JP2005186382A - 濃度検出方法、濃度検出装置、およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出部の汚れによらず、光学的な測定によってインク濃度を高精度に検出できる濃度検出方法、濃度検出装置、およびこれを利用する濃度測定装置およびインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】測定対象となる流体の透過光を測定し、その測定結果から前記流体の濃度を検出するに際し、測定対象となる流体の流量が等しい前記流体の流路において、測定光の流体通過長が異なる複数の条件下で透過光を測定し、この複数の透過光の測定結果から、前記流体の濃度を検出することにより、前記課題を解決する。
【選択図】図５

Description

本発明は、インクジェット記録や湿式の電子写真等におけるインクの濃度検出を正確に行うことができる濃度検出方法および濃度検出装置、ならびに、この濃度検出装置を利用する静電式の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やトナーインクを用いる湿式の電子写真画像記録など、インクを用いる画像記録において、高画質な画像を安定して記録するためには、画像記録を行うインクの濃度を適正に保つことが不可欠である。
中でも特に、色材を含み、かつ、帯電した粒子（以下、色材粒子とする）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、静電力等による泳動で吐出部（ノズル）に色材粒子を移動してインク液滴を吐出、すなわち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するので、安定して適正な画像記録を行うためには、インク濃度の管理は重要である。

このような点に鑑み、例えば、特許文献１には、静電式のインクジェット記録において、インクタンク〜インクジェットヘッド〜インクタンクと循環するインク循環経路中において、発光素子と受光素子を用いてインクの透過光を検出し、この検出結果からインク流中の色材粒子（トナー粒子）の量すなわちインク濃度を検出し、これに応じて、インク流中に補充する色材粒子の量を決定するインクジェット記録装置が開示されている。

ところが、このような光学的なインク濃度の検出では、色材粒子の付着等によって、経時と共に検出部（セル）が汚れ、これに起因してインク濃度の検出結果に誤差を生じてしまい、適正なインク濃度の管理を行うことができなくなってしまう。
これに対し、特許文献２には、このような光学的なインク濃度の検出手段を有するインクジェット記録装置や電子写真画像形成装置において、検出部の内部に、測定部内面に内接する弾性体からなるクリーニング部材を収容し、測定部内において、インク流を利用してクリーニング部材を往復動させることにより、検出部を清浄に保つクリーニング機構が開示されている。
特許第２８３４１００号公報 特許第３１３０８７９号公報

このようなクリーニング機構を用いることにより、インクによる検出部の汚れに起因するインク濃度の検出誤差を低減し、適正なインク濃度検出を安定して行うことができる。その反面、特許文献２に開示されるクリーニング機構では、クリーニング部材を往復動させるために往復方向のインク流を可能にする流路や逆止弁やバルブ等が必要であり、検出部の機構が複雑化してしまう。また、クリーニング部材の汚れによるクリーニング機能の低下も懸念される。
他方、機械的に駆動するワイパー等によって測定部内を清掃することも考えられるが、検出部が大型化する、設計自由度が低減する、機構が複雑になる等の問題がある。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、静電式インクジェットなどのインクジェット画像記録や湿式の電子写真画像記録などのインクを用いる画像記録装置等において、光学的にインク濃度を検出することにおいて、クリーニング部材等を用いることなく、また、検出部の汚れの有無によらず、インクの濃度を正確に検出することができる濃度検出方法、および、この濃度検出方法を実施する濃度検出装置、ならびに、この濃度検出装置を利用することにより、適正濃度のインクで画像記録を行うことができ、高画質な画像を安定して記録できるインクジェット記録装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明の濃度検出方法は、測定対象となる流体の透過光を測定し、その測定結果から前記流体の濃度を検出する濃度検出方法であって、測定対象となる流体の流路において、測定光の流体通過長が異なる複数の検出個所で透過光を測定し、この複数の透過光の測定結果から、前記流体の濃度を検出することを特徴とする濃度検出方法を提供する。
このような本発明の濃度検出方法において、径が異なる領域を少なくとも１個所有する管路を用い、この管路の各径の位置において前記透過光の測定を行うのが好ましい。

また、本発明の濃度検出装置は、検出セルに測定光を入射し、その透過光を検出することにより、検出セル内の流体の濃度を検出する濃度検出装置において、測定対象となる流体の流路を形成する第１の検出セルと、前記第１の検出セルとは測定光通過長が異なる第２の検出セルと、前記第１の検出セルおよび第２の検出セルに測定光を入射し、それらの透過光を検出する検出手段と、前記検出手段で得られた複数の測定結果を用いて、前記流体の濃度を検出する演算手段とを有することを特徴とする濃度検出装置を提供する。
このような本発明の濃度検出装置において、前記第１の検出セルおよび第２の検出セルが、直列で設けられる互いに断面形状の異なる管であるのが好ましい。

さらに、本発明のインクジェット記録装置は、帯電した微粒子を分散媒に分散してなるインクを、静電力によって吐出する静電式のインクジェット記録装置であって、前記インクに静電力を作用して吐出する静電式のインクジェットヘッドと、前記インクを貯留するインクタンクと、前記インクジェットヘッドおよびインクタンクを含む所定の経路で、前記インクを循環する循環手段と、前記循環手段によるインク循環経路中に前記検出部が配置される、前記本発明の濃度検出装置とを有することを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。
このような本発明のインクジェット記録装置において、希釈液および所定濃度の前記インクを前記インクタンクに補充する補充手段を有し、この補充手段は、前記濃度検出装置によるインク濃度の検出結果に応じて、前記インクタンクへの希釈液および所定濃度のインクの補充量を決定するのが好ましい。

上記構成を有する本発明の濃度検出方法および濃度検出装置によれば、例えば、静電式のインクジェット記録装置や湿式の電子写真記録装置等における光学的なインクの濃度検出において、検出部のクリーニング機構等が無くても、インク濃度の検出部の汚れの有無によらず正確にインクの濃度を検出することができる。
また、このような本発明の濃度検出装置を利用する本発明のインクジェット記録装置によれば、色材を含み、かつ、帯電した微粒子を分散媒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記録装置において、インク濃度の検出部の汚れの有無によらず、インク濃度を正確に検出し、この正確な濃度検出結果に応じて適正なインクの補充を行い、インク濃度を安定的に適正に保つことがきる。従って、本発明のインクジェット記録装置は、適正濃度のインクによって安定したインク液滴の吐出を行うことができ、これにより、高画質な画像を安定して記録することができる。

