(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を供給する供給手段と、
上記供給手段にて供給された記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へガイドするガイド手段と、
上記ガイド手段に設けられ、上記供給手段にて供給された記録液に対して上記吐出位置へ向かう吸い上げ力を作用させる切り欠き状の吸い上げ手段と、
上記吐出位置に電界を形成し、上記吸い上げ手段にて上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を供給する供給手段と、
上記供給手段にて供給された記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へガイドするガイド手段と、
上記ガイド手段に設けられ、上記供給手段にて供給された記録液に対して上記吐出位置へ向かう吸い上げ力を作用させるとともに、上記吐出位置にメニスカスを形成し、上記メニスカスの幅を規定する切り欠き状の吸い上げ手段と、
上記吐出位置に電界を形成し、上記吸い上げ手段にて上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を上記メニスカスの頂点近傍に凝集させ、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を供給する供給手段と、
上記供給手段にて供給された記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へガイドするガイド手段と、
上記ガイド手段に設けられ、上記供給手段にて供給された記録液に対して上記吐出位置へ向かう吸い上げ力を作用させる切り欠き状の吸い上げ手段と、
上記ガイド手段に設けられ、上記吸い上げ手段にて吸い上げられた記録液によって上記吐出位置にメニスカスを形成するメニスカス形成手段と、
上記吐出位置に電界を形成し、上記メニスカス形成手段にて形成されたメニスカスの頂点に色剤粒子を凝集させ、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を上記電極内の供給路を介して上記先端に向けて供給する供給手段と、
上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へガイドする板状のガイド部材と、
上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記ガイド部材にて上記吐出位置へガイドされた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備え、
上記ガイド部材には、ガイド部材を貫通した孔が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給手段と、
上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、
上記ガイド部材に設けられ、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる毛管力を発生するスリットと、
上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記スリットの毛管作用によって上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給する供給手段と、
上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、
上記ガイド部材に設けられ、上記吐出位置近傍まで延びた上端を有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる突起と、
上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記突起の記録液に対する濡れによって上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給する供給手段と、
上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、
上記ガイド部材に設けられ、上記吐出位置で開放した上端を有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる毛管力を発生する溝と、
上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記溝の毛管作用によって上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給する供給手段と、
上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、
上記ガイド部材に設けられ、上記吐出位置で開放した上端を有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる毛管力を発生する切欠きと、
上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給する供給手段と、
上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、
上記ガイド部材に設けられ、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる毛管力を発生するスリットと、
上記ガイド部材に設けられ、上記吐出位置で開放した上端および上記スリットから所定距離離間した下端を有し、上記スリットの毛管作用によって吸い上げられた記録液を上記吐出位置に向けて更に吸い上げる毛管力を発生し、上記吐出位置で上記上端の幅のメニスカスを形成する切欠きと、
上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって上記吐出位置に形成されたメニスカスに含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給する供給手段と、
上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、
上記ガイド部材に設けられ、上記吐出位置で開放した上端を有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる毛管力を発生し、上記吐出位置でメニスカスを形成する切欠きと、
上記切欠きの上端に隣接して上記ガイド部材に設けられ、上記メニスカスの幅を規定する手段と、
上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
上記規定する手段は、上記切欠きの上端に隣接した上記ガイド部材の端部に被画像形成媒体に向けて凸の曲率を与えた部分であることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
被画像形成媒体から所定距離離間して配置された先端を有する絶縁性の基板と、
上記基板上に互いに離間して並設され、被画像形成媒体に対して上記基板の先端から所定距離後退した位置にそれぞれの先端を有する複数の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記基板に沿って上記基板の先端に向けて供給する供給手段と、
上記複数の電極に対応して各電極の先端と上記基板の先端との間の上記基板にそれぞれ設けられ、上記供給手段にて供給された記録液に対して上記基板の先端に向う吸い上げ力を作用させる複数の吸い上げ手段と、
上記各電極に所定の電圧を印加することにより、上記各電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記吸い上げ手段にて吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
被画像形成媒体から所定距離離間して配置された先端を有する絶縁性の基板と、
上記基板上に設けられ、被画像形成媒体に対して上記基板の先端から所定距離後退した位置にそれぞれの先端を有し、互いに離間して被画像形成媒体から離れる方向に延びた複数の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記基板に沿って上記基板の先端に向けて供給する供給手段と、
上記複数の電極に対応して上記基板に設けられ、上記基板の先端で開放した上端および上記各電極の先端と上記基板の先端との間で閉塞した下端をそれぞれ有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記基板の先端に向けて吸い上げる毛管力を発生する複数の切欠きと、
上記各電極にバイアス電圧を印加することにより、上記各電極から被画像形成媒体に向う第１の電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させる凝集手段と、
画像信号に応じて選択された電極に記録電圧を印加することにより、上記選択された電極から被画像形成媒体に向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、上記凝集手段にて凝集された色剤粒子を含む記録液を被画像形成媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
被画像形成媒体から所定距離離間して配置された先端を有する絶縁性の基板と、
上記基板上に設けられ、被画像形成媒体に対して上記基板の先端から所定距離後退した位置にそれぞれの先端を有し、互いに離間して被画像形成媒体から離れる方向に延びた複数の電極と、
上記複数の電極毎に上記基板に沿って設けられ、上記基板の先端近くで被画像形成媒体に向けて開放した開口をそれぞれ有する複数の供給路と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記複数の供給路を介して上記開口に向けて供給する供給手段と、
上記複数の電極に対応して上記基板に設けられ、上記基板の先端で開放した上端および上記各電極の先端と上記基板の先端との間で閉塞した下端をそれぞれ有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記基板の先端に向けて吸い上げる毛管力を発生する複数の切欠きと、
上記各電極にバイアス電圧を印加することにより、上記各電極から被画像形成媒体に向う第１の電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させる凝集手段と、
