JPH10157163A - Ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recorder

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Publication number
JPH10157163A
JPH10157163A JP32503496A JP32503496A JPH10157163A JP H10157163 A JPH10157163 A JP H10157163A JP 32503496 A JP32503496 A JP 32503496A JP 32503496 A JP32503496 A JP 32503496A JP H10157163 A JPH10157163 A JP H10157163A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
electrode
individual
needle
jet recording
Prior art date
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Pending
Application number
JP32503496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Okano
守 岡野
Shigetaka Fujiwara
重隆 藤原
Atsushi Onose
敦士 小野瀬
Yoshinobu Fukano
善信 深野
Akira Shimada
島田  昭
Akira Sasaki
暁 佐々木
Tetsuro Akasaki
鉄郎 赤崎
Takao Kawaguchi
卓男 川口
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP32503496A priority Critical patent/JPH10157163A/en
Publication of JPH10157163A publication Critical patent/JPH10157163A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To print a high resolution image by superposing a pulse electrode on an individual electrode based on an image signal and flying thread-like ink from the tip of a needle electrode thereby flying the ink finely as compared with a case having no needle electrode to a recording medium in a stabilized direction. SOLUTION: A bias voltage is applied between a common electrode 8 and an individual electrode 2 at the time of starting print, and the tip at a needle electrode 3 projects slightly from the surface of an ink droplet. Consequently, thread-like ink flies from the tip of the needle electrode in response to a pulse electrode being superposed based on an image signal. Since the ink flies finely as compared with a case having no needle electrode 3 at a stabilized size, a high quality image can be printed. Furthermore, the needle electrode 3 can be kept in wet state entirely and constantly because it is oscillated and thereby the ink is fed stably while dealing with ink flight at single period.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッドのノズル
開口部から吐出したインク滴を記録媒体上に付着させて
画像を印刷するインクジェット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus for printing an image by depositing ink droplets discharged from nozzle openings of a recording head on a recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】微小な開口部から少量のインク滴を吐出
し、記録媒体上に該インク滴を付着させて形成するドッ
トの集合によって画像を印刷する方式のインクジェット
記録装置は記録ヘッド内のインクタンクから開口部に繋
がるインク室にインクを導き、そのインクに運動エネル
ギーを与えることにより、インク滴を開口部から吐出さ
せ、記録媒体に付着させてドットを形成する構成であ
る。
2. Description of the Related Art An ink jet recording apparatus of the type in which a small amount of ink droplets are ejected from a minute opening and an image is printed by a set of dots formed by depositing the ink droplets on a recording medium is used. In this configuration, ink is guided from a tank to an ink chamber connected to an opening, and kinetic energy is applied to the ink, whereby ink droplets are ejected from the opening and adhere to a recording medium to form dots.

【0003】インクに運動エネルギーを与える駆動方式
の1つとして、開口部付近に設けた電極と記録媒体が接
触する共通電極との間に電圧を印加して静電力によって
インクを吐出させる方式(静電吸引方式)がある。
One of the driving methods for applying kinetic energy to ink is to apply a voltage between an electrode provided in the vicinity of an opening and a common electrode with which a recording medium is in contact to discharge ink by electrostatic force (static method). Electro-suction system).

【0004】この方式は印加電圧をパルス幅変調するこ
とによって記録媒体上のドット径を制御できるので、高
精細インクジェットプリンタを実現する方式として以前
から注目されていた。
In this method, since the dot diameter on a recording medium can be controlled by pulse width modulation of an applied voltage, it has been attracting attention as a method for realizing a high-definition inkjet printer.

【0005】このような方式による記録ヘッドの例とし
て、特開昭49−109038号公報に記載の技術ではインクを
吐出させる記録ヘッドの開口部の形状や使用するインク
の粘度や表面張力について開示している。
As an example of a recording head according to such a method, the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-1009038 discloses the shape of an opening of a recording head for discharging ink, the viscosity and surface tension of ink used. ing.

【0006】また、特開昭56−28867号公報に記載の技
術では針状の電極と対向電極との間に印加するパルス電
圧によってインクを飛翔させることを開示している。
The technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-28867 discloses that ink is caused to fly by a pulse voltage applied between a needle-like electrode and a counter electrode.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】これらの方式では記録
ヘッドの開口部付近に設けた電極や針電極と共通電極と
の間に2〜3kVの高電圧を印加して静電力によってイ
ンクを飛翔させるものであるため、開口部や針電極近傍
には電界が集中するのでその場所に存在するインクの量
やインクの表面張力などによって飛翔状態が変化する。
In these systems, a high voltage of 2 to 3 kV is applied between an electrode or a needle electrode provided near an opening of a recording head and a common electrode to cause ink to fly by electrostatic force. Since the electric field concentrates on the opening and the vicinity of the needle electrode, the flying state changes depending on the amount of ink present at the place and the surface tension of the ink.

