JPH1134337A - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JPH1134337A
JPH1134337A JP9195764A JP19576497A JPH1134337A JP H1134337 A JPH1134337 A JP H1134337A JP 9195764 A JP9195764 A JP 9195764A JP 19576497 A JP19576497 A JP 19576497A JP H1134337 A JPH1134337 A JP H1134337A
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JP
Japan
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voltage
electrode
ink
discharge
control unit
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JP9195764A
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Hitoshi Minemoto
仁史 峯本
Yoshihiro Hagiwara
良広 萩原
Tadashi Mizoguchi
忠志 溝口
Junichi Suetsugu
淳一 末次
Hitoshi Takemoto
人司 竹本
Kazuo Shima
和男 島
Toru Yakushiji
徹 薬師寺
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Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
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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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2/06Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
    • B41J2002/061Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色材粒子の排出を制御するための駆動回路を
小型化、低コスト化する。 【解決手段】 顔料系インクが満たされているインク室
1と、この顔料系インク中の色材粒子を電気泳動現象に
よりインク吐出口2へ集中させるための電気泳動電極3
と、インク吐出口2へ集中した色材粒子を排出させて記
録媒体4上に飛翔させるための複数の排出電極5と、前
記排出電極5に対向した位置で記録媒体4の背面に配設
した対向電極9とを備え、前記対向電極9にバイアス電
圧を印加し、これを基準として常に一定の周期で振幅が
バイアス電圧よりも低いパルス波形電圧を印加する。任
意の前記排出電極5から前記色材粒子の排出を行う際に
は、前記パルス波形電圧と同期したタイミングで正のパ
ルス電圧を排出電極5に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に関し、特に顔料系インク中の色材粒子を電気泳動
現象により制御するインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ノンインパクト記録法は、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という点
において、最近関心を集めている。その中で、簡単な機
構で記録媒体上に直接高速記録が可能であり、しかも普
通紙に記録の行えるインクジェット記録法は極めて有力
な記録法であって、これまでにも様々な方式が提案され
ている。
【0003】図5はこの従来のインクジェット記録装置
の概略図である。図5を参照すると、この従来のインク
ジェット記録装置は顔料系インク10が満たされている
インク室1と、この顔料系インク10中の色材粒子を電
気泳動現象によりインク吐出口2へ集中させるための電
気泳動電極3と、インク吐出口2へ集中した色材粒子を
排出させ記録媒体4上に飛翔させるための複数の排出電
極5と、この排出電極5に対向し記録媒体4の背面に配
設した対向電極9とを有している。
【0004】インク吐出口2は各排出電極5の先端で凸
状の顔料系インク10のメニスカスができるように、流
路壁8により各排出電極5毎に仕切られている。インク
室1は、インク供給口6とインク排出口7とで不図示の
インクタンクとチューブにより接続されており、インク
室1内のインクに背圧を付与すると共にインク室1内の
顔料系インク10は強制的に循環されている。
【0005】図4は電気泳動電極、排出電極と対向電極
への印加電圧波形図である。図4と図5を用いて、この
