(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電性の有色粒子と液体キャリアとを含有する有色液体を保持する基板と、該基板の液体保持面に所定のピッチで並列配設された複数の並列電極と、該液体保持面に対面する対面板と、各並列電極の先端に所定の間隙を介して対向する対向電極とを備え、該並列電極上における該有色液体中の有色粒子の集合体を該並列電極と該対向電極との電位差によって該先端から該対向電極側に向けて吐出させ、吐出させた該集合体を記録部材に付着させて画像を形成する画像形成装置において、
上記基板における各並列電極間の領域のうち、上記対向電極に対向する基板先端から後端に向けての所定の距離範囲の一部領域だけに撥液被膜を設けるとともに、上記対面板における該撥液被膜に対面する領域にも撥液被膜を設け、該基板の撥液被膜と該対面板の撥液被膜との間に、有色液体の存在しない空洞を形成するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記撥液被膜として、フッ素樹脂被膜を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記距離範囲を、０．２［ｍｍ］以上、０．９［ｍｍ］以下に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の画像形成装置において、
各並列電極の先端との対向位置で上記記録部材を各並列電極の並び方向と直交する方向に移動させる記録部材移動手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
複数の上記基板を上記記録部材の移動方向に並べて配設したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４の画像形成装置において、
上記基板を各並列電極の並び方向に移動させる基板移動手段を設け、各並列電極の先端との対向位置を繰り返し通過させるような移動経路で上記記録部材を移動させるように、上記記録部材移動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項４の画像形成装置において、
上記記録部材を各並列電極の並び方向にも移動させるように、上記記録部材移動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記対向位置を繰り返し通過させるような移動経路で上記記録部材を移動させるように、上記記録部材移動手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置であって、
上記並列電極の先端からの有色液体を付着させる上記記録部材として中間記録部材を用い、該中間記録部材上に形成した画像を他の記録部材に転写する転写手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、
上記記録部材を上記対向電極と各並列電極との間の記録位置に搬送する搬送手段と、該記録位置で画像が記録された該記録部材を装置本体に排出する排出手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のピッチで並列配設された複数の並列電極を有する基板上に保持された有色液体中の有色粒子を、並列電極の先端から吐出させることで記録部材に付着させて画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置としては、特開平８−９０８２５号公報のものが知られている。図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれこの画像形成装置の要部構成を示す縦断面図、平面図及び正面図である。これらの図において、記録ヘッド１は、並列電極としての複数の吐出電極２が形成された絶縁性基板４と、各吐出電極２に所定の間隙を介して対面する共通電極１４が形成された対面板である絶縁性天板１３とを備えている。
【０００３】
各吐出電極２の先端は先細に形成され、上記絶縁性基板はこの先細の部分だけを上記共通電極１４に対向させないように、上記絶縁性天板１３よりも図中左側に突出するように配設されている。各吐出電極２はそれぞれ電気的に独立しており、これらには電源８ａによって共通の電圧が印加される。また、任意の吐出電極２には、この先端から後述のトナー凝集物を飛翔させるべく、記録信号用電源７によって記録用電圧がこの共通の電圧に上乗せして印加される。
【０００４】
各吐出電極２に対向する上記共通電極には、電源８ｂによってバイアス用電圧が印加されるようになっている。
【０００５】
上記絶縁性基板４と絶縁性天板１３との間には、正極性に帯電した有色粒子としてのトナーと、液体キャリアとからなる有色液体６が収容されている。
【０００６】
各吐出電極２や共通電極１４にそれぞれ電圧が印加されていない状態では、図１４（ａ）に示すように、有色液体中でトナーＴが一様に分散している。このように分散した状態から、上記電源８ａから各吐出電極２に正極性の電圧を付与し、上記電源８ｂから共通電極１４にこれよりも低い値の正極性の電圧を付与すると、正極性のトナーＴが電位のより低い共通電極１４側に向けて電気泳動する。この状態で有色液体が図示しない押圧手段によって押圧されると、図１４（ｂ）に示すように、トナーＴが共通電極１４の先端と吐出電極２先端との間に形成される傾斜液面に沿って偏在して流れ、吐出電極２の先端に集まる。そして、接地された対向電極９に静電的に引き寄せられ、この先端から少し突出した部分に更に集まってトナー凝集物となる。このようにトナー凝集物が形成された状態で、任意の吐出電極２に上記記録用電圧が上乗せして印加されると、この吐出電極２の先端からトナー凝集物が飛翔し、記録ヘッド１と対向電極９との間に配設された図示しない記録紙に付着して１ドットを形成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１３に示した従来の画像形成装置においては、上述のようなトナー凝集物を生成すべく、上記共通電極１４を各吐出電極２に対面させ、且つ、各吐出電極２の先端を先細に形成して共通電極１４よりも対向電極９側に突出させるといった複雑な電極構成を採用している。そして、このような複雑な電極構成によって記録ヘッド１をコスト高にしてしまうという問題があった。
【０００８】
一方、本発明者らは、図１に示すような吐出試験装置を試作した。図において、この吐出試験装置１００は、透明なガラス板１０１、１０２を備えている。ガラス板１０１上には、透明なＩＴＯ（インジウム酸化スズ）からなる１０００［μｍ］幅（Ｗ１）の対向電極９が積層されている。また、ガラス板１０２上には、ＩＴＯからなる１００［μｍ］幅（Ｗ２）の吐出電極２ａ、２ｂ、２ｃが、それぞれ１００［μｍ］の間隙をおいて平行に並ぶように積層されている。このガラス板１０２は、１２０［μｍ］のギャップＧ１を介して吐出電極２ａ、２ｂ、２ｃの先端をそれぞれ対向電極９に対向させるように、ガラス板１０１の横に配設されている。
【０００９】
上記特開平８−９０８２５号公報に有色液体のトナー濃度についての記載はないが、図１３に示した装置には一般的な液体現像剤と同等のトナー濃度及び粘度（トナー濃度：１ｗｔ％程度、粘度１．５ｍＰａ・ｓ程度）ものが用いられると考えられる。そこで、上記吐出試験装置１００を用いて従来の一般的な液体現像剤の吐出試験を次のようにして実施した。
【００１０】
［吐出試験１］
有色液体である従来の一般的な液体現像剤を図１に示すガラス板１０２上に滴下し、液滴をワイヤーバーでならして２０［μｍ］の厚みの液膜を形成した。そして、対向電極９を接地した状態で、両端の吐出電極２ａ、２ｃに正極性の吐出用電圧を印加しながら、各吐出電極２ａ、２ｂ、２ｃの先端付近にある有色液体の様子を、顕微鏡に取り付けた高速度カメラによって撮影しながら観察した。すると、吐出用電圧をいくら高めても吐出電極２ａ、２ｃの先端からトナーが飛翔するようなことはなかった。図１の吐出試験装置１００では、予めトナー凝集物を生成するような構成にはなっておらず、且つ、吐出電極２の先端を尖らせてトナー凝集物が生成される位置に電界を集中させるようなこともしていないので、低トナー濃度の液体現像剤を用いた場合には当然の結果であると言える。
【００１１】
次に、本発明者らは、従来の一般的な液体現像剤を、これよりも高トナー濃度且つ高粘度の有色液体に代えて同様の吐出試験を実施した。
［吐出試験２］
