JPH0295857A - Nozzleless ink jet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ノズルレスインクジェット記録装置に関し、普通紙にイ
ンクの滲みがなく、鮮明な記録ができるノズルレスイン
クジェット記録装置を提供することを目的とし、
音響エネルギーをインク液表面の一部に集中しインクを
励起して噴射し、且つインク噴射部に設けた電極に電圧
を印加することにより、電気粘性インクの噴射を制御す
る方式のノズルレスインクジェット記録装置であって、
該装置のインクヘッドおよびインク送液、インクタンク
、ポンプにヒータを設け、
前記電気粘性インクの溶媒としてワックスを用い、常温
で固体、加熱時に溶融するインクとして構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] An object of the present invention is to provide a nozzle-less inkjet recording device that can print clearly on plain paper without ink smearing, and uses acoustic energy to transfer acoustic energy to the surface of ink liquid. A nozzle-less inkjet recording device that controls the ejection of electrorheological ink by concentrating on a part of the electrorheological ink, exciting the ink and ejecting it, and applying a voltage to an electrode provided in the ink ejection part, A heater is provided in the ink head, ink feed, ink tank, and pump of the apparatus, and wax is used as a solvent for the electrorheological ink, and the ink is solid at room temperature and melts when heated.
本発明は、ノズルレスインクジェット記録装置に関する
。The present invention relates to a nozzleless inkjet recording device.
インクジェット記録装置は、極めて低騒音で、高速印字
が可能の他、安価な普通紙が使え現像定着を必要とせず
、漢字、図形等の記録が行える。Inkjet recording devices are extremely low-noise, capable of high-speed printing, can use inexpensive plain paper, do not require development and fixation, and can record kanji characters, figures, etc.
一般にインクに圧力を加えインク液適をノズルより噴射
して、印刷用紙に記録を行なうものである。従って、イ
ンクの乾燥あるいは液中の異物等により目詰まりが発生
し、インク液滴がノズルより飛び出さず記録が行えない
ことがある。そのため、インクの乾燥、液中の異物等に
より目詰まりしないものが要望されている。Generally, pressure is applied to ink and a droplet of ink is ejected from a nozzle to record on printing paper. Therefore, clogging may occur due to ink drying or foreign matter in the liquid, and ink droplets may not fly out of the nozzle and recording may not be possible. Therefore, there is a demand for a device that does not become clogged due to ink drying or foreign matter in the liquid.
第２図は従来のインクジェット記録装置を説明する図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional inkjet recording apparatus.
第２図において、インクジェット記録装置は、記録紙１
を介しプラテン２とインクジェットヘッド（以下印字ヘ
ッドと云う）３が対向し、第３図図に示すようにインク
タンク１４から印字へ・ノド３にインクが供給され、圧
力室１０と一体にある圧電トランスジューサ（圧電素子
）の駆動により、ノズル１２からインクが記録紙ｌに向
けて噴射される。In FIG. 2, the inkjet recording apparatus includes recording paper 1
The platen 2 and the inkjet head (hereinafter referred to as print head) 3 face each other via Ink is ejected from the nozzle 12 toward the recording paper l by driving the transducer (piezoelectric element).
このインク噴射は、インクの乾燥あるいはインク液中に
異物があると、ノズル１２は目詰りして噴射が停止して
しまい問題であった。なお、４は印字ヘッド３を保持す
るキャリア、５は目詰り防止用キャップ、６はガイドバ
ー、７は送りネジ、８はモータ、１１は導通路、１３は
共通インク室である。This ink ejection has been problematic because if the ink dries or if foreign matter is present in the ink liquid, the nozzle 12 becomes clogged and the ejection stops. Note that 4 is a carrier that holds the print head 3, 5 is a clogging prevention cap, 6 is a guide bar, 7 is a feed screw, 8 is a motor, 11 is a conduction path, and 13 is a common ink chamber.
このため、例えばＵＳＰ４３０８５４７では、第４図の
ようにインク液中１６に球面形の圧電トランスジューサ
１５を、その焦点ａが液面に一致するように沈めておき
、その音響エネルギーを焦点ａに集中させ液体を噴射す
る方法、所謂ノズルレスインクジェットが提案されてい
る。１８は電極を示す。For this reason, for example, in US Pat. No. 4,308,547, as shown in FIG. 4, a spherical piezoelectric transducer 15 is submerged in the ink liquid 16 so that its focal point a coincides with the liquid level, and the acoustic energy is concentrated at the focal point a. A method of ejecting liquid, so-called nozzle-less inkjet, has been proposed. 18 indicates an electrode.
