(57)【要約】【課題】複数のインクジェットユニットに関して、偏向電極の周囲の電界分布を略同じにするインクジェット記録装置等を提供する。【解決手段】インクジェット記録装置Ｓは、インク液を噴射してインク液滴にするノズルと、インク液滴を帯電させる帯電電極と、帯電したインク液滴を偏向させる正負一対の偏向電極と、を有する第１インクジェットユニット２１及び第２インクジェットユニット２２を備えるインクジェットヘッド２を有し、偏向電極２１ｃ，２２ｃは正極と負極とが交互に配置され、正極によって挟まれた負極を有する偏向電極２１ｃは、当該負極のノズル２１ａ側に設けられてその周囲の電界を補正する電界補正部Ｇ１を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク液を噴射してインク液滴にするノズルと、
前記ノズルの噴射側に配置され、インク液滴を帯電させる帯電電極と、
正極と負極とで一対をなし、前記帯電電極で帯電したインク液滴を偏向させる偏向電極と、
を有するインクジェットユニットを、前記偏向電極の正極と負極とが交互に配置されるように複数備えるインクジェットヘッドを有し、
複数の前記偏向電極のうち、二つの正極によって挟まれた負極を有する偏向電極は、それぞれ、当該負極の前記ノズル側に設けられてその周囲の電界を補正する第１電界補正部を備えること
を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記第１電界補正部が前記ノズル側に延びる長さは、当該第１電界補正部を有する前記偏向電極の正極と負極との距離の２／３以上であること
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】
複数の前記偏向電極のうち、二つの正極によって挟まれない負極を有する偏向電極は、当該負極の前記ノズル側に設けられてその周囲の電界を補正する第２電界補正部を有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第２電界補正部が前記ノズル側に延びる長さは、前記第１電界補正部が前記ノズル側に延びる長さよりも短いこと
を特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記第１電界補正部及び前記第２電界補正部は、絶縁体であること
を特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記第１電界補正部及び前記第２電界補正部は、導体であること
を特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記第１電界補正部及び前記第２電界補正部は、それぞれ、自身が属する前記インクジェットユニットの前記偏向電極の負極と一体成形されること
を特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
インク液を噴射してインク液滴にするノズルと、
前記ノズルの噴射側に配置され、インク液滴を帯電させる帯電電極と、
正極と負極とで一対をなし、前記帯電電極で帯電したインク液滴を偏向させる偏向電極と、
を有するインクジェットユニットを、前記偏向電極の正極と負極とが交互に配置されるように二つ備えるインクジェットヘッドを有し、
二対の前記偏向電極のうち、二つの正極によって挟まれた負極を有する偏向電極は、当該負極の前記ノズル側に設けられてその周囲の電界を補正する第１電界補正部を備えること
を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】
二対の前記偏向電極のうち、二つの正極によって挟まれない負極を有する偏向電極は、当該負極の前記ノズル側に設けられてその周囲の電界を補正する第２電界補正部を有すること
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】
二つの前記ノズルの軸線同士の距離が、前記ノズルから離れるにつれて小さくなるように、二つの前記インクジェットユニットが配置されること
を特徴とする請求項８又は請求項９に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
インク液を噴射してインク液滴にするノズルと、
前記ノズルの噴射側に配置され、インク液滴を帯電させる帯電電極と、
正極と負極とで一対をなし、前記帯電電極で帯電したインク液滴を偏向させる偏向電極と、
を有するインクジェットユニットを複数備えるインクジェットヘッドを有し、
複数の前記偏向電極は、正極と負極とが交互に配置され、
複数の前記偏向電極のうち、二つの正極によって挟まれた負極を有する偏向電極は、それぞれ、当該負極の前記ノズル側に設けられる第１電界補正部を有し、
前記第１電界補正部によって、その周囲の電界が補正されること
を特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出するノズルを複数備えるマルチノズル型のインクジェット記録装置が知られている。マルチノズル型のインクジェット記録装置は、ノズルが単一である場合と比較して、被印字物の単位時間当たりの処理量が多いという利点がある。このようなインクジェット記録装置として、例えば、以下に示す技術が開示されている。
【０００３】
すなわち、特許文献１には、第１の帯電電極で帯電したインク液滴を下側に偏向する第１の偏向手段と、第２の帯電電極で帯電したインク液滴を上側に偏向する第２の偏向手段と、を備えるインクジェット記録装置について記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、複数の帯電電極と、各帯電電極に対応する複数の偏向電極と、帯電電極と偏向電極との間に設置される電界シールド板と、を備えるインクジェット記録装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１２４１６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０１６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ノズル、帯電電極、及び偏向電極を有するインクジェットユニットを二つ備える２ノズル型のインクジェット記録装置は、通常、二対の偏向電極が正・負・正・負の順に並べて配置されている。そして、偏向電極の周囲の電界分布は、この偏向電極による電界と、他の偏向電極による電界と、を重ね合わせたものになる。
