JPH02196661A - Ink recorder - Google Patents

Ink recorder

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Publication number
JPH02196661A
JPH02196661A JP1565689A JP1565689A JPH02196661A JP H02196661 A JPH02196661 A JP H02196661A JP 1565689 A JP1565689 A JP 1565689A JP 1565689 A JP1565689 A JP 1565689A JP H02196661 A JPH02196661 A JP H02196661A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
deflection
path
electrode
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1565689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Sakai
捷夫 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP1565689A priority Critical patent/JPH02196661A/en
Publication of JPH02196661A publication Critical patent/JPH02196661A/en
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  • Ink Jet (AREA)
  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインク記録装置に関し、特にインク噴射ヘッド
に−・定圧のインクを供給しインク噴射ヘッドにおいて
加圧インクに振動子で圧力振動を乗せて、この圧力振動
によりインク噴射ヘッドよりインクを粒子化して噴射し
、かつ、噴射するインク粒子を画信号に応じて荷電して
、荷電インク粒子を偏向電界で偏向させて、所定レベル
以上の偏向をしたインク粒子と所定レベル未満の偏向の
インク粒子の一方をガター・で捕獲して、他方を記録紙
に衝突させる。荷電偏向方式のインク記録装置に関す−
6゜ 〔従来の技術〕 この種のインク記録装置の代表的なものでは。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an ink recording device, and particularly to an ink recording device, in which ink is supplied at a constant pressure to an ink jet head, and a vibrator applies pressure vibrations to the pressurized ink in the ink jet head. Then, the ink particles are ejected from the ink ejection head by this pressure vibration, and the ejected ink particles are charged in accordance with the image signal, and the charged ink particles are deflected by a deflection electric field to achieve a deflection of more than a predetermined level. One of the ink particles having a deflection and the ink particles having a deflection below a predetermined level is captured by the gutter, and the other is caused to collide with the recording paper. Regarding charge deflection type ink recording device -
6゜ [Prior Art] This is a typical ink recording device of this type.

インク噴射ノズルと偏向電極の間に荷電電極が配設され
、インク噴射ノズルよりインクが粒子化するタイミング
で荷電電極に荷電電圧を印加する。
A charging electrode is disposed between the ink jetting nozzle and the deflection electrode, and a charging voltage is applied to the charging electrode at the timing when the ink is turned into particles from the ink jetting nozzle.

荷電電極とヘッド内インクとの間の電界により、インク
噴射ノズルより突出したインクの最先端に荷電電極極性
と逆極性の電荷が集中し、該突出したインクが粒子に分
離すると、インク粒子は該逆極性の電荷のみを担持する
(荷電)。荷電したインク粒子は、偏向電極間を通過す
る間に偏向電界を受けて偏向する。例えば非荷電又は低
レベル荷電のインク粒子がガターに衝突して、インク槽
に回収され、所定レベル以上に荷電したインク粒子がガ
ターの外を通過して記録紙に衝突する(記録)一方、光
照射を利用してインク粒子をヘッドから分離させる光照
射方式のインク記録装置もあり、これにおいては、例え
ば、記録ヘッドのインクにガラスプレートを介してレー
ザ光線を照射し、記録ヘッド内のレーザ光線が照射され
た部分にバブルを発生させる。バブルの発生した部分は
インクが加圧されるのでインクがヘッドより突出し、記
録紙に進む。
Due to the electric field between the charged electrode and the ink in the head, charges of opposite polarity to the charged electrode are concentrated at the leading edge of the ink protruding from the ink ejection nozzle, and when the protruding ink separates into particles, the ink particles Carrying only charges of opposite polarity (charge). The charged ink particles are deflected by a deflection electric field while passing between the deflection electrodes. For example, uncharged or low-level charged ink particles collide with the gutter and are collected in the ink tank, while ink particles charged to a predetermined level or higher pass outside the gutter and collide with the recording paper (recording). There are also ink recording devices that use light irradiation to separate ink particles from the head using irradiation. generates bubbles in the irradiated area. Since the ink is pressurized in the area where the bubble occurs, the ink protrudes from the head and advances to the recording paper.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

前述の荷電偏向方式のインク記録装置においては、荷電
電極がインク噴射ノズルと偏向電極の間の空間にあるの
で、インク噴射開始時や終了時に。
In the charge deflection type ink recording apparatus described above, the charge electrode is located in the space between the ink ejection nozzle and the deflection electrode, so when ink ejection starts or ends.

インク噴射速度が低いために荷電電極に衡突して荷ff
i電極を汚す。また、インク噴射によって生ずるインク
しぶきで荷電電極が汚れる。荷電電極がインクで濡れる
と、荷電電極の荷電特性が変動してインク粒子の荷電量
が不安定になったり、横並びの多数ドツトを実質上同時
に記録するマルチノズル記録の場合には、隣り合う荷電
電極間がインクで短絡されて所期の荷電が実現しなくな
る。また、マルチノズル記録では、荷電電極をインク噴
射ノズルとは独立に、インク噴射ノズルと偏向電極の間
の空間に配置し、1つのインク噴射ノズルより噴射した
インク粒子を1つの荷電電極(円筒形又は逆U字形)の
内空間を通過させなければならずしかも隣り合う荷電電
極間を絶縁しなければならないので、荷電電極の配列ピ
ッチを短くするのが難かしく、インク噴射ノズルを高密
度配列できない。
Because the ink ejection speed is low, it collides with the charging electrode and the charge ff
Contaminates the i-electrode. Furthermore, the charging electrode becomes dirty due to ink splashes caused by the ink jetting. When a charging electrode gets wet with ink, the charging characteristics of the charging electrode change and the amount of charge on the ink particles becomes unstable.In the case of multi-nozzle recording, in which many horizontal dots are recorded virtually simultaneously, adjacent charges may become unstable. The ink short-circuits the electrodes, making it impossible to achieve the desired charge. In addition, in multi-nozzle recording, a charged electrode is placed in the space between the ink ejecting nozzle and the deflection electrode independently of the ink ejecting nozzle, and ink particles ejected from one ink ejecting nozzle are transferred to one charged electrode (cylindrical). In addition, adjacent charging electrodes must be insulated, making it difficult to shorten the arrangement pitch of charging electrodes and making it impossible to arrange ink jet nozzles in high density. .

