JPH09174854A - Image-recording apparatus - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像記録装置に関し、より詳しく
は、気体状のインクを吐出孔より断続的に吐出させて選
択的に記録媒体(記録用紙)上に付着又は浸透させるこ
とにより画像を形成する画像記録装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image recording apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, and more particularly, to a recording medium (recording paper) by selectively ejecting gaseous ink intermittently from an ejection hole. ) It relates to an image recording device which forms an image by adhering or penetrating onto the surface.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクを吐出して印字を行う吐出式の画
像記録装置の従来例として、インクジェット方式、静電
記録方式等の画像記録装置がある。インクジェット方式
は、インクタンクに収納されている液体伏のインクを画
像データに対応した電気信号により圧電素子等を用いて
加圧し、ノズルから吐出することにより印字を行う。ま
た、静電記録方式では、粉体もしくは液体(霧状)のイ
ンクを帯電して、静電的な吸引力によりノズルから吐出
させ、ノズル先端に設けたシャッターを画像データに対
応した電気信号により開閉することにより印字を行う。2. Description of the Related Art As a conventional example of an ejection type image recording apparatus for ejecting ink to perform printing, there is an image recording apparatus such as an ink jet type or an electrostatic recording type. In the inkjet method, printing is performed by pressurizing a liquid ink stored in an ink tank using a piezoelectric element or the like by an electric signal corresponding to image data and discharging the ink from a nozzle. In the electrostatic recording method, powder or liquid (fog) ink is charged and ejected from the nozzle by electrostatic attraction, and the shutter provided at the tip of the nozzle is electrified by an electric signal corresponding to image data. Printing is performed by opening and closing.
【0003】また、他の方式として、気体伏のインクを
吐出して記録媒体上に付着させる技術がある。この方式
では、気体状インクを吐出するためノズルでの目づまり
が少なく、画素が分子状態で記録されるため、解像度が
高く、しかも階調性に優れ、にじみの少ない印字を行う
ことができる、という利点がある。In addition, as another method, there is a technique of ejecting ink having a gas flow and adhering it onto a recording medium. With this method, it is possible to perform printing with high resolution, excellent gradation, and less bleeding because the nozzles are less likely to be clogged because the gaseous ink is ejected and the pixels are recorded in the molecular state. There are advantages.
【0004】この方式の一従来例として、特公昭56-202
0号公報に開示されている画像記録装置がある。図13は
この画像記録装置を示す。この画像記録装置における印
字動作は以下のようにして行われる。印字ヘッド100の
内部に収納されたインク103を、電気ヒータ113とその電
源114により構成される加熱装置102により加熱して気化
させ、気化した気体状のインク103’を噴射する。気体
状のインク103’は噴射されると同時に帯電電極104を通
過する際、帯電電極104と印字ヘッド100との間に挿入さ
れた電源105によって帯電される。帯電した気体状のイ
ンク103’は、電界レンズ106、107により集束され、次
いで、電界シャッター115を通過する際に信号源110によ
り吐出量を制御され、背面電極111に向かって飛行し、
記録媒体上に画像を形成する。As a conventional example of this system, Japanese Patent Publication No. 56-202
There is an image recording device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. FIG. 13 shows this image recording apparatus. The printing operation in this image recording apparatus is performed as follows. The ink 103 housed inside the print head 100 is heated and vaporized by a heating device 102 composed of an electric heater 113 and its power source 114, and vaporized gaseous ink 103 'is ejected. When the gaseous ink 103 ′ is ejected and simultaneously passes through the charging electrode 104, it is charged by the power source 105 inserted between the charging electrode 104 and the print head 100. The charged gaseous ink 103 ′ is focused by the electric field lenses 106 and 107, and then the ejection amount is controlled by the signal source 110 when passing through the electric field shutter 115, and the ink head 103 flies toward the back electrode 111.
An image is formed on the recording medium.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、インクジェッ
ト方式では、インクタンク内に空気が入り込むことによ
り、加圧が十分にできなくなり印字が行えなくなった
り、液体伏のインクを用いるため、ノズルでのインクの
目づまりや記録媒体上でのインクのにじみによる画質の
劣化を招くといった問題点があった。また、静電記録方
式では、インクが粉体の場合、インク粒子がブロッキン
グにより固まり、目づまりを起こすといった問題点があ
り、また、インクが液体の場合、インクジェット方式と
同様の目づまり、にじみといった問題点があった。However, in the ink jet system, air cannot enter the ink tank due to the entry of air into the ink tank, and printing cannot be performed. However, there is a problem in that the image quality is deteriorated due to clogging of ink and ink bleeding on the recording medium. Further, in the electrostatic recording method, when the ink is a powder, there is a problem that the ink particles are solidified by blocking and cause clogging, and when the ink is a liquid, the same clogging and bleeding as in the inkjet method is caused. There was a point.
【0006】また、上記の気体伏のインクを吐出する方
式では、気体状のインクは、常に吐出されることになる
ので、記録に用いられなかったインクが無駄になり、ラ
ンニングコストの増加を招くという問題点があった。更
には、不使用の気体状のインクを回収する装置及び電界
シャッター115周辺のクリーニングを行なう装置が必要
になるため、装置の小型化及びメンテナンス性に問題が
あった。また、印字ヘッド100から帯電電極104までの気
体状のインク103’の移動は、インク103の気化による体
積膨張により、印字ヘッド100内の圧力が上昇して気体
状のインク3’が噴射されることにより行われるため、
応答性が悪いという問題点があった。更には、印字ヘッ
ド100内のインク103の量によって噴出量が異なるため、
この影響により、濃度ムラ等の印字品位の劣化を招くと
いう問題点もあった。Further, in the above-mentioned method of ejecting the gas-containing ink, since the gaseous ink is always ejected, the ink not used for recording is wasted and the running cost is increased. There was a problem. Furthermore, since a device for collecting unused gaseous ink and a device for cleaning the periphery of the electric field shutter 115 are required, there is a problem in downsizing and maintainability of the device. The movement of the gaseous ink 103 ′ from the print head 100 to the charging electrode 104 increases the pressure in the print head 100 due to the volume expansion due to the vaporization of the ink 103, and the gaseous ink 3 ′ is ejected. Because it is done by
There was a problem of poor responsiveness. Furthermore, since the ejection amount differs depending on the amount of the ink 103 in the print head 100,
Due to this influence, there is also a problem that the print quality is deteriorated such as uneven density.
【0007】そこで本願出願人は、上記問題点を解決す
るために、記録すべき画像データに対応した電気信号に
応じて断続的に気体状のインクを吐出させ、記録媒体上
に付着もしくは浸透させて、画像を得る新たな画像記録
装置を特願平7-49778号及び特願平7−234323号
で先に提案した。Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the applicant of the present invention intermittently ejects a gaseous ink in accordance with an electric signal corresponding to image data to be recorded, and makes the ink adhere to or penetrate the recording medium. Then, a new image recording apparatus for obtaining an image was previously proposed in Japanese Patent Application No. 7-49778 and Japanese Patent Application No. 7-234323.
【0008】以下にこれらの画像記録装置の構成を図1
を参照しながら説明する。図1に示すように、印字へッ
ド1の内部には、粉体のインク3が蓄えられている。印
字ヘッド1には、インク3を加熱するための電気ヒータ
13と放熱板13′からなる加熱装置2、加熱気化された気
体状のインク3”を帯電する帯電電極4、気体状のイン
ク3”を印字ヘッド1から吐出する複数の吐出孔14(図
12参照)及び吐出孔14の両側に配設された電界シャッタ
ー8を備えている。The configuration of these image recording apparatuses is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, powder ink 3 is stored inside the print head 1. The print head 1 has an electric heater for heating the ink 3.
A heating device 2 including a heat radiating plate 13 'and a heat radiating plate 13', a charging electrode 4 for charging the heated and vaporized gaseous ink 3 ", and a plurality of ejection holes 14 for ejecting the gaseous ink 3" from the print head 1 (see FIG.
12) and the electric field shutters 8 disposed on both sides of the discharge hole 14.
【0009】印字時には、加熱装置2によりインク3を
加熱して気化させる。この状態で、帯電電極4に+2〜
5kVの電圧を印加する。これにより、接地している加
熱装置2の方向にコロナ放電が起こるため、気体状のイ
ンク3”はプラスイオンに帯電される。続いて、記録媒
体12の印字面の裏面側に配設された背面電極11に−0.5
〜2kVの電圧を印加し、気体状のインク3”を記録媒
体12上に誘導する。During printing, the heating device 2 heats the ink 3 to vaporize it. In this state, +2 to the charging electrode 4
A voltage of 5 kV is applied. As a result, corona discharge occurs in the direction of the heating device 2 which is grounded, so that the gaseous ink 3 ″ is charged with positive ions. Subsequently, it is arranged on the back side of the printing surface of the recording medium 12. -0.5 on back electrode 11
A voltage of ˜2 kV is applied to induce the gaseous ink 3 ″ onto the recording medium 12.
【0010】ここで、電界シャッター8は、記録すべき
画像データの電気信号に対応したコントロール部9の出
力信号により、電極に50V〜1kVの電圧が印加される
ようになっており、これで気体状のインク3”を通過さ
せたり、或いは通過を阻止することが制御できるように
なっている。即ち、この制御内容により、インク3”が
断続的に吐出される電界シャッター8を通過した気体状
のインク3”は、背面電極11に誘導されて記録媒体12
上に付着し、これで印字が行われる。ここで、加熱前の
インク3は粉体に限られず、液体のインクを用いること
もできる。液体のインクを用いる場合は、搬送性に優
れ、気化にかかるエネルギー量も少なくて済むという利
点がある。Here, the electric field shutter 8 is adapted to apply a voltage of 50 V to 1 kV to the electrodes by the output signal of the control unit 9 corresponding to the electric signal of the image data to be recorded. It is possible to control the passage of the ink 3 ″ in the shape of a circle, or the prevention of the passage of the ink. Ink 3 ″ of the recording medium 12 is guided by the back electrode 11 to the recording medium 12
It adheres to the top, and printing is performed with this. Here, the ink 3 before heating is not limited to powder, and liquid ink can also be used. When liquid ink is used, there are advantages that it is excellent in transportability and the amount of energy required for vaporization is small.
【0011】次に、本願出願人が上記の出願で提案した
他の実施形態に係る画像記録装置の構成を、図11を参照
しながら説明する。印字ヘッド1の内部には、液体のイ
ンク3’が蓄えられている。本実施形態の画像記録装置
の印字ヘッドは、上記同様の加熱装置2、2枚の電荷注
入用電極からなり、インク3’を帯電する帯電電極4、
スリット孔からなる吐出孔14(図2参照)及び吐出孔14
の長辺の両側に配設された電界シャッター8を備えてい
る。Next, the configuration of an image recording apparatus according to another embodiment proposed by the applicant of the present application in the above application will be described with reference to FIG. Liquid ink 3 ′ is stored inside the print head 1. The print head of the image recording apparatus according to the present embodiment includes the heating device 2 and the two charge injection electrodes similar to those described above, and the charging electrode 4 that charges the ink 3 ′.
Discharge hole 14 (see FIG. 2) consisting of slit holes and discharge hole 14
The electric field shutters 8 are provided on both sides of the long side of the.
【0012】印字動作は以下のようにして行われる。ま
ず、帯電電極4の両端の電位差を2〜5kVに設定し、イ
ンク3’に電荷を注入し、+イオンに帯電する。続い
て、加熱装置2により帯電したインク3’を気化する。
これにより、帯電されたまま気体状のインク3”にな
る。続いて、記録媒体12の印字面の裏面側に配設された
背面電極11に−1kVの電圧を印加し、インク3”を記録
媒体12上に誘導する。The printing operation is performed as follows. First, the potential difference between both ends of the charging electrode 4 is set to 2 to 5 kV, and the electric charge is injected into the ink 3 ′ to be charged with + ions. Subsequently, the charged ink 3 ′ is vaporized by the heating device 2.
As a result, the charged ink 3 becomes gaseous. Then, a voltage of -1 kV is applied to the back electrode 11 disposed on the back side of the printing surface of the recording medium 12 to record the ink 3 ". Guide on medium 12.
【0013】ここで、電界シャッター8は、通常50V〜
1kVの電圧が印加されており、インク3”の通過及び
通過阻止を制御する。即ち、電界シャッター9は、記録
すべき画像データの電気信号に対応したコントロール部
9の出力信号により、各々の画素に対応した櫛歯状の電
極の電位が制御されるようになっており、この制御によ
り、インク3”の通過が制御される。つまり、この制御
内容により、インク3”が断続的に吐出される。Here, the electric field shutter 8 is usually 50 V to
A voltage of 1 kV is applied to control passage and blocking of passage of the ink 3 ″. That is, the electric field shutter 9 outputs each pixel by an output signal of the control unit 9 corresponding to an electric signal of image data to be recorded. The electric potential of the comb-teeth-shaped electrode corresponding to is controlled, and this control controls the passage of the ink 3 ″. That is, the ink 3 ″ is intermittently ejected according to the control content.
