JP4354786B2 - インク濃度検出方法およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置においてインクジェットヘッドに供給されるインクのインク濃度を検出する方法、並びにこの方法を好適に利用するインクジェット記録装置に関する。

インクを記録媒体に飛翔させて記録媒体に所望の画像を記録するインクジェット記録方式の一種として静電式のインクジェット記録方式が知られている。
静電式のインクジェット記録方式においては、インクとして、帯電した色材粒子を分散媒に分散してなるインク組成物（以下、単にインクという）を使用し、このインクをインクタンクからインクジェットヘッドに供給し、インクジェットヘッドに形成されている多数の吐出部から、微小なインク液滴として吐出する。インクを吐出部から吐出させる際には、インクジェットヘッドの各吐出部に設けられた電極に所定の電圧を印加する。これにより各吐出部に静電力が発生し、その静電力によって吐出部にインク内の色材粒子が高濃度化するとともに、高濃度化した色材粒子を含むインク液滴が記録媒体に向かって飛翔し、記録媒体上に着弾する。こうして記録媒体上に所望の画像を記録する。

静電式のインクジェット記録方式では、上述したように、インク中に含まれる色材粒子を静電力により吐出部に高濃度化しているため、インクの吐出を繰り返すことによってインク中に含まれる色材粒子が減少していく。このように、インク内の帯電した色材粒子量が減少すると、静電力による色材粒子の高濃度化が起こりにくくなって、吐出口からインク液滴が吐出される頻度が低下し、所望の画像を形成することができなくなる恐れがある。このため、通常は、高濃度のインクをインクタンクに適宜補充してインク濃度が一定になるように調整している。
インク濃度を検出し、検出したインク濃度に基づいて高濃度インクを補充する記録装置として、例えば、下記特許文献１には、パイプを通過するインク中のトナー粒子の量を磁気的または光学的手段を用いて検出して、トナー粒子量が十分な印字濃度を実現させる量かどうかを判断し、トナー粒子量が少ない、すなわち、十分な印字濃度では無い場合に、トナー粒子を補充する静電式インクジェット記録装置が開示されている。

特許第２８３４１００号公報

ところが、インク濃度を検出する装置を備える記録装置においては、インク濃度を検出するために用いられる検出素子又は検出セルなどの構成部品がインクと接触している。そのため、それら構成部品にインクが付着し、例えば、長期間経過した場合にはインクに含まれる色材粒子が構成部品に固着してしまう。これにより、実際にはインク濃度が低かったとしても、例えば、検出セルの内壁に固着した色材粒子の分だけインク濃度が高められて検出されてしまうという問題があった。このように、実際のインク濃度と、検出素子を用いて検出された検出値との間に違いが生じると、所望の濃度で記録媒体に画像を形成することができなくなり、画質が低下してしまう。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、インクジェットヘッドに供給するインクのインク濃度を簡易に且つ正確に検出することができるインク濃度検出方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、インク濃度を正確に検出して所望の濃度で画像を形成することができるインクジェット記録装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、帯電した色材粒子を含むインクを静電力により記録媒体に向けて吐出するインクジェットヘッドに供給されるインクの濃度を検出するインク濃度検出方法であって、前記インクが流れるインク流路に所定インク濃度のインクが流れている運転状態における前記インク流路の第１インク濃度を検出する工程と、前記インク流路に洗浄液を流して前記インク流路を洗浄した後、又は、前記インク流路に既知インク濃度のインクを流している状態で、前記インク流路の第２インク濃度を検出する工程と、前記第１インク濃度及び第２インク濃度に基づいて、前記運転状態における前記インク流路内のインク濃度を算出する工程とを有するインク濃度検出方法を提供する。

ここで、前記既知インク濃度のインクは、インク交換の際に前記インク流路に流される所定濃度のフレッシュインクであることが好ましい。
また、前記既知インク濃度のインクは、インク交換の際に前記インク流路に流される低インク濃度の希釈液であることが好ましい。
また、前記洗浄液は、インク中の前記色材粒子のキャリア液であることが好ましい。
また、前記洗浄液は、インク中の前記色材粒子を含まない希釈液であることが好ましい。

また、本発明は、帯電した色材粒子を含むインクを静電力により記録媒体に向けて吐出するインクジェットヘッドに供給されるインクの濃度を補正するインク濃度補正方法であって、上述のインク濃度検出方法によって検出したインク濃度に基づいて、前記インクジェットヘッドに供給されるインクの濃度を補正することを特徴とするインク濃度補正方法を提供する。

また、本発明は、帯電した色材粒子を含むインクを静電力により記録媒体に向けて吐出するインクジェット吐出手段と、該インクジェット吐出手段にインクを供給されるインク供給手段と、該インク供給手段のインク流路、又は前記インク供給手段と前記インクジェット吐出手段との間のインク流路に設けられ、前記色材粒子の濃度であるインク濃度を検出する検出手段と、該検出手段によって検出された、前記インク流路における運転状態での検出値を、洗浄液による前記インク流路における洗浄状態での検出値、又は既知インク濃度のインクの使用状態での検出値に基づいて補正するインク濃度補正手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。

ここで、前記検出手段における前記洗浄状態での検出値は、前記インク流路に前記洗浄液を流している時、又は前記洗浄液を流した後に、前記検出手段によって検出された検出値であり、前記既知インク濃度のインクの使用状態での検出値は、インク交換時に前記インク流路にインク濃度が既知のインクを流している時に、前記検出手段によって検出された検出値であることが好ましい。

ここで、前記インク流路を前記洗浄液で洗浄する洗浄手段を有することが好ましい。

また、ここで、前記検出手段は、光学的に前記インク流路にインク濃度を検出するものであることが好ましく、前記インク流路は管状部材から構成され、前記検出手段は、前記管状部材の外側から光学的に前記インク流路のインク濃度を検出するものであることが好ましい。

本発明のインク濃度検出方法は、インク供給部に固着する色材粒子に起因する濃度成分を求め、インク供給部から検出されるインク濃度を、色材粒子に起因する濃度成分に基づいて補正するため、インク供給部に存在するインクのインク濃度を常に正確に求めることができる。

本発明のインクジェット記録装置は、インク濃度補正手段によって運転状態におけるインク流路のインク濃度を検出し、検出された運転状態での検出値を、洗浄状態での検出値または既知インク濃度のインクの使用状態での検出値に基づいて補正するので、インク流路のインクのインク濃度を正確に求めることができる。それゆえ、インクジェットヘッドに供給されるインクのインク濃度を正確に管理することができる。その結果、常に一定濃度のインクをインクジェットヘッドから長期にわたって安定して吐出することが可能となり、高画質の画像を長期間安定して記録することができる。

本発明のインクジェット記録方法は、本発明のインク濃度検出方法により検出されたインク濃度に基づいて、インクジェットヘッドに供給するインクのインク濃度を調整するので、常に一定のインク濃度で記録を行うことができる。これにより、極めて高画質な画像を長期にわたって安定して記録媒体に形成することができる。

以下、本発明のインクジェット記録装置について、添付の図面に示される好適な態様を基に、詳細に説明する。

図１は、本発明の静電式インクジェット記録装置の実施形態の構成概略図である。同図に示す静電式インクジェット記録装置１０は、静電力により、帯電した微粒子を含むインクの吐出を制御し、記録媒体（記録用紙）Ｐ上に４色印刷をしてフルカラー画像を記録するインクジェット記録装置である。インクジェット記録装置１０は、記録媒体Ｐの保持手段１２と、搬送手段１４および記録手段１６と、溶媒回収手段１８と、筐体２２と、濃度検出装置１１０とを備えている。