【0008】特開昭49−109038号公報に示されている技
術のように、ノズル状の電極と共通電極との間に電圧を
印加する場合、ノズルの先には半球状のインク滴が形成
されるが、これはインクの粘性や表面張力と静電力のバ
ランスがとれた状態である。そして、大きな電圧を印加
した瞬間に静電力がインクの表面張力よりも大きくなっ
て半球状のインク滴の先から糸状のインクが飛翔する
が、これは力のバランスがとれている半球状から形が変
化する場合、変化の開始位置によってインクの飛翔方向
が決定されるものである。
When a voltage is applied between a nozzle electrode and a common electrode as in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-1009038, a hemispherical ink droplet is formed at the tip of the nozzle. However, this is a state in which the viscosity and surface tension of the ink and the electrostatic force are balanced. At the moment when a large voltage is applied, the electrostatic force becomes larger than the surface tension of the ink and the thread-like ink flies from the tip of the hemispherical ink droplet. Is changed, the flying direction of the ink is determined by the start position of the change.

【0009】通常は最も対向電極に近い部分から変化す
るが、別の位置から形状が変化してインクが所望の位置
に飛翔しないことがある。
Normally, the ink changes from a portion closest to the counter electrode, but the shape may change from another position, and the ink may not fly to a desired position.

【0010】上述した技術ではノズルの先端の形状を規
定することによってインクの飛翔方向を安定させようと
しているが、まだ十分な効果は得られない。
In the above-described technique, the flying direction of the ink is stabilized by defining the shape of the tip of the nozzle, but a sufficient effect has not yet been obtained.

【0011】また、特開昭56−28867 号公報に記載され
ているように、針電極と共通電極との間に電圧を印加し
て静電力によってインクを飛翔させる場合、針に接触し
ているインクが飛翔することになるが、開口面からの針
の突出量が大きいとインクが針の先端まで達しないので
インクが飛翔せず、逆に針の突出量が小さいと糸状のイ
ンクが形成されずに共通電極に接する記録媒体に大量に
インクが飛翔するという問題が発生する。
As described in JP-A-56-28867, when a voltage is applied between the needle electrode and the common electrode to cause the ink to fly by electrostatic force, the ink is in contact with the needle. The ink will fly, but if the amount of protrusion of the needle from the opening surface is large, the ink will not reach the tip of the needle, so the ink will not fly, and if the amount of protrusion of the needle is small, thread-like ink will be formed. Instead, a large amount of ink flies onto the recording medium in contact with the common electrode.

【0012】この構成では針の突出量の最適値の範囲が
20〜30μm程度に狭く限定されるもので、通常インクは
気温によって粘性が変化するため最適な針の突出量も粘
性に依存して変化して安定した量のインクを飛翔させる
ことは難しく、また、インクの供給が十分に行われにく
い課題を有している。
In this configuration, the range of the optimum value of the amount of protrusion of the needle is
Since the viscosity of normal ink changes depending on the temperature, it is difficult to fly a stable amount of ink by changing the optimal protrusion amount of the needle depending on the viscosity. However, there is a problem that it is difficult to supply the ink sufficiently.

【0013】本発明の目的は、インク吐出時の吐出方向
を安定させて所望の位置にドットを形成すること、及
び、インクの吐出量を安定させて高精細な画像を得るこ
とができるインクジェット記録装置を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to form dots at desired positions by stabilizing the direction of ink ejection and to achieve high-definition images by stabilizing the amount of ink ejection. It is to provide a device.

【0014】更に別の目的として、インクの供給速度を
向上させて高周期でインクを飛翔させることができるイ
ンクジェット記録装置を提供することである。
It is still another object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus capable of increasing the ink supply speed and causing the ink to fly at a high frequency.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴はインク滴
を吐出する多数の開口部と、該開口部に隣接した共通イ
ンク室と、開口部と共通インク室とを結ぶ流路との間に
存在する個別電極と、開口部中心に存在する針電極を有
する記録ヘッドと、記録ヘッドに対向する位置に共通電
極を設け、前記共通電極と個別電極との間に電位差を与
える電源と、画像信号に基づいて個別電極に電圧を印加
する電源、及び個別電極と針電極との間に電圧を印加す
る電源と、前記針状電極を振動させる手段とを設けたこ
とを特徴とするインクジェット記録装置にある。
SUMMARY OF THE INVENTION A feature of the present invention is that a plurality of openings for discharging ink droplets, a common ink chamber adjacent to the openings, and a flow path connecting the openings to the common ink chamber. A recording head having an individual electrode and a needle electrode present at the center of the opening, a power supply for providing a common electrode at a position facing the recording head, and applying a potential difference between the common electrode and the individual electrode; An ink jet recording apparatus comprising: a power supply for applying a voltage to an individual electrode based on a signal; a power supply for applying a voltage between the individual electrode and a needle electrode; and means for vibrating the needle electrode. It is in.

