JPH1178027A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、記録液中の色剤粒子を効率良く凝
集でき、高濃度且つ高速な記録ができる画像形成装置を
提供する。 【解決手段】記録ヘッド１は、複数のインク流路４を形
成した基板２を有している。基板２の上面２ａには、各
インク流路４の開口４ａと同軸の記録電極６が形成され
ている。基板２の下方には、基板２との間でキャビティ
ー７を形成したインク収容容器８が配設されている。容
器８を上下に分割する位置には、各記録電極６と略平行
に延びた制御電極１４が配設されている。制御電極１４
には、各インク流路４と同軸の複数の流通孔１４ａが形
成されている。各記録電極６には画像信号に応じた記録
電圧が印加され、制御電極１４には吐出電圧より高い制
御電圧が印加される。制御電極１４から各記録電極６に
向う電界によりトナー粒子が凝集され、キャリア液が制
御電極１４の流通孔１４ａを介して排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ターなどの画像形成装置に係り、特に、帯電した色剤粒
子を絶縁性液体中に分散させた記録液に静電気力を作用
させて、凝集した色剤粒子を被記録媒体に向けて吐出さ
せて画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やプリンターなどの画像形
成装置として、多数の導電性ノズルや内部に多数の電極
を配置したスリットを介して色剤粒子としてのトナー粒
子を含むインク（記録液）を供給し、ノズルや電極に高
電圧を印加してトナー粒子を帯電させて対向した記録紙
にインク滴を飛翔させて画像を形成するいわゆるインク
ジェットプリンタが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種のインクジェッ
トプリンタでは、極めて細かい開口を有するノズルやス
リットを介してインクを供給し、供給したインクを帯電
させてインク滴を吐出させている。このため、十分な濃
度を有するインク滴を吐出させるためには高い電圧を必
要とし、吐出に多くの時間を必要とし、高速記録ができ
ないといった問題があった。

【０００４】この発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、記録液中の色剤粒子を効率良く凝集で
き、高濃度且つ高速な記録ができる画像形成装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のうち請求項１記載の画像形成装置は、絶
縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散した記録液を収容
した収容部と、上記収容部に隣接した吐出位置へ該収容
部内の記録液を供給する供給路と、上記供給路の上記吐
出位置での開口の周囲に設けられた第１電極と、上記吐
出位置近傍で記録液中の色剤粒子を凝集させるためのバ
イアス電圧、および上記吐出位置に凝集された色剤粒子
を上記吐出位置から該吐出位置に対向した被記録媒体に
向けて吐出させるための吐出電圧を有する記録電圧を上
記第１電極に印加し、上記吐出位置に供給された記録液
中の色剤粒子を凝集して被記録媒体に向けて吐出させる
記録手段と、上記収容部を上記吐出位置に隣接した第１
部分と上記吐出位置から離れた第２部分とに分割する位
置に設けられ、上記供給路の開口と同軸に形成された流
路を有する第２電極と、上記吐出電圧より高い制御電圧
を上記第２電極に印加し、上記第１部分および供給路内
の記録液中の色剤粒子を上記吐出位置に向けて泳動させ
る制御手段と、を備えている。

【０００６】また、この発明のうち請求項２記載の画像
形成装置は、絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散し
た記録液を収容した収容容器と、上記収容容器の一側に
隣接した吐出位置へ該収容容器内の記録液を供給する供
給路と、上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設
けられた第１電極と、上記吐出位置近傍で記録液中の色
剤粒子を凝集させるためのバイアス電圧、および上記吐
出位置に凝集された色剤粒子を上記吐出位置から該吐出
位置に対向した被記録媒体に向けて吐出させるための吐
出電圧を有する記録電圧を、画像信号に応じて上記第１
電極に印加し、上記吐出位置に供給された記録液中の色
剤粒子を凝集して被記録媒体に向けて吐出させる記録手
段と、上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分
と上記吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に
設けられ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を
有する第２電極と、上記第１部分および供給路を通って
上記第２電極から第１電極に向う電界を形成するための
上記吐出電圧より高い制御電圧を上記第２電極に印加
し、上記第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒子
を上記吐出位置に向けて泳動させるとともに、上記第１
部分および供給路内の記録液中の絶縁性液体を上記第２
電極の流路を通して上記第２部分へ移動させる制御手段
と、を備えている。

【０００７】また、この発明のうち請求項３記載の画像
形成装置は、絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散し
た記録液を収容した収容容器と、上記収容容器の一側に
隣接した吐出位置へ該収容容器内の記録液を供給する供
給路と、上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設
けられた第１電極と、上記吐出位置近傍で記録液中の色
剤粒子を凝集させるためのバイアス電圧、および上記吐
出位置に凝集された色剤粒子を上記吐出位置から該吐出
位置に対向した被記録媒体に向けて吐出させるための吐
出電圧を有する記録電圧を、画像信号に応じて上記第１
電極に印加し、上記吐出位置に供給された記録液中の色
剤粒子を凝集して被記録媒体に向けて吐出させる記録手
段と、上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分
と上記吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に
設けられ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を
有する第２電極と、上記第１部分および供給路を通って
上記第２電極から第１電極に向う第１の電界を形成する
ための上記吐出電圧より高い第１の制御電圧、および上
記第１の電界と逆向きの第２の電界を形成するための上
記バイアス電圧より低い第２の制御電圧を上記第２電極
に印加するものであって、上記記録手段による記録動作
中は、上記第１の制御電圧を上記第２電極に印加して上
記第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒子を上記
吐出位置に向けて泳動させるとともに、上記第１部分お
よび供給路内の記録液中の絶縁性液体を上記第２電極の
流路を通して上記第２部分へ移動させ、上記記録手段に
よる非記録動作時には、上記第２の制御電圧を上記第２
電極に印加して上記第１部分および供給路内の記録液中
の色剤粒子を上記吐出位置から離れる方向に泳動させる
制御手段と、を備えている。

【０００８】また、この発明のうち請求項４記載の画像
形成装置は、絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散し
た記録液を収容した収容容器と、上記収容容器の一側に
隣接した吐出位置へ該収容容器内の記録液を供給する供
給路と、上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設
けられた第１電極と、上記吐出位置近傍で記録液中の色
剤粒子を凝集させるためのバイアス電圧、および上記吐
出位置に凝集された色剤粒子を上記吐出位置から該吐出
位置に対向した被記録媒体に向けて吐出させるための吐
出電圧を有する記録電圧を、画像信号に応じて上記第１
電極に印加し、上記吐出位置に供給された記録液中の色
剤粒子を凝集して被記録媒体に向けて吐出させる記録手
段と、上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分
と上記吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に
設けられ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を
有する第２電極と、上記第１部分および供給路を通って
上記第２電極から第１電極に向う第１の電界を形成する
ための上記吐出電圧より高い第１の制御電圧、および上
記第１の電界と逆向きの第２の電界を形成するための上
記バイアス電圧より低い第２の制御電圧を上記第２電極
に交互に印加し、上記第１部分および供給路内の記録液
中の色剤粒子を振動させる制御手段と、を備えている。

【０００９】また、この発明のうち請求項５記載の画像
形成装置は、絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散し
た記録液を収容した収容容器と、上記収容容器の一側に
隣接した吐出位置へ該収容容器内の記録液を供給する供
給路と、上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設
けられた第１電極と、上記吐出位置近傍で記録液中の色
剤粒子を凝集させるためのバイアス電圧、および上記吐
出位置に凝集された色剤粒子を上記吐出位置から該吐出
位置に対向した被記録媒体に向けて吐出させるための吐
出電圧を有する記録電圧を、画像信号に応じて上記第１
電極に印加し、上記吐出位置に供給された記録液中の色
剤粒子を凝集して被記録媒体に向けて吐出させる記録手
段と、上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分
と上記吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に
設けられ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を
有する第２電極と、上記第１部分および供給路を通って
上記第２電極から第１電極に向う第１の電界を形成する
ための上記吐出電圧より高い第１の制御電圧、上記第１
の電界と同じ向きの第２の電界を形成するための第２の
制御電圧、および上記第２の電界と逆向きの第３の電界
を形成するための上記バイアス電圧より低い第３の制御
電圧を上記第２電極に印加するものであって、上記記録
手段による記録動作中は、上記第１の制御電圧を上記第
２電極に印加して上記第１部分および供給路内の記録液
中の色剤粒子を上記吐出位置に向けて泳動させるととも
に、上記第１部分および供給路内の記録液中の絶縁性液
体を上記第２電極の流路を通して上記第２部分へ移動さ
せ、上記記録手段による非記録動作時には、上記第２の
制御電圧および第３の制御電圧を上記第２電極に交互に
印加して上記第１部分および供給路内の記録液中の色剤
粒子を振動させる制御手段と、を備えている。