記録媒体Ｐの保持手段１２は、記録前の記録媒体Ｐを保持する給紙トレイ２４と、フィードローラ２６と、記録後の記録媒体Ｐを保持する排出トレイ２８とを備えている。

給紙トレイ２４は、その先端部が給紙トレイ２４の装着部（図中筐体２２の左面下部）の内部に挿入され、装着部の所定位置に着脱可能なものである。給紙トレイ２４が装着部に完全に装着された状態では、その挿入方向の先端部が装着部の奥端部に接触し、給紙トレイ２４の後端部は筐体２２の外部に突出した状態で装着される。また、フィードローラ２６は、給紙トレイ２４の装着部の奥部近傍に配置されている。

給紙トレイ２４内には、記録前の記録媒体Ｐが複数枚積層されてストックされる。画像の記録時には、フィードローラ２６により、記録媒体Ｐが給紙トレイ２４から１枚ずつ取り出され、記録媒体Ｐの搬送手段１４に供給される。

排出トレイ２８は、記録媒体Ｐの排出部（図中筐体２２の左面の中央部）の近傍に、その先端部側（記録媒体Ｐの搬送方向側）が筐体２２の外部に位置し、その後端部側が筐体２２の内部に位置するように配設されている。また、排出トレイ２８は、その先端部が後端部よりも低くなるように、所定の傾斜角度で配設されている。

記録後の記録媒体Ｐは、搬送手段１４により搬送されて排出部から排出され、排出トレイ２８内に順次積層されてストックされる。

続いて、記録媒体Ｐの搬送手段１４について説明する。
搬送手段１４は、記録媒体Ｐを静電吸着し、給紙トレイ２４から排出トレイ２８まで所定の経路に沿って搬送するものであり、搬送ローラ対３０と、搬送ベルト３２と、ベルトローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃと、導電性プラテン３６と、記録媒体Ｐの帯電装置３８および除電装置４０と、分離爪４２と、ガイド４４と、定着ローラ対４６とを備えている。

搬送ローラ対３０は、記録媒体Ｐの搬送経路上の、フィードローラ２６と搬送ベルト３２との間の位置に設けられている。

フィードローラ２６により給紙トレイ２４から取り出された記録媒体Ｐは、この搬送ローラ対３０により挟持搬送され、搬送ベルト３２上の所定の位置に供給される。

記録媒体Ｐの帯電装置３８は、スコロトロン帯電器４８と、負の高圧電源５０とを備えている。スコロトロン帯電器４８は、記録媒体Ｐの搬送経路上の、搬送ローラ対３０と記録手段１６との間の位置で、搬送ローラ対３０により、記録媒体Ｐが供給される位置の搬送ベルト３２の表面に対向する位置に配置されている。また、負の高圧電源５０の負側の端子はスコロトロン帯電器４８に接続され、その正側の端子は接地されている。

記録媒体Ｐの表面は、負の高圧電源５０に接続されたスコロトロン帯電器４８により所定の負の高電位に均一に帯電され、常に一定のＤＣバイアス電圧（例えば、約−１．５ｋＶ）が印加された状態となる。これにより、記録媒体Ｐは、搬送ベルト３２の絶縁性を有する表面上に静電吸着される。

搬送ベルト３２は、リング状のエンドレスベルトであり、３つのベルトローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃによって三角形状に張架されている。また、記録手段１６に対向する位置にある搬送ベルト３２の内側には、平板状の導電性プラテン３６が配置されている。

搬送ベルト３２は、記録媒体Ｐが静電吸着される側の面（表面）が絶縁性、ベルトローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃと接触する側の面（裏面）が導電性のものである。ベルトローラ３４ｂは接地されており、従って、搬送ベルト３２の裏面を介してベルトローラ３４ａ、３４ｃ及び導電性プラテン３６も接地される。これにより、記録手段１６に対向する位置の搬送ベルト３２は、インクジェットヘッドの対向電極として機能する。

ベルトローラ３４ａ、３４ｂ、３４ｃのうちの少なくとも１つは図示していない駆動源に接続されており、記録時には、所定の速度で回転駆動される。これにより、搬送ベルト３２は、記録時に図中の矢印方向に移動される。従って、記録媒体Ｐは、搬送ベルト３２の移動とともに移動され、記録手段１６の前を搬送される。

記録媒体Ｐの除電装置４０は、コロトロン除電器５２と、高圧電源５４とを備えている。コロトロン除電器５２は、記録媒体Ｐの搬送経路上の、記録手段１６と分離爪４２との間の位置で、記録後の記録媒体Ｐが搬送される位置の搬送ベルト３２の表面に対向する位置に配置されている。また、高圧電源５４の一端はコロトロン除電器５２に接続され、他端は接地されている。

記録後の記録媒体Ｐは、高圧電源５４に接続されたコロトロン除電器５２により除電される。これにより、記録媒体Ｐは、搬送ベルト３２から分離されやすくなる。

また、分離爪４２、ガイド４４、及び定着ローラ対４６は、記録媒体Ｐの搬送経路上の、除電装置４０の下流側にこの順に配置されている。

除電装置４０により除電された記録媒体Ｐは、分離爪４２により搬送ベルト３２上から分離され、ガイド４４に沿って定着ローラ対４６に供給される。定着ローラ対４６は、ヒートローラを備えるローラ対であり、記録媒体Ｐは、定着ローラ対４６により挟持搬送されつつ、その上に記録された画像は、接触加熱され定着される。定着後の記録媒体Ｐは排出部から排出され、排出トレイ２８内に順次積層されてストックされる。

続いて、記録媒体Ｐの記録手段１６について説明する。
記録手段１６は、静電力により、記録媒体Ｐ上に４色印刷をしてフルカラー画像を記録するものであり、インクジェットヘッド５６と、ヘッドドライバ５８と、インク循環系６０と、記録媒体Ｐの位置測定装置６２とを備えている。

インクジェットヘッド５６は、同時に１行分の画像を記録することが可能なフルラインヘッドであり、フルカラー画像を記録するためのシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）の４色の吐出ヘッドを備えている。

ここで、帯電した着色微粒子を含むインクの吐出を静電力により制御する方式の静電式インクジェットヘッド５６の各色の吐出ヘッドの具体的なヘッド構造を図２〜図４に示す。

図２は、図１に示すインクジェットヘッド５６で使用されている各色の吐出ヘッド８０の一実施形態の概略構成を示す模式的部分斜視図である。また、図３（ａ）は、図２に示す吐出ヘッド８０の一部を示す模式的断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIV−IV線切断面図である。図４（ａ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、それぞれ図３（ｂ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線矢視図（貫通孔部分を除く）である。

これらの図に示す吐出ヘッド８０は、２層電極構造の制御電極を持つ静電式インクジェットであって、帯電された顔料等の着色微粒子（例えば、トナー等の微粒子）を含むインクＱを、静電力により吐出させて、画像データに応じた画像を記録媒体Ｐ上に記録するものであり、ヘッド基板８２と、インクガイド８４と、絶縁性基板８６と、制御電極を構成する第１制御電極８８および第２制御電極９０と、浮遊導電板９２とを備えている。吐出ヘッド８０は、対向電極となる記録媒体Ｐを支持する搬送ベルト３２と対向するように配置されている。

図示例の吐出ヘッド８０において、制御電極は、絶縁性基板８６を挟むように、図中上面に配置される第１制御電極８８と下面に配置される第２制御電極９０との２層電極構造としている。

図示例の吐出ヘッド８０は、さらに、第２制御電極９０の下方（下面）を覆う絶縁層９４ａと、第１制御電極８８の上方（上面）を覆う絶縁層９４ｂと、第１制御電極８８の上方に絶縁層８４ｂを介して配置されるシート状のガード電極９６と、ガード電極９６の上面を覆う絶縁層９４ｃとを備えている。

