JP2000033690A

JP2000033690A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2000033690A
Application number: JP20338998A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Tamura; 明彦田村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタの着弾乱れによる、
画質の悪化を防止すること。【解決手段】インクを加圧してノズルから噴出するイ
ンク噴出機構部と、記録材を記録領域に搬送する搬送機
構とを備え、前記ノズルから記録に必要なインクを選択
的に噴出して、噴出したインクを前記記録領域の前記記
録材に付着させて画像を記録するインクジェットプリン
タにおいて、噴出されたインクの飛翔経路を規制する電
界を生成する規制電極を備え、前記規制された前記飛翔
経路を飛翔するインクが前記記録領域に到達することを
特徴とするインクジェットプリンタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに関し、特に、噴出したインク滴が記録材に付着
する際の着弾精度を高めたインクジェットプリンタに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタは紙、布地など
の記録材料の表面にインク滴を付着させて画像を記録す
る。このとき、インク滴が所定の弾道を飛翔しないと、
記録材表面に付着する位置が定まらずに、出力した画像
が乱れてしまう。記録に必要なインクを選択的にノズル
から噴出するオンデマンド方式のインクジェットプリン
タでは、噴出したインク滴が何らかの理由で所定の弾道
からはずれてしまい、記録材表面での着弾乱れが発生す
ることがある。

【０００３】たとえば、ノズルからインク滴を噴出する
際に、ノズルの噴出口にバリが残っていたり、ノズル内
壁面の角度にバラツキがあるなど、ノズル形状に不揃い
があるノズルから噴出されるインク滴の弾道は、ノズル
形状が揃ったノズルから噴出されるインク滴の弾道に対
して異なった向きの弾道で噴出されてしまい、これによ
り着弾乱れが発生する。また、ノズルにはほこりなどが
付着し、または付着したインクが乾いて固まり、汚れと
なることがある。周辺が汚れたノズルから噴出されるイ
ンク滴の弾道は、汚れていないノズルから噴出されるイ
ンク滴の弾道に対して異なった向きの弾道により噴出さ
れてしまい、これにより着弾乱れが発生する。また、ノ
ズルを備えるヘッドの走査（移動）により引き起こされ
る気流の影響により、噴出されたインクの弾道が途中か
ら曲がってしまい、これにより着弾乱れが発生する。

【０００４】また、噴出されたインク滴は尾を引いて飛
翔することから、飛翔中に表面張力等の影響でインク的
が変形し、尾がちぎれて微少なインク滴が分離する。分
離したインク滴は、サテライトと呼ばれ、サテライト
は、肉眼では観察できない程度のサイズなので、記録紙
に付着しても出力する画像にはさして影響はないのだ
が、ノズル周辺に付着すると汚れの原因となるから、ひ
いては着弾乱れの原因となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】オンデマンド方式のイ
ンクジェットプリンタでは、着弾乱れを解決するのに、
ノズルを精度よく加工したり、ノズル開口部を備えるノ
ズルプレートの材料、またはノズルプレートのコーティ
ングを工夫して、汚れが付着しにくいようにして、着弾
精度を高める技術が知られている。しかしながら、これ
らの技術を併用しても、ヘッド部の走査により引き起こ
される気流が原因の着弾乱れを解決できないし、何らか
の理由でインク滴が曲がった弾道で噴出された場合に
は、結局、弾道乱れが発生してしまう。従って、本発明
は、インクジェットプリンタの着弾乱れによる、画質の
悪化を防止することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、請求項
１に記載のインクジェットプリンタで解決できる。すな
わち請求項１に記載のインクジェットプリンタは、イン
クを加圧してノズルから噴出するインク噴出機構部と、
記録材を記録領域に搬送する搬送機構とを備え、前記ノ
ズルから記録に必要なインクを選択的に噴出し、噴出し
たインクを前記記録領域の前記記録材に付着させて画像
を記録するインクジェットプリンタにおいて、噴出され
たインクの飛翔経路を規制する電界を生成する規制電極
を備え、前記ノズルから噴出したインクの飛翔経路を前
記電界により規制して、前記記録材に到達させることを
特徴とする。

【０００７】このインクジェットプリンタによれば、規
制電極が生成する電界によりインクの飛翔経路を規制し
て、インクを正確に着弾させることができるので、イン
クジェットプリンタの着弾乱れによる画質の悪化を防止
することができる。

【０００８】また、本発明の課題は、請求項７に記載の
インクジェットプリンタで解決できる。すなわち請求項
１に記載のインクジェットプリンタは、インクを加圧し
てノズルから噴出するインク噴出機構部と、記録材を記
録領域に搬送する搬送機構とを備え、前記ノズルから記
録に必要なインクを選択的に噴出し、噴出したインクを
前記記録領域の前記記録材に付着させて画像を記録する
インクジェットプリンタにおいて、前記搬送機構で搬送
される記録材を帯電させる記録材帯電電極を備えること
を特徴とする。

【０００９】このインクジェットプリンタによれば、帯
電した記録材が生成する電界によりインクの飛翔経路を
規制して、インクを正確に着弾させることができるの
で、インクジェットプリンタの着弾乱れによる、画質の
悪化を防止することができる。