画像信号に応じて選択された電極に記録電圧を印加することにより、上記選択された電極から被画像形成媒体に向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、上記凝集手段にて凝集された色剤粒子を含む記録液を被画像形成媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
上記複数の供給路は、上記開口に向けて集束した形状を有することを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
【請求項１６】
被画像形成媒体から所定距離離間して配置された先端を有する絶縁性の基板と、
上記基板上に設けられ、被画像形成媒体に対して上記基板の先端から所定距離後退した位置にそれぞれの先端を有し、互いに離間して被画像形成媒体から離れる方向に延びた複数の電極と、
上記複数の電極毎に上記基板に沿って設けられ、上記基板の先端近くで被画像形成媒体に向けて開放した開口をそれぞれ有する複数の供給路と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記複数の供給路を介して上記開口に向けて供給する供給手段と、
上記複数の電極に対応して上記基板に設けられ、上記基板の先端で開放した上端および上記各電極の先端と上記基板の先端との間で閉塞した下端をそれぞれ有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記基板の先端に向けて吸い上げる毛管力を発生する複数の切欠きと、
上記各開口から離間した位置で上記複数の供給路に隣接して設けられた搬送電極と、
上記搬送電極に所定の電圧を印加して所定の電界を形成し、上記各供給路を介して流れる記録液に含まれる色剤粒子に上記開口に向う静電気力を作用させて色剤粒子を搬送する色剤粒子搬送手段と、
上記各電極にバイアス電圧を印加することにより、上記各電極から被画像形成媒体に向う第１の電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させる凝集手段と、
画像信号に応じて選択された電極に記録電圧を印加することにより、上記選択された電極から被画像形成媒体に向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、上記凝集手段にて凝集された色剤粒子を含む記録液を被画像形成媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、帯電された色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなるインクに静電気力を作用させ、色剤粒子を含むインク滴を記録媒体上に飛翔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】
近年、パーソナルプリンタ分野では、記録媒体に向ってインク滴を飛翔することにより記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録方式のプリンタが広く普及している。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタの記録ヘッドは、互いに平行且つ等間隔で並べて設けられた複数本の吐出電極と、各吐出電極先端の吐出ポイントに帯電された色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなるインクを供給するインク供給装置と、を備えている。
【０００４】
また、記録ヘッドには、各吐出電極にバイアス電圧を印加するためのバイアス電源と、画像信号に応じて各吐出電極に記録電圧（色剤粒子と同極性の電圧）を選択的に印加するための記録電圧発生部と、が接続されている。
【０００５】
更に、各吐出電極先端の吐出ポイントと対向する位置には、接地された対向電極が所定距離離間して設けられ、この対向電極と吐出電極との間に記録媒体が配置されている。
【０００６】
上記のように構成されたインクジェットプリンタにより記録媒体に画像を形成する場合、まず、インク供給装置により記録ヘッドの各吐出ポイントへインクを供給する。そして、各吐出電極に色剤粒子と同極性の所定のバイアス電圧を印加する。バイアス電圧を印加することにより、色剤粒子が吐出電極から反発されて各電極間に移動されるとともに吐出ポイントに向って移動される。
【０００７】
続いて、画像信号に応じて選択された吐出電極に記録電圧を印加し、この吐出電極と対向電極との間に、インク滴を飛翔可能な大きさの電界を形成する。これにより、選択された吐出電極の吐出ポイントに色剤粒子が更に移動され、移動された色剤粒子の電荷と記録電圧による電界との積からなる静電気力が色剤粒子に作用される。そして、この静電気力が吐出ポイントに形成されたインク滴の表面張力より大きくなると、インク滴が吐出ポイントから分離され、対向電極に向って飛翔される。
【０００８】
従って、飛翔したインク滴が吐出ポイントと対向電極との間に配置された記録媒体に付着し、記録媒体上に画像信号に応じた画像が形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の記録ヘッドにおいて、画像信号に応じて選択された吐出ポイントから飛翔されるインク滴内に含まれる色剤粒子の濃度は、吐出電極に印加されるバイアス電圧の印加時間に依存することが知られている。このため、１つの吐出ポイントから連続してインク滴を飛翔させる場合、各飛翔段階において十分な量の色剤粒子を短時間でこの吐出ポイントに集めることができず、飛翔されるインク滴の色剤粒子濃度が不安定になる問題がある。
【００１０】
また、このように色剤粒子の濃度が不安定になると、飛翔されるインク滴のドット径が不安定となり、良質な画像が形成できない問題がある。
【００１１】
また、選択された吐出電極の吐出ポイントに飛翔に必要な十分な電荷量の色剤粒子を移動させるために比較的多くの時間を必要とすることから、短い時間間隔でインク滴を高速に吐出させることができず、インク滴を高い吐出周波数で吐出させることが困難となる問題がある。
【００１２】
更に、吐出ポイントからインク滴が飛翔される際に生じる振動により、インク滴の飛翔方向が不安定になるとともに、インク滴のドット径が不安定となり、良質な画像を形成できない問題がある。
【００１３】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、安定したドット径を有するインク滴を高い周波数で吐出でき、良質な画像を高速に形成できる画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【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、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を供給する供給手段と、上記供給手段にて供給された記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へガイドするガイド手段と、上記ガイド手段に設けられ、上記供給手段にて供給された記録液に対して上記吐出位置へ向かう吸い上げ力を作用させる切り欠き状の吸い上げ手段と、上記吐出位置に電界を形成し、上記吸い上げ手段にて上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備えている。
【００１５】
また、この発明のうち請求項２記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を供給する供給手段と、上記供給手段にて供給された記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へガイドするガイド手段と、上記ガイド手段に設けられ、上記供給手段にて供給された記録液に対して上記吐出位置へ向かう吸い上げ力を作用させるとともに、上記吐出位置にメニスカスを形成し、上記メニスカスの幅を規定する切り欠き状の吸い上げ手段と、上記吐出位置に電界を形成し、上記吸い上げ手段にて上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を上記メニスカスの頂点近傍に凝集させ、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備えている。
【００１６】
また、この発明のうち請求項３記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を供給する供給手段と、上記供給手段にて供給された記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へガイドするガイド手段と、上記ガイド手段に設けられ、上記供給手段にて供給された記録液に対して上記吐出位置へ向かう吸い上げ力を作用させる切り欠き状の吸い上げ手段と、上記ガイド手段に設けられ、上記吸い上げ手段にて吸い上げられた記録液によって上記吐出位置にメニスカスを形成するメニスカス形成手段と、上記吐出位置に電界を形成し、上記メニスカス形成手段にて形成されたメニスカスの頂点に色剤粒子を凝集させ、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備えている。
【００１７】
また、この発明のうち請求項４記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を上記電極内の供給路を介して上記先端に向けて供給する供給手段と、上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へガイドする板状のガイド部材と、上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記ガイド部材にて上記吐出位置へガイドされた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備え、上記ガイド部材には、ガイド部材を貫通した孔が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の画像形成装置によると、電極内の供給路内に配設されたガイド部材に孔が開けられている。この孔は、吐出位置に向けて延びたスリット状の孔とすることにより、ガイド部材に沿って濡れ上がる記録液に毛管力を作用させて記録液を吐出位置に向けて吸い上げる吸い上げ手段として作用し、吐出位置から離間した位置でガイド部材の幅方向に延びた孔とすることにより、電界の影響によって色剤粒子がガイド部材に付着することを防止できる。
