JPH0729415B2 - インク粒子作成装置 - Google Patents

インク粒子作成装置

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JPH0729415B2
JPH0729415B2 JP62063891A JP6389187A JPH0729415B2 JP H0729415 B2 JPH0729415 B2 JP H0729415B2 JP 62063891 A JP62063891 A JP 62063891A JP 6389187 A JP6389187 A JP 6389187A JP H0729415 B2 JPH0729415 B2 JP H0729415B2
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ink
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英治 吉野
泰昌 松田
正俊 阪田
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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
    • B41J29/00Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
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    • 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
    • B41J2/02Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet
    • B41J2/025Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet by vibration

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インクを大、小2種類の大きさ径のインク粒
子に交互に作成し、これらの粒子をそれぞれ独立して確
実に荷電偏向制御するインクジェット記録装置に係り、
特にインク粒子を安定に作成し、確実に荷電制御する事
の出来る改良されたインク粒子作成装置に関する。
〔従来の技術〕
本発明の対象となるインクジェット記録装置は、特願昭
60−41327号で記載されているようなインクジェット記
録装置である。インク粒子作成装置により、大小2種径
のインク粒子、即ち大径粒子と小径粒子を交互に発生さ
せ、これらの粒子を記録信号に応じて荷電偏向し、記録
紙へのインク粒子の付着を制御し記録するインクジェッ
ト記録装置であり、記録の安定化を図るために、インク
粒子発生状態検知部を備え、これにより粒子の発生状態
を電気的に検知し、粒子作成装置の駆動条件を適正に制
御する装置を備えたインクジェット記録装置である。
この様なインクジェット記録装置における従来の粒子作
成装置は、特公昭54−3233号公報に記載のような、先端
にインクを噴出するオレフィスを有するノズル管に、圧
電振動素子を取り付けたノズル本体を使用し、このノズ
ル本体をプラスチックや金属などで作成したノズルケー
スに収納し、ノズル本体を支持すると共に、ノズル本体
にインクを導く物であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、ノズルケースがプラスチックである場合には、
前記インク粒子発生状態検知部にノイズが多くのり検知
部の動作に悪影響を与え誤動作を引き起こすことがしば
しばあった。一方、ノズルケースが金属である場合に
は、この問題はいくぶん改善されるものの、大きな問題
点として粒子作成状態が不安定になることがあった。
本発明の目的は、このような従来の問題点を持たずイン
ク粒子を安定に作成でき、作成したインク粒子を確実に
荷電制御できるインク粒子作成装置を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
従来のインク粒子作成装置で、ノズルケースがプラスチ
ックである場合において、インク粒子発生状態検知部に
ノズルが多くなり、インク粒子を確実に荷電制御できな
くなる原因は、ノズル本体の圧電振動素子に印加する励
振電圧がノイズとして高感度増幅器内蔵のインク粒子発
生状態検知部に静電誘導することが原因であることが分
かった。そこでノズル本体を接地した金属等の導体で形