【００１０】また、本発明の課題は、請求項１３に記載
のインクジェットプリンタで解決できる。すなわち請求
項１３に記載のインクジェットプリンタは、インクを加
圧してノズルから噴出するインク噴出機構部と、記録材
を定置する定置部とを備え、前記ノズルから記録に必要
なインクを選択的に噴出し、噴出したインクを前記定置
部に定置された前記記録材に付着させて画像を記録する
インクジェットプリンタにおいて、噴出されたインクの
飛翔経路を規制する電界を生成する規制電極を備え、前
記ノズルから噴出したインクの飛翔経路を前記電界によ
り規制して、前記記録材に到達させることを特徴とす
る。

【００１１】このインクジェットプリンタによれば、規
制電極が生成する電界によりインクの飛翔経路を規制し
て、インクを正確に着弾させることができるので、イン
クジェットプリンタの着弾乱れによる画質の悪化を防止
することができる。

【００１２】また、本発明の課題は、請求項１７に記載
のインクジェットプリンタで解決できる。すなわち請求
項１７に記載のインクジェットプリンタは、インクを加
圧してノズルから噴出するインク噴出機構部と、記録材
を定置する定置部とを備え、前記ノズルから記録に必要
なインクを選択的に噴出し、噴出したインクを前記定置
部に定置された前記記録材に付着させて画像を記録する
インクジェットプリンタにおいて、前記記録材を帯電さ
せる記録材帯電電極を備えることを特徴とする。

【００１３】このインクジェットプリンタによれば、帯
電した記録材が生成する電界によりインクの飛翔経路を
規制して、インクを正確に着弾させることができるの
で、インクジェットプリンタの着弾乱れによる、画質の
悪化を防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図１
から図７により、インクジェットプリンタを例に説明す
る。

【００１５】図１はインクジェットプリンタ１の主要部
を示す斜視図である。

【００１６】キャリッジ２はヘッドドライバーＩＣ１
６、ヘッド１７等を納めた樹脂性のケースである。ヘッ
ド１７はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、ブラック（Ｋ）各色１２８個のノズルＮＯＺｎ
を備える。図中（図３）、ノズルＮＯＺｎはｎに０から
１２７の番号を付して個々を区別して表示することがあ
る。キャリッジ２に納めたヘッドドライバーＩＣ１６
は、キャリッジ２から引き出されたフレキシブルケーブ
ル５で制御基板９と接続されている。

【００１７】キャリッジ２はキャリッジ駆動機構６によ
って図中矢印Ｘで示した主走査方向に往復移動される。
キャリッジ駆動機構６は、モータ６ａ、プーリ６ｂ、歯
付きベルト６ｃ、ガイドレール６ｄを含んで構成されて
いて、キャリッジ２は歯付きベルト６ｃに固着されてい
る。

【００１８】モータ６ａによりプーリ６ｂが回転する
と、歯付きベルト６ｃに固着されたキャリッジ２は図中
矢印Ｘの方向に沿って移動させられる。ガイドレール６
ｄは互いに平行な２本の丸棒で、かつキャリッジ２の挿
通穴を貫通していてキャリッジ２が滑走するようにし
た。このため歯付きベルト６ｃはキャリッジ２の自重で
は撓まないし、キャリッジ２の往復移動の方向は一直線
上となる。モータ６ａの回転方向を逆転すればキャリッ
ジ２が移動する向きを変更できるし、回転数を変更すれ
ばキャリッジ２の移動速度を変更することもできる。

【００１９】インクカートリッジ４Ｃ、Ｋは内部にイン
クタンクを有している。インクタンクのインク供給口は
インクカートリッジ４Ｃ、Ｋをキャリッジ２にセットし
てインク供給パイプと接続されると開口し、接続が解除
されると閉鎖され、ヘッド１７にインクが供給される。
キャリッジ２にはインクカートリッジ４Ｃ、Ｋの取り付
け部が設けてあり、噴出用のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のイ
ンクを納めたインクカートリッジを着脱できるようにな
っている。インクジェットプリンタ１では４色のうちＫ
（黒）のインクタンクだけを別のカートリッジ４Ｋに納
め、他の３色のインクタンクは一つのカートリッジ４Ｃ
に納めた。

【００２０】フレキシブルケーブル５は、可撓性を有す
る樹脂製のフィルムに、データ信号線、電源線等を含む
配線パターンをプリントしたもので、キャリッジ２と制
御基板９との間で画像データ、制御信号などを転送し、
キャリッジ２の移動に追従する。

【００２１】エンコーダ７は透明な樹脂フィルムに所定
の間隔で目盛りをつけたもので、この目盛りをキャリッ
ジ２に設けた光センサにより検出して、キャリッジ２の
移動速度を検知する。