【0016】このような構成によれば、印刷可能状態に
おいては共通電極と個別電極との間に適当なバイアス電
圧を印加した状態になり、この状態ではインクが開口部
より外側に半球状に膨らんでいる。
According to such a configuration, in a printable state, an appropriate bias voltage is applied between the common electrode and the individual electrodes, and in this state, the ink swells hemispherically outside the opening. In.

【0017】そして、針電極は先端が半球状のインク表
面から出るような位置に設定され、振動子によって振動
しており、インクを吐出させる場合はインクを吐出させ
る開口部に存在する個別電極にパルス電圧を印加する。
The needle electrode is set at a position where the tip of the needle electrode comes out of the hemispherical ink surface, and is vibrated by a vibrator. Apply pulse voltage.

【0018】この場合、インクの粘性などの性質により
個別電極と針電極とに印加する電圧を同じにする場合と
針電極をやや高電位に設定する場合があり、個別電極や
針電極にパルス電圧を印加した時間に応じてインクの吐
出量が変化するので記録媒体上に階調のついたドットを
形成することができる。
In this case, there are a case where the voltage applied to the individual electrode and the needle electrode is the same and a case where the needle electrode is set to a slightly higher potential depending on the properties such as the viscosity of the ink. Since the ejection amount of the ink changes in accordance with the time during which is applied, it is possible to form dots with gradation on the recording medium.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づき詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0020】図8はインクジェット記録装置の全体の外
観を示しており、参照番号7は紙のような記録媒体、1
0はインクタンク、11は記録ヘッド、12は記録ヘッ
ド支持部材、13は記録媒体搬送ロール、15はモー
タ、16は記録媒体ガイドである。
FIG. 8 shows the overall appearance of the ink jet recording apparatus. Reference numeral 7 denotes a recording medium such as paper.
Reference numeral 0 denotes an ink tank, 11 denotes a recording head, 12 denotes a recording head support member, 13 denotes a recording medium transport roll, 15 denotes a motor, and 16 denotes a recording medium guide.

【0021】記録ヘッド11は適当な間隔で配列された
多数の開口部(インク吐出口)を備え、この開口部を横
方向に向けた状態で記録ヘッド支持部材12に支持さ
れ、該開口部の並び方向が記録媒体7の搬送方向と交差
する方向となるように配置される。
The recording head 11 has a large number of openings (ink ejection ports) arranged at appropriate intervals, and is supported by a recording head support member 12 with the openings oriented in the horizontal direction. The recording media 7 are arranged so that the arrangement direction intersects the transport direction of the recording medium 7.

【0022】また、モータ15に接続された記録媒体搬
送ロール13によって記録媒体ガイド16で導かれた記
録媒体7が搬送される。
The recording medium 7 guided by a recording medium guide 16 is conveyed by a recording medium conveying roll 13 connected to a motor 15.

【0023】記録媒体搬送ロール13の下方には図示し
ない共通電極が存在しており、記録ヘッド11の開口部
に存在する個別電極との間に電圧(バイアス電圧)が印
加される構成となっている。
A common electrode (not shown) is provided below the recording medium transport roll 13, and a voltage (bias voltage) is applied between the common electrode and an individual electrode existing in the opening of the recording head 11. I have.

【0024】記録ヘッド11はインクタンク10から1
00〜200μmの大きさに形成されている開口部まで
インクが導かれる構成になっており、該開口部に存在す
る個別電極に画像信号に基づいたパルス電圧が上記バイ
アスに重畳されて印加され、その開口部からインクが吐
出して印刷が実行される。
The recording head 11 moves from the ink tanks 10 to 1
The ink is guided to an opening formed in a size of 00 to 200 μm, and a pulse voltage based on an image signal is applied to an individual electrode present in the opening while being superimposed on the bias, and applied. Ink is ejected from the opening to execute printing.

【0025】カラー印刷が可能なインクジェット記録装
置においては、記録ヘッド11にはシアン,マゼンタ,
イエロー及び/又は黒の4色分の開口部群が形成され
る。
In an ink jet recording apparatus capable of performing color printing, the recording head 11 includes cyan, magenta,
An opening group for four colors of yellow and / or black is formed.

