(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、記録媒体から所定距離離間した吐出位置へ供給するインク供給手段と、
上記吐出位置において、中央部の電位より周辺部の電位を高くした電位の井戸を形成し、上記インク供給手段にて上記吐出位置へ供給されたインク中の色剤粒子を上記電位の井戸内で凝集させるための第１の電界を形成する凝集手段と、
上記凝集手段にて凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させるための上記第１の電界と異なる第２の電界を上記吐出位置近傍に形成し、記録媒体上に画像を形成する記録手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録媒体から所定距離離間した吐出位置で上記記録媒体と略平行な面内に配置されたリング状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記電極へ供給するインク供給手段と、
上記電極にバイアス電圧を印加して、上記電極の内部に周囲の電位より低い電位の井戸を形成し、上記インク供給手段にて供給されたインク中の色剤粒子を上記電位の井戸内で凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記電極に印加して、上記バイアス電圧印加手段にて凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間した略水平な面上に配設された複数のリング状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記面上に流して上記各電極上へ供給するインク供給手段と、
記録信号に応じて選択された電極にバイアス電圧を選択的に印加して、当該電極の内部に周囲の電位より低い電位の井戸を形成し、上記インク供給手段にて供給されたインク中の色剤粒子を上記電位の井戸内で凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧印加手段にてバイアス電圧が選択的に印加された電極に上記バイアス電圧より高い記録電圧を印加し、上記電位の井戸内で凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記記録電圧印加手段にて記録電圧が印加されて色剤粒子が飛翔された電極において不足した色剤粒子を補うために上記電位の井戸を消失すべく該電極の電位をゼロにする手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
上記インク供給手段にて供給されて飛翔されなかったインクを回収するインク回収手段をさらに有するとことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録媒体に対向した吐出口に連通したインク供給路を介して、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口に供給されたインクにより形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるための第１の電界を形成する凝集手段と、
上記凝集手段にて上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる上記第１の電界と異なる第２の電界を形成する記録手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記吐出口から飛翔されずに溢れたインクを、上記インク供給路の外壁を介して回収するインク回収手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、
上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁に向けて下方に傾斜したテーパー部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、
上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁に向けて上方に傾斜したテーパー部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、
上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁まで延びた複数の切り欠きが形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、
上記管状の電極の外壁には、上記管状の電極の全長に亘って延びた複数の微小溝が形成され、上記吐出口から溢れたインクが上記微小溝の毛管作用により上記微小溝内に吸引されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、
上記管状の電極の先端上には、上記吐出口の一部を塞ぐ突起物が載置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、
上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁まで延びた曲部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、
上記管状の電極の先端近傍の内側には、上記管状の電極の先端から突出された先細の先端を有する突起物が上記管状の電極と同軸的に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、
上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁に向けて上方に傾斜したテーパー部が形成され、上記管状の電極の上記先端近傍の内側には、上記管状の電極の先端から突出された先細の先端を有する突起物が上記管状の電極と同軸的に設けられ、上記テーパー部が上記錐形の先端と同一面内に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記管状の電極の外側で同軸に設けられたパイプを有し、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁と上記パイプの内壁との間を通して回収するインク回収手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記管状の電極の外側で同軸に設けられたパイプを有し、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁と上記パイプの内壁との間を通して回収するインク回収手段と、を備え、
上記バイアス電圧印加手段は、上記管状の電極およびパイプに対して上記バイアス電圧を同時に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記管状の電極の外側で同軸に設けられたパイプを有し、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁と上記パイプの内壁との間を通して回収するインク回収手段と、を備え、
上記パイプの先端は、上記管状の電極の先端より後退されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記管状の電極の外側で同軸に設けられたパイプを有し、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁と上記パイプの内壁との間を通して回収するインク回収手段と、を備え、
上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁に延びたテーパー部が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、
上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、
上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、
上記管状の電極の外側で同軸に設けられたパイプを有し、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁と上記パイプの内壁との間を通して回収するインク回収手段と、を備え、
上記管状の電極の先端近傍の内側には、上記管状の電極の先端から突出された先細の先端を有する絶縁性の突起物が上記管状の電極と同軸的に設けられている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】
この発明は、色材粒子を絶縁性液体キャリアに分散させてなるインクに静電気力を作用させ、インク滴を記録媒体上に飛翔させて画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルプリンタ分野ではインクジェット記録が広く普及している。しかし、従来のインクジェットプリンタでは、画像の保存性が悪い、等の問題があった。
【０００３】
これに対し、既に、色剤として顔料粒子の使用を可能とし、染料性インクの上記問題点を解決した装置がＷＯ９３／１１８６号公報に開示されている。この装置では、導電性のインク供給チューブを具備する。インク供給チューブとこの先端に対向する対向電極との間に電圧が付与される。インク供給チューブの電位と同極性に帯電した顔料粒子（以下トナーとする）を含むインクがインク供給チューブに供給される。
【０００４】
インク内の帯電トナーは、インク供給チューブの先端近傍の吐出ポイントで、対向電極から静電吸引力を受け半円球状のインクメニスカスを形成する。しかし、インクの溶媒の表面張力によりトナーはインクメニスカスから飛翔することができず、インクメニスカスの先端に留まる。この様にして、多くのトナーがインクメニスカスの先端に集まり、凝集物となる。インク供給チューブと対向電極との間の電圧を更に上げると、インクの溶媒の表面張力よりも静電吸引力が勝り、インクメニスカスからトナー凝集物が飛翔する。
【０００５】
上述の飛翔原理に基づく画像形成装置では、従来のインクジェット記録のような飛翔小滴サイズを決定するノズルがないため、顔料粒子を用いることができる。このため、従来のインクジェット記録の問題点であった、画像の保存性、耐光性等の問題が解決される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のトナーを含むインク液を使用する画像形成装置も以下のような問題点がある。
【０００７】