以下、本発明の濃度検出方法、濃度検出装置、および、インクジェット記録装置について、添付の図面に示される好適な実施形態を基に、詳細に説明する。

図１に、本発明のインクジェット記録装置の一例の概念図を示す。
この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、色材粒子とする）をキャリア液（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（以下、記録装置１０とする）は、基本的に、記録媒体Ｐの保持手段１２、搬送手段１４、記録手段１６、インク循環手段１８、溶媒回収手段２０、濃度検出手段２２、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。
後に詳述するが、濃度検出手段２２は、本発明の濃度検出方法を実施する本発明の濃度検出装置によって、光学的にインク濃度を測定するものである。また、インク補充手段２４は、好ましい態様として、濃度検出手段２２による濃度検出結果に応じて、インクの補充を行う。

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、記録装置１０に設定される所定の装填部に着脱可能な筐体である。図示例においては、装填部は、筐体２６内の下方図中左側に設定され、給紙トレイ３
０は、記録媒体Ｐの取出部を前方にして、筐体２６の内部に挿入されて、後端部（前記取出部と逆端側）を若干筐体から突出した状態で、所定の装填部に装填される。
また、フィードローラ３２は、前記装填部に装填された給紙トレイ３０の取出部に対応して配置される半月ローラである。

給紙トレイ３０内には、記録前の記録媒体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から突出して、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内に順次積層されて収容される。

搬送手段１４は、静電吸着等を利用して、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、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とを備えている。

搬送ローラ対３６は、記録媒体Ｐの搬送経路上の、フィードローラ３２と搬送ベルト３８との間の位置に設けられている。
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、高圧電源４４ｂとを備える。スコロトロン帯電器４４ａは、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 以下、単に上流とする）に、搬送ベルト３８に対面して配置される。また、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つのローラ４０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（ローラ４０との接触面）が導電性となっている。また、ローラ４０のうちの少なくとも１つは、図示し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（図中矢印方向）に回転する。
搬送ベルト３８内側の記録手段１６（ヘッドユニット６０）に対応する位置には、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、ローラ４０ｂは接地されており、従って、搬送ベルト３８の裏面を介して、ローラ４０ａおよび４０ｃ、ならびに導電性プラテン４２も接地される。これにより、搬送ベルト３８の記録手段１６（ヘッドユニット６０）に対面する位置は、後述する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ローラ４０の回転によって、搬送ベルト３８が回転する。
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、この負の高電位の帯電により、記録媒体Ｐは、搬送ベルト３８の表面に静電吸着され、搬送ベルト３８の回転によって、同方向に搬送され、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。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の走査搬送（主走査）となる。

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搬送ローラ対である。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。
画像を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、帯電手段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によって記録手段１６に搬送され、画像を記録される。
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に画像を記録するものであり、ヘッドユニット６０と、ヘッドドライバ６２と、記録媒体Ｐの位置検出装置６４とを備えている。

図示例の記録装置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（図２〜図４参照）を有している。
従って、図示例の記録装置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、濃度検出手段２２、およびインク補充手段２４が備えられる。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１紙面に垂直方向に配列して、配置される。

図示例において、記録ヘッド７０は、対応する記録媒体Ｐの幅（搬送ベルト３８による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の幅方向に一致して、記録媒体Ｐの搬送方向（後述する列方向）に配列される。
なお、本発明のインクジェット記録装置は、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方向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。

図２に、記録ヘッド７０の概念図を示す。なお、図２において、（Ａ）は一部断面斜視図を、（Ｂ）は断面図を、それぞれ示すものである。
記録装置１０においては、前述のように、帯電手段４４によって負の高電圧に帯電（バイアス電圧を帯電）されて搬送ベルト３８に静電吸着された記録媒体Ｐを、搬送ベルト３８によって搬送しつつ、ヘッドドライバ６２による制御の下、記録画像すなわち供給された画像データに応じて記録ヘッド７０の各吐出部を変調駆動して吐出をｏｎ／ｏｆｆすることにより、インク液滴Ｒをオンデマンドで吐出して、記録媒体Ｐに目的とするフルカラー画像を記録する。

なお、記録ヘッド７０は、前述のように、記録媒体Ｐの幅に対応する吐出部の列を有するラインヘッドであり、図３に概念的に示すように、多数の吐出部を二次元的に配置したマルチチャンネル構造のインクジェットヘッドであるが、図２においては、構造を明瞭に示すために、吐出部の一部のみを示す。

記録ヘッド７０（以下、ヘッド７０とする）は、色材粒子（色材を含み、帯電した微粒子）をキャリア液に分散してなるインクＱに、静電力を作用させてインク液滴Ｒとして吐出する、静電式のインクジェットヘッドで、ヘッド基板７２と、吐出基板７４と、インクガイド７６とを備えている。
ヘッド７０において、ヘッド基板７２と吐出基板７４は、互いに対面して所定の間隔離間して配置され、その間に、各吐出口９６にインクＱを供給するためのインク流路７８が形成される。インクＱは、インク循環手段１８によってインク流路７８を含む所定の経路で循環され、記録時には、インク流路７８内を所定方向に所定の速度（例えば、２００ｍｍ／ｓのインク流）で、例えば、図中矢印ａ方向に流される。

ヘッド基板７２は、全ての吐出部に共通なシート状の絶縁性基板であり、その表面には、電気的にフローティング状態である浮遊導電板８０が設けられている。
浮遊導電板８０には、画像の記録時に、後述する第１制御電極８２および第２制御電極８４に印加される駆動電圧に応じて誘起される誘導電圧が発生する。また、誘導電圧の電圧値は稼動チャンネル数に応じて自動的に変化する。この誘導電圧により、インク流路７８内のインクＱに含まれる色材粒子は付勢されて吐出基板７４側に泳動し、すなわち、後述する吐出口９６のインクＱの濃縮が、より好適に行われる。

なお、浮遊導電板８０は必須の構成要素ではなく、必要に応じて適宜設けるのが好ましい。また、浮遊導電板８０は、インク流路７８よりもヘッド基板７２側に配置されていればよく、例えばヘッド基板７２の内部に配置してもよい。また、浮遊導電板８０は、吐出部が配置される位置よりもインク流路７８の上流側に配置される方が好ましい。また、浮遊導電板８０に所定の電圧を印加するようにしても良い。

