JP2000334960A

JP2000334960A - 静電式インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2000334960A
Application number: JP11153288A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shibata; 寛柴田; Kazunari Chikanawa; 一成近縄
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】高画質で同時に高速印刷をも満足できる静電
式インクジェット記録装置を提供することを目的とす
る。【解決手段】静電式インクジェット記録装置におい
て、安定吐出を行うためにプリパルス信号と吐出パルス
信号からなる記録信号を使用し、これらのプリパルス信
号や吐出パルス信号を可変することで吐出すべき色材粒
子量を可変とし、インク滴の体積を変調しドットの大き
さの異なる階調印字が安定して再現でき、各記録電極で
のドット径バラツキも小さくする。また、吐出パルス信
号により色材粒子の吐出を完全に終了させることで、記
録用紙３１上に印字されたドットのバラツキの発生をな
くして均一化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電式インクジェッ
ト記録装置に係り、特に色材粒子を制御するようにした
静電式インクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット技術は安価で高い画質と
高速な印字技術として、オフィスオートメーションやパ
ーソナル用の情報記録装置として、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ、ワードプロセッサなどに広く用いられて
いる。

【０００３】インクジェットの記録原理には、色材を飛
翔させるためのエネルギー発生手段として、電気熱変換
素子などの発熱抵抗体を用いたもの、電気機械変換素子
などのピエゾ素子を用いたもの、さらに電気エネルギー
をそのまま用いる静電式のものなどがある。その中でも
静電式のインクジェットにおいては、記録ヘッドの作製
が他の方式と比較して簡易で、記録電極に印加する電気
信号を制御することにより階調記録を行うことができ
る。また、記録時に消費される電流量は著しく少なく、
省エネルギーの機器としても将来的に利用価値のある記
録技術であるということができる。さらに油性顔料イン
クを用いることにより、耐水性に優れた印字を行うこと
ができ、特にオフィスオートメーション用途としての利
用価値が高い。

【０００４】ここで簡単に静電式インクジェットの原理
的な側面について説明する。特開昭５６−４４６７号公
報に開示されているように、インクの充填された記録電
極と記録媒体を保持する対向電極の間に数ｋＶの記録信
号を印加すると、電極に接するインクに電荷が注入され
て、電極近傍インクが電荷を帯びる。これにより、記録
信号がある閾値を越えた時、電荷を帯びたインクに働く
静電的な力がインク表面張力に打ち勝ち、インク滴が記
録電極から対向電極へ吐出し、飛翔する。

【０００５】しかし、この原理におけるインク滴は、色
材粒子よりも溶媒比率が非常に高く、インク滴が記録用
紙着弾時において、記録紙の繊維中にすばやく浸透し、
印字濃度の低下、にじみ、そして裏映り等の不具合が生
じるその解決策として、特開平８−２９５０２３号公報
及び特開平９−１９３３８９号公報に開示されているよ
うに、吐出インク滴中の溶媒比率を下げ、色材粒子を多
く吐出する新たな静電インクジェット方式が提案され
た。この方式は、インクの比抵抗が１×１０⁹Ωｃｍ以
上、好ましくは１×１０¹⁰Ωｃｍ以上であることを特徴
とするもので、液体中に所定の極性に帯電した色材粒子
を分散させ、電気泳動電極と記録電極間の電位差によ
り、帯電した色材粒子を記録電極先端に集中させ、記録
電極と対向電極間に印加される電位差で、色材粒子を飛
翔させる原理となっている。（以後、色材粒子の帯電は
正の場合で説明を行う。）以下、図２４及び図２５を参
照して、従来の静電式インクジェット記録装置のについ
て説明する。図２４は従来のインクジェット記録装置の
印字部の構成を示す斜視図であり、図２５は同印字主要
部の側断面図である。ただし、図２４においては説明の
ためインクは図示していない。

【０００６】図２４及び図２５において、１はインク滴
を吐出するための記録電極２を備えた記録ヘッドであ
る。記録電極２は、その先端近傍に存在するインク３に
電位差が集中しやすい形状をしており、幾分凸状になっ
ている。また、記録電極２はインク吐出孔４より５０〜
２００μｍ程度突出していれば電位差集中性がさらに向
上するし、メニスカス５が安定に形成されるために安定
吐出がより向上するものである。記録電極２は一定間隔
に複数配列されており、信号電圧を印加するためのリー
ド線６及び記録電極ドライバに電気的接合を行うための
パッド（図示せず）と一体的に形成されたタブ配線基板
よりなる。８は電気泳動電極であり、この電気泳動電極
８は共通インク室９内のインク中の色材粒子１０を電気
泳動現象によりインク吐出孔４方向に電気泳動させると
ともに、記録電極２近傍に色材濃度を高くするための機
能を有する。タブ配線基板と電気泳動電極８は下部筐体
１２に接着され、下部筐体１２は上部筐体１３に接合さ
れる。

【０００７】共通インク室９内とスリット状の連通孔１
４にインクが充填された状態において、インク３は表面
張力によりインク吐出孔４の周囲内にメニスカス５を形
成する。共通インク室９内のインクには±１００Ｐａ程
度の背圧が付与されているために、メニスカス５はイン
ク吐出孔４から緩やかに飛び出した状態で形成される。
そして、インク吐出方向には記録媒体となる記録用紙１
５と更に記録用紙１５の背面には記録電極２との電位差
を制御するための対向電極１６が配置される。記録時に
は、対向電極１６は０〜−１ｋＶ程度の負電圧が印加さ
れる。また、記録電極２に印加する電圧は２００〜２０
００Ｖの範囲の正電圧が使用される。

【０００８】なお、記録用紙１５は、印刷時において、
搬送装置（図示せず）により１ライン毎に上方へ搬送さ
れる。

【０００９】以上のように構成された静電式インクジェ
ット記録装置の印字動作について、印加電圧波形図およ
び印字主要部の側断面図を参照して以下に説明する。

【００１０】図２６は従来のインクジェット記録装置の
非記録時の印加電圧波形図、図２７は従来のインクジェ
ット記録装置の記録時の印加電圧波形図である。また、
図２８〜図３１は従来のインクジェット記録装置のイン
ク吐出動作を示す図であってインク吐出動作を示す図で
ある。

【００１１】非記録時には図２６に示す様に、記録電極
２にＶ０、電気泳動電極８にＶ１、対向電極１６にＶ２
の一定の電圧が印加されている。電気泳動電極８から記
録電極２へ向かうバイアス電位差と、記録電極２から対
向電極１６へ向かう待機電位差が発生する。そして、こ
のバイアス電位差により、インク３中の色材粒子１０
は、記録電極２方向へ移動し、インク吐出孔４の記録電
極２先端へと濃縮すると共に、図２８に示すようにメニ
スカス５を形成する。続いて、記録時にはコンピュータ
より印字すべき旨の印字データが、記録電極ドライバに
入力されると、記録電極ドライバは、図２７に示す所定
のパルス幅と電圧Ｖ３からなる記録信号を記録電極へ出
力する。これにより、記録電極２と対向電極１６間に記
録電位差が発生し、記録電極２先端にあった色材粒子１
０は、図２９及び図３０に示すようにインクの表面張
力、粘性力等に打ち勝ってインク滴１７を形成してい
く。そして遂には、図３１に示す微小なインク滴１７と
なって吐出し、記録用紙１５上に印字される。そして、
記録信号の印加が終了すると、記録電極２から対向電極
１６へ向かう電位差は、もとの待機電位差となって、色
材粒子１０の吐出は終了する。以下、上述した動作が繰
り返されることにより、記録媒体上に画像が形成され
る。

