JPH08149253A

JPH08149253A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH08149253A
Application number: JP5389495A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Hirahara; 修三平原; Kazushi Nagato; 一志永戸; Yasuo Hosaka; 靖夫保坂; Hiroko Nomura; 裕子野村; Koichi Ishii; 浩一石井; Teruo Murakami; 照夫村上; Hideyuki Nakao; 英之中尾
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】電極での放電を防止すると共に、インク中の色
剤をヘッド基板の平面部分からヘッド基板平面に対し垂
直方向の初速度成分を持って記録媒体に飛翔させるイン
クジェット記録装置を提供する。【構成】ヘッド基板１２の表面上に形成された電極アレ
イ１３を有する記録ヘッド部と、ヘッド基板１２上に溶
剤中に色剤を分散させたインク１１を電極アレイ１３の
表面を覆いつつ通過するように供給するインク供給系１
４〜１８と、このインク供給系によりヘッド基板１２上
に供給されるインク１１内の色剤に電界力を作用させて
色剤を記録媒体２１の表面に向けて飛翔させるための電
圧を電極アレイ１３に印加する駆動回路１９と、記録媒
体２１の裏面側に色剤の飛翔を安定化するための電位を
与えるプラテン２２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
に係り、特に溶剤中に色剤を分散させた液状インクを用
い、このインク中の色剤成分を凝集させ記録媒体上に飛
翔させて記録を行うインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液状インクをインク粒とよばれる小さな
液滴として記録媒体上に飛翔させて記録ドットを形成し
画像を記録する装置は、インクジェットプリンタとして
実用化されている。このインクジェットプリンタは、他
の記録方法と比べて騒音が少なく、現像や定着などの処
理が不要であるという利点を有し、普通紙記録技術とし
て注目されている。インクジェットプリンタの方式は現
在までに数多く考案されているが、特に（ａ）発熱体の
熱により発生する蒸気の圧力でインク滴を飛翔させる方
式（例えば、特公昭５６−９４２９、特公昭６１−５９
９１１など）や、（ｂ）圧電素子によって発生される機
械的な圧力パルスによりインク滴を飛翔させる方式（例
えば、特公昭５３−１２１３８など）のように、複数の
ドットを並列に記録するマルチノズルタイプが代表的な
ものである。

【０００３】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、キャリッジに搭載されて記録紙の搬送
方向（副走査方向）に対し直交する方向（主走査方向）
に移動しながら記録を行うシリアル走査型ヘッドが実用
されている。このシリアル走査型ヘッドでは、機械的に
移動しながら記録を行うため、記録スピードを早くする
ことが難しい。そこで、記録ヘッドを記録紙の幅と同じ
サイズの長尺ヘッドとして機械的な可動部分を減らし、
記録スピードを上げることができるいわゆるライン走査
型ヘッドも考えられているが、このようなライン走査型
ヘッドを実現することは、次の理由から簡単ではない。

【０００４】インクジェット記録方式は本質的に、溶媒
の蒸発や揮発によって局部的なインクの濃縮が生じやす
く、これが解像度に対応した個別の細いノズルでの目詰
まりの原因となる。このため、インクジェットの形成に
蒸気の圧力を使う方式では、インクとの熱的あるいは化
学的な反応などによる不溶物の付着が、また圧電素子に
よる圧力を使う方式では、インク流路などでの複雑な構
造がさらに目詰まりを誘起し易くする。数十〜百数十程
度のノズルを使用するシリアル走査型ヘッドでは、目詰
まりの頻度を低く抑えることができるようになっている
が、数千もの多数のノズルを必要とするライン走査型ヘ
ッドでは、確率的にかなり高い頻度で目詰まりが発生
し、信頼性の点で大きな問題となる。

【０００５】さらに、従来のインクジェット記録装置は
解像度の向上には適していないという問題点もある。つ
まり蒸気の圧力を使う方法では、直径２０μｍ（これは
記録紙上に直径５０数μｍくらいの記録ドットに相当す
る）以下の粒径のインク粒を生成するのが難しく、また
圧電素子が発生する圧力を使う方式では、記録ヘッドが
複雑な構造となるために加工技術上の問題で解像度の高
いヘッドが作りにくいからである。

【０００６】これらの欠点を克服するために、薄膜の電
極アレイに電圧を印加し、静電力を用いてインク液面か
らインクあるいはその中の色剤成分を飛翔させるインク
ジェット記録方式が考案された。具体的には、インクを
静電的引力を使って飛翔させる方式（特開昭４９−６２
０２４、特開昭５６−４４６７など）や、帯電した色剤
成分を含むインクを用い色剤の濃度を高めて飛翔させる
方式（ＷＯ９３／１１８６６：ＰＣＴ／ＡＵ９２／００
６６５）などが提案されている。これらの方式では、記
録ヘッドの構成が個別のドット毎のノズルを必要としな
いスリット状ノズル構成（図３５）か、あるいは個別の
ドット毎のインク流路の隔壁を必要としないノズルレス
構成（図３６）であるために、ライン走査型記録ヘッド
を実現する上で大きな障害であった目詰まりの防止と復
旧に対して有効である。また、特に後者は非常に小さい
径のインク粒を安定に生成して飛翔させることができる
ため、高解像度化に適している。

【０００７】このような静電力で色剤を飛翔させるイン
クジェット記録方式では、記録ヘッドの構造として図３
５および図３６に示すようにヘッド基板１２のエッジ部
分に電極アレイ１３の先端を配置する、いわゆるエッジ
シュータタイプのヘッドが従来から用いられていた。し
かし、このような構成の記録ヘッドでは電極が露出して
いるため、強電界で生じる放電により電極アレイが破損
しやすく、それによりインクの流れが不安定となるた
め、動作特性のばらつきが大きくなるという問題があ
る。電極の表面に絶縁膜を被着する方法も考えられる
が、その絶縁膜は極く薄くする必要があるため、接触に
よる破損や絶縁破壊の可能性が高く、信頼性の点で問題
がある。

【０００８】また、このように電極のエッジ部分を使用
する記録ヘッドは、エッジを高精度に加工することが難
しいため歩留まりが悪く、製造の容易さや特性の均一
性、記録品質の面でも大きな問題がある。特に、数千の
ドットを並列に記録する必要があるライン走査型記録ヘ
ッドの場合には、全体の良品率がおおよそ個別ドットの
良品率をドット数回かけ算して求まるので、かなり高い
信頼性を持たなければ、製造歩留まりと記録品質に重大
な影響を与えることになる。

【０００９】また、上述した従来の記録ヘッドでは、イ
ンク中の色剤を凝集させるための電界を発生する電極
と、色剤が凝集したインクを飛翔させるための電極が同
一であるため、色剤の凝集とインクの飛翔を分離してコ
ントロールできず、高濃度に色剤を凝集させ、かつ凝集
したインクを飛翔させるためにはインク流速と印加電圧
の微妙な調節が必要であった。

【００１０】さらに、ライン走査型記録ヘッドのように
マルチヘッドを構成する場合、電極への印加電圧を下げ
て隣接電極間の電界干渉を防止する必要があるが、この
ために記録ヘッドと記録媒体間の距離を小さくして色剤
を飛翔させるための電圧を減少させると、ノズル断面内
部での色剤を凝集させるための電界も減少してしまう。
この結果、色剤の凝集に必要な電圧とインクの飛翔のた
めの電圧は本来前者より後者が高い関係になければなら
ないところ、インクの飛翔のための電圧を下げることに
より、両者の高低関係が逆転してしまい、色剤が凝集し
たインクを飛翔させることが出来なくなるという問題が
ある。また、記録ヘッドと記録媒体間を近付けると、カ
ブリが発生しやすくなり、安定した画点形成が困難とな
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の静電力で液状インク中の色剤成分を飛翔させるインク
ジェット記録方式に使用する記録ヘッドは、静電力を与
えるための電極が露出しているため、強電界で生じる放
電による電極の破損により安定した記録ができず、しか
もヘッド基板のエッジ部分に電極の先端を配置するエッ
ジシュータタイプであるため、製造の容易さ、特性の均
一性および記録品質の面で問題があった。

【００１２】また、従来のこの種の記録ヘッドはインク
中の色剤成分の凝集と飛翔を分離してコントロールでき
ないため、高濃度に色剤成分を凝集させ、かつ凝集した
インクを飛翔させるためにはインク流速と印加電圧の微
妙な調節が必要であり、さらにマルチヘッドにおいて、
隣接電極間の電界干渉を防止するために記録ヘッドと記
録媒体間の距離を小さくして色剤成分を飛翔させるため
の電圧を減少させると、色剤成分の凝集に必要な電圧が
色剤の飛翔のための電圧より高い電圧関係となり、色剤
成分が凝集したインクを飛翔させることが出来なくな
り、また記録ヘッドと記録媒体間を近付けることにより
カブリが発生しやすくなり、安定した画点形成が困難と
なるという問題があった。

【００１３】本発明の目的は、静電力を用いてインク中
の色剤成分を凝集させ記録媒体に飛翔させて記録を行う
方式において、静電力を色剤成分に作用するための電極
での放電を効果的に防止して安定した記録ができるイン
クジェット記録装置を提供することにある。

【００１４】本発明の他の目的は、静電力を色剤成分に
作用するための電極での放電を防止すると共に、インク
中の色剤をヘッド基板の平面部分からヘッド基板平面に
対し垂直方向の初速度成分を持って記録媒体に飛翔させ
ることができるようにして、製造が容易で、特性の均一
性と記録品質に優れたインクジェット記録装置を提供す
ることにある。

【００１５】本発明の別の目的は、インク中の色剤の凝
集と飛翔を分離してコントロールできるインクジェット
記録装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶剤中に色剤
を分散させた液状インクを用い、このインク中の色剤成
分を凝集させ記録媒体上に飛翔させて記録を行うインク
ジェット記録装置において、ヘッド基板の表面上に電極
アレイを形成し、溶剤中に色剤を分散させたインクをヘ
ッド基板の表面上の少なくとも電極アレイ上に供給する
と共に、電極アレイ上に供給されるインク中の少なくと
も色剤成分を記録媒体に向けて飛翔させるための電圧を
電極アレイに印加するようにしたことを基本的な特徴と
する。

【００１７】ここで、ヘッド基板は電極アレイが記録媒
体に向けて飛翔する色剤成分にヘッド基板の表面に対し
て垂直方向の初速度成分を与え、さらに記録媒体の色剤
成分の受容点がヘッド基板の表面を延長した平面より上
方に位置し、かつ該受容点での該平面となす角度が９０
°以下となるように、記録媒体に対して配置されている
ことが好ましい。

【００１８】より具体的には、電極アレイは複数の個別
電極からなり、これらの個別電極には画像信号に応じた
電圧が印加される。

【００１９】一つの態様によると、個別電極は好ましく
はヘッド基板の記録媒体側の端面より後退した位置の表
面上に形成され、またヘッド基板の裏面上には共通電極
が形成される。そして、この共通電極には所定のバイア
ス電圧が印加される。

【００２０】他の態様によると、個別電極は好ましくは
ヘッド基板の記録媒体側の端面より後退した位置の表面
上に形成され、さらにヘッド基板の個別電極と近接した
位置の表面上に補助電極が形成される。補助電極は個別
電極に対応して分割された電極でもよいし、あるいは各
個別電極に対して共通に設けられた電極でもよい。そし
て、この補助電極には所定のバイアス電圧が印加され
る。

【００２１】さらに別の態様によると、個別電極はそれ
ぞれの先端部がヘッド基板の表面上に突出して形成さ
れ、インクの薄層は少なくとも個別電極の突出部上に形
成される。この突出部は、ヘッド基板の表面上の底部が
広く、上部ほど幅が狭くなる形状が好ましい。また、個
別電極および該個別電極の突出部は主走査方向に複数個
配列されると共に、副走査方向に複数列設けられ、異な
る列上の突出部は主走査方向で異なる位置にそれぞれ配
置されることが望ましい。

【００２２】本発明に係る他のインクジェット装置は、
溶剤中に色剤を分散させたインク中の色剤を画像信号に
応じて該溶媒中に凝集させ、凝集した色剤を記録媒体に
向けて飛翔させて記録を行うインクジェット記録装置に
おいて、色剤を溶媒中に凝集させる凝集手段と、凝集し
た色剤を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段とを個別
に備えたことを特徴とする。

【００２３】ここで、インクは絶縁性溶媒と電荷を有す
る色剤とから構成される場合、凝集手段として電界発生
手段が用いられ、飛翔手段である圧力発生手段としては
凝集手段の電界発生手段と異なる電界発生手段が用いら
れる。

【００２４】より具体的には、凝集手段としての電界発
生手段は、インク搬送方向に設けた近接する電極対と、
両電極に異なる電圧を印加する電圧印加手段とにより構
成される。飛翔手段としての電界発生手段は、絶縁性基
板上に絶縁層を介して設けた電極対と、この電極対に異
なる電圧を印加する電圧手段とによ構成される。

【００２５】また、飛翔を容易にするために電極からの
電荷注入を飛翔用電界を発生する電極とインクを接触さ
せることで行うことが望ましい。

【００２６】さらに、凝集手段で凝集したインク中の色
剤を飛翔させた後、残留した凝集インクを除去する手段
を有することが望ましい。

【００２７】一方、インクが絶縁性溶媒と磁性色剤とか
ら構成される場合は、凝集手段として磁界発生手段が用
いられ、飛翔手段としては凝集した色剤に電荷注入し電
界を用いて飛翔させる手段が用いられる。

【００２８】

【作用】本発明においては、ヘッド基板上の少なくとも
電極アレイつまり個別電極上にインクを供給する。すな
わち、高電界が印加される記録中に電極をインクで覆う
ようにインクをヘッド基板上に供給し、電極アレイが大
気中に露出しないようにすることにより、従来のインク
ジェット記録装置において生じ易かった空気中の激しい
放電現象による電極先端の破損を、インクの溶媒として
放電を阻止する材料を用いることで防止でき、安定した
記録を可能とする。

【００２９】液状インク中の色剤を静電力で凝集・飛翔
させて記録を行う従来のインクジェット記録方式でマル
チヘッド化する場合に、エッジシュータタイプの記録ヘ
ッドを用いる記録装置しか提案されていなかった理由の
主なものは、(1) プリント配線技術により基板平面内に
先端を尖らせた電極を形成しても、発生する電界強度の
最も強い方向はやはりパターン平面と同じか、あるいは
それを延長した方向になり、したがって基板をカットし
たエッジ部分でしか強電界が表へ出ないことと、(2) 電
極アレイを形成した基板とそれと対をなすもう１枚の基
板をスペーサを介して平行に重ねれば、基板のエッジ部
分でスリット状の開口を持つインクの流路が簡単に形成
でき、しかも最強の電界を生成する部分と色剤飛翔開始
ポイントが一致するようなエッジ部を形成できることで
ある。

【００３０】しかし、エッジシュータで使う電極先端の
電界と同程度に強い電界をヘッド基板表面に対して垂直
の方向に向けて発生させることができるならば、ヘッド
基板のエッジから基板表面内方向へ後退した平面部分か
ら色剤を飛翔させることが可能になり、エッジ部分への
パターニングが不要となるため、ＩＣの製造で使われて
いるフォトリソグラフィ技術など通常の平面内製造プロ
セスを使って、信頼性が高く精度の良い、静電力を使用
するインクジェット記録ヘッドの製造が可能になる。し
たがって、静電力を利用する方式でサイドシュータタイ
プのインクジェット記録装置が実現できる。

【００３１】本発明においては、記録媒体に向けて飛翔
する色剤にヘッド基板の表面に対して垂直方向の初速度
成分を与え、さらに記録媒体を色剤の受容点がヘッド基
板の表面を延長した平面より上方に位置し、かつ該受容
点での該平面となす角度が９０°以下となるようにヘッ
ド基板を記録媒体に対して相対的に配置する。すなわ
ち、色剤飛翔開始ポイントをヘッド基板平面内に後退さ
せ、かつ色剤飛翔方向をヘッド基板表面上方に向けるこ
とにより、静電力を利用する方式でのサイドシュータタ
イプのインクジェット記録装置を実現し、製造の容易さ
と特性の均一・安定性および記録品質の向上を達成する
ことができる。

【００３２】この場合、本発明では色剤飛翔開始ポイン
トに位置する電極先端の形状や、それを囲む周囲の電極
を利用し、基板表面の平面から垂直の方向に強い電界成
分を生じさせる構成として、インク内の色剤に垂直方向
の初速度成分を与える飛翔を実現することができる。具
体的には、そのための第１の手段として表面に個別電極
の電極アレイが形成されたヘッド基板の裏面全面に共通
電極を配置する構成とする。この共通電極に電圧を印加
することにより、基板表面から垂直の方向に向いた電界
を生じさせることができる。基板表面の個別電極先端で
生じる最強電界方向は水平方向であるが、この基板裏面
の共通電極からの垂直方向の電界が足し合わされること
により、基板から外に向かう方向に曲げられ、垂直成分
を持った最強電界ベクトルを生じさせることができる。

【００３３】基板表面の平面から垂直の方向に強い電界
成分を生じさせるための第２の手段としては、ヘッド基
板表面上の個別電極の先端部分に近接して、補助電極
（共通電極でも個別電極でもよい）を配置する構成とす
るものである。この補助電極へ個別電極に印加する電圧
と同極性の電圧を印加すると、電気力線どうしが反発し
あうような形に折れ曲がり、垂直成分が加わった形の電
界が形成される。この方法でも、個別電極先端で生じる
最強の電界ベクトルを基板から外に向かう方向に生じさ
せることができる。

【００３４】さらに、記録紙などの記録媒体が飛翔して
きた色剤を受容する色剤受容点の位置を記録ヘッド基板
表面を延長した平面より上方で、かつ記録媒体の色剤受
容点でのヘッド基板表面を延長した平面となす角度が９
０°以下となる構造とすることにより、垂直方向の速度
成分をもって飛翔する色剤を安定に受け止めることがで
きる。

【００３５】この技術で利用している、液体内にコロイ
ド状に分散・浮遊している色剤が濃縮され溶媒を置き去
りにして空中に飛び出す現象は、過去に工業的に利用さ
れるあるいは研究発表されるという例が極めて少ないこ
ともあり、理論面では解釈がまだ不十分な点もあるが、
本発明者らは現象や特性については観察や実験の積み重
ねで事実を確認している。これらの実験事実によれば、
次の様な２つのことが実現できる。

