(57)【要約】【課題】印字品質において、プラス偏向電極の形状によりインク粒子の偏向能力を向上させ、低帯電電圧化よるクーロン反発力の低減、飛行距離を短縮することによる空気抵抗の低減を図ることが可能となり、高品質印字を実現できるインクジェット記録装置を提供することにある。従来の偏向電極は、インク粒子のよるプラス偏向電極への衝突を避けるために、プラス偏向電極の長さが限られ、これにより、インク粒子の偏向能力が弱く、クーロン反発や空気抵抗による影響を低減することができず、印字品質を改善することが困難であった。【解決手段】インク粒子がプラス偏向電極に衝突しないような偏向電極形状にすることにより、偏向電極の長さを伸ばすことが可能となり、インク粒子の偏向能力も向上できるため、高品質なインクジェット記録装置を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧インクをノズルより噴出し、該ノズルを一定周期で振動させることにより、インクを一定周期で粒子化せしめ、印字される文字情報に基づいて粒子化の周期に同期した帯電信号を帯電電極に与えることにより、粒子化されたインク粒子のうち印字されるドットに対応するインク粒子に電荷を付与し、電荷が付与されたインク粒子はプラス偏向電極とマイナス偏向電極で形成される電界中を通過し偏向され、印字されないドットに対応するインク粒子は帯電されずガターに回収され、被印字物が前記ノズルと相対的に移動することにより被印字物上にドットマトリクス状に文字が形成されるインクジェット記録装置であって、
インク粒子の偏向量に応じて、インク粒子による偏向電極への衝突を避けるスリット部を設けた偏向電極を有するインクジェット記録装置。
【請求項２】
加圧インクをノズルより噴出し、該ノズルを一定周期で振動させることにより、インクを一定周期で粒子化せしめ、印字される文字情報に基づいて粒子化の周期に同期した帯電信号を帯電電極に与えることにより、粒子化されたインク粒子のうち印字されるドットに対応するインク粒子に電荷を付与し、電荷が付与されたインク粒子はプラス偏向電極とマイナス偏向電極で形成される電界中を通過し偏向され、印字されないドットに対応するインク粒子は帯電されずガターに回収され、被印字物が前記ノズルと相対的に移動することにより被印字物上にドットマトリクス状に文字が形成されるインクジェット記録装置であって、
同じ電圧が印加されたプラス偏向電極を２枚設け、この２枚のプラス偏向電極の間に偏向されたインク粒子が通せるように間隔を設けたインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、プラス偏向電極のスリット部の長さをガター上面まで有するインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項２に記載のインクジェット記録装置において、２枚のプラス偏向電極をガター上面まで設けたインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク粒子を連続的に噴出しインク粒子を高偏向能力の偏向電極により高品質な印字を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送される印字対象物に対し、インク粒子を連続的に噴出し印字を行うインクジェット記録装置として、高品質印字を実現するには、クーロン反発力による印字への影響を低減するために帯電電圧の低減化、インク粒子間距離すなわちインク粒子の飛行軌跡を広げることが必要である。また、空気抵抗による印字への影響を低減するためには飛行距離の短縮化が必要不可欠である。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高印字品質を実現するには、インク粒子帯電量の低減化、飛行距離の短縮化、粒子の飛行軌跡を大きくする必要がある。まず、インク粒子帯電量の低減化については、インク粒子間に生ずるクーロン反発力を低減するために印加する帯電電圧の低減が必要である。しかし、インク粒子の偏向量は帯電電圧に比例しているため、インク粒子に印加する帯電電圧を低減すると、インク粒子の偏向量が減少しドットマトリクス状の文字を形成するうえで最下位に位置するドット、すなわち帯電電圧の最も小さいインク粒子がガターを飛越せなくなり、低い帯電電圧でガターを飛越えるのに、どうしてもガターの位置を偏向電極から遠ざける必要がある。