JP2000263791A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の記録電極から並列に各々が任意のタイ
ミングでお互いに影響されることなくインクを吐出出来
るようにしたインクジェット記録装置を提供する。 【解決手段】 帯電した色剤粒子５を絶縁性液体中４に
分散して成るインクを静電気力により飛翔させて記録媒
体２に記録するインクジェット記録装置であって、イン
クを吐出位置に集積させるための補助電極７と、補助電
極７より記録媒体側に近づいた位置に補助電極７とは電
気的に独立して設置した記録電極６−１〜６−３と、記
録電極６−１〜６−３に記録電圧印加時以外は記録電極
６−１〜６−３をフローティング状態にするスイッチＳ
Ｗ１〜３とを備え、記録電極６−１〜６−３にインク吐
出のために印加する記録電圧として補助電圧Ｖ２と同極
性／同電位の電圧Ｖ３を印加するインクジェット記録装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、色剤粒子を絶縁性
液体キャリアに分散させてなるインクに静電気力を作用
させ、インク滴を記録媒体上に飛翔させて画像を形成す
るインクジェット記録装置に関するものである。

【0002】

【従来の技術】特開平９−１５６１０５号公報には、電
気力線の漏洩を防止し色剤粒子の隣接電極方向への移動
を防止する技術として以下のような構成が示されてい
る。すなわち、電気泳動電極と吐出電極を有し、電気泳
動電極にはＶ１を印加し、色剤粒子をインク吐出口へ移
動させる。吐出電極のうちインクを吐出させる電極には
Ｖｅｊを印加し、両隣の吐出させない電極には補助電圧
Ｖｐを印加する。ここで、Ｖ１≠Ｖｅｊ≒Ｖｐとする。
記録は吐出電極の回路をＯＮとし、パルス信号Ｖｅｊを
印加し、その間両隣の吐出電極はインクを吐出させない
ような補助電圧Ｖｐを印加する。このようにすることで
インクを吐出すべき吐出電極とこれに隣接する吐出電極
との間の電位差をゼロにし、電気力線の漏洩を防止し色
剤粒子の隣接電極方向への移動を防止しようとするもの
である。

【0003】しかしながら、この従来例では先ず第一に、一
つの吐出電極から吐出させている間は両隣の吐出電極か
らは吐出させられず並列吐出が出来ないため、極めて印
字速度が遅くなるという問題点である。仮にこれを無視
して並列吐出したとするとパルスタイミングによっては
電位差が生じ隣接方向に飛翔粒子群が引っ張られ記録媒
体への着弾点が隣接間のパルス印加タイミングに対応し
て不規則にずれることになる。

【0004】また、Ｖ１≠Ｖｅｊ≒Ｖｐのため電気泳動電極
と吐出電極との間には常時電位差が存在し、特にＶ１＜
Ｖｅｊ≒Ｖｐの場合は色剤粒子が吐出口とは逆の電気泳
動電極に向かって移動して色剤粒子の吐出口への凝集を
阻害する。また、Ｖ１＞Ｖｅｊ≒Ｖｐの場合は色剤粒子
が電気泳動電極の近傍（吐出位置とは離れた後方）の吐
出電極との間に電位差が生じるため、色剤粒子は吐出位
置には集まらず後方に集まってしまう。

【0005】また、他の従来技術として特開平９−２３４８
７０号公報には、帯電された色剤粒子を絶縁性液体中に
分散させてなるインクを、ライン状に並設された複数の
記録電極へそれぞれ導き、これら複数の記録電極に対し
選択的に所定の記録電圧ＶＥを印加することにより、記
録電極から対向電極に向かって静電気力により上記イン
クを飛翔させ、対向電極の前に配設された用紙上に画像
を記録するインクジェット記録装置が開示されおり、複
数の記録電極の各間にそれぞれ対向電極への電界により
複数の記録電極の各間に電界の障壁を形成する障壁電極
を設けることにより、隣接する記録電極での電界の干渉
を防止し、常に安定したインクの飛翔が得られ、記録速
度と解像度を低下させることなく、画素のピッチずれを
防止する技術が示されている。

【0006】しかしながら、この方法では、障壁電極に印加
する電圧はＶＷ＋ＶＥ＋ＶＢであり、記録電極に印加す
る電圧はＶＥ＋ＶＢで記録電圧が低いため、帯電された
色剤粒子の一部は記録電極の先端分に集まらず、その根
本部分にも集まってしまうという問題がある。