【0014】電界シャッター8を通過したインク3”
は、背面電極11に誘導されて記録媒体12上に付着し、
これで印字が行われる。なお、本実施形態においても、
粉体のインクを用いることができる。但し、液体のイン
クを用いる場合は、粉体に比べて帯電ムラが少なく、効
率のよい帯電が可能になるという利点がある。一方、粉
体のインクの場合は、印字ヘッド1からの漏れが少ない
という利点がある。また、本実施形態では、インク3’
に電荷を注入することによりインクを帯電させている
が、これ以外の方法、例えば摩擦帯電により帯電させる
ことも可能である。Ink 3 ″ that has passed through the electric field shutter 8
Is guided by the back electrode 11 and adheres onto the recording medium 12,
Printing is now performed. Note that, also in this embodiment,
Powdered ink can be used. However, when liquid ink is used, there is an advantage that charging unevenness is less than that of powder and efficient charging is possible. On the other hand, the powder ink has an advantage that there is little leakage from the print head 1. In addition, in the present embodiment, the ink 3 '
The ink is charged by injecting an electric charge into the ink. However, it is also possible to charge the ink by another method, for example, triboelectric charging.
【0015】このように、本願出願人が先に提案した画
像記録装置では、記録すべき画像データに応じて気体状
のインク3”の吐出を印字ヘッド1内で制御するため、
必要量以上のインク3”が吐出されることがないので、
印字効率が優れている。As described above, in the image recording apparatus previously proposed by the applicant of the present application, since the ejection of the gaseous ink 3 ″ is controlled in the print head 1 according to the image data to be recorded,
Since more than the required amount of ink 3 "is not ejected,
Excellent printing efficiency.
【0016】また、加熱装置2、帯電電極4及び電界シ
ャッター(電界シャッター部)8が一体となった印字ヘ
ッドにより構成されているため、電界シャッター部で阻
止されたインク3”が電界シャッター部へ付着して目詰
まりを発生する度合いを低減でき、付着したインク3”
の回収装置やクリーニング装置が不要になる。Further, since the heating device 2, the charging electrode 4 and the electric field shutter (electric field shutter section) 8 are integrated into a print head, the ink 3 "blocked by the electric field shutter section is transferred to the electric field shutter section. The degree of adhesion and clogging can be reduced.
No need for a recovery device or cleaning device.
【0017】特に前者の実施形態においては、気化後の
インクを帯電する構成をとっているため、インクが絶縁
性の物質であっても帯電できるので、適用対象のインク
の種類を拡大できる利点がある。また、環境等の影響を
受けにくいので、安定した帯電が可能になる利点もあ
る。Particularly, in the former embodiment, since the ink after vaporization is charged, the ink can be charged even if it is an insulating substance, so that there is an advantage that the type of ink to be applied can be expanded. is there. Further, since it is unlikely to be affected by the environment and the like, there is an advantage that stable charging is possible.
【0018】一方、後者の実施形態においては、固体又
は液体のインクを帯電し、その後、加熱して気体として
いるので、オゾン等の有害物質が発生することがない。
このため、オゾン対策を講じる必要がないので、その
分、装置構成の小型化に寄与できる利点がある。On the other hand, in the latter embodiment, since solid or liquid ink is charged and then heated to gas, harmful substances such as ozone are not generated.
Therefore, it is not necessary to take measures against ozone, and there is an advantage that it can contribute to downsizing of the device configuration.
【0019】更には、インク3”の吐出孔14をスリット
溝で構成する場合は、多数の吐出孔14を設ける場合に比
べて、インク3”の目詰まり防止能を向上できると共
に、構造を簡略化できる利点がある。Further, when the ejection holes 14 for the ink 3 "are formed by slit grooves, the ability to prevent clogging of the ink 3" can be improved and the structure is simplified as compared with the case where a large number of ejection holes 14 are provided. There is an advantage that can be realized.
【0020】このように、本願出願人が先に提案した画
像記録装置によれば、上記した種々の利点を有してい
る。しかしながら、以下に示す点において、まだまだ改
善すべき余地がある。As described above, the image recording apparatus previously proposed by the applicant of the present application has various advantages described above. However, there is still room for improvement in the following points.
【0021】(1)この画像記録装置において印字を行
うには、前以て印字ヘッド1内を気体状のインク3”で
満たしておく必要があるが、加熱されたインクが気化す
ることにより印字ヘッド1内の圧力は上昇する。そし
て、ヘッド内圧がへッド外気圧以上になると、背面電極
11による電界がない場合においても、圧力差によってイ
ンク3”が吐出孔14から漏れ出てしまうおそれがある。
このため、電気信号に応じた断続的なインクの吐出を可
能にするには、インクの確実な遮断を実現する必要があ
る。(1) In order to print with this image recording apparatus, it is necessary to fill the inside of the print head 1 with the gaseous ink 3 ″ in advance, but printing is performed by vaporization of the heated ink. The pressure inside the head 1 rises, and when the pressure inside the head exceeds the outside pressure of the head, the back electrode
Even when there is no electric field due to 11, the ink 3 ″ may leak from the ejection hole 14 due to the pressure difference.
Therefore, in order to enable intermittent ink ejection in accordance with the electric signal, it is necessary to realize reliable ink interruption.
【0022】そして、その対策の一例として、電界シャ
ッター8の制御電極8bに印加するON時の電圧V(OFF
時は、0V)を大きくする方法が考えられる。ところ
で、制御電極8bは解像度に応じた間隔、例えば、150
dpiの時、約200μm間隔で形成されているので、V
=1kVとすると、5kV/mmとなり、絶縁破壊電圧を
はるかに越えてしまう。従って、電界シャッター8の制
御電極8bに印加する電圧Vの上限として、絶縁破壊電
圧以下に抑える必要がある。As an example of the countermeasure, a voltage V (OFF) applied to the control electrode 8b of the electric field shutter 8 at the time of ON is applied.
At times, a method of increasing 0 V) can be considered. By the way, the control electrodes 8b are arranged at intervals according to the resolution, for example, 150
At the time of dpi, since it is formed at intervals of about 200 μm, V
= 1 kV, it becomes 5 kV / mm, which is far beyond the dielectric breakdown voltage. Therefore, the upper limit of the voltage V applied to the control electrode 8b of the electric field shutter 8 needs to be suppressed to the dielectric breakdown voltage or less.
【0023】(2)カラー印字を行うには、イエロー、
マゼンタ、シアン又はこれにブラックを加えた複数種類
のインクを使用する必要があるところ、これらのインク
の昇華温度は異なる。このため、昇華温度が異なる複数
のインクに対応するために、使用するインクの昇華温度
に応じてインク加熱温度を調整する必要がある。そし
て、ヘッド内温度の変化、即ち加熱温度の変化に伴いへ
ッド内圧力が変化するので、電界シャッター8の制御電
極8bに印加するON時の電圧値もインク加熱温度、つま
りインクの種類に応じて調整する必要がある。(2) To perform color printing, yellow,
Where it is necessary to use a plurality of types of inks such as magenta, cyan, or black added thereto, the sublimation temperatures of these inks are different. Therefore, in order to deal with a plurality of inks having different sublimation temperatures, it is necessary to adjust the ink heating temperature according to the sublimation temperature of the ink used. Since the head internal pressure changes with the change of the head internal temperature, that is, the heating temperature, the voltage value at the time of ON applied to the control electrode 8b of the electric field shutter 8 also depends on the ink heating temperature, that is, the type of ink. Need to be adjusted accordingly.
【0024】ところで、本願出願人が先に提案した画像
記録装置では、上記(1)、(2)で説明した改善点に
妥当な配慮がなされていなかっため、このような問題点
を解消するには至っていないのが現状である。By the way, in the image recording apparatus previously proposed by the applicant of the present application, since the improvement points described in the above (1) and (2) are not properly considered, it is necessary to solve such a problem. The current situation is that it has not arrived.
【0025】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、本願出願人が先に提案した画像記録装置が
有する効果を奏することは勿論のこと、加熱に伴うイン
クの漏れ出しを確実に防止することができるとともに、
使用するインクが異なり、インクの熱特性が異なる場合
においても、柔軟に対処する事が可能になる画像記録装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it goes without saying that the effect of the image recording apparatus previously proposed by the applicant of the present application is exhibited, and the leakage of ink due to heating is surely performed. Can be prevented and
An object of the present invention is to provide an image recording apparatus that can flexibly cope with the case where different inks are used and the thermal characteristics of the inks are different.
【0026】また、本発明の他の目的は、電界シャッタ
ーの電圧を可及的に低減し得、小規模の電源装置で対処
でき、結果的に周辺機器へのノイズの影響を可及的に抑
制できる画像記録装置を提供することにある。Another object of the present invention is to reduce the voltage of the electric field shutter as much as possible, and to deal with it with a small-scale power supply device. As a result, the influence of noise on peripheral equipment is minimized. An object of the present invention is to provide an image recording apparatus that can suppress the above.
【0027】[0027]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像記録装置は、固体又は液体状のインク
を加熱して気化する加熱装置、気化された気体状インク
を印字ヘッドに形成された吐出孔から吐出する吐出装置
及び記録すべき画像データに対応した電気信号に応じて
該気体状インクが断続的に吐出するように制御する吐出
制御装置を有し、該吐出装置は、該気体状インクを帯電
する帯電電極部と、記録媒体の背面に配設され、帯電し
た該気体状インクを該記録媒体上に誘導する背面電極部
とにより構成され、該吐出制御装置は、該気体状インク
の吐出を電気的に制御する電界シャッター部で構成さ
れ、該電界シャッター部は、その主たる電界の方向が該
気体状インクの吐出方向に対して直角である画像記録装
置であって、該電界シャッター部は該吐出孔により分離
されており、分離された電界シャッター間の幅wと、該
気体状インクの吐出方向に沿った該電界シャッター部の
長さdとの関係が d/w≧1 となるように構成されている。In order to achieve the above object, an image recording apparatus of the present invention comprises a heating device for heating and vaporizing solid or liquid ink, and a vaporized gaseous ink for a print head. An ejection device that ejects from the formed ejection holes and an ejection control device that controls the gaseous ink to intermittently eject in accordance with an electric signal corresponding to image data to be recorded, and the ejection device, The discharge control device includes a charging electrode unit for charging the gaseous ink and a back electrode unit disposed on the back surface of the recording medium for guiding the charged gaseous ink onto the recording medium. An image recording apparatus comprising an electric field shutter section electrically controlling ejection of gaseous ink, the electric field shutter section being an image recording apparatus in which a direction of a main electric field is perpendicular to an ejection direction of the gaseous ink, The electric field The discharge part is separated by the discharge hole, and the relationship between the width w between the separated electric field shutters and the length d of the electric field shutter part along the discharge direction of the gaseous ink is d / w ≧ 1. Is configured to be.
【0028】また、本発明の画像記録装置は、固体又は
液体状のインクを加熱して気化する加熱装置、気化され
た気体状インクを印字ヘッドに形成された吐出孔から吐
出する吐出装置及び記録すべき画像データに対応した電
気信号に応じて該気体状インクが断続的に吐出するよう
に制御する吐出制御装置を有し、該吐出装置は、該気体
状インクを帯電する帯電電極部と、記録媒体の背面に配
設され、帯電した該気体状インクを該記録媒体上に誘導
する背面電極部とにより構成され、該吐出制御装置は、
該気体状インクの吐出を電気的に制御する電界シャッタ
ー部で構成され、該電界シャッター部は、その主たる電
界の方向が該気体状インクの吐出方向に対して直角であ
る画像記録装置であって、該電界シャッター部の印加電
圧が、下記(1)式の関係を満たすように、 √V>(w/d)・√[2C/(q・N)]・√T…(1) 但し、w:分離された電界シャッター間の幅 d:気体状インクの吐出方向に沿った電界シャッター部
の長さ T:インクの加熱温度 q:気体状インクの帯電量 N:気体状インクの粒子数 C:気体定数 設定されている。The image recording apparatus of the present invention includes a heating device for heating and vaporizing solid or liquid ink, an ejecting device for ejecting vaporized gaseous ink from an ejection hole formed in the print head, and recording. A discharge electrode device for controlling the gaseous ink to intermittently discharge in accordance with an electric signal corresponding to image data to be formed, and the discharging device has a charging electrode portion for charging the gaseous ink; The ejection control device is provided on the back surface of the recording medium, and is composed of a back electrode part that guides the charged gaseous ink onto the recording medium.
