JP2003011355A

JP2003011355A - 超高濃度インク対応インクジェット記録方法及び装置

Info

Publication number: JP2003011355A
Application number: JP2001195013A
Authority: JP
Inventors: Koji Furukawa; 弘司古川
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】滲みが少なく、階調再現性が良好であり吐出
方向が安定し、乾燥速度が速い、高画質・高生産性のイ
ンクジェット記録装置を提供する。【解決手段】吐出口２を有するインク室に設けられて
画像データ信号に基づき剪断モードで駆動する圧電素子
で構成した圧力発生手段３と、圧力発生手段３の作動に
よってインク室のインクを吐出口２から吐出する記録ヘ
ッドにおいて、吐出口２の近傍に一方のインク濃度制御
電極５ａを、吐出口２の反対側壁面に他方のインク濃度
制御電極５ｂを設け、かつ、インク濃度制御電極への印
加電圧を制御する濃度制御用電圧制御部を備えて、超高
濃度のインクを使用するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、剪断モードで駆動
する圧電素子によってインクを吐出するインクジェット
記録装置に関し、さらに詳細には溶媒中に粒子を超高濃
度に分散したインクを使用できるインクジェット記録装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は現像工程等の
処理が必要なく、記録ヘッドのサイズが小さいため記録
装置の小型化を容易に行うことが可能であり、広く実用
化されている。従来のインクジェット記録方式として、
電気信号に応じて変形するピエゾ素子を用いたもの、電
気信号に応じて発熱する発熱抵抗体を用いたもの、電気
信号による静電力を用いたもの等がある。これらにはそ
れぞれ一長一短がある。例えば、電気信号による静電力
を用いたインクジェット方式においては、電子通信学会
論文誌’８３／１、Ｖｏｌ．Ｊ６６−Ｃ、Ｎｏ．１，ｐ
５１に、隣接チャンネル間の電界干渉のため、記録電極
間隔が狭いと記録画素位置の変位量が大きくなってしま
うという問題が記載されており、記録画素位置の記録電
極間隔を広くすることによって変位量が小さくなること
が記載されている。

【０００３】さらに、前記すべてのインクジェット記録
方式について言えることは、これらどのインクジェット
記録方式も、インク吐出部からのインク溶媒の蒸発に起
因するインク粘度の上昇やインクの固化により、描画不
良が発生するという問題を抱えているということであ
る。このため、インクジェット記録装置には印刷を行わ
ない場合にはインク吐出口を封止するための手段と、必
要に応じて吐出口をクリーニングする手段を備えてい
る。このような問題に対し、特開平１１−１９２７３２
号公報によれば、記録ヘッドに描画とは関係なく、イン
クの目詰まりを防止するため、一定周期ごとにインクを
吐出する方法が開示されており、特開２０００−１２７
４１７号公報では、吐出口のクリーニング方法に関する
技術が開示されている。このようなインクジェット記録
方式に用いられるインクは上記問題のため、染料または
顔料を色剤として含む水系あるいは有機溶媒を多く含
み、インクの粘度が低く、粒子濃度が低いインクを使用
している。このため、このようなインクを使用したイン
クジェット記録方式では画像の滲みが発生し、高画質・
高解像度の画像を形成することが難しく、また、画像形
成部の乾燥に時間を要するため、生産性を向上すること
が難しかった。

