JP3153742B2 - 画像記録方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ等の画像記録装置に関し、詳しくは、イン
クの気体を断続的に吐出させて選択的に記録媒体上に付
着または浸透させることにより画像を形成する画像記録
装置における電界シャッタの構造およびその制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の吐出式の画像記録方式としては、
典型的には、インクジェット方式および静電記録方式が
ある。インクジェット方式は、タンクに収納している液
体状のインクを画像データに対応した電気信号により圧
電素子等を用いて加圧し、ノズルより吐出することによ
り印字を行う。このインクジェット方式では、インクの
タンク内に空気が入り込むことにより、加圧が充分にで
きなくなり印字が行うことができなくなる。液体状のイ
ンクを用いるため、ノズルでのインクの目詰りや記録媒
体上でのインクのにじみによる画質の劣化といった問題
点がある。

【０００３】また、静電記録方式では、粉体または液体
（霧状）のインクを帯電して、静電的な吸引力によりノ
ズルより吐出させ、ノズル先端に設けたシャッタを画像
データに対応した電気信号により開閉することにより印
字を行う。この静電記録方式では、インクが粉体の場
合、インク粒子がブロッキングにより固まり、目詰りを
起こすといった問題点があり、また、インクが液体の場
合、インクジェット方式と同様の目詰り、にじみといっ
た問題点がある。

【０００４】さらに他の先行技術として、気体状のイン
クを吐出して記録媒体上に付着または浸透させる技術が
ある。該方式では、気体を吐出するためノズルでの目詰
りが少なく、画素が分子状態で記録されるため、解像度
が高く、しかも階調性に優れ、にじみの少ない印字を行
うことができる。該方式については、特公昭５６−２０
２０において、図２０に示すように、印字ヘッド１の内
部のインク３を、電気ヒータ１３とその電源１４により
構成する加熱装置２により加熱して気化させ、気化した
気体状のインク３ａを噴射し、気体状のインク３ａは噴
射されると同時に帯電電極４を通過する際、帯電電極４
と印字ヘッド１との間に挿入された電源５によって帯電
され、帯電した気体状のインク３ａは、電界レンズ６，
７により集束され、次いで、電界シャッタ１５を通過す
る際に信号源１０により吐出量を制御され、背面電極１
１に向かって飛行し、記録媒体上に画像を形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この気体状のインクを
吐出して記録媒体上に付着させる方式では、気体状のイ
ンクは、常に吐出されることになるので、記録に用いら
れなかったインクが無駄になるといったランニングコス
トの増加といった問題点がある。この不使用の気体状の
インクを回収する装置および電界シャッタ１５周辺のク
リーニングを行う装置が必要となり、装置の小型化に問
題がある。また、印字ヘッド１から帯電電極４までの気
体状のインク３ａの移動は、インク３の気化による体積
膨張により、印字ヘッド１内の圧力が上昇して気体状の
インク３ａが噴射されることにより行われるため、応答
性が悪く、また印字ヘッド１内のインク３の量による影
響も受けることとなり、濃度むら等の印字品位に問題が
ある。

【０００６】本発明の目的は、インクを有効に利用し、
ランニングコストを低減することができるようにした画
像記録方法および装置を提供することである。 本発明の他の目的は、気化したインクが漏洩して記録媒
体が汚損するなどの支障が生じることを防ぐことができ
るようにした画像記録方法および装置を提供することで
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、気化しかつ帯
電したインクを、横に延びる細長いスリットを介して静
電力によって記録媒体に噴射し、スリットの長手方向に
間隔をあけて配置される複数の個別電極と、スリットを
介して個別電極に対向して配置される共通電極とによっ
て、画像記録時に、スリットに選択的に電界を生じてイ
ンクを噴射して画像を形成し、画像記録期間以外であっ
て少なくともインクが気化されていてスリットから漏洩
するおそれのある期間には、共通電極とすべての個別電
極との間に電界を生じてインクの移動を阻止することを
特徴とする画像記録方法てある。また本発明は、気化し
たインクを貯留し、上部に細長いスリットが形成された
貯留槽と、貯留槽内で気化したインクを帯電する帯電手
段と、貯留槽の上方でスリットに対向して配置された記
録媒体に、スリットを介するインクを静電力によって移
動して噴射する噴射手段と、スリットの両側部に、スリ
ットの長手方向に間隔をあけて配置される複数の個別電
極と、スリットを介して個別電極に対向して配置される
共通電極とを有する電界シャッタ手段と、共通電極と各
個別電極との間に画像データに対応して電圧を選択的に
与える制御手段とを含み、制御手段は、画像記録期間以
外であって少なくともインクが気化されていてスリット
から漏洩するおそれのある期間には、共通電極とすべて
の個別電極との間に、電圧を与えてインクの移動を阻止
することを特徴とする。また本発明は、スリットは、ス
リットの長手方向の最端位置にある個別電極よりも前記
長手方向外方に延びて形成され、共通電極は、スリット
の長手方向の最端位置にある個別電極よりも、前記長手
方向外方に延びることを特徴とする。また本発明は、ス
リットの長手方向の最端位置にある個別電極よりも、前
記長手方向外方の位置でスリットの端部を覆うインク遮
蔽部材を設けることを特徴とする。また本発明は、スリ
ットの長手方向の最端位置にある個別電極よりもさらに
前記長手方向外方に、インク移動阻止用電極が配置さ
れ、共通電極とインク移動阻止用電極との間に電圧を与
えてインクの移動を阻止することを特徴とする。また本
発明は、共通電極と個別電極とは、スリットの対向する
内周面に臨んで形成されることを特徴とする。