従来のインクジェット記録装置の動作について説明す
る。このインクジェット記録装置は帯電している色材粒
子を含んでいる顔料系インクに電界を加えると色材粒子
が電界の下で一方向に動くという電気泳動現象を利用し
たものである。
【0006】すなわち、電気泳動電極3に図4に示す一
定電圧V1を与え、顔料系インク10が満たされている
インク室1に電界を加えると顔料系インク10中の色材
粒子がインク吐出口2へある電気泳動速度で移動し、排
出電極5先端に凸状の顔料系インク10のメニスカスが
形成される。また、対向電極9には図4に示す一定電圧
(−Vd)が印加されている。色材粒子の排出を行う排
出電極5に図4に示す電圧V2、時間T1のパルス電圧を
印加すると、静電気力によって色材粒子は排出電極5の
先端部に移動し集中する。色材粒子は、静電気力によっ
てメニスカス力、顔料系インクの表面張力や粘性力等に
打ち勝って、このパルス電圧に同期したタイミングで微
小な飛翔粒子群11となって排出電極5の先端部から飛
翔し、記録媒体4上に付着する。色材粒子の補給が行わ
れ、このような動作が繰り返されて記録媒体4上に画像
が形成される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインク
ジェット記録装置は、排出電極から色材粒子を排出させ
る際、排出電極先端部と対向電極間の電界強度を強くす
るために複数の排出電極にパルス状の高電圧を印加しな
ければならないため、色材粒子の排出を制御するための
駆動回路が大型化し、製造原価高になるという問題点が
ある。
【0008】本発明の目的は、色材粒子の排出を制御す
るための駆動回路を小型化、低コスト化したインクジェ
ット記録装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、顔料系インクが満たされているインク室
と、前記顔料系インク中の色材粒子を電気泳動現象によ
りインク吐出口へ集中させるための電気泳動電極と、前
記インク吐出口へ集中した前記色材粒子を排出させて記
録媒体上に飛翔させるための複数の排出電極と、前記排
出電極に対向した位置で前記記録媒体の背面に配設した
対向電極とを備えたインクジェット記録装置において、
前記対向電極にバイアス電圧を印加し、前記バイアス電
圧を基準として一定の周期で振幅が前記バイアス電圧よ
りも低いパルス波形電圧を印加することを特徴とする。
【0010】本発明のインクジェット記録装置は、任意
の前記排出電極から前記色材粒子の排出を行う際には、
前記パルス波形電圧と同期したタイミングでパルス電圧
を前記排出電極に印加するようにしてもよい。
【0011】本発明のインクジェット記録装置は、顔料
系インクが満たされているインク室と、前記顔料系イン
ク中の色材粒子を電気泳動現象によりインク吐出口へ集
中させるための電気泳動電極と、前記インク吐出口へ集
中した前記色材粒子を排出させて記録媒体上に飛翔させ
るための複数の排出電極と、前記排出電極に対向した位
置で前記記録媒体の背面に配設した対向電極とを備えた
インクジェット記録装置において、排出電極電圧制御部
と、対向電極電圧制御部と、上位装置からの印字データ
と印字制御信号とに応じて前記排出電極と前記対向電極
とに与えるべき電圧信号を決定して前記排出電極電圧制
御部と対向電極電圧制御部とに前記信号を送出する制御
部とを備え、前記対向電極電圧制御部は前記対向電極に
バイアス電圧を印加し、前記制御部からの信号を検出す
ると前記バイアス電圧を基準として一定の周期で振幅が
前記バイアス電圧よりも低いパルス波形電圧を印加し、
前記排出電極電圧制御部は前記制御部からの信号を検出
すると前記パルス波形電圧と同期したタイミングでパル
ス電圧を前記排出電極に印加するようにしてもよい。
【0012】本発明のインクジェット記録装置は、前記
パルス電圧が正の電圧であるようにしてもよい。
【0013】本発明のインクジェット記録装置は、前記
パルス波形電圧と前記パルス電圧の電圧差があらかじめ
決められた電圧差になるように、前記パルス波形電圧と
前記パルス電圧の振幅の割合を任意に決定するようにし
てもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、図1、図2、図3および図4を参照して説明する。
【0015】図1は本発明のインクジェット記録装置の
簡単な基本構造図(平面図)、図2は本発明の排出電極
と対向電極への印加電圧波形図(1)、図3は本発明の
排出電極と対向電極への印加電圧波形図(2)、図4は
電気泳動電極、排出電極と対向電極への印加電圧波形図
である。
【0016】電気泳動電極3に図4に示す一定電圧V1
の電圧を与え、顔料系インクが満たされているインク室
1に電界を加えると顔料系インク中の色材粒子がインク
吐出口2へある電気泳動速度で移動し、排出電極5先端
部に凸状の顔料系インクのメニスカスが形成される。
【0017】初めに、排出電極5から色材粒子が排出で
きるために必要な排出電極5と対向電極9への印加電圧
の関係について説明する。色材粒子が排出電極5から排
