JPS5831790B2 - プリンタ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は映像信号等の電気信号を記録紙に印字又は書画
するようにしたプリンターに関し、特に記録紙に得られ
る印字又は書画の解像度を高めると共に高品質の印字又
は書画を得るようにしたものである。

従来、インクを粒状にし、この粒状のインクの１つ１つ
を順次制御してこれを記録紙に吹きつげて印字する装置
が知られている。

斯る粒状のインクを使用する従来のプリンターにおいて
は、この粒状のインクの径は比較的大きい為、記録紙上
に得られる印字の画素が比較的大きく解像度が比較的悪
かった。

本発明は斯る点に鑑み、高品質高解像度の印字又は書画
を得ることができるようにしたプリンターを提案せんと
するものである。

以下第１図を参照しながら本発明プリンターの一実施例
につき説明しよう。

第１図において、１はインク２が注入された容器を示し
、この容器１の底面に電歪素子３を密着して設け、この
電歪素子３により容器１内のインク２に振動を与える如
くする。

４はこの電歪素子３に電気振動を与える為の高周波例え
ば１４ＭＨｚ の発振をする高周波発振器で、容器１の
インク２を例えば１．４ ＭＥ（ｚ の高周波で振動す
るようにしたものである。

この場合、容器１内のインク２に１．４ ＭＨｚ の高
周波の振動を与えた時、容器１内の空間に略７μの径を
有する霧状のインク５が発生した。

この霧状のインク５０発生は、インク２が高周波振動し
、その表面に高周波の定在波ができ、その定在波の波頭
が飛散して霧状となったものと考えられる。

また容器１内の上部空間に、この霧状のインク５を帯電
させる為の帯電装置６を設け、この帯電装置６の陽極電
極６ａには正の電圧を与えるようにする。

この帯電装置６としては例えばコロナ放電装置が使用で
きる。

また容器１内の空間部の一側１ａに霧状のインク５を射
出する為の送風機Ｔを設ける。

この送風機７の送風量は常に一定量となる如くする。

また容器１内の空間部の送風機７が設けられた反射側に
霧状のインク５が送風機Ｔによって射出し得るように複
数個の射出口８を設ける。

この射出口８は第２図に示す如く、４個のノズル８ａ。

８ ｂ ｔ ８ ｃ及び８ｄによって構成し、ノズル８
ａの射出口径の断面積を基準として、ノズル８ｂはノズ
ル８ａの２倍、ノズル８ｃはノズル８ａの４倍、ノズル
８ｄはノズル８ａの８倍となる如く構成し、ノズル８ａ
より射出される霧状のインク５の微粒子の数を基準とし
てノズル８ｂより射出される霧状のインク５の微粒子の
数が２倍、ノズル８ｃより射出される霧状のインク５の
微粒子の数が４倍、ノズル８ｄより射出される霧状のイ
ンク５の微粒子の数が８倍に夫々射出し得るようにする
。

又この場合全ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄより同時
に射出し得る霧状インク５の微粒子の数を２００個程度
とし、この２００個程度以内で１画素を構成する如くす
る。

また４本のノズル８ ａ ｔ ８ ｂ ｔ ８ ｃ及び
８ｄの先端には、帯電された霧状のインク５の微粒子の
射出を行ったり、またはその射出を停止させたりするい
わゆるスイッチ作用をなすようにしたアパーチャ電極９
を夫々に設ける。

即ち第２図に示す如く、ノズル８ａにはアパーチャ電極
９ａを、ノズル８ｂにはアパーチャ電極９ｂは、ノズル
８ｃにはアパーチャ電極９ｃを、ノズル８ｄにはアパー
チャ電極９ｄを夫々取付けるようにし、これらのアパー
チャ電極９ ａ 、９ ｂ 、９ Ｃ及び９ｄの一方の
電極には後述するデジタル信号を供給し、このアパーチ
ャ電極９ａｔ９ｂ、９ｃ及び９ｄで発生する電界により
霧状のインク５の微粒子の射出を制御する如くする。