【０００４】一方、画像の滲みが少なく、乾燥速度が速
く、高画質・高生産性のインクジェット記録方式を達成
するため、溶媒中に粒子を分散させたインクが特許第３
０００６７２号公報、特開２０００−６３７２３号公報
に開示されている。すなわち、前記インク画像の滲みが
少なく、乾燥性を速くするには、粒子濃度を高くするこ
とが有効であるが、しかし、従来のインクジェット記録
方式に、粒子濃度を高くしすぎたインクを適用すると吐
出部でインクの目詰まりが生じてしまい、良好な描画を
行うことができない。したがって、粒子濃度を高くする
にしても吐出部でインクの目詰まりが生じない程度の濃
度という上限があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に着目してなされたものであり、その目的はインクを
吐出するインクジェット記録装置において、上記の上限
を超える高濃度のインクが使えてしかも目詰まりを起こ
さないインクジェット記録装置を提供することであり、
したがって、滲みが少なく、乾燥速度が速い、高画質・
高生産性のインクジェット記録が行えることとなる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の超高濃度インク対応インクジェッ
ト記録方法の発明は、画像データ信号に基づき剪断モー
ドで駆動する圧電素子に電気信号を印加することによっ
てインクを吐出口から受像シートに向けて吐出し、該受
像シート上に画像を形成するインクジェット記録方法に
おいて、前記インクとして、インクの吐出停止が長くな
ると吐出口でインクの目詰まりを起こすほどに超高濃度
の粒子を溶媒中に分散したインクを使用し、かつ、イン
クの吐出停止時に前記吐出口近傍における前記インクの
濃度を大幅に下げることを特徴とする。請求項２記載の
超高濃度インク対応インクジェット記録装置の発明は、
吐出口を有するインク室と、該インク室壁面の少なくと
も一部を、画像データ信号に基づき電気信号が印加され
る剪断モードで駆動する圧電素子で構成した圧力発生手
段と、を有し、前記圧力発生手段の作動によって前記イ
ンク室のインクを前記吐出口から吐出する記録ヘッドに
おいて、前記吐出口近傍にインク濃度制御電極を設け、
かつ、該インク濃度制御電極への印加電圧を制御する濃
度制御用電圧制御部を備えたことを特徴とする。請求項
３記載の発明は、請求項２記載のインクジェット記録装
置において、インクジェット記録時に、インクを吐出し
ない場合には、前記濃度制御用電圧制御部が、前記イン
ク濃度制御電極が前記粒子を前記吐出口から遠ざける方
向の電界を形成するように、該インク濃度制御電極への
印加電圧を制御することを特徴とする。請求項４記載の
発明は、請求項２記載のインクジェット記録装置におい
て、電源遮断後も前記濃度制御用電圧制御部が、前記濃
度制御用電極が前記粒子を前記吐出口から遠ざける方向
に電界を形成するように、該インク濃度制御電極への印
加電圧を制御することを特徴とする。請求項５記載の発
明は、請求項４記載のインクジェット記録装置におい
て、前記濃度制御用電圧制御部は電源遮断後に一定の電
圧を前記濃度制御用電極に与え続けるためのコンデンサ
を備えたことを特徴とする。その他の好ましい態様とし
ては、請求項２〜５のいずれか１項記載のインクジェッ
ト記録装置において、前記吐出口の出口近傍に第１の飛
翔電極と、吐出したインク液滴を受像する受像シートの
受像面の背面側に第２の飛翔電極とを備えるようにする
と良い。また、上記インクジェット記録装置において、
前記超高濃度インクの濃度が約１０質量％以上である場
合に有効である。さらに、上記のインクジェット記録装
置において、前記記録ヘッドに記録ヘッドの温度を検出
する温度検出手段と、検出した温度に応じて前記インク
ジェット記録ヘッドを加熱もしくは冷却を行う温度調節
手段を備えるようにすると良い。このように、吐出口か
らインクを吐出しない場合には粒子が吐出口から遠ざか
る方向への電界をかけることによって、吐出口近傍の粒
子濃度が低下するため、高粒子濃度のインクを適用して
も、吐出口でのインクの目詰まりが生じることがなくな
り、滲みが少なく、乾燥速度が速い、高画質・高生産性
のインクジェット記録装置を提供することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。その前に、本発明が対象としている
従来のインクジェット記録装置の構成および動作原理に
ついて、まず図６を用いて説明する。このインクジェッ
ト記録装置は、インクを収容するインクタンク１から連
通する吐出部の一部に吐出口２が形成され、吐出部内の
吐出口２に対向する位置に吐出手段３０が設けられてい
る。吐出手段３０はここではピエゾ素子を用いている。
そして、図示しない制御手段により、画像データ信号に
基づいた電気信号が吐出手段３０に印加されると、吐出
手段３０の可動部が可動して、吐出口２からインク液滴
６が吐出される。吐出したインク液滴６は空間を飛翔し
て受像シート（普通紙等も含む）７に着弾する。画像形
成を行う際には受像シート７は、受像シートを固定し移
動させる手段（回転ドラム、平面プレート等）によって
移動し、移動している受像シートにインク液滴を吐出す
ることによって画像を形成する。使用するインクは、粒
子４を溶媒中に分散したインクを用いている。