ガターの位置を遠ざけることで、インク粒子の飛行距離が大きくなり、これではクーロン反発力を低減できても、空気抵抗の増大による印字品質への影響が生じてしまう。また、空気抵抗による印字品質への影響を低減するためにはガターの位置を偏向電極に近づけ飛行距離を短縮しなければならない。しかし、ガターの位置が近づくことにより、帯電電圧を上げなければ最上位粒子がガターを飛越せなくなり、これでは空気抵抗による影響を低減できても帯電電圧の増加による印字への影響が増大してしまう。帯電電圧の低減と飛行距離の短縮を実現するには、偏向電極の長さを伸ばし、インク粒子の偏向能力を上げ、低い電荷を帯びたインク粒子を短飛行距離で印字させること、また高偏向能力による粒子間の飛行軌跡を広げることが求められる。しかし、インク粒子の偏向能力を上げてしまうと、ドットマトリクス状の文字を形成するうえで最上位に位置する粒子、すなわち最も高い電荷を帯びたインク粒子の偏向量が更に大きくなりプラス偏向電極に衝突するという問題が生じてしまう。印字品質向上を図るために、高偏向能力による偏向電極の長さを伸ばせないという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インク粒子の能力を向上させ、帯電電圧を低減し、かつ飛行距離を短縮することで印字品質を確保するインクジェット記録装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題は、インク粒子の偏向能力を向上させても、インク粒子がプラス偏向電極に衝突しないような構造にすることにより解決することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高偏向能力な偏向電極により低い電荷を帯びたインク粒子でも印字に使用することが可能となり、かつ飛行距離を短縮することで、高品質な印字を行うインクジェット記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図１は、本実施例に係るインクジェット記録装置における偏向電極の形状を示す図であり、図２は、本実施例に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す概観図である。
【０００９】
まず、本実施例の構成について図２を用いて説明する。１はインクジェット記録装置全体を制御するＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）、２はインクジェット記録装置内で一時的にデータを記憶しておくＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）、３はプログラムなどをあらかじめ記憶するＲＯＭ（リードオンリーメモリー）、４は印字する内容等を表示する表示装置、５はパネルインターフェース、６は印字する文字情報を入力するパネル。７は被印字物検出回路、８はインクジェット記憶装置の印字動作を制御する印字制御回路、９はインク粒子に帯電させるビデオデータを記憶しておくビデオＲＡＭ、１０はビデオデータを帯電信号にする文字信号発生回路、１１はインクを噴出するノズル、１２はノズルより噴出したインクが粒子になりそのインク粒子に電荷を加える帯電電極、１３はプラス偏向電極、１４はマイナス偏向電極、プラス偏向電極１３とマイナス偏向電極１４が電界を形成する。１５は印字に使用しないインクを回収するガター、１６はガターより回収されたインクを再びノズルへ供給するポンプ、１７は被印字物を検出するセンサー、１８は被印字物を搬送するコンベア、１９は印字の対象となる被印字物、２０はデータ等を送るバスラインである。
【００１０】
次に、印字について説明する。まず、５パネルインターフェースを介して６パネルで印字する内容等の情報を入力すると、ＭＰＵ１は、ＲＯＭ３に記憶されているプログラムにより、インク粒子へ帯電させるビデオデータを印字情報に応じて作成し、バスライン２０を介してビデオＲＡＭ９へ格納する。被印字物センサー１７が被印字物１９を検知すると、被印字物検知回路７を通じて、ＭＰＵ１へ印字開始の指令が届く。ＭＰＵ１はビデオＲＡＭ９に記憶しているビデオデータを、バスライン２０を介して文字信号発生回路１０へ送る。文字信号発生回路１０は送られてきたビデオデータを帯電信号に変更する。
