(57)【要約】【課題】インク循環装置の構造を簡易化してコスト低減及び装置サイズの縮小を可能にし、かつ、吐出部へのインクの供給を安定して行うことのできるインクジェット式記録装置及びインク循環方法を提供する。【解決手段】溶媒中に着色粒子が分散されたインクを格納するインクタンクと、入力信号に応じてインクを吐出する吐出ヘッドと、インクタンク内のインクを吐出ヘッドに供給するためのポンプと、インクタンク内のインクを吐出ヘッドに供給するための、インクタンクからポンプを経て吐出ヘッドに至るインク供給系と、吐出ヘッドからインクタンクにインクを回収するための、吐出ヘッドからインクタンクに至るインク回収系とを有し、インクタンク、インク供給系及びインク回収系を密閉構造とすることにより、上記課題を解決する。【選択図】図６
2004230652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒中に着色粒子が分散されたインクを格納するインクタンクと、
入力信号に応じてインクを吐出する吐出ヘッドと、
前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するためのポンプと、
前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するための、前記インクタンクから前記ポンプを経て前記吐出ヘッドに至るインク供給系と、
前記吐出ヘッドから前記インクタンクにインクを回収するための、前記吐出ヘッドから前記インクタンクに至るインク回収系とを有し、
前記インクタンク、前記インク供給系及び前記インク回収系を密閉構造としたことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２】
さらに、前記インク供給系の前記ポンプと前記吐出ヘッドとの間に、前記ポンプによって送られたインクの流動を抑制する制圧器を有する請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
さらに、前記インクタンク内のインク量を検出する検出器と、
インク補充時のみ前記インクタンクに連通し、前記検出器によって検出されたインク量に応じて前記インクタンク内にインクを補充するインク補充手段とを有する請求項１または２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
溶媒中に着色粒子が分散されたインクを格納するインクタンクと、
入力信号に応じてインクを吐出する吐出ヘッドと、
前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するためのポンプと、
前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するための、前記インクタンクから前記ポンプを経て前記吐出ヘッドに至るインク供給系と、
前記吐出ヘッドから前記インクタンクにインクを回収するための、前記吐出ヘッドから前記インクタンクに至るインク回収系とを有し、
前記インクタンク、前記インク供給系及び前記インク回収系を密閉構造としたインクジェット式記録装置におけるインク循環方法であって、
ポンプによって前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給すると共に、前記インクタンク内に発生する負圧力によって前記吐出ヘッドからインクを引き出すことにより、インクを前記吐出ヘッドと前記インクタンクの間で循環させることを特徴とするインク循環方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット方式によって画像記録媒体に画像を記録するインクジェット式記録装置及びインクジェット式記録装置におけるインク循環方法の技術分野に属し、詳しくは、インク吐出部へのインク供給を簡易な構造で安定して行うインクジェット式記録装置及びインク循環方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電吐出型インクジェット記録方式は、帯電した顔料などの着色粒子を含むインクを用い、画像データに応じて、インクジェット吐出ヘッドの吐出電極に所定の電圧を印加することにより、静電力を利用してインクの吐出を行い、画像データに対応した画像を記録媒体上に記録する方式である。静電吐出型インクジェット記録方式では、インクタンクと吐出ヘッドの間でインクを循環させて、常に所定量の着色粒子が分散されたインクが吐出ヘッドを満たすようにして、安定したインク吐出及び吐出したインクによる画像記録を行う。このような静電吐出型インクジェット記録方式を用いた記録装置として、例えば特許文献１または特許文献２に開示されたインクジェット式記録装置が知られている。
【０００３】
図７は、特許文献１に開示されたインクジェット式記録装置における、インク循環装置の構成を表す。図７に示すインク循環装置１００は、インク吐出部１０２、インク吐出部１０２に供給するインクが貯留される流量調整室１０４、インク吐出部１０２からのインクが回収されるインクタンク１０６、これら各部をつなぐ配管１０８、インク中の混入物を除去するフィルタ１１０、インク流量を調整する電磁弁１１２、インクタンク１０６から流量調整室１０４へインクを汲み出すポンプ１１４ａ、補給用インクタンク１１６及びインク補給用のポンプ１１４ｂを有する。
流量調整室１０４はそのインク液面がインク吐出部１０２よりｈ１だけ高い位置になるように配置され、インクタンク１０６はそのインク液面がインク吐出部１０２よりｈ２だけ低い位置になるように配置される。インク循環装置１００は、これらの配置位置の高低差によって生じる圧力でインクの吐出ヘッドへの供給及び回収を行うものである。
【０００４】
このように、流量調整室１０４とインク吐出部１０２、及び、インク吐出部１０２とインクタンク１０６の高低差によってインクを供給及び回収する方法によれば、インク吐出部１０２への安定した圧力でのインクの供給が可能となり、インク吐出量が安定するので、安定した高画質な画像を記録できるとされている。
【０００５】
図８及び図９は、特許文献２に開示されたインクジェット式記録装置におけるインク循環装置の構成を表す。
図８に示すインク循環装置１２０は、吐出ヘッド１２２と、インクタンク１２４と、ポンプ１２６ａ及び１２６ｂと、インク濃度制御手段１２８とを有し、インクタンク１２４内部には、攪拌手段１３０及びインク温度管理手段１３２を有する。また、インク循環装置１２０は、吐出ヘッド及びインク流路のクリーニングを行うためのクリーニング液タンク１３４と、廃液タンク１３６、流路を切り替えるための弁１３８、流路を開閉するための弁１３９、吐出ヘッド１２２から漏出したクリーニング液を受ける受け皿１４０を有する。インク循環装置１２０は、インクジェット記録時には、ポンプ１２６ａによってインクタンク１２４から吐出ヘッド１２２へインクを供給し、ポンプ１２６ｂによって吐出ヘッド１２２からインクタンク１２４へインクを回収する。
【０００６】
図９に示すインク循環装置１５０は、図８のインク循環装置１２０に、さらに静水圧タンク１５２を加えたものである。また、受け皿１４０は有さず、静水圧タンク１５２のオーバーフロー分がインクタンク１２４または廃液タンク１３６へ回収されるように流路が設けられている。インク循環装置１５０は、静水圧タンク１５２を上下させることで吐出ヘッド１２２に与えるインク静圧を調節するもので、吐出ヘッド１２２に与えられる液圧がポンプ１２６ａの影響で脈動するのを避けられるとされている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されるインク循環装置では、主たるインクタンクのほかに供給されるインクの流量調整用タンクが必要である。また、それぞれのタンクに貯留されるインク液面が常に一定になるように、それぞれのタンクについてインク量の検出とインクの補充を行う必要がある。これらは、使用するインク色毎に設けられるため、カラー記録用の記録装置の場合には特に、装置の構造が複雑になり、装置サイズも大きくなる。さらに、この方法では、インクの種類、印刷速度等の変更により必要なインク圧力が変わった場合には、その都度各タンクとインク吐出部の高低差を調整する必要があり、また、装置の振動等の影響で流量調整用タンク内のインクが揺動してしまい、インク圧力が変動し易いという問題もあった。
