JP5018145B2 - Inkjet recording device - Google Patents
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Description
本発明はインクジェット記録装置に関し、電気エネルギー、機械エネルギー、熱エネルギー等により、インク滴を記録媒体に向けて飛翔させ、画像を記録するインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet recording apparatus that records an image by causing ink droplets to fly toward a recording medium using electrical energy, mechanical energy, thermal energy, or the like.
静電吐出型のインクジェットヘッドを例にとると、制御電極を有するインクジェットヘッドを記録媒体に対向して配置し、前記制御電極に駆動パルスを印加することにより、帯電したインク滴を静電気力でインクジェットヘッドから記録媒体に向けて飛翔させ、記録媒体に着弾させるものであり、画像信号に基づいた駆動パルスを前記制御電極に印加することにより記録媒体上に画像が形成される。 Taking an electrostatic discharge type ink jet head as an example, an ink jet head having a control electrode is arranged opposite to a recording medium, and a drive pulse is applied to the control electrode, whereby an ink droplet is charged by electrostatic force. The head is made to fly toward the recording medium and land on the recording medium, and an image is formed on the recording medium by applying a driving pulse based on an image signal to the control electrode.
このような静電吐出型のインクジェットヘッドは、例えば、特許文献1〜3に開示されている。
Such electrostatic discharge type inkjet heads are disclosed in, for example,
そして、特許文献1には、泳動電極によりインク中のトナー粒子をインク吐出側に引き寄せることにより、吐出されるインク中のトナー粒子の濃度を高くすることが開示されている。
特許文献1に記載されているように、インクを吐出する制御電極の他に、インク吐出方向に関して前記制御電極の背後に泳動電極を配置した構成により吐出されるインクのトナー濃度が高められ、鮮明な画像が形成される。
As described in
しかしながら、特許文献1に記載されてインクジェット記録装置には、次のような問題がある。
However, the inkjet recording apparatus described in
インクジェットヘッド内のインクから色材粒子が濃縮されたインクが消費される結果、インク流路の下流ほどインク中の色材粒子濃度が低下するという現象が起こり、その結果、濃度ムラのある画像が形成される。 As a result of the consumption of the ink in which the color material particles are concentrated from the ink in the ink jet head, a phenomenon occurs in which the color material particle concentration in the ink decreases toward the downstream of the ink flow path. It is formed.
本発明は、このような問題を解決し、濃度ムラのきわめて少ない高画質の画像を形成することが出来るインクジェット記録装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of solving such problems and forming a high quality image with extremely little density unevenness.
前記目的は下記の発明により達成される。
1.
帯電粒子を含むインクを記録媒体に向けて飛翔させるインクジェット記録装置であって、インクを吐出する開口を有する第1基板と、該第1基板に対向して配置された第2基板とを有し、前記第1基板と前記第2基板との間にインク流路を形成し、該流路におけるインクの流れの方向に沿って複数の前記開口を形成するとともに、該インク流路に、前記帯電粒子を前記第1基板側に泳動させる泳動電界を形成することにより、前記インク流路内における前記帯電粒子の濃度を前記第1基板側で高める電界形成手段を有するインクジェット記録装置において、
前記電界形成手段は、前記第1基板に設けられた第1電極、前記第2基板に設けられた第2電極及び前記第1電極と前記第2電極間に電圧を印加して電気泳動電界を形成する第1電源を有し、
前記第1電極の面積を下流ほど広くすることにより、前記電界形成手段のインク濃縮力を、前記インク流路における下流側で上流側よりも高くしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2.
帯電粒子を含むインクを記録媒体に向けて飛翔させるインクジェット記録装置であって、インクを吐出する開口を有する第1基板と、該第1基板に対向して配置された第2基板とを有し、前記第1基板と前記第2基板との間にインク流路を形成し、該流路におけるインクの流れの方向に沿って複数の前記開口を形成するとともに、該インク流路に、前記帯電粒子を前記第1基板側に泳動させる泳動電界を形成することにより、前記インク流路内における前記帯電粒子の濃度を前記第1基板側で高める電界形成手段を有するインクジェット記録装置において、
前記電界形成手段は、前記第1基板に設けられた第1電極、前記第2基板に設けられた第2電極及び前記第1電極と前記第2電極間に電圧を印加して電気泳動電界を形成する第1電源を有し、
前記第2電極を前記インク流路を流れるインクの流れの方向に沿って、複数に分割し、分割された前記第2電極の面積を下流ほど広くすることにより、前記電界形成手段のインク濃縮力を、前記インク流路における下流側で上流側よりも高くしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
3.
