JP2005153438A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも、コンクインク補充機構を備えたインクジェット記録装置において、コンクインク補充機構内に貯溜されている補充用コンクインク成分の均一化を図ったインクジェット記録装置を提供すること。
【解決手段】インク吐出ヘッドと、このインク吐出ヘッドにインクを供給するためのインク供給機構と、少なくとも、コンクインク補充機構とを備えた静電濃縮型インクジェット記録装置において、前記インク補充機構内に貯溜される補充用コンクインクの攪拌機構を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【選択図】 図１

Description

本発明はインクジェット記録装置に関し、より具体的には、インク（コンクインク）補充機構（以下、コンクインク補充機構という）とインク希釈溶媒補充機構とを備えたインクジェット記録装置において、特に、インク補充機構内に貯溜されている補充用インク成分の均一化を図ったインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置、特に帯電した色材を含む粒子をキャリア液に分散してなるインクを用いる静電式のインクジェットによる画像記録では、静電力等による電気泳動で、インク吐出部（ノズル）に色材を含む粒子を移動させてインク液滴を吐出させるため、いい換えれば、インクを濃縮した状態でインクに静電力を作用させてインク液滴を吐出させるため、安定して適正な画像記録を行うためにはインク濃度の管理が重要である。

これに対して、例えば、特許文献１には、インクジェット記録システムの動作時のデューティサイクルとは無関係に、システム内のインク濃度を所定範囲内に維持することができるインク濃度維持システムが提案されている。この技術は、要約すれば、画像を形成するために使用されたインク小滴のカウント数と、メインインクタンク内のインクが所定の低レベルに達したことを示す信号とに基づき、外部のインク補充手段もしくは希釈液補充手段から、必要なインクもしくは希釈液（溶媒蒸発がない、あるいは少ない場合のため）が供給される。この際、インクもしくは希釈液のいずれが供給されるかは、主として、上述の画像を形成するために使用されたインク小滴のカウント数に依存する。

一方、インクタンク内に貯溜するインクの濃度を均一に維持することが重要である。このような問題を解消するものとしては、例えば、特許文献２等に、上述のメインタンクに相当するインクタンク（ヘッドに供給するインクを貯溜するタンク）に攪拌機構を設けた装置が開示されている。この装置は、インクタンク内に貯溜されている帯電したトナーを含むインクに交流電圧を印加して、上記トナーを低電圧側へ繰り返し移動させる攪拌手段を設けたものである。

特許第３３２５６６３号公報 特許第３０５６１１５号公報

ところで、このような方法によっても、解消されない問題点がある。それは、インクジェット記録装置のうちでも、いわゆる静電濃縮型と呼ばれるインクジェット記録装置においては、インクを濃縮して吐出することによって所望の記録濃度を得るようにしているため、装置内のインクタンク（メインインクタンク）内のインクの濃度は、一般に薄まってしまう方向になりやすいという問題である。

従って、静電濃縮型のインクジェット記録装置においては、インク濃度を所定の範囲内に維持するための補正をより積極的に行うために、コンクインク液（使用インク濃度の約２〜７倍）と、必要に応じて用いる前記希釈液を別タンクに貯溜しておき、基本的には、上述のメインタンク内のインクの濃度変化に応じて、これらを所要量補充することが好ましい。

しかしながら、従来、このようなコンクインク液タンクと希釈液タンクとを備えた静電濃縮型のインクジェット記録装置においては、これらの液の貯溜中に、上述のコンクインク液タンクにおいてコンクインク中の色材を含む粒子の沈降・凝縮が発生して、コンクインク液タンクにおけるコンクインクの成分が全体として不均一になってしまい、それがそのまま、補充用コンクインクとしてメインタンク（ヘッドに供給するインクを貯溜するタンク）に供給（補充）されてしまい、結果として、補充が不正確となるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、前記従来技術に基づく問題点を解消した、少なくとも、コンクインク補充機構を備えたインクジェット記録装置において、コンクインク補充機構内に貯溜されている補充用コンクインク成分の均一化を図ったインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明の他の目的およびその効果は、以下の説明において明らかにされる。

