JPH08238774A - 静電吸引方式インクジェット装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、低電圧の駆動回路を実現した高密
度実装が可能な高解像度の印字特性を有する低原価の静
電吸引方式インクジェット装置及びその駆動方法を提供
することを目的とする。 【構成】 ノズル孔４を有するインク噴射室１と、イン
ク噴射室１の側壁に配設された静電界印加用電極部１４
と、静電界印加用電極部１４に高圧電圧を印加する高電
圧電源部１１０と、ノズル孔前方に配置された対向電極
部１５と、静電界印加用電極部１４と高電圧電源部１１
０との間にインク２の吐出の制御を行う制御素子部１０
１と、制御素子部１０１等を制御するプロセス制御部
と、を備え制御素子部１０１が発光部１０２、及び、発
光部１０２の光照射により抵抗値が変化する光導電部１
０３と、プロセス制御部１１が発光部１０２の光照射量
を制御する光制御部１０４と、を備えた構成をしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ，複写機，フ
ァクシミリ等に適用可能な静電吸引方式インクジェット
装置及びその駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高解像度，高画質のプリンタ，複
写機，ファクシミリ等の印字装置として、レーザービー
ム方式とともにインクジェット方式が実用化されてい
る。インクジェット方式は、更に、圧電現象を利用した
ピエゾ方式，インクの膜沸騰現象を利用したバブルジェ
ット方式，静電気現象を利用した静電吸引方式等が開発
されている。

【０００３】以下に従来のピエゾ方式インクジェット装
置について説明する。図５は従来のピエゾ方式インクジ
ェット装置の断面模式図である。１はインク噴射室であ
り、２は印字のためのインク、３はインク噴射室１に設
けられたインク室、４は電歪みエネルギーによる圧力に
よりインク２を吐出するインク噴射室１の先端部に設け
られた微小のノズル孔、５はインク２を蓄えているイン
クタンク、６はインクタンク５よりインク室３にインク
２を供給するインク供給路である。７はノズル孔４に対
向して配置された回転ローラー、８はノズル孔４に対し
て一定の距離を保つように回転ローラー７の表面に装着
され回転移動する記録紙である。１２はインク室３の壁
面に積層されたピエゾ素子である。ピエゾ素子１２は、
一端強電界を加えて分極処理されている。その後、ピエ
ゾ素子１２に分極方向に電圧を印加するとピエゾ素子１
２が伸縮する性質がある。この性質を利用して、ピエゾ
素子１２の上面−下面間に電圧を加え、ピエゾ素子１２
が縮んでインク室３に圧力がかかる。また、９は低電圧
電源部、１０はスイッチング回路素子からなる制御素子
部、１１はインクジェット方式による印字動作を制御す
るプロセス制御部である。

【０００４】以上のように構成された従来のピエゾ方式
インクジェットプリンタにおいて、以下その動作原理に
ついて説明する。まず、インク２は毛細現象によってイ
ンクタンク５よりインク供給路６を伝わって、インク室
３まで移送されている。この状態において、プロセス制
御部１１により制御素子部１０がオンされて、ピエゾ素
子１２の上面−下面間に電圧が加えられる。これによ
り、ピエゾ素子１２が縮んでインク室３に圧力がかか
る。この圧力により、インク２がノズル孔４より吐出す
る。すなわち、インク２の吐出エネルギーは、インク室
３の壁面に積層されたピエゾ素子１２の電歪みエネルギ
ーによって与えられる。吐出されたインク２は、ノズル
孔４に対向する位置に配置された記録紙８に付着し、回
転ローラー７の回転とともに記録紙８が搬送され印字画
像が記録される。

【０００５】以下に従来のインクの膜沸騰現象を利用し
たバブルジェット方式インクジェットプリンタについて
説明する。図６は従来のバブルジェット方式インクジェ
ット装置の断面模式図である。１はインク噴射室、２は
インク、３はインク室、４はノズル孔、５はインクタン
ク、６はインク供給路、７は回転ローラー、８は記録
紙、９は低電圧電源部、１０は制御素子部、１１はプロ
セス制御部である。これらは、上記の従来のピエゾ方式
インクジェット装置と同様なものなので、同一の符号を
付して説明を省略する。１３はインク室３の側面に配設
されたインク２を加熱するヒーターから形成される加熱
部である。２０は、インク吐出過程において、インク２
が加熱されることによりインク室３内に発生する膜気泡
である。

【０００６】以上のように構成された従来のバブルジェ
ット方式インクジェットプリンタにおいて、以下その動
作原理について説明する。まず、インク２は毛細管現象
により、インクタンク５よりインク供給路６を伝わっ
て、インクを吐出するノズル孔３まで移送されている。
この状態において、プロセス制御部１１により、スイッ
チング素子からなる制御素子部１０がオンされ、加熱部
１３に通電が開始され、インク室３内のインク２を加熱
する。加熱部１３が４００℃に達すると加熱部１３面上
のインク２内に核気泡が発生し、各気胞が合体して膜気
泡２０が形成される。加熱部１３上の膜気泡２０の成長
によってノズル孔４よりインク２が押し出される。ノズ
ル孔４より押し出されたインク２は、ノズル孔４に対向
する位置に配置された記録紙８に付着し、画像記録され
る。プロセス制御部１１により制御素子部１０をオフ
し、加熱部１３の低電圧電源部９からの通電をオフす
る。これにより、加熱部１３付近の温度の低下とともに
膜気泡２０が収縮して、次の記録に備える。