帯電粒子を含むインクを記録媒体に向けて飛翔させるインクジェット記録装置であって、インクを吐出する開口を有する第1基板と、該第1基板に対向して配置された第2基板とを有し、前記第1基板と前記第2基板との間にインク流路を形成し、該流路におけるインクの流れの方向に沿って複数の前記開口を形成するとともに、該インク流路に、前記帯電粒子を前記第1基板側に泳動させる泳動電界を形成することにより、前記インク流路内における前記帯電粒子の濃度を前記第1基板側で高める電界形成手段を有するインクジェット記録装置において、
前記電界形成手段は、前記第1基板に設けられた第1電極、前記第2基板に設けられた第2電極及び前記第1電極と前記第2電極間に電圧を印加して電気泳動電界を形成する第1電源を有し、
前記第1電極と前記第2電極間の間隔を下流ほど狭くすることにより、前記電界形成手段のインク濃縮力を、前記インク流路における下流側で上流側よりも高くしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
4.
帯電粒子を含むインクを記録媒体に向けて飛翔させるインクジェット記録装置であって、インクを吐出する開口を有する第1基板と、該第1基板に対向して配置された第2基板とを有し、前記第1基板と前記第2基板との間にインク流路を形成し、該流路におけるインクの流れの方向に沿って複数の前記開口を形成するとともに、該インク流路に、前記帯電粒子を前記第1基板側に泳動させる泳動電界を形成することにより、前記インク流路内における前記帯電粒子の濃度を前記第1基板側で高める電界形成手段を有するインクジェット記録装置において、
前記電界形成手段は、前記第1基板に設けられた第1電極、前記第2基板に設けられた第2電極及び前記第1電極と前記第2電極間に電圧を印加して電気泳動電界を形成する第1電源を有し、
前記インク流路の高さを下流ほど低くすることにより、前記電界形成手段のインク濃縮力を、前記インク流路における下流側で上流側よりも高くしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
5.
前記インク流路におけるインクの流れの方向に直交する方向の前記インク流路の幅を前記下流ほど広くしたことを特徴とする前記4に記載のインクジェット記録装置。
6.
記録媒体と前記開口間に形成した電界によりインクを吐出することを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
7.
前記開口に突出し、インクの吐出をガイドするインクガイドを有することを特徴とする前記1〜6のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
8.
前記第1電極は、前記開口からインクを吐出させる制御電極を有することを特徴とする前記1〜7のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
9.
前記制御電極は、行電極又は列電極を有することを特徴とする前記8に記載のインクジェット記録装置。
10.
熱エネルギーによりインクを吐出することを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
11.
機械エネルギーによりインクを吐出することを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
12.
前記電界形成手段は、前記第2基板に形成された第2電極、記録媒体を挟んで前記第1基板に対向する第3電極及び前記第2電極と前記第3電極間に電圧を印加して前記泳動電界を形成する第2電源を有することを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
13.
前記電界形成手段は、前記第2基板に形成された第2電極及び前記記録媒体を帯電する帯電手段を有し、前記第2電極と前記帯電手段により記録媒体に付与された電荷とにより、前記流路内の前記泳動電界が形成されることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
14.
前記泳動電界の強度を下流ほど高くすることにより、前記インク濃縮力を高めることを特徴とする前記1〜13のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
15.
前記インク流路内のインクの流れに交差する方向に前記開口を複数設けたことを特徴とする前記1〜14のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
The object is achieved by the following invention.
1.
An ink jet recording apparatus for causing ink containing charged particles to fly toward a recording medium, comprising: a first substrate having an opening for discharging ink; and a second substrate disposed to face the first substrate. Forming an ink flow path between the first substrate and the second substrate, forming a plurality of the openings along the direction of ink flow in the flow path, and In an ink jet recording apparatus having an electric field forming means for increasing the concentration of the charged particles in the ink flow path on the first substrate side by forming an electrophoretic electric field for causing particles to migrate to the first substrate side.
The electric field forming means applies a voltage between the first electrode provided on the first substrate, the second electrode provided on the second substrate, and the first electrode and the second electrode to generate an electrophoretic electric field. A first power source to be formed;
An ink jet recording apparatus, wherein the area of the first electrode is increased toward the downstream, whereby the ink concentration force of the electric field forming means is increased on the downstream side in the ink flow path than on the upstream side.
2.
An ink jet recording apparatus for causing ink containing charged particles to fly toward a recording medium, comprising: a first substrate having an opening for discharging ink; and a second substrate disposed to face the first substrate. Forming an ink flow path between the first substrate and the second substrate, forming a plurality of the openings along the direction of ink flow in the flow path, and In an ink jet recording apparatus having an electric field forming means for increasing the concentration of the charged particles in the ink flow path on the first substrate side by forming an electrophoretic electric field for causing particles to migrate to the first substrate side.