【０００７】
詳細については実施形態の中で説明するが、このような電界の重ね合わせの結果、特に偏向電極のノズル側の電界分布が、各インクジェットユニットで異なってしまうという問題があった。その結果、インク液滴の帯電量に対応する偏向量が各インクジェットユニットで異なってしまい、被印字物に印字される文字の形状や高さが異なってしまうという問題があった。
【０００８】
このような問題に対して特許文献１では、文字の高さや文字の間隔に応じてインク液滴の帯電量を微調整するようにしているが、帯電電圧の制御処理が非常に煩雑になってしまう。
また、特許文献２では、電界シールド板を設置することで、偏向電極からの電界の影響が帯電電極に及ばないようにしているが、各偏向電極の電界は干渉し合うため、前記した問題は解決されない。
【０００９】
そこで、本発明は、複数のインクジェットユニットに関して、偏向電極の周囲の電界分布を略同じにするインクジェット記録装置等を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明に係るインクジェット記録装置は、インク液を噴射してインク液滴にするノズルと、前記ノズルの噴射側に配置され、インク液滴を帯電させる帯電電極と、正極と負極とで一対をなし、前記帯電電極で帯電したインク液滴を偏向させる偏向電極と、を有するインクジェットユニットを、前記偏向電極の正極と負極とが交互に配置されるように複数備えるインクジェットヘッドを有し、複数の前記偏向電極のうち、二つの正極によって挟まれた負極を有する偏向電極は、それぞれ、当該負極の前記ノズル側に設けられてその周囲の電界を補正する第１電界補正部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数のインクジェットユニットに関して、偏向電極の周囲の電界分布を略同じにするインクジェット記録装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置の模式的な縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置が備える第１インクジェットユニット及び第２インクジェットユニットの模式的な縦断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置における偏向電極の周囲の電界を示す電界分布図（シミュレーション結果）である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録装置が備える第１インクジェットユニット及び第２インクジェットユニットの模式的な縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録装置における偏向電極の周囲の電界を示す電界分布図（シミュレーション結果）である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るインクジェット記録装置が備える第１インクジェットユニット及び第２インクジェットユニットの模式的な縦断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るインクジェット記録装置が備える第１インクジェットユニット及び第２インクジェットユニットの模式的な縦断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るインクジェット記録装置における偏向電極の周囲の電界を示す電界分布図（シミュレーション結果）である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るインクジェット記録装置が備える第１インクジェットユニット及び第２インクジェットユニットの模式的な縦断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係るインクジェット記録装置が備える第１インクジェットユニット及び第２インクジェットユニットの模式的な縦断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係るインクジェット記録装置が備える第１インクジェットユニット及び第２インクジェットユニットの模式的な縦断面図である。
【図１３】比較例に係るインクジェット記録装置が備える第１インクジェットユニット及び第２インクジェットユニットの模式的な縦断面図である。
【図１４】比較例に係るインクジェット記録装置における偏向電極の周囲の電界を示す電界分布図（シミュレーション結果）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、一例として、ノズル２１ａ，２２ａ（図２参照）から連続的にインクを吐出してインク液滴とし、帯電量に応じてインク液滴を偏向させることで被印字物Ｆ（図２参照）に印字する連続吐出型のインクジェット記録装置Ｓ（図２参照）について説明する。
【００１４】
≪第１実施形態≫
＜インクジェット記録装置の構成＞
図１は、第１実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓの外観斜視図である。
インクジェット記録装置Ｓは、被印字物Ｆ（図２参照）に向けてインク液滴を噴射することで、被印字物Ｆに文字等を印字する２ノズル型の記録装置である。インクジェット記録装置Ｓは、例えば、ベルトコンベアで次々と運ばれてくる飲料缶（被印字物Ｆ）に識別記号等を印字する際に用いられる。インクジェット記録装置Ｓは、本体部１と、インクジェットヘッド２と、ケーブル３と、を備えている。
