JP3720505B2 - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3720505B2 JP3720505B2 JP01400497A JP1400497A JP3720505B2 JP 3720505 B2 JP3720505 B2 JP 3720505B2 JP 01400497 A JP01400497 A JP 01400497A JP 1400497 A JP1400497 A JP 1400497A JP 3720505 B2 JP3720505 B2 JP 3720505B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric field
- image forming
- discharge
- platen roller
- recording
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、帯電された色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなるインクに静電気力を作用させ、色剤粒子を含む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、記録媒体に向ってインク滴を飛翔することにより記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録方式のプリンタが広く普及している。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタの記録ヘッドは、互いに平行且つ等間隔で並べて設けられた複数本の吐出電極と、各吐出電極先端の吐出ポイントに帯電された色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなるインクを供給するインク供給装置と、を備えている。
【０００４】
また、記録ヘッドには、各吐出電極にバイアス電圧を印加するためのバイアス電源と、画像信号に応じて各吐出電極に記録電圧（色剤粒子と同極性の電圧）を選択的に印加するための記録電圧発生部と、が接続されている。
【０００５】
更に、各吐出電極先端の吐出ポイントと対向する位置には、接地された対向電極が所定距離離間して設けられ、この対向電極と吐出電極との間に記録媒体が配置されている。
【０００６】
上記のように構成されたインクジェットプリンタにより記録媒体に画像を形成する場合、まず、インク供給装置により記録ヘッドの各吐出ポイントへインクを供給する。そして、各吐出電極に色剤粒子と同極性の所定のバイアス電圧を印加する。バイアス電圧を印加することにより、色剤粒子が吐出電極から反発されて各電極間に移動されるとともに吐出ポイントに向って移動される。
【０００７】
続いて、画像信号に応じて選択された吐出電極に記録電圧を印加し、この吐出電極と対向電極との間に、インク滴を飛翔可能な大きさの電界を形成する。これにより、選択された吐出電極の吐出ポイントに色剤粒子が更に移動され、移動された色剤粒子の電荷と記録電圧による電界との積からなる静電気力が色剤粒子に作用される。そして、この静電気力が吐出ポイントに形成されたインク滴の表面張力より大きくなると、インク滴が吐出ポイントから分離され、対向電極に向って飛翔される。
従って、飛翔したインク滴が吐出ポイントと対向電極との間に配置された記録媒体に付着し、記録媒体上に画像信号に応じた画像が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の記録ヘッドにおいて、画像信号に応じて選択された吐出ポイントから飛翔されるインク滴内に含まれる色剤粒子の濃度は、吐出電極に印加されるバイアス電圧の印加時間に依存することが知られている。このため、１つの吐出ポイントから連続してインク滴を飛翔させる場合、各飛翔段階において十分な量の色剤粒子を短時間でこの吐出ポイントに集めることができず、飛翔されるインク滴の色剤粒子濃度が不安定になる問題がある。
【０００９】
また、選択された吐出電極の吐出ポイントに飛翔に必要な十分な電荷量の色剤粒子を移動させるために多くの時間を必要とすることから、インク滴の高い吐出周波数を得ることが困難となる問題がある。
【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、高い吐出周波数を有し、高濃度で滲みの無い良質な画像を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、この発明のうち請求項１記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置に第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置に上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記吐出位置に上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、を備えている。
【００１２】
また、この発明のうち請求項２記載の画像形成装置は、所定の転写位置へ被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を上記転写位置から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記吐出位置から上記転写位置へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、上記除去手段にて除去された残留物を回収する回収手段と、を備えている。
【００１３】
また、この発明のうち請求項３記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極と、上記吐出位置から所定距離離間して配置された対向電極と、上記複数の吐出電極と対向電極との間の所定の転写位置を通して被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記複数の吐出電極から上記対向電極へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、且つ画像信号に応じて選択された吐出電極から上記対向電極へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送していない状態で、上記複数の吐出電極から上記対向電極へ向う上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記対向電極に向けて飛翔させる除去手段と、上記除去手段にて飛翔された残留物を上記対向電極から回収する回収手段と、を備えている。
【００１４】
また、この発明のうち請求項４記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極を備えた記録ヘッドと、上記吐出位置から所定距離離間して配置された導電性のプラテンローラと、被画像形成媒体を上記記録ヘッドとプラテンローラとの間の所定の転写位置を通して上記プラテンローラの外周面に沿って搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記複数の吐出電極とプラテンローラとの間に第１の電位差を与えて上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、且つ画像信号に応じて選択された吐出電極と上記プラテンローラとの間に上記第１の電位差より大きい第２の電位差を与えて上記選択された吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を上記プラテンローラに沿って搬送される被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送していない状態で、上記複数の吐出電極と上記プラテンローラとの間に上記第２の電位差より大きい第３の電位差を与えて上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記プラテンローラに向けて飛翔させる除去手段と、上記プラテンローラに転接され、上記除去手段にて上記プラテンローラの外周面上に飛翔された残留物を回収するクリーニングローラを有する回収手段と、を備えている。
【００１５】
また、この発明のうち請求項５記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置に第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置に上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記吐出位置に上記第１および第２の電界と逆向きの第３の電界、および上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、を備えている。
【００１６】
また、この発明のうち請求項６記載の画像形成装置は、所定の転写位置へ被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を上記転写位置から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記吐出位置から上記転写位置へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記吐出位置に上記第１および第２の電界と逆向きの第３の電界、および上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、上記除去手段にて除去された残留物を回収する回収手段と、を備えている。
【００１７】
また、この発明のうち請求項７記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極と、上記吐出位置から所定距離離間して配置された対向電極と、上記複数の吐出電極と対向電極との間の所定の転写位置を通して被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記複数の吐出電極から上記対向電極へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、且つ画像信号に応じて選択された吐出電極から上記対向電極へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記対向電極から上記複数の吐出電極へ向う第３の電界、および上記複数の吐出電極から上記対向電極に向う上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記対向電極に向けて飛翔させる除去手段と、上記除去手段にて飛翔された残留物を上記対向電極から回収する回収手段と、を備えている。
【００１８】