The electric field forming means applies a voltage between the first electrode provided on the first substrate, the second electrode provided on the second substrate, and the first electrode and the second electrode to generate an electrophoretic electric field. A first power source to be formed;
The second electrode is divided into a plurality of portions along the direction of the ink flow through the ink flow path, and the area of the divided second electrode is increased toward the downstream, whereby the ink concentration force of the electric field forming means is increased. Is set higher on the downstream side in the ink flow path than on the upstream side.
3.
An ink jet recording apparatus for causing ink containing charged particles to fly toward a recording medium, comprising: a first substrate having an opening for discharging ink; and a second substrate disposed to face the first substrate. Forming an ink flow path between the first substrate and the second substrate, forming a plurality of the openings along the direction of ink flow in the flow path, and In an ink jet recording apparatus having an electric field forming means for increasing the concentration of the charged particles in the ink flow path on the first substrate side by forming an electrophoretic electric field for causing particles to migrate to the first substrate side.
The electric field forming means applies a voltage between the first electrode provided on the first substrate, the second electrode provided on the second substrate, and the first electrode and the second electrode to generate an electrophoretic electric field. A first power source to be formed;
The ink-concentrating force of the electric field forming means is made higher on the downstream side in the ink flow path than on the upstream side by narrowing the distance between the first electrode and the second electrode toward the downstream side. Recording device.
4).
An ink jet recording apparatus for causing ink containing charged particles to fly toward a recording medium, comprising: a first substrate having an opening for discharging ink; and a second substrate disposed to face the first substrate. Forming an ink flow path between the first substrate and the second substrate, forming a plurality of the openings along the direction of ink flow in the flow path, and In an ink jet recording apparatus having an electric field forming means for increasing the concentration of the charged particles in the ink flow path on the first substrate side by forming an electrophoretic electric field for causing particles to migrate to the first substrate side.
The electric field forming means applies a voltage between the first electrode provided on the first substrate, the second electrode provided on the second substrate, and the first electrode and the second electrode to generate an electrophoretic electric field. A first power source to be formed;
An ink jet recording apparatus, wherein the ink concentration force of the electric field forming means is made higher on the downstream side in the ink flow path than on the upstream side by lowering the height of the ink flow path toward the downstream.
5.
5. The ink jet recording apparatus of item 4 , wherein the width of the ink flow path in the direction orthogonal to the direction of ink flow in the ink flow path is increased toward the downstream.
6).
6. The ink jet recording apparatus according to any one of 1 to 5, wherein ink is ejected by an electric field formed between a recording medium and the opening.
7).
7. The ink jet recording apparatus according to any one of 1 to 6, further comprising an ink guide that projects into the opening and guides ink discharge.
8).
The ink jet recording apparatus according to any one of 1 to 7, wherein the first electrode has a control electrode for discharging ink from the opening.
9.
9. The ink jet recording apparatus according to 8 , wherein the control electrode includes a row electrode or a column electrode.
10.
6. The ink jet recording apparatus according to any one of 1 to 5, wherein the ink is ejected by thermal energy.
11.
The ink jet recording apparatus according to any one of 1 to 5, wherein ink is ejected by mechanical energy.
12
The electric field forming means applies a voltage between the second electrode formed on the second substrate, the third electrode facing the first substrate across the recording medium, and the second electrode and the third electrode. The inkjet recording apparatus according to any one of 1 to 5, further comprising a second power source that forms the electrophoretic electric field.
13.
The electric field forming means includes a second electrode formed on the second substrate and a charging means for charging the recording medium, and the electric charge applied to the recording medium by the second electrode and the charging means. 6. The ink jet recording apparatus according to any one of 1 to 5 , wherein the electrophoretic electric field is formed in a flow path.
14
14. The ink jet recording apparatus according to any one of 1 to 13 , wherein the ink concentrating power is increased by increasing the intensity of the electrophoretic electric field toward the downstream.
15.
The ink-jet recording apparatus according to any one of the 1-14, characterized in that a plurality of said openings in a direction intersecting the flow of ink in the ink flow path.
本発明においては、インク流路の下流ほどインク濃縮力を高くしているので、インクジェットヘッドから吐出されるインクにおける色材粒子の濃度を高くするとともに、下流における色材粒子濃度の低下が良好に防止されて、高濃度であり、且つ、均一な画像濃度を有する高画質の画像を形成することができるインクジェット記録装置が実現される。 In the present invention, since the ink concentrating power is increased toward the downstream of the ink flow path, the concentration of the color material particles in the ink ejected from the inkjet head is increased, and the color material particle concentration in the downstream is favorably reduced. Thus, an ink jet recording apparatus capable of forming a high-quality image having a high density and a uniform image density is realized.
