(57)【要約】【課題】インクの滲みを可及的に防止し、鮮明なドットを形成し、もって印字を高速化することのできる静電式インクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクタンクからプリントヘッドに供給するインクを濃度１０％以下のものにし、バイアス電圧源や信号電圧源によるバイアス電圧やパルス電圧の大きさを制御することにより、このインクを濃度１５％以上に濃縮するようにした。また、インクタンクからプリントヘッドに供給するインクとして、インクの導電率ｋと電荷量Ｑ／Ｍとが式（１）０．８×ｋ×１０６≦Ｑ／Ｍ≦３．５×ｋ×１０６　　・・・（１）の関係を有するインクを使用するようにした。【選択図】　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を経て供給される帯電されたインクを、吐出電極と外部電極との間に所定レベル以上の電位差をパルス的に印加することにより生じる電界により吐出電極から滴状にして記録媒体面に向けて吐出する静電式インクジェット記録装置において、
前記吐出電極と外部電極との間に前記所定レベル以上の電位差をパルス的に印加する期間を除く期間中、前記吐出電極と外部電極との間に前記所定レベルの電位差をバイアス電圧として供給するバイアス供給手段を備え、前記吐出電極に一時的に貯留されたインクを、このインクの導電性及び電荷量を含むインクの物性と前記所定レベルの電位差との関係に基づいて、所定の濃度まで濃縮するようにしたことを特徴とする静電式インクジェット記録装置。
【請求項２】
前記外部電極は、吐出電極と記録媒体面との間に介設された中間電極であることを特徴とする請求項１に記載の静電式インクジェット記録装置。
【請求項３】
前記インクの重量をＭ（ｇ），該インクの総電荷量Ｑ（Ｃ），導電率ｋ（Ｓ／ｃｍ）としたとき、電荷量（Ｑ／Ｍ）と導電率ｋとの関係が式（１）を満たすインクを前記吐出電極に供給することを特徴とする請求項１または２に記載の静電式インクジェット記録装置。
０．８×ｋ×１０６≦Ｑ／Ｍ≦３．５×ｋ×１０６　　・・・（１）
【請求項４】
前記吐出電極と外部電極との間への所定レベル以上の電位差をパルス的な印加を所定周期で行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の静電式インクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電したトナーが分散されているインクに電界を付与してクーロン力を作用させることにより、上記トナーを含むインク滴を記録紙に吐出させて印字を行う静電式インクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１１−３４３３８号公報には、プリントヘッドの先端周辺に電界を発生させてプリントヘッドの先端部に滞留するインクに静電気力を作用させることにより、上記インクを記録紙に向けて吐出させて印字を行う静電式インクジェット記録装置が記載されている。
【０００３】
この静電式インクジェット記録装置は、図９に示すように、一方向（図９では紙面に垂直な方向）に配列された複数のプリントヘッド１００と、プリントヘッド１００と記録紙Ｐのセット板１０１（アース板）との間に介設された中間電極１０２とを備えてなると共に、プリントヘッド１００とセット板１０１との間に電位差を与えて、プリントヘッド１００の周辺に電界を生じさせ、さらに中間電極１０２に電圧を印加してプリントヘッド１００と中間電極１０２との間により高い電位勾配を生じさせるようになっている。これにより、インクはより強電界によるクーロン力が作用されて、プリントヘッド１００の先端から記録紙Ｐに向けて吐出され、記録紙Ｐ上に印字を構成するドットが形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の記録装置において使用されるインクは、液体成分とトナーと呼ばれる固形成分とからなり、そのうち液体成分は、インク滴が記録紙に到達すると蒸発することとなる。しかしながら、液体成分の割合が大きい（トナーの濃度が小さい）場合、図８（ｂ）に示すように、インク滴が外方に拡散してドットが滲むこととなる。特に、液体成分が蒸発する前に、当該インク滴が、隣接するプリントヘッド１００から吐出された未乾燥のインク滴と記録紙上で接触したり、あるいは、蒸発前に同位置に連続してインク滴が吐出されたときは、ドットの滲みが顕著となる。したがって、ドットの滲みが発生しないようにするためには、記録紙に吐出するインクを高い濃度にすることが要求される。