前述の光照射方式のインク記録装置では、レーザのパワ
ーで記録ヘッド内の光線が照射された部分のインクを加
熱してバブルを発生させるために、人出力のレーザ(N
2レーザ)が必要である。この出力は、例えば電子写真
記録で感光体の露光に使用する半導体レーザの露光パワ
ーの約2000倍の出力であり、−殻内な普及の見込み
はない。
In the above-mentioned light irradiation type ink recording apparatus, a human-powered laser (N
2 lasers) are required. This output is about 2,000 times the exposure power of a semiconductor laser used to expose a photoreceptor in electrophotographic recording, for example, and there is no hope that it will become widespread.

本発明は、低パワー光照射で高解像度かつ高速の記録を
しうるインク記Q装rlXを提供することを目的とする
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink recording device rlX that can perform high-resolution and high-speed recording with low-power light irradiation.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のインク記録装置は1表面(2)が導電性の透光
性の基体(1)、該表面(2)に接合した光電導体(3
,4)、光電導体(3,4)の表面に沿ったインク噴射
路(8bi)を形成した部材(8)、インク噴射路(8
bi)に基体(1)と共働して電界を形成する電ti(
7)、インク噴射路(8bi)にインクを供給するため
のインク流路(54)、およびインク流路(54)のイ
ンクに圧力振動を与える振動子(35)を含むインク記
録ヘッド(10) ;インク流路(54)に一定圧のイ
ンクを供給するインク供給手段(SO) ;インク記録
ヘッド(]0)の基体(1)表面(2)と電極(7)の
間に電圧を印加する荷電電圧電源回路(51) ;透光
性の基体(1)を通して光な導体(3,4)に、画像対
応の光を照射する光照射手段(30) ;インク噴射路
(8bi)の前方にあって、インク噴射路(8bi)か
ら噴射するインク粒子の飛行軌跡を間において対向する
偏向電極(36,37) ;偏向電極(36,37)間
に偏向電圧を与える偏向電圧電源回路(53) ;イン
ク噴射路(8bi)より噴射して偏向電極(313,3
7)間を通過したインク粒子の、偏向電極(36,37
)間の電界による偏向が所定値以上と所定値未満の一方
のものを捕獲するガター(3g) :を備える。なお、
カッコ内の記号は、図面に示し後述する実施例の対応要
素を示すものである。
The ink recording device of the present invention includes a light-transmitting substrate (1) having a conductive surface (2), and a photoconductor (3) bonded to the surface (2).
, 4), a member (8) forming an ink ejection path (8bi) along the surface of the photoconductor (3, 4), an ink ejection path (8bi);
bi), an electric field ti(
7), an ink recording head (10) including an ink flow path (54) for supplying ink to the ink ejection path (8bi), and a vibrator (35) that applies pressure vibrations to the ink in the ink flow path (54); ; An ink supply means (SO) that supplies ink at a constant pressure to the ink flow path (54) ; A voltage is applied between the surface (2) of the base (1) of the ink recording head (]0) and the electrode (7); Charging voltage power supply circuit (51); Light irradiation means (30) for irradiating image-compatible light to the optical conductors (3, 4) through the transparent substrate (1); In front of the ink jetting path (8bi); Deflection electrodes (36, 37) that face each other with the flight trajectory of ink particles ejected from the ink jet path (8bi) in between; a deflection voltage power supply circuit (53) that applies a deflection voltage between the deflection electrodes (36, 37); ; Ink is ejected from the ink ejection path (8bi) and the deflection electrode (313, 3
7) The deflection electrodes (36, 37)
) is provided with a gutter (3g) that captures deflection caused by the electric field between the two sides, which is either greater than or equal to a predetermined value or less than a predetermined value. In addition,
Symbols in parentheses indicate corresponding elements in the embodiments shown in the drawings and described below.

〔作用〕[Effect]

これによれば、光照射手段(30)が光電導体(3、4
)に光を照射すると、光電導体がこの光に対応してキャ
リア(電子および正孔)を発生し、このキャリアのうち
の、基体(1)表面(2)の電位極性(プラス)と逆極
性(マイナス)のキャリア(電子)が基体(1)表面(
2)に吸引されて、基体(1)表面(2)の電位極性と
同極性のキャリア(正孔)が、インク噴射路(8bi)
のインクに注入され、インク噴射路のインクが荷電する
。光照射がないときには、この荷電が実質上発生しない
ので、画像対応の光を光照射手段(30)が光電導体(
3,4)に照射することにより。
According to this, the light irradiation means (30) is connected to the photoconductor (3, 4).
), the photoconductor generates carriers (electrons and holes) in response to the light, and among these carriers, the potential polarity (positive) of the substrate (1) surface (2) is opposite to that of the substrate (1) and the surface (2). (minus) carriers (electrons) are transferred to the surface of the substrate (1) (
2), carriers (holes) having the same potential polarity as the potential polarity of the substrate (1) and surface (2) are drawn to the ink ejection path (8bi).
The ink in the ink ejection path is charged. When there is no light irradiation, this charge does not substantially occur, so the light irradiation means (30) emits light corresponding to an image onto the photoconductor (
3, 4).

画像対応の荷電がインク噴射路(8bi)のインクに形
成される。
An image-corresponding charge is formed on the ink in the ink jet path (8bi).