さらに、ライン化して高速に記録するため、第５図のよ
うに上記圧電トランスジューサを樋状にしく樋状の圧電
トランスジューサ１９）、かつライン上のインクの噴射
位置に電極２０を密に設けると共に、電気粘性インク３
０を用い、噴射位置を正確に制御する方法が考えられる
。２１は圧電トランスジューサ用電極、２２は電極端子
、２３は電極用基板である。Furthermore, in order to record in a line at high speed, the piezoelectric transducer is formed into a gutter-like shape as shown in FIG. Electrorheological ink 3
A possible method is to use 0 to accurately control the injection position. 21 is a piezoelectric transducer electrode, 22 is an electrode terminal, and 23 is an electrode substrate.
また、第６図のようにのように焦点ａに間隙すがあるよ
うに２枚の平板状の圧電トランスジューサ２５を液面に
置き、インク液中１６には放物面を持つ反射板２８を設
けておき、反射板２８で反射された音響エネルギーを焦
点ａに集中しインクを噴射することも提案されている。Further, as shown in FIG. 6, two flat piezoelectric transducers 25 are placed on the liquid surface so that there is a gap between the focal points a, and a reflecting plate 28 with a parabolic surface is placed in the ink liquid 16. It has also been proposed that the acoustic energy reflected by the reflecting plate 28 be concentrated at a focal point a and ink be ejected.
２６は圧電トランスジューサ端子、２７は液滴を示す。26 is a piezoelectric transducer terminal, and 27 is a droplet.
これもライン化して高速に記録するため、第７図（イ）
（ロ）のように樋状の反射板２８とし、かつ圧電トラン
スジューサ２５のライン上のインクの噴射位置に、電極
２９を密に設けると共に、電気粘性インク３０を用い、
噴射位置を正確に制御する方法が考えられる。３１は電
極端子、３２は絶縁体である。This is also recorded in a line and recorded at high speed, as shown in Figure 7 (a).
As shown in (b), a gutter-shaped reflecting plate 28 is used, electrodes 29 are densely provided at the ink ejection position on the line of the piezoelectric transducer 25, and electrorheological ink 30 is used.
One possible method is to accurately control the injection position. 31 is an electrode terminal, and 32 is an insulator.
［発明が解決しようとする課題］
上記電気粘性インク３０は、シリコンオイル等の溶媒と
シリカゲル（Ｓｔｏｗ）等の微粉末と界面活性材と顔料
（フタロシアニン）から構成されている。[Problems to be Solved by the Invention] The electrorheological ink 30 is composed of a solvent such as silicone oil, a fine powder such as silica gel (Stow), a surfactant, and a pigment (phthalocyanine).
この微粒子が、機械停止中に凝集沈澱してインク通路等
で目詰まりしてしまうことがあった。These fine particles sometimes coagulate and precipitate while the machine is stopped, clogging the ink passages and the like.
さらに、普通紙に入っているインクの滲みを抑える材料
は水系のインクにはよいが、電気粘性インクは油性溶媒
を使用しているため、普通紙に浸透し易く印字が滲んで
しまう問題があった。Furthermore, the materials contained in plain paper that suppress ink bleeding are good for water-based inks, but since electrorheological inks use oil-based solvents, they tend to penetrate plain paper and cause printing to bleed. Ta.
そこで、本発明は普通紙にインクの滲みがなく、鮮明な
記録ができるノズルレスインクジェット記録装置を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a nozzle-less inkjet recording apparatus that can print clearly on plain paper without ink bleeding.
前記問題点は、第１図に示されるように音響エネルギー
をインク液表面の一部に集中しインクを励起して噴射し
、且つインク噴射部に設けた電極２９に電圧を印加する
ことにより、電気粘性インク３０の噴射を制御する方式
のノズルレスインクジェット記録装置であって、
該装置のインクヘッド及びインク送液、インクタンク、
ポンプにヒータ３６を設け、
さらに、前記電気粘性インク３０の溶媒としてワックス
を用い、常温で固体、加熱時に溶融するインクにした本
発明のインクジェット記録装置によって解決される。The above problem can be solved by concentrating acoustic energy on a part of the surface of the ink liquid to excite the ink and ejecting it, as shown in FIG. A nozzle-less inkjet recording device that controls the ejection of electrorheological ink 30, which includes an ink head, an ink liquid supply, an ink tank,
This problem is solved by the inkjet recording apparatus of the present invention, in which the pump is provided with a heater 36, and wax is used as a solvent for the electrorheological ink 30, so that the ink is solid at room temperature and melts when heated.