即ち、アパーチャ電極９ ａ ｔ９ｂ、９ｃ及び９ｄの
全てにデジタル信号が供給されなく、従って電界が発生
しない時は帯電された霧状のインク５はアパーチャ電極
９ａ 、 ９ｂ 。

９ｃ及び９ｄの影響を受けずにその微粒子の全数、例え
ば２００個が射出するようにし、アパーチャ電極９ａに
のみデジタル信号が供給され、従って電界が発生し、そ
の他のアパーチャ電極９ｂ、９ｃ及び９ｄには全てデジ
タル信号が供給されない時は夫々のノズル８ｂ、８ｃ及
び８ｄより射出する霧状のインク５は夫々の口径に苅応
する霧状のインク５の微粒子を射出するようにし且つノ
ズル８ａより射出する霧状のインク５は電界によってそ
の射出が完全に停止するようにし、アパーチャ電極９ａ
、９ｂ、９ｃ及び９ｄり全てにデジタル信号が供給され
る時はこの霧状のインク５はアパーチャ電極９ａ、９ｂ
、９ｃ及び９ｄには全て電界が発生し、よってノズル８
ａ 、８ ｂ ＋ ８ ｃ 及ヒ８ｄより霧状のイン
ク５の射出が完全に停止する如くする。

また送風機７により容器１内の霧状のインク５が射出口
即ちノズル８ａｔ８ｂｙ８ｃ及び８ｄより射出された霧
状のインク５ａを加速する為の混合加速電極１０を設け
る。

この混合加速電極１０は第１図に示す如く、その内部に
夫々のノズル８ ａ 、８ ｂ ｔ ８ ｃ及び８ｄよ
り射出する夫々の霧状のインク５ａが導入されるように
し、夫々の霧状のインク５ａを総数２００個以内で混合
して新たな霧状のインク５ｂの微粒子群を形成し、更に
この霧状のインク５ｂを後述する記録紙に向けて飛行す
る速度を加速し得るように所定の電源によって負の電圧
を供給し、更にその先端をノズル状にしたものである。

１１は印字又は書画する為の記録紙を示し、この記録紙
１１を混合加速電極１０のノズル側に対向して設ける。

この記録紙１１は混合加速電極１０に列して上下及び左
右方向に走査し得る如くしたものである。

１２は映像信号入力端子で、この映像信号入力端子１２
より例えば映像信号を増巾器１３に供給し、この増巾器
１３で増巾された出力信号をアナログ−デジタル変換器
１４に供給し、このアナログ−デジタル変換器１４によ
り夫々アパーチャ電極９ ａ ｔ ９ ｂ 、９ ｃ及
び９ｄに供給されるデジタル信号例えば４ビツトのデジ
タル信号を得、この夫々のデジタル信号をアパーチャ電
極９ａ 、９ｂ。

９ｃ及び９ｄに夫々刻応して設けた制御信号発生回路１
５，１６，１７及び１８のデジタル信号入力端子１５ａ
、１６ａ、１７ａ及び１８ａに供給するようにし、この
夫々の制御信号発生回路１５゜１６．１７及び１８の出
力信号を夫々削応するアパーチャ電極９ａ 、９ｂ 、
９ｃ及び９ｄの一方の電極に供給するようにする。

ｉ ５ ｂ ｔ １６ ｂ ＞１７ｂ及び１８ｂは夫々
の制御信号発生回路１５゜１６．１７及び１８の電源端
子であり、これらの電源端子１５ｂ 、１６ｂ 、１７
ｂ及び１８ｂには直流電源より正電圧を与えるようにす
る。

次に本発明による動作を説明しよう。

容器１内に注入されたインク２より、高周波発振器４の
出力信号によって働く電歪素子３を振動し、これによっ
て霧状のインク５が容器１内の空間部に発生し、この霧
状のインタ５は帯電装置６で帯電され、送風機７の風力
によって記録紙１１に向って飛行しようとする。