上記目的を達成するために、本発明に係るインクジェット記録装置は、インク吐出ヘッドと、このインク吐出ヘッドにインクを供給するためのインク供給機構と、少なくとも、コンクインク補充機構とを備えた静電濃縮型インクジェット記録装置において、前記インク補充機構内に貯溜される補充用コンクインクの攪拌機構を設けたことを特徴とする。

また、本発明に係るインクジェット記録装置は、上記に加えて、希釈液の補充機構を備えることが好ましい。

ここで、前記補充用コンクインクの攪拌機構としては、モータにより駆動される攪拌羽根により構成されるもの、前記コンクインクタンクの壁を透過する磁力により駆動される磁気回転子により構成されるもの、あるいは、前記コンクインクタンク壁面に設けられた超音波振動子により構成されるもの等が好適に利用可能である。

また、前記補充用コンクインクの攪拌機構としては、前記コンクインクタンク内に攪拌流を生ずるポンプにより構成されるもの、前記コンクインクタンク内に設けた電極間に、所定の交流電圧を印加してインク中の粒子の電気泳動を生じさせるもの、あるいは、前記コンクインクタンク内に気体を吹き込んで気泡を生ずるもの等も好適に用い得る。

また、本発明に係るインクジェット記録装置においては、前記コンクインク補充機構もしくは希釈液補充機構からのコンクインクもしくは希釈液の補充量は、前記インク吐出ヘッドから吐出されたインクにより記録された記録画像形成に用いられたインク粒子の量に応じて決定されることが好ましい。なお、前記インク吐出ヘッドから吐出されたインクにより記録された記録画像形成に用いられたインク粒子の量は、画像記録のためのデータに基づいて決定されることが好ましい。

本発明によれば、少なくとも、コンクインク補充機構を備えたインクジェット記録装置において、コンクインク補充機構内に貯溜されている補充用コンクインク成分の均一化を図ったインクジェット記録装置を実現できるという顕著な効果を奏する。

さらに、本発明によれば、前記コンクインク補充機構もしくは希釈液補充機構からのコンクインクもしくは希釈液の補充量は、前記インク吐出ヘッドから吐出されたインクにより記録された記録画像形成に用いられたインク粒子の量、例えば、画像記録のためのデータに基づいて決定されるに応じて決定されるように構成できるので、補充の精度向上並びにオペレータの負担の軽減等にも大いに効果が得られる。

なお、前述の各種の補充用コンクインクの攪拌機構は、現時点で容易に適用可能なものを例示しているに過ぎず、本発明はこれらに限定されるべきものではない。

以下、図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る補充用コンクインクの攪拌機構を備えたインクジェット記録装置を示す概念図である。
本実施形態に係るインクジェット記録装置１０は、色材を含む帯電した微粒子（以下、色材粒子という）をキャリア溶媒（分散媒）に分散してなるインクを用い、このインクに静電力を作用させることによりインク液滴を吐出する、静電式のインクジェット記録装置である。

このようなインクジェット記録装置１０は、基本的には、記録媒体Ｐの保持手段１２，記録媒体Ｐの搬送手段１４，記録媒体Ｐへの画像記録手段１６，インク循環手段１８，溶媒回収手段２０およびインク補充手段２４を有しており、これらを筐体２６に収容して構成される。
記録媒体Ｐの保持手段１２は、記録前の記録媒体Ｐを保持する給紙トレイ３０と、フィードローラ３２と、記録後の記録媒体Ｐを保持する排出トレイ３４とを備えている。