以下本発明の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。 Hereinafter, the present invention will be described by way of embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the embodiments.
図1は本発明の実施の形態に係るインクジェットヘッド(以下ヘッドと言う)の部分断面図、図2は電極を示す図、図3はインクガイドを示す図である。 FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an ink jet head (hereinafter referred to as a head) according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing an electrode, and FIG. 3 is a view showing an ink guide.
ヘッド1は、第1基板としての絶縁性基板10及び第2基板としてのヘッド基板30を有する。
The
絶縁性基板10上には、下から順に絶縁層12、14、16が積層される。
On the insulating
絶縁性基板10と絶縁層12との間に第1電極としての制御電極13、絶縁層12と絶縁層14との間に制御電極15、絶縁層14と絶縁層16との間にガード電極17がそれぞれ設けられる。制御電極13と制御電極15とは絶縁層12の両面に電極層を形成することにより設けら、ガード電極17は絶縁層14上に電極層を形成することにより設けられる。
A
絶縁性基板10、絶縁層12、14、16で構成される積層体には、開口18がマトリクス状の配列で設けられる。
開口18のマトリクス配置により、高速度、且つ、高解像度の印字が可能となる。
第1電極としての制御電極13、及び制御電極15は図2に示すように、開口18を囲むリング状に形成され、ガード電極17は制御電極13、15が形成されたリング状の部分が開口として形成され、この開口を除く全面を覆ように設けられる。ガード電極17には所定の電圧が印加され、作動時に、個別に駆動電圧が印加される制御電極13、15間の電界の干渉を避ける機能を有する。
The matrix arrangement of the
As shown in FIG. 2, the
ヘッド基板30には上端が尖頭状に形成されたインクガイド31が設けられ、インクガイド31は開口18を貫通して上方に突出している。ヘッド基板30と絶縁性基板10とは間隙をもって結合されており、この間隙は、インクAで満たされており、インク流路40を形成する。
The
ヘッド基板30の底には第2電極としての泳動電極32が設けられ、ヘッド基板30の底はカバー層33で全面が覆われている。
A
なお、泳動電極32はヘッド全面を覆うように形成される。泳動電極32はインクA中の荷電色材粒子Bをインクガイド31の尖頭部へ向けて泳動させる電界を形成する電位に維持される。このために、泳動電極32には、電源34が接続され、例えば、+300Vの電圧が印加される。
The
インクAは帯電(たとえばプラス)した色材粒子Bを分散状態で含有し、色材粒子Bを分散する分散媒としては、高い電気抵抗率、特に、1010Ωcm以上を有する誘電性の液体であることが好ましい。電気抵抗率の低い分散媒を使用すると、隣接する記録電極間で電気的導通が生ずるために好ましくない。 The ink A contains charged (for example, plus) colorant particles B in a dispersed state, and the dispersion medium for dispersing the colorant particles B is a dielectric liquid having a high electrical resistivity, particularly 10 10 Ωcm or more. Preferably there is. Use of a dispersion medium having a low electrical resistivity is not preferable because electrical conduction occurs between adjacent recording electrodes.
