(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向するように配置された第１および第２の支持部材と、
前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成され、前記第１および第２の支持部材を近接対向させた状態において、それぞれ鉛直方向に延び且つその先端に開口を形成する複数の溝と、
前記複数の溝の表面に設けられた複数の電極と、
前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成され、前記複数の溝の間を仕切る隔壁と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなるインクを前記溝を介して前記開口へ向けて鉛直上方へ供給する供給手段と、
前記開口へ向けて供給されたインク中の色剤粒子を前記開口部近傍において凝集させる凝集手段と、
前記凝集手段により凝集した色剤粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、
前記隔壁間に設けられ、前記開口から溢れたインクを前記第１および第２の支持部材の外周面に向けて排出させる回収路と、
前記回収路から排出されたインクを回収する回収手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
互いに対向するように配置された第１および第２の支持部材と、
前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成され、前記第１および第２の支持部材を近接対向させた状態において、その先端に開口を形成する複数の溝と、
前記複数の溝の表面に設けられた複数の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなるインクを前記溝を介して前記開口へ向けて供給する供給手段と、
１０１１オームセンチ以上の電気抵抗を有する材料により形成され、前記第１および第２の支持部材とに挟持され、前記複数の開口それぞれから突出した複数の突起部を有し、これら突起部によりインクをガイドするガイド部材と、
前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成され、前記複数の溝の間を仕切る隔壁と、
前記開口へ向けて供給されたインク中の色剤粒子を前記開口近傍において凝集させる凝集手段と、
前記凝集手段により凝集した色剤粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記隔壁間に設けられ、前記開口から溢れたインクを排出させる回収路と、
前記回収路から排出されたインクを回収する回収手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記隔壁先端は記録媒体と対向して設けられ、上記開口より所定距離だけ突出していることを特徴とする請求項１または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記回収路は、上記開口から前記第１および第２の支持部材の外周面に向けてインクを排出するため傾斜した形状を有することを特徴とする請求項１または３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記隔壁が上記記録媒体に対向した先端は上記インクに対して撥油性の材料を有し、上記回収路は上記インクに対して親油性の材料から成ることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
上記回収路は、隣接した上記隔壁の間で規定され、毛管作用により上記インクを上記開口から上記回収手段へ導くインク回収溝であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
上記各電極が上記インクに露出した表面には、絶縁性の材料が被覆されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、色剤粒子を絶縁性液体キャリアに分散させてなるインクに静電気力を作用させ、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インクジェット記録方式を用いたインクジェットプリンタが広く普及している。しかし、従来のインクジェットプリンタでは、染料性インクを用いていることから、画像の保存性および耐光性が悪い、等の問題があった。
【０００３】
これに対し、既に、色剤として顔料粒子の使用を可能とする記録方法として、特開昭６２−５２８２号においてこの問題を解決する基礎となる提案が為されている。これは絶縁性の溶媒中に帯電性粒子（トナー）を分散した記録液を電極を配置した開口部に案内すると共に、対向する記録媒体に近接させて記録媒体と開口部との間に電界を形成することにより、記録液中から帯電粒子のみを分離吐出させることにより、画像を形成するものである。これは液体中から固形粒子を分離吐出させて非接触記録を可能とするもので利用価値の高い技術である。
【０００４】
また、色剤として顔料粒子の使用を可能とし、染料性インクの上記問題点を解決した画像形成装置がＷＯ９３／１１８６６号公報に開示されている。この装置は、導電性のインク供給チューブを具備し、インク供給チューブとこの先端に対向する対向電極との間に電圧が付与される。そして、インク供給チューブの電位と同極性に帯電した顔料粒子（以下帯電トナーと称する）を含むインクがインク供給チューブに供給される。
【０００５】
インク内の帯電トナーは、インク供給チューブの先端近傍の吐出ポイントで、対向電極から静電吸引力を受け半円球状のインクメニスカスを形成する。しかし、インクの溶媒の表面張力によりトナーはインクメニスカスから飛翔することができず、インクメニスカスの先端に留まる。この様にして、多くのトナーがインクメニスカスの先端に集まり、凝集物となる。インク供給チューブと対向電極との間の電圧を更に上げると、インクの溶媒の表面張力よりも静電吸引力が勝り、インクメニスカスからトナー凝集物が飛翔する。
【０００６】
上述の飛翔原理に基づく画像形成装置では、従来のインクジェット記録のような飛翔小滴サイズを決定するノズルがないため、顔料粒子を用いることができる。このため、従来のインクジェットプリンタの問題点であった、画像の保存性、耐光性等の問題が解決される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこれらの装置、技術においては、問題も多く残している。まず、特開昭６２−５２８２号においては、個々の記録画素に対応する開口部にメニスカスを形成するための手段や電気信号を送るための手段などの具体的な手段が開示されておらずインクジェット技術として利用するには不十分なものである。
【０００８】
また、ＷＯ９３／１１８６６号による画像形成技術に於いては、吐出ポイントに三角形の電極を利用しているため、先端の電界が最も強くなる。このため、供給される帯電粒子であるトナーは電極に印加されるバイアス電圧と同極性であるために反発力を受けて吐出点である先端に到達することができないか、できても極めて遅く微小となるために、記録が途絶えたり、急激に記録ドット（画素）が小さくなったりする。また、このため記録周波数も極めて不安定である等の問題を有している。
