JPH09193391A

JPH09193391A - 記録方法及び記録装置

Info

Publication number: JPH09193391A
Application number: JP506196A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Kamiyama; 三明神山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1996-01-16
Publication date: 1997-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】種々の媒体に対して滲みが発生することなく
高画質な記録が可能なインクジェット方式の記録方法及
び記録装置を提供することを目的とする。【解決手段】この記録装置は、誘電性のキャリア液に所
定の極性に帯電したトナー粒子Ｔを分散させた記録液Ｌ
と、誘電性のフィルム状部材の一方の面から他方の面に
貫通した複数の微小貫通孔２６ｂを有し、この微小貫通
孔２６ｂにより記録液Ｌを保持する記録ベルト２６と、
記録液Ｌを保持している記録ベルト２６の一方の面を記
録用紙Ｐに近接させるとともに、記録ベルト２６の他方
の面に当接して記録液Ｌに含まれるトナー粒子Ｔの帯電
極性と同極性の所定レベルの電圧を選択的に印加する記
録電極２７ｂと、外部から入力された画像データに対応
して記録電極２７ｂに供給する電圧レベルを制御する信
号駆動用集積回路２７ｃとを有している。

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、記録方法及びこ
の記録方法に適した記録装置に係り、特に、静電気力を
用いたインクジェット方式の記録方法及び記録装置を利
用した記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録法は、一般に、連続
噴射型とオンディマンド型に大別され、更に連続型では
静電方式（Ｓｗｅｅｔ型、Ｈｅｒｔｚ型）、オンディマ
ンド型ではピエゾ圧電方式、サーマルインクジェット方
式、静電加速型と呼ばれる記録方式が知られている。

【０００３】静電力を用いるオンディマンド型のインク
ジェット方式は、特開昭５６−１７０，５６−４４６
７、及び５７−１５１３７４号公報等に具体的な構成が
開示されている。これらは、静電加速型インクジェッ
ト、あるいはスリットジェットと呼ばれているが実用化
されていない。これらの基本原理は、インクタンクから
スリット状のインク保持部内面に多数の電極を配置して
なるスリット状インク室にインクを供給すると共に、こ
れらの電極に選択的に高電圧を印加することにより、ス
リットと近接対向する記録紙に電極近傍のインクを噴出
させて記録するものである。

【０００４】また、スリット状の記録ヘッドを用いない
他の方式として、特開昭６１−２１１０４８号公報に
は、複数の微小孔を有するフィルム状インク支持体の穴
にインクを充填し、多針電極により選択的に電圧を印加
して孔内のインクを記録紙に移動させる手段が開示され
ている。

【０００５】これらの方式で用いられるインクは、１０
⁶ から１０⁸ オーム・ｃｍ程度の電気抵抗を有するもの
が用いられている。水では電気抵抗が低いため、一般的
には、油性溶媒に染料からなる着色剤を界面活性剤など
の分散助材により分散して電気抵抗を調整したものが用
いられる。

【０００６】これらのインクの飛翔原理は、配置された
電極に印加された高電圧により、電極に接するインクに
電荷が注入されて電極近傍のインクが電荷を帯びるた
め、静電的力が生じてインクが吐出されるものと解釈し
ている。したがって、インクは、通常は帯電しておらず
電圧を印加したときのみ、電極近傍のインクを通電によ
り帯電させて吐出力を得ている。

【０００７】このため、絶縁性の高いインクでは、所要
電圧が高くなったり、インクの帯電ができなくなるため
使用できない。なお、以上の説明から分かるように、こ
のインクは分散媒と着色料が均一に分散されたいわゆる
インクであり、インク中の全ての成分が一緒に消耗され
るものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記したインクジェッ
ト技術、とりわけオンディマンドタイプの方式は小型で
消費エネルギも小さいため、近年普及がめざましい。一
方で、これらのインクジェット方式には、共通的に技術
課題となる問題点も多い。これらは、ノズルやオリフィ
スを用いることから目詰まりしやすい。

【０００９】この対策のために、沈澱や凝集の少ない染
料や固形成分を含まない染料などを着色成分として用い
るため、日光に対する退色が著しく、長期保存用の記録
用途には用いられないのが現状である。また、極めて微
小な顔料を用いる試みが行なわれているが、全ての色を
発色させるにはまだ未解決の課題が残されている。

【００１０】また、目詰まり防止の要求上、流動性の高
い液体インクを用いるため、受像体である紙に対して滲
みやフェザリングと呼ばれる浸透による画像不良が生じ
るため、記録紙側にシリカや水溶性バインダをコートし
た受像紙を用いなければならなず、用紙を自由に選択す
ることができない。

【００１１】さらに、目詰まりの確率は、ノズル数が増
加するほど高くなるため、高密度で広幅の（ノズル数が
多い）記録装置の実用化が困難である。したがって、記
録密度は極めて遅いものが実用化されているに過ぎない
のが現状である。

【００１２】従って、この発明の目的は、上述したよう
な事情に鑑み成されたものであって種々の媒体に対して
滲みが発生することなく高画質な記録が可能なインクジ
ェット方式の記録方法及びこの記録方法に適した記録装
置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、誘電性の液体中に所定の極性に帯電し
た現像剤粒子を分散させた記録液を収容する収容手段
と、記録媒体に対向して設けられ、前記収容手段中に収
容された記録液を担持して所定の方向に移動する記録液
保持手段と、前記記録液保持手段に、前記所定の極性と
同極性の電圧を印加することにより、前記記録液保持手
段に保持された記録液中の現像剤粒子を前記記録媒体上
に飛翔させる電圧印加手段と、を有することを特徴とす
る記録装置を提供するものである。

