(57)【要約】  【課題】高速で連続的にインク液滴を吐出させても、所望サイズのドットを安定して記録媒体に形成できるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供する。  【解決手段】インクを吐出させるための吐出電圧が印加される吐出電極１８をヘッド基板１２に形成する。これにより、吐出口基板１６の厚みを薄くすることが可能となり、吐出口２８の長さを短くすることが可能となる。吐出口２８を形成する吐出口基板１６の内壁とインクとの接触面が減少して摩擦が低くなり、吐出口２８からのインク液滴の吐出性が向上する。また、バイアス電圧により吐出電極１８から発生する図中上向きの電界により、主流路３０内の帯電した色材粒子は吐出口２８に移動し、吐出口２８に所望量の色材粒子が濃縮する。高速で連続的に液滴を吐出させても安定して所望サイズのドットを記録媒体に形成できる。【選択図】図１
2005161547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電力を利用してインクをインク液滴として吐出し、記録媒体に向けて飛翔させるインクジェットヘッドであって、
前記インク液滴が吐出される吐出口が開口された吐出口基板と、
前記吐出口基板と所定の間隔を離して配置されるヘッド基板と、
前記ヘッド基板の前記吐出口と対向する位置に設けられ、前記インクを吐出させるための吐出電圧が印加される吐出電極とを備えるインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記吐出電極は、前記ヘッド基板の、前記吐出口基板と対向する側の面上に形成されている請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記吐出電極は、前記ヘッド基板の内部に形成されている請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記吐出電極は、第１吐出電極と第２吐出電極とから構成され、第１吐出電極及び第２吐出電極は、ほぼ同軸で、かつ、所定間隔離間して配置される請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記吐出電極がリング状の形状を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記ヘッド基板は、前記吐出口と対向する位置の近傍に、前記インクを前記吐出口に誘導するためのインク誘導堰を備え、前記インク誘導堰に前記吐出電極が形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記インク誘導堰は傾斜面を有し、当該傾斜面にリング状の吐出電極が形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記吐出口基板の、前記ヘッド基板と対向する側の面に、前記吐出口と接続するインク誘導溝が形成されている請求項１〜７のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記インク誘導溝は、その溝深さが前記吐出口に向かって深くなる形状を有する請求項８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記ヘッド基板の、前記吐出口基板の前記吐出口と対向する位置に設けられ、先端が前記吐出口を貫通するインクガイドを備え、
前記吐出電極は、前記インクガイドと前記ヘッド基板との接続部分の周囲を囲むように形成される請求項１〜９のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記吐出電極の内径と、前記吐出電極から前記インクガイドの先端までの距離との比が、１：０．５〜１：２の範囲内にある請求項１０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
更に、前記吐出電極から発生する電界を遮蔽するためのガード電極を備え、前記ガード電極は、前記吐出電極よりも前記記録媒体に近い位置に形成される請求項１〜１１のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１３】
前記ガード電極は、前記吐出基板の内部に形成される請求項１２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１４】
更に、前記吐出電極に吐出電圧を印加するための電源を備え、
前記吐出電極から前記電源に接続される配線が、前記ヘッド基板の、前記吐出口基板と対向する側の面と反対側の面に形成されている請求項１〜１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出して記録媒体に向けて飛翔させるインクジェットヘッド、及び、このインクジェットヘッドを用いて画像データに対応した画像を記録媒体上に記録するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、インクを吐出口から吐出し、画像データに対応した画像を記録媒体上に記録するものである。インクジェット記録装置としては、インクの吐出制御手段の違いに応じて、静電式、サーマル式、ピエゾ式等のものが知られている。
【０００３】
以下、静電式インクジェット記録装置を例に挙げて説明する。静電式インクジェット記録装置は、帯電した色材粒子（着色荷電粒子）を含むインクを用い、画像データに応じて、インクジェットヘッドの各々の吐出部に所定の電圧を印加することにより、静電力を利用してインクの吐出を制御し、画像データに対応した画像を記録媒体上に記録する。この静電式インクジェット記録装置としては、例えば特許文献１に開示のインクジェット記録装置が知られている。
【０００４】
図１２は、特許文献１に開示の静電式インクジェット記録装置のインクジェットヘッドの一例の構成概略図である。同図に示すインクジェットヘッド８０は、特許文献１に開示のインクジェットヘッドの１つの吐出部のみを概念的に表したものであり、ヘッド基板８２と、インクガイド８４と、絶縁性基板８６と、制御電極８８と、対向電極９０と、ＤＣバイアス電圧源９２と、パルス電圧源９４とを備えている。
【０００５】
ここで、インクガイド８４はヘッド基板８２の上に配置されており、絶縁性基板８６には、インクガイド８４の配置に対応する位置に貫通孔（吐出口）９６が開孔されている。インクガイド８４は、この貫通孔９６を通過し、その凸状の先端部分８４ａが絶縁性基板８６の記録媒体Ｐ側の表面よりも上部に突出している。また、ヘッド基板８２と絶縁性基板８６とは所定の間隔を離して配置されており、両者の間にはインクＱの流路９８が形成されている。
【０００６】
制御電極８８は、各々の吐出部毎に、絶縁性基板８６の記録媒体Ｐ側の面の表面に、貫通孔９６の周囲を取り囲むようにリング状に設けられている。また、制御電極８８は、画像デ−タに応じてパルス電圧を発生するパルス電圧源９４に接続され、このパルス電圧源９４は、ＤＣバイアス電圧源９２を介して接地されている。
【０００７】
また、対向電極９０は、インクガイド８４の先端部分８４ａに対向する位置に配置され、接地されている。記録媒体Ｐは、対向電極９０のインクガイド８４側の面の表面に配置されている。すなわち、対向電極９０は、記録媒体Ｐを支持するプラテンとして機能する。
【０００８】
記録時には、図示していないインクの循環機構により、制御電極８８に印加される電圧と同極性に帯電した色材粒子を含むインクＱが、インク流路９８内を図中右側から左側へ向かって循環される。また、ＤＣバイアス電圧源９２によって、例えば１．５ｋＶの高電圧が制御電極８８に常時印加される。この時、インク流路９８内のインクＱの一部は、毛細管現象などによって絶縁性基板８６の貫通孔９６を通り、インクガイド８４の先端部分８４ａに濃縮される。
【０００９】
バイアス電圧源９２によって１．５ｋＶにバイアスされた制御電極８８に対し、パルス電圧源９４から、例えば０Ｖのパルス電圧が印加されると、制御電極８８には両電圧が重畳された１．５ｋＶが印加される。この状態では、インクガイド８４の先端部分８４ａ近傍の電界強度は比較的低く、インクガイド８４の先端部分８４ａに濃縮された色材粒子を含むインクＱはインクガイド８４の先端部分８４ａからは飛び出さない。
【００１０】
一方、１．５ｋＶにバイアスされた制御電極８８に対し、信号電圧源９４から、例えば５００Ｖのパルス電圧が印加されると、制御電極８８には両電圧が重畳された２ｋＶが印加される。その結果、インクガイド８４の先端部分８４ａに濃縮された色材粒子を含むインクＱは、静電力によってその先端部分８４ａからインク液滴Ｒとして飛び出し、接地された対向電極９０に引っ張られて記録媒体Ｐ上に付着し、色材粒子のドットが形成される。
【００１１】
こうして、インクジェットヘッド８０と対向電極９０上に支持された記録媒体Ｐとを相対的に移動させながら色材粒子のドットによって記録を行うことにより、記録媒体Ｐに、画像データに対応する画像が記録される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、静電式インクジェットヘッドでは、複数の吐出部をマトリクス状に配置してマルチチャンネルヘッドを構成した場合、各々の吐出部の制御電極（吐出電極）への信号配線の接続が次第に困難になる。このため、チャンネル数が多い場合には絶縁性基板を多層配線構造化して、吐出電極への信号配線を接続することが考えられる。従って、今後チャンネル数の増加とともに、絶縁性基板の厚さは次第に厚くなる傾向にある。
【００１３】
ところが、絶縁性基板が厚くなると、貫通孔（吐出口）の開口径に比べてその長さが長くなるため、インクと貫通孔の内壁との間の抵抗が大きくなって、貫通孔からインクが吐出されにくくなる。また、絶縁性基板が厚くなると、インク流の速度によってはインクが貫通孔の中で滞留してしまうことがあり、これにより、インクガイド先端部分にインクが供給されにくくなる。その結果、吐出周波数に対する応答性が悪くなり、描画周波数を上げるに従って次第にドット径が小さくなるという問題があった。
【００１４】
また、描画周波数を上げた場合には、次のような問題も発生する。インクジェットヘッドを駆動して記録媒体に画像を記録する場合、吐出電極には、記録画像に応じて、図１３に示すタイミングで描画信号電圧が印加される。吐出電極には、上述したように一定のバイアス電圧が印加されているため、図１３に示すタイミングチャートにおいて、吐出電極に駆動電圧を印加しないとき（図中ＯＦＦの状態）は、吐出電極のバイアス電圧による静電気力により吐出口にインク中の色材粒子が補充される。一方、吐出電極に駆動電圧を印加したとき（図中ＯＮの状態）は、色材粒子が十分に濃縮されたインクが吐出口からインク液滴として吐出する。高速に描画するためには、吐出電極に印加する駆動電圧のパルス幅を短くする必要があるが、それに伴って、吐出口にインク粒子が供給される時間も短くなる。その結果、吐出口へのインク粒子の供給が不十分となって、ドット径が小さくなり、安定にドット径を形成することができなくなる。
【００１５】
