JP2826537B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/06—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
-
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2002/061—Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に関し、特に顔料系インク中の色材粒子を電気泳動
現象により制御する形式のインクジェット記録装置に関
する。
装置に関し、特に顔料系インク中の色材粒子を電気泳動
現象により制御する形式のインクジェット記録装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時におけ
る騒音の発生が無視し得る程度に小さいという点におい
て優れており、近年特に関心を集めている。その中で
も、簡単な機構で記録媒体上に直接に高速記録が可能で
あり、しかも普通紙に記録が可能なインクジェット記録
方式は極めて有力な方式であって、この方式に関して様
々な提案がなされている。
る騒音の発生が無視し得る程度に小さいという点におい
て優れており、近年特に関心を集めている。その中で
も、簡単な機構で記録媒体上に直接に高速記録が可能で
あり、しかも普通紙に記録が可能なインクジェット記録
方式は極めて有力な方式であって、この方式に関して様
々な提案がなされている。
【０００３】従来のインクジェット記録装置は、例えば
特開昭６０−２２８１６２号公報に示されており、記録
媒体の背面に配設した対向電極と、記録媒体を挟んで対
向電極に対向する針状の排出電極との間に電圧を印加
し、発生した電界の静電力によってインク等の色材を飛
翔させる構造を有する。
特開昭６０−２２８１６２号公報に示されており、記録
媒体の背面に配設した対向電極と、記録媒体を挟んで対
向電極に対向する針状の排出電極との間に電圧を印加
し、発生した電界の静電力によってインク等の色材を飛
翔させる構造を有する。
【０００４】本発明らは、排出電極と記録媒体との間に
別の電極を配設する構造のインクジェット記録装置を提
案している。図７〜図９を参照して、本発明の先願（特
願平８−２０２３６３号）として記載された、この形式
のインクジェット記録装置を比較例として説明する。図
７はこの比較例のインクジェット記録装置の全体断面
図、図８はその記録時の状態で示す断面模式図、図９
は、記録時の印加電圧波形を示すタイミングチャートで
ある。
別の電極を配設する構造のインクジェット記録装置を提
案している。図７〜図９を参照して、本発明の先願（特
願平８−２０２３６３号）として記載された、この形式
のインクジェット記録装置を比較例として説明する。図
７はこの比較例のインクジェット記録装置の全体断面
図、図８はその記録時の状態で示す断面模式図、図９
は、記録時の印加電圧波形を示すタイミングチャートで
ある。
【０００５】図７及び図８において、インクジェット記
録装置は、帯電した色材粒子を含むインク１を内部に収
容するインク室３を備え、該インク室３には、記録紙５
側に多数のインク吐出口２が並んで配列される。インク
ジェット記録装置は、更に、各インク吐出口２から色材
粒子を吐出させるために、インク室後端側に延在し静電
力によって色材粒子を吐出口２側に移動させる図示しな
い泳動電極と、各インク吐出口２の近傍にこれに対応し
て配設された複数の針状の排出電極４と、記録媒体５を
挟んでインク吐出口２に対向した位置に配設された対向
電極６と、排出電極４と対向電極６との間に配設された
ゲート電極７とを有する。
録装置は、帯電した色材粒子を含むインク１を内部に収
容するインク室３を備え、該インク室３には、記録紙５
側に多数のインク吐出口２が並んで配列される。インク
ジェット記録装置は、更に、各インク吐出口２から色材
粒子を吐出させるために、インク室後端側に延在し静電
力によって色材粒子を吐出口２側に移動させる図示しな
い泳動電極と、各インク吐出口２の近傍にこれに対応し
て配設された複数の針状の排出電極４と、記録媒体５を
挟んでインク吐出口２に対向した位置に配設された対向
電極６と、排出電極４と対向電極６との間に配設された
ゲート電極７とを有する。
【０００６】インク室３は、ベース部材８とカバー部材
９とを結合することによって形成される小空間からな
る。対向電極６は、一般には、グランドレベルに接地さ
れ、又は、図示しない電圧源に接続されてマイナスのバ
イアス電圧が印加されている。ゲート電極７は、排出電
極４と対向電極６との間の吐出ギャップの途中に配設さ
れており、排出電極４と対向電極６とを結ぶ線上に、各
排出電極４に対応してスリット又はノズル状のゲート開
口部１５を有する。ゲート電極７は、一般には、グラン
ドレベルに接地され、又は、図示しない電圧源に接続さ
れる。
９とを結合することによって形成される小空間からな
る。対向電極６は、一般には、グランドレベルに接地さ
れ、又は、図示しない電圧源に接続されてマイナスのバ
イアス電圧が印加されている。ゲート電極７は、排出電
極４と対向電極６との間の吐出ギャップの途中に配設さ
れており、排出電極４と対向電極６とを結ぶ線上に、各
排出電極４に対応してスリット又はノズル状のゲート開
口部１５を有する。ゲート電極７は、一般には、グラン
ドレベルに接地され、又は、図示しない電圧源に接続さ
れる。
【０００７】インク１は、記録電圧の印加に先立って、
各インク吐出口２の近傍に配設された各排出電極４の表
面に沿って記録媒体５側に凸状を成すメニスカス１６を
形成し、インク室３内に保持されている。ゲート電極７
