JPH10157164A - Image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus

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Publication number
JPH10157164A
JPH10157164A JP32503596A JP32503596A JPH10157164A JP H10157164 A JPH10157164 A JP H10157164A JP 32503596 A JP32503596 A JP 32503596A JP 32503596 A JP32503596 A JP 32503596A JP H10157164 A JPH10157164 A JP H10157164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
electrode
potential
image forming
forming apparatus
Prior art date
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Pending
Application number
JP32503596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Onose
敦士 小野瀬
Mamoru Okano
守 岡野
Shigetaka Fujiwara
重隆 藤原
Yoshinobu Fukano
善信 深野
Akira Shimada
島田  昭
Keiji Nagae
慶治 長江
Akira Ri
燦 李
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP32503596A priority Critical patent/JPH10157164A/en
Publication of JPH10157164A publication Critical patent/JPH10157164A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce positional shift of printing dots and to lower the voltage of a drive power supply. SOLUTION: An emitting electrode 4 provided to each ink nozzle in contact with ink, a control electrode 6 having a passing hole 7 provided thereto so as to prevent the contact with the ink from the ink nozzle, a medium 8 to be printed receiving the ink flying through the passing hole 7 of the control electrode, the opposed electrode 9 provided to the rear of the medium 8 to be printed in opposed relation to the emitting electrode 4, a bias power supply 10 supplying bias voltage across the,emitting electrode and the opposed electrode and the signal source 11 provided between the control electrode and the opposed electrode to control the flight of ink are provided. Since an electric field determining the flight of ink can be stably formed by using three electrodes, that is, the emitting electrode, the control electrode and the opposed electrode, the flight of ink becomes stable and the positional shift of a printing dot can be reduced.

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】本発明は有色のインクを静電
的に飛翔させて被印写媒体に印写するインクジェットプ
リンタの記録ヘッドに関わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording head of an ink jet printer which prints on a recording medium by electrostatically flying colored ink.

【0002】[0002]

【従来の技術】静電誘導型インクジェットプリンタはイ
ンクと接触している電極(吐出電極)とインクと接触し
ていない電極(対向電極)との間に電圧を印加すること
によって電界を形成し、吐出電極の端部にインクを移動
させ更にその電界を強めることによって対向電極の方向
にインクを飛翔させ、紙などの被印写媒体上に印写して
いる。
2. Description of the Related Art An electrostatic induction type ink jet printer forms an electric field by applying a voltage between an electrode (ejection electrode) in contact with ink and an electrode (counter electrode) not in contact with ink. By moving the ink to the end of the discharge electrode and further increasing the electric field, the ink flies in the direction of the counter electrode and prints on a printing medium such as paper.

【0003】特開昭56−8268号公報では小孔の周囲に設
けたインクと接触する吐出電極とそれに対向する対向電
極とを設け、吐出電極と対向電極との間に所定以上の電
圧を印加し電界を形成することによってインクを被印写
媒体上に飛翔させ印写している技術を開示している。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-8268, a discharge electrode provided around a small hole and in contact with ink and a counter electrode facing the discharge electrode are provided, and a predetermined voltage or more is applied between the discharge electrode and the counter electrode. It discloses a technique in which an ink is caused to fly on a printing medium by forming an electric field and printing is performed.

【0004】特開昭56−8270号公報ではインクと接触す
る吐出電極とインクの通過する孔を有する外部電極とを
設け、吐出電極と外部電極との間に所定以上の電圧を印
加し電界を形成することによってインクを外部電極の孔
より通過させ、被印写媒体上に飛翔させ印写している技
術を開示している。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-8270, a discharge electrode in contact with ink and an external electrode having a hole through which ink passes are provided, and a voltage higher than a predetermined voltage is applied between the discharge electrode and the external electrode to generate an electric field. A technique is disclosed in which the ink is passed through a hole of an external electrode by forming the ink, and is caused to fly on a printing medium to print.

【0005】いずれにしても、従来の方法では印字情報
に従って吐出電極または対向電極の一方の電位を制御す
ることによってインクの飛翔を制御している。
In any case, in the conventional method, the flying of the ink is controlled by controlling the potential of one of the discharge electrode and the counter electrode according to the print information.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】特開昭56−8268号公報
のようにインクに接した吐出電極からインクを飛翔させ
る場合インクは絶えず外気に曝されている状態であり、
インクの溶媒が蒸発することによってインクの粘度が高
くなり易く時間が経過するとインクが固着してしまう欠
点がある。
When the ink is caused to fly from the discharge electrode in contact with the ink as disclosed in JP-A-56-8268, the ink is constantly exposed to the outside air.
There is a disadvantage that the viscosity of the ink tends to increase due to the evaporation of the solvent of the ink, and the ink sticks over time.

【0007】またインクの飛翔を決定する電界が作用す
る2電極間の距離が遠いために2電極間の電位差を大き
くする必要があり、電位を変化させる信号源のスイッチ
ング応答性が低下する欠点がある。
Further, since the distance between the two electrodes on which the electric field which determines the ink flight acts is long, it is necessary to increase the potential difference between the two electrodes, and the switching response of the signal source for changing the potential is reduced. is there.

【0008】特開昭56−8270号公報のようにインクに接
した電極からインクの通過する通過孔を設けた外部電極
を通してインクを飛翔させる場合、外部電極外側から被
印写媒体までの空間は電界によらずにインクが飛翔する
ためドットの位置ずれが発生し易いという欠点がある。
When ink is caused to fly from an electrode in contact with the ink through an external electrode provided with a passage hole through which the ink passes as in JP-A-56-8270, the space from the outside of the external electrode to the printing medium is There is a drawback that dot misalignment is likely to occur because the ink flies regardless of the electric field.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、インク
に接触する吐出電極と、インクノズルから吐出するイン
クが触れないように通過孔を設けた制御電極と、制御電
極の通過孔を通って飛翔してきたインクを受け止める被
印写媒体と、前記吐出電極に対向して被印写媒体の裏に
対向電極を設けるとともに、前記吐出電極と対向電極と
の間にバイアス電圧を供給するバイアス電源と、前記制
御電極の電位を変化させることによりインクの飛翔を制
御する信号源を設ける点にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is characterized in that a discharge electrode that comes into contact with ink, a control electrode provided with a passage hole so that ink ejected from an ink nozzle does not touch, and a control electrode that passes through a passage hole of the control electrode. And a bias power supply for providing a bias voltage between the discharge electrode and the counter electrode, wherein a counter electrode is provided on the back of the print medium opposite to the discharge electrode. And that a signal source for controlling the flying of ink by changing the potential of the control electrode is provided.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の実施例について、図1か
ら順に用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.

【0011】従来のインクジェット画像形成装置では、
2電極間に電圧を印加してインクを駆動しており、バイ
アスDC電源に信号源を重畳するような電気的に不安定
になり易い構成であったのに対して、本発明ではバイア
スDC電源のDC電圧と信号源の信号とを別々の電極に
接続したり、インクの飛翔を決定する制御電極の電位を
接地電位とすることによって電気的な安定度を高めてい
る。
In a conventional ink jet image forming apparatus,
In contrast to a configuration in which a voltage is applied between two electrodes to drive the ink and the signal source is superimposed on a bias DC power supply and thus tends to be electrically unstable, the present invention provides a bias DC power supply. The electrical stability is increased by connecting the DC voltage and the signal of the signal source to separate electrodes, or by setting the potential of the control electrode that determines the ink flying to the ground potential.

【0012】本発明の最大の特徴は、吐出電極と制御電
極と対向電極の3電極を設けたことにより、飛翔中のイ
ンクをより安定して被印写媒体上に飛翔させることがで
きることにある。
The greatest feature of the present invention is that the provision of the three electrodes of the discharge electrode, the control electrode, and the counter electrode enables the flying ink to fly on the printing medium more stably. .