つまり、従来の画像形成装置においては、吐出ポイントに形成されるインクメニスカスの先端に飛翔に必要な十分な量のトナーを集めるために多くの時間を必要とする。また、インクメニスカスの先端に凝集されたトナーを安定して保持することが難しい。
【０００８】
このため、インクの吐出周波数を上げると、インクメニスカスの先端におけるトナーの凝集が不十分となり、所望の画像濃度を達成できない問題がある。また、十分な画像濃度を達成すべく吐出周波数を低くしてもトナーを安定して保持できないことから、良質な画像を得ることができない問題がある。
【０００９】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、記録解像度が高く、高濃度且つ高速な印字ができ、良質な画像を形成できる画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係る画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、記録媒体から所定距離離間した吐出位置へ供給するインク供給手段と、上記吐出位置において、中央部の電位より周辺部の電位を高くした電位の井戸を形成し、上記インク供給手段にて上記吐出位置へ供給されたインク中の色剤粒子を上記電位の井戸内で凝集させるための第１の電界を形成する凝集手段と、上記凝集手段にて凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させるための上記第１の電界と異なる第２の電界を上記吐出位置近傍に形成し、記録媒体上に画像を形成する記録手段と、を備えている。
【００１１】
上述した画像形成装置によると、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを吐出位置へ供給し、インクが供給された吐出位置に第１の電界を形成して電位の井戸を形成する。これにより、インク中の色剤粒子が電位の井戸内に閉じ込められ、電位の井戸の略中央にて凝集される。電位の井戸内に閉じ込められて凝集された色剤粒子を含むインクは、第１の電界と異なる第２の電界によって記録媒体に向けて飛翔され、画像が形成される。
【００１２】
また、この発明の画像形成装置は、記録媒体から所定距離離間した吐出位置で上記記録媒体と略平行な面内に配置されたリング状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記電極へ供給するインク供給手段と、上記電極にバイアス電圧を印加して、上記電極の内部に周囲の電位より低い電位の井戸を形成し、上記インク供給手段にて供給されたインク中の色剤粒子を上記電位の井戸内で凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記電極に印加して、上記バイアス電圧印加手段にて凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、を備えている。
【００１３】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間した略水平な面上に配設された複数のリング状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記面上に流して上記各電極上へ供給するインク供給手段と、記録信号に応じて選択された電極にバイアス電圧を選択的に印加して、当該電極の内部に周囲の電位より低い電位の井戸を形成し、上記インク供給手段にて供給されたインク中の色剤粒子を上記電位の井戸内で凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧印加手段にてバイアス電圧が選択的に印加された電極に上記バイアス電圧より高い記録電圧を印加し、上記電位の井戸内で凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記記録電圧印加手段にて記録電圧が印加されて色剤粒子が飛翔された電極において不足した色剤粒子を補うために上記電位の井戸を消失すべく該電極の電位をゼロにする手段と、を備えている。
【００１４】
この画像形成装置によると、帯電された色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクをリング状の電極上に供給し、インクが供給された電極にバイアス電圧を印加して、リング状の電極の内部に電位の井戸を形成する。そして、リング状の電極にバイアス電圧より高い記録電圧を印加し、電位の井戸内で凝集された色剤粒子を含むインクを記録媒体に向けて飛翔させ、画像を形成する。更に、インクが飛翔されて色剤粒子が不足されたリング状の電極内に新たな色剤粒子を補充するため、電極の電位をゼロにして電位の井戸を消失させる。
【００１５】
また、この発明の画像形成装置は、記録媒体に対向した吐出口に連通したインク供給路を介して、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口に供給されたインクにより形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるための第１の電界を形成する凝集手段と、上記凝集手段にて上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる上記第１の電界と異なる第２の電界を形成する記録手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記吐出口から飛翔されずに溢れたインクを、上記インク供給路の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備えている
【００１６】
上述した画像形成装置によると、帯電された色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、インク供給路を介して吐出口へ供給し、吐出口にインクメニスカスを形成する。そして、第１の電界を形成してインクメニスカスの頂点近傍に色剤粒子を凝集させ、第２の電界を形成して凝集した色剤粒子を記録媒体に向けて飛翔させる。更に、飛翔されずに吐出口から溢れたインクをインク供給路の外壁を介して回収する。
【００１７】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備えている。
【００１８】
上述した画像形成装置によると、帯電された色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、管状の電極の内部を通して吐出口へ供給し、吐出口にインクメニスカスを形成する。そして、管状の電極にバイアス電圧を印加してインクメニスカスの頂点近傍に色剤粒子を凝集させ、続いて、管状の電極にバイアス電圧より高い記録電圧を印加して凝集した色剤粒子を記録媒体に向けて飛翔させる。更に、飛翔されずに吐出口から溢れたインクを管状の電極の外壁を介して回収する。
【００１９】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁に向けて下方に傾斜したテーパー部が形成されている。
【００２０】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁に向けて上方に傾斜したテーパー部が形成されている。
【００２１】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁まで延びた複数の切り欠きが形成されている。
【００２２】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、上記管状の電極の外壁には、上記管状の電極の全長に亘って延びた複数の微小溝が形成され、上記吐出口から溢れたインクが上記微小溝の毛管作用により上記微小溝内に吸引される。
【００２３】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、上記管状の電極の先端上には、上記吐出口の一部を塞ぐ突起物が載置されている。
【００２４】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁まで延びた曲部が形成されている。
【００２５】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、上記管状の電極の先端近傍の内側には、上記管状の電極の先端から突出された先細の先端を有する突起物が上記管状の電極と同軸的に設けられている。
【００２６】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁を介して回収するインク回収手段と、を備え、上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁に向けて上方に傾斜したテーパー部が形成され、上記管状の電極の上記先端近傍の内側には、上記管状の電極の先端から突出された先細の先端を有する突起物が上記管状の電極と同軸的に設けられ、上記テーパー部が上記錐形の先端と同一面内に配置されている。
【００２７】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記管状の電極の外側で同軸に設けられたパイプを有し、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁と上記パイプの内壁との間を通して回収するインク回収手段と、を備えている。
【００２８】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記管状の電極の外側で同軸に設けられたパイプを有し、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁と上記パイプの内壁との間を通して回収するインク回収手段と、を備え、上記バイアス電圧印加手段は、上記管状の電極およびパイプに対して上記バイアス電圧を同時に印加する。
【００２９】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記管状の電極の外側で同軸に設けられたパイプを有し、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁と上記パイプの内壁との間を通して回収するインク回収手段と、を備え、上記パイプの先端は、上記管状の電極の先端より後退されている。
【００３０】
また、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記管状の電極の外側で同軸に設けられたパイプを有し、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁と上記パイプの内壁との間を通して回収するインク回収手段と、を備え、上記管状の電極の先端には、上記管状の電極の外壁から内壁に延びたテーパー部が形成されている。
