JPH035150A - Device and method for ink jet recording - Google Patents

Device and method for ink jet recording

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Publication number
JPH035150A
JPH035150A JP13917789A JP13917789A JPH035150A JP H035150 A JPH035150 A JP H035150A JP 13917789 A JP13917789 A JP 13917789A JP 13917789 A JP13917789 A JP 13917789A JP H035150 A JPH035150 A JP H035150A
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
recording
electrode
counter electrode
meniscus
Prior art date
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Pending
Application number
JP13917789A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Okamoto
徹 岡本
Kazuo Maruyama
和雄 丸山
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.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP13917789A priority Critical patent/JPH035150A/en
Publication of JPH035150A publication Critical patent/JPH035150A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B41J2002/061Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink

Abstract

PURPOSE:To easily perform printing with small dots and gradation expression by a method wherein an ultrasonic vibration is applied to a recording electrode by an ultrasonic exciting means to form a projected ink meniscus on the top end of the recording electrode, and voltage is applied between the recording electrode and a counter electrode in accordance with image information by a voltage application control means. CONSTITUTION:A recording head 5 consists of an ink containing part 2, a recording electrode 3, and an ultrasonic exciting means 4. On the opposed position, a roll-form counter electrode 6 which functions also as a surface for holding a recording sheet 25 is disposed at a predetermined interval. By applying a pulse voltage between the recording electrode 3 and the counter electrode 6 in accordance with image information by a voltage application control means 7, an electric field is formed between the recording electrode 3 and the counter electrode 6. Since a meniscus 14 of an ink I has a projected form, the electric field converges on the tip end of the projected ink meniscus 14. The action of an attracting force caused by the converging electric field makes the meniscus 14 cobwebbed in a tapered form as it approaches the tip end, thereby forming an ink dot 31 on the surface of the recording sheet 25. The ink dot 31 is infiltrated into the recording sheet 25, and fixed on the recording sheet 25 by the evaporation of the solvent to atmosphere.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は超音波振動を利用して凸のインクメニスカス
を形成し、この凸メニスカス状のインクを静電界によっ
て飛翔させて画像の記録を行なう新しい方式のインクジ
ェット記録装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention uses ultrasonic vibration to form a convex ink meniscus, and this convex meniscus-shaped ink is ejected by an electrostatic field to record an image. This invention relates to a new type of inkjet recording device.

[従来の技術] 従来、インクジェット記録装置としでは、例えば次に示
すようなものがある。すなわち、記録ヘッド100には
、第9図に示づように、一対の絶縁基板101.102
を互いに平行に対向配置させて、両組縁基板101.1
02間にインク保持811103を形成づ−るどともに
、両組縁基板101.102の先端部にスリット状のイ
ンク吐出口104を形成する。そして、上記インク保持
部103に所定圧力のインク105を供給することによ
って、インク吐出口104に凹のインクメスカス106
を形成する。また、上記絶縁基板102の一方の内面に
は、インク吐出口104の長手方向に沿って多数の静電
界印加用電極107.107・・・を所定のピッチで形
成する。さらに、上記記録ヘッド100と対向する位置
には、記録用紙108を介して対向電極109を配置す
る。
[Prior Art] Conventionally, as an inkjet recording device, there are, for example, the following ones. That is, as shown in FIG. 9, the recording head 100 includes a pair of insulating substrates 101 and 102.
are arranged parallel to each other and facing each other, and both assembly boards 101.1
In addition to forming an ink holder 811103 between 02 and 102, a slit-shaped ink discharge port 104 is formed at the tip of both assembly edge substrates 101 and 102. By supplying the ink 105 at a predetermined pressure to the ink holding section 103, the ink female scum 106 in the ink discharge port 104 is recessed.
form. Further, on one inner surface of the insulating substrate 102, a large number of electrostatic field applying electrodes 107, 107, . . . are formed at a predetermined pitch along the longitudinal direction of the ink ejection port 104. Further, a counter electrode 109 is arranged at a position facing the recording head 100 with a recording paper 108 interposed therebetween.

そして、記録ヘッド100の電極107.107・・・
に画像信号に応じて選択的に高電圧を印加して、この電
圧が印加された電極107と対面電極109との間に静
電界を形成し、この静電界によってインク105の曳糸
110を記録用紙108側へ成長させ、インク105を
記録用紙108上に画像情報に応じて付着させることに
よって、画像の記録を行なうように構成されている。
And electrodes 107, 107, etc. of the recording head 100.
A high voltage is selectively applied according to the image signal to form an electrostatic field between the electrode 107 to which this voltage is applied and the facing electrode 109, and the string 110 of the ink 105 is recorded by this electrostatic field. The ink is allowed to grow toward the paper 108 side, and the ink 105 is deposited on the recording paper 108 in accordance with image information, thereby recording an image.

