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JPH10157133A - Electrostatic ink jet print head - Google Patents

Electrostatic ink jet print head

Info

Publication number
JPH10157133A
JPH10157133A JP32567196A JP32567196A JPH10157133A JP H10157133 A JPH10157133 A JP H10157133A JP 32567196 A JP32567196 A JP 32567196A JP 32567196 A JP32567196 A JP 32567196A JP H10157133 A JPH10157133 A JP H10157133A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
orifice
print head
recording
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32567196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Shima
和男 島
Junichi Suetsugu
淳一 末次
Tadashi Mizoguchi
忠志 溝口
Hitoshi Minemoto
仁史 峯本
Hitoshi Takemoto
人司 竹本
Yoshihiro Hagiwara
良広 萩原
Toru Yakushiji
徹 薬師寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd filed Critical Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Priority to JP32567196A priority Critical patent/JPH10157133A/en
Publication of JPH10157133A publication Critical patent/JPH10157133A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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

PROBLEM TO BE SOLVED: To jet an ink droplet stably by providing a recording electrode at the outer circumferential part of a plurality of orifices communicating with an ink chamber and opening to the outside, a jetting part projecting outward in the center of each orifice, and a counter electrode facing each orifice. SOLUTION: The print head comprises an orifice plate 2 and an ink chamber 7 provided, on the base plate 4 side thereof, with a migration electrode 6. A jetting part 11 is formed in the center of each orifice 3 on the surface of the orifice plate 2 and a recording electrode 12 is formed at the circumferential fringe part of each orifice 3 on the back of the orifice plate 2. At the time of recording, a pulse voltage is applied onto the recording electrode 12 and toner particles in an ink 8 on a jetting point 14 are subjected to electrostatic force. When the electrostatic force overcomes the surface tension of meniscus on the jetting point 14, an ink droplet 17 is jetted toward a counter electrode 15 and fixed onto a recording paper 16.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に静電式インク
ジェット記録方式の記録装置に用いられる静電式インク
ジェットプリントヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic ink jet printhead used in a recording apparatus of an electrostatic ink jet recording system.

【0002】[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
で最近関心を集めている。その中で、簡単な機構で記録
媒体上に高速で記録が可能であり、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。こ
のようなノンインパクト記録法の1つに静電式インクジ
ェット記録方式がある。この静電式インクジェット記録
方式は、インクとしてキャリア液体中にトナー粒子を分
散させたものを用い、針状の記録電極とこれに対向する
記録紙の背面に対向電極とを設け、該記録電極と対向電
極との間に所定の電圧を印加し、該電圧によって発生し
た電界の静電力により、インク中のトナー粒子等の色材
を記録紙に飛翔せしめて記録を行うものである。
2. Description of the Related Art The non-impact recording method has recently attracted attention in that the generation of noise during recording is extremely small to a negligible level. Among them, the ink jet recording method that can perform high-speed recording on a recording medium with a simple mechanism and that can perform recording on plain paper is an extremely powerful recording method, and various methods have been proposed so far. ing. One of such non-impact recording methods is an electrostatic ink jet recording method. This electrostatic ink jet recording method uses a dispersion of toner particles in a carrier liquid as ink, and provides a needle-like recording electrode and a counter electrode on the back surface of recording paper facing the recording electrode. A predetermined voltage is applied between the electrode and a counter electrode, and recording is performed by causing a color material such as toner particles in ink to fly on recording paper by electrostatic force of an electric field generated by the voltage.

【0003】図4及び図5は、上記静電式インクジェッ
ト記録方式の記録装置に用いられる従来の静電式インク
ジェットプリントヘッドの構成を示す図であり、このう
ち図4は静電式インクジェットプリントヘッドの斜視
図、図5はヘッド先端部の拡大図正面図及び一部断面図
である。以下、これらの図を参照して、従来の静電式イ
ンクジェットプリントヘッドの構成を説明する。
FIGS. 4 and 5 are views showing the structure of a conventional electrostatic ink jet print head used in the above-mentioned electrostatic ink jet recording type recording apparatus. FIG. 4 shows an electrostatic ink jet print head. FIG. 5 is an enlarged front view and a partial cross-sectional view of the head end portion. Hereinafter, the configuration of the conventional electrostatic ink jet print head will be described with reference to these drawings.