インク噴射路(8bi)のインクは、振動子(35)が
与える圧力振動の高ピーク点でインク噴射路(8bi)
から噴射してインク粒子となり、荷電をしたインク粒子
は偏向電極間の偏向電界の作用を受けて偏向し、荷電し
ていないインク粒子は直進する。
The ink in the ink jetting path (8bi) is discharged from the ink jetting path (8bi) at the high peak point of the pressure vibration given by the vibrator (35).
The charged ink particles are deflected by the deflection electric field between the deflection electrodes, while the uncharged ink particles travel straight.

例えば、光照射手段(30)をレーザ露光走査装置とし
、インク噴射路をその走査方向に沿って形成することに
より、1回の噴出で1走査線に相当するインクを噴出し
、1ライン記録をすることが可能である。
For example, by using a laser exposure scanning device as the light irradiation means (30) and forming an ink ejection path along the scanning direction, ink corresponding to one scanning line is ejected in one ejection, and one line recording is performed. It is possible to do so.

従がって本発明のインク記録装置によれば、インク記録
ヘッドと偏向電極の間の荷電電極が省略となり、しかも
、電子写真方式のレーザ露光走査と同様な低パワー光照
射でインク記録が可能であり、低パワー光照射で高解像
度かつ高速の記録をしうる。
Therefore, according to the ink recording device of the present invention, the charged electrode between the ink recording head and the deflection electrode is omitted, and ink recording can be performed using low power light irradiation similar to electrophotographic laser exposure scanning. This enables high-resolution and high-speed recording with low-power light irradiation.

本発明の他の目的および特徴は1図面を参照した以下の
実施例の説明により明らかになろう6〔実施例〕 第1図に本発明の一実施例の構成概要を示す。
Other objects and features of the present invention will become clear from the following description of an embodiment with reference to one drawing.6 [Embodiment] FIG. 1 shows an outline of the configuration of an embodiment of the present invention.

インク槽40のインクはポンプ42で吸引され加圧され
てアキュームレータ43に供給される。アキュームレー
タ43において、ポンプ42の吸引。
Ink in the ink tank 40 is sucked by a pump 42, pressurized, and supplied to an accumulator 43. In the accumulator 43, the pump 42 suctions.

吐出による圧力変動が吸収される。定圧力のインクは電
磁切換弁44を通してインク記録ヘッド1゜に供給され
る。ヘッド1oにおいては、レーザ走査装置30が照射
するレーザ光線(画信号が記録のときに光出射、非記録
のときには光出射なし)により、インクがプラス電位に
荷電される。光照射がないときには実質上荷電しない。
Pressure fluctuations due to discharge are absorbed. Ink at a constant pressure is supplied to the ink recording head 1° through the electromagnetic switching valve 44. In the head 1o, the ink is charged to a positive potential by a laser beam irradiated by the laser scanning device 30 (light is emitted when the image signal is recorded; no light is emitted when the image signal is not recorded). When there is no light irradiation, there is virtually no charge.

また、振動子の定周波数励振でインクに定周波数の圧力
変動が加えられる。これによりインク噴射ヘッド10の
インク噴射口より1主走査ラインに相当するインク粒子
が同時に噴射する。荷電インク粒子は偏向電極36と3
7との間の偏向電界で偏向を受けて、プラテン39に支
持された記録紙11に衝突する(記録)、非荷電インク
粒子は、非印写インク粒子捕獲用のガター38に衝突す
る。
Furthermore, constant frequency pressure fluctuations are applied to the ink by constant frequency excitation of the vibrator. As a result, ink particles corresponding to one main scanning line are simultaneously ejected from the ink ejection ports of the ink ejection head 10. The charged ink particles are connected to deflection electrodes 36 and 3.
The uncharged ink particles that are deflected by the deflection electric field between the recording paper 11 and the recording paper 11 supported by the platen 39 (recording) collide with the gutter 38 for capturing non-printing ink particles.

ガター38のインクはポンプ45で吸引されてインク槽
40に戻される。インク槽4oには、インクカートリッ
ジ41のインクが、インク槽4゜のインクレベルが一定
になるように、供給される。
Ink in the gutter 38 is sucked by a pump 45 and returned to the ink tank 40. Ink from the ink cartridge 41 is supplied to the ink tank 4o so that the ink level in the ink tank 4° is constant.

インク噴射停止のときは、まずポンプ42が消勢され1
次いで電磁切換弁8のソレノイドが消勢され、その後ポ
ンプ45が消勢される。電磁切換弁44はソレノイドの
消勢によりアキュームレータ43−ヘッド10間を遮断
に、またアキュムレータ43−インク槽40間を連通に
する。
When ink ejection is stopped, first the pump 42 is deenergized and the 1
Next, the solenoid of the electromagnetic switching valve 8 is deenergized, and then the pump 45 is deenergized. The electromagnetic switching valve 44 disconnects the accumulator 43 and the head 10 and communicates the accumulator 43 and the ink tank 40 by deenergizing the solenoid.

インク記録ヘッド10のへラドベース9上面には、レー
ザ光を受ける受光スリット9aが開けられており、ここ
に、レーザ露光走査装置3oがレーザ光を照射する。イ
ンク記録ヘッド1oの前面にはインク噴射を行なう噴射
口が、ヘッド1oの長手軸に沿って開けられており、そ
の前方に偏向電極36.37があり、偏向電極36.3
7の後方にガター38がある。
A light-receiving slit 9a for receiving laser light is provided on the top surface of the helad base 9 of the ink recording head 10, and a laser exposure and scanning device 3o irradiates the light-receiving slit 9a with the laser light. An ejection port for ejecting ink is opened on the front surface of the ink recording head 1o along the longitudinal axis of the head 1o.
There is a gutter 38 behind 7.