【００１０】また、この発明のうち請求項６記載の画像
形成装置は、絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散し
た記録液を収容した収容部と、上記収容部に隣接した吐
出位置へ該収容部内の記録液を供給する供給路と、上記
供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた第１
電極と、上記収容部を上記吐出位置に隣接した第１部分
と上記吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に
設けられ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を
有する第２電極と、上記第２部分から上記第２電極の流
路、第１部分、供給路、および第１電極を通って延設さ
れ、上記第１電極より突出した先端、および上記第２部
分から上記先端まで延びたスリットを有し、このスリッ
トに沿ってその先端に向けて記録液をガイドするガイド
部材と、上記ガイド部材の先端近傍で記録液中の色剤粒
子を凝集させるためのバイアス電圧、および上記ガイド
部材の先端近傍に凝集された色剤粒子を上記吐出位置に
対向した被記録媒体に向けて吐出させるための吐出電圧
を有する記録電圧を上記第１電極に印加し、上記吐出位
置に供給された記録液中の色剤粒子を上記ガイド部材の
先端近傍で凝集して被記録媒体に向けて吐出させる記録
手段と、上記吐出電圧より高い制御電圧を上記第２電極
に印加し、上記第１部分および供給路内の記録液中の色
剤粒子を上記スリットに沿って上記吐出位置に向けて泳
動させる制御手段と、を備えている。

【００１１】また、この発明のうち請求項７記載の画像
形成装置は、絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散し
た記録液を収容した収容容器と、上記収容容器の一側に
隣接した吐出位置へ該収容容器内の記録液を供給する供
給路と、上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設
けられた第１電極と、上記収容容器を上記吐出位置に隣
接した第１部分と上記吐出位置から離れた第２部分とに
分割する位置に設けられ、上記供給路の開口と同軸に形
成された流路を有する第２電極と、上記第２部分から上
記第２電極の流路、第１部分、供給路、および第１電極
を通って延設され、上記第１電極より突出した先端、お
よび上記第２部分から上記先端まで延びたスリットを有
し、このスリットに沿ってその先端に向けて記録液をガ
イドするガイド部材と、上記ガイド部材の先端近傍で記
録液中の色剤粒子を凝集させるためのバイアス電圧、お
よび上記ガイド部材の先端近傍に凝集された色剤粒子を
上記吐出位置に対向した被記録媒体に向けて吐出させる
ための吐出電圧を有する記録電圧を、画像信号に応じて
上記第１電極に印加し、上記吐出位置に供給された記録
液中の色剤粒子を上記ガイド部材の先端近傍で凝集して
被記録媒体に向けて吐出させる記録手段と、上記第１部
分および供給路を通って上記第２電極から第１電極に向
う電界を形成するための上記吐出電圧より高い制御電圧
を上記第２電極に印加し、上記第１部分および供給路内
の記録液中の色剤粒子を上記スリットに沿って上記吐出
位置に向けて泳動させるとともに、上記第１部分および
供給路内の記録液中の絶縁性液体を上記第２電極の流路
を通して上記第２部分へ移動させる制御手段と、を備え
ている。

【００１２】また、この発明のうち請求項８記載の画像
形成装置は、絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散し
た記録液を収容した収容容器と、上記収容容器の一側に
隣接した吐出位置へ該収容容器内の記録液を供給する供
給路と、上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設
けられた第１電極と、上記収容容器を上記吐出位置に隣
接した第１部分と上記吐出位置から離れた第２部分とに
分割する位置に設けられ、上記供給路の開口と同軸に形
成された流路を有する第２電極と、上記第２部分から上
記第２電極の流路、第１部分、供給路、および第１電極
を通って延設され、上記第１電極より突出した先端、お
よび上記第２部分から上記先端まで延びたスリットを有
し、このスリットに沿ってその先端に向けて記録液をガ
イドするガイド部材と、上記ガイド部材の先端近傍で記
録液中の色剤粒子を凝集させるためのバイアス電圧、お
よび上記ガイド部材の先端近傍に凝集された色剤粒子を
上記吐出位置に対向した被記録媒体に向けて吐出させる
ための吐出電圧を有する記録電圧を、画像信号に応じて
上記第１電極に印加し、上記吐出位置に供給された記録
液中の色剤粒子を上記ガイド部材の先端近傍で凝集して
被記録媒体に向けて吐出させる記録手段と、上記第１部
分および供給路を通って上記第２電極から第１電極に向
う第１の電界を形成するための上記吐出電圧より高い第
１の制御電圧、および上記第１の電界と逆向きの第２の
電界を形成するための上記バイアス電圧より低い第２の
制御電圧を上記第２電極に印加するものであって、上記
記録手段による記録動作中は、上記第１の制御電圧を上
記第２電極に印加して上記第１部分および供給路内の記
録液中の色剤粒子を上記スリットに沿って上記吐出位置
に向けて泳動させるとともに、上記第１部分および供給
路内の記録液中の絶縁性液体を上記第２電極の流路を通
して上記第２部分へ移動させ、上記記録手段による非記
録動作時には、上記第２の制御電圧を上記第２電極に印
加して上記第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒
子を上記吐出位置から離れる方向に泳動させる制御手段
と、を備えている。

【００１３】また、この発明のうち請求項９記載の画像
形成装置は、絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散し
た記録液を収容した収容容器と、上記収容容器の一側に
隣接した吐出位置へ該収容容器内の記録液を供給する供
給路と、上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設
けられた第１電極と、上記収容容器を上記吐出位置に隣
接した第１部分と上記吐出位置から離れた第２部分とに
分割する位置に設けられ、上記供給路の開口と同軸に形
成された流路を有する第２電極と、上記第２部分から上
記第２電極の流路、第１部分、供給路、および第１電極
を通って延設され、上記第１電極より突出した先端、お
よび上記第２部分から上記先端まで延びたスリットを有
し、このスリットに沿ってその先端に向けて記録液をガ
イドするガイド部材と、上記ガイド部材の先端近傍で記
録液中の色剤粒子を凝集させるためのバイアス電圧、お
よび上記ガイド部材の先端近傍に凝集された色剤粒子を
上記吐出位置に対向した被記録媒体に向けて吐出させる
ための吐出電圧を有する記録電圧を、画像信号に応じて
上記第１電極に印加し、上記吐出位置に供給された記録
液中の色剤粒子を上記ガイド部材の先端近傍で凝集して
被記録媒体に向けて吐出させる記録手段と、上記第１部
分および供給路を通って上記第２電極から第１電極に向
う第１の電界を形成するための上記吐出電圧より高い第
１の制御電圧、および上記第１の電界と逆向きの第２の
電界を形成するための上記バイアス電圧より低い第２の
制御電圧を上記第２電極に交互に印加し、上記第１部分
および供給路内の記録液中の色剤粒子を振動させる制御
手段と、を備えている。

【００１４】更に、この発明のうち請求項１０記載の画
像形成装置は、絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散
した記録液を収容した収容容器と、上記収容容器の一側
に隣接した吐出位置へ該収容容器内の記録液を供給する
供給路と、上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に
設けられた第１電極と、上記収容容器を上記吐出位置に
隣接した第１部分と上記吐出位置から離れた第２部分と
に分割する位置に設けられ、上記供給路の開口と同軸に
形成された流路を有する第２電極と、上記第２部分から
上記第２電極の流路、第１部分、供給路、および第１電
極を通って延設され、上記第１電極より突出した先端、
および上記第２部分から上記先端まで延びたスリットを
有し、このスリットに沿ってその先端に向けて記録液を
ガイドするガイド部材と、上記ガイド部材の先端近傍で
記録液中の色剤粒子を凝集させるためのバイアス電圧、
および上記ガイド部材の先端近傍に凝集された色剤粒子
を上記吐出位置に対向した被記録媒体に向けて吐出させ
るための吐出電圧を有する記録電圧を、画像信号に応じ
て上記第１電極に印加し、上記吐出位置に供給された記
録液中の色剤粒子を上記ガイド部材の先端近傍で凝集し
て被記録媒体に向けて吐出させる記録手段と、上記第１
部分および供給路を通って上記第２電極から第１電極に
向う第１の電界を形成するための上記吐出電圧より高い
第１の制御電圧、上記第１の電界と同じ向きの第２の電
界を形成するための第２の制御電圧、および上記第２の
電界と逆向きの第３の電界を形成するための上記バイア
ス電圧より低い第３の制御電圧を上記第２電極に印加す
るものであって、上記記録手段による記録動作中は、上
記第１の制御電圧を上記第２電極に印加して上記第１部
分および供給路内の記録液中の色剤粒子を上記スリット
に沿って上記吐出位置に向けて泳動させるとともに、上
記第１部分および供給路内の記録液中の絶縁性液体を上
記第２電極の流路を通して上記第２部分へ移動させ、上
記記録手段による非記録動作時には、上記第２の制御電
圧および第３の制御電圧を上記第２電極に交互に印加し
て上記第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒子を
振動させる制御手段と、を備えている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について詳細に説明する。