【００１２】なお、階調印字においては、パルス幅が短
い時には記録電極２からインク滴１７が一滴吐出し、パ
ルス幅が十分に長い時にはインク滴１７が一滴吐出して
も、さらに記録電位差が発生しているため連続して複数
のインク滴１７が吐出することになる。そして、複数の
インク滴１７を重ね印字することで階調印字が可能とな
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の静
電式インクジェット記録装置においては以下に示す複数
の課題があった。

【００１４】第一の課題は記録信号に同期して安定に吐
出しないことである。すなわち、記録電極２に記録信号
が印加されている期間、インク滴１７は記録電極２先端
から吐出する。そして、記録信号終了時には、記録電極
２へ印加していた記録信号が終了すると、記録電極２と
対向電極１６間の電位差は待機電位差となって、インク
３の表面張力、粘性力等と均衡し、インク滴１７の吐出
も終了するはずである。ところが、記録信号が付与され
ている間、インク滴１７の吐出によりインク３の流れが
記録電極２先端に向かって発生しているため、記録信号
が終了し当初のメニスカス５を形成した待機電位差に戻
っても、色材粒子１０の吐出はすぐには終了せず、イン
ク滴１７は吐出し続け、ある期間過ぎた後に吐出終了と
なる。このことから、同一記録信号を各記録電極２に印
加しても、インク滴１７の吐出終了にはバラツキが発生
し、記録用紙１５上に印字されたドットは不均一なもの
となったり、記録信号を印加しない場合でも印字された
りして、画像品質に悪影響を与えるという課題があった
（以下、記録信号を印加しない場合でも印字されること
を「誤ドット」という）。

【００１５】第二の課題は複数のインク滴１７を重ね印
字することでの階調印字が安定して実現できないことで
ある。すなわち、インク滴１７の吐出終了にはバラツキ
が発生し、記録用紙１５上に印字されたドットは不均一
なものとなるために、ドットの大きさの異なる階調印字
が安定して再現できない、各記録電極２でのドット径の
バラツキが大きい等、画像品質に悪影響を与えるという
課題があった。

【００１６】第三の課題は、高画質と高速印刷を同時に
満足する静電式インクジェット記録装置が実現できない
ことである。すなわち、インクジェット記録装置の階調
数を増やすと印刷速度が遅くなるという課題があった。
階調印字しないインクジェット記録装置ではパルス幅が
短い信号電圧でインク滴１７が一滴吐出し印字が可能と
なるから、記録周波数は最小パルス幅で決定される。階
調印字可能なインクジェット記録装置（ｎ階調とする）
では同じ記録媒体上の同一場所に少なくともｎ滴のイン
ク滴１７を吐出・印字させるために、パルス幅はｎ倍の
長さとなり、その結果記録周波数は１／ｎとなる。高画
質のインクジェット記録装置は印刷速度が遅く、逆に、
低画質のインクジェット記録装置は印刷速度が速くな
り、高画質と高速印刷が両立できないとう不具合が起こ
る。

【００１７】本発明は上記従来の３つの課題を解決する
もので、高画質の静電式インクジェット記録装置を提供
し、更に同時に高速印刷をも満足できる静電式インクジ
ェット記録装置の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記第一の課題を解決す
るために、本発明の静電式インクジェット記録装置は、
安定吐出を行うためにプリパルス信号と吐出パルス信号
からなる記録信号を使用する。つまり、プリパルス信号
で電気泳動電極と記録電極との電位差を大きくすること
により、プリパルス信号時間内に色材粒子の電気泳動速
度を高め、急速に記録電極近傍に色材粒子を集める。そ
して、吐出パルス信号で電気泳動電極と記録電極との電
位差を小さくすることで色材粒子の電気泳動速度を緩く
し、更に色材粒子を記録電極から遠ざける。同時に記録
電極と対向電極との電位差を大きくすることにより、記
録電極近傍の色材粒子を吐出するものである。プリパル
ス信号は色材粒子を記録電極に集中させ濃縮させる機能
を持つものである。吐出パルス信号はプリパルス信号で
記録電極近傍に濃縮した色材濃度の高いインクを吐出す
る機能と吐出に至らなかった余剰の色材粒子を記録電極
より攪拌させる機能を持つものである。それ故に、吐出
パルス信号により吐出できる色材粒子は全て吐出するた
めに、バラツキの発生がなく記録用紙上に印字されたド
ットは均一なものとなり、その結果、高画質を実現でき
る。

【００１９】第二と第三の課題を解決するために、本発
明の静電式インクジェット記録装置は、階調印字を複数
のインク滴を重ね印字して行うのではなく、インク滴の
体積を可変して吐出することにより一滴の吐出で階調印
字を行う。

【００２０】第二と第三の課題を解決するための第一の
手段として、一滴の階調を安定に行うためにプリパルス
信号と吐出パルス信号からなる記録信号を使用する。こ
こで、プリパルス信号は、ドットの大きさに対応したパ
ルス数、パルス幅及びパルスピーク値等の少なくとも一
つを可変としたものである。プリパルス信号は色材粒子
を記録電極に集中させ濃縮させる機能を持つものである
から、プリパルス信号を可変することで色材粒子量を可
変することができる。吐出パルス信号はプリパルス信号
で記録電極近傍に濃縮した色材濃度の高いインクを吐出
する機能と吐出に至らなかった余剰の色材粒子を記録電
極より攪拌させる機能を持つものである。

【００２１】したがって、吐出パルス信号により色材濃
度の高いインクの吐出を確実に終了できる。以上より、
一定のプリパルス信号を使用した場合は、記録用紙上に
印字されたドットは、バラツキの発生がなく均一なもの
となり、各記録電極でのドット径バラツキも小さくなる
ため、高画質を実現できる。更に、可変したプリパルス
信号を使用した場合は、インク液滴量を可変してドット
の大きさの異なる階調印字が安定して再現できるので、
高画質と高速印字が両立できる静電式インクジェット記
録装置を提供できる。

【００２２】第二と第三の課題を解決するための第二の
手段として、一滴の階調を安定に行うためにプリパルス
信号と吐出パルス信号からなる記録信号を使用する。こ
こで、プリパルス信号と吐出パルス信号は、それぞれド
ットの大きさに対応したパルス数、パルス幅及びパルス
ピーク値等の少なくとも一つを可変としたものである。

【００２３】プリパルス信号は色材粒子を記録電極に集
中させ濃縮させる機能を持つものであるから、プリパル
ス信号を可変することで色材粒子量を可変することがで
きる。吐出パルス信号はプリパルス信号で記録電極近傍
に濃縮した色材濃度の高いインクを吐出する機能と吐出
に至らなかった余剰の色材粒子を記録電極より攪拌させ
る機能を持つものであるが、吐出パルス信号を可変する
ことで吐出に至らなかった余剰の色材粒子も吐出するこ
とができる。従って、更に階調幅の広い印字が実現でき
る。

【００２４】また、吐出パルス信号により色材粒子の吐
出を確実に終了できるので、一定の記録信号を使用した
場合は、記録用紙上に印字されたドットは、バラツキの
発生がなく均一なものとなり、各記録電極でのドット径
バラツキも小さくなるために、高画質を実現できる。更
に、可変した記録信号を使用した場合は、インク液滴量
を可変してドットの大きさの異なる階調印字が安定して
再現できるので、高画質と高速印刷が両立できる静電式
インクジェット記録装置を提供できる。

【００２５】第三の課題を解決するために、本発明の静
電式インクジェット記録装置は、一滴の階調をプリパル
ス信号と吐出パルス信号からなる記録信号を使用し、更
に一印字周期内で複数のドットを重ね印字する事で階調
印字を行うものである。一滴のインク滴変調で階調印字
が可能であることより、重ね印字をすれば更に階調幅が
広く階調分解能の高い印字が実現できる。