この場合例えば映像信号がアナログ−デジタル変換器１
４によって４ビツトのデジタル信号として得られ、この
デジタル信号が夫々列応する制御信号発生回路１５，１
６，１７及び１８を介して夫々列応するアパーチャ電極
、例えばアパーチャ電極９ａ及び９ｂに供給され、他の
アパーチャ電極９ｃ及び９ｄには制御信号が供給されな
いときには、アパーチャ電極９ａ及び９ｂには電界が発
生し、この為この電極９ａ及び９ｂによって、これに対
応するノズル８ａ及び８ｂより射出する霧状のインク５
の射出を停止し、その他のノズル８ｃ及び８ｄより射出
する霧状のインク５ａが混合加速電極１０を通過して一
点となり且つ加速され、更に記録紙１１上に到達し付着
する。

この為、記録紙１１上に付着する霧状のインク５ｂの微
粒子の数が映像信号に応じて制御され、即ち、ノズル８
ａｔ８ｂｔ８ｃ及び８ｄより射出される霧状のインクの
数が制御されて記録紙１１上に所望の印字又は書画をす
ることができる。

例えば４ビツトのデジタル信号を使用したので１６階調
を表わすことができる。

以上述べた如く本発明によれば、インク２に高周波振動
を与えて霧状のインク５にし、この霧状となったインク
５で電気信号を記録紙１１に印字又は書画するようにし
たので、記録紙１１上に得られる印字又は書画の画素を
構成する微粒子の大きさは従来のインクジェットプリン
ターのインクの粒子の直径の１／２００程度となり、即
ち本発明によって得られる粒子の直径が例えば７μと極
めて小さい為、帯電して電気的制御を行なう場合には微
粒子の大きいものに較べて容易に行ない得る。

また本発明によれば、記録すべき電気信号をデジタル信
号として得、この１６階調で表わし得るデジタル信号を
夫々アパーチャ電極９ａ 、 ９ｂ 。

９ｃ及び９ｄに供給するようにし、夫々のノズル８ａ、
８ｂ、８ｃ及び８ｄより射出された霧状のインク５ａを
混合加速電極１０で一点に集め、この集めた霧状のイン
ク５ｂで電気信号を記録紙１１上に印字又は書画するよ
うにしたので、この混合加速電極１０より射出される霧
状のインク５ｂによる印字又は書画の１画素は０〜２０
０個の例えば７μの直径を有する微粒破群より構成する
ことになり、従来のものに較べて高解像度の印字又は書
画を得る事ができる。

従って本発明によれば、記録紙上に得られる印字又は書
画の解像度が高められ、高品質の印字又は書画を得るこ
とができる。

次に本発明をカラー印字又は書画する様にした実施例を
第３図を参照しながら説明しよう。

尚同図において第１図に対応する部分には同一符号を附
し重複説明を省略する。

本実施例においては、前述した容器１、電歪素子３、高
周波発振器４、帯電装置６．４つのノズルを有する射出
口８、送風機Ｔ及び４つのアパーチャ電極９ａ、９ｂ、
９ｃ、９ｄで構成される霧状インク射出装置を３組設け
る。

２０ａは第１のインク射出装置、２０ｂは第２のインク
射出装置、２０ｃは第３のインク射出装置を夫々示し、
第１のインク射出装置２０ａの容器１′にはシアンのイ
ンクを、第２のインク射出装置２０ｂの容器ｒにはマゼ
ンタのインクを、第３のインク射出装置２０ｃの容器１
＃にはイエローのインクを夫々注入するようにする。