【００１６】図１には、この発明の第１の実施の形態に
係る画像形成装置としてのインクジェットプリンタ（以
下、単にプリンタと称する）の要部、すなわちプリンタ
の記録ヘッド１の（ａ）平面図、（ｂ）横断面図、
（ｃ）縦断面図を概略的に示してある。

【００１７】記録ヘッド１は、絶縁性材料により形成さ
れた矩形板状の基板２を有している。基板２の上面２ａ
には、その長手方向に沿って所定間隔で一列に並設され
た複数の円形の開口４ａが形成されている。また、基板
２には、各開口４ａに連通するように基板２を貫通した
複数のインク流路４（供給路）が形成されている。

【００１８】基板２の上面２ａには、各開口４ａに対応
して複数の円環状の記録電極６（第１電極）が形成され
ている。尚、各記録電極６は、開口４ａ、インク流路４
と同軸に設けられている。また、各記録電極６からは、
図示しない駆動用のＩＣに接続するためのリード６ａが
それぞれ同じ方向に引き出されている。

【００１９】基板２の下方には、基板２との間でキャビ
ティー７（７ａ、７ｂ）を形成し、記録液としてのイン
ク（後述する）をこのキャビティー７内に収容した絶縁
性部材からなる矩形箱形のインク収容容器８（以下、単
に容器８と称する）が設けられている。

【００２０】容器８内には、上述した各記録電極６に対
して略平行に延びた金属板からなる制御電極１４（第２
電極）が配設されている。制御電極１４は、キャビティ
ー７を基板２に近接した第１室７ａ（第１部分）と基板
２から離れた第２室７ｂ（第２部分）とに分割する途中
位置に設けられている。また、制御電極１４には、各記
録電極６および各インク流路４の鉛直下方にそれぞれ一
致した位置で、各記録電極６（各インク流路４）と同軸
に形成された複数の流通孔１４ａが貫通して開けられて
いる。尚、制御電極１４には、図示しない駆動回路が接
続されており、後述する制御電圧が印加されるようにな
っている。

【００２１】容器８の側壁には、図示しないインク供給
タンクに貯蔵されたインクをキャビティー７内に流入さ
せるための複数のインク供給口８ａが、キャビティー７
の第１室７ａに連通して形成されている。また、容器８
の底壁には、図示しないインク回収タンクに向けてキャ
ビティー７内のインクを流出させるための複数のインク
排出口８ｂが、キャビティー７の第２室７ｂに連通して
形成されている。

【００２２】容器８の内部であって基板２に近接した位
置には、キャビティー７内のインクを各インク流路４を
介して開口４ａに向けてガイドするための絶縁性のガイ
ドフィルム１０が配設されている。ガイドフィルム１０
は、各インク流路４を横切る方向、すなわち記録ヘッド
１の長手方向略中央に沿って延設され、基板２と略直交
する面に沿って配設されている。ガイドフィルム１０が
基板２に面した上端１０ａには、基板２の各インク流路
４を介して上方に延びた複数の突起１２が形成されてい
る。各突起１２は、記録電極６を超えて上方に延出され
た先細の先端を有している。

【００２３】上記のように構成された記録ヘッド１は、
基板２の上面２ａ、すなわち複数の記録電極６が形成さ
れた面が略水平となるように位置決めされる。さらに、
基板２の上面２ａから鉛直上方に所定距離離間した位置
には、接地された対向電極（後述する）が上面２ａと略
平行に延設されている。そして、対向電極が記録ヘッド
１に対向した面に沿って、被記録媒体としての記録紙Ｐ
（図３参照）が供給されるようになっている。

【００２４】以下、上記記録ヘッド１内におけるインク
の流れについて説明する。

【００２５】インクは、絶縁性のキャリア液に帯電した
トナー粒子を分散して形成されている。ここでは、トナ
ー粒子はインク内で正極性に帯電している。

【００２６】インクは、図示しない供給管を介して図示
しないインク供給タンクから所定流量で供給され、複数
のインク供給口８ａを介してキャビティー７内に流入さ
れる。キャビティー７（第１室７ａおよび第２室７ｂ）
内を満たしたインクは、基板２に形成された複数のイン
ク流路４の毛管作用、およびガイドフィルム１０の複数
の突起１２の濡れにより、各インク流路４、および各開
口４ａを介して対向電極に向う方向に上昇される。この
とき、ガイドフィルム１０の各突起１２の周囲には、各
突起の先端を頂点とした略円錐形状のインクメニスカス
がそれぞれ形成される。

【００２７】このようにしてガイドフィルム１０の各突
起１２に沿ってインクメニスカスを形成した状態で、キ
ャビティー７内に流入されたインクの一部が、複数のイ
ンク排出口８ｂを介して記録ヘッド１から流出される。
記録ヘッド１から流出されたインクは、図示しない排出
管を介して図示しないインク回収タンクへ回収される。
このとき、インクの流出量は、各突起１２に沿って形成
されたインクメニスカスの形状が所定の形状に安定する
値に設定されている。

【００２８】図２には、記録ヘッド１の各記録電極６に
対して画像信号に応じて選択的に印加される記録電圧の
波形とともに、制御電極１４に印加される制御電圧の波
形を示してある。また、図３には、この記録電圧および
制御電圧を印加したときの記録電極６および制御電極１
４近傍におけるインクの挙動を示してある。以下、図２
および図３を参照して、記録動作時における記録電極６
および制御電極１４近傍のインクの挙動、すなわちイン
ク滴の吐出動作について説明する。

【００２９】まず、プリンタの電源がオンされると、記
録ヘッド１の全ての記録電極６に対してバイアス電圧が
印加される。このバイアス電圧は、インク内のトナー粒
子と同じ正極性の直流電圧であり、各記録電極６に対応
した突起１２の先端付近のインクメニスカス２５の頂点
から対向電極１６に向けてトナー粒子２２が飛翔される
ことのない大きさに設定されている。同時に、制御電極
１４に対して後述する吐出電圧より高い制御電圧が印加
される。この制御電圧は、記録動作中、非記録動作時に
拘わらず常に印加される。

【００３０】このように全ての記録電極６にバイアス電
圧が印加されるとともに、制御電極１４に制御電圧が印
加されると、図３（ａ）に示すように、各記録電極６か
ら対向電極１６に向う電界Ｅ１が形成されるとともに、
制御電極１４から各記録電極６に向う電界Ｅ２が形成さ
れる。

【００３１】このとき、制御電極１４の流通孔１４ａの
中央には周囲の電位より低い電位の井戸が形成され、こ
の電位の井戸にトナー粒子２２が集められる。このよう
にして流通孔１４ａの中央付近に集められたトナー粒子
２２は、電界Ｅ２の影響によってガイドフィルム１０の
突起１２に沿って上昇され、電界Ｅ１の影響によって基
板２のインク流路４を通って突起１２の先端近くに凝集
される。

【００３２】つまり、突起１２に沿って形成されるイン
クメニスカス２５の形状が対向電極１６に向って先細に
なっているため、電界Ｅ１はインクメニスカス２５の頂
点に集中され、インクメニスカス２５内のトナー粒子２
２が、比較的電位の低い記録電極６の中央に集められな
がら突起１２に沿って上昇され、インクメニスカス２５
の頂点に凝集される。

【００３３】一方、上記のようにトナー粒子２２が凝集
された後に残ったキャリア液２１は、トナー粒子２２と
逆極性に帯電されていることから、制御電極１４の流通
孔１４ａを介して図中矢印ａ方向にトナー粒子２２とは
むしろ逆方向に流出され、キャビティー７の第２室７ｂ
へと流れる。

【００３４】つまり、制御電極１４およびその流通孔１
４ａは、インク２０内のトナー粒子２２をインクメニス
カス２５の頂点である吐出位置へ押し上げる流路を形成
するとともに、トナー粒子２２と分離されたキャリア液
２１を効率良く排出するように機能する。

