JPS59165662A - Ink jet injector - Google Patents
Ink jet injectorInfo
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- JPS59165662A JPS59165662A JP3834983A JP3834983A JPS59165662A JP S59165662 A JPS59165662 A JP S59165662A JP 3834983 A JP3834983 A JP 3834983A JP 3834983 A JP3834983 A JP 3834983A JP S59165662 A JPS59165662 A JP S59165662A
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
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- B41J2/14096—Current flowing through the ink
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- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/11—Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はインクジェットプリンタに用いられるインクジ
ェットの噴射装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inkjet ejection device used in an inkjet printer.
[発明の技術的背景]
インクジェットプリンタは、普通紙に記録ができる他、
現像、定着を必要とせずしかも低騒音であるという長所
がある。このプリンタに用いられる記録方式は、■イン
クジェットを連続的に噴射させこれを選択的に用紙に付
着させる方式と、■印字を行うときのみインクを噴射さ
せる方式との2つに大別することができる。前者の方式
ではインクを荷電し偏向させる等の方法でインクの進路
を制御する必要がある。このためこれらの制御機構が複
雑になるばかりでなく、インク循環系等の配置スペース
が必要となりプリンタを十分小型化することができない
。[Technical Background of the Invention] Inkjet printers can record on plain paper, and
It has the advantage of not requiring development or fixing and low noise. The recording methods used in this printer can be roughly divided into two types: ■ A method in which inkjet is continuously ejected and selectively adheres to the paper, and ■ A method in which ink is ejected only when printing. can. In the former method, it is necessary to control the path of the ink by charging and deflecting the ink. For this reason, these control mechanisms not only become complicated, but also require space for arranging an ink circulation system, etc., making it impossible to make the printer sufficiently compact.
一方、後者の方式は、インクジェット噴射装置の噴射原
理により幾つかに細分することができる、このうちマグ
ネトフルイドグラフィと呼ばれる方式で記録を行うイン
クジェット噴射装置では、磁性インクを用いこれを制御
用の記録針上に隆起させ、これを電界により吸引し噴射
させる。このためこの装置を用いてカラー記録を行おう
とすると、磁性体そのものの色との関係で記録色が制限
されるばかりでなく、磁性体の酸化によってインクの変
色が生ずるおそれがあった。またバブルジェットと呼ば
れる方式で記録を行うインクジェット噴射装置では、イ
ンクを加熱し湘脳させて気泡を作成し、このとき発生す
る圧力によってジェット噴射を行わせる。このため熱的
に安定したインクが要求されるが、その調整が難しいと
いう問題があった。On the other hand, the latter method can be subdivided into several types depending on the ejection principle of the inkjet ejection device.Among these, inkjet ejection devices that perform recording using a method called magnetofluidography use magnetic ink and use it for control recording. A bump is placed on the needle, which is attracted by an electric field and ejected. For this reason, when attempting to perform color recording using this device, not only are the recorded colors limited by the color of the magnetic material itself, but there is also a risk that the ink may change color due to oxidation of the magnetic material. In addition, in an inkjet ejecting device that performs recording using a method called a bubble jet, ink is heated and agitated to create air bubbles, and the pressure generated at this time causes jet ejection. For this reason, a thermally stable ink is required, but there is a problem in that it is difficult to adjust the ink.
[発明の目的]
本発明はこのような事情に鑑み、記録色が制限されずし
かも安定した噴射を可能とするインクジェット噴射装置
を提供することをその目的とする[目的を達成するため
の手段]
本発明では、インクの主成分である水を電気分解し気体
を発生させる気体発生手段と、発生した気体によってイ
ンクを小滴に分断すると共にこの気体の膨張時の圧力に
よりこれをジェット噴射させるノズルとをインクジェッ
ト噴射装置に具備させ、前記した目的を達成する。[Objective of the Invention] In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an inkjet ejecting device that is not limited in recorded colors and can perform stable ejection [Means for achieving the object] The present invention includes a gas generating means that electrolyzes water, which is the main component of ink, to generate gas, and a nozzle that divides the ink into small droplets using the generated gas and jets them using the pressure when the gas expands. The above-mentioned object is achieved by equipping an inkjet jetting device with the following.
以下実施例につき本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to Examples.
[実施例] 第1図はプリントヘッドの外観を表わしたものである。[Example] FIG. 1 shows the appearance of the print head.
