JPS5882767A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘電体インクを用いた画像記録装置に関するも
のである。

上記の画像記録装置は、高圧の記録電圧を必要とする静
電噴射型インクジェット記録方式に対し、記録電圧が低
電圧で済み、簡易構成な画像記録装置として提案されて
いる。

以下、第１図を用いて簡単に説明する。第１図は上記画
像記録装置の概略構成図である。第１図において、（ｌ
）は誘電体インク（以下、インクと呼ぶ）　、（２）は
絶縁体のノズル（インク供給孔）、（２ａＸ２ｂ）はノ
ズル壁、（３）はインク溜、（４）はインク溜（３）の
インク液面、（５ａ）（５ｂ）はノズル壁（２ｇ）（２
ｂ）の内側に略平行に設けられた平行平板電極対（以下
電極対と呼ぶ）、（６）は電極対（５ａ）（５ｂ）間に
電圧を印加する電源、（７）は電極対（ｓａ）（５ｂ）
間への電圧印加を制御するスイッチ、（８）はノズル（
２）の先端に近接させた記録紙、（９）は記録紙の走行
ガイドである。電極（ｓａ）（５ｂ）はその先端がノズ
ル（２）の先端とほぼ同位置に配置してあり、ノズル（
２）はインク溜（３）とつながっている。

第２図は記録部先端の形状を示す。図の様に、複数個の
ノズル（２）が配列された構造で、それぞれのノズル（
２）内に電極対（６ｍ）（６ｂ）が配されている。

記録に際しての動作は以下の如（である。非記録時は、
ノズル（２）内のインク（１）の液面高さを電極対（５
ａ）（５ｂ）間の先端から下方の所定位置（（ロ）の位
置）に保持する。この位置は液面一定の制御を行なって
いるインク溜（３）の液面（４）からＨｌの高さであり
、ノズル（ｚ）の毛細管吸引力で定まる。この時、電極
対（６ａ）（５ｂ）間には電圧は印加しない。

記録時には、スイッチ（７）を図中破線の状態のオンに
して電極対（５ｍ）（６ｂ）間に電圧を印加する。

すると電極対（５ｍ）（５ｂ）間の空間全てに誘電体で
あるインク（１）を満たした方が電極対（５ｉ）（５ｂ
）間の静電エネルギーが大きいので、インク（１）は静
電エネルギーの増加する方向にクーロン力を受け、図で
はインク（１）に対して上方向に移動する力が働く。

電圧を十分に加えることによってインク（１）の自重な
どの抵抗に打勝ってインク（１）は上方向に移動し、電
極対（５ａ）（５ｂ）間の空間全て満たす。

更に電極対（５ａ）（５ｂ）の先端では、電極（５ａ）
（６ｂ）の先端の稜のエツジ効果によって先端かられず
かに上方にも電界を形成するので、電極対（５ｉ＋）（
６ｂ）の先端、すなわちノズル（２）の先端かられずか
に盛上った位置（第１図のＨｌで示す（２）の位置）ま
でインク（１）が引上げられる。この時のインク（１）
の盛上りに付着する位置に記録紙傷）が来るように配置
されているので、インク（１）が記録紙０）に付着して
画素を形成し記録が行なれている。

記録幅全体の画像記録は、記録位置に対応するノズル内
の電極対に画信号に対応して選択的に電圧を印加して行
なう。、 また、複数個のノズルを配列する代りに、更に簡易構成
なものとしてスリット内に複数個の電極対を所定の間隔
で配列する構成も提案されている。

この記録の方法は、前述したノズル式と同じである。

しかし上記で説明した誘電体インクを用いたノズル式や
スリット式の画像記録装置には以下の様な欠点を有して
いる。

ノズル式では、非記録時のインク（１）の液面位置をノ
ズルの毛細管吸引力で定めているため、電極対間の電圧
印加を解除して、記録状態から非記録状部に移る時のイ
ンク（１）液面の移動速度（第、１図のＨ２からＨｌに
移る速度）が遅（、画像上で尾引き等のノイズが発生し
易い。

また、スリット式では、前述したノズル式と同じ欠点に
加えて、隣接する電極対の間にノズル式の様な仕切りが
なく、インク（１）がつながっているので、記録する電
極対の隣に位置する記録しない電極対のインク（１）液
面が引上げられて記録する電極対先端のインクの盛上り
が必要以上に太きくなり、画素が大きくなって画像の解
像度が低下し易い。