【００３５】このように、各記録電極６に対応して形成
されたインクメニスカス２５の頂点にトナー粒子２２が
凝集されると、バイアス電圧より高いパルス状の吐出電
圧が、画像信号に応じて選択された記録電極６に印加さ
れる。尚、記録動作を行わない記録電極６は、バイアス
電圧に維持される。

【００３６】このように、吐出電圧が印加された記録電
極６近傍では、図３（ｂ）に示すように、バイアス時よ
り更に強い電界Ｅ１’が記録電極６と対向電極１６との
間に形成される。この電界Ｅ１’の影響により、インク
メニスカス２５が対向電極１６方向に膨らむ。そして、
インクメニスカス２５の頂点付近に凝集されたトナー凝
集物２６に作用する静電気力がインクメニスカス２５の
表面張力を打ち破ると、図３（ｃ）に示すように、トナ
ー凝集物２６がインク滴２７として対向電極１６方向に
飛翔される。これにより、対向電極１６との間に供給さ
れた記録紙Ｐ上にインク滴２７によるドットが形成され
る。

【００３７】尚、記録電極６に吐出電圧が印加されてい
るときも制御電極１４に対して制御電圧が印加されてお
り、制御電極１４と各記録電極６との間の電界Ｅ２’の
影響により、トナー粒子２２が常にインクメニスカス２
５の頂点に向けて押し上げられている。これにより、ト
ナー粒子２２の凝集効率を高められている。

【００３８】この後、インク滴２７が飛翔された記録電
極６の電位がバイアス値に戻され、インクメニスカス２
５の形状が図３（ａ）に示す形状に戻されて次の記録動
作に備える。

【００３９】以上のように、画像信号に応じて選択され
た記録電極６に対して記録電圧を印加するとともに、制
御電極１４に対して記録電圧より高い制御電圧を印加す
ることにより、インク２０内のトナー粒子２２をインク
メニスカス２５の頂点に効率良く凝集できるとともにキ
ャリア液２１を効率よく分離でき、記録紙Ｐ上ににじみ
や流動を生じることのない高濃度のインクドットを形成
できる。また、このように、トナー粒子２２の凝集効率
を高めることができることから、インク滴２７の吐出周
波数を高めることができ、より高速記録が可能となる。

【００４０】図４には、上記記録ヘッド１のように制御
電極１４を有するものと制御電極１４を持たないものを
用意し、それぞれの記録ヘッドでインク滴を連続して吐
出させたときの記録ドット数に対するドット径の変化を
示してある。

【００４１】これによると、制御電極１４を持たない記
録ヘッドでは、各記録電極６からキャビティー７に向う
不所望な電界を生じるためと思われるトナー粒子２２の
反発により、１０００ドット記録したあたりから急激に
ドット径が小さくなっている。これに対し、制御電極を
有する記録ヘッドでは、５０００ドット記録した時点で
もドット径が殆ど変化しておらず、安定した記録が成さ
れている。つまり、制御電極１４を有する本実施の形態
の記録ヘッド１では、キャビティー７内のトナー粒子２
２を常に記録電極６方向に押し上げる電界が形成される
とともにキャリア液２１が効率良く分離されるため、ト
ナー粒子２２を効率良く凝集でき、安定した記録が可能
となる。

【００４２】ところで、上述した第１の実施の形態のよ
うに、常に、制御電極１４から各記録電極６に向う電界
を形成すると、トナー粒子２２の凝集効率を高めること
ができる反面、ガイドフィルム１０やインク流路４にト
ナー粒子２２が付着されて記録特性が劣化される場合も
考えられる。このため、上述した制御電圧の代りに以下
に説明する第１乃至第３実施例に係る制御電圧を制御電
極１４に印加するようにした。以下、上述した第１の実
施の形態の記録ヘッド１の制御電極１４に第１乃至第３
実施例に係る制御電圧を印加した場合についてそれぞれ
説明する。

【００４３】図５には、第１実施例に係る制御電圧の波
形を、図２で説明した記録電圧の波形とともに示してあ
る。

【００４４】これによると、全ての記録電極６にバイア
ス電圧が印加された状態で記録動作が開始される前、す
なわち吐出電圧が選択的に印加される前、および記録動
作が終了された後の非記録動作時には、制御電極１４に
対して、バイアス電圧より低い第１の制御電圧が印加さ
れる。一方、記録動作中は、制御電極１４に対して、吐
出電圧より高い第２の制御電圧が印加される。

【００４５】記録動作中に制御電極１４に第２の制御電
圧を印加すると、各記録電極６の電位より制御電極１４
の電位が高くなり、キャビティー７内に制御電極１４か
ら記録電極６に向う電界が形成される。これにより、記
録動作中には、正に帯電したトナー粒子２２は、各記録
電極６から突出したガイドフィルム１０の各突起１２の
先端方向に向けてインク２０内を泳動され、インクの吐
出位置へトナー粒子２２が効率良く凝集される。

【００４６】また、非記録動作時に制御電極１４に第１
の制御電圧を印加すると、各記録電極６の電位より制御
電極１４の電位が低くなり、キャビティー７内に各記録
電極６から制御電極１４に向う電界が形成される。この
ように制御電極１４に向う電界が形成されると、正に帯
電したトナー粒子２２は、制御電極１４の方向に向けて
泳動される。これにより、記録動作時にインク流路４や
ガイドフィルム１０に蓄積されたトナー粒子２２をキャ
ビティー７内に再分散させることができ、インク流路４
の目詰まりや記録特性の乱れを防止できる。

【００４７】図６には、この第１実施例の制御電圧を制
御電極１４に印加した場合と制御電圧を印加しない場合
で、それぞれインク滴を連続して吐出させたときの記録
ドット数に対するドット径の変化を示してある。

【００４８】これによると、制御電圧を印加していない
場合には、１０００ドット記録したあたりから急激にド
ット径が小さくなっているのに対し、制御電圧を印加し
た場合には、５０００ドット記録した時点でもドット径
が殆ど変化しておらず、安定した記録ができていること
がわかる。つまり、第１実施例の制御電圧を制御電極１
４に印加した場合であっても、トナー粒子２２を効率良
く凝集でき、高濃度で且つ高速な記録ができる。

【００４９】図７には、第２実施例に係る制御電圧の波
形を記録電圧の波形とともに示してある。

【００５０】これによると、記録電極６に記録電圧が印
加されている記録動作中、或いは記録電圧が印加されて
いない非記録動作時に拘わらず、制御電極１４に対して
パルス状の制御電圧が印加されている。この制御電圧
は、直流電圧に交流電圧を重畳して形成されている。

【００５１】また、制御電圧の実効値は記録電圧の実効
値より高く設定されており、平均すると制御電極１４か
ら記録電極６に向う電界がキャビティー７内に形成され
る。これにより、正に帯電したトナー粒子２２は、ガイ
ドフィルム１０の各突起１２の先端方向に向けてインク
２０内を泳動され、インクの吐出位置へ効率良く凝集さ
れる。尚、第２実施例の制御電圧の波形は、トナー粒子
の凝集効率を高めるため、記録電極６に印加する吐出電
圧の立ち上がりと制御電圧の各パルスの立ち上がりとを
同期させている。

【００５２】ところで、このようにパルス状の制御電圧
を印加すると、非記録動作時であっても制御電極１４か
ら記録電極６に向う電界が形成され、トナー粒子２２が
インク流路４やガイドフィルム１０に固着することが考
えられるが、ここではパルス状の制御電圧を印加してい
るため、インク２０中のトナー粒子２２が常に励振され
て常時運動を強いられており、これによりトナー粒子２
２の固着が防止されている。

【００５３】図８には、第２実施例の制御電圧を印加し
た場合と印加しない場合で、それぞれインク滴を連続し
て吐出させたときの記録ドット数に対するドット径の変
化を示してある。

【００５４】これによると、制御電圧を印加していない
場合には、１０００ドット記録したあたりから急激にド
ット径が小さくなっているのに対し、制御電圧を印加し
た場合には、２５００ドット記録した時点でもドット径
が殆ど変化しておらず、安定した記録ができていること
がわかる。つまり、第２実施例の制御電圧を印加した場
合であっても、トナー粒子２２を効率良く凝集でき、高
濃度で且つ高速な記録ができる。

【００５５】図９には、第３実施例に係る制御電圧の波
形を記録電圧の波形とともに示してある。

【００５６】これによると、記録動作中は、上述した第
１実施例と同様に、制御電極１４に対して、記録電極６
に印加される吐出電圧より高い直流電圧が印加され、非
記録動作時には、上述した第２実施例と同様に、制御電
極１４に対して、パルス状の交流電圧が印加されてい
る。