更に、この発明のうち請求項８に記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極を備えた記録ヘッドと、上記吐出位置から所定距離離間して配置された導電性のプラテンローラと、被画像形成媒体を上記記録ヘッドとプラテンローラとの間の所定の転写位置を通して上記プラテンローラの外周面に沿って搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記プラテンローラの電位を基準電位Ｖ0 にするとともに上記複数の吐出電極の電位をバイアス電位Ｖb にして上記複数の吐出電極とプラテンローラとの間に第１の電位差を与え、上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、この状態で、画像信号に応じて選択された吐出電極の電位を上記バイアス電位Ｖb より高い記録電位Ｖp にして上記プラテンローラとの間に上記第１の電位差より大きい第２の電位差ＶA を与え、上記選択された吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を上記プラテンローラに沿って搬送される被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記複数の吐出電極の電位を上記バイアス電位Ｖb にするとともに、上記プラテンローラの電位を、上記記録電位より高い第１のクリーニング電位、および上記バイアス電位Ｖb より低く上記バイアス電位Ｖb との間の電位差ＶD が上記第２の電位差ＶA より大きくなるような第２のクリーニング電位に交互にして、上記プラテンローラから上記複数の吐出電極に向う第３の電界、および上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記プラテンローラに向けて飛翔させる除去手段と、上記プラテンローラに転接され、上記除去手段にて上記プラテンローラの外周面上に飛翔された残留物を回収するクリーニングローラを有する回収手段と、を備えている。
【００１９】
【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内の所定位置には、画像信号に応じて記録紙にインク滴を飛翔させて画像を形成するための記録ヘッド１０（後述する）が配設されている。記録ヘッド１０のインク滴が飛翔される先端から所定距離離間して対向した位置、即ちハウジング２の略中央位置には、記録ヘッド１０の後述する吐出電極との間で所定の電界を形成する対向電極として作用するとともに、被画像形成媒体としての記録紙Ｐを搬送するためのプラテンローラ２１が回動自在に配設されている。そして、記録ヘッド１０は、プラテンローラ２１の軸方向に移動できるように、移動ステージ１１上に搭載され、プラテンローラ２１の外周面に向って所定角度で傾斜して配設されている。
【００２０】
記録ヘッド１０に供給するインクは、インクリザーバー１３に貯蔵されている。記録ヘッド１０とインクリザーバー１３は、供給管１５を介して連結されており、供給管１５の途中には、記録ヘッド１０へインクを汲上げるための供給ポンプ１４が設けられている。供給ポンプ１４は、記録ヘッド１０の先端に形成されるインクメニスカス（後述する）が安定するようにインクの供給量および供給圧力を調整している。また、インクリザーバー１３内には、インクを撹拌してインク内のトナーの分散を均一にするためのプロペラ１８、およびインク内のトナー濃度を検知する濃度センサ１９が設けられている。
【００２１】
また、インクジェットプリンタ１は、画像が形成される記録紙Ｐを搬送するプラテンローラ２１を含む搬送機構２０を有している。搬送機構２０は、記録前の記録紙Ｐを保存した記録紙カセット２２、記録紙カセット２２から記録紙Ｐを一枚づつ間欠的に取出す取出しローラ２３、取出した記録紙Ｐをプラテンローラ２１の外周に沿って搬送する搬送ローラ群２４、搬送ローラ群２４によって搬送される記録紙Ｐをガイドするガイド板群２５、記録紙Ｐと記録ヘッド１０との間隔を一定に保ちながら記録紙Ｐを搬送するプラテンローラ２１、および画像形成後の記録紙Ｐをプラテンローラ２１から受け取るトレー２６を有している。
【００２２】
尚、記録ヘッド１０に対して略反対側のプラテンローラ２１の外周面上には、プラテンローラ２１に付着された余剰インクを除去するためのクリーニングローラ２８が転接されている。クリーニングローラ２８は、フェルトやスポンジにより形成されている。また、記録ヘッド１０の駆動、インクの供給、記録紙Ｐの搬送などのプリンタ１の各動作を制御する制御部３０および高圧電源がハウジング２内の底部近くに設置されている。
【００２３】
上記のように構成されたインクジェットプリンタ１で使用されるインクは、所定の極性に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１０重量％以下の比率で分散させて構成されている。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、１０12〜１０13以上の電気抵抗を有するアイソパーＧ、Ｈ、Ｌ）からなる分散媒であり、トナーは、０．０１〜５μｍ程度の粒子径を有している。尚、本実施例においては、トナーは正の極性に予め帯電されている。
【００２４】
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の動作を制御する制御系について説明する。
図２に示すように、インクジェットプリンタ１の制御系は、制御手段として作用する制御部３０を有している。制御部３０には、ユーザーによる各種操作入力がなされるコントロールパネル３１、プリンタ１の各種動作プログラム等の制御データを格納したＲＯＭ３２、スキャナー等の外部装置に接続される外部Ｉ／Ｆ３３、外部Ｉ／Ｆ３３を介して入力される画像データを一時的に格納するためのＲＡＭ３４、プラテンローラ２１および記録ヘッド１０に印加する高圧を発生する高圧電源３５、およびインクリザーバー１３内のインクのトナー濃度を検知する濃度センサ１９が接続されている。
【００２５】
また、制御部３０には、記録ヘッド１０を載置した移動ステージ１１を駆動して記録ヘッド１０を所望の方向にスライドさせるヘッド移動コントローラ３６、記録紙Ｐを搬送する搬送機構２０を駆動させる搬送モータ３７、クリーニングローラ２８を回転させるモータ３８、プラテンローラ２１を所定の電位に制御するプラテンローラ駆動回路４、高圧電源３５を介して記録ヘッド１０の後述する各電極に電圧を与え、記録ヘッド１０を駆動する記録ヘッド駆動回路６、インクリザーバー１３から記録ヘッド１０へインクを汲上げる供給ポンプ１４、インクリザーバー１３内に収容されたインクを撹拌するプロペラ１８、および濃度センサ１９によって検知されたトナー濃度に応じて高濃度インクを補給するカートリッジ３９が接続されている。
【００２６】
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の動作について説明する。尚、インクジェットプリンタ１は、ＲＯＭ３２に格納されているプログラムに従って動作される。
【００２７】
まず、コントロールパネル３１または外部Ｉ／Ｆ３３から入力される指示により、外部Ｉ／Ｆを介して画像データが入力され、この画像データがＲＡＭ３４に一旦書込まれる。
【００２８】
そして、搬送機構２０の搬送モータ３７が所定速度で回転され、記録紙Ｐがカセット２２から取出される。取出された記録紙Ｐは、プラテンローラ２１に巻き付けられて搬送される。このとき、プロペラ１８によってインクリザーバー１３内のインクが撹拌され、供給ポンプ１４を介してインクが記録ヘッド１０へ供給される。また、インクリザーバー１３内に収容されたインクのトナー濃度が濃度センサ１９によって監視され、カートリッジ３９を介して高濃度インクが補給され、トナー濃度が一定に保たれる。
【００２９】
この状態で、ＲＡＭ３４に記憶した画像データに応じて記録ヘッド１０が駆動され、プラテンローラ２１との間に所定の電界が形成される。そして、プラテンローラ２１を介して搬送中の記録紙Ｐ上に記録ヘッド１０から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。
【００３０】
画像が形成された記録紙Ｐは、搬送機構２０によって更に搬送されて排紙トレー２６上に排紙される。
次に、上記記録ヘッド１０について詳細に説明する。
図３に示すように、記録ヘッド１０は、ハウジング２に対して所定角度で固設される矩形板状の基材４１を有し、基材４１の上面には図４に示すような矩形のフィルム基板４２が張り付けられている。フィルム基板４２は、誘電体フィルム、例えば厚さ１００μｍのポリイミドフィルムにより形成されている。尚、記録ヘッド１０は、フィルム基板４２の前端４２ａがプラテンローラ２１の軸方向に沿って平行に延び、且つ前端４２ａがプラテンローラ２１に向って上方を向くように水平面に対して所定の角度で傾斜されて配置される。
【００３１】
フィルム基板４２の上面には、フィルム基板４２の前端４２ａに向けて互いに平行且つ所定距離離間されて延びた複数の吐出電極４４が形成されている。各吐出電極４４の先端はフィルム基板４２の前端４２ａから所定距離後退した位置４４ａまで延び、後端はフィルム基板４２の後端４２ｂまで延びている。
【００３２】
また、フィルム基板４２の前端４２ａには、各吐出電極４４に対して一対一で設けられ、前端４２ａから各吐出電極４４の先端４４ａ近くまで延びた複数の矩形の切欠き４５が形成されている。各切欠きの幅は２０〜２００μｍに設定され、これらの切欠き４５がフィルム基板４２の前端４２ａで開放された部分が各吐出電極４４に対応したインクの吐出ポイントを形成している。
【００３３】
フィルム基板４２の前端４２ａ近くのフィルム基板４２の上面には、各吐出電極４４毎に区分した複数のインク供給路４８を形成した櫛形の隔壁部材４６が配設されている。隔壁部材４６が各切欠き４５の間に位置した複数の先端４６ａは、各切欠き４５の開放端に向って集束されているとともに、フィルム基板４２の前端４２ａに向けて傾斜されている。つまり、各インク供給路４８がインクの吐出ポイントに向って細くなるように形成されている。
【００３４】
また、フィルム基板４２の上面には、上記隔壁部材４６を覆うとともに、この隔壁部材４６と共同してインクの供給路を形成するためのカバー部材５１が配設されている。カバー部材５１は、フィルム基板４２の上面（隔壁部材４６）上に取付けられた状態で、各インク供給路４８に連通した共通インク室５２を有し、共通インク室５２にはインクリザーバー１３から導かれた供給管１５が接続されている。
【００３５】
共通インク室５２は、記録ヘッド１０が上述のように水平面から傾斜されて配設された状態で、フィルム基板４２の前端４２ａに向けて下方に所定角度で傾斜されている。しかして、供給管１５を介して所定の圧力で供給されたインクは、共通インク室５２を介して各インク供給路４８に均一に分配され、各インク供給路４８の吐出ポイントにおいて所定形状のインクメニスカスを形成するようになっている。このとき、フィルム基板４２の前端４２ａに形成された切欠き４５の毛管作用によってインクが吸引され、吐出ポイントに導かれる。
【００３６】
また、カバー部材５１は、共通インク室に沿って略同じ角度で傾斜された上面（傾斜面）５１ａを有し、この傾斜面５１ａ上にトナー搬送電極５４を備えている。トナー搬送電極５４は、フィルム基板４２上に形成された複数のインク供給路４８の全幅、即ち共通インク室５２の全幅を超えて延び、共通インク室５２内を流れるインクに含まれるトナーを各インク供給路４８へ効率的に導くために設けられている。
【００３７】
つまり、トナー搬送電極５４は、各吐出電極４４の先端４４ａより対向電極 （プラテンローラ）２０に対して後退した位置、言い換えれば、インクの供給方向に対して各吐出電極４４の先端４４ａより上流側の位置に設けられている。そして、対向電極２０、吐出電極４４、トナー搬送電極５４の順に電位が高くなるように吐出電極４４およびトナー搬送電極５４の電位を制御することにより、トナーが各インク供給路４８に効率良く搬送される。
【００３８】
例えば、プラテンローラ２１の電位を０Ｖ、各吐出電極４４のバイアス電位を１．２ＫＶ、各吐出電極４４に重畳印加する記録電圧を４００Ｖ、トナー搬送電極５４の電位を２．４ＫＶ（吐出電極に印加したバイアス電圧に記録電圧を重畳した電位１．６ＫＶより大きい電位）に設定すると、記録ヘッド１０の先端近傍には、図５に矢印Ｅで示すような電気力線に沿った電界が形成される。