成したノズルケースに収納することにより前記のノイズ
の問題を解決した。
さらにノズルケースを金属にした時、粒子形成状態が不
安定になるという問題点の原因は、ノズル本体のノズル
管中のインクの振動状態がノズルケースにより影響を受
けていることによるものであることが分かった。そこ
で、ノズル本体のインク流入口をプラスチック等の音響
的に軟らかい物質で形成することにより前記粒子形成上
の問題点を解決した。
以上により本発明の目的である、インク粒子を安定に作
成でき、作成したインク粒子を確実に荷電制御できるイ
ンク粒子作成装置を達成できる。
〔作用〕
接地した導体のノズルケースはノズル本体を静電シール
ドするのでノズル本体から発生する励振電圧のノズルケ
ース外への静電誘導をなくすことができ、インク粒子発
生状態検知部へのノイズ誘導を防止できる。
また、ノズル本体のインク流入口部を音響的に軟らかい
物質で形成することにより、ノズル本体内インクの流体
振動を、ノズルケースのインク流路部分のインク流体と
音響的に分離できるようになるため、ノズル本体内イン
クの流体振動が安定になる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図をもとに説明する。
本発明によるインク粒子作成装置は、インクを粒子に形
成するノズル本体1と、このノズル本体にインクを導く
とともに、ノズル本体を支持するノズルケース2、そし
てノズル本体を適切に励振し、インク粒子の発生を適正
に制御するインク粒子発生適正化装置3よりなる。
ノズル本体1は、インクを噴出するオレフィス孔を有す
るオレフィス11と、このオレフィス11が先端に取り付け
られた金属性のノズル管12と、このノズル管12を励振す
るための圧電振動素子13a,13bと該素子内の電極14a,14b
と、これらの素子,電極をノズル管に固定するナット15
よりなる。ノズル本体1の動作は次の通りである。
ノズル管12に加圧インクが供給されるとインクがノズル
孔より噴出する。すなわち、この時圧電素子の振動がノ
ズル管中のインクに伝えられるので、オレフィスから噴
出するインク柱41はこの振動の作用で振動に応じてイン
ク粒子42に分離する。この時、振動の強度が適切である
と、2種類の大きさのインク粒子、すなわち、大径粒子
42aと小径粒子42bに交互に分離する。本実施例のインク
ジェット記録装置では、特公昭54−41329号公報で詳述
されているように、小径粒子42bを用いて記録する装置
であり、ノズル孔を小さくすることなく高精細の記録が
できる。
次にノズルケース2はノズル本体を収納するボデー部品
21,このボデー部品にインク配管51からのインクを導び
く配管ジョイント22,インクをフィルタ23でろ過後、ボ
デー部からのインクをノズル本体のインク流入口に導
き、流体振動を絶縁する音響絶縁用インク流路部品24,
インクもれをシールするoリング25a,25b,25c,そしてノ
ズル本体をノズルケース内に保持するため、oリング26
を介してノズル本体をおさえるふた部品27よりなる。
音響絶縁用インク流路部品はトリフロルエチレン等のプ
ラスチックであり、ノズル本体と外界とに介在するボデ
ー部品、配管ジョイント,ふた部品はステンレス等の接
地状態にある導体である。
以上のノズルケースが本発明の重要な部分であり、その
動作詳細については動作説明に関連性の大きいインク粒
子発生適正化装置説明後述べる。
インク粒子発生適正化装置3は、例えば特願昭59−1750
57号に記載の装置と同様である。すなわち、インク粒子
の発生状態を検知するインク粒子発生状態検知装置30,
この装置の動作を制御する制御回路35を備える。そし
て、この制御回路のもとに高周波電源37よりの励振電圧
を変化させ、記録時には適値の電圧をノズル本体に印加
する励振電圧可変回路36を備える。インク粒子発生状態
検知装置30は、発生したインク粒子を荷電し、荷電した
インク粒子の電荷量を検出す装置であり、インク柱41の
近傍に配置された電極31a,31b,この電極を支持するプラ
スチック製の電極支持部品32,この電極につながれたテ
スト信号発生回路33,そして粒子帯電量検知回路34を備
える。その動作概要を次に述べる。
テスト信号でインク粒子を荷電しながらインク粒子の荷
電量を高感度増幅器をそなえた粒子帯電量検知回路34に
より調べる。励振電圧をパラメータとし、励振電圧を変
化させながらこの動作を行なうことにより、インク粒子
の発生状態を知ることができる。そして、インク粒子発
生状態が最適になる励振電圧値を求めることができる。
この励振電圧に設定することにより、インク粒子発生状
