JP2859237B2 - 静電式インクジェット記録装置 - Google Patents

静電式インクジェット記録装置

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JP2859237B2 JP34858996A JP34858996A JP2859237B2 JP 2859237 B2 JP2859237 B2 JP 2859237B2 JP 34858996 A JP34858996 A JP 34858996A JP 34858996 A JP34858996 A JP 34858996A JP 2859237 B2 JP2859237 B2 JP 2859237B2
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仁史 峯本
人司 竹本
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は静電式インクジェッ
ト記録装置に関し、特にトナーを記録媒体に付着させ記
録を行う静電式インクジェット記録装置に関する。
【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で記録が可能であり、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】その中に、記録媒体背面に設けた対向電極
と、これに対向した針状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、例えば特願平7−120252号
明細書に示される、この従来の静電式インクジェット記
録ヘッドの一例を示す斜視図である。図4を参照する
と、基板132はガラス等の絶縁体で、その表面には、
複数の記録電極125が形成されている。記録電極12
5は基板132全面にスパッタしたクロム等の導電性材
料をフォトリソグラフィでパターニングしたもので、例
えば300dpi(dotsper inch)ピッチ、すなわち約8
5μm間隔で配置されている。記録電極125は不図示
のドライバに接続されており、このドライバは記録時に
記録電極125に選択的に高電圧パルスを印加する。
【0005】メニスカス形成部材128は基板132上
にラミネートした感光性高分子フィルムをフォトリソグ
ラフィで加工したもので、記録電極125の先端部より
やや後退した位置に、各記録電極125に重なるように
形成されている。感光性高分子フィルムの厚みは30μ
mで、メニスカス形成部材128の幅も約30μmであ
る。
【0006】メニスカス形成部材128の上には、メニ
スカス形成部材128先端部よりさらに後退した位置
に、カバー133が取り付けられている。カバー133
は、絶縁性部材で、あらかじめインク供給口126およ
びインク排出口127が加工されている。基板132と
カバー133とがスリット状のインク噴射口122を形
成し、インク噴射口122の間には記録電極125上に
乗ったメニスカス形成部材128が突き出ている。メニ
スカス形成部材128は、カバー133を支持し、イン
ク流路134を形成する目的も兼ねるため、一部カバー
133の下にも続いている。また、メニスカス形成部材
128は基板132およびカバー133とともにインク
室121を構成している。
【0007】さらに、インク120中のトナーを濃縮し
インク流路134を通してインク噴射口122近傍に供
給するために、インク流路134後方に泳動電極123
が配設されている。泳動電極123と記録媒体124背
面に設けた対向電極129との間の電界によりインク1
20中のトナーは電気泳動力により移動しインク噴射口
122近傍に集中する。このとき、記録電極125にパ
ルス電圧を印加することにより、トナーは飛翔粒子群1
31として記録媒体124に向け飛翔する。
【0008】上述した従来の静電式インクジェット記録
装置は、記録媒体124背面に設けた対向電極129
と、これに対向した記録電極125との間に電圧を印加
しその間の静電力でインク中のトナーを飛翔させるた
め、記録電極125と対向電極129との間の距離が確
保できないという問題がある。さらに、記録電極125
と対向電極129との間の距離を確保するためには、記
録電極125と対向電極129との間の電位差を確保す
る必要があり、必要となる電圧が1KV以上の高電圧に
なるという問題がある。さらに、記録媒体124の厚み
や走行中の記録媒体124の浮き等により、記録動作中
に記録電極125と対向電極129との間の距離が変化
するため、インク120中のトナーに作用する力が変化
して、安定したトナーの飛翔が妨げれられるという問題
も発生する。
【0009】それらの問題点の解決策として、静電界で
インク中のトナーのみを吐出させる静電式インクジェッ
ト記録装置に於いては、記録電極と対向電極との間に第
3の電極即ちゲート電極を設けることにより、記録電極
と対向電極との距離が変化しても、記録電極とゲート電
極との距離を一定に保ち、且つ記録電極とゲート電極と
の距離を比較的狭くすることによって、トナー飛翔に必
要な電圧も抑えることができ、トナー飛翔を安定した状
態で行うことができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、記録電極と対
向電極との間にゲート電極を配置する構造では、記録電
極と対向電極との距離を広げることはできるが、記録電
極と対向電極との間の電位差を確保するため、ゲート電
極と記録電極との間の距離が比較的狭くなる。その際、
ヘッドの移動等による振動がヘッドに伝わると、外部と
連通している吐出部からインクが漏れ、ゲート電極と記
録電極との間がインクで埋ってしまい、インクブリッジ
を形成してしまう。インクブリッジが発生すると印字を