【０００８】
また、特許文献２に開示されるインク循環装置では、吐出ヘッドへのインクの供給及び回収をそれぞれポンプで行うため、各色のインク循環装置につきポンプが２つずつとなり、装置サイズを増大させるという問題がある。また、ポンプで汲み出したインクが直接吐出ヘッドに供給される形態（図８）では、ポンプの送液量が脈動すると、吐出ヘッドに供給されるインクの圧力が脈動してしまい、それを避けるために静水圧タンクを設けた形態（図９）では、さらに装置が複雑かつ大きくなるという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２１９５８０号公報
【特許文献２】
特開２００２−１９８９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、インク循環装置の構造を簡易化してコスト低減及び装置サイズの縮小を可能にし、かつ、吐出部へのインクの供給を安定して行うことのできるインクジェット式記録装置及びインク循環方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、溶媒中に着色粒子が分散されたインクを格納するインクタンクと、入力信号に応じてインクを吐出する吐出ヘッドと、前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するためのポンプと、前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するための、前記インクタンクから前記ポンプを経て前記吐出ヘッドに至るインク供給系と、前記吐出ヘッドから前記インクタンクにインクを回収するための、前記吐出ヘッドから前記インクタンクに至るインク回収系とを有し、前記インクタンク、前記インク供給系及び前記インク回収系を密閉構造としたことを特徴とするインクジェット式記録装置を提供するものである。
【００１２】
ここで、さらに、前記インク供給系の前記ポンプと前記吐出ヘッドとの間に、前記ポンプによって送られたインクの流動を抑制する制圧器を有するのが好ましい。
【００１３】
また、さらに、前記インクタンク内のインク量を検出する検出器と、インク補充時のみ前記インクタンクに連通し、前記検出器によって検出されたインク量に応じて前記インクタンク内にインクを補充するインク補充手段とを有するのが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、溶媒中に着色粒子が分散されたインクを格納するインクタンクと、入力信号に応じてインクを吐出する吐出ヘッドと、前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するためのポンプと、前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給するための、前記インクタンクから前記ポンプを経て前記吐出ヘッドに至るインク供給系と、前記吐出ヘッドから前記インクタンクにインクを回収するための、前記吐出ヘッドから前記インクタンクに至るインク回収系とを有し、前記インクタンク、前記インク供給系及び前記インク回収系を密閉構造としたインクジェット式記録装置におけるインク循環方法であって、ポンプによって前記インクタンク内のインクを前記吐出ヘッドに供給すると共に、前記インクタンク内に発生する負圧力によって前記吐出ヘッドからインクを引き出すことにより、インクを前記吐出ヘッドと前記インクタンクの間で循環させることを特徴とするインク循環方法を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインクジェット式記録装置及びインク循環方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１６】
図１に、本発明のインクジェット式記録装置の一実施例の概略構成を示す。
図１に示すインクジェットプリンタ１０は、記録媒体Ｐの搬送手段として、フィードローラ１２、ガイド１４、ローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、搬送ベルト１８、搬送ベルト位置検知手段１９、静電吸着手段２０、除電手段２２、剥離手段２４、定着・搬送手段２６及びガイド２８を有し、画像記録手段として、吐出ヘッド３０、インク循環系３２及びヘッドドライバ３４、記録媒体位置検出手段３６及び記録位置制御手段３８を有し、さらに、溶媒回収手段として、排出ファン４０及び溶媒回収装置４２を有し、これらの構成要素を内包する筐体１１を備える。
インクジェットプリンタ１０は、搬送手段で搬送される記録媒体Ｐに対して、入力された画像データに応じてインクジェットを吐出して画像を記録する。
【００１７】
まず、インクジェットプリンタ１０における、記録媒体Ｐの搬送手段について説明する。
フィードローラ１２は、筐体１１の側面に設けられた搬入口１１ａに隣接して設けられ、図示されないストッカから記録媒体Ｐを筐体１１内に設けられた搬送ベルト１８（ローラ１６ａに支持される部分）に送り込む１対のローラからなる。ガイド１４は、フィードローラ対１２と搬送ベルト１８を支持するローラ１６ａとの間に設けられ、記録媒体Ｐを搬送ベルト１８に案内する。
フィードローラ１２の近傍には、記録媒体Ｐに付着した埃や紙粉等を除去する除去手段を設けるのが好ましい。除去手段には、公知の吸引除去、吹き飛ばし除去、静電除去等の非接触法や、ブラシ、ローラー等による接触法によるものの１つあるいは複数を組み合わせて使用すればよい。また、フィードローラ１２を微粘着ローラで構成し、さらにフィードローラ１２のクリーナを設けて、フィードローラ１２による記録媒体Ｐのフィード時に埃・紙粉等の除去を行っても良い。
【００１８】
ローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、搬送ベルト１８を張架して移動させるものであり、ローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃのうち少なくとも１つは、図示されない駆動源と連結されている。
【００１９】
搬送ベルト１８は、寸法安定性に優れ、耐久性を有する材料で形成される。例えば、金属、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、その他の樹脂及びそれらの複合体が用いられる。
本実施例においては、記録媒体Ｐの搬送ベルト１８上での保持及び剥離を静電手段を用いて行うので、搬送ベルト１８はローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃと接する側（裏面）に導電性を有する構成としている。具体的には、搬送ベルト１８は金属ベルトにフッ素樹脂コートを行ったものである。また、搬送ベルト１８の裏面（金属面）はローラ１６ａを介して接地されている。
なお、搬送ベルト１８としてはこれ以外にも、金属ベルトに上記のいずれかの樹脂材料でコーティングする方法、接着材等で樹脂シートと金属ベルトを張り合わせる方法、上記の樹脂から成るベルトの裏面に金属蒸着する方法等、各種の方法により作製された、金属層を有するベルトが好適に使用される。