【００５７】記録動作中に直流電圧を印加すると、各記
録電極６の電位より制御電極１４の電位が高くなり、キ
ャビティー７内に制御電極１４から記録電極６に向う電
界が形成される。これにより、正に帯電したトナー粒子
２２は、各記録電極６から突出したガイドフィルム１０
の各突起１２の先端方向に向けてインク２０内を泳動さ
れ、インクの吐出位置へ効率良く凝集される。

【００５８】また、非記録動作時にパルス状の交流電圧
を印加すると、インク２０中のトナー粒子２２が常に励
振されて常時運動を強いられる。これにより、トナー粒
子２２がインク流路４やガイドフィルム１０へ固着する
ことを防止できる。

【００５９】図１０には、第３実施例の制御電圧を印加
した場合と印加しない場合で、それぞれインク滴を連続
して吐出させたときの記録ドット数に対するドット径の
変化を示してある。

【００６０】これによると、制御電圧を印加していない
場合には、１０００ドット記録したあたりから急激にド
ット径が小さくなっているのに対し、制御電圧を印加し
た場合には、２５００ドット記録した時点でもドット径
が殆ど変化しておらず、安定した記録ができていること
がわかる。つまり、第３実施例の制御電圧を印加した場
合であっても、上述した第１および第２実施例の制御電
圧を印加した場合と同様に、トナー粒子を効率良く凝集
でき、高濃度で且つ高速な記録ができる。

【００６１】次に、この発明の第２の実施の形態の記録
ヘッド３１について、図１１を参照して説明する。尚、
基本的な構成は上記第１の実施の形態と同じであるの
で、第１の実施の形態と同一の部分については同一符号
を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる部分
についてのみ説明する。

【００６２】図１１に示すように、記録ヘッド３１は、
制御電極１４の各流通孔１４ａおよび基板２の各インク
流路４を通って延びた複数の突起４２を有するガイドフ
ィルム４０を備えている。つまり、ガイドフィルム４０
の各突起４２の基端部は、キャビティー７の第２室７ｂ
内に配置されている。ガイドフィルム４０の各突起４２
には、突起４２の基端部から先端まで延びた微小幅のス
リット４１が形成されている。また、ガイドフィルム４
０の各突起４２の幅は、各インク流路４の直径と略同じ
長さに設定されている。

【００６３】以下、上記記録ヘッド３１内におけるイン
クの流れについて説明する。

【００６４】インクは、図示しない供給管を介して図示
しないインク供給タンクから所定流量で供給され、複数
のインク供給口８ａを介してキャビティー７内に流入さ
れる。キャビティー７（第１室７ａおよび第２室７ｂ）
内を満たしたインクは、基板２に形成された複数のイン
ク流路４の毛管作用、およびガイドフィルム４０の複数
の突起４２の濡れにより、各インク流路４、および各開
口４ａを介して対向電極に向う方向に上昇される。

【００６５】このとき、ガイドフィルム４０の各突起４
２の先端近くでは、各突起４２の先端のスリット４１の
幅を節とした略円錐形状のインクメニスカスがそれぞれ
形成される。つまり、スリット４１の幅によってインク
メニスカスの形状が規定され、のちに吐出されるインク
滴の径もスリット４１の幅によって決定される。

【００６６】このようにしてガイドフィルム４０の各突
起４２に沿ってインクメニスカスを形成した状態で、キ
ャビティー７内に流入されたインクの一部が、複数のイ
ンク排出口８ｂを介して記録ヘッド１から流出される。
記録ヘッド１から流出されたインクは、図示しない排出
管を介して図示しないインク回収タンクへ回収される。
このとき、インクの流出量は、各突起４２に沿って形成
されたインクメニスカスの形状が所定の形状に安定する
値に設定されている。

【００６７】図１２には、各記録電極６に選択的に印加
する記録電圧の波形、および制御電極１４に印加する制
御電圧の波形を示してある。また、図１３には、この記
録電圧および制御電圧を印加したときの記録電極６およ
び制御電極１４近傍におけるインクの挙動を示してあ
る。以下、図１２および図１３を参照して、記録動作時
における記録電極６および制御電極１４近傍のインクの
挙動、すなわちインク滴の吐出動作について説明する。

【００６８】まず、プリンタの電源がオンされると、記
録ヘッド３１の全ての記録電極６に対してバイアス電圧
が印加される。このバイアス電圧は、インク内のトナー
粒子と同じ正極性の直流電圧であり、各記録電極６に対
応した突起４２の先端付近のインクメニスカス２５の頂
点から対向電極１６に向けてトナー粒子２２が飛翔され
ることのない大きさに設定されている。同時に、制御電
極１４に対して後述する吐出電圧より高い制御電圧が印
加される。この制御電圧は、記録動作中、非記録動作時
に拘わらず常に印加される。

【００６９】このように全ての記録電極６にバイアス電
圧が印加されるとともに、制御電極１４に制御電圧が印
加されると、図１３（ａ）に示すように、各記録電極６
から対向電極１６に向う電界Ｅ１が形成されるととも
に、制御電極１４から各記録電極６に向う電界Ｅ２が形
成される。

【００７０】このとき、制御電極１４の流通孔１４ａの
中央には周囲の電位より低い電位の井戸が形成され、こ
の電位の井戸にトナー粒子２２が集められる。このよう
にして流通孔１４ａの中央付近に集められたトナー粒子
２２は、電界Ｅ２の影響によってガイドフィルム４０の
突起４２に沿って上昇され、電界Ｅ１の影響によって基
板２のインク流路４を通って突起４２の先端近くに凝集
される。このとき、突起４２に形成されたスリット４１
の作用により、トナー粒子２２がスリット４１の内側に
閉じ込められた状態でトナー粒子２２が上昇される。こ
れにより、トナー粒子２２をより確実に凝集できる。

【００７１】一方、上記のようにトナー粒子２２が凝集
された後に残ったキャリア液２１は、トナー粒子２２と
逆極性に帯電されていることから、制御電極１４の流通
孔１４ａを介してトナー粒子２２とはむしろ逆方向に流
出され、キャビティー７の第２室７ｂへと流れる。

【００７２】つまり、制御電極１４およびその流通孔１
４ａは、突起４２に形成されたスリット４１とともにイ
ンク２０内のトナー粒子２２をインクメニスカス２５の
頂点である吐出位置へ押し上げる流路を形成するととも
に、トナー粒子２２と分離されたキャリア液２１を効率
良く排出するように機能する。

【００７３】このように、各記録電極６に対応して形成
されたインクメニスカス２５の頂点にトナー粒子２２が
凝集されると、バイアス電圧より高いパルス状の吐出電
圧が、画像信号に応じて選択された記録電極６に印加さ
れる。尚、記録動作を行わない記録電極６は、バイアス
電圧に維持される。

【００７４】このように、吐出電圧が印加された記録電
極６近傍では、図１３（ｂ）に示すように、バイアス時
より更に強い電界Ｅ１’が記録電極６と対向電極１６と
の間に形成される。この電界Ｅ１’の影響により、イン
クメニスカス２５が対向電極１６方向に膨らむ。そし
て、インクメニスカス２５の頂点付近に凝集されたトナ
ー凝集物２６に作用する静電気力がインクメニスカス２
５の表面張力を打ち破ると、図１３（ｃ）に示すよう
に、トナー凝集物２６がインク滴２７として対向電極１
６方向に飛翔される。これにより、対向電極１６との間
に供給された記録紙Ｐ上にインク滴２７によるドットが
形成される。

【００７５】尚、記録電極６に吐出電圧が印加されてい
るときも制御電極１４に対して制御電圧が印加されてお
り、制御電極１４と各記録電極６との間の電界Ｅ２’の
影響により、トナー粒子２２が常にインクメニスカス２
５の頂点に向けて押し上げられている。これにより、ト
ナー粒子２２の凝集効率を高められている。

【００７６】この後、インク滴２７が飛翔された記録電
極６の電位がバイアス値に戻され、インクメニスカス２
５の形状が図１３（ａ）に示す形状に戻されて次の記録
動作に備える。

【００７７】以上のように、制御電極１４の流通孔１４
ａおよび基板２のインク流路４を通って延びたガイドフ
ィルム４０の突起４２にスリット４１を形成することに
より、トナー粒子２２をより確実に凝集でき、インク滴
２７の吐出周波数を高めることができ、より高速記録が
可能となる。

【００７８】図１４には、上記記録ヘッド３１のように
制御電極１４およびスリット４１を有するものと制御電
極１４およびスリット４１を持たないものを用意し、そ
れぞれの記録ヘッドでインク滴を連続して吐出させたと
きの記録ドット数に対するドット径の変化を示してあ
る。