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記従来技術の場合には、次に示すような問題
点を有している。すなわち、上記インクジェット記録装
置は、記録ヘッド100のインク吐出口104に凹のイ
ンクメニスカス106を形成し、この凹のインクメニス
カス106に静電界印加用電極107.1°07・・・
によって静電界を選択的に印加して、静電界が印加され
た領域の凹のインクメニスカス106に静電吸引力を作
用させ、インクの曳糸110を記録用紙108側へ成長
させて画像の記録を行なうものである。したがって、イ
ンクメニスカス106の形状が凹形状であるため、イン
クメニスカス106に静電界を集中させるのが困難であ
り、インク105に十分な静電吸引力を作用させるため
には、印加電圧は高圧電源の容量等の関係で制限がある
ため、記録ヘッド100と対向電極108の間隔を狭く
する必要がある。そのため、記録ヘッド100と対向電
極108の間隙が小さくなり、記録用紙108の紙厚の
変化に対応することが難しいという問題点があった。ま
た、インクメニスカス106に静電界を集中させるのが
困難であるため、インク105に十分な静電吸引力が作
用せず、細いインク105の曳糸110を形成すること
が困難である。そのため、小さなドツトを記録したり、
階調性のある画像を記録するのが難しいという問題点が
あつた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, in the inkjet recording apparatus, a concave ink meniscus 106 is formed in the ink ejection port 104 of the recording head 100, and electrostatic field applying electrodes 107.1°07...
By selectively applying an electrostatic field, an electrostatic attraction force is applied to the concave ink meniscus 106 in the area where the electrostatic field is applied, and the ink string 110 grows toward the recording paper 108 to record an image. This is what we do. Therefore, since the shape of the ink meniscus 106 is concave, it is difficult to concentrate an electrostatic field on the ink meniscus 106, and in order to exert a sufficient electrostatic attraction force on the ink 105, the applied voltage must be set by a high-voltage power source. Since there are limitations due to the capacity, etc., it is necessary to narrow the distance between the recording head 100 and the counter electrode 108. As a result, the gap between the recording head 100 and the counter electrode 108 becomes smaller, which poses a problem in that it is difficult to respond to changes in the thickness of the recording paper 108. Further, since it is difficult to concentrate the electrostatic field on the ink meniscus 106, a sufficient electrostatic attraction force does not act on the ink 105, and it is difficult to form a thin string 110 of the ink 105. Therefore, you can record small dots,
There was a problem in that it was difficult to record images with gradation.

[課題を解決するための手段] そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的どするところは、凸の
インクメニスカスを確実に安定して形成することにより
、記録ヘッドと対向電極との間隔を大きくとることがで
き、記録用紙の紙厚等の変化に容易に対応することがで
きるとともに、小さなドツトの印字及び階調性の表現が
容易に行えるインクジェット記録装置を提供することに
ある。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and its purpose is to reliably and stably form a convex ink meniscus. By doing so, it is possible to increase the distance between the recording head and the counter electrode, and it is possible to easily respond to changes in the thickness of recording paper, etc., and it is also possible to easily print small dots and express gradation. An object of the present invention is to provide an inkjet recording device.

この発明に係るインクジェット記録装置は、インクを収
容するインク収容部とこのインク収容部内のインク中に
配置される針状の記録電極どこの記録電極に超音波振動
を印加する超音波加振手段とを有する記録ヘッドと、、
前記記録ヘッドのインク収容部と対向する位置に配設さ
れる対向電極と、前記記録電極と対向電極との間に画像
情報に応じて電圧を印加する電圧印加制御手段とを具備
するように構成され−(いる。
An inkjet recording apparatus according to the present invention includes an ink storage section that stores ink, and an ultrasonic vibration means that applies ultrasonic vibration to any recording electrode of a needle-shaped recording electrode disposed in the ink inside the ink storage section. a recording head having;
The recording head is configured to include a counter electrode disposed at a position facing the ink storage portion of the recording head, and a voltage application control means for applying a voltage between the recording electrode and the counter electrode according to image information. There is.