【０００５】
ところが、ドットの滲みを防止するため吐出部に供給するインクを高濃度のものにすると、インクの粘度が比較的高いため、吐出部までのインクの循環液路中でトナーが沈殿したり、あるいは吐出部先端にてトナーが滞留し、後続のトナーが詰まる等の問題が発生することとなる。
【０００６】
また、ドットの滲みを防止するために、当該インク滴の液体成分が蒸発するまで、同一の又は隣接するプリントヘッド１００からのインク滴の吐出を待機させるように構成した場合には、ドット形成、延いては印字の高速化が図れないことになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、インクの滲みを可及的に防止し、鮮明なドットを形成し、もって印字を高速化することのできる静電式インクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、流路を経て供給される帯電されたインクを、吐出電極と外部電極との間に所定レベル以上の電位差をパルス的に印加することにより生じる電界により吐出電極から滴状にして記録媒体面に向けて吐出する静電式インクジェット記録装置において、前記吐出電極と外部電極との間に前記所定レベル以上の電位差をパルス的に印加する期間を除く期間中、前記吐出電極と外部電極との間に前記所定レベルの電位差をバイアス電圧として供給するバイアス供給手段を備え、前記吐出電極に一時的に貯留されたインクを、このインクの導電性及び電荷量を含むインクの物性と前記所定レベルの電位差との関係に基づいて、所定の濃度まで濃縮するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、吐出電極と外部電極との間に所定レベル以上の電位差をパルス的に印加することにより電界が生じ、この電界により、流路を経て供給される帯電されたインクが、吐出電極から滴状にして記録媒体面に向けて吐出される。
【００１０】
その場合に、吐出電極と外部電極との間に前記所定レベル以上の電位差をパルス的に印加する期間を除く期間中、前記吐出電極と外部電極との間に所定レベルの電位差をバイアス電圧として供給するバイアス供給手段を備え、前記吐出電極に一時的に貯留されたインクを、このインクの導電性及び電荷量を含むインクの物性と前記所定レベルの電位差との関係に基づいて、所定の濃度まで濃縮するようにしたので、前記所定の濃度より小さい濃度のインクを前記吐出電極に供給し、前記吐出電極から吐出されるインクを前記所定の濃度に濃縮することにより、流路におけるトナーの詰まり等を回避しつつ、ドットの滲みを防止することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の静電式インクジェット記録装置において、前記外部電極は、吐出電極と記録媒体面との間に介設された中間電極であることを特徴とするものである。この発明によれば、前記外部電極を、吐出電極と記録媒体面との間に介設された中間電極としたので、吐出電極周辺の電界が強くなり、吐出電極からのインク吐出の応答性や直進性が向上される。
【００１２】
その場合に、前記インクの重量をＭ（ｇ），該インクの総電荷量Ｑ（Ｃ），導電率ｋ（Ｓ／ｃｍ）としたとき、電荷量（Ｑ／Ｍ）と導電率ｋとの関係が式（１）
０．８×ｋ×１０６≦Ｑ／Ｍ≦３．５×ｋ×１０６　　・・・（１）
