JPH03184855A - Non-contact type recording device - Google Patents

Non-contact type recording device

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Publication number
JPH03184855A
JPH03184855A JP32476889A JP32476889A JPH03184855A JP H03184855 A JPH03184855 A JP H03184855A JP 32476889 A JP32476889 A JP 32476889A JP 32476889 A JP32476889 A JP 32476889A JP H03184855 A JPH03184855 A JP H03184855A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
ejection
gas flow
temperature
recording device
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
JP32476889A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Horiie
正紀 堀家
Takashi Kimura
隆 木村
Akira Oyamaguchi
大山口 章
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP32476889A priority Critical patent/JPH03184855A/en
Publication of JPH03184855A publication Critical patent/JPH03184855A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(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】 プリンター、FAX等の記録エンジンに適用されるもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention is applied to recording engines such as printers and fax machines.

従来技術 従来技術としては、米国特許第3790703号明細書
、特開昭63−57248号公報、特開昭63−122
553号公報などがある。米国特許第3790703号
明細書には、オリフィスとオリフィス近傍に設けたスイ
ッチング加熱手段と、エアー流により吐出インクを印写
面に運ぶ構成が開示されているが、加熱手段を加熱ON
L、ていないときは、オリフィス先端部でインクが固化
して目詰り状態が発生する様なエアー温度の設定は特に
示されてない。また、加圧ガスがインクを吐出さすため
の力として十分作用する構成になっていない。さらに、
オリフィスから吐出したインクが飛散して解像が上がら
ないばかりでなく、記録媒体の温度や粘度特性と加圧ガ
スの温度との関係については何も触れていない。
Prior Art Conventional technologies include US Pat.
There are publications such as Publication No. 553. U.S. Pat. No. 3,790,703 discloses an orifice and a switching heating means provided near the orifice, and a configuration in which the ejected ink is conveyed to the printing surface by an air flow.
L. If not, there is no specific setting of the air temperature that would cause the ink to solidify at the tip of the orifice and cause a clogging condition. Further, the configuration is not such that the pressurized gas acts sufficiently as a force for ejecting ink. moreover,
Not only does the ink ejected from the orifice scatter, resulting in poor resolution, but there is no mention of the relationship between the temperature and viscosity characteristics of the recording medium and the temperature of the pressurized gas.

このため、大きい加熱パワーが必要であり、環境温度条
件により印写特性が大きく変化し、信頼性において問題
があった。
For this reason, a large heating power is required, the printing characteristics change greatly depending on the environmental temperature conditions, and there are problems in reliability.

また、特開昭63−57248号公報には、ノズル口近
傍に設けた加熱手段によりインクの表面張力や粘度を低
下させ、静電吸引力により吐出を出やすくしている点は
開示されているが、相変化インクを利用したものではな
い。
Furthermore, JP-A No. 63-57248 discloses that a heating means provided near the nozzle opening lowers the surface tension and viscosity of the ink, making it easier to eject the ink using electrostatic suction force. However, it does not utilize phase change ink.

また、特開昭63−122553号公報には、静電気力
で吐出させ、飛翔中にエアーに乗せて印字スピードを上
げるもので、マルチの構成については開示されているが
、相変化インクを利用したものではない。
Additionally, Japanese Patent Laid-Open No. 63-122553 discloses a multi-layer structure in which the printing speed is increased by ejecting the ink using electrostatic force and carrying it in the air during flight. It's not a thing.

上記2件の公開公報のものは、従来の静電吸引方式の改
良であって、相変化を吐出原理に利用したものでなく、
放置時の目詰りや紙面への付着イ3− ンクのにじみ、ドツト径の変形等画質低下の問題を残し
ている。又、高電圧のスイッチングが必要で集積化やコ
ストの点においても問題がある。
The above two publications are improvements to the conventional electrostatic suction method, and do not utilize phase change as the discharge principle.
There are still problems with image quality deterioration such as clogging when left unused, ink smearing on the paper surface, and deformation of dot diameter. Furthermore, high voltage switching is required, which poses problems in terms of integration and cost.

