JP3706209B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に係り、特に、色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液に静電気力を作用させ、色剤粒子を飛翔させて画像を形成する画像形成装置に関する。
【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方式を用いたインクジェットプリンタ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、染料性記録液を用いていることから、画像の保存性および耐光性が悪い、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、染料性記録液の上記問題点を解決した画像形成装置がＷＯ９３／１１８６６号公報に開示されている。この装置は、導電性の記録液供給チューブを具備し、この記録液供給チューブに所定の電圧を印加することにより、記録液供給チューブとこの先端に対向する対向電極との間に所定の電界を形成する。そして、記録液供給チューブの電位と同極性に帯電した色剤粒子を含む記録液が記録液供給チューブに供給される。この際、記録液供給チューブの先端と対向電極との間には記録媒体が介在され、所定方向に搬送される。
【０００４】
記録液内の色剤粒子は、記録液供給チューブの先端と対向電極との間に形成された電界の影響により、記録液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、記録液供給チューブの先端近傍に半円球状のインクメニスカスが形成される。しかし、記録液の溶媒の表面張力により色剤粒子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、多くの色剤粒子がインクメニスカスの先端に集まり、凝集物となる。
【０００５】
記録媒体を所定方向に搬送して記録液供給チューブに印加する電圧を更に上げると、記録液供給チューブの先端から対向電極に向う電界が強められ、記録液の溶媒の表面張力よりも凝集物に作用する静電吸引力が勝り、インクメニスカスから凝集物が分離し、対向電極との間に介在された記録媒体に向けて飛翔される。そして、インクメニスカスから飛翔された色剤粒子の凝集物により記録媒体上に所定の画像が形成される。
【０００６】
上述の飛翔原理に基づく画像形成装置では、染料性記録液を用いた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プリンタの問題点であった、画像の保存性、耐光性等の問題が解決される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の画像形成装置においては、色剤粒子を記録媒体に向けて吐出させる際に、導電性の記録液供給チューブの先端近傍の吐出ポイントに多くの色剤粒子を一旦凝集させている。このため、従来の画像形成装置においては、記録液供給チューブの先端に色剤粒子の固着を生じ易く、記録液の目詰まりを生じる問題がある。
【０００８】
また、対向電極に近接した記録液供給チューブの先端には最も強い電界が形成されるため、吐出ポイントに色剤粒子が到達し難くなり色剤粒子の凝集が不安定となり、記録ドット径が小さくなるといった不具合を生じる。更に、色剤粒子の凝集が不安定となることから、記録周波数も極めて不安定となり良質な画像を形成できない問題がある。
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、高い記録周波数を有し、安定した記録が可能な画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【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して成る記録液を収容する収容手段と、開口を有するとともに、この開口を被画像形成媒体から所定距離離間した位置に配置し、前記記録液を流通させるインク流路と、上記インク流路内に設けられた第１電極と、上記開口から上記被画像形成媒体に向けて突出した先端を有する絶縁性のガイド部材と、前記ガイド部材上に前記第１電極と対向して設けられ、上記開口と略同じ高さまで延びた先端を有する第２電極と、前記収容手段内に収容された記録液を上記インク流路を通して上記開口へ供給する供給手段と、所定の画像信号に従って上記第１および第２電極に電圧を印加することにより、上記開口付近に供給された記録液中の色剤粒子を凝集させ、この凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する電圧印加手段と、を備えている。
【００１０】
また、この発明の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散して成る記録液を収容する収容手段と、開口を有するとともに、この開口を被画像形成媒体から所定距離離間した位置に配置し、前記記録液を流通させるインク流路と、上記インク流路内に設けられた第１電極と、上記開口から上記被画像形成媒体に向けて突出した先端を有する絶縁性のガイド部材と、前記ガイド部材上に前記第１電極と対向して設けられ、上記開口と略同じ高さまで延びた先端を有する第２電極と、前記収容手段内の記録液を上記インク流路を通して上記開口へ供給する供給手段と、所定の画像信号に従って上記第１および第２電極に電圧を印加することにより、上記記録液中の色剤粒子を凝集させ、この凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する電圧印加手段と、を備えている。
【００１１】
また、この発明の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した位置に開口を形成し、上記開口に連通するインク流路を構成する絶縁性の支持部材と、上記インク流路の内面に沿って上記開口まで延びて設けられた第１電極と、上記インク流路内に設けられ、上記開口から上記被画像形成媒体に向けて所定の長さで突出した先端を有する絶縁性のガイド部材と、上記ガイド部材の表面に沿って設けられ、上記開口と略同じ高さまで延びた先端を有する第２電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散して成る記録液を上記インク流路を介して上記開口へ供給し、上記ガイド部材による記録液の濡れ上がりにより上記開口から上記被画像形成媒体に向って突出したメニスカスを形成する供給手段と、所定の画像信号に従って上記第１および第２電極に電圧を印加することにより、上記メニスカスの中心から外側に向う電界を形成し、上記記録液中の色剤粒子を上記メニスカスの液面に沿って上記メニスカスの先端に向けて泳動せしめて凝集させ、上記メニスカスの先端に凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する画像形成手段と、を備えている。
【００１２】
また、この発明の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した面内に複数の開口を形成し、上記各開口にそれぞれ連通する複数のインク流路を構成する絶縁性の支持部材と、上記各インク流路の内面に沿って互いに独立して設けられ、上記各開口まで延びた先端を有する複数の第１電極と、上記各開口から上記被画像形成媒体に向けて所定の長さで突出した複数の突起を有する絶縁性のガイド部材と、上記ガイド部材上に上記各第１電極とそれぞれ対向して上記各インク流路内に設けられ、上記各開口と略同じ高さまで延びた先端を有する複数の第２電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散して成る記録液を上記各インク流路を介して上記各開口へ供給する供給手段と、上記全ての第１および第２電極に第１の電圧を印加することにより、上記各開口付近に供給された記録液中の色剤粒子を上記突起の先端近くに凝集させ、所定の画像信号に応じて選択された第１および第２電極に上記第１の電圧より高い第２の電圧を選択的に印加することにより、凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する電圧印加手段と、を備えている。
【００１３】
また、この発明の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した面内に複数の開口を形成し、上記各開口にそれぞれ連通する複数のインク流路を構成する絶縁性の支持部材と、上記各インク流路の内面に沿って互いに独立して設けられ、上記各開口まで延びた先端を有する複数の第１電極と、上記各開口から上記被画像形成媒体に向けて所定の長さで突出した複数の突起を有する絶縁性のガイド部材と、上記ガイド部材上に上記各第１電極とそれぞれ対向して上記各インク流路内に設けられ、上記各開口と略同じ高さまで延びた先端を有する複数の第２電極と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散して成る記録液を上記各インク流路を介して上記各開口へ供給する供給手段と、上記各開口の間で上記支持部材から上記被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を仕切るための複数の隔壁と、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を回収する回収手段と、隣接した上記各隔壁間に設けられ、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を上記回収手段へ導くための複数の回収路と、上記全ての第１および第２電極に第１の電圧を印加することにより、上記各開口付近に供給された記録液中の色剤粒子を上記突起の先端近くに凝集させ、所定の画像信号に応じて選択された第１および第２電極に上記第１の電圧より高い第２の電圧を選択的に印加することにより、凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する電圧印加手段と、を備えている。
【００１４】
また、この発明の画像形成装置は、複数の溝を有し、上記各溝の先端が上記被画像形成媒体から所定距離離間した面内に複数の開口を形成し、上記各溝の表面に上記各開口まで延びた複数の第１電極を配置してなる互いに対向する第１および第２の支持部材と、上記各開口から所定の長さで上記被画像形成媒体に向けて突出した複数の突起をその上端に有するとともに、上記第１および第２の支持部材により挟持された状態で、上記各第１電極に電気的に導通されるとともに、上記各開口と略同じ高さまで延びた先端、および上記第１および第２の支持部材の外部で上記各第１電極に対応した複数の接続端子を形成した基端を有する複数の第２電極をその表面に有したガイド部材と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなる記録液を上記各溝を介して上記各開口へ向けて供給する供給手段と、上記各開口の間で上記第１および第２の支持部材から上記被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を仕切るための複数の隔壁と、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を回収する回収手段と、隣接した上記各隔壁間に設けられ、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を上記回収手段へ導くための複数の回収路と、上記各接続端子を介して上記全ての第１および第２電極に第１の電圧を印加することにより、上記開口付近に供給された記録液中の色剤粒子を上記突起の先端近くに凝集させ、所定の画像信号に応じて選択された第１および第２電極に導通された接続端子に上記第１の電圧より高い第２の電圧を選択的に印加することにより、凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する電圧印加手段と、を備えている。
【００１５】
更に、この発明の画像形成装置は、被画像形成媒体から所定距離離間した位置にそれぞれ開口を形成した先端を有する複数の溝が形成された対向面を有し、上記各溝の表面に上記各開口まで延びているとともに上記対向面に露出した複数の第１電極を有する絶縁性の支持部材と、上記支持部材の対向面に近接対向した面を有し、この面上に、上記各第１電極に電気的に導通されるとともに、上記各開口と略同じ高さまで延びた先端、および上記支持部材の外部で上記各第１電極に対応した複数の接続端子を形成した基端を有する複数の第２電極を有し、上記被画像形成媒体に対向した上端に、上記各開口から所定の長さで上記被画像形成媒体に向けて突出した複数の突起を有する絶縁性のガイド部材と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなる記録液を上記各溝を介して上記各開口へ向けて供給し、上記ガイド部材の各突起による記録液の濡れ上がりにより上記各開口から上記被画像形成媒体に向って突出した複数のメニスカスを形成する供給手段と、上記各開口の間で上記支持部材から上記被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を仕切るための複数の隔壁と、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を回収する回収手段と、隣接した上記各隔壁間に設けられ、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を上記回収手段へ導くための複数の回収路と、上記各接続端子を介して上記全ての第１および第２電極に第１の電圧を印加することにより、上記記録液中の色剤粒子を上記各メニスカスの液面に沿って上記各メニスカスの先端に向けて泳動せしめて凝集させ、所定の画像信号に応じて選択された第１および第２電極に導通された接続端子に上記第１の電圧より高い第２の電圧を選択的に印加することにより、上記画像信号に応じて選択された第１および第２電極に対応するメニスカスの先端に凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する画像形成手段と、を備えている。
【００１６】
【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。まず、この発明の画像形成装置としてのインクジェットプリンタ１について説明する。
【００１７】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、ハウジング２を備えている。ハウジング２内の略中央の所定位置には、図中矢印ａ方向に無端走行されるベルト３（被画像形成媒体）が設けられている。
【００１８】
このベルト３の像担持面としての外周面３ａ上には、後述する記録装置１０によりカラー画像が形成されるようになっている。ベルト３の外周面３ａ上に形成された画像は、ベルト３の移動とともに所定の転写位置へ移動され、この転写位置で、同期をとって搬送された記録紙Ｐ上に転写される。つまり、ベルト３は、記録装置１０による画像を一旦保持するとともに、保持した画像を記録紙Ｐ上に転写する中間像担持体として作用する。尚、ベルト３の幅は、少なくとも記録紙Ｐの幅より大きく設定されている。
【００１９】
ベルト３は、それぞれハウジング２内の所定位置に配設された３つのローラ４、５、６に巻回されて張設されている。上方に位置するローラ４は、画像を転写する転写位置でベルト３を介して転写ローラ１５（後述する）に転接されるように位置決めされ、下方に位置するローラ５、および６は、ローラ５、６間のベルト３が略水平な面内を走行するように位置決めされている。そして、図示しないモータによりローラ４、５、６を回転することにより、ベルト３が図中矢印ａ方向に一定速度で走行されるようになっている。
【００２０】
ベルト３は、適度な粗さの表面を有する金属、シリコン樹脂、シリコンゴム、ポリフッ化エチレン等のフッ素樹脂、またはポリイミド等の単体により形成され、或いは、ステンレス等の金属ベルト上に上述した樹脂やゴムを所定の厚さで被覆して形成される。ベルト３の外周面３ａは、後述する記録液に対する剥離性に優れているとともに耐熱性に優れた材料により形成されている。また、ベルト３は、記録装置１０に組込まれた後述する記録ヘッドの先端との間のギャップを高精度に保つため、耐摩耗性に優れた比較的丈夫な材料により形成されている。
【００２１】
金属ベルト上に樹脂やゴムなどを被覆したベルト３では、その被覆層の厚さは、ベルト３上に保持した記録液の剥離性、転写時にかかる圧力の均一化、および要求される耐摩耗寿命などを考慮して適切な厚さに設定されるが、例えば、シリコンゴムを被覆する場合には、層厚を５０〜２００μｍ程度に設定することが好ましい。
【００２２】
いずれにしても、ベルト３の外周面３ａに絶縁性の材料を用いると、摩擦帯電等により静電気を帯びることが考えられる。このように、ベルト３に静電気を帯びると、画像形成時の電界に乱れを生じて画像不良を引き起こす場合がある。このため、ベルト３に絶縁性の材料を用いる場合には、カーボン、酸化亜鉛、酸化チタン等の導電性フィラーを混入して材料の電気抵抗を下げることが望ましい。また、コロナ帯電装置などによりベルト３の帯電電位を制御すれば、導電性フィラーを混入していない絶縁性の材料を用いることもできる。
【００２３】
ベルト３の下方の所定位置には、ベルト３の外周面３ａ上に画像信号に応じたカラー画像を形成するための記録装置１０が配設されている。記録装置１０は、ベルト３の走行方向に沿って並んで設けられた４つの記録ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ（後に詳述する）を有している。これらの記録ユニットは、記録する記録液の種類（黒、シアン、マゼンタ、イエロー）に応じて用意され、各記録ユニットの上端からは後述する記録ヘッドの先端が突出されている。これらの各記録ヘッドの先端は、ローラ５、６間を走行するベルト３の下方に所定距離離間した吐出位置に設けられている。
【００２４】
各記録ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄには、詳細には後述するが、絶縁性液体（以下、キャリアー液と称する）中に、帯電した色剤粒子（以下、トナーと称する）を分散してなる黒、シアン、マゼンタ、イエローの記録液がそれぞれ収容されており、図示しない信号源から色分解された画像信号が各記録ユニットに入力されると、それぞれ色分解された画像信号に応じて各記録ヘッドの先端からベルト３に向かう電界が形成され、ベルト３の外周面３ａ上にトナーが飛翔されて各色毎の画像が形成されるようになっている。この場合、図示しない同期手段によりそれぞれ色分解された４つの画像がベルト３の外周面３ａ上で正確に重ねられて１つのカラー画像が形成されるようになっている。尚、各記録ユニットは、収容した記録液の色が異なるだけで同一の構成を有している。よって、以下の説明では、単に記録ユニット３０として説明する。
【００２５】
ベルト３の内側、即ち記録装置１０と反対側には、各記録ヘッド３０との間で所定の電界を形成するための接地された電極板８が設けられている。電極板８には、必要に応じて図示しない電源により所定の電圧が印加されるようになっている。また、電極板８は、ベルト３と略平行且つ近接して設けられ、ベルト３の振動を抑制してベルト３と記録ヘッド先端との間の間隙を一定に保つように機能する。
【００２６】
この電極板８は、ベルト３を導電性の材料により形成することにより、必ずしも設ける必要はない。つまり、ベルト３を導電性とし、必要に応じてベルト３を巻回したローラ４、５、６のいずれか１つを電極として機能させれば、電極板８がなくてもベルト３と記録ヘッド３０との間に所定の電界を形成できる。
【００２７】
ベルト３の図中右側には、複数枚の記録紙Ｐを集積した給紙カセット１２ａ、１２ｂが設けられている。各給紙カセット１２ａ、１２ｂ内には、それぞれ異なる大きさの記録紙Ｐが収容され、各給紙カセット１２ａ、１２ｂは、その先端がハウジング２内に位置し後端がハウジング２外に位置するようにプリンタ１のハウジング２に装着されている。各給紙カセット１２ａ、１２ｂの先端に隣接した位置には、各給紙カセット１２ａ、１２ｂ内に集積した最上端の記録紙Ｐの先端近くに転接し、最上端の記録紙Ｐから順に一枚づつ取出すための給紙ローラ１１、１３がそれぞれ設けられている。
【００２８】
給紙ローラ１１、１３の下流側の記録紙Ｐのそれぞれの搬送路上には、記録紙Ｐの各面に対向して配置された一対の搬送ガイド１１ａ、１１ｂ、および１３ａ、１３ｂが設けられている。また、搬送ガイド１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂの下流側には、各搬送ガイドを介して搬送された記録紙Ｐを挟持してローラ４と転写ローラ１５との間の所定の転写位置へ向けて搬送する一対の搬送ローラ１４ａ、１４ｂが設けられている。
【００２９】
ローラ４に転接された転写ローラ１５は、上記ベルト３と同様に、剥離性および耐熱性に優れた材料により形成されており、例えば従来の電子写真装置に用いられているものを転用できる。転写ローラ１５内には、７０℃〜１００℃に加熱されるヒータ１５ａが設けられている。ヒーター１５ａは、記録装置１０により記録紙Ｐ上に形成されたトナー像を溶融または軟化できる程度に転写ローラ１５を所定の温度に加熱するようになっている。尚、ヒーター１５ａは、ローラ４内に設けられても良い。
【００３０】
しかして、ローラ４および転写ローラ１５の間を通過されてヒーター１５ａにより溶融または軟化されたベルト３上のトナー像は、ローラ４と転写ローラ１５との間で記録紙Ｐに圧着され、記録紙Ｐ上にトナー像が転写、定着されるようになっている。つまり、ベルト３の外周面３ａが剥離性の高い材料により形成され、記録紙Ｐの方がトナーに対する粘着力が強いため、ベルト３の外周面３ａ上に形成されたトナー像は略完全に記録紙Ｐ上に転写される。
【００３１】
尚、上述したヒーター１５ａを設ける代りに、転写ローラ１５にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することにより、従来の電子写真技術による静電転写方式のように、ベルト３上に形成されたトナー像を記録紙Ｐ上に転写することができる。この場合、転写ローラ１５に印加する電圧は、５００〜１０００ボルト程度でよい。
【００３２】
転写ローラ１５の下流側の搬送路上には、ローラ４と転写ローラ１５との間を通過されてトナー像が転写された記録紙Ｐを挟持して搬送する一対の搬送ローラ１６ａ、１６ｂが設けられている。搬送ローラ１６ａ、１６ｂの更に下流側には、記録紙Ｐ上に転写定着されたトナー画像を乾燥するためのヒーター板１７が設けられている。
【００３３】
ヒーター板１７は、記録紙Ｐ上に転写された画像を乾燥するために設けられているが、転写ローラ１５に所定の電圧を印加してトナー像を転写する静電転写方式を採用する場合には、このヒーター板１７の温度を１００℃程度に高めて記録紙Ｐ上に転写したトナー像を定着させることが必要となる。
【００３４】
ヒーター板１７の上方を通過される記録紙Ｐは、ヒーター板１７のごく近くを非接触で通過される。ヒーター板１７の下流には記録紙Ｐを挟持してハウジング２外へ排出する一対の排紙ローラ１８ａ、１８ｂが設けられている。排紙ローラ１８ａ、１８ｂの下流側であって、ハウジング２の図中左側の側壁には、排紙ローラ１８ａ、１８ｂを介してハウジング２外へ排紙された記録紙Ｐを載置する排紙トレー１９が突設されている。
【００３５】