【００３９】
吐出ポイント近傍に図５に示すような電界Ｅが形成されると、トナー搬送電極５４から各吐出電極４４に向う電界成分の影響によって、共通インク室５２を通って流れるインク内のトナーに静電気力が作用され、トナーが各吐出電極４４方向に付勢される。これにより、共通インク室５２から各インク供給路４８に押出されたトナーは、吐出電極４４からプラテンローラ２１に向う電界成分の影響によって、今度はインクメニスカス５６の液面に向う方向に移動され、インクメニスカス５６の液面に沿って各吐出ポイントへ搬送される（図６参照）。
【００４０】
ところで、各吐出ポイント近傍のインク供給路４８は、隔壁部材４６によって吐出ポイントに向って細くなるように形成されている。このため、各吐出ポイントに形成されるインクメニスカス５６は、吐出ポイントに向って薄く且つ幅が狭くなるように形成される。従って、電界Ｅの影響によって各吐出ポイントに向けて移動されたトナーは、薄くされたインクメニスカスの液面にぶつかって泳動し、隔壁部材４６の作用によって吐出ポイントに効率良く凝集されることになる（図７参照）。
【００４１】
以下、記録ヘッド１０の吐出ポイントからインク滴を飛翔させる場合の動作について、図８を参照して説明する。
記録ヘッド１０の各インク供給路４８にインクが供給されて各吐出ポイント近傍にインクメニスカスが形成された状態で、各吐出電極４４にバイアス電圧が印加されると、図８（ａ）に示すように、吐出ポイントに向けてトナーが凝集され、このトナー凝集物に静電気力が作用され、インクメニスカス６１がプラテンローラ２１に向けて盛り上がる。このとき、トナー凝集物に作用されるプラテンローラ２１からの静電吸引力がインクメニスカス６１の表面張力を打ち破ることのないように、バイアス電圧の大きさが設定されている。
【００４２】
このように、トナーが各吐出ポイント近傍に凝集された状態で、画像信号に応じて選択された吐出電極４４に記録電圧が印加されると、図８（ｂ）に示すように、吐出ポイントに形成されたインクメニスカス６１がプラテンローラ２１に向って更に突出され、切欠き４５の幅を基端とした糸状のインクメニスカス６１が形成される。
【００４３】
そして、図８（ｃ）に示すように、インクメニスカス６１に凝集されたトナー凝集物に作用される静電気力がインクメニスカス６１の表面張力に打ち勝ち、切欠き４５の開口端を節としてトナー凝集物がインクメニスカスから分離され、プラテンローラ２１に向って飛翔される。
【００４４】
この場合、インクメニスカス６１から飛翔されるインク滴のドット径は、切欠き４５の開口幅によって決定されるため、切欠き４５の幅を所定の値に設定することによりドット径を均一にできる。ドット径が均一にされると、記録紙Ｐ上にざらつきのない画像を形成でき、高品位な画質を得ることができる。例えば、切欠き４５の開口幅を６０μｍに設定したとき、ドット径が５０μｍに安定したインク滴が形成された。
【００４５】
また、切欠き４５の開口幅によってインク滴のドット径が決定されるので、所望するドット径に対してインク供給路の幅を大きくすることができる。これにより、ドット径を小さく設定してもインク供給路の幅を大きく設定することができ、インクの目詰まりを防止できる。更に、切欠き４５の幅を小さくすることにより、インクメニスカスを小さくすることができ、トナー凝集物を引き止める表面張力を小さくでき、インクの吐出周波数を高くすることができる。
【００４６】
ところで、上記のように切欠き４５の幅に対してインク供給路の幅を大きくする場合には、マルチチャンネル化したときに各画素の間隔が大きくなる。このため、記録ヘッド１０を移動ステージ１１上に載置して、記録ヘッド１０をその画素の並んだ方向、即ちプラテンローラ２１の軸方向に沿ってスライドさせて走査している。
【００４７】
以下、記録ヘッド１０の適切な取付け角度について説明する。
記録ヘッド１０の各吐出ポイントに形成されるインクメニスカスの形状は、フィルム基板４２に対するインクの濡れ性、切欠き４５の毛管作用、吐出電極４４に印加される電圧値（電圧印加により形成される電界）、重力等により決定される。従って、記録ヘッド１０の取付け角度が変更されると、インクメニスカスに作用される重力の向きが変化され、インクメニスカスの形状が変化される。
【００４８】
例えば、図９に示すように、水平面に対する記録ヘッド１０の配置角度を０度以下に設定すると、フィルム基板４２の前端４２ａ近くまでインクメニスカスの厚さが厚くなる。この状態で、吐出電極４４に記録電圧を印加すると、十分な量のトナーが集まらないうちにインク滴が飛翔されてしまい、多量のキャリア液を含んだインクが記録紙Ｐ上に転写される。この結果、記録紙Ｐ上の画像に滲みを生じる。
【００４９】
反対に、図１０に示すように、記録ヘッド１０を水平面に対して６０度の角度で配置すると、インクがフィルム基板４２の前端４２ａまで到達しづらくなり、吐出ポイント近くのインクメニスカスが薄くなる。この状態で、吐出電極４４に記録電圧を印加しても、吐出ポイントにトナーを凝集しにくくなり、飛翔に十分なトナーを集めるのに長時間を要し、インク吐出周波数が低下するとともに、インク滴のドット径が減少される。
【００５０】
記録ヘッド１０の傾斜角度と印字特性との関係を調べたところ、記録ヘッド１０の傾斜角度を０度以下に設定すると画像に滲みを生じ、４５度以上に設定するとインク滴の吐出周波数が５００Ｈｚ以下になることが解った。従って、記録ヘッド１０の適切な傾斜角度は０度から４５度であるこが判断され、記録ヘッド１０の傾斜角度をこの範囲内に設定することにより、吐出周波数１ＫＨｚで滲みのない良質な画像を得ることができた。
【００５１】
次に、上記記録ヘッド１０による記録動作、特にトナー凝集物を飛翔した後に吐出ポイントに滞留したインクのクリーニング動作について、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すタイミングチャートを用いて説明する。尚、ここでは、吐出電極４４の電位を実線で示し、プラテンローラ２１の電位を破線で示した。
【００５２】
上記記録ヘッド１０においては、吐出ポイントに凝集されたトナー凝集物がキャリアー液から分離されて飛翔されると、飛翔されずに残ったキャリア液が吐出ポイント近くに滞留される。このように吐出ポイント近くに滞留されたキャリア液は、トナーが消費されるに従って変質され、液面の抵抗が徐々に低下される。
【００５３】
つまり、キャリア液が吐出ポイント付近に滞留すると、気中放電によって生じたイオンが電界の影響によってインク面に付着され、キャリア液に含まれるトナー以外の正イオンが電界の影響によってインク面に押付けられる。また、トナーとの間の相互帯電作用によってキャリア液中に生じた負イオンがトナーの消費に従って増加し、この負イオンが電極からの電荷注入によって正極性に帯電され、電界の影響によってインク面に押付けられ、吐出ポイント付近のインクが導電性となり、インク面の液面抵抗が低下される。
【００５４】
このように、インク面の液面抵抗が低下されると、トナー凝集物とともに飛翔されるキャリア液の量が多くなり、記録紙Ｐ上に形成される画像に滲みを生じ、高濃度画像を形成できない。
【００５５】
このため、本実施の形態においては、記録動作終了時に、記録ヘッド１０の各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に所定の電位差を与えることにより、不所望に吐出ポイント近傍に滞留した液面抵抗の低いキャリア液をプラテンローラ２１に向けて飛翔させ、代りに液面抵抗の高い新たなインクを吐出ポイントに供給している。
【００５６】
詳細には、図１１（ａ）に示すように、プラテンローラ２１の電位をＶ0 、各吐出電極４４の電位をトナーが飛翔することのないバイアス電位Ｖb に設定し、記録紙Ｐを搬送した状態で、画像信号に応じて選択された吐出電極４４に所定のタイミングで記録電圧Ｖp を重畳印加して、記録紙Ｐに向けてインク滴を飛翔させる。尚、図１１（ａ）では全ての画素を印字するようなタイミングチャートとなっているが、印字しない画素もあることはいうまでもない。
【００５７】
このように、インク滴が飛翔されて記録紙１枚分の記録動作が終了されると、記録紙Ｐが排紙トレー２６上に排出されるとともに、全ての吐出電極４４の電位がバイアス電位Ｖb に戻されてプラテンローラ２１の電位がクリーニング電位Ｖ1 に制御される。この場合、クリーニング電位Ｖ1 は、インク滴を飛翔する際の吐出電極４４とプラテンローラ２１との間の電位差ＶA （ＶP −Ｖ0 ）よりクリーニング動作時における吐出電極４４とプラテンローラ２１との間の電位差ＶB （Ｖb −Ｖ1 ）の方が大きくなるように設定されている。つまり、記録動作時の電位差ＶA とクリーニング動作時の電位差ＶB との間には、ＶA ＜ＶB の関係が成り立っている。
【００５８】
このように、クリーニング動作に際し、記録動作時の電位差ＶA より大きい電位差ＶB を各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に与えることにより、記録動作時より強い電界が各吐出ポイントに形成され、記録動作時に飛翔されずに各吐出ポイントに滞留した液面抵抗の低いインクをプラテンローラ２１に向けて容易に飛翔させることができる。
【００５９】
クリーニング動作によって飛翔されてプラテンローラ２１に付着されたインク滴は、プラテンローラ２１の回転に伴って搬送され、クリーニングローラ２８によって除去される。
【００６０】
尚、以上のようなクリーニング動作を行なうタイミングは任意に設定できるものであり、記録紙１枚の記録動作が終了される毎のタイミングに限定する必要はない。また、クリーニング動作時における各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間の電位差ＶB は、両者の間に放電を生じて電極を破損することのないように、放電を生じない範囲に設定されている。
【００６１】
以上のように、各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に記録動作時より大きい電位差を与えることにより、吐出ポイントに滞留した不所望なインクを容易に除去でき、常に濃度の高いインクを吐出ポイントに供給できる。従って、トナー凝集物とともに飛翔されるキャリア液の量を低く押さえることができ、滲みのない良質な画像を形成できる。
【００６２】
また、他の実施の形態として、吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に図１１（ｂ）に示すようなタイミングで電位差を与えて、吐出ポイントに滞留した不所望なインクをクリーニングする方法もある。
【００６３】
この方法によると、上述したように記録動作が終了された時点で、全ての吐出電極４４の電位がバイアス電位Ｖb に戻されるとともに、プラテンローラ２１の電位が第１のクリーニング電位Ｖ2 にされ、その後、第２のクリーニング電位Ｖ3 にされる。第１および第２のクリーニング電位Ｖ2 およびＶ3 は、それぞれ所定のパルス幅を有している。そして、この動作を１サイクルとして複数回繰り返されて不所望なインクがクリーニングされる。
【００６４】
第１のクリーニング電位Ｖ2 は、吐出電極４４に与えられる記録電位Ｖp より僅かに高く設定されており、プラテンローラ２１が第１のクリーニング電位Ｖ2 に設定された状態では、吐出電極４４の電位とプラテンローラ２１の電位が逆転されている。従って、プラテンローラ２１が第１の電位にされた状態では、電界の向きが逆転され、負極性の物質がプラテンローラ２１に向けて飛翔されることになる。また、プラテンローラ２１が第１のクリーニング電位Ｖ2 にされると、トナーとの相互帯電作用などによって生じた不極性のキャリア液も同時に飛翔される。