図示例の吐出ヘッド８０においては、インクガイド８４は、突状先端部分８４ａを持つ所定厚みの絶縁性樹脂製平板からなり、吐出部毎にヘッド基板８２の上に配置されている。また、絶縁層９４ａ、 絶縁性基板８６、絶縁層９４ｂおよび９４ｃの積層体には、インクガイド８４の配置に対応する位置に貫通孔９８が開孔されている。この貫通孔９８には、 絶縁層９４ａ側からインクガイド８４が挿入され、 インクガイド８４の先端部分８４ａは、絶縁層９４ｃから突出している。なお、インクガイド８４の先端部分８４ａには、インクＱの供給およびインクＱ内の帯電着色微粒子の先端部分８４ａへの濃縮を促進するために、インク案内溝となる切り欠きを図中上下方向に形成しても良い。

なお、インクガイド８４の先端部分８４ａは、記録媒体Ｐ（搬送ベルト３２）側へ向かうに従って次第に細く略三角形（ないしは台形）に成形されている。また、インクガイド８４の、インクＱが吐出される先端部分（最先端部）８４ａには、金属が蒸着されているのが好ましい。インクガイド８４の先端部分８４ａの金属蒸着はされていなくても良いが、この金属蒸着により、インクガイド８４の先端部分８４ａの誘電率が実質的に大きくなり、強電界を生じさせやすくできるという効果があるので、金属蒸着を行うのが好ましい。なお、インクガイド８４の形状は、インクＱ、特に、インクＱ内の帯電着色粒子を絶縁性基板８６の貫通孔９８を通って先端部分８４ａに濃縮させることができれば、特に、制限的ではなく、例えば、先端部分８４ａは、突状でなくても良いなど適宜変更してもよく、従来公知の形状とすることができる。

ヘッド基板８２と絶縁層９４ａとは、所定間隔離間して配置されており、両者の間には、インクガイド８４にインクＱを供給するためのインクリザーバ（インク室）として機能するインク流路１００が形成されている。なお、インク流路１００内のインクＱは、第１制御電極８８および第２制御電極９０に印加される電圧と同極性に帯電した着色微粒子を含み、記録時には、インク循環系６０（図１参照）によって、所定方向、図３に示す例ではインク流路１００内を右側から左側（図中矢印ａ方向）へ向かって所定の速度（例えば、２００ｍｍ／ｓのインク流）で循環される。以下、インク中の着色微粒子が正帯電している場合を例にとって説明を行う。

第１制御電極８８および第２制御電極９０は、図２に示すように、絶縁性基板８６に開孔された貫通孔９８の周囲を囲むように、絶縁性基板８６の図中上側、すなわち記録媒体Ｐ側の表面に、吐出部毎にリング状に、すなわち円形電極として配置されている。なお、第１制御電極８８および第２制御電極９０の電極形状は、円形電極に限定されず、略円形であっても、分割円形電極であっても、平行電極または略平行電極であっても良い。このような第１制御電極８８および第２制御電極９０は、２層電極構造に構成され、マトリクス状に配置される。ここで、行方向（例えば、主走査方向）に配置された複数の第１制御電極８８は相互に接続され、列方向（例えば、副走査方向）に配置された複数の第２制御電極９０は相互に接続される。

ここで、一つの第１制御電極８８の行を高電圧レベルまたはフローティング（ハイインピーダンス）状態とし、一つの第２制御電極９０の列を高電圧レベルとして、一つの行と一つの列とをともにオン状態にすることにより、両者（行と列）が交差する１つの吐出部をオン状態にして、この吐出部からのインクの吐出を行うことができる。なお、この時、これらの第１および第２制御電極８８および９０の一方が接地レベルの場合にはインクは吐出しない。このように、マトリクス状に配置される第１制御電極８８および第２制御電極９０をマトリクス駆動することができる。従って、第１および第２制御電極８８および９０を駆動するヘッドドライバ５８（図１参照）の数を大幅に減らすことができ、ヘッドドライバ５８の構成をコンパクトにし、その実装面積を削減することができる。

一方、インクガイド８４と対向する位置には、インク中の帯電した着色微粒子と極性が反対となる電圧に帯電された記録媒体Ｐが、搬送ベルト３２に保持されて配置される。上述したように、本実施形態において、記録媒体Ｐは負の高電圧に帯電されている。また、搬送ベルト３２の記録媒体Ｐを保持する面は絶縁性のフッ素樹脂面であり、裏面は導電性の金属面であり、この金属面が導電性のベルトローラ３４ｂを介して接地されている（図１参照）。

浮遊導電板９２は、インク流路１００の下方に配置され、電気的に絶縁状態（ハイインピーダンス状態）となっている。図示例では、ヘッド基板８２の内部に配置されている。

この浮遊導電板９２は、画像の記録時に、吐出部に印加された電圧値に応じて、誘起された誘導電圧が発生し、インク流路１００内のインクＱにおいて、その着色微粒子を絶縁性基板８６側へ泳動させて濃縮させるためのものである。従って、浮遊導電板９２は、インク流路１００よりもヘッド基板８２側に配置される必要がある。また、浮遊導電板９２は、吐出部の位置よりもインク流路１００の上流側に配置される方が好ましい。この浮遊導電板９２により、インク流路１００内の上層の帯電着色微粒子の濃度を高めるため、絶縁性基板８６の貫通孔９８を通過するインクＱ内の帯電着色微粒子の濃度を所定濃度に高めることができ、インクガイド８４の先端部分８４ａに濃縮させて、インク液滴Ｒとして吐出させるインクＱ内の帯電着色微粒子の濃度を所定濃度に安定させることができる。

以上のように構成される２層電極構造の制御電極を持つ本実施形態の吐出ヘッド８０においては、例えば、第２制御電極９０に、常時、所定の電圧、例えば６００Ｖを印加し、第１制御電極８８を、画像データに応じて接地状態（オフ状態）とハイインピーダンス状態（オン状態）とに切り換えることにより、それぞれ第２制御電極９０に印加される高電圧レベルと同極性に帯電した顔料等の着色微粒子を含むインクＱ（インク液滴Ｒ）の吐出／非吐出を制御することができる。すなわち、吐出ヘッド８０では、第１制御電極８８が接地レベルの状態（オフ状態）では、インクガイド８４の先端部分８４ａ近傍の電界強度が低く、インクＱはインクガイド８４の先端部分８４ａからは飛び出さず、第１制御電極８８がハイインピーダンス状態（オン状態）になると、インクガイド８４の先端部分８４ａ近傍の電界強度が高くなり、インクガイド８４の先端部分８４ａに濃縮したインクＱは静電力によって先端部分８４ａから飛び出す。このとき、条件を選ぶことによって更に濃縮を行うこともできる。

このような２層電極構造においては、第１制御電極８８をハイインピーダンス状態と接地レベルとの間でスイッチングすることができるので、スイッチングのために大電力を消費しない。従って、本実施形態によれば、高精細かつ高速性が要求されるインクジェットヘッドにおいても、消費電力を大幅に削減することができる。

なお、第１制御電極８８を、画像データに応じて、接地レベル（オフ状態）と高電圧レベル（オン状態）との間でスイッチングさせて、吐出／非吐出を制御してもよい。本実施形態の吐出ヘッド８０では、第１制御電極８８または第２制御電極９０の一方が接地レベルの場合にはインクが吐出せず、第１制御電極８８がハイインピーダンス状態または高電圧レベルで、かつ第２制御電極９０が高電圧レベルの場合にだけインクが吐出する。

また、本実施形態では、画像信号に応じて、第１および第２制御電極８８および９０にパルス電圧を印加し、両電極ともに高電圧レベルとなった時に、インク吐出を行うようにしても良い。

なお、第１制御電極８８または第２制御電極９０のどちらかで、または、両方で、インク吐出／非吐出の制御を行うかは特に制限的ではないが、第１制御電極８８または第２制御電極９０の一方が接地レベルの場合には、インクＱが吐出せず、第１制御電極８８がハイインピーダンス状態または高電圧レベルで、かつ第２制御電極９０が高電圧レベルの場合にだけインクＱが吐出するようにするのが良い。

