JP2000103065A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録装置に関し、記録部を構
成するイジェクト部及び電極の配置構造の簡略化等を図
る。 【解決手段】 絶縁性液体中に帯電着色粒子を分散した
インク３を用いて、突起状のイジェクト部２と、トナー
粒子の電荷極性と同極性でトナー粒子凝集のための電圧
印加用の電極１と、記録紙９の背面にあってトナー粒子
の極性と反対極性のパルス電圧を印加する記録電極１０
とを有し、必要に応じて前記記録電極１０と記録紙９と
の間に異方性導電体１５を配した構成にしたものであ
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、インクを静電気力
により飛翔させて記録するインクジェット記録装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
インクジェット記録装置においては、イジェクト部側の
凝集用電極に印加された凝集のための凝集電圧に、イジ
ェクト用電圧を重畳して印加し、トナー粒子の持つ電荷
とのクーロン反発力によりイジェクトしていたため、ト
ナー粒子の飛翔及び方向・量が安定でなく、また、イジ
ェクト部先端から飛び出したインク粒子の集団は対向の
接地電極面に向かって飛翔するため、着弾点の規定が厳
密でなく周辺にトナー粒子が飛散して輪郭が不鮮明とな
ってしまう場合があった。

【０００３】また、一方で、トナー粒子イジェクト時に
おいて、トナー粒子と同極性のパルス高電圧を記録電極
に印加するため、イジェクト部からクーロン反発力によ
りイジェクトされるトナー粒子とは別に、イジェクトさ
れずにイジェクト部に残されるトナー粒子はイジェクト
の瞬間イジェクトされるべき記録紙の方向とは逆方向に
排除され、次の凝集を遅延させるため凝集効率が下が
り、ドットの濃度が上らなかったり、ドットのサイズが
大きくならず階調がとれなかったり、或いは、イジェク
ト周波数が上がらないというような問題があった。

【０００４】また、特開平８ー２７２２１９号公報に記
載の発明は、感光体上に、一旦、トナー極性と逆極性の
電荷潜像を形成し、それに向かってトナー粒子を飛翔さ
せて潜像を顕像化させた後、これを記録紙に転写する方
法の発明であるが、この発明による場合には記録工程が
３工程に分かれており、記録方法が極めて繁雑なものと
なっている。

【０００５】このような記録方法における電荷潜像の形
成は、先ず感光体に一様にコロナ放電等で電荷層を形成
し、その上面に対しレーザにより画像データを反転した
信号で走査し、非画像部の電荷を放電させて画像データ
に基づく電荷潜像を形成するようにしているが、感光体
の光電特性や劣化防止のため、非画像部にも数１０〜数
１００Vの電荷が残留している。

【０００６】従って、上記公報に記載の発明のように、
電荷潜像によって着色粒子を吸引する方法では上記の残
留電荷の部分にも着色粒子がわずかに飛翔し、所謂地か
ぶりという非画像部の汚れが発生することが知られてい
る。これを防止するためには、着色粒子と逆極性の残留
電荷に対応する直流バイアスを現像液担持体側に印加す
る必要がある。

【０００７】上記公報に記載の発明では、感光体１上の
電荷潜像は通常レーザビームで露光して作られるが、レ
ーザビームのパワーはガウス分布をしているため、潜像
のドットの外周部はガウス分布の裾の部分のパワーで弱
く露光されるため、現像されたドットの濃度分布は外周
が薄く中心部が濃い所謂輪郭のはっきりしないドットと
なってしまうとうい問題があった。

