JPH1128818A

JPH1128818A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1128818A
Application number: JP18332397A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Tamura; 壽宏田村; Kazuhiko Furukawa; 和彦古川; Kaoru Higuchi; 馨樋口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】インクを帯電させるための放電により発生す
るイオン風等はその風力が吐出孔付近に影響を及ぼして
おり、インク漏れの原因となっていた。【解決手段】吐出孔の半径をｌ₁、吐出孔の吐出方向
の長さをｌ₂、そして、吐出手段によるインクの粒子の
移動速度をｖ₂、当該インク粒子を帯電させるために放
電電圧をかけた時、インク貯留槽内部に生じる空気流の
力による前記インク粒子の移動速度の吐出方向成分及び
当該吐出方向に対して垂直な成分をそれぞれｖ_1y、ｖ_1x
とした時、吐出制御手段が設けられている面を含む平面
と前記吐出孔の中心軸の交点位置において、インク吐出
ＯＮ時はＯＮ時はｖ_1x＜ｌ₁／ｌ₂・ｖ₂、インク吐出Ｏ
ＦＦ時はｖ_1y＜ｖ₂の関係を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、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
に付着又は浸透させることにより画像を形成する画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以前に我々は、特開平８−３００８０３
号公報において、インクを気化させた気体を記録すべき
画像データに対応した電気信号に応じて断続的に吐出さ
せ、記録媒体上に付着もしくは浸透させて、該画像を得
る新たな方法を提案した。

【０００３】該手法の構成としては、インクを加熱する
加熱装置と、該インクを吐出する吐出装置と、記録すべ
き画像データに対応した電気信号に応じて断続的に吐出
するよう制御を行なう吐出制御装置からなり、該吐出装
置はインクを帯電する帯電電極部と記録媒体の背面に配
設され帯電したインクを該記録媒体上に誘導する背面電
極部により構成され、該吐出制御装置は該インクの吐出
を物理的もしくは電気的に制御するシャッター部と画像
データに対応した電気信号の入力に対して対応する信号
を出力して該シャッター部の制御を行なうコントロール
部により構成され、該加熱装置と該帯電電極部と該シャ
ッター部が一体となった印字ヘッドにより構成されてい
る。

【０００４】以下、図を用いてもう少し詳しく説明す
る。図１３は、当画像記録装置の一実施例を示した全体
構成図である。印字ヘッド１の内部には、粉体のインク
３が蓄えられており、該印字ヘッド１には、該インク３
を加熱するための電気ヒータ１３と放熱板（図示せず）
により構成する加熱装置２と、加熱されたインク５を帯
電する帯電電極４として５０〜８０μｍの細いワイヤー
電極と、図１４の斜視図に示すように、ヘッド１にはイ
ンク５の吐出孔１４が複数設けられ、また、該吐出孔１
４の両側に電界シャッター８が設けられている。

【０００５】該吐出孔１４は印字幅に相当した長さに渡
って形成されており、それぞれの間隔は、記録密度が１
５０ｄｐｉとして、２００μｍである。印字時には、加
熱装置２によりインク３は加熱され、気化する。インク
の色材としては、有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、マゼンダでは、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。

【０００６】インク３は気化し、気体のインク５となる
が、帯電電極４に＋１〜５ｋＶの電圧を印加することに
より、接地している加熱装置２方向にコロナ放電が起こ
り、該気体状のインク５はプラスイオンに帯電する。

【０００７】帯電した気体状のインク５を記録媒体１２
の印字面の裏面に配設された背面電極１１に−０．５〜
−２ｋＶのマイナスの電圧、例えば、−１ｋＶを印加す
ることにより記録媒体上に誘導する。ここで、前記電界
シャッター８は、共通電極８ａと、記録密度に対応した
１６９μｍ間隔で櫛歯状に設けられた制御電極８ｂから
なっている。