は、例えばグランドレベルの電位を持ち、対向電極６は
グランドレベルの電位又は所定の負極性のバイアス電位
に維持されている。
各インク吐出口２の近傍に配設された各排出電極４の表
面に沿って記録媒体５側に凸状を成すメニスカス１６を
形成し、インク室３内に保持されている。ゲート電極７
は、例えばグランドレベルの電位を持ち、対向電極６は
グランドレベルの電位又は所定の負極性のバイアス電位
に維持されている。
【０００８】上記インクジェット記録装置では、図９に
示すように、電気泳動電極には常時正極性の電圧Ｖ11が
印加されおり、記録時には、色材粒子が排出される排出
電極に対して選択的に、電圧波高値がＶ12でパルス幅が
Ｔ2の正極性の駆動電圧パルスＶejを印加し、色材粒子
が排出されない排出電極をグランド電位に維持する。こ
れにより、色材粒子の排出を行うべく選択された排出電
極４とゲート電極７との間には所定の強度の電界が発生
する。排出電極４上で凸状メニスカス１６を形成してい
るインク１の表面に電界が集中するので、この電界によ
りインク１中の色材粒子にクーロン力が働く。クーロン
力が凸状メニスカス１６の表面張力に打ち勝つことによ
って、排出電極４上の色材粒子を含んだ飛翔粒子群１７
がゲート電極７側に吐出する。吐出した飛翔粒子群１７
は、ゲート電極７中の各ゲート開口部１５を通過し、吐
出の慣性力及び対向電極に印加される電圧により、対向
電極６側に向かって飛翔し、対向電極６上に配置された
記録媒体５に付着する。
示すように、電気泳動電極には常時正極性の電圧Ｖ11が
印加されおり、記録時には、色材粒子が排出される排出
電極に対して選択的に、電圧波高値がＶ12でパルス幅が
Ｔ2の正極性の駆動電圧パルスＶejを印加し、色材粒子
が排出されない排出電極をグランド電位に維持する。こ
れにより、色材粒子の排出を行うべく選択された排出電
極４とゲート電極７との間には所定の強度の電界が発生
する。排出電極４上で凸状メニスカス１６を形成してい
るインク１の表面に電界が集中するので、この電界によ
りインク１中の色材粒子にクーロン力が働く。クーロン
力が凸状メニスカス１６の表面張力に打ち勝つことによ
って、排出電極４上の色材粒子を含んだ飛翔粒子群１７
がゲート電極７側に吐出する。吐出した飛翔粒子群１７
は、ゲート電極７中の各ゲート開口部１５を通過し、吐
出の慣性力及び対向電極に印加される電圧により、対向
電極６側に向かって飛翔し、対向電極６上に配置された
記録媒体５に付着する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記比較例のインクジ
ェット記録装置では、図１０の模式的平面図に示すよう
に、色材粒子の排出を行う排出電極（Ａ）１１に印加さ
れる電圧Ｖ12により、この排出電極（Ａ）１１から、グ
ランド電位に維持されている色材粒子を排出しない排出
電極（Ｂ）１２に向かう矢印３０方向の電界が発生す
る。このため、排出電極（Ａ）１１から隣接する排出電
極（Ｂ）１２側に色材粒子が移動して、排出電極（Ａ）
１１上で良好なメニスカスが得られ難いという問題が新
たに発見された。
ェット記録装置では、図１０の模式的平面図に示すよう
に、色材粒子の排出を行う排出電極（Ａ）１１に印加さ
れる電圧Ｖ12により、この排出電極（Ａ）１１から、グ
ランド電位に維持されている色材粒子を排出しない排出
電極（Ｂ）１２に向かう矢印３０方向の電界が発生す
る。このため、排出電極（Ａ）１１から隣接する排出電
極（Ｂ）１２側に色材粒子が移動して、排出電極（Ａ）
１１上で良好なメニスカスが得られ難いという問題が新
たに発見された。
【００１０】上記に鑑み、本発明は、色材粒子の排出を
行う排出電極上に良好なメニスカスを形成する電界が得
られる電圧を印加することが出来る電圧印加手段を有す
るインクジェット記録装置を提供することを目的とす
る。
行う排出電極上に良好なメニスカスを形成する電界が得
られる電圧を印加することが出来る電圧印加手段を有す
るインクジェット記録装置を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の視点のインクジェット記録装置は、
顔料系インクを収容し複数のインク吐出口を並列して有
するインク室と、前記顔料系インク中の色材粒子を電気
泳動現象により前記インク吐出口の近傍に移動させる電
気泳動電極と、前記インク吐出口に対応して配設され前
記移動した色材粒子を排出して飛翔させるための複数の
排出電極と、前記各排出電極に対向して配設された対向
電極と、前記排出電極と対向電極との間に配設され、前
記色材粒子の各飛翔部分に開口部を有するゲート電極と
を備え、前記排出電極とゲート電極との間の印加電圧が
所定のしきい値（Ｖth）以上のときに色材粒子が飛翔す
る形式のインクジェット記録装置において、色材粒子の
排出を行う第１の排出電極には第１の電圧（Ｖ1）、色
材粒子の排出を行わない第２の排出電極には、前記第１
の電圧よりも低い第２の電圧（Ｖ2）、前記ゲート電極
には前記第２の電圧よりも低い第３の電圧（−Ｖ3）で
あって、Ｖ1＋Ｖ3≧Ｖth、Ｖ2＋Ｖ3＜Ｖthの関係を有す
る各電圧を印加する電圧印加手段を備えることを特徴と
する。
に、本発明の第１の視点のインクジェット記録装置は、
顔料系インクを収容し複数のインク吐出口を並列して有
するインク室と、前記顔料系インク中の色材粒子を電気
泳動現象により前記インク吐出口の近傍に移動させる電
気泳動電極と、前記インク吐出口に対応して配設され前
記移動した色材粒子を排出して飛翔させるための複数の
排出電極と、前記各排出電極に対向して配設された対向
電極と、前記排出電極と対向電極との間に配設され、前
記色材粒子の各飛翔部分に開口部を有するゲート電極と