を満たすインクを前記吐出電極に供給する（請求項３）と、吐出電極又は中間電極の電圧や吐出電極の形状等に関わらず、インクの濃度を確実に上記所定の濃度に濃縮することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の静電式インクジェット記録装置において、前記吐出電極と外部電極との間への所定レベル以上の電位差をパルス的な印加を所定周期で行うことを特徴とするものである。この発明によれば、前記吐出電極と外部電極との間への所定レベル以上の電位差をパルス的な印加を所定周期で行うものにおいて、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明を採用することにより、液体成分が蒸発する前に、インク滴が隣接する吐出電極から吐出された未乾燥のインク滴と記録紙上で接触することによりドットの滲みが発生したり、あるいは、蒸発前に同位置に連続してインク滴が吐出されることによりドットの滲みが発生するのを防止することができるので、印字の高速化を実現することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る静電式インクジェット記録装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１５】
図１に示すように、静電式インクジェット記録装置１は、給紙部２、搬送部３、印字部４、排出部５及び制御部６を具備する。
【００１６】
給紙部２は、カセット２０内に積層された複数枚の記録紙Ｐを１枚ずつ給紙する給紙ローラ２１と、繰り出された記録紙Ｐをさばくさばきローラ対２２とを備える。記録紙Ｐは、図略のモータの駆動により昇降する昇降台２３に載置されており、図略のモータにより、最上位置の記録紙Ｐが昇降台２３を介して給紙ローラ２１に押し付けられる。これにより、給紙ローラ２１の回転時に、給紙ローラ２１と最上位置の記録紙Ｐとの間に摩擦力が作用し、記録紙Ｐがカセット２０から繰り出される。なお、昇降台２３を上方に付勢するものとして、上記のモータの代わりに、バネ等の付勢手段を用いてもよい。
【００１７】
搬送部３は、給紙部２の下流側に設けられ、駆動ローラ３１と従動ローラ３２間に掛け渡された無端の搬送ベルト３３と、上流側で搬送ベルト３３に押圧接触して従動する搬入ローラ３４とを備える。駆動ローラ３１の回転により搬送ベルト３３上に搬入された記録紙Ｐは、搬送ベルト３３上を下流側に一定速度で搬送され、その搬送中に印字部４により印字される。搬送ベルト３３は、対向電極として機能し、接地されている。
【００１８】
印字部４は、記録紙の搬送経路方向に沿って配設された印字ユニット４１〜４３からなる。印字ユニット４１は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の各色に対応したものであり、印字ユニット４１〜４３は同一構造を有する。
【００１９】
排出部５は、搬送部３から搬出された記録紙Ｐを排紙する排紙ローラ対５１と、この排紙ローラ対５１により排出された記録紙Ｐが載置される排紙トレイ５２とからなる。
【００２０】
制御部６は、静電式インクジェット記録装置１の全体動作を制御するもので、給紙動作制御、駆動ローラ３１による記録紙Ｐの一定速度での搬送動作制御、搬送中における印字ユニット４１〜４３の順次のインク吐出動作制御等を行う。印字ユニット４１〜４３には、図略の画像記憶部から各色の画像データが１ラインごとに順次搬送速度を考慮した周期で出力されるようになっており、且つ、各色の画像データは、制御部６により印字ユニット４１〜４３の配置距離に相当する時間だけずらして出力される。
【００２１】
図２は、印字ユニット４１〜４３の主要部の構成図である。なお、上述したように印字ユニット４１〜４３は同一構造を有するので、印字ユニット４１について説明する。
【００２２】
印字ユニット４１は、帯電したインク滴Ｑを吐出させるプリントヘッド４１１と、このプリントヘッド４１１と対向電極（搬送ベルト）３３間に配設され、インク滴Ｑを通過させる空隙４１２ａを有する中間電極４１２と、プリントヘッド４１１と中間電極４１２との間に電位差を付与する第１電圧源１０と、中間電極４１２と対向電極３３間に電位差を付与する第２電圧源１３とを具備する。なお、ここでは、インク滴Ｑは正帯電しているものとする。
【００２３】
