JPS585264A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、誘電体インクを用いた画像記録装置に関する
ものである。

インクジェット記録方式は、普通紙記録、低騒音等の長
所があシ近年多用されてきている。このインクジェット
記録方式の中で、静電クーロン力によってインク滴を記
録紙上に飛翔せしめるいわゆる静電噴射方式があるが、
インクジェット記録の前述した様な特徴を有する反面、
インク滴を飛翔させるために高電圧（約２Ｋｖ）が必要
であり、そのため装置の大型化、コストが高い等の欠点
を有している。

本発明は、以上の様な欠点を解決するものであり、誘電
体インクを用い、低電圧で誘電体インクを移動せしめて
画像記録を行う簡易構成で、かつコストの低い画像記録
装置を提供するものである。

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図、及び第３図
を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例である画像記録装置の概略構
成図、第２図は同装置の記録部先端の拡大図、第３凶は
同装置の記録部先端の説明図である。

図中１は、誘電体のインクである。２は単一のノズルで
あり、２＆　、２ｂはノズル壁である。ノズル２は、は
ぼ鉛直方向を向いており、下端はインクｍ３につながっ
ている。

インクＨ３の液面４は、常に一定位置になる様コントロ
ールしである。

ｓａ、ｓｂは、ノズル壁２ａ、２ｂに奴付けた１対の略
平行平板型の電極対である。電極対５１Ｌ。

６ｂはその先端がノズル２の先端とほぼ同位置にあり、
一方下端はノズル２内の所定位置まで延在させである。

尚、ノズル２の先端の内部、及び外部、ぞして電極対ｓ
ａ　、５ｂの先端部には、インクに対して表面張力の大
きい物質、例えは撥油剤など（回生せず）を塗布してお
り、インク１が付着しにくいようにしである。

６は電極対５ａ、５ｂに電圧を印加する電源であり、７
は電極対ｓａ、ｓｂへの電圧印加を制御するスイッチで
ある。

８はノズル２の先端に所定の距離を介して近接させた記
録紙であって回動自在のドラム９に巻付けである。

尚、記録紙８は、ノズル２先端に直接接触させても良く
、この場合は、ノズル２の先端部が記録紙で密閉されな
いように、ノズル２の先端上部に突起などを設ける必要
がある。

第２図に、単一ノズルの場合のノズル２、及び電極対ｓ
ａ、５ｂの先端部の詳細を示す。

以下、その動作を第１図、第３図を用いて説明する。

第１図において非記録時は、ノズル２内のインク液面は
１１の位置（図中Ｈ１の位置）にある。この位置はノズ
ル２０毛細管現象によってインク１が上昇する位置であ
る。尚、非記録時のノズル２内のインク液面１１（Ｈｌ
）は、少なくとも電極対５１Ｌ。

６ｂの下端より上の位置に来るように調整しである。

尚、電極対５！Ｌ、５ｂには非記録時は電圧を印加せず
スイッチ７は図中実線のオフの状態にしておく。

記録時には、スイッチ７を図中破線のオンの状態にして
、電惨対ｓａ、ｓｂＯ間に電圧を印加することによシ誘
電体であるインク１に電極対５ａ。

５ｂからクーロン力が働くために、ノズル２内のインク
１の次面の高さは、１２０位置く図中Ｈ２の位置）に上
昇する。電極対５ａ　、ｓｂＯ間には、十分な電圧を印
加するので、電極対６ａ、６ｂによって引上げられたイ
ンク１は、電極対ｓａ、ｓｂとの間を満たし、またノズ
ル２の先端部では先端の稜のエツジ効果による電界の形
成で、電極対Ｓａ。

６ｂの先端つまりノズル２の先端かられずかに盛り上っ
た位置までインク１が引上けられる。

この時のインク１の盛上りに付着する位置に記録紙６を
配しであるのでインク１が記録紙６にインク１が付着し
て記録が行われる。

記録が終了するとスイッチ７をオフの状態にして電極対
ｓａ、ｓｂＯ間への電圧印加を停止し、インク１の液面
を図中１１の位置に戻す。前述したように、ノズル２の
先端部の内部をインク１が付着しに〈＜シているため、
ノズル２の先端部にはインクは殆んど残らない。

画信号に対応せしめてスイッチ７をオン、オンさせ、記
録紙８を巻付けたドラム９を回転させ、ノズル２をドラ
ム９の軸方向に移動ぜしめることによって画像記録を行
う。

次に、記録時のノズル２内のインク−１の十痒過程につ
いて第３図を用いて説明する。

第３図は、電極対ｓａ、ｅｓｂの間に電圧を印加する直
前のノズル２内のインク１の状態を示す図であり、電極
対ｓａ、ｓｂに各々、正、負の電荷が現われている状態
及びその時の電気力線ｆの状態を示したものである。

インク１が図の様に電極対５ａ、ｓｂの先端から下方に
ある状態で電極対５ａ　、５ｂ間に電圧を印加すると、
電極対ｓａ、ｓｂ間に電界が形成される。

この時電極対ｓａ、ｓｂＯ間の空間のうちインク１で満
たされた部分と、空気で満たされた部分とでは、インク
１と空気の誘電率が異なるために電界の踵さが異なる。

図の様な条件では、イック１の誘電率が空気のそれより
大きいので、空気で満たされた部分の電界がインク１で
ｌ薗たされた部分のそれより大きくなり、跣電俸である
インク１ば、その各部分が、より電界の犬なるところに
向うクヘロン力を受けるため、インク１は電極対ｓａ　
、ｓｂの上方（矢印１３方回）に吸引され上昇する。