【0013】前述のように特開昭56−8270号公報の技術
では電界によってインクに接触している電極からインク
と接触していない外部電極に向かってインクを飛翔させ
ているが、インクに接触していない外部電極より先では
電界がほとんど形成されていないため、飛翔中のインク
は静電気力を受けずに飛翔することとなり被印写媒体た
る紙上の所望の位置に安定して到達することは難しい。
As described above, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-8270, ink is caused to fly from an electrode in contact with ink to an external electrode not in contact with ink by an electric field. Since the electric field is hardly formed before the external electrode which is not used, the ink during the flight flies without receiving the electrostatic force, and it is difficult to stably reach the desired position on the paper as the printing medium. difficult.

【0014】これに対して、本発明の方法によれば制御
電極に開けられた通過孔を通して吐出電極から対向電極
まで電界が作用しているので、静電気力によりインクは
被印写媒体である紙まで安定して到達することができ
る。
On the other hand, according to the method of the present invention, since an electric field is applied from the discharge electrode to the counter electrode through the passage hole formed in the control electrode, the ink is applied to the paper to be printed by electrostatic force. Can be reached stably.

【0015】またインクの飛翔を制御する制御電極を、
吐出電極と対向電極との間に配置することにより、イン
クの飛翔を制御するために必要な制御電極の制御電位差
を低減できる。
A control electrode for controlling the flight of the ink is
By arranging it between the ejection electrode and the counter electrode, the control potential difference of the control electrode required for controlling the flying of the ink can be reduced.

【0016】図1は、先端を切った注射針のような円筒
形状の吐出電極を用いた場合の本発明の実施例である。
先ずこの構成について説明する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention in which a cylindrical discharge electrode such as an injection needle having a truncated tip is used.
First, this configuration will be described.

【0017】直接記録を行う本画像形成装置は、対向電
極9の上に被印写媒体である紙8を配置する。
In this image forming apparatus for performing direct recording, a paper 8 as a printing medium is arranged on a counter electrode 9.

【0018】そしてこの紙表面からおよそ0.2mm から
1mm離れた位置に制御電極6を配置する。この制御電極
6は1ドット単位に分かれており、個別に電位を変えら
れるように信号源11に接続される。
The control electrode 6 is disposed at a position approximately 0.2 mm to 1 mm away from the paper surface. The control electrode 6 is divided in units of one dot, and is connected to the signal source 11 so that the potential can be changed individually.

【0019】さらに制御電極6から0.1mm から1mm離
れた位置にインクノズル3を配置する。このとき、イン
クノズル先端に形成されるメニスカス5が制御電極6に
接触したり、インクが漏れたときにインクが制御電極6
に接触してはならない。
Further, the ink nozzle 3 is arranged at a position separated from the control electrode 6 by 0.1 mm to 1 mm. At this time, when the meniscus 5 formed at the tip of the ink nozzle comes into contact with the control electrode 6 or when the ink leaks, the ink is applied to the control electrode 6.
Must not come into contact with

【0020】インク1はインクタンク2内から供給さ
れ、インク圧調整手段13を用いてインクノズル3内に
供給される。
The ink 1 is supplied from the inside of the ink tank 2 and supplied into the ink nozzle 3 using the ink pressure adjusting means 13.

【0021】インク圧調整手段13はフェルトなどのイ
ンクを保持できる素材を用いる場合と、ポンプなどを用
いたインクタンク内のインク圧を調整する手段を用いる
場合とがあり、少なくとも一方を用いるとインクがイン
クノズルから漏れることがない。
The ink pressure adjusting means 13 may be made of a material capable of holding ink such as felt or a means of adjusting the ink pressure in an ink tank using a pump or the like. Does not leak from the ink nozzles.

【0022】インクノズルにはインクのメニスカスを形
成するために吐出電極が配置されているが、図1の場合
はインクノズルが図6に示すような円筒形状でその内部
が吐出電極になっており、その他の形状については後述
する。
Discharge electrodes are arranged in the ink nozzle to form a meniscus of ink. In the case of FIG. 1, the ink nozzle has a cylindrical shape as shown in FIG. 6 and the inside is a discharge electrode. The other shapes will be described later.

【0023】インクはインクノズルの軸方向に飛翔し易
いため、インクノズルの軸中心の延長線が制御電極に交
差する点を中心にノズル径程度またはそれ以上の範囲で
制御電極に通過孔7を開け、飛翔するインクが制御電極
6に当たらないようにする。これにより、インクは吐出
電極4のあるインクノズル3から制御電極6に設けられ
た通過孔7を通って対向電極9手前の紙8に付着する。
Since the ink easily flies in the axial direction of the ink nozzle, the passage hole 7 is formed in the control electrode in a range of about the nozzle diameter or more around the point where the extension of the axis of the ink nozzle intersects the control electrode. Open so that the flying ink does not hit the control electrode 6. As a result, the ink adheres from the ink nozzle 3 having the ejection electrode 4 to the paper 8 in front of the counter electrode 9 through the passage hole 7 provided in the control electrode 6.

【0024】本発明の特徴である3種類の電極のうち、
吐出電極と対向電極にはバイアス電圧を印加するためバ
イアス電源が両電極に接続しており、また、制御電極に
はインクの飛翔を制御できるように信号源を接続してい
る。
Of the three types of electrodes characteristic of the present invention,
A bias power supply is connected to the ejection electrode and the counter electrode to apply a bias voltage to both electrodes, and a signal source is connected to the control electrode so as to control the flight of ink.

【0025】上記実施例の印写方法について説明する。The printing method of the above embodiment will be described.

【0026】先ずインク1をインクタンク2よりインク
ノズル3の内筒に導入し、これによりインクが吐出電極
4に接触する。
First, the ink 1 is introduced from the ink tank 2 into the inner cylinder of the ink nozzle 3, whereby the ink comes into contact with the discharge electrode 4.

【0027】次に吐出電極4と制御電極6、または吐出
電極4と対向電極9との間に電位差を作り電界を生じさ
せ、これにより吐出電極4に接触しているインクが制御
電極6及び対向電極9側に引き出されてインクのメニス
カス5が形成される。
Next, a potential difference is generated between the ejection electrode 4 and the control electrode 6 or between the ejection electrode 4 and the counter electrode 9 to generate an electric field, whereby the ink in contact with the ejection electrode 4 is separated from the control electrode 6 and the opposite electrode. The ink meniscus 5 is drawn out to the electrode 9 side to form.

【0028】次にインクを飛翔させる場合と、飛翔させ
ない場合の各電極への電圧印加方法について説明する。
Next, a method of applying a voltage to each electrode when the ink is caused to fly and when the ink is not caused to fly will be described.

【0029】インクを飛翔させるには、先ず対向電極9
を接地して制御電極6を接地またはそれに近い電位に
し、吐出電極4に高電圧を印加することによって電極間
に電界を形成してインクをインクノズル先端に移動さ
せ、メニスカス5を形成させる。更に、吐出電極により
高い電圧を印加することによりインクノズル先端からイ
ンクを飛翔させることができる。
To fly ink, first, the counter electrode 9
Is grounded to make the control electrode 6 a ground potential or a potential close thereto, and a high voltage is applied to the ejection electrode 4 to form an electric field between the electrodes to move the ink to the tip of the ink nozzle to form the meniscus 5. Further, by applying a high voltage to the ejection electrode, the ink can be made to fly from the tip of the ink nozzle.