【００３１】
さらに、この発明の画像形成装置は、略水平に配置された記録媒体の下方で所定距離離間して記録媒体に対向した吐出口をその先端に有し、略鉛直方向に延びて配置された管状の電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させて成るインクを、上記管状の電極内を通して上記吐出口へ供給するインク供給手段と、上記管状の電極にバイアス電圧を印加して、上記インク供給手段にて供給されたインクにより上記吐出口近傍に形成されるインクメニスカスの頂点近傍に上記色剤粒子を凝集させるバイアス電圧印加手段と、上記バイアス電圧より高い記録電圧を上記管状の電極に印加して、上記インクメニスカスの頂点近傍に凝集された色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させる記録電圧印加手段と、上記管状の電極の外側で同軸に設けられたパイプを有し、上記インク供給手段にて上記吐出口へ供給されて上記記録媒体に向けて飛翔されずに上記吐出口から溢れたインクを上記管状の電極の外壁と上記パイプの内壁との間を通して回収するインク回収手段と、を備え、上記管状の電極の先端近傍の内側には、上記管状の電極の先端から突出された先細の先端を有する絶縁性の突起物が上記管状の電極と同軸的に設けられている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３４】
図１は、この発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置としてのインクジェットプリンタの要部を示している。このインクジェットプリンタは、図２に示すような記録ヘッド１を備え、記録ヘッド１は、互いに並設された複数の記録電極４…を有している。図２において１つの記録ヘッド１に対して８本の記録電極４のみを簡略的に図示したが、記録電極４…は、記録解像度に応じた本数だけ設けられている。
【００３５】
記録電極４…は、絶縁性の基材２の上面に互いに離間して一列に並んで配置され、各記録電極４は、円形のリング状部分４ａと、このリング状部分４ａから一体的に引出されたリード部分４ｂと、を有している。そして、各記録電極４のリード部分４ｂには、凝集手段としてのバイアス電圧印加手段または記録手段としての記録電圧印加手段として作用するパルス電源６が図示しないＩＣを介して接続されている。尚、リング状部分４ａの形状は、図１（ａ）に示したような円形に限らずリング状であれば良いが、この場合正多角形であることが望ましい。本実施の形態においては、内径２００μｍ、外径４００μｍ、厚さ３５μｍの円形のリング状部分４ａ、および厚さ３５μｍのリード部分４ｂを有する記録電極４とした。
【００３６】
このように複数の記録電極４…が設けられた基材２の上面から上方に所定距離離間した位置、即ち各リング状部分４ａ…に対向した位置には、各記録電極４…との間で所定の電界を形成すべく電気的に接地された対向電極１０が基材２と略平行に配設されている。そして、記録ヘッド１と対向電極１０との間に図示しない記録媒体が介在され、各電極４…が並んだ方向を横切る方向にこの記録媒体が一定速度で移動されるようになっている。尚、本実施の形態においては、対向電極１０は、各記録電極４…から約１ｍｍ離間した位置に設けた。
【００３７】
図２に示すように、記録ヘッド１は、その上面側が対向電極１０に向けて解放された矩形の筐体１１を有し、筐体１１の底面から上方に所定距離離間した筐体１１の略中間位置には、上述した複数の記録電極４…をその上面に備えた基材２が筐体１１内を上下に概ね２分する隔壁として設けられている。尚、複数の記録電極４…が配置された基材２の上面は、この発明の吐出位置として作用する。
【００３８】
各記録電極４…は、そのリング状部分４ａが基材２の長手方向中心軸に沿ってその上面上に一列に並ぶように配置され、且つそのリード部分４ｂが筐体１１の後面１１ｂ側に引出されるように配置されている。そして、各記録電極４…のリング状部分４ａの前方（リード部分４ｂが無い部分）には、基材２の長手軸に沿って延び、基材２を貫通したインク回収溝２ａが形成されている。
【００３９】
また、筐体１１の後面１１ｂには、基材２にて境界された筐体１１の上側部分１１１に連通したインク供給管１２が設けられ、筐体１１の一方の側面には、基材２にて境界された筐体１１の下側部分１１２に連通したインク回収管１４が設けられている。
【００４０】
しかして、インク供給管１２を介して図示しないインクタンクから筐体１１の上側部分１１１内にインクが流入されると、インクは、各記録電極４…のリード部分４ｂ側（後面１１ｂ側）からインク回収溝２ａに向けて基材２上を流れ、インク回収溝２ａを介して筐体１１の下側部分１１２に流入される。そして、下側部分１１２に流入されたインクは、インク回収管１４を介して筐体１１外へ排出され、図示しないポンプによりインクタンクに循環されて回収される。尚、インク供給圧、インク供給管１２およびインク回収管１４の内径、およびインク回収溝の幅は、基材２上を流れるインクの厚さが常に一定の厚さ、詳しくは６０μｍとなるように調整されている。
【００４１】
尚、上記のように記録ヘッド１内を流れるインクは、石油溶媒等の絶縁性液体としてのキャリア液内に帯電された色剤粒子としてのトナー粒子を分散したものであり、このトナー粒子として、樹脂、ワックスからなるバインダーの内部もしくは表面にカーボンブラック等の色材顔料、分散剤、帯電制御剤等を含有或いは付着させたものを用いた。インク内に分散された色剤粒子は、記録電極４に与える電位と同極性に帯電しているか若しくは帯電する粒子からなる。本実施の形態においては、色剤粒子は正の極性に予め帯電されている。
【００４２】
図３は、記録信号に応じて選択された記録電極４に選択的に印加される駆動電圧の波形を示している。記録ヘッド１により記録媒体に画像を形成する際には、記録ヘッド１内に上述したようにインクを供給し、記録媒体を記録ヘッド１と対向電極１０との間で所定方向に走行させ、パルス電源６からの上記駆動電圧を記録信号に応じて選択された記録電極４にＩＣを介して選択的に印加する。
【００４３】
駆動電圧が選択的に印加された記録電極４においては、対向電極１０との間に所定の電界が形成され、この電界により記録電極４から対向電極１０に向けてインクが飛翔され、両者の間に介在された図示しない記録媒体にインク滴が付着されて画像が形成されるようになっている。
【００４４】
この駆動電圧は、記録信号に応じて選択された記録電極４にトナー粒子を凝集させるためのバイアス電圧Ｖｂと、凝集したトナー粒子を含むインク滴を飛翔させるためのバイアス電圧Ｖｂより高い記録電圧Ｖｃと、を有している。各記録電極４…の電位は、記録信号が与えられていない非記録時には０Ｖに保持され、記録信号が図示しないＩＣに与えられると所定のパルス幅Ｗｂを有するバイアス電圧Ｖｂが印加され、続いてこのバイアス電圧Ｖｂより高い所定のパルス幅Ｗｓを有する記録電圧Ｖｃが印加され、１記録周期内に０Ｖに戻されるようになっている。尚、本実施の形態においては、バイアス電圧Ｖｂを１．０ｋＶ、バイアス電圧の印加時間幅Ｗｂを３０μ秒、記録電圧Ｖｃを１．２ｋＶ、記録電圧の印加時間幅Ｗｓを３０μ秒とした。
【００４５】
以下、図３に示す駆動電圧が選択的に印加された記録電極４近傍におけるインクの挙動について図４を用いて説明する。
【００４６】
図４（ａ）に示すように、記録電極４に駆動電圧が印加されていない非記録時（駆動電圧０Ｖ）には、記録電極４と対向電極１０との間に電界が形成されていないことから、基材２上を流れるインク２０の厚さが一様に保たれており、トナー粒子２１はインク２０内に均一に分散されている。
【００４７】
図４（ｂ）に示すように、記録信号に応じて選択された記録電極４にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、この記録電極４と対向電極１０との間に所定の電界が形成され、リング状部分４ａの近くに図４（ｂ´）に示すような電位の井戸２２が形成される。つまり、この電位の井戸２２とは、周囲の電位より低く落ち込んだ低電位の部分を示し、この発明においては、リング状部分４ａの内側に電位の井戸が形成される。
【００４８】
また、記録電極４にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、リング状部分４ａの内部においてその中央に向かう図４（ｂ）に矢印Ｅで示すような漏れ電界がリング状部分４ａの全周に亘って形成される。この漏れ電界Ｅにより、リング状部分４ａ内に存在したトナー粒子２１がインク２０中でリング状部分４ａの中央に向って泳動する。リング状部分４ａの中央に泳動したトナー粒子２１は、上述した電位の井戸２２内に閉じ込められて凝集される。トナー粒子２１がリング状部分４ａの中央にさらに凝集してくると、帯電粒子であるトナー粒子２１に働く対向電極１０方向の静電気力が大きくなり、トナー粒子２１が対向電極１０方向に引っ張られる。これにより、リング状部分４ａの中央を頂点とするインクメニスカス２３が形成される。
【００４９】
そして、リング状部分４ａの中央に凝集されたトナー粒子２１はインクメニスカス２３の頂点に閉じ込められる。ここで、トナー粒子２１に働く静電気力は、インク２０の表面張力に打ち勝つほど強くないため、トナー凝集物２４を含むインク２０はインクメニスカス２３から飛翔することはない。
【００５０】
このように頂点にトナー凝集物２４が凝集されたインクメニスカス２３を形成した状態で、記録電極４にバイアス電圧Ｖｂより高い記録電圧Ｖｃを印加すると、インクメニスカス２３の頂点に凝集したトナー凝集物２４を含むインクに働く静電気力が、インク２０の表面張力に打ち勝ち、図４（ｃ）に示すようにインク滴２５が飛翔される。
【００５１】
この場合、インクを飛翔させるための静電気力は主にトナー粒子２１に作用するため、飛翔されるインク滴２５の成分の殆どはトナー凝集物２４であり、キャリア液２６はトナー粒子２１を濡らす程度しか存在しない。このため、飛翔されたインク滴が付着された記録媒体上でインクの流動性が殆どなく、滲みや流動がまったく生じないドットを記録媒体上に形成することができる。
【００５２】
そして、記録動作が終了されると、電源６がオフにされ、１記録周期内に記録電極４の駆動電圧が０Ｖにされ、記録前の状態（図４ａに示す状態）に速やかに戻される。これにより、記録電極４のリング状部分４ａ内に形成された電位の井戸が消失され、リング状部分４ａ内における電界の影響をなくすことができ、リング状部分４ａ内に新たなトナー粒子を供給できる。
【００５３】
上述した第１の実施の形態の画像形成装置においては、記録ヘッド１の記録電極４近傍に形成された電界により、トナー粒子をインクの吐出位置（メニスカス頂点）に密集および凝集させ、吐出位置近傍に形成された電位の井戸にトナー凝集物を閉じ込めて、トナー凝集物を飛翔させることを特徴としている。