を備え、前記排出電極とゲート電極との間の印加電圧が
所定のしきい値（Ｖth）以上のときに色材粒子が飛翔す
る形式のインクジェット記録装置において、色材粒子の
排出を行う第１の排出電極には第１の電圧（Ｖ1）、色
材粒子の排出を行わない第２の排出電極には、前記第１
の電圧よりも低い第２の電圧（Ｖ2）、前記ゲート電極
には前記第２の電圧よりも低い第３の電圧（−Ｖ3）で
あって、Ｖ1＋Ｖ3≧Ｖth、Ｖ2＋Ｖ3＜Ｖthの関係を有す
る各電圧を印加する電圧印加手段を備えることを特徴と
する。
【００１２】ここで、上記第１及び第２の電圧（Ｖ1、
Ｖ2）が正極性の電圧であり、且つ、第３の電圧（−Ｖ
3）が負極性の電圧であることが好ましい。この場合、
電圧印加手段の構成が簡素になる。
Ｖ2）が正極性の電圧であり、且つ、第３の電圧（−Ｖ
3）が負極性の電圧であることが好ましい。この場合、
電圧印加手段の構成が簡素になる。
【００１３】また、前記対向電極には、前記第３の電圧
よりも高くはない第４の電圧が印加されることも好まし
い態様である。
よりも高くはない第４の電圧が印加されることも好まし
い態様である。
【００１４】また、本発明の第２の視点のインクジェッ
ト記録装置は、顔料系インクを収容し複数のインク吐出
口を並列して有するインク室と、前記顔料系インク中の
色材粒子を電気泳動現象により前記インク吐出口の近傍
に移動させる電気泳動電極と、前記インク吐出口に対応
して配設され前記移動した色材粒子を排出して飛翔させ
るための複数の排出電極と、前記各排出電極に対向して
配設された対向電極と、前記排出電極と対向電極との間
に配設され、前記色材粒子の各飛翔部分に開口部を有す
るゲート電極とを備え、前記排出電極とゲート電極との
間の印加電圧が所定のしきい値（Ｖth）以上のときに色
材粒子が飛翔する形式のインクジェット記録装置におい
て、前記ゲート電極が、前記各排出電極に対応して配設
された複数のゲート電極として構成されており、前記排
出電極には第１の電圧（Ｖ1）、色材粒子が排出される
排出電極に対応する前記ゲート電極には前記第１の電圧
よりも低い第２の電圧（−Ｖ3）、色材粒子が排出され
ない排出電極に対応する前記ゲート電極には前記第２の
電圧よりも高い第３の電圧（−Ｖ5）であって、Ｖ1＋Ｖ
3≧Ｖth、Ｖ1＋Ｖ5＜Ｖthの関係を有する各電圧を印加
する電圧印加手段を備えることを特徴とする。
ト記録装置は、顔料系インクを収容し複数のインク吐出
口を並列して有するインク室と、前記顔料系インク中の
色材粒子を電気泳動現象により前記インク吐出口の近傍
に移動させる電気泳動電極と、前記インク吐出口に対応
して配設され前記移動した色材粒子を排出して飛翔させ
るための複数の排出電極と、前記各排出電極に対向して
配設された対向電極と、前記排出電極と対向電極との間
に配設され、前記色材粒子の各飛翔部分に開口部を有す
るゲート電極とを備え、前記排出電極とゲート電極との
間の印加電圧が所定のしきい値（Ｖth）以上のときに色
材粒子が飛翔する形式のインクジェット記録装置におい
て、前記ゲート電極が、前記各排出電極に対応して配設
された複数のゲート電極として構成されており、前記排
出電極には第１の電圧（Ｖ1）、色材粒子が排出される
排出電極に対応する前記ゲート電極には前記第１の電圧
よりも低い第２の電圧（−Ｖ3）、色材粒子が排出され
ない排出電極に対応する前記ゲート電極には前記第２の
電圧よりも高い第３の電圧（−Ｖ5）であって、Ｖ1＋Ｖ
3≧Ｖth、Ｖ1＋Ｖ5＜Ｖthの関係を有する各電圧を印加
する電圧印加手段を備えることを特徴とする。
【００１５】ここで、本発明の第２の視点のインクジェ
ット記録装置では、上記第１の電圧（Ｖ1）が正極性の
電圧であり、上記第２及び第３の電圧（−Ｖ3、−Ｖ5）
が負極性の電圧であることが望ましい。また、上記対向
電極には、上記第２の電圧以下の第４の電圧が印加され
ることも好ましい態様である。
ット記録装置では、上記第１の電圧（Ｖ1）が正極性の
電圧であり、上記第２及び第３の電圧（−Ｖ3、−Ｖ5）
が負極性の電圧であることが望ましい。また、上記対向
電極には、上記第２の電圧以下の第４の電圧が印加され
ることも好ましい態様である。
【００１６】本発明のインクジェット記録装置による
と、色材粒子を排出する排出電極には、ゲート電極との
間にＶth以上の電圧が印加され、色材粒子を排出しない
排出電極には、ゲート電極との間にＶthに達しない電圧
が印加され、且つ、色材を排出する排出電極とこれに隣
接し色材を排出しない排出電極との間の電界が小さくな
るので、色材粒子を排出する排出電極上に良好なメニス
カスが形成され、色材を排出しない排出電極にはその先
端部にメニスカスが形成されない。これにより、インク
ジェット記録装置の記録品位が向上する。
と、色材粒子を排出する排出電極には、ゲート電極との
間にＶth以上の電圧が印加され、色材粒子を排出しない
排出電極には、ゲート電極との間にＶthに達しない電圧
が印加され、且つ、色材を排出する排出電極とこれに隣
接し色材を排出しない排出電極との間の電界が小さくな
るので、色材粒子を排出する排出電極上に良好なメニス
カスが形成され、色材を排出しない排出電極にはその先
端部にメニスカスが形成されない。これにより、インク
ジェット記録装置の記録品位が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施形態例に基づいて本発明を更に説明する。図１は、本
発明の第１の実施形態例のインクジェット記録装置の構
成を示すための模式的平面図である。本実施形態例のイ
ンクジェット記録装置は、インク室及び各電極の配置及
び構成は従来のインクジェット記録装置の配置及び構成
と同様であり、各要素には図７及び８の同様な要素と同