【0004】基板101は平板な絶縁性材料からなり、
その表面には所望の解像度を得るために所定間隔で複数
の記録電極102が形成されている。この記録電極10
2は、Cu(銅),Ni(ニッケル)等の導電性材料を
基板101表面全体にスパッタした後、記録電極102
の形状がパタ−ニングされたマスクを介して露光・現像
されることにより基板101上に形成されている。
The substrate 101 is made of a flat insulating material.
A plurality of recording electrodes 102 are formed on the surface at predetermined intervals to obtain a desired resolution. This recording electrode 10
2 is a method in which a conductive material such as Cu (copper) or Ni (nickel) is sputtered on the entire surface of the substrate 101, and then the recording electrode 102 is formed.
Is formed on the substrate 101 by being exposed and developed through a patterned mask.

【0005】また、この記録電極102は、各々独立し
た電極として形成されており、その一端はドライバー
(図示略)に接続され、記録時には選択的に高電圧パル
スが印加される。さらに、記録電極102が形成された
基板101の表面は、導電性のトナー粒子を含んだイン
クと記録電極102が絶縁されるように、絶縁性コーテ
ィング材がスピンコートされている。メニスカス形成部
材103は、記録電極102が形成された基板101上
に絶縁性かつ感光性のレジスト材をラミネートまたはス
ピンコートした後、メニスカス形成部材103の形状が
パター二ングされたマスクを介して露光・現像されて各
記録電極102上に重なるように形成されている。
The recording electrode 102 is formed as an independent electrode, and one end thereof is connected to a driver (not shown), and a high voltage pulse is selectively applied at the time of recording. Further, the surface of the substrate 101 on which the recording electrodes 102 are formed is spin-coated with an insulating coating material so that the recording electrodes 102 are insulated from the ink containing the conductive toner particles. The meniscus forming member 103 is formed by laminating or spin-coating an insulating and photosensitive resist material on the substrate 101 on which the recording electrode 102 is formed, and then exposing through a mask in which the shape of the meniscus forming member 103 is patterned. -It is formed so as to be developed and overlap each recording electrode 102.

【0006】メニスカス形成部材103の上には、その
先端部より後退した位置にカバー104が取り付けられ
ている。このカバー104は絶縁性材料からなり、予め
インク供給口105及びインク排出口106が加工・形
成されている。すなわち、基板101上には該基板10
1、カバー104、さらに記録電極102上の各メニス
カス形成部林103によりスリット状の微小な吐出開口
部107が形成され、インク供給口105より供給され
たインクが吐出開口部107を通って該吐出開口部10
7より外側に突き出ているメニスカス形成部材103の
先端部へ供給され、各々のメニスカス形成部材103の
先端部でインクのメニスカスが形成される構造となって
いる。
[0006] A cover 104 is mounted on the meniscus forming member 103 at a position retracted from the front end thereof. The cover 104 is made of an insulating material, and the ink supply port 105 and the ink discharge port 106 are processed and formed in advance. That is, on the substrate 101, the substrate 10
1, a cover 104 and a meniscus forming portion forest 103 on the recording electrode 102 form a slit-shaped minute discharge opening 107, and ink supplied from the ink supply port 105 passes through the discharge opening 107 to discharge the ink. Opening 10
The ink is supplied to the distal end portions of the meniscus forming members 103 protruding outward from the outer peripheral portions 7, and the meniscus of the ink is formed at the distal end portions of the respective meniscus forming members 103.