【００１４】また、この発明によれば、誘電性の液体中
に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液
を収容する収容手段と、前記収容手段に収容された記録
液を保持する記録液保持部を有し、フィルム状部材によ
って形成された記録液保持手段と、前記記録液保持手段
に対して、前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の
大きさの電圧を印加することにより、前記記録液保持手
段により保持された前記記録液中の現像剤粒子を記録媒
体上に飛翔させる電圧印加手段と、を有することを特徴
とする記録装置が提供される。

【００１５】さらに、この発明によれば誘電性の液体中
に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた記録液
を収容する収容手段と、前記収容手段に収容された記録
液を保持する記録液保持部を有し、フィルム状部材によ
って形成された記録液保持手段と、前記記録液保持手段
に対して、前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の
大きさの電圧を印加することにより、前記記録液保持手
段により保持された前記記録液中の現像剤粒子を記録媒
体上に飛翔させる電圧印加手段と、画像データに対応し
て前記電圧印加手段に印加する電圧の大きさを制御する
制御手段と、を有することを特徴とする記録装置が提供
される。

【００１６】またさらに、この発明によれば、誘電性の
液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた
記録液を収容する収容手段と、前記収容手段に収容され
た記録液を保持する記録液保持部を有したフィルム状部
材によって形成され、前記記録液を保持して所定の方向
に移動する記録液保持手段と、前記記録液保持手段に対
して、前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大き
さの電圧を印加することにより、前記記録液保持手段に
より保持された前記記録液中の現像剤粒子を記録媒体上
に飛翔させる電圧印加手段と、を有することを特徴とす
る記録装置が提供される。

【００１７】さらにまた、この発明によれば、誘電性の
液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた
記録液を収容する収容手段と、記録媒体に対向して設け
られたフィルム状部材と、このフィルム状部材の前記記
録媒体に対向する一方の面から他方の面に貫通し、前記
一方の面側の孔径が他方の面側の孔径より大きい複数の
貫通孔を有し、この複数の貫通孔により前記記録液を保
持する記録液保持手段と、前記記録液保持手段の他方の
面に当接し、前記記録液保持手段に対し、前記現像剤粒
子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を印加する
ことにより、前記記録液保持手段に保持された前記記録
液中の現像剤粒子を前記記録媒体上に飛翔させる電圧印
加手段と、を有することを特徴とする記録装置が提供さ
れる。

【００１８】またさらに、この発明によれば、誘電性の
液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた
記録液を収容する収容手段と、記録媒体に対向して設け
られた誘電性のフィルム状部材と、このフィルム状部材
の前記記録媒体に対向する一方の面から他方の面に貫通
し、前記一方の面側の孔径が他方の面側の孔径より大き
い複数の貫通孔と、前記貫通孔の内壁を被覆する導電性
部材とを有し、この複数の貫通孔により前記記録液を保
持する記録液保持手段と、前記記録液保持手段の他方の
面側から前記記録液保持手段に当接し、前記記録液保持
手段に対し、前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定
の大きさの電圧を印加することにより、前記記録液保持
手段に保持された前記記録液中の現像剤粒子を前記記録
媒体上に飛翔させる電圧印加手段と、を有することを特
徴とする記録装置が提供される。

【００１９】さらにまた、この発明によれば、誘電性の
液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた
記録液を収容する収容手段と、前記収容手段中に収容さ
れた記録液を保持するための凹凸面が形成され、この凹
凸面が前記記録媒体と対向するように配置されたフィル
ム状の記録液保持手段と、前記記録液保持手段に当接
し、前記記録液保持手段に対し、前記現像剤粒子の帯電
極性と同極性の所定の大きさの電圧を印加することによ
り、前記記録液保持手段の凹凸面に保持された前記記録
液中の現像剤粒子を前記記録媒体上に飛翔させる電圧印
加手段と、を有することを特徴とする記録装置が提供さ
れる。

【００２０】またさらに、この発明によれば、誘電性の
液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた
記録液を収容する収容手段と、記録媒体に対向して設け
られた誘電性のフィルム状部材と、このフィルム状部材
の前記記録媒体に対向する一方の面から他方の面に貫通
して突出する複数の導電性部材とを有し、この突出した
導電性部材間に前記記録液を保持する記録液保持手段
と、前記記録液保持手段に当接し、前記記録液保持手段
に対し、前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大
きさの電圧を印加することにより、前記記録液保持手段
の前記導電性部材間に保持された前記記録液中の現像剤
粒子を前記記録媒体上に飛翔させる電圧印加手段と、を
有することを特徴とする記録装置が提供される。

【００２１】さらにまた、この発明によれば、誘電性の
液体中に所定の極性に帯電した現像剤粒子を分散させた
記録液を、シート状の材料によって形成された記録液保
持手段に設けられている複数の記録液保持部に充填する
工程と、前記記録液が保持された前記記録液保持手段の
記録液保持部を記録媒体に近接対向させる工程と、前記
記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性と同
極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加して、前記記
録液保持部に保持されている記録液中の現像剤粒子を前
記記録液から前記記録媒体に向けて吐出させる工程と、
を有する記録方法が提供される。

【００２２】この発明によれば、高抵抗、好ましくは１
０⁸ Ω・ｃｍ以上の電気抵抗率を有する誘電性液体中に
所定の極性に帯電している固形成分の現像剤粒子を分散
させた、いわゆる２成分系の記録液を、高抵抗、好まし
くは１０¹⁰Ω・ｃｍ以上の電気抵抗率を有する誘電性の
記録液保持手段に充填又は塗布し、電圧印加手段により
現像剤粒子と同一極性の電圧を記録液保持手段に保持さ
れている記録液に選択的に印加し、静電反発力により記
録液中から記録媒体に向けて現像剤粒子を吐出させて記
録像が形成されるものである。

【００２３】この発明は、従来のインクジェット記録で
用いられてきた染料や顔料を均一に分散させたインクの
ようにインクの構成成分が同時に消耗されるものとは異
なり、記録液の中から微細な現像剤粒子（固形粒子）が
凝集された状態で記録液から分離されて吐出するように
構成されている。このため、現像剤粒子が主に消耗さ
れ、現像剤粒子を分散させている分散媒は、現像剤粒子
を凝集する程度に多少消耗されるのみである。