じ符号を付して示している。
施形態例に基づいて本発明を更に説明する。図１は、本
発明の第１の実施形態例のインクジェット記録装置の構
成を示すための模式的平面図である。本実施形態例のイ
ンクジェット記録装置は、インク室及び各電極の配置及
び構成は従来のインクジェット記録装置の配置及び構成
と同様であり、各要素には図７及び８の同様な要素と同
じ符号を付して示している。
【００１８】インクジェット記録装置は、帯電した色材
粒子を含むインク１を内部に収容するインク室３を備
え、該インク室３には、記録媒体側に多数のインク吐出
口２が並んで配設される。インクジェット記録装置は、
更に、各インク吐出口２から色材粒子を排出して飛翔さ
せるための電極として、インク室の後端側に位置し静電
力により色材粒子を吐出口２側に移動させる泳動電極１
０と、各インク吐出口２に対応して配設され、インク室
３の後端部から前端部に向かって延在する複数の排出電
極４と、記録媒体５を挟んでインク吐出口２に対向した
位置に配設された共通の対向電極６と、各排出電極４と
対向電極６との間に配設された共通のゲート電極７とを
有する。
粒子を含むインク１を内部に収容するインク室３を備
え、該インク室３には、記録媒体側に多数のインク吐出
口２が並んで配設される。インクジェット記録装置は、
更に、各インク吐出口２から色材粒子を排出して飛翔さ
せるための電極として、インク室の後端側に位置し静電
力により色材粒子を吐出口２側に移動させる泳動電極１
０と、各インク吐出口２に対応して配設され、インク室
３の後端部から前端部に向かって延在する複数の排出電
極４と、記録媒体５を挟んでインク吐出口２に対向した
位置に配設された共通の対向電極６と、各排出電極４と
対向電極６との間に配設された共通のゲート電極７とを
有する。
【００１９】インクジェット記録装置は、更に、コンピ
ュータからの入力を受け取るための入力インターフェイ
ス１８、コンピュータからの入力に基づいてインクジェ
ット記録装置全体を制御する制御部１９、コンピュータ
から送られた信号に対応して各排出電極１１、１２の電
位を個別に制御する排出電極電圧制御部１３、並びに、
共通の対向電極６の電位を制御する対向電極電圧制御部
１４、及び、共通のゲート電極の電位を制御するゲート
電極電圧制御部２０を有する。
ュータからの入力を受け取るための入力インターフェイ
ス１８、コンピュータからの入力に基づいてインクジェ
ット記録装置全体を制御する制御部１９、コンピュータ
から送られた信号に対応して各排出電極１１、１２の電
位を個別に制御する排出電極電圧制御部１３、並びに、
共通の対向電極６の電位を制御する対向電極電圧制御部
１４、及び、共通のゲート電極の電位を制御するゲート
電極電圧制御部２０を有する。
【００２０】記録のための電圧が印加されると、インク
室３のインク内の色材粒子は、各電極に印加される電圧
の制御に基づいてインク吐出口２から飛翔し、飛翔粒子
群１７となって、ゲート開口部１５を通過し、対向電極
６の前面に配置された記録紙５に付着する。
室３のインク内の色材粒子は、各電極に印加される電圧
の制御に基づいてインク吐出口２から飛翔し、飛翔粒子
群１７となって、ゲート開口部１５を通過し、対向電極
６の前面に配置された記録紙５に付着する。
【００２１】図２は、上記実施形態例のインクジェット
記録装置における各電極の印加電圧の一例を示すタイミ
ングチャートであり、同図（ａ）〜（ｄ）は夫々、色材
粒子の排出を行う各排出電極（Ａ）、色材粒子の排出を
行わない各排出電極（Ｂ）、共通のゲート電極、及び、
共通の対向電極の各印加電圧波形を示している。
記録装置における各電極の印加電圧の一例を示すタイミ
ングチャートであり、同図（ａ）〜（ｄ）は夫々、色材
粒子の排出を行う各排出電極（Ａ）、色材粒子の排出を
行わない各排出電極（Ｂ）、共通のゲート電極、及び、
共通の対向電極の各印加電圧波形を示している。
【００２２】一般に、インクジェット記録装置では、色
材粒子が排出電極から吐出するためには、排出電極とゲ
ート電極との間で、所定の大きさの印加電圧差が必要で
ある。ここで、排出電極から色材粒子が吐出できる、排
出電極とゲート電極との間の最少の印加電圧差（排出の
ためのしきい値）をＶthとすると、排出電極とゲート電
極との間の印加電圧差がＶth以上のときには色材粒子は
排出電極から吐出し、排出電極とゲート電極との間の印
加電圧差がＶthより小さいときには、排出電極から色材
粒子が吐出しない。これは、夫々の場合に対応して図３
及び図４に示すように、印加電圧差がＶthよりも大きい
ときには、排出電極１１の先端部を覆って色材粒子のメ
ニスカスが形成されること（図３）、及び、印加電圧差
がＶthよりも小さいときには、メニスカス１６が後退
し、排出電極１２の先端部にメニスカス１６が形成され
ないことによって説明できる。
材粒子が排出電極から吐出するためには、排出電極とゲ
ート電極との間で、所定の大きさの印加電圧差が必要で
ある。ここで、排出電極から色材粒子が吐出できる、排
出電極とゲート電極との間の最少の印加電圧差（排出の
ためのしきい値）をＶthとすると、排出電極とゲート電
極との間の印加電圧差がＶth以上のときには色材粒子は
排出電極から吐出し、排出電極とゲート電極との間の印
加電圧差がＶthより小さいときには、排出電極から色材
粒子が吐出しない。これは、夫々の場合に対応して図３
及び図４に示すように、印加電圧差がＶthよりも大きい
ときには、排出電極１１の先端部を覆って色材粒子のメ
ニスカスが形成されること（図３）、及び、印加電圧差
がＶthよりも小さいときには、メニスカス１６が後退
し、排出電極１２の先端部にメニスカス１６が形成され
ないことによって説明できる。