An image recording apparatus comprising an electric field shutter section electrically controlling ejection of the gaseous ink, the electric field shutter section having a main electric field direction perpendicular to the ejection direction of the gaseous ink. , So that the voltage applied to the electric field shutter unit satisfies the relationship of the following formula (1): √V> (w / d) · √ [2C / (q · N)] · √T ... (1) w: Width between separated electric field shutters d: Length of electric field shutter part along ejection direction of gaseous ink T: Heating temperature of ink q: Charge amount of gaseous ink N: Number of particles of gaseous ink C : Gas constant is set.
【0029】また、本発明の画像記録装置は、固体又は
液体状のインクを加熱して気化する加熱装置、気化され
た気体状インクを印字ヘッドに形成された吐出孔から吐
出する吐出装置及び記録すべき画像データに対応した電
気信号に応じて該気体状インクが断続的に吐出するよう
に制御する吐出制御装置を有し、該吐出装置は、該気体
状インクを帯電する帯電電極部と、記録媒体の背面に配
設され、帯電した該気体状インクを該記録媒体上に誘導
する背面電極部とにより構成され、該吐出制御装置は、
該気体状インクの吐出を電気的に制御する電界シャッタ
ー部で構成され、該電界シャッター部は、その主たる電
界の方向が該気体状インクの吐出方向に対して直角であ
る画像記録装置であって、該固体又は液体状のインクが
インクカートリッジ内に収納され、該インクカートリッ
ジが装置本体に着脱可能に装着され、該インクカートリ
ッジに該インクの昇華温度を示す情報が記されている。Further, the image recording apparatus of the present invention comprises a heating device for heating and vaporizing solid or liquid ink, an ejecting device for ejecting the vaporized gaseous ink from an ejection hole formed in the print head, and recording. A discharge electrode device for controlling the gaseous ink to intermittently discharge in accordance with an electric signal corresponding to image data to be formed, and the discharging device has a charging electrode portion for charging the gaseous ink; The ejection control device is provided on the back surface of the recording medium, and is composed of a back electrode part that guides the charged gaseous ink onto the recording medium.
An image recording apparatus comprising an electric field shutter section electrically controlling ejection of the gaseous ink, the electric field shutter section having a main electric field direction perpendicular to the ejection direction of the gaseous ink. The solid or liquid ink is housed in an ink cartridge, the ink cartridge is detachably attached to the apparatus main body, and information indicating the sublimation temperature of the ink is written in the ink cartridge.
【0030】好ましくは、前記インクカートリッジに記
されたインク昇華温度の情報を読み取るインク判別装置
を有する。Preferably, an ink discriminating device for reading information on the ink sublimation temperature written on the ink cartridge is provided.
【0031】また、好ましくは、前記インク判別装置か
らの信号をもとに、セットされたインクの昇華温度を判
別し、インク昇華温度Tgに対するインク加熱温度T
が、下記(2)式の関係を満たすように、 T=Tg+ΔT…(2) 前記加熱装置を駆動制御するとともに、前記電界シャッ
ター部のON時の印加電圧Vが、下記(3)式の関係を満
たすように、 V=a・T+ΔV…(3) 但し、Further, preferably, the sublimation temperature of the set ink is discriminated based on the signal from the ink discrimination device, and the ink heating temperature T with respect to the ink sublimation temperature T g is determined.
To satisfy the following equation (2): T = T g + ΔT (2) The heating device is driven and controlled, and the applied voltage V when the electric field shutter is ON is given by the following equation (3). To satisfy the relationship of V = a · T + ΔV (3)
【0032】[0032]
【数2】 [Equation 2]
【0033】w:分離された電界シャッター間の幅 d:気体状インクの吐出方向に沿った電界シャッター部
の長さ T:インクの加熱温度 q:気体状インクの帯電量 N:気体状インクの粒子数 C:気体定数 制御する。W: width between separated electric field shutters d: length of electric field shutter portion along ejection direction of gaseous ink T: heating temperature of ink q: amount of charge of gaseous ink N: of gaseous ink Number of particles C: Gas constant is controlled.
【0034】以下に作用について説明する。The operation will be described below.
【0035】まず、上記のように、分離された電界シャ
ッター間の幅wと、気体状インクの吐出方向に沿った電
界シャッター部の長さdとの関係を、d/w≧1に設定
すると、後述の実施形態1のところの説明から明らかな
ように、電界シャッターへの印加電圧Vの値を可及的に
小さくできる。First, as described above, if the relationship between the width w between the separated electric field shutters and the length d of the electric field shutter portion along the ejection direction of the gaseous ink is set to d / w ≧ 1. As is clear from the description of Embodiment 1 described later, the value of the applied voltage V to the electric field shutter can be made as small as possible.
【0036】そして、電界シャッターへの印加電圧Vの
値を可及的に小さくすると、まず、第1に、電界シャッ
ターを構成する複数の制御電極間の絶縁性を確保でき
る。第2に、電源規模を小さくできるので、その分、周
囲へのノイズの発散を低減できる。If the value of the voltage V applied to the electric field shutter is made as small as possible, firstly, the insulation between the plurality of control electrodes constituting the electric field shutter can be secured. Secondly, since the power supply scale can be reduced, the noise emission to the surroundings can be reduced accordingly.
【0037】また、上記のように、電界シャッター部の
印加電圧を、√V>(w/d)・√[2C/(q・
N)]・√Tとなるように制御すると、加熱状態にある
気体状インクが印字ヘッド内から不測に漏れ出すのを確
実に防止することができるので、印字効率をより一層向
上できる。Further, as described above, the applied voltage of the electric field shutter unit is √V> (w / d) · √ [2C / (q ·
N)] · √T, it is possible to reliably prevent the gaseous ink in the heated state from leaking out of the print head, so that the printing efficiency can be further improved.
【0038】更には、インクカートリッジにインクの昇
華温度を示す情報を記し、この情報をインク判別装置に
より読み取り、この読み取り結果に従い、電界シャッタ
ー部への印加電圧を制御する場合は、インクの種類等に
拘らず、常時、加熱状態にある気体状インクが印字ヘッ
ド内から不測に漏れ出すのを確実に防止することができ
る。即ち、使用するインクが異なり、インクの熱特性が
異なる場合においても、柔軟に対処する事が可能にな
る。Furthermore, when the information indicating the sublimation temperature of the ink is written on the ink cartridge and this information is read by the ink discriminating device and the voltage applied to the electric field shutter section is controlled according to the read result, the type of ink, etc. Regardless of this, it is possible to reliably prevent accidental leakage of the heated gaseous ink from the print head. That is, even when the ink used is different and the thermal characteristics of the ink are different, it is possible to deal flexibly.
【0039】[0039]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に従い具体的に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
【0040】(実施形態1)図1は本発明画像記録装置
の実施形態1を示す。この画像記録装置の基本構成は以
下の通りである。印字ヘッド1は、正面断面視前後に長
い長方形状をなし、その内部下方に粉体のインク3が収
容されている。インク収容部の下方であって、印字ヘッ
ド1の底部に相当する部分には、インク3を加熱するた
めの電気ヒータ13と放熱板13’とで構成される加熱装置
2が配設されている。一方、インク収容部の上方には、
加熱装置2により加熱され、気化した気体状のインク
3”を帯電する帯電電極4が配設されている。この帯電
電極4は50〜80μmの細いワイヤ電極で構成されてい
る。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the image recording apparatus of the present invention. The basic configuration of this image recording device is as follows. The print head 1 has a long rectangular shape in the front and rear cross-sectional view, and a powder ink 3 is contained in the lower portion inside the print head 1. A heating device 2 including an electric heater 13 for heating the ink 3 and a heat radiating plate 13 ′ is disposed below the ink containing portion and corresponding to the bottom of the print head 1. . On the other hand, above the ink container,
A charging electrode 4 for charging the vaporized gaseous ink 3 ″ heated by the heating device 2 is provided. The charging electrode 4 is composed of a thin wire electrode of 50 to 80 μm.
【0041】加えて、印字ヘッド1の上壁1aの左右方
向中央部には、インク3”の吐出孔14が開口されてい
る。図2に示すように、この吐出孔14はスリット溝で構
成されている。そして、この吐出孔14の長辺の両側に電
界シャッター8が設けられている。スリット14の長さL
は、印字ヘッド1がラインヘッドの場合、印字幅に対応
した長に設定されており、例えばA4サイズで200m
m、A5サイズで140mm程度に設定されている。ま
た、スリット14の幅Wは記録密度が150dpiとして、2
00μmに設定されている。In addition, a discharge hole 14 for the ink 3 "is formed in the center of the upper wall 1a of the print head 1 in the left-right direction. As shown in FIG. 2, this discharge hole 14 is a slit groove. The electric field shutters 8 are provided on both sides of the long side of the discharge hole 14. The length L of the slit 14 is L.
Is set to a length corresponding to the print width when the print head 1 is a line head, for example, A4 size 200 m
m, A5 size is set to about 140 mm. In addition, the width W of the slit 14 is 2 when the recording density is 150 dpi.
It is set to 00 μm.
【0042】印字ヘッド1の上方は、記録媒体12の搬送
域になっており、この記録媒体12の背面側に背面電極11
が水平に配設されている。背面電極11は帯電されたイン
ク3”を記録媒体12上に誘導する。背面電極11はほぼ
電界シャッター8と同程度の大きさであり、また、プラ
スに帯電したインク3”を吸引するため、マイナスの電
位、例えば−1kVの電圧が印加される。The upper part of the print head 1 is a conveyance area for the recording medium 12, and the back electrode 11 is provided on the back side of the recording medium 12.
Are arranged horizontally. The back electrode 11 guides the charged ink 3 ″ onto the recording medium 12. The back electrode 11 has almost the same size as the electric field shutter 8, and since the ink 3 ″ that is positively charged is attracted, A negative potential, for example, a voltage of -1 kV is applied.
【0043】前記電界シャッター8は、共通電極8a
と、記録密度に対応した169μm間隔で櫛歯状に設けら
れた制御電極8bとで構成されている。共通電極8aは
接地されている。また、制御電極8bには、記録すべき
画像データの電気信号に対応したコントロール部9から
の出力信号により、通常50V〜1kV(Highレベ
ル;“H”)又は0V(Lowレベル;“L”)の電圧
が印加される。つまり、制御電極8bの電圧が、例えば
500V(“H”)の場合には、電界シャッター8はONと
なり、制御電極8bから共通電極8bに向けて電界が発
生するため、プラスに帯電したインク3”は電界シャッ
ター8を通り抜けることができない。一方、制御電極8
bの電圧が0V(“L”)の場合には、制御電極8bと
共通電極8aとの間には電界が発生しないので、インク
3”は背面電極11による電界に引き付けられて電界シャ
ッター8を通り抜けることができる。この場合、電界シ
ャッター8はOFFとして機能している。このように、制
御電極8bの電圧のON/OFFによりインク3”の吐出を断
続的に制御できる。また、各々の画素に対応した制御電
極8bの電位を制御することにより、気体状のインク
3”の通過を画素単位で制御できる。The electric field shutter 8 has a common electrode 8a.
And a control electrode 8b provided in a comb shape at an interval of 169 μm corresponding to the recording density. The common electrode 8a is grounded. In addition, the control electrode 8b normally receives 50V to 1kV (High level; "H") or 0V (Low level; "L") depending on an output signal from the control unit 9 corresponding to an electric signal of image data to be recorded. Is applied. That is, the voltage of the control electrode 8b is, for example,
In the case of 500V (“H”), the electric field shutter 8 is turned on, and an electric field is generated from the control electrode 8b toward the common electrode 8b, so that the positively charged ink 3 ″ cannot pass through the electric field shutter 8. On the other hand, the control electrode 8
When the voltage of b is 0V (“L”), an electric field is not generated between the control electrode 8b and the common electrode 8a, so that the ink 3 ″ is attracted to the electric field by the back electrode 11 to cause the electric field shutter 8 to move. In this case, the electric field shutter 8 functions as OFF. In this way, the ejection of the ink 3 ″ can be intermittently controlled by turning ON / OFF the voltage of the control electrode 8b. Further, by controlling the potential of the control electrode 8b corresponding to each pixel, the passage of the gaseous ink 3 ″ can be controlled on a pixel-by-pixel basis.
【0044】なお、インクの色材としては、有色のイン
クを用いる。例えば、イエローでは、アントライソチア
ゾール系、キノフタロン系、ピラゾロナゾ系、ピリドン
アゾ系、スチリル系等を用い、マゼンダでは、アントラ
キノン系、ジシアノイミダゾール系、チアジアゾールア
ゾ系、トリシアノビニル系等を用い、シアンでは、アゾ
系、アントラキノン系、ナフトキノン系、インドアニリ
ン系等を用いることができる。また、本実施形態1で
は、粉体のインク3を使用しているが、液体のインクを
使用することも可能である。各インク3を使用する場合
は、それぞれ上記した効果を奏する。A colored ink is used as the color material of the ink. For example, in yellow, anthrythothiazole type, quinophthalone type, pyrazolonazo type, pyridone azo type, styryl type, etc. are used, in magenta, anthraquinone type, dicyanoimidazole type, thiadiazole azo type, tricyanovinyl type, etc. are used, and in cyan, Azo type, anthraquinone type, naphthoquinone type, indoaniline type and the like can be used. Further, although the powder ink 3 is used in the first embodiment, it is also possible to use the liquid ink. When each ink 3 is used, the above-mentioned effects are produced.