他方、吐出基板７４は、ヘッド基板７２と同様に全ての吐出部に共通なシート状の絶縁性基板であり、絶縁性基板８６と、第１制御電極８２と、第２制御電極８４と、ガード電極８８と、絶縁層９０，９２および９４とを備えている。また、吐出基板７４には、各インクガイド７６に対応する位置に、インクの吐出口９６が貫通して開口しており、インクガイドの先端部分９８を吐出基板７４の表面から突出してインクガイド７６が挿通している。前述のように、ヘッド基板７２と吐出基板７４とは離間して配置され、その間にインク流路７８が形成される。
ヘッド７０においては、互いに対応する第１制御電極８２、第２制御電極８４、吐出口９６、およびインクガイド７６等によって、１つのインクの吐出部が構成される。

第１制御電極８２および第２制御電極８４は、それぞれ絶縁性基板８６の図中上面および下面の表面に、各々に対応する吐出口９６の周囲を囲むようにリング状に設けられた円形電極である（図３および図４参照）。絶縁性基板８６および第１制御電極８２の表面には、その表面を保護すると共に平坦化する絶縁層９２が被覆され、同様に、絶縁性基板８６および第２制御電極８４の表面には、その表面を平坦化するための絶縁層９０が被覆されている。さらに、絶縁層９２の上には、ガード電極８８が形成され、ガード電極８８および絶縁層９２の上には、その表面を平坦化するための絶縁層９４が形成される。
なお、第１制御電極８２および第２制御電極８４はリング状の円形電極に限定されず、インクガイド７６に臨むように配置される電極であれば、例えば略円形電極、分割円形電極、平行電極、略平行電極など、どのような形状であっても良い。

図３および図４に示すように、ヘッド７０において、インクガイド７６、第１制御電極８２および第２制御電極８４、吐出口９６等で構成される各吐出部は、マトリクス状に２次元的に配置されている。

具体的には、ヘッド７０は、図３（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、行方向（副走査方向（図３横方向））に配列された吐出部の列を、列方向（主走査方向（図３縦方向））に３行（Ａ行、Ｂ行、Ｃ行）有する。なお、図３においては、行方向に５個（１列、２列、３列、４列、５列）の、計１５個のマトリクス状に配置された吐出部を示している。
ヘッド７０は、ラインヘッドであり、この行方向に記録媒体Ｐの幅方向に対応する吐出部の列（ノズル列）を有している。従って、４つのヘッド７０は、行方向を図１紙面と垂直方向に一致した状態で、列方向に配列され、記録媒体Ｐは搬送ベルト３８によって、列方向に（主走査）搬送される。
各行の吐出部は、列方向に対して所定の間隔離間して配置される。また、各行は、吐出部を行方向に互いに１／３ピッチずらして、自身の吐出部が他行の吐出部の間（行方向の間）に位置するように配置される。

図３（Ａ）に示すように、ガード電極８８は、吐出口９６および制御電極に対応する領域が円形に開口するシート状の電極である。すなわち、ガード電極８８は、各制御電極の間に形成される。
また、図３（Ｂ）に示すように、同じ列に配置された吐出部の第１制御電極８２は、相互に接続され、かつ、図３（Ｃ）に示すように、同じ行に配置された吐出部の第２制御電極８４は、相互に接続されている。
さらに、図示は省略するが、第１制御電極８２および第２制御電極８４は、それぞれ、駆動電圧（パルス電圧）を印加して、各電極を変調駆動してインク液滴Ｒの吐出をｏｎ／ｏｆｆするための、パルス電源に接続されている。

画像の記録時には、同一列に配置された第１制御電極８２は同時かつ同一電圧レベルの駆動電圧が印加（ｏｎ）される。同様に、同一行に配置された第２制御電極８４は同時かつ同一電圧レベルに駆動電圧が印加（ｏｎ）される。
また、記録媒体Ｐに記録される１行は、列方向に対して、第２制御電極８４の行数に相当する３つのグループに分割され、Ａ行、Ｂ行およびＣ行の各行によって、時分割で順次記録される。
例えば、図２に示す例の場合、第２制御電極８４のＡ行目、Ｂ行目、Ｃ行目を所定のタイミングで順次ｏｎする。この駆動に対応して、第１制御電極８２を画像データ（記録画像）に応じて変調駆動（ｏｎ／ｏｆｆ）することにより、時分割した３回の画像記録によって、記録媒体Ｐ上に１行分の画像が記録される。前述のように、記録媒体Ｐは、列方向に搬送されるので、行方向（副走査方向）に、各行の有する記録密度（吐出部密度）の３倍の記録密度の画像記録を行うことができる。

なお、制御電極は、第１制御電極８２および第２制御電極８４の２層電極構造に限定されず、単層電極構造でもよいし、３層以上の電極構造としても良い。

先にも述べたが、ガード電極８８は、図３（Ａ）に示すように、各吐出口９６の周囲に形成された第１制御電極８２および第２制御電極８４に相当する部分がリング状に開口する、全ての吐出部に共通なシート状の電極である。すなわち、ガード電極８８は、各制御電極間に配置される電極である。絶縁層９２およびガード電極８８の表面には、その表面を保護するとともに、平坦化する絶縁層９４が被覆されている。
ガード電極８８には所定の電圧が印加されており、隣接する吐出部のインクガイド７６の間に生じる電界干渉を抑制する役割を果たす。
なお、ガード電極８８は必須の構成要素ではない。また、吐出基板７４には、第１制御電極８２または第２制御電極８４からのインク流路７８方向への反発電界を遮蔽するために、第２制御電極８４よりインク流路７８側にシールド電極を設けても良い。

インクガイド７６は、凸状の先端部分９６を持つ所定厚みのセラミック製平板である。図示例においては、同一行の吐出部のインクガイド７６は、ヘッド基板７２上の浮遊導電板８０の上に配置された同じ支持体４７の上に所定の間隔で配置される。インクガイド７６は、吐出基板７４に開孔された吐出口９６を貫通し、先端部分９６を吐出基板７４の記録媒体Ｐ側の最表面（絶縁層９４の図中上側の表面）よりも上部に突出している。

