(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液を収容するタンク及びこのタンクに対して記録液を循環可能に接続された収容部を有した記録液収容手段と、
前記記録液収容手段の前記タンクに収容された記録液に含まれる現像剤粒子の前記収容部への流出を規制して誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置。
【請求項２】
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液を収容するタンク及びこのタンクに対して記録液を循環可能に接続された収容部を有した記録液収容手段と、
前記記録液収容手段の前記タンクに収容された記録液に含まれる現像剤粒子の前記収容部への流出を規制して誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段とは別に設けられ、前記記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置。
【請求項３】
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液を収容するタンク及びこのタンクに対して記録液を循環可能に接続された収容部を有した記録液収容手段と、
前記記録液収容手段の前記タンクに収容された記録液に含まれる現像剤粒子の前記収容部への流出を規制して誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御する濃度制御手段と、
前記記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置。
【請求項４】
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容する第１記録液収容手段と、
前記記録液が循環可能なように少なくとも２本のパイプによって第１記録液収容手段に連通され、前記記録液を収容すると共に、前記記録液に現像剤粒子を供給可能な第２記録液収容手段と、
前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を検知する第１濃度検知手段と、
前記第２記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する第２濃度検知手段と、
前記第１記録液収容手段から第２記録液収容手段に向かって前記記録液が流出するパイプに設けられ、前記現像剤粒子と同一極性の所定の大きさの電圧を記録液に印加することにより、前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる現像剤粒子の流出を規制して現像剤濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記第１及び第２濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記第１記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御すると共に、前記第２記録液収容手段に収容された記録液に供給する現像剤粒子の供給量を制御する濃度制御手段と、
前記第１記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置。
【請求項５】
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容するタンク及びこのタンクに対して記録液を循環可能に接続された収容部を有した記録液収容手段と、
前記記録液収容手段にの前記タンク収容された記録液に含まれる現像剤粒子の前記収容部への流出を規制して誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御する濃度制御手段と、
前記記録液収容手段内の濃縮された前記記録液を保持する記録液保持部を有し、誘電性のフィルム状部材によって形成された記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加して、前記記録液保持手段と記録媒体との間に電界を形成することにより、前記記録液保持手段の記録液保持部に保持されている記録液中の現像剤粒子を前記記録液から前記記録媒体に向けて吐出させる電圧印加手段と、
画像データに対応して前記電圧印加手段に供給する電圧の大きさを制御する制御手段と、
を有する記録装置。
【請求項６】
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容する記録液収容手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液に含まれる誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御する濃度制御手段と、
誘電性のフィルム状部材の一方の面から他方の面に貫通し、一方の面側の口径が他方の面側の口径より大きい複数の微小貫通孔を有し、この複数の微小貫通孔により前記記録液収容手段内の濃縮された前記記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段の他方の面に当接して前記記録液に含まれる現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加して、前記記録液保持手段と記録媒体との間に電界を形成することにより、前記記録液保持手段の微小貫通孔に保持されている記録液中の現像剤粒子を前記記録液から記録媒体に向けて吐出させる電圧印加手段と、
画像データに対応して前記電圧印加手段に供給する電圧の大きさを制御する制御手段と、
を有する記録装置。
【請求項７】
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容する記録液収容手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液に含まれる誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御する濃度制御手段と、
誘電性のフィルム状部材の一方の面側に凹凸面が形成され、この凹凸面により前記記録液収容手段内の濃縮された前記記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段の他方の面に当接して前記記録液に含まれる現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加して、前記記録液保持手段と記録媒体との間に電界を形成することにより、前記記録液保持手段の微小貫通孔に保持されている記録液中の現像剤粒子を前記記録液から記録媒体に向けて吐出させる電圧印加手段と、
画像データに対応して前記電圧印加手段に供給する電圧の大きさを制御する制御手段と、
を有する記録装置。
【請求項８】
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容する第１記録液収容手段と、
前記記録液が循環可能なように少なくとも２本のパイプによって第１記録液収容手段に連通され、前記記録液を収容すると共に、前記記録液に現像剤粒子を供給可能な第２記録液収容手段と、
前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を検知する第１濃度検知手段と、
前記第２記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する第２濃度検知手段と、
前記第１記録液収容手段から第２記録液収容手段に向かって前記記録液が流出するパイプに設けられ、前記現像剤粒子と同一極性の所定の大きさの電圧を記録液に印加することにより、前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる現像剤粒子の流出を規制して現像剤濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記第１及び第２濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記第１記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御すると共に、前記第２記録液収容手段に収容された記録液に供給する現像剤粒子の供給量を制御する濃度制御手段と、