インクガイド31は開口18に対応してマトリクス配置されるが、個々のインクガイドは図3に示すように、尖頭部に溝31aを有する。
The ink guides 31 are arranged in a matrix corresponding to the
ヘッド1は図1に示すように、電極41により支持された記録媒体Pに対して所定の間隔を持って配置される。
As shown in FIG. 1, the
記録媒体Pは制御電極13、15の駆動電圧(たとえばプラス)と反対極性の電圧(たとえばマイナス)の電位、例えば、−1500Vの電位に維持される。このためには、電源43により電極41に電圧を印加するかまたは記録媒体Pが帯電手段としてのコロナ帯電器により帯電される。
The recording medium P is maintained at a potential of a voltage (for example, minus) opposite to the drive voltage (for example, plus) of the
待機状態では、インクAは絶縁性基板10とインクガイド31との間の間隙18A(開口18により形成される)及びインクガイド31の尖頭部に設けられた溝31aを毛管作用により満たしている。
In the standby state, the ink A fills the
印字作動前の状態では、泳動電極32と駆動パルスが印加されていない制御電極13とによりインク流路40に形成される電界によって色材粒子Bがインクガイド31の開口18側へと向かって泳動し、開口18の近傍におけるインクAの色材粒子濃度を上げる。
In a state before the printing operation, the color material particles B migrate toward the
なお、印字作動中であっても、インクを吐出しない開口では、前記したインク流路40における色材粒子Bの泳動が起こっており、吐出後にインクガイド31を囲む間隙18A及び溝31Aを満たすインク中の色材粒子濃度が高く保たれる。
Even during the printing operation, the colorant particle B migrates in the
制御電極13、15は図2に示すようにマトリクス配置され、制御電極13の行13A、13B、13Cがそれぞれ個々に駆動回路13AE、13BE、13CEに接続され、駆動パルスで駆動され、制御電極15の列151E、152E・・・155Eがそれぞれ個々に駆動回路に接続され、駆動パルスにより駆動される。
The
ヘッド1は行駆動パルスと列駆動パルスとが同時に印加された時にインク滴を吐出するように調整されている。行駆動パルス、列駆動パルスはほぼ等しく100〜500Vの電圧を有する。
The
制御電極13、15に駆動パルスが印加されると、記録媒体Pとヘッド1との間に電界が形成され、静電力の作用で開口18からインクが吐出され、記録媒体Pに向けインク滴DRが飛翔して着弾し印字が行われる。印字とともに、インクA中の色材粒子Bが電気泳動してインクガイド31の尖頭部に移動する。
When a drive pulse is applied to the
インクガイド31により、インクジェットヘッド1と記録媒体Pとの間のインク滴飛翔距離が短くなり、インク滴の着弾精度が向上する。
The
また、インクガイド31に尖頭部が形成されているので、インク吐出時のインク滴の尾の切れによるサテライトの発生が少なくなり、画質が向上する。
In addition, since the pointed head is formed on the
インクAは矢印Wのように、インク流路40中を流れる。矢印Wで示す流れの方向は、インクA中の色材粒子Bの濃度を調整する濃度調整装置(図示せず)を介した循環経路をインクAが流れる際の方向である。
The ink A flows in the
前記に説明したように、印字の過程で、色材濃度がインクガイド31の尖頭部近傍において上昇し、色材濃度の高いインクが消費されるために、インク流路40を流れるインクA中の色材濃度は下流ほど低下する。
As described above, in the process of printing, the color material density rises in the vicinity of the tip of the
このために、インクAが流れる方向Wに沿って、インクAを吐出する開口18が複数形成されたインクジェットヘッドでは、下流ほど印字濃度が低下し、画像濃度が不均一になるという問題がある。
For this reason, in the inkjet head in which a plurality of
本発明においては、インク流路40に沿って、ヘッドの下流部におけるインク濃縮力をヘッドの上流部における濃縮力よりも高めることにより、このような問題を解決した。
In the present invention, such a problem is solved by increasing the ink concentration force in the downstream portion of the head along the
インク濃縮力とは、インク中Aの色材粒子Bの濃度を開口18の近傍において上昇させる作用を言うが、インク濃縮力を上げる手段としては、インク流路40中の電界強度を上げることと、荷電粒子の泳動範囲を広くすることが挙げられる。
The ink concentration force refers to an action of increasing the concentration of the colorant particles B in the ink in the vicinity of the
具体例としては次の実施の形態がある。
(1)第2電極の電圧をインク流路40下流開口18の第1位置において、インク流路40上流側開口18の第2位置よりも高くする。
Specific examples include the following embodiments.
(1) The voltage of the second electrode is set to be higher at the first position of the
第2電極である泳動電極32の電圧を下流ほど高くすることにより、インク流路40中の電界強度が下流ほど高くなり、印字により色材濃度が低下したインクA中の色材粒子Bを開口18の側に向けて泳動させる力が強く作用し、インク濃縮力が下流ほど高くなる。
By increasing the voltage of the
このような電界強度分布を形成する手段としては、図4(a)に示すように、泳動電極として抵抗体32Rを用い、下流端を電源34に接続するかまたは図4(b)に示すように、下流から上流へと泳動電極を32a、32b・・・32nのように分割し、下流ほど高い電圧を発生する電源34a、34b・・・34nを接続するものが可能である。
(2)第1電極又は第2電極の面積をインク流路40下流の第1位置において、インク流路40上流の第2位置におけるよりも大きくする。
As a means for forming such an electric field intensity distribution, as shown in FIG. 4A, a
(2) The area of the first electrode or the second electrode is made larger at the first position downstream of the
第1電極である制御電極13及び第2電極である泳動電極32の面積を下流ほど大きくする。
The areas of the
第1電極の面積を大きくする手段は、図5(a)に示すとおりである。 Means for increasing the area of the first electrode is as shown in FIG.