【0045】以上の画像妃記録装置においては、共通電
極8aの電位をアースしているので、制御電極8bの電
位が“L”の時は、インク3”が吐出する(論理的にア
クティブな状態)。逆に、制御電極8bの電位が“H”
の時は、インク3”が遮断されて(論理的に非アクティ
ブな状態)、制御電極8bの電位とインク3”の吐出と
の関係は負論理の関係になるが、共通電極8aの電位
を、例えば500Vとして、制御電極8aの電位を500V
(“H”)又は0V(“L”)に変化させれば正論理の
動作が行える。この点は、以下の実施形態においても同
様である。In the above image recording apparatus, since the potential of the common electrode 8a is grounded, the ink 3 "is ejected when the potential of the control electrode 8b is" L "(logically active state). ). Conversely, the potential of the control electrode 8b is "H".
In the case of, the ink 3 ″ is cut off (logically inactive state), and the relationship between the potential of the control electrode 8b and the ejection of the ink 3 ″ is a negative logic relationship, but the potential of the common electrode 8a is , For example 500V, the potential of the control electrode 8a is 500V
Positive logic operation can be performed by changing to (“H”) or 0V (“L”). This is the same in the following embodiments.
【0046】また、上記実施形態では、気体状のインク
3”を正帯電としたが、帯電電極4にマイナスの電圧を
印加することにより、負帯電としてもよい。但し、負帯
電の場合は、オゾン等の有害物質の発生が正帯電より多
いため、発生防止の対策が必要になる。In the above embodiment, the gaseous ink 3 ″ is positively charged, but it may be negatively charged by applying a negative voltage to the charging electrode 4. However, in the case of negative charging, Since harmful substances such as ozone are generated more than positively charged, it is necessary to take measures to prevent them.
【0047】ところで、本発明の画像記録装置では、印
字を行うには、前以て印字ヘッド1内を気体状のインク
3”で満たしておく必要があるが、加熱されたインク3
が気化することにより印字ヘッド1内の圧力は上昇す
る。そして、ヘッド内圧がヘッド外気圧以上となると背
面電極11による電界がない場合においても、インク3”
が吐出孔14から漏れ出てしまうので、上記の発明が解決
しようとする課題のところで述べたように、電気信号に
応じた断続的なインクの吐出を可能にするには、インク
3”の確実な遮断を実現する必要がある。By the way, in the image recording apparatus of the present invention, in order to perform printing, it is necessary to fill the inside of the print head 1 with the gaseous ink 3 ″ in advance.
Is vaporized, the pressure inside the print head 1 rises. When the internal pressure of the head becomes equal to or higher than the external pressure of the head, the ink 3 "is generated even when there is no electric field due to the back electrode 11.
As described above in the problem to be solved by the invention, in order to enable intermittent ink ejection in accordance with an electric signal, the ink 3 "must be reliably discharged. It is necessary to realize a proper cutoff.
【0048】そして、そのためには、ヘッド内圧力P
と、インク3”の粒子を印字ヘッド1内に閉じ込めてお
くために制御電極8bに印加しなければならない電圧V
との関係を求める必要がある。以下にその導出手順につ
いて説明する。For that purpose, the head pressure P
And the voltage V that must be applied to the control electrode 8b in order to keep the particles of the ink 3 ″ in the print head 1.
Need to seek a relationship with. The derivation procedure will be described below.
【0049】まず、内圧上昇に伴うインク3”の吐出方
向と電界シャッター8による電界Eの方向とは互いに直
角なので、図3に示すように、それぞれを鉛直方向(座
標z)及び水平方向(座標x)とする。インクの実際の
吐出方向はこれら二つのベクトル和として与えられ、鉛
直方向(座標z)の等速度運動と水平方向(座標x)の
等加速度とに分解できる。First, since the ejection direction of the ink 3 "accompanying the rise of the internal pressure and the direction of the electric field E by the electric field shutter 8 are at right angles to each other, as shown in FIG. The actual ejection direction of ink is given as the sum of these two vectors, and can be decomposed into a uniform velocity motion in the vertical direction (coordinate z) and a uniform acceleration in the horizontal direction (coordinate x).
【0050】吐出孔14及びその近傍におけるz方向のイ
ンク粒子の速度成分は、インク粒子相互の衝突は考慮に
入れないとすると、+z方向のみとなり、v(i) z>0で
ある。ただし、i=1・・・,Nであり、Nは印字ヘッ
ド1内のインク粒子の個数である。なお、吐出孔14の近
傍以外においては、v(i) x及びv(i) yは同様に、正負両
方の値をとる。但し、添え字yは紙面に直行する方向
(座標y)を示し、v(i) yはy方向におけるインク粒子
の速度成分を示している。The velocity component of the ink particles in the z direction in the discharge hole 14 and its vicinity is only in the + z direction and v (i) z > 0 unless the collision of the ink particles with each other is taken into consideration. However, i = 1 ..., N, and N is the number of ink particles in the print head 1. In addition, except for the vicinity of the discharge hole 14, v (i) x and v (i) y similarly take both positive and negative values. However, the subscript y indicates the direction (coordinate y) perpendicular to the paper surface, and v (i) y indicates the velocity component of the ink particle in the y direction.
【0051】従って、吐出孔14の近傍におけるインク粒
子の速度は、下記(4)式で表される。Therefore, the velocity of the ink particles in the vicinity of the ejection hole 14 is expressed by the following equation (4).
【0052】 v(i)=(v(i) x,v(i) y,|v(i) z|)…(4) 一方、吐出孔14におけるヘッド内圧力Pは、吐出孔14に
おけるインク粒子のz方向速度成分v(i) zにより引き起
こされるので、気体分子運動論より、ヘッド内圧力P
は、下記(5)式で表される。V (i) = (v (i) x , v (i) y , | v (i) z |) (4) On the other hand, the head pressure P in the ejection hole 14 is the ink in the ejection hole 14. Since it is caused by the velocity component v (i) z of the particle in the z direction, the pressure P in the head is calculated from the gas molecule kinetic theory.
Is expressed by the following equation (5).
【0053】P∝Σm(i)・v(i) z 2…(5) ここで、各インク粒子の質量が同じであるとすると、上
記(5)式は下記(6)式に書き直せる。[0053] PαΣm (i) · v (i ) z 2 ... (5) where the mass of each ink particles are the same, equation (5) can be rewritten in the following equation (6).
【0054】[0054]
【数3】 (Equation 3)
【0055】ここで、Where
【0056】[0056]
【数4】 (Equation 4)
【0057】はz方向の速度二乗平均値である。従っ
て、上記(6)より、ヘッド内圧力Pは、z方向の速度
二乗平均値に比例することがわかる。Is a velocity root mean square value in the z direction. Therefore, it can be seen from the above (6) that the pressure P in the head is proportional to the velocity root mean square value in the z direction.
【0058】ところで、気体伏のインク3”を理想気体
と仮定すれば、その状態方程式は下記(7)式で表され
る。By the way, assuming that the ink 3 ″ having gas flow is an ideal gas, its equation of state is expressed by the following equation (7).
【0059】P・U=C・T…(7) ここで、Uはインク3”が収容されているインクヘッド
の容積、Cは気体定数、Tはインク加熱温度である。P · U = C · T (7) Here, U is the volume of the ink head containing the ink 3 ″, C is the gas constant, and T is the ink heating temperature.
【0060】U=一定なので、P∝Tの関係が成立す
る。Since U = constant, the relationship of P∝T is established.
【0061】従って、上記(6)式は、インク温度Tを
用いて、下記(8)式で表される。Therefore, the above equation (6) is represented by the following equation (8) using the ink temperature T.
【0062】[0062]
【数5】 (Equation 5)
【0063】鉛直方向、水平方向それぞれの方向につい
て運動方程式を立てると、以下の様になる。The equations of motion for the vertical and horizontal directions are as follows.
【0064】〔鉛直方向〕図4において、帯電インク粒
子iの質量、電荷、拡散速度をそれぞれm(i),q(i),
v(i ) z(T)とする。但し、i=1・・・,N、また、
v(i) z(T)は温度Tの関数であり、温度が高いほど大
きくなる。[Vertical direction] In FIG. 4, the mass, charge, and diffusion rate of the charged ink particles i are m (i) , q (i) , and
Let v (i ) z (T). However, i = 1, ..., N,
v (i) z (T) is a function of the temperature T, and increases as the temperature increases.
【0065】簡単のため、m(i)=m、q(i)=qとす
る。重力の影響は無視し、初期条件:t=0でz=0及
びv(i) z=v0 (i)、さらに、速度v(i) z=constの
等速度連動であるとすれば、インク粒子が電界シャッタ
8ーを通過するのに要する時間t1は、d=v(i) z・t
(i) 1の関係が成立するので、下記(9)式で表される。For simplicity, let m (i) = m and q (i) = q. Influence of gravity is neglected, the initial conditions: t = 0 at z = 0 and v (i) z = v 0 (i), further, if a constant velocity interlocking speed v (i) z = const, The time t 1 required for the ink particles to pass through the electric field shutter 8 is d = v (i) z · t
(i) Since the relationship of 1 is established, it is expressed by the following equation (9).
【0066】t(i) 1=d/v(i) z…(9) 但し、dはインク3”の吐出方向に沿った電界シャッタ
ー部の長さである。T (i) 1 = d / v (i) z (9) However, d is the length of the electric field shutter portion along the ejection direction of the ink 3 ″.
【0067】実際のインク粒子は速度分布を有するの
で、上記時間t1も分布をもったものとなる。Since the actual ink particles have a velocity distribution, the time t 1 also has a distribution.
【0068】〔水平方向〕図5において、x=0で静か
に帯電インク粒子を放した場合を考える。[Horizontal Direction] In FIG. 5, consider the case where the charged ink particles are gently released at x = 0.
【0069】 初期条件;vx(t=0)=0 x (t=0)=0 とすると、加速度αは、F=q・E=m・αの関係が成
立するので、下記(10)で表される。但し、Fは帯電イ
ンク粒子に作用する力である。また、Eは電界の大きさ
示す。Initial condition; if v x (t = 0) = 0 x (t = 0) = 0, the acceleration α satisfies the relationship of F = q · E = m · α. Therefore, the following (10) It is represented by. However, F is a force acting on the charged ink particles. Further, E indicates the magnitude of the electric field.
【0070】α=(q・E)/m…(10) また、E=V/wの関係が成立するので、上記(10)式
は下記(11)式に書き直せる。Α = (q · E) / m (10) Since the relationship of E = V / w holds, the above equation (10) can be rewritten as the following equation (11).
【0071】α=(q・V)/(m・w)…(11) 但し、Vは電界シャッター8の印加電圧である。Α = (qV) / (mw) (11) where V is the voltage applied to the electric field shutter 8.
【0072】従って、x=wに到達するのに要する時間
をt2とすると、分離された電界シャッター間の幅w
は、下記(12)式で表される。Therefore, assuming that the time required to reach x = w is t 2 , the width w between the separated electric field shutters is
Is expressed by the following equation (12).
【0073】w=(1/2)・α・t2 2…(12) ここでは、電界の影響によるもののみを考慮に入れるた
め(12)式において、インク粒子のx方向速度成分vx
は無視した。W = (1/2) αt 2 2 (12) Here, since only the influence of the electric field is taken into consideration, in the equation (12), the velocity component v x of the ink particle in the x direction
Was ignored.
【0074】この(12)式に上記(11)式を代入して整
理すると、t2は下記(13)式で表される。By substituting the equation (11) into the equation (12) and arranging it, t 2 is represented by the following equation (13).
【0075】 t2=√[(2m・w2)/(q・V)]…(13) 以上より、帯電インク粒子が電界シャッター8の効果に
より確実に遮断されるためには、圧力上昇によって気体
状インク3”が長さdの吐出孔14を通過する時間t1よ
りも電界の作用によって電極間隔wの電界シャッター8
間を移動する時間t2が短い、即ち、t1>t2である必
要があるので、下記(14)式の関係が成立する必要があ
る。T 2 = √ [(2m · w 2 ) / (q · V)] (13) From the above, in order to reliably block the charged ink particles by the effect of the electric field shutter 8, it is necessary to increase the pressure. The electric field shutter 8 having the electrode interval w by the action of the electric field from the time t 1 when the gaseous ink 3 ″ passes through the ejection hole 14 having the length d
It is necessary that the time t 2 for moving between the vehicles is short, that is, t 1 > t 2 , and therefore the relationship of the following equation (14) needs to be established.