【００１９】
また、この発明のうち請求項５記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給手段と、上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、上記ガイド部材に設けられ、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる毛管力を発生するスリットと、上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記スリットの毛管作用によって上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備えている。
【００２０】
また、この発明のうち請求項６記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給する供給手段と、上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、上記ガイド部材に設けられ、上記吐出位置近傍まで延びた上端を有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる突起と、上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記突起の記録液に対する濡れによって上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備えている。
【００２１】
また、この発明のうち請求項７記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給する供給手段と、上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、上記ガイド部材に設けられ、上記吐出位置で開放した上端を有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる毛管力を発生する溝と、上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記溝の毛管作用によって上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備えている。
【００２２】
また、この発明のうち請求項８記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給する供給手段と、上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、上記ガイド部材に設けられ、上記吐出位置で開放した上端を有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる毛管力を発生する切欠きと、上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備えている。
【００２３】
また、この発明のうち請求項９記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給する供給手段と、上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、上記ガイド部材に設けられ、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる毛管力を発生するスリットと、上記ガイド部材に設けられ、上記吐出位置で開放した上端および上記スリットから所定距離離間した下端を有し、上記スリットの毛管作用によって吸い上げられた記録液を上記吐出位置に向けて更に吸い上げる毛管力を発生し、上記吐出位置で上記上端の幅のメニスカスを形成する切欠きと、上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって上記吐出位置に形成されたメニスカスに含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備えている。
【００２４】
また、この発明のうち請求項１０記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置に対向して配置された先端を有するパイプ状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記電極内の供給路を介して上記電極の先端に向けて供給する供給手段と、上記供給路内に配置され、上記電極の先端から被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置へ向けてガイドする板状のガイド部材と、上記ガイド部材に設けられ、上記吐出位置で開放した上端を有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記吐出位置に向けて吸い上げる毛管力を発生し、上記吐出位置でメニスカスを形成する切欠きと、上記切欠きの上端に隣接して上記ガイド部材に設けられ、上記メニスカスの幅を規定する手段と、上記電極に所定の電圧を与えることにより、上記電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって上記吐出位置へ吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備えている。
【００２５】
また、この発明のうち請求項１２記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間して配置された先端を有する絶縁性の基板と、上記基板上に互いに離間して並設され、被画像形成媒体に対して上記基板の先端から所定距離後退した位置にそれぞれの先端を有する複数の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記基板に沿って上記基板の先端に向けて供給する供給手段と、上記複数の電極に対応して各電極の先端と上記基板の先端との間の上記基板にそれぞれ設けられ、上記供給手段にて供給された記録液に対して上記基板の先端に向う吸い上げ力を作用させる複数の吸い上げ手段と、上記各電極に所定の電圧を印加することにより、上記各電極から被画像形成媒体に向う電界を形成し、上記吸い上げ手段にて吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させて被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、を備えている。
【００２６】
また、この発明のうち請求項１３記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間して配置された先端を有する絶縁性の基板と、上記基板上に設けられ、被画像形成媒体に対して上記基板の先端から所定距離後退した位置にそれぞれの先端を有し、互いに離間して被画像形成媒体から離れる方向に延びた複数の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記基板に沿って上記基板の先端に向けて供給する供給手段と、上記複数の電極に対応して上記基板に設けられ、上記基板の先端で開放した上端および上記各電極の先端と上記基板の先端との間で閉塞した下端をそれぞれ有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記基板の先端に向けて吸い上げる毛管力を発生する複数の切欠きと、上記各電極にバイアス電圧を印加することにより、上記各電極から被画像形成媒体に向う第１の電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させる凝集手段と、画像信号に応じて選択された電極に記録電圧を印加することにより、上記選択された電極から被画像形成媒体に向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、上記凝集手段にて凝集された色剤粒子を含む記録液を被画像形成媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、を備えている。
【００２７】
また、この発明のうち請求項１４記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間して配置された先端を有する絶縁性の基板と、上記基板上に設けられ、被画像形成媒体に対して上記基板の先端から所定距離後退した位置にそれぞれの先端を有し、互いに離間して被画像形成媒体から離れる方向に延びた複数の電極と、上記複数の電極毎に上記基板に沿って設けられ、上記基板の先端近くで被画像形成媒体に向けて開放した開口をそれぞれ有する複数の供給路と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記複数の供給路を介して上記開口に向けて供給する供給手段と、上記複数の電極に対応して上記基板に設けられ、上記基板の先端で開放した上端および上記各電極の先端と上記基板の先端との間で閉塞した下端をそれぞれ有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記基板の先端に向けて吸い上げる毛管力を発生する複数の切欠きと、上記各電極にバイアス電圧を印加することにより、上記各電極から被画像形成媒体に向う第１の電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させる凝集手段と、画像信号に応じて選択された電極に記録電圧を印加することにより、上記選択された電極から被画像形成媒体に向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、上記凝集手段にて凝集された色剤粒子を含む記録液を被画像形成媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、を備えている。
【００２８】