【００７９】これによると、制御電極１４およびスリッ
ト４１を持たない記録ヘッドでは、各記録電極６からキ
ャビティー７に向う不所望な電界を生じるためと思われ
るトナー粒子２２の反発により、１０００ドット記録し
たあたりから急激にドット径が小さくなっている。これ
に対し、制御電極およびスリット４１を有する記録ヘッ
ドでは、１００００ドット記録した時点でもドット径が
殆ど変化しておらず、安定した記録が成されている。つ
まり、制御電極１４およびスリット４１を有する本実施
の形態の記録ヘッド３１では、トナー粒子２２を確実に
記録電極６方向に押し上げることができるため、トナー
粒子２２を効率良く凝集でき、安定した記録が可能とな
る。

【００８０】ところで、上述した第２の実施の形態のよ
うに、常に、制御電極１４から各記録電極６に向う電界
を形成すると、トナー粒子２２の凝集効率を高めること
ができる反面、ガイドフィルム４０やインク流路４にト
ナー粒子２２が付着されて記録特性が劣化される場合も
考えられる。このため、上述した制御電圧の代りに以下
に説明する第１乃至第３実施例に係る制御電圧を制御電
極１４に印加するようにした。以下、上述した第２の実
施の形態の記録ヘッド３１の制御電極１４に第１乃至第
３実施例に係る制御電圧を印加した場合についてそれぞ
れ説明する。

【００８１】図１５には、第１実施例に係る制御電圧の
波形を、図１２で説明した記録電圧の波形とともに示し
てある。

【００８２】これによると、全ての記録電極６にバイア
ス電圧が印加された状態で記録動作が開始される前、す
なわち吐出電圧が選択的に印加される前、および記録動
作が終了された後の非記録動作時には、制御電極１４に
対して、バイアス電圧より低い第１の制御電圧が印加さ
れる。一方、記録動作中は、制御電極１４に対して、吐
出電圧より高い第２の制御電圧が印加される。

【００８３】記録動作中に制御電極１４に第２の制御電
圧を印加すると、各記録電極６の電位より制御電極１４
の電位が高くなり、キャビティー７内に制御電極１４か
ら記録電極６に向う電界が形成される。これにより、記
録動作中には、正に帯電したトナー粒子２２は、各記録
電極６から突出したガイドフィルム４０の各突起４２の
先端方向に向けてインク２０内を泳動され、インクの吐
出位置へトナー粒子２２が効率良く凝集される。

【００８４】また、非記録動作時に制御電極１４に第１
の制御電圧を印加すると、各記録電極６の電位より制御
電極１４の電位が低くなり、キャビティー７内に各記録
電極６から制御電極１４に向う電界が形成される。この
ように制御電極１４に向う電界が形成されると、正に帯
電したトナー粒子２２は、制御電極１４の方向に向けて
泳動される。これにより、記録動作時にインク流路４や
ガイドフィルム４０に蓄積されたトナー粒子２２をキャ
ビティー７内に再分散させることができ、インク流路４
の目詰まりや記録特性の乱れを防止できる。

【００８５】図１６には、この第１実施例の制御電圧を
制御電極１４に印加した場合と制御電圧を印加しない場
合で、それぞれインク滴を連続して吐出させたときの記
録ドット数に対するドット径の変化を示してある。

【００８６】これによると、制御電圧を印加していない
場合には、１０００ドット記録したあたりから急激にド
ット径が小さくなっているのに対し、制御電圧を印加し
た場合には、５０００ドット記録した時点でもドット径
が殆ど変化しておらず、安定した記録ができていること
がわかる。つまり、第１実施例の制御電圧を制御電極１
４に印加した場合であっても、トナー粒子２２を効率良
く凝集でき、高濃度で且つ高速な記録ができる。

【００８７】図１７には、第２実施例に係る制御電圧の
波形を記録電圧の波形とともに示してある。

【００８８】これによると、記録電極６に記録電圧が印
加されている記録動作中、或いは記録電圧が印加されて
いない非記録動作時に拘わらず、制御電極１４に対して
パルス状の制御電圧が印加されている。この制御電圧
は、直流電圧に交流電圧を重畳して形成されている。

【００８９】また、制御電圧の実効値は記録電圧の実効
値より高く設定されており、平均すると制御電極１４か
ら記録電極６に向う電界がキャビティー７内に形成され
る。これにより、正に帯電したトナー粒子２２は、ガイ
ドフィルム４０の各突起４２の先端方向に向けてインク
２０内を泳動され、インクの吐出位置へ効率良く凝集さ
れる。尚、第２実施例の制御電圧の波形は、トナー粒子
の凝集効率を高めるため、記録電極６に印加する吐出電
圧の立ち上がりと制御電圧の各パルスの立ち上がりとを
同期させている。

【００９０】ところで、このようにパルス状の制御電圧
を印加すると、非記録動作時であっても制御電極１４か
ら記録電極６に向う電界が形成され、トナー粒子２２が
インク流路４やガイドフィルム４０に固着することが考
えられるが、ここではパルス状の制御電圧を印加してい
るため、インク２０中のトナー粒子２２が常に励振され
て常時運動を強いられており、これによりトナー粒子２
２の固着が防止されている。

【００９１】図１８には、第２実施例の制御電圧を印加
した場合と印加しない場合で、それぞれインク滴を連続
して吐出させたときの記録ドット数に対するドット径の
変化を示してある。

【００９２】これによると、制御電圧を印加していない
場合には、１０００ドット記録したあたりから急激にド
ット径が小さくなっているのに対し、制御電圧を印加し
た場合には、２５００ドット記録した時点でもドット径
が殆ど変化しておらず、安定した記録ができていること
がわかる。つまり、第２実施例の制御電圧を印加した場
合であっても、トナー粒子２２を効率良く凝集でき、高
濃度で且つ高速な記録ができる。

【００９３】図１９には、第３実施例に係る制御電圧の
波形を記録電圧の波形とともに示してある。

【００９４】これによると、記録動作中は、上述した第
１実施例と同様に、制御電極１４に対して、記録電極６
に印加される吐出電圧より高い直流電圧が印加され、非
記録動作時には、上述した第２実施例と同様に、制御電
極１４に対して、パルス状の交流電圧が印加されてい
る。

【００９５】記録動作中に直流電圧を印加すると、各記
録電極６の電位より制御電極１４の電位が高くなり、キ
ャビティー７内に制御電極１４から記録電極６に向う電
界が形成される。これにより、正に帯電したトナー粒子
２２は、各記録電極６から突出したガイドフィルム４０
の各突起４２の先端方向に向けてインク２０内を泳動さ
れ、インクの吐出位置へ効率良く凝集される。

【００９６】また、非記録動作時にパルス状の交流電圧
を印加すると、インク２０中のトナー粒子２２が常に励
振されて常時運動を強いられる。これにより、トナー粒
子２２がインク流路４やガイドフィルム４０へ固着する
ことを防止できる。

【００９７】図２０には、第３実施例の制御電圧を印加
した場合と印加しない場合で、それぞれインク滴を連続
して吐出させたときの記録ドット数に対するドット径の
変化を示してある。

【００９８】これによると、制御電圧を印加していない
場合には、１０００ドット記録したあたりから急激にド
ット径が小さくなっているのに対し、制御電圧を印加し
た場合には、２５００ドット記録した時点でもドット径
が殆ど変化しておらず、安定した記録ができていること
がわかる。つまり、第３実施例の制御電圧を印加した場
合であっても、上述した第１および第２実施例の制御電
圧を印加した場合と同様に、トナー粒子を効率良く凝集
でき、高濃度で且つ高速な記録ができる。

【００９９】尚、この発明は、上述した実施の形態に限
定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可
能である。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の画像形
成装置は、上記のような構成および作用を有しているの
で、記録液中の色剤粒子を効率良く凝集でき、高濃度且
つ高速な記録ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態に係る記録ヘッド
を示す平面図、横断面図、および縦断面図。