【００２６】また、少数滴の重ね印字で高画質を実現で
きるので、高画質と高速印刷が両立できる静電式インク
ジェット記録装置を提供できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、帯電し
た色材粒子を絶縁性溶媒に分散してなるインクを保持す
るインクタンクと、前記インクタンクと一体連結され吐
出開口部を有するインク吐出孔と、前記色材粒子及び絶
縁性溶媒を前記インク吐出孔から吐出する記録電極と、
前記記録電極に前記色材粒子を濃縮または攪拌する機能
を持つ電気泳動電極とを備えた静電式インクジェット記
録装置であって、インク滴の一吐出あたり、インク滴を
吐出に至らしめないプリパルス信号とインク滴を吐出に
至らしめる吐出パルス信号からなる記録信号を前記記録
電極に印加することを特徴とする静電式インクジェット
記録装置であり、プリパルス信号で色材粒子を集め、吐
出パルス信号で色材濃度の高いインクを吐出させるため
に、バラツキの発生がなく記録媒体上に印字されたドッ
トは均一で誤ドットの発生も少なくなるので、その結
果、高画質の静電式インクジェット記録装置を実現でき
る。

【００２８】請求項２に記載の発明は、前記プリパルス
信号を可変することによりインク滴量を可変させ吐出す
ることを特徴とする請求項１記載の静電式インクジェッ
ト記録装置であり、階調印字を複数のインク滴を重ね印
字して行うのではなく、プリパルス信号を可変しインク
滴の体積を可変して吐出することにより一滴の吐出でイ
ンク滴量を可変して階調印字ができるので、その結果、
高画質と高速印刷が両立できる静電式インクジェット記
録装置を提供できる。

【００２９】請求項３に記載の発明は、前記プリパルス
信号と吐出パルス信号を可変することによりインク滴量
を可変させ吐出することを特徴とする請求項１記載の静
電式インクジェット記録装置であり、階調印字を複数の
インク滴を重ね印字して行うのではなく、プリパルス信
号と吐出パルス信号を可変しインク滴の体積を可変して
吐出することにより一滴の吐出でインク滴量を可変して
階調印字ができるので、その結果、高画質と高速印刷が
両立できる静電式インクジェット記録装置を提供でき
る。

【００３０】請求項４に記載の発明は、帯電した色材粒
子を絶縁性溶媒に分散してなるインクを保持するインク
タンクと、前記インクタンクと一体連結され吐出開口部
を有するインク吐出孔と、前記色材粒子及び絶縁性溶媒
を前記インク吐出孔から吐出する記録電極と、前記記録
電極に前記色材粒子を濃縮または攪拌する機能を持つ電
気泳動電極とを備えた静電式インクジェット記録装置で
あって、記録信号を可変することによりインク滴量を可
変し印字するとともに、且つ複数のドットを重ね印字す
ることで階調印字することを特徴とする静電式インクジ
ェット記録装置であり、一滴の階調をプリパルス信号と
吐出パルス信号からなる記録信号を使用し、更に一印字
周期内で複数のドットを重ね印字する事で階調印字を行
うものである。一滴で階調印字が可能であり、且つ重ね
印字をすれば更に階調幅が広く階調分解能の高い印字が
実現できる。また、少数滴の重ね印字で高画質を実現で
きるので、高画質と高速印刷が両立できる静電式インク
ジェット記録装置を提供できる。

【００３１】以下、本発明を適用した具体的な実施の形
態について、図面を参照しながら詳細に説明する。な
お、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、装置の動作、ヘッドの形
状及び印字条件等を任意に変更することが可能であるこ
とは言うまでもない。

【００３２】図面を参照して本発明の静電式インクジェ
ット記録装置の実施の形態について詳細に説明する。こ
こで、従来の技術と同一番号のものは同一機能を持つも
のである。

【００３３】図１は本発明の静電式インクジェット記録
装置の内部構造を示す概略図である。

【００３４】図１に示すように、静電式インクジェット
記録装置２０は、給紙部３０、搬送部４０、記録ユニッ
ト５０、定着器６０及び排紙口７０を含む装置本体を有
している。

【００３５】給紙部３０は、装置本体の上部に配設され
ている。すなわち、装置本体の上面には、所定枚数の記
録用紙３１を収容する用紙カセット３２を挿入可能な開
口部が形成されているとともに、所定の角度で傾斜さ
れ、用紙カセット３２を保持可能なカセットガイド３３
が形成されている。また、給紙部３０は、カセットガイ
ド３３に保持された用紙カセット３２に対向する位置
に、用紙カセット３２に収容されている記録用紙３１を
１枚ずつ取り出して搬送部４０側に供給するピックアッ
プローラ４１を備えている。このピックアップローラ４
１は、略半月状に形成されている。

【００３６】搬送部４０は、給紙部３０から供給された
記録用紙３１が記録ユニット５０及び排紙口７０に向け
て搬送される搬送路、及び搬送路の略中央に回転自在に
配置された回転ベルト４２を有している。回転ベルト４
２は、用紙カセット３２から供給された記録用紙３１を
保持し、この記録用紙３１に所定の電位を与えるように
形成されている。そして、記録ユニット５０に含まれる
記録ヘッド５１に対しての対向電極としても機能する。
また、搬送部４０は、回転ベルト４２とピックアップロ
ーラ４１との間に、搬送路を案内された記録用紙３１の
傾きを補正するとともに、記録ユニット５０によって記
録される画像の先端と記録用紙３１の記録位置とを整合
させるように所定のタイミングで記録用紙３１を給紙す
る一対のタイミングローラを有している。さらに、搬送
部４０は、回転ベルト４２と排紙口７０との間に定着器
６０を備えている。定着器６０は加熱ローラ６１と加圧
ローラ６２により構成され、記録用紙３１に記録された
画像の乾燥と記録用紙３１への定着を行なう。そして、
定着器６０を通過した記録用紙３１を排紙口７０へ出
す。排紙口７０は、装置本体の上部に形成され、排紙ト
レイ７１を兼ねて所定の傾斜を有するように形成された
装置本体の上面に記録用紙３１を排紙可能な状態で形成
されている。

【００３７】記録ユニット５０は４色の記録ヘッド５１
と４色のインクを収容するインクタンクと導電性の回転
ベルト４２から構成される。本実施の形態の各記録ヘッ
ド５１はライン型静電式インクジェットヘッドの構成を
有している（以下、ライン型静電式インクジェットヘッ
ドを単にラインヘッドと言う。）。記録ヘッド５１は、
回転ベルト４２に対向する位置に配設されている。

【００３８】図２は本実施の形態の記録ユニット５０を
示す図であり、この記録ユニット５０は、定濃度インク
を収容する第一のインク収容手段としての定濃度インク
タンク５３、及び比較的高濃度に調整されたインクを収
容する第二のインク収容手段としての高濃度インクタン
ク５４を有している。定濃度インクタンク５３と高濃度
インクタンク５４及びラインヘッド５２の共通インク室
５５の間では、供給パイプ５６及び回収パイプ５７によ
りインクが循環可能な状態で接続されている。定濃度イ
ンクタンク５３において、所定濃度に調整されたインク
はポンプ５８により供給パイプ５６に送り出され、ライ
ンヘッドの共通インク室に供給される。また、定濃度イ
ンクタンク５３に収容されていたインクの一部は、回収
パイプ５７を介して高濃度インクタンク５４に回収され
る。このように、定濃度インクタンク５３及び高濃度イ
ンクタンク５４は、それぞれ収容しているインクを循環
可能な状態で接続されている。そして、ラインヘッド５
２の共通インク室５５の色材粒子の濃度をいつも一定に
維持するように機能している。