且−一的一 本発明は、上述のごとき欠点を解決するためになされた
もので、コピア−、プリンター等、記録部エンジンにお
いて、特に、カラー化やディジタル記録を可能にするも
ので、普通紙記録に有利な記録装置を提供することを目
的とする。又、非接触記録で直接像形成が可能であるた
め、装置の耐久性や信頼性が上がり、小型でコンパクト
な記録装置が可能となる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and is particularly designed to enable color printing and digital recording in the recording engine of copiers, printers, etc. The object is to provide a recording device that is advantageous for recording. Furthermore, since direct image formation is possible with non-contact recording, the durability and reliability of the apparatus are increased, and a small and compact recording apparatus becomes possible.

又、相変化を利用するインクであり、放置時の乾燥目詰
りという従来の水性インクを利用した各種方式の大きい
問題を根本的に解決すること。さらに、紙粉等のノズル
面への付着により、噴射方向変化等、画質低下という信
頼性の問題を原理的に解決することを目的とする。
In addition, the ink utilizes phase change and fundamentally solves the major problem of various methods using conventional water-based inks, such as dry clogging when left unused. Furthermore, it is an object of the present invention to theoretically solve the reliability problem of image quality deterioration due to changes in ejection direction due to paper dust or the like adhering to the nozzle surface.

又、噴射OFF後のインク領域の下部のみに加熱ヒータ
ーを設け、エアー中にさらすヒーター面− 積を極力小さくして加熱時の熱損失を押えることを目的
としている。さらに、吐出記録媒体が気体流中に十分乗
る構成とし、印写ドツトが広がらずに高解像度の画像を
得ることを目的とする。
In addition, a heating heater is provided only in the lower part of the ink area after injection is turned off, and the heater surface area exposed to air is made as small as possible to suppress heat loss during heating. Another object of the present invention is to provide a configuration in which the ejected recording medium is sufficiently placed in the gas flow to obtain a high-resolution image without spreading the printed dots.

さらに、吐出インクの立上がり、立下がりの応答性を上
げ、吐出停止時のインクの切れを良くした高速化の達成
、それと同時に飛翔中のインクの拡散を押えて高解像度
の画質を得ることを目的とする。
Furthermore, the aim is to achieve high speed by increasing the responsiveness of the rise and fall of ejected ink and to improve the cutting of ink when ejection stops, and at the same time to obtain high resolution image quality by suppressing the dispersion of ink during flight. shall be.

碧ニーー戒。Aoi Nee Kai.

本発明は、上記目的を達成するために、(1)常温で固
体、加熱することによって溶融する高温溶融インクを用
いた非接触型記録装置において、気体流路に対してイン
ク吐出ノズル又はスリット開口を設定し、吐出口インク
を気体流で固化し、吐出部加熱手段によるインク溶融の
制御により記録する装置であって、吐出用供給インクを
加圧し、かつ、吐出部加熱手段の制御周波数に同期した
圧力変動を与えること、或いは、(2)常温で固体、加
熱することによって溶融する高温溶融インクを5− 用いた非接触型記録装置において、気体流路に対してイ
ンク吐出ノズル又はスリット開口を設定し、吐出口イン
クを気体流で固化し、吐出部加熱手段によるインク溶融
の制御により記録する装置であって、インク吐出部に設
けた電極と印写面側に設けた電極間に静電界を与え、か
つ吐出部加熱手段の制御周波数に同期した電界強度変化
を与えることを特徴としたものである。以下1本発明の
実施例に基づいて説明する。
In order to achieve the above objects, the present invention provides (1) a non-contact recording device using high-temperature melting ink that is solid at room temperature and melts when heated, and in which an ink discharge nozzle or slit opening is connected to a gas flow path; is set, solidifies the ejection port ink with a gas flow, and records by controlling the ink melting by the ejection section heating means, which pressurizes the ink supplied for ejection and synchronizes with the control frequency of the ejection section heating means. (2) In a non-contact recording device using high-temperature melting ink that is solid at room temperature and melts when heated, an ink discharge nozzle or slit opening is connected to the gas flow path. This is a device that records by setting the ejection port, solidifying the ink with a gas flow, and controlling the melting of the ink by the ejection portion heating means. The present invention is characterized in that it provides a change in electric field intensity that is synchronized with the control frequency of the discharge section heating means. An explanation will be given below based on one embodiment of the present invention.