出するためには排出電極5と対向電極9間である大きさ
の印加電圧差が必要である。排出電極5から色材粒子が
排出できるときの排出電極5と対向電極9との最小の印
加電圧差をしきい値電圧Vthとする。排出電極5と対向
電極9への印加電圧差がVth以上のときは色材粒子が排
出電極5から排出し、排出電極5と対向電極9への印加
電圧差がVthより小さいときは色材粒子は排出電極5か
ら排出しない。図4を用いて説明すると、排出電極5へ
印加している振幅V2のパルス電圧と対向電極9への印
加電圧(−Vd)との印加電圧差(V2+Vd)がしきい
値電圧Vth以上となっているため、色材粒子は排出電極
5から排出する。制御部13はコンピュータ等から入力
インターフェース12を経由して入力される印字データ
及び印字制御信号に応じて色材粒子の排出を行う排出電
極5に与えるべき電圧信号と対向電極9へ与えるべき電
圧信号とを決定し、排出電極電圧制御部14と対向電極
電圧制御部15に信号を送出する。対向電極電圧制御部
15は制御部13からの信号を検出すると対向電極9に
図2に示すバイアス電圧(−Vd)を基準とする周期F
p、振幅Vosのパルス波形電圧を印加する。排出電極電
圧制御部14は制御部13からの信号によって印字デー
タがあることを検出すると排出電極5に図2に示す電圧
Vp(Vp<V2)、時間T1のパルス電圧を印加する。一
方、制御部13からの信号によって印字データがないこ
とを検出すると排出電極5に図2に示すように点線部の
タイミングでパルス電圧を印加しない。
【0018】色材粒子の排出を行わない時は図2に示す
点線部のタイミングでパルス電圧が印加されないため、
排出電極5と対向電極9への印加電圧差Vosがしきい値
電圧Vthを超えないため、色材粒子は排出電極5の先端
部に移動し排出するために必要な静電気力を得られな
い。従って、色材粒子はインク吐出口2から排出しな
い。
【0019】一方、色材粒子の排出を行う時は、排出電
極5に図2に示す電圧Vp、時間T1のパルス電圧が印加
されるため、排出電極5と対向電極9との印加電圧差
(Vp+Vos)がしきい値電圧Vthを超えるため色材粒
子が排出電極5の先端部に移動し、吐出するための静電
気力が得られる。粒子は静電気力によってメニスカス
力、顔料系インクの表面張力や粘性力等に打ち勝って、
このパルス電圧Vpに同期したタイミングで微小な飛翔
粒子群11となって排出電極5の先端部から飛翔し、記
録媒体4上に付着する。色材粒子の補給が行われ、この
ような動作が繰り返されて記録媒体4上に画像が形成さ
れる。
【0020】また、排出電極5と対向電極9との印加電
圧差がしきい値電圧Vthより大きくなれば色材粒子は排
出するため、しきい値電圧Vthより大きくなるように、
排出電極5と対向電極9への印加電圧の振幅を変化させ
ることができる。これを示しているのが図3である。排
出電極5への印加パルス電圧をVpからVp1に下げた
分、つまり(Vp−Vp1)の電圧差だけ、対向電極9へ
の印加パルス電圧をVosからVos1に下げれば、図2と
同じ排出電極5と対向電極9との印加電圧差が得られ、
しきい値電圧Vthより大きくなる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、対向電
極にバイアス電圧を印加し、これを基準として常に一定
の周期で振幅がバイアス電圧よりも低いパルス波形電圧
を印加し、任意の排出電極から色材粒子の排出を行う際
には、このパルス波形電圧と同期したタイミングで正の
パルス電圧を排出電極に印加するように制御したため、
色材粒子の排出を制御するための駆動回路の小型化、低
コスト化が実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット記録装置の簡単な基本
構造図(平面図)である。
【図2】本発明の排出電極と対向電極への印加電圧波形
図(1)である。
【図3】本発明の排出電極と対向電極への印加電圧波形
図(2)である。
【図4】電気泳動電極、排出電極と対向電極への印加電
圧波形図である。
【図5】従来の電気泳動現象を利用したインクジェット
記録装置の概略図である。
【符号の説明】
1 インク室 2 インク吐出口 3 電気泳動電極 4 記録媒体 5 排出電極 6 インク供給口 7 インク排出口 8 流路壁 9 対向電極 10 顔料系インク 11 飛翔粒子群 12 入力インターフェース 13 制御部 14 排出電極電圧制御部 15 対向電極電圧制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末次 淳一 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 竹本 人司 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 島 和男 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内 (72)発明者 薬師寺 徹 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日本 電気株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 顔料系インクが満たされているインク室