【０００９】
また、スリット構造ではその内部でインクが繋がっているため、特定の電極からインクを吐出させた時に発生する振動が他に及んだり、吐出した電極上のメニスカス自身も不要な振動を生じてしまいインクの吐出方向が変化して不鮮明な画像を生じる等の問題が生じる。更に重大なことにスリット内部に配列された電極に電圧が印加されると、近傍の帯電着色粒子が反発されて移動、局在化して電極以外の部分に沈着凝集してしまうことが判明した。このため有効な着色粒子が失われたり、時に開口部を塞いでしまう問題を引き起こし、継続して使用することができない等の多くの問題を抱えていた。
【００１０】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、高い記録周波数を有し、高濃度で良質な画像を安定して形成できる画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の画像形成装置は、互いに対向するように配置された第１および第２の支持部材と、前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成され、前記第１および第２の支持部材を近接対向させた状態において、それぞれ鉛直方向に延び且つその先端に開口を形成する複数の溝と、前記複数の溝の表面に設けられた複数の電極と、前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成され、前記複数の溝の間を仕切る隔壁と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなるインクを前記溝を介して前記開口へ向けて鉛直上方へ供給する供給手段と、前記開口へ向けて供給されたインク中の色剤粒子を前記開口部近傍において凝集させる凝集手段と、前記凝集手段により凝集した色剤粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、前記隔壁間に設けられ、前記開口から溢れたインクを前記第１および第２の支持部材の外周面に向けて排出させる回収路と、前記回収路から排出されたインクを回収する回収手段と、を有する。
【００１７】
また、この発明の画像形成装置は、互いに対向するように配置された第１および第２の支持部材と、前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成され、前記第１および第２の支持部材を近接対向させた状態において、その先端に開口を形成する複数の溝と、前記複数の溝の表面に設けられた複数の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなるインクを前記溝を介して前記開口へ向けて供給する供給手段と、１０１１オームセンチ以上の電気抵抗を有する材料により形成され、前記第１および第２の支持部材とに挟持され、前記複数の開口それぞれから突出した複数の突起部を有し、これら突起部によりインクをガイドするガイド部材と、前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成され、前記複数の溝の間を仕切る隔壁と、前記開口へ向けて供給されたインク中の色剤粒子を前記開口近傍において凝集させる凝集手段と、前記凝集手段により凝集した色剤粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、を有する。
【００１８】
【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。
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内の略中央の所定位置には、記録媒体としての記録紙Ｐを保持するとともに所定方向に搬送するための円筒形のプラテンローラ４が設けられている。プラテンローラ４は、導電性材料から成り、接地され、或いは必要に応じて所定の電位が与えられて対向電極として作用する。
【００１９】
ハウジング２の図中右側上方には、複数枚の記録紙Ｐを集積した給紙カセット６が設けられている。給紙カセット６は、傾斜した状態でハウジング２に装着され、その先端がハウジング２内に位置している。給紙カセット６の先端に隣接した位置には、給紙カセット６内に集積した最上端の記録紙Ｐから順に一枚づつ取出すための給紙ローラ８が設けられている。
【００２０】
給紙ローラ８の下流側の記録紙Ｐの搬送路上には、記録紙Ｐの各面に対向して配置された一対の搬送ガイド１０ａ、１０ｂが設けられている。また、搬送ガイド１０ａ、１０ｂの下流側には、搬送ガイド１０ａ、１０ｂを介して搬送された記録紙Ｐを挟持してプラテンローラ４の外周面の再下端に向けて搬送する一対の搬送ローラ１２が設けられている。更に、搬送ローラ１２とプラテンローラ４の最下端との間には、搬送ローラ１２により搬送された記録紙Ｐをガイドする一対の搬送ガイド１４ａ、１４ｂが設けられている。
【００２１】
搬送路の下側の搬送ガイド１４ｂとプラテンローラ４の再下端との間には、記録紙Ｐをプラテンローラ４の外周面に押し付けて記録紙Ｐをプラテンローラ４の外周面に密着させるための案内ローラ１５が設けられている。また、案内ローラ１５に対してプラテンローラ４の最下端を挟んだ位置、即ちプラテンローラ４の下流側には、案内ローラ１５と共働する案内ローラ１６が設けられている。これら一対の案内ローラ１５、１６により記録紙Ｐがプラテンローラ４の外周面に密着されて搬送されるようになっている。
【００２２】
プラテンローラ４の下流側には、プラテンローラ４と案内ローラ１６とで挟持されて搬送された記録紙Ｐをガイドする一対の搬送ガイド１８ａ、１８ｂが設けられている。搬送ガイド１８ａ、１８ｂの下流側には、一対の搬送ローラ１９、一対の搬送ガイド２０、および一対の搬送ローラ２１が順に設けられ、搬送ローラ２１の下流側に排紙トレー２２が設けられている。排紙トレー２２は、ハウジング２の外へ突出して設けられている。
【００２３】
しかして、給紙ローラ８により給紙カセット６から一枚づつ取り出された記録紙Ｐは、搬送ガイド１０、搬送ローラ１２、搬送ガイド１４を介してプラテンローラ４の外周面の再下端に向けて搬送される。プラテンローラ４の下端近くでは、記録紙Ｐは、一対の案内ローラ１５、１６によりプラテンローラ４の外周面に押し付けられた状態で搬送される。この際、プラテンローラ４の最下端に対向して設けられた記録ユニット（後述する）から鉛直上方にインク滴が吐出されて記録紙Ｐ上に所定の画像が形成される。そして、プラテンローラ４と記録ユニットとの間を通過されて画像が形成された記録紙Ｐは、搬送ガイド１８、搬送ローラ１９、搬送ガイド２０、および搬送ローラ２１を介して排紙トレー２２上に排出される。
【００２４】
プラテンローラ４の下方に所定距離離間した位置には、プラテンローラ４により搬送される記録紙Ｐに対して、画像信号に応じてインク滴を飛翔して、記録紙Ｐ上に所望の画像を形成するための記録装置３０が設けてある。
【００２５】