【０００８】図６のようなインクジェット記録装置を用
いた場合、粒子濃度が低い場合には吐出口２の目詰まり
もなく、良好に描画を行うことが可能であったが、粒子
濃度が高くなるに従い、吐出口２の目詰まりが発生しや
すくなった。例えば、１０質量％以上の粒子濃度のイン
クを用いた場合、停止時間が長くなると目詰まりが生じ
てしまい、さらに２０質量％以上の粒子濃度のインクを
用いた場合は停止時間が短くても吐出口２の目詰まりが
起き、描画を行うことが不可能であった。

【０００９】次に図１〜図３を用いて本発明の第１の実
施の形態を説明する。図１に図示の本発明のインクジェ
ット記録装置は図６の従来のインクジェット記録装置に
比べ、吐出口近傍に粒子の濃度を制御する濃度制御電極
が設けられている点、可動素子が吐出口２近傍に剪断モ
ードで動作するように配置されている点が大きく異な
り、それ以外はほぼ同一である。図１において、１はイ
ンクタンク、２は吐出口、４は粒子、５（５ａ、５ｂ）
は濃度制御電極、６はインク、６１はインク液滴、７は
受像シート、普通紙等、８はコンデンサである。吐出口
２は図１において１個だけ見えるが、実は紙面に垂直な
方向に多数配置されて、マルチヘッドを構成している。
また、図１には現れていないがインク６を吐出口２から
吐出させるための吐出手段３が各吐出口２を挟んで紙面
に垂直な方向の前後に配設されている（図５参照）。こ
のようなインクジェット記録装置において、インク６を
収容するインクタンク１から連通する吐出部の一部に吐
出口２が形成され、吐出部内の吐出口２の近傍に、後述
する圧力発生手段３（図５）としての圧電素子が剪断モ
ードで駆動されるように配置されており、図示しない制
御手段により、画像データ信号に基づいた電気信号が圧
力発生手段３に印加されると、圧力発生手段３の可動部
が可動して、吐出口２からインク液滴６が吐出される。
さらに、吐出口２近傍には粒子４の濃度を制御する濃度
制御電極５が設けられている。濃度制御電極５は、吐出
口２側に吐出口２側を囲むように設けられた電極５ａ
と、吐出口２とは反対側の壁面設けられた電極５ｂとか
ら構成される平行平板電極となっている。この濃度制御
電極５には濃度制御手段（図示なし）によって電圧が印
加されるものである。画像形成時は濃度制御電極５には
電圧は印加されない。したがって、インク６の濃度は図
１のようにインクのどの場所でも均一の超高濃度となっ
ている。そして、画像形成をしない場合には、帯電した
粒子４が吐出口２から遠ざかる方向に電界を形成するよ
うに濃度制御電極５に電圧が印加される。すなわち、粒
子４がプラス荷電であるとすれば、吐出口２側の電極５
ａをプラス側にし、電極５ｂをマイナス側に電圧印加す
ると、インク中の粒子４は吐出口２から離れ、その結
果、図２のように、吐出口２近傍には粒子４はなくな
り、溶媒だけが充満するため、濃度インクの濃度が約１
０質量％以上の粒子の超高濃度のインクを画像形成を行
なわずに長時間放置しておいても、吐出口２の目詰まり
は発生しなくなる。

【００１０】次に、前述の圧力発生手段３の構成および
作動について図５を用いて説明する。図５は本発明の記
録ヘッドの一部断面による要部の俯瞰図であり、本来充
満されるべきインクを抜いた状態で示している。同図に
おいて、２は吐出口、２１はインク供給部、２２はイン
ク保持部、３は圧力発生手段、３１はその壁面、３２は
該壁面３１の両面の少なくとも一部を覆うように設けら
れた駆動電極である。すなわち、インク保持部２２の少
なくともインク６に接する圧力発生手段３の壁面３１は
この壁面３１に平行な方向に分極処理された圧電性材料
で構成されており、この圧電性材料をせん断モードで駆
動するためその分極方向に垂直な方向の電界が印加でき
るように隔壁３１両面の少なくとも一部を覆うように駆
動電極３２が設けられている。ここでは壁面３１（図示
されない裏面も含め）の上半分を覆うように駆動電極３
２を設けている。インク６と接する該駆動電極３２の表
面はインク６の腐食から保護されるようにコート層を有
しても良い。