【００２２】紙搬送機構８は図中矢印Ｙで示した副走査
方向に記録紙Ｐを搬送させる機構で、搬送モータ８ａ、
搬送ローラー対８ｂ、８ｃを含んで構成される。搬送ロ
ーラー対８ｂと搬送ローラー対８ｃは搬送モータ８ａに
より駆動される。記録紙Ｐは給紙機構（図示せず）から
送り出されてから一定速度で回転させられている搬送ロ
ーラー対８ｂに挟持され、給紙ガイド（図示せず）によ
って副走査方向に搬送の向きを修正させられたうえで搬
送ローラー対８ｃに挟持されて搬送される。従って、記
録紙Ｐは副走査方向に一定速度で搬送される。

【００２３】搬送ローラー対８ｃの周速は、搬送ローラ
ー対８ｂよりもわずかに速いので、記録紙Ｐは弛みなく
挟持される。搬送ローラー対８ｂと搬送ローラー対８ｃ
の間は記録領域であり、この記録領域において、飛翔し
たインク滴が記録紙Ｐに付着する。記録領域では記録紙
Ｐは弛みなく挟持されており、加えて、キャリッジ２は
記録領域では記録紙Ｐの表面とノズルＮＯＺｎとのギャ
ップが一定に保たれるように走査する。

【００２４】規制電極２５は金属製のプレートで、記録
紙Ｐの主走査方向（矢印Ｘ）の幅に対して、これよりも
広い幅としてある。また、規制電極２５は、副走査方向
に対して、各色１２８色のノズルＮＯＺｎを配置した幅
よりも広い幅としてある。

【００２５】紙搬送機構８はキャリッジ２に配置された
ノズルＮＯＺｎから所定のギャップを保って記録紙Ｐを
搬送する。ノズルＮＯＺｎは搬送される記録紙Ｐと対向
していて、ノズルＮＯＺｎから噴出されたインク滴の飛
翔経路（弾道ともいう）は、ほぼ直線状となり、インク
滴は記録紙Ｐに達して付着する。紙搬送機構８による記
録紙Ｐの搬送経路は、キャリッジ２のノズルＮＯＺｎと
規制電極２５との間を通過する。

【００２６】規制電極２５は、直流電源２６に接続され
ていて、インクの帯電電位とは逆極性の電位に一様に帯
電し、規制電界を生成する。詳しくは後述するが、イン
ク滴の飛翔経路は規制電界により規制されて、万一、ノ
ズルＮＯＺｎから曲がった弾道で噴出されたインク滴
も、記録紙Ｐに付着する前に飛翔経路が修正されるか
ら、着弾乱れが発生しなくなる。

【００２７】このようにして記録紙Ｐを副走査方向に一
定速度で移動させつつ、キャリッジ２を主走査方向に一
定速度で移動させ、ヘッド１７から噴出したインクを記
録紙Ｐの片面の所定範囲に付着させて画像を記録する。

【００２８】図２はインクジェットプリンタ１の回路ブ
ロック図である。

【００２９】制御基板９はインクジェットプリンタ１全
体の制御を行うＣＰＵ１１が実装され、先に説明したと
おりフレキシブルケーブル５によってキャリッジ２のヘ
ッドドライバーＩＣ１６と接続されている。

【００３０】ページメモリ１２は、インクジェットプリ
ンタ１自体を周辺機器として利用するパーソナルコンピ
ュータ等から受け取った画像データを記憶する。ページ
メモリ１２の記憶容量は、パーソナルコンピュータ等の
扱う階調画像データのビット数、ドット数、信号の転送
速度、ＣＰＵの処理速度等によって決めればよい。

【００３１】インクジェットプリンタ１は、インターフ
ェースとして、パラレルインターフェースのＳＣＳＩ
（１４ａ）とＩＥＥＥ１２８４（１４ｂ）を備える。

【００３２】ラインメモリ１３ａ、ｂは、記録紙Ｐに記
録する際に主走査方向に一列に並べて記録される各画素
の画像データを記憶する。ページメモリ１２からのデー
タ信号線は１６ビットで、各ラインメモリ１３に８ビッ
トずつ分岐している。ラインメモリ１３ａ、ｂの画像デ
ータはフレキシブルケーブル５を介してヘッドドライバ
ーＩＣ１６にシリアル転送される。

【００３３】ヘッドドライバーＩＣ１６ａ〜ｄは、各色
毎に１個設けられている。各色のヘッド１７Ｙ、Ｍ、
Ｃ、Ｋは、それぞれが１２８個のノズルＮＯＺｎを持
ち、各ヘッドを構成するノズルＮＯＺｎは複数のライン
を同時に記録できるように副走査方向に並べて配置され
ている。

【００３４】イエローの画像データはラインメモリ１３
ａからヘッドドライバーＩＣ１６ａへ転送される。そし
てヘッドドライバーＩＣ１６ａに転送された、１２８個
のイエローの画像データは並列的に処理されて、ヘッド
１７Ｙによる記録が実行される。以下同様にマゼンタの
画像データはラインメモリ１３ａからヘッドドライバー
ＩＣ１６ｂへ転送されヘッド１７Ｍで記録が実行され
る。シアンはラインメモリ１３ｂからヘッドドライバー
ＩＣ１６ｃに転送されてヘッド１７Ｃによる記録が実行
され、ブラックはラインメモリ１３ｂからヘッドドライ
バーＩＣ１６ｄに転送されてヘッド１７Ｋによる記録が
実行される。