行うのが不可能な状態になることがある。ゲート電極と
記録電極との間がインクで埋ってしまうと、印字を行う
ことが困難になるため、元の印字可能な状態に戻す必要
がある。また、それ以前に印字が不可能な状態になった
ことを早急に感知し、元の印字可能な状態に戻すための
復帰動作を行わなければならない。
【0011】本発明の目的は、ゲート電極に流れる電流
を測定し、ゲート電極と記録電極との間がインクで埋っ
てインクブリッジを形成していないか監視し、インクブ
リッジが発生した場合には、早急にインクブリッジを除
去する機能を有する静電式インクジェット記録装置を提
供するにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の静電式インクジ
ェット記録装置は、帯電したトナーを含んだ絶縁性イン
クで内部が満たされているインク室と、前記インク室と
外部とを連通する吐出部と、前記吐出部付近に位置しパ
ルス電圧をかけることにより前記トナーを外部に吐出さ
せる記録電極と、前記インク室中の前記吐出部と反対側
面に位置し前記トナーを電気泳動現象により前記吐出部
に集中させる泳動電極と、前記インクを貯蔵するインク
貯蔵部と、前記インク室と前記インク貯蔵部とを管路で
連通させ前記インクをポンプにより循環させる循環部
と、前記記録電極の先端の延長方向に前記各記録電極に
対応する位置に開口部を持つゲート電極とを備える静電
式インクジェット記録装置において、前記ゲート電極に
流れる電流を測定するセンサを備える。
【0013】また、本発明の静電式インクジェット記録
装置は、前記センサが前記ゲート電極に流れる電流の急
激な変化を感知するとインクブリッジが前記ゲート電極
付近に発生したと認識して印字動作を停止する制御手段
を備える。
【0014】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録装置は、前記センサが前記ゲート電極に流れる電流の
急激な変化を感知するとインクブリッジが前記ゲート電
極付近に発生したと認識して前記インクブリッジを除去
する手段を備える。
【0015】
【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。図1は本発明の一実
施の形態を示す概略図、図2はこの実施の形態のヘッド
部拡大図、図3はこの実施の形態においてインクブリッ
ジが発生した場合のヘッド部拡大図である。
【0016】図1,図2および図3を参照すると、この
実施の形態の静電式インクジェット記録装置は、帯電し
たトナーを含んだ絶縁性インク2で内部が満たされてい
るインク室8と、このインク室8と外部とを連通する吐
出部14と、この吐出部14付近に位置しパルス電圧を
かけることによりトナーを外部に吐出させる記録電極5
と、インク室8中の吐出部14と反対側面に位置しトナ
ーを電気泳動現象により吐出部14に集中させる泳動電
極4と、インク2を貯蔵するインク貯蔵部1と、インク
室8とインク貯蔵部1とを流入管路16および流出管路
17で連通させインク2をインク供給用ポンプ12およ
びインク排出用ポンプ3によりインク循環方向6に循環
させる循環部と、記録電極5の先端の延長方向に各記録
電極5に対応する位置に開口部を持つゲート電極9とを
備える静電式インクジェット記録装置において、ゲート
電極9に流れる電流を電気信号線11を介して測定する
ブリッジ感知センサ13を備えることを特徴とする。ま
た、ブリッジ感知センサ13がゲート電極9に流れる電
流の急激な変化を感知するとインクブリッジ15がゲー
ト電極9付近に発生したと認識して印字動作を停止する
不図示の制御手段を備える。さらに、ブリッジ感知セン
サ13がゲート電極9に流れる電流の急激な変化を感知
するとインクブリッジ15がゲート電極9付近に発生し
たと認識してインクブリッジ15を除去する不図示のブ
リッジ除去手段を備える。
【0017】インク貯蔵部1とヘッド部7内のインク室
8とはインク室8からみて流入管路16および流出管路
17とそれぞれ少なくとも1本以上づつで連通してい
る。流入管路16中にはヘッド部7内のインク室8に連
通する間に、ヘッド部7内のインク室8にインク循環方
向6にインク2を送り込むためのインク供給用ポンプ1
2があり、流出管路17中にはヘッド部7内のインク室
8を通過したインク2をインク貯蔵部1へと戻すための
インク排出用ポンプ3がある。
【0018】ヘッド部7内には、一方側に吐出部14を
配設するインク室8と、吐出部14とインク流れを挟ん
で反対側にインク2中のトナーを電気泳動現象により吐
出部14付近に集める泳動電極4と、インク室8の吐出
部14付近に形成されパルス電圧を印加することにより
インク2中のトナーを吐出する複数の記録電極5とがあ
る。また、ヘッド部7前面には、各記録電極5の先端の
延長線上に、記録電極5から吐出したトナー滴が通過す
るための穴が空き、導電性金属板で形成されるゲート電
極9と、印字動作中にゲート電極9に流れる電流値を随
時計測するブリッジ感知センサ13とがあり、ゲート電
極9はブリッジ感知センサ13を介して接地されてい
る。
【0019】次に、この実施の形態の動作について説明
する。ヘッド部7内のインク室8にはインク供給用ポン
プ12の動作によって流入管路16を通ってインク循環
方向6にインク2が送り込まれ、インク2はインク室8
の吐出部14を通過して流出管路17を通り、インク排
出用ポンプ3の動作によってインク貯蔵部1へと流れ
る。インク2の一部は、吐出の際にトナーと共に飛翔す
るが、飛翔成分のほとんどがトナーであるため、インク
供給用ポンプ12およびインク排出用ポンプ3のそれぞ
れのインク2の搬送量はほぼ一定である。また、ブリッ
ジ感知センサ13は、電気信号線11を介して印字動作