【0030】次にインクが飛翔する状態よりインクの飛
翔を止めるには、制御電極6の電位を吐出電極4の電位
に近づければよく、制御電極6の電位を変化させること
により吐出口周辺の電界が弱まりインクが飛翔できなく
なるためである。
Next, in order to stop the flying of the ink from the state in which the ink is flying, the potential of the control electrode 6 may be brought close to the potential of the discharge electrode 4, and by changing the potential of the control electrode 6, the vicinity of the discharge port is changed. This is because the electric field weakens and ink cannot fly.

【0031】このように、制御電極6の電位を変化させ
るだけでインクの飛翔を制御する方法は従来の直流電圧
にパルス電圧または交流電圧を重畳した場合よりも低い
電圧で制御できる特長がある。
As described above, the method of controlling the flight of ink only by changing the potential of the control electrode 6 has a feature that the control can be performed with a lower voltage than the conventional case where a pulse voltage or an AC voltage is superimposed on a DC voltage.

【0032】ところで、インクはある一定の電界よりも
強い電界になると連続して飛翔し、またある一定の電界
以下では全くインクが飛翔しなくなる。
By the way, the ink continuously flies when the electric field becomes stronger than a certain electric field, and the ink does not fly at all below the certain electric field.

【0033】これらの電界の強さはインクノズルの構成
によって異なるため、それぞれの構成によって最適な電
界強度がありこれは事前に検討しておかなければならな
い。各電極の電位を決める具体例を以下に示す。
Since the strength of these electric fields varies depending on the configuration of the ink nozzles, there is an optimum electric field strength depending on each configuration, and this must be considered in advance. Specific examples for determining the potential of each electrode will be described below.

【0034】先ず対向電極を接地したとき、制御電極も
接地し、インクが連続して飛翔するまで吐出電極に印加
する電圧を上げていき安定する電圧V0を決定する。
First, when the counter electrode is grounded, the control electrode is also grounded, and the voltage applied to the ejection electrode is increased until the ink continuously flies, to determine a stable voltage V0.

【0035】これによって、吐出電極の電圧がV0に決
まり、その後インクが飛翔しなくなるまで制御電極の電
位を上げていき、電圧V1を決定する。
As a result, the voltage of the discharge electrode is determined to be V0, and thereafter, the potential of the control electrode is increased until the ink stops flying, and the voltage V1 is determined.

【0036】次に、制御電極の電圧を下げていき再びイ
ンクが安定して飛翔する電位V2を求める。
Next, the voltage of the control electrode is lowered, and the potential V2 at which the ink flies stably is obtained again.

【0037】以上より制御電極の電位をV1とV2の電
位の間で制御することによってインクの飛翔を制御でき
るが、ここで、電位V2は必ずしも接地電位ではない。
As described above, the flying of the ink can be controlled by controlling the potential of the control electrode between the potentials V1 and V2, but the potential V2 is not necessarily the ground potential.

【0038】図2は電位V2が接地電位でない場合の実
施例であり、制御電極と対向電極との間に補助バイアス
電源を設けた実施例である。
FIG. 2 shows an embodiment in which the potential V2 is not the ground potential, in which an auxiliary bias power supply is provided between the control electrode and the counter electrode.

【0039】例えば、注射針型の吐出電極(口径150
μm)と対向電極、そしてその間に孔の開いた制御電極
(口径600μm)を設け、その間隔をそれぞれ500
μmとしたとき、制御電極には250Vの電位を印加し
ておき、吐出電極には1.5kVを印加する。
For example, an injection electrode of the injection needle type (having a diameter of 150)
μm), a counter electrode, and a control electrode (having a diameter of 600 μm) having a hole between them, and the interval between them is 500 μm.
When it is set to μm, a potential of 250 V is applied to the control electrode, and 1.5 kV is applied to the ejection electrode.

【0040】これによりインクは飛翔せずに吐出口に止
まっており、また制御電極の電位を接地電位に近づける
と、インクは飛翔を始め、印写ができる。
As a result, the ink stops at the discharge port without flying, and when the potential of the control electrode approaches the ground potential, the ink starts flying and printing can be performed.

【0041】このように、制御電極の電位を制御するに
はコンピュータなどの画像信号源からの画像信号に従っ
て数百Vの電圧をON−OFFできる信号源を用いる。
As described above, to control the potential of the control electrode, a signal source capable of turning on and off a voltage of several hundred volts in accordance with an image signal from an image signal source such as a computer is used.

【0042】実際に画像を形成する場合には、画像情報
に従ってインクを吐出させ、この場合、電源投入時には
予め制御電極に数百Vの電圧を印加した後で吐出電極に
数kVの電圧を印加することにより誤ってインクを吐出
する危険がなくなる。
When an image is actually formed, ink is ejected in accordance with image information. In this case, when power is turned on, a voltage of several hundred volts is applied to a control electrode in advance, and then a voltage of several kV is applied to an ejection electrode. This eliminates the risk of accidentally ejecting ink.

【0043】これは予め制御電極に数百Vの電位をかけ
ておくと、インクが紙に対して飛翔することができない
状態になるためである。
This is because if a potential of several hundred volts is applied to the control electrode in advance, the ink cannot fly on the paper.

【0044】以上のように、吐出電極から制御電極の通
過孔を通り対向電極まで電界が届くようにした本発明の
実施例において各電極の電位を決める方法の具体例には
以下のような方法がある。
As described above, in the embodiment of the present invention in which the electric field reaches from the discharge electrode through the through hole of the control electrode to the counter electrode, a specific example of the method of determining the potential of each electrode is as follows. There is.

【0045】第一の方法は、前述したように対向電極を
接地して吐出電極の電位をインクが安定して対向電極ま
で飛翔する電位にした後で制御電極の電位を制御する方
法である。
The first method is a method of controlling the potential of the control electrode after grounding the counter electrode and setting the potential of the discharge electrode to the potential at which the ink stably flies to the counter electrode as described above.

【0046】この方法は対向電極を接地電位にしている
ため、外乱によるインク飛翔の乱れなどが少なくでき
る。
In this method, since the counter electrode is set to the ground potential, disturbance of ink flying due to disturbance can be reduced.

【0047】第二の方法は上記方法のうち、対向電極の
電位を接地に近い電位にする方法であり、これによると
さらに制御電極と対向電極との間に電界を形成すること
ができ、より安定にインクを紙まで飛翔させることがで
きる。
The second method is a method in which the potential of the counter electrode is set to a potential close to the ground, among which the electric field can be further formed between the control electrode and the counter electrode. It is possible to stably fly the ink to the paper.

【0048】具体的には図3に示すように、補助バイア
ス電源12を用いて対向電極と制御電極が同じ電位にな
らないようにする。
Specifically, as shown in FIG. 3, an auxiliary bias power supply 12 is used to prevent the counter electrode and the control electrode from having the same potential.

【0049】第三の方法は、吐出電極と対向電極とに印
加する電圧を逆極性にし、対向電極と吐出電極間にはイ
ンクが飛翔できる程度の電位差を設けた後、制御電極の
電位を接地電位から対向電極の電位にまで変えるように
する方法がある。
In the third method, the voltages applied to the discharge electrode and the counter electrode are reversed in polarity, and a potential difference between the counter electrode and the discharge electrode is set so that ink can fly. There is a method of changing the potential from the potential to the potential of the counter electrode.

【0050】この方法の場合、制御電極が接地電位の時
に印字しなくなるため電源の起動時に起動する順序がな
く、印字情報に従った制御電極の制御が容易になる。
In the case of this method, printing is not performed when the control electrode is at the ground potential, so that there is no startup sequence when the power is turned on, and control of the control electrode in accordance with print information is facilitated.

【0051】具体的には図4のように接地電位に設定す
る位置が変わる。
More specifically, the position set to the ground potential changes as shown in FIG.

【0052】インクの飛翔を安定に行うためには、前記
電気的安定性の向上の他に対向電極と制御電極との位置
関係を適切にする必要がある。
In order to stably fly the ink, it is necessary to make the positional relationship between the counter electrode and the control electrode appropriate in addition to improving the electrical stability.