【0007】更にまた、特開平９−２９０５０７号公報に
は、トナーを効率良く濃縮でき、インク滴の吐出周波数
を高めることができ、高濃度で良質な画像を形成できる
画像形成装置が開示されている。具体的には、記録ヘッ
ドは複数の記録電極および障壁電極を交互に並設した矩
形の絶縁性基板を有している。基板の上端にインクが供
給され、バイアス電源により各記録電極にバイアス電圧
Ｖｂが印加され、障壁電源により各障壁電極にバイアス
電圧Ｖｂより高い障壁電圧Ｖｈが印加される。これによ
り障壁電極及び記録電極の先端から対向電極に向う電界
が形成されるとともに障壁電極から記録電極に向う電界
が形成され、記録電極の先端近くの基板の上端近傍にイ
ンク内のトナーが凝集される。この状態で、画像信号に
応じて選択された記録電極に吐出電源により吐出電圧Ｖ
ｅｊを選択的に印加することにより、選択された記録電
極の先端からインク滴が飛翔する構成になっている。し
かしながら、この方法では逆に、障壁電極より記録電極
に印加する電圧が高くなって障壁電極との間に電界が形
成され電気力線が漏洩する。

【0008】特開平１０−５２９１９号公報には、吐出電極
から色剤粒子を飛翔させる際、吐出電極には吐出電圧Ｖ
ｐを与え、両隣の吐出電極をインクを吐出させるべき吐
出電極の吐出の期間、非接地浮遊状態とし更にその外側
の吐出電極にはＶｐより低いＶｃを与え予め色剤粒子の
先端部への集中を行わせる。従って、この方法は５個の
吐出電極を占有しながら実際に色剤粒子を飛翔させるの
はそのうちのたった１個ということになり、記録の効率
が低い。

【0009】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上記した
従来技術の問題点を解決し、複数の記録電極から並列に
各々が任意のタイミングでお互いに影響されることなく
インクを吐出出来るようにしたインクジェット記録装置
を提供するものである。

【0010】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みなされたものであり、請求項１に係る発明は、「帯
電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散して成るインクを
静電気力により飛翔させて記録媒体に記録するインクジ
ェット記録装置であって、インクを吐出位置に集積させ
るための補助電極と、該補助電極より該記録媒体側に近
づいた位置に該補助電極とは電気的に独立して設置した
記録電極と、該記録電極に記録電圧印加時以外は該記録
電極をフローティング状態にする切り替え部とを備え、
該記録電極にインク吐出のために印加する記録電圧とし
て前記補助電圧と同極性／同電位の電圧を印加するイン
クジェット記録装置。」を提供するものである。斯かる
構成をとることにより、各記録電極からインクを吐出す
るとき（画像信号がＯＮのとき）のみ吐出電圧印加回路
を閉じ、画像信号がゼロ又はゼロレベルの時は回路をオ
ープンする。この時、隣の電極は吐出電圧が印加されれ
ば同時に吐出するし、画像信号がゼロであれば回路をオ
ープンする。隣合う電極に同時に吐出電圧が印加された
場合は両者の電位差はゼロでこの間のインクの移動はな
い。また、ある記録電極に吐出電圧が印加中に隣の記録
電極が非吐出状態の時は該記録電極の回路がオープンと
なりフローティング状態になる。フローティングした電
極には電気力線の入りはゼロとなることから該電極への
インクの移動も、該電極からの誘導吐出も起きない。こ
のように制御することにより複数の記録電極を独立に制
御して、記録電極から並列にインクを吐出することが出
来、極めて高速にしかも、隣接の記録電極からの／への
影響が無く記録媒体に向かって安定にインクを飛翔させ
常に一定の位置にインクを着弾させることが可能とな
る。

【0011】また吐出電圧と同電位の電圧を記録電極とは別
の補助電極に常時印加することでインクをイジェクト位
置に常時集積させておくことができる。同電位とするこ
とで記録電極との電位差がなくなり、これらの電極間で
インクが移動することがなく、インクのイジェクト部へ
の凝集効率もアップする。もちろん、非吐出の記録電極
はフローティングであるから電気力線の入りはなくイン
クの移動も起らない。

【0012】さらに対向電極にこれらの電極とは逆極性の電
圧を印加することで低電圧では飛翔しにくいインクの場
合にも吐出電極と対向電極の間の電位差をアップし対向
電極の吸引力を増加させることで容易に飛翔させること
が可能となる。