【０００８】本発明に従えば、印字ヘッドである貯留槽
からは気化したインクが帯電手段で帯電されて噴射手段
によって静電力を利用して記録紙に飛翔して移動し、記
録紙などの記録媒体上に付着し、または浸透して画像が
形成される。このように記録に必要なインクだけを断続
的に吐出して画像を形成するようにしたので、不必要な
インクを使用することがない。 また本発明に従えば、この気化されたインクは、使用さ
れないときには、貯留槽内に存在しており、しかもその
貯留槽の上部に形成された細長いスリットから気化した
インクが噴射されるので、目詰りが生じることがなく、
使用されないインクの回収が容易であり、クリーニング
のための構成は不要である。 またこのスリットに関連して電界シャッタ手段が設けら
れ、したがって画像の各ドット毎に気化したインクを噴
射するノズル孔が形成される構成ではないので、構成の
簡略化を図ることができる。これによって構成の簡略化
を図ることができる。 さらに本発明に従えば、スリットは、スリットの長手方
向の最端位置にある個別電極よりもスリットの長手方向
外方に延びて形成され、これによって印字ヘッドである
貯留槽のスリット長を、個別電極に対応して正確に形成
する必要がなく、製造が容易であり、貯留槽と個別電極
との精度を高くする必要がなくなる。 また本発明に従えば、共通電極は、スリットの長手方向
の最端位置にある個別電極よりも、前記長手方向外方に
延びており、これによって共通電極とすべての個別電極
との間に電界を形成した状態で、気化したインクがスリ
ットを経て貯留槽内から外部に漏洩することを確実に防
ぐことができる。 共通電極は、スリットの一側部に単一本だけ形成されて
いてもよいけれども、本発明の実施の他の形態では、個
別電極に個別的に対応した分割された電極が導体によっ
て共通の電位になるように接続されていてもよく、この
ような分割された多数の共通電極は、スリットの一側部
に形成されていてもよいけれども、両側部に分散されて
形成され、このとき個別電極も両側部に分散されて形成
されるように構成されてもよい。 さらに本発明に従えば、共通電極とすべての個別電極と
の間に、画像記録期間以外であって、少なくともインク
が気化されていて、スリットから漏洩するおそれがある
期間、たとえば固体、粉体、または液体であるインクが
加熱されて充分に気化されるまでの期間および画像記録
終了時であって貯留槽内に気体またはミスト状のインク
が存在して貯留槽の外部にスリットを介して漏洩するお
それのある期間などでは、電界シヤッタ手段によって、
インクの移動を阻止し、そのインクを貯留槽内に保留す
る。 本発明に従えば、スリットの長手方向の最端位置にある
個別電極よりも、前記長手方向外方の位置で、インク遮
蔽部材を設けてスリットの端部を覆うようにしたので、
このことによってスリットの長さの精度を向上する必要
がなくなり、その最端位置にある個別電極とインク遮蔽
部材とのスリット長手方向に沿う距離を正確に設定し
て、共通電極とすべての個別電極との間に電圧を与えて
インクの移動を阻止することを確実に行うことができ、
インクの漏洩を防ぐことができ、またスリットと個別電
極との位置決め精度を高くする必要がなくなる。 さらに本発明に従えば、最端位置のある個別電極よりも
さらに前記長手方向外方に、インク移動阻止用電極であ
るいわばダミーの個別電極を配置し、共通電極とインク
移動阻止用電極との間に電圧を常時与えて、インクのス
リット長手方向両端部から漏洩することを阻止すること
ができる。 さらに本発明に従えば、共通電極と個別電極とは、それ
らのいずれか少なくとも一方が、スリットの対向する内
周面に臨んで形成し、これによってインクの通過／阻止
の制御を一層正確に行うことができるようになり、この
スリットの対向する内周面に臨んでインク移動防止用電
極がさらに形成されていてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
全体の構成を示す簡略化した断面図である。印字ヘッド
である貯留槽１内には、固体または粉体のインク３が貯
留され、この貯留槽１の下部にはインク３を加熱するた
めの電気ヒータ１３と放熱板１４とから成る加熱手段２
が設けられる。インク３は加熱されることによって貯留
槽１内の気相部１５で参照符３ａで示されるように気化
して気体となり、１または複数のワイヤ電極４によって
帯電される。貯留槽１は、電気絶縁性材料、たとえば合
成樹脂材料などから成ってもよい。貯留槽１の平坦な板
状の上部１６には、図１の紙面に垂直に延びる細長いス
リット１７が形成される。ワイヤ電極４は、スリット１
７に沿って平行に、したがって図１の紙面に垂直方向に
延び、これによってスリット１７を経て記録のために飛
翔するインクを確実に効率よく帯電させることができ
る。ワイヤ電極４は、たとえば５０〜８０μｍであって
細く形成され、複数本が平行に配置されていてもよいけ
れども、網状であってもよい。上部１６には、スリット
１７付近に電界シャッタ手段８が形成される。ワイヤ電
極４と、固体または粉体であるインク３に接触するよう
にして貯留槽１の底部または下部に設けられた電極１８
との間には直流電源１９が接続され、ワイヤ電極４は正
極とされ、負極は接地される。ワイヤ電極４に与えられ
る電圧は、たとえば＋２〜５ｋＶであり、これによって
コロナ放電が発生し、気化したイオンはたとえば＋４ｋ
Ｖに帯電する。帯電した気体状のインク３ａは、貯留槽
１の上方に支持されて案内されて配置された記録紙など
の記録媒体１２の図１における下面に、背面電極１１に
よる静電力であるクーロン力によって吸引されて移動
し、その記録媒体１２の図１における下面に付着し、ま
たは浸透する。背面電極１１には前述の電極１８との間
に、したがって接地電位との間に背面電極１１が負とな
るように直流電源２０が接続される。この直流電源２０
の電圧は背面電極１１に、−０．５〜−２ｋＶの電圧を
印加する。

