JPH09254372A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、高い記録周波数を有し、高濃度で
良質な画像を安定して形成できる画像形成装置を提供す
る。 【解決手段】インクジェットプリンタの記録ヘッド４２
は、内面に複数の溝５１ａを形成した一対の支持部材５
１、５２と、支持部材５１、５２の間に挟持され、先端
に複数の突起５９を並んで有するガイドフィルムと、を
有している。突起５９は、一対の支持部材５１、５２を
組合わせた際に形成された開口５６に対応して設けら
れ、開口５６から突出した尖鋭な先端を有している。各
開口５６の間には、開口５６より突出した隔壁５５が設
けられ、隣接した隔壁５５の間であって、開口５６の縁
から支持部材の外周面に向って傾斜したインク回収溝５
７が形成されている。トナーから分離されたキャリア液
は、インク回収溝５７の毛管作用により吸引されて排出
され、インクメニスカスが安定して維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、色剤粒子を絶縁
性液体キャリアに分散させてなるインクに静電気力を作
用させ、インク滴を記録媒体上に飛翔させて画像を形成
する画像形成装置に関する。

【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、染料性インク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
使用を可能とする記録方法として、特開昭６２−５２８
２号においてこの問題を解決する基礎となる提案が為さ
れている。これは絶縁性の溶媒中に帯電性粒子（トナ
ー）を分散した記録液を電極を配置した開口部に案内す
ると共に、対向する記録媒体に近接させて記録媒体と開
口部との間に電界を形成することにより、記録液中から
帯電粒子のみを分離吐出させることにより、画像を形成
するものである。これは液体中から固形粒子を分離吐出
させて非接触記録を可能とするもので利用価値の高い技
術である。

【０００４】また、色剤として顔料粒子の使用を可能と
し、染料性インクの上記問題点を解決した画像形成装置
がＷＯ９３／１１８６６号公報に開示されている。この
装置は、導電性のインク供給チューブを具備し、インク
供給チューブとこの先端に対向する対向電極との間に電
圧が付与される。そして、インク供給チューブの電位と
同極性に帯電した顔料粒子（以下帯電トナーと称する）
を含むインクがインク供給チューブに供給される。

【０００５】インク内の帯電トナーは、インク供給チュ
ーブの先端近傍の吐出ポイントで、対向電極から静電吸
引力を受け半円球状のインクメニスカスを形成する。し
かし、インクの溶媒の表面張力によりトナーはインクメ
ニスカスから飛翔することができず、インクメニスカス
の先端に留まる。この様にして、多くのトナーがインク
メニスカスの先端に集まり、凝集物となる。インク供給
チューブと対向電極との間の電圧を更に上げると、イン
クの溶媒の表面張力よりも静電吸引力が勝り、インクメ
ニスカスからトナー凝集物が飛翔する。

【０００６】上述の飛翔原理に基づく画像形成装置で
は、従来のインクジェット記録のような飛翔小滴サイズ
を決定するノズルがないため、顔料粒子を用いることが
できる。このため、従来のインクジェットプリンタの問
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】しかしこれらの装置、
技術においては、問題も多く残している。まず、特開昭
６２−５２８２号においては、個々の記録画素に対応す
る開口部にメニスカスを形成するための手段や電気信号
を送るための手段などの具体的な手段が開示されておら
ずインクジェット技術として利用するには不十分なもの
である。

【０００８】また、ＷＯ９３／１１８６６号による画像
形成技術に於いては、吐出ポイントに三角形の電極を利
用しているため、先端の電界が最も強くなる。このた
め、供給される帯電粒子であるトナーは電極に印加され
るバイアス電圧と同極性であるために反発力を受けて吐
出点である先端に到達することができないか、できても
極めて遅く微小となるために、記録が途絶えたり、急激
に記録ドット（画素）が小さくなったりする。また、こ
のため記録周波数も極めて不安定である等の問題を有し
ている。

【０００９】また、スリット構造ではその内部でインク
が繋がっているため、特定の電極からインクを吐出させ
た時に発生する振動が他に及んだり、吐出した電極上の
メニスカス自身も不要な振動を生じてしまいインクの吐
出方向が変化して不鮮明な画像を生じる等の問題が生じ
る。更に重大なことにスリット内部に配列された電極に
電圧が印加されると、近傍の帯電着色粒子が反発されて
移動、局在化して電極以外の部分に沈着凝集してしまう
ことが判明した。このため有効な着色粒子が失われた
り、時に開口部を塞いでしまう問題を引き起こし、継続
して使用することができない等の多くの問題を抱えてい
た。

【００１０】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、高濃度で良質
な画像を安定して形成できる画像形成装置を提供するこ
とにある。

【００１１】

【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インクを、記録媒体から
所定距離離間して配置された複数の吐出位置へ供給する
供給手段と、上記各吐出位置間で上記記録媒体に向けて
設けられ、上記供給手段にて上記各吐出位置へ供給され
たインクを仕切るための複数の隔壁と、上記供給手段に
て上記各吐出位置へ供給されたインクを回収する回収手
段と、隣接した上記隔壁間に設けられ、上記供給手段に
て上記各吐出位置へ供給されたインクを上記回収手段へ
導くための複数の回収路と、画像信号に応じて選択され
た吐出位置から上記記録媒体に向う電界を形成し、上記
選択された吐出位置において上記インク内の色剤粒子を
凝集し、凝集した色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔
させる記録手段と、を備えている。

【００１２】上記画像形成装置によると、記録媒体から
所定距離離間した複数の吐出位置へインクを供給し、各
吐出位置へ供給したインクを回収路を介して回収する。
各吐出位置の間にはインクを仕切るための隔壁が設けら
れ、各隔壁の間に回収路が形成されている。このように
インクを吐出位置へ供給した状態で、画像信号に応じて
選択された吐出位置から記録媒体に向かう電界を形成
し、この吐出位置において色剤粒子を凝集し、凝集した
色剤粒子を記録媒体に向けて飛翔させる。

【００１３】上記のように、各吐出位置の間に隔壁を設
けることにより、各吐出位置から選択的にインク内の色
剤粒子を飛翔させる際に、隣接した吐出位置に振動が伝
達されることを防止でき、色剤粒子の安定した吐出が可
能となる。また、各隔壁の間に回収路を形成したことに
より、色剤粒子の凝集に伴い色剤粒子が分離されたキャ
リア液を効率良く回収できるため、色剤粒子の凝集効率
を高めることができ、吐出周波数を高めて高濃度で良質
な画像を形成できる。