給紙トレイ３０は、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０に設定される所定の装填部に着脱可能に構成される、いわゆるカセットである。図示例においては、装填部は筐体２６内の図中左下方に設定され、給紙トレイ３０は、記録媒体Ｐの取り出し部を前方にして、筐体２６内に挿入されて、後端部を筐体２６から若干突出させた状態で、所定の装填部に装填される。
また、フィードローラ３２は、上述の装填部に装填された給紙トレイ３０の取り出し部に対応して配置される略半月形状のローラである。

給紙トレイ３０内には、記録前（未記録）の記録媒体Ｐが複数枚積層されて収容される。画像の記録時には、フィードローラ３２により、記録媒体Ｐが給紙トレイ３０から１枚ずつ取り出され、後述する記録媒体Ｐの搬送手段（以下、単に搬送手段ともいう）１４に供給される。

排出トレイ３４は、画像を記録された記録媒体Ｐを収容（集積）するものであり、図示例においては、一部を筐体２６から突出した形で、給紙トレイ３０の装填部の上方に、記録媒体Ｐの排出方向先端を下方にして傾けて配置される。
記録後の記録媒体Ｐは、搬送手段１４により搬送されて排出部から排出され、排出トレイ３４内に順次積層される形で収容される。

上述の搬送手段１４は、静電吸着作用等を利用して、給紙トレイ３０から供給された記録媒体Ｐを排出トレイ３４まで所定の経路で搬送するものであり、搬送ローラ対３６と、搬送ベルト３８と、ベルトローラ４０（４０ａ，４０ｂおよび４０ｃ）と、導電性プラテン４２と、記録媒体Ｐの帯電装置４４および除電装置４６と、分離爪４８と、ガイド５０と、定着ローラ対５２を備えている。

上記搬送ローラ対３６は、記録媒体Ｐの搬送路上の、フィードローラ３２と搬送ベルト３８との間に設けられている。
フィードローラ３２により給紙トレイ３０から取り出された記録媒体Ｐは、次いで、搬送ローラ対３６により挟持搬送され、搬送ベルト３８表面の帯電装置４４（スコロトロン帯電器４４ａ）に対面する所定の位置に供給される。

帯電装置４４は、スコロトロン帯電器４４ａと、負の高圧電源４４ｂとを備える。スコロトロン帯電器４４ａは、画像記録手段１６（ヘッドユニット６０）の上流（記録媒体Ｐの搬送方向の上流側、以下、単に上流という）に、搬送ベルト３８に対面して配置される。また、負の高圧電源４４ｂの負側の端子はスコロトロン帯電器４４ａに接続され、その正側の端子は接地されている。

搬送ベルト３８は、エンドレスベルトであり、３つのベルトローラ４０（４０ａ，４０ｂおよび４０ｃ）によって、略三角形状に張架されている。この搬送ベルト３８は、表面（記録媒体Ｐの静電吸着面）が絶縁性で、裏面（ベルトローラ４０（４０ａ，４０ｂおよび４０ｃ）との接触面）が導電性となっている。また、ベルトローラ４０（４０ａ，４０ｂおよび４０ｃ）のうちの少なくとも１つは、図示されていない駆動源に接続されており、記録時には所定の速度で回転駆動され、これにより搬送ベルト３８も記録媒体Ｐの搬送方向（図中の矢印方向）に回転する。

搬送ベルト３８内側の、画像記録手段１６（ヘッドユニット６０）に対向する位置には、搬送ベルト３８の内面に接触して、平板状の導電性プラテン４２が配置されている。
図示例においては、ベルトローラ４０ｂは接地されており、これに従って、搬送ベルト３８の裏面を介して、ベルトローラ４０ａおよび４０ｃ、並びに導電性プラテン４２も接地されている。これにより、搬送ベルト３８の、後述する画像記録手段１６（ヘッドユニット６０）に対向する位置は、静電式のインクジェットにおいて、インク液滴を吐出させる制御電極の対向電極として機能する。

前述のように、記録媒体Ｐは、フィードローラ３２によって搬送ローラ対３６に供給され、搬送ローラ対３６によって、搬送ベルト３８表面のスコロトロン帯電器４４ａに対面する所定の位置に供給される。また、駆動源となっているベルトローラ４０の回転によって、搬送ベルト３８も回転する。