また、記録媒体Ｐを例えば−１．６ｋＶに帯電し、第１制御電極８８および第２制御電極９０の何れか一方または両方が負の高電圧（例えば−６００Ｖ）の時にはインクが吐出せず、第１制御電極８８および第２制御電極９０の両方が接地レベル（０Ｖ）の場合にだけインクが吐出するようにしても良い。

また、本実施形態によれば、吐出部を２次元的に配置し、マトリクス駆動するため、行方向の複数の吐出部を駆動する行ドライバおよび列方向の複数の吐出部を駆動する列ドライバの個数を大幅に削減することができる。従って、本実施形態によれば、２次元配列される吐出部の駆動回路の実装面積および消費電力を大幅に削減することができる。また、本実施形態によれば、各吐出部間を比較的余裕をもって配置することができるため、各吐出部間での放電の危険性を極めて低減することができ、高密度実装と高電圧を安全に両立させることができる。

なお、上述した静電吐出型吐出ヘッド８０のように、第１および第２制御電極８８および９０からなる２層電極構造の制御電極を用いるものでは、吐出部を高密度に配置すると、隣接する吐出部間に電界干渉が生じることがある。このため、本実施形態のように、隣接するインクガイド８４への電気力線を遮蔽するために、隣接する吐出部の第１制御電極８８間に、ガード電極９６を設けるのが好ましい。

ガード電極９６は、隣接する吐出部の第１制御電極８８の間に配置され、隣接する吐出部のインクガイド８４の間に生じる電界干渉を抑制するためのものである。図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ図３（ｂ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線矢視図である。図４（ａ）に示すように、ガード電極９６は、全吐出部に共通な金属板などのシート状の電極であり、２次元的に配列されている各吐出部毎の貫通孔９８の周囲に形成された第１制御電極８８に相当する部分が穿孔されている（図３参照）。なお、本実施形態において、ガード電極９６を設ける理由は、吐出部を高密度に配置すると、隣接する吐出部の電界の状態によって自分自身の吐出部の発生する電界が影響を受け、ドットサイズおよびドットの描画位置が乱れ、記録品質に悪影響を及ぼす場合があるからである。

ところで、ガード電極９６の図中上側には、貫通孔９８を除いて絶縁層９４ｃによって覆われ、ガード電極９６と第１制御電極８８との間には、絶縁層９４ｂが介在し、両電極９６と８８とを絶縁している。すなわち、ガード電極９６は、絶縁層９４ｃと絶縁層９４ｂとの間に配置され、第１制御電極８８は、絶縁層９４ｂと絶縁性基板８６との間に配置される。

すなわち、図４（ｂ）に示すように、絶縁性基板８６の上面には、従って、絶縁層９４ｂと絶縁性基板８６との間には、各吐出部毎の貫通孔９８の周囲に形成された第１制御電極８８が２次元的に配列されており、列方向の複数の第１制御電極８８が相互に接続されている。

また、図４（ｃ）に示すように、絶縁層９４ａの上面には、従って、絶縁性基板８６の下面には、すなわち、絶縁層９４ａと絶縁性基板８６との間には（図２参照）、各吐出部毎の貫通孔９８の周囲に形成された第２制御電極９０が２次元的に配列されており、行方向の複数の第２制御電極９０が相互に接続されている。

また、本実施形態において、各吐出部の制御電極、例えば第１および第２制御電極８８および９０からのインク流路１００方向への反発電界を遮蔽するために、第１および第２制御電極８８および９０の流路側にシールド電極を設置しても良い。

さらに、本実施形態の吐出ヘッド８０においては、インク流路１００の底面を構成すると共に、第１制御電極８８および第２制御電極９０に印加されるパルス電圧によって定常的に生じる誘導電圧により、インク流路１００内の正に帯電したインク粒子（荷電粒子、すなわち帯電微粒子）を上方へ向けて（すなわち記録媒体Ｐ側に向けて）泳動させる浮遊導電板９２が設けられている。また、浮遊導電板９２の表面には、電気絶縁性である被覆膜（図示せず）が形成されており、インクへの電荷注入等によりインクの物性や成分が不安定化することを防止する。絶縁性被覆膜の電気抵抗は、１０¹²Ω・ｃｍ以上が望ましく、より望ましくは１０¹³Ω・ｃｍ以上である。また、絶縁性被覆膜は、インクに対して耐腐食性であることが望ましく、これにより浮遊導電板９２がインクに腐食されることが防止される。また、浮遊導電板９２は、下方から絶縁部材で覆われており、このような構成により、浮遊導電板９２は、完全に電気的絶縁浮遊にされている。

浮遊導電板９２は、吐出ヘッドの１ユニットにつき１個以上である（例えば、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４つの吐出ヘッドがあった場合、浮遊導電板数は最低各１個ずつ有し、ＣとＭの吐出ヘッドユニット間で共通の浮遊導電板とすることはない）。

上述した実施形態においては、第１および第２制御電極８８および９０として、吐出部毎に円形電極等を設け、それぞれ行および列方向に接続しているが、本発明はこれに限定されず、全ての吐出部を独立にして、個々に駆動するようにしても良いし、第１および第２制御電極８８および９０の一方を全ての吐出部に共通のシート状電極（貫通孔９８部分は穿孔されている）としても良い。

また、上記実施形態においては、制御電極を第１および第２制御電極８８および９０の２層電極構造としているが、本発明はこれに限定されず、単層電極構造の制御電極としても良い。単層制御電極は、絶縁性基板８６のどちらの表面に配置させても良いが、記録媒体Ｐ側に設けるのが好ましい。各色の吐出ヘッドは、例えば以上のような構成ものである。

それぞれの吐出ヘッドは、その吐出部の配列方向が、記録媒体Ｐの搬送方向に直交する方向と一致するように配置され、各色の吐出ヘッドは記録媒体Ｐの搬送方向に沿って一列に配置されている。また、それぞれの吐出ヘッドは、そのインクの吐出部が、導電性プラテン３６が配置された位置の搬送ベルト３２の表面に対向する位置に、搬送ベルト３２上に静電吸着されて搬送されてくる記録媒体Ｐの表面と所定の一定間隔となるように配置されている。またそれぞれの吐出ヘッドの吐出部の配列方向は記録媒体Ｐの搬送方向と略並行に配置してもよい。この場合には吐出ヘッドを記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向に主走査しながら吐出を行い、その後に記録媒体Ｐを一定量のみ搬送することを繰り返すシリアルスキャンを行う。

前述の通り、対向電極となる搬送ベルト３２上に静電吸着された記録媒体Ｐの表面は、記録媒体Ｐの帯電装置３８により、所定の負の高電位に均一に帯電され、常に一定のＤＣバイアス電圧（約−１．５ｋＶ）が印加された状態である。また、各色の吐出ヘッドの吐出部の制御電極には、後述するインクジェットヘッド５６印加用のパルス電圧印加装置（図示省略）により、記録時に画像データに応じたパルス電圧が印加される。

各色の吐出ヘッドでは、記録媒体Ｐに、常に一定のＤＣバイアス電圧（約−１．５ｋＶ）が印加された状態で、パルス電圧として、高電圧（４００〜６００Ｖ）が印加された場合にはインクの吐出が行われ、低電圧（０Ｖ）が印加された場合にはインクの吐出は行われない。各色の吐出ヘッドから吐出されたインクは、負の高電位に帯電された記録媒体Ｐに引っ張られて記録媒体Ｐ上に付着し、画像データに対応したフルカラー画像が記録される。

なお、本実施形態では、対向電極となる搬送ベルト３２上に静電吸着された記録媒体Ｐの表面に、常に一定のＤＣバイアス電圧を印加し、制御電極には、記録時に画像データに応じたパルス電圧を印加しているが、対向電極側を接地し、後述するインクジェットヘッド５６印加用のＤＣバイアス電圧印加装置により、各色の吐出ヘッドの吐出部の制御電極側に、常に一定のＤＣバイアス電圧（例えば、１．５ｋＶ）を印加するようにしてもよい。

