JP2000006420A

JP2000006420A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2000006420A
Application number: JP17462598A
Authority: JP
Inventors: Seiji Yonekura; 清治米倉; Keiji Nagae; 慶治長江; Mamoru Okano; 守岡野; Atsushi Onose; 敦士小野瀬; Shigetaka Fujiwara; 重隆藤原; Yoshinobu Fukano; 善信深野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2000-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】静電気力を用いてインク中の色剤成分を凝集さ
せて記録媒体に飛翔させて記録を行う方式において、記
録ヘッド内のインク循環を容易とする構成により凝集イ
ンク飛翔の安定化と高速化を図る。【解決手段】インクジェット記録装置１０はインク吐出
口１３を有するとともに顔料系インク１４が循環するイ
ンク流路１５と、顔料系インク１４中の色材粒子１６を
電気泳動現象により、インク吐出口１３へ集中させるた
めの凝集電極１８と、インク吐出口へ集中した色材粒子
１６を記録媒体１９上へ飛翔させる飛翔電極１７から構
成され、飛翔電極１７はインクの流れの中にあって、な
お且つその流れの方向に直列に配設されており、飛翔電
極のピッチ間隔に依らず、インク流路幅を広く設けてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッドの電極か
ら吐出したインク滴を記録媒体上に付着させて画像を印
刷するインクジェット記録装置に係り、特に溶剤中に色
剤を分散させた液状インクを用い、このインク中の色剤
成分を凝集させ記録媒体上に飛翔させて記録を行うイン
クジェット記録装置のインク飛翔マルチチャネルヘッド
及びラインヘッドから構成されるインクジェット記録装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】・ＷＯ９５／３２８６４、特開平０８−
１４９２５３号公報に溶剤中に色剤を分散させた液状イ
ンクを用い、このインク中の色剤成分を凝集させ記録媒
体上に飛翔させて記録を行うインク飛翔マルチチャネル
ヘッド及びラインヘッドの構成が示されているがヘッド
内のインク循環を容易にする手段は示されていない。

【０００３】なお、特開平０９−１５０５２５号公報に
は、複数の飛翔電極を直列に配置した技術が開示されて
いるが、同公報にあって、前記複数の飛翔電極は、後述
する本発明のように、インクの流れの中に配置されてお
らず、インクの流れ通路である循環路から外れた位置に
設けられており、インク流路を流れる多量のインク中の
色材粒子を飛翔電極先端部に均一に凝集させることはで
きない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ドット密度が高くなる
につれてインク流路が微細となり、この微細流路中を安
定かつ均一にインクを循環させることは極めて重要であ
るが、達成手段は極めて困難であり、凝集インクの飛翔
が不安定となる原因となる。

【０００５】さらにインク飛翔電極先端部に飛翔しない
で残った凝集インクが固着してインク詰まりの原因を引
き起こす。

【０００６】さらには、微細なマルチチャネルヘッド及
びラインヘッドの生産性が悪く、コストアップにつなが
り、製品化を阻む要因となっていた。

【０００７】本発明の目的は、静電気力を用いてインク
中の色剤成分を凝集させて記録媒体に飛翔させて記録を
行う方式において、マルチチャネルヘッド内及びライン
ヘッド内のインク循環を容易にする構成により凝集イン
クの飛翔を安定化させて高速高画質のインクジェット記
録装置を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は飛翔電極先端部の凝集
インクの固着を防止してインク詰まりを防止して信頼性
の高いインクジェット記録装置を提供することにある。

【０００９】本発明のさらなる目的は生産性の高いマル
チチャネルヘッド及びラインヘッドの構成により、低コ
ストのインクジェット記録装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は溶剤中に色剤を
分散させた液状インクを用い、このインク中の色剤成分
を凝集させ記録媒体上に飛翔させて記録を行うインクジ
ェット記録装置のインク飛翔マルチチャネルヘッド及び
ラインヘッドにおいて、各飛翔電極をインクの流れの中
にあってなお且つその流れの方向に直列に配置し、イン
ク流路幅を広くとり、該インク中のトナー粒子を飛翔電
極先端部に均一に凝集させて飛翔させることを基本的な
特徴とする。

【００１１】また、本発明は溶剤中に色剤を分散させた
液状インクを用い、このインク中の色剤成分を凝集させ
記録媒体上に飛翔させて記録を行うインクジェット記録
装置のインク飛翔マルチチャネルヘッド及びラインヘッ
ドにおいて、印字終了時、凝集電極の電圧をオフするこ
とで飛翔電極まわりの凝集トナーを凝集電極方向へ分散
させて、低濃度のインクで飛翔電極まわり、及びヘッド
開口部を洗浄し、さらに飛翔電極の電圧もオフしてイン
ク循環させて顔料を均一に分散させた後に停止させるこ
とを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例に係るインクジェット
記録装置の概略構成図である。