【００１１】
印字制御回路８はバスライン２０を介してこの帯電信号を帯電電極１２へ送出するタイミングをコントロールする。ノズル１１より噴出されたインクは帯電電極１２内で粒子化し電荷を受け、プラス偏向電極１３とマイナス偏向電極１４によって形成される電界を飛行通過することにより偏向され、被印字物１９へとインク粒子が飛行、付着し印字される。その際、インク粒子の帯電量に応じて偏向される。帯電量の大きいインク粒子の偏向量が大きく、帯電量の小さい粒子の偏向量が小さいこととなる。印字に使用されなかったインク、すなわち、帯電されなかったインク粒子はガター１５より回収され、ポンプ１６によって再びノズル１１へ供給される。
【００１２】
次に、図２を用いて印字品質について説明する。インクジェット記憶装置において、ドットマトリクス状の文字を形成するのに文字情報に応じて各々のインク粒子に印加する電荷量が決められる。最下位に位置する最下位粒子には低い電荷を、最上位に位置する最上位粒子には高い電荷を印加する。電荷を帯びたインク粒子は偏向電極間を通過することにより、その電荷量に比例して偏向される。各々の粒子に印加される電荷量の違いによってドットマトリクス状の文字が形成される。高品質な印字を実現するには、まずインク粒子間に生ずるクーロン反発力による印字品質への影響を低減させる必要があり、クーロン反発力による影響を低減させるにはインク粒子に印加する電荷量の低減、インク粒子間の飛行軌跡を広げることが必要である。また、空気抵抗による印字品質への影響を低減するには飛行距離の短縮化が必要不可欠である。これらの印字品質に対する影響を最小限に抑えるには、インク粒子の偏向能力を強め、低い電荷を帯びたインク粒子でも短飛行距離で印字させることが必要である。
【００１３】
次に、図３と図４を用いて従来の偏向電極について説明する。まず、図３に示すプラス偏向電極とマイナス偏向電極が平行している偏向電極の方式について述べる。この方式おいては、プラス偏向電極とマイナス偏向電極が平行しており、プラス偏向電極とマイナス偏向電極の距離が近く強い電界が形成されている。しかし、インク粒子の偏向能力を向上させようとプラス偏向電極とマイナス偏向電極の長さを伸ばした場合、最上位粒子すなわちドットマトリクス状の文字を形成するうえで電荷量の最も大きいインク粒子の偏向量が大きくなりプラス偏向電極に衝突することになる。実用上、最上位インク粒子がプラス偏向電極に衝突しないようにプラス偏向電極の長さを抑えている。この方式では強い電界を形成することができても、偏向電極の長さに制限があるため、インク粒子の偏向される時間が短くなり、インク粒子を偏向する能力が劣ることになる。印字品質において、クーロン反発力を低減するために帯電量の低減が必要である、しかし、偏向能力の小さい本方式では、最下位粒子の帯電量を低減すれば、最下位粒子がガターを飛越せなくなりガターに衝突してしまう。また、この衝突を避けるために、ガターの位置を偏向電極から遠ざけなければならない。しかし、これでは、帯電電荷量の低減によるクーロン反発力の低減ができても、飛行距離が長くなり空気抵抗を大きく受け印字品質が改善されないことになる。逆に、印字距離を短縮しようとすれば、ガターの位置が偏向電極に近づき、帯電電荷量を上げなければ最下位粒子がガターを飛越せなくなる。これでは、印字ヘッドの短縮による空気抵抗の影響が低減できても、帯電電荷量が増加することによる印字への影響が大きくなる。そのため、本方式の偏向電極の偏向能力が弱く帯電電圧の低減と飛行距離の短縮を図ることができない。高印字品質を得るにはインク粒子を偏向する能力が求められる。
【００１４】
次に図４に示す従来の偏向方式について説明する。図３に示す方式の偏向能力をさらに強める為に、図４に示すように図３の偏向電極の平行部に曲げ部を設け、インク粒子の衝突を避けながら図３より長い時間インク粒子を偏向できることが特徴である。しかし、この方式では曲げ部を設けることにより偏向時間は長くなったが、プラス偏向電極の曲げ部とマイナス偏向電極間の距離が平行部と比べ大きく、曲げ部の電界強さが平行部と比べ著しく弱くなっていることが分かる。そのため、この方式では偏向時間が長くなっても、曲げ部の電界強さが弱い為、図３方式と比べインク粒子を偏向する能力が著しく変化していないことになる。