プリントヘッド10は、その−辺が記録を行う用紙(図
示せず)の幅とほぼ等しい長さのインク噴射面11を備
えている。インク噴射面11には、その長さ方向に1列
に多数のインクジェット噴射装置が等間隔で配置されて
いる。The print head 10 includes an ink ejection surface 11 whose negative side has a length approximately equal to the width of a sheet of paper (not shown) on which recording is performed. On the ink ejection surface 11, a large number of ink jet ejection devices are arranged in a row at equal intervals in the length direction of the ink ejection surface 11.
8本/mmの記録密度でA4判の記録を行うプリンタで
は、例えばインクジェット噴射装置の各ノズル12の開
口部の各辺が約60μmに設定されており、この場合合
計1728個のノズル12が同じ<60μmの間隔を置
いて配置されている。In a printer that records A4 size at a recording density of 8 nozzles/mm, for example, each side of the opening of each nozzle 12 of the inkjet jetting device is set to approximately 60 μm, and in this case, a total of 1728 nozzles 12 are the same. <60 μm apart.
第2図はインクジェット噴射装置の要部を表わしたもの
である。ノズル12は柱状の絶縁性の空洞から成り、開
口部かられずかに奥まった内壁の上下対向する部位に上
部電極14および下部電極15を配設している。上部電
極14と下部電極15の間には、スイッチ16を介して
直流電源17が接続されるようになっている。スイッチ
16をオンにすると、ノズル12内のインク(図示しな
い)が電気分解され、これによりジェット噴射が行われ
ることになる。なお下部電極14および下部電極15は
ニッケル、鉄、ニッケルメッキ鉄板、金あるいは銀メツ
キ鉄板等の金属から成り、真空蒸着その伯公知の方法で
ノズル内面に設(プられる。FIG. 2 shows the main parts of the inkjet jetting device. The nozzle 12 is composed of a columnar insulating cavity, and an upper electrode 14 and a lower electrode 15 are disposed at vertically opposing positions on an inner wall slightly recessed from the opening. A DC power supply 17 is connected between the upper electrode 14 and the lower electrode 15 via a switch 16. When the switch 16 is turned on, the ink (not shown) in the nozzle 12 is electrolyzed, resulting in jet spraying. The lower electrode 14 and the lower electrode 15 are made of metal such as nickel, iron, nickel-plated iron plate, gold or silver-plated iron plate, and are provided on the inner surface of the nozzle by vacuum deposition or a known method.
第3図はこのインクジェット噴射装置によるジェット噴
射の原理を表わしたものである。このうち同図(A)は
待機状態を示している。ノズル12内には、インク18
が充填されている。これらのインク18はインクタンク
(図示しない)から毛細管現象によって吸い上げられた
ものである。FIG. 3 shows the principle of jet jetting by this inkjet jetting device. Of these figures, (A) shows a standby state. Ink 18 is inside the nozzle 12.
is filled. These inks 18 are drawn up from an ink tank (not shown) by capillary action.
インク18は約80%の水に顔料や導電性物質を溶解さ
せたもので、伝導度が10−1〜10−2[Ω−1・C
「1]に調整されている。Ink 18 is made by dissolving pigments and conductive substances in approximately 80% water, and has a conductivity of 10-1 to 10-2 [Ω-1・C
It has been adjusted to "1".
同図(B)は、両電極14.15に記録用の電圧が印加
された初期的状態を表わしたものである。FIG. 2B shows an initial state in which a recording voltage is applied to both electrodes 14 and 15.
両電極14.15に数ボルトないし数十ボルトの。Several volts to several tens of volts are applied to both electrodes 14 and 15.
電圧の印字パルスが印加されると、陰極電極である上部
電極14から水素が、また陽極電極である下部電極15
から酸素がそれぞれ発生し、気泡21.22を形成する
。これらの気泡21.22は急激に成長し、同図(C)
に示すように合体する。これにより、開口部の近付に存
在したインク部分18Aが切り離される。インク部分1
8Aには、気泡21.22の成長と共に外方向の運動エ
ネルギが与えられ、遂には同図(D)に示すようにイン
ク滴23として噴射される。When a voltage printing pulse is applied, hydrogen flows from the upper electrode 14, which is a cathode electrode, and from the lower electrode 15, which is an anode electrode.
Oxygen is generated from each gas, forming gas bubbles 21,22. These bubbles 21 and 22 grow rapidly, as shown in the same figure (C).