【００３６】１つは飛翔する色剤に垂直方向の速度ベク
トル成分を与えるために、個別電極アレイと同じヘッド
基板表面に設置する共通電極あるいは裏面に設置する補
助電極に与える電圧の範囲に関するものである。発明者
らの実験では、通常、個別電極に１ｋＶ〜２ｋＶのバイ
アスと信号電圧として１００Ｖ〜７００Ｖの範囲のパル
ス電圧を重畳して印加するが、これらの共通電極や補助
電極は個別電極のバイアス電圧から信号電圧を重畳した
電圧までの範囲で安定して動作することが分かってい
る。すなわち、これらの共通電極あるいは補助電極には
例えば１．０ｋＶ〜２．７ｋＶの範囲の電圧を印加する
ことができる。

【００３７】もう１つは、電極アレイの電極の先端形状
に関するものである。発明者らの実験によれば、電極の
先端は尖り過ぎると色剤の飛翔が不安定になるが、先端
の曲率半径がＲ＝１５μｍ〜１００μｍの範囲では安定
になることが確かめられている。すなわち、基板表面上
に形成されたアレイ電極を構成する画像信号に応じた電
圧が印加される個別電極の先端形状をＲ＝１５μｍ〜１
００μｍの範囲の円弧状とすることで、色剤の飛翔をよ
り安定化することができる。

【００３８】また、個別電極の先端部に突出部を形成す
る場合、インクは少なくとも個別電極の突出部上に供給
されることにより、突出部の表面は常にインクの薄い層
で覆われ、この突出部からインク滴が吐出されることに
より、放電の問題が解決される。すなわち、このような
突出部を形成することにより、突出部先端をインク表面
から露出させても、毛管現象や電圧印加時に生ずる電
界、あるいは針状の電極に電圧を与えたときに液体が先
端部分に向かって流れる効果等のため、突出部の先端部
分に安定して薄いインク層が形成される。このため、個
別電極の突出部が放電によって破壊されることを防止で
き、加えて安定した画像記録を実現することができる。
また、突出部の先端からインクを吐出させるので、基本
的にノズルが必要なく、インクを通過させるためのスリ
ットまたは孔があれば良いので、ノズルの目詰まりの問
題が解決されることは前述と同様である。

【００３９】さらに、この場合において個別電極および
その突出部を主走査方向に複数個配列し、さらに副走査
方向に複数列設けるようにした上で、異なる列上の突出
部を主走査方向で主走査方向の配列ピッチの１／ｋ
（ｋ：整数）ずつずれた異なる位置にそれぞれ配置する
ことによって、主走査方向の配列ピッチの１／ｋに相当
する解像度の記録が可能となる。

【００４０】また、インクとして溶媒中に帯電した色剤
が存在するものを使用することによって、個別電極への
電圧の印加により色剤だけを凝集させインク濃度を濃縮
することができるようになる。濃度の薄い搬送し易いイ
ンクを使用して、飛翔させる部分のインクだけ濃縮させ
て吐出させることで、濃度の濃い画像の記録も可能とな
る。また、個別電極に突出部を形成することで、インク
を飛翔させる部分でのインクの濃縮も可能である。さら
に、帯電する色剤を使用することで、駆動電極と色剤と
の反発力が働くために、駆動電圧を低下することがで
き、ＩＣによる駆動も可能になり、従来困難であった静
電力でインクを吐出させる方式でのライン走査型ヘッド
の実現も容易となる。

【００４１】また、従来のインク中の色剤を凝集して飛
翔させる方式ではインク中の色剤を凝集させる電界を発
生させる電極と、凝集したインクを飛翔させる電界を発
生させる電極に同一ノズルを用い、バイアス電圧と飛翔
電圧を微妙にバランスをとって調整していたのに対し、
本発明ではインク溶媒中の色剤の凝集と凝集したインク
の飛翔を独立した電極で行い、任意の濃度に凝集させた
インクを飛翔用の電極で分離して行う。色剤の凝集に
は、近接した電極に異なる電圧を与えインクの流れに逆
らう凝集用の強電界を設け、低い電圧で効率的に凝集さ
せる。

【００４２】このように、本発明では積極的に色剤凝集
をコントロールする凝集用電極をインク飛翔電界用の電
極とは分離して設けたものであり、また飛翔用電圧とは
独立した電圧で色剤凝集を行い得るため、近接したノズ
ル間の干渉を防止する低い飛翔用電圧でも十分に色剤が
凝集できる。その結果、相互干渉のないマルチヘッド化
を可能とする。

【００４３】凝集用電極は、例えば基板上に設けた近接
する電極からなり、両電極に異なる電圧を印加し基板平
面上のインク搬送方向とは逆方向の電界力を色剤に作用
させ、色剤の移動を阻止して凝集させる。色剤の凝集は
薄い絶縁層上の電極を２列に配列し、色剤の移動を阻止
するインク流に逆らった電界を生ずる電圧を印加する。
このように、飛翔電界と凝集電界とを個々のドットに対
応した電極で形成し、さらに印加電圧を減少して必要電
界を形成することで隣接電極との干渉を除去し、マルチ
ノズル化を可能にしている。この場合、基板端面から後
退した平面部分で高電界を形成する電極を形成すれば、
ＩＣ製造技術のフォトリソグラフィ技術による平面プロ
セスで、信頼性が高く精度の良い静電力を用いたインク
ジェット記録装置の実現が可能になる。

【００４４】さらに、本発明では凝集インク中の溶媒に
インク飛翔前に電荷注入を行い、低い電界でインク飛翔
を可能にしている。また、インク飛翔後に残留した凝集
色剤は、凝集用電極で逆電界を発生しインク流とともに
搬送して除去することで、常に新しいインク層を搬送
し、ニジミなどの画質劣化を防止している。これらの電
極には、電圧値およびパルス幅を制御した電圧を与え、
画点濃度や画点サイズをコントロールし、同時にカブリ
を除去する。ここで使用するインクは、帯電した色剤を
有するインクに限定されることなく、磁性インクを用い
磁界でインク中の色剤凝集を行っても良い。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００４６】（第１の実施例）図１は本発明の一実施例
に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。同
図において、インク１１はプラス帯電性の色剤を帯電制
御剤やバインダなどとともに、１０^-8Ωｃｍ以上の絶縁
性の溶媒中にコロイド状に分散させ浮遊させたものであ
る。このインク１１は、ヘッド基板１２とその表面上に
３００μｍ程度の厚さのスペーサを介して配置された上
部カバー１４との間に形成されたインク供給流路１５
に、インク還流機構１８で与えられた正圧によって供給
される。ヘッド基板１２上には、図の左右方向に延びた
ストライプ状アレイ電極である記録ドットに対応する個
別電極１３が被着形成されており、インク１１はインク
供給流路１５に沿って個別電極１３の上を流れ、電極１
３の先端の色剤飛翔ポイント１３ａに向かう。

【００４７】色剤飛翔ポイント１３ａに到達したインク
１１は、個別電極１３と上部カバー１４が途切れた部分
を通過した後、ヘッド基板１２の先端エッジ部を通りヘ
ッド基板１２の裏面側に回り込む。ヘッド基板１２の裏
面側に回り込んだインク１１は、ヘッド基板１２とその
裏面上にインク供給流路１５と同様にスペーサを介して
配置された下部カバー１６との間に形成されたインク回
収流路１７を通り、インク還流機構１８で与えられた負
圧すなわち吸引力によってインク還流機構１８に回収さ
れる。インク還流機構１８は、ポンプと、インク供給
流路１５およびインク回収流路１７に接続されたパイプ
とにより構成され、ポンプの働きによってインク１１を
インク供給流路１５およびインク回収流路１７を介して
循環させる。

【００４８】ここで、記録時には個別電極１３にバイア
ス電圧源２０から常時バイアスとして例えばＤＣ１．５
ｋＶの電圧が与えられ、これに駆動回路１９からの画像
信号に応じた信号電圧として例えばＯＮ時に５００Ｖの
パルス電圧が重畳される。一方、対向電極２２は図のよ
うに接地電位（０Ｖ）に設定する。今、個別電極１３が
ＯＮ状態（５００Ｖが印加された状態）となり、バイア
スＤＣ１．５ｋＶに５００Ｖのパルス電圧が重畳された
合計２ｋＶの電圧が加わると、電極１３の先端の色剤飛
翔ポイント１３ａから、インク１１内の凝集された色剤
が飛び出し、記録媒体２１の背面に設けられたプラテン
の役割を兼ねる対向電極２２に引っ張られて、記録媒体
（例えば記録紙）２１に向けて飛翔し着弾する。

【００４９】本実施例で特徴的な点は、個別電極１３が
全く大気中に露出することがないことである。従来例で
ある図３５、図３６のように大気中に露出した電極に同
様な電圧を加えると、大気中への火花放電により電極先
端が破損するが、本実施例によればそのような放電が防
止できる。

【００５０】なお、色剤はマイナス帯電性であっても構
わない。その場合には、以降述べる諸電極への印加電圧
を全て逆の極性として考えれば良い。

【００５１】（第２の実施例）図２は、本発明の他の実
施例に係るインクジェット記録装置の概略構成図であ
る。図１と共通部分に同一符号を付して第１の実施例と
の相違点を中心に説明すると、本実施例では上部カバー
１４の先端部がヘッド基板１２の先端部より後退した位
置で除去され、上部カバー１４の無い開放領域が個別電
極１３の上に形成されている。そして、インク１１はこ
の開放領域で個別電極１３の上を５０μｍ程度の厚みの
層となって流れ、電極１３の先端の色剤飛翔ポイントに
向かう。この後のインク１１の流れは第１の実施例と同
様であり、インク１１は電極１３が途切れた部分を通過
した後、ヘッド基板１２の先端エッジ部を通ってヘッド
基板１２の裏面側に回り込み、さらにヘッド基板１２と
その裏面上に配置された下部カバー１６との間に形成さ
れたインク回収流路１７を通り、インク還流機構１８に
回収される。

【００５２】このように本実施例では、上部カバー１４
の無い解放領域が記録ヘッド部の先端側に形成されてい
るため、個別電極１３へのバイアス電圧と信号電圧の印
加により個別電極１３の色剤飛翔ポイントから飛翔する
インク１１内の濃縮された色剤は、ヘッド基板１２の表
面に対して垂直方向の初速度成分をもって飛翔する。そ
こで記録媒体２１と対向電極２２はヘッドの上方に、記
録ヘッド部の斜め情報に記録ヘッド部の方向へ倒れ掛か
るような角度で配置される。

【００５３】また、本実施例ではヘッド基板１２の表面
上に個別電極１３が形成されるばかりでなく、ヘッド基
板１２の裏面上に共通電極２３が形成されている。この
共通電極２３は、ヘッド基板１２の裏面側から色剤に対
して静電的反発力を生成するためのものであり、この共
通電極２３には例えば個別電極１３に印加されるバイア
ス電圧と信号電圧との合計の電圧に相当するＤＣ２．０
ｋＶの電圧がバイアス電圧源２４によって印加されてい
る。

【００５４】この様な構成とすることにより、前述した
サイドシュ−タタイプのインクジェット記録装置が実現
される。

【００５５】図３は、第２の実施例における記録ヘッド
部の構成を示す斜視図である。ヘッド基板１２の材料と
しては、滑らかで平坦な表面が簡単に得られ、低誘電率
材料であることからガラスを用い、その厚みは０．５ｍ
ｍ〜１．０ｍｍ程度とする。ヘッド基板１２の表面上に
は、それぞれが個々の記録ドット位置に対応した個別電
極１３のアレイが形成され、またヘッド基板１２の裏面
上には全面に共通電極２３が形成されている。なお、同
図では個別電極１３が３素子分しか示されていないが、
実際の記録ヘッド、例えば解像度４００ｄｐｉでＡ４長
手方向のサイズのライン走査型ヘッドの場合には、約４
８００素子分の個別電極が一列に配列される。

【００５６】このヘッドの動作で重要なことは、強い電
界を生じるように個別電極１３の先端部分に図４に示す
ように小さいＲをつけた、色剤飛翔開始ポイント１３ａ
での電界の方向である。この色剤飛翔開始ポイント１３
ａでの最大電界ベクトルの方向が表面から外側に離れる
方向へ向く様に、ヘッド基板１２の裏面側の共通電極２
３に適当なバイアス電圧、例えば２ｋＶを印加する。た
だし、前述したようにこの電圧は２ｋＶに限定されるも
のではなく、１．０ｋＶ〜２．７ｋＶの範囲であれば良
い。また、図４に示すように、個別電極１３の先端部分
のＲは半径１５μｍ〜１００μｍの円弧の範囲内にあれ
ばよく、特に限定される必要はない。

【００５７】図５（ａ）は、記録ヘッド部での電界の強
さを電気力線の密度で説明した図であり、図３のＡ−
Ａ′線に沿う横断面を示している。信号電圧無印加の状
態では個別電極１３にバイアスとしてＤＣ１．５ｋＶ、
共通電極２３にＤＣ２．０ｋＶがそれぞれ加えられてい
るので、個別電極１３のアレイの間から共通電極２３か
らの電界が漏れ出している。この漏れ電界によって、イ
ンク１１中の正帯電色剤を個別電極１３の表面内側へと
押しやる力が働く。ドット毎に分けることなく共通の流
路を使う方式では、電極のアレイに様々な組み合わせの
電界が形成される可能性があり、この電界により場合に
よっては色剤が遠い部分へ逃げてしまうおそれがある
が、本実施例のようにストライプ状の個別電極１３のア
レイの間からの漏れ電界を利用することにより、このよ
うな色剤の逃げを防止することができる。すなわち、こ
の漏れ電界はあたかも個別ノズルのインク流路の隔壁の
ような役割を果たす。

【００５８】図５（ｂ）は、やはり信号電圧無印加時に
おける図３のＢ−Ｂ′線に沿う縦断面を示している。イ
ンク１１の流れが色剤飛翔ポイントを過ぎると、やはり
ヘッド基板１２の裏面からの電界で色剤だけがせき止め
られる力を受け、ある程度濃度の高い状態のインク１１
ｂがこの部分で保持されると考えられる。このせき止め
る力をかなり強く設定している場合には、色剤だけが析
出して乾燥し流れを詰まらせたりするような悪影響が出
るので、記録周期毎に共通電極２３の印加電圧を下げて
漏れ電界を解除することが望ましい。

【００５９】図５（ｃ）は、信号電圧の印加状態を説明
する図である。信号電圧として５００Ｖのパルス電圧が
印加されると、個別電極１３の先端にある色剤飛翔開始
ポイント１３ａでは非常に強い電界を生じる。信号電圧
無印加時に、この少し先の部分の電位の壁によりせき止
められていた色剤１１ｂは、この強電界からの反発力を
受け最大の電界ベクトルの方向、すなわち電極１３の先
端からヘッド基板１２の表面に対して斜め前方に向かっ
て飛び出す。

【００６０】図６は、図３のヘッド基板１２上の色剤飛
翔開始ポイント１３ａと隣接した色剤飛翔ポイントとの
中間点１３ｂの２つの点から出発し、図２の対向電極２
２に到達するまでの電気力線に沿った電位を、それぞれ
の全経路長で正規化した距離に対する関係として示した
ものである。この図から分かるように、電位の傾きであ
る電界強度は、色剤飛翔開始ポイントから３次元的に広
がるため、距離の２乗に反比例して急激に小さくなる。

【００６１】一方、色剤飛翔開始ポイントから外れた場
所では先鋭な電極端部が無いので、電界強度はそれほど
強くなく、対向電極２２に向かって穏やかに減少し、徐
々に他の点からの電界とほぼ同じ強度となる。従って強
電界領域を過ぎた後は、色剤飛翔経路に沿って電位（＝
電界ポテンシャル）の極小点が連なる樋状の電位分布の
中を色剤が飛翔することになり、飛翔する方向を安定化
することができる。

【００６２】このように、ヘッド基板１２の表面の個別
電極１３の先端が色剤飛翔開始ポイント１３ａのように
尖った形状をしている場合には、ヘッド基板１２の裏面
側の共通電極２３に個別電極１３の印加電圧以上に高い
電圧が与えられているときばかりでなく、ある程度低い
電圧でも上述のような樋形の電界形状を形成することは
可能である。

【００６３】以上のように、飛翔する色剤の初速度をヘ
ッド基板の表面から離れる方向に与えることによって、
ヘッド基板１２のエッジよりも内側へ後退させた表面内
に飛翔開始ポイントを設定することが可能になる。この
ことにより、製造工程が難しくて特性を揃えることも難
しいという従来からの問題を回避できる。つまり、ヘッ
ド基板１２のエッジ部分から基板表面を延長した方向に
飛翔させる場合に必要だった基板エッジ部分のパターニ
ングは行わずに、精度良く信頼性も高い基板平面内のパ
ターニングだけで記録ヘッド部が作れるようになる。

【００６４】（第３の実施例）図７は、本実施例に係る
記録ヘッド部の構成を示す斜視図である。本実施例で
は、ヘッド基板１２上の電極の配置と形状が図３の記録
ヘッド部と異なる。すなわち、図３の記録ヘッド部では
ヘッド基板１２の表面側に個別電極１３、裏面側に共通
電極２３がそれぞれ設けられていたが、本実施例ではヘ
ッド基板１３の表面側に第１の電極（個別電極）３１と
第２の電極（補助電極）３２が形成されている。第１の
電極３１と第２の電極３２は共に鋸歯状の形状であり、
互いに被接触で噛み合うように組み合わされている。ま
た、第２の電極３２の先端部分の形状は、ここからは色
剤が飛翔しないように、最も強い電界が発生する第１の
電極３１の先端部分である色剤飛翔開始ポイント３１ａ
に比べて、大きい半径の半弧状としている。

【００６５】本実施例の記録ヘッド部の動作において
も、重要なことは色剤飛翔開始ポイント３１ａでの電界
の方向である。この色剤飛翔開始ポイント３１ａでの最
大電界ベクトルの方向が表面から外側に離れる方向へ向
く様に、第２の電極３２に電圧を加える。第１の電極３
１は、先の実施例における個別電極１３と同様、例えば
記録ドットに対応した個別電極であり、常時バイアスと
して例えばＤＣ１．５ｋＶの電圧が印加され、画像信号
に応じた信号電圧として例えばＯＮ時に５００Ｖのパル
ス電圧が重畳される。第２の電極３２は例えば全ドット
共通につながった共通電極であり、例えば個別電極３１
に印加される信号電圧とバイアス電圧の合計電圧である
２．０ｋＶが加えられる。

【００６６】次に、本実施例の動作を説明する。

【００６７】図８（ａ）は、電界の強さを電気力線の密
度で説明した図であり、図６のＣ−Ｃ′線に沿う縦断面
を示している。インク１１の流れが飛翔ポイント３１ａ
付近に到達すると、第２の電極３２からの電界で色剤だ
けがせき止められる力を受け、ある程度濃度の高い状態
のインク１１ｂがこの部分で保持される。このせき止め
る力をかなり強く設定している場合には、色剤だけが析
出して乾燥し流れを詰まらせたりするような悪影響が出
るので、記録周期毎に共通電極２３の印加電圧を下げて
漏れ電界を解除する必要があることは、先の実施例と同
様である。