【0053】制御電極に設けた通過孔は前記のようにイ
ンクノズルから飛翔するインクが付着しないようにしな
ければならないが、通過孔の大きさについて図9を用い
説明する。
Although it is necessary to prevent the ink flying from the ink nozzles from adhering to the passage hole provided in the control electrode as described above, the size of the passage hole will be described with reference to FIG.

【0054】制御電極に設けた通過孔の大きさは小さく
ともインクノズルの大きさとほぼ同面積である必要があ
る。
The size of the passage hole provided in the control electrode needs to be substantially the same as the size of the ink nozzle, at least.

【0055】なぜなら、通過孔の大きさが前記大きさよ
り小さい(a)の場合、高速で飛翔したインクが通過孔
を抜けることができない場合がある。
If the size of the passage hole is smaller than the above-mentioned size (a), there is a case where the ink flying at a high speed cannot pass through the passage hole.

【0056】仮にインクがインクノズル内径の幅で飛翔
した場合、制御電極にぶつかってしまい、そのため、通
過孔の大きさはインクノズル内径(b)より大きい必要
がある。
If the ink flies at the width of the inner diameter of the ink nozzle, it will hit the control electrode. Therefore, the size of the passage hole needs to be larger than the inner diameter (b) of the ink nozzle.

【0057】しかしながら、インクノズルに形成される
インクのメニスカスが成長してきたときにメニスカスと
通過孔端との距離が近くなり、インクが飛翔すべき対向
電極方向ではなく通過孔端つまり制御電極にインクが飛
翔してしまう場合がある。
However, when the meniscus of the ink formed in the ink nozzle grows, the distance between the meniscus and the end of the passage hole becomes short, and the ink is not directed to the counter electrode where the ink should fly but to the end of the passage hole, that is, the control electrode. May fly.

【0058】これは、吐出電極に形成されたメニスカス
と制御電極との間に形成された電界が極めて強く対向電
極まで届く電束が少ないため、インクが対向電極まで飛
翔できないからであり、好ましくはインクノズルの外径
(c)よりも大きいと良い。ここで、インクノズルに形
成されるメニスカスと制御電極との距離は一定にするこ
とが望ましい。
This is because the electric field formed between the meniscus formed on the ejection electrode and the control electrode is extremely strong and the amount of electric flux reaching the counter electrode is small, so that the ink cannot fly to the counter electrode. It is preferable that the diameter is larger than the outer diameter (c) of the ink nozzle. Here, it is desirable to keep the distance between the control electrode and the meniscus formed in the ink nozzle constant.

【0059】どこか一点でも近い位置があるとその方向
に電界が偏り、インクがその方向に偏向してしまうため
である。
This is because if there is a position near any one point, the electric field is biased in that direction, and the ink is deflected in that direction.

【0060】通過孔の大きさがインクノズルの外径に近
いとき、特に留意が必要であり、少なくとも向かいあう
二点で等距離になるようにしなければならない。
When the size of the passage hole is close to the outer diameter of the ink nozzle, special care must be taken. At least two opposing points must be equidistant.

【0061】より容易にインクの偏向を低減するために
は、メニスカスと制御電極との距離を広げる方法、つま
り通過孔の大きさを大きくすることが望ましい。
In order to more easily reduce the deflection of the ink, it is desirable to increase the distance between the meniscus and the control electrode, that is, to increase the size of the passage hole.

【0062】よりよい通過孔の孔径は、インクノズル外
径の2倍くらい(d)である。このくらいにすると、電
束がラッパ状に広がり、対向電極にまで電界が届くよう
になる。
The better diameter of the passage hole is about twice (d) the outer diameter of the ink nozzle. With this, the electric flux spreads like a trumpet, and the electric field reaches the counter electrode.

【0063】これ以上に広げていくと、制御電極に与え
る信号源の電位差が大きくなっていきインクの飛翔を決
定する電位を与える信号源のスイッチングが難しくな
る。
If the width is further expanded, the potential difference of the signal source applied to the control electrode becomes large, and it becomes difficult to switch the signal source that applies the potential that determines the ink flight.

【0064】また、インクノズル先端のメニスカスと制
御電極との距離はメニスカスと対向電極との距離よりも
短くすることが望ましい。
It is desirable that the distance between the meniscus at the tip of the ink nozzle and the control electrode is shorter than the distance between the meniscus and the counter electrode.

【0065】もし前者の距離が後者と同じ距離(f)ま
たはそれ以上(g)に長い場合、制御電極の電位がイン
クノズルの電界に与える影響が小さくなり、制御電極に
よるインクの飛翔制御が難しくなるためである。
If the former distance is longer than the latter by the same distance (f) or longer (g), the influence of the potential of the control electrode on the electric field of the ink nozzle becomes small, and it is difficult to control the flying of ink by the control electrode. It is because it becomes.

【0066】具体的には内径150μm,外径400μ
mのインクノズルに対して、電極間のギャップをそれぞ
れ500μm以上空けたとき、インクノズルと制御電極
との距離は800μm以下が望ましい。
Specifically, the inner diameter is 150 μm and the outer diameter is 400 μm.
When the gap between the electrodes is 500 μm or more with respect to each of the m ink nozzles, the distance between the ink nozzle and the control electrode is preferably 800 μm or less.

【0067】次にインクノズルの形状について説明す
る。
Next, the shape of the ink nozzle will be described.

【0068】まず、図10のような円筒形状について説
明する。
First, a cylindrical shape as shown in FIG. 10 will be described.

【0069】インクノズルが円筒形状である場合、イン
クは円筒内部を通って対向電極に対向する位置にインク
のメニスカスを形成する。
When the ink nozzle has a cylindrical shape, the ink forms a meniscus of the ink at a position facing the counter electrode through the inside of the cylinder.

【0070】メニスカスの形成に当たっては、インクタ
ンクにおいて圧力を調整して絶えずインクノズルから突
起させておく方法もあるが、基本的には電界によってイ
ンクを引き出してメニスカスを形成してインクを飛翔,
印写させる方法が良い。
In forming a meniscus, there is a method in which the pressure is adjusted in the ink tank and the ink is constantly projected from the ink nozzle. However, basically, the ink is drawn out by an electric field to form a meniscus, and the ink flies.
A good method is to print.

【0071】円筒形状にするとインクの表面張力がノズ
ル先端で均等にかかるため、インクの吐出が容易となり
インク駆動の周波数を向上させることができる。
In the case of a cylindrical shape, the surface tension of the ink is evenly applied to the tip of the nozzle, so that the ink can be easily discharged and the frequency of the ink drive can be improved.

【0072】また、図11のような角柱形状にすると前
記円筒状のノズルに準ずるノズル特性をもち機械加工が
容易となる特徴がある。
Further, the prismatic shape as shown in FIG. 11 has a feature that it has a nozzle characteristic similar to that of the cylindrical nozzle and facilitates machining.

【0073】次に吐出電極の配置について説明する。Next, the arrangement of the discharge electrodes will be described.

【0074】より効率的なインクの飛翔を行うため、イ
ンクに対して十分に電界をかけるには、まずインクノズ
ル内壁に吐出電極を設置してインクと十分に接触をとる
と良い。
To apply a sufficient electric field to the ink so that the ink can fly more efficiently, it is preferable to first install an ejection electrode on the inner wall of the ink nozzle to make sufficient contact with the ink.

【0075】これにより、電界は吐出電極からインクを
通ってインク先端を通り対向電極方面へ形成することが
できる。これは特に導電性インクを用いたときに効果が
ある。
Thus, an electric field can be formed from the ejection electrode, through the ink, through the tip of the ink, and toward the counter electrode. This is particularly effective when conductive ink is used.