また、この発明に係るインクジェット記録方法は、上記
インクジェット記録装置を用い、前記超音波加振手段に
よって記録電極に超音波振動を印加して記録電極の先端
にインクの凸メニスカスを形成するとともに、前記電圧
印加制御手段によって記録電極と対向電極との間に画像
情報に応じて電圧を印加することにより、凸メニスカス
のインクを対向電極側に飛翔させて、対向電極の表面に
配置される記録シート上に画像の記録を行なうように構
成されている。
Further, the inkjet recording method according to the present invention uses the above inkjet recording apparatus, applies ultrasonic vibration to the recording electrode by the ultrasonic vibration means to form a convex meniscus of ink at the tip of the recording electrode, and By applying a voltage between the recording electrode and the counter electrode according to the image information by the voltage application control means, the ink in the convex meniscus is ejected toward the counter electrode, and onto the recording sheet disposed on the surface of the counter electrode. The camera is configured to record images.

[作用] この発明に係るインクジェット記録装置においでは、上
記インクジェット記録装置の構成において説明したよう
に、超音波加振手段によって記録電極に超音波振動を印
加して記録電極の先端にインクの凸メニスカスを形成す
るとともに、電圧印加制御手段によって記録電極と対向
電極との間に画像情報に応じて電圧を印加することによ
り、凸メニスカスのインクを対向電極側に飛翔させて、
対向電極の表面に配置される記録シート上に画像の記録
を行なうようになっている。
[Function] In the inkjet recording device according to the present invention, as described in the configuration of the inkjet recording device, ultrasonic vibration is applied to the recording electrode by the ultrasonic vibration means to form a convex meniscus of ink at the tip of the recording electrode. At the same time, by applying a voltage between the recording electrode and the counter electrode according to the image information using the voltage application control means, the ink of the convex meniscus is ejected toward the counter electrode,
An image is recorded on a recording sheet placed on the surface of the counter electrode.

このように、凸のインクメニスカスを形成し一℃画像の
記録を行なうため、凸状のインクメニスカスに静電界を
集中させてインクを飛翔させることができ、記録ヘッド
と対向電極の間隔を大ぎく設定して、記録シートの厚さ
の変化に対応することかできるとともに、小さなドツト
の形成及び階調性の表現が可能である。
In this way, since a convex ink meniscus is formed and a one-degree image is recorded, the electrostatic field can be concentrated on the convex ink meniscus and the ink can be ejected, thereby increasing the distance between the recording head and the opposing electrode. By setting this, it is possible to respond to changes in the thickness of the recording sheet, and it is also possible to form small dots and express gradation.

[実施例] 以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説明する。[Example] The present invention will be explained below based on illustrated embodiments.

第1図はこの発明に係るインクジェット記録装置の一実
施例を示すものである。図において、1はインクジェッ
ト記録装置であり、このインクジェット記録装置1は、
インクIを収容づるインク収容部2どこのインク収容部
2内のインクI中に配置される針状の記録電極3とこの
記録電極3に超音波振動を印加する超音波加振手段4ど
を右Jる記録ヘッド5ど、前記記録ヘッド5)のインク
収容部2と対向する位置に配設される対向電i6ど、前
記記録電極3と対向電極6との間に画像情報に応じて電
圧を印加する電圧印加制御手段7とでその主要部が構成
されている。
FIG. 1 shows an embodiment of an inkjet recording apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is an inkjet recording device, and this inkjet recording device 1 is
An ink storage part 2 that stores ink I, a needle-shaped recording electrode 3 disposed in the ink I in the ink storage part 2, and an ultrasonic vibration means 4 that applies ultrasonic vibration to the recording electrode 3. In the recording head 5 on the right, a voltage is applied between the recording electrode 3 and the counter electrode 6 according to the image information, such as the counter electrode i6 disposed at a position facing the ink storage portion 2 of the recording head 5). The main part thereof is constituted by a voltage application control means 7 for applying the voltage.

−F記面記録ヘッド5、第2図に示すように、スデンレ
ス等の金属材料又は絶縁性材料によって上端が開口した
断面」字形の容器状に形成されたインク収容部2を備え
ており、このインク収容部2の内部には、インクIが収
容されている。上記インク収容部2は、インク供給管8
を介してインクタンク9に接続されており、このインク
タンク9内の圧力は、圧力調整器10によって所定の圧
力に調整されている。ぞして、ト記インクタンク9から
所定の圧力に調整されたインクIが、インク供給管8を
介してインク収容部2に供給され、このインク収容部2
には、第2図に示Jように、常に一定深ざdだけインク
■が収容されるようになっている。そのため、インク収
容部2内のインク■は、図示しないレーザー光等を用い
た液面計によって検出され、インク収容部2内に常時一
定深ざdのインクIが収容されるようになっている。
-F surface recording head 5, as shown in FIG. Ink I is stored inside the ink storage portion 2 . The ink storage section 2 includes an ink supply pipe 8
The pressure inside the ink tank 9 is adjusted to a predetermined pressure by a pressure regulator 10. Then, the ink I adjusted to a predetermined pressure from the ink tank 9 is supplied to the ink storage section 2 via the ink supply pipe 8, and the ink storage section 2
As shown in FIG. 2, the ink (2) is always accommodated at a constant depth d. Therefore, the ink ■ in the ink container 2 is detected by a liquid level gauge using a laser beam (not shown), and the ink I at a constant depth d is always stored in the ink container 2. .