【００５４】
従って、本実施の形態の装置によると、従来の装置のようにインクを吐出させるためのスリットやノズルを設ける必要がなく、インクの吐出口におけるインク目詰まりを生じることを防止できる。このため、使用するインクの自由度を拡大でき、色材顔料からなるトナー凝集物を飛翔させることが可能となり、耐光性に優れた良質な画像を形成することができる。
【００５５】
また、インク目詰まりの心配がないことから、記録電極を比較的小さくでき、多数の記録電極を高密度に配置でき、高密度の幅広な記録ヘッドを構成することができ、画像の形成速度を従来に比べ高速にすることができる。
【００５６】
次に、この発明の第２の実施の形態に係るインクジェットプリンタについて図５乃至図９を用いて説明する。
【００５７】
図５は、本実施の形態のインクジェットプリンタの要部を概略的に示している。このインクジェットプリンタ３０は、図６に示すような記録ヘッド３１を備えている。記録ヘッド３１は、略鉛直方向に延びて一列に整列配置されたインク供給路としての複数本のパイプ状の記録電極３２…（管状の電極）を有している。図６において１つの記録ヘッド３１に対して８本の記録電極３２…のみを簡略的に図示したが、記録電極３２…は、記録解像度に応じた本数だけ設けられている。
【００５８】
記録ヘッド３１の各記録電極３２…の先端３２ａに対向する位置には、各記録電極３２…との間で所定の電界を形成すべく電気的に接地された対向電極として作用するドラム３４が配設されている。本実施の形態においては、各記録電極３２の先端３２ａから１ｍｍ離間した位置にドラム３４を配設した。尚、この記録ヘッド３１にて画像が形成される記録媒体（図示せず）は、ドラム３４の周面に沿って移動されるようになっている。
【００５９】
記録ヘッド３１には、各記録電極３２…に対して所定の駆動電圧を選択的に印加するための電源３６が図示しないＩＣを介して接続されている。また、記録ヘッド３１には、インク供給管４２を介してインク供給タンク４４が接続され、インク回収管４６を介してインク回収タンク４８が接続されている。尚、インク供給タンク４４およびインク供給管４６は、この発明のインク供給手段として作用する。
【００６０】
インク供給タンク４４は、インク回収タンク４８に対して鉛直方向上方に配置され、両者の間にはインク回収タンク４８からインク供給タンク４４へインクを汲み上げるためのポンプ４１が接続されている。また、インク供給タンク４４とインク回収タンク４８との間には、インク供給タンク４４の液面を一定レベルに保持するためのインク排出管４３が設けられている。従って、記録ヘッド３１に対するインク供給タンク４４の高さを調整し、インク排出管４３の上端部の高さを調整することにより、記録ヘッド３１に供給されるインクの供給圧力を調整できるようになっている。
【００６１】
図６に示すように、記録ヘッド３１は、その上面側がドラム３４に向けて解放された矩形の筐体３３を有している。筐体３３の底面３３ａから上方に所定距離離間した略中間位置には、上述した複数の記録電極３２…がそれぞれ貫通された隔壁３５が筐体３３内を上下に概ね２分するように設けられている。つまり、筐体３３が隔壁３５により上側部分３３１および下側部分３３２に区画されている。
【００６２】
各記録電極３２…は、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属、或いはナイロンなどの樹脂で作製した所定の肉厚の円筒状のパイプの内壁及び外壁に無電界鍍金により金属膜を形成して成り、それぞれ隔壁３５を貫通して設けられている。つまり、吐出口として作用する各記録電極３２の先端３２ａが筐体３３の解放された上面側から突出し、且つ各記録電極３２の基端３２ｂが筐体３３の下側部分３３２まで延びている。そして、各記録電極３２には、図示しないＩＣを介して、凝集手段としてのバイアス電圧印加手段または記録手段としての記録電圧印加手段として作用する電源３６が接続されている。
【００６３】
尚、記録電極３２は、上述した円筒形のパイプに限らず、多角形の断面を有するパイプであっても良いが、正多角形の断面を有するパイプであることが望ましい。本実施の形態においては、内径５００μｍ、外径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒形のパイプを用いた。
【００６４】
また、筐体３３の一方の側面から、筐体３３の下側部分３３２にインク供給管４２が連通され、筐体３３の上側部分３３１にインク回収管４６が連通されている。
【００６５】
しかして、インク供給タンク４４内のインクがインク供給管４２を介して所定の圧力で筐体３３の下側部分３３２内に流入され、下側部分３３２内にインクが充填される。下側部分３３２が一杯になると、インクは、パイプ状の各記録電極３２…の中を上昇し、各記録電極３２の先端３２ａから溢れ出る。溢れ出たインクは、筐体３３の上側部分３３１に溜められ、インク回収管４６を介して筐体３３の外へ排出され、インク回収タンク４８に回収される。そして、インク回収タンク４８に回収されたインクは、ポンプ４１によりインク供給タンク４４に汲み上げられて循環される。尚、インク供給圧、インク供給管４２およびインク回収管４６の内径、および各記録電極３２の内径は、各記録電極３２の先端３２ａにおいて後述するインクメニスカスを安定して形成できるように調整されている。また、上述した上側部分３３１、インク回収管４６、およびインク回収タンク４８は、この発明のインク回収手段として作用する。
【００６６】
以下、説明を簡略化するため、上述した記録ヘッド３１の代りに、一本の記録電極３２を有する記録ヘッド５１（図７参照）を例にとって第２の実施の形態について説明する。尚、この記録ヘッド５１の基本構成は上述した記録ヘッド３１と同じであり、同一の構成については同一符号を付与して説明を省略する。
【００６７】
記録ヘッド５１は、その上面にインクを回収するための矩形の凹所５３ａを有する絶縁性の基材５３を有している。凹所５３ａの略中央位置には、上述した記録電極３２が基材５３を貫通して設けられ、記録電極３２の近傍であって凹所５３ａの一部には、インク回収管４６が外部から連通されている。また、基材５３を貫通した記録電極３２の基端３２ｂには、インク供給管４２が接続されている。
【００６８】
しかして、インク供給タンク４４からインク供給管４２を介して供給されたインクは、記録電極３２内を上昇され、記録電極３２の先端３２ａから溢れ出る。溢れたインクは、記録電極３２の外壁に沿って流れて凹所５３ａに溜まり、インク回収管４６を介してインク回収タンク４８に回収される。
【００６９】
また、記録電極３２には、駆動電圧を供給するための電源３６が接続されている。この電源３６は、記録電極３２に記録電圧Ｖｃを与えるための信号電圧電源３６ａ及び記録電極３２にバイアス電圧Ｖｂを与えるための直流電圧電源３６ｂを有している。
【００７０】
図８は、本実施の形態の記録ヘッド５１の記録電極３２に対して記録信号に応じて印加される駆動電圧の波形を示している。
【００７１】
この駆動電圧は、非記録時に記録電極３２に印加されるバイアス電圧Ｖｂと、記録信号に応じて記録電極３２に印加されるバイアス電圧Ｖｂより高い記録電圧Ｖｃと、を有している。記録信号に応じて記録電圧Ｖｃが印加された記録電極３２は、１記録周期内中にバイアス電圧Ｖｂに戻される。本実施の形態においては、バイアス電圧Ｖｂを１．０ｋＶ、記録電圧Ｖｃを１．２ｋＶ、記録電圧Ｖｃの印加時間幅Ｗｓを３０μ秒とした。
【００７２】
以下、図８に示す駆動電圧が印加された記録電極３２近傍におけるインクの挙動について図９を用いて説明する。
【００７３】
図９（ａ）に示すように、記録電極３２に駆動電圧が印加されていない状態では、インク供給タンク４４から供給されたインクは記録電極３２内を上昇されて記録電極３２の先端３２ａから外壁を介して矢印ａ方向に常に一定量づつ溢れている。そして、インク供給圧、記録電極３２の先端３２ａの形状、インクの表面張力等できまるインクメニスカス５４が記録電極３２の先端３２ａ近くに形成される。本実施の形態においては、インクメニスカス５４の形状が記録電極３２の先端３２ａから２００μｍ半径の半球状となり、記録電極３２の先端３２ａの開口の中心がインクメニスカス５４の頂点となるように、インク供給圧を調整した。尚、駆動電圧を印加していない状態では、トナー粒子５５はインク内に一様に分散されている。
【００７４】
図９（ｂ）に示すように、記録電極３２にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、先端３２ａ近傍に第１の電界が発生され、記録電極３２内部からの漏れ電界により、記録電極３２の開口中央に向かう電界（図中矢印Ｅ）が記録電極３２の全周に亘って形成される。この電界Ｅにより、インクメニスカス５４近傍に供給されたトナー粒子５５が記録電極３２の開口中央に向って泳動する。
【００７５】
開口中央に泳動したトナー粒子５５は、対向電極３４に向う電界成分と対向電極３４に向うインクの流れの影響により、半球状のインクメニスカス５４の頂点に凝集される。インクメニスカス５４の頂点に凝集されたトナー粒子５５から成るトナー凝集物５６は、電界Ｅおよびインクの流れによりインクメニスカス５４の頂点に安定して保持される。
【００７６】
トナー粒子５５がインクメニスカス５４の頂点にさらに凝集してくると、帯電粒子であるトナー粒子５５に働く対向電極３４方向の静電気力が増大し、トナー粒子５５（トナー凝集物５６）が対向電極３４方向に引っ張られるため、インクメニスカス５４の頂点が対向電極３４方向に膨らむ。ここで、トナー粒子５５に働く静電気力は、インクの表面張力に打ち勝つほど強くないため、トナー凝集物５６を含むインク滴が飛翔することはない。
【００７７】
一方、帯電していないキャリア液５７は、電界の影響を受けることがないことから、インクの流れに従って、記録電極３２の先端３２ａの縁から記録電極３２の外壁に沿って矢印ａ方向（鉛直下方）へと流れる。
【００７８】
つまり、図９（ｂ）に示すように記録電極３２にバイアス電圧Ｖｂを印加した状態では、インクメニスカス近傍において、トナー粒子５５とキャリア液５７との分離、トナー粒子５５のインクメニスカス頂点近傍への凝集、及び飛翔に寄与しないキャリア液５７の排出を同時に行っている。
【００７９】
図９（ｃ）に示すように、記録電極３２に記録電圧Ｖｃが印加された記録状態では、先端３２ａ近傍に上記第１の電界より大きい第２の電界が発生され、インクメニスカス５４の頂点に凝集したトナー凝集物５６に働く静電気力が、インクの表面張力に打ち勝ち、インク滴５８が飛翔される。
【００８０】
この場合、インクを飛翔させるための静電気力は主にトナー凝集物５６に作用するため、飛翔されるインク滴５８はトナー凝集物５６を主成分とし、キャリア液５７はトナー粒子５５を濡らす程度しか存在しない。このため、飛翔されたインク滴が付着された記録媒体上でインクの流動性が殆どなく、滲みや流動がまったく生じないドットを記録媒体上に形成することができる。