ここで使用する相変化する高温溶融インク(記録媒体)
とは、ワックス等を主成分とするもので、少なくとも常
温で固体化し、常温以上に融点をもつもので、例えば、
50℃以上で溶解して、粘度低下する特性であれば良い
Phase-changing high-temperature melting ink used here (recording medium)
is a substance whose main component is wax etc., which solidifies at least at room temperature and has a melting point above room temperature, such as:
Any property is acceptable as long as it melts at 50° C. or higher and reduces viscosity.

例として、温度に対して粘度変化を示す記録媒体の特性
を第9図に示す。50℃〜60℃以下の常温では固体化
しくA領域)、80℃以上の高温になれば、500cp
以下の低粘度液体(C領域)となり吐出に十分な低抵抗
となる。又、その中間(B領域)は吐出口まで供給する
に十分な粘度で− あり、少なくともこのB領域以上の温度のPreHea
tしてやれば良いことになる。
As an example, the characteristics of a recording medium that exhibits viscosity changes with respect to temperature are shown in FIG. At room temperature below 50℃~60℃, it will solidify (A area), but at high temperature above 80℃, it will become 500cp.
The liquid becomes a low viscosity liquid (region C) with a sufficiently low resistance for ejection. In addition, the intermediate region (B region) has sufficient viscosity to be supplied to the discharge port, and PreHea at a temperature at least equal to or higher than this B region
It will be a good thing if you do it.

以上の記録媒体の特性を利用した記録原理について以下
に記載する。エアー等の気体流を例えばLolI/s以
上のスピードで連続的に流しておく。
The recording principle using the above characteristics of the recording medium will be described below. A gas flow such as air is caused to flow continuously at a speed of, for example, LoI/s or higher.

これに対し、スリット又はノズル流路の吐出口流体抵抗
を小さくする為の加熱スイッチングを行ない、ワックス
等を主成分とする高温溶融インクを低粘度化する。そし
て、インクタンク側との液面差圧又は加圧によって、さ
らに、気体流壁面に作用する摩擦応力によって吐出飛翔
することになる。
On the other hand, heating switching is performed to reduce the fluid resistance at the ejection port of the slit or nozzle flow path, thereby reducing the viscosity of the high-temperature melting ink whose main component is wax or the like. Then, due to the liquid level pressure difference or pressurization between the ink tank side and the frictional stress acting on the gas flow wall surface, the ink is ejected into the air.

一般に、圧縮性と粘性を考えない理想流体の定常流のも
とでの壁面圧力Paは、 Pa=P−1/2 ・pVま ただし、P:その上部気体流の総圧 ρ:気体の密度 ■=気体流の流速 であり、気体流速Vが速れけば、総圧Pに比べ壁面圧P
aは小さな値となる。このPaが、インクタンク側から
の圧力に対して小さく、さらに、供7− 給管路と気体流中への吐出口壁面での粘性による圧力損
失よりも大きい圧力が供給インクに加わっている場合、
インクが吐出することになる。又、気体流中に吐出しよ
うとするインクに対し、気体流速度勾配に応じた摩擦応
力も吐出力、搬送飛翔力として作用することになる。
In general, the wall pressure Pa under a steady flow of an ideal fluid without considering compressibility and viscosity is: Pa=P-1/2 ・pV Where, P: Total pressure of the upper gas flow ρ: Density of gas ■=Flow velocity of the gas flow, and if the gas flow velocity V is faster, the wall pressure P compared to the total pressure P
a becomes a small value. When this Pa is smaller than the pressure from the ink tank side, and furthermore, the pressure applied to the supplied ink is greater than the pressure loss due to viscosity on the wall of the supply pipe and the discharge port into the gas flow. ,
Ink will be ejected. Further, frictional stress corresponding to the gas flow velocity gradient also acts as an ejection force and a transport flying force on the ink to be ejected into the gas flow.

以上の様に、ノズル又はスリット近傍の加熱ヒーターに
通電することにより、例えば150〜300℃の高温と
なり、100cp以下の低粘度となったインクはヒータ
ーに通電されている間、連続的に吐出することになる。
As described above, by energizing the heater near the nozzle or slit, the temperature reaches a high temperature of, for example, 150 to 300°C, and the ink, which has a low viscosity of 100 cp or less, is continuously ejected while the heater is energized. It turns out.