複数本のノズルを有し、各ノズルで前記第１記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に設けられた各ノズルの先端部近傍から記録液に含まれる現像剤粒子を外部に吐出させるために、前記記録液保持手段に設けられた各ノズルの先端部に設けられ、前記記録液に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置。
【請求項９】
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容する第１記録液収容手段と、
前記記録液が循環可能なように少なくとも２本のパイプによって第１記録液収容手段に連通され、前記記録液を収容すると共に、前記記録液に現像剤粒子を供給可能な第２記録液収容手段と、
前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を検知する第１濃度検知手段と、
前記第２記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する第２濃度検知手段と、
前記第１記録液収容手段から第２記録液収容手段に向かって前記記録液が流出するパイプに設けられ、前記現像剤粒子と同一極性の所定の大きさの電圧を記録液に印加することにより、前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる現像剤粒子の流出を規制して現像剤濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記第１及び第２濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記第１記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御すると共に、前記第２記録液収容手段に収容された記録液に供給する現像剤粒子の供給量を制御する濃度制御手段と、
誘電性部材によって形成されたスリット孔を有し、このスリット孔で前記第１記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段のスリット孔内に保持された記録液に含まれる現像剤粒子を外部に吐出させるために、前記記録液保持手段のスリット孔に設けられ、前記記録液に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタなどの記録装置に係り、特に、静電気力を用いたインクジェット方式の記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録法は、一般に、連続噴射型とオンディマンド型に大別され、更に連続型では静電方式（Ｓｗｅｅｔ型、Ｈｅｒｔｚ型）、オンディマンド型ではピエゾ圧電方式、サーマルインクジェット方式、静電加速型と呼ばれる記録方式が知られている。
【０００３】
静電力を用いるオンディマンド型のインクジェット方式は、特開昭５６−１７０，５６−４４６７、及び５７−１５１３７４号公報等に具体的な構成が開示されている。これらは、静電加速型インクジェット、あるいはスリットジェットと呼ばれているが実用化されていない。これらの基本原理は、インクタンクからスリット状のインク保持部内面に多数の電極を配置してなるスリット状インク室にインクを供給すると共に、これらの電極に選択的に高電圧を印加することにより、スリットと近接対向する記録紙に電極近傍のインクを噴出させて記録するものである。
【０００４】
また、スリット状の記録ヘッドを用いない他の方式として、特開昭６１−２１１０４８号公報には、複数の微小孔を有するフィルム状インク支持体の穴にインクを充填し、多針電極により選択的に電圧を印加して孔内のインクを記録紙に移動させる手段が開示されている。
【０００５】
これらの方式で用いられるインクは、１０6 から１０8 オーム・ｃｍ程度の電気抵抗を有するものが用いられている。水では電気抵抗が低いため、一般的には、油性溶媒に染料からなる着色剤を界面活性剤などの分散助材により分散して電気抵抗を調整したものが用いられる。
【０００６】
これらのインクの飛翔原理は、配置された電極に印加された高電圧により、電極に接するインクに電荷が注入されて電極近傍のインクが電荷を帯びるため、静電的力が生じてインクが吐出されるものと解釈している。したがって、インクは、通常は帯電しておらず電圧を印加したときのみ、電極近傍のインクを通電により帯電させて吐出力を得ている。
【０００７】
このため、絶縁性の高いインクでは、所要電圧が高くなったり、インクの帯電ができなくなるため使用できない。なお、以上の説明から分かるように、このインクは分散媒と着色料が均一に分散されたいわゆるインクであり、インク中の全ての成分が一緒に消耗されるものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記したインクジェット技術、とりわけオンディマンドタイプの方式は小型で消費エネルギも小さいため、近年普及がめざましい。一方で、これらのインクジェット方式には、共通的に技術課題となる問題点も多い。
【０００９】
これらのインクジェット記録方式は、ノズルやオリフィスを用いて記録材料としてのインクを吐出させている。しかしながら、従来のインクジェット方式では、インクの濃度を制御できないため、高濃度のインクがノズルやオリフィスに付着した状態で放置されることにより目詰まりするという問題がある。
【００１０】
この対策のために、従来のインクは、沈澱や凝集の少ない染料や固形成分を含まない染料などを着色成分として用いるため、日光に対する退色が著しく、長期保存用の記録用途には用いられないのが現状である。また、極めて微小な顔料を用いる試みが行なわれているが、全ての色を発色させるにはまだ未解決の課題が残されている。
【００１１】
また、目詰まり防止の要求上、流動性の高い液体インクを用いるため、受像体である紙に対して滲みやフェザリングと呼ばれる浸透による画像不良が生じるため、記録紙側にシリカや水溶性バインダをコートした受像紙を用いなければならなず、用紙を自由に選択することができない。
【００１２】
さらに、目詰まりの確率は、ノズル数が増加するほど高くなるため、高密度で広幅の（ノズル数が多い）記録装置の実用化が困難である。したがって、記録密度は極めて遅いものが実用化されているに過ぎないのが現状である。
【００１３】
従って、この発明の目的は、上述したような事情に鑑み成されたものであって種々の媒体に対して滲みが発生することなく高画質な記録が可能なインクジェット方式の記録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】
この発明は、上記目的を達成するために、
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液を収容するタンク及びこのタンクに対して記録液を循環可能に接続された収容部を有した記録液収容手段と、
前記記録液収容手段の前記タンクに収容された記録液に含まれる現像剤粒子の前記収容部への流出を規制して誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置を提供するものである。
【００１５】
また、この発明によれば、
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液を収容するタンク及びこのタンクに対して記録液を循環可能に接続された収容部を有した記録液収容手段と、
前記記録液収容手段の前記タンクに収容された記録液に含まれる現像剤粒子の前記収容部への流出を規制して誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段とは別に設けられ、前記記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置が提供される。
【００１６】
さらに、この発明によれば
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液を収容するタンク及びこのタンクに対して記録液を循環可能に接続された収容部を有した記録液収容手段と、
前記記録液収容手段の前記タンクに収容された記録液に含まれる現像剤粒子の前記収容部への流出を規制して誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御する濃度制御手段と、
前記記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置が提供される。