図２は、記録装置３０を詳細に示してある。記録装置３０は、プラテンローラ４の下方に所定距離離間して配置された記録ユニット４０と、記録ユニット４０へ循環させるインクを収容したインクタンク３２と、を備えている。尚、ここで用いるインクは、絶縁性のキャリア液に帯電した色剤粒子（以下、トナーと称する）を分散して成る。
【００２６】
記録ユニット４０は、プラテンローラ４の下方で鉛直下方に延びて配置された略直方体形状の記録ヘッド４２（後に詳述する）を有している。記録ヘッド４２は、プラテンローラ４の最下端から所定距離離間して対向した上端４２ａを有し、この上端４２ａの長手軸が記録紙Ｐの搬送方向を横切るように、即ちプラテンローラ４の回転軸と略平行となるように配置されている。尚、本実施の形態においては、記録ヘッド４２の上端４２ａは、搬送される記録紙Ｐから０．１乃至３ｍｍ離間して配置されている。
【００２７】
記録ヘッド４２の上端４２ａ近くには、その長手軸方向に並んで設けられた複数の開口が形成されている。記録ヘッド４２の内部には、記録ヘッド４２の下端４２ｂ近くから上記各開口に向けてそれぞれ独立してインクを流通させるための複数のインク供給路４３が形成されている。各インク供給路４３は、互いに平行且つ鉛直方向に延びている。
【００２８】
また、記録ユニット４０は、記録ヘッド４２の側面および下面側を包囲するガイド部材４４を有している。ガイド部材４４は、記録ヘッド４２を所定位置に支持するとともに、記録ヘッド４２の外壁との間で、インク回収路４５を形成している。つまり、各インク供給路４３を介して記録ヘッド４２へ供給されたインクは、記録ヘッド４２内を上昇されて上端４２ａの開口から溢れる。そして、開口から溢れた余剰インクがインク回収路４５を介して回収されるようになっている。
【００２９】
ガイド部材４４の下方であってインク回収路４５に連通した空間には、回収した余剰インクを通過させてインク内の異物を除去するためのフィルター４６が設けられている。フィルター４６は、インク内のトナー粒子の流通に支障のない程度の目開きを有している。
【００３０】
更に、記録ユニット４０は、記録ヘッド４２内の各インク供給路４３の内面に沿ってそれぞれ設けられた複数の電極４１を有している。各電極４１は、画像信号に応じて選択された電極に記録電圧を選択的に印加するための駆動回路４８（凝集手段、飛翔手段、または記録手段）に接続されている。
【００３１】
記録ヘッド４０の図中右側には、インクを収容したインクタンク３２が設けられている。記録ユニット４０とインクタンク３２との間には、インクタンク３２内に収容したインクを記録ヘッド４２内のインク供給路４３へ供給するためのインク供給管３４が接続されている。インク供給管３４の途中には、インクタンク３２内のインクを所定の流量および圧力で汲上げるためのポンプＰ１が設けられている。
【００３２】
また、記録ユニット４０とインクタンク３２との間には、インク回収路４５を介して回収されてフィルター４６を通過された余剰インクをインクタンク３２へ回収するためのインク回収管３６が接続されている。インク回収管３６の途中には、記録ヘッド４２の先端から溢れた余剰インクをインクタンク３２へ送り込むためのポンプＰ２が設けられている。尚、ポンプＰ１、インク供給管３４、およびインク供給路４３は、この発明の供給手段として作用し、インク回収路４５（ガイド部材）、インク回収管３６、およびポンプＰ２は、この発明の回収手段として作用する。
【００３３】
インクタンク３２内には、インクタンク３２内に収容されたインクの光学的透過率を測定してインクのトナー濃度を測定する濃度測定装置３１と、所定の濃度を有するトナーを収容したトナー収容室３３と、キャリア液を収容したキャリア液収容室３５と、インクタンク３２内に収容されたインクを攪拌する攪拌装置３７と、が設けられている。トナー収容室３３には、濃度測定装置３１により測定されたトナー濃度に応じて、消費されたトナーをインク内に補給するトナー供給機３３ａが設けられ、キャリア液収容室３５には、インク内に不足したキャリア液を補給するキャリア液供給機３５ａが設けられている。よって、インクタンク３２内のインクは、常時攪拌されるとともに、そのトナー濃度が常時監視されて所定の値に調整されるようになっている。
【００３４】
以上のように構成された記録装置３０内にインクを循環させる場合、まず、ポンプＰ１によりインクタンク３２から汲み上げられたインクが、インク供給管３４を介して記録ヘッド４２内の複数のインク供給路４３へ供給される。各インク供給路４３へ供給されたインクは、それぞれインク供給路４３内を上昇されて記録ヘッド４２の上端４２ａの開口から溢れる。この際、記録ヘッド４２の上端４２ａ付近には、各インク供給路４３の開口に対応した複数のインクメニスカス４７が形成される。記録ヘッド４２の上端４２ａの開口から溢れた余剰インクは、インク回収路４５を通って下方に流れ、フィルター４６へ導かれる。フィルター４６を通過したインクは、異物が除去された後、ポンプＰ２により吸引され、インクタンク３２へ回収される。
【００３５】
また、インクジェットプリンタ１（図１参照）のハウジング２の下端近くには、画像信号を処理する信号処理部２４、この信号処理部２４にて処理した信号を上述した駆動回路４８へ出力する信号出力部２６、およびインクジェットプリンタ１の上述した各機構（プラテンローラ、搬送ローラ、攪拌装置、ポンプ等）を駆動制御する制御部２８が設けられている。
【００３６】
しかして、上記のように構成されたインクジェットプリンタ１は以下のように作動される。まず、上述したようにプラテンローラ４を介して記録紙Ｐを所定方向に搬送し、上述したように記録ユニット４０内でインクを循環させる。そして、記録ヘッド４２の先端の各開口にて複数のインクメニスカス４７を形成する。
【００３７】
この状態で、画像信号に応じて選択された電極４１に対して駆動回路４８を介して所定の記録電圧を印加する。すると、選択された電極４１とプラテンローラ４との間に所定の電界が形成され、この電界により、帯電したトナーがインクから分離吐出されて記録紙Ｐに向けて飛翔される。これにより、記録紙Ｐ上に画像信号に応じた所定の画像が形成される。
【００３８】
次に、上記記録ユニット４０に組込まれたこの発明の第１の実施の形態に係る記録ヘッド４２について図３乃至図８を用いて更に詳細に説明する。
図３は記録ヘッド４２の斜視図であり、図４は記録ヘッド４２をその上端４２ａ方向から見た平面図である。記録ヘッド４２は、略矩形板状の一対の支持部材５１、５２と、これらの支持部材５１、５２の間で挟持される略矩形のガイドフィルム５４（ガイド部材）と、を有している。
【００３９】
支持部材５１、５２は、高い電気抵抗率を有する材料、好ましくは１０12オームセンチ以上の絶縁性を有するプラスティック（電気抵抗が高い程良いが、高精度な機械加工に適したポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂などが好ましい）やセラミック等から構成され、１〜１０ｍｍの厚さに形成されている。
【００４０】
また、ガイドフィルム５４は、厚さ３０〜２００μｍの高抵抗材料（例えば、ポリエーテルサイフォン、ポリエステル、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリプロピレン等の樹脂材料や各種セラミック等、１０11オームセンチ以上の電気抵抗を有する材料）から形成されている。