【００３９】次に、本実施の形態のラインヘッド５２に
ついて説明する。図３は本実施の形態のラインヘッドを
印字主要部となる記録電極の近傍の拡大図とともに示す
斜視図であって、ポンプやインクタンク等は図示してい
ない。この場合、多数の記録電極がライン状に配置、固
定して設けられている。この構成では、ラインヘッド５
２でライン分の印字が同時に行われ、印字が完了すると
回転ベルト４２を記録ピッチ分だけ回転させて次のライ
ンの印字を行う。印字方法としては、全ラインを一括し
て印字したり、複数ブロックに分割したり、ラインおき
に交互に印字する方法等多くある。

【００４０】このラインヘッド５２の印字主要部となる
記録電極２近傍の拡大図を図３に示す。図３の拡大図に
示すように、下部筐体１２と上部筐体１３からなるイン
クタンク筐体にタブ配線基板からなるヘッドチップが接
着されており、共通インク室９内のインク（図示せず）
が連通孔１４を通してインク吐出孔に供給される。そし
て、インクはタブ配線基板７に設けた記録電極２の先端
において緩やかなメニスカスが形成される。

【００４１】ここで、図３に示したラインヘッド５２に
おいて、各記録電極２間のピッチは、約８５μｍとして
いる。これは、３００ｄｐｉの解像度に相当する。な
お、本実施の形態において、主な寸法は、連通孔１４の
開口幅は３００μｍ、連通孔１４の深さは１ｍｍ、記録
電極２の幅は４０μｍとした。なお、記録電極２はスリ
ット状の連通孔１４より幾分突出しており、その突出距
離は１００μｍとしている。インク中の色材粒子を記録
電極に電気泳動させ濃縮させる手段である電気泳動電極
の形状、配置及び制御条件は特に限定されないが、例え
ば次のようなものがある。

【００４２】（第一の電気泳動電極の形態）図４は本実
施の形態のラインヘッド５２の内部斜視図であって、図
５は図４のラインヘッド５２の側断面図である。図４、
図５の如く共通インク室９後方に板状の電気泳動電極８
を設け、一定の電圧を印加することにより電気泳動電極
８と記録電極２の電位差でインク中の色材粒子が記録電
極２に電気泳動し、記録電極２の近傍に濃縮される。

【００４３】（第二の電気泳動電極の形態）図６は本実
施の形態における別の構成例のラインヘッドの内部斜視
図であって、図７は図６のラインヘッド５２の側断面図
である。図６、図７の如く共通インク室９の斜面に板状
の電気泳動電極８を設け、一定の電圧を印加することに
より電気泳動電極８と記録電極２の電位差でインク中の
色材粒子が記録電極に電気泳動し、記録電極２の近傍に
濃縮される。

【００４４】（第三の電気泳動電極の形態）図８は本実
施の形態における更に別の構成例のラインヘッドの内部
斜視図であって、図９は図８のラインヘッド５２の側断
面図である。図８、図９の如く連通孔１４の上方に細長
い板状の電気泳動電極８を設け、一定の電圧を印加する
ことにより電気泳動電極８と記録電極２の電位差でイン
ク中の色材粒子が記録電極に電気泳動し、記録電極２の
近傍に濃縮される。

【００４５】（第四の電気泳動電極の形態）第四の電気
泳動電極の形態としては、吐出記録電極に隣接する記録
電極を電気泳動電極８として使用することもできる。す
なわち、吐出記録電極の電圧値に対して隣接する記録電
極の電圧値を相対的に高くすれば電位差が発生し、その
結果、色材粒子が吐出記録電極に電気泳動し、記録電極
近傍に濃縮される。

【００４６】以上の如く、電気泳動電極の形状には多く
のものがあるが、電気泳動電極の機能はプリパルス信号
により電気泳動電極と記録電極の電位差を利用し色材粒
子を電気泳動させ記録電極近傍に濃縮せしめるものであ
るから、本発明の要旨を逸脱しない範囲で電気泳動電極
の形状、配置及び印加電圧条件等は限定されるものでは
なく、任意に変更することが可能であることは言うまで
もない。

【００４７】次に、本実施の形態の静電式インクジェッ
ト記録装置で使用するインクについて説明する。本実施
の形態の静電式インクジェット記録装置に使用するイン
クは、体積抵抗率が高く帯電した色材粒子が分散された
インクを用いることに特徴がある。溶媒としてイソパラ
フィン系炭化水素、シリコンオイル等を用い、樹脂やワ
ックスからなるバインダもしくは表面にカーボンブラッ
クなどの顔料を含有した色材、分散剤、帯電制御剤、分
散助剤等の構成材料から成るインクが用いられている。

【００４８】また、高い電気抵抗率を有することが要求
される。この溶媒を使用することにより、インクに印加
された電位差が溶媒を介して色材粒子に到達することが
可能となる。色材粒子を電気泳動させるために、色材粒
子自体を帯電させる必要も生じてくる。色材粒子は、静
電的反発力を利用してインク中から一定のインク滴量を
吐出するため、帯電量が安定していることが要求され
る。具体的には、インクの体積抵抗率が１×１０⁹Ωｃ
ｍ〜１×１０¹²Ωｃｍで、色材粒子のζ電位の絶対値が
３０〜２００ｍＶの範囲であるインクを使用している。

【００４９】（実施の形態１）本実施の形態の静電式イ
ンクジェットヘッドにおけるインク吐出過程の特徴は、
まず吐出の第一段階としてインクの色材粒子が電気泳動
で吐出位置近傍へ移動し、吐出位置にインクを集めるこ
とである。色材粒子濃度の高いインクは、同極性の色材
粒子を含んでいるので、色材粒子同士の静電的な反発力
が生じている。そして、第二段階として吐出位置より高
濃度の色材粒子を含んだインクが引き出され分裂し、細
かなインク滴となり、対向電極に向かって吐出する。

【００５０】本実施の形態ではプリパルス信号と吐出パ
ルス信号からなる記録信号を記録電極に印加する事によ
り上記吐出過程を実現するものである。すなわち、吐出
の第一段階の手段としてプリパルス信号を使用し吐出位
置に高濃度のインクを集め、吐出の第二段階の手段とし
て吐出パルス信号を使用し高濃度のインクを吐出に至ら
しめることを特徴としている。

【００５１】次に、本実施の形態におけるインク滴の吐
出の動作を、印加電圧波形図および印字主要部の側断面
図を参照して以下に説明する。図１０は実施の形態１に
おける非記録時の印加電圧波形図、図１１は実施の形態
１における記録時の印加電圧波形図である。ここで、記
録電極Ｖ０、プリパルス信号Ｖ３、吐出パルス信号Ｖ４
の関係はＶ４＞Ｖ０＞Ｖ３としている。また、プリパル
ス信号Ｖ３、電気泳動電極Ｖ１、吐出パルス信号Ｖ４の
関係はＶ４＞Ｖ１＞Ｖ３としている。そして、対向電極
にはＶ２を印可している。なお、プリパルス信号は、記
録電極近傍へ色材粒子の電気泳動を促し、濃縮させるだ
けであり、インクを吐出する機能は持たないようにす
る。

【００５２】図１２〜図１５は、実施の形態１における
インクジェット記録装置のインク吐出動作を示す図であ
って、記録電極の先端付近の側断面図と上断面図であ
る。電気泳動電極の位置や形状等は限定されるものでは
ないが、吐出の動作の説明では連通孔の上方に細長い板
状の電気泳動電極を設けた場合で説明する。

【００５３】図１０は非記録時であって、対向電極１６
には電圧Ｖ２そして電気泳動電極８には電圧Ｖ１の一定
のＤＣ電圧が印加されている。この状態においては、図
１２の如くメニスカス５はインク吐出孔４において記録
電極２の先端形状に沿って緩やかに飛び出したように形
成される。

【００５４】記録時には、記録電極２にプリパルス電圧
Ｖ３を印加し電気泳動電極８の電圧Ｖ１と記録電極２の
電位差を大きくし、帯電した色材粒子１０を記録電極２
の方向へ電気泳動させる。すると、高濃度の色材粒子１
０が記録電極２近傍に集中する。そして、図１３の如く
メニスカス５は色材粒子１０の集中により幾分膨らんだ
形状になる。

