JPS62290770A - 熱静電インクジエツト記録用インク - Google Patents
熱静電インクジエツト記録用インクInfo
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- JPS62290770A JPS62290770A JP61134439A JP13443986A JPS62290770A JP S62290770 A JPS62290770 A JP S62290770A JP 61134439 A JP61134439 A JP 61134439A JP 13443986 A JP13443986 A JP 13443986A JP S62290770 A JPS62290770 A JP S62290770A
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- Ink Jet (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は適切な物性値を有することにより熱静電インク
ジェット記録の動作を安定させ、誤飛翔を防ぐ熱静電イ
ンクジェット記録用インクに関する。
ジェット記録の動作を安定させ、誤飛翔を防ぐ熱静電イ
ンクジェット記録用インクに関する。
従来のインクジェット記録装置として、例えば、インク
室にピエゾ素子等の電歪素子を設け、これに所定の周波
数の電圧を加えることによってインク室内のインク圧を
高めてインク室のオリフィスからインク滴を吐出するよ
うにしたものがある。
室にピエゾ素子等の電歪素子を設け、これに所定の周波
数の電圧を加えることによってインク室内のインク圧を
高めてインク室のオリフィスからインク滴を吐出するよ
うにしたものがある。
このインクジェット記録装置によると、記録紙をインパ
クトすることがないため騒音も少なく、また、インク滴
の付着によって記録を形成するため、定着工程を必要と
しない利点を有する。
クトすることがないため騒音も少なく、また、インク滴
の付着によって記録を形成するため、定着工程を必要と
しない利点を有する。
しかし、このインクジェット記録装置では、前述した電
歪素子を有したインク室より成るインク吐出機構を小型
にすることに構造上の限界があるため、所定の画素密度
に対応することが難しく、そのため、機械的走査に基づ
いて対応しようとしている。このため、印字速度の向上
に限界が生じる。また、オリフィスからインク滴を吐出
させるため、目詰まり等の問題が生じる。
歪素子を有したインク室より成るインク吐出機構を小型
にすることに構造上の限界があるため、所定の画素密度
に対応することが難しく、そのため、機械的走査に基づ
いて対応しようとしている。このため、印字速度の向上
に限界が生じる。また、オリフィスからインク滴を吐出
させるため、目詰まり等の問題が生じる。
上記の不都合を解決するインクジェット記録装置として
、例えば、磁性インクジェット、平面走査インクジェッ
ト、熱バブルインクジェット、静電吸引インクジェット
等によるインクジェット記録装置がある。
、例えば、磁性インクジェット、平面走査インクジェッ
ト、熱バブルインクジェット、静電吸引インクジェット
等によるインクジェット記録装置がある。
(11磁性インクジェット
画素密度に応じた間隔で磁性電極アレイを設け、これを
画素信号に応じて駆動して磁界によるインクの盛り上が
りを形成し、これに静電界を作用させてインクを飛翔さ
せる。
画素信号に応じて駆動して磁界によるインクの盛り上が
りを形成し、これに静電界を作用させてインクを飛翔さ
せる。
(2) 平面走査インクジェット
密度に応じた間隔で配置された電極アレイと平行にスリ
ット状のインク溜めを設け、記録紙を介して対向して設
けられた電極と電極プレイ間に画素信号に応じた電界パ
ターンを形成し、この電界パターンに基づいてインク溜
めからインクを飛翔させる。
ット状のインク溜めを設け、記録紙を介して対向して設
けられた電極と電極プレイ間に画素信号に応じた電界パ
ターンを形成し、この電界パターンに基づいてインク溜
めからインクを飛翔させる。
(3)熱バプルインクジェ・ノド
画素密度に応じた間隔で発熱素子アレイを配置し、画像
信号に応じてインクを加熱して膜面沸騰(500〜60
0℃)を生じさせ、これによってオリフィス内の圧力を
上げてインク滴を噴射する。
信号に応じてインクを加熱して膜面沸騰(500〜60
0℃)を生じさせ、これによってオリフィス内の圧力を
上げてインク滴を噴射する。
(4)静電吸引インクジェット
画像情報に応じた電界によってインクを静電的に吸引す
るとともに空気流を作用させてインクを飛翔させる。
るとともに空気流を作用させてインクを飛翔させる。
以上述べたインクジェット記録装置によれば、
