JPH07232432A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】文字画像などの記録用紙上のインク液滴着弾精
度が要求される画像における着弾精度を一層向上させ、
しかも、記録ヘッドの吐出口近傍へのインクミスト付着
を防止することにより、安定した正常なインク吐出を維
持し、良好な記録画像を得る。 【構成】文字画像信号であるかそれ以外の画像信号であ
るかなど、ドット分散の程度の差異を基準とした画像信
号の種類を判別する手段２４を設け、該画像信号の判別
結果に応じて記録ヘッド１と対向する記録用紙７の表面
電位を制御するか、あるいは、記録ヘッド１に対向する
記録用紙７の表面電位の極性を交番状に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録手段から被記録材へ
インクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンター、複写機、ファクシミリ等の
機能を有する記録装置、あるいはコンピューターやワー
ドプロセッサ等を含む複合機やワークステーションの出
力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基づい
て用紙やプラスチック薄板（ＯＨＰなど）等の被記録材
（記録媒体）に画像（文字や記号なども含む）を記録し
ていくように構成されている。前記記録装置は、使用す
る記録手段の記録方式により、インクジェット式、ワイ
ヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザービーム式等に
分けることができる。

【０００３】被記録材の搬送方向（副走査方向）と交叉
する方向に主走査する記録方式を採るシリアルタイプの
記録装置においては、被記録材を所定の記録位置にセッ
トした後、被記録材に沿って移動（主走査）するキャリ
ッジ上に搭載した記録手段（記録ヘッド）によって画像
（文字や記号等を含む）を記録し、１行分の記録を終了
した後に所定量の紙送り（副走査）を行ない、その後に
次の行の画像を記録（主走査）するという動作を繰り返
すことにより、被記録材の所望範囲に画像が記録され
る。一方、被記録材を搬送方向に送る副走査のみで記録
するラインタイプの記録装置においては、被記録材を所
定の記録位置にセットし、一括して１行分の記録を連続
的に行ないながら所定量の紙送り（ピッチ送り）を行な
い、被記録材の全体に画像が記録される。

【０００４】そのうち、インクジェット式（インクジェ
ット記録装置）は、記録手段（記録ヘッド）から被記録
材にインクを吐出して記録を行なうものであり、記録手
段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で
記録することができ、普通紙に特別の処理を必要とせず
に記録することができ、ランニングコストが安く、ノン
インパクト方式であるため騒音が少なく、しかも、多色
のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であ
るなどの利点を有している。

【０００５】特に、熱エネルギーを利用してインクを吐
出するインクジェット式の記録手段（記録ヘッド）は、
エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロ
セスを経て、基板上に製膜された電気熱変換体、電極、
液路壁、天板などを形成することにより、高密度の液路
配置（吐出口配置）を有するものを容易に製造すること
ができ、一層のコンパクト化を図ることができる。ま
た、ＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を活用すること
により、記録手段の長尺化や面状化（２次元化）が容易
であり、記録手段のフルマルチ化および高密度実装化も
容易である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記インクジェット記
録装置の記録部における被記録材の搬送手段の一つとし
て、被記録材を静電気力で帯電吸着ベルトに吸着させて
搬送しながら、記録ヘッド（記録手段）から被記録材へ
インクを吐出して記録を行う構成のものが使用されてい
る。本出願人等は、このような構成のインクジェット記
録装置では、図１２〜図１５を参照して以下に説明する
ような現象が発生していることを、実験等により見出し
た。

【０００７】図１２は記録ヘッド１で吐出液滴が形成さ
れる直前の状態を示す模式図である。図１２において、
電源９１によって＋２ｋＶ程度の電圧が印加されている
導電ゴムローラ９２を帯電吸着ベルト４に接触させるこ
とにより、該ベルト４上にプラス電荷が発生する。被記
録材７をこのベルト４に密着させることにより、該被記
録材７のベルト４側にマイナス電荷が誘起され、被記録
材７とベルト４との間に吸着力が発生する。そして、被
記録材７のベルト側でない側（記録ヘッド１と対向する
側）にはプラス電荷が誘起され、記録ヘッド１と被記録
材７との間に電位差が生じ、電界が形成される。

【０００８】記録ヘッド１の電気熱変換体８２を駆動す
ることにより該記録ヘッド１の液路８６内に気泡（バブ
ル）９３が発生し、該気泡９３によって液柱９４が形成
されるが、図１２に示すように、この液柱９４には、上
記被記録材７上のプラス電荷と反対電荷であるマイナス
電荷が誘起される。図１３は図１２の状態の直後であっ
て空中に液滴９５が飛翔している状態を示す。図１３に
おいて、液滴９５は前記電界の作用を受けて分極してい
る。この図１３の次のタイミングでは、分極した前記液
滴９５は図１４に示すようにマイナス帯電された主滴９
６とプラス帯電されたサテライト９７に分離する。