この位置に搬送された記録媒体Ｐの表面は、スコロトロン帯電器４４ａにより所定の負の高電位（例えば、約−１．５ｋＶ）に均一に帯電される。搬送ベルト３８の表面は絶縁性であり、上述の負の高電位の帯電により、記録媒体Ｐは搬送ベルト３８の表面に絶縁吸着され、搬送ベルト３８の回転によってこれと同方向に搬送され、画像記録手段１６に搬送され、静電式のインクジェットによる画像記録に供される。なお、画像記録手段１６については、後に詳述する。

また、記録媒体Ｐに帯電した負の高電位は、後述する静電式のインクジェットにおけるインク液滴吐出のバイアス電圧として作用し、さらに、搬送ベルト３８による記録媒体Ｐの搬送は、インクジェット記録における記録媒体Ｐの主走査搬送となる。
上述の画像記録手段１６の下流には、下流に向かって、除電装置４６，分離爪４８，ガイド５０および定着ローラ対５２が配置される。

除電装置４６は、コロトロン除電器４６ａと、高圧電源４６ｂとを備えている。コロトロン除電器４６ａは、搬送ベルト３８の表面に対向する位置に配置されている。また、高圧電源４６ｂの一端はコロトロン除電器４６ａに接続され、他端は接地されている。
記録後の記録媒体Ｐは、コロトロン除電器４６ａにより除電される。これにより、記録媒体Ｐを、搬送ベルト３８から分離し易くなる。

除電装置４６により除電された記録媒体Ｐは、分離爪４８により搬送ベルト３８上から分離（剥離）され、ガイド５０に案内されて定着ローラ対５２に供給される。
定着ローラ対５２は、少なくとも一方がヒートローラとなっているローラ対である。記録媒体Ｐは、定着ローラ対５２により挟持搬送されつつ、静電式のインクジェットによって記録された画像が加熱定着される。画像が定着された記録媒体Ｐは、定着ローラ対５２によって排出部から排出され、排出トレイ３４内に、順次、積層される。

前述のように、帯電装置４４によって帯電され、搬送ベルト３８に吸着された記録媒体Ｐは、搬送ベルト３８によって画像記録手段１６に搬送され、画像を記録される。
画像記録手段１６は、静電式のインクジェットによって、記録媒体Ｐに画像記録を行うものであり、ヘッドユニット６０と、ヘッドドライバ６２と、記録媒体Ｐの位置検出器６４とを備えている。

図示例のインクジェット記録装置１０は、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）およびＫ（黒）の４色のフルカラーの画像を記録するものであり、ヘッドユニット６０は、各色のインクを吐出する４つの記録ヘッド７０を有している。
従って、図示例のインクジェット記録装置１０においては、Ｃ，Ｍ，ＹおよびＫの各記録ヘッド７０に、それぞれ、後述するインク循環手段１８およびインク補充手段２４が備えられている。図示例において、各色の記録ヘッド７０に対するこれらの部位は、例えば、図２の紙面に垂直な方向に配列して、配置される。

本実施形態においては、記録ヘッド７０は、対応する記録媒体Ｐの幅（搬送方向と直交する方向のサイズ）に対して、全域に対応する吐出部の列（いわゆる、ノズル列）を有するいわゆるラインヘッドであって、各記録ヘッド７０は、吐出部の列（後述する行方向）を記録媒体Ｐの幅方向に一致させて、記録媒体Ｐの搬送方向（後述する列方向）に配列される。
ただし、本発明はこのようなラインヘッドを用いるものに限定はされず、記録媒体Ｐを断続的に搬送しつつ、この搬送に同期して、記録ヘッドを搬送方向と直交する方向に走査する、いわゆるシャトルタイプの記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置であってもよい。