有色液体として、液体キャリアとしてのポリシロキサンオイル中に１５［ｗｔ％］濃度の正極性のトナーが含有された粘度５００［ｍＰａ・ｓ］のものを用いた。すると、上記吐出用電圧を＋０．８［ｋＶ］まで高めても有色液体に変化は認められなかったが、これよりも更に高めていくと少しずつ有色液体が動きだし、＋１．０［ｋＶ］まで高めると、図２（ａ）に示すように、有色液体６が吐出電極２ａ、２ｃの先端から約１０［μｍ］隆起した。しかし、この隆起部分は、対向電極９まで延びることなく微妙に振動しながらその形状を維持した。隆起部分に対して、その表面張力によって元の形状に戻ろうとする力と、吐出電極２〜対向電極９の電位差によって形成される電界による静電力とが、ほぼ同じ強さで作用したため、隆起部分がその形状を維持したまま微妙に振動したと考えられる。
【００１２】
このように隆起部分が微妙に振動している状態で、上記吐出用電圧の値を更に１．２［ｋＶ］まで高めると、図２（ｂ）に示すように隆起部分が更に延びて対向電極９まで到達し、対向電極９と吐出電極２ｂとの間を架橋した。そして、図２（ｃ）に示すようにすぐに途中で切れて、吐出電極２ａ、２ｃ側に残った隆起部分はそれぞれ吐出電極２ａ、２ｃに向けて引き戻された。よって、有色液体６のトナー濃度によっては、図１の吐出試験装置１００のような簡素な電極構成であっても、吐出電極２の先端から有色液体６を隆起させて記録部材に付着させ得ることがわかった。
【００１３】
［吐出試験３］
次に、本発明者らは、より高解像度の画像形成を想定して、各吐出電極２間の間隙を１００［μｍ］から半分の５０［μｍ］に縮めたガラス板１０２を作成し、上記吐出試験２と同様の試験を行った。すると、思わぬ問題が生じてしまった。＋１．２［ｋＶ］の吐出用電圧を印加していない吐出電極２ｂの先端からも有色液体６が隆起し、両脇の吐出用電極２ａ、２ｃの先端からそれぞれ隆起した有色液体６と一体となって対向電極９に付着してしまったのである。そして、すぐに途中で切れてガラス板１０１の側面に残ってしまった。ガラス板１０１の側面には、本来、非画素部分であるべきところにもドットが形成されてしまったことになる。吐出電極２ｂの先端から有色液体６を隆起させた原因は、両脇の吐出電極２ａ、２ｃの先端からそれぞれ隆起した高粘度（５００ｍＰａ・ｓ）の有色液体６が、吐出電極２ｂの先端付近の有色液体６を表面張力によって引きずり出してしまったことにある。一般に、液体現像剤等の有色液体６は、トナー濃度が高まるほど粘度が高まるので、記録ヘッドの電極構成を簡素化すべく比較的高いトナー濃度の有色液体６を用いる場合には、このような引きずり出しを引き起こす可能性が非常に高くなる。
【００１４】
かかる有色液体６の引きずり出しを抑える方法としては、各吐出電極２間に仕切り壁を設けることが考えられる。しかしながら、有色液体６は高濃度（１５ｗｔ％）のトナーを含有しているため、このような仕切り壁を設けてしまうと、実際の装置では、吐出電極２が形成された基板と、これに対面する対面板との間でトナーを目詰まりさせ易くしてしまう。また、せっかく電極構成を簡素化したにもかかわらす、仕切り壁を設けることによって記録ヘッドの低コスト化を図ることができなくなるおそれもある。
【００１５】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、各並列電極間に仕切り壁を設けることなく、並列電極の先端から隆起した有色液体による付近の有色液体の引きずり出しを抑えることができる画像形成装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、帯電性の有色粒子と液体キャリアとを含有する有色液体を保持する基板と、該基板の液体保持面に所定のピッチで並列配設された複数の並列電極と、該液体保持面に対面する対面板と、各並列電極の先端に所定の間隙を介して対向する対向電極とを備え、該並列電極上における該有色液体中の有色粒子の集合体を該並列電極と該対向電極との電位差によって該先端から該対向電極側に向けて吐出させ、吐出させた該集合体を記録部材に付着させて画像を形成する画像形成装置において、上記基板における各並列電極間の領域のうち、上記対向電極に対向する基板先端から後端に向けての所定の距離範囲の一部領域だけに撥液被膜を設けるとともに、上記対面板における該撥液被膜に対面する領域にも撥液被膜を設け、該基板の撥液被膜と該対面板の撥液被膜との間に、有色液体の存在しない空洞を形成するようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
この画像形成装置における「有色液体」は、装置の製造元や販売元などによって指定された種類の有色液体を示す。この指定は、装置の取扱説明書や貼付シールなどに、使用し得る有色液体の商品名や規格などが記載されたり、装置とともに有色液体が梱包されたりするなどして行われる。
この画像形成装置においては、基板及び対面板にそれぞれ設けた撥液被膜によって基板と対面板との間における各並列電極間に相当する領域に有色液体の存在しない空洞を形成することで、該並列電極の先端から隆起した有色液体の表面張力を、他の並列電極上の先端付近に位置する有色液体に伝え難くする。かかる構成においては、各並列電極間に仕切り壁を設けることなく、並列電極の先端から隆起した有色液体による付近の有色液体の引きずり出しを抑えることができる。
また、この画像形成装置においては、基板先端から後端に向けて所定の距離範囲だけ各並列電極間に存在する有色液体の量を低減するため、該量を低減しない該距離範囲以外の領域の方が、該距離範囲内の領域よりも基板上に保持される有色液体の量が多くなる。このように有色液体の量が多くなった領域からは、画像形成によって有色液体を消費した並列電極上に有色液体がスムーズに供給される。よって、各並列電極上への有色液体の供給不足を抑えることができる。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記撥液被膜として、フッ素樹脂被膜を設けたことを特徴とするものである。
【００２５】
この画像形成装置においては、有色粒子であるトナーと、液体キャリアであるポリシロキサンオイルとを含有する有色液体に対する良好な撥液性が本発明者らの試験で確認されているフッ素樹脂被膜により、各並列電極間に存在する該有色液体を隣設する該並列電極に良好に移動させることができる。
【００２８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記距離範囲を、０．２［ｍｍ］以上、０．９［ｍｍ］以下に設定したことを特徴とするものである。
【００２９】
この画像形成装置においては、次に説明する理由により、基板先端からの撥液被膜の長さを短く設定し過ぎることに起因する有色液体の引きずり出しを抑えながら、該長さを長く設定し過ぎることに起因する各並列電極上への有色液体の供給不足を抑えることができる。即ち、本発明者らは、先に説明した吐出試験装置１００を応用した記録ヘッドを試作した。そして、ヘッド先端からの撥液被膜（試作品ではフッ素樹脂被膜）の適正な長さを様々な値に設定したこの記録ヘッドを用いてドットを連続的に形成してみた。すると、ヘッド先端からの撥液被膜の長さが０．２［ｍｍ］を下回ると、並列電極の先端から隆起した有色液体の表面張力を、他の並列電極上の先端付近に位置する有色液体に伝え難くする作用が十分に得られず、前者の有色液体による後者の有色液体の引きずり出しが認められた。また、ヘッド先端からの撥液被膜の長さが０．９［ｍｍ］を上回ると、基板上の撥液被膜を設けていない領域から、撥液被膜を設けた領域における並列電極上への有色液体の供給がスムーズに供給されなくなり、該並列電極上の有色液体が途中で切れてしまうことが確認された。よって、「０．２ｍｍ≦距離範囲≦０．９ｍｍ」に設定することで、上述のような有色液体の引きずりだしと、有色液体の供給不足とを抑えることが可能になる。
【００３０】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、各並列電極の先端との対向位置で上記記録部材を各並列電極の並び方向と直交する方向に移動させる記録部材移動手段を設けたことを特徴とするものである。
【００３１】
この画像形成装置においては、移動する記録部材に対し、基板上の各並列電極によって順次ドットを形成していく。かかる構成においては、複数のドットが一直線状に並ぶ１次元のライン画像のみならず、文字画像や映像画像のような２次元の画像を形成することが可能になる。
【００３２】
ところで、上記吐出試験１において従来の液体現像剤中のトナーが吐出電極２ｂの先端から飛翔することがなかったのは上述の通りであるが、実はこの際、吐出電極２ａ、２ｃ上のトナーか真ん中の吐出電極２ｂ上に移動して集結してしまった。正極性の吐出用電圧の供給を受ける吐出電極２ａ、２ｃ上に位置していた正極性のトナーが、より電位の低い吐出電極２ｂに向けて静電的に電気泳動したためである。一方、上記吐出試験２や３において、吐出電極２ｂ上へのトナーの集結はそれほど目立たなかった。しかし、吐出試験１と同様のトナーの電気泳動をわずかながら引き起こしている可能性がある。
