JPS63122553A - インクジエツト記録装置 - Google Patents

インクジエツト記録装置

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JPS63122553A
JPS63122553A JP27029086A JP27029086A JPS63122553A JP S63122553 A JPS63122553 A JP S63122553A JP 27029086 A JP27029086 A JP 27029086A JP 27029086 A JP27029086 A JP 27029086A JP S63122553 A JPS63122553 A JP S63122553A
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ink
slit
air flow
horizontal slit
recording paper
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Isao Ito
功 伊藤
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/06Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
    • B41J2/065Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field involving the preliminary making of ink protuberances
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/02Air-assisted ejection

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は静電力と空気流を利用したインクジェット記
録装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第9図に静電力および空気流を利用した従来のインクジ
ェット記録装置(日経エレクトロニクス:1984.5
,21,171ページ、173ベージ)を示す。
この装置においては、ノズル1の曲面の電#I2とイン
ク吐出口3内のインク■との間に生じる電位差でインク
Iを吸引し、そのインクIを常に流れている空気流で記
録紙方向に飛ばすようにしたものであり、静電力の吸引
でインクを吐出させるので、圧力波を利用する一般的な
オン・デマンド方式に比べ、記録できる最小インクのn
を1/10程度にすることができる。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、この従来装置では、電極2によってインクlを
ノズル部1に水平方向に吸引し、この吸引したインクを
上下方向から水平方向に向う空気流によって切断して飛
行させるようにしており、このためノズル部1において
空気流の流れ方向が一様でなく、インクの飛行方向に大
きなバラツキが生じる問題点がある。
また、この従来装置ではノズルを用いてインクを記録紙
方向に飛翔させる構成であるため、記録紙幅全域に回っ
た記録を行なわ甘るためには、ノズルをスキャンするた
めの構成あるいは多数個のノズルを並設したマルチノズ
ル1931等の複雑な構成が必要となり、製造の困難性
を招くという問題点がある。
この発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、イ
ンク噴射方向及び飛行粒子の乱れなく記録紙幅全域に亘
る印字を可能とする簡単なヘッド構成のインクジェット
記録装置を提供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明では、記録紙幅に対応する長さを有し空気流が
通過する水、平スリットを形成するとともに、記録紙幅
に対応する長さを有しインクを前記水平スリット高さま
で供給する垂直スリットを前記水平スリットの下側に形
成した基体と、前記水平スリットに対して空気流を供給
する空気流供給手段と、前記垂直スリットにインクを供
給するインク供給手段と、前記垂直スリットに対向すべ
く前記水平スリットの上面に該水平スリットの長さ方向
に沿って並設される複数個の電極と、画信号に応じてこ
れら複数個の電極に夫々前記垂直スリット内のインクを
引き上げるための電圧を印加する電圧印加手段とを具え
るようにする。
〔作用〕
前記電圧印加手段によって前記複数の電極に画信号に応
じて所定の電圧を印加すると、前記垂直スリット内に充
填されていたインクのうち前記電圧を印加した霜楊下に
有るインクは電界により瞬時に水平スリットまで引き上
げられ、その後ある程度の高さになると、水平スリット
内を通過する空気流によって切断され、インク粒子とし
て記録紙方向へ飛翔される。
〔実施例〕 第1図及び第2図はこの発明の一実施例を示すものであ
り、このインクジェット記@装置では、水平スリット1
1を介して空気流が矢印B方向にxiで通過する。水平
スリット11の上側の基体12には、複数個の電極13
が記録紙10の主走査方向Aに沿って並設されている。
水平スリット11の下側の基体14には、インクタンク
19内のインクIを空気流に直角な方向に引き上げるべ