【００６８】図８（ｂ）は、信号電圧印加状態を説明す
る図である。信号電圧として５００Ｖが第１の電極３１
に重畳されると、色剤飛翔開始ポイント３１ａでは非常
に強い電界を生じる。信号電圧無印加時に第２の電極３
２からの電位の壁によりせき止められていた色剤３１ｂ
は、この強電界からの反発力を受け最大の電界ベクトル
の方向、すなわち電極先端からヘッド基板１２の表面に
対して斜め前方に向かって飛び出す。

【００６９】飛翔後の色剤に対して、凹型の先端形状を
した第２の電極３２が形成する電界は、図３の実施例と
同じように、色剤飛翔経路に沿って電界の極小点が連な
る樋状の電界分布を形成するので、飛翔する方向を安定
化することができる。

【００７０】以上のように、本実施例においても飛翔す
る色剤の初速度をヘッド基板の表面から離れる方向に与
えることによって、ヘッド基板１２のエッジよりも内側
へ後退させた表面内に飛翔開始ポイントを設定すること
が可能になった。このことにより、製造工程が難しくて
特性を揃えることも難しかったという従来からの問題を
回避できる。すなわち、ヘッド基板のエッジ部分から基
板表面を延長した方向に飛翔させる場合に必要だった基
板エッジ部分のパターニングは行わずに、精度が良く信
頼性も良い基板平面内のパターニングだけで記録ヘッド
が作れるようになる。

【００７１】（第４の実施例）図９は、第４の実施例に
係る記録ヘッド部の構成を示す斜視図である。本実施例
では、第２の実施例の特徴であるヘッド基板１２の裏面
側の共通電極２３と、第３の実施例の特徴であるヘッド
基板１２の表面側の第１の電極３１と第２の電極３２を
併せ持っている。この様な構成とすることにより、ヘッ
ド基板１２の誘電率が空気よりも多少高いために裏面側
に回る電気力線が多いという不都合を回避することがで
きる。すなわち、ヘッド基板１２の裏面側の電位を高く
することによって、電気力線を表面側に押し出すことが
でき、動作電圧の低下や効率の向上をもたらすことがで
きる。

【００７２】また、第３の実施例における第２の電極３
２は第１の電極３１と噛み合うような形状の個別電極と
したが、本実施例の様に第２の電極３１は主走査方向へ
延びる単純な直線状のパターンであっても良い。この方
が単純なので、製造プロセスでの信頼性が上がる。

【００７３】（第５の実施例）第１、第２の実施例で
は、インク供給流路１５とインク回収流路１７はそれぞ
れヘッド基板１２の表面側と裏面側に形成する例を示し
たが、図１０に示す様にヘッド基板１２のエッジでの回
り込みが無く、ヘッド基板１２の表面上のみを一方向に
インクを流す方式であっても良い。

【００７４】（第６の実施例）第３の実施例では、第１
の電極３１は三角形の先端形状とし、また第２の電極３
２は丸みを持った先端形状としたが、このような形状に
限定されるものではなく、例えば図１１に示す様にいず
れも矩形状の先端形状とし、これらを噛み合わせても良
い。

【００７５】その他、本発明は種々変形して実施が可能
であり、例えば第３の実施例における共通電極２３は、
基板１２の裏面全面を覆うものとしたが、飛翔ポイント
の真裏部分だけであってもよく、またヘッド基板１２の
表面の個別電極に対応して櫛形に分離していても良い。

【００７６】また、第３の実施例では第１の電極３１を
個別電極とし、第２の電極３２を共通電極としたが、こ
れの逆の関係、すなわち第１の電極を共通電極とし、第
２の電極を個別電極とする形であっても構わない。

【００７７】さらに、ヘッド基板１２の表面上のインク
の流し方としては、直接空気に触れるようなカバーの無
い流し方でも良いし、色剤飛翔ポイントの周囲だけをア
レイの並ぶ方向にスリット状の窓を明けた板で塞ぐ流し
方でも良い。後者の場合には、そのまま幅が広くて厚み
の薄いインク流路として使用でき、その場合スリット前
では正圧、スリット後では負圧をそれぞれ与えればよ
い。

【００７８】（第７の実施例）図１２は、第７の実施例
に係るインクジェット記録装置の記録ヘッド部の一部を
拡大して示す斜視図であり、図１３（ａ）（ｂ）はそれ
ぞれ図１２のＡ−Ａ′線およびＢ−Ｂ′線に沿う断面図
である。図１２および図１３において、ヘッド基板１２
の上には、根元が太く先端に行くほど細い形状のいわゆ
るコーン状の突起１２ｃが形成されている。このコーン
状突起１２ｃには、個別電極１３が接続されており、突
起１２ｃの表面は個別電極１３に連続した導電性の物質
で表面が覆われている。突起１２ｃを覆う導電性物質を
突起状電極１３ｃという。すなわち、個別電極１３の先
端部にはヘッド基板１２の表面上に突出して形成された
突出部が突起状電極１３ｃとして形成される。個別電極
１３は図示しない駆動ＩＣにそれぞれ接続されており、
突起状電極１３ｃに電圧を印加することができるように
なっている。

【００７９】ヘッド基板１２上には、スリット１４ａが
形成された上カバー１４が図示しないスペーサを介して
ヘッド基板１２と平行に取り付けられている。コーン状
突起１２ｃはスリット１４ａの内側に位置し、上カバー
１４から露出している。ヘッド基板１２と上カバー１４
の間にはインク流路が形成され、ここにインク１１が供
給される。コーン状突起１２ｃの先端つまりは突起状電
極１３ｃは、わずかにインク１１の液面から露出する。

【００８０】このような構成で、個別電極１３に画像に
応じて信号電圧を印加すると、コーン状突起１２ｃの先
端からヘッド基板１２の面に対して垂直方向にインク滴
１１ｅが吐出し、図示しない記録媒体上に向かって飛翔
することにより、記録媒体上に画像が記録される。イン
ク１１は、例えば図１３（ａ）の矢印に示す方向に水圧
差やポンプあるいは静電気的な力によって流れており、
新しいインク１１が次々と供給されるようになってい
る。

【００８１】このように、本実施例の特徴はヘッド基板
１２の上に３次元構造の突起１２ｃを形成し、この突起
１２ｃの先端からインク滴１１ｅを吐出させる点にあ
る。

【００８２】次に、図１４を用いて本実施例の記録動作
をさらに詳細に説明する。図１４はコーン状突起１２ｃ
の先端付近を拡大して示す図である。コーン状突起１２
ｃは数μｍ〜１００μｍ程度の高さを有し、インク１１
の液面から数μｍ〜数１０μｍ飛び出している。しか
し、コーン状突起１２ｃの先端ではインク１１は毛管現
象により突起１２ｃ上に形成された突起状電極１３ｃ上
に薄い層を形成し、常に突起状電極１３ｃの表面を濡ら
している。すなわち、インク１１は個別電極１３の突起
状電極１３ｃを覆うように供給されている。

【００８３】インク１１は、先の実施例と同様に主とし
て絶縁性の溶媒１１ｃ中に顔料などから構成される色剤
１１ｄを分散させたものである。また、色剤１１ｄは図
示のように例えば正の電荷で帯電させることが望まし
い。このようなインク１１としては、静電記録方式や電
子写真記録方式で使用されている通常の液体現像トナー
が使用できる。本実施例のインクジェット記録装置で
は、色剤１１ｄとしてサブミクロン〜数μｍまで様々な
大きさのものが使用可能である。

【００８４】個別電極１３にはバイアス電圧源２０か
ら、プラテン（記録ドラム）の役割を兼ねる対向電極２
２に対して、例えば図示のように正の直流バイアス電圧
が与えられている。この直流バイアス電圧は、突起状電
極１３ｃ上のインクをコーン状突起１２ｃの先端方向に
押し上げる効果もある。また、この直流バイアス電圧の
印加によって、記録媒体２１を挟んで対向電極２２と突
起状電極１３ｃの間に電界が形成される。この電界によ
ってもインク１１を突起状電極１３ｃの表面方向に引き
つける力が働く。これらの作用によって、突起状電極１
３ｃの表面は常にインク１１により濡れた状態となる。
このように突起状電極１３ｃの表面がインク１１により
濡れていることで、インク１１の供給をスムーズに行
い、安定してインク滴を吐出・飛翔させるとともに、個
別電極１３と対向電極２２の間に大きな電界が加わった
場合の放電を防止することができる。

【００８５】また、本実施例ではインク１１に帯電する
色剤１１ｄを使用し、さらに突起状電極１３ｃに正の直
流バイアス電圧を印加しているために、色剤１１ｄはイ
ンク１１の表面に濃縮して集まる状態となる。液体現像
トナーを本実施例におけるインク１１として使用する場
合、色剤の濃度は通常数％であるため、一般にはインク
ジェット記録用のインクとして使用するには薄すぎる。
しかし、このように色剤１１ｄのみを表面近くに集める
効果によって、色剤１１ｄの濃度を１０数％〜数１０％
まで濃縮することができるため、通常の液体現像トナー
も本実施例のインクジェット記録装置に使用することが
可能となる。

【００８６】このように個別電極１３には、常にバイア
ス電圧源２０から直流バイアス電圧が印加されている
が、さらに駆動回路１９から画像信号に応じた信号電圧
として例えばパルス電圧が直流バイアス電圧に重畳して
印加される。突起状電極１３ｃの先端付近の薄いインク
層として凝集された色剤１１ｄは、個別電極１３に与え
られた信号電圧に対しては反発し、また対向電極２２側
には逆に引き付けられることによって、信号電圧に応じ
て吐出することになる。

【００８７】ここで、直流バイアス電圧は約１ｋＶ程
度、また信号電圧は数１００Ｖ程度である。これらの電
圧は従来の静電力でインクを飛ばす方式のインクジェッ
ト等と比較して、非常に低い電圧となる。このような低
い駆動電圧で記録動作を実現できるのは、上述したよう
に色剤１１ｄが帯電するインクを使用したためである。
すなわち、突起状電極１３ｃと色剤１１ｄとの間に反発
力が生じ、低い電圧でもインク滴１１ｅとして吐出し易
くなるためである。

【００８８】また、本実施例ではインク滴１１ｅが突起
状電極１３ｃの先端から吐出するので、先の実施例と同
様に基本的にノズルが必要ないのも大きな特徴である。
従って、インクが乾いて生ずる目詰まりの問題もかなり
改善されるため、図１２に示したようなライン走査型記
録ヘッドを実現することも容易に可能となる。

【００８９】（第８の実施例）図１５に本発明の第８の
実施例を示す。第７の実施例では、インク滴は平面上に
形成されたコーン状突起１２ｃに形成された突起状電極
１３ｃからベッド基板１２に垂直な方向へと吐出され
る。すなわち、ヘッド先端のインク吐出機構を全て平面
上に形成することができる。このような特徴により、従
来のヘッド基板端面にインク吐出機構を形成する方法と
比較して、記録ヘッドの作製が容易になるという利点が
ある。さらに、ヘッド基板１２の平面上にインク吐出機
構を形成したことにより、図１５に示すようなヘッド構
成により高解像度化が実現できる利点もある。

【００９０】図１５は、コーン状突起１２ｃをヘッド基
板１２の面に垂直な方向から見た平面図である。同図に
示すように、個別電極１３はピッチＰで示される距離以
下に近づけることは不可能である。コーン状突起１２ｃ
上の突起状電極１３ｃの底面はある程度の半径があり、
隣の突起状電極と接触しないように離す必要があるため
である。さらに、突起状電極１３ｃが隣の電極と近づき
過ぎると、一方に信号電圧が印加され、他方に印加され
ていない場合に、両電極間で放電が生じてしまう。これ
らの理由から、コーン状突起つまりは突起状電極１３ｃ
の大きさが決まると、ピッチＰが制限されてしまい、こ
のピッチＰよりも高い解像度の記録はできないことにな
ってしまう。

【００９１】しかし、インク吐出機構を平面上に形成で
きる場合には、図１５に示したように個別電極１３およ
び突起状電極１３ｃを千鳥状に、つまり互い違いに２列
に並べることで高解像度化が可能となる。突起状電極１
３ｃを一列に配列した場合には、その配列ピッチＰ以下
の解像度で記録することは不可能である。これに対し
て、本実施例のように突起状電極１３ｃを主走査方向
（配列方向）に１／２ピッチ（Ｐ／２）だけずらせて二
列並べると、２倍の解像度の記録が可能となる。この場
合、突起状電極１３ｃの二列の間の距離Ｌについては、Ｌ＝Ｐ＊（２＊ｎ＋１）＊（１／２）（ｎは整数）の関係にすることで、副走査方向についても２倍の高解
像度化が可能となる。但し、このように二列に突起状電
極１３ｃを配列した場合には、それぞれの電極列に電圧
を印加する時間的なタイミングが（ｎ＋１）主走査ライ
ン分だけ遅れるので、信号電圧を遅延させる操作が必要
になる。

【００９２】このように本実施例によれば、例えば突起
状電極１３ｃを４００ｄｐｉの解像度に相当するピッチ
でしか並べられない場合でも、主走査方向、副走査方向
とも８００ｄｐｉの高解像度の記録を行うことが可能に
なる。なお、図ではスリット１４ａが２列形成された例
を示してあるが、個別電極１３の二つの列の距離が近い
場合にはスリット１４ａは一列でも良い。

【００９３】また、本実施例はＬ＝Ｐ＊ｍ（ｍは整数）としてもよく、その場合は副走査方向の解像度は個別電
極１３が一列の場合と同様となる。さらに、Ｌ＝Ｐ＊ｍ＊（１／ｋ）（ｍ，ｋは整数）とすると、主走査方向の解像度を２倍に、副走査方向の
解像度はｋ倍にすることも可能である。

【００９４】図１６には、突起状電極１３ｃの配列ピッ
チＰの４倍の解像度で記録する例を示した。この場合に
は、Ｌ＝Ｐ＊ｍ＊（１／ｋ）（ｍ，ｋは整数）の関係が満たされている必要がある。ここで、ｍが奇数
でｋ＝４の場合に、副走査方向の解像度つにいても４倍
にすることが可能となる。

【００９５】（第９の実施例）図１７に、第９の実施例
を示す。第７の実施例では、コーン状突起１２ｃが一列
に並んだ位置の上カバー１４にスリット１４ａが形成さ
れていた。これに対して、本実施例ではコーン状突起１
２ｃが一列に並んだ位置の上カバー１４に、孔（これを
インク通過孔という）１４ｂが形成されている点が第７
の実施例と異なる。図１８（ａ）はコーン状突起１２ｃ
の頂点を通る突起列に平行な面での断面図、（ｂ）はコ
ーン状突起１２ｃの頂点を通る突起列に垂直な面での断
面図である。

【００９６】本実施例によると、隣の画点を記録した時
に発生したインク液面の振動を上カバー１４で抑えるこ
とができるようになる。このインク通過孔１４ｂは、そ
の径を小さくすると通常のインクジェットのようにノズ
ルの働きもする。しかし、本発明のインクジェット記録
装置では、コーン状突起１２ｃの先端からインクが吐出
されるため、インク通過孔１４ｂはノズルのようにイン
ク滴の大きさを規定することはないので、大きな圧力に
耐えるようなものでなく、隣接するインク液面の振動を
抑える働きだけをすれば良い。従って、このインク通過
孔１４ｂは解像度と比較して大きな径でよいことが従来
の通常のインクジェットノズルとは異なっている。

【００９７】（第１０の実施例）次に、図１９および図
２０を参照してコーン状突起１２ｃの種々の例について
述べる。第７〜第９の実施例では、図１９（ａ）に示し
たような円錐状のコーン状突起を使用した例を示してき
たが、コーン状突起の形状としては根元が太く先端が細
くなっている形状であればどのようなものでも使用する
ことができる。

【００９８】例えば図１９（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示され
るような多角錐形状や、あるいは図１９（ｅ）に示され
るようなバンプ状に盛り上がった形状として、インク滴
を吐出させる突起として使用することが可能である。い
ずれにしても、根元が太く先端に行くほど細くなってい
る形状のコーン状突起であれば、同様の効果が得られ
る。このような形状とすれば、毛管現象や個別電極１３
への電圧の印加によりインクで突起先端を常に濡らして
おくことができるため、インクの供給をスムーズに行
い、突起の先端から安定してインクを吐出・飛翔させる
ことができるとともに、個別電極１３と対向電極２２の
間に加わる電界による放電を防止することができる。

【００９９】また、コーン状突起は必ずしも先端まで細
くなっていなくてもよく、図２０に示したような形状で
も構わない。図２０（ａ）は円錐台、（ｂ）（ｃ）
（ｄ）は多角錐台、（ｅ）はバンプ状の盛り上がりの先
端部を切り取った形状となっている。先端まで鋭く尖っ
ている場合には、先端のでき方のわずかの違いによって
吐出するインクの方向や大きさが異なったり、時間的に
変動することもあるが、図２０のように先端が尖ってい
ない形状とすれば、このような現象は生じない。さら
に、実際に図２０に示したような突起を作っても、作成
方法によっては先端部分が必ずしも平坦とならず、ある
程度の曲率半径を持った丸みを帯びた形になることもあ
るが、そのような場合でもインク滴吐出用突起として使
用することが可能である。

【０１００】（第１１の実施例）図２１に、インク吐出
用突起のさらに他の実施例を示す。これまでの例では、
一つの画点に対して一つのコーン状突起および突起状電
極を使用した例を示してきたが、図２１は一つの画点に
対して複数の突起状電極を対応させた例である。本実施
例では、図１７に示したような上カバー１４にインク通
過孔１４ｂが形成されているタイプで説明する。図２１
に示すように、本実施例では一つのインク通過孔１４ｂ
に対して、微細なコーン状突起を多数集合させたコーン
状突起群１２ｄを対応させている。

【０１０１】コーン状突起を作製する場合、製造工程が
安定しないと全く同じ特性の突起を得ることは困難であ
る。さらに、本発明では前述したように基本的に放電は
生じないが、放電が生じるとその影響で使用中に特性が
変化してしまう場合もある。これにより安定した画点を
形成できなくなり、画点の濃度や形成位置が不安定にな
ったり、場合によっては全く画点が形成されない状況に
なってしまうこともある。これに対し、本実施例のよう
に一つの画点に対して、複数のコーン状突起からなる突
起群１２ｄを対応させると、幾つか特性の揃っていない
突起が存在しても、多数の突起で一つの画点を形成する
ことから、画点の特性を安定させることができる。すな
わち、インク滴が吐出しない突起が幾つかあっても、他
の突起からインクを吐出させて補うことができる。