本発明は、電気粘性インク３０の溶媒として、ワックス
を用いている。ワックスは常温では固相、高温（４０℃
〜１００℃以上）で液相であるため、機械停止中は、ワ
ックスが固まっているので、分散されているインク中の
微粒子は動けず凝集沈澱がない。従って目詰まりを生じ
ない。The present invention uses wax as a solvent for the electrorheological ink 30. Wax is solid at room temperature and at high temperature (40℃)
Since the wax is in a liquid phase at a temperature of 100° C. or higher), the wax is solidified while the machine is stopped, so the fine particles in the dispersed ink do not move and there is no agglomeration or precipitation. Therefore, no clogging occurs.
また、インクが記録紙に付着後は、ワックスが速やかに
固化するために、紙への浸透なく滲みのない鮮明な印字
になる。Furthermore, after the ink adheres to the recording paper, the wax solidifies quickly, resulting in clear prints that do not penetrate the paper and do not bleed.
また、機械動作中は、ヒータ３６でヘッド、インクタン
ク、送液ポンプを加熱すれば、液相化するので、従来提
案されている方式の長所（目詰まり）を何ら妨げること
はない。Furthermore, during machine operation, if the head, ink tank, and liquid pump are heated by the heater 36, they are turned into a liquid phase, so that the advantages of the conventionally proposed system (clogging) are not hindered in any way.
第１図は本発明の一実施例の説明図である。なお、全図
を通じて同一符号は同一対象物を示す。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals indicate the same objects throughout the figures.
第１図はヘッド部の断面を、示す。第１図において、ホ
ルダ−３４内部には、インク室３３があり、イ′ンク室
３３の底部は放物面形状をした音響エネルギーが反射す
る反射板２８が形成されている。インク室３３にはイン
クが満たされていて、インク供給パイプ３５で外部の図
示しないインクタンクおよびポンプと連結され、圧力調
整されている。インク表面には２枚の圧電トランスジュ
ーサ２５があり、ホルダー３４に固定されている。２枚
の圧電トランスジューサ２５の間には０．５鶴の間隙（
スリット）ｂがあり、反射板２０における放物面の焦点
（この場合は線になる）はこの間隙すに設定されている
。FIG. 1 shows a cross section of the head portion. In FIG. 1, there is an ink chamber 33 inside the holder 34, and the bottom of the ink chamber 33 is formed with a parabolic reflecting plate 28 that reflects acoustic energy. The ink chamber 33 is filled with ink, and is connected to an external ink tank and pump (not shown) through an ink supply pipe 35 to adjust the pressure. There are two piezoelectric transducers 25 on the ink surface, which are fixed to a holder 34. There is a gap of 0.5 mm between the two piezoelectric transducers 25 (
There is a slit) b, and the focal point of the paraboloid (in this case, a line) in the reflecting plate 20 is set at this gap.
また、ホルダー３４の下部にはヒーター３６が付着され
、ホルダー３４を加熱することによりインクを加熱でき
るようになっている。本実施例では９０℃に設定した。Further, a heater 36 is attached to the lower part of the holder 34, so that the ink can be heated by heating the holder 34. In this example, the temperature was set at 90°C.
圧電トランスジューサ２５同志の対向する部分には電極
２９があり、間隙すにあるインクの任意の位置に電圧を
印加できるようになっている。There are electrodes 29 on opposing parts of the piezoelectric transducers 25, so that a voltage can be applied to any position of the ink in the gap.
圧電トランスジューサ２５の上下両面の端子３５に３０
ＫＨｚ、 １２５Ｖの交流電力を加えて振動させると、
発生した音響エネルギーは下方に進み、反射板２８で反
射された後焦点ａ部に集中し、インクを励起して噴射さ
せる。30 to the terminals 35 on both the upper and lower sides of the piezoelectric transducer 25.
When you apply kHz, 125V AC power and make it vibrate,
The generated acoustic energy travels downward, and after being reflected by the reflecting plate 28, it is concentrated at the focal point a, exciting the ink and causing it to be ejected.