【0076】 d/v(i) z>√[(2m・w2)/(q・V)]…(14) 上記(14)式を変形すると、下記(15)式のようにな
る。D / v (i) z > √ [(2m · w 2 ) / (q · V)] (14) When the above equation (14) is modified, the following equation (15) is obtained.
【0077】 √V>v(i) z・√[(2m・w2)/(q・d2)]…(15) この不等式を満足する領域を図示すると、図6のように
なる。実線は√V=D・v(i) zを表している。[0077] √V> v (i) z · √ [(2m · w 2) / (q · d 2)] ... (15) To illustrate the region satisfying this inequality is as shown in FIG 6. The solid line represents √V = D · v (i) z .
【0078】但し、However,
【0079】[0079]
【数6】 (Equation 6)
【0080】とおいた。I said.
【0081】図6より、D=一定の時、v(i) zの増加と
共に、Vは2次関数的に大きくなることがわかる。ま
た、v(i) z=一定であれば、Dが小さいほどVは小さい
ことがわかる。つまり、m及びqを一定とすれば、Dは
(w/d)の関数となるが、w/dは、印字ヘッド1の
設計段階で決定される定数であるので、できるだけ小さ
くなるように設計する。これは、ヘッド吐出部、即ちシ
ャッター部における吐出孔14の長さl及びその幅wの幾
何学的サイズが異ならない限り、印字ヘッド1のその他
の部分の形状が変わっても不変である。It can be seen from FIG. 6 that when D = constant, V increases quadratically with an increase in v (i) z . Also, if v (i) z = constant, the smaller V is, the smaller V is. That is, if m and q are constant, D becomes a function of (w / d), but w / d is a constant determined at the design stage of the print head 1, so it is designed to be as small as possible. To do. This does not change even if the shapes of the other parts of the print head 1 change unless the geometrical size of the length l and the width w of the discharge hole 14 in the head discharge part, that is, the shutter part is different.
【0082】一方、v(i) zは、印字ヘッド1の構造(容
積等)に加えインク加熱温度(このインク加熱温度はイ
ンク昇華温度に依存する)、印字ヘッド1内の温度等の
動作条件及び環境によって最終的に決まるものであるの
で、これらが変われば変わり得るが、仮に、v(i) zが同
じであるとすれば、w/dを小さくすることにより、電
界シャッター8への印加電圧Vを小さくすることができ
る。On the other hand, v (i) z is an operating condition such as the structure (volume, etc.) of the print head 1, the ink heating temperature (this ink heating temperature depends on the ink sublimation temperature), the temperature in the print head 1, etc. And v (i) z are the same, but if v (i) z is the same, it is possible to reduce the application to the electric field shutter 8 by reducing w / d. The voltage V can be reduced.
【0083】例えば、記録密度が150dpiの場合、電
界シャッター8の幅(吐出孔14の幅)wは、w=200μ
mであるので、電界シャッター部長さd=100μmを有
する印字ヘッド1における電界シャッター8への印加電
圧をV100とすれば、d=200μm及びd=400μmの印
字ヘッド1への印加電圧V200、V400は、それぞれV
200=V100/4、V400=V100/16で与えられる。即
ち、電界シャッター8への印加電圧をそれぞれ1/4、
1/16に低減することができる。For example, when the recording density is 150 dpi, the width w of the electric field shutter 8 (width of the ejection hole 14) is w = 200 μm.
Therefore, if the applied voltage to the electric field shutter 8 in the print head 1 having the electric field shutter length d = 100 μm is V 100 , the applied voltage V 200 to the print head 1 at d = 200 μm and d = 400 μm, V 400 is V
200 = V 100/4, is given by V 400 = V 100/16. That is, the voltage applied to the electric field shutter 8 is 1/4,
It can be reduced to 1/16.
【0084】ところで、上記のように、v(i) z(T)は
速度分布をもっており、更に温度の関数でもある。従っ
て、全てのインク粒子、特に速度の小さい粒子に対し上
記(14)式が成り立つ様にすることは実用的でないの
で、例えば、v(i) zの二乗平均値の平方根By the way, as described above, v (i) z (T) has a velocity distribution and is also a function of temperature. Therefore, it is not practical to make the above equation (14) hold for all ink particles, especially particles having a low velocity. Therefore, for example, the square root of the root mean square value of v (i) z
【0085】[0085]
【数7】 (Equation 7)
【0086】又はv(i) zの平均値Or the average value of v (i) z
【0087】[0087]
【数8】 (Equation 8)
【0088】或いはv(i) zの最大分布値vm以上のv(i)
zに対しては少なくとも(14)式が成り立つようにVの
値を決めるようにする。ここで、これら三者の間には、
下記(16)式の関係が成立するので、[0088] Alternatively v (i) the maximum distribution value of z v m or more of v (i)
For z , determine the value of V so that at least equation (14) holds. Here, between these three,
Since the relationship of the following formula (16) is established,
【0089】[0089]
【数9】 [Equation 9]
【0090】二乗平均値の平方根を用いて、Using the square root of the root mean square,
【0091】[0091]
【数10】 (Equation 10)
【0092】とする。It is assumed that
【0093】ここで、上記(17)式を電界シャッター8
への印加電圧Vについて書き直すと、下記(18)式の関
係が成立する。Here, the above expression (17) is applied to the electric field shutter 8
Rewriting the applied voltage V to the equation (18) holds the relationship.
【0094】 √V>(w/d)・√(2m/q)・√(vz 2)…(18) 上記(5)式より、vz 2は圧力Pに比例するので、電界
シャッター8への印加電圧電圧Vとヘッド内圧力Pは、
線形の関係にあることがわかる。√V> (w / d) · √ (2m / q) · √ (v z 2 ) ... (18) From the above equation (5), v z 2 is proportional to the pressure P, so the electric field shutter 8 The voltage V applied to the head and the pressure P in the head are
It can be seen that there is a linear relationship.
【0095】(18)式より、Vを小さくするには、 (i)w/d (ii)m (iii)1/q (iv)√(vz 2)あるいはヘッド内圧力P を小さくすればよいことがわかる。From the equation (18), V can be reduced by (i) w / d (ii) m (iii) 1 / q (iv) √ (v z 2 ) or the head pressure P is reduced. I know it's good.
【0096】それぞれに対し、以下の実施策が考えられ
る。The following implementation measures can be considered for each of them.
【0097】(i)シャッターサイズ d/W≧1とす
る (ii)気体状のインク粒子質量を小さくする (iii)帯電量を多くする (iv)ヘッド内圧力の上昇を抑える(インク加熱温度を
低くする、即ち低昇華温度のインクを使用する) このような実施策のうち、本発明は(i)の実施策を採
用しており、具体的には請求項1に記載された画像記録
装置において採用している。(I) Shutter size d / W ≧ 1 (ii) Gaseous ink particle mass is reduced (iii) Charge amount is increased (iv) Head pressure rise is suppressed (ink heating temperature is reduced) Among the above-mentioned measures, the present invention adopts the measure (i), and specifically, the image recording apparatus according to claim 1. It has been adopted in.
【0098】ここで、電界シャッター8への印加電圧を
小さくできることの利点は、まず第1に、制御電極8b
間の絶縁性を確保できる。第2に、電源規模を小さくで
き、その分、周囲へのノイズの発散を低減できるので、
画像記録装置の信頼性を向上できる。Here, the advantage of being able to reduce the voltage applied to the electric field shutter 8 is, first of all, the control electrode 8b.
The insulation between them can be secured. Secondly, the scale of the power supply can be reduced, and the noise emission to the surroundings can be reduced accordingly,
The reliability of the image recording device can be improved.
【0099】次に、図7及び図8に従い、本実施形態1
の画像記録装置の制御系の構成及び印字動作について説
明する。CPU20は、この画像記録装置の制御中枢とな
るものであり、図7に示すように、加熱装置2の加熱制
御、帯電電極4と背面電極11とで構成される吐出装置へ
の通電制御及びコントロール部9と電界シャッター8で
構成される吐出制御装置を制御し、これらの制御内容に
より、印字ヘッド1の印字動作を制御する。以下にその
詳細を説明する。Next, referring to FIG. 7 and FIG.
The configuration of the control system of the image recording apparatus and the printing operation will be described. The CPU 20 serves as a control center of the image recording apparatus, and as shown in FIG. 7, controls heating of the heating apparatus 2 and energization and control of the discharging apparatus including the charging electrode 4 and the back electrode 11. The ejection control device composed of the section 9 and the electric field shutter 8 is controlled, and the printing operation of the print head 1 is controlled by these control contents. The details will be described below.
【0100】CPU20から印字ヘッド1に対して、図8
(a)に示す波形のヘッド制御信号が与えられると、同
図(b)に示すように、加熱装置2はヘッド制御信号の
立ち上がり(A点)をトリガとして、A点より所定時間
経過後のB点において、電気ヒータ13を駆動する。ま
た、この時、帯電電極4に+2〜5kVの電圧が印加さ
れる(同図(c)参照)。From the CPU 20 to the print head 1, FIG.
When the head control signal having the waveform shown in (a) is given, as shown in (b) in the figure, the heating device 2 uses the rising edge (point A) of the head control signal as a trigger to elapse a predetermined time from point A. At the point B, the electric heater 13 is driven. Further, at this time, a voltage of +2 to 5 kV is applied to the charging electrode 4 (see (c) in the figure).
【0101】加熱装置2が駆動されると、固体又は液体
状のインク3が加熱され、インク3の昇華温度Tg以上
になるとインク3は気化されて気体状のインク3”にな
る。そして、インク3”は時間の経過と共に増加してい
き、C点において閾値に達する(同図(d)参照)。こ
こで、閾値とは、吐出に十分な気体状インク量のことを
意味し、閾値以上になると印字可能状態になる。この状
態は高圧となったインク3”で印字ヘッド1内が満たさ
れていることを意味する。When the heating device 2 is driven, the solid or liquid ink 3 is heated, and when the temperature exceeds the sublimation temperature T g of the ink 3, the ink 3 is vaporized to become a gaseous ink 3 ″. The ink 3 ″ increases with the passage of time, and reaches the threshold value at point C (see FIG. 7D). Here, the threshold value means the amount of the gaseous ink that is sufficient for ejection, and when the threshold value is exceeded, the printable state is set. This state means that the print head 1 is filled with high-pressure ink 3 ″.
【0102】なお、加熱装置2は、インク昇華温度Tg
以上のある温度Tとなるように一定制御される。このた
め、T=Tg+△Tの関係が成立する。例えば、Tg=14
0℃であれば、T=155℃とする。The heating device 2 uses the ink sublimation temperature T g.
Constant control is performed so as to attain the above certain temperature T. Therefore, the relationship of T = T g + ΔT is established. For example, T g = 14
If 0 ° C, T = 155 ° C.
【0103】また、加熱装置2の駆動開示時点は、上記
B点と同じでなくともよく、例えばC点以前のB′(同
図(f)参照)において、電界シャッター8の全ての制
御電極8bに50〜1kV程度の電圧を印加し、電界シャ
ッター8をON状態にすればよい。即ち、この状態では、
インク3”の吐出が阻止されるからである。The point at which the driving of the heating device 2 is disclosed may not be the same as the point B, and for example, at the point B ′ before the point C (see (f) in the same figure), all the control electrodes 8b of the electric field shutter 8 are shown. Then, a voltage of about 50 to 1 kV may be applied to turn on the electric field shutter 8. That is, in this state,
This is because the ejection of the ink 3 ″ is blocked.
【0104】同図(e)に示すように、印字可能状態と
なった時間D点において、CPU20からコントロール部
9に印字開始/終了信号が出力される。なお、この実施
形態1においては、インク3”が閾値を越えたか否かの
判断は直接的には測定してしないので、電気ヒータ13を
加熱してからの時間又は印字ヘッド1の温度を測定して
CPU20が推測する。そして、このようにして得られた
間接データを、予め目標値として入力されている時間又
は温度データと比較することにより、CPU20が印字開
始/終了信号を発生する。コントロール部9は、印字開
始/終了信号の立ち上がりをトリガとして、図示しない
画像メモリから画像データの送出を要求し、データの転
送完了と共に電界シャッター8に対して、同図(f)に
示すD′点で画像データに応じたON/OFF信号を出力す
る。電界シャッター8は、500Vの電圧を供給する図示
しない電源装置に接続されており、画像データに応じて
電界シャッター8に500VがON/OFFされる。As shown in (e) of the figure, at time D when the printable state is reached, the CPU 20 outputs a print start / end signal to the control section 9. In the first embodiment, the determination as to whether or not the ink 3 ″ exceeds the threshold value is not made directly, so the time after heating the electric heater 13 or the temperature of the print head 1 is measured. Then, the CPU 20 makes an estimation, and the CPU 20 generates a print start / end signal by comparing the indirect data thus obtained with the time or temperature data which has been input as a target value in advance. The section 9 uses the rising edge of the print start / end signal as a trigger to request the transmission of image data from an image memory (not shown), and when the data transfer is completed, the electric field shutter 8 is sent to point D ′ shown in FIG. The electric field shutter 8 is connected to a power supply device (not shown) which supplies a voltage of 500 V, and the electric field shutter 8 is connected to an electric field shutter according to the image data. 500V is ON / OFF to over 8.