また、搬送ベルト１８の記録媒体Ｐに接する表面は平滑であるのが好ましく、これにより、記録媒体Ｐの良好な吸着性が得られる。
【００２０】
搬送ベルト位置検知手段１９は、搬送ベルト１８の幅方向の位置を検知するもので、フォトセンサ等の公知の検知手段が用いられる。
【００２１】
搬送ベルト１８は公知の方法により蛇行が抑制される。蛇行抑制の方法としては、例えば、ローラ１６ｃをテンションローラとし、搬送ベルト位置検知手段１９の出力に応じて、ローラ１６ｃの軸をローラ１６ａ及びローラ１６ｂの軸に対して傾けることにより、搬送ベルトの幅方向の両端でテンションを変えて蛇行を抑制する方法が用いられる。また、ローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃをテーパ形やクラウン形、あるいはその他の形状とすることで、蛇行を抑制してもよい。
【００２２】
静電吸着手段２０は、記録媒体Ｐを静電力により搬送ベルト１８に吸着させて保持すると共に、画像記録のために記録媒体Ｐを帯電させるものである。
本実施例においては、静電吸着手段２０は、記録媒体Ｐを帯電させるスコロトロン帯電器２０ａと、スコロトロン帯電器２０ａに接続される負の高圧電源２０ｂとを有する。記録媒体Ｐは、負の高圧電源２０ｂに接続されたスコロトロン帯電器２０ａにより、負の高電圧に帯電され、搬送ベルト１８の絶縁層に静電吸着される。なお、静電吸着手段としては、スコロトロンの他にも、コロトロン、固体チャージャ、放電針等、種々の方法が利用でき、また導電性ローラも好適に使用される。
【００２３】
静電力によって記録媒体Ｐが浮き上がりの無い状態で搬送ベルト１８に静電吸着された後、搬送ベルト１８を駆動しながら、記録媒体Ｐ表面を均一帯電する。記録媒体Ｐを帯電する際の搬送ベルト１８の搬送速度は、安定に帯電できる範囲であれば良く、画像記録時の搬送速度と同じでも良いし、異なっていても良い。また、記録媒体Ｐを複数回周回させることによって、同一の記録媒体Ｐに静電吸着手段を複数回作用させ、均一帯電を行っても良い。
なお、本実施例では、静電吸着手段２０で記録媒体Ｐの静電吸着及び帯電を行っているが、静電吸着手段２０とは別に帯電手段を設けてもよい。
【００２４】
静電吸着手段２０によって帯電された記録媒体Ｐは、搬送ベルト１８によって吐出ヘッド部まで搬送され、記録信号電圧を印加することにより静電インクジェット画像記録がなされる。この際、搬送ベルト１８の加熱手段を設け、記録媒体温度を高めることで、吐出ヘッド３０から吐出されたインク液滴の印刷媒体上での速やかな定着を促進することができ、滲みをより一層抑制して画質の向上を図ることができる。吐出ヘッド３０による画像記録方法は後に詳述する。
【００２５】
画像が記録された記録媒体Ｐは除電手段２２により除電され、剥離手段２４により搬送ベルト１８より剥離されて定着・搬送手段２６へ搬送される。
本実施例において、除電手段２２は、コロトロン除電器２２ａと、交流電源２２ｂと、直流高圧電源２２ｃとを有し、直流高圧電源２２ｃの他方の端子は、接地されている。図示例の除電手段２２は、コロトロン除電器２２ａ及び交流（ＡＣ）電源２２ｂを用いる、いわゆるＡＣコロトロン除電器を使用しているが、これ以外にも、例えばスコロトロン除電器、固体チャージャ、放電針等の種々の手段や方法などが利用でき、また、上述の静電吸着手段２０のように、導電性ローラや導電性プラテンを用いる構成も好適に使用される。また、剥離手段２４としては、剥離用ブレード、逆回転ローラ、エアナイフ等公知の技術が利用可能である。
【００２６】
搬送ベルト１８から剥離された記録媒体Ｐは、定着・搬送手段２６に送られ、記録された画像が定着される。定着・搬送手段２６としては、加熱したロールによって搬送しつつ定着させるヒートロールが用いられる。
また、定着方法としては、これ以外にも、加熱定着、フラッシュ露光定着などの公知の手段が使用できる。
加熱定着としては、上述のヒートロール定着以外に、赤外線またはハロゲンランプやキセノンフラッシュランプ照射、あるいはヒーターを利用した熱風定着が一般的である。また記録媒体Ｐとして、コート紙やラミネート紙を用いた場合には、急激な温度上昇により紙内部の水分が急激に蒸発し紙表面に凹凸が発生する、ブリスターと呼ばれる現象が生じるため、これを防止するために、複数の定着器を配置し、紙が徐々に昇温するように、各定着器の電力供給及び記録媒体Ｐまでの距離の一方または両方を変えるのが好ましい。
またキセノンランプ等を使用してのフラッシュ定着は、電子写真トナーの定着法として公知であり、定着を短時間に行えるという利点がある。
【００２７】
なお、少なくとも吐出ヘッド３０からの油性インクによる画像記録から、定着・搬送手段２６による定着までの行程では、記録媒体Ｐに記録された画像面には何も接触しないように保たれることが望ましい。
定着・搬送手段２６における定着の際の記録媒体Ｐの移動速度には、特に制限は無く、画像記録時の搬送ベルト１８による搬送速度と同じであっても良いし、異なっても良い。画像記録時の搬送速度と異なる場合には、定着・搬送手段２６の直前に記録媒体の速度バッファを設けるのも好ましい。
【００２８】
画像が定着された記録媒体Ｐは、ガイド２８に案内されて図示されない排紙ストッカーに排紙される。
【００２９】
次に、インクジェットプリンタ１０における画像記録手段について説明する。上述したように、インクジェットプリンタ１０の画像記録手段は、インクジェットを吐出する吐出ヘッド３０、吐出ヘッド３０にインクを供給及び回収するインク循環系３２、図示されないコンピュータ、ＲＩＰ（Ｒａｓｔｅｒ  Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  ）等の外部機器からの出力により吐出ヘッド３０を駆動するヘッドドライバ３４、記録媒体Ｐにおける画像記録位置を決定するために記録媒体Ｐを検出する記録媒体位置検出手段３６、及び吐出ヘッド３０の位置を制御する記録位置制御手段３８により構成される。
【００３０】
図２は、吐出ヘッド３０及び記録位置制御手段３８と、その周辺の記録媒体Ｐの搬送手段を模式的に示す斜視図である。
吐出ヘッド３０は、フルカラー画像の記録を行うためのシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色の吐出ヘッド３０ａを有し、ヘッドドライバ３４からの信号に従って、インク循環系３２によって供給されるインクを吐出して、搬送ベルト１８によって所定速度で搬送されている記録媒体Ｐに画像を記録する。各色の吐出ヘッド３０ａは、搬送ベルト１８の搬送方向に配列されている。
吐出ヘッド３０としては、各色につき複数のノズルが所定の間隔で記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向（幅方向）あるいは平行する方向（搬送方向）に配列されたマルチチャンネルヘッド、または各色のノズルが記録媒体Ｐの幅方向全域に配列されたフルラインヘッドが使用できる。
【００３１】
吐出ヘッド３０としてマルチチャンネルヘッドを用いた場合には、搬送ベルト１８が記録媒体Ｐを保持した状態で複数回回転することにより、記録媒体Ｐが吐出ヘッド３０部を複数回通過して主走査を行うとともに、吐出ヘッド３０が搬送ベルト１８の幅方向に副走査することによって、記録媒体Ｐ全面に画像が記録される。また、吐出ヘッド３０を搬送ベルト１８の幅方向に主走査し、それに合わせて記録媒体Ｐを副走査して画像記録を行ってもよい。吐出ヘッド３０の走査方法は、吐出ヘッド３０のノズル密度と描画解像力の関係、インターレースの方法等により選択されればよい。
また、吐出ヘッド３０としてフルラインヘッドを用いた場合には、搬送ベルト１８が記録媒体Ｐを保持した状態で吐出ヘッド３０部を通過し、記録媒体Ｐに１度の主走査を行うのみで、副走査することなく記録媒体Ｐ全面に画像が記録される。