更に、この発明のうち請求項１６記載の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間して配置された先端を有する絶縁性の基板と、上記基板上に設けられ、被画像形成媒体に対して上記基板の先端から所定距離後退した位置にそれぞれの先端を有し、互いに離間して被画像形成媒体から離れる方向に延びた複数の電極と、上記複数の電極毎に上記基板に沿って設けられ、上記基板の先端近くで被画像形成媒体に向けて開放した開口をそれぞれ有する複数の供給路と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を、上記複数の供給路を介して上記開口に向けて供給する供給手段と、上記複数の電極に対応して上記基板に設けられ、上記基板の先端で開放した上端および上記各電極の先端と上記基板の先端との間で閉塞した下端をそれぞれ有し、上記供給手段にて供給された記録液を上記基板の先端に向けて吸い上げる毛管力を発生する複数の切欠きと、上記各開口から離間した位置で上記複数の供給路に隣接して設けられた搬送電極と、上記搬送電極に所定の電圧を印加して所定の電界を形成し、上記各供給路を介して流れる記録液に含まれる色剤粒子に上記開口に向う静電気力を作用させて色剤粒子を搬送する色剤粒子搬送手段と、上記各電極にバイアス電圧を印加することにより、上記各電極から被画像形成媒体に向う第１の電界を形成し、上記切欠きの毛管作用によって吸い上げられた記録液に含まれる色剤粒子を凝集させる凝集手段と、画像信号に応じて選択された電極に記録電圧を印加することにより、上記選択された電極から被画像形成媒体に向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、上記凝集手段にて凝集された色剤粒子を含む記録液を被画像形成媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、を備えている。
【００２９】
【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。
【００３０】
図１に示すように、この発明の画像形成装置としてのインクジェットプリンタ１は、ハウジング２を備えている。ハウジング２内の所定位置には、画像信号に応じて記録紙にインク滴を飛翔させて画像を形成するための記録ヘッド１０（後述する）が配設されている。記録ヘッド１０のインク滴が飛翔される先端（吐出ポイント）から所定距離離間して対向した位置、即ちハウジング２の略中央位置には、記録ヘッド１０の後述する吐出電極との間で所定の電界を形成する対向電極として作用するとともに、被画像形成媒体としての記録紙Ｐを搬送するためのプラテンローラ２１が回動自在に配設されている。そして、記録ヘッド１０は、プラテンローラ２１の軸方向に移動できるように、移動ステージ１１上に搭載され、プラテンローラ２１の外周面に向って所定角度で傾斜して配設されている。
【００３１】
記録ヘッド１０に供給するインクは、インクリザーバー１３に貯蔵されている。記録ヘッド１０とインクリザーバー１３は、供給管１５を介して連結されており、供給管１５の途中には、記録ヘッド１０へインクを汲上げるための供給ポンプ１４が設けられている。供給ポンプ１４は、記録ヘッド１０の各吐出電極先端に形成されるインクメニスカス（後述する）が安定するようにインクの供給量および供給圧力を調整している。また、インクリザーバー１３内には、インクを撹拌してインク内のトナーの分散を均一にするためのプロペラ１８、およびインク内のトナー濃度を検知する濃度センサ１９が設けられている。
【００３２】
また、インクジェットプリンタ１は、画像が形成される記録紙Ｐを搬送するプラテンローラ２１を含む搬送機構２０を有している。搬送機構２０は、記録前の記録紙Ｐを保存した記録紙カセット２２、記録紙カセット２２から記録紙Ｐを一枚づつ間欠的に取出す取出しローラ２３、取出した記録紙Ｐをプラテンローラ２１の外周に沿って搬送する搬送ローラ群２４、搬送ローラ群２４によって搬送される記録紙Ｐをガイドするガイド板群２５、記録紙Ｐと記録ヘッド１０との間隔を一定に保ちながら記録紙Ｐを搬送するプラテンローラ２１、および画像形成後の記録紙Ｐをプラテンローラ２１から受け取るトレー２６を有している。
【００３３】
尚、記録ヘッド１０に対して略反対側のプラテンローラ２１の外周面上には、プラテンローラ２１に付着された余剰インクを除去するためのクリーニングローラ２８が転接されている。クリーニングローラ２８は、フェルトやスポンジにより形成されている。また、記録ヘッド１０の駆動、インクの供給、記録紙Ｐの搬送などのプリンタ１の各動作を制御する制御部３０および高圧電源がハウジング２内の底部近くに設置されている。
【００３４】
上記のように構成されたインクジェットプリンタ１で使用されるインクは、所定の極性に帯電された色剤粒子としてのトナーを絶縁性液体としてのキャリア液内に１０重量％以下の比率で分散させて構成されている。キャリア液は、電気抵抗率が少なくとも１０9 オーム・センチ以上、好ましくは絶縁性の液体であるイソパラフィン系溶媒（例えば、１０12〜１０13以上の電気抵抗を有するアイソパーＧ、Ｈ、Ｌ）からなる分散媒であり、トナーは、０．０１〜５μｍ程度の粒子径を有している。尚、本実施例においては、トナーは正の極性に予め帯電されている。
【００３５】
次に、上記のように構成されたインクジェットプリンタ１の動作を制御する制御系について説明する。
図２に示すように、インクジェットプリンタ１の制御系は、制御手段として作用する制御部３０を有している。制御部３０には、ユーザーによる各種操作入力がなされるコントロールパネル３１、プリンタ１の動作プログラム等の制御データを格納したＲＯＭ３２、スキャナー等の外部装置に接続される外部Ｉ／Ｆ３３、外部Ｉ／Ｆ３３を介して入力される画像データを一時的に格納するためのＲＡＭ３４、プラテンローラ２１や記録ヘッド１０の各吐出電極に印加する高圧を発生する高圧電源３５、およびインクリザーバー１３内のインクのトナー濃度を検知する濃度センサ１９が接続されている。
【００３６】
また、制御部３０には、記録ヘッド１０を載置した移動ステージ１１を駆動して記録ヘッド１０を所望の方向にスライドさせるヘッド移動コントローラ３６、記録紙Ｐを搬送する搬送機構２０を駆動させる搬送モータ３７、クリーニングローラ２８を回転させるモータ３８、プラテンローラ２１を所定の電位に制御するプラテンローラ駆動回路４、高圧電源３５を介して記録ヘッド１０の各吐出電極に電圧を与え、記録ヘッド１０を駆動する記録ヘッド駆動回路６、インクリザーバー１３から記録ヘッド１０へインクを汲上げる供給ポンプ１４、インクリザーバー１３内に収容されたインクを撹拌するプロペラ１８、および濃度センサ１９によって検知されたトナー濃度に応じて高濃度インクを補給するカートリッジ３９が接続されている。
【００３７】
次に、上記のように構成されたインクジェットプリンタ１の動作について説明する。尚、以下に説明するインクジェットプリンタ１の動作は、ＲＯＭ３２に格納されているプログラムに従って実行される。
【００３８】
まず、コントロールパネル３１または外部Ｉ／Ｆ３３から入力される指示により、外部Ｉ／Ｆを介して画像データが入力され、この画像データがＲＡＭ３４に一旦書込まれる。
【００３９】
そして、搬送機構２０の搬送モータ３７が所定速度で回転され、記録紙Ｐがカセット２２から取出されてプラテンローラ２１に巻き付けられ、所定速度で搬送される。このとき、プロペラ１８によってインクリザーバー１３内のインクが撹拌され、供給ポンプ１４を介してインクが記録ヘッド１０の吐出ポイントへ供給される。また、インクリザーバー１３内に収容されたインクのトナー濃度が濃度センサ１９によって監視され、カートリッジ３９を介して高濃度インクが補給され、トナー濃度が一定に保たれる。
【００４０】
この状態で、ＲＡＭ３４に記憶した画像データに基づく画像信号に応じて記録ヘッド１０の各吐出電極に所定の電圧が印加され、プラテンローラ２１との間に所定の電界が形成される。そして、この電界の影響によってインク内のトナーが吐出ポイントにて凝集され、凝集されたトナーを含むインク滴がプラテンローラ２１を介して搬送中の記録紙Ｐに向けて飛翔され、記録紙Ｐ上に所望の画像が形成される。
【００４１】
画像が形成された記録紙Ｐは、搬送機構２０によって更に搬送されて排紙トレー２６上に排紙される。
【００４２】
ところで、トナー凝集物を含むインク滴が飛翔された後、吐出ポイントに残ったインクは、インク滴が飛翔されるに従って変質され、トナー濃度が低下されるとともにキャリア液の液面抵抗が低下される。このように、吐出ポイントに不所望に滞留されたインクは、記録動作時より強い電界を吐出ポイントに所定のタイミングで形成することにより除去される。つまり、記録紙Ｐが搬送されていないタイミングで、記録ヘッド１０の各吐出電極からプラテンローラ２１に向う強い電界を形成し、不所望に滞留されたインクをプラテンローラ２１に向けて飛翔させ、代りに液面抵抗の高い新たなインクを吐出ポイントに供給する。
【００４３】
そして、上記のように飛翔されてプラテンローラ２１の外周面に付着された余剰インクは、プラテンローラ２１の回転に伴って搬送され、クリーニングローラ２８によって除去される。
【００４４】
次に、上記記録ヘッド１０について詳細に説明する。
図３に示すように、記録ヘッド１０は、ハウジング２に対して所定角度で固設される矩形板状の基材４１を有し、基材４１の上面には図４に示すような矩形のフィルム基板４２（ガイド手段）が張り付けられている。フィルム基板４２は、誘電体フィルム、例えば厚さ１００μｍのポリイミドフィルムにより形成されている。尚、記録ヘッド１０は、フィルム基板４２の前端４２ａがプラテンローラ２１の軸方向に沿って平行に延び、且つ前端４２ａがプラテンローラ２１に向って上方を向くように水平面に対して所定の角度（後述する）で傾斜されて配置される。
【００４５】
フィルム基板４２の上面には、フィルム基板４２の前端４２ａに向けて互いに平行且つ所定距離離間されて延びた複数の吐出電極４４が形成されている。各吐出電極４４の先端はフィルム基板４２の前端４２ａから所定距離後退した位置４４ａまで延び、後端はフィルム基板４２の後端４２ｂまで延びている。
【００４６】
また、フィルム基板４２の前端４２ａには、各吐出電極４４に対して一対一で設けられ、前端４２ａから各吐出電極４４の先端４４ａ近くまで延びた複数の矩形の切欠き４５（吸い上げ手段）が形成されている。各切欠き４５の幅は２０〜２００μｍに設定され、これらの切欠き４５がフィルム基板４２の前端４２ａで開放された部分が各吐出電極４４に対応したインクの吐出ポイントをそれぞれ形成している。
【００４７】
フィルム基板４２の前端４２ａ近くのフィルム基板４２の上面には、各吐出電極４４毎に区分した複数のインク供給路４８を形成した櫛形の隔壁部材４６が配設されている。隔壁部材４６が各切欠き４５の間に位置した複数の隔壁部の先端４６ａは、各切欠き４５の開放端に向って集束されているとともに、フィルム基板４２の前端４２ａに向けて傾斜されている。つまり、各インク供給路４８がインクの吐出ポイントに向って細くなるように形成されている。
【００４８】