(1)、(3)および(4)のインクジェット記録装置
においでは、画像信号に応じて磁界パターンあるいは電
界パターンを形成し、このパターンと静電界あるいは空
気流の作用によってインクを飛翔させるようにしている
ため、記録速度の高速化が可能であり、(2)のインク
ジェット記録装置においては、インク吐出用のオリフィ
スが不要になるため、目詰まりの問題がなくなるという
利点をも有する。
においでは、画像信号に応じて磁界パターンあるいは電
界パターンを形成し、このパターンと静電界あるいは空
気流の作用によってインクを飛翔させるようにしている
ため、記録速度の高速化が可能であり、(2)のインク
ジェット記録装置においては、インク吐出用のオリフィ
スが不要になるため、目詰まりの問題がなくなるという
利点をも有する。
しかし、以上述べたそれぞれのインクジェット記録装置
には次の不都合がある。
には次の不都合がある。
(11・磁性インクジェット
インクを磁性化する磁性材料を混入するため、カラー化
が難しい。
が難しい。
(2)平面走査インクジェット
信号電圧レベルが高いため、選択されなかったアレイ電
極の部分にも電界が形成されて誤飛翔が生じる恐れがあ
る。また、休止時間が長くなるため、ある程度の高速化
しかできない。
極の部分にも電界が形成されて誤飛翔が生じる恐れがあ
る。また、休止時間が長くなるため、ある程度の高速化
しかできない。
(3)熱バブルインクジェット
気泡の生成および消滅によるキャビテーション現象のた
め、発熱体寿命が短くなる恐れがある。
め、発熱体寿命が短くなる恐れがある。
(4)静電吸引インクジェット
インク吸引電圧レベルが高いため、画素密度に応じた間
隔で駆動素子を集積化することが難しい。そのため、マ
トリクス駆動方式を採用するとある程度の高速化しかで
きない。
隔で駆動素子を集積化することが難しい。そのため、マ
トリクス駆動方式を採用するとある程度の高速化しかで
きない。
本発明者は上記の点に鑑み、耐久性に冨み、飛翔精度が
高く、カラー化を可能にしながら記録速度の高速化が図
れる熱静電インクジェット記録装置を提案した。
高く、カラー化を可能にしながら記録速度の高速化が図
れる熱静電インクジェット記録装置を提案した。
この熱静電インクジェット記録装置は、抵抗性あるいは
導電性のイ、ンクの表面張力、界面張力、粘度および電
気抵抗を低下させ、これによってインクの盛り上がりを
形成し、この盛り上がり部に電界を集中させることによ
ってインクを飛翔させろものである。
導電性のイ、ンクの表面張力、界面張力、粘度および電
気抵抗を低下させ、これによってインクの盛り上がりを
形成し、この盛り上がり部に電界を集中させることによ
ってインクを飛翔させろものである。
しかし、この熱静電インクジェット記録装置によれば、
インク飛翔条件の設定に適切性を欠くと画像信号に対応
しない非加熱部においてもインク飛翔が生じる恐れがあ
り、誤飛翔に基づく印字品質の劣化を招く不都合がある
。
インク飛翔条件の設定に適切性を欠くと画像信号に対応
しない非加熱部においてもインク飛翔が生じる恐れがあ
り、誤飛翔に基づく印字品質の劣化を招く不都合がある
。
C問題点を解決するための手段〕
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、適切なイン
ク飛翔条件を容易に設定できるようにするため、適切な
物性値を有する熱静電インクジェット記録用インクを提
供するものである。
ク飛翔条件を容易に設定できるようにするため、適切な
物性値を有する熱静電インクジェット記録用インクを提
供するものである。
ここで言う適切な物性値とは、インクの密度、粘度、お
よび表面張力をそれぞれρ(kg/rr?) 、 μ(
N−sec/n() 、およびα(87m)、静電吸引
用電界が印加される間隙距離をao(m)、空気密度を
p’ (kg/m)としたとき、 で定義される無次元化量2が、20℃において100以
下の値を有し、70℃〜200℃の範囲で20℃の値の
3倍以上の値を有するものである。
よび表面張力をそれぞれρ(kg/rr?) 、 μ(
N−sec/n() 、およびα(87m)、静電吸引
用電界が印加される間隙距離をao(m)、空気密度を
p’ (kg/m)としたとき、 で定義される無次元化量2が、20℃において100以
下の値を有し、70℃〜200℃の範囲で20℃の値の
3倍以上の値を有するものである。
以下、本発明の熱静電インクジェット記録用インクを詳
細に説明する。
細に説明する。
第1図は本発明のインクが使用される熱静電インクジェ
ット記録装置を示し、矢印(副走査)方向に記録紙lが
ステップ移動するように配置されており、その主走査方
向に伸びる一対の壁部材2a、2bによってインク室3
が形成されている。壁部材2aの内壁には、主走査方向