【００４１】
図５には、一方の支持部材５１を代表して示してある。支持部材５１の一方の面、即ちガイドフィルム５４に対向する内面（対向面）には、互いに平行に延びた複数の矩形の溝５１ａが形成されている。溝５１ａは、記録ヘッド４２が組立てられた状態（図３に示す状態）で他方の支持部材５２に同様に形成された溝（図示省略）とともに上述した複数のインク供給路４３を形成すべく、記録解像度に応じた本数だけ形成されている。
【００４２】
各溝５１ａは、深さ５０〜５００μｍ、幅１００〜１０００μｍに形成され、各溝５１ａの先端は支持部材５１の先端（組合わされた際に記録ヘッド４２の上端４２ａを形成する）より僅かに手前まで延び、各溝５１ａの基端は支持部材５１の中央を超えた位置まで延びている。支持部材５１の略中央まで延びた各溝５１ａの基端は、溝５１ａと同じ深さを有する矩形の凹所５１ｂにそれぞれ連通されている。また、この凹所５１ｂは、他方の支持部材５２に同様に形成された凹所（図示省略）とともにインク室５３を形成し、このインク室５３には、インクを供給するための上述したインク供給管３４が接続されている。
【００４３】
このように、支持部材５１の内面に複数の溝５１ａを形成することにより、各溝５１ａの間には、各インク供給路４３を境界する複数の矩形の隔壁５５が必然的に設けられる。そして、各隔壁５５の間を延びた溝５１ａ（インク供給路４３）の先端は、隔壁５５の上端５５ａ、即ち記録ヘッド４２の上端４２ａから所定距離（５０〜５００μｍ）後退した位置で、インク供給路４３の開口５６（図４参照）を形成している。
【００４４】
また、隣接する隔壁５５の間であって、インク供給路４３の先端の開口５６の縁には、支持部材５１の外周面５１ｃに向って下方に傾斜したインク回収溝５７（回収路）が形成されている。各インク回収溝５７の幅は、開口５６の幅と同じ幅に形成され、その傾斜角度は、６０度以下の鋭角となるように設定されている。
【００４５】
更に、支持部材５１に形成された各溝５１ａの表面、即ちインク供給路４３の内面には、無電界メッキにより導電性材料からなる電極４１がそれぞれ開口５６まで延びて形成されている。各電極４１は、例えば、銅、クロム、アルミ、ニッケル等の金属により形成されており、上述した駆動回路４８にそれぞれ電気的に接続されている。
【００４６】
尚、他方の支持部材５２は、上記支持部材５１とは対象形に形成され、各支持部材５１、５２の溝が一致するように対向して配置されて貼り合わせられる。この場合、各支持部材５１、５２の間には以下に説明するガイドフィルム５４が挟まれて記録ヘッド４２が形成される。
【００４７】
図６に示すように、ガイドフィルム５４は、略矩形板状に形成され、一対の支持部材５１、５２により挟持された状態で記録ヘッド４２の上端４２ａの幅と略一致する長さの上端５４ａを有している。ガイドフィルム５４は、この上端５４ａから突出した尖鋭な先端を有する略三角板状の突起５９を、その上端５４ａに沿って支持部材の溝の数（記録解像度）に応じた数だけ有している。つまり、ガイドフィルム５４の上端５４ａに一体に形成された複数の突起５９は、支持部材５１（５２）に形成された溝５１ａのピッチと同じピッチで設けられ、ガイドフィルム５４は、各突起５９が各インク供給路４３の先端の開口５６から所定の長さで突出するように配置される。この場合、ガイドフィルム５４の上端５４ａが開口５６から上方に突出することなく、突起５９のみが開口５６の中央から突出するように、ガイドフィルム５４が配置される。
【００４８】
図７には、上記のように、一対の支持部材５１、５２によりガイドフィルム５４を挟持して形成した記録ヘッド４２の上端４２ａ近く、即ちインクの吐出位置近傍を部分的に拡大して示してある。
【００４９】
ガイドフィルム５４の上端５４ａに設けられた突起５９の大きさは、インク供給路４３を介して供給されるインクの供給量、インク供給路４３の開口５６の大きさ、または突起５９のインクの濡れ性などにより適宜選択されるものであり、少なくとも、開口５６の近くに形成されるインクメニスカスによって突起５９の先端が水没することがない大きさに設定される。
【００５０】
例えば、開口５６の幅が５００μｍである場合には、突起５９の底辺の長さは３００〜４００μｍの範囲内に設定され、突起５９の高さは３００〜１２００μｍの範囲内に設定される。突起５９の幅および高さを種々変更させて記録ヘッド４２の記録特性を調べたところ、突起５９の底辺の長さを開口の幅の約半分に設定し、高さを底辺の長さと同じ長さから３倍の長さの間に設定することにより、安定した記録特性が得られることが分った。
【００５１】
また、突起５９の形状は、例えば、図８（ａ）〜（ｄ）に示すような形とすることができる。つまり、突起５９の形状は、ガイドフィルム５４の上端５４ａ上に配置された底辺から先端に向けて尖鋭ないわゆる尖塔形であれば良い。また、突起５９は、例えば図８に示すような形の平板をその中心軸の回りに回転した回転体であっても良く、この場合、突起５９を、インク供給路４３の開口５６を塞ぐことのない大きさに形成する必要がある。
【００５２】
つまり、突起５９は、インク供給路４３を介して供給されたインクに対してプラテンローラ４に向う電界が作用された場合に、インク内のトナーが突起の先端にスムーズに移動できるような外形を有し、インクとの間に良好な濡れ性（親油性）を有するものであれば良い。特に、突起５９は、濡れ性を示す臨界表面張力が２５dyne/cm 以上の材料から成ることが望ましい。
【００５３】
隣接した２つの突起５９の間、即ち隣接した２つの開口５６の間には、各突起５９に沿って各開口５６の近くに個々に形成されるインクメニスカス４７同士を分離させるための隔壁５５が設けられている。各隔壁５５は、各インク供給路４３の先端の開口５６より記録紙Ｐ方向（上方）に５０〜５００μｍ程度突出した上端５５ａ（記録ヘッド４２の上端４２ａ）を有している。また、隔壁５５がインク供給路４３またはインク回収溝５７に対面した角部は、それぞれ僅かに面取りされ、或いは全く面取りされていないことが望ましい。つまり、隔壁５５の角部を面取りしないことにより、この角部においてインクの濡れ広がりを阻止することができ各インクメニスカス４７の架橋を防止できる。
【００５４】
また、各隔壁５５の上端５５ａには、インクをはじく撥油面６０が設けられている。撥油面６０は、インクとしてイソパラフィン系溶媒を用いた場合には、フッ素樹脂、フッ素塗料、シリコーン樹脂、シリコーン塗料等の臨界表面張力が２５dyne/cm 以下の材料により形成することにより、良好な撥油性（濡れ防止性）を発揮することができる。このように、各隔壁５５の上端５５ａに撥油面６０を設けることにより、隣接したインクメニスカスの架橋を防止できる。また、撥油面６０を設けることにより、隔壁５５の高さをインク供給路４３の先端の開口５６と同一の高さとした場合であってもインクメニスカスの架橋を防止することができる。
【００５５】
上記のように構成した隔壁５５を各突起５９の間に設けることにより、隣接するインクメニスカス４７の架橋を防止でき、インクの架橋によるインク滴の吐出方向の乱れや吐出周波数の乱れを防止でき、インク滴を安定して吐出させることができる。また、各隔壁５５は、各開口５６の縁から支持部材の外周面に向けて傾斜して設けられたインク回収溝５７の両端を規定するように機能する。