Combine as shown. As a result, the ink portion 18A that was present near the opening is separated. ink part 1
8A is given outward kinetic energy as the bubbles 21 and 22 grow, and is finally ejected as an ink droplet 23 as shown in FIG. 8D.
以上の動作が、印字パルスの印加される1ないし数百μ
秒の間に終了する。インク滴23はインクジェット噴射
装置10の前方にわずかな距離を置いて配置された記録
用の用紙に衝突し、1ドツト分の印字が行われる。実際
には、第1図に示したプリントヘッド10の多数のイン
クジェット噴射装置が画信号に応じて選択的に駆動され
、1ライン分の記録が1度に行われることになる。1ラ
イン分の記録が終了すると、用紙あるいはインクジェッ
ト噴射装置10が副走査方向に1ライン分移動し、次の
印字動作が開始される。このときノズル12内のインク
18は毛細管現象によって第3図(A)に示す状態に復
旧している。The above operation is performed by applying a printing pulse of 1 to several hundred microns.
Finishes in seconds. The ink droplet 23 collides with a recording paper placed at a short distance in front of the inkjet ejection device 10, and one dot is printed. In reality, a large number of inkjet ejecting devices of the print head 10 shown in FIG. 1 are selectively driven in accordance with image signals, and one line of printing is performed at one time. When recording for one line is completed, the paper or the inkjet jetting device 10 is moved by one line in the sub-scanning direction, and the next printing operation is started. At this time, the ink 18 in the nozzle 12 has been restored to the state shown in FIG. 3(A) due to capillary action.
このインクジェット噴射装置では、印字パルスの電圧や
インク滴の大きさを適切に設定することにより、IKI
Iz稈度の周波数で記録を行うことが可能であり、十分
な記録速度を達成することができる。しかもインクは磁
性体を含む必要がなく、また常温で使用することができ
るので、長期間安定して使用することができる。In this inkjet ejecting device, by appropriately setting the voltage of the printing pulse and the size of the ink droplets, the IKI
It is possible to perform recording at a frequency of Iz culm, and a sufficient recording speed can be achieved. Moreover, since the ink does not need to contain a magnetic substance and can be used at room temperature, it can be used stably for a long period of time.
[変形例1
第4図はインクジェット噴射装置のノズル部分の他の例
を示したものである。ノズル25には下部電極15のみ
が配置されており、他の内壁部分は絶縁体となっている
。インクタンクに通ずる図示しないインク径路には、ニ
ッケル等から成る金属板あるいは金属棒が配設されてお
り、これが他方の電極を構成している。[Modification 1 FIG. 4 shows another example of the nozzle portion of the inkjet spraying device. Only the lower electrode 15 is arranged in the nozzle 25, and the other inner wall portions are made of an insulator. A metal plate or metal rod made of nickel or the like is disposed in an ink path (not shown) leading to the ink tank, and this constitutes the other electrode.
第5図(A)〜(D)は第3図(Δ)〜(D>に対応す
るもので、この変形例におけるジェット噴射の原理を表
わしたものである。第3図と同一部分には同一の符号を
付し、詳細な説明を省略する。この変形例のインクジェ
ット噴射装置では、下部電極15と他の電極の間の距離
が離れており、また下部電極15によって発生される気
泡22のみがジェット噴射のエネルギとして直接利用さ
れる。従って先の実施例と同等の条件で同一の記録速度
を確保するためには、印字パルスの電圧を多少高めに設
定する必要がある。しかしながらノズル25の内壁には
下部電極15のみを配置すれば良いので、インクジェッ
ト噴射装置の製造が単純化し、コストを低減することが
できるという長所がある。5(A) to (D) correspond to FIG. 3(Δ) to (D>) and represent the principle of jet injection in this modification.The same parts as in FIG. The same reference numerals are used, and detailed explanations are omitted.In this modification of the inkjet jetting device, the distance between the lower electrode 15 and the other electrodes is large, and only the bubbles 22 generated by the lower electrode 15 are separated. is directly used as the energy for jet injection. Therefore, in order to ensure the same recording speed under the same conditions as in the previous embodiment, it is necessary to set the voltage of the printing pulse to be somewhat higher. However, the voltage of the nozzle 25 Since it is only necessary to arrange the lower electrode 15 on the inner wall, there is an advantage that manufacturing of the inkjet spraying device is simplified and costs can be reduced.