また２対の記録する電極対の間の記録しない電極対間の
インク液面が、インク（１）の表面張力のため所定位置
から上に引上げられて、画像上でノイズになり易い。

本発明は以上の欠点を解決するものであり、それぞれの
電極対をインク供給方向に対して２段の電極対で構成し
、これらに互いに独立に電圧を印加するようにし、これ
によりインクの応答性が良く、かつ前述し【様なノイズ
の少ない高品質画像形成が可能な画像記録装置を提供す
るものである。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明の一実施例である画像記録装置の概略構
成図、第４図は同装置の記録部先端の拡大斜視図、第６
図は記録電圧印加方法の説明図、第６図は記録部先端内
部の動作説明図である。本実施例の画像記録装置は、基
本的にはスリット内に複数の電極対を配設した構成であ
り、概略構成の殆んどは、第１図で説明した画像記録装
置と同じであり、これらの詳細説明は省略する。

第８図において、（１）は誘電体インク、（２）は絶縁
体のスリット（インク供給孔）　、　（２ａ）（２ｂ）
はスリット壁、（３）はインク溜、（４）は常に所定の
位置に制御されインク溜（３）の液面、　（５ａ）（５
ｂ）はスリット壁（２ａ＋）（ｊｂ）の内側でその先端
はスリット（２）の先端とほぼ同位置に略平行に配置さ
れた平行平板電極対、（１０ａＸ１０ｂ）はスリット壁
（２ａ）（２ｂ）の内側で電極（５ａ）（５ｂ）よりも
スリット（２）の奥側に略平行゛に設けられた平行平板
電極対、（６ｍ）（６ｂ）は電極対（５ａＸ５ｂ）及び
（１０ｍ）（１０ｂ）のそれぞれの間に電圧を印加する
ための電源、（７ａ）（Ｗｂ）は電極対（５ａＸ５ｂ）
及び（１０ａ）（Ｓｏｂ）のそｉぞれの間への電圧印加
を制御するスイッチ、（８）はスリット（２）の先端に
近接せしめた記録紙、（９）は記録紙の走行ガイドであ
る。電極対（５ａ）（５ｂ）と電極対（１０ａＸ１０ｂ
）とは、その間を絶縁体例えばスリットＩＩ（２ａ）（
！！ｂ）の一部で満たしてあり、互いに電気的に独立に
しである。

次に第４図、第６図にて電極対の説明を行なう。

電極対は具体的には第４図の様な構成であり、電源（６
）、スイッチ（７）との関連も含めて模式的に示すと第
６図の様になる。すなわち、記録幅全体で最低必要な１
ライン当りの画素数をｎ個とすると、電極（５ａ）はｎ
個所定の間隔で配列されており、電極（５ｂ）　＊　（
１０ａ）及び（１０ｂ）は少なくとも電極（５ａ）のｎ
個に対置される１枚で構成されている。従って、スイッ
チ（７ａ）の数はｎ個の電極（６ａｔ）（Ｂａｎ）に対
応して（７ａＸ）〜（７ａｎ）のｎ個である。

次に、第８図〜第６図を用いて動作を説明する。

説明を簡単にするために最初に１列の電極対について説
明する。第８図はスリット（２）の任意の電極対の部分
での断面を示している。

記録操作を行なわない時のインク（１）の液面高さは、
インク溜（３）の液面（４）を制御して電極対（１０ｍ
）（１ｏｂ）間の位置に保持しておく。この位置はスリ
ット（２）の毛細管吸引力でインク（１）が上昇する高
さである。記録操作を行なう時は、インク（１）の液面
高さを非記録時にはＨｌに、記録時にはａＳに保持する
。これらは、記録操作時の間（記録時、非記録時を問わ
ず）は、電極対（ｌｅａ）（１０ｂ）間に記録電圧に相
等する電圧を印加し、記録時のみ電極対（６ａ）（６ｂ
）間に記録電圧を印加することによってできる。

つまり、記録操作中は、インク（１）は電極対（１０ｍ
）（１０ｂ）間に静電的に保持され、前述した従来の画
像記録装置で説明したように電極対（１０ｍ）（１０ｂ
）の先端の稜のエツジ効果で電極対（１１ｍ）（１０ｂ
）の先端かられずかに上方にも電界が形成されるため、
インク（１）の液面は電極対（１０ｓ＋）（１０ｂ）の
先端かられずかに盛上った位置に保持される。この位置
がＨ，である。一方、記録時は、電極対（５ｍ）（５ｂ
）間にも記録電圧による電界が形成されるので、インク
（１）は上昇して電極対（５ａ）（５ｂ）間に保持され
る。そして、インク（１）の液面は電極対（５ａＸ５ｂ
）の先端かられずかに盛上った位置に保持される。この
位−がＨｚである。この時インク（１）先端−記録紙（
６）に付着して画素が形成される。この理由は前述した
通りである。

