JPH0550604A - インクジエツト記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は帯電制御形インクジェット記録装置に
関し、特に帯電したインク滴間のクーロン力による偏向
を小さくする装置を提供すること。及びインク滴を遠く
へ飛ばす装置を提供することにある。 【構成】ノズル１から放出したインク滴２の進路上に、
帯電電極３と偏向電極５以外に２つ以上の電極を配し、
先にノズル１に最も近い電極をインク滴２と異極に帯電
させてインク滴２を引き付け、後にノズル１に次に近い
電極をインク滴２と異極に帯電させてインク滴２を引き
付けるように構成したインク滴２の加速器４を備えるこ
とによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】帯電制御形インクジェット記録装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯電したインク滴間のクーロン力による
偏向に対する補正は、特開昭57−91276 号公報のように
前後のインク滴の影響を考慮して帯電時に帯電量を補正
する方式と、特開昭59−16761 号公報のように帯電しな
い間引きインク滴を必要なインク滴間に設ける方式が一
般的である。

【０００３】一方、インク滴を遠くへ飛ばすための工夫
は見当らない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の目的
は帯電したインク滴間のクーロン力による偏向を小さく
する装置を提供すること。及びインク滴を遠くへ飛ばす
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ノズルから
放出したインク滴の進路上に、インク滴を所定の電圧に
帯電させる電極と帯電したインク滴を偏向させる電界を
作る電極以外に２つ以上の電極を配し、先にノズルに最
も近い電極をインク滴と異極に帯電させてインク滴を引
き付け、後にノズルに次に近い電極をインク滴と異極に
帯電させてインク滴を引き付けるように構成することに
よって達成される。

【０００６】

【作用】ノズルから放出したインク滴の進路上に、２つ
以上の電極を配し、先にノズルに最も近い電極をインク
滴と異極に帯電させてインク滴を引き付け、後にノズル
に次に近い電極をインク滴と異極に帯電させてインク滴
を引き付けるように構成することによってインク滴を加
速させる。これによってインク滴の間隔が広がり、イン
ク滴間にはたらくクーロン力による偏向を小さくするこ
とができる。

【０００７】又、加速されたインク滴は加速されないイ
ンク滴に比べて遠くへ飛ばすことができる。

【０００８】

【実施例】図１に本発明のインク滴の加速器を備えたイ
ンクジェット記録装置の一実施例を示す。図１において
はノズル１から放出したインク２の進路上に帯電電極
３，加速器４，偏向電極５の順に配している。又、偏向
電極５の先には印字や描画に使用しないインク滴２を回
収するガター６を具備する。加速器４の位置は帯電制御
形インクジェット記録装置の原理上ノズル１と帯電電極
３の間には設けられないが、偏向電極５により偏向され
たインク２の進路上であれば偏向電極５とガター６の間
やガター６の遠方でも設けることでインク滴を加速する
ことができる。次に、図２，図３，図４にてノズル１か
ら偏向電極５までの原理を説明する。図２において、イ
ンクジェット記録装置のインク供給部から圧送したイン
ク２は、ノズル１の先端の小孔より放出するとき表面張
力により粒子化しようとする。ここにノズル１に内蔵さ
せた電圧振動を機械振動に変換する電圧素子に適当な周
期の励振電圧を与え均一な粒径と間隔のインク滴２を得
る。この時、電圧素子に与える励振電圧と周期はノズル
１の形状とインク２の物性により限定される。このノズ
ル１から放出したインク２がインク滴２になる位置に設
けた帯電電極３に、偏向電極５で偏向させたい大きさに
見合った強さの電流を滴を生成する周期に同期させたビ
デオ信号で与えると、ビデオ電流は帯電電極３から空間
の静電容量を通してインク２の柱に流れ、直後に生成す
るインク滴２に充電される。インク滴２は帯電電極３と
インク２とノズル１が作る充電回路から分離するため以
後帯電電極３からは充電されない。尚、インク滴２の速
度はインク供給部からの圧力とノズル１の形状により決
定される。

【０００９】図３において、本例では加速器４を加速器
電極４ａから４ｈの向き合った８対の電極と加速器４の
各電極を任意に帯電する加速器の帯電制御器７から構成
した。加速器４の電極はインク滴２の進路を軸とした対
称の形状であることが電極とインク滴２の間に生じるク
ーロン力によりインク滴２が偏向されず好ましい。従っ
て電極は円筒形としても差し支えない。又、インク滴２
の進路は偏向電極５によって扇状に広がるので偏向電極
５より後方に加速器４を設け全てのインク滴２を加速し
ようとした場合、加速器４は大きく且つ複雑な形状にな
る。

【００１０】さて、帯電電極３から出てきたインク滴２
ａは加速器４を作動させない状態ではインク滴２間のク
ーロン力と空気抵抗と重力がなければ前述した所定の速
度で飛行する。が、加速器電極４ａは加速器の帯電制御
器７によりインク滴２ａと異極に帯電しクーロン引力に
よりインク滴２ａを引き付ける。引力は物質に加速度を
与える仕事であるから、インク滴２ａは加速器電極４ａ
により加速されたことになる。インク滴２ａの進行に合
わせて加速器電極４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４
ｇ，４ｈと帯電すればインク滴２ａは受けた引力の総和
に相当した加速をすることができる。但し、インク滴２
の後方になった加速器電極４はインク滴２を減速させる
ので、減速させないように加速器電極４の帯電を停止す
るか、インク滴２と同極に帯電させてインク滴２をクー
ロン斥力により加速させるように働かせる。インク滴２
ｂと加速器電極４ｂ，インク滴２ｃと加速器電極４ｅ，
インク滴２ｄと加速器電極４ｈがクーロン斥力を働かせ
た状態になっている。つまり、１つのインク滴２から加
速器４をみたとき、進行方向の加速器電極４は数多く且
つ強く引力を働かせ、後方の加速器電極４は数多く且つ
強く斥力を働かせることがインク滴２をより加速させる
ことになる。