以下では、吐出ヘッド３０をマルチチャンネルヘッドとした場合について説明する。
【００３２】
吐出ヘッド３０の各色の吐出ヘッド３０ａとして用いることのできるインクジェットヘッドは、公知の種々のインクジェット方式の各種の形態のものが利用可能であるが、特に、インク中の着色粒子を濃縮し、主に、記録媒体あるいは記録媒体の背面の対向電極からの静電吸引力により、濃縮された着色粒子を含むインク液滴を記録媒体Ｐ上に付着させる形態の静電吐出型インクジェット方式のヘッド、いわゆる静電式インクジェットヘッドが、好適に使用される。
静電式インクジェットヘッドは、画像データに応じて、インクジェットヘッドの吐出電極に所定の電圧を印加することにより、吐出電極との間で所定のバイアス電位に保持された記録媒体あるいは記録媒体の背面の対向電極に対して、静電力を利用してインクを吐出させ、画像データに対応した画像を記録媒体上に記録するためのものである。
【００３３】
このように、帯電した着色粒子を含むインクの吐出を静電力により制御する方式の静電式インクジェットヘッドを適用する吐出ヘッド３０ａの具体的なヘッド構造を図３〜図５に示す。
図３は、インクジェットプリンタ１０に使用されるの吐出ヘッド３０の各色の吐出ヘッド３０ａの一実施形態の概略構成を示す模式的部分斜視図であり、図４（ａ）は、図３に示す吐出ヘッド３０ａの一部を示す模式的断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶ−ＩＶ線切断面図であり、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、それぞれ図４（ｂ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線及びＣ−Ｃ線矢視図（貫通孔部分を除く）である。
【００３４】
これらの図に示す吐出ヘッド３０ａは、２層電極構造の吐出電極を持つ静電式インクジェットであって、例えば正に帯電された顔料等の着色粒子（例えば、トナー等の微粒子成分）を含むインクＱを、静電力により吐出させて、画像データに応じた画像を記録媒体Ｐ上に記録するものであり、ヘッド基板７０と、インクガイド７２と、絶縁性基板７４と、吐出電極を構成する第１駆動電極７６及び第２駆動電極７８と、浮遊導電板８０とを備えている。吐出ヘッド３０ａは、対向電極となる記録媒体Ｐを支持する搬送ベルト１８と対向するように配置されている。
【００３５】
図示例の吐出ヘッド３０ａにおいて、吐出電極は、絶縁性基板７４を挟むように、図中上面に配置される第１駆動電極７６と下面に配置される第２駆動電極７８との２層電極構造としている。
図示例の吐出ヘッド３０ａは、さらに、第２駆動電極７８の下方（下面）を覆う絶縁層８６ａと、第１駆動電極７６の上方（上面）を覆う絶縁層８６ｂと、第１駆動電極７６の上方に絶縁層８６ｂを介して配置されるシート状のガード電極８４と、ガード電極８４の上面を覆う絶縁層８６ｃとを備えている。
【００３６】
図示例の吐出ヘッド３０ａにおいては、インクガイド７２は、突状先端部分７２ａを持つ所定厚みの絶縁性樹脂製平板からなり、個別電極毎にヘッド基板７０の上に配置されている。また、絶縁層８６ａ、  絶縁性基板７４、絶縁層８６ｂ及び８６ｃの積層体には、インクガイド７２の配置に対応する位置に貫通孔８８が開孔されている。この貫通孔８８には、  絶縁層８６ａ側からインクガイド７２が挿入され、  インクガイド７２の先端部分７２ａは、絶縁層８６ｃから突出している。なお、インクガイド７２の先端部分７２ａには、インクＱの供給及びインクＱ内の帯電着色粒子成分の先端部分７２ａへの濃縮を促進するために、インク案内溝となる切り欠きを図中上下方向に形成しても良い。
【００３７】
なお、インクガイド７２の先端部分７２ａは、記録媒体Ｐ（搬送ベルト１８）側へ向かうに従って次第に細く略三角形（ないしは台形）に成形されている。また、インクガイド７２の、インクＱが吐出される先端部分（最先端部）７２ａには、金属が蒸着されているのが好ましい。インクガイド７２の先端部分７２ａの金属蒸着はされていなくても良いが、この金属蒸着により、インクガイド７２の先端部分７２ａの誘電率が実質的に無限大となり、強電界を生じさせやすくできるという効果があるので、金属蒸着を行うのが好ましい。なお、インクガイド７２の形状は、インクＱ、特に、インクＱ内の帯電着色粒子成分を絶縁性基板７４の貫通孔８８を通って先端部分７２ａで濃縮させることができれば、特に、制限的ではなく、例えば、先端部分７２ａは、突状でなくても良いなど適宜変更してもよく、従来公知の形状とすることができる。
【００３８】
ヘッド基板７０と絶縁層８６ａとは、所定間隔離間して配置されており、両者の間には、インクガイド７２にインクＱを供給するためのインクリザーバ（インク室）として機能するインク流路９０が形成されている。なお、インク流路９０内のインクＱは、第１駆動電極７６及び第２駆動電極７８に印加される電圧と同極性に帯電した微粒子成分を含み、記録時には、インク循環機構（例えば、図１のインク循環系３２参照）によって、所定方向、図示例ではインク流路９０内を右側から左側へ向かって所定の速度（例えば、２００ｍｍ／ｓのインク流）で循環される。以下、インク中の着色粒子が正帯電している場合を例にとって説明を行う。
【００３９】
第１駆動電極７６及び第２駆動電極７８は、図３に示すように、絶縁性基板７４に開孔された貫通孔８８の周囲を囲むように、絶縁性基板７４の図中上側、すなわち記録媒体Ｐ側の表面に、個別電極毎にリング状に、すなわち円形電極として配置されている。なお、第１駆動電極７６及び第２駆動電極７８の電極形状は、円形電極に限定されず、略円形であっても、分割円形電極であっても、平行電極または略平行電極であっても良い。一部がこのような第１駆動電極７６及び第２駆動電極７８は、２層電極構造に構成され、マトリクス状に配置される。ここで、行方向（例えば、主走査方向）に配置された複数の第１駆動電極７６は相互に接続され、列方向（例えば、副走査方向）に配置された複数の第２駆動電極７８は相互に接続される。
【００４０】
ここで、一つの第１駆動電極７６の行を高電圧レベルまたはフローティング（ハイインピーダンス）状態とし、一つの第２駆動電極７８の列を高電圧レベルとして、一つの行と一つの列とをともにオン状態にすることにより、両者（行と列）が交差する１つの個別電極をオン状態にして、この個別電極からのインクの吐出を行うことができる。なお、この時、これらの第１及び第２駆動電極７６及び７８の一方が接地レベルの場合にはインクは吐出しない。このように、マトリクス状に配置される第１駆動電極７６及び第２駆動電極７８をマトリックス駆動することができる。従って、第１及び第２駆動電極７６及び７８を駆動するドライバ（図１では参照符号３４で示す）の数を大幅に減らすことができ、ドライバの構成をコンパクトにし、その実装面積を削減することができる。
【００４１】
一方、インクガイド７２と対向する位置には、インク中の帯電した着色粒子と極性が反対となる電圧に帯電された記録媒体Ｐが、搬送ベルト１８に保持されて配置される。上述したように、本実施例においては、記録媒体Ｐは負の高電圧に帯電されている。また、搬送ベルト１８の記録媒体Ｐを保持する面は絶縁性のフッ素樹脂面であり、裏面は導電性の金属面であり、この金属面が導電性ローラ１６ａを介して接地されている（図１参照）。
【００４２】
浮遊導電板８０は、インク流路９０の下方に配置され、電気的に絶縁状態（ハイインピーダンス状態）となっている。図示例では、ヘッド基板７０の内部に配置されている。