【００１５】
本体部１は、後記するポンプ類、弁類、制御装置７０（図２参照）等と、これらを収容する筐体１１と、筐体１１に設置される表示パネル１２と、を備えている。なお、表示パネル１２は、ユーザによる設定入力を受け付けたり、インクジェット記録装置Ｓの運転状況を表示したりするものである。
【００１６】
インクジェットヘッド２は、制御装置７０（図２参照）からの指令に従って、被印字物Ｆ（図２参照）にインク液滴を噴射するものである。なお、インクジェットヘッド２の詳細については後記する。
【００１７】
ケーブル３は、制御装置７０（図２参照）とインクジェットヘッド２とを接続する信号線（図示せず）、後記するインク供給管５１（図２参照）、及びインク回収管６１（図２参照）を収容する管状部材である。
【００１８】
図２は、インクジェット記録装置Ｓの模式的な縦断面図である。なお、図２では、本体部１に対してインクジェットヘッド２を大きめに図示した。
本体部１は、主に、インク容器３１と、溶剤容器４１と、インクジェットヘッド２にインクを供給するためのインク供給部材（ポンプ５２等）と、後記するガター２１ｄ，２２ｄで回収されたインクをインク容器３１に戻すためのインク回収部材（ポンプ６３等）と、制御装置７０と、を備えている。
【００１９】
インク容器３１には、液状のインクが貯留されている。溶剤容器４１には、インクを希釈するための溶剤が貯留されている。なお、図２に示す溶剤供給管４２の上流端は、溶剤容器４１内の溶剤に浸され、下流端はインク容器３１内に臨んでいる。溶剤供給管４２には、溶剤容器４１内の溶剤をインク容器３１に圧送するポンプ４３が設置されている。
【００２０】
前記したインク供給部材は、インク容器３１からインクジェットヘッド２にインクを供給するためのインク供給管５１と、このインク供給管５１において上流側から順に設置されたポンプ５２、供給弁５３、フィルタ５４、及び調圧弁５５を備えている。インク供給管５１の上流端は、インク容器３１内のインクに浸されている。また、インク供給管５１は、二つのインクジェットユニット２１，２２に対応して分岐し、その下流端がノズル２１ａ，２２ａに接続されている。
【００２１】
前記したインク回収部材は、ガター２１ｄ，２２ｄで回収されたインクをインク容器３１に戻すためのインク回収管６１と、このインク回収管６１において上流側から順に設置された回収弁６２、ポンプ６３、及びフィルタ６４を備えている。なお、インク回収管６１は、ガター２１ｄ，２２ｄで回収したインクが合流し、合流したインクがポンプ６３等を介してインク容器３１に戻るように接続されている。
なお、インク供給部材及びインク回収部材が備える各機器については、詳細な説明を省略する。
【００２２】
制御装置７０は、表示パネル１２（図１参照）を介して入力される情報等に基づいて、各機器の動作を制御するものである。制御装置７０は、例えば、以下の機能を有している。
すなわち、制御装置７０は、ポンプ類及び弁類を制御し、インク供給管５１を介してノズル２１ａ，２２ａにインクを供給するとともに、ガター２１ｄ，２２ｄで回収したインクをインク容器３１に戻す。
また、制御装置７０は、被印字物Ｆを検知するセンサ（図示せず）の検出結果等に基づき、図３に示すｘ軸方向に被印字物Ｆを搬送する搬送機構（図示せず）を制御する。
【００２３】
また、制御装置７０は、位相センサ２１ｅ，２２ｅの検出値に基づいて、ノズル２１ａ，２２ａの上流側に設置された励振源（図示せず）を振動させる。これによって、ノズル２１ａ，２２ａから噴射されるインク液柱が揺らいで分断され、インク液滴になる。
また、制御装置７０は、印字すべき文字等のパターンデータに基づき、帯電電圧制御部７１（図３参照）によって帯電電極２１ｂ、２２ｂの電圧を変化させ、また、偏向電圧制御部７２（図３参照）によって偏向電極２１ｃ，２２ｃに所定電圧を印加する。
【００２４】
図２に示すインクジェットヘッド２は、第１インクジェットユニット２１と、第２インクジェットユニット２２と、インクジェットユニット２１，２２を収容するヘッドカバー２３と、を備えている。
【００２５】
第１インクジェットユニット２１と、第２インクジェットユニット２２と、はノズル２１ａの軸線Ｑ１（図３参照）と、ノズル２２ａの軸線Ｑ２（図３参照）と、が平行になるように並べて配置されている。ヘッドカバー２３には、インクジェットユニット２１，２２から噴射されるインク液滴を通過させるための開口ｈ１，ｈ２が設けられている。
【００２６】
（第１インクジェットユニット）
図３は、インクジェット記録装置Ｓが備える第１インクジェットユニット２１及び第２インクジェットユニット２２の模式的な縦断面図である。なお、図３では、ヘッドカバー２３（図２参照）の図示を省略した。
第１インクジェットユニット２１は、インク供給管５１において一方側に分流したインクをインク液滴として被印字物Ｆに噴射するものである。第１インクジェットユニット２１は、ノズル２１ａと、帯電電極２１ｂと、偏向電極２１ｃと、ガター２１ｄと、位相センサ２１ｅ（図２参照）と、を備えている。
【００２７】
図３に示すように、ｚ軸方向の正側（インク液滴が噴射される向き）に向かって順に、ノズル２１ａ、帯電電極２１ｂ、偏向電極２１ｃ、及びガター２１ｄが配置されている。なお、位相センサ２１ｅ（図２参照）は、前記したインク回収管６１に設けられている。
【００２８】
ノズル２１ａは、インク供給管５１を介して圧送される液状のインク（インク液）を噴射し、インク液滴にするものである。ノズル２１ａは、液柱状のインクに振動を与えるための励振源（図示せず）を有している。この励振源は、交流電圧が印加されることで振動する圧電アクチュエータである。ノズル２１ａのオリフィス孔を介して噴射された液柱状のインクは、励振源の振動によって揺らぎを与えられて分断され、インク液滴になる。
【００２９】
帯電電極２１ｂは、ノズル２１ａから噴射されたインク液滴を帯電させるための電極であり、ノズル２１ａの開口端付近に配置されている。帯電電極２１ｂは、円筒状（又は、ｚ軸方向から見てＵ字状）を呈しており、z軸方向から見て中心付近をインク液滴が通過するように配置されている。