【００２４】また、この発明によれば、主に固形成分で
ある現像剤粒子が、分散媒から分離されて記録媒体に到
達するため、現像剤粒子は、流動性および浸透性等の液
体としての性質による滲み又はフェザリング等が防止さ
れ、記録像の高画質化が可能となる。例えば、現像剤粒
子より大きな空隙を有する繊維によって形成された記録
紙、いわゆる粗面紙に記録する場合でも、流動の原因と
なる液体成分がほとんど現像剤粒子に含まれていないの
で、滲みを生じることはなく、高画質化が可能となる。
従って、普通紙以外の種々の記録媒体に対して滲みを生
じることなく、高画質な画像が記録できる。

【００２５】さらに、この発明によれば、従来のインク
ジェット方式のようなノズルやオリフィスを用いていな
いため、目詰まりする虞がなく、信頼性が高いため、広
幅な記録ヘッドが実現できる。従って、従来のインクジ
ェット方式では実現できなかった高速記録が実現可能と
なる。

【００２６】またさらに、この発明によれば、既存の電
子写真で用いられている液体現像剤のように、現像剤粒
子より小さい限り着色剤の制約をほとんど受けないた
め、より自由な着色剤の選択が可能となり、インクジェ
ット方式の大きな欠点であった色の保存性を改善でき
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
記録方法及びこの記録方法に適した記録装置の実施の形
態について詳細に説明する。図１に示すように、この記
録装置１は、給紙部２、搬送部３、及び記録ユニット４
を含む装置本体５を有している。

【００２８】給紙部２は、装置本体５の上部に配設され
ている。すなわち、装置本体５の上面には、記録媒体と
しての所定枚数の記録用紙Ｐを収容可能な用紙カセット
１１を挿入可能な開口部１２が形成されているととも
に、所定の角度で傾斜され、用紙カセット１１を保持可
能なカセットガイド１３が形成されている。

【００２９】また、給紙部２は、カセットガイド１３に
保持された用紙カセット１１に対向する位置に、用紙カ
セット１１に収容されている記録用紙Ｐを１枚ずつ取り
出して搬送部３側に供給するピックアップローラ１４を
備えている。このピックアップローラ１４は、略半月状
に形成された断面を有している。

【００３０】搬送部３は、給紙部２から供給された記録
用紙Ｐが排紙口に向けて搬送される搬送路１５、及び搬
送路１５の略中央に回転自在に配置された導電性回転ド
ラム１６を有している。

【００３１】導電性回転ドラム１６は、用紙カセット１
１から供給された記録用紙Ｐを保持し、この記録用紙Ｐ
に接地又は必要に応じて所定の電位を与えるように形成
されている。

【００３２】また、搬送部３は、導電性回転ドラム１６
とピックアップローラ１４との間に、搬送路１５を案内
された記録用紙Ｐの傾きを補正するとともに、記録ユニ
ット４によって記録される画像の先端と記録用紙Ｐの記
録位置とを整合させるように所定のタイミングで記録用
紙Ｐを給紙する一対のタイミングローラ１７を有してい
る。

【００３３】さらに、搬送部３は、導電性回転ドラム１
６と排紙口２０との間に、導電性回転ドラム１６を通過
した記録用紙Ｐを排紙口２０に向けて搬送させる一対の
第１の排紙ローラ１８、及び第１の排紙ローラ１８によ
って供給された記録用紙Ｐを排紙口２０から排紙させる
一対の第２の排紙ローラ１９を有している。

【００３４】排紙口２０は、装置本体５の上部に形成さ
れ、排紙トレイを兼ねて所定の傾斜を有するように形成
された装置本体５の上面に記録用紙Ｐを排紙可能に形成
されている。

【００３５】記録ユニット４は、導電性回転ドラム１６
に対向する位置に配設されている。この記録ユニット４
は、液状の現像剤、すなわち記録液Ｌを収容するタンク
２１、及び所定の濃度に調整された記録液Ｌを収容して
いる記録液収容部２２を有している。

【００３６】タンク２１及び記録液収容部２２は、供給
パイプ２４及び回収パイプ２５により記録液Ｌが循環可
能に接続されている。記録液収容部２２において、所定
濃度に調整された記録液Ｌは、ポンプ２３により供給パ
イプ２４に送り出され、タンク２１に供給される。タン
ク２１に収容されていた記録液Ｌの一部は、回収パイプ
２５を介して記録液収容部２２に回収される。このよう
に、タンク２１及び記録液収容部２２は、それぞれ収容
している記録液Ｌを循環可能に接続されている。

【００３７】記録液Ｌは、少なくとも１０⁸ Ω・ｃｍ以
上の抵抗率を有する誘電性液体、好ましくは絶縁性の液
体であるイソパラフィン系溶媒からなる透明な分散媒
（以下、キャリア液と称する）中に、０．０１乃至５．
０μｍ程度の平均粒子径を有し、キャリア液中において
所定の極性に帯電し、少なくとも着色成分を有する現像
剤として機能する固形樹脂粒子（以下、トナーと称す
る）を２乃至５重量パーセント程度分散させることによ
って形成される。

【００３８】なお、上述した抵抗率は、平行平板電極間
距離が１ｍｍのセル内に試料を満たし、印加電圧１００
Ｖ時の直流電気抵抗として測定される。また、イソパラ
フィン系溶媒として、例えば、商品名アイソパーＧ、
Ｈ、Ｌ等が挙げられ、この溶媒は１０¹²乃至１０¹³Ω・
ｃｍ以上の電気抵抗率を有している。

【００３９】この記録液Ｌは、基本的には、電子写真な
どで用いられている従来の液体現像剤の構成と略同じで
あるが、この実施の形態における記録液Ｌは、従来の液
体現像剤に比較して高い電気抵抗率を有するものが利用
される。