【００１３】インクジェット記録装置１０はヘッド部１
１と印加電圧制御部１２から構成されている。

【００１４】ヘッド部１１は、インク吐出口１３を有す
るとともに顔料系インク１４が流れているインク流路１
５と顔料系インク１４中の色材粒子１６を電気泳動現象
により、飛翔電極１７側へ凝集させるための凝集電極１
８と、凝集した色材粒子１６をインク吐出口１３から記
録媒体１９上へ飛翔させる飛翔電極１７とを備えてい
る。

【００１５】インク流路１５は合成樹脂等の誘電体から
なるヘッドベース２０とヘッドカバー２１で形成され
る。凝集電極１８は、図示する通り、ヘッドベース２
０の表面、両側に平面的に形成されている。なお、飛翔
電極１７を挟んでインク流路１５の両側に凝集電極１８
を設けることにより、飛翔電極１７と凝集電極１８との
間に電位差を設けて、凝集電極１８と同極性に帯電され
た色材粒子１６の飛翔電極１７側への移動を促進させ
る。

【００１６】飛翔電極１７はヘッドベース２０のほぼ中
央に形成されている。図１の実施例では飛翔電極１７は
予め先端部を先鋭的に加工された導電体からなる針によ
り形成され、ヘッドベース２０に予めあけられた孔部２
０−１に嵌合され、且つ該飛翔電極１７と孔部２０−１
は接着剤等により固定されている。さらに飛翔電極１７
に対する給電は図示しないが該飛翔電極下端部に電極パ
ターンを設けることで容易に解決できる。

【００１７】次に図２は図１のヘッド部１１の上面図で
あるがインク吐出口１３及び飛翔電極１７がヘッド１１
及びヘッドカバー２１のほぼ中央に直列にアレイ状に配
設されている。インク吐出口１３近傍の飛翔電極１７の
先端部は電界集中の効果を出すために尖った形状が望ま
しい。なお、飛翔電極１７の先端部を囲むインク吐出口
１３の形状を円孔とすることにより、針電極に対し表面
張力によってインクのメニスカス力が作用しても、飛翔
インクをシンメトリーな円孔の内縁で速やかにカットす
ることができ、所定量のインクを飛翔させることができ
る。これに対し、複数の飛翔電極先端部を、共通するス
リットで囲む構成では、一つの飛翔電極からインクを飛
翔させるに際し、針電極に対し表面張力によってインク
のメニスカス力が作用した場合のインクの切れが悪い。

【００１８】印加電圧制御部１２は上位装置２３から出
力された印字情報２３ａに基づき、対向電極２２と各飛
翔電極１７との間のバイアス電圧Ｖｂのオン・オフ、及
びパルス電圧Ｖｐの印加タイミングとパルス幅を制御す
る。

【００１９】さらには、印加電圧制御部１２は凝集電極
１８と対向電極２２の間の電圧Ｖａのオン・オフタイミ
ングを制御する。

【００２０】上位装置２３はパソコン等であり、２３ａ
は印字データ及び印字制御信号である。

【００２１】印加電圧制御部１２は、凝集電極１８又は
飛翔電極１７に直流電圧を印加するトランジスタ等から
なる電圧印加回路１２Ｂと制御回路１２Ａから構成さ
れ、制御回路１２Ａからの印字信号によって凝集電圧Ｖ
ａ、飛翔バイアス電圧Ｖｂ、飛翔パルス電圧Ｖｐを出力
する。制御回路１２Ａは入出力インターフェース、ＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、ＲＯＭ等に記憶さ
れているプログラムに従って所定の制御を行う。

【００２２】次に、インクジェットプリンタ装置の一般
的な動作を説明する。

【００２３】凝集電極１８に凝集電圧Ｖａ、飛翔電極１
７にバイアス電圧Ｖｂを印加し、且つ凝集電圧Ｖａをバ
イアス電圧Ｖｂに対し高く設定することにより、顔料イ
ンク１４内の色材粒子１６が飛翔電極１７に向かって移
動し、さらに飛翔電極１７の先端部にいくに従い、色材
粒子１６の集中が起こる。色材粒子１６が飛翔電極１７
の先端部に集中している状態で、上位装置２３から印字
情報２３ａが印加電圧制御部１２内の制御回路１２Ａに
入力される。制御回路１２Ａは印字情報２３ａに基づい
て印字信号を電圧印加回路１２Ｂへ入力する。電圧印加
回路１２Ｂは印字信号に応答して、飛翔パルス電圧Ｖ
ｐ、時間ｔの矩形波を飛翔電極１７のバイアス電圧Ｖｂ
に重畳印加する。

