JPH06247037A - Recording method and device by static spring-out of ink - Google Patents

Recording method and device by static spring-out of ink

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JPH06247037A
JPH06247037A JP5038734A JP3873493A JPH06247037A JP H06247037 A JPH06247037 A JP H06247037A JP 5038734 A JP5038734 A JP 5038734A JP 3873493 A JP3873493 A JP 3873493A JP H06247037 A JPH06247037 A JP H06247037A
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JP
Japan
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ink
nozzle
high dielectric
dielectric constant
recording method
Prior art date
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Application number
JP5038734A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Sakai
捷夫 酒井
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06247037A publication Critical patent/JPH06247037A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a method which is an ink recording method, necessitates low energy, has no jetting deviation, using ordinary paper and even long-sized paper easily by possessing simple constitution, having swift responsive speed and no trail. CONSTITUTION:A slit or a nozzle 23 opening upwardly is formed between electrodes 21, 22 facing on each other, ink 24 having a high dielectric constant is put within the slit or the nozzle, electrostatic force based on a difference in dielectric forces between the ink and an air layer is operated to the surface of the ink by applying voltage to a space between the electrodes 21, 22 are sprung through the tip of the slit or the nozzle 23 by moving the ink and a printed body 13 such as ordinary paper close to the slit or the nozzle is printed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、各種プリンタに使用さ
れるインク記録方式に関し、特に、高誘電率のインク又
は高誘電体に静電力を作用させ、これによって直接高誘
電率のインクをノズルやスリットの先端から湧出させる
か、又は高誘電体の変形によって隣接したインクをノズ
ルやスリットの先端から湧出させるかして紙等の被印字
体に印字する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink recording system used in various printers, and in particular, an electrostatic force is applied to a high dielectric constant ink or a high dielectric substance so that the high dielectric constant ink is directly discharged into a nozzle. The present invention relates to a method of printing on an object to be printed such as paper by letting it out from the tip of a slit or slit, or letting adjacent ink come out from the tip of a nozzle or slit by deformation of a high dielectric material.

【0002】[0002]

【従来の技術】インク記録方式の一つにインクジェット
方式がある。これには、静電力を利用してインク滴をノ
ズルから飛翔させる静電吸引方式や、加熱によるバブル
の形成等によってインク滴を飛翔させるバブルジェット
方式等がある。そして一般にインクジェット方式は、イ
ンパクト式のプリンタと比べて、騒音が少なく、高速印
字が可能になるといった優れた特徴を有する。
2. Description of the Related Art An ink jet method is one of ink recording methods. There are an electrostatic suction method in which an ink droplet is ejected from a nozzle by using electrostatic force, a bubble jet method in which an ink droplet is ejected by forming a bubble by heating, and the like. In general, the ink jet system has excellent features such as less noise and high-speed printing as compared with the impact type printer.

【0003】しかしながら、インクジェット方式全体に
共通する欠点として、 (1) 普通紙を使用できない。 (2) インクを飛翔させるので、大きなエネルギーが必要
となる。 (3) インクを飛翔させるために、各ノズルで着弾位置に
差ができ、画像を悪くしてしまう。 (4) ヘッドの構成が複雑なため、高価になると共に、紙
幅一杯の長尺ヘッドができず、高速化に限度がある。 といった欠点がある。
However, the disadvantages common to all ink jet systems are: (1) Plain paper cannot be used. (2) Since the ink is ejected, a large amount of energy is required. (3) Since the ink is ejected, there is a difference in the landing position between the nozzles, which deteriorates the image. (4) Since the head structure is complicated, it is expensive, and a long head with the full width of the paper cannot be formed, which limits the speeding up. There are drawbacks such as.

【0004】また、インクジェット方式の他に、サーマ
ルレオグラフィ方式というのが知られている。これは、
図9に示すような構造をしている。すなわち、インク室
1内には固体インク2を充填し、インク室1の下方には
サーマルヘッド3を配置し、その下に記録紙4がプラテ
ンローラ5によって圧接されている。サーマルヘッド3
にはインク室1に連通するノズル6が穿設されている。
In addition to the ink jet method, a thermal rheography method is known. this is,
It has a structure as shown in FIG. That is, the solid ink 2 is filled in the ink chamber 1, the thermal head 3 is arranged below the ink chamber 1, and the recording paper 4 is pressed under the platen roller 5 under the thermal head 3. Thermal head 3
A nozzle 6 that communicates with the ink chamber 1 is formed in the nozzle.

【0005】この装置による印字作用を図10により説
明する。サーマルヘッド3に通電されると、ノズル6の
周囲のハッチングした部分がジュール熱により加熱され
る(図10(a) )。そして、固体インクのノズルに接し
た部分2′が溶融される(図10(b) )。溶融したイン
ク2′は図の下方に下がってノズル6を通過し、記録紙
に転写記録される(図10(c) )。
The printing operation of this apparatus will be described with reference to FIG. When the thermal head 3 is energized, the hatched portion around the nozzle 6 is heated by Joule heat (FIG. 10 (a)). Then, the portion 2'of the solid ink in contact with the nozzle is melted (FIG. 10 (b)). The melted ink 2'falls downward in the figure, passes through the nozzle 6, and is transferred and recorded on the recording paper (Fig. 10 (c)).

【0006】この方式は、構造が簡単で、保守が容易で
ある。また、記録パターンのコントラストが高く、高画
質である。と言った種々の特徴を有する。
This method has a simple structure and is easy to maintain. Moreover, the contrast of the recording pattern is high and the image quality is high. It has various characteristics such as.

【0007】しかし、固形インクを加熱溶融して印字
し、冷却硬化後にヘッドを動かすため、時間がかかる。
熱転写方式と同じで、たとえば、一ラインが1〜10msec
かかる。これに対し、電子写真ではそのプロセス速度は
100 〜1000mm/secで、1ライン0.1 〜1msec であり、速
度が遅すぎる。もし、溶融インクが固化する前にヘッド
が動くと、紙上のインクがヘッドに引きずられて尾引と
なり、地肌が汚れる。
However, it takes time because the solid ink is heated and melted to print, and the head is moved after cooling and curing.
Same as the thermal transfer method, for example, 1 line is 1-10msec
It takes. In contrast, in electrophotography, the process speed is
At 100 to 1000 mm / sec, one line is 0.1 to 1 msec, and the speed is too slow. If the head moves before the melted ink solidifies, the ink on the paper is dragged by the head and becomes a trail, which stains the background.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のイン
クジェット方式やサーマルレオグラフィ方式の欠点を基
本的に解消することにある。すなわち、必要なエネルギ
が小さく、飛翔ずれがなく、普通紙を使用でき、構成が
簡単で長尺も容易にでき、応答速度が速く、尾引等を生
じないインク記録方式を提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is basically to eliminate the drawbacks of the ink jet system and the thermal rheography system. That is, it is an object of the present invention to provide an ink recording method that requires less energy, does not cause deviation in flight, can use plain paper, has a simple configuration and can be easily elongated, has a high response speed, and does not cause tailing or the like. I am trying.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、対向する電極間に上向きに開口するスリ
ット又はノズルを形成し、該スリット又はノズル内に水
性インクを充満しない程度入れ、前記対向する電極間に
電圧を印加して前記インクの表面に該インクと空気層の
誘電率の差に基づく静電力を作用させ、該インクを移動
させてスリットやノズルの開口端より湧き出させ、スリ
ットやノズルに近接する被印字体に印字する構成を特徴
としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention forms slits or nozzles that open upward between opposing electrodes, and inserts slits or nozzles to the extent that water ink is not filled. , A voltage is applied between the opposing electrodes to cause an electrostatic force based on the difference in the dielectric constant between the ink and the air layer to act on the surface of the ink, and the ink is moved to spring out from the opening end of the slit or nozzle. It is characterized in that the printing is performed on the printing object close to the slits and nozzles.