なお、静電式に限らず、絶縁性基板が厚くなった場合、すなわち貫通孔の長さが長くなった場合には、各種方式のインクジェットヘッドを用いるインクジェット記録装置においても同様の問題が発生する。
【特許文献１】特開平１０−１３８４９３号公報
【００１６】
本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、吐出口へのインクの供給性を向上させ、高速で連続的にインク液滴を吐出させても、所望のサイズのドットを安定して記録媒体に形成することができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、静電力を利用してインクをインク液滴として吐出し、記録媒体に向けて飛翔させるインクジェットヘッドであって、前記インク液滴が吐出される吐出口が開口された吐出口基板と、前記吐出口基板と所定の間隔を離して配置されるヘッド基板と、前記ヘッド基板の前記吐出口と対向する位置に設けられ、前記インクを吐出させるための吐出電圧が印加される吐出電極とを備えるインクジェットヘッドを提供する。
【００１８】
本発明のインクジェットヘッドは、前記吐出電極が、前記ヘッド基板の、前記吐出口基板と対向する側の面上、又は、前記ヘッド基板の内部に形成されていることが好ましい。
【００１９】
また、本発明において、前記吐出電極は、第１吐出電極と第２吐出電極とから構成され、第１吐出電極及び第２吐出電極は、ほぼ同軸で、かつ、所定間隔離間して配置されることが好ましい。
【００２０】
また、本発明のインクジェットヘッドにおいて、前記吐出電極はリング状の形状を有することが好ましい。
【００２１】
また、前記ヘッド基板は、前記吐出口と対向する位置の近傍に、前記インクを前記吐出口に誘導するためのインク誘導堰を備え、前記インク誘導堰に前記吐出電極が形成されていることが好ましい。
【００２２】
本発明のインクジェットヘッドにおいて、前記インク誘導堰は傾斜面を有し、当該傾斜面にリング状の吐出電極が形成されていることが好ましい。
【００２３】
また、本発明のインクジェットヘッドは、前記吐出口基板の、前記ヘッド基板と対向する側の面に、前記吐出口と接続するインク誘導溝が形成されていることが好ましく、前記インク誘導溝は、その溝深さが前記吐出口に向かって深くなる形状を有することが好ましい。
【００２４】
本発明のインクジェットヘッドは、前記ヘッド基板の、前記吐出口基板の前記吐出口と対向する位置に設けられ、先端が前記吐出口を貫通するインクガイドを備え、前記吐出電極は、前記インクガイドと前記ヘッド基板との接続部分の周囲を囲むように形成されることが好ましい。
【００２５】
本発明のインクジェットヘッドは、前記吐出電極の内径と、前記吐出電極から前記インクガイドの先端までの距離との比が、１：０．５〜１：２の範囲内にあることが好ましい。
【００２６】
本発明のインクジェットヘッドは、更に、前記吐出電極から発生する電界を遮蔽するためのガード電極を備え、前記ガード電極は、前記吐出電極よりも前記記録媒体に近い位置に形成されることが好ましく、前記ガード電極は、前記吐出基板の内部に形成されることが好ましい。
【００２７】
本発明のインクジェットヘッドは、更に、前記吐出電極に吐出電圧を印加するための電源を備え、前記吐出電極から前記電源に接続される配線が、前記ヘッド基板の、前記吐出口基板と対向する側の面と反対側の面に形成されていることが好ましい。
【００２８】
上記課題を解決するために、本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様に従うインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のインクジェットヘッドは、吐出口基板ではなく、ヘッド基板に吐出電極を備えているので、吐出口基板を従来よりも薄くすることが可能となり、吐出口の長さを従来よりも短くすることができる。このため、インクと吐出口の内壁との間の抵抗も低減され、吐出口から速やかにインクを吐出することが可能となる。更には、インク流の速度によって、インクが貫通孔の中で滞留することも防止される。また、吐出電極をヘッド基板に設けているため、ヘッド基板と吐出口基板とによって画成される流路内のインクに、吐出電極にバイアス電圧を印加しておくことにより発生する、吐出電極から吐出口に向かう電界が作用し、インク中の色材粒子が速やかに吐出口に濃縮される。従って、画像記録時の吐出周波数の応答性が改善され、高速で連続的にドットを描画してもドット径が小さくなることを抑制することができるため、安定して所望のサイズのドットを描画することができる。
【００３０】
また、吐出電極をヘッド基板に設けたことにより、吐出電極に接続される信号配線をヘッド基板の裏面（吐出口基板と対向する面と反対の面）に形成することが可能となる。このため、複数の吐出部をマトリクス状に配置してマルチチャンネルヘッドを構成する場合には、各々の吐出部の吐出電極に接続される信号配線をヘッド基板の裏面に多層構造で形成すればよく、吐出口基板を薄くしたまま、マルチチャンネルヘッドを実現することができる。
【００３１】
また、本発明のインクジェットヘッドは、インク誘導堰またはインク誘導溝を備えることができるので、ヘッド基板と吐出基板とによって形成される流路内のインクは、インク誘導堰またはインク誘導溝に沿って吐出口に速やかに誘導され、吐出口へのインクの供給性を一層向上させることができる。
【００３２】
本発明のインクジェット記録装置は、本発明のインクジェットヘッドを備えるので、所望のサイズのドットを記録媒体に高速に且つ安定して形成することができ、高画質な画像を高速に描画することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明のインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置について、添付の図面に示される好適な態様を基に、詳細に説明する。
【００３４】
図１に、本発明のインクジェットヘッドの一例の概略構成を示す模式的断面図を、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に、図１のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線矢視図を、それぞれ示す。
同図に示す静電式のインクジェットヘッド１０は、ヘッド基板１２と、インクガイド１４と、吐出口２８を有する吐出口基板１６とを有する。ヘッド基板１２の下面（吐出口基板１６と対面する面と反対の面）には、外部からの電界ノイズを遮蔽するためのシールド板２２が配置されている。吐出口基板１６は、絶縁基板３２と、ガード電極２０と、絶縁層３４とを有し、絶縁基板３２のヘッド基板１２と対面する側と反対面上にガード電極２０と絶縁層３４とが順に積層されている。
ヘッド基板１２と吐出口基板１６とは、対面した状態で所定間隔離間して配置される。ヘッド基板１２と吐出口基板１６とによって、各吐出口２８にインクを供給するインクの主流路３０が画成され、主流路３０と吐出口２８（その吐出側の開口端まで）とによってインク流路が形成される。
【００３５】
また、インクジェットヘッド１０の吐出部に対向する位置には、記録媒体Ｐを支持する対向電極２４と、記録媒体Ｐの帯電ユニット２６とが配置される。
【００３６】
このようなインクジェットヘッド１０は、顔料等の色材成分を含み、かつ、電荷を有する微粒子（以下、色材粒子とする）を、絶縁性の液体（キャリア液）に分散してなるインクＱを静電力により吐出させるものであり、画像データに応じて吐出電極１８に印加する駆動電圧をｏｎ／ｏｆｆ（吐出ｏｎ／ｏｆｆ）することにより、画像データに応じてインク液滴を変調して吐出し、記録媒体Ｐ上に画像を記録する。
【００３７】
インクジェットヘッド１０は、図２に示すように、より高密度な画像記録を行うために、各吐出部（ノズル（吐出口２８））が二次元的に配列されたマルチチャンネル構造を有するものであるが、図１においては、構成を明瞭に示すため、１つの吐出部のみを示す。
なお、本発明のインクジェットヘッド１０において、吐出電極の個数や物理的な配置等は自由に選択することができる。例えば、図示例のようなマルチチャンネル構造のみならず、吐出部の列を１列のみ有するものであってもよい。また、記録媒体Ｐの全域に対応する吐出部の列を有するいわゆる（フル）ラインヘッドでもよく、あるいは、ノズル列の方向と直交する方向に走査されるいわゆるシリアルヘッド（シャトルタイプ）であってもよい。また、本発明のインクジェットヘッドは、モノクロおよびカラーのどちらの記録装置にも対応可能である。
【００３８】
図示例のインクジェットヘッド１０において、インクガイド１４は、突状先端部分１４ａを有する所定厚みのセラミック製平板からなり、各吐出部毎にヘッド基板１２の上に配置されている。
後述する吐出口基板１６には、インク液滴Ｒを吐出するための吐出口２８が貫通して形成されている。前記インクガイド１４は、各吐出口２８（吐出部）に対応して配置されており、吐出口２８を通過し、その先端部分１４ａが吐出口基板１６の記録媒体Ｐ側の表面（絶縁層３４の図中上側の表面（以下、便宜的に、こちら側を上、他方を下とする））よりも上部に突出している。なお、インクガイド１４の中央部分には、図中上下方向に毛細管現象によってインクＱを先端部分１４ａに集めるインク案内溝となる切り欠きを形成しても良い。
【００３９】
図示例において、インクガイド１４の先端部分１４ａの側は、対向電極２４側へ向かうに従って次第に細く略三角形（ないしは台形）に成形されている。なお、インクガイド１４の形状は、インクＱ、特に、インクＱ内の帯電微粒子成分を吐出口基板１６の吐出口２８を通って先端部分１４ａに濃縮させることができれば、特に、制限的ではなく、例えば、先端部分１４ａは、突状でなくても良いなど適宜変更してもよいし、従来公知の形状とすることができる。
ここで、インクガイド１４の最先端部は、金属が蒸着されていることが好ましく、最先端部に金属を蒸着することにより、インクガイド１４の先端部分１４ａの誘電率が実質的に大きくなり、強電界を生じさせ易くなり、インクの吐出性を向上できる。
【００４０】
ヘッド基板１２の吐出口基板１６と対向する側と反対側の面（底面）には、好ましい態様として、外部からの電解ノイズを遮蔽するためのシールド板２２が配置される。このシールド板２２は、接地された導電性平板であり、吐出部の電界形成への悪影響を排除し、安定な描画性能を維持することができる。
【００４１】
前述のように、ヘッド基板１２と吐出口基板１６とは、所定間隔離間して配置されており、両者の間隙によって、主流路３０が形成されている。主流路３０は、吐出口２８（インクガイド１４）にインクＱを供給するためのインクリザーバ（インク室）として機能する。
なお、インクＱは、画像記録時には、図示されていないインク循環機構によって、所定方向、図示例では主流路３０内を図中右から左へ向かって所定の速度（例えば、２００ｍｍ／ｓのインク流）で循環される。
【００４２】
吐出口基板１６は、絶縁基板３２の上面（ヘッド基板１２と対向する側と反対面）に、ガード電極２０と絶縁層３４を積層して構成される。吐出口基板１６には、インク液滴Ｒを吐出するための吐出口２８が絶縁基板３２を貫通して形成されている。吐出口基板１６の各吐出口２８には、先端を上方に突出してインクガイド１４が挿通している。このような構造を有する吐出口基板１６は、例えば、絶縁性の材料から成る絶縁基板３２の上面にガード電極２０を形成し、次いで、ガード電極２０の上面及び絶縁基板３２の上面の一部を覆うように絶縁層３４を形成することによって作製することができる。
