JPH09156110A - 静電式インクジェット記録装置 - Google Patents

静電式インクジェット記録装置

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JPH09156110A
JPH09156110A JP32011295A JP32011295A JPH09156110A JP H09156110 A JPH09156110 A JP H09156110A JP 32011295 A JP32011295 A JP 32011295A JP 32011295 A JP32011295 A JP 32011295A JP H09156110 A JPH09156110 A JP H09156110A
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和男 島
Junichi Suetsugu
淳一 末次
Ryosuke Uematsu
良介 上松
Hitoshi Minemoto
仁史 峯本
Yoshihiro Hagiwara
良広 萩原
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録媒体へのトナー粒子の吐出を安定させる
こと。 【解決手段】 帯電されたトナー粒子を含む液体インク
11を保持するインク室10と、このインク室10の一
端部に設けられた吐出開口部14と、インク室10の他
端部に装備された泳動電極9と、吐出開口部14に装備
された記録電極12と、この記録電極12に用紙搬送路
Hを介して対向する対向電極2とを備えている。そし
て、用紙搬送路Hに沿って対向電極2の上流側に、記録
媒体4の除電手段3を装備したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電式インクジェ
ット記録装置に係り、特に、液体インク中のトナー粒子
を記録媒体に静電的に付着させ記録を行う方式の静電式
インクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】記録時における騒音の発生が無視し得る
程度に極めて小さいノンインパクト記録法が、最近関心
を集めている。特に、簡単な機構でありながら普通紙に
高速な記録を行うことのできるインクジェット記録方式
は実用的であり、様々な改良が提案されてきた。例え
ば、キャリア液体中に帯電されたトナー粒子を分散させ
たインクを用い、記録電極とこの記録電極に用紙搬送路
を介して対向する対向電極との間に電圧を印加し、これ
により生じた電界の静電力により上記インク中のトナー
粒子を飛翔せしめ、用紙に付着させて記録を行う方式の
開発が進められている。
【0003】この種の一例を図3乃至図5に示す。この
図3乃至図5において、ヘッド本体101は、ロアプレ
ート110,サイドウォール111及びアッパプレート
112で囲まれたインクチャンバ113を有している。
このインクチャンバ113内のインクは、インク循環口
114,115を通じ、図示しないポンプにより、常に
循環されるようになっている。サイドウォール111の
一部には、インクメニスカスを形成するための微少ギャ
ップ(スリット開口部109)が形成されている。この
スリット開口部109には、先端部がわずかに外部に突
き出した記録電極102が配設されている。この記録電
極102は、その先端が鋭角的に尖らせてあり、また、
その表面には絶縁体コーティングが施されインクと絶縁
されている。
【0004】一方、インクチャンバ113の記録電極1
02のない他の三方は、泳動電極105で取り囲まれて
いる。泳動電極105の一部は、インチャンバ113内
に配設され、インクと電気的に接触している。また、記
録電極102は、図示しないドライバに接続され、記録
時には、記録電極102に高電圧パルスが印加されるよ
うになっている。記録電極102の延長上には、用紙搬
送路を介し接地された対向電極が配設される(図示
略)。インクは、石油系有機溶媒(イソパラフィン)中
にトナー粒子を分散したものであり、トナー粒子はゼー
タ電位により見かけ上正極性に帯電されている。
【0005】そして、泳動電極105にトナー粒子と同
極性のバイアス電圧が印加されると、インク中のトナー
粒子がスリット開口部109に電気泳動し集中する。続
いて、記録電極102にトナー粒子と同極性の高電圧パ
ルスを印加すると、当該記録電極102と対向電極との
間に電界が形成される。記録電極102は、その先端が
尖っているため、記録電極102の先端に電界が集中
し、対向電極に向かう強い電界が形成される。トナー粒
子は、ゼータ電位により帯電されているので、インクメ
ニスカスに集中したトナー粒子は、上記電界によるクー
ロン力の作用により対向電極方向に引っ張られ、当該ク
ーロン力がインクの表面張力に打ち勝つと、一群となっ
たトナー粒子が対向電極めがけて飛翔する。この際、一
群のトナー粒子は、対向電極の手前に配設された記録紙
に付着する。印刷データに応じて、記録電極102に印
加する高電圧パルスを制御することにより、所望の記録
を行うことができる。
【0006】本方式では、記録にあたり主にトナー粒子
のみが消費されるので、トナー粒子が飛翔した直後は記
録電極102の近傍でトナー濃度が低くなる。しかし、
泳動電極105には常に高電圧が印加されているため、
インクチャンバ113内のトナー粒子は、泳動電極10
5から記録電極102に向かって電気泳動し、記録電極