【0105】また、電界シャッター8がON/OFFを開始す
るD′点において、背面電極11に−1kVの電圧が印加
される(同図(g)参照)。印字中は印字開始/終了信
号は“H”レベルに維持されている。At the point D'when the electric field shutter 8 starts to turn ON / OFF, a voltage of -1 kV is applied to the back electrode 11 (see FIG. 9 (g)). The print start / end signal is maintained at the "H" level during printing.
【0106】印字動作が終了すると、同図(e)に示す
E点において、印字開始/終了信号は“L”レベルに立
ち下がり、この立ち下がりをトリガとして、加熱装置
2、帯電電極4及び背面電極11は全てOFF状態になる。
加熱装置2が電気ヒータ13への通電を停止しても、イン
ク3”はすぐには冷却されず、印字ヘッド1内に残存す
るので、印字終了後、閾値F点以降のE′点まで電界シ
ャッター8を強制的にONしておき、インク3”が外部に
漏れ出すのを阻止する(同図(f)参照)。そして、
E′点以降、次の印字動作が開始される迄は電界シャッ
ター8はOFFされる。When the printing operation is completed, the print start / end signal falls to the "L" level at point E shown in FIG. 7E, and this fall is used as a trigger for the heating device 2, the charging electrode 4 and the rear surface. All the electrodes 11 are turned off.
Even if the heating device 2 stops energizing the electric heater 13, the ink 3 ″ is not immediately cooled and remains in the print head 1. Therefore, after the printing is completed, the electric field is reached to the point E ′ after the threshold F. The shutter 8 is forcibly turned on to prevent the ink 3 ″ from leaking to the outside (see (f) in the figure). And
After the point E ', the electric field shutter 8 is turned off until the next printing operation is started.
【0107】(実施形態2)次に、本発明画像記録装置
の実施形態2について説明する。この実施形態2では、
電界シャッターへの印加電圧V(以下電界シャッター電
圧Vと称する)とインク加熱温度Tとの関係に着目し、
両者の関係式に基づき電界シャッター電圧Vを制御する
ことにより、インク3”の漏れ出しを防止するようにし
たものである。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the image recording apparatus of the present invention will be described. In this second embodiment,
Focusing on the relationship between the voltage V applied to the electric field shutter (hereinafter referred to as the electric field shutter voltage V) and the ink heating temperature T,
By controlling the electric field shutter voltage V on the basis of the relational expression between the two, leakage of the ink 3 ″ is prevented.
【0108】まず、電界シャッター電圧Vとインク加熱
温度Tとの関係を求める。First, the relationship between the electric field shutter voltage V and the ink heating temperature T is obtained.
【0109】上記(18)式において、左辺=右辺の場合
について考えると、下記(19)式が成立する。Considering the case where the left side = the right side in the above equation (18), the following equation (19) is established.
【0110】 √VEQUAL=(w/d)・√(2m/q)・√(vz 2) =(w/d)・√(2m/q)・√[(C・T)/(m・N)] =(w/d)・√[(2C/(q・N)]・√T =(w/d)・b・√T…(19) 但し、√V EQUAL = (w / d) · √ (2m / q) · √ (v z 2 ) = (w / d) · √ (2m / q) · √ [(C · T) / (m -N)] = (w / d) -√ [(2C / (q-N)]-√T = (w / d) -b-√T ... (19)
【0111】[0111]
【数11】 [Equation 11]
【0112】とおいた。I said.
【0113】(19)式の両辺を2乗すると、 VEQUAL=(W/d)2・b2・T…(20) となる。If both sides of the equation (19) are squared, then V EQUAL = (W / d) 2 · b 2 · T (20)
【0114】ここで、電界シャッター電圧Vは、V>V
EQUALであるので、下記(21)式で表すことができる。Here, the electric field shutter voltage V is V> V
Since it is EQUAL , it can be expressed by the following equation (21).
【0115】 V=VEQUAL+ΔV =(w/d)2・b2・T+ΔV =a・T+ΔV…(21) ここで、ΔVは、正の定数であり、環境温度、帯電量q
等のばらつきを考慮して決定する。また、V = V EQUAL + ΔV = (w / d) 2 · b 2 · T + ΔV = a · T + ΔV (21) where ΔV is a positive constant, and the ambient temperature and the charge amount q
It is decided in consideration of such variations. Also,
【0116】[0116]
【数12】 (Equation 12)
【0117】とおいた。I said.
【0118】上式より、電界シャッター電圧Vとインク
加熱温度Tとの間には、線形の関係があることがわか
る。From the above equation, it can be seen that there is a linear relationship between the electric field shutter voltage V and the ink heating temperature T.
【0119】ここで、インク加熱温度Tは、インクの昇
華温度Tgを基に、下記(22)式で表される。The ink heating temperature T is expressed by the following equation (22) based on the sublimation temperature T g of the ink.
【0120】T=Tg+ΔT…(22) 例えば、Tg=140℃の時、ΔT=15℃として、T=155
℃とする。従って、加熱装置2は、Tg=140℃=一定と
なるように電気ヒータ13に加える電力を制御する。T = T g + ΔT (22) For example, when T g = 140 ° C., ΔT = 15 ° C., T = 155
° C. Therefore, the heating device 2 controls the electric power applied to the electric heater 13 so that T g = 140 ° C. = constant.
【0121】この時、制御装置の安定度及び外乱の影
響、周囲温度、印字濃度の違いによる気体状インク3”
の消費量の変化等によって、インク加熱温度Tが変動す
る場合があるが、その温度変動が小さいと分かっていれ
ば、その分を△Vに含ませておき、V=一定となるよう
に制御する。また、帯電量の変動により、q、従って定
数aが変動することがあるが、この場合も、その値が小
さければ△Vに含ませておき、V=一定としてよい。At this time, the gaseous ink 3 "due to the stability of the control device and the influence of disturbance, the ambient temperature, and the difference in the print density.
The ink heating temperature T may fluctuate due to a change in the consumption amount of the ink. If it is known that the temperature fluctuation is small, it is included in ΔV, and control is performed so that V = constant. To do. Further, q, and hence the constant a, may fluctuate due to fluctuations in the charge amount. In this case as well, if the value is small, it may be included in ΔV and V = constant.
【0122】しかし、インク加熱温度Tの変動が大きい
場合には、(21)式に基づきVを調整するような制御を
行う。However, when the fluctuation of the ink heating temperature T is large, the control for adjusting V based on the equation (21) is performed.
【0123】以下に図9及び図10を参照しながら、その
制御の仕方について説明する。図9はこの実施形態2に
係る画像記録装置の制御系の構成を示しており、この制
御系は、インク判別装置21を備えている他は、上記の実
施形態1の画像記録装置の制御系と同一構成になってい
る。The control method will be described below with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 shows the configuration of the control system of the image recording apparatus according to the second embodiment. This control system is provided with the ink discriminating device 21, and the control system of the image recording apparatus of the first embodiment described above. It has the same structure as.
【0124】ここで、インク判別装置21は、インク3を
収容するインクカートリッジに表示されたインク情報を
読み取り、インク判別信号をCPU20に与える。そうす
ると、CPU20がインク判別信号からインク昇華温度T
gを割り出して後述の制御を行う。なお、実施形態1と
対応する部分には同一の符号を付して説明は省略する。Here, the ink discriminating apparatus 21 reads the ink information displayed on the ink cartridge containing the ink 3, and gives the ink discriminating signal to the CPU 20. Then, the CPU 20 determines the ink sublimation temperature T from the ink determination signal.
Determine g and perform the control described later. The parts corresponding to those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0125】上記(21)式において、△Vは既知量(本
実施形態2では、例えば45Vに設定)であるので、図
10から明らかなように、あるインク加熱温度T1におい
て電界シャッター電圧VがV1であることが分かってい
れば、定数aを求めることができるので、インク加熱温
度TがT2の時の電界シャッター電圧V2は、(21)式
に従い求められる。例えば、T1=155℃、V1=200
V、△V=45Vの時、これらの値を(21)式に代入すれ
ば、a=1(V/℃)となるので、T2=140℃の時
は、V2=185Vとなるように電界シャッター電圧Vを
制御する。このような状況は、上記の場合の他に、例え
ば、インクの改良が行われて、その昇華温度が低くなっ
た場合、あるいは、異なるメーカーのインクを使用する
場合、あるいは、カラー印字において各色間におけるイ
ンク昇華温度が異なる場合などに発生する。よって、異
なる熱物性値をもつ複数のインクに対して、その昇華温
度Tgが分かっている場合に、(21)式に従い電界シャ
ッター電圧を制御すれば、各インクに対して適切な電界
シャッター電圧を印加することができる。この場合、加
熱装置2はインク昇華温度Tgに応じてインク加熱温度
Tを変化するよう制御されることは言うまでもない。つ
まり、△T=15℃=一定としておいて、関係式T=Tg
+△T、即ち上記(22)式によってインク加熱温度Tを
与える。In the above equation (21), ΔV is a known amount (in the second embodiment, set to 45 V, for example).
As is apparent from 10, if it is known that the electric field shutter voltage V is V1 at a certain ink heating temperature T1, the constant a can be obtained. Therefore, the electric field shutter voltage V2 when the ink heating temperature T is T2. Is calculated according to equation (21). For example, T1 = 155 ℃, V1 = 200
When V and ΔV = 45V, substituting these values into equation (21) gives a = 1 (V / ° C), so when T2 = 140 ° C, the electric field is V2 = 185V. The shutter voltage V is controlled. In this situation, in addition to the above case, for example, when the sublimation temperature is lowered due to the improvement of the ink, or when the ink of a different manufacturer is used, or between the colors in the color printing. This occurs when the ink sublimation temperatures in the above are different. Therefore, when the sublimation temperature T g is known for a plurality of inks having different thermophysical property values, if the electric field shutter voltage is controlled according to the equation (21), the electric field shutter voltage appropriate for each ink is obtained. Can be applied. In this case, it goes without saying that the heating device 2 is controlled so as to change the ink heating temperature T according to the ink sublimation temperature T g . That is, with ΔT = 15 ° C. = constant, the relational expression T = T g
+ ΔT, that is, the ink heating temperature T is given by the equation (22).
【0126】ここで、インク3は一般にカートリッジと
呼ばれる容器に収められており、カートリッジにインク
の種類を表す情報を持たせておけば、インクの識別は可
能である。即ち、インクカートリッジへの情報の記入の
方法により、情報を識別する方法は異なるが、物理的な
凹凸に対する情報に対してはレバー等の機械的な機構を
用いることができ、また、バーコードのような印刷情報
であれば、フォトインタラプタ等の光学的素子を利用す
ることができる。具体的には、物理的な凹凸情報を用い
る場合には、例えば、2つの凹凸が選択的に形成される
ようにしておき、それぞれの位置に対して、レバーが当
接するようにしておく。各レバーは、2値のスイッチと
して働き、凹凸がない時、レバー・スイッチがOFF、ま
た、凸部あるいは凹部があれば、ONとすれば、22=4
つの情報を持たせることができるので、それぞれの情報
をTg=140℃、145℃、150℃、155℃に対応させれば、
4種類のインクに対する情報を持たせることができる。
さらに、3つの凹凸が選択的に形成できるようにしてお
けば、23=8つのインク情報を持たせられる。Here, the ink 3 is contained in a container generally called a cartridge, and if the cartridge is provided with information indicating the type of ink, the ink can be identified. That is, although the method of identifying information differs depending on the method of writing information in the ink cartridge, a mechanical mechanism such as a lever can be used for information with respect to physical unevenness, and a barcode With such print information, an optical element such as a photo interrupter can be used. Specifically, when using the physical unevenness information, for example, two unevennesses are selectively formed, and the lever is brought into contact with each position. Each lever works as a binary switch, and when there is no unevenness, the lever switch is OFF, and when there is a convex or concave portion, it is turned ON and 2 2 = 4
Since it is possible to have two pieces of information, if each piece of information corresponds to T g = 140 ° C, 145 ° C, 150 ° C, 155 ° C,
Information on four types of ink can be provided.
Furthermore, if it is possible to selectively form three irregularities, it is possible to have 2 3 = 8 pieces of ink information.
【0127】同様にして、2本のバーコードが選択的に
形成されるようにしておき、各位置に反射型のフォトイ
ンタラプタを配置する。バーコードがない時、フォトイ
ンタラプタ出力がOFF、バーコードがある時、ONとすれ
ば、22=4種類のインクに対応することができる。Similarly, two bar codes are selectively formed, and a reflection type photo interrupter is arranged at each position. If the photo interrupter output is OFF when there is no bar code and ON when there is a bar code, 2 2 = 4 types of ink can be supported.