次に、上述の画像記録手段１６を用いる、画像記録方法について説明する。
本実施形態に係るインクジェット記録装置における画像記録手段１６は、インクジェットを吐出する吐出ヘッド７０，この吐出ヘッド７０のインクの供給および回収を行うインク循環手段１８およびインク補充手段２４，図示されていないコンピュータ，ＲＩＰ（Raster Image Processor）等の外部機器からの出力画像信号により吐出ヘッド７０を駆動するヘッドドライバ６２，記録媒体Ｐにおける画像（形成）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６４により構成される。

本実施形態に係るインクジェット記録装置１０においては、搬送ベルト３８に記録媒体Ｐを保持させた状態で搬送ベルト３８を回転させることにより、吐出ヘッド７０に対して、記録媒体Ｐを搬送して主走査を行うことによって、記録媒体Ｐ上に画像を形成する。
また、吐出ヘッド７０としてシャトルタイプのヘッドを用いる場合には、搬送ベルト３８に記録媒体Ｐを保持させた状態で搬送ベルト３８を回転させるとともに、吐出ヘッド７０を、搬送ベルト３８の幅方向に移動させて副走査を行う。なお、この場合の吐出ヘッド７０の副走査方法は、吐出ヘッド７０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って選択すればよい。

こうして、ラインヘッド（またはシャトルタイプのヘッド）を用いる吐出ヘッド７０によって、記録媒体Ｐの全面に形成された画像は、記録媒体Ｐが定着ローラ対５２によって挟持搬送されることにより、加熱定着される。
また、前述のインク循環手段１８およびインク補充手段２４は、吐出ヘッド７０の各色の吐出ヘッドのインク流路にインク吐出に十分な量のインクを流すためのものであり、４色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の各色のインクタンク（メインタンク），ポンプおよび補給用タンク等を有するものである。以下、これについて、図１をも用いて説明する。

上述のインク循環手段１８およびインク補充手段２４は、全体としては、図２中に示されるように、吐出ヘッド７０の各色の吐出ヘッド，４色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の各色のメインタンク（符号８０で代表させる），各色のインクの供給路（符号８２で代表させる），各色のインクの回収路（符号８４で代表させる），各色のインクの供給用ポンプＰ_０（図１中にその一部（１色分）が示されている）並びに希釈液（分散媒）タンク８６および各色の高濃度インク（以下、コンクインクという）タンク（符号８８で代表させる）とその制御部（補充量決定部）９２を備えるインク補充部から構成される。

図１に、上述のインク補充部について、４色のうちの１色分の拡大模式図を示す。図１に示すように、インク補充部は基本的に、メインタンク８０，希釈液タンク８６，コンクインクタンク８８およびこれらを接続する配管系８６ａ，８８ａ、さらには吐出ヘッド７０へのインクの供給配管系７０ａ，回収配管系７０ｂから構成される。なお、メインタンク８０から吐出ヘッド７０へのインクの供給配管系にはポンプＰ_０が配置されており、また、希釈液タンク８６，コンクインクタンク８８とメインタンク８０とを接続する配管系中には、希釈液およびコンクインクの補充量を制御するための、例えば電磁バルブバルブ８６ｂ，８８ｂが設けられている。

さらに、上述のコンクインクタンク８８には、その内部に貯溜されるコンクインク（前述の通り、その濃度は、通常の使用インク濃度の２〜７倍程度である）中の色材粒子が、貯溜中に凝集したり、沈降したりしないように適度の攪拌を行うためのコンクインクタンク攪拌機構９０が設けられている。図１に示す例では、コンクインクタンク８８の上部に配置したモータ９０ａから延びてコンクインク中に浸漬されているシャフト９０ｂの先端部に取り付けられたプロペラ型の攪拌部９０ｃを備えた攪拌機構が用いられている。

