JPH09240006A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、高い吐出周波数を有し、高濃度で
且つ高精細な良質な画像を形成でき、製造が容易な画像
形成装置を提供する。 【解決手段】画像形成装置は、記録紙Ｐに対向して配置
された記録ヘッド１０を備えている。記録ヘッド１０
は、フィルム３１を有し、フィルム３１の各面には、複
数の吐出電極３２が形成され、フィルム３１の先端近く
には、フィルム３１を所定の位置に支持するとともに先
端にインクを供給するためのインク流路３０を形成する
支持部材３６が設けられている。フィルム３１の先端に
は、インクの吐出ポイントを形成した複数の凸部４１が
形成されている。インク流路３０を介してインクが先端
に供給されて各吐出電極３２にバイアス電圧が印加され
ると、フィルム先端の凸部にインク内のトナーが凝集さ
れ、バイアス電圧より高い記録電圧が印加されると、凝
集されたトナーが記録紙Ｐに向けて飛翔される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、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
する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルプリンタ分野ではイン
クジェット記録方式を用いたインクジェットプリンタが
広く普及している。しかし、従来のインクジェットプリ
ンタでは、染料性インクを用いていることから、画像の
保存性および耐光性が悪い、等の問題があった。

【０００３】これに対し、既に、色剤として顔料粒子の
使用を可能とし、染料性インクの上記問題点を解決した
画像形成装置がＷＯ９３／１１８６号公報に開示されて
いる。この装置は、導電性のインク供給チューブを具備
し、インク供給チューブとこの先端に対向する対向電極
との間に電圧が付与される。そして、インク供給チュー
ブの電位と同極性に帯電した顔料粒子（以下帯電トナー
と称する）を含むインクがインク供給チューブに供給さ
れる。

【０００４】インク内の帯電トナーは、インク供給チュ
ーブの先端近傍の吐出ポイントで、対向電極から静電吸
引力を受け半円球状のインクメニスカスを形成する。し
かし、インクの溶媒の表面張力によりトナーはインクメ
ニスカスから飛翔することができず、インクメニスカス
の先端に留まる。この様にして、多くのトナーがインク
メニスカスの先端に集まり、凝集物となる。インク供給
チューブと対向電極との間の電圧を更に上げると、イン
クの溶媒の表面張力よりも静電吸引力が勝り、インクメ
ニスカスからトナー凝集物が飛翔する。

【０００５】上述の飛翔原理に基づく画像形成装置で
は、従来のインクジェット記録のような飛翔小滴サイズ
を決定するノズルがないため、顔料粒子を用いることが
できる。このため、従来のインクジェットプリンタの問
題点であった、画像の保存性、耐光性等の問題が解決さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトナーを含むインク液を使用する画像形成装置も以
下のような問題点がある。つまり、従来の画像形成装置
においては、インク供給チューブの吐出ポイントに形成
されるインクメニスカスの先端に飛翔に必要な十分な量
のトナーを集めるために多くの時間を必要とする。この
ため、インクを高い吐出周波数で飛翔させることができ
ない問題がある。また、インクの吐出周波数を上げる
と、インクメニスカスの先端におけるトナーの凝集が不
十分となり、飛翔されるインク内のトナー濃度が低下す
る。これにより、所望の画像濃度を達成できなくなり、
良質な画像を形成できない問題がある。

【０００７】更に、従来の画像形成装置においては、よ
り高精細な画像を得るために、所望の記録解像度に応じ
た数多くのインク供給チューブを設ける必要があり、装
置の構成が複雑となり、製造に手間がかかる問題があ
る。

【０００８】この発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、高い吐出周波数を有し、高濃度で且つ
高精細な良質な画像を形成でき、製造が容易な画像形成
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る画像形成装置は、記録媒体から所定
距離離間した位置に吐出ポイントを形成した凸部を有す
る平板と、上記平板上に設けられ、上記吐出ポイント近
くまで延びた先端を有する吐出電極と、帯電した色剤粒
子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを上記吐出ポ
イントへ供給するインク供給手段と、上記吐出電極に第
１のバイアス電圧を印加して上記吐出ポイントの近くに
第１の電界を形成し、上記吐出ポイントの近くに上記イ
ンク内の色剤粒子を凝集させる凝集手段と、上記吐出電
極に上記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電
圧を印加して上記吐出ポイントと記録媒体との間に第２
の電界を形成し、上記凝集手段にて凝集された色剤粒子
を上記記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、を備え
ている。

【００１０】また、この発明の画像形成装置は、記録媒
体から所定距離離間した位置に吐出ポイントを形成した
凸部を有する平板と、上記平板上に設けられ、上記吐出
ポイント近くまで延びた先端を有する吐出電極と、上記
平板を所定位置に支持するとともに上記平板との間に上
記吐出ポイント近くまで延びたインク流路を形成する支
持部材と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させ
て成るインクを上記インク流路を通して上記吐出ポイン
トへ供給するインク供給手段と、上記吐出電極に第１の
バイアス電圧を印加して上記吐出ポイントの近くに第１
の電界を形成し、上記吐出ポイントの近くに上記インク
内の色剤粒子を凝集させる凝集手段と、上記吐出電極に
上記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を
印加して上記吐出ポイントと記録媒体との間に第２の電
界を形成し、上記凝集手段にて凝集された色剤粒子を上
記記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、を備えてい
る。