レーザ露光走査装置30は、いわゆるレーザプリンタに
用いられている公知のものであり、発振波1780±1
0 n+mのレーザダイオードを内蔵する光源15が発
した光が、第1シリンドリカルレンズ16を通して、次
に第1ミラー17で反射され。
The laser exposure scanning device 30 is a well-known device used in so-called laser printers, and has an oscillation wave of 1780±1.
Light emitted by a light source 15 incorporating a 0 n+m laser diode passes through a first cylindrical lens 16 and is then reflected by a first mirror 17 .

次にスフエリカルレンズ18を通して、回転多面鏡19
に照射される。回転多面*19は、モータ20で定速回
転駆動されて、照射光を反射する。
Next, through the spherical lens 18, the rotating polygon mirror 19
is irradiated. The rotating polygon *19 is rotated at a constant speed by a motor 20 and reflects the irradiated light.

多面鏡19の回転により、照射光を反射する鏡面の、−
照射光に対する角度が順次に大きくなり1図示例では、
360度/6の回転毎に照射光に対する鏡面が更新され
て、多面鏡19の反射光は繰り返して振られる(ライン
走査;主走査)0回転多面鏡19で反射された光は、第
2ミラーSMで反射され第2シリンドリカルレンズ21
を通して、記録ヘッド10の受光スリット9a内に進行
する。図示しない記録制御装置が、ライン走査の間、光
源15のレーザダイオードを、画信号(ライン内容ドツ
トの記録/非記録を示す信号)に対応してオン/オフし
て、光の照射、非照射を行なう、■ライン走査の区切り
(反射面の切換わりニラインの切換わり)を表わす光走
査ライン同期信号を得るため、ライン走査区間の外側に
ミラー22が配置されており、このミラー22で反射さ
れた光が、フォトセンサ23で検出されて、この検出信
号(露光走査同期信号)が記録制御装置に与えられる。
By rotating the polygon mirror 19, the -
As the angle with respect to the irradiation light increases sequentially, in the illustrated example,
The mirror surface for the irradiated light is updated every 360 degrees/6 rotations, and the reflected light from the polygon mirror 19 is repeatedly swung (line scanning; main scanning) The light reflected by the 0-rotation polygon mirror 19 is transferred to the second mirror. Reflected by the SM, the second cylindrical lens 21
The light passes through the light receiving slit 9a of the recording head 10. During line scanning, a recording control device (not shown) turns on/off the laser diode of the light source 15 in response to an image signal (a signal indicating recording/non-recording of line content dots) to determine whether light is irradiated or not. In order to obtain an optical scanning line synchronization signal representing the line scanning break (switching of the reflecting surface and switching of the second line), a mirror 22 is placed outside the line scanning section, and the light reflected by this mirror 22 is The detected light is detected by the photosensor 23, and this detection signal (exposure scan synchronization signal) is given to the recording control device.

記録装置は、プラテン39を定速度で紙送り(If定走
査駆動付勢する1以上の主走査(ライン走査)と副走査
(紙送り)により、紙の全面が記録走査される。
In the recording apparatus, the entire surface of the paper is scanned for recording by one or more main scans (line scans) and sub-scans (paper feeds) in which the platen 39 is fed at a constant speed (if constant scan drive is energized).

第2図に、インク記録ヘッド10のインク噴射部の拡大
横断面を、第3a図に、第2図の一点鎖線の円■Iで囲
んだ部位の拡大図を示す、第2図および第3a図を参照
してインク記録ヘッド1oの構造を説明すると、インク
記録ヘッド1oの上半体31にはへラドベース9が接着
されており、このヘッドベース9に、接着によりネサガ
ラス1が固着されている。ネサガラス1は、その表面に
透光性の導電層2を有する。
FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional view of the ink ejecting section of the ink recording head 10, FIG. To explain the structure of the ink recording head 1o with reference to the figure, a helad base 9 is adhered to the upper half 31 of the ink recording head 1o, and a Nesa glass 1 is fixed to this head base 9 by adhesive. . Nesa glass 1 has a transparent conductive layer 2 on its surface.

導電層2上には、共に有機光電導体である電荷発生層(
CGL)3および電荷移動層(CTL)4が接合されて
おり、電荷移動層4の表面が保護層(1’L)5で被覆
されている。ネサガラス1の導電層2が、電源回路51
のプラス出力端子に接続されている。
On the conductive layer 2, there is a charge generation layer (both of which are organic photoconductors).
CGL) 3 and a charge transfer layer (CTL) 4 are bonded together, and the surface of the charge transfer layer 4 is coated with a protective layer (1'L) 5. The conductive layer 2 of the Nesa glass 1 is the power supply circuit 51
is connected to the positive output terminal of the

インク記録ヘッド10の下半体6の、電荷発生!(CG
L)3および電荷移動層(C:TL)1.一対向する部
位には、電極(導電層)7が接合しており、この1!極
7上に、合成樹脂の、櫛刃状の多数のノズル隔壁8ai
が、レーザ走査方向に沿って100μピツチで形成され
ている。
Electric charge is generated in the lower half 6 of the ink recording head 10! (CG
L)3 and charge transport layer (C:TL)1. An electrode (conductive layer) 7 is bonded to one opposing portion, and this 1! On the pole 7, a large number of comb-like nozzle partition walls 8ai made of synthetic resin
are formed at a pitch of 100 μ along the laser scanning direction.