【０１０２】（第１２の実施例）図２２は、本実施例に
おける記録ヘッド部の要部の構成を示す斜視図である。
第７〜第１１の実施例では、コーン状突起を一つ一つ独
立して形成したが、本実施例は主走査方向に連続した断
面三角柱状の連続突起１２ｅを設け、この連続突起１２
ｅの上にピッチＰで形成された個別電極１３を延在させ
突起状電極１３ｃとしたものである。このような連続突
起１２ｅにおいても、副走査方向からの断面を見ると、
根元が太く先に行くほど細くなる形状をしているため、
コーン状突起を使用した場合と同様の効果が得られる。
また、一つ一つのコーンを独立させる必要がないので、
製作が簡単になるという利点がある。

【０１０３】図２３は、本実施例の構成を拡張して高解
像度化を図った例を示す図である。すなわち、断面三角
形状の連続突起１２ｅを副走査方向にＬ＝Ｐ＊（１／２）＊（２＊ｎ＋１）（ｎは整数）だけ離して二列形成し、それぞれの連続突起１２ｅ上に
ピッチＰで形成された個別電極１３を延在させて突起状
電極１３ｃとし、さらに個別電極１３を主走査方向にピ
ッチＰの１／２だけずらせることにより、図２２に比較
して主走査・副走査ともに解像度を２倍としている。

【０１０４】なお、本実施例では連続突起１２ｅの断面
形状として三角形を示したが、これに限定されるもので
はなく、断面形状が円や楕円の一部分の形状であった
り、さらに図２０に示したような上部が平坦な錐台状の
形状、あるいはこれらの形状の突起を作製する際に、自
然に先端部分が丸くなったような形状でも使用可能であ
る。すなわち、連続突起の場合でもコーン状突起の場合
と同様に、底部の幅が広く、上部ほど幅の狭い形状であ
れば同様の効果が得られる。

【０１０５】（第１３の実施例）本実施例では、コーン
状突起１２ｃおよび突起状電極１３ｃの構造と作製方法
の幾つかの具体例を説明する。図２４は、コーン状突起
１２ｃおよび突起状電極１３の種々の例を示す断面図で
ある。第７〜第１２の実施例では、図２４（ａ）に示す
ようにヘッド基板１２の上にコーン状の突起１２ｃを作
製した後、その上にさらに個別電極１３の突起状電極１
３ｃを形成した方法で説明してきた。この場合、コーン
状突起１２ｃは絶縁物でも導電性のものでも構わない。
細かいものを正確に作る必要があるため、Ｓｉや導電性
のＳｉを半導体製造プロセスで加工する方法が最も簡単
な方法である。

【０１０６】一方、図２４（ｂ）に示す例はヘッド基板
１２の上にコーン状個別電極１３ｃを作製して貼り付け
てものである。つまりコーン状電極１３ｃの内部を空洞
４１としている。図２４（ｃ）の例は、コーン状突起全
体が個別電極１３（突起状電極１３ｃ）と同様の導電性
物質で一体に作製されており、突起状電極１３ｃがコー
ン状突起を兼用している例である。

【０１０７】図２４（ｄ）（ｅ）（ｆ）は、それぞれ図
２４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した個別電極１３の表面に
突起状電極１３ｃを含めて絶縁層４２を形成した例であ
る。金属や導電性物質から構成される個別電極１３およ
び突起状電極１３ｃを露出させると、インク中の帯電性
の色剤が個別電極１３および突起状電極１３ｃに触れた
場合、個別電極１３および突起状電極１３ｃから色剤へ
と電荷注入が生じ、色剤が必要以上に帯電してしまう場
合がある。さらに、個別電極１３および突起状電極１３
ｃから直接電荷注入された色剤と、他の色剤との間での
特性のばらつきなども生じてしまう。このような状態に
なると、インク吐出特性が不安定になり、一定の濃度の
画像を記録し続けることが不可能となってしまう。色剤
の帯電量を制御するようにインクを構成することによ
り、このような問題に対しても対応できるが、個別電極
１３および突起状電極１３ｃの表面に絶縁層４２を形成
する方法でも、このような問題を解決することが可能で
ある。

【０１０８】なお、絶縁層４２の形成方法としては、個
別電極１３および突起状電極１３ｃの表面上にサブミク
ロン〜１０数ミクロンの厚さに樹脂を塗布する方法があ
る。また、ＳｉＯ₂などの絶縁膜を塗布する方法もあ
る。さらに、導電性のＳｉなどで個別電極１３を形成す
る場合には、電極表面を酸化して絶縁膜を作製する方法
でも実現できる。

【０１０９】（第１４の実施例）図２５は、本実施例に
係る記録ヘッド部の構成を示す図である。本実施例では
特に電極への電圧の印加方法の他の例について説明す
る。本実施例では、まずヘッド基板１２上に一様に色剤
濃縮用電極５１を形成する。この色剤濃縮電極５１の上
に絶縁層５２を形成し、絶縁層５２の上にコーン状突起
１２ｃと、個別電極１３および突起状電極１３ｃを形成
している。そして、図示しないスペーサを介してスリッ
ト１４ａが形成された上カバー１４を被せてインク流路
を形成し、ここにインク１１を供給する。上カバー１４
は、この例では導電性材料により形成されている。

【０１１０】記録媒体２１が接触している対向電極２２
と上カバー１４との間に、加速用バイアス電圧源５３か
ら正のバイアス電圧が印加され、さらに上カバー１４と
色剤濃縮用電極５１との間に、色剤凝集用バイアス電圧
源５４から正のバイアス電圧が印加される。この色剤濃
縮用バイアス電圧が印加されると、上カバー１４と色剤
濃縮用電極５１の間に電界が形成される。色剤は正に帯
電するように設計されているために、この電界に影響を
受け、上カバー１４の周辺に集まってくる。つまりイン
ク１１の上層部分に色剤が濃縮される。このように色剤
濃度の濃くなった部分は、図中矢印で示したようなイン
ク１１の流れに乗って上流から下流へと次々に流れ、コ
ーン状突起１２ｃの頂点付近にも濃縮されたインクが供
給されることになる。ここで、個別電極１３に駆動回路
５５から画像信号に応じた信号電圧としてパルス電圧を
印加すると、突起状電極１３ｃの上部からインク滴が吐
出する。吐出されたインク滴は、加速用バイアス電圧が
形成する電界によって加速され、記録媒体２１へ向けて
飛翔する。

【０１１１】本実施例によると、インクの濃縮と吐出を
別の電源つまり色剤濃縮用バイアス電圧源５４と駆動回
路５５により行うことが可能となる。図１４に示したよ
うなインクの濃縮と吐出を同時に行う方法では、前述の
ように約１ｋＶ程度の濃縮用バイアス電圧に数１００Ｖ
の吐出用パルス電圧を重畳させる必要があり、これらを
重畳した電圧以上の耐圧のＩＣを使用する必要がある。
これに対し、図２５のようにインクの濃縮と吐出を分離
した場合には、それぞれのバイアス電圧は共通に印加
し、吐出用パルス電圧の数１００Ｖの電圧だけを制御す
れば良いため、より低耐圧の安価なＩＣを使用すること
が可能となり、インクジェット記録装置の小型化・安定
化に大きく寄与する。

【０１１２】なお、本実施例では加速用バイアス電圧源
５３からのバイアス電圧を直流電圧としたが、記録信号
に同期したパルス電圧でもよい。但し、その場合には一
つ一つの突起に対してパルス状の加速電圧を印加できる
与えることができるように、加速用バイアス電圧を印加
するための電極（上カバー１４に相当）を、個別電極１
３に対応して個別に設けることが必要となる。

【０１１３】（第１５の実施例）第７〜第１４の実施例
では、図１３に示したように、コーン状突起１２ｃおよ
び突起状電極１３ｃがインクの液面からわずかに露出し
ている例で説明してきたが、図２６に示すように構成し
てもインク滴を吐出させることが可能である。

【０１１４】図２６（ａ）は、突起状電極１３ｃの頂点
がインク１１１の液面より下に存在する例である。この
ように突起状電極１３ｃがインク内部に埋没している状
態でも、バイアス電圧によりインク１１の上部は、色剤
が凝集し濃度が濃い状態になっており、ここで個別電極
１３に信号電圧を印加すると、突起状電極１３ｃの頂点
付近に凝集していたインクが吐出し飛翔する。従って、
突起状電極１３ｃの頂点は常にインク１１の液中にあ
り、必ず頂点まで濡れているために、放電の問題をより
確実に解決できるという利点がある。

【０１１５】さらに、図２６（ｂ）に示すようにコーン
状突起１２ｃおよび突起状電極１３ｃがほとんどインク
液１１から出ているような状態でも、突起１２ｃが小さ
い場合には毛管現象で、また突起１２ｃが大きな場合に
はさらに電圧を印加することで、突起状電極１３ｃの頂
点にも薄いインク層を形成することができるので、イン
クを吐出させることが可能である。このような突起状電
極１３ｃの表面上のインクの薄層は、インク１１の液面
から離れるほど安定して形成されるため、安定したイン
クの吐出が可能となり、画像をより安定に記録できる。

【０１１６】但し、このように突起状電極１３ｃがイン
ク１１の液面から離れると、乾燥し易くなるため、しば
らく使用しない場合には、突起１２ｃ付近のインクを抜
き、使用する場合に再びインクを注入するようにすると
よい。インクの注入時には、一旦少し高めの圧力でイン
クを注入し、突起状電極１３ｃの頂点まで濡らした後
に、負圧にして図のようなインクの状態にする。このよ
うにすることで、突起状電極１３ｃの頂点までインクで
濡れるために、電圧を印加することによりスムーズにイ
ンクを供給することが可能となる。

【０１１７】（第１６の実施例）図２７は、第１６の実
施例に係るインクジェット記録装置の記録ヘッド部の概
念図であり、インク中の帯電した色剤を分離した電極間
の電界で凝集し、絶縁層を挟んで交差した電極で発生す
る垂直方向の電界により、凝集した色剤を垂直方向に飛
翔させるようにしたものである。

【０１１８】図２８は、本実施例における記録ヘッド部
の単一ノズルの断面模式図である。この記録ヘッド部に
おいては、ガラス層を塗布した１ｍｍ程度の厚さのセラ
ミック基板あるいはガラスからなるヘッド基板１０１上
に、記録ドットに対応する幅１００μｍ程度の飛翔用電
極１０２が一定間隔で基板１０１の長手方向に沿って多
数形成されている。５０μｍ程度のサイズの記録画点領
域１０３を除き、この飛翔用電極１０２上にガラス層な
どの絶縁層１０４が数μｍ〜数十μｍの厚さ塗布され
る。この記録画点領域の飛翔用電極１０２からインク中
に直接電荷が注入され、インク中の色剤の飛翔を容易に
する。この飛翔用電極１０２と直交する方向の絶縁層１
０４上に、インク中の帯電色剤を凝集させる１００μｍ
程度の間隔を有する一対の凝集用電極１０５，１０６が
設けられ、さらにこれらの凝集用電極１０５，１０６上
に数μｍ以下のＳｉＯ₂膜が被覆されることによって、
凝集用電極１０５，１０６からのインク溶媒への電荷注
入を防止し、同時に飛翔用電極との放電を防止してい
る。飛翔用電極１０２と凝集用電極１０５，１０６の厚
さは、数千オングストローム程度とする。

【０１１９】次に、搬送されたインク中の色剤を凝集し
飛翔させる動作について図２８を用いて説明する。図２
８（ａ）はインク中の色剤を凝集させる工程を示す。こ
こで使用するインク１０７は、石油の一種である１０^-8
Ωｃｍ以上の絶縁性のケロシンからなるインク溶媒中
に、顔料とプラス帯電用の制御剤がバインダとともに混
合した色剤をコロイド状に分散・浮遊させたものであ
る。また、色剤はマイナス極性であってもよく、そのと
きは電極への印加電圧を全て逆極性する。このインク溶
媒中にプラス帯電した色剤を有するインク１０７が、ヘ
ッド基板１０１と平行して矢印１０８方向に一定量搬送
される。インク１０７中の帯電色剤を凝集させるため、
凝集用電極１０５，１０６をそれぞれアース電位とプラ
ス５０Ｖの電圧１０９にし、インク１０７の流れとは逆
極方向の力が色剤に作用する電界（〜２×１０⁴Ｖ／ｃ
ｍ）を形成する。この高い電界で、インク１０７中の帯
電色剤がインク１０７の流れに対して妨げられ、帯電色
剤が凝集用電極１０５，１０６間の記録画点領域１０３
で凝集する。この凝集した色剤を１１０に示す。色剤が
凝集し色剤濃度の減少したインク溶媒１１１は、電界に
妨げられることなく矢印１１２の方向に流れる。

【０１２０】図２８（ｂ）は、色剤が凝集しているイン
ク１０７を静電力で飛翔させる工程を示すである。飛翔
用の垂直方向の強電界を形成するため、凝集用電極１０
５，１０６を共にアース電位し、凝集用電極１０５，１
０６と絶縁層１０４を挟んで設けられた飛翔用電極１０
２をプラス２００Ｖの高電圧１１３にする。このように
すると、凝集用電極１０５，１０６間の１００μｍの記
録画点領域１０３に、高い電界（〜１０⁵Ｖ／ｃｍ）が
記録媒体１１６に向かう方向に形成され、プラス帯電し
凝集した色剤１１０が飛翔粒子１１４となって矢印１１
５で示すように記録媒体１１６の方向に飛翔する。この
普通紙などの記録媒体１１６は、電極上数百μｍ程度の
距離に配置され、その背面にはプラテンの役割を兼ねる
対向電極１１７が配置されている。色剤の飛翔の際に
は、飛翔用電極１０２の記録画点領域でインク中にプラ
ス電荷の注入が行われ、効率よく凝集した色剤の飛翔が
行われる。

【０１２１】（第１７の実施例）次に、インク飛翔用電
極を多数設けたインク搬送路を有するマルチヘッドに適
用した実施例について、図２９〜図３１を用いて詳細に
説明する。図２９は、本発明によるマルチヘッドの断面
模式図である。第１６の実施例と同様に、ヘッド基板１
０１上に記録ドットに対応する幅１００μｍの飛翔用電
極１０２が一定間隔でヘッド基板１０１の長手方向に沿
って多数設けられている。また、５０μｍ程度の記録画
点領域を除いて飛翔用電極１０２上にガラス層などの絶
縁層１０４が被覆され、飛翔用電極１０２と直交する共
通した凝集用電極が絶縁層上１００μｍ間隔で一対存在
する。凝集用電極上には数μｍ以下のＳｉＯ₂膜を被覆
し、凝集用電極からのインク溶媒への電荷注入を防止す
る。同時に飛翔用電極１０２との放電を防止する作用も
ある。

【０１２２】この記録ヘッド部は、インク供給流路２０
１とインク回収流路２０２を有するインク搬送系のカバ
ー２０３で覆われている。ヘッド基板１０１とカバー２
０３は、５０μｍ程度のスペーサを介して一定距離に配
置される。カバー２０３には、各飛翔用電極１０２に対
応するインク吐出孔２０４が設けられている。また、飛
翔用電極１０２はカバー２０３の外部まで引き出され、
外部から個々に２００Ｖの信号電圧源２０５が接続され
る。飛翔用電極１０２上に共通に設けられた一対の凝集
用電極（図２９では図示せず）は、ヘッド基板１０１の
サイド（図示せず）から引き出され、外部からインク中
の色剤凝集用の電圧が加えられる。

【０１２３】カバー２０３は、電極で形成される電界を
乱さないように、インク溶媒と同程度の誘電率の樹脂か
ら構成される。スペーサで一定距離を保って形成された
インク供給流路２０１には、図示しないポンプなどで構
成される還流機構により静圧が加えられ、インク供給流
路２０１から供給されたインクはヘッド基板１０１の側
面の開放領域であるインク回収流路２０２へ流出する。
このインク回収流路２０２には負圧による吸引力を与え
るポンプからなる図示しない還流機構が付加され、イン
クの流れを制御する。このようにして搬送されるインク
は、点線の矢印２０６で示す方向にヘッド基板１０１に
沿って各飛翔用電極１０２上の画点形成領域に均一に搬
送される。インク層は、カバー２０３により凝集用電極
上を５０μｍの一定の厚さで流れる。普通紙などの記録
媒体は、カバー２０３上数百ミクロン程度の距離に配置
され、記録媒体の背面にはプラテンの役目をなす対抗電
極（図示せず）が存在する。

【０１２４】図３０は、インク中の色剤を凝集用電極１
０５，１０６による電界で凝集させ、凝集した色剤を飛
翔用電極１０２に与えた信号電圧で飛翔させて、飛翔後
の残留色剤を凝集電界に与えた逆極性の電界で剥離し、
インクとともに搬送・除去するまでのインクの動きを示
したものである。

【０１２５】図３０（ａ）は、凝集用電極１０５，１０
６に電圧を印加することによりインク中の色剤が凝集す
る工程を示す。インク溶媒中のプラス帯電した色剤がヘ
ッド基板１０１と平行にインク１０７とともに矢印１０
８の方向に一定量搬送される。共通の凝集用電極１０５
をアース電位とし、もう一つの凝集用電極１０６にプラ
ス５０Ｖの電圧１０９を印加し、この電圧により形成さ
れる凝集用電極１０５，１０６間の電界（〜２×１０⁴
Ｖ／ｃｍ）によって、インク流とは逆方向の力を帯電し
た色剤に作用させる。このようにして、インクの流れに
逆らって凝集用電極１０５，１０６間の領域１０３にイ
ンク中の色剤を符号１１０に示すように凝集させる。図
３０（ｂ）は、凝集した色剤からなるインクの飛翔を示
す。両凝集用電極１０５，１０６をアース電位にし、絶
縁層を挟んで凝集用電極１０５，１０６の下部に設けら
れた飛翔用電極１０２にプラス２００Ｖの信号電圧２０
５を印加する。このようにすると、記録ドット毎に独立
した垂直方向の高い電界（〜１０⁵Ｖ／ｃｍ）が凝集用
電極１０５，１０６間の１００μｍのギャップに形成さ
れ、プラス帯電した凝集色剤が記録媒体の方向１１５に
反発してインク粒子１１４となって記録媒体の方向１１
５に飛翔する。このとき、凝集した色剤を含むインク溶
媒には飛翔用電極１０２から直接プラス電荷が注入さ
れ、効率よくインク粒子の飛翔が行われる。この注入電
荷量を決める信号電圧の電圧またはパルス幅を記録ドッ
ト毎に変え、インクの注入電荷量を変化させてドットサ
イズを変調し、階調記録を可能にする。

【０１２６】次に、共通の凝集用電極１０５，１０６上
に残留した色剤をインク流とともに除去する工程を図３
０（ｃ）を用いて説明する。凝集用電極１０６をアース
電位にし、凝集用電極１０５にプラス５０Ｖの電圧２０
６を与え、凝集用の電界とは逆極性の電界を形成する。
飛翔されなかった残留色剤２０７は、矢印２０８の方向
の力を受けてインク流とともに押し出され、１回の飛翔
毎に清掃され常に新しいインク層が飛翔領域に搬送され
る。このようにして、常に初期状態にすることで安定し
た色剤の飛翔を行う。