【００６５】
しかしながら、長時間にわたって上記のように電界の向きを逆転させると、逆向きの電界によって正極性に帯電したトナーが吐出電極４４に付着されてしまう問題が生じる。このため、プラテンローラ２１に与える第１のクリーニング電位Ｖ2 のパルス幅をトナーが付着しない程度に短くして、第１のクリーニング電位Ｖ2 を与えた直後に第２のクリーニング電位Ｖ3 を与えている。
【００６６】
第２のクリーニング電位Ｖ3 は、記録動作時に吐出電極４４に与えられるバイアス電位Ｖb との間の電位差ＶD が、記録動作時に吐出電極４４に与えられる記録電位Ｖp とプラテンローラ２１の電位Ｖ0 との間の電位差ＶA より大きくなるように設定されている。つまり、記録動作時の電位差ＶA とクリーニング動作時の電位差ＶD との間には、ＶA ＜ＶD の関係が成り立っている。
【００６７】
このように、記録動作時の電位差ＶA より大きい電位差ＶD を各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に与えることにより、記録動作時より強い電界が各吐出ポイントに形成され、記録動作時に飛翔されずに各吐出ポイントに滞留した液面抵抗の低いインクをプラテンローラ２１に向けて容易に飛翔させることができる。
【００６８】
以上のように、クリーニング動作として、プラテンローラ２１に対して吐出電極４４の記録電位より高い第１のクリーニング電位を与えることにより、電界の向きを逆転させて不極性の物質やキャリア液を吐出ポイントから飛翔させることができ、且つ各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に記録動作時より大きい電位差を与えることにより、吐出ポイントに滞留した不所望なインクを容易に除去でき、常に濃度の高いインクを吐出ポイントに供給できる。従って、トナー凝集物とともに飛翔されるキャリア液の量を低く押さえることができ、滲みのない良質な画像を形成できる。
【００６９】
また、本実施の形態のように、プラテンローラ２１の電位を第１のクリーニング電位Ｖ2 と第２のクリーニング電位Ｖ3 との間で交互に変えることにより、吐出ポイント近傍のインク、特にトナーに振動を与えることができ、トナーがフィルム基板４２などに付着することが防止される。
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。
【００７０】
【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、高い吐出周波数を有し、高濃度で滲みの無い良質な画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のインクジェットプリンタを示す概略図。
【図２】図１のインクジェットプリンタの動作を制御する制御系を示すブロック図。
【図３】図１のインクジェットプリンタに組込まれた記録ヘッドを示す断面図。
【図４】図３の記録ヘッドに組込まれたフィルム基板、吐出電極、および隔壁部材を示す斜視図。
【図５】記録ヘッドとプラテンローラとの間に形成される電界の向きを電気力線で示した図。
【図６】記録ヘッド先端の吐出ポイントに向うトナーの状態を示す概略図。
【図７】図６の記録ヘッドの平面図。
【図８】記録ヘッドによるインク滴の飛翔動作を説明するための動作説明図。
【図９】記録ヘッドの傾斜角度を０度以下に設定した場合のインクメニスカスの形状を示す概略図。
【図１０】記録ヘッドの傾斜角度を６０度に設定した場合のインクメニスカスの形状を示す概略図。
【図１１】記録動作およびクリーニング動作時に吐出電極およびプラテンローラに与える電位を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１…インクジェットプリンタ、
２…ハウジング、
１０…記録ヘッド、
１１…移動ステージ、
１３…インクリザーバー、
２０…搬送機構、
２１…プラテンローラ、
２８…クリーニングローラ、
３０…制御部、
３５…高圧電源、
４２…フィルム基板、
４４…吐出電極、
４５…切欠き、
４６…隔壁部材、
４８…インク供給路、
５１…カバー部材、
５２…共通インク室、
５４…トナー搬送電極、
５６…インクメニスカス、
Ｐ…記録紙。
【発明の属する技術分野】
この発明は、帯電された色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなるインクに静電気力を作用させ、色剤粒子を含む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、記録媒体に向ってインク滴を飛翔することにより記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録方式のプリンタが広く普及している。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタの記録ヘッドは、互いに平行且つ等間隔で並べて設けられた複数本の吐出電極と、各吐出電極先端の吐出ポイントに帯電された色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなるインクを供給するインク供給装置と、を備えている。
【０００４】
また、記録ヘッドには、各吐出電極にバイアス電圧を印加するためのバイアス電源と、画像信号に応じて各吐出電極に記録電圧（色剤粒子と同極性の電圧）を選択的に印加するための記録電圧発生部と、が接続されている。
【０００５】
更に、各吐出電極先端の吐出ポイントと対向する位置には、接地された対向電極が所定距離離間して設けられ、この対向電極と吐出電極との間に記録媒体が配置されている。
【０００６】
上記のように構成されたインクジェットプリンタにより記録媒体に画像を形成する場合、まず、インク供給装置により記録ヘッドの各吐出ポイントへインクを供給する。そして、各吐出電極に色剤粒子と同極性の所定のバイアス電圧を印加する。バイアス電圧を印加することにより、色剤粒子が吐出電極から反発されて各電極間に移動されるとともに吐出ポイントに向って移動される。
【０００７】
続いて、画像信号に応じて選択された吐出電極に記録電圧を印加し、この吐出電極と対向電極との間に、インク滴を飛翔可能な大きさの電界を形成する。これにより、選択された吐出電極の吐出ポイントに色剤粒子が更に移動され、移動された色剤粒子の電荷と記録電圧による電界との積からなる静電気力が色剤粒子に作用される。そして、この静電気力が吐出ポイントに形成されたインク滴の表面張力より大きくなると、インク滴が吐出ポイントから分離され、対向電極に向って飛翔される。
従って、飛翔したインク滴が吐出ポイントと対向電極との間に配置された記録媒体に付着し、記録媒体上に画像信号に応じた画像が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の記録ヘッドにおいて、画像信号に応じて選択された吐出ポイントから飛翔されるインク滴内に含まれる色剤粒子の濃度は、吐出電極に印加されるバイアス電圧の印加時間に依存することが知られている。このため、１つの吐出ポイントから連続してインク滴を飛翔させる場合、各飛翔段階において十分な量の色剤粒子を短時間でこの吐出ポイントに集めることができず、飛翔されるインク滴の色剤粒子濃度が不安定になる問題がある。
【０００９】
また、選択された吐出電極の吐出ポイントに飛翔に必要な十分な電荷量の色剤粒子を移動させるために多くの時間を必要とすることから、インク滴の高い吐出周波数を得ることが困難となる問題がある。
【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、高い吐出周波数を有し、高濃度で滲みの無い良質な画像を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、この発明のうち請求項１記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置に第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置に上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記吐出位置に上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、を備えている。
【００１２】
また、この発明のうち請求項２記載の画像形成装置は、所定の転写位置へ被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を上記転写位置から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記吐出位置から上記転写位置へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、上記除去手段にて除去された残留物を回収する回収手段と、を備えている。
【００１３】
また、この発明のうち請求項３記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極と、上記吐出位置から所定距離離間して配置された対向電極と、上記複数の吐出電極と対向電極との間の所定の転写位置を通して被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記複数の吐出電極から上記対向電極へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、且つ画像信号に応じて選択された吐出電極から上記対向電極へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送していない状態で、上記複数の吐出電極から上記対向電極へ向う上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記対向電極に向けて飛翔させる除去手段と、上記除去手段にて飛翔された残留物を上記対向電極から回収する回収手段と、を備えている。
【００１４】
また、この発明のうち請求項４記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極を備えた記録ヘッドと、上記吐出位置から所定距離離間して配置された導電性のプラテンローラと、被画像形成媒体を上記記録ヘッドとプラテンローラとの間の所定の転写位置を通して上記プラテンローラの外周面に沿って搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記複数の吐出電極とプラテンローラとの間に第１の電位差を与えて上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、且つ画像信号に応じて選択された吐出電極と上記プラテンローラとの間に上記第１の電位差より大きい第２の電位差を与えて上記選択された吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を上記プラテンローラに沿って搬送される被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送していない状態で、上記複数の吐出電極と上記プラテンローラとの間に上記第２の電位差より大きい第３の電位差を与えて上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記プラテンローラに向けて飛翔させる除去手段と、上記プラテンローラに転接され、上記除去手段にて上記プラテンローラの外周面上に飛翔された残留物を回収するクリーニングローラを有する回収手段と、を備えている。