    と、前記顔料系インク中の色材粒子を電気泳動現象によ
    りインク吐出口へ集中させるための電気泳動電極と、前
    記インク吐出口へ集中した前記色材粒子を排出させて記
    録媒体上に飛翔させるための複数の排出電極と、前記排
    出電極に対向した位置で前記記録媒体の背面に配設した
    対向電極とを備えたインクジェット記録装置において、
    前記対向電極にバイアス電圧を印加し、前記バイアス電
    圧を基準として一定の周期で振幅が前記バイアス電圧よ
    りも低いパルス波形電圧を印加することを特徴とするイ
    ンクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】 任意の前記排出電極から前記色材粒子の
    排出を行う際には、前記パルス波形電圧と同期したタイ
    ミングでパルス電圧を前記排出電極に印加することを特
    徴とする特許項1記載のインクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】 顔料系インクが満たされているインク室
    と、前記顔料系インク中の色材粒子を電気泳動現象によ
    りインク吐出口へ集中させるための電気泳動電極と、前
    記インク吐出口へ集中した前記色材粒子を排出させて記
    録媒体上に飛翔させるための複数の排出電極と、前記排
    出電極に対向した位置で前記記録媒体の背面に配設した
    対向電極とを備えたインクジェット記録装置において、
    排出電極電圧制御部と、対向電極電圧制御部と、上位装
    置からの印字データと印字制御信号とに応じて前記排出
    電極と前記対向電極とに与えるべき電圧信号を決定して
    前記排出電極電圧制御部と対向電極電圧制御部とに前記
    信号を送出する制御部とを備え、前記対向電極電圧制御
    部は前記対向電極にバイアス電圧を印加し、前記制御部
    からの信号を検出すると前記バイアス電圧を基準として
    一定の周期で振幅が前記バイアス電圧よりも低いパルス
    波形電圧を印加し、前記排出電極電圧制御部は前記制御
    部からの信号を検出すると前記パルス波形電圧と同期し
    たタイミングでパルス電圧を前記排出電極に印加するこ
    とを特徴とするインクジェット記録装置。
  4. 【請求項4】 前記パルス電圧が正の電圧であることを
    特徴とする特許項2または3記載のインクジェット記録
    装置。
  5. 【請求項5】 前記パルス波形電圧と前記パルス電圧の
    電圧差があらかじめ決められた電圧差になるように、前
    記パルス波形電圧と前記パルス電圧の振幅の割合を任意
    に決定することを特徴とする請求項2、3または4記載
    のインクジェット記録装置。
JP9195764A 1997-07-22 1997-07-22 インクジェット記録装置 Pending JPH1134337A (ja)

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JP9195764A JPH1134337A (ja) 1997-07-22 1997-07-22 インクジェット記録装置
US09/120,157 US6190004B1 (en) 1997-07-22 1998-07-21 Inkjet recording apparatus
DE69818572T DE69818572T2 (de) 1997-07-22 1998-07-22 Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und zugehöriges Steuerverfahren
EP98113716A EP0893261B1 (en) 1997-07-22 1998-07-22 Inkjet recording apparatus and control method for the same

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EP (1) EP0893261B1 (ja)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0893261A2 (en) 1999-01-27
US6190004B1 (en) 2001-02-20
EP0893261A3 (en) 1999-09-29
EP0893261B1 (en) 2003-10-01
DE69818572D1 (de) 2003-11-06
DE69818572T2 (de) 2004-04-22

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