【0007】一方、特開平4−366641号公報に
は、インク室と該インク室に接続すると共にインクを吐
出するノズルを有するノズルプレートを備え、前記イン
ク室に満たされたインクを加圧してノズルから外部へ吐
出させる構造のインクジェットプリントヘッドにおい
て、ノズルプレートのノズル近傍に刺状または針状のイ
ンクガイドを配置することにより、インクの吐出方向を
安定させる技術が開示されている。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-366641 discloses an ink chamber provided with an ink chamber and a nozzle plate having a nozzle connected to the ink chamber and having a nozzle for discharging ink. A technique has been disclosed in which an ink jet print head having a structure in which ink is ejected from the outside to stabilize the ink ejection direction by disposing a barbed or needle-shaped ink guide near the nozzle of a nozzle plate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の静電式インクジェットプリントヘッドは、以下のよ
うな問題点がある。すなわち、その第1の問題点は、イ
ンク滴の吐出が不安定である。その原因は、インクの吐
出ポイントとなるメニスカス形成部材103の先端部の
インクが隣り合うメニスカス形成部材103の間のメニ
スカスによって連続して繋がっているため、吐出ポイン
トからインクの吐出が行われた際に生じるメニスカスの
液面の振動が近傍のメニスカス形成部材103の先端部
のインクのメニスカスに影響を及ぼすためである。
However, the above-mentioned conventional electrostatic ink jet print head has the following problems. That is, the first problem is that ink droplet ejection is unstable. The reason is that the ink at the tip end of the meniscus forming member 103, which is the ink discharge point, is continuously connected by the meniscus between the adjacent meniscus forming members 103, so that the ink is discharged from the discharge point. This is because the vibration of the liquid surface of the meniscus which occurs at the end affects the meniscus of the ink at the tip of the neighboring meniscus forming member 103.

【0009】ここで、図6は、記録電極112と対向電
極115との間に発生する電気力線について、記録電極
112の配置の相違による差異を比較した図である。図
6(a)に示すように、対向電極115に対峙する吐出
ポイント114上に記録電極112を配置した場合で
は、記録電極112から対向電極15に向けて広がる電
気力線118が発生する。一方、図6(b)に示すよう
に対向電極115に対峙する吐出ポイント114の両側
に一定間隔を隔てて2つの記録電極112を配置した場
合では、対向電極115側において収束する電気力線1
18が発生する。すなわち、上記従来の静電式インクジ
ェットプリントヘッドの構成では、インク滴の吐出の方
向性が不安定となる。
FIG. 6 is a diagram comparing the lines of electric force generated between the recording electrode 112 and the counter electrode 115 due to the difference in the arrangement of the recording electrodes 112. As shown in FIG. 6A, when the recording electrode 112 is disposed on the discharge point 114 facing the counter electrode 115, lines of electric force 118 extending from the recording electrode 112 toward the counter electrode 15 are generated. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when two recording electrodes 112 are arranged at a fixed interval on both sides of the discharge point 114 facing the opposite electrode 115, the electric flux lines 1 converging on the opposite electrode 115 side
18 occurs. That is, in the configuration of the above-described conventional electrostatic ink jet print head, the directionality of ink droplet ejection becomes unstable.

【0010】また、第2の問題点は、決まった吐出ポイ
ントからのインクの吐出が行われない点である。その理
由は、吐出ポイントとなるメニスカス形成部材103の
先端部が基板101の端面より後退した位置に形成され
ているため、基板101の端面へのインクの濡れによっ
て吐出ポイント上で明確な凸メニスカスが形成されなく
なり、本来の吐出ポイント以外の部分からインクが吐出
するという現象が生じるためである。
A second problem is that ink is not ejected from a fixed ejection point. The reason is that the tip of the meniscus forming member 103 serving as a discharge point is formed at a position receding from the end surface of the substrate 101, so that a clear convex meniscus is formed on the discharge point due to the wetting of the ink on the end surface of the substrate 101. This is because a phenomenon occurs in which ink is not formed and ink is ejected from a portion other than the original ejection point.