【0010】又は、対向する電極間に上向きに開口する
スリット又はノズルを形成し、該スリット又はノズル内
に高誘電体と水性インクとを入れ、前記対向する電極間
に電圧を印加して前記高誘電体に水性インクとの誘電率
の差に基づく静電力を作用させ、高誘電体をノズルの開
口方向に移動させてインクをスリットやノズルの開口端
より湧き出させ、スリットやノズルに近接する被印字体
に印字する構成を特徴としている。
Alternatively, slits or nozzles that open upward are formed between opposed electrodes, a high dielectric material and a water-based ink are put in the slits or nozzles, and a voltage is applied between the opposed electrodes so that the high voltage is applied. By applying an electrostatic force based on the difference in the dielectric constant between the dielectric material and the water-based ink, the high-dielectric material is moved in the nozzle opening direction to cause the ink to spring out from the slits or the nozzle opening ends, and the object that is close to the slits or nozzles It is characterized by printing on a printing body.

【0011】又は、前記高誘電体が高誘電率の有機又は
向き材料の微粉体の集合により形成され、水性インクよ
り比重が大きいこと構成としたり、高誘電体が、高誘電
率の有機又は無機材料の糸状体の集合により形成される
構成としたり、6面がフリーで一つの高誘電率の有機又
は無機材料の固体より形成され、水性インクより比重が
大きい構成としたり、高誘電体を下面が前記ノズルの底
面に固定された一つの高誘電率の有機又は無機の弾性体
により形成された構成としたり、高誘電体を比重がイン
クより大きい高誘電率の液体により形成された構成とし
たり、誘電率の高いインクが、インクに誘電率の高い有
機又は無機の材料を分散させた構成とすることができ
る。
Alternatively, the high dielectric material may be formed of an aggregate of fine powders of an organic or orientation material having a high dielectric constant and have a specific gravity larger than that of an aqueous ink, or the high dielectric material may be an organic or inorganic material having a high dielectric constant. It may be formed by gathering filaments of material, or may have a structure in which six surfaces are free and are formed of a solid of an organic or inorganic material having a high dielectric constant and have a higher specific gravity than water-based ink, or a high dielectric is used as a lower surface. May be formed of one organic or inorganic elastic body having a high dielectric constant fixed to the bottom surface of the nozzle, or the high dielectric may be formed of a liquid having a high dielectric constant whose specific gravity is larger than that of the ink. The ink having a high dielectric constant may have a configuration in which an organic or inorganic material having a high dielectric constant is dispersed in the ink.

【0012】[0012]

【作用】本発明は二つの物理現象から成り立っている。
その一つは、毛細管現象である。古来人類が最も永く愛
用してきた記録方法はペンであるが、これは非常に簡単
な方式で、ただペン先にインクを付けて紙の上を記録し
たい形状に走らせるだけである。このとき、インクは毛
細管現象で紙の中に浸透する。この事実は、ペンを上に
向けてその上に保持した紙に何か書いてみればすぐに確
認できる。下に向けた場合より線幅は狭くなるが、確か
に書ける。この結果は、紙にインクで記録する場合に
は、インクを紙に接するまで持っていくだけで良いこと
を示している。その後は、毛細管現象によりインクが自
動的に紙の中に浸透していくのである。毛細管が細けれ
ばこの力は充分強く、インクに作用する重力に勝って上
方にもインクを持ち上げることができる。その際、横方
向に拡がるとにじむことになり、好ましくないが、幸い
なことに、この世の中に存在する紙は、和紙等を除いて
全てインクがよく浸透し広がらないように加工されてい
る。通常、この紙を普通紙と呼んでいる。すなわち、本
発明のインク記録方式は普通紙に使用できる。
The present invention consists of two physical phenomena.
One of them is a capillary phenomenon. The pen has long been the favorite recording method used by humankind, but this is a very simple method: ink is applied to the tip of the pen and it is run on the paper in the desired shape. At this time, the ink penetrates into the paper by the capillary phenomenon. This fact can be immediately confirmed by pointing the pen up and writing something on the paper held on it. The line width is narrower than when facing down, but you can certainly write. This result shows that when recording with ink on paper, it is sufficient to carry the ink until it comes into contact with the paper. After that, the ink automatically penetrates into the paper due to the capillary phenomenon. If the capillary is thin, this force is strong enough to overcome the gravity acting on the ink and lift the ink upward. At that time, it spreads in the lateral direction, which causes bleeding, which is not preferable, but fortunately, all papers existing in the world are processed so that the ink does not easily permeate and spread except for Japanese paper. This paper is usually called plain paper. That is, the ink recording method of the present invention can be used for plain paper.

【0013】もう一つの原理は静電力である。本発明で
は、誘電率の異なる二つの物体を並べ、それらに直角に
電界を加えたとき、誘電率の高い物体の表面に両者の誘
電率の差に比例して働く静電力を利用している。
Another principle is electrostatic force. In the present invention, when two objects having different permittivities are arranged and an electric field is applied to them at right angles, the electrostatic force acting on the surface of the object having the higher permittivity in proportion to the difference between the two permittivities is used. .

【0014】本発明は、高誘電体に加わる強い力で、こ
れをノズル又はスリットの開口端の方へ移動させ、それ
によりインクのみを押し上げ、インク滴を飛翔させず、
しかもノズル先端を固定したままで、毛細管現象で紙に
記録をさせるものである。
According to the present invention, a strong force applied to a high dielectric substance moves it toward the opening end of the nozzle or slit, thereby pushing up only the ink and not ejecting the ink droplet.
Moreover, with the tip of the nozzle fixed, recording is performed on the paper by the capillary phenomenon.

【0015】本発明は、大きく分けて、三つの異なった
方式がある。第1の方式は、水性インク自体を高誘電体
とし、空気との誘電率の差に基づく静電力により、イン
クをノズルの開口まで上昇させる方式である。この力
は、インクを飛翔させるのには不足であるが、ノズル内
を昇らせ、ノズルからインクを湧出させるには充分であ
る。
The present invention is roughly divided into three different systems. The first method is a method in which the water-based ink itself is made to have a high dielectric constant and the ink is raised to the nozzle opening by an electrostatic force based on the difference in dielectric constant from air. This force is insufficient to cause the ink to fly, but is sufficient to rise in the nozzle and cause the ink to spring out from the nozzle.

【0016】第2の方式は、ノズル内の下方に高誘電体
を置き、上方にインクを入れ、静電力により高誘電体を
移動(変形)させて、インクを押し上げる方式である。
移動可能な高誘電体としては、液体、粉体、糸状体、6
面フリーな固体、ゴム等がある。
The second method is a method in which a high dielectric is placed in the lower part of the nozzle, ink is put in the upper part, and the high dielectric is moved (deformed) by electrostatic force to push up the ink.
Movable high dielectric materials include liquids, powders, filaments, and 6
There are surface-free solids, rubber, etc.