【００２３】作動に先立って、まず、電気泳動電極１０
に一定の正極性電圧を与えることにより、顔料系インク
が満たされているインク室３内に所定の電界を与える。
これにより、顔料系インク中の色材粒子２１がインク吐
出口２に向かって、或る電気泳動速度で移動する。イン
ク吐出口側に色材粒子２１が移動すると、色材粒子２１
は排出電極１１、１２周りに集合してメニスカス１６を
形成する。
に一定の正極性電圧を与えることにより、顔料系インク
が満たされているインク室３内に所定の電界を与える。
これにより、顔料系インク中の色材粒子２１がインク吐
出口２に向かって、或る電気泳動速度で移動する。イン
ク吐出口側に色材粒子２１が移動すると、色材粒子２１
は排出電極１１、１２周りに集合してメニスカス１６を
形成する。
【００２４】図１において、制御部１９は、上位装置を
成すコンピュータ等から入力インターフェイス１８を経
由して印字データ及び印字制御信号を受領すると、これ
に応じて、色材粒子２１の排出を行う排出電極（Ａ）１
１（図３）、色材粒子の排出を行わない排出電極（Ｂ）
１２（図４）を区別し、これらに与えるべき電圧を決定
した後に、排出電極電圧制御部１３、ゲート電極電圧制
御部２０、及び、対向電極電圧制御部１４に夫々信号を
送出する。
成すコンピュータ等から入力インターフェイス１８を経
由して印字データ及び印字制御信号を受領すると、これ
に応じて、色材粒子２１の排出を行う排出電極（Ａ）１
１（図３）、色材粒子の排出を行わない排出電極（Ｂ）
１２（図４）を区別し、これらに与えるべき電圧を決定
した後に、排出電極電圧制御部１３、ゲート電極電圧制
御部２０、及び、対向電極電圧制御部１４に夫々信号を
送出する。
【００２５】図２に示すように、排出電極電圧制御部１
３は、制御部１９からの信号を受領すると、色材排出を
行う排出電極（Ａ）には、波高値がＶ1でパルス幅がＴ1
の排出電圧パルスＶejを印加し、色材排出を行わない排
出電極（Ｂ）には、電圧Ｖ1よりも僅かに低い電圧Ｖ2を
印加する。ゲート電極電圧制御部２０は、共通のゲート
電極に負極性の電圧−Ｖ3を与える。ここで、Ｖ1＋Ｖ3
≧Ｖth、Ｖ2＋Ｖ3＜Ｖthとしてある。対向電極電圧制御
部１４は、制御部１９からの信号を受領すると、対向電
極６にゲート電極７に印加する負極性の電圧−Ｖ3より
も絶対値が高い負極性のバイアス電圧（つまり、−Ｖ3
よりも低いバイアス電圧）−Ｖ4を印加する。なお、こ
れに代えて、対向電極６への印加電圧−Ｖ4は、ゲート
電極７への印加電圧−Ｖ3と同じ電圧にしてもよい。
３は、制御部１９からの信号を受領すると、色材排出を
行う排出電極（Ａ）には、波高値がＶ1でパルス幅がＴ1
の排出電圧パルスＶejを印加し、色材排出を行わない排
出電極（Ｂ）には、電圧Ｖ1よりも僅かに低い電圧Ｖ2を
印加する。ゲート電極電圧制御部２０は、共通のゲート
電極に負極性の電圧−Ｖ3を与える。ここで、Ｖ1＋Ｖ3
≧Ｖth、Ｖ2＋Ｖ3＜Ｖthとしてある。対向電極電圧制御
部１４は、制御部１９からの信号を受領すると、対向電
極６にゲート電極７に印加する負極性の電圧−Ｖ3より
も絶対値が高い負極性のバイアス電圧（つまり、−Ｖ3
よりも低いバイアス電圧）−Ｖ4を印加する。なお、こ
れに代えて、対向電極６への印加電圧−Ｖ4は、ゲート
電極７への印加電圧−Ｖ3と同じ電圧にしてもよい。
【００２６】色材粒子の排出を行わない排出電極（Ｂ）
１２には、正極性の電圧Ｖ2が印加されるものの、排出
電極（Ｂ）１２とゲート電極７との間の印加電圧差（Ｖ
2＋Ｖ3）は、前記の通り、しきい値電圧Ｖthよりも小さ
く設定してあるので、図４に示すように、色材粒子２１
は排出電極（Ｂ）１２の先端部に移動しない。つまり、
Ｖ2＋Ｖ3＜Ｖthとしたことにより静電気力が小さいた
め、メニスカス１６に働く表面張力によって、メニスカ
ス１６が排出電極（Ｂ）１２の先端から後退した位置に
形成され、色材粒子２１はインク吐出口から吐出しな
い。
１２には、正極性の電圧Ｖ2が印加されるものの、排出
電極（Ｂ）１２とゲート電極７との間の印加電圧差（Ｖ
2＋Ｖ3）は、前記の通り、しきい値電圧Ｖthよりも小さ
く設定してあるので、図４に示すように、色材粒子２１
は排出電極（Ｂ）１２の先端部に移動しない。つまり、
Ｖ2＋Ｖ3＜Ｖthとしたことにより静電気力が小さいた
め、メニスカス１６に働く表面張力によって、メニスカ
ス１６が排出電極（Ｂ）１２の先端から後退した位置に
形成され、色材粒子２１はインク吐出口から吐出しな
い。
【００２７】一方、色材排出を行う排出電極（Ａ）１１
には、ゲート電極との間でＶth以上の電圧が印加される
ので、図３に示すようなメニスカス１６が得られ、これ
により、色材粒子２１は、飛翔粒子群１７となって、ゲ
ート電極を通過して対向電極側に飛翔する。つまり、排
出電極（Ａ）１１とゲート電極との間に印加される電圧
差によって形成される静電気力によって、色材粒子２１
は、排出電極（Ａ）１１の先端部に移動して先端部を覆
うメニスカス１６を形成する。このため、静電気力がメ
ニスカス力、顔料系インクの表面張力や粘性力等に打ち
勝つので、色材粒子２１は、排出電圧パルスＶejに同期
したタイミングで微小な飛翔粒子群１７となって排出電
極（Ａ）１１の先端部から飛翔し、ゲート開口部１５を
通過する。更に、ゲート電極７と対向電極６との間の電
位差（Ｖ4−Ｖ3）又はゲート電極に飛翔した際の慣性に
よって、記録媒体５上に付着する。排出電圧パルスＶej
が繰り返し印加され、色材粒子の補給が行われて記録媒
体５上に画像が形成される。
には、ゲート電極との間でＶth以上の電圧が印加される
ので、図３に示すようなメニスカス１６が得られ、これ
により、色材粒子２１は、飛翔粒子群１７となって、ゲ
