JPH02263651A - Non-contact type recording device - Google Patents

Non-contact type recording device

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Publication number
JPH02263651A
JPH02263651A JP8550289A JP8550289A JPH02263651A JP H02263651 A JPH02263651 A JP H02263651A JP 8550289 A JP8550289 A JP 8550289A JP 8550289 A JP8550289 A JP 8550289A JP H02263651 A JPH02263651 A JP H02263651A
Authority
JP
Japan
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ink
temperature
gas flow
supply
recording device
Prior art date
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Pending
Application number
JP8550289A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanori Horiie
正紀 堀家
Akira Oyamaguchi
大山口 章
Takeshi Takemoto
武 竹本
Koji Izumi
泉 耕二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02263651A publication Critical patent/JPH02263651A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance responsiveness by adopting such a constitution that an ink jet nozzle or a slit opening direction is set at a specific angel with respect to a gas channel for carrying ink. CONSTITUTION:In a non-contact type recording device employing high temperature fusing ink which is solid at room temperature and fuses by heating, an ink jet nozzle or a slit opening direction is set at 90 deg. or below with respect to a gas flow travel-straight channel 23, a gas flow supply temperature is set at the ink melting point or below, and an ink supply temperature is approximate to the ink melding point or above the melting point. According to a recording signal, a heating means 24 provided on the ink jet nozzle or the slit part is controlled to jet out ink. Consequently, the stable on/off control of ink jetting is attainable inexpensively by establishing conditions where ink in the jet nozzle is cooled effectively, and a high responsiveness device can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 且−1) ffJ 本発明は、ワックス等の相変化記録媒体を利用した記録
装置に関し、例えば、コピア、プリンター、FAX等の
記録エンジンに適用されるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION -1) ffJ The present invention relates to a recording device using a phase change recording medium such as wax, and is applied to, for example, a recording engine such as a copier, a printer, or a FAX.

従JUL湘 従来技術としては、米国特許筒3790703号明細訂
、特開昭63−57248号公tし時開昭63−122
553号公報などがある。米国特許第3790703号
明細書は、オリフィスとオリフィス近傍に設けたスイッ
チング加熱手段と、エアー流により吐出インクを印写面
に運ぶ構成が開示されているが、加熱手段を加熱ONし
ていないときは、オリフィス先端部でインクが固化して
目詰り状態が発生する様なエアー温度の設定は特に示さ
れてない。また、加圧カスがインクを吐出さすための力
としてt分作用する構成になっていない。さらに、オリ
フィスから吐出したインクが飛散して解像が上がらない
ばかりでなく、記録媒体の温度や粘度特性と加圧ガスの
温度との関係については何も触れていない、このため、
大きい加熱パワーが必要であり、環境温度条件により印
写特性が大きく変化し、信頼性において問題があった。
Prior art related to JUL Xiang includes U.S. Pat.
There are publications such as Publication No. 553. U.S. Pat. No. 3,790,703 discloses an orifice, a switching heating means provided near the orifice, and a configuration in which the ejected ink is conveyed to the printing surface by an air flow. However, when the heating means is not turned on, , there is no specific setting of the air temperature that would cause the ink to solidify at the tip of the orifice and cause a clogging condition. Further, the configuration is not such that the pressurized scum acts as a force for ejecting ink by t. Furthermore, not only does the ink ejected from the orifice scatter, resulting in poor resolution, but there is no mention of the relationship between the temperature and viscosity characteristics of the recording medium and the temperature of the pressurized gas.
A large heating power is required, printing characteristics change greatly depending on environmental temperature conditions, and there are problems with reliability.

また、特開昭63−57248号公報は、ノズル口近傍
に設けた加熱手段によりインクの表面張力や粘度を低下
させ、静電吸引力により吐出を出やすくしている点は開
示されているが、相変化インクを利用したものではない
、また、特開昭63−122553号公報は、静電気力
で吐出させ、飛翔中にエアーに乗せて印字スピードを上
げるもので、マルチの構成については開示されているが
、相変化インクを利用したものではない。上記2件の公
開、公報のものは、従来の静電吸引方式の改良であって
、相変化を吐出原理に利用したものでなく、放置時の目
詰りや紙面への付着インクのにじみ、ドツト径の変形等
画質低下の問題を残している。又、高電圧のスイッチン
グが必要で集積化やコストの点においても問題がある。
Furthermore, JP-A No. 63-57248 discloses that the surface tension and viscosity of the ink are lowered by a heating means provided near the nozzle opening, and the ink is made easier to eject by electrostatic suction force. , which does not utilize phase change ink. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 122553/1983 uses electrostatic force to eject ink and increases the printing speed by placing it on air while flying, but does not disclose a multi-layer structure. However, it does not utilize phase change ink. The above two publications and publications are improvements to the conventional electrostatic suction method, and do not utilize phase change as the ejection principle. There remains the problem of deterioration of image quality, such as deformation of the diameter. Furthermore, high voltage switching is required, which poses problems in terms of integration and cost.

従来技術の記録装置にはインパクト方式とノンインパク
ト方式に大別されるが、インパクト方式は騒音の問題が
大きく、特にパーソナル分野への普及にどもない、低騒
音、メンテナンスフリーのノンインパクトプリンターが
要求されている。ノンインパクトプリンターとしては、
インクジェット、サーマル、レーザー電子写真の各方式
があるが、高速、普通紙印写、メンテナンスフリーを満
足するものとして、インクジェット方式が有望視されて
いる。このインクジェット方式は、一般にインクを常に
定量吐出して記録し、しかもインクが、染料性色材であ
るため、特に印刷は鮮明でカラー印刷に有利であり、非
接触であるため非常に低騒音で印刷品質の耐久性がある
ことが特徴となっている。インクジェットにも、圧カバ
ルス方式、荷電制御方式、電界吸引方式等かあるが、こ
れらに共通な問題点として長期放置に対する同化、目詰
り、また記録面とノズル面の接触、記録面からの紙粉等
ゴミのノズル面付着等がある。
Conventional recording devices can be roughly divided into impact type and non-impact type, but the impact type has a big problem with noise, and as a result, there is a demand for a low-noise, maintenance-free, non-impact printer, especially as it is not popularized in the personal field. has been done. As a non-impact printer,
There are inkjet, thermal, and laser electrophotographic methods, but the inkjet method is considered promising because it is high-speed, prints on plain paper, and is maintenance-free. This inkjet method generally records by constantly ejecting a fixed amount of ink, and since the ink is a dye-based coloring material, the printing is especially clear, which is advantageous for color printing, and since it is non-contact, it has very low noise. It is characterized by its durable printing quality. There are various types of inkjet, such as the pressure cabling method, the charge control method, and the electric field suction method, but the common problems with these methods include assimilation and clogging when left unused for long periods of time, as well as contact between the recording surface and the nozzle surface, and paper dust from the recording surface. There is dirt adhering to the nozzle surface, etc.

1−一昨 本発明は、上述のごとき欠点を解決するためになされた
もので、コピア−、プリンター等、記録部エンジンにお
いて、特に、カラー化やディジタル記録を可能にするも
ので、怜通紙記録に有利な記録装置を提供することを目
的とする。又、非接触記録で直接像形成が可能であるた
め、装置の耐久性や信頼性が上がり、小型でコンパクト
な記録装置が可能となる。
1-The present invention was made in order to solve the above-mentioned drawbacks, and is particularly designed to enable colorization and digital recording in the recording engine of copiers, printers, etc. The object is to provide a recording device that is advantageous for recording. Furthermore, since direct image formation is possible with non-contact recording, the durability and reliability of the apparatus are increased, and a small and compact recording apparatus becomes possible.

又、相変化を利用するインクであり、放置時の乾燥目詰
りという従来の水性インクを利用した各種方式の大きい
問題を根本的に解決すること。さらに、紙粉等のノズル
面への付着により、噴射方向変化等、画質低下という信
頼性の問題を原理的に解決することを目的とする。
In addition, the ink utilizes phase change and fundamentally solves the major problem of various methods using conventional water-based inks, such as dry clogging when left unused. Furthermore, it is an object of the present invention to theoretically solve the reliability problem of image quality deterioration due to changes in ejection direction due to paper dust or the like adhering to the nozzle surface.

又、インク吐出の為に印加するエネルギーを最低限の電
力とする構成として、効率の良い記録装置を提供するこ
とを目的とする。
Another object of the present invention is to provide an efficient recording apparatus having a configuration that minimizes the energy applied for ink ejection.

さらに、インク吐出制御のためのスイッチングヒーター
のON、OFF制御によって確実に吐出制御可能な温度
制御、特に定常状態のインク温度制御を行い、信頼性向
上を狙うことを目的としている。
Furthermore, the present invention aims to improve reliability by performing temperature control that enables reliable ink ejection control by ON/OFF control of a switching heater for ink ejection control, and in particular, ink temperature control in a steady state.

■−一」又 本発明は、上記目的を達成するために、(1)常温で固
体、加熱することによって溶融する高温溶融インクを用
いた非接触型記録装置において、気体流の直進流路に対
し、前記インクの吐出ノズル又はスリットの開口方向を
90度、又は、それ以下の角度に設定し、前記気体流の
供給温度を前記インクの融点以下の温度に設定し、前記
インクの供給温度をインクの融点温度近傍又は融点以上
に設定し、前記インクの吐出ノズル、又はスリット部に
設けた加熱手段を記録信号に応じて制御し、前記インク
の吐出を行うこと、更には、(2)気体温の供給温度を
使用環境温度の上限近傍に設定し、供給気体流の温度検
出手段の出力により、該供給気体流の温度を前記設定温
度に制御する手段を有すること、更には、(3)インク
を印写面に運んだ気体流に対して、該気体流を回収して
加圧ポンプに循環供給する手段と、外気を取り入れて加
圧ポンプに循環供給する手段と、前記それぞれの供給量
を制御する制御手段と、インク吐出口へ供給する気体流
の温度検出手段の出力により、設定温度に制御する温度
制御手段とを有することを特徴としたものである。以下
、本発明の実施例に基づいて説明する。ここで使用する
相変化、高温溶融インクとは、ワックス等を主成分とす
るもので、少なくとも常温で固体化し、常温以上に融点
をもつもので、例えば、50℃以上で溶解して、粘度低
下する特性であれば良い。
(1) In a non-contact recording device using high-temperature melting ink that is solid at room temperature and melts when heated, the present invention has the following objects: On the other hand, the opening direction of the ink discharge nozzle or slit is set to an angle of 90 degrees or less, the supply temperature of the gas flow is set to a temperature below the melting point of the ink, and the supply temperature of the ink is set to a temperature below the melting point of the ink. (2) ejecting the ink by setting the temperature near or above the melting point of the ink and controlling a heating means provided in the ink ejection nozzle or the slit portion according to a recording signal; (3) further comprising means for setting the supply temperature of body temperature near the upper limit of the operating environment temperature and controlling the temperature of the supply gas flow to the set temperature based on the output of the supply gas flow temperature detection means; For the gas flow that carried the ink to the printing surface, a means for collecting the gas flow and circulatingly supplying it to the pressurizing pump, a means for taking in outside air and circulatingly supplying it to the pressurizing pump, and a supply amount of each of the above. and a temperature control means that controls the temperature to a set temperature based on the output of the temperature detection means of the gas flow supplied to the ink ejection port. Hereinafter, the present invention will be explained based on examples. The phase-change, high-temperature melting ink used here is one whose main component is wax, etc., which solidifies at least at room temperature and has a melting point above room temperature. It is fine as long as it has the characteristics to do so.

例として、温度に対して粘度変化を示す記録媒体の特性
を第8図に示す。50℃〜60℃以下の常温では固体化
しくA領域)、80℃以上の高温になれば、500cp
以下の低粘度液体(C領域)となり吐出に十分な低抵抗
となる。又、その中間(B領域)は吐出口まで供給する
に十分な粘度であり、少なくともこのB領域以上の温度
のPreHeatしてやれば良いことになる。
As an example, the characteristics of a recording medium that exhibits viscosity changes with respect to temperature are shown in FIG. At room temperature below 50℃~60℃, it will solidify (A area), but at high temperature above 80℃, it will become 500cp.
The liquid becomes a low viscosity liquid (region C) with a sufficiently low resistance for ejection. Moreover, the viscosity in the middle (region B) is sufficient to be supplied to the discharge port, and it is sufficient to perform preheating at a temperature at least equal to or higher than region B.

以上の記録媒体の特性を利用した記録原理について以下
に記載する。エアー等の気体流を例えばlO+/s以上
のスピードで連続的に流しておく。
The recording principle using the above characteristics of the recording medium will be described below. A gas flow such as air is caused to flow continuously at a speed of, for example, 1O+/s or more.

これに対し、スリット又はノズル流路の吐出口流体抵抗
を小さくする為の加熱スイッチングを行ない、ワックス
等を主成分とする高温溶融インクを低粘度化する。そし
て、インクタンク側との液面差圧又は加圧によって、さ
らに、気体流壁面に作用する摩擦応力によって吐出飛翔
することになる。
On the other hand, heating switching is performed to reduce the fluid resistance at the ejection port of the slit or nozzle flow path, thereby reducing the viscosity of the high-temperature melting ink whose main component is wax or the like. Then, due to the liquid level pressure difference or pressurization between the ink tank side and the frictional stress acting on the gas flow wall surface, the ink is ejected into the air.

一般に、圧縮性と粘性を考えない理想流体の定常流のも
とでの壁面圧力Paは、 Pa−P−1/2 ・pV” ただし、P:その上部気体流の総圧 ρ:気体の密度 ■:気体流の流速 であり、気体流速Vが速れけば、総圧P°に比べ壁面圧
Paは小さな値となる。このPaが、インクタンク側か
らの圧力に対して小さく、さらに、供給管路と気体流中
への吐出口壁面での粘性による圧力損失よりも大きい圧
力が供給インクに加わっている場合、インクが吐出する
ことになる。又、気体流中に吐出しようとするインクに
対し、気体流速度勾配に応じた摩擦応力も吐出力、搬送
飛翔力として作用することになる。
In general, the wall pressure Pa under a steady flow of an ideal fluid without considering compressibility and viscosity is Pa-P-1/2 ・pV", where P: Total pressure of the upper gas flow ρ: Density of gas ■: The flow velocity of the gas flow. If the gas flow velocity V increases, the wall pressure Pa becomes a smaller value compared to the total pressure P°. This Pa is smaller than the pressure from the ink tank side, and Ink will be ejected if a pressure greater than the pressure loss due to viscosity is applied to the supply pipe and the wall of the ejection port into the gas flow. On the other hand, frictional stress corresponding to the gas flow velocity gradient also acts as a discharge force and a conveyance flying force.

以上の様に、ノズル又はスリット近傍の加熱ヒーターに
通電することにより、例えば150〜300℃の高温と
なり、100cp以下の低粘度となったインクはヒータ
ーに通電されている間、連続的に吐出することになる。
As described above, by energizing the heater near the nozzle or slit, the temperature reaches a high temperature of, for example, 150 to 300°C, and the ink, which has a low viscosity of 100 cp or less, is continuously ejected while the heater is energized. It turns out.

そして、気体流中で加速飛翔して紙面に付着後、冷却し
て固化することになる。
Then, it accelerates and flies in the gas flow, adheres to the paper surface, and then cools and solidifies.

第1図は、本発明の非接触型記録装置に用いるインクの
示差熱分析結果の一例を示す。このインクは、固体から
液体に相転移する際に常温から実全に溶解するまでの温
度範囲で、一つ又は二つ以上の転移温度を有する常温で
固体のインクである。
FIG. 1 shows an example of the results of differential thermal analysis of ink used in the non-contact recording device of the present invention. This ink is an ink that is solid at room temperature and has one or more transition temperatures in the temperature range from room temperature to when it completely dissolves when it undergoes a phase transition from solid to liquid.

常温とは、5〜35℃の範囲であり、この温度から、溶
融点までに一つ又は二つ以上の転移温度を有するか否か
は、示差熱分析(DSC)を行うことにより容易に判別
できる。すなわち、示差熱分析において現われる吸熱の
ピークに相当する温度が転移温度である。第1図におい
ては、ショルダ二を含め、4つの吸熱のピークを示して
いる。この例に示す様な複数の転移温度を有するのは、
単一化合物によりビークルを構成する場合においては、
部分的に微細な結晶構造を有する常温で固体であって、
50〜200℃の範囲で融点を有し、常温から融点まで
の範囲でガラス転移点を有する化合物である場合である
。この様な特性を示す化合物の例としては、ポリアクリ
ス酸エステル類。
Room temperature is in the range of 5 to 35°C, and whether or not there is one or more transition temperatures from this temperature to the melting point can be easily determined by performing differential thermal analysis (DSC). can. That is, the temperature corresponding to the endothermic peak that appears in differential thermal analysis is the transition temperature. In FIG. 1, four endothermic peaks are shown, including the shoulder two. Having multiple transition temperatures as shown in this example is
When a vehicle is composed of a single compound,
Solid at room temperature with a partially fine crystal structure,
This is the case when the compound has a melting point in the range of 50 to 200°C and a glass transition point in the range from room temperature to the melting point. Examples of compounds that exhibit such properties are polyacrylic acid esters.

ポリエチレンオキサイド、エチレン酢酸ビニル共重合体
等が挙げられる。また、複数の化合物でインクのビーク
ルを構成する場合で、融点が異なる2種以上の化合物を
混合すると、複数の転移温度が現われる。
Examples include polyethylene oxide, ethylene vinyl acetate copolymer, and the like. Furthermore, when an ink vehicle is composed of a plurality of compounds, and two or more compounds having different melting points are mixed, a plurality of transition temperatures will appear.

以上のインク、に用いられる化合物は、他に、力ルナバ
ワックス、キャンデリラワックス、鯨ろう、密ろう、木
ろう、ホホバろう等の天然ワックス、テトラコサノール
、ヘキサコサノール等の高級アルコール類、およびそれ
らのエステル類、他に高級脂肪酸およびそのエステル類
がある。
Compounds used in the above ink include natural waxes such as lunaba wax, candelilla wax, spermaceti wax, beeswax, wood wax, and jojoba wax, higher alcohols such as tetracosanol and hexacosanol, and In addition to these esters, there are higher fatty acids and their esters.

そして、インク全体が流動性となるための完全溶解温度
は、最も高温にある転移温度以上の値であることになる
The complete dissolution temperature at which the entire ink becomes fluid is a value higher than the transition temperature, which is the highest temperature.

第2図は、本発明による非接触型記録装置のシステム構
成図で、図中、1はプレヒーター 2はインクタンク(
Cニジアン、M:マゼンダ、Y:イエロー、Bニブラッ
ク)、3は加圧ポンプ、4は加熱ドライブ用端子、5は
印字面に衝突した気体流を回収するためのスクイズ板、
6はフィルタ7は断熱板、8は温度検出用端子、9は温
度制御部、10はドライバー内蔵ヘッド、11は記録紙
、14はインク加圧制御バルブである。特に、カラー化
を構成する場合、ラインヘッドを近接して小型化も必要
とする。このとき、10〜Loom/sの流速を有する
気体流が相互に合流すると騒音の発生と層流の乱れとな
り、記録媒体の印写面付着が不安定になる。そこで、ヘ
ラ1くユニット間及び印写面に気体流回収手段5を設け
でいる。この印写面からの回収気体流を数μm径のフィ
ルター6を介して加圧ポンプ3に接続して吸収する。
FIG. 2 is a system configuration diagram of a non-contact recording apparatus according to the present invention, in which 1 is a preheater and 2 is an ink tank (
3 is a pressure pump, 4 is a heating drive terminal, 5 is a squeeze plate for collecting the gas flow that collides with the printing surface,
6 is a filter 7 is a heat insulating plate, 8 is a temperature detection terminal, 9 is a temperature control section, 10 is a head with a built-in driver, 11 is a recording paper, and 14 is an ink pressure control valve. In particular, when configuring a color system, it is necessary to place the line heads close together and downsize. At this time, if the gas flows having a flow velocity of 10 to 1000 m/s merge with each other, noise will be generated and the laminar flow will be disturbed, making the adhesion of the printing surface of the recording medium unstable. Therefore, a gas flow recovery means 5 is provided between the spatula units and on the printing surface. This recovered gas flow from the printing surface is connected to a pressure pump 3 via a filter 6 with a diameter of several μm to absorb it.

又、気体流の回収系及び加圧供給系とも断熱構造を有す
る構成とする。この循環気体流の温度は100℃以下で
あり、例えば、50℃程度の設定が可能である記録媒体
が一般的である。このため、断熱材7としては特殊な材
料は必要でなく、多孔室を有する樹脂材料、ゴム材料、
ガラス綿、繊維質材料であれば良い。
Further, both the gas flow recovery system and the pressurized supply system are configured to have a heat insulating structure. The temperature of this circulating gas flow is 100° C. or less, and recording media that can be set to about 50° C., for example, are common. Therefore, the heat insulating material 7 does not require any special material, such as resin material with porous chambers, rubber material, etc.
Glass cotton or fibrous material may be used.

具体的には、ケイ酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウ
ム、カポサイト、吹付は石綿、あわガラス、硬質ポリウ
レタン等を主成分とする管路を構成する。なお、記録ヘ
ッドの全体を覆うプレヒーターの両端部は開放されてい
るが、実際には両側とも密閉構造となっている。
Specifically, the pipes are mainly composed of calcium silicate, basic magnesium carbonate, caposite, asbestos, foam glass, hard polyurethane, etc. Although both ends of the preheater that covers the entire recording head are open, both ends are actually sealed.

第2図のシステムにおいて、インク吐出口へ供給するた
めのPre Heatによる供給インク温度は。
In the system shown in FIG. 2, the temperature of the ink supplied to the ink ejection port by Pre Heat is as follows.

流動性となる溶解温度、又は供給インクのタンク側より
加圧する構成とすれば、完全溶解する必要はなく、い(
つかあるうちの1つのインクの融点温度近傍であれば良
い。Pre Heat温度は低い温度であるが、エネル
ギー損失が小さく、構成上、又、材料上選定に当っても
自由度が大きく低コスト化できる。
If the melting temperature is set to fluidity, or the supply ink is pressurized from the tank side, it is not necessary to completely dissolve it (
It is sufficient if the temperature is close to the melting point of one of the inks. Although the pre-heat temperature is low, the energy loss is small, and there is a large degree of freedom in selecting the structure and materials, and costs can be reduced.

第3図及び第4図は、本発明のヘッド部の構成図で1図
中、21は共通液室、22は上板、23は気体流路、2
4はスイッチング用ヒータ、25はペースプリヒート用
ヒータである。記録体吐出用スリットが気体流路23に
対して90度(第3図)、又はそれ以下の角度(第4図
)に設定されている。スイッチングヒーター0 ト’ 
F時にインク吐出口よりインクが吐出しない構成にする
ために、気体流の供給温度はインク融点温度以下に設定
し、インク吐出口上を流れる気体流によって、吐出口イ
ンクのみが冷却され、Pre Heat温度より低下し
、インク粘度が高く吐出のための流体抵抗が増加するこ
とを狙っている。
3 and 4 are configuration diagrams of the head section of the present invention, in which 21 is a common liquid chamber, 22 is an upper plate, 23 is a gas flow path, and 2
4 is a switching heater, and 25 is a paste preheat heater. The recording material ejection slit is set at an angle of 90 degrees (FIG. 3) or less (FIG. 4) with respect to the gas flow path 23. Switching heater 0
In order to create a configuration in which ink is not ejected from the ink ejection port during F, the supply temperature of the gas flow is set below the ink melting point temperature, and only the ink at the ejection port is cooled by the gas flow flowing over the ink ejection port. The aim is to lower the temperature, increase the viscosity of the ink, and increase the fluid resistance for ejection.

第5図は、気体流供給温度に対する吐出口のインク表面
の冷却温度を示す。インク吐出口のティメンジョンは5
0μ臘以下の微小寸法であるため、直接気体流と接する
面積が小さく、冷却効果は大きくない。そのため、気体
流の供給温度は、出来るだけ低い方が好ましく、使用環
境温度の上限近傍に常にコントロールしておくのが安定
な吐出特性が得られる。環境温度が変動しても、吐出口
インク温度が一定温度にコントロールされていれば、吐
出のためのスイッチングヒーターにより溶解するための
印加熱量は、一定量で常に安定した吐出となる0例えば
、インク吐出ロスリット幅30μm、気体流の流速10
0m/s、気体流供給温度35〜40℃のとき、吐出口
インクの表面温度は5℃低下する。このとき、パラフィ
ンを主成分とするインクを用いたシステムにおいては、
安定な吐出特性が得られた。
FIG. 5 shows the cooling temperature of the ink surface at the ejection port versus the gas flow supply temperature. The timing of the ink ejection port is 5.
Since it has a minute size of 0μ or less, the area in direct contact with the gas flow is small, and the cooling effect is not large. Therefore, it is preferable that the supply temperature of the gas flow be as low as possible, and stable discharge characteristics can be obtained by always controlling the temperature near the upper limit of the operating environment temperature. Even if the environmental temperature fluctuates, if the ink temperature at the ejection port is controlled to a constant temperature, the amount of heat applied to melt the ink by the switching heater for ejection will always be constant and stable ejection. Discharge loss slit width 30 μm, gas flow velocity 10
When the gas flow supply temperature is 0 m/s and the gas flow supply temperature is 35 to 40°C, the surface temperature of the ink at the ejection port decreases by 5°C. At this time, in a system using ink whose main component is paraffin,
Stable discharge characteristics were obtained.

第6図は、気体流供給温床を一定に制御する場合の本発
明の他の実施例を示す。図中、15は開放管路、16.
17は流量制御バルブ、18はフィルター、19は吸入
管路である。気体流供給温度を前記の様に制御するとき
、供給エアーを全て外部から取り入れる構成の場合、制
御温度まで加熱のための電力が必要となる。
FIG. 6 shows another embodiment of the invention with constant control of the gas flow supply hotbed. In the figure, 15 is an open pipe line, 16.
17 is a flow control valve, 18 is a filter, and 19 is a suction pipe. When controlling the gas flow supply temperature as described above, in the case of a configuration in which all the supplied air is taken in from the outside, electric power is required for heating up to the control temperature.

第7図は、吐出インクを印写面まで運んだ気体流を回収
する構成とした図で、加圧ポンプに循環するシステムが
電力損失の少ない利点がある。図中、12は印写面(記
録紙)11に近接したスクイズ板5による気体流の回収
路、13はヘッドである。これは、印写面からのはね返
すミストの回収又は印写ペーパーに付着している紙粉を
回収することになり、従来のインクジェットにおいて大
きな問題になっていた紙粉等のゴミのノズル面の付着に
よる目詰りや噴射方向の変化による画質乱れの問題点を
解決することができる。しかし、この場合、ヘッドベー
ス、インク等から気体流に熱が伝わり、徐々に循環気体
流の温度が上昇し、吐出口インクを冷却するための気体
流温度制御が不能になってくる。又、装置機内の温度上
昇も、運転中に進み、上記温度制御に支障をきたす場合
も生ずる。そこで、第6図に示す様な加圧エアーポンプ
に回収気体流を循環する量を制御するための流量制御手
段、及び、外気を取り入れて加圧ポンプに供給する供給
量を制御する手段を設け、インク吐出口へ供給する気体
流の温度検出手段の出力により、前記各流量制御手段を
制御することで供給気体流温度を一定に制御する。すな
わち、回収循環する気体流温度が制御温度をオーバーす
る場合、外気取り入れ量を多くし、又、回収気体流温度
が低下する場合は、外気取り入れ量を少なくする制御で
、システム全体の損失電力を最少にすることが可能であ
る。勿論、使用環境温度が5〜10℃と低温の場合、外
気取り入れ量は零とし、さらに、加圧ポンプ出力気体流
を加熱する手段によって温度制御する条件もあり得る。
FIG. 7 shows a configuration in which the gas flow that carries the ejected ink to the printing surface is recovered, and a system in which the gas is circulated through a pressure pump has the advantage of less power loss. In the figure, 12 is a gas flow recovery path formed by a squeeze plate 5 close to the printing surface (recording paper) 11, and 13 is a head. This is to collect the mist that bounces off the printing surface or the paper dust adhering to the printing paper, and the problem with conventional inkjet is that paper dust and other dust adheres to the nozzle surface. It is possible to solve the problem of image quality disturbance due to clogging due to jetting and changes in the jetting direction. However, in this case, heat is transferred from the head base, ink, etc. to the gas flow, and the temperature of the circulating gas flow gradually increases, making it impossible to control the gas flow temperature for cooling the ejection port ink. Furthermore, the temperature inside the device may also increase during operation, which may interfere with the temperature control described above. Therefore, as shown in Fig. 6, a flow rate control means for controlling the amount of recovered gas flow circulated in the pressurized air pump and a means for controlling the amount of outside air taken in and supplied to the pressurized pump are provided. The temperature of the supplied gas flow is controlled to be constant by controlling each of the flow rate control means based on the output of the temperature detection means of the gas flow supplied to the ink ejection port. In other words, when the temperature of the recovered and circulated gas flow exceeds the control temperature, the amount of outside air intake is increased, and when the temperature of the recovered gas flow decreases, the amount of outside air intake is decreased, thereby reducing the power loss of the entire system. It is possible to minimize it. Of course, when the operating environment temperature is as low as 5 to 10° C., there may be conditions in which the amount of outside air taken in is zero and the temperature is further controlled by means of heating the pressurized pump output gas flow.

麦−一来 以上の説明から明らかなように1本発明によると以下の
ような効果がある。
As is clear from the above explanation, the present invention has the following effects.

(1)インク搬送用気体流路に対してインク吐出ノスル
又はスリットの開口方向を90度、又は、それ以下の角
度に設定した構成により、開口部のみのインクが効率的
に冷却され、又、温度制御された気体流を流し、その温
度に対応して応答する温度、粘度特性の記録媒体を用い
ることで、環境条件の変動に対しても安定な応答性の良
い記録方式が可能となる。
(1) By setting the opening direction of the ink discharge nostle or slit at an angle of 90 degrees or less with respect to the ink transporting gas flow path, ink only in the opening is efficiently cooled, and By flowing a temperature-controlled gas flow and using a recording medium with temperature and viscosity characteristics that respond to the temperature, a recording method that is stable and responsive to changes in environmental conditions becomes possible.

(2)供給気体流により、吐出口インクの冷却効果が大
きい条件に設定することで安定なインク吐出ON、○F
 I?制御が可能であり、特にOFF時の立下がり特性
が向上し、応答性の良い装置が可能となる。
(2) Stable ink ejection by setting the condition to have a large cooling effect on the ejection port ink by the supply gas flow, ○F
I? Control is possible, and in particular, the falling characteristic when turned off is improved, and a device with good responsiveness becomes possible.

(3)回収気体流も再循環しながら、供給気体流の温度
を一定に制御する構成であるため、損失電力を最少にし
た。安定なインク吐出ON、OFF制御が可能である。
(3) Power loss was minimized because the temperature of the supplied gas stream was controlled to be constant while the recovered gas stream was also recirculated. Stable ink ejection ON/OFF control is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明によるインクジェット記録装置に用い
るインクの示差熱分析結果を示す図、第2図は、本発明
による非接触記録装置のシステム構成図、第3図及び第
4図は、ヘッド部の構成図、第5図は、気体流供給温度
に対する吐出口のインク表面の冷却温度を示す図、第6
図は、気体流供給温度を一定に制御する場合の本発明の
他の実施例を示す図、第7図は、吐出インクを印写面ま
で運んだ気体流を回収する構成を示す図、第8図は。 記録媒体の温度に対する粘度変化の特性を示す図である
。 1・・・プレヒータ、2・・・インクタンク(Cニジマ
ン。 M:マゼンダ、Y:イエロー、Bニブラック)。 3・・・加圧ポンプ、4・・・加熱ドライブ端子、5・
・・スクイズ板、6・・・フィルタ、7・・・断熱板、
8・・・温度検出用端子、9・・・温度断判部、10・
・・ドライバー内蔵ヘッド、11・・・記録紙、12・
・・気体流の回収路、13・・・ヘッド部、14・・・
インク加圧制御バルブ。 第 コ 図 時間【分) 第 図 第 図 第 図 第 図 温度に対する粘度変化特性
FIG. 1 is a diagram showing the results of differential thermal analysis of ink used in the inkjet recording device according to the present invention, FIG. 2 is a system configuration diagram of the non-contact recording device according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing the head Fig. 5 is a diagram showing the cooling temperature of the ink surface of the ejection port with respect to the gas flow supply temperature;
7 is a diagram showing another embodiment of the present invention in which the gas flow supply temperature is controlled to be constant; FIG. Figure 8 is. FIG. 3 is a diagram showing characteristics of viscosity change with respect to temperature of a recording medium. 1... Preheater, 2... Ink tank (C Nijiman. M: Magenta, Y: Yellow, B Ni Black). 3... Pressure pump, 4... Heating drive terminal, 5...
... squeeze board, 6... filter, 7... heat insulation board,
8...Temperature detection terminal, 9...Temperature determination section, 10.
...Head with built-in driver, 11...Recording paper, 12.
...Gas flow recovery path, 13...Head part, 14...
Ink pressure control valve. Fig. Time [minutes] Fig. Fig. Fig. Fig. Viscosity change characteristics with respect to temperature

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、常温で固体、加熱することによって溶融する高温溶
融インクを用いた非接触型記録装置において、気体流の
直進流路に対し、前記インクの吐出ノズル又はスリット
の開口方向を90度、又は、それ以下の角度に設定し、
前記気体流の供給温度を前記インクの融点以下の温度に
設定し、前記インクの供給温度をインクの融点温度近傍
又は融点以上に設定し、前記インクの吐出ノズル又はス
リット部に設けた加熱手段を記録信号に応じて制御し、
前記インクの吐出を行うことを特徴とする非接触型記録
装置。 2、気体流の供給温度を使用環境温度の上限近傍に設定
し、供給気体流の温度検出手段の出力により、該供給気
体流の温度を前記設定温度に制御する手段を有すること
を特徴とする請求項1記載の非接触型記録装置。 3、インクを印写面に運んだ気体流に対して、該気体流
を回収して加圧ポンプに循環供給する手段と、外気を取
り入れて加圧ポンプに循環供給する手段と、前記それぞ
れの供給量を制御する制御手段と、インク吐出口ヘ供給
する気体流の温度検出手段の出力により、設定温度に制
御する温度制御手段とを有することを特徴とする請求項
1記載の非接触型記録装置。
[Claims] 1. In a non-contact recording device using high-temperature melting ink that is solid at room temperature and melts when heated, the opening direction of the ink discharge nozzle or slit with respect to the straight flow path of the gas flow. set to an angle of 90 degrees or less,
The supply temperature of the gas flow is set to a temperature below the melting point of the ink, the supply temperature of the ink is set near or above the melting point of the ink, and a heating means provided at the ink discharge nozzle or slit portion is provided. Control according to the recording signal,
A non-contact recording device characterized by ejecting the ink. 2. It is characterized by having means for setting the supply temperature of the gas flow near the upper limit of the operating environment temperature, and controlling the temperature of the supply gas flow to the set temperature based on the output of the supply gas flow temperature detection means. The non-contact recording device according to claim 1. 3. Means for collecting the gas flow that carries the ink to the printing surface and supplying the gas to the pressurizing pump in circulation; means for taking in outside air and supplying the air in circulation to the pressurizing pump; 2. The non-contact recording device according to claim 1, further comprising: a control means for controlling the supply amount; and a temperature control means for controlling the temperature to a set temperature based on the output of the temperature detection means of the gas flow supplied to the ink ejection port. Device.
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