第１電圧源１０は、中間電極４１２を基準としてプリントヘッド４１１に所定のバイアス電圧Ｅ１１を印加するバイアス電圧源１１と、中間電極４１２を基準として各プリントヘッド４１１に、画像信号を構成する１ラインの画素信号に対応する電圧（以下、パルス電圧という）Ｅ１２を個々に印加するパルス発生手段としてのパルス発生部１２とを直列接続して構成されている。バイアス電圧源１１は、例えば電源電圧Ｅ１１が３００Ｖであり、パルス発生部１２は、例えば、電源電圧Ｅ１２が２００Ｖである。第２電圧源１３は、対向電極３３を基準として中間電極４１２に所定のバイアス電圧Ｅ２を印加するバイアス電圧源であって例えば電源電圧が５００Ｖである。また、ここでは、中間電極４１２を基準としたプリントヘッド４１１の電位のプリントヘッド４１１からインクが吐出する閾値ＥＳＨは、４００Ｖであるものとする。本実施形態では、バイアス電圧源１１と第２電圧源１３とでバイアス供給手段が構成されている。
【００２４】
図３は、インク吐出部分の構造を示す斜視図、図４は、インク吐出部分の構造を示す側面図である。
【００２５】
プリントヘッド４１１は、図３に示すように、ヘッド本体４１１ａにライン状に所定ピッチで配列形成された複数のヘッド部４１１ｂを有し、ヘッド部４１１ｂは、ジルコニアなどのセラミックや高分子材料等の絶縁性を有する材質からなる先端が三角形状の構造とされている。インク滴Ｑは、ヘッド部４１１ｂの周面に形成された先端部を経由する図略の液路を毛細管現象を利用して先端に導くように構成されている。図略のインクタンクからヘッド部４１１ｂの先端部に供給された帯電したインク滴Ｑは、第１電圧源１０によって形成される電界により吐出される。その場合に、インク滴Ｑがプリントヘッド４１１から吐出されるために、所定強度以上の電界を所定時間以上継続して印加する。また、電界が強い程、電界発生後、インク滴Ｑがプリントヘッド４１１から吐出を開始するまでに要する時間が短くなり応答性が向上する。なお、ヘッド部４１１ｂから吐出されたインク滴Ｑが記録紙に到達すると、記録紙にドットが形成される。
【００２６】
中間電極４１２は、プリントヘッド４１１からのインク吐出の応答性を向上する目的で、ヘッド部４１１ｂの先端から対向電極３３の電極面までのインク吐出領域を挟んで両側（図２〜図４では上下）に配設されている。すなわち、プリントヘッド４１１と中間電極４１２間の間隔を、中間電極４１２と対向電極３３間の間隔より狭くなるように中間電極４１２が配設され、プリントヘッド４１１と中間電極４１２間の電位差を、中間電極４１２と対向電極３３間の電位差と同程度（例えば５００Ｖ）とすることにより、プリントヘッド４１１と対向電極３３間の電位差が一定（例えば１０００Ｖ）の条件の下で、プリントヘッド４１１と中間電極４１２間の電界を強くするものである。
【００２７】
中間電極４１２のプリントヘッド４１１に対向する面には、間隙近傍での電界の集中が生じて、中間電極４１２とプリントヘッド４１１間でリークが発生するのを抑制するためにテーパ４１２ｂが形成されている。プリントヘッド４１１のインク吐出位置近傍での電界が強くなるように、テーパ４１２ｂは、プリントヘッド４１１の傾斜よりも緩やかに形成されており、プリントヘッド４１１と中間電極４１２間の距離がプリントヘッド４１１のインク吐出位置近傍で最小となるように構成されている。
【００２８】
対向電極３３は、一方の面に記録紙Ｐがセットされて、中間電極４１２と記録紙Ｐ間の間隔を一定に保持するとともに、接地されていてプリントヘッド４１１に対向する電極として機能する。
【００２９】
図５は、画像信号と中間電極４１２を基準としたプリントヘッド４１１の電位との関係を表わす説明図である。（ａ）は、中間電極４１２を基準としたプリントヘッド４１１の電位の主走査方向の変化であり、（ｂ）は、画像信号の主走査方向の変化である。すなわち、（ａ）と（ｂ）との横軸は、共に主走査方向位置であり、（ａ）の縦軸は、中間電極４１２を基準としたプリントヘッド４１１の電位であり、（ｂ）の縦軸は、画像信号である。中間電極４１２を基準としたプリントヘッド４１１の電位は、バイアス電圧源１１によるバイアス電圧（３００Ｖ）とパルス発生部１２による画像信号に対応するパルス電圧（０Ｖ又は２００Ｖ）が加算された電位となっている。また、中間電極４１２を基準としたプリントヘッド４１１の電位のプリントヘッド４１１からインク滴Ｑが吐出する閾値ＥＳＨは、４００Ｖであるため、前記電位が４００Ｖ以上の場合にインク滴Ｑが記録紙Ｐに到達することになる。
【００３０】
次に、本静電式インクジェット記録装置において使用されるインクについて説明する。
