジェット
記録装置の外観の構成を示す斜視図、図８はインクジェ
ット記録装置の動作を説明するための模式図、図９は電
気泳動電極と吐出電極への印加電圧波形を示す図であ
る。

【０００３】電気泳動現象を利用した静電式インクジェ
ット記録装置は、図７に示すように、顔料系インク２１
０が満たされているインク室１０１と、この顔料系イン
ク２１０中の色材粒子３１７（図４に示す）を電気泳動
現象によりインク吐出口１０２へ集中させるための電気
泳動電極１０３と、インク吐出口１０２へ集中させた色
材粒子３１７を吐出させ記録媒体１０４上に飛翔させる
ための複数の吐出電極２０５と、吐出電極２０５に対向
し記録媒体１０４の背面に配設された対向電極１０９と
で構成されている。

【０００４】インク吐出口１０２は、各吐出電極２０５
の先端で凸状の顔料系インク２１０のメニスカス(menis
cus)３１６ができるように、流路壁２０８により各吐出
電極２０５毎に仕切られている。インク室１０１は、イ
ンク供給口２０６とインク吐出口２０７とが、インクタ
ンクにチューブで接続されており（共に図示せず）、こ
れによりインク室１０１内のインクに背圧を与えると共
に、インク室１０１内の顔料系インク２１０が強制的に
循環される構成となっている。

【０００５】次に従来の静電式インクジェット記録装置
の動作について説明する。本方式は帯電している色材粒
子を含んでいる顔料系インクに電界を加えると色材粒子
が電界の下で一方向に動く電気泳動現象を利用する。す
なわち電気泳動電極１０３に、図９の上図に示すような
一定電圧Ｖ１を与えて顔料系インク２１０が満たされて
いるインク室１０１に電界を加えると、顔料系インク２
１０中の色材粒子３１７がインク吐出口１０２へ移動
し、インク吐出口１０２に色材粒子３１７が移動する
と、図４に示すようなメニスカス３１６が生じる。

【０００６】従って、色材粒子３１７の吐出を行う吐出
電極２０５に、図９の下図に示すような電圧Ｖ２，時間
Ｔ２のパルス状の吐出電圧を印加すると、吐出電極２０
５と対向電極１０９との間に発生する静電界によって、
色材粒子３１７が吐出電極２０５の先端部に移動し集中
する。さらにこの静電気力によって顔料系インク２１０
の表面張力や粘性力等に打ち勝って、このパルス状の吐
出電圧に同期したタイミングで、図８に示すように色材
粒子３１７が微少な飛翔粒子群１１１となって吐出電極
２０５の先端部から飛翔し、記録媒体１０４上に付着す
る。このような動作が記録媒体１０４上の所望に位置で
繰り返されて記録媒体１０４上に画像が形成される。な
お図８に示すように、色材粒子３１７の吐出を行う吐出
電極２０５以外の吐出電極には、電圧は印加されること
なく接地されており、０Ｖとなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の静電式インクジ
ェット記録装置は以上のように構成され動作するが、吐
出を行う吐出電極のみに電圧が印加される構成のため、
吐出しなかったり、吐出が十分でなく塵状のトナー粒子
が吐出したり、また両隣の吐出動作を行わない吐出電極
からトナー粒子が吐出してしまったりする現象が発生
し、記録品質を劣化させる恐れがある。

【０００８】すなわち図１０に示すように色材粒子３１
７の吐出を行おうとする吐出電極（Ａ）１０５にのみ電
圧を印加し、それ以外の吐出を行わない吐出電極（Ｂ）
１１６が接地されている場合、吐出電極（Ａ）１０５か
ら吐出電極（Ｂ）１１６へ図面の矢印に示す方向に電界
が発生し、この電界で吐出電極（Ｂ）１１６へ色材粒子
３１７が移動してしまい、吐出電極（Ａ）からの吐出が
十分に行えなくなる。

【０００９】また、吐出電極（Ａ）１０５からその両隣
に位置する吐出電極（Ｂ）１１６の方向に発生する電界
強度を小さくするため、この両隣の吐出電極（Ｂ）１１
６に、吐出電極（Ａ）１０５の印加電圧に近い電圧を印
加することも考えられるが、このようにすると、この吐
出電極（Ｂ）１１６からも色材粒子３１７が吐出した
り、吐出電極（Ａ）１０５から吐出する飛翔粒子群１１
１の飛翔方向が曲がってしまったりする等の問題点があ
った。

