JP2842342B2 - 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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    • B41J2002/061Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink

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
録装置に係り、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と共に静電力の作用により吐出
させて記録を行う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】図4に従来例を示す。この図4に示すイ
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201と、この顔料系インク中の色材粒子2
06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206を排出させ記録体204上に
飛翔させるための排出電極205を有している。
【0003】インク室201は、誘電体部材208の内
部に設けられている。また、上記インク吐出口202
は、この誘電体部材208の一端部に設けられ、インク
室201の内部と外部とを連通している。排出電極20
5は、インク吐出方向に沿って帯状に設けられ、その先
端部は電界が集中し易いように針状に尖っている。ま
た、電気泳動電極203は、誘電体部材208の後面と
側面に一体的に固定されている。インク吐出口202の
対向面には記録体207を介し、接地された対向電極2
14が配設されている。顔料系インクは、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
熱可塑性樹脂の色材粒子206たる微粒子(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、記録体2
04は普通紙である。電気泳動電極203と排出電極2
05には、所定のタイミングで色材粒子206と逆極性
の所定の電圧を印加する電圧駆動部(図示略)が接続さ
れている。
【0004】そして、電気泳動電極203に図(a)
に示す一定電圧V1が印加され、顔料系インクが満たさ
れているインク室201に電界が形成されると、この電
界の作用により顔料系インク中の色材粒子206がイン
ク吐口出202へある電気泳動速度で移動し、インク吐
出口202に集中する。色材粒子206がインク吐出口
202に集中された状態から、排出電極205に図
(b)に示す電圧V2、時間T2のパルス状の電圧が印
加されると、色材粒子206は、このパルス状の電圧V
2に同期したタイミングで微小な飛翔粒子群207とな
ってインク吐出口202から排出され、記録体204上
に付着する。以降、電気泳動電極203により形成され
た電界の作用により色材粒子206のインク吐出口20
2への補給が行われ、上記動作の繰り返しにより記録体
204上に画像が形成される。
【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、電気泳動電極203に図5(a)に示
す一定電圧V1の電圧を印加し続けている間は、色材粒
子206がインク吐出口202へ向かって移動し続ける
ので、色材粒子206がインク吐出口202から排出さ
れない状態が続けば、色材粒子206の集中がインク吐
出口付近で過剰になり、インク吐出口202の目詰まり
を生じ、この結果、安定した色材粒子202の排出がで
きず、印字画像の品質に悪影響を与える不都合があっ
た。
【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、インク吐出口への色材粒子の過剰な集中
を防止し画像を安定化させることができるインクジェッ
ト記録装置を提供することを、その目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
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、インク吐出口
へ集中した色材粒子を排出させて記録体上に飛翔させる
排出電極と、この排出電極及び電気泳動電極に所定のイ
ンク吐出用制御電圧を印加する制御電圧印加手段とを備
えている。また、制御電圧印加手段が、色材粒子を排出
させる一定時間前に排出電極への印加電圧を色材粒子が
インク吐出口に集中してゆく電圧に可変制御する印加電
圧可変制御機能と、色材粒子の非排出時に電気泳動現象
の発生を抑制する粒子泳動抑制制御機能とを備えてい
る、という構成を採っている。
【0008】このため、本発明では、色材粒子の排出を
行わない場合は、色材粒子のインク吐出口へ向かう電気
泳動が抑制されるので、色材粒子のインク吐出口への集
中が抑制される。
【0009】請求項2記載の発明では、制御電圧印加手
段の印加電圧可変制御機能を、色材粒子を排出させる一
定時間前に排出電極への印加電圧を電気泳動電極への印
加電圧より低く設定する機能とした、という構成を採っ
ている。
【0010】このため、本発明では、色材粒子の排出が
行われる一定時間前に、電気泳動電極と排出電極との間
に電界が形成され、色材粒子にインク吐出口に向かう電
気泳動が付勢され、インク吐出口に十分な量の色材粒子
が集中する。
【0011】請求項3記載の発明では、制御電圧印加手
段の粒子泳動抑制制御機能を、色材粒子の非排出時に排
出電極への印加電圧を電気泳動電極への印加電圧と同電
圧にする機能とした、という構成を採っている。
【0012】このため、本発明では、色材粒子の排出を
行わない間は、電気泳動電極と排出電極との間に電界が