【００１５】
また、この発明のうち請求項５記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置に第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置に上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記吐出位置に上記第１および第２の電界と逆向きの第３の電界、および上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、を備えている。
【００１６】
また、この発明のうち請求項６記載の画像形成装置は、所定の転写位置へ被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を上記転写位置から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記吐出位置から上記転写位置へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記吐出位置に上記第１および第２の電界と逆向きの第３の電界、および上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、上記除去手段にて除去された残留物を回収する回収手段と、を備えている。
【００１７】
また、この発明のうち請求項７記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極と、上記吐出位置から所定距離離間して配置された対向電極と、上記複数の吐出電極と対向電極との間の所定の転写位置を通して被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記複数の吐出電極から上記対向電極へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、且つ画像信号に応じて選択された吐出電極から上記対向電極へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記対向電極から上記複数の吐出電極へ向う第３の電界、および上記複数の吐出電極から上記対向電極に向う上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記対向電極に向けて飛翔させる除去手段と、上記除去手段にて飛翔された残留物を上記対向電極から回収する回収手段と、を備えている。
【００１８】
更に、この発明のうち請求項８に記載の画像形成装置は、帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極を備えた記録ヘッドと、上記吐出位置から所定距離離間して配置された導電性のプラテンローラと、被画像形成媒体を上記記録ヘッドとプラテンローラとの間の所定の転写位置を通して上記プラテンローラの外周面に沿って搬送する搬送手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記プラテンローラの電位を基準電位Ｖ0 にするとともに上記複数の吐出電極の電位をバイアス電位Ｖb にして上記複数の吐出電極とプラテンローラとの間に第１の電位差を与え、上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、この状態で、画像信号に応じて選択された吐出電極の電位を上記バイアス電位Ｖb より高い記録電位Ｖp にして上記プラテンローラとの間に上記第１の電位差より大きい第２の電位差ＶA を与え、上記選択された吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を上記プラテンローラに沿って搬送される被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記複数の吐出電極の電位を上記バイアス電位Ｖb にするとともに、上記プラテンローラの電位を、上記記録電位より高い第１のクリーニング電位、および上記バイアス電位Ｖb より低く上記バイアス電位Ｖb との間の電位差ＶD が上記第２の電位差ＶA より大きくなるような第２のクリーニング電位に交互にして、上記プラテンローラから上記複数の吐出電極に向う第３の電界、および上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記プラテンローラに向けて飛翔させる除去手段と、上記プラテンローラに転接され、上記除去手段にて上記プラテンローラの外周面上に飛翔された残留物を回収するクリーニングローラを有する回収手段と、を備えている。
【００１９】
【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内の所定位置には、画像信号に応じて記録紙にインク滴を飛翔させて画像を形成するための記録ヘッド１０（後述する）が配設されている。記録ヘッド１０のインク滴が飛翔される先端から所定距離離間して対向した位置、即ちハウジング２の略中央位置には、記録ヘッド１０の後述する吐出電極との間で所定の電界を形成する対向電極として作用するとともに、被画像形成媒体としての記録紙Ｐを搬送するためのプラテンローラ２１が回動自在に配設されている。そして、記録ヘッド１０は、プラテンローラ２１の軸方向に移動できるように、移動ステージ１１上に搭載され、プラテンローラ２１の外周面に向って所定角度で傾斜して配設されている。
【００２０】
記録ヘッド１０に供給するインクは、インクリザーバー１３に貯蔵されている。記録ヘッド１０とインクリザーバー１３は、供給管１５を介して連結されており、供給管１５の途中には、記録ヘッド１０へインクを汲上げるための供給ポンプ１４が設けられている。供給ポンプ１４は、記録ヘッド１０の先端に形成されるインクメニスカス（後述する）が安定するようにインクの供給量および供給圧力を調整している。また、インクリザーバー１３内には、インクを撹拌してインク内のトナーの分散を均一にするためのプロペラ１８、およびインク内のトナー濃度を検知する濃度センサ１９が設けられている。
【００２１】
また、インクジェットプリンタ１は、画像が形成される記録紙Ｐを搬送するプラテンローラ２１を含む搬送機構２０を有している。搬送機構２０は、記録前の記録紙Ｐを保存した記録紙カセット２２、記録紙カセット２２から記録紙Ｐを一枚づつ間欠的に取出す取出しローラ２３、取出した記録紙Ｐをプラテンローラ２１の外周に沿って搬送する搬送ローラ群２４、搬送ローラ群２４によって搬送される記録紙Ｐをガイドするガイド板群２５、記録紙Ｐと記録ヘッド１０との間隔を一定に保ちながら記録紙Ｐを搬送するプラテンローラ２１、および画像形成後の記録紙Ｐをプラテンローラ２１から受け取るトレー２６を有している。
【００２２】
尚、記録ヘッド１０に対して略反対側のプラテンローラ２１の外周面上には、プラテンローラ２１に付着された余剰インクを除去するためのクリーニングローラ２８が転接されている。クリーニングローラ２８は、フェルトやスポンジにより形成されている。また、記録ヘッド１０の駆動、インクの供給、記録紙Ｐの搬送などのプリンタ１の各動作を制御する制御部３０および高圧電源がハウジング２内の底部近くに設置されている。
【００２３】
上記のように構成されたインクジェットプリンタ１で使用されるインクは、所定の極性に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１０重量％以下の比率で分散させて構成されている。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、１０12〜１０13以上の電気抵抗を有するアイソパーＧ、Ｈ、Ｌ）からなる分散媒であり、トナーは、０．０１〜５μｍ程度の粒子径を有している。尚、本実施例においては、トナーは正の極性に予め帯電されている。
【００２４】
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の動作を制御する制御系について説明する。
図２に示すように、インクジェットプリンタ１の制御系は、制御手段として作用する制御部３０を有している。制御部３０には、ユーザーによる各種操作入力がなされるコントロールパネル３１、プリンタ１の各種動作プログラム等の制御データを格納したＲＯＭ３２、スキャナー等の外部装置に接続される外部Ｉ／Ｆ３３、外部Ｉ／Ｆ３３を介して入力される画像データを一時的に格納するためのＲＡＭ３４、プラテンローラ２１および記録ヘッド１０に印加する高圧を発生する高圧電源３５、およびインクリザーバー１３内のインクのトナー濃度を検知する濃度センサ１９が接続されている。
【００２５】
また、制御部３０には、記録ヘッド１０を載置した移動ステージ１１を駆動して記録ヘッド１０を所望の方向にスライドさせるヘッド移動コントローラ３６、記録紙Ｐを搬送する搬送機構２０を駆動させる搬送モータ３７、クリーニングローラ２８を回転させるモータ３８、プラテンローラ２１を所定の電位に制御するプラテンローラ駆動回路４、高圧電源３５を介して記録ヘッド１０の後述する各電極に電圧を与え、記録ヘッド１０を駆動する記録ヘッド駆動回路６、インクリザーバー１３から記録ヘッド１０へインクを汲上げる供給ポンプ１４、インクリザーバー１３内に収容されたインクを撹拌するプロペラ１８、および濃度センサ１９によって検知されたトナー濃度に応じて高濃度インクを補給するカートリッジ３９が接続されている。
【００２６】
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の動作について説明する。尚、インクジェットプリンタ１は、ＲＯＭ３２に格納されているプログラムに従って動作される。
【００２７】
まず、コントロールパネル３１または外部Ｉ／Ｆ３３から入力される指示により、外部Ｉ／Ｆを介して画像データが入力され、この画像データがＲＡＭ３４に一旦書込まれる。
【００２８】
そして、搬送機構２０の搬送モータ３７が所定速度で回転され、記録紙Ｐがカセット２２から取出される。取出された記録紙Ｐは、プラテンローラ２１に巻き付けられて搬送される。このとき、プロペラ１８によってインクリザーバー１３内のインクが撹拌され、供給ポンプ１４を介してインクが記録ヘッド１０へ供給される。また、インクリザーバー１３内に収容されたインクのトナー濃度が濃度センサ１９によって監視され、カートリッジ３９を介して高濃度インクが補給され、トナー濃度が一定に保たれる。
【００２９】
この状態で、ＲＡＭ３４に記憶した画像データに応じて記録ヘッド１０が駆動され、プラテンローラ２１との間に所定の電界が形成される。そして、プラテンローラ２１を介して搬送中の記録紙Ｐ上に記録ヘッド１０から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。
【００３０】
画像が形成された記録紙Ｐは、搬送機構２０によって更に搬送されて排紙トレー２６上に排紙される。
次に、上記記録ヘッド１０について詳細に説明する。
図３に示すように、記録ヘッド１０は、ハウジング２に対して所定角度で固設される矩形板状の基材４１を有し、基材４１の上面には図４に示すような矩形のフィルム基板４２が張り付けられている。フィルム基板４２は、誘電体フィルム、例えば厚さ１００μｍのポリイミドフィルムにより形成されている。尚、記録ヘッド１０は、フィルム基板４２の前端４２ａがプラテンローラ２１の軸方向に沿って平行に延び、且つ前端４２ａがプラテンローラ２１に向って上方を向くように水平面に対して所定の角度で傾斜されて配置される。
【００３１】