【００５６】
ここで、上記記録装置３０において用いられるインクの成分について説明する。インクは、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２〜７重量％程度の比率で分散させて構成されている。
【００５７】
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、Ｋ、Ｌ、Ｍ（商品名））やシリコンオイル、ヘキサン、ペンタン、オクタン等の有機溶媒からなる分散媒である。尚、上記電気抵抗率は、HEWLETTPACKARD社製PRECISION LCR METER 4284A;測定ヘッドとして、LIQUID TEST FIXTURE 16452Aを使用して測定した。
【００５８】
トナーは、０．０１〜５μｍ程度の粒子径を有し、キャリア液中で所定の電位（ここでは正電位）に帯電させるためのオクチル酸ジルコニウムやオクチル酸リチウム等の帯電付与のための金属石鹸や着色成分等を含有させた樹脂粒子である。
【００５９】
上記インクは、基本的には電子写真等で用いられている液体現像剤と同じであるが、液体現像剤より電気抵抗の高いものが要求される。
つまり、インクの電気抵抗が低い場合には、帯電したトナーのみに電界が作用しなくなり、卜ナーの分離作用が弱くなくなるという致命的故障が生じる。また、インクの電気抵抗が低いと、従来の静電気式インクジェットと同様にキャリアー液そのものに通電されてしまうため、記録液全体が帯電してトナーとキャリアー液との区別も無く全部吐出してしまい、本発明の効果は全く失われてしまう。このため、より高い電気抵抗を有するインクが必要とされるのである。
【００６０】
電気抵抗を不所望に低下させる要因としては、一般にトナー分散、あるいは帯電性改良の為に添加するナフテン酸、オクチル酸、あるいはステアリン酸等の金属石鹸（例えば、ナフテン酸ジルコニウム、オクチル酸ジルコニウム）や、各種界面活性剤などを付加することが考えられる。これらは一般に記録液の電気抵抗を低下させる為、極力微量にするための工夫が必要である。
【００６１】
本実施の形態の記録装置３０に用いて良好な記録特性（記録液中から主にトナーのみが分離されて吐出する状態を良好と呼ぶ）が得られるインクの電気抵抗は、１０8 オーム・センチ以上であり、この程度の電気抵抗で通常の記録紙Ｐ上での流動や滲みが軽減し、１０10オーム・センチ以上の電気抵抗では更に画像の輪郭の鮮鋭度が一層改善される。このことから、インクの電気抵抗は極力高い事が望ましいことが分かる。
【００６２】
記録液としてこのような高い電気抵抗を得るためには、トナーを分散する前のキャリアー液の電気抵抗としては更に高いものが必要である。上述した添加剤の影響を考慮すると１０10オームセンチ以上は必要である。この程度の電気抵抗を有するキャリア液にトナーを分散するために上記添加剤を必要最小限加え、略１０8 オームセンチ程度の電気抵抗に低下する。ここでいう必要最小限とは、トナーの帯電や分散安定性等の評価から実用上問題のないレベルを維持するのに必要な、という意味であり、具体的な値は用いる材料により異なる。したがって、元になるキャリア液の電気抵抗が高いほど記録液の調合の際の分散助剤や帯電制御剤の使用が容易になる。
【００６３】
このように、インクの構成成分としては基本的に電子写真等で用いられている液体現像剤と同じであるが、キャリア液の電気抵抗はこれらより高いものが要求される。一般的に知られる電子写真で用いる液体現像剤のように、溶液中で着色剤を含むモノマーを重合させて粘性を有する重合体分散粒子として作成したものは分散剤他の導電性成分が比較的多く、好ましい記録か得られない。従って、本発明の目的に合わせて導電成分を減量する必要がある。
【００６４】
また、トナーの沈殿を抑止するための増粘剤も極力加えるべきではない。本発明で用いるインクとしては、樹脂と着色剤、帯電制御剤を熱混練し、冷却後所望の粒子径に粉砕して得たトナー微粒子を少量の分散助剤で被覆処理し、必要により少量の膨潤性溶剤等を加えて、キャリアー液中に分散したものが、電気抵抗の高いインクを作るのに適している。
【００６５】
また、電気的反発力を利用してトナーを吐出させるために、トナーの帯電量も安定していることが要求され、ゼータ電位として測定した場合、６０ミリボルト以上有ることが好ましい。
【００６６】
一方、トナーの粒子径については、大きいものが電気泳動速度が速く適している反面、沈殿を起こしやすいという不利益を有している。トナーの吐出に関して平均粒径が０．０１マイクロメートル以下ではキャリアー液との分離か困難となる為と思われる滲みを伴う画像が生じた。液体を全く吸収しない、例えば金属面に記録しても滲みや流動を生じない為には、トナー粒径としては、０．１マイクロメートル以上有ることが好ましい。また、大きい粒子は記録装置における沈殿防止機構にも依存するが、およそ５マイクロメートルを越えるものは、極めて短時間で沈殿するため、用いるのは困難になる。適宜装置に合わせて選択する必要がある。間欠的に使うものであれば、４マイクロメートル以下であることが好ましい。なおゼータ電位の測定には、米国ＰＥＮ  ＫＥＭ社のＬＡＺＥＲ  ＺＥＥ
ＭＥＴＥＲ  Ｍ−５０１を使用した。
【００６７】
次に、上記のように構成された記録ヘッド４２におけるインク滴の飛翔動作について図９を用いて説明する。
まず、ポンプＰ１によりインク供給管３４を介してインクタンク３２内に収容された上記インク７０が汲み上げられ、インク７０がインク室５３内へ供給される。インク室５３内がインク７０により満たされると、インク７０は、複数のインク供給路４３を介して上昇され、各インク供給路４３先端の開口５６から溢れる。
【００６８】
各インク供給路４３の開口５６から溢れたインク７０は、各開口５６の両側に設けられた隔壁５５により規定されたインク回収溝５７を介して流れ出し、各支持部材５１、５２の外周壁５１ｃ、５２ｃに沿って下方に流れる。そして、外周壁５１ｃ、５２ｃに沿って流れたインク７０は、インク回収路４５、フィルター４６、およびインク回収管３６を介してインクタンク３２へ回収される。
【００６９】
このようにインク７０が記録ユニット４０内を循環されると、各インク供給路４３の開口５６近傍においては、インク７０がガイドフィルム５４の突起５９に沿って濡れ上がり、インク７０の供給圧力、インク７０の表面張力、およびインク回収溝５７の毛管作用により、図９に示すようなインクメニスカス４７が形成される。
【００７０】
この場合、各開口５６の間に設けられた隔壁５５の上端５５ａを開口５６より高くし、上端５５ａ上に撥油面６０を形成し、隔壁５５の角を面取りしないことにより、各開口５６に個別に形成されるインクメニスカス同士の架橋を防止できる。
【００７１】
このように各開口５６の近くにインクメニスカス４７が形成された状態で、各インク供給路４３の内面に沿って設けられた電極４１に電源７７を介して１０００〜１６００ボルト程度のバイアス電圧を印加すると、各電極４１からプラテンローラ４（記録紙Ｐ）に向う電界が形成される。この電界の影響により、インク７０内のトナー７１が電極４１から静電的反発力を受け、トナーがインクメニスカス４７の頂点、即ちガイドフィルム５４の突起５９の頂点に向けて泳動される。
【００７２】