【0026】各開口部からインク滴を吐出させる駆動部
材を付勢する電気パルスはパーソナルコンピュータなど
のホスト装置から与えられる印刷データに従って与えら
れ、インクジェット記録装置内の制御装置(図示せず)
によって発生される。
An electric pulse for energizing a driving member for ejecting ink droplets from each opening is given in accordance with print data given from a host device such as a personal computer, and a control device (not shown) in the ink jet recording apparatus.
Generated by

【0027】この制御装置はマイクロコンピュータを中
心に構成され、ホスト装置から与えられる印刷データに
従って電気パルスの発生を制御して記録ヘッド11から
インク滴を発生させ、また、モータ15を回転させて記
録媒体搬送ロール13を駆動させる機能を有する。
This control device is composed mainly of a microcomputer, controls the generation of electric pulses in accordance with print data supplied from a host device to generate ink droplets from the recording head 11, and rotates the motor 15 for recording. It has a function of driving the medium transport roll 13.

【0028】次に、インクを吐出させる方式について以
下に詳しく述べる。
Next, a method of ejecting ink will be described in detail below.

【0029】図1は本発明に使用されるインクジェット
記録装置の記録ヘッドの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a recording head of an ink jet recording apparatus used in the present invention.

【0030】参照番号1はプレート、2は個別電極、3
は針電極、4は共通インク室、5は隔壁、6は振動子で
あり、インクはインクタンクより共通インク室4に入
り、その先の多数の個別電極2に形成された開口部まで
導かれる。尚、開口部は必ずしも個別電極である必要は
ない。
Reference numeral 1 is a plate, 2 is an individual electrode, 3
Is a needle electrode, 4 is a common ink chamber, 5 is a partition, and 6 is a vibrator. The ink enters the common ink chamber 4 from the ink tank, and is guided to the openings formed in the numerous individual electrodes 2 ahead. . Note that the openings need not necessarily be individual electrodes.

【0031】そして、この実施例で説明する個別電極2
の開口部の直径は100〜300μm程度である。
Then, the individual electrodes 2 described in this embodiment
Has a diameter of about 100 to 300 μm.

【0032】共通インク室と開口部とを結ぶ流路には個
別電極2が設けられ、さらに個別電極2の中心には針電
極3が設けられており、針電極の直径は40〜100μ
m程度で、好ましくは針先端は鋭角に形成されている。
An individual electrode 2 is provided in a flow path connecting the common ink chamber and the opening, and a needle electrode 3 is provided at the center of the individual electrode 2. The diameter of the needle electrode is 40 to 100 μm.
m, and the needle tip is preferably formed at an acute angle.

【0033】図2は図1におけるaーa′断面図であ
り、個別電極2につながる配電線はプレート1表面に形
成される。
FIG. 2 is a sectional view taken along the line aa ′ in FIG. 1. A distribution line connected to the individual electrode 2 is formed on the surface of the plate 1.

【0034】また、針電極3は隔壁5に接続され個々に
信号電圧パルスが印加できるような構成となっている。
The needle electrodes 3 are connected to the partition walls 5 so as to be able to individually apply signal voltage pulses.

【0035】隔壁5は振動子6によって振動する構成と
なっており、振動子6は積層型ピエゾ素子を用いるとよ
い。
The partition 5 is configured to vibrate by a vibrator 6, and the vibrator 6 is preferably a laminated piezo element.

【0036】積層型ピエゾ素子とはピエゾ素子を厚さ方
向に積層し、個々のピエゾ素子の積層方向に電圧を印加
して積層方向に大きな変位を得るものであるが、振動子
6を用いる理由はインクの吐出プロセスの説明とともに
後述する。
The stacked piezo element is obtained by stacking piezo elements in the thickness direction and applying a voltage in the stacking direction of the individual piezo elements to obtain a large displacement in the stacking direction. Will be described later together with the description of the ink discharge process.

【0037】開口部よりインクを吐出させる場合は、個
別電極2と共通電極との間に電圧を印加し、その印加時
間によってインクの飛翔量が決定するので、記録媒体上
でドット階調がついた画像を印刷することができるが、
このインクを飛翔させるプロセスを図6を用いてさらに
詳しく説明する。
When ink is ejected from the opening, a voltage is applied between the individual electrode 2 and the common electrode, and the amount of ink flying is determined by the application time. Images can be printed,
The process of flying the ink will be described in more detail with reference to FIG.

【0038】図6(a)は非印刷時の状態を示してお
り、電圧が印加されていない状態であり、図6(b)は
個別電極2と共通電極との間に適当なバイアス電圧が印
加された状態であり、インクは開口部より曲面を形成し
て外側に膨らんでおり、このバイアス電圧の大きさは両
電極間の距離が1mmの場合、2kV程度である。
FIG. 6A shows a state during non-printing, in which no voltage is applied, and FIG. 6B shows a state in which an appropriate bias voltage is applied between the individual electrode 2 and the common electrode. In the applied state, the ink forms a curved surface from the opening and swells outward, and the magnitude of this bias voltage is about 2 kV when the distance between the two electrodes is 1 mm.