このインク１の上昇する力とノズル２内のインク１に加
わる重力との釣合う位置でノズル２内のインク１の液■
の上昇は停止する。電極対５ａ。

５ｂに電圧を十分に印加し、かつ非記録時の液面位置１
１（Ｍｌ　）を適当に選ぶことによってインク１の液面
を電極対５ａ、５ｂの先端まで引−Ｆけることができる
。

また、電極対５ａ、５ｂの先端においては、その稜のエ
ツジ電界によって電気力線も図の様に集中して出出、ま
たその付近の電界も強くなるため、インク１は電極対ｓ
ａ、６ｂの先端よりわずかに盛上った位置１１に保持さ
れる。

尚、本発明者らの実験では、ノズル２の孔の大きさ０．
５　Ｘ　０．５　ｍｙ　電１ｉ間電位差４００ｖ１イン
クの誘電率３０条件でインク１液面の上昇量ΔＨ（第１
図で　Ｈ２Ｈ１）は、約０．５〜Ｉ　Ｍｌイ（すられて
いる。

この様に、従来の静電噴射方式のインクジェットの記録
１Ｌ圧約２ＫＶＯ高電圧に比べて低屯圧で済むことがわ
かる。

更に、上昇量ΔＨは電極間の電位差、インクの誘電率に
比例し、ノズル２の大きさに反比例する関係があるので
、誘電率が更に大きいインクを用い、かつノズル２を更
に小さくするならば、電極対ｃｓａ、ｃｓｂの電惚間電
位差は史に小さい値で必要な上昇量ΔＨが得られる。

よって更に低電圧化が可能となる。

また、記録時と非記録時のインク１の液面の高さが異な
るので４１が良く高品質の画像が形成できる。

尚、非記録時のノズル２内のインク１の液面の高さく図
中、Ｈｌ）を定める他の方法として、記録時に奄憾対５
ａ、５ｂ間に印加する電圧より低い電圧を印加しておく
方法がある。

インク液面の上昇量ΔＨば、前述の様に電惨間電位差に
比例するので、記録時の電圧より低い電圧を印加してお
けば、インク液面は、毛細管現象で到達する高さとノズ
ル２先端との間に保持される。

こうすると、非記録でもインク１には電極対５１Ｌ。

５ｂによってバイアス的に吸引力が働き、記録時に所定
の電圧を印加した時のインク液面の上昇速度が、非記録
時に電極間に全く電圧を印加していない場合に比べて速
くなシインク１の応答性が良くなる。また、電界で保持
するのでインク溜３に加った外乱の影簀を受けにくくな
る長所もある。

次に、電極対６ａ、５ｂ間への電圧の加え方の他の方法
を第４図を用いて説明する。

第４図は、電極対５ａ、ｓｂ間に加える電圧のタイミン
グチャート図である。

図の様に記録直前には、記録電圧Ｖｏより低い電圧ｖ１
を所走時間印加し、記録直後は直ちに電圧をＶ＝ｏとす
る。

このように電圧を印加することによって、記録電圧Ｖ。

を印加した時のインク１の移動の立上り脣性が良くなり
、かつ記録電圧ｖｏを切った時は、電極対５ａ、５ｂ間
の電界が全くなくなるのでインク１には、電界による上
方向の力が全く働かなめのでインク１の液面はすみやか
に非記録時の位置に戻る。

以上説明した様に、本発明を用いることにより記録電圧
が住めて低電圧で済みかつ画像の品質が良好で、しかも
聞易構成であるため低価格の画像記録装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である画像記録装置の概略
構成図、第２図は、同装置の記録部先端の拡大図、第３
図は、同装置の記録部先端の動作説明図、第４図は、同
装置の電極対間に加える記録電圧の印加方法の一実施例
を示すタイミングチャート図である。 １・・・・・・インク、２・・・・・・ノズル、３・・
・・・・インク溜、４・・・・・・液面、ｃｓａ、５ｂ
・・・・・・電極体、６・・・・・・電源、７・・・・
・・スイッチ、８・・・・・・記録紙、９・・・・・・
ドラム、１１．１２・・・・・・位置、１３・・・・・
・上昇方向を示す矢印、ｆ・・・・・・電気力線。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 −　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）先端を記録紙に近接させるかまたは接触せしめた
   絶縁体のノズルと、前記ノズル内に配設し。 その一端が前記ノズル先端に位置し、所定の距離を介し
   て対置する少なくとも２個の電極から成る電極対と、前
   記電極対間に画信号に応じて電圧を印加する電圧印加手
   段と、非記録時における前記ノズル内の誘電体インクの
   液面位置を前記ノズル内の所定位置に保持する保持手段
   とを有し、記録時には前記ノズル内の誘電体インクの液
   面位置を前記ノズル先端部に上昇さぜることを特徴とす
   る画像記録装置。 （２）前記保持手段を、前ｄ己ノズルの毛細管吸引力で
   前記ノズル内の誘電体インクの液面位置を設定する様構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の１
   ［ｉＩＩ像記録装置。 （３１前記保持手段を、前記ノズルの毛細管吸引力と、
   前記電極対間に記録時より近い電圧を印加することで前
   記ノズル内の誘電体インクの液面位置を設定する様構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像
   記録装置。 （４）　　前記保持手段を、記録蒔直前では、前記ノズ
   ルの毛細管吸引力と、前記電極対に記録時より低い電圧
   を加えることで、記録蒔直後では、前記ノズルの毛細管
   吸引力のみで、前記ノズル内の誘電体インクの液面位置
   を設定する様構成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の画像記録装置。