なお、インクの深さdは、例えば1mmに設定されるが
、これに限定されるものではない。
Note that the ink depth d is set to, for example, 1 mm, but is not limited to this.

また、上記インク収容部2の底壁11には、第2図に示
すように、その中央に針状の記録電極3を挿通するため
の小さな挿通孔12が穿設されており、記録電極3は、
この挿通孔12を介しCインク収容部2内のインクI中
に配置され−(いる。
Further, as shown in FIG. 2, the bottom wall 11 of the ink storage section 2 is provided with a small insertion hole 12 in the center thereof through which the needle-shaped recording electrode 3 is inserted. teeth,
The ink C is placed in the ink I in the ink storage section 2 through the insertion hole 12.

記録電極3は、例えば直径80μm、長さ約3mmのタ
ングステンワイヤを金メツキしたものが用いられるが、
記録電極3の直径及び艮ざは、上記のものに限定される
ものではなく、例えば直径は60〜200μm程度でも
良い。上記挿通孔12の直径は、記録電極3の太さより
もわずかに大ぎく設定されている。
The recording electrode 3 is, for example, a gold-plated tungsten wire with a diameter of 80 μm and a length of about 3 mm.
The diameter and width of the recording electrode 3 are not limited to those described above; for example, the diameter may be about 60 to 200 μm. The diameter of the insertion hole 12 is set to be slightly larger than the thickness of the recording electrode 3.

上記記録電極3の挿通孔12に位置する部分3aには、
シリコン系またはノツ索系樹脂等の表面張力の大きな材
料の焼付り等によって撥液処理が施されており、この撥
液処理された記録電lA13の領域3aによってインタ
ーをはじくことにより、挿通孔12からインターが漏れ
るのを防1j−シている。さらに、上記記録電極3の先
端は、インク収容部2内のインク■の自由表面13から
れずかδだけ突出するように配置されており、記録電極
3に超音波加振手段4によって超音波が印加されたとき
に、第3図に示すように、記録電極3の先端にインクI
の凸メースカス14を形成づるようになっている。上記
記録電極3の突出量δは、例えば40μmに設定される
In the portion 3a of the recording electrode 3 located in the insertion hole 12,
A liquid-repellent treatment is applied by baking a material with high surface tension such as a silicone-based resin or a resin-based resin, and the insertion hole 12 is repelled by the area 3a of the recording electrode lA13 that has been subjected to the liquid-repellent treatment. This prevents inter from leaking from 1j-shi. Further, the tip of the recording electrode 3 is arranged so as to protrude by at least δ from the free surface 13 of the ink in the ink container 2, and the recording electrode 3 is exposed to ultrasonic waves by the ultrasonic vibration means 4. When the voltage is applied, ink I is applied to the tip of the recording electrode 3, as shown in FIG.
A convex mascout 14 is formed. The protrusion amount δ of the recording electrode 3 is set to, for example, 40 μm.

さらに、上記記録電極3の下端は、超音波加振手段4に
固着されている。この超音波加振手段4は、8!1層型
の圧電振動子15を備えCいる。この圧電振動子15ば
、第4図及び第5図に示すように、円板状のPZTセラ
ミック等からなる圧電素子16の両端面を一対の電極1
7.18によって挟持したものを、絶縁板19を介して
多数組積層して構成されてa5す、圧電索子16を挟持
づる電極17.18は、上側の電極17.17・・・同
志と下側の電極18.18・・・同志がそれぞれ接続さ
れている。
Further, the lower end of the recording electrode 3 is fixed to an ultrasonic excitation means 4. This ultrasonic excitation means 4 includes an 8!1 layer type piezoelectric vibrator 15. As shown in FIG. 4 and FIG.
The electrodes 17.18 sandwiching the piezoelectric cord 16 are stacked together with the electrodes 17.18 sandwiched between the piezoelectric cords 16 and the upper electrodes 17.17. The lower electrodes 18, 18... are connected to each other.