【００１４】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インクを、記
録媒体から所定距離離間して配置された複数の吐出位置
へ供給する供給手段と、上記各吐出位置から上記記録媒
体に向けて突出して設けられた複数の突起と、上記各吐
出位置間で上記記録媒体に向けて設けられ、上記供給手
段にて上記各吐出位置へ供給されたインクを仕切るため
の複数の隔壁と、上記供給手段にて上記各吐出位置へ供
給されたインクを回収する回収手段と、隣接した上記隔
壁間に設けられ、上記供給手段にて上記各吐出位置へ供
給されたインクを上記回収手段へ導くための複数の回収
路と、画像信号に応じて選択された吐出位置から上記記
録媒体に向う電界を形成し、上記選択された吐出位置に
おいて上記突起の先端近くに上記インク内の色剤粒子を
凝集し、凝集した色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔
させる記録手段と、を備えている。

【００１５】上記画像形成装置によると、各吐出位置に
記録媒体に向けて突出した突起が設けられている。この
ように、各吐出位置に突起を設けることにより、インク
の濡れ上りにより色剤粒子の凝集効率を更に高めること
ができ、色剤粒子の吐出位置を更に安定させることがで
きる。

【００１６】また、この発明の画像形成装置は、互いに
対向するように配置された第１および第２の支持部材
と、前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成
され、前記第１および第２の支持部材とを近接対向させ
た状態において、その先端に開口を形成する複数の溝
と、前記複数の溝の表面に設けられた複数の電極と、前
記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成され、
前記複数の溝の間を仕切る隔壁と、帯電した色剤粒子を
絶縁性液体中に分散してなるインクを前記溝を介して前
記開口へ向けて供給する供給手段と、前記開口へ向けて
供給されたインク中の色剤粒子を前記開口部近傍におい
て、凝集させる凝集手段と、前記凝集手段により、凝集
した色剤粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段
と、前記隔壁間に設けられ、前記開口からインクを所定
の方向に排出させるインク回収路と、前記インク回収路
から排出されたインクを回収する回収手段とを備えてい
る。

【００１７】更に、この発明の画像形成装置は、互いに
対向するように配置された第１および第２の支持部材
と、前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成
され、前記第１および第２の支持部材とを近接対向させ
た状態において、その先端に開口を形成する複数の溝
と、前記複数の溝の表面に設けられた複数の電極と、帯
電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなるインクを
前記溝を介して前記開口へ向けて供給する供給手段と、
記録媒体と対向して設けられた複数の突起部を有すると
ともに、前記第１および第２の支持部材とに挟持され、
インクを所定の位置にガイドするガイド部材と、前記第
１および第２の支持部材の各対向面上に形成され、前記
複数の溝の間を仕切る隔壁と、前記開口へ向けて供給さ
れたインク中の色剤粒子を前記開口近傍において、凝集
させる凝集手段と、前記凝集手段により、凝集した色剤
粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段と、前記隔
壁間に設けられ、前記開口からインクを所定の方向に排
出させるインク回収路と、前記インク回収路から排出さ
れたインクを回収する回収手段と、を備えている。

【００１８】

【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。図１に示すよ
うに、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、記録媒体としての記録紙
Ｐを保持するとともに所定方向に搬送するための円筒形
のプラテンローラ４が設けられている。プラテンローラ
４は、導電性材料から成り、接地され、或いは必要に応
じて所定の電位が与えられて対向電極として作用する。

【００１９】ハウジング２の図中右側上方には、複数枚
の記録紙Ｐを集積した給紙カセット６が設けられてい
る。給紙カセット６は、傾斜した状態でハウジング２に
装着され、その先端がハウジング２内に位置している。
給紙カセット６の先端に隣接した位置には、給紙カセッ
ト６内に集積した最上端の記録紙Ｐから順に一枚づつ取
出すための給紙ローラ８が設けられている。

【００２０】給紙ローラ８の下流側の記録紙Ｐ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１０ａ、１０ｂが設けられている。また、搬送
ガイド１０ａ、１０ｂの下流側には、搬送ガイド１０
ａ、１０ｂを介して搬送された記録紙Ｐを挟持してプラ
テンローラ４の外周面の再下端に向けて搬送する一対の
搬送ローラ１２が設けられている。更に、搬送ローラ１
２とプラテンローラ４の最下端との間には、搬送ローラ
１２により搬送された記録紙Ｐをガイドする一対の搬送
ガイド１４ａ、１４ｂが設けられている。

【００２１】搬送路の下側の搬送ガイド１４ｂとプラテ
ンローラ４の再下端との間には、記録紙Ｐをプラテンロ
ーラ４の外周面に押し付けて記録紙Ｐをプラテンローラ
４の外周面に密着させるための案内ローラ１５が設けら
れている。また、案内ローラ１５に対してプラテンロー
ラ４の最下端を挟んだ位置、即ちプラテンローラ４の下
流側には、案内ローラ１５と共働する案内ローラ１６が
設けられている。これら一対の案内ローラ１５、１６に
より記録紙Ｐがプラテンローラ４の外周面に密着されて
搬送されるようになっている。

【００２２】プラテンローラ４の下流側には、プラテン
ローラ４と案内ローラ１６とで挟持されて搬送された記
録紙Ｐをガイドする一対の搬送ガイド１８ａ、１８ｂが
設けられている。搬送ガイド１８ａ、１８ｂの下流側に
は、一対の搬送ローラ１９、一対の搬送ガイド２０、お
よび一対の搬送ローラ２１が順に設けられ、搬送ローラ
２１の下流側に排紙トレー２２が設けられている。排紙
トレー２２は、ハウジング２の外へ突出して設けられて
いる。

【００２３】しかして、給紙ローラ８により給紙カセッ
ト６から一枚づつ取り出された記録紙Ｐは、搬送ガイド
１０、搬送ローラ１２、搬送ガイド１４を介してプラテ
ンローラ４の外周面の再下端に向けて搬送される。プラ
テンローラ４の下端近くでは、記録紙Ｐは、一対の案内
ローラ１５、１６によりプラテンローラ４の外周面に押
し付けられた状態で搬送される。この際、プラテンロー
ラ４の最下端に対向して設けられた記録ユニット（後述
する）から鉛直上方にインク滴が吐出されて記録紙Ｐ上
に所定の画像が形成される。そして、プラテンローラ４
と記録ユニットとの間を通過されて画像が形成された記
録紙Ｐは、搬送ガイド１８、搬送ローラ１９、搬送ガイ
ド２０、および搬送ローラ２１を介して排紙トレー２２
上に排出される。