【０００８】そこで、本発明のインクジェット記録装置
は、上記のような問題点を解決して、記録部のイジェク
ト部及び電極の配置構造を簡略化し、高密度に集積する
と共にトナー粒子の飛翔方向を安定にし、トナー粒子の
凝集を潤沢に行わせ、記録紙への直接記録を可能にして
高密度高画質の画像記録を行えるようにしたものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、上記問題を解決するために、絶縁性液体中
に帯電着色粒子を分散したインクを用いて、突起状のイ
ジェクト部と、トナー粒子の電荷極性と同極性でトナー
粒子凝集のための電圧印加用の電極と、記録紙背面にあ
ってトナー粒子の極性と反対極性のパルス電圧を、記録
ドット毎に対応して印加する複数の記録電極とから構成
にしたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき、好ま
しい実施例を用いて説明する。図１は、その第１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り、絶
縁性液体中に帯電したトナー粒子を分散してなる液体現
像剤を用いたインクジェット記録装置に関する。この場
合、説明の都合上、トナー粒子は正帯電しているものと
して説明する。

【００１１】図において、突起状のイジェクト部２の
（記録紙から見て）後方に凝集電極１を配置し、イジェ
クト部２上に帯電したトナー粒子５を分散させたインク
３を供給路６から入れて排出路７へと流下させる。

【００１２】凝集電極１には、トナー粒子５と同極性の
電圧４を常時印加して置く。インク３に分散したトナー
粒子５はイジェクト部２の先端２ａ近傍に常時凝集し続
ける。記録紙９と記録電極１０との間には異方性導電体
１５を記録電極１０と非接触で配置する。異方性導電体
１５は、例えば、直径２０ミクロンの金属ピンが記録紙
に対して垂直方向に埋め込まれており、面内方向への電
界の広がりは小さく記録紙９に対して垂直方向のみ導電
性を有する。

【００１３】このような構成において、記録紙９の裏面
にイジェクト部２に対向して配置された記録電極１０
に、画像データに応じてトナー粒子５の電荷の極性とは
逆極性のパルス電圧１１を印加する。イジェクト部先端
２ａに凝集していたトナー粒子５はインクの溶剤の粘性
に打ち勝って電界１１に引かれて記録電極１０に向かっ
てイジェクトされ、記録紙９の上に付着し画像のドット
１３を形成する。

【００１４】異方性導電体１５を、記録紙９と記録電極
１０との間に配置することで電界が広がらずに記録電極
１０に収束するため、ドット１３が鮮明に記録される。
また、常にトナー粒子には記録紙方向に力が働いている
ため、イジェクト部２周辺のインク３中のトナー粒子５
もイジェクト部２の先端２ａに吸引され、次のイジェク
トに備える。

【００１５】また、図２（ａ）は、第２実施例を示す図
で、異方性導電体１５の替わりに球体の誘電体１６を配
置すると共に凝集電極１を記録紙９と並行に配置した構
成のインクジェット記録装置で、図２（ｂ）は球体内で
電力線が収束する状態を示した図である。

【００１６】前記凝集電極１は、２次元的広がりがあっ
ても良く、本実施例のようにすることで凝集効率を上げ
ることができる。また、本実施例及び前述の第１実施例
共に、凝集電極はイジェクト部の中に埋設させる構成に
しても良い。このようにすることにより、高圧が印加さ
れる電極を遮閉することができる。

【００１７】図３は、第３実施例に係るインクジェット
記録装置の概略構成図で、円柱１７を記録紙９の走行方
向に向けて配置した場合の実施例である。円形断面内で
の電気力線の状況は図２（ｂ）に示したと同様である。

【００１８】また、図４（ａ）はマルチイジェクトの記
録ヘッドにおいて、図２（ａ）で示した凝集電極１を一
体化した場合の第４実施例である。このように構成する
ことで凝集側の構造を簡略化できる。

【００１９】また、図４（ｂ）の第５実施例のように記
録電極と記録紙の間を接触又は平板（又はドラム状）の
絶縁体を設置したり、バイアス１４を削っても良く、こ
のようにすることで、隣接電極への電気力線の漏洩を防
止できる。