開口の周囲に形成される上流側の第2位置のリング状の電極C2より、下流側の第1位置の電極C1を大きくすることにより、色材粒子の泳動範囲が下流ほど広くなり、インク濃縮力が増す。 By enlarging the downstream-side first-position electrode C1 from the upstream-side second-position ring-shaped electrode C2 formed around the opening, the migration range of the color material particles becomes wider toward the downstream, and the ink concentration. Power increases.
この例では、泳動電極は図5(b)の帯状電極32q、32r・・・32tのようにインクが流れる方向Wに直角な方向に分割される。帯状電極3q、・・・32tの下流における幅h1を上流における幅h2よりも広く形成する。 In this example, the migration electrode is divided in a direction perpendicular to the direction W in which the ink flows, like the strip electrodes 32q, 32r,... 32t in FIG. The width h1 downstream of the strip electrode 3q, ... 32t is formed wider than the width h2 upstream.
泳動電極32をこのような形状とすることにより、色材粒子の泳動範囲が広くなり、インク濃縮力が増す。
(3)第1電極と第2電極間の間隔を下流側第1位置において、上流側第2位置におけるよりも狭くする
図6に示すように、ヘッド基板20の底面を傾斜状に形成し、この傾斜状底面に泳動電極32の層を形成する。
By forming the
(3) The distance between the first electrode and the second electrode is made narrower at the downstream first position than at the upstream second position, as shown in FIG. A layer of the
制御電極13、15と泳動電極32間の間隔が下流ほど狭くなる結果、インク流路40中のこれら電極により形成される電界強度が下流ほど高くなって、下流ほどインク濃縮力が高くなる。
As a result of the distance between the
また、図7に示すように、制御電極13、15と泳動電極32間の間隔を段階的に下流ほど狭くすることも可能である。
Further, as shown in FIG. 7, the interval between the
さらに、図8のように、インク流路40の高さ、即ち、絶縁性基板10とヘッド基板30間の間隔を下流ほど狭くすることにより、制御電極13、15と泳動電極32間の間隔を下流ほど狭くし、下流のインク濃縮力を上げることができる。
Further, as shown in FIG. 8, the distance between the
図8の例では、下流におけるインク流路40の容積が小さくなるが、インクが溢れるのを防止するために、図9に示すように、インク流路40の幅、即ち、インクが流れる方向Wに直交する方向の流路幅に関して、下流における幅L1が上流における幅L2より広く形成される。
In the example of FIG. 8, the volume of the
図1から明らかなように、インク流路40内において、色材粒子を開口18側に移動させる電界は、泳動電極32に制御電極13が対向する位置では、これら電極により形成されるが、泳動電極32にガード電極17が対向する位置ではガード電極17と制動電極32とにより前記電界が形成される。
As is clear from FIG. 1, the electric field for moving the colorant particles toward the
従って、インクジェットヘッド1の表面に形成されたガード電極17も第1電極を構成する。
Therefore, the
なお、前記(1)〜(3)の手段を組み合わせて用いることも可能である。 It is possible to use a combination of the means (1) to (3).
前記のように開口18及び制御電極13、15のマトリクス配置により、高速度、且つ、高解像度の印字が可能となるが、このような構成により、インクの流れの方向Wに沿って複数の開口18が配置されるとともに、方向Wに交差する方向にも開口18が複数配置される。
As described above, the matrix arrangement of the
開口18のマトリクス配置により、複数の開口18を共通のインク流路40の方向Wに交差する方向(以下横方向という)に複数配置した構成となるが、この構成により、印字動作中にインクを吐出する開口18と吐出しない開口18が混在する場合にも、横方向のインクの流れが生じて、高濃度部と低濃度部とが混合して色材粒子の濃度が均一化され、画像濃度のむらを防止することができる。
Due to the matrix arrangement of the
図8,9に示す例では、記録媒体を方向W、即ち、インクジェットヘッド1におけるインクの流れの方向に搬送しつつ印字が行われる。
In the example shown in FIGS. 8 and 9, printing is performed while the recording medium is conveyed in the direction W, that is, the direction of ink flow in the
図10はインク流路におけるインクの流れ方向に配列された複数の開口18の列を1列設けた本発明の実施の形態の更に他の例の模式図であり、図10(a)はインクジェットヘッド1の上面図、図10(b)はインク流路を示す図、図10(c)はインクジェットヘッドの側断面図である。
FIG. 10 is a schematic view of still another example of the embodiment of the present invention in which one row of a plurality of
図10の例では、インク流路40の高さを下流ほど低くすることにより、泳動電極32により形成される電界の強度を下流ほど高くし、これによって、下流におけるインク濃縮力を上流よりも高くしている。
In the example of FIG. 10, the strength of the electric field formed by the
図示のように、インク流路40の幅を下流ほど広くすることにより、インク流路40の容積を上流、下流間でほぼ等しくし、インクの流れを円滑にしている。
As illustrated, by increasing the width of the
図11はインクガイド31の配置を変えた本発明の実施の形態の更に他の例を示す。
FIG. 11 shows still another example of the embodiment of the present invention in which the arrangement of the
図1においては、インクガイド31を開口18の中に設けているが、図11では、インクガイド31を開口18のインク吐出壁に沿って設けている。
In FIG. 1, the
図11の例でも、開口18から吐出されるインクはインクガイド31の側面に案内されて吐出し、所定の方向に飛翔する。
Also in the example of FIG. 11, the ink ejected from the
図12は熱エネルギーでインクを吐出する本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の更に他の例を示す。
開口18の各々に対応して、発熱素子50がインク流路40の開口と反対側に設けられる。
FIG. 12 shows still another example of the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention that ejects ink with thermal energy.