そして、上側の電極17.17・・・及び下側の電0 極18.18・・・間に高周波電源20によって高周波
電圧を印加することにより、圧電素子16.16・・・
によって超音波振動を発生させるようになっている。そ
の際、各圧電素子16.16・・・は、同一方向に振動
するように設定されており、各圧電素子16.16・・
・の振動が重畳されて大きな振幅が得られるものである
。上記高周波N源20は、例えば周波数が100KHz
、入力エネルギが2Wに設定される。
Then, by applying a high frequency voltage by the high frequency power supply 20 between the upper electrodes 17, 17, and the lower electrodes 18, 18, the piezoelectric elements 16, 16, . . .
It is designed to generate ultrasonic vibrations. At this time, each piezoelectric element 16, 16... is set to vibrate in the same direction, and each piezoelectric element 16, 16...
The vibrations of ・ are superimposed to obtain a large amplitude. The high frequency N source 20 has a frequency of, for example, 100 KHz.
, the input energy is set to 2W.

上記のごとく構成される圧電振動子15の上端には、第
2図に示ずように、ニッケル等からなる加振プレート2
1が固着されており、加振プレート21の上端面に前記
記録型tii3がロウ付け22等により垂直に固着され
ている。
As shown in FIG.
The recording mold tii3 is vertically fixed to the upper end surface of the vibration plate 21 by brazing 22 or the like.

上記のごとくインク収容部2と記録電極3と超音波加振
手段4とから構成される記録ヘッド5は、第1図に示す
ように、ヘッド移動台23上に載置固定されており、こ
のヘッド移動台23は、移動用のシャフト24.24を
介して図面に垂直な方向に摺動可能となっている。上記
超音波加振手段1 4は、ヘッド移動台23に振動を伝搬しないように図示
しないダンパを介してヘッド移動台23に固定されてい
る。また、インク収容部2は、図示しない支持手段を介
してヘッド移動台23上に固定されている。そして、記
録ヘッド5は、記録時に、ヘッド移動台23とともに図
示しない駆動手段によって駆動される。
As shown in FIG. 1, the recording head 5, which is composed of the ink storage section 2, the recording electrode 3, and the ultrasonic vibration means 4 as described above, is mounted and fixed on a head moving table 23. The head moving table 23 is slidable in a direction perpendicular to the drawing via a moving shaft 24.24. The ultrasonic vibration means 14 is fixed to the head moving table 23 via a damper (not shown) so as not to propagate vibrations to the head moving table 23. Further, the ink storage section 2 is fixed on the head moving table 23 via a support means (not shown). During recording, the recording head 5 is driven together with the head moving table 23 by a driving means (not shown).

一方、上記記録ヘッド5と対向する位置には、第1図に
示すように、所定の間隙をおいて記録シート25の支持
面としても機能するロール状の対向電極6が配置されて
いる。この対向電極6としては、例えばA4ザイズの記
録シート25を1枚巻きつけ可能な直径70mm及び長
さ320mmを有するスデンレス等からなる金属製ロー
ルが用いられ、このロールの表面に巻きつけられる記録
シート25は、その両端がシート固定ロール26.27
によって固定された状態で密着される。上記記録シート
25としては、例えばポリエチレンフィルムをベースに
して焼成りレーを塗布した合成紙が用いられる。そして
、上記対向電極6は、図2 示しない駆動モータ等によって一定速度あるいは間欠的
に回転駆動される。
On the other hand, at a position facing the recording head 5, as shown in FIG. 1, a roll-shaped counter electrode 6, which also functions as a support surface for the recording sheet 25, is arranged with a predetermined gap therebetween. As this counter electrode 6, a metal roll made of stainless steel or the like having a diameter of 70 mm and a length of 320 mm, on which one recording sheet 25 of A4 size can be wound, is used, and the recording sheet is wound around the surface of this roll. 25 has sheet fixing rolls 26 and 27 at both ends.
It is tightly attached in a fixed state. As the recording sheet 25, for example, a synthetic paper coated with a sintered resin based on a polyethylene film is used. The counter electrode 6 is rotationally driven at a constant speed or intermittently by a drive motor or the like (not shown in FIG. 2).

また、上記記録電極3と対向電極6との間には、第1図
に示すように、電圧印加制御手段7によって画像情報に
応じてパルス電圧が印加される。このパルス電圧として
は、例えば電圧3.0KV。
Further, as shown in FIG. 1, a pulse voltage is applied between the recording electrode 3 and the counter electrode 6 according to image information by a voltage application control means 7. This pulse voltage is, for example, 3.0 KV.