インクには電気粘性効果を持たせであるので、電極２９
に電圧を加えることにより、インク増粘して噴射を停止
することができる。電極２９は多数密に設けて°あるの
で、ライン上の任意の位置で噴射を制御できる。Since the ink has an electrorheological effect, the electrode 29
By applying voltage to the ink, the viscosity of the ink can be increased and the jetting can be stopped. Since a large number of electrodes 29 are arranged closely, injection can be controlled at any position on the line.
インクの溶媒として用いるワックスは、例えば、みつろ
う、カルナバワックス等の天然ワックス、パラフィンワ
ックス等の石油ワックス、ステアリン等の脂肪酸、ポリ
エチレンワックス等の合成炭化水素、ステアリン酸アミ
ド等の脂肪酸アミドがあり、融点、溶融粘度、電気粘性
効果、記録紙への定着性等を総合して決定される。一般
には融点は５０℃〜９０℃、溶融粘度は９０℃において
、３０ＣＰ以下が好ましい。Waxes used as ink solvents include, for example, natural waxes such as beeswax and carnauba wax, petroleum waxes such as paraffin wax, fatty acids such as stearin, synthetic hydrocarbons such as polyethylene wax, and fatty acid amides such as stearic acid amide. , melt viscosity, electrorheological effect, fixability to recording paper, etc. Generally, the melting point is preferably 50°C to 90°C, and the melt viscosity is preferably 30CP or less at 90°C.
本実施例においては、パラフィンワックス（融点６０℃
）６０重量％、シリコーンオイル（東芝シリコーンＴＳ
Ｆ４０５）２０重量％、Ｌタイプゼオライト（東ソー製
ＴＳＺ−５００ＫＯＡ） １０重量％、フタロシアニン
顔料８重量％、分散材２重量％を３本ロールミルで加熱
分散したものを用いた。動作中はインクを８０℃に保ち
、通常の記録ができた。機械停止後、再び動作してもイ
ンクの特性の変化および送液系での目詰まりはなく、良
好な記録ができ、記録紙に対する定着性も良好であった
。また、ワックスによりインクが速やかに固化するので
、表面の荒い記録紙でもインクの滲みのない記録ができ
る。In this example, paraffin wax (melting point 60°C
) 60% by weight, silicone oil (Toshiba Silicone TS
F405), 10% by weight of L-type zeolite (TSZ-500KOA manufactured by Tosoh), 8% by weight of phthalocyanine pigment, and 2% by weight of dispersant were heated and dispersed using a three-roll mill. During operation, the ink was kept at 80°C and normal recording was possible. Even when the machine was restarted after it was stopped, there was no change in ink characteristics or clogging in the liquid delivery system, and good recording was possible, with good fixing properties on recording paper. Furthermore, since the ink is quickly solidified by the wax, it is possible to record without ink smearing even on recording paper with a rough surface.
本発明の他の実施例としては、特に図示しないが第１図
において、反射板２８に半円形（樋状）の圧電トランス
ジューサを設け、インク室３３の蓋部分は圧電トランス
ジューサ２５の替わりに金属あるいはプラスチックスを
用い、間隙に円の中心が来るような構造としても（他は
第１図と同じ）、前記実施例と同様の効果が得られる。As another embodiment of the present invention, although not particularly shown, in FIG. Even if plastic is used and the structure is such that the center of the circle is located in the gap (the rest is the same as in FIG. 1), the same effect as in the previous embodiment can be obtained.
（第５図参照）以上のように電気粘性インクの溶媒とし
て、ワックスを用いることにより、機械動作中はヒータ
でヘッド、インクタンク、送液ポンプを加熱すれば、印
字が記録紙に滲むことなく印刷される。また、機械停止
中は電気粘性インク中の微粒子が動けず凝集沈澱しない
ので、インク通路等で目詰まリすることはない。(See Figure 5) As described above, by using wax as a solvent for electrorheological ink, by heating the head, ink tank, and liquid pump with a heater during machine operation, the print will not bleed onto the recording paper. printed. Furthermore, while the machine is stopped, the fine particles in the electrorheological ink do not move and do not coagulate and precipitate, so there is no possibility of clogging in the ink passages.
なお、上記実施例はライン化して高速印字するもので説
明したが、ライン化しないシリアルに印字するものでも
、本発明が適用でき、同様の効果が得られる。Although the above embodiment has been described in terms of high-speed printing in lines, the present invention can also be applied to serial printing without lines, and similar effects can be obtained.