第3b図に、インク噴射隔壁8aiの外観を拡大して示
す。このノズル隔壁8aiは、下半体6および電極7の
全表面に絶縁性の抗エツチング被覆(レジスト層)を施
し、そして電t!i 7表面に合成衝脂シート(8)を
接合して、エツチングによりシート(8)を、100μ
ピツチで、電極7が露出するまで蝕刻して形成したもの
である。ノズル隔壁8aiが光電導体(3,4)に対向
して、光電導体と共に隣り合うノズル隔壁(8ai)の
間に、インク噴射路8biを区画している。インク記録
ヘッド10のインク流路54に供給された加圧インクは
このインク噴射路8biに至り、そこから噴射する。
FIG. 3b shows an enlarged appearance of the ink ejection partition wall 8ai. This nozzle partition wall 8ai has an insulating anti-etching coating (resist layer) applied to the entire surface of the lower half body 6 and the electrode 7, and the electric t! A synthetic resin sheet (8) is bonded to the surface of i 7, and the sheet (8) is etched to a thickness of 100 μm.
It is formed by etching in pitch until the electrode 7 is exposed. Nozzle partition walls 8ai face the photoconductors (3, 4), and together with the photoconductors, define ink ejection paths 8bi between adjacent nozzle partition walls (8ai). The pressurized ink supplied to the ink flow path 54 of the ink recording head 10 reaches this ink ejection path 8bi and is ejected from there.

ヘッドベース9には、ネサガラスlを通して、インク噴
射路8biの真上の有機光電導体(3゜4)にレーザを
照射するための受光スリット9aが開けられている。イ
ンク噴射路8biの直径は100μで、インク噴射路8
biの配列長(主走査方向の長さ)は210+wn+で
ある。
The head base 9 has a light receiving slit 9a for irradiating a laser beam onto the organic photoconductor (3°4) directly above the ink jetting path 8bi through the Nesa glass l. The diameter of the ink jetting path 8bi is 100μ;
The array length of bi (length in the main scanning direction) is 210+wn+.

多面jii19によって投射されたレーザ光線は、ネサ
ガラス1に照射され、それを通過して電荷発生層(CG
L)3に至り、この照射により、電荷発生層3に光キャ
リア(正孔と電子)が発生する。導電層2がプラス電位
であるので、電荷発生層3で発生した電子は、導電J’
l12の正孔と中和して消滅する。一方、電荷発生層3
で発生した正孔は電荷移動層(CTL)4の中を移動し
、保護膜(PL)5を通過して、インク噴射路8biの
インク内に注入される。
The laser beam projected by the multifaceted JII 19 is irradiated onto the Nesa glass 1, passes through it, and forms the charge generation layer (CG).
L) 3, and this irradiation generates photocarriers (holes and electrons) in the charge generation layer 3. Since the conductive layer 2 has a positive potential, the electrons generated in the charge generation layer 3 have a conductive J'
It neutralizes with the hole of l12 and disappears. On the other hand, charge generation layer 3
The holes generated move in the charge transfer layer (CTL) 4, pass through the protective film (PL) 5, and are injected into the ink in the ink ejection path 8bi.

この時、電荷発生層3で発生した正孔が高速でインク噴
射路8biのインクに移動するように、電荷発生層3中
のCGM、電荷移動層4中のドナーI、インク中のドナ
ーI1.のそれぞれのイオン化ポテンシャルエネルギー
(rp)である、CGM−u’、 ドナー(I)I p
、  ドナー(IT)IPを。
At this time, the CGM in the charge generation layer 3, the donor I in the charge transfer layer 4, the donor I1 in the ink, and the donor I1. The respective ionization potential energies (rp) of CGM-u′, donor (I) I p
, Donor (IT) IP.

CGV I P>ドナー(T)IP>ドナー(II)r
pになるように各材料を選択している。
CGV IP > Donor (T) IP > Donor (II) r
Each material is selected so that p.

第4a図、第4b図および第4c図に、上述のように選
択したCGM、 ドナー(I)、およびドナー(■)の
分子構造式とイオン化ポテンシアルエネルギーIFの値
を示す。
Figures 4a, 4b, and 4c show the molecular structural formulas and values of ionization potential energy IF of CGM, donor (I), and donor (■) selected as described above.

電荷発生層3は、CGMとバインダー樹脂を、電荷移動
層4は、ドナー(1)とバインダー樹脂を、適当な溶剤
に分散し、乾燥膜厚を、電荷発生層3は<0.3μに、
電荷移動層4は1μに、それぞれスプレーコートするこ
とで形成している。
The charge generation layer 3 is made by dispersing CGM and a binder resin, and the charge transfer layer 4 is made by dispersing the donor (1) and a binder resin in a suitable solvent, and the dry film thickness is made to be <0.3μ.
The charge transfer layer 4 is formed by spray coating to a thickness of 1 μm.

電荷移動層4は、CG Mがインクの溶剤に可溶である
ため保:X!1層が必要であり、薄い(0,3μ)保護
膜(PL)5を均一にコーティングするための下引き層
として必要である。
Since CGM is soluble in the ink solvent, the charge transfer layer 4 has a high resistance to X! One layer is required as an undercoat layer to uniformly coat the thin (0.3μ) protective film (PL) 5.

保護層5の材質は、正孔をブロックしたり、トラップし
たりしないようにポリアミド櫂脂としている。
The material of the protective layer 5 is polyamide resin so as not to block or trap holes.

インクの溶剤は、正孔の横方向への広がりを阻止するた
めに高抵抗の必要があり、m子写真の湿式15′l像剤
として一般的に使用されている石油系の溶剤である。ア
イソバールG 、 H、Lを用いた。色材としては、染
料ダイレクトブラック#19が適当で、含有量は10(
nu%〕が良い、インクには、他に、ドナー(II )
を10[nt%〕分散させている。
The ink solvent needs to have high resistance in order to prevent holes from spreading in the lateral direction, and is a petroleum-based solvent that is commonly used as a wet 15'l imager for m-photography. Isovar G, H, and L were used. Dye Direct Black #19 is suitable as a coloring material, with a content of 10 (
In addition, the ink also contains donor (II).
is dispersed at 10 [nt%].