【０１２７】図３１は、凝集用電圧とインク飛翔用の信
号電圧とのタイミングを示す図であり、（ａ）は凝集用
電極１０５に加える信号電圧、（ｂ）は凝集用電極１０
６に加えた信号電圧、（ｃ）は飛翔用電極１０２に印加
する信号電圧をそれぞれ示している。タイミングｔ１で
凝集用電極１０６に５０Ｖの電圧を印加し、凝集用電極
１０５をアース電位にする。その結果、プラスに帯電し
た色剤が図３０のインクの流れ１１０に逆らうような電
界が、飛翔用電極１０５，１０６間に作用し、インク中
の色剤が凝集する。インクの色剤が凝集した後のインク
溶媒のみは、インク還流機構により流れる。タイミング
ｔ２で両凝集用電極１０５，１０６をアース電位にし、
飛翔用電極１０２に２００Ｖの信号電圧を印加する。こ
のようにすると、飛翔用電極１０２と交差した凝集用電
極１０５，１０６間でインク中の凝集した色剤に垂直方
向の高い電界が作用し、色剤が凝集したインクがカバー
に開いたインク通過孔を通して垂直方向に飛翔する。こ
のとき、飛翔用電極１０２から凝集インクに直接電荷が
注入され、飛翔を容易にする。凝集用電極１０２上には
薄くＳｉＯ₂膜が被覆されており、飛翔用電極１０２か
らの逆極性の電荷注入を防止する。タイミングｔ３では
凝集用電極１０５に５０Ｖの電圧を印加し、凝集用電極
１０６をアース電位にし、飛翔用電極１０２間に残留す
るプラスに帯電した凝集色剤にインク流と同方向の電界
力を与え、インク流とともに除去し、ｔ４のタイミング
で初期状態にする。このようにして、常に安定した色剤
が凝集したインク飛翔を行う。

【０１２８】（第１８の実施例）次に、磁性インクを使
用した実施例について、図３２および図３３を参照して
説明する。図３２は、本実施例の記録ヘッド部の構造を
示す図である。本実施例では、第１６の実施例で示した
インク中の色剤を凝集する凝集用電極の代わりに、イン
ク中の磁性色剤を凝集させる磁界発生用の電磁石３０１
がヘッド基板１０１の背面に配置される。また、ヘッド
基板１０１の表面に垂直方向のインク飛翔電界を形成す
る飛翔用電極３０２が各記録ドットに対応して設けら
れ、かつ各飛翔用電極３０２に交差する共通の誘導電極
３０３がガラスなどを数μｍ被覆した絶縁層３０４を介
して設けられる。飛翔用電極３０２上の記録画点に相当
する領域３０５は、インク中に電荷を注入させるため絶
縁層を除去しておく。

【０１２９】図３３は、磁性色剤を凝集させ飛翔させる
プロセスを示した図であり、（ａ）はインク中の磁性色
剤が凝集する工程を示す。ヘッド基板１０１の表面を矢
印３０６方向に搬送された磁性インク３０７は、電磁石
３０１に与えられた電圧でインク溶媒中に分散した磁性
色剤がヘッド基板１０１上に符号３０８で示すように凝
集する。図３３（ｂ）は、凝集した磁性インクを飛翔さ
せる構成を示す。飛翔用電極３０２に２００Ｖの信号電
圧が与えられ、磁性色剤が凝集したインク３０８中に電
荷が注入され、アース電位の誘導電極３０３との間で垂
直方向の強電界が形成され、凝集色剤を有するインクが
反発されて記録媒体３０９の方向に粒子３１０となって
飛翔する。インクが飛翔した後、残留した凝集インク
は、電磁石の磁界をオフにすることで搬送インクととも
搬送され除去する。

【０１３０】その他、本発明は種々変形して実施が可能
である。例えば、第１６の実施例では飛翔用電極と凝集
用電極が薄い絶縁層を挟んだ立体構成としたが、飛翔用
電極の両サイドを凝集用電極が挟む構造にして、飛翔用
電極と凝集用電極を同一ヘッド基板上に設けても良い。
また、飛翔用電極を共通電極とし、凝集用電極を個別電
極としと設けても良い。さらに、カバーのインク吐出孔
を個別に設けずに、スリット状にしても良い。

【０１３１】最後に、本発明のインクジェット記録装置
を適用したインクジェットプリンタ全体の具体的な構成
例を図３４により説明する。

【０１３２】図３４において、図示しない紙カセットか
ら供給された記録紙１は、給紙ローラ２によって記録ド
ラム３の周辺に供給され、更に紙ガイド４と紙押さえロ
ーラ５によって、記録ドラム３に押しつけられる構成と
なっている。記録紙１が記録ドラム３に押しつけられて
いる状態で、インクジェット記録ヘッド１０から少なく
とも色剤成分を含むインク滴１１が画像信号に従って吐
出され、記録紙１の上に文字７が形成され、記録が行わ
れる。記録が終了すると、記録紙１は排紙トレイ６に排
出される。ここで使用されるインクジェット記録ヘッド
１０は、図示するような記録紙１の幅方向の長さを記録
できるライン走査型ヘッドであり、今までの実施例で説
明したた本発明に基づくヘッドが用いられる。

【０１３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば記録
中は電極表面がインクにより覆われることにより、放電
による破損を起こすことなく、インク中の色剤成分の飛
翔に必要な安定した強電界が得られるので、飛翔する色
剤の粒が小さく、ライン走査記録に適したスリット状ノ
ズルの静電力を使用するインクジェット記録装置を実現
することができる。

【０１３４】また、本発明によればヘッド基板表面のな
す平面方向の成分とは異なる垂直の方向成分を付加した
強電界ベクトルを形成するので、飛翔する色剤に基板平
面とある角度を持った初速度を与えることができる。し
たがって、基板のエッジより後退した位置からの色剤の
飛翔が可能となるだけでなく、基板平面内のどのような
内部位置からでも色剤の飛翔が可能となり、エッジ部を
使わないサイドシュータタイプのインクジェット記録ヘ
ッドを実現できる。すなわち、製造プロセス上の信頼性
も良く、動作上も均一な特性が得られる平面内パターニ
ングプロセスだけを用いることにより、実用的なライン
走査型のインクジェット記録ヘッドを実現することが可
能となる。

【０１３５】さらに、個別電極の配線パターンの間隙に
色剤を反発する電界を発生する構造とすることも可能で
ある。その場合には、インクが流れる間に色剤を効率よ
く集めたり、飛翔開始点に蓄えておけるという効果や、
色剤が飛翔する空間的経路に沿って電界の極小点が連な
る樋状の電位を形成し、飛翔方向を安定化するという効
果を持たせることもできる。

【０１３６】また、本発明では個別電極の先端に突出部
を形成し、この突出部上にインクを供給することによ
り、個別電極が放電によって破壊されることを防止でき
るとともに、より安定した画像記録を実現できることが
でき、しかも突出部の先端からインクを吐出させるの
で、基本的にノズルが必要なく、インクを通過させるた
めのスリットまたは孔があれば良いので、ノズルの目詰
まりの問題が解決される。さらに、個別電極およびその
突出部を主走査方向に複数個配列し、さらに副走査方向
に複数列設けるようにした上で、異なる列上の突出部を
主走査方向で主走査方向の異なる位置にそれぞれ配置す
ることによって、主走査方向の配列ピッチより小さい間
隔で画点を形成して高解像度の記録を行うことも可能と
なる。

【０１３７】また、従来のインクジェット記録ヘッドで
は、インク凝集とインク飛翔の電極が分離していないた
め、ヘッドと記録媒体間距離を近接することで隣接画点
による電界との干渉を防止すると、色剤凝集に必要な電
圧が飛翔電圧より高くなり、凝集した色剤を飛翔させる
ことが不可能であったが、本発明によればインク中の色
剤凝集と飛翔電界を分離した電極で行うため、色剤凝集
が可能で干渉のないヘッドを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係るインクジェット記録装置の
概略構成図

【図２】第２の実施例に係るインクジェット記録装置の
概略構成図

【図３】第２の実施例における記録ヘッド部の概略構成
図

【図４】同実施例における個別電極先端部の形状と安定
動作範囲の説明図

【図５】同実施例の原理を示すヘッド基板周辺の電界分
布の概念図

【図６】同実施例における樋形ポテンシャルの発生を示
す距離対電位と電界強度のグラフを示す図

【図７】第３の実施例に係る記録ヘッド部の概略構成図

【図８】同実施例の原理を示すヘッド基板周辺の電界分
布の概念図

【図９】第４の実施例に係る記録ヘッド部の概略構成図

【図１０】第５の実施例に係る概略構成図

【図１１】第６の実施例に係る記録ヘッド部の概略構成
図

【図１２】第７の実施例に係る記録ヘッド部の概略構成
図

【図１３】図１２のＡ−Ａ′線およびＢ−Ｂ′線に沿う
断面図

【図１４】同実施例の動作を説明するための図

【図１５】第８の実施例に係る記録ヘッド部の要部の平
面図

【図１６】第８の実施例に係る他の記録ヘッド部の要部
の平面図

【図１７】第９の実施例に係る記録ヘッド部の要部の斜
視図

【図１８】同実施例におけるコーン状突起の頂点を通る
突起列に平行な面および垂直な面での断面図

【図１９】第１０の実施例に係るコーン状突起の種々の
例を示す図

【図２０】第１０の実施例に係るコーン状突起の種々の
例を示す図

【図２１】第１１の実施例に係るインク吐出用突起の種
々の例を示す図

【図２２】第１２の実施例に係る記録ヘッド部の基本構
成を示す要部の斜視図

【図２３】第１２の実施例に係る高解像度化した記録ヘ
ッド部の要部の斜視図

【図２４】第１３の実施例に係る記録ヘッド部における
コーン状突起および突起状電極の種々の構成を示す断面
図

【図２５】第１４の実施例に係る記録ヘッド部の構成と
動作を説明するための図

【図２６】第１５の実施例に係る記録ヘッド部の要部の
断面図

【図２７】第１６の実施例に係る記録ヘッド部の概略構
成図

【図２８】同実施例におけるインク中の帯電色剤の凝集
と凝集色剤を有するインクを飛翔させる工程を示す図

【図２９】第１７の実施例に係る記録ヘッド部の概略構
成図

【図３０】同実施例における記録ヘッド部からのインク
飛翔を示す工程図

【図３１】同実施例におけるインク中の色剤凝集からイ
ンク飛翔が終了するまでの各部の信号電圧のタイミング
図

【図３２】第１８の実施例に係る記録ヘッドの概略構成
図

【図３３】同実施例における磁性インク中の色剤凝集と
飛翔を示す工程図

【図３４】本発明に係るインクジェット記録装置の全体
の構成図

【図３５】第１の従来例であるエッジシュータタイプの
インクジェット記録ヘッドのヘッド先端部分の構成図

【図３６】第２の従来例である電極が露出するタイプの
インクジェット記録ヘッドのヘッド先端部分の構成図

【符号の説明】

１１…インク１１ａ…色剤濃縮状態のインク１１ｂ…色剤濃縮状態のインク１１ｃ…溶媒１１ｄ…色剤１１ｅ…インク滴１２…ヘッド基板１２ａ…ヘッド基板エッジ部分１２ｂ…色剤飛翔ポイントの中間点１２ｃ…コーン状突起１２ｄ…コーン状突起群１２ｅ…断面三角柱状の連続突起１３…個別電極（電極アレイ）１３ａ…色剤飛翔ポイント１３ｃ…突起状電極１４…上部カバー１４ａ…スリット１４ｂ…インク滴通過孔１５…インク供給流路１６…下部カバー１７…インク回収流路１８…インク還流機構１９…駆動回路２０…バイアス電圧源２１…記録媒体２２…対向電極２３…共通電極３１…第１の電極３１ａ…色剤飛翔ポイント３２…第２の電極４１…空洞４２…導電層５１…色剤濃縮用電極５２…絶縁層５３…加速用バイアス電圧源５４…色剤凝集用バイアス電圧源５５…駆動回路１０１…ヘッド基板１０２…個別飛翔用電極１０５，１０６…共通凝集用電極１１３…色剤が凝集したインク１１４…飛翔インク粒子１１６…記録媒体１１７…対向電極２０１…インク供給流路２０２…インク回収流路２０３…カバー２０５…信号電圧３０１…電磁石３０７…磁性インク

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１０月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】インクジェット記録装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００７】このような静電力で色剤を飛翔させるイン
クジェット記録方式では、記録ヘッドの構造として図２
８および図２９に示すようにヘッド基板１２のエッジ部
分に電極アレイ１３の先端を配置する、いわゆるエッジ
シュータタイプのヘッドが従来から用いられていた。し
かし、このような構成の記録ヘッドでは電極が露出して
いるため、強電界で生じる放電により電極アレイが破損
しやすく、それによりインクの流れが不安定となるた
め、動作特性のばらつきが大きくなるという問題があ
る。電極の表面に絶縁膜を被着する方法も考えられる
が、その絶縁膜は極く薄くする必要があるため、接触に
よる破損や絶縁破壊の可能性が高く、信頼性の点で問題
がある。

【０００９】

【００１０】本発明の目的は、静電力を用いてインク中
の色剤成分を凝集させ記録媒体に飛翔させて記録を行う
方式において、静電力を色剤成分に作用するための電極
での放電を効果的に防止して安定した記録ができるイン
クジェット記録装置を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、静電力を色剤成分に
作用するための電極での放電を防止すると共に、インク
中の色剤をヘッド基板の平面部分からヘッド基板平面に
対し垂直方向の初速度成分を持って記録媒体に飛翔させ
ることができるようにして、製造が容易で、特性の均一
性と記録品質に優れたインクジェット記録装置を提供す
ることにある。

【００１２】

【００１３】ここで、ヘッド基板は電極アレイが記録媒
体に向けて飛翔する色剤成分にヘッド基板の表面に対し
て垂直方向の初速度成分を与え、さらに記録媒体の色剤
成分の受容点がヘッド基板の表面を延長した平面より上
方に位置し、かつ該受容点での該平面となす角度が９０
°以下となるように、記録媒体に対して配置されている
ことが好ましい。

【００１４】より具体的には、電極アレイは複数の個別
電極からなり、これらの個別電極には画像信号に応じた
電圧が印加される。一つの態様によると、個別電極は好
ましくはヘッド基板の記録媒体側の端面より後退した位
置の表面上に形成され、またヘッド基板の裏面上には共
通電極が形成される。そして、この共通電極には所定の
バイアス電圧が印加される。

【００１５】他の態様によると、個別電極は好ましくは
ヘッド基板の記録媒体側の端面より後退した位置の表面
上に形成され、さらにヘッド基板の個別電極と近接した
位置の表面上に補助電極が形成される。補助電極は個別
電極に対応して分割された電極でもよいし、あるいは各
個別電極に対して共通に設けられた電極でもよい。そし
て、この補助電極には所定のバイアス電圧が印加され
る。

【００１６】さらに別の態様によると、個別電極はそれ
ぞれの先端部がヘッド基板の表面上に突出して形成さ
れ、インクの薄層は少なくとも個別電極の突出部上に形
成される。この突出部は、ヘッド基板の表面上の底部が
広く、上部ほど幅が狭くなる形状が好ましい。また、個
別電極および該個別電極の突出部は主走査方向に複数個
配列されると共に、副走査方向に複数列設けられ、異な
る列上の突出部は主走査方向で異なる位置にそれぞれ配
置されることが望ましい。

【００１７】

【００１８】液状インク中の色剤を静電力で凝集・飛翔
させて記録を行う従来のインクジェット記録方式でマル
チヘッド化する場合に、エッジシュータタイプの記録ヘ
ッドを用いる記録装置しか提案されていなかった理由の
主なものは、(1) プリント配線技術により基板平面内に
先端を尖らせた電極を形成しても、発生する電界強度の
最も強い方向はやはりパターン平面と同じか、あるいは
それを延長した方向になり、したがって基板をカットし
たエッジ部分でしか強電界が表へ出ないことと、(2) 電
極アレイを形成した基板とそれと対をなすもう１枚の基
板をスペーサを介して平行に重ねれば、基板のエッジ部
分でスリット状の開口を持つインクの流路が簡単に形成
でき、しかも最強の電界を生成する部分と色剤飛翔開始
ポイントが一致するようなエッジ部を形成できることで
ある。

【００１９】しかし、エッジシュータで使う電極先端の
電界と同程度に強い電界をヘッド基板表面に対して垂直
の方向に向けて発生させることができるならば、ヘッド
基板のエッジから基板表面内方向へ後退した平面部分か
ら色剤を飛翔させることが可能になり、エッジ部分への
パターニングが不要となるため、ＩＣの製造で使われて
いるフォトリソグラフィ技術など通常の平面内製造プロ
セスを使って、信頼性が高く精度の良い、静電力を使用
するインクジェット記録ヘッドの製造が可能になる。し
たがって、静電力を利用する方式でサイドシュータタイ
プのインクジェット記録装置が実現できる。

【００２０】本発明においては、記録媒体に向けて飛翔
する色剤にヘッド基板の表面に対して垂直方向の初速度
成分を与え、さらに記録媒体を色剤の受容点がヘッド基
板の表面を延長した平面より上方に位置し、かつ該受容
点での該平面となす角度が９０°以下となるようにヘッ
ド基板を記録媒体に対して相対的に配置する。すなわ
ち、色剤飛翔開始ポイントをヘッド基板平面内に後退さ
せ、かつ色剤飛翔方向をヘッド基板表面上方に向けるこ
とにより、静電力を利用する方式でのサイドシュータタ
イプのインクジェット記録装置を実現し、製造の容易さ
と特性の均一・安定性および記録品質の向上を達成する
ことができる。

【００２１】この場合、本発明では色剤飛翔開始ポイン
トに位置する電極先端の形状や、それを囲む周囲の電極
を利用し、基板表面の平面から垂直の方向に強い電界成
分を生じさせる構成として、インク内の色剤に垂直方向
の初速度成分を与える飛翔を実現することができる。具
体的には、そのための第１の手段として表面に個別電極
の電極アレイが形成されたヘッド基板の裏面全面に共通
電極を配置する構成とする。この共通電極に電圧を印加
することにより、基板表面から垂直の方向に向いた電界
を生じさせることができる。基板表面の個別電極先端で
生じる最強電界方向は水平方向であるが、この基板裏面
の共通電極からの垂直方向の電界が足し合わされること
により、基板から外に向かう方向に曲げられ、垂直成分
を持った最強電界ベクトルを生じさせることができる。