【００２４】プラテンローラ４の下方に所定距離離間し
た位置には、プラテンローラ４により搬送される記録紙
Ｐに対して、画像信号に応じてインク滴を飛翔して、記
録紙Ｐ上に所望の画像を形成するための記録装置３０が
設けてある。

【００２５】図２は、記録装置３０を詳細に示してあ
る。記録装置３０は、プラテンローラ４の下方に所定距
離離間して配置された記録ユニット４０と、記録ユニッ
ト４０へ循環させるインクを収容したインクタンク３２
と、を備えている。尚、ここで用いるインクは、絶縁性
のキャリア液に帯電した色剤粒子（以下、トナーと称す
る）を分散して成る。

【００２６】記録ユニット４０は、プラテンローラ４の
下方で鉛直下方に延びて配置された略直方体形状の記録
ヘッド４２（後に詳述する）を有している。記録ヘッド
４２は、プラテンローラ４の最下端から所定距離離間し
て対向した上端４２ａを有し、この上端４２ａの長手軸
が記録紙Ｐの搬送方向を横切るように、即ちプラテンロ
ーラ４の回転軸と略平行となるように配置されている。
尚、本実施の形態においては、記録ヘッド４２の上端４
２ａは、搬送される記録紙Ｐから０．１乃至３ｍｍ離間
して配置されている。

【００２７】記録ヘッド４２の上端４２ａ近くには、そ
の長手軸方向に並んで設けられた複数の開口が形成され
ている。記録ヘッド４２の内部には、記録ヘッド４２の
下端４２ｂ近くから上記各開口に向けてそれぞれ独立し
てインクを流通させるための複数のインク供給路４３が
形成されている。各インク供給路４３は、互いに平行且
つ鉛直方向に延びている。

【００２８】また、記録ユニット４０は、記録ヘッド４
２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、
インク回収路４５を形成している。つまり、各インク供
給路４３を介して記録ヘッド４２へ供給されたインク
は、記録ヘッド４２内を上昇されて上端４２ａの開口か
ら溢れる。そして、開口から溢れた余剰インクがインク
回収路４５を介して回収されるようになっている。

【００２９】ガイド部材４４の下方であってインク回収
路４５に連通した空間には、回収した余剰インクを通過
させてインク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。フィルター４６は、インク内のトナ
ー粒子の流通に支障のない程度の目開きを有している。

【００３０】更に、記録ユニット４０は、記録ヘッド４
２内の各インク供給路４３の内面に沿ってそれぞれ設け
られた複数の電極４１を有している。各電極４１は、画
像信号に応じて選択された電極に記録電圧を選択的に印
加するための駆動回路４８（凝集手段、飛翔手段、また
は記録手段）に接続されている。

【００３１】記録ヘッド４０の図中右側には、インクを
収容したインクタンク３２が設けられている。記録ユニ
ット４０とインクタンク３２との間には、インクタンク
３２内に収容したインクを記録ヘッド４２内のインク供
給路４３へ供給するためのインク供給管３４が接続され
ている。インク供給管３４の途中には、インクタンク３
２内のインク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。

【００３２】また、記録ユニット４０とインクタンク３
２との間には、インク回収路４５を介して回収されてフ
ィルター４６を通過された余剰インクをインクタンク３
２へ回収するためのインク回収管３６が接続されてい
る。インク回収管３６の途中には、記録ヘッド４２の先
端から溢れた余剰インクをインクタンク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、
インク供給管３４、およびインク供給路４３は、この発
明の供給手段として作用し、インク回収路４５（ガイド
部材）、インク回収管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。

【００３３】インクタンク３２内には、インクタンク３
２内に収容されたインクの光学的透過率を測定してイン
ク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、インクタ
ンク３２内に収容されたインクを攪拌する攪拌装置３７
と、が設けられている。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
されたトナーをインク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、インク内に不
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、インクタンク３２内のインク
は、常時攪拌されるとともに、そのトナー濃度が常時監
視されて所定の値に調整されるようになっている。

【００３４】以上のように構成された記録装置３０内に
インクを循環させる場合、まず、ポンプＰ１によりイン
クタンク３２から汲み上げられたインクが、インク供給
管３４を介して記録ヘッド４２内の複数のインク供給路
４３へ供給される。各インク供給路４３へ供給されたイ
ンクは、それぞれインク供給路４３内を上昇されて記録
ヘッド４２の上端４２ａの開口から溢れる。この際、記
録ヘッド４２の上端４２ａ付近には、各インク供給路４
３の開口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の上端４２ａの開口から溢れた
余剰インクは、インク回収路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
インクは、異物が除去された後、ポンプＰ２により吸引
され、インクタンク３２へ回収される。

【００３５】また、インクジェットプリンタ１（図１参
照）のハウジング２の下端近くには、画像信号を処理す
る信号処理部２４、この信号処理部２４にて処理した信
号を上述した駆動回路４８へ出力する信号出力部２６、
およびインクジェットプリンタ１の上述した各機構（プ
ラテンローラ、搬送ローラ、攪拌装置、ポンプ等）を駆
動制御する制御部２８が設けられている。

【００３６】しかして、上記のように構成されたインク
ジェットプリンタ１は以下のように作動される。まず、
上述したようにプラテンローラ４を介して記録紙Ｐを所
定方向に搬送し、上述したように記録ユニット４０内で
インクを循環させる。そして、記録ヘッド４２の先端の
各開口にて複数のインクメニスカス４７を形成する。

【００３７】この状態で、画像信号に応じて選択された
電極４１に対して駆動回路４８を介して所定の記録電圧
を印加する。すると、選択された電極４１とプラテンロ
ーラ４との間に所定の電界が形成され、この電界によ
り、帯電したトナーがインクから分離吐出されて記録紙
Ｐに向けて飛翔される。これにより、記録紙Ｐ上に画像
信号に応じた所定の画像が形成される。

【００３８】次に、上記記録ユニット４０に組込まれた
この発明の第１の実施の形態に係る記録ヘッド４２につ
いて図３乃至図８を用いて更に詳細に説明する。図３は
記録ヘッド４２の斜視図であり、図４は記録ヘッド４２
をその上端４２ａ方向から見た平面図である。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の間で挟持される略矩形の
ガイドフィルム５４（ガイド部材）と、を有している。