２１は３組のインク射出装置を載置する基台である。

この基台２１には第１、第２及び第３のインク射出装置
２０ａ 、２０ｂ及び２０ｃと、混合加速電極１０とを
載置するようにする。

この場合、第１、第２及び第３のインク射出装置２０ａ
ｔ ２０ｂ及び２０ｃの夫々のノズルより射出される
シアン、マゼンタ、イエローの夫々の霧状のインク２２
ａ。

２２ｂ及び２２ｃが混合加速電極１０の内部に入るよう
にする。

この混合加速電極１０は、シアン、マゼンタ及びイエロ
ーの霧状インク２２ａ ＞ ２２ｂ及び２２ｃを総数２
００個以内で混合して新たな混合霧状インク２２ｄの微
粒子群を形成し、更にこの混合霧状インク２２ｄを記録
紙１１′に向けて飛行する速度が加速し得るように所定
の電源によって負の電圧を供給し、更にこの混合加速電
極１０の先端をノズル状にしたものである。

この場合混合加速電極１０は、この混合霧状インク２２
２２ｄの射出方向が記録紙１１′面と直角になるように
設けるようにする。

２４は電動機、２５はこの電動機２４によって動力が伝
達される減速装置である。

本実施例においては、第１、第２及び第３のインク射出
装置２０ａ 、２０ｂ及び２０Ｃが載置された基台２１
をドラム１１ａ即ち記録紙１１′の回転に連動して記録
紙１１′面に列し軸方向（矢印Ａ方向）に走査するよう
に構成する。

即ち、電動機２４０回転によってドラム１１ａを矢印Ｂ
方向に所定の回転数で回転させると共に、減速装置２５
の出力軸に連結された送りねじ２６を回転させるように
し、この送りねじ２６を基台２１の雌ねじ部２１ａに螺
合するようにして送りねじ２６の回転によって基台２１
を矢印Ａ方向に走査するようにする。

２７は基台２１の移動を案内する案内棒である。

又第４図に於いて、３５はカラー映像信号入力端子で、
このカラー映像信号入力端子３５よりのカラー映像信号
を増巾器３６に供給し、この増巾器３６で増巾された信
号をマトリックス回路３７に供給し、このマトリックス
回路３７により夫々このカラー映像信号に対応するシア
ン信号、マゼンタ信号、イエロー信号を得、このシアン
信号を七〇増巾器３８ａに、マゼンタ信号をその増巾器
３８ｂに、イエロー信号をその増巾器３８ｃに夫夫供給
し、これらの増巾器３８ ａ ｔ ３８ ｂ及び３８ｃ
で増巾された夫々シアン信号、マゼンタ信号、イエロー
信号を夫々対応するアナログーテジタル変換器３９ａ
、３９ｂ及び３９ｃに供給し、これらのアナログ−デジ
タル変換器３９ａ ｙ ３９ｂ及び３９ｃにより夫々対
応する第１のインク射出装置２０ａのアパーチャ電極４
１ａ、４１ｂ。

４１ｃ及び４１ｄ、第２のインク射出装置２０ｂのアパ
ーチャ電極４２ ａ 、４２ ｂ ＞ ４２ ｃ及び４
２ｄ、第３のインク射出装置２０ｃのアパーチャ電極４
３ ａ 、４３ ｂ ｔ ４３ ｃ及び４３ｄに供給さ
れるデジタル信号、例えば４ビツトのデジタル信号を得
るようにする。

而して夫々のアナログ−デジタル変換器３９ａ。

３９ｂ及び３９ｃより得られた夫々のデジタル信号を、
第１の射出装置２０ａの４つのアパーチャ電極に対応し
て設けた制御信号発生回路４５ａ。

４５ ｂ ｔ ４５ ｃ及び４５ｄの夫々のデジタル信
号入力端子に、第２の射出装置２０ｂの４つのアパーチ
ャ電極に対応して設けた制御信号発生回路４６ａ、４６
ｂ、４６ｃ及び４６ｄの夫々のデジタル信号入力端子に
、第３の射出装置２０ｃの４つのアパーチャ電極に対応
して設けた制御信号発生回路４７ ａ 、４７ ｂ ｔ
４７ ｃ及び４７ｄの夫々のデジタル信号入力端子に
夫々供給するようにする。