にアレイ状に接続された共通電極5および駆動電極6と
、これらの表面に形成された保護層7が設けられている
。壁部材2bの内壁には、インク液面より距離の位置に
先端が配置される誘導電極8が設けられており、記録紙
1の背面には対向電極9が設けられている。共通電極5
と駆動電極6の間には画像信号が「1」の上き発熱素子
6を所定のレベルで駆動する駆動回路10が設けられ、
誘導電極8と対向電極9の間にはインク飛翔用電界を形
成する電源11が設けられている。
ット記録装置を示し、矢印(副走査)方向に記録紙lが
ステップ移動するように配置されており、その主走査方
向に伸びる一対の壁部材2a、2bによってインク室3
が形成されている。壁部材2aの内壁には、主走査方向
にアレイ状に接続された共通電極5および駆動電極6と
、これらの表面に形成された保護層7が設けられている
。壁部材2bの内壁には、インク液面より距離の位置に
先端が配置される誘導電極8が設けられており、記録紙
1の背面には対向電極9が設けられている。共通電極5
と駆動電極6の間には画像信号が「1」の上き発熱素子
6を所定のレベルで駆動する駆動回路10が設けられ、
誘導電極8と対向電極9の間にはインク飛翔用電界を形
成する電源11が設けられている。
第2図は駆動回路10を示し、画像メモリ12からシリ
アルの画像信号を入力するシフトレジスタ13と、シフ
トレジスタ13の信号状態をラッチするラッチ回路14
と、制御部15のエネーブル信号を入力してランチ回路
14の各ビットの状態「1」、「0」に基づいて「1」
、「0」を出力するアンド回路16と、アンド回路16
0rlJによってオンして発熱素子4に電圧Vを印加し
て発熱させるトランジスタ17を有する。
アルの画像信号を入力するシフトレジスタ13と、シフ
トレジスタ13の信号状態をラッチするラッチ回路14
と、制御部15のエネーブル信号を入力してランチ回路
14の各ビットの状態「1」、「0」に基づいて「1」
、「0」を出力するアンド回路16と、アンド回路16
0rlJによってオンして発熱素子4に電圧Vを印加し
て発熱させるトランジスタ17を有する。
以上の構成において、画像メモリ12よりシリアルの画
像信号がシフトレジスタ13に人力すると、ランチ回路
14がそれをラッチし、制御部15からエネーブル信号
が出力されるとそれに同期して画像信号に応じた駆動信
号がアンド回路16より出力される。これによって画像
部ではトランジスタ17がオンして対応する発熱素子4
に電圧Vが加わり、インクが加熱されて盛り上がると同
時に静電吸引用電界(電源11によるパルス印加)によ
って飛翔し、記録紙1に付着する。
像信号がシフトレジスタ13に人力すると、ランチ回路
14がそれをラッチし、制御部15からエネーブル信号
が出力されるとそれに同期して画像信号に応じた駆動信
号がアンド回路16より出力される。これによって画像
部ではトランジスタ17がオンして対応する発熱素子4
に電圧Vが加わり、インクが加熱されて盛り上がると同
時に静電吸引用電界(電源11によるパルス印加)によ
って飛翔し、記録紙1に付着する。
以上の記録操作において、異なった複数の物性値を有す
るインクを使用して印字状態を調査したところ、第1表
の結果が得られた。
るインクを使用して印字状態を調査したところ、第1表
の結果が得られた。
ここで、インクは体積抵抗率がI Xl010(Ω−C
m)以下になるように抵抗調整剤で調整し、誘導電極8
と対向電極9で形成される電界が印加される間隙路Xl
t a oを300μmとした。
m)以下になるように抵抗調整剤で調整し、誘導電極8
と対向電極9で形成される電界が印加される間隙路Xl
t a oを300μmとした。
また、前述したように、無次元化量βは、として求めら
れた。尚、空気密度ρ′は1.21kg / mとした
。
れた。尚、空気密度ρ′は1.21kg / mとした
。
第1表から明らかな通り、l値が20℃において100
以下の値を有し、70℃〜200℃の範囲で20℃の値
の3倍以上の値を有すると、インク飛翔による記録動作
を行うことが可能になり、特に、70℃〜200℃の範
囲で20℃の値の9倍以上の値を有すると、非加熱部に
おけるインクの誤飛翔を確実に抑えて安定した記録動作
を行うことができる。
以下の値を有し、70℃〜200℃の範囲で20℃の値
の3倍以上の値を有すると、インク飛翔による記録動作
を行うことが可能になり、特に、70℃〜200℃の範
囲で20℃の値の9倍以上の値を有すると、非加熱部に
おけるインクの誤飛翔を確実に抑えて安定した記録動作
を行うことができる。
この結論に達するまでに、本発明者は以下に述べる検討
を行った。
を行った。
第3図(al〜(C1はインク30の表面からインク飛
翔が生じる現象を説明するものであり、上部電極(吸引
電極)9と、下部電極(誘導電極)8間に静電誘導を起
こし得る程度のインク30を間隙20を介して配置して
電極11から電圧を印加する(al。このとき、インク
30は静電力によって、吸引電極9に引きつけられよう
とするが、インクは非圧縮性であるために表面波を形成
する(bl。波の波頭部では電界集中を生ずるためによ
り静電力が集中(f、)するが、表面張力(f2)や重
力(f3)により表面波を打ち消すような抗力を生じ、
また、インク30が動くと粘性抵抗も作用する。
翔が生じる現象を説明するものであり、上部電極(吸引
電極)9と、下部電極(誘導電極)8間に静電誘導を起
こし得る程度のインク30を間隙20を介して配置して
電極11から電圧を印加する(al。このとき、インク
30は静電力によって、吸引電極9に引きつけられよう
とするが、インクは非圧縮性であるために表面波を形成
する(bl。波の波頭部では電界集中を生ずるためによ
り静電力が集中(f、)するが、表面張力(f2)や重
力(f3)により表面波を打ち消すような抗力を生じ、
また、インク30が動くと粘性抵抗も作用する。
しかしながら、静電力が十分に強い場合には、表面波は
不安定な成長波となり、吸引電極9側へと曳糸したり、
液滴となって飛翔する(C1゜この現象は、例えば、J
、R,MELCHER氏著″FIELD−COUPLE
D 5URFACE WAVES’MIT PRESS
(tlsA) 1963年やY、0.Tu氏著“IBM
J、Res、Develop Nov、1975 P
P514−522に記載されているf5動展開による電
気流体力学によって証明される。
不安定な成長波となり、吸引電極9側へと曳糸したり、
液滴となって飛翔する(C1゜この現象は、例えば、J
、R,MELCHER氏著″FIELD−COUPLE
D 5URFACE WAVES’MIT PRESS
(tlsA) 1963年やY、0.Tu氏著“IBM
J、Res、Develop Nov、1975 P
P514−522に記載されているf5動展開による電
気流体力学によって証明される。
即ち、第3図(al〜(C)の如き構成下でインクに対
する運動方程式は流体に関するナビエーストークスの方
程式であられされ、静電力と表面張力による応力テンソ
ルのつり合いが空気層とインク層の界面において生じて
いる。
する運動方程式は流体に関するナビエーストークスの方
程式であられされ、静電力と表面張力による応力テンソ
ルのつり合いが空気層とインク層の界面において生じて
いる。
これらの方程式に於いて、空気、インクの速度ヘクトル
、圧力、静電ポテンシャルなどの物理量がインク波面変
形に対応してexpi 十nt〕なる摂動展開され
ると仮定して摂動の1次の展開項まで計算すると、nと
k(=11)との間にはある関数関係が見出される。
、圧力、静電ポテンシャルなどの物理量がインク波面変
形に対応してexpi 十nt〕なる摂動展開され
ると仮定して摂動の1次の展開項まで計算すると、nと
k(=11)との間にはある関数関係が見出される。
第4図にはこの関数関係を示し、電気流体力学の理論解
となるものであり、横軸にに=をとって無次元化iAを
パラメータにしたものである。
となるものであり、横軸にに=をとって無次元化iAを
パラメータにしたものである。
ここで、ρ′は空気密度(1,21kg/n?)、ao
は間隙距離〔m〕、αはインクの表面張力(N/m)
、pはインクの静粘度〔N−5ec/、、() 、ρは
インク密度(kg/rr?)、εは空気(真空)の誘導
率(8,85X 10− ’ 2F/m) 、Vは印加
電圧(VOLT) 、λは表面波の波長〔m〕、nはイ
ンク表面波の成長速度(sec−’ )である。
は間隙距離〔m〕、αはインクの表面張力(N/m)
、pはインクの静粘度〔N−5ec/、、() 、ρは
インク密度(kg/rr?)、εは空気(真空)の誘導
率(8,85X 10− ’ 2F/m) 、Vは印加
電圧(VOLT) 、λは表面波の波長〔m〕、nはイ
ンク表面波の成長速度(sec−’ )である。
本発明者は、電離流体ノJ学理論によって与えられる液
面成長速度σが熱静電インクジェット動作を説明するの
ではないかと言う仮定のもとに実際のインクジェット動
作を詳細に調べた。その結果、次のような関係を見出す
に到った。
面成長速度σが熱静電インクジェット動作を説明するの
ではないかと言う仮定のもとに実際のインクジェット動
作を詳細に調べた。その結果、次のような関係を見出す
に到った。
即ち、
(1) 熱信号を印加せず、飛翔電界をパルス化して
印加すると、均一液面であるにも拘わらず、インクはほ
ぼ規則正しいドツト例となって飛翔する。
印加すると、均一液面であるにも拘わらず、インクはほ
ぼ規則正しいドツト例となって飛翔する。
(2) 印加電圧パルスの時間を長くすると、ド。
ト列はライン状になって一列になる。
(3)前記+1)のドツト列の間隔は、第4図で与え(
4)飛翔させるのに必要な電圧印加時間1aはn□8が
大きい程短くてすむ。
4)飛翔させるのに必要な電圧印加時間1aはn□8が
大きい程短くてすむ。
第5図は比重約0.9g/cm’のインクの表面波の波
長ノとインク成長速度nとの関係の理論解を示すもので
あり、間隙a。−300μm、電圧V=300Vの場合
である。ここで、曲線a % dは第2表の通りである
。
長ノとインク成長速度nとの関係の理論解を示すもので
あり、間隙a。−300μm、電圧V=300Vの場合
である。ここで、曲線a % dは第2表の通りである
。
第2表
一方、同じ条件で実験したところ、第3表の結果が得ら
れた。
れた。
第3表
」
ところで、熱静電インクシエンド動作に於いては、イン
クは均一な物性値に保たれるわけではなく、場所によっ
て粘度、表面張力が変化するので、厳密には第4図およ
び第5図の理論解は適用できないが、例えば、インクを
室温20℃から画像信号に応じて約180℃まで加熱で
きるヘッドを用いて実験したところ以下のことが判った
。
クは均一な物性値に保たれるわけではなく、場所によっ
て粘度、表面張力が変化するので、厳密には第4図およ
び第5図の理論解は適用できないが、例えば、インクを
室温20℃から画像信号に応じて約180℃まで加熱で
きるヘッドを用いて実験したところ以下のことが判った
。
即ち、室温インクの物性値μmア(粘度)、α3.(表
面張力)、びRT (密度)を用いて計算される波長に
応じたインク成長速度n(λ) 1丁と高温インクの物
性値に基づく波長に応じたインク成長速度n(λ)l(
アとから第6図の如き電気液体力学によるインク吸引関
係式が得られる。代表的には低温部でのドツト列吸引開
始時間ttTと、高温部でのドツト列吸引開始時間ta
HTが求められる。このとき、良好な熱静電インクジェ
ット記録、即ち、加熱部に於いてのみインク吸引をおこ
させるに必要な電界パルスの印加時間はtaRTとL&
″Tの間にあることが判った。
面張力)、びRT (密度)を用いて計算される波長に
応じたインク成長速度n(λ) 1丁と高温インクの物
性値に基づく波長に応じたインク成長速度n(λ)l(
アとから第6図の如き電気液体力学によるインク吸引関
係式が得られる。代表的には低温部でのドツト列吸引開
始時間ttTと、高温部でのドツト列吸引開始時間ta
HTが求められる。このとき、良好な熱静電インクジェ
ット記録、即ち、加熱部に於いてのみインク吸引をおこ
させるに必要な電界パルスの印加時間はtaRTとL&
″Tの間にあることが判った。
第6図は熱静電インクジェット現象と電気流体力学現象
を対応して説明するものであり、印加電圧V=2000
あるいは3000 (V”) 、間隙ao=300μm
であり、また、20℃および180℃における粘度μ、
表面張力αおよび密度は次の通りである。
を対応して説明するものであり、印加電圧V=2000
あるいは3000 (V”) 、間隙ao=300μm
であり、また、20℃および180℃における粘度μ、
表面張力αおよび密度は次の通りである。
第6図より明らかな通り、3000 V / 300
p mの印加電界のとき許容される印加時間は100μ
sec〜3m5ecとなる。実際に、インクの飛翔する
自由表面を約180℃まで加熱する熱静電インクジェッ
トヘッドを使用して飛翔実験を行ったところ(日本バー
ンズ社製 赤外線顕微鏡RM−2Aにて測定)、約20
0μsecから飛翔を開始し、2.5m5ecをすぎる
と、背景部(非加熱部)での飛翔を誘発した。
p mの印加電界のとき許容される印加時間は100μ
sec〜3m5ecとなる。実際に、インクの飛翔する
自由表面を約180℃まで加熱する熱静電インクジェッ
トヘッドを使用して飛翔実験を行ったところ(日本バー
ンズ社製 赤外線顕微鏡RM−2Aにて測定)、約20
0μsecから飛翔を開始し、2.5m5ecをすぎる
と、背景部(非加熱部)での飛翔を誘発した。
同様な実験をインクを変えて実施したところ、この解釈
がほぼ成り立つことが判った。
がほぼ成り立つことが判った。
このことから、熱静電インクジェット法に於ける動作機
構としては電界を結合した電気流体力学波の非定常的な
成長速度に関する分散関係式n(λ)の温度変化であろ
うという見解に到った。
構としては電界を結合した電気流体力学波の非定常的な
成長速度に関する分散関係式n(λ)の温度変化であろ
うという見解に到った。
従って、確実にかつ高速に熱静電インクジェット動作を
行わせるためには、n(λ)の温度変化をより大きくと
れ、かつ、nの値そのものが大きなインクをえらぶ必要
がある。
行わせるためには、n(λ)の温度変化をより大きくと