【００３３】
全ての吐出電極２に対して予め予備電圧を供給しておき、先端から有色液体（液体現像剤）を吐出させるべき吐出電極２ｂだけに所定の電圧を上乗せして供給すれば、各吐出電極２間の電位差を低減してトナーの電気泳動を抑えることができるはずである。そこで、本発明者らは、次のような吐出試験を行ってみた。
【００３４】
［吐出試験４］
上記吐出試験装置１００については、上記吐出試験２のときと同じもの（吐出電極２間の距離を縮めていないもの）を用いた。上記吐出試験２、３で用いた有色液体６（トナー濃度：１５ｗｔ％、粘度：５００ｍＰａ・ｓ）の液膜をガラス来た１０２上に形成した後、ガラス板１０１におけるガラス板１０２との対向面に記録部材としての普通紙（厚さ７０μｍ）を固定した。そして、吐出電極２ａ、２ｂ、２ｃにそれぞれ＋１．０［ｋＶ］の予備電圧を印加して、各電極の先端から有色液体６を隆起させた。この状態では、それぞれの隆起部分を上記普通紙まで到達させることはない。次いで、各吐出電極２のうち、吐出電極２ｂだけに＋０．２［ｋＶ］の電圧を５［ｍｓｅｃ］間だけ上乗せして印加して、＋１．２［ｋＶ］の吐出用電圧を供給した。すると、各隆起部分のうち、吐出電極２ａ、２ｃの先端にあるものだけが、普通紙に到達して直径約１００［μｍ］の高画像濃度で且つシャープな形状のドットを形成した。このときの吐出電極２ａ、２ｂ、２ｃ上におけるトナーの状態を高速度カメラで撮影して撮影像をスロー再生してみると、各吐出電極２間におけるトナーの電気泳動が抑えられたばかりでなく、トナーは全く電気泳動しなかった。
【００３５】
［吐出試験５］
有色液体６を従来の液体現像剤（トナー濃度：１ｗｔ％、粘度：１．５ｗｔ％）に代えて吐出試験４と同様の吐出試験を実施した。すると、＋１．２［ｋＶ］の吐出用電圧（１．０＋０．２ｋＶ）が供給される吐出電極２ａ、２ｃ上から、＋１．０［ｋＶ］の予備電圧だけが供給される吐出電極２ｂ上にトナーが電気泳動して上記吐出試験１と同様に集結してしまうことが確認された。更に、吐出電極２ａ、２ｂに対する＋０．２［ｋＶ］の電圧の上乗せ供給が終了し、吐出電極２ａ〜２ｂ間、吐出電極２ｂ〜２ｃ間の電位差がそれぞれ無くなっても、集結したトナーは吐出電極２ａ、２ｃ上に戻ることなくそのままの状態であった。このようにトナーが集結してしまうと、吐出電極２ａ、２ｃ上の液体現像剤が通常よりも低いトナー濃度となり、且つ吐出電極２ｂ上の液体現像剤が通常よりも高いトナー濃度となるため、形成されるドットの濃度や大きさが吐出電極毎に異なって安定した品質の画像が得られなくなってしまう。従来の液体現像剤を用いると思われる上記特開平８−９０８２５号公報の画像形成装置においても、各吐出電極２間に電位差が生ずれば、吐出電極２側から共通電極側に電気泳動したトナーが、より電位の低い吐出電極２に向けて電気泳動するおそれがある。
【００３６】
［吐出試験６］
吐出電極２ａ〜２ｂ間、吐出電極２ｂ〜２ｃ間に、それぞれトナーの電気泳動を阻止するための壁を形成した。そして、吐出試験５と同様の試験を実施した。すると、予想した通り、吐出電極２ａ側から吐出電極２ｂ側に電気泳動したトナーは、これら両電極間に形成された壁にぶつかって壁面に集結した。また、吐出電極２ｃ側から吐出電極２ｂ側に電気泳動したトナーも、これら両電極間に形成された壁にぶつかって壁面に集結した。ところが、吐出電極２ａ、２ｃに対する＋０．２［ｋＶ］の電圧の上乗せ供給が終了し、各吐出電極２間の電位差がなくなっても（それぞれ＋１．０ｋＶ）、各壁に集結したトナーは吐出電極２ａ、２ｃ上にほとんど戻ることなくそのままの状態を維持した。よって、各吐出電極２間に壁を設けても、トナーの電気泳動に起因する画質の不安定化を回避することはできない。
【００３７】
一方、本発明者らは、液体中におけるトナーの電気泳動の様子を観察すべく、図３に示すような泳動試験装置を試作した。図３において、この泳動試験装置１０５は、透明なガラス板１０６、これの表面に積層されたＴ字状の透明な第１電極１０７、１００［μｍ］の泳動ギャップＧ２を介してこの第１電極１０７と線対称の姿勢をとるようガラス板１０６に積層されたＴ字状の透明な第２電極１０８などを備えている。これら第１電極１０７、第２電極１０８はそれぞれＩＴＯで構成されている。０．１５［μｍ］の厚みで積層された第２電極１０８の端には導電性テープ１０９が導通可能に接続されており、この導電性テープ１０９は更に電源１１０に接続されている。また、同様の厚みで積層された第１電極１０７の端には、接地された導電性テープ１１１が接続されている。
【００３８】
かかる構成の泳動試験装置１０５において、第２電極１０８は上記吐出電極２に相当し、第１電極１０７は上記対向電極９に相当する。本発明者らは、この泳動試験装置１０５を用いて次のような泳動試験を行ってみた。
【００３９】
［泳動試験１］
上記吐出試験４で用いた有色液体よりも低粘度で、且つ従来の液体現像剤よりも高粘度の有色液体について、泳動試験装置１０５内におけるトナーの電気泳動の様子を観察した。具体的には、図４において、トナー濃度：１５［ｗｔ％］、粘度：１００［ｍＰａ・ｓ］の有色液体６を１００［μｍ］の上記泳動ギャップＧ２に滴下して２０［μｍ］程度の厚みになるようにスクイズした後、５０倍の対物レンズを搭載した高速度ビデオカメラ１１２と、非発熱性の光源であるコールドライト１１３との間に泳動試験装置１０５を配設した。そして、電源１１１から正極性の直流電圧を出力させ、第２電極１０８側から第１電極１０７側に電気泳動するトナーの様子を、高速度ビデオカメラ１１２（Kodak high speed filming camera Model 4540）によって１／５００〜１／５０００秒に１コマずつ撮影した。
【００４０】
撮影した画像をスローで再生してみたところ、第１電極１０７と第２電極１０８との間に「１．０×１０６Ｖ／ｍ」の強度の電界が作用しても有色液体６中のトナーは電気泳動せず、「２．０×１０６Ｖ／ｍ」の強度の電界が作用すると、１００［ｍｓｅｃ］以上のタイムラグが経過した後に徐々に動き始めた。よって、本泳動試験に用いた有色液体６においては、その内部のトナーを電気泳動させ得る最小の電界強度が「２．０×１０６Ｖ／ｍ」であり、この電界強度の電界が１００［ｍｓｅｃ］以上作用すると、トナーが電気泳動し始めることになる（以下、この電界強度を泳動開始電界強度という）。動き始めたトナーの電気泳動速度は、電界強度が「３．０×１０６Ｖ／ｍ」、「５．０×１０６Ｖ／ｍ」、「７．０×１０６Ｖ／ｍ」と強まるにつれて徐々に速まり、「１．０×１０７Ｖ／ｍ」になると１〜１０［ｍｍ／ｓｅｃ］にまで達することがわかった。
【００４１】
［泳動試験２］
従来の液体現像剤（１ｗｔ％、１．５ｍＰａ・ｓ）を用いて泳動試験１と同様の泳動試験を行った。すると、液体現像剤中のトナーは、「１．０×１０６Ｖ／ｍ」の強度の電界が作用しただけで、１〜１０［ｍｍ／ｓｅｃ］の速さで直ちに電気泳動し始めることがわかった。よって、従来の液体現像剤においては、その内部のトナーの泳動開始電界強度が「１．０×１０６Ｖ／ｍ」よりも遙かに弱くなっており、且つ、「１．０×１０６Ｖ／ｍ」以上の強度の電界が作用してしまうとトナーがタイムラグなしに直ちに電気泳動し始めることになる。このような液体現像剤を用いた上記吐出試験５や６において、吐出電極２ｂと吐出電極２ａとの間や、吐出電極２ｂと吐出電極２ｃとの間には「２．０×１０６Ｖ／ｍ」の強度の電界が形成される。かかる強度の電界が液体現像剤中のトナーに作用したため、トナーが直ちに高速泳動を開始し、１［ｍｓｅｃ］というわずかな時間で吐出電極２ａ上や吐出電極２ｃ上から、吐出電極２ｂ上に集結してしまったのである。
【００４２】
泳動試験２におけるトナーの泳動開始電界強度が、泳動試験１におけるトナーの泳動開始電界強度よりも著しく弱くなる原因は、次のように考えられる。即ち、低粘度（１．５ｍＰａ・ｓ）の液体現像剤中のトナーは、周りを取り巻く液体キャリアを押しのけて電気泳動することができるのに対し、高粘度（１００ｍＰａ・ｓ）の有色液体６中のトナーは、周囲を取り巻く液体キャリアを従えて電気泳動しなければならない。このため、泳動のためにはより強い静電力が付与される必要があると考えられる。また、低トナー濃度（１ｗｔ％）の液体現像剤中で分散しているトナーは他のトナーとある程度の距離を保っているため、他のトナーの電荷の影響をほとんど受けることなく電気泳動することができる。これに対し、高トナー濃度（１５ｗｔ％）の有色液体６中で分散している各トナーは、互いに接近した状態となっており、周囲のトナーの電荷によって静電斥力を受けるため、泳動のためにはより強い静電力が付与される必要があると考えられる。