【００１０】電界シャッタ手段８における共通電極８ａ
は接地され、個別電極８ｂにはその共通電極８ａとの間
で処理手段２１から、画像形成のための画像データに対
応した直流電圧が選択的に印加される。この電圧は、た
とえば５０Ｖ〜１ｋＶの範囲の予め定める一定電圧とさ
れ、たとえば５００Ｖであってもよく、このような電圧
が与えられることによって、そのスリット１７に形成さ
れた電界によって帯電されたインクの飛翔移動が阻止さ
れる。個別電極８ｂが共通電極８ａと同一電位、したが
ってたとえば接地電位とされることによって、気化した
帯電したインクは、このスリット１７を経て前述のよう
に背面電極１１に静電力によって飛翔し、背面電極１１
の前方に配置された記録媒体１２に付着、浸透して画像
の記録が行われる。

【００１１】インク３の色材としては、青色のインクを
用いるとして、イエローでは、アントライソチアゾール
系、キノフタロン系、ピラゾロナゾ系、ピリドンアゾ
系、スチリル系等を用い、マゼンタでは、アントラキノ
ン系、ジシアノイミダゾール系、チアジアゾールアゾ
系、トリシアノビニル系等を用い、シアンでは、アゾ
系、アントラキノン系、ナフトキノン系、インドアニリ
ン系等を用いることができる。

【００１２】インク３は上述のように固体または粉体で
あってもよいけれども、液体としてもよく、液体のイン
クを用いると、搬送性が良好であり、気化に必要な加熱
手段２に必要なエネルギ量が少なくてすむ。

【００１３】図１の構成では、インク３が気化され、そ
の気体となったインクをワイヤ電極４で帯電するように
構成しているので、インク３が電気絶縁性の物質であっ
ても、帯電することが容易であり、また環境など、たと
えば温度、湿度などによる影響を受けずに確実に帯電さ
せることができるという利点がある。

【００１４】図２は、貯留槽１の上部付近の一部を切欠
いて示す斜視図である。図解の便宜のために、共通電極
８ａおよび複数の個別電極８ｂを、斜線を施して示す。
スリット１７の一側部には単一本の共通電極８ａが形成
され、他側部にはそのスリット１７の長手方向に間隔Ｄ
をあけて複数の個別電極８ｂが配置される。

【００１５】図３は、貯留槽１の上部１６を示すスリッ
ト１７の長手方向に垂直な簡略化した断面図である。こ
れらの電極８ａ，８ｂは、貯留槽１の上部１６の上に形
成されるので、製造が容易であるという利点がある。こ
の電極８ａ，８ｂの厚みは、たとえば数１００μｍ〜数
ｍｍ程度とし、これによって参照符２２で示す電気力線
を充分に形成して、帯電した気化したインク３ａがスリ
ット１７から図３の上方である外部に漏洩することを確
実に防ぐことができる。なおこの電界シャッタ手段８に
おける異常放電を防止して安定な電界を形成させるため
に、その電極表面に電気絶縁性皮膜を形成するようにし
てもよい。

【００１６】図４は、貯留槽１の簡略化した平面図であ
る。スリット１７の全長Ｌは、たとえばラインヘッドプ
リンタの場合、印字幅に対応した長さであり、たとえば
ＪＩＳ Ａ４サイズでは２００ｍｍ、Ａ５サイズでは１
４０ｍｍであり、スリット１７の幅Ｗは、記録密度が１
５０ｄｏｔ／ｉｎｃｈ（ｄｐｉ）とするとき、約２００
μｍに定める。

【００１７】図５は図４に示される構成の一部を拡大し
て示す簡略化した平面図であり、図６は本発明の実施の
他の形態における前述の図５に対応する構成を示す簡略
化した平面図である。個別電極８ｂは、記録密度に対応
した幅Ｂおよび間隔Ｄを有し、同一形状を有している。
１つの個別電極８ｂによる電界が作用しなければならな
い分担するスリット１７の長さ方向の領域は、個別電極
８ｂ間の上部１６の露出した電気絶縁性材料の幅をＤと
するとき、個別電極８ｂを含み、個別電極の両エッジか
ら外側にそれぞれＤ／２の範囲である。たとえばライン
ヘッドの記録密度が１５０ｄｐｉであるとき、Ｄ＝５０
μｍとすれば、Ｄ／２＝２５μｍとなる。もしもこれよ
りも個別電極８ｂの間隔Ｄが広いと、図６の参照符２７
で示されるように個別電極８ｂともう１つの隣接する個
別電極８ｂとの間の真中近辺で、電界が作用しない、あ
るいは作用しても非常に電界が弱い領域ができ、インク
がスリット１７から漏れ出てしまうという問題が生じ
る。

【００１８】スリット１７の長手方向の両端部にある個
別電極８ｂ１に関しても同様に考えることができ、個別
電極８ｂ１の両エッジから外側にそれぞれＤ／２の範囲
まで電界が及んでいる必要があり、したがって共通電極
８ａの図４における左右方向の長さは、個別電極８ｂ間
の絶縁材料の幅をＤとしたとき、最端の個別電極８ｂ１
からスリット１７の長手方向外方にそれぞれＤ／２以上
長いように形成する。これによって両端の個別電極８ｂ
１における電界分布は、概略的に図４の参照符２３で示
されるようになり、残余の個別電極８ｂと同様な電界分
布とすることができ、こうしてすべての個別電極８ｂ，
８ｂ１によって制御されるインクのドット径を等しくす
ることができる。以下の説明では、参照符８ｂ，８ｂ１
を、総括的に参照符８ｂで示すことがある。

