JPH11291502A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク漏れが少なく安定した吐出が可能な記
録装置を得る。 【解決手段】 吐出方向に鋭角の先端を持つ吐出電極
と、記録用インクを吐出部へ誘導保持する下部が狭くな
るＵまたはＶ型相当の溝を持ち、吐出電極を溝で受ける
第２の基材と、第２の基材の溝を塞いでインクの通路を
形成し、吐出電極を支え、かつ吐出電極の先端部が基材
より突出するよう形成した第１の基材と、第２の基材に
吐出電極に記録印加する電圧と同極性の制御用バイアス
電圧を加える駆動手段を備えた。

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、インクジェット
記録装置に関し、特に、静電力を用いてインクを飛翔さ
せて記録を行うインクジェット記録装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタの方式は今まで
に数多く考案されているが、その中でも次の２つの方式
が代表的な方式と言える。１つは、発熱体の熱によって
インクの蒸気を発生させその圧力でインク滴を飛翔させ
る方式であり、もう１つは圧電素子によって機械的な圧
力パルスを発生させてインク滴を飛翔させる方式であ
る。

【０００３】これらのインクジェットプリンタに使用さ
れる記録ヘッドとしては、シリアル走査型ヘッドが実用
化されており、キャリッジに搭載された記録ヘッドが、
記録媒体の搬送方向（副走査方向と言う）に対して直交
する方向（主走査方向と言う）に移動しながら記録を行
っている。このシリアル走査型ヘッドは、上記のように
主走査方向に機械的に移動しながら記録を行うため、記
録速度を早めることが困難である。そこで、記録速度を
早めるために、ライン走査型ヘッドと呼ばれる記録媒体
の幅と同じサイズのヘッドを用い、主走査方向における
機械的な可動部分を無くすことが考えられる。しかし、
上述したインクジェット記録方式では、ノズルが目詰ま
りする問題や、記録ヘッドの構造が複雑なための加工上
の問題があり、実際には、ライン走査型ヘッドを実現す
ることは難しい。

【０００４】これらの不具合を解決するために、個別の
ドット毎にノズルを必要としない構成及び個別のドット
毎のインク流路の隔壁を必要としない構成が提案されて
いる。その具体的な例として、スリット状のインク噴出
口に吐出用の電極アレイを配置し、個々の電極に電圧を
印加して静電力でインクを飛翔させる方式が提案されて
おり、例えば、特開昭５６−４４６７明細書にその内容
が記載されている。

【０００５】図１４は、上述の明細書に記載された従来
のインクジェット記録ヘッドの構成斜視図である。図に
おいて、４７スリット状に形成されたインク噴出口、４
８ａ，４８ｂはインク噴出口４７を形成する上板及び下
板、４９は下板４８ｂ上に周期的に多数配置された電
極、５０はインク噴出口４７に対向して配置された接地
導体、５１は接地導体５０に沿って移動する記録紙、５
２は電極４９の選択されたものに高電圧を印加する電
源、５３はスイッチである。

【０００６】次に、動作について説明する。まず、イン
ク噴出口４７にインクを注入する。次に、電極４９の選
択された一電極に電源５２により１ｋｖ〜４ｋｖの高電
圧を印加する。すると、接地導体５０があるため、高電
圧を印加された電極４９付近のインクは、接地電極５０
との間にできる電界によって静電力を受け、インク噴出
口４７より接地電極５０に向かって噴出し、記録紙５１
に付着し記録が行われる。

【０００７】この動作は、複数の電極４９に高電圧を同
時に印加した場合も同様に記録が可能である。従って、
この動作を連続して行うことにより、記録紙５１に上に
任意の記録画を形成することができる。

【０００８】以上のような方法によって、個別のドット
毎にノズルを必要とせず、また、個別のドット毎のイン
ク流路の隔壁を必要としない構成で、主に色材成分をイ
ンク滴として飛翔させることができる。

【０００９】しかしながら、上述の方法においては、電
極４９に高電圧を印加すると、インクは印加した電圧と
同極性に帯電するため、電界によって静電力を受け、電
位の低い方向にインクが飛翔する。従って、基本的に
は、帯電したインクはその周囲に電位の低い場所があれ
ば、その場所との間にできる電界の強さに応じて移動す
る力を受ける。ましてや、インクの移動のしやすさから
いえば、インク層から微小なインク滴がちぎれて飛翔す
るよりも、インクが切れることなく個体の表面を伝って
流れるほうがより小さい力で実現できる。即ち、インク
を噴射させようとする電極の周囲に極端に電位の低い場
所が存在すると、インクはその場所へ流れようとし、噴
射の仕方に影響を与えてしまうことになる。更に、イン
ク噴射口４７においては、そのスリットを形成するのは
絶縁性の材料であり、電位的には電極４９よりも非常に
低い状態にあるため、電極のないスリット両端部分の電
位が低くなり、その電位の低い方向に向かって多くのイ
ンクが流れ出してしまい、結果としてインク漏れを引き
起こしてしまう。