【００３５】シリアルＲＯＭ２０は、温度条件に応じた
波形をディジタルデータとして記憶させてある。このシ
リアルＲＯＭ２０は、ＥＰＲＲＯＭ等を用いて構成でき
る。

【００３６】ＣＰＵ１１は、サーミスタ１９で検出した
温度条件に最適の波形データをシリアルＲＯＭ２０から
読み出して駆動波形発生回路１５へ送る。駆動波形発生
回路１５では、最適の波形データをＤ／Ａ変換によりア
ナログの波形に復調、増幅して駆動信号を得て、ヘッド
ドライバーＩＣ１６へ出力する。

【００３７】ＡＮＤゲート２２は、エンコーダ７の検出
した情報を基にキャリッジ２が一往復移動を開始して往
路上で所定の位置に達した時点で、インク噴出を開始さ
せるためのＴＲＧＩＮ信号を、制御回路２３を経てヘッ
ドドライバーＩＣ１６に出力する。ヘッドドライバーＩ
Ｃ１６はこのＴＲＧＩＮ信号を受けてヘッド１７の各ノ
ズルＮＯＺｎに駆動信号を送出する。

【００３８】ヘッドドライバーＩＣ１６は１２８ビット
のデータ信号線によってヘッド１７の各ノズルＮＯＺｎ
に設けられたピエゾ素子に駆動信号を送出する。この駆
動信号を受けてピエゾ素子が変形してインクを加圧し
て、ヘッド内のインクが噴出される。

【００３９】次に図３のヘッドドライバーＩＣのブロッ
ク図によって説明する。ヘッドドライバーＩＣ１６は、
シフトレジスタ３１、ラッチ３２、スイッチング素子３
３を含んで構成される。インクジェットプリンタ１はヘ
ッドあたりのノズル数が１２８ノズルであり、ヘッドド
ライバーＩＣ１６は１２８ノズルのヘッド１７を駆動す
るように構成してある。

【００４０】ラインメモリ１３からは、画像データが画
素単位でシリアルにヘッドドライバーＩＣ１６へ転送さ
れてくる。図３では、第一番目の画素データから、順に
ＤＡＴＡ０、ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２、・・・ＤＡＴＡ
１２７を示した。

【００４１】シフトレジスタ３１はヘッド１７での１回
の噴出に相当する数の画素の画像データを記憶できる容
量を持っていて、副走査方向に並んだ１２８画素分の画
像データをいったん蓄積する。キャリッジ２が記録に適
した位置に達すると、制御回路２３（図２参照）はＬＯ
ＡＤ信号を出力し、ラッチ３２はこのＬＯＡＤ信号を受
けるとシフトレジスタ３１から並列に出力された画像デ
ータをラッチする。ＬＯＡＤ信号は前述のＴＲＧＩＮ信
号と同期している。ＬＯＡＤ信号は、キャリッジ２が主
走査方向（図１のＸ方向）に一画素分移動する毎に出力
される。

【００４２】スイッチング素子３３はピエゾの駆動に必
要な電圧の駆動信号を出力する。駆動信号はラッチ３２
にラッチされた画像データに応じて状態遷移する。スイ
ッチング素子３３としてはトランジスタを用いていて、
一つのノズルＮＯＺｎに対して一つのトランジスタが対
応し、スイッチング素子３３の出力は、ヘッド１７の対
応した各ノズルＮＯＺｎのピエゾ素子ＰＺＴ０〜１２７
に接続されている。ピエゾ素子ＰＺＴ０〜１２７は、ス
イッチング素子３３から駆動信号を与えられると変形し
て、インクを加圧し、この圧によりインクがノズルＮＯ
Ｚｎから噴出される。駆動信号が与えられないノズルＮ
ＯＺｎからはインクの噴出は行われない。

【００４３】図４は規制電極２５の配置を説明する概念
図であり、図４（Ａ）は図１の矢印Ａの向きから見た状
態を表し、図４（Ｂ）は図１の矢印Ｂの向きから見た状
態を表す。

【００４４】インクジェットプリンタ１は記録動作を開
始すると、キャリッジ２を主走査方向（矢印Ｘで示し
た）に沿って往復移動（走査）させる。点線１００は、
ノズルＮＯＺｎからインクの噴出を開始する位置を示
し、点線１０１はインクの噴出を停止する位置を示す。
点線１００から点線１０１までが主走査方向の記録幅で
ある。キャリッジ２は主走査方向へ移動しながらノズル
ＮＯＺｎからインクを記録紙Ｐに向けて噴出する。ノズ
ルＮＯＺｎから噴出される弾道の向きは、主走査方向、
副走査方向のいずれに対しても略直行する向きにした。
ノズルＮＯＺｎから噴出されたインクはインク滴となっ
てほぼ一直線に記録紙Ｐに向かって飛翔し、記録紙Ｐに
付着する。インク滴は、ノズルＮＯＺｎから噴出するま
でに、ノズルＮＯＺｎの内壁面との摩擦などにより帯電
して、正電荷をおびている。