【００１１】以上のような装置において、描画に際して
は、吐出を行う吐出口２ａ（図５）に連通したインク保
持部２２ａを挟む２つの隔壁３１ａ、３１ａ’のそれぞ
れの両面に配置された駆動電極３２ａ、３２ａ’に、画
像信号に基づく電気信号を図示しない制御手段により加
えることによって、インク保持部２２ａを挟む２つの壁
面３１ａ、３１ａ’がそれぞれ矢印方向に変型し、それ
によって強い圧力が発生してインク保持部２２ａのイン
クを押圧する。押圧されたインク保持部２２ａのインク
は、吐出口２ａよりインク液滴６１（図１）となって吐
出し、受像シート７上に飛着する。画像形成を行う際に
は受像シート７は受像シートの位置を規定し移動させる
手段（図示なし）によって移動し、移動している受像シ
ート７にインク液滴を吐出することによって画像を形成
する。また、壁面３１ａ、３１ａ’に発生した圧力は吐
出口２ａと反対方向にも伝搬するが、反対側壁面により
その大部分が到来した方向に反射されるので、インク供
給部２１で互いに連通するインク保持部２２の隣の隣接
インク保持部２２へ移動することは少なく、したがって
互いのクロストークは抑えられる。

【００１２】吐出口２は好ましくはノズルプレートに開
口部を設けることにより形成されるが、インク保持部２
２の開口部分を望ましい大きさにすればノズルプレート
は設けなくても良い。

【００１３】ここで、本発明に用いられるインクについ
て詳しく説明する。本発明に供されるインクは、溶媒中
に少なくとも粒子を分散してなるものであり、分散され
る粒子は有機粒子であっても無機粒子であってもかまわ
ない。本発明のインクに用いる溶媒に関して特に制限は
ないが、固有電気抵抗１０⁴Ωｃｍ〜１０¹⁵Ωｃｍ、比
誘電率２．０〜８０のものが好ましい。これは極端に固
有抵抗値が低くなると、電源遮断後に形成した電界が消
失することによって粒子濃度勾配を維持でき難くなるた
めであり、また、極端に誘電率が高くなると溶媒の分極
により電界が緩和され、粒子濃度制御を行い難くなるた
めである。溶媒の粘度は５ｃＰ〜１０ｃＰ、表面張力は
１９〜７４ｄｙｎｅ／ｃｍ（ｋＮ／ｍ）のものが好まし
い。上記溶媒中に分散される粒子は、着色粒子であって
も無着色粒子であってもかまわない。着色粒子を用いる
場合は、色材自身を分散粒子として溶媒中に分散ささせ
てもよいし、他の分散粒子、例えば、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ある。

【００１４】色材としては、従来からインク組成物ある
いは印刷の技術分野で一般に用いられている顔料および
染料であればどれでも使用可能である。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、ペ
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。

【００１５】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、ベンゾキノン染料、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、等の染料を特
に限定することなく用いることができる。これらの顔料
および染料は、単独で用いてもよいし、適宜組み合わせ
て使用することも可能である。

【００１６】本発明に供されるインク中には、前記の着
色粒子とともに、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含有させて用いても良い。本発明の
溶媒中に、分散された着色粒子、更には樹脂粒子等を含
めて、これらの粒子の平均粒径は０．０５μｍ〜５μｍ
が好ましい。より好ましくは、０．１μｍ〜１．５μｍ
であり、更に好ましくは０．１μｍ〜１．０μｍの範囲
である。