【0076】図1では、図6に示した吐出電極形状でイ
ンクノズル内部に吐出電極を配した例であるが、吐出電
極がインクノズル先端までなくともインクを経由して対
向電極まで電界が形成されるので、インクを飛翔させる
には問題がない。
FIG. 1 shows an example in which the ejection electrode is arranged inside the ink nozzle in the shape of the ejection electrode shown in FIG. 6, but the ejection electrode does not have to reach the tip of the ink nozzle but an electric field is formed through the ink to the opposite electrode. Therefore, there is no problem in flying the ink.

【0077】しかしながら、より効率よく電界を集中さ
せるには図6のようにインクノズル先端にまで吐出電極
を出すと良い。
However, in order to concentrate the electric field more efficiently, it is preferable that the ejection electrode is extended to the tip of the ink nozzle as shown in FIG.

【0078】さらに図7のように先端部においては外周
にまで吐出電極を拡張すると、より周囲の電界まで集中
させることが良くできる。図8のようにインクノズルそ
のものを吐出電極にする方法も良い。
Further, as shown in FIG. 7, when the discharge electrode is extended to the outer periphery at the distal end portion, it is possible to concentrate the electric field in the surrounding area. As shown in FIG. 8, a method in which the ink nozzle itself is used as a discharge electrode may be used.

【0079】また、吐出電極をノズルの先端にまで設け
るとより以上に電界をインクノズル先端に集中すること
ができ、インクノズル先端部にまで届いているインクに
対して電界の影響を与えることができ、このようにする
ことによって、より低い電圧でインクを飛翔させること
ができる。
Further, when the ejection electrode is provided at the tip of the nozzle, the electric field can be more concentrated on the tip of the ink nozzle, and the electric field can affect the ink reaching the tip of the ink nozzle. By doing so, the ink can be made to fly at a lower voltage.

【0080】今までは円筒状のインクノズルのみを用い
た場合について説明を行ったが、別の実施例としてイン
クノズル内部に突起部材を挿入するとメニスカスが形成
し易く、インクが飛翔を始める電圧が低くなるという特
徴がある。
Up to now, the case where only the cylindrical ink nozzle is used has been described. However, as another embodiment, when a protruding member is inserted into the ink nozzle, a meniscus is easily formed, and the voltage at which the ink starts to fly is reduced. There is a feature that it becomes lower.

【0081】その突起部材の先端はインクノズルの先端
と同じ位置か、若干突出している位置がよい。
The tip of the projection member is preferably at the same position as the tip of the ink nozzle or slightly protruded.

【0082】突起部材を用いると、電界が無いまたは弱
いときであっても図12のようにインクが外部に若干引
き出されており、各電極に所定の電圧を印加してインク
が飛翔する直前の状態では、図13のような突起部材先
端にまでインクが満たされるようになる。
When the projecting member is used, the ink is slightly drawn out to the outside as shown in FIG. 12 even when there is no or weak electric field, and a predetermined voltage is applied to each electrode to immediately before the ink flies. In this state, the ink is filled up to the tip of the protruding member as shown in FIG.

【0083】インクが飛翔する電位関係の状態では、図
14に示すようにインクは図の右方向に飛翔し、さらに
強い電界を供給すると図15に示すようにメニスカスの
断面が小さな三角形状になる。
In the state of the potential relation at which the ink flies, the ink flies rightward in the figure as shown in FIG. 14, and when a stronger electric field is supplied, the cross section of the meniscus becomes a small triangular shape as shown in FIG. .

【0084】通常、インクの飛翔制御は図13と図14
の状態を交互に再現するようにして実現する。
Normally, the ink flight control is performed in accordance with FIGS.
Is realized by alternately reproducing the state of.

【0085】このように、突起部材を設けるとインクの
発射点を特定することができ、インクノズル先端に形成
される電界が低い場合であってもメニスカスが形成し易
くなり、先端部付近からインクが安定して吐出し、かつ
インクの飛翔量が低減できるため小径のインクドットを
形成できる。
As described above, when the projection member is provided, the firing point of the ink can be specified, and even when the electric field formed at the tip of the ink nozzle is low, a meniscus is easily formed, and the ink is formed from the vicinity of the tip. Can be stably ejected and the flying amount of ink can be reduced, so that a small diameter ink dot can be formed.

【0086】前記状態をより安定して実現するために、
前記突起部材を導電性にする方法があり、導電性突起部
材の電位が吐出電極の電位よりも若干低い電位になり、
より安定して導電性突起部材に電界を集められることに
よって低電界で安定したインクの飛翔を実現することが
できる。
In order to realize the above state more stably,
There is a method of making the projecting member conductive, the potential of the conductive projecting member becomes a potential slightly lower than the potential of the ejection electrode,
Since the electric field can be more stably collected on the conductive protrusion member, it is possible to realize a stable ink jet at a low electric field.

【0087】更に、導電性突起部材にアシスト電源を接
続し吐出電極よりも若干低い電位を供給することによっ
て、その電位差により導電性突起部材の先端にインクを
移動させることができ、インクのメニスカスを導電性突
起部材と対向電極の間の電位差に依らずに形成させるこ
とができる。
Further, by connecting an assist power source to the conductive projection member and supplying a slightly lower potential than the discharge electrode, the ink can be moved to the tip of the conductive projection member by the potential difference, and the meniscus of the ink can be reduced. It can be formed without depending on the potential difference between the conductive projection member and the counter electrode.

【0088】以上はインクノズルが印字ドット単位に分
かれている場合について説明したが、本発明では別の実
施例として個別に分かれていないスリット状のインクノ
ズルでも実施可能である。
Although the case where the ink nozzles are divided into print dot units has been described above, the present invention can be practiced as another embodiment using slit-shaped ink nozzles that are not individually divided.

【0089】スリット状のインクノズルを用いた実施例
を図16に示す。
FIG. 16 shows an embodiment using a slit-shaped ink nozzle.

【0090】図に示したように、前述のようなノズルを
形成する仕切りは存在せず、そこでインクの吐出点を特
定するために、スリット内部に針電極のような突起部材
を配置する必要がある。
As shown in the figure, there is no partition forming the nozzle as described above, and it is necessary to arrange a projection member such as a needle electrode inside the slit in order to specify the ink discharge point. is there.

【0091】この突起部材は印字ドットに対応した制御
電極に対して1対1に対応するようにして、制御電極に
設けた間隙をインクが通過できるように配置する。
The projection members are arranged so as to correspond one-to-one with the control electrodes corresponding to the printing dots so that the ink can pass through the gap provided in the control electrodes.

【0092】このように、スリット状のインクノズルと
突起部材を設けることによってインクノズルの壁面積が
少なくできるため、今までインクノズルに発生しやすか
ったインクの溶媒の乾燥による固着が原因となる印写ド
ットの小径化やドット抜けを改善できる。
Since the wall area of the ink nozzle can be reduced by providing the slit-shaped ink nozzle and the projecting member as described above, the mark which is likely to be generated in the ink nozzle due to the drying of the solvent of the ink is caused. It is possible to reduce the diameter of the image dots and improve dot omission.

【0093】上記は針電極のような突起部材を用いた場
合であったが、スリット状インクノズルを用いた場合、
特に板状の突起部材を用いることが有効である。
The above is the case where a projecting member such as a needle electrode is used. However, when a slit-shaped ink nozzle is used,
In particular, it is effective to use a plate-shaped projection member.

【0094】板状の突起部材を用いることにより、容易
にインクのメニスカスを形成することができ、更に突出
点の間隔も容易に決定することができる。
By using a plate-shaped projection member, the meniscus of the ink can be easily formed, and the interval between the protruding points can be easily determined.