【００２４】飛翔電極１７に電圧Ｖｐが印加されると、
インク吐出口１３の近傍には対向電極２２及び記録媒体
１９へ向かう電界が働く。この電界に基づくクーロン力
により、インク吐出口１３近傍の色材粒子１６が粒子群
１６ａとなって飛翔し、記録媒体１９上に付着する。続
いてインク流路内の顔料インク中から色材粒子が補給さ
れ、同様の動作が繰り返されて記録媒体１９上に画像が
形成される。

【００２５】図３は図１のヘッド部を顔料系インクの流
れ方向に示したものである。顔料系インク１４の矢印方
向で示す流れ方向に直列に飛翔電極１７をヘッドベース
２０にドット密度に対応させて等ピッチで配設し、各飛
翔電極１７には対向電極２２との間にバイアス電圧Ｖｂ
を印加し、さらにパルス電圧Ｖｐを印加することで、顔
料系インク１４中にある色材粒子１６の凝集物１６ａを
記録媒体１９に向けて飛翔させる。

【００２６】図１、図２、及び図３の構造からなるヘッ
ド部１１により、印字ドット密度を高めた場合でも、そ
れに対応させて、飛翔電極間ピッチを狭めていくことは
容易であり、且つ、インク流路幅は印字ドット密度に依
らず、十分に広くとることが可能である。

【００２７】このことにより、インク流路内のインク循
環を容易ならしめ、且つ、均一化できる。さらに、イン
ク流路の上流側の飛翔電極部から順次にインク流路内の
顔料系インク中の色材粒子を集めることになるが、十分
に広いインク流路を流れるインク中から色材粒子を補給
できるために、上流側の飛翔電極部からの凝集量と下流
側の凝集量を均一化できる。

【００２８】図４はインクジェット記録装置の特徴的な
動作の一例を示す、印加電圧のタイミングチャートであ
る。図４において、運転開始の一定時間後、凝集電圧Ｖ
ａと飛翔バイアス電圧ＶｂがＶａ＞Ｖｂの関係を満たす
値で連続的に印加されている。これに印字ドット密度に
対応した時間間隔ｔ０で飛翔パルス電圧Ｖｐがｔ１時
間、印加され、飛翔電極先端部から色材粒子の凝集物が
飛翔する。印字終了、すなわち飛翔ｎから一定時間経過
後、例えば１０分間飛翔がなかった時に、洗浄開始し
て、凝集電圧Ｖａをオフすることにより、飛翔電極側か
ら凝集電極側へと色材粒子が逆移動して、飛翔電極部及
びインク吐出口近傍のインク濃度を低くできる。

【００２９】この低濃度インクを循環させることで、飛
翔電極部及びインク吐出口近傍の色材粒子を洗浄可能と
して、インク詰まりを防止できる。

【００３０】さらに、インク循環量を適度に増加させ
て、低濃度インクが飛翔電極先端部及びインク吐出口に
十分に満たされるようにして、飛翔電極部及びインク吐
出口近傍の色材粒子の洗浄効果を高めることも重要であ
る。インク循環量の増加のタイミングは図４の洗浄開始
点が望ましい。この低濃度インクを循環させる際にさら
に、図４のインク濃度均一化開始点で一旦増加させたイ
ンク循環量をもとに戻して、飛翔バイアス電圧Ｖｂもオ
フにして、インクを循環させることでインク流路内のイ
ンク濃度を均一にする。さらにインク濃度が十分均一化
した時点で図４の運転停止としてインク循環も停止す
る。運転開始時は、まず一定時間例えば１分間インク循
環後に凝集電圧Ｖａと飛翔バイアス電圧Ｖｂを同時に印
加して飛翔に備える。図４に示したタイミングチャート
に従い、電圧の印加タイミングを制御することで、飛翔
電極先端部及び、インク吐出口近傍さらにはインク循環
経路全体のインク詰まりを防止でき、高信頼性のインク
ジェット記録装置を提供できる。