【0011】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、電界によって帯電したトナー粒子を含んだイ
ンク滴を吐出させる際に、インク滴の吐出を安定化させ
ることが可能な静電式インクジェットプリントヘッドを
提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has been made in consideration of the above-described problems. It is an object of the present invention to provide an ink jet print head.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の手段として、帯電したトナー粒子が分散され
ているインクに電界を加え、該電界によって発生する静
電力によりトナー粒子を外部に吐出させて印刷対象物に
印刷を行う静電式インクジェットプリントヘッドにおい
て、インクが充満されたインクチャンバと、該インクチ
ャンバに連通して外部に開口する微小孔である複数のオ
リフィスと、各オリフィスの外周部に設けられた記録電
極と、各オリフィスの中心部または近傍に外部に突出す
る吐出部と、各オリフィスに対向して設けられた対向電
極とを具備し、前記記録電極と対向電極との間に発生さ
れる静電力によってトナー粒子を外部に吐出させるとい
う手段が採用される。
In order to achieve the above object, as a first means, an electric field is applied to ink in which charged toner particles are dispersed, and the toner particles are externally applied by an electrostatic force generated by the electric field. In an electrostatic ink jet print head that prints on a printing target by discharging ink to an ink chamber, an ink chamber filled with ink, a plurality of orifices that are micro holes communicating with the ink chamber and opening to the outside, and each orifice A recording electrode provided on the outer periphery of the orifice, a discharge portion protruding to the outside at the center or in the vicinity of each orifice, and a counter electrode provided to face each orifice. In this case, means for discharging toner particles to the outside by electrostatic force generated during the period is adopted.

【0013】第2の手段として、上記第1の手段におい
て、記録電極はインクチャンバの内面かつ各オリフィス
の周縁部に形成され、該インクチャンバ内のインクと絶
縁されるように表面が絶縁性コ一ティング材によって絶
縁被膜されているという手段が採用される。
As a second means, in the first means, the recording electrode is formed on the inner surface of the ink chamber and on the periphery of each orifice, and the surface of the recording medium is insulated so as to be insulated from the ink in the ink chamber. A means of being insulated and coated with a single material is used.

【0014】第3の手段として、上記第1または第2の
手段において、インクチャンバの内面においてオリフィ
スと対向する部分には、トナー粒子をオリフィスの方向
に電気泳動させる泳動電極が設けられるという手段が採
用される。
As a third means, in the first or second means, there is provided an electrophoresis electrode for electrophoresing toner particles in the direction of the orifice at a portion of the inner surface of the ink chamber facing the orifice. Adopted.

【0015】第4の手段として、上記第1ないし第3い
ずれかの手段において、インクチャンバを形成するチャ
ンバ形成部材は、低誘電率の絶縁性材料によって形成さ
れるという手段が採用される。
As a fourth means, in any one of the above first to third means, a means is adopted in which the chamber forming member forming the ink chamber is formed of a low dielectric constant insulating material.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図3を参照して、本
発明に係わる静電式インクジェットプリントヘッド(以
下、単にプリントヘッドという)の一実施形態について
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an electrostatic ink jet print head (hereinafter, simply referred to as a print head) according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0017】まず、図1を参照して、本実施形態の概略
構成を説明する。この図に示すように、本実施形態のプ
リントヘッド1は、2列に並んで形成された複数のオリ
フィス(微小孔)3と吐出部11とを備えたオリフィス
プレート2と、各オリフィス3と連通するインクチャン
バ7から構成されている。そして、このインクチャンバ
7内は帯電したトナー粒子が分散されたインク8で満た
されている。
First, a schematic configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in this figure, the print head 1 of the present embodiment has an orifice plate 2 provided with a plurality of orifices (micro holes) 3 formed in two rows and a discharge portion 11, and communication with each orifice 3. The ink chamber 7 is formed. The inside of the ink chamber 7 is filled with ink 8 in which charged toner particles are dispersed.

【0018】インクチャンバ7は、オリフィスプレート
2、ベースプレート4、及び該オリフィスプレート2と
ベースプレート4間に介在されたインク隔壁5等の複数
の部材(チャンバ形成部材)によって形成された空間で
ある。これらチャンバ形成部材は、低誘電率の絶縁性材
料によって形成されている。ベースプレート4には、イ
ンクチャンバ7と連通するインク供給口9及びインク排
出口10が形成されている。このインク供給口9及びイ
ンク排出口10は、それぞれ外部に配設されたインクタ
ンク(図示略)にポンプを介して連通されている。
The ink chamber 7 is a space formed by a plurality of members (chamber forming members) such as the orifice plate 2, the base plate 4, and the ink partition 5 interposed between the orifice plate 2 and the base plate 4. These chamber forming members are formed of a low dielectric constant insulating material. An ink supply port 9 and an ink discharge port 10 communicating with the ink chamber 7 are formed in the base plate 4. The ink supply port 9 and the ink discharge port 10 are respectively connected to ink tanks (not shown) provided outside via a pump.