【０００９】前記主滴９６は、被記録材７との間の電界
によって加速されながら飛翔し、図１５に示すように被
記録材７に付着する。しかし、前記サテライト９７は、
元々飛翔エネルギーが小さい上に、逆極性の電荷を持っ
ているため、被記録材７の方向には飛ばず、図１５に示
すように記録ヘッド１側へ戻って吐出口近傍に付着して
しまう。その結果、主滴９６の飛翔は電界が無い時より
も速くなり、インク滴の着弾精度が向上する。一方、サ
テライト９７が記録ヘッド１の吐出口近傍に溜まってイ
ンクの吐出を妨げ、吐出が不安定になってしまうという
不都合が生じる。

【００１０】

【課題解決のための手段】本発明はこのような技術的課
題に鑑みてなされたものであり、請求項１の発明は、記
録手段から被記録材へインクを吐出して記録を行うイン
クジェット記録装置において、画像信号の種類を判別す
る信号判別手段と、該信号判別手段の判別結果に応じて
記録手段に対向する被記録材の表面電位を制御する電位
制御手段とを有する構成とすることにより、インク吐出
の安定性を保つとともに、被記録材への着弾精度が要求
される画像では一層良好な着弾精度が得られるインクジ
ェット記録装置を提供するものである。

【００１１】請求項４の発明は、記録手段から被記録材
へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置
において、記録手段に対向する被記録材の表面電位の極
性を交番状に変化させる極性変化手段を有する構成とす
ることにより、記録手段の吐出口近傍にインクミストが
付着することを防止でき、安定した正常なインク吐出を
維持することができるインクジェット記録装置を提供す
るものである。

【００１２】

【実施例】図１は本発明を適用したインクジェット記録
装置の一実施例の模式的縦断面図である。図１におい
て、本実施例はカラー記録用のインクジェット記録装置
の場合を示し、１Ｂｋ、１ｙ、１ｍ、１ｃはブラック、
イエロー、マゼンタ、シアンのインク色で記録する記録
ヘッド（記録手段）であり、これらの記録ヘッドはブロ
ック２に固定されている。そして、これらの記録ヘッド
を画像信号に応じて駆動（通電）することにより、帯電
吸着ベルト４に吸着されて搬送される紙やプラスチック
薄板等の被記録材７にインクを吐出して記録が行われ
る。なお、以下に説明する各実施例では、同一番号（ま
たは符号）は同一または対応部分を示すものである。ま
た、前記記録ヘッド（記録手段）１Ｂｋ、１ｙ、１ｍ、
１ｃのように、同一番号に記号を符すものについては、
それらの全体または任意の一つを指す場合には、単に記
録ヘッド（記録手段）１のように番号のみで示すことに
する。

【００１３】前記記録ヘッド（記録手段）１は、熱エネ
ルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録
手段であって、熱エネルギーを発生するための電気熱変
換体を備えたものである。また、前記記録ヘッド１は、
前記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーによ
り生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる
圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させ、被
記録材７に記録を行なうものである。

【００１４】図２は、記録ヘッド１のインク吐出部の構
造を模式的に示す部分斜視図である。図２において、記
録ヘッド１の基板８１上には、薄膜８３の層を介在させ
て、半導体と同様の製造工程（薄膜成形法等）によっ
て、複数の電気熱変換体８２およびこれらに対応する配
線が形成されている。各電気熱変換体８２は、図示のよ
うに、それぞれの吐出口８９および液路８６に対応する
位置に配列されている。前記基板８１上（該基板８１上
の薄膜８３の上）には、下面に所定間隔で平行に形成さ
れた複数の液路壁８４Ａを有する液路形成部材８４が接
合されている。さらに、前記液路形成部材８４の上面に
は、天板８５が接合されている。前記各液路壁８４Ａの
間に液路８６が形成されるが、前記液路形成部材８４
は、各液路８６の内部の所定位置に前記各電気熱変換体
８２が配置されるような位置関係で位置決め接合されて
いる。