形成されず、色材粒子の電気泳動が付勢されないので、
インク吐出口への色材粒子の集中が停止する。
【0013】これらの手段により、前述した目的を達成
しようとするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
1乃至図3に基づいて説明する。ここで、従来例と同一
部分は同一符号を付して重複説明を省略する。
【0015】まず、図1において、誘電体部材208の
内部には、顔料系インクが満たされたインク室201が
設けられている。誘電体部材208の後面及び側面に
は、顔料系インク中の色材粒子206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が一体的に装備されている。また、インク室2
01には、インク吐出口202へ集中した色材粒子20
6を排出させて記録体204上に飛翔させる排出電極2
05が併設されている。この排出電極205及び電気泳
動電極203には、所定のインク吐出用制御電圧を印加
する制御電圧印加手段111が接続されている。ここ
で、符号113は、上位装置から印字データ(印字制御
コードを含む)を受信する入力インターフェースを示
し、符号109は、印字データDを解釈して所定の指示
信号Sを制御電圧印加手段111に入力する制御部を示
す。
【0016】これを更に詳述すると、本実施形態におい
て、制御部109は、マイクロコンピュータで構成さ
れ、予め準備された制御プログラムを逐次実行すること
により各種の処理を行うように構成されている。例え
ば、制御部109は、上位装置等から入力インターフェ
ース113を経由して入力される印字データDを解釈
し、飛翔粒子群206Aの排出の必要があるか否かを判
断し、排出電極205に与えるべき印加電圧を決定し、
制御電圧印加手段111に指示信号Sを送出する。
【0017】制御電圧印加手段111は、色材粒子20
6の排出時に排出電極205への印加電圧を可変制御す
る印加電圧可変制御機能と、色材粒子206の非排出時
に電気泳動現象203の発生を抑制する粒子泳動抑制制
御機能とを備えている。このうち、印加電圧可変制御機
能は、色材粒子206を排出させる一定時間前に排出電
極205への印加電圧を電気泳動電極203への印加電
圧より低く設定する機能であり、粒子泳動抑制制御機能
は、色材粒子206の非排出時に排出電極205への印
加電圧を電気泳動電極203への印加電圧と同電圧にす
る機能である。
【0018】この他の構成は、前述した従来例と同一と
なっている。
【0019】次に、上記実施形態の全体動作を図2乃至
図3に基づいて説明する。
【0020】装置全体を稼動状態に設定すると、制御電
圧印加手段111により電気泳動電極203と排出電極
205に色材粒子206と同極性の電圧V1が印加され
る(ステップS1)。このとき、電気泳動電極203と
排出電極205との間に電界は形成されず、インク中の
色材粒子206に静電力は作用しない。
【0021】続いて、上位装置から入力インターフェー
ス113に印字データDが入力されると、制御部109
は、当該印字データDを解釈し(ステップS2)、飛翔
粒子群206Aの排出を行う必要があるか否かを判断す
る(ステップS3)。
【0022】この結果、飛翔粒子群206Aの排出を行
う必要がある場合は、排出電極205の電位を電圧V1
よりも低い電位(本実施形態において0V)に設定すべ
き旨の指示信号Sを制御電圧印加手段111に入力す
る。また、制御部109は、指示信号Sの送出と共に内
部タイマをリセットし、一定時間の計時を開始する。指
示信号Sを受信した制御電圧印加手段111は、排出電
極205への印加電圧を0Vに可変制御する(ステップ
S4)。これにより、電気泳動電極203と排出電極2
05との間に電界が形成され、インク中の色材粒子20
6が電気泳動しインク吐出口202に集中してゆく。
【0023】次に、制御部109は、先の指示信号Sの
送出から一定時間が経過したか否かを判断し(ステップ
S5)、一定時間が経過していれば排出電極205に色
材粒子206と同極性の電圧V3,パルス幅T2のパル
ス電圧を印加すべき旨の指示信号Sを制御電圧印加手段
111に送出する。この指示信号Sを受信した制御電圧
印加手段111は、排出電極205に電圧V3,パルス
幅T2の電圧パルスを印加する(ステップS6)。ここ
に、一定時間とは、インク吐出口202に十分な量の色
材粒子206が集中するまでの時間であるから、そのよ
うな最適値を設定されれば良い。排出電極205にパル
ス電圧V3が印加されると、排出電極205と対向電極
214との間に電界が形成され、一群の色材粒子206
がインクメニスカスの先端から引き出され、飛翔粒子群
206Aとなって記録体204に付着してドットが形成
される。以降、記録体204の搬送と共に、ステップS
2からの処理が繰り返し実行され記録体表面に所望の印
字が行われる。
【0024】一方、ステップS3において、インク吐出
を行う必要がない場合は、制御部109は、排出電極2
05に電気泳動電極203への印加電圧と等しい電圧V
1を印加すべき旨の指示信号Sを制御電圧印加手段11
1に送出する。この指示信号Sを受信した制御電圧印加
手段111は、排出電極205に電圧V1を印加する
(ステップS7)。これにより、電気泳動電極203と
排出電極205との間に電界が形成されなくなり、色材
粒子206の電気泳動が停止し色材粒子206のインク
吐出口202への過剰集中が防止される。
【0025】このように、本実施形態によれば、色材粒
子206の排出を必要としない間は色材粒子206のイ
ンク吐出口202への集中を停止させるので、インク吐
出口202への色材粒子206の過剰な集中を防止する
ことができ、これにより、インク吐出口202の目詰ま
りを防止することができると共に、印刷画像の安定化を
図ることができる。
【0026】また、印字動作中に色材粒子206の排出
が必要な場合には、前もってインク吐出口202に色材