しかして、記録装置１０により形成された画像の移動に同期して、給紙ローラ１１または１３により所定の給紙カセット１２ａまたは１２ｂから取り出された記録紙Ｐは、搬送ガイド１１ａ、１１ｂまたは１３ａ、１３ｂ、および搬送ローラ１４ａ、１４ｂを介してローラ４と転写ローラ１５との間の転写位置へ送り込まれる。このようにトナー像と同期して転写位置へ送り込まれた記録紙Ｐは、ベルト３と同じ速度で移動されて転写ローラ１５を通過することにより、ベルト３の外周面上に形成されたトナー像が転写され、搬送ローラ１６ａ、１６ｂおよび排紙ローラ１８ａ、１８ｂを介して排紙トレー１９上に排紙される。この際、トナー像が転写された記録紙Ｐは、ヒーター板１７を通過され、トナーに付着したキャリア液が十分に乾燥される。
【００３６】
転写ローラ１５の上方には、転写ローラ１５を包囲するようにダクト２１が設けられ、上記ヒーター板１７の上方には、ヒーター板１７を包囲するようにダクト２２が設けられている。各ダクト２１、２２は、加熱により発生したキャリア液のガスを収集し、このガスを分解する分解装置２４に送り込むようになっている。この分解装置２４は、自動車の排気ガスを分解する触媒装置と同様に機能し、ガスを水と炭酸ガスとに分解して排出し、臭いの発生を防止する。
【００３７】
転写ローラ１５の外周面上には、転写ローラ１５の外周面に付着したトナーを掻き落とすためのシリコン樹脂から成るクリーニングブレード２３が外周面に対して鋭角に当接するように配置されている。
【００３８】
ローラ６の下方には、ベルト３に付着したトナーを拭き取るための拭き取り装置２５が設けられている。拭き取り装置２５は、ローラ６に転接されて配置され、記録液内のキャリア液を含浸させたフェルトやブラシを有し、このようなフェルトやブラシによりベルト３を摺擦することによりベルト３の表面に付着したトナーを拭き取るようになっている。
【００３９】
また、拭き取り装置２５と記録装置１０との間には、ベルト３の外周面３ａに向けて温風を吹き付けるためのドライヤー２６が配設されている。つまり、拭き取り装置２５によりトナーが清掃されると、ベルト３の外周面３ａ上にキャリア液による濡れが僅かに生じる。ベルト３の濡れの度合が高いと、次に画像を形成した場合にベルト３の外周面３ａ上で滲みや流動による画像不良を生じる場合がある。このため、次の記録動作に備えてベルト３を十分に乾燥させる必要がある。
【００４０】
次に、上述した記録ユニット３０について詳細に説明する。
図２は、記録ユニット３０の詳細を示してある。記録ユニット３０は、中間記録媒体としてのベルト３の下方に対向して配設されたヘッドユニット４０と、ヘッドユニット４０へ循環させる記録液を収容し、記録液の濃度調整機構を備えた記録液タンク３２と、を備えている。尚、ここで用いる記録液は、絶縁性のキャリア液に帯電したトナーを分散して成るものであり、トナーとしては、上述した４色（黒、シアン、マゼンタ、イエロー）がある。
【００４１】
ヘッドユニット４０は、ベルト３の下方で垂直面内を延びて配置された略直方体形状の記録ヘッド４２（図４参照）を有している。記録ヘッド４２は、ベルト３の下方に所定距離離間して対向した先端４２ａ（後述する突起板の先端を指す）を有し、この先端４２ａが記録紙Ｐの搬送方向を横切る方向、即ちベルト３の走行方向を横切る方向に延びるように配設されている。尚、本実施の形態においては、記録ヘッド４２は、その先端４２ａがベルト３の外周面３ａから０．１乃至３ｍｍ下方に離間するように配置されている。尚、記録ヘッド４２の先端４２ａとベルト３の外周面３ａとの間の距離は、記録ヘッド４２に印加する後述する記録電圧の大きさに応じて決定される。
【００４２】
記録ヘッド４２の先端４２ａ近くには、その長手方向に並んで設けられた複数の開口４３ａが形成されている。記録ヘッド４２の内部には、記録ヘッド４２の下端４２ｂから上記各開口４３ａに向けて鉛直上方に延び、それぞれ独立して記録液を流通させるための複数の記録液供給路４３が形成されている。各記録液供給路４３は、互いに平行且つ鉛直方向に延びて設けられている。また、記録ヘッド４２は、各記録液供給路４３の略中央を通って記録ヘッド４２の先端４２ａまで延びた後述する突起板５０を有している。
【００４３】
また、ヘッドユニット４０は、記録ヘッド４２の側面および下面側を包囲するガイド部材４４を有している。ガイド部材４４は、記録ヘッド４２を所定位置に支持するとともに、記録ヘッド４２の外壁との間で、記録液回収路４５を形成している。つまり、記録ヘッド４２へ供給された記録液は、各記録液供給路４３を介して記録ヘッド４２内を上昇され、先端４２ａ近くに形成された各開口４３ａから溢れる。そして、各開口４３ａから溢れた余剰記録液が記録ヘッド４２の外周壁に沿って流れ落ち記録液回収路４５を介して回収されるようになっている。
【００４４】
ガイド部材４４の下方の空間であって記録液回収路４５に連通した空間には、回収した余剰記録液を通過させて記録液内の異物を除去するためのフィルター４６が設けられている。尚、フィルター４６は、記録液内のトナーの流通に支障のない程度の目開きを有している。
【００４５】
また、記録液回収路４５内であって、記録ヘッド４２の各開口４３ａに近接した位置に、スポンジ状のフィルター部材（図示せず）を設けても良い。このフィルター部材は、上記フィルター４６の目開きより大きい径の複数の孔を有し、この孔径を適当な値に設定することにより、記録液回収路４５へ流れる記録液の回収速度を調整できる。つまり、フィルター部材の孔径を調整することにより、フィルター部材の毛管作用をコントロールでき、記録液の回収速度を調整できる。
【００４６】
更に、ヘッドユニット４０は、記録ヘッド４２内の各記録液供給路４３の内面に沿ってその上端の開口４３ａまで延びた複数の電極４１（第１電極）を有している。また、突起板５０の両表面上には、各電極４１に対応した後述する複数の電極（第２電極）が形成されている。突起板５０に形成された各電極には、所定の記録電圧を画像信号に応じて選択的に印加するための駆動回路４８（電圧印加手段または画像形成手段）が接続され、駆動回路４８により適当な大きさの電圧を選択的に印加できるようになっている。
【００４７】
ヘッドユニット４０の図中右側には、記録液を収容した記録液タンク３２が設けられている。ヘッドユニット４０と記録液タンク３２との間には、記録液タンク３２内に収容した記録液を記録ヘッド４２内の各記録液供給路４３へ供給するための記録液供給管３４が接続されている。記録液供給管３４の途中には、記録液タンク３２内の記録液を所定の流量および圧力で汲上げるためのポンプＰ１が設けられている。
【００４８】
また、ヘッドユニット４０と記録液タンク３２との間には、記録液回収路４５を介して回収されてフィルター４６を通過された余剰記録液を記録液タンク３２へ回収するための記録液回収管３６が接続されている。記録液回収管３６の途中には、記録ヘッド４２の先端から溢れた余剰記録液を記録液タンク３２へ送り込むためのポンプＰ２が設けられている。尚、ポンプＰ１、記録液供給管３４、および記録液供給路４３は、この発明の供給手段として作用し、記録液回収路４５（ガイド部材４４）、記録液回収管３６、およびポンプＰ２は、この発明の回収手段として作用する。
【００４９】
記録液タンク３２内には、濃度調整機構として、記録液タンク３２内に収容された記録液の光学的透過率を測定して記録液のトナー濃度を測定する濃度測定装置３１と、所定の濃度を有するトナーを収容したトナー収容室３３と、キャリア液を収容したキャリア液収容室３５と、記録液タンク３２内に収容された記録液を攪拌する攪拌装置３７と、が設けられている。
【００５０】
トナー収容室３３には、濃度測定装置３１により測定されたトナー濃度に応じて、消費されたトナーを記録液内に補給するトナー供給機３３ａが設けられ、キャリア液収容室３５には、記録液内に不足したキャリア液を補給するキャリア液供給機３５ａが設けられている。よって、記録液タンク３２内の記録液は、攪拌装置３７により常時攪拌されるとともに、そのトナー濃度が濃度測定装置３１により常時監視され、そのトナー濃度が所定の値に調整されるようになっている。
【００５１】
上記のように構成された記録ユニット３０内で記録液を循環させる場合、まず、ポンプＰ１により記録液タンク３２から汲み上げられた記録液が、記録液供給管３４を介して記録ヘッド４２内の各記録液供給路４３へ供給される。各記録液供給路４３へ供給された記録液は、それぞれ記録液供給路４３内を上昇されて記録ヘッド４２の先端４２ａ近くの開口４３ａから溢れる。この際、記録ヘッド４２の先端４２ａ付近には、各記録液供給路４３の開口４３ａに対応した複数のインクメニスカス４７が形成される。記録ヘッド４２の先端４２ａ近くの開口４３ａから溢れた余剰記録液は、記録液回収路４５を通って下方に流れ、フィルター４６へ導かれる。フィルター４６を通過した記録液は、異物が除去された後、ポンプＰ２により吸引され、記録液タンク３２へ回収される。
【００５２】
ここで、上記記録液タンク３２内に収容された記録液の成分について説明する。記録液は、帯電された色剤粒子としてのトナーを絶縁性液体としてのキャリア液内に２〜７重量％程度の比率で分散させて構成されている。
【００５３】
キャリア液は、電気抵抗率が少なくとも１０9 オーム・センチ以上、好ましくは絶縁性の液体であるイソパラフィン系溶媒（例えば、１０11〜１０13程度の電気抵抗を有するアイソパーＧ、Ｈ、Ｋ、Ｌ、Ｍ（エッソ石油））やシリコンオイル、ヘキサン、ペンタン、オクタン等の有機溶媒からなる分散媒である。尚、上記電気抵抗率は、ヒューレットパッカード社製プレシジョンＬＣＲメータ4284A;測定ヘッドとして、リキッドテストフィクスチャー16452Aを使用して測定した。
【００５４】
トナーは、０．０１〜５μｍ程度の粒子径を有し、キャリア液中で所定の電位（ここでは正電位）に帯電させるためのオクチル酸ジルコニウムやオクチル酸リチウム等の帯電付与のための金属石鹸や着色成分等を含有させた熱可塑性樹脂粒子である。
【００５５】
上記記録液は、基本的には電子写真等で用いられている液体現像剤と同じであるが、液体現像剤より電気抵抗の高いものが要求される。つまり、記録液の電気抵抗が低い場合には、帯電したトナーのみに電界が作用しなくなり、卜ナーの分離作用が弱くなくなるという致命的不利益を生じる。また、記録液の電気抵抗が低いと、従来の静電気式インクジェットと同様にキャリアー液そのものに通電されてしまうため、記録液全体が帯電してトナーとキャリアー液との区別も無く全部吐出してしまい、本発明の効果は全く失われてしまう。このため、より高い電気抵抗を有する記録液が必要とされるのである。
【００５６】
電気抵抗を不所望に低下させる要因としては、一般にトナー分散、あるいは帯電性改良の為に添加するナフテン酸、オクチル酸、あるいはステアリン酸等の金属石鹸（例えば、ナフテン酸ジルコニウム、オクチル酸ジルコニウム）や、各種界面活性剤などを付加することが考えられる。これらは一般に記録液の電気抵抗を低下させる為、極力微量にするための工夫が必要である。
【００５７】
本実施の形態の記録装置１０に用いて良好な記録特性（記録液中から主にトナーのみが分離されて吐出する状態を良好と呼ぶ）が得られる記録液の電気抵抗は、１０8 オーム・センチ以上であり、この程度の電気抵抗で通常の記録紙Ｐ上での流動や滲みが軽減し、１０10オーム・センチ以上の電気抵抗では更に画像の輪郭の鮮鋭度が一層改善される。このことから、記録液の電気抵抗は極力高い事が望ましいことが分かる。
【００５８】
記録液としてこのような高い電気抵抗を得るためには、トナーを分散する前のキャリアー液の電気抵抗としては更に高いものが必要である。上述した添加剤の影響を考慮するとキャリアー液の電気抵抗は１０10オームセンチ以上は必要である。この程度の電気抵抗を有するキャリア液にトナーを分散するために上記添加剤を必要最小限加え、略１０8 オームセンチ程度の電気抵抗に低下する。ここでいう必要最小限とは、トナーの帯電や分散安定性等の評価から実用上問題のないレベルを維持するのに必要な、という意味であり、具体的な値は用いる材料により異なる。したがって、元になるキャリア液の電気抵抗が高いほど記録液の調合の際の分散助剤や帯電制御剤の使用の自由度が増す。
【００５９】
このように、記録液の構成成分としては基本的に電子写真等で用いられている液体現像剤と同じであるが、キャリア液の電気抵抗はこれらより高いものが要求される。従って、本発明の目的に合わせて記録液内の導電成分を減量する必要がある。
【００６０】
本発明で用いる記録液としては、樹脂と着色剤、帯電制御剤を熱混練し、冷却後所望の粒子径に粉砕して得たトナー微粒子を少量の分散助剤で被覆処理し、必要により少量の膨潤性溶剤等を加えて、キャリアー液中に分散したものが、電気抵抗の高い記録液を作るのに適している。
【００６１】
また、本実施の形態における記録方式では、中間像担持体としてのベルト３の外周面３ａ上にトナーを選択的に飛翔して外周面３ａ上に画像を形成するため、従来の電子写真のように像担持体（感光体）の全面が記録液で濡らされることがない。このため、本発明の記録方式ではいわゆる「かぶり」が全く生じないので、従来の電子写真技術に用いる記録液と比較してトナー濃度を高めに設定することができる。これにより、トナーの分散安定性を考慮した記録液の濃度設定が可能となり、トナーの分散安定性を高めることができ、沈殿や凝集を生じ難くすることができる。
【００６２】
キャリア液中にトナーを分散させた記録液では、従来の乾式トナーと比較してトナーが凝集し難いため、より軟化温度の低い樹脂を用いることができ、転写ローラ１５の温度を低くすることができる。尚、本実施の形態においては、ベルト３の走行速度を９０mm／ｓに設定した場合、転写ローラ１５の表面温度を８０℃に設定すれば良好な転写ができる。また、この転写温度は、従来の乾式トナーの定着温度（１７０℃以上）より低いものである。
【００６３】
また、本発明の記録方式によると、電気的反発力を利用してトナーを吐出させるため、トナーの帯電量も安定していることが要求され、ゼータ電位として測定した場合、トナーの帯電量は６０ミリボルト以上有ることが好ましい。尚、ゼータ電位の測定には、米国ＰＥＮ ＫＥＭ社のレーザージーメータ Ｍ−５０１を使用した。
【００６４】
一方、トナーの粒子径については、大きいものが電気泳動速度が速く適している反面、沈殿を起こしやすいという不利益を有している。トナーの吐出に関して平均粒径が０．０１マイクロメートル以下ではキャリアー液との分離が困難となる為と思われる滲みを伴う画像が生じた。液体を全く吸収しない、例えば金属面に記録しても滲みや流動を生じない為には、トナー粒径としては、０．１マイクロメートル以上有ることが好ましい。また、大きい粒子は記録装置における沈殿防止機構にも依存するが、およそ５マイクロメートルを越えるものは、極めて短時間で沈殿するため、用いるのは困難になる。つまり、トナーの粒子径は、装置に合わせて適宜選択する必要がある。例えば、間欠的に使うものであれば、４マイクロメートル以下であることが好ましい。
【００６５】
次に、上記のように構成されたインクジェットプリンタ１の記録動作について説明する。
まず、イニシャライズ動作として、ヒーター１５ａおよびヒーター板１７が通電され、所定の温度に昇温される。また、各記録ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ内において、上述したように記録液が循環され、各記録ヘッド４２の先端４２ａ近くの各開口４３ａにおいて所定のインクメニスカス４７が形成される。そして、各開口４３ａに対応して突起板５０に形成された各電極に、バイアス電圧として所定の大きさのバイアス電圧が印加され、記録液中のトナーがこのバイアス電圧に応じてメニスカス中において凝集される。
【００６６】
そして、図示しない信号源から各記録ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの駆動回路４８に色分解された画像信号がそれぞれ入力されると、ベルト３が矢印ａ方向に一定速度で走行されるとともに、各記録ヘッド４２の各電極に先程印加されていたバイアス電圧よりも大きな記録電圧が選択的に印加される。すると、色分解された画像信号に応じて選択された電極とベルト３との間に所定の電界が形成され、この電界により、帯電したトナーの凝集体がインクメニスカス４７の頂点から分離吐出され、ベルト３の外周面３ａに向けて凝集体が飛翔される。これにより、各記録液の色に応じたトナー像がベルト３の外周面３ａ上に順次形成され、図示しない同期手段によって重ねられ、ベルト３上に画像信号に応じた所定のカラー画像が形成される。
【００６７】
ベルト３の外周面３ａ上に形成されたトナー像（カラー画像）は、ベルト３の走行に伴って移動され、ローラ４と転写ローラ１５との間の転写位置へ搬送される。
【００６８】
この画像の移動に同期して、給紙ローラ１１、１３、および搬送ローラ１４ａ、１４ｂが作動され、給紙カセット１２ａまたは１２ｂのいずれかに収容された記録紙Ｐが取出されて転写位置へ送り込まれる。
【００６９】
トナー像と同期して転写位置へ送り込まれた記録紙Ｐは、ここで、ヒーター１５ａにより加熱されるとともにローラ４と転写ローラ１５との間で圧接挟持され、トナー像が溶融または軟化されて記録紙Ｐ上に転写される。
【００７０】
トナー像が転写された記録紙Ｐは、搬送ローラ１６ａ、１６ｂに挟持されて搬送され、ヒーター板１７を通過されてトナー像が十分に乾燥され、排紙ローラ１８ａ、１８ｂにより挟持されて排紙トレー１９上に排紙される。
【００７１】
転写時および乾燥時に発生したキャリア液のガスは、転写ローラの上方に設けられたダクト２１およびヒーター板１７の上方に設けられたダクト２２により回収され、分解装置２４により水と炭酸ガスとに分解されて機外に排出される。
【００７２】
また、転写ローラ１５の外周面上に付着したトナーおよびベルト３の外周面３ａ上に残留したトナーは、それぞれクリーニングブレード２３および拭き取り装置２５により除去される。ベルト３は、拭き取り装置２５により残留トナーが除去された後にドライヤー２６により乾燥され、次の記録動作に備える。
【００７３】
次に、図３乃至図６を用いて、上記ヘッドユニット４０に組込まれたこの発明の実施の形態に係る記録ヘッド４２について詳細に説明する。
図３は記録ヘッド４２の断面図であり、図４は記録ヘッド４２の斜視図である。記録ヘッド４２は、略矩形板状の一対の支持部材５１、５２と、これらの支持部材５１、５２の間で挟持される突起板５０（ガイド部材）と、を有している。一方の支持部材５１（代表して説明する）は図５に示してあり、突起板５０は図６に示してある。
【００７４】
支持部材５１は、高い電気抵抗率を有する材料、好ましくは１０12オームセンチ以上の絶縁性を有するプラスティック（電気抵抗が高い程良いが、高精度な機械加工に適したポリエーテルケトンやポリカーボネートなどが好ましい）やセラミック等から構成され、１〜１０ｍｍの厚さの略矩形板状に形成されている。
【００７５】
また、突起板５０は、厚さ３０〜２００μｍのフィルム状の高抵抗材料（例えば、ポリエーテルサイフォン、ポリエステル、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリプロピレン等の樹脂材料や各種セラミック等、１０11オームセンチ以上の電気抵抗を有する材料）から形成されている。尚、突起板５０として、電器産業で多く用いられているプリント配線基板を流用しても良い。
【００７６】
図５に示すように、支持部材５１は、その一方の面、即ち突起板５０に対向する内面に互いに平行に延びた複数の矩形の溝５１ａを有している。溝５１ａは、記録ヘッド４２が組立てられた状態（図４に示す状態）で他方の支持部材５２（図示せず）に同様に形成された溝とともに記録液を流通させるための上述した複数の記録液供給路４３を形成する。
【００７７】
各溝５１ａは、深さ５０〜５００μｍ、幅１００〜１０００μｍに形成され、各溝５１ａの先端は支持部材５１の上端５１１より僅かに手前まで延び、各溝５１ａの基端は支持部材５１の略中央を超えた辺りまで延びている。支持部材５１の略中央まで延びた各溝５１ａの基端は、溝５１ａよりも深い略矩形の凹所５１ｂにそれぞれ連通されている。また、この凹所５１ｂは、他方の支持部材５２に同様に形成された凹所５２ｂ（図示せず）とともに記録液室５３を形成し、この記録液室５３には、記録液を供給するための上述した記録液供給管３４が接続されている。
【００７８】
このように、支持部材５１の内面に複数の溝５１ａを形成することにより、各溝５１ａの間には、各記録液供給路４３を境界する複数の矩形の隔壁５５が形成される。そして、各隔壁５５の間を延びた溝５１ａ（記録液供給路４３）の先端は、隔壁５５の上端５５ａ、即ち支持部材５１の上端５１１から所定距離（５０〜５００μｍ）後退した位置で、記録液供給路４３の開口４３ａを形成している。
【００７９】
また、隣接する隔壁５５の間であって、記録液供給路４３の先端の開口４３ａの縁には、支持部材５１の外周面５１ｃに向って下方に傾斜した記録液回収溝５７（図３および図４参照）が形成されている。各記録液回収溝５７の幅は、開口４３ａの幅と同じ幅に形成され、その傾斜角度は、７０度以下の鋭角となるように設定されている。
【００８０】
更に、支持部材５１に形成された各溝５１ａの表面、即ち各記録液供給路４３の内面には、導電性塗料または金属メッキ等により第１電極としての電極４１がそれぞれ開口４３ａまで延びて２〜３０μｍ程度の厚さで形成されている。各電極４１は、例えば、金、銅、クロム、アルミ、ニッケル等の金属、或いはこれらの合金により形成されている。尚、各電極４１は、溝５１ａ毎に独立して設けられ、後述する突起板５０に接触するように支持部材５１の内面（対向面）と同一面に露出した端部を有している。
【００８１】
上記のように構成された支持部材５１と組合わされる他方の支持部材５２は、上記支持部材５１とは対象形に形成され、各支持部材５１、５２の溝が一致するように対向されて貼り合わせられる。この場合、各支持部材５１、５２の間には以下に説明する突起板５０が挟まれて記録ヘッド４２が形成される。
【００８２】
図６に示すように、突起板５０は、一対の支持部材５１、５２により挟持される略矩形板状に形成された前方部分５０１と、この前方部分の一端から離れる方向に広がった支持部材５１、５２により挟持されない後方部分５０２と、から構成されている。突起板５０の前方部分５０１は、記録ヘッド４２の幅と略同じ幅、および記録ヘッド４２の高さと略同じ長さに形成され、一対の支持部材５１、５２により挟持された状態で記録ヘッド４２の複数の開口４３ａの高さと一致する高さに配置される上端５０ａを有している。
【００８３】
突起板５０は、上端５０ａから突出した尖鋭な先端（記録ヘッド４２の先端４２ａ）を有する略三角板状の突起５９を、その上端５０ａに沿って支持部材５１、５２の溝の数に応じた数だけ有している。つまり、突起板５０の上端５０ａに一体に形成された複数の突起５９は、支持部材５１、５２に形成された溝５１ａのピッチと同じピッチで設けられている。
【００８４】
また、突起板５０の各表面には、各突起５９に対応して設けられた第２電極としての複数本の電極６０がそれぞれ設けられている。各電極６０の先端は対応した突起５９の底辺、即ち突起板５０の上端５０ａの高さまで延び、各電極６０の基端は突起板５０の後端部分５０２の下端５０ｂまで延びている。突起板５０の下端５０ｂまで延びた各電極６０の基端には、駆動回路４８に接続される接続端子としてのパッド６１がそれぞれ形成されている。
【００８５】
尚、突起板５０の前方部分５０１に形成された電極６０の幅は、一対の支持部材５１、５２により挟持された際に、突起板５０の各面に対向配置される支持部材５１、５２の溝５１ａ、５２ａに形成された電極４１に接触するように、電極４１の幅より僅かに広く形成されている。従って、突起板５０が支持部材５１、５２により挟持されると、突起板５０に形成された各電極６０が支持部材５１、５２に形成された各電極４１に対して画素単位で電気的に導通される。よって、電極６０に形成されたパッド６１を介して各電極６０に選択的に電圧を印加することにより、各記録液供給路４３内の電極４１にも選択的に同じ電圧が印加されることになる。