【0017】第3の方式は、インク中に高誘電微粉体を
分散させて、これに作用する静電力でこれを移動させる
ことで、同時にインクを持ち上げる方式である。この場
合、原理的には高誘電率微粉体の上下に同じ力が作用
し、動かないはずであるが、たとえば、不均一な誘電微
粉を使用する等の手段により、上向きの力を得ることが
できる。
The third method is a method in which a high dielectric fine powder is dispersed in the ink and moved by an electrostatic force acting on the fine powder to simultaneously lift the ink. In this case, in principle, the same force should act above and below the high-dielectric-constant fine powder, and it should not move, but it is possible to obtain an upward force by means such as using nonuniform dielectric fine powder. it can.

【0018】第2番目の方式で微粉体を使用した場合、
それが舞上がった後の状態は3番目と殆ど同じになる。
これらの場合、微粉体はインクと共に紙に付着しても構
わない。
When fine powder is used in the second method,
The state after it is soothed is almost the same as the third.
In these cases, the fine powder may adhere to the paper together with the ink.

【0019】[0019]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面によって説明す
る。図1は、本発明の静電接触インク記録方法を利用し
たプリンタの要部の概略図である。インク湧き出しマル
チヘッド11と、対向するバックアップローラ(駆動ロ
ーラ)12との間を被印字体13として普通紙が搬送さ
れるようになっている。図の矢符号は被印字体13の進
行方向を示す。定着乾燥装置や、紙のXY駆動装置、記
録ヘッドのXY駆動装置等は何もなく、大変シンプルな
構成である。そのため、低コストと静粛性が達成され
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a main part of a printer using the electrostatic contact ink recording method of the present invention. Plain paper is conveyed as a printing medium 13 between the ink spilling multi-head 11 and the opposing backup roller (driving roller) 12. The arrow mark in the figure indicates the traveling direction of the printing medium 13. The fixing and drying device, the XY driving device for the paper, the XY driving device for the recording head, etc. are not provided, and the structure is very simple. Therefore, low cost and quietness are achieved.

【0020】図2は、図1のインク湧き出しマルチヘッ
ドの内の一つのヘッドを取り出したもので、構成と作用
を説明する図である。同図(a) において、21,22
は、構造体に貼付された対向する電極で、図示しない薄
い絶縁層で被われており、上方に開口するノズル又はス
リット(以下単に「ノズル」という)23を形成してい
る。ノズル内には高誘電率の液体として、水性インク2
4が充満しない程度に充填されている。図1のマルチヘ
ッド11では、このようなノズル23が紙幅いっぱい
に、例えば2048本が、被印字体13としての普通紙
の進行方向と直角に並んでいる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the structure and operation of one of the multi-head ink springs shown in FIG. 1 taken out. In the figure (a), 21, 22
Are electrodes facing each other attached to the structure, covered with a thin insulating layer (not shown), and forming nozzles or slits (hereinafter simply referred to as “nozzles”) 23 opening upward. Aqueous ink 2 is used as a liquid with a high dielectric constant in the nozzle.
It is filled to the extent that 4 is not filled. In the multi-head 11 of FIG. 1, such nozzles 23 are arranged so as to fill the width of the paper, for example, 2048 nozzles are arranged at right angles to the traveling direction of the plain paper as the printing medium 13.

【0021】対向する電極21,22の一方22は共通
電極で、全ノズルの共通電極が導通されて常に接地され
ている。他方21は信号電極で、ノズル毎に独立してお
り、印字するときのみスイッチが閉じて電圧が印加され
る。ただし、全ノズルは同時駆動ではなく、分割駆動さ
れてもよい。ノズル23の先端と紙13は接触していて
も良いが、わずかに離しておいた方が、尾引き現象が発
生しにくくなる。わずかに離すためには、たとえば、ノ
ズル23の両サイドより空気を吹き付ければ、そのエア
ー圧で浮かせることができる。これらの信号印加方法や
紙の浮上方法は、色々な分野で知られている。
One of the electrodes 21 and 22 facing each other is a common electrode, and the common electrodes of all the nozzles are electrically connected and always grounded. The other electrode 21 is a signal electrode, which is independent for each nozzle, and the switch is closed and voltage is applied only when printing. However, not all nozzles may be driven simultaneously, but may be driven separately. The tip of the nozzle 23 and the paper 13 may be in contact with each other, but if they are slightly separated, the tailing phenomenon is less likely to occur. To slightly separate the nozzles, for example, air can be blown from both sides of the nozzle 23 to float with the air pressure. These signal application methods and paper floating methods are known in various fields.

【0022】このノズル23の一つが一画素となり、信
号電極21に印字(ON)の画像信号がきたとき、(す
なわち、信号電極21のスイッチがオンになると)電極
21,22間に規定の電圧が印加される(図2(b) )。
この結果、信号電極21と共通電極22間に電界が形成
され、水性インク24の表面に、次式(1) fn=(1/2)(ε1−ε2)E2 ……(1) で表される力fnが働いてインク24はノズル23内を
上昇する。この力は、インクの先端が電極間にいる間継
続して働くため、インクは加速されながら上昇し、ノズ
ルの開口端から湧出する。
When one of the nozzles 23 becomes one pixel and a print (ON) image signal comes to the signal electrode 21 (that is, when the switch of the signal electrode 21 is turned on), a predetermined voltage is applied between the electrodes 21 and 22. Is applied (Fig. 2 (b)).
As a result, an electric field is formed between the signal electrode 21 and the common electrode 22, and the surface of the water-based ink 24 is expressed by the following equation (1) fn = (1/2) (ε1-ε2) E 2 (1) The force fn exerted acts on the ink 24 in the nozzle 23. Since this force continues to work while the tip of the ink is between the electrodes, the ink rises while being accelerated and spouts from the opening end of the nozzle.

【0023】ただし、インクが上昇するとともに、上昇
した部分の重量が増加し、逆方向に作用するため、ある
高さで止まる。詳細は後述するが、インクの自由表面と
紙の間隔は、この高さ以下でなければならない。
However, as the ink rises, the weight of the raised portion increases and acts in the opposite direction, so that the ink stops at a certain height. As will be described in detail later, the distance between the free surface of ink and the paper must be less than or equal to this height.

【0024】ノズル23の先端より湧出したインク24
aは、被印字体13と接触し、毛細管現象で被印字体1
3内に浸透していく(図2(b) )。電圧が切られ電界が
消滅すると、インクに働く静電力がなくなり、被印字体
13としての紙に浸透しなかったインク24は自重でノ
ズル内を落下していく(図2(c) )。被印字体3の移動
により、ノズル23は次の画素を印字する態勢になる
(図2(d) )。
Ink 24 spouted from the tip of the nozzle 23
a is in contact with the object to be printed 13, and the object to be printed 1 has a capillary phenomenon.
It penetrates into 3 (Fig. 2 (b)). When the voltage is cut off and the electric field disappears, the electrostatic force that acts on the ink disappears, and the ink 24 that has not penetrated into the paper as the printing medium 13 drops in the nozzle under its own weight (FIG. 2 (c)). The movement of the printing object 3 causes the nozzle 23 to print the next pixel (FIG. 2 (d)).

