JP2885733B2 - 静電式インクジェット記録装置 - Google Patents

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静電式インクジェ
ット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の静電式インクジェット記録装置を
図３、図４および図５に示す。図３は電気泳動現象を利
用した静電式インクジェット記録装置の概略図、図４は
電気泳動現象を利用した静電式インクジェット記録装置
の平面図、図５は電気泳動電極と吐出電極への印加電圧
波形図である。

【０００３】複数の吐出電極を持った静電式インクジェ
ット記録装置は、図３に示すように、顔料系インク１３
２が満たされているインク室１３１と、この顔料系イン
ク１３２中の図４に示す色材粒子１１７をインク吐出口
１０２へ集中させるための電気泳動電極１２４と、イン
ク吐出口１０２へ集中した色材粒子１１７を吐出させ記
録媒体３０上に飛翔させるための複数の吐出電極２１
と、吐出電極２１に対向し記録媒体３０の背面に配設し
た対向電極２２とを有している。インク吐出口１０２は
各吐出電極２１の先端で凸状の顔料系インク１３２の図
４に示すメニスカス１１６ができるように、流路壁１０
８により各吐出電極毎に仕切られている。インク室１３
１は、インク供給口１０６とインク排出口１０７とで不
図示のインクタンクとチューブにより接続されており、
インク室１３１内のインクに背圧を付与するとともにイ
ンク室１３１内の顔料系インク１３２は強制的に循環さ
れている。

【０００４】次に動作について説明する。本方式は帯電
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の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。すなわち、電気泳動電極
１２４に図５に示す一定電圧Ｖ１の電圧を与え、顔料系
インク１３２が満たされているインク室１３１に電界を
加えると、顔料系インク１３２中の色材粒子１１７がイ
ンク吐出口１０２へある電気泳動速度で移動する。イン
ク吐出口１０２に色材粒子１１７が移動するとメニスカ
ス１１６が生じる。色材粒子１１７の吐出を行う吐出電
極２１に図５に示す電圧Ｖ２、時間Ｔ２のパルス状の吐
出電圧Ｖejを印加すると、図４に示すドライバ１０３が
オンし、吐出電極２１と対向電極２２間に発生する静電
界によって色材粒子１１７は吐出電極２１の先端部に移
動し集中する。粒子は静電気力によって顔料系インクの
表面張力や粘性力等に打ち勝って、このパルス状の吐出
電圧Ｖejに同期したタイミングで図４に示すように微少
な飛翔粒子群１１１となって吐出電極２１の先端部から
飛翔し、記録媒体３０上に付着する。その後色材粒子１
１７の補給が行われ、このような動作が繰り返されて記
録媒体３０上に画像が形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の静電式
インクジェット記録装置において、図４に示す様な従来
の記録ヘッド駆動手段は、１つの吐出電極につき１つの
ドライバを必要としたため、例えば、数十列にも並ぶマ
ルチヘッドや数百から数千列にも連なるラインヘッド等
を駆動する場合、ドライバの数がそれに応じて増えてし
まい、駆動回路が大規模化してしまうという問題点があ
る。また、これにより装置が大型化し、ドライバの数が
増えることでコスト的にも高価なものとなってしまうと
いう問題点がある。

【０００６】本発明の目的は、ドライバの数を低減し、
駆動回路の小規模化による装置の小型化と低コスト化を
図った静電式インクジェット記録装置を提供することに
ある。

【０００７】

【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、帯電した色材粒子を含んだ顔料系イ
ンクに電界を与え、色材粒子に働くクーロン力によりイ
ンク滴を噴射して記録媒体上に印字を行う静電式インク
ジェット記録装置において、前記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
色材粒子を吐出させるための複数の吐出電極と、前記記
録媒体を介して前記インク吐出口に対向した位置に配設
された対向電極とを有し、前記複数の吐出電極をｍ個ず
つからなるｎ組の吐出電極グループに集合化して前記吐
出電極グループ別に電圧を印加するｎ個の電圧印加手段
を有して制御する吐出電極制御手段と、前記対向電極を
ｎ個ずつからなるｍ組の対向電極ブロックに分割して前
記対向電極ブロック別に電圧を印加するｍ個の電圧印加
手段を有して制御する対向電極制御手段とを設け、前記
色材粒子の吐出を行う記録周期を１／ｍまたは１／ｎに
時分割し、前記吐出電極制御手段と前記対向電極制御手
段とは前記時分割の中のそれぞれのタイミングに同期し
て駆動し制御し、ｍ＋ｎの値が最小になるようにｍとｎ
の値を選択することを特徴とする。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【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。