【００１１】また、この発明の画像形成装置は、記録媒
体から所定距離離間した位置にそれぞれ吐出ポイントを
形成した複数の凸部を、その先端に一列に並べて有する
平板と、上記各凸部に対応して上記平板上に形成され、
上記吐出ポイント近くまで延びた先端を有する複数の吐
出電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させ
て成るインクを上記各吐出ポイントへ供給するインク供
給手段と、上記各吐出電極に第１のバイアス電圧を印加
して上記各吐出ポイントの近くに第１の電界を形成し、
上記各吐出ポイントの近くに上記インク内の色剤粒子を
凝集させる凝集手段と、上記各吐出ポイントのうち画像
信号に応じて選択された吐出ポイントに対応した吐出電
極に上記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電
圧を選択的に印加して上記選択された吐出ポイントと記
録媒体との間に第２の電界を形成し、上記凝集手段にて
上記選択された吐出ポイントに凝集された色剤粒子を上
記記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、を備えてい
る。

【００１２】また、この発明の画像形成装置は、記録媒
体から所定距離離間した位置にそれぞれ吐出ポイントを
形成した複数の凸部を、その先端に一列に並べて有する
平板と、上記各凸部に対応して上記平板上に形成され、
上記吐出ポイント近くまで延びた先端を有する複数の吐
出電極と、上記平板を所定位置に支持するとともに、上
記各吐出電極の間であって上記平板との間に上記各吐出
ポイントの近くまで延びたインク流路を形成する支持部
材と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成
るインクを上記インク流路を通して上記各吐出ポイント
へ供給するインク供給手段と、上記各吐出電極に第１の
バイアス電圧を印加して上記各吐出ポイントの近くに第
１の電界を形成し、上記各吐出ポイントの近くに上記イ
ンク内の色剤粒子を凝集させる凝集手段と、上記各吐出
ポイントのうち画像信号に応じて選択された吐出ポイン
トに対応した吐出電極に上記第１のバイアス電圧より高
い第２のバイアス電圧を選択的に印加して上記選択され
た吐出ポイントと記録媒体との間に第２の電界を形成
し、上記凝集手段にて上記選択された吐出ポイントに凝
集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる飛
翔手段と、を備えている。

【００１３】また、この発明の画像形成装置は、記録媒
体から所定距離離間した位置にそれぞれ吐出ポイントを
形成した複数の凸部を、その先端に一列に並べて有する
平板と、上記各凸部に対応して上記平板の表裏各面上で
互いに対向する位置に形成され、上記吐出ポイント近く
まで延びた先端を有する複数組の吐出電極と、上記平板
を上記吐出電極を介して挟持して上記平板を所定位置に
支持するとともに、上記平板の同一面上に隣接した吐出
電極の間であって上記平板との間に上記吐出ポイント近
くまで延びたインク流路を上記平板の両面側で形成する
一対の支持部材と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に
分散させて成るインクを上記インク流路を通して上記各
吐出ポイントへ供給するインク供給手段と、上記各吐出
電極に第１のバイアス電圧を印加して上記各吐出ポイン
トの近くに第１の電界を形成し、上記各吐出ポイントの
近くに上記インク内の色剤粒子を凝集させる凝集手段
と、上記各吐出ポイントのうち画像信号に応じて選択さ
れた吐出ポイントに対応した吐出電極の組に上記第１の
バイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を選択的に印
加して上記選択された吐出ポイントと記録媒体との間に
第２の電界を形成し、上記凝集手段にて上記選択された
吐出ポイントに凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向
けて飛翔させる飛翔手段と、を備えている。

【００１４】また、この発明の画像形成装置は、記録媒
体を略水平に搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて搬
送される記録媒体の下方に所定距離離間した位置で上記
記録媒体の搬送方向を横切る方向に所定ピッチで並んだ
吐出ポイントをそれぞれ形成した複数の凸部をその先端
に一列に並べて有し、上記記録媒体から離れる方向に後
端を有する絶縁性フィルムと、上記絶縁性フィルムの表
裏各面上に形成され、上記絶縁性フィルムの後端から先
端へ向けて延び、上記各吐出ポイントの中央に上記凸部
の近くまで延びた先端を有し、上記絶縁性フィルムの両
面側で互いに対向するパターンを形成した複数の吐出電
極と、上記吐出電極を形成した上記絶縁性フィルムの各
面に対向した対向面をそれぞれ有する一対の支持部材で
あって、上記対向面により上記絶縁性フィルムを挟持し
て上記絶縁性フィルムを所定位置に支持するとともに、
上記各吐出電極の間であって上記絶縁性フィルムと上記
対向面との間に上記吐出ポイント近くまで延びたインク
流路を形成する一対の支持部材と、帯電した色剤粒子を
絶縁性液体中に分散させて成るインクを上記インク流路
を通して上記各吐出ポイントへ供給するインク供給手段
と、上記各吐出電極に第１のバイアス電圧を印加して上
記各吐出ポイントの近くに第１の電界を形成し、上記各
吐出ポイントの近くに上記インク内の色剤粒子を凝集さ
せる凝集手段と、画像信号に応じて選択された吐出ポイ
ントに近接して上記絶縁性フィルムの両面に配置された
４つの吐出電極に上記第１のバイアス電圧より高い第２
のバイアス電圧を選択的に印加して、上記選択された吐
出ポイントと記録媒体との間に第２の電界を形成し、上
記凝集手段にて上記選択された吐出ポイントの近くに凝
集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる飛
翔手段と、を備えている。