ート電極を通過して対向電極側に飛翔する。つまり、排
出電極（Ａ）１１とゲート電極との間に印加される電圧
差によって形成される静電気力によって、色材粒子２１
は、排出電極（Ａ）１１の先端部に移動して先端部を覆
うメニスカス１６を形成する。このため、静電気力がメ
ニスカス力、顔料系インクの表面張力や粘性力等に打ち
勝つので、色材粒子２１は、排出電圧パルスＶejに同期
したタイミングで微小な飛翔粒子群１７となって排出電
極（Ａ）１１の先端部から飛翔し、ゲート開口部１５を
通過する。更に、ゲート電極７と対向電極６との間の電
位差（Ｖ4−Ｖ3）又はゲート電極に飛翔した際の慣性に
よって、記録媒体５上に付着する。排出電圧パルスＶej
が繰り返し印加され、色材粒子の補給が行われて記録媒
体５上に画像が形成される。
【００２８】ここで、排出電極（Ｂ）１２の印加電圧Ｖ
2は、排出電極（Ａ）１１への印加電圧Ｖ1よりも僅かに
低い電圧であることから、排出電極（Ｂ）１２と排出電
極（Ａ）１１との間に形成される電界（図１０の矢印３
０）が小さいので、排出電極（Ａ）１１から排出電極
（Ｂ）１２に向かって移動する色材粒子の量は少ない。
従って、排出電極（Ａ）１１上に良好なメニスカスが形
成される。
2は、排出電極（Ａ）１１への印加電圧Ｖ1よりも僅かに
低い電圧であることから、排出電極（Ｂ）１２と排出電
極（Ａ）１１との間に形成される電界（図１０の矢印３
０）が小さいので、排出電極（Ａ）１１から排出電極
（Ｂ）１２に向かって移動する色材粒子の量は少ない。
従って、排出電極（Ａ）１１上に良好なメニスカスが形
成される。
【００２９】図５及び図６は、本発明の第２の実施形態
例のインクジェット記録装置のブロック図及びその印加
電圧のタイミングチャートである。本実施形態例のイン
クジェット記録装置では、ゲート電極が複数に分割さ
れ、各ゲート電極、つまり、ゲート電極ａ（２２）、ゲ
ート電極ｂ（２３）、ゲート電極ｃ（２４）、ゲート電
極ｄ（２５）が、排出電極に対応して配置されているこ
とを除けば、第１の実施形態例のインクジェット記録装
置と同様な構造を有する。図６に示すように、各排出電
極１１、１２には、常時バイアスＶ2が印加されてお
り、記録時に電圧波高値がＶ1でパルス幅がＴ1の駆動電
圧パルスＶejが印加される。色材粒子が排出される排出
電極（Ａ）に対応するゲート電極ｂ（２３）には、負極
性の電圧−Ｖ3が印加され、色材粒子が排出されない排
出電極（Ｂ）に対応するゲート電極ａ（２２）、ｃ（２
４）、ｄ（２５）には、−Ｖ3よりも絶対値が小さい負
極性の電圧−Ｖ5が印加される。ここで、Ｖ1はＶthより
も低く、Ｖ1＋Ｖ3≧Ｖthであり、Ｖ1＋Ｖ5＜Ｖthとして
ある。また、対向電極には−Ｖ3よりも絶対値が大きな
電圧−Ｖ4が印加される。なお、この電圧−Ｖ4は、ゲー
ト電極ｂ（２３）への印加電圧と同じ電圧でも良い。
例のインクジェット記録装置のブロック図及びその印加
電圧のタイミングチャートである。本実施形態例のイン
クジェット記録装置では、ゲート電極が複数に分割さ
れ、各ゲート電極、つまり、ゲート電極ａ（２２）、ゲ
ート電極ｂ（２３）、ゲート電極ｃ（２４）、ゲート電
極ｄ（２５）が、排出電極に対応して配置されているこ
とを除けば、第１の実施形態例のインクジェット記録装
置と同様な構造を有する。図６に示すように、各排出電
極１１、１２には、常時バイアスＶ2が印加されてお
り、記録時に電圧波高値がＶ1でパルス幅がＴ1の駆動電
圧パルスＶejが印加される。色材粒子が排出される排出
電極（Ａ）に対応するゲート電極ｂ（２３）には、負極
性の電圧−Ｖ3が印加され、色材粒子が排出されない排
出電極（Ｂ）に対応するゲート電極ａ（２２）、ｃ（２
４）、ｄ（２５）には、−Ｖ3よりも絶対値が小さい負
極性の電圧−Ｖ5が印加される。ここで、Ｖ1はＶthより
も低く、Ｖ1＋Ｖ3≧Ｖthであり、Ｖ1＋Ｖ5＜Ｖthとして
ある。また、対向電極には−Ｖ3よりも絶対値が大きな
電圧−Ｖ4が印加される。なお、この電圧−Ｖ4は、ゲー
ト電極ｂ（２３）への印加電圧と同じ電圧でも良い。
【００３０】色材粒子の排出を行わない排出電極（Ｂ）
１２に対応するゲート電極ａ２２、ゲート電極ｃ２４、
ゲート電極ｄ２５には、夫々、負極性電圧−Ｖ5が印加
されるものの、排出電極（Ｂ）１２とこれらゲート電極
ａ２２、ゲート電極ｃ２４、ゲート電極ｄ２５との印加
電圧差（Ｖ1＋Ｖ5）がしきい値電圧Ｖthよりも小さいの
で、図４に示すように、色材粒子２１のメニスカス１６
は排出電極（Ｂ）１２の先端部には達せず、インク吐出
口から飛翔粒子群となって飛翔することはない。
１２に対応するゲート電極ａ２２、ゲート電極ｃ２４、
ゲート電極ｄ２５には、夫々、負極性電圧−Ｖ5が印加
されるものの、排出電極（Ｂ）１２とこれらゲート電極
ａ２２、ゲート電極ｃ２４、ゲート電極ｄ２５との印加
電圧差（Ｖ1＋Ｖ5）がしきい値電圧Ｖthよりも小さいの
で、図４に示すように、色材粒子２１のメニスカス１６
は排出電極（Ｂ）１２の先端部には達せず、インク吐出
口から飛翔粒子群となって飛翔することはない。
【００３１】一方、排出電極（Ａ）１１に対応するゲー
ト電極ｂ２３に印加された電圧−Ｖ3により、排出電極
（Ａ）１１とゲート電極ｂ２３との間の印加電圧差（Ｖ
1＋Ｖ3）がしきい値電圧Ｖth以上となるので、図３に示
すように、色材粒子２１は、静電気力によって、排出電
極（Ａ）１１の先端部にメニスカス１６を形成する。従
って、色材粒子２１は、静電気力がメニスカス力、顔料
系インクの表面張力や粘性力等に打ち勝つので、排出電
圧パルスＶejに同期したタイミングで微小な飛翔粒子群
１７となって排出電極（Ａ）１１の先端部から飛翔し、
ゲート開口部１５を通過する。次いで、ゲート電極ｂ２
３と対向電極６との間の電位差（Ｖ4−Ｖ3）による静電