【００１０】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、色材粒子が吐出を行う吐出電極から
遠ざかる現象を防止すると共に、吐出を行わない吐出電
極からの色材粒子の吐出を防ぎ、高品質な記録動作が行
える静電式インクジェット記録装置を提供することを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる静電式イ
ンクジェット記録装置は、電気泳動現象によりインク吐
出口へインク中の色材粒子を集中させ、複数の吐出電極
の何れかに電圧を印加することで前記色材粒子を飛翔さ
せて記録を行う静電式インクジェット記録装置におい
て、前記色材粒子の吐出を行う任意の吐出電極の両隣の
吐出電極を非接地浮遊状態とする手段、前記両隣の吐出
電極の外側の吐出電極に色材粒子の吐出が起こらない程
度の電圧を印加する手段、前記色材粒子を飛翔させる際
に、前記色材粒子の吐出を行う任意の吐出電極に前記色
材粒子を吐出させる電圧を印加し、前記非接地浮遊状態
とした両隣の吐出電極に前記色材粒子の吐出が起こらな
い程度の電圧を誘起させる手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１２】また、前記色材粒子の吐出を行う任意の吐
出電極の両隣の複数の吐出電極を非接地浮遊状態とする
手段、前記両隣の複数の吐出電極のさらに外側の吐出電
極に色材粒子の吐出が起こらない程度の電圧を印加する
手段、前記色材粒子を飛翔させる際に、前記色材粒子の
吐出を行う任意の吐出電極に前記色材粒子を吐出させる
電圧を印加し、前記非接地浮遊状態とした両隣の複数の
吐出電極それぞれに前記色材粒子の吐出が起こらない程
度の電圧を誘起させる手段を備えたことを特徴とする。

【００１３】すなわち本発明の静電式インクジェット記
録装置は、吐出を行う吐出電極の両隣の吐出電極を非接
地浮遊状態とすることで図１０に示す電界の影響で色材
粒子が移動してしまう現象を回避させる構成とするが、
このままでは両隣の吐出電極に高い電圧が誘起されてこ
の両隣の吐出電極からも吐出が生じるようになる。従っ
てこの両隣の外側の吐出電極に低い電圧を印加し、両隣
の吐出電極に誘起される電圧を下げ、この両隣の吐出電
極からは吐出が発生しないようにしたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明のインクジェット記録装
置の一実施形態を示す模式図、図２は図１に示す吐出電
極（Ａ）１０５と吐出電極（Ｂ）１１６および吐出電極
（Ｃ）１１７への印加電圧波形を示す図、図３は吐出電
極（Ａ）１０５と吐出電極（Ｂ）１１６および吐出電極
（Ｃ）１１７先端部の電位分布図、図４は本発明および
従来の吐出電極（Ａ）１０５近傍の色材粒子３１７の分
布図、図５は本発明の吐出電極（Ｃ）１１７近傍の色材
粒子３１７の分布図、図６は本発明の吐出電極（Ｂ）１
１６近傍の色材粒子３１７の分布図である。

【００１５】次に動作について説明する。電気泳動電極
１０３に、図９に示す一定電圧Ｖ１の電圧を与え、図７
に示す顔料系インク２１０が満たされているインク室１
０１に電界を加えると、顔料系インク２１０中の色材粒
子３１７がインク吐出口１０２へ移動し、インク吐出口
１０２に色材粒子３１７が移動すると、メニスカス３１
６が生じる。

【００１６】図１に示す制御部１１４は、コンピュータ
等から入力インタフェース１１３を経由して入力される
印字データ及び印字制御信号に応じて、色材粒子３１７
の吐出を行う吐出電極（Ａ）１０５と、吐出電極（Ａ）
１０５の両隣に位置する吐出を行わない吐出電極（Ｂ）
１１６、およびその外側の吐出電極（Ｃ）１１７に、与
えるべき電圧信号を決定し、吐出電極電圧制御部１１５
にこの電圧信号を送出する。そして吐出電極電圧制御部
１１５は、制御部１１４からの信号を検出すると、図２
に示すように、吐出電極（Ａ）１０５には電圧Ｖｐ，時
間Ｔの電圧を、吐出電極（Ｃ）１１７には電圧Ｖｃ，時
間Ｔの電圧を印加し、吐出電極（Ｂ）１１６は非接地浮
遊状態とする。