インク循環系６０は、図１に示すように、インクタンク６４と、ポンプ（図示しない）と、インクの供給路１０２および回収路１０４とを有する。インクタンク６６は、筐体２２内部の底面上に配置され、インクの供給路１０２および回収路１０４を介してインクジェットヘッド５６と接続されている。

インクタンク６４内には、各色の帯電微粒子と、これを分散させるキャリア液とを含む４色のインクが保持されている。インクタンク６４内の各色のインクは、図示しないポンプにより、インクの供給路１０２を介して、インクジェットヘッド５６の各色の吐出ヘッドに供給される。また、画像記録に使用されなかった余分な各色のインクは、図示しないポンプにより、インクの回収路１０４を介して各色のインクタンク６４内に回収される。

インクタンク６４には、キャリア液補充タンク１３２と、高濃度インクタンク１３４とが接続されている。キャリア液補充タンク１３２には、後述するキャリア液が所定量充填されており、高濃度インクタンク１３４には、濃縮されたインクが所定量充填されている。インク補充量調整装置１３０は、後述する濃度検出装置１１０で検出されたインク濃度に基づいて、インクタンク６４内のインクが所望のインク濃度になるように、キャリア液タンク１３２からのキャリア液の供給量と、高濃度インクタンク１３４からの高濃度インクの供給量の少なくとも一方を調整して、それらをインクタンク６４に供給することができる。また、インク補充量調整装置１３０は、インクタンク６４内のインク量が低下した場合には、キャリア液タンク１３２から供給するキャリア液の量と、高濃度インクタンク１３４から供給する高濃度インクの量を制御して、キャリア液と高濃度インクをインクタンク６４に供給することができる。これにより、インク内の色材粒子の濃度を一定に保つことができ、滲みの発生、印刷画像の飛び若しくはかすれ、又はドット径の変化を抑制することができる。

また、インクタンク内には、図１に示すように、攪拌手段１３６及びインク温度管理手段１３８が設けられている。攪拌手段１３６は、インクに含まれる色材粒子などの固形成分がインクタンク６４内で沈殿及び高濃度化することを抑制することができる。これにより、インクタンク６４の清掃の必要性を低減することができる。攪拌手段１３６としては、例えば、回転羽、超音波振動子、循環ポンプなどを用いることができ、これらは組み合わせて用いることもできる。
インク温度管理手段１３８は、周囲の温度変化によりインクの物性が変化することを防止するために設けられる。インク温度制御手段１３８としては、例えば、ヒータ、ペルチェ素子などの発熱素子、冷却素子を用いることができる。

つぎに、インクの供給路１０２及び回収路１０４、インクジェットヘッド５６のインク流路内を洗浄するための洗浄装置について説明する。図５に、洗浄装置１４０の概念図を示す。洗浄装置１４０は、主に、クリーニング液タンク１４１と、廃液タンク１４２と、受け皿１４３と、送液ポンプ１４４及び回収ポンプ１４５と、三方弁１４６および１４７と、弁１４８及び１４９、弁の開閉及びポンプを制御するための制御装置（図示しない）から構成される。送液ポンプ１４４は、インクタンク６４からインクを供給する。

クリーニング液タンク１４１には、クリーニング液として、例えば、後述するキャリア液として好適に用いられる誘電性液体が所定量充填されている。クリーニング液タンク１４１のクリーニング液送出口１４１ａは、弁１４８と接続されており、弁１４８は、クリーニング液を供給するための供給路１５５を介して三方弁１４６と接続されている。また、廃液タンク１４２のクリーニング液回収口１４２ａは、弁１４９と接続されており、弁１４９は、インクジェットヘッド５６の内部を循環して排出されたクリーニング液を回収するための回収路１５６を介して三方弁１４７と接続されている。

ここで、洗浄装置１４０の動作について説明する。洗浄装置１４０は、クリーニング時に、図示しない制御装置により弁１４８、１５１、三方弁１４６を制御して、弁１４８を開いて弁１５１を閉じるとともに、三方弁１４６をクリーニング側に切り替える。そして、更に、制御装置により、三方弁１４７を廃液タンク１４２側に切り替え、弁１５２を閉側に切り替える。これにより、クリーニング液タンク１４１内のクリーニング液は、送液ポンプ１４４及び回収ポンプ１４５により吸引され、供給路１５５、弁１４６、供給路１０２を介してインクジェットヘッド５６に流入した後、回収路１０４、三方弁１４７、弁１４９及び回収路１５６を通って廃液タンク１４２に排出される。

送液ポンプ１４４及び１４５の送出圧力を制御して、クリーニング液の吐出量を増加させるとインクジェットヘッド５６の吐出部からクリーニング液が漏出するが、漏出したクリーニング液は受け皿１４３を介して廃液タンク１４２に排出することができる。

インクジェットヘッド５６を駆動してインクタンク６４内のインクを吐出する場合には、制御装置により、弁１４８を閉じるとともに弁１５１を開いて三方弁１４６をインクタンク６４側に切り替える。更に、弁１５２を開いて弁１４９を閉じるとともに、三方弁１４７をインクタンク６４側に切り替える。そして、送液ポンプ１４４及び回収ポンプ１４５を駆動することにより、インクタンク６４内のインクが供給路１０２を介してインクジェットヘッド５６に供給され、余分なインクは回収路１０４を介してインクタンク６４に回収される。

つぎに、図１に示すインクジェット記録装置１０の濃度検出装置１１０について説明する。

図１に示したように、濃度検出装置１１０は、主に、濃度検出部１１２と、濃度補正部１１４とから構成される。濃度検出部１１２は、インクジェットヘッド５６にインクタンク６４からのインクを供給するための供給路１０２の途中に設けられている。濃度検出部１１２により検出される供給路の検出部位は、光透過性を有する材料から構成される。濃度検出部１１２は、供給路１０２の外側から供給路１０２内を通過するインクの濃度を検出することができる。濃度検出装置１１０は、図１に示したように、インク補充量調整装置１３０と接続されている。

この濃度検出装置１１０について、図６を用いて更に詳細に説明する。図６は、濃度検出装置１１０の概略構成図である。濃度検出部１１２は、光源１１６と検出器１１８と変換部１２２とを有する。光源１１６及び検出器１１８は、それら間に供給路１０２が介在するように配置されており、光源１１６から出射した光は、供給路１０２を透過して検出器１１８で検出される。光源１１６は、例えば、半導体レーザや発光ダイオードなど任意の光源を用いることができる。検出器１１８は、供給路１０２を透過した光の光量を検出することができる装置であれば任意の装置を用いることができる。変換部１２２は、図示しないメモリを備え、メモリには、透過光量に対するインク濃度値の関係が特定されたテーブルが記憶されている。変換部１２２は、検出器１１８で検出された透過光量を、このテーブルを参照して濃度値に変換することができる。

濃度補正部１１４は、メモリ１２４と演算部１２６とを備えている。演算部１２６は、濃度検出部１１２で検出された運転状態の検出値と、洗浄状態での検出値又はインク交換時にインク濃度が既知のインク（既知インク濃度のインク）を流しているときに検出される検出値とから、供給路１０２の内部を流れるインクの濃度を補正することができる。洗浄状態での検出値または既知インク濃度のインクを流しているときに検出される検出値は、ベースライン（基準値）としてメモリに記憶され、演算部１２６は、そのベースラインに基づいて、濃度検出部１１２で検出される検出値を補正してインク濃度を算出する。