【００４３】
上述の吐出試験４で用いた有色液体（粘度：５００ｍＰａ・ｓ）は、泳動試験１で用いた有色液体（粘度：１００ｍＰａ・ｓ）よりも更に粘度が高くなっているため、トナーの泳動開始電界強度も強くなっていると考えられる。即ち、「２．０×１０６Ｖ／ｍ」よりも強くなっていると考えられる。吐出試験４において、吐出電極２ｂと吐出電極２ａとの間や、吐出電極２ｂと吐出電極２ｃとの間には、「２．０×１０６Ｖ／ｍ」の強度の電界が形成されるが、この強度は粘度５００［ｍＰａ・ｓ］の有色液体の泳動開始電界強度よりも弱かったため、吐出電極２ａ、２ｃ上のトナーは、吐出電極２ｂに向けて電気泳動することができなかったと考えられる。なお、仮に粘度５００［ｍＰａ・ｓ］の有色液体におけるトナーの泳動開始電界強度が、粘度１００［ｍＰａ・ｓ］の有色液体におけるものと同じ「２．０×１０６Ｖ／ｍ」であったとしても、トナーはかかる強度の電界が１００［ｍｓｅｃ］以上作用しないと電気泳動しない。上記吐出試験４では、トナーに対して吐出電極２間の電界が１［ｍｓｅｃ］しか作用していないので、トナーの泳動開始電界強度と吐出電極２間の電界強度とが同じであったとしても、トナーは電気泳動しなかったのである。
【００４４】
一方、上記吐出試験４において、接地した対向電極９と、＋１．２［ｋＶ］の吐出用電圧（１．０＋０．２ｋＶ）が印加された吐出電極２ａ、２ｃとの間（ギャップＧ１＝１２０μｍ）には、それぞれ「１．０×１０７Ｖ／ｍ」の強度の吐出用電界が形成される。かかる強度は、吐出試験４で用いた有色液体中のトナーの泳動開始電界強度よりも強く、吐出電極２ｂの先端付近に存在する無数のトナーが電界の影響によって高粘度の液体キャリアを引き連れて対向電極９に向けて強い力で電気泳動しようとするため、吐出電極２ａ、２ｃの先端から有色液体が隆起したと考えられる。
【００４９】
以上の吐出試験及び泳動試験に鑑みて、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、複数の上記基板を上記記録部材の移動方向に並べて配設したことを特徴とするものである。
【００５０】
この画像形成装置においては、記録部材の移動方向上流側に配設された基板によって該記録部材上に形成されたドット間の隙間を、移動方向下流側に配設された基板によって形成されるドットで埋めることができる。よって、例えば６００［ｄｐｉ］など、比較的高解像度の画像を形成する場合でも、各並列電極間の距離をある程度確保して、各並列電極間の電界強度を更に確実に泳動開始電界強度未満にすることができる。
【００５１】
請求項６の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記基板を各並列電極の並び方向に移動させる基板移動手段を設け、各並列電極の先端との対向位置を繰り返し通過させるような移動経路で上記記録部材を移動させるように、上記記録部材移動手段を構成したことを特徴とするものである。
【００５２】
この画像形成装置においては、次のようなプロセスを経ることで、複数の基板を用いる請求項１１の画像形成装置とは異なり、１つの基板を用いて、各ドット間の間隙を埋めることが可能になる。即ち、まず、各並列電極の先端との対向位置を通過する記録部材に対し、間隙を介して並ぶ複数のドットを形成する。次いで、基板移動手段によって基板を各並列電極の並び方向（以下、主走査方向という）に少しだけ移動させてから、記録部材移動手段によって再び上記対向位置まで移動せしめられる記録部材の上記間隙の部分にドットを形成する。これら一連のプロセスを上記間隙の大きさに応じた回数だけ実施すれば、１つの基板を用いて、各ドット間の間隙を埋めることが可能になる。よって、比較的高解像度の画像を形成する場合でも、各並列電極間の距離をある程度確保して、各並列電極間の電界強度を更に確実に泳動開始電界強度未満にすることができる。また、複数の基板を用いる請求項１１の画像形成装置よりも、並列電極や高価なＨＶＩＣの数を大幅に低減することができる。
【００５３】
請求項７の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記記録部材を各並列電極の並び方向にも移動させるように、上記記録部材移動手段を構成したことを特徴とするものである。
【００５４】
この画像形成装置においては、請求項１２の画像形成装置のように基板を主走査方向に移動させる代わりに、記録部材を主走査方向に移動させることで、１つの基板を用いて、各ドット間の間隙を埋めることが可能になる。よって、比較的高解像度の画像を形成する場合でも、各並列電極間の距離をある程度確保して、各並列電極間の電界強度を更に確実に泳動開始電界強度未満にすることができる。また、複数の基板を用いる請求項１１の画像形成装置よりも、並列電極や高価なＨＶＩＣの数を大幅に低減することができる。
但し、この画像形成装置において、次のようなプロセスによって画像を形成してしまうと、記録部材を主走査方向に何度も往復移動させることによって画像形成速度を遅くしてしまう。即ち、まず、副走査方向（上記対向位置における記録部材の通過方向）への記録部材の移動を一旦停止させて各ドットを形成した後、今度は記録部材を主走査方向に少しだけ移動させてから各ドット間の間隔を埋めるようにドットを形成する。そして、記録部材の新たな領域を各並列電極に対向させるように、副走査方向に少しだけ動かしてドットを形成した後、記録部材を先とは逆の主走査方向に移動させながら、上記間隔を埋めるようにドットを形成していく。このような一連のプロセスにおいては、記録部材を繰り返し主走査方向に往復移動させながら画像を形成することになる。この往復移動の回数は、記録部材の主走査方向の長さや、形成画像の解像度などによって異なるが、Ａ４サイズの記録部材では少なくとも数十回という単位になり、副走査方向への記録部材の移動を停止させる回数はこの２倍の百〜数百回という単位になってしまう。このように副走査方向への記録部材の移動を何度も停止させる必要のある本プロセスでは、当然ながら、繰り返しの記録部材の停止によって画像形成速度を遅くしてしまう。
【００５５】
そこで、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記対向位置を繰り返し通過させるような移動経路で上記記録部材を移動させるように、上記記録部材移動手段を構成したことを特徴とするものである。
【００５６】
この画像形成装置においては、次のようなプロセスで画像を形成することが可能になる。即ち、まず、記録部材を停止させることなく副走査方向に移動させながら間隔をおいた各ドットを順次形成し、各並列電極の先端との対向位置を通過した記録部材を副走査方向に少しだけ移動させて再び該対向位置まで移動させ、上記間隔を埋めるようにドットを順次形成していく。かかるプロセスでは、副走査方向への記録部材の移動を停止さたり、繰り返し主走査方向に往復移動させたりすることなく画像を形成することができるので、記録部材を主走査方向に繰り返し往復移動させることに起因する画像形成速度の低速化を回避することができる。
【００５７】
請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置であって、上記並列電極の先端からの有色液体を付着させる上記記録部材として中間記録部材を用い、該中間記録部材上に形成した画像を他の記録部材に転写する転写手段を備えることを特徴とするものである。
【００５８】
この画像形成装置においては、対向電極と各並列電極との間の記録位置に特定の種類の中間記録部材を搬送してこれに画像を記録した後、普通紙、厚紙、ＯＨＰシート等の様々な種類の記録部材に転写する。このため、記録位置で様々な種類の記録部材に画像を記録する場合とは異なり、該記録位置における基板先端から中間記録部材までの液移動距離、該中間記録部材に対する液付着性、該中間記録部材上における液反発性などが一定に維持される。よって、これら液移動距離、液付着性、液反発性などの変化によって画質を変化させてしまうようなことがなく、使用される記録部材の種類にかかわらす、安定した品質の画像を形成することができる。
【００５９】
請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、上記記録部材を上記対向電極と各並列電極との間の記録位置に搬送する搬送手段と、該記録位置で画像が記録された該記録部材を装置本体に排出する排出手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００６０】