【００１７】
またさらに、この発明によれば、
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容する第１記録液収容手段と、
前記記録液が循環可能なように少なくとも２本のパイプによって第１記録液収容手段に連通され、前記記録液を収容すると共に、前記記録液に現像剤粒子を供給可能な第２記録液収容手段と、
前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を検知する第１濃度検知手段と、
前記第２記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する第２濃度検知手段と、
前記第１記録液収容手段から第２記録液収容手段に向かって前記記録液が流出するパイプに設けられ、前記現像剤粒子と同一極性の所定の大きさの電圧を記録液に印加することにより、前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる現像剤粒子の流出を規制して現像剤濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記第１及び第２濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記第１記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御すると共に、前記第２記録液収容手段に収容された記録液に供給する現像剤粒子の供給量を制御する濃度制御手段と、
前記第１記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置が提供される。
【００１８】
さらにまた、この発明によれば、
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容するタンク及びこのタンクに対して記録液を循環可能に接続された収容部を有した記録液収容手段と、
前記記録液収容手段にの前記タンク収容された記録液に含まれる現像剤粒子の前記収容部への流出を規制して誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御する濃度制御手段と、
前記記録液収容手段内の濃縮された前記記録液を保持する記録液保持部を有し、誘電性のフィルム状部材によって形成された記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加して、前記記録液保持手段と記録媒体との間に電界を形成することにより、前記記録液保持手段の記録液保持部に保持されている記録液中の現像剤粒子を前記記録液から前記記録媒体に向けて吐出させる電圧印加手段と、
画像データに対応して前記電圧印加手段に供給する電圧の大きさを制御する制御手段と、
を有する記録装置が提供される。
【００１９】
またさらに、この発明によれば、
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容する記録液収容手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液に含まれる誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御する濃度制御手段と、
誘電性のフィルム状部材の一方の面から他方の面に貫通し、一方の面側の口径が他方の面側の口径より大きい複数の微小貫通孔を有し、この複数の微小貫通孔により前記記録液収容手段内の濃縮された前記記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段の他方の面に当接して前記記録液に含まれる現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加して、前記記録液保持手段と記録媒体との間に電界を形成することにより、前記記録液保持手段の微小貫通孔に保持されている記録液中の現像剤粒子を前記記録液から記録媒体に向けて吐出させる電圧印加手段と、
画像データに対応して前記電圧印加手段に供給する電圧の大きさを制御する制御手段と、
を有する記録装置が提供される。
【００２０】
さらにまた、この発明によれば、
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容する記録液収容手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液に含まれる誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する濃度検知手段と、
前記濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御する濃度制御手段と、
誘電性のフィルム状部材の一方の面側に凹凸面が形成され、この凹凸面により前記記録液収容手段内の濃縮された前記記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段の他方の面に当接して前記記録液に含まれる現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加して、前記記録液保持手段と記録媒体との間に電界を形成することにより、前記記録液保持手段の微小貫通孔に保持されている記録液中の現像剤粒子を前記記録液から記録媒体に向けて吐出させる電圧印加手段と、
画像データに対応して前記電圧印加手段に供給する電圧の大きさを制御する制御手段と、
を有する記録装置が提供される。
【００２１】
またさらに、この発明によれば、
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容する第１記録液収容手段と、
前記記録液が循環可能なように少なくとも２本のパイプによって第１記録液収容手段に連通され、前記記録液を収容すると共に、前記記録液に現像剤粒子を供給可能な第２記録液収容手段と、
前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を検知する第１濃度検知手段と、
前記第２記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する第２濃度検知手段と、
前記第１記録液収容手段から第２記録液収容手段に向かって前記記録液が流出するパイプに設けられ、前記現像剤粒子と同一極性の所定の大きさの電圧を記録液に印加することにより、前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる現像剤粒子の流出を規制して現像剤濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記第１及び第２濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記第１記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御すると共に、前記第２記録液収容手段に収容された記録液に供給する現像剤粒子の供給量を制御する濃度制御手段と、
複数本のノズルを有し、各ノズルで前記第１記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段に設けられた各ノズルの先端部近傍から記録液に含まれる現像剤粒子を外部に吐出させるために、前記記録液保持手段に設けられた各ノズルの先端部に設けられ、前記記録液に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置が提供される。
【００２２】
さらにまた、この発明によれば、
誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液と、
前記記録液を収容する第１記録液収容手段と、
前記記録液が循環可能なように少なくとも２本のパイプによって第１記録液収容手段に連通され、前記記録液を収容すると共に、前記記録液に現像剤粒子を供給可能な第２記録液収容手段と、
前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる誘電性液体に対する現像剤粒子の濃度を検知する第１濃度検知手段と、
前記第２記録液収容手段に収容された記録液の現像剤濃度を検知する第２濃度検知手段と、
前記第１記録液収容手段から第２記録液収容手段に向かって前記記録液が流出するパイプに設けられ、前記現像剤粒子と同一極性の所定の大きさの電圧を記録液に印加することにより、前記第１記録液収容手段に収容された記録液に含まれる現像剤粒子の流出を規制して現像剤濃度を濃縮する濃縮手段と、
前記第１及び第２濃度検知手段による検知結果に基づいて、前記第１記録液収容手段に収容された記録液を所定の現像剤濃度に設定するように前記濃縮手段を制御すると共に、前記第２記録液収容手段に収容された記録液に供給する現像剤粒子の供給量を制御する濃度制御手段と、
誘電性部材によって形成されたスリット孔を有し、このスリット孔で前記第１記録液収容手段内の濃縮された記録液を保持する記録液保持手段と、
前記記録液保持手段のスリット孔内に保持された記録液に含まれる現像剤粒子を外部に吐出させるために、前記記録液保持手段のスリット孔に設けられ、前記記録液に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加する電圧印加手段と、
を有する記録装置が提供される。
【００２３】
この発明によれば、高抵抗誘電性液体中に所定の極性に帯電している固形成分の現像剤粒子を分散させた、いわゆる２成分系の記録液を、濃縮手段により所定濃度に濃縮した後、誘電性の記録液保持手段に充填又は塗布し、電圧印加手段により現像剤粒子と同一極性の電圧を記録液保持手段に保持されている記録液に選択的に印加し、静電反発力により記録液中から記録媒体に向けて現像剤粒子を吐出させて記録像が形成されるものである。
【００２４】
この発明は、従来のインクジェット記録で用いられてきた染料や顔料を均一に分散させたインクのようにインクの構成成分が同時に消耗されるものとは異なり、記録液の中から微細な現像剤粒子（固形粒子）が凝集された状態で記録液から分離されて吐出するように構成されている。このため、現像剤粒子が主に消耗され、現像剤粒子を分散させている分散媒は、現像剤粒子を凝集する程度に多少消耗されるのみである。
【００２５】
また、この発明によれば、主に固形成分である現像剤粒子が、分散媒から分離されて記録媒体に到達するため、現像剤粒子は、流動性および浸透性等の液体としての性質による滲み又はフェザリング等が防止され、記録像の高画質化が可能となる。例えば、現像剤粒子より大きな空隙を有する繊維によって形成された記録紙、いわゆる粗面紙に記録する場合でも、流動の原因となる液体成分がほとんど現像剤粒子に含まれていないので、滲みを生じることはなく、高画質化が可能となる。従って、普通紙以外の種々の記録媒体に対して滲みを生じることなく、高画質な画像が記録できる。
【００２６】
さらに、この発明によれば、既存の電子写真で用いられている液体現像剤のように、現像剤粒子より小さい限り着色剤の制約をほとんど受けないため、より自由な着色剤の選択が可能となり、インクジェット方式の大きな欠点であった色の保存性を改善できる。
【００２７】
またさらに、この発明によれば、記録液を所定の濃度に制御可能な濃縮手段を有しているため、画像形成持には、記録液を高濃度に濃縮し、非画像形成持には、記録液を低濃度に希釈することができる。このため、従来のインクジェット方式のように、ノズルやスリットを用いて記録液保持手段を構成しても、高濃度の記録液がノズルやスリットに付着した状態で放置され、目詰まりするような虞がない。したがって、記録装置の信頼性が向上され、広幅な記録ヘッドの実現が可能となる。また、従来のインクジェット方式では実現できなかった高速記録が実現可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の記録方法及びこの記録方法に適した記録装置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、この記録装置１は、給紙部２、搬送部３、及び記録ユニット４を含む装置本体５を有している。
【００２９】
給紙部２は、装置本体５の上部に配設されている。すなわち、装置本体５の上面には、記録媒体としての所定枚数の記録用紙Ｐを収容可能な用紙カセット１１を挿入可能な開口部１２が形成されているとともに、所定の角度で傾斜され、用紙カセット１１を保持可能なカセットガイド１３が形成されている。
【００３０】
また、給紙部２は、カセットガイド１３に保持された用紙カセット１１に対向する位置に、用紙カセット１１に収容されている記録用紙Ｐを１枚ずつ取り出して搬送部３側に供給するピックアップローラ１４を備えている。このピックアップローラ１４は、略半月状に形成された断面を有している。
【００３１】
搬送部３は、給紙部２から供給された記録用紙Ｐが排紙口に向けて搬送される搬送路１５、及び搬送路１５の略中央に回転自在に配置された導電性回転ドラム１６を有している。
【００３２】
導電性回転ドラム１６は、用紙カセット１１から供給された記録用紙Ｐを保持し、この記録用紙Ｐに接地又は必要に応じて所定の電位を与えるように形成されている。
【００３３】
また、搬送部３は、導電性回転ドラム１６とピックアップローラ１４との間に、搬送路１５を案内された記録用紙Ｐの傾きを補正するとともに、記録ユニット４によって記録される画像の先端と記録用紙Ｐの記録位置とを整合させるように所定のタイミングで記録用紙Ｐを給紙する一対のタイミングローラ１７を有している。
【００３４】
さらに、搬送部３は、導電性回転ドラム１６と排紙口２０との間に、導電性回転ドラム１６を通過した記録用紙Ｐを排紙口２０に向けて搬送させる一対の第１の排紙ローラ１８、及び第１の排紙ローラ１８によって供給された記録用紙Ｐを排紙口２０から排紙させる一対の第２の排紙ローラ１９を有している。
【００３５】
排紙口２０は、装置本体５の上部に形成され、排紙トレイを兼ねて所定の傾斜を有するように形成された装置本体５の上面に記録用紙Ｐを排紙可能に形成されている。
【００３６】
記録液収容手段として機能する記録ユニット４は、導電性回転ドラム１６に対向する位置に配設されている。この記録ユニット４は、液状の記録液Ｌを収容する第１記録液収容手段としてのタンク２１、及び所定の濃度に調整された記録液Ｌを収容している第２記録液収容手段としての記録液収容部２２を有している。
【００３７】
タンク２１及び記録液収容部２２は、供給パイプ２４及び回収パイプ２５により記録液Ｌが循環可能に接続されている。記録液収容部２２において、所定濃度に調整された記録液Ｌは、ポンプ２３により供給パイプ２４に送り出され、タンク２１に供給される。タンク２１に収容されていた記録液Ｌの一部は、回収パイプ２５を介して記録液収容部２２に回収される。このように、タンク２１及び記録液収容部２２は、それぞれ収容している記録液Ｌを循環可能に接続されている。
【００３８】
また、回収パイプ２５には、図１３に示すように、濃縮手段として機能するトナー規制電極２００が設けられている。このトナー規制電極２００は、導電性部材によりリング状に形成され、タンク２１から記録液Ｌが流出する流出口、すなわち回収パイプ２５の流入口近傍に設けられている。また、トナー規制電極２００は、駆動部２０１に接続され、この駆動部２０１によりトナー粒子Ｔの帯電極性と同一極性の所定の大きさの電圧が供給される。また、駆動部２０１の他端は、接地されている。駆動部２０１は、後述する濃度制御部２０２に接続されている。
【００３９】
トナー規制電極２００に所定の大きさの電圧が印加されることにより、回収パイプ２５内に電界が生じ、同一極性に帯電されているトナー粒子Ｔは、この回収パイプ２５を通過することができない。すなわち、帯電していない誘電性のキャリア液は、図中の点線で示すように、回収パイプ２５を通過し、記録液収容部２２に回収される。一方、所定の極性に帯電しているトナー粒子Ｔは、トナー規制電極２５によって形成されている電界によってタンク２１の流出口付近で反発され、タンク２１内に残留する。従って、タンク２１内のキャリア液に対するトナー粒子の濃度（以下、トナー濃度と称する）を上昇させることができる。
【００４０】
なお、回収パイプ２５を導電性部材によって形成することにより、より広範囲に電界を形成することが可能であり、トナー粒子の通過をより規制できる。
記録液Ｌは、少なくとも１０8 Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有する誘電性液体、好ましくは絶縁性の液体であるイソパラフィン系溶媒からなる透明な分散媒（以下、キャリア液と称する）中に、０．０１乃至５．０μｍ程度の粒子系を有し、キャリア液中において所定の極性に帯電し、少なくとも着色成分を有する現像剤として機能する固形樹脂粒子（以下、トナーと称する）を２乃至８重量パーセント程度分散させることによって形成される。
【００４１】
なお、上述した抵抗率は、平行平板電極間距離が１ｍｍのセル内に試料を満たし、印加電圧１００Ｖ時の直流電気抵抗として測定される。また、イソパラフィン系溶媒として、例えば、商品名アイソパーＧ、Ｈ、Ｌ等が挙げられ、この溶媒は１０12乃至１０13Ω・ｃｍ以上の電気抵抗率を有している。
【００４２】
この記録液Ｌは、基本的には、電子写真などで用いられている従来の液体現像剤の構成と略同じであるが、この実施の形態における記録液Ｌは、従来の液体現像剤に比較して高い電気抵抗率を有するものが利用される。
【００４３】
タンク２１は、記録液保持手段として機能する記録ベルト２６、電圧印加手段として機能する記録ヘッド２７を有しているとともに、上述したような記録液Ｌを収容している。
【００４４】
記録ベルト２６は、後に詳述するように絶縁性のフィルム状部材がループ状に形成されたものである。この記録ベルト２６は、互いに対向して配設された一対のベルトローラ２８ａ及び２８ｂに張設されている。
【００４５】
ベルトローラ２８ａ及び２８ｂのいずれか一方は、記録ベルト２８を所定速度で駆動するための駆動ローラであり、他方は、記録ベルト２８の駆動にともなって従動する従動ローラである。記録ベルト２６は、このベルトローラ２８ａ及び２８ｂにより導電性回転ドラム１６が回転する方向、すなわち記録用紙Ｐが搬送される方向と同一方向に回転する。
【００４６】
記録ベルト２６は、図２に示すように、誘電性、好ましくは絶縁性であり、少なくとも記録液Ｌ以上の電気抵抗率を有し、好ましくは２０乃至２００μｍの厚さを有するフィルム状部材によって形成される。この実施の形態において、記録ベルト２８の材質は、記録装置１の構造上、弾力性が必要とされるため、ポリエステル、ポリイミド等の樹脂系の材料が適している。また、以下に示すような材料も適用可能である。例えば、「静電気学会編：静電気ハンドブック  付録２」によれば、ポリスチレン（電気抵抗率：１０16Ω・ｃｍ）、ポリビニルブチラール（１０14＞Ω・ｃｍ）、ポリカーボネート（２．１×１０16Ω・ｃｍ）、ナイロン６（１０12Ω・ｃｍ）、ナイロン６６（１０13Ω・ｃｍ）、ナイロン１１（１０13Ω・ｃｍ）等が挙げられる。
【００４７】
なお、記録装置１の構造を変形することにより、セラミックやプラスチックなどの弾力性の小さい部材を使用することも可能である。
また、この記録ベルト２６は、図２に示すように、記録液を保持するために、複数の微小貫通孔によって形成された記録液保持領域２６ａを含んでいる。
【００４８】
図３の（ａ）及び（ｂ）は、記録液保持領域２６ａの一部を拡大した平面図及び断面図をそれぞれ示している。図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、記録液保持領域２６ａは、記録ベルト２６の表裏を貫通する複数の貫通孔２６ｂを有している。
【００４９】
この貫通孔２６ｂは、図３の（ｂ）に示すように、表側、すなわち導電性回転ドラム１６に面する側の口径が、裏側、すなわち記録ヘッド２７に接する側の口径より僅かに大きくなるように形成されている。貫通孔２６ｂの表側の口径は、要求される最小画素、すなわち記録密度に応じて種々選択可能である。この実施の形態では、貫通孔２６ｂの口径は、約１００μｍに形成され、この貫通孔２６ｂから吐出して記録用紙Ｐ上に到達した記録ドットのサイズは、記録用紙Ｐ上で約６５μｍである。したがって、この実施の形態における貫通孔２６ｂは、１ｍｍ当り１６ドットの記録密度で記録可能なように最適化されている。
【００５０】
また、この貫通孔２６ｂは、図３の（ａ）に示すように、記録ベルト２６上に各列毎にずれるように千鳥配列されている。各貫通孔２６ｂ同士の間隔は、記録密度に一致させる必要はない。この実施の形態の場合、各貫通孔２６ｂは、各列毎に、貫通孔の口径に対して１６分の１づつずらして複数列に配列され、１６列の貫通孔の列で１行を記録するようにしている。なお、各貫通孔同士の間隔は、記録密度と一致していても何等支障はない。
【００５１】
さらに、図２に示すように、記録ベルト２６における記録液保持領域２６ａの側方には、記録用紙Ｐと記録ベルト２６との搬送タイミングを同期させる同期用マーク２６ｃが形成されている。
【００５２】
記録ヘッド２７は、図１に示すように、記録ベルト２６に接触し、導電性回転ドラム１６に対向する位置に配設されている。記録ヘッド２７は、導電性回転ドラム１６に保持された記録用紙Ｐと記録ベルト２６との間隙が５０乃至２０００μｍ程度の範囲になるように記録ベルト２６、及び導電性回転ドラム１６に略平行に配置されている。この間隙の大きさは、記録時に、記録ヘッドに印加される電圧の大きさに依存し、最適値が異なるが、この実施の形態では、約５００μｍに設定されている。
【００５３】
記録ヘッド２７は、図４に示すように、０．１乃至５．０ｍｍ程度の厚さを有するセラミック、またはプラスチック樹脂などによって形成された絶縁性基板２７ａ、及び一部省略したが、絶縁性基板２７ａ上に複数列、すなわち記録ベルト２６が回転される方向（図中の矢印で示す方向）に直交する方向に所望する密度で複数列に配列された記録電極２７ｂを有している。
【００５４】
絶縁性基板２７ａ及び記録電極２７ｂは、記録ベルト２６が接触することによる摩耗が略同一となるように材質を選択することが好ましい。記録電極２７ｂの材質としては、銅、銅合金、ニッケル、タングステン等の導電性を有する材質から種々選択可能である。
【００５５】
また、記録ヘッド２７は、信号入力ポート２７ｃを有している。この信号入力ポート２７ｃには、外部から供給される画像データに対応する信号が入力される。
【００５６】
さらに、記録ヘッド２７は、制御手段として機能する信号駆動用集積回路２７ｄを有している。この信号駆動用集積回路２７ｄは、信号入力ポート２７ｂに入力された信号に基づいて、各記録電極２７ｂに供給する電圧を制御するものである。信号駆動用集積回路２７ｄが記録電極２７ｂに供給する信号電圧は、記録する画像の濃度に応じて、１００乃至５００Ｖの範囲で制御される。
【００５７】
この信号駆動用集積回路２７ｄは、一端が複数の記録電極２７ｂにそれぞれ接続され、他端は導電性回転ドラム１６に接続されている。従って、導電性回転ドラム１６と各記録電極２７ｂとの間には、電位差を生じさせることができる。
【００５８】
また、記録ユニット４のタンク２１は、記録ベルト２６を清掃して目詰まりを防止するためのスポンジ、あるいはブラシなどによって形成された記録ベルトクリーナ２９を有している。また、タンク２１は、タンク２１内に収容されている記録液Ｌのトナー濃度、すなわちキャリア液に対するトナー粒子の量を検出する第１濃度検出手段としての第１濃度センサ３２ａを有している。
【００５９】
記録ユニット４の記録液収容部２２は、図１に示すように、記録液Ｌに所定の割合で固形のトナーＴを供給するトナー供給部３０、記録液Ｌに供給されたトナーＴを分散させるように撹拌する撹拌機３１、及び記録液Ｌのトナー濃度を検出する第２濃度検出手段としての第２濃度センサ３２ｂを有しているとともに、記録液Ｌを収容している。
【００６０】
図１４に示すように、濃度制御部２０２は、タンク２１内に設けられた第１濃度センサ３２ａ、及び記録液収容部２２内に設けられた第２濃度センサ３２ｂの出力をそれぞれ検出する。また、濃度制御部２０２は、第１及び第２濃度センサ３２ａ及び３２ｂの出力に基づいてトナー規制電極駆動部２０１、トナー供給部３０、及び撹拌機３１を制御する。
【００６１】
すなわち、濃度制御部２０２は、画像形成時に、図１５及び図１６に示すような制御を実行する。
図１５に示すように、まず、タンク２１内に収容されている記録液Ｌのトナー濃度は、第１濃度センサ３２ａにより検出される。第１濃度センサ３２ａにより検出されたトナー濃度に対応する出力信号は、濃度制御部２０２に伝送される。
【００６２】
濃度制御部２０２は、この出力信号に応じて、タンク２１内に収容されている記録液Ｌのトナー濃度を所定値に維持するように制御する。すなわち、第１濃度センサ３２ａの出力信号が所定の設定レベルであるか否かが判別される。この実施の形態では、タンク内のトナー濃度の設定レベルは、例えば１０乃至３０重量パーセントである。
【００６３】
タンク２１内のトナー濃度が設定レベルより高い場合には、トナー規制電極駆動部２０１を駆動せず、トナー規制電極２００に電圧を供給しない。つまり、回収パイプ２５には、電界が発生することがないため、記録液に含まれるトナー粒子は、キャリア液とともに回収パイプ２５を通過し、記録液収容部２２に回収される。
【００６４】
タンク２１内のトナー濃度が設定レベルより低い場合には、トナー規制電極駆動部２０１を駆動させ、トナー粒子と同一極性の所定レベルの電圧をトナー規制電極２００に供給するように制御する。トナー規制電極２００に電圧が供給されることにより、回収パイプ２５内に電界が形成され、トナーの通過が規制される。
【００６５】
そして、濃度制御部２０２は、再び第１濃度センサ３２ａの出力を検出し、設定レベルの範囲内のトナー濃度になるまでトナー規制電極２００を駆動させる。このようにして、タンク２１内に収容されている記録液のトナー濃度が１０乃至３０重量パーセントの範囲内に維持される。
【００６６】
なお、設定レベルと実際のタンク２１内のトナー濃度との差に応じて、トナー規制電極に供給する電圧の大きさを種々変更してもよい。すなわち、装置たち上げ時などのトナー濃度が設定レベルを大きく下回る場合には、濃度制御部２０２は、トナー規制電極２００に対して高電圧を印加させ、トナー粒子Ｔの通過を完全に阻止するように制御する。一方、トナー濃度が設定レベルを僅かに下回る場合には、濃度制御部２０２は、トナー規制電極２００に対して低電圧を印加させ、トナー粒子Ｔを多少通過可能なように制御する。
【００６７】
図１６に示すように、まず、記録液収容部２２内に収容されている記録液Ｌのトナー濃度は、第２濃度センサ３２ｂにより検出される。第２濃度センサ３２ｂにより検出されたトナー濃度に対応する出力信号は、濃度制御部２０２に伝送される。
【００６８】
濃度制御部２０２は、この出力信号に応じて、記録液収容部２２内に収容されている記録液Ｌのトナー濃度を所定値に維持するように制御する。すなわち、第２濃度センサ３２ｂの出力信号が所定の設定レベルであるか否かが判別される。この実施の形態では、記録液収容部２２内のトナー濃度の設定レベルは、例えば２乃至８重量パーセントである。
【００６９】
記録液収容部２２内のトナー濃度が設定レベルより高い場合には、そのまま放置してもよいが、設定レベルを大きく上回る場合には、キャリア液を補充するようオペレータに対して報知するように制御してもよい。
【００７０】
記録液収容部２２内のトナー濃度が設定レベルより低い場合には、濃度制御部２２は、トナー供給部３０からトナーを供給するように制御する。
そして、濃度制御部２０２は、再び第２濃度センサ３２ｂの出力を検出し、設定レベルの範囲内のトナー濃度になるまでこの制御が繰り返される。
【００７１】
このようにして、記録液収容部２２内に収容されている記録液のトナー濃度が２乃至８重量パーセントの範囲内に維持される。
上述したように、画像形成時には、タンク２１内においてより高いトナー濃度が維持される。従って、より大きな画点の記録が可能となり、高解像度の記録画像が得られる。また、ほぼ一定のトナー濃度に維持されているため、記録画像の濃度低下が防止できる。
【００７２】
一方、非画像形成時において、タンク２１内のトナー濃度を高濃度に維持した状態で長時間放置すると、記録液に含まれる固形成分のトナー粒子が凝集や沈澱を起こし、タンク内の底面や壁面に沈着することがある。また、記録ベルトの貫通孔に凝集し、目詰まりを起こす虞もある。これは、記録液がある程度以上の濃度になると、キャリア液中に分散していたトナー粒子のゼータ電位が小さくなるなどの原因により、トナー粒子が不安定な状態となり、長時間安定な状態で分散状態を維持できなくなるためと考えられている。
【００７３】
このため、この実施の形態の記録装置１は、濃度制御装置２０２により、非画像形成時には、タンク内のトナー粒子を安定な状態に維持できるトナー濃度、すなわち記録液収容部内のトナー濃度に相当する２乃至８重量パーセントまで希釈するように制御する。
【００７４】
すなわち、記録装置１本体の電源がオフにされた場合、または、所定時間、例えば１時間以上経過しても記録装置が動作されない場合、濃度制御部２０２は、自動的にトナー規制電極２００の駆動を停止させるように制御する。従って、タンク２１内のトナー粒子を含む記録液が記録液収容部２２内に回収され、記録液収容部において記録液が希釈される。そして、供給パイプを介して記録液収容部２２からタンク２１に希釈された記録液が供給される。そして、タンク２１内のトナー濃度が低下される。
【００７５】
この状態を継続することにより、最終的には、タンク２１内のトナー濃度と記録液収容部２２内のトナー濃度が平衡状態になり、トナー粒子が安定な状態を維持できる２乃至８重量パーセントのトナー濃度に収束する。
【００７６】
従って、上述したようなトナーの凝集及び沈澱に伴う問題が防止できる。
次に、この記録装置１を用いた画像の記録方法の原理について説明する。
図５に示すように、記録ヘッド２７は、記録ベルト２６を介して例えば５００μｍの間隔で記録用紙Ｐに対向配置されている。導電性回転ドラム１６と、記録ベルト２６または記録ヘッド２７との間に、トナー粒子Ｔの帯電極性と同一の電圧、例えば１０００乃至１５００Ｖのバイアス電圧が印加されることにより、貫通孔２６ｂに充填された記録液Ｌ、特に、記録液中に含まれるトナー粒子Ｔは、図中のＡで示すように、バイアス電圧に反発されて貫通孔２６ｂの記録用紙に面する側に泳動して密集してくる。
【００７７】
さらに、外部から入力された画像信号に応じて、記録電極２７ｂに１００乃至５００Ｖの信号電圧が重畳されることにより、貫通孔２６ｂ内の記録用紙側に凝集していたトナー粒子Ｔは、図中のＢで示すように、記録液Ｌに含まれるキャリア液の束縛力に打ち勝って凝集した状態で記録液Ｌから吐出し、記録用紙Ｐに到達する。
【００７８】
この時、同一極性に帯電しているトナー粒子Ｔ同士は、互いの反発力によってミスト状に分散して、吐出することはない。これは、トナー粒子Ｔが記録液Ｌから吐出する際にトナー粒子Ｔを濡らす程度にキャリア液が付着し、このキャリア液による凝集力がトナー粒子Ｔ同士の反発力に打ち勝つため、トナー粒子Ｔは、凝集した状態で記録液Ｌから吐出するものと考えられている。従って、この記録方法の原理において、記録液Ｌからトナー粒子Ｔのみが吐出されるのではなく、トナー粒子Ｔを凝集する程度にキャリア液を含んで記録液Ｌから吐出されるものである。
【００７９】
なお、記録用紙Ｐ上に到達したトナー粒子Ｔによって形成される記録ドットのサイズは、記録電極２７によって印加される信号電圧の大きさ、または、信号電圧の印加時間に依存するため、所望するサイズに調整することが可能である。
【００８０】
また、吐出するトナー量は、記録液Ｌのトナー濃度に依存し、記録液Ｌが高濃度になるほど大きなドットサイズの画点を記録することが可能である。このため、この記録装置１は、上述したように記録液収容部２２において、所定のトナー濃度に調整できるような構造を有している。
【００８１】
トナー粒子Ｔを吐出するために要する電圧の印加時間は、予め、導電性回転ドラム１６と記録ベルト２６または記録ヘッド２７との間にバイアス電圧、すなわちトナー粒子Ｔを記録用紙側に泳動させるのに必要な電圧を印加していた場合には、０．１ミリ秒以上必要であった。また、バイアス電圧を印加することなく、瞬時にバイアス電圧＋信号電圧に相当する吐出電圧、すなわちトナー粒子Ｔを吐出させるのに必要な電圧を印加する場合には、約０．５ミリ秒以上必要であった。
【００８２】
この記録方法は、普通紙をはじめとして種々の記録媒体に画像を記録可能とするために、透明で記録に不要なキャリア液を極力吐出させないことが重要である。なお、上述したように、キャリア液は、トナー粒子Ｔ同士を凝集する程度にトナー粒子Ｔとともに吐出される必要はある。
【００８３】
このため、キャリア液は、高い電気抵抗率を有する誘電性の液体であることが要求される。誘電性のキャリア液を使用することにより、記録液に印加された電界がキャリア液を介してトナー粒子Ｔに到達することを可能とする。
【００８４】
一方、電気抵抗率の低いキャリア液を使用した場合、記録電極によって印加される電圧により、キャリア液は、電荷注入を受けて帯電してしまうため、信号電圧印加時に、静電反発力が生じて貫通孔から吐出する虞がある。また、電気抵抗率の低いキャリア液は、隣接する記録電極間で電気的導通を生じさせる虞もあるため、この実施の形態における記録装置及び記録方法には不適である。
【００８５】
上述したように、この発明の記録方法及びこの記録方法に適する記録装置は、分散媒と着色料などを含むインクの構成成分の全てが吐出する従来の静電インクジェット方式とは異なるものである。特に、この発明は、従来のように、液体（キャリア液）に力を作用させてインクを記録媒体に向けて飛翔させるのではなく、キャリア液に分散させた固形成分の帯電トナー粒子に力を作用させて飛翔させる点に特徴がある。この結果、記録媒体に向けて飛翔される成分は、主にトナー粒子となり、キャリア液は、トナー粒子を濡らして凝集させる程度に吐出されるのみである。このため、記録媒体上に到達する成分は、主にトナー粒子であって、流動成分としてのキャリア液は僅かに含まれているのみであるから、記録媒体上で滲みや流動を生じることなく画像の記録が可能となる。従って、種々の記録媒体に対して高画質な記録画像を得ることができる。
【００８６】
図６は、上述した実施の形態の変形例を示している。
図６に示した記録ベルト１００は、上述した記録ベルト２６と同様の誘電性、すなわち絶縁性のフィルムによって形成されている。この記録ベルト１００は、貫通孔２６ｂの代わりに、一方の表面に記録ベルト２６の貫通孔２６ｂの口径と同程度の微小溝１０１が形成されている。この微小溝１０１は、例えば断面が半円状に形成されている。また、微小溝１０１の密度、すなわち単位面積当りの溝の本数は、所望する記録密度に応じて種々設定可能である。
【００８７】
図６に示したような記録ベルト１００も上述した記録装置１に適用することが可能である。すなわち、記録ベルト１００は、微小溝１０１が形成された面が記録用紙Ｐ側を向くようにベルトローラ２８ａ及びｂに取り付けられる。そして、上述した原理に基づいて、微小溝１０１に充填された記録液Ｌは、記録ベルト１００の背面、すなわち微小溝が形成されていない面からバイアス電圧及び信号電圧が印加されることにより、記録液Ｌに含まれているトナー粒子Ｔが凝集した状態で記録液Ｌから記録用紙Ｐに向けて吐出される。
【００８８】
また、他の変形例として、図７に示したような記録ベルト１１０が上述したような記録装置１に適用されてもよい。すなわち、誘電性の記録ベルト１１０の表面、すなわち記録用紙Ｐに対向する面上には、バインダと混合された微粒子１１１を分散されて塗布することによって凹凸面が形成されている。この記録ベルト１１０に形成された凹凸の大きさ、及び密度は、要求される吐出トナー量、記録密度によって種々選択可能である。この実施の形態では、凹凸の大きさを記録電極２７ｂの幅に対して４分の１乃至４分の３倍程度に設定することにより、記録抜けの少ない良好な画像が得られた。
【００８９】
次に、この発明の他の実施の形態について説明する。
図８には、記録装置１に適用される他の記録ベルトが示されている。記録ベルト１２０は、上述したように、絶縁性フィルムによって形成され、さらに複数の貫通孔１２１を有している。この貫通孔１２１も同様に、記録用紙Ｐに面する表面側の口径が記録電極２７ｂに面する裏面側の口径より大きくなるように形成されている。
【００９０】
各貫通孔１２１の内壁は、導電性部材１２２により被覆されている。また、各貫通孔１２１は、導電性部材１２２により、記録ベルト１２０の裏面及び表面側にリング状に突出するように被覆されている。裏面に突出した導電性部材１２２の突起は、記録電極２７ｂに接触可能に形成されている。
【００９１】
従って、記録液Ｌ、特に、帯電しているトナー粒子Ｔに対して電圧を印加する電極の表面積が、実質的に拡大されることになる。すなわち、図５に示した記録ベルト２６に保持されている記録液Ｌは、記録電極２７ｂにより、記録ベルト２６の裏面から電圧が印加されている。図８に示した記録ベルト１２０によれば、裏面に突出した導電性部材１２２と記録電極２７ｂとが導通されることにより、貫通孔１２１の内壁に被覆されている導電性部材１２２が電極として機能する。このため、所定の電圧が記録電極２７ｂから記録液Ｌに含まれるトナー粒子Ｔに印加された際に、貫通孔全域、特に貫通孔１２１の深部から対向電極として機能する導電性回転ドラム１６に向かう電気力線を増加させ、トナー粒子の凝集効率、及び吐出効率を向上させる効果を有している。
【００９２】
また、記録ベルト１２０の表面側に形成された導電性部材１２２の突起は、貫通孔１２１内に保持されている記録液Ｌを毛細管現象によって突起の先端付近まで運び、且つ、突起によってより強い電界がその近傍に形成されることによってより低い印加電圧でトナー粒子の吐出を実現させるような効果を有している。従って、この突起は、適度な大きさと高さが要求される。この実施の形態では、導電性部材１２２は、各貫通孔１２１の内壁に対して厚さ約３０μｍ、記録ベルト１２０の表及び裏面から高さ２０乃至８０μｍで被覆されている。なお、高さについては、原理上、機械的強度が許す限り、高いほど好ましい。
【００９３】
しかしながら、上述したリング状に形成された導電性部材１２２の突起は、上述したような効果が達成可能であれば、その形状がこの実施の形態に限定されるものではない。
【００９４】
また、上述したように、記録液Ｌに含まれるキャリア液の吐出を防止するために、記録液中への電荷の流入、すなわち記録液の帯電を防止することが効果的である。記録液の帯電を防止するために、貫通孔１２１を被覆している導電性部材１２２をさらに絶縁性部材で被覆することが有効である。
【００９５】
被覆可能な絶縁性部材としては、例えばＴｉＮ，ＳｉＯ2 等の金属酸化物や、ポリイミド、ポリカーボネート等の樹脂が挙げられる。
この絶縁性部材を１乃至１０μｍの厚さで導電性部材に被覆することにより、より高い印加電圧に対してもキャリア液の吐出を防止することができる。また、記録液の電気抵抗率が多少低下した場合であっても、キャリア液の吐出が防止できるとともに、電圧変調による記録ドットサイズの変調の安定化が改善できる。
【００９６】
上述した実施の形態の変形例として、図９に示したような記録ベルトを記録装置１に適用することが可能である。図９に示した記録ベルト１３０は、誘電性のフィルム状部材によって形成されている。
【００９７】
このフィルム状部材は、その表面に所定の密度で配置され、先端が先鋭化された導電性の突起１３１を有している。この記録ベルト１３０も同様に、突起１３１を有している表面側は、記録用紙Ｐに面し、この突起１３１間に記録液が保持される。一方、突起のない裏面側は、記録電極が当接される。表面側に保持されている記録液は、記録ベルト１３０の裏面に当接された記録電極により、電圧が印加される。
【００９８】
突起１３１は、記録電極から印加された電界を集束してその先端近傍で強めるように機能する。このため、記録液に含まれているトナー粒子を吐出させるのに必要な印加電圧を低く設定することが可能であり、低消費電力化が可能となる。
【００９９】
また、この記録ベルト１３０は、突起１３１により電界を集束できるので、比較的厚いフィルム状部材を用いて形成することも可能である。
また、上述した実施の形態の他の変形例として、図１０に示したような記録ベルトを上述した記録装置１に適用することも可能である。図１０に示した記録ベルト１４０は、誘電性フィルム状部材によって形成されている。
【０１００】
この記録ベルト１４０は、フィルム状部材の表裏を貫通して所定密度で配列された微小導電性突起１４１を有している。この突起１４１の一端は、記録ベルト１４０の表面側に突出し、先端が先鋭化されている。そして、記録液は、記録ベルト１４０の表面側で保持される。また、突起１４１の他端は、記録ベルト１４０の裏面側に突出している。そして、記録電極２７ｂは、記録ベルト１４０の裏面に当接される。
【０１０１】
裏面側に突出した導電性突起１４１の他端が記録電極に直接接触して導通されることにより、表面側に突出した導電性突起１４１の一端が電極として機能し、より強い電界を突起の一端側に形成することが可能である。従って、低い印加電圧で、記録液に含まれているトナー粒子を吐出させることが可能となる。また、コストの低減にも寄与する。
【０１０２】
このとき、導電性突起１４１の配置間隔は、図１０に示したように、記録電極２７ｂが少なくとも２つの導電性突起１４１に同時に接触可能なように選択される。
【０１０３】
なお、記録液に含まれるキャリア液の吐出を防止するために、図９及び図１０に示したような導電性の突起１３１及び１４１の表面が上述したような絶縁性部材によって被覆されてもよい。
【０１０４】
また、導電性突起１３１及び１４１は、所望する記録密度、ドットサイズなどに応じて所定の密度で配置することが可能である。
上述した実施の形態において、記録液支持手段として誘電性のフィルム状部材によって形成された記録ベルトを用いた例について説明したが、記録装置１は、図１１に示すように、複数のノズルと記録電極とが一体に形成された記録ヘッドを適用することも可能である。
【０１０５】
記録ヘッド１５０は、複数のノズル１５１を有すると共に、各ノズルの先端部に記録電極１５２が配設されている。記録ヘッド１５０の下端部は、記録液を収容可能に形成されたタンク１５３に連通されていると共に、タンク１５３に支持されている。各記録電極１５２は、上述したように、信号駆動用集積回路２７ｄにそれぞれ接続され、外部から入力された画像データに基づいて印加電圧が制御される。
