JP2937961B2 - 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Info
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- JP2937961B2 JP2937961B2 JP9231387A JP23138797A JP2937961B2 JP 2937961 B2 JP2937961 B2 JP 2937961B2 JP 9231387 A JP9231387 A JP 9231387A JP 23138797 A JP23138797 A JP 23138797A JP 2937961 B2 JP2937961 B2 JP 2937961B2
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- Japan
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- recording
- ink
- electrode
- pulse voltage
- ink jet
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/06—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
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- B41J2/06—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
- B41J2002/061—Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink
Description
【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、トナー粒子を含むインクと
インクを吐出ポイントより飛翔させる記録電極とを内部
に有する記録ヘッドをシリアル動作駆動させる静電式イ
ンクジェット記録装置に関する。
ット記録装置に関し、特に、トナー粒子を含むインクと
インクを吐出ポイントより飛翔させる記録電極とを内部
に有する記録ヘッドをシリアル動作駆動させる静電式イ
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。その1つとして、特開平04ー80037号
公報で開示されているようなインクジェット記録装置が
ある。これは図5、図6で示されるように、インク流路
となるべき閉溝を形成した基板において、前記流路が複
数の圧力室、該圧力室に対応するノズル群からなり、該
圧力室に対応した位置に駆動源が設けられたインクジェ
ット記録装置において、印字に用いる全ノズルが非印字
領域中に、同じタイミングで、インクが飛び出さない範
囲の電気信号をエネルギー発生素子に与えている。上記
のようにノズルが配置され、印字領域中で複数の印字ノ
ズルが印字に使用される際、非印字ノズルを印字に用い
られる印字ノズルの圧電素子と同じタイミングで、非印
字領域中でインクが飛び出さない範囲の電気信号を与え
駆動すると、非印字ノズル孔よりにじみでたインク溜ま
りが、印字ノズル孔周囲のインク溜まりと結びつき、印
字ノズル群のノズル孔周囲のインクによる濡れを均一に
するため、これがインクの射出角度を制御して、ノズル
面に垂直な方向にインクを射出することができる。
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。その1つとして、特開平04ー80037号
公報で開示されているようなインクジェット記録装置が
ある。これは図5、図6で示されるように、インク流路
となるべき閉溝を形成した基板において、前記流路が複
数の圧力室、該圧力室に対応するノズル群からなり、該
圧力室に対応した位置に駆動源が設けられたインクジェ
ット記録装置において、印字に用いる全ノズルが非印字
領域中に、同じタイミングで、インクが飛び出さない範
囲の電気信号をエネルギー発生素子に与えている。上記
のようにノズルが配置され、印字領域中で複数の印字ノ
ズルが印字に使用される際、非印字ノズルを印字に用い
られる印字ノズルの圧電素子と同じタイミングで、非印
字領域中でインクが飛び出さない範囲の電気信号を与え
駆動すると、非印字ノズル孔よりにじみでたインク溜ま
りが、印字ノズル孔周囲のインク溜まりと結びつき、印
字ノズル群のノズル孔周囲のインクによる濡れを均一に
するため、これがインクの射出角度を制御して、ノズル
面に垂直な方向にインクを射出することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインク
ジェット記録装置では、通常はインクが飛び出さない範
囲の電気信号をエネルギー発生素子に与えるが、ノズル
表面の濡れ状態等で、吐出条件が変化することがあるた
め、場合によっては非印字領域での不必要な吐出が起こ
るという問題点がある。
ジェット記録装置では、通常はインクが飛び出さない範
囲の電気信号をエネルギー発生素子に与えるが、ノズル
表面の濡れ状態等で、吐出条件が変化することがあるた
め、場合によっては非印字領域での不必要な吐出が起こ
るという問題点がある。
【0004】また、インクの吐出をノズルから行ってい
るため、ノズルの目詰まりが発生しやすくなり、安定し
た吐出が得られないという問題点がある。
るため、ノズルの目詰まりが発生しやすくなり、安定し
た吐出が得られないという問題点がある。
【0005】本発明の目的は、このような点に鑑みなさ
れたもので、静電界でインク中のトナー粒子のみを吐出
させる静電式インクジェット記録装置において、パルス
電圧のみを印加することにより、非印字領域での不慮の
吐出を防止し、高印字品質で信頼性のある静電式インク
ジェット記録装置を提供することにある。
れたもので、静電界でインク中のトナー粒子のみを吐出
させる静電式インクジェット記録装置において、パルス
電圧のみを印加することにより、非印字領域での不慮の
吐出を防止し、高印字品質で信頼性のある静電式インク
ジェット記録装置を提供することにある。
【0006】
【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、トナー粒子を含むインクと前記イン
クを吐出ポイントより飛翔させる記録電極とを内部に有
する記録ヘッドと、前記記録ヘッドをスペーシング動作
するキャリッジと、前記キャリッジをスペーシング動作
する駆動源と、前記記録ヘッドに対向して配設された対
向電極と、前記記録ヘッドと前記対向電極との間に配設
された記録媒体と、前記記録電極にDCバイアスを印加
するDCバイアス源と、前記記録電極にパルス電圧を印
加するパルス電圧源とを有する静電式インクジェット記
録装置において、前記記録電極への前記DCバイアス源
からのDCバイアス印加を印字領域のみとし、印字領域
外のスペーシング動作領域ではDCバイアス印加をオフ
することを特徴とする。
ェット記録装置は、トナー粒子を含むインクと前記イン
クを吐出ポイントより飛翔させる記録電極とを内部に有
する記録ヘッドと、前記記録ヘッドをスペーシング動作
するキャリッジと、前記キャリッジをスペーシング動作
する駆動源と、前記記録ヘッドに対向して配設された対
向電極と、前記記録ヘッドと前記対向電極との間に配設
された記録媒体と、前記記録電極にDCバイアスを印加
するDCバイアス源と、前記記録電極にパルス電圧を印
加するパルス電圧源とを有する静電式インクジェット記
録装置において、前記記録電極への前記DCバイアス源
からのDCバイアス印加を印字領域のみとし、印字領域
外のスペーシング動作領域ではDCバイアス印加をオフ
することを特徴とする。
【0007】本発明の静電式インクジェット記録装置
は、前記パルス電圧源は、前記記録電極が印字領域外の
スペーシング動作領域にあるときに前記記録電極にパル
ス電圧を印加するようにしてもよい。
は、前記パルス電圧源は、前記記録電極が印字領域外の
スペーシング動作領域にあるときに前記記録電極にパル
ス電圧を印加するようにしてもよい。
【0008】本発明の静電式インクジェット記録装置
は、前記パルス電圧は、前記記録電極が前記インクを前
記吐出ポイントより飛翔させるための吐出閾値電位を越
えない値であるようにしてもよい。
は、前記パルス電圧は、前記記録電極が前記インクを前
記吐出ポイントより飛翔させるための吐出閾値電位を越
えない値であるようにしてもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図1は本発明の静電式インクジェ
ット記録装置の側面図である。図2は、本発明の静電式
インクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドの斜視
図であり、図3は、図2の記録ヘッド先端部(図2中の
A部)の拡大図である。
を参照して説明する。図1は本発明の静電式インクジェ
ット記録装置の側面図である。図2は、本発明の静電式
インクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドの斜視
図であり、図3は、図2の記録ヘッド先端部(図2中の
A部)の拡大図である。
【0010】記録ヘッド1は、キャリッジ4上に搭載さ
れ不図示の駆動源によりスペーシング方向に往復運動を
する。記録ヘッド1と対向する位置には、記録用紙2が
あり更にその裏側に対向電極3が配設されている。基板
10はセラミック、ガラス等の絶縁体で、略直角に構成
された角部が吐出ポイント13となり、最も突き出るよ
うな構成に保持されている。そして基板10の最も突き
出た角部を稜線とする2面には、複数のインク流路溝1
2が形成されている。インク流路溝12は、例えば30
0DPIピッチ、即ち85μm間隔で溝を形成してい
る。インク流路溝12の深さは100μm程度、幅は6
5μm程度有り、更にインク流路溝12をそれぞれ分け
ている流路壁は、その幅が20μm程度となっている。
れ不図示の駆動源によりスペーシング方向に往復運動を
する。記録ヘッド1と対向する位置には、記録用紙2が
あり更にその裏側に対向電極3が配設されている。基板
10はセラミック、ガラス等の絶縁体で、略直角に構成
された角部が吐出ポイント13となり、最も突き出るよ
うな構成に保持されている。そして基板10の最も突き
出た角部を稜線とする2面には、複数のインク流路溝1
2が形成されている。インク流路溝12は、例えば30
0DPIピッチ、即ち85μm間隔で溝を形成してい
る。インク流路溝12の深さは100μm程度、幅は6
5μm程度有り、更にインク流路溝12をそれぞれ分け
ている流路壁は、その幅が20μm程度となっている。
【0011】インク流路溝12を形成した溝の底面及び
側面には、インクと接した記録電極11がパターニング
されており、記録電極11は銅等の導電性材料を1μm
程度の厚さにスパッタ等でパターニングしたものであ
る。本発明の記録ヘッド1では、セラミック部材を基板
10として用いてダイシングにより2面に溝を形成して
いるが、アルミナ等を用いて型で一括形成してもかまわ
ない。
側面には、インクと接した記録電極11がパターニング
されており、記録電極11は銅等の導電性材料を1μm
程度の厚さにスパッタ等でパターニングしたものであ
る。本発明の記録ヘッド1では、セラミック部材を基板
10として用いてダイシングにより2面に溝を形成して
いるが、アルミナ等を用いて型で一括形成してもかまわ
ない。
【0012】アッパカバー7及びロアカバー8は、基板
10をそのインク流路溝12が形成された面を上下から
挟み込むように取り付けられている。アッパカバー7
は、絶縁性部材で、あらかじめインク供給口5が加工さ
れており、アッパカバー7の中の空間がインク室を構成
しており、インクがインク供給口5より充填され内部が
満たされている。ロアカバー8は、絶縁性部材であらか
じめインク排出口6が加工されており、ロアカバー8の
内部の空間もインク室を構成しており、インクがアッパ
カバー7側のインク室からインク流路溝12を通り吐出
ポイント13を経由して余剰のトナー粒子と共に強制的
にインク排出口6から排出される。
10をそのインク流路溝12が形成された面を上下から
挟み込むように取り付けられている。アッパカバー7
は、絶縁性部材で、あらかじめインク供給口5が加工さ
れており、アッパカバー7の中の空間がインク室を構成
しており、インクがインク供給口5より充填され内部が
満たされている。ロアカバー8は、絶縁性部材であらか
じめインク排出口6が加工されており、ロアカバー8の
内部の空間もインク室を構成しており、インクがアッパ
カバー7側のインク室からインク流路溝12を通り吐出
ポイント13を経由して余剰のトナー粒子と共に強制的
にインク排出口6から排出される。
【0013】本実施の形態の記録ヘッド1は、図示しな
いインクタンクとチューブにより接続されており、1c
mH2O程度の負圧を付与するとともに、強制的にイン
クが循環されている。インクは、石油系有機溶媒(イソ
パラフィン)、或いはシリコンオイルに帯電制御剤とと
もに着色した熱可塑性樹脂の微粒子、いわゆるトナーを
分散したもので、トナーはゼータ電位により正極性に見
かけの帯電をしている。
いインクタンクとチューブにより接続されており、1c
mH2O程度の負圧を付与するとともに、強制的にイン
クが循環されている。インクは、石油系有機溶媒(イソ
パラフィン)、或いはシリコンオイルに帯電制御剤とと
もに着色した熱可塑性樹脂の微粒子、いわゆるトナーを
分散したもので、トナーはゼータ電位により正極性に見
かけの帯電をしている。
【0014】インク流路溝12の中に形成された記録電
極11は、トナーの電位と同極性の一定のバイアス電圧
とパルス電圧が印加される。記録電極11に印加される
バイアス電圧により、インク供給口5から供給されたイ
ンク中のトナー粒子を、記録電極11と対向電極3との
電界により吐出ポイント13近傍に電気泳動現象により
搬送する。このため、ポンプによる強制的なインク循環
による吐出ポイント13近傍へのトナー粒子の供給に加
えて、トナー粒子の電気泳動による移動により、吐出ポ
イント13近傍は、トナー粒子濃度がインクの流れの上
流に比べ相対的に高くなる。更に、一定のバイアス電圧
が印加された記録電極11がそのインク流路溝12の底
面及び側面に形成されているので、記録電極11と対向
電極3との電位差により、インク中のトナー粒子は徐々
にその自由表面上に集中されてくる。吐出ポイント13
から吐出されず残ったトナー粒子はインク流路溝12を
流れていく。
極11は、トナーの電位と同極性の一定のバイアス電圧
とパルス電圧が印加される。記録電極11に印加される
バイアス電圧により、インク供給口5から供給されたイ
ンク中のトナー粒子を、記録電極11と対向電極3との
電界により吐出ポイント13近傍に電気泳動現象により
搬送する。このため、ポンプによる強制的なインク循環
による吐出ポイント13近傍へのトナー粒子の供給に加
えて、トナー粒子の電気泳動による移動により、吐出ポ
イント13近傍は、トナー粒子濃度がインクの流れの上
流に比べ相対的に高くなる。更に、一定のバイアス電圧
が印加された記録電極11がそのインク流路溝12の底
面及び側面に形成されているので、記録電極11と対向
電極3との電位差により、インク中のトナー粒子は徐々
にその自由表面上に集中されてくる。吐出ポイント13
から吐出されず残ったトナー粒子はインク流路溝12を
流れていく。
【0015】図4は、本発明の静電式インクジェット記
録装置の駆動パターン図である。図4で示されるよう
に、記録電極11は、記録ヘッド1が記録用紙2中の記
録範囲にある間だけ、一定のバイアス電圧(V1)をか
けており、記録範囲以外の非印字領域においては、記録
電極11にはバイアス電圧は印加されていない。一方記
録パルス電圧(V2)は、不図示の上位の印字指令信号
に基づき印加されるが、記録パルス電圧は記録ヘッド1
が記録用紙2中の記録範囲のみならず記録範囲以上のス
ペーシング領域においても印加される。従って、記録電
極11に印加されるかかるバイアス電圧及び記録パルス
電圧により、インクの表面電位はバイアス電圧と記録パ
ルス電圧の合計の電位となり、記録ヘッド1が記録範囲
にある時のみ吐出閾値電位を越え、インク中の帯電した
トナーは、記録電極11と対向電極3との間で発生する
この電界に導かれて、吐出ポイント13のインクメニス
カス先端部から引き出され、トナー群となって、対向電
極3すなわち記録用紙2方向に飛翔する。記録用紙2上
に付着し、記録ドットを形成したトナーは、ヒーターに
より加熱され、定着される。
録装置の駆動パターン図である。図4で示されるよう
に、記録電極11は、記録ヘッド1が記録用紙2中の記
録範囲にある間だけ、一定のバイアス電圧(V1)をか
けており、記録範囲以外の非印字領域においては、記録
電極11にはバイアス電圧は印加されていない。一方記
録パルス電圧(V2)は、不図示の上位の印字指令信号
に基づき印加されるが、記録パルス電圧は記録ヘッド1
が記録用紙2中の記録範囲のみならず記録範囲以上のス
ペーシング領域においても印加される。従って、記録電
極11に印加されるかかるバイアス電圧及び記録パルス
電圧により、インクの表面電位はバイアス電圧と記録パ
ルス電圧の合計の電位となり、記録ヘッド1が記録範囲
にある時のみ吐出閾値電位を越え、インク中の帯電した
トナーは、記録電極11と対向電極3との間で発生する
この電界に導かれて、吐出ポイント13のインクメニス
カス先端部から引き出され、トナー群となって、対向電
極3すなわち記録用紙2方向に飛翔する。記録用紙2上
に付着し、記録ドットを形成したトナーは、ヒーターに
より加熱され、定着される。
【0016】
【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、印字領域においてのみバイア
ス電圧を印加し、非印字領域においては、バイアス電圧
を印加しないので、非印字領域においては吐出ポイント
13先端部のインクの電位が吐出閾値を越えることがな
く、スペーシング動作等により吐出ポイント近傍のイン
クメニスカスが振動しても非印字領域での誤吐出が起こ
らず、安定したトナー粒子の吐出が行えるという効果が
ある。
ンクジェット記録装置は、印字領域においてのみバイア
ス電圧を印加し、非印字領域においては、バイアス電圧
を印加しないので、非印字領域においては吐出ポイント
13先端部のインクの電位が吐出閾値を越えることがな
く、スペーシング動作等により吐出ポイント近傍のイン
クメニスカスが振動しても非印字領域での誤吐出が起こ
らず、安定したトナー粒子の吐出が行えるという効果が
ある。
【0017】また、非印字領域においても、記録パルス
電圧のみを印加しているので、平均的にはバイアス電圧
が印加されていることと同値になり、その電圧で常に電
気泳動によりトナー粒子が吐出ポイント部へ集中してい
るため、高速印字を行ってもドット抜け等が発生するこ
とがなく、記録範囲両端での印字品質の劣化を防止でき
るという効果がある。
電圧のみを印加しているので、平均的にはバイアス電圧
が印加されていることと同値になり、その電圧で常に電
気泳動によりトナー粒子が吐出ポイント部へ集中してい
るため、高速印字を行ってもドット抜け等が発生するこ
とがなく、記録範囲両端での印字品質の劣化を防止でき
るという効果がある。
【図1】本発明の静電式インクジェット記録装置の側面
図である。
図である。
【図2】本発明の静電式インクジェット記録ヘッドの斜
視図である。
視図である。
【図3】本発明の静電式インクジェット記録ヘッドのヘ
ッド先端部(図2のA部)の拡大図である。
ッド先端部(図2のA部)の拡大図である。
【図4】本発明の静電式インクジェット記録ヘッドの駆
動パターン図である。
動パターン図である。
【図5】従来の静電式インクジェット記録ヘッドの斜視
図である。
図である。
【図6】従来の静電式インクジェット記録ヘッドのノズ
ル孔の周囲のインク溜まり状態を示す図である。
ル孔の周囲のインク溜まり状態を示す図である。