この画像形成装置においては、中間記録部材に画像を一旦記録した後、他の記録部材に転写する請求項１５の画像形成装置とは異なり、記録位置で普通紙、厚紙、ＯＨＰシートなどの最終的な記録部材に画像を直接記録するため、中間記録部材や転写手段が不要になる。よって、これら中間記録部材や転写手段を設けることによる装置の大型化やコストアップを解消することができる。
【００６１】
請求項１７の発明は、所定のピッチで並列配設された複数の並列電極を有する基板と、これの電極面に対面する対面板との間に、帯電性の有色粒子と液体キャリアとを含有する有色液体を保持させる工程と、該基板の各並列電極の先端に所定の間隙を介して対向する対向電極と該並列電極とに電位差を生じせしめる工程と、該並列電極上の有色粒子を該電位差によって該先端から該対向電極側に向けて吐出させる工程と、吐出させた有色粒子を記録部材に付着させる工程とを実施して画像を形成する画像形成方法において、該有色液体として、有色粒子を液体キャリア中に分散させた状態で該電位差によって該並列電極の先端から吐出して該記録部材に付着するほど高有色粒子濃度のものを用い、且つ、少なくとも該有色液体を該先端から吐出させる際には、該基板上の各並列電極間に存在する有色液体を隣設する該並列電極に移動させることを特徴とするものである。
【００６２】
この画像形成方法においては、請求項１の画像形成装置と同様の作用により、画像形成に用いる装置に、共通電極を各並列電極に対面させ、各並列電極の先端を先細に形成し、且つその先細部分を共通電極よりも対向電極側に突出させるといった複雑な電極構成を採用しなくても画像を形成することができる。
また、画像形成に用いる装置の各並列電極間に仕切り壁を設けることなく、並列電極の先端から隆起した有色液体による付近の有色液体の引きずり出しを抑えることができる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
まず、実施形態に係る画像形成装置について説明する前に、本発明を完成させるために行った試験についてもう少し詳しく説明しておく。
［吐出試験７］
上記吐出試験４では、吐出電極２ａ、２ｂ、２ｃにそれぞれ＋１．０［ｋＶ］の共通電圧を印加しておき、吐出電極２ｂにだけ＋０．２［ｋＶ］の電圧を上乗せ印加することで、各吐出電極２間の電位差を低減していた。有色液体６を吐出電極２の先端から吐出させるために必要となる吐出用電圧は＋１．２［ｋＶ］であるが、共通電圧を＋１．０［ｋＶ］よりも高くするとともに、その分だけ上乗せ用の電圧を低くして吐出用電圧を＋１．２［ｋＶ］に調整すれば、各吐出電極２間の電位差をより低減することができる。
【００６４】
そこで、本発明者らは、共通電圧を＋１．０［ｋＶ］よりも徐々に高めながら、高めた分だけ上乗せ用の電圧を＋０．２［ｋＶ］よりも低めて吐出試験４と同様の試験を行った。すると、吐出電極２ｂの先端から隆起させた有色液体６を普通紙に確実に付着させることができなかったり、共通電圧の印加によって吐出電極２ａ、２ｂから隆起させた有色液体６を普通紙に対して本来付着させるべきではないのに付着させてしまったりした。試験毎に対向電極９と普通紙との密着性が変化して各吐出電極２〜普通紙間の距離が変わったり、日毎に有色液体６の粘度が変わったりしたためである。
【００６５】
同様の吐出試験を繰り返し実施したところ、このような距離変化や粘度変化が起こっても、普通紙に対して付着させるべき有色液体６を確実に付着させ、且つ付着させるべきではない有色液体６を確実に付着させないためには、上記共通電圧と上乗せ用の電圧との電位差を０．２［ｋＶ］以上確保する必要があることがわかった。
【００６６】
［ピエゾインクジェット試験］
従来の液体現像剤（トナー濃度：１ｗｔ％、粘度：１．５ｗｔ％）を、本発明者らが試作した積層ピエゾインクジェット装置に収容し、これによって普通紙に印字した。すると、径が約１８０［μｍ］と非常に大きく、画像濃度が０．８９［ＩＤ］と薄く、且つ周りがボケたドットが形成された。液体現像剤が普通紙に着弾する際に飛び散ったり、紙繊維に沿って流れたり、紙繊維内に入り込んだりしたため、このような品質の悪いドットが形成されたと考えられる。よって、図１に示した吐出試験装置１００において、たとえ従来の液体現像剤を吐出電極２の先端から吐出させることができても、この試験と同様に品質の悪いドットしか形成することができないと思われる、これに対し、上述の吐出試験４では、有色液体６（１５％、１００ｍＰａ・ｓ）の普通紙上における飛び散り、紙繊維に沿った流れ、及び紙繊維内への入り込みを生じておらず、小径（１００μｍ）、高画像濃度（１．４１［ＩＤ］）、且つエッジのシャープなドットが形成された。
【００６７】
［吐出試験８］
本発明者らは、図１に示した吐出試験装置１００を応用して、次のような簡易記録ベッドを作成した。即ち、図１における１００［μｍ］幅（Ｗ２）の吐出電極２ａ、２ｂ、２ｃを、それぞれ５０［μｍ］の間隙を介してガラス板１０２上に平行に積層した後、ガラス板１０２の非電極部分に対応する開口部が設けられたマスク材を用いて、この非電極部分にプライマーをスプレー塗布した。次に、このプライマーを８０［℃］の環境下で３０分乾燥させて、ガラス板１０２の非電極部分に厚さ０．１［μｍ］のプライマー層を形成した。更に、上記マスク材を用いて、このプライマー層の上に含フッ素樹脂溶液（旭硝子社製：商品名サイトップ）をスプレーコートし、１２０［℃］の環境下で２時間加熱処理して厚さ０．４［μｍ］のフッ素樹脂被膜を形成した。このようにしてフッ素樹脂被膜を形成したガラス板１０２の電極形成面に、３０［μｍ］の間隙を介して対面ガラス板を対面させて簡易記録ヘッドを作成した。形成されたフッ素樹脂被膜は、上記プライマー層を介して強固にガラス板１０２に固着した。
【００６８】
この簡易記録ヘッドのガラス板１０２と上記対面ガラス板との３０［μｍ］の間隙に、トナー濃度：１５［ｗｔ％］、粘度：５００［ｍＰａ・ｓ］の有色液体６を板の後端から先端に向けて注入した。すると、ガラス板１０２の非電極部分では、上記フッ素樹脂被膜の優れた撥液性によって有色液体６が弾かれて空洞が形成された。高粘度で表面張力の強い有色液体６では、この空洞が水などの表面張力の比較的弱い液体よりも大きくなる。注入した有色液体６については、簡易記録ヘッドの先端からこぼれ落ちない程度に圧力を付与した。このようにして有色液体６を注入した簡易記録ヘッドの先端に、１２０［μｍ］の間隙を介して対向電極９を対向させて接地した。そして、吐出電極２ａ、２ｂ、２ｃに、それぞれ＋１．０［ｋＶ］の電圧を印加した後、両端の吐出電極２ａ、２ｃにだけ＋０．２［ｋＶ］、５［ｍｓｅｃ］幅のパルス電圧を上乗せして印加してドットの形成を試みた。すると、簡易記録ヘッド内の有色液体６は、パルス電圧が印加されていない吐出電極２ｂの先端からは隆起しないで、パルス電圧が印加された吐出電極２ａ、２ｂの先端から隆起した。そして、対向電極９を保持するガラス板１０１の側面に付着し、間隙を介して並ぶ２つのドットが形成された。
【００６９】
試作した簡易記録ヘッドにおいては、上記フッ素樹脂被膜によって各吐出電極間に空洞を形成したことで、吐出電極２ａ、２ｃの先端からそれぞれ隆起した有色液体６の表面張力が、吐出電極２ｂ上の有色液体６に伝わり難くなっている。この結果、隆起した有色液体６による吐出電極２ｂ上の有色液体６の引きずり出しが抑えられ、吐出電極２ｂの先端から有色液体６が隆起することなく、２つのドットがきれいに形成されたのである。
【００７０】
しかしながら、このような２ドットの形成を繰り返して行うと、まれに吐出電極２ｂの先端からも有色液体６が隆起して対向電極９が形成されたガラス板１０１側面に付着し、３ドットがつながって形成されることがあった。このときの様子を高速度カメラで撮影し、撮影画像をスロー再生して観察したところ、実際には、吐出電極２ｂの先端ではなく、この先端に対面する対面ガラス板部分から有色液体６が隆起していることがわかった。簡易記録ヘッドを側面からよく観察してみると、図５（ａ）の縦断面や、図５（ｂ）の正面に示すように、ガラス板１０２のフッ素樹脂被膜５上には確かに空洞１１が形成されているが、これは対面ガラス板１１４までつながっておらず、空洞１１の上側に有色液体６の層が形成されていた。
【００７１】
なお、本吐出試験８において、各吐出電極２間に形成される電界の強度は「（０．２×１０３）／（５０×１０−６）＝４．０×１０６Ｖ／ｍ」となるが、この強度の電界をガラス板１０２上のトナーに５［ｍｓｅｃ］作用させても、吐出電極２間でトナーを電気泳動させるようなことはなかった。
【００７２】
［吐出試験９］
上記対面ガラス板１１４にも、ガラス板１０２と同様のフッ素樹脂被膜を吐出電極２との対向部分に形成して簡易記録ヘッドを作り直してから有色液体６を注入した後、この簡易記録ヘッドを側面からよく観察した。すると、図６（ａ）の縦断面や、図６（ｂ）の正面に示すように、対面ガラス板１１４側でも有色液体６がフッ素樹脂被膜３によって弾かれ、空洞１１がガラス板１０２と対面ガラス１１４板との間でつながった。このため、両板間において、非電極部分上に有色液体６が完全に存在しない状態となった。
【００７３】
この状態で上記吐出試験８と同様にして２ドットの形成を繰り返し行ったところ、何度実施しても、吐出電極２ｂの先端から有色液体６が隆起するようなことはなく、間隙をおいて並ぶ２ドットがきれいに形成された。
【００７４】
ところが、２ドットの形成を連続して行っているうちに、希に吐出電極２ａ、２ｃの先端から有色液体６が吐出しないためにドットが形成されないときがあった。このときの前後の様子を、撮影画像のスロー再生で観察したところ、次のような現象が認められた。即ち、簡易記録ヘッド内の有色液体６に対しては、ヘッド先端から有色液体６をこぼれ落ちさせない程度の圧力を、ヘッド後端から随時付与している。このため、基本的には、ドットの形成によってヘッド先端付近で有色液体６が消費されても、ヘッド後端から有色液体６が移動してヘッド先端に供給される。しかし、連続記録を実施していると、この供給が追いつかなくなるときがあり、吐出電極２ａ、２ｃ上の長さ方向において有色液体６の途切れる部分が発生してしまう。この部分が連続記録に伴ってヘッド先端まで移動したときに、有色液体６がこれら吐出電極の先端から吐出しなかったのである。
【００７５】
［吐出試験１０］
本発明者らは、ヘッド先端への有色液体６の補給性を高める様々な工夫を試みたところ、ヘッド先端から後端に向けての限られた領域にだけ上記フッ素樹脂被膜３、５を形成すると良好な補給性が得られることを見出した。かかる構成では、ヘッド先端から後端にかけて、フッ素樹脂被膜３、５を形成している領域よりも、形成していない領域の方が、単位面積あたりにおける有色液体６の量が多くなる。このように有色液体６の量が多くなった領域からは、量の少ないヘッド先端に向けて有色液体６がスムーズに供給される。但し、フッ素樹脂被膜３、５を形成する領域のヘッド先端からの長さを適切に設定する必要があった。ヘッド先端からの長さが０．２［ｍｍ］を下回ると、吐出電極２ａ、２ｃの先端から隆起した有色液体６の表面張力を、吐出電極２ｂ上の有色液体６に伝え難くする作用が十分に得られず、前者の有色液体６による後者の有色液体６の引きずり出しが認められた。また、ヘッド先端からの長さが０．９［ｍｍ］を上回ると、ヘッド後端側からヘッド先端側への有色液体６の供給がスムーズに供給されなくなり、吐出電極２ａ、２ｃ上の有色液体６が途中で切れてしまうことが確認された。よって、フッ素樹脂被膜３、５を形成する領域のヘッド先端からの長さについては、０．２［ｍｍ］以上、０．９［ｍｍ］以下に設定することが望ましい。
【００７６】
次に、本発明を画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態について説明する。
図７は、本実施形態に係るプリンタの記録ヘッドの要部を示す断面図である。図７において、記録ヘッド１は、並列電極としての複数の吐出電極２が形成された絶縁性基板４と、これの電極形成面に３０［μｍ］の間隙を介して対向する対面板としての絶縁性天板１３とを備えている。この間隙は、記録ヘッド１の液室となっており、液体キャリアとしてのポリシロキサンオイル中に、正極性に帯電した有色粒子であるトナーが１５［ｗｔ％］の濃度で含まれる粘度５００［ｍＰａ・ｓ］の有色液体６を収容している。この有色液体６は、図示しない補充手段によってこの液室に適宜補給されるようになっている。
【００７７】
有色液体６中のトナーは、エポキシ樹脂からなる母体にカーボンブラックからなる顔料が分散せしめられたもので、平均粒径２．０［μｍ］、比重１．０、平均帯電量＋６０［μＣ／ｇ］に調整されている。なお、上記吐出試験４において、付着用強度の吐出用電界を形成するための吐出用電圧の値は＋１．２［ｋＶ］であったが、この値は装置の構成によって異なってくる。また、同じトナー濃度且つ粘度の有色液体であっても、トナーの平均粒径、比重、平均帯電量などが異なれば、必要吐出用電圧やトナーの泳動開始電界強度も異なってくる。
【００７８】
各吐出電極２はそれぞれ電気的に独立するように形成され、記録ヘッド１の駆動時において各吐出電極２には電源８ａから＋１．０［ｋＶ］の電圧が共通に印加される。各吐出電極２のうち、ドットを形成すべきものには、電源８ｃに接続された電圧ＯＮ／ＯＦＦドライバ１０の制御によって＋０．２［ｋＶ］の電圧が５［ｍｓｅｃ］間だけ上乗せして印加される。この上乗せ印加により、ドットを形成すべき吐出電極２には、＋１．２［ｋＶ］の吐出用電圧が５［ｍｓｅｃ］だけ印加されることになる。
【００７９】
上記絶縁性天板１３、絶縁性基板１４には、それぞれ部分的にフッ素樹脂被膜３、５がコーティングされている。
【００８０】
図８は上記絶縁性基板４を示す斜視図である。図において、３４．７［μｍ］の幅Ｗ３の吐出電極２は、５０［μｍ］の間隙（ピッチ＝８４．７μｍ）をおいて平行に２４８０本並べられている。これら吐出電極２により、Ａ４横幅（２１０ｍｍ）分の領域に画像を形成することが可能になる。なお、８４．７［μｍ］のドットピッチは、３００［ｄｐｉ］の解像度に相当する。また、３４．７［μｍ］の幅Ｗ３の各吐出電極２は、約６０［μｍ］の径のドットを形成することが本発明者らの試験によって確認されている。
【００８１】
各吐出電極２の間は、絶縁性基板４の先端から後端に向けての長さＬ１の領域にだけ、上述のフッ素樹脂被膜５がコーティングされている。本実施形態に係るプリンタでは、この長さＬ１が０．５［ｍｍ］に設定されている。また、絶縁性天板１３の上記フッ素樹脂被膜３は、このフッ素樹脂被膜５に対面する部分にだけ形成されている。このフッ素樹脂被膜５とフッ素樹脂被膜５とが対面する部分では、図７に示したように、有色液体６が両被膜に弾かれて有色液体６の存在しない空洞１１が形成される。
【００８２】
図９は本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図９において、このプリンタは、２つの記録ヘッド１、中間記録ドラム２０、給紙カセット２１、レジストローラ対２２、転写ローラ２３、電源８ｄ、定着装置２４、ドラムクリーニング装置２６などを備えている。
【００８３】
上記中間記録ドラム２０は、対向電極としての接地されたアルミドラム２０ａの周面に、中間記録部材としての高抵抗ゴム層２０ｂが０．０３［ｍｍ］の厚みで被覆されたものであり、図示しない駆動手段によって４０［ｍｍ／ｓｅｃ］の周速で図中矢印方向に回転せしめられる。
【００８４】
この中間記録ドラム２０の図中右側方には、２つの上記記録ヘッド１がそれぞれ１２０［μｍ］の間隙を介して中間記録ドラム２０に対向するように、２段重ねされている。各記録ヘッド１は、図中下側に位置するものが上側に位置するものよりも４２．３［μｍ］だけ、図中奥側にずらして配設されている。即ち、２つの記録ヘッド１は、６００［ｄｐｉ］のドットピッチに相当する４２．３［μｍ］だけ主走査方向にずらして配設されている。
【００８５】
上記転写ローラ２３は、中間記録ドラム２０の図中下側の周面に当接して転写ニップを形成している。この転写ニップには、中間記録ドラム２０の接地されたアルミドラム２０ａと、電源８ｄによって負極正の転写バイアスが印加される転写ローラ２３との電位差によって転写電界が形成される。
【００８６】
上記給紙カセット２１は、内部に記録部材としての転写紙２５を収容しており、給紙ローラ２１ａを回転させることによって、収容している転写紙２５束の一番上のものを上記レジストローラ対２２に向けて送り出す。
【００８７】
本実施形態に係るプリンタにおいて、例えば、転写紙２５上に主走査方向に延びる１ライン画像が形成される場合には、次のようなプロセスを経る。即ち、まず、２つの記録ヘッド１のうち、図中上側に位置するものが、回転する中間記録ドラム２０の高抵抗ゴム層２０ｂに対して、図１０（ａ）に示すように、約６０［μｍ］の径のドットＤｔを８４．７［μｍ］のピッチで２４８０個形成する。次に、図中下側に位置する記録ヘッド１が、上側の記録ヘッド１よりも主走査方向に４２．３［μｍ］だけズレた位置で、約６０［μｍ］の径のドットＤｔを同じく８４．７［μｍ］のピッチで２４８０個形成する（図１０（ｂ））。このとき、上側の記録ヘッド１によって形成された各ドットＤｔ間の間隙に、下側の記録ヘッド１によって形成された各ドットＤｔが位置してこの間隙が埋められ、１ライン画像が形成される。
【００８８】
２つの記録ヘッド１によって中間記録ドラム２０の高抵抗ゴム層２０ｂ上に形成された画像は、ドラムの回転に伴って上記転写ニップに進入する。
【００８９】
一方、この進入に先立ち、上記給紙カセット２１はレジストローラ対２２に向けて転写紙２５を送り出す。レジストローラ対２２は、送り出された転写２５を両ローラ間に挟み込み、これを上記転写ニップで高抵抗ゴム層２０ｂ上の画像と重ね合わせ得るタイミングを見計らって転写ニップに向けて送り出す。
【００９０】
上記転写ニップで転写紙２５に重ね合わされた高抵抗ゴム層２０ｂ上の画像は、上記転写電界やニップ圧の作用によって転写紙２５上に転写された後、上記定着装置２４内の加熱ローラ２４ａと加圧ローラ２４ｂとの間に挟まれ、加圧されながらトナーが溶融せしめられる。これら加圧やトナーの溶融により、転写紙２５上に画像が定着する。定着後の転写紙２５は定着装置２４から機外へと排出される。
【００９１】
上記転写ニップを通過した後の高抵抗ゴム層２０ｂに付着している残留有色液体は、上記ドラムクリーニング装置２６のクリーニングブレード２６ａによって掻き取り除去される。
【００９２】
以上の構成の本プリンタにおいては、吐出電極２の先端に有色粒子６の凝集物を生成しなくても、この先端から有色液体６を吐出させて高抵抗ゴム層２０ｂに付着させることで、トナーの集合体を高抵抗ゴム層２０ｂに付着させて画像を形成することができる。よって、上記特開平８−９０８２５号公報の画像形成装置のように、吐出電極２の先端にトナー凝集物を生成する必要がない。このため、共通電極１４を各吐出電極２に対面させ、各吐出電極２の先端を先細に形成し、且つその先細部分を共通電極１４よりも対向電極９側に突出させるといった複雑な電極構成を採用しなくても、画像を形成することができる。
【００９３】
また、絶縁性基板４上の各吐出電極２間における記録ヘッド１の先端から０．５［ｍｍ］（Ｌ１）までの領域に設けたフッ素樹脂被膜５と、これに対面するように絶縁性天板１３上に形成されたフッ素樹脂被膜３との両方で、各吐出電極２間のヘッド先端付近にある有色液体６を各吐出電極２に向けて弾くことで、ヘッド先端付近の各吐出電極２間に空洞を形成する。この空洞は、絶縁性基板４表面から絶縁性天板１３表面までつながって形成されるため、ヘッド先端付近の各吐出電極２間には有色液体６が完全に存在しないと状態になる。このため、吐出電極２の先端から隆起した有色液体６の表面張力を、隣の吐出電極２上にある有色液体６に伝えるようなことがなく、連続記録を実施しても、前者の有色液体による後者の有色液体の引きずり出しを確実に抑えることができる。
【００９４】
また、フッ素樹脂被膜３、５の長さを記録ヘッド１の先端から０．５［ｍｍ］（Ｌ１）に設定したことで、短く設定し過ぎることに起因する有色液体６の引きずり出しを抑えながら、長く設定し過ぎることに起因する各吐出電極２上への有色液体６の供給不足を抑えることができる。
【００９５】
また、記録ヘッド１の駆動中に各吐出電極２間でトナーを電気泳動させるようなことがなく、各吐出電極２上の有色液体６のトナー濃度を均一に維持する。このため、各吐出電極２によって高抵抗ゴム層２０ｂ上に形成するドットの濃度や大きさを均一に維持することができる。
【００９６】
また、トナー濃度：１５［ｗｔ％］、粘度：５００［ｍＰａ・ｓ］といった高濃度高粘度の有色液体６を用いることで、トナーの泳動開始電界強度を引き上げてその泳動を回避しながら、トナーの吐出に必要な付着強度以上の電界を各吐出電極２とアルミドラム２０ｂとの間に確実に形成することができる。
【００９７】
また、ドラム回転方向上流側の記録ヘッド１によって形成されたドットＤｔ間の隙間を、下流側の記録ヘッド１によって形成されたドットＤｔで埋めることができるので、ドット径６０［μｍ］、ドットピッチ４２．３［μｍ］の６００［ｄｐｉ］の画像を形成するにもかかわらす、各吐出電極２間の距離を５０［μｍ］も確保して、各吐出電極２間の電界強度を更に確実に泳動開始電界強度未満にすることができる。
【００９８】
なお、特許第２９２０９６０号公報において、記録ヘッドに撥液被膜を設けた画像形成装置が記載されているが、これは本プリンタとは異なり、記録ヘッド先端からの有色液体（インク）の吐出性を高めるべく、電極間ではなく電極上にだけ撥液被膜を設けている。
【００９９】
次に、本実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各実施例のプリンタについて説明する。
［実施例１］
図１１は本実施例１に係るプリンタの中間記録ドラム２０をその周囲の装置とともに示す概略構成図である。図示のように、このプリンタは、記録ヘッド１を１つしか備えていない。即ち、記録ヘッド１の数が実施形態のプリンタの１／２になっている。この記録ヘッド１には、これを主走査方向（図中奥行き方向）に移動させる基板移動手段としての図示しないヘッド移動手段が取り付けられている。また、記録ヘッド１よりもドラム回転方向上流側には、中間記録ドラム２０の高抵抗ゴム層２０ｂ上に形成されたマーカー画像を検知するマーカー検知センサ２７が配設されている。また、上記ドラムクリーニング装置２６には、これを中間記録ドラム１０に接離させる図示しないクリーニング接離手段が取り付けられている。更に、上記転写ローラ２３にも、これを中間記録ドラム１０に接離させる図示しないローラ接離手段が取り付けられている。
【０１００】
図７に示した電圧ＯＮ／ＯＦＦドライバ１０には、２４８０個の吐出電極２に対する電圧印加のＯＮ／ＯＦＦを個別にスイッチングするための高価なＨＶＩＣが２４８０個設けられている。よって、本実施例１に係るプリンタにおいては、記録ヘッド１の数が１／２に減っているばかりでなく、高価なＨＶＩＣの数も１／２に減っている。
【０１０１】
本プリンタでは、次のようなプロセスで画像を形成する。即ち、まず、プリンタ本体の画像形成動作が開始されると、上記転写ローラ２３、ドラムクリーニング装置２６がそれぞれ上記ローラ接離手段、クリーニング接離手段によってドラム表面から離間するように移動せしめられる。次いで、図示しない制御部は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報を６００［ｄｐｉ］用の出力画像情報に変換し、更にこれを８４．７［μｍ］ピッチの３００［ｄｐｉ］用の１次出力画像情報及び２次出力画像情報に２分割する。そして、記録ヘッド１に対してこれら画像情報に基づいた制御信号を送る。
【０１０２】
記録ヘッド１は、上記１次出力画像情報に基づいて制御信号を受信すると、まず、図中矢印方向に回転する中間記録ドラム２０における高抵抗ゴム層２０ｂの非画像領域に上記マーカー画像を形成した後、１次出力画像情報に基づいた１次画像を高抵抗ゴム層２０ｂの画像領域に形成する。これにより、高抵抗ゴム層２０ｂ上には、マーカー画像と１次画像とが形成される。この１次画像が形成された後、これが中間記録ドラム２０の回転に伴ってドラムと記録ヘッド１との対向位置である記録位置まで再び戻ってくる間に、記録ヘッド１が上記ヘッド移動手段によって図中手前側から奥側に向けて４２．３［μｍ］だけ移動せしめられる。
【０１０３】
上記マーカー検知センサ２７は、その直下を中間記録ドラム２０の回転に伴って上記マーカー画像が通過すると、これを検知して検知信号を上記制御部に送る。制御部は、この検知信号に基づいて、上記２次出力画像情報に基づく制御信号を適切なタイミングで記録ヘッド１に送る。
【０１０４】
記録ヘッド１は、この制御信号を受信すると、上記２次出力画像情報に基づいた２次画像を、上記１次画像に重ね合わせるようにして形成する。この重ね合わせによって１次画像のドット間の間隙が埋められ、高抵抗ゴム層２０ｂ上に６００［ｄｐｉ］の画像が形成される。
【０１０５】
この画像が上記転写ニップに進入するのに先立ち、上記転写ローラ２３、ドラムクリーニング装置２６がそれぞれ移動せしめられ、中間記録ドラム２０に接触する。
【０１０６】
上記高抵抗ゴム層２０ｂは、その表面に形成された画像を上記転写ニップで転写紙２５上に転写させた後、表面に残留している残留有色液体がクリーニング装置２６によって掻き取り除去される。
【０１０７】
以上の構成の本プリンタにおいては、画像形成速度が実施形態のプリンタの１／２以下に低下するものの、記録ヘッド１や高価なＨＶＩＣの数を１／２に減らしてコストを低減することができる。
【０１０８】
［実施例２］
本実施例２のプリンタの要部構成は、図１１に示した実施例１のものとほとんど同じである。但し、本プリンタにおいては、上記ヘッド移動手段を記録ヘッド１に設ける代わりに、中間記録ドラム２０を主走査方向に移動させる図示しないドラム移動手段を設けている。また、本プリンタにおける画像形成プロセスは、記録ヘッド１を主走査方向に移動させる代わりに、中間記録ドラム２０を主走査方向に移動させる以外、実施例１のプロセスと同様である。
【０１０９】
ここで、本プリンタにおいては、次のようなプロセスによって画像を形成することも可能である。即ち、まず、中間記録ドラム２０の高抵抗ゴム層２０ｂの画像領域をドラム回転に伴って上記記録位置に進入させた直後にドラムの回転を一旦停止させ、記録ヘッド１によって各ドットを形成する。そして、中間記録ドラム１０を上記ドラム移動手段によって主走査方向に４２．３［μｍ］だけ移動させてから記録ヘッド１によって各ドットを形成する。次いで、中間記録ドラム１０を４２．３［μｍ］だけ回転せしめて記録ヘッド１によって各ドットを形成してから、先とは逆の主走査方向への記録ヘッド移動と、各ドットの形成とを実施する。以上の一連のプロセスを、中間記録ドラム２０を転写紙２５の長さ分だけ回転させるまで繰り返えせば、高抵抗ゴム層２０ｂ上に６００［ｄｐｉ］の画像を形成することができる。
【０１１０】
しかしながら、このようなプロセスでは、中間記録ドラム２０の回転を膨大な何回だけ停止させながら、中間記録ドラム２０を副走査方向に往復移動させることで、画像形成速度を大幅に遅くしてしまう。一方、本プリンタにおいては、このように画像形成速度を遅くすることなく、画像を形成することができる。
【０１１１】
以上の構成の本プリンタにおいても、記録ヘッド１や高価なＨＶＩＣの数を１／２に減らしてコストを低減することができる。
【０１１２】
［実施例３］
図１２は本実施例３に係るプリンタの概略構成図である。図において、３つの記録ヘッド１の先端には、接地された対向電極９が１２０［μｍ］の間隙を介して対向している。給紙カセット２１から送り出された転写紙２５は、３つの記録ヘッド１と対向電極９とが対向する記録位置に進入すると、その裏面を対向電極９に密着させながら、その表面に画像が記録される。
【０１１３】
かかる構成の本プリンタでは、中間記録ドラム２０や転写ローラ２３などを設けていないので、図示のように、装置本体をコンパクトにすることができる。
【０１１４】
【発明の効果】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の発明によれば、各並列電極間に仕切り壁を設けることなく、並列電極の先端から隆起した有色液体による付近の有色液体の引きずり出しを抑えることができるという優れた効果がある。更には、各並列電極上への有色液体の供給不足を抑えることができるという優れた効果もある。
【０１１８】
特に、請求項２の発明によれば、フッ素樹脂被膜により、各並列電極間に存在する該有色液体を隣設する該並列電極に良好に移動させることができるという優れた効果がある。
【０１２０】
また特に、請求項３の発明によれば、基板先端からの撥液被膜の長さを短く設定し過ぎることに起因する有色液体の引きずり出しを抑えながら、該長さを長く設定し過ぎることに起因する各並列電極上への有色液体の供給不足を抑えることができるという優れた効果がある。
【０１２１】
また特に、請求項４、５、６、７又は８の発明によれば、複数のドットが一直線状に並ぶ１次元のライン画像のみならず、文字画像や映像画像のような２次元の画像を形成することが可能になるという優れた効果がある。
【０１２４】
また特に、請求項５、６、７又は８の発明によれば、比較的高解像度の画像を形成する場合でも、各並列電極間の距離をある程度確保して、各並列電極間の電界強度を更に確実に泳動開始電界強度未満にすることができるという優れた効果がある。
【０１２５】
また特に、請求項６、７又は８の発明によれば、複数の基板を用いる構成よりも、並列電極や高価なＨＶＩＣの数を大幅に低減することができる。
【０１２６】
また特に、請求項８の発明によれば、記録部材を主走査方向に繰り返し往復移動させることに起因する画像形成速度の低速化を回避することができるという優れた効果がある。
【０１２７】
また特に請求項９の発明によれば、使用される記録部材の種類にかかわらす、安定した品質の画像を形成することができるという優れた効果がある。
【０１２８】
また特に、請求項１０の発明によれば、中間記録部材や転写手段を設けることによる装置の大型化やコストアップを解消することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明者らが試作した吐出試験装置の要部を示す斜視図。
【図２】（ａ）から（ｃ）は、それぞれ同吐出試験装置におけるトナーの吐出状態を示す模式図。
【図３】本発明者らが試作した泳動試験装置を示す斜視図。
【図４】同泳動試験装置を用いた試験を説明するための模式図。
【図５】（ａ）は、本発明者らが試作した簡易記録ヘッド内において各吐出電極間のフッ素樹脂被膜によって弾かれる有色液体の状態を示す縦断面図。
（ｂ）は、同状態を示す正面図。
【図６】（ａ）は、同簡易記録ヘッド内において同フッ素樹脂被膜と、対面ガラス板上のフッ素樹脂とによって弾かれる有色液体の状態を示す縦断面図。
（ｂ）は、同状態を示す正面図。
【図７】実施形態に係るプリンタの記録ヘッドの要部を示す断面図。
【図８】同記録ヘッドの絶縁性基板を示す斜視図。
【図９】同プリンタの概略構成図。
【図１０】（ａ）から（ｃ）は、それぞれ記録ヘッドによって形成されるドットを示す模式図。
【図１１】実施例１に係るプリンタの中間記録ドラムをその周囲の装置とともに示す概略構成図。
【図１２】実施例３に係るプリンタの概略構成図。
【図１３】（ａ）は従来の画像形成装置の要部構成を示す縦断面図。
（ｂ）は同要部構成を示す平面図。
（ｃ）は同要部構成を示す正面図。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ同画像形成装置の記録ヘッド内におけるトナーの状態を示す模式図。
【符号の説明】
１                記録ヘッド
２                吐出電極（並列電極）
３                フッ素樹脂被膜
４                絶縁性基板（基板）
５                フッ素樹脂被膜
６                有色液体
７                記録信号用電源
８                電源
９                対向電極
１０              電圧ＯＮ／ＯＦＦドライバ
１３              絶縁性天板
２０                中間記録ドラム
２０ａ              アルミドラム（対向電極）
２０ｂ              高抵抗ゴム層（中間記録部材）
２１                給紙カセット
２２                レジストローラ対
２３                転写ローラ
２４                定着装置
２５                転写紙（記録部材）
２６                ドラムクリーニング装置
２７                マーカー検知センサ
１００              吐出試験装置
１０１、１０２      ガラス板
１０５              泳動試験装置
１０６              ガラス板
１０７              第１電極
１０８              第２電極
１０９、１１１      導電性テープ
１１０              電源
１１２              高速度カメラ
１１３              コールドライト
１１４              対面ガラス板
Ｔ                トナー（有色微粒子）
Ｄｔ              ドット
【図１】
0004113665.tif 000002
【図２】
0004113665.tif 000003
【図３】
0004113665.tif 000004
【図４】
0004113665.tif 000005
【図５】
0004113665.tif 000006
【図６】
0004113665.tif 000007
【図７】
0004113665.tif 000008
【図８】
0004113665.tif 000009
【図９】
0004113665.tif 000010
【図１０】
0004113665.tif 000011
【図１１】
0004113665.tif 000012
【図１２】
0004113665.tif 000013
【図１３】
0004113665.tif 000014
【図１４】
0004113665.tif 000015