【0025】この方式の場合、インク24の比誘電率
は、純水の80以上にはできず、そのため静電力はこの
比誘電率で制限されてしまう。そこで、第2の方法は、
ノズルの底部に比誘電率の高い材料を配置し、それに大
きな静電力を作用させて、高誘電体を移動又は変形させ
てインクを押し上げてノズルから同様に湧出させること
にしている。
In this system, the relative permittivity of the ink 24 cannot be 80 or higher than that of pure water, so that the electrostatic force is limited by this relative permittivity. So the second method is
A material having a high relative permittivity is arranged at the bottom of the nozzle, and a large electrostatic force is applied to the material to move or deform the high dielectric material to push up the ink and similarly cause the ink to spring out.

【0026】図3は、そのような構成の一例を示すもの
である。図3(a) に示すようにノズル23の底に粉末状
の高誘電体25が堆積している以外は、図1の実施例と
同じである。高誘電体25としては、たとえば、ポリア
ニリン、ポリピロール、ポリオクチルチオヘン等の径が
数ミクロンの粉体が適当である。
FIG. 3 shows an example of such a configuration. This is the same as the embodiment of FIG. 1 except that the powdery high dielectric 25 is deposited on the bottom of the nozzle 23 as shown in FIG. As the high dielectric 25, for example, powder of polyaniline, polypyrrole, polyoctylthiophene, etc. having a diameter of several microns is suitable.

【0027】信号電極21と共通電極22との間に電圧
が印加されると、高誘電体25の粉末層の表面に、(1)
式に基づく強い静電力が作用して、高誘電体25の粉末
はインクを押上げながら上昇する。ただし、この力は最
初だけで、インク中に舞い上がると、上下に同じ静電力
が作用するので、それ以上上昇することなくインクとの
比重の差による重力により落下する。
When a voltage is applied between the signal electrode 21 and the common electrode 22, (1) is applied to the surface of the powder layer of the high dielectric material 25.
The strong electrostatic force based on the formula acts, and the powder of the high dielectric material 25 rises while pushing up the ink. However, this force is only at the beginning, and when it soars in the ink, the same electrostatic force acts on the top and bottom, so it does not rise any further and falls due to the gravity due to the difference in specific gravity with the ink.

【0028】しかしながら、高誘電体25の粉末層の新
しい面には常にこの力が作用するので、該粉体は図3の
(b) に示すように次々に舞い上がって、インク24をノ
ズル23から湧き出させる。電圧が0になると、全ての
高誘電体の粉末25はまた底面に戻り、その結果インク
も自重でノズル内を落下する(図3(c) )。被印字体1
3が移動することにより、その画素の印字は完成する
(図3(d) )。このとき、一部の粉末がインク24と一
緒に紙に移っても、粒子が大変に小さく、また、色も黒
に近いので、問題はない。
However, since this force always acts on the new surface of the powder layer of the high-dielectric 25, the powder has the structure shown in FIG.
As shown in (b), the ink 24 soars one after another, causing the ink 24 to spring out from the nozzle 23. When the voltage becomes 0, all the high dielectric powder 25 returns to the bottom surface, and as a result, the ink also drops in the nozzle by its own weight (FIG. 3 (c)). Printed material 1
The printing of the pixel is completed by the movement of 3 (FIG. 3 (d)). At this time, even if some of the powder is transferred to the paper together with the ink 24, since the particles are very small and the color is close to black, there is no problem.

【0029】この方法では高誘電率を有する材料を使用
して強い静電力を得ることができるが、それが最初だけ
で、持続して作用しない欠点がある。そこで、図4のよ
うに改良した実施例を示す。
In this method, it is possible to obtain a strong electrostatic force by using a material having a high dielectric constant, but there is a drawback in that it is only initial and does not work continuously. Therefore, an improved embodiment is shown in FIG.

【0030】図4の実施例では、高誘電体25の粉末は
融合して一体となっている。この高誘電体25は、ノズ
ル内に前記高誘電率の粉末を充填して軽く焼結し、お互
いの表面の一部を溶融させて作られる。又は、高誘電体
の粉末を溶剤に溶かしてノズルに充填してから加熱乾燥
してもよい。こうして作られた高誘電体25は、ノズル
23内に6面のどれも固定されない状態、すなわち、6
面全てがフリーな状態でノズル内に挿入されている。た
だし、この実施例では、図示のように電極の長さがノズ
ル全体ではなく、その真中の一部になっている(図4
(a) )。
In the embodiment of FIG. 4, the powder of the high dielectric material 25 is fused and integrated. This high-dielectric 25 is made by filling the nozzle with the high-dielectric-constant powder, lightly sintering it, and melting parts of the surfaces of each other. Alternatively, the high dielectric powder may be dissolved in a solvent, filled in the nozzle, and then dried by heating. The high dielectric 25 produced in this way is in a state in which none of the six surfaces is fixed in the nozzle 23, that is, 6
It is inserted into the nozzle with all surfaces free. However, in this embodiment, the length of the electrode is not the entire nozzle as shown in the drawing, but is a part of the middle of the nozzle (FIG. 4).
(a)).

【0031】なお、図示は省略するが、図3と同様に全
ての電極22は接地され、電極21は印字するときのみ
スイッチが閉じて電圧が印加されるようになっている。
Although not shown, all electrodes 22 are grounded as in FIG. 3, and the electrodes of the electrodes 21 are closed by applying a voltage only when printing.

【0032】信号電極21に電圧が印加されると、高誘
電体の表面に上方に向かう静電力が作用して高誘電体2
5はインク24を持ち上げながら上昇し、ノズル先端よ
りインク24aを湧出させる。この間、高誘電体25の
上方の面が電極21,22間に有る限り持続して上方に
向かう静電力は作用し続ける(図4(b) )。
When a voltage is applied to the signal electrode 21, an upward electrostatic force acts on the surface of the high dielectric material 2
5 rises while lifting the ink 24, and causes the ink 24a to spring out from the tip of the nozzle. During this time, as long as the upper surface of the high-dielectric 25 is between the electrodes 21 and 22, the electrostatic force directed upward continuously continues to act (FIG. 4 (b)).

【0033】高誘電体25の上方の面が電極21,22
間より上に外れ、下方の面が電極間に入ると、上方の面
には静電力は作用しなくなり、逆に下方の面に下向きの
静電力が作用する。その結果、誘電体は上昇を止めて下
降を始める。そのとき電圧を切ると、後は自重で落下す
る(図4(c) )。そこで、被印字体13とノズル23と
が相対的に移動すれば、印字は完了する(図4(d) )。
相対する電極を上下に二組配置し、上昇時は上に、下降
時は下に電圧を印加すれば、自然に落下するよりも早く
落下させることができる。
The upper surface of the high dielectric 25 is the electrodes 21, 22.
When it comes off above the gap and the lower surface enters between the electrodes, the electrostatic force stops acting on the upper surface, and conversely, the downward electrostatic force acts on the lower surface. As a result, the dielectric stops rising and begins falling. At that time, if the voltage is turned off, the unit will fall by its own weight (Fig. 4 (c)). Then, if the printing medium 13 and the nozzle 23 move relatively, the printing is completed (FIG. 4 (d)).
By arranging two pairs of electrodes facing each other and applying a voltage to the upper side when rising and to the lower side when lowering, it is possible to drop the electrodes faster than they naturally fall.