【００１９】上述の本発明の実施の一形態では、気化し
たインクを正帯電としたけれども、ワイヤ電極４に負の
電圧を印加して負帯電としてもよい。上述のようにイン
ク３ａを正帯電とすることによって、オゾンなどの有害
物質の発生を少なくすることができる。共通電極８ａと
個別電極８ｂとの間に印加する電圧は、背面電極１１に
よる気体状のインク３ａの電気的なクーロン力だけでな
く、インク３が気化することによって固体、粉体から昇
華して体積膨張し、または液体から気体になって体積膨
張することによって、貯留槽１内で圧力が上昇する分を
考慮し、その電圧を定める。

【００２０】共通電極８ａと個別電極８ｂとの間に電圧
を前述のように印加することによって、スリット１７に
はそのスリット１７の長手方向に対して直角となるよう
に電気力線２２，２３が形成され、すなわち両電極８
ａ，８ｂは平行平板形であって、スリット１７内では電
界分布がほぼ平等電界となっている。したがって個別電
極８ｂの幅Ｂはなるべく広く、また個別電極８ｂ間の間
隔Ｄはなるべく狭い方がより均一な電界分布が形成され
る。都合のよいことに、解像度に応じて個別電極８ｂ間
の周期（Ｂ＋Ｄ）は一義的に決められ、たとえば、１５
０ｄｐｉのとき、Ｂ＋Ｄ≒２００μｍとなるので、個別
電極８ｂの幅Ｂを大きくすれば自動的に個別電極８ｂ間
の間隔Ｄは関係式：Ｄ≒２００−Ｂに従い小さくなる。
しかし、個別電極８ｂ間の間隔Ｄを小さくし過ぎると個
別電極８ｂ間の絶縁が破壊されるので、印加電圧に応じ
て個別電極８ｂ間の間隔Ｄを選ぶ必要がある。

【００２１】図７は、図１〜図６に示される本発明の実
施の各形態における電気的構成を示すブロック図であ
る。記録媒体１２上に記録されるべき画像データは、画
像データ源２４から処理回路２１に与えられ、これによ
って画像記録期間中において共通電極８ａと各ドットに
対応する個別電極８ｂとの間で電圧の選択的な印加／遮
断が制御される。

【００２２】図８は、処理回路２１における動作を説明
するためのタイムチャートである。図８（１）に示され
るように加熱手段２の電気ヒータ１３は、時刻ｔ１〜時
刻ｔ２において電力付勢され、これによって固体、粉体
または液体のインク３が加熱され、単位時間あたりに発
生される気化されたインクの量は、図８（２）に示され
るとおりとなり、時刻ｔ１から時刻ｔ１ａの期間におい
て時間経過に伴って気化したインクの時間変化率が上昇
し、時刻ｔ１ａ以降ではほぼ一定となり、時刻ｔ２以降
では画像記録終了後において減少していく。図８（３）
は或る１つの個別電極８ｂに印加される電圧波形を示
す。電気ヒータ１３に電力を供給すると同時に、または
気化したインクがスリット１７から外部に漏洩しない期
間内に、共通電極８ａとの間に、たとえば５００Ｖの電
圧が与えられ、これによって不所望にインクが漏洩する
ことが防がれる。画像記録の開始時刻ｔ１ｂ以降では、
画像データに応じて各制御電極８ｂに電圧が時間経過に
伴って選択的に与えられ、これに同期して記録媒体１２
はスリット１７の長手方向に垂直方向（図１の左右方
向）に、走査移動される。画像記録動作が終了した時刻
ｔ２では、すべての個別電極８ｂに電圧が与えられてス
リット１７からのインクの漏洩が防がれ、これは貯留槽
１内の気化したインク３ａがスリット１７から外部に漏
洩したり、またインクのミストが外部に漏洩しない時刻
ｔ３まで持続される。こうして気体状の高エネルギ状の
インク３ａが貯留槽１内に存在している間では、スリッ
ト１７は電界シャッタ手段８によって遮断される。

【００２３】前述の時刻ｔ２以降では、電気ヒータ１３
には電力が供給されず、したがって放熱板１４によって
放熱効果が達成され、気体状ガス、気体状のインク３ａ
は効果的に短時間で冷却されて徐々にその運動エネルギ
を失ってゆき、やがてミスト状になり、最終的に液体状
または固体状になる。完全に液体または固体状となった
インクに対しては無論のことであるが、ミスト状となっ
たインクにおいても、その運動エネルギが極端に減少
し、貯留槽１の内外での圧力差がなくなった状態でイン
ク３が外部に一方的に漏れ出すという事態はない。した
がって時刻ｔ３以降では、共通電極８ａと個別電極８ｂ
との間の電圧を零とすることができる。

【００２４】図９は、本発明の実施の他の形態を示す貯
留槽１の一部の簡略化した平面図である。スリット１７
の最端部２５と、最端位置にある個別電極８ｂ１との間
の距離Ｄ３は、前述の各形態と同様にたとえばＤ／２に
選ばれてもよい。図９の形態において、他の構成は、前
述の各形態の構成と同様である。

【００２５】図１０は、本発明の実施の他の形態を示す
貯留槽１の一部の簡略化した平面図である。図１０にお
いて、共通電極８ａ１は、個別電極８ｂに個別的に対応
してスリット１７の一側部に形成される。これらの複数
の各共通電極８ａ１は、導体２６によって共通に接続さ
れ、同一電位とされる。このような構成によってもま
た、各個別的な複数の共通電極８ａと個別的な電極８ｂ
とは、スリット１７の長手方向（図１０の左右方向）に
同一位置でかつ同一幅で配置され、したがってスリット
１７内ではほぼ均一な電界分布を達成することができ、
前述の各形態と同様に、インクの漏洩を防ぐことができ
る。