【００４５】各色１２８個のノズルＮＯＺｎは、副走査
方向（矢印Ｙ）に並べて配置されていて、キャリッジ２
の走査に従って記録に必要なインク滴が、各ノズルＮＯ
Ｚｎのうちで対応するノズルＮＯＺｎから噴出される。
点線１０２から点線１０３までが副走査方向（矢印Ｙ）
の記録幅である。規制電極２５は、主走査方向、副走査
方向のいずれについても、一回の走査でインクの付着す
る範囲よりも大きい。

【００４６】以上のように、キャリッジ２の１回の走査
により、主走査方向の記録幅と副走査方向の記録幅の範
囲で、選択的にインク滴が記録紙Ｐに付着する。

【００４７】記録動作の開始とともに、直流電源２６は
インク滴と逆の電位（負）に規制電極２５を帯電させ
て、規制電界を生成する。電気力線ＬＥＦは、飛翔中の
各インク滴と規制電極２５との間の最短距離を結ぶ電気
力線を示してある。インク滴は噴出する際にノズルＮＯ
Ｚｎの内壁面との摩擦などにより帯電している。従っ
て、飛翔中のインク滴は規制電界による電気力を受け、
電気力線ＬＥＦの向きに加速する。曲がった弾道で噴出
されたインク滴の運動を、理想的な弾道の向きのベクト
ル成分Ｖ１（不図示）とこれに直行する向きのベクトル
成分Ｖ２（不図示）に分解したとき、電気力線ＬＥＦに
よるインク滴の加速は、ベクトル成分Ｖ１の向きの加速
である。つまり、規制電界を生成すると、飛翔するイン
ク滴の運動（飛翔）は、ベクトル成分Ｖ１が相対的に大
きく、ベクトル成分Ｖ２が相対的に小さくなる。ところ
で、電気力線ＬＥＦはインク滴と規制電極２５の最短距
離を結ぶから、電気力線ＬＥＦと平行な経路がノズルＮ
ＯＺｎと記録紙Ｐの間を飛翔するインク滴の理想的な弾
道となる。

【００４８】以上のように、インクジェットプリンタ１
は規制電界を生成することにより、万一、インク滴が曲
がった弾道で噴出されることがあっても、ベクトル成分
Ｖ１を相対的に大きく、ベクトル成分Ｖ２を相対的に小
さくするのだから、弾道の曲がりの影響が小さくなるよ
うに弾道を修正し、インク滴の着弾精度を向上させるの
で、着弾乱れの影響がほとんどなくなる。

【００４９】記録領域の周辺では、飛翔する液滴から分
離したサテライトが、インク滴と同電位に帯電した状態
で浮遊している。インクジェットプリンタ１は、生成し
た規制電界により、サテライトを記録紙Ｐに向けて飛翔
させて、記録紙Ｐに付着させることができる。従って、
サテライトがノズルＮＯＺｎに付着して、開口部および
その周辺を汚してしまうことを防ぐことができ、ひいて
は、ノズルの汚れを防止することで、インク滴が曲がっ
た弾道で噴出されることを減少させている。従って、着
弾乱れの影響を減らすことができる。

【００５０】次に、上述の構成のインクジェットプリン
タ１での着弾乱れを、図５と表１とを用いて説明する。
図５は、ノズルＮＯＺｎと規制電極２５の条件を説明す
る模式図である。インク滴の理想的な飛翔経路を飛翔経
路Ｌ１（実線で示した）とし、ノズルＮＯＺｎの開口部
からインク的が実際に飛翔する飛翔経路を飛翔経路Ｌ２
（破線で示した）とし、この間の角度をθ１とすると、
着弾乱れが発生した場合には、θ１が大きくなる。つま
り、ノズルＮＯＺｎの形状の不揃いや汚れの影響で、液
滴が曲がった弾道によって飛翔した場合も、キャリッジ
２の走査（移動）により引き起こされる気流の影響によ
り、噴出されたインクの弾道が途中から曲がった場合
も、θ１が大きくなる。そして、複数のインク滴を記録
紙Ｐに付着させて、それぞれのθ１を標本としたとき、
θ１の標準偏差が小さければ、着弾乱れの影響が小さい
といえる。

【００５１】以下の条件で、θ１の標準偏差を実測し
た。図５で、ノズルＮＯＺｎの噴出側開口直径Ｒ１＝２
５μｍ、ノズルＮＯＺｎのインク室側直径Ｒ２＝３０μ
ｍ、ノズルプレート１７２の厚みα＝５０μｍ、ノズル
プレート１７２と規制電極２５との互いに対向する面同
士の距離Ｄ＝１．５ｍｍとなる。ノズルプレート１７２
は、インクの噴出口である１２８個のノズル開口部１７
１を備えている。インクは矢印Ｚで示した方向に飛翔す
る。インクの物性として、表面張力は４０ｄｙｎ／ｃ
ｍ、粘度は５ｃｐの黒色のインクで評価した。インクの
付着位置は、記録紙Ｐに付着して広がったインクの中心
とした。