【0039】図6(c)は図6(b)よりも大きな電圧
を印加した場合で、半球状のインクの一部から糸状のイ
ンクが吐出する瞬間を示しており、このときの電圧は
2.4〜2.8kVである。
FIG. 6 (c) shows the case where a voltage higher than that of FIG. 6 (b) is applied, and shows the moment when the thread-like ink is ejected from a part of the hemispherical ink. 0.4 to 2.8 kV.

【0040】図6(d)は図6(c)よりも時間が経過
した状態で、インクが記録媒体(図示せず)に向かって
飛翔している状態であり、このときの糸状のインクの太
さは印加している電圧の大きさに依存し、糸状にインク
が飛翔しているときに細かいドットを記録媒体上に形成
することができる。
FIG. 6D shows a state in which the ink is flying toward a recording medium (not shown) after a lapse of time as compared with FIG. 6C. The thickness depends on the magnitude of the applied voltage, and fine dots can be formed on the recording medium when the ink is flying in a thread shape.

【0041】また、図6(d)よりもさらに大きな電圧
を印加すると、開口部全体からインクが大量に吐出して
記録媒体や印刷装置内を汚染する怖れがあり、適当な大
きさの電圧を個別電極と共通電極との間に印加すること
が糸状のインクを飛翔させて細かいドットを形成するた
めには必要なことである。
When a voltage higher than that shown in FIG. 6D is applied, a large amount of ink may be ejected from the entire opening to contaminate the recording medium or the inside of the printing apparatus. Is applied between the individual electrode and the common electrode to form fine dots by flying the thread-like ink.

【0042】図5は図6の(a)〜(d)のプロセスにお
けるインク滴が有するエネルギーを示している。
FIG. 5 shows the energy of the ink droplet in the processes of FIGS. 6 (a) to 6 (d).

【0043】(a)の状態は電圧が印加されていない状
態であるので、ポテンシャルエネルギーをゼロとする。
In the state (a), no voltage is applied, and the potential energy is set to zero.

【0044】(b)の状態はインク滴が曲面を形成して
開口部より外側に膨らんでおり、インクに作用する静電
力と表面張力とが釣り合っている状態である。
In the state (b), the ink droplet forms a curved surface and swells outward from the opening, and the electrostatic force acting on the ink and the surface tension are balanced.

【0045】さらに個別電極2と共通電極との間に印加
する電圧を大きくすると、インクは半球状に成長し、
(c)の状態で半球状の一部からインクが糸状に飛翔す
る。この瞬間は最もポテンシャルエネルギーが大きい状
態から離れ、ポテンシャルエネルギーが小さい状態へ移
行するときである。
When the voltage applied between the individual electrode 2 and the common electrode is further increased, the ink grows hemispherically,
In the state (c), the ink flies in a thread form from a part of the hemisphere. This moment is when the state moves away from the state with the highest potential energy to the state with the lowest potential energy.

【0046】ここで、最もポテンシャルエネルギーが大
きい状態とはインクに作用する表面張力と静電力とが釣
り合う限界の状態であり、この限界を越えると球面の一
部に形状の変化が起こり(突起が形成される)、表面張
力の作用する方向が変わり、それに伴ってインクの形状
がさらに変化して、静電力が表面張力よりも大きくな
り、インクが糸状になって共通電極方向に飛翔する。
Here, the state where the potential energy is the largest is a state of the limit where the surface tension acting on the ink and the electrostatic force are balanced. If the limit is exceeded, a change in the shape of a part of the spherical surface occurs (the protrusion is formed). Formed), the direction in which the surface tension acts changes, and the shape of the ink further changes accordingly, the electrostatic force becomes larger than the surface tension, and the ink becomes a string and flies in the direction of the common electrode.

【0047】最後に(d)の状態はポテンシャルエネル
ギーが安定した状態である。
Finally, the state (d) is a state where the potential energy is stable.

【0048】ところで、前述したように、図6(c)の
状態はインクに作用する表面張力と静電力とが釣り合う
限界の状態で、インクの形状は半球状になっている。
As described above, the state shown in FIG. 6C is a limit state where the surface tension acting on the ink and the electrostatic force are balanced, and the shape of the ink is hemispherical.

【0049】通常はこの状態から半球状のインク表面上
で最も開口部から遠い位置、つまり、対向電極に最も近
い位置の球面上に突起が形成され、インクは糸状になっ
て対向電極に向けて飛翔する。
Normally, from this state, a projection is formed on the hemispherical ink surface at a position farthest from the opening, that is, on a spherical surface at a position closest to the opposing electrode, and the ink is formed in a thread form toward the opposing electrode. To fly.