【００３０】
帯電電極２１ｂには、表示パネル１２（図１参照）を介して入力された印字形態に基づき、帯電電圧制御部７１から時間的に変化する電圧が印加される。本実施形態では、帯電電極２１ｂに正の電圧を印加することでインク液滴を負に帯電させるようにした。ちなみに、インク液滴の帯電量が大きいほど、後記する偏向電極２１ｃでの偏向量（ｙ軸方向の正側への移動量）も大きくなる。
【００３１】
偏向電極２１ｃは、帯電電極２１ｂで帯電したインク液滴をｙ軸方向に偏向（移動）させるため電極であり、正極Ｐ１と、負極Ｎ１と、電界補正部Ｇ１と、を備えている。
偏向電極２１ｃの正極Ｐ１には、偏向電圧制御部７２からの指令に応じて、直流電源（図示せず）から所定電圧（例えば、５．７ｋＶ）が印加される。図３に示すように、正極Ｐ１は、縦断面視において折線状を呈している。
【００３２】
正極Ｐ１は、負極Ｎ１と略平行に配置される平行部Ｐ１１と、ノズル２１から離れるにつれて負極Ｎ１との距離が大きくなる逃げ部Ｐ１２と、を有している。このように逃げ部Ｐ１２を設けることで、ｙ軸方向にインク液滴を偏向可能な幅を大きく確保できるとともに、ｙ軸方向において負極Ｎ１の近くに平行部Ｐ１１を配置して強い電界を生じさせることができる。
【００３３】
負極Ｎ１は、正極Ｐ１に対向するように配置される平板状の電極である。なお、本実施形態では、正極Ｐ１に正の高電圧を印加し、負極Ｎ１を接地するようにしている。
正負一対の偏向電極２１ｃは、ｙ軸方向において負極Ｎ１から僅かに（例えば、０．５ｍｍ）離れた位置にインク液滴が入射するように配置されている。帯電電極２１ｂで帯電したインク液滴は、その帯電量に応じて偏向電極２１ｃでｙ軸方向の正側に移動し、ヘッドカバー２３（図２参照）の開口ｈ１（図２参照）を介して被印字物Ｆに付着する。
【００３４】
電界補正部Ｇ１は、正極Ｐ１，Ｐ２からの電界を遮蔽することで周囲の電界を補正するための絶縁体である。電界補正部Ｇ１は、板状を呈しており、負極Ｎ１のノズル２１ａ側の端部に設置されている。
なお、電界補正部Ｇ１の材料として、セラミックス、エチレン樹脂、フェノール樹脂、ガラス等を用いることができる。また、負極Ｎ１をノズル２１ａ側にさらに延ばし、この延ばした部分の表面に絶縁材料を塗布又は蒸着することで「電界補正部」を形成するようにしてもよい。
【００３５】
図３に示す例において電界補正部Ｇ１は、正極Ｐ１に対向する面が負極Ｎ１と面一となるように設置されている。これによって、直進してくるインク液滴に対し、ｙ軸方向で非常に近い位置に電界補正部Ｇ１及び負極Ｎ１を配置することができる。したがって、インク液滴をｙ軸方向に偏向可能な幅を大きく確保できる。
【００３６】
また、電界補正部Ｇ１がノズル２１ａ側に延びる長さＬ１は、正極Ｐ１（平行部Ｐ１１）と負極Ｎ１との距離の２／３以上であることが好ましい。例えば、正極Ｐ１と負極Ｎ１との距離が３ｍｍであるとき、電界補正部Ｇ１のｚ軸方向の長さを２ｍｍ以上（例えば、２．５ｍｍ）にすることが好ましい。
なぜなら、発明者らが実験した結果、電界補正部Ｇ１を前記した長さにすることで、偏向電極２１ｃのノズル２１ａ側の電界分布と、偏向電極２２ｃのノズル２２ａ側の電界分布と、を略同じにすることができたからである。なお、電界補正部Ｇ１の長さＬ１は、実験やシミュレーションに基づいて適宜設定される。
【００３７】
ガター２１ｄは、偏向電極２１ｃの電極間の電界で偏向せずｚ軸方向に直進した（つまり、印字に不要であり、帯電量が非常に小さい）インク液滴を回収するものである。ガター２１ｄの開口は、ノズル２１ａと同軸上に配置されている。なお、ガター２１ｄで回収されたインク液滴は、インク回収管６１（図２参照）を介してインク容器３１（図２参照）に戻され、再利用される。
【００３８】
図２に示す位相センサ２１ｅは、ガター２１ｄで回収されたインク液滴の帯電量を検出するセンサであり、インク回収管６１に設けられている。ちなみに、制御装置７０は、位相センサ２１ｅの検出値に基づいて、帯電電極２１ｂに電圧を印加するタイミングを調整するようになっている。
【００３９】
（第２インクジェットユニット）
図３に示す第２インクジェットユニット２２は、インク供給管５１において他方側に分流したインクをインク液滴として被印字物Ｆに噴射するものである。第２インクジェットユニット２２は、ノズル２２ａと、帯電電極２２ｂと、偏向電極２２ｃと、ガター２２ｄと、位相センサ２２ｅ（図２参照）と、を備えている。
【００４０】
図３に示すように、ｚ軸方向の正側に向かって順に、ノズル２２ａ、帯電電極２２ｂ、偏向電極２２ｃ、及びガター２２ｄが配置されている。第２インクジェットユニット２２の構成は、偏向電極２２ｃが電界補正部Ｇ１を有していない点を除いて第１インクジェットユニット２１と同様である。したがって、第２インクジェットユニット２２については、偏向電極２２ｃ等の配置について説明し、その他の構成については詳細な説明を省略する。
【００４１】
図３に示すように、紙面の上から順に正極Ｐ１、負極Ｎ１、正極Ｐ２、負極Ｎ２の順になるように偏向電極２１ｃ，２２ｃが配置されている。つまり、ｙ軸方向において正極と負極とが交互に配置されている。また、負極Ｎ１は、ｙ軸方向において二つの正極Ｐ１，Ｐ２によって挟まれている。
なお、偏向電極２１ｃの負極Ｎ１と、偏向電極２２ｃの正極Ｐ２とは、ｙ軸方向のコンパクト化を考慮しつつ、両者間にアーク（異常放電）が発生しないように適度に離して配置されている。
【００４２】
＜作用・効果＞
本実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓの作用・効果の説明に先立って、電界補正部Ｇ１を備えない比較例の電界分布について簡単に説明する。
図１３は、比較例に係るインクジェット記録装置が備える第１インクジェットユニット及び第２インクジェットユニットの模式的な縦断面図である。図１３に示す比較例では、偏向電極２１ｃが電界補正部Ｇ１（図３参照）を備えない構成になっている。
【００４３】