上述のコンクインクタンク８８の攪拌機構９０は、通常、所定の回転速度で連続的に回転することにより、コンクインクタンク８８中のコンクインクに含まれる色材粒子が、タンク内で凝集したり、沈降したりしないように適度の攪拌を行うものである。後述するように、このように構成することにより、希釈液またはコンクインクの補充量のみを精度よく管理することにより、インクジェット記録装置１０の全体としてのインク濃度の管理（すなわち、メインタンク８０中のインク濃度の管理）を高精度に行うことが可能になり、結果として高画質のインクジェット画像記録が可能になる。

ここで、希釈液またはコンクインクの補充を行うタイミングあるいはその際の補充量の決定については、例えば、前述の特許文献１に記載されているような、画像を形成するために使用されたインク小滴のカウント数と、メインタンク８０内のインクが所定の低レベルに達したことを示す信号とに基づき、必要なコンクインクもしくは希釈液を供給する方法のほか、前述の、メインタンク８０から吐出ヘッド７０へのインクの供給配管系の途中に適宜のインク濃度検出センサを設けて、このセンサによる濃度測定値に基づいて行う方法、さらには画像記録のためのデータ（インク粒子の消費量に関係する）に基づいて決定する方法等、各種の方法が利用可能である。

具体的には、例えば、前述の、外部機器からの出力画像信号により吐出ヘッド７０を駆動するヘッドドライバ６２において、吐出インク量の対応する情報を取得して、その情報を補充量決定部９２に送り、補充量決定部９２において、これに基づいて、上述の希釈液タンク８６またはコンクインクタンク８８からのメインタンク８０への補充の実施のタイミングあるいはその際の補充量の決定を行うことが可能である。
なお、上述のような、希釈液またはコンクインクの補充を行う際の実施のタイミングあるいはその際の補充量の決定については、例えば、特開２００２−１２０３６２号公報，同２００２−３３１６８０号公報に開示されている技術が利用可能である。

これらの公報に開示された技術は、いずれも、簡単な構成で、インク切れに起因する画像記録不良に陥ることを防止可能とするための技術であり、前者は補充回数と印字ピクセル数とを所定値と比較してインク切れ発生を報知するもの、後者は印字ピクセル数が所定値を超えた場合に、予め定めた割合のインク補給を行うものであって、これらの技術におけるインク粒子（色材粒子）消費量の検知技術は、本発明に係るインクジェット記録装置における補充タイミングの検知に利用し得る。

ところで、上述のようなヘッド７０が吐出するインクＱ（インク組成物）は、色材粒子（色材を含み、かつ，帯電した微粒子）をキャリア液に分散してなるものである。

キャリア液は、高い電気抵抗率（１０^９ Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０^１０Ω・ｃｍ以上）を有する誘電性の液体（非水溶媒）であるのが好ましい。キャリア液の電気抵抗が低いと、制御電極に印加される駆動電圧により、キャリア液自身が電荷注入を受けて帯電してしまい、色材粒子の濃縮がおこらない。また、電気抵抗の低いキャリア液は、隣接する制御電極間での電気的導通を生じさせる懸念もあるため、本発明には不向きである。

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、キャリア液中の色材粒子に有効に電界が作用し、泳動が起こりやすくなる。
なお、このようなキャリア液の固有電気抵抗の上限値は１０^１６Ωｃｍ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。キャリア液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。

キャリア液として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、および、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Ｍ（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。

このようなキャリア液に分散される色材粒子は、色材自身を色材粒子としてキャリア液中に分散させてもよいが、好ましくは、定着性を向上させるための分散樹脂粒子を含有させる。分散樹脂粒子を含有させる場合、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および染料であればどれでも使用可能である。
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なく用いることができる。
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く例示される。