【0019】すなわち、インクチャンバ7内に充満され
たインク8は、ポンプの作用によってインクタンクとの
間で常に循環されるようになっている。また、このよう
なインクチャンバ7のベースプレート4側(上記オリフ
ィス3に対向する部分)には、Cu(銅),Ni(ニッ
ケル)等の導電性金属材料からなる泳動電極6が設けら
れている。
That is, the ink 8 filled in the ink chamber 7 is always circulated between the ink tank and the ink tank by the action of the pump. A migration electrode 6 made of a conductive metal material such as Cu (copper) or Ni (nickel) is provided on the base plate 4 side (a portion facing the orifice 3) of the ink chamber 7.

【0020】図2は、上記オリフィス3及び吐出部11
近傍の詳細図である。オリフィスプレート2は、薄板状
またはフィルム状の絶縁性材料からなり、該オリフィス
プレ−ト2上には、インクチャンバ7と連通する貫通孔
からなるオリフィス3が所望の解像度に対応した間隔
で、かつ所望のドット数に対応した数だけ形成されてい
る。なお、このオリフィス3は、所望の解像度及びドッ
ト数を達成するために複数列(この実施形態の場合、図
1に示すように2列)に分けて形成される。
FIG. 2 shows the orifice 3 and the discharge section 11.
It is a detailed view of the vicinity. The orifice plate 2 is made of a thin plate or a film-like insulating material. On the orifice plate 2, orifices 3 formed of through holes communicating with the ink chamber 7 are arranged at intervals corresponding to a desired resolution. A number corresponding to the desired number of dots is formed. The orifices 3 are formed in a plurality of rows (in this embodiment, two rows as shown in FIG. 1) in order to achieve a desired resolution and the number of dots.

【0021】オリフィスプレート2の面上で各オリフィ
ス3の中心部または近傍には、オリフィス3の外部方向
に凸状に突出し、オリフィス3の直径より小さい微小な
吐出部11が形成されている。また、オリフィスプレー
ト2の裏面(インクチャンバ7の内面)で各オリフィス
3の周縁部には、記録電極12がそれぞれ形成されてい
る。この記録電極12は、Cu(銅),Ni(ニッケ
ル)等の導電性金属材料から形成されており、各オリフ
ィス3の周囲を囲むようにバタ一ン形成され、さらにイ
ンクチャンバ7内のインク8と絶縁性コーティング材1
3(図3参照)により絶縁被膜されている。
On the surface of the orifice plate 2, at the center or in the vicinity of each orifice 3, a minute discharge portion 11 is formed which protrudes outwardly of the orifice 3 and is smaller than the diameter of the orifice 3. On the back surface of the orifice plate 2 (the inner surface of the ink chamber 7), a recording electrode 12 is formed on the periphery of each orifice 3. The recording electrode 12 is formed of a conductive metal material such as Cu (copper) or Ni (nickel), and is formed so as to surround the periphery of each orifice 3. And insulating coating material 1
3 (see FIG. 3).

【0022】続いて、図3を参照して、上記静電式イン
クジェットプリントヘッドの作動について説明する。イ
ンクチャンバ7内のインク8は、オリフィスプレート2
の各オリフィス3内で吐出部11の先端部である吐出ポ
イント14を頂点とした凸メニスカスを形成しながら保
持されている。オリフィスフレ−ト2の吐出部11と対
向した位置には、吐出ポイント14から一定のギャップ
を介して対向電極15が配設されており、記録紙16は
この対向電極15をプラテンとして対向電極15上を接
しながら、吐出ポイント14と一定のギャップを保ちな
がら給紙される。
Next, the operation of the electrostatic ink jet print head will be described with reference to FIG. The ink 8 in the ink chamber 7 is supplied to the orifice plate 2
The orifices 3 are held while forming a convex meniscus having the discharge point 14 as the tip of the discharge portion 11 as the apex. A counter electrode 15 is disposed at a position facing the discharge portion 11 of the orifice flat 2 from a discharge point 14 with a certain gap therebetween. The recording paper 16 uses the counter electrode 15 as a platen and the counter electrode 15. Paper is fed while keeping a certain gap from the discharge point 14 while touching the top.