102近傍にトナー粒子のみが補給される。特に、記録
電極102はインクと絶縁されているため、電荷を持っ
たトナー粒子が泳動し、インクチャンバ113内の電位
分布が平衡に達すると、それ以上のトナー粒子の供給は
行われず、初期状態に復帰する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、記録媒体の搬送過程において媒体同士
の摩擦や送りローラとの摩擦等により、記録媒体自体が
帯電することがあり、かかる場合、当該記録媒体が、記
録電極と対向電極との間に形成される電界を弱めてしま
い、これがため、トナー粒子を吐出するための十分な静
電力を得られず、安定したトナー吐出、即ち安定した印
字動作を行うことができなくなる不都合があった。
【0008】
【発明の目的】本発明は、上記従来例の有する不都合を
改善し、特に、記録媒体へのトナー粒子の吐出を安定さ
せることを、その目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、帯電されたトナー粒子を含む液体インク
を保持するインク室と、このインク室の一端部に設けら
れた吐出開口部と、インク室の他端部に装備された泳動
電極と、吐出開口部に装備された記録電極と、この記録
電極に用紙搬送路を介して対向する対向電極とを備えて
いる。そして、用紙搬送路に沿って対向電極の上流側
に、記録媒体の除電手段を装備した、という構成を採っ
ている。
【0010】これによると、記録媒体は、記録電極と対
向電極との間に搬送される前に、除電手段によって予め
除電される。ここで、除電手段としは、除電ブラシ,除
電ブラシローラや導電性のゴムブレード等を用いること
ができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
乃至図2に基づいて説明する。
【0012】図1乃至図2に示す静電式インクジェット
記録装置において、ヘッド本体1は、帯電されたトナー
粒子を含む液体インク11を保持するインク室10と、
このインク室10の一端部に設けられた吐出開口部14
と、インク室10の他端部に装備された泳動電極9と、
吐出開口部14に装備された記録電極12とを備えてい
る。このうち、記録電極12には、用紙搬送路Hを介し
対向電極2が対向装備されている。また、用紙搬送路H
に沿って対向電極2の上流側には、記録媒体4の除電手
段3が装備されている。
【0013】これを更に詳述すると、本実施形態におい
て、ヘッド本体1は、記録媒体4の搬送方向(図1の矢
印D方向)と直行する方向(図1の矢印E方向)に往復
摺動するキャリッジ5上に装備されている。このヘッド
本体1は、シリアル形プリントヘッドであり、その外郭
は、主として誘電体部材で構成されている。キャリッジ
5は、案内シャフト5Aに沿って往復移動する。図2に
示すように、ヘッド本体1内にはインク室10が設けら
れ、インク11が保持されている。このインク11は、
石油系有機溶媒(イソパラフィン)に帯電制御剤ととも
に着色した熱可塑性樹脂の微粒子、いわゆるトナーを分
散したもので、トナーはゼータ電位により正極性に見か
けの帯電がされている。このインク室10内のインク1
1は、ポンプ等の外部動力によりインク供給口6,イン
ク排出口7を通じて常時循環されるようになっている。
【0014】また、吐出開口部14には、図2(b)に
示すように、帯状の記録電極12が、所望のドット数に
対応した間隔を隔てて複数平行に形成されている。各記
録電極12は、幅50μm程度のCu,Ni等の導電性
材料の電鋳品からなり、インク11と接液する部分は絶
縁性樹脂により被膜されている。この絶縁性樹脂は、記
録電極12表面とインク11の親和性をよくするために
親水性であることが好ましい。また、記録電極12の先
端は、吐出開口部14から80〜100μm程度突き出
す位置に設定されている。各記録電極12上には、それ
ぞれ流路壁13が設けられ、インク11を供給するとと
もに毛細管力が発生する程度の微少なスリット状流路が
複数形成されている。これら各流路壁13と記録電極1
2の先端部との間にそれぞれインクメニスカスが形成さ
れるようになっている。
【0015】一方、泳動電極9は、金属材料等の導電性
材料からなり、インク室10内の吐出開口部14とは反
対側に装備され、インク11と直接接触している。これ
ら記録電極12と泳動電極9は、ケーブル8を介し電圧
駆動部(図示略)と接続されている。この電圧駆動部
は、泳動電極9にインク11中のトナー粒子と同極性の
高電圧バイアスを印加する機能と、ドット記録のタイミ
ングに合わせて所定の記録電極12にトナー粒子と同極
性の高電圧パルスを印加する機能を備えている。ここ
で、ケーブル8は、フレキシブル・プリント・ケーブル
(FPC)である。
【0016】対向電極2は、記録電極12との間に大電
流が流れないように所定の抵抗を介し接地されている。
また、対向電極2は、記録媒体4の幅に対応して形成さ
れており、当該記録媒体4に対するプラテンとしても機
能する。符号Rは、記録媒体4を搬送するための搬送ロ
ーラを示す。
【0017】除電手段3は、記録媒体4の搬送方向に対
して対向電極2の上流側に配設され、記録媒体4の搬送
時は、常に、当該記録媒体4の幅全体に接するようにな
っている。本実施形態において、除電手段3は、記録媒
体4の幅方向に渡る除電ブラシであるが、ここで、除電
手段3は、除電ブラシローラや導電性のゴムブレード等
でも良い。
【0018】また、上述したキャリッジ5の案内シャフ