【００１３】図１は吐出電極制御手段と対向電極制御手
段における記録ヘッド駆動手段の概略回路図である。

【００１４】本発明の記録ヘッド制御手段は、大きく分
けて吐出電極制御手段と対向電極制御手段とに分けられ
る。本実施の形態では、８００個の吐出電極を有するマ
ルチヘッドを例にして説明する。

【００１５】吐出電極制御手段は、吐出電極２１を吐出
電極Ｎｏ．１、９、１７、……、７９３を第１グループ
とし、以下同様にＮｏ．２、１０、１８、……、７９４
を第２グループ、そして、Ｎｏ．８、１６、２４、…
…、８００の第８グループまでの８つのグループに分け
られ、それぞれのグループの吐出電極は同一の信号で接
続されている。第１グループは、吐出電極ドライバ３に
接続され、他端は吐出電極２１に電圧を供給する吐出電
極電源５に接続される。これらドライバのスイッチ部は
吐出電極制御部６によってオン・オフ制御されることに
より、各グループの吐出電極に電圧を供給したり遮断し
たりする。

【００１６】対向電極制御手段は、１００個のブロック
に分けられた対向電極２２に対向電極電源７を供給した
り遮断したりして制御を行う。対向電極グループ１は、
吐出電極Ｎｏ．１から８に対向する位置に設けられた対
向電極であり、これらは対向電極ドライバ１に接続さ
れ、その他端は対向電極電源７に接続される。同様に、
吐出電極の９から１６に対向する位置に設けられた対向
電極グループ２、そしてこれ以降吐出電極の７９３から
８００に対向する位置に設けられた対向電極グループ１
００まで、ブロック化された対向電極はそれぞれ個別に
設けられた対向電極ドライバに接続され、対向電極制御
部８によってオン・オフ制御されることにより、各ブロ
ックの対向電極に電圧を供給したり遮断したりする。

【００１７】図２は複数の吐出電極と対向電極への印加
電圧波形図である。図２を参照して、吐出電極２１から
色材粒子を吐出させる動作について説明する。

【００１８】吐出電極制御部６は８個の吐出電極ドライ
バに対し、記録周期Ｔを８等分に時分割した吐出電極制
御信号を、Ｄ１からＤ８まで順次出力する。これによっ
て、吐出電極ドライバ３に出力される吐出電極制御信号
Ｄ１がオンする期間（（１／８）×Ｔ時間、図中１部）
では、吐出電極Ｎｏ．１、９、１７、……、７９３の第
１グループに吐出電極電圧が印加されることになる。同
様に順次、第２グループから第８グループの吐出電極に
吐出電極電圧が（１／８）×Ｔ時間の間供給される。こ
こで、この吐出電極電源５は、色材粒子が静電気力によ
って顔料系インクの表面張力や粘性等に打ち勝って吐出
するために十分ではない電圧値に設定されている。この
ため、色材粒子が吐出するために吐出電極２１と対向電
極２２間に発生させる静電界は対向電極電源７から供給
する必要がある。対向電極制御部８は、画像制御部（図
示せず）から吐出電極Ｎｏ．１に画像情報有りとして吐
出指令を受けた場合、対向制御信号Ａを通じ、吐出制御
信号Ｄ１に同期して対向電極ドライバ１をオンする信号
を出力する（図中部）。これにより、対向電極グルー
プ１に対向電極電圧が印加されて、吐出電極Ｎｏ．１で
は、色材粒子が吐出するために十分な静電界が吐出電極
と対向電極間に発生して、色材粒子が吐出する。

