JP2834106B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JP2834106B2 JP31830896A JP31830896A JP2834106B2 JP 2834106 B2 JP2834106 B2 JP 2834106B2 JP 31830896 A JP31830896 A JP 31830896A JP 31830896 A JP31830896 A JP 31830896A JP 2834106 B2 JP2834106 B2 JP 2834106B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

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ようにしたインクジェット記録装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時におけ
る騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
において、最近関心を集めている。その中で、簡単な機
構で記録媒体上に直接高速記録が可能であり、しかも普
通紙に記録の行えるインクジェット記録法は極めて有力
な記録法であって、これまでにも様々な方式が提案され
ている。
【0003】従来、この種のインクジェット記録装置
は、例えば特開昭60ー228162号公報に示される
ように、記録体背面に設けた電極と、これに対向した針
状の排出電極間に電圧を印加し、発生した電界の静電力
により、インク等の色材を飛翔せしめ、記録を行う方法
がある。
【0004】図4はこの従来のインクジェット記録装置
の概略図である。図4を参照すると、この従来のインク
ジェット記録装置は顔料系インク210が満たされてい
るインク室201と、この顔料系インク210中の色材
粒子を電気泳動現象によりインク吐出口202へ集中さ
せるための電気泳動電極203と、インク吐出口202
へ集中した色材粒子を排出させ記録媒体204上に飛翔
させるための複数の排出電極205と、この排出電極2
05に対向し記録媒体204の背面に配設した対向電極
209とを有している。
【0005】インク吐出口202は各排出電極205の
先端で凸状の顔料系インク210のメニスカスができる
ように、流路壁208により各排出電極205毎に仕切
られている。インク室201は、インク供給口206お
よびインク排出口207で不図示のインクタンクおよび
チューブにより接続されており、インク室201内のイ
ンクに背圧を付与するとともにインク室201内の顔料
系インク210は強制的に循環されている。
【0006】図3は電気泳動電極と排出電極への印加電
圧波形図である。図3および図4を参照して、この従来
のインクジェット記録装置の動作について説明する。こ
のインクジェット記録装置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
下で一方向に動くという電気泳動現象を利用したもので
ある。
【0007】すなわち、電気泳動電極203に図3に示
す一定電圧V1を与え、顔料系インク210が満たされ
ているインク室201に電界を加えると顔料系インク2
10中の色材粒子がインク吐出口202へある電気泳動
速度で移動し、排出電極205先端に凸状の顔料系イン
ク210のメニスカスが形成される。色材粒子の排出を
行う排出電極205に図3に示す電圧V2、時間T2の
パルス電圧を印加すると、静電気力によって色材粒子は
排出電極205の先端部に移動し集中する。
【0008】色材粒子は、静電気力によってメニスカス
力、顔料系インクの表面張力や粘性力等に打ち勝って、
このパルス電圧に同期したタイミングで微小な飛翔粒子
群211となって排出電極205の先端部から飛翔し、
記録媒体204上に付着する。色材粒子の補給が行わ
れ、この様な動作が繰り返されて記録媒体204上に画
像が形成される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインク
ジェット記録装置の問題点は、電気泳動電極への印加電
圧による電界の方向が一定となり、色材粒子は一定の方
向に移動するため複数の排出電極先端部に一様に集中す
るということである。この結果、色材粒子の排出を目的
とした排出電極にパルス状の電圧を印加したとき、目的
とした排出電極以外からも色材粒子が排出してしまい、
画像の品質に影響を与える恐れがある。
【0010】その理由は色材粒子の排出を目的としない
排出電極先端部にも色材粒子が集中した状態にあるため
である。
【0011】本発明の目的は、色材粒子の排出を目的と