フィルム基板４２の上面には、フィルム基板４２の前端４２ａに向けて互いに平行且つ所定距離離間されて延びた複数の吐出電極４４が形成されている。各吐出電極４４の先端はフィルム基板４２の前端４２ａから所定距離後退した位置４４ａまで延び、後端はフィルム基板４２の後端４２ｂまで延びている。
【００３２】
また、フィルム基板４２の前端４２ａには、各吐出電極４４に対して一対一で設けられ、前端４２ａから各吐出電極４４の先端４４ａ近くまで延びた複数の矩形の切欠き４５が形成されている。各切欠きの幅は２０〜２００μｍに設定され、これらの切欠き４５がフィルム基板４２の前端４２ａで開放された部分が各吐出電極４４に対応したインクの吐出ポイントを形成している。
【００３３】
フィルム基板４２の前端４２ａ近くのフィルム基板４２の上面には、各吐出電極４４毎に区分した複数のインク供給路４８を形成した櫛形の隔壁部材４６が配設されている。隔壁部材４６が各切欠き４５の間に位置した複数の先端４６ａは、各切欠き４５の開放端に向って集束されているとともに、フィルム基板４２の前端４２ａに向けて傾斜されている。つまり、各インク供給路４８がインクの吐出ポイントに向って細くなるように形成されている。
【００３４】
また、フィルム基板４２の上面には、上記隔壁部材４６を覆うとともに、この隔壁部材４６と共同してインクの供給路を形成するためのカバー部材５１が配設されている。カバー部材５１は、フィルム基板４２の上面（隔壁部材４６）上に取付けられた状態で、各インク供給路４８に連通した共通インク室５２を有し、共通インク室５２にはインクリザーバー１３から導かれた供給管１５が接続されている。
【００３５】
共通インク室５２は、記録ヘッド１０が上述のように水平面から傾斜されて配設された状態で、フィルム基板４２の前端４２ａに向けて下方に所定角度で傾斜されている。しかして、供給管１５を介して所定の圧力で供給されたインクは、共通インク室５２を介して各インク供給路４８に均一に分配され、各インク供給路４８の吐出ポイントにおいて所定形状のインクメニスカスを形成するようになっている。このとき、フィルム基板４２の前端４２ａに形成された切欠き４５の毛管作用によってインクが吸引され、吐出ポイントに導かれる。
【００３６】
また、カバー部材５１は、共通インク室に沿って略同じ角度で傾斜された上面（傾斜面）５１ａを有し、この傾斜面５１ａ上にトナー搬送電極５４を備えている。トナー搬送電極５４は、フィルム基板４２上に形成された複数のインク供給路４８の全幅、即ち共通インク室５２の全幅を超えて延び、共通インク室５２内を流れるインクに含まれるトナーを各インク供給路４８へ効率的に導くために設けられている。
【００３７】
つまり、トナー搬送電極５４は、各吐出電極４４の先端４４ａより対向電極 （プラテンローラ）２０に対して後退した位置、言い換えれば、インクの供給方向に対して各吐出電極４４の先端４４ａより上流側の位置に設けられている。そして、対向電極２０、吐出電極４４、トナー搬送電極５４の順に電位が高くなるように吐出電極４４およびトナー搬送電極５４の電位を制御することにより、トナーが各インク供給路４８に効率良く搬送される。
【００３８】
例えば、プラテンローラ２１の電位を０Ｖ、各吐出電極４４のバイアス電位を１．２ＫＶ、各吐出電極４４に重畳印加する記録電圧を４００Ｖ、トナー搬送電極５４の電位を２．４ＫＶ（吐出電極に印加したバイアス電圧に記録電圧を重畳した電位１．６ＫＶより大きい電位）に設定すると、記録ヘッド１０の先端近傍には、図５に矢印Ｅで示すような電気力線に沿った電界が形成される。
【００３９】
吐出ポイント近傍に図５に示すような電界Ｅが形成されると、トナー搬送電極５４から各吐出電極４４に向う電界成分の影響によって、共通インク室５２を通って流れるインク内のトナーに静電気力が作用され、トナーが各吐出電極４４方向に付勢される。これにより、共通インク室５２から各インク供給路４８に押出されたトナーは、吐出電極４４からプラテンローラ２１に向う電界成分の影響によって、今度はインクメニスカス５６の液面に向う方向に移動され、インクメニスカス５６の液面に沿って各吐出ポイントへ搬送される（図６参照）。
【００４０】
ところで、各吐出ポイント近傍のインク供給路４８は、隔壁部材４６によって吐出ポイントに向って細くなるように形成されている。このため、各吐出ポイントに形成されるインクメニスカス５６は、吐出ポイントに向って薄く且つ幅が狭くなるように形成される。従って、電界Ｅの影響によって各吐出ポイントに向けて移動されたトナーは、薄くされたインクメニスカスの液面にぶつかって泳動し、隔壁部材４６の作用によって吐出ポイントに効率良く凝集されることになる（図７参照）。
【００４１】
以下、記録ヘッド１０の吐出ポイントからインク滴を飛翔させる場合の動作について、図８を参照して説明する。
記録ヘッド１０の各インク供給路４８にインクが供給されて各吐出ポイント近傍にインクメニスカスが形成された状態で、各吐出電極４４にバイアス電圧が印加されると、図８（ａ）に示すように、吐出ポイントに向けてトナーが凝集され、このトナー凝集物に静電気力が作用され、インクメニスカス６１がプラテンローラ２１に向けて盛り上がる。このとき、トナー凝集物に作用されるプラテンローラ２１からの静電吸引力がインクメニスカス６１の表面張力を打ち破ることのないように、バイアス電圧の大きさが設定されている。
【００４２】
このように、トナーが各吐出ポイント近傍に凝集された状態で、画像信号に応じて選択された吐出電極４４に記録電圧が印加されると、図８（ｂ）に示すように、吐出ポイントに形成されたインクメニスカス６１がプラテンローラ２１に向って更に突出され、切欠き４５の幅を基端とした糸状のインクメニスカス６１が形成される。
【００４３】
そして、図８（ｃ）に示すように、インクメニスカス６１に凝集されたトナー凝集物に作用される静電気力がインクメニスカス６１の表面張力に打ち勝ち、切欠き４５の開口端を節としてトナー凝集物がインクメニスカスから分離され、プラテンローラ２１に向って飛翔される。
【００４４】
この場合、インクメニスカス６１から飛翔されるインク滴のドット径は、切欠き４５の開口幅によって決定されるため、切欠き４５の幅を所定の値に設定することによりドット径を均一にできる。ドット径が均一にされると、記録紙Ｐ上にざらつきのない画像を形成でき、高品位な画質を得ることができる。例えば、切欠き４５の開口幅を６０μｍに設定したとき、ドット径が５０μｍに安定したインク滴が形成された。
【００４５】
また、切欠き４５の開口幅によってインク滴のドット径が決定されるので、所望するドット径に対してインク供給路の幅を大きくすることができる。これにより、ドット径を小さく設定してもインク供給路の幅を大きく設定することができ、インクの目詰まりを防止できる。更に、切欠き４５の幅を小さくすることにより、インクメニスカスを小さくすることができ、トナー凝集物を引き止める表面張力を小さくでき、インクの吐出周波数を高くすることができる。
【００４６】
ところで、上記のように切欠き４５の幅に対してインク供給路の幅を大きくする場合には、マルチチャンネル化したときに各画素の間隔が大きくなる。このため、記録ヘッド１０を移動ステージ１１上に載置して、記録ヘッド１０をその画素の並んだ方向、即ちプラテンローラ２１の軸方向に沿ってスライドさせて走査している。
【００４７】
以下、記録ヘッド１０の適切な取付け角度について説明する。
記録ヘッド１０の各吐出ポイントに形成されるインクメニスカスの形状は、フィルム基板４２に対するインクの濡れ性、切欠き４５の毛管作用、吐出電極４４に印加される電圧値（電圧印加により形成される電界）、重力等により決定される。従って、記録ヘッド１０の取付け角度が変更されると、インクメニスカスに作用される重力の向きが変化され、インクメニスカスの形状が変化される。
【００４８】
例えば、図９に示すように、水平面に対する記録ヘッド１０の配置角度を０度以下に設定すると、フィルム基板４２の前端４２ａ近くまでインクメニスカスの厚さが厚くなる。この状態で、吐出電極４４に記録電圧を印加すると、十分な量のトナーが集まらないうちにインク滴が飛翔されてしまい、多量のキャリア液を含んだインクが記録紙Ｐ上に転写される。この結果、記録紙Ｐ上の画像に滲みを生じる。
【００４９】
反対に、図１０に示すように、記録ヘッド１０を水平面に対して６０度の角度で配置すると、インクがフィルム基板４２の前端４２ａまで到達しづらくなり、吐出ポイント近くのインクメニスカスが薄くなる。この状態で、吐出電極４４に記録電圧を印加しても、吐出ポイントにトナーを凝集しにくくなり、飛翔に十分なトナーを集めるのに長時間を要し、インク吐出周波数が低下するとともに、インク滴のドット径が減少される。
【００５０】
記録ヘッド１０の傾斜角度と印字特性との関係を調べたところ、記録ヘッド１０の傾斜角度を０度以下に設定すると画像に滲みを生じ、４５度以上に設定するとインク滴の吐出周波数が５００Ｈｚ以下になることが解った。従って、記録ヘッド１０の適切な傾斜角度は０度から４５度であるこが判断され、記録ヘッド１０の傾斜角度をこの範囲内に設定することにより、吐出周波数１ＫＨｚで滲みのない良質な画像を得ることができた。
【００５１】
次に、上記記録ヘッド１０による記録動作、特にトナー凝集物を飛翔した後に吐出ポイントに滞留したインクのクリーニング動作について、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すタイミングチャートを用いて説明する。尚、ここでは、吐出電極４４の電位を実線で示し、プラテンローラ２１の電位を破線で示した。
【００５２】
上記記録ヘッド１０においては、吐出ポイントに凝集されたトナー凝集物がキャリアー液から分離されて飛翔されると、飛翔されずに残ったキャリア液が吐出ポイント近くに滞留される。このように吐出ポイント近くに滞留されたキャリア液は、トナーが消費されるに従って変質され、液面の抵抗が徐々に低下される。
【００５３】
つまり、キャリア液が吐出ポイント付近に滞留すると、気中放電によって生じたイオンが電界の影響によってインク面に付着され、キャリア液に含まれるトナー以外の正イオンが電界の影響によってインク面に押付けられる。また、トナーとの間の相互帯電作用によってキャリア液中に生じた負イオンがトナーの消費に従って増加し、この負イオンが電極からの電荷注入によって正極性に帯電され、電界の影響によってインク面に押付けられ、吐出ポイント付近のインクが導電性となり、インク面の液面抵抗が低下される。
【００５４】
このように、インク面の液面抵抗が低下されると、トナー凝集物とともに飛翔されるキャリア液の量が多くなり、記録紙Ｐ上に形成される画像に滲みを生じ、高濃度画像を形成できない。
【００５５】
このため、本実施の形態においては、記録動作終了時に、記録ヘッド１０の各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に所定の電位差を与えることにより、不所望に吐出ポイント近傍に滞留した液面抵抗の低いキャリア液をプラテンローラ２１に向けて飛翔させ、代りに液面抵抗の高い新たなインクを吐出ポイントに供給している。
【００５６】
詳細には、図１１（ａ）に示すように、プラテンローラ２１の電位をＶ0 、各吐出電極４４の電位をトナーが飛翔することのないバイアス電位Ｖb に設定し、記録紙Ｐを搬送した状態で、画像信号に応じて選択された吐出電極４４に所定のタイミングで記録電圧Ｖp を重畳印加して、記録紙Ｐに向けてインク滴を飛翔させる。尚、図１１（ａ）では全ての画素を印字するようなタイミングチャートとなっているが、印字しない画素もあることはいうまでもない。
【００５７】