この浮遊導電板８０は、画像の記録時に、個別電極に印加された電圧値に応じて、誘起された誘導電圧が発生し、インク流路９０内のインクＱにおいて、その微粒子成分を絶縁性基板７４側へ泳動させて濃縮させるためのものである。従って、浮遊導電板８０は、インク流路９０よりもヘッド基板７０側に配置される必要がある。また、浮遊導電板８０は、個別電極の位置よりもインク流路９０の上流側に配置される方が好ましい。この浮遊導電板８０により、インク流路９０内の上層の帯電着色粒子の濃度を高めるため、絶縁性基板７４の貫通孔８８を通過するインクＱ内の帯電着色粒子の濃度を所定濃度に高めることができ、インクガイド７２の先端部分７２ａに濃縮させて、インク液滴として吐出させるインクＱ内の帯電着色粒子の濃度を所定濃度に安定させることができる。
【００４３】
以上のように構成される２層電極構造の吐出電極を持つ本実施形態の吐出ヘッド３０ａにおいては、例えば、第２駆動電極７８に、常時、所定の電圧、例えば６００Ｖを印加し、第１駆動電極７６を、画像データに応じて接地状態（オフ状態）とハイインピーダンス状態（オン状態）とに切り換えることにより、それぞれ第２駆動電極７８に印加される高電圧レベルと同極性に帯電した顔料等の着色粒子を含むインクＱ（インク液滴Ｒ）の吐出／非吐出を制御することができる。すなわち、吐出ヘッド３０ａでは、第１駆動電極７６が接地レベルの状態（オフ状態）では、インクガイド７２の先端部分７２ａ近傍の電界強度が低く、インクＱはインクガイド７２の先端部分７２ａからは飛び出さず、第１駆動電極７６がハイインピーダンス状態（オン状態）になると、インクガイド７２の先端部分７２ａ近傍の電界強度が高くなり、インクガイド７２の先端部分７２ａに濃縮したインクＱは反発力によって先端部分７２ａから飛び出す。この際、条件によっては更に濃縮が進むことがある。
【００４４】
このような２層電極構造においては、第１駆動電極をハイインピーダンス状態と接地レベルとの間でスイッチングすることができるので、スイッチングのために大電力を消費しない。従って、本実施形態によれば、高精細かつ高速性が要求されるインクジェットヘッドにおいても、消費電力を大幅に削減することができる。
【００４５】
なお、第１駆動電極７６を、画像データに応じて、接地レベル（オフ状態）と高電圧レベル（オン状態）との間でスイッチングさせて、吐出／非吐出を制御してもよい。本実施形態の吐出ヘッド３０ａでは、第１駆動電極７６または第２駆動電極７８の一方が接地レベルの場合にはインクが吐出せず、第１駆動電極７６がハイインピーダンス状態または高電圧レベルで、かつ第２駆動電極７８が高電圧レベルの場合にだけインクが吐出する。
【００４６】
また、本実施形態では、画像信号に応じて、第１及び第２駆動電極７６及び７８にパルス電圧を印加し、両電極ともに高電圧レベルとなった時に、インク吐出を行うようにしても良い。
なお、第１駆動電極７６または第２駆動電極７８のどちらかで、または、両方で、インク吐出／非吐出の制御を行うかは特に制限的ではないが、第１駆動電極７６または第２駆動電極７８の一方が接地レベルの場合には、インクＱが吐出せず、第１駆動電極７６がハイインピーダンス状態または高電圧レベルで、かつ第２駆動電極７８が高電圧レベルの場合にだけインクＱが吐出するようにするのが良い。
【００４７】
また、記録媒体Ｐを例えば−１．６ｋＶに帯電し、第１駆動電極７６および第２駆動電極７８の何れか一方または両方が負の高電圧（例えば−６００Ｖ）の時にはインクが吐出せず、第１駆動電極７６および第２駆動電極７８の両方が接地レベル（０Ｖ）の場合にだけインクが吐出するようにしても良い。
【００４８】
また、本実施形態によれば、個別電極を２次元的に配置し、マトリクス駆動するため、行方向の複数の個別電極を駆動する行ドライバ及び列方向の複数の個別電極を駆動する列ドライバの個数を大幅に削減することができる。従って、本実施形態によれば、２次元配列される個別電極の駆動回路の実装面積及び消費電力を大幅に削減することができる。また、本実施形態によれば、各個別電極間を比較的余裕をもって配置することができるため、各個別電極間での放電の危険性を極めて低減することができ、高密度実装と高電圧を安全に両立させることができる。
【００４９】
なお、上述した静電吐出型吐出ヘッド３０ａのように、第１及び第２駆動電極７６及び７８からなる２層電極構造の吐出電極を用いるものでは、個別電極を高密度に配置すると、隣接する個別電極間に電界干渉が生じることがある。このため、本実施形態のように、隣接するインクガイド７２への電気力線を遮蔽するために、隣接する個別電極の第１駆動電極７６間に、ガード電極８４を設けるのが好ましい。
【００５０】
ガード電極８４は、隣接する個別電極の第１駆動電極７６の間に配置され、隣接する個別電極の吐出部となるインクガイド７２の間に生じる電界干渉を抑制するためのものである。図５（ａ）に示すように、ガード電極８４は、金属板などの各個別電極に共通なシート状の電極であり、２次元的に配列されている各個別電極毎の貫通孔８８の周囲に形成された第１駆動電極７６に相当する部分が穿孔されている（図４（ａ）及び（ｂ）参照）。なお、本実施形態において、ガード電極８４を設ける理由は、個別電極を高密度に配置すると、隣接する個別電極の電界の状態によって自分自身の個別電極の発生する電界が影響を受け、ドットサイズ及びドットの描画位置が乱れ、記録品質に悪影響を及ぼす場合があるからである。
【００５１】
ところで、ガード電極８４の図中上側には、貫通孔８８を除いて絶縁層８６ｃによって覆われ、ガード電極８４と第１駆動電極７６との間には、絶縁層８６ｂが介在し、両電極８４と７６とを絶縁している。すなわち、ガード電極８４は、絶縁層８６ｃと絶縁層８６ｂとの間に配置され、第１駆動電極７６は、絶縁層８６ｂと絶縁性基板７４との間に配置される。
すなわち、図５（ｂ）に示すように、絶縁性基板７４の上面には、従って、絶縁層８６ｂと絶縁性基板７４との間（図４（ａ）及び（ｂ）参照）には、各個別電極毎の貫通孔８８の周囲に形成された第１駆動電極７６が２次元的に配列されており、列方向の複数の第１駆動電極７６が相互に接続されている。
【００５２】
また、図５（ｃ）に示すように、絶縁層８６ａの上面には、従って、絶縁性基板７４の下面には、すなわち、絶縁層８６ａと絶縁性基板７４との間には（図４（ａ）及び（ｂ）参照）、各個別電極毎の貫通孔８８の周囲に形成された第２駆動電極７８が２次元的に配列されており、行方向の複数の第２駆動電極７８が相互に接続されている。
また、本実施形態において、各個別電極の吐出電極（駆動電極）、例えば第１及び第２駆動電極７６及び７８からのインク流路９０方向への反発電界を遮蔽するために、第１及び第２駆動電極７６及び７８の流路側にシールド電極を設置しても良い。
【００５３】
さらに、本実施形態の吐出ヘッド３０ａにおいては、インク流路９０の底面を構成すると共に、第１駆動電極７６及び第２吐出電極７８に印加されたパルス状の吐出電圧によって定常的に生じる誘導電圧により、インク流路９０内の正に帯電したインク粒子（荷電粒子、すなわち帯電微粒子成分）を上方へ向けて（すなわち記録媒体Ｐ側に向けて）泳動させる浮遊導電板８０が設けられている。また、浮遊導電板８０の表面には、電気絶縁性である被覆膜（図示せず）が形成されており、インクへの電荷注入等によりインクの物性や成分が不安定化することを防止する。絶縁性被覆膜の電気抵抗は、１０１２Ω・ｃｍ以上が望ましく、より望ましくは１０１３Ω・ｃｍ以上である。また、絶縁性被覆膜は、インクに対して耐腐食性であることが望ましく、これにより浮遊導電板８０がインクに腐食されることが防止される。また、浮遊導電板８０は、下方から絶縁部材で覆われており、このような構成により、浮遊導電板８０は、完全に電気的絶縁浮遊にされている。
浮遊導電板８０は、ヘッドの１ユニットにつき１個以上である（例えば、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４つのヘッドがあった場合、浮遊導電板数は最低各１個づつ有し、ＣとＭのヘッドユニット間で共通の浮遊導電板とすることはない）。