【００１０】上述のようなインクを帯電させて静電力で
インクを飛翔させるような記録方式では、電気抵抗率の
高いインクが用いられる。しかし、このようなインクを
用いた場合においては、一般にはインクを吐出させるた
めの電圧として１ｋｖ〜４ｋｖといった非常に高い電圧
値を必要とし、また、そのために回路規模な大きくな
り、装置コストも上昇してしまう。また、電圧を印加し
たときのインクの吐出量が多く、そのために微小な記録
ドットを得るの困難である。更に、吐出間隔が長く開い
た場合には、吐出用の信号に対してすぐに反応せず、吐
出不良を起こしてしまうことさえある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の記録装置は、以
上のように構成されているので、電極に電圧を印加した
場合、吐出口の両端の電位が低いとインクがその方向へ
流れ、吐出口からインク漏れを起こすという課題があっ
た。また、インク吐出のために、電圧値を非常に高くす
る必要があるという課題もあった。更に、高抵抗インク
を用いた場合、インクの吐出量が多いために、微少な記
録ドットが得られないという課題もあった。更に、１回
の吐出から間隔が長く開いた次の吐出において、吐出不
良が生じやすいという課題もあった。

【００１２】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、帯電インクに対する静電力によ
る吐出印字方式の記録装置において、インク漏れのない
安定したインク吐出が可能なインクジェット記録装置を
得ることを目的とする。また更に、吐出に必要な電圧を
低くてもよいようにすることを目的とする。また更に、
構成を簡単にした装置を得ることを目的とする。また更
に、高抵抗なインクを用いた場合でも微量な吐出インク
量で済むようにすることを目的とする。また更に、吐出
間隔が長く開いた場合でも、安定にインクを吐出させる
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係るインクジ
ェット記録装置は、吐出方向に鋭角の先端を持つ吐出電
極と、記録用インクを吐出部へ誘導保持する下部が狭く
なるＵまたはＶ型相当の溝を持ち、吐出電極を溝で受け
る第２の基材と、第２の基材の溝を塞いでインクの通路
を形成し、吐出電極を支え、かつ吐出電極の先端部が基
材より突出するよう形成した第１の基材と、第２の基材
に吐出電極に記録印加する電圧と同極性の制御用バイア
ス電圧を加える駆動手段を備えた。

【００１４】また更に、吐出電極を支える第１の基材
は、吐出先端から後退した位置にとどめて、インク通路
の吐出先端部は上面に開口部を形成するようにした。

【００１５】また更に、吐出電極は、その先端が第２の
基材の吐出口側端とほぼ同一面とした。

【００１６】また更に、駆動手段は、少なくとも記録印
字する場合には、吐出電極に印加する電圧と同じか、ま
たは印加電圧よりも高い制御用バイアス電圧を与えるよ
うにした。

【００１７】また更に、駆動手段は、吐出電極に対する
記録印字の印加電圧を、時間的に階段状に変化するパル
ス波形相当で与えて、印加最終段階での電圧を第２の基
材に与える制御用バイアス電圧より低くした。

【００１８】また更に、駆動手段は、最終に記録印字し
た後所定期間以上の経過を別に設けたタイマ相当で知る
と、次の最初の記録印加電圧を通常よりも高くした。

【００１９】また更に、記録用インクは、電気抵抗率１
０の７乗オームｃｍ以上のインク相当を使用して制御バ
イアス電圧を加えるようにした。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．吐出電極、インク
溝、導電性のインク支持基材とバイアス電圧を与える駆
動回路に工夫をこらしてインク漏れを減らした装置を説
明する。以下、本発明の実施の形態１における装置につ
いて、図に従って説明する。図１は、この発明における
インクジェット記録装置の記録ヘッドのインク吐出位置
近傍の断面概略と駆動回路を示すものである。