【００３９】支持部材５１、５２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、ポリカ
ーボネート、ＡＢＳ樹脂などが好ましい）やセラミック
等から構成され、１〜１０ｍｍの厚さに形成されてい
る。

【００４０】また、ガイドフィルム５４は、厚さ３０〜
２００μｍ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。

【００４１】図５には、一方の支持部材５１を代表して
示してある。支持部材５１の一方の面、即ちガイドフィ
ルム５４に対向する内面（対向面）には、互いに平行に
延びた複数の矩形の溝５１ａが形成されている。溝５１
ａは、記録ヘッド４２が組立てられた状態（図３に示す
状態）で他方の支持部材５２に同様に形成された溝（図
示省略）とともに上述した複数のインク供給路４３を形
成すべく、記録解像度に応じた本数だけ形成されてい
る。

【００４２】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の先端（組合わされた際に記録ヘッド４２
の上端４２ａを形成する）より僅かに手前まで延び、各
溝５１ａの基端は支持部材５１の中央を超えた位置まで
延びている。支持部材５１の略中央まで延びた各溝５１
ａの基端は、溝５１ａと同じ深さを有する矩形の凹所５
１ｂ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（図示
省略）とともにインク室５３を形成し、このインク室５
３には、インクを供給するための上述したインク供給管
３４が接続されている。

【００４３】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、
各インク供給路４３を境界する複数の矩形の隔壁５５が
必然的に設けられる。そして、各隔壁５５の間を延びた
溝５１ａ（インク供給路４３）の先端は、隔壁５５の上
端５５ａ、即ち記録ヘッド４２の上端４２ａから所定距
離（５０〜５００μｍ）後退した位置で、インク供給路
４３の開口５６（図４参照）を形成している。

【００４４】また、隣接する隔壁５５の間であって、イ
ンク供給路４３の先端の開口５６の縁には、支持部材５
１の外周面５１ｃに向って下方に傾斜したインク回収溝
５７（回収路）が形成されている。各インク回収溝５７
の幅は、開口５６の幅と同じ幅に形成され、その傾斜角
度は、６０度以下の鋭角となるように設定されている。

【００４５】更に、支持部材５１に形成された各溝５１
ａの表面、即ちインク供給路４３の内面には、無電界メ
ッキにより導電性材料からなる電極４１がそれぞれ開口
５６まで延びて形成されている。各電極４１は、例え
ば、銅、クロム、アルミ、ニッケル等の金属により形成
されており、上述した駆動回路４８にそれぞれ電気的に
接続されている。

【００４６】尚、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して配置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
明するガイドフィルム５４が挟まれて記録ヘッド４２が
形成される。

【００４７】図６に示すように、ガイドフィルム５４
は、略矩形板状に形成され、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の上端４２ａの
幅と略一致する長さの上端５４ａを有している。ガイド
フィルム５４は、この上端５４ａから突出した尖鋭な先
端を有する略三角板状の突起５９を、その上端５４ａに
沿って支持部材の溝の数（記録解像度）に応じた数だけ
有している。つまり、ガイドフィルム５４の上端５４ａ
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、ガイドフィルム５４は、各突起５９が各イン
ク供給路４３の先端の開口５６から所定の長さで突出す
るように配置される。この場合、ガイドフィルム５４の
上端５４ａが開口５６から上方に突出することなく、突
起５９のみが開口５６の中央から突出するように、ガイ
ドフィルム５４が配置される。

【００４８】図７には、上記のように、一対の支持部材
５１、５２によりガイドフィルム５４を挟持して形成し
た記録ヘッド４２の上端４２ａ近く、即ちインクの吐出
位置近傍を部分的に拡大して示してある。

【００４９】ガイドフィルム５４の上端５４ａに設けら
れた突起５９の大きさは、インク供給路４３を介して供
給されるインクの供給量、インク供給路４３の開口５６
の大きさ、または突起５９のインク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５６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。

【００５０】例えば、開口５６の幅が５００μｍである
場合には、突起５９の底辺の長さは３００〜４００μｍ
の範囲内に設定され、突起５９の高さは３００〜１２０
０μｍ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の幅の約半分に設定
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。

【００５１】また、突起５９の形状は、例えば、図８
（ａ）〜（ｄ）に示すような形とすることができる。つ
まり、突起５９の形状は、ガイドフィルム５４の上端５
４ａ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、例えば図８
に示すような形の平板をその中心軸の回りに回転した回
転体であっても良く、この場合、突起５９を、インク供
給路４３の開口５６を塞ぐことのない大きさに形成する
必要がある。

【００５２】つまり、突起５９は、インク供給路４３を
介して供給されたインクに対してプラテンローラ４に向
う電界が作用された場合に、インク内のトナーが突起の
先端にスムーズに移動できるような外形を有し、インク
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。

【００５３】隣接した２つの突起５９の間、即ち隣接し
た２つの開口５６の間には、各突起５９に沿って各開口
５６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、各インク供給路４３の先端の開口５６より記
録紙Ｐ方向（上方）に５０〜５００μｍ程度突出した上
端５５ａ（記録ヘッド４２の上端４２ａ）を有してい
る。また、隔壁５５がインク供給路４３またはインク回
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
角部においてインク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。

【００５４】また、各隔壁５５の上端５５ａには、イン
クをはじく撥油面６０が設けられている。撥油面６０
は、インク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
ーン塗料等の臨界表面張力が２５dyne/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６０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６０
を設けることにより、隔壁５５の高さをインク供給路４
３の先端の開口５６と同一の高さとした場合であっても
インクメニスカスの架橋を防止することができる。

【００５５】上記のように構成した隔壁５５を各突起５
９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、インクの架橋によるインク滴の
吐出方向の乱れや吐出周波数の乱れを防止でき、インク
滴を安定して吐出させることができる。また、各隔壁５
５は、各開口５６の縁から支持部材の外周面に向けて傾
斜して設けられたインク回収溝５７の両端を規定するよ
うに機能する。

【００５６】ここで、上記記録装置３０において用いら
れるインクの成分について説明する。インクは、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。

【００５７】キャリア液は、電気抵抗率が少なくとも１
０⁹ 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、１０¹²〜１０¹³以上
の電気抵抗を有するアイソパーＧ、Ｈ、Ｋ、Ｌ、Ｍ（商
品名））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、HEWLETTPACKARD社製PRECISION LCR METER 42
84A;測定ヘッドとして、LIQUID TEST FIXTURE 16452Aを
使用して測定した。

【００５８】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
を含有させた樹脂粒子である。

【００５９】上記インクは、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、インクの
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
う致命的故障が生じる。また、インクの電気抵抗が低い
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インクが必要とされるの
である。

【００６０】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。

【００６１】本実施の形態の記録装置３０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）が得られるインクの電気抵
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、１
０¹⁰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、インクの電
気抵抗は極力高い事が望ましいことが分かる。

【００６２】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１０
⁸ 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が容易
になる。

【００６３】このように、インク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。一般的に知られる電子写真で用いる液体現
像剤のように、溶液中で着色剤を含むモノマーを重合さ
せて粘性を有する重合体分散粒子として作成したものは
分散剤他の導電性成分が比較的多く、好ましい記録か得
られない。従って、本発明の目的に合わせて導電成分を
減量する必要がある。

【００６４】また、トナーの沈殿を抑止するための増粘
剤も極力加えるべきではない。本発明で用いるインクと
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
いインクを作るのに適している。

【００６５】また、電気的反発力を利用してトナーを吐
出させるために、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、６０ミリボ
ルト以上有ることが好ましい。

【００６６】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
リアー液との分離か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。適宜装置に合わせて選択する必要がある。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。なおゼータ電位の測定には、米国ＰＥＮ
ＫＥＭ社のＬＡＺＥＲ ＺＥＥＭＥＴＥＲ Ｍ−５０
１を使用した。

【００６７】次に、上記のように構成された記録ヘッド
４２におけるインク滴の飛翔動作について図９を用いて
説明する。まず、ポンプＰ１によりインク供給管３４を
介してインクタンク３２内に収容された上記インク７０
が汲み上げられ、インク７０がインク室５３内へ供給さ
れる。インク室５３内がインク７０により満たされる
と、インク７０は、複数のインク供給路４３を介して上
昇され、各インク供給路４３先端の開口５６から溢れ
る。

【００６８】各インク供給路４３の開口５６から溢れた
インク７０は、各開口５６の両側に設けられた隔壁５５
により規定されたインク回収溝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
流れたインク７０は、インク回収路４５、フィルター４
６、およびインク回収管３６を介してインクタンク３２
へ回収される。

【００６９】このようにインク７０が記録ユニット４０
内を循環されると、各インク供給路４３の開口５６近傍
においては、インク７０がガイドフィルム５４の突起５
９に沿って濡れ上がり、インク７０の供給圧力、インク
７０の表面張力、およびインク回収溝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。

【００７０】この場合、各開口５６の間に設けられた隔
壁５５の上端５５ａを開口５６より高くし、上端５５ａ
上に撥油面６０を形成し、隔壁５５の角を面取りしない
ことにより、各開口５６に個別に形成されるインクメニ
スカス同士の架橋を防止できる。

【００７１】このように各開口５６の近くにインクメニ
スカス４７が形成された状態で、各インク供給路４３の
内面に沿って設けられた電極４１に電源７７を介して１
０００〜１６００ボルト程度のバイアス電圧を印加する
と、各電極４１からプラテンローラ４（記録紙Ｐ）に向
う電界が形成される。この電界の影響により、インク７
０内のトナー７１が電極４１から静電的反発力を受け、
トナーがインクメニスカス４７の頂点、即ちガイドフィ
ルム５４の突起５９の頂点に向けて泳動される。

【００７２】この場合、インクメニスカス４７が頂点に
向うにつれて先細になっていることから、インクメニス
カス４７の頂点に向けて泳動されたトナー７１は、突起
５９の頂点付近で凝集され、ここにトナーの凝集物７４
が形成される。トナー７１が凝集されると、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４
１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、記録ヘッド４２の先端とプラテンロ
ーラ４との間の距離が設定されている。

【００７３】一方、各電極４１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、イ
ンク回収溝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、インクの表面張力（インク回収溝５
７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。

【００７４】キャリア液７２の排出経路として、各開口
５６に隣接して形成されたインク回収溝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、記録速度を高めることがで
き、吐出周波数を高めることができる。

【００７５】また、インク回収溝５７は、開口５６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、インク供給路４３とインク回収溝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５６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。

【００７６】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
４１に対して吐出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、１５０〜８００ボルト程度であ
り、吐出電圧が印加された電極４１を有する開口５６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。

【００７７】この電界により、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凝集物７４に
作用し、凝集物７４がインクメニスカス４７から分離さ
れて記録紙Ｐに向けてインク滴７６として飛翔される。
これにより、記録紙Ｐ上にインク滴７６によるドットが
形成され、複数の電極４１を画像信号に応じて作動させ
ることにより、記録紙Ｐ上に所望の画像が形成される。

【００７８】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、トナーと分離されたキャリア液をイ
ンク回収溝５７を介して強制的に排出できるため、トナ
ーとキャリア液との分離を効率良くでき、トナーの凝集
効率を高めることができ、インク滴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、インク
供給路４３の開口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。

【００７９】また、開口径を小さくすることなく吐出周
波数を高める方法として、ガイドフィルム５４の突起５
９の先端近くに導電性材料を設ける方法がある。この方
法によると、突起５９の先端に３０〜１００μｍ程度の
金属領域を形成することにより、開口径を５００μｍに
設定した場合に２キロヘルツの吐出周波数を達成でき
た。

【００８０】また、上記インク回収溝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６０により、各開口５６に形成されるインクメニスカ
ス同士の架橋を防止でき、インク滴の飛翔時に発生する
インクメニスカス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。

【００８１】更に、開口５６から飛翔されるインク滴の
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
ーを含むインクを用いると、吐出電圧を１５０〜６００
ボルトに変化させた場合、インク滴の径は約１５〜１２
０μｍ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、インク滴の粒径を変更できるため、大きい開口から
小さな粒径を有するインク滴を飛翔させることができ、
インクの乾燥によるインク供給路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。

【００８２】以上のように、第１の実施の形態に係る記
録ヘッドによると、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インクから分離して記
録像として形成することができる。このため、インク滴
が記録紙Ｐ上に到達してから流動したり、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、インク滴の
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記録紙Ｐ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、こ
の点においても従来のインクジェットプリンタには無い
利点である。

【００８３】次に、この発明の第２の実施の形態に係る
記録ヘッド８０について図１０および図１１を用いて説
明する。尚、記録ヘッド８０は、概ね上述した第１の実
施の形態の記録ヘッド４２を２つ重ねた構造を有し、基
本的な構成は記録ヘッド４２と同じである。従って、第
１の実施の形態と同一の部分については同一符号を用い
て説明を省略し、第１の実施の形態と異なる部分につい
てのみ説明する。