【００８１】
そして、記録動作が終了されると、１記録周期中に記録電極３２の電圧がバイアス電圧Ｖｂにされ、記録前の状態（図９ｂに示す状態）に速やかに戻される。つまり、インク滴５８の飛翔に伴い不足した分のトナー粒子５５は、インクの流れと電界Ｅとの影響により、速やかにインクメニスカス１３頂点に供給される。
【００８２】
上述した第２の実施の形態の画像形成装置においては、対向電極３４に向うインクの流れと対向電極３４に向う電界Ｅとの影響により、記録電極３２の先端２３ａ近くに形成されたインクメニスカス５４の頂点にトナー粒子５５を凝集させるとともに、トナー粒子５５とキャリア液５７とを分離し、凝集したトナー凝集物を効率良く飛翔させることを特徴としている。
【００８３】
従って、本実施の形態によると、インクの供給量に対するトナー粒子の飛翔効率を向上できる。また、本実施の形態によると、記録電極３２の先端３２ａから対向電極３４に向う電界Ｅにより、トナー粒子５５を記録電極３２の開口中央に密集するため、記録電極３２の内壁にトナー粒子５５が付着しにくくなり、トナー付着などの汚れによる記録電極３２の目詰まりを格段に減らすことができる。
【００８４】
このため、本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様に、使用するインクの自由度を拡大でき、色材顔料からなるトナー凝集物を飛翔させることが可能となり、耐光性に優れた良質な画像を形成することができる。また、インク目詰まりの心配がないことから、記録電極を比較的小さくでき、多数の記録電極を高密度に配置でき、高密度の幅広な記録ヘッドを構成することができ、画像の形成速度を従来に比べ高速にすることができる。
【００８５】
上述した第２の実施の形態の画像形成装置においては、記録電極３２の先端３２ａに形成されるインクメニスカス５４の頂点にトナー粒子５５を凝集させると同時にトナー粒子５５とキャリア液５７とを分離させ、トナー粒子５５の凝集およびキャリア液５７の排出を効率良く安定して行うことが重要である。つまり、トナー粒子５５を効率良く凝集できない場合、またはキャリア液５７を十分に分離できない場合には、飛翔されるインク滴５８に含まれるキャリア液５７の量が多くなり、インク滴５８の流動性が大きくなり、記録ドットに滲みや流動を生じ、安定した画像を形成できなくなる虞がある。また、トナー粒子５５が効率良く凝集されない場合には、トナー粒子５５の供給不足により、インク滴５８の飛翔周期、つまり記録速度が遅くなったり、インク滴５８中に含まれるキャリア液５７の量が多くなり、記録ドットに滲みや流動性を生じる虞がある。
【００８６】
以下に示す実施の形態では、上述した点を更に改良した。
以下、この発明の他の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。尚、基本的な構成は上述した第２の実施の形態と同じであるため、同一部分についての説明は省略する。特に、以下の実施の形態においては、記録電極の形状のみを変更したため、記録電極についてのみ詳細に説明する。
【００８７】
図１０に示すように、この発明の第３の実施の形態に係る記録電極６１は、内径５００μｍ、外径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒パイプ状に形成され、その先端６１ａにおいて、記録電極６１の外壁から内壁に向けて下方に傾斜されたテーパー部を有している。本実施の形態においては、テーパー部が記録電極６１の外壁と成す角度を４５度に設定した。
【００８８】
図１１は、上述のように構成された記録電極６１にバイアス電圧Ｖｂを印加した場合の記録電極６１の先端６１ａ近傍におけるインク（キャリア液６２及びトナー粒子６３）の挙動を示している。
【００８９】
図１１に示すように、バイアス電圧Ｖｂが印加された記録電極６１の先端６１ａでは、そのテーパー部の形状に起因して記録電極６１の全周に亘って開口中央に向かう強い電界（図中矢印Ｅ）が形成される。この電界Ｅにより、記録電極６１内を上昇するトナー粒子６３がテーパー部６１ａに差し掛かった途端に、トナー粒子６３が開口中央に向って泳動を開始される。そして、トナー粒子６３は、テーパー部６１ａを通過するにつれて徐々に開口中央へと密集される。従って、インクメニスカス６４の頂点近くでは、外側にキャリア液６２、内側にトナー凝集物６５が存在してインクが２重に分離された状態となる。
【００９０】
このように凝集されたトナー凝集物６５は、対向電極３４に向うインクの流れと電界Ｅとの影響により、半球状のインクメニスカス６４の頂点に密集されて保持される。そして、記録電極６１に記録電圧Ｖｃを印加することにより、トナー凝集物６５を含むインク滴が対向電極３４に向けて飛翔される。
【００９１】
一方、帯電していないキャリア液６２は、電界Ｅの影響を受けることがないことから、インクの流れに従って記録電極６１の外壁に沿って図中矢印Ａ方向（鉛直下方）へ流れる。
【００９２】
以上のように、記録電極６１の先端６１ａにテーパー部を設けることにより、トナー粒子６３とキャリア液６２との分離、およびインクメニスカス６４頂点へのトナー粒子６３の凝集を更に効率良くすることができる。
【００９３】
次に、この発明の第４の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態においても基本的な構成は上記第２の実施の形態と同じである。
【００９４】
図１２に示すように、記録電極７１は、内径５００μｍ、外径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒パイプ状に形成され、その先端７１ａにおいて、記録電極７１の外壁から内壁に向けて上方に傾斜されたテーパー部を有している。本実施の形態においては、テーパー部が記録電極７１の内壁と成す角度を４５度に設定した。
【００９５】
図１３は、上述のように構成された記録電極７１にバイアス電圧Ｖｂを印加した場合の記録電極７１の先端７１ａ近傍におけるインク（キャリア液７２及びトナー粒子７３）の挙動を示している。
【００９６】
図１３に示すように、記録電極７１にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、記録電極７１の先端７１ａ近くでは記録電極７１の内部に生じた漏れ電界により、開口中央に向ってトナー粒子７３が泳動される。これにより、インクメニスカス７４内においてトナー粒子７３とキャリア液７２とが分離される。
【００９７】
トナー粒子７３と分離されたキャリア液７２は、記録電極７１内を上昇されるインクの圧力により、記録電極７１のテーパー部７１ａおよび記録電極７１の外壁を介して図中矢印Ａ方向（鉛直下方）へ流れる。
【００９８】
この場合、記録電極７１の先端７１ａのテーパー部と記録電極７１の外壁との成す角度が鈍角になていることから、キャリア液７２がテーパー部７１ａから外壁へ流れる際に、キャリア液７２の流れにより記録電極７１の先端７１ａが振動されることが殆どない。
【００９９】
一般に、液体が剛体の角部を流れる場合には、液体と剛体の漏れ性及び剛体の角部に起因した周波数により、角部において液体が振動することが知られている。本実施の形態のように、剛体の角部の角度が鈍角になっていると、液体を滑らかに流すことができ、剛体をほとんど振動することなく角部に流れを生じさせることができる。
【０１００】
従って、本実施の形態においては、キャリア液７２を排出する際の記録電極７１の振動を抑制でき、インクメニスカス７４を振動させることなくキャリア液７２を効率良く安定して排出できる。これにより、安定した記録動作が可能となる。
【０１０１】
次に、この発明の第５の実施の形態について図１４および図１５を用いて説明する。尚、ここでは、上述した第２の実施の形態と異なる部分、つまり記録電極についてのみ説明する。
【０１０２】
図１４に示すように、記録電極８１は、内径５００μｍ、外径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒パイプ状に形成されている。記録電極８１の先端８１ａには、その円周に沿って等間隔に配置された４つの切り欠き８２…が形成されている。本実施の形態においては、切り欠き８２の幅を１００μｍ、深さを２００μｍに設定した。
【０１０３】
図１５は、上述のように構成された記録電極８１にバイアス電圧Ｖｂを印加した場合の記録電極８１の先端８１ａ近傍のにおけるインク（キャリア液８３及びトナー粒子８４）の挙動を示している。
【０１０４】
記録電極８１にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、記録電極８１の先端８１ａ近くでは記録電極８１の内部に生じた漏れ電界により、インクメニスカス８５内を開口中央に向ってトナー粒子８４が泳動される。これにより、インクメニスカス８５内においてトナー粒子８４とキャリア液８３とが分離される。この場合、記録電極８１の先端８１ａに形成された各切り欠き８２の幅は、４つ分を合計しても記録電極８１の内周の長さより十分小さく、且つ各切り欠き８２が互いに対称となるように配置されていることから、各切り欠き８２が記録電極８１の先端８１ａ近くに形成される電界を乱すことは殆どない。
【０１０５】
そして、トナー粒子８４と分離された殆どのキャリア液８３は、４つの切り欠き８２…内に濡れ込み、各切り欠き８２および記録電極８１の外壁を介して図中矢印Ａ方向（鉛直下方）へ流れる。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態においては、トナー粒子８４と分離されたキャリア液８３を切り欠き８２を介して流すことから、インクメニスカス８５の頂点近くにキャリア液８３の流れによる振動の影響を及ぼすことを抑制でき、インクメニスカス８５を安定して保持できる。
【０１０７】
次に、この発明の第６の実施の形態について図１６および図１７を用いて説明する。尚、ここでは、上述した第２の実施の形態と異なる部分、つまり記録電極についてのみ説明する。
【０１０８】
図１６に示すように、記録電極９１は、内径５００μｍ、外径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒パイプ状に形成されている。記録電極９１の外壁９１ａには、記録電極９１の先端から基端まで延びた複数の微小溝９２…が形成されている。各微小溝９２は、略１０μｍの幅を有し、互いに所定間隔づつ離間して記録電極外壁の全周に亘って設けられている。
【０１０９】
図１７は、上述のように構成された記録電極９１にバイアス電圧Ｖｂを印加した場合の記録電極９１の先端９１ｂ近傍におけるインク（キャリア液９３及びトナー粒子９４）の挙動を示している。