気力又は飛翔の慣性によって、記録媒体５上に付着す
る。排出電圧パルスＶejが繰り返し印加されて色材粒子
の補給が行われ、記録媒体５上に画像が形成される。
ト電極ｂ２３に印加された電圧−Ｖ3により、排出電極
（Ａ）１１とゲート電極ｂ２３との間の印加電圧差（Ｖ
1＋Ｖ3）がしきい値電圧Ｖth以上となるので、図３に示
すように、色材粒子２１は、静電気力によって、排出電
極（Ａ）１１の先端部にメニスカス１６を形成する。従
って、色材粒子２１は、静電気力がメニスカス力、顔料
系インクの表面張力や粘性力等に打ち勝つので、排出電
圧パルスＶejに同期したタイミングで微小な飛翔粒子群
１７となって排出電極（Ａ）１１の先端部から飛翔し、
ゲート開口部１５を通過する。次いで、ゲート電極ｂ２
３と対向電極６との間の電位差（Ｖ4−Ｖ3）による静電
気力又は飛翔の慣性によって、記録媒体５上に付着す
る。排出電圧パルスＶejが繰り返し印加されて色材粒子
の補給が行われ、記録媒体５上に画像が形成される。
【００３２】ここで、排出電極（Ｂ）１２の印加電圧は
排出電極（Ａ）１１への印加電圧と同じ電圧Ｖ1である
ため、排出電極（Ｂ）１２と排出電極（Ａ）１１との間
には、図１０に示す矢印３０の電界が零になるので、排
出電極（Ａ）１１から排出電極（Ｂ）１２に向かって色
材粒子が移動することはない。従って、排出電極（Ａ）
上には、良好なメニスカスが形成される。
排出電極（Ａ）１１への印加電圧と同じ電圧Ｖ1である
ため、排出電極（Ｂ）１２と排出電極（Ａ）１１との間
には、図１０に示す矢印３０の電界が零になるので、排
出電極（Ａ）１１から排出電極（Ｂ）１２に向かって色
材粒子が移動することはない。従って、排出電極（Ａ）
上には、良好なメニスカスが形成される。
【００３３】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明のインクジェット記録装置
は、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものではな
く、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施
したインクジェット記録装置も、本発明の範囲に含まれ
る。例えば、電圧−Ｖ3、−Ｖ4、−Ｖ5は、電圧Ｖ1、Ｖ
2、Ｖthとの間の所定の関係を満足すればよく、必ずし
も負極性の電圧と限定することまでを要しない。
づいて説明したが、本発明のインクジェット記録装置
は、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものではな
く、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施
したインクジェット記録装置も、本発明の範囲に含まれ
る。例えば、電圧−Ｖ3、−Ｖ4、−Ｖ5は、電圧Ｖ1、Ｖ
2、Ｖthとの間の所定の関係を満足すればよく、必ずし
も負極性の電圧と限定することまでを要しない。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット記録装置では、色材粒子を排出する排出電極上に
良好なメニスカスが形成され、且つ、色材粒子を排出し
ない排出電極の先端部にはメニスカスが形成されないの
で、入力データに基づいた正確な印字が可能となり、イ
ンクジェット記録装置の記録品位が向上する。
ェット記録装置では、色材粒子を排出する排出電極上に
良好なメニスカスが形成され、且つ、色材粒子を排出し
ない排出電極の先端部にはメニスカスが形成されないの
で、入力データに基づいた正確な印字が可能となり、イ
ンクジェット記録装置の記録品位が向上する。
【図１】本発明の第１の実施形態例のインクジェット記
録装置の構成を示す模式的平面図。
録装置の構成を示す模式的平面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は夫々、図１のインクジェット
記録装置における、色材粒子を排出する排出電極
（Ａ）、色材粒子を排出しない排出電極（Ｂ）、ゲート
電極及び対向電極に印加する各電圧波形図。
記録装置における、色材粒子を排出する排出電極
（Ａ）、色材粒子を排出しない排出電極（Ｂ）、ゲート
電極及び対向電極に印加する各電圧波形図。
【図３】色材粒子を排出する排出電極（Ａ）の近傍の色
材粒子の分布を示す模式的平面図。
材粒子の分布を示す模式的平面図。
【図４】色材粒子を排出しない排出電極（Ｂ）の近傍の
色材粒子の分布を示す模式的平面図。
色材粒子の分布を示す模式的平面図。
【図５】本発明の第２の実施形態例のインクジェット記
録装置の構成を示すブロック図。
録装置の構成を示すブロック図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は夫々、図５のインクジェット
記録装置における、排出電極（Ａ）及び（Ｂ）、ゲート
電極ａ，ｃ，ｄ、ゲート電極ｂ、並びに、対向電極に印
加する各電圧波形図。
記録装置における、排出電極（Ａ）及び（Ｂ）、ゲート
電極ａ，ｃ，ｄ、ゲート電極ｂ、並びに、対向電極に印
加する各電圧波形図。
【図７】比較例のインクジェット記録装置の模式的断面
図。
図。
【図８】図７のインクジェット記録装置の詳細を示す模
式的断面図。
式的断面図。
【図９】比較例のインクジェット記録装置における電気
泳動電極及び排出電極の印加電圧波形図。
泳動電極及び排出電極の印加電圧波形図。
【図１０】排出電極近傍の電界を示す模式的平面図。