ネサガラス1の導電層2の電位は、+1.Qkvであり
、電極7の電位は、0.0kv である(すなわち、接
地である)、2−7間の距離は0.1wmであるので、
この電位差により、両極間に1.0/10’(V/■]
の電界が加ねる。光照射により、i!生ずる正孔の数は
、約1/10? (クーロン/C■2〕である。
The potential of the conductive layer 2 of the Nesa glass 1 is +1. Qkv, the potential of electrode 7 is 0.0kv (that is, it is grounded), and the distance between 2 and 7 is 0.1wm, so
Due to this potential difference, 1.0/10' (V/■]
electric field is applied. By light irradiation, i! The number of holes generated is about 1/10? (Coulomb/C■2).

100μ×100μ(1画素の面積に相当)では1/1
0”〔クーロン〕であり、これが100μ立方(1画素
分のインクff1)から形成された半径62μ(100
μ立方=4/3πr1故にr=62μ)のインク滴の全
電荷量である。
100μ x 100μ (equivalent to the area of 1 pixel) is 1/1
0" [coulomb], which is a radius of 62 μ (100
The total charge amount of the ink droplet is μcubic=4/3πr1, so r=62μ).

10[nt%]のドナーを含有する油性インク中の正孔
の移動度μは、 1/10@(cm2/VSIであるの
で、インク中の正孔の速度Vは ■=μE = 1/10” X 10’ = 1/10
’ (cII/slである。レーザ露光走査装置30に
より1ラインがスキャンされる時間、1 (m 5ec
)間に、この正孔が移動する距離Xは、 x = v t = 1/10” X l/10”=1
/10’  (am) =1/10’  (mm) である、すなわち、電荷移動層4から、インク噴射路8
aiのインク中に注入された正孔が、その下部の電極7
に達する前に、1ラインのスキャンを終了する。
The mobility μ of holes in an oil-based ink containing 10 [nt%] of donors is 1/10 @ (cm2/VSI, so the velocity V of holes in the ink is ■ = μE = 1/10 "X 10' = 1/10
' (cII/sl. Time for one line to be scanned by the laser exposure scanning device 30, 1 (m 5ec
), the distance X that this hole moves between is x = v t = 1/10" X l/10" = 1
/10' (am) = 1/10' (mm), that is, from the charge transfer layer 4 to the ink ejection path 8
The holes injected into the ink of ai are connected to the lower electrode 7.
Finish scanning one line before reaching .

1ラインのスキャンが終わると1次のスキャンが始まる
前に、記録ヘッドlOのバイモルフピエゾ素子でなる振
動子35に励振電圧が印加される。
After one line of scanning is completed and before the first scan begins, an excitation voltage is applied to the vibrator 35 made of a bimorph piezo element of the recording head IO.

振動子35はパルス電圧が印加されるとインク流路54
側に膨らんで(反り返って)、インク流路54のインク
を加圧する。この圧力がインク噴射路8aiのインクに
伝播してそれが噴射する。すなわちl主走査ラインに相
当するインクが、各々のインク噴射路(8ai)より同
時に噴射する。
The vibrator 35 opens the ink flow path 54 when a pulse voltage is applied.
It swells (curves) to the side and pressurizes the ink in the ink flow path 54. This pressure propagates to the ink in the ink ejection path 8ai, and the ink is ejected. That is, ink corresponding to l main scanning lines is simultaneously ejected from each ink ejection path (8ai).

この時に噴射するインク(−ライン分、21010.1
=2100個)は、レーザ照射部の荷電インクとレーザ
非照射部の非荷電インクの両方がある。
Ink to be ejected at this time (-line, 21010.1
= 2100 pieces) includes both charged ink in the laser irradiated area and uncharged ink in the non-laser irradiated area.

振動子35に印加される電圧は、l主走査ラインのスキ
ャン終了ごとにオン/オフする定周期のパルスであり、
振動子35は、ある極性の電圧が印加されるとインク流
路54側に膨出するように反り返ってインクを加圧し、
該電圧が無くなるか逆極性の電圧が加わるとインク流路
54の外方に反り返って(逆反り返りして)インク流路
54のインク圧を下げる。レーザ露光走査の繰り返しと
振動T−35の励振によるインク噴射路8aiのインク
圧との関係を第5図に示す。
The voltage applied to the vibrator 35 is a constant-period pulse that turns on and off every time one main scanning line finishes scanning.
When a voltage of a certain polarity is applied, the vibrator 35 bends back to bulge toward the ink flow path 54 and pressurizes the ink.
When the voltage disappears or a voltage of the opposite polarity is applied, the ink flow path 54 is bent outward (reversely warped) and the ink pressure in the ink flow path 54 is lowered. FIG. 5 shows the relationship between the repetition of laser exposure scanning and the ink pressure in the ink jetting path 8ai due to the excitation of the vibration T-35.

インク噴射路8atより噴射したインクは、−1,(i
(kv1電位が印加された偏向電極36と接地された偏
向電極37の間を通過する。偏向電ff13Gと37の
間隙は8(l〕であるので、この間には。
The ink jetted from the ink jetting path 8at is -1, (i
(It passes between the deflection electrode 36 to which the kv1 potential is applied and the grounded deflection electrode 37. The gap between the deflection electrodes ff13G and 37 is 8 (l), so between them.

E = 2 X to’  (V/+)の電界がある。There is an electric field of E = 2X to' (V/+).

偏向電Fi3G−37間で、インク噴射路8aiの1つ
から噴射したインク粒子(1画素:lドツト)が受ける
力Fは、 F = q E =1/10”  X2X10’ =2
/10’ (N)である。
The force F that an ink droplet (1 pixel: l dot) ejected from one of the ink ejection paths 8ai receives between the deflection electrodes Fi3G-37 is as follows: F = q E = 1/10"X2X10' = 2
/10' (N).

荷電インク粒子の飛翔速度を5〔■へ〕とすると、イン
ク飛行方向の長さ10(ms)の偏向電極36゜37間
を、  t =2/10’ (see)で通り抜ける。
When the flying speed of the charged ink particles is set to 5 [toward ■], the charged ink particles pass between the deflection electrodes 36° and 37 having a length of 10 (ms) in the ink flight direction at t = 2/10' (see).