【００２６】図１１は、本発明の実施の他の形態を示す
貯留槽１の一部の簡略化した平面図である。この形態
は、図１０の形態に類似するけれども、個別電極８ｂの
幅Ｂ１は、幅Ｂ未満としてもよい。この場合共通電極８
ａ１と個別電極８ｂとの間に印加される電圧を、図１０
の形態に比べてもっと高くすることによって、スリット
１７内の電界を大きくして、特に参照符２７で示される
ように隣接する電極８ｂ間における領域でのインクの漏
洩を防ぐことができる。図１０および図１１に示される
各形態の他の構成は、前述の各形態と同様である。

【００２７】図１２は、本発明の実施の他の形態を示す
貯留槽１の簡略化した平面図である。この形態は前述の
図１〜図８に示される形態と類似の構成を有し、対応す
る部分には同一の参照符を付す。特にこの形態では、ス
リット１７の長さＬが、個別電極８ｂの全体の長さＬｅ
ｗよりも長い構成において、スリット１７の長手方向最
端位置にある個別電極８ｂ１よりもスリット１７の長手
方向外方の位置では距離Ｄ／２をあけ、これによって参
照符２８で示されるスリット１７の端部領域で、残余の
部分と同様にインクの漏洩を防ぐために、スリット１７
の端部２９を被覆する遮蔽部材３０が設けられる。この
遮蔽部材３０は、共通電極８ａと電気的に接続される金
属製薄膜であってもよく、あるいはまた電気絶縁性合成
樹脂などから成るフィルムまたは平板などであってもよ
い。この遮蔽部材１５を貯留槽１の上部１６に、高精度
に位置決めして貼り付け、または固定することによっ
て、スリット１７の外方に露出した端部２８と最端位置
にある個別電極８ｂ１との距離Ｄ／２を高い精度で設定
することができる。

【００２８】図１３は、本発明の実施の他の形態を示す
貯留槽１の一部の簡略化した平面図である。この形態
は、前述の図１０および図１１に示される実施の形態と
同様であり、対応する部分には同一の参照符を付す。こ
の構成においても、共通電極８ａ１が個別電極８ｂに対
応して個別的に分断されて形成されているだけであり、
スリット１７の端部では遮蔽部材３０によって参照符３
１で示される間隔が上述の構成と同様に、スリット１７
の長手方向に沿って遮蔽部材３０と最端位置にある個別
電極８ｂとの間で距離Ｄ／２に高精度に設定され、これ
によってインクの漏洩を前述の各形態と同様に阻止する
ことが可能である。

【００２９】図１４は、本発明の実施のさらに他の形態
の貯留槽１の簡略化した平面図である。この実施の形態
は、前述の図１〜図８に関連して説明した実施の形態に
類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目す
べきはこの実施の形態では、多数の同一形状の個別電極
８ｂ，８ｂ１のうち、スリット１７の長手方向の最端位
置にある個別電極８ｂ１よりもさらに前記長手方向外方
に、インク移動阻止用電極８ｃがそれぞれ配置される。
共通電極８ａの両端部は、スリット１７の両端部よりも
さらに前記長手方向外方に延びる。スリット１７の長さ
をＬとするとき、共通電極８ａの長さはＬｅｗで示さ
れ、この長さＬｅｗは、インク移動阻止用電極８ｃの両
端の長さに等しい。インク移動阻止用電極８ｃは、個別
電極８ｂ，８ｂ１と同一寸法形状を有するけれども、本
発明の実施の他の形態では、必ずしも同一でなくてもよ
い。このインク移動阻止用電極８ｃは、スリット１７の
長手方向両端部からその長手方向外方に延在しているこ
とが重要であり、これによってスリット１７の両端部に
おける共通電極８ａとによって形成される電界が乱れる
ことなく、ほぼ均一の電界分布が、スリット１７の長手
方向に沿って形成される。

【００３０】インク移動阻止用電極８ｃには、前述の図
７において併せて図示されているように、処理回路２１
から電圧が与えられ、そのインク移動阻止用電極８ｃと
共通電極８ａとの間の印加電圧は、図８（４）に示され
ているように、時刻ｔ１〜ｔ３において気化して帯電さ
れたインクがスリット１７を飛翔して移動することを阻
止する。このインク移動阻止用電極８ｃに、共通電極８
ａとの間で与えられる電圧は、貯留槽１内からインクが
飛翔して移動するおそれのある期間、すなわち加熱され
て帰化されたインクが充分に大きく、スリット１７から
外部に漏洩するおそれのある期間に、少なくとも、電圧
が印加されるように構成されればよい。この電圧は、た
とえば個別電極８ｂ，８ｂ１に与えられる共通電極８ａ
に対する電圧と同一値であってもよく、たとえば５００
Ｖであってもよい。

【００３１】インク移動阻止用電極８ｃがスリット１７
の長手方向両端部からその長手方向外方に延在して形成
されることによって、スリット１７および個別電極８
ｂ，８ｂ１の形成される位置の精度を向上する必要がな
く、また前述の図１２および図１３に関連して述べた遮
蔽部材３０のように高精度で最端位置の個別電極８ｂ１
に対応して取付ける必要がなく、作業が簡単であり、生
産性に優れている。

【００３２】本発明の実施のさらに他の形態において
は、図１４に示される共通電極８ａは、単一本の代り
に、図１０、図１１、および図１３に示されるようにス
リット１７の長手方向に沿って分断されて共通電位とさ
れた複数の電極であってもよい。

【００３３】このようにして印字ヘッドである貯留槽１
内に存在する気体状の高エネルギ状態であるインク３ａ
が存在している間であって、かつ画像記録期間以外で
は、電圧を印加して、電界シャッタ手段８を遮断状態と
する。したがって気体状のインクが冷却して運動エネル
ギを失っている液体または固体状となったときにおいて
は、貯留槽１の内外の圧力差が零またはごくわずかであ
るとき、電界シャッタ手段８が遮断されることによっ
て、インクの外部への漏洩が防がれることになるのであ
る。