図１に示す本発明のインクジェットヘッドは、吐出電極１８が主流路３０に露出し、インクＱと接液する構造を有しているので、インク液滴の吐出性を大幅に向上させている。この点については、後に、吐出の作用と共に詳述する。
【００４３】
図１に示すように、本発明のインクジェットヘッド１０のヘッド基板１２には、吐出電極１８が形成されている。吐出電極１８は、ヘッド基板１２の上面（吐出口基板１６と対向する側の面）に、インクガイド１４とヘッド基板１２との接続部分の周囲を囲むようなリング状の円形電極として配置されている。吐出電極１８と、インクガイド１４と、吐出口２８は、それらが略同軸になるように位置付けられている。ここでは、吐出電極１８を、ヘッド基板１２の表面上に形成して、主流路３０に露出するように構成したが、これに限らず、図３に示すように、ヘッド基板１２の内部に、吐出口と略同軸になるような位置に形成されていてもよい。吐出電極１８は、信号電圧源３３に接続されており、信号電圧源３３は、画像デ−タや印字データ等の吐出データ（吐出信号）に応じた所定電位の駆動電圧（例えば、パルス電圧）を発生させることができる。
【００４４】
このような構造を有するヘッド基板は、例えば、インクガイド１４が形成されたヘッド基板１２上に、吐出電極１８を、例えば、フォトリソグラフィを用いた半導体製造技術等を利用して形成することによって作製することができる。或いは、平坦な第１基板上に、フォトリソグラフィを用いた半導体製造技術等を利用して吐出電極１８を形成した後、吐出電極１８の中心部分にインクガイドを嵌入するための貫通孔を形成する。そして、第１基板の貫通孔に第２基板のインクガイドを挿入させつつ、第２基板上に第１基板を載置して、互いに張り合わせることによって作製することができる。
【００４５】
前述のように、図示例においては、吐出口２８を２次元的に配列したマルチチャンネル構造を有するので、当然のことであるが、吐出電極１８は、図２（Ｂ）に示すように、各吐出口２８に対応して２次元的に配置されている。吐出電極１８から信号電圧源３３に接続される配線は、例えば、ヘッド基板１２の下面に形成することができる。更に、配線を形成する層を積層化できるため、マルチチャンネル構造であっても、吐出電極１８を吐出口基板１６に形成する場合よりも、極めて容易に配線を形成することができる。
【００４６】
ところで、従来のインクジェットヘッドは、例えば、図１２に示すように、吐出電極８８を吐出口基板８６に設けているため、吐出電極８８に駆動電圧を印加したときには、吐出電極８８の上面からのみならず、吐出電極８８の下面からも電界が発生することになる。すなわち、主流路を循環するインクＱに、吐出口９６からヘッド基板表面８２に向かう方向の電界が作用することになる。吐出電極８８の下面から、ヘッド基板面８２に垂直な方向に発生する電界は、主流路を循環するインクＱに含まれるインク粒子が吐出口９６に向かうことを妨げるように作用する。このため、吐出電極８８に駆動電圧を印加すると、吐出口９６にインク粒子が濃縮することが妨げられ、吐出口９６にインク粒子が十分濃縮されるまでに一定の時間が必要となる。
【００４７】
しかしながら、図１に示す本発明のインクジェットヘッドは、吐出電極１８をヘッド基板１２に設けているので、吐出電極１８の上面側から発生する電界だけをインク粒子に作用させることができる。すなわち、吐出口２８にインク粒子が濃縮することを妨げるような電界が存在しないので、吐出口２８に速やかにインク粒子を濃縮させることができる。
更に、吐出電極１８を、吐出口基板１６ではなく、ヘッド基板１２に形成しているので、吐出口基板１６の厚みを従来よりも薄くすることができる。このため、吐出口の長さを従来よりも短くでき、インクと吐出口の内壁との間の抵抗が低減され、吐出口から速やかにインクを吐出することが可能となる。更には、インク流の速度によって、インクが貫通孔の中で滞留してしまうことことも防止される。
【００４８】
なお、吐出電極１８は、リング状の円形電極に限定されず、種々の形状の電極を用いることができる。好ましくは、インクガイド１４のヘッド基板１２との接続部分の外周を囲うように配置される囲繞電極が例示され（その一部を切り欠いてもよい）、中でも、略円形電極であることが好ましく、円形電極であることがより好ましい。
【００４９】
本発明においては、吐出電極１８の内径と、吐出電極１８の表面からインクガイド１４の先端までの距離が、１：０．５〜１：２の範囲内にあることが好ましく、１：０．７〜１：１．７の範囲内にあることが、より一層好ましい。すなわち、吐出電極１８の内径をｒとし、吐出電極１８の表面からインクガイド１４の先端までの距離をｈとしたときに、ｈ／ｒが、０．５〜２の範囲内になるように、より好ましくは、０．７〜１．７の範囲内になるように、吐出電極１８の内径、及び、吐出電極１８の表面からインクガイドの先端までの距離の少なくとも一方を調整することが好ましい。これは、吐出電極１８により形成される電界が収束し、最も強い電界を形成する領域が前記範囲となるからであり、吐出位置であるインクガイド先端を、前記範囲を満たすような位置に配置することにより、吐出電極１８への印加電圧を従来よりも低くしても、インクガイドの先端から確実に液滴を吐出させることとが可能となる。すなわち、吐出電極への印加電圧の低電圧化を実現することが可能となる。
【００５０】
ここで、略円形電極等のように一定の内径でない囲繞電極の内径としては、平均内径など実質的に内径と見なせる有効内径を用いれば良い。また、吐出電極として、平行電極を用いた場合には、上記吐出電極の内径としては平行電極の間隔とすればよく、略平行電極を用いた場合には、平均間隔など実質的に間隔と見なせる有効間隔とすれば良い。
【００５１】
ガード電極２０は、吐出電極１８よりも記録媒体Pに近い位置に設けられ、吐出電極１８から発生する電気力線が、その吐出電極１８に対応する吐出口２８と隣接している吐出口に配置されているインクガイド先端部に到達しないように位置付けられている。ここでは、ガード電極２０は、吐出口基板１６の上面に形成されており、かつ、その表面は絶縁層３４によって覆われている。図２（Ａ）に示すように、ガード電極２０は、金属板などの各吐出電極に共通なシート状の電極であり、２次元的に配列されている各吐出口２８に対応する開口部３６が穿孔されている。
ガード電極２０は、隣接する吐出電極１８間における電気力線を遮蔽して、隣接する吐出電極間における電界干渉を抑制することができる。ガード電極２０には、所定電圧が印加され（接地による０Ｖを含む）、図示例においては、ガード電極２０は接地されて０Ｖとされている。
【００５２】
ここで、ガード電極２０は、吐出電極１８から発生する電気力線の内、吐出部である、対応する吐出口２８に配置されたインクガイドの先端部（以下、便宜的に「自チャンネル」とする）に作用する電気力線を確保しつつ、他の吐出電極１８からの電気力線および他の吐出口２８に配置されたインクガイド１４の先端部（同「他チャンネル」とする）への電気力線を遮蔽するように設ける必要がある。
ガード電極２０が無い場合、吐出電極１８の内周部から生じる電気力線は、吐出電極１８の内側に収束して自チャンネルに作用し、必要な電界を生じさせる。一方、吐出電極１８の外周部から生じる電気力線は、外側に発散して他チャンネルに影響を及ぼし、電界干渉を生じる。
【００５３】
以上の点を考慮すれば、ガード電極２０の開口部３６の径は、自チャンネルへの電気力線を遮蔽しないように、自チャンネルの吐出電極１８の内径よりも大きくするのが好ましい。すなわち、ガード電極２０の吐出口２８側の端部（以下、各部材の吐出口側端部を「内縁部」、逆側端部を「外縁部」とする）は、自チャンネルの吐出電極１８の内縁部よりも、吐出口２８から離間（後退）しているのが好ましい。
【００５４】
また、他チャンネルへの電気力線を効率的に遮蔽するためには、ガード電極２０の開口部３６の径は、自チャンネルの吐出電極１８の外径よりも小さくするのが好ましい。すなわち、ガード電極２０の内縁部は、自チャンネルの吐出電極１８の外縁部より、吐出口２８に近接（前進）しているのが好ましい。
上記構成を有することにより、吐出口２８からの吐出安定性を十分に確保した上で、隣接するチャンネル間における電界干渉に起因するインク着弾位置のバラツキ等を好適に抑制して、安定して高画質な画像記録を行うことが可能となる。
【００５５】
以上の例では、吐出電極１８を円形電極として説明したが、吐出電極１８が円形電極でない場合には、その形状に応じて、平均径など実質的に直径と見なせる有効径を考慮すればよい。あるいは、ガード電極２０の開口部３６を、吐出電極１８の内周側形状または外周側形状と略相似形にし、吐出電極１８の周方向の各位置において、その内縁部が、自チャンネルの吐出電極１８の内縁部よりも吐出口２８から離間（後退）し、同外縁部より吐出口２８に近接（前進）するように、ガード電極２０を設けてもよい（すなわち、ガード電極２０の開口部３６を形成してもよい）。
【００５６】
また、以上の例では、ガード電極２０は、シート状電極としているが、本発明はこれには限定されず、各吐出部間において、他チャンネルの電気力線を遮蔽できるように設けられていれば、どのようなものでも良い。例えば、ガード電極２０は、各吐出部の間に網目状に設けられていても良いし、吐出部が電界干渉を生じない程十分離れている部分には設けられず、近接している吐出部の間にのみ設けられていても良い。
このような場合にも、自チャンネルの吐出電極１８に対して、その内縁部が、吐出電極１８の内縁部よりも吐出口２８から離間し、吐出電極１８の外縁部より吐出口２８に近接するように、ガード電極２０を形成すればよい。
【００５７】
前述のように、図１においては、インクジェットヘッド１０のインク液滴Ｒの吐出面と対面するように、対向電極２４が配置される。
対向電極２４は、インクガイド１４の先端部分１４ａに対向する位置に配置され、接地される電極基板２４ａと、電極基板２４ａの図中下側の表面、すなわちインクジェットヘッド１０側の表面に配置される絶縁シート２４ｂで構成される。
記録媒体Ｐは、対向電極２４の図中下側の表面、すなわち絶縁シート２４ｂの表面に、例えば静電吸着によって支持されており、対向電極２４（絶縁シート２４ｂ）は、記録媒体Ｐのプラテンとして機能する。
【００５８】
少なくとも記録時には、帯電ユニット２６によって、対向電極２４の絶縁シート２４ｂに保持された記録媒体Ｐは、吐出電極１８に印加される駆動電圧（例えば、パルス電圧）と逆極性の所定の負の高電圧、例えば、−１．５ｋＶに帯電される。
その結果、記録媒体Ｐは負帯電して負の高電圧にバイアスされ、吐出電圧１８に対する実質的な対向電極として作用し、かつ、対向電極２４の絶縁シート２４ｂに静電吸着される。
【００５９】
帯電ユニット２６は、記録媒体Ｐを負の高電圧に帯電させるためのスコロトロン帯電器２６ａと、スコロトロン帯電器２６ａに負の高電圧を供給するバイアス電圧源２６ｂとを有している。なお、本発明に用いられる帯電ユニット２６の帯電手段としては、スコロトロン帯電器２６ａに限定されず、コロトロン帯電器、固体チャージャ、放電針などの種々の放電手段を用いることができる。