【0095】勿論のことながら、吐出電極は前記板状突
起部材に配置されており、これと制御電極間の電界によ
ってインクの飛翔を行う。
Needless to say, the discharge electrode is arranged on the plate-like projection member, and the ink is caused to fly by an electric field between the discharge electrode and the control electrode.

【0096】スリット状ノズルの場合、図17に示すよ
うにその壁面に突起を用いてもインクの発射点を形成で
きる。
In the case of a slit-shaped nozzle, a firing point of ink can be formed by using a projection on the wall surface as shown in FIG.

【0097】以上のように構成される本発明の実施例
は、図18や図19に示すように複数個連装することに
よって、アレイ状に組むことができ、紙上などに面状に
印写することができる。
The embodiment of the present invention configured as described above can be assembled in an array by connecting a plurality of them as shown in FIGS. 18 and 19, and printed in a plane on paper or the like. be able to.

【0098】この時、隣り合う制御電極間の距離は隣り
合う制御電極が異なる電位になったとき、インクノズル
より対向電極に対して形成される電界よりも弱い電界が
生じるようにしなければならないため、所定値以上に間
隔を空けなければならない。その間隔は数百μm以上で
あり、具体的には前述のようなインクノズルと対向電極
の距離が約1mmのもので200μm程度空けなければな
らない。
At this time, the distance between the adjacent control electrodes must be such that when the adjacent control electrodes are at different potentials, an electric field weaker than the electric field formed between the ink nozzle and the counter electrode must be generated. , Must be spaced above a predetermined value. The interval is several hundreds μm or more, and more specifically, the distance between the ink nozzle and the counter electrode as described above is about 1 mm, and the distance must be about 200 μm.

【0099】前記間隔は広いほど隣の電極の影響が少な
くできるが、ノズルの集積度が低下して、高解像度の印
写が難しい。
[0099] Although the influence of the adjacent electrodes can be reduced as the interval is wider, the degree of integration of the nozzles is reduced, and it is difficult to print with high resolution.

【0100】その改善方法として、制御電極に印加する
信号源のONとOFFの電位差を小さくする方法があ
る。
As an improvement method, there is a method of reducing a potential difference between ON and OFF of a signal source applied to a control electrode.

【0101】すなわち、電位差が少なければ隣の電極に
対する影響が少なくなり、電極間隔を狭くすることがで
きる。
That is, if the potential difference is small, the influence on the adjacent electrode is reduced, and the electrode interval can be narrowed.

【0102】また、電位差を少なくできればONとOF
Fをスイッチングする素子のコストが大幅に低減でき
る。
If the potential difference can be reduced, ON and OF
The cost of the element for switching F can be greatly reduced.

【0103】例えば、前記電位差が200V程度にでき
ればアレイ状のパワーFETやパワートランジスタを用
いることができ、制御電極に印加する信号源をスイッチ
ングする素子のコストが低減され、インクジェット画像
形成装置を低価格にできる。また、インクノズルと制御
電極との間の距離を一定に保持するための方法として両
者の間にスペーサを入れると良い。
For example, if the potential difference can be set to about 200 V, an array of power FETs and power transistors can be used, the cost of the element for switching the signal source applied to the control electrode can be reduced, and the inkjet image forming apparatus can be manufactured at a low cost. Can be. As a method for keeping the distance between the ink nozzle and the control electrode constant, a spacer may be inserted between the two.

【0104】スペーサは図20のようにインクタンクの
前面に設けても良いし、図21のようにインクタンク前
面に板状部材を設けてそれに設けても良い。
The spacer may be provided on the front surface of the ink tank as shown in FIG. 20, or a plate member may be provided on the front surface of the ink tank as shown in FIG.

【0105】更に、前記板状部材とスペーサ,インクタ
ンク前面を一体化させ、図22のように制御電極の中央
に穴を空け、その中央部にインクノズルを構成する方法
をとっても良い。
Further, a method may be adopted in which the plate-like member, the spacer and the front surface of the ink tank are integrated, a hole is made in the center of the control electrode as shown in FIG. 22, and an ink nozzle is formed in the center.

【0106】以上、インクノズルから制御電極,対向電
極を含むインクヘッドの構成について説明したが、イン
クノズルがインクタンクから突起していない図5のよう
なプリント基板形状でも、インクのスイッチングをする
電圧を低電圧にすることができる。
Although the configuration of the ink head including the ink nozzles and the control electrode and the counter electrode has been described above, the voltage for switching the ink can be obtained even in a printed circuit board shape as shown in FIG. 5 in which the ink nozzles do not protrude from the ink tank. Can be set to a low voltage.

【0107】プリント基板形状では、スルーホールが吐
出電極となり、基板そのものがインクタンクの一面を構
成することができる。
In the case of a printed circuit board, the through holes serve as ejection electrodes, and the board itself can constitute one surface of the ink tank.

【0108】プリント基板形状を用いると加工が容易に
なり、インクジェットヘッドを低価格に供給できる。
When the shape of the printed circuit board is used, the processing becomes easy, and the ink jet head can be supplied at low cost.

【0109】以下に上記のインクジェットヘッドを実際
の画像形成装置に搭載したときの実施例について説明す
る。
An embodiment in which the above-described ink jet head is mounted on an actual image forming apparatus will be described below.

【0110】インクの漏れを配慮した構成であると、図
23のようにインクジェットヘッドは紙の搬送位置の横
に設置して吐出方向を横向きにする。
In the configuration in which ink leakage is taken into consideration, the ink jet head is installed beside the paper transport position as shown in FIG.

【0111】この場合、インクが漏れて被印写媒体であ
る紙などを汚す危険が少ないが、インクの載った面が横
向きになるため紙の搬送が難しい。
In this case, there is little danger of ink leaking and soiling the printing medium, such as paper, but it is difficult to transport the paper because the surface on which the ink is placed is oriented horizontally.

【0112】また、インクジェットヘッドを紙の搬送位
置の下側に設置する場合でも同様であり、この課題に関
しては排紙部分にインクを乾燥させる定着器を設けるこ
とで改善できる。
The same applies to the case where the ink jet head is installed below the paper transport position. This problem can be improved by providing a fixing device for drying the ink at the paper discharge portion.

【0113】また、紙の搬送やインクのにじみを配慮し
た構成であるとインクジェットヘッドは図24のように
紙の搬送位置の上側に設置して吐出方向を下向きにす
る。
Further, if the configuration is such that paper transport and ink bleeding are taken into account, the ink jet head is installed above the paper transport position as shown in FIG.

【0114】この場合、インクが付着した面が上になっ
て搬送されるのでインクのにじみが少ないが、インクが
漏れたとき紙や対向電極に落ちてしまい印写画像を汚染
する場合があり、この課題に関してはインクタンク内部
のインク圧調整を適正にすることで対処できる。
In this case, the ink is conveyed with the surface on which the ink is attached facing upward, so that the ink does not bleed. However, when the ink leaks, it may fall on paper or the counter electrode and contaminate the printed image. This problem can be dealt with by properly adjusting the ink pressure inside the ink tank.

【0115】インクジェットヘッドを実装する向きはい
ずれの場合でも固有の課題発生するが、諸条件を適正化
することによって高品質な印写画像を得ることができ
る。
In any case, the orientation in which the ink jet head is mounted causes a unique problem, but a high quality printed image can be obtained by optimizing various conditions.

【0116】ドット階調を有する印写画像を実現するた
めには、主にインクを吐出させる電極に印加する電圧を
パルス幅変調すると良い。
In order to realize a printed image having a dot gradation, it is preferable to apply pulse width modulation to a voltage mainly applied to an electrode for ejecting ink.

【0117】これによると、バイアス電圧を一定にして
いるのでインクが飛翔しているときの時間当たりの飛翔
量が一定になり、飛翔時間を変化させることによって階
調がついた画像が得られる。
According to this, since the bias voltage is kept constant, the flying amount per time when the ink is flying becomes constant, and an image with gradation is obtained by changing the flying time.