【００８６】
上記のように形成された突起板５０は、各突起５９が各記録液供給路４３の先端の開口４３ａから所定の長さで突出するように配置される。この場合、突起板５０の上端５０ａが開口４３ａから上方に突出することなく開口４３ａの高さと略一致し、突起５９のみが開口４３ａの中央から突出するように、突起板５０が位置決めされて配置される。
【００８７】
尚、突起板５０に形成された各突起５９の大きさは、記録液供給路４３を介して供給される記録液の供給量、記録液供給路４３の開口４３ａの大きさ、または突起５９の記録液の濡れ性などにより適宜選択されるものであり、少なくとも、開口４３ａの近くに形成されるインクメニスカスによって突起５９の先端が水没することがない大きさに設定される。
【００８８】
例えば、開口４３ａの幅が５００μｍである場合には、突起５９の底辺の長さは３００〜５００μｍの範囲内に設定され、突起５９の高さは３００〜１２００μｍの範囲内に設定される。突起５９の幅および高さを種々変更させて記録ヘッド４２の記録特性を調べたところ、突起５９の底辺の長さを開口４３ａの幅の約半分から開口４３ａの幅と同じに設定し、高さを底辺の長さと同じ長さから３倍の長さの間に設定することにより、安定した記録特性が得られることが分った。
【００８９】
また、突起５９の形状は、突起板５０の上端５０ａ上に配置された底辺から先端に向けて尖鋭ないわゆる尖塔形であれば良い。また、突起５９は、板状に限らず回転体であっても良く、この場合、突起５９を、記録液供給路４３の開口４３ａを塞ぐことのない大きさに形成する必要がある。
【００９０】
つまり、突起５９は、記録液供給路４３を介して供給された記録液に対してベルト３に向う電界が作用された場合に、記録液内のトナーが突起５９の先端にスムーズに移動できるような外形を有し、記録液との間に良好な濡れ性（親油性）を有するものであれば良い。特に、突起５９は、濡れ性を示す臨界表面張力が２５dyne/cm 以上の材料から成ることが望ましい。
【００９１】
以上の点から、突起板５０は、上記実施の形態のように必ずしも１枚の板により形成されなくとも良く、各記録液供給路４３内に独立して配置される複数の部分により構成されても良い。また、この場合、各記録液供給路４３内に配置される突起板は、開口４３ａの下方に位置する金属部分と開口４３ａの上方に位置する絶縁部分とから構成されても良い。つまり、開口４３ａと略同じ高さまでの電極部分を有する構造であれば良い。
【００９２】
更に、上記実施の形態においては、突起板５０に形成された電極６０と支持部材５１、５２に形成された電極４１とが電気的に導通する構造となっているが、各電極４１、６０に別々の電圧を印加して各電極４１、６０を別駆動としても良い。
【００９３】
隣接した２つの突起５９の間、即ち隣接した２つの開口４３ａの間には、各突起５９に沿って各開口４３ａの近くに個々に形成されるインクメニスカス４７同士を分離させるための隔壁５５が設けられている。各隔壁５５は、各記録液供給路４３の先端の開口４３ａより記録紙Ｐ方向（上方）に５０〜５００μｍ程度突出した上端５５ａ（支持部材５１、５２の上端５１１、５２１）を有している。
【００９４】
また、隔壁５５が記録液供給路４３または記録液回収溝５７に対面した角部は、それぞれ僅かに面取りされ、或いは全く面取りされていないことが望ましい。つまり、隔壁５５の角部を面取りしないことにより、この角部において記録液の濡れ広がりを阻止することができ各インクメニスカス４７の架橋を防止できる。
【００９５】
また、各隔壁５５の上端５５ａには、記録液をはじく撥油面が設けられても良い。撥油面は、記録液としてイソパラフィン系溶媒を用いた場合には、フッ素樹脂、フッ素塗料、シリコーン樹脂、シリコーン塗料、シリコーン樹脂等の臨界表面張力が２０dyne/cm 以下の材料により形成することにより、良好な撥油性（濡れ防止性）を発揮することができる。このように、各隔壁５５の上端５５ａに撥油面を設けることにより、隣接したインクメニスカスの架橋を防止できる。また、撥油面を設けることにより、隔壁５５の高さを記録液供給路４３の先端の開口４３ａと同一の高さとした場合であってもインクメニスカス４７の架橋を防止することができる。
【００９６】
上記のように構成した隔壁５５を各突起５９の間に設けることにより、隣接するインクメニスカス４７の架橋を防止でき、記録液の架橋による記録粒子滴の吐出方向の乱れや吐出周波数の乱れを防止でき、記録粒子滴を安定して吐出させることができる。また、各隔壁５５は、各開口４３ａの縁から各支持部材５１、５２の外周面５１ｃ、５２ｃに向けて傾斜して設けられた記録液回収溝５７の両端を規定するように機能する。
【００９７】
次に、上記のように構成された記録ヘッド４２による記録液滴の飛翔動作について説明する。尚、ここでは、上記記録ヘッド４２の１画素に対応した構成を簡略化して示した図７乃至図９を用いて、記録液滴の飛翔動作を説明する。
【００９８】
図７は１画素の記録ヘッド４２０を示す縦断面図であり、図８は図７の記録ヘッド４２０を鉛直軸を中心に９０°回転した縦断面図であり、図９は記録ヘッド４２０により記録液滴を飛翔している状態を示す図である。
【００９９】
まず、ポンプＰ１により記録液タンク３２内に収容された記録液７０が記録液供給管３４を介して汲み上げられ、記録液７０が記録ヘッド４２の記録液室５３内へ供給される。記録液室５３内が記録液７０により満たされると、記録液７０は、各記録液供給路４３を介して上昇され、各記録液供給路４３の先端の開口４３ａから溢れる。
【０１００】
記録液供給路４３の開口４３ａから溢れた記録液７０は、開口４３ａの両側に設けられた隔壁５５により規定された記録液回収溝５７を介して流れ出し、各支持部材５１、５２の外周壁５１ｃ、５２ｃに沿って下方に流れる。そして、外周壁５１ｃ、５２ｃに沿って流れた記録液７０は、記録液回収路４５、フィルター４６、および記録液回収管３６を介して記録液タンク３２へ回収される。
【０１０１】
このように記録液７０がヘッドユニット４０内を循環されると、各記録液供給路４３の開口４３ａ近傍においては、記録液７０が突起板５０の突起５９に沿って濡れ上がり、記録液７０の供給圧力、記録液７０の表面張力、および記録液回収溝５７の毛管作用により、図９に示すようなインクメニスカス４７が形成される。
【０１０２】
この場合、各開口４３ａの間に設けられた隔壁５５の上端５５ａを開口４３ａより高くし、上端５５ａ上に必要に応じて撥油面を形成し、隔壁５５の角を面取りしないことにより、各開口４３ａに個別に形成されるインクメニスカス４７同士の架橋が防止される。
【０１０３】
このように開口４３ａの近くにインクメニスカス４７が形成された状態で、突起板５０に形成された各電極６０に駆動回路４８を介して１０００〜１６００ボルト程度のバイアス電圧（第１の電圧）を印加すると、記録液供給路４３の内面に沿って設けられた電極４１も通電されて同じ電圧が印加され、電極４１からベルト３の外周面３ａ（記録紙Ｐ）に向う電界（第１電界）が形成されるとともに、電極６０から外周面３ａに向う電界（第２電界）が形成される。
【０１０４】
電極４１からベルト３に向う第１電界の影響により、記録液７０内のトナー７１が電極４１から静電的反発力を受け、トナー７１がインクメニスカス４７の頂点、即ち突起板５０の突起５９の頂点に向けて泳動される。この際、電極６０からベルト３に向う第２電界の影響により、突起５９の頂点に向けて泳動されるトナー７１が電極６０から静電的反発力を受け、突起５９から離れる方向に付勢される。つまり、第１および第２電界を合成すると、鉛直上方、若しくは突起板５０から離れる僅かに外側に向いた電界が形成される。
【０１０５】
ところで、インクメニスカス４７は頂点に向うにつれて先細になっていることから、第１および第２電界の影響により、記録液供給路４３内を上昇される記録液７０内のトナー７１がインクメニスカス４７のインク面に沿って突起５９の先端に向けて移動され、突起５９の先端近傍で凝集されることになる。つまり、突起５９の麓近くに上記第２電界を生じる電極６０を設けることにより、記録液７０内のトナー７１が突起板５０に沿って移動することなく、突起５９の先端にトナー凝集物７４を形成できる。
【０１０６】
これにより、記録液７０内のトナー７１が突起板５０、特に突起５９の先端に固着することを防止でき、固着物による記録液供給路４３の目詰まり等を防止でき、トナーの凝集効率を大幅に改善することができる。
【０１０７】
また、突起５９の麓近くに上記第２電界を生じる電極６０を設けることにより、インクメニスカス４７の内部を通る電気力線の本数を増大することができ、トナーの凝集効率を大幅に改善することができ、記録ヘッドによる記録周波数を高めることができる。本実施の形態の記録ヘッド４２を用いた場合、突起の麓近くに電極を設けない場合と比較して２〜３倍程度の記録周波数を達成することができることが判明した。
【０１０８】
上記のように突起５９の先端にトナー凝集物７４が形成されると、より大きな静電気力が凝集物７４に作用されるが、ここでは凝集物７４がインクメニスカス４７から飛翔することのないように、バイアス電圧が設定されている。また、各電極４１、６０にバイアス電圧を印加した際に凝集物７４が飛翔することのないように、各電極４１、６０の先端と電極板８との間の距離（つまり、記録ヘッド４２の先端４２ａとベルト３の外周面３ａとの間の距離）が設定されている。
【０１０９】
また、電極４１および６０の先端からベルト３の外周面３ａに向う電界を形成する他の方法として、ベルト３または電極板８にトナーと逆の極性の電圧を印加する方法が考えられる。更に、金属ベルト上に被覆層を被覆したベルト３を用いる場合には、コロナ帯電等によりベルト３を予め所定の電位に帯電させることにより、所望の電界を形成することができる。この場合、バイアス電圧に吐出電圧を重畳印加するための複雑な回路を省略できるといった利益がある。
【０１１０】
一方、電極４１および６０にバイアス電圧が印加されてトナー７１と分離されたキャリア液７２は、インクメニスカス４７の頂点に向けて移動されることなく、記録液回収溝５７を介してインクメニスカス４７の裾から流出される。つまり、キャリア液７２は、トナー７１（正極性）との相互帯電作用により負極性イオンを有しており、インクメニスカス４７に作用する電界により上昇されることはない。従って、トナー７１と分離されたキャリア液７２は、記録液７０の表面張力（記録液回収溝５７の毛管作用）、重力、および部分的に生じる静電気的吸引力により、インクメニスカス４７の裾から強制的に流出される。
【０１１１】
キャリア液７２の排出経路として、各開口４３ａに隣接して形成された記録液回収溝５７は、トナー７１の凝集により分離されたキャリア液７２を効率良く排出できる形状とすることが望ましい。キャリア液７２を効率良く排出することにより、インクメニスカス４７を安定させることができ、トナーの吐出状態を安定させることができ、記録速度を高めることができ、吐出周波数をより高めることができる。
【０１１２】
また、記録液回収溝５７は、開口４３ａの両側に設けられずに片側のみに設けられても良いが、インクメニスカスの対称性を維持するために両側に設けることが望ましい。更に、キャリア液７２を効率良く排出するため、記録液供給路４３と記録液回収溝５７との間の縁部は面取りされることが望ましいが、本実施の形態のように、電極４１の先端を露出した構造としても良い。このように、電極４１の先端を開口４３ａの縁部にて露出することにより、強い電界を発生することができる。
【０１１３】
以上のように、トナー７１とキャリア液７２が分離された状態で、画像信号に応じて選択された電極６０（および４１）に対して駆動回路４８から吐出電圧（第２の電圧）が選択的に重畳印加される。重畳印加される吐出電圧は、１００〜８００ボルト程度であり、吐出電圧が選択的に印加された電極６０（４１）を有する開口４３ａ近くのインクメニスカス４７において、バイアス電圧印加時より強い電界が発生される。
【０１１４】
この電界により、トナー凝集物７４に作用している表面張力等の束縛力より強い静電気力がトナー凝集物７４に作用し、記録粒子としてのトナー凝集物７４がインクメニスカス４７から分離されてベルト３の外周面３ａに向けて記録粒子滴７６として飛翔される。これにより、外周面３ａ上に記録粒子滴７６によるドット（トナー像）が形成され、外周面３ａ上に所望の画像が形成される。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態に係る記録ヘッド４２によると、各開口４３ａから突設された各突起５９の麓近くに電極６０を有し、各電極６０に記録液供給路４３内の電極４１と同じ電圧を印加している。従って、突起板５０、特に突起５９の先端に向う電界が発生することを防止でき、突起板５０に対するトナーの固着を防止できる。これにより、トナーの凝集効率を向上でき、高い記録周波数を得ることができる。
【０１１６】
また、本実施の形態の記録ヘッド４２によると、トナー７１と分離されたキャリア液７２を記録液回収溝５７を介して強制的に排出できるため、トナー７１とキャリア液７２との分離を効率良くでき、トナー７１の凝集効率を高めることができ、記録粒子滴７６の吐出周波数を高めることができる。例えば、上述した記録ヘッド４２においては、５００ヘルツから１キロヘルツの吐出周波数を達成することができた。尚、この吐出周波数は、記録液供給路４３の開口４３ａの径を小さくするに従って高くなる傾向を示し、開口径を１００μｍに設定した場合の吐出周波数は２キロヘルツを示した。
【０１１７】
また、上記記録液回収溝５７の両側を規定する隔壁５５、およびその上面５５ａに設けられた撥油面により、各開口４３ａに形成されるインクメニスカス４７同士の架橋を防止でき、記録粒子滴７６の飛翔時に発生するインクメニスカス４７の不所望な振動および吐出方向の乱れを防止でき、安定した記録が可能となり、良質な画像を形成できる。
【０１１８】
更に、開口４３ａから飛翔される記録粒子滴７６の径は、印加する吐出電圧の大きさおよび印加時間により変化されることが知られており、平均粒径１μｍのトナー７１を含む記録液７０を用いると、吐出電圧を１５０〜６００ボルトに変化させた場合、記録粒子滴７６の径は約１５〜１２０μｍ程度の範囲で変化する。また、信号電圧の印加時間を５０〜５００マイクロセカンド（１ＫＨｚの記録周波数時）変化させると、１０μｍ〜３００μｍの変化を示す。このように、印加電圧や時間を調整することにより、記録粒子滴７６の粒径を変更できるため、大きい開口４３ａから小さな粒径を有する記録粒子滴７６を飛翔させることができ、記録液７０の乾燥による記録液供給路４３の目詰まりを防止できるとともに高密度記録が可能となる。
【０１１９】
尚、上述した記録ヘッド４２の開口４３ａは、１ｍｍ内に１〜２個程度の密度で設けられているが、複数の記録ヘッド４２を開口４３ａの位置をずらして重ね合せることにより、更に多くの開口４３ａを設けることができる。これにより、所望の記録密度を有する記録ヘッドを達成できる。
【０１２０】
また、上記記録ヘッド４２によると、従来のインクジェットプリンタのように、液体を記録像として形成することなく、固形又は半固形成分であるトナー凝集物を記録液から分離して記録像として形成することができる。このため、記録粒子滴がベルト３の外周面３ａ上に到達して形成されたトナー像が流動したり、トナー像を記録紙Ｐ上に転写した後に記録紙Ｐの繊維間に毛管現象により浸透して滲む、いわゆるフェザリング等の画像不良を生じることはない。尚、記録粒子滴の吐出時にキャリア液とトナーは分離するが完全に１００パーセント分離するものではなく、トナーはキャリア液により濡れた状態でベルト３に到達する。しかし、付随するキャリア液は僅かなため、記録粒子滴がベルト３の外周面３ａ上に到達した時点で流動性を失っているため、トナー像が流動を起こす事はない。このため、金属やプラスチック等の吸収性のない受像体に対しても鮮鋭な画像を記録する事が出来るとともに、色分解された画像信号に応じて各色の画像を順次形成する際に、各色の画像を１色毎に乾燥する必要がなく直ちに次の色を重ね合せることができる。従って、従来のインクジェットと比較して高速記録にも適している。
【０１２１】
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。例えば、上記実施の形態においては、被画像形成媒体としてベルト３を用いた例について説明したが、本発明は、記録紙などに直接画像を形成する記録装置にも適用できる。
【０１２２】
また、上記実施の形態においては、突起板５０を一対の支持部材５１、５２により挟持した構成としたが、図１０に示すように、突起板５０の片側にのみ支持部材を設け、鉛直方向から真横までの間の角度で支持部材側に傾斜させた構成とすることもできる。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができた。
【０１２３】
また、記録液供給路４３の先端の開口４３ａの形状は四角形である必要はなく、電極４１の断面形状は開口４３ａの中央部即ち突起５９の先端部の電界が周辺部よりやや低い井戸型あるいはリング状（ドーナツ状）の電界を形成する構造であれば良い。つまり、実質的に突起５９の麓を囲む如き形状を有していれば良い。具体的には、円形（リング状）、楕円形等あらゆる断面形状が可能である。また開口端全域を電極で覆わずとも、コの字状、平行板状、ストライプ状とするなど不連続な（部分的な）電極配置であっても良い。
【０１２４】
また、突起板５０に形成された電極６０の先端は、必ずしも突起板５０の上端５０ａと同じ高さに配置される必要はなく、突起板５０の上端５０ａより僅かに高い位置に配置しても良い。
【０１２５】
また、上述した各実施の形態においては、隔壁５５の幅（隣接した開口間の距離）は開口４３ａと同じレベルの大きさとして描いたが、これに限定されるものではなく更に小さくすることが可能である。この場合、隔壁５５の高さを十分に高くすることに加えて、隔壁５５の全ての角を鋭利にすることにより、記録液の広がりを絶つ効果が大きくなる。本発明で用いた表面張力が１８〜３０ミリニュートン／メートル程度の記録液を用いて、ポリカーボネート樹脂等により隔壁５５を形成した場合には、隔壁５５の角部の面取りは１００ミクロン以下、曲面とする場合には、半径１００ミクロン以下であれば、通常の記録時に隣接する開口４３ａ同士でインクメニスカスが架橋する事はなかった。
【０１２６】
更に、突起５９の配置方向は、上述した各実施の形態とは９０度異なる方向に設定してもよく、突起５９の形状も適宜選択できる。突起５９の底辺を小さくすると、突起周辺に形成されるインクメニスカスの裾野の広がりが小さくなり隔壁に記録液が這いあがり難くなるが、トナーの凝集量が少なくなるので目的に合わせて調整されるべきである。また、上記実施の形態では、突起５９を突起板５０と一体に形成することにより突起５９を高精度に配置したが、突起５９を複数に分割したり開口部だけに配置するような大きさや構造にする等種種変形可能である。また、実施例では、突起は全て電極の中央部に配置させたが、これは好ましい配置例として示したもので、多少記録効果は低下するが、装置構造の簡素化を図るために溝の片側に突起を配置することなども本発明の主旨に含まれるものである。
【０１２７】
更にまた、本実施の形態では電極６０にバイアス電圧を印加するようにしたが、対向電極としての電極板８（或いはベルト３）側にバイアス電圧を印加するようにしても良く、要するに各電極６０および４１とベルト３との間に記録するのに十分なバイアス電圧が印加されれば良い。
【０１２８】
【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は、上記のような構成および作用を有しているので、高い記録周波数を得ることができ、安定した記録が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の画像形成装置としてのインクジェットプリンタを示す概略図。
【図２】図２は、図１のインクジェットプリンタに組込まれた記録ユニットを示す概略図。
【図３】図３は、図２の記録ユニットに組込まれた第１の実施の形態に係る記録ヘッドを示す概略図。
【図４】図４は、図３の記録ヘッドニットを示す斜視図。
【図５】図５は、図４の記録ヘッドを構成した支持部材を示す斜視図。
【図６】図６は、図４の記録ヘッドに組込まれた突起板を示す平面図。
【図７】図７は、図４の記録ヘッドの１画素に対応した構成を概略的に示す断面図。
【図８】図８は、図７の記録ヘッドを９０°回転した断面図。
【図９】図９は、図７の記録ヘッドによる記録液滴の飛翔動作を説明するための図。
【図１０】図１０は、この発明の第２の実施の形態に係る記録ヘッドを示す断面図。
【符号の説明】
１…インクジェットプリンタ、
３…ベルト、
３ａ…外周面、
８…電極板、
１０…記録装置、
１５…転写ローラ、
３０…記録ユニット、
４１、６０…電極、
４２…記録ヘッド、
４３…記録液供給路、
４３ａ…開口、
４７…インクメニスカス、
４８…駆動回路、
５０…突起板、
５１、５２…支持部材、
５１ａ…溝、
５７…記録液回収溝、
５９…突起。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer. In particular, an electrostatic force is applied to a recording liquid in which colorant particles are dispersed in an insulating liquid to form the image by flying the colorant particles. The present invention relates to an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, ink jet printers using an ink jet recording method have been widely used in the personal printer field. However, since the conventional ink jet printer uses a dye-based recording liquid, there are problems such as poor image storage stability and light resistance.
[0003]
In contrast, WO 93/11866 discloses an image forming apparatus that can use pigment particles as a colorant and solves the above-described problems of dye-based recording liquids. This apparatus includes a conductive recording liquid supply tube. By applying a predetermined voltage to the recording liquid supply tube, a predetermined electric field is generated between the recording liquid supply tube and the counter electrode facing the tip. Form. Then, a recording liquid containing colorant particles charged to the same polarity as the potential of the recording liquid supply tube is supplied to the recording liquid supply tube. At this time, a recording medium is interposed between the tip of the recording liquid supply tube and the counter electrode, and is conveyed in a predetermined direction.