【００１５】また、上記画像形成装置によると、上記各
吐出電極は、上記絶縁性フィルムおよび一対の支持部材
と同等のインク濡れ性を有する絶縁膜により被覆されて
いる。

【００１６】また、上記画像形成装置によると、上記各
吐出電極の先端には、上記凝集手段にて形成される上記
第１の電界を上記絶縁性フィルムの各吐出ポイントに集
中させるための曲面が形成されている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について詳細に説明する。図１に示すよ
うに、この発明の画像形成装置としてのインクジェット
プリンタ１は、ハウジング２を備えている。ハウジング
２内の所定位置には、記録媒体としての記録紙Ｐを保持
するとともに所定方向に搬送するための円筒形のプラテ
ンローラ４が配設されている。プラテンローラ４は、導
電性材料から成り、接地され、或いは必要に応じて所定
の電位が与えられ、対向電極として作用する。

【００１８】プラテンローラ４の下方で所定距離離間し
た位置には、プラテンローラ４により搬送される記録紙
Ｐにインクを飛翔して画像を形成するための後述する記
録ヘッド１０が対向配置されている。つまり、記録ヘッ
ド１０は、略鉛直上方にインクを飛翔させて記録紙Ｐに
画像を形成する。

【００１９】記録ヘッド１０の下方であってハウジング
２の底部には、インクを収容したインク収容部１２が配
設されている。また、ハウジング２の左側底部には、イ
ンク供給管１１を介して、インク収容部１２内のインク
を記録ヘッド１０へ汲み上げるためのポンプ１４が配設
されている。ポンプ１４は、所定のインク供給圧力およ
び所定の流量で記録ヘッド１０へインクを供給するよう
になっている。尚、これらのインク収容部１２、ポンプ
１４、およびインク供給管１１は、この発明のインク供
給手段として作用する。

【００２０】記録ヘッド１０には、記録ヘッド１０に供
給されて使用されなかった余剰インクをインク収容部１
２へ回収するためのインク回収管１３が接続されてい
る。また、インク収容部１２には吸引装置１６が接続さ
れている。吸引装置１６は、インク収容部１２内のイン
ク面上方の領域に負圧を生じさせる。そして、この負圧
によって、インク回収管１３を介して余剰インクをイン
ク収容部１２へ回収するようになっている。

【００２１】ここで、上述したインクの成分について説
明する。つまり、インクは、帯電された色剤粒子として
のトナーを絶縁性液体としてのキャリア液内に分散させ
て構成されている。キャリア液は、例えばイソパラフィ
ン系溶媒（例えば、１００ボルトの電圧を印加した場合
の直流電気抵抗が１０¹²〜１０¹³オーム・センチ以上で
あるアイソパーＧ、Ｈ、Ｌ（商品名））からなる分散媒
であり、トナーは、例えば０．０１〜５μｍ程度の粒子
径を有し、所定の電位（ここでは正電位）に帯電され、
少なくとも着色成分を有する樹脂粒子である。このイン
クは、基本的には電子写真等で用いられている液体現像
剤と同じであるが、液体現像剤より電気抵抗の高いもの
が要求されている。

【００２２】上記インクは、ポンプ１４によってインク
収容部１２から汲み上げられ、インク供給管１１を介し
て記録ヘッド１０へ供給される。記録ヘッド１０により
飛翔されなかった余剰インクは、吸引装置１６による負
圧によってインク回収管１３を介して吸引され、インク
収容部１２へ回収される。このように、インクは記録ヘ
ッド１０内を循環されて使用される。

【００２３】インク収容部１２に回収されたインクのト
ナー濃度は、画像形成（トナーの飛翔）によって低下さ
れており、再使用のためにはインクのトナー濃度を適切
な値に調整する必要がある。このため、インク収容部１
２とポンプ１４との間のバイパス管１５、およびインク
供給管１１の途中には、パイプ内を流れるインクのトナ
ー濃度を検出する検出器１８が設けられている。また、
インク収容部１２の上方には、予めトナー濃度を所定の
値に調整した高濃度インクをインク収容部１２に補給す
るためのインク補給容器１７が配設されている。しかし
て、検出器１８の検出結果に従って高濃度インクを所定
量補給することにより、インク収容部１２内のインク濃
度を所定の値に保持する。

【００２４】また、インク内のトナーはキャリア液より
比重が低いため、インク収容部１２内のインクを攪拌し
て供給する必要がある。このため、インク収容部１２内
には、インク収容部１２内に収容されたインクを攪拌す
るための攪拌装置１９が設けられている。そして、イン
ク収容部１２内のインクは、攪拌装置１９によって常時
攪拌されてトナーがインク内で均一に分散された状態で
ポンプ１４により汲み上げられて記録ヘッド１０へ供給
されるようになっている。

【００２５】上記プラテンローラ４の図中右側に隣接し
た位置には、複数枚の記録紙Ｐを積層状態で収容した記
録紙収容カセット２１（以下、単に給紙カセット２１と
称する）が配設されている。給紙カセット２１のプラテ
ンローラ４側の端部近くには、給紙カセット２１に収容
された記録紙Ｐを最上端のものから取り出すための給紙
ローラ２４が回動可能に設けられている。また、給紙カ
セット２１内には、記録紙Ｐの搬送方向先端を給紙ロー
ラ２４に向けて押し上げるための機構（図示せず）が設
けられている。

【００２６】給紙カセット２１の先端とプラテンローラ
４の間には、給紙ローラ２４によって給紙カセット２１
から取り出された記録紙Ｐをプラテンローラ４に向けて
一旦整位してから搬送する一対のレジストローラ２６が
設けられている。

【００２７】プラテンローラ４の下流側には、記録ヘッ
ド１０を通過して画像が形成された記録紙Ｐを排紙する
排紙トレー２８が設けられている。また、プラテンロー
ラ４と排紙トレー２８との間には、プラテンローラ４を
介して搬送された記録紙Ｐを排紙トレー２８に向けて搬
送する一対の排紙ローラ２７が設けられている。尚、上
述した給紙カセット２１から排紙トレー２８に向かう記
録紙Ｐの搬送路上には、複数の搬送ガイド２５およびガ
イドローラ２９が設けられている。

【００２８】しかして、給紙ローラ２４の回転により給
紙カセット２１から取り出された記録紙Ｐは、レジスト
ローラ２６によって挟持搬送されてプラテンローラ４と
記録ヘッド１０との間に供給される。この際、記録紙Ｐ
は、プラテンローラ４の外周面に接触した状態で搬送さ
れ、記録ヘッド１０に対向する位置で略水平を成すよう
になっている。プラテンローラ４の外周面に沿って搬送
された記録紙Ｐは、排紙ローラ２７によって挟持搬送さ
れ、排紙トレー２８上に排出される。尚、上記給紙ロー
ラ２４、レジストローラ２６、プラテンローラ４、およ
び排紙ローラ２７は、この発明の搬送手段として作用す
る。

【００２９】ハウジング２の右上側であって給紙カセッ
ト２１の上方には、インクジェットプリンタ１の各機構
を駆動制御するためのコントローラ２０が設けられてい
る。コントローラ２０は、記録ヘッド１０の各吐出電極
（後述する）を選択的に駆動するための画像信号を発生
する。

【００３０】次に、記録ヘッド１０について詳細に説明
する。図２乃至図４に示すように、記録ヘッド１０は、
１０⁷ Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有する絶縁性フィルム
（平板）として、ポリイミドフィルム３１（以下、単に
フィルム３１と称する）を有している。フィルム３１
は、比較的幅の広い矩形の後端部分３１１と、この後端
部分にテーパー部を介して連続した比較的幅の狭い矩形
の先端部分３１２と、を有している。フィルム３１は、
その先端３１ａがプラテンローラ４の下方に所定距離離
間し、且つプラテンローラ４の回転軸と平行に配置され
るように後述する支持部材により支持され、プラテンロ
ーラ４より鉛直下方に延びて配置される。

【００３１】フィルム３１の各面（表面および裏面）に
は、フィルム３１の後端３１ｂ（下端）から先端３１ａ
（上端）まで延びた複数本の吐出電極３２が所定の厚さ
で形成されている。

【００３２】これらの吐出電極３２は、記録解像度に応
じた本数だけ設けられ、フィルム３１の後端部分３１１
から先端部分３１２に向けて、つまりフィルム３１の先
端３１ａの中央に向けて収束するように形成されてい
る。フィルム３１の先端３１ａ中央に向けて収束された
各吐出電極３２の先端３２ａは、フィルム３１の先端３
１ａから僅かに後退した位置まで延び、フィルム３１の
先端３１ａに沿って同一ピッチで並んで形成されてい
る。一方、フィルム３１の後端３１ｂまで延びた各吐出
電極３２の後端には、図示しないＩＣを介して後述する
電源に接続するための接続端子３２ｂが形成されてい
る。

【００３３】上記各吐出電極３２は、例えば、エッチン
グ加工によりフィルム３１の各面上に形成されており、
フィルム３１の表面および裏面において互いに一致する
パターンを形成している。つまり、フィルム３１の各面
には、同一の吐出電極３２が形成されている。

【００３４】そして、フィルム３１の各表面上には、各
吐出電極３２の接続端子３２ｂが配置されたフィルム３
１の後端領域Ｘ１以外の全ての領域を被覆する絶縁膜３
４がコーティングされている。この絶縁膜３４は、フィ
ルム３１と同等の濡れ性を有する材料（ここではポリイ
ミド）により形成される。

【００３５】フィルム３１の先端部分３１２上であって
フィルム３１の先端３１ａ近くには、フィルム３１を両
面側から挟持するとともにフィルム３１の先端３１ａへ
インクを循環させるためのインク流路を形成する一対の
支持部材３６が設けられている。これらの支持部材３６
は、フィルム３１の先端３１ａがプラテンローラ４の下
方の所定位置に配置されるように、フィルム３１を位置
決めして支持する。尚、支持部材３６もフィルム３１と
同等の濡れ性を有する材料により形成されている。

【００３６】各支持部材３６は、フィルム３１の先端３
１ａより僅かに後退した上面３６ａ（各吐出電極３２の
先端３２ａと略面一となる）と、フィルム３１の各面に
対向して鉛直方向に延びた対向面３６ｂと、上面３６ａ
を介して対向面３６ａに連続し、下方に向ってフィルム
３１から離れる方向に傾斜した傾斜面３６ｃと、傾斜面
３６ｃの下端に連続し対向面３６ｂと略平行な外面３６
ｄと、を有している。

【００３７】各支持部材３６の対向面３６ｂの略中央位
置には、対向面３６ｂに対向するフィルム３１に形成さ
れた吐出電極３２の全幅を超えて吐出電極３２を横切る
方向に延びた凹所３６１が形成されている。各凹所３６
１には、支持部材３６の外面３６ｄ側から連通した上記
インク供給管１１がそれぞれ接続されている。

【００３８】各支持部材３６の傾斜面３６ｃの略中央位
置には、支持部材３６の上面３６ａから外面３６ｄまで
延びた所定幅の溝３６２が形成されている。溝３６２
は、フィルム３１の先端３１ａ近くに収束された吐出電
極３２先端３２ａの全幅を超えた幅を有し、溝３６２の
途中には、支持部材３６の下端側からインク回収管１３
を接続するための通路３６３が支持部材３６を貫通して
形成されている。

【００３９】また、支持部材３６の傾斜面３６ｃには、
傾斜面３６ｃに形成された溝３６２を覆うためのカバー
３８（図９参照）が設けられている。カバー３８は、フ
ィルム３１の先端３１ａに近い支持部材３６の上面３６
ａの一部を開放した以外は、溝３６２全体を密閉してい
る（図９参照）。

【００４０】しかして、インク供給管１１を介して記録
ヘッド１０内へ供給されたインクは、凹所３６１を満し
た後、各吐出電極３２の間であってフィルム３１の表面
と支持部材３６の対向面３６ｂとの間に形成された空間
（インク流路）を通って上昇される。そして、吐出電極
３２の先端３２ａまで上昇されて飛翔されなかった余剰
インクは、図５および図６に矢印Ａで示すように、支持
部材３６の上面３６ａを介して傾斜面３６ｃの溝３６２
内に流れる。この際、フィルム３１の表面と、支持部材
３６の対向面３６ｂおよび上面３６ａと、のインクの濡
れによりフィルム３１の先端３１ａ近くにインクメニス
カスが形成される。そして、溝３６２内に流れた余剰イ
ンクは、カバー３８により覆われた溝３６２内に一旦溜
まり、溝３６２の途中に設けられた通路３６３およびイ
ンク回収管１３を介して記録ヘッド１０から排出され
る。

【００４１】次に、上記記録ヘッド１０のプラテンロー
ラ４に対向した先端部のより詳細な構成について説明す
る。図５は、記録ヘッド１０の先端部を拡大して示す斜
視図であり、図６は、記録ヘッド１０の先端部をプラテ
ンローラ４側から見た平面図である。

【００４２】フィルム３１の先端３１ａには、インク流
路３０を介して記録ヘッド１０の先端に供給されたイン
クをガイドし、記録紙Ｐに向けてインク滴を飛翔させる
ための複数の凸部４１が形成されている。各凸部４１
は、プラテンローラ４に最も近い頂点にインク飛翔ポイ
ントとしての吐出ポイントを形成している。凸部４１
は、記録解像度に応じた個数でフィルム３１と一体に形
成され、各凸部４１は、フィルム３１に形成された各吐
出電極３２の中央に設けられる。つまり、各凸部４１
は、凸部４１間の間隔が、吐出電極３２間の間隔ｄ１と
同一間隔となり且つ近接する凸部４１と吐出電極３２と
の間の間隔ｄ２が１／２ｄ１となるように配置されてい
る。本実施の形態においては、各凸部４１は、フィルム
３１の先端３１ａに沿って並んだ三角形状に形成されて
いる。尚、三角形状の各凸部４１の頂点（吐出ポイン
ト）は、プラテンローラ４から等距離に一直線に並べら
れる。

【００４３】フィルム３１の各面に形成された吐出電極
３２の先端３２ａは、図８に示すように、フィルム３１
の各凸部４１の谷間４１ａ、つまりフィルム３１の先端
３１ａから僅かに下方に後退した位置にそれぞれ設けら
れている。そして、１つの吐出ポイントからインクを飛
翔させる場合、この吐出ポイントの回りの４つの吐出電
極（フィルム３１の表面および裏面に当該吐出ポイント
を挟んで設けられた隣接した４つの吐出電極）に所定の
電圧を印加するようになっている。

【００４４】また、各吐出電極３２の先端３２ａには、
図８に示すように、所定の曲率半径Ｒを有する２つの曲
面が形成されている。この曲面は、各吐出電極３２に後
述するバイアス電圧Ｖｂを印加した際に各吐出電極３２
とプラテンローラ４との間に形成される電界Ｅが、フィ
ルム３１の各凸部４１の頂点に集中するように形成され
ている。

【００４５】次に、上記のように構成された記録ヘッド
１０を用いてインクを飛翔させるための構成およびイン
クの飛翔動作、つまり画像形成動作について、図７乃至
図９を用いて説明する。

【００４６】図７に示すように、各吐出電極３２には、
上述した各接続端子３２ｂ（図３参照）を介して、電源
４５が接続されている。電源４５は、インク流路３０を
介して各吐出ポイントの近くに供給されたインク内のト
ナーを各吐出ポイントに凝集させるためのバイアス電圧
Ｖｂ（第１のバイアス電圧）を各吐出電極３２に印加す
る凝集手段として作用する。また、電源４５は、コント
ローラ２０から発生される画像信号に応じて選択された
吐出ポイントの周りの４つの吐出電極３２に、バイアス
電圧Ｖｂより高い記録電圧Ｖｅｊ（第２のバイアス電
圧）を選択的に印加し、当該吐出ポイントに凝集された
トナーを記録紙Ｐに向けて飛翔させる飛翔手段として作
用する。

【００４７】記録ヘッド１０により記録紙Ｐに画像を形
成する場合、まず、各吐出電極３２の間であってフィル
ム３１の表面と支持部材３６の対向面３６ｂとの間で規
定されたインク流路３０（図６参照）を介して、記録ヘ
ッド１０の先端、即ち各吐出ポイントの近くにインク５
０を供給する。インク流路３０を介してインク５０が上
昇されると、図７に示すように、フィルム３１の表面に
沿ってインク５０の這い上がりを生じ、各吐出電極３２
の先端３２ａ近くにインクメニスカス５１が形成され
る。このようにインクメニスカス５１を形成した状態
で、インク５０は、図５および図６に矢印Ａで示す方向
に流れ、支持部材３６の溝３６２を介して回収される。

【００４８】そして、このようにインク５０を循環して
インクメニスカス５１を形成した状態で、各吐出電極３
２に電源４５からバイアス電圧Ｖｂを印加すると、図７
および図８に示すように、各吐出電極３２とプラテンロ
ーラ４との間に図中矢印Ｅで示すような第１の電界が形
成される。この電界Ｅは、各吐出電極３２の先端３２ａ
に形成された曲面からフィルム３１の凸部４１の頂点に
集中するように形成される。この電界Ｅにより、インク
５０内のトナー５２が凸部４１の頂点に凝集され、凝集
されたトナーに働く静電気力により凸部４１の頂点にプ
ラテンローラ４に向うコーン４２が形成される。尚、こ
のように各吐出電極３２にバイアス電圧Ｖｂが印加され
た場合に凸部４１の頂点に形成されるコーン４２の形状
を図９に示す。

【００４９】このように、各吐出電極３２にバイアス電
圧Ｖｂが印加されて各凸部４１の頂点にコーン４２が形
成された状態で、画像信号に応じて選択された所定の吐
出ポイントの周りの４つの吐出電極３２に電源４５によ
りバイアス電圧Ｖｂより高い記録電圧Ｖｅｊを印加する
と、図９に示すように、当該吐出ポイントからプラテン
ローラ４に向かう第１の電界Ｅより強い第２の電界Ｅ´
が形成される。この電界Ｅ´により、コーン４２先端に
凝集されたトナー５２が記録紙Ｐに向けて飛翔され、記
録紙Ｐに画像信号に応じた画像が形成される。

【００５０】以上のように、この発明の画像形成装置に
よると、先端にインクの吐出ポイントを形成した複数の
凸部を有するフィルムに吐出電極を形成し、このフィル
ムを支持する支持部材により各吐出ポイントへインクを
供給するためのインク流路を形成している。従って、エ
ッチング加工等により、電極を高精細且つ容易に形成で
き、記録ヘッドを容易に製造できる。

【００５１】また、１つの吐出ポイントからインクを飛
翔させる場合に当該吐出ポイントの周りの４つの吐出電
極を駆動することから、従来のものに比べて吐出ポイン
トに形成する電界の強度を強めることができ、インクの
飛翔距離を長くできるとともに高濃度印字が可能とな
る。更に、電界強度を強くすることにより、飛翔に必要
な量のトナーを迅速に集めることができ、高濃度且つ高
吐出周波数でインクを飛翔できる。

【００５２】尚、この発明は、上述した実施の形態に限
定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可
能である。例えば、吐出電極は、必ずしもフィルムの両
面に形成されるものではなく、少なくとも片面に形成さ
れれば良い。これにより、記録ヘッドの製造を更に容易
にすることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の画像形
成装置は、上記のような構成および作用を有しているの
で、高い吐出周波数での記録が可能で、高濃度で且つ良
質な画像を形成できる。また、この発明の画像形成装置
によると、記録ヘッドの電極をエッチング加工等により
高精細且つ容易に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の画像形成装置としてのイン
クジェットプリンタを示す概略図。

【図２】図２は、図１のインクジェットプリンタに組込
まれた記録ヘッドおよびプラテンローラを示す断面図。

【図３】図３は、図２の記録ヘッドおよびプラテンロー
ラを示す側面図。

【図４】図４は、図２の記録ヘッドを詳細に示す断面
図。

【図５】図５は、図３の記録ヘッドの先端部を拡大して
示す斜視図。

【図６】図６は、図３の記録ヘッドの先端部を拡大して
示す平面図。

【図７】図７は、図３の記録ヘッドにおける記録動作を
説明するための動作説明図。

【図８】図８は、図３の記録ヘッドにおける記録動作を
説明するための動作説明図。

【図９】図９は、図３の記録ヘッドにおける記録動作を
説明するための動作説明図。

【符号の説明】

１…インクジェットプリンタ、 ４…プラテンローラ、 １０…記録ヘッド、 １１…インク供給管、 １３…インク回収管、 ２０…コントローラ、 ３０…インク流路、 ３１…ポリイミドフィルム、 ３２…吐出電極、 ３６…支持部材、 ４１…凸部、 ４２…コーン。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体から所定距離離間した位置に吐
   出ポイントを形成した凸部を有する平板と、 上記平板上に設けられ、上記吐出ポイント近くまで延び
   た先端を有する吐出電極と、 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るイン
   クを上記吐出ポイントへ供給するインク供給手段と、 上記吐出電極に第１のバイアス電圧を印加して上記吐出
   ポイントの近くに第１の電界を形成し、上記吐出ポイン
   トの近くに上記インク内の色剤粒子を凝集させる凝集手
   段と、 上記吐出電極に上記第１のバイアス電圧より高い第２の
   バイアス電圧を印加して上記吐出ポイントと記録媒体と
   の間に第２の電界を形成し、上記凝集手段にて凝集され
   た色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段
   と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 記録媒体から所定距離離間した位置に吐
   出ポイントを形成した凸部を有する平板と、 上記平板上に設けられ、上記吐出ポイント近くまで延び
   た先端を有する吐出電極と、 上記平板を所定位置に支持するとともに上記平板との間
   に上記吐出ポイント近くまで延びたインク流路を形成す
   る支持部材と、 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るイン
   クを上記インク流路を通して上記吐出ポイントへ供給す
   るインク供給手段と、 上記吐出電極に第１のバイアス電圧を印加して上記吐出
   ポイントの近くに第１の電界を形成し、上記吐出ポイン
   トの近くに上記インク内の色剤粒子を凝集させる凝集手
   段と、 上記吐出電極に上記第１のバイアス電圧より高い第２の
   バイアス電圧を印加して上記吐出ポイントと記録媒体と
   の間に第２の電界を形成し、上記凝集手段にて凝集され
   た色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段
   と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 記録媒体から所定距離離間した位置にそ
   れぞれ吐出ポイントを形成した複数の凸部を、その先端
   に一列に並べて有する平板と、 上記各凸部に対応して上記平板上に形成され、上記吐出
   ポイント近くまで延びた先端を有する複数の吐出電極
   と、 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るイン
   クを上記各吐出ポイントへ供給するインク供給手段と、 上記各吐出電極に第１のバイアス電圧を印加して上記各
   吐出ポイントの近くに第１の電界を形成し、上記各吐出
   ポイントの近くに上記インク内の色剤粒子を凝集させる
   凝集手段と、 上記各吐出ポイントのうち画像信号に応じて選択された
   吐出ポイントに対応した吐出電極に上記第１のバイアス
   電圧より高い第２のバイアス電圧を選択的に印加して上
   記選択された吐出ポイントと記録媒体との間に第２の電
   界を形成し、上記凝集手段にて上記選択された吐出ポイ
   ントに凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔
   させる飛翔手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 記録媒体から所定距離離間した位置にそ
   れぞれ吐出ポイントを形成した複数の凸部を、その先端
   に一列に並べて有する平板と、 上記各凸部に対応して上記平板上に形成され、上記吐出
   ポイント近くまで延びた先端を有する複数の吐出電極
   と、 上記平板を所定位置に支持するとともに、上記各吐出電
   極の間であって上記平板との間に上記各吐出ポイントの
   近くまで延びたインク流路を形成する支持部材と、 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るイン
   クを上記インク流路を通して上記各吐出ポイントへ供給
   するインク供給手段と、 上記各吐出電極に第１のバイアス電圧を印加して上記各
   吐出ポイントの近くに第１の電界を形成し、上記各吐出
   ポイントの近くに上記インク内の色剤粒子を凝集させる
   凝集手段と、 上記各吐出ポイントのうち画像信号に応じて選択された
   吐出ポイントに対応した吐出電極に上記第１のバイアス
   電圧より高い第２のバイアス電圧を選択的に印加して上
   記選択された吐出ポイントと記録媒体との間に第２の電
   界を形成し、上記凝集手段にて上記選択された吐出ポイ
   ントに凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔
   させる飛翔手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 記録媒体から所定距離離間した位置にそ
   れぞれ吐出ポイントを形成した複数の凸部を、その先端
   に一列に並べて有する平板と、 上記各凸部に対応して上記平板の表裏各面上で互いに対
   向する位置に形成され、上記吐出ポイント近くまで延び
   た先端を有する複数組の吐出電極と、 上記平板を上記吐出電極を介して挟持して上記平板を所
   定位置に支持するとともに、上記平板の同一面上に隣接
   した吐出電極の間であって上記平板との間に上記吐出ポ
   イント近くまで延びたインク流路を上記平板の両面側で
   形成する一対の支持部材と、 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るイン
   クを上記インク流路を通して上記各吐出ポイントへ供給
   するインク供給手段と、 上記各吐出電極に第１のバイアス電圧を印加して上記各
   吐出ポイントの近くに第１の電界を形成し、上記各吐出
   ポイントの近くに上記インク内の色剤粒子を凝集させる
   凝集手段と、 上記各吐出ポイントのうち画像信号に応じて選択された
   吐出ポイントに対応した吐出電極の組に上記第１のバイ
   アス電圧より高い第２のバイアス電圧を選択的に印加し
   て上記選択された吐出ポイントと記録媒体との間に第２
   の電界を形成し、上記凝集手段にて上記選択された吐出
   ポイントに凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて
   飛翔させる飛翔手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 記録媒体を略水平に搬送する搬送手段
   と、 上記搬送手段にて搬送される記録媒体の下方に所定距離
   離間した位置で上記記録媒体の搬送方向を横切る方向に
   所定ピッチで並んだ吐出ポイントをそれぞれ形成した複
   数の凸部をその先端に一列に並べて有し、上記記録媒体
   から離れる方向に後端を有する絶縁性フィルムと、 上記絶縁性フィルムの表裏各面上に形成され、上記絶縁
   性フィルムの後端から先端へ向けて延び、上記各吐出ポ
   イントの中央に上記凸部の近くまで延びた先端を有し、
   上記絶縁性フィルムの両面側で互いに対向するパターン
   を形成した複数の吐出電極と、 上記吐出電極を形成した上記絶縁性フィルムの各面に対
   向した対向面をそれぞれ有する一対の支持部材であっ
   て、上記対向面により上記絶縁性フィルムを挟持して上
   記絶縁性フィルムを所定位置に支持するとともに、上記
   各吐出電極の間であって上記絶縁性フィルムと上記対向
   面との間に上記吐出ポイント近くまで延びたインク流路
   を形成する一対の支持部材と、 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るイン
   クを上記インク流路を通して上記各吐出ポイントへ供給
   するインク供給手段と、 上記各吐出電極に第１のバイアス電圧を印加して上記各
   吐出ポイントの近くに第１の電界を形成し、上記各吐出
   ポイントの近くに上記インク内の色剤粒子を凝集させる
   凝集手段と、 画像信号に応じて選択された吐出ポイントに近接して上
   記絶縁性フィルムの両面に配置された４つの吐出電極に
   上記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を
   選択的に印加して、上記選択された吐出ポイントと記録
   媒体との間に第２の電界を形成し、上記凝集手段にて上
   記選択された吐出ポイントの近くに凝集された色剤粒子
   を上記記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 記録媒体を略水平に搬送する搬送手段
   と、 上記搬送手段にて搬送される記録媒体の下方に所定距離
   離間した位置で上記記録媒体の搬送方向を横切る方向に
   所定ピッチで並んだ吐出ポイントをそれぞれ形成した複
   数の凸部をその先端に一列に並べて有し、上記記録媒体
   から離れる方向に後端を有する絶縁性フィルムと、 上記絶縁性フィルムの表裏各面上に形成され、上記絶縁
   性フィルムの後端から先端へ向けて延び、上記各吐出ポ
   イントの中央に上記凸部の近くまで延びた先端を有し、
   上記絶縁性フィルムの両面側で互いに対向するパターン
   を形成した複数の吐出電極と、 上記吐出電極を形成した上記絶縁性フィルムの各面に対
   向した対向面をそれぞれ有する一対の支持部材であっ
   て、上記対向面により上記絶縁性フィルムを挟持して上
   記絶縁性フィルムを所定位置に支持するとともに、上記
   各吐出電極の間であって上記絶縁性フィルムと上記対向
   面との間に上記吐出ポイント近くまで延びたインク流路
   を形成する一対の支持部材と、 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るイン
   クを上記インク流路を通して上記各吐出ポイントへ供給
   するインク供給手段と、 上記各吐出電極に第１のバイアス電圧を印加して上記各
   吐出ポイントの近くに第１の電界を形成し、上記各吐出
   ポイントの近くに上記インク内の色剤粒子を凝集させる
   凝集手段と、 画像信号に応じて選択された吐出ポイントに近接して上
   記絶縁性フィルムの両面に配置された４つの吐出電極に
   上記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を
   選択的に印加して、上記選択された吐出ポイントと記録
   媒体との間に第２の電界を形成し、上記凝集手段にて上
   記選択された吐出ポイントの近くに凝集された色剤粒子
   を上記記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、を備
   え、 上記各吐出電極は、上記絶縁性フィルムおよび一対の支
   持部材と同等のインク濡れ性を有する絶縁膜により被覆
   されていることを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】 記録媒体を略水平に搬送する搬送手段
   と、 上記搬送手段にて搬送される記録媒体の下方に所定距離
   離間した位置で上記記録媒体の搬送方向を横切る方向に
   所定ピッチで並んだ吐出ポイントをそれぞれ形成した複
   数の凸部をその先端に一列に並べて有し、上記記録媒体
   から離れる方向に後端を有する絶縁性フィルムと、 上記絶縁性フィルムの表裏各面上に形成され、上記絶縁
   性フィルムの後端から先端へ向けて延び、上記各吐出ポ
   イントの中央に上記凸部の近くまで延びた先端を有し、
   上記絶縁性フィルムの両面側で互いに対向するパターン
   を形成した複数の吐出電極と、 上記吐出電極を形成した上記絶縁性フィルムの各面に対
   向した対向面をそれぞれ有する一対の支持部材であっ
   て、上記対向面により上記絶縁性フィルムを挟持して上
   記絶縁性フィルムを所定位置に支持するとともに、上記
   各吐出電極の間であって上記絶縁性フィルムと上記対向
   面との間に上記吐出ポイント近くまで延びたインク流路
   を形成する一対の支持部材と、 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るイン
   クを上記インク流路を通して上記各吐出ポイントへ供給
   するインク供給手段と、 上記各吐出電極に第１のバイアス電圧を印加して上記各
   吐出ポイントの近くに第１の電界を形成し、上記各吐出
   ポイントの近くに上記インク内の色剤粒子を凝集させる
   凝集手段と、 画像信号に応じて選択された吐出ポイントに近接して上
   記絶縁性フィルムの両面に配置された４つの吐出電極に
   上記第１のバイアス電圧より高い第２のバイアス電圧を
   選択的に印加して、上記選択された吐出ポイントと記録
   媒体との間に第２の電界を形成し、上記凝集手段にて上
   記選択された吐出ポイントの近くに凝集された色剤粒子
   を上記記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、を備
   え、 上記各吐出電極の先端には、上記凝集手段にて形成され
   る上記第１の電界を上記絶縁性フィルムの各吐出ポイン
   トに集中させるための曲面が形成されていることを特徴
   とする画像形成装置。