【０００８】共通電極８ａは接地されており、また、制
御電極８ｂには、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９の出力信号により、通常５０Ｖ
〜１ｋＶ（Ｈｉｇｈレベル；Ｈ）または０Ｖ（Ｌｏｗレ
ベル；Ｌ）の電圧が印加される。つまり、制御電極８ｂ
の電圧が、例えば５００Ｖ（Ｈ）の場合には、電界シャ
ッター８はＯＮとなり、制御電極８ｂから共通電極８ａ
に向けて電界が発生するため、プラスに帯電したインク
５は電界シャッター８を通り抜けることができない。

【０００９】一方、制御電極８ｂの電圧が０Ｖ（Ｌ）の
場合、制御電極８ｂと共通電極８ａ間には電界が発生し
ないのでインク５は背面電極による電界に引き付けられ
て電界シャッター８を通り抜けることができる。この場
合、電界シャッター８はＯＦＦとして機能している。こ
のように、制御電極の電圧のＯＮ／ＯＦＦによりインク
の吐出を断続的に制御できる。また、各々の画素に対応
した電極の電位を制御することにより、気体状のインク
５の通過を画素単位で制御できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来、放電によるイオ
ン風および熱の移動による空気対流等の空気流が吐出孔
付近に存在するインクに影響を与えるため、シャッター
電極での電界によるインク吐出のＯＮ／ＯＦＦ制御がで
きなくなる場合があった。すなわちインク吐出がＯＦＦ
の場合でも、インク漏れが発生することがあった。

【００１１】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、吐出孔付近のイオン風お
よび空気対流を極力少なくする構成とし、吐出孔からの
インク漏れをなくし、高速で良好な印字を行える画像形
成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願の画像形成装置は、
インク吐出孔が設けられているインク貯留槽と、当該イ
ンク貯留槽内の空気中に前記インクを散在させる散在手
段と、当該散在手段により上記インク貯留槽内の空気中
に散在している前記インクを帯電させる帯電手段と、当
該帯電手段により帯電されたインクをクーロン力により
記録媒体上へ吐出させる吐出手段と、前記帯電されたイ
ンクにより記録媒体上に所望の画像を形成するべく、電
界によって前記インクの吐出制御を行う吐出制御手段と
を有する画像形成装置において、前記吐出制御手段が設
けられている面を含む平面とインク吐出孔の中心軸の交
点位置において、インク吐出ＯＮ時はＯＮ時はｖ_1y＜ｌ
₁／ｌ₂・ｖ₂、インク吐出ＯＦＦ時はｖ_1x＜ｖ₂とするこ
とを特徴とする（ただし、ｌ₁はインク吐出孔の半径、
ｌ₂はインク吐出孔の吐出方向の長さ、そして、吐出手
段によるインクの粒子の移動速度をｖ₂、当該インク粒
子を帯電させるために放電電圧をかけた時、インク貯留
槽内部に生じる空気流の力による前記インク粒子の移動
速度の吐出方向成分及び当該吐出方向に対して垂直な成
分をそれぞれｖ_1x、ｖ_1yとする。）。

【００１３】また、上記吐出制御手段は、複数のシャッ
ター電極からなり、上記交点位置とはインク吐出孔の中
心軸と、上記記録媒体から最も離れた位置に配置される
前記シャッター電極の下面を含む平面との交点位置であ
ることを特徴とする。

【００１４】また、上記インク吐出孔近傍に空気流遮断
部材が設けられていることを特徴とする。

【００１５】なお、前記空気流遮断部材の断面形状は吐
出孔中心に向かうに従って吐出方向とは逆方向のなだら
かな凸形状とすることが好ましい。

【００１６】また、前記インク貯留槽内において、上記
帯電手段によりインクの帯電を行う領域が前記インク吐
出孔を挟んで少なくとも２つ以上各々独立して存在する
ことを特徴とする。

【００１７】また、前記帯電手段が複数個存在する場合
において、前記２つの帯電手段は吐出孔中心軸に対し、
ほぼ対称に配設されていることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態の
画像形成装置について図面を参照して説明する。

【００１９】図１は、本発明の第１の実施例の画像形成
装置の全体の構成を示す簡略化した断面図である。イン
ク貯留槽１内には、液体または固体、粉体のインク３が
貯留され、また当該インク貯留槽１の下部には、インク
３を加熱し、微粒子化するための電気ヒータ１３と放熱
板２からなるインク散在手段が設けられている。

【００２０】インク３は加熱されることによって気相部
５で微粒子化され、帯電電極４によって帯電される。イ
ンク貯留槽１の平坦な板状の上部には円形のシャッター
電極８が紙面に平行、紙送り方向とは垂直に複数形成さ
れており、帯電電極４もまた紙面に平行、紙送り方向と
は垂直に配設されている。

【００２１】また、帯電電極４の直上には帯電電極から
放電される放電電極６が設けられており、帯電電極４と
放電電極６間における気相部５１で記録のために必要な
インク３が帯電される。すなわち、帯電電極４と放電電
極６との間には、直流電源が接続され、帯電電極４は正
極とされ、放電電極６は接地される。

【００２２】帯電電極に与えられる電圧は、たとえば＋
２〜＋８ｋＶであるが、ここでは＋５ｋＶとした。当該
電圧の印加によりコロナ放電が発生し、インク３は＋の
電荷を持ち、帯電の工程が終了する。帯電したインク３
（この状態のインクを以下では便宜上帯電インクと呼
ぶ）は、放電によるイオン風、電気ヒータ１３による熱
対流および背面電極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、シャッター電極８を配設し
てある円形のシャッター電極８を介し、案内された記録
媒体１２の下面に付着し、浸透する。背面電極１１には
共通電極８１との間に直流電源が接続される。

【００２３】この直流電源の電圧は背面電極１１に−
０．５ｋＶの電圧を印加する。ここでは記録媒体１２と
貯留槽１の上面とのギャップを０．１ｍｍとし、印加電
圧を−０．５ｋＶとしたが、他の構成により−数ｋＶで
あっても良い。

【００２４】図２はインク貯留槽１の上部付近の一部を
切欠いたシャッター電極８の斜視図を示す。この図にお
ける共通電極８３は接地され、個別電極８１、８２には
コントロール部９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、このような電圧が与えられることによって、その円
形のシャッター電極８に形成された電界によって帯電イ
ンクの飛翔移動が阻止される。

【００２５】個別電極８２が共通電極８１と同一電位例
えば接地電位とすることによって、気化及び帯電された
インク３は、このシャッター電極８を経て前述のように
背面電極１１による静電力によって飛翔し、背面電極１
１の前方に配設された記録媒体１２に付着、浸透して画
像の記録が行われる。

【００２６】以下に示す実施例はすべて帯電電極４を正
極として行ったが、負極としても同様の結果が得られ
る。

【００２７】ここで図３に、本実験に使用した１つのシ
ャッター電極８の半断面構成図を示す。シャッター電極
８は、上シャッター電極８１、中シャッター電極８２、
および共通電極８３と３層構造になっており、上シャッ
ター電極８１あるいは中シャッター電極８２に帯電イン
クと同極性の電圧を印加することにより、吐出方向とは
逆方向の静電力を発生させる。その静電力によって、帯
電インクの漏れを防止することができる。この吐出制御
ができないとインク漏れが発生し、印字品位の低下につ
ながる。

【００２８】ところで、印字品位の低下の原因に、イン
ク貯留槽１内に発生する空気流の存在がある。すなわ
ち、帯電電極４にインク３を帯電させるために放電電圧
をかける時に発生するイオン風、電気ヒータ１３の加熱
処理によって生じるインク貯留槽１内における温度差に
起因する空気対流等の存在である。

【００２９】イオン風について述べると、放電によって
引き起こされるイオン風速は放電電圧を上げると大きく
なる。さらに帯電電極４に近いほどイオン風速は大き
い。従って吐出孔と帯電電極４の距離ｙが近くなると、
このイオン風速が吐出孔付近に与える影響が大きいた
め、吐出孔の電界シャッター８のみでの制御が困難にな
る。

【００３０】ここで空気流の吐出孔に与える影響を考え
る。まず、インク粒子の一様電界中での挙動について説
明する。一様電界中でのインク粒子速度をＶ（ｍ／ｓ）
は、Ｖ＝ｑ・Ｅ／（６πηａ）ａ＞０．１μｍＶ＝ｑ・Ｅ／（６πηａ）・（１＋Ａ・λ／ａ）ａ≦０．１μｍで与えられる。ここで電荷量；ｑ（Ｃ），電界強度；Ｅ
（Ｖ／ｍ），インクの粒子半径；ａ（ｍ），空気の粘性
係数；η（Ｎ・ｓ／ｍ２），Ａ，λ；係数である。ま
た、インク粒子の電荷量を求めるとすると、インク粒子
の帯電量は電界荷電Ｑ_eと拡散荷電Ｑ_dの和で表され、粒
子の帯電量ｑは次式となる。ｑ＝Ｑ_e＋Ｑ_d さらにＱ_e，Ｑ_dはそれぞれＱ_e＝４・π・ａ²・３・ε_s／（ε_s＋２）・ε₀・Ｅ_c Ｑ_d＝８・４・π・ε₀・ｋ・Ｔ／ｅ・ａと表される（ここでａ；インク粒子半径、ε_s；インク
粒子比誘電率、ε₀；真空中における誘電率、Ｅ_c；電界
強度、μ；イオン移動度、ｋ；ボルツマン定数、Ｔ；絶
対温度、ｅ；電子電荷）。

【００３１】以上よりインクの各粒径による電荷量を算
出し、一様電界中でクーロン力によって発生する粒子速
度を求めた結果を図４に示す。同一粒径の場合、かける
電界強度を大きくすると、粒子速度は大きくなる。さら
に電界中の粒子速度が小さい場合、すなわち電界強度が
小さい、また帯電粒子径が小さい場合、イオン風等の空
気流が存在すると電界制御ができないことになる。

【００３２】次にインク吐出のＯＮ／ＯＦＦ制御動作に
ついて説明する。まず、インク吐出ＯＮ時の制御につい
て説明する。この場合に鑑みなければいけないのは、空
気流の、吐出方向に対して垂直方向の速度成分ｖ_1xであ
る。

【００３３】当該ｖ_1xが印字品位にどのような影響を与
えるかを検証するための実験装置の断面図を図５に示
す。この装置で、吐出孔の中心軸に対して垂直方向に風
速ｖ_1x（ｍ／ｓ）の風を送風機２０により送風でき、帯
電インクの粒子の吐出制御の状態を確認できる。なお、
前記風速ｖ_1xは吐出孔付近において、レーザ・ドップラ
ー流速計により計測する。

【００３４】この時において、吐出孔が帯電時の放電に
よるイオン風の影響を受けないように、吐出孔と帯電電
極の水平距離を２００ｍｍとした。また背面電極１１の
電圧−０．５ｋＶ、記録紙１２とシャッター電極８間ギ
ャップｇ１００μｍ、シャッター電極８閉止時電圧３０
０Ｖ、放電距離５ｍｍ、放電電圧５ｋＶ、ワイヤー直径
６０μｍとした。

【００３５】この実験装置による実験結果を表１に示
す。このとき吐出孔のインク粒子をガラス基板に採取
し、ＳＥＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭ
ｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で粒子直径を測定したところ、１
００ｎｍであった。結果はｖ_1xが０．０１３ｍ／ｓ以下
の時に良好な印字が得られた。

【００３６】以上の考え方からシャッター電極８閉止時
には吐出孔中心軸と垂直方向の空気流が存在しても影響
はないと考えられ、同様の実験を行ったところインク漏
れは確認されなかった。

【００３７】

【表１】

【００３８】また、表２はシャッター電極８及び背面電
極１１による図３中Ｂ点における電界強度の算出結果で
ある。これは日本総研社製の電界解析ソフト（ＪＭＡ
Ｇ）を用い、有限要素法によって電界強度計算を行った
結果である。

【００３９】

【表２】

【００４０】以上の実験結果について図３を用いて検討
する。シャッター電極８の電圧を全て０Ｖにすることに
より、帯電インクの粒子には吐出孔から記録紙１２方向
のクーロン力が働き、速度ｖ₂で記録紙１₂に向かおうと
する。しかし、その方向に対し垂直な方向に速度ｖ_1xの
空気流が存在すると、帯電インクの粒子の速度ベクトル
ｖはｖ_1xとｖ₂の合力になり、吐出方向は記録紙８に対
し垂直な方向ではなくなり、その結果として所望の形状
での印字ができなくなる。

【００４１】吐出孔中心である図中Ｂ点の電界強度は、
Ｃ点，Ｄ点に比較して絶対値が小さくＢ点で空気流の与
える影響が小さく吐出制御が可能であれば他点でも制御
可能であり、インク漏れをおこすことはない。吐出時の
Ｂ点における電界強度は表２のＮｏ．１に示すとおり
４．３×１０⁴Ｖ／ｍであり、図４より電界作用によっ
て直径１００ｎｍのインク粒子に発生する速度ｖ₂は約
０．０１３ｍ／ｓとなる。ここで帯電インクを吐出させ
るための条件は帯電インクの粒子の速度ベクトルが吐出
できる方向に向いていることが最低の条件となる。

【００４２】従って、吐出孔半径をｌ₁、吐出孔厚さを
ｌ₂とするとｖ₂／ｖ_1x＞ｌ₂／ｌ₁がインク粒子を吐出す
るための最低条件である。

【００４３】よって空気流速ｖ_1xはｖ_1x＜ｌ₁／ｌ₂・ｖ
₂の条件が必要になる。ここではｌ₁＝ｌ₂＝１５０μｍ
の実験条件で行ったのでｖ_1x＜ｖ₂が必要条件である。

【００４４】以上の理由から、吐出孔中心Ｂ点の電界作
用によって発生する速度ｖ₂以上の空気流が存在すると
印字不良すなわち吐出時においてもインク粒子が吐出し
ないことがわかる。上記実験結果である表１においても
ｖ_1xが０．０１６ｍ／ｓ以上で印字不良をおこす結果に
なっている。

【００４５】次にインク吐出ＯＦＦ時の制御について説
明する。この場合に鑑みなければいけないのは、空気流
の、吐出孔中心軸に対して平行方向の速度成分ｖ_1yであ
る。

【００４６】当該ｖ_1yが印字品位にどのような影響を与
えるかを検証するための実験装置の断面図を図６に示
す。前述の図５の構成からシャッター電極８、背面電極
１１以外を吐出孔を中心に９０度回転させた構成となっ
ている。この装置では吐出孔に対して平行方向に風速ｖ
_1y（ｍ／ｓ）の風を送風機２０により送風でき、帯電イ
ンクの粒子の吐出制御の状態を確認できる。

【００４７】前述した様にシャッター電極８の閉止時で
最も帯電インク漏れが発生しやすい条件は上シャッター
電極８１、中シャッター電極８２、共通電極８３の順に
０Ｖ，３００Ｖ，０Ｖとした場合である。その時のＢ点
の電界強度は表１の結果より２．０×１０⁴Ｖ／ｍであ
り、帯電インク粒直径は、前述と同様の方法で測定した
結果１００ｎｍであった。

【００４８】したがって、図７より閉止時の電界による
下向きの速度成分ｖ₂は０．００６ｍ／ｓとなる。ｖ_1y
＞ｖ₂の関係である場合、帯電インクの閉止ができなく
なり、帯電インクは漏れを起こし印字不良が発生すると
予想される。上記実験の結果を表３に示す。実験による
結果もｖ_1yが０．００５ｍ／ｓ以上で印字不良を起こす
結果となった。したがって、ｖ_1y＜ｖ₂がインクの吐出
漏れを防ぐための最低条件となる。

【００４９】

【表３】

【００５０】なお、上述した各条件に加え、さらに印字
性能の劣化の防止が図れる構成として、図８及び図９に
示すような吐出孔近傍に空気流遮断部材を設けた構成が
考えられる。図８は当該構成の断面図、図９は当該構成
の斜視図である。この構成では帯電電極からのイオン風
速や他の空気流をできるだけ遮断し、吐出孔に空気流が
直接あたらないようにしている。

【００５１】空気流遮断部材７としては汎用性のある金
属類や樹脂などを用いればよい。ここでは空気流遮断部
材７の高さｈを１ｍｍとし、吐出孔中心軸に対し垂直な
空気流がある場合、すなわち図５における実験を行った
結果を表１に併記する。この場合の空気流ｖ_1xは空気流
遮断部材７のない状態での測定結果である。

【００５２】空気流遮断部材がある場合とない場合で比
較すると空気風速０．２５ｍ／ｓまで印字可能となり、
効果が確認できた。しかし、空気流遮断部材の高さｈを
３ｍｍ以上にすると吐出孔直下にインク粒子が存在しに
くくなり、同時間の印字を行った場合、印字濃度が低下
するという結果となりすなわち高速印字ができなくなる
という問題点もあった。

【００５３】図１０は吐出孔それぞれに空気流遮断部材
７を配設した構成を示した図である。上記吐出孔全体に
空気流遮断部材７を配設した構成での上記実験結果と同
様な実験結果を示した実験結果であった。異なる点は、
吐出孔それぞれに空気流遮断部材７を配設した点であ
り、当該構成で印字を行ったところ、全体に空気流遮断
部材を配設するよりも紙面内での印字濃度のばらつきが
少ない結果となった。

【００５４】（発明の実施の形態２）次に、帯電領域を
複数個設けた構成について考える。図１１は画像記録装
置において帯電領域を２つ設けた構成を示す図である。
図中、ｙは吐出孔中心軸と１つの帯電電極の水平距離を
示し、ｙ₁は吐出孔中心軸と他の帯電電極の水平距離を
示す。

【００５５】図１と図１０の相違点は帯電領域５１が図
１は１つであるのに対し、図１０は帯電領域５１が２つ
存在するという点である。図１のように帯電領域５１が
１つであると帯電インクが吐出孔直下に存在しにくい。
それに対し、帯電領域５１が複数個あると帯電インクが
吐出孔直下に存在しやすくなる。この理由は、図１及び
図１０に矢印で示すように、空気流の流れによって説明
できる。

【００５６】これらの影響をなくすために、実施例１で
は帯電電極４と吐出孔の構成および位置を規定したが、
さらに小型化、高速化のためには吐出孔直下の帯電イン
ク濃度を高める必要がある。

【００５７】図１１では吐出孔直下でのイオン風及び空
気対流を相殺し、吐出孔直下に帯電インクを漂わせ、直
下のインク濃度を高める効果がある。図１と図１１の装
置で同時間の印字実験を行ったところ、図１１の装置で
行った印字結果の方が印字濃度が濃く良好な印字が得ら
れた。さらに、複数個の吐出孔からの印字濃度を比較し
たところ図１１での印字濃度のばらつきが少なく、濃度
ムラを少なくする効果があることがわかった。

【００５８】ここで図１２に吐出孔からの２つの帯電電
極４の水平距離の差と同時間印字させたときの印字濃度
の関係を示す。この結果から吐出孔から２つの帯電電極
４の水平距離が等しくなるすなわちｙ＝ｙ₁であると印
字濃度が高いこと結果となった。すなわち、帯電電極４
が吐出孔中心に対し、対称位置に配置されているとき最
も効果があるといえる。

【００５９】ここで吐出孔付近に空気流遮断部材を設け
ても同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００６０】以上に述べた構成では、インクを加熱し気
化させることによってインク微粒子を作成し空気中に供
給したが、他の方法たとえば液体インクをミスト状にし
て空気中に供給する方法および粉体の微粒子インクを空
気中に噴霧して供給する方法等を用いても本願の趣旨を
逸脱するものではない。

【００６１】

【発明の効果】吐出孔位置での放電によるイオン風およ
び加熱装置による熱対流等の空気流を制御範囲内にする
ことで、安定して吐出制御が行え、吐出開放時のドット
形状を安定させ、また閉止時の帯電インク漏れをなくす
ことができるという効果を奏する。

【００６２】また、インク吐出孔近傍に空気流遮断部材
を設けることで、吐出孔位置での放電によるイオン風お
よび加熱装置による熱対流等の空気流の影響を極力少な
くすることができ、安定して吐出制御が行え、吐出開放
時のドット形状を安定させ、また閉止時の帯電インク漏
れをなくすことができ、さらに装置全体を小型化できる
という効果を奏する。

【００６３】ここで、当該空気流遮断部材を各々のイン
ク吐出孔に対応させた場合、上述の効果に加え、紙面内
の印字濃度の均一化が図れ、さらに装置全体を小型化で
きるという効果を奏する。

【００６４】また、前記インク貯留槽内において、上記
帯電手段によりインクの帯電を行う領域が前記吐出孔を
挟んで少なくとも２つ以上各々独立して存在するという
構成をとることで、吐出孔直下での放電によるイオン風
およびインク散在手段による空気流を相殺でき、吐出閉
止時の帯電インク漏れをなくすことができる。さらに吐
出孔直下に存在する帯電インク濃度を高めることがで
き、高速な印字が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の一実施例を示した
断面図である。

【図２】本発明による画像形成装置のシャッター電極付
近の斜視図である。

【図３】本発明による画像形成装置のシャッター電極の
断面図である。

【図４】一様電界中の粒子直径と粒子速度の計算結果の
関係を示した図である。

【図５】実施の形態の実験機の概略図である。

【図６】実施の形態の実験機の概略図である。

【図７】本発明による画像形成装置のシャッター電極の
断面図である。

【図８】本発明による画像形成装置のシャッター電極付
近の断面図である。

【図９】本発明による画像形成装置のシャッター電極付
近の斜視図である。

【図１０】本発明による画像形成装置のシャッター電極
付近の断面図である。

【図１１】本発明による画像形成装置の他の実施例を示
した断面図である。

【図１２】本発明による画像形成装置を用いた実験結果
を示す図である。

【図１３】先行技術としての画像形成装置の一従来例を
示す断面図である。

【図１４】先行技術としての画像形成装置のシャッター
電極を示す斜視図である。

【符号の説明】

１インク貯留槽２加熱装置３液体、粉体あるいは固体状のインク４帯電電極５微粒子インク６放電電極７空気流遮断部材８電界シャッター９コントロール部１１背面電極１２記録媒体１３ヒータ１４吐出孔２０送風機８１上シャッター電極８２中シャッター電極８３共通電極Ｂ吐出孔中心軸と記録媒体から最も離れたシャッター
電極下面との交点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出孔が設けられているインク貯留槽
と、当該インク貯留槽内の空気中に前記インクを散在さ
せる散在手段と、当該散在手段により上記インク貯留槽
内の空気中に散在している前記インクを帯電させる帯電
手段と、当該帯電手段により帯電されたインクをクーロ
ン力により記録媒体上へ吐出させる吐出手段と、前記帯
電されたインクにより記録媒体上に所望の画像を形成す
るべく、電界によって前記インクの吐出制御を行う吐出
制御手段とを有する画像形成装置において、前記吐出制御手段が設けられている面を含む平面と前記
吐出孔の中心軸の交点位置において、インク吐出ＯＮ時
はｖ_1x＜ｌ₁／ｌ₂・ｖ₂、インク吐出ＯＦＦ時はｖ_1y＜
ｖ₂とすることを特徴とする画像形成装置。（ただし、
ｌ₁は吐出孔の半径、ｌ₂は吐出孔の吐出方向の長さ、そ
して、吐出手段によるインクの粒子の移動速度をｖ₂、
当該インク粒子を帯電させるために放電電圧をかけた
時、インク貯留槽内部に生じる空気流の力による前記イ
ンク粒子の移動速度の吐出方向成分及び当該吐出方向に
対して垂直な成分をそれぞれｖ_1y、ｖ_1xとする。）
【請求項２】上記吐出制御手段は、複数のシャッター
電極からなり、上記交点位置とは吐出孔の中心軸と、上
記記録媒体から最も離れた位置に配置される前記シャッ
ター電極の下面を含む平面との交点位置であることを特
徴とする画像形成装置。
【請求項３】上記吐出孔近傍に空気流遮断部材が設け
られていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記インク貯留槽内において、上記帯電
手段によりインクの帯電を行う領域が前記吐出孔を挟ん
で少なくとも２つ以上各々独立して存在することを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】前記２つの帯電手段は吐出孔中心軸に対
し、ほぼ対称に配設されていることを特徴とする請求項
４記載の画像形成装置。