JPH11300974A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インクを飛翔させるのに必要な電圧の低減を図
り、安価で高信頼性の静電式インクジェット記録装置を
提供する。 【解決手段】インク４を静電的に飛翔する吐出電極１を
有し、その吐出電極１に電極保持部材７を介して超音波
振動子８を接続し、前記超音波振動子８を励起させてイ
ンク４表面を波打たせ、電圧を印加してインク４を飛翔
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に係り、詳細には静電式インクジェット記録装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】静電式インクジェット記録装置には、例
えば、特開昭62−13356 号公報，特開昭62−13357 号公
報に記載のように、インクを吐出する側の電極と、記録
媒体を介して前記インク吐出電極と対向する対向電極と
でインク飛翔用電極を構成し、このインク吐出電極・対
向電極間に電圧を印加して形成される電界によってイン
クを記録媒体に向けて静電的に飛翔させる静電式インク
ジェット記録装置が提案されている。この方式におい
て、インクが飛翔するメカニズムは、インクの表面張力
に静電気力が打ち勝った時にインクは対向電極に向かっ
て飛翔する。実際に記録を行う方法は、インク吐出電極
にインクの表面張力に静電気力が打ち勝つときの電圧よ
りも低い電圧を印加しておき、この電圧に画像信号に応
じてパルス電圧を重畳させることによってインクはパル
ス電圧を印加している間だけ対向電極に向かって飛翔す
る。このときパルス電圧の時間幅を変えることで飛翔す
るインク量を制御することができるのでドット階調記録
を行うことができる。また、同様にパルス電圧の大きさ
を制御することでドット階調記録を行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、インクの表面張力より大きい静電気力が発生するよ
うな電界を形成することでインクは対向電極に向かって
飛翔する。インクを低電圧で飛翔させるためにはインク
吐出電極近傍の電界の集中を高めてやることが重要とな
る。しかしながら、電界の集中を極限まで高めてやって
もインクを飛翔させるための電圧の低減には限界があ
る。実際に記録を行う際にインクを飛翔させるために必
要な電圧が高いとパルス電圧も高くなる。パルス電圧は
スイッチング素子で電圧をスイッチングして形成するの
で、パルス電圧が高いと高価なスイッチング素子を用い
なければならない。従って、製品製造コストが高くなる
問題を有する。

【０００４】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、静電式インクジェット記録装置にお
いて、インクを飛翔させるのに必要な電圧の低減を図
り、安価で高信頼性の静電式インクジェット記録装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、色剤を溶媒中に分散させたインクを記録
媒体に静電的に飛翔させる吐出電極と、前記吐出電極に
超音波振動を加える超音波振動発生部とを有すること
で、低い電圧で、吐出電極先端の電界の集中が高まるた
め、安価で高信頼性のインクジェット記録装置を提供で
きる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を用いて説
明する。

【０００７】本実施例の説明に先立ち、図１を用いて静
電式インクジェット記録装置の記録原理を説明する。イ
ンク吐出電極１と対向電極２の間に電圧印加手段３によ
って電界を形成する。インク吐出電極１の表面には厚さ
数十ミクロンのインク層４が形成されている。このイン
クは絶縁性の溶媒に顔料５を分散させたもので、顔料５
は電荷を保持している。インク吐出電極１に電圧印加手
段３によって顔料５の帯電極性と同極性の電圧を印加す
ると、顔料は電界方向に移動してインク吐出電極１の先
端で凝集する。この凝集顔料６には静電反発力が作用し
て、この力が溶媒の表面張力よりも大きくなったときに
凝集顔料６は対向電極２方向に飛翔する。インク吐出電
極１に一定電圧を印加して顔料５を凝集させ、インクが
飛翔するしきい値電圧を超えるようにパルス電圧を重畳
させると凝集顔料６はパルス電圧に同期して飛翔する。
この飛翔原理からインクの飛翔は溶媒の表面張力と凝集
顔料６に作用する静電気力の大小関係で決まる。