【００１５】前記各液路壁８４Ａは所定の長さを有し、
各液路８６の後端は、前記液路形成部材８４と前記基板
８１（または薄膜８３）との間に形成される共通液室８
７に連通している。一方、各液路８６の他端（先端）は
記録ヘッド１の吐出口面（フェイス面）８８にて開口し
ており、それぞれの開口部によって吐出口８９が形成さ
れている。こうして、発熱抵抗体等の電気熱変換体８２
に通電（パルス電圧の印加）してこれを発熱させること
により、液路８６内のインクを膜沸騰させ、その時の圧
力変化により吐出口８９からインク滴を吐出させるイン
クジェット記録ヘッド１が構成されている。なお、前記
記録ヘッド１は、複数の吐出口８９の配列方向が被記録
材７の搬送方向と交叉する姿勢で取り付けられる。な
お、各記録ヘッド１には、例えば４００ｄｐｉの密度で
４７３６個の吐出口８９が形成されている。

【００１６】図１において、３はスタンバイ時などの非
記録時に記録ヘッド１の吐出口面８８をキャッピング
（密閉）するためのキャッピングユニットである。前記
ブロック２を図１中のＡで示す位置まで引き上げた後、
前記キャッピングユニット３を記録ヘッド１に対向させ
て密着させることにより、吐出口８９が密封される。ま
た、前記キャッピングユニット３は、循環回復時には、
不図示の回復ポンプやインク供給系より送り込まれて吐
出口８９から押し出される廃インクの受け皿となる。廃
インクは不図示の廃インクタンクに導かれる。

【００１７】４は帯電吸着ベルト、５はバックプラテン
である。前記帯電吸着ベルト４は、帯電ローラ１７で帯
電されることにより被記録材７を吸着して搬送するため
のものであり、記録ヘッド１のそれぞれと所定間隔を有
して対向配置されたエンドレスベルトで形成されてい
る。前記バックプラテン５は、前記帯電吸着ベルト４を
介在させて各記録ヘッド１に対向配置されている。６は
普通紙などのシート状の被記録材７が収納され装置本体
に着脱自在に装着される給紙カセット、８は最上面の被
記録材７を一枚だけ送り出して給紙を行うピックアップ
ローラである。９はピックアップローラ８より送り出さ
れた被記録材７を搬送路１０へ搬送する搬送ローラであ
り、１１は搬送路１０の出口側に配設された搬送ローラ
である。

【００１８】１３および１４は記録により被記録材７に
付着したインク液滴を熱風により乾燥定着させるための
ヒーターおよびファンであり、１５は記録されかつ定着
された被記録材７を装置外へ排出するための排出ロー
ラ、１６は排出された被記録材７を順次ストックするた
めのトレイである。１８は被記録材７に電荷注入を行な
うためのブラシ状電極である。このようなインクジェッ
ト記録装置では、被記録材７を静電気力で帯電吸着ベル
ト４に吸着させて搬送しながら、画像信号に応じて各記
録ヘッド１ｃ、１ｍ、１ｙ、１Ｂｋからインクを吐出す
ることにより画像記録が行われる。

【００１９】図３は本発明の第１実施例の概略構成を示
すブロック図である。図３において、２１ｃ、２１ｍ、
２１ｙおよび２１Ｂｋはそれぞれシアン、マゼンタ、イ
エロー、ブラックの画像信号、２２は加算器、２３は加
算後の画像信号、２４は画像判別回路、２５は帯電制御
信号、２６は可変帯電電源、２７ｃ、２７ｍ、２７ｙお
よび２７Ｂｋはそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、
ブラックのバッファメモリー、１ｃ、１ｍ、１ｙおよび
１Ｂｋはそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラッ
クの記録ヘッド（記録手段）である。

【００２０】各色の画像信号２１ｃ、２１ｍ、２１ｙお
よび２１Ｂｋは、加算器２２で単純加算された後、画像
判別回路２４に入力される。画像判別回路２４は、入力
信号のエッジ成分を抽出し、その大小に応じて画像が文
字部か否かを判別し、判別結果に応じて帯電制御信号２
５を可変帯電電源２６に与える。

【００２１】図４は本発明の第１実施例の画像記録部を
示す模式的側面図である。図３および図４において、可
変帯電電源２６は、制御信号２５によって電圧が変化す
るように構成されている。例えば、文字画像の時は＋２
ＫＶ、そうでない時は＋５００Ｖを印加する。＋２ＫＶ
を印加した時の被記録材７面上の電位は約８００Ｖであ
り、＋５００Ｖを印加した時は約２００Ｖである。

【００２２】画像が文字部である場合は、細線をしっか
りと再現する必要があるため、ドットの着弾精度が厳し
く要求される。本実施例においては、被記録材７面上の
電位が８００Ｖもあるため、その電界によってインク主
滴（図１４中の９６）が加速され、良好な着弾精度が得
られる。また、文字部は記録デューティが低く、サテラ
イト（図１４中の９７）やインクミストが発生し難いた
め、電界が強くてもサテライトが記録ヘッド１に付着し
て吐出を妨げることはない。