【００２１】図において、記録ヘッド１であり、この記
録ヘッド１は、金属薄板の吐出方向に対して先端を鋭角
に形成した吐出電極３を支持する絶縁性材料からなる第
１の基材２と、この第１の基材２に対向して配置されて
第１の基材２との間にインク流路５を形成する導電性材
料からなる第２の基材４とで構成される。図２は、吐出
電極３とインク溝との関係を示すこの記録ヘッド１を吐
出口側から見た正面図である。吐出電極３は、点線で示
されるように、第１の基材２の内部にそのほとんどが隠
れており、実線で示されるように、鋭利な先端を含めた
ほんの一部分しか露出していない。また、第２の基材４
には、吐出電極３を中心とした位置にＶ型溝の溝が形成
されており、吐出電極３とは接触せず電気的に絶縁され
ている。そして、第１の基材２との間にＶ型溝の断面を
したインク流路５を形成している。

【００２２】図１にもどり、記録ヘッド１以外の要素に
ついて説明する。６はインク、７は記録ヘッド１の後方
から先端の吐出口に向かってインクを圧力で供給する供
給ポンプである。吐出電極３には、画像情報に応じて吐
出電極３を駆動するための吐出電圧印加手段としての駆
動部８を接続している。駆動部８は、画像情報に応じて
インク吐出用の吐出信号１１を発生する信号発生回路９
と吐出信号１１を増幅し、一定の直流電圧値を有する吐
出用バイアス電圧に重畳したインク吐出に必要な電圧
（以降吐出電圧と呼ぶ）値を有する駆動信号１３を出力
する駆動回路１０とで構成されている。また、駆動回路
１０は、記録ヘッド１における導電性材料の第２の基材
４に対し、例えば、一定の直流電圧からなる制御用バイ
アス信号１２を印加する手段でもある。また、１４は対
向電極（背面電極）、１５は記録媒体である。

【００２３】次に、上述構成の装置による動作について
説明する。供給ポンプ７からインク６が供給され、記録
ヘッド１のインク流路５にインク６が流通される。供給
ポンプ７は圧力によってインク６を矢印Ａ１の方向に押
し出し、記録ヘッド１の先端部までインク６を送り込
む。ここで、インク６としては、電気抵抗率の高い溶剤
に色材染料を溶解させたものを用いている。このとき、
インク全体としての電気抵抗率は、１０⁷ Ωｃｍ以上あ
るのが望ましい。これは、静電力でインクを飛翔させる
本記録方式における吐出実験において、インクの電気抵
抗率を変化させて行ったところ、電気抵抗率が１０⁷ Ω
ｃｍ以上において良好なインクの吐出が得られた実験結
果に基づいている。インク流路５に供給されたインク６
は、吐出電極３の先端部で溜まり、第１の基材２と第２
の基材４のＶ型溝と吐出電極３との間にインク表面６ａ
を形成する。

【００２４】次に、駆動部８の動作について説明する。
図１において、画像情報が端子１６から入力されると、
信号発生回路９は吐出信号１１を発生する。この吐出信
号１１は駆動回路１０に入力され、一定倍率で増幅され
た後に、吐出用バイアス電圧に重畳して駆動信号１３と
して出力し、吐出電極３に印加してインクを吐出させ
る。また、駆動回路１０は、同時に第２の基材４に対し
て制御用バイアス信号１２を出力する。

【００２５】図３は、本実施の形態における装置の特徴
を説明するための記録ヘッド１の先端部におけるインク
の動きを示す図である。図３（ａ）は、比較のために、
供給ポンプ７のみを作動させた場合の記録ヘッド１の先
端部におけるインクの状態を示した図である。この状態
においては、インク６は、吐出電極３と第１の基材２及
び第２の基材４との間でインクの表面張力によってイン
ク表面６ａが形成され、釣り合った状態になっている。
従って、図１における矢印Ａ１方向に流すための供給力
は、このインク表面６ａが維持できる程度に調整しなけ
ればならない。

【００２６】本実施の形態におけるインクの状態を示す
のは、図３（ｂ）である。この状態では、吐出電極３に
対して駆動部８から駆動信号１３として、吐出用バイア
ス電圧を同時に第２の基材４に対して同じく前記駆動部
８から制御用バイアス信号１２をそれぞれ印加してい
る。まず、吐出電極３の先端を鋭角に形成することで電
界の集中がおこり、吐出電極３の先端近傍では、インク
６は吐出用バイアス電圧によって静電力を受け、インク
表面６ａが前方に移動し、新しいインク表面６ｂを形成
する。このとき、吐出電極３の先端において、インク６
は記録媒体１５方向に隆起するため、吐出電極３の先端
部をよく濡らすようになり、吐出しやすい状況になる。
対向電極１４は、記録媒体１５と吐出電極３との間の電
界を安定させるためのものであるため、接地しておくこ
とが望ましい。また、ここで与える吐出用バイアス電圧
は、インクが飛び出してしまわない程度の電圧値でなけ
ればならない。

【００２７】図１において、画像情報が端子１６から駆
動部８に入力されると、画像情報に応じた吐出信号１１
を発生し、吐出用バイアス電圧に重畳させ駆動信号１３
として吐出電圧を吐出電極３に印加する。吐出電極３の
先端部では、印加された吐出電圧によって更に大きな静
電力が生じ、インクが記録媒体１５に向かって糸状に伸
びて液糸形成する。そして、成長した液糸はやがて切
れ、記録媒体１５に向かって飛翔する。

【００２８】図３（ｃ）は、比較のために、第２の基材
４に第２の基材４に上記制御用バイアス電圧を印加しな
い状態での記録ヘッド１の先端部でのインクの動きを示
す図である。インク６は、吐出電極３と同じ極性に帯電
している。そのため、例えば、正の電位に帯電させた場
合、基本的にはインクは電位の低い方向へ流れようとす
る。この状態においては、第２の基材２は電位としては
低い状態であり、そのため、帯電したインクは、電位の
低い第２の基材４側にインク６ｃとして流れ出してしま
う。これと比較すれば、図３（ｂ）の状態においては、
第２の基材４に制御用バイアス電圧が印加されているた
め、インク６の周囲には極端に電位の低い箇所が少なく
なり、その結果、インクが吐出口から下へ流れ出なくな
る。インク流路５の上部に位置する第１の基材２の電位
が相対的に低くなるが、重力方向に対して上の方に位置
しているので問題はない。

【００２９】以上のように構成することで、インクに静
電力を作用させてインクを吐出させる記録方式におい
て、インクが吐出方向以外に移動する力を防ぐことがで
き、吐出口からインクが漏れることなく、きれいで安定
な記録が行える。

【００３０】なお、上述の構成において、対向電極は必
ずしも必要な要素ではない。または、対向電極を使用し
て、かつ、吐出電極とは逆極性の電位を与えるように構
成してもよい。また、個々の吐出電極先端の形状は、高
い電界集中がおきる形状であれば、部分的にとがった構
造等、どんな形状でもよい。更に、吐出電極が複数存在
する場合において、個々の吐出電極に対してそれぞれ異
なる吐出用バイアス電圧と吐出電圧とを与えるように構
成してもよい。

【００３１】また、上述の構成において、吐出電極３に
印加する吐出用バイアス電圧と、第２の基材４に印加す
る制御用バイアス電圧とを同一の値にしてもよい。この
ように構成することで、高電圧であるバイアス電圧を個
別に発生させる必要がなくなり、回路規模を小さくで
き、安価なインクジェット記録装置が得られる。更に、
インクとして電気抵抗率の高い溶剤に色材染料を溶解さ
せたものを用いたが、インク全体としての電気抵抗率が
１０⁸ Ωｃｍ以上の高抵抗なインクであればこれに限っ
たものではなく、高抵抗な液体に界面活性剤を用いて色
材成分を均一に分散させた顔料インクを使用してもよ
い。

【００３２】実施の形態２．下方へのインク漏れをより
少なくしたヘッド構造を説明する。図４は、この発明の
実施の形態２におけるインクジェット記録装置の記録ヘ
ッドのインク吐出位置近傍の断面概略と駆動回路を示す
図である。図において、１７は記録ヘッドで、この記録
ヘッドは図１の記録ヘッドと比べて、第１の基材１８が
吐出先端から後退した位置までしかない、つまり、吐出
電極３の先端部がより多く露出した構造となっている。
従って、第１の基材１８の吐出口側端面は、第２の基材
４における吐出口側端面よりも後方にずれた位置にある
が、吐出電極３の先端は、第２の基材４の吐出口側端面
より後方に位置しないように構成されている。その他の
構成及び動作については、実施の形態１と同じであるた
めに説明を省略する。

【００３３】吐出電圧を受けない状態では、吐出電極３
の先端ではメニスカスを形成してインクを保持してい
る。実施の形態１で述べたように、インクは吐出電極３
に電圧が印加されると、静電力によって飛翔する。即
ち、吐出電極３の先端におけるインクを保持する力より
もインクが受ける静電力の方が大きい場合に、インクの
一部が微量なインク滴となって吐出する。従って、この
インクを保持する力が小さければ小さいほど、少ない印
加電圧、つまり、静電力で飛翔させることができる。一
方、インクを保持する力は、吐出口における開口部の面
積をＡ、その開口部の周囲の長さをｌとすると、ｌ／Ａ
に比例する。従って、このｌ／Ａの値を小さくすること
で吐出に必要な静電力を下げることができる。

【００３４】そこで、第１の基材１８を、第２の基材４
における吐出口側端面よりも後退した位置にすると、Ｖ
型溝のインク流路５は、吐出口付近では溝の上部が露出
し、吐出口における開口部面積を大きくしている。上述
したように、インク保持力を小さくするには、開口部に
おけるｌ／Ａの値を小さくすればよい。即ち、図４にお
ける吐出口での開口部の面積Ａを大きくすればよいこと
になる。

【００３５】上述構成とすることで、吐出口におけるイ
ンク保持力を小さくでき、少ない吐出力でインクを吐出
させることができる。即ち、印加電圧が低く、また、そ
れによる更に回路規模の小さい安価なインクジェット記
録装置が得られる。

【００３６】なお、上述の構成において、背面電極は必
ずしも必要でないこと、または逆極性の電圧を与えた対
向電極を使用すること、吐出電極の先端形状の変化、等
々、実施の形態１で述べた全ての変化を本実施の形態の
装置に対しても同様に適用できる。

【００３７】実施の形態３．インク溝を形成する導電性
の第２の基材にバイアス電圧を与えてインク漏れをなく
する装置を説明する。図５は、この発明の実施の形態３
におけるインクジェット記録装置の記録ヘッドのインク
吐出位置近傍の断面概略と駆動回路を示す図である。図
６は、吐出口側から見た記録ヘッドの正面図である。図
５において、１は記録ヘッド１であり、その構成及び動
作については、実施の形態１と同じであるために説明を
省略する。また、６はインク、７は供給ポンプである。
吐出電極３には、画像情報に応じて吐出電極３を駆動す
る吐出電圧印加手段としての駆動部１９を接続してい
る。この駆動部１９は、信号発生回路９と吐出信号１１
を増幅すると同時に、制御用バイアス信号２１を出力す
る駆動回路２０とで構成されている。また、駆動回路２
０は、記録ヘッド１における第２の基材４に対し、例え
ば、一定の直流電圧からなる制御用バイアス信号２１を
印加する手段でもある。また、１４は対向電極、１５は
記録媒体である。

【００３８】次に、動作について説明する。供給ポンプ
７よりインク６を供給し、インクが吐出するまでの一連
の動作については、実施の形態１と同じであるため説明
を省略する。次に、本実施の形態での特徴である駆動部
１９の動作について説明する。図５において、画像情報
が端子２３から入力されると、対応して信号発生回路９
が生成する吐出信号１１が駆動回路２０に入力され、増
幅後、吐出用バイアス電圧が重畳した駆動信号２２によ
り吐出電極３からインクを吐出させる。また、駆動回路
２０は、同時に、第２の基材４に対しては制御用バイア
ス信号２１を出力するが、そのバイアス電圧を吐出電極
３に印加する吐出電圧よりも高い電圧とする。その結
果、図６に示されるように、インク６は、第１の基材２
と吐出電極３の方向、即ち、矢印Ｄ１の方向へ流れよう
とする。こうして、吐出電極３の近辺に帯電したインク
成分が常に集中することになり、吐出の間隔が長く開い
た場合においても、速い応答でインクを吐出することが
できる。

【００３９】以上のように構成することで、応答性がよ
く、効率よくインクを吐出できるため、吐出不良を起こ
さない安定吐出できるインクジェット記録装置が得られ
る効果がある。その他の構成の変化またはその効果は、
他の実施の形態と同様になる。

【００４０】実施の形態４．吐出電極に与えるインク吐
出用の印加電圧について、印加中の電圧変化により吐出
特性を向上した装置を説明する。図７は、この発明の実
施の形態４におけるインクジェット記録装置の記録ヘッ
ドのインク吐出位置近傍の断面概略と駆動回路を示す図
である。また、図８，図９は、信号発生回路２５、駆動
回路２６で生成するインク吐出用の駆動信号の例を示す
図である。図７において、１は実施の形態１と同様の記
録ヘッド１で、駆動部２４から駆動信号２９が供給され
る。この駆動部２４は、インク吐出用の吐出信号２７を
生成する信号発生回路２５と、この吐出信号２７を増幅
し、バイアス電圧を重畳した駆動信号２９を出力する駆
動回路２６とで構成されている。同時に、駆動回路２６
は、第２の基材４に対しても制御用バイアス信号２８を
印加する。

【００４１】次に、インク吐出動作は、先の各実施の形
態の装置と同様であるので、記述を省略し、本実施の形
態の特徴である駆動部２４の動作について説明する。図
７において、端子３０からの画像情報により信号発生回
路２５は、吐出信号２７を生成し、その吐出信号２７
は、駆動回路２６に入力される。そして、増幅後、吐出
用バイアス電圧と重畳された駆動信号２９が吐出電極３
に印加されてインクを吐出させる。駆動部２４から吐出
電極３に印加する吐出電圧の印加中の電圧サイクルに特
徴があり、図８は、その信号波形を示している。図にお
いて、信号波形Ｓ１は、画像情報に応じた電圧値Ｖ１で
パルス幅ｔ１の矩形波の駆動期間に続いて、その後半
に、第２の電圧−Ｖ２をパルス幅ｔ２の矩形波を発生さ
せる。このときの条件としては、ｔ２＜ｔ１、つまり、
前半の時間を長くする。

【００４２】この吐出信号２７は、駆動回路２６で増
幅、バイアス電圧が重畳されて図９に示す駆動信号２９
として出力される。図において、信号波形Ｓ２は、吐出
用バイアス電圧Ｖｂを中心にＶ３とＶ４レベルの駆動信
号となっている。上述のように、吐出電極３において、
インク６は吐出用バイアス電圧Ｖｂによって隆起してお
り、電圧値Ｖ３が吐出電極３に印加されると、インクは
記録媒体１５に向かって吐出する。電圧値Ｖ３を時間ｔ
１印加した後、駆動信号２９は前記吐出信号の波形によ
って電圧値を吐出用バイアス電圧Ｖｂよりも低いＶ４に
なる。このとき、吐出電極先端のインクに対しては、隆
起していたインクを引き戻す力が働き、結果として、イ
ンクが必要以上に吐出するのを抑えることになる。同時
に、第２の基材４に対して制御用バイアス信号２８が加
えられるが、この動作と効果は、他の実施の形態のそれ
と同様である。

【００４３】以上のように構成することで、吐出電圧印
加時における必要以上のインクの吐出を防ぐことがで
き、微量なインクを吐出し、微少な記録ドットを安定に
出力するインクジェット記録装置が得られる。

【００４４】実施の形態５．時間的に間隔がある印字制
御に対しても、安定したインク吐出が行える装置につい
て説明する。図１０は、この発明の実施の形態５におけ
るインクジェット記録装置の記録ヘッドのインク吐出位
置近傍の断面概略と駆動回路を示す図である。また、図
１１は、駆動部３１で生成する駆動信号の例を示す図で
ある。図１０において、吐出電極３には、駆動部３１を
接続している。この駆動部３１は、入力対応の吐出用信
号３５を生成する信号発生回路３２と、吐出用バイアス
信号３６と制御用バイアス信号３８を発生するバイアス
発生回路３３と、駆動信号３９を出力する駆動回路３７
とで構成される。他の部分については、実施の形態１と
同じである。

【００４５】次に、本実施の形態の特徴である間隔を開
けた印加制御の動作について説明する。吐出電極３に電
圧を印加しない場合の吐出電極先端に液面６ａが形成さ
れるまでの動作は、実施の形態１と同じである。バイア
ス発生回路３３は、図１１（ａ）に示す吐出用バイアス
信号Ｓ３を生成し、出力する。吐出用バイアス信号Ｓ３
は、一周期を２ｔとして、電圧値Ｖｂ２からＶｂ１まで
のレベル変化を生成したものであり、この周期は連続吐
出時における吐出周期である。この吐出用バイアス信号
３６を駆動回路３７を通して吐出電極３に印加すると、
電圧値Ｖｂ１の時とＶｂ２の時とで吐出電極３の先端に
おけるインクの隆起する量が異なる。従って、吐出電極
３の先端では、この吐出用バイアス信号の変動に同期し
てインクの振動が生じる。このときの電圧値Ｖｂ２は、
インクが吐出しない程度とする。

【００４６】まず、入力の画像情報に対応して信号発生
回路３２は、図１１（ｂ）のＳ４，Ｓ５で示される吐出
信号３５を出力する。この例では、吐出信号３５は電圧
値がＶ６、パルス幅ｔ４の断続信号であり、２つの信号
波形Ｓ４，Ｓ５の間には、ｔ５の時間間隔がある。バイ
アス発生回路３３は、吐出用バイアス信号３６を出力す
る際に、その吐出用バイアス信号３６に同期した同期信
号３４を信号発生回路３２に出力する。信号発生回路３
２は、吐出信号３５をこの同期信号３４と同期させて出
力する。駆動回路３７は、入力された吐出信号３５を増
幅し、吐出用バイアス信号３６に重畳して、図１１
（ｂ）のＳ６で示される駆動信号３９を出力する。信号
波形Ｓ４，Ｓ５は、バイアス信号の高い方の電圧値Ｖｂ
２の時に重畳されるように出力する。こうして、吐出電
極３の先端でインクが最も隆起しているときに、電圧値
Ｖ７の吐出電圧が吐出電極３に印加され、インクが吐出
する。

【００４７】以上のように構成することで、吐出電極の
先端においてインクを長い断続期間に対応する周期で振
動させ、また、インクが隆起しているときに、吐出電圧
を印加することもできる。インクの吐出間隔が長い入力
に対して、例えば、タイマ等で時間を検出し、所定期間
以上の間隔を検出すると、Ｓ４，Ｓ５等の断続信号が生
成されるようにしてもよい。こうすることで、長期間休
止後のインク印字に対しても、安定したインク吐出がで
きる効果がある。

【００４８】実施の形態６．インクの出過ぎによる漏れ
を防いだ装置を説明する。図１２は、この発明の実施の
形態６におけるインクジェット記録装置の記録ヘッドの
インク吐出位置近傍の断面概略と駆動回路を示す図であ
る。また、図１３は、駆動部４１で生成する駆動信号の
例を示す図である。図１２において、吐出電極３には、
駆動部４１を接続している。この駆動部４１は、入力対
応の吐出用信号４３を生成する信号発生回路４２と、吐
出用バイアス信号３６と制御用バイアス信号３８を発生
するバイアス発生回路３３と、駆動信号４５を出力する
駆動回路４４とで構成されている。

【００４９】本実施の形態の特徴であるインク漏れを防
止するインク引き戻し動作について説明する。吐出電極
３の先端での液面６ａ形成作用及び制御用バイアス信号
による動作については、他の実施の形態と同様である。
まず、入力の画像情報に対応して、信号発生回路４２
は、図１３のＳ７，Ｓ８で示される吐出信号４３を出力
する。吐出信号４３は、電圧値がＶ９、パルス幅ｔ６の
矩形波の駆動期間に続いて、その後半に電圧値Ｖ８をパ
ルス幅ｔ７の矩形波を出力する。図の例では、連続した
２つの信号波形Ｓ７，Ｓ８の間には、ｔ８の時間間隔が
ある。バイアス発生回路３３は、吐出用バイアス信号３
６の出力に際して、同期信号３４を信号発生回路４２に
出力する。信号発生回路４２は、吐出信号４３をこの同
期信号３４と同期させて出力する。駆動回路４４は、吐
出信号４３を増幅し、吐出用バイアス信号３６に重畳し
て、図１３のＳ９で示される駆動信号４５を出力する。
信号波形Ｓ７，Ｓ８は、プラス電位のときは吐出用バイ
アス信号の高い方の電圧値Ｖｂ２の時に重畳され、ま
た、マイナス電位のときには吐出用バイアス信号の電圧
値Ｖｂ１に重畳されるように、吐出用バイアス信号３６
の立ち下がりと吐出信号４３の立ち下がりが同期するよ
うに出力する。

【００５０】吐出電極３の先端でインクが最も隆起して
いるときに、電圧値Ｖ１１の吐出電圧を吐出電極３に印
加した後、ｔ７期間は吐出用バイアス電圧よりも低い電
圧値Ｖ１０になる。こうして、吐出電極先端のインクに
対しては、隆起していた状態からインクを引き戻す力が
働き、結果として、インクが必要以上に吐出するのを抑
える。以上のように構成することで、吐出電圧印加時に
おける必要以上のインクの吐出を防ぐことができ、微量
なインクを吐出できるだけでなく、画像情報によってイ
ンクの吐出間隔が長く開いてしまった場合においても、
確実にインクを吐出させることができる効果がある。

【００５１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、鋭角先
端の吐出電極と、ＵまたはＶ型溝で吐出電極を受ける第
２の基材と、インクの通路を形成して吐出電極の先端部
が突出するよう保持する第１の基材と、制御用バイアス
電圧用駆動手段を備えたので、インクを吐出方向に保持
して、インク漏れを防ぎ、きれいで安定した印字が出来
る記録装置が得られる効果がある。

【００５２】また更に、吐出電極を支える第１の基材を
吐出先端から後退した位置にとどめたので、低い印加電
圧で動作させられ、回路規模を小さくできる効果があ
る。

【００５３】また更に、吐出電極の先端を第２の基材の
吐出口側端とほぼ同一面としたので、インクの吐出が容
易で、しかもインク漏れを少なくできる効果がある。

【００５４】また更に、記録印字時に吐出電極と同じ
か、またはそれより高い制御用バイアス電圧を与えるよ
うにしたので、インクの下方への漏れを防ぎ、または回
路規模を小さくできる効果がある。

【００５５】また更に、記録印字の印加電圧を階段状に
変化して、印加最終段階での電圧を第２の基材に与える
制御用バイアス電圧より低くしたパルスとしたので、必
要以上のインク吐出を防ぎ、また微量のインク吐出も制
御できる効果がある。

【００５６】また更に、最終に記録印字した後所定期間
以上の経過すると、次の最初の記録印加電圧を通常より
も高くしたので、長期に断続する印字情報にも即応し
て、確実できれいな印字ができる効果がある。

【００５７】また更に、記録用インクを電気抵抗率１０
の７乗オームｃｍ以上のものとしたので、確実できれい
な印字ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１におけるインクジェット記録装
置の記録ヘッドインク吐出位置近傍の記録ヘッド断面概
略と駆動回路を示す図である。

【図２】 実施の形態１における記録ヘッド先端部の正
面図である。

【図３】 実施の形態１における記録ヘッド先端部にお
けるインクの動きを説明する図である。

【図４】 実施の形態２におけるインクジェット記録装
置の記録ヘッドインク吐出位置近傍の記録ヘッド断面概
略と駆動回路を示す図である。

【図５】 実施の形態３におけるインクジェット記録装
置の記録ヘッドインク吐出位置近傍の記録ヘッド断面概
略と駆動回路を示す図である。

【図６】 実施の形態３における記録ヘッド先端部の正
面図である。

【図７】 実施の形態４におけるインクジェット記録装
置の記録ヘッドインク吐出位置近傍の記録ヘッド断面概
略と駆動回路を示す図である。

【図８】 実施の形態４におけるインクジェット記録装
置の吐出信号波形を示す図である。

【図９】 実施の形態４におけるインクジェット記録装
置の吐出電極に印加する駆動信号波形を示す図である。

【図１０】 実施の形態５におけるインクジェット記録
装置の記録ヘッドインク吐出位置近傍の記録ヘッド断面
概略と駆動回路を示す図である。

【図１１】 実施の形態５におけるインクジェット記録
装置の駆動信号を説明する図である。

【図１２】 実施の形態６におけるインクジェット記録
装置の記録ヘッドインク吐出位置近傍の記録ヘッド断面
概略と駆動回路を示す図である。

【図１３】 実施の形態６におけるインクジェット記録
装置の駆動信号を説明する図である。

【図１４】 従来のインクジェット記録ヘッドにおける
インク吐出位置近傍の構成斜視図である。

【符号の説明】

２，１８ 第１の基材、３ 吐出電極、４ 第２の基
材、６ インク、８，１９，２４，３１，４１ 駆動
部、９，２５，３２，４２ 信号発生回路、１０，２
０，２６，３７，４４ 駆動回路、３３ バイアス発生
回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加茂 正義 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吐出方向に鋭角の先端を持つ吐出電極
   と、 記録用インクを吐出部へ誘導保持する下部が狭くなるＵ
   またはＶ型相当の溝を持ち、上記吐出電極を該溝で受け
   る第２の基材と、 上記第２の基材の溝を塞いで上記インクの通路を形成
   し、上記吐出電極を支え、かつ上記吐出電極の先端部が
   基材より突出するよう形成した第１の基材と、 上記第２の基材に上記吐出電極に記録印加する電圧と同
   極性の制御用バイアス電圧を加える駆動手段を備えたイ
   ンクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 吐出電極を支える第１の基材は、吐出先
   端から後退した位置にとどめて、インク通路の吐出先端
   部は上面に開口部を形成するようにしたことを特徴とす
   る請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 吐出電極は、その先端が第２の基材の吐
   出口側端とほぼ同一面としたことを特徴とする請求項１
   記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 駆動手段は、少なくとも記録印字する場
   合には、吐出電極に印加する電圧と同じか、または印加
   電圧よりも高い制御用バイアス電圧を与えるようにした
   ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装
   置。
5. 【請求項５】 駆動手段は、吐出電極に対する記録印字
   の印加電圧を、時間的に階段状に変化するパルス波形相
   当で与えて、印加最終段階での電圧を第２の基材に与え
   る制御用バイアス電圧より低くしたことを特徴とする請
   求項１記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 駆動手段は、最終に記録印字した後所定
   期間以上の経過を別に設けたタイマ相当で知ると、次の
   最初の記録印加電圧を通常よりも高くしたことを特徴と
   する請求項１または請求項５記載のインクジェット記録
   装置。
7. 【請求項７】 記録用インクは、電気抵抗率１０の７乗
   オームｃｍ以上のインク相当を使用して制御バイアス電
   圧を加えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   インクジェット記録装置。