【0050】図7(a)は通常のインクの飛翔状態を示
しているが、図6(c)の状態は不安定な状態であるの
で、必ずしも対向電極に最も近い位置の球面上に突起が
形成されるとは限らない。
FIG. 7A shows a normal ink flying state. However, since the state of FIG. 6C is an unstable state, a projection is necessarily formed on the spherical surface closest to the counter electrode. It is not always formed.

【0051】対向電極に最も近い位置ではない位置に突
起が形成された場合は、図7(b)に示すように糸状の
インクが所望の位置からずれて飛翔し、画像品質を低下
させるという問題が発生する。
If the projection is formed at a position other than the position closest to the counter electrode, the thread-like ink flies off the desired position as shown in FIG. 7 (b), deteriorating the image quality. Occurs.

【0052】このような問題を発生させないためには、
対向電極に最も近い位置のインク面から糸状のインクが
飛翔するように、針状部材を開口部の中心に設置してお
くと効果がある。
In order not to cause such a problem,
It is effective to arrange the needle-like member at the center of the opening so that the thread-like ink flies from the ink surface closest to the counter electrode.

【0053】図3は針状部材の設置方法の一例を示して
おり、共通電極8と個別電極2との間にはバイアス電圧
Bが印加される。
FIG. 3 shows an example of a method of installing the needle-like members. A bias voltage B is applied between the common electrode 8 and the individual electrodes 2.

【0054】さらに、画像信号に基づいて制御装置9に
よって個別電極2にパルス電圧が加えられ、針電極3は
個別電極2に対して電位を重畳できるようになっており
開口部の中心に設置される。
Further, a pulse voltage is applied to the individual electrode 2 by the control device 9 based on the image signal, and the needle electrode 3 can superimpose a potential on the individual electrode 2 and is installed at the center of the opening. You.

【0055】針電極3の存在の有無によってバイアス電
圧印加時のインク滴形状は若干異なり、インクが飛翔を
開始する電圧も変化する。
The shape of the ink droplet when the bias voltage is applied slightly differs depending on the presence or absence of the needle electrode 3, and the voltage at which the ink starts flying also changes.

【0056】尚、個別電極に対して針電極に重畳する電
位は0〜100Vであり使用するインクの粘性や電気抵
抗などに依存する。
The potential superposed on the needle electrode with respect to the individual electrode is 0 to 100 V, and depends on the viscosity and electric resistance of the ink used.

【0057】次に針電極の詳細について説明すると、針
電極3が開口面から突出している量が過小である場合は
針電極3を設置した目的を達することができず、逆に過
大である場合は針先にまでインクが供給されないのでイ
ンクは飛翔しない。
Next, the details of the needle electrode 3 will be described. If the amount by which the needle electrode 3 protrudes from the opening surface is too small, the purpose of installing the needle electrode 3 cannot be attained. Does not fly, because ink is not supplied to the needle tip.

【0058】したがって、針電極3を開口面から突出さ
せる量には適正値が存在し開口部の半径程度に設定す
る。この適正値は開口部の直径や使用するインクの粘
性,表面張力などに依存する。
Therefore, there is an appropriate value for the amount by which the needle electrode 3 protrudes from the opening surface, and it is set to about the radius of the opening. This appropriate value depends on the diameter of the opening, the viscosity of the ink used, the surface tension, and the like.

【0059】印刷開始時には共通電極8と個別電極2と
の間にバイアス電圧が印加され、針電極3の先端がイン
ク滴の表面からわずかに出ている状態になり、画像信号
に基づいて重畳されるパルス電圧に応答して針電極先端
より糸状のインクが飛翔する。
At the start of printing, a bias voltage is applied between the common electrode 8 and the individual electrode 2 so that the tip of the needle electrode 3 slightly protrudes from the surface of the ink droplet and is superimposed based on the image signal. The thread-like ink flies from the tip of the needle electrode in response to the applied pulse voltage.

【0060】この場合、インクは針電極3が存在しない
場合よりも細く、かつ、安定した太さで飛翔するので、
高品質な画像を印刷することができる。
In this case, since the ink flies finer and more stably than when the needle electrode 3 is not present,
High quality images can be printed.

【0061】また、針電極3を振動させているので常に
針電極の全体が濡れている状態にすることができるので
安定したインク供給が行われ、短周期でのインク飛翔に
対応することができる。
Further, since the needle electrode 3 is vibrated, the entire needle electrode can be kept in a wet state at all times, so that stable ink supply can be performed, and it is possible to cope with ink flying in a short cycle. .