而して夫々の制御信号発生回路４５ａ 、４５ｂ。

４５ｃ及び４５ｄよりの制御信号を夫々対応する第１の
インク射出装置２０ａのアパーチャ電極４１ａ、４１ｂ
、４１ｃ及び４１ｄの一方の電極に、制御信号発生回路
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ及び４６ｄよりの制御信号を夫
々対応する第２のインク射出装置２０ｂのアパーチャ電
極４２ａ。

４２ｂｔ４２ｃ及び４２ｄの一方の電極に、制御信号発
生回路４７ａ、４７ｂ、４７ｃ及び４７ｄよりの制御信
号を夫々対応する第３のインク射出装置２０ｃのアパー
チャ電極４３ａ、４３ｂ。

４３ｃ及び４３ｄの一方の電極に夫々供給するようにす
る。

４５ｅ 、４５ｆ 、４５ｇ及び４５ｈは夫々制御信号
発生回路４５ ａ 、４５ ｂ ｔ ４５ ｃ及び４５
ｄの電源端子、４６ ｅ ｔ ４６ ｆ 、４６ ｇ及
び４６ｈは夫々制御信号発生回路４６ ａ ｔ ４５
ｂ ｔ４６ｃ及び４６ｄの電源端子、４７ｅ 、４７ｆ
。

４７ｇ及び４７ｈは夫々制御信号発生回路４７ａ。

４７ｂ 、４７ｃ及び４７ｄの電源端子であり、これら
の電源端子には直流電源より正電圧を与えるようにする
。

次にこの実施例の動作について説明するに、第１、第２
及び第３のインク射出装置２０ａ 、２．Ｏｂ及び２０
ｃの夫々の容器内の空間部に、夫々シアン、マゼンタ及
びイエローのインクより高周波発振器の出力信号によっ
て働く電歪素子によって夫夫シアン、マゼンタ及びイエ
ローの霧状のインク２２ａ 、２２ｂ 、２２ｃが発生
し、この夫々の霧状のインク２２ａ 、２２ｂ及び２２
ｃが夫々の帯電装置で帯電し、夫々の送風機の風力によ
って記録紙１１’に向って飛行しようとする。

この時、例えばカラー映像信号がマトリクス回路３７を
介して夫々のアナログ−デジタル変換器３９ａ 、 ３
９ｂ及び３９ｃによって夫々４ビツトのデジタル信号と
して得られ、これらのデジタル信号が夫々対応する制御
発生回路４５ ａ 、４５ ｂ 、４５ ｃ及び４５ａ
、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ及び４６ｄ。

４７ａ、４７ｂ、４７ｃ及び４７ｄを介して夫々対応す
る第］、第２及び第３のインク射出装置２０ ａ ｔ
２０ ｂ及び２０ｃの夫々のアパーチャ電極４１ ａ
ｔ ４１ ｂ ｙ ４１ ｃ及び４１ｄ、４２ａ。

４２ｂ 、４２ｃ及び４２ ｄ 、４３ ａ ＞ ４３
ｂ 。

４３ｃ及び４３ｄのうち、例えばアパーチャ電極４１ａ
、４１ｂ ｔ４２ｂ ｔ４２ｃ 、４３ｃ、４３ｄに供
給され、他のアパーチャ電極にはデジタル信号が供給さ
れないときは、アパーチャ電極４１ａ。

４１ｂ、４２ｂ 、４２ｃ、４３ｃ、４３ｄにのみ電界
が発生し、この為この電極４１ａ、４１ｄ。

４２ｂ ＞ ４２ｃ ｔ４３ｃ 、４３ａによってこれ
らに対応するノズル３１ａ、３１ｄ、３２ｂ、３２ｃ。

３３ｃ 、３３ｄより射出する霧状のインクの射出を停
止し、その他のノズル３１ｂ、３１ｃ、３２ａ。

３２ｄ 、３３ａ 、３３ｂより射出する霧状のインク
２２ａ 、２２ｂ 、２２ｃが混合加速電極１０を通過
して混合され且つ加速され、混合された混合霧状インク
２２ｄが更に記録紙１１′上に到達し付着する。