【０１１０】
記録電極９１にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、記録電極９１の先端９１ｂ近くでは記録電極９１の内部に生じた漏れ電界により、インクメニスカス９５内を開口中央に向ってトナー粒子９４が泳動される。これにより、インクメニスカス９５内においてトナー粒子９４とキャリア液９３とが分離される。
【０１１１】
トナー粒子９４と分離されたキャリア液９３は、記録電極９１の外壁９１ａに形成された微小溝９２の毛管作用により複数の微小溝９２内に吸引され、図中矢印Ａ方向（鉛直下方）へ滑らかに流れる。
【０１１２】
以上のように、本実施の形態においては、記録電極９１の外壁９１ａに形成された複数の微小溝の毛管作用によりインクを流すことから、インクメニスカス９５の頂点近くにキャリア液９３の流れによる振動の影響を及ぼすことを抑制でき、インクメニスカス９５を安定して保持できる。また、毛管作用を利用しているので、記録電極９１の外壁９１ａの汚れなどによるキャリア液９３の不安定な流れやインク溜まりを生じ難く、キャリア液９３の排出を効率よく行える。
【０１１３】
次に、この発明の第７の実施の形態について図１８および図１９を用いて説明する。尚、ここでは、上述した第２の実施の形態と異なる部分、つまり記録電極についてのみ説明する。
【０１１４】
図１８に示すように、記録電極１０１は、内径５００μｍ、外径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒パイプ状に形成されている。記録電極１０１の先端１０１ａには、三角形の板状の絶縁材料から成る突起物１０２が設けられている。突起物１０２は、その三角形の頂点が記録電極１０１の開口中央と一致し、記録電極１０１の先端開口面と垂直になるように設けらている。本実施の形態においては、突起物の形状を幅１００μｍ、底面の長さ５００μｍ、高さ５００μｍの三角柱状に設定した。
【０１１５】
図１９は、上述のように構成された記録電極１０１に駆動電圧（バイアス電圧Ｖｂおよび記録電圧Ｖｃ）を印加した場合の記録電極１０１の先端１０１ａ近傍におけるインク（キャリア液１０３及びトナー粒子１０４）の挙動を示している。
【０１１６】
図１９（ａ）に示すように、記録電極１０１に駆動電圧が印加されていない非記録時には、記録電極１０１内を上昇されるインクが記録電極１０１の先端１０１ａから記録電極１０１の外壁に沿って図中矢印Ａ方向に一定量づつ溢れている。そして、インクの供給圧力、突起物１０２の高さ、インクの表面張力、突起物１０２に対するインクの濡れ性などで決まるインクメニスカス１０５が記録電極１０１の先端１０１ａ近くに形成される。本実施の形態においては、インクメニスカス１０５の頂点が突起物１０２の頂点から約１００μｍ下がった位置に配置され、且つ突起物１０２の形状に沿ったインクメニスカス１０５が形成されるように、インクの供給圧力を調整した。尚、駆動電圧を印加していない図１９（ａ）に示す状態では、トナー粒子１０４はインク内に一様に分散されている。
【０１１７】
図１９（ｂ）に示すように、記録電極１０１にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、記録電極１０１の先端１０１ａ近傍では記録電極１０１内部からの漏れ電界により、記録電極１０１の開口中央に向かう電界が記録電極１０１の全周に亘って形成され、この電界により、インクメニスカス１０５に供給されたインク内のトナー粒子１０４が記録電極１０１の開口中央に向って泳動される。
【０１１８】
記録電極１０１の開口中央に泳動したトナー粒子１０４は、対向電極３４に向う電界成分の影響で、突起物１０２の頂点近傍に凝集される。ここで、突起物１０２は誘電率の小さい絶縁性の樹脂により形成されているので、記録電極１０１の先端１０１ａ近傍に形成される電界を乱すことは殆どない。従って、トナー粒子１０４は、対向電極３４に向う電界によりインクメニスカス１０５頂点に安定して保持される。
【０１１９】
トナー粒子１０４がインクメニスカス１０５の頂点にさらに凝集してくると、帯電粒子であるトナー粒子１０４に働く対向電極３４方向の静電気力が増大し、トナー粒子１０４が対向電極３４方向に引っ張られる。これにより、インクメニスカス１０５の頂点が対向電極３４方向に膨らみ、突起物１０２の頂点を覆うようになる。ここで、トナー粒子１０４に働く静電気力は、インクの表面張力に打ち勝つほど強くないため、トナー凝集物１０６を含むインクがインクメニスカス１０５から飛翔されることはない。
【０１２０】
一方、帯電していないキャリア液１０３は、電界の影響を受けることがないことから、インクの流れに従って、記録電極１０１の先端１０１ａの縁から記録電極１０１の外壁に沿って矢印Ａ方向（鉛直下方）へと流れる。このときに形成されているインクメニスカス１０５は、インクと突起物１０２との濡れ性、インクの表面張力、インクの供給圧力等が釣り合った状態で形成されている。尚、これらの特性は、記録動作中に変化することがないので、インクメニスカス１０５は常に安定して保持される。
【０１２１】
図１９（ｃ）に示すように、記録電極１０１に記録電圧Ｖｃが印加された記録状態では、インクメニスカス１０５の頂点に凝集したトナー凝集物１０６に働く静電気力が、インクの表面張力に打ち勝ち、インク滴１０７が対向電極３４に向けて飛翔される。そして、記録動作が終了されると、１記録周期中に記録電極１０１がバイアス電圧Ｖｂにされ、記録前の状態（図１９ｂに示す状態）に速やかに戻される。
【０１２２】
上述した本実施の形態においては、記録電極１０１の先端１０１ａに絶縁性の突起物１０２を備えていることから、インクメニスカス１０５からインク滴１０７が飛翔される際にインクメニスカス１０５に生じる振動を抑制でき、インク滴の安定した吐出が可能となる。また、突起物１０２の作用により、インク滴が飛翔された直後のインクメニスカス１０５を速やかに復元することができる。
【０１２３】
次に、この発明の第８の実施の形態について図２０および図２１を用いて説明する。尚、ここでは、上述した第２の実施の形態と異なる部分、つまり記録電極のみについて説明する。
【０１２４】
図２０に示すように、記録電極１１１は、内径５００μｍ、外径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒パイプ状に形成されている。記録電極１１１の先端１１１ａには、対向電極３４方向（上方）に向って凸の曲部１１２が記録電極１１１の全周に亘って形成されている。曲部１１２は、記録電極１１１の外壁から内壁にかけて設けられ外壁と内壁との中心に曲部１１２の頂点がくるように設定されている。本実施の形態においては、曲部１１２の曲率半径を１２５μｍに設定した。
【０１２５】
図２１は、上述のように構成された記録電極１１１に駆動電圧（バイアス電圧Ｖｂおよび記録電圧Ｖｃ）を印加した場合の記録電極１１１の先端１１１ａ近傍におけるインク（キャリア液１１３及びトナー粒子１１４）の挙動を示している。
【０１２６】
図２１（ａ）に示すように、記録電極１１１に駆動電圧が印加されていない非記録時には、記録電極１１１内を上昇されるインクは記録電極１１１の先端１１１ａから溢れ、記録電極１１１の外壁に沿って図中矢印Ａ方向に一定量づつ流れている。このように、駆動電圧を印加していない状態では、トナー粒子１１４はインク中に一様に分散されている。
【０１２７】
図２１（ｂ）に示すように、記録電極１１１にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、上述した第３の実施の形態と同様に、記録電極１１１の先端１１１ａの内側において、記録電極１１１の全周に亘って開口中央に向かう強い電界（図中矢印Ｅ）が形成される。この電界Ｅにより、記録電極１１１内を上昇するトナー粒子１１４が曲部１１２に差し掛かった途端に、トナー粒子１１４が開口中央に向って泳動を開始される。そして、トナー粒子１１４は、曲部１１２を通過するにつれて徐々に開口中央へと密集される。従って、インクメニスカス１１５の頂点近くでは、外側にキャリア液１１３、内側にトナー凝集物１１６が存在し、インクが２重に分離された状態となる。
【０１２８】
このように開口中央に密集されたトナー凝集物１１６は、対向電極３４に向うインクの流れと電界Ｅとの影響により半球状のインクメニスカス１１５の頂点に密集され、記録電極１１１の先端１１１ａから対向電極３４に向う比較的強い電界Ｅ´により開口中央に閉じ込められてインクメニスカス１１５の頂点に保持される。
【０１２９】
一方、帯電していないキャリア液１１３は、電界Ｅの影響を受けることがないことから、インクの流れに従って記録電極１１１の外壁に沿って図中矢印Ａ方向（鉛直下方）へ滑らかに流れる。
【０１３０】
本実施の形態に係る記録電極１１１においては、記録電極１１１の先端１１１ａに鋭角な部分を持たないため、キャリア液１１３が先端１１１ａを介して流れる際に先端１１１ａに振動を生じることがなく、インクメニスカス１１５を安定して保持することができる。
【０１３１】
また、本実施の形態においては、記録電極１１１の先端１１１ａが鋭角な部分を持たないため、先端１１１ａと対向電極３４との間に形成された電界が鋭角部分に集中することを防止できる。つまり、先端に鋭角な部分があると、この鋭角部分に強い電界を生じてコロナ放電等によりキャリア液１１３に電荷が付与される可能性がある。このように、キャリア液１１３に電荷が付与されると、キャリア液１１３にも電界が作用することになり、キャリア液の安定した排出が不可能になる。従って、本実施の形態のように、記録電極１１１の先端１１１ａに鋭角部分を持たない構造とすることにより、キャリア液１１３に対する不用意な電荷の付与が抑制でき、より安定したキャリア液１１３の排出が可能となる。
【０１３２】
次に、この発明の第９の実施の形態について図２２および図２３を用いて説明する。尚、ここでは、上述した第２の実施の形態と異なる部分、つまり記録電極のみについて説明する。
【０１３３】
図２２に示すように、記録電極１２１は、上述した第１の実施の形態の記録電極３２と同様に、内径５００μｍ、外径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒パイプ状に形成されている。記録電極１２１の先端１２１ａ近くの内側には、略円錐形の先端を有する絶縁性の突起物１２２が、記録電極１２１と同軸で且つ非接触状態で設けられている。本実施の形態においては、突起物１２２の外径を４００μｍに設定し、突起物１２２の先端１２２ａの曲率半径を１００μｍに設定し、突起物１２２の先端１２２ａが記録電極１２１の先端１２１ａから約５００μｍ突出するように配置した。
【０１３４】
図２３は、上述のように構成された記録電極１２１に駆動電圧（バイアス電圧Ｖｂおよび記録電圧Ｖｃ）を印加した場合の記録電極１２１の先端１２１ａ近傍におけるインク（キャリア液１２３及びトナー粒子１２４）の挙動を示している。