【図２】図１の記録ヘッドに印加される記録電圧および
制御電圧の波形を示す図。

【図３】図２の記録電圧および制御電圧を印加したとき
のインクの挙動を説明するための動作説明図。

【図４】制御電極があるときとないときのそれぞれの記
録特性を比較して示したグラフ。

【図５】記録電圧の波形とともに第１実施例に係る制御
電圧の波形を示す図。

【図６】図５の制御電圧を印加したときと印加しないと
きでの記録特性を比較して示したグラフ。

【図７】記録電圧の波形とともに第２実施例に係る制御
電圧の波形を示す図。

【図８】図７の制御電圧を印加したときと印加しないと
きでの記録特性を比較して示したグラフ。

【図９】記録電圧の波形とともに第３実施例に係る制御
電圧の波形を示す図。

【図１０】図９の制御電圧を印加したときと印加しない
ときでの記録特性を比較して示したグラフ。

【図１１】この発明の第２の実施の形態に係る記録ヘッ
ドを示す平面図、横断面図、および縦断面図。

【図１２】図１１の記録ヘッドに印加される記録電圧お
よび制御電圧の波形を示す図。

【図１３】図１２の記録電圧および制御電圧を印加した
ときのインクの挙動を説明するための動作説明図。

【図１４】制御電極があるときとないときのそれぞれの
記録特性を比較して示したグラフ。

【図１５】記録電圧の波形とともに第１実施例に係る制
御電圧の波形を示す図。

【図１６】図１５の制御電圧を印加したときと印加しな
いときでの記録特性を比較して示したグラフ。

【図１７】記録電圧の波形とともに第２実施例に係る制
御電圧の波形を示す図。

【図１８】図１７の制御電圧を印加したときと印加しな
いときでの記録特性を比較して示したグラフ。

【図１９】記録電圧の波形とともに第３実施例に係る制
御電圧の波形を示す図。

【図２０】図１９の制御電圧を印加したときと印加しな
いときでの記録特性を比較して示したグラフ。

【符号の説明】

１、３１…記録ヘッド、 ２…基板、 ２ａ…上面、 ４…インク流路、 ４ａ…開口、 ６…記録電極、 ６ａ…リード、 ７…キャビティー、 ７ａ…第１部分、 ７ｂ…第２部分、 ８…インク収容容器、 ８ａ…インク供給口、 ８ｂ…インク排出口、 １０、４０…ガイドフィルム、 １２、４２…突起、 １４…制御電極、 １４ａ…流通孔、 １６…対向電極、 ２０…インク、 ２１…キャリア液、 ２２…トナー粒子、 ２５…インクメニスカス、 ２６…トナー凝集物、 ２７…インク滴、 ４１…スリット、 Ｅ１、Ｅ１’、Ｅ２、Ｅ２’…電界、 Ｐ…記録紙。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散
   した記録液を収容した収容部と、 上記収容部に隣接した吐出位置へ該収容部内の記録液を
   供給する供給路と、 上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた
   第１電極と、 上記吐出位置近傍で記録液中の色剤粒子を凝集させるた
   めのバイアス電圧、および上記吐出位置に凝集された色
   剤粒子を上記吐出位置から該吐出位置に対向した被記録
   媒体に向けて吐出させるための吐出電圧を有する記録電
   圧を上記第１電極に印加し、上記吐出位置に供給された
   記録液中の色剤粒子を凝集して被記録媒体に向けて吐出
   させる記録手段と、 上記収容部を上記吐出位置に隣接した第１部分と上記吐
   出位置から離れた第２部分とに分割する位置に設けら
   れ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を有する
   第２電極と、 上記吐出電圧より高い制御電圧を上記第２電極に印加
   し、上記第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒子
   を上記吐出位置に向けて泳動させる制御手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散
   した記録液を収容した収容容器と、 上記収容容器の一側に隣接した吐出位置へ該収容容器内
   の記録液を供給する供給路と、 上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた
   第１電極と、 上記吐出位置近傍で記録液中の色剤粒子を凝集させるた
   めのバイアス電圧、および上記吐出位置に凝集された色
   剤粒子を上記吐出位置から該吐出位置に対向した被記録
   媒体に向けて吐出させるための吐出電圧を有する記録電
   圧を、画像信号に応じて上記第１電極に印加し、上記吐
   出位置に供給された記録液中の色剤粒子を凝集して被記
   録媒体に向けて吐出させる記録手段と、 上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分と上記
   吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に設けら
   れ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を有する
   第２電極と、 上記第１部分および供給路を通って上記第２電極から第
   １電極に向う電界を形成するための上記吐出電圧より高
   い制御電圧を上記第２電極に印加し、上記第１部分およ
   び供給路内の記録液中の色剤粒子を上記吐出位置に向け
   て泳動させるとともに、上記第１部分および供給路内の
   記録液中の絶縁性液体を上記第２電極の流路を通して上
   記第２部分へ移動させる制御手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散
   した記録液を収容した収容容器と、 上記収容容器の一側に隣接した吐出位置へ該収容容器内
   の記録液を供給する供給路と、 上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた
   第１電極と、 上記吐出位置近傍で記録液中の色剤粒子を凝集させるた
   めのバイアス電圧、および上記吐出位置に凝集された色
   剤粒子を上記吐出位置から該吐出位置に対向した被記録
   媒体に向けて吐出させるための吐出電圧を有する記録電
   圧を、画像信号に応じて上記第１電極に印加し、上記吐
   出位置に供給された記録液中の色剤粒子を凝集して被記
   録媒体に向けて吐出させる記録手段と、 上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分と上記
   吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に設けら
   れ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を有する
   第２電極と、 上記第１部分および供給路を通って上記第２電極から第
   １電極に向う第１の電界を形成するための上記吐出電圧
   より高い第１の制御電圧、および上記第１の電界と逆向
   きの第２の電界を形成するための上記バイアス電圧より
   低い第２の制御電圧を上記第２電極に印加するものであ
   って、上記記録手段による記録動作中は、上記第１の制
   御電圧を上記第２電極に印加して上記第１部分および供
   給路内の記録液中の色剤粒子を上記吐出位置に向けて泳
   動させるとともに、上記第１部分および供給路内の記録
   液中の絶縁性液体を上記第２電極の流路を通して上記第
   ２部分へ移動させ、上記記録手段による非記録動作時に
   は、上記第２の制御電圧を上記第２電極に印加して上記
   第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒子を上記吐
   出位置から離れる方向に泳動させる制御手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散
   した記録液を収容した収容容器と、 上記収容容器の一側に隣接した吐出位置へ該収容容器内
   の記録液を供給する供給路と、 上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた
   第１電極と、 上記吐出位置近傍で記録液中の色剤粒子を凝集させるた
   めのバイアス電圧、および上記吐出位置に凝集された色
   剤粒子を上記吐出位置から該吐出位置に対向した被記録
   媒体に向けて吐出させるための吐出電圧を有する記録電
   圧を、画像信号に応じて上記第１電極に印加し、上記吐
   出位置に供給された記録液中の色剤粒子を凝集して被記
   録媒体に向けて吐出させる記録手段と、 上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分と上記
   吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に設けら
   れ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を有する
   第２電極と、 上記第１部分および供給路を通って上記第２電極から第
   １電極に向う第１の電界を形成するための上記吐出電圧
   より高い第１の制御電圧、および上記第１の電界と逆向
   きの第２の電界を形成するための上記バイアス電圧より
   低い第２の制御電圧を上記第２電極に交互に印加し、上
   記第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒子を振動
   させる制御手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散
   した記録液を収容した収容容器と、 上記収容容器の一側に隣接した吐出位置へ該収容容器内
   の記録液を供給する供給路と、 上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた
   第１電極と、 上記吐出位置近傍で記録液中の色剤粒子を凝集させるた
   めのバイアス電圧、および上記吐出位置に凝集された色
   剤粒子を上記吐出位置から該吐出位置に対向した被記録
   媒体に向けて吐出させるための吐出電圧を有する記録電
   圧を、画像信号に応じて上記第１電極に印加し、上記吐
   出位置に供給された記録液中の色剤粒子を凝集して被記
   録媒体に向けて吐出させる記録手段と、 上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分と上記
   吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に設けら
   れ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を有する
   第２電極と、 上記第１部分および供給路を通って上記第２電極から第
   １電極に向う第１の電界を形成するための上記吐出電圧
   より高い第１の制御電圧、上記第１の電界と同じ向きの
   第２の電界を形成するための第２の制御電圧、および上
   記第２の電界と逆向きの第３の電界を形成するための上
   記バイアス電圧より低い第３の制御電圧を上記第２電極
   に印加するものであって、上記記録手段による記録動作
   中は、上記第１の制御電圧を上記第２電極に印加して上
   記第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒子を上記
   吐出位置に向けて泳動させるとともに、上記第１部分お