【００６０】
また、図示例においては、対向電極２４を電極基板２４ａと絶縁シート２４ｂとで構成し、記録媒体Ｐを、帯電ユニット２６によって負の高電圧に帯電させることにより、バイアス電圧を印加して対向電極として作用させ、かつ、絶縁シート２４ｂの表面に静電吸着させているが、本発明はこれに限定されず、対向電極２４を電極基板２４ａのみで構成し、対向電極２４（電極基板２４ａ自体）を負の高電圧のバイアス電圧源に接続して、負の高電圧に常時バイアスしておき、対向電極２４の表面に記録媒体Ｐを静電吸着させるようにしても良い。
また、記録媒体Ｐの対向電極２４への静電吸着と、記録媒体Ｐへの負の高電圧への帯電または対向電極２４への負のバイアス高電圧の印加とを別々の負の高電圧源によって行っても良いし、対向電極２４による記録媒体Ｐの支持は、記録媒体Ｐの静電吸着に限られず、他の支持方法や支持手段を用いても良い。
【００６１】
以下、インクジェットヘッド１０におけるインク液滴Ｒの吐出作用を説明することにより、本発明について、より詳細に説明する。
【００６２】
図１に示すインクジェットヘッド１０では、記録時に、図示しないポンプ等を含むインク循環機構により、吐出電極１８に印加される電圧と同極性、例えば、正（＋）に帯電した色材粒子を含むインクＱを、主流路３０の内部を矢印方向（図中右から左方向）に循環させる。
他方、記録に際して、記録媒体Ｐは、対向電極２４に供給され、帯電ユニット２６によって色材粒子の逆極性すなわち負の高電圧（一例として、−１５００Ｖ）に帯電されて、バイアス電圧を帯電した状態で、対向電極２４に静電吸着される。また、シールド板２２は接地されている。
この状態で、記録媒体Ｐ（対向電極２４）とインクジェットヘッド１０とを、相対的に移動しつつ、供給された画像データに応じて信号電圧源３３から各吐出電極１８に駆動電圧（パルス電圧）を印加し、この駆動電圧の印加ｏｎ／ｏｆｆによって吐出をｏｎ／ｏｆｆすることにより、画像データに応じてインク液滴Ｒを変調して吐出し、記録媒体Ｐ上に画像を記録する。
【００６３】
ここで、吐出電極１８に駆動電圧を印加していない状態（あるいは、印加電圧が低電圧レベルである状態）、すなわち、バイアス電圧のみが印加されている状態では、インクＱには、バイアス電圧とインクＱの色材粒子（荷電粒子）の荷電とのクーロン引力、色材粒子間のクーロン反発力、キャリア液の粘性、表面張力、誘電分極力等が作用し、これらが連成して、色材粒子やキャリア液が移動し、図１に概念的に示すように、吐出口２８から若干盛り上がったメニスカス状となってバランスが取れている。
また、このクーロン引力等によって、色材粒子は、いわゆる電気泳動でバイアス電圧が帯電された記録媒体Ｐに向かって移動する。すなわち、吐出口２８のメニスカスにおいては、インクＱが濃縮された状態となっている。
【００６４】
この状態から、吐出電極１８に駆動電圧が印加される。これにより、バイアス電圧に駆動電圧が重畳され、先の連成に、さらにこの駆動電圧の重畳によって連成された運動が起こり、静電力によって色材粒子およびキャリア液がバイアス電圧（対向電極）側、すなわち記録媒体Ｐ側に引っ張られ、前記メニスカスが成長して、その上部から略円錐状のインク液柱いわゆるテーラーコーンが形成される。また、先と同様に、色材粒子は電気泳動によってメニスカスに移動しており、メニスカスのインクＱは濃縮され、色材粒子を多数有する、ほぼ均一な高濃度状態となっている。
【００６５】
駆動電圧の印加開始後、さらに有限な時間が経過すると、色材粒子の移動等により、電界強度の高いメニスカスの先端部分で、主に色材粒子とキャリア液の表面張力とのバランスが崩れ、メニスカスが急激に伸びて、曳糸と呼ばれる直径数μｍ〜数十μｍ程度の細長いインク液柱が形成される。
さらに有限な時間が経過すると曳糸が成長し、この曳糸の成長、レイリー／ウエーバー不安定性によって発生する振動、メニスカス内における色材粒子の分布不均一、メニスカスにかかる静電界の分布不均一等の相互作用によって曳糸が分断され、インク液滴Ｒとなって吐出／飛翔し、かつ、バイアス電圧にも引っ張られて、記録媒体Ｐに着弾する。なお、曳糸の成長および分断は、さらにはメニスカス（曳糸）への色材粒子の移動は、駆動電圧の印加中は連続して発生する。
また、駆動電圧の印加を終了（吐出ｏｆｆ）した時点で、バイアス電圧のみが印加された先のメニスカスの状態に戻る。
【００６６】
ここで、本発明のインクジェットヘッド１０においては、吐出電極１８は、上面が主流路３０に露出しており、すなわち、主流路３０において、インクＱと接液している。
このように、主流路３０および吐出口２８（その開口端部まで）で形成されるインク流路においてインクＱと接液する吐出電極１８に駆動電圧を印加（吐出ｏｎ）すると、吐出電極１８に供給された電荷の一部がインクＱに注入され、吐出口２８と吐出電極１８との間に位置するインクＱの電導度が高くなる。また、吐出口２８と吐出電極１８との間に浮遊する帯電した色材粒子は、吐出電極１８からの静電力によって吐出口２８に向けて押し上げられる。その結果、本発明のインクジェットヘッド１０においては、インクＱは、吐出電極１８に駆動電圧が印加された時（吐出ｏｎ時）にのみ、著しく、インク液滴Ｒを吐出し易い状態となる（吐出性が向上する）。
【００６７】
上記構成の静電式のインクジェットは、インク液滴を吐出するために吐出電極１８に印加する駆動電圧を従来に比して大幅に低くしても、安定してインク液滴の吐出を行うことができる。本発明者の検討によれば、一例として、従来の静電式のインクジェットヘッドにおいて、バイアス電圧−１５００Ｖで、１０００Ｖの駆動電圧が必要であった場合であっても、上記構成のインクジェットヘッドによれば、４００Ｖ程度の駆動電圧で、安定したインク液滴Ｒの吐出が可能であった。従って、本実施形態に示すインクジェットヘッドによれば、安価な電源を用い、低電圧の駆動電圧のｏｎ／ｏｆｆでインク液滴の吐出ｏｎ／ｏｆｆを安定して制御することができる。
また、吐出性が向上することにより、記録媒体Ｐ（対向電極２４）にかかるバイアス電圧を低くし、および／または、吐出性の低いインク（例えば、低電導度のインク）を用いた際でも、駆動電圧を上げることなく、吐出ｏｎ時における十分なインク液滴の吐出性を確保した上で、安定した吐出を行うことができる。すなわち、吐出ｏｎ時における吐出性を確保した上で、吐出ｏｆｆ時における吐出性を低くすることができる。従って、本発明によれば、吐出ｏｎ時と吐出ｏｆｆ時における吐出性の差を従来よりも大幅に拡大して、より安定したインク液滴の吐出を行うことができる。
【００６８】
しかも、本発明によれば、駆動電圧を低くできるので、隣接する吐出電極１８間における電界干渉も低減できる。さらに、上記構成によれば、インクの色材粒子の被膜化等に起因する吐出電極１８とガード電極２０との間における短絡および放電も防止できる。
【００６９】
図４に、本発明のインクジェットヘッドの別の例の概念図を示す。
なお、図４に示すインクジェットヘッド１１０は、前記図１のインクジェットヘッド１０とヘッド基板の構造が異なるのみであるので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は、異なる点を主に行う。
【００７０】
図４のインクジェットヘッドは、図１に示すインクジェットヘッドの吐出電極１８を、第１吐出電極１８ａと第２吐出電極１８ｂの２層で構成した２層電極構造タイプのインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド１１０は、ヘッド基板１２上に、第１吐出電極１８ａ、絶縁層３５、第２吐出電極１８ｂ及びインクガイド１４を有する。第１吐出電極１８ａと第２吐出電極１８ｂは、いずれも、リング状の円形電極であり、インクガイド１４とほぼ同軸で所定間隔離間して配置される。図４に示すように、第１吐出電極１８ａと第２吐出電極１８ｂとの間には、両電極の接触を防止するために絶縁層３５が形成されている。ここでは、第２吐出電極が、主流路３０に露出しているが、更に、第２吐出電極の表面を保護するとともに平坦化するための絶縁層を第２吐出電極表面上に形成してもよい。
なお、第１吐出電極１８ａ及び第２吐出電極１８ｂは、リング状の円形電極に限定されず、インクガイド１４とほぼ同軸に配置される電極であれば、例えば、略円形電極、分割円形電極、平行電極、略平行電極など、どのような形状の電極であってもよい。
図５（Ａ）及び（Ｂ）に、図４のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線矢視図を、それぞれ示す。図５（Ａ）に示すように、１５個の吐出部は、行方向（副走査方向）の１行当り５個（１列、２列、３列、４列、５列）ずつ、かつ列方向（主走査方向）の１列当たり３個（Ａ行、Ｂ行、Ｃ行）ずつマトリクス状に配置されている。
【００７１】
図５（Ａ）に示すように、１列目に配置された３個の吐出部の第１吐出電極２６は相互に接続されている。２〜５列目も同様である。また、図５（Ｂ）に示すように、Ａ行目に配置された５個の吐出部の第２吐出電極２８は相互に接続されている。Ｂ行およびＣ行も同様である。そして、第１吐出電極１８ａおよび第２吐出電極１８ｂは、それぞれ画像データに応じた吐出電圧を出力する制御手段（図示省略）に接続されている。
【００７２】
また、Ａ行目の５個の吐出部は、行方向に対して所定の間隔を離して配置されている。Ｂ行およびＣ行も同様である。また、Ｂ行目の５個の吐出部は、Ａ行目の５個の吐出部に対して、列方向に所定の間隔を離して、かつ、行方向に対して、それぞれＡ行目の５個の吐出部とＣ行目の５個の吐出部との間に配置されている。同様に、Ｃ行目の５個の吐出部は、Ｂ行目の５個の吐出部に対して、列方向に所定の間隔を離して、かつ、行方向に対して、それぞれＢ行目の５個の吐出部とＡ行目の５個の吐出部との間に配置されている。
【００７３】
このように、各行Ａ、Ｂ、Ｃに含まれる５個の吐出部をそれぞれ行方向にずらして配置することにより、記録媒体Ｐに記録される１行は行方向に３分割される。
【００７４】
画像の記録時には、同一列に配置された３個の第１吐出電極２６は同時かつ同一電圧レベルに駆動される。同様に、同一行に配置された５個の第２吐出電極２８は同時かつ同一電圧レベルに駆動される。また、記録媒体Ｐに記録される１行は、行方向に対して、第２吐出電極１８ｂの行数に相当する３つのグループに分割され、時分割で順次記録される。例えば、図５に示す例の場合、第２吐出電極２８のＡ行目、Ｂ行目、Ｃ行目を順次記録することにより、記録媒体Ｐ上に１行分の画像が記録される。
【００７５】
以上の例では、ヘッド基板１２に第１吐出電極１８ａ及び第２吐出電極１８ｂを設けた２層電極構造のインクジェットヘッドにしたが、これに限定されず、ヘッド基板１２に３層以上の吐出電極を設けた多層の吐出電極の構造を有するインクジェットヘッドにしても良い。
【００７６】
図６に、本発明に従うインクジェットヘッドの更に別の例の概略構成図を示す。