この場合、インクメニスカス４７が頂点に向うにつれて先細になっていることから、インクメニスカス４７の頂点に向けて泳動されたトナー７１は、突起５９の頂点付近で凝集され、ここにトナーの凝集物７４が形成される。トナー７１が凝集されると、より大きな静電気力が凝集物７４に作用されるが、ここでは凝集物７４がインクメニスカス４７から飛翔することのないように、バイアス電圧が設定されている。また、各電極４１にバイアス電圧を印加した際に凝集物７４が飛翔することのないように、記録ヘッド４２の先端とプラテンローラ４との間の距離が設定されている。
【００７３】
一方、各電極４１にバイアス電圧が印加されてトナー７１と分離されたキャリア液７２は、インクメニスカス４７の頂点に向けて移動されることなく、インク回収溝５７を介してインクメニスカス４７の裾から流出される。つまり、キャリア液７２は、トナー７１（正極性）との相互帯電作用により負極性イオンを有しており、インクメニスカス４７に作用する電界により上昇されることはない。従って、トナー７１と分離されたキャリア液７２は、インクの表面張力（インク回収溝５７の毛管作用）、重力、および部分的に生じる静電気的吸引力により、インクメニスカス４７の裾から強制的に流出される。
【００７４】
キャリア液７２の排出経路として、各開口５６に隣接して形成されたインク回収溝５７は、トナー７１の凝集により分離されたキャリア液７２を効率良く排出できる形状とすることが望ましい。キャリア液７２を効率良く排出することにより、インクメニスカス４７を安定させることができ、記録速度を高めることができ、吐出周波数を高めることができる。
【００７５】
また、インク回収溝５７は、開口５６の両側に設けられずに片側のみに設けられても良いが、インクメニスカスの対称性を維持するために両側に設けることが望ましい。更に、キャリア液７２を効率良く排出するため、インク供給路４３とインク回収溝５７との間の縁部は面取りされることが望ましいが、本実施の形態のように、電極４１の先端を露出した構造としても良い。このように、電極４１の先端を開口５６の縁部にて露出することにより、強い電界を発生することができる。
【００７６】
以上のようにトナー７１とキャリア液７２が分離された状態で、画像信号に応じて選択された電極４１に対して吐出電圧が選択的に重畳印加される。重畳印加される吐出電圧は、１５０〜８００ボルト程度であり、吐出電圧が印加された電極４１を有する開口５６近くのインクメニスカス４７において、バイアス電圧印加時より強い電界が発生される。
【００７７】
この電界により、凝集物７４に作用している表面張力等の束縛力より強い静電気力が凝集物７４に作用し、凝集物７４がインクメニスカス４７から分離されて記録紙Ｐに向けてインク滴７６として飛翔される。これにより、記録紙Ｐ上にインク滴７６によるドットが形成され、複数の電極４１を画像信号に応じて作動させることにより、記録紙Ｐ上に所望の画像が形成される。
【００７８】
以上のように、本実施の形態に係る記録ヘッド４２によると、トナーと分離されたキャリア液をインク回収溝５７を介して強制的に排出できるため、トナーとキャリア液との分離を効率良くでき、トナーの凝集効率を高めることができ、インク滴の吐出周波数を高めることができる。例えば、上述した記録ヘッド４２においては、５００ヘルツから１キロヘルツの吐出周波数を達成することができた。尚、この吐出周波数は、インク供給路４３の開口径を小さくするに従って高くなる傾向を示し、開口径を１００μｍに設定した場合の吐出周波数は２キロヘルツを示した。
【００７９】
また、開口径を小さくすることなく吐出周波数を高める方法として、ガイドフィルム５４の突起５９の先端近くに導電性材料を設ける方法がある。この方法によると、突起５９の先端に３０〜１００μｍ程度の金属領域を形成することにより、開口径を５００μｍに設定した場合に２キロヘルツの吐出周波数を達成できた。
【００８０】
また、上記インク回収溝５７の両側を規定する隔壁５５、およびその上面５５ａに設けられた撥油面６０により、各開口５６に形成されるインクメニスカス同士の架橋を防止でき、インク滴の飛翔時に発生するインクメニスカスの不所望な振動および吐出方向の乱れを防止でき、安定した記録が可能となり、良質な画像を形成できる。
【００８１】
更に、開口５６から飛翔されるインク滴の径は、印加する吐出電圧の大きさおよび印加時間により変化されることが知られており、平均粒径１μｍのトナーを含むインクを用いると、吐出電圧を１５０〜６００ボルトに変化させた場合、インク滴の径は約１５〜１２０μｍ程度の範囲で変化する。また、信号電圧の印加時間を５０〜５００マイクロセカンド（１ＫＨｚの記録周波数時）変化させると、１０μｍ〜３００μｍの変化を示す。このように、印加電圧や時間を調整することにより、インク滴の粒径を変更できるため、大きい開口から小さな粒径を有するインク滴を飛翔させることができ、インクの乾燥によるインク供給路の目詰まりを防止できるとともに高密度記録が可能となる。
【００８２】
以上のように、第１の実施の形態に係る記録ヘッドによると、従来のインクジェットプリンタのように、液体を記録像として形成することなく、固形又は半固形成分であるトナー凝集物をインクから分離して記録像として形成することができる。このため、インク滴が記録紙Ｐ上に到達してから流動したり、記録紙Ｐの繊維間に毛管現象により浸透して滲む、いわゆるフェザリング等の画像不良を生じることはない。尚、インク滴の吐出時にキャリア液とトナーは分離するが完全に１００パーセント分離するものではなく、トナーはキャリア液により濡れた状態で記録紙Ｐに到達する。しかし、付随するキャリア液は僅かなため、記録像が流動を起こす事はない。このため、金属やプラスチック等の吸収性のない受像体に対しても鮮鋭な画像を記録する事が出来、この点においても従来のインクジェットプリンタには無い利点である。
【００８３】
次に、この発明の第２の実施の形態に係る記録ヘッド８０について図１０および図１１を用いて説明する。尚、記録ヘッド８０は、概ね上述した第１の実施の形態の記録ヘッド４２を２つ重ねた構造を有し、基本的な構成は記録ヘッド４２と同じである。従って、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。
【００８４】
図１０（ａ）は記録ヘッド８０の側面図であり、図１０（ｂ）は記録ヘッド８０をその上端側から見た平面図である。記録ヘッド８０は、上述した第１の実施の形態の記録ヘッド４２と略同一の構成を有する２つの記録ヘッド８２、８２′をその上端が同一面内に配置されるように重ね合わせて構成されている。各記録ヘッド８２、８２′は、その上端の長手方向に一列に並んだ複数の開口５６を有し、それぞれの開口５６が長手方向に１／２ピッチづつずれるように設定されている。また、各記録ヘッド８２、８２′の先端（ガイドフィルム５４の突起５９の先端）が同じ高さとなるように、記録ヘッド８２、８２′が組合わされている。
【００８５】