図１４は、電界補正部Ｇ１を備えない比較例のインクジェット記録装置において、偏向電極２１ｃ，２２ｃの周囲の電界を示す電界分布図（シミュレーション結果）である。なお、図１４では、ノズル２１ａ，２２ａ（図１３参照）、帯電電極２１ｂ，２２ｂ（図１３参照）、及びガター２１ｄ，２２ｄ（図１３参照）の図示を省略した。
【００４４】
偏向電極２１ｃを通過する過程において、インク液滴は、正極Ｐ１と負極Ｎ１との間の電界分布の他、偏向電極２１ｃよりもノズル２１ａ（図１３参照）側の電界分布、及び偏向電極２１ｃよりもガター２１ｄ（図１３参照）側の電界分布の影響も受ける。他方の偏向電極２２ｃに入射するインク液滴に関しても同様のことがいえる。
【００４５】
図１４に示すように、偏向電極２１ｃの電極間、及び偏向電極２２ｃの電極間はそれぞれ、正極Ｐ１，Ｐ２に高電圧が印加されることで同様の電界分布になっている。
【００４６】
また、偏向電極２１ｃよりもノズル２１ａ（図１３参照）側の領域Ｋ１では、正極Ｐ１から負極Ｎ２に向かう紙面下向きの電界と、正極Ｐ２から負極Ｎ１に向かう紙面上向きの電界と、が重ね合わされた電界分布になる。前記した各電界は互いに逆向きであり、電界の強さが略等しいため、領域Ｋ１の一部では各電界が干渉によって打ち消し合い、電界の強さが０［Ｖ／ｍ］になる。
この電界０［Ｖ／ｍ］の領域は、偏向電極２１ｃの負極Ｎ１のノズル２１ａ側の端部付近にまで食い込むように広がっている。
【００４７】
一方、偏向電極２２ｃの負極Ｎ２のノズル２２ａ側の端部付近である領域Ｋ２では、０［Ｖ／ｍ］よりも電界が強くなっている。これは、偏向電極２２ｃの負極Ｎ２がｙ軸方向において正極に挟まれておらず、前記したような干渉が生じないためである。
【００４８】
したがって、図１３に示す帯電電極２２ｂで帯電したインク液滴は、偏向電極２２ｃに入射する前に領域Ｋ２（図１４参照）の電界でｙ軸方向の正側に加速される。一方、偏向電極２１ｃにおいて、領域Ｋ１の電界０［Ｖ／Ａ］の部分ではインク液滴が加速されず、電界の強さが０［Ｖ／Ａ］よりも強い領域に入ったときに、インク液滴がｙ軸方向の正側に加速し始める。
【００４９】
このように領域Ｋ１，Ｋ２の電界分布が異なるため、ｙ軸方向において同じ高さの文字を印字する場合でもインクジェットユニット２１，２２で文字の高さが異なってしまう（第２インクジェットユニット２２で印字された文字のほうがｙ軸方向で高くなる）という問題があった。
【００５０】
ちなみに、図１４に示す負極Ｎ１のガター２１ｄ（図１３参照）側の端部付近にも、電界０［Ｖ／ｍ］の領域Ｋ３が存在する。しかしながら、領域Ｋ３は、ガター２１ｄで回収されるインク液滴の経路に含まれており、その電界は、印字に使用されるインク液滴にほとんど影響を与えない。
【００５１】
次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓの作用について説明する。図４は、インクジェット記録装置Ｓにおける偏向電極２１ｃ，２２ｃの周囲の電界を示す電界分布図（シミュレーション結果）である。
前記したように、偏向電極２１ｃの負極Ｎ１には、絶縁性の電界補正部Ｇ１が設けられている。したがって、正極Ｐ２から出て負極Ｎ１に向かう電気力線は、電界補正部Ｇ１を迂回するように分布する。同様に、正極Ｐ１から出て負極Ｎ２に向かう電気力線も、電界補正部Ｇ１を迂回するように分布する。つまり、電界補正部Ｇ１によって正極Ｐ１，Ｐ２からの電界が遮られる。
【００５２】
その結果、電界補正部Ｇ１の周囲では、比較例で説明した電界の干渉が起こらず、電界が０［Ｖ／ｍ］よりも強くなる。また、偏向電極２１ｃのノズル２１ａ側の電界分布と、偏向電極２２ｃのノズル２２ａ側の電界分布と、が略同じになる。特に、領域Ｋ１においてインク液滴の移動経路である電界補正部Ｇ１及び負極Ｎ１の近傍の電界分布と、領域Ｋ２において負極Ｎ２の近傍の電界分布と、が略同じになる。
【００５３】
したがって、本実施形態によれば、偏向電極２１ｃ，２２ｃに関して、インク液滴の帯電量に対応するy軸方向の偏向量を略同じにすることができる。つまり、第１インクジェットユニット２１及び第２インクジェットユニット２２によって、略同じ高さ（ｙ軸方向）及び形態の文字を印字できる。
【００５４】
また、前記した先行技術文献１のように、文字の高さや文字の間隔に応じてインク液滴の帯電量を微調整する必要がなく、インクジェット記録装置Ｓの処理を単純化できる。
また、偏向電極２１ｃの負極Ｎ１に電界補正部Ｇ１を設ければよく、インクジェットヘッド２の構造を複雑化する必要がない。したがって、インクジェット記録装置Ｓの製造コストの増加を抑制できる。
【００５５】
また、例えば、偏向電極２１ｃの負極Ｎ１と、偏向電極２２ｃの正極Ｐ２と、の間に電界シールド板を設ける場合と比較して材料コストを削減できるとともに、インクジェットヘッド２（図２参照）のコンパクト化を図ることができる。
【００５６】
≪第２実施形態≫
第２実施形態は、偏向電極２２ｃ（図５参照）の負極Ｎ２にも絶縁性の電界補正部Ｇ２（第２電界補正部）を設ける点が第１実施形態と異なるが、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００５７】
図５は、第２実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓにおける第１インクジェットユニット２１及び第２インクジェットユニット２２の模式的な縦断面図である。
第２実施形態では、第２インクジェットユニット２２（図２参照）の偏向電極２２ｃも、周囲の電界を補正するための電界補正部Ｇ２を備えている。この電界補正部Ｇ２は、板状を呈する絶縁体であり、負極Ｎ２のノズル２２ａ側に設置されている。なお、負極Ｎ１が正極Ｐ１，Ｐ２によってｙ軸方向で挟まれているのに対し、他方の負極Ｎ２は正極によって挟まれていない。
【００５８】
このように正極によって挟まれていない偏向電極２２ｃにも電界補正部Ｇ２を設けることで、正極Ｐ１，Ｐ２から負極Ｎ２に向かう電気力線が、電界補正部Ｇ２を迂回するように分布する。なお、図５では、一方の電界補正部Ｇ１がノズル２１ａ側に延びる長さＬ１と、他方の電界補正部Ｇ２がノズル２２ａ側に延びる長さＬ２と、が等しい構成を図示した。