【００５２】表１はこれらの条件を満たしたうえで、規
制電極２５に印加する電圧（以下、電極電圧と呼ぶ）を
種々変更して、各電圧毎に６４個のインク滴を噴出し
て、それぞれのθ１の標準偏差を示してある。

【００５３】

【表１】

【００５４】電極電圧０（Ｖ）のときは、θ１の標準偏
差は０．３５度である。電極電圧５００（Ｖ）のとき
は、θ１の標準偏差は０．３０度である。電極電圧１０
００（Ｖ）のときは、θ１の標準偏差は０．２３度であ
る。電極電圧１５００（Ｖ）のときは、θ１の標準偏差
は０．２０度である。電極電圧２０００（Ｖ）にする
と、記録紙Ｐと規制電極２５の間に放電が発生したの
で、評価しなかった。

【００５５】表１に示すように、規制電極２５で規制電
界を生成すると、規制電界のない状態に比較して、θ１
の標準偏差が小さくなっているから、着弾乱れの発生が
減少していることがわかる。また、電極電圧を上げ過ぎ
て記録紙Ｐと規制電極２５の間で放電が発生するまでの
範囲では、電極電圧を上げるほどにθ１が減少している
から、着弾乱れが減少していることがわかる。

【００５６】次に、規制電極の他の例を説明する概念図
である図６によって説明する。図６（Ａ）で、規制電極
２５１は、主走査方向と副走査方向とのいずれについて
も、記録紙Ｐの寸法を上回っている。インクジェットプ
リンタ１の記録動作中は、記録紙Ｐの記録面が規制電極
２５１を底面とする直方体の空間へと収まる位置へ定置
されて、規制電極２５１と記録紙Ｐの間隔は一定の間隔
に保たれる。そして、記録紙Ｐを停止した状態でキャリ
ッジ２を走査して、インク滴を噴出し、画像の記録を行
う。すなわち、図６（Ａ）の例では、記録領域の全面に
わたって、規制電界が生成され、規制電極２５１が生成
する電気力線ＬＥＦは、規制電極２５１の周縁部付近で
も正確に規制電極２５１と直交する。これにより、イン
ク滴はきわめて正確に記録面の所期位置に付着するか
ら、着弾乱れの発生を押さえることができる。

【００５７】また、飛翔するインク滴から分離したサテ
ライトは、インク滴と比較して質量が小さいから、キャ
リッジ２の走査に伴って発生する気流などの影響を受け
て、広く拡散することがある。規制電極２５１は記録範
囲の全面にわたる規制電界を生成するので、万一、サテ
ライトが拡散した場合も、記録紙Ｐに向けて飛翔させて
記録紙Ｐに付着させることができる。従って、サテライ
トがノズルＮＯＺｎに戻って、開口部およびその周辺を
汚してしまうことを防ぐことができる。なお、サテライ
トが記録紙Ｐに付着したとしても、インクが少量なの
で、記録された画像には肉眼で観察できるような悪影響
は顕れない。

【００５８】なお、図６（Ａ）ではキャリッジおよびノ
ズルは図示を省略してあるが、図６（Ａ）の規制電極２
５１は、たとえば次のようなインクジェットプリンタに
適用できる。まず図１で説明したように、主走査方向に
キャリッジを移動しつつ副走査方向に記録紙を移動して
画像を記録するインクジェットプリンタに適用できる。
また、主走査方向の幅にわたってノズルをライン状に並
べたラインヘッドを、副走査方向に移動（走査）しつつ
画像を記録するインクジェットプリンタに適用できる。

【００５９】本例では、各画素を２次元の面に記録する
のに、隣り合った画素同士の記録速度が早いほうを主走
査方向、記録速度が遅いほうを副走査方向と呼んでい
る。つまり、キャリッジを移動すれば、キャリッジの移
動の向きに隣り合って記録される画素の記録速度のほう
が、記録紙の移動の向きに隣り合って記録される画素の
記録速度よりも速く、従ってキャリッジの移動方向が主
走査方向となり、記録紙の移動方向が副走査方向とな
る。また、ラインヘッドからは各インク滴がほぼ同時に
噴出されるから、ラインヘッドでのノズルの並びの向き
に隣り合って記録される画素の記録速度のほうが、ライ
ンヘッドの移動の向きに隣り合って記録される画素の記
録速度よりも速く、従ってラインヘッドのノズルの並び
方向が主走査方向となり、ラインヘッドの移動方向が副
走査方向となる。

【００６０】図６（Ｂ）の例では、規制電極２５２は主
走査方向（矢印Ｘ）にキャリッジ２と等しい速度で移動
する。これにより、ノズルＮＯＺｎから飛翔するインク
滴の飛翔経路に関しては、確実に規制電界を生成するこ
とができる。

【００６１】たとえば、モータ６ａにプーリ６ｂと同軸
に同型のプーリを取り付け、これに歯付きベルト６ｃと
平行に新たな歯付きベルトを掛け回し、規制電極２５２
を固定すれば、規制電極２５２はキャリッジ２の走査速
度と等速で主走査方向に移動するし、加速も等しくな
る。なお、この例では図１の例と同様に、記録領域は、
搬送ローラー対８ｂと搬送ローラー対８ｃの間である。