パルス幅200μsec、パルス繰返し周波数800t
−1zのものが用いられる。記録型ff13をを固着し
た加振プレート21には、第2図に示すように、電圧印
加制御手段7からのリード線りがハンダH付は等により
接続されている。
Pulse width 200μsec, pulse repetition frequency 800t
-1z is used. As shown in FIG. 2, a lead wire from the voltage application control means 7 is connected to the vibration plate 21 to which the recording mold FF13 is fixed by soldering or the like.

また、上記インク収容部2に収容されるインクIとして
は、例えば油性顔料分散型のインクIが用いられる。上
記インクの物性値としては、例えば粘度が10〜100
0mPa100O表面張力が306yne/cm、体積
抵抗率が約104〜108Ω・cmのものが用いられる
Further, as the ink I stored in the ink storage section 2, for example, an oil-based pigment dispersion type ink I is used. The physical properties of the ink include, for example, a viscosity of 10 to 100.
A material having a surface tension of 0 mPa100O of 306 yne/cm and a volume resistivity of about 104 to 108 Ω·cm is used.

以上の構成において、この実施例に係るインクジェット
記録装置では、次のようにして画像゛の記録が行なわれ
る。すなわち、記録ヘッド5のイン3 り収容部2にインク供給管8を介してインクタンク9か
らインク■を供給する。次に、対向電極6に記録シート
25を巻きつけた状態で、対向電極6を回転駆動させる
。この状態で、記録電極3に超音波加振手段4によって
超音波振動を印加して、超音波振動によりインクIが搬
送されて記録電極3の先端に沿ってインク1の膜が形成
され、第3図に示すように、記録型Ii3の先端にイン
ク■の凸メニスカス14が形成される。そして、記録電
極3と対向電極6との間に電圧印加制御手段7により画
像情報に応じてパルス電圧を印加することによって、記
録電極3と対向電極6との間に電界が形成される。
In the above configuration, the inkjet recording apparatus according to this embodiment records an image in the following manner. That is, ink (2) is supplied from the ink tank 9 to the inlet storage section 2 of the recording head 5 via the ink supply pipe 8. Next, with the recording sheet 25 wrapped around the counter electrode 6, the counter electrode 6 is driven to rotate. In this state, ultrasonic vibration is applied to the recording electrode 3 by the ultrasonic vibration excitation means 4, and the ink I is transported by the ultrasonic vibration to form a film of the ink 1 along the tip of the recording electrode 3. As shown in FIG. 3, a convex meniscus 14 of ink (3) is formed at the tip of the recording mold Ii3. Then, an electric field is formed between the recording electrode 3 and the counter electrode 6 by applying a pulse voltage between the recording electrode 3 and the counter electrode 6 according to the image information by the voltage application control means 7.

インクIは、導電性を有しているので、記録電極3から
イン91表面に電荷が注入されるが、インクIのメニス
カス14は、凸状になっているので、この凸のインクメ
ニスカス14の先端に電界が集中する。そのため、記録
電極3と対向電極6との距離を比較的大きくとった場合
でも、効率良く電界の集中が得られる。そして、インク
Iには、4 上記集中電界による吸引力が作用するため、、インクI
がクーロンツノによって対向電極6側に吸弓されるとと
もに、インクメニスカス14には、インク収容部2内の
4291表面との表面ツ1ソノノによる引戻覆方向の力
が作用りることにより、第6図に示すように、先端程細
い糸曳きとなる。
Since the ink I has conductivity, charge is injected from the recording electrode 3 to the surface of the ink 91, but since the meniscus 14 of the ink I has a convex shape, the convex ink meniscus 14 The electric field is concentrated at the tip. Therefore, even when the distance between the recording electrode 3 and the counter electrode 6 is relatively large, the electric field can be efficiently concentrated. Then, since the attraction force due to the above concentrated electric field acts on the ink I, the ink I
is sucked toward the counter electrode 6 side by the Coulomb horn, and a force in the pullback direction due to the surface horn 1 contact with the surface 4291 in the ink storage portion 2 acts on the ink meniscus 14, so that the sixth As shown in the figure, the thread becomes thinner towards the tip.

こうして成長した細いインクの曳糸30は、第6図に示
すように、記録シー1〜25に到達し、記録シート25
の表面にインクドラj〜31を形成するに至る。この記
録シート25の表面に付着したインクドツト31は、記
録シー1〜25への浸透及び周囲空気への溶媒の蒸発に
よって、記録シー1−25上に定着される。
The thin ink thread 30 that has grown in this way reaches the recording sheets 1 to 25, as shown in FIG.
This results in the formation of ink drums j~31 on the surface of. The ink dots 31 adhering to the surface of the recording sheet 25 are fixed on the recording sheets 1-25 by permeation into the recording sheets 1-25 and evaporation of the solvent into the surrounding air.