【0128】上記のようなインク情報が記入されたイン
クカートリッジが印字ヘッド1に装着されると、インク
判別装置21はインク情報を読み取り、インク判別信号を
CPU20に出力する。CPU20は、インク判別信号に基
づきインクカートリッジに収納されたインク3のインク
昇華温度Tgを割り出し、上記(22)式のT=Tg+△T
によって、インク加熱温度Tを決定する。また、上記
(21)式のV=a・T+△Vによって、電界シャッター
8の制御電極8bに印加する電圧Vを決定する。△Tと
して、例えば、15℃とする。When the ink cartridge filled with the ink information as described above is mounted on the print head 1, the ink discriminating device 21 reads the ink information and outputs an ink discriminating signal to the CPU 20. The CPU 20 determines the ink sublimation temperature T g of the ink 3 stored in the ink cartridge based on the ink determination signal, and T = T g + ΔT in the above equation (22).
The ink heating temperature T is determined by. Further, the voltage V applied to the control electrode 8b of the electric field shutter 8 is determined by V = a · T + ΔV in the equation (21). As ΔT, for example, 15 ° C is set.
【0129】本実施形態2においては、インク加熱温度
Tを、△T=一定として(22)式により求めたが、予め
インク昇華温度Tgに対するインク加熱温度Tをルック
アップテーブル(LUT)として作成しておき、このL
UTを参照してインク加熱温度Tを決定するようにして
もよい。また、電界シャッター8の制御電極8bに印加
する電圧Vの決定に際しても、インク昇華温度Tgに対
する電界シャッター電圧VのLUTを作成しておいて、
これを参照して決定してもよい。In the second embodiment, the ink heating temperature T is determined by the equation (22) with ΔT = constant, but the ink heating temperature T with respect to the ink sublimation temperature T g is created in advance as a look-up table (LUT). Well, this L
The ink heating temperature T may be determined with reference to UT. Further, also when determining the voltage V applied to the control electrode 8b of the electric field shutter 8, a LUT of the electric field shutter voltage V with respect to the ink sublimation temperature T g is created,
You may decide with reference to this.
【0130】上記手順でインク加熱温度T及び電界シャ
ッター電圧Vを決定した後、CPU20は印字ヘッド1の
各装置に対して、印字開始信号を出力する。この開始信
号は、電圧印加/解除のタイミングを与えるものであ
る。図9において、この印字開始信号は点線で示されて
いる。After determining the ink heating temperature T and the electric field shutter voltage V by the above procedure, the CPU 20 outputs a print start signal to each device of the print head 1. This start signal gives the timing of voltage application / release. In FIG. 9, this print start signal is shown by a dotted line.
【0131】CPU20は、加熱装置2に決定したインク
加熱温度Tでインク3を加熱させるべく加熱制御信号を
入力する。これにより、加熱装置2が上式の温度となる
よう電気ヒータ13を駆動する。また、CPU20は、帯電
電極4に帯電開始信号を入力する。これにより、帯電電
極4に2〜5kVの電圧が印加され、インク3”が帯電
される。そして、気体状のインク量が閾値を越える前の
時点で、コントロール部9に電界シャッター電圧制御信
号を入力する。これにより、電界シャッター8の全ての
制御電極8bに電圧が印加され、つまり電界シャッター
8がONし、インクの漏れを防止する。そして、印字可能
状態となった時点で、CPU20は背面電極11に電圧印加
開始信号を出力して、背面電極11に−1kVの電圧を印
加する。そして、これと同時に、画像データに応じて電
界シャッター8がON/OFFされ、これで印字動作が開始さ
れる。The CPU 20 inputs a heating control signal to the heating device 2 to heat the ink 3 at the determined ink heating temperature T. As a result, the electric heater 13 is driven so that the heating device 2 reaches the temperature of the above formula. Further, the CPU 20 inputs a charging start signal to the charging electrode 4. As a result, a voltage of 2 to 5 kV is applied to the charging electrode 4 to charge the ink 3 ″. Then, at a time before the amount of the gaseous ink exceeds the threshold value, the electric field shutter voltage control signal is sent to the control unit 9. As a result, a voltage is applied to all the control electrodes 8b of the electric field shutter 8, that is, the electric field shutter 8 is turned on to prevent ink from leaking. A voltage application start signal is output to the electrode 11 to apply a voltage of -1 kV to the back electrode 11. At the same time, the electric field shutter 8 is turned on / off according to the image data, and the printing operation is started. To be done.
【0132】印字動作が終了すると、CPU20は上記各
装置に対して、制御信号を出力する。即ち、加熱装置
2、帯電電極4及び背面電極11に対しては、解除信号を
出力して一斉に電圧印加を終了し、気体状のインク3”
の生成及び吐出を抑止する。また、電界シャッター8に
対しては、印字終了後直ちに全ての制御電極8bに電圧
を印加してインク3”の漏れを防止する。気体状の帯電
インク量が、閾値を下回った任意の時点でようやく電界
シャッター電圧Vは解除される。When the printing operation is completed, the CPU 20 outputs a control signal to each of the above devices. That is, to the heating device 2, the charging electrode 4 and the back electrode 11, a release signal is output and the voltage application is terminated all at once, and the gaseous ink 3 ″
The generation and discharge of are suppressed. Further, to the electric field shutter 8, a voltage is applied to all the control electrodes 8b immediately after the printing is finished to prevent the leakage of the ink 3 ″. At any time when the amount of the gaseous charged ink is below the threshold value. The electric field shutter voltage V is finally released.
【0133】以上のように、インクを収容するインクカ
ートリッジにインク情報を記録或いは形成しておくこと
により、複数の物性値を有する各インク3に対して、最
適なインク加熱温度T及び電界シャッター電圧Vを供給
することができる。As described above, by recording or forming the ink information in the ink cartridge containing the ink, the optimum ink heating temperature T and electric field shutter voltage are obtained for each ink 3 having a plurality of physical property values. V can be supplied.
【0134】以下にその理由について説明する。The reason will be described below.
【0135】説明の都合上、二種類のインク、すなわ
ち、インク昇華温度がTg1及びTg2(Tg1>Tg2)であ
るインクに対して、最適な加熱温度をそれぞれT1=T
g1+ΔT,T2=Tg2+ΔT(したがって、T1>
T2),また、最適な電界シャッター電圧Vをそれぞれ
V1,V2(V1>V2)とする。ただし、電界シャッター
電圧Vは、前出(21)式で与えられるものとする。For convenience of explanation, the optimum heating temperature is set to T 1 = T for two types of ink, that is, inks having ink sublimation temperatures of T g1 and T g2 (T g1 > T g2 ).
g1 + ΔT, T 2 = T g2 + ΔT ( therefore, T 1>
T 2 ) and the optimum electric field shutter voltage V is V 1 and V 2 (V 1 > V 2 ) respectively. However, it is assumed that the electric field shutter voltage V is given by the equation (21).
【0136】昇華温度Tg1を有するインク3に対して最
適化されている画像記録装置において、より低い昇華温
度T2を有するインクを用いた時、同じ加熱温度T1でイ
ンクを加熱するので、インクが過剰に加熱されることに
なり、電力が無駄になるどころか、最悪の場合インクが
分解してしまう。In the image recording apparatus optimized for the ink 3 having the sublimation temperature T g1 , when the ink having the lower sublimation temperature T 2 is used, since the ink is heated at the same heating temperature T 1 , The ink will be overheated, and in the worst case, the ink will be decomposed instead of wasting power.
【0137】また、昇華温度Tg2を有するインクに対し
て最適化されている画像記録装置において、より高い昇
華温度Tg1を有するインクを用いた時、インク判別装置
21を備えていない場合には、最適加熱温度T1よりも
低い温度T2でインクを加熱するので、インクが十分に
昇華しない。Further, in the image recording apparatus optimized for the ink having the sublimation temperature T g2 , when the ink having the higher sublimation temperature T g1 is used and the ink discrimination device 21 is not provided, Since the ink is heated at a temperature T 2 lower than the optimum heating temperature T 1 , the ink does not sublime sufficiently.
【0138】そこで、インクの昇華温度に応じて、加熱
装置2を適宜制御し、インク加熱温度を変化する必要が
生じてくる。しかし、加熱装置2のみを制御するだけで
は、以下に示す理由で別の問題が発生する。Therefore, it becomes necessary to appropriately control the heating device 2 to change the ink heating temperature according to the sublimation temperature of the ink. However, controlling only the heating device 2 causes another problem for the following reason.
【0139】つまり、昇華温度Tg1を有するインク3に
対して最適化されている画像記録装置において、より低
い昇華温度Tg2を有するインクを用いた時に、以上の不
具合を解消するために、加熱温度をT1からT2に変更し
た場合、本来V2の電圧でよいところ、V1>V2なる余
分の電圧を印加してしまっている。これは、装置の低消
費電力化を考えた場合、デメリットとなる。That is, in the image recording apparatus optimized for the ink 3 having the sublimation temperature T g1 , when the ink having the lower sublimation temperature T g2 is used, in order to eliminate the above-mentioned problems, heating is performed. When the temperature is changed from T 1 to T 2 , a voltage of V 2 is originally required, but an extra voltage of V 1 > V 2 is applied. This is a demerit when considering low power consumption of the device.
【0140】また、昇華温度Tg2を有するインクに対し
て最適化されている画像記録装置において、より高い昇
華温度Tg1を有するインクを用いた時に、以上の不具合
を解消するために、加熱温度をT2からT1に変更した場
合、ヘッド内の圧力が上昇するので、電界シャッター8
に従来と同じ電圧V2(<V1)を印加していたのでは電
界シャッター8が完全に動作しないためインク漏れが生
じるという恐れがある。Further, in the image recording apparatus optimized for the ink having the sublimation temperature T g2 , when the ink having the higher sublimation temperature T g1 is used, the heating temperature is When T is changed from T 2 to T 1 , the pressure in the head rises, so the electric field shutter 8
If the same voltage V 2 (<V 1 ) as before is applied, the electric field shutter 8 does not operate completely, which may cause ink leakage.
【0141】しかしながら、本発明における画像記録装
置においては、インクの種類に応じて、インク加熱温度
及び電界シャッター電圧の両方を最適となるよう制御し
ているので、インクの過剰加熱あるいは加熱不足、ま
た、消費電力の増加やインク漏れといった心配がない。However, in the image recording apparatus of the present invention, both the ink heating temperature and the electric field shutter voltage are controlled to be optimal depending on the type of ink, and therefore, excessive heating or insufficient heating of ink, There is no need to worry about increased power consumption or ink leakage.
【0142】つまり、インク昇華温度に応じて、インク
加熱温度Tが、T=Tg+ΔTとなるように加熱装置を
制御するとともに、電界シャッター部のON時の印加電
圧Vが、V=a・T+ΔVとなるように制御を行ってい
るので、常に最適な駆動条件で各装置を駆動することが
できる。That is, the heating device is controlled so that the ink heating temperature T becomes T = T g + ΔT according to the ink sublimation temperature, and the applied voltage V when the electric field shutter section is ON is V = a. Since the control is performed so as to be T + ΔV, each device can always be driven under the optimum driving condition.
【0143】(その他の実施形態)本発明画像記録装置
が適用される実施形態は、上記実施形態1及び実施形態
2のものに限定されるわけではなく、以下に示すように
各種の変更が可能である。即ち、図11に示されるよう
な、帯電したインク3’を気化して気体状インク3”を
生成するタイプの画像記録装置にも同様に適用すること
ができる。また、電界シャッター8の構造についても、
図12に示されるような、複数の吐出孔14を備えたタイプ
のものについても同様に適用できる。更には、摩擦帯電
方式を採用する画像記録装置にも同様に適用できる。(Other Embodiments) The embodiments to which the image recording apparatus of the present invention is applied are not limited to those of the above-described first and second embodiments, and various modifications can be made as shown below. Is. That is, the invention can be similarly applied to an image recording apparatus of a type that vaporizes the charged ink 3 ′ to generate the gaseous ink 3 ″ as shown in FIG. Also,
The same applies to a type having a plurality of discharge holes 14 as shown in FIG. Further, the invention can be similarly applied to an image recording apparatus adopting a friction charging method.
【0144】[0144]
【発明の効果】以上の本発明画像記録装置によれば、気
体状のインクを断続的に吐出させて印字を行うものであ
るので、必要、かつ十分な吐出量で印字を行うことがで
きるので、ランニングコストを低減できる利点がある。
また、加熱装置、帯電電極及び電界シャッターが一体と
なった印字ヘッドにより構成されているため、電界シャ
ッターで阻止されたインクが電界シャッターへ付着して
目詰まりを発生する度合いを低減でき、付着したインク
の回収装置やクリーニング装置が不要になるので、装置
構成の小型化に大いに寄与できる利点がある。According to the image recording apparatus of the present invention described above, printing is performed by intermittently ejecting a gaseous ink, and therefore printing can be performed with a necessary and sufficient ejection amount. There is an advantage that the running cost can be reduced.