【0023】対向電極15は、常に接地されてグランド
レベル(接地電位)に保たれているか、またはインク8
中のトナー粒子の極性と逆極側のバイアス電圧が対向電
庄源(図示略)から印加さるようになっており、対向電
極15上に給紙された記録紙16は、対向電極15と同
電位に帯電される。
The counter electrode 15 is always grounded and kept at a ground level (ground potential), or
A bias voltage on the side opposite to the polarity of the toner particles in the medium is applied from a counter voltage source (not shown), and the recording paper 16 fed on the counter electrode 15 is the same as the counter electrode 15. It is charged to a potential.

【0024】記録待機時においては、泳動電極6に吐出
ポイント14よりインク滴17の吐出が生じない程度に
インク8中のトナー粒子の極性と同極のバイアス電圧が
泳動電圧源(図示略)から印加されており、インクチャ
ンバ7内のインク8は泳動電極6と同電位に帯電されて
いる。さらに、インクチャンバ7内のインク8のトナー
粒子は、インク8と対向電極15との間の電界によって
オリフィス3上の吐出ポイント14側へ集まるように移
動しながら循環している。
During recording standby, a bias voltage having the same polarity as the polarity of the toner particles in the ink 8 is applied from the migration voltage source (not shown) to such an extent that the ink droplets 17 are not discharged from the discharge point 14 to the migration electrode 6. The ink 8 in the ink chamber 7 is charged to the same potential as the migration electrode 6. Further, the toner particles of the ink 8 in the ink chamber 7 are circulating while moving so as to gather toward the ejection point 14 on the orifice 3 by the electric field between the ink 8 and the counter electrode 15.