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、電気粘性インクの
溶媒にワックスを用いたことにより、機械停止中の微粒
子の凝集、沈降に伴うインクの特性変化がないので、長
期間安定して記録ができる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, by using wax as a solvent for electrorheological ink, there is no change in the properties of the ink due to agglomeration or sedimentation of fine particles when the machine is stopped. You can record stably.
インクが記録紙に付着俊速やかに固化するので、インク
の滲みがなく鮮明な記録ができる。また、表面の荒さに
関係なく広範囲の種類の記録紙にも良好な記録が可能に
なった。The ink adheres to the recording paper and solidifies quickly, allowing for clear recording without ink smearing. In addition, it has become possible to perform good recording on a wide range of types of recording paper, regardless of surface roughness.
第１図は本発明の一実施例を説明図、
第２図は従来のインクジェット記録装置を説明する図、
第３図は従来のヘッド構造を説明する図、第４図は従来
のノズルレスインクジェットの説明図、
第５図は従来のライン化したノズルレスインクジェット
の説明図、
第６図は従来の他のノズルレスインクジェットの説明図
、
第７図（イ） （ロ）は従来の他のライン化したノズル
レスインクジェットの説明図である。
図において、
２５は圧電トランスジューサ、
２６は端子、
２８は反射板、
２９は電極、
３３はインク室、
３４はホルダー
３５はインク供給バイブを示す。
３０ 電Ｌｆ枦Ｔ玉インク
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］第 １ 図
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第 ４ 図
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゛ンエ・ントの名乞明図第Fig. 1 is an illustration of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an illustration of a conventional inkjet recording device, Fig. 3 is an illustration of a conventional head structure, and Fig. 4 is a diagram of a conventional nozzleless inkjet. Figure 5 is an explanatory diagram of a conventional line-formed nozzle-less inkjet, Figure 6 is an explanatory diagram of another conventional nozzle-less inkjet, and Figures 7 (A) and (B) are other conventional lines. FIG. 2 is an explanatory diagram of a nozzle-less inkjet. In the figure, 25 is a piezoelectric transducer, 26 is a terminal, 28 is a reflection plate, 29 is an electrode, 33 is an ink chamber, and 34 is a holder 35 is an ink supply vibrator. 30 Electric Lf T Ball Ink; 1;
] To the appendix to Figure 1...Description and Explanation 7. Figure 3. Figure I is in short supply. 111! Figure 52 ? and the second page of the page 52.・No.
Claims (1)
励起して噴射し、且つインク噴射部に設けた電極（２９
）に電圧を印加することにより、電気粘性インク（３０
）の噴射を制御する方式のノズルレスインクジェット記
録装置であって、 該装置のインクヘッド、インク送液、インクタンク、ポ
ンプにヒータ（３６）を設け、 さらに、前記電気粘性インク（３０）の溶媒としてワッ
クスを用い、常温で固体、加熱時に溶融するインクとし
たことを特徴とするノズルレスインクジェット記録装置
。[Claims] Acoustic energy is concentrated on a part of the surface of the ink liquid to excite and eject the ink, and an electrode (29
) by applying a voltage to the electrorheological ink (30
) is a nozzle-less inkjet recording device that controls the ejection of electrorheological ink (30); A nozzle-less inkjet recording device characterized in that wax is used as an ink that is solid at room temperature and melts when heated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24929588A JPH0295857A (en) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | Nozzleless ink jet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24929588A JPH0295857A (en) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | Nozzleless ink jet recording device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0295857A true JPH0295857A (en) | 1990-04-06 |
Family
ID=17190851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24929588A Pending JPH0295857A (en) | 1988-10-03 | 1988-10-03 | Nozzleless ink jet recording device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0295857A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102442064A (en) * | 2010-10-08 | 2012-05-09 | 精工爱普生株式会社 | Fluid ejection device and medical device |
| JP2017007108A (en) * | 2015-06-17 | 2017-01-12 | 東芝テック株式会社 | Ink circulation device and inkjet recording device |
-
1988
- 1988-10-03 JP JP24929588A patent/JPH0295857A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102442064A (en) * | 2010-10-08 | 2012-05-09 | 精工爱普生株式会社 | Fluid ejection device and medical device |
| JP2012095999A (en) * | 2010-10-08 | 2012-05-24 | Seiko Epson Corp | Fluid ejection device and medical device |
| US8529508B2 (en) | 2010-10-08 | 2013-09-10 | Seiko Epson Corporation | Fluid ejection device and medical device |
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