【００１７】本発明のインク中の粒子は、好ましくは正
荷電または負荷電の検電性粒子である。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（１９７
７年）等に記載の検電材料および他の添加剤を用いるこ
とで行なわれる。好ましい検電材料としては、金属石鹸
類、有機リン酸又はその塩類、有機スルホン酸又はその
塩類、両性界面活性剤などが挙げられる。例えば、金属
石鹸類としては、炭素数６〜２４の脂肪酸（例えば、２
−エチルヘキシン酸、２−エチルカプロン酸、ラウリル
酸、パラミチン酸、エライジン酸、リノレイン酸、リシ
ノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、エナント酸、ナ
フテン酸、エチレンジアミン四酢酸、等）、樹脂酸、ジ
アルキルコハク酸、アルキルフタル酸、アルキルサリチ
ル酸等の金属塩（金属イオンの金属として、Ｎａ、Ｋ、
Ｌｉ、Ｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｐｂ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚ
ｎ、Ｍｇ、Ｃｅ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｂ
ａ、等）（例えば、米国特許３４１１９３６号、同３９
００４１２号、特公昭４９−２７７０７号、特開昭５１
−３７６５１号、同５２−３８９３７号、同５２−１０
７８３７号、同５３−１２３１３８号、等に記載）が挙
げられる。

【００１８】有機リン酸又はその塩類としては、炭素数
３〜１８のアルキル基からなるモノ、ジ、もしくはトリ
アルキルリン酸又はジアルキルジチオリン酸等（例え
ば、英国特許１４１１７３９号、同１２７６３６３号、
等に記載）が挙げられる。有機スルホン酸あるいはその
塩類としては、長鎖脂肪族スルホン酸、長鎖アルキルベ
ンゼンスルホン酸、ジアルキルスルホコハク酸等あるい
はその金属塩等（例えば、特公昭４７−３７１２８号、
特開昭５３−１２３１３８号、同５１−４７４３７号、
同５０−７９６４０号、同５３−３０３４０号等に記
載）が挙げられる。

【００１９】両性界面活性剤としては、レシチン、ケフ
ァリン等のリン脂質（例えば、特公昭５１−４７０４６
号、等に記載）、炭素数８以上のアルキル基含有のβ−
アラニン類（例えば、特開昭５０−１７６４２号、特公
昭５１−４７０４６号、特開昭４９−１７７４１号、等
に記載）、β−ジケトン類の金属錯体（例えば、特公昭
４９−２７７０７号、等に記載）、マレイン酸半アミド
成分を有する共重合体（例えば、特公平６−１９５９６
号、同６−１９５９５号、等に記載）が挙げられる。こ
れら検電材料は、単独もしくは２種以上を組み合わせて
用いることが出来る。

【００２０】検電材料は、担体液体である分散溶媒１０
００質量部に対して０．００１〜１．０質量部程度用い
るのが好ましい。更に所望により各種添加物を加えても
良い。添加物の総量はインクの固有電気抵抗、粘度、あ
るいは表面張力によってその上限が規制される。即ち、
インクの固有電気抵抗が１０⁴Ωｃｍ〜１０¹⁵Ωｃｍ程
度、比誘電率が２．０〜８０程度、粘度が５ｃＰ〜３０
ｃＰ程度、表面張力が１９〜７４ｄｙｎｅ／ｃｍ（ｋＮ
／ｍ）程度となるように調節することが望ましい。

【００２１】画像形成を行う際には受像シート７は、受
像シート７を固定し移動させる手段（回転ドラム、平面
プレート等）によって移動し、移動している受像シート
７にインク液滴６を吐出することによって画像を形成す
る。図１では、図６のインクジェット記録装置に比べて
粒子濃度が高いインクを用いているため、描画した画像
は滲みにくく、乾燥速度が速かった。

【００２２】画像形成をしない場合には、前記粒子４が
吐出口２から遠ざかる方向に電界を形成するように濃度
制御電極５に電圧を印加した。すなわち、粒子４がプラ
ス荷電であれば、吐出口２側の電極５ａ、５ａをプラス
側にし、電極５ｂをマイナス側にすると、粒子４は吐出
口２から反発力を受け、電極５ｂ側から吸引力をうける
ので、粒子４は吐出口２から離れて集まる。この結果、
吐出口２近傍には粒子４は少なくなり、溶媒だけが充満
するため、濃度インクの濃度が約１０質量％以上の粒子
の超高濃度のインクを用いて長時間画像形成を行なわな
くても、吐出口２の目詰まりは発生しなかった。さら
に、粒子濃度が２０質量％以上の超高濃度インクを使用
しても良好に描画を行うことが可能であった。これは、
図２に示すように、濃度制御電極５によって形成された
電界により、吐出口２近傍の粒子濃度が低下しているた
めと考えられる。また、粒子４がマイナス荷電であれ
ば、以上の説明の逆の電圧を与えればよい。