【００１７】色材粒子３１７の吐出を行う吐出電極
（Ａ）１０５は、図２に示す電圧Ｖｐが印加される間
は、その先端部に色材粒子３１７が移動し集中するた
め、その先端部には、図４に示すような均等メニスカス
３１６が形成され、その中にトナー粒子が高濃度で保持
される。また色材粒子３１７の吐出を行わない吐出電極
（Ｃ）１１７も同様に電圧Ｖｃが印加されている間は、
その先端部に色材粒子３１７が移動し集中するため、そ
の先端部には、図５に示すような均等なメニスカス３１
６が形成される。

【００１８】然しながら吐出電極（Ａ）１０５に印加さ
れる電圧Ｖｐと吐出電極（Ｃ）１１７に印加される電圧
Ｖｃとは、図２に示すようにＶｐ＞Ｖｃに設定されるた
め、吐出電極（Ｃ）１１７の先端部は、吐出電極（Ａ）
１０５の先端部に比べて色材粒子３１７が移動する量が
少なく、またその密度も希薄なために、吐出電極（Ｃ）
１１７先端部のメニスカス３１６に含まれるトナー粒子
は、より小さいものとなる。また、電圧Ｖｐが印加され
た色材粒子３１７の吐出を行う吐出電極（Ａ）１０５
と、電圧Ｖｃが印加された吐出を行わない吐出電極
（Ｃ）１１７の間に挟まれた吐出を行わない吐出電極
（Ｂ）１１６は、図２に示すように非接地浮遊状態にあ
るため、図３に示すように、上述のＶｐ＞Ｖｃの関係よ
り、電圧Ｖｐが印加された吐出電極（Ａ）１０５から電
圧Ｖｃが印加された吐出電極（Ｃ）１１７に向かって電
界の影響を受けたところで、ちょうど釣り合って平衡状
態となり、電圧Ｖｚが誘起される。

【００１９】そして吐出を行わない吐出電極（Ｂ）１１
６のメニスカス３１６は、図２に示す電圧Ｖｚが誘起さ
れている間は、その先端部に色材粒子３１７が移動し集
中するため、その先端部は図６に示すような均等メニス
カス３１６が形成される。然しながら上述の吐出電極
（Ａ）１０５と吐出を行わない吐出電極（Ｂ）１１６お
よび吐出電極（Ｃ）１１７それぞれの電圧は、Ｖｐ＞Ｖ
ｚ＞Ｖｃとなるため、色材粒子３１７が移動する量や密
度は、吐出電極（Ａ）と吐出電極（Ｃ）との中間とな
る。

【００２０】また図２に示すように、吐出電極（Ａ）１
０５に電圧Ｖｐ，時間Ｔの電圧を、吐出電極（Ｃ）１１
７に電圧Ｖｃ，時間Ｔを印加し、吐出電極（Ｂ）１１６
は非接地浮遊状態にすることにより、吐出電極（Ｂ）１
１６は非接地浮遊状態にあるため、図１０の矢印に示す
電界の影響を受けたとろで丁度釣り合って平衡状態とな
り、これにより従来の装置のように、電界により色材粒
子３１７が吐出電極（Ａ）１０５から吐出電極（Ｂ）１
１６に向かって移動する現象は生じない。従って吐出電
極（Ａ）１０５の先端部のみから、色材粒子３１７が静
電気力によって顔料系インク２１０の表面張力や粘性力
等に打ち勝って、時間Ｔに同期したタイミングで、微少
な飛翔粒子群１１１となって飛翔し、記録媒体１０４上
に付着する。なお色材粒子３１７は上述のようにインク
タンクから適宜補給され、このような動作が繰り返され
て、記録媒体１０４上に画像が形成される。