【００１９】吐出電極Ｎｏ．２から色材粒子を吐出させ
る場合も同様に、対向制御信号Ａを通じ、吐出電極ドラ
イバ４に出力される吐出制御信号Ｄ２に同期して対向電
極ドライバ１をオンする信号を出力する（図中部）。
吐出電極Ｎｏ．１０から色材粒子を吐出させる場合は、
対向制御信号Ｂを通じ、吐出制御信号Ｄ２に同期して対
向電極ドライバ２をオンする信号を出力する（図中'
部）。このように、画像データ有りとして吐出指令を受
けて任意の吐出電極から色材粒子を吐出させたい場合、
対向制御信号をその吐出電極に対応した吐出制御信号に
同期してオンさせることで可能となる。

【００２０】本実施の形態によると、８００個の吐出電
極を有するマルチヘッドにおいて、従来は、１吐出電極
に対し１ドライバで駆動を行い、合計８００個のドライ
バを必要としたところを、１００個＋８個、すなわち１
０８個のドライバで駆動できる。

【００２１】なお、本実施の形態では１０８個でドライ
バを構成した例を説明したが、対向電極ドライバと吐出
電極ドライバを任意に組み合わせることによって、ドラ
イバの個数をより低減することも可能である。例えば、
対向電極ドライバ５０＋吐出電極ドライバ１６個＝６６
個、あるいは、対向電極ドライバ２５個＋吐出電極ドラ
イバ３２個＝５７個の構成も可能である。すなわち、吐
出電極のグループ数と対向電極の分割数を最適に選択す
ることによりドライバの個数を最小化することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、色材粒
子を吐出させるための複数の吐出電極を、複数に集合化
して電圧を個別に印加し制御する吐出電極制御手段と、
記録媒体を介してインク吐出口に対向した位置に配設さ
れた対向電極を、複数に分割化して電圧を個別に印加し
制御する対向電極制御手段とを有する記録ヘッド駆動手
段を設けた。これによって、ドライバの数が低減でき、
駆動回路の小規模化による装置の小型化と、低コスト化
が可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吐出電極制御手段と対向電極制御手段
における記録ヘッド駆動手段の概略回路図である。

【図２】本発明の複数の吐出電極と対向電極への印加電
圧波形図である。

【図３】従来の電気泳動現象を利用した静電式インクジ
ェット記録装置の概略図である。

【図４】従来の静電式インクジェット記録装置の簡単な
基本構造図（平面図）である。

【図５】従来の吐出電極と電気泳動電極への印加電圧波
形図である。

【符号の説明】

１ 対向電極ドライバ ２ 対向電極ドライバ ３ 吐出電極ドライバ ４ 吐出電極ドライバ ５ 吐出電極電源 ６ 吐出電極制御部 ７ 対向電極電源 ８ 対向電極制御部 ２１ 吐出電極 ２２ 対向電極 ３０ 記録媒体 １０２ インク吐出口 １０３ ドライバ １０６ インク供給口 １０７ インク排出口 １０８ 流路壁 １１１ 飛翔粒子群 １１６ メニスカス １１７ 色材粒子 １２４ 電気泳動電極 １３１ インク室 １３２ 顔料系インク

───────────────────────────────────────────────────── 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 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８−197724（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−49266（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−96571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−22762（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電した色材粒子を含んだ顔料系インク
   に電界を与え、色材粒子に働くクーロン力によりインク
   滴を噴射して記録媒体上に印字を行う静電式インクジェ
   ット記録装置において、前記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
   粒子を吐出させるための複数の吐出電極と、前記記録媒
   体を介して前記インク吐出口に対向した位置に配設され
   た対向電極とを有し、前記複数の吐出電極をｍ個ずつか
   らなるｎ組の吐出電極グループに集合化して前記吐出電
   極グループ別に電圧を印加するｎ個の電圧印加手段を有
   して制御する吐出電極制御手段と、前記対向電極をｎ個
   ずつからなるｍ組の対向電極ブロックに分割して前記対
   向電極ブロック別に電圧を印加するｍ個の電圧印加手段
   を有して制御する対向電極制御手段とを設け、前記色材
   粒子の吐出を行う記録周期を１／ｍまたは１／ｎに時分
   割し、前記吐出電極制御手段と前記対向電極制御手段と
   は前記時分割の中のそれぞれのタイミングに同期して駆
   動し制御し、ｍ＋ｎの値が最小になるようにｍとｎの値
   を選択することを特徴とする静電式インクジェット記録
   装置。