Corresponding to each of the
発熱素子50が画像データに基づいて選択的に発熱することにより、インクが開口18から吐出して画像が形成される。
When the
インク流路40内のインクA中の色剤粒子Bは濃度が開口側18側で高いので、高濃度のインクが開口18から吐出して、鮮明な画像が形成される。
Since the concentration of the colorant particles B in the ink A in the
なお、発熱素子に代えて、ピエゾ素子等の機械・電気変換素子を用いて、機械エネルギーでインクを吐出するインクジェット記録装置にも本発明を使用することができる。 Note that the present invention can also be used in an ink jet recording apparatus that ejects ink with mechanical energy using a mechanical / electrical conversion element such as a piezoelectric element instead of a heating element.
図13は記録材を支持する電極と泳動電極とにより、インク流路内に電界を形成し、色剤粒子濃度を開口側で高くした本発明の実施の形態の更に他の例を示す。 FIG. 13 shows still another example of the embodiment of the present invention in which an electric field is formed in the ink flow path by the electrode supporting the recording material and the migration electrode, and the colorant particle concentration is increased on the opening side.
泳動電極32には、電源34により色剤粒子Bを開口18側に泳動させる電圧が印加されるが、記録媒体Pを支持する電極41が接地されており、泳動電極32と電極41とにより、色剤粒子Bを泳動させる電界が形成される。
A voltage that causes the colorant particles B to migrate to the
なお、図13に示す例の変化例として、記録材Pの背面(図12における上面)コロナ帯電器等の帯電手段で帯電して記録材Pの背面に電荷を付与し、付与した電荷と泳動電極32とにより電界を形成することも可能である。
As a variation of the example shown in FIG. 13, the back surface (upper surface in FIG. 12) of the recording material P is charged by a charging means such as a corona charger, and charges are applied to the back surface of the recording material P. It is also possible to form an electric field with the
図14はインクを吐出する開口が形成された第1基板と泳動電極が形成された第2基板とを共通の部材50で形成した本発明の実施の形態の更に他の例を示す。
FIG. 14 shows still another example of the embodiment of the present invention in which the first substrate on which the ink ejection opening is formed and the second substrate on which the migration electrode is formed are formed by a
図示のように、共通の部材50はンクを吐出する開口18が形成された第1基板10A及び泳動電極32が形成される第2基板30Aを構成する。また、制御電極13、15は第1基板10Aに形成される。
As shown in the drawing, the
インク流路40は成型により部材50内に形成される。なお、矢印Wで示すインクの流れは、図示しない循環経路により形成される。
The
1 インクジェットヘッド
10絶縁性基板
12、14、16 絶縁層
13、15 制御電極
17 ガード電極
18 開口
30 ヘッド基板
31 インクガイド
32 泳動電極
41 対向電極
42 インク流路
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記電界形成手段は、前記第1基板に設けられた第1電極、前記第2基板に設けられた第2電極及び前記第1電極と前記第2電極間に電圧を印加して電気泳動電界を形成する第1電源を有し、
前記第1電極の面積を下流ほど広くすることにより、前記電界形成手段のインク濃縮力を、前記インク流路における下流側で上流側よりも高くしたことを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink jet recording apparatus for causing ink containing charged particles to fly toward a recording medium, comprising: a first substrate having an opening for discharging ink; and a second substrate disposed to face the first substrate. Forming an ink flow path between the first substrate and the second substrate, forming a plurality of the openings along the direction of ink flow in the flow path, and In an ink jet recording apparatus having an electric field forming means for increasing the concentration of the charged particles in the ink flow path on the first substrate side by forming an electrophoretic electric field for causing particles to migrate to the first substrate side.