インクジェットヘッド１２０は、吐出口基板１６のヘッド基板１２と対向する側の面に、インク流の上流側から貫通孔２８に通じるインク誘導溝５２が形成されている以外は、図１に示すインクジェットヘッドと同様の構造を有する。図６に示すインクジェットヘッドおいて、図１に示すインクジェットと同じ部材には同じ符号を付し、以下、異なる部分についてのみ説明する。なお、図６（Ａ）は、インクジェットヘッド１２０の吐出部の概略断面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すインクジェットヘッドの吐出部を上方から見たときの概略平面図である。
【００７７】
図６（Ａ）に示すように、吐出口基板１６のインク流路３０側の面、すなわちヘッド基板１２と対向する面には、インク流の上流側から吐出口２８に通じるインク誘導溝５２が形成されている。インク誘導溝５２は、インク流の上流側から吐出口２８に向かうに従って、その深さが次第に深くなるように所定角度で傾斜されている。インク誘導溝５２は、各々の吐出部の吐出口２８近傍にそれぞれ設けられている。
【００７８】
このように、吐出口２８に通じるインク誘導溝５２を設けることによって、インクＱがインク誘導溝５２に沿って吐出口２８内部に誘導されるため、吐出口（インクガイド先端）へのインクの供給性を向上させることができる。従来のインクジェットヘッドでは、吐出電極１８を吐出口基板１６に設けていたため、このようなインク誘導溝５２を形成するには、吐出電極を避けつつ、吐出口２８に通じるようにする必要がある。しかし、図６に示す本発明のインクジェットヘッドは、ヘッド基板１２に吐出電極１８を設け、吐出口基板１６には吐出電極１８は存在していないので、インク誘導溝５２を、吐出電極を避けつつ吐出口２８に通じるように形成する必要がなく、従来よりも、インク誘導溝５２を吐出口基板１６に容易に形成することができる。
また、吐出電極１８をヘッド基板１２に設けたことにより、吐出口２８からヘッド基板１２の表面に向かうような電界（図中下向きの電界）が主流路３０内のインク粒子に作用することはほとんどなくなり、主流路３０を循環するインク粒子を吐出口２８に速やかに凝集させることが可能となる。従って、本発明のインクジェットヘッドによれば、画像記録時の吐出周波数の応答性が改善され、高速で連続的にドットを描画しても安定して所望のサイズのドットを描画することが出来る。
【００７９】
インク誘導溝５２は、図７に示すように、インク流方向にわたって一定の深さに形成してもよい。この場合、絶縁層３２の表面とインク誘導溝５２底面との段差によって、インク流路４８からインク誘導溝５２内部に供給されたインク流は一旦乱流となるため、これを整流とするために、インク誘導溝５２の長さ（インク流方向の長さ）Ｌは、インク誘導溝５２の深さＤに対して６倍以上とするのが好ましく、より好ましくは８倍以上であるのがよい。
【００８０】
なお、インク誘導溝５２の長さ、幅、深さ、平面形状、断面形状等は何ら限定されないが、これらの設定に応じて、吐出口へのインクの供給性が変化するため、必要に応じて適宜設定するのが好ましい。
【００８１】
例えば、前述の通り、インク誘導溝５２が傾斜されていない場合、インク誘導溝５２の長さＬは、その深さＤの６倍以上とするのが好ましいが、インク誘導溝５２が傾斜されている場合にはインク流の乱流が生じるのを低減することができるため、インク誘導溝５２が傾斜されていない場合よりも、インク誘導溝の長さを短くすることができるという利点がある。
【００８２】
また、インク誘導溝５２の幅は、吐出口２８の直径とほぼ等しいことが好ましいが、吐出口２８の直径よりも多少大きくても、または多少小さくても、インク誘導溝５２がない場合と比べればインクの供給性を確実に向上させることができる。
【００８３】
インク誘導溝５２の形状は、上記実施形態のように、そのインク流の方向にわたって均一な幅であってもよいし、インク流の上流側に向かうに従ってその幅が狭くなっていてもよいし、吐出口２８側に向かうに従ってその幅が狭くなっていてもよい。また、インク誘導溝５２の断面形状は、その深さが深くなるに従って（底面に向かうに従って）次第に狭くなるような台形状もしくは逆三角形状であるのが好ましい。
【００８４】
また、インク誘導溝５２は、１本の溝から構成してもよいし、貫通孔３８に向かう複数の溝から構成されてもよい。また、インク誘導溝は、吐出口の上流側と下流側の両方に形成したが、上流側だけ、又は下流側だけに形成してもよい。
【００８５】
また、インク誘導溝５２の形成手段も何ら限定されず、吐出口基板１６の材質に応じて、例えばダイシング、レーザ加工、サンドブラスト等の従来公知の掘削手段がいずれも利用可能である。
【００８６】
図８に、本発明のインクジェットヘッドの更に別の例の概念図を、図９（Ａ）及び（Ｂ）に、図８に示すインクジェットヘッドのインクガイド近傍の斜視図及びインクガイドの近傍の概略断面図を示す。
図８及び図９に示すインクジェットヘッド１３０は、主流路３０を循環するインクを吐出口２８に誘導するためのインク誘導堰５０を有するとともに、このインク誘導堰５０に半円形状の吐出電極（以下、半円形吐出電極という）１８が形成されている以外は、図６のインクジェットヘッド１２０と同様の構造を有する。図８及び図９に示すインクジェットヘッド１３０において、図６に示すインクジェットヘッド１２０と同じ部材には同じ符号を付し、以下、図６に示すインクジェットヘッド１２０と異なる点についてのみ説明する。なお、図９では、説明の便宜上、ヘッド基板１２、インクガイド１４及びインク誘導堰５０のみを示した。
【００８７】
インク誘導堰５０は、ヘッド基板１２のインク流路４８側の面、すなわちインク流路４８の底面において、吐出口３８に対応する位置に配置されたインクガイド１４のインク流方向（矢印ａ方向）の上流側および下流側に備えられており、インク流方向に対して、吐出口３８に対応する位置の近傍から吐出口３８の中心に対応する位置に向かって、吐出口基板１４に漸次近接するように傾斜した面（以下、傾斜面という）５０ａを有している。すなわち、インク誘導堰５０は、ヘッド基板１２の表面に対して所定の角度で交差するような傾斜面５０ａを有している。インク誘導堰５０の傾斜面５０ａは、主流路３０を循環するインクを吐出口２８に誘導することができる。
【００８８】
インク誘導堰５０の傾斜面５０ａには、図９に示すように、半円形吐出電極１８ａ及び１８ｂが形成されている。ここでは、半円形吐出電極１８をインクガイドの傾斜面５０ａに形成したが、インクガイド１４を支持している支持部の上面１４ｂに吐出電極１８ａと１８ｂとを電気的に接続するための電気配線を形成して、リング状の電極としてもよい。或いは、インク誘導堰５０の傾斜面５０ａ及び側壁面５０ｂ並びにインクガイド１４の支持部の側壁面１４ｂの全ての面に、金属などの導電性材料を蒸着等により形成することによって電極を構成してもよい。
【００８９】
また、ここでは、半円形吐出電極１８ａ及び１８ｂをインク誘導堰５０の傾斜面５０ａ上に形成して、主流路３０を循環するインクＱと接液するように構成したが、主流路３０に露出しないように吐出電極１８ａ及び１８ｂをインク誘導堰４０の内部に形成してもよい。
【００９０】
また、インク誘導堰５０は、インク流に直交する方向には、吐出口２８と略同一の幅を有し、底面に垂直な壁面５０ｂを有する形状とされている。また、インク誘導堰５０は、吐出口２８を塞ぐことなく、インクＱの流路を確保するように、吐出口基板１６の主流路３０側の面、すなわち主流路３０の上面から所定の間隔だけ離れて設けられている。このようなインク誘導堰５０は、各々の吐出部にそれぞれ設けられている。
【００９１】
このように、主流路３０の底面（ヘッド基板１２の吐出基板と対向する側の面）に、インク流方向に沿って、吐出口２８に向かって傾斜する斜面を有するインク誘導堰５０を設けることによって、吐出口２８へ向かうインク流が形成され、インクＱが吐出口２８の主流路３０側の開口部に誘導される。そのため、インクＱを吐出口２８内部へ好適に流入させることができ、インク液滴Ｒの吐出部となるインクガイド先端部分１４ａへのインクの供給性を向上させることができる。更には、インク誘導堰５０の傾斜面５０ａに設けられた吐出電極１８ａ及び１８ｂからの静電気力よって、インクＱに含まれる色材粒子が吐出口２８に向けて押し上げられる。従って、画像記録時の吐出周波数の応答性が改善され、高速で連続的にドットを描画しても安定して所望のサイズのドットを描画することができる。
【００９２】
また、吐出口２８内部でインクＱが滞留するのを防ぐことができ、吐出口２８の目詰まりを防止することができる。
ところで、図９において、吐出口２８の、インク流の上流側に存在する吐出電極１８ａは、吐出電極１８ａに駆動電圧が印加された場合は、吐出口近傍へのインク粒子の供給を妨げる電界を形成する。一方、吐出口２８の、インク流の下流側に存在する吐出電極１８ｂは、吐出口近傍にインク粒子を押しとどめるように作用するため、吐出口２８へのインク粒子の供給に対して良好な効果を奏する。したがって、インク誘導堰に吐出電極を形成する場合には、インク流の下流側には必ず設置し、インク流の上流側へは任意に吐出電極を設置することが好ましい。
また、ここでは、インク誘導堰に形成する吐出電極として半円形状の吐出電極としたが、この形状には限定されず、矩形状、半楕円形状など任意の形状にして平行電極とすることができる。平行電極に比べて円形電極の方が電界の収束効率が良好であるため、インクガイドの先端部に効率的に強い電界を形成するには、円形形状であることが好ましい。
【００９３】
インク誘導堰５０のインク流方向の長さｓは、隣接する吐出部と干渉しない範囲で、インクＱを吐出口２８へ好適に誘導できるように適宜設定されればよいが、図９（Ｂ）に示すように、インク誘導堰５０の最高部の高さｔに対し、３倍以上（ｓ／ｔ≧３）とするのが好ましく、８倍以上（ｓ／ｔ≧８）とするのがより好ましい。
【００９４】
インク誘導堰５０のインク流と直交する方向の幅は、吐出口２８と同等か、若干広いのが好ましい。また、インク誘導堰５０の幅は、図示例のように均一なものには限定されず、幅が漸減するものや漸増するもの等であってもよい。また、その側壁面５０ｂも、垂直面には限定されず、傾斜面等であってもよい。
【００９５】
インク誘導堰５０の傾斜面（インク誘導面）５０ａは、インクＱを吐出口３８に誘導するのに好適な形状とすればよく、一定の傾斜角を有する斜面であってもよいし、傾斜角が変化する面や、湾曲面であってもよい。また、その表面は、平滑面には限定されず、インク流方向に、あるいは吐出口３８の中心部に向かって放射状に、１条以上の畝や溝等が形成されていてもよい。この場合、吐出電極１８は、それらインク誘導堰５０の傾斜面５０ａに応じた形状で形成することができる。
【００９６】
また、インク誘導堰５０の上部のインクガイド１４との接続部分の近傍は、図示例のように段差を有することなく、滑らかにつながる形状としてもよい。
【００９７】
図示例では、インク誘導堰５０がインクガイド１４の上流側および下流側に配置された形態としているが、吐出口３８の上流側および下流側に斜面を有する台形状のインク誘導堰５０を設け、その上部にインクガイド１４を立設する形態としてもよいし、インクガイド１４およびインク誘導堰５０を一体的に形成してもよい。このように、インク誘導堰５０は、インクガイド１４と別々に、または、一体的に形成されて、ヘッド基板１２に取り付けられてもよいし、あるいは、従来公知の掘削手段によりヘッド基板１２を削り出して形成されてもよい。