【００４０】タンク２１は、記録液保持手段として機能
する記録ベルト２６、電圧印加手段として機能する記録
ヘッド２７を有しているとともに、上述したような記録
液Ｌを収容している。

【００４１】記録ベルト２６は、後に詳述するように絶
縁性のフィルム状部材がループ状に形成されたものであ
る。この記録ベルト２６は、互いに対向して配設された
一対のベルトローラ２８ａ及び２８ｂに張設されてい
る。

【００４２】ベルトローラ２８ａ及び２８ｂのいずれか
一方は、記録ベルト２８を所定速度で駆動するための駆
動ローラであり、他方は、記録ベルト２８の駆動にとも
なって従動する従動ローラである。記録ベルト２６は、
このベルトローラ２８ａ及び２８ｂにより導電性回転ド
ラム１６が回転する方向、すなわち記録用紙Ｐが搬送さ
れる方向と同一方向に回転する。

【００４３】記録ベルト２６は、図２に示すように、誘
電性、好ましくは絶縁性であり、少なくとも記録液Ｌ以
上の電気抵抗率を有し、好ましくは２０乃至２００μｍ
の厚さを有するフィルム状部材によって形成される。こ
の実施の形態において、記録ベルト２８の材質は、記録
装置１の構造上、弾力性が必要とされるため、ポリエス
テル、ポリイミド等の樹脂系の材料が適している。ま
た、以下に示すような材料も適用可能である。例えば、
「静電気学会編：静電気ハンドブック付録２」によれ
ば、ポリスチレン（電気抵抗率：１０¹⁶Ω・ｃｍ）、ポ
リビニルブチラール（１０¹⁴＞Ω・ｃｍ）、ポリカーボ
ネート（２．１×１０¹⁶Ω・ｃｍ）、ナイロン６（１０
¹²Ω・ｃｍ）、ナイロン６６（１０¹³Ω・ｃｍ）、ナイ
ロン１１（１０¹³Ω・ｃｍ）等が挙げられる。

【００４４】なお、記録装置１の構造を変形することに
より、セラミックやプラスチックなどの弾力性の小さい
部材を使用することも可能である。また、この記録ベル
ト２６は、図２に示すように、記録液を保持するため
に、複数の微小貫通孔によって形成された記録液保持領
域２６ａを含んでいる。

【００４５】図３の（ａ）及び（ｂ）は、記録液保持領
域２６ａの一部を拡大した平面図及び断面図をそれぞれ
示している。図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、記
録液保持領域２６ａは、記録ベルト２６の表裏を貫通す
る複数の貫通孔２６ｂを有している。

【００４６】この貫通孔２６ｂは、図３の（ｂ）に示す
ように、表側、すなわち導電性回転ドラム１６に面する
側の口径が、裏側、すなわち記録ヘッド２７に接する側
の口径より僅かに大きくなるように形成されている。貫
通孔２６ｂの表側の口径は、要求される最小画素、すな
わち記録密度に応じて種々選択可能である。この実施の
形態では、貫通孔２６ｂの口径は、約１００μｍに形成
され、この貫通孔２６ｂから吐出して記録用紙Ｐ上に到
達した記録ドットのサイズは、記録用紙Ｐ上で約６５μ
ｍである。したがって、この実施の形態における貫通孔
２６ｂは、１ｍｍ当り１６ドットの記録密度で記録可能
なように最適化されている。

【００４７】また、この貫通孔２６ｂは、図３の（ａ）
に示すように、記録ベルト２６上に各列毎にずれるよう
に千鳥配列されている。各貫通孔２６ｂ同士の間隔は、
記録密度に一致させる必要はない。この実施の形態の場
合、各貫通孔２６ｂは、各列毎に、貫通孔の口径に対し
て１６分の１づつずらして複数列に配列され、１６列の
貫通孔の列で１行を記録するようにしている。なお、各
貫通孔同士の間隔は、記録密度と一致していても何等支
障はない。

【００４８】さらに、図２に示すように、記録ベルト２
６における記録液保持領域２６ａの側方には、記録用紙
Ｐと記録ベルト２６との搬送タイミングを同期させる同
期用マーク２６ｃが形成されている。

【００４９】記録ヘッド２７は、図１に示すように、記
録ベルト２６に接触し、導電性回転ドラム１６に対向す
る位置に配設されている。記録ヘッド２７は、導電性回
転ドラム１６に保持された記録用紙Ｐと記録ベルト２６
との間隙が５０乃至２０００μｍ程度の範囲になるよう
に記録ベルト２６、及び導電性回転ドラム１６に略平行
に配置されている。この間隙の大きさは、記録時に、記
録ヘッドに印加される電圧の大きさに依存し、最適値が
異なるが、この実施の形態では、約５００μｍに設定さ
れている。

【００５０】記録ヘッド２７は、図４に示すように、
０．１乃至５．０ｍｍ程度の厚さを有するセラミック、
またはプラスチック樹脂などによって形成された絶縁性
基板２７ａ、及び一部省略したが、絶縁性基板２７ａ上
に複数列、すなわち記録ベルト２６が回転される方向
（図中の矢印で示す方向）に直交する方向に所望する密
度で複数列に配列された記録電極２７ｂを有している。

【００５１】絶縁性基板２７ａ及び記録電極２７ｂは、
記録ベルト２６が接触することによる摩耗が略同一とな
るように材質を選択することが好ましい。記録電極２７
ｂの材質としては、銅、銅合金、ニッケル、タングステ
ン等の導電性を有する材質から種々選択可能である。

【００５２】また、記録ヘッド２７は、信号入力ポート
２７ｃを有している。この信号入力ポート２７ｃには、
外部から供給される画像データに対応する信号が入力さ
れる。