インクガイド７６の先端部分９６は、記録媒体Ｐの保持手段１７に向かって、漸次、細くなる略三角形状（ないしは台形状）に成形されている。
なお、先端部分９６（最先端部）は、金属が蒸着されているのが好ましい。この先端部分９６の金属蒸着は必須の要素ではないが、これにより、先端部分９６の誘電率が実質的に大きくなり、強電界を生じさせ易くできるという効果がある。

なお、インクガイド７６の形状は、インクＱ内の色材粒子を先端部分９６に向けて泳動（すなわちインクＱを濃縮）させることができれば、特に制限的ではなく、例えば先端部分９６は凸状でなくても良い等、自由に変更してもよい。また、インクの濃縮を促進するために、毛細管現象によってインクＱを先端部分９６に集めるインク案内溝となる切り欠きを、インクガイド７６の中央部分に図中上下方向に沿って形成しても良い。

前述のように、第２制御電極８４は、所定のタイミングで１行ずつ、順次、ｏｎ（駆動（高電圧レベル（例えば、４００〜６００Ｖ）またはハイインピーダンス状態））され、残りの全ての第２制御電極８４はｏｆｆ（非駆動（接地レベル（接地状態））にされる。また、第１制御電極８２は、全ての列が同時に、画像データ（記録画像）に応じて、列単位でｏｎ（高電圧レベルまたは接地レベルにされる。これにより、各々の吐出部におけるインクの吐出／非吐出（インク吐出のｏｎ／ｏｆｆ）が制御される。

すなわち、第２制御電極８４がｏｎで、かつ第１制御電極８２がｏｎの場合にはインクＱがインク液滴Ｒとして吐出（吐出ｏｎ）され、第１制御電極８２および第２制御電極８４の少なくとも一方がｏｆｆの場合にはインクは吐出されない（吐出ｏｆｆ）。
そして、各々の吐出部から吐出されたインク液滴Ｒは、負のバイアス電圧を帯電された記録媒体Ｐに引き寄せられ、記録媒体Ｐの所定位置に付着して画像が形成される。

上記のように、下層の第２制御電極８４の行を順次ｏｎし、画像データに応じて上層の第１制御電極８２をｏｎ／ｏｆｆした場合、第１制御電極８２が画像データに応じてｏｎされるため、列方向のそれぞれの吐出部を中心として、その両側の吐出部では、第１制御電極８２が高電圧レベルまたは接地レベルに頻繁に変化する。この場合、画像の記録時にガード電極８８を所定のガード電位、例えば接地レベル等にバイアスすることにより、隣接する吐出部の電界の影響を排除することができる。

ヘッド７０では、第１制御電極８２または第２制御電極８４の一方、または両方で、インク吐出のｏｎ／ｏｆｆの制御を行うかは何ら制限的ではない。すなわち、制御電極側のインクｏｎ／ｏｆｆの時の電圧値と記録媒体Ｐ側の電圧値との差分が所定値よりも大きい場合にはインクが吐出され、所定値よりも小さい場合にはインクが吐出されないように、制御電極側および記録媒体Ｐ側の電圧を適宜設定すればよい。

従って、ヘッド７０においては、図示例とは逆、すなわち第１制御電極８２を１列毎に順次ｏｎし、画像データに応じて、第２制御電極８４をｏｎすることで、インク吐出をｏｎ／ｏｆｆすることも可能である。
この場合、列方向は第１制御電極８２の１列毎にｏｎされ、列方向のそれぞれの吐出部を中心として、その両側の列の吐出部の第１制御電極８２は常に接地レベルになるため、この両側の列の吐出部の第１制御電極２６がガード電極８８の役割を果す。このように、上層の第１制御電極８２で各列を順次オンし、画像データに応じて下層の第２制御電極８４を駆動する場合には、ガード電極８８を設けなくても、隣接する吐出部の影響を排除し、記録品質を向上させることができる。

また、この態様では、インクＱ中の色材粒子を正帯電させ、記録媒体側を負の高電圧に帯電させているが、これに限定されず、逆に、インク中の色材粒子を負に帯電させ、記録媒体Ｐ側を正の高電圧に帯電させても良い。このように、色材粒子の極性を本態様と逆にする場合には、対向電極１８、記録媒体Ｐの帯電ユニット１８、各々の吐出部の第１制御電極８２および第２制御電極８４への印加電圧極性等を上記の例と逆にすれば良い。

このようなヘッド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（１０⁹Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍ以上）を有する誘電性の液体（非水溶媒）であるのが好ましい。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１０¹⁶Ωｃｍ程度であるのが望ましく、比誘電率の下限値は１．９程度であるのが望ましい。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１０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、制御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、制御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、制御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。

位置検出装置６４は、フォトセンサ等の従来公知の位置検出手段であり、帯電装置６４とヘッドユニット６０との間の搬送ベルト３８による搬送経路上において、記録媒体Ｐが所定の位置に搬送されたことを検出するものである。
位置検出装置６４による記録媒体Ｐの検出結果は、ヘッドドライバ６２に供給される。

ヘッドドライバ６２は、ヘッドユニット６０の各ヘッド７０に、駆動信号を供給するものである。
ヘッドドライバ６２には、スキャナやコンピュータ等の外部装置から画像データが入力される。ヘッドドライバ６２は、位置検出装置６４による記録媒体Ｐの検出結果を参照して、記録媒体Ｐが所定位置に搬送された時点で、記録媒体Ｐの搬送タイミングおよび供給された画像データに応じた各制御電極の駆動信号を、ヘッドユニット６０の各ヘッド７０（そのパルス電源）に供給する。ヘッド７０は、この駆動信号に応じて、前述のように、各行の第２制御電極８４を順次駆動し、かつ、各列の第１制御電極８２を画像データに応じて変調駆動する。これにより、各色のヘッド７０から各色のインクが吐出され、記録媒体Ｐには、画像データに対応した画像が記録される。

このようなインクＱを用いる静電式のインクジェットにおいては、従来のインクジェット方式のように、インク全体に力を作用させて、インクを記録媒体に向けて飛翔させるのではなく、主に、キャリア液に分散させた固形成分である色材粒子に力を作用させて、インクを飛翔させる。以下、記録手段１６（ヘッド７０）におけるインク液滴Ｒ吐出の作用を説明する。
なお、以下の例では、色材粒子は正荷電しており、従って、吐出ｏｎでは第１制御電極８２および第２制御電極８４には、正の駆動電圧が印加され、記録媒体Ｐには、負の高電圧（バイアス電圧）が帯電される。