【００９８】
なお、インク誘導堰５０は、吐出口２８の上流側に設けられていれば良いが、図示例のように、吐出口２８の下流側にも、インク液滴Ｒの吐出方向の高さが吐出口２８から遠ざかるに従って低くなるように設けられているのが好ましい。これにより、上流側のインク誘導堰５０によって吐出口２８に向かって誘導されたインクＱが滑らかに下流側へ流れるので、インクＱが乱流になることなく、インク流の安定を保つことができ、吐出安定性を保つことができる。
【００９９】
また、図８及び図９の例では、インク誘導堰５０は、ヘッド基板１２の上側の面上に配置されているが、図１０に示すように、ヘッド基板１２にインク流溝５７を設け、インク流溝５２の内部にインク誘導堰５０が配置されてもよい。
【０１００】
図１０に示す形態では、インク流方向（矢印ａ方向）に沿って、吐出口２８に対応する位置を通過する所定深さのインク流溝５７が設けられている。また、ヘッド基板１２の上側の面の、インク流溝５７以外の面と、吐出口基板１６の下面との間隔は、図８及び図９における両者の間隔よりも狭くなっている。このように、インク流溝５７を設けることによって、主流路３０を流れるインクＱの多くを選択的にインク流溝５７に流すことができる。
【０１０１】
インク流溝５７の吐出口２８に対応する位置には、図８の例と同様の、インク流方向に沿って吐出口３８に向かって傾斜する傾斜面を有するインク誘導堰５０が設けられており、インク流溝５７を流れるインクＱは、インク誘導堰５０によって吐出口２８に誘導される。これにより、インクＱを吐出口２８の内部へ好適に流入させることができ、インクガイド先端部分１４ａへのインクの供給性を向上させることができる。
【０１０２】
インク流溝５７およびインク誘導堰５０は、従来公知の切削手段によりヘッド基板１２を加工して形成することができる。
以上の例では、インク誘導溝５２を吐出口基板１６に形成するとともに、インク誘導堰５０をヘッド基板１２に備える構造のインクジェットヘッドにしたが、インク誘導溝５２を吐出口基板１６に形成せずに、インク誘導堰５０のみをヘッド基板１２に備える構造にしてもよい。
【０１０３】
つぎに、本発明のインクジェットヘッドに用いられるインクについて説明する。
本発明のインクジェットヘッドで用いるインクＱ（インク組成物）は、色材粒子（色材を含み、かつ、帯電した微粒子）をキャリア液に分散してなるものである。
また、インクＱ中には、色材粒子ともに、印刷後の画像の定着性を向上させるための分散樹脂粒子を、適宜、含有させてもよい。
【０１０４】
キャリア液は、高い電気抵抗率（１０9 Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０10Ω・ｃｍ以上）を有する誘電性の液体（非水溶媒）であるのが好ましい。電気抵抗率の低いキャリア液の電気抵抗が低いと、吐出電極１８によって印加される電圧により、キャリア液自身が電荷注入を受けて帯電してしまうため、色材粒子の濃縮がおこらない。また、電気抵抗率の低いキャリア液は、隣接する吐出電極１８間での電気的導通を生じさせる懸念もあるため、本発明には不向きである。
【０１０５】
キャリア液として用いられる誘電性液体の比誘電率は、５以下が好ましく、より好ましくは４以下、さらに好ましくは３．５以下である。このような比誘電率の範囲とすることによって、キャリア液中の色材粒子に有効に電界が作用し、泳動が起こりやすくなる。
なお、このような誘電性液体の固有電気抵抗の上限値は１０16Ωｃｍ程度であるのが望ましく、比誘電率の下限値は１．９程度であるのが望ましい。誘電性液体の電気抵抗が上記範囲であるのが望ましい理由は、電気抵抗が低くなると、低電界下でのインクの吐出が悪くなるからであり、比誘電率が上記範囲であるのが望ましい理由は、誘電率が高くなると溶媒の分極により電界が緩和され、これにより形成されたドットの色が薄くなったり、滲みを生じたりするからである。
【０１０６】
キャリア液として用いられる誘電性液体としては、好ましくは直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、または芳香族炭化水素、および、これらの炭化水素のハロゲン置換体がある。例えば、へキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーＣ、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＭ、アイソパーＬ（アイソパー：エクソン社の商品名）、シェルゾール７０、シェルゾール７１（シェルゾール：シェルオイル社の商品名）、アムスコＯＭＳ、アムスコ４６０溶剤（アムスコ：スピリッツ社の商品名）、シリコーンオイル（例えば、信越シリコーン社製ＫＦ−９６Ｌ）等を単独あるいは混合して用いることができる。
【０１０７】
このようなキャリア液に分散される色材粒子は、色材自身を色材粒子としてキャリア液中に分散させてもよく、定着性を向上させるための分散樹脂粒子中に含有させてもよい。分散樹脂粒子中に含有させる場合、顔料などは分散樹脂粒子の樹脂材料で被覆して樹脂被覆粒子とする方法などが一般的であり、染料などは分散樹脂粒子を着色して着色粒子とする方法などが一般的である。
色材としては、従来からインクジェットインク組成物、印刷用（油性）インキ組成物、あるいは静電写真用液体現像剤に用いられている顔料および染料であればどれでも使用可能である。
【０１０８】
インクＱにおいて、色材粒子の含有量（色材粒子あるいはさらに分散樹脂粒子の合計含有量）は、インク全体に対して０．５〜３０重量％の範囲で含有されることが好ましく、より好ましくは１．５〜２５重量％、さらに好ましくは３〜２０重量％の範囲で含有されることが望ましい。色材粒子の含有量が少なくなると、印刷画像濃度が不足したり、インクＱと記録媒体Ｐ表面との親和性が得られ難くなって強固な画像が得られなくなったりするなどの問題が生じ易くなり、一方、含有量が多くなると均一な分散液が得られにくくなったり、インクジェットヘッド１０等でのインクＱの目詰まりが生じやすく、安定なインク吐出が得られにくいなどの問題が生じるからである。
【０１０９】
色材として用いる顔料としては、無機顔料、有機顔料を問わず、印刷の技術分野で一般に用いられているものを使用することができる。具体的には、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、コバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ぺリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料、等の従来公知の顔料を特に限定なく用いることができる。
色材として用いる染料としては、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノンイミン染料、キサンテン染料、アニリン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ペンゾキノン染料、ナフトキノン染料、フタロシアニン染料、金属フタロシアニン染料、等の油溶性染料が好ましく例示される。
【０１１０】
また、キャリア液に分散された色材粒子の平均粒径は、０．１〜５μｍが好ましく、より好ましくは０．２〜１．５μｍであり、更に好ましくは０．４〜１．０μｍである。この粒径はＣＡＰＡ−５００（堀場製作所（株）製商品名）により求めたものである。
【０１１１】
色材粒子をキャリア液に分散させた後、荷電制御剤をキャリア液に添加することにより色材粒子を荷電して、荷電した色材粒子をキャリア液に分散してなるインクＱとする。なお、着色微粒子の分散時には、必要に応じて、分散媒を添加してもよい。
荷電制御剤は、一例として、電子写真液体現像剤に用いられている各種のものが利用可能である。また、「最近の電子写真現像システムとトナー材料の開発・実用化」１３９〜１４８頁、電子写真学会編「電子写真技術の基礎と応用」４９７〜５０５頁（コロナ社、１９８８年刊）、原崎勇次「電子写真」１６（Ｎｏ．２）、４４頁（１９７７年）等に記載の各種の荷電制御剤も利用可能である。
【０１１２】
なお、色材粒子は、吐出電極１８に印加される駆動電圧と同極性であれば、正電荷および負電荷のいずれに荷電したものであってもよい。
また、色材粒子の荷電量は、好ましくは５〜２００μＣ／ｇ、より好ましくは１０〜１５０μＣ／ｇ、さらに好ましくは１５〜１００μＣ／ｇの範囲である。
【０１１３】
また、荷電制御剤の添加によって誘電性溶媒の電気抵抗が変化することもあるため、下記に定義する分配率Ｐを、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上とする。
Ｐ＝１００×（σ１−σ２）／σ１
ここで、σ１は、インクＱの電気伝導度、σ２は、インクＱを遠心分離器にかけた上澄みの電気伝導度である。電気伝導度は、ＬＣＲメーター（安藤電気（株）社製ＡＧ−４３１１）および液体用電極（川口電機製作所（株）社製ＬＰ−０５型）を使用し、印加電圧５Ｖ、周波数１ｋＨｚの条件で測定を行った値である。また遠心分離は、小型高速冷却遠心機（トミー精工（株）社製ＳＲＸ−２０１）を使用し、回転速度１４５００ｒｐｍ、温度２３℃の条件で３０分間行った。
以上のようなインクＱを用いることによって、色材粒子の泳動が起こりやすくなり、濃縮しやすくなる。
【０１１４】
インクＱの電気伝導度は、１００〜３０００ｐＳ／ｃｍが好ましく、より好ましくは１５０〜２５００ｐＳ／ｃｍ、さらに好ましくは２００〜２０００ｐＳ／ｃｍである。以上のような電気伝導度の範囲とすることによって、吐出電極に印加する電圧が極端に高くならず、隣接する記録電極間での電気的導通を生じさせる懸念もない。
また、インクＱの表面張力は、１５〜５０ｍＮ／ｍの範囲が好ましく、より好ましくは１５．５〜４５ｍＮ／ｍ、さらに好ましくは１６〜４０ｍＮ／ｍの範囲である。表面張力をこの範囲とすることによって、吐出電極に印加する電圧が極端に高くならず、ヘッド周りにインクが漏れ広がり汚染することがない。
さらに、インクＱの粘度は０．５〜５ｍＰａ・ｓｅｃが好ましく、より好ましくは０．６〜３．０ｍＰａ・ｓｅｃ、さらに好ましくは０．７〜２．０ｍＰａ・ｓｅｃである。
【０１１５】
なお、本発明においては、従来のインクジェット方式のように、インク全体に力を作用させて、インクを記録媒体に向けて飛翔させるのではなく、主に、キャリア液に分散させた固形成分である色材粒子に力を作用させて、飛翔させる。
その結果、普通紙を初めとして、非吸収性のフィルム（例えばＰＥＴフィルム等）などの種々の記録媒体Ｐに画像を記録することができ、また、記録媒体Ｐ上で、滲みや流動を生じることなく、種々の記録媒体に対して、高画質な画像を得ることができる。
【０１１６】
図１１に、本発明のインクジェットヘッドを利用する本発明のインクジェット記録装置の一実施例の概念図を示す。
同図に示すインクジェット記録装置６０（以下、プリンタ６０とする）、記録媒体Ｐに片面４色印刷を行う装置で、記録媒体Ｐの搬送手段、画像記録手段、および溶媒回収手段を有するものであり、これらを筐体６１に収容して構成される。