【0062】特開昭56−28867 号公報にある技術では針
電極と共通電極との間の電圧印加だけであるので半球状
のインク滴の形成が行われず、針電極先端に向かうイン
クの流れが弱く、針を振動させていても短周期でインク
を飛翔させることが難しい。また、針電極の設置範囲や
振動範囲が狭くなるとともに、安定したインクの飛翔が
困難になるが、本発明によればこれらの問題を解決する
ことができる。
In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-28867, only a voltage is applied between the needle electrode and the common electrode, so that a hemispherical ink droplet is not formed, and the flow of ink toward the tip of the needle electrode is reduced. It is weak and it is difficult to fly ink in a short period even when the needle is vibrated. In addition, the installation range and the vibration range of the needle electrode are narrowed, and it is difficult to stably fly the ink. However, according to the present invention, these problems can be solved.

【0063】図4は図3とは異なる電源の配置方式を示
しており、印刷状態のときに共通電極8に負のバイアス
電圧が印加される。
FIG. 4 shows a power supply arrangement different from that shown in FIG. 3, in which a negative bias voltage is applied to the common electrode 8 in the printing state.

【0064】画像信号に基づいて画像信号が制御装置9
から送られ、インクが飛翔する場合での電圧の重畳の方
法は、図3で説明した内容と同一である。
The image signal is sent to the control unit 9 based on the image signal.
The method of superimposing the voltage when the ink flies is the same as that described with reference to FIG.

【0065】また、図3と図4では電圧の印加方法がイ
ンク側の電位が共通電極よりも正になるように設定され
ているが、極性はインクに含まれる色剤の帯電極性に依
存するため、インク側の電位が共通電極よりも負に設定
されることもある。
In FIGS. 3 and 4, the voltage application method is set such that the potential on the ink side is more positive than the common electrode, but the polarity depends on the charging polarity of the colorant contained in the ink. Therefore, the potential on the ink side may be set to be more negative than the common electrode.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明によれば、共通電極と個別電極と
の間に適当なバイアス電圧を印加し、インクが開口部よ
りも外側に半球状に膨らんでいる状態にして、画像信号
に基づいて個別電極にパルス電圧を重畳して針電極先端
より糸状のインクを飛翔させるようにしているため、イ
ンクは針電極が存在しない場合よりも細く、かつ安定し
た方向で記録媒体に向かって飛翔するので、高精細な画
像を印刷することができるという効果がある。
According to the present invention, an appropriate bias voltage is applied between the common electrode and the individual electrode to make the ink bulge out of the opening in a hemispherical shape, and the ink is swollen based on the image signal. The pulse voltage is superimposed on the individual electrode so that the thread-like ink flies from the tip of the needle electrode, so that the ink flies toward the recording medium in a thinner and more stable direction than when no needle electrode is present. Therefore, there is an effect that a high-definition image can be printed.

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

【図1】本発明になるインクジェット記録ヘッド実施形
態を示す縦断側面図。
FIG. 1 is a vertical sectional side view showing an embodiment of an ink jet recording head according to the present invention.

【図2】図1に示したインクジェット記録ヘッドの一横
断面図。
FIG. 2 is a transverse cross-sectional view of the inkjet recording head shown in FIG.

【図3】図1に示したインクジェット記録ヘッドでの電
源配線の一例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a power supply wiring in the ink jet recording head shown in FIG.

【図4】図1に示したインクジェット記録ヘッドでの電
源配線の一例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of power supply wiring in the ink jet recording head shown in FIG.

【図5】インクを吐出させるプロセスでのエネルギー状
態を示す図。
FIG. 5 is a diagram illustrating an energy state in a process of discharging ink.

【図6】インクを吐出させるプロセスを示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a process of discharging ink.

【図7】インクの吐出状態を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating an ink ejection state.

【図8】本発明になるインクジェット記録装置の外観
図。
FIG. 8 is an external view of an inkjet recording apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…プレート、2…個別電極、3…針電極、4…共通イ
ンク室、5…隔壁、6…振動子、7…記録媒体、8…共
通電極、9…制御装置、10…インクタンク、11…記
録ヘッド、12…記録ヘッド支持部材、13…記録媒体
搬送ロール、15…モータ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Plate, 2 ... Individual electrode, 3 ... Needle electrode, 4 ... Common ink chamber, 5 ... Partition wall, 6 ... Vibrator, 7 ... Recording medium, 8 ... Common electrode, 9 ... Control device, 10 ... Ink tank, 11 ... Recording head, 12 ... Recording head support member, 13 ... Recording medium transport roll, 15 ... Motor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深野 善信 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 島田 昭 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 佐々木 暁 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 赤崎 鉄郎 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 川口 卓男 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshinobu Fukano 7-1-1, Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Akira Shimada 7-1 Omikamachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 Hitachi, Ltd.Hitachi Research Laboratories (72) Inventor Akira Sasaki 1-1-1, Higashitagacho, Hitachi City, Ibaraki Pref.Hitachi, Ltd.Electrical Equipment Division Taga Headquarters (72) Inventor Tetsuro Akasaki Ibaraki 1-1-1, Higashitaga-cho, Hitachi City, Hitachi, Ltd.Electrical Equipment Business Division, Hitachi, Ltd. Inside the Taga Headquarters (72) Inventor Takuo Kawaguchi 1-1-1, Higashi Taga-cho, Hitachi City, Hitachi City, Ibaraki Prefecture, Japan Inside the department