画像の記録時には、インクＱは後述するインク循環手段１８によって循環され、インク流路７８内を図中右側から左側（図１中矢印ａ方向）に向かって所定の速度で流れる。
また、前述のように、記録媒体Ｐは、帯電装置４４によって負の高電圧に帯電されて、搬送ベルト３８に静電吸着され、搬送ベルト３８の回転によって搬送され、記録手段１６のヘッドユニットに対面する位置に至る。
記録媒体Ｐに帯電する負の高電圧は、静電式のインクジェットにおけるバイアス電圧として作用し、また、記録媒体Ｐおよび搬送ベルト３８は、ヘッド７０の制御電極に対する対向電極として作用するのは、前述のとおりである。

前述のように、搬送ベルト３８によって、記録媒体Ｐが所定の位置に搬送されると、ヘッドドライバ６２は、記録媒体Ｐの搬送タイミングおよび画像データに応じて、各ヘッド７０に駆動信号を供給し、各ヘッド７０は、これに応じて、各行の第２制御電極８４を順次駆動し、かつ、各列の第１制御電極８２を画像データに応じて変調駆動し、インク吐出を画像データに応じて変調してｏｎ／ｏｆｆする。

ここで、第１制御電極８２および第２制御電極８４の少なくとも一方がｏｆｆであり、すなわちバイアス電圧のみが印加されている状態では、インクＱには、バイアス電圧とインクＱの色材粒子（荷電粒子）の荷電とのクーロン引力、色材粒子間のクーロン反発力、キャリア液の粘性、表面張力、誘電分極力等が作用し、これらが連成して、色材粒子やキャリア液が移動し、図２（Ｂ）に概念的に示すように、吐出口９６から若干盛り上がったメニスカス状となってバランスが取れている。
また、このクーロン引力等によって、色材粒子は、いわゆる電気泳動でバイアス電圧が帯電された記録媒体Ｐに向かって移動する。すなわち、吐出口９６のメニスカスにおいては、インクＱが濃縮された状態となっている。

この状態から、インク液滴Ｒを吐出するための駆動電圧（パルス電圧）が印加される。すなわち、図示例においては、第１制御電極８２および第２制御電極８４の両方がｏｎされると、前記バイアス電圧に駆動電圧が重畳され、先の連成に、さらにこの駆動電圧の重畳によって連成された運動が起こり、静電力によって色材粒子およびキャリア液がバイアス電圧（対向電極）側すなわち記録媒体Ｐ側に引っ張られ、メニスカスが成長して、その上部から略円錐状のインク液柱いわゆるテーラーコーンが形成される。また、先と同様に、色材粒子は電気泳動によってメニスカスに移動しており、メニスカスのインクＱは濃縮され、色材粒子を多数有する、ほぼ均一な高濃度状態となっている。

駆動電圧の印加開始後、さらに有限な時間が経過すると、色材粒子の移動等により、電界強度の高いメニスカスの先端部分で、主に色材粒子とキャリア液の表面張力とのバランスが崩れ、メニスカスが急激に伸びて曳糸と呼ばれる直径数〜数十μｍ程度の細長いインク液柱が形成される。
さらに有限な時間が経過すると曳糸が成長し、この曳糸の成長、レイリー／ウエーバー不安定性によって発生する振動、メニスカス内における色材粒子の分布不均一、メニスカスにかかる静電界の分布不均一等の相互作用によって曳糸が分断され、インク液滴Ｒとなって吐出／飛翔し、かつ、バイアス電圧にも引っ張られて、記録媒体Ｐに着弾する。
曳糸の成長および分断は、さらにはメニスカス（曳糸）への色材粒子の移動は、駆動電圧の印加中は連続して発生する。また、駆動電圧の印加を終了（第１制御電極８２および第２制御電極８４の少なくとも一方をｏｆｆ）した時点で、バイアス電圧のみが印加された図２（Ｂ）のメニスカスの状態に戻る。

前述のように、インクＱはインク循環手段１８によって循環される。
インク循環手段１８は、インクタンク１００、インク供給路１０２、およびインク回収路１０４を有し、インクタンク１００〜インク供給路１０２〜ヘッド７０（インク流路２６）〜インク回収路１０４〜インクタンク１００の経路で、インクタンク１００内のインクＱを循環する。
なお、インクタンク１００内には、この経路でインクＱを循環するためのポンプが内蔵される。また、インクタンク１００は、色材粒子の沈降／堆積を防止するための撹拌手段や、インク吐出の安定性を向上するための温度調節手段を有するのが好ましい。

インク供給路１０２には、濃度検出手段２２の透過光測定部１１０が配置される。
濃度検出手段２２は、この透過光測定部１１０と演算部１１２とから構成され、インク循環手段１８によって循環されるインクＱの透過光を測定することにより、インクＱの濃度（例えば、インクＱにおける色材粒子の重量％）を検出する。ここで、この濃度検出手段２２は、本発明の濃度検出方法を実施する本発明の濃度測定装置であって、複数（図示例では２つ）の検出セルにおいて透過光を測定することによって、インクＱによる汚れ等に起因する誤差の無い、高精度なインクＱの濃度検出を行う。

図５に、濃度検出手段２２の概念図を示す。
濃度検出手段２２の透過光測定部１１０は、第１検出セル１１４および第１測定手段１１８と、第２検出セル１１６および第２測定手段１２０とを有する。
第１検出セル１１４および第２検出セル１１６は、共に、インク供給路１０２の途中に設けられる円管状の透明なインク流路である。また、第２検出セル１１６は、第１検出セルよりも小径で、第１検出セル１１４の下流に直列に設けられる。

第１測定手段１１８は、第１検出セル１１４に測定光を入射する光源１１８ａと、第１検出セル１１４の透過光（第１検出セル１１４を透過した前記測定光）を受光して測光する受光素子１１８ｂとから構成される公知の透過光測定手段である。他方、第２測定手段１２０も、第２検出セル１１６に測定光を入射する光源１２０ａと、第２検出セル１１６の透過光を受光して測光する受光素子１２０ｂとから構成される公知の透過光測定手段である。
両測定手段は、同じ光源および受光素子を用いるものであり、共に、対応する検出セルの検出面において透過光を測定するものである。すなわち、第１検出セル１１４（第１測定手段１１８）における測定光のインクＱの通過長は、第２検出セル１１６（第２測定手段１２０）における測定光のインクＱの通過長よりも長い。