く前記インク■を毛l1lt!現象により水平スリット
11の位置まで引上げる垂直スリット15が設けられて
いる。これら水平スリット11及び垂直スリット15は
夫々前記主走査方向Aについて少なくとも記録紙10の
幅に対応する長さを有している。また、前記複数の電極
13は垂直スリット15に対向するように上側基体12
のスリット面に設けられている。
かかる構成において、空気流はポンプ16から、!!路
17を介してスリット11に流入し、記録紙10に向う
。この状態で、駆動パルス印加手段18によって前記複
数の電極13のうち画@号に応じた所要の?a#Aに対
し選択的に駆動パルスを印加するようにする。この駆動
パルスの電圧は300V〜1000Vの範囲で例えば8
00Vとする。すると、毛ll11!現象によって垂直
スリット15の上部まで上っていたインクlは、スリッ
ト11に作られる電界によって瞬時に引き上げられ、そ
の後ある程度の高さまで引き上げられると、このスリッ
ト11を通過する空気流によってインク粒子に切断され
た後、記録紙10に向って飛翔することになる。
ところで、この実施例構成において、ポンプ16からの
空気流量をQ、管路17での静圧をP 、管路17の断
面積を81、スリット11での静圧をP2、スリット1
1の出口の断面積を82、空気密度をρとすると、 管路17での流速V1は スリット出口での流速■2 となり、更にベルヌーイの定理より 2    ρ     2    ρ が成立する。ただし、空気の圧縮率は最大でも大気圧の
1.1倍以下であるので、上式において圧縮率は無視す
る。
そして、ポンプの流ff1Qと管路圧力P1を決定する
際、上式において、P24大気圧を満足するようにする
これは、P2く大気圧のときはインクIが垂直スリット
15から水平スリット11へ溢れ出し、またP2〉大気
圧のときはインクIが垂直スリット15内で押し下げら
れるため、インクを上げるために、電極13に印加する
電圧を増大させる必要が生じることによるためであり、
P2は大気圧にほぼ一致させなくてはいけない。
本実施例では水平スリット11の高さを50μm、水平
スリット11の主走査方向Aの長さを290顔としてお
り、このため52=1.45X10 TItであり、ま
た51−1.45X10  mとした。従って、空気流
の圧力P1と流mQは、助成から求められ、 P1=5.6關 H2O Q=9.1j/1lin となった。
尚、この場合、電極13は密度が12ドツト/履で、配
線幅のデユーティを50%とした。また垂直スリット1
5の空気流の方向の幅は50μmとした。また、インク
Iに求められる物性値としては、抵抗率10〜109Ω
・0、粘性係数1〜500Cp1表面張力20〜80d
yne/zの範囲でよく、この場合、抵抗率109Ω・
C#、粘性係数300Cp、表面張力20dVne/c
mのインクを使用した。
かかる実施例によって作られるインク滴の直径は略35
〜45μmであり、これが記録紙10に衝突すると直径
が70〜80μmとなり、12ドツト/顯のMffJt
度を随保することができた。生成されるインク滴−の直
径は水平スリット11の高さ、電4N!13の幅、垂直
スリット15の幅等によって決められ、要求されるW?
像度に応じてこれらの値を決定すればよい。
ところで、上記構成によれば、電極13にパルス状電圧
を印加するとインクlは電界によって電極13方向へ引
き上げられ、その後、この引き上げ高さがある程度以上
に達すると、空気流によって切断され記録紙10方向へ
飛翔されるが、この際、インクIは電極13に印加され
たプラス電位によってマイナス電荷に誘起、帯電される
。このため、第3図に示す如く、記録M10の背面にイ
ンクと逆極性の電極20を設け、インク滴をこの電極2
0によって吸引するようにすれば、空気流のみによる飛
行の場合よりインク滴の飛行を安定させることができる
次に第4図にこの発明の他の実施例を示す。
この実施例では、空気流が通過する水平スリット11を
複数の壁21で分割し、水平スリット11を電極13毎
に独立したlR11管4Ill造とした。この管M4造
を製造するに際しては、例えば第5図に示す如く、基板
22上に分削電41i13を形成後、感光性樹脂21を
所定の厚さく壁21の高さに対応)に塗布し、エツチン
グによって電極部分の樹脂21を取り除くようにした。
この方法により幅50μm、高さ50μmの正方形断面
を持つ管路を記録紙幅に亘って形成することができた。
このような分割管路によるv4成によれば、インクIが
電極13による電界によって垂直スリット15から水平
スリット11へ引き上げられるときインクIは壁21を
伝わって昇れるため、前記電極13に印加する電圧を例
えば150V程度に下げることができるという利点があ
る。
尚、この第4図に示す構成においては、水平スリット1
1のみを分割して測管構造としたが、垂直スリット15
も同様にして分割し、水平スリット11及び垂直スリッ
ト15の双方を管構造とするようにしてもよい。
第6図は本発明の更に別の実施例を示したものであり、
スリット11の後方に、空気流を断続する空気21%続
ドラム30を設けるようにしている。
このドラム30としては、ff17図に示すように円筒
軸に沿った複数のスリットSLを形成したもの、あるい
は第8図に示すようにスパイラル状のスリットSLを形
成したものがあり、空気流は、これらドラム30の回転
軸31に設けられた孔からドラム30内に流入し、前記