【０１３５】
図２３（ａ）に示すように、記録電極１２１に駆動電圧が印加されていない非記録時には、記録電極１２１内を上昇されるインクは、記録電極１２１の内壁と突起物１２２との間を通って記録電極１２１の先端１２１ａから溢れて記録電極１２１の外壁に沿って図中矢印Ａ方向に一定量づつ流れている。そして、インクの供給圧力、突起物１２２の高さ、インクの表面張力、突起物１２２に対するインクの濡れ性などで決まるインクメニスカス１２５が記録電極１２１の先端１２１ａ近くに形成される。
【０１３６】
本実施の形態においては、インクメニスカス１２５の頂点が突起物１２２の頂点から約１００μｍ下がった位置に配置され、且つ突起物１２２の形状に沿ったインクメニスカス１２５が形成されるように、インクの供給圧力を調整した。尚、駆動電圧を印加していない図２３（ａ）に示す状態では、トナー粒子１２４はインク内に一様に分散されている。
【０１３７】
図２３（ｂ）に示すように、記録電極１２１にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、記録電極１２１の先端１２１ａ近傍では記録電極１２１内部からの漏れ電界により、記録電極１２１の開口中央に向かう電界が記録電極１２１の全周に亘って形成され、この電界により、インクメニスカス１２５に供給されたインク内のトナー粒子１２４が記録電極１２１の開口中央に向って泳動される。
【０１３８】
記録電極１２１の開口中央に泳動したトナー粒子１２４は、対向電極３４に向う電界成分の影響で、突起物１２２の頂点近傍に凝集される。ここで、突起物１２２は誘電率の小さい絶縁性の樹脂により形成されているので、記録電極１２１の先端１２１ａ近傍に形成される電界を乱すことは殆どない。従って、トナー粒子１２４は、対向電極３４に向う電界によりインクメニスカス１２５の頂点に安定して保持される。
【０１３９】
トナー粒子１２４がインクメニスカス１２５の頂点にさらに凝集してくると、帯電粒子であるトナー粒子１２４に働く対向電極３４方向の静電気力が増大し、トナー粒子１２４が対向電極３４方向に引っ張られる。これにより、インクメニスカス１２５の頂点が対向電極３４方向に膨らみ、突起物１２２の頂点を覆うようになる。ここで、トナー粒子１２４に働く静電気力は、インクの表面張力に打ち勝つほど強くないため、トナー凝集物１２６を含むインクがインクメニスカス１２５から飛翔されることはない。
【０１４０】
一方、帯電していないキャリア液１２３は、電界の影響を受けることがないことから、インクの流れに従って、記録電極１２１の先端１２１ａの縁から記録電極１２１の外壁に沿って矢印Ａ方向（鉛直下方）へと流れる。このときに形成されているインクメニスカス１２５は、インクと突起物１２２との濡れ性、インクの表面張力、インクの供給圧力等が釣り合った状態で形成されている。また、本実施の形態においては、突起物１２２を記録電極１２１と同軸に設けていることから、記録電極１２１の全周に亘って安定したインクメニスカスを形成でき、キャリア液１２３を安定して流すことができる。尚、これらの特性は、記録動作中に変化することがないので、インクメニスカス１２５は常に安定して保持される。
【０１４１】
図２３（ｃ）に示すように、記録電極１２１に記録電圧Ｖｃが印加された記録状態では、インクメニスカス１２５の頂点に凝集したトナー凝集物１２６に働く静電気力が、インクの表面張力に打ち勝ち、インク滴１２７が対向電極３４に向けて飛翔される。そして、記録動作が終了されると、１記録周期中に記録電極１２１がバイアス電圧Ｖｂにされ、記録前の状態（図２３ｂに示す状態）に速やかに戻される。
【０１４２】
本実施の形態においては、記録電極１２１の先端１２１ａ近くに突起物１２２を備えている。従って、上述した第７の実施の形態と同様に、インク滴１２７の飛翔に伴うインクメニスカス１２５の振動を吸収でき、インクメニスカス１２５の不安定な振動を抑制できる。また、略円柱形状の突起物１２２を記録電極１２１と同軸に設けているため、インクメニスカス１２５を略半球状に安定して保持でき、ばらつきのない安定した記録が行える。
【０１４３】
次に、この発明の第１０の実施の形態について図２４および図２５を用いて説明する。尚、ここでは、上述した第２の実施の形態と異なる部分、つまり記録電極のみについて説明する。
【０１４４】
図２４に示すように、記録電極１３１は、上述した第４の実施の形態の記録電極７１と同様に、内径５００μｍ、外径１ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒パイプ状に形成され、その先端１３１ａにおいて、記録電極１３１の外壁から内壁に向けて上方に傾斜されたテーパー部を有している。また、記録電極１３１の先端１３１ａ近くの内側には、上述した第９の実施の形態の突起物１２２と同様に、略円錐形の先端を有する絶縁性の突起物１３２が、記録電極１３１と同軸で且つ非接触状態で設けられている。
【０１４５】
本実施の形態においては、記録電極１３１の先端１３１ａのテーパー部の角度を３０°に設定した。また、突起物１３２の外径を４００μｍ、突起物１３２の先端１３２ａの曲率半径を１００μｍ、突起物１３２の先端角度を６０°に設定した。そして、記録電極１３１のテーパー部１３１ａと突起部１３２の先端１３２ａの円錐形の斜面とが同一面内に配置されるように、突起物１３２を記録電極１３１内に配置した。
【０１４６】
図２５は、上述のように構成された記録電極１３１に駆動電圧（バイアス電圧Ｖｂおよび記録電圧Ｖｃ）を印加した場合の記録電極１３１の先端１３１ａ近傍におけるインク（キャリア液１３３及びトナー粒子１３４）の挙動を示している。
【０１４７】
図２５（ａ）に示すように、記録電極１３１に駆動電圧が印加されていない非記録時には、記録電極１３１内を上昇されるインクは、記録電極１３１の内壁と突起物１３２との間を通って記録電極１３１の先端１３１ａから溢れて記録電極１３１の外壁に沿って図中矢印Ａ方向に一定量づつ流れている。そして、インクの供給圧力、突起物１３２の高さ、インクの表面張力、突起物１３２に対するインクの濡れ性、突起物１３２および記録電極のテーパー部１３１ａの角度などで決まるインクメニスカス１３５が記録電極１３１の先端１３１ａ近くに形成される。
【０１４８】
本実施の形態においては、インクメニスカス１３５の頂点が突起物１３２の頂点から約１００μｍ下がった位置に配置され、且つ突起物１３２の形状に沿ったインクメニスカス１３５が形成されるように、インクの供給圧力を調整した。尚、駆動電圧を印加していない図２５（ａ）に示す状態では、トナー粒子１３４はインク内に一様に分散されている。
【０１４９】
図２５（ｂ）に示すように、記録電極１３１にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、記録電極１３１の先端１３１ａ近傍では記録電極１３１内部からの漏れ電界により、記録電極１３１の開口中央に向かう電界が記録電極１３１の全周に亘って形成され、この電界により、インクメニスカス１３５に供給されたインク内のトナー粒子１３４が記録電極１３１の開口中央に配置された突起物１３２方向に泳動される。
【０１５０】
突起物１３２方向に泳動したトナー粒子１３４は、対向電極３４に向う電界成分の影響で、突起物１３２の頂点近傍に凝集される。ここで、突起物１３２は誘電率の小さい絶縁性の樹脂により形成されているので、記録電極１３１の先端１３１ａ近傍に形成される電界を乱すことは殆どない。従って、トナー粒子１３４は、対向電極３４に向う比較的強い電界により開口中央に閉じ込められ、インクメニスカス１３５の頂点に安定して保持される。
【０１５１】
トナー粒子１３４がインクメニスカス１３５の頂点にさらに凝集してくると、帯電粒子であるトナー粒子１３４に働く対向電極３４方向の静電気力が増大し、トナー粒子１３４が対向電極３４方向に引っ張られる。これにより、インクメニスカス１３５の頂点が対向電極３４方向に膨らみ、突起物１３２の頂点を覆うようになる。ここで、トナー粒子１３４に働く静電気力は、インクの表面張力に打ち勝つほど強くないため、トナー凝集物１３６を含むインクがインクメニスカス１３５から飛翔されることはない。
【０１５２】
一方、帯電していないキャリア液１３３は、電界の影響を受けることがないことから、インクの流れに従って、記録電極１３１の先端１３１ａの縁から溢れて記録電極１３１の外壁に沿って矢印Ａ方向（鉛直下方）へと流れる。このときに形成されているインクメニスカス１３５は、インクと突起物１３２との濡れ性、突起物１３２および記録電極１３１のテーパー部１３１ａの角度、インクの表面張力、インクの供給圧力等が釣り合った状態で形成されている。
【０１５３】
本実施の形態においては、突起物１３２を記録電極１３１と同軸に設け、記録電極１３１の先端１３１ａに突起部１３２の先端角度と一致するテーパー部を形成している。従って、記録電極１３１の全周に亘って安定したインクメニスカス１３５を形成できるとともに、キャリア液１３３を安定して排出することができる。尚、これらの特性は、記録動作中に変化することがないので、インクメニスカス１３５は常に安定して保持される。
【０１５４】
図２５（ｃ）に示すように、記録電極１３１に記録電圧Ｖｃが印加された記録状態では、インクメニスカス１３５の頂点に凝集したトナー凝集物１３６に働く静電気力が、インクの表面張力に打ち勝ち、インク滴１３７が対向電極３４に向けて飛翔される。そして、記録動作が終了されると、１記録周期中に記録電極１３１がバイアス電圧Ｖｂにされ、記録前の状態（図２５ｂに示す状態）に速やかに戻される。
【０１５５】
本実施の形態においては、記録電極１３１の先端１３１ａ近くに突起物１３２を備え、記録電極１３１の先端１３１ａに突起部１３２の先端１３２ａの傾斜部と一致するテーパー部を有している。従って、上述した第９の実施の形態と同様に、インク滴１３７の飛翔に伴うインクメニスカス１３５の振動を吸収でき、インクメニスカス１３５の不安定な振動を抑制できる。また、テーパー部１３１ａの作用により、記録電極１３１の先端１３１ａに振動を生じることなくキャリア液１３３を排出でき、インクメニスカス１２５を安定して保持できる。
【０１５６】
次に、この発明の第１１の実施の形態に係る画像形成装置ついて図２６乃至図２８を用いて説明する。尚、本実施の形態において、上述した第１０の実施の形態における記録電極１３１を用いた。
【０１５７】
図２６は、本実施の形態における画像形成装置に組込まれた記録ヘッド１４０を簡略化して示している。記録ヘッド１４０は、内部にインクを回収するための矩形のインク回収部１４３ａを有する絶縁性の基材１４３を有している。基材１４３の略中央位置には、上記記録電極１３１がインク回収部１４３ａを貫通して設けられている。
【０１５８】