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インク滴を吐出する多数の開口部と、開口
部より飛翔させるインクを一時的に蓄える共通インク室
と、共通インク室と個々の開口部を結ぶ流路に存在する
個別電極と、インクタンクから共通インク室を連結する
インク供給流路を有する記録ヘッドと、該記録ヘッドに
対向した位置に共通電極を設け、個別電極と共通電極と
の間に電圧を印加することによってインクを飛翔させて
印刷を行うインクジェット記録装置において、開口部の
中心に個別電極と電気的に接続した針電極を設置すると
ともに、該針電極を振動させる振動部材を設けたことを
特徴とするインクジェット記録装置。
A plurality of openings for discharging ink droplets, a common ink chamber for temporarily storing ink to be ejected from the openings, and individual electrodes existing in a flow path connecting the common ink chamber and the individual openings. A recording head having an ink supply passage connecting the common ink chamber from the ink tank, a common electrode provided at a position facing the recording head, and applying a voltage between the individual electrode and the common electrode to form ink. An ink jet recording apparatus for performing printing by flying, wherein a needle electrode electrically connected to an individual electrode is provided at the center of an opening, and a vibration member for vibrating the needle electrode is provided. .
【請求項2】請求項1に記載のインクジェット記録装置
において、開口部の中心に設置した針電極を個別電極よ
りも高電位に設定することを特徴とするインクジェット
記録装置。
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a needle electrode provided at the center of the opening is set to a higher potential than an individual electrode.
【請求項3】請求項1乃至2に記載のインクジェット記
録装置において、印刷開始時に個別電極の電位を大きく
して共通電極と個別電極との間に電圧を印加し、画像信
号に基づいてインクを吐出させる時に該当する個別電極
に電圧パルスを重畳するように制御することを特徴とす
るインクジェット記録装置。
3. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the potential of the individual electrode is increased at the start of printing, a voltage is applied between the common electrode and the individual electrode, and the ink is discharged based on the image signal. An ink jet recording apparatus which controls so that a voltage pulse is superimposed on a corresponding individual electrode when discharging.
【請求項4】請求項1乃至2に記載のインクジェット記
録装置において、印刷開始時に共通電極の電位を大きく
して共通電極と個別電極との間に電圧を印加し、画像信
号に基づいてインクを吐出させる時に該当する個別電極
に電圧パルスを印加するように制御することを特徴とす
るインクジェット記録装置。
4. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the potential of the common electrode is increased at the start of printing, a voltage is applied between the common electrode and the individual electrodes, and the ink is discharged based on the image signal. An ink jet recording apparatus, which controls so that a voltage pulse is applied to a corresponding individual electrode at the time of ejection.
【請求項5】請求項1乃至4に記載のインクジェット記
録装置において、開口部の半径に相当する長さに針電極
を開口部面より突出させることを特徴とするインクジェ
ット記録装置。
5. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the needle electrode is projected from the opening surface to a length corresponding to a radius of the opening.
【請求項6】請求項1乃至5に記載のインクジェット記
録装置において、印刷開始と同時に針電極を振動させる
ように制御することを特徴とするインクジェット記録装
置。
6. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the control is performed so as to vibrate the needle electrode simultaneously with the start of printing.
【請求項7】請求項1乃至6に記載のインクジェット記
録装置において、個別電極に印加する電圧のパルス幅を
変化させて飛翔するインク量を制御することを特徴とす
るインクジェット記録装置。
7. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the amount of ink flying is controlled by changing the pulse width of a voltage applied to the individual electrode.
JP32503496A 1996-12-05 1996-12-05 Ink jet recorder Pending JPH10157163A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009045873A (en) * 2007-08-22 2009-03-05 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus and image forming method
JP2010179651A (en) * 2009-02-04 2010-08-19 Samsung Electronics Co Ltd Inkjet printer and method of driving the same
JP2015097985A (en) * 2013-11-19 2015-05-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrostatic coating method, and electrostatic coating apparatus

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