【００２３】また、画像が文字部でない場合は、着弾精
度がそれほど厳しく要求されないうえ、記録デューティ
も高いが、被記録材７面上の電位を前述のように必要最
小限の低い値に抑えるので、サテライトの記録ヘッド１
への付着も最小限に抑えることができ、安定したインク
吐出を維持することができる。前記各バッファメモリー
２７ｃ、２７ｍ、２７ｙおよび２７Ｂｋは、帯電ローラ
１７により帯電されたベルト部分が各記録ヘッド１の位
置に達して記録されるまでの時間分、各色の画像データ
を遅延させるためのものである。

【００２４】次に第２実施例について説明する。図３お
よび図４を参照して前述した第１実施例では、前記画像
判別回路により画像が文字部であるか否かを判別した
が、次に説明する第２実施例においては、上記文字部で
あるかどうかの判別に加え、文字部でない場合には、そ
の記録デューティがどれだけになるかも併せて判別し、
記録デューティの大きさに応じて帯電電圧を制御するよ
うに構成される。そして、この第２実施例を実施するた
めの構成は、第１実施例を実施するのに使用した図３お
よび図４の場合と実質上同じである。

【００２５】第２実施例においては、画像が文字部の場
合には例えば＋２ＫＶ、画像が非文字部の場合には、例
えば、記録デューティが３０％未満の時には＋１．５Ｋ
Ｖ、記録デューティが３０％〜７０％の時には＋１．０
ＫＶ、記録デューティが７０％〜１００％の時には＋５
００Ｖに制御する。非文字部であっても、記録デューテ
ィが低い場合にはドットが離散的に記録されるため、各
ドットの着弾精度が画質に影響する。一方、サテライト
やミストの発生は少ないため、サテライトやミストが記
録ヘッド１の吐出口８９近傍に付着してインク吐出を妨
げる心配は少ない。そのため、本実施例では、非文字部
であっても記録デューティが低い場合には、前述のよう
に印加電圧を比較的高くして主滴９６の着弾精度を向上
させることにより、画質の向上を図ることができる。

【００２６】また、非文字部であって記録デューティが
高い場合には、各ドットが近接して記録されるために着
弾精度が多少劣っても目立たつことはない。しかし、こ
の場合には、サテライトやミストが多量に発生し、記録
ヘッド１に付着してインク吐出を妨げる恐れがある。そ
こで、本実施例では、このような場合には、印加電圧を
低くすることにより、記録ヘッド１の吐出口８９近傍へ
のサテライトやミストの付着が防止される。このよう
に、本実施例によれば、画像に応じて、着弾精度を向上
させたり、インク吐出の安定化を図ったりすることがで
きる。

【００２７】図５は第３実施例の記録部の構成を示す模
式的側面図である。本実施例は、帯電ローラ１７に対し
ては定電圧電源２８で電圧を印加し、ブラシ状電極１８
に接続された電源２９を可変電圧電源としたものであ
る。例えば、前記定電圧電源２８に印加する電圧は常時
＋２ＫＶとし、画像の種類に応じて前記可変電圧電源２
９の電圧を制御して被記録材７の電位を制御することに
より、前述の第１実施例または第２実施例の場合と同様
の作用効果を得ることができる。

【００２８】図６は第４実施例の記録部の構成を示す模
式的側面図である。本実施例では、帯電ローラ１７に対
しては定電圧電源２８で電圧が印加され、各記録ヘッド
１ｃ、１ｍ、１ｙ、１Ｂｋの直前には、それぞれ両極性
可変電源３０ｃ、３０ｍ、３０ｙ、３０Ｂｋに接続され
たブラシ状電極１８ｃ、１８ｍ、１８ｙ、１８Ｂｋが配
置されている。図７は図６の第４実施例のブロック図で
あり、図３のブロック図中の構成要素と同じ部分には同
じ符号が付されている。

【００２９】図６および図７の第４実施例では、各色の
画像信号毎に画像判別が行われ、これに基づいて被記録
材７の電位が制御される。図６および図７において、先
ず、画像判別回路２４ｃでシアンの画像信号２１ｃの画
像判別を行い、その結果に応じて両極性可変電源３０ｃ
の電圧を決定することにより、シアンの記録ヘッド１ｃ
に対向する被記録材７上の電位を制御する。

