JPH02235758A

JPH02235758A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH02235758A
Application number: JP5941989A
Authority: JP
Inventors: Motoi Kato; 基加藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1990-09-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はヘッドの吐出口より記録液滴を飛翔させ、これ
を記録シートに付着させて画像形成を行うインクジェッ
ト記録方式の画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、コンピュータグラフィックの分野では、カラー
画像の記録を高品質に高速で安価に行える装置が望まれ
ている。従来より画像形成装置には種々の方式が用いら
れているが、上記用途に対しては、熱昇華方式あるいは
銀塩方式が高画質を得られる点で優れているが、ランニ
ングコストが高いことから、一般に普及するに到っては
いない。

そこで、現状では、モノクロ、カラー共に或る程度の画
質が得られ、装置コスト及びランニングコストが共に安
価なインクジェット方式が用いられている。

インクジェット方式の画像形成装置は、記録情報に応じ
てエネルギー発生体を駆動し、ヘッドの細径の吐出口か
ら記録液（例えば、インク）滴を飛翔させて行うもので
あるため、長時間の放置などにより吐出口の目詰まりを
生じ易い性質をもっているが、近年、インク材料の改良
などにより特に問題にならないレベルに達している。

〔発明が解決しようとする技術課題〕

しかし、このような従来の画像形成装置にあっては、液
滴が形成される瞬間、記録液表面の微妙な挙動により、
制御不能な吐出口半径方向の速度成分が発生しやす《な
り、数十μｍ以上のインクドットのよれとして画像形成
され、画像品質を低下させていた。

本発明の目的は、インクドットのよれを無くし、高品質
の画像形成が行えるようにした画像形成装置を提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ヘッドの吐出口の近傍に設けられて吐出され
る液滴を正または負の極性で帯電させる第１の電極と、
該第１の電極の後段に設けられると共に前記極性と逆の
極性電圧が印加され、前記第１の電極を通過してくる液
滴の飛翔軌跡を補正する第２の電極とを備え、もって上
記目的を達成するものである。

第１の電極を通過した液滴の軌跡を効果的に補正するた
めに、第２の電極が、所定の間隔をもって配設された開
口サイズの異なる複数枚の電極板より成るように構成す
るのが望ましい。

また、高電圧の印加及び電極汚れに起因する絶縁力の低
下を防止し、液滴に対する誘導を損なうことが無いよう
にするために、複数枚の電極板の間隙内に絶縁材を介在
させることが望ましい。

〔作用〕

上記のように構成することによって、まず吐出口より吐
出される液滴が第１の電極によって帯電され、ついで円
弧放射状の電界を形成している第２の電極は、飛翔路の
中心を通るように該電極間を通過する液滴にエネルギー
を付与する。これにより、吐出された液滴は記録シート
上の理想の着地点に到達するようになり、記録ドットの
よれを防止することができる。

複数枚の電極板による電極ユニットは、液滴の飛翔路に
面する電界を湾曲させ、通過して来る液滴に対し中心に
戻すようにエネルギーを付与する。

また、複数枚の電極板の相互間に絶縁材を介在させるこ
とにより、飛翔路を外れた液滴が電極間に入り込み或い
は付着して絶縁を低下させるのを防止し、液滴に対する
エネルギーが低下するのを防止する。

〔実施例〕

以下、第１図〜第７図を参照して本発明を具体的に説明
する。

第１図は本発明の一実施例の主要部を示す模式的平面断
面図である。

１はヘッドであり、記録シ一ト１１に対向する面に複数
のインク滴吐出口（以下、吐出口という）２が一列に設
けられ、この各々にはインク室４が連通している。この
インク室４には不図示のインクタンクからインクが随時
供給される。各吐出口２とインク室４との流路間には、
記録情報に応じて通電されるエネルギー発生体としての
ヒータ３が設けられている。また、インク室４内には、
室内のインクに接触する電極５が配設されている。

この電極５は、電極６及び電極７ｂの接地極となる。

吐出口２の直前のインク飛翔路の両脇には、電極６が配
設され（吐出口２と電極６の間の距離は、０．２〜１ｆ
ｆＩＩＩ１程度にする）、この電極６の前面には順次電
極７ａ、７ｂ及び７Ｃがインク飛翔路の進行を妨げない
ように配設されている。電極６と電極５との間に電源８
が接続され、電極７ｂと電極５の間に高圧電源９が接続
されている。さらに、電極７ａ及び７ｃは直接接地され
ている。