【0034】また、このような6面フリーな剛体に代え
て、底面が固定された高誘電率のゴムを使用すれば、戻
りをゴムの弾性力で加速することもできる。
If a rubber having a fixed bottom surface and a high dielectric constant is used instead of such a rigid body having six surfaces, the return can be accelerated by the elastic force of the rubber.

【0035】また、立方体のゴムの代わりに糸状体を使
用すれば、小さな力で大きな移動を行わせることができ
る。さらに、この場合は先に述べた粉末と異なり、糸が
上昇しても常に下向きの静電力が作用しない利点もあ
る。また、固体に代えて、高誘電率の液体を利用すれ
ば、よりスムーズな動きが期待できる。
If a filament is used instead of the cubic rubber, a large movement can be performed with a small force. Further, in this case, unlike the powder described above, there is an advantage that the downward electrostatic force does not always act even when the yarn is lifted. If a liquid having a high dielectric constant is used instead of the solid, smoother movement can be expected.

【0036】以上に説明した第2の方式によって、第1
の方式より大きな静電力を使えるように改良できた。し
かしながら、この方式は第1方式がインクのみの一成分
系であるのに対し、インクと高誘電体の2成分系にな
り、耐久性や、メンテナンス等でいささか不利である。
According to the second method described above, the first
It has been improved so that a larger electrostatic force can be used than the method of. However, this method is a two-component system of ink and high dielectric material, whereas the first system is a one-component system of ink only, and is somewhat disadvantageous in terms of durability and maintenance.

【0037】そこで、両者の長所を合わせた第3の方法
を図5で説明する。装置や作像プロセス等は、第1の方
法と全く同一である。ただ、インク中に高誘電体として
粉体をインク中に安定して分散させている(図5(a)
)。
Therefore, a third method combining the advantages of both will be described with reference to FIG. The device, the image forming process, and the like are exactly the same as those in the first method. However, the powder is stably dispersed in the ink as a high dielectric substance in the ink (Fig. 5 (a)
).

【0038】電圧が印加されると、高誘電率の粉体に
は、上下同時に(実際は、左右方向の静電力も生じる
が)静電力が作用する。高誘電体が球形で誘電率も均一
であれば、上下の静電力は相殺して動かないが、不定形
で誘電率の分布があれば、どちらかに移動する。統計的
に上方に移動する粉体の方が、下方に移動する粉体より
も多ければ、全体として粉体群はインクを伴って上昇
し、ノズル先端よりインク24aが湧出する(図5(b)
)。
When a voltage is applied, an electrostatic force acts on the high-dielectric-constant powder at the same time vertically (although actually, an electrostatic force in the left-right direction also occurs). If the high-dielectric material is spherical and has a uniform dielectric constant, the electrostatic forces above and below cancel each other out, and if it is indeterminate and there is a distribution of dielectric constant, it moves to either side. If the amount of powder moving upward statistically is greater than the amount of powder moving downward, the powder group as a whole rises with the ink, and the ink 24a springs out from the nozzle tip (FIG. 5 (b )
).

【0039】電圧を切れば、高誘電粉体を分散したイン
クは自重でノズル内を落下し(図5(c) )、被印字体1
3が移動して印字が完成する(図5(d) )。
When the voltage is turned off, the ink in which the high-dielectric powder is dispersed falls in the nozzle by its own weight (FIG. 5 (c)), and the object to be printed 1
3 moves to complete printing (Fig. 5 (d)).

【0040】次に、以上の定性的な説明を定量的に補
う。まず、第1の方式の場合を第6図で説明する。ノズ
ルの内径をd×d、たとえば、50μm×50μmとする。
自由表面よりインクが持ち上がった高さをhとおく。イ
ンクの密度をρ1、仮に、1.0×103Kg/m3とする。空気
の誘電率をε0,インクの誘電率をε1とし、比誘電率
をそれぞれ1.0 と80.0とする。
Next, the above qualitative explanation will be quantitatively supplemented. First, the case of the first method will be described with reference to FIG. The inner diameter of the nozzle is d × d, for example, 50 μm × 50 μm.
Let h be the height at which the ink is lifted from the free surface. The density of the ink is ρ1, and is assumed to be 1.0 × 10 3 Kg / m 3 . The permittivity of air is ε0, the permittivity of ink is ε1, and the relative permittivity is 1.0 and 80.0, respectively.

【0041】印加電圧を50Vとすると、電極間の電圧E
は、(2) 式で計算される。 E=V/d=50/(50 ×10-6) =106 [V/m ] ……(2) ε0,ε1,Eを(1) 式に代入すると、インクと空気の
境界でインクに上方に作用する静電力Fe が求められ
る。
When the applied voltage is 50 V, the voltage E between the electrodes is
Is calculated by equation (2). E = V / d = 50 / (50 × 10 −6 ) = 10 6 [V / m] …… (2) Substituting ε0, ε1, E into Eq. (1), ink is formed at the boundary between ink and air. An electrostatic force Fe acting upward is required.

【0042】Fe =(1/2) ( ε1−ε2) E2 =(1/2) ×8.85×10-12(80−1) ×(106)2 =3.5 ×102 [N/m2] この値は単位面積当たり(1m2) なので、このノズル(5
0 μm×50μm) に加わる値Fe'に直すと、 Fe'=Fe ×S =3.5 ×102 ×(50 ×10-6)2 =8.75×10-7 [N] ……(1')
Fe = (1/2) (ε1-ε2) E 2 = (1/2) × 8.85 × 10 -12 (80-1) × (10 6 ) 2 = 3.5 × 10 2 [N / m 2 ] Since this value is per unit area (1 m 2 ), this nozzle (5
(0 μm × 50 μm), the value is Fe '. Fe' = Fe × S = 3.5 × 10 2 × (50 × 10 -6 ) 2 = 8.75 × 10 -7 [N] ...... (1 ')

【0043】インクの自由表面から上昇した高さをh
[m ]とすると、そのインクに加わる重力Fg は、(3)
式で求められる。 Fg =ρ1 ×g×h×d×d ……(3) =1.0 ×103 ×9.8 ×h×50×10-6×50×10-6 ≒2.5 ×10-5×h [N]
The height raised from the free surface of the ink is h
Assuming [m], the gravity Fg applied to the ink is (3)
It is calculated by the formula. Fg = ρ1 × g × h × d × d (3) = 1.0 × 10 3 × 9.8 × h × 50 × 10 -6 × 50 × 10 -6 ≈ 2.5 × 10 -5 × h [N]

【0044】Fe'=Fe となるときのインクの上昇高さ
hがその最大値h.maxである。(1')と(3) よりh.maxは
次のようにして求められる。 h.max=(8.75 ×10-7) /(2.5×10-5) =3.5 ×10-2 [m]
The rising height h of the ink when Fe '= Fe is the maximum value h.max. From (1 ') and (3), h.max can be calculated as follows. h.max = (8.75 × 10 -7 ) / (2.5 × 10 -5 ) = 3.5 × 10 -2 [m]

【0045】すなわち、この仮の条件で最大35mm上昇
できることが分かる。重力のみならず、インクとノズル
壁面の摩擦力、インクの表面張力等も考慮しなければな
らないが、インクの自由表面と被印字体3としての紙と
の間隔を10〜20mmに設定すれば、インクの先端が慣性の
法則でノズルより湧出することが明らかである。
That is, it can be seen that the maximum height can be increased by 35 mm under this temporary condition. Not only the gravity, but also the frictional force between the ink and the wall surface of the nozzle, the surface tension of the ink, etc. must be taken into consideration, but if the distance between the free surface of the ink and the paper as the printing medium 3 is set to 10 to 20 mm, It is clear that the tip of the ink gushes from the nozzle according to the law of inertia.