【００３０】これに続いて、マゼンタ、イエロー、ブラ
ックの各記録ヘッド１ｍ、１ｙ、１Ｂｋにおいても上記
シアンの場合と同様の電圧制御を行う。ただし、この場
合には、前の記録色の制御信号を画像判別回路２４に入
力して直前の被記録材７面上の電位を推定し、この推定
値と画像の種類から両極性可変電源３０の電圧値を制御
する。このように構成することによって、各色毎に被記
録材７の表面電位を最適値に制御することができ、前述
の第１実施例〜第３実施例に比べて、一層正確な電圧制
御を行うことが可能になる。

【００３１】以上説明した各実施例によれば、記録ヘッ
ド１から被記録材７上へインクを飛翔させて画像記録を
行うインクジェット記録装置において、ドットの分散状
態による画像信号の種類を判別する画像判別手段と、該
画像判別手段の判別結果に応じて記録ヘッド１に対向す
る被記録材７の表面電位を制御する制御手段とを備える
構成としたので、インク吐出の安定性を保つとともに、
インク液滴の着弾精度が要求される画像では、一層良好
な着弾精度を維持して記録画像の品位を向上させること
ができるインクジェット記録装置が得られる。

【００３２】なお、以上説明した実施例では、帯電手段
として帯電ローラ１７およびブラシ状電極１８を用いる
場合を説明したが、本発明は、これに限られるものでは
なく、コロナ帯電や針状電極などを用いる場合にも同様
に適用でき、同様の作用効果が得られるものである。ま
た、画像選別手段は、単にエッジ成分を抽出するだけで
なく、周知の全てのアルゴリズムを使用することができ
る。

【００３３】図８は本発明の第５実施例の記録部を示す
模式的側面図である。図８において、帯電吸着ベルト４
を帯電させるための帯電ローラ１７は両極性電源３１に
よって電圧を印加される。この両極性電源３１による印
加電圧は、不図示の制御信号によって例えば＋２ＫＶ、
−２ＫＶに設定される。本実施例においては、被記録材
７の１枚毎に上記制御信号を切り換えることにより、上
記印加電圧の極性を切り換えるように構成されている。

【００３４】１枚目の時に＋２ＫＶを印加すると、この
時の被記録材７の表面は約８００Ｖになる。この時、イ
ンクミストは分極によりプラスに帯電しており、被記録
材７には付着せず、記録ヘッド１と被記録材７との間に
浮遊している。仮にこのままの状態で記録を続けるとす
ると、インクミストが記録ヘッド１の表面（吐出口面８
８）に付着してインク溜りが生じ、吐出不良（正常なイ
ンク吐出が妨げられる現象）が発生することがある。し
かし、本実施例においては、被記録材７の１枚毎に上記
印加電圧の極性を切り換えるので、次の被記録材７の表
面は−８００Ｖになる。そのため、上記の浮遊していた
＋極性のインクミストがこれに引き寄せられ、記録ヘッ
ド１には付着しなくなる。

【００３５】また、被記録材７の表面が−８００Ｖの時
には−極性のインクミストが発生するが、このインクミ
ストは、極性切り換えにより再び＋電位となる次の被記
録材７に付着する。このように、被記録材７の電圧の極
性を切り換えることにより、インクミストが記録ヘッド
１に付着することを防止することができ、安定したイン
ク吐出を維持することが可能になる。また、１枚の被記
録材７に記録を行う間に発生するインクミストの量は微
量であるので、これを１枚毎の被記録材７に付着させて
も実用上全く不都合はない。

【００３６】図９は本発明の第６実施例の記録部を示す
模式的側面図である。本実施例では、帯電吸着ベルト４
に付着したインクミストを除去清掃するためのクリーニ
ングブレード３２が設けられている。また、本実施例で
は、帯電ローラ１７へ印加される電圧の極性切り換え
は、被記録材７と次の被記録材７との間で行われる。す
なわち、被記録材７をベルト４上に吸着させる時には＋
２ＫＶ（２０００Ｖ）を印加し、被記録材７と被記録材
７との間すなわち何も吸着させない時には−２０００Ｖ
を印加するように構成される。本実施例は以上の点で図
８の第５実施例と相違するが、その他の点では同じ構成
をしており、それぞれ対応する部分を同一符号で示し、
それらの詳細説明は省略する。

【００３７】このように構成した第６実施例によれば、
記録中に発生したインクミストは、次の被記録材７が記
録部に到達する前に帯電吸着ベルト４に引き寄せられて
付着するため、図８の第５実施例の場合と同様、記録ヘ
ッド１へのインクミストの付着を防止して正常なインク
吐出を維持することができるという効果が得られる。そ
して、帯電吸着ベルト４に付着したインクミストは、ク
リーニングブレード３２で清掃される。本実施例によれ
ば、特に、インクミストが全く被記録材７に付着しない
という効果が得られる。