【００２１】すなわち本実施形態の静電式インクジェッ
ト記録装置では、吐出を行う電極の両隣の電極を非接地
浮遊状態とすることで図１０の矢印に示すような電界の
影響を受けない構成とするが、この構成とすると両隣の
電極の電圧が吐出を行う電極の電圧と同じになり、この
両隣の電極からも吐出が発生する。、従ってこの両隣の
電極の外側の電極へ低い電圧Ｖｃを印加する構成とし、
両隣に誘起される電圧を吐出が生じない電圧Ｖｚとする
構成としたものである。なお、上述の実施形態では、非
接地浮遊状態とする両隣の電極をそれぞれ１つとした
が、２つ以上の複数としても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の静電式イン
クジェット記録装置は、色材粒子の吐出を行う吐出電極
の両隣の吐出電極を非接地浮遊状態とし、電界の影響に
より色材粒子が吐出を行う吐出電極から遠ざかるのを防
止し、またこの両隣の吐出電極の外側の電極に吐出が起
こらない程度の電圧を印加することで、非接地浮遊状態
とした両隣の吐出電極からの色材粒子の吐出を防止する
構成とでき、高品質な記録が行える装置が得られるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態
を示す模式図である。

【図２】図１に示す吐出電極（Ａ）１０５と吐出電極
（Ｂ）１１６および吐出電極（Ｃ）１１７への印加電圧
波形を示す図である。

【図３】吐出電極（Ａ）１０５と吐出電極（Ｂ）１１６
および吐出電極（Ｃ）１１７の先端部の電位分布図であ
る。

【図４】吐出電極（Ａ）１０５近傍の色材粒子３１７の
分布図である。

【図５】吐出電極（Ｃ）１１７近傍の色材粒子３１７の
分布図である。

【図６】吐出電極（Ｂ）１１６近傍の色材粒子３１７の
分布図である。

【図７】インクジェット記録装置の外観の構成を示す斜
視図である。

【図８】インクジェット記録装置の動作を説明するため
の模式図である。

【図９】電気泳動電極と吐出電極への印加電圧波形を示
す図である。

【図１０】従来の吐出電極近傍の電界の方向を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０１インク室１０２インク吐出口１０３電気泳動電極１０４記録媒体１０５吐出電極（Ａ）１０９対向電極１１１飛翔粒子群１１３入力インタフェース１１４制御部１１５吐出電極電圧制御部１１６吐出電極（Ｂ）１１７吐出電極（Ｃ）２０５吐出電極２０６インク供給口２０７インク排出口２０８流路壁２１０顔料系インク３１６メニスカス３１７色材粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者末次淳一新潟県柏崎市大字安田7546番地新潟日本電気株式会社内 (72)発明者峯本仁史新潟県柏崎市大字安田7546番地新潟日本電気株式会社内 (72)発明者島和男新潟県柏崎市大字安田7546番地新潟日本電気株式会社内 (72)発明者萩原良広新潟県柏崎市大字安田7546番地新潟日本電気株式会社内 (72)発明者薬師寺徹新潟県柏崎市大字安田7546番地新潟日本電気株式会社内 (56)参考文献特開平10−44426（ＪＰ，Ａ) 特開平10−44433（ＪＰ，Ａ) 特開平８−258270（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気泳動現象によりインク吐出口へイン
ク中の色材粒子を集中させ、複数の吐出電極の何れかに
電圧を印加することで前記色材粒子を飛翔させて記録を
行う静電式インクジェット記録装置において、前記色材粒子の吐出を行う任意の吐出電極の両隣の吐出
電極を非接地浮遊状態とする手段、前記両隣の吐出電極の外側の吐出電極に色材粒子の吐出
が起こらない程度の電圧を印加する手段、前記色材粒子を飛翔させる際に、前記色材粒子の吐出を
行う任意の吐出電極に前記色材粒子を吐出させる電圧を
印加し、前記非接地浮遊状態とした両隣の吐出電極に前
記色材粒子の吐出が起こらない程度の電圧を誘起させる
手段、を備えたことを特徴とする静電式インクジェット記録装
置。
【請求項２】前記色材粒子の吐出を行う任意の吐出電
極の両隣の複数の吐出電極を非接地浮遊状態とする手
段、前記両隣の複数の吐出電極のさらに外側の吐出電極に色
材粒子の吐出が起こらない程度の電圧を印加する手段、前記色材粒子を飛翔させる際に、前記色材粒子の吐出を
行う任意の吐出電極に前記色材粒子を吐出させる電圧を
印加し、前記非接地浮遊状態とした両隣の複数の吐出電
極それぞれに前記色材粒子の吐出が起こらない程度の電
圧を誘起させる手段、を備えたことを特徴とする請求項第１項記載の静電式イ
ンクジェット記録装置。