受光素子１１８ｂおよび１２０ｂによる透過光の測定結果は、演算部１１２に供給される。演算部１１２は、両測定結果から、各検出セル毎にインク濃度と検出セル（流路）の汚れとを含む濃度を検出し、これを比較して、インクＱの実濃度を検出する部位であり、第１濃度検出部１２１ａと、第２濃度検出部１２１ｂと、比較演算部１２２と、濃度検出部とを有する。

第１濃度検出部１２１ａは、受光素子１１８ｂ（第１測定手段１１８）による透過光の測定結果を処理して、第１検出セル１１４におけるインクＱの濃度と検出セルの汚れとを含む濃度の検出結果とする部位である。また、第２濃度検出部１２１ｂは、受光素子１２０ｂ（第２測定手段１２０）による透過光の測定結果を処理して、第２検出セル１１６におけるインクＱの濃度と検出セルの汚れとを含む濃度の検出結果とする部位である。
比較演算部１２２は、第１濃度検出部１２１ａおよび第２濃度検出部１２１ｂによる濃度検出結果を比較演算する部位であり、さらに、濃度検出部１２４は、比較演算部１２２による比較演算の結果（あるいはさらに、必要に応じて受光素子１１８ｂや１２０ｂによる測定結果）を用いて、インクＱの濃度を検出して、後述するインク補充手段２４（その補充要否判定部１３０）に供給する部位である。

なお、第１濃度検出部１２１ａおよび第２濃度検出部１２１ｂは、例えば、各受光素子による透過光の測定結果（出力信号）を単にデジタルデータ化して濃度検出結果とするものであってもよく、あるいは、予め実験等によって作成したＬＵＴや演算式等を用いて、受光素子による透過光の測定結果を光量データや光学濃度に変換して濃度検出結果とするものであってもよい。あるいは、予め実験等によって作成したＬＵＴや演算式等を用いて、前記測定手段による透過光の測定結果をインクＱの濃度に変換して、濃度検出結果とするものであってもよい。

前述のように、濃度検出手段２２は、インクＱ（インクＱが流れる検出セル）の透過光を測定することによって、インクＱの濃度を検出する。
当然のことであるが、インクＱを循環すれば、検出セルには色材粒子等が付着し、次第に汚れてしまう。その結果、検出セルにおける透過光の測定結果は、この汚れを含んでしまい、インクＱの濃度測定結果にも、検出セルの汚れに応じた誤差が生じる。

ここで、第１検出セル１１４と第２検出セル１１６とは、直列に配置されるので、両検出セルには同量のインクＱが流れ、従って、両検出セルのインクＱ等による汚れは、ほぼ等しい。また、前述のように、両検出セルは、インクＱの測定光の通過長が異なる。
このように、測定対象となるインクＱが同量流れすなわち汚れが等価で、かつ、測定光のインクＱの通過長が異なる複数の検出セルによってインクＱの透過光を測定し、複数の透過光の測定結果を比較することにより、検出セルの汚れを相殺して、検出セルの汚れの有無や状態によらず高精度にインクＱの濃度検出を行うことができる。

一例として、比較演算部１２２において、第１濃度検出部１２１ａが処理した受光素子１１８ｂによる第１検出セル１１４の透過光の測定結果から、第２濃度検出部１２１ｂが処理した受光素子１２０ｂによる第２検出セル１１６の透過光の測定結果を減算し、濃度検出部１２４が、予め作成した、この減算結果とインクＱの適正濃度との関係を示すＬＵＴを用いて、この減算結果から、インクＱの濃度を求める方法が例示される。

両検出セルにおける透過光の測定結果は、共に、インクＱによる測定光の吸収に加えて検出セルの汚れによる測定光の吸収を含むものである。
ここで、検出セルによる測定光の吸収が無視できるものであり、かつ、第１検出セル１１４の内径（すなわち測定光の通過長）をｄ₁、第２検出セル１１６の内径をｄ₂とする。この際においては、第１検出セル１１４の透過光は、測定光から、距離ｄ₁だけインクＱを通過した際における測定光の吸収分、および、第１検出セル１１４の汚れによる測定光の吸収分を減じた光となる。同様に、第２検出セル１１６の透過光は、測定光から、距離ｄ₂だけインクＱを通過した際における測定光の吸収分、および、第２検出セル１１６の汚れによる測定光の吸収分を減じた光となる。

前述のように、光源１１８ａおよび光源１２０ａは同じものであるので、両検出セルに入射する測定光の光量は等しい。また、第１検出セル１１４および第２検出セル１１６におけるインクＱの流量は等しく、両者の汚れが等しいのは、前述のとおりである。
従って、第１検出セル１１４の透過光の測定結果から、第２検出セル１１６の透過光の測定結果を減算した結果は、測定光から、距離ｄ₃（＝ｄ₁−ｄ₂）だけインクＱを通過した際における測定光の吸収分を減じた透過光、すなわち、内径がｄ₃で汚れが全く無い検出セルを想定し、この検出セルにインクＱを流した際における透過光の測定結果と等しくなる。

従って、この内径ｄ₃の検出セルに対応して、この検出セルにインクＱが流れている際における前記測定手段による透過光の測定結果と、正確なインクＱの濃度との関係を示すＬＵＴを予め作成して、濃度検出部１２４に設定しておき、比較演算部１２２から供給された減算結果から、このＬＵＴを用いてインクＱの濃度を検出することにより、検出セルの汚れの有無や汚れの状態によらない、正確なインクＱの濃度を検出することができる。

図示例の濃度検出手段２２の透過光測定部１１０において、測定手段（光源および受光素子）、図示例の位置に固定されているのに限定はされず、例えば、通常は別の位置に退避しており、インクＱの濃度測定時に図示のような測定位置に移動してもよい。また、複数の検出部で、個々に測定手段を有するのにも限定はされず、移動可能な１つの測定手段を測定部を複数の検出部で併用してもよい。
また、検出セルの断面方向に異なる位置で透過光を測定することにより、測定光のインク通過長が異なる複数の検出手段を形成して、インクＱの濃度を検出してもよい。