【００３８】図１０は本発明の第７実施例の記録部を示
す模式的側面図である。本実施例では、帯電吸着ベルト
４はメッシュ状になっており、該帯電吸着ベルト４上で
あって、記録ヘッド１ｃ、１ｍ、１ｙ、１Ｂｋと被記録
材７を介在させて対向する位置のそれぞれには、幅０．
２ｍｍの電極３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが被記録
材７の幅の長さだけ接触して配置されている。そして、
各電極３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、マイナス電
源３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄのそれぞれに接続さ
れている。帯電ローラ１７に対しては、定電圧電源２８
により一定電圧が印加されている。

【００３９】各記録ヘッド１ｃ、１ｍ、１ｙ、１Ｂｋの
それぞれと対向する位置に配置された前記電極３３ａ、
３３ｂ、３３ｃ、３３ｄのそれぞれに印加される電圧
は、各記録ヘッドのインク吐出動作と同期して制御され
る。例えば、インク吐出が２．５ＫＨ_Z の駆動周波数で
行なわれている場合、吐出と吐出の間隔は４００マイク
ロ秒である。インク滴の飛翔速度が１０ｍ／秒で、記録
ヘッド１と被記録材７との距離が１ｍｍの場合は、イン
ク滴の飛翔時間は１００マイクロ秒となる。

【００４０】この飛翔時間に対応する間だけ、各電極３
３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄをＯＦＦにし、その他の
時間には−３ＫＶを印加する。すると、インク滴が飛翔
している間は、被記録材７がプラスに帯電しているた
め、インクの主滴（図１４中の主滴９６）は、マイナス
帯電となり、被記録材７上に加速しながら着弾する。こ
の時、マイナス帯電となって浮遊しているインクミスト
は、次の３００マイクロ秒の間に被記録材７に引き寄せ
られて付着する。これは、吸着ベルト４がメッシュであ
り、その裏から強いマイナスの電界がかけられているた
め被記録材７の表面もマイナスになるためである。

【００４１】図１０の第７実施例によれば、前述のよう
にして、インク吐出によって発生したインクミストは、
次の吐出が始まる前に被記録材７の方向へ引き寄せら
れ、記録ヘッド１の吐出口面８８への付着が防止され
る。３００マイクロ秒の間に被記録材７上に付着しなく
ても、次にプラス帯電となる時間が１００マイクロ秒と
短いため、浮遊しているインクミストは、徐々に被記録
材７の方へ移動し、ついには該被記録材７に付着する。
前述した図８の第５実施例および図９の第６実施例で
は、１枚の被記録材７に記録する時間中にインクミスト
が記録ヘッド１に付着することは防止できなかったが、
図１０の第７実施例によれば、このようなインクミスト
の付着も防止することができる。

【００４２】図１１は本発明の第８実施例の記録部を示
す模式的側面図である。本実施例では、被記録材７に電
荷を注入するためのブラシ状電極１８にマイナス電源３
５が接続されている。このマイナス電源３５は制御可能
な電源である。また、帯電吸着ベルト４を帯電させるた
めの帯電ローラ１７には、プラス電源３６が接続されて
いる。このプラス電源３６は帯電ローラ１７に対して常
に＋２ＫＶの電圧を印加している。そして、本実施例に
おける印加電圧の極性変化の制御は、ブラシ状電極１８
に接続したマイナス電源３５のオン・オフを制御するこ
とによって行われる。

【００４３】このような図１１の第８実施例によって
も、図８の第５実施例および図９の第６実施例の場合と
同様、被記録材７または帯電吸着ベルト４の表面電位の
極性を切り換えて浮遊インクミストを該被記録材７また
は該吸着ベルト４の方へ引き寄せることにより、記録ヘ
ッド１への該インクミストの付着を防止することがで
き、これによって、安定した正常なインク吐出を維持す
ることが可能なインクジェット記録装置が得られる。そ
して、帯電吸着ベルト４に付着したインクミストはクリ
ーニングブレード３２によって清掃される。

【００４４】以上図８〜図１１を参照してして説明した
第５実施例〜第８実施例によれば、記録ヘッド１から被
記録材７上へインクを飛翔させて画像記録を行うインク
ジェット記録装置において、記録ヘッド１に対向する被
記録材７の表面電位の極性を交番状に変化させる極性変
化手段を設けたので、インクミストが記録ヘッド１に付
着することを防止し、安定した正常なインク吐出を維持
することが可能なインクジェット記録装置が得られる。