そして、気体流中で加速飛翔して紙面に付着後、冷却し
て固化することになる。ここで、気体流の流速を10〜
100m/sで流すことで、吐出口の記録媒体には数L
og〜数100gの負圧値は容易に発生する。
Then, it accelerates and flies in the gas flow, adheres to the paper surface, and then cools and solidifies. Here, the flow rate of the gas flow is set to 10~
By flowing at 100 m/s, several liters are deposited on the recording medium at the ejection port.
Negative pressure values of 0.0 g to several 100 g are easily generated.

第5図は、本発明による非接触型記録装置のシステム構
成図で、図中、1はプレヒーター、2はインクタンク(
Cニジアン、M:マゼンダ、Y:イエロー、Bニブラッ
ク)、3は加圧ポンプ、4は加熱ドライブ用端子、5は
印字面に衝突した気8− 層流を回収するためのスクイズ板、6はフィルタ7は断
熱板、8は温度検出用端子、9は温度制御部、10はド
ライバー内蔵ヘッド、11は記録紙、14はインク加圧
制御バルブである。特に、カラー化を構成する場合、ラ
インヘッドを近接して小型化も必要とする。このとき、
10〜100 m / sの流速を有する気体流が相互
に合流すると騒音の発生と層流の乱れとなり、記録媒体
の印写面付着が不安定になる。そこで、ヘッドユニット
間及び印写面に気体流回収手段5を設けている。この印
写面からの回収気体流を数μm径のフィルター6を介し
て加圧ポンプ3に接続して吸収する。
FIG. 5 is a system configuration diagram of a non-contact recording apparatus according to the present invention, in which 1 is a preheater, 2 is an ink tank (
3 is a pressure pump, 4 is a heating drive terminal, 5 is a squeeze plate for recovering the air that collided with the printing surface 8- Laminar flow, 6 The filter 7 is a heat insulating plate, 8 is a temperature detection terminal, 9 is a temperature control section, 10 is a head with a built-in driver, 11 is a recording paper, and 14 is an ink pressure control valve. In particular, when configuring a color system, it is necessary to place the line heads close together and downsize. At this time,
When gas flows having a flow velocity of 10 to 100 m/s merge with each other, noise is generated and the laminar flow is disturbed, making the adhesion of the printing surface of the recording medium unstable. Therefore, gas flow recovery means 5 is provided between the head units and on the printing surface. This recovered gas flow from the printing surface is connected to a pressure pump 3 via a filter 6 with a diameter of several μm to absorb it.

又、気体流の回収系及び加圧供給系とも断熱構造を有す
る構成とする。この循環気体流の温度は100℃以下で
あり、例えば、50℃程度の設定が可能である記録媒体
が一般的である。このため、断熱材7としては特殊な材
料は必要でなく、多孔室を有する樹脂材料、ゴム材料、
ガラス綿、繊維質材料であれば良い。
Further, both the gas flow recovery system and the pressurized supply system are configured to have a heat insulating structure. The temperature of this circulating gas flow is 100° C. or less, and recording media that can be set to about 50° C., for example, are common. Therefore, the heat insulating material 7 does not require any special material, such as resin material with porous chambers, rubber material, etc.
Glass cotton or fibrous material may be used.

9− 具体的には、ケイ酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウ
ム、カポサイト、吹付は石綿、あわガラス、硬質ポリウ
レタン等を主成分とする管路を構成する。なお、記録ヘ
ッドの全体を覆うプレヒーターの両端部は開放されてい
るが、実際には両側とも密閉構造となっている。
9- Specifically, the pipe line is mainly composed of calcium silicate, basic magnesium carbonate, caposite, asbestos, foam glass, hard polyurethane, etc. Although both ends of the preheater that covers the entire recording head are open, both ends are actually sealed.

第5図のシステムにおいて、インク吐出口へ供給するた
めのPre Heatによる供給インク温度は。
In the system shown in FIG. 5, the temperature of the ink supplied to the ink ejection port by Pre Heat is as follows.

流動性となる溶解温度、又は供給インクのタンク側より
加圧する構成とすれば、完全溶解する必要はなく、いく
つかあるうちの1つのインクの融点温度近傍であれば良
い。Pre Heat温度は低い温度であるが、エネル
ギー損失が小さく、構成上、又、材料上選定に当っても
自由度が大きく低コスト化できる。
If the melting temperature is such that the ink becomes fluid, or if the pressure is applied from the tank side of the supplied ink, it is not necessary to completely melt the ink, but it is sufficient to have a temperature close to the melting point of one of several inks. Although the pre-heat temperature is low, the energy loss is small, and there is a large degree of freedom in selecting the structure and materials, and costs can be reduced.