【００５４】
上述した実施形態においては、第１及び第２駆動電極７６及び７８として、個別電極毎に円形電極等を設け、それぞれ行及び列方向に接続しているが、本発明はこれに限定されず、全ての個別電極を独立にして、個々に駆動するようにしても良いし、第１及び第２駆動電極７６及び７８の一方を全ての個別電極に共通のシート状電極（貫通孔８８部分は穿孔されている）としても良い。
また、上記実施形態においては、吐出電極を第１及び第２駆動電極７６及び７８の２層電極構造としているが、本発明はこれに限定されず、単層電極構造の吐出電極としても良い。単層吐出電極は、絶縁性基板７４のどちらの表面に配置させても良いが、記録媒体Ｐ側に設けるのが好ましい。
【００５５】
次に、インク循環系３２について説明する。
インク循環系３２は、吐出ヘッド３０にインクを供給し、かつ、吐出ヘッド３０からインクを回収するものである。図６に、吐出ヘッド３０のうちの１色の吐出ヘッド３０ａと、吐出ヘッド３０ａにインクの供給及び回収を行うインク循環系３２の構成を示す。
図６に示されるインク循環系３２は、インクタンク５０、フィルタ５２、ポンプ５４、インク濃度検出器５６、アキュムレータ５８及び５９、配インク管系６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、液面レベル検出器６２、高濃度インクタンク６４、低濃度インクタンク６６及びバルブ６８ａ，６８ｂを有する。
【００５６】
インクタンク５０は、画像記録用のインクを貯留する密閉構造の容器である。インクタンク５０には、所定量のインクが格納されている。また、インクタンク５０には、インク供給用管系６０ａ、インク回収用管系６０ｂ、及びインク補充用管系６０ｃが挿入されている。インク供給用管系６０ａの挿入管端部は、空気等を取り込むことなくインクを送り出すために、インクタンク５０内のインク中に位置するように配置され、またインク回収用管系６０ｂ及びインク補充用管系６０ｃの挿入管端部は、インクが逆流することなくインクを排出できるように、インクタンク５０内のインク液面より上部に位置するように配置される。
【００５７】
インク供給用管系６０ａは、フィルタ５２を経てポンプ５４に接続されており、ポンプ５４によってインクタンク５０から汲み出されたインクが、フィルタ５２を通過することで異物を除去され、インク濃度検出器５６、アキュムレータ５８を経て吐出ヘッド３０ａへと送られる。
【００５８】
インク濃度検出器５６は、通過するインクの濃度を測定する。インク濃度検出器５６は、光学検出器、電導度測定器、粘度測定器等の検出器のいずれか１つまたは２つ以上組み合わせたもので、光学的検出、電導度測定、粘度測定などの物性測定により、インクの濃度を検出する。インク濃度検出器５６による検出結果は、高濃度インクタンク６４及び低濃度インクタンク６６のバルブ６８ａ，６８ｂを開閉する図示されない制御部に送られ、後述する液面レベル検出器６２による検出結果とからインク補充量が決定されて、高濃度インクタンク６４及び低濃度インクタンク６６の一方または両方から、適宜、インクがインクタンク５０に補充される。これにより、インク循環系３２を循環するインクの濃度が適正範囲に保たれる。
なお、インク濃度の管理は、インク濃度検出器５６によって行う方法には限定されず、吐出ヘッド３０ａ（吐出ヘッド３０）による画像記録枚数やインク循環系３２内の滞留時間、インクの循環頻度等を管理することにより、インクタンク５０へのインクの補充を行ってもよい。
【００５９】
アキュムレータ５８は、ポンプ５４で汲み出されたインクが、ポンプ５４の影響で脈動するのを押さえる制圧器としての機能を有する。ポンプ５４によって送られたインクがアキュムレータ５８を通過することによって、吐出ヘッド３０ａへは、一定圧力のインクが安定して送られるため、吐出ヘッド３０ａにおいて、安定した高画質の画像記録が可能となる。また、アキュムレータ５８を吐出ヘッド３０ａの近傍に設けることにより、装置全体の振動の影響も最小限に抑えることができる。さらに、吐出ヘッド３０ａの下流側の近傍にはアキュムレータ５９を配置するのが好ましい。これにより、インクの変動を一層小さくすることができる。
【００６０】
上述したように、インクタンク５０は密閉構造の容器となっているため、ポンプ５４によってインクタンク５０からインクが汲み出されると、インクタンク５０内は負圧になる。後述する高濃度インクタンク６４及び低濃度インクタンク６６は、インク補充時以外はバルブ６８ａ，６８ｂで閉じられているため、インクタンク５０の負圧力はインク回収用管系６０ｂ内のインクや空気等を吸引する。
インク回収用管系６０ｂのもう一方の端部は吐出ヘッド３０ａ（吐出ヘッド７０）のインク流路９０（図４（ａ）及び（ｂ）参照）に接続されているので、これにより、吐出ヘッド３０ａのインクがインク回収用管系６０ｂからインクタンク５０へ回収される。
【００６１】
ここで、インクタンク５０に生じる負圧力によって回収されるインクの量は、ポンプ５４によって送り出され、吐出ヘッド３０ａに供給されるインクの量を上回ることはないので、吐出ヘッド３０ａに安定したインクメニスカスを形成でき、記録時のインク擦れ等の不良を生じることがなく、装置構成及び制御も非常に簡易なものとすることができる。
【００６２】
また、インクジェット吐出開始時、すなわちインク循環開始時には、上述したようにインクガイド７２（図４（ａ）及び（ｂ）参照）の先端にメニスカスを形成する必要があるが、本発明のインク循環系３２によれば、ポンプ５４の起動によってインクの循環が開始され、ポンプ５４側のインク供給用管系６０ａからインクが供給されると共に、インク回収用管系６０ｂからインク流路９０内が吸引されるので、インクが吐出ヘッド７０の貫通孔８８等の開放部から外部に多量に流れ出すことなく、インク流路９０内が迅速にインクで満たされ、インクの流動エネルギー及び毛細管現象によって、インクガイド７２の先端部にメニスカスが自動的に形成される、すなわち自動インキングアップされる。このため、メニスカスを形成するためのポンプ等の装置構成を備える必要が無く、メニスカス形成のための作業も不要である。
【００６３】
なお、インク循環開始時には、インク供給用管系６０ａ及びインク回収用管系６０ｂ内の空気及びインクガイド７２の近傍から引き込まれる大気がインクタンク５０に回収され、インクタンク５０内の圧力が大気圧に近づく。インクがインク循環系３２に充満する前にインクタンク５０が大気圧に達すると、インク流路９０を吸引する負圧力が不充分になり、速やかなメニスカスの形成ができなくなる場合がある。そのため、インク循環開始前のインクタンク５０の圧力は、インク供給用管系６０ａ及びインク回収用管系６０ｂから回収される空気及びインクガイド７２近傍から取り込む大気を考慮し、インクがインク循環系３２を満たすまでインクタンク５０の負圧力を保てるように設定するのが好ましい。
【００６４】
液面レベル検出器６２は、インクタンク５０内部に備えられ、インクタンク５０内のインク量を検出する。液面レベル検出器６２による検出結果は、高濃度インクタンク６４及び低濃度インクタンク６６のバルブ６８ａ，６８ｂを開閉する図示されない制御部に送られ、前述したように、インク濃度検出器５６の濃度検出結果と合わせてインク補充量が決定されて、高濃度インクタンク６４及び低濃度インクタンク６６の一方または両方から、インクタンク５０にインクが補充される。これにより、インク循環系３２を循環するインクの濃度が適正範囲に保たれると共に、インクタンク５０内のインク量が一定レベルに保たれる。
【００６５】
