JP2885716B2 - 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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JP2885716B2
JP2885716B2 JP22711696A JP22711696A JP2885716B2 JP 2885716 B2 JP2885716 B2 JP 2885716B2 JP 22711696 A JP22711696 A JP 22711696A JP 22711696 A JP22711696 A JP 22711696A JP 2885716 B2 JP2885716 B2 JP 2885716B2
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人司 竹本
淳一 末次
仁史 峯本
和男 島
良広 萩原
良介 上松
徹 薬師寺
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Description

【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、特にキャリア液体中にトナー粒子を
分散させたインクを用い静電力によりトナー粒子を飛翔
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】その中に、記録紙背面に設けた電極と、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はこの従来のインクジェット記録装置
の記録ヘッド部の概略構成を示す断面図であり、図3は
この記録ヘッドの吐出開口部のトナー粒子が吐出するに
十分な電位に至る迄の時間がインク特性によって変化す
ることを示す図である。
【0005】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、帯電したトナー粒子を含むインク14
を収容するとともに一端に吐出開口部7を有するインク
室1とトナー粒子を吐出開口部7から吐出させる吐出電
極4とを有する記録ヘッド3と、記録媒体8を介して吐
出開口部7と対向する対向電極6とから構成される。
【0006】記録ヘッド部3のインク室1にはトナー粒
子を含んだインク14が満たされている。インク14は
図示しないインクタンクからインク流入口2を経てイン
ク室1に入る。インク室1内に供給されたインク14は
吐出電極4の先端を経て下方に流れインク流出口5から
インクタンクに戻る。インク14内のトナー粒子は吐出
電極4に印加される電圧と同じ極性に帯電されている。
【0007】吐出開口部7の対向する位置には対向電極
6があり、吐出電極4に対し低い電位になっている。吐
出電極4の先端に移動したインク14内のトナー粒子
は、吐出電極4に電圧が印加されると対向電極6に向か
って吐出電極4と対向電極6との間に生じる電気力線に
沿って飛翔する。その結果トナー粒子は吐出電極4と対
向電極6との間に位置する記録媒体8の上に付着する。
【0008】トナー粒子が飛翔するための条件は吐出開
口部7のトナー電位が飛翔するのに十分な電位にならな
ければならない。その様子を図3に示す。図3の実線は
吐出電極4に電圧を印加した時の吐出開口部7のトナー
粒子電位21の様子を示している。トナー粒子電位21
がトナー粒子吐出可能な吐出電位Vcを越えると、トナ
ー粒子は対向電極6に向かって飛翔することを示してい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図3の点線又
は一点鎖線で示すように、トナー粒子電位はトナー濃度
などのインクの特性が変動することにより、吐出可能電
位に到達するまでの時間Tsが変動する。これにより、
装置を使用している間に、いままで時間Tsの間、吐出
電極4に電圧を印加していれば吐出していたトナー粒子
が、インク特性の変動により吐出しなくなるという問題
があった。
【0010】例えば、インク特性の変動により、いまま
でTs時間電圧を印加していて吐出していたトナー粒子
が、吐出可能電位に到達するまでの時間が一点鎖線のよ
うにTs2になった場合、吐出しなくなる。また、吐出
可能電位に到達するまでの時間がTs1になった場合
は、それだけ短い時間で吐出することが可能となり、必
要以上に電圧を印加することにより、トナー粒子の吐出
量が多くなり記録媒体上でドット径が大きくなるという
問題があった。
【0011】本発明の目的は、このような点に鑑みなさ
れたもので、インク特性の変化に対応してトナーの安定
吐出を実現させることにより、インク特性のバラツキの
許容範囲を広げ、安定した印字を実現させる静電式イン
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
収容するとともに一端に吐出開口部を有するインク室
と、前記トナー粒子を前記吐出開口部から吐出させる吐
出電極と、記録媒体を介して前記吐出開口部と対向する
対向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、前記インク内のトナー粒子濃度を測定するトナー
濃度測定手段と、測定した前記トナー粒子濃度を判定す
る濃度判定部と、この濃度判定部の判定に基づいて前記
吐出電極に印加する電圧出力を制御する電圧制御部と、
この電圧制御部の出力に基づいて前記吐出電極に前記電
圧を印加する電圧印加部とを有し、測定した前記トナー
粒子濃度に基づいて前記吐出電極に印加する電圧を制御
する制御手段とを備える。
【0013】