【００５９】
＜作用・効果＞
図６は、インクジェット記録装置Ｓにおける偏向電極２１ｃ，２２ｃの周囲の電界を示す電界分布図である。図６に示すように、偏向電極２１ｃのノズル２１ａ側と、偏向電極２２ｃのノズル２２ａと、は同様の電界分布になっている。前記したように、電気力線が電界補正部Ｇ１，Ｇ２の両方に入らないため、第１実施形態と比較して、特に電界６．１５〜６．５［ＭＶ／ｍ］の分布の仕方が領域Ｋ１，Ｋ２で非常に似通っている。
したがって、インク液滴の帯電量に対応する偏向量を第１インクジェットユニット２１と第２インクジェットユニット２２とで略同一にすることができ、略同じ高さ（ｙ軸方向）及び形態の文字を印字できる。
【００６０】
≪第３実施形態≫
第３実施形態は、電界補正部Ｈ１（第１電界補正部：図７参照）が、絶縁体ではなく導体である点が第１実施形態と異なるが、その他については第１実施形態と同様である。したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００６１】
図７は、第３実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓにおける第１インクジェットユニット２１及び第２インクジェットユニット２２の模式的な縦断面図である。
第１インクジェットユニット２１（図２参照）の偏向電極２１ｃは、電界補正部Ｈ１を備えている。この電界補正部Ｈ１は、導電性の金属板（例えば、ステンレス鋼板）であり、負極Ｎ１のノズル２１ａ側に設置されている。なお、電界補正部Ｈ１を負極Ｎ１と別体としてもよいし、負極Ｎ１と共に一体成形してもよい。また、アーク放電を防止するために、電界補正部Ｈ１の角部を面取り加工して丸くする（いわゆるＲ面取りを設ける）ことが好ましい。
【００６２】
このように電界補正部Ｈ１を設けることで、正極Ｐ１と電界補正部Ｈ１との間にできる斜め向き（紙面左下向き）の電界によって、負に帯電したインク液滴は電界補正部Ｈ１付近からｙ軸方向の正側に偏向し始める。したがって、偏向電極２１ｃ，２２ｃにおいて、帯電量に対応するインク液滴の偏向量の差を小さくすることができる。
【００６３】
なお、発明者らが実験した結果、電界補正部Ｈ１がノズル２１ａ側に延びる長さＬ１を、正極Ｐ１と負極Ｎ１との距離の２／３以上とした場合、偏向電極２１ｃ，２２ｃにおけるインク液滴の偏向量が略同一になることが判明した。これは、前記したように電界補正部Ｈ１の長さＬ１を確保することで、インク液滴が偏向し始めるｚ軸方向の位置を偏向電極２１ｃ，２２ｃにおいて揃えることができるからである。
【００６４】
＜作用・効果＞
本実施形態によれば、偏向電極２１ｃの負極Ｎ１に導電性の電界補正部Ｈ１を設けることで、第１インクジェットユニット２１（図２参照）及び第２インクジェットユニット２２（図２参照）によって、略同じ高さ（ｙ軸方向）及び形態の文字等を印字できる。
また、電界補正部Ｈ１を負極Ｎ１と一体成形する場合には、電界補正部Ｈ１が負極Ｎ１と別体である場合と比較して、偏向電極２１ｃの加工が容易になるとともに、その製造コストを低減できる。
【００６５】
≪第４実施形態≫
第４実施形態は、偏向電極２２ｃ（図８参照）の負極Ｎ２にも導電性の電界補正部Ｈ２（第２電界補正部）を設ける点が第３実施形態と異なるが、その他については第３実施形態と同様である。したがって、第３実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００６６】
図８は、第４実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓにおける第１インクジェットユニット２１及び第２インクジェットユニット２２の模式的な縦断面図である。
偏向電極２２ｃは、導電性の金属板（例えば、ステンレス鋼板）である電界補正部Ｈ２を備えている。この電界補正部Ｈ２は、負極Ｎ２のノズル２２ａ側に設けられている。なお、電界補正部Ｈ２を、負極Ｎ２と別体としてもよいし、負極Ｎ２と一体成形してもよい。
【００６７】
このようにｙ軸方向で正極によって挟まれていない負極Ｎ２にも電界補正部Ｈ２を設けることで、正極Ｐ２と電界補正部Ｈ２との間に斜め向き（紙面左下向き）の電界が生じる。
なお、図８では、一方の電界補正部Ｈ１がノズル２１ａ側に延びる長さＬ１と、他方の電界補正部Ｈ２がノズル２２ａ側に延びる長さＬ２と、が等しい例を図示した。このように長さＬ１，Ｌ２を同一にすることで、負極Ｎ１，Ｎ２を共通の部品で製造することができる。したがって、偏向電極２１ｃ，２２ｃの製造作業を簡単化し、その製造コストを低減できる。
【００６８】
＜作用・効果＞
図９は、第４実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓにおける第１インクジェットユニット２１及び第２インクジェットユニット２２の模式的な縦断面図である。
図９に示すように、電界補正部Ｈ１，Ｈ２の周囲（領域Ｋ１，Ｋ２）は、非常に似通った電界分布になっている。これは、電界補正部Ｈ１，Ｈ２に正極Ｐ１，Ｐ２からの電気力線が入るため、電界の強さが０［Ｖ／ｍ］よりも大きくなるからである。したがって、インク液滴の帯電量に対応するｙ軸方向の偏向量を、偏向電極２１ｃ，２２ｃにおいて略同一にすることができる。
【００６９】
また、正極Ｐ１と電界補正部Ｈ１との間で斜め向き（紙面左下向き）の電界が生じるとともに、正極Ｐ２と電界補正部Ｈ２との間でも斜め向き（紙面左下向き）の電界が生じる。これによって、電界補正部Ｈ１，Ｈ２付近から、インク液滴のz方向の加速度を増加させることができる。
したがって、インク液柱からいったん分断されたインク液滴を勢いよく加速させることができ、このインク液滴が、空気抵抗の比較的小さい後続のインク液滴と再び一体化することを防止できる。
【００７０】
≪第５実施形態≫
第５実施形態は、電界補正部Ｈ２（図１０参照）の長さＬ２を、電界補正部Ｈ１（図１０参照）の長さＬ１よりも短くした点が第４実施形態と異なるが、その他については第４実施形態と同様である。したがって、第４実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００７１】