図示例の透過光測定部１１０は、２つの検出手段を有するものであるが、本発明は、これに限定はされず、第１検出セル１１４の上流および／または第２検出セル１１６の下流に１以上の検出セルを設ける等、同量のインクＱが流れ、かつ、測定光の通過長が異なるものであれば、３以上の検出セルおよび測定手段（検出手段）を設けて、インクＱの濃度検出を行うようにしてもよい。
例えば、３つの検出手段を設けた際には、２つの検出手段の組み合わせが３つできるので、先と同様の方法で３つの濃度検出結果を出し、３つの平均値や中央値を濃度検出結果とする方法が例示される。

第１検出セル１１４と第２検出セル１１６とは、同じインクＱが同量流れるので、その汚れは、基本的に、同一である。しかしながら、両者には、流速の差があるため、汚れの程度に若干の差が生じる可能性がある。
それに対して、このように多数の検出セルを複数設けることにより、この流速の違いによる汚れの差を相殺して、より正確な汚れ検出すなわち濃度測定を行うことができる。

また、各検出セルの位置は、図示例のように直上下流の位置に限定はされない。例えば、インクＱの流量が同じで、かつ、測定光の流体通過長が異なるものであれば、複数の検出セルを並列に配置して、透過光の測定を行ってもよい。なお、より好適に各検出セルの汚れを同等にするためには、各検出セルは直列で、かつ、直上流および／または直下流に配置するのが好ましい。
さらに、検出セルの形状も図示例の円管に限定はされず、光透過性で、かつ、測定光のインクＱ（流体）通過長が異なれば、四角柱状のセル等、各種のセルが利用可能である。

前述のように、濃度検出手段２２（濃度検出部１２４）によるインクＱの濃度検出結果は、インク補充手段２４（補充要否判定部１３０）に供給される。
インク補充手段２４は、補充要否判定部１３０、キャリア液補充部１３２、および高濃度インク補充部１３４を有して構成される。

補充要否判定部１３０は、濃度検出手段２２によるインクＱの濃度検出結果、現在のインク循環系（インクタンク１００〜インク供給路１０２〜ヘッド７０〜インク回収路１０４〜インクタンク１００）内の現在のインク量および予め設定された規定インク量、目的とするインク濃度、インク循環系内のインクＱが、目的濃度でかつ規定インク量となるように、高濃度インクおよびキャリア液の補充量を決定する部位である。
なお、インク循環系内のインクＱの量は、例えば、前の補充時からのインク吐出量を画像データや全吐出部の総吐出回数のカウントで求め、あるいはさらに予め測定した経時に対するインクの蒸発量を求めて算出すればよい。あるいは、インクＱの循環を停止してインクタンク１００内のインク量を測定してもよく、もしくは、循環時におけるインク供給路１０２、ヘッド７０およびインク回収路１０４内のインク量は当然既知にできるので、循環中にインクタンク１００内のインク量を測定することで求めてもよい。

キャリア液補充部１３２は、インクＱのキャリア液（希釈液）を充填するタンクを有し、補充要否判定部１３０が決定した補充量に応じて、キャリア液をインクタンクに１００に補充する。
他方、高濃度インク補充部１３４は、高濃度インク（色材粒子の量が多いインク）を充填するタンクを有し、補充要否判定部１３０が決定した補充量に応じて、高濃度インクをインクタンクに１００に補充する。なお、本例においては、高濃度インクの濃度には、特に限定はなく、また、補充用の所定濃度のインクとして前記インクＱの目的濃度と同濃度のインクを用いてもよく、さらに、互いに濃度の異なる複数の所定濃度のインクを用いて補充を行ってもよい。また、キャリア液を用いずに、所定濃度のインクのみで補充を行うようにしてもよい。

記録装置１０のような静電式のインクジェットでは、前述のように、吐出部にインクＱを濃縮し、此処に静電力を作用させてインク液滴Ｒの吐出を行うので、インク液滴の吐出を安定させ、かつ、画像濃度を目的濃度とするためには、ヘッド７０に供給（前記循環系を循環）するインクＱの濃度が極めて重要である。
これに対し、本発明によれば、前述のように、濃度検出手段２２において、検出セルの汚れによらず、インクＱの濃度を高精度に測定して、インクＱ（キャリア液および高濃度インク）の補充を行うことができる。従って、本発明の記録装置１０では、適正濃度のインクＱによって、安定したインク液滴の吐出を行って、高画質な画像を安定して記録することができる。

なお、本発明の記録装置１０において、濃度検出手段２２によるインクＱの濃度検出、および、インクタンク１００へのインク補充のタイミングには、特に限定はなく、例えば、所定期間毎や所定枚数の画像記録毎等に自動的に行ってもよく、前述の手段等でインクＱの量を検出して自動的に行ってもよく、記録した画像を観察したオペレータ等の判断による入力指示に応じて行ってもよく、両者手段を有し、選択的に行ってもよい。
また、インクＱの濃度検出および補充は、全ての色で同時に行ってもよく、各色毎に適宜行ってもよい。

記録装置１０の上部（天井部）には、溶媒回収手段２０が配置される。
溶媒回収手段２０は、ヘッド７０から記録媒体Ｐ上に吐出されたインクから蒸発するキャリア液や、画像定着時にインクから蒸発するキャリア液等を回収するもので、排出ファン１４０と、活性炭フィルタ１４２とを備えている。活性炭フィルタ１４２は、筐体２６の上面（図中上側）の裏面に取り付けられ、排出ファン１４０は、活性炭フィルタ１４２の上に取り付けられている。
筐体２２内部のキャリア液成分を含む空気は、排出ファン１４０により、活性炭フィルタ１４２を介して筐体２２の外部に排出される。その際、筐体２２内部の空気中に含まれる分散溶媒成分は、活性炭フィルタ１４２によって吸着除去される。

以下、記録装置１０の作用を説明する。
記録装置１０では、画像の記録時に、給紙トレイ３０に収納された記録媒体Ｐがフィードローラ３２により１枚ずつ取り出され、搬送ローラ対３６により挟持搬送されて搬送ベルト３８上の所定位置に供給される。
搬送ベルト３８上に供給された記録媒体Ｐは、帯電装置４４により負の高電位に帯電され、搬送ベルト３８の表面に静電吸着される。この負の高電位は、搬送ベルト３８への静電吸着のみならず、静電式インクジェットにおけるバイアス電圧として作用する。