【００３４】図１５は、本発明の実施の他の形態の貯留
槽１の上部１６付近の断面図である。上部１６は、前述
のように電気絶縁性材料、たとえば合成樹脂などから成
り、その上表面とスリット１７の内周面とにわたって共
通電極８ａと個別電極８ｂとが形成される。これによっ
て上下の比較的長い距離Ｋにわたり、スリット１７の内
周面に沿って形成される電極部分８ａ３，８ｂ３は、気
化して帯電されたインク３ａのスリット１７を介する上
方への噴射方向３４に沿って延びる。したがって比較的
長い距離にわたってインク３ａが電界シャッタ手段８か
らの電界による静電力を受けることになる。これによっ
てインク３ａが不所望に外部に漏洩することを有効かつ
確実に遮断することができる。

【００３５】共通電極８ａおよび個別電極８ｂのスリッ
ト１７内周面に沿う長さＫは、長いほど、インク３ａを
確実に貯留槽１内に閉込めることができるけれども、し
かしながらあまり距離Ｋを長くしすぎると、これらの電
極８ａ，８ｂから背面電極１１までの距離が長くなって
しまい、したがってスリット１７を飛翔して移動するた
めに必要な背面電極１１の電圧の値を大きくしなければ
ならないことになる。

【００３６】共通電極８ａおよび個別電極８ｂは、厚膜
技術によって形成されてもよいけれども、いわゆる薄膜
技術によって形成されてもよく、さらにその他の技術に
よって形成されてもよい。このように図１５に示される
実施の一形態では、電極８ａ，８ｂが貯留槽１の上部１
６の上面からスリット１７の内周面に回り込んで延びて
形成されているので、その電極８ａ，８ｂは薄くてもよ
いという利点がある。

【００３７】共通電極８ａと個別電極８ｂとの貯留槽１
における上部１６の上面に形成された電極部分８ａ４，
８ｂ４は、スリット１７に電界を形成する働きをわずか
に果たすけれども、むしろリード線として電気信号を導
く重要な働きがある。

【００３８】図１６は本発明の実施のさらに他の形態を
示し、この形態では、貯留槽１の上部１６は、たとえば
直方体状のブロック状共通電極８ａおよび個別電極８ｂ
によって形成される。これらの電極８ａ，８ｂは、導電
性材料、たとえば金属製であってもよい。このような形
態においても、前述の図１５に示される構成と同様に、
スリット１７には、インク３ａの飛翔移動方向３４に直
角な電界の方向を得ることができ、インクの移動の阻止
が確実である。

【００３９】図１７は、図１６に示される実施の形態に
おける切断面線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩから見た断面図であ
る。図解の便宜のために、個別電極８ｂを、斜線を付し
て示す。複数の個別電極８ｂは、前述のように直方体状
であって、偏平であり、それらの個別電極８ｂの間には
電気絶縁性材料が介在され、こうして上部１６が構成さ
れる。共通電極８ａは、単一の構成であってもよいけれ
ども、前述の図１０、図１１および図１３に関連して述
べたように個別電極８ｂに類似した複数の分割された電
極から成ってもよい。

【００４０】図１８は、本発明の実施のさらに他の形態
を示す貯留槽１の上部１６の平面図である。この構成で
は、共通電極８ａと最端位置にある個別電極８ｂ１と
は、スリット１７の端部よりも距離Ｐだけスリット１７
の長手方向内方にある。この距離Ｐを、Ｐ＜Ｄ／２に選
ぶことによって、スリット１７の長手方向端部における
気化して帯電したインク３ａの漏洩を防ぐことができ
る。

【００４１】図１９は、本発明の実施のさらにまた他の
形態の全体の構成を簡略化して示す断面図である。図１
９を参照して、画像記録装置は、貯留槽１、電気ヒータ
１３を含む加熱手段２に、帯電電極４、電界シャッタ手
段８、背面電極１１、処理手段２１を含む。貯留槽１の
内部には、液体のインク３が蓄えられている。貯留槽１
の下部には、上記と同様にインク３を加熱するための電
気ヒータ１３と放熱板により構成される加熱装置２が備
えられている。貯留槽１の下部の側面には、インク３を
帯電するための帯電電極４として、蓄えられたインク３
を挟むように設けられた２枚の電荷注入用電極が設けら
れている。貯留槽１の上部には、電界シャッタ手段８が
備えられている。電界シャッタ手段８のシャッタ動作の
制御は、処理手段２１により制御される。電界シャッタ
手段８の上部には、記録媒体１２が配置され、その上面
には、背面電極１１が備えられている。

【００４２】貯留槽１の上部には、気化したインク３ａ
の吐出孔としてスリットが形成されている。このスリッ
ト１７の長辺の両側には、電界シャッタ手段８が設けら
れている。このスリットの長さは、印字幅に対応した長
さに設定されており、記録密度が１５０ｄｐｉの場合、
スリット１７の幅は、２００μｍに設定されている。電
界シャッタ手段８の片側の電極８ａは接地され、もう一
方の側は、記録密度に対応した１６９μｍ間隔で櫛歯状
に複数の電極８ｂが設けられている。

【００４３】次に、上記のように構成された画像記録装
置の動作について説明する。印字時には、帯電電極４の
両端の電位差を２〜５ｋＶとすることにより、インク３
に電荷を注入し、＋イオンに帯電させる。次に、加熱手
段２により帯電したインク３を気化し、帯電されたまま
気体のインク３ａ時となり、記録媒体１２の印字面の裏
面に配置された背面電極１１に−１ｋＶの電荷を加える
ことにより、記録媒体１２の方向へ気体のインク３ａが
誘導される。ここで、電界シャッタ手段８は、通常５０
Ｖ〜１ｋＶの電圧が印加されており、気体のインク３ａ
の通過を阻止し、記録すべき画像データの電気信号に対
応したコントロール部６の出力信号に応答して、各々の
画素に対応した電極８ｂの電位を制御することにより、
気体のインク３ａを通過させるように制御することがで
きる。電界シャッタ手段８を通過した気体のインク３ａ
は、背面電極１１に誘導され、記録媒体１２上に付着
し、印字が行われる。