【００２０】特に、隣り合う記録電極１０ー１〜４の厚
さ方向を隣接電極に向けて揃えた配置とする。このよう
にすることで隣接の影響を最小限にすることができる。
また、マルチヘッドの場合は、記録電極１０にはトナー
粒子の電荷の極性と逆極性のバイアス電圧１４を印加し
ておくことが必要である。これは、バイアス電圧１４が
無い場合には、パルス電圧１１を印加した記録電極から
出た電気力線は周辺の記録電極に向かってしまい、凝集
電極の方に伸びないため、液面が盛り上がるのみでトナ
ー粒子をイジェクトする方向に力が働かなくなるためで
ある。

【００２１】図５は、異方性導電体ドラム１２の内側に
記録電極１０を配置し、ドラム上に記録紙９を巻付け記
録する場合の第６実施例を示す概略構成図であり、ヘッ
ドを図４に示すようにマルチ化すことで高速記録が可能
となる。

【００２２】以上説明したように本願実施例の装置によ
れば、記録部のイジェクト部及び電極の配置構造を簡略
化し、高密度に集積すると共にトナー粒子の飛翔方向を
安定にし、トナー粒子の凝集を潤沢に行わせ、記録紙へ
の直接記録を可能にして高密度高画質の画像記録を行え
るようにしたものである。

【００２３】具体的には、以下のような利点を有するも
のである。 １）トナー粒子をトナー粒子と逆極性の電界で引っ張る
ので飛翔方向が安定する。 ２）トナー粒子の着弾点が記録電極であって、トナー粒
子を吸引するため着弾点が安定すると共に、トナー粒子
が周辺に飛散することなくドットを形成するため、ドッ
トの輪郭がクッキリ形成される。 ３）イジェクトの際、凝集ポイントに同極性の高電圧を
印加しないので、凝集していた余分のトナーが排斥され
ることがなく、逆にトナー粒子をイジェクト部先端に吸
引する方向に力が働くため、トナー粒子が常時先端に供
給され、凝集効率が上がる。 ４）着弾点である記録電極側に電束を収束する部材（異
方性導電体、誘電体）を配置した為、より着弾点の解像
度が上がり、鮮明なドットが得られる。 ５）凝集側のヘッド構造及び記録電圧印加側のヘッド構
造が簡略となり、微細加工が容易となり高密度化が可能
となる。 ６）凝集側のヘッド構造が簡略になるため、歩留り向上
と材料費が減少し低コストで生産可能となり、インクカ
ートリッジとの一体化構造が低コストで可能となる。 ７）非画像部にはトナー粒子が飛翔しないため、非画像
部の汚れ（地よごれ）がない。 ８）高圧側（特に凝集電圧側）の電極が露出しないた
め、感電・ショートの危険がない。 ９）多数色印字において、記録電極を各色に共通にでき
るため、ヘッドコスト削減、装置簡略化が可能となる。 １０）前記従来例で述べた発明のように、着色粒子と逆
極性の残留電荷に対応する直流バイアスを現像液担持体
側に印加する必要がない。等の効果を奏する。

【００２４】

【発明の効果】本願発明の装置によれば、記録部のイジ
ェクト部及び電極の配置構造を簡略化し、高密度に集積
すると共にトナー粒子の飛翔方向を安定にし、トナー粒
子の凝集を潤沢に行わせ、記録紙への直接記録を可能に
して高密度高画質の画像記録を行える等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１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。

【図２】本発明の第２実施例に係るインクジェット記録
装置の概略構成図と電力線の収束状態を示した図であ
る。

【図３】本発明の第３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。

【図４】本発明の第４及び第５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。

【図５】本発明の第６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。

【符号の説明】 １ 凝集電極 ２ イジェクト部 ３ インク ５ トナー粒子 ６ 供給路 ７ 排出路 ９ 記録紙 １０ 記録電極 １５ 異方性導電体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性液体中に帯電着色粒子を分散したイ
   ンクを用いて、突起状のイジェクト部と、トナー粒子の
   電荷極性と同極性でトナー粒子凝集のための電圧印加用
   の電極と、記録紙背面にあってトナー粒子の極性と反対
   極性のパルス電圧を、記録ドット毎に対応して印加する
   複数の記録電極とから成るインクジェット記録装置。