【0013】

【発明の実施の形態】以下、図１、図２を参照して本発
明の実施の形態について説明する。本発明はフローティ
ング状態（非接地状態）にある導体に入る全電束数はゼ
ロであるという法則を利用したものである。図１は、本
発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の構成
を模式的に示す説明図である。ここでは簡単のために３
個の記録電極６−１〜６−３を用いた場合を示す。記録
媒体２に近い位置に記録電極６−１〜６−３があり、そ
の後方に補助電極７を置く。補助電極７に電圧Ｖ２が印
加されると絶縁性液体４中に分散したＶ２と同極性に帯
電した色剤粒子５は補助電極７と対向電極１との間に働
く電界により基板８の先端８−１〜８−３に集積する。
補助電極７には電圧Ｖ２が常時印加されている。なお、
補助電極７は幾つかに分割していても印加される電圧が
同一のＶ２であれば良い。最初、スイッチＳＷ１〜３は
オープンであり、各記録電極６−１〜６−３はフローテ
ィング状態にある。

【0014】次に図２のタイミングチャートを参照して本発
明のインクジェット記録装置の動作について説明する。
ここでは、各記録電極に供給される画像データは基準と
なるクロックの立ち下がりに同期して送られてくるもの
とする。いま、画像データＤ２がスイッチＳＷ２に入力
されると記録電極６−２に画像データＤ２に対応した期
間吐出電圧Ｖ３が印加される。先端部８−２に集中して
いたインクは、記録電極と対向電極間の電界により記録
媒体２に向かって吐出される。スイッチＳＷ１〜３は例
えば電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）で構成され、画
像データがＯＮの時のみ通電状態となりその他の期間は
フローティング状態（非接地状態）となる。従って、画
像データＤ２が入力した時のみ、スイッチＳＷ２が閉じ
て記録電極６−２に吐出電圧Ｖ３が印加されることにな
る。このとき他の記録電極６−１及び６−３はスイッチ
ＳＷ１及びＳＷ３によりオープンとなっているためフロ
ーティング状態であるので、記録電極６−２より出る電
気力線が他の記録電極に入ることはない。そのため電気
力線の漏洩によってこれらの他の記録電極に励起電圧が
発生することはなく記録電極６−１及び６−３からはイ
ンクは吐出されない。タイミング的にスイッチＳＷ２と
並行してスイッチＳＷ１及び／またはスイッチＳＷ３に
も画像データが入力されて記録電極６−１及び／または
６−３にもＶ３が印加されることもあるがこの時は、各
々の電極間の電位差がゼロとなるため電気力線が他の記
録電極に漏洩することはない。

【0015】また補助電極７の電圧Ｖ２＝Ｖ３（吐出電圧）
であるから、やはり補助電極７と記録電極間６に電位差
が生ずることはなく、電気力線の漏洩はない。このため
各記録電極６−１〜６−３より出た電気力線は全て対向
電極１に向かうことになり、吐出インク３の着弾点が補
助電極７や他の記録電極の電界に影響されてずれること
がない。

【0016】また、図１中、破線よりスイッチＳＷ１〜３側
をＩＣ化して構成することが可能である。この場合、上
述のようなヘッド構造と制御方法を行なうことで、ＩＣ
の出力側のピン間に電位差が生ずることがなくなるた
め、従来は極めて厄介な問題であった電圧供給ラインで
の電気力線の漏洩も防止することが可能とる。尚、対向
電極１の電圧Ｖ１は印加せず直接接地しても良いが、イ
ンクを吐出させるための電圧Ｖ３をＩＣ等の耐圧限度等
により上げられない場合は、対向電極１に逆極性の電圧
Ｖ１を印加することで見かけ上の吐出電圧が上がり容易
にインクを吐出させることが可能となる。

【0017】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット記録装置によれば、補助電極に印加する電圧と、
記録時に記録電極に印加する電圧を同極性／同電位にす
るとともに、記録電極に記録電圧を印加する時以外は記
録電極をフローティング状態にする構成としたため、各
々の記録電極は、補助電極や隣接する記録電極からの影
響を受けることなく、任意のタイミングでインクを正し
い方向へ効率的に吐出することができる。また、電圧供
給ラインでの電気力線の漏洩も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録
装置の構成を模式的に示す説明図である。

【図２】本発明のインクジェット記録装置の動作説明の
ためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ 対向電極 ２ 記録媒体 ３ 吐出インク ４ 絶縁性液体 ５ 帯電色剤粒子 ６ 記録電極 ７ 補助電極 ８ 基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散し
   て成るインクを静電気力により飛翔させて記録媒体に記
   録するインクジェット記録装置であって、インクを吐出
   位置に集積させるための補助電極と、該補助電極より該
   記録媒体側に近づいた位置に該補助電極とは電気的に独
   立して設置した記録電極と、該記録電極に記録電圧印加
   時以外は該記録電極をフローティング状態にする切り替
   え部とを備え、該記録電極にインク吐出のために印加す
   る記録電圧として前記補助電圧と同極性／同電位の電圧
   を印加するインクジェット記録装置。