【００２３】さらに、電源遮断後も濃度制御電極５に粒
子４が記吐出口２から遠ざかる方向の電界を維持するた
め、濃度制御電極５には電界維持装置が接続されてい
る。電界維持装置には電源遮断後も一定の電圧を維持で
きるものとして最適であるコンデンサ８を用いた。

【００２４】ここで考えられることは、本発明のような
超高濃度のインクは使用せずに、常態では吐出口２の目
詰まりが発生しない程度の濃度のインクを使用して、イ
ンクを吐出する場合に粒子を吐出口２へ近づける方向の
電界を形成して吐出口２近傍のインク濃度を超高濃度に
高めて、吐出させるようにすることである。特開平８−
１４２３３１号公報にはこのようなインクジェット記録
装置が開示されている。この方法でも、確かに本発明と
同じく、吐出口２でのインクの目詰まりが生じることが
なく、滲みが少なく、乾燥速度が速い、高画質・高生産
性のインクジェット記録が可能となる。

【００２５】しかしながら、これが言えるのは使用開始
時のことである。長時間使用していくうちに吐出口２か
ら超高濃度の粒子がどんどん消失していき、逆に溶媒は
一定であるから、使用する度にインクの濃度が少しずつ
下がっていくこととなり、最終的には粒子濃度が低いイ
ンクを使用する場合の問題にいきつくこととなる。つま
り、最終的には、画像の滲みが発生し、高画質・高解像
度の画像を形成することが難しく、また、画像形成部の
乾燥に時間を要するため、生産性を向上することが難し
くなった。したがって、これを克服するためには、イン
クタンクに循環経路を備え、外部から常に消失した粒子
量を補給する必要が生じ、装置が大がかりとなり、コス
トアップとなった。これに対して、本発明のインクタン
クは循環経路を必要としない非循環式（閉止式）インク
タンクである。そして、インクタンクの中に図１のよう
な超高濃度インクを収納しているので、図３のようにイ
ンクを半分以上使用した場合であっても、インク濃度は
図１の状態とまったく変わらない。

【００２６】次に図４を用いて本発明の第２の実施の形
態を説明する。本発明の第２の実施の形態は、吐出口２
の出口近傍（９ａ、９ａ）と、吐出したインク液滴６を
受像する受像シート７の受像面の背面側（９ｂ）とに、
該吐出したインク液滴の加速をさせる加速電界形成用の
飛翔電極をそれぞれ設けたのが特徴である。それ以外は
第１の実施の形態とほぼ同一である。図１において、１
はインクタンク、２は吐出口、４は粒子、５（５ａ、５
ｂ）は濃度制御電極、６はインク、６１はインク液滴、
７は受像シート、普通紙等、８はコンデンサ、９ａ、９
ｂは加速電界形成用飛翔電極である。すなわち、インク
を収容するインクタンク１から連通する吐出部の一部に
吐出口２が形成され、吐出口２の近傍に吐出手段３が剪
断動作するように設けられており、図示しない制御手段
により、画像データ信号に基づいた電気信号が吐出手段
３に印加されると、図５で説明したように吐出手段３の
可動部が可動して、吐出口３からインク液滴６１が吐出
される。さらに、吐出口２近傍には粒子４の濃度を制御
する濃度制御電極５が設けられている。画像形成時は濃
度制御電極５に電圧は印加されず、したがって、インク
６の濃度はどの場所でも図１のように超高濃度で均一と
なっている。そして画像形成をしない場合には、帯電し
た粒子４が吐出口２から遠ざかる方向に電界を形成する
ように濃度制御電極５に電圧が印加される。これによっ
て、吐出口２近傍には粒子４はなくなり、図２のように
溶媒だけが充満するため、濃度インクの濃度が約１０質
量％以上の粒子の超高濃度のインクを用いて長時間画像
形成を行なわなくても、吐出口２の目詰まりは発生しな
くなる。さらに、この第２実施の形態により設けられた
飛翔電極９には、インク液滴６が加速する方向に飛翔制
御手段（図示なし）によって電圧が印加されている。粒
子４がプラス荷電であれば、吐出口２側の電極９ａ、９
ａをプラス側にし、受像シート７側の電極９ｂをマイナ
ス側にすると、粒子４は吐出口２から反発力を受け、受
像シート７側から吸引力をうけるので、粒子４を含むイ
ンク液滴６は飛翔電極９ａ、９ｂによる電界によって加
速され、受像シート７に正確に着弾する。また、粒子４
がマイナス荷電であれば、飛翔制御手段は以上の説明の
逆の電圧を与えればよい。なお、画像形成を行う際には
受像シート７は、受像シート７を固定し移動させる手段
によって移動し、移動している受像シート７にインク液
滴６を吐出することによって画像を形成する。