【００４５】なお、以上説明した第５実施例〜第８実施
例においても、帯電手段として帯電ローラ１７およびブ
ラシ状電極１８を用いる場合を説明したが、本発明は、
これに限られるものではなく、コロナ帯電や針状電極な
どを用いる場合にも同様に適用でき、同様の作用効果が
得られるものである。

【００４６】なお、前述の各実施例では、被記録材の全
幅または一部をカバーする長さのライン記録手段を用い
て副走査のみで記録するライン記録方式の場合を例に挙
げて説明したが、本発明は、記録手段を主走査方向に移
動させるシリアル記録方式の場合、あるいは回転するド
ラムに巻き付けた被記録材に対して記録するドラムスキ
ャン方式の場合にも同様に適用することができ、同様の
作用効果が得られるものである。

【００４７】また、前述の各実施例では異なる色で記録
する複数の記録手段を用いるカラー記録の場合を例に挙
げて説明したが、本発明は、１個の記録手段で記録する
単色記録、あるいは同一色彩で異なる濃度で記録する複
数の記録手段を用いる階調記録など、記録手段の数や記
録色に関係無く広く適用可能であり、それらの場合にも
同様の作用効果が得られるものである。

【００４８】さらに、本発明は、記録手段とインクタン
クを一体化したヘッドカートリッジを用いる場合、交換
可能またはインク充填式（パーマネント式）のヘッドカ
ートリッジの他、記録手段とインクタンクを別体にし、
これらをインク供給チューブ等で接続したものなど、記
録手段およびインクタンクの構成がどのような場合で
も、同様に適用することができ、同様の効果を達成し得
るものである。

【００４９】なお、本発明は、インクジェット記録装置
であれば、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体等を
用いる記録手段（記録ヘッド）を使用するものに適用で
きるが、中でも、熱エネルギーを利用してインクを吐出
する方式の記録手段を使用するインクジェット記録装置
において優れた効果をもたらすものである。かかる方式
によれば、記録の高密度化、高精細化が達成できるから
である。

【００５０】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行なうのが好ましい。この方式は、所謂オンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録手段（記録ヘッド）の熱作用面に膜
沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一に対応し液
体（インク）内の気泡を形成出来るので有効である。

【００５１】この気泡の成長、収縮により吐出用開口を
介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの
滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即
時適切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性
に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好まし
い。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４
４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に
記載されているようなものが適している。尚、上記熱作
用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１
２４号明細書に記載されている条件を採用すると、更に
優れた記録を行なうことができる。

【００５２】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他
に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示
する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４
４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれる
ものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９年第１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた
構成としても本発明は有効である。すなわち、記録ヘッ
ドの形態がどのようなものであっても、本発明によれ
ば、記録を確実に効率よく行なうことができるようにな
るからである。

【００５３】さらに、前述のように、記録装置が記録で
きる被記録材（記録媒体）の最大幅に対応した長さを有
するフルラインタイプの記録ヘッドに対しても、本発明
は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、
複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす
構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでもよい。加えて、上例のようなシリアル
タイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、
あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気
的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交
換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッ
ド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００５４】また、本発明に記録装置の構成として設け
られる記録ヘッドに対しての回復手段や予備的な補助手
段等を付加することは、本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対しての、キャッピング手段、クリーニン
グ手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは
別の加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行なう
ことも安定した記録を行なうために有効である。

【００５５】また、前述のように、搭載される記録ヘッ
ドの種類ないし個数についても、例えば、単色のインク
に対応して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃
度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられ
るものであってもよい。すなわち、例えば、記録装置の
記録モードとしては、黒色等の主流色のみの記録モード
だけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個
の組み合わせによるか、いずれでもよいが、異なる色の
複色カラー又は、混色によるフルカラーの少なくとも一
つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００５６】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するもの、あるいは、インクジェット方式で
は、インク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度
調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように
温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付
与時にインクが液状をなすものであればよい。加えて、
積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態か
ら液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめ
ることで防止するか、または、インクの蒸発防止を目的
として放置状態で固化するインクを用いるかして、いず
れにしても、熱エネルギーの記録信号に応じた付与によ
ってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、
記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等
のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。

【００５７】このような場合のインクは、特開昭５４−
５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公
報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔
に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変
換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明
においては、上述した各インクに対して最も有効なもの
は、上述した膜沸騰方式を実行するものである。