【0025】一方、記録時には、所望の印字に対応した
吐出部11上に形成された記録電極12に、インク8中
のトナー粒子の極性と同極のパルス電圧が駆動ドライバ
(図示略)を介して上記記録電圧源から印加され、記録
電極12と対向電極15間の電界により吐出ポイント1
4上のインク8のトナー粒子に静電力が働いて、該静電
力が吐出ポイント14上のメニスカスの表面張力に打ち
勝つことによって吐出ポイント14上のトナ一粒子を含
んだインク滴17が対向電極15に向かって吐出して記
録紙16上に付着する。この結果、記録紙16上にはト
ナ一粒子が着滴した形でドットが形成され、ヒートロー
ラー等の定着機構(図示略)により着滴したトナー粒子
が記録紙16上へ定着される。
On the other hand, at the time of recording, a pulse voltage having the same polarity as the polarity of the toner particles in the ink 8 is applied to a recording electrode 12 formed on the ejection portion 11 corresponding to a desired print via a drive driver (not shown). Is applied from the recording voltage source, and the discharge point 1 is generated by an electric field between the recording electrode 12 and the counter electrode 15.
The electrostatic force acts on the toner particles of the ink 8 on the ink 4, and the electrostatic force overcomes the surface tension of the meniscus on the discharge point 14, so that the ink droplet 17 containing the toner particles on the discharge point 14 becomes the counter electrode 15. And adheres onto the recording paper 16. As a result, dots are formed on the recording paper 16 in the form of toner particles deposited thereon, and the deposited toner particles are fixed onto the recording paper 16 by a fixing mechanism (not shown) such as a heat roller.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる静
電式インクジェットプリントヘッドによれば、以下のよ
うな効果を奏する。 (1)帯電したトナー粒子が分散されているインクに電
界を加え、該電界によって発生する静電力によりトナー
粒子を外部に吐出させて印刷対象物に印刷を行う静電式
インクジェットプリントヘッドにおいて、インクが充満
されたインクチャンバと、該インクチャンバに連通して
外部に開口する微小孔である複数のオリフィスと、各オ
リフィスの外周部に設けられた記録電極と、各オリフィ
スの中心部または近傍に外部に突出する吐出部と、各オ
リフィスに対向して設けられた対向電極とを具備し、前
記記録電極と対向電極との間に発生される静電力によっ
てトナー粒子を外部に吐出させるので、オリフィスの吐
出部近傍から外部に向けてインク滴が安定して突出する
ようになる。その理由は、各オリフィスにおいて個別に
インクのメニスカスが形成されることによって、オリフ
ィスの吐出部近傍からからインクの吐出が行われた際の
メニスカス上の液面の振動が、近接するオリフィスのメ
ニスカスに影響を及ぼさないためである。 (2)また、記録電極はインクチャンバの内面かつ各オ
リフィスの周縁部に形成され、該インクチャンバ内のイ
ンクと絶縁されるように表面が絶縁性コ一ティング材に
よって絶縁被膜されているので、記録電極から対向電極
に向けて収束する電気力線を得ることができる。したが
って、このことによってインク滴の吐出方向が安定す
る。 (3)微小孔である各オリフィスの中心部または近傍に
外部に突出する吐出部が設けられるので、オリフィスを
頂点としたメニスカス変動の少ない凸メニスカスが形成
されて、所望のオリフィスから常に安定してインク滴の
吐出を行うことができる。 (4)インクチャンバの内面においてオリフィスと対向
する部分には、トナー粒子をオリフィスの方向に電気泳
動させる泳動電極が設けられるので、インクチャンバ内
においてインク中の帯電したトナー粒子を効果的にオリ
フィス近傍に集めることができる。
As described above, the electrostatic ink jet print head according to the present invention has the following effects. (1) An electrostatic ink jet print head that applies an electric field to ink in which charged toner particles are dispersed and discharges the toner particles to the outside by electrostatic force generated by the electric field to perform printing on a print target. , A plurality of orifices which are micro holes communicating with the ink chamber and opening to the outside, a recording electrode provided on the outer peripheral portion of each orifice, and an external portion at or near the center of each orifice. And a counter electrode provided to face each orifice, and the toner particles are discharged to the outside by electrostatic force generated between the recording electrode and the counter electrode. The ink droplet stably protrudes from the vicinity of the ejection portion to the outside. The reason is that the ink meniscus is formed individually in each orifice, and the vibration of the liquid surface on the meniscus when ink is ejected from near the ejection portion of the orifice causes the meniscus of the adjacent orifice to This has no effect. (2) Since the recording electrodes are formed on the inner surface of the ink chamber and on the periphery of each orifice, and the surface is insulated and coated with an insulating coating material so as to be insulated from the ink in the ink chamber. Lines of electric force converging from the recording electrode toward the counter electrode can be obtained. Therefore, the ejection direction of the ink droplet is stabilized by this. (3) Since a discharge portion protruding to the outside is provided at or near the center of each orifice, which is a minute hole, a convex meniscus having a small meniscus fluctuation with the orifice at the apex is formed, and is always stable from a desired orifice. Ink droplet ejection can be performed. (4) Since a migration electrode for electrophoresing toner particles in the direction of the orifice is provided in a portion of the inner surface of the ink chamber facing the orifice, charged toner particles in ink in the ink chamber can be effectively moved to the vicinity of the orifice. Can be collected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係わる静電式インクジェットプリン
トヘッドの一実施形態の概略構成を示す斜視図及びA−
A線の断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of an electrostatic ink jet print head according to the present invention, and FIG.
It is sectional drawing of the A line.

【図2】 本発明に係わる静電式インクジェットプリン
トヘッドの一実施形態において、オリフィスプレートの
オリフィス部の構成を示す斜視図及びB方向からの矢視
図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an orifice portion of an orifice plate and an arrow view from the direction B in an embodiment of the electrostatic ink jet print head according to the present invention.

【図3】 本発明に係わる静電式インクジェットプリン
トヘッドの作動を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the operation of the electrostatic inkjet print head according to the present invention.

【図4】 従来の静電式インクジェットプリントヘッド
の構成を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a conventional electrostatic ink jet print head.

【図5】 従来の静電式インクジェットプリントヘッド
のヘッド先端部の構成を示す正面及びB−B線の断面図
である。
FIG. 5 is a front view and a cross-sectional view taken along line BB showing a configuration of a head end portion of a conventional electrostatic ink jet print head.