粒子を集中させるので、色材粒子206の排出を確実に
行うことができる。
【0027】更に、色材粒子の電気泳動を停止させる場
合でも、電気泳動電極203への印加電圧V1は常時一
定のままなので、電気泳動電極203の印加電圧を制御
するための複雑な制御系を必要とせず、制御系の構成を
簡略化する事によりコストの低減を図ることができる。
【0028】ここで、色材粒子206の電気泳動を抑制
する際に排出電極205及び電気泳動電極203に印加
する電圧は、本実施形態によらず、少なくとも、排出電
極205の電位と電気泳動電極203の電位とが同電位
になる電圧であれば良い。また、色材粒子206を排出
させる一定時間前に排出電極に印加する電圧は、電気泳
動電極203に印加される電圧よりも低ければ0Vでな
くとも良い。
【0029】
【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、制御電圧印加手段の粒子泳動抑
制制御機能により、色材粒子の排出を必要としない間は
色材粒子のインク吐出口への集中が停止されるので、イ
ンク吐出口への色材粒子の過剰な集中を防止することが
でき、これにより、インク吐出口の目詰まりを防止する
ことができると共に、印刷画像の安定化を図ることがで
きる。
【0030】請求項2記載の発明では、顔料系インクを
排出させる一定時間前に排出電極への印加電圧が電気泳
動電極への印加電圧より低く設定されるので、印字動作
中に色材粒子の排出が必要な場合には、前もってインク
吐出口に色材粒子を集中させることができ、色材粒子の
排出を確実に行うことができる。
【0031】請求項3記載の発明では、顔料系インクの
非吐出時には、排出電極への印加電圧が電気泳動電極へ
の印加電圧と同電圧に設定されるので、色材粒子の電気
泳動を停止させる場合でも、電気泳動電極への印加電圧
は常時一定のままであり、電気泳動電極の印加電圧を制
御するための複雑な制御系を必要とせず、制御系の構成
を簡略化する事によりコストの低減を図ることができ
る、という従来にない優れたインクジェット記録装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1に示す実施形態の全体動作を説明するフロ
ーチャートである。
【図3】図1に示す実施形態において、印字中に各電極
に印加される電圧の変化を示す線図であり、図3(a)
が電気泳動電極への印加電圧を示し、図3(b)が排出
電極への印加電圧を示す。
【図4】従来例を示す概略構成図である。
【図5】図4の従来例において、印字中に各電極に印加
される電圧の変化を示す線図であり、図5(a)が電気
泳動電極への印加電圧を示し、図5(b)が排出電極へ
の印加電圧を示す。
【符号の説明】
109 制御部 111 制御電圧印加手段 113 入力インターフェース 201 インク室 202 インク吐出口 203 電気泳動電極 204 記録体 205 排出電極 206 色材粒子 206A 飛翔粒子群 208 誘電体部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末次 淳一 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 島 和男 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 国際公開93/11866(WO,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/06 B41J 2/01

Claims (3)

    (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色材粒子を排出させて記録体
    上に飛翔させる排出電極と、この排出電極及び前記電気
    泳動電極に所定のインク吐出用制御電圧を印加する制御
    電圧印加手段とを備えたインクジェット記録装置におい
    て、 前記制御電圧印加手段が、前記色材粒子を排出させる一
    定時間前に前記排出電極への印加電圧を前記色材粒子が
    前記インク吐出口に集中してゆく電圧に可変制御する印
    加電圧可変制御機能と、前記色材粒子の非排出時に前記
    電気泳動現象の発生を抑制する粒子泳動抑制制御機能を
    備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】 前記制御電圧印加手段の印加電圧可変制
    御機能を、前記色材粒子を排出させる一定時間前に前記
    排出電極への印加電圧を前記電気泳動電極への印加電圧
    より低く設定する機能とした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。
  3. 【請求項3】 前記制御電圧印加手段の粒子泳動抑制制
    御機能を、前記色材粒子の非排出時に前記排出電極への
    印加電圧を前記電気泳動電極への印加電圧と同電圧にす
    る機能としたことを特徴とする請求項1又は2記載のイ
    ンクジェット記録装置。
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US08/734,380 US6220695B1 (en) 1995-10-24 1996-10-17 Ink-jet recording device for suppressing excess electrophoretic accumulation of charged particles

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EP0770484A3 (en) 1997-07-09
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