【００５８】さらに加えて、本発明によるインクジェッ
ト記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理
機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ
等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有す
るファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよ
い。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、請求項
１の発明によれば、記録手段から被記録材へインクを吐
出して記録を行うインクジェット記録装置において、画
像信号の種類を判別する信号判別手段と、該信号判別手
段の判別結果に応じて記録手段に対向する被記録材の表
面電位を制御する電位制御手段とを有する構成としたの
で、インク吐出の安定性を保つとともに、被記録材への
着弾精度が要求される画像では一層良好な着弾精度で記
録することが可能なインクジェット記録装置が提供され
る。

【００６０】請求項４の発明によれば、記録手段から被
記録材へインクを吐出して記録を行うインクジェット記
録装置において、記録手段に対向する被記録材の表面電
位の極性を交番状に変化させる極性変化手段を有する構
成としたので、記録手段の吐出口近傍へのインクミスト
付着を防止することができ、安定した正常なインク吐出
を維持して高品位の画像を記録することが可能なインク
ジェット記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置の一
実施例を示す模式的縦断面図である。

【図２】図１中の記録手段のインク吐出部の構造を模式
的に示す部分斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例によるインクジェット記録
装置の要部構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第１実施例によるインクジェット記録
装置の記録部の構成を示す模式的側面図である。

【図５】本発明の第３実施例によるインクジェット記録
装置の記録部の構成を示す模式的側面図である。

【図６】本発明の第４実施例によるインクジェット記録
装置の記録部の構成を示す模式的側面図である。

【図７】本発明の第４実施例によるインクジェット記録
装置の要部構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第５実施例によるインクジェット記録
装置の記録部の構成を示す模式的側面図である。

【図９】本発明の第６実施例によるインクジェット記録
装置の記録部の構成を示す模式的側面図である。

【図１０】本発明の第７実施例によるインクジェット記
録装置の記録部の構成を示す模式的側面図である。

【図１１】本発明の第８実施例によるインクジェット記
録装置の記録部の構成を示す模式的側面図である。

【図１２】記録手段からインク液滴が飛翔する直前の状
態を示す模式図である。

【図１３】記録手段からインク液滴が飛翔している状態
を示す模式図である。

【図１４】図１３中のインク液滴が主滴とサテライトに
分離した状態を示す模式図である。

【図１５】図１４中の主滴およびサテライトが被記録材
および記録手段に付着した状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 記録手段（記録ヘッド） ３ キャッピングユニット ４ 帯電吸着ベルト ５ バックプラテン ６ 給紙カセット ７ 被記録材 ８ ピックアップローラ ９ 搬送ローラ １１ 搬送ローラ １３ 定着用のヒーター １４ 定着用のファン １５ 排出ローラ １７ 帯電ローラ １８ ブラシ状電極 ２１ 画像信号 ２２ 加算器 ２３ 加算後の画像信号 ２４ 画像判別回路 ２５ 帯電制御信号 ２６ 可変帯電電源 ２７ バッファメモリー ２８ 定電圧電源 ２９ 可変電圧電源 ３０ 両極性可変電源 ３１ 両極性電源 ３２ クリーニングブレード ３３ 電極 ３４ 電源 ３５ マイナス電源 ３６ プラス電源 ８２ 電気熱変換体 ８６ 液路 ８７ 共通液室 ８８ 吐出口面 ８９ 吐出口 ９４ 液柱 ９５ 液滴 ９６ 主滴 ９７ サテライト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録手段から被記録材へインクを吐出
   して記録を行うインクジェット記録装置において、画像
   信号の種類を判別する信号判別手段と、該信号判別手段
   の判別結果に応じて記録手段に対向する被記録材の表面
   電位を制御する電位制御手段とを有することを特徴とす
   るインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記記録手段が、インクを吐出するた
   めに利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を
   備えているインクジェット記録手段であることを特徴と
   する請求項１のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記記録手段が、前記電気熱変換体が
   発生する熱エネルギーによりインクに生じる膜沸騰を利
   用して、吐出口よりインクを吐出させることを特徴とす
   る請求項２のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 記録手段から被記録材へインクを吐出
   して記録を行うインクジェット記録装置において、記録
   手段に対向する被記録材の表面電位の極性を交番状に変
   化させる極性変化手段を有することを特徴とするインク
   ジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記記録手段が、インクを吐出するた
   めに利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を
   備えているインクジェット記録手段であることを特徴と
   する請求項４のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記記録手段が、前記電気熱変換体が
   発生する熱エネルギーによりインクに生じる膜沸騰を利
   用して、吐出口よりインクを吐出させることを特徴とす
   る請求項５のインクジェット記録装置。