上述のように、本発明のインクジェットプリンタ１０におけるインク循環系３２は、インクタンク５０、インク供給用管系６０ａ及びインク回収用管系６０ｂを密閉状態にすることで、ポンプ５４による吐出ヘッド３０ａへのインクの供給によって生じるインクタンク５０内の負圧力で、吐出ヘッド３０ａからインクを回収するものであるが、このようにインクタンク５０を密閉容器とすることにより、インクタンク５０、インク供給用管系６０ａ及びインク回収用管系６０ｂ内のインク溶媒の蒸発を抑制することができるため、インク物性の劣化が少なく、インク寿命が長期化するという利点もある。
【００６６】
なお、インクタンク５０には、インクの固形成分の沈殿・凝集を抑制するための攪拌装置や、インクの温度変化を抑制するためのインク温度管理装置が備えられるのが好ましい。環境温度の変化等によりインク温度が変化すると、インクの物性が変化してドット径が変化し、高画質な画像が安定して形成できない可能性があるからである。
攪拌装置としては回転羽、超音波振動子、循環ポンプ等が使用できる。
インクの温度制御装置としてはインクタンク５０、吐出ヘッド３０ａ、インク供給用管系６０ａまたはインク回収用管系６０ｂ等に、ヒータやペルチェ素子等の発熱素子または冷却素子を配し、温度センサ、例えばサーモスタットにより制御する方法等、公知の方法が使用できる。温度制御装置をインクタンク内に配置する場合には、温度分布を一定にするように攪拌装置と共に配するのがよい。なお、インク温度は１５℃以上６０℃以下が好ましく、２０℃以上３０℃以下がより好ましい。また、タンク内の濃度分布を一定に保つための攪拌装置は、インクの固形成分の沈澱・凝集の抑制するための攪拌装置と共用しても良い。
【００６７】
このようなインク循環系３２がＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各インク色について備えられ、それらが合わさって吐出ヘッド３０を構成している。
記録位置制御手段３８は、記録位置制御手段３８に固定された吐出ヘッド３０を搬送ベルト１８の幅方向に移動させて、記録媒体Ｐへの幅方向の画像記録位置を調整するものである。すなわち、記録位置制御手段３８は、記録媒体Ｐの所定の位置に画像を記録するための微調整、及び、吐出ヘッド３０としてマルチチャンネルヘッドを用いた場合の走査のために、搬送ベルト位置検知手段１９が検知した搬送ベルト１８の位置と、ヘッドドライバ３４からの画像信号により、吐出ヘッド３０を移動させる。
【００６８】
次に、インクジェットプリンタ１０における溶媒回収手段について説明する。インクジェットプリンタ１０は、溶媒回収手段として、排出ファン４０及び溶媒回収装置４２を有し、油性インクから発生する溶媒蒸気を回収する。
排出ファン４０は、インクジェットプリンタ１０内部の空気を吸い込んで溶媒回収装置４２へ送る。
溶媒回収装置４２は、溶媒蒸気吸収剤を備えており、排出ファン４０によって吸い込まれた溶媒蒸気を含む気体の溶媒成分をこの溶媒蒸気吸収剤に吸着し、溶媒が吸着回収された後の気体をインクジェットプリンタ１０外に排出する。溶媒蒸気吸収剤としては、各種の活性炭が好適に使用される。
【００６９】
なお、本発明のインクジェットプリンタ１０に供されるインクとしては、粒径０．１〜５μｍ程度の着色荷電粒子（着色帯電微粒子成分）をキャリア液中に分散したものを用いる。なお、インク中には、着色荷電粒子とともに、印刷後の画像の定着性を向上させるための分散樹脂粒子を、適宜含有させてもよい。キャリア液は、高い電気抵抗率（１０９  Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０１０Ω・ｃｍ以上）を有する誘電性の液体（非水溶媒）であることが要求される。仮に、電気抵抗率の低いキャリア液を使用すると、吐出電極によって印加される電圧により、キャリア液自身が電荷注入を受けて帯電してしまうため、荷電粒子（帯電微粒子成分）の濃度が高められず、濃縮がおこらない。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懸念もあるため、本形態には不向きである。
【００７０】
キャリア液として用いられる誘電性液体の比誘電率は、５以下が好ましく、より好ましくは４以下、さらに好ましくは３．５以下である。このような比誘電率の範囲とすることによって、誘電性液体中の荷電粒子に有効に電界が作用され、泳動が起こりやすくなる。
なお、このような誘電性液体の固有電気抵抗の上限値は１０１６Ωｃｍ程度であるのが望ましく、比誘電率の下限値は１．９程度であるのが望ましい。
誘電性液体の電気抵抗が上記範囲であるのが望ましい理由は、電気抵抗が低くなると、低電界下でのインクの吐出が悪くなるからであり、比誘電率が上記範囲であるのが望ましい理由は、誘電率が高くなると溶媒の分極により電界が緩和され、これにより形成されたドットの色が薄くなったり、滲みを生じたりするからである。
【００７１】
本発明に用いられる誘電性液体としては、好ましくは直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、または芳香族炭化水素、及び、これらの炭化水素のハロゲン置換体がある。例えば、へキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーＣ、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ（アイソパー：エクソン社の商品名）、シェルゾール７０、シェルゾール７１（シェルゾール：シェルオイル社の商品名）、アムスコＯＭＳ、アムスコ４６０溶剤（アムスコ：スピリッツ社の商品名）、シリコーンオイル（例えば、信越シリコーン社製ＫＦ−９６Ｌ）等を単独あるいは混合して用いることができる。
【００７２】
上記の誘電性液体（非水溶媒）中に、分散される着色粒子は、色材を分散粒子として誘電性液体中に分散させてもよいし、定着性を向上させるための分散樹脂粒子中に含有させてもよい。含有させる場合、顔料などは分散樹脂粒子の樹脂材料で被覆して樹脂被覆粒子とする方法などが一般的であり、染料などは分散樹脂粒子を着色して着色粒子とする方法などが一般的である。色材としては、従来からインクジェットインク組成物、印刷用（油性）インキ組成物、あるいは静電写真用液体現像剤に用いられている顔料及び染料であればどれでも使用可能である。
【００７３】
インク中に分散されたインク粒子の含有量（着色粒子および／または樹脂粒子の合計含有量）は、インク全体に対して０．５〜３０重量％の範囲で含有されることが好ましく、より好ましくは１．５〜２５重量％、さらに好ましくは３〜２０重量％の範囲で含有されることが望ましい。含有量が少なくなると、印刷画像濃度が不足したり、インクと記録媒体表面との親和性が得られ難くなって強固な画像が得られなくなったりするなどの問題が生じ易くなり、一方、含有量が多くなると均一な分散液が得られにくくなったり、吐出ヘッドでのインクの目詰まりが生じやすく、安定なインク吐出が得られにくいなどの問題が生じるからである。
【００７４】
色材として用いる顔料としては、無機顔料、有機顔料を問わず、印刷の技術分野で一般に用いられているものを使用することができる。具体的には、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、コバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ぺリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料、等の従来公知の顔料を特に限定することなく用いることができる。
【００７５】
色材として用いる染料としては、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノンイミン染料、キサンテン染料、アニリン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ペンゾキノン染料、ナフトキノン染料、フタロシアニン染料、金属フタロシアニン染料、等の油溶性染料が好ましい。