態を適正に設定できる。すなわち、小径粒子と、大径粒
子がインク柱からほぼ等時間間隔で交互に発生する状態
になる。
次にノズルケースの動作にもどって説明する。本発明に
よるノズルケースでは前述のようにノズル本体を接地導
体で囲み、シールドする構造となっている。したがって
ノズル本体は高周波の高電圧で励振されおり、かつ近傍
にインク粒子適正化装置の高感度の電極32bが設置され
ているにもかかわらず、ノズル本体の励振電圧の静電誘
導によるインク粒子適正化装置へのノイズは低いレベル
におさえることができる。
第2図は発明者らの装置におけるノイズの状況に関する
データを示したものである。横軸にノズル本体に印加さ
れる励振電圧Veを、縦軸に高感度増幅器をそなえた粒子
帯電量検知回路の出力電圧Vsをとって、励振ノイズと有
効な粒子帯電量の検知信号分の電圧レベルを示したもの
である。同図には参考のため、ノズルケースが従来のよ
うにプラスチック製の場合を点線で示した。励振周波数
は約150kHzである。この結果から分かるように従来はノ
イズ分が有効信号分を大きく上回り、粒子の帯電量を検
知することが不可能であったのに対し本発明によるもの
は従来よりノイズレベルを数百分の一と小さくすること
が達成できており、充分なS/Nで粒子の帯電量を検知で
きている。
ノズルケースが実施例と同様の金属性であっても、接地
していない場合はやはりノイズが大きくなってしまうの
で、接地に留意しなければならない。ノズルケースの接
地を粒子帯電量検知回路の接地と接続すると好結果が得
られる。
このように本発明によるインク粒子形成装置によれば、
インク粒子の発生状況を確実に検知できるため、インク
粒子発生状態を適正に設定でき、インク粒子を確実に荷
電制御できる。
また本発明によるノズルケースでは、前記のようにプラ
スチック製の音響絶縁用インク流路部品24を用い、ノズ
ル本体のインク流入部をこの部品のインク流路に開口さ
せている。
第3(a)図は、発明者らの装置におけるこの工夫によ
る効果を示したデータ例である。この図は、3通りの粒
子作成条件の場合について励振電圧を100Vから150V程度
まで変化させ、各励振電圧値でのインク粒子分離発生の
様子を示したものである。
図3(a)中の記号〜はインク粒子がインク柱から
分離し発生するモードを示す。なお図3(b)にはそれ
ぞれのモードでのインク柱の粒子への分離順序及びイン
ク粒子分離時のインク柱形状と粒子の帯電状態を示して
ある。この時の粒子帯電状態の条件は、同図(b)の下
に示したようにインク柱のα点でインク粒子が分離する
時のみ粒子を荷電する電圧を電極3に印加した場合であ
る。すなわち、小径粒子を荷電しようとした場合であ
る。
図3(a)にもどると、励振電圧の変化とともにモード
が変化していることが分かる。さらにこの結果より次の
ことが分かる。
本発明によるノズルケース、即ちプラスチック製音響絶
縁用インク流路部品24を組込んだ場合には、ノズルの粒
子発生特性がノズル本体のみの場合とほぼ同様であり、
ノズル本体をノズルケースに納めた影響がほとんど現わ
れないということである。そして第3図(b)に示した
のモードで、小径粒子と大径粒子がほぼ同時間間隔で
インク柱から分離する適正粒子発生モードが実現できて
いる。これにより、小径粒子だけを安定に荷電制御する
ことができる。これに対し、従来のように音響絶縁用イ
ンク流路部品を組込まず、金属で形成したインク流路
に、ノズル本体のインク流入口を開口した場合には、イ
ンク粒子発生特性がノズル本体特性の場合と大きく変化
してしまい、インク粒子の適正発生モードを実現するこ
とができていない。
これは、ノズル本体のノズル管内でインクが流体振動す
るが、金属製の流路に開口する場合は、音響的な境界が
ノズル管端にはっきり形成されないからである。その理
由は、ノズル管とこの中のインクの音響的関係と、ノズ
ルケース流路と流路内インクの音響的関係がほぼ等しい
ため、ノズルケースインク流路内のインクがノズル管内
のインク振動に影響を及ぼすためである。
このように従来の金属性ノズルケースでは、ノズルケー
スの影響を大きく受けているので、ノズル本体のケース
への組込み状態が少し変化すると、粒子作成状態も変化
してしまう。一方、ノズル本体は振動しているので、稼
動中においてノズルケースへの組込み状態が変化してし
まう。したがってインク粒子形成装置の粒子形成特性が
稼動中において変化し、不安定になるのである。これに
対し、本発明のようにプラスチック流路にノズル管の開
口する場合は、プラスチック中を伝わる音速が金属中を
伝わる音速に比し、4倍程度低速であり、インク中の音