【００５５】しかし、色材粒子１０を集めてもプリパル
ス電圧の記録電極２と対向電極１６間の電位差では吐出
に至らない状態となっている。更に、記録電極ドライバ
により記録電極２に吐出パルス信号Ｖ４が印加され、記
録電極２と対向電極１６間の電位差が大きくなると記録
電極２の先端に電位差が集中する。電位差が集中した記
録電極２先端は、図１４の如く、高濃度のインク中の色
材粒子１０と少量の溶媒で構成されたメニスカス５の変
形が対向電極１６方向に向かって始まる。更に、静電力
によりメニスカス５がインク滴状に形成され、対向電極
１６に向かい成長していく。ついには図１５の如くメニ
スカス５からインク滴１７が分離され、インク滴１７は
吐出する。同時に吐出パルス印加中は、吐出パルス信号
Ｖ４と電気泳動電極８の電圧Ｖ１の電位差は逆転し、吐
出に至らなかった余剰の色材粒子１０を記録電極２から
電気泳動電極８の方向へ電気泳動させる。その結果、吐
出パルス終了時には記録電極２先端及び近傍には色材粒
子１０が極めて低濃度の状態となっている。記録信号電
圧が切られると、吐出したインク滴１７は対向電極１６
との間に配置された記録用紙１５に付着する。最後に、
定着器（図示せず）により記録用紙１５上のインクは加
熱定着され、記録用紙１５への記録が行われる。所望の
インク滴１７の吐出が終わると、共通インク室９内の色
材粒子１０はインク吐出孔４方向に移動することにより
記録電極２近傍の付近に色材粒子１０が補給され、図１
２の如く記録電極２のメニスカス５はインク吐出前の初
期状態と同じくインク吐出孔４において記録電極２の先
端形状に沿って緩やかに飛び出したように形成される。
そして、以後は以上説明したインク吐出の動作が繰り返
され、継続して記録が行われる。

【００５６】（実施の形態１の具体例１）具体例１とし
て、電気泳動電極は図８、図９に示した第三の電気泳動
電極の形態の場合のラインヘッドを使用した場合を説明
する。非記録時と記録時の印加電圧の具体的な例を示す
（以下、カッコ内は具体的数値であるが、本発明はこの
数値に限定されない。）。

【００５７】（１）非記録時記録電極・・・常時Ｖ０（５００Ｖ）電気泳動電極・・・常時Ｖ１（８００Ｖ）対向電極・・・常時Ｖ２（−５００Ｖ）（２）記録時記録電極・・・プリパルス信号Ｖ３（０Ｖ）、吐出パル
ス信号Ｖ４（１ｋＶ）電気泳動電極・・・常時Ｖ１（５００Ｖ）対向電極・・・常時Ｖ２（−５００Ｖ）本具体例の効果を従来の技術と比較して印字結果で示し
た。印字評価は記録用紙上に印字されたドットの均一性
と誤ドットの発生確率を調べた。なお、従来の技術とは
プリパルス信号のない場合であり、プリパルス時間の間
には吐出パルス信号を印加し複数のインク滴を吐出させ
印字を行っている。

【００５８】（従来の技術）（本具体例）ドット径 φ５０±１０μｍ φ５０±２μｍ誤ドット率０．１％０．０１％印字結果より、本具体例によれば各記録電極でのドット
径バラツキが小さくなり、誤ドットも確実に少なくでき
るので、高画質な印字ができることが確認された。

【００５９】（実施の形態１の具体例２）本具体例にお
いては、電気泳動電極として第四の電気泳動電極の形態
の場合のラインヘッドを使用した場合を説明する。非記
録時と記録時の印加電圧の具体的な例を示す（以下、カ
ッコ内は具体的数値であるが、本発明はこの数値に限定
されない。）。

【００６０】（１）非記録時吐出記録電極・・・常時Ｖ０（５００Ｖ）隣接記録電極・・・常時Ｖ１（５００Ｖ）対向電極・・・常時Ｖ２（−５００Ｖ）（２）記録時吐出記録電極・・・プリパルス信号Ｖ３（０Ｖ）、吐出
パルス信号Ｖ４（１ｋＶ）隣接記録電極・・・常時Ｖ１（５００Ｖ）対向電極・・・常時Ｖ２（−５００Ｖ）本具体例の効果を従来の技術と比較して印字結果で示し
た。印字評価は記録用紙上に印字されたドットの均一性
と誤ドットの発生確率を調べた。なお、従来の技術とは
プリパルス信号のない場合であり、プリパルス時間の間
には吐出パルス信号を印加し複数のインク滴を吐出させ
印字を行っている。

【００６１】（従来の技術）（本具体例）ドット径 φ５０±１０μｍ φ５０±２．５μｍ誤ドット率０．１％０．０１％印字結果より、本具体例によれば各記録電極でのドット
径バラツキが小さくなり、誤ドットも確実に少なくでき
るので、高画質な印字ができることが確認された。

【００６２】（実施の形態１の具体例３）本具体例にお
いては、電気泳動電極として第三と第四の電気泳動電極
の形態を併用して持つラインヘッドを使用した場合を説
明する。

【００６３】非記録時と記録時の印加電圧の状態の一例
を示す。

【００６４】（１）非記録時吐出記録電極・・・常時Ｖ０（５００Ｖ）隣接記録電極・・・常時Ｖ１（５００Ｖ）電気泳動電極・・・常時Ｖ１（８００Ｖ）対向電極・・・常時Ｖ２（−５００Ｖ）（２）記録時吐出記録電極・・・プリパルス信号Ｖ３（０Ｖ）、吐出
パルス信号Ｖ４（１ｋＶ）隣接記録電極・・・常時Ｖ１（５００Ｖ）電気泳動電極・・・常時Ｖ１（８００Ｖ）対向電極・・・常時Ｖ２（−５００Ｖ）本具体例の効果を従来の技術と比較して印字結果で示し
た。印字評価は記録用紙上に印字されたドットの均一性
と誤ドットの発生確率を調べた。なお、従来の技術とは
プリパルス信号のない場合であり、プリパルス時間の間
には吐出パルス信号を印加し複数のインク滴を吐出させ
印字を行っている。

【００６５】（従来の技術）（本具体例）ドット径 φ５０±１０μｍ φ５０±１．５μｍ誤ドット率０．１％０．００５％印字結果より、本具体例によれば各記録電極でのドット
径バラツキが小さくなり、誤ドットも確実に少なくでき
るので、高画質な印字ができることが確認された。

【００６６】以上、インク滴を吐出する方法として、各
形状の泳動電極の形態を持つラインヘッドや、吐出のた
めの電圧制御方法を挙げたが、これらの方法はいずれか
一方法だけを用いるようにしても、幾つかの方法を組み
合わせてインク滴を吐出するようにしてもよい。

【００６７】また、本発明の要旨はプリパルス信号手段
により色材粒子の量を濃縮して、吐出パルス信号手段に
よりインク滴を吐出することで高画質の印字を実現する
ものであるから、その要旨を逸脱しない範囲においてプ
リパルス信号の駆動条件や泳動電極の形態等は特に限定
されないことは言うまでもない。

【００６８】（実施の形態２）ところで、実施の形態１
では、色材粒子を記録電極近傍に確実に集め、吐出する
ことにより安定印字を行うようにしたが、これにインク
滴のサイズを変調する方法を組み合わせて用いることも
できる。すなわち、記録電極にプリパルス信号を印加
し、そのパルス幅、パルス数、パルスピーク値等を可変
することによって、プリパルス信号による記録電極近傍
の色材粒子量が変化させることができる。その結果、イ
ンク滴のサイズを変調することができるので、階調幅の
広い階調記録が可能となる。