各記録ヘッド８２、８２′は、それぞれ一対の支持部材を有し、それぞれ片方の支持部材８１、８１′は、図１１に示すように、溝５１ａを形成した面と反対側の面上にインクを排出するための排出溝８３を有している。また、各溝５１ａと排出溝８３との間には、各溝５１ａの両側に設けられた隔壁５５により境界され、溝５１ａから排出溝８３に向かって下方に傾斜したインク回収溝５７がそれぞれ形成されている。そして、この排出溝８３が形成された片方の支持部材８１、８１′同士が隣接対向するように、即ち排出溝８３が一致するように２つの記録ヘッド８２、８２′が組合わされ、本実施の形態の記録ヘッド８０が形成されている。尚、対向する支持部材８１、８１′にそれぞれ形成された排出溝８３は、記録ヘッド８０を形成した際にインク排出路８５を形成する。
【００８６】
しかして、上記記録ヘッド８０内にインクを循環させる場合、複数のインク供給路４３を介して供給されたインクは、各開口５６から溢れて各開口５６の両側に設けられたインク回収溝５７を介して流出され、記録ヘッド８０の外周壁およびインク排出路８５を介して回収される。このようにインクが循環されると、各開口５６から突出された突起５９に沿ってインクメニスカスが形成される。インクメニスカスが形成された状態で、画像信号に応じて選択された電極４１に記録電圧を選択的に印加することにより、記録紙Ｐ上に所望の画像が形成される。
【００８７】
従って、本実施の形態の記録ヘッド８０においても、上述した第１の実施の形態の記録ヘッド４２と同様の効果を得ることができ、その上、より高密度な開口５６の配置が可能となり、より高精細な画像形成に対応できる。尚、本実施の形態においては、２つの記録ヘッドを組合わせたが、必要に応じて更に多くの記録ヘッドを組合わせることも可能である。
【００８８】
また、本実施の形態に係る記録ヘッド８０によると、薄型の、しかも長尺の記録ヘッドが容易に実現できるため、例えば４つの記録ヘッドにそれぞれ、黒、シアン、マゼンタ、イェローのいわゆるカラー記録用の３原色と墨入れ用の黒のトナーを分散した記録液を充填して、記録紙に順次色分解画像を記録することでカラーが像が形成できる。この場合、インク滴が記録紙Ｐに到達した時点で流動性を失っているため、１色毎に乾燥する必要が無く直ちに次の色の記録行程に進める為、従来のインクジェットと比較して高速記録にも適している。
【００８９】
次に、上述した第１（または第２）の実施の形態に係る記録ヘッド４２において、複数のインク供給路４３内に形成された各電極４１にコーティング８８を施した例について説明する。
【００９０】
図１２に示すように、記録ヘッド４２の各インク供給路４３内に設けられた電極４１の表面には、開口５６まで延びたコーティング８８が施されている。コーティング８８は、インク７０に不溶な樹脂（ポリカーボネート、エポキシ、アクリル、シリコン等）や窒化珪素や非晶質珪素等の高い電気抵抗を有する材料から成り、１ないし２０ミクロン程度の厚さで電極４１の表面を開口５６の端部まで完全に覆っている。つまり、各電極４１の先端は、各開口５６に露出している。
【００９１】
このように高い電気抵抗を有するコーティング８８を電極４１の表面に設けることにより、電極４１からインク７０への電荷の授受（通電）が全く絶たれるため、キャリア液７２の電気抵抗が低い場合であっても、キャリア液７２が充電されて帯電することが防止できる。このため、キャリア液７２が吐出することなくトナ−７１のみが吐出する状態を保つことが出来る。この場合、１０６オームセンチ程度にまで抵抗を下げたインクを用いても比較的良好な記録が可能となり、インク７０の製造が容易になる。ただし、インク７０の供給系が途中で交わっている構造を採用する場合には、印加電圧の電気的クロストークが生じるので、構造上の注意が必要である。電極４１に絶縁被覆を施す効果は、インク７０の経時変化による抵抗変化などによる記録ドット径の変化抑止、特に電圧変調により記録粒子の大きさを制御しようとする場合には必要性が高くなる。
【００９２】
次に、この発明の第３の実施の形態に係る記録ヘッド９０について図１３を用いて説明する。
図１３に示すように、記録ヘッド９０は、略矩形板状の一対の支持部材９１、９２を有している。これらの支持部材９１、９２は、上述した第１の実施の形態に係る記録ヘッド４２の支持部材５１、５２と同様に形成されている。各支持部材９１、９２は、各支持部材９１、９２の一方の面に形成した溝９１ａ（９２ａ）を対向させずに、溝を形成していない他方の面を対向させるように組合わされる。つまり、記録ヘッド９０は、その外周面上にインクを流通させるための複数の溝を有し、各支持部材９１、９２の溝が形成されていない他方の面によりガイドフィルム５４を挟持して構成されている。尚、ガイドフィルム５４の上端５４ａに設けられた複数の突起５９は、各支持部材９１、９２に形成された溝に対応して記録ヘッド９０の上端９０ａから突出して設けられている。
【００９３】
各支持部材９１、９２に形成された溝９１ａ、９２ａは、記録ヘッド９０の上端９０ａを介して１対１に対応して連結され、各溝が連結された矩形部分９３は、記録ヘッド９０の上端９０ａより所定距離だけ後退している。つまり、各矩形部分９３の両側には、各支持部材９１、９２に形成された各溝を境界した隔壁５５の先端部分が介在され、各隔壁５５の上端５５ａが矩形部分９３より突出するように設けられている。そして、各矩形部分９３からガイドフィルム５４の突起５９が突出され、各矩形部分９３には、これらの突起５９を囲むようにリング状の電極９４がそれぞれ設けられている。
【００９４】
上記のように構成された記録ヘッド９０にインクを循環させる場合、一方の支持部材９１の外周面に形成された各溝９１ａを介して各矩形部分９３にインクを供給し、反対側の支持部材９２に形成された各溝９２ａ（図示せず）を介して排出する。この場合、上述した第１の実施の形態においては記録ヘッド４２を記録紙Ｐに対して略直交させて（鉛直方向に延びて）対峙させたが、本実施の形態に係る記録ヘッド９０においては、インクの流通を可能とするため、記録ヘッド９０を所定角度で傾斜させている。つまり、インクの供給側（支持部材９１）が上方に位置し、インクの排出側（支持部材９２）が下方に位置するように記録ヘッド９０が傾斜されている。
【００９５】
このように、記録ヘッド９０にインクを循環させると、各矩形部分９３を通過するインクが各突起５９に沿って濡れ上がり、矩形部分９３、突起５９、および電極９４の近くにインクメニスカスが形成される。そして、各矩形部分９３にてそれぞれ独立したインクメニスカスが形成された状態で、画像信号に応じて選択された電極９４に対して上述した駆動回路４８から記録電圧が選択的に印加されて記録紙Ｐに向けてインク滴が飛翔され、記録紙Ｐ上に所望の画像が形成される。
【００９６】
以上のように、本実施の形態に係る記録ヘッド９０を用いた場合であっても、上述した第１の実施の形態に係る記録ヘッド４２を用いた場合と同様の効果を得ることができる。尚、各支持部材９１、９２の外周面上に溝を覆うカバーを設けることにより、各支持部材９１、９２の外周面に沿ったパイプ状のインク流路を形成し、このインク流路によりインクを強制的に循環させても良い。この場合、記録ヘッド９０を傾斜させる必要はない。
【００９７】
次に、この発明の第４の実施の形態に係る記録ヘッド１００について図１４および図１５を用いて説明する。図１４は記録ヘッド１００の斜視図であり、図１５は記録ヘッド１００を図中Ａ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【００９８】