１ 顔料系インク ２ インク吐出口 ３ インク室 ４ 排出電極 ５ 記録媒体 ６ 対向電極 ７ ゲート電極 ８ ベース部材 ９ カバー部材 １０ 電気泳動電極 １１ 排出電極（Ａ） １２ 排出電極（Ｂ） １３ 排出電極電圧制御部 １４ 対向電極電圧制御部 １５ ゲート開口部 １６ メニスカス １７ 飛翔粒子群 １８ 入力インターフェース １９ 制御部 ２０ ゲート電極電圧制御部 ２１ 色材粒子 ２２ ゲート電極ａ ２３ ゲート電極ｂ ２４ ゲート電極ｃ ２５ ゲート電極ｄ ３０ 電界
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝口 忠志 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (72)発明者 竹本 人司 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (72)発明者 島 和男 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (72)発明者 薬師寺 徹 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−267475（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/06
Claims (6)
- 【請求項１】 顔料系インクを収容し複数のインク吐出
口を並列して有するインク室と、前記顔料系インク中の
色材粒子を電気泳動現象により前記インク吐出口の近傍
に移動させる電気泳動電極と、前記インク吐出口に対応
して配設され前記移動した色材粒子を排出して飛翔させ
るための複数の排出電極と、前記各排出電極に対向して
配設された対向電極と、前記排出電極と対向電極との間
に配設され、前記色材粒子の各飛翔部分に開口部を有す
るゲート電極とを備え、前記排出電極とゲート電極との
間の印加電圧が所定のしきい値（Ｖth）以上のときに色
材粒子が飛翔する形式のインクジェット記録装置におい
て、 色材粒子の排出を行う第１の排出電極には第１の電圧
（Ｖ1）、色材粒子の排出を行わない第２の排出電極に
は、前記第１の電圧よりも低い第２の電圧（Ｖ2）、前
記ゲート電極には前記第２の電圧よりも低い第３の電圧
（−Ｖ3）であって、Ｖ1＋Ｖ3≧Ｖth、Ｖ2＋Ｖ3＜Ｖth
の関係を有する各電圧を印加する電圧印加手段を備える
ことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の電圧（Ｖ1、Ｖ2）が
正極性の電圧であり、前記第３の電圧（−Ｖ3）が負極
性の電圧である、請求項１に記載のインクジェット記録
装置。 - 【請求項３】 前記対向電極には、前記第３の電圧以下
の第４の電圧が印加される、請求項１又は２に記載のイ
ンクジェット記録装置。 - 【請求項４】 顔料系インクを収容し複数のインク吐出
口を並列して有するインク室と、前記顔料系インク中の
色材粒子を電気泳動現象により前記インク吐出口の近傍
に移動させる電気泳動電極と、前記インク吐出口に対応
して配設され前記移動した色材粒子を排出して飛翔させ
るための複数の排出電極と、前記各排出電極に対向して
配設された対向電極と、前記排出電極と対向電極との間
に配設され、前記色材粒子の各飛翔部分に開口部を有す
るゲート電極とを備え、前記排出電極とゲート電極との
間の印加電圧が所定のしきい値（Ｖth）以上のときに色
材粒子が飛翔する形式のインクジェット記録装置におい
て、 前記ゲート電極が、前記各排出電極に対応して配設され
た複数のゲート電極として構成されており、 前記排出電極には第１の電圧（Ｖ1）、色材粒子が排出
される排出電極に対応する前記ゲート電極には前記第１
の電圧よりも低い第２の電圧（−Ｖ3）、色材粒子が排
出されない排出電極に対応する前記ゲート電極には前記
第２の電圧よりも高い第３の電圧（−Ｖ5）であって、
Ｖ1＋Ｖ3≧Ｖth、Ｖ1＋Ｖ5＜Ｖthの関係を有する各電圧
を印加する電圧印加手段を備えることを特徴とするイン
クジェット記録装置。 - 【請求項５】 前記第１の電圧（Ｖ1）が正極性の電圧
であり、前記第２及び第３の電圧（−Ｖ3、−Ｖ5）が負
極性の電圧である、請求項４に記載のインクジェット記
録装置。 - 【請求項６】 前記対向電極には、前記第２の電圧以下
の第４の電圧が印加される、請求項４又は５に記載のイ
ンクジェット記録装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8279209A JP2826537B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | インクジェット記録装置 |
| US08/956,065 US6224193B1 (en) | 1996-10-22 | 1997-10-22 | Inkjet recording apparatus having gate electrodes and print head thereof |
| DE69718599T DE69718599T2 (de) | 1996-10-22 | 1997-10-22 | Tintenstrahlaufzeichnungsapparat |
| EP97118364A EP0838335B1 (en) | 1996-10-22 | 1997-10-22 | Ink-jet recording appartus |
| AU42770/97A AU718826B2 (en) | 1996-10-22 | 1997-10-22 | Inkjet recording apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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