図１０は、第５実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓにおける第１インクジェットユニット２１及び第２インクジェットユニット２２の模式的な縦断面図である。
一方の偏向電極２１ｃは、負極Ｎ１のノズル２１ａ側に導電性の電界補正部Ｈ１（第１電界補正部）を備えている。他方の偏向電極２２ｃは、負極Ｎ２のノズル２２ａ側に導電性の電界補正部Ｈ２（第２電界補正部）を備えている。
電界補正部Ｈ２がノズル２２ａ側に延びる長さＬ２は、電界補正部Ｈ１がノズル２１ａ側に延びる長さＬ１よりも短くなっている。
【００７２】
＜作用・効果＞
前記したように、電界補正部Ｈ１，Ｈ２を設けない構成では（図１３参照）、負極Ｎ１のノズル２１ａ側の端部付近で電界０［Ｖ／ｍ］になり、また、負極Ｎ２のノズル２２ａ側の端部付近の電界が０［Ｖ／ｍ］よりも強くなる。
本実施形態では、電界補正部Ｈ２の長さＬ２が電界補正部Ｈ１の長さＬ１よりも短くすることで、電界補正部Ｈ２を設けたことによる電界の補正量を、電界補正部Ｈ１を設けたことによる電界の補正量よりも小さくした。これによって、偏向電極２１ｃの周囲の電界分布と、偏向電極２２ｃの周囲の電界分布と、を略同一にすることができる。
【００７３】
≪第６実施形態≫
第６実施形態は、一方のノズル２１ａの軸線Ｑ１（図１１参照）と、他方のノズル２２ａの軸線Ｑ２（図１１参照）と、が平行でない点が第４実施形態と異なっているが、その他については第４実施形態と同様である。したがって、第４実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００７４】
図１１は、第６実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓにおける第１インクジェットユニット２１及び第２インクジェットユニット２２の模式的な縦断面図である。
図１１に示すように、ノズル２１ａの軸線Ｑ１とノズル２２ａの軸線Ｑ２との距離が、ノズル２１ａ，２２ａから離れるにつれて小さくなるように第１インクジェットユニット２１（図２参照）及び第２インクジェットユニット２２（図２参照）が配置されている。なお、軸線Ｑ１，Ｑ２がなす角（例えば、５°）は、インクジェット記録装置Ｓの仕様によって適宜設定される。
【００７５】
＜作用・効果＞
本実施形態によれば、前記したように各インクジェットユニット２１，２２（図２参照）を配置することで、第１インクジェットユニット２１で印字される文字と、第２インクジェットユニット２２で印字される文字と、のｙ軸方向のスペースを小さくできる。また、二つのインクジェットユニット２１，２２を用いて１つの大きな文字を印字することもできる。したがって、インクジェット記録装置Ｓにおいて設定可能な文字サイズを大きくすることができる。
【００７６】
≪第７実施形態≫
第７実施形態は、４個のインクジェットユニット２１１，２１２，２１３，２２（図１２参照）を備える点が第５実施形態と異なっているが、その他については第５実施形態と同様である。したがって、第５実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００７７】
図１２は、第７実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓにおける第１インクジェットユニット２１１，２１２，２１３、及び第２インクジェットユニット２２の模式的な縦断面図である。
インクジェット記録装置Ｓは、３個の第１インクジェットユニット２１１，２１２，２１３と、１個の第２インクジェットユニット２２と、を備えている。
前記した各インクジェットユニットは、ノズルの軸線Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ２が平行になるように並べて配置された状態で、一つのヘッドカバー（図示せず）に収容されている。このヘッドカバーには、ノズル２１１ａ，２１２ａ，２１３ａ，２２ａから噴射されるインク液滴を通過させるための開口（図示せず）が４つ設けられている。また、各インクジェットユニットの偏向電極２１１ｃ，２１２ｃ，２１３ｃ，２２ｃは、正極と負極とがｙ軸方向で交互に配置されている。
【００７８】
図１２に示すように、隣り合う正極Ｐ１１，Ｐ１２によって挟まれる負極Ｎ１１を有する偏向電極２１１ｃは、負極Ｎ１１のノズル２１１ａ側に設けられる電界補正部Ｈ１１（第１電界補正部）を備えている。同様に、隣り合う正極によって挟まれる負極を有する偏向電極２１２ｃ，２１３ｃは、電界補正部Ｈ１２，Ｈ１３（第１電界補正部）を備えている。電界補正部Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３は、板状を呈する導体であり、その長さＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３は略等しい。
【００７９】
二つの正極によって挟まれない負極Ｎ２を有する偏向電極２２ｃは、負極Ｎ２のノズル２２ａ側に設けられる電界補正部Ｈ２（第２電界補正部）を備えている。電界補正部Ｈ２は、板状を呈する導体である。電界補正部Ｈ２がノズル２２ａ側に延びる長さＬ２は、前記した長さＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３よりも短くなっている（Ｌ２＜Ｌ１１＝Ｌ１２＝Ｌ１３）。
なお、電界補正部Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ２はそれぞれ、負極と別体であってもよいし、負極と一体であってもよい。
【００８０】
＜作用・効果＞
本実施形態によれば、電界補正部Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ２を設けることで、偏向電極２１１ｃ，２１２ｃ，２１３ｃ，２２ｃのノズル側の電界分布の差を小さくすることができる。