【0014】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録装置は、測定した前記トナー粒子濃度をA/D変換す
ることにより前記濃度を複数値で出力する濃度判定部を
備える。
【0015】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録装置は、前記濃度判定部の出力に応じて、前記吐出電
極に印加するパルス電圧のパルス高またはパルス幅およ
びパルス周波数を可変して出力する電圧制御部を備え
る。
【0016】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録装置は、前記吐出電極に印加するパルス電圧のパルス
高またはパルス幅またはパルス周波数を予め格納するR
OMテーブルを有し、前記濃度判定部の出力に応じて前
記パルス電圧の最適値を前記ROMテーブルから読み取
って出力する前記電圧制御部を備える。
【0017】
【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。
【0018】図1は本発明の一実施の形態を示す構成図
である。図1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、帯電したトナー粒子を含むイ
ンク14を収容するとともに一端に吐出開口部7を有す
るインク室1とトナー粒子を吐出開口部7から吐出させ
る吐出電極4とを有する記録ヘッド3と、記録媒体8を
介して吐出開口部7と対向する対向電極6と、インク1
4内のトナー粒子濃度を測定するトナー濃度測定手段9
と、測定したトナー粒子濃度を判定する濃度判定部11
とこの濃度判定部11の判定に基づいて吐出電極4に印
加する電圧出力を制御する電圧制御部12とこの電圧制
御部12の出力に基づいて吐出電極4に電圧を印加する
電圧印加部13とを有する制御手段10とから構成され
る。
【0019】記録ヘッド3のインク室1にはインク14
が満たされている。インク14の流れは図示しないイン
クタンクからインク流入口2を経て吐出電極4の先端を
通りインク流出口5からインクタンクに戻る。インク1
4内のトナー粒子はプラスに帯電されており、対向電極
6は接地されている。インク14内のトナー粒子は、吐
出電極4によりプラス電圧が印加されることにより、対
向電極6に向かって飛翔し記録媒体8に付着する。これ
に伴い、印字する毎にトナー粒子はインク14内から徐
々に減少していく。
【0020】記録媒体8は図示しない搬送機構により、
図面上の上方から下方(副走査方向)に移動する。一
方、記録ヘッド3は水平方向(主走査方向)に移動す
る。これにより記録媒体8の全面にトナー粒子を付着さ
せることが可能となる。
【0021】トナー濃度測定手段9は、例えば図示する
ように透過型光センサ91と積分回路92によりトナー
量を有る時間測定する。制御手段10は、トナー濃度測
定手段9により測定したトナー粒子濃度を判定する濃度
判定部11と、この濃度判定部11の判定11aに基づ
いて吐出電極4に印加するパルス電圧出力12aを制御
する電圧制御部12と、この電圧制御部12の出力12
aに基づいて吐出電極4にパルス電圧12aを印加する
電圧印加部13とから構成される。
【0022】電圧制御部12の一実施の形態をブロック
で示す図2を参照すると、この電圧制御部12は、濃度
判定部11の出力11aに基づいて制御するCPU16
と、吐出電極4に印加するパルス電圧12aのパルス電
圧を可変するパルス高可変部17と、吐出電極4に印加
するパルス電圧12aのパルス幅を可変するパルス幅可
変部18と、吐出電極4に印加するパルス電圧12aの
パルス間隔を可変するパルス周波数可変部19とから構
成される。
【0023】濃度判定部11は、例えば4ビットのA/
D変換器を用いることにより、トナー濃度測定手段9に
より測定したインク14中のトナー粒子濃度を16分割
した値の一つで表すことができる。インク14中のトナ
ー粒子濃度と、それに対応する吐出電極4へ与えるべき
適当な電圧印加時間を電圧制御部12のCPU16内の
ROMテーブルに前もって格納しておき、検出した電位
をROMテーブルで参照し、16分割したなかの対応す
る印加時間をあたえる。
【0024】電圧印加部13は、上位装置から送信され
る印刷情報15及び電圧制御部12からの出力パルス電
圧12aに基づいて吐出電極4への電圧印加を制御する
ドライバである。
【0025】図3は、この記録ヘッド3の吐出開口部7
のトナー粒子が吐出するに十分な電位に至る迄の時間が
インク特性によって変化することを示す図である。図3
に示すように、インク14の特性が、インク14内のト
ナー濃度、環境条件などにより変化すると、吐出開口部
7からトナーが飛翔するために必要な電位に到達するま
での時間は変化する。図3の実線は吐出電極4に電圧を
印加した時の吐出開口部7のトナー粒子電位21の様子
を示している。トナー粒子電位21がトナー粒子吐出可
能な吐出電位Vcを越えると、トナー粒子は対向電極6
に向かって飛翔することを示している。トナー濃度が低
い場合は一点鎖線で示すように吐出を満たす電位にいた
るまでの時間はTs2まで長くなり、トナー濃度が高い
場合は吐出を満たす電位にいたるまでの時間はTs1ま
で短くなる。
【0026】次に、図1,図2及び図3を参照して、こ
の実施の形態の動作を説明する。今、吐出電極4は、制
御手段10により設定された既定値で決められたパルス
電圧12aを電圧印加部13により印加されている。ト
ナー濃度測定手段9は、透過型光センサ91と積分回路
92によりトナー量を時間測定する。このトナー濃度測