つぎに、濃度検出装置１１０を用いて供給路１０２を流れるインクの濃度を検出する方法について説明する。
まず、前述の洗浄装置１４０を作動させて、供給路１０２及びインクジェットヘッド５６の内部にクリーニング液（洗浄液）を供給する。このとき、供給路１０２の内壁に固着している色材粒子は完全には除去されず、供給路１０２の内壁に付着したままとなる。洗浄開始後、供給路１０２にクリーニング液を供給しながら濃度検出部１１２で洗浄状態での供給路１０２のインク濃度（第２インク濃度）を検出する。図７に、洗浄を開始してからの時間に対するインク濃度の検出値の変化の様子を示す。図７に示すように、一定時間経過しても、検出値はゼロとはならず、所定の値で飽和する。これは、供給路１０２の内壁に固着している色材粒子が、インク濃度成分として検出されていることを示している。したがって、この飽和した検出値、すなわち、洗浄状態での検出値が、供給路の内壁に固着している色材粒子（汚れ）の濃度成分であるため、この検出値を、インク濃度を補正するためのベースラインとして濃度補正部１１４のメモリ１２４に記憶する。

次に、インクジェットヘッド５６を運転して、供給路１０２にインクを供給し、濃度検出部１１２で供給路１０２の外側から運転状態でのインク濃度（第１インク濃度）を検出し、この運転状態での検出値を濃度補正部１１４のメモリ１２４に記憶する。演算部１２６は、運転状態の検出値から、メモリ１２４に記憶されているベースライン分を減算することによって、供給路１０２の内壁に固着している色材粒子の濃度成分が補正され、インク濃度が算出される。こうして求められたインク濃度値は、供給路１０２の内壁に固着している色材粒子の濃度成分が補正された正確なインク濃度である。

そして、このインク濃度はインク補充量調整装置１３０に入力され、インク補充量調整装置１３０は、このインク濃度値に基づいて、図１に示す高濃度インクタンク１３４からインクタンク６４に供給すべき高濃度のインクの量を決定し、高濃度のインクをインクタンク６４に供給する。これにより、インクタンク６４内のインクが所望の濃度値に設定される。

以上説明したように、洗浄液を利用した本実施形態では、供給路１０２に洗浄液を流して洗浄した後、すなわち、濃度検出部１１２での検出値が変化しなくなったとき（飽和したとき）のインク流路のインク濃度をベースラインとして記憶し、供給路に付着する色材粒子（汚れ）に基づくインク濃度をベースラインとして、供給路内のインクのインク濃度を補正する。

以上の説明では、洗浄液を流しながら供給路１０２の洗浄状態での検出値を求めたが、洗浄後、クリーニング液を供給路１０２から排出した状態で、濃度検出部１１２で供給路１０２における検出値を検出し、この検出値をベースラインとしてもよい。こうして得られたベースラインを用いることによっても、供給路１０２の内壁に固着している色材粒子の濃度成分が補正された正確なインク濃度を算出することができる。

つぎに、既知インク濃度のインクの使用状態での検出値に基づいて、運転状態での検出値を補正することによって正確なインク濃度を算出する方法について説明する。
まず、供給路１０２に、インク濃度が既知のインクを流して、濃度検出部１１２で供給路１０２の外側から供給路１０２を流れるインクの濃度を検出し、その検出値を濃度補正部１１４のメモリ１２４に記憶する。このとき流したインクの既知の濃度もメモリ１２４に記憶しておく。演算部１２６において、既知のインク濃度値と、濃度検出値で検出された検出値とを比較する。このとき、供給路１０２の内壁に色材粒子が固着していないのであれば、濃度検出部１１２で検出された検出値は、既知のインク濃度と一致する。したがって、この場合は、濃度検出部１１２で検出された検出値をインク濃度として算出する。

一方、濃度検出部１１２で検出された検出値が、既知のインク濃度よりも高くなっている場合は、供給路１０２の内壁に色材粒子が固着し、その色材粒子に起因する濃度成分が重畳して検出されている場合である。この場合、濃度補正部１１４の演算部１２６は、濃度検出部１１２で検出された運転状態での検出値と、既知の濃度値とを比較して、供給路１０２の内壁に固着している色材粒子に起因する濃度成分を算出する。そして、この色材粒子に起因する濃度成分をインク濃度補正のためのベースラインとしてメモリ１２６に記憶し、実際にインク濃度を検出する際には、そのベースラインに基づいて、濃度検出部１１２で検出される運転状態での検出値の補正を行う。こうして、演算部１２６は、供給路１０２の内壁に固着している色材粒子の濃度成分が補正された正確なインク濃度を算出することができる。

このように、既知のインク濃度から、供給路の内壁に固着している色材粒子の濃度成分を求める方法は、インクを全交換する場合に有効な方法である。

上述のように既知濃度のインクを用いる場合は、予め記憶しておいた既知濃度のインクの光学濃度と、濃度検出部１１２によって検出される実際の検出値との関係から、供給路の付着する色材粒子のインク濃度成分（汚れ成分）を算出し、第１インク濃度である運転状態におけるインク流路のインク濃度を補正する。

本実施形態では、供給路を透過する光を検出してインクの濃度を検出したが、供給路に光を入射し、供給路から反射する光を検出器により検出して、光反射率に基づいてインクの濃度を検出する方法を用いることもできる。あるいは、供給路の内壁に付着している色材粒子の量を、例えば、電気抵抗や磁気変化を利用して検出し、それにより、供給路の内壁に付着している色材粒子に基づくインク濃度を求めてもよい。
また、本実施形態では、供給路１０２上に濃度検出装置１１０の濃度検出部１１２を設けたが、これに限定されず、インクジェットヘッドにインクが供給される部分であれば任意の場所に濃度検出装置を設けることができる。例えば、インク回収路上に濃度検出装置を設けてもよい。

また、本実施形態では、インク供給路の外部に濃度検出装置１１０の濃度検出部１１２を設けたが、インク供給路１０２の内部に設けてもよい。この場合は、濃度検出部１１２の測定部品がインクに直接接触するため、それら測定部品に付着するインクのインク濃度を検出して、運転状態での検出値を補正すればよい。具体的には、前述と同様に、供給路１０２に洗浄液を流しているとき、又は、洗浄液を流した後に、濃度検出部１１２で検出される検出値が、濃度検出部１１２の測定部品に付着するインク濃度であるので、その検出値をベースラインとして、運転状態での検出値を補正する。あるいは、既知インク濃度のインクを流しているときに、濃度検出部１１２で検出された検出値に基づいて、運転状態での検出値を補正してもよい。また、濃度検出部１１２は、インク流路中であれば、どこに配置してもよく、例えば、インク供給路１０２以外に、インク回収路１０４、ヘッド５６の内部のインク流路、インクタンク６４に配置してもよい。

つぎに、記録媒体Ｐの位置測定装置６２について説明する。
記録媒体Ｐの位置測定装置６２は、フォトセンサ等の従来公知の位置測定手段であり、記録媒体Ｐの搬送経路上の、帯電装置３８とインクジェットヘッド５６との間の位置で、記録媒体Ｐが搬送される搬送ベルト３２の表面に対向する位置に配置されている。

位置測定装置６２により記録媒体Ｐの位置が測定され、その位置情報はヘッドドライバ５８に供給される。

ヘッドドライバ５８は、筐体２２内部の図中右面に取り付けられており、インクジェットヘッド５６と接続されている。

ヘッドドライバ５８には、外部装置から画像データが入力され、位置測定装置６２から記録媒体Ｐの位置情報が入力される。ヘッドドライバ５８の制御により、記録媒体Ｐの位置情報に従って、インクジェットヘッド５６の各色の吐出ヘッドの吐出タイミングが制御されつつ、画像データに応じて各色の吐出ヘッドから各色のインクが吐出され、記録媒体Ｐ上には、画像データに対応したフルカラー画像が記録される。

すなわち、記録媒体Ｐは、搬送手段１４により、インクジェットヘッド５６の前を所定の一定速度で搬送されつつ、記録手段１６により、その表面に４色印刷が行われてフルカラー画像が記録される。