【００２２】基板表面の平面から垂直の方向に強い電界
成分を生じさせるための第２の手段としては、ヘッド基
板表面上の個別電極の先端部分に近接して、補助電極
（共通電極でも個別電極でもよい）を配置する構成とす
るものである。この補助電極へ個別電極に印加する電圧
と同極性の電圧を印加すると、電気力線どうしが反発し
あうような形に折れ曲がり、垂直成分が加わった形の電
界が形成される。この方法でも、個別電極先端で生じる
最強の電界ベクトルを基板から外に向かう方向に生じさ
せることができる。

【００２３】さらに、記録紙などの記録媒体が飛翔して
きた色剤を受容する色剤受容点の位置を記録ヘッド基板
表面を延長した平面より上方で、かつ記録媒体の色剤受
容点でのヘッド基板表面を延長した平面となす角度が９
０°以下となる構造とすることにより、垂直方向の速度
成分をもって飛翔する色剤を安定に受け止めることがで
きる。

【００２４】この技術で利用している、液体内にコロイ
ド状に分散・浮遊している色剤が濃縮され溶媒を置き去
りにして空中に飛び出す現象は、過去に工業的に利用さ
れるあるいは研究発表されるという例が極めて少ないこ
ともあり、理論面では解釈がまだ不十分な点もあるが、
本発明者らは現象や特性については観察や実験の積み重
ねで事実を確認している。これらの実験事実によれば、
次の様な２つのことが実現できる。

【００２５】１つは飛翔する色剤に垂直方向の速度ベク
トル成分を与えるために、個別電極アレイと同じヘッド
基板表面に設置する共通電極あるいは裏面に設置する補
助電極に与える電圧の範囲に関するものである。発明者
らの実験では、通常、個別電極に１ｋＶ〜２ｋＶのバイ
アスと信号電圧として１００Ｖ〜７００Ｖの範囲のパル
ス電圧を重畳して印加するが、これらの共通電極や補助
電極は個別電極のバイアス電圧から信号電圧を重畳した
電圧までの範囲で安定して動作することが分かってい
る。すなわち、これらの共通電極あるいは補助電極には
例えば１．０ｋＶ〜２．７ｋＶの範囲の電圧を印加する
ことができる。

【００２６】もう１つは、電極アレイの電極の先端形状
に関するものである。発明者らの実験によれば、電極の
先端は尖り過ぎると色剤の飛翔が不安定になるが、先端
の曲率半径がＲ＝１５μｍ〜１００μｍの範囲では安定
になることが確かめられている。すなわち、基板表面上
に形成されたアレイ電極を構成する画像信号に応じた電
圧が印加される個別電極の先端形状をＲ＝１５μｍ〜１
００μｍの範囲の円弧状とすることで、色剤の飛翔をよ
り安定化することができる。

【００２７】また、個別電極の先端部に突出部を形成す
る場合、インクは少なくとも個別電極の突出部上に形成
されることにより、突出部の表面は常にインクの薄い層
で覆われ、この突出部からインク滴が吐出されることに
より、放電の問題が解決される。すなわち、このような
突出部を形成することにより、突出部先端をインク表面
から露出させても、毛管現象や電圧印加時に生ずる電
界、あるいは針状の電極に電圧を与えたときに液体が先
端部分に向かって流れる効果等のため、突出部の先端部
分に安定して薄いインク層が形成される。このため、個
別電極の突出部が放電によって破壊されることを防止で
き、加えて安定した画像記録を実現できることができ
る。また、突出部の先端からインクを吐出させるので、
基本的にノズルが必要なく、インクを通過させるための
スリットまたは孔があれば良いので、ノズルの目詰まり
の問題が解決されることは前述と同様である。

【００２８】さらに、この場合において個別電極および
その突出部を主走査方向に複数個配列し、さらに副走査
方向に複数列設けるようにした上で、異なる列上の突出
部を主走査方向で主走査方向の配列ピッチの１／ｋ
（ｋ：整数）のずつずれた異なる位置にそれぞれ配置す
ることによって、主走査方向の配列ピッチの１／ｋに相
当する解像度の記録が可能となる。

【００２９】また、インクとして溶媒中に帯電した色剤
が存在するものを使用することによって、個別電極への
電圧の印加により色剤だけを凝集させインク濃度を濃縮
することができるようになる。濃度の薄い搬送し易いイ
ンクを使用して、飛翔させる部分のインクだけ濃縮させ
て吐出させることで、濃度の濃い画像の記録も可能とな
る。また、個別電極に突出部を形成することで、インク
を飛翔させる部分でのインクの濃縮も可能である。さら
に、帯電する色剤を使用することで、駆動電極と色剤と
の反発力が働くために、駆動電圧を低下することがで
き、ＩＣによるの駆動も可能になり、従来困難であった
静電力でインクを吐出させる方式でのライン走査型ヘッ
ドの実現も容易となる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。（第１の実施例）図１は本発明の一実施例に係るインク
ジェット記録装置の概略構成図である。同図において、
インク１１はプラス帯電性の色剤を帯電制御剤やバイン
ダなどとともに、１０⁸ Ωｃｍ以上の絶縁性の溶媒中に
コロイド状に分散させ浮遊させたものである。このイン
ク１１は、ヘッド基板１２とその表面上に３００μｍ程
度の厚さのスペーサを介して配置された上部カバー１４
との間に形成されたインク供給流路１５に、インク還流
機構１８で与えられた正圧によって供給される。ヘッド
基板１２上には、図の左右方向に延びたストライプ状ア
レイ電極である記録ドットに対応する個別電極１３が被
着形成されており、インク１１はインク供給流路１５に
沿って個別電極１３の上を流れ、電極１３の先端の色剤
飛翔ポイント１３ａに向かう。

【００３１】色剤飛翔ポイント１３ａに到達したインク
１１は、個別電極１３と上部カバー１４が途切れた部分
を通過した後、ヘッド基板１２の先端エッジ部を通りヘ
ッド基板１２の裏面側に回り込む。ヘッド基板１２の裏
面側に回り込んだインク１１は、ヘッド基板１２とその
裏面上にインク供給流路１５と同様にスペーサを介して
配置された下部カバー１６との間に形成されたインク回
収流路１７を通り、インク還流機構１８で与えられた負
圧すなわち吸引力によってインク還流機構１８に回収さ
れる。インク還流機構１８は、ポンプと、インク供給
流路１５およびインク回収流路１７に接続されたパイプ
とにより構成され、ポンプの働きによってインク１１を
インク供給流路１５およびインク回収流路１７を介して
循環させる。

【００３２】ここで、記録時には個別電極１３にバイア
ス電圧源２０から常時バイアスとして例えばＤＣ１．５
ｋＶの電圧が与えられ、これに駆動回路１９からの画像
信号に応じた信号電圧として例えばＯＮ時に５００Ｖの
パルス電圧が重畳される。一方、対向電極２２は図のよ
うに接地電位（０Ｖ）に設定する。今、個別電極１３が
ＯＮ状態（５００Ｖが印加された状態）となり、バイア
スＤＣ１．５ｋＶに５００Ｖのパルス電圧が重畳された
合計２ｋＶの電圧が加わると、電極１３の先端の色剤飛
翔ポイント１３ａから、インク１１内の凝集された色剤
が飛び出し、記録媒体２１の背面に設けられたプラテン
の役割を兼ねる対向電極２２に引っ張られて、記録媒体
（例えば記録紙）２１に向けて飛翔し着弾する。

【００３３】本実施例で特徴的な点は、個別電極１３が
全く大気中に露出することがないことである。従来例で
ある図２８、図２９のように大気中に露出した電極に同
様な電圧を加えると、大気中への火花放電により電極先
端が破損するが、本実施例によればそのような放電が防
止できる。

【００３４】なお、色剤はマイナス帯電性であっても構
わない。その場合には、以降述べる諸電極への印加電圧
を全て逆の極性として考えれば良い。（第２の実施例）図２は、本発明の他の実施例に係るイ
ンクジェット記録装置の概略構成図である。図１と共通
部分に同一符号を付して第１の実施例との相違点を中心
に説明すると、本実施例では上部カバー１４の先端部が
ヘッド基板１２の先端部より後退した位置で除去され、
上部カバー１４の無い開放領域が個別電極１３の上に形
成されている。そして、インク１１はこの開放領域で個
別電極１３の上を５０μｍ程度の厚みの層となって流
れ、電極１３の先端の色剤飛翔ポイントに向かう。この
後のインク１１の流れは第１の実施例と同様であり、イ
ンク１１は電極１３が途切れた部分を通過した後、ヘッ
ド基板１２の先端エッジ部を通ってヘッド基板１２の裏
面側に回り込み、さらにヘッド基板１２とその裏面上に
配置された下部カバー１６との間に形成されたインク回
収流路１７を通り、インク還流機構１８に回収される。

【００３５】このように本実施例では、上部カバー１４
の無い解放領域が記録ヘッド部の先端側に形成されてい
るため、個別電極１３へのバイアス電圧と信号電圧の印
加により個別電極１３の色剤飛翔ポイントから飛翔する
インク１１内の濃縮された色剤は、ヘッド基板１２の表
面に対して垂直方向の初速度成分をもって飛翔する。そ
こで記録媒体２１と対向電極２２はヘッドの上方に、記
録ヘッド部の斜め情報に記録ヘッド部の方向へ倒れ掛か
るような角度で配置される。

【００３６】また、本実施例ではヘッド基板１２の表面
上に個別電極１３が形成されるばかりでなく、ヘッド基
板１２の裏面上に共通電極２３が形成されている。この
共通電極２３は、ヘッド基板１２の裏面側から色剤に対
して静電的反発力を生成するためのものであり、この共
通電極２３には例えば個別電極１３に印加されるバイア
ス電圧と信号電圧との合計の電圧に相当するＤＣ２．０
ｋＶの電圧がバイアス電圧源２４によって印加されてい
る。

【００３７】この様な構成とすることにより、前述した
サイドシュ−タタイプのインクジェット記録装置が実現
される。図３は、第２の実施例における記録ヘッド部の
構成を示す斜視図である。ヘッド基板１２の材料として
は、滑らかで平坦な表面が簡単に得られ、低誘電率材料
であることからガラスを用い、その厚みは０．５ｍｍ〜
１．０ｍｍ程度とする。ヘッド基板１２の表面上には、
それぞれが個々の記録ドット位置に対応した個別電極１
３のアレイが形成され、またヘッド基板１２の裏面上に
は全面に共通電極２３が形成されている。なお、同図で
は個別電極１３が３素子分しか示されていないが、実際
の記録ヘッド、例えば解像度４００ｄｐｉでＡ４長手方
向のサイズのライン走査型ヘッドの場合には、約４８０
０素子分の個別電極が一列に配列される。

【００３８】このヘッドの動作で重要なことは、強い電
界を生じるように個別電極１３の先端部分に図４に示す
ように小さいＲをつけた、色剤飛翔開始ポイント１３ａ
での電界の方向である。この色剤飛翔開始ポイント１３
ａでの最大電界ベクトルの方向が表面から外側に離れる
方向へ向く様に、ヘッド基板１２の裏面側の共通電極２
３に適当なバイアス電圧、例えば２ｋＶを印加する。た
だし、前述したようにこの電圧は２ｋＶに限定されるも
のではなく、１．０ｋＶ〜２．７ｋＶの範囲であれば良
い。また、図４に示すように、個別電極１３の先端部分
のＲは半径１５μｍ〜１００μｍの円弧の範囲内にあれ
ばよく、特に限定される必要はない。

【００３９】図５（ａ）は、記録ヘッド部での電界の強
さを電気力線の密度で説明した図であり、図３のＡ−
Ａ′線に沿う横断面を示している。信号電圧無印加の状
態では個別電極１３にバイアスとしてＤＣ１．５ｋＶ、
共通電極２３にＤＣ２．０ｋＶがそれぞれ加えられてい
るので、個別電極１３のアレイの間から共通電極２３か
らの電界が漏れ出している。この漏れ電界によって、イ
ンク１１中の正帯電色剤を個別電極１３の表面内側へと
押しやる力が働く。ドット毎に分けることなく共通の流
路を使う方式では、電極のアレイに様々な組み合わせの
電界が形成される可能性があり、この電界により場合に
よっては色剤が遠い部分へ逃げてしまうおそれがある
が、本実施例のようにストライプ状の個別電極１３のア
レイの間からの漏れ電界を利用することにより、このよ
うな色剤の逃げを防止することができる。すなわち、こ
の漏れ電界はあたかも個別ノズルのインク流路の隔壁の
ような役割を果たす。

【００４０】図５（ｂ）は、やはり信号電圧無印加時に
おける図３のＢ−Ｂ′線に沿う縦断面を示している。イ
ンク１１の流れが色剤飛翔ポイントを過ぎると、やはり
ヘッド基板１２の裏面からの電界で色剤だけがせき止め
られる力を受け、ある程度濃度の高い状態のインク１１
ｂがこの部分で保持されると考えられる。このせき止め
る力をかなり強く設定している場合には、色剤だけが析
出して乾燥し流れを詰まらせたりするような悪影響が出
るので、記録周期毎に共通電極２３の印加電圧を下げて
漏れ電界を解除することが望ましい。

【００４１】図５（ｃ）は、信号電圧の印加状態を説明
する図である。信号電圧として５００Ｖのパルス電圧が
印加されると、個別電極１３の先端にある色剤飛翔開始
ポイント１３ａでは非常に強い電界を生じる。信号電圧
無印加時に、この少し先の部分の電位の壁によりせき止
められていた色剤１１ｂは、この強電界からの反発力を
受け最大の電界ベクトルの方向、すなわち電極１３の先
端からヘッド基板１２の表面に対して斜め前方に向かっ
て飛び出す。

【００４２】図６は、図３のヘッド基板１２上の色剤飛
翔開始ポイント１３ａと隣接した色剤飛翔ポイントとの
中間点１３ｂの２つの点から出発し、図２の対向電極２
２に到達するまでの電気力線に沿った電位を、それぞれ
の全経路長で正規化した距離に対する関係として示した
ものである。この図から分かるように、電位の傾きであ
る電界強度は、色剤飛翔開始ポイントから３次元的に広
がるため、距離の２乗に反比例して急激に小さくなる。

【００４３】一方、色剤飛翔開始ポイントから外れた場
所では先鋭な電極端部が無いので、電界強度はそれほど
強くなく、対向電極２２に向かって穏やかに減少し、徐
々に他の点からの電界とほぼ同じ強度となる。従って強
電界領域を過ぎた後は、色剤飛翔経路に沿って電位（＝
電界ポテンシャル）の極小点が連なる樋状の電位分布の
中を色剤が飛翔することになり、飛翔する方向を安定化
することができる。

【００４４】このように、ヘッド基板１２の表面の個別
電極１３の先端が色剤飛翔開始ポイント１３ａのように
尖った形状をしている場合には、ヘッド基板１２の裏面
側の共通電極２３に個別電極１３の印加電圧以上に高い
電圧が与えられているときばかりでなく、ある程度低い
電圧でも上述のような樋形の電界形状を形成することは
可能である。

【００４５】以上のように、飛翔する色剤の初速度をヘ
ッド基板の表面から離れる方向に与えることによって、
ヘッド基板１２のエッジよりも内側へ後退させた表面内
に飛翔開始ポイントを設定することが可能になる。この
ことにより、製造工程が難しくて特性を揃えることも難
しいという従来からの問題を回避できる。つまり、ヘッ
ド基板１２のエッジ部分から基板表面を延長した方向に
飛翔させる場合に必要だった基板エッジ部分のパターニ
ングは行わずに、精度良く信頼性も高い基板平面内のパ
ターニングだけで記録ヘッド部が作れるようになる。

【００４６】（第３の実施例）図７は、本実施例に係る
記録ヘッド部の構成を示す斜視図である。本実施例で
は、ヘッド基板１２上の電極の配置と形状が図３の記録
ヘッド部と異なる。すなわち、図３の記録ヘッド部では
ヘッド基板１２の表面側に個別電極１３、裏面側に共通
電極２３がそれぞれ設けられていたが、本実施例ではヘ
ッド基板１３の表面側に第１の電極（個別電極）３１と
第２の電極（補助電極）３２が形成されている。第１の
電極３１と第２の電極３２は共に鋸歯状の形状であり、
互いに被接触で噛み合うように組み合わされている。ま
た、第２の電極３２の先端部分の形状は、ここからは色
剤が飛翔しないように、最も強い電界が発生する第１の
電極３１の先端部分である色剤飛翔開始ポイント３１ａ
に比べて、大きい半径の半弧状としている。

【００４７】本実施例の記録ヘッド部の動作において
も、重要なことは色剤飛翔開始ポイント３１ａでの電界
の方向である。この色剤飛翔開始ポイント３１ａでの最
大電界ベクトルの方向が表面から外側に離れる方向へ向
く様に、第２の電極３２に電圧を加える。第１の電極３
１は、先の実施例における個別電極１３と同様、例えば
記録ドットに対応した個別電極であり、常時バイアスと
して例えばＤＣ１．５ｋＶの電圧が印加され、画像信号
に応じた信号電圧として例えばＯＮ時に５００Ｖのパル
ス電圧が重畳される。第２の電極３２は例えば全ドット
共通につながった共通電極であり、例えば個別電極３１
に印加される信号電圧とバイアス電圧の合計電圧である
２．０ｋＶが加えられる。

【００４８】次に、本実施例の動作を説明する。図８
（ａ）は、電界の強さを電気力線の密度で説明した図で
あり、図６のＣ−Ｃ′線に沿う縦断面を示している。イ
ンク１１の流れが飛翔ポイント３１ａ付近に到達する
と、第２の電極３２からの電界で色剤だけがせき止めら
れる力を受け、ある程度濃度の高い状態のインク１１ｂ
がこの部分で保持される。このせき止める力をかなり強
く設定している場合には、色剤だけが析出して乾燥し流
れを詰まらせたりするような悪影響が出るので、記録周
期毎に共通電極２３の印加電圧を下げて漏れ電界を解除
する必要があることは、先の実施例と同様である。

【００４９】図８（ｂ）は、信号電圧印加状態を説明す
る図である。信号電圧として５００Ｖが第１の電極３１
に重畳されると、色剤飛翔開始ポイント３１ａでは非常
に強い電界を生じる。信号電圧無印加時に第２の電極３
２からの電位の壁によりせき止められていた色剤３１ｂ
は、この強電界からの反発力を受け最大の電界ベクトル
の方向、すなわち電極先端からヘッド基板１２の表面に
対して斜め前方に向かって飛び出す。

【００５０】飛翔後の色剤に対して、凹型の先端形状を
した第２の電極３２が形成する電界は、図３の実施例と
同じように、色剤飛翔経路に沿って電界の極小点が連な
る樋状の電界分布を形成するので、飛翔する方向を安定
化することができる。