【００３１】次に、図５にインク循環系の構成を示す。
インクたまり２５に収容されているインクは、ポンプ２
６ａの吸引力によってインク循環路２９，３０を通って
インク流量調整室２７に搬送される。インク流量調整室
２７に入ったインクはヘッド部１１内の飛翔電極の並ぶ
インク循環路１５に流れるが、その一部はポンプ２６ｂ
によってインク流量調整室２７から排出され、インク循
環路３１、３２を通ってインクたまり２５に戻る構成と
なっている。これによりインク流量調整室２７内のイン
クの液面高さを一定に保つことができ、該インク液面高
さとインク循環路１５の水頭差を一定にできる。インク
循環路１５の出口はポンプ２６ｃに連結されており、イ
ンク循環路１５内の飛翔しないで残ったインクはポンプ
２６ｃの吸引力によって、インク循環路３２を通ってイ
ンクたまり２５に戻される。

【００３２】さらに、濃縮インク室２８を設けて、この
中に濃縮インクを収容しておいて、インク流量調整室２
７またはインクたまり２５内のインク濃度を検知して濃
度低下に合わせて濃縮インクをインク通路３３を通って
インクたまり２５に供給する。さらに、インク内の顔料
の沈降を防止するためにも濃縮インク室２８及びインク
たまり２５内に図示しないが、回転ばね等のインク攪拌
機構を設ける。このインク攪拌機構はインク循環とは別
のシーケンスである一定間隔に攪拌動作を行うものとす
る。ここで前記図４の洗浄開始点でインク流量を増加さ
せる方策は該インク流量調整室２７内のインクの液面高
さを適度に高くして、該インク液面高さとインク循環路
１５の水頭差を上げることが最適である。

【００３３】次に図６にインク吐出口の拡大図を示す。
図６−（ａ）において飛翔電極１７は円筒部１７−４と
先端の円錐部１７−２から構成され、更に詳細には該円
筒部と円錐部の交点部１７−３と該飛翔電極先端部１７
−１で構成される。次にヘッドカバー２１に飛翔電極１
７と同軸に円形の吐出口１３が存在し、さらに詳細には
円孔内面部２１−３と下端部２１−４と上端部２１−２
で構成される。

【００３４】該構成において飛翔電極の交点部１７−３
が吐出口の上端部２１−２に対して同一面あるいは外部
に突き出ていることを特徴としている。図６−（ｂ）は
飛翔電極の交点部１７−３が吐出口の上端部２１−２と
下端部２１−４の間にあることを特徴としている。図６
−（ｃ）は飛翔電極の交点部１７−３が下端部２１−４
の内側にあることを特徴としている。図６−（ｄ）は飛
翔電極の交点部１７−３が下端部２１−４の内側にあ
り、且つ円孔内面部２１−３に撥インク材料を用いたこ
とを特徴としている。図６−（ｅ）は飛翔電極の交点部
１７−３が吐出口の上端部２１−２と下端部２１−４の
間にあり、且つ円孔内面部２１−３に撥インク材料を用
いたことを特徴としている。図６−（ｆ）は飛翔電極の
交点部１７−３が吐出口の上端部２１−２に対して同一
面あるいは外部に突き出ており、且つ円孔内面部２１−
３に撥インク材料を用いたことを特徴としている。さら
には（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）
のいずれの構成においてもインクがヘッドカバー２１の
外面２１−１に漏れることを防止すべく外面２１−１は
撥インク材料を用いている。ここで言う撥インク材料と
しては例としてフッ素樹脂等がある。図６−（ａ）にお
いてさらに詳細に説明する。インク吐出口１３において
顔料系インク１４が該顔料系インクの濡れ張力の大きい
材料からなる円筒内面部２１−３と飛翔電極の円筒部１
７−４とのすきまを毛管現象により矢印の方向に上昇す
る。ここで本実施例で用いるインクの溶媒はイソパラフ
ィンで表面張力が比較的小さい材料であり、円孔内面部
２１−３と飛翔電極の円筒部１７−４のインクの濡れ張
力を大きくする観点からの材料選択の幅は広く、円孔内
面部２１−３は例えば、アクリル樹脂やポリイミド樹脂
があり、飛翔電極１７は導電体であり、例えばニッケル
等がある。この構成では円孔内面部２１−３と飛翔電極
の円筒部１７−４から構成されるすきま長を長くとれる
ため矢印方向の上昇力を大きくとれる。このために、飛
翔電極先端部１７−１からの顔料インクの飛翔の周波数
を上げることが可能となり、高速印字に適した構成であ
る。該上昇力によって矢印方向に上昇した顔料系インク
１４は飛翔電極の交点部１７−３から飛翔電極先端部１
７−１に向かう円錐部１７−２において電界の集中が起
こり、予め荷電された色材粒子１６は電気泳動現象によ
り円錐部１７−２の斜面を移動し、飛翔電極先端部１７
−１に色材粒子１６が凝集する。該凝集色材粒子１６が
飛翔電極先端部１７−１の電界の力により図１で示す対
向電極２２に向かう静電反発力により、飛翔する。以上
のことより、図６−（ａ）の構成は色材粒子１６の凝集
の高いインクを高速で飛翔させる特徴を有する。次に図
６−（ｂ）の構成は図６−（ａ）に対して色材粒子１６
の凝集性とインク飛翔の高速性を若干犠牲にしながらも
運転停止時の洗浄効果を上げる特徴を有する。次に図６
−（ｃ）の構成は図６−（ｂ）の構成に対してさらに運
転停止時の洗浄効果を上げる特徴を有し、インクつまり
の少ない信頼性の高いヘッドを提供する効果を有する。