【００６９】記録電極に与える記録信号については、ド
ット径の大小に応じて可変するプリパルス信号を印加し
た後、吐出パルス信号を印加する。なお、本実施の形態
では、吐出パルス信号は一定のパルス幅と電圧値を持つ
信号としている。

【００７０】（実施の形態２の具体例１）プリパルス信
号の印加方法の具体的な例を図に示す。図１６は実施の
形態２の具体例１におけるプリパルス信号の印加方法を
示した図である。図１６は、プリパルス信号としてパル
ス幅で印加する方法を示している。図１６に示すよう
に、大ドットを印字するときはプリパルス幅を長くし、
小ドットを印字するときはプリパルス信号のパルス幅を
短くする。この方法において、プリパルス信号の終了時
間と吐出パルス信号の開始時間との差は常に均一になる
ように固定し、プリパルス信号の開始時間を変化させて
パルス幅を変化させるようにする。以上のように印加さ
れるプリパルス信号は、記録電極近傍に存在する顔料の
電気泳動を促し濃縮させるだけであり、インク滴を吐出
する機能は持たないようにする。そして、吐出パルス信
号が印加された時に一定量のインク滴が記録電極先端か
ら吐出する。

【００７１】一例として、本具体例の効果を従来の技術
と比較して印字結果で示した。印字評価は記録用紙上に
印字されたドットの階調幅と階調分解能を調べた。な
お、従来の技術とはプリパルス信号のない場合であり、
プリパルス時間の間には吐出パルス信号を印加し複数の
インク滴を吐出させ階調印字を行っている。

【００７２】（従来の技術）（本具体例）階調幅 φ４０〜６０μｍ φ１０〜１００μｍ階調分解能３階調１６階調印字結果より、本具体例によれば階調幅と階調分解能と
も飛躍的に向上し、ドットの大きさの異なる階調印字が
安定して再現でき、各記録電極でのドット径バラツキも
小さくできるので、高画質と高速印刷が両立できること
も確認された。

【００７３】（実施の形態２の具体例２）図１７は、実
施の形態２の具体例２におけるプリパルス信号の印加方
法を示した図を示している。図１７に示すように、大ド
ットを印字するときはプリパルス信号のパルス数を多く
し、小ドットを印字するときはプリパルス信号のパルス
数を少なくする。。

【００７４】一例として、本具体例の効果を従来の技術
と比較して印字結果で示した。印字評価は記録用紙上に
印字されたドットの階調幅と階調分解能を調べた。な
お、従来の技術とはプリパルス信号のない場合であり、
プリパルス時間の間には吐出パルス信号を印加し複数の
インク滴を吐出させ階調印字を行っている。

【００７５】（従来の技術）（本具体例）階調幅 φ４０〜６０μｍ φ１０〜１００μｍ階調分解能３階調１６階調印字結果より、本具体例によれば階調幅と階調分解能と
も飛躍的に向上し、ドットの大きさの異なる階調印字が
安定して再現でき、各記録電極でのドット径バラツキも
小さくできるので、高画質と高速印刷が両立できること
が確認された。

【００７６】（実施の形態２の具体例３）図１８は、実
施の形態２の具体例３におけるプリパルス信号の印加方
法を示した図を示している。この方法では図１８に示す
ように、大ドットを印字するときはプリパルス信号の電
圧を大きくし、小ドットを印字するときはプリパルス信
号の電圧を小さくする。

【００７７】一例として、本具体例の効果を従来の技術
と比較して印字結果で示した。印字評価は記録用紙上に
印字されたドットの階調幅と階調分解能を調べた。な
お、従来の技術とはプリパルス信号のない場合であり、
プリパルス時間の間には吐出パルス信号を印加し複数の
インク滴を吐出させ階調印字を行っている。

【００７８】（従来の技術）（本具体例）階調幅 φ４０〜６０μｍ φ３０〜９０μｍ階調分解能３階調１６階調印字結果より、本具体例によれば階調幅と階調分解能と
も飛躍的に向上し、ドットの大きさの異なる階調印字が
安定して再現でき、各記録電極でのドット径バラツキも
小さくできるので、高画質と高速印刷が両立できること
が確認された。

【００７９】（実施の形態２の具体例４）図１９は、実
施の形態２の具体例４におけるプリパルス信号の印加方
法を示した図を示している。この方法では、プリパルス
信号の終了から吐出パルス信号の開始までの時間が長く
なればなるほど、記録電極の近傍の色材粒子が拡散して
いき記録電極近傍の色材粒子濃度が低下することなる。
そこで図１９に示すように、大ドットを印字するときは
プリパルス信号の終了から吐出パルス信号の開始までの
時間を短くし、小ドットを印字するときはプリパルス信
号の終了から吐出パルス信号の開始までの時間を長くす
る。

【００８０】一例として、本具体例の効果を従来の技術
と比較して印字結果で示した。印字評価は記録用紙上に
印字されたドットの階調幅と階調分解能を調べた。な
お、従来の技術とはプリパルス信号のない場合であり、
プリパルス時間の間には吐出パルス信号を印加し複数の
インク滴を吐出させ階調印字を行っている。

【００８１】（従来の技術）（本具体例）階調幅 φ４０〜６０μｍ φ２０〜９０μｍ階調分解能３階調１６階調印字結果より、本具体例によれば階調幅と階調分解能と
も飛躍的に向上し、ドットの大きさの異なる階調印字が
安定して再現でき、各記録電極でのドット径バラツキも
小さくできるので、高画質と高速印刷が両立できること
が確認された。

【００８２】以上、吐出するインク滴量の大小を制御す
る方法として、プリパルス信号のパルス幅を可変する方
法、プリパルス信号のパルス数を可変とする方法、プリ
パルス信号の電圧の大きさを可変とする方法、及びプリ
パルス信号と吐出パルス信号の間隔を可変とする方法を
挙げたが、これらの方法は、いずれか一方法だけを用い
てインク滴量の大小を制御するようにしても、幾つかの
方法を組み合わせてインク滴量の大小を制御するように
してもよい。

【００８３】また、本実施の形態ではプリパルス信号の
パルス幅、パルス数、パルスピーク値及びプリパルス信
号と吐出パルス信号の時間間隔を可変したが、本発明の
要旨はプリパルス信号手段により色材粒子の量を可変し
てインク滴を吐出することで階調印字を実現するもので
あるから、その要旨を逸脱しない範囲においてプリパル
ス信号の駆動条件は特に限定されないことは言うまでも
ない。

【００８４】（実施の形態３）実施の形態２では、イン
ク滴のサイズを変調する方法をプリパルス信号による記
録電極の色材粒子量で変化させた。すなわち、プリパル
ス信号のパルス幅、パルス数、パルスピーク値等を変化
させることで、インク滴のサイズを変調することによ
り、階調幅の広い階調記録が可能となった。

【００８５】ここでは、更に階調幅の広い階調記録を実
現するために、プリパルス信号だけでなく吐出パルス信
号をも可変することによりこれを実現するものである。
すなわち、吐出パルス信号を印加し、そのパルス幅、パ
ルスピーク値等を可変することにより行う。なお、プリ
パルス信号は記録電極近傍へ色材粒子の電気泳動を促
し、濃縮させるだけであり、インクを吐出する機能は持
たないようにする。そして、吐出パルス信号が印加され
た時に、一定量のインクが記録電極先端から吐出する。
ところが、吐出パルス信号を可変すると次のような現象
が起こる。吐出パルス信号印加時は電気泳動電極や隣接
記録電極に比較して吐出記録電極は高電圧となっている
ために、吐出に至らなかった記録電極近傍の色材粒子は
逆に電気泳動電極や隣接記録電極に向かって電気泳動し
ていく。しかし、吐出パルス信号を可変する事により、
吐出に至らなかった色材粒子を吐出に至らしめることが
できる。逆に、吐出パルス信号を可変する事により、吐
出に至る色材粒子を吐出に至らしめないようにすること
もできる。その結果、階調幅の広い階調記録が可能とな
るのである。