[0004]
The colorant particles in the recording liquid are electrostatically attracted from the counter electrode at the discharge point near the tip of the recording liquid supply tube due to the influence of the electric field formed between the tip of the recording liquid supply tube and the counter electrode. A semispherical ink meniscus is formed near the tip of the recording liquid supply tube. However, the colorant particles cannot fly from the ink meniscus due to the surface tension of the solvent of the recording liquid, and remain at the tip of the ink meniscus. In this way, many colorant particles gather at the tip of the ink meniscus and become an aggregate.
[0005]
When the voltage applied to the recording liquid supply tube is further increased by transporting the recording medium in a predetermined direction, the electric field from the tip of the recording liquid supply tube toward the counter electrode is strengthened, and the aggregate is more concentrated than the surface tension of the solvent of the recording liquid. The acting electrostatic attraction force is won, the aggregates are separated from the ink meniscus, and fly toward the recording medium interposed between the counter electrodes. A predetermined image is formed on the recording medium by aggregates of the colorant particles flying from the ink meniscus.
[0006]
In the image forming apparatus based on the above-described flying principle, pigment particles can be used because there is no nozzle for determining the flying droplet size as in conventional ink jet recording using a dye-based recording liquid. For this reason, problems such as image storability and light resistance, which are problems of the conventional ink jet printer, are solved.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional image forming apparatus described above, when the colorant particles are ejected toward the recording medium, many colorant particles are once aggregated at a discharge point near the tip of the conductive recording liquid supply tube. Yes. For this reason, in the conventional image forming apparatus, there is a problem that the colorant particles are easily fixed to the tip of the recording liquid supply tube and the recording liquid is clogged.
[0008]
In addition, since the strongest electric field is formed at the tip of the recording liquid supply tube adjacent to the counter electrode, it is difficult for the colorant particles to reach the discharge point, the aggregation of the colorant particles becomes unstable, and the recording dot diameter is small. The trouble that becomes. Furthermore, since the aggregation of the colorant particles becomes unstable, the recording frequency is extremely unstable, and there is a problem that a high-quality image cannot be formed.
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an image forming apparatus having a high recording frequency and capable of stable recording.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention has a storage means for storing a recording liquid in which charged colorant particles are dispersed in an insulating liquid, and an opening. An ink channel that is arranged at a predetermined distance from the forming medium and that circulates the recording liquid; a first electrode that is provided in the ink channel; An insulating guide member having a tip protruding from the opening toward the image forming medium, and provided on the guide member so as to face the first electrode; A second electrode having a tip extending to substantially the same height as the opening; a supply means for supplying the recording liquid stored in the storage means to the opening through the ink channel; and the first electrode according to a predetermined image signal. By applying a voltage to the second electrode, the colorant particles in the recording liquid supplied in the vicinity of the opening are aggregated, and the aggregated colorant particles are separated and discharged from the insulating liquid. Voltage applying means for forming an image on the forming medium.
[0010]
In addition, the image forming apparatus of the present invention has a storage means for storing a recording liquid formed by dispersing charged colorant particles in an insulating liquid, and an opening, and the opening is separated from the image forming medium by a predetermined distance. An insulating channel having an ink channel through which the recording liquid flows, a first electrode provided in the ink channel, and a tip projecting from the opening toward the image forming medium. A guide member, a second electrode provided on the guide member so as to face the first electrode, and having a tip extending to substantially the same height as the opening; and a recording liquid in the storage means Through the ink flow path Supplying means for supplying to the opening and applying a voltage to the first and second electrodes according to a predetermined image signal causes the colorant particles in the recording liquid to aggregate, and the aggregated colorant particles are Voltage applying means for separating and discharging from the insulating liquid to form an image on the image forming medium.
[0011]
Further, the image forming apparatus of the present invention forms an opening at a position separated from the image forming medium by a predetermined distance and communicates with the opening. ink An insulating support member constituting the flow path; and ink A first electrode provided to extend to the opening along the inner surface of the flow path; ink An insulating guide member provided in the flow path and having a tip projecting from the opening toward the image forming medium with a predetermined length, provided along the surface of the guide member, and substantially the same as the opening. A second electrode having a tip extending to the same height, and a recording liquid in which charged colorant particles are dispersed in an insulating liquid. ink Supply means for supplying the opening to the opening through the flow path, and forming a meniscus protruding from the opening toward the image forming medium by the wetting of the recording liquid by the guide member; and the first according to a predetermined image signal. By applying a voltage to the second electrode, an electric field is formed from the center of the meniscus to the outside, and the colorant particles in the recording liquid migrate along the liquid surface of the meniscus toward the tip of the meniscus. Image forming means for forming an image on the image forming medium by separating and discharging the colorant particles aggregated at the tip of the meniscus from the insulating liquid.
[0012]
The image forming apparatus according to the present invention further includes: an insulating support member that forms a plurality of openings in a plane spaced apart from the image forming medium by a predetermined distance and configures a plurality of ink flow paths that respectively communicate with the openings. A plurality of first electrodes provided independently of each other along the inner surface of each of the ink flow paths and extending to the openings; and a predetermined length from the openings toward the image forming medium. An insulating guide member having a plurality of protrusions protruding at Opposing to each of the first electrodes on the guide member A plurality of second electrodes provided in the ink flow paths and having tips extending to substantially the same height as the openings, and a recording liquid in which charged colorant particles are dispersed in an insulating liquid Supply means for supplying each opening through the ink flow path, and a colorant in the recording liquid supplied near each opening by applying a first voltage to all the first and second electrodes. The particles are aggregated near the tips of the protrusions, and are aggregated by selectively applying a second voltage higher than the first voltage to the first and second electrodes selected according to a predetermined image signal. Voltage application means for separating and discharging the colorant particles from the insulating liquid to form an image on the image forming medium.
[0013]
The image forming apparatus according to the present invention further includes: an insulating support member that forms a plurality of openings in a plane spaced apart from the image forming medium by a predetermined distance and configures a plurality of ink flow paths that respectively communicate with the openings. A plurality of first electrodes provided independently of each other along the inner surface of each of the ink flow paths and extending to the openings; and a predetermined length from the openings toward the image forming medium. An insulating guide member having a plurality of protrusions protruding at Opposing to each of the first electrodes on the guide member A plurality of second electrodes provided in the ink flow paths and having tips extending to substantially the same height as the openings, and a recording liquid in which charged colorant particles are dispersed in an insulating liquid Supply means for supplying the openings to each of the openings through an ink flow path, and protruding from the support member toward the image forming medium between the openings, and supplied to the openings by the supply means. A plurality of partition walls for partitioning the recording liquid, a recovery means for recovering the recording liquid supplied to the openings by the supply means, and the openings provided between the adjacent partition walls, and the openings by the supply means. A plurality of recovery paths for guiding the recording liquid supplied to the recovery means, and a recording liquid supplied near the openings by applying a first voltage to all the first and second electrodes. The colorant particles inside are agglomerated near the tips of the protrusions, By selectively applying a second voltage higher than the first voltage to the first and second electrodes selected according to the image signal, the aggregated colorant particles are separated and discharged from the insulating liquid. Voltage applying means for forming an image on the image forming medium.