【００３５】次に図６−（ｄ）の構成は図６−（ａ），
（ｂ），（ｃ）に比較してインク漏れに強く、且つ運転
停止時の洗浄効果を上げる特徴を有し、インクつまりと
インク漏れに強い信頼性の高いヘッドを提供する効果を
有する。図６−（ｅ）は図６−（ｄ）に比較して色材粒
子１６の凝集性を高め、且つインク漏れに強い信頼性の
高いヘッドを提供する効果を有する。図６−（ｆ）は図
６−（ｅ）に比較してさらに色材粒子１６の凝集を高め
る効果を有し、高画質、且つインク漏れに強い信頼性の
高いヘッドを提供する効果を有する。以上のように図６
の（ａ）から（ｆ）まで、それぞれに異なる特徴を有
し、目標とするプリンタの特質に合わせて、最適な構成
を選択可能となる。

【００３６】次にヘッドの他の詳細実施例を図７のヘッ
ド部のヘッドベースの断面図、図８のヘッド部のヘッド
ベースの上面図、図９のヘッド部のヘッドカバーの下面
図により説明する。

【００３７】図７においてヘッドベース２０のほぼ中央
に台形状のベース凸部２０−２を構成する。該ベース凸
部２０−２はヘッドベース２０と同一材料として絶縁性
の高いアクリルやポリイミドなどのプラスチック材料を
選択することで、モールド成形により容易に製造可能で
ある。次にベース凸部２０−２のほぼ中央に飛翔電極１
７を形成する。該飛翔電極１７の材料を導電性の高いニ
ッケル等を選択することで電鋳法によるメッキ技術によ
り極めて微細、且つ高精度の形状を形成できる。但し、
電鋳法では飛翔電極の先端部１７−１を先鋭化できない
が、次の工程で先端部のみを電解研磨法等により極めて
先鋭化した先端部１７−１を形成できる。次に飛翔電極
１７の電極パターン５０をヘッドベース２０とベース凸
部２０−２の上に形成する。この形成法は例えば、MID
（Molded Interconnect Device）により微細、且つ高精
度に形成可能である。次に該電極パターン５０の上に電
気絶縁性の高い、プラスチック材料による絶縁皮膜５１
を形成する。さらにヘッドカバー２１の内壁内側に凝集
電極１８を配置する。

【００３８】次に、図８は図７のヘッドベース２０を上
方向から見た図を示すが、ヘッドベース２０のほぼ中央
にベース凸部２０−２が長手方向に連続して形成され、
さらに該ベース凸部２０−２の上に等間隔に飛翔電極１
７が形成されている。飛翔電極１７には電極パターン５
０が飛翔電極１７に対して交互に上方向、下方向に形成
されている。さらに該電極パターン５０の上に絶縁皮膜
５１を形成している。さらにヘッドベース２０の両端部
にヘッドカバー２１との合わせピン２０−３を設ける。

【００３９】次に図９のヘッド部のヘッドカバーの下面
図によりヘッドカバー２１の詳細実施例を説明する。ヘ
ッドカバー２１のほぼ中央にインク吐出口１３を図８の
飛翔電極１７の間隔と等しく、等間隔に設けてある。さ
らに該ヘッドカバー２１の内壁に凝集電極１８をインク
吐出口１３の列を挟んで両側に対象の位置に設けてい
る。さらにヘッドカバー２１の両端部にはヘッドベース
との合わせ穴２１−１を設けて、図８の合わせピン２０
−２と結合させることで、飛翔電極１７の列と吐出口１
３の列の位置決めを高精度に保たせることができる。