波伝播速度に近く、ノズル管の端部近傍で音響的な境界
がはっきりと形成されるため、良好な結果が得られるの
である。ここで音響的絶縁性を高めるためにはプラスチ
ックの流路形成部材の流路長lは、ノズル管中インクの
流体振動の波長λに対し、l>λ/4であることが好まし
い。
以上の理由からも分かるように、音響絶縁部品の材料
は、プラスチックに限らず、音の伝播速度の遅い音響的
に軟らかい物質、たとえばゴムであっても良い。
このように本発明によるインク粒子作成装置によれば、
ノズル本体内インクの流体振動をノズルケースのインク
流路部のインク流体と音響的に分離できるようになるた
め、適正な粒子形成モードを安定に実現できる。
第4図は本発明によるノズルケースの他の実施例であ
る。ノズルケース2は全てプラスチックで形成されてい
る。ただし、外面のほとんどの部分は金属の膜でおおわ
れており、この金属膜28は接地されている。したがって
前記第1図の実施例の場合同様、ノズル本体の静電的シ
ールド機能をはたすことができる。また、ノズル管の開
口部もプラスチック流路に開口することになるので、音
響的絶縁性の面でも良好である。
〔発明の効果〕 本発明によれば、インク粒子を安定に作成でき、作成し
たインク粒子を確実に荷電制御できるインク粒子作成装
置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の装置構成図であり、第2
図,第3図は第1図の実施例の動作を説明するための図
である。第4図は、本発明の他の実施例の原理説明図で
ある。 1……ノズル本体、2……ノズルケース、3……インク
粒子発生適正化装置、11……オレフィス、12……ノズル
管、13……圧電振動素子、14……電極、21……ボデー部
品、22……配管ジョイント、23……フィルタ、24……音
響絶縁用インク流路部品、25……Oリング、26……Oリ
ング、27……ふた部品、30……インク粒子発生状態検知
装置、31……電極、32……電極支持部品、33……テスト
信号発生回路、34……粒子帯電量検知回路、35……制御
回路、36……励振電圧可変回路、37……高周波電源、41
……インク柱、42……インク粒子、51……インク配管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 泰昌 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (72)発明者 阪田 正俊 神奈川県海老名市上今泉2100番地 日立精 工株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−15152(JP,U) 特公 平4−50910(JP,B2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部を流れるインクに振動を加え、インク
    粒子を形成するノズル本体と、 前記ノズル本体を収納するノズルケースと、 外部から前記ノズルケースに流入するインクを前記ノズ
    ル本体のインク流入口に導くインク流路部品と、 前記ノズル本体で形成されるインク粒子に荷電するとと
    もに、電荷量を検知して、前記ノズル本体でインクに加
    える振動を制御して、インク粒子発生状態を適性化する
    インク粒子発生適性化装置とを備え、 前記ノズルケースを接地した導体で構成するとともに、
    前記ノズル本体より音波伝播速度の遅い材質で前記イン
    ク流路部品を構成してなるインク粒子作成装置。
  2. 【請求項2】前記ノズルケースを構成する接地した導体
    は金属であり、前記インク流路部品はプラスチックで構
    成してなる特許請求の範囲第1項記載のインク粒子作成
    装置。
JP62063891A 1987-03-20 1987-03-20 インク粒子作成装置 Expired - Lifetime JPH0729415B2 (ja)

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JPS63230353A JPS63230353A (ja) 1988-09-26
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IT1159033B (it) * 1983-06-10 1987-02-25 Olivetti & Co Spa Testina di stampa a getto selettivo d inchiostro
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