The electric field forming means applies a voltage between the first electrode provided on the first substrate, the second electrode provided on the second substrate, and the first electrode and the second electrode to generate an electrophoretic electric field. A first power source to be formed;
An ink jet recording apparatus, wherein the area of the first electrode is increased toward the downstream, whereby the ink concentration force of the electric field forming means is increased on the downstream side in the ink flow path than on the upstream side.
前記電界形成手段は、前記第1基板に設けられた第1電極、前記第2基板に設けられた第2電極及び前記第1電極と前記第2電極間に電圧を印加して電気泳動電界を形成する第1電源を有し、
前記第2電極を前記インク流路を流れるインクの流れの方向に沿って、複数に分割し、分割された前記第2電極の面積を下流ほど広くすることにより、前記電界形成手段のインク濃縮力を、前記インク流路における下流側で上流側よりも高くしたことを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink jet recording apparatus for causing ink containing charged particles to fly toward a recording medium, comprising: a first substrate having an opening for discharging ink; and a second substrate disposed to face the first substrate. Forming an ink flow path between the first substrate and the second substrate, forming a plurality of the openings along the direction of ink flow in the flow path, and In an ink jet recording apparatus having an electric field forming means for increasing the concentration of the charged particles in the ink flow path on the first substrate side by forming an electrophoretic electric field for causing particles to migrate to the first substrate side.
The electric field forming means applies a voltage between the first electrode provided on the first substrate, the second electrode provided on the second substrate, and the first electrode and the second electrode to generate an electrophoretic electric field. A first power source to be formed;
The second electrode is divided into a plurality of portions along the direction of the ink flow through the ink flow path, and the area of the divided second electrode is increased toward the downstream, whereby the ink concentration force of the electric field forming means is increased. Is set higher on the downstream side in the ink flow path than on the upstream side.
前記電界形成手段は、前記第1基板に設けられた第1電極、前記第2基板に設けられた第2電極及び前記第1電極と前記第2電極間に電圧を印加して電気泳動電界を形成する第1電源を有し、
前記第1電極と前記第2電極間の間隔を下流ほど狭くすることにより、前記電界形成手段のインク濃縮力を、前記インク流路における下流側で上流側よりも高くしたことを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink jet recording apparatus for causing ink containing charged particles to fly toward a recording medium, comprising: a first substrate having an opening for discharging ink; and a second substrate disposed to face the first substrate. Forming an ink flow path between the first substrate and the second substrate, forming a plurality of the openings along the direction of ink flow in the flow path, and In an ink jet recording apparatus having an electric field forming means for increasing the concentration of the charged particles in the ink flow path on the first substrate side by forming an electrophoretic electric field for causing particles to migrate to the first substrate side.
The electric field forming means applies a voltage between the first electrode provided on the first substrate, the second electrode provided on the second substrate, and the first electrode and the second electrode to generate an electrophoretic electric field. A first power source to be formed;
The ink-concentrating force of the electric field forming means is made higher on the downstream side in the ink flow path than on the upstream side by narrowing the distance between the first electrode and the second electrode toward the downstream side. Recording device.
前記電界形成手段は、前記第1基板に設けられた第1電極、前記第2基板に設けられた第2電極及び前記第1電極と前記第2電極間に電圧を印加して電気泳動電界を形成する第1電源を有し、
前記インク流路の高さを下流ほど低くすることにより、前記電界形成手段のインク濃縮力を、前記インク流路における下流側で上流側よりも高くしたことを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink jet recording apparatus for causing ink containing charged particles to fly toward a recording medium, comprising: a first substrate having an opening for discharging ink; and a second substrate disposed to face the first substrate. Forming an ink flow path between the first substrate and the second substrate, forming a plurality of the openings along the direction of ink flow in the flow path, and In an ink jet recording apparatus having an electric field forming means for increasing the concentration of the charged particles in the ink flow path on the first substrate side by forming an electrophoretic electric field for causing particles to migrate to the first substrate side.
The electric field forming means applies a voltage between the first electrode provided on the first substrate, the second electrode provided on the second substrate, and the first electrode and the second electrode to generate an electrophoretic electric field. A first power source to be formed;
An ink jet recording apparatus, wherein the ink concentration force of the electric field forming means is made higher on the downstream side in the ink flow path than on the upstream side by lowering the height of the ink flow path toward the downstream.
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