   よび供給路内の記録液中の絶縁性液体を上記第２電極の
   流路を通して上記第２部分へ移動させ、上記記録手段に
   よる非記録動作時には、上記第２の制御電圧および第３
   の制御電圧を上記第２電極に交互に印加して上記第１部
   分および供給路内の記録液中の色剤粒子を振動させる制
   御手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散
   した記録液を収容した収容部と、 上記収容部に隣接した吐出位置へ該収容部内の記録液を
   供給する供給路と、 上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた
   第１電極と、 上記収容部を上記吐出位置に隣接した第１部分と上記吐
   出位置から離れた第２部分とに分割する位置に設けら
   れ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を有する
   第２電極と、 上記第２部分から上記第２電極の流路、第１部分、供給
   路、および第１電極を通って延設され、上記第１電極よ
   り突出した先端、および上記第２部分から上記先端まで
   延びたスリットを有し、このスリットに沿ってその先端
   に向けて記録液をガイドするガイド部材と、 上記ガイド部材の先端近傍で記録液中の色剤粒子を凝集
   させるためのバイアス電圧、および上記ガイド部材の先
   端近傍に凝集された色剤粒子を上記吐出位置に対向した
   被記録媒体に向けて吐出させるための吐出電圧を有する
   記録電圧を上記第１電極に印加し、上記吐出位置に供給
   された記録液中の色剤粒子を上記ガイド部材の先端近傍
   で凝集して被記録媒体に向けて吐出させる記録手段と、 上記吐出電圧より高い制御電圧を上記第２電極に印加
   し、上記第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒子
   を上記スリットに沿って上記吐出位置に向けて泳動させ
   る制御手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散
   した記録液を収容した収容容器と、 上記収容容器の一側に隣接した吐出位置へ該収容容器内
   の記録液を供給する供給路と、 上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた
   第１電極と、 上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分と上記
   吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に設けら
   れ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を有する
   第２電極と、 上記第２部分から上記第２電極の流路、第１部分、供給
   路、および第１電極を通って延設され、上記第１電極よ
   り突出した先端、および上記第２部分から上記先端まで
   延びたスリットを有し、このスリットに沿ってその先端
   に向けて記録液をガイドするガイド部材と、 上記ガイド部材の先端近傍で記録液中の色剤粒子を凝集
   させるためのバイアス電圧、および上記ガイド部材の先
   端近傍に凝集された色剤粒子を上記吐出位置に対向した
   被記録媒体に向けて吐出させるための吐出電圧を有する
   記録電圧を、画像信号に応じて上記第１電極に印加し、
   上記吐出位置に供給された記録液中の色剤粒子を上記ガ
   イド部材の先端近傍で凝集して被記録媒体に向けて吐出
   させる記録手段と、 上記第１部分および供給路を通って上記第２電極から第
   １電極に向う電界を形成するための上記吐出電圧より高
   い制御電圧を上記第２電極に印加し、上記第１部分およ
   び供給路内の記録液中の色剤粒子を上記スリットに沿っ
   て上記吐出位置に向けて泳動させるとともに、上記第１
   部分および供給路内の記録液中の絶縁性液体を上記第２
   電極の流路を通して上記第２部分へ移動させる制御手段
   と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】 絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散
   した記録液を収容した収容容器と、 上記収容容器の一側に隣接した吐出位置へ該収容容器内
   の記録液を供給する供給路と、 上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた
   第１電極と、 上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分と上記
   吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に設けら
   れ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を有する
   第２電極と、 上記第２部分から上記第２電極の流路、第１部分、供給
   路、および第１電極を通って延設され、上記第１電極よ
   り突出した先端、および上記第２部分から上記先端まで
   延びたスリットを有し、このスリットに沿ってその先端
   に向けて記録液をガイドするガイド部材と、 上記ガイド部材の先端近傍で記録液中の色剤粒子を凝集
   させるためのバイアス電圧、および上記ガイド部材の先
   端近傍に凝集された色剤粒子を上記吐出位置に対向した
   被記録媒体に向けて吐出させるための吐出電圧を有する
   記録電圧を、画像信号に応じて上記第１電極に印加し、
   上記吐出位置に供給された記録液中の色剤粒子を上記ガ
   イド部材の先端近傍で凝集して被記録媒体に向けて吐出
   させる記録手段と、 上記第１部分および供給路を通って上記第２電極から第
   １電極に向う第１の電界を形成するための上記吐出電圧
   より高い第１の制御電圧、および上記第１の電界と逆向
   きの第２の電界を形成するための上記バイアス電圧より
   低い第２の制御電圧を上記第２電極に印加するものであ
   って、上記記録手段による記録動作中は、上記第１の制
   御電圧を上記第２電極に印加して上記第１部分および供
   給路内の記録液中の色剤粒子を上記スリットに沿って上
   記吐出位置に向けて泳動させるとともに、上記第１部分
   および供給路内の記録液中の絶縁性液体を上記第２電極
   の流路を通して上記第２部分へ移動させ、上記記録手段
   による非記録動作時には、上記第２の制御電圧を上記第
   ２電極に印加して上記第１部分および供給路内の記録液
   中の色剤粒子を上記吐出位置から離れる方向に泳動させ
   る制御手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分散
   した記録液を収容した収容容器と、 上記収容容器の一側に隣接した吐出位置へ該収容容器内
   の記録液を供給する供給路と、 上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた
   第１電極と、 上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分と上記
   吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に設けら
   れ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を有する
   第２電極と、 上記第２部分から上記第２電極の流路、第１部分、供給
   路、および第１電極を通って延設され、上記第１電極よ
   り突出した先端、および上記第２部分から上記先端まで
   延びたスリットを有し、このスリットに沿ってその先端
   に向けて記録液をガイドするガイド部材と、 上記ガイド部材の先端近傍で記録液中の色剤粒子を凝集
   させるためのバイアス電圧、および上記ガイド部材の先
   端近傍に凝集された色剤粒子を上記吐出位置に対向した
   被記録媒体に向けて吐出させるための吐出電圧を有する
   記録電圧を、画像信号に応じて上記第１電極に印加し、
   上記吐出位置に供給された記録液中の色剤粒子を上記ガ
   イド部材の先端近傍で凝集して被記録媒体に向けて吐出
   させる記録手段と、 上記第１部分および供給路を通って上記第２電極から第
   １電極に向う第１の電界を形成するための上記吐出電圧
   より高い第１の制御電圧、および上記第１の電界と逆向
   きの第２の電界を形成するための上記バイアス電圧より
   低い第２の制御電圧を上記第２電極に交互に印加し、上
   記第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒子を振動
   させる制御手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】 絶縁性液体中に帯電した色剤粒子を分
    散した記録液を収容した収容容器と、 上記収容容器の一側に隣接した吐出位置へ該収容容器内
    の記録液を供給する供給路と、 上記供給路の上記吐出位置での開口の周囲に設けられた
    第１電極と、 上記収容容器を上記吐出位置に隣接した第１部分と上記
    吐出位置から離れた第２部分とに分割する位置に設けら
    れ、上記供給路の開口と同軸に形成された流路を有する
    第２電極と、 上記第２部分から上記第２電極の流路、第１部分、供給
    路、および第１電極を通って延設され、上記第１電極よ
    り突出した先端、および上記第２部分から上記先端まで
    延びたスリットを有し、このスリットに沿ってその先端
    に向けて記録液をガイドするガイド部材と、 上記ガイド部材の先端近傍で記録液中の色剤粒子を凝集
    させるためのバイアス電圧、および上記ガイド部材の先
    端近傍に凝集された色剤粒子を上記吐出位置に対向した
    被記録媒体に向けて吐出させるための吐出電圧を有する
    記録電圧を、画像信号に応じて上記第１電極に印加し、
    上記吐出位置に供給された記録液中の色剤粒子を上記ガ
    イド部材の先端近傍で凝集して被記録媒体に向けて吐出
    させる記録手段と、 上記第１部分および供給路を通って上記第２電極から第
    １電極に向う第１の電界を形成するための上記吐出電圧
    より高い第１の制御電圧、上記第１の電界と同じ向きの
    第２の電界を形成するための第２の制御電圧、および上
    記第２の電界と逆向きの第３の電界を形成するための上
    記バイアス電圧より低い第３の制御電圧を上記第２電極
    に印加するものであって、上記記録手段による記録動作
    中は、上記第１の制御電圧を上記第２電極に印加して上
    記第１部分および供給路内の記録液中の色剤粒子を上記
    スリットに沿って上記吐出位置に向けて泳動させるとと
    もに、上記第１部分および供給路内の記録液中の絶縁性
    液体を上記第２電極の流路を通して上記第２部分へ移動
    させ、上記記録手段による非記録動作時には、上記第２
    の制御電圧および第３の制御電圧を上記第２電極に交互
    に印加して上記第１部分および供給路内の記録液中の色
    剤粒子を振動させる制御手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。