【００６２】次に、記録紙Ｐを帯電せしめて規制電界を
生成するインクジェットプリンタの主要部を示す図７を
用いて説明する。

【００６３】図７で示したインクジェットプリンタ１０
０は、インクジェットプリンタ１と比較すると、規制電
極２５にかえて紙帯電極４０とアース電極３５を備える
点が異なり、他の点は同様であるので、重複する部分の
説明は省略する。

【００６４】紙帯電極４０はスコロトロン帯電極で、記
録紙Ｐの主走査方向（矢印Ｘで示した。）の幅に対し
て、これよりも広い幅としてある。紙搬送機構８は紙帯
電極４０の放電グリッド４１から所定のギャップを保っ
て記録紙Ｐを搬送する。紙帯電極４０は、直流電源２６
に接続されていて、コロナ放電により紙搬送機構８によ
り搬送される記録紙Ｐの表面を帯電させる。紙搬送機構
８の搬送ローラー対８ｂ、搬送ローラー対８ｃの表面は
絶縁加工を施してある。紙帯電極４０は記録紙Ｐの表面
をインクの帯電電位とは逆極性の電位に一様に帯電させ
る。アース電極３５は、図１と図４を用いて説明した規
制電極２５と同じサイズの金属板を、規制電極２５と同
じ位置に配置したもので、アース電位に保たれている。
紙搬送機構８により、記録紙ＰはノズルＮＯＺｎとアー
ス電極３５との間を通過する。通過の際には、記録紙Ｐ
とアース電極３５の間に電界を生成する。インクはノズ
ルＮＯＺｎの内壁面との摩擦などにより帯電しているの
で、この電界（規制電界）により電気力を受け、電気力
線ＬＥＦの向きに加速する。この加速により、弾道の曲
がりの影響が小さくなるように弾道を修正し、インク滴
の着弾精度を向上させるので、着弾乱れの影響がほとん
どなくなる点は、規制電極２５を用いたインクジェット
プリンタ１と同様である。また、サテライトによるノズ
ルＮＯＺｎの汚れを防止するのも同様であり、従って、
着弾乱れの影響を減らすことができる。

【００６５】また、アース電極３５は規制電極２５（図
４参照）と同様に配置してあるので、規制電界の電気力
線ＬＥＦが、記録領域では平行となる。

【００６６】紙帯電極４０として、スコロトロン帯電器
の例を説明したが、コロトロン帯電器、ローラー帯電
器、フィルム帯電器、鋸歯状電極を備えた帯電器などい
ずれの帯電器を用いてもよい。

【００６７】アース電極３５は、規制電極２５と同様
に、記録紙Ｐよりも大きいサイズにしてもよいし、キャ
リッジ２の走査に追従するようにしてもよい。

【００６８】インクジェットプリンタ１、インクジェッ
トプリンタ１００ともに、ノズルＮＯＺｎの内壁面との
摩擦などによりインクが帯電する例を示したが、インク
を積極的に帯電させる帯電器を備えてもよい。

【００６９】また、いずれの例でも、ノズルプレートの
表面をアース電位とするとよい。これにより、電気力線
ＬＥＦが、さらに正確に規制電極もしくはアース電極と
直交し、電気力線ＬＥＦの曲がりが発生しないので、さ
らに着弾精度が向上し、着弾乱れを減少させることがで
きる。

【００７０】また、ピエゾ素子ＰＺＴ０〜１２７でイン
クを加圧してノズルＮＯＺｎから噴出する例によって説
明したが、発熱素子でインクを加熱し、インク自体の蒸
気圧でインクを加圧するサーマルタイプのインクジェッ
トプリンタにも、本発明を適用することができる。

【００７１】

【発明の効果】本発明のインクジェットプリンタによれ
ば、着弾乱れが減少するので、着弾乱れによる画質の悪
化を防止できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットプリンタの主要部を示す斜視図
である。