【００５１】以上のように、本実施例においても飛翔す
る色剤の初速度をヘッド基板の表面から離れる方向に与
えることによって、ヘッド基板１２のエッジよりも内側
へ後退させた表面内に飛翔開始ポイントを設定すること
が可能になった。このことにより、製造工程が難しくて
特性を揃えることも難しかったという従来からの問題を
回避できる。すなわち、ヘッド基板のエッジ部分から基
板表面を延長した方向に飛翔させる場合に必要だった基
板エッジ部分のパターニングは行わずに、精度が良く信
頼性も良い基板平面内のパターニングだけで記録ヘッド
が作れるようになる。

【００５２】（第４の実施例）図９は、第４の実施例に
係る記録ヘッド部の構成を示す斜視図である。本実施例
では、第２の実施例の特徴であるヘッド基板１２の裏面
側の共通電極２３と、第３の実施例の特徴であるヘッド
基板１２の表面側の第１の電極３１と第２の電極３２を
併せ持っている。この様な構成とすることにより、ヘッ
ド基板１２の誘電率が空気よりも多少高いために裏面側
に回る電気力線が多いという不都合を回避することがで
きる。すなわち、ヘッド基板１２の裏面側の電位を高く
することによって、電気力線を表面側に押し出すことが
でき、動作電圧の低下や効率の向上をもたらすことがで
きる。

【００５３】また、第３の実施例における第２の電極３
２は第１の電極３１と噛み合うような形状の個別電極と
したが、本実施例の様に第２の電極３１は主走査方向へ
延びる単純な直線状のパターンであっても良い。この方
が単純なので、製造プロセスでの信頼性が上がる。

【００５４】（第５の実施例）第１、第２の実施例で
は、インク供給流路１５とインク回収流路１７はそれぞ
れヘッド基板１２の表面側と裏面側に形成する例を示し
たが、図１０に示す様にヘッド基板１２のエッジでの回
り込みが無く、ヘッド基板１２の表面上のみを一方向に
インクを流す方式であっても良い。

【００５５】（第６の実施例）第３の実施例では、第１
の電極３１は三角形の先端形状とし、また第２の電極３
２は丸みを持った先端形状としたが、このような形状に
限定されるものではなく、例えば図１１に示す様にいず
れも矩形状の先端形状とし、これらを噛み合わせても良
い。

【００５６】その他、本発明は種々変形して実施が可能
であり、例えば第３の実施例における共通電極２３は、
基板１２の裏面全面を覆うものとしたが、飛翔ポイント
の真裏部分だけであってもよく、またヘッド基板１２の
表面の個別電極に対応して櫛形に分離していても良い。

【００５７】また、第３の実施例では第１の電極３１を
個別電極とし、第２の電極３２を共通電極としたが、こ
れの逆の関係、すなわち第１の電極を共通電極とし、第
２の電極を個別電極とする形であっても構わない。

【００５８】さらに、ヘッド基板１２の表面上のインク
の流し方としては、直接空気に触れるようなカバーの無
い流し方でも良いし、色剤飛翔ポイントの周囲だけをア
レイの並ぶ方向にスリット状の窓を明けた板で塞ぐ流し
方でも良い。後者の場合には、そのまま幅が広くて厚み
の薄いインク流路として使用でき、その場合スリット前
では正圧、スリット後では負圧をそれぞれ与えればよ
い。

【００５９】（第７の実施例）図１２は、第７の実施例
に係るインクジェット記録装置の記録ヘッド部の一部を
拡大して示す斜視図であり、図１３（ａ）（ｂ）はそれ
ぞれ図１２のＡ−Ａ′線およびＢ−Ｂ′線に沿う断面図
である。図１２および図１３において、ヘッド基板１２
の上には、根元が太く先端に行くほど細い形状のいわゆ
るコーン状の突起１２ｃが形成されている。このコーン
状突起１２ｃには、個別電極１３が接続されており、突
起１２ｃの表面は個別電極１３に連続した導電性の物質
で表面が覆われている。突起１２ｃを覆う導電性物質を
突起状電極１３ｃという。すなわち、個別電極１３の先
端部にはヘッド基板１２の表面上に突出して形成された
突出部が突起状電極１３ｃとして形成される。個別電極
１３は図示しない駆動ＩＣにそれぞれ接続されており、
突起状電極１３ｃに電圧を印加することができるように
なっている。

【００６０】ヘッド基板１２上には、スリット１４ａが
形成された上カバー１４が図示しないスペーサを介して
ヘッド基板１２と平行に取り付けられている。コーン状
突起１２ｃはスリット１４ａの内側に位置し、上カバー
１４から露出している。ヘッド基板１２と上カバー１４
の間にはインク流路が形成され、ここにインク１１が供
給される。コーン状突起１２ｃの先端つまりは突起状電
極１３ｃは、わずかにインク１１の液面から露出する。

【００６１】このような構成で、個別電極１３に画像に
応じて信号電圧を印加すると、コーン状突起１２ｃの先
端からヘッド基板１２の面に対して垂直方向にインク滴
１１ｅが吐出し、図示しない記録媒体上に向かって飛翔
することにより、記録媒体上に画像が記録される。イン
ク１１は、例えば図１３（ａ）の矢印に示す方向に水圧
差やポンプあるいは静電気的な力によって流れており、
新しいインク１１が次々と供給されるようになってい
る。

【００６２】このように、本実施例の特徴はヘッド基板
１２の上に３次元構造の突起１２ｃを形成し、この突起
１２ｃの先端からインク滴１１ｅを吐出させる点にあ
る。次に、図１４を用いて本実施例の記録動作をさらに
詳細に説明する。図１４はコーン状突起１２ｃの先端付
近を拡大して示す図である。コーン状突起１２ｃは数μ
ｍ〜１００μｍ程度の高さを有し、インク１１の液面か
ら数μｍ〜数１０μｍ飛び出している。しかし、コーン
状突起１２ｃの先端ではインク１１は毛管現象により突
起１２ｃ上に形成された突起状電極１３ｃ上に薄い層を
形成し、常に突起状電極１３ｃの表面を濡らしている。
すなわち、インク１１は個別電極１３の突起状電極１３
ｃを覆うように供給されている。

【００６３】インク１１は、先の実施例と同様に主とし
て絶縁性の溶媒１１ｃ中に顔料などから構成される色剤
１１ｄを分散させたものである。また、色剤１１ｄは図
示のように例えば正の電荷で帯電させることが望まし
い。このようなインク１１としては、静電記録方式や電
子写真記録方式で使用されている通常の液体現像トナー
が使用できる。本実施例のインクジェット記録装置で
は、色剤１１ｄとしてサブミクロン〜数μｍまで様々な
大きさのものが使用可能である。

【００６４】個別電極１３にはバイアス電圧源２０か
ら、プラテン（記録ドラム）の役割を兼ねる対向電極２
２に対して、例えば図示のように正の直流バイアス電圧
が与えられている。この直流バイアス電圧は、突起状電
極１３ｃ上のインクをコーン状突起１２ｃの先端方向に
押し上げる効果もある。また、この直流バイアス電圧の
印加によって、記録媒体２１を挟んで対向電極２２と突
起状電極１３ｃの間に電界が形成される。この電界によ
ってもインク１１を突起状電極１３ｃの表面方向に引き
つける力が働く。これらの作用によって、突起状電極１
３ｃの表面は常にインク１１により濡れた状態となる。
このように突起状電極１３ｃの表面がインク１１により
濡れていることで、インク１１の供給をスムーズに行
い、安定してインク滴を吐出・飛翔させるとともに、個
別電極１３と対向電極２２の間に大きな電界が加わった
場合の放電を防止することができる。

【００６５】また、本実施例ではインク１１に帯電する
色剤１１ｄを使用し、さらに突起状電極１３ｃに正の直
流バイアス電圧を印加しているために、色剤１１ｄはイ
ンク１１の表面に濃縮して集まる状態となる。液体現像
トナーを本実施例におけるインク１１として使用する場
合、色剤の濃度は通常数％であるため、一般にはインク
ジェット記録用のインクとして使用するには薄すぎる。
しかし、このように色剤１１ｄのみを表面近くに集める
効果によって、色剤１１ｄの濃度を１０数％〜数１０％
まで濃縮することができるため、通常の液体現像トナー
も本実施例のインクジェット記録装置に使用することが
可能となる。

【００６６】このように個別電極１３には、常にバイア
ス電圧源２０から直流バイアス電圧が印加されている
が、さらに駆動回路１９から画像信号に応じた信号電圧
として例えばパルス電圧が直流バイアス電圧に重畳して
印加される。突起状電極１３ｃの先端付近の薄いインク
層として凝集された色剤１１ｄは、個別電極１３に与え
られた信号電圧に対しては反発し、また対向電極２２側
には逆に引き付けられることによって、信号電圧に応じ
て吐出することになる。

【００６７】ここで、直流バイアス電圧は約１ｋＶ程
度、また信号電圧は数１００Ｖ程度である。これらの電
圧は従来の静電力でインクを飛ばす方式のインクジェッ
ト等と比較して、非常に低い電圧となる。このような低
い駆動電圧で記録動作を実現できるのは、上述したよう
に色剤１１ｄが帯電するインクを使用したためである。
すなわち、突起状電極１３ｃと色剤１１ｄとの間に反発
力が生じ、低い電圧でもインク滴１１ｅとして吐出し易
くなるためである。

【００６８】また、本実施例ではインク滴１１ｅが突起
状電極１３ｃの先端から吐出するので、先の実施例と同
様に基本的にノズルが必要ないのも大きな特徴である。
従って、インクが乾いて生ずる目詰まりの問題もかなり
改善されるため、図１２に示したようなライン走査型記
録ヘッドを実現することも容易に可能となる。

【００６９】（第８の実施例）図１５に本発明の第８の
実施例を示す。第７の実施例では、インク滴は平面上に
形成されたコーン状突起１２ｃに形成された突起状電極
１３ｃからベッド基板１２に垂直な方向へと吐出され
る。すなわち、ヘッド先端のインク吐出機構を全て平面
上に形成することができる。このような特徴により、従
来のヘッド基板端面にインク吐出機構を形成する方法と
比較して、記録ヘッドの作製が容易になるという利点が
ある。さらに、ヘッド基板１２の平面上にインク吐出機
構を形成したことにより、図１５に示すようなヘッド構
成により高解像度化が実現できる利点もある。

【００７０】図１５は、コーン状突起１２ｃをヘッド基
板１２の面に垂直な方向から見た平面図である。同図に
示すように、個別電極１３はピッチＰで示される距離以
下に近づけることは不可能である。コーン状突起１２ｃ
上の突起状電極１３ｃの底面はある程度の半径があり、
隣の突起状電極と接触しないように離す必要があるため
である。さらに、突起状電極１３ｃが隣の電極と近づき
過ぎると、一方に信号電圧が印加され、他方に印加され
ていない場合に、両電極間で放電が生じてしまう。これ
らの理由から、コーン状突起つまりは突起状電極１３ｃ
の大きさが決まると、ピッチＰが制限されてしまい、こ
のピッチＰよりも高い解像度の記録はできないことにな
ってしまう。

【００７１】しかし、インク吐出機構を平面上に形成で
きる場合には、図１５に示したように個別電極１３およ
び突起状電極１３ｃを千鳥状に、つまり互い違いに２列
に並べることで高解像度化が可能となる。突起状電極１
３ｃを一列に配列した場合には、その配列ピッチＰ以下
の解像度で記録することは不可能である。これに対し
て、本実施例のように突起状電極１３ｃを主走査方向
（配列方向）に１／２ピッチ（Ｐ／２）だけずらせて二
列並べると、２倍の解像度の記録が可能となる。この場
合、突起状電極１３ｃの二列の間の距離Ｌについては、Ｌ＝Ｐ＊（２＊ｎ＋１）＊（１／２）（ｎは整数）の関係にすることで、副走査方向についても２倍の高解
像度化が可能となる。但し、このように二列に突起状電
極１３ｃを配列した場合には、それぞれの電極列に電圧
を印加する時間的なタイミングが（ｎ＋１）主走査ライ
ン分だけ遅れるので、信号電圧を遅延させる操作が必要
になる。

【００７２】このように本実施例によれば、例えば突起
状電極１３ｃを４００ｄｐｉの解像度に相当するピッチ
でしか並べられない場合でも、主走査方向、副走査方向
とも８００ｄｐｉの高解像度の記録を行うことが可能に
なる。なお、図ではスリット１４ａが２列形成された例
を示してあるが、個別電極１３の二つの列の距離が近い
場合にはスリット１４ａは一列でも良い。

【００７３】また、本実施例はＬ＝Ｐ＊ｍ（ｍは整数）としてもよく、その場合は副走査方向の解像度は個別電
極１３が一列の場合と同様となる。さらに、Ｌ＝Ｐ＊ｍ＊（１／ｋ）（ｍ，ｋは整数）とすると、主走査方向の解像度を２倍に、副走査方向の
解像度はｋ倍にすることも可能である。

【００７４】図１６には、突起状電極１３ｃの配列ピッ
チＰの４倍の解像度で記録する例を示した。この場合に
は、Ｌ＝Ｐ＊ｍ＊（１／ｋ）（ｍ，ｋは整数）の関係が満たされている必要がある。ここで、ｍが奇数
でｋ＝４の場合に、副走査方向の解像度つにいても４倍
にすることが可能となる。

【００７５】（第９の実施例）図１７に、第９の実施例
を示す。第７の実施例では、コーン状突起１２ｃが一列
に並んだ位置の上カバー１４にスリット１４ａが形成さ
れていた。これに対して、本実施例ではコーン状突起１
２ｃが一列に並んだ位置の上カバー１４に、孔（これを
インク通過孔という）１４ｂが形成されている点が第７
の実施例と異なる。図１８（ａ）はコーン状突起１２ｃ
の頂点を通る突起列に平行な面での断面図、（ｂ）はコ
ーン状突起１２ｃの頂点を通る突起列に垂直な面での断
面図である。

【００７６】本実施例によると、隣の画点を記録した時
に発生したインク液面の振動を上カバー１４で抑えるこ
とができるようになる。このインク通過孔１４ｂは、そ
の径を小さくすると通常のインクジェットのようにノズ
ルの働きもする。しかし、本発明のインクジェット記録
装置では、コーン状突起１２ｃの先端からインクが吐出
されるため、インク通過孔１４ｂはノズルのようにイン
ク滴の大きさを規定することはないので、大きな圧力に
耐えるようなものでなく、隣接するインク液面の振動を
抑える働きだけをすれば良い。従って、このインク通過
孔１４ｂは解像度と比較して大きな径でよいことが従来
の通常のインクジェットノズルとは異なっている。

【００７７】（第１０の実施例）次に、図１９および図
２０を参照してコーン状突起１２ｃの種々の例について
述べる。第７〜第９の実施例では、図１９（ａ）に示し
たような円錐状のコーン状突起を使用した例を示してき
たが、コーン状突起の形状としては根元が太く先端が細
くなっている形状であればどのようなものでも使用する
ことができる。

【００７８】例えば図１９（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示され
るような多角錐形状や、あるいは図１９（ｅ）に示され
るようなバンプ状に盛り上がった形状として、インク滴
を吐出させる突起として使用することが可能である。い
ずれにしても、根元が太く先端に行くほど細くなってい
る形状のコーン状突起であれば、同様の効果が得られ
る。このような形状とすれば、毛管現象や個別電極１３
への電圧の印加によりインクで突起先端を常に濡らして
おくことができるため、インクの供給をスムーズに行
い、突起の先端から安定してインクを吐出・飛翔させる
ことができるとともに、個別電極１３と対向電極２２の
間に加わる電界による放電を防止することができる。

【００７９】また、コーン状突起は必ずしも先端まで細
くなっていなくてもよく、図２０に示したような形状で
も構わない。図２０（ａ）は円錐台、（ｂ）（ｃ）
（ｄ）は多角錐台、（ｅ）はバンプ状の盛り上がりの先
端部を切り取った形状となっている。先端まで鋭く尖っ
ている場合には、先端のでき方のわずかの違いによって
吐出するインクの方向や大きさが異なったり、時間的に
変動することもあるが、図２０のように先端が尖ってい
ない形状とすれば、このような現象は生じない。さら
に、実際に図２０に示したような突起を作っても、作成
方法によっては先端部分が必ずしも平坦とならず、ある
程度の曲率半径を持った丸みを帯びた形になることもあ
るが、そのような場合でもインク滴吐出用突起として使
用することが可能である。

【００８０】（第１１の実施例）図２１に、インク吐出
用突起のさらに他の実施例を示す。これまでの例では、
一つの画点に対して一つのコーン状突起および突起状電
極を使用した例を示してきたが、図２１は一つの画点に
対して複数の突起状電極を対応させた例である。本実施
例では、図１７に示したような上カバー１４にインク通
過孔１４ｂが形成されているタイプで説明する。図２１
に示すように、本実施例では一つのインク通過孔１４ｂ
に対して、微細なコーン状突起を多数集合させたコーン
状突起群１２ｄを対応させている。

【００８１】コーン状突起を作製する場合、製造工程が
安定しないと全く同じ特性の突起を得ることは困難であ
る。さらに、本発明では前述したように基本的に放電は
生じないが、放電が生じるとその影響で使用中に特性が
変化してしまう場合もある。これにより安定した画点を
形成できなくなり、画点の濃度や形成位置が不安定にな
ったり、場合によっては全く画点が形成されない状況に
なってしまうこともある。これに対し、本実施例のよう
に一つの画点に対して、複数のコーン状突起からなる突
起群１２ｄを対応させると、幾つか特性の揃っていない
突起が存在しても、多数の突起で一つの画点を形成する
ことから、画点の特性を安定させることができる。すな
わち、インク滴が吐出しない突起が幾つかあっても、他
の突起からインクを吐出させて補うことができる。

【００８２】（第１２の実施例）図２２は、本実施例に
おける記録ヘッド部の要部の構成を示す斜視図である。
第７〜第１１の実施例では、コーン状突起を一つ一つ独
立して形成したが、本実施例は主走査方向に連続した断
面三角柱状の連続突起１２ｅを設け、この連続突起１２
ｅの上にピッチＰで形成された個別電極１３を延在させ
突起状電極１３ｃとしたものである。このような連続突
起１２ｅにおいても、副走査方向からの断面を見ると、
根元が太く先に行くほど細くなる形状をしているため、
コーン状突起を使用した場合と同様の効果が得られる。
また、一つ一つのコーンを独立させる必要がないので、
製作が簡単になるという利点がある。