Further, since the heating device, the charging electrode and the electric field shutter are integrated into the print head, the degree of the ink blocked by the electric field shutter adhering to the electric field shutter and causing clogging can be reduced. Since an ink collecting device and a cleaning device are unnecessary, there is an advantage that it can greatly contribute to downsizing of the device configuration.
【0145】更には、上記の効果の他に、特に、請求項
1記載の画像記録装置によれば、電界シャッターへの印
加電圧Vの値を可及的に小さくできるので、電界シャッ
ターを構成する複数の制御電極間の絶縁性を確保でき
る、電源規模を小さくできるので、その分、周辺機器へ
のノイズの影響を低減でき、信頼性の向上が図れる、と
いった効果を奏することができる。Further, in addition to the above effects, in particular, according to the image recording apparatus of the first aspect, the value of the voltage V applied to the electric field shutter can be made as small as possible, so that the electric field shutter is constructed. Since insulation between a plurality of control electrodes can be secured and the power supply scale can be reduced, the effect of noise on peripheral devices can be reduced and the reliability can be improved accordingly.
【0146】また、特に請求項2記載の画像記録装置に
よれば、加熱状態にある気体状インクが印字ヘッド内か
ら不測に漏れ出すのを確実に防止することができるの
で、印字効率をより一層向上できる。In particular, according to the image recording apparatus of the second aspect, it is possible to reliably prevent the heated gaseous ink from leaking out of the print head, so that the printing efficiency is further improved. Can be improved.
【0147】また、特に請求項3〜5記載の画像記録装
置によれば、インクの種類等に拘らず、常時、加熱状態
にある気体状インクが印字ヘッド内から不測に漏れ出す
のを確実に防止することができるので、使用するインク
が異なり、インクの熱特性が異なる場合においても、柔
軟に対処する事が可能になる。このため、特にカラー印
字を行う画像記録装置に適用する場合に有効なものにな
る。Further, in particular, according to the image recording apparatus of the third to fifth aspects, it is ensured that the gaseous ink in the heated state always unexpectedly leaks out of the print head regardless of the kind of ink. Since this can be prevented, it is possible to deal flexibly even when the ink used is different and the thermal characteristics of the ink are different. Therefore, it is particularly effective when applied to an image recording apparatus that performs color printing.
【図1】実施形態1に係る本発明画像記録装置の一部を
切欠いて示す概略正面図。FIG. 1 is a schematic front view showing a part of an image recording apparatus of the present invention according to a first embodiment by cutting out.
【図2】実施形態1に係る本発明画像記録装置の電界シ
ャッター部の詳細を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing details of an electric field shutter portion of the image recording apparatus of the present invention according to the first embodiment.
【図3】電界シャッター部における帯電インク粒子に作
用する力を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a force acting on charged ink particles in an electric field shutter unit.
【図4】電界シャッター部における帯電インク粒子に作
用するインク吐出方向の力を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a force in an ink ejection direction that acts on charged ink particles in an electric field shutter unit.
【図5】電界シャッター部における帯電インク粒子に作
用する電界方向の力を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a force in the electric field direction that acts on the charged ink particles in the electric field shutter unit.
【図6】電界シャッター電圧とインク粒子の鉛直方向の
速度成分との関係を示すグラフ。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the electric field shutter voltage and the velocity component of ink particles in the vertical direction.
【図7】実施形態1に係る本発明画像記録装置の制御系
を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing a control system of the image recording apparatus of the present invention according to the first embodiment.
【図8】実施形態1に係る本発明画像記録装置の印字動
作を示すタイミングチャート。FIG. 8 is a timing chart showing a printing operation of the image recording apparatus of the present invention according to the first embodiment.
【図9】実施形態2に係る本発明画像記録装置の制御系
を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing a control system of the image recording apparatus of the present invention according to the second embodiment.
【図10】電界シャッター電圧とインク加熱温度との関係
を示すグラフ。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the electric field shutter voltage and the ink heating temperature.
【図11】本発明が適用される画像記録装置の他の実施形
態を示す一部切欠き概略正面図。FIG. 11 is a partially cutaway schematic front view showing another embodiment of the image recording apparatus to which the present invention is applied.
【図12】電界シャッターの他の実施形態を示す斜視図。FIG. 12 is a perspective view showing another embodiment of the electric field shutter.
【図13】画像記録装置の一従来例を示す断面図。FIG. 13 is a sectional view showing a conventional example of an image recording apparatus.
1 印字ヘッド 2 加熱装置 3 粉体のインク 3” 気体状のインク 4 帯電電極 8 電界シャッター 8a 共通電極 8b 制御電極 9 コントロール部 11 背面電極 12 記録媒体 14 吐出孔 20 CPU 21 インク判別装置 d インクの吐出方向に沿った電界シャッター部の長さ V 電界シャッター電圧 w 吐出孔により分離されている電界シャッター間の幅 1 Print Head 2 Heating Device 3 Powder Ink 3 "Gaseous Ink 4 Charging Electrode 8 Electric Field Shutter 8a Common Electrode 8b Control Electrode 9 Control Section 11 Rear Electrode 12 Recording Medium 14 Ejection Hole 20 CPU 21 Ink Discrimination Device d Ink Length of the electric field shutter portion along the ejection direction V Electric field shutter voltage w Width between electric field shutters separated by ejection holes
フロントページの続き (72)発明者 樋口 馨 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Kaoru Higuchi 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation
Claims (5)
する加熱装置、気化された気体状インクを印字ヘッドに
形成された吐出孔から吐出する吐出装置及び記録すべき
画像データに対応した電気信号に応じて該気体状インク
が断続的に吐出するように制御する吐出制御装置を有
し、該吐出装置は、該気体状インクを帯電する帯電電極
部と、記録媒体の背面に配設され、帯電した該気体状イ
ンクを該記録媒体上に誘導する背面電極部とにより構成
され、該吐出制御装置は、該気体状インクの吐出を電気
的に制御する電界シャッター部で構成され、該電界シャ
ッター部は、その主たる電界の方向が該気体状インクの
吐出方向に対して直角である画像記録装置であって、 該電界シャッター部は該吐出孔により分離されており、
分離された電界シャッター間の幅wと、該気体状インク
の吐出方向に沿った該電界シャッター部の長さdとの関
係が d/w≧1 となるように構成されていることを特徴とする画像記録
装置。1. A heating device for heating and vaporizing solid or liquid ink, an ejecting device for ejecting vaporized gaseous ink from an ejection hole formed in a print head, and an electric device corresponding to image data to be recorded. A discharge control device that controls so that the gaseous ink is intermittently discharged according to a signal is provided, and the discharging device is disposed on the back surface of the recording medium and a charging electrode portion that charges the gaseous ink. , A back electrode part for guiding the charged gaseous ink onto the recording medium, and the ejection control device is composed of an electric field shutter part for electrically controlling ejection of the gaseous ink. The shutter section is an image recording device whose main electric field direction is perpendicular to the ejection direction of the gaseous ink, and the electric field shutter section is separated by the ejection hole.
The relationship between the width w between the separated electric field shutters and the length d of the electric field shutter portion along the ejection direction of the gaseous ink is configured such that d / w ≧ 1. Image recording device.
する加熱装置、気化された気体状インクを印字ヘッドに
形成された吐出孔から吐出する吐出装置及び記録すべき
画像データに対応した電気信号に応じて該気体状インク
が断続的に吐出するように制御する吐出制御装置を有
し、該吐出装置は、該気体状インクを帯電する帯電電極
部と、記録媒体の背面に配設され、帯電した該気体状イ
ンクを該記録媒体上に誘導する背面電極部とにより構成
され、該吐出制御装置は、該気体状インクの吐出を電気
的に制御する電界シャッター部で構成され、該電界シャ
ッター部は、その主たる電界の方向が該気体状インクの
吐出方向に対して直角である画像記録装置であって、 該電界シャッター部の印加電圧が、下記(1)式の関係
を満たすように、 √V>(w/d)・√[2C/(q・N)]・√T…(1) 但し、w:分離された電界シャッター間の幅 d:気体状インクの吐出方向に沿った電界シャッター部
の長さ T:インク加熱温度 q:気体状インクの帯電量 N:気体状インクの粒子数 C:気体定数 設定されていることを特徴とする画像記録装置。2. A heating device for heating and vaporizing solid or liquid ink, an ejecting device for ejecting vaporized gaseous ink from an ejection hole formed in a print head, and an electric device corresponding to image data to be recorded. A discharge control device that controls so that the gaseous ink is intermittently discharged according to a signal is provided, and the discharging device is disposed on the back surface of the recording medium and a charging electrode portion that charges the gaseous ink. , A back electrode part for guiding the charged gaseous ink onto the recording medium, and the ejection control device is composed of an electric field shutter part for electrically controlling ejection of the gaseous ink. The shutter section is an image recording apparatus in which the main electric field direction is at right angles to the ejection direction of the gaseous ink, and the applied voltage of the electric field shutter section is set so as to satisfy the following expression (1). , √V (W / d) √ [2C / (qN)] √T (1) where w: width between separated electric field shutters d: electric field shutter portion along the ejection direction of gaseous ink Length T: ink heating temperature q: amount of charge of gaseous ink N: number of particles of gaseous ink C: gas constant An image recording device characterized by being set.
する加熱装置、気化された気体状インクを印字ヘッドに
形成された吐出孔から吐出する吐出装置及び記録すべき
画像データに対応した電気信号に応じて該気体状インク
が断続的に吐出するように制御する吐出制御装置を有
し、該吐出装置は、該気体状インクを帯電する帯電電極
部と、記録媒体の背面に配設され、帯電した該気体状イ
ンクを該記録媒体上に誘導する背面電極部とにより構成
され、該吐出制御装置は、該気体状インクの吐出を電気
的に制御する電界シャッター部で構成され、該電界シャ
ッター部は、その主たる電界の方向が該気体状インクの
吐出方向に対して直角である画像記録装置であって、 該固体又は液体状のインクがインクカートリッジ内に収
納され、該インクカートリッジが装置本体に着脱可能に
装着され、該インクカートリッジに該インクの昇華温度
を示す情報が記されていることを特徴とする画像記録装
置。3. A heating device for heating and vaporizing solid or liquid ink, an ejecting device for ejecting the vaporized gaseous ink from an ejection hole formed in a print head, and an electric device corresponding to image data to be recorded. A discharge control device that controls so that the gaseous ink is intermittently discharged according to a signal is provided, and the discharging device is disposed on the back surface of the recording medium and a charging electrode portion that charges the gaseous ink. , A back electrode part for guiding the charged gaseous ink onto the recording medium, and the ejection control device is composed of an electric field shutter part for electrically controlling ejection of the gaseous ink. The shutter section is an image recording apparatus in which the main electric field direction is at right angles to the ejection direction of the gaseous ink, and the solid or liquid ink is housed in an ink cartridge, Ridge is detachably attached to the apparatus main body, an image recording apparatus characterized by information indicating the sublimation temperature of the ink in the ink cartridge is written.
ク昇華温度の情報を読み取るインク判別装置を有するこ
とを特徴とする請求項3記載の画像記録装置。4. The image recording apparatus according to claim 3, further comprising an ink discriminating device for reading information on the ink sublimation temperature written on the ink cartridge.
に、セットされたインクの昇華温度を判別し、インク昇
華温度Tgに対するインク加熱温度Tが、下記(2)式
の関係を満たすように、 T=Tg+ΔT…(2) 前記加熱装置を駆動制御するとともに、前記電界シャッ
ター部のON時の印加電圧Vが、下記(3)式の関係を満
たすように、 V=a・T+ΔV…(3) 但し、 【数1】 w:分離された電界シャッター間の幅 d:気体状インクの吐出方向に沿った電界シャッター部
の長さ T:インクの加熱温度 q:気体状インクの帯電量 N:気体状インクの粒子数 C:気体定数 制御することを特徴とする請求項3又4記載の画像記録
装置。5. The sublimation temperature of the set ink is discriminated on the basis of a signal from the ink discriminating device, and the ink heating temperature T with respect to the ink sublimation temperature T g satisfies the following equation (2). T = T g + ΔT (2) In order to drive and control the heating device, and the applied voltage V when the electric field shutter unit is ON satisfies the following equation (3), V = a · T + ΔV (3) where, w: Width between separated electric field shutters d: Length of electric field shutter part along ejection direction of gaseous ink T: Heating temperature of ink q: Charge amount of gaseous ink N: Number of particles of gaseous ink C The image recording apparatus according to claim 3 or 4, wherein the gas constant is controlled.
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JP33969595A JP3642617B2 (en) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | Image recording device |
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