【００３１】
本静電式インクジェット記録装置において使用されるインクは、液体成分と固形成分とからなる。液体成分は、例えば炭化水素等からなる分散媒と呼ばれる物質を主成分とするもので、インクの９０％以上の重量を占めている。
【００３２】
一方、固形成分は、トナーと呼ばれる固形粒子を構成する樹脂（アクリルやエポキシなど）と、顔料（銅フタロシアニンやカーボンブラックなど）との混合物を主成分とするもので、インクの５〜８％の重量を占めている。
【００３３】
さらに、インクには、例えば金属石鹸等からなる帯電制御剤が２〜３％（重量）の割合で含有されている。帯電制御剤は、分散媒に溶解して該分散媒に電荷を付与したり、あるいはトナー粒子に結合して存在しトナーに電荷を付与することによりトナーを上記分散媒中に分散させたり、電界によるクーロン力をトナー粒子に作用させたりするための物質である。したがって、分散媒中に溶解している帯電制御剤の量が多くなると、インクの導電率が高くなる。トナー粒子に結合する帯電制御剤の量が多くなると、インクの電荷量が高くなる。本実施形態では、後述するように、インクの吐出性を向上させるために、インクの導電率及び電荷量が好適な値に設定されている。
【００３４】
このように、インク中のトナー粒子は帯電制御剤により帯電しているため、バイアス電圧源１１によりバイアス電圧が印加されると、主にトナー粒子がヘッド部４１１ｂの先端側に向かって移動する（電気泳動現象が発生する）一方、分散媒の表面張力によりトナー粒子が液面で保持されることにより、ヘッド部４１１ｂに滞留するインクにおけるトナーの割合が増加し、すなわちインクの濃縮が生じる。本静電式インクジェット記録装置では、図略のインクタンクからプリントヘッド４１１に供給するインクを濃度１０％以下のものにし、このインクを濃度１５％ないしはそれ以上に濃縮するようにしている。このように、インクタンクからプリントヘッド４１１に供給するインクとして濃度１０％以下のものを使用するのは、濃度１０％以上のインクを使用すると、プリントヘッド４１１までのインクの循環液路中でトナーが沈殿したり、あるいはヘッド部４１１ｂでトナーが滞留し、後続のトナーが詰まるという状態が発生し易くなるからである。また、濃度１５％以上に濃縮するのは、それ以下の濃度（例えば、濃度が１０％以下）の場合、分散媒の割合が多いためインク滴Ｑが記録紙に到達すると該インク滴Ｑが外方に拡散してドットが滲み、画像の劣化が生じる一方、インクの濃度が１５％以上のときには、鮮明なドットが形成されるからである。
【００３５】
そして、パルス発生部１２によりパルス電圧が印加されると、ヘッド部４１１ｂに滞留する濃縮されたインクがさらに濃縮されることにより、この濃縮されたインクに作用するクーロン力が上記表面張力より大きくなるため、インク滴Ｑが記録紙に向かって飛翔する。その際、液体成分である分散媒には帯電制御剤が溶解しており、分散媒にもクーロン力が作用することから、飛翔するインク滴Ｑには、トナーだけでなく分散媒も含まれる。インクの濃度は、インクに作用するクーロン力の大きさに応じて変化することから、インクの濃度は、バイアス電圧及びパルス電圧の大きさに応じて調整される。また、パルス電圧の印加時間を制御することにより、インクの吐出量が調整される。
【００３６】
図６は、ヘッド部４１１ｂ近傍に生じる電界の一態様を示すものである。図６において、ＥＶＬは等電位線を示す。等電位線ＥＶＬの間隔は電界の強さを意味しており、等電位線ＥＶＬの間隔が狭い程、電界は強い。
【００３７】
プリントヘッド４１１と中間電極４１２との間には、パルス電圧の印加前では、電位差３００Ｖによる電界が発生し、印加時には、電位差５００Ｖによる電界、すなわちパルス電圧印加前に比べて強電界が発生する（電位勾配が大きくなる）。つまり、図６がパルス電圧印加前の電界を示すものとすると、パルス電圧印加時には、プリントヘッド４１１と中間電極４１２との間の等電位線ＥＶＬの間隔は図６に示すものより狭くなる。インク滴Ｑは、パルス発生部１２に画像信号に対応する電圧（２００Ｖ）が印加されたときに、プリントヘッド４１１から記録紙Ｐに向かって吐出される。
【００３８】