[0014]
Further, the image forming apparatus of the present invention has a plurality of grooves, and a plurality of openings are formed in a surface in which a tip of each of the grooves is separated from the image forming medium by a predetermined distance. First and second support members opposing each other, each having a plurality of first electrodes extending to the openings, and a plurality of protrusions protruding from the openings to the image forming medium with a predetermined length. At the upper end thereof, and electrically connected to each of the first electrodes in a state of being sandwiched by the first and second support members, and extending to substantially the same height as the openings, and A guide member having a plurality of second electrodes on the surface thereof having a plurality of connection terminals corresponding to the first electrodes formed outside the first and second support members, and a charged colorant A recording liquid in which particles are dispersed in an insulating liquid Supply means for supplying the openings through the grooves to the openings, and the first and second support members projecting from the first and second support members toward the image forming medium between the openings, A plurality of partition walls for partitioning the recording liquid supplied to the openings, a recovery means for recovering the recording liquid supplied to the openings by the supply means, and provided between the adjacent partition walls, A plurality of recovery paths for guiding the recording liquid supplied to the openings by the supply means to the recovery means, and a first voltage applied to all the first and second electrodes via the connection terminals. By applying the colorant particles in the recording liquid supplied in the vicinity of the opening, Near the tip of the protrusion Aggregated color by selectively applying a second voltage higher than the first voltage to a connection terminal connected to the first and second electrodes selected according to a predetermined image signal. Voltage applying means for separating and discharging the agent particles from the insulating liquid to form an image on the image forming medium.
[0015]
Furthermore, the image forming apparatus of the present invention has a facing surface in which a plurality of grooves each having a tip formed with an opening is formed at a position spaced apart from the image forming medium by a predetermined distance, An insulating support member that has a plurality of first electrodes that extend to the opening and is exposed on the facing surface, and a surface that is close to and faces the facing surface of the support member. A plurality of ends electrically connected to the electrodes and extending to substantially the same height as the openings, and a base end formed with a plurality of connection terminals corresponding to the first electrodes outside the support member. An insulating guide member having a second electrode and having a plurality of protrusions projecting toward the image forming medium at a predetermined length from the openings at an upper end facing the image forming medium; Disperse the colorant particles in the insulating liquid. The recording liquid is supplied toward the openings through the grooves, and a plurality of protrusions projecting from the openings toward the image forming medium due to wetting of the recording liquid by the protrusions of the guide member. A supply means for forming a meniscus and a plurality of openings for partitioning the recording liquid supplied from the support member to the image forming medium between the openings and supplied to the openings by the supply means. A partition, a recovery means for recovering the recording liquid supplied to the openings by the supply means, and a recording liquid provided between the adjacent partitions and supplied to the openings by the supply means By applying a first voltage to all of the first and second electrodes via the plurality of recovery paths for leading to the recovery means and the connection terminals, the colorant particles in the recording liquid are changed to Each of the above along the liquid surface of the meniscus The second voltage higher than the first voltage is selectively applied to the connection terminal connected to the first and second electrodes selected in accordance with a predetermined image signal. By applying the colorant particles, the colorant particles aggregated at the tips of the meniscuses corresponding to the first and second electrodes selected in accordance with the image signal are separated and discharged from the insulating liquid onto the image forming medium. Image forming means for forming an image.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an ink jet printer 1 as an image forming apparatus according to the present invention will be described.
[0017]
As shown in FIG. 1, the inkjet printer 1 includes a housing 2. A belt 3 (image forming medium) that runs endlessly in the direction of arrow a in the figure is provided at a predetermined position in the center of the housing 2.
[0018]
A color image is formed on the outer peripheral surface 3 a as an image carrying surface of the belt 3 by a recording device 10 described later. The image formed on the outer peripheral surface 3a of the belt 3 is moved to a predetermined transfer position along with the movement of the belt 3, and is transferred onto the recording paper P conveyed synchronously at this transfer position. That is, the belt 3 temporarily holds an image by the recording apparatus 10 and acts as an intermediate image carrier that transfers the held image onto the recording paper P. The width of the belt 3 is set to be at least larger than the width of the recording paper P.
[0019]
The belt 3 is wound around three rollers 4, 5, 6 disposed at predetermined positions in the housing 2. The upper roller 4 is positioned so as to be in rolling contact with a transfer roller 15 (described later) via the belt 3 at a transfer position for transferring an image, and the lower rollers 5 and 6 are rollers 5. , 6 are positioned so as to run in a substantially horizontal plane. The belt 3 is driven at a constant speed in the direction of the arrow a in the figure by rotating the rollers 4, 5, and 6 by a motor (not shown).
[0020]
The belt 3 is formed of a metal having a moderately rough surface, silicon resin, silicon rubber, fluorine resin such as polyfluorinated ethylene, or a single substance such as polyimide, or the above-described resin or the like on a metal belt such as stainless steel. It is formed by coating rubber with a predetermined thickness. The outer peripheral surface 3a of the belt 3 is formed of a material that has excellent releasability from a recording liquid described later and excellent heat resistance. Further, the belt 3 is formed of a relatively strong material having excellent wear resistance in order to maintain a gap between the belt 3 and a leading end of a recording head (described later) incorporated in the recording apparatus 10 with high accuracy.
[0021]
In the belt 3 in which a metal belt is coated with resin, rubber, etc., the thickness of the coating layer is such that the recording liquid held on the belt 3 is peelable, the pressure applied during transfer is uniform, and the required wear resistance life. For example, when coating with silicon rubber, the layer thickness is preferably set to about 50 to 200 μm.
[0022]
In any case, when an insulating material is used for the outer peripheral surface 3a of the belt 3, it can be considered that the belt 3 is charged with static electricity due to frictional charging or the like. As described above, when the belt 3 is charged with static electricity, the electric field at the time of image formation may be disturbed to cause an image defect. For this reason, when an insulating material is used for the belt 3, it is desirable to mix a conductive filler such as carbon, zinc oxide, and titanium oxide to lower the electrical resistance of the material. Further, if the charging potential of the belt 3 is controlled by a corona charging device or the like, an insulating material in which no conductive filler is mixed can be used.
[0023]
A recording device 10 for forming a color image corresponding to the image signal on the outer peripheral surface 3 a of the belt 3 is disposed at a predetermined position below the belt 3. The recording apparatus 10 includes four recording units 30a, 30b, 30c, and 30d (described in detail later) provided side by side along the traveling direction of the belt 3. These recording units are prepared according to the type of recording liquid to be recorded (black, cyan, magenta, yellow), and the leading end of a recording head described later protrudes from the upper end of each recording unit. The tip of each recording head is provided at a discharge position spaced a predetermined distance below the belt 3 running between the rollers 5 and 6.
[0024]
In each of the recording units 30a, 30b, 30c, and 30d, as will be described in detail later, charged colorant particles (hereinafter referred to as toner) are dispersed in an insulating liquid (hereinafter referred to as carrier liquid). Each of black, cyan, magenta, and yellow recording liquids is stored, and when an image signal that is color-separated from a signal source (not shown) is input to each recording unit, each of the recording liquids corresponds to the color-separated image signal. An electric field from the leading end of the recording head toward the belt 3 is formed, and toner is ejected onto the outer peripheral surface 3a of the belt 3 so that an image for each color is formed. In this case, four images that are color-separated by synchronization means (not shown) are accurately superimposed on the outer peripheral surface 3a of the belt 3 to form one color image. Each recording unit has the same configuration except that the color of the stored recording liquid is different. Therefore, in the following description, the recording unit 30 will be described.
[0025]
On the inner side of the belt 3, that is, on the side opposite to the recording apparatus 10, a grounded electrode plate 8 for forming a predetermined electric field with each recording head 30 is provided. A predetermined voltage is applied to the electrode plate 8 by a power source (not shown) as required. The electrode plate 8 is provided substantially in parallel and close to the belt 3 and functions to suppress the vibration of the belt 3 and to keep a constant gap between the belt 3 and the recording head tip.
[0026]
The electrode plate 8 is not necessarily provided by forming the belt 3 from a conductive material. That is, if the belt 3 is made conductive and if any one of the rollers 4, 5, 6 wound around the belt 3 functions as an electrode as necessary, the belt 3 and the recording head can be used without the electrode plate 8. A predetermined electric field can be formed between the
[0027]
On the right side of the belt 3 in the drawing, paper feed cassettes 12a and 12b in which a plurality of recording papers P are stacked are provided. Each of the paper feed cassettes 12a and 12b accommodates recording papers P having different sizes, and the front ends of the paper feed cassettes 12a and 12b are located inside the housing 2 and the rear ends thereof are located outside the housing 2. In this way, it is mounted on the housing 2 of the printer 1. At the position adjacent to the leading ends of the respective paper feeding cassettes 12a and 12b, they are brought into contact with the vicinity of the leading end of the uppermost recording paper P accumulated in the respective paper feeding cassettes 12a and 12b, and one sheet in order from the uppermost recording paper P Paper feed rollers 11 and 13 are provided for taking out each one.
[0028]
A pair of transport guides 11a, 11b and 13a, 13b arranged to face each surface of the recording paper P are provided on the respective transport paths of the recording paper P on the downstream side of the paper feed rollers 11, 13. Yes. Further, on the downstream side of the transport guides 11a, 11b, 13a, and 13b, the recording paper P transported through the respective transport guides is sandwiched and directed toward a predetermined transfer position between the roller 4 and the transfer roller 15. A pair of conveyance rollers 14a and 14b for conveyance is provided.
[0029]
The transfer roller 15 that is in rolling contact with the roller 4 is formed of a material that is excellent in peelability and heat resistance, like the belt 3, and for example, a transfer roller that is used in a conventional electrophotographic apparatus can be diverted. A heater 15 a that is heated to 70 ° C. to 100 ° C. is provided in the transfer roller 15. The heater 15a heats the transfer roller 15 to a predetermined temperature to such an extent that the toner image formed on the recording paper P by the recording apparatus 10 can be melted or softened. The heater 15a may be provided in the roller 4.
[0030]
Thus, the toner image on the belt 3 that has been passed between the roller 4 and the transfer roller 15 and melted or softened by the heater 15a is pressed against the recording paper P between the roller 4 and the transfer roller 15, and the recording paper A toner image is transferred and fixed on P. In other words, the outer peripheral surface 3a of the belt 3 is formed of a material having high peelability, and the recording paper P has a stronger adhesion to toner, so that the toner image formed on the outer peripheral surface 3a of the belt 3 is recorded almost completely. Transferred onto the paper P.
[0031]
Instead of providing the heater 15a described above, a voltage having a polarity opposite to the toner charging polarity is applied to the transfer roller 15 to form the transfer roller 15 on the belt 3 as in the conventional electrostatic transfer system based on electrophotographic technology. The transferred toner image can be transferred onto the recording paper P. In this case, the voltage applied to the transfer roller 15 may be about 500 to 1000 volts.
[0032]
On the conveyance path downstream of the transfer roller 15, a pair of conveyance rollers 16 a and 16 b that nipping and conveying the recording paper P that has passed the roller 4 and the transfer roller 15 and onto which the toner image has been transferred are provided. ing. A heater plate 17 for drying the toner image transferred and fixed on the recording paper P is provided further downstream of the conveying rollers 16a and 16b.
[0033]
The heater plate 17 is provided to dry the image transferred on the recording paper P. However, when the electrostatic transfer system in which a predetermined voltage is applied to the transfer roller 15 to transfer the toner image is employed. Therefore, it is necessary to fix the toner image transferred onto the recording paper P by raising the temperature of the heater plate 17 to about 100 ° C.
[0034]
The recording paper P that passes over the heater plate 17 passes in close proximity to the heater plate 17 in a non-contact manner. A pair of paper discharge rollers 18 a and 18 b that sandwich the recording paper P and discharge it outside the housing 2 are provided downstream of the heater plate 17. A paper discharge on which the recording paper P discharged outside the housing 2 through the paper discharge rollers 18a and 18b is placed on the left side wall of the housing 2 in the downstream side of the paper discharge rollers 18a and 18b. A tray 19 is projected.
[0035]
Accordingly, in synchronization with the movement of the image formed by the recording apparatus 10, the recording paper P taken out from the predetermined paper feeding cassette 12a or 12b by the paper feeding roller 11 or 13 is conveyed to the transport guide 11a, 11b or 13a, 13b and the conveying rollers 14a and 14b, and is sent to a transfer position between the roller 4 and the transfer roller 15. The recording paper P thus fed to the transfer position in synchronization with the toner image is moved at the same speed as the belt 3 and passes through the transfer roller 15, whereby the toner image formed on the outer peripheral surface of the belt 3. Is transferred and discharged onto the discharge tray 19 via the transport rollers 16a and 16b and the discharge rollers 18a and 18b. At this time, the recording paper P to which the toner image has been transferred passes through the heater plate 17, and the carrier liquid attached to the toner is sufficiently dried.
[0036]
A duct 21 is provided above the transfer roller 15 so as to surround the transfer roller 15, and a duct 22 is provided above the heater plate 17 so as to surround the heater plate 17. Each of the ducts 21 and 22 collects the gas of the carrier liquid generated by heating and sends it to a decomposition device 24 that decomposes the gas. The decomposition device 24 functions in the same manner as a catalyst device that decomposes automobile exhaust gas, decomposes and discharges the gas into water and carbon dioxide gas, and prevents the generation of odors.
[0037]
On the outer peripheral surface of the transfer roller 15, a cleaning blade 23 made of silicon resin for scraping off the toner adhering to the outer peripheral surface of the transfer roller 15 is disposed so as to come into contact with the outer peripheral surface at an acute angle.
[0038]
Below the roller 6, a wiping device 25 for wiping off toner adhering to the belt 3 is provided. The wiping device 25 has a felt or brush impregnated with the carrier liquid in the recording liquid, and is arranged in contact with the roller 6, and the belt 3 is rubbed with the felt or brush by rubbing the belt 3. The toner adhering to the surface is wiped off.
[0039]
A dryer 26 for blowing warm air toward the outer peripheral surface 3 a of the belt 3 is disposed between the wiping device 25 and the recording device 10. That is, when the toner is cleaned by the wiping device 25, the carrier liquid slightly gets wet on the outer peripheral surface 3 a of the belt 3. If the degree of wetness of the belt 3 is high, an image defect due to bleeding or flow may occur on the outer peripheral surface 3a of the belt 3 when an image is formed next time. For this reason, it is necessary to sufficiently dry the belt 3 in preparation for the next recording operation.
[0040]
Next, the recording unit 30 described above will be described in detail.
FIG. 2 shows details of the recording unit 30. The recording unit 30 contains a head unit 40 arranged opposite to the lower side of the belt 3 as an intermediate recording medium, a recording liquid to be circulated to the head unit 40, and a recording liquid having a recording liquid concentration adjusting mechanism. And a tank 32. The recording liquid used here is obtained by dispersing charged toner in an insulating carrier liquid, and the toner includes the above-described four colors (black, cyan, magenta, yellow).
[0041]
The head unit 40 has a substantially rectangular parallelepiped-shaped recording head 42 (see FIG. 4) disposed below the belt 3 so as to extend in the vertical plane. The recording head 42 has a front end 42a (pointing to the front end of a projection plate described later) opposed to the lower side of the belt 3 at a predetermined distance, and the front end 42a crosses the conveyance direction of the recording paper P, that is, the belt 3. It is arrange | positioned so that it may extend in the direction which crosses the driving | running | working direction. In the present embodiment, the recording head 42 is disposed such that the tip 42a is spaced 0.1 to 3 mm below the outer peripheral surface 3a of the belt 3. The distance between the tip 42a of the recording head 42 and the outer peripheral surface 3a of the belt 3 is determined according to the magnitude of a recording voltage applied to the recording head 42, which will be described later.
[0042]
Near the front end 42a of the recording head 42, a plurality of openings 43a provided side by side in the longitudinal direction are formed. Inside the recording head 42, a plurality of recording liquid supply paths 43 are formed extending vertically upward from the lower end 42 b of the recording head 42 toward the openings 43 a and allowing the recording liquid to flow independently. . The recording liquid supply paths 43 are provided so as to be parallel to each other and extend in the vertical direction. Further, the recording head 42 has a projection plate 50 (described later) extending through the approximate center of each recording liquid supply path 43 to the tip 42 a of the recording head 42.
[0043]
The head unit 40 includes a guide member 44 that surrounds the side surface and the lower surface side of the recording head 42. The guide member 44 supports the recording head 42 at a predetermined position, and forms a recording liquid recovery path 45 with the outer wall of the recording head 42. That is, the recording liquid supplied to the recording head 42 is raised in the recording head 42 via each recording liquid supply path 43 and overflows from each opening 43a formed near the tip 42a. Then, the excess recording liquid overflowing from each opening 43 a flows down along the outer peripheral wall of the recording head 42 and is recovered via the recording liquid recovery path 45.
[0044]
In a space below the guide member 44 and communicating with the recording liquid recovery path 45, a filter 46 is provided for allowing the recovered excess recording liquid to pass through and removing foreign matter in the recording liquid. The filter 46 has an opening that does not hinder the distribution of the toner in the recording liquid.
[0045]
Further, a sponge-like filter member (not shown) may be provided in the recording liquid recovery path 45 at a position close to each opening 43 a of the recording head 42. The filter member has a plurality of holes having a diameter larger than the aperture of the filter 46, and the recovery speed of the recording liquid flowing into the recording liquid recovery path 45 can be adjusted by setting the hole diameter to an appropriate value. That is, by adjusting the hole diameter of the filter member, the capillary action of the filter member can be controlled, and the recovery rate of the recording liquid can be adjusted.
[0046]
Furthermore, the head unit 40 has a plurality of electrodes 41 (first electrodes) extending along the inner surface of each recording liquid supply path 43 in the recording head 42 to the opening 43 a at the upper end thereof. A plurality of electrodes (second electrodes) described later corresponding to the respective electrodes 41 are formed on both surfaces of the protruding plate 50. A drive circuit 48 (voltage applying means or image forming means) for selectively applying a predetermined recording voltage in accordance with an image signal is connected to each electrode formed on the projection plate 50. A voltage of a large magnitude can be selectively applied.
[0047]
On the right side of the head unit 40 in the figure, a recording liquid tank 32 containing a recording liquid is provided. Connected between the head unit 40 and the recording liquid tank 32 is a recording liquid supply pipe 34 for supplying the recording liquid stored in the recording liquid tank 32 to each recording liquid supply path 43 in the recording head 42. Yes. In the middle of the recording liquid supply pipe 34, a pump P1 for pumping the recording liquid in the recording liquid tank 32 at a predetermined flow rate and pressure is provided.
[0048]
Further, a recording liquid recovery pipe for recovering the excess recording liquid recovered through the recording liquid recovery path 45 and passing through the filter 46 to the recording liquid tank 32 is provided between the head unit 40 and the recording liquid tank 32. 36 is connected. In the middle of the recording liquid recovery pipe 36, a pump P2 for sending excess recording liquid overflowing from the tip of the recording head 42 to the recording liquid tank 32 is provided. The pump P1, the recording liquid supply pipe 34, and the recording liquid supply path 43 function as supply means of the present invention. The recording liquid recovery path 45 (guide member 44), the recording liquid recovery pipe 36, and the pump P2 are It acts as a recovery means of the present invention.
[0049]
In the recording liquid tank 32, as a density adjusting mechanism, a density measuring device 31 that measures the optical transmittance of the recording liquid stored in the recording liquid tank 32 and measures the toner density of the recording liquid, and a predetermined density A toner storage chamber 33 for storing toner having toner, a carrier liquid storage chamber 35 for storing carrier liquid, and a stirring device 37 for stirring the recording liquid stored in the recording liquid tank 32.
[0050]
The toner storage chamber 33 is provided with a toner supply device 33a that replenishes consumed toner into the recording liquid according to the toner concentration measured by the density measuring device 31, and the carrier liquid storage chamber 35 has a recording liquid. A carrier liquid supply unit 35a for supplying the insufficient carrier liquid is provided. Therefore, the recording liquid in the recording liquid tank 32 is constantly stirred by the stirring device 37, and the toner concentration thereof is constantly monitored by the concentration measuring device 31, and the toner concentration is adjusted to a predetermined value. Yes.
[0051]
When the recording liquid is circulated in the recording unit 30 configured as described above, first, the recording liquid pumped from the recording liquid tank 32 by the pump P1 is stored in each recording head 42 via the recording liquid supply pipe 34. It is supplied to the recording liquid supply path 43. The recording liquid supplied to each recording liquid supply path 43 is raised in the recording liquid supply path 43 and overflows from the opening 43 a near the tip 42 a of the recording head 42. At this time, a plurality of ink menisci 47 corresponding to the openings 43 a of the recording liquid supply paths 43 are formed near the tip 42 a of the recording head 42. Excess recording liquid overflowing from the opening 43 a near the tip 42 a of the recording head 42 flows downward through the recording liquid recovery path 45 and is guided to the filter 46. The recording liquid that has passed through the filter 46 is sucked by the pump P2 after the foreign matter is removed, and is collected in the recording liquid tank 32.
[0052]
Here, the components of the recording liquid stored in the recording liquid tank 32 will be described. The recording liquid is configured by dispersing toner as charged colorant particles in a carrier liquid as an insulating liquid at a ratio of about 2 to 7% by weight.
[0053]
The carrier liquid has an electrical resistivity of at least 10 9 Isoparaffinic solvent (for example, 10 ohm · cm or more, preferably an insulating liquid) 11 -10 13 It is a dispersion medium composed of an organic solvent such as Isopar G, H, K, L, M (Esso Petroleum) having a certain electric resistance, silicon oil, hexane, pentane, octane or the like. The electrical resistivity was measured using a Precision LCR meter 4284A manufactured by Hewlett-Packard Company; using a liquid test fixture 16452A as a measuring head.
[0054]
The toner has a particle diameter of about 0.01 to 5 μm and is a metal soap for charging such as zirconium octylate or lithium octylate for charging to a predetermined potential (here, positive potential) in a carrier liquid. And thermoplastic resin particles containing coloring components and the like.
[0055]
The recording liquid is basically the same as the liquid developer used in electrophotography or the like, but is required to have a higher electrical resistance than the liquid developer. That is, when the electric resistance of the recording liquid is low, an electric field does not act only on the charged toner, and a fatal disadvantage that the separating action of the toner does not become weak occurs. In addition, if the electrical resistance of the recording liquid is low, the carrier liquid itself is energized as in the case of the conventional electrostatic ink jet, so that the entire recording liquid is charged and discharged without any distinction between the toner and the carrier liquid. The effect of the present invention is completely lost. For this reason, a recording liquid having a higher electric resistance is required.
[0056]
Factors that undesirably reduce electrical resistance include metal soaps such as naphthenic acid, octylic acid, and stearic acid that are generally added to disperse toner or improve chargeability (for example, zirconium naphthenate and zirconium octylate) It is conceivable to add various surfactants. Since these generally lower the electrical resistance of the recording liquid, it is necessary to devise in order to make it as small as possible.
[0057]
The electrical resistance of the recording liquid that can be used in the recording apparatus 10 of the present embodiment to obtain good recording characteristics (a state in which only toner is mainly separated and discharged from the recording liquid is called good) is 10 8 This is an ohm-centimeter or more, and this level of electrical resistance reduces flow and bleeding on normal recording paper P. Ten An electrical resistance of ohm-centimeter or more further improves the sharpness of the image outline. From this, it can be seen that the electrical resistance of the recording liquid is desirably as high as possible.
[0058]
In order to obtain such a high electric resistance as a recording liquid, a higher electric resistance is required for the carrier liquid before the toner is dispersed. Considering the influence of the above-mentioned additives, the electric resistance of the carrier liquid is 10 Ten More than ohm centimeters are necessary. In order to disperse the toner in the carrier liquid having such an electric resistance, the above-mentioned additive is added to the minimum amount, and approximately 10 8 The electrical resistance drops to about ohm centimeters. The necessary minimum here means that it is necessary to maintain a level having no practical problem from the evaluation of the charging and dispersion stability of the toner, and the specific value varies depending on the material used. Therefore, the higher the electrical resistance of the original carrier liquid, the greater the degree of freedom in using the dispersion aid and charge control agent when preparing the recording liquid.
[0059]
As described above, the constituents of the recording liquid are basically the same as those of the liquid developer used in electrophotography, but the electric resistance of the carrier liquid is required to be higher than these. Therefore, it is necessary to reduce the conductive component in the recording liquid in accordance with the object of the present invention.
[0060]
As the recording liquid used in the present invention, toner fine particles obtained by heat-kneading a resin, a colorant, and a charge control agent and then pulverizing to a desired particle size after cooling are coated with a small amount of a dispersion aid, and a small amount is necessary. A material that is dispersed in a carrier liquid with the addition of a swellable solvent is suitable for producing a recording liquid having a high electrical resistance.
[0061]
Further, in the recording system in the present embodiment, toner is selectively ejected on the outer peripheral surface 3a of the belt 3 as an intermediate image carrier to form an image on the outer peripheral surface 3a. In addition, the entire surface of the image carrier (photoconductor) is not wetted by the recording liquid. Therefore, since the so-called “fogging” does not occur at all in the recording method of the present invention, the toner density can be set higher than that of the recording liquid used in the conventional electrophotographic technology. Accordingly, it is possible to set the concentration of the recording liquid in consideration of the toner dispersion stability, the toner dispersion stability can be improved, and precipitation and aggregation can be made difficult to occur.
[0062]
In the recording liquid in which the toner is dispersed in the carrier liquid, the toner is less likely to aggregate as compared with the conventional dry toner. Therefore, a resin having a lower softening temperature can be used, and the temperature of the transfer roller 15 can be lowered. it can. In this embodiment, when the running speed of the belt 3 is set to 90 mm / s, good transfer can be performed by setting the surface temperature of the transfer roller 15 to 80 ° C. Further, this transfer temperature is lower than the fixing temperature (170 ° C. or higher) of the conventional dry toner.
[0063]
In addition, according to the recording method of the present invention, since the toner is discharged using the electric repulsive force, the toner charge amount is required to be stable. When measured as a zeta potential, the toner charge amount is It is preferably 60 millivolts or more. For measurement of the zeta potential, a laser geemeter M-501 manufactured by PEN KEM, USA was used.
[0064]
On the other hand, a toner having a large particle diameter is suitable because it has a high electrophoretic speed but is susceptible to precipitation. When the average particle size is 0.01 μm or less with respect to toner discharge, an image with blurring, which seems to be difficult to separate from the carrier liquid, was generated. In order not to absorb the liquid at all, for example, no bleeding or flow occurs even when recording on a metal surface, the toner particle diameter is preferably 0.1 μm or more. In addition, large particles depend on the precipitation preventing mechanism in the recording apparatus, but particles exceeding about 5 micrometers are difficult to use because they precipitate in a very short time. That is, it is necessary to select the toner particle size appropriately according to the apparatus. For example, if it is used intermittently, it is preferably 4 micrometers or less.
[0065]
Next, the recording operation of the ink jet printer 1 configured as described above will be described.
First, as an initialization operation, the heater 15a and the heater plate 17 are energized and heated to a predetermined temperature. Further, in each of the recording units 30a, 30b, 30c, and 30d, the recording liquid is circulated as described above, and a predetermined ink meniscus 47 is formed in each opening 43a near the tip 42a of each recording head 42. A bias voltage of a predetermined magnitude is applied as a bias voltage to each electrode formed on the projection plate 50 corresponding to each opening 43a, and the toner in the recording liquid aggregates in the meniscus according to the bias voltage. Is done.
[0066]
Then, when image signals that have been color-separated are respectively input from the signal source (not shown) to the drive circuits 48 of the recording units 30a, 30b, 30c, and 30d, the belt 3 travels at a constant speed in the direction of arrow a. A recording voltage larger than the bias voltage previously applied to each electrode of each recording head 42 is selectively applied. Then, a predetermined electric field is formed between the electrode selected according to the color-separated image signal and the belt 3, and the charged toner aggregate is separated and discharged from the apex of the ink meniscus 47 by this electric field. Aggregates fly toward the outer peripheral surface 3 a of the belt 3. As a result, toner images corresponding to the colors of the respective recording liquids are sequentially formed on the outer peripheral surface 3a of the belt 3 and are superimposed by a synchronization unit (not shown), whereby a predetermined color image corresponding to the image signal is formed on the belt 3. The
[0067]
The toner image (color image) formed on the outer peripheral surface 3 a of the belt 3 is moved as the belt 3 travels and is conveyed to a transfer position between the roller 4 and the transfer roller 15.
[0068]
In synchronization with this image movement, the paper feed rollers 11 and 13 and the transport rollers 14a and 14b are operated, and the recording paper P stored in either the paper feed cassette 12a or 12b is taken out and sent to the transfer position. It is.
[0069]
The recording paper P fed to the transfer position in synchronization with the toner image is heated by the heater 15a and is pressed between the roller 4 and the transfer roller 15 so that the toner image is melted or softened and recorded. Transferred onto the paper P.
[0070]
The recording paper P to which the toner image has been transferred is nipped and conveyed by the conveying rollers 16a and 16b, passed through the heater plate 17, and the toner image is sufficiently dried, and is nipped by the paper discharging rollers 18a and 18b and discharged. The paper is discharged onto the tray 19.
[0071]
The carrier liquid gas generated at the time of transfer and drying is recovered by a duct 21 provided above the transfer roller and a duct 22 provided above the heater plate 17, and decomposed into water and carbon dioxide gas by a decomposition device 24. And discharged outside the machine.
[0072]
Further, the toner adhered on the outer peripheral surface of the transfer roller 15 and the toner remaining on the outer peripheral surface 3a of the belt 3 are removed by the cleaning blade 23 and the wiping device 25, respectively. The belt 3 is dried by the dryer 26 after the residual toner is removed by the wiping device 25, and is prepared for the next recording operation.
[0073]
Next, the recording head 42 according to the embodiment of the present invention incorporated in the head unit 40 will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the recording head 42, and FIG. 4 is a perspective view of the recording head 42. The recording head 42 includes a pair of support members 51 and 52 having a substantially rectangular plate shape, and a protruding plate 50 (guide member) sandwiched between the support members 51 and 52. One support member 51 (which will be described as a representative) is shown in FIG. 5, and the protruding plate 50 is shown in FIG.
[0074]
The support member 51 is a material having a high electrical resistivity, preferably 10 12 It is composed of a plastic having an insulating property of ohm-centimeter or more (higher electrical resistance is better, but polyether ketone or polycarbonate suitable for high-precision machining is preferable), ceramic, etc. It is formed in a rectangular plate shape.
[0075]
Further, the protruding plate 50 is a film-like high-resistance material having a thickness of 30 to 200 μm (for example, resin materials such as polyether siphon, polyester, polyethylene, fluororesin, polyimide, polypropylene, various ceramics, etc. 10 11 A material having an electrical resistance of ohm centimeters or more). Note that a printed wiring board often used in the electrical industry may be used as the protruding plate 50.
[0076]
As shown in FIG. 5, the support member 51 has a plurality of rectangular grooves 51 a extending parallel to each other on one surface thereof, that is, the inner surface facing the protruding plate 50. The groove 51a has the above-described plurality of recordings for circulating the recording liquid together with the groove formed in the other support member 52 (not shown) in a state where the recording head 42 is assembled (the state shown in FIG. 4). A liquid supply path 43 is formed.
[0077]
Each groove 51a is formed to have a depth of 50 to 500 μm and a width of 100 to 1000 μm, the distal end of each groove 51a extends slightly forward from the upper end 511 of the support member 51, and the base end of each groove 51a is an abbreviation of the support member 51. Extends beyond the center. The base end of each groove 51a extending to substantially the center of the support member 51 is communicated with a substantially rectangular recess 51b deeper than the groove 51a. Further, the recess 51b forms a recording liquid chamber 53 together with a recess 52b (not shown) similarly formed in the other support member 52, and the recording liquid chamber 53 is supplied with the recording liquid. The above-mentioned recording liquid supply pipe 34 is connected.
[0078]
Thus, by forming the plurality of grooves 51 a on the inner surface of the support member 51, a plurality of rectangular partition walls 55 are formed between the grooves 51 a so as to bound the recording liquid supply paths 43. The leading end of the groove 51a (recording liquid supply path 43) extending between the partition walls 55 is recorded at a position retracted from the upper end 55a of the partition wall 55, that is, the upper end 511 of the support member 51 by a predetermined distance (50 to 500 μm). An opening 43 a of the liquid supply path 43 is formed.
[0079]
Further, between the adjacent partition walls 55 and at the edge of the opening 43a at the tip of the recording liquid supply passage 43, a recording liquid recovery groove 57 (see FIGS. 3 and 3) inclined downward toward the outer peripheral surface 51c of the support member 51. 4) is formed. The width of each recording liquid recovery groove 57 is formed to be the same as the width of the opening 43a, and the inclination angle is set to be an acute angle of 70 degrees or less.
[0080]
Furthermore, on the surface of each groove 51a formed in the support member 51, that is, on the inner surface of each recording liquid supply path 43, an electrode 41 as a first electrode extends to the opening 43a by a conductive paint or metal plating, respectively. It is formed with a thickness of about 30 μm. Each electrode 41 is made of, for example, a metal such as gold, copper, chromium, aluminum, nickel, or an alloy thereof. Each electrode 41 is provided independently for each groove 51a, and has an end portion exposed on the same surface as the inner surface (opposing surface) of the support member 51 so as to come into contact with a protruding plate 50 described later.
[0081]
The other support member 52 combined with the support member 51 configured as described above is formed in a target shape with respect to the support member 51 and is opposed and pasted so that the grooves of the support members 51 and 52 coincide with each other. Adapted. In this case, a recording plate 42 is formed by sandwiching a protruding plate 50 described below between the support members 51 and 52.
[0082]
As shown in FIG. 6, the protruding plate 50 includes a front portion 501 formed in a substantially rectangular plate shape sandwiched between a pair of support members 51 and 52, and a support member 51 spreading in a direction away from one end of the front portion. , 52, and a rear portion 502 that is not sandwiched between them. The front portion 501 of the projection plate 50 is formed to have a width substantially the same as the width of the recording head 42 and a length substantially the same as the height of the recording head 42, and is sandwiched between the pair of support members 51 and 52. The upper end 50a is disposed at a height that matches the height of the plurality of openings 43a.
[0083]
The protrusion plate 50 has substantially triangular plate-like protrusions 59 having a sharp tip protruding from the upper end 50a (the tip 42a of the recording head 42) according to the number of grooves of the support members 51 and 52 along the upper end 50a. Have only. In other words, the plurality of protrusions 59 formed integrally with the upper end 50 a of the protrusion plate 50 are provided at the same pitch as the pitch of the grooves 51 a formed in the support members 51 and 52.
[0084]
In addition, a plurality of electrodes 60 as second electrodes provided corresponding to the respective protrusions 59 are provided on the respective surfaces of the protrusion plate 50. The tip of each electrode 60 extends to the bottom of the corresponding projection 59, that is, the height of the upper end 50a of the projection plate 50, and the base end of each electrode 60 extends to the lower end 50b of the rear end portion 502 of the projection plate 50. Pads 61 as connection terminals connected to the drive circuit 48 are formed at the base ends of the respective electrodes 60 extending to the lower end 50 b of the protruding plate 50.
[0085]
The width of the electrode 60 formed on the front portion 501 of the protruding plate 50 is such that the support members 51 and 52 arranged to face each surface of the protruding plate 50 when sandwiched between the pair of supporting members 51 and 52. It is formed slightly wider than the width of the electrode 41 so as to contact the electrode 41 formed in the grooves 51a and 52a. Therefore, when the projection plate 50 is sandwiched between the support members 51 and 52, the electrodes 60 formed on the projection plate 50 are electrically connected to the electrodes 41 formed on the support members 51 and 52 in units of pixels. Is done. Therefore, by selectively applying a voltage to each electrode 60 through the pad 61 formed on the electrode 60, the same voltage is selectively applied to the electrode 41 in each recording liquid supply path 43. Become.
[0086]
The protruding plate 50 formed as described above is arranged such that each protrusion 59 protrudes from the opening 43 a at the tip of each recording liquid supply path 43 by a predetermined length. In this case, the protruding plate 50 is positioned and arranged so that the upper end 50a of the protruding plate 50 substantially matches the height of the opening 43a without protruding upward from the opening 43a, and only the protrusion 59 protrudes from the center of the opening 43a. Is done.
[0087]
The size of each projection 59 formed on the projection plate 50 is the amount of recording liquid supplied through the recording liquid supply path 43, the size of the opening 43a of the recording liquid supply path 43, or the size of the projection 59. The size is appropriately selected depending on the wettability of the recording liquid, and is set to a size at which the tip of the protrusion 59 is not submerged by at least the ink meniscus formed near the opening 43a.
[0088]
For example, when the width of the opening 43a is 500 μm, the length of the bottom of the protrusion 59 is set in the range of 300 to 500 μm, and the height of the protrusion 59 is set in the range of 300 to 1200 μm. When the recording characteristics of the recording head 42 were examined by variously changing the width and height of the protrusion 59, the length of the bottom of the protrusion 59 was set to be approximately the same as the width of the opening 43a from about half the width of the opening 43a. It has been found that stable recording characteristics can be obtained by setting the length between the same length as the length of the base and three times the length.
[0089]
Further, the shape of the protrusion 59 may be a so-called spire shape that is sharp from the bottom side arranged on the upper end 50a of the protrusion plate 50 toward the tip. The protrusion 59 is not limited to a plate shape and may be a rotating body. In this case, the protrusion 59 needs to be formed in a size that does not block the opening 43 a of the recording liquid supply path 43.
[0090]
That is, the protrusion 59 can smoothly move the toner in the recording liquid to the tip of the protrusion 59 when an electric field toward the belt 3 is applied to the recording liquid supplied via the recording liquid supply path 43. It is sufficient if it has a good outer shape and has good wettability (lipophilicity) with the recording liquid. In particular, the protrusion 59 is preferably made of a material having a critical surface tension showing wettability of 25 dyne / cm 2 or more.
[0091]
From the above points, the protruding plate 50 does not necessarily have to be formed by a single plate as in the above-described embodiment, and is configured by a plurality of portions that are independently arranged in each recording liquid supply path 43. Also good. In this case, the projection plate disposed in each recording liquid supply path 43 may be composed of a metal portion located below the opening 43a and an insulating portion located above the opening 43a. That is, any structure having an electrode portion up to substantially the same height as the opening 43a may be used.
[0092]
Further, in the above-described embodiment, the electrode 60 formed on the protruding plate 50 and the electrode 41 formed on the support members 51 and 52 are electrically connected to each other. Different voltages may be applied to drive the electrodes 41 and 60 separately.
[0093]
A partition wall 55 for separating the ink meniscus 47 individually formed near each opening 43a along each protrusion 59 is provided between the two adjacent protrusions 59, that is, between the two adjacent openings 43a. Is provided. Each partition wall 55 has an upper end 55a (upper ends 511 and 521 of the support members 51 and 52) projecting about 50 to 500 μm in the recording paper P direction (upward) from the opening 43a at the tip of each recording liquid supply path 43. .
[0094]
Further, it is desirable that the corners at which the partition wall 55 faces the recording liquid supply path 43 or the recording liquid recovery groove 57 are slightly chamfered or not chamfered at all. That is, by not chamfering the corner portion of the partition wall 55, wetting and spreading of the recording liquid can be prevented at the corner portion, and the cross-linking of the ink meniscus 47 can be prevented.
[0095]
Further, an oil repellent surface that repels the recording liquid may be provided on the upper end 55a of each partition wall 55a. The oil-repellent surface is formed of a material having a critical surface tension of 20 dyne / cm or less, such as fluororesin, fluorine paint, silicone resin, silicone paint, and silicone resin, when an isoparaffin solvent is used as the recording liquid. Good oil repellency (anti-wetting property) can be exhibited. Thus, by providing an oil repellent surface at the upper end 55a of each partition wall 55, it is possible to prevent the adjacent ink meniscus from being cross-linked. Further, by providing the oil repellent surface, it is possible to prevent the ink meniscus 47 from being cross-linked even when the height of the partition wall 55 is the same height as the opening 43 a at the tip of the recording liquid supply path 43.
[0096]
By providing the partition wall 55 configured as described above between the protrusions 59, it is possible to prevent the adjacent ink meniscus 47 from being cross-linked, and to prevent disturbance in the discharge direction of the recording particle droplets and discharge frequency due to the cross-linking of the recording liquid. Recording particle droplets can be stably ejected. Further, each partition wall 55 functions to define both ends of a recording liquid recovery groove 57 provided to be inclined from the edge of each opening 43a toward the outer peripheral surfaces 51c and 52c of each support member 51 and 52.
[0097]
Next, a recording droplet flying operation by the recording head 42 configured as described above will be described. Here, the recording droplet flying operation will be described with reference to FIGS. 7 to 9 in which the configuration corresponding to one pixel of the recording head 42 is simplified.
[0098]
7 is a longitudinal sectional view showing the recording head 420 of one pixel, FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the recording head 420 of FIG. 7 rotated by 90 ° about the vertical axis, and FIG. It is a figure which shows the state which is flying the droplet.
[0099]
First, the recording liquid 70 stored in the recording liquid tank 32 is pumped up by the pump P 1 through the recording liquid supply pipe 34, and the recording liquid 70 is supplied into the recording liquid chamber 53 of the recording head 42. When the inside of the recording liquid chamber 53 is filled with the recording liquid 70, the recording liquid 70 is raised through each recording liquid supply path 43 and overflows from the opening 43 a at the tip of each recording liquid supply path 43.
[0100]
The recording liquid 70 overflowing from the opening 43a of the recording liquid supply path 43 flows out through the recording liquid recovery groove 57 defined by the partition walls 55 provided on both sides of the opening 43a, and the outer peripheral wall 51c of each support member 51, 52. , 52c flows downward. Then, the recording liquid 70 that flows along the outer peripheral walls 51 c and 52 c is recovered to the recording liquid tank 32 via the recording liquid recovery path 45, the filter 46, and the recording liquid recovery pipe 36.
[0101]
When the recording liquid 70 is circulated in the head unit 40 in this way, the recording liquid 70 gets wet along the protrusions 59 of the protrusion plate 50 in the vicinity of the openings 43a of the recording liquid supply paths 43, and the recording liquid 70 An ink meniscus 47 as shown in FIG. 9 is formed by the supply pressure, the surface tension of the recording liquid 70, and the capillary action of the recording liquid recovery groove 57.
[0102]
In this case, the upper end 55a of the partition wall 55 provided between the openings 43a is made higher than the opening 43a, an oil repellent surface is formed on the upper end 55a as necessary, and the corners of the partition wall 55 are not chamfered. Cross-linking of the ink meniscus 47 formed individually in the opening 43a is prevented.
[0103]
In this state where the ink meniscus 47 is formed near the opening 43a, a bias voltage (first voltage) of about 1000 to 1600 volts is applied to each electrode 60 formed on the projection plate 50 via the drive circuit 48. When applied, the electrode 41 provided along the inner surface of the recording liquid supply path 43 is energized and the same voltage is applied, and an electric field (first electric field) from the electrode 41 toward the outer peripheral surface 3a (recording paper P) of the belt 3 is applied. And an electric field (second electric field) from the electrode 60 toward the outer peripheral surface 3a is formed.
[0104]
Due to the influence of the first electric field from the electrode 41 toward the belt 3, the toner 71 in the recording liquid 70 receives an electrostatic repulsive force from the electrode 41, and the toner 71 is at the apex of the ink meniscus 47, that is, the protrusion 59 of the protrusion plate 50. Migrated toward the top. At this time, due to the influence of the second electric field from the electrode 60 toward the belt 3, the toner 71 that migrates toward the apex of the protrusion 59 receives an electrostatic repulsive force from the electrode 60 and is urged away from the protrusion 59. The That is, when the first and second electric fields are combined, an electric field directed vertically upward or slightly outward from the protruding plate 50 is formed.
[0105]
Incidentally, since the ink meniscus 47 is tapered toward the apex, the toner 71 in the recording liquid 70 that is raised in the recording liquid supply path 43 due to the influence of the first and second electric fields is absorbed by the ink meniscus 47. The ink is moved toward the tip of the protrusion 59 along the ink surface, and is aggregated in the vicinity of the tip of the protrusion 59. That is, by providing the electrode 60 that generates the second electric field near the edge of the protrusion 59, the toner 71 in the recording liquid 70 does not move along the protrusion plate 50, and the toner aggregate 74 is formed at the tip of the protrusion 59. Can be formed.
[0106]
As a result, the toner 71 in the recording liquid 70 can be prevented from adhering to the protrusion plate 50, particularly the tip of the protrusion 59, and the recording liquid supply path 43 can be prevented from being clogged by the adhering substance, thereby greatly increasing toner aggregation efficiency. Can be improved.
[0107]
In addition, by providing the electrode 60 that generates the second electric field near the ridge of the protrusion 59, the number of lines of electric force passing through the ink meniscus 47 can be increased, and the toner aggregation efficiency can be greatly improved. The recording frequency by the recording head can be increased. When the recording head 42 of the present embodiment is used, it has been found that a recording frequency of about 2 to 3 times can be achieved as compared with the case where no electrode is provided near the edge of the protrusion.
[0108]
When the toner aggregate 74 is formed at the tip of the protrusion 59 as described above, a larger electrostatic force is applied to the aggregate 74, but here the aggregate 74 does not fly from the ink meniscus 47. The bias voltage is set. Further, the distance between the tips of the electrodes 41 and 60 and the electrode plate 8 (that is, the recording head 42) is set so that the aggregate 74 does not fly when a bias voltage is applied to the electrodes 41 and 60. The distance between the tip 42a and the outer peripheral surface 3a of the belt 3) is set.
[0109]
As another method for forming an electric field from the tip of the electrodes 41 and 60 toward the outer peripheral surface 3a of the belt 3, a method of applying a voltage having a polarity opposite to that of the toner to the belt 3 or the electrode plate 8 is conceivable. Furthermore, when the belt 3 having a coating layer coated on a metal belt is used, a desired electric field can be formed by charging the belt 3 to a predetermined potential in advance by corona charging or the like. In this case, there is an advantage that a complicated circuit for applying the ejection voltage superimposed on the bias voltage can be omitted.
[0110]
On the other hand, the carrier liquid 72 separated from the toner 71 by applying a bias voltage to the electrodes 41 and 60 is not moved toward the apex of the ink meniscus 47, but is transferred to the ink meniscus 47 via the recording liquid recovery groove 57. It flows out from the hem. That is, the carrier liquid 72 has negative ions due to the mutual charging action with the toner 71 (positive polarity), and is not raised by the electric field acting on the ink meniscus 47. Therefore, the carrier liquid 72 separated from the toner 71 is forced from the bottom of the ink meniscus 47 by the surface tension of the recording liquid 70 (capillary action of the recording liquid collecting groove 57), gravity, and the electrostatic suction force that is partially generated. Spilled.
[0111]
As a discharge path for the carrier liquid 72, it is desirable that the recording liquid recovery groove 57 formed adjacent to each opening 43a has a shape that can efficiently discharge the carrier liquid 72 separated by the aggregation of the toner 71. By efficiently discharging the carrier liquid 72, the ink meniscus 47 can be stabilized, the toner ejection state can be stabilized, the recording speed can be increased, and the ejection frequency can be further increased.
[0112]
The recording liquid recovery grooves 57 may be provided only on one side without being provided on both sides of the opening 43a. However, it is desirable to provide the recording liquid collection grooves 57 on both sides in order to maintain the symmetry of the ink meniscus. Further, in order to efficiently discharge the carrier liquid 72, it is desirable that the edge between the recording liquid supply path 43 and the recording liquid recovery groove 57 be chamfered. However, as in the present embodiment, the tip of the electrode 41 It is good also as an exposed structure. Thus, a strong electric field can be generated by exposing the tip of the electrode 41 at the edge of the opening 43a.
[0113]
As described above, in the state where the toner 71 and the carrier liquid 72 are separated, the discharge voltage (second voltage) from the drive circuit 48 is selective to the electrode 60 (and 41) selected according to the image signal. Is applied in a superimposed manner. The ejection voltage applied in a superimposed manner is about 100 to 800 volts, and a stronger electric field is generated in the ink meniscus 47 near the opening 43a having the electrode 60 (41) to which the ejection voltage is selectively applied than when a bias voltage is applied. Is done.
[0114]
Due to this electric field, an electrostatic force stronger than the binding force such as surface tension acting on the toner aggregate 74 acts on the toner aggregate 74, and the toner aggregate 74 as recording particles is separated from the ink meniscus 47 to be separated from the belt 3. Are ejected as recording particle droplets 76 toward the outer peripheral surface 3a. Thereby, dots (toner images) are formed by the recording particle droplets 76 on the outer peripheral surface 3a, and a desired image is formed on the outer peripheral surface 3a.
[0115]
As described above, according to the recording head 42 of the present embodiment, the electrodes 60 are provided near the ridges of the protrusions 59 protruding from the openings 43a, and the electrodes in the recording liquid supply path 43 are connected to the electrodes 60, respectively. The same voltage as 41 is applied. Accordingly, it is possible to prevent an electric field from being generated toward the tip of the projection plate 50, particularly the projection 59, and to prevent the toner from sticking to the projection plate 50. Thereby, the aggregation efficiency of the toner can be improved, and a high recording frequency can be obtained.
[0116]
Further, according to the recording head 42 of the present embodiment, the carrier liquid 72 separated from the toner 71 can be forcibly discharged through the recording liquid collection groove 57, so that the separation between the toner 71 and the carrier liquid 72 is efficiently performed. In addition, the aggregation efficiency of the toner 71 can be increased, and the ejection frequency of the recording particle droplets 76 can be increased. For example, in the recording head 42 described above, an ejection frequency of 500 to 1 kilohertz could be achieved. This discharge frequency tended to increase as the diameter of the opening 43a of the recording liquid supply path 43 was reduced, and the discharge frequency when the opening diameter was set to 100 μm was 2 kilohertz.
[0117]
Further, the partition wall 55 defining both sides of the recording liquid collecting groove 57 and the oil repellent surface provided on the upper surface 55a can prevent the ink meniscus 47 formed in each opening 43a from being cross-linked, and the recording particle droplet 76. Undesirable vibration of the ink meniscus 47 and disturbance in the ejection direction that occur during the flight of the ink can be prevented, stable recording can be performed, and a high-quality image can be formed.
[0118]
Further, it is known that the diameter of the recording particle droplet 76 flying from the opening 43a is changed depending on the magnitude of the applied discharge voltage and the application time, and the recording liquid 70 containing the toner 71 having an average particle diameter of 1 μm is used. When used, when the discharge voltage is changed to 150 to 600 volts, the diameter of the recording particle droplet 76 changes in the range of about 15 to 120 μm. Further, when the signal voltage application time is changed by 50 to 500 microseconds (at the recording frequency of 1 KHz), a change of 10 μm to 300 μm is shown. In this way, by adjusting the applied voltage and time, the particle diameter of the recording particle droplet 76 can be changed, so that the recording particle droplet 76 having a small particle diameter can be caused to fly from the large opening 43a. Clogging of the recording liquid supply path 43 due to drying can be prevented and high density recording is possible.
[0119]
Note that the openings 43a of the recording head 42 described above are provided at a density of about 1 to 2 within 1 mm. However, by arranging a plurality of recording heads 42 while shifting the positions of the openings 43a, the number of the openings 43a can be increased. An opening 43a can be provided. Thereby, a recording head having a desired recording density can be achieved.
[0120]
In addition, according to the recording head 42, a toner aggregate that is a solid or semi-solid component is separated from a recording liquid and formed as a recording image without forming a liquid as a recording image unlike a conventional ink jet printer. Can do. For this reason, the toner image formed by the recording particle droplets reaching the outer peripheral surface 3a of the belt 3 flows, or penetrates between the fibers of the recording paper P by capillary action after the toner image is transferred onto the recording paper P. Thus, image defects such as so-called feathering that ooze out do not occur. Note that the carrier liquid and the toner are separated when the recording particle droplets are discharged, but they are not completely separated from each other by 100%. The toner reaches the belt 3 while being wetted by the carrier liquid. However, since the accompanying carrier liquid is small, the fluidity is lost when the recording particle droplet reaches the outer peripheral surface 3a of the belt 3, so that the toner image does not flow. For this reason, it is possible to record a sharp image even on a non-absorptive receiver such as metal or plastic, and when sequentially forming each color image according to the color-separated image signal, It is not necessary to dry the image for each color, and the next color can be immediately superimposed. Therefore, it is suitable for high-speed recording as compared with the conventional inkjet.
[0121]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible within the scope of this invention. For example, in the above-described embodiment, the example in which the belt 3 is used as the image forming medium has been described. However, the present invention can also be applied to a recording apparatus that directly forms an image on recording paper or the like.
[0122]
Moreover, in the said embodiment, although it was set as the structure which clamped the projection plate 50 with a pair of support members 51 and 52, as shown in FIG. 10, a support member is provided only in the one side of the projection plate 50, and it is from a perpendicular direction. It can also be set as the structure inclined to the support member side at the angle between right side. Even in this case, the same effect as that of the above embodiment could be obtained.
[0123]
Further, the shape of the opening 43a at the tip of the recording liquid supply path 43 does not need to be a square, and the cross-sectional shape of the electrode 41 is a well type or a lower electric field at the center of the opening 43a, that is, the tip of the protrusion 59. Any structure that forms a ring-shaped (doughnut-shaped) electric field may be used. That is, it is only necessary to have a shape that substantially surrounds the ridges of the protrusion 59. Specifically, all cross-sectional shapes such as a circular shape (ring shape) and an elliptical shape are possible. Further, a discontinuous (partial) electrode arrangement such as a U-shape, a parallel plate shape, or a stripe shape may be used without covering the entire opening end with an electrode.
[0124]
Further, the tip of the electrode 60 formed on the protruding plate 50 is not necessarily arranged at the same height as the upper end 50a of the protruding plate 50, and may be arranged at a position slightly higher than the upper end 50a of the protruding plate 50. good.
[0125]
In each of the above-described embodiments, the width of the partition wall 55 (distance between adjacent openings) is drawn as the same level as that of the opening 43a. However, the present invention is not limited to this and can be made smaller. Is possible. In this case, in addition to making the height of the partition wall 55 sufficiently high, by sharpening all the corners of the partition wall 55, the effect of cutting off the spread of the recording liquid is increased. When the partition wall 55 is formed of a polycarbonate resin or the like using a recording liquid having a surface tension of about 18 to 30 millinewtons / meter used in the present invention, the corner portion of the partition wall 55 has a chamfer of 100 microns or less and a curved surface. In this case, when the radius is 100 microns or less, the ink meniscus is not crosslinked between the adjacent openings 43a during normal recording.
[0126]
Furthermore, the arrangement direction of the protrusion 59 may be set to a direction different from the above-described embodiments by 90 degrees, and the shape of the protrusion 59 can be appropriately selected. If the bottom of the protrusion 59 is made smaller, the base of the ink meniscus formed around the protrusion becomes smaller and the recording liquid does not easily spread on the partition wall. However, since the amount of toner aggregation decreases, it should be adjusted according to the purpose. It is. Further, in the above embodiment, the protrusion 59 is formed with the protrusion plate 50 so as to be integrated with high accuracy. However, the size and structure of the protrusion 59 is divided into a plurality of parts or disposed only in the opening. Various modifications can be made. In the embodiment, all the protrusions are arranged in the central portion of the electrode. However, this is shown as a preferable arrangement example, and although the recording effect is somewhat reduced, one side of the groove is used in order to simplify the device structure. It is also included in the gist of the present invention to arrange protrusions on the surface.
[0127]
Furthermore, in the present embodiment, a bias voltage is applied to the electrode 60. However, a bias voltage may be applied to the electrode plate 8 (or belt 3) as a counter electrode. And a bias voltage sufficient to record between the belt 41 and the belt 3 may be applied.
[0128]
【The invention's effect】
As described above, since the image forming apparatus of the present invention has the above-described configuration and operation, a high recording frequency can be obtained and stable recording can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an ink jet printer as an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a recording unit incorporated in the ink jet printer of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a recording head according to the first embodiment incorporated in the recording unit of FIG. 2;
4 is a perspective view showing the recording head knit of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a support member that constitutes the recording head of FIG. 4;
6 is a plan view showing a protruding plate incorporated in the recording head of FIG. 4. FIG.
7 is a cross-sectional view schematically showing a configuration corresponding to one pixel of the recording head of FIG. 4. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the recording head of FIG. 7 rotated 90 °.
FIG. 9 is a diagram for explaining a recording droplet flying operation by the recording head of FIG. 7;
FIG. 10 is a sectional view showing a recording head according to a second embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Inkjet printer,
3 ... Belt,
3a ... outer peripheral surface,
8 ... Electrode plate,
10 ... Recording device,
15 ... transfer roller,
30 ... Recording unit,
41, 60 ... electrodes,
42 ... recording head,
43. Recording liquid supply path,
43a ... opening,
47 ... Ink meniscus,
48 ... Drive circuit,
50 ... projection plate,
51, 52 ... support members,
51a ... groove,
57. Recording liquid recovery groove,
59 ... Protrusions.

Claims (7)

帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散して成る記録液を収容する収容手段と、
開口を有するとともに、この開口を被画像形成媒体から所定距離離間した位置に配置し、前記記録液を流通させるインク流路と、
上記インク流路内に設けられた第１電極と、
上記開口から上記被画像形成媒体に向けて突出した先端を有する絶縁性のガイド部材と、
前記ガイド部材上に前記第１電極と対向して設けられ、上記開口と略同じ高さまで延びた先端を有する第２電極と、
前記収容手段内に収容された記録液を上記インク流路を通して上記開口へ供給する供給手段と、
所定の画像信号に従って上記第１および第２電極に電圧を印加することにより、上記開口付近に供給された記録液中の色剤粒子を凝集させ、この凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する電圧印加手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。Storage means for storing a recording liquid obtained by dispersing charged colorant particles in an insulating liquid;
An ink channel that has an opening and is arranged at a position spaced apart from the image forming medium by a predetermined distance to distribute the recording liquid;
A first electrode provided in the ink flow path;
An insulating guide member having a tip protruding from the opening toward the image forming medium;
A second electrode provided on the guide member so as to face the first electrode and having a tip extending to substantially the same height as the opening;
Supply means for supplying the recording liquid stored in the storage means to the opening through the ink flow path;
By applying a voltage to the first and second electrodes according to a predetermined image signal, the colorant particles in the recording liquid supplied near the opening are aggregated, and the aggregated colorant particles are aggregated into the insulating liquid. Voltage applying means for separating and discharging from the image forming medium to form an image,
An image forming apparatus comprising: 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散して成る記録液を収容する収容手段と、
開口を有するとともに、この開口を被画像形成媒体から所定距離離間した位置に配置し、前記記録液を流通させるインク流路と、
上記インク流路内に設けられた第１電極と、
上記開口から上記被画像形成媒体に向けて突出した先端を有する絶縁性のガイド部材と、
前記ガイド部材上に前記第１電極と対向して設けられ、上記開口と略同じ高さまで延びた先端を有する第２電極と、
前記収容手段内の記録液を上記インク流路を通して上記開口へ供給する供給手段と、
所定の画像信号に従って上記第１および第２電極に電圧を印加することにより、上記記録液中の色剤粒子を凝集させ、この凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する電圧印加手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。Storage means for storing a recording liquid obtained by dispersing charged colorant particles in an insulating liquid;
An ink channel that has an opening and is arranged at a position spaced apart from the image forming medium by a predetermined distance to distribute the recording liquid;
A first electrode provided in the ink flow path;
An insulating guide member having a tip protruding from the opening toward the image forming medium;
A second electrode provided on the guide member so as to face the first electrode and having a tip extending to substantially the same height as the opening;
Supply means for supplying the recording liquid in the storage means to the opening through the ink flow path;
By applying a voltage to the first and second electrodes in accordance with a predetermined image signal, the colorant particles in the recording liquid are aggregated, and the aggregated colorant particles are separated and discharged from the insulating liquid. Voltage applying means for forming an image on the image forming medium;
An image forming apparatus comprising: 被画像形成媒体から所定距離離間した位置に開口を形成し、上記開口に連通するインク流路を構成する絶縁性の支持部材と、
上記インク流路の内面に沿って上記開口まで延びて設けられた第１電極と、
上記インク流路内に設けられ、上記開口から上記被画像形成媒体に向けて所定の長さで突出した先端を有する絶縁性のガイド部材と、
上記ガイド部材の表面に沿って設けられ、上記開口と略同じ高さまで延びた先端を有する第２電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散して成る記録液を上記インク流路を介して上記開口へ供給し、上記ガイド部材による記録液の濡れ上がりにより上記開口から上記被画像形成媒体に向って突出したメニスカスを形成する供給手段と、
所定の画像信号に従って上記第１および第２電極に電圧を印加することにより、上記メニスカスの中心から外側に向う電界を形成し、上記記録液中の色剤粒子を上記メニスカスの液面に沿って上記メニスカスの先端に向けて泳動せしめて凝集させ、上記メニスカスの先端に凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。An insulating support member that forms an opening at a position separated from the image forming medium by a predetermined distance and constitutes an ink flow path communicating with the opening;
A first electrode provided extending along the inner surface of the ink flow path to the opening;
An insulating guide member provided in the ink flow path and having a tip projecting from the opening toward the image forming medium with a predetermined length;
A second electrode provided along the surface of the guide member and having a tip extending to substantially the same height as the opening;
A recording liquid in which charged colorant particles are dispersed in an insulating liquid is supplied to the opening via the ink flow path, and the recording liquid wets and rises from the opening to the image forming medium through the guide member. Supply means for forming a meniscus protruding toward the
By applying a voltage to the first and second electrodes in accordance with a predetermined image signal, an electric field directed outward from the center of the meniscus is formed, and the colorant particles in the recording liquid are moved along the liquid surface of the meniscus. Image forming means for causing migration toward the tip of the meniscus to aggregate, and separating and discharging the colorant particles aggregated at the tip of the meniscus from the insulating liquid to form an image on the image forming medium;
An image forming apparatus comprising: 被画像形成媒体から所定距離離間した面内に複数の開口を形成し、上記各開口にそれぞれ連通する複数のインク流路を構成する絶縁性の支持部材と、
上記各インク流路の内面に沿って互いに独立して設けられ、上記各開口まで延びた先端を有する複数の第１電極と、
上記各開口から上記被画像形成媒体に向けて所定の長さで突出した複数の突起を有する絶縁性のガイド部材と、
上記ガイド部材上に上記各第１電極とそれぞれ対向して上記各インク流路内に設けられ、上記各開口と略同じ高さまで延びた先端を有する複数の第２電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散して成る記録液を上記各インク流路を介して上記各開口へ供給する供給手段と、
上記全ての第１および第２電極に第１の電圧を印加することにより、上記各開口付近に供給された記録液中の色剤粒子を上記突起の先端近くに凝集させ、所定の画像信号に応じて選択された第１および第２電極に上記第１の電圧より高い第２の電圧を選択的に印加することにより、凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する電圧印加手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。An insulating support member which forms a plurality of openings in a plane spaced apart from the image forming medium by a predetermined distance and constitutes a plurality of ink flow paths respectively communicating with the openings;
A plurality of first electrodes provided independently of each other along the inner surface of each ink flow path and having tips extending to the respective openings;
An insulating guide member having a plurality of protrusions protruding from the openings toward the image forming medium with a predetermined length;
A plurality of second electrodes provided in the ink flow paths so as to face the first electrodes on the guide member and having tips extending to substantially the same height as the openings;
A supply means for supplying a recording liquid in which charged colorant particles are dispersed in an insulating liquid to the openings through the ink channels;
By applying a first voltage to all of the first and second electrodes, the colorant particles in the recording liquid supplied near the openings are aggregated near the tips of the protrusions to generate predetermined image signals. By selectively applying a second voltage higher than the first voltage to the first and second electrodes selected accordingly, the agglomerated colorant particles are separated and discharged from the insulating liquid, thereby causing the object to be covered. Voltage applying means for forming an image on the image forming medium;
An image forming apparatus comprising: 被画像形成媒体から所定距離離間した面内に複数の開口を形成し、上記各開口にそれぞれ連通する複数のインク流路を構成する絶縁性の支持部材と、
上記各インク流路の内面に沿って互いに独立して設けられ、上記各開口まで延びた先端を有する複数の第１電極と、
上記各開口から上記被画像形成媒体に向けて所定の長さで突出した複数の突起を有する絶縁性のガイド部材と、
上記ガイド部材上に上記各第１電極とそれぞれ対向して上記各インク流路内に設けられ、上記各開口と略同じ高さまで延びた先端を有する複数の第２電極と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散して成る記録液を上記各インク流路を介して上記各開口へ供給する供給手段と、
上記各開口の間で上記支持部材から上記被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を仕切るための複数の隔壁と、
上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を回収する回収手段と、
隣接した上記各隔壁間に設けられ、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を上記回収手段へ導くための複数の回収路と、
上記全ての第１および第２電極に第１の電圧を印加することにより、上記各開口付近に供給された記録液中の色剤粒子を上記突起の先端近くに凝集させ、所定の画像信号に応じて選択された第１および第２電極に上記第１の電圧より高い第２の電圧を選択的に印加することにより、凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する電圧印加手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。An insulating support member which forms a plurality of openings in a plane spaced apart from the image forming medium by a predetermined distance and constitutes a plurality of ink flow paths respectively communicating with the openings;
A plurality of first electrodes provided independently of each other along the inner surface of each ink flow path and having tips extending to the respective openings;
An insulating guide member having a plurality of protrusions protruding from the openings toward the image forming medium with a predetermined length;
A plurality of second electrodes provided in the ink flow paths so as to face the first electrodes on the guide member and having tips extending to substantially the same height as the openings;
A supply means for supplying a recording liquid in which charged colorant particles are dispersed in an insulating liquid to the openings through the ink channels;
A plurality of partitions projecting from the support member toward the image forming medium between the openings, and partitioning the recording liquid supplied to the openings by the supply unit;
A recovery means for recovering the recording liquid supplied to the openings by the supply means;
A plurality of recovery passages provided between the adjacent partition walls for guiding the recording liquid supplied to the openings by the supply means to the recovery means;
By applying a first voltage to all of the first and second electrodes, the colorant particles in the recording liquid supplied near the openings are aggregated near the tips of the protrusions to generate predetermined image signals. By selectively applying a second voltage higher than the first voltage to the first and second electrodes selected accordingly, the agglomerated colorant particles are separated and discharged from the insulating liquid, thereby causing the object to be covered. Voltage applying means for forming an image on the image forming medium;
An image forming apparatus comprising: 複数の溝を有し、上記各溝の先端が上記被画像形成媒体から所定距離離間した面内に複数の開口を形成し、上記各溝の表面に上記各開口まで延びた複数の第１電極を配置してなる互いに対向する第１および第２の支持部材と、
上記各開口から所定の長さで上記被画像形成媒体に向けて突出した複数の突起をその上端に有するとともに、上記第１および第２の支持部材により挟持された状態で、上記各第１電極に電気的に導通されるとともに、上記各開口と略同じ高さまで延びた先端、および上記第１および第２の支持部材の外部で上記各第１電極に対応した複数の接続端子を形成した基端を有する複数の第２電極をその表面に有したガイド部材と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなる記録液を上記各溝を介して上記各開口へ向けて供給する供給手段と、
上記各開口の間で上記第１および第２の支持部材から上記被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を仕切るための複数の隔壁と、
上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を回収する回収手段と、
隣接した上記各隔壁間に設けられ、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を上記回収手段へ導くための複数の回収路と、
上記各接続端子を介して上記全ての第１および第２電極に第１の電圧を印加することにより、上記開口付近に供給された記録液中の色剤粒子を上記突起の先端近くに凝集させ、所定の画像信号に応じて選択された第１および第２電極に導通された接続端子に上記第１の電圧より高い第２の電圧を選択的に印加することにより、凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する電圧印加手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。A plurality of first electrodes each having a plurality of grooves, each of which has a plurality of openings formed in a plane spaced from the image forming medium by a predetermined distance, and extending to the surface of each groove. First and second support members facing each other,
Each of the first electrodes has a plurality of protrusions protruding from the openings toward the image forming medium with a predetermined length at the upper end and sandwiched between the first and second support members. And a base formed with a plurality of connection terminals corresponding to the first electrodes outside the first and second support members, and a tip extending to substantially the same height as the openings. A guide member having a plurality of second electrodes having ends on its surface;
Supply means for supplying a recording liquid obtained by dispersing charged colorant particles in an insulating liquid toward the openings through the grooves;
A plurality of partition walls projecting from the first and second support members toward the image forming medium between the openings and partitioning the recording liquid supplied to the openings by the supply means; ,
A recovery means for recovering the recording liquid supplied to the openings by the supply means;
A plurality of recovery passages provided between the adjacent partition walls for guiding the recording liquid supplied to the openings by the supply means to the recovery means;
By applying a first voltage to all the first and second electrodes via the connection terminals, the colorant particles in the recording liquid supplied near the opening are aggregated near the tip of the protrusion. The colorant particles aggregated by selectively applying a second voltage higher than the first voltage to a connection terminal connected to the first and second electrodes selected in accordance with a predetermined image signal A voltage applying means for separating and discharging the liquid from the insulating liquid to form an image on the image forming medium;
An image forming apparatus comprising: 被画像形成媒体から所定距離離間した位置にそれぞれ開口を形成した先端を有する複数の溝が形成された対向面を有し、上記各溝の表面に上記各開口まで延びているとともに上記対向面に露出した複数の第１電極を有する絶縁性の支持部材と、
上記支持部材の対向面に近接対向した面を有し、この面上に、上記各第１電極に電気的に導通されるとともに、上記各開口と略同じ高さまで延びた先端、および上記支持部材の外部で上記各第１電極に対応した複数の接続端子を形成した基端を有する複数の第２電極を有し、上記被画像形成媒体に対向した上端に、上記各開口から所定の長さで上記被画像形成媒体に向けて突出した複数の突起を有する絶縁性のガイド部材と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなる記録液を上記各溝を介して上記各開口へ向けて供給し、上記ガイド部材の各突起による記録液の濡れ上がりにより上記各開口から上記被画像形成媒体に向って突出した複数のメニスカスを形成する供給手段と、
上記各開口の間で上記支持部材から上記被画像形成媒体に向けて突設され、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を仕切るための複数の隔壁と、
上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を回収する回収手段と、
隣接した上記各隔壁間に設けられ、上記供給手段にて上記各開口へ供給された記録液を上記回収手段へ導くための複数の回収路と、
上記各接続端子を介して上記全ての第１および第２電極に第１の電圧を印加することにより、上記記録液中の色剤粒子を上記各メニスカスの液面に沿って上記各メニスカスの先端に向けて泳動せしめて凝集させ、所定の画像信号に応じて選択された第１および第２電極に導通された接続端子に上記第１の電圧より高い第２の電圧を選択的に印加することにより、上記画像信号に応じて選択された第１および第２電極に対応するメニスカスの先端に凝集された色剤粒子を上記絶縁性液体から分離吐出させて上記被画像形成媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。A counter surface having a plurality of grooves each having a tip formed with an opening at a predetermined distance from the image forming medium; the surface of each groove extends to each of the openings; An insulating support member having a plurality of exposed first electrodes;
A front surface that is close to and opposed to the opposing surface of the support member, and is electrically connected to the first electrode on the surface and extends to substantially the same height as the openings; and the support member A plurality of second electrodes having base ends on which a plurality of connection terminals corresponding to the first electrodes are formed outside, and a predetermined length from the openings at the upper end facing the image forming medium. An insulating guide member having a plurality of protrusions protruding toward the image-forming medium,
A recording liquid in which charged colorant particles are dispersed in an insulating liquid is supplied to the openings through the grooves, and the recording liquid is wetted by the protrusions of the guide member, so that the recording liquid is wetted from the openings. Supply means for forming a plurality of meniscuses protruding toward the image forming medium;
A plurality of partitions projecting from the support member toward the image forming medium between the openings, and partitioning the recording liquid supplied to the openings by the supply unit;
A recovery means for recovering the recording liquid supplied to the openings by the supply means;
A plurality of recovery passages provided between the adjacent partition walls for guiding the recording liquid supplied to the openings by the supply means to the recovery means;
By applying a first voltage to all of the first and second electrodes via the connection terminals, the colorant particles in the recording liquid are allowed to move along the liquid surface of the meniscus and the tip of each meniscus. The second voltage higher than the first voltage is selectively applied to the connection terminal connected to the first and second electrodes selected according to a predetermined image signal. Thus, the colorant particles aggregated at the tip of the meniscus corresponding to the first and second electrodes selected in accordance with the image signal are separated and discharged from the insulating liquid to form an image on the image forming medium. Image forming means for
An image forming apparatus comprising:
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