【００８４】図１０（ａ）は記録ヘッド８０の側面図で
あり、図１０（ｂ）は記録ヘッド８０をその上端側から
見た平面図である。記録ヘッド８０は、上述した第１の
実施の形態の記録ヘッド４２と略同一の構成を有する２
つの記録ヘッド８２、８２′をその上端が同一面内に配
置されるように重ね合わせて構成されている。各記録ヘ
ッド８２、８２′は、その上端の長手方向に一列に並ん
だ複数の開口５６を有し、それぞれの開口５６が長手方
向に１／２ピッチづつずれるように設定されている。ま
た、各記録ヘッド８２、８２′の先端（ガイドフィルム
５４の突起５９の先端）が同じ高さとなるように、記録
ヘッド８２、８２′が組合わされている。

【００８５】各記録ヘッド８２、８２′は、それぞれ一
対の支持部材を有し、それぞれ片方の支持部材８１、８
１′は、図１１に示すように、溝５１ａを形成した面と
反対側の面上にインクを排出するための排出溝８３を有
している。また、各溝５１ａと排出溝８３との間には、
各溝５１ａの両側に設けられた隔壁５５により境界さ
れ、溝５１ａから排出溝８３に向かって下方に傾斜した
インク回収溝５７がそれぞれ形成されている。そして、
この排出溝８３が形成された片方の支持部材８１、８
１′同士が隣接対向するように、即ち排出溝８３が一致
するように２つの記録ヘッド８２、８２′が組合わさ
れ、本実施の形態の記録ヘッド８０が形成されている。
尚、対向する支持部材８１、８１′にそれぞれ形成され
た排出溝８３は、記録ヘッド８０を形成した際にインク
排出路８５を形成する。

【００８６】しかして、上記記録ヘッド８０内にインク
を循環させる場合、複数のインク供給路４３を介して供
給されたインクは、各開口５６から溢れて各開口５６の
両側に設けられたインク回収溝５７を介して流出され、
記録ヘッド８０の外周壁およびインク排出路８５を介し
て回収される。このようにインクが循環されると、各開
口５６から突出された突起５９に沿ってインクメニスカ
スが形成される。インクメニスカスが形成された状態
で、画像信号に応じて選択された電極４１に記録電圧を
選択的に印加することにより、記録紙Ｐ上に所望の画像
が形成される。

【００８７】従って、本実施の形態の記録ヘッド８０に
おいても、上述した第１の実施の形態の記録ヘッド４２
と同様の効果を得ることができ、その上、より高密度な
開口５６の配置が可能となり、より高精細な画像形成に
対応できる。尚、本実施の形態においては、２つの記録
ヘッドを組合わせたが、必要に応じて更に多くの記録ヘ
ッドを組合わせることも可能である。

【００８８】また、本実施の形態に係る記録ヘッド８０
によると、薄型の、しかも長尺の記録ヘッドが容易に実
現できるため、例えば４つの記録ヘッドにそれぞれ、
黒、シアン、マゼンタ、イェローのいわゆるカラー記録
用の３原色と墨入れ用の黒のトナーを分散した記録液を
充填して、記録紙に順次色分解画像を記録することでカ
ラーが像が形成できる。この場合、インク滴が記録紙Ｐ
に到達した時点で流動性を失っているため、１色毎に乾
燥する必要が無く直ちに次の色の記録行程に進める為、
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。

【００８９】次に、上述した第１（または第２）の実施
の形態に係る記録ヘッド４２において、複数のインク供
給路４３内に形成された各電極４１にコーティング８８
を施した例について説明する。

【００９０】図１２に示すように、記録ヘッド４２の各
インク供給路４３内に設けられた電極４１の表面には、
開口５６まで延びたコーティング８８が施されている。
コーティング８８は、インク７０に不溶な樹脂（ポリカ
ーボネート、エポキシ、アクリル、シリコン等）や窒化
珪素や非晶質珪素等の高い電気抵抗を有する材料から成
り、１ないし２０ミクロン程度の厚さで電極４１の表面
を開口５６の端部まで完全に覆っている。つまり、各電
極４１の先端は、各開口５６に露出している。

【００９１】このように高い電気抵抗を有するコーティ
ング８８を電極４１の表面に設けることにより、電極４
１からインク７０への電荷の授受（通電）が全く絶たれ
るため、キャリア液７２の電気抵抗が低い場合であって
も、キャリア液７２が充電されて帯電することが防止で
きる。このため、キャリア液７２が吐出することなくト
ナ−７１のみが吐出する状態を保つことが出来る。この
場合、１０６オームセンチ程度にまで抵抗を下げたイン
クを用いても比較的良好な記録が可能となり、インク７
０の製造が容易になる。ただし、インク７０の供給系が
途中で交わっている構造を採用する場合には、印加電圧
の電気的クロストークが生じるので、構造上の注意が必
要である。電極４１に絶縁被覆を施す効果は、インク７
０の経時変化による抵抗変化などによる記録ドット径の
変化抑止、特に電圧変調により記録粒子の大きさを制御
しようとする場合には必要性が高くなる。

【００９２】次に、この発明の第３の実施の形態に係る
記録ヘッド９０について図１３を用いて説明する。図１
３に示すように、記録ヘッド９０は、略矩形板状の一対
の支持部材９１、９２を有している。これらの支持部材
９１、９２は、上述した第１の実施の形態に係る記録ヘ
ッド４２の支持部材５１、５２と同様に形成されてい
る。各支持部材９１、９２は、各支持部材９１、９２の
一方の面に形成した溝９１ａ（９２ａ）を対向させず
に、溝を形成していない他方の面を対向させるように組
合わされる。つまり、記録ヘッド９０は、その外周面上
にインクを流通させるための複数の溝を有し、各支持部
材９１、９２の溝が形成されていない他方の面によりガ
イドフィルム５４を挟持して構成されている。尚、ガイ
ドフィルム５４の上端５４ａに設けられた複数の突起５
９は、各支持部材９１、９２に形成された溝に対応して
記録ヘッド９０の上端９０ａから突出して設けられてい
る。

【００９３】各支持部材９１、９２に形成された溝９１
ａ、９２ａは、記録ヘッド９０の上端９０ａを介して１
対１に対応して連結され、各溝が連結された矩形部分９
３は、記録ヘッド９０の上端９０ａより所定距離だけ後
退している。つまり、各矩形部分９３の両側には、各支
持部材９１、９２に形成された各溝を境界した隔壁５５
の先端部分が介在され、各隔壁５５の上端５５ａが矩形
部分９３より突出するように設けられている。そして、
各矩形部分９３からガイドフィルム５４の突起５９が突
出され、各矩形部分９３には、これらの突起５９を囲む
ようにリング状の電極９４がそれぞれ設けられている。

【００９４】上記のように構成された記録ヘッド９０に
インクを循環させる場合、一方の支持部材９１の外周面
に形成された各溝９１ａを介して各矩形部分９３にイン
クを供給し、反対側の支持部材９２に形成された各溝９
２ａ（図示せず）を介して排出する。この場合、上述し
た第１の実施の形態においては記録ヘッド４２を記録紙
Ｐに対して略直交させて（鉛直方向に延びて）対峙させ
たが、本実施の形態に係る記録ヘッド９０においては、
インクの流通を可能とするため、記録ヘッド９０を所定
角度で傾斜させている。つまり、インクの供給側（支持
部材９１）が上方に位置し、インクの排出側（支持部材
９２）が下方に位置するように記録ヘッド９０が傾斜さ
れている。

【００９５】このように、記録ヘッド９０にインクを循
環させると、各矩形部分９３を通過するインクが各突起
５９に沿って濡れ上がり、矩形部分９３、突起５９、お
よび電極９４の近くにインクメニスカスが形成される。
そして、各矩形部分９３にてそれぞれ独立したインクメ
ニスカスが形成された状態で、画像信号に応じて選択さ
れた電極９４に対して上述した駆動回路４８から記録電
圧が選択的に印加されて記録紙Ｐに向けてインク滴が飛
翔され、記録紙Ｐ上に所望の画像が形成される。

【００９６】以上のように、本実施の形態に係る記録ヘ
ッド９０を用いた場合であっても、上述した第１の実施
の形態に係る記録ヘッド４２を用いた場合と同様の効果
を得ることができる。尚、各支持部材９１、９２の外周
面上に溝を覆うカバーを設けることにより、各支持部材
９１、９２の外周面に沿ったパイプ状のインク流路を形
成し、このインク流路によりインクを強制的に循環させ
ても良い。この場合、記録ヘッド９０を傾斜させる必要
はない。

【００９７】次に、この発明の第４の実施の形態に係る
記録ヘッド１００について図１４および図１５を用いて
説明する。図１４は記録ヘッド１００の斜視図であり、
図１５は記録ヘッド１００を図中Ａ−Ａ線に沿って切断
した断面図である。

【００９８】記録ヘッド１００は、ガイドフィルム５４
を有していない以外は上述した第１の実施の形態に係る
記録ヘッド４２と同一の構成を有している。よって、第
１の実施の形態と同一の部分については同一符号を付し
て説明を省略し、第１の実施の形態と異なる部分につい
てのみ説明する。

【００９９】ところで、上述した第１乃至第３の実施の
形態にかかる記録ヘッドは、開口又はリング状電極近傍
のインクの吐出位置に突起５９を配置したが、この突起
５９は、突出位置近傍に形成したインクメニスカスを安
定させてトナーを高効率で凝集し、インク滴の吐出時に
生じるインクメニスカスの振動をすばやく吸収し、次の
インク滴の吐出に影響を及ぼさないようにするためのも
のである。つまり、突起５９を設けることにより、イン
ク滴の吐出安定性を向上させることができる。

【０１００】しかしながら、これらの突起５９は本発明
にとって絶対に必要なものではない。従って、ガイドフ
ィルムを持たない本実施の形態の記録ヘッド１００を用
いた場合であっても、上述した各実施の形態と同様の効
果を得ることができる。

【０１０１】つまり、記録ヘッド１００によると、主に
隔壁５５およびインク回収溝５７による毛細管効果によ
り、開口５６から溢れるインクの排出を安定させること
ができ、開口５６上のインクメニスカスの形状を安定さ
せることができる。これにより、インクメニスカスの復
元性を向上でき、インク滴の吐出周波数を安定させるこ
とができる。

【０１０２】また、上述した第１の実施の形態に係る記
録ヘッド４２と比較して、インクの目詰まりを低減する
ことができる。つまり、本実施の形態の記録ヘッド１０
０によると、装置休止時に突起５９の先端に乾燥による
トナーの固着が発生するといった問題が生じない利点が
あり、実用上高速を必要としない記録装置には価格やメ
ンテナンス上の利点がある。

【０１０３】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、インク供給路４３の先端の開口５６
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５６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。

【０１０４】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５６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、インクの広
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／メートル程度のインクを
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５６同士でイン
クメニスカスが架橋する事はなかった。

【０１０５】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インクが這いあがり難く
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、上記各本実の形態で
は、突起５９をガイドフィルム５４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。

【０１０６】また、本実施の形態では電極にバイアス電
圧を印加するようにしたが、対向電極であるプラテンロ
ーラ４側にバイアス電圧を印加するようにしても良く、
要するにプラテンローラ４と電極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。

【０１０７】

【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、高い記録周波数を達成でき、高濃度で良質な画像を
安定して形成できる。

【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
まれた記録装置を示す概略図。

【図３】図３は、図２の記録装置に組込まれた記録ヘッ
ドを示す斜視図。

【図４】図４は、図３の記録ヘッドをその上端から見た
平面図。

【図５】図５（Ａ）は、図３の記録ヘッドを構成した支
持部材を示す正面図。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の支持
部材を示す側面図。

【図６】図６は、図３の記録ヘッドに組込まれたガイド
フィルムを示す概略図。

【図７】図７は、図３の記録ヘッドの上端近くを拡大し
て示す部分拡大図。

【図８】図８は、図６のガイドフィルムの突起の変形例
を示す図。

【図９】図９は、図３の記録ヘッドにおける記録動作を
説明するための動作説明図。

【図１０】図１０（ａ）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側面図。図１０（ｂ）は、図
１０（ａ）の記録ヘッドを示す平面図。

【図１１】図１１は、図１０の記録ヘッドを構成した一
方の支持部材を示す概略図。

【図１２】図１２は、電極上にコーティングを施した記
録ヘッドを示す概略図。

【図１３】図１３は、この発明の第３の実施の形態に係
る記録ヘッドを示す斜視図。

【図１４】図１４は、この発明の第４の実施の形態に係
る記録ヘッドを示す斜視図。

【図１５】図１５は、図１４の記録ヘッドをＡ−Ａ線に
沿って切断した断面図。

【符号の説明】

１…インクジェットプリンタ、 ４…プラテンローラ、 ３０…記録装置、 ３２…インクタンク、 ４０…記録ユニット、 ４１…電極、 ４２…記録ヘッド、 ４３…インク供給路、 ４４…ガイド部材、 ４５…インク回収路、 ５１、５２…支持部材、 ５１ａ…溝、 ５４…ガイドフィルム、 ５５…隔壁、 ５６…開口、 ５７…インク回収溝、 ５９…突起。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散
   して成るインクを、記録媒体から所定距離離間して配置
   された複数の吐出位置へ供給する供給手段と、 上記各吐出位置間で上記記録媒体に向けて設けられ、上
   記供給手段にて上記各吐出位置へ供給されたインクを仕
   切るための複数の隔壁と、 上記供給手段にて上記各吐出位置へ供給されたインクを
   回収する回収手段と、 隣接した上記隔壁間に設けられ、上記供給手段にて上記
   各吐出位置へ供給されたインクを上記回収手段へ導くた
   めの複数の回収路と、 画像信号に応じて選択された吐出位置から上記記録媒体
   に向う電界を形成し、上記選択された吐出位置において
   上記インク内の色剤粒子を凝集し、凝集した色剤粒子を
   上記記録媒体に向けて飛翔させる記録手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記各隔壁が上記記録媒体に対向する上
   端は上記インクに対して撥油性の材料を有し、上記回収
   路は上記インクに対して親油性の材料から成ることを特
   徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記回収路は、隣接した上記隔壁の間で
   規定され、毛管作用により上記インクを上記吐出位置か
   ら上記回収手段へ導くインク回収溝であることを特徴と
   する請求項２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散
   して成るインクを、記録媒体から所定距離離間して配置
   された複数の吐出位置へ供給する供給手段と、 上記各吐出位置から上記記録媒体に向けて突出して設け
   られた複数の突起と、 上記各吐出位置間で上記記録媒体に向けて設けられ、上
   記供給手段にて上記各吐出位置へ供給されたインクを仕
   切るための複数の隔壁と、 上記供給手段にて上記各吐出位置へ供給されたインクを
   回収する回収手段と、 隣接した上記隔壁間に設けられ、上記供給手段にて上記
   各吐出位置へ供給されたインクを上記回収手段へ導くた
   めの複数の回収路と、 画像信号に応じて選択された吐出位置から上記記録媒体
   に向う電界を形成し、上記選択された吐出位置において
   上記突起の先端近くに上記インク内の色剤粒子を凝集
   し、凝集した色剤粒子を上記記録媒体に向けて飛翔させ
   る記録手段と、 を備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 上記突起は、高い電気抵抗を有し、上記
   インクに対して親油性の材料により形成され、上記吐出
   位置の幅以下の幅を有する基端部と、上記隔壁より上記
   記録媒体に向けて突出した尖鋭な先端部を有することを
   特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 互いに対向するように配置された第１お
   よび第２の支持部材と、 前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成さ
   れ、前記第１および第２の支持部材とを近接対向させた
   状態において、その先端に開口を形成する複数の溝と、 前記複数の溝の表面に設けられた複数の電極と、 前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成さ
   れ、前記複数の溝の間を仕切る隔壁と、 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなるインク
   を前記溝を介して前記開口へ向けて供給する供給手段
   と、 前記開口へ向けて供給されたインク中の色剤粒子を前記
   開口部近傍において、凝集させる凝集手段と、 前記凝集手段により、凝集した色剤粒子を記録媒体に向
   けて飛翔させる飛翔手段と、 前記隔壁間に設けられ、前記開口からインクを所定の方
   向に排出させるインク回収路と、 前記インク回収路から排出されたインクを回収する回収
   手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 上記隔壁先端は記録媒体と対向して設け
   られ、上記開口より所定距離だけ突出していることを特
   徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 上記インク回収路は、上記開口から前記
   第１および第２の支持部材の外周面に向けてインクを排
   出するため傾斜した形状を有することを特徴とする請求
   項６に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 上記隔壁が上記記録媒体に対向した上端
   は上記インクに対して撥油性の材料を有し、上記インク
   回収路は上記インクに対して親油性の材料から成ること
   を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 上記インク回収路は、隣接した上記隔
    壁の間で規定され、毛管作用により上記インクを上記開
    口から上記回収手段へ導くインク回収溝であることを特
    徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 上記各電極が上記インクに露出した表
    面には、絶縁性の材料が被覆されていることを特徴とす
    る請求項６に記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 互いに対向するように配置された第１
    および第２の支持部材と、 前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成さ
    れ、前記第１および第２の支持部材とを近接対向させた
    状態において、その先端に開口を形成する複数の溝と、 前記複数の溝の表面に設けられた複数の電極と、 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散してなるインク
    を前記溝を介して前記開口へ向けて供給する供給手段
    と、 記録媒体と対向して設けられた複数の突起部を有すると
    ともに、前記第１および第２の支持部材とに挟持され、
    インクを所定の位置にガイドするガイド部材と、 前記第１および第２の支持部材の各対向面上に形成さ
    れ、前記複数の溝の間を仕切る隔壁と、 前記開口へ向けて供給されたインク中の色剤粒子を前記
    開口近傍において、凝集させる凝集手段と、 前記凝集手段により、凝集した色剤粒子を記録媒体に向
    けて飛翔させる飛翔手段と、 前記隔壁間に設けられ、前記開口からインクを所定の方
    向に排出させるインク回収路と、 前記インク回収路から排出されたインクを回収する回収
    手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
13. 【請求項１３】 上記隔壁先端は記録媒体と対向して設
    けられ、上記開口より所定距離だけ突出していることを
    特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 上記インク回収路は、上記開口から前
    記第１および第２の支持部材の外周面に向けてインクを
    排出するため傾斜した形状を有することを特徴とする請
    求項１２に記載の画像形成装置。
15. 【請求項１５】 上記隔壁が上記記録媒体に対向した上
    端は上記インクに対して撥油性の材料を有し、上記イン
    ク回収路は上記インクに対して親油性の材料から成るこ
    とを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
16. 【請求項１６】 上記インク回収路は、隣接した上記隔
    壁の間で規定され、毛管作用により上記インクを上記開
    口から上記回収手段へ導くインク回収溝であることを特
    徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 【請求項１７】 上記各電極が上記インクに露出した表
    面には、絶縁性の材料が被覆されていることを特徴とす
    る請求項１２に記載の画像形成装置。