【０１０６】
タンク１５３は、供給パイプ１５４及び回収パイプ１５５により、図１に示したような記録液収容部２２に連通され、記録液Ｌが循環可能なように接続されている。また、回収パイプ１５５は、上述した実施の形態と同様に、トナー規制電極１５６を有している。トナー規制電極１５６は、リング状の導電性部材によって形成され、タンク１５３と回収パイプ１５５とが接続されている回収パイプ１５５の接続部付近に設けられている。
【０１０７】
また、図示しないが、タンク１５３は、内部に収容している記録液のトナー濃度を検出する濃度センサを有している。
記録液収容部２２において所定濃度に調整された記録液は、供給パイプ１５４によりタンク１５３に供給される。タンク内に供給された記録液のトナー濃度は、濃度センサにより検出され、上述したように、濃度制御部において、トナー規制電極１５６に印加する電圧が制御される。そして、タンク１５３内の記録液が濃縮される。
【０１０８】
濃縮された記録液は、記録ヘッド１５０の複数のノズル１５１に保持される。この記録液は、ノズル先端部に設けられた記録電極１５２により所定の大きさの電圧が印加される。記録液に含まれ、所定の極性に帯電しているトナーは、記録電極１５２によって同一極性の電圧が印加されることにより記録液から凝集された状態で吐出する。なお、詳細な原理については、上述した通りである。
【０１０９】
図１２は、他の実施の形態を示す図である。
すなわち、記録ヘッド１６０は、誘電性部材によって平板状に形成された基板１６１、この基板上に平行に配列され、信号駆動用集積回路２７にそれぞれ接続された記録電極１６２、及びこの基板１６１及び記録電極１６２を包囲し、記録液を収容するタンクとして機能する部材１６３によって形成されている。
【０１１０】
この記録ヘッド１６０は、同様に、図示しない供給パイプ及び回収パイプにより記録液収容部に連通され、記録液が循環可能に接続されている。また、回収パイプには、トナー規制電極が設けられ、記録ヘッド１６０内に収容される記録液の濃度を制御できる。
【０１１１】
記録ヘッド１６０に収容された記録液は、濃縮された後、各記録電極１６２に画像データに対応した電圧を印加することにより、記録液に含まれているトナーが凝集された状態で記録液から吐出する。この原理については、既に述べた通りである。
【０１１２】
図１１及び図１２に示した実施の形態において、濃縮手段としてのトナー規制電極、及び濃度制御手段としての濃度制御部を備えたことにより、画像形成時は、タンク及びノズルまたはスリット孔に供給される記録液の濃度が濃縮され、また、非画像形成時は、記録液が希薄されるため、目詰まりが抑制できる。
【０１１３】
上述したように、この発明の記録装置によれば、従来のインクジェット記録方式が有していた種々の問題を解決することができる。
すなわち、記録液に含まれる固形成分としてのトナー粒子が主として吐出されることにより、画像が記録媒体に記録される。また、記録液に含まれる液体成分としてのキャリア液は、トナー粒子を凝集させる程度にトナー粒子と共に吐出されるのみである。従って、種々の記録媒体に対しても滲みやフェザリング等の画像不良を生じる虞がなく、記録画像の高画質化が可能となる。また、着色剤の種類に制約を受けることがないため、退色の少ない色の保存性が良好な記録画像を得ることができる。
【０１１４】
また、記録液は、濃度制御部により、記録液に含まれるキャリア液に対するトナー粒子の濃度が制御される。すなわち、画像形成時は、記録液を濃縮してトナー粒子の濃度を高めることにより、相対的に大きな画点の記録が可能となる。また、常にほぼ一定の濃度に維持されているため、記録された画像の濃度も一定に維持できる。一方、非画像形成時は、タンク内、及び記録ベルト等の記録液保持手段にトナー粒子が凝集したり、沈澱することを防止するため、タンク内のトナー粒子の濃度を安定な状態まで希薄化することにより、装置の信頼性を向上できる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、種々の媒体に対して滲みが発生することなく高画質な記録が可能なインクジェット方式の記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の記録装置の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した記録装置に備えられている記録ベルトの一例を概略的に示す平面図である。
【図３】図３の（ａ）は、図２に示した記録ベルトの一部を拡大した平面図であり、図３の（ｂ）は、この記録ベルトの断面図である。
【図４】図４は、図１に示した記録装置に備えられる記録ヘッドの一例を概略的に示す平面図である。
【図５】図５は、この発明の記録方法を説明するための図である。
【図６】図６は、この発明の記録装置に適用される記録ベルトの他の実施の形態を概略的に示す断面図である。
【図７】図７は、この発明の記録装置に適用される記録ベルトの他の実施の形態を概略的に示す断面図である。
【図８】図８は、この発明の記録装置に適用される記録ベルトの他の実施の形態を概略的に示す断面図である。
【図９】図９は、この発明の記録装置に適用される記録ベルトの他の実施の形態を概略的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、この発明の記録装置に適用される記録ベルトの他の実施の形態を概略的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、この発明の記録装置に適用されるノズル式の記録ヘッドの一例を概略的に示す斜視図である。
【図１２】図１２は、この発明の記録装置に適用されるスリット孔式の記録ヘッドの一例を概略的に示す一部斜視図である。
【図１３】図１３は、図１に示した記録装置に備えられているトナー規制電極を概略的に示す断面図である。
【図１４】図１４は、図１に示した記録装置に備えられているタンク及び記録液収容部のトナー濃度を制御する制御系を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、タンク内に収容された記録液のトナー濃度を制御するためのフローチャートである。
【図１６】図１６は、記録液収容部内に収容された記録液のトナー濃度を制御するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１…記録装置                ２…給紙部
３…搬送部                  ４…記録ユニット
５…装置本体              １１…用紙カセット
１５…搬送路                １６…導電性回転ドラム
２１…タンク                ２２…記録液収容部
２４…供給パイプ            ２５…回収パイプ
２６…記録ベルト          ２６ｂ…貫通孔
２７…記録ヘッド          ２７ｂ…記録電極
２７ｃ…信号入力ポート      ２７ｄ…信号駆動用集積回路
３０…トナー供給部          ３１…撹拌機
３２ａ…第１濃度センサ      ３２ｂ…第２濃度センサ
１５０…記録ヘッド          １５１…ノズル
１５２…記録電極            １５６…トナー規制電極
１６０…記録ヘッド          ２００…トナー規制電極
２０１…トナー規制電極駆動部２０２…濃度制御部
Ｌ…記録液                  Ｐ…記録用紙
Ｔ…トナー粒子
【図１】
0003667852.tif 000002
【図２】
0003667852.tif 000003
【図３】
0003667852.tif 000004
【図４】
0003667852.tif 000005
【図５】
0003667852.tif 000006
【図６】
0003667852.tif 000007
【図７】
0003667852.tif 000008
【図８】
0003667852.tif 000009
【図９】
0003667852.tif 000010
【図１０】
0003667852.tif 000011
【図１１】
0003667852.tif 000012
【図１２】
0003667852.tif 000013
【図１３】
0003667852.tif 000014
【図１４】
0003667852.tif 000015
【図１５】
0003667852.tif 000016
【図１６】
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