【0046】次に、図7により第2番目の方式の定量的
な考察をする。さきに記述した様に、ノズル23の中間
に対向する電極21,22があり、ノズルの中にはイン
ク24とその下に沈んでいる単体の高誘電体25があ
る。電極21,22及び誘電体25上のインク24の長
さをh1( =1mm)、インク24と誘電体25の密度をそれ
ぞれ、 ρ1(=1.0 ×103Kg/m3) 、ρ2(=1.5 ×103Kg/m3) インク24と誘電体25の誘電率をそれぞれ、 ε1(=80×8.85×10-12F/m) 、ε2(=1000×8.85×10
-12F/m) ノズル23の幅と奥行をd(=0.050mm)、印加電圧をE
(=50V)とする。
Next, a quantitative consideration of the second method will be given with reference to FIG. As described above, there are opposing electrodes 21 and 22 in the middle of the nozzle 23, and in the nozzle there is the ink 24 and the single high-dielectric 25 sunk therein. The length of the ink 24 on the electrodes 21 and 22 and the dielectric 25 is h1 (= 1 mm), and the densities of the ink 24 and the dielectric 25 are ρ1 (= 1.0 × 10 3 Kg / m 3 ), ρ2 (= 1.5 × 10 3 Kg / m 3 ) Dielectric constants of ink 24 and dielectric 25 are ε1 (= 80 × 8.85 × 10 −12 F / m) and ε2 (= 1000 × 8.85 × 10), respectively.
-12 F / m) The width and depth of the nozzle 23 is d (= 0.050 mm), and the applied voltage is E
(= 50V)

【0047】インクと誘電体との界面では、(1) 式に基
づく静電力Fe が上向きに働く。この力により誘電体2
5自身とその上のインク24が上向きに運動を始める訳
である。
At the interface between the ink and the dielectric, the electrostatic force Fe based on the equation (1) acts upward. This force causes dielectric 2
That is, the 5 itself and the ink 24 on it start to move upward.

【0048】ただし、この両者に対して重力が下向きに
作用するので、その分を差し引かなければならない。イ
ンクと誘電体に作用する重力をFg1, Fg2とすると、ト
ータルの力Ft は次の(4) 式で表せる( ノズルの壁面と
の摩擦力等は無視する) 。 Ft =Fe −( Fg1+Fg2) ……(4)
However, since gravity acts downward on both of them, that amount must be subtracted. If the gravity acting on the ink and the dielectric is Fg1 and Fg2, the total force Ft can be expressed by the following equation (4) (ignoring the frictional force with the wall surface of the nozzle). Ft = Fe- (Fg1 + Fg2) ...... (4)

【0049】Fe は先程と同様に(1) 式から次の計算で
求められる( ノズルの面積S=d ×d に作用する力とし
て計算する。) Fe =(1/2)( ε1−ε2) E2 S =(1/2)×8.85×10-12 ×(1000 −80) ×(106)2 ×(50 ×10-6)2 =1.02×10-5 [N] ( 注、単位面積1m2 当たりでは、4.08×103 [N/m2]に
なる。)
Fe is obtained by the following calculation from the equation (1) as in the previous case (calculated as a force acting on the nozzle area S = d × d). Fe = (1/2) (ε1-ε2) E 2 S = (1/2) x 8.85 x 10 -12 x (1000 -80) x (10 6 ) 2 x (50 x 10 -6 ) 2 = 1.02 x 10 -5 [N] (Note, unit area the 1 m 2 per becomes 4.08 × 10 3 [N / m 2].)

【0050】Fg1, Fg2は、(3) 式で次のように求めら
れる。 Fg1=ρ1 ×g ×h1×d ×d =1.0 ×103 ×9.8 ×1.0 ×10-3×50×10-6×50×10-6 =2.45×10-8 [N] Fg2=ρ2 ×g ×h2×d ×d =1.5 ×103 ×9.8 ×1.0 ×10-3×50×10-6×50×10-6 =3.67×10-8 [N]
Fg1 and Fg2 are obtained by the following equation (3). Fg1 = ρ1 × g × h1 × d × d = 1.0 × 10 3 × 9.8 × 1.0 × 10 -3 × 50 × 10 -6 × 50 × 10 -6 = 2.45 × 10 -8 [N] Fg2 = ρ2 × g × h2 × d × d = 1.5 × 10 3 × 9.8 × 1.0 × 10 −3 × 50 × 10 −6 × 50 × 10 −6 = 3.67 × 10 −8 [N]

【0051】Fe に比較すると、Fg1, Fg2は大変小さ
く、合わせてもその6/1000である。そこで簡単にする
ため静電力Fe を1.0 ×10-5[N]とし、重力は無視す
る。この静電力が作用するインクと誘電体の質量m1,m2
は、それぞれ次のように計算される。 m1=ρ1 ×h1×d ×d =1.0 ×103 ×1.0 ×10-3×50×10-6×50×10-6 =2.5 ×10-9 [Kg] m2=ρ2 ×h2×d ×d =1.5 ×103 ×1.0 ×10-3×50×10-6×50×10-6 =3.75×10-9 [Kg] インク24と誘電体25を合わせた質量m.t は、 m.t =m1+m2 =6.25×10-9 [Kg] と求められた。
Compared to Fe, Fg1 and Fg2 are very small, and are 6/1000 even when combined. Therefore, for simplicity, the electrostatic force Fe is set to 1.0 × 10 -5 [N] and gravity is ignored. Mass of ink and dielectric m1, m2 that this electrostatic force acts on
Are respectively calculated as follows. m1 = ρ1 × h1 × d × d = 1.0 × 10 3 × 1.0 × 10 -3 × 50 × 10 -6 × 50 × 10 -6 = 2.5 × 10 -9 [Kg] m2 = ρ2 × h2 × d × d = 1.5 × 10 3 × 1.0 × 10 -3 × 50 × 10 -6 × 50 × 10 -6 = 3.75 × 10 -9 [Kg] The total mass mt of the ink 24 and the dielectric 25 is mt = m1 + m2 = 6.25 It was determined to be × 10 -9 [Kg].

【0052】作用する力と、その力を受ける質量が求め
られたので、加速度αが(5) 式で示す運動方程式により
計算される。 α=Fe /m.t =(1.0 ×10-5) /(6.25 ×10-9) =1.6 ×103 [m/s2
Since the acting force and the mass that receives the force are obtained, the acceleration α is calculated by the equation of motion shown by the equation (5). α = Fe / mt = (1.0 × 10 -5 ) / (6.25 × 10 -9 ) = 1.6 × 10 3 [m / s 2 ]

【0053】この加速度で長さh1(1.0mm) の電極を誘電
体の先端が抜けるのに要する時間は、次の(6) 式で計算
される。 t=√(2h1/α) ……(6) =1.12×10-3 [sec ] 電極の端からノズルの先端までも同じ長さ(1.0mm) とす
ると、電圧が印加されてからインクが湧出するまでの時
間は、1.12msecである。この値は、記録方式として決し
て速くはないが、しかし仮定したストロークが長いの
で、もっと短くすることは容易である。ここではすべて
1mm と仮定する。
The time required for the tip of the dielectric to pass through the electrode of length h1 (1.0 mm) at this acceleration is calculated by the following equation (6). t = √ (2h1 / α) (6) = 1.12 × 10 -3 [sec] If the length from the end of the electrode to the tip of the nozzle is the same (1.0mm), the ink will spring out after the voltage is applied. The time to do is 1.12 msec. This value is by no means a fast recording method, but it is easy to make it shorter because the strokes assumed are long. Everything here
Assume 1 mm.