なお実施例ではインクジェット噴射装置を用紙の全幅に
渡って配置し、1ラインの記録を一度で終了できるよう
にしたが、特に高速記録が必要ない場合には、1ないし
数十のインクジェット噴射装置をプリントヘッドに配置
し、キャリッジでこれを主走査方向に移動させながら記
録を行うようにしても良い。またノズルの横断面は、正
方形あるいは矩形である必要がないことももちろんであ
る。In this example, the inkjet jetting devices were arranged across the entire width of the paper so that recording of one line could be completed at once, but if high-speed recording is not required, one to several dozen inkjet jetting devices could be installed. It may also be arranged in a print head and recorded while being moved in the main scanning direction by a carriage. Also, it goes without saying that the cross section of the nozzle need not be square or rectangular.
[発明の効果]
一/−
以上説明したように本発明によれば電気分解によって気
泡を発生させるので、インクジェット噴射装置を予熱す
る必要がなく、また迅速に記録動作を開始させることが
できる。また電気機械変換素子から生ずる圧力波等によ
ってインクを噴射する他の装置に比べて構成が単純であ
り、安価かつ信頼性の高い装置を製作することができる
。[Effects of the Invention] 1/- As explained above, according to the present invention, bubbles are generated by electrolysis, so there is no need to preheat the inkjet ejecting device, and the recording operation can be started quickly. Furthermore, the configuration is simpler than other devices that eject ink using pressure waves generated from electromechanical transducers, etc., and the device can be manufactured at low cost and with high reliability.
第1図は本発明の一実施例におけるインクジェット噴射
装置を用いたプリントヘッドの外観図、第2図はインク
ジェット噴射装置の要部を表わした斜視図、第3図(A
)〜(D)はこのインクジェット噴射装置によるジェッ
ト噴射の原理を説明するための図、第4図は本発明の変
形例におけるインクジェット噴射装置の要部を表わした
斜視図、第5図(A)〜(D)はこの変形例の装置によ
るジェット噴射の原理を説明するための図である。
12.25・・・・・・ノズル、
14・・・・・・上部電極、
15・・・・・・下部電極、
8−
18・・・・・・インク、
23・・・・・・インク滴。
出 願 人
富士ゼロックス株式会社
代 理 人
弁理士 山 内 梅 雄Fig. 1 is an external view of a print head using an inkjet ejection device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a perspective view showing the main parts of the inkjet ejection device, and Fig. 3 (A
) to (D) are diagrams for explaining the principle of jet jetting by this inkjet jetting device, FIG. 4 is a perspective view showing essential parts of an inkjet jetting device in a modification of the present invention, and FIG. 5(A) -(D) are diagrams for explaining the principle of jet injection by the device of this modification. 12.25... Nozzle, 14... Upper electrode, 15... Lower electrode, 8- 18... Ink, 23... Ink drop. Applicant Fuji Xerox Co., Ltd. Representative Patent Attorney Umeo Yamauchi
Claims (1)
せる気体発生手段と、発生した気体によってインクを小
滴に分断すると共にこの気体の膨張時の圧力によりこれ
をジェット噴射させるノズルとを具備することを特徴と
するインクジェット噴射装置。 2、ノズルの開口部の近傍に電気分解のための電極の一
方または双方を配置したことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のインクジェット噴射装置。[Scope of Claims] 1. Gas generating means that electrolyzes water, which is the main component of ink, to generate gas, and the generated gas divides the ink into small droplets, and the pressure when the gas expands is used to split the ink into small droplets. An inkjet ejection device comprising: a nozzle for ejecting a jet. 2. The inkjet spraying device according to claim 1, wherein one or both of the electrodes for electrolysis are disposed near the opening of the nozzle.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3834983A JPS59165662A (en) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | Ink jet injector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59165662A true JPS59165662A (en) | 1984-09-18 |
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ID=12522800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3834983A Pending JPS59165662A (en) | 1983-03-10 | 1983-03-10 | Ink jet injector |
Country Status (3)
Country | Link |
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EP (1) | EP0118603B1 (en) |
JP (1) | JPS59165662A (en) |
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1983
- 1983-03-10 JP JP3834983A patent/JPS59165662A/en active Pending
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- 1983-11-17 DE DE8383111510T patent/DE3375378D1/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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