【００１１】本例では、加速器電極４は同じ電極を使
い、電極間をインク滴２が通過する時間が同じになるよ
うに設定している。これは等時間差をおいて加速器電極
４ａから４ｈまで帯電を開始することで各電極が同じク
ーロン引力を得ることができ、加速器の帯電制御器７の
制御と加速効果の予測が簡単になるからである。従って
電極間隔は４ａ側より４ｈ側を広くする。しかし、帯電
時間は逆に通過するインク滴２の速度に反比例して４ｈ
側を短くする。このように加速器電極４を設置すると加
速器４が大きくなるので、電極間を等距離にしたり、或
るいは不等距離にする場合は、前述の加速器の原理にか
なうように帯電の開始タイミングと帯電時間を設定しな
ければならない。

【００１２】尚、加速器４を通過したインク滴２は加速
されると同時に、隣あうインク滴２との間隔を等距離広
げている。これは隣あうインク滴２間に働くクーロン斥
力が帯電電極３での充電量が異なることによって、ノズ
ル１から均一な間隔で分離したインク滴２の間隔を不均
一にしてしまったのを、割合的に平均化しインク滴２が
被印字物に付着したときの到達時間による位置のバラツ
キを小さくする。且つ、隣あうインク滴２間に働くクー
ロン斥力はその間隔の二乗に反比例するため加速後のク
ーロン斥力を小さく設定できる。

【００１３】図４において、偏向部は偏向電極５と偏向
電極５ａの一対の相対する電極から構成し、一定の電圧
を与える。これにより偏向電極５と偏向電極５ａの間に
は電界が生じる。従って帯電したインク滴２が偏向電極
５と偏向電極５ａの間を飛行すると帯電量に応じた偏向
力が生じ、インク滴２を帯電するとき想定した被印字物
上の位置へ偏向する。偏向を始めたインク滴２間に働く
クーロン斥力は互いの偏向量を変えるため、図３で説明
したクーロン斥力がインク滴２間の間隔を不均一にした
ときより、インク滴２が被印字物に付着したときの位置
のバラツキが大きい。しかし、前述のように加速器４を
通過したインク滴２は加速されると同時に隣あうインク
滴２との間隔を等距離広げている。且つ、隣あうインク
滴２間に働くクーロン斥力はその間隔の二乗に反比例す
るため、ここでもクーロン斥力を小さく設定でき、イン
ク滴２間に働くクーロン斥力による偏向量の変化を小さ
くすることができる。

【００１４】又、偏向電極５ａは偏向部に進入する前の
インク滴２の進路と平行に設置し、偏向電極５はインク
滴２の偏向側に最大偏向をするインク滴２の軌跡を遮ら
ないように、且つ近接して設置する。

【００１５】尚、インク滴２は加速されたことにより加
速されない場合のインク滴２に比べて、同じ強さの電界
を同じ長さ通過したときの偏向角と偏向量が速度比に反
比例して小さくなるため、偏向時の電界を強くしたり、
電極を長くするとよい。インク滴２間に働くクーロン斥
力による偏向量の変化を小さくすることができるので偏
向時の電界を強くしインク滴２により大きな偏向量を与
えることも可能である。

【００１６】但し、加速器４を偏向電極５の後方に設置
したときは前述の偏向を正確にする効果は得られない。
しかし、インク滴２を遠くへ飛ばし、インク滴２の偏向
量を増加させることは可能である。

【００１７】又、印字に寄与するインク滴２間に働くク
ーロン斥力が間接的となるように該インク滴２間に強制
的且つ周期的に挿入する間引きインク滴が不要なため、
早く且つ緻密な文字等を描くことができ、間引きインク
滴からのインク溶液の気化も押さえられ消費効率もよ
い。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、効率良くインク滴を加
速することができる。これによりノズルから放出する初
速が得にくい物性のインクを使用できる。ノズルから遠
い位置に文字等を描くことができる。大きく描くことが
できる。などの効果が得られる。

【００１９】又、インク滴の間隔が広げられるため、イ
ンク滴の間隔のバラツキを割合的に平均化し被印字物に
付着したときの位置のバラツキを小さくする。且つ、イ
ンク滴の帯電の強化と偏向電極の電界の強化ができ、偏
向電極から近い位置でも文字等を大きく描くことができ
るようになる。

【００２０】更に、間引きインク滴が不要なため、早く
且つ緻密な文字等を描くことができ、インク溶液の気化
も押さえられ消費効率もよい。などの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】帯電制御形インクジェット記録装置の帯電部の
原理図である。

【図３】本発明の加速器の原理図である。

【図４】帯電制御形インクジェット記録装置の偏向部の
原理図である。

【符号の説明】

１…ノズル、２…インク・インク滴、３…帯電電極、４
…加速器、５…偏向電極、６…ガター、７…加速器の帯
電制御器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノズルから放出したインク滴の進路上に、
   インク滴を所定の電圧に帯電させる電極と帯電したイン
   ク滴を偏向させる電界を作る電極以外に２つ以上の電極
   を配し、先にノズルに最も近い電極をインク滴と異極に
   帯電させてインク滴を引き付け、後にノズルに次に近い
   電極をインク滴と異極に帯電させてインク滴を引き付け
   るように構成したインク滴の加速器を備えたことを特徴
   とするインクジェット記録装置。