【００８６】（実施の形態３の具体例１）記録信号の印
加方法の具体的な例を図２０に示す。図２０はプリパル
ス幅と吐出パルス幅で印加する方法を示している。この
方法では図２０に示すように、大ドットを印字するとき
はプリパルス幅と吐出パルス幅を長くし、小ドットを印
字するときはプリパルス幅と吐出パルス幅を短くする。
この方法において、プリパルス信号の終了時間と吐出パ
ルス信号の開始時間との差は、常に均一になるように固
定している。プリパルス幅と吐出パルス幅とを可変する
ことで更に分解能が高く、階調幅が広い階調を実現でき
る。

【００８７】一例として、本具体例の効果を従来の技術
と比較して印字結果で示した。印字評価は記録用紙上に
印字されたドットの階調幅と階調分解能を調べた。な
お、従来の技術とはプリパルス信号のない場合であり、
プリパルス時間の間には吐出パルス信号を印加し複数の
インク滴を吐出させ階調印字を行っている。

【００８８】（従来の技術）（本具体例）階調幅 φ４０〜６０μｍ φ１０〜１００μｍ階調分解能３階調２４階調印字結果より、本具体例によれば階調幅と階調分解能と
も飛躍的に向上し、ドットの大きさの異なる階調印字が
安定して再現でき、各記録電極でのドット径バラツキも
小さくできるので、高画質と高速印刷が両立できること
が確認された。

【００８９】（実施の形態３の具体例２）図２１は記録
信号として、プリパルス信号として一定の大きさの電圧
で印加し、吐出パルス信号として一定の大きさの電圧で
印加する方法を示している。この方法では図２１に示す
ように、大ドットを印字するときはプリパルス信号と吐
出パルス信号の電圧を大きくし、小ドットを印字すると
きはプリパルス信号と吐出パルス信号の電圧を小さくす
る。

【００９０】この方法においては、プリパルス信号の終
了時間と吐出パルス信号の開始時間との差は常に均一に
なるように固定している。

【００９１】一例として、本具体例の効果を従来の技術
と比較して印字結果で示した。印字評価は記録用紙上に
印字されたドットの階調幅と階調分解能を調べた。な
お、従来の技術とはプリパルス信号のない場合であり、
プリパルス時間の間には吐出パルス信号を印加し複数の
インク滴を吐出させ階調印字を行っている。

【００９２】（従来の技術）（本具体例）階調幅 φ４０〜６０μｍ φ１５〜１１０μｍ階調分解能３階調２４階調印字結果より、本具体例によれば階調幅と階調分解能と
も飛躍的に向上し、ドットの大きさの異なる階調印字が
安定して再現でき、各記録電極でのドット径バラツキも
小さくできるので、高画質と高速印刷が両立できること
が確認された。

【００９３】以上、吐出するインク滴量の大小を制御す
る方法として、プリパルス信号と吐出パルス信号のパル
ス幅とパルス電圧を可変する方法を挙げたが、これらの
方法はいずれか一方法だけを用いてインク滴量の大小を
制御するようにしても、幾つかの方法を組み合わせてイ
ンク滴量の大小を制御するようにしてもよい。

【００９４】また、本発明の要旨はプリパルス信号と吐
出パルス信号手段により色材粒子の量を可変してインク
滴を吐出することで階調印字を実現するものであるか
ら、その要旨を逸脱しない範囲においてプリパルス信号
と吐出パルス信号の駆動条件は特に限定されないことは
言うまでもない。

【００９５】（実施の形態４）ところで、実施の形態２
〜３では、階調幅の広い階調記録を実現するために、プ
リパルス信号若しくはプリパルス信号と吐出パルス信号
を可変することによりこれを実現した。更に、インク滴
の記録用紙上で重ね印字する方法を組み合わせて階調印
字することもできる。すなわち、一印字周期内で２滴以
上のインク滴を吐出し、重ね印字を行い、且つ各々のイ
ンク滴のサイズは実施の形態２〜３と同様の手段で変調
することにより、階調幅の広く階調分解能の高い階調記
録が可能となる。

【００９６】（実施の形態４の具体例１）記録信号の印
加方法の具体的な例を図に示す。図２２は本実施の形態
の記録信号の印加方法を示した図である。図２２におい
ては、一印字周期内において吐出するインク液適数は２
滴の場合で示した。図２２は、実施の形態４の具体例１
における記録信号の印加方法を示した図を示している。
図２２に示すように、大ドットを印字するときはプリパ
ルス幅と吐出パルス幅を長くし、小ドットを印字すると
きはプリパルス幅と吐出パルス幅を短くする。この方法
において、プリパルス信号の終了時間と吐出パルス信号
の開始時間との差は常に一定になるように固定し、プリ
パルス信号の開始時間を変化させてパルス幅を変化させ
るようにする。なお、以上のように印加されるプリパル
ス信号は、記録電極近傍に存在する色材粒子の電気泳動
を促し濃縮させるだけであり、インクを吐出する機能は
持たないようにする。そして、吐出パルス信号が印加さ
れた時に一定量のインクが記録電極先端から吐出する。
一例として、本実施の形態の効果を従来の技術と比較し
て印字結果で示した。印字評価は記録用紙上に印字され
たドットの階調幅と階調分解能を調べた。

【００９７】（従来の技術）（本具体例）階調幅 φ４０〜６０μｍ φ１０〜１２０μｍ階調分解能３階調３２階調印字結果より、本具体例によれば階調幅と階調分解能と
も飛躍的に向上し、ドットの大きさの異なる階調印字が
安定して再現でき、各記録電極でのドット径バラツキも
小さくなるために、高画質の印字が確認された。更に、
少数滴の重ね印字で階調印字ができるので、高画質と高
速印字が両立できることも確認された。

【００９８】（実施の形態４の具体例２）図２３は実施
の形態４の具体例２における記録信号の印加方法を示し
た図である。図２３においても、一印字周期内において
吐出するインク液適数は２滴の場合で示した。図２３
は、プリパルス信号としてパルス幅の短いパルス電圧を
一定の数だけ印加し、吐出パルス信号はパルス電圧の大
小で印加する方法を示している。図２３に示すように、
大ドットを印字するときはプリパルス数を多くし吐出パ
ルス電圧を大きくする。小ドットを印字するときはプリ
パルス数を少なくし吐出パルス電圧を小さくする。この
方法において、プリパルス信号の終了時間と吐出パルス
信号の開始時間との差は常に一定になるように固定し、
プリパルス信号の開始時間を変化させてパルス幅を変化
させるようにする。なお、以上のように印加されるプリ
パルス信号は、記録電極近傍に存在する色材粒子の電気
泳動を促し濃縮させるだけであり、インクを吐出する機
能は持たないようにする。そして、吐出パルス信号が印
加された時に一定量のインクが記録電極先端から吐出す
る。一例として、本具体例の効果を従来の技術と比較し
て印字結果で示した。印字評価は記録用紙上に印字され
たドットの階調幅と階調分解能を調べた。

【００９９】（従来の技術）（本具体例）階調幅 φ４０〜６０μｍ φ１０〜１２０μｍ階調分解能３階調３２階調印字結果より、本具体例によれば階調幅と階調分解能と
も飛躍的に向上し、ドットの大きさの異なる階調印字が
安定して再現でき、各記録電極でのドット径バラツキも
小さくなるために、高画質の印字が確認された。更に、
少数滴の重ね印字で階調印字ができるので、高画質と高
速印刷が両立できることも確認された。