続いて、溶媒回収手段１８について説明する。
溶媒回収手段１８は、インクジェットヘッド５６から記録媒体Ｐ上に吐出されたインクから蒸発するキャリア液や、画像の定着時にインクから蒸発するキャリア液等を回収するもので、活性炭フィルタ６８と、排出ファン７０とを備えている。活性炭フィルタ６８は、筐体２２の上蓋の裏面に取り付けられ、排出ファン７０は、活性炭フィルタ６８の上に取り付けられている。

筐体２２内部のキャリア液成分を含む空気は、排出ファン７０により、活性炭フィルタ６８を介して筐体２２の外部に排出される。その際、筐体２２内部の空気中に含まれるキャリア液成分は、活性炭フィルタ６８によって吸着除去される。

つぎに、本発明のインクジェット記録装置に用いられるインクについて説明する。
前述のように、本発明で用いるインクＱ（インク組成物）は、色材粒子（色材を含み、かつ、帯電した微粒子）をキャリア液に分散してなるものである。
また、インクＱ中には、色材粒子ともに、印刷後の画像の定着性を向上させるための分散樹脂粒子を、適宜、含有させてもよい。

キャリア液は、高い電気抵抗率（１０⁹ Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍ以上）を有する誘電性の液体（非水溶媒）であるのが好ましい。電気抵抗率の低いキャリア液の電気抵抗が低いと、吐出電極１８によって印加される電圧により、キャリア液自身が電荷注入を受けて帯電してしまうため、色材粒子の濃縮がおこらない。また、電気抵抗率の低いキャリア液は、隣接する吐出電極１８間での電気的導通を生じさせる懸念もあるため、本発明には不向きである。

キャリア液として用いられる誘電性液体の比誘電率は、５以下が好ましく、より好ましくは４以下、さらに好ましくは３．５以下である。このような比誘電率の範囲とすることによって、キャリア液中の色材粒子に有効に電界が作用し、泳動が起こりやすくなる。
なお、このような誘電性液体の固有電気抵抗の上限値は１０¹⁶Ωｃｍ程度であるのが望ましく、比誘電率の下限値は１．９程度であるのが望ましい。誘電性液体の電気抵抗が上記範囲であるのが望ましい理由は、電気抵抗が低くなると、低電界下でのインクの吐出が悪くなるからであり、比誘電率が上記範囲であるのが望ましい理由は、誘電率が高くなると溶媒の分極により電界が緩和され、これにより形成されたドットの色が薄くなったり、滲みを生じたりするからである。

キャリア液として用いられる誘電性液体としては、好ましくは直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、または芳香族炭化水素、および、これらの炭化水素のハロゲン置換体がある。例えば、へキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーＣ、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ、アイソパーＭ（アイソパー：エクソン社の商品名）、シェルゾール７０、シェルゾール７１（シェルゾール：シェルオイル社の商品名）、アムスコＯＭＳ、アムスコ４６０溶剤（アムスコ：スピリッツ社の商品名）、シリコーンオイル（例えば、信越シリコーン社製ＫＦ−９６Ｌ）等を単独あるいは混合して用いることができる。

このようなキャリア液に分散される色材粒子は、色材自身を色材粒子としてキャリア液中に分散させてもよく、定着性を向上させるための分散樹脂粒子中に含有させてもよい。分散樹脂粒子中に含有させる場合、顔料などは分散樹脂粒子の樹脂材料で被覆して樹脂被覆粒子とする方法などが一般的であり、染料などは分散樹脂粒子を着色して着色粒子とする方法などが一般的である。
色材としては、従来からインクジェットインク組成物、印刷用（油性）インキ組成物、あるいは静電写真用液体現像剤に用いられている顔料および染料であればどれでも使用可能である。

インクＱにおいて、色材粒子の含有量（色材粒子あるいはさらに分散樹脂粒子の合計含有量）は、インク全体に対して０．５〜３０重量％の範囲で含有されることが好ましく、より好ましくは１．５〜２５重量％、さらに好ましくは３〜２０重量％の範囲で含有されることが望ましい。色材粒子の含有量が少なくなると、印刷画像濃度が不足したり、インクＱと記録媒体Ｐ表面との親和性が得られ難くなって強固な画像が得られなくなったりするなどの問題が生じ易くなり、一方、含有量が多くなると均−な分散液が得られにくくなったり、インクジェットヘッド１０等でのインクＱの目詰まりが生じやすく、安定なインク吐出が得られにくいなどの問題が生じるからである。

色材として用いる顔料としては、無機顔料、有機顔料を問わず、印刷の技術分野で一般に用いられているものを使用することができる。具体的には、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、コバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ぺリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料、等の従来公知の顔料を特に限定なく用いることができる。
色材として用いる染料としては、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノンイミン染料、キサンテン染料、アニリン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ペンゾキノン染料、ナフトキノン染料、フタロシアニン染料、金属フタロシアニン染料、等の油溶性染料が好ましく例示される。

また、キャリア液に分散された色材粒子の平均粒径は、０．１〜５μｍが好ましく、より好ましくは０．２〜１．５μｍであり、更に好ましくは０．４〜１．０μｍである。この粒径はＣＡＰＡ−５００（堀場製作所（株）製商品名）により求めたものである。

色材粒子をキャリア液に分散させた後、荷電制御剤をキャリア液に添加することにより色材粒子を荷電して、荷電した色材粒子をキャリア液に分散してなるインクＱとする。なお、着色微粒子の分散時には、必要に応じて、分散媒を添加してもよい。
荷電制御剤は、一例として、電子写真液体現像剤に用いられている各種のものが利用可能である。また、「最近の電子写真現像システムとトナー材料の開発・実用化」１３９〜１４８頁、電子写真学会編「電子写真技術の基礎と応用」４９７〜５０５頁（コロナ社、１９８８年刊）、原崎勇次「電子写真」１６（Ｎｏ．２）、４４頁（１９７７年）等に記載の各種の荷電制御剤も利用可能である。

なお、色材粒子は、吐出電極１８に印加される駆動電圧と同極性であれば、正電荷および負電荷のいずれに荷電したものであってもよい。
また、色材粒子の荷電量は、好ましくは５〜２００μＣ／ｇ、より好ましくは１０〜１５０μＣ／ｇ、さらに好ましくは１５〜１００μＣ／ｇの範囲である。

また、荷電制御剤の添加によって誘電性溶媒の電気抵抗が変化することもあるため、下記に定義する分配率Ｐを、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上とする。
Ｐ＝１００×（σ１−σ２）／σ１
ここで、σ１は、インクＱの電気伝導度、σ２は、インクＱを遠心分離器にかけた上澄みの電気伝導度である。電気伝導度は、ＬＣＲメーター（安藤電気（株）社製ＡＧ−４３１１）および液体用電極（川口電機製作所（株）社製ＬＰ−０５型）を使用し、印加電圧５Ｖ、周波数１ｋＨｚの条件で測定を行った値である。また遠心分離は、小型高速冷却遠心機（トミー精工（株）社製ＳＲＸ−２０１）を使用し、回転速度１４５００ｒｐｍ、温度２３℃の条件で３０分間行った。
以上のようなインクＱを用いることによって、荷電粒子の泳動が起こりやすくなり、濃縮しやすくなる。

インクＱの電気伝導度は、１００〜３０００ｐＳ／ｃｍが好ましく、より好ましくは１５０〜２５００ｐＳ／ｃｍ、さらに好ましくは２００〜２０００ｐＳ／ｃｍである。以上のような電気伝導度の範囲とすることによって、吐出電極に印加する電圧が極端に高くならず、隣接する記録電極間での電気的導通を生じさせる懸念もない。
また、インクＱの表面張力は、１５〜５０ｍＮ／ｍの範囲が好ましく、より好ましくは１５．５〜４５ｍＮ／ｍさらに好ましくは１６〜４０ｍＮ／ｍの範囲である。表面張力をこの範囲とすることによって、吐出電極に印加する電圧が極端に高くならず、ヘッド周りにインクが漏れ広がり汚染することがない。
さらに、インクＱの粘度は０．５〜５ｍＰａ・ｓｅｃが好ましく、より好ましくは０．６〜３．０ｍＰａ・ｓｅｃ、さらに好ましくは０．７〜２．０ｍＰａ・ｓｅｃである。