一方、画像の記録を行なわない場合には、記録電極3と
対向電極6との間には、電圧が印加されないため、イン
ク■には、静電吸引ノ〕が作用しない。
On the other hand, when an image is not recorded, no voltage is applied between the recording electrode 3 and the counter electrode 6, so that the electrostatic attraction does not act on the ink (2).

また、記録電極3と対向電極6との間への電圧の印加が
終了すると、インク■に作用していたクーロン力がなく
なるとともに、インクドツト315 の記録シート25への浸透が進行し、且つ記録ヘッド5
のインク収容部2内のインク■の表面張力にJ:り曳糸
30の戻りが開始する。そして、インクの曳糸30は細
くなり、最′blAHいところでついには切断される。
Furthermore, when the voltage application between the recording electrode 3 and the counter electrode 6 is finished, the Coulomb force acting on the ink (2) disappears, the ink dots 315 penetrate into the recording sheet 25, and the recording head 5
J: The thread 30 starts to return due to the surface tension of the ink (2) in the ink storage portion 2. Then, the ink string 30 becomes thinner and is finally cut off at the thinnest point.

記録ヘッド5のインク収容部2から吐出したインクIは
、インク収容部2の表面張力によってインク収容部内2
に戻る。その際、記録ヘッド5は、移動用シャット24
.24を介して所定同送られる。
The ink I discharged from the ink accommodating part 2 of the recording head 5 flows into the ink accommodating part 2 due to the surface tension of the ink accommodating part 2.
Return to At that time, the recording head 5 is
.. A predetermined number of signals are sent via 24.

このように、インク収容部2のインクI中に配置された
記録電極3に、超音波加振手段4によって超音波振動を
印加して、記録電極3の先端にインクIの凸のメニスカ
ス14を形成するようにしたので、記録時に記録電極3
に電圧を印加すると、電界はインクメニスカス14に集
中的に作用し、インクの曳糸30を確実に対向電極側へ
成長させることができる。そのため、記録ヘッド5と対
向電極6との間隔を大きくとることができ、記録シト2
5の厚さの変化に容易に対応することかできるとともに
、電界集中の効果により小さなドラ6 ト31の印字が可能となる。
In this way, ultrasonic vibration is applied to the recording electrode 3 disposed in the ink I in the ink storage section 2 by the ultrasonic vibration excitation means 4, and a convex meniscus 14 of the ink I is formed at the tip of the recording electrode 3. Since the recording electrode 3 is
When a voltage is applied to the ink, the electric field acts intensively on the ink meniscus 14, and the ink string 30 can be reliably grown toward the counter electrode. Therefore, the distance between the recording head 5 and the counter electrode 6 can be increased, and the recording sheet 2
In addition to easily adapting to changes in the thickness of the drum 31, it is also possible to print on a small drum 31 due to the effect of electric field concentration.

この実施例に係るインクジェット記録装置は、上記のよ
うに凸のインクメニスカス14を形成してインクIを飛
翔さぜるものであるため、細いインクの曳糸30を形成
することができるとともに、記録電極3と対向電極6と
の間に印加されるパルス電圧の幅を、第7図に示すよう
に、変化さUる〈パルス幅変調)ことによって階調性の
表現が可能となる。第8図はパルス電圧の幅を変化させ
た場合のドツト径31の変化を示すものである。このよ
うに10μm程度の径の小さいドツト31から140μ
mを越す大きなドツトまで極めC安定に記録することが
できる。そのため、3色乃至4色のインクジェット記録
装置を用いて、印刷機の原版を作成ηるためのカラープ
ルーンプリンタやビデオプリンタに十分応用が可能(2
画質が得られる。
Since the inkjet recording apparatus according to this embodiment forms the convex ink meniscus 14 to cause the ink I to fly as described above, it is possible to form a thin ink string 30 and also to record. Gradation can be expressed by changing the width of the pulse voltage applied between the electrode 3 and the counter electrode 6 (pulse width modulation), as shown in FIG. FIG. 8 shows the change in dot diameter 31 when the width of the pulse voltage is changed. In this way, the small dots 31 to 140 μm with a diameter of about 10 μm are
It is possible to record even large dots exceeding m with extremely stable C. Therefore, it is fully applicable to color prune printers and video printers that use three to four-color inkjet recording devices to create original plates for printing presses (2).
Image quality is obtained.