【００７６】
また、誘電性溶媒中に分散された着色粒子および／または樹脂粒子等のインク粒子の平均粒径は、０．１μｍ〜５μｍが好ましく、より好ましくは０．２μｍ〜１．５μｍであり、更に好ましくは０．４μｍ〜１．０μｍの範囲である。この粒径はＣＡＰＡ−５００（堀場製作所（株）製商品名）により求めたものである。
【００７７】
なお、インク中のインク粒子（分散樹脂粒子および／または着色粒子あるいは色材粒子）は、好ましくは正荷電または負荷電の検電性粒子である。
これらのインク粒子に検電性を付与するには、湿式静電写真用現像剤の技術を適宜利用することで達成可能である。具体的には、「最近の電子写真現像システムとトナー材料の開発・実用化」１３９〜１４８頁、電子写真学会編「電子写真技術の基礎と応用」４９７〜５０５頁（コロナ社、１９８８年刊）、原崎勇次「電子写真」１６（Ｎｏ．２）、４４頁（１９７７年）等に記載の検電材料及び他の添加剤を用いることで行われる。
【００７８】
また、インク組成物として、粘度は０．５〜５ｍＰａ・ｓｅｃの範囲が好ましく、より好ましくは０．６〜３．０ｍＰａ・ｓｅｃ、さらに好ましくは０．７〜２．０ｍＰａ・ｓｅｃの範囲である。着色粒子は荷電を有し、必要に応じて電子写真用液体現像剤に用いられている種々の荷電制御剤が使用でき、その荷電量は５〜２００μＣ／ｇの範囲が望ましく、より好ましくは１０〜１５０μＣ／ｇ、さらに好ましくは１５〜１００μＣ／ｇの範囲である。また、荷電制御剤の添加によって誘電性溶媒の電気抵抗が変化する事もあり、下記に定義する分配率Ｐが、５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上である。
Ｐ＝１００×（σ１−σ２）／σ１
ここで、σ１は、インク組成物の電気伝導度、σ２は、インク組成物を遠心分離器にかけた上澄みの電気伝導度である。電気伝導度は、ＬＣＲメーター（安藤電気（株）社製ＡＧ−４３１１）及び液体用電極（川口電機製作所（株）社製ＬＰ−０５型）を使用し、印加電圧５Ｖ、周波数１ｋＨｚの条件で測定を行った値である。また遠心分離は、小型高速冷却遠心機（トミー精工（株）社製ＳＲＸ−２０１）を使用し、回転速度１４５００ｒｐｍ、温度２３℃の条件で３０分間行った。
以上のようなインク組成物とすることによって、荷電粒子の泳動が起こりやすくなり、濃縮しやすくなる。
【００７９】
一方、インク組成物の電気伝導度σ１は、１００〜３０００ｐＳ／ｃｍの範囲が好ましく、より好ましくは１５０〜２５００ｐＳ／ｃｍ、さらに好ましくは２００〜２０００ｐＳ／ｃｍの範囲である。以上のような電気伝導度の範囲とすることによって、吐出電極に印加する電圧が極端に高くならず、隣接する記録電極間での電気的導通を生じさせる懸念もない。また、インク組成物の表面張力は、１５〜５０ｍＮ／ｍの範囲が好ましく、より好ましくは１５．５〜４５ｍＮ／ｍさらに好ましくは１６〜４０ｍＮ／ｍの範囲である。表面張力をこの範囲とすることによって、吐出電極に印加する電圧が極端に高くならず、ヘッド周りにインクが漏れ広がり汚染することがない。
【００８０】
上記では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のインクを用いてカラー画像を記録するインクジェット式記録装置について説明したが、本発明はこれには制限されず、モノクロ用の記録装置であってもよいし、他の色、例えば淡色や特色のインクを任意の数だけ用いて記録するものであってもよい。その場合は、インク色数に対応する数の吐出ヘッド３０ａ及びインク循環系３２が用いられる。
【００８１】
また、上記の例ではいずれも、インク中の着色荷電粒子を正帯電させ、記録媒体あるいは記録媒体の背面の対向電極を負の高電圧にして、吐出したインクジェットによって画像記録を行うインクジェット式記録装置について説明したが、本発明はこれには限定されず、逆に、インク中の着色荷電粒子を負に帯電させ、記録媒体または対向電極を正の高電圧にして、インクジェットによる画像記録を行っても良い。このように、着色荷電粒子の極性を上記の例と逆にする場合には、静電吸着手段、対向電極、静電式インクジェットヘッドの駆動電極への印加電圧極性等を上記の例と逆にすれば良い。
【００８２】
また、本発明の液体吐出ヘッドは、帯電した着色粒子を含むインクに限定されるものではなく、荷電粒子を含む液体を吐出させる液体吐出ヘッドであれば特に制限されない。例えば、上記インクジェット式記録装置の他に、帯電粒子を利用して液滴を吐出して対象物を塗布する塗布装置に適用することができる。
【００８３】
以上、本発明のインクジェット式記録装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良及び変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００８４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、インク循環装置の構造が非常に簡素であるため、装置のコスト低減及び装置サイズの縮小を実現できる。
また、記録開始時におけるインク膜（メニスカス）の形成がインク循環開始と共に自動的に行われると共に、インク吐出部へのインクの供給を安定して行うことができ、記録時にインクの循環を安定して行うことができる。その結果、記録画像にむらや擦れを生じることなく、安定した画像記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】吐出ヘッドとその周辺の記録媒体搬送手段を模式的に示す斜視図である。
【図３】本実施形態の吐出ヘッドの一実施形態の概略構成を示す模式的斜視図である。
【図４】（ａ）は、図３に示す吐出ヘッドの一部を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＶ−ＩＶ線切断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ図４（ｂ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線及びＣ−Ｃ線矢視図である。
【図６】１色の吐出ヘッドと、この吐出ヘッドにインクを供給及び回収するインク循環系の構成を示す模式図である。
【図７】従来のインクジェット式記録装置におけるインク循環装置の概略構成図である。
【図８】従来のインクジェット式記録装置におけるインク循環装置の概略構成図である。
【図９】従来のインクジェット式記録装置におけるインク循環装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０  インクジェットプリンタ
１２  フィードローラ
１４  ガイド
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  ローラ
１８  搬送ベルト
１９  搬送ベルト位置検知手段
２０  静電吸着手段
２２  除電手段
２４  剥離手段
２６  定着・搬送手段
２８  ガイド
３０、３０ａ  吐出ヘッド
３２  インク循環系
３４  ヘッドドライバ
３６  記録媒体位置検出手段
３８  記録位置制御手段
４０  排出ファン
４２  溶媒回収装置
５０  インクタンク
５２  フィルタ
５４  ポンプ
５６  インク濃度検出器
５８、５９  アキュムレータ
６０ａ  インク供給用管系
６０ｂ  インク回収用管系
６０ｃ  インク補充用管系
６２  液面レベル検出器
６４  高濃度インクタンク
６６  低濃度インクタンク
６８ａ、６８ｂ  バルブ
【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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