れ、かつ、nの値そのものが大きなインクをえらぶ必要
がある。
n(λ)の変化因子は、前述したインクの物性値であり
、熱静電動作を確実に制御して加熱部だけからインク飛
翔を行わせるためには成長速度の最大値n maxは少
なくとも高温部と低温部で3倍程度以上あればよいこと
がわかった。これをインク飛翔が生じるまでの時間t1
に変換するとほぼ3〜10倍の値に相当する。
、熱静電動作を確実に制御して加熱部だけからインク飛
翔を行わせるためには成長速度の最大値n maxは少
なくとも高温部と低温部で3倍程度以上あればよいこと
がわかった。これをインク飛翔が生じるまでの時間t1
に変換するとほぼ3〜10倍の値に相当する。
第4図より明らかなように、n(λ)の温度変化を与え
るものは、無次元化されたパラである。これを判り易く
するため、 式を第7図に示す。第7図は電界強度 α aO のであり、成長速度nに比例する飛翔速度σは、β−2
0の場合、β−100程度から飽和する。尚、前述のβ
の式において、εは、前述した通り、空気(真空)の誘
導率である。
るものは、無次元化されたパラである。これを判り易く
するため、 式を第7図に示す。第7図は電界強度 α aO のであり、成長速度nに比例する飛翔速度σは、β−2
0の場合、β−100程度から飽和する。尚、前述のβ
の式において、εは、前述した通り、空気(真空)の誘
導率である。
通常インクは高温になると低粘度化、低表面張力化する
が、粘度の効果が太き(、一般には、β値は大きくなる
。従って、室温でβ値が100を超えるインクは、良好
なβ値の熱変化がないので、熱静電インクジェットに供
しえない。
が、粘度の効果が太き(、一般には、β値は大きくなる
。従って、室温でβ値が100を超えるインクは、良好
なβ値の熱変化がないので、熱静電インクジェットに供
しえない。
一方、第7図より明らかなように、β値が10以下であ
れば、σとlは反比例の関係にあるから、前述したよう
に、実験的に求められた必要なn値の差(3倍)をもた
らすためにはβ値は3倍程度変化する必要がある。もち
ろん、加熱の温度差によってβ値の変化幅は変えること
ができる。しかし、熱静電インクジェット記録装置の置
かれる環境温度、機内温度は種々変動するため、プリン
タの信顛性の点からもサーマルヘッドの消費電力が許容
される範囲内において設定する温度差はなるべ(大きい
方が良い。
れば、σとlは反比例の関係にあるから、前述したよう
に、実験的に求められた必要なn値の差(3倍)をもた
らすためにはβ値は3倍程度変化する必要がある。もち
ろん、加熱の温度差によってβ値の変化幅は変えること
ができる。しかし、熱静電インクジェット記録装置の置
かれる環境温度、機内温度は種々変動するため、プリン
タの信顛性の点からもサーマルヘッドの消費電力が許容
される範囲内において設定する温度差はなるべ(大きい
方が良い。
加熱部のインクとしては、70℃〜200℃程度が環境
の温度変化に対する許容性、消費電力を抑える点から好
ましい範囲である。
の温度変化に対する許容性、消費電力を抑える点から好
ましい範囲である。
従って、室温を20℃と仮定した時、200℃に於いて
少なくとも2値が3倍に上昇するインクが熱静電インク
ジェットに好適に使用できるインクである。もちろん、
200℃未満で沸騰するインクの場合には(例えば、水
性インク)沸点以下で動作させ(100℃以下)、その
動作温度でl値が3倍になっていれば使用できる。この
値は大きければ大きい程温度コントラストが窩くとれる
ので系の安定動作には好ましい。第1表の結果と以上の
検討に基づいて前述した結論に達することになる。
少なくとも2値が3倍に上昇するインクが熱静電インク
ジェットに好適に使用できるインクである。もちろん、
200℃未満で沸騰するインクの場合には(例えば、水
性インク)沸点以下で動作させ(100℃以下)、その
動作温度でl値が3倍になっていれば使用できる。この
値は大きければ大きい程温度コントラストが窩くとれる
ので系の安定動作には好ましい。第1表の結果と以上の
検討に基づいて前述した結論に達することになる。
以上説明した通り、本発明の熱静電インクジェット記録
用インクによれば、インクの密度、粘度、および表面張
力をそれぞれρ(kg/m) 1.IJ (N−sec
/m) 、およびα(N/用)、静電吸引用電界が印加
される間隙距離をao(m)、空気密度をρ’ (k
g/rrr)としたとき、 で定義される無次元化量lが、20℃において100以
下の値を有し、70”C〜200℃の範囲で20’Cの
値の3倍以上の値を有するようにしたため、適切なイン
ク飛翔条件を容易に設定することができる。
用インクによれば、インクの密度、粘度、および表面張
力をそれぞれρ(kg/m) 1.IJ (N−sec
/m) 、およびα(N/用)、静電吸引用電界が印加