次に、第１図の構成の作用について第２図を参照して説
明する。

ヒータ３が記録情報に応じて瞬時的に通電されると、そ
の近傍に気泡が発生し、流路内に圧力を生じさせる。こ
の圧力により吐出口２からインク滴１０が飛翔し、この
インク滴１０は記録シ一ト１ｌに向けて進行する。イン
ク′ａ１０は、記録シ一ト１１に到達し、その表面に付
着して画像を形成する。

ここで、電極６には電源８によって、１５０ｖ〜２００
ｖ程度の正の電圧が印加されている。そして、電極６は
、円球状に吐出し始めたインク液がインク滴として分離
する位置に設けられているため、電極６によって吐出し
始めたインク滴に電荷が正に帯電される。この帯電は、
インクの電気抵抗値が１００オーム以下であれば、容易
に可能であり、通常の水性インクであれば、この条件に
該当する。例えば、インク滴１０と電極６間に存在する
キャパシティをｎＦ（ナノファラツド）の大きさに設定
した場合、印加電圧が２００■であると１０−１２〜１
０−１３Ｃ程度の電荷をインク滴１０に付与することが
できる。

一方、電極７ｂには高圧電源９によって負の高電圧（数
キロＶ）が印加されている。電極７ｂの端面ば、電極７
ａ、７Ｃの端面より奥に引っ込んでいるため、電極７ａ
と７ｂ及び７Ｃとの間には、第２図に示すように、端部
では円弧状に且つ集束するように電界が発生し、他の部
分では直線状かつ対称的に形成されている。

したがって、電極６で正に帯電されたインク滴１０が、
電極７ａ，７ｂ及び７ｃのインク滴飛翔路に進入すると
、図示のように電極間に発生している電気力線と逆方向
に力を受ける。すなわち、最初に電極７ａの開口部Ａの
中心方向の成分の力を受け、破線の経路をたどるように
曲げられ、電極７ｂに向かう。この電極７ｂの対向部で
は、電気力線の影響を受けないために直進する。ついで
、電極７Ｃの対向部を通過するときには、電極７ａを通
過したときと逆向きの電気力線の作用を受け、再び中心
軸方向へ向かうように補正される力を受け、記録シ一ト
１１のＣｌに着地する。因みに、電極６、電極７ａ、７
ｂ及び７Ｃによる補正を行わない場合、インク滴１０は
Ｃ２に着地し、よれが生じることになる。

なお、第３図に示すように、上記構成から電極７ｃを除
去することも可能であるが、電極７ｂを通過した後に存
在する更に微小なよれを無くすためには、設けることが
望ましい。また、電極７Ｃに代えて、第３図のように、
記録シ一ト１１の背面に背面電極ｌ５を設けるようにし
てもよい。さらに、前記実施例では電極６に正電圧を印
加し、電極７ｂに負電圧を印加するものとしたが、逆極
性の電圧印加とすることもできる。

第４図は電極６、電極７ａ〜７Ｃの構成の詳細を示す斜
視図である。

ステンレス板などを用いて電極６、電極７ａ〜７ｃは、
インク滴１０の通過する部位に貫通孔が形成されている
。そして、電極７ａ及び７Ｃと電極７ｂの間にはインク
付着による絶縁不良を防止するために、シリコン樹脂や
フッソ樹脂あるいはセラミックなどを用いた絶縁体７ｄ
が充填されている。また、ヘッド１の吐出面には、イン
ク付着に起因するよれや不吐出を防止するために、シリ
コン樹脂、フッソ樹脂を用いたｔ發水剤１ａがコーティ
ングされている．電極７ａ〜７Ｃの相互の間隔は、０．
３〜数■にとられる．第５図は電極６、電極７ａ〜７Ｃの他の詳細構成を示す
斜視図である。

この構成は、マルチノズルのヘッドへの適用を考慮した
もので、吐出口２の配列に対向する部位の電極６及び電
極７ａ〜７ｃ（ここでは、総称して電極７としている）
にスリット状に切欠部を設け、これをインク滴１０の飛
翔通路としている。

このようにすることによって、開口内にインク滴を付着
しに《《することができる。ただし、この実施例では縦
方向のよれを補正することは出来ない。

電極６及び電極７ａ〜７ｃより成る電極ユニットは、ヘ
ッド１に一体化することもできるし、ヘッド１のホーム
ポジション位置で横方向か上下方向に分離して、両者を
ワイパーなどで各々クリーニングするようにしてもよい
。

また、第５図に示すように、電極を板形状に代え、スプ
リングにより張力が付与されるワイヤ電極６ａ、７ａを
用いて構成してもよい。この場合、縦横のよれを補正す
るために、メッシュ電極６ｂ，７ｂを用い、１メッシュ
に対して１吐出口を対応させるようにする。そして、高
電圧を印加する部位には、絶縁体で被覆処理を施すよう
にする。

第７図は本発明を適用した記録装置の模式的斜視図であ
り、電界スプレー効果が利用されている。

ヘッド１の吐出口２と、電極ｌ３の間には３〜５ｋＶ程
度の高圧電源が高圧電源９によって印加される。電極７
に対しては、第１図と同様に電源が印加される。

このような電圧印加方法により、吐出口２の先端に電界
が集中し、吐出口２の先端のインクに電荷注入がなされ
る。そして、インクの表面張力以上に電気的な反発力が
大きくなると、インクは噴霧化されて、これが電界によ
り加速される。加速されたインク滴は、電極７を通過す
る際に、電極７に印加される電圧に応じてインク滴軌跡
をＤａ〜Ｄｂのように変えることができる。

この結果、ドット多値表現が可能になり、画像の階調表
現を行うことができる。高圧電源９の出力電圧は、増幅
器１４によって制御することができる。

なお、第７図において、電極１３は、電極７の内の接地
した１枚を代用することができるので、必ずしも必要で
はない。また、スプレー角制御は、吐出口２と電極１３
間の電圧を直接制御することにより行うことも可能では
あるが、スプレー化に際しては臨界電圧が存在するため
、液滴の形成が不安定になり易くなり、好ましくない。

また、上記実施例においては、バブルジェット方式を例
にしたが、この他にピエゾ素子などによる電気一機械変
換素子を用い、或いは電界吐出を利用するインクジェッ
ト方式を用いることもできる。

〔発明の効果〕

本発明は上記の通り構成されているので、次に記載する
効果を奏する。

請求項（１）の画像形成装置においては、ヘンドの吐出
口の近傍に設けられて吐出される液滴を正または負の極
性で帯電させる第１の電極と、該第１の電掻の後段に設
けられると共に前記極性と逆の極性電圧が印加され、前
記第１の電極を通過してくる液滴の飛翔軌跡を補正する
第２の電極とを備えるようにしたので、液滴のよれを防
止することができ、高解像で高品質の画像形成が可能に
なる。また、サテライトによる画質品位の低下を防止す
ることもできる。

請求項（２）の画像形成装置においては、第２の電極が
、所定の間隔をもって配設された開口サイズの異なる複
数枚の電極板より成るように構成されているので、第１
の電極を通過した液滴の軌跡を効果的に補正することが
できる。

請求項（３）の画像形成装置においては、複数枚の電極
板の間隔内に絶縁材を介在させたので、高電圧の印加及
び電極汚れに起因する絶縁力の低下を防止し、液滴の中
心位置への誘導を損なうことが無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の主要部を示す模式的平面断
面図、第２図は本発明の動作原理を示す説明図、第３図
は本発明の他の実施例を示す模式的平面断面図、第４図
は電極６、電極７ａ〜７ｃの構成の詳細を示す斜視図、
第５図は電極６、電極７ａ〜７ｃの他の詳細構成を示す
斜視図、第６図は電極６、電極７ａ〜７ｃの更に他の詳
細構成を示す斜視図、第７図は本発明を適用した記録装
置の一例を示す模式的斜視図である。 ■−・−・一一一−−ヘッド、１ａ−・一・−・一撥水
剤、２・・−−−−−・一吐出口、３−・・・・−・・
ヒータ、４−・一・−・−インク室、５、６　，　　７
　．　　７　ａ　〜７　ｃ−−−＝−電極、７　ｄ　−
−−−−−−一絶縁体、８・−−−−−−−−・一電源
、９・・−・・〜・・一高圧電源、１０・一・−・−イ
ンク滴、ｌ１・−−−−−−−−・一記録シート、１　
５−−−−−−−・・−背面電極。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ヘッドに設けられた少なくとも１つの吐出口より
記録情報に応じて液滴を記録シートに向けて飛翔させる
ことにより画像を形成する画像形成装置において、前記
吐出口の近傍に設けられて吐出される液滴を正または負
の極性で帯電させる第１の電極と、該第１の電極の後段
に設けられると共に前記極性と逆の極性電圧が印加され
、前記第１の電極を通過してくる液滴の飛翔軌跡を補正
する第２の電極とを具備することを特徴とする画像形成
装置。
（２）前記第２の電極が、所定の間隔をもって配設され
た開口サイズの異なる複数枚の電極板より成ることを特
徴とする請求項（１）記載の画像形成装置。
（３）前記複数枚の電極板の間隙内に絶縁材を介在させ
たことを特徴とする請求項（２）記載の画像形成装置。