【００５３】さらに、記録ヘッド２７は、制御手段とし
て機能する信号駆動用集積回路２７ｄを有している。こ
の信号駆動用集積回路２７ｄは、信号入力ポート２７ｂ
に入力された信号に基づいて、各記録電極２７ｂに供給
する電圧を制御するものである。信号駆動用集積回路２
７ｄが記録電極２７ｂに供給する信号電圧は、記録する
画像の濃度に応じて、１００乃至５００Ｖの範囲で制御
される。

【００５４】この信号駆動用集積回路２７ｄは、一端が
複数の記録電極２７ｂにそれぞれ接続され、他端は導電
性回転ドラム１６に接続されている。従って、導電性回
転ドラム１６と各記録電極２７ｂとの間には、電位差を
生じさせることができる。

【００５５】また、記録ユニット４のタンク２１は、記
録ベルト２６を清掃して目詰まりを防止するためのスポ
ンジ、あるいはブラシなどによって形成された記録ベル
トクリーナ２９を有している。

【００５６】記録ユニット４の記録液収容部２２は、図
１に示すように、記録液Ｌに所定の割合で固形のトナー
Ｔを供給するトナー供給部３０、記録液Ｌに供給された
トナーＴを分散させるように撹拌する撹拌機３１、及び
記録液Ｌの濃度を検出する濃度センサ３２を有している
とともに、記録液Ｌを収容している。

【００５７】濃度センサ３２により検出された記録液Ｌ
の濃度に対応する出力信号は、図示しない制御部に伝送
される。制御部は、この濃度信号に応じて、記録液収容
部２２内に収容されている記録液Ｌの濃度を所定値に維
持するようにトナー供給部３０から供給されるトナー量
を制御する。この実施の形態では、トナー量が、キャリ
ア液に対して２乃至５重量パーセントとなるように記録
液Ｌの濃度が調整されている。

【００５８】次に、この記録装置１を用いた画像の記録
方法の原理について説明する。図５に示すように、記録
ヘッド２７は、記録ベルト２６を介して例えば５００μ
ｍの間隔で記録用紙Ｐに対向配置されている。導電性回
転ドラム１６と、記録ベルト２６または記録ヘッド２７
との間に、トナー粒子Ｔの帯電極性と同一の電圧、例え
ば１０００乃至１５００Ｖのバイアス電圧が印加される
ことにより、貫通孔２６ｂに充填された記録液Ｌ、特
に、記録液中に含まれるトナー粒子Ｔは、図中のＡで示
すように、バイアス電圧に反発されて貫通孔２６ｂの記
録用紙に面する側に泳動して密集してくる。

【００５９】さらに、外部から入力された画像信号に応
じて、記録電極２７ｂに１００乃至５００Ｖの信号電圧
が重畳されることにより、貫通孔２６ｂ内の記録用紙側
に凝集していたトナー粒子Ｔは、図中のＢで示すよう
に、記録液Ｌに含まれるキャリア液の束縛力に打ち勝っ
て凝集した状態で記録液Ｌから吐出し、記録用紙Ｐに到
達する。

【００６０】この時、同一極性に帯電しているトナー粒
子Ｔ同士は、互いの反発力によってミスト状に分散し
て、吐出することはない。これは、トナー粒子Ｔが記録
液Ｌから吐出する際にトナー粒子Ｔを濡らす程度にキャ
リア液が付着し、このキャリア液による凝集力がトナー
粒子Ｔ同士の反発力に打ち勝つため、トナー粒子Ｔは、
凝集した状態で記録液Ｌから吐出するものと考えられて
いる。従って、この記録方法の原理において、記録液Ｌ
からトナー粒子Ｔのみが吐出されるのではなく、トナー
粒子Ｔを凝集する程度にキャリア液を含んで記録液Ｌか
ら吐出されるものである。

【００６１】なお、記録用紙Ｐ上に到達したトナー粒子
Ｔによって形成される記録ドットのサイズは、記録電極
２７によって印加される信号電圧の大きさ、または、信
号電圧の印加時間に依存するため、所望するサイズに調
整することが可能である。

【００６２】また、吐出するトナー量は、記録液Ｌのト
ナー濃度に依存し、記録液Ｌが高濃度になるほど大きな
ドットサイズの画点を記録することが可能である。この
ため、この記録装置１は、上述したように記録液収容部
２２において、所定のトナー濃度に調整できるような構
造を有している。

【００６３】トナー粒子Ｔを吐出するために要する電圧
の印加時間は、予め、導電性回転ドラム１６と記録ベル
ト２６または記録ヘッド２７との間にバイアス電圧、す
なわちトナー粒子Ｔを記録用紙側に泳動させるのに必要
な電圧を印加していた場合には、０．１ミリ秒以上必要
であった。また、バイアス電圧を印加することなく、瞬
時にバイアス電圧＋信号電圧に相当する吐出電圧、すな
わちトナー粒子Ｔを吐出させるのに必要な電圧を印加す
る場合には、約０．５ミリ秒以上必要であった。

【００６４】この記録方法は、普通紙をはじめとして種
々の記録媒体に画像を記録可能とするために、透明で記
録に不要なキャリア液を極力吐出させないことが重要で
ある。なお、上述したように、キャリア液は、トナー粒
子Ｔ同士を凝集する程度にトナー粒子Ｔとともに吐出さ
れる必要はある。

【００６５】このため、キャリア液は、高い電気抵抗率
を有する誘電性の液体であることが要求される。誘電性
のキャリア液を使用することにより、記録液に印加され
た電界がキャリア液を介してトナー粒子Ｔに到達するこ
とを可能とする。

【００６６】一方、電気抵抗率の低いキャリア液を使用
した場合、記録電極によって印加される電圧により、キ
ャリア液は、電荷注入を受けて帯電してしまうため、信
号電圧印加時に、静電反発力が生じて貫通孔から吐出す
る虞がある。また、電気抵抗率の低いキャリア液は、隣
接する記録電極間で電気的導通を生じさせる虞もあるた
め、この実施の形態における記録装置及び記録方法には
不適である。