スリットSLを通過することにより断続的に空気が供給
される。第7図のドラムを使用した場合、空気流は全て
の電極13部に対して同時に断続し、またff18図の
ドラムを使用した場合、空気流は各電極13部に順を追
ってシリアルに送出される。
第7図に示すドラムを用いる場合、円筒の直径を100
、長さを290cIIとし、この円筒面上に60度間隔
で幅2.61cRのスリットを形成した。
そしてこのドラムを1510rpnの回転数で回転した
ときの印字速度は300SPI  (SPOTPERI
NCH)で0.5インチ/sec (=1.27cs/
sec )であった。これら、円筒径、スリット幅、回
転数は要求される印字速度、解像度によって決定すれば
よい。
かかる空気流断続ドラムを設けた場合、空気を常時流す
のではなく、必要なときにのみ空気流を送ることが可能
になるので、電界によってインクを引き上げた直後に空
気流を噴出してインク滴を形成できるようになり、電界
によりインクを所定高さまで引き上げる途中に空気流の
影響を受けることが無くなり、均一径のインク滴を得る
ことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、静電力と空気流
を利用したインクジェット記録において、比較的簡単な
構成で記録紙幅全域に亘る印字を実現するとともに、イ
ンクを上昇によって供給し、該インクの供給方向と直交
する方向に流れる空気流によって該インクを切断するよ
うにしたのでインク噴射方向及び飛行粒子の乱れの無い
高品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例を示′1jIt18斜
視図、第2図は同実施例の概略断面図、第3図はこの発
明の第2の実施例を示す概略断面図、第4図はこの発明
の第3の実施例を示すmyis斜視図、第5図は同実施
例装置の一部製造過程を説明するための斜視図、第6図
はこの発明の第4の実施例を示す概略斜視図、vy7図
及びt58図は夫々同実施例に用いられる空気流断続ド
ラムの一例を示す斜視図、第9図は従来装置の一例を示
す概略断面図である。 1・・・ノズル、2・・・電極、3・・・インク吐出口
、10・・・記録紙、11・・・水平スリット、12.
14・・・基体、13・・・7t241,15・・・垂
直スリット、16・・・ポンプ、17・・・管路、18
・・・駆V」パルス印加手段、19・・・インク室、2
0・・・背面電極、21・・・壁、22・・・基板、3
0・・・空気流断続ドラム。 第1図 第2図 第3図 第4図 第8図 第9図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)記録紙幅に対応する長さを有し空気流が通過する
    水平スリットを形成するとともに、記録紙幅に対応する
    長さを有しインクを前記水平スリット高さまで供給する
    垂直スリットを前記水平スリットの下側に形成した基体
    と、 前記水平スリットに対して空気流を供給する空気供給手
    段と、 前記垂直スリットにインクを供給するインク供給手段と
    、 前記垂直スリットに対向すべく前記水平スリットの上面
    に該水平スリットの長さ方向に沿って並設される複数個
    の電極と、 画信号に応じてこれら複数個の電極に夫々前記垂直スリ
    ット内のインクを引き上げるための電圧を印加する電圧
    印加手段とを具えるインクジェット記録装置。
  2. (2)前記水平スリットは、複数の壁によって隔てられ
    、前記複数の電極単位に独立した複数の管構造となって
    いる特許請求の範囲第(1)項記載のインクジェット記
    録装置。
  3. (3)前記水平スリット及び垂直スリットは、複数の壁
    によって隔てられ、夫々前記複数の電極単位に独立した
    複数の管構造となっている特許請求の範囲第(1)項記
    載のインクジェット記録装置。
  4. (4)前記空気流供給手段は、前記水平スリットに対し
    て供給する空気流を断続する空気流断続手段を有する特
    許請求の範囲第(1)項記載のインクジェット記録装置
  5. (5)記録紙幅に対応する長さを有し空気流が通過する
    水平スリットを形成するとともに、記録紙幅に対応する
    長さを有しインクを前記水平スリット高さまで供給する
    垂直スリットを前記水平スリットの下側に形成した基体
    と、 前記水平スリットに対して空気流を供給する空気流供給
    手段と、 前記垂直スリットにインクを供給するインク供給手段と
    、 前記垂直スリットに対向すべく前記水平スリットの上面
    に該水平スリットの長さ方向に沿って並設された複数個
    の電極と、 画信号に応じてこれら複数個の電極に夫々前記垂直スリ
    ット内のインクを引き上げるための電圧を印加する電極
    印加手段と、 前記水平スリットの出口に対向して設けられる記録紙の
    背面に設けられ、前記インクの帯電極性と逆極性の電圧
    が印加される電極とを具えるインクジェット記録装置。
JP61270290A 1986-11-13 1986-11-13 インクジエツト記録装置 Expired - Fee Related JPH078566B2 (ja)

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