【００１５】
次に、本発明のプラス偏向電極について述べる。図１と図５は本発明の偏向電極を示す。まず、図１のプラス偏向電極について説明する。図１[Ａ]は本発明のプラス偏向電極の形状を示す。図１[Ｂ]は本発明のプラス偏向電極による印字を行なうイメージを示す。図１に示すように、本発明のプラス偏向電極にはインク粒子の衝突を避けられるスリット部を有し、プラス偏向電極とマイナス偏向電極が平行しており強い電界が形成されている。また、このスリット部を設けることにより、平行しているプラス偏向電極とマイナス偏向電極の長さを伸ばしインク粒子の偏向量を増加しても、最上位粒子がプラス偏向電極スリット部を通り抜けられ衝突することなく被印字物に到達することが可能となる。本方式を用いることにより、最下位粒子の偏向量も増加可能となり、最下位粒子の帯電電圧を低減させてもガターを飛越えられ、また、強い電界によりインク粒子間の飛行軌跡も広げることが可能となり、クーロン反発力による印字への影響を低減させることが可能となる。さらに、偏向能力を向上できることにより、ガターの位置を偏向電極に近づけられ飛行距離短縮を図ることも可能となり、空気抵抗による印字への影響も低減することが可能となる。プラス偏向電極に設けるスリットの位置についてはノズル口径、インク噴出圧力、帯電電圧によって最上位粒子の軌跡が変化するため、最上位粒子がプラス偏向電極に衝突しない位置からスリットをもうけること。
【００１６】
次に、図５に示すプラス偏向電極について説明する。図５[Ａ]は本発明のプラス偏向電極の形状を示す。図５[Ｂ]は本発明のプラス偏向電極による印字を行なうイメージを示す。図５に示すように、本発明の方式ではプラス偏向電極を２枚有し、同じ電圧が印加されている。この２枚のプラス偏向電極とマイナス偏向電極が平行しており、また、この２枚のプラス偏向電極の間にインク粒子が通せるようにプラス偏向電極が配置され、プラス偏向電極とマイナス偏向電極の間に強い電界が形成されている。この偏向電極を長くすることにより、強い電界を長い間インク粒子にかけられることになり、インク粒子を偏向する能力が向上することになる。偏向電極の長さを伸ばしインク粒子の偏向量を増加しても最上位粒子がプラス偏向電極間を通り抜けられ、プラス偏向電極に衝突することなく印字することが可能となる。また、最下位粒子にについても、この方式を用いれば低い電荷でもガターを飛越えられ、偏向能力の向上によりインク粒子間の飛行軌跡も広げることが可能となり、クーロン反発による印字への影響を低減させることが可能となる。更に、ガターの位置も偏向電極に近づけられ飛行距離短縮を図ることも可能となり、空気抵抗による印字への影響も低減することが可能となる。
【００１７】
このように印字に用いる最上位粒子によるプラス偏向電極への衝突を避けられるような構造にすることにより、プラス偏向電極の長さを長くすることが可能となり、インク粒子の偏向能力を増加させクーロン反発と空気抵抗による印字への影響を低減することができる。これにより、印字品質の向上を図ることが可能となる。
【００１８】
以上の各実施例によれば、高品質な印字を行う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】
【００１９】
【図１】本発明におけるスリット部を備えたプラス偏向電極の形状を示概略図。
【図２】全体構成を示す概観図。
【図３】従来の平行偏向電極の形状を示す概略図。
【図４】従来の曲げ部を有するプラス偏向電極の形状を示す概略図。
【図５】本発明における２枚のプラス偏向電極備えたインクジェット記録装置の特徴を示概略図。
【符号の説明】
【００２０】
１…ＭＰＵ、２…ＲＡＭ、３…ＲＯＭ、４…表示装置、５…パネルインタフェース、６…パネル、７…被印字物検知回路、８…印字制御回路、９…ビデオＲＡＭ、１０…文字信号発生回路、１１…ノズル、１２…帯電電極、１３…プラス偏向電極、１４…マイナス偏向電極、１５…ガター、１６…ポンプ、１７…被印字物検知センサー、１８…コンベア、１９…被印字物、２０…バスライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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