定手段9により測定された濃度は、濃度判定部11の例
えば4ビットA/D変換器を用いることにより、16分
割した値の一つで表わされる。
【0027】あらかじめインク14内のトナー粒子濃度
とトナー粒子を吐出開口部7から吐出させるのに必要な
時間との関係を電圧制御部12内のROMテーブルに格
納しておく。例えば4ビットのA/D変換器を使用する
と16段階の電圧印加時間が規定される。印字開始前に
トナー濃度検出手段9によりトナー濃度を検出し、濃度
判定部11でデジタル値に変換する。このデジタル値に
対応してパルス幅可変部18によりパルス幅が変更出力
され、電圧印加部13により吐出電極4に電圧を印加す
る。
【0028】この結果、今までの駆動周波数で印字でき
なくなったり、さらに高速化可能な場合はパルス周波数
可変部19により記録媒体8へ印字を行うときの吐出電
極4にパルス電圧を与える周期を変更する。
【0029】これによりインク特性の変化があっても印
字不可能になるということはなく、いつでも安定した印
字が可能となる。又、最適な駆動周波数で印字可能とな
り、印字スピードを早くすることが可能になる。
【0030】また、パルス幅可変部18でパルス幅を変
更する代わりに、パルス高可変部17によりパルス電圧
を変更して、上述と同様な効果を得ることができる。
【0031】これらの電圧印加時間の設定は記録範囲外
の記録ヘッド3停止位置で、電源を入れたとき又は印字
開始前毎に行われる。
【0032】
【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、インク内トナー濃度を測定
し、この測定結果を基にトナー粒子が吐出するに十分な
電位にいたるまでの時間を決定し、吐出電極に電圧を与
える時間を決定する。このようにして、インクの特性変
化に関係することなく、ほぼ一定のドット径が得られ安
定した印字品質を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す構成図である。
【図2】この実施の形態の電圧制御部を示すブロック図
である。
【図3】記録ヘッドの吐出開口部のトナー粒子が吐出す
るに十分な電位に至る迄の時間がインク特性によって変
化することを示す図である。
【図4】従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 インク室 2 インク流入口 3 記録ヘッド 4 吐出電極 5 インク流出口 6 対向電極 7 吐出開口部 8 記録媒体 9 トナー濃度測定手段 10 制御手段 11 濃度判定部 11a 濃度判定部出力 12 電圧制御部 12a パルス電圧 13 電圧印加部 14 インク 15 印刷情報 16 CPU 17 パルス高可変部 18 パルス幅可変部 19 パルス周波数可変部 91 透過型光センサ 92 積分回路
───────────────────────────────────────────────────── 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 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 上松 良介 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9−193390(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/06 B41J 2/175

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯電したトナー粒子を含むインクを収容
    するとともに一端に吐出開口部を有するインク室と、前
    記トナー粒子を前記吐出開口部から吐出させる吐出電極
    と、記録媒体を介して前記吐出開口部と対向する対向電
    極とを備える静電式インクジェット記録装置において、 前記インク内のトナー粒子濃度を測定するトナー濃度測
    定手段と、測定した前記トナー粒子濃度を判定する濃度判定部と、
    この濃度判定部の判定に基づいて前記吐出電極に印加す
    る電圧出力を制御する電圧制御部と、この電圧制御部の
    出力に基づいて前記吐出電極に前記電圧を印加する電圧
    印加部とを有し、 測定した前記トナー粒子濃度に基づい
    て前記吐出電極に印加する電圧を制御する制御手段とを
    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】 測定した前記トナー粒子濃度をA/D変
    換することにより前記濃度を複数値で出力する濃度判定
    部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】 前記濃度判定部の出力に応じて、前記吐
    出電極に印加するパルス電圧のパルス高またはパルス幅
    およびパルス周波数を可変して出力する電圧制御部を備
    えることを特徴とする請求項2記載の静電式インクジェ
    ット記録装置。
  4. 【請求項4】 前記吐出電極に印加するパルス電圧のパ
    ルス高またはパルス幅またはパルス周波数を予め格納す
    るROMテーブルを有し、前記濃度判定部の出力に応じ
    て前記パルス電圧の最適値を前記ROMテーブルから読
    み取って出力する前記電圧制御部を備えることを特徴と
    する請求項3記載の静電式インクジェット記録装置。
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