スイッチングヒーターOFF時にインク吐出口よりイン
クが吐出しない構成にするために、気体流の供給温度は
インク融点温度以下に設定し、インク吐出口上を流れる
気体流によって、吐出口インクのみが冷却され、Pre
 Heat温度より低下し、0− インク粘度が高く吐出のための流体抵抗が増加すること
を狙っている。
In order to create a configuration in which ink is not ejected from the ink ejection port when the switching heater is turned off, the supply temperature of the gas flow is set below the ink melting point temperature, and only the ink at the ejection port is cooled by the gas flow flowing over the ink ejection port. Pre
The aim is to lower the temperature below the Heat temperature, increase the viscosity of the 0- ink, and increase the fluid resistance for ejection.

第6図は、吐出インクを印写面まで運んだ気体流を回収
する構成とした図で、加圧ポンプに循環するシステムが
電力損失の少ない利点がある。図中、12は印写面(記
録紙)11に近接したスクイズ板5による気体流の回収
路、13はヘッドである。これは、印写面からのはね返
すミストの回収又は印写ペーパーに付着している紙粉を
回収することになり、従来のインクジェットにおいて大
きな問題になっていた紙粉等のゴミのノズル面の付着に
よる目詰りや噴射方向の変化による画質乱れの問題点を
解決することができる。
FIG. 6 shows a configuration in which the gas flow that carries the ejected ink to the printing surface is recovered, and a system in which the gas is circulated through a pressurizing pump has the advantage of less power loss. In the figure, 12 is a gas flow recovery path formed by a squeeze plate 5 close to the printing surface (recording paper) 11, and 13 is a head. This is to collect the mist that bounces off the printing surface or the paper dust adhering to the printing paper, and the problem with conventional inkjet is that paper dust and other dust adheres to the nozzle surface. It is possible to solve the problem of image quality disturbance due to clogging due to jetting and changes in the jetting direction.

第1図及び第2図は、本発明による非接触型記録装置の
ヘッド部の一実施例を説明するための構成図で、第1図
は、ヘッド部吐出口の拡大図、第2図は、ヘッド部断面
図である。図中、21は共通液室、23は気体流路、2
4はスイッチングヒータ、25はペースプリ上−1〜用
ヒータ、26は表面部材、27は断熱材、28はアルミ
材、29はアルミナ基板、30はドライバー搭載基板、
31は保持部材、32は気体流路構成部材、33はイン
ク、34は振動板、35はPZTである。
1 and 2 are configuration diagrams for explaining an embodiment of the head section of the non-contact recording apparatus according to the present invention, FIG. 1 is an enlarged view of the ejection port of the head section, and FIG. , is a sectional view of the head portion. In the figure, 21 is a common liquid chamber, 23 is a gas flow path, and 2
4 is a switching heater, 25 is a heater for paste pre-1~, 26 is a surface member, 27 is a heat insulating material, 28 is an aluminum material, 29 is an alumina substrate, 30 is a driver mounting board,
31 is a holding member, 32 is a gas flow path forming member, 33 is ink, 34 is a diaphragm, and 35 is PZT.

表面部材26には、温度伝導率が大きく、耐熱性に優れ
ている材料が用いられる。例えば、AQ、Afi合金、
緻密質アルミナ、サファイア、スピネル、炭化珪素、窒
化珪素、サーメットなどである。
For the surface member 26, a material with high temperature conductivity and excellent heat resistance is used. For example, AQ, Afi alloy,
These include dense alumina, sapphire, spinel, silicon carbide, silicon nitride, and cermet.

また、断熱材27には、温度伝導率の小さい材料が用い
られる。例えば、石英ガラス、ソーダガラス等のガラス
類、多孔質アルミナ、フォルステライト、ステアタイト
、ジルコン、コージライト、ムライト、ジルコニア等の
セラミックス類である。
Furthermore, the heat insulating material 27 is made of a material with low thermal conductivity. Examples include glasses such as quartz glass and soda glass, and ceramics such as porous alumina, forsterite, steatite, zircon, cordierite, mullite, and zirconia.

