JPH034389B2 - - Google Patents

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JPH034389B2
JPH034389B2 JP11513979A JP11513979A JPH034389B2 JP H034389 B2 JPH034389 B2 JP H034389B2 JP 11513979 A JP11513979 A JP 11513979A JP 11513979 A JP11513979 A JP 11513979A JP H034389 B2 JPH034389 B2 JP H034389B2
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orifice
ink
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electrode
inkjet
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Yutaka Ebi
Kikuo Kubo
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/06Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2002/061Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、親規なインクジエツト噴射原理を用
いたインクジエツト記録装置に関する。
インクジエツト記録装置は、インクジエツトヘ
ツドからインク粒子を噴射し、このインク粒子を
記録紙に衝突させて記録紙上にドツト印写を行う
ものであるが、その代表的なものとして、現在、
インクジエツトヘツドから常時噴射されるインク
粒子の外部指令に応じて帯電させて偏向制御を行
わせる所謂荷電偏向方式のインクジエツト記録装
置と、印写を必要とする時にのみ外部指令に応じ
てインク粒子を噴射する所謂インクオンデマンド
方式のインクジツト記録装置が知られている。
上述のごときインクジエツト記録装置におい
て、最近、その出力画像の高品質化が求められる
ようになつてきており、そのためヘツドのノズル
径を微小なものにし、高画素密度でドツト印写を
行なわせて解像力を上げるようにする必要性が生
じてきた。ちなみに、従来のドツト印写時ではそ
のインク粒子径が100μm前後であるが、高画素
密度化するためにはそのインク粒子径を少なくと
も50μm前後のものにする必要がある。このよう
なインクジエツト記録装置における出力画像の高
画素密度化にともない、ヘツドのノズル径を微小
なものにする必要があるため、その部分における
インクの目詰りを生じてドツト抜けまたは印写不
能に陥りやすくなるとともに、その加工時の精度
が非常に高くなつて量生性に乏しくなつてしまう
という問題を生じている。また、従来のインクジ
エツト記録装置においては、前述した荷電偏向方
式およびインクオンデマンド方式の何れによるも
のであつても、ヘツド内のインク室に一定圧力で
インクを送り込み、かつ電歪振動子によりヘツド
を起振させることにより、またはインク室内のノ
ズル部分に設けた細線束を超音波信号により起振
させることによりノズルからインクを粒子化して
噴射させる手段を採つている。そのため、特にヘ
ツドおよびその制御系を複数並列的に設けて同時
にドツト印写を行なわせる所謂マルチ化を図る場
合に、各ヘツト毎におけるノズル径又はノズル長
に関する加工上のバラツキ、ヘツドにインクを供
給するポンプの脈動、電歪振動子または細線束の
動作上のバラツキなどによつて各ノズルから噴射
されるインク粒子の運動エネルギが変化してしま
い、インク粒子の飛翔空間における電界または空
気流によつてその飛翔軌跡が狂わされて印写位置
にずれを生じて出力画像がひずんでしまうという
重大な欠点がある。
上述のごとき実情に鑑み、本出願人は、先に、
第1図に示すような全く新規なインクジエツト噴
射原理を用いたインクジエツト記録装置を提案し
た。本発明は、第1図に示したインクジエツト記
録装置を更に改良発展させたものであるが、最初
に、第1図に示したインクジエツト記録装置につ
いて簡単に説明する。
第1図において、1はインク液室、2はオリフ
イス(ノズル孔又はスリツト)、3は針電極(制
御電極)、4は記録紙、5は加速電極、6はオリ
フイス板、7はインク、8は制御電源で、例え
ば、今、針電極3に負の電圧−V1を、また電極
5に正の電圧+V2をそれぞれ印加すると、針電
極3の先端部分のインク7に誘電分極による力と
誘起電荷による力とが加わり(その合成力は吸引
力となる)、それにより針電極3の先端部分のイ
ンクが粒子化されて電極5側にひつぱられて飛翔
し、記録紙4上にドツト印写を行なうことにな
る。なお、針電極3の先端部分のインク7に働く