【0054】経過時間と加速度とが分かったので、イン
クがノズル先端より湧出するときの初速度V0 が次の
(7) 式で計算される。 V0 =αt ……(7) =(1.6×103)×1.12×10-3 =1.79 [m/sec ] この値は、インクジェットの初速度に比較すると、約1
/5であるが、インクをノズルより湧出させて被印字体
13に接触浸透させるのには充分な大きさである。
Since the elapsed time and the acceleration are known, the initial velocity V0 when the ink flows out from the nozzle tip is
It is calculated by equation (7). V0 = αt (7) = (1.6 × 10 3 ) × 1.12 × 10 -3 = 1.79 [m / sec] This value is about 1 when compared to the initial velocity of the inkjet.
Although it is / 5, it is large enough to cause the ink to spring out from the nozzle and contact and permeate the printing medium 13.

【0055】次に、戻りに要する時間を概略計算する。
今、初速度V0 =1.70m/sec で移動する質量m.t =6.25
×10-9Kgの誘電体+インクに逆方向の静電力−Fe =−
1.02×10-5Nが加わると仮定する。こんどは、誘電体の
上のインクを押し上げるのではなくて、誘電体の下にあ
るインクを押し下げる訳であるが、簡単にするために対
称となるインクの質量は同一とする。力の絶対値と質量
が同一のため戻りの加速度は先程と絶対値が同じで方向
が逆である。そこで、速度vが0になるまでの時間t1
は次の(8) 式で計算される( 注、誘電体上のインクは、
この配置では全てノズル外に押し出されているので、考
慮する必要はない) 。 v=−αt1 +v0 =0 ∵ t1 =v0 /α=1.79/(1.69 ×10-3) ……(8) =1.12 [m/s2
Next, the time required for returning is roughly calculated.
Mass moving at initial velocity V0 = 1.70 m / sec mt = 6.25
× 10 -9 Kg of dielectric + electrostatic force in the opposite direction to ink -Fe =-
Suppose that 1.02 × 10 −5 N is added. This time, instead of pushing up the ink above the dielectric, the ink below the dielectric is pushed down, but for the sake of simplicity, the symmetrical ink masses are the same. Since the absolute value of the force and the mass are the same, the return acceleration has the same absolute value as the previous one, but the direction is opposite. Therefore, the time t1 until the velocity v becomes 0
Is calculated by the following equation (8) (Note, the ink on the dielectric is
In this arrangement, there is no need to consider because it is all pushed out of the nozzle). v = -αt1 + v0 = 0 ∵t1 = v0 / α = 1.79 / (1.69 × 10 -3 ) ... (8) = 1.12 [m / s 2 ]

【0056】すなわち、誘電体が加速されながら電極を
通過するのに要した時間と同じである。ここから下向き
に加速度運動する訳であるが、その結果誘電体の下端が
電極を通過するのに要する時間も同じである。その後
は、自重で自然落下する。誘電体の比重は1.5 のため、
水中で加わる浮力は、0.5 ×Fg2である。この大きさが
最初から発生する訳ではないので、簡単にするため、そ
の半分が常に加わっていると仮定する。すなわち、質量
m2( =3.75×10-9Kg) の物体が、初速度1.70m/sec で0.
75×Fg2の力を受けながら、距離h2=1.0 ×10-3m を移
動する時間t3を求める問題に置換される。これは、基本
的に先程と同一の問題であるので、結果のみ示す。 t3=5.87×10-4 [sec ]
That is, it is the same as the time required for the dielectric to pass through the electrode while being accelerated. Acceleration is performed downward from here, and as a result, the time required for the lower end of the dielectric to pass through the electrode is the same. After that, it falls naturally due to its own weight. Since the specific gravity of the dielectric is 1.5,
The buoyancy applied in water is 0.5 × Fg2. This size does not occur from the beginning, so for simplicity we will assume that half of it is always added. That is, mass
An object of m2 (= 3.75 × 10 -9 Kg) is 0 at an initial velocity of 1.70 m / sec.
It is replaced with the problem of finding the time t3 for moving the distance h2 = 1.0 × 10 −3 m while receiving the force of 75 × Fg2. This is basically the same problem as before, so only the results are shown. t3 = 5.87 × 10 -4 [sec]

【0057】すなわち、0.6msec である。以上の時間を
全部まとめると、4msec 弱になる。かなりかかるが、先
程述べた様にストロークを1mm も取らなければもっと速
い時間で1画素(ドット、マルチノズルの1ライン)を
完成させることができる。
That is, it is 0.6 msec. Summing up all the above time, it will be less than 4 msec. Although it takes a lot of time, as mentioned earlier, if a stroke of 1 mm is not taken, one pixel (dot, one line of multi-nozzle) can be completed in a shorter time.

【0058】次に、第3番目の方式を図8に示す。この
図のようにインク中に分散された高誘電体粉末の上下に
作用する静電力が異なり、上向きの力が下向きの力より
大きければ、その差で粉末は上昇しそれに伴ってインク
も上昇する訳である。しかしながら理論的には、水中の
高誘電体の形状がどうであれ、水平面に対する投影面積
が等しいかぎり、上下に作用する静電力は等しく、お互
いに相殺して動かないことになる。そのため、形状のみ
ならず高誘電体の粉末中の誘電率や密度の分布(不均一
性)や、電界の不均一(曲がり、集中)を形成して湧出
させることになる。
Next, the third method is shown in FIG. As shown in this figure, the electrostatic force acting on the upper and lower sides of the high-dielectric powder dispersed in the ink is different, and if the upward force is larger than the downward force, the difference causes the powder to rise and the ink also rises accordingly. It is a translation. However, theoretically, regardless of the shape of the high-dielectric substance in water, as long as the projected areas on the horizontal plane are the same, the electrostatic forces acting vertically are the same and cancel each other out. Therefore, not only the shape but also the distribution (non-uniformity) of the dielectric constant and density in the high-dielectric powder and the non-uniformity (bending, concentration) of the electric field are formed and springed out.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
以下の格別の効果を奏する。 (1) インク滴を飛翔させる必要がないので、インクジェ
ット方式に比べて小さなエネルギで済む。 (2) 直接紙等の被印字体に記録するので、飛翔による位
置ずれが起こらず、画像が鮮明である。 (3) 被印字体として普通紙を使用できるので、ランニン
グコストが安価になる。 (4) ヘッドの構成が簡単で長尺化も容易であるから製造
コストも低減される。 (5) 加熱冷却方式に比べ、応答速度が速くなる。 (6) 非印字時はインクがノズル内に引っ込んでいるの
で、尾引等を生じない。
As described above, according to the present invention,
The following special effects are achieved. (1) Since it is not necessary to eject ink droplets, it requires less energy than the inkjet method. (2) Since the image is recorded directly on the printing medium such as paper, the positional deviation due to the flight does not occur and the image is clear. (3) Since plain paper can be used as the printing object, the running cost is low. (4) Since the head has a simple structure and can be easily elongated, the manufacturing cost can be reduced. (5) The response speed is faster than the heating / cooling method. (6) Since the ink is retracted into the nozzle during non-printing, tailing does not occur.