【００４４】上記のように本発明の実施のさらにまた他
の形態でも、本発明の実施の一形態と同様の効果を得る
ことができ、画像データに応じて気体のインク３ａの吐
出を貯留槽１内で制御することができるため、必要量以
外のインクを吐出することがなく、効率よく印字を行う
ことができる。また、加熱手段２、帯電電極４、および
電界シャッタ手段８が貯留槽１に一体に構成されている
ため、電界シャッタ手段８で阻止されたインクが電界シ
ャッタ手段８に付着することがなく、目詰りを発生させ
ることを軽減することができる。さらに、付着したイン
クの回収およびクリーニング用の装置が不要となり、装
置の小型化および軽量化を図ることができる。

【００４５】粉体のインクを用いる場合、図１９に示さ
れるように一対の電荷注入による帯電方式のほかに、そ
の粉体状の電気絶縁性インクを、たとえば撹拌などして
摩擦帯電させる構成であってもよい。粉体状のインクを
用いると、本件発明者の実験によれば、貯留槽１内から
スリット１７を経て漏洩するインクが少なくなるという
利点がある。インク３が液体であれば、粉体状のインク
に比べて、帯電むらが少なく、効率のよい帯電が可能で
ある。

【００４６】本発明の考え方によれば、貯留槽１内で気
化して帯電したインク３ａを記録媒体１２に飛翔して移
動するために、背面電極１１に代えて、そのスリット１
７と記録媒体１２との間に介在された透孔を有する加速
電極が単一枚または複数枚配置され、その透孔を経てス
リット１７からの帯電したインクが移動して通過し、記
録媒体１２に到達するように構成されてもよく、さらに
この帯電したインクを噴射するために静電力を利用する
その他の構成によって実現されてもよい。またこの噴射
手段は、スリット１７と記録媒体１２との間に磁界を発
生して帯電したインクに磁力を発生して飛翔して移動す
る構成であってもよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、画像に対応した画像デ
ータに応じて気化したインクを電界シャッタ手段によっ
て断続的に噴射して記録媒体上に静電力で飛翔して移動
し、噴射するようにして画像を記録することができるの
で、画像記録のために必要なインクだけが噴射され、使
用されないインクは貯留槽内に留まり、これによってイ
ンクを有効に利用することができ、ランニングコストを
低減することができる。

【００４８】特に本発明によれば、貯留槽の上部に細長
いスリットが形成されており、このスリットから気化し
たインクが噴射され、したがって使用されないインクは
貯留槽内に留まっており、気化したインクが再び凝縮し
て液体に戻り、または固体になり、したがって使用され
なかったインクが外部に排出されることはないので、上
述のようにインクが有効に利用されることができ、その
インクの回収が確実であるとともに、外部に漏洩するお
それがないので、漏洩したインクを払拭などするための
クリーニングのための構成は不要である。

【００４９】さらに本発明によれば、スリットの両側部
に複数の個別電極と１または複数の共通電極とが対向し
て配置されて電界シャッタ手段が構成されるので、この
スリットで移動を阻止されたインクがスリット付近に付
着することによって目詰りが発生することを軽減し、ま
たは確実に防ぐことができる。また画素毎にノズル孔を
設ける必要がなく、印字ヘッドである貯留槽の構成を簡
単にすることができる。

【００５０】さらに本発明によれば、電界シャッタ手段
におけるスリット内でのインク移動の阻止を行うための
電界分布を均一にすることが容易であり、これによって
インクの漏洩を確実に防ぐことができ、また均一なドッ
ト径の形成を確実に行うことができるという効果も達成
される。

【００５１】さらに本発明によれば、インクの漏洩を防
ぐために、共通電極とすべての個別電極との間に与える
電圧は、画像記録期間以外であって、少なくともインク
が気化されていてスリットから漏洩するおそれのある期
間、たとえば固体、粉体、または液体のインクの加熱初
期からインクが充分に気化されて画像記録が可能になる
までの期間、および画像記録の終了後から気化したイン
クおよびミスト状のインクが減少または零となって貯留
槽から外部に漏洩しなくなるまでの期間とし、これによ
ってインクが漏れ出ることを確実に防ぐことができる。

【００５２】さらに本発明によれば、スリットは、最端
位置にある個別電極よりもスリットの長手方向外方に延
び、したがって複数の個別電極は、スリットの長手方向
の途中位置に形成されることができ、これによってその
最端位置にある個別電極とスリットの両端位置とを正確
に位置合わせする必要がなく、スリットの形成が容易で
あり、またスリットに対応する個別電極の形成が容易で
あり、生産性が優れているという効果もある。

【００５３】さらに本発明によれば、共通電極を、最端
位置にある個別電極よりも、スリットの長手方向外方に
延ばし、これによって共通電極とすべての個別電極との
間に電界を発生したとき、インクの移動をスリットの全
長にわたって確実に阻止することができ、インクの漏洩
を防ぐことができる。

【００５４】さらに本発明によれば、スリットの端部に
インク遮蔽部材を設け、これによってインク遮蔽部材と
最端位置にある個別電極との距離を正確に設定して、イ
ンクのスリット端部における漏洩を防ぎ、したがってス
リットの形成が容易となり、その精度を高くする必要が
なく、また個別電極とスリットの位置合わせを正確に行
う必要がなくなり、生産性が向上されるという効果があ
る。