【００６７】上述したように、この発明の記録方法及び
この記録方法に適する記録装置は、分散媒と着色料など
を含むインクの構成成分の全てが吐出する従来の静電イ
ンクジェット方式とは異なるものである。特に、この発
明は、従来のように、液体（キャリア液）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、
キャリア液に分散させた固形成分の帯電トナー粒子に力
を作用させて飛翔させる点に特徴がある。この結果、記
録媒体に向けて飛翔される成分は、主にトナー粒子とな
り、キャリア液は、トナー粒子を濡らして凝集させる程
度に吐出されるのみである。このため、記録媒体上に到
達する成分は、主にトナー粒子であって、流動成分とし
てのキャリア液は僅かに含まれているのみであるから、
記録媒体上で滲みや流動を生じることなく画像の記録が
可能となる。従って、種々の記録媒体に対して高画質な
記録画像を得ることができる。

【００６８】図６は、上述した実施の形態の変形例を示
している。図６に示した記録ベルト１００は、上述した
記録ベルト２６と同様の誘電性、すなわち絶縁性のフィ
ルムによって形成されている。この記録ベルト１００
は、貫通孔２６ｂの代わりに、一方の表面に記録ベルト
２６の貫通孔２６ｂの口径と同程度の微小溝１０１が形
成されている。この微小溝１０１は、例えば断面が半円
状に形成されている。また、微小溝１０１の密度、すな
わち単位面積当りの溝の本数は、所望する記録密度に応
じて種々設定可能である。

【００６９】図６に示したような記録ベルト１００も上
述した記録装置１に適用することが可能である。すなわ
ち、記録ベルト１００は、微小溝１０１が形成された面
が記録用紙Ｐ側を向くようにベルトローラ２８ａ及びｂ
に取り付けられる。そして、上述した原理に基づいて、
微小溝１０１に充填された記録液Ｌは、記録ベルト１０
０の背面、すなわち微小溝が形成されていない面からバ
イアス電圧及び信号電圧が印加されることにより、記録
液Ｌに含まれているトナー粒子Ｔが凝集した状態で記録
液Ｌから記録用紙Ｐに向けて吐出される。

【００７０】また、他の変形例として、図７に示したよ
うな記録ベルト１１０が上述したような記録装置１に適
用されてもよい。すなわち、誘電性の記録ベルト１１０
の表面、すなわち記録用紙Ｐに対向する面上には、バイ
ンダと混合された微粒子１１１を分散されて塗布するこ
とによって凹凸面が形成されている。この記録ベルト１
１０に形成された凹凸の大きさ、及び密度は、要求され
る吐出トナー量、記録密度によって種々選択可能であ
る。この実施の形態では、凹凸の大きさを記録電極２７
ｂの幅に対して４分の１乃至４分の３倍程度に設定する
ことにより、記録抜けの少ない良好な画像が得られた。

【００７１】次に、この発明の他の実施の形態について
説明する。図８には、記録装置１に適用される他の記録
ベルトが示されている。記録ベルト１２０は、上述した
ように、絶縁性フィルムによって形成され、さらに複数
の貫通孔１２１を有している。この貫通孔１２１も同様
に、記録用紙Ｐに面する表面側の口径が記録電極２７ｂ
に面する裏面側の口径より大きくなるように形成されて
いる。

【００７２】各貫通孔１２１の内壁は、導電性部材１２
２により被覆されている。また、各貫通孔１２１は、導
電性部材１２２により、記録ベルト１２０の裏面及び表
面側にリング状に突出するように被覆されている。裏面
に突出した導電性部材１２２の突起は、記録電極２７ｂ
に接触可能に形成されている。

【００７３】従って、記録液Ｌ、特に、帯電しているト
ナー粒子Ｔに対して電圧を印加する電極の表面積が、実
質的に拡大されることになる。すなわち、図５に示した
記録ベルト２６に保持されている記録液Ｌは、記録電極
２７ｂにより、記録ベルト２６の裏面から電圧が印加さ
れている。図８に示した記録ベルト１２０によれば、裏
面に突出した導電性部材１２２と記録電極２７ｂとが導
通されることにより、貫通孔１２１の内壁に被覆されて
いる導電性部材１２２が電極として機能する。このた
め、所定の電圧が記録電極２７ｂから記録液Ｌに含まれ
るトナー粒子Ｔに印加された際に、貫通孔全域、特に貫
通孔１２１の深部から対向電極として機能する導電性回
転ドラム１６に向かう電気力線を増加させ、トナー粒子
の凝集効率、及び吐出効率を向上させる効果を有してい
る。

【００７４】また、記録ベルト１２０の表面側に形成さ
れた導電性部材１２２の突起は、貫通孔１２１内に保持
されている記録液Ｌを毛細管現象によって突起の先端付
近まで運び、且つ、突起によってより強い電界がその近
傍に形成されることによってより低い印加電圧でトナー
粒子の吐出を実現させるような効果を有している。従っ
て、この突起は、適度な大きさと高さが要求される。こ
の実施の形態では、導電性部材１２２は、各貫通孔１２
１の内壁に対して厚さ約３０μｍ、記録ベルト１２０の
表及び裏面から高さ２０乃至８０μｍで被覆されてい
る。なお、高さについては、原理上、機械的強度が許す
限り、高いほど好ましい。

【００７５】しかしながら、上述したリング状に形成さ
れた導電性部材１２２の突起は、上述したような効果が
達成可能であれば、その形状がこの実施の形態に限定さ
れるものではない。

【００７６】また、上述したように、記録液Ｌに含まれ
るキャリア液の吐出を防止するために、記録液中への電
荷の流入、すなわち記録液の帯電を防止することが効果
的である。記録液の帯電を防止するために、貫通孔１２
１を被覆している導電性部材１２２をさらに絶縁性部材
で被覆することが有効である。