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

【図1】本発明のインク湧出型マルチヘッドの全体を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an entire ink seepage type multi-head according to the present invention.

【図2】(a) 〜(d) は、本発明の第1の実施例の構成と
作用を示す図である。
2 (a) to 2 (d) are views showing the configuration and operation of the first embodiment of the present invention.

【図3】(a) 〜(d) は、本発明の第2の実施例の構成と
作用を示す図である。
3 (a) to 3 (d) are diagrams showing the configuration and operation of the second embodiment of the present invention.

【図4】(a) 〜(d) は、本発明の第2の実施例におい
て、高誘電体を一体化した実施例の構成と作用を示す図
である。
4 (a) to 4 (d) are diagrams showing the configuration and operation of an embodiment in which a high dielectric material is integrated in the second embodiment of the present invention.

【図5】(a) 〜(d) は、本発明の第3の実施例の構成と
作用を示す図である。
5 (a) to 5 (d) are diagrams showing the configuration and operation of the third embodiment of the present invention.

【図6】上記第1の実施例の定量的な説明をするための
図である。
FIG. 6 is a diagram for quantitatively explaining the first embodiment.

【図7】(a) 〜(d) は、上記図4の実施例の定量的な説
明をするための図である。
7 (a) to (d) are diagrams for quantitatively explaining the embodiment of FIG.

【図8】上記第3の実施例の定量的な説明をするための
図である。
FIG. 8 is a diagram for quantitatively explaining the third embodiment.

【図9】従来のサーマルレオグラフィのヘッドの構成を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional thermal rheography head.

【図10】(a) 〜(c) は図9のサーマルレオグラフィの
印字作用を説明する図である。
10 (a) to 10 (c) are views for explaining the printing operation of the thermal rheography of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 被印字体(紙) 21,22 電極 23 ノズル 24 インク 25 高誘電体 13 Printed Material (Paper) 21, 22 Electrode 23 Nozzle 24 Ink 25 High Dielectric Material

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向する電極間に上向きに開口するスリ
ット又はノズルを形成し、該スリット又はノズル内に水
性インクを充満しない程度入れ、前記対向する電極間に
電圧を印加して前記インクの表面に該インクと空気層の
誘電率の差に基づく静電力を作用させ、該インクを移動
させてスリットやノズルの開口端より湧き出させ、スリ
ットやノズルに近接する被印字体に印字することを特徴
とする静電インク湧出による記録方法。
1. A surface of the ink is formed by forming slits or nozzles that open upward between opposing electrodes, inserting the slits or nozzles to the extent not filled with aqueous ink, and applying a voltage between the opposing electrodes. An electrostatic force based on the difference in the dielectric constant between the ink and the air layer is applied to the ink to move the ink and cause it to spring out from the opening ends of the slits and nozzles, and to print on a printing medium close to the slits and nozzles. The recording method by using electrostatic ink discharge.
【請求項2】 対向する電極間に上向きに開口するスリ
ット又はノズルを形成し、該スリット又はノズル内に高
誘電体と水性インクとを入れ、前記対向する電極間に電
圧を印加して前記高誘電体に水性インクとの誘電率の差
に基づく静電力を作用させ、高誘電体をノズルの開口方
向に移動させてインクをスリットやノズルの開口端より
湧き出させ、スリットやノズルに近接する被印字体に印
字することを特徴とする静電インク湧出による記録方
法。
2. A slit or nozzle having an upward opening is formed between opposed electrodes, a high dielectric material and a water-based ink are placed in the slit or nozzle, and a voltage is applied between the opposed electrodes to increase the height. By applying an electrostatic force based on the difference in the dielectric constant between the dielectric material and the water-based ink, the high-dielectric material is moved in the nozzle opening direction to cause the ink to spring out from the slits or the nozzle opening ends, and the object that is close to the slits or nozzles A recording method using electrostatic ink discharge, which is characterized by printing on a printing body.
【請求項3】 前記高誘電体が高誘電率の有機又は向き
材料の微粉体の集合により形成され、水性インクより比
重が大きいことを特徴とする請求項2記載の静電インク
湧出による記録方法。
3. The recording method according to claim 2, wherein the high dielectric material is formed of an aggregate of fine powders of organic or orientation material having a high dielectric constant and has a larger specific gravity than the water-based ink. .
【請求項4】 前記高誘電体が高誘電率の有機又は無機
材料の糸状体の集合により形成されていることを特徴と
する請求項2記載の静電インク湧出による記録方法。
4. The recording method according to claim 2, wherein the high-dielectric body is formed by a group of filaments made of an organic or inorganic material having a high dielectric constant.
【請求項5】 前記高誘電体が、6面がフリーで一つの
高誘電率の有機又は無機材料の固体より形成され、水性
インクより比重が大きいことを特徴とする請求項2記載
の静電インク湧出による記録方法。
5. The electrostatic capacitor according to claim 2, wherein the high dielectric material is formed of a solid of one organic or inorganic material having a high dielectric constant and having six surfaces free, and has a higher specific gravity than the water-based ink. Recording method by ink outflow.
【請求項6】 前記高誘電体が、下面を前記ノズルの底
面に固定された一つの高誘電率の有機又は無機の弾性体
により形成されていることを特徴とする請求項2記載の
静電インク湧出による記録方法。
6. The electrostatic capacitor according to claim 2, wherein the high dielectric substance is formed of one high dielectric constant organic or inorganic elastic substance whose bottom surface is fixed to the bottom surface of the nozzle. Recording method by ink outflow.
【請求項7】 前記高誘電体が、比重がインクより大き
い高誘電率の液体により形成されていることを特徴とす
る請求項2記載の静電インク湧出による記録方法。
7. The recording method according to claim 2, wherein the high dielectric material is formed of a liquid having a high dielectric constant larger than that of ink.
【請求項8】 前記誘電率の高いインクが、インクに誘
電率の高い有機又は無機の材料を分散させたものである
ことを特徴とする請求項1記載の静電インク湧出による
記録方法。
8. The recording method according to claim 1, wherein the ink having a high dielectric constant is an ink in which an organic or inorganic material having a high dielectric constant is dispersed.
【請求項9】 対向する電極と、これらの間に形成され
て上向きに開口するノズルと、該ノズル内に入れられた
水性インクと、該ノズル内に入れられ、該水性インクよ
り比重と比誘電率とが大きな高誘電体とからなることを
特徴とする静電インク湧出による記録装置。
9. An electrode facing each other, a nozzle formed between them and opening upward, an aqueous ink contained in the nozzle, a specific gravity and a relative dielectric constant greater than that of the aqueous ink contained in the nozzle. A recording device using electrostatic ink discharge, which is characterized by comprising a high-dielectric material having a high rate.
JP5038734A 1993-02-26 1993-02-26 Recording method and device by static spring-out of ink Pending JPH06247037A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170083503A (en) * 2016-01-08 2017-07-18 캐논 가부시끼가이샤 Liquid discharge apparatus and liquid discharge head

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