まず、0 、1−0 、2 kg / an ”の加圧
エアーをエアー流路23(スリット@50〜100μm
)に供給し、エアー流速50 m / s以上の流れを
作っておく。インクタンク及び共通液室21に設けたプ
リヒート用ヒータ25で吐出部まで供給するインクを融
点以上加熱して液相化しておく。さらに。
First, pressurized air of 0, 1-0, 2 kg/an is passed through the air flow path 23 (slit @ 50 to 100 μm).
) to create an air flow of at least 50 m/s. The preheating heater 25 provided in the ink tank and the common liquid chamber 21 heats the ink to be supplied to the ejection portion above its melting point and turns it into a liquid phase. moreover.

供給エアーを加圧したポンプ出力又は別に設けた加圧ポ
ンプにより、供給インクをP=200〜1000g/c
s2に加圧しておく。この加圧値はインク吐出スリット
幅、インク粘度により決定される値である。そして、本
発明の実施例に示す共通液室21の背面に設けた振動板
34とPZT35で構成される加圧ユニッ1へで供給イ
ンクに圧力変動を与えるものである。
Supply ink at P=200 to 1000 g/c using a pump output that pressurizes the supply air or a pressurizing pump provided separately.
Pressure is applied to s2. This pressure value is determined by the ink ejection slit width and ink viscosity. Then, pressure fluctuations are applied to the ink supplied to the pressurizing unit 1 composed of the diaphragm 34 and PZT 35 provided on the back side of the common liquid chamber 21 shown in the embodiment of the present invention.

第3図(a)、(b)及び第4図(a)、(b)は供給
インクの圧力変動で吐出部スイッチングヒータの駆動タ
イミングを示す図で、Pはインクの静圧値、v)Iはヒ
ータ印加電圧、THはヒータ温度を示す。動作としては
圧力ビーク値とヒータ温度のピーク値がほぼ同期してい
る。又、インク温度の低下以前にインク圧力を低下させ
、吐出後のスリット部前面のインク残留を無くするもの
である。
Figures 3 (a), (b) and 4 (a), (b) are diagrams showing the drive timing of the switching heater of the discharge section according to the pressure fluctuation of the supplied ink, where P is the static pressure value of the ink, and v). I indicates the voltage applied to the heater, and TH indicates the heater temperature. In terms of operation, the pressure peak value and the peak value of the heater temperature are almost synchronized. Furthermore, the ink pressure is lowered before the ink temperature decreases, thereby eliminating ink remaining on the front surface of the slit portion after ejection.

圧力変動としては静圧値Pの20〜30%以上の脈動を
与えることでインク吐出の高速化、インク切れに効果が
あることが確認できた。加圧ユニットの振動板34は5
0〜200μm厚のSUSプレートにユニモルフPZT
35を接着したものであり、ドラ1〜配列方向は2〜3
冊ピッチに長方形13− 板PZTを連続的に接着し、同時に同期駆動して圧力変
動を与えるものである。第4図においては、正弦波状の
圧力変動を負圧値まで与える構成で2周期に1回のヒー
タ開動を選択的に印加する。
It was confirmed that applying a pulsation of 20 to 30% or more of the static pressure value P as pressure fluctuation is effective in increasing the speed of ink ejection and in reducing ink shortage. The diaphragm 34 of the pressure unit is 5
Unimorph PZT on 0-200μm thick SUS plate
35 are glued together, and the arrangement direction is from 1 to 2 to 3.
13 rectangular PZT plates are continuously bonded at a book pitch and simultaneously driven synchronously to give pressure fluctuations. In FIG. 4, the configuration is such that a sinusoidal pressure fluctuation is applied up to a negative pressure value, and the heater opening operation is selectively applied once every two periods.

第7図は、本発明による非接触型記録装置のヘッド部の
他の実施例を示す図で、静電界をバイアスとして与える
構成であり、インク吐出スリッ1へを構成する表面部材
端面に電極をスパッタ、蒸着等により設けたものである
。図中、36は吐出口電極、37は印写面電極、38は
ペーパー、その他第1図と同じ作用をする部分は第1図
と同じ参照番号を付しである。この場合の表面部材はス
リン1〜部インクを冷却、固化するため、ポリイミド。
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the head section of the non-contact recording apparatus according to the present invention, in which an electrostatic field is applied as a bias, and an electrode is provided on the end surface of the surface member constituting the ink discharge slit 1. It is provided by sputtering, vapor deposition, etc. In the figure, 36 is an ejection port electrode, 37 is a printing surface electrode, 38 is paper, and other parts having the same functions as in FIG. 1 are given the same reference numbers as in FIG. 1. In this case, the surface member is made of polyimide to cool and solidify the ink.