【０００７】以下に従来の静電気現象を利用した静電吸
引方式インクジェット装置について説明する。図７は従
来の静電吸引方式インクジェット装置の断面模式図であ
る。１はインク噴射室、２はインク、３はインク室、４
はノズル孔、５はインクタンク、６はインク供給路、７
は回転ローラー、８は記録紙、９は低電圧電源部、１０
は制御素子部、１１はプロセス制御部である。これら
は、上記の従来のピエゾ方式インクジェット装置と同様
なので、同一の符号を付して説明を省略する。１４はイ
ンク噴射室１のインク室３側に配設された静電界印加用
電極部、１５は回転ローラー７に設置された金属ドラム
である対向電極部、１６は対向電極部１５に数千Ｖの負
電圧を印加するバイアス電源部である。１７は静電界印
加用電極部１４に数百Ｖの高電圧を供給する高圧電源
部、１８は接地部である。ここで、静電界印加用電極部
１４と対向電極部１５との間には、対向電極部１５に印
加されている数千Ｖの負電圧のバイアス電源部１６と数
百Ｖの高圧電源部１７の高圧電圧が重畳し、重畳電界に
よってインク２はノズル孔４から吐出制御される。ま
た、１９は対向電極部１５に印加された数千Ｖのバイア
ス電圧によってノズル孔４に形成される凸状のインクメ
ニスカスである。

【０００８】以上のように構成された従来の静電吸引方
式インクジェット装置において、以下その動作原理につ
いて説明する。まず、インク２は毛細管現象により、イ
ンク供給路６を伝わって、インク２を吐出するノズル孔
４まで移送される。ノズル孔４に対向して、記録紙８を
装着した対向電極部１５が配置されている。ノズル孔４
まで達したインク２は、対向電極部１５に印加された数
千Ｖのバイアス電圧によって凸状のインクメニスカス１
９が形成される。インク室３内に配設された静電界印加
用電極部１４に数百Ｖの高電圧電源部１７から信号電圧
を印加することで対向電極部１５に印加されたバイアス
電源部１６と重畳され、重畳電界によってインク２は記
録紙８に吐出され、印字画像が形成される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、階調表示及び高密度実装に関して、以下に
示すような問題点を有していた。

【００１０】（１）ピエゾ方式インクジェット装置につ
いては、ピエゾ素子に印加する電圧に応じて飛び出すイ
ンク量が変えられることから階調表現が可能であるが、
ピエゾ素子の変位量が小さいためインクの飛翔に必要な
体積変化を与えるためには、一つのノズルに対してピエ
ゾ素子を大面積化するか、積層化する必要がある。従っ
て、ピエゾ方式インクジェット装置では高密度実装がで
きないという問題点を有していた。

【００１１】（２）バブルジェット方式インクジェット
装置については、ピエゾ方式インクジェット装置に比べ
てリード線とヒーターだけの簡単な構造のため高密度実
装が容易であるが、ヒーターに印加する電圧の変化に対
して飛び出すインク量を変えることが難しく階調表現が
できないという問題点を有していた。

【００１２】（３）一方、静電吸引方式インクジェット
装置については、静電界印加用電極部だけの簡単な構造
のため高密度実装と、飛び出すインク量を静電界印加時
間によってノズル孔の径に対してインク液柱の径を制御
でき、階調表現が可能なことから、高解像度と階調表現
の両方を満足する方式である。しかし、インクを静電吸
引力によって記録紙に引き出すためには、高電圧をスイ
ッチングする必要があり、それを制御する駆動回路の価
格が高価で、かつ、高電圧を使用するために安全対策が
必要であり、装置の原価を低減できないという問題点を
有していた。

【００１３】以上のように従来の方式のインクジェット
装置では、高密度実装、すなわち高解像度と階調表現の
両方を満足させる、低原価の記録装置を実用化できてい
ないという問題点を有していた。

【００１４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、インクの吐出量により階調表現が可能で、低電圧の
駆動回路を実現した高密度実装が可能な高解像度の印字
特性を有する低原価の静電吸引方式インクジェット装置
及びその駆動方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の静電吸引式インクジェット装置は、ノズル孔
を有するインク噴射室と、インク噴射室の側壁に配設さ
れた静電界印加用電極部と、静電界印加用電極部に高圧
電圧を印加する高圧電源部と、ノズル孔前方に配置され
た対向電極部と、静電界印加用電極部と対向電極部との
間にインクの吐出制御を行う制御素子部と、制御素子部
等を制御するプロセス制御部と、を備えた静電吸引方式
インクジェット装置であって、以下の請求項を有する。

【００１６】（１）請求項１に記載の静電吸引方式イン
クジェット装置は、制御素子部が発光部、及び、発光部
の光照射により抵抗値が変化する光導電部と、プロセス
制御部が発光部の光照射量を制御する発光量制御部と、
を備えた構成を有している。

【００１７】（２）請求項２に記載の静電吸引方式イン
クジェット装置は、静電界印加用電極部がインク噴射室
の側壁にインクに接し温度により導電率が変化する誘電
体部、誘電体部に面接し積層配設された接合電極部、及
び、接合電極部に面接し積層配設された加熱部と、プロ
セス制御部が制御素子部に対して加熱部への加熱量制御
を行う加熱量制御部と、を備えた構成を有している。

【００１８】（３）請求項３に記載の静電吸引方式イン
クジェット装置は、静電界印加用電極部がインク噴射室
の側壁にインクに接し温度により誘電率が変化する誘電
体部、及び、誘電体部に面接し積層配設された光を透過
する接合電極部と、素子制御部が誘電体部に光を照射し
インクを加熱する発光部と、プロセス制御部が発光部の
発光量制御を行う発光量制御部と、を備えた構成を有し
ている。

【００１９】（４）請求項４に記載の静電吸引方式イン
クジェット装置は、制御素子部がインク噴射室の側壁に
配設されインクを加熱する加熱部と、プロセス制御部が
加熱部の加熱量制御を行う加熱量制御部と、を備えた構
成を有している。

【００２０】（５）請求項５に記載の静電吸引方式イン
クジェット装置は、インク噴射室の側壁が外部からイン
クに光を通過する透明側面部と、制御素子部がインクに
光を照射しインクを加熱する発光部と、プロセス制御部
が発光部の発光量を制御する発光量制御部と、を備えた
ことを特徴とする静電吸引方式インクジェット装置。

【００２１】（６）請求項６に記載の静電吸引方式イン
クジェット装置の駆動方法は、請求項１，３又は５のい
ずれか１に記載の静電吸引方式インクジェット装置にお
いて、プロセス制御部が、静電界印加用電極部と対向電
極部の間に一様電界を印加する高電圧印加工程と、発光
量制御部が発光部に電流を印加し光を選択的にオン，オ
フし発光量を制御する発光量制御工程と、を備えた構成
を有している。

【００２２】（７）請求項７に記載の静電吸引方式イン
クジェット装置の駆動方法は、請求項２又は４に記載の
静電吸引方式インクジェット装置において、プロセス制
御部が、静電界印加用電極部と対向電極部の間に一様電
界を印加する高電圧印加工程と、加熱量制御部が加熱部
を選択的にオン，オフし通電加熱量を制御する加熱通電
量制御工程と、を備えた構成を有している。

【００２３】ここで、発光部としては、レーザビーム走
査やＬＥＤアレー，蛍光管素子アレー，プラズマアレー
等の固体発光素子アレーが用いられる。

【００２４】

【作用】この構成によって、制御素子部が発光部と発光
部の光照射により抵抗値が変化する光導電部を備え、光
導電部が高電圧電源部と静電界印加用電極部の間に介在
し、発光量制御工程において、発光量制御部が発光部の
光照射量を制御し光導電部の抵抗を変化させ、インクに
供給する電荷量を可変制御するようにしたので、インク
の吐出選択，吐出量を制御する駆動回路が、高電圧電源
部に接続せずにＬＥＤ等の発光制御回路で実現できるの
で、記録紙へのインクの吐出を制御するのに高い制御電
圧を必要としないため、安価な駆動回路を使用できるこ
とから装置コストの低減が可能となる。また、プロセス
制御工程における発光量制御工程において、高電圧印加
工程として、静電界印加用電極部と高圧電源部との間に
一様電界を印加することにより、インクに光導電部の電
荷漏えい現象によって高電圧電源部より光導電部を介し
て静電界印加電極部から電荷が供給し、電荷が供給され
たインクに静電吸引力が作用して、対向電極部に向かっ
て凸状のインクメニスカスがノズル孔に形成される。次
に、発光量制御工程として、発光量制御部が、発光部に
電圧のオン，オフを制御することにより、光導電部への
光照射を行い、光導電部の光導電現象による抵抗値の低
下により、高圧電源部から光導電部を介して静電界印加
用電極部からインクに電荷を供給する。この光導電部の
電荷漏えい現象と光導電現象によって供給された十分な
電荷によって、インクに静電吸引力が作用して、対向電
極部に向かってインクが飛翔し記録紙に付着乾燥され、
画像が記録される。このとき、発光量制御部により発光
量時間又は発光強度の制御によりインクの吐出選択，吐
出量を可変にし、階調表現が可能となる。特に、インク
の濃度調整ができ、さらに高電圧印加工程における光導
電部の導電率のばらつきを発光量制御部の発光量制御に
より調整できるため、高品質の画像を得ることができ
る。

【００２５】また、静電界印加用電極部が、インク噴射
室の側壁にインクに接している温度により導電率が変化
する誘電体部、及び、誘電体部に面接し高電圧電源部に
接続された接合電極部、及び、接合電極部に面接し積層
配設された加熱部、及び、誘電体部を加熱する加熱部を
制御する加熱量制御部により、インクに供給する電荷量
を可変制御するようにしたので、インクの吐出選択，吐
出量を制御する駆動回路が、高電圧電源部に接続せずに
加熱部の加熱量制御回路で実現できるので、インクの記
録紙へのインクの吐出を制御するのに高い制御電圧を必
要としないため、安価な駆動回路を使用でき装置コスト
の低減が可能となる。また、プロセス制御部が、静電界
印加用電極部と対向電極部の間に一様電界を印加する高
電圧印加工程と、加熱量制御部が加熱部を選択的にオ
ン，オフし、通電加熱量を制御する加熱通電量制御工程
を備えたことにより、加熱量制御部により加熱時間又は
加熱強度の制御によりインク吐出選択，吐出量を可変に
し、階調表現が可能となり、高画質の画像を得ることが
できる。また、上記の温度により導電率が変化する誘電
体部を、誘電体部に面接した光を透過する接合電極部
と、誘電体部に接合電極部を透過して光を照射しインク
を加熱する発光部により、発光量制御部が発光部の発光
量制御を行うことにより、同様の作用を得ることができ
る。

【００２６】また、インク噴射室の側壁に配設されイン
クを加熱する加熱部と、前記加熱部の加熱量制御を行う
加熱量制御部により、静電界印加用電極部によりインク
メニスカスが形成されているノズル孔のインクの吐出選
択，吐出量を制御する駆動回路が、高電圧電源部に接続
しない加熱部の加熱量制御回路で実現できるので、イン
クの記録紙へのインクの吐出を制御するのに高い制御電
圧を必要としないため、安価な駆動回路を使用でき装置
コストの低減が可能となる。また、プロセス制御部が、
静電界印加用電極部と対向電極部の間に一様電界を印加
する高電圧印加工程と、加熱量制御部が加熱部を選択的
にオン，オフし通電加熱量を制御する加熱通電量制御工
程により、加熱量制御部により加熱時間又は加熱強度の
制御によりインクの吐出選択，吐出量を可変にし、階調
表現が可能となり、高画質の画像を得ることができる。
また、インクを加熱するために、インク噴射室の側壁が
外部からインクに光を通過する透明側面部と、インクに
光を照射しインクを加熱する発光部と、発光部の光量を
制御する発光量制御部を備えることにより、静電界印加
用電極によりインクメニスカスが形成されているノズル
孔のインクの吐出選択，吐出量を制御する駆動回路が、
高電圧電源部に接続しない加熱部の加熱量制御回路で実
現できるので、インクの記録紙へのインクの吐出を制御
するのに高い制御電圧を必要としないため、安価な駆動
回路を使用でき装置コストの低減が可能となる。

【００２７】また、プロセス制御部のインク吐出制御に
おいて、静電界印加用電極部と前記対向電極部の間に一
様電界を印加する高電圧印加工程と、発光量制御部が発
光部に電流を印加し光を選択的にオン，オフし発光量を
制御する発光量制御工程とを備えたことにより、発光量
制御部が、発光部に電圧のオン，オフを制御により、発
光量時間又は発光強度の制御によりインク吐出選択，吐
出量を可変にしたので、高解像度，階調表現が可能とな
り、高画質の画像を得ることができる。

【００２８】また、プロセス制御工程のインク吐出制御
において、高電圧印加工程と加熱通電量制御工程によ
り、加熱量制御部が、加熱部に加熱通電量時間又は加熱
強度の制御によりインク吐出選択，吐出量を可変にした
ので、高解像度，階調表現が可能となり、高画質の画像
を得ることができる。

【００２９】以上のように、上記の静電吸引方式インク
ジェット装置において、簡単な構造のため高密度の実装
ができ、飛翔インク量を調整できることから、高解像度
及び階調表現が可能な印字画像を得ることができる。

【００３０】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００３１】（実施例１）図１は本発明の第１実施例に
おける静電吸引方式インクジェット装置の断面模式図で
ある。図２は本発明の第１実施例における静電吸引方式
インクジェット装置のスイッチング部の断面模式図であ
る。１はインク噴射室、２はインク、３はインク室、４
はノズル孔、５はインクタンク、６はインク供給路、７
は回転ローラー、８は記録紙、１４は静電界印加用電極
部、１５は対向電極部、１８は接地部、１９はインクメ
ニスカスである。これらは従来例の静電吸引方式インク
ジェット装置と同様のものなので、同一の符号を付して
説明を省略する。従来例と異なるのは、１０１の制御素
子部であり、図２に示すように、制御素子部１０１は、
１０２の発光部と１０３の光導電部からなる。また、１
０４はプロセス制御部（図示せず）において画像情報に
応じて発光部１０２の発光制御を行う光制御部である。
ここで、プロセス制御部は、光制御部１０４の他、回転
ローラー７の回転制御（紙送り等）等の装置全体のプロ
セス制御を行っている。さらに、発光部１０２は、１０
５のＬＥＤアレーからなる発光素子と、１０６の発光素
子１０５から照射される光を集光する集光レンズからな
る。ＬＥＤアレーを構成する各発光素子１０５は光制御
部１０４により画像情報に応じてオン，オフ制御され
る。また、光導電部１０３は、１０７の高電圧電源部１
１０に接続する透明導電膜であるＩＴＯ（インジウム，
ティン，オキサイド）電極と、１０８のａ−Ｓｉ（アモ
ルファスシリコン）等から形成され光照射量により抵抗
値が変化する光導電膜と、１０９の静電界印加用電極部
１４に電荷を供給するリード電極から構成されている。
ここで、ＩＴＯ電極１０７と光導電膜１０８とリード電
極１０９は積層構造となっている。また、ＩＴＯ電極１
０７側から光導電膜１０８に光を照射できるように光導
電部１０３のＩＴＯ電極１０７に対向して、発光部１０
２が配置構成されている。また、１１０は２ＫＶの高電
圧である高電圧電源部であり、ＩＴＯ電極１０７に接続
されている。

【００３２】以上のように構成された本発明の第１実施
例における静電吸引方式インクジェット装置について、
以下その動作を説明する。まず、インクタンク５のイン
ク２は毛細管現象により、インク供給路６を伝わって、
インク室３まで移送されている。

【００３３】次に、プロセス制御工程におけるインク吐
出制御における動作を説明する。プロセス制御工程は、
インク吐出制御において、静電界印加用電極部１４と対
向電極部１５の間に一様電界を印加する高電圧印加工程
と、発光部１０２に電流を印加し光を選択的にオン，オ
フし発光量を可変制御する発光量制御工程からなる。ま
ず、高電圧印加工程として、インク室３に達したインク
２は、光導電膜１０８に光が照射されていない状態にお
いて、光導電膜１０８の電荷漏えい現象によって高電圧
電源１１０よりＩＴＯ電極１０７，光導電膜１０８，リ
ード電極１０９を介して静電界印加用電極部１４からイ
ンク２に電荷が供給される。電荷が供給されたインク２
に静電吸引力が作用して、対向電極部１５に向かって凸
状のインクメニスカス１９がノズル孔４に形成される。
次に、発光量制御工程として、光制御部１０４が、発光
部１０２に電圧のオン，オフを制御により、ＩＴＯ電極
１０７を透過して光導電膜１０８に光照射を行い、光導
電膜１０８の光導電現象による抵抗値の低下により、高
圧電源１１０よりＩＴＯ電極１０７，光導電膜１０８，
リード電極１０９，静電界印加用電極部１４を通じてイ
ンク２にさらに電荷が供給される。この光導電膜１０８
の電荷漏えい現象と光導電現象によって供給された十分
な電荷によってインク２に静電吸引力が作用して、対向
電極部１５に向かってインク２が飛翔し、記録紙８に付
着乾燥され画像が記録される。このとき、光制御部１０
４での発光量時間又は発光強度の制御によりインク吐出
量を可変にし、階調表現が可能となる。次に、発光部１
０２の光照射を止めると、光導電膜１０８の光導電現象
が止まりインク２への電荷供給が制限され、インク２は
凸状のインクメニスカス１９の形状に戻り、次の記録に
備える。また、プロセス制御部における光制御部１０４
により、発光部１０２により発光量を制御することによ
り、インクの吐出量が制御され、階調表現が可能とな
る。特に、インクの濃度調整ができ、さらに高電圧印加
工程における光導電膜１０８のばらつきを光制御部１０
４によって調整できるため、高品質の画像を得ることが
できる。

【００３４】以上のように本実施例によれば、制御素子
部１０１が発光部１０２と光導電部１０３から構成され
ることにより、発光部１０２のＬＥＤアレーの駆動回路
が低電圧駆動できることから、インク２の記録紙８への
吐出制御に高電圧のスイッチング制御を行う高電圧駆動
回路を必要としないため、安価な駆動回路を使用でき装
置の原価低減が可能となる。さらに、本実施例の静電吸
引方式インクジェット装置は、簡単な構造のため高密度
実装による高解像度が可能で、さらに飛翔インク量を調
整できることから階調表現が可能となり、高画質の画像
を得ることができる。

【００３５】（実施例２）以下本発明の第２実施例にお
ける静電吸引方式インクジェット装置について、図面を
参照しながら説明する。図３は本発明の第２実施例にお
ける静電吸引方式インクジェット装置の断面模式図であ
る。１はインク噴射室、２はインク、３はインク室、４
はノズル孔、５はインクタンク、６はインク供給路、７
は回転ローラー、８は記録紙、１５は対向電極部、１７
は高電圧電源部、１８は接地部、１９はインクメニスカ
スである。これらは、従来例の静電吸引方式インクジェ
ット装置と同様のものなので、同一の符号を付して説明
を省略する。従来例と異なるのは、２０１の静電界印加
用電極部であり、静電界印加用電極部２０１は、２０２
の例えばＰＰ（ポリプロピレン）やＰＥＴ（ポリエチレ
ンテレフタレート）等から形成され、インク２に接し温
度により導電率が変化する誘電体部と、２０３の誘電体
部２０２に面接した接合電極部である。２０４は誘電体
部２０２に熱的刺激を加えるヒーターから構成される加
熱部である。ここで、誘電体部２０２，接合電極部２０
３と加熱部２０４は積層構造になっている。２０５はプ
ロセス制御部（図示せず）において加熱部２０４に対し
て加熱量制御を行う加熱量制御部である。また、２０６
は低電圧電源部、２０７はスイッチ素子から構成される
制御素子部であり、制御素子部２０７は加熱量制御部２
０５により制御される。

【００３６】以上のように構成された本発明に第２実施
例の静電吸引方式インクジェット装置について、以下の
その動作について説明する。まず、インク２は毛細管現
象により、インク供給路６を伝わって、インク室３に移
送されている。

【００３７】次に、プロセス制御工程におけるインク吐
出制御について、以下に動作を説明する。プロセス制御
工程は、インク吐出制御において、静電界印加用電極部
２０１と対向電極部１５の間に一様電界を印加する高電
圧印加工程と、加熱部２０４に電流を印加し加熱量を可
変制御する加熱量制御工程からなる。まず、高電圧印加
工程として、インク室３に達したインク２に対向電極部
１５と静電界印加用電極部２０１間に形成されている一
様電界によって静電吸引力が作用し、対向電極部１５に
向かって凸状のインクメニスカス１９がノズル孔４に形
成される。次に、加熱量制御工程として、誘電体部２０
２の裏面に積層配置された加熱部２０４によって、誘電
体部２０２を約１５０℃に加熱することで、誘電体部２
０２の導電率が上昇し、高電圧電源部１７より接合電極
部２０３を介してインク２に電荷が供給される。供給さ
れた電荷によってインク２に静電吸引力が作用しインク
２が対向電極部１５に向かって飛翔する。また、インク
２は、対向電極部１５とノズル孔４の間に配置された記
録紙８に付着乾燥され画像記録が行われる。このとき、
加熱量制御部２０５により加熱時間又は加熱強度の制御
によりインク吐出量を可変にし、階調表現が可能とな
る。さらに、加熱部２０４への通電を止めると、誘電体
部２０２の導電率が低下し、インク２へ電荷が制限供給
され、インク２は凸状のインクメニスカス１９の形状に
もどり次の記録に備える。

【００３８】以上のように本実施例によれば、インク２
の記録紙８への吐出を制御するのに高電圧の制御回路を
必要としないため、安価な駆動回路を使用できることか
ら装置コストの低減が可能となる。さらに、本発明によ
れば簡単な構造のため高密度の実装ができ、飛翔インク
量を調整できることから階調表現が可能となる。

【００３９】ここで、誘電体部２０２の温度変化を制御
する他の方法としては、静電界印加用電極部２０１がイ
ンク噴射室１の側壁にインク２に接している温度により
導電率が変化する誘電体部２０２と、誘電体部２０２に
面接したＩＴＯ（インジウム，ティン，オキサイド）電
極１７からなる透明導電膜で構成された接合電極部２０
３と、誘電体部２０２に光を照射しインク２を加熱する
発光部１０２とを用いることによっても、プロセス制御
部の光制御部１０４が発光部１０２の発光量制御を行う
ことができ、第２実施例と同様の効果を得ることができ
る。

【００４０】（実施例３）以下本発明の第３実施例にお
ける静電吸引方式インクジェット装置について、図面を
参照しながら説明する。図４は本発明の第３実施例にお
ける静電吸引方式インクジェット装置の断面模式図であ
る。１はインク噴射室、２はインク、３はインク室、４
はノズル孔、５はインクタンク、６はインク供給路、７
は回転ローラーで、８は記録紙、１４は静電界印加用電
極部、１５は対向電極部、１８は接地部、１９はインク
メニスカスである。これらは従来例の静電吸引方式イン
クジェット装置と同様のものなので、同一の符号を付し
て説明を省略する。従来例と異なるのは、３０１のイン
ク噴射室１の側壁に配設されインク室３中のインク２に
熱エネルギーを供給するための加熱部と、３０２の加熱
部３０１の加熱量を制御する加熱量制御部で構成されて
いる点である。３０３は低電圧電源部、３０４はスイッ
チ素子から成る制御素子部であり、制御素子部３０４は
加熱量制御部３０２により制御される。ここで、２０は
加熱部３０１の加熱によって発生した膜気泡を示す。

【００４１】以上のように構成された本発明の第３実施
例の静電吸引方式インクジェット装置について、以下そ
の動作について説明する。まず、インク２は毛細管現象
により、インク供給路６を伝わって、インク室３に移送
されている。

【００４２】次に、プロセス制御工程におけるインク吐
出制御の動作について説明する。プロセス制御工程は、
インク吐出制御において、静電界印加用電極部１４と対
向電極部１５の間に一様電界を印加する高電圧印加工程
と、加熱部３０１に電流を印加し加熱量を可変制御する
加熱量制御工程からなる。まず、インク室３に達したイ
ンク２は、対向電極部１５の形成する一様電界によって
静電吸引力が作用して、対向電極部１５に向かって凸状
のインクメニスカス１９が形成される。ここで、加熱部
３０１を加熱することでインク室３内に膜気泡２０を発
生させ、それによってインクメニスカス１９がさらに隆
起する。その***したインクメニスカス１９に、対向電
極部１５の形成する一様電界による静電吸引力が作用し
て、対向電極部１５に向かってインク２が飛翔し、記録
紙８に付着乾燥され画像記録がなされる。このとき、加
熱量制御部３０２により加熱時間又は加熱強度の制御が
行われ、インク吐出選択及びインク吐出量を可変にし、
階調表現が可能となる。ここで、加熱部３０１の加熱通
電を止めることで膜気泡２０が消滅しインクメニスカス
１９の***が小さくなり、インク２はもとの凸状のイン
クメニスカス１９の形状にもどり、次の印字記録に備え
る。

【００４３】以上のように本実施例によれば、インク２
の記録紙８への吐出を制御するのに高電圧の制御を必要
としないため、安価な駆動回路を使用でき装置コストの
低減が可能となる。さらに、本実施例によれば簡単な構
造のため高密度の実装ができ、飛翔インク量を調整でき
ることから、高解像度，階調表現が可能となり、高画質
の印字品質を得ることができる。

【００４４】ここで、インク２を加熱して膜気泡２０を
発生させる他の方法として、インク噴射室１の側壁が外
部からインク２に向けて光を通過する透明側面部と、イ
ンク２に光を照射しインク２を加熱する発光部１０２
と、発光部１０２の光量を制御する光制御部１０４と、
を備えることによっても、プロセス制御部における光制
御部１０４を行い、発光部１０２の発光量を可変制御す
ることにより、インク２の吐出選択及び吐出量が制御さ
れ、同様の効果を得ることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明は、静電吸引方式イ
ンクジェット方式の課題であった高電圧によるインクの
吐出選択及び吐出量の制御において、以下の効果を奏す
る。

【００４６】（１）制御素子部が発光部と発光部の光照
射により抵抗値が変化する光電部を備え、光導電部が高
電圧電源部と静電界印加用電極部の間に介在し、発光量
制御工程において、発光量制御部が発光部の光照射量を
制御し光導電部の抵抗を変化させ、インクに供給する電
荷量を可変制御し、インクの吐出選択，吐出量を制御す
る駆動回路が、高電圧電源部に接続せず、発光制御回路
で実現できるので、安価な駆動回路を使用できることか
ら低原価で、高解像度，階調表現が可能な画質に優れた
静電吸引方式インクジェット装置を実現することができ
る。

【００４７】また、プロセス制御工程における発光量制
御工程において、高電圧印加工程と発光量制御工程によ
り、発光量制御部が、発光部への電圧のオン，オフ制御
により、発光時間又は発光強度の制御によりインク吐出
選択，吐出量を可変にしたので、高解像度，階調表現が
可能となる。特に、インクの濃度調整ができ、高電圧印
加工程における光導電部の導電率のばらつきを発光量制
御部の発光量制御により調整できるため、画質に優れた
静電吸引方式インクジェット装置の駆動方法を実現する
ことができる。

【００４８】（２）静電界印加用電極部が、インク噴射
室の側壁でインクに接して温度により導電率が変化する
誘電体部、及び、誘電体部に面接し高電圧電源部に接続
された接合電極部、及び、接合電極部に面接した加熱
部、及び、誘電体部を加熱する加熱部を加熱制御する加
熱量制御部により、インクに供給する電荷量を可変制御
し、インクの吐出選択，吐出量を制御する駆動回路が、
高電圧電源部に接続せずに加熱部の加熱量制御回路で実
現できるので、安価な駆動回路を使用でき、低原価で、
高解像度，階調表現が可能な画質に優れた静電吸引方式
インクジェット装置を実現することができる。

【００４９】また、プロセス制御工程のインク吐出制御
において、高電圧印加工程と加熱通電量制御工程によ
り、加熱量制御部が、加熱部に加熱通電時間又は加熱強
度の制御によりインク吐出選択，吐出量を可変にしたの
で、高解像度，階調表現が可能となり、画質に優れた静
電吸引方式インクジェット装置の駆動方法を実現するこ
とができる。

【００５０】（３）静電界印加用電極部がインク噴射室
の側壁でインクに接して温度により導電率が変化する誘
電体部と、誘電体部に面接した光を透過する接合電極部
と、誘電体部に接合電極部を透過して光を照射しインク
を加熱する発光部とを備え、発光部の発光量制御を行う
発光量制御部により、インクに供給する電荷量を可変制
御するようにしたので、インクの吐出選択，吐出量を制
御する制御回路が、高電圧電源部に接続せず、ＬＥＤ等
の発光制御回路で実現でき、安価な駆動回路を使用でき
ることから装置コストの低減が可能な、高解像度，階調
表現が可能な画質に優れた静電吸引方式インクジェット
装置を実現することができる。

【００５１】また、プロセス制御工程における発光量制
御工程において、高電圧印加工程と発光量制御工程によ
り、発光量制御部が、発光部に電圧のオン，オフを制御
により、発光量時間又は発光強度の制御によりインク吐
出選択，吐出量を可変にしたので、高解像度，階調表現
が可能となり、高画質に優れた静電吸引方式インクジェ
ット装置の駆動方法を実現することができる。

【００５２】（４）インク噴射室の側壁に配設されイン
クを加熱する加熱部と、前記加熱部の加熱量制御を行う
加熱量制御部により、静電界印加用電極部によりインク
メニスカスが形成されたノズル孔のインクの加熱量によ
るインクの吐出選択，吐出量を制御する駆動回路が、高
電圧電源部に接続しないで加熱部の加熱量制御が実現で
き、安価な駆動回路を使用できることから装置コストの
低減でき、高解像度，階調表現が可能な画質に優れた静
電吸引方式インクジェット装置を実現することができ
る。また、プロセス制御工程におけるインク吐出制御に
おいて、高電圧印加工程と加熱通電量制御工程により、
加熱量制御部が、加熱部に加熱通電量時間又は加熱強度
の制御によりインク吐出選択，吐出量を可変にしたの
で、高解像度，階調表現が可能となり、高画質に優れた
静電吸引方式インクジェット装置の駆動方法を実現する
ことができる。

【００５３】（５）インクを加熱するためにインク噴射
室の側壁が外部からインクに光を通過する透明側面部
と、インクに光を照射しインクを加熱する発光部と、発
光部の光量を制御する発光量制御部を備えることによ
り、静電界印加用電極部によりインクメニスカスが形成
されたノズル孔からの光照射によるインクの加熱量によ
り吐出選択，吐出量を制御する駆動回路が、高電圧電源
部に接続しない発光部の光量制御回路で実現でき、安価
な駆動回路を使用できることから装置コストの低減がで
き、高解像度，階調表現が可能な画質に優れた静電吸引
方式インクジェット装置を実現することができる。

【００５４】また、プロセス制御工程における発光量制
御工程において、高電圧印加工程と発光量制御工程によ
り、発光量制御部が、発光部に電圧のオン，オフを制御
により、発光量時間又は発光強度の制御によりインク吐
出選択，吐出量を可変にしたので、高解像度，階調表現
が可能となり、高画質に優れた静電吸引方式インクジェ
ット装置の駆動方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における静電吸引方式イン
クジェット装置の断面模式図

【図２】本発明の第１実施例における静電吸引方式イン
クジェット装置のスイッチング部の断面模式図

【図３】本発明の第２実施例における静電吸引方式イン
クジェット装置の断面模式図

【図４】本発明の第３実施例における静電吸引方式イン
クジェット装置の断面模式図

【図５】従来のピエゾ方式インクジェット装置の断面模
式図

【図６】従来のバブルジェット方式インクジェット装置
の断面模式図

【図７】従来の静電吸引型インクジェット装置の断面模
式図

【符号の説明】

１ インク噴射室 ２ インク ３ インク室 ４ ノズル孔 ５ インクタンク ６ インク供給路 ７ 回転ローラー ８ 記録紙 ９，２０６，３０３ 低電圧電源部 １０，２０７，３０４ 制御素子部 １１ プロセス制御部 １２ ピエゾ素子 １３ 加熱部 １４ 静電界印加用電極部 １５ 対向電極部 １６ バイアス電源部 １７ 高電圧電源部 １８ 接地部 １９ インクメニスカス ２０ 膜気泡 １０１ 制御素子部 １０２ 発光部 １０３ 光導電部 １０４ 光制御部 １０５ 発光素子 １０６ 集光レンズ １０７ ＩＴＯ電極 １０８ 光導電膜 １０９ リード電極（透明導電膜） １１０ 高電圧電源部 ２０１ 静電界印加用電極部 ２０２ 誘電体部 ２０３ 接合電極部 ２０４，３０１ 加熱部 ２０５，３０２ 加熱量制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 幹雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノズル孔を有するインク噴射室と、前記イ
   ンク噴射室の側壁に配設された静電界印加用電極部と、
   前記静電界印加用電極部に高圧電圧を印加する高圧電源
   部と、前記ノズル孔前方に配置された対向電極部と、前
   記静電界印加用電極部に接続した前記高圧電源部との間
   にインクの吐出の制御を行う制御素子部と、前記制御素
   子部等を制御するプロセス制御部と、を備えた静電吸引
   方式インクジェット装置であって、前記制御素子部が発
   光部、及び、前記発光部の光照射により抵抗値が変化す
   る光導電部と、前記プロセス制御部が前記発光部の光照
   射量を制御する発光量制御部と、を備えたことを特徴と
   する静電吸引方式インクジェット装置。
2. 【請求項２】ノズル孔を有するインク噴射室と、前記イ
   ンク噴射室の側壁に配設された静電界印加用電極部と、
   前記静電界印加用電極部に高圧電圧を印加する高圧電源
   部と、前記ノズル孔前方に配置された対向電極部と、前
   記静電界印加用電極部と前記対向電極部との間にインク
   の吐出の制御を行う制御素子部と、前記制御素子部等を
   制御するプロセス制御部と、を備えた静電吸引方式イン
   クジェット装置であって、前記静電界印加用電極部が前
   記インク噴射室の側壁に前記インクに接し温度により導
   電率が変化する誘電体部，前記誘電体部に面接し積層配
   設された接合電極部，及び前記接合電極部に面接した積
   層配設された加熱部と、前記プロセス制御部が前記制御
   素子部に対して前記加熱部への加熱量制御を行う加熱量
   制御部と、を備えたことを特徴とする静電吸引方式イン
   クジェット装置。
3. 【請求項３】ノズル孔を有するインク噴射室と、前記イ
   ンク噴射室の側壁に配設された静電界印加用電極部と、
   前記静電界印加用電極部に高圧電圧を印加する高圧電源
   部と、前記ノズル孔前方に配置された対向電極部と、前
   記静電界印加用電極部と前記対向電極部との間にインク
   の吐出の制御を行う制御素子部と、前記制御素子部等を
   制御するプロセス制御部と、を備えた静電吸引方式イン
   クジェット装置であって、前記静電界印加用電極部が前
   記インク噴射室の側壁に前記インクに接し温度により導
   電率が変化する誘電体部，及び前記誘電体部に面接し積
   層配設された光を透過する接合電極部と、前記素子制御
   部が前記誘電体部に光を照射し前記インクを加熱する発
   光部と、前記プロセス制御部が前記発光部の発光量制御
   を行う発光量制御部と、を備えたことを特徴とする静電
   吸引方式インクジェット装置。
4. 【請求項４】ノズル孔を有するインク噴射室と、前記イ
   ンク噴射室の側壁に配設された静電界印加用電極部と、
   前記静電界印加用電極部に高圧電圧を印加する高圧電源
   部と、前記ノズル孔前方に配置された対向電極部と、前
   記静電界印加用電極部と前記対向電極部との間にインク
   の吐出の制御を行う制御素子部と、前記制御素子部等を
   制御するプロセス制御部と、を備えた静電吸引方式イン
   クジェット装置であって、前記制御素子部が前記インク
   噴射室の側壁に配設され前記インクを加熱する加熱部
   と、前記プロセス制御部が前記加熱部の加熱量制御を行
   う加熱量制御部と、を備えたことを特徴とする静電吸引
   方式インクジェット装置。
5. 【請求項５】ノズル孔を有するインク噴射室と、前記イ
   ンク噴射室の側壁に配設された静電界印加用電極部と、
   前記静電界印加用電極部に高圧電圧を印加する高圧電源
   部と、前記ノズル孔前方に配置された対向電極部と、前
   記静電界印加用電極部に接続する前記対向電極部との間
   にインクの吐出の制御を行う制御素子部と、前記制御素
   子部等を制御するプロセス制御部と、を備えた静電吸引
   方式インクジェット装置であって、前記インク噴射室の
   側壁が外部から前記インクに光を通過する透明側面部
   と、前記制御素子部が前記インクに光を照射し前記イン
   クを加熱する発光部と、前記プロセス制御部が前記発光
   部の発光量を制御する発光量制御部と、を備えたことを
   特徴とする静電吸引方式インクジェット装置。
6. 【請求項６】前記プロセス制御部が、前記静電界印加用
   電極部と前記対向電極部の間に一様電界を印加する高電
   圧印加工程と、前記発光量制御部が前記発光部に電流を
   印加し光を選択的にオン，オフし発光量を制御する発光
   量制御工程と、を備えた請求項１，３又は５の内いずれ
   か１に記載の静電吸引方式インクジェット装置の駆動方
   法。
7. 【請求項７】前記プロセス制御部が、前記静電界印加用
   電極部と前記対向電極部の間に一様電界を印加する高電
   圧印加工程と、前記加熱量制御部が前記加熱部を選択的
   にオン，オフし通電加熱量を制御する加熱通電量制御工
   程と、を備えたことを特徴とする請求項２又は４に記載
   の静電吸引方式インクジェット装置の駆動方法。