【００４０】図７、図８、図９に示す他の実施例により
生産性が高く且つ高精度のマルチチャンネルヘッド及び
ラインヘッドの構成が可能となる。

【００４１】次に、図１０に記録媒体１９と記録ヘッド
を複数個併設した構成を示した。矢印Ａで示した記録媒
体動作方向に対して交差する方向に記録ヘッドを平行に
複数個配置した。この実施例では１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄの４個の記録ヘッドを配置した例を示した。
且つ、各記録ヘッドは記録媒体１９の記録幅以上にイン
ク流れ方向矢印Ｂに直列に飛翔電極を配置したラインヘ
ッドを示す。ここで、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
の４個のラインヘッドの内訳は一つの実施例ではインク
内の色材を１１ａは黒、１１ｂはシアン、１１ｃはマゼ
ンタ、１１ｄはイェローのように色分けすることによ
り、記録媒体１９が矢印方向に一動作で、フルカラー画
像を高速印刷可能である。他の実施例として、１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ，１１ｄにインク内の色材を４個すべて
黒にすることで、１個のラインヘッドの場合に比べて記
録媒体の動作速度を４倍に高速化できる。更なる実施例
としては、１１ａと１１ｂを黒、１１ｃと１１ｄを赤の
色材にすることにより、記録媒体の動作速度を黒１個、
赤１個の２個のラインヘッドに比べて、２倍に高速化で
きる。図１０には４個のラインヘッドを配置した例を示
したが、同様の考えでラインヘッドの個数を変えること
でプリンタ装置として必要な印刷速度、及びカラーの種
類に対応可能である。

【００４２】次に、記録ヘッドの長さが記録媒体の記録
幅に満たないマルチチャネルヘッドの配置の実施例を図
１１に示す。この実施例では、記録媒体１９の動作方向
矢印Ａに対して交差する方向にインクの流れ方向矢印Ｂ
と飛翔電極の直列配置をしたマルチチャネルヘッドを１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのように４個配置してこ
の４個のマルチチャネルヘッドを一体として記録媒体１
９の動作方向矢印Ａに対して直角方向矢印Ｃに往復運動
させることで記録媒体１９の記録部全面に記録可能であ
る。４個のマルチチャネルヘッドの内訳を１１ａを黒、
１１ｂをシアン、１１ｃをマゼンタ、１１ｄをイェロー
とすることで、記録媒体の１動作でフルカラー印刷が可
能となる。前記ラインヘッドの場合と同様に４個のマル
チチャネルヘッド内の色材の組み合わせを変えることに
より、プリンタ装置として必要な印刷速度、及びカラー
の種類に対応可能である。

【００４３】次に、記録ヘッドの長さが記録媒体の記録
幅に満たないマルチチャネルヘッドの他の実施例を図１
２に示す。この実施例では、記録媒体１９の動作方向矢
印Ａに対してほぼ同一方向にインクの流れ方向矢印Ｂと
飛翔電極の直列配置をしたマルチチャネルヘッドを１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのように記録媒体１９の動
作方向矢印Ａに対して直角方向に４個配置してこの４個
のマルチチャネルヘッドを一体としたマルチチャネルヘ
ッド１１として、記録媒体１９の動作方向に対して直角
方向矢印Ｃに往復運動させることで記録媒体１９の記録
部全面に記録可能である。４個のマルチチャネルヘッド
の内訳を１１ａを黒、１１ｂをシアン、１１ｃをマゼン
タ、１１ｄをイェローとすることで、記録媒体の１動作
でフルカラー印刷が可能となる。前記ラインヘッドの場
合と同様に４個のマルチチャネルヘッド内の色材の組み
合わせを変えることにより、プリンタ装置として必要な
印刷速度、カラーの種類に対応可能である。次に、図１
から図１２で示したラインヘッド及びマルチチャネルヘ
ッドを用いて構成されたインクジェット記録装置の全体
構成を図１３、図１４に示す。図１３は４個のラインヘ
ッド、又はマルチチャネルヘッド１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄを記録媒体１９の上側に配置した実施例であ
る。記録媒体搬送装置３４により、記録媒体１９が案内
部材３５に沿って、矢印Ａ方向に搬送される。記録媒体
１９の記録幅以上の幅寸法を有する平板形状の対向電極
２２が図示の如く、記録媒体１９の下側に配置され、該
対向電極部における記録媒体１９の案内の役割を兼ね備
え、ラインヘッド又はマルチチャネルヘッドと対向電極
２２との間隔はもちろんのことラインヘッド又はマルチ
チャネルヘッドと記録媒体１９との間隔も一定に保つこ
とができる。このように安定に走行する記録媒体１９に
対して４個のラインヘッド、又はマルチチャネルヘッド
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから記録媒体１９に対
して斜め下方向に色材粒子である顔料が飛翔して画像を
印刷できる。ここで１１ａが黒、１１ｂがシアン、１１
ｃがマゼンタ、１１ｄがイエローの場合フルカラー画像
を印刷可能であり、その他の組み合わせによって、図１
０、図１１、図１２で説明した如くプリンタ装置として
必要な印刷速度、及びカラーの種類に対応可能である。
４個のラインヘッド、又はマルチチャネルヘッドの下流
側に熱を発生する定着装置３６を設けることで記録媒体
１９の搬送速度を上げた場合に起こる記録媒体１９上の
色材粒子である顔料の未乾燥状態での装置外排出を防止
できると共に、記録媒体１９に対する色材粒子である顔
料の定着強度をあげ、さらには画像表面を滑らかにして
高画質化の効果も生まれる。