【図２】インクジェットプリンタの回路ブロック図であ
る。

【図３】ヘッドドライバーＩＣのブロック図である。

【図４】規制電極の配置を説明する概念図である。

【図５】ノズルと規制電極の条件を説明する模式図であ
る。

【図６】規制電極の他の例を説明する概念図である。

【図７】記録紙を帯電せしめて規制電界を生成するイン
クジェットプリンタの主要部を示す斜視図である。

【符号の説明】

１、１００インクジェットプリンタ２キャリッジ８紙搬送機構１６ヘッドドライバーＩＣ１７ヘッド１７１ノズル開口部１７２ノズルプレート２５規制電極２６直流電源３５アース電極４０紙帯電極ＬＥＦ電気力線ＮＯＺｎノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを加圧してノズルから噴出するイ
ンク噴出機構部と、記録材を記録領域に搬送する搬送機
構とを備え、前記ノズルから記録に必要なインクを選択
的に噴出し、噴出したインクを前記記録領域の前記記録
材に付着させて画像を記録するインクジェットプリンタ
において、噴出されたインクの飛翔経路を規制する電界
を生成する規制電極を備え、前記ノズルから噴出したイ
ンクの飛翔経路を前記電界により規制して、前記記録材
に到達させることを特徴とするインクジェットプリン
タ。
【請求項２】前記搬送機構は前記ノズルと対向する位
置を通る経路を経て前記記録材を搬送し、前記規制電極
と前記ノズルとは前記経路を通過する前記記録材を挟ん
で対向するように配置されることを特徴とする請求項１
に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】前記ノズルの開口部を備えるノズル表面
をアース電位としたことを特徴とする請求項１または２
に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】前記インク噴出機構部を複数並べたヘッ
ド部を支持し、略直線上を往復移動するキャリッジを備
え、前記キャリッジを主走査方向に移動し、前記搬送機
構により前記記録材を副走査方向に移動しつつ前記ノズ
ルからインクを噴出させて画像を記録することを特徴と
する請求項１、２または３に記載のインクジェットプリ
ンタ。
【請求項５】前記規制電極の主走査方向の幅は、前記
記録材の主走査方向の幅に及ぶことを特徴とする請求項
１、２、３または４に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】前記規制電極の副走査方向の幅は、前記
記録材の副走査方向の幅に及ぶことを特徴とする請求項
５に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】インクを加圧してノズルから噴出するイ
ンク噴出機構部と、記録材を記録領域に搬送する搬送機
構とを備え、前記ノズルから記録に必要なインクを選択
的に噴出し、噴出したインクを前記記録領域の前記記録
材に付着させて画像を記録するインクジェットプリンタ
において、前記搬送機構で搬送される記録材を帯電させ
る記録材帯電電極を備えることを特徴とするインクジェ
ットプリンタ。
【請求項８】アース電位の第２電極を備え、前記搬送
機構は前記ノズルと対向する位置を通る経路を経て前記
記録材を搬送し、前記第２電極と前記ノズルとは前記経
路を通過する前記記録材を挟んで対向するように配置さ
れることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット
プリンタ。
【請求項９】前記ノズルの開口部を備えるノズル表面
をアース電位としたことを特徴とする請求項７または８
に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１０】前記インク噴出機構部を複数並べたヘ
ッド部を支持し、略直線上を往復移動するキャリッジを
備え、前記キャリッジを主走査方向に移動し、前記搬送
機構により前記記録材を副走査方向に移動しつつ前記ノ
ズルからインクを噴出させて画像を記録することを特徴
とする請求項７、８または９に記載のインクジェットプ
リンタ。
【請求項１１】前記第２電極の主走査方向の幅は、前
記記録材の主走査方向の幅に及ぶことを特徴とする請求
項７、８、９または１０に記載のインクジェットプリン
タ。
【請求項１２】前記第２電極の副走査方向の幅は、前
記記録材の副走査方向の幅に及ぶことを特徴とする請求
項１１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１３】インクを加圧してノズルから噴出する
インク噴出機構部と、記録材を定置する定置部とを備
え、前記ノズルから記録に必要なインクを選択的に噴出
し、噴出したインクを前記定置部に定置された前記記録
材に付着させて画像を記録するインクジェットプリンタ
において、噴出されたインクの飛翔経路を規制する電界
を生成する規制電極を備え、前記ノズルから噴出したイ
ンクの飛翔経路を前記電界により規制して、前記記録材
に到達させることを特徴とするインクジェットプリン
タ。
【請求項１４】前記定置部に定置された前記記録材は
前記ノズルと対向する位置に定置され、前記規制電極と
前記ノズルとは前記定置された前記記録材を挟んで対向
するように配置されることを特徴とする請求項１３に記
載のインクジェットプリンタ。
【請求項１５】前記ノズルの開口部を備えるノズル表
面をアース電位としたことを特徴とする請求項１３また
は１４に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１６】前記規制電極の主走査方向の幅は、前
記記録材の主走査方向の幅に及び、かつ前記規制電極の
副走査方向の幅は、前記記録材の副走査方向の幅に及ぶ
ことを特徴とする請求項１３、１４または１５に記載の
インクジェットプリンタ。
【請求項１７】インクを加圧してノズルから噴出する
インク噴出機構部と、記録材を定置する定置部とを備
え、前記ノズルから記録に必要なインクを選択的に噴出
し、噴出したインクを前記定置部に定置された前記記録
材に付着させて画像を記録するインクジェットプリンタ
において、前記記録材を帯電させる記録材帯電電極を備
えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項１８】アース電位の第２電極を備え、前記定
置部に定置された前記記録材は前記ノズルと対向する位
置に定置され、前記第２電極と前記ノズルとは前記定置
された前記記録材を挟んで対向するように配置されるこ
とを特徴とする請求項１７に記載のインクジェットプリ
ンタ。
【請求項１９】前記ノズルの開口部を備えるノズル表
面をアース電位としたことを特徴とする請求項１７また
は１８に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項２０】前記第２電極の主走査方向の幅は、前
記記録材の主走査方向の幅に及び、かつ前記第２電極の
副走査方向の幅は、前記記録材の副走査方向の幅に及ぶ
ことを特徴とする請求項１７、１８または１９に記載の
インクジェットプリンタ。