【００７７】被覆可能な絶縁性部材としては、例えばＴ
ｉＮ，ＳｉＯ2 等の金属酸化物や、ポリイミド、ポリカ
ーボネート等の樹脂が挙げられる。この絶縁性部材を１
乃至１０μｍの厚さで導電性部材に被覆することによ
り、より高い印加電圧に対してもキャリア液の吐出を防
止することができる。また、記録液の電気抵抗率が多少
低下した場合であっても、キャリア液の吐出が防止でき
るとともに、電圧変調による記録ドットサイズの変調の
安定化が改善できる。

【００７８】上述した実施の形態の変形例として、図９
に示したような記録ベルトを記録装置１に適用すること
が可能である。図９に示した記録ベルト１３０は、誘電
性のフィルム状部材によって形成されている。

【００７９】このフィルム状部材は、その表面に所定の
密度で配置され、先端が先鋭化された導電性の突起１３
１を有している。この記録ベルト１３０も同様に、突起
１３１を有している表面側は、記録用紙Ｐに面し、この
突起１３１間に記録液が保持される。一方、突起のない
裏面側は、記録電極が当接される。表面側に保持されて
いる記録液は、記録ベルト１３０の裏面に当接された記
録電極により、電圧が印加される。

【００８０】突起１３１は、記録電極から印加された電
界を集束してその先端近傍で強めるように機能する。こ
のため、記録液に含まれているトナー粒子を吐出させる
のに必要な印加電圧を低く設定することが可能であり、
低消費電力化が可能となる。

【００８１】また、この記録ベルト１３０は、突起１３
１により電界を集束できるので、比較的厚いフィルム状
部材を用いて形成することも可能である。また、上述し
た実施の形態の他の変形例として、図１０に示したよう
な記録ベルトを上述した記録装置１に適用することも可
能である。図１０に示した記録ベルト１４０は、誘電性
フィルム状部材によって形成されている。

【００８２】この記録ベルト１４０は、フィルム状部材
の表裏を貫通して所定密度で配列された微小導電性突起
１４１を有している。この突起１４１の一端は、記録ベ
ルト１４０の表面側に突出し、先端が先鋭化されてい
る。そして、記録液は、記録ベルト１４０の表面側で保
持される。また、突起１４１の他端は、記録ベルト１４
０の裏面側に突出している。そして、記録電極２７ｂ
は、記録ベルト１４０の裏面に当接される。

【００８３】裏面側に突出した導電性突起１４１の他端
が記録電極に直接接触して導通されることにより、表面
側に突出した導電性突起１４１の一端が電極として機能
し、より強い電界を突起の一端側に形成することが可能
である。従って、低い印加電圧で、記録液に含まれてい
るトナー粒子を吐出させることが可能となる。また、コ
ストの低減にも寄与する。

【００８４】このとき、導電性突起１４１の配置間隔
は、図１０に示したように、記録電極２７ｂが少なくと
も２つの導電性突起１４１に同時に接触可能なように選
択される。

【００８５】なお、記録液に含まれるキャリア液の吐出
を防止するために、図９及び図１０に示したような導電
性の突起１３１及び１４１の表面が上述したような絶縁
性部材によって被覆されてもよい。

【００８６】また、導電性突起１３１及び１４１は、所
望する記録密度、ドットサイズなどに応じて所定の密度
で配置することが可能である。上述したように、この発
明の記録方法及びこの記録方法に適する記録装置によれ
ば、従来のインクジェット記録方式が有していた種々の
問題を解決することができる。

【００８７】すなわち、記録液に含まれる固形成分とし
てのトナー粒子が主として吐出されることにより、画像
が記録媒体に記録される。また、記録液に含まれる液体
成分としてのキャリア液は、トナー粒子を凝集させる程
度にトナー粒子と共に吐出されるのみである。従って、
種々の記録媒体に対しても滲みやフェザリング等の画像
不良を生じる虞がなく、記録画像の高画質化が可能とな
る。また、着色剤の種類に制約を受けることがないた
め、退色の少ない色の保存性が良好な記録画像を得るこ
とができる。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、種々の媒体に対して滲みが発生することなく高画質
な記録が可能なインクジェット方式の記録方法及びこの
記録方法に適した記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の記録装置の一例を概略的に
示す断面図である。