さらに、分散樹脂粒子としては、例えば、ロジン類、ロジン変性フェノール樹脂、アルキッド樹脂、（メタ）アクリル系ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニールアルコールのアセタール変性物、ポリカーボネート等を挙げられる。
これらのうち、粒子形成の容易さの観点から、重量平均分子量が２，０００〜１０００，０００の範囲内であり、かつ多分散度（重量平均分子量／数平均分子量）が、１．０〜５．０の範囲内であるポリマーが好ましい。さらに、前記定着の容易さの観点から、軟化点、ガラス転移点または、融点のいずれか１つが４０℃〜１２０℃の範囲内にあるポリマーが好ましい。

インクＱにおいて、色材粒子の含有量（色材粒子あるいはさらに分散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。色材粒子の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Ｑと記録媒体Ｐ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−な分散液が得られにくくなったり、インクジェットヘッド等でのインクＱ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。

また、キャリア液に分散された色材粒子の平均粒径は、０．１〜５μｍが好ましく、より好ましくは０．２〜１．５μｍであり、更に好ましくは０．４〜１．０μｍ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。

色材粒子をキャリア液に分散させた後（必要に応じて、分散剤を使用しても可）、荷電制御剤をキャリア液に添加することにより色材粒子を荷電して、荷電した色材粒子をキャリア液に分散してなるインクＱとする。なお、色材粒子の分散時には、必要に応じて、分散媒を添加してもよい。
荷電制御剤は、一例として、電子写真液体現像剤に用いられている各種のものが利用可能である。また、「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）等に記載の各種の荷電制御剤も利用可能である。

なお、色材粒子は、吐出電極に印加される駆動電圧と同極性であれば、正電荷および負電荷のいずれに荷電したものであってもよい。
また、色材粒子の荷電量は、好ましくは５〜２００μＣ／ｇ、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こともあるため、下記に定義する分配率Ｐを、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上とする。
Ｐ＝１００×（σ１−σ２）／σ１
ここで、σ１は、インクＱの電気伝導度、σ２は、インクＱ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）および液体用電極（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Ｑを用いることによって、荷電粒子の泳動が起こりやすくなり、濃縮しやすくなる。

インクＱの電気伝導度は、１００〜３０００ｐＳ／ｃｍ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Ｑ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。
さらに、インクＱの粘度は０．５〜５ｍＰａ・ｓｅｃ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である。

このようなインクＱは、一例として、色材粒子をキャリア液に分散して粒子化し、かつ、荷電調整剤を分散媒に添加して、色材粒子に荷電を生じさせることで、調製できる。具体的な方法としては、以下の方法が例示される。
（１）色材あるいはさらに分散樹脂粒子をあらかじめ混合（混練）した後、必要に応じて分散剤を用いてキャリア液に分散し、荷電調整剤を加える方法。
（２）色材、あるいはさらに分散樹脂粒子および分散剤を、キャリア液に同時に添加して、分散し、荷電調整剤を加える方法。
（３）色材および荷電調整剤、あるいはさらに分散樹脂粒子および分散剤を、同時にキャリア液に添加して、分散する方法。

ところで、上述の実施形態においては、コンクインクタンク８８内のインクの攪拌機構９０として、コンクインク中に浸漬されているプロペラ型の攪拌部９０ｃを備えた攪拌機構を用いているが、このようなコンクインクタンク８８内のインクの攪拌機構としては、この他にも、各種の機構が用い得る。
以下、それらの幾つかを説明する。

第１は、いわゆるマグネット式スターラーを用いるものであり、コンクインクタンク８８の底面外側に回転する磁石を配置して、一方、コンクインクタンク８８のインク中には通常ガラス，耐薬品性樹脂等で被覆された磁性体からなる回転子（スターラー）を投入しておき、上述の回転する磁石を所定の回転速度で連続的に回転させることにより、コンクインクタンク８８のインクを所望の回転速度で攪拌するようにして、色材粒子の凝集・沈澱を防止するというものである。

第２は、循環ポンプを用いる方式であり、コンクインクタンク８８内部の底面付近の略対向する位置に吐出口と吸入口とを設けて、これらの間をコンクインクタンク８８内部または外部に設けたインク循環ポンプを介して接続して、上述の循環ポンプを所定の吐出量（吐出速度）で連続的に循環させることにより、コンクインクタンク８８のインクを所望の速度で攪拌するようにして、色材粒子の凝集・沈澱を防止するというものである。