なお、本発明においては、従来のインクジェット方式のように、インク全体に力を作用させて、インクを記録媒体に向けて飛翔させるのではなく、主に、キャリア液に分散させた固形成分である色材粒子に力を作用させて、飛翔させる。
その結果、普通紙を初めとして、非吸収性のフィルム（例えばＰＥＴフィルム等）などの種々の記録媒体Ｐに画像を記録することができ、また、記録媒体Ｐ上で、滲みや流動を生じることなく、種々の記録媒体に対して、高画質な画像を得ることができる。

以下、静電式インクジェット記録装置１０の動作を説明する。

静電式インクジェット記録装置１０では、画像の記録時に、給紙トレイ２４に収納された記録媒体Ｐがフィードローラ２６により１枚ずつ取り出され、搬送ローラ対３０により挟持搬送されて搬送ベルト３２上の所定位置に供給される。

搬送ベルト３２上に供給された記録媒体Ｐは、帯電装置３８により負の高電位に帯電され、搬送ベルト３２の表面に静電吸着される。

搬送ベルト３２の表面に静電吸着された記録媒体Ｐは、搬送ベルト３２の移動とともに所定の一定速度で移動されつつ、インクジェットヘッド５６により、その表面に画像データに対応した画像が記録される。

画像記録後の記録媒体Ｐは、除電装置４０により除電され、分離爪４２により搬送ベルト３２から分離され、ガイド４４に沿って定着ローラ対４６に供給される。そして、定着ローラ対４６により挟持搬送されつつ、記録された画像が加熱定着され、排出トレイ２８内に積層された状態でストックされる。

インク補充量調整部１３０は、濃度検出装置１１０により検出されたインク濃度と、循環系内のインクの量の少なくとも一方から、高濃度インク及びキャリア液の補充量を決定し、キャリア液補充部及び高濃度インクタンクからインクタンクへキャリア液及び高濃度インクを補充する。

本発明は、基本的に以上のようなものである。
本発明の静電式インクジェット記録装置及び記録方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

本発明のインクジェット記録装置の概略構成図である。 図１に示すインクジェット記録装置で使用されるインクジェットヘッドのヘッド本体部の断面の一部を概略的に示した斜視図である。 （ａ）は、図１に示すインクジェット記録装置で使用されるインクジェットヘッドのヘッド本体部の部分概略断面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）に示すヘッド本体部を、ＩＶ−ＩＶ線を含む面で切断したときの概略断面図である。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、図３（ｂ）に示すヘッド本体部を、Ａ−Ａ線を含む面、Ｂ−Ｂ線を含む面、及びＣ−Ｃ線を含む面で切断したときの概略断面図である。 本発明のインクジェット記録装置の清浄装置を説明するための概略構成図である。 本発明のインクジェット記録装置の濃度検出装置の概略構成図である。 供給路に洗浄液を流したときに濃度検出装置の濃度検出部で検出される検出値と、洗浄時間との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０，１１ 静電式インクジェット記録装置
１２ 保持手段
１４ 搬送手段
１６ 記録手段
１８ 溶媒回収手段
２０ 高電圧装置の制御手段
２２ 筐体
２２ａ 上蓋
２４ 給紙トレイ
２６ フィードローラ
２８ 排出トレイ
３０ 搬送ローラ対
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ 搬送ローラ
３２ 搬送ベルト
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ ベルトローラ
３６ 導電性プラテン
３８ 帯電装置
４０ 除電装置
４２ 分離爪
４４，４４ａ、４４ｂ、４４ｃ ガイド
４６ 定着ローラ対
４８ スコロトロン帯電器
５０，５４ 高圧電源
５２ コロトロン除電器
５６ インクジェットヘッド
５８ ヘッドドライバ
６０ インク循環系
６２ 位置検出装置
６４ インクタンク
６６ インクの供給路および回収路
６８ 活性炭フィルタ
７０ 排出ファン
７２ 検知装置
７４ 制御装置
８０ 吐出ヘッド
８２ ヘッド基板
８４ インクガイド
８４ａ インクガイドの先端部分
８６ 絶縁性基板
８８，９０ 制御電極
９２ 浮遊導電板
９４ａ，９４ｂ，９４ｃ 絶縁層
９６ ガード電極
９８ 貫通孔
１００ インク流路
１１０ 濃度検出装置
１１２ 濃度検出部
１１４ 濃度補正部
１１６ 光源
１１８ 検出器
１２４ メモリ
１２６ 演算部
Ｐ 記録媒体
Ｑ インク
Ｒ インク液滴

Claims (11)

1. 帯電した色材粒子を含むインクを静電力により記録媒体に向けて吐出するインクジェットヘッドに供給されるインクの濃度を検出するインク濃度検出方法であって、
   前記インクが流れるインク流路に所定インク濃度のインクが流れている運転状態における前記インク流路の第１インク濃度を検出する工程と、
   前記インク流路に洗浄液を流して前記インク流路を洗浄した後、又は、前記インク流路に既知インク濃度のインクを流している状態で、前記インク流路の第２インク濃度を検出する工程と、
   前記第１インク濃度及び第２インク濃度に基づいて、前記運転状態における前記インク流路内のインク濃度を算出する工程と、
   を有するインク濃度検出方法。
2. 前記既知インク濃度のインクは、インク交換の際に前記インク流路に流される所定濃度のフレッシュインクである請求項１に記載のインク濃度検出方法。
3. 前記既知インク濃度のインクは、インク交換の際に前記インク流路に流される低インク濃度の希釈液である請求項１に記載のインク濃度検出方法。
4. 前記洗浄液は、インク中の前記色材粒子のキャリア液である請求項１〜３のいずれかに記載のインク濃度検出方法。
5. 前記洗浄液は、インク中の前記色材粒子を含まない希釈液である請求項１〜３のいずれかに記載のインク濃度検出方法。
6. 帯電した色材粒子を含むインクを静電力により記録媒体に向けて吐出するインクジェットヘッドに供給されるインクの濃度を補正するインク濃度補正方法であって、
   請求項１〜５のいずれかに記載のインク濃度検出方法によって検出したインク濃度に基づいて、前記インクジェットヘッドに供給されるインクの濃度を補正することを特徴とするインク濃度補正方法。
7. 帯電した色材粒子を含むインクを静電力により記録媒体に向けて吐出するインクジェット吐出手段と、
   該インクジェット吐出手段にインクを供給されるインク供給手段と、
   該インク供給手段のインク流路、又は前記インク供給手段と前記インクジェット吐出手段との間のインク流路に設けられ、前記色材粒子の濃度であるインク濃度を検出する検出手段と、
   該検出手段によって検出された、前記インク流路における運転状態での検出値を、洗浄液による前記インク流路における洗浄状態での検出値、又は既知インク濃度のインクの使用状態での検出値に基づいて補正するインク濃度補正手段
   とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
8. 前記検出手段における前記洗浄状態での検出値は、前記インク流路に前記洗浄液を流している時、又は前記洗浄液を流した後に、前記検出手段によって検出された検出値であり、前記既知インク濃度のインクの使用状態での検出値は、インク交換時に前記インク流路にインク濃度が既知のインクを流している時に、前記検出手段によって検出された検出値である請求項７に記載のインクジェット記録装置。
9. 請求項７又は８に記載のインクジェット記録装置であって、
   さらに、前記インク流路を前記洗浄液で洗浄する洗浄手段を有するインクジェット記録装置。
10. 前記検出手段は、光学的に前記インク流路にインク濃度を検出するものである請求項７〜９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
11. 前記インク流路は管状部材から構成され、前記検出手段は、前記管状部材の外側から光学的に前記インク流路のインク濃度を検出するものである請求項７〜１０のいずれかに記載のインクジェット記録装置。

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