搬送ベルト３８の表面に静電吸着された記録媒体Ｐは、搬送ベルト３８によって所定速度で搬送（主走査）される。
これに同期して、ヘッドドライバ６２は、位置検出装置６４による記録媒体Ｐの検出結果を参照して、記録媒体Ｐの搬送タイミングおよび供給された画像データに応じた各制御電極の駆動信号を、ヘッドユニット６０の各ヘッド７０（そのパルス電源）に供給する。
ヘッド７０では、これに応じて、各行の第２制御電極８４を順次駆動し、かつ、各列の第１制御電極８２を画像データに応じて変調駆動し、各色のヘッド７０から各色のインクが吐出し、記録媒体Ｐに画像データに対応した画像を記録する。

画像記録後の記録媒体Ｐは、除電装置４６により除電され、分離爪４８により搬送ベルト３８から分離され、ガイド４８に沿って定着ローラ対５２に供給される。そして、定着ローラ対５２により挟持搬送されつつ、記録された画像が加熱定着され、排出トレイ２８内に積層された状態でストックされる。

また、記録中や記録装置１０が画像記録を待機している状態では、インクＱは、インクタンク１００〜インク供給路１０２〜ヘッド７０〜インク回収路１０４〜インクタンク１００の所定の循環経路を循環している。
ここで、記録装置１０においては、例えば、定期的に、濃度測定手段２２によってインクＱの濃度測定を行い、その結果に応じて、インク補充部２４によってインクタンク１００にインクＱを補充する。

前述のように、インクＱの濃度測定時には、透過光測定部１１０において、光源１１８ａから出射され第１検出セル１１４を透過した透過光が受光素子１１８ｂで測定され、また、光源１２０ａから出射され第２検出セル１１６を透過した透過光が受光素子１２０ｂで測定され、演算部１１２の比較部１２２に供給される。

比較部１２２では、受光素子１１８ｂによる透過光の測定結果から、受光素子１２０ｂによる透過光の測定結果を減算して、濃度検出部１２４に送る。
濃度検出部１２４は、予め設定された内径ｄ₃の検出セルにおける透過光の測定結果と、インクＱの濃度との関係を示すＬＵＴを用い、比較部１２２から供給された減算結果から、インクＱの濃度を検出し、インク補充部２４に送る。

インク補充部２４では、濃度検出手段２２によるインクＱの濃度検出結果、目的とするインクＱの濃度、循環系内のインクＱの量等から、補充量決定手段１３０が高濃度インクおよびキャリア液の補充量を決定し、キャリア液補充部１３２および高濃度インク補充部１３４からインクタンク１００へ、キャリア液および高濃度インクを補充する。
前述のように、濃度検出手段２２によるインクＱの濃度検出結果は、検出セルの汚れによる誤差を補正した、高精度なものであるので、キャリア液および高濃度インクの補充を適正に行うことができ、従って、適正濃度のインクＱによって、高画質な画像記録を安定して行うことができる。

以上、本発明の濃度検出方法、濃度検出装置、およびインクジェット記録装置について、詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんのことである。

本発明のインクジェット記録装置の一例の概念図である。 図１に示すインクジェット記録装置の記録ヘッドの概念図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、図２に示す記ヘッドを説明するための概略図である。 図２に示す記録ヘッドを説明するための概略斜視図である。 図１に示すインクジェット記録装置の濃度測定手段の概念図である。

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 記録手段
１８ インク循環手段
２０ 溶媒回収手段
２４濃度検出手段
２６ 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 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 位置検出手段
７０ （記録）ヘッド
７２ ヘッド基板
７４ 吐出口基板
７６ インクガイド
７８ インク流路
８０ 浮遊導電板
８２１制御電極
８６ 第２制御電極
８６ 絶縁性基板
８８ ガード電極
９０，９２，９４ 絶縁層
９６ 吐出口
９８ 先端部分
１００ インクタンク
１０２ インク供給路
１０４ インク回収路
１１０ 測定部
１１２ 演算部
１１４ 第１検出セル
１１６ 第２検出セル
１１８ 第１測定手段
１２０ 第２測定手段
１２１ａ 第１濃度検出部
１２１ｂ 第２濃度検出部
１２２ 比較部
１２４ 濃度検出部
１３０ 補充要否判定部
１３２ キャリア液補充部
１３４ 高濃度インク補充部

Claims (6)

1. 測定対象となる流体の透過光を測定し、その測定結果から前記流体の濃度を検出する濃度検出方法であって、
   測定対象となる流体の流路において、測定光の流体通過長が異なる複数の検出個所で透過光を測定し、この複数の透過光の測定結果から、前記流体の濃度を検出することを特徴とする濃度検出方法。
2. 径が異なる領域を少なくとも１個所有する管路を用い、この管路の各径の位置において前記透過光の測定を行う請求項１に記載の濃度検出方法。
3. 検出セルに測定光を入射し、その透過光を検出することにより、検出セル内の流体の濃度を検出する濃度検出装置において、
   測定対象となる流体の流路を形成する第１の検出セルと、前記第１の検出セルとは測定光通過長が異なる第２の検出セルと、前記第１の検出セルおよび第２の検出セルに測定光を入射し、それらの透過光を検出する検出手段と、前記検出手段で得られた複数の測定結果を用いて、前記流体の濃度を検出する演算手段とを有することを特徴とする濃度検出装置。
4. 前記第１の検出セルおよび第２の検出セルが、直列で設けられる互いに断面形状の異なる管である請求項３に記載の濃度検出装置。
5. 帯電した微粒子を分散媒に分散してなるインクを、静電力によって吐出する静電式のインクジェット記録装置であって、前記インクに静電力を作用して吐出する静電式のインクジェットヘッドと、前記インクを貯留するインクタンクと、前記インクジェットヘッドおよびインクタンクを含む所定の経路で、前記インクを循環する循環手段と、前記循環手段によるインク循環経路中に前記検出部が配置される、請求項３または４に記載の濃度検出装置とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 希釈液および所定濃度の前記インクを前記インクタンクに補充する補充手段を有し、この補充手段は、前記濃度検出装置によるインク濃度の検出結果に応じて、前記インクタンクへの希釈液および所定濃度のインクの補充量を決定する請求項５に記載のインクジェット記録装置。

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