力は、 〓=α・grad(〓)2+q〓 (ただし、α:インクの分極率による係数、q:
インクの電荷、〓:電界強度) で表わされ、第1項が誘電分極による力、第2項
が誘電電荷による力である。
従つて、第1図に示したインクジエツト噴射原
理を用いたインクジエツト記録装置は、従来のよ
うに電歪振動子を用いて機械的振動によりノズル
からインク粒子を噴射させるものではなく、電気
的吸引力によつてオリフイス2内に設けられた針
電極3の先端部分の導電性インクを電界にしたが
つて常に一定の運動エネルギをもつて所定方向に
飛翔させるようにしているため、ヘツド部分の構
造が簡単になるとともにその加工精度も余り高い
ものが要求されず、常に記録紙4面上の所定位置
に確実にドツト印写を行なわせることができるこ
とになる。また、従来の微小径ノズルを用いたと
きと同一径のインク粒子を得る場合でも、そのノ
ズル径に比してオリフイス径をはるかに大きくす
ることができ、その部分でインクの目詰りを生ず
るようなおそれがなくなる。また、針電極3の先
端の鋭峻度を変えることにより、または針電極3
の先端の突出量を変えることによりドツト印写を
行なうインク粒子の大きさをある範囲内で調整す
ることができ、さらには、ヘツド部分と記録紙4
との間、すなわちインク粒子の飛翔距離を短かく
することができるため、空気流などによる外乱に
よる影響をほとんど無視することができる等の利
点がある。
しかし、前記インクジエツト記録装置は、電極
5がバー電極であるため、針電極3からの電界が
発散し、印写画像の解像度が必ずしも十分なもの
ではなかつた。
第2図は、第1図に示した電極5をスタイラス
電極で構成して電界を収束させ、解像度の向上を
図つたもので、図中、第1図と同様の作用をする
部分には同一の参照番号が付してある。第2図に
おいて、10はスタイラス電極で、第1図に示し
たバー電極5に代つて第2図に示すようなスタイ
ラス電極10を使用すると、針電極3とスタイラ
ス電極10間に働く電界が、第3図に示すよう
に、スタイラス電極10の先端部に収束し、オリ
フイス2からのインクジエツト粒子をより狭い範
囲の1点つまりスタイラス電極10の先端部の記
録紙上に確実に付着させることができ、従つて、
解像度を向上させることができる。その際、スタ
イラス電極10に印加する加速電圧11を針電極
3に印加する制御電圧(記録信号)と同期させる
と、記録信号が印加させた時にのみインクジエツ
ト粒子が噴射され、ノイズ等によるインクジエツ
ト粒子の噴射を防止することができるので、同時
に、画質をも向上させることができる。
第4図は、本発明によるインクジエツト記録装
置の一実施例を説明するための図で、図中、第1
図及び第2図と同様の作用をする部分には同一の
参照番号を付してある。第4図において、6は絶
縁体のオリフイス板で、このオリフイス板6に
は、出口の径を小さくするようにしぼつたオリフ
イス2が形成され、その前後面におけるオリフイ
ス2の囲りに導電性部材(制御電極)61,62
が設けられており、また、記録紙4の背面にも電
極10が設けられ、この電極10に一定の電圧が
印加されている。従つて、今、導電性部材61,
62間に記録信号を与えると、導電性部材61,
62間に、第5図に示すような電界が生じてオリ
フイス先端部のインクが押し出され、この押し出
されたインクが電極10の電界に引かれて飛翔
し、記録紙4にインクが付着する。
第4図において、今、インクに加わる力を〓と
すれば、 〓=α・grad(〓)2+q〓 (ただし、α:インクの分極率による係数、q:
インクの電荷、〓:電界強度)となり、第1項に
示す分極による力と、第2項に示すクーロン力が
働き、導電性部材61,62間に印加される画像
信号によつて第1項に示す分極力が働いて画素に
応じたインク滴が形成され、電極10に印加され
る電圧によつて第2項に示すクーロン力が働いて
インク滴がオリフイスから記録紙に向けて飛翔さ
れる。ここで、上式第1項に示す分極力を大きく
するためには、電界強度〓2の微分を大きくした
方が良く、そのためには、導電性部材61を第1
の導電性部材とし、導電性部材62を第2の導電
性部材とした時、第1の導電性部材61の最もオ
リフイスに近い点とオリフイス中心線との距離を
r1、第2の導電性部材62の最もオリフイスに近
い点とオリフイス中心線との距離をr2としたと
き、r1>r2の関係を満足するように、これに第1
の導電性部材61と前記第2の導電性部材62を
配置した方がよく、このようにすれば、第5図に
示すように、オリフイス出口側の電界を〓out、
オリフイス液室側の電界を〓inとした時、 〓2out>〓2inとなり 〓=α・grad(〓)2+q〓 の第1項がオリフイス出口側でオリフイス液室側
よりも大きくなり、この分極による力の大きな方
向へ、つまり、オリフイス出口側にインク滴の移
動が起こりインク滴を効果的に飛翔させることが
できる。
なお、記録信号は交流でもよく、或いはパルス