【0118】また、バイアス電圧を経時的に変化させる
ことによってインクの飛翔量を単位時間当たりのインク
の飛翔量を変化させることができ、より容易に飛翔量を
制御することができる。
By changing the bias voltage over time, the amount of ink flying can be changed per unit time, and the amount of flying can be controlled more easily.

【0119】以上において、吐出電極の電位極性を明ら
かにしなかったが正負どちらの極性でも良く、要はイン
クの帯電特性によって吐出電極に印加する電位の極性が
決定されるからである。
In the above, the potential polarity of the ejection electrode has not been clarified, but may be either positive or negative. In short, the polarity of the potential applied to the ejection electrode is determined by the charging characteristics of the ink.

【0120】以上において、被印写媒体は主に紙である
が特にインクジェット用紙などのインクのにじみにくい
紙を用いると良い。
In the above description, the printing medium is mainly paper, but it is particularly preferable to use paper such as ink-jet paper, which hardly bleeds ink.

【0121】[0121]

【発明の効果】本発明によれば、吐出電極と制御電極と
対向電極との3電極を用いることによってインクの飛翔
を決定する電界を安定に形成できるため、インクの飛翔
が安定し、印写ドットの位置ずれを少なくできる。
According to the present invention, the use of the three electrodes of the discharge electrode, the control electrode, and the counter electrode enables the electric field that determines the ink flight to be stably formed, so that the ink flight is stabilized and printing is performed. The displacement of the dot can be reduced.

【0122】また、インクの飛翔制御に用いる電位差が
低減できることを含め、駆動電源の低電圧化,簡略化が
行えるため、小型・低価格なインクジェット画像形成装
置が提供できる。
Further, since the driving power supply can be reduced in voltage and simplified, including that the potential difference used for ink flight control can be reduced, a small-sized and low-cost inkjet image forming apparatus can be provided.

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

【図1】本発明の実施例である円柱状のインクノズルを
用いた断面図。
FIG. 1 is a sectional view using a columnar ink nozzle according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に補助バイアス電源を付加した断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view in which an auxiliary bias power supply is added to FIG.

【図3】対向電極を接地した断面図。FIG. 3 is a sectional view in which a counter electrode is grounded.

【図4】制御電極を接地電位にできるようにした断面
図。
FIG. 4 is a cross-sectional view in which a control electrode can be set to a ground potential.

【図5】インクノズルをプリント基板形状にした場合の
断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view when an ink nozzle is formed in a printed circuit board shape.

【図6】インクノズル内部に吐出電極を設けた断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view in which an ejection electrode is provided inside an ink nozzle.

【図7】インクノズル先端部にまで吐出電極を設けた断
面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view in which a discharge electrode is provided up to the tip of an ink nozzle.

【図8】インクノズル全体を吐出電極とした場合の断面
図。
FIG. 8 is a cross-sectional view when the entire ink nozzle is used as a discharge electrode.

【図9】インクノズルと対向電極の間にある制御電極の
通過孔の断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a control electrode passage hole between an ink nozzle and a counter electrode.

【図10】円筒状のノズルと制御電極と対向電極の関係
を示す斜視図。
FIG. 10 is a perspective view showing a relationship between a cylindrical nozzle, a control electrode, and a counter electrode.

【図11】角柱状のノズルと制御電極と対向電極の関係
を示す斜視図。
FIG. 11 is a perspective view showing a relationship between a prismatic nozzle, a control electrode, and a counter electrode.

【図12】インクノズル内部に突起部材を入れたときの
断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view when a protrusion member is placed inside the ink nozzle.

【図13】突起部材を用いたインク飛翔前の状態を示す
断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state before ink is ejected using a projection member.

【図14】突起部材を用いたインク飛翔中の状態を示す
断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a state where the ink is flying using the protrusion members.

【図15】強い電界を形成した場合のインク飛翔の状態
を示す断面図。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a state of ink flying when a strong electric field is formed.

【図16】スリット形状のインクノズルに突起部材を設
けた外観図。
FIG. 16 is an external view in which a projection member is provided on a slit-shaped ink nozzle.

【図17】スリット形状のインクノズル自体に凸部を設
けた外観図。
FIG. 17 is an external view in which a projection is provided on a slit-shaped ink nozzle itself.

【図18】円柱状のインクノズルを用いてアレイ状に並
べたインクヘッドの外観図。
FIG. 18 is an external view of ink heads arranged in an array using cylindrical ink nozzles.

【図19】スリット状のインクノズルに突起部材を用い
てアレイ状に並べたインクヘッド外観図。
FIG. 19 is an external view of an ink head in which a slit-shaped ink nozzle is arranged in an array using a projection member.

【図20】インクタンクと制御電極との間にスペーサを
入れた断面図。
FIG. 20 is a sectional view in which a spacer is inserted between an ink tank and a control electrode.

【図21】インクタンクと制御電極との間にスペーサを
入れた断面図。
FIG. 21 is a sectional view in which a spacer is inserted between an ink tank and a control electrode.

【図22】制御電極をスペーサに実装した場合の外観
図。
FIG. 22 is an external view when a control electrode is mounted on a spacer.

【図23】インクヘッドを横置きにした場合の全体装置
を示す図。
FIG. 23 is a diagram illustrating the entire apparatus when the ink head is placed horizontally.

【図24】インクヘッドを上置きにした場合の全体装置
を示す図。
FIG. 24 is a diagram showing the entire apparatus when the ink head is placed on the upper side.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,24…インク、2…インクタンク、3,16,2
8,38…インクノズル、4…吐出電極、5,15,1
9,21,27…メニスカス、6,17,30,35,
39…制御電極、7…通過孔、8…被印写媒体(紙)、
9,32,45…対向電極、10,29…バイアス電
源、11,31…信号源,12…補助バイアス電源、1
3…インク圧調整手段、14…吐出電極(スルーホー
ル)、18…インクノズル先端、20,34…突起部
材、22…突起部材先端、23…インク柱、25,33
…スリット、26…スリット凸部、36,37…スペー
サ、40…インクタンク壁、41,46…インクヘッ
ド、42…駆動電源、43…紙、44…定着器。
1, 24: ink, 2: ink tank, 3, 16, 2
8, 38 ink nozzle, 4 discharge electrode, 5, 15, 1
9, 21, 27 ... meniscus, 6, 17, 30, 35,
39: control electrode, 7: passage hole, 8: printing medium (paper),
9, 32, 45 ... counter electrode, 10, 29 ... bias power supply, 11, 31 ... signal source, 12 ... auxiliary bias power supply, 1
3 ... ink pressure adjusting means, 14 ... ejection electrode (through hole), 18 ... tip of ink nozzle, 20, 34 ... projection member, 22 ... tip of projection member, 23 ... ink column, 25, 33
... Slit, 26 ... Slit protrusion, 36, 37 ... Spacer, 40 ... Ink tank wall, 41,46 ... Ink head, 42 ... Drive power supply, 43 ... Paper, 44 ... Fixing device.