荷電インク粒子が、偏向電極36.37間で受ける力F
=2/10” (N)によって、偏向方向に生じる加速
度αは、インクの比重を1とすると a=F/m=2/10 (Nl ’ /l/10’ (
k g)=2xlo’  (鵬/5ecl であり、偏向電極36.37間を飛翔する間に、Y =
 1/2・αt’ =1/2・2 X 103・(2/
10’ )2=4/103(ml 103(+*) 上方に偏向することになる。さらに偏向電極36゜37
間を通過してから記録紙11までの距離は10〔■〕あ
り、荷電インク粒子がこの間を飛翔するのにしa=2/
10” (諺5ee)の時間を要し、偏向電極板36.
37を通過後のY軸上方向(偏向方向)に移動する速度
vyは、 V y = (X t =2XIO’ 4/10”=4
〔脂へec) であるので、 Ya=Vy  ・しa=4X2/10’  =8/10
’  (m)  =  8  (w*)だけ、偏向電極
36.37を通過後に、Y軸方上向(偏向方向)への移
動をする。すなわち、ヘッド10のインク噴出方向の軸
より、偏向方向に12(im〕移動した位置で、記録紙
11に到達する。
The force F that the charged ink particles experience between the deflection electrodes 36,37
= 2/10'' (N), the acceleration α generated in the deflection direction is a = F/m = 2/10 (Nl'/l/10' (
kg) = 2xlo' (Peng/5ecl), and while flying between the deflection electrodes 36.37, Y =
1/2・αt' = 1/2・2 X 103・(2/
10')2=4/103(ml 103(+*) will be deflected upward.Furthermore, the deflection electrode 36°37
The distance from passing through the gap to the recording paper 11 is 10 [■], and since the charged ink particles fly between this gap, a=2/
10" (5ee) of time and the deflection electrode plate 36.
The speed vy of moving in the Y-axis upward direction (deflection direction) after passing through 37 is V y = (X t = 2XIO'4/10'' = 4
[EC to fat] Therefore, Ya=Vy ・Sya=4X2/10' =8/10
' After passing through the deflection electrodes 36 and 37 by (m) = 8 (w*), it moves upward in the Y-axis direction (deflection direction). That is, the ink reaches the recording paper 11 at a position moved by 12 (im) in the deflection direction from the axis of the ink ejection direction of the head 10.

非荷電インクは、偏向電極板36.37間を通過したと
きに、偏向されずにインク噴出方向の軸に沿って直進す
る。
When the uncharged ink passes between the deflection electrode plates 36 and 37, it is not deflected and travels straight along the axis of the ink ejection direction.

すなわち、各々のインク噴射路8atより噴射したイン
ク粒子は、偏向電極36.37間を通過する間に、荷電
インク粒子と非荷電インク粒子とが飛行方向が分かれて
、非荷電インク粒子は記録紙11に到達する前に、記録
紙11の手前に設置されたガター38によって捕獲され
、荷電インク粒子は、このガター38の上方を通過して
記録紙11に衝突する。
That is, while the ink particles ejected from each ink ejection path 8at pass between the deflection electrodes 36 and 37, the flight direction of the charged ink particles and the non-charged ink particles are separated, and the non-charged ink particles are directed toward the recording paper. 11, the charged ink particles are captured by a gutter 38 installed in front of the recording paper 11, pass above this gutter 38, and collide with the recording paper 11.

以上の通り、本実施例によれば、半導体レーザ光線によ
ってヘッド先端の各インク噴射路のインクへの電荷の注
入を制御し、インクの荷電/非荷電をするので、ヘッド
前方に各ノズル個々にインク荷ff1l!極を設置する
必要がなく、ヘッド内のノズルの数を2000個程度1
増やして、記録を行なうことができる。レーザ露光走査
装置を上述のように用いる場合でも、その光パワーは、
電子写真方式のレーザプリンタの半導体レーザ出力程度
で十分である。光照射手段としては、このようなレーザ
露光走査装置の外に1例えば原稿画像を1ライン分同時
に投影するスリット露光光学系を用いることができる。
As described above, according to this embodiment, the injection of charge into the ink in each ink jetting path at the tip of the head is controlled by a semiconductor laser beam, and the ink is charged/uncharged, so that each nozzle is individually placed in front of the head. Ink load ff1l! There is no need to install poles, and the number of nozzles in the head can be reduced to about 20001
You can increase the number and record. Even when using a laser exposure scanning device as described above, its optical power is
The semiconductor laser output of an electrophotographic laser printer is sufficient. As the light irradiation means, for example, a slit exposure optical system that simultaneously projects one line of the original image can be used in addition to such a laser exposure scanning device.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