また、搬送手段は、フィードローラ対６２、ガイド６４、ローラ６６（６６ａ，６６ｂおよび６６ｃ）、搬送ベルト６８、搬送ベルト位置検知手段６９、静電吸着手段７０、除電手段７２、剥離手段７４、定着・搬送手段７６およびガイド７８を有する。画像記録形成手段は、ヘッドユニット８０、インク循環系８２、ヘッドドライバ８４、および記録媒体位置検出手段８６を有する。さらに、溶媒回収手段は、排出ファン９０および溶媒回収装置９２を有する。
【０１１７】
記録媒体Ｐの搬送手段において、フィードローラ対６２は、筐体６１の側面に設けられた搬入口６１ａに隣接して設けられた搬送ローラ対である。フィードローラ６２は、図示しないストッカから供給された記録媒体Ｐを、搬送ベルト６８（ローラ６６ａに支持される部分）に送り込む。ガイド６４は、フィードローラ対６２と搬送ベルト６８を支持するローラ６６ａとの間に設けられ、記録媒体Ｐを搬送ベルト６８に案内する。
【０１１８】
なお、フィードローラ対６２の近傍には、記録媒体Ｐに付着した塵埃や紙粉等異物を除去する異物除去手段を設けるのが好ましい。
異物除去手段としては、公知の吸引除去、吹き飛ばし除去、静電除去等の非接触法や、ブラシ、ローラ等による接触法によるものの１以上を組み合わせて使用すればよい。また、フィードローラ対６２を微粘着ローラとし、さらにフィードローラ対６２のクリーナを設けて、フィードローラ対６２による記録媒体Ｐのフィード時に塵埃・紙粉等の異物の除去を行っても良い。
【０１１９】
搬送ベルト６８は、３つのローラ６６に張架されるエンドレスベルトである。また、ローラ６６ａ、６６ｂおよび６６ｃのうち少なくとも１つは、図示されない駆動源と連結されており、搬送ベルト６８を回転させる。
搬送ベルト６８は、ヘッドユニット８０による画像記録時には、記録媒体Ｐの走査搬送手段に加え、記録媒体Ｐを保持するプラテンとして機能し、さらに、画像記録後、定着・搬送手段７６まで搬送する。従って、搬送ベルト６８は、寸法安定性に優れ、耐久性を有する材料で形成されるのが好ましく、例えば、金属、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、その他の樹脂およびそれらの複合体で形成される。
【０１２０】
図示例においては、記録媒体Ｐは、静電吸着によって搬送ベルト６８上に保持されるので、搬送ベルト６８は、記録媒体Ｐを保持する側（表面）が絶縁性、ローラ６６と接する側（裏面）が導電性を有する。また、図示例においては、ローラ６６ａは導電性ローラとされ、搬送ベルト６８の裏面は、ローラ６６ａを介して接地されている。
すなわち、搬送ベルト６８は、記録媒体Ｐを保持するとき、図１に示す電極基板２４ａと絶縁シート２４ｂからなる対向電極２４として機能するものである。
【０１２１】
このような搬送ベルト６８としては、金属ベルトの表面側にフッ素樹脂コートを行ったもの等、金属ベルトに上記のいずれかの樹脂材料でコーティングしたベルト、接着材等で樹脂シートと金属ベルトを張り合わせたベルト、上記の樹脂から成るベルトの裏面に金属蒸着したベルト等、各種の方法により作製された、金属層と絶縁物層とを有するベルトを用いればよい。
また、搬送ベルト６８の記録媒体Ｐに接する表面は平滑であるのが好ましく、これにより、記録媒体Ｐの良好な吸着性が得られる。
【０１２２】
搬送ベルト６８は、公知の方法により蛇行が抑制されているのが好ましい。蛇行抑制の方法としては、例えば、ローラ６６ｃをテンションローラとし、搬送ベルト位置検知手段６９の出力、すなわち搬送ベルト６８の幅方向の検知位置に応じて、ローラ６６ｃの軸をローラ６６ａおよびローラ６６ｂの軸に対して傾けることにより、搬送ベルトの幅方向の両端でテンションを変えて蛇行を抑制する方法等が例示される。また、ローラ６６をテーパ形やクラウン形、あるいはその他の形状とすることで、蛇行を抑制してもよい。
【０１２３】
ここで、搬送ベルト位置検知手段６９は、上述のように、搬送ベルトの蛇行などを抑制すると共に、画像記録時の記録媒体Ｐの走査搬送方向の位置を所定位置に規制するために、搬送ベルト６８の幅方向の位置を検知するもので、フォトセンサ等の公知の検知手段が用いられる。
【０１２４】
静電吸着手段７０は、記録媒体Ｐに、ヘッドユニット８０（本発明のインクジェットヘッド）に対する所定のバイアス電圧を印加すると共に、静電力により搬送ベルト６８に吸着させて保持するために、記録媒体Ｐを所定の電位に帯電させるものである。
図示例おいては、静電吸着手段７０は、記録媒体Ｐを帯電させるスコロトロン帯電器７０ａと、スコロトロン帯電器７０ａに接続される負の高圧電源７０ｂとを有する。記録媒体Ｐは、フィードローラ対６２および搬送ベルト６８によって搬送されつつ、負の高圧電源７０ｂに接続されたスコロトロン帯電器７０ａにより、負のバイアス電圧を帯電され、かつ、搬送ベルト６８の絶縁層に静電吸着される。
【０１２５】
なお、記録媒体Ｐを帯電する際の搬送ベルト６８の搬送速度は、安定に帯電できる範囲であれば良く、画像記録時の搬送速度と同じでも異なっていても良い。また、記録媒体Ｐを複数回周回させることによって、同一の記録媒体Ｐに静電吸着手段を複数回作用させ、均一帯電を行っても良い。
なお、図示例では、静電吸着手段７０で記録媒体Ｐの静電吸着および帯電を行っているが、静電吸着手段と帯電手段とを別々に設けてもよい。
【０１２６】
静電吸着手段は、図示例のスコロトロン帯電器７０ａに限定されず、他にも、コロトロン帯電器、固体チャージャ、放電針等、種々の手段や方法が利用できる。また、後に詳述するように、ローラ６６の少なくとも１つを導電性ローラとし、あるいは、記録媒体Ｐへの記録位置において搬送ベルト６８の裏面側（記録媒体Ｐと逆側）に導電性プラテンを配置し、この導電性ローラ、または導電性プラテンを負の高圧電源に接続することにより、静電吸着手段７０を構成してもよく、あるいは搬送ベルト６８を絶縁性ベルトとし、導電性ローラを接地し、導電性プラテンを負の高圧電源に接続する構成としても良い。
【０１２７】
静電吸着手段７０によって帯電された記録媒体Ｐは、搬送ベルト６８によって後述するヘッドユニット８０の位置まで搬送される。
ヘッドユニット８０は、前記本発明のインクジェットヘッドを用いて、画像データに応じてインク液滴を吐出して、記録媒体Ｐに画像を記録する。ここで、本発明のインクジェットヘッドは、記録媒体Ｐの帯電電位をバイアス電圧とし、吐出電極１８に駆動電圧を印加することにより、バイアス電圧に駆動電圧を重畳し、インク液滴Ｒを吐出し、記録媒体Ｐに画像を記録するのは、前述のとおりである。この際、搬送ベルト６８の加熱手段を設け、記録媒体Ｐの温度を高めることで、記録媒体Ｐ上におけるインク液滴Ｒの定着を促進することができ、滲みをより一層抑制して画質の向上を図ることができる。
なお、ヘッドユニット８０等による画像記録に関しては、後に詳述する。
【０１２８】
画像が記録された記録媒体Ｐは、除電手段７２により除電され、剥離手段７４により搬送ベルト６８より剥離されて定着・搬送手段７６へ搬送される。
図示例において、除電手段７２は、コロトロン除電器７２ａと、交流電源７２ｂと、一端が接地された直流高圧電源７２ｃとを有する、いわゆるＡＣコロトロン除電器である。なお、除電手段は、これ以外にも、例えばスコロトロン除電器、固体チャージャ、放電針等の種々の手段や方法などが利用でき、また、上述の静電吸着手段７０のように、導電性ローラや導電性プラテンを用いる構成も好適に使用される。
剥離手段７４としては、剥離用ブレード、逆回転ローラ、エアナイフ等公知の技術が利用可能である。
【０１２９】
搬送ベルト６８から剥離された記録媒体Ｐは、定着・搬送手段７６に送られ、インクジェットによって形成された画像が定着される。定着・搬送手段７６としてヒートローラ７６ａおよび搬送ローラ７６ｂからなるローラ対を用い、記録媒体Ｐを挟持搬送しつつ、記録された画像を加熱定着する。
画像が定着された記録媒体Ｐは、ガイド７８に案内されて図示しない排紙ストッカに排紙される。
【０１３０】
加熱定着手段としては、上述のヒートロール定着以外に、赤外線またはハロゲンランプやキセノンフラッシュランプによる照射、あるいはヒータを利用した熱風定着等の一般的な加熱定着を挙げることができる。また、加熱定着・搬送手段７６においては、加熱手段は、加熱のみを行うものとし、搬送手段と加熱定着手段とを別々に設けてもよい。
なお、加熱定着の場合、記録媒体Ｐとして、コート紙やラミネート紙を用いた場合には、急激な温度上昇により紙内部の水分が急激に蒸発し紙表面に凹凸が発生する、ブリスターと呼ばれる現象が生じる可能性がある。これを防止するために、複数の定着器を配置し、記録媒体Ｐが徐々に昇温するように、各定着器の電力供給および記録媒体Ｐまでの距離の一方または両方を変えるのが好ましい。
【０１３１】
なお、プリンタ６０においては、少なくともヘッドユニット８０による画像記録から、定着・搬送手段７６による定着を終了するまでは、記録媒体Ｐの画像記録面には何も接触しないように構成するのが好ましい。
また、定着・搬送手段７６における定着の際の記録媒体Ｐの移動速度には、特に限定はなく、画像形成時の搬送ベルト６８による搬送速度と同じであっても良いし、異なっていても良い。画像形成時の搬送速度と異なる場合には、定着・搬送手段７６の直前に記録媒体Ｐの速度バッファを設けるのも好ましい。
【０１３２】
以下、プリンタ６０における画像記録について詳述する。
前述のように、プリンタ６０の画像記録手段は、インクジェットを吐出するヘッドユニット８０、ヘッドユニット８０にインクＱの供給および回収を行うインク循環系８２、図示されないコンピュータ、ＲＩＰ（Raster Image Processor）等の外部機器からの出力画像信号によりヘッドユニット８０を駆動するヘッドドライバ８４、記録媒体Ｐにおける画像記録位置を決定するために記録媒体Ｐを検出する記録媒体位置検出手段８６を有して構成される。
【０１３３】
図１１（Ｂ）は、ヘッドユニット８０と、その周辺の記録媒体Ｐの搬送手段を模式的に示す斜視図である。
ヘッドユニット８０は、フルカラー画像の記録を行うためのシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色のインク吐出に対応して、４つのインクジェットヘッド８０ａを有し、画像データを供給されたヘッドドライバ８４からの信号に従って、インク循環系８２によって供給されるインクＱをインク液滴Ｒとして吐出して、搬送ベルト６８によって所定速度で搬送されている記録媒体Ｐに画像を記録する。各色のインクジェットヘッド８０ａは、搬送ベルト６８の搬送方向に配列されている。
なお、ヘッドユニット８０の各色のインクジェットヘッド８０ａは、前記本発明のインクジェットヘッドである。
【０１３４】
図示例において、各インクジェットヘッド８０ａは、吐出口２８が記録媒体Ｐの幅方向全域に配列されたラインヘッドであり、好ましくは、図２に示されるように、互いに千鳥状となるように配置された複数のノズル列を有する、マルチチャンネルヘッドである。
従って、図示例においては、搬送ベルト６８に記録媒体Ｐを保持させた状態で、ヘッドユニット８０に対して記録媒体Ｐを搬送し、１回通過させる、すなわち１回の走査搬送を行うのみで、記録媒体Ｐの全面に画像が形成される。従って、吐出ヘッドをシリアルスキャンする場合に比べて、高速での画像記録（描画）が可能となる。
【０１３５】