される間隙距離をao(m)、空気密度をρ’ (k
g/rrr)としたとき、 で定義される無次元化量lが、20℃において100以
下の値を有し、70”C〜200℃の範囲で20’Cの
値の3倍以上の値を有するようにしたため、適切なイン
ク飛翔条件を容易に設定することができる。
第1図は本発明のインクが使用される記録装置を示す説
明図、第2図は第1図の駆動回路を示す説明図。第3図
(a)〜(C)は熱静電インクジェットの動作原理と考
えられる電気流体力学現象を説明する説明図。第4図は
電気流体力学の理論片を示す説明図、第5図は実施例に
対応する理論片を示す説明図、第6図は熱静電インクジ
ェット現象と電気流体力学現象を対応づけるための説明
図。第7図は本発明の詳細な説明するために引用する理
論片を示す説明図。 符号の説明 1−−−−−−−一記録紙 2a、2b−・−・−
・−壁部材’ 3−−−−−インク室 4−・−−−
−−−−−一発熱素子5−−−−−−−−−共通電極
6−・−・−・・・・駆動電極7−−−−−−保護層
8−−−−−−−−・−誘導電極9−−−−−−
−一対向電極 第3図 第4図 σ
明図、第2図は第1図の駆動回路を示す説明図。第3図
(a)〜(C)は熱静電インクジェットの動作原理と考
えられる電気流体力学現象を説明する説明図。第4図は
電気流体力学の理論片を示す説明図、第5図は実施例に
対応する理論片を示す説明図、第6図は熱静電インクジ
ェット現象と電気流体力学現象を対応づけるための説明
図。第7図は本発明の詳細な説明するために引用する理
論片を示す説明図。 符号の説明 1−−−−−−−一記録紙 2a、2b−・−・−
・−壁部材’ 3−−−−−インク室 4−・−−−
−−−−−一発熱素子5−−−−−−−−−共通電極
6−・−・−・・・・駆動電極7−−−−−−保護層
8−−−−−−−−・−誘導電極9−−−−−−
−一対向電極 第3図 第4図 σ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 インクを画像信号に応じて加熱するとともにそれと同期
して、あるいはそれに引き続いて静電吸引用の電界を記
録体とインクの間に印加してインクジェット記録を行う
熱静電インクジェット記録に使用されるインクにおいい
て、 密度、粘度、および表面張力をそれぞれρ(kg/m^
3)、μ(N・sec/m^2)、およびα(N/m)
、前記電界を印加される間隙距離をa_0(m)、空気
密度をρ′(kg/m^3)としたとき、 l=ρ/μ√[(αa_0)/ρ′] で定義される無次元化量lが、20℃において100以
下の値を有し、70℃〜200℃の範囲で20℃の値の
3倍以上の値を有することを特徴とする熱静電インクジ
ェット記録用インク。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61134439A JPS62290770A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 熱静電インクジエツト記録用インク |
US07/059,507 US4799068A (en) | 1986-06-10 | 1987-06-08 | Thermal electrostatic ink-jet recording method and an ink therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61134439A JPS62290770A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 熱静電インクジエツト記録用インク |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62290770A true JPS62290770A (ja) | 1987-12-17 |
Family
ID=15128385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61134439A Pending JPS62290770A (ja) | 1986-06-10 | 1986-06-10 | 熱静電インクジエツト記録用インク |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4799068A (ja) |
JP (1) | JPS62290770A (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3925912A1 (de) * | 1989-08-04 | 1991-02-07 | Siemens Ag | Verfahren zum ansteuern von druckelementen |