記録ヘッド１００は、ガイドフィルム５４を有していない以外は上述した第１の実施の形態に係る記録ヘッド４２と同一の構成を有している。よって、第１の実施の形態と同一の部分については同一符号を付して説明を省略し、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００９９】
ところで、上述した第１乃至第３の実施の形態にかかる記録ヘッドは、開口又はリング状電極近傍のインクの吐出位置に突起５９を配置したが、この突起５９は、突出位置近傍に形成したインクメニスカスを安定させてトナーを高効率で凝集し、インク滴の吐出時に生じるインクメニスカスの振動をすばやく吸収し、次のインク滴の吐出に影響を及ぼさないようにするためのものである。つまり、突起５９を設けることにより、インク滴の吐出安定性を向上させることができる。
【０１００】
しかしながら、これらの突起５９は本発明にとって絶対に必要なものではない。従って、ガイドフィルムを持たない本実施の形態の記録ヘッド１００を用いた場合であっても、上述した各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
つまり、記録ヘッド１００によると、主に隔壁５５およびインク回収溝５７による毛細管効果により、開口５６から溢れるインクの排出を安定させることができ、開口５６上のインクメニスカスの形状を安定させることができる。これにより、インクメニスカスの復元性を向上でき、インク滴の吐出周波数を安定させることができる。
【０１０２】
また、上述した第１の実施の形態に係る記録ヘッド４２と比較して、インクの目詰まりを低減することができる。つまり、本実施の形態の記録ヘッド１００によると、装置休止時に突起５９の先端に乾燥によるトナーの固着が発生するといった問題が生じない利点があり、実用上高速を必要としない記録装置には価格やメンテナンス上の利点がある。
【０１０３】
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、インク供給路４３の先端の開口５６の形状は四角形である必要はなく、電極４１の断面形状は開口５６の中央部即ち突起５９の先端部の電界が周辺部よりやや低い井戸型あるいはリング状（ドーナツ状）の電界を形成する構造であれば良い。つまり、実質的に突起５９の麓を囲む如き形状を有していれば良い。具体的には、円形（リング状）、楕円形等あらゆる断面形状が可能である。また開口端全域を電極で覆わずとも、コの字状、平行板状、ストライプ状とするなど不連続な（部分的な）電極配置であっても良い。
【０１０４】
また、上述した各実施の形態においては、隔壁５５の幅（隣接した開口間の距離）は開口５６と同じレベルの大きさとして描いたが、これに限定されるものではなく更に小さくすることが可能である。この場合、隔壁５５の高さを十分に高くすることに加えて、隔壁５５の全ての角を鋭利にすることにより、インクの広がりを絶つ効果が大きくなる。本発明で用いた表面張力が１８〜３０ミリニュートン／メートル程度のインクを用いて、ポリカーボネート樹脂等により隔壁５５を形成した場合には、隔壁５５の角部の面取りは１００ミクロン以下、曲面とする場合には、半径１００ミクロン以下であれば、通常の記録時に隣接する開口５６同士でインクメニスカスが架橋する事はなかった。
【０１０５】
更に、突起５９の配置方向は、上述した各実施の形態とは９０度異なる方向に設定してもよく、突起５９の形状も適宜選択できる。突起５９の底辺を小さくすると、突起周辺に形成されるインクメニスカスの裾野の広がりが小さくなり隔壁にインクが這いあがり難くなるが、トナーの凝集量が少なくなるので目的に合わせて調整されるべきである。また、上記各本実の形態では、突起５９をガイドフィルム５４と一体に形成することにより突起５９を高精度に配置したが、突起５９を複数に分割したり開口部だけに配置するような大きさや構造にする等種種変形可能である。また、実施例では、突起は全て電極の中央部に配置させたが、これは好ましい配置例として示したもので、多少記録効果は低下するが、装置構造の簡素化を図るために溝の片側に突起を配置することなども本発明の主旨に含まれるものである。
【０１０６】
また、本実施の形態では電極にバイアス電圧を印加するようにしたが、対向電極であるプラテンローラ４側にバイアス電圧を印加するようにしても良く、要するにプラテンローラ４と電極との間に記録するのに十分なバイアス電圧が印加されれば良い。
【０１０７】
【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、高い記録周波数を達成でき、高濃度で良質な画像を安定して形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、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を示す概略図。
【図２】図２は、図１のインクジェットプリンタに組込まれた記録装置を示す概略図。
【図３】図３は、図２の記録装置に組込まれた記録ヘッドを示す斜視図。
【図４】図４は、図３の記録ヘッドをその上端から見た平面図。
【図５】図５（Ａ）は、図３の記録ヘッドを構成した支持部材を示す正面図。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の支持部材を示す側面図。
【図６】図６は、図３の記録ヘッドに組込まれたガイドフィルムを示す概略図。
【図７】図７は、図３の記録ヘッドの上端近くを拡大して示す部分拡大図。
【図８】図８は、図６のガイドフィルムの突起の変形例を示す図。
【図９】図９は、図３の記録ヘッドにおける記録動作を説明するための動作説明図。
【図１０】図１０（ａ）は、この発明の第２の実施の形態に係る記録ヘッドを示す側面図。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の記録ヘッドを示す平面図。
【図１１】図１１は、図１０の記録ヘッドを構成した一方の支持部材を示す概略図。
【図１２】図１２は、電極上にコーティングを施した記録ヘッドを示す概略図。
【図１３】図１３は、この発明の第３の実施の形態に係る記録ヘッドを示す斜視図。
【図１４】図１４は、この発明の第４の実施の形態に係る記録ヘッドを示す斜視図。
【図１５】図１５は、図１４の記録ヘッドをＡ−Ａ線に沿って切断した断面図。
【符号の説明】
１…インクジェットプリンタ、
４…プラテンローラ、
３０…記録装置、
３２…インクタンク、
４０…記録ユニット、
４１…電極、
４２…記録ヘッド、
４３…インク供給路、
４４…ガイド部材、
４５…インク回収路、
５１、５２…支持部材、
５１ａ…溝、
５４…ガイドフィルム、
５５…隔壁、
５６…開口、
５７…インク回収溝、
５９…突起。
【図１】
0003706191.tif 000002
【図２】
0003706191.tif 000003
【図３】
0003706191.tif 000004
【図４】
0003706191.tif 000005
【図５】
0003706191.tif 000006
【図６】
0003706191.tif 000007
【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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