【００５５】さらに本発明によれば、最端位置にある個
別電極よりもスリット長手方向外方に、インク移動阻止
用電極を、いわばダミーの個別電極として設け、このイ
ンク移動阻止用電極と共通電極との間に電圧を与えて電
界を形成し、スリット端部からのインクの漏洩を確実に
防ぐことができる。

【００５６】さらに本発明によれば、共通電極と個別電
極との両者は、またはいずれか少なくとも一方は、スリ
ットの対向する内周面に臨んで形成し、これによって気
化したインクの移動経路の比較的長い距離にわたって電
界を形成することができ、画像形成のためのインクを正
確に飛翔させ、または確実に阻止し、さらにインクの漏
洩の阻止を確実にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す簡略化した全体の
構成を示す断面図である。

【図２】図１に示される本発明の実施の一形態の印字ヘ
ッドを構成する貯留槽１の上部を一部切欠いて示す斜視
図である。

【図３】貯留槽１の上部１６の一部の断面図である。

【図４】貯留槽１の簡略化した平面図である。

【図５】図１〜図４に示される本発明の実施の一形態の
一部を拡大して示す平面図である。

【図６】本発明の実施の他の形態の貯留槽１の一部を拡
大して示す平面図である。

【図７】図１〜図６に示される本発明の実施の各形態の
電気的構成を示すブロック図である。

【図８】図１〜図７に示される本発明の実施の各形態の
動作を説明するためのタイムチャートである。

【図９】本発明の実施の他の形態を示す貯留槽１の一部
の簡略化した平面図である。

【図１０】本発明の実施の他の形態を示す貯留槽１の一
部の簡略化した平面図である。

【図１１】本発明の実施の他の形態を示す貯留槽１の一
部の簡略化した平面図である。

【図１２】本発明の実施の他の形態を示す貯留槽１の一
部の簡略化した平面図である。

【図１３】本発明の実施の他の形態を示す貯留槽１の一
部の簡略化した平面図である。

【図１４】本発明の実施のさらに他の形態の貯留槽１の
一部を簡略化して示す平面図である。

【図１５】本発明の実施の他の形態を示す貯留槽１の上
部１６の一部の断面図である。

【図１６】本発明の実施のさらに他の形態を示す貯留槽
１の上部１６の一部の断面図である。

【図１７】図１６に示される本発明の実施の形態におけ
る個別電極８ｂを示す簡略化した断面図である。

【図１８】本発明の実施のさらに他の形態を示す貯留槽
１の上部１６の簡略化した平面図である。

【図１９】本発明のさらにまた他の形態の全体の構成を
示す断面図である。

【図２０】先行技術の全体の構成を簡略化して示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 貯留槽 ３ インク ４ ワイヤ電極 ８ 電界シャッタ手段 ８ａ，８ａ１ 共通電極 ８ｂ，８ｂ１ 個別電極 ８ｃ イング移動阻止用電極 １１ 背面電極 １２ 記録媒体 １７ スリット １８ 電極 １９，２０ 直流電源 ２１ 処理手段 ３０ 遮蔽部材

フロントページの続き (72)発明者 尾崎 正昭 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 樋口 馨 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−124222（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−2020（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/325 B41J 2/215 B41J 2/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気化しかつ帯電したインクを、横に延び
   る細長いスリットを介して静電力によって記録媒体に噴
   射し、 スリットの長手方向に間隔をあけて配置される複数の個
   別電極と、スリットを介して個別電極に対向して配置さ
   れる共通電極とによって、画像記録時に、スリットに選
   択的に電界を生じてインクを噴射して画像を形成し、 画像記録期間以外であって少なくともインクが気化され
   ていてスリットから漏洩するおそれのある期間には、共
   通電極とすべての個別電極との間に電界を生じてインク
   の移動を阻止することを特徴とする画像記録方法。
2. 【請求項２】 気化したインクを貯留し、上部に細長い
   スリットが形成された貯留槽と、 貯留槽内で気化したインクを帯電する帯電手段と、 貯留槽の上方でスリットに対向して配置された記録媒体
   に、スリットを介するインクを静電力によって移動して
   噴射する噴射手段と、 スリットの両側部に、スリットの長手方向に間隔をあけ
   て配置される複数の個別電極と、スリットを介して個別
   電極に対向して配置される共通電極とを有する電界シャ
   ッタ手段と、 共通電極と各個別電極との間に画像データに対応して電
   圧を選択的に与える制御手段とを含み、 制御手段は、画像記録期間以外であって少なくともイン
   クが気化されていてスリットから漏洩するおそれのある
   期間には、共通電極とすべての個別電極との間に、電圧
   を与えてインクの移動を阻止することを特徴とする画像
   記録装置。
3. 【請求項３】 スリットは、スリットの長手方向の最端
   位置にある個別電極よりも前記長手方向外方に延びて形
   成され、 共通電極は、スリットの長手方向の最端位置にある個別
   電極よりも、前記長手方向外方に延びることを特徴とす
   る請求項２記載の画像記録装置。
4. 【請求項４】 スリットの長手方向の最端位置にある個
   別電極よりも、前記長手方向外方の位置でスリットの端
   部を覆うインク遮蔽部材を設けることを特徴とする請求
   項２および３のうちの１つに記載の画像記録装置。
5. 【請求項５】 スリットの長手方向の最端位置にある個
   別電極よりもさらに前記長手方向外方に、インク移動阻
   止用電極が配置され、 共通電極とインク移動阻止用電極との間に電圧を与えて
   インクの移動を阻止することを特徴とする請求項２〜４
   のうちの１つに記載の画像記録装置。
6. 【請求項６】 共通電極と個別電極とは、スリットの対
   向する内周面に臨んで形成されることを特徴とする請求
   項２〜５のうちの１つに記載の画像記録装置。