しない排出電極からの色材粒子の排出を防止し、画像を
安定化させるインクジェット記録装置を提供することに
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、顔料系インクが満たされているインク室
と、この顔料系インク中の色材粒子を電気泳動現象によ
りインク吐出口へ集中させるための電気泳動電極と、前
記インク吐出口へ集中した前記色材粒子を排出させて記
録媒体上に飛翔させるための複数の排出電極と、前記排
出電極に対向した位置で前記記録媒体の背面に配設した
対向電極とを備えたインクジェット記録装置において、
各々の前記排出電極ごとに設けた前記電気泳動電極と、
各々の前記排出電極の両端に前記色材粒子撹拌用の撹拌
電極とを設けたことを特徴とする。
【0013】また、本発明のインクジェット記録装置
は、各々の前記撹拌電極への印加電圧を周期的に変化さ
せることにより、インク吐出口へ集中する色材粒子を撹
拌することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0015】図1は本発明の一実施の形態のインクジェ
ット記録装置の簡単な基本構造図、図2はこの実施の形
態の電気泳動電極、撹拌電極および排出電極への印加電
圧波形図である。
【0016】図1および図2を参照すると、この実施の
形態のインクジェット記録装置は、誘電体隔壁16から
成る顔料系インクが満たされているインク室1と、この
顔料系インク中の色材粒子15を電気泳動現象によりイ
ンク吐出口2へ集中させるための電気泳動電極19,2
0,21等と、インク吐出口2へ集中した色材粒子15
を排出させて記録媒体4上に飛翔させるための複数の排
出電極12,17,18等と、これら複数の排出電極1
2,17,18等に対向した位置で記録媒体4の背面に
配設した対向電極9と備え、各々の排出電極12,1
7,18等ごとに設けた電気泳動電極19,20,21
等と、各々の排出電極12,17,18等の両端に色材
粒子撹拌用の撹拌電極5,6,10,22等とを設けた
ことを特徴とする。また、この実施の形態のインクジェ
ット記録装置は、撹拌電極5,6,10,22等への印
加電圧を周期的に変化させることにより、インク吐出口
2へ集中する色材粒子15を撹拌することを特徴とす
る。
【0017】次に、図1および図2を参照して、この実
施の形態において、コンピュータ等から入力インターフ
ェース13を経由して入力される印字データおよび印字
制御信号が、排出電極b17から飛翔粒子群を飛翔さ
せ、その両端の排出電極a12および排出電極c18か
らは飛翔粒子群の飛翔終了後、次の飛翔粒子群の飛翔ま
での間隔が長くなるという信号を制御部14が受信した
とする場合の動作を説明する。
【0018】まず、図2シーケンスaの場合、制御部1
4はコンピュータ等から入力インターフェース13を経
由して入力される印字データおよび印字制御信号を受信
する。すなわち、排出電極a12,排出電極b17およ
び排出電極c18から色材粒子15を排出させるという
信号を受信すると、制御部14は電気泳動電極電圧制御
回路8および撹拌電極電圧制御回路7に信号を送出す
る。
【0019】電気泳動電極電圧制御回路8は制御部14
から送出された信号に応答して電気泳動電極a19,電
気泳動電極b20および電気泳動電極c21に図2に示
すように電圧V1を印加し、顔料系インクが満たされて
いるインク室1に電界を加える。また、撹拌電極電圧制
御回路7は制御部14から送出された信号に応答して撹
拌電極a5,撹拌電極b6,撹拌電極c10,撹拌電極
d22に図2に示すように電圧V1を印加する。顔料系
インク中の色材粒子15がインク吐出口2へある電気泳
動速度で移動するため、排出電極a12,排出電極b1
7および排出電極c18それぞれの先端部に色材粒子1
5の集中が起こる。
【0020】制御部14は排出電極電圧制御回路3に信
号を送出する。排出電極電圧制御回路3は制御部14か
ら送出された信号に応答して、排出電極a12,排出電
極b17および排出電極c18に図2に示す電圧V2,
時間T2のパルス電圧を印加する。排出電極a12,排
出電極b17および排出電極c18に図2に示す電圧V
2,時間T2のパルス電圧が印加されると排出電極a1
2,排出電極b17および排出電極c18それぞれの先
端部付近の色材粒子15は静電気力によって排出電極a
12,排出電極b17および排出電極c18それぞれの
先端部に移動し集中する。色材粒子15は、静電気力に
よってメニスカス力、顔料系インクの表面張力や粘性力
等に打ち勝って、このパルス電圧に同期したタイミング
で微小な飛翔粒子群11となって排出電極a12,排出
電極b17および排出電極c18それぞれの先端部から
飛翔し、記録媒体4上に付着する。
【0021】次に、図2シーケンスbの場合、すなわ
ち、排出電極b17のみが色材粒子15を排出させると
いう信号を受信すると、制御部14は電気泳動電極電圧
制御回路8および撹拌電極電圧制御回路7に信号を送出
する。電気泳動電極電圧制御回路8は制御部14から送
出された信号に応答して電気泳動電極a19および電気
泳動電極c21への電圧をOFFにする。また、撹拌電
極電圧制御回路7は制御部14から送出された信号に応
答して撹拌電極a5および撹拌電極d22への印加電圧
を電圧V4(V4>V1)と電圧V3(V3<V1)の
間で周期Tsで所定時間(図2では3/2Ts)変化さ
せる。このとき、撹拌電極b6および撹拌電極c10へ
の印加電圧は電圧V1のままにする。
【0022】電気泳動電極a19と電気泳動電極c21
への印加電圧がOFFになると、今迄インク吐出口2へ
向かって移動していた色材粒子15は停止する。さら
に、撹拌電極a5と撹拌電極b6および撹拌電極c10
と撹拌電極d22への印加電圧が、相対的に電圧V1を
基準にして周期Tsで変化するため、周期Ts/2で撹
拌電極a5と撹拌電極b6間、撹拌電極c10と撹拌電
極d22間の電界の方向が変化し、インク室1の排出電
極a12および排出電極c18先端部付近の色材粒子1
5は撹拌電極a5と撹拌電極b6間および撹拌電極c1
0と撹拌電極d22間をTs/2の周期で向きを変えな
がら移動し、撹拌される。このため、色材粒子15は排
出電極a12および排出電極c18先端部付近を一様に
移動する。このとき、撹拌電極b6および撹拌電極c1
0には電圧V1が印加されているため撹拌電極b6およ
び撹拌電極c10間には電界の変化はなく排出電極b1
7からの飛翔粒子群11の飛翔に影響を与えることはな
い。
【0023】制御部14は排出電極電圧制御回路3に信
号を送出する。排出電極電圧制御回路3は制御部14か
ら送出された信号に応答して、排出電極b17に図2に
示す電圧V2,時間T2のパルス電圧を印加する。排出
電極b17に図2に示す電圧V2,時間T2のパルス電
圧が印加されると排出電極b17の先端部付近の色材粒
子15は静電気力によって排出電極b17の先端部に移
動し集中する。色材粒子15は、静電気力によってメニ
スカス力、顔料系インクの表面張力や粘性力等に打ち勝
って、このパルス電圧に同期したタイミングで微小な飛
翔粒子群11となって排出電極b17の先端部から飛翔
し記録媒体4上に付着する。
【0024】次に、図2シーケンスcの場合、すなわ
ち、排出電極a12,排出電極b17および排出電極c
18から色材粒子15を排出させるという信号を受信す
ると、制御部14は撹拌電極電圧制御回路7および電気
泳動電極電圧制御回路8に信号を送出する。撹拌電極電
圧制御回路7は制御部14から送出された信号に応答し
て撹拌電極a5および撹拌電極d22への印加電圧をV
1にする。撹拌電極a5および撹拌電極d22への印加
電圧がV1になると撹拌電極b6および撹拌電極c10
にもV1の電圧が印加されているので色材粒子15は停
止する。色材粒子15は排出電極a12および排出電極
c18先端部付近に一様に分布している状態にある。こ
の後、電気泳動電極電圧制御回路8は制御部14から送
出された信号に応答して電気泳動電極a19,電気泳動
電極b20および電気泳動電極c21に再度電圧V1を
印加し、顔料系インクが満たされているインク室1に電
界を加える。顔料系インク中の色材粒子15がインク吐
出口2へある電気泳動速度で移動するため、排出電極a
12,排出電極b17および排出電極c18の先端部に
色材粒子15の集中が再び起こる。
【0025】制御部14は排出電極電圧制御回路3に信
号を送出する。排出電極電圧制御回路3は制御部14か
ら送出された信号に応答して、排出電極a12,排出電
極b17および排出電極c18に図2に示す電圧V2、
時間T2のパルス電圧を印加する。排出電極a12,排
出電極b17および排出電極c18それぞれに図2に示
す電圧V2,時間T2のパルス状の電圧が印加されると
排出電極a12,排出電極b17および排出電極c18
それぞれの先端部付近に一様に分布している色材粒子1
5は静電気力によって排出電極a12,排出電極b17
および排出電極c18それぞれの先端部に移動し集中す
る。色材粒子15は、静電気力によってメニスカス力、
顔料系インクの表面張力や粘性力等に打ち勝って、この
パルス状の排出電圧に同期したタイミングで微小な飛翔
粒子群11となって排出電極a12,排出電極b17お
よび排出電極c18それぞれの先端部から飛翔し、記録
媒体4上に付着する。
【0026】次に、図2シーケンスdの場合、すなわ
ち、排出電極a12,排出電極b17および排出電極c
18のいずれからも色材粒子15の排出要求がないと
き、制御部14は電気泳動電極電圧制御回路8および撹
拌電極電圧制御回路7に信号を送出する。電気泳動電極
電圧制御回路8は制御部14から送出された信号に応答
して電気泳動電極a19,電気泳動電極b20および電
気泳動電極c21への電圧をOFFにする。また、撹拌
電極電圧制御回路7は制御部14から送出された信号に
応答して撹拌電極a5,撹拌電極b6,撹拌電極c10
および撹拌電極d22への印加電圧を電圧V4(V4>
V1)と電圧V3(V3<V1)の間で周期Tsで所定
時間(図2では3/2Ts)変化させる。
【0027】電気泳動電極a19,電気泳動電極b20
および電気泳動電極c21への印加電圧がOFFになる
と、今迄インク吐出口2へ向かって移動していた色材粒
子15は停止する。さらに、撹拌電極a5,撹拌電極b
6,撹拌電極c10および撹拌電極d22への印加電圧
が電圧V1を基準にして周期Tsで変化するため周期T
s/2で電界の方向が変化し、インク室1とインク吐出
口2付近の色材粒子15は撹拌電極a5および撹拌電極
b6間、撹拌電極b6および撹拌電極c10間そして撹
拌電極c10および撹拌電極d22間をTs/2の周期
で向きを変えながら移動し、撹拌される。このため、色
材粒子15は排出電極a12,排出電極b17および排
出電極c18先端部付近を一様に移動している状態で、
次の色材粒子の排出要求に備える。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の効果は、
色材粒子の排出間隔が長くなった排出電極先端部付近に
残った色材粒子が集中した状態になるのを防げるので、
色材粒子の排出を目的とした排出電極への印加電圧の影
響によって、目的としない排出電極からの色材粒子の排
出を防止でき、また目詰まりの状態になるのを防げるた
め、画像を安定化させることができるということであ
る。
【0029】その理由は、各々の排出電極の両端に色材
粒子撹拌用の撹拌電極を設け、撹拌電極への印加電圧を
制御するようにしたためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のインクジェット記録装
置の基本構造図である。
【図2】この実施の形態の電気泳動電極、撹拌電極およ
び排出電極への印加電圧波形図である。
【図3】従来例の電気泳動電極および排出電極への印加
電圧波形図である。
【図4】従来例のインクジェット記録装置の概略図であ
る。
【符号の説明】
1 インク室 2 インク吐出口 3 排出電極電圧制御回路 4 記録媒体 5 撹拌電極a 6 撹拌電極b 7 撹拌電極電圧制御回路 8 電気泳動電極電圧制御回路 9 対向電極 10 撹拌電極c 11 飛翔粒子群 12 排出電極a 13 入力インターフェース 14 制御部 15 色材粒子 16 誘電体隔壁 17 排出電極b 18 排出電極c 19 電気泳動電極a 20 電気泳動電極b 21 電気泳動電極c 22 撹拌電極d
フロントページの続き (72)発明者 溝口 忠志 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 竹本 人司 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 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9−1824(JP,A) 特開 平9−123459(JP,A) 特開 平8−295023(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 顔料系インクが満たされているインク室
    と、この顔料系インク中の色材粒子を電気泳動現象によ
    りインク吐出口へ集中させるための電気泳動電極と、前
    記インク吐出口へ集中した前記色材粒子を排出させて記
    録媒体上に飛翔させるための複数の排出電極と、前記排
    出電極に対向した位置で前記記録媒体の背面に配設した
    対向電極とを備えたインクジェット記録装置において、
    各々の前記排出電極ごとに設けた前記電気泳動電極と、
    各々の前記排出電極の両端に前記色材粒子撹拌用の撹拌
    電極とを設けたことを特徴とするインクジェット記録装
    置。
  2. 【請求項2】 各々の前記撹拌電極への印加電圧を周期
    的に変化させることにより、インク吐出口へ集中する色
    材粒子を撹拌することを特徴とする請求項1記載のイン
    クジェット記録装置。
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