また、フィルム基板４２の上面には、上記隔壁部材４６を覆うとともに、この隔壁部材４６と共同してインクの供給路を形成するためのカバー部材５１が配設されている。カバー部材５１は、フィルム基板４２の上面（隔壁部材４６）上に取付けられた状態で、各インク供給路４８に連通した共通インク室５２を有し、共通インク室５２にはインクリザーバー１３から導かれた供給管１５が接続されている。尚、共通インク室５２は、フィルム基板４２に対してフィルム基板４２の前端４２ａに向けて傾斜されて形成されている。
【００４９】
そして、供給管１５を介して所定の圧力でインクが供給されると、インクが共通インク室５２を介して各インク供給路４８に均一に分配され、各インク供給路４８の吐出ポイントにおいて所定形状のインクメニスカスが形成される。
【００５０】
このとき、フィルム基板４２の前端４２ａに形成された複数の切欠き４５は、その毛管作用によって、フィルム基板４２に沿って濡れ上がったインクを吐出ポイントに向けて吸い上げるとともに、切欠き４５が開放した吐出ポイントにおいて所定形状のインクメニスカスを形成するように機能する。
【００５１】
また、カバー部材５１は、共通インク室に沿って略同じ角度で傾斜された上面（傾斜面）５１ａを有し、この傾斜面５１ａ上にトナー搬送電極５４を備えている。トナー搬送電極５４は、フィルム基板４２上に形成された複数のインク供給路４８の全幅、即ち共通インク室５２の全幅を超えて延び、共通インク室５２内を流れるインクに含まれるトナーを各インク供給路４８へ効率的に導くために設けられている。
【００５２】
つまり、トナー搬送電極５４は、各吐出電極４４の先端４４ａより対向電極  （プラテンローラ）２０に対して後退した位置、言い換えれば、インクの供給方向に対して各吐出電極４４の先端４４ａより上流側の位置に設けられている。そして、対向電極２０、吐出電極４４、トナー搬送電極５４の順に電位が高くなるように吐出電極４４およびトナー搬送電極５４の電位を制御することにより、トナーが各インク供給路４８に効率良く搬送される。
【００５３】
例えば、プラテンローラ２１の電位を０Ｖ、各吐出電極４４のバイアス電位を１．２ＫＶ、各吐出電極４４に重畳印加する記録電圧を４００Ｖ、トナー搬送電極５４の電位を２．４ＫＶ（吐出電極に印加したバイアス電圧に記録電圧を重畳した電位１．６ＫＶより大きい電位）に設定すると、記録ヘッド１０の先端近傍には、図５に矢印Ｅで示すような電気力線に沿った電界が形成される。
【００５４】
吐出ポイント近傍に図５に示すような電界Ｅが形成されると、トナー搬送電極５４から各吐出電極４４に向う電界成分の影響によって、共通インク室５２を通って流れるインク内のトナーに静電気力が作用され、トナーが各吐出電極４４方向に付勢される。これにより、共通インク室５２から各インク供給路４８に押出されたトナーは、吐出電極４４からプラテンローラ２１に向う電界成分の影響によって、今度はインクメニスカス５６の液面に向う方向に移動され、インクメニスカス５６の液面に沿って各吐出ポイントへ搬送される（図６参照）。
【００５５】
ところで、各吐出ポイント近傍のインク供給路４８は、隔壁部材４６によって吐出ポイントに向って細くなるように形成されている。このため、各吐出ポイントに形成されるインクメニスカス５６は、吐出ポイントに向って薄く且つ幅が狭くなるように形成される。従って、電界Ｅの影響によって各吐出ポイントに向けて移動されたトナーは、薄くされたインクメニスカスの液面にぶつかって泳動し、隔壁部材４６の作用によって吐出ポイントに効率良く凝集されることになる（図７参照）。
【００５６】
以下、記録ヘッド１０の吐出ポイントからインク滴を飛翔させる場合の動作について、図８を参照して説明する。
記録ヘッド１０の各インク供給路４８にインクが供給されて各吐出ポイント近傍にインクメニスカスが形成された状態で、各吐出電極４４にバイアス電圧が印加されると、図８（ａ）に示すように、吐出ポイントに向けてトナーが凝集され、このトナー凝集物に静電気力が作用され、インクメニスカス６１がプラテンローラ２１に向けて盛り上がる。このとき、トナー凝集物に作用されるプラテンローラ２１からの静電吸引力がインクメニスカス６１の表面張力を打ち破ることのないように、バイアス電圧の大きさが設定されている。
【００５７】
このように、トナーが各吐出ポイント近傍に凝集された状態で、画像信号に応じて選択された吐出電極４４に記録電圧が印加されると、図８（ｂ）に示すように、吐出ポイントに形成されたインクメニスカス６１がプラテンローラ２１に向って更に突出され、切欠き４５の開放端の幅を基端とした糸状のインクメニスカス６１が形成される。
【００５８】
更に、図８（ｃ）に示すように、インクメニスカス６１に凝集されたトナー凝集物に作用される静電気力がインクメニスカス６１の表面張力に打ち勝ち、切欠き４５の開口端を節としてトナー凝集物がインクメニスカスから分離され、プラテンローラ２１に向って飛翔される。
【００５９】
この場合、インクメニスカス６１から飛翔されるインク滴の径は、切欠き４５の開放端の幅によって決定されるため、切欠き４５の幅を所定の値に設定することによりインク滴径を均一にでき、記録紙Ｐ上のドット径を安定させることができる。ドット径が安定されると、記録紙Ｐ上にざらつきのない画像を形成でき、高品位で良質な画質を得ることができる。例えば、切欠き４５の開口幅を６０μｍに設定したとき、ドット径が５０μｍに安定したインク滴が形成された。
【００６０】
また、切欠き４５の開放端の幅によってインク滴径が決定されるので、所望するインク滴径に対してインク供給路の幅を大きくすることができる。これにより、インク滴径を小さく設定してもインク供給路の幅を大きく設定することができ、インクの目詰まりを防止できる。更に、切欠き４５の幅を小さくすることにより、インクメニスカスを小さくすることができ、トナー凝集物を引き止める表面張力を小さくでき、インク滴の吐出周波数を高くすることができる。
【００６１】
ところで、上記のように切欠き４５の幅に対してインク供給路の幅を大きくする場合には、マルチチャンネル化したときに各画素の間隔が大きくなる。このため、記録ヘッド１０を移動ステージ１１上に載置して、記録ヘッド１０をその画素の並んだ方向、即ちプラテンローラ２１の軸方向に沿ってスライドさせて走査している。このように、記録紙Ｐをプラテンローラ２１に沿って搬送するとともに、その搬送方向を横切る方向に記録ヘッド１０をスライドさせることにより、記録紙Ｐ上に所望の画像を形成できる。
【００６２】
以下、記録ヘッド１０の適切な取付け角度について説明する。
記録ヘッド１０の各吐出ポイントに形成されるインクメニスカスの形状は、フィルム基板４２に対するインクの濡れ性、切欠き４５の毛管作用、吐出電極４４に印加される電圧値（電圧印加により形成される電界）、重力等により決定される。従って、記録ヘッド１０の取付け角度が変更されると、インクメニスカスに作用される重力の向きが変化され、インクメニスカスの形状が変化される。
【００６３】
例えば、図９に示すように、水平面に対する記録ヘッド１０の配置角度を０度以下に設定すると、フィルム基板４２の前端４２ａ近くまでインクメニスカスの厚さが厚くなる。この状態で、吐出電極４４に記録電圧を印加すると、十分な量のトナーが集まらないうちにインク滴が飛翔されてしまい、多量のキャリア液を含んだインクが記録紙Ｐ上に転写される。この結果、記録紙Ｐ上の画像に滲みを生じる。
【００６４】
反対に、図１０に示すように、記録ヘッド１０を水平面に対して６０度の角度で配置すると、インクがフィルム基板４２の前端４２ａまで到達しづらくなり、吐出ポイント近くのインクメニスカスが極めて薄くなる。この状態で、吐出電極４４に記録電圧を印加しても、吐出ポイントにトナーを凝集しにくくなり、飛翔に十分なトナーを集めるのに長時間を要し、インク吐出周波数が低下するとともに、インク滴の径が減少される。
【００６５】
記録ヘッド１０の傾斜角度と印字特性との関係を調べたところ、記録ヘッド１０の傾斜角度を０度以下に設定すると画像に滲みを生じ、４５度以上に設定するとインク滴の吐出周波数が５００Ｈｚ以下になることが解った。従って、記録ヘッド１０の適切な傾斜角度は０度から４５度であるこが判断され、記録ヘッド１０の傾斜角度をこの範囲内に設定することにより、吐出周波数１ＫＨｚで滲みのない良質な画像を得ることができた。
【００６６】
次に、上述したガイド手段（フィルム基板４２）に沿って濡れ上がったインクを吐出ポイントに向けて吸い上げるとともに、吐出ポイントに形成されるインクメニスカスの形状を安定させる上述した吸い上げ手段（切欠き４５）の他の実施の形態について詳細に説明する。尚、ここでは、説明の都合上、パイプ状の吐出電極内に板状のガイド部材を配設した記録ヘッドの１画素単位のみを図示してあるが、記録ヘッドは、複数の吐出電極を記録紙Ｐの搬送方向を横切る方向に並設して構成されている。また、以下の説明において、上述した実施の形態と同様に機能する部材については同一符号を用いて詳細な説明を省略する。
【００６７】
図１１は、この発明の第１の実施の形態に係る記録ヘッド１００を示している。記録ヘッド１００は、プラテンローラ２１に相当する接地された対向電極１１０（図１２参照）から所定距離離間して配置された先端を有するパイプ状の吐出電極１０２を有している。尚、画像が形成される記録紙Ｐは、対向電極１１０が吐出電極１０２に対向した面に沿って所定方向に搬送されるようになっている。
【００６８】
吐出電極１０２は、その中心軸が鉛直方向を向くように対向電極１１０の下方に設けられ、その先端近くには、吐出電極の内周面から外周面に向けて下方に傾斜したテーパー部１０２ａが形成されている。吐出電極１０２の内周面とテーパー部１０２ａとの間の先端縁部は、インクの流れをスムーズにするために面取りされている。また、吐出電極１０２の図示しない基端側には、インクリザーバー１３に導通した供給管１５が接続されている。
【００６９】
しかして、吐出電極１０２の基端側から所定圧力で供給されたインクは、吐出電極１０２内部のインク供給路１０４を介して上昇され、先端縁部を介して溢れ、テーパー部１０２ａおよび外周面を介して流れ落ち、図示しないインク回収手段によって回収されるようになっている。
【００７０】
インク供給路１０４内には、誘電体フィルムから成るガイド部材１０６が配設されている。ガイド部材１０６は、インク供給路１０４の中心軸を通ってインク供給路１０４内に埋設された矩形部分１０６ａ、および矩形部分１０６ａの上端から上方、即ち対向電極１１０に向って集束した三角部分１０６ｂを一体に有している。矩形部分１０６ａは、インク供給路１０４内に埋設されているとともにインク供給路１０４の先端の開口１０４ａより上方に延び、三角部分１０６ｂの集束した先端は、対向電極１１０に最も近いインクの吐出ポイントを形成している。
【００７１】
また、ガイド部材１０６には、この発明の吸い上げ手段として作用する、ガイド部材１０６の中央で鉛直方向に延びた矩形の孔（以下、スリットと称する）１０８が形成されている。スリット１０８は、ガイド部材１０６の先端、即ち三角部分１０６ｂの集束した先端近くまで延びた上端１０８ａ、および吐出電極１０２の先端より上方であって矩形部分１０６ａまで延びた下端１０８ｂを有している。尚、スリット１０８の幅、上端１０８ａおよび下端１０８ｂの高さ位置（スリット１０８の長さ）は、ガイド部材１０６に沿って濡れ上がったインクがスリット１０８の毛管作用によってガイド部材１０６の先端の吐出ポイントに向けて良好に吸い上げられ、且つ吐出ポイント近くに形成されるインクメニスカスの形状を安定して保持できるように設定されている。
【００７２】
更に、吐出電極１０２には、対向電極１１０との間で所定強度の電界を形成するための電源１１２が接続されている。電源１１２は、吐出電極１０２の電位をインク滴が飛翔しないバイアス電位にするためのバイアス電圧を印加する直流電源１１２ａ、および画像信号に応じてバイアス電圧より高い所定パルスの記録電圧を重畳印加するパルス電源１１２ｂを有している。
【００７３】
次に、上記のように構成された記録ヘッド１００によるインク滴の飛翔動作について、図１２乃至図１６を用いて説明する。
まず、インクリザーバー１３内のインクが供給管１５を介して所定圧力で供給され、吐出電極１０２内のインク供給路１０４内を上昇される。インク供給路１０４を介して所定の圧力で上昇されたインクは、先端の開口１０４ａを介して溢れるとともに、少なくともスリット１０８の下端１０８ｂの高さまでガイド部材１０６に沿って濡れ上がる。そして、スリット１０８の下端１０８ｂの高さまで供給されたインクは、スリット１０８の毛管作用によってスリット１０８の上端１０８ａまで吸い上げられる。このように、スリット１０８の上端１０８ａまでインクが吸い上げられると、ガイド部材１０６の先端の吐出ポイント近傍に図１２に示すような薄いインクメニスカス１１４が形成される。
【００７４】
この場合、スリット１０８の下端１０８ｂまで供給されたインクをスリット１０８の毛管作用によって吸い上げるため、外力によらずスリット１０８の上端１０８ａまで十分な量のインクを安定して吸い上げることができる。
【００７５】
図１６には、図１２のようにガイド部材１０６に沿って形成されたインクメニスカス１１４をスリット１０８の位置でインクの供給方向を横切る方向に切断したときの断面を示してある。このように、ガイド部材１０６に沿って形成されたインクメニスカス１１４は、スリット１０８の毛管作用によって、スリット１０８の部分が薄くされ、スリットの１０８の幅に対応した薄いメニスカスが形成される。尚、スリット１０８の部分に形成されたインクメニスカスの厚さは、インクの表面張力によってガイド部材１０６の厚さと略同じ厚さにされている。
【００７６】
この状態で、直流電源１１２ａを介して吐出電極１０２に所定のバイアス電圧が印加されると、図１３に示すように、吐出電極１０２からガイド部材１０６の中央を通って対向電極１１０に向う所定強度の電界が形成され、トナーがインク供給路１０４の中央に凝集されながら吐出ポイントに向けて搬送される。このとき、吐出ポイント近くのインクメニスカス１１４がスリット１０８の部分で薄く形成されていることから、吐出ポイント近くのインクに電界が集中され、吐出ポイント近くのインクに含まれるトナーに比較的強い静電気力が作用される。
【００７７】
即ち、この電界の影響によって、ガイド部材１０６の中央に形成されたスリット１０８内にトナーが凝集され、スリット１０８内にトナー溜まりが形成されるとともに、吐出ポイントに十分な量のトナーが高速に効率良く凝集される。
【００７８】
このように吐出ポイントにトナーを凝集した状態で、記録信号に応じて、パルス電源１１２ｂを介して吐出電極１０２に所定の記録電圧が重畳印加されると、吐出ポイント近くにバイアス時より更に強い電界が形成され、凝集されたトナーに対して対向電極１１０に向うより強い静電気力が作用される。これにより、トナー凝集物が対向電極１１０に引きつけられ、図１４に示すように、スリット１０８の上端１０８ａ付近を節として、ガイド部材１０６の先端から対向電極１１０に向ってインクメニスカス１１４が膨らむ。
【００７９】
そして、トナー凝集物に作用される静電気力がインクの表面張力を打ち破ると、図１５に示すように、インクメニスカス１１４からインク滴が分離され、対向電極１１０に向って飛翔される。このとき、インク滴の分裂位置はスリット１０８の上端１０８ａ、もしくはそれより上方のガイド部材の表面となり、分裂位置の長さは上端１０８ａの幅以下となるので、飛翔されるインク滴の最大径は常に一定（上端１０８ａの幅）となる。尚、インク滴が飛翔された後のインクメニスカスは、図１３の状態に素早く戻される。
【００８０】
以上のように、本実施の形態によると、ガイド部材１０６に、その先端近くまで延びた所定幅の上端１０８ａを有するスリット１０８を形成し、スリット１０８の毛管作用によって吐出ポイントへインクを吸い上げている。このため、ガイド部材１０６先端の吐出ポイントに薄いインクメニスカスを形成できるとともに、吐出ポイントに十分な量のインクを高速且つ安定して供給できる。
【００８１】
これにより、吐出電極にバイアス電圧を印加した際に、吐出ポイントにトナーを高速に凝集でき、吐出ポイントにおけるインクの帯電量を多くでき、トナー凝集物に作用される静電気力を強めることができる。また、吐出ポイントからインク滴が分離されて飛翔される際の分裂位置の長さは、スリット１０８の上端１０８ａの幅が最大となるので、飛翔されるインク滴の最大径を安定させることができる。従って、トナーが吐出ポイントから分離吐出される際の吐出周波数を高めることができるとともに、記録紙Ｐ上に形成されるドット径を安定させることができ、良質な画像を高速に形成できる。
【００８２】
また、インク滴がインクメニスカスから分離吐出される際には、インクメニスカスに分離位置の長さに応じた振動を生じるため、記録解像度に応じた所定の径を有するインク滴を形成し、且つ高い吐出周波数を達成するには、分裂位置の長さ、即ちスリット１０８の上端１０８ａの幅を短くして、インクメニスカスの振動を低く押さえる必要がある。例えば、記録解像度１６本／ｍｍ、ドット径約７０μｍ、インク滴径約３５μｍの記録条件を達成するためには、スリット１０８の上端１０８ａの幅を６０μｍ程度に設定することが望ましい。
【００８３】
更に、インク滴の分裂位置は、吐出ポイントに形成する電界の強度を変えることにより変更でき、電界強度を弱めることにより、分裂位置を吐出ポイントに近付けて吐出位置の長さを短くすることができる。つまり、電界強度を弱めることにより、インク滴の分裂位置をスリット１０８の上端１０８ａの幅より狭いスリット１０８より上方のガイド部材１０６の表面とすることができ、インクメニスカスから分裂されるインク滴の径を小さくすることができる。即ち、本実施の形態においては、吐出ポイントに形成する電界の強度を調整することにより、階調記録が可能となる。
【００８４】
次に、この発明の第２の実施の形態に係る記録ヘッド１２０について図１７乃至図２１を用いて説明する。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。
【００８５】
図１７に示すように、記録ヘッド１２０は、ガイド部材１０６の先端近くに吸い上げ手段としての矩形ブロック状の突起１２２を備えている。突起１２２は、ガイド部材１０６の両面からそれぞれ突出して設けられ、ガイド部材１０６の先端の吐出ポイント近くまで延びた上端１２２ａ、および矩形部分１０６ａまで延びた下端１２２ｂをそれぞれ有している。
【００８６】
しかして、インク供給路１０４を介して所定圧力で供給されたインクは、先端の開口１０４ａから溢れるとともにガイド部材１０６に沿って濡れ上がり、少なくとも突起１２２の下端１２２ｂの高さまで供給される。このように、突起の下端１２２ｂまで濡れ上がったインクは、突起１２２の濡れにより突起１２２の側面に沿って更に上方に吸い上げられ、ガイド部材１０６先端の吐出ポイントに向けて供給される。これにより、図１８に示すように、吐出ポイント近傍に薄いインクメニスカス１２４が形成される。
【００８７】
この場合、突起１２２の下端１２２ｂまで供給されたインクを突起１２２の濡れにより吐出ポイントまで吸い上げるため、外力によらず十分な量のインクを吐出ポイントまで安定して供給できる。
【００８８】
この状態で、直流電源１１２ａを介して吐出電極１０２に所定のバイアス電圧が印加されると、図１９に示すように、インク内のトナーが突起１２２の側面近くに集められながら吐出ポイントに向けて搬送され、吐出ポイントに十分な量のトナーが高速に凝集され、インクメニスカス１２４が僅かに膨らまされる。
【００８９】
このように吐出ポイントにトナーが凝集された状態で、記録信号に応じて、パルス電源１１２ｂを介して吐出電極１０２に所定の記録電圧が重畳印加されると、図２０に示すように、突起１２２の上端１２２ａ付近を節として、ガイド部材１０６の先端から対向電極１１０に向ってインクメニスカス１２４が膨らむ。
【００９０】
そして、トナー凝集物に作用される静電気力がインクの表面張力を打ち破ると、図２１に示すように、インクメニスカス１２４からインク滴が分離され、対向電極１１０に向って飛翔される。インク滴が飛翔された後のインクメニスカス１２４は、速やかに図１９の状態に戻される。
【００９１】
例えば、本実施の形態の記録ヘッド１２０を用いて、記録解像度１６本／ｍｍ、ドット径約７０μｍ、インク滴径約３５μｍの記録条件を達成するためには、突起１２２の上端１２２ａの幅を６０μｍ程度にすることが望ましい。尚、突起１２２によるインクの吸い上げ力は、突起１２２の厚さに応じて変化され、良好な吸い上げ力を発生できる突起１２２の厚さとしては５０〜１００μｍ程度が望ましい。
【００９２】
以上のように、本実施の形態によると、ガイド部材１０６に突起１２２を設けることにより、吐出ポイント近傍に薄いインクメニスカスを形成でき、吐出ポイントに十分な量のインクを高速且つ安定して供給できる。これにより、上述した第１の実施の形態の記録ヘッド１００と同様の効果を達成できる。
【００９３】
次に、この発明の第３の実施の形態に係る記録ヘッド１３０について図２２乃至図２６を用いて説明する。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。
【００９４】
図２２に示すように、記録ヘッド１３０は、ガイド部材１０６の先端近くに吸い上げ手段として作用する所定幅の溝１３２を備えている。溝１３２は、ガイド部材１０６の両面にそれぞれ形成され、ガイド部材１０６の先端の吐出ポイントに向けて開放された上端１３２ａ、および矩形部分１０６ａまで延びて閉塞した下端１３２ｂをそれぞれ有している。
【００９５】
しかして、インク供給路１０４を介して所定圧力で供給されたインクは、先端の開口１０４ａから溢れるとともにガイド部材１０６に沿って濡れ上がり、少なくとも溝１３２の下端１３２ｂの高さまで供給される。このように、溝１３２の下端１３２ｂまで濡れ上がったインクは、溝１３２の毛管作用によって更に上方に吸い上げられ、ガイド部材１０６先端の吐出ポイントに向けて供給される。これにより、図２３に示すように、吐出ポイント近傍に薄いインクメニスカス１３４が形成される。
【００９６】
この場合、溝１３２の下端１３２ｂまで供給されたインクを溝１３２の毛管作用により吐出ポイントまで吸い上げるため、外力によらず十分な量のインクを吐出ポイントまで安定して供給できる。
【００９７】
この状態で、直流電源１１２ａを介して吐出電極１０２に所定のバイアス電圧が印加されると、図２４に示すように、インク内のトナーが溝１３２内に凝集されてトナー溜まりが形成され、凝集されたトナーが吐出ポイントに向けて搬送され、吐出ポイントに十分な量のトナーが高速に凝集され、インクメニスカス１３４が僅かに膨らまされる。
【００９８】
このように吐出ポイントにトナーが凝集された状態で、記録信号に応じて、パルス電源１１２ｂを介して吐出電極１０２に所定の記録電圧が重畳印加されると、図２５に示すように、溝１３２の幅を節として、ガイド部材１０６の先端から対向電極１１０に向ってインクメニスカス１２４が更に膨らまされる。
【００９９】
そして、トナー凝集物に作用される静電気力がインクの表面張力を打ち破ると、図２６に示すように、インクメニスカス１３４からインク滴が分離され、対向電極１１０に向って飛翔される。インク滴が飛翔された後のインクメニスカス１３４は、速やかに図２４の状態に戻される。
【０１００】
例えば、本実施の形態の記録ヘッド１３０を用いて、記録解像度１６本／ｍｍ、ドット径約７０μｍ、インク滴径約３５μｍの記録条件を達成するためには、溝１３２の上端１３２ａの幅を６０μｍ程度にすることが望ましい。尚、溝１３２によるインクの吸い上げ力は、溝１３２の深さに応じて変化され、良好な吸い上げ力を発生できる溝１３２の深さとしては５０〜１００μｍ程度が望ましい。
【０１０１】
以上のように、本実施の形態によると、ガイド部材１０６に溝１３２を形成することにより、吐出ポイント近傍に薄いインクメニスカスを形成でき、吐出ポイントに十分な量のインクを高速且つ安定して供給できる。これにより、上述した第１の実施の形態の記録ヘッド１００と同様の効果を達成できる。
【０１０２】
次に、この発明の第４の実施の形態に係る記録ヘッド１４０について図２７乃至図３１を用いて説明する。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。
【０１０３】
図２７に示すように、記録ヘッド１４０は、ガイド部材１０６の先端から鉛直下方に延びた吸い上げ手段として作用する所定幅の切欠き１４２を有している。切欠き１４２は、ガイド部材１０６の先端で開放された上端１４２ａ、および矩形部分１０６ａまで延びて閉塞した下端１４２ｂを有している。つまり、ガイド部材１０６の先端位置には切欠き１４２が形成されており、切欠き１４２の上端１４２ａが吐出ポイントを形成している。
【０１０４】
しかして、インク供給路１０４を介して所定圧力で供給されたインクは、先端の開口１０４ａから溢れるとともにガイド部材１０６に沿って濡れ上がり、少なくとも切欠き１４２の下端１４２ｂの高さまで供給される。このように、切欠き１４２の下端１４２ｂまで濡れ上がったインクは、切欠き１４２の毛管作用によって更に上方に吸い上げられ、切欠き１４２の先端の吐出ポイントに向けて供給される。
【０１０５】
インクが吐出ポイントまで供給されると、図２８に示すように、吐出ポイント近傍に対向電極１１０に対して凹んだ形状のインクメニスカス１４４が形成される。つまり、インクが切欠き１４２の毛管作用によって吸い上げられていることから、切欠き１４２の上端１４２ａに形成されるインクメニスカス１４４は、電界を形成していない状態では凹んだ形状になっている。尚、このときのインクメニスカス１４４の厚さは、インクの表面張力によってガイド部材１０６の厚さ程度になっている。
【０１０６】
このように、切欠き１４２の下端１４２ｂまで供給されたインクを切欠き１４２の毛管作用により吐出ポイントまで吸い上げるため、外力によらず十分な量のインクを吐出ポイントまで安定して供給できる。
【０１０７】
この状態で、直流電源１１２ａを介して吐出電極１０２に所定のバイアス電圧が印加されると、吐出電極１０２から対向電極１１０に向う所定強度の電界が形成され、図２９に示すように、インク内のトナーが切欠き１４２内に凝集されて切欠き１４２内にトナー溜まりが形成される。そして、切欠き１４２内に凝集されたトナーが吐出ポイントに向けて搬送され、吐出ポイントに十分な量のトナーが高速に凝集され、凝集されたトナーが対向電極１１０からの吸引力により引きつけられ、インクメニスカス１４４が対向電極１１０に向けて僅かに膨らまされる。
【０１０８】
このように吐出ポイントにトナーが凝集された状態で、記録信号に応じて、パルス電源１１２ｂを介して吐出電極１０２に所定の記録電圧が重畳印加されると、バイアス印加時より強い電界が形成されてトナーに作用される静電気力が更に増大され、図３０に示すように、切欠き１４２の幅を節として、ガイド部材１０６の先端から対向電極１１０に向ってインクメニスカス１４４が更に膨らまされる。
【０１０９】
そして、トナー凝集物に作用される静電気力がインクの表面張力を打ち破ると、図３１に示すように、切欠き１４２の上端１４２ａのインクメニスカス１４４からインク滴が分離され、対向電極１１０に向って飛翔される。尚、インク滴が飛翔された後のインクメニスカス１４４は、速やかに図２９の状態に戻される。
【０１１０】
例えば、本実施の形態の記録ヘッド１４０を用いて、記録解像度１６本／ｍｍ、ドット径約７０μｍ、インク滴径約３５μｍの記録条件を達成するためには、切欠き１４２の上端１４２ａの幅を６０μｍ程度にすることが望ましい。
【０１１１】
以上のように、本実施の形態によると、ガイド部材１０６の先端に切欠き１４２を形成することにより、吐出ポイントにおいて薄いインクメニスカスを形成でき、吐出ポイントに十分な量のインクを高速且つ安定して供給できる。これにより、上述した第１の実施の形態の記録ヘッド１００と同様の効果を達成できる。
【０１１２】
また、切欠き１４２の上端１４２ａが開放されており、トナーの吐出位置にガイド部材１０６がないため、吐出ポイントに凝集されたトナーがガイド部材１０６に付着されることがなく、インク滴を常に安定して吐出できる。更に、切欠き１４２の開放された上端１４２ａがインク滴の分裂位置となるため、常に一定した径でインク滴を形成でき、良質なが画像を形成できる。
【０１１３】
図３２には、この発明の第５の実施の形態に係る記録ヘッド１５０が示されている。記録ヘッド１５０は、スリットの途中に補強のための架橋部１５１を有するガイド部材１０６を備えており、これ以外の構成は上述した第４の実施の形態の記録ヘッド１４０と同じである。つまり、ガイド部材１０６の先端に所定幅の切欠き１５２が形成され、切欠き１５２の下方に架橋部１５１を介して切欠き１５２と同じ幅のスリット１５４が形成されている。
【０１１４】
この場合、スリット１５４は、その毛管作用によって、スリット１５４の下端１５４ｂの高さまで供給されたインクを上方に吸い上げる吸い上げ手段として作用し、切欠き１５２は、切欠き１５２の上端１５２ａの吐出ポイントにて所定形状のインクメニスカスを安定して形成するように機能する。
【０１１５】
従って、本実施の形態の記録ヘッド１５０においては、第４の実施の形態の記録ヘッド１４０と同様の効果を達成できるとともに、スリットの剛性を高めることができる。また、スリットの途中に架橋部１５１を設けることにより、吐出ポイントの切欠き１５２の長さが比較的短くなり、インク滴が分離吐出される際のインク面の振動を低減でき、より安定した記録動作が可能となる。
【０１１６】
次に、この発明の第６の実施の形態に係る記録ヘッド１６０について図３３乃至図３７を用いて説明する。
図３３に示すように、本実施の形態の記録ヘッド１６０は、ガイド部材１０６の先端から下方に延びた吸い上げ手段としての所定幅の切欠き１６２を有するとともに、切欠き１６２が開放したガイド部材１０６の先端に対向電極１１０と平行に切断された吐出部分１６４を有し、これ以外の構成は上記第４の実施の形態の記録ヘッド１４０と同じ構成を有している。
【０１１７】
しかして、インク供給路１０４を介して所定圧力で供給されたインクは、先端の開口１０４ａから溢れるとともにガイド部材１０６に沿って濡れ上がり、少なくとも切欠き１６２の下端１６２ｂの高さまで供給される。このように、切欠き１６２の下端１６２ｂまで濡れ上がったインクは、切欠き１６２の毛管作用によって更に上方に吸い上げられ、切欠き１６２の先端の吐出ポイントに向けて供給される。
【０１１８】
インクが吐出ポイントまで供給されると、図３４に示すように、吐出ポイント近傍に対向電極１１０に対して凹んだ形状のインクメニスカス１６６が形成される。このときのインクメニスカス１６６の厚さは、インクの表面張力によってガイド部材１０６の厚さ程度になっている。
【０１１９】
このように、切欠き１６２の下端１６２ｂまで供給されたインクを切欠き１６２の毛管作用により吐出ポイントまで吸い上げるため、外力によらず十分な量のインクを吐出ポイントまで安定して供給できる。
【０１２０】
この状態で、直流電源１１２ａを介して吐出電極１０２に所定のバイアス電圧が印加されると、吐出電極１０２から対向電極１１０に向う所定強度の電界が形成され、図３５に示すように、インク内のトナーが切欠き１６２内に凝集されて切欠き１６２内にトナー溜まりが形成される。そして、切欠き１６２内に凝集されたトナーが吐出ポイントに向けて搬送され、吐出ポイントに十分な量のトナーが高速に凝集され、凝集されたトナーが対向電極１１０からの吸引力により引きつけられ、インクメニスカス１６６が対向電極１１０に向けて僅かに膨らまされる。
【０１２１】
このように吐出ポイントにトナーが凝集された状態で、記録信号に応じて、パルス電源１１２ｂを介して吐出電極１０２に所定の記録電圧が重畳印加されると、バイアス印加時より強い電界が形成されてトナーに作用される静電気力が更に増大され、図３６に示すように、切欠き１６２の幅を節として、ガイド部材１０６の先端から対向電極１１０に向ってインクメニスカス１６６が更に膨らまされる。
【０１２２】
このとき、例えば、吐出電極１０２に更に大きな記録電圧を印加して吐出ポイントにより強い電界を形成すると、吐出部分１６４の最大幅を節としたより大きなインクメニスカス１６６´を形成することができる。つまり、吐出ポイントに形成する電界強度や印加する電圧のパルス幅などの吐出条件を変更することにより、スリット１６２の幅を最小とし、吐出部分の幅を最大として、インク滴の分裂位置の長さを調節でき、飛翔するインク滴の径を所望の値に設定でき、階調記録が可能となる。
【０１２３】
例えば、ガイド部材１０６先端の吐出部分１６４の幅を６０μｍに設定し、スリット１６２の幅を２０μｍに設定すると、電界強度やパルス幅等の吐出条件を変更することにより、飛翔されるインク滴の径を約４０μｍ〜７０μｍの範囲で変更することができる。
【０１２４】
そして、図３６に示すようにインクメニスカス１６６が膨らまされた状態でトナー凝集物に作用される静電気力がインクの表面張力を打ち破ると、図３７に示すように、吐出部分１６４を節として所定径のインク滴が分離され、対向電極１１０に向って飛翔される。尚、インク滴が飛翔された後のインクメニスカス１６６は、速やかに図３５のバイアス状態に戻される。
【０１２５】
以上のように、本実施の形態によると、ガイド部材１０６の先端近くに切欠き１６２を形成するとともに、ガイド部材１０６の先端を対向電極１１０と平行に切断した吐出部分１６４を形成することにより、上述した第４の実施の形態の記録ヘッド１４０と同様の効果を達成できるとともに、階調記録が可能となる。
【０１２６】
図３８には、この発明の第７の実施の形態として、上述した第６の実施の形態の記録ヘッド１６０のガイド部材１０６先端の吐出部分１６４に曲率を与えたガイド部材を有する記録ヘッド１７０を示してある。尚、記録ヘッド１７０は、ガイド部材１０６の先端に曲率を有する吐出部分１７４を形成した以外は、第６の実施の形態と同じ構成を有している。
【０１２７】
この記録ヘッド１７０によると、吐出ポイントに形成する電界強度や吐出電極１０２に印加する電圧のパルス幅などの吐出条件を変更して階調記録をする際に、上述した第６の実施の形態の記録ヘッド１６０と比較して、より連続的にインク滴の径を変化させることができる。
【０１２８】
図３９は、上述した記録ヘッド１６０、１７０の階調記録特性を示したグラフである。尚、グラフの横軸には、吐出電極に印加する記録電圧の大きさやパルス幅などの吐出条件として階調信号アドレスを示し、縦軸には、飛翔されるインク滴の径を反射濃度として示してある。
【０１２９】
図３９のグラフから明らかなように、ガイド部材１０６先端の吐出部分に曲率を設けた記録ヘッド１７０の方が、曲率を設けていない記録ヘッド１６０より、階調特性の傾きが低く、階調特性のばらつきも少ないことが解る。このように、階調特性の傾きが小さい方が飛翔するインク滴のサイズを制御しやすいため、階調記録に適している。つまり、ガイド部材１０６先端の曲率を設けることにより、インク滴の分裂位置の長さを、スリット１６２の幅を最小として吐出部分１７４の最大幅まで連続的に変えることができ、階調特性の傾きを低くすることができる。
【０１３０】
次に、この発明の第８の実施の形態に係る記録ヘッド１８０について図４０および図４１を用いて説明する。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。
【０１３１】
図４０に示すように、記録ヘッド１８０は、ガイド部材１０６の矩形部分１０６ａの略中央位置に矩形の孔１８２を有している。孔１８２は、ガイド部材１０６の矩形部分１０６ａを貫通してガイド部材１０６の幅方向に延びて設けられ、三角部分１０６ｂより所定距離下方に位置した上端１８２ａ、および吐出電極１０２の先端開口１０４ａより所定距離下方、即ちインク流路１０４内に位置した下端１８２ｂを有している。
【０１３２】
上記のように構成された記録ヘッド１８０において、インク供給路１０４を介して所定圧力でインクを供給し、ガイド部材１０６先端の吐出ポイントにインクメニスカスを形成した状態で、吐出電極１０２に所定のバイアス電圧を印加すると、吐出電極１０２の内部および対向電極１１０に向かう図４１に示すような電界が形成される。吐出電極１０２の先端近傍において、この電界はガイド部材１０６方向を向いている。
【０１３３】
この電界の影響によって、インク供給路１０４内を上昇されるインク内のトナーは、ガイド部材１０６に押付けられながら吐出ポイントに向けて搬送される。この場合、パイプ状の吐出電極１０２内にガイド部材１０６を配設した本実施の形態のような構成では、搬送されるトナーがガイド部材１０６に付着し易くなり、ガイド部材１０６にトナー付着を生じると、インク供給路１０４内のインクの流れが不良となり、インクのガイド部材１０６に対する濡れが変化され、記録特性が不安定になる問題がある。
【０１３４】
このため、本実施の形態においては、ガイド部材１０６の略中央位置、即ちインク内のトナーが電界の影響によってガイド部材１０６に押付けられる位置に孔を設け、ガイド部材１０６に対するトナー付着を防止している。これにより、インクの流れを良好にできガイド部材１０６に対するインク濡れ性を安定させることができ、記録特性を安定させることができる。
【０１３５】
また、上述した各実施の形態の記録ヘッドのガイド部材１０６に形成したスリットや切欠き等の吸い上げ手段と、上記記録ヘッド１８０のガイド部材１０６の孔１８２と、を組み合わせた形状、即ち図４２（ａ）〜（ｄ）に示すような形状の孔や切欠きをガイド部材１０６に形成することにより、記録特性をより安定させることができ、良質な画像を高速且つ安定して形成できる。
【０１３６】
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。例えば、ガイド部材に形成したスリットや切欠きの形状、サイズ、位置などは、上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【０１３７】
【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、安定したドット径を有するインク滴を高い周波数で吐出でき、良質な画像を高速に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のインクジェットプリンタを示す概略図。
【図２】図１のインクジェットプリンタの動作を制御する制御系を示すブロック図。
【図３】図１のインクジェットプリンタに組込まれた記録ヘッドを示す断面図。
【図４】図３の記録ヘッドに組込まれたフィルム基板、吐出電極、および隔壁部材を示す斜視図。
【図５】記録ヘッドとプラテンローラとの間に形成される電界の向きを電気力線で示した図。
【図６】記録ヘッド先端の吐出ポイントに向うトナーの状態を示す概略図。
【図７】図６の記録ヘッドの平面図。
【図８】記録ヘッドによるインク滴の飛翔動作を説明するための動作説明図。
【図９】記録ヘッドの傾斜角度を０度以下に設定した場合のインクの状態を示す概略図。
【図１０】記録ヘッドの傾斜角度を６０度に設定した場合のインクの状態を示す概略図。
【図１１】この発明の第１の実施の形態に係る記録ヘッドを示す概略図。
【図１２】図１１の記録ヘッドにインクを供給した状態を示す図。
【図１３】図１１の記録ヘッドの吐出電極にバイアス電圧を印加した状態を示す図。
【図１４】図１１の記録ヘッドの吐出電極に記録電圧を印加した状態を示す図。
【図１５】図１１の記録ヘッドからインク滴が飛翔される状態を示す図。
【図１６】図１２のように記録ヘッドにインクを供給した際のインクメニスカスの断面図。
【図１７】この発明の第２の実施の形態に係る記録ヘッドを示す概略図。
【図１８】図１７の記録ヘッドにインクを供給した状態を示す図。
【図１９】図１７の記録ヘッドの吐出電極にバイアス電圧を印加した状態を示す図。
【図２０】図１７の記録ヘッドの吐出電極に記録電圧を印加した状態を示す図。
【図２１】図１７の記録ヘッドからインク滴が飛翔される状態を示す図。
【図２２】この発明の第３の実施の形態に係る記録ヘッドを示す概略図。
【図２３】図２２の記録ヘッドにインクを供給した状態を示す図。
【図２４】図２２の記録ヘッドの吐出電極にバイアス電圧を印加した状態を示す図。
【図２５】図２２の記録ヘッドの吐出電極に記録電圧を印加した状態を示す図。
【図２６】図２２の記録ヘッドからインク滴が飛翔される状態を示す図。
【図２７】この発明の第４の実施の形態に係る記録ヘッドを示す概略図。
【図２８】図２７の記録ヘッドにインクを供給した状態を示す図。
【図２９】図２７の記録ヘッドの吐出電極にバイアス電圧を印加した状態を示す図。
【図３０】図２７の記録ヘッドの吐出電極に記録電圧を印加した状態を示す図。
【図３１】図２７の記録ヘッドからインク滴が飛翔される状態を示す図。
【図３２】この発明の第５の実施の形態に係る記録ヘッドを示す概略図。
【図３３】この発明の第６の実施の形態に係る記録ヘッドを示す概略図。
【図３４】図３３の記録ヘッドにインクを供給した状態を示す図。
【図３５】図３３の記録ヘッドの吐出電極にバイアス電圧を印加した状態を示す図。
【図３６】図３３の記録ヘッドの吐出電極に記録電圧を印加した状態を示す図。
【図３７】図３３の記録ヘッドからインク滴が飛翔される状態を示す図。
【図３８】この発明の第７の実施の形態に係る記録ヘッドを示す概略図。
【図３９】図３３の記録ヘッドと図３８の記録ヘッドの階調記録特性を比較して示すグラフ。
【図４０】この発明の第８の実施の形態に係る記録ヘッドを示す概略図。
【図４１】図４０の記録ヘッドにおける電界による作用を説明するための図。
【図４２】記録ヘッドに組込まれる他の実施の形態に係るガイド部材を示す図。
【符号の説明】
１…インクジェットプリンタ、
２…ハウジング、
１０…記録ヘッド、
１１…移動ステージ、
１３…インクリザーバー、
２０…搬送機構、
２１…プラテンローラ、
２８…クリーニングローラ、
３０…制御部、
３５…高圧電源、
４２…フィルム基板、
４４…吐出電極、
４５…切欠き、
４６…隔壁部材、
４８…インク供給路、
５１…カバー部材、
５２…共通インク室、
５４…トナー搬送電極、
５６…インクメニスカス、
１０２…吐出電極、
１０４…インク供給路、
１０６…ガイド部材、
１０８…スリット、
１１０…対向電極、
１１２…電源、
１２２…突起、
１３２…溝、
１４２…切欠き、
１５１…架橋部、
１５２…切欠き、
１５４…スリット、
１６２…スリット、
１６４…吐出部分、
１７４…曲率を有する吐出部分、
１８２…孔、
Ｐ…記録紙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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