───────────────────────────────────────────────────── 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 長江 慶治 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 李 燦 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 ──────────────────────────────────────────────────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 Keiji Nagae 1-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Research Laboratories Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Li San, Hitachi City, Oita City, Ibaraki Prefecture 7-1-1, Machi-cho, Hitachi Research Laboratory, Ltd.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インクと、前記インクを収容するインクタ
ンクと、インクを導入するインクノズルを有するインク
ジェット画像形成装置において、 インクノズルに設けられたインクに接触する吐出電極
と、インクノズルから吐出するインクが触れないように
通過孔を設けた制御電極と、制御電極の通過孔を通って
飛翔してきたインクを受け止める被印写媒体と、前記吐
出電極に対向して被印写媒体の裏に対向電極を有すると
ともに、前記吐出電極と対向電極との間にバイアス電圧
を供給するバイアス電源と、前記制御電極にインクの飛
翔を制御する信号源を有することを特徴とするインクジ
ェット画像形成装置。
1. An ink jet image forming apparatus having an ink, an ink tank containing the ink, and an ink nozzle for introducing the ink, wherein the discharge nozzle is provided in the ink nozzle and contacts the ink, and the ink is discharged from the ink nozzle. A control electrode provided with a passage hole so that ink does not touch, a printing medium receiving ink flying through the control electrode through hole, and a back surface of the printing medium facing the ejection electrode; An ink jet image forming apparatus comprising: an electrode; a bias power supply for supplying a bias voltage between the ejection electrode and the counter electrode; and a signal source for controlling the flight of ink on the control electrode.
【請求項2】インクと、前記インクを収容するインクタ
ンクと、インクを導入するインクノズルを有するインク
ジェット画像形成装置において、 インクノズルに設けられたインクに接触する吐出電極
と、インクノズルから吐出するインクが触れないように
通過孔を設けた制御電極と、制御電極の通過孔を通って
飛翔してきたインクを受け止める被印写媒体と、前記吐
出電極に対向して被印写媒体の裏に対向電極を有すると
ともに、前記吐出電極にバイアス電圧を供給するバイア
ス電源と、前記対向電極にバイアス電圧を供給する補助
バイアス電源と、前記制御電極にインクの飛翔を制御す
る信号電圧を供給する信号源を有することを特徴とする
インクジェット画像形成装置。
2. An ink jet image forming apparatus having an ink, an ink tank containing the ink, and an ink nozzle for introducing the ink, wherein the discharge nozzle is provided in the ink nozzle and contacts the ink, and the ink is discharged from the ink nozzle. A control electrode provided with a passage hole so that ink does not touch, a printing medium receiving ink flying through the control electrode through hole, and a back surface of the printing medium facing the ejection electrode; A bias power supply for supplying a bias voltage to the ejection electrode, an auxiliary bias power supply for supplying a bias voltage to the counter electrode, and a signal source for supplying a signal voltage to the control electrode for controlling the flight of ink. An inkjet image forming apparatus comprising:
【請求項3】請求項1乃至2のインクジェット画像形成
装置において、制御電極の通過孔の大きさはインクノズ
ルの吐出口より大きいことを特徴とするインクジェット
画像形成装置。
3. The ink-jet image forming apparatus according to claim 1, wherein the size of the through-hole of the control electrode is larger than the size of the discharge port of the ink nozzle.
【請求項4】請求項1乃至3のインクジェット画像形成
装置において、インクノズル先端と制御電極との最短距
離がインクノズル先端と対向電極との最短距離よりも短
いことを特徴とするインクジェット画像形成装置。
4. An ink jet image forming apparatus according to claim 1, wherein a shortest distance between the tip of the ink nozzle and the control electrode is shorter than a shortest distance between the tip of the ink nozzle and the counter electrode. .
【請求項5】請求項1乃至4のインクジェット画像形成
装置において、インクノズルの内壁に吐出電極を有する
ことを特徴とするインクジェット画像形成装置。
5. The ink jet image forming apparatus according to claim 1, further comprising a discharge electrode on an inner wall of the ink nozzle.
【請求項6】請求項1乃至5のインクジェット画像形成
装置において、インクノズルの吐出口先端に吐出電極を
有することを特徴とするインクジェット画像形成装置。
6. An ink jet image forming apparatus according to claim 1, further comprising a discharge electrode at a tip of a discharge port of an ink nozzle.
【請求項7】請求項1乃至6のインクジェット画像形成
装置において、制御電極に印加する電位は吐出電極の電
位と対向電極の電位との間にあることを特徴とするイン
クジェット画像形成装置。
7. An ink-jet image forming apparatus according to claim 1, wherein the potential applied to the control electrode is between the potential of the discharge electrode and the potential of the counter electrode.
【請求項8】請求項1乃至7のインクジェット画像形成
装置において、対向電極を接地するとともに、印字情報
に従って制御電極に印加する電位は吐出電極の電位と対
向電極の電位との間の電位と接地電位に近い電位または
接地電位との間で制御されることを特徴とするインクジ
ェット画像形成装置。
8. The ink-jet image forming apparatus according to claim 1, wherein the counter electrode is grounded, and a potential applied to the control electrode according to print information is a potential between a discharge electrode potential and a counter electrode potential. An ink-jet image forming apparatus, which is controlled between a potential close to a potential or a ground potential.
【請求項9】請求項1乃至7のインクジェット画像形成
装置において、吐出電極の電位と対向電極の電位とが逆
極性の電位であるとともに、印字情報に従って制御電極
に印加する電位は接地電位と対向電極の電位との間で制
御されることを特徴とするインクジェット画像形成装
置。
9. The ink-jet image forming apparatus according to claim 1, wherein the potential of the discharge electrode and the potential of the counter electrode are opposite in polarity, and the potential applied to the control electrode according to print information is opposite to the ground potential. An ink-jet image forming apparatus characterized by being controlled between the potential of an electrode and the potential of an electrode.
【請求項10】請求項1乃至9のインクジェット画像形
成装置において、印写画像信号に従って信号源で発生す
る信号電圧の電圧印加時間あるいは印加電圧を変化させ
ることを特徴とするインクジェット画像形成装置。
10. An ink jet image forming apparatus according to claim 1, wherein a voltage application time or an applied voltage of a signal voltage generated by a signal source is changed in accordance with a print image signal.
【請求項11】請求項1乃至10のインクジェット画像
形成装置において、インクノズルを支持する部材と制御
電極を支持する部材との間の間隔を保持するスペーサを
有することを特徴とするインクジェット画像形成装置。
11. An ink-jet image forming apparatus according to claim 1, further comprising a spacer for maintaining a space between a member supporting said ink nozzle and a member supporting said control electrode. .
【請求項12】請求項1乃至11のインクジェット画像
形成装置において、インクノズルは筒形状あるいはスリ
ット形状であることを特徴とするインクジェット画像形
成装置。
12. An ink jet image forming apparatus according to claim 1, wherein said ink nozzle has a cylindrical shape or a slit shape.
【請求項13】請求項11乃至12のインクジェット画
像形成装置において、インクノズルの内包に突起部材を
有することを特徴とするインクジェット画像形成装置。
13. An ink-jet image forming apparatus according to claim 11, further comprising a projection member inside the ink nozzle.
【請求項14】請求項13のインクジェット画像形成装
置において、突起部材には棒状部材あるいは凸部を有す
る板状部材を用いることを特徴とするインクジェット画
像形成装置。
14. The ink-jet image forming apparatus according to claim 13, wherein a bar-shaped member or a plate-shaped member having a convex portion is used as the projecting member.
【請求項15】請求項13乃至14のインクジェット画
像形成装置において、突起部材が導電性であることを特
徴とするインクジェット画像形成装置。
15. An ink-jet image forming apparatus according to claim 13, wherein said projecting member is conductive.
【請求項16】請求項14乃至16のインクジェット画
像形成装置において、導電性突起部材に、吐出電極の電
位と制御電極の電位との間の電位を印加するアシスト電
源を設けることを特徴とするインクジェット画像形成装
置。
16. An ink-jet image forming apparatus according to claim 14, wherein an assist power supply for applying a potential between the potential of the discharge electrode and the potential of the control electrode is provided on the conductive projection member. Image forming device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012141335A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Ricoh Company, Ltd. Image forming device, and image forming method
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JP2019123136A (en) * 2018-01-16 2019-07-25 凸版印刷株式会社 Printing device and printing method

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