【図２】図２は、図１に示した記録装置に備えられてい
る記録ベルトの一例を概略的に示す平面図である。

【図３】図３の（ａ）は、図２に示した記録ベルトの一
部を拡大した平面図であり、図３の（ｂ）は、この記録
ベルトの断面図である。

【図４】図４は、図１に示した記録装置に備えられる記
録ヘッドの一例を概略的に示す平面図である。

【図５】図５は、この発明の記録方法を説明するための
図である。

【図６】図６は、この発明の記録装置に適用される記録
ベルトの他の実施の形態を概略的に示す断面図である。

【図７】図７は、この発明の記録装置に適用される記録
ベルトの他の実施の形態を概略的に示す断面図である。

【図８】図８は、この発明の記録装置に適用される記録
ベルトの他の実施の形態を概略的に示す断面図である。

【図９】図９は、この発明の記録装置に適用される記録
ベルトの他の実施の形態を概略的に示す断面図である。

【図１０】図１０は、この発明の記録装置に適用される
記録ベルトの他の実施の形態を概略的に示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…記録装置２…給紙部３…搬送部４…記録ユニット５…装置本体１１…用紙カセット１５…搬送路１６…導電性回転ドラム２１…タンク２２…記録液収容部２４…供給パイプ２５…回収パイプ２６…記録ベルト２６ｂ…貫通孔２７…記録ヘッド２７ｂ…記録電極２７ｃ…信号入力ポート２７ｄ…信号駆動用集積
回路３０…トナー供給部３１…撹拌機３２…濃度センサ１００…記録ベルト１０１…微小溝１１０…記録ベルト１１１…微小粒子１２０…記録ベルト１２１…貫通孔１２２…導電性部材１３０…記録ベルト１３１…導電性突起１４０…記録ベルト１４１…導電性突起Ｌ…記録液Ｐ…記録用紙Ｔ…トナー粒子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現
像剤粒子を分散させた記録液を収容する収容手段と、記録媒体に対向して設けられ、前記収容手段中に収容さ
れた記録液を担持して所定の方向に移動する記録液保持
手段と、前記記録液保持手段に、前記所定の極性と同極性の電圧
を印加することにより、前記記録液保持手段に保持され
た記録液中の現像剤粒子を前記記録媒体上に飛翔させる
電圧印加手段と、を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現
像剤粒子を分散させた記録液を収容する収容手段と、前記収容手段に収容された記録液を保持する記録液保持
部を有し、フィルム状部材によって形成された記録液保
持手段と、前記記録液保持手段に対して、前記現像剤粒子の帯電極
性と同極性の所定の大きさの電圧を印加することによ
り、前記記録液保持手段により保持された前記記録液中
の現像剤粒子を記録媒体上に飛翔させる電圧印加手段
と、を有することを特徴とする記録装置。
【請求項３】誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現
像剤粒子を分散させた記録液を収容する収容手段と、前記収容手段に収容された記録液を保持する記録液保持
部を有し、フィルム状部材によって形成された記録液保
持手段と、前記記録液保持手段に対して、前記現像剤粒子の帯電極
性と同極性の所定の大きさの電圧を印加することによ
り、前記記録液保持手段により保持された前記記録液中
の現像剤粒子を記録媒体上に飛翔させる電圧印加手段
と、画像データに対応して前記電圧印加手段に印加する電圧
の大きさを制御する制御手段と、を有することを特徴とする記録装置。
【請求項４】誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現
像剤粒子を分散させた記録液を収容する収容手段と、前記収容手段に収容された記録液を保持する記録液保持
部を有したフィルム状部材によって形成され、前記記録
液を保持して所定の方向に移動する記録液保持手段と、前記記録液保持手段に対して、前記現像剤粒子の帯電極
性と同極性の所定の大きさの電圧を印加することによ
り、前記記録液保持手段により保持された前記記録液中
の現像剤粒子を記録媒体上に飛翔させる電圧印加手段
と、を有することを特徴とする記録装置。
【請求項５】誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現
像剤粒子を分散させた記録液を収容する収容手段と、記録媒体に対向して設けられたフィルム状部材と、この
フィルム状部材の前記記録媒体に対向する一方の面から
他方の面に貫通し、前記一方の面側の孔径が他方の面側
の孔径より大きい複数の貫通孔を有し、この複数の貫通
孔により前記記録液を保持する記録液保持手段と、前記記録液保持手段の他方の面に当接し、前記記録液保
持手段に対し、前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所
定の大きさの電圧を印加することにより、前記記録液保
持手段に保持された前記記録液中の現像剤粒子を前記記
録媒体上に飛翔させる電圧印加手段と、を有することを特徴とする記録装置。
【請求項６】誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現
像剤粒子を分散させた記録液を収容する収容手段と、記録媒体に対向して設けられた誘電性のフィルム状部材
と、このフィルム状部材の前記記録媒体に対向する一方
の面から他方の面に貫通し、前記一方の面側の孔径が他
方の面側の孔径より大きい複数の貫通孔と、前記貫通孔
の内壁を被覆する導電性部材とを有し、この複数の貫通
孔により前記記録液を保持する記録液保持手段と、前記記録液保持手段の他方の面側から前記記録液保持手
段に当接し、前記記録液保持手段に対し、前記現像剤粒
子の帯電極性と同極性の所定の大きさの電圧を印加する
ことにより、前記記録液保持手段に保持された前記記録
液中の現像剤粒子を前記記録媒体上に飛翔させる電圧印
加手段と、を有することを特徴とする記録装置。
【請求項７】誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現
像剤粒子を分散させた記録液を収容する収容手段と、前記収容手段中に収容された記録液を保持するための凹
凸面が形成され、この凹凸面が前記記録媒体と対向する
ように配置されたフィルム状の記録液保持手段と、前記記録液保持手段に当接し、前記記録液保持手段に対
し、前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさ
の電圧を印加することにより、前記記録液保持手段の凹
凸面に保持された前記記録液中の現像剤粒子を前記記録
媒体上に飛翔させる電圧印加手段と、を有することを特徴とする記録装置。
【請求項８】誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現
像剤粒子を分散させた記録液を収容する収容手段と、記録媒体に対向して設けられた誘電性のフィルム状部材
と、このフィルム状部材の前記記録媒体に対向する一方
の面から他方の面に貫通して突出する複数の導電性部材
とを有し、この突出した導電性部材間に前記記録液を保
持する記録液保持手段と、前記記録液保持手段に当接し、前記記録液保持手段に対
し、前記現像剤粒子の帯電極性と同極性の所定の大きさ
の電圧を印加することにより、前記記録液保持手段の前
記導電性部材間に保持された前記記録液中の現像剤粒子
を前記記録媒体上に飛翔させる電圧印加手段と、を有することを特徴とする記録装置。
【請求項９】誘電性の液体中に所定の極性に帯電した現
像剤粒子を分散させた記録液を、シート状の材料によっ
て形成された記録液保持手段に設けられている複数の記
録液保持部に充填する工程と、前記記録液が保持された前記記録液保持手段の記録液保
持部を記録媒体に近接対向させる工程と、前記記録液保持手段に対して前記現像剤粒子の帯電極性
と同極性の所定の大きさの電圧を選択的に印加して、前
記記録液保持部に保持されている記録液中の現像剤粒子
を前記記録液から前記記録媒体に向けて吐出させる工程
と、を有する記録方法。