記録終了後は、電極対（５ａ）（ｓｂ）間への電圧印加
をスイッチ（７ａ）によって停止するので、インクの液
面位置はＨｌの位置にもどる。

記録幅全体にわたる記録は以下の様にして行なう。第６
図において、記録操作時に、画信号に対応させてスイッ
チ（７ａｘ）〜（〒ｉｎ）をオンさせて行なう。

第６図は記録時のスリット（２）内の様子を示し、記録
時のスリット（２）の先端の中央断面を第４図の矢印方
向から見たところである。第６図において、記録位置の
電極（５ａｓ）（５ａ、）の位置でインク（１）が■２
まで上昇しており、他の非記録位置ではインク（１）が
Ｈｌの位置に下っている様子を示している。

ここで、電極対（５ｍ　）（５ｂ）間に印加する電圧を
Ｖ。

電極対（ｘｏａ）（ｔａｂ）間に印加する電圧をＶとす
る時Ｖ≧Ｖ の関係にしである。これは、ｖ＜ｖであると電極対（１
０り（１０ｂ）間の電界が電極対（５ｉＸ５ｂ）間の電
界より強くなり、記録時にインク（１）の液面がＨ，か
ら上昇しなくなるからである。Ｖの最適値はｖ＝Ｖであ
る。この条件の時電極対（１０ａ）（１０ｂ）間のイン
ク（１）の保持力が最も強（なる。

上記で説明したように、非記録時のインク（１）の液面
を静電的に保持するので、従来の装置の様に単にスリッ
トの毛細管吸引力で定めるよ口もインク（１）の液面保
持力が強くなる。よって、記録状態から非記録状態に移
った時、インク（１）液面の移動速度（第８図のＨｌか
らＨｌに移る速度）が従来の装置に比べて高速となり、
画像上での尾引き等のノイズ発生が少なくなる。

また記録すべき電極対の隣の記録しない電極対間のイン
ク（１）液面が引上げられて、記録する電極対先端のイ
ンク（１）の盛ゆ上りが必要以上に大きくなり、これに
よって画素が大きくなって画像の解像度が低下するとい
った欠点もなくなる。

更に、記録する電極対２対の間の記録しない電極対間の
インク液面が、インク（１）の表面張力で引上げられて
記録紙に付着し、画像上でノイズになるといった不都合
も解決できる。

なお、実施例としてスリット式の画像記録装置を示した
が、ノズル式に応用しても前述した効果のうち尾引きノ
イズ等の問題が少なる効果は同様に得られる。

また、実施例ではスリットが上方向を向いている場合を
示したが、スリットを傾斜させても差支かえなく、イン
ク液面を電界で保持するので、保持力が強（スリットを
ほぼ水平にしても問題ない。

以上説明した様に、本発明によれば、ヘッド部材の誘電
体インク供給孔開口部から奥側に順に互いに電気的に独
立な第１及び第２の電極対を設けて、非記録時には第２
の電極対に電圧印加して第１及び第２の電極対の境付近
に誘電体インクの液面位置を保持するようにしたので、
従来の装置に比べて総合的にＳ／Ｎの良い高品質な画像
記録が行なえる画像記録装置を得るに至った。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像記録装置の概略構成図、第２図は同装置の
記録部先端の拡大斜視図、第８図は第１図及び第２図を
改良した本発明の一実施例である画像記録装置の概略構
成図、第４図は同装置の記録部先端の拡大斜視図、第６
図は記録電圧印加方法の説明図、第６図は記録時の記録
部先端内部の動作説明図である。 （１）・・・誘電体インク、（２）・・・スリットまた
はノズル、（５ｍ）（５ｂ）−第１の電極対、（６ａ）
（６ｂ）・・・電源、（丁ａ）（７ｂ）−・・スイッチ
、（８）　・・・記録紙、（ｔｅａ）（ｌｏｂ）−・・
第２の電極対 代理人　森本義弘 第１図 ヂ 第２図 第５図 デ 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁体のヘッド部材の誘電体インク供給孔開口部か
   ら奥側の供給孔内部に、先端を前記ヘッド部材の供給孔
   開口部に位置させて所定距離の間で対置される少な（と
   も２枚の電極から成る電極対を設け、前記ヘッド部材の
   供給孔内に満たした誘電体インクの液面位置を前記電極
   対への電圧印加の有無または程度で制御し、記録時に誘
   電体インクを、前記ヘッド部材に近接または接触せしめ
   た記録紙に付着させる画像記録装置において、前記電極
   対を、前記ヘッド部材の供給孔開口側から順に互いに電
   気的に独立な第１及び第２の電極対で構成し、誘電体イ
   ンクの液面位置を非記録時には前記第２の電極対に電圧
   印加することにより第１及び第２の電極対の境付近に、
   記録時には前記第１及び第２の電極対に共に電圧印加す
   ることにより前記ヘッド部材の供給孔開口部付近にそれ
   ぞれ保持する様にしたことを特徴とする画像記録装置。 １　第１及び第２の電極対に印加する電圧をそれぞれ■
   及びＶとした時、Ｖ≧Ｖなる関係にした事を特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の画像記録装置。