幅又は振幅を制御して中間調を出すようにしても
よく、この時、スタイラス電極10に印加する加
速電圧を記録信号と同期させるとともに該記録信
号と逆極性の電圧とすると、解像度及び画質を更
に向上させることができる。更に、インクの物性
は、記録周波数にもよるが、一般的には、108Ω
cm以上の抵抗を有することが必要である。
第6図は、第4図に示した実施例をマルチ化し
た例で、101,102…はスタイラス電極、6
1,621,622…は制御電極、30は制御信号
源、31は加速電源を示し、例えば、制御電極6
2に記録信号を印加し、スタイラス電極102
加速電極を印加すると、スタイラス電極102
対応した位置に印写を行うことができる。
以上の説明から明らかなように、本発明による
と、全く新規な原理によつてインクジエツト粒子
を飛翔し、記録することができ、線形性のよい電
界エネルギーでインクジエツト粒子を作つている
ので、安定性のある粒子化を行うことができる。
また、ノズル径の形状、大小もあまり問題となら
ず、ノズル径が大きくても小さな粒径のインクジ
エツト粒子を得ることができ、更には、ノズル穴
の直角度も問題とならないので、ノズルの製作が
容易になり、量生にも適している。また、インク
ジエツト粒子の飛翔が、記録紙の背面に設けられ
たスタイラス電極に印加されるバイアス電圧によ
つて規正されるので、インクジエツト粒子の噴射
方向もあまり問題とならない。更には、解像解が
高くしかも印写品質の高いインクジエツト記録装
置を提供することができる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本出願人が先に提案したインクジエ
ツト記録装置の一例を説明するための要部概略
図、第2図は、第1図に示したインクジエツト記
録装置を改良したインクジエツト記録装置の一例
を説明するための図、第3図は、第2図に示した
インクジエツト記録装置において発生する電界を
説明するための図、第4図は、本発明によるイン
クジエツト記録装置の一実施例を説明するための
要部構成図、第5図は、第4図のインクジエツト
記録装置において発生する電界を説明するための
図、第6図は、第4図に示した実施例をマルチ化
した場合の一例を示す図である。 1……インク液室、2……オリフイス、3……
針電極、4……記録紙、5……加速用バー電極、
6……オリフイス板、7……インク、8……制御
電源(記録信号源)、10……加速用スタイラス
電極、11……加速電圧、30……制御信号(記
録信号)源、31……加速電源、61,62……
導電性部材(制御電極)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ノズルからインクを噴射させて記録紙に印写
    を行うインクジエツト記録装置において、絶縁性
    の板に設けられたオリフイスと、前記板上のオリ
    フイス近傍の液室側に設けられた第1の導電性部
    材と、前記板上のオリフイス近傍の出口側に設け
    られた第2の導電性部材と、前記記録紙の背面に
    設けられたスタイラス電極とを有し、前記第1の
    導電性部材の最もオリフイスに近い点と、オリフ
    イス中心線との距離をr1、前記第2の導電性部材
    の最もオリフイスに近い点と前記オリフイス中心
    線との距離をr2としたとき、r1>r2の関係を満足
    するように、前記第1の導電性部材と前記第2の
    導電性部材を配置し、かつ、前記第1の導電性部
    材と、前記第2の導電性部材との間に画像信号
    を、また、前記スタイラス電極に一定の電圧を与
    えて前記オリフイスから前記記録紙に向けてイン
    クを噴射するようにしたことを特徴とするインク
    ジエツト記録装置。
JP11513979A 1979-09-10 1979-09-10 Ink jet recording device Granted JPS5640562A (en)

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JPS58220758A (ja) * 1982-06-16 1983-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd インクジエツト記録装置
JPH0613217B2 (ja) * 1984-10-05 1994-02-23 松下電器産業株式会社 インクジェット記録装置
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JP2013146866A (ja) * 2012-01-17 2013-08-01 Seiko Epson Corp 液体吐出装置、記録装置および液体吐出方法

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