[発明の効果] この発明は以上の構成及び作用よりなるもので、凸のイ
ンクメニスカスを確実に安定して形成する7 ことにより、記録ヘッドと対向電極との間隔を大きくと
ることができ、記録用紙の紙厚等の変化に容易に対応す
ることができるどともに、小さなドツトの印字及び階調
性の表現が容易に行えるインクジェット記録装置を提供
することができる。
[Effects of the Invention] The present invention has the above-described configuration and operation, and by reliably and stably forming a convex ink meniscus7, it is possible to increase the distance between the recording head and the opposing electrode, thereby improving the recording performance. It is possible to provide an inkjet recording device that can easily respond to changes in paper thickness, etc., and can also easily print small dots and express gradation.

高画質の画像記録が可能なインクジェット記録装置を提
供することができる。
An inkjet recording device capable of recording high-quality images can be provided.

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

第1図はこの発明に係るインクジェット記録装置の一実
施例を示す構成図、第2図は同要部拡大断面図、第3図
は記録電極に超音波振動を印加した状態を示す断面図、
第4図及び第5図は超音波加振手段をそれぞれ示ず断面
図及び分解斜視図、第6図は第2図の装置の動作を示す
断面図、第7図はパルス電圧のパルス幅を変化させた状
態を示すタイムチ17−ト、第8図はパルス幅とインク
ドツト径との関係を示すグラフ、第9図は従来のインク
ジェット記録装置を示す断面図である。 [符号の説明] 1・・・インクジェット記録装置  8 2・・・インク収容部 3・・・記録電極 4・・・超音波加振手段 5・・・ud録ヘッド 6・・・対向電極 7・・・電圧印加制御手段 特 許 出 願 人  富士ゼロックス株式会社代 理
 人 弁理士  中判 智I!7(外1名)第4 第 図
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an inkjet recording device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the same essential part, and FIG. 3 is a sectional view showing a state in which ultrasonic vibration is applied to the recording electrode.
Figures 4 and 5 are cross-sectional views and exploded perspective views, not showing the ultrasonic excitation means, Figure 6 is a cross-sectional view showing the operation of the device in Figure 2, and Figure 7 shows the pulse width of the pulse voltage. FIG. 8 is a graph showing the relationship between pulse width and ink dot diameter, and FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional ink jet recording apparatus. [Explanation of symbols] 1... Inkjet recording device 8 2... Ink storage section 3... Recording electrode 4... Ultrasonic vibration excitation means 5... UD recording head 6... Counter electrode 7. ... Voltage application control means patent Applicant: Fuji Xerox Co., Ltd. Agent: Patent attorney: Satoshi I! 7 (1 other person) 4th figure

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)インクを収容するインク収容部とこのインク収容
部内のインク中に配置される針状の記録電極とこの記録
電極に超音波振動を印加する超音波加振手段とを有する
記録ヘッドと、、前記記録ヘッドのインク収容部と対向
する位置に配設される対向電極と、前記記録電極と対向
電極との間に画像情報に応じて電圧を印加する電圧印加
制御手段とを具備することを特徴とするインクジェット
記録装置。
(1) a recording head having an ink storage section that stores ink, a needle-shaped recording electrode disposed in the ink in the ink storage section, and an ultrasonic vibration means that applies ultrasonic vibration to the recording electrode; , comprising a counter electrode disposed at a position facing the ink storage portion of the recording head, and a voltage application control means for applying a voltage between the recording electrode and the counter electrode according to image information. Features of inkjet recording device.
(2)請求項第1項記載のインクジェット記録装置を用
い、前記超音波加振手段によつて記録電極に超音波振動
を印加して記録電極の先端にインクの凸メニスカスを形
成するとともに、前記電圧印加制御手段によって記録電
極と対向電極との間に画像情報に応じで電圧を印加する
ことにより、凸メニスカスのインクを対向電極側に飛翔
させて、対向電極の表面に配置される記録シート上に画
像の記録を行なうことを特徴とするインクジェット記録
方法。
(2) Using the inkjet recording apparatus according to claim 1, applying ultrasonic vibration to the recording electrode by the ultrasonic vibration means to form a convex meniscus of ink at the tip of the recording electrode; By applying a voltage between the recording electrode and the counter electrode according to the image information by the voltage application control means, the ink in the convex meniscus is ejected toward the counter electrode and onto the recording sheet disposed on the surface of the counter electrode. An inkjet recording method characterized by recording an image on.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6336707B1 (en) 1996-07-26 2002-01-08 Fuji Xerox Co., Ltd. Recording element and recording device

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