【００２７】このように、本発明の第２の実施の形態に
よれば、従来の図６のインクジェット記録装置に比べ、
飛翔電極９ａ、９ｂによって、吐出ヘッド２と受像シー
ト７間の距離を広くしても良好な着弾精度を得ることが
できた。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、インクを吐出しない場
合には、図２に示すように粒子４が吐出口２近傍から遠
ざかる方向の電界を形成することによって、高粒子濃度
のインクを適用しても、吐出口２でのインクの目詰まり
が生じることがなく、滲みが少なく、乾燥速度が速い、
高画質・高生産性のインクジェット記録装置を提供する
ことができる。また、圧電素子を吐出口近傍に置いて剪
断モードで駆動するため、大きな電気信号を印加しなく
ても大きい吐出力が得られることができ、しかも圧電素
子の長さ方向に壁面があるので、反射時のクロストーク
がほとんど生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する図であ
る。

【図２】図２において、画像形成をしない場合の動作を
説明する図である。

【図３】図２の状態からインクを半分以上使用した状態
を説明する図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を説明する図であ
る。

【図５】本発明の記録ヘッドの要部断面の俯瞰図であ
る。

【図６】従来のインクジェット記録装置の構成および動
作原理について説明する図である。

【符号の説明】

１インクタンク２吐出口３吐出手段４粒子５、５ａ、５ｂ濃度制御電極６インク液滴７受像シート、普通紙等８コンデンサ９ａ、９ｂ加速電界形成用飛翔電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データ信号に基づき剪断モードで駆
動する圧電素子に電気信号を印加することによってイン
クを吐出口から受像シートに向けて吐出し、該受像シー
ト上に画像を形成するインクジェット記録方法におい
て、前記インクとして、インクの吐出停止が長くなると吐出
口でインクの目詰まりを起こすほどに超高濃度の粒子を
溶媒中に分散したインクを使用し、かつ、インクの吐出
停止時に前記吐出口近傍における前記インクの濃度を大
幅に下げることを特徴とする超高濃度インク対応インク
ジェット記録方法。
【請求項２】吐出口を有するインク室と、該インク室
壁面の少なくとも一部を、画像データ信号に基づき電気
信号が印加される剪断モードで駆動する圧電素子で構成
した圧力発生手段と、を有し、前記圧力発生手段の作動
によって前記インク室のインクを前記吐出口から吐出す
る記録ヘッドにおいて、前記吐出口近傍にインク濃度制
御電極を設け、かつ、該インク濃度制御電極への印加電
圧を制御する濃度制御用電圧制御部を備えたことを特徴
とする超高濃度インク対応インクジェット記録装置。
【請求項３】インクジェット記録時に、インクを吐出
しない場合には、前記濃度制御用電圧制御部は、前記イ
ンク濃度制御電極が前記粒子を前記吐出口から遠ざける
方向の電界を形成するように、該インク濃度制御電極へ
の印加電圧を制御することを特徴とする請求項２記載の
インクジェット記録装置。
【請求項４】電源遮断後も前記濃度制御用電圧制御部
は、前記濃度制御用電極が前記粒子を前記吐出口から遠
ざける方向に電界を形成するように、該インク濃度制御
電極への印加電圧を制御することを特徴とする請求項２
記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記濃度制御用電圧制御部は電源遮断後
に一定の電圧を前記濃度制御用電極に与え続けるための
コンデンサを備えたことを特徴とする請求項４記載のイ
ンクジェット記録装置。