中にゲート電極9を流れる電流を随時測定している。通
常、ゲート電極9はブリッジ感知センサ13を介して接
地されているため電流は流れていない。
【0020】通常、インク室8の吐出部14は、インク
2の表面張力によりメニスカス形状を形成している。し
かし、ヘッド部7の移動やインク循環が停止した状態か
ら循環を開始した場合などヘッド部7およびインク室8
の吐出部14に急激な振動や圧力変動が加わると、イン
ク室8の吐出部14に形成されているインク2のメニス
カス形状が破れインク2が流出し、ヘッド部7前面でイ
ンク室8の吐出部14に極めて近い位置に存在するゲー
ト電極9にインク2が接触し、ゲート電極9とヘッド部
7との間でインクブリッジ15を形成する。その際、イ
ンク2は泳動電極4に印加された電圧によって帯電して
いるため、ゲート電極9にインク2が接液することによ
り、ゲート電極9と泳動電極4が極めて低い抵抗を挟ん
で繋がる。そのため、ゲート電極9と泳動電極4とは、
ほぼ短絡したのと同じ状態になるため、ゲート電極9に
インク2が接液したと同時に泳動電極4からゲート電極
9に電流が流れ込む。
【0021】ブリッジ感知センサ13は、急激な電流が
ゲート電極9から流れ込むと、ゲート電極9とヘッド部
7との間でインクブリッジ15が発生したと判断し、不
図示のコントローラへ印字動作の中断信号を送り、印字
動作を中断する。ここでは、インクブリッジ15の発生
後の印字動作の中止は不図示のコントローラで行ってい
るが、ブリッジ感知センサ13にて行ってもよい。イン
クブリッジ15の発生によって印字を中断した場合、不
図示のブリッジ除去機構によって印字可能な状態へと復
帰させ、再び印字を行う。
【0022】以上のことから、ゲート電極に流れ込む電
流の測定を行うことによって、簡単にインクブリッジの
発生を迅速に発見することができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の効果は、
インクブリッジの発生を迅速に発見することができると
いうことである。その理由は、インクブリッジ発生時に
流れる電流を利用し、インクブリッジの発生を感知する
からである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す概略図である。
【図2】この実施の形態のヘッド部拡大図である。
【図3】この実施の形態においてインクブリッジが発生
した場合のヘッド部拡大図である。
【図4】従来例の構成を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
1 インク貯蔵部 2 インク 3 インク排出用ポンプ 4 泳動電極 5 記録電極 6 インク循環方向 7 ヘッド部 8 インク室 9 ゲート電極 11 電気信号線 12 インク供給用ポンプ 13 ブリッジ感知センサ 14 吐出部 15 インクブリッジ 16 流入管路 17 流出管路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 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 (56)参考文献 特開 平10−128979(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/06 B41J 2/175

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯電したトナーを含んだ絶縁性インクで
    内部が満たされているインク室と、前記インク室と外部
    とを連通する吐出部と、前記吐出部付近に位置しパルス
    電圧をかけることにより前記トナーを外部に吐出させる
    記録電極と、前記インク室中の前記吐出部と反対側面に
    位置し前記トナーを電気泳動現象により前記吐出部に集
    中させる泳動電極と、前記インクを貯蔵するインク貯蔵
    部と、前記インク室と前記インク貯蔵部とを管路で連通
    させ前記インクをポンプにより循環させる循環部と、前
    記記録電極の先端の延長方向に前記各記録電極に対応す
    る位置に開口部を持つゲート電極とを備える静電式イン
    クジェット記録装置において、前記ゲート電極に流れる
    電流を測定するセンサを備えることを特徴とする静電式
    インクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】 前記センサが前記ゲート電極に流れる電
    流の急激な変化を感知するとインクブリッジが前記ゲー
    ト電極付近に発生したと認識して印字動作を停止する制
    御手段を備えることを特徴とする請求項1記載の静電式
    インクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】 前記センサが前記ゲート電極に流れる電
    流の急激な変化を感知するとインクブリッジが前記ゲー
    ト電極付近に発生したと認識して前記インクブリッジを
    除去する手段を備えることを特徴とする請求項1または
    2記載の静電式インクジェット記録装置。
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GB0709517D0 (en) * 2007-05-17 2007-06-27 Queen Mary & Westfield College An electrostatic spraying device and a method of electrostatic spraying
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