JP2853517B2 (ja) * | 1993-06-22 | 1999-02-03 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジェット記録方法 |
JPH07266561A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-17 | Toshiba Corp | インクジェット記録方法及びその記録装置 |
WO1996032811A2 (en) * | 1995-04-12 | 1996-10-17 | Eastman Kodak Company | High capacity compressed document image storage for digital color printers |
EP1019696A4 (en) | 1997-09-19 | 2003-07-23 | Aclara Biosciences Inc | LIQUID TRANSFER SYSTEM AND METHOD |
US6402315B1 (en) * | 1999-03-11 | 2002-06-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Oil-based ink for electrostatic type ink jet process |
US6593398B2 (en) * | 1999-06-29 | 2003-07-15 | Xerox Corporation | Ink compositions |
US6427597B1 (en) | 2000-01-27 | 2002-08-06 | Patrice M. Aurenty | Method of controlling image resolution on a substrate |
US8210654B2 (en) * | 2010-05-28 | 2012-07-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device with electrodes to generate electric field within chamber |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56118471A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-17 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Ink composition for ink jet recording |
JPS58108271A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-28 | エクソン・リサ−チ・アンド・エンジニアリング・カンパニ− | インクジエツト用インク組成物 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58174468A (ja) * | 1982-04-07 | 1983-10-13 | Canon Inc | 記録液 |
JPS58174464A (ja) * | 1982-04-08 | 1983-10-13 | Canon Inc | 記録液 |
-
1986
- 1986-06-10 JP JP61134439A patent/JPS62290770A/ja active Pending
-
1987
- 1987-06-08 US US07/059,507 patent/US4799068A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56118471A (en) * | 1980-02-25 | 1981-09-17 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Ink composition for ink jet recording |
JPS58108271A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-28 | エクソン・リサ−チ・アンド・エンジニアリング・カンパニ− | インクジエツト用インク組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4799068A (en) | 1989-01-17 |
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