ガラス等の断熱板の上に設けた絶縁性、高熱伝導性部材
とする。材質としてはセラミックスであるチッ化アルミ
ニウム、炭化シリコン、アルミナ等が適する。又、0.
5〜1+n+n先に設けたプラテン(ゴム材等の絶縁材
)を、表面に@1〜2mn程度の電極を設定し、スリッ
ト部電極との間に電圧パルスを印加し、インク吐出のた
め静電吸引力をバ14 イアスとして発生させる構成である。印加電圧としては
500〜IKV程度であればパイアスカとして作用する
It is an insulating, highly thermally conductive member provided on a heat insulating plate such as glass. Suitable materials include ceramics such as aluminum nitride, silicon carbide, and alumina. Also, 0.
An electrode of about 1 to 2 mm is set on the surface of a platen (insulating material such as rubber material) provided at 5 to 1 + n + n points, and a voltage pulse is applied between it and the slit electrode to generate static electricity for ink ejection. This is a configuration in which the suction force is generated as a bias 14. If the applied voltage is about 500 to IKV, it will act as a pie scan.

第8図(a)、(b)は、第7図に示した実施例におけ
る静電界と吐出部加熱ヒータの駆動タイミングを示す図
である。Eは静電界、VHはヒータ印加電圧、THはヒ
ータ温度を示す。スリット側電極をグランド、プラテン
側電極を十電位とした例を示す。ヒータ温度のピーク値
近傍で、静電界OFFのタイミングとしている。なおエ
アー流路を構成するスリット板はガラス、アルミナ等の
絶縁材よりなる。なお、スリット側電極はドツト配列方
向に共通ベタ電極であっても良いが、スイッチングヒー
タの配列ピッチと同じに分割された電極を設け、後端部
で電気的に接続された同時駆動されて構成がより効果的
である。
FIGS. 8(a) and 8(b) are diagrams showing the electrostatic field and drive timing of the discharge section heater in the embodiment shown in FIG. 7. E represents the electrostatic field, VH represents the voltage applied to the heater, and TH represents the heater temperature. An example is shown in which the slit side electrode is grounded and the platen side electrode is set to 10 potentials. The timing for turning off the electrostatic field is near the peak value of the heater temperature. Note that the slit plate constituting the air flow path is made of an insulating material such as glass or alumina. Note that the slit side electrode may be a common solid electrode in the dot array direction, but it is also possible to have electrodes divided into the same pitch as the switching heater array pitch, electrically connected at the rear end, and driven simultaneously. is more effective.

豊−一果 以上の説明から明らかなように、本発明によると、以下
のような効果がある。
Kazuo Toyo As is clear from the above explanation, the present invention has the following effects.

(1)供給インクの背圧及びエアー流により、インク吐
出力が与えられるが、圧力変動成分により、吐出立上り
立下りの応答性が加速され、又、ヒーターOFF後のイ
ンク吐出スリット先端部におけるインク残留が無くなり
、高速化と同時に高信頼性化が達成できる。
(1) Although the ink ejection force is given by the back pressure of the supplied ink and the air flow, the responsiveness of ejection rise and fall is accelerated by the pressure fluctuation component, and the ink at the tip of the ink ejection slit after the heater is turned off. There is no residue, and high speed and high reliability can be achieved at the same time.

(2)バイアスとして静電吸引力をインク吐出力に与え
ているため、インク吐出の応答性を上げ、同時にインク
切れ後の残留を無くし、さらに飛翔中のインク拡散を押
えることが出、来るので、高解像度向上が可能となる。
(2) Since electrostatic suction force is applied as a bias to the ink ejection force, it increases the responsiveness of ink ejection, eliminates residual ink after the ink runs out, and further suppresses ink diffusion during flight. , it becomes possible to improve high resolution.