吐出されたインク滴Ｑは、第１電圧源１０により印加されるプリントヘッド４１１と中間電極４１２間の電位差によって発生する電界からのクーロン力を受けて加速される。中間電極４１２に飛翔したインク滴Ｑは、中間電極４１２に形成されている空隙４１２ａを通過する。中間電極４１２を通過したインク滴Ｑは、第２電圧源１３により付与される中間電極４１２と記録紙Ｐ間の電位差によって発生する電界からのクーロン力を受けて加速されて記録紙Ｐに到達する。
【００３９】
プリントヘッド４１１と中間電極４１２との間隔が、中間電極４１２と対向電極４との間隔より狭くなるように中間電極４１２が配設され、プリントヘッド４１１と中間電極４１２間の電位差が、中間電極４１２と対向電極３３間の電位差と同程度（例えば５００Ｖ）とされているため、プリントヘッド４１１と中間電極４１２間の空間における等電位線ＥＶＬの間隔は、中間電極４１２と対向電極３３間の空間における等電位線ＥＶＬの間隔よりも狭くなる。
【００４０】
中間電極４１２のテーパ４１２ｂがプリントヘッド４１１の傾斜よりも緩やかに形成され、プリントヘッド４１１と中間電極４１２間の距離がプリントヘッド４１１のインク吐出位置近傍で最小となるように構成されているので、プリントヘッド４１１のインク吐出位置近傍で、等電位線ＥＶＬの間隔が最も狭くなる。
【００４１】
プリントヘッド４１１と中間電極４１２とは、対称線ＣＬについて線対称となるように配設されているため、両者の間の電界も対称線ＣＬについて線対称となっており、かつ、インク吐出位置近傍で、電界の強度が最大となっている。そのため、インク吐出位置から吐出されたインク滴Ｑは、対称線ＣＬに沿って対向電極３３に向かって直進する。これにより、印字ユニット４１の取付けの向きに関わらず、インク滴Ｑに作用する重力等によりインク滴Ｑの吐出位置がほとんど影響を受けることなくインク滴Ｑを適切な位置に付着させることができる。
【００４２】
次に、インクの導電率及び電荷量とインクの吐出性との関係について説明する。
【００４３】
バイアス電圧（Ｅ１１＋Ｅ２）を印加すると（パルス電圧Ｅ１２を加えた際も含む）、インク、特にトナー粒子にクーロン力が作用することにより、ヘッド部４１１ｂにおいてインクの濃縮が行われる旨前述したが、この濃縮の度合いはインクの導電率及び電荷量に応じて変化する。すなわち、インクの導電率が高い（分散媒中に溶解している帯電制御剤の量が多い、すなわちトナーの電荷量が小さい）場合、分散媒に比較的大きなクーロン力が作用することにより比較的多量の分散媒がヘッド部４１１ｂに移動するため、第１電圧源１０によって印加電圧（バイアス電圧Ｅ１１とパルス電圧Ｅ１２）を印加しても、ヘッド部４１１ｂに滞留するインクは、トナーの比率（濃度）がそれほど上昇しない。したがって、インクの導電率を過剰に高くすると、バイアス電圧源１１やパルス発生部１２による印加電圧を高くしても、濃縮不足のままインク滴が吐出し、記録紙上でインクが滲み、ドットが鮮明に形成されないこととなる。
【００４４】
逆に、インクの導電率が低い（トナー粒子に結合している帯電制御剤の量が多い、すなわちトナーの電荷量が大きい）場合には濃縮が促進され、ヘッド部４１１ｂに滞留するインクにおけるトナーの比率が高くなる。したがって、インクの導電率を過剰に低くすると、バイアス電圧源１１やパルス発生部１２による印加電圧を小さくしても、トナー粒子に大きなクーロン力が作用するためインクの過剰な濃縮が生じ、ヘッド部４１１ｂにおいてトナーが滞留したり固化することによりインクの循環液路中での目詰まりが生じる等の現象が生じ、インクを吐出することが不可能な状態となる。
【００４５】
このように、インクの導電率や電荷量の値によっては、インクの濃度を所定値（本実施形態では１５％）に濃縮できない場合がある。
【００４６】
そこで、本実施形態では、インクの物性を次のように設定している。
【００４７】
本静電式インクジェット記録装置に用いられるインクは、インクの重量をＭ（ｇ），該インクの総電荷量Ｑ（Ｃ），インクの導電率ｋ（Ｓ／ｃｍ）としたとき、図略のインクタンクからプリントヘッド４１１に供給するインクの導電率ｋ、及び電荷量Ｑ／Ｍを次式（１），（２）
Ｑ／Ｍ≧１５０×１０−６（Ｃ／ｇ）　　…（１）
１００×１０−１２（Ｓ／ｃｍ）≦ｋ