また、インクジェット記録装置Ｓが４個のインクジェットユニット２１１，２１２，２１３，２２を備えることで、段数の多い文字列を一度に印字することができる。したがって、インクジェット記録装置Ｓの処理効率を高めることができる。
【００８１】
≪変形例≫
以上、本発明に係るインクジェット記録装置Ｓについて各実施形態により説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、第２実施形態（図５参照）では、電界補正部Ｇ１の長さＬ１と、電界補正部Ｇ２の長さＬ２と、が等しい場合について説明したが、これに限らない。例えば、電界補正部Ｇ１，Ｇ２を備えない比較例の電界分布（図１４参照）を考慮して、電界補正部Ｇ２の長さＬ２を、電界補正部Ｇ１の長さＬ１よりも短くしてもよい。
【００８２】
また、第１〜第６実施形態では、インクジェットユニットが２個である場合について説明し、また、第７実施形態では、インクジェットユニットが４個である場合について説明したが、インクジェットユニットの個数はこれに限らない。
すなわち、インクジェット記録装置Ｓがｎ個のインクジェットユニットを備える構成にしてもよい。この場合においてｎ対の偏向電極は、正極と負極とが交互に配置される。また、隣り合う正極によって挟まれた負極を有する（ｎ−１）対の偏向電極はそれぞれ、負極のノズル側に設けられる第１電界補正部を有する。
この場合において、第１電界補正部がノズル側に延びる長さＬ１は、この第１電界補正部を有する偏向電極の正極と負極との距離の２／３以上であることが好ましい。
【００８３】
また、ｎ個のインクジェットユニットを備える構成において、二つの正極によって挟まれない負極を有する一対の偏向電極が、この負極のノズル側に設けられる第２電界補正部を有する構成にしてもよい。
この場合において、第２電界補正部がノズル側に延びる長さＬ２を、第１電界補正部がノズル側に延びる長さＬ１よりも短くすることが好ましい。これによって、第２電界補正部を設けたことによる電界の補正量を、第１電界補正部を設けたことによる電界の補正量よりも小さくし、各偏向電極の周囲の電界分布を略同じにすることができるからである。
なお、第１電界補正部及び第２電界補正部は、絶縁体であってもよいし、導体であってもよい。
【００８４】
また、第７実施形態では、電界補正部Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ２が全て導体である場合について説明したが、これに限らない。例えば、電界補正部Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ２のうち一つ又は複数を導体とし、残りを絶縁体としてもよい。また、電界補正部Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ２を全てを絶縁体にしてもよい。
【００８５】
また、各実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、第１実施形態と第６実施形態とを組み合わせ、偏向電極２１ｃ（図３参照）に絶縁性の電界補正部Ｇ１を設ける構成において、軸線Ｑ１，Ｑ２が図１１に示す位置関係となるように各インクジェットユニット２１，２２を配置してもよい。
【００８６】
また、インク液滴の形状を観測する液滴形状観測装置をヘッドカバー２３（図２参照）内に設置してもよい。この液滴形状観測装置の観測結果に基づいて、制御装置７０（図２参照）がノズル２１ａ，２２ａ内の圧電素子に信号を入力することで、インク液柱に適切に振動を与えることができる。
【００８７】
また、各実施形態では、偏向電極２１ｃ，２２ｃ等において、正極に正の電圧を印加し、負極を接地する場合について説明したが、これに限らない。例えば、正極を接地し、負極に負の電圧を印加してもよい。また、インク液滴を正に帯電させる場合、偏向電極２１ｃ，２２ｃ等の電圧を正負逆にすることは言うまでもない。
また、各実施形態に係るインクジェット記録装置Ｓは、産業用のインクジェットプリンタの他、３次元の造形を行うための３Ｄプリンタにも適用できる。
【００８８】
また、各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することが可能である。
【符号の説明】
【００８９】
Ｓ  インクジェット記録装置
２  インクジェットヘッド
２１，２１１，２１２，２１３  第１インクジェットユニット（インクジェットユニット）
２１ａ，２１１ａ，２１２ａ，２１３ａ  ノズル
２１ｂ，２１１ｂ，２１２ｂ，２１３ｂ  帯電電極
２１ｃ，２１１ｃ，２１２ｃ，２１３ｃ  偏向電極
Ｐ１，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３  正極
Ｎ１，Ｎ１１，Ｎ１２，Ｎ１３  負極
２２    第２インクジェットユニット（インクジェットユニット）
２２ａ  ノズル
２２ｂ  帯電電極
２２ｃ  偏向電極
Ｐ２  正極
Ｎ２  負極
Ｇ１，Ｈ１，Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３  電界補正部（第１電界補正部）
Ｇ２，Ｈ２  電界補正部（第２電界補正部）
Ｑ１，Ｑ２  軸線
Ｆ      被印字物
【図１】
2016055510.tif 000003
【図２】
2016055510.tif 000004
【図３】
2016055510.tif 000005
【図４】
2016055510.tif 000006
【図５】
2016055510.tif 000007
【図６】
2016055510.tif 000008
【図７】
2016055510.tif 000009
【図８】
2016055510.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2016055510.tif 000015
【図１４】
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