第３は、気体を用いる攪拌方式であり、コンクインクタンク８８外部に配置したエアーポンプからのエアー注入口をコンクインクタンク８８底面近傍に、下方あるいは側方等、任意の各方向から取り付けて構成したエアー攪拌機構を構成し、上述のエアーポンプを駆動して所定量のエアーを、小気泡の形態でコンクインクタンク８８に注入することにより、色材粒子の凝集・沈澱を防止するというものである。ここで、エアーの代わりに不活性ガスを用いることも好ましい。

第４は、これまでの方式とはやや異なり、コンクインクタンク８８外壁面に超音波振動子を取り付けて、これを予め定められた所定の好ましい周波数および強度で振動・駆動することにより、コンクインクタンク８８内のインク（特に、色材粒子）に振動を与えることにより、その凝集を防止し、合わせて沈降（沈澱）等も防止しようとするものである。ここで、上述の振動に方向性を与えるために、超音波振動子の取り付け位置を、周期的に移動可能に構成する等の方法も採用可能である。

第５は、これもやや性格の異なる方式であり、コンクインクタンク８８内の対向する内面間に、交流電流を流すための電極を配置して、この電極間に、これも予め定められた所定の好ましい周波数，強度の交流電流を流すことにより、コンクインク中の帯電粒子（主として、色材粒子）に電気誘導による移動力を作用させることによって、色材粒子の凝集・沈澱を防止するというものである。

なお、上述の、各種の方式に基づくインク攪拌機構は、適宜組み合わせて用いることが可能なものもあり、特に、第４，第５の方式を採用する場合には、コンクインクタンク８８内における上下方向の移動量を適切に確保するのが難しい面もあるので、それ以外の、ポンプを用いる方式と併用することも好ましい。

なお、上記各実施形態は、いずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更や改良を行ってもよいことはいうまでもない。

本発明の一実施形態に係る補充用コンクインクの攪拌機構を備えたインク補充機構の要部概略構成図である。 一実施形態に係る補充用コンクインクの攪拌機構を備えたインクジェット記録装置を示す概念図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置
１２ 保持手段
１４ 搬送手段
１６ 画像記録手段
１８ インク循環手段
２０ 溶媒回収手段
２４ インク補充手段
２６ 筐体
３０ 給紙トレイ
３２ フィードローラ
３４ 排出トレイ
３６ 搬送ローラ対
３８ 搬送ベルト
４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ） ベルトローラ
４２ 導電性プラテン
４４ 帯電装置
４６ 除電装置
４８ 分離爪
５０ ガイド
５２ 定着ローラ対
６０ ヘッドユニット
６２ ヘッドドライバ
６４ 一検出手段
７０ 記録ヘッド
８０ メインタンク
８２ インク供給路
８４ インク回収路
８６ 希釈液タンク
８８ コンクインクタンク
９０ コンクインクタンク攪拌機構
９２ 補充量決定部
Ｐ 記録媒体

Claims (4)

1. インク吐出ヘッドと、このインク吐出ヘッドにインクを供給するためのインク供給機構と、少なくとも、インク（コンクインク）補充機構とを備えた静電濃縮型インクジェット記録装置において、
   前記インク補充機構内に貯溜される補充用コンクインクの攪拌機構を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記インク（コンクインク）補充機構に加えて、希釈液の補充機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記コンクインク補充機構もしくは希釈液補充機構からのコンクインクもしくは希釈液の補充量は、前記インク吐出ヘッドから吐出されたインクにより記録された記録画像形成に用いられたインク粒子の量に応じて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記インク吐出ヘッドから吐出されたインクにより記録された記録画像形成に用いられたインク粒子の量は、画像記録のためのデータに基づいて決定されることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。

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