このように、インク滴が飛翔されて記録紙１枚分の記録動作が終了されると、記録紙Ｐが排紙トレー２６上に排出されるとともに、全ての吐出電極４４の電位がバイアス電位Ｖb に戻されてプラテンローラ２１の電位がクリーニング電位Ｖ1 に制御される。この場合、クリーニング電位Ｖ1 は、インク滴を飛翔する際の吐出電極４４とプラテンローラ２１との間の電位差ＶA （ＶP −Ｖ0 ）よりクリーニング動作時における吐出電極４４とプラテンローラ２１との間の電位差ＶB （Ｖb −Ｖ1 ）の方が大きくなるように設定されている。つまり、記録動作時の電位差ＶA とクリーニング動作時の電位差ＶB との間には、ＶA ＜ＶB の関係が成り立っている。
【００５８】
このように、クリーニング動作に際し、記録動作時の電位差ＶA より大きい電位差ＶB を各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に与えることにより、記録動作時より強い電界が各吐出ポイントに形成され、記録動作時に飛翔されずに各吐出ポイントに滞留した液面抵抗の低いインクをプラテンローラ２１に向けて容易に飛翔させることができる。
【００５９】
クリーニング動作によって飛翔されてプラテンローラ２１に付着されたインク滴は、プラテンローラ２１の回転に伴って搬送され、クリーニングローラ２８によって除去される。
【００６０】
尚、以上のようなクリーニング動作を行なうタイミングは任意に設定できるものであり、記録紙１枚の記録動作が終了される毎のタイミングに限定する必要はない。また、クリーニング動作時における各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間の電位差ＶB は、両者の間に放電を生じて電極を破損することのないように、放電を生じない範囲に設定されている。
【００６１】
以上のように、各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に記録動作時より大きい電位差を与えることにより、吐出ポイントに滞留した不所望なインクを容易に除去でき、常に濃度の高いインクを吐出ポイントに供給できる。従って、トナー凝集物とともに飛翔されるキャリア液の量を低く押さえることができ、滲みのない良質な画像を形成できる。
【００６２】
また、他の実施の形態として、吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に図１１（ｂ）に示すようなタイミングで電位差を与えて、吐出ポイントに滞留した不所望なインクをクリーニングする方法もある。
【００６３】
この方法によると、上述したように記録動作が終了された時点で、全ての吐出電極４４の電位がバイアス電位Ｖb に戻されるとともに、プラテンローラ２１の電位が第１のクリーニング電位Ｖ2 にされ、その後、第２のクリーニング電位Ｖ3 にされる。第１および第２のクリーニング電位Ｖ2 およびＶ3 は、それぞれ所定のパルス幅を有している。そして、この動作を１サイクルとして複数回繰り返されて不所望なインクがクリーニングされる。
【００６４】
第１のクリーニング電位Ｖ2 は、吐出電極４４に与えられる記録電位Ｖp より僅かに高く設定されており、プラテンローラ２１が第１のクリーニング電位Ｖ2 に設定された状態では、吐出電極４４の電位とプラテンローラ２１の電位が逆転されている。従って、プラテンローラ２１が第１の電位にされた状態では、電界の向きが逆転され、負極性の物質がプラテンローラ２１に向けて飛翔されることになる。また、プラテンローラ２１が第１のクリーニング電位Ｖ2 にされると、トナーとの相互帯電作用などによって生じた不極性のキャリア液も同時に飛翔される。
【００６５】
しかしながら、長時間にわたって上記のように電界の向きを逆転させると、逆向きの電界によって正極性に帯電したトナーが吐出電極４４に付着されてしまう問題が生じる。このため、プラテンローラ２１に与える第１のクリーニング電位Ｖ2 のパルス幅をトナーが付着しない程度に短くして、第１のクリーニング電位Ｖ2 を与えた直後に第２のクリーニング電位Ｖ3 を与えている。
【００６６】
第２のクリーニング電位Ｖ3 は、記録動作時に吐出電極４４に与えられるバイアス電位Ｖb との間の電位差ＶD が、記録動作時に吐出電極４４に与えられる記録電位Ｖp とプラテンローラ２１の電位Ｖ0 との間の電位差ＶA より大きくなるように設定されている。つまり、記録動作時の電位差ＶA とクリーニング動作時の電位差ＶD との間には、ＶA ＜ＶD の関係が成り立っている。
【００６７】
このように、記録動作時の電位差ＶA より大きい電位差ＶD を各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に与えることにより、記録動作時より強い電界が各吐出ポイントに形成され、記録動作時に飛翔されずに各吐出ポイントに滞留した液面抵抗の低いインクをプラテンローラ２１に向けて容易に飛翔させることができる。
【００６８】
以上のように、クリーニング動作として、プラテンローラ２１に対して吐出電極４４の記録電位より高い第１のクリーニング電位を与えることにより、電界の向きを逆転させて不極性の物質やキャリア液を吐出ポイントから飛翔させることができ、且つ各吐出電極４４とプラテンローラ２１との間に記録動作時より大きい電位差を与えることにより、吐出ポイントに滞留した不所望なインクを容易に除去でき、常に濃度の高いインクを吐出ポイントに供給できる。従って、トナー凝集物とともに飛翔されるキャリア液の量を低く押さえることができ、滲みのない良質な画像を形成できる。
【００６９】
また、本実施の形態のように、プラテンローラ２１の電位を第１のクリーニング電位Ｖ2 と第２のクリーニング電位Ｖ3 との間で交互に変えることにより、吐出ポイント近傍のインク、特にトナーに振動を与えることができ、トナーがフィルム基板４２などに付着することが防止される。
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。
【００７０】
【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、高い吐出周波数を有し、高濃度で滲みの無い良質な画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のインクジェットプリンタを示す概略図。
【図２】図１のインクジェットプリンタの動作を制御する制御系を示すブロック図。
【図３】図１のインクジェットプリンタに組込まれた記録ヘッドを示す断面図。
【図４】図３の記録ヘッドに組込まれたフィルム基板、吐出電極、および隔壁部材を示す斜視図。
【図５】記録ヘッドとプラテンローラとの間に形成される電界の向きを電気力線で示した図。
【図６】記録ヘッド先端の吐出ポイントに向うトナーの状態を示す概略図。
【図７】図６の記録ヘッドの平面図。
【図８】記録ヘッドによるインク滴の飛翔動作を説明するための動作説明図。
【図９】記録ヘッドの傾斜角度を０度以下に設定した場合のインクメニスカスの形状を示す概略図。
【図１０】記録ヘッドの傾斜角度を６０度に設定した場合のインクメニスカスの形状を示す概略図。
【図１１】記録動作およびクリーニング動作時に吐出電極およびプラテンローラに与える電位を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１…インクジェットプリンタ、
２…ハウジング、
１０…記録ヘッド、
１１…移動ステージ、
１３…インクリザーバー、
２０…搬送機構、
２１…プラテンローラ、
２８…クリーニングローラ、
３０…制御部、
３５…高圧電源、
４２…フィルム基板、
４４…吐出電極、
４５…切欠き、
４６…隔壁部材、
４８…インク供給路、
５１…カバー部材、
５２…共通インク室、
５４…トナー搬送電極、
５６…インクメニスカス、
Ｐ…記録紙。
Claims (8)
- 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、
上記吐出位置に第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置に上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
上記吐出位置に上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 所定の転写位置へ被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を上記転写位置から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記吐出位置から上記転写位置へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、
上記除去手段にて除去された残留物を回収する回収手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、
上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極と、
上記吐出位置から所定距離離間して配置された対向電極と、
上記複数の吐出電極と対向電極との間の所定の転写位置を通して被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記複数の吐出電極から上記対向電極へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、且つ画像信号に応じて選択された吐出電極から上記対向電極へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送していない状態で、上記複数の吐出電極から上記対向電極へ向う上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記対向電極に向けて飛翔させる除去手段と、
上記除去手段にて飛翔された残留物を上記対向電極から回収する回収手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、
上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極を備えた記録ヘッドと、
上記吐出位置から所定距離離間して配置された導電性のプラテンローラと、
被画像形成媒体を上記記録ヘッドとプラテンローラとの間の所定の転写位置を通して上記プラテンローラの外周面に沿って搬送する搬送手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記複数の吐出電極とプラテンローラとの間に第１の電位差を与えて上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、且つ画像信号に応じて選択された吐出電極と上記プラテンローラとの間に上記第１の電位差より大きい第２の電位差を与えて上記選択された吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を上記プラテンローラに沿って搬送される被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送していない状態で、上記複数の吐出電極と上記プラテンローラとの間に上記第２の電位差より大きい第３の電位差を与えて上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第２の電界より強い第３の電界を形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物を上記プラテンローラに向けて飛翔させる除去手段と、