ト5A,対向電極2,除電手段3は、それぞれ装置本体
の一部に固定されている。
【0019】次に、上記実施形態の全体動作を説明す
る。
【0020】インク11に接液した泳動電極9にインク
11中のトナー粒子と同極性の電圧が印加されると、こ
の泳動電極9よりも低電位に設定されている記録電極1
2との間に電位差を生じる。この電位差の下、インク1
1中のトナー粒子が見かけ上の電荷として機能し、イン
ク11中の電位が泳動電極9の電位と等電位になるだけ
のトナー粒子が記録電極12を覆う絶縁性樹脂の表面に
供給される。これにより、記録電極12上のインク11
は、泳動電極9の電位と等電位に設定される。
【0021】一方、記録媒体4は、搬送ローラRの動作
により用紙搬送路Hを図2(a)の下方から上方に向か
って搬送される。このとき、記録媒体4の裏面に除電手
段3のブラシが接触し、搬送過程において記録媒体4に
帯びた電荷は、当該記録媒体4が対向電極2及び記録電
極12間に搬送される前に除去される。
【0022】続いて、任意の記録電極12にトナー粒子
と同極性の高電圧パルスが印加されると、当該記録電極
12と対向電極2との間に電界を生じる。そして、イン
クメニスカス中のトナー粒子に作用するクーロン力が当
該メニスカスの表面張力に打ち勝つと、吐出開口部14
からインク滴15が対向電極2に向かって吐出される。
吐出された一群のトナー粒子は、対向電極2の手前を搬
送される記録媒体4に付着し、ドット記録が行われる。
【0023】一方、吐出により記録電極12の近傍でト
ナー粒子が不足すると、再び、泳動電極9と記録電極1
2との間に電位差を生じ、不足した電荷を補うだけのト
ナー粒子が記録電極12を覆う絶縁性樹脂の表面に供給
される。そして、上述の記録動作が繰り返されることに
より、所望の記録が行われる。
【0024】このように、本実施形態によれば、記録媒
体4が搬送過程において帯電された場合でも、対向電極
2上へ搬送される前に当該記録媒体4に帯びた電荷を除
電することができ、記録にあたり記録電極12と対向電
極2との間に形成される電界を安定させることができ、
常に安定したインク滴15の吐出を行うことができる。
【0025】ここで、本実施形態のヘッド本体は、シリ
アル形プリントヘッドとしたが、ライン形プリントヘッ
ドであっても良い。
【0026】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、用紙搬送路に沿って対向電極の
上流側に記録媒体の除電手段を装備したので、記録媒体
が搬送過程において帯電された場合でも、対向電極上へ
搬送される前に当該記録媒体に帯びた電荷を除電するこ
とができ、記録にあたり記録電極と対向電極との間に形
成される電界を安定させることができ、常に安定したイ
ンク滴の吐出を行うことができる、という従来にない優
れた静電式インクジェット記録装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の構成を示す斜視図であ
る。
【図2】図1の矢印B方向から見た一部を断面にした構
成図であり、図2(a)は各構成要素の配置を示し、図
2(b)は図2(a)の符号A部分の拡大図を示す。
【図3】従来例の構成を示す正面図である。
【図4】図3のC−C線における断面図である。
【図5】図3に示す従来例の右側面図である。
【符号の説明】
1 ヘッド本体 2 対向電極 3 除電手段 4 記録媒体 5 キャリッジ 6 インク供給口 7 インク排出口 8 ケーブル 9 泳動電極 10 インク室 11 インク 12 記録電極 13 流路壁 14 吐出開口部 15 インク滴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯本 仁史 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 萩原 良広 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯電されたトナー粒子を含む液体インク
    を保持するインク室と、このインク室の一端部に設けら
    れた吐出開口部と、前記インク室の他端部に装備された
    泳動電極と、前記吐出開口部に装備された記録電極と、
    この記録電極に用紙搬送路を介して対向する対向電極と
    を備えた静電式インクジェット記録装置において、 前記用紙搬送路に沿って前記対向電極の上流側に、記録
    媒体の除電手段を装備したことを特徴とする静電式イン
    クジェット記録装置。
  2. 【請求項2】 前記除電手段が、除電ブラシであること
    を特徴とした請求項1記載の静電式インクジェット記録
    装置。
  3. 【請求項3】 前記除電手段が、除電ブラシローラであ
    ることを特徴とした請求項1記載の静電式インクジェッ
    ト記録装置。
  4. 【請求項4】 前記除電手段が、導電性のゴムブレード
    であることを特徴とした請求項1記載の静電式インクジ
    ェット記録装置。
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EP0778135A3 (en) 1997-10-22
EP0778135B1 (en) 1999-09-15
EP0778135A2 (en) 1997-06-11
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