≦１５００×１０−１２（Ｓ／ｃｍ）　　…（２）
を満たす範囲にそれぞれ設定している。
【００４８】
また、インクの導電率ｋ及び電荷量Ｑ／Ｍを上記式（１），（２）を満たす範囲でそれぞれ数値を任意に設定してインクの吐出性について調べた。その結果を図７に示す。
【００４９】
図７は、トナーの電荷量Ｑ／Ｍ（Ｃ／ｇ）を横軸、インクの導電率ｋ（Ｓ／ｃｍ）を縦軸としてインクの吐出性を示したものである。
【００５０】
図７に示すように、矢印Ａの領域は、トナーの電荷量が不足しており、バイアス電圧源１１やパルス発生部１２による印加電圧を大きくしても、ヘッド部４１１ｂからインク滴Ｑが飛翔しない領域である。矢印Ｂの領域は、電荷量Ｑ／Ｍが導電率ｋに対して相対的に大きくインクがヘッド部４１１ｂにおいて過剰に濃縮されることにより、トナーの詰まり等が生じ、ヘッド部４１１ｂからインク滴Ｑが飛翔しない領域である。矢印Ｃの領域は、導電率ｋが大きく、すなわち分散媒に溶解している帯電制御剤の量が多いため、バイアス電圧源Ｅ１やパルス発生部１２による印加電圧によりトナー粒子だけでなく分散媒にも大きなクーロン力が作用してトナー粒子とともに分散媒もヘッド部４１１ｂに比較的多量に移動することにより、ヘッド部４１１ｂにおけるインクの濃縮が不足する結果、ドットが鮮明に形成されない領域である。
【００５１】
一方、矢印Ｄの領域は、トナーの詰まり等が生じることなくドットが鮮明に形成された。この矢印Ｄの領域は、
０．８×ｋ×１０６≦Ｑ／Ｍ≦３．５×ｋ×１０６　　…（３）
で表される。
【００５２】
上記式（３）の範囲のうち、インクの導電率ｋと電荷量Ｑ／Ｍとが、特に
Ｑ／Ｍ＝１．８×ｋ×１０６　　…（４）
で表される関係を有するインクが最も好ましいが、バイアス電圧源１１やパルス発生部１２による印加電圧の大きさやプリントヘッド４１１の形状等を変化させた場合であっても式（３）を満たすインクであれば、インクの濃度を１５％以上に濃縮することができる。
【００５３】
そして、プリントヘッド４１１に供給するインクを濃度１０％以下で、かつ上記式（１）〜（３）を満たすものを使用し、バイアス電圧やパルス電圧の大きさを制御して、このインクを濃度１５％以上に濃縮するようにしたことにより、図８（ａ）に示すように、鮮明なドットが得られることが確認された。
【００５４】
以上のように、本実施形態では、インクタンクからプリントヘッド４１１に供給するインクを濃度１０％以下のものにし、インクの導電性ｋ及び電荷量Ｑ／Ｍを含むインクの物性と、バイアス電圧源１１やパルス発生部１２によるバイアス電圧やパルス電圧の大きさとの関係に基づいて、プリントヘッド４１１からインクを吐出する際にこのインクを濃度１５％以上に濃縮するようにしたので、トナーの詰まり等を回避しながらドットの滲みを可及的に防止することができ、その結果、印字の高速化を実現することができる。
【００５５】
特に、インクの導電率ｋと電荷量Ｑ／Ｍとが式（３）の関係を有するインクを使用するようにしたことにより、バイアス電圧やパルス電圧の大きさやプリントヘッド４１１の形状等の如何に関わらず、ヘッド部４１１ｂにおいて確実にインクを濃度１５％以上に濃縮することができる。
【００５６】
本発明は、上記実施形態に限らず、次の変形形態（１）〜（７）が採用可能である。
【００５７】
（１）上記実施形態では、ヘッド部４１１ｂにおいてインクを濃度１５％以上としたが、この濃度についての閾値は適宜変更してもよい。
【００５８】
（２）上記実施形態においては、インクの電荷量Ｑ／Ｍを１５０×１０−６（Ｃ／ｇ）以上としたが、２００×１０−６（Ｃ／ｇ）以上に設定するとより好ましい。
【００５９】
（３）トナー粒子の平均粒子径を１．０×１０−６（ｍ）以下にすると、より小さなドットを形成できるとともに、循環液路中でのトナーの沈殿等が生じにくくなる。
【００６０】
（４）インクの粘度を、３（ｍＰａ・ｓ）以下に設定すると、循環液路中でのトナーの沈殿等がほとんど生じることなく、スムーズにインクを循環することができる。
【００６１】
（５）トナー粒子は、正帯電させる方が好ましい。分散媒を構成する炭化水素は、マイナスに帯電しやすく、トナー粒子をマイナスに帯電するように電界を付与すると、トナー粒子と炭化水素が同極に帯電したときに、両者間に反発力が生じ、インクがプリントヘッド４１１から飛散しやすく、記録紙が汚れるからである。