また、基材１４３の上面から突出した記録電極１３１の周囲には、記録電極１３１と同軸に設けられたパイプ１４５が記録電極１３１に対して非接触状態で配設されている。パイプ１４５の先端１４５ａは、記録電極１３１の先端１３１ａに対して後退され、パイプ１４５の基端部は、基材１４３内のインク回収部１４３ａまで延びている。従って、記録電極１３１の先端１３１ａから溢れたインクが記録電極１３１の外壁とパイプ１４５の内壁との間を通してインク回収部１４３ａへ導かれるようになっている。本実施の形態においては、パイプ１４５の先端１４５ａが記録電極１３１の先端１３１ａから０．５ｍｍ後退するようにパイプ１４５を配置した。また、パイプ１４５の内径を１．４ｍｍ、外径を２ｍｍに設定した。
【０１５９】
基材１４３を貫通した記録電極１３１の基端部１３１ｂは、インク供給管４２を介してインク供給タンク４４に接続されている。また、記録電極１３１の近くであってインク回収部１４３ａの一部にはインク回収管４６が接続され、インク回収管にはインク回収タンク４８が接続されている。
【０１６０】
しかして、インク供給タンク４４からインク供給管４２を介して記録電極１３１内に供給されたインクは、記録電極１３１の先端１３１ａから溢れて記録電極１３１の外壁とパイプ１４５の内壁との間を通ってインク回収部１４３ａに流れ込む。インク回収部１４３ａに流入されたインクは、図示しないポンプによって、インク回収管４６を介してインク回収タンク４８へ回収される。
【０１６１】
また、記録電極１３１およびパイプ１４５には、駆動電圧を供給するための電源３６が図示しないＩＣを介して同様に接続されている。この電源３６は、記録電極１３１に記録電圧Ｖｃを与えるための信号電圧電源３６ａ及び記録電極１３１にバイアス電圧Ｖｂを与えるための直流電圧電源３６ｂを有している。
【０１６２】
図２８は、上述のように構成された記録電極１３１およびパイプ１４５に対して上記電源３６により駆動電圧（バイアス電圧Ｖｂおよび記録電圧Ｖｃ）を印加した場合の記録電極１３１近傍におけるインク（キャリア液１３３及びトナー粒子１３４）の挙動を示している。
【０１６３】
図２８（ａ）に示すように、記録電極１３１およびパイプ１４５に駆動電圧が印加されていない非記録時には、記録電極１３１内を上昇されるインクは、記録電極１３１の内壁と突起物１３２との間を通って記録電極１３１の先端１３１ａから溢れ、溢れたインクが記録電極１３１の外壁とパイプ１４５の内壁との間を通ってインク回収部１４３ａに向けて一定量づつ流れている。そして、インクの供給圧力、突起物１３２の高さ、インクの表面張力、突起物１３２に対するインクの濡れ性、突起物１３２および記録電極のテーパー部１３１ａの角度などできまるインクメニスカス１３５が記録電極１３１の先端１３１ａ近くに形成される。
【０１６４】
本実施の形態においては、インクメニスカス１３５の頂点が突起物１３２の頂点から約１００μｍ下がった位置に配置され、且つ突起物１３２の形状に沿ったインクメニスカス１３５が形成されるように、インクの供給圧力を調整した。尚、駆動電圧を印加していない図２８（ａ）に示す状態では、トナー粒子１３４はインク内に一様に分散されている。
【０１６５】
図２８（ｂ）に示すように、記録電極１３１およびパイプ１４５にバイアス電圧Ｖｂが印加されると、記録電極１３１の先端１３１ａ近傍では記録電極１３１内部からの漏れ電界により、記録電極１３１の開口中央に向かう電界が記録電極１３１の全周に亘って形成され、この電界により、インクメニスカス１３５に供給されたインク内のトナー粒子１３４が記録電極１３１の開口中央に配置された突起物１３２方向に泳動される。
【０１６６】
突起物１３２方向に泳動したトナー粒子１３４は、対向電極３４に向う電界成分の影響で、突起物１３２の頂点近傍に凝集される。ここで、突起物１３２は誘電率の小さい絶縁性の樹脂により形成されているので、記録電極１３１の先端１３１ａ近傍に形成される電界を乱すことは殆どない。従って、インクメニスカス１３５の頂点近くに凝集されたトナー粒子１３４は、対向電極３４に向う比較的強い電界により閉じ込められ、インクメニスカス１３５の頂点に安定して保持される。
【０１６７】
トナー粒子１３４がインクメニスカス１３５の頂点にさらに凝集してくると、帯電粒子であるトナー粒子１３４に働く対向電極３４方向の静電気力が増大し、トナー粒子１３４が対向電極３４方向に引っ張られる。これにより、インクメニスカス１３５の頂点が対向電極３４方向に膨らみ、突起物１３２の頂点を覆うようになる。ここで、トナー粒子１３４に働く静電気力は、インクの表面張力に打ち勝つほど強くないため、トナー凝集物１３６を含むインクがインクメニスカス１３５から飛翔されることはない。
【０１６８】
一方、帯電していないキャリア液１３３は、電界の影響を受けないため、インクの流れに従って記録電極１３１の先端１３１ａの縁から溢れ、記録電極１３１の外壁とパイプ１４５の内壁との間を通って流れ、インク回収部１４３ａにて回収される。この際、インクメニスカス１３５は、インクと突起物１３２との濡れ性、突起物１３２および記録電極１３１のテーパー１３１ａの角度、インクの表面張力、インクの供給圧力等が釣り合った状態で形成されている。
【０１６９】
上記のように記録電極１３１の先端１３１ａから溢れるキャリア液１３３内には、飛翔されずに残ったトナー粒子１３４が僅かに含まれていることが考えられる。このように、キャリア液１３３内に残留したトナー粒子１３４は、記録電極１３１の基端部近傍に付着し、キャリア液１３３の流通を疎外する虞がある。従って、本実施の形態においては、記録電極１３１の外壁に対向配置されたパイプ１４５に対して記録電極１３１と同じ電圧を印加している。これにより、キャリア液１３３内に残留したトナー粒子１３４は、記録電極１３１の外壁やパイプ１４５の内壁に付着されることなく両者の略中間位置を通ってキャリア液１３３とともにインク回収部１４３ａへ回収される。
【０１７０】
図２８（ｃ）に示すように、記録電極１３１に記録電圧Ｖｃが印加された記録状態では、インクメニスカス１３５の頂点に凝集したトナー凝集物１３６に働く静電気力が、インクの表面張力に打ち勝ち、インク滴１３７が対向電極３４に向けて飛翔される。そして、記録動作が終了されると、１記録周期中に記録電極１３１がバイアス電圧Ｖｂにされ、記録前の状態（図２８ｂに示す状態）に速やかに戻される。
【０１７１】
本実施の形態においては、記録電極１３１の先端１３１ａから溢れたインクが記録電極１３１の外壁とパイプ１４５の内壁との間を通って回収される。この場合、記録電極１３１およびパイプ１４５には同じ電圧が付与されており、回収されるインク内に飛翔されずに残留したトナー粒子１３４は、両者の略中間位置を通って排出される。
【０１７２】
従って、記録電極１３１の外壁やパイプ１４５の内壁にトナー粒子が付着することを防止でき、トナー付着によってインクの流れが阻害されることを防止できる。これにより、インクを安定して流すことができ、インクメニスカスを一定に保持できる。
【０１７３】
尚、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。
【０１７４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の画像形成装置によると、上記のような構成及び作用を有しているので、記録解像度が高く、高濃度且つ高速な印字ができ、良質な画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す概略図。
【図２】図２（ａ）は、図１の画像形成装置に組込まれた記録ヘッドを示す平面図、
図２（ｂ）は、図１の画像形成装置に組込まれた記録ヘッドを示す断面図。
【図３】図３は、図２の記録ヘッドの電極に選択的に印加される駆動電圧の波形を示すグラフ。
【図４】図４は、図３の駆動電圧が選択的に印加された電極近傍のインクの挙動を説明するための図。
【図５】図５は、この発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す概略図。
【図６】図６は、図５の画像形成装置に組込まれた記録ヘッドを概略的に示す断面図。
【図７】図７は、図５の画像形成装置の要部を簡略化して示した図。
【図８】図８は、図７の電極に印加される駆動電圧の波形を示すグラフ。
【図９】図９は、図８の駆動電圧が印加された電極近傍におけるインクの挙動を説明するための図。
【図１０】図１０は、この発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置に組込まれた電極を示す断面図。
【図１１】図１１は、図１０の電極に図８の駆動電圧を印加した際のインクの挙動を示す図。
【図１２】図１２は、この発明の第４の実施の形態に係る画像形成装置に組込まれた電極を示す断面図。
【図１３】図１３は、図１２の電極に図８の駆動電圧を印加した際のインクの挙動を示す図。
【図１４】図１４は、この発明の第５の実施の形態に係る画像形成装置に組込まれた電極を示す図。
【図１５】図１５は、図１４の電極に図８の駆動電圧を印加した際のインクの挙動を示す図。
【図１６】図１６は、この発明の第６の実施の形態に係る画像形成装置に組込まれた電極を示す図。
【図１７】図１７は、図１６の電極に図８の駆動電圧を印加した際のインクの挙動を示す図。
【図１８】図１８は、この発明の第７の実施の形態に係る画像形成装置に組込まれた電極を示す図。
【図１９】図１９は、図１８の電極に図８の駆動電圧を印加した際のインクの挙動を示す図。
【図２０】図２０は、この発明の第８の実施の形態に係る画像形成装置に組込まれた電極を示す図。
【図２１】図２１は、図２０の電極に図８の駆動電圧を印加した際のインクの挙動を示す図。
【図２２】図２２は、この発明の第９の実施の形態に係る画像形成装置に組込まれた電極を示す図。
【図２３】図２３は、図２２の電極に図８の駆動電圧を印加した際のインクの挙動を示す図。
【図２４】図２４は、この発明の第１０の実施の形態に係る画像形成装置に組込まれた電極を示す図。
【図２５】図２５は、図２４の電極に図８の駆動電圧を印加した際のインクの挙動を示す図。
【図２６】図２６は、この発明の第１１の実施の形態に係る画像形成装置の要部を簡略化して示した図。
【図２７】図２７は、図２６の画像形成装置に組込まれた電極を示す図。
【図２８】図２８は、図２７の電極に図８の駆動電圧を印加した際のインクの挙動を示す図。
【符号の説明】
１…記録ヘッド、
４…記録電極、
６…電源、
１０…対向電極、
２０…インク、
２１…トナー粒子、
２２…電位の井戸、
２３…インクメニスカス、
２４…トナー凝集物、
２５…インク滴、
２６…キャリア液。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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