【００４４】次に、図１４は４個のラインヘッド、又は
マルチチャネルヘッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ
を記録媒体１９の下側に配置した実施例である。記録媒
体搬送装置３４により、記録媒体１９が案内部材３５に
沿って、矢印Ａ方向に搬送される。記録媒体１９の記録
幅以上の幅寸法を有する円筒ドラム形状の対向電極２２
が図示の如く、記録媒体１９の上側に該記録媒体１９の
一部を巻き取るように配置され、記録媒体１９の案内、
及び搬送駆動の役割を兼ね備え、ラインヘッド、又はマ
ルチチャネルヘッドからなるヘッド部１１と記録媒体１
９との間隔も一定に保つことができる。このように安定
に走行する記録媒体１９に対して４個のラインヘッド、
又はマルチチャネルヘッドからなるヘッド部１１から記
録媒体１９に対して上方向、又は斜め上方向に色材粒子
である顔料が飛翔して、画像を印刷できる。

【００４５】ここで、図１３の実施例と同様にヘッド部
１１を黒、シアン、マゼンタ、イェローで構成した場
合、フルカラー画像を印刷可能であり、黒だけの４個で
構成した場合、黒一個のヘッドに比べて、約４倍の高速
モノカラー印刷が可能となる。

【００４６】その他の組み合わせによって、図１０、図
１１、図１２で説明した如くプリンタ装置として必要な
印刷速度、及びカラーの種類に対応可能である。

【００４７】ヘッド部１１の下流側に熱を発生する定着
装置３６を設けることで図１３の実施例と同様の効果が
生まれる。図１３、及び図１４のいずれも記録媒体１９
の搬送経路が概略ストレートにでき、厚さや材質の異な
る多種類の記録媒体１９の搬送が可能であり、本発明の
対象である色材粒子を凝集して飛翔することによって多
種類の記録媒体に高画質で印刷可能な特徴を引き出す上
で極めて優れた構成である。

【００４８】

【発明の効果】本発明に係るインクジェット記録装置に
よれば、各飛翔電極をインクの流れの中にあって、なお
且つその流れの方向に直列に配置したことにより、記録
画像の解像度を高くするために各飛翔電極間のピッチを
狭くしても、インクの流路幅は広くとることができ、ヘ
ッド内インク循環を均一且つ容易ならしめ、更に、広い
インク流路を流れる多量の該インク中の色材粒子を飛翔
電極先端部に均一に凝集させて飛翔させることで凝集イ
ンクの飛翔の安定化と高速化を図ることができる。

【００４９】これに対し、各飛翔電極を１個宛仕切る構
成によれば、記録画像の解像度を高くするために各飛翔
電極間のピッチを狭くした分、インクの流れが悪くな
り、前記した本発明の効果を享受することはできない。

【００５０】また、印字終了時、凝集電極の電圧をオフ
することで飛翔電極まわりの凝集顔料を凝集電極方向へ
分散させて、低濃度のインクで飛翔電極まわり、及びヘ
ッド開口部を洗浄することでインク詰まりを防止でき
る。さらに飛翔電極の電圧もオフしてインク循環させて
停止させることで顔料を均一に分散できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の一実施
形態を示す構成図である。