よって上述のアパーチャ電極群にカラー映像信号に対応
するデジタル信号を連続的に供給する事により、カラー
映像信号に応じて制御された混合霧状インク２２ａによ
り記録紙１１′上に所望のカラーの印字又は書画を得る
事ができる。

この場合、４ピツトのデジタル信号を使用したので４
Ｘ４ Ｘ４−４０９６階調で表わす事ができる。

以上述べた如く本実施例においても、記録紙１１′上に
得られるカラーの印字又は書画の画素を構成する微粒子
の大きさは従来のインクジェットプリンターのインクの
粒子の直径の１／２００程度となり、即ち本発明による
カラーの印字又は書画の１画素は０〜２００個の例えば
７μの直径を有する微粒子より構成することになり、従
来のものに較べて高解像度の印字及び書画を得ることが
できる、という上述の実施例の効果が得られるのは勿論
、この実施例においては、容器１、電歪素子３、帯電装
置６．４つのノズル８ａ、８ｂ、８ｃ。

８ｄ及び４つのアパーチャ電極９ａ 、９ｂ 、９ｃ。

９ｄ等によって構成されるインク射出装置を３組設け、
これらの射出装置２０ａの容器１′にシアン、装置２０
ｂの容器１“にマゼンタ、装置２０ｃの容器１″ にイ
エローを夫々注入し、上述の装置により夫々の射出口８
即ち１２本のノズルより霧状のインク２２ａ 、２２ｂ
、２２ｃを射出し得るようにし、夫々のアパーチャ電
極にカラー映像信号に対応したデジタル信号を供給する
ようにしたので、７μの直径を有する微粒子が０〜２０
０個の範囲内において４０９６通りの色及び濃淡を表わ
し得る１つの画素が得られ、１つの画素は空間で混合さ
れた１つの色素である為、この１つの色素が多数集合し
て印字又は書画を表わす事ができ、従来のものに較べて
極めて高解像度の良好なしかも色ずれの全くない印字又
は書画を得る事ができる。

尚上述した実施例において、液状インクを高周波振動さ
せて霧状とする手段として電歪素子について述べたが、
その代わりに磁歪素子を使用することができる。

また本発明は上述の実施例に限らず本発明の精神を逸脱
することなくその他の種々の構成が取り得ることは勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明プリンターによる一実施例を示す路線図
、第２図は第１図例の要部の説明に供する路線図、第３
図は本発明による他の実施例を示す路線的斜視図、第４
図は第３図例の要部の説明に供する路線図である。 １は容器、２はインク、３は電歪素子、４は高周波発振
器、５は霧状のインク、８は射出口、８ａ、８ｂ、８ｃ
及び８ｄは夫々ノズル、９ａ。 ９ｂ 、９ｃ及び９ｄは夫々アパーチャ電極、１０は混
合加速電極、１１は記録紙、１２は制御信号発生回路、
１２ａは映像信号入力端子である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 容器内のインクに高周波振動を与えて霧状のインク
   を発生する加振装置と、上記霧状のインクを帯電させる
   帯電電極と、該帯電電極のなす電界領域に上記霧状のイ
   ンクを案内する送風手段と、上記容器に設けられた互い
   に径の異なる複数個の射出口と、該射出口にそれぞれ配
   置されたアパーチャ電極とを具備させてインク射出装置
   を構成上、かつ、上記複数個の射出口からのインクを混
   合加速電極で混合して記録紙に射出し、さらに、上記ア
   パーチャ電極のそれぞれの電位を入力電気信号より形成
   したディジタル信号により制御し、上記射出口の適当な
   る選択を行い所望の階調の印字又は書画を上記記録紙上
   に行う様にしたことを特徴とするプリンター。