【図6】 記録電極の配置の違いによる電気力線の比較
図である。
FIG. 6 is a comparison diagram of electric lines of force due to differences in arrangement of recording electrodes.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……プリントヘッド,2……オリフィスプレート,3
……オリフィス,4……ベースプレート,5……インク
隔壁,6……泳動電極,7……インクチャンバ,8……
インク,9……インク供給口,10……インク排出口,
11……吐出部,12……記録電極,13……絶縁性コ
ーティング材,14……吐出ポイント,15……対向電
極,16……記録紙,17……インク滴
1 ... print head, 2 ... orifice plate, 3
... orifice, 4 ... base plate, 5 ... ink partition, 6 ... electrophoresis electrode, 7 ... ink chamber, 8 ...
Ink, 9 ... Ink supply port, 10 ... Ink discharge port,
11 discharge section, 12 recording electrode, 13 insulating coating material, 14 discharge point, 15 counter electrode, 16 recording paper, 17 ink drop

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯本 仁史 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 萩原 良広 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hitoshi Minemoto 7546 Yasuda, Niigata Prefecture Kashiwazaki City Niigata Nippon Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiro Hagiwara 7546 Yasuda, Kashiwazaki, Niigata Prefecture Niigata Nippon Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toru Yakushiji 7546, Yasuda, Kashiwazaki, Niigata Niigata Nippon Electric Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 帯電したトナー粒子が分散されているイ
ンクに電界を加え、該電界によって発生する静電力によ
りトナー粒子を外部に吐出させて印刷対象物に印刷を行
う静電式インクジェットプリントヘッドにおいて、 インクが充満されたインクチャンバと、 該インクチャンバに連通して外部に開口する微小孔であ
る複数のオリフィスと、 各オリフィスの外周部に設けられた記録電極と、 各オリフィスの中心部または近傍に外部に突出する吐出
部と、 各オリフィスに対向して設けられた対向電極とを具備
し、 前記記録電極と対向電極との間に発生される静電力によ
ってトナー粒子を外部に吐出させることを特徴とする静
電式インクジェットプリントヘッド。
1. An electrostatic ink jet print head which applies an electric field to ink in which charged toner particles are dispersed, discharges the toner particles to the outside by electrostatic force generated by the electric field, and prints on a printing target. An ink chamber filled with ink; a plurality of orifices, each of which is a micro hole communicating with the ink chamber and opening to the outside; a recording electrode provided on an outer peripheral portion of each orifice; and a central portion or a vicinity of each orifice And a counter electrode provided to face each orifice, wherein the toner particles are discharged to the outside by electrostatic force generated between the recording electrode and the counter electrode. Characteristic electrostatic ink jet print head.
【請求項2】 請求項1記載の静電式インクジェットプ
リントヘッドにおいて、記録電極は、インクチャンバの
内面かつ各オリフィスの周縁部に形成され、該インクチ
ャンバ内のインクと絶縁されるように表面が絶縁性コ一
ティング材によって絶縁被膜されることを特徴とする静
電式インクジェットプリントヘッド。
2. The electrostatic ink jet print head according to claim 1, wherein the recording electrode is formed on an inner surface of the ink chamber and a peripheral portion of each orifice, and a surface of the recording electrode is insulated from the ink in the ink chamber. An electrostatic ink jet print head characterized by being coated with an insulating coating material.
【請求項3】 請求項1または2記載の静電式インクジ
ェットプリントヘッドにおいて、インクチャンバの内面
においてオリフィスと対向する部分には、トナー粒子を
オリフィスの方向に電気泳動させる泳動電極が設けられ
ることを特徴とする静電式インクジェットプリントヘッ
ド。
3. The electrostatic ink jet print head according to claim 1, wherein a portion of the inner surface of the ink chamber facing the orifice is provided with a migration electrode for electrophoresis of the toner particles in the direction of the orifice. Characteristic electrostatic ink jet print head.
【請求項4】 請求項1ないし3いずれかに記載の静電
式インクジェットプリントヘッドにおいて、インクチャ
ンバを形成するチャンバ形成部材は、低誘電率の絶縁性
材料によって形成されることを特徴とする静電式インク
ジェットプリントヘッド。
4. The electrostatic ink jet print head according to claim 1, wherein the chamber forming member forming the ink chamber is formed of an insulating material having a low dielectric constant. Electric inkjet print head.
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