【図２】図１のヘッド部を上からみた構成図である。

【図３】図１のヘッド部を顔料系インクの流れ方向に示
した構成図である。

【図４】本発明に係るインクジェット記録装置の特徴的
な動作の一例を示す、印加電圧のタイミングチャートで
ある。

【図５】本発明に係る、循環系の構成図を示す。

【図６】本発明に係る、ヘッドのインク吐出部の拡大図
を示す。

【図７】本発明に係る、ヘッド部の他の実施例を示す断
面図である。

【図８】図７のヘッド部のヘッドベースの上面図を示
す。

【図９】図７のヘッド部のヘッドカバーの下面図を示
す。

【図１０】本発明に係るラインヘッドと記録媒体との関
連を示す実施例を示す。

【図１１】本発明に係るマルチチャネルヘッドと記録媒
体との関連を示す実施例を示す。

【図１２】本発明に係るマルチチャネルヘッドと記録媒
体との関連を示す他の実施例を示す。

【図１３】本発明に係るヘッドから構成されるインクジ
ェット記録装置の全体構成を示す実施例を示す。

【図１４】本発明に係るヘッドから構成されるインクジ
ェット記録装置の全体構成を示す他の実施例を示す。

【符号の説明】

１０…インクジェット記録装置、１１…ヘッド部、１２
…印加電圧制御部、１４…顔料系インク、１５…インク
流路、１６…色材粒子、１７…飛翔電極、１８…凝集電
極、１９…記録媒体、２２…対向電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡野守茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者小野瀬敦士茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者藤原重隆茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者深野善信茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内Ｆターム(参考） 2C056 EA01 EA04 EA14 EA26 EC03 EC38 EE08 FA07 2C057 AF02 AF23 AF72 AG22 AG90 AH07 AM03 AM16 BD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色剤を溶媒中に分散させたインクを循環
する循環系を有し、前記循環系に設けた飛翔電極に印加
した飛翔電圧によって形成される静電界によって凝集し
た色剤成分を飛翔させ、記録媒体に付着させることによ
り、画像を記録する記録ヘッドを有するインクジェット
記録装置において、複数の飛翔電極をインクの流れの中
にあってなお且つその流れの方向に直列に配置したこと
を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】請求項１に記載のインクジェット記録装
置において、複数の飛翔電極を挟んでインク流路の両側
に凝集電極を設けたことを特徴とするインクジェット記
録装置。
【請求項３】請求項１に記載のインクジェット記録装
置において、複数の飛翔電極先端部を平板に設けた円孔
で囲んだことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載のイ
ンクジェット記録装置において、複数の飛翔電極を記録
媒体の記録幅以上にインク流れ方向に直列に配置したラ
インヘッド部を有することを特徴とするインクジェット
記録装置。
【請求項５】請求項４に記載のインクジェット記録装
置において、複数の飛翔電極を有するラインヘッドを記
録媒体の送り方向に対して交差する方向に配置したこと
を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】請求項１〜３のいずれか１項に記載のイ
ンクジェット記録装置において、複数の飛翔電極を記録
媒体の記録幅以下にインク流れ方向に直列に配置したマ
ルチチャネルヘッド部を記録媒体の送り速度に同期させ
て、記録媒体の送り方向に直角方向に往復動することを
特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】請求項６に記載のインクジェット記録装
置において、複数の飛翔電極を記録媒体の送り方向に交
差する方向に配置したマルチチャネルヘッドを有するこ
とを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】請求項６に記載のインクジェット記録装
置において、複数の飛翔電極を記録媒体の送り方向に配
置したマルチチャネルヘッドを有することを特徴とする
インクジェット記録装置。
【請求項９】請求項１〜３のいずれか１項に記載のイ
ンクジェット記録装置において、複数の飛翔電極を記録
媒体の記録幅以上にインク流れ方向に直列に配置したラ
インヘッド部を該記録媒体の送り方向に複数個積層配置
したことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１０】請求項９において、色剤の異なるイン
クを循環させた複数個のラインヘッドを積層配置したこ
とを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項１１】請求項９において、色剤の等しいイン
クを循環させた複数個のラインヘッドを積層配置したこ
とを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項１２】請求項９において、色剤の等しいイン
クを循環させた複数個のラインヘッドと色剤の異なるイ
ンクを循環させた複数個のラインヘッドを積層配置した
ことを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項１３】請求項７において、色剤の異なるイン
クを循環させた複数個のマルチチャネルヘッドを積層配
置したことを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項１４】請求項７において、色剤の等しいイン
クを循環させた複数個のマルチチャネルヘッドを積層配
置したことを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項１５】請求項８において、色剤の異なるイン
クを循環させた複数個のマルチチャネルヘッドを積層配
置したことを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項１６】請求項８において、色剤の等しいイン
クを循環させた複数個のマルチチャネルヘッドを積層配
置したことを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項１７】請求項１において、前記記録ヘッドに
対して記録媒体動作の下流に熱を発生する定着手段を設
けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１８】請求項１において、飛翔電極からの色
材粒子の凝集物飛翔による印字終了後凝集電圧をオフ
し、その後一定時間後に飛翔バイアス電圧とインク循環
をオフする構成を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１９】請求項１において、前記飛翔電極から
の色材粒子の凝集物飛翔による印字終了後凝集電圧をオ
フし、その後一定時間後に飛翔バイアス電圧をオフし、
その後一定時間後にインク循環をオフする構成を特徴と
するインクジェット記録装置。