【０００８】図２を用いて本発明の実施例を説明する。
インク吐出電極１表面には薄層のインク４が流れてい
る。インク吐出電極１に電極保持部材７を介して超音波
振動子８が接続されていてインク飛翔方向に振動する。
インク表面は超音波振動子８の振動によって細かく波打
ち表面張力が見かけ上弱まる。このようにインク表面を
細かく振動させて電圧印加手段３によってインク吐出電
極１に電圧を印加すると、インク表面を振動させないと
きに比べて低電圧でインクは飛翔する。インクに超音波
振動子８によって、振動を与えることによってインクの
見かけ上の表面張力が弱まり低電圧で凝集顔料６を飛翔
させることができる。

【０００９】図３，図４に本発明を適用した記録ヘッド
の例を示す。

【００１０】図３（ａ）はライン型記録ヘッド９の概略
斜視図、図３（ｂ）はライン型記録ヘッド９の下面図で
ある。ライン型記録ヘッド９の場合には、ヘッドを固定
して印字を行うもので、記録媒体１０の搬送方向とクロ
スする方向に多数のインク吐出電極１が配列されてい
る。記録媒体１０は矢印の方向に搬送され、ライン型記
録ヘッド９と対向電極２の間を通過する。超音波振動子
８はライン型記録ヘッド９が印字可能状態の時に常時ラ
イン型記録ヘッド９全体を振動させる。

【００１１】図４（ａ）は、マルチチャネル型記録ヘッ
ド１１の概略斜視図、図４（ｂ）はその下面図である。
マルチチャネル型記録ヘッド１１の場合には、ヘッドが
記録媒体１０の搬送方向とクロスする方向に移動して印
字を行うもので、記録ヘッド１１にはライン型ヘッドに
比べて少数のインク吐出電極１が配設されている。記録
媒体１０は矢印の方向に搬送され、マルチチャネル型記
録ヘッド１１と対向電極２の間を通過する。マルチチャ
ネル型記録ヘッド１１は矢印の方向に往復運動して記録
媒体１０上に画像記録を行う。超音波振動子８はマルチ
チャネル型記録ヘッド１１が印字可能状態の時に常時マ
ルチチャネル型記録ヘッド１１全体を振動させる。

【００１２】記録ヘッド内部には絶縁性の溶媒に顔料を
分散させたインクが充填されている。このインクは溶媒
と顔料の割合が重量比２〜１０ｗｔ％のものである。

【００１３】顔料は１０〜１００μＣ／ｇの電荷を保持
している。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、インクに超音波振動が
与えられることによって、インクの表面張力を見かけ上
小さくなり、インク飛翔電圧が低減し、安価な電圧スイ
ッチング素子を使用できる。

【００１５】したがって、安価で高信頼性のインクジェ
ット記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】静電式インクジェット記録装置の記録原理を説
明する図。

【図２】本発明の一実施例に係るインクジェット記録装
置の構成図。

【図３】本発明の他の実施例に係るライン型記録ヘッド
を有するインクジェット記録装置の構成図。

【図４】本発明の他の実施例に係るマルチチャネル型記
録ヘッドを有するインクジェット記録装置の構成図。

【符号の説明】

１…インク吐出電極、２…対向電極、３…電圧印加手
段、４…インク、６…凝集顔料、７…電極保持部材、８
…超音波振動子、９…ライン型記録ヘッド、１０…記録
媒体、１１…マルチチャネル型記録ヘッド。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】色剤を溶媒中に分散させたインクを記録媒
   体に静電的に飛翔させる吐出電極と、 前記吐出電極に超音波振動を加える超音波振動発生部と
   を有するインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記超音波振動発生部は、前記インクの色剤粒子径の整
   数倍の波長の前記超音波を前記吐出電極に印加して振動
   させるインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記超音波振動発生部は、インク飛翔方向と同方向及
   び、それに垂直な方向の２方向に前記超音波を振動させ
   るインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】色剤を溶媒中に分散させたインクを記録媒
   体に静電的に飛翔させる吐出電極と、 前記吐出電極にインクを飛翔させるパルス電圧を印加す
   るパルス電源と、 前記吐出電極に超音波振動を加える超音波振動発生部
   と、 前記パルス電圧と前記超音波振動を同期させて前記吐出
   電極に印加する同期制御部とを有するインクジェット記
   録装置。