上記プラテンローラに転接され、上記除去手段にて上記プラテンローラの外周面上に飛翔された残留物を回収するクリーニングローラを有する回収手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を被画像形成媒体から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、
上記吐出位置に第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置に上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
上記吐出位置に上記第１および第２の電界と逆向きの第３の電界、および上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 所定の転写位置へ被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、
帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を上記転写位置から所定距離離間した吐出位置へ供給する供給手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記吐出位置から上記転写位置へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を凝集させ、上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記吐出位置に上記第１および第２の電界と逆向きの第３の電界、および上記吐出位置から上記転写位置へ向う上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記吐出位置から飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記吐出位置から飛翔させて除去する除去手段と、
上記除去手段にて除去された残留物を回収する回収手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、
上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極と、
上記吐出位置から所定距離離間して配置された対向電極と、
上記複数の吐出電極と対向電極との間の所定の転写位置を通して被画像形成媒体を搬送する搬送手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記複数の吐出電極から上記対向電極へ向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、且つ画像信号に応じて選択された吐出電極から上記対向電極へ向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記対向電極から上記複数の吐出電極へ向う第３の電界、および上記複数の吐出電極から上記対向電極に向う上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記対向電極に向けて飛翔させる除去手段と、
上記除去手段にて飛翔された残留物を上記対向電極から回収する回収手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 帯電した色剤粒子を絶縁性液体中に分散させてなる記録液を所定の吐出位置へ供給する供給手段と、
上記吐出位置まで延びた先端を有する複数の吐出電極を備えた記録ヘッドと、
上記吐出位置から所定距離離間して配置された導電性のプラテンローラと、
被画像形成媒体を上記記録ヘッドとプラテンローラとの間の所定の転写位置を通して上記プラテンローラの外周面に沿って搬送する搬送手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体を搬送した状態で、上記プラテンローラの電位を基準電位Ｖ0 にするとともに上記複数の吐出電極の電位をバイアス電位Ｖb にして上記複数の吐出電極とプラテンローラとの間に第１の電位差を与え、上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う第１の電界を形成し、上記供給手段にて上記吐出位置へ供給された記録液に含まれる色剤粒子を上記複数の吐出電極の各先端近くに凝集させ、この状態で、画像信号に応じて選択された吐出電極の電位を上記バイアス電位Ｖb より高い記録電位Ｖp にして上記プラテンローラとの間に上記第１の電位差より大きい第２の電位差ＶA を与え、上記選択された吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第１の電界より強い第２の電界を形成し、当該吐出電極の先端近くに凝集した色剤粒子を上記プラテンローラに沿って搬送される被画像形成媒体に向けて飛翔させる記録手段と、
上記搬送手段にて被画像形成媒体が搬送されていない状態で、上記複数の吐出電極の電位を上記バイアス電位Ｖb にするとともに、上記プラテンローラの電位を、上記記録電位より高い第１のクリーニング電位、および上記バイアス電位Ｖb より低く上記バイアス電位Ｖb との間の電位差ＶD が上記第２の電位差ＶA より大きくなるような第２のクリーニング電位に交互にして、上記プラテンローラから上記複数の吐出電極に向う第３の電界、および上記複数の吐出電極から上記プラテンローラに向う上記第２の電界より強い第４の電界を交互に形成し、上記各吐出電極の先端近くに飛翔されずに残留した絶縁性液体を含む残留物に振動を与えるとともに上記残留物を上記プラテンローラに向けて飛翔させる除去手段と、
上記プラテンローラに転接され、上記除去手段にて上記プラテンローラの外周面上に飛翔された残留物を回収するクリーニングローラを有する回収手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01400497A JP3720505B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01400497A JP3720505B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10202883A JPH10202883A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3720505B2 true JP3720505B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=11849080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01400497A Expired - Fee Related JP3720505B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3720505B2 (ja) |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP01400497A patent/JP3720505B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10202883A (ja) | 1998-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07178954A (ja) | 画像形成装置 | |
| US8491086B2 (en) | Hard imaging devices and hard imaging method | |
| JPH09136418A (ja) | 静電式インクジェット記録ヘッド及びこれを利用した静電式インクジェット記録装置 | |
| JP3720505B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| CN107415471B (zh) | 记录装置、记录方法 | |
| US5988795A (en) | Electrostatic ink jet recording apparatus preventing precipitation of charged particulate material in ink liquid | |
| JP3288279B2 (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JPH08258270A (ja) | 画像形成装置および画像形成方法 | |
| JP3831464B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP3488548B2 (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JP2783227B2 (ja) | 静電式インクジェット記録装置 | |
| EP1522410B1 (en) | Ink jet recording apparatus | |
| JP3749339B2 (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JP2000334960A (ja) | 静電式インクジェット記録装置 | |
| JPH10151752A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP3681131B2 (ja) | 湿式トナー型インクジェット方式における電圧印加方法 | |
| JPH07314766A (ja) | 画像形成装置 | |
| JPH10100411A (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JPH1158778A (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JP2001310528A (ja) | プリンタ | |
| JPH11254706A (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JPH0671873A (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JPH09174853A (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JPH0976549A (ja) | 画像形成装置 | |
| JPH0747708A (ja) | 画像形成装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040109 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040121 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040121 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050901 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050906 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050908 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090916 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |