JP2842336B2 - Electrostatic inkjet recording device - Google Patents

Electrostatic inkjet recording device

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JP2842336B2
JP2842336B2 JP25288595A JP25288595A JP2842336B2 JP 2842336 B2 JP2842336 B2 JP 2842336B2 JP 25288595 A JP25288595 A JP 25288595A JP 25288595 A JP25288595 A JP 25288595A JP 2842336 B2 JP2842336 B2 JP 2842336B2
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ink
electrode
counter electrode
discharge
ejection
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淳一 末次
和男 島
良介 上松
良広 萩原
仁史 峯本
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/06Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
    • B41J2002/061Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink

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、静電式インクジェ
ット記録装置に係り、特に、トナー粒子を記録媒体に静
電的に付着させ記録を行う静電式インクジェット記録装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic ink jet recording apparatus, and more particularly, to an electrostatic ink jet recording apparatus which performs recording by electrostatically attaching toner particles to a recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の静電式インクジェット記録装置と
しては、特開平1−206062号公報に記載されたも
のがある。これは図に示すように、静電誘引力を利用
してインク噴射口58よりインクを噴射させて記録紙P
に付着させる方式を採り、インク噴射口58内部に配置
された複数の記録電極57と、この複数の記録電極57
にそれぞれ対応し当該記録電極57と絶縁された状態で
配置された複数の制御電極56と、記録紙Pの背面に設
けられた対向電極60とを有する。
2. Description of the Related Art A conventional electrostatic ink jet recording apparatus is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-26062. As shown in FIG. 5 , this is achieved by ejecting ink from the ink ejection port 58 using electrostatic attraction to form the recording paper P.
A plurality of recording electrodes 57 disposed inside the ink ejection opening 58, and the plurality of recording electrodes 57.
And a plurality of control electrodes 56 respectively arranged in a state insulated from the recording electrode 57 and a counter electrode 60 provided on the back surface of the recording paper P.

【0003】そして、インク噴射時には、まず制御電極
56と記録電極57との間に静電界を発生させ、これに
よりインクタンク52中のインクをインク噴射口58側
へ押し出す応力を付勢する。次いで、この応力に加え、
インクと対向電極60との間に静電界を発生させ、静電
力を重畳させてインク噴射を行う構成となっている。
[0003] During ink ejection, an electrostatic field is first generated between the control electrode 56 and the recording electrode 57, thereby urging a stress that pushes the ink in the ink tank 52 toward the ink ejection port 58. Then, in addition to this stress,
An electrostatic field is generated between the ink and the counter electrode 60, and the ink is ejected by superimposing the electrostatic force.

【0004】これを更に詳述すると、制御電極56と記
録電極57は一対の平行平板を構成し、両電極間にはイ
ンクの液面がある。このため、制御電極56に制御電圧
パルスを与えることにより記録電極57との間に電位差
を与えると、両電極間の電場によりインクがインク噴射
口58側へ移動する。これは誘電率の異なる物質間の境
界面において、電界の方向が当該境界面と平行である場
合に働く応力の作用によるものである。この応力により
インクはインク噴射口58の前面まで押し出される。そ
してこの状態から、記録電極57と対向電極60との間
に電圧が印加されると、当該各電極57,60間に生ず
る静電界により、インクがインク噴射口58より噴出さ
れ、対向電極60側の記録媒体9に飛翔する。
More specifically, the control electrode 56 and the recording electrode 57 constitute a pair of parallel flat plates, and there is a liquid level of ink between the two electrodes. Therefore, when a potential difference is given between the control electrode 56 and the recording electrode 57 by giving a control voltage pulse to the control electrode 56, the ink moves to the ink ejection port 58 side due to the electric field between the two electrodes. This is due to the effect of stress acting on the interface between materials having different dielectric constants when the direction of the electric field is parallel to the interface. The ink is pushed out to the front surface of the ink ejection port 58 by this stress. When a voltage is applied between the recording electrode 57 and the counter electrode 60 from this state, ink is ejected from the ink ejection port 58 by an electrostatic field generated between the electrodes 57 and 60, and the ink is ejected from the counter electrode 60 side. To the recording medium 9.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、制御電極に制御電圧パルスを与えるこ
とにより記録電極との間に電位差を与え、両電極間の電
場により絶縁性インクのメニスカスをインク噴射口側へ
移動する構成となっているので、安定したインクメニス
カスを形成できない上に、インクメニスカスの応答性も
悪く、高速印字時にメニスカスが追従できないという不
都合があった。また、上記従来例では液体インク自体を
吐出するため、印字にニジミやちり等が発生し、これが
ため印字品質が低下するという不都合も生じていた。更
に、対向電極にバイアス電位を印加する場合には、何ら
かの原因で制御電極と対向電極との間にスパークを生
じ、これによりヘッドを損傷するという不都合もあっ
た。
However, in the above conventional example, a potential difference is given between the control electrode and the recording electrode by giving a control voltage pulse to the control electrode, and the meniscus of the insulating ink is given by the electric field between the two electrodes. Is moved to the ink ejection port side, so that a stable ink meniscus cannot be formed, the responsiveness of the ink meniscus is poor, and the meniscus cannot follow during high-speed printing. Further, in the above-described conventional example, since the liquid ink itself is ejected, bleeding or dust occurs in printing, which causes a disadvantage that printing quality is deteriorated. Further, when a bias potential is applied to the counter electrode, there is a disadvantage that a spark is generated between the control electrode and the counter electrode for some reason, thereby damaging the head.

【0006】[0006]

【発明の目的】本発明は、上記従来例の有する不都合を
改善し、特に、吐出電極に高電圧パルスを印加したとき
の電圧リークの発生を防止し、また、吐出電極に印加す
るパルス電圧を低減させて高電圧スイッチングを不要と
し、更に、電子写真記録並の高印字品質記録を実現する
静電式インクジェット記録装置の提供をその目的とす
る。
An object of the present invention is to improve the disadvantages of the above-mentioned prior art, and in particular, to prevent the occurrence of voltage leakage when a high voltage pulse is applied to the ejection electrode, and to reduce the pulse voltage applied to the ejection electrode. It is another object of the present invention to provide an electrostatic ink jet recording apparatus which can reduce high voltage switching by reducing the number of recordings and realize high print quality recording comparable to electrophotographic recording.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明では、帯電したトナー粒子を含
むインクを収納するインク室と、このインク室に連通し
且つ外部に向けて開口されたインク吐出部と、このイン
ク吐出部内にその先端部が幾分突出して装備された吐出
電極と、インク室の吐出電極を囲むようにしてインク室
の外側に配設された泳動電極と、記録媒体を挟んでイン
ク吐出部に対向して配設された対向電極とを備えてい
る。また、泳動電極に所定の泳動電圧を印加する泳動電
圧源と、吐出電極にパルス電圧を印加する吐出電圧源と
を備えている。更に、対向電極に、トナー粒子の電位と
は逆極性のバイアス電位を印加するバイアス電圧源を接
続すると共に、当該対向電極が1MΩ以上の高抵抗を有
する、という構成を採っている。
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an ink chamber for storing ink containing charged toner particles, and an opening communicating with the ink chamber and opening to the outside. An ink discharge section, a discharge electrode provided with a tip part of the ink discharge section somewhat protruding from the ink discharge section, an electrophoretic electrode disposed outside the ink chamber so as to surround the discharge electrode of the ink chamber, and a recording medium. And a counter electrode disposed to face the ink discharge unit with the interposition therebetween. In addition, a migration voltage source for applying a predetermined migration voltage to the migration electrode and an ejection voltage source for applying a pulse voltage to the ejection electrode are provided. Furthermore, a bias voltage source for applying a bias potential having a polarity opposite to the potential of the toner particles is connected to the counter electrode.
With continued to, the counter electrodes have a more high-resistance 1MΩ
To do .

【0008】このため、本発明では、吐出電極と対向電
極との間に形成される高電界により、インクメニスカス
の先端部から帯電したトナー粒子のみが引き出され、こ
れがトナー群として対向電極の方向、即ち記録媒体の方
向に吐出され記録が行われる。また、十分なトナー吐出
に必要な吐出電極及び対向電極間の電位差は一定である
ため、対向電極にトナー粒子と逆極性のバイアス電圧を
印加する分、対向電極にバイアスを印加しない場合に比
して吐出電極に印加するパルス電圧が低減される。更
に、何らかの原因で吐出電極と対向電極との間の電位差
が各電極間の空間の絶縁耐力を越える事態が発生して
も、対向電極自身の高抵抗によりスパークの発生が防止
される。
For this reason, according to the present invention, only the charged toner particles are extracted from the tip of the ink meniscus by the high electric field formed between the discharge electrode and the counter electrode. That is, recording is performed by discharging in the direction of the recording medium. Further, since the potential difference between the discharge electrode and the counter electrode required for sufficient toner discharge is constant, the bias voltage having the opposite polarity to that of the toner particles is applied to the counter electrode, compared with the case where no bias is applied to the counter electrode. As a result, the pulse voltage applied to the ejection electrode is reduced. Furthermore, even if the potential difference between the discharge electrode and the counter electrode exceeds the dielectric strength of the space between the electrodes for some reason, the occurrence of sparks is prevented by the high resistance of the counter electrode itself.

【0009】また、請求項2記載の発明では、上記バイ
アス電圧源が前記対向電極にトナー粒子の電位と逆極
性の2つの異なるバイアス電圧を選択的に切り換え
続する機能を備えているという構成を採っている。この
ため、本発明では、吐出電極及び対向電極間の電位差が
選択的に2段階に設定される。
Further, in the invention according to claim 2, the above-mentioned bi-directional
The ass voltage source has a function of selectively switching and connecting two different bias voltages having opposite polarities to the potential of the toner particles to the counter electrode . For this reason, in the present invention, the potential difference between the ejection electrode and the counter electrode is selectively set in two stages.

【0010】更に、請求項3記載の発明では、上記吐出
電極が、インク吐出部内の下面部分に配設されている、
という構成を採っている。
Further, according to the third aspect of the present invention, the discharge electrode is disposed on a lower surface portion in the ink discharge portion.
The configuration is adopted.

【0011】これらにより、前述した目的を達成しよう
とするものである。
Accordingly, the above-mentioned object is to be achieved.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
乃至図4に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
4 through FIG.

【0013】図1乃至図2に示す静電式インクジェット
記録装置は、帯電したトナー粒子を含むインクを収納す
るインク室2と、このインク室2に連通し且つ外部に向
けて開口されたインク吐出部(吐出開口部)4と、この
インク吐出部4内にその先端部が幾分突出して装備され
た吐出電極5と、インク室2の吐出電極5を囲むように
してインク室2の外側に配設された泳動電極8と、記録
媒体Pを挟んでインク吐出部4に対向して配設された対
向電極10とを備えている。泳動電極8には、当該泳動
電極8に所定の泳動電圧を印加する泳動電圧源11が併
設されている。また、吐出電極5には、当該吐出電極5
にパルス電圧を印加する吐出電圧源12が併設されてい
る。更に、対向電極10には、当該対向電極10にトナ
ー粒子の電位とは逆極性のバイアス電位を印加するバイ
アス電圧源15が接続されている。
The electrostatic ink jet recording apparatus shown in FIGS. 1 and 2 has an ink chamber 2 for storing ink containing charged toner particles, and an ink discharge opening communicating with the ink chamber 2 and opening to the outside. (Discharge opening) 4, a discharge electrode 5 whose tip is somewhat protruded inside the ink discharge unit 4, and a discharge electrode 5 of the ink chamber 2 which is disposed outside the ink chamber 2 so as to surround the discharge electrode 5. And a counter electrode 10 disposed opposite to the ink discharge unit 4 with the recording medium P interposed therebetween. The migration electrode 8 is provided with a migration voltage source 11 for applying a predetermined migration voltage to the migration electrode 8. In addition, the ejection electrode 5 includes the ejection electrode 5.
And a discharge voltage source 12 for applying a pulse voltage to the power supply. Further, a bias voltage source 15 for applying a bias potential having a polarity opposite to the potential of the toner particles to the counter electrode 10 is connected to the counter electrode 10.

【0014】これを更に詳述すると、本実施形態におい
て、インク室2には、その一部にスリット状の吐出開口
部4が設けられ、内部にはインク1が保持されている。
インク1は、石油系有機溶媒(イソパラフィン)に、帯
電制御剤とともに着色した熱可塑性樹脂の微粒子(トナ
ー)を分散したものであり、当該トナーはゼータ電位に
より正極性に見かけ上の帯電が施されている。また、イ
ンク室2には、インク排出口13及びインク供給口14
が設けられている。このインク排出口13及びインク供
給口14は、それぞれ図示しないインクタンクとチュー
ブを介して接続され、インク室2中のインク1に1cm
2O程度の負圧が付与されると共に、強制的なインク
循環が付勢されるようになっている。
More specifically, in the present embodiment, the ink chamber 2 is provided with a slit-shaped discharge opening 4 at a part thereof, and the ink 1 is held inside.
The ink 1 is obtained by dispersing colored thermoplastic resin particles (toner) together with a charge control agent in a petroleum organic solvent (isoparaffin). The toner is positively charged to a positive polarity by a zeta potential. ing. The ink chamber 2 has an ink discharge port 13 and an ink supply port 14.
Is provided. The ink discharge port 13 and the ink supply port 14 are respectively connected to an ink tank (not shown) via a tube, and the ink 1 in the ink chamber 2 is 1 cm.
A negative pressure of about H 2 O is applied, and forced ink circulation is energized.

【0015】吐出電極5の先端は、吐出開口部4より8
0μm〜100μm程度外部に突き出して設けられてい
る。この突き出した吐出電極2と吐出開口部4との間に
はインクの表面張力によりインクメニスカスMeが形成
されている。また、吐出電極5は、吐出開口部4内の下
面部分に配設されている。吐出電極5はCu、Ni等の
導電性材料を電鋳で形成したものであり、その幅は50
μm程度である。
The tip of the discharge electrode 5 is 8
It is provided so as to protrude outside by about 0 μm to 100 μm. An ink meniscus Me is formed between the protruding ejection electrode 2 and the ejection opening 4 due to the surface tension of the ink. Further, the discharge electrode 5 is provided on a lower surface portion in the discharge opening 4. The discharge electrode 5 is formed by electroforming a conductive material such as Cu or Ni, and has a width of 50.
It is about μm.

【0016】対向電極10は、その一部がトナー粒子の
電位と逆極性のバイアス電位を供給するバイアス電圧源
15に接続されている。バイアス電圧源15は、トナー
粒子の電位と逆極性の2つの異なるバイアス電圧Vb
1,Vb2を選択的に切り換えて接続する機能を備えて
いる。バイアス電圧の切り換えは、例えば、上位装置か
ら受信する印字制御コード等に応じて行われる。また、
対向電極10は導電性のゴム部材によりローラ状に形成
され、当該ローラ自体が1MΩ程度以上の抵抗を有し、
これにより高抵抗回路として構成されている。
The counter electrode 10 is partially connected to a bias voltage source 15 for supplying a bias potential having a polarity opposite to the potential of the toner particles. The bias voltage source 15 has two different bias voltages Vb having opposite polarities to the potential of the toner particles.
1 and Vb2 are selectively switched and connected. The switching of the bias voltage is performed according to, for example, a print control code received from a higher-level device. Also,
The counter electrode 10 is formed in a roller shape by a conductive rubber member, and the roller itself has a resistance of about 1 MΩ or more,
Thus, a high resistance circuit is configured.

【0017】次に、本実施形態による印字動作について
説明する。
Next, the printing operation according to the present embodiment will be described.

【0018】記録時には、泳動電圧源11により泳動電
極8にトナーのゼータ電位と同極性の電圧が印加され、
インク供給口14から供給されたインク中のトナー粒子
が吐出電極5近傍まで電気泳動により搬送される。続い
て、吐出電圧源12により記録信号に応じた高電圧パル
スが吐出電極5に印加されると、当該吐出電極5の先端
部、即ちインクメニスカスMeの先端部に電界が集中
し、これにより、インクメニスカスMe先端部から帯電
トナー群が引き出され、これがトナー群3となって対向
電極10の側、即ち記録用紙方向に吐出される。
During recording, a voltage having the same polarity as the zeta potential of the toner is applied to the migration electrode 8 by the migration voltage source 11,
The toner particles in the ink supplied from the ink supply port 14 are transported by electrophoresis to the vicinity of the ejection electrode 5. Subsequently, when a high-voltage pulse corresponding to the recording signal is applied to the ejection electrode 5 by the ejection voltage source 12, the electric field concentrates on the tip of the ejection electrode 5, that is, the tip of the ink meniscus Me. The charged toner group is pulled out from the tip of the ink meniscus Me, and becomes the toner group 3 and is discharged toward the counter electrode 10, that is, toward the recording paper.

【0019】ここで、トナー群の吐出に要する吐出電極
5及び対向電極10の電位状態を図3(b)に示す。
FIG. 3B shows the potential states of the discharge electrode 5 and the counter electrode 10 required for discharging the toner group.

【0020】本実施形態によらず、例えば対向電極10
が直接接地されている場合は、図3(a)に示すよう
に、吐出電極5と対向電極10との電位差をVp1に設
定することによりトナー群が吐出される。しかし、かか
る場合には、吐出電極5に高電圧Vp1を印加する必要
が生じる。
Regardless of the present embodiment, for example, the counter electrode 10
Is directly grounded, as shown in FIG. 3A, the toner group is discharged by setting the potential difference between the discharge electrode 5 and the counter electrode 10 to Vp1. However, in such a case, it becomes necessary to apply the high voltage Vp1 to the ejection electrode 5.

【0021】一方、本実施形態のように対向電極10に
バイアス電位Vb(<0)が印加される場合は、図3
(b)に示すように、吐出電極5にVp1より低い電圧
Vp2を印加することによりトナー群の吐出を行うこと
ができる。ここにVp2−Vb=Vp1である。このよ
うに、対向電極10にバイアス電位を与えることで、吐
出電極5に印加するパルス電圧を低減することができ
る。
On the other hand, when the bias potential Vb (<0) is applied to the opposing electrode 10 as in this embodiment, FIG.
As shown in (b), by applying a voltage Vp2 lower than Vp1 to the discharge electrode 5, the toner group can be discharged. Here, Vp2−Vb = Vp1. Thus, by applying the bias potential to the counter electrode 10, the pulse voltage applied to the ejection electrode 5 can be reduced.

【0022】吐出されたトナー群3は記録媒体Pに付着
し、上記記録動作の繰り返しにより記録媒体Pに印字画
像が形成されてゆく。その後、記録媒体Pに付着したト
ナーは、ヒーター(図示略)により加熱され、熱定着さ
れる。
The discharged toner group 3 adheres to the recording medium P, and a print image is formed on the recording medium P by repeating the above recording operation. Thereafter, the toner adhered to the recording medium P is heated by a heater (not shown) and is thermally fixed.

【0023】一方、記録動作後は、インク中のトナー粒
子のみが消費され、吐出電極5近傍のトナー濃度が低く
なるので、安定した吐出を継続するにあたりトナー粒子
を吐出電極5付近に補給する必要がある。本実施形態で
は、インク供給口14から供給されたインク中の帯電ト
ナーが、泳動電極8と吐出電極5との間に発生する電界
により電気泳動し、これにより吐出電極5近傍に搬送さ
れる。また、余剰なインク1は、インク排出口13より
排出される。
On the other hand, after the recording operation, only the toner particles in the ink are consumed, and the toner concentration in the vicinity of the discharge electrode 5 decreases. Therefore, it is necessary to replenish the toner particles in the vicinity of the discharge electrode 5 in order to continue stable discharge. There is. In the present embodiment, the charged toner in the ink supplied from the ink supply port 14 is electrophoresed by an electric field generated between the migrating electrode 8 and the discharge electrode 5, and is conveyed to the vicinity of the discharge electrode 5. The surplus ink 1 is discharged from the ink discharge port 13.

【0024】このように、本実施形態によれば、吐出電
極5と対向電極10との間に形成される高電界により、
インクメニスカスMeの先端部から帯電したトナー粒子
のみを引き出し、これをトナー群として対向電極10の
方向、即ち記録媒体Pの方向に吐出させ記録を行うの
で、インク1中のトナー粒子のみを記録媒体Pに付着さ
せることができ、これがため、液体インクを直接噴射す
る従来のインクジェット印字において顕著に現れた印字
のニジミ等を防止することができ、これにより、インク
ジェット方式でありながら電子写真方式並の高印字品質
を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the high electric field formed between the ejection electrode 5 and the counter electrode 10
Only the charged toner particles are drawn out from the tip of the ink meniscus Me, and are discharged as a toner group in the direction of the counter electrode 10, that is, in the direction of the recording medium P, so that recording is performed. P, which can prevent print bleeding or the like which is noticeable in the conventional ink jet printing in which the liquid ink is directly jetted. High printing quality can be realized.

【0025】ここで、上記印字動作において、仮に対向
電極10が完全な導体である場合、吐出電極5と対向電
極10との距離が一定以下になると、当該電極5,10
間でスパークが発生し、そのスパーク時の熱で、吐出電
極5及び対向電極10の金属部分が溶融し、ヘッドとし
ての機能を失うという不都合が生じ得る。
Here, in the above printing operation, if the counter electrode 10 is a perfect conductor, if the distance between the ejection electrode 5 and the counter electrode 10 is less than a certain value, the electrodes 5, 10
Sparks are generated between the electrodes, and the heat generated at the time of the sparks may melt the metal portions of the discharge electrode 5 and the counter electrode 10 and cause a problem that the function as a head is lost.

【0026】一方、本実施形態のように対向電極10自
身が抵抗を有している場合は、何らかの原因で吐出電極
5と対向電極10との間の電位差が各電極間5,10の
空間の絶縁耐力を越える事態が発生しても、対向電極1
0自身の抵抗によりスパークの発生が防止され、吐出電
極5及び対向電極10をスパークによる破壊から保護す
ることができる。
On the other hand, when the opposing electrode 10 itself has a resistance as in the present embodiment, the potential difference between the discharge electrode 5 and the opposing electrode 10 due to some reason causes a difference in the space between the electrodes 5 and 10. Even if the dielectric strength is exceeded, the counter electrode 1
The generation of spark is prevented by the resistance of the electrode 0 itself, and the discharge electrode 5 and the counter electrode 10 can be protected from destruction by the spark.

【0027】次に、上記印字動作における通常印字とド
ラフト印字との切り換え制御を図4に基づいて説明す
る。ドラフト印字とは、通常よりも低い印字濃度で行う
印字動作をいい、一般的には吐出ドットを間引く方法
や、吐出ドット当たりのトナー粒子量を減らす方法が採
用される。
Next, switching control between normal printing and draft printing in the above printing operation will be described with reference to FIG. Draft printing refers to a printing operation performed at a lower printing density than usual, and generally employs a method of thinning out ejection dots or a method of reducing the amount of toner particles per ejection dot.

【0028】対向電極10には、例えば上位装置から入
力される印字制御コード等に応じて、トナー粒子の電位
と逆極性の2つの異なるバイアス電位Vb1(<0),
Vb2(<0)が選択的に印加される。通常印字が選択
される場合は、対向電極10にバイアス電位Vb2が印
加される。ここにVp2−Vb2=Vp1である。この
場合、吐出電極5及び対向電極10間の電位差により必
要十分な量のトナー粒子が吐出され、通常の濃い印字を
行うことができる。
The opposite electrode 10 has, for example, two different bias potentials Vb1 (<0), opposite in polarity to the potential of the toner particles, according to a print control code or the like input from a host device.
Vb2 (<0) is selectively applied. When the normal printing is selected, the bias potential Vb2 is applied to the counter electrode 10. Here, Vp2−Vb2 = Vp1. In this case, a necessary and sufficient amount of toner particles is ejected due to the potential difference between the ejection electrode 5 and the counter electrode 10, and normal dark printing can be performed.

【0029】一方、ドラフト印字が選択される場合は、
対向電極10に通常のバイアス電位Vb2よりも絶対値
が低いバイアス電位Vb1が印加される。この場合、吐
出電極5及び対向電極10間の電位差が通常よりも減少
するため、印字に必要十分な量のトナー粒子が吐出され
ず、この結果としてドラフト印字が行われる。
On the other hand, when draft printing is selected,
A bias potential Vb1 whose absolute value is lower than the normal bias potential Vb2 is applied to the counter electrode 10. In this case, since the potential difference between the discharge electrode 5 and the counter electrode 10 is smaller than usual, a sufficient amount of toner particles required for printing is not discharged, and as a result, draft printing is performed.

【0030】以上のように、本実施形態によれば、吐出
電極5と対向電極10との間に形成される高電界によ
り、インクメニスカスMeの先端部から帯電したトナー
粒子のみを引き出し、これをトナー群として対向電極1
0の方向、即ち記録媒体Pの方向に吐出させ記録を行う
ので、インク1中のトナー粒子のみを記録媒体Pに付着
させることができ、これがため、液体インクを直接噴射
する従来のインクジェット印字において顕著に現れた印
字のニジミ等を防止することができ、これにより、イン
クジェット方式でありながら電子写真方式並の高印字品
質を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, only the charged toner particles are extracted from the tip of the ink meniscus Me by the high electric field formed between the ejection electrode 5 and the counter electrode 10, and this is extracted. Counter electrode 1 as toner group
Since the recording is performed by discharging in the direction of 0, that is, in the direction of the recording medium P, only the toner particles in the ink 1 can be adhered to the recording medium P. Therefore, in the conventional inkjet printing in which the liquid ink is directly ejected, It is possible to prevent noticeable printing bleeding and the like, thereby realizing high printing quality comparable to that of the electrophotographic method, even though the ink jet method is used.

【0031】また、対向電極10にバイアス電位を与え
ることで、吐出電極5に印加するパルス電圧を低減する
ことができ、印加電圧パルスのスイッチングを高速に行
うことができ、これにより高速印字を行うことができ
る。
By applying a bias potential to the counter electrode 10, the pulse voltage applied to the discharge electrode 5 can be reduced, and the switching of the applied voltage pulse can be performed at high speed, thereby performing high-speed printing. be able to.

【0032】更に、対向電極10を高抵抗回路としたの
で、何らかの原因で吐出電極5と対向電極10との間の
電位差が各電極間5,10の空間の絶縁耐力を越える事
態が発生しても、対向電極10自身の抵抗によりスパー
クの発生が防止され、吐出電極5及び対向電極10をス
パークによる破壊から保護することができる。
Further, since the counter electrode 10 is a high resistance circuit, the potential difference between the discharge electrode 5 and the counter electrode 10 may exceed the dielectric strength of the space between the electrodes 5 and 10 for some reason. Also, generation of a spark is prevented by the resistance of the opposing electrode 10 itself, and the discharge electrode 5 and the opposing electrode 10 can be protected from destruction by the spark.

【0033】これに加え、対向電極10に、トナー粒子
の電位と逆極性の2つの異なるバイアス電位を切り換え
接続する構成としたので、吐出電極5及び対向電極10
間の電位差を2段階に設定でき、これにより、通常印字
とドラフト印字とを選択的に行うことができる。
In addition, since two different bias potentials having opposite polarities to the potential of the toner particles are switched and connected to the counter electrode 10, the discharge electrode 5 and the counter electrode 10 are connected.
The potential difference between the two can be set in two stages, so that normal printing and draft printing can be selectively performed.

【0034】ここで、本実施形態では、吐出開口部4と
吐出電極5とでメニスカス形成部7を構成しているが、
更に、ワイヤ等で別途メニスカス形成部7を構成しても
良い。また、対向電極10は本実施形態によらず、金属
平板と、この金属平板及び上記バイアス電圧源15間に
挿入された抵抗とにより高抵抗回路としても良い。
Here, in the present embodiment, the meniscus forming portion 7 is constituted by the ejection opening 4 and the ejection electrode 5.
Further, the meniscus forming section 7 may be separately formed by a wire or the like. Also, the counter electrode 10 may be a high resistance circuit using a metal flat plate and a resistor inserted between the metal flat plate and the bias voltage source 15 without depending on the present embodiment.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、吐出電極と対向電極との間に形
成される高電界により、インクメニスカスの先端部から
帯電したトナー粒子のみを引き出し、これをトナー群と
して対向電極の方向、即ち記録媒体の方向に吐出させ記
録を行うので、インク中のトナー粒子のみを記録媒体に
付着させることができ、これがため、液体インクを直接
噴射する従来のインクジェット印字において顕著に現れ
た印字のニジミ等を防止することができ、これにより、
インクジェット方式でありながら電子写真方式並の高印
字品質を実現することができる。
The present invention is constructed and functions as described above. According to this, only the toner particles charged from the tip of the ink meniscus by the high electric field formed between the ejection electrode and the counter electrode are provided. The recording is performed by ejecting the toner as a toner group in the direction of the counter electrode, that is, in the direction of the recording medium, so that only the toner particles in the ink can be adhered to the recording medium, thereby directly ejecting the liquid ink. It is possible to prevent bleeding or the like of the printing that has been remarkably appeared in the conventional inkjet printing, thereby,
Despite the ink jet method, it is possible to realize high printing quality comparable to the electrophotographic method.

【0036】また、対向電極に帯電トナーと逆極性のバ
イアス電位を与えることで、吐出電極に印加するパルス
電圧を低減することができ、印加電圧パルスのスイッチ
ングを高速に行うことができ、これにより高速印字を行
うことができる。
Further, by applying a bias potential having a polarity opposite to that of the charged toner to the counter electrode, the pulse voltage applied to the discharge electrode can be reduced, and the switching of the applied voltage pulse can be performed at high speed. High-speed printing can be performed.

【0037】更に、対向電極を高抵抗回路としたので、
何らかの原因で吐出電極と対向電極との間の電位差が各
電極間の空間の絶縁耐力を越える事態が発生しても、対
向電極自身の抵抗によりスパークの発生が防止され、吐
出電極及び対向電極をスパークによる破壊から保護する
ことができる。
Further, since the counter electrode is a high resistance circuit,
Even if the potential difference between the discharge electrode and the counter electrode for some reason exceeds the dielectric strength of the space between the electrodes, sparks are prevented by the resistance of the counter electrode itself, and the discharge electrode and the counter electrode are connected. Can protect against destruction by sparks.

【0038】特に請求項2記載の発明では、対向電極
に、トナー粒子の電位と逆極性の2つの異なるバイアス
電位を切り換え接続する構成としたので、吐出電極及び
対向電極間の電位差を2段階に設定でき、これにより、
通常印字とドラフト印字とを選択的に行うことができ
る、という従来にない優れた静電式インクジェット記録
装置を提供することができる。
In particular, in the second aspect of the invention, since two different bias potentials having opposite polarities to the potential of the toner particles are switched and connected to the counter electrode, the potential difference between the discharge electrode and the counter electrode is set in two stages. Can be set,
It is possible to provide an unprecedented excellent electrostatic ink jet recording apparatus capable of selectively performing normal printing and draft printing.

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

【図1】本発明の一実施形態を示す一部を切り欠いた平
面図である。
FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態を示す一部を切り欠いた側
面図である。
FIG. 2 is a partially cutaway side view showing one embodiment of the present invention.

【図3】トナー群の吐出にあたり吐出電極に印加される
電圧を示す線図であり、図3(a)は比較例、図3
(b)は本実施形態における印加電圧を示す。
FIG. 3 is a diagram showing a voltage applied to an ejection electrode when the toner group is ejected. FIG. 3A is a comparative example, and FIG.
(B) shows the applied voltage in the present embodiment.

【図4】図1に示す実施形態において、通常印字モード
とドラフト印字モードとの切り換え制御を説明する線図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating control for switching between a normal print mode and a draft print mode in the embodiment shown in FIG. 1;

【図5】従来例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インク 2 インク室 3 トナー群 4 吐出開口部(インク吐出部) 5 吐出電極 Me インクメニスカス 7 メニスカス形成部 8 泳動電極 P 記録媒体 10 対向電極 11 泳動電圧源 12 吐出電圧源 13 インク排出口 14 インク供給口 15 バイアス電圧源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink 2 Ink chamber 3 Toner group 4 Discharge opening (ink discharge part) 5 Discharge electrode Me Ink meniscus 7 Meniscus formation part 8 Migration electrode P Recording medium 10 Counter electrode 11 Migration voltage source 12 Discharge voltage source 13 Ink discharge port 14 Ink Supply port 15 Bias voltage source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 良広 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 峯本 仁史 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/06────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiro Hagiwara 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside NEC Corporation (72) Inventor Hitoshi Minemoto 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Japan Electric Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B41J 2/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 帯電したトナー粒子を含むインクを収納
するインク室と、このインク室に連通し且つ外部に向け
て開口されたインク吐出部と、このインク吐出部内にそ
の先端部が幾分突出して装備された吐出電極と、前記イ
ンク室の前記吐出電極を囲むようにしてインク室の外側
に配設された泳動電極と、記録媒体を挟んで前記インク
吐出部に対向して配設された対向電極とを備え、 前記泳動電極に所定の泳動電圧を印加する泳動電圧源
と、前記吐出電極にパルス電圧を印加する吐出電圧源と
を備えてなるインクジェット式記録装置において、 前記対向電極に前記トナー粒子の電位とは逆極性のバイ
アス電位を印加するバイアス電圧源を接続すると共に、
当該対向電極が1MΩ以上の高抵抗を有することを特徴
した静電式インクジェット記録装置。
1. An ink chamber for containing ink containing charged toner particles, an ink discharge section communicating with the ink chamber and opening to the outside, and a tip end of the ink discharge section protrudes somewhat into the ink discharge section. A discharge electrode provided outside the ink chamber so as to surround the discharge electrode of the ink chamber, and a counter electrode disposed opposite to the ink discharge section with a recording medium interposed therebetween. with the door, and electrophoresis voltage source for applying a predetermined migration voltage to the electrophoresis electrode, the ink jet recording apparatus comprising a discharge voltage source for applying a pulse voltage to the ejection electrode, before Symbol toner to the counter electrode Connect a bias voltage source that applies a bias potential of the opposite polarity to the potential of the particles,
An electrostatic ink jet recording apparatus, wherein the counter electrode has a high resistance of 1 MΩ or more .
【請求項2】 前記バイアス電圧源は前記対向電極に
前記トナー粒子の電位と逆極性の2つの異なるバイアス
電圧を選択的に切り換え接続する機能を備えている
とを特徴とした請求項1記載の静電式インクジェット記
録装置。
2. The bias voltage source has a function of selectively switching and connecting two different bias voltages having polarities opposite to the potential of the toner particles to the counter electrode. The electrostatic ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記吐出電極が、前記インク吐出部内の
下面部分に配設されていることを特徴とする請求項1又
は2記載の静電式インクジェット記録装置。
3. The electrostatic ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ejection electrode is provided on a lower surface portion in the ink ejection section.
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