なお、本発明のインクジェットヘッドは、いわゆるシリアルヘッド（シャトルタイプ）にも利用可能であり、従って、プリンタ６０も、この態様であってもよい。
この際においては、各インクジェットヘッドの吐出口２８の列（単列でもマルチチャンネルでもよい）を搬送ベルト６８の搬送方向と一致させてヘッドユニット８０を構成し、ヘッドユニット８０を記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向に走査する公知の走査手段を設ける。
画像記録は、通常のシャトルタイプのインクジェットプリンタと同様に行えばよく、吐出口２８の列の長さに応じて、搬送ベルト６８によって記録媒体Ｐを間欠的に搬送しつつ、この間欠搬送に同期して、停止時にヘッドユニット８０を走査して、記録媒体Ｐの全面に画像を記録する。
このようにして、ヘッドユニット８０によって記録媒体Ｐの全面に形成された画像は、前述のように、記録媒体Ｐが定着・搬送手段７６によって挟持搬送されることにより、定着・搬送手段７６によって定着される。
【０１３６】
ヘッドドライバ８４は、外部装置から画像データを受け取り、種々の処理を行うシステム制御部（図示せず）から画像データを受け取り、その画像データに基づいてヘッドユニット８０を駆動する。
このシステム制御部は、コンピュータやＲＩＰ、画像スキャナ、磁気ディスク装置、画橡データ伝送装置等の外部装置から受け取った画像データに、色分解、適当な画素数や階調数への分割演算等を行って、ヘッドドライバ８４がヘッドユニット８０（インクジェットヘッド）を駆動するための画像データとする部位である。また、システム制御部は、搬送ベルト６８による記録媒体Ｐの搬送タイミングに合わせたヘッドユニット８０によるインクの吐出タイミングの制御を行う。吐出タイミングの制御は、記録媒体位置検出手段８６からの出力や、搬送ベルト６８または搬送ベルト６８の駆動手段へ配置したエンコーダからの出力信号を利用して行われる。
なお、記録媒体位置検出手段８６は、ヘッドユニット８０によるインク液滴の吐出位置に搬送されてくる記録媒体Ｐを検出するためのもので、フォトセンサ等の公知の検出手段を用いることができる。
ここで、ヘッドドライバ８４は、ラインヘッド適用時など、制御する吐出部の数（チャンネル数）が多数有る場合には、描画を分割し、公知の抵抗マトリクス型駆動法や抵抗ダイオードマトリクス型駆動法を用いてもよい。これにより、ヘッドドライバ８４の使用ＩＣ数を低減することができ、コストを低下させると共に制御回路サイズを抑制することができる。
【０１３７】
インク循環系８２は、ヘッドユニット８０の各色のインクジェットヘッド８０ａの主流路３０（図２参照）にインクＱを流すためのもので、４色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の各色のインクタンク、ポンプおよび補給用インクタンク（図示せず）等を有するインク循環装置８２ａと、インク循環装置８２ａのインクタンクからヘッドユニット８０の各色のインクジェットヘッドの主流路３０に各色のインクＱを供給するインク供給系８２ｂと、ヘッドユニット８０の各色のインクジェットヘッドの主流路３０からインクをインク循環装置８２ａに回収するインク回収系８２ｃとを有する。
【０１３８】
インク循環系８２は、インク循環装置８２ａによって、インクタンクからインク供給系８０ｂを介してヘッドユニット８０に各色毎にインクＱを供給し、かつ、インク供給系８０ｃを介してヘッドユニット８０から各色毎にインクＱをインクタンクに回収して循環させることができればどのようなものでも良い。
インクタンクは、各色のインクＱを貯留しており、インクＱがポンプで汲み出されてヘッドユニット８０へ送られる。ヘッドユニット８０からインクが吐出されることにより、インク循環系８２で循環しているインクの濃度が低下するので、インク循環系８２では、インク濃度検出器によってインク濃度を検出し、それ応じて補給用インクタンクから適宜インクを補充して、インク濃度を所定の範囲に保つのが望ましい。
【０１３９】
また、インクタンクには、インクの固形成分の沈殿・濃縮を抑制するための攪拌装置や、インクの温度変化を抑制するためのインク温度管理装置が備えられるのが好ましい。この理由は、温度管理をしないと、環境温度の変化等によりインク温度が変化して、インクの物性が変化することによりドット径が変化し、高画質な画像が安定して形成できなくなる可能性があるからである。
攪拌装置としては回転羽、超音波振動子、循環ポンプ等が使用できる。
インクの温度制御装置としてはヘッドユニット８０、インクタンク、配インク管系等に、ヒータやペルチェ素子等の発熱素子または冷却素子を配し、温度センサ、例えばサーモスタットにより制御する方法等、公知の方法が使用できる。温度制御装置をインクタンク内に配置する場合には、温度分布を一定にするように攪拌装置と共に配するのがよい。また、タンク内の濃度分布を一定に保つための攪拌装置は、インクの固形成分の沈澱・濃縮の抑制するための攪拌装置と共用しても良い。
【０１４０】
前述のように、プリンタ６０は、排出ファン９０および溶媒回収装置９２からなる溶媒回収手段を有する。溶媒回収手段は、ヘッドユニット８０から記録媒体Ｐ上に吐出されたインク液滴から蒸発するキャリア液、特にインク液滴によって形成された画像を定着する際に記録媒体Ｐから蒸発するキャリア液を回収する。
排出ファン９０は、プリンタ６０の筐体６１内部の空気を吸い込んで溶媒回収装置９２へ送るためのものである。
溶媒回収装置９２は、溶媒蒸気吸収材を備えており、排出ファン９０によって吸い込まれた溶媒蒸気を含む気体の溶媒成分をこの溶媒蒸気吸収材に吸着し、溶媒が吸着回収された後の気体をプリンタ６０の筐体１１外に排出する。溶媒蒸気吸収材としては、各種の活性炭などが好適に使用される。
【０１４１】
上記では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のインクを用いてカラー画像を記録する静電式のインクジェット記録装置について説明したが、本発明はこれには制限されず、モノクロ用の記録装置であってもよいし、他の色、例えば淡色や特色のインクを任意の数だけ用いて記録するものであってもよい。その場合は、インク色数に対応する数のヘッドユニット８０およびインク循環系８２が用いられる。
【０１４２】
また、以上の例では、いずれも、インク中の色材粒子を正帯電させ、記録媒体あるいは記録媒体Ｐの背面の対向電極を負の高電圧にして、インク液滴Ｒを吐出するインクジェットについて説明したが、本発明はこれには限定されず、逆に、インク中の色材粒子を負に帯電させ、記録媒体または対向電極を正の高電圧にして、インクジェットによる画像記録を行っても良い。このように、着色荷電粒子の極性を上記の例と逆にする場合には、静電吸着手段、対向電極、インクジェットヘッドの駆動電極への印加電圧極性等を上記の例と逆にすれば良い。
【０１４３】
また、本発明のインクジェットヘッドおよび記録装置は、帯電した色材成分を含むインクを吐出するものに限定されるものではなく、荷電粒子を含む液体を吐出させる液体吐出ヘッドであれば特に制限されず、例えば、上記静電式インクジェット記録装置の他に、帯電粒子を利用して液滴を吐出して対象物を塗布する塗布装置に適用することができる。
【０１４４】
以上、本発明の静電式のインクジェットヘッド、及び、それを用いるインクジェット記録装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明のインクジェットヘッドの一例の概略断面図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、図１に示すインクジェットヘッドを説明するための概念図である。
【図３】本発明のインクジェットヘッドの別の例であり、ヘッド基板の内部に吐出電極を備えるタイプの概略構成図である。
【図４】本発明のインクジェットヘッドの別の例であり、２層の吐出電極を備えるインクジェットヘッドの概略構成図である。
【図５】（Ａ）は、図４に示すインクジェットヘッドをＡ−Ａ線を含む面における概略平面図であり、（Ｂ）は、Ｂ−Ｂ線を含む面における概略平面図である。
【図６】（Ａ）は、本発明のインクジェットヘッドの別の例であり、吐出口基板にインク誘導溝を備えるタイプの概略構成図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すインクジェットヘッドの吐出部を上方から見たときの概略平面図である。
【図７】本発明のインクジェットヘッドの別の例であり、溝深さが一定のインク溝が吐出口基板に形成されたタイプの概略構成図である。
【図８】本発明のインクジェットヘッドの別の例であり、ヘッド基板にインク誘導堰を備えるタイプの概略構成図である。
【図９】（Ａ）は、図８に示すインクジェットヘッドの概略斜視図であり、（Ｂ）は、インク誘導堰の形状寸法を説明する図である。
【図１０】ヘッド基板にインク誘導堰を備える、本発明のインクジェットヘッドの別の例の概略斜視図である。
【図１１】（Ａ）は、本発明のインクジェット記録装置の概略構成図であり、（Ｂ）は、ヘッドユニットと、その周辺の記録媒体の搬送手段を模式的に示す斜視図である。
【図１２】従来のインクジェットヘッドの概略構成図である。
【図１３】制御電極に駆動電圧を印加するときのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１４６】
１０、１１０、１２０、１３０、１４０  インクジェットヘッド
１２  ヘッド基板
１４  インクガイド
１４ａ  先端部分
１６  吐出口基板
１８、１８ａ、１８ｂ  吐出電極
２０  ガード電極
２２  シールド板
２４  対向電極
２４ａ  電極基板
２４ｂ  絶縁シート
２６  帯電ユニット
２６ａ  スコロトロン帯電器
２６ｂ  バイアス電圧源
２８  吐出口
３０  主流路
３２  信号電圧源
３４、３５  絶縁層
３６  開口部
５０  インク誘導堰
５０ａ  傾斜面
５２  インク誘導溝
６０  インクジェットプリンタ
６２  フィードローラ
６４  ガイド
６６  ローラ
６８  搬送ベルト
６９  搬送ベルト位置検知手段
７０  静電吸着手段
７２  除電手段
７４  剥離手段
７６  定着・搬送手段
７８  ガイド
８０  ヘッドユニット
８２  インク循環系
８４  ヘッドドライバ
８６  記録媒体位置検出手段
９０  排出ファン
９２  溶媒回収装置
Ｐ  記録媒体
Ｑ  インク
Ｒ  インク液滴
【図１】
2005161547.tif 000003
【図２】
2005161547.tif 000004
【図３】
2005161547.tif 000005
【図４】
2005161547.tif 000006
【図５】
2005161547.tif 000007
【図６】
2005161547.tif 000008
【図７】
2005161547.tif 000009
【図８】
2005161547.tif 000010
【図９】
2005161547.tif 000011
【図１０】
2005161547.tif 000012
【図１１】
2005161547.tif 000013
【図１２】
2005161547.tif 000014
【図１３】
2005161547.tif 000015