1 記録ヘッド 2 記録用紙 3 対向電極 4 キャリッジ 5 インク供給口 6 インク排出口 7 アッパカバー 8 ロアカバー 10 基板 11 記録電極 12 インク流路溝 13 吐出ポイント
フロントページの続き (72)発明者 溝口 忠志 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 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 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2−286346(JP,A) 特開 平2−120049(JP,A) 特開 平2−249649(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/06
Claims (3)
- 【請求項1】 トナー粒子を含むインクと前記インクを
吐出ポイントより飛翔させる記録電極とを内部に有する
記録ヘッドと、前記記録ヘッドをスペーシング動作する
キャリッジと、前記キャリッジをスペーシング動作する
駆動源と、前記記録ヘッドに対向して配設された対向電
極と、前記記録ヘッドと前記対向電極との間に配設され
た記録媒体と、前記記録電極にDCバイアスを印加する
DCバイアス源と、前記記録電極にパルス電圧を印加す
るパルス電圧源とを有する静電式インクジェット記録装
置において、前記記録電極への前記DCバイアス源から
のDCバイアス印加を印字領域のみとし、印字領域外の
スペーシング動作領域ではDCバイアス印加をオフする
ことを特徴とする静電式インクジェット記録装置。 - 【請求項2】 前記パルス電圧源は、前記記録電極が印
字領域外のスペーシング動作領域にあるときに前記記録
電極にパルス電圧を印加す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。 - 【請求項3】 前記パルス電圧は、前記記録電極が前記
インクを前記吐出ポイントより飛翔させるための吐出閾
値電位を越えない値であ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。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9231387A JP2937961B2 (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 静電式インクジェット記録装置 |
US09/139,248 US6183065B1 (en) | 1997-08-27 | 1998-08-25 | Control system for applying biasing and recording signals to recording electrodes of an electrostatic ink jet recording device |
EP98116132A EP0899106B1 (en) | 1997-08-27 | 1998-08-26 | Electrostatic ink jet recording device |
DE69827448T DE69827448T2 (de) | 1997-08-27 | 1998-08-26 | Elektrostatische Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9231387A JP2937961B2 (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 静電式インクジェット記録装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1158744A JPH1158744A (ja) | 1999-03-02 |
JP2937961B2 true JP2937961B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=16922822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9231387A Expired - Fee Related JP2937961B2 (ja) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 静電式インクジェット記録装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6183065B1 (ja) |
EP (1) | EP0899106B1 (ja) |
JP (1) | JP2937961B2 (ja) |
DE (1) | DE69827448T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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