【００８３】図２３は、本実施例の構成を拡張して高解
像度化を図った例を示す図である。すなわち、断面三角
形状の連続突起１２ｅを副走査方向にＬ＝Ｐ＊（１／２）＊（２＊ｎ＋１）（ｎは整数）だけ離して二列形成し、それぞれの連続突起１２ｅ上に
ピッチＰで形成された個別電極１３を延在させて突起状
電極１３ｃとし、さらに個別電極１３を主走査方向にピ
ッチＰの１／２だけずらせることにより、図２２に比較
して主走査・副走査ともに解像度を２倍としている。

【００８４】なお、本実施例では連続突起１２ｅの断面
形状として三角形を示したが、これに限定されるもので
はなく、断面形状が円や楕円の一部分の形状であった
り、さらに図２０に示したような上部が平坦な錐台状の
形状、あるいはこれらの形状の突起を作製する際に、自
然に先端部分が丸くなったような形状でも使用可能であ
る。すなわち、連続突起の場合でもコーン状突起の場合
と同様に、底部の幅が広く、上部ほど幅の狭い形状であ
れば同様の効果が得られる。

【００８５】（第１３の実施例）本実施例では、コーン
状突起１２ｃおよび突起状電極１３ｃの構造と作製方法
の幾つかの具体例を説明する。図２４は、コーン状突起
１２ｃおよび突起状電極１３の種々の例を示す断面図で
ある。第７〜第１２の実施例では、図２４（ａ）に示す
ようにヘッド基板１２の上にコーン状の突起１２ｃを作
製した後、その上にさらに個別電極１３の突起状電極１
３ｃを形成した方法で説明してきた。この場合、コーン
状突起１２ｃは絶縁物でも導電性のものでも構わない。
細かいものを正確に作る必要があるため、Ｓｉや導電性
のＳｉを半導体製造プロセスで加工する方法が最も簡単
な方法である。

【００８６】一方、図２４（ｂ）に示す例はヘッド基板
１２の上にコーン状個別電極１３ｃを作製して貼り付け
てものである。つまりコーン状電極１３ｃの内部を空洞
４１としている。図２４（ｃ）の例は、コーン状突起全
体が個別電極１３（突起状電極１３ｃ）と同様の導電性
物質で一体に作製されており、突起状電極１３ｃがコー
ン状突起を兼用している例である。

【００８７】図２４（ｄ）（ｅ）（ｆ）は、それぞれ図
２４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した個別電極１３の表面に
突起状電極１３ｃを含めて絶縁層４２を形成した例であ
る。金属や導電性物質から構成される個別電極１３およ
び突起状電極１３ｃを露出させると、インク中の帯電性
の色剤が個別電極１３および突起状電極１３ｃに触れた
場合、個別電極１３および突起状電極１３ｃから色剤へ
と電荷注入が生じ、色剤が必要以上に帯電してしまう場
合がある。さらに、個別電極１３および突起状電極１３
ｃから直接電荷注入された色剤と、他の色剤との間での
特性のばらつきなども生じてしまう。このような状態に
なると、インク吐出特性が不安定になり、一定の濃度の
画像を記録し続けることが不可能となってしまう。色剤
の帯電量を制御するようにインクを構成することによ
り、このような問題に対しても対応できるが、個別電極
１３および突起状電極１３ｃの表面に絶縁層４２を形成
する方法でも、このような問題を解決することが可能で
ある。

【００８８】なお、絶縁層４２の形成方法としては、個
別電極１３および突起状電極１３ｃの表面上にサブミク
ロン〜１０数ミクロンの厚さに樹脂を塗布する方法があ
る。また、ＳｉＯ₂ などの絶縁膜を塗布する方法もあ
る。さらに、導電性のＳｉなどで個別電極１３を形成す
る場合には、電極表面を酸化して絶縁膜を作製する方法
でも実現できる。

【００８９】（第１４の実施例）図２５は、本実施例に
係る記録ヘッド部の構成を示す図である。本実施例では
特に電極への電圧の印加方法の他の例について説明す
る。本実施例では、まずヘッド基板１２上に一様に色剤
濃縮用電極５１を形成する。この色剤濃縮電極５１の上
に絶縁層５２を形成し、絶縁層５２の上にコーン状突起
１２ｃと、個別電極１３および突起状電極１３ｃを形成
している。そして、図示しないスペーサを介してスリッ
ト１４ａが形成された上カバー１４を被せてインク流路
を形成し、ここにインク１１を供給する。上カバー１４
は、この例では導電性材料により形成されている。

【００９０】記録媒体２１が接触している対向電極２２
と上カバー１４との間に、加速用バイアス電圧源５３か
ら正のバイアス電圧が印加され、さらに上カバー１４と
色剤濃縮用電極５１との間に、色剤凝集用バイアス電圧
源５４から正のバイアス電圧が印加される。この色剤濃
縮用バイアス電圧が印加されると、上カバー１４と色剤
濃縮用電極５１の間に電界が形成される。色剤は正に帯
電するように設計されているために、この電界に影響を
受け、上カバー１４の周辺に集まってくる。つまりイン
ク１１の上層部分に色剤が濃縮される。このように色剤
濃度の濃くなった部分は、図中矢印で示したようなイン
ク１１の流れに乗って上流から下流へと次々に流れ、コ
ーン状突起１２ｃの頂点付近にも濃縮されたインクが供
給されることになる。ここで、個別電極１３に駆動回路
５５から画像信号に応じた信号電圧としてパルス電圧を
印加すると、突起状電極１３ｃの上部からインク滴が吐
出する。吐出されたインク滴は、加速用バイアス電圧が
形成する電界によって加速され、記録媒体２１へ向けて
飛翔する。

【００９１】本実施例によると、インクの濃縮と吐出を
別の電源つまり色剤濃縮用バイアス電圧源５４と駆動回
路５５により行うことが可能となる。図１４に示したよ
うなインクの濃縮と吐出を同時に行う方法では、前述の
ように約１ｋＶ程度の濃縮用バイアス電圧に数１００Ｖ
の吐出用パルス電圧を重畳させる必要があり、これらを
重畳した電圧以上の耐圧のＩＣを使用する必要がある。
これに対し、図２５のようにインクの濃縮と吐出を分離
した場合には、それぞれのバイアス電圧は共通に印加
し、吐出用パルス電圧の数１００Ｖの電圧だけを制御す
れば良いため、より低耐圧の安価なＩＣを使用すること
が可能となり、インクジェット記録装置の小型化・安定
化に大きく寄与する。

【００９２】なお、本実施例では加速用バイアス電圧源
５３からのバイアス電圧を直流電圧としたが、記録信号
に同期したパルス電圧でもよい。但し、その場合には一
つ一つの突起に対してパルス状の加速電圧を印加できる
与えることができるように、加速用バイアス電圧を印加
するための電極（上カバー１４に相当）を、個別電極１
３に対応して個別に設けることが必要となる。

【００９３】（第１５の実施例）第７〜第１４の実施例
では、図１３に示したように、コーン状突起１２ｃおよ
び突起状電極１３ｃがインクの液面からわずかに露出し
ている例で説明してきたが、図２６に示すように構成し
てもインク滴を吐出させることが可能である。

【００９４】図２６（ａ）は、突起状電極１３ｃの頂点
がインク１１１の液面より下に存在する例である。この
ように突起状電極１３ｃがインク内部に埋没している状
態でも、バイアス電圧によりインク１１の上部は、色剤
が凝集し濃度が濃い状態になっており、ここで個別電極
１３に信号電圧を印加すると、突起状電極１３ｃの頂点
付近に凝集していたインクが吐出し飛翔する。従って、
突起状電極１３ｃの頂点は常にインク１１の液中にあ
り、必ず頂点まで濡れているために、放電の問題をより
確実に解決できるという利点がある。

【００９５】さらに、図２６（ｂ）に示すようにコーン
状突起１２ｃおよび突起状電極１３ｃがほとんどインク
液１１から出ているような状態でも、突起１２ｃが小さ
い場合には毛管現象で、また突起１２ｃが大きな場合に
はさらに電圧を印加することで、突起状電極１３ｃの頂
点にも薄いインク層を形成することができるので、イン
クを吐出させることが可能である。このような突起状電
極１３ｃの表面上のインクの薄層は、インク１１の液面
から離れるほど安定して形成されるため、安定したイン
クの吐出が可能となり、画像をより安定に記録できる。

【００９６】但し、このように突起状電極１３ｃがイン
ク１１の液面から離れると、乾燥し易くなるため、しば
らく使用しない場合には、突起１２ｃ付近のインクを抜
き、使用する場合に再びインクを注入するようにすると
よい。インクの注入時には、一旦少し高めの圧力でイン
クを注入し、突起状電極１３ｃの頂点まで濡らした後
に、負圧にして図のようなインクの状態にする。このよ
うにすることで、突起状電極１３ｃの頂点までインクで
濡れるために、電圧を印加することによりスムーズにイ
ンクを供給することが可能となる。

【００９７】最後に、本発明のインクジェット記録装置
を適用したインクジェットプリンタ全体の具体的な構成
例を図２７により説明する。図２７において、図示しな
い紙カセットから供給された記録紙１は、給紙ローラ２
によって記録ドラム３の周辺に供給され、更に紙ガイド
４と紙押さえローラ５によって、記録ドラム３に押しつ
けられる構成となっている。記録紙１が記録ドラム３に
押しつけられている状態で、インクジェット記録ヘッド
１０から少なくとも色剤成分を含むインク滴１１が画像
信号に従って吐出され、記録紙１の上に文字７が形成さ
れ、記録が行われる。記録が終了すると、記録紙１は排
紙トレイ６に排出される。ここで使用されるインクジェ
ット記録ヘッド１０は、図示するような記録紙１の幅方
向の長さを記録できるライン走査型ヘッドであり、今ま
での実施例で説明したた本発明に基づくヘッドが用いら
れる。

【００９８】

【００９９】また、本発明によればヘッド基板表面のな
す平面方向の成分とは異なる垂直の方向成分を付加した
強電界ベクトルを形成するので、飛翔する色剤に基板平
面とある角度を持った初速度を与えることができる。し
たがって、基板のエッジより後退した位置からの色剤の
飛翔が可能となるだけでなく、基板平面内のどのような
内部位置からでも色剤の飛翔が可能となり、エッジ部を
使わないサイドシュータタイプのインクジェット記録ヘ
ッドを実現できる。すなわち、製造プロセス上の信頼性
も良く、動作上も均一な特性が得られる平面内パターニ
ングプロセスだけを用いることにより、実用的なライン
走査型のインクジェット記録ヘッドを実現することが可
能となる。

【０１００】さらに、個別電極の配線パターンの間隙に
色剤を反発する電界を発生する構造とすることも可能で
ある。その場合には、インクが流れる間に色剤を効率よ
く集めたり、飛翔開始点に蓄えておけるという効果や、
色剤が飛翔する空間的経路に沿って電界の極小点が連な
る樋状の電位を形成し、飛翔方向を安定化するという効
果を持たせることもできる。

【０１０１】また、本発明では個別電極の先端に突出部
を形成し、この突出部上にインクを供給することによ
り、個別電極が放電によって破壊されることを防止でき
るとともに、より安定した画像記録を実現できることが
でき、しかも突出部の先端からインクを吐出させるの
で、基本的にノズルが必要なく、インクを通過させるた
めのスリットまたは孔があれば良いので、ノズルの目詰
まりの問題が解決される。さらに、個別電極およびその
突出部を主走査方向に複数個配列し、さらに副走査方向
に複数列設けるようにした上で、異なる列上の突出部を
主走査方向で主走査方向の異なる位置にそれぞれ配置す
ることによって、主走査方向の配列ピッチより小さい間
隔で画点を形成して高解像度の記録を行うことも可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図３】第２の実施例における記録ヘッド部の概略構成
図

【図７】第３の実施例に係る記録ヘッド部の概略構成図

【図９】第４の実施例に係る記録ヘッド部の概略構成図

【図１０】第５の実施例に係る概略構成図

【図１１】第６の実施例に係る記録ヘッド部の概略構成
図

【図１２】第７の実施例に係る記録ヘッド部の概略構成
図

【図１４】同実施例の動作を説明するための図

【図２７】本発明に係るインクジェット記録装置の全体
の構成図

【図２８】第１の従来例であるエッジシュータタイプの
インクジェット記録ヘッドのヘッド先端部分の構成図

【図２９】第２の従来例である電極が露出するタイプの
インクジェット記録ヘッドのヘッド先端部分の構成図

【符号の説明】１１…インク１１ａ…色剤濃縮状態のインク１１ｂ…色剤濃縮状態のインク１１ｃ…溶媒１１ｄ…色剤１１ｅ…インク滴１２…ヘッド基板１２ａ…ヘッド基板エッジ部分１２ｂ…色剤飛翔ポイントの中間点１２ｃ…コーン状突起１２ｄ…コーン状突起群１２ｅ…断面三角柱状の連続突起１３…個別電極（電極アレイ）１３ａ…色剤飛翔ポイント１３ｃ…突起状電極１４…上部カバー１４ａ…スリット１４ｂ…インク滴通過孔１５…インク供給流路１６…下部カバー１７…インク回収流路１８…インク還流機構１９…駆動回路２０…バイアス電圧源２１…記録媒体２２…対向電極２３…共通電極３１…第１の電極３１ａ…色剤飛翔ポイント３２…第２の電極４１…空洞４２…導電層５１…色剤濃縮用電極５２…絶縁層５３…加速用バイアス電圧源５４…色剤凝集用バイアス電圧源５５…駆動回路

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図４】

【図５】

【図７】

【図８】

【図３】

【図９】

【図１０】

【図１２】

【図１３】

【図６】

【図２６】

【図１１】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２８】

【図２１】

【図２２】

【図２３】

【図２４】

【図２５】

【図２７】

【図２９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村裕子神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者石井浩一神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者村上照夫神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者中尾英之神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘッド基板と、このヘッド基板の表面上に形成された電極アレイと、溶剤中に色剤を分散させたインクを前記ヘッド基板の表
面上の少なくとも前記電極アレイ上に供給するインク供
給手段と、このインク供給手段により前記電極アレイ上に供給され
るインク中の少なくとも色剤成分を記録媒体に向けて飛
翔させるための電圧を前記電極アレイに印加する電圧印
加手段とを具備することを特徴とするインクジェット記
録装置。クジェット記録装置。
【請求項２】前記ヘッド基板は、前記電極アレイが前記
記録媒体に向けて飛翔する色剤成分に該ヘッド基板の表
面に対して垂直方向の初速度成分を与え、さらに前記記
録媒体の該色剤成分の受容点が該ヘッド基板の表面を延
長した平面より上方に位置し、かつ該受容点での該平面
となす角度が９０°以下となるように配置されているこ
とを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項３】記録媒体に対向して設けられたヘッド基板
と、このヘッド基板の前記記録媒体側の端面より後退した位
置の表面上に形成された複数の個別電極と、溶剤中に色剤を分散させたインクを前記ヘッド基板の表
面上の少なくとも前記個別電極上に供給するインク供給
手段と、このインク供給手段により前記ヘッド基板の表面上に供
給されるインク中の少なくとも色剤成分を記録媒体に向
けて飛翔させるための画像信号に応じた電圧を該個別電
極に印加する電圧印加手段とを具備し、前記ヘッド基板は、前記個別電極が前記記録媒体に向け
て飛翔する色剤成分に該ヘッド基板の表面に対して垂直
方向の初速度成分を与え、さらに前記記録媒体の該色剤
成分の受容点が該ヘッド基板の表面を延長した平面より
上方に位置し、かつ該受容点での該平面となす角度が９
０°以下となるように配置されていることを特徴とする
インクジェット記録装置。
【請求項４】ヘッド基板と、このヘッド基板の表面上に形成された複数の個別電極
と、溶剤中に色剤を分散させたインクを前記ヘッド基板の表
面上の少なくとも前記個別電極上に供給するインク供給
手段と、このインク供給手段により前記ヘッド基板の表面上に供
給されるインク中の少なくとも色剤成分を記録媒体に向
けて飛翔させるための画像信号に応じた電圧を該個別電
極に印加する電圧印加手段とを具備することを特徴とす
るインクジェット記録装置。
【請求項５】記録媒体に対向して設けられたヘッド基板
と、このヘッド基板の前記記録媒体側の端面より後退した位
置の表面上に形成された複数の個別電極と、前記ヘッド基板の裏面上に形成された共通電極と、溶剤中に色剤を分散させたインクを前記ヘッド基板の表
面上の少なくとも前記個別電極上に供給するインク供給
手段と、このインク供給手段により前記ヘッド基板の表面上に供
給されるインク中の少なくとも色剤成分を記録媒体に向
けて飛翔させるための画像信号に応じた電圧を該個別電
極に印加すると共に、前記共通電極に所定のバイアス電
圧を印加する電圧印加手段とを具備することを特徴とす
るインクジェット記録装置。
【請求項６】記録媒体に対向して設けられたヘッド基板
と、このヘッド基板の前記記録媒体側の端面より後退した位
置の表面上に形成された複数の個別電極と、前記ヘッド基板の前記個別電極と近接した位置の表面上
に形成された補助電極と、溶剤中に色剤を分散させたインクを前記ヘッド基板の表
面上の少なくとも前記個別電極上に供給するインク供給
手段と、このインク供給手段により前記ヘッド基板の表面上に供
給されるインク中の少なくとも色剤成分を記録媒体に向
けて飛翔させるための画像信号に応じた電圧を該個別電
極に印加すると共に、前記補助電極に所定のバイアス電
圧を印加する電圧印加手段とを具備することを特徴とす
るインクジェット記録装置。
【請求項７】前記個別電極は、それぞれの先端部が前記
ヘッド基板の表面上に突出して形成されていることを特
徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項８】ヘッド基板と、このヘッド基板の表面上に形成され、それぞれの先端部
が該ヘッド基板の表面上に突出して形成された複数の個
別電極と、溶剤中に色剤を分散させたインクを前記ヘッド基板の表
面上の少なくとも前記個別電極の突出部上に供給するイ
ンク供給手段と、このインク供給手段により前記ヘッド基板の表面上に供
給されるインク中の少なくとも色剤成分を記録媒体に向
けて飛翔させるための画像信号に応じた電圧を該個別電
極に印加する電圧印加手段とを具備することを特徴とす
るインクジェット記録装置。
【請求項９】前記個別電極および該個別電極の前記突出
部は主走査方向に複数個配列されると共に、副走査方向
に複数列設けられ、異なる列上の突出部は主走査方向で
異なる位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする
請求項８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】溶剤中に色剤を分散させたインク中の色
剤成分を画像信号に応じて該溶媒中に凝集させ、該イン
ク中の少なくとも凝集した色剤成分を記録媒体に向けて
飛翔させて記録を行うインクジェット記録装置におい
て、前記色剤成分を溶媒中に凝集させる凝集手段と、この手
段により凝集した色剤成分を記録媒体に向けて飛翔させ
る飛翔手段とを個別に備えたことを特徴とするインクジ
ェット装置。