いずれにしても本明によれば、ヘッド外の荷電電極が省
略となり、記録ライン方向に高密度のドツト記録を行な
うことができ、また、レーザ露光走査装置を用いる場合
でも、その光パワーを格別に高くする必要はなく、低パ
ワー光照射で高解像度かつ高速の記録をしうる。
In any case, according to the present invention, a charged electrode outside the head can be omitted, high-density dot recording can be performed in the recording line direction, and even when a laser exposure scanning device is used, the optical power can be exceptionally high. High resolution and high speed recording can be achieved with low power light irradiation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例の構成概略を示す斜視図で
ある。 第2図は、第1図のインク記録・\ツドlOをII−I
I線で切断した拡大断面図である。 第3a図は、第2図に2点鎖線九■で示す部位の拡大断
面図である。 第3b図は、インク記録ヘッド10の下半体6の先端部
のインク噴射路8aiの拡大斜視図である。 第4a図は、第3図に示す電荷発生層3の成分の分子構
造を示す平面図である。 第4b図は、第3図に示す電荷移動層4の成分の分子構
造を示す平面図である。 第4c図は、インクに含まれる成分の分子構造を示す平
面図である。 第5図は、第1図に示すインク記録装置の、レーザ露光
走査と振動子35により加えられるインク圧m動との関
係を示すタイムチャートである。 l:ネサガラス(透光性の基体)2:導電m<表面)3
:電荷発生層       4:1!荷移動層(3,4
:光電導体)5:保護[6二下半体 7二電11(電極)       8:シ一ト8ai:
ノズル隔壁      8bi :インク噴射路(イン
ク噴射路)9:ヘッドベース      9a:受光ス
リット10:インク記録ヘッド    ll:記録紙1
5:光源         16:第1シリンドリカル
レンズ17:第1ミラー        18ニスフェ
リカルレンズ19:多面鏡         20;モ
ータS上第2ミラー        21:第2シリン
ドリカルレンズ22:ミラー         23:
フオトセンサ30;レーザ露光走査装置(光照射手段)
31:上半体        32:振動板33.34
:バイモルフピエゾ素子35:振動子(振動子)36.
37 :偏向電極(偏向電極)38ニガター(ガター)
39ニブラテン       40:インク槽41:イ
ンクカートリッジ   42:ポンプ43:フキュムレ
ータ     44:電磁切換弁45:ポンプ    
   50:インク供給装置(インク供給手段)51;
電源回路(荷titt圧電源回路)52:励振回路  
      53:電源回路(偏向電圧電源回路)54
:インク流路(インク流路) %4a図 ′9Jt、b図
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention. Figure 2 shows the ink recording of Figure 1 as II-I.
FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along the I line. FIG. 3a is an enlarged sectional view of the portion indicated by the two-dot chain line 9■ in FIG. FIG. 3b is an enlarged perspective view of the ink ejection path 8ai at the tip of the lower half 6 of the ink recording head 10. FIG. FIG. 4a is a plan view showing the molecular structure of the components of the charge generation layer 3 shown in FIG. 3. FIG. FIG. 4b is a plan view showing the molecular structure of the components of the charge transfer layer 4 shown in FIG. 3. FIG. FIG. 4c is a plan view showing the molecular structure of components contained in the ink. FIG. 5 is a time chart showing the relationship between laser exposure scanning and ink pressure m movement applied by the vibrator 35 in the ink recording apparatus shown in FIG. l: Nesa glass (transparent substrate) 2: conductivity m<surface) 3
: Charge generation layer 4:1! Cargo transfer layer (3,4
: Photoconductor) 5: Protection [6 2 Lower half 7 2 Electric 11 (electrode) 8: Sheet 8ai:
Nozzle partition wall 8bi: Ink ejection path (ink ejection path) 9: Head base 9a: Light receiving slit 10: Ink recording head ll: Recording paper 1
5: Light source 16: First cylindrical lens 17: First mirror 18 Nisferical lens 19: Polygon mirror 20; Second mirror on motor S 21: Second cylindrical lens 22: Mirror 23:
Photo sensor 30; laser exposure scanning device (light irradiation means)
31: Upper body 32: Vibration plate 33.34
: Bimorph piezo element 35 : Vibrator (vibrator) 36.
37: Deflection electrode (deflection electrode) 38 Nigata (gutter)
39 Nibraten 40: Ink tank 41: Ink cartridge 42: Pump 43: Fucumulator 44: Solenoid switching valve 45: Pump
50: Ink supply device (ink supply means) 51;
Power supply circuit (load pressure power supply circuit) 52: Excitation circuit
53: Power supply circuit (deflection voltage power supply circuit) 54
: Ink flow path (ink flow path) %4a figure '9Jt, b figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 表面が導電性の透光性の基体、該表面に接合した光電導
体、該光電導体の表面に沿ったインク噴射路を形成した
部材、該インク噴射路に前記基体と共働して電界を形成
する電極、前記インク噴射路にインクを供給するための
インク流路、および該インク流路のインクに圧力振動を
与える振動子を含むインク記録ヘッド; 前記インク流路に一定圧のインクを供給するインク供給
手段; 前記インク記録ヘッドの基体表面と前記電極の間に電圧
を印加する荷電電圧電源回路; 前記透光性の基体を通して前記光電導体に、画像対応の
光を照射する光照射手段; 前記インク噴射路の前方にあって、インク噴射路から噴
射するインク粒子の飛行軌跡を間において対向する偏向
電極; 偏向電極間に偏向電圧を与える偏向電圧電源回路; 前記インク噴射路より噴射して前記偏向電極間を通過し
たインク粒子の、偏向電極間の電界による偏向が所定値
以上と所定値未満の一方のものを捕獲するガター; を備えるインク記録装置。
[Scope of Claims] A light-transmitting substrate with an electrically conductive surface, a photoconductor bonded to the surface, a member forming an ink jetting path along the surface of the photoconductor, and a member having an ink jetting path coexisting with the substrate. an ink recording head including an electrode that acts to form an electric field, an ink flow path for supplying ink to the ink ejection path, and a vibrator that applies pressure vibrations to the ink in the ink flow path; an ink supply means for supplying ink at a pressure; a charging voltage power supply circuit that applies a voltage between the substrate surface of the ink recording head and the electrode; irradiating light corresponding to an image onto the photoconductor through the transparent substrate; a light irradiation means for emitting light; a deflection electrode located in front of the ink ejection path and facing each other with a flight trajectory of ink particles ejected from the ink ejection path therebetween; a deflection voltage power supply circuit that applies a deflection voltage between the deflection electrodes; An ink recording apparatus comprising: a gutter that captures ink particles ejected from a path and passed between the deflection electrodes whose deflection due to an electric field between the deflection electrodes is either greater than or equal to a predetermined value or less than a predetermined value.
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