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

第1図及び第2図は、本発明による非接触型記録装置の
ヘッド部の一実施例を説明するための構成図で、第1図
は、ヘッド部吐出口の拡大図、第2図は、ヘッド部断面
図、第3図及び第4図は、インク加圧と吐出部加熱ヒー
タの駆動タイミングを示す図、第5図は、本発明による
非接触型記録装置のシステム構成図、第6図は、吐出イ
ンクを印字面まで運んだ気体流を回収する構成を示す図
、第7図は、本発明による非接触型記録装置のヘッド部
の他の実施例を示す図、第8図は、他の実施例における
静電界と吐出部加熱ヒータの駆動タイミングを示す図、
第9図は、記録媒体の温度に対する粘度変化の特性を示
す図である。 21・・・共通液室、23・・・気体流路、24・・・
スイッチングヒータ、25・・・ペースプリヒート用ヒ
ータ、26・・・表面部材、27・・・断熱材、28・
・・アルミ材、29・・・アルミナ基板、30・・・ド
ライバー搭載基板、31・・・保持部材、32・・・気
体流路構成部材、33・・・インク、34・・・振動板
、35・・・PZT。
1 and 2 are configuration diagrams for explaining an embodiment of the head section of the non-contact recording apparatus according to the present invention, FIG. 1 is an enlarged view of the ejection port of the head section, and FIG. , a sectional view of the head section, FIGS. 3 and 4 are diagrams showing ink pressure and drive timing of the ejection section heater, FIG. 5 is a system configuration diagram of the non-contact recording apparatus according to the present invention, and FIG. The figure shows a configuration for recovering the gas flow that carries the ejected ink to the printing surface, FIG. 7 shows another embodiment of the head section of the non-contact recording device according to the present invention, and FIG. , a diagram showing the electrostatic field and drive timing of the discharge part heater in other embodiments,
FIG. 9 is a diagram showing the characteristics of viscosity change with respect to temperature of a recording medium. 21... Common liquid chamber, 23... Gas flow path, 24...
Switching heater, 25... Heater for paste preheating, 26... Surface member, 27... Heat insulating material, 28...
... Aluminum material, 29 ... Alumina substrate, 30 ... Driver mounting board, 31 ... Holding member, 32 ... Gas flow path forming member, 33 ... Ink, 34 ... Vibration plate, 35...PZT.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、常温で固体、加熱することによって溶融する高温溶
融インクを用いた非接触型記録装置において、気体流路
に対してインク吐出ノズル又はスリット開口を設定し、
吐出口インクを気体流で固化し、吐出部加熱手段による
インク溶融の制御により記録する装置であって、吐出用
供給インクを加圧し、かつ、前記吐出部加熱手段の制御
周波数に同期した圧力変動を与えることを特徴とする非
接触型記録装置。 2、常温で固体、加熱することによって溶融する高温溶
融インクを用いた非接触型記録装置において、気体流路
に対してインク吐出ノズル又はスリット開口を設定し、
吐出口インクを気体流で固化し、吐出部加熱手段による
インク溶融の制御により記録する装置であって、インク
吐出部に設けた電極と印写面側に設けた電極間に静電界
を与え、かつ前記吐出部加熱手段の制御周波数に同期し
た電界強度変化を与えることを特徴とする非接触型記録
装置。
[Claims] 1. In a non-contact recording device using high-temperature melting ink that is solid at room temperature and melts when heated, an ink discharge nozzle or slit opening is set in the gas flow path,
A device that solidifies ejection port ink with a gas flow and records by controlling melting of the ink by an ejection portion heating means, which pressurizes the ink supplied for ejection and has pressure fluctuations synchronized with a control frequency of the ejection portion heating means. A non-contact recording device characterized by giving. 2. In a non-contact recording device using high-temperature melting ink that is solid at room temperature and melts when heated, an ink discharge nozzle or slit opening is set in the gas flow path,
An apparatus for recording by solidifying ink at the ejection port with a gas flow and controlling melting of the ink by a ejection portion heating means, which applies an electrostatic field between an electrode provided on the ink ejection portion and an electrode provided on the printing surface side, A non-contact recording device characterized in that the electric field intensity changes in synchronization with the control frequency of the ejection section heating means.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0683731A4 (en) * 1993-02-12 1996-04-03 Tonejet Corp Pty Ltd METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING DROPLETS.
JPWO2021255773A1 (en) * 2020-06-15 2021-12-23

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JPWO2021255773A1 (en) * 2020-06-15 2021-12-23
WO2021255773A1 (en) * 2020-06-15 2021-12-23 コニカミノルタ株式会社 Image formation device and inkjet head

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