【００６２】
（６）インクの吐出性を向上する等のために対向電極を設けるのが好ましい形態であるが、必ずしも設ける必要はない。すなわち、上記実施形態では、搬送ベルト３３を接地することで、この搬送ベルト３３を対向電極として機能させているが、搬送ベルト３３を接地しなくてもよい。
【００６３】
（７）プリントヘッド４１１と中間電極４１２との間隔が、中間電極４１２と搬送ベルト３３との間隔より大きい静電式インクジェット記録装置にも本発明は採用可能である。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、吐出電極と外部電極との間に前記所定レベル以上の電位差をパルス的に印加する期間を除く期間中、前記吐出電極と外部電極との間に所定レベルの電位差をバイアス電圧として供給するバイアス供給手段を備え、前記吐出電極に一時的に貯留されたインクを、このインクの導電性及び電荷量を含むインクの物性と前記所定レベルの電位差との関係に基づいて、所定の濃度まで濃縮するようにしたので、前記所定の濃度より小さい濃度のインクを前記吐出電極に供給し、前記吐出電極から吐出されるインクを前記所定の濃度に濃縮することにより、流路におけるトナーの詰まり等を回避しつつ、ドットの滲みを防止することができる。
【００６５】
請求項２に記載の発明によれば、外部電極として、吐出電極と記録媒体面との間に介設された中間電極としたので、吐出電極周辺の電界が強くなり、吐出電極からのインク吐出の応答性や直進性を向上することができる。
【００６６】
請求項３に記載の発明のよれば、インクの重量をＭ（ｇ），該インクの総電荷量Ｑ（Ｃ），導電率ｋ（Ｓ／ｃｍ）としたとき、電荷量（Ｑ／Ｍ）と導電率ｋとの関係が式（１）
０．８×ｋ×１０６≦Ｑ／Ｍ≦３．５×ｋ×１０６　　・・・（１）
を満たすインクを前記吐出電極に供給するようにしたので、吐出電極又は中間電極の電圧や吐出電極の形状等に関わらず、インクの濃度を確実に上記所定の閾値より大きな濃度に濃縮することができる。
【００６７】
請求項４に記載の発明によれば、前記吐出電極と外部電極との間への所定レベル以上の電位差をパルス的な印加を所定周期で行うものにおいて、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明を採用したので、液体成分が蒸発する前に、インク滴が隣接する吐出電極から吐出された未乾燥のインク滴と記録紙上で接触することによりドットの滲みが発生したり、あるいは、蒸発前に同位置に連続してインク滴が吐出されることによりドットの滲みが発生するのを防止することができ、その結果、印字の高速化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る静電式インクジェット記録装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】印字ユニットの主要部の構成図である。
【図３】インク吐出部分の構造を示す斜視図である。
【図４】インク吐出部分の構造を示す側面図である。
【図５】画像信号と中間電極を基準としたプリントヘッドの電位との関係を表わす説明図である。
【図６】ヘッド部近傍に生じる電界の一態様を示す図である。
【図７】トナーの電荷量Ｑ／Ｍ（Ｃ／ｇ）を横軸、インクの導電率ｋ（Ｓ／ｃｍ）を縦軸としてインクの吐出性を示した図である。
【図８】（ａ）本発明に係る静電式インクジェット記録装置よるドットの形成状態を示す図、（ｂ）は（ａ）従来の静電式インクジェット記録装置よるドットの形成状態を示す図である。
【図９】従来の静電式インクジェット記録装置におけるインク吐出部の説明図である。
【符号の説明】
１０　　第１電圧源
１１　　バイアス電圧源（バイアス供給手段）
１２　　パルス発生部
１３　　第２電圧源（バイアス供給手段）
４１１　プリントヘッド
４１１ｂ　　ヘッド部
４１２　　中間電極
【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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