【０１００】なお、本実施の形態１〜４について、イン
クは正に帯電している色材粒子の場合について説明した
が、負に帯電している色材粒子のインクでも、この場合
は吐出条件の設定電圧の極性を逆にすれば良く、本発明
の要旨を逸脱することなく、本発明の目的を実現できる
ことは言うまでもない。

【０１０１】以上より、本実施の形態１によれば、プリ
パルス信号で色材粒子を集め、吐出パルス信号で色材濃
度の高いインクを吐出が可能なために、バラツキの発生
がなく記録媒体上に印字されたドットは均一で誤ドット
の発生も少なくなるので、その結果、高画質の静電式イ
ンクジェット記録装置を実現できる。

【０１０２】また、本実施の形態２によれば、階調印字
を複数のインク滴を重ね印字して行うのではなく、プリ
パルス信号を可変しインク滴の体積を可変して吐出する
ことにより一滴の吐出で階調印字ができるので、その結
果、高画質と高速印刷が両立できる静電式インクジェッ
ト記録装置を提供できる。

【０１０３】さらに、本実施の形態３によれば、階調印
字を複数のインク滴を重ね印字して行うのではなく、プ
リパルス信号と吐出パルス信号を可変しインク滴の体積
を可変して吐出することにより一滴の吐出で階調印字が
できるので、その結果、高画質と高速印刷が両立できる
静電式インクジェット記録装置を提供できる。

【０１０４】最後に、本実施の形態４によれば、一滴の
階調をプリパルス信号と吐出パルス信号からなる記録信
号を使用し、更に一印字周期内で複数のドットを重ね印
字する事で階調印字を行うものである。一滴で階調印字
が可能であり、且つ重ね印字をすれば更に階調幅が広く
階調分解能の高い印字が実現できる。また、少数滴の重
ね印字で高画質を実現できるので、高画質と高速印刷が
両立できる静電式インクジェット記録装置を提供でき
る。

【０１０５】

【発明の効果】本発明によれば、プリパルス信号で記録
電極に所定の色材粒子を記録電極に集め、吐出パルス信
号で安定した吐出を行い且つ吐出に至らなかった色材粒
子の攪拌を行うので、安定した吐出と色材粒子の吐出切
れが向上し、吐出する色材粒子のバラツキが抑制され
る。よって、記録媒体に印字されたドットは均一なもの
となり、高画像な画像を提供できるインクジェット記録
装置が可能となる。

【０１０６】また、本発明によれば、印字対象のドット
の大きさに対応するように、インク滴量を正確にコント
ロールして吐出することができ、階調印字を精度良く制
御することができる。したがって、多くの階調印字を精
度良く行うことが可能となり、中間調を含むような画像
であっても、非常に美しく印刷することが可能となる。

【０１０７】更に、インク滴の大きさを変調して階調印
字を行うので、従来の多滴印字とは異なり、高画質と高
速印刷の両立が可能となる。従って、本発明によれば高
画質の静電式インクジェット記録装置を提供し、しかも
同時に高速印刷をも満足できる静電式インクジェット記
録装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静電式インクジェット記録装置の内部
構造を示す概略図

【図２】本実施の形態の記録ユニットを示す図

【図３】本実施の形態のラインヘッドを印字主要部とな
る記録電極の近傍の拡大図とともに示す斜視図

【図４】本実施の形態のラインヘッドの内部斜視図

【図５】図４のラインヘッドの側断面図

【図６】本実施の形態における別の構成例のラインヘッ
ドの内部斜視図

【図７】図６のラインヘッドの側断面図

【図８】本実施の形態における更に別の構成例のライン
ヘッドの内部斜視図

【図９】図８のラインヘッドの側断面図

【図１０】実施の形態１における非記録時の印加電圧波
形図

【図１１】実施の形態１における記録時の印加電圧波形
図

【図１２】実施の形態１におけるインクジェット記録装
置のインク吐出動作を示す図

【図１３】実施の形態１におけるインクジェット記録装
置のインク吐出動作を示す図

【図１４】実施の形態１におけるインクジェット記録装
置のインク吐出動作を示す図

【図１５】実施の形態１におけるインクジェット記録装
置のインク吐出動作を示す図

【図１６】実施の形態２の具体例１におけるプリパルス
信号の印加方法を示した図

【図１７】実施の形態２の具体例２におけるプリパルス
信号の印加方法を示した図

【図１８】実施の形態２の具体例３におけるプリパルス
信号の印加方法を示した図

【図１９】実施の形態２の具体例４におけるプリパルス
信号の印加方法を示した図

【図２０】実施の形態３の具体例１におけるプリパルス
信号の印加方法を示した図

【図２１】実施の形態３の具体例２におけるプリパルス
信号の印加方法を示した図

【図２２】実施の形態４の具体例１における記録信号の
印加方法を示した図

【図２３】実施の形態４の具体例２における記録信号の
印加方法を示した図

【図２４】従来のインクジェット記録装置の印字部の構
成を示す斜視図

【図２５】従来のインクジェット記録装置の印字主要部
の側断面図

【図２６】従来のインクジェット記録装置の非記録時の
印加電圧波形図

【図２７】従来のインクジェット記録装置の記録時の印
加電圧波形図

【図２８】従来のインクジェット記録装置のインク吐出
動作を示す図

【図２９】従来のインクジェット記録装置のインク吐出
動作を示す図

【図３０】従来のインクジェット記録装置のインク吐出
動作を示す図

【図３１】従来のインクジェット記録装置のインク吐出
動作を示す図

【符号の説明】

１記録ヘッド２記録電極３インク４インク吐出孔５メニスカス６リード線７タブ配線基板８電気泳動電極９共通インク室１０色材粒子１２下部筐体１３上部筐体１４連通孔１５記録用紙１６対向電極１７インク滴２０静電式インクジェット記録装置３０給紙部３１記録用紙３２用紙カセット３３カセットガイド４０搬送部４１ピックアップローラ４２回転ベルト５０記録ユニット５１記録ヘッド５２ラインヘッド５３定濃度インクタンク５４高濃度インクタンク５５共通インク室５６供給パイプ５７回収パイプ５８ポンプ６０定着器６１加熱ローラ６２加圧ローラ７０排紙口７１排紙トレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電した色材粒子を絶縁性溶媒に分散して
なるインクを保持するインクタンクと、前記インクタン
クと一体連結され吐出開口部を有するインク吐出孔と、
前記色材粒子及び絶縁性溶媒を前記インク吐出孔から吐
出する記録電極と、前記記録電極に前記色材粒子を濃縮
または攪拌する機能を持つ電気泳動電極とを備えた静電
式インクジェット記録装置であって、インク滴の一吐出
あたり、インク滴を吐出に至らしめないプリパルス信号
とインク滴を吐出に至らしめる吐出パルス信号からなる
記録信号を前記記録電極に印加することを特徴とする静
電式インクジェット記録装置。
【請求項２】前記プリパルス信号を可変することにより
インク滴量を可変させ吐出することを特徴とする請求項
１記載の静電式インクジェット記録装置。
【請求項３】前記プリパルス信号と吐出パルス信号を可
変することによりインク滴量を可変させ吐出することを
特徴とする請求項１記載の静電式インクジェット記録装
置。
【請求項４】帯電した色材粒子を絶縁性溶媒に分散して
なるインクを保持するインクタンクと、前記インクタン
クと一体連結され吐出開口部を有するインク吐出孔と、
前記色材粒子及び絶縁性溶媒を前記インク吐出孔から吐
出する記録電極と、前記記録電極に前記色材粒子を濃縮
または攪拌する機能を持つ電気泳動電極とを備えた静電
式インクジェット記録装置であって、記録信号を可変す
ることによりインク滴量を可変し印字するとともに、且
つ複数のドットを重ね印字することで階調印字すること
を特徴とする静電式インクジェット記録装置。