JP2021140104A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーが転写されたシートに定着液を均一に噴霧させることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】プリンタ１は、ノズル電極８０と、対向電極８１とを有する噴霧ユニット６０と、ノズル電極８０及び対向電極８１に接続される高電圧生成回路１３と、制御部１０と、を備えている。制御部１０は、電圧印加指令を受けた場合に、対向電極８１に印加する電圧を高電圧生成回路１３に生成させ、その後に、ノズル電極８０に印加する電圧を高電圧生成回路１３に生成させる。【選択図】図３

Description

本発明は、シートに定着液を噴霧して、トナーをシートに定着させる技術に関する。

特許文献１には、ノズルを有する噴霧ヘッドにより定着液をシートに噴霧し、このシートに形成されたトナー像を定着させる画像形成装置が記載されている。具体的には、画像形成装置は、第１電極と第２電極との間に電位差を生じさせる。これにより、定着液がシートに向けて噴霧される。

特開２０１７−６８０９８号公報

定着液が均一に噴霧されない場合がある。本発明者は、定着液を均一に噴霧するための新たな制御を着想した。

本発明は、上記課題に鑑みたものであり、定着液を均一に噴霧させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置では、感光ドラムと、感光ドラム上のトナーをシートに転写する転写部材と、シートに転写されたトナーをシートに定着させるための定着液を噴霧する噴霧ユニットであって、定着液を収容可能な筐体と、筐体内の定着液をトナーが転写されたシートに噴霧するノズルと、筐体内の定着液を帯電させるノズル電極と、ノズル電極と間隔を隔てて位置する対向電極と、を有する噴霧ユニットと、ノズル電極及び前記対向電極に接続される電圧生成回路と、制御部と、を備える。制御部は、電圧印加指令を受けた場合に、対向電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させ、その後に、ノズル電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させる。

定着液を均一に噴霧するためには、定着液の噴霧形状が安定的に形成されていることが重要である。本発明者は、ノズルの噴口付近での定着液の噴霧形状が、定着液を均一に噴霧ための要因となることに着目した。具体的には、本発明者は、ノズルの噴口付近での定着液の噴霧形状がテーラーコーン形状に近づくほど、噴霧状態を安定化させ、定着液を均一に噴霧できる着目した。上記構成では、対向電極に印加される電圧が生成された後に、ノズル電極に印加される電圧が生成される。そして、ノズル電極と対向電極との間の電位差によって生じた電界により、ノズルの噴口付近まで出た定着液が噴霧される。このとき、ノズル電極より先に対向電極に電圧が印加されることにより、ノズル電極に電圧が印加され始めてから定着液と対向電極との間に形成される電界が安定しやすくなる。すなわち、ノズルの噴口付近における定着液のテーラーコーン形状が生じ易くなる。その結果、定着液の噴霧状態が安定化し、定着液を均一に噴霧することができる。

好ましくは、電圧印加指令は、画像形成部にシートへのトナー像の形成を開始させる印刷指令であってもよい。

好ましくは、シートトレイと、シートトレイ上のシートを給紙する給紙ローラと、を備え、制御部は、印刷指令を受けた場合に、給紙ローラを駆動させてシートの給紙を開始させ、給紙ローラによるシートの給紙を開始したタイミングで、対向電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させ、対向電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させてから所定時間の経過後に、ノズル電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させてもよい。上記構成では、給紙ローラによるシートの給紙が開始されたタイミングで、対向電極に電圧が印加されるため、シートが定着液を噴霧される位置に到達するまでの期間において、対向電極に電圧が印加されてからノズル電極に電圧が印加されるまでの時間を確保することができる。これにより、噴霧ユニットによる定着液の噴霧が開始される前に、電界を安定的に形成するための時間を確保することができるため、定着液のテーラーコーン形状をいっそう安定的に形成することができる。

好ましくは、シートトレイと、シートトレイ上のシートを給紙する給紙ローラと、を備え、制御部は、印刷指令を受けた場合に、対向電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させ、対向電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させた後に、給紙ローラを駆動させてシートの給紙を開始させ、給紙ローラを駆動させた後に、ノズル電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させてもよい。上記構成では、シートを給紙する給紙ローラの駆動の前に対向電極に電圧が印加された後、給紙ローラの駆動後に、ノズル電極に電圧が印加される。このため、印刷指令を受けてから給紙ローラを駆動させるための時間に関わらず、対向電極に電圧が印加されてからノズル電極に電圧が印加されるまでの時間を確保することができる。これにより、電界を安定的に形成するための時間を確保することができるため、定着液のテーラーコーン形状をいっそう安定的に形成することができる。

好ましくは、制御部は、印刷指令を受けたタイミングで、対向電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させてもよい。上記構成では、印刷指令を受けたタイミングで、直ちに対向電極に電圧が印加されるため、対向電極に電圧が印加されてから、ノズル電極に電圧が印加されるまでの時間を確保することができる。これにより、定着液のテーラーコーン形状をいっそう安定的に形成することができる。

好ましくは、筐体に収容された定着液に圧力を加える加圧部を備え、制御部は、電圧印加指令を受けた場合に、対向電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させ、対向電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させた後に、加圧部に筐体に収容された定着液を加圧させてもよい。上記構成では、加圧部により定着液に圧力が加えられる前に、対向電極に電圧が印加される。これにより、前回の定着液の噴霧終了後に定着液がノズル内に残って液溜まりが生じていたとしても、液溜まりを形成している定着液が対向電極に引き寄せられ、液溜まりを解消させることができる。そして、加圧部により定着液に圧力が加えられる前に対向電極に電圧が印加されるので、筐体内の定着液をノズルに送り出す際の液溜まりの影響を抑えることができる。

好ましくは、制御部は、ノズル電極に印加する電圧を電圧生成回路に生成させた後に、加圧部に筐体に収容された定着液を加圧させてもよい。上記構成では、加圧部による定着液の加圧よりも先に電界が形成されるため、帯電状態でノズル内に残った液溜まりの排出効果を高めることができる。

好ましくは、制御部は、噴霧ユニットからの定着液の噴霧を停止する場合に、電圧生成回路によるノズル電極に印加する電圧の生成を停止させ、その後、電圧生成回路による対向電極に印加する電圧の生成を停止させてもよい。上記構成では、ノズル電極への電圧の印加が停止された後、対向電極への電圧の印加が停止される。これにより、ノズルから定着液が噴霧された後に噴口付近に定着液が残っている場合でも、対向電極に電圧が印加されている期間では、定着液は対向電極に引き寄せられることにより、ノズルに液溜まりを生じにくくすることができる。

好ましくは、筐体に収容された定着液に圧力を加える加圧部を備え、制御部は、電圧印加指令を受けた場合に、加圧部に定着液を加圧させ、噴霧ユニットによる定着液の噴霧を停止する場合に、加圧部に対して定着液へ加える圧力を低下させた後に、電圧生成回路による対向電極に印加する電圧の生成を停止させる。上記構成では、噴霧ユニットによる定着液の噴霧を停止する場合に、先に筐体内の定着液に加えられる圧力が低下されるため、筐体からノズル内に定着液が供給されにくくなる。この状態で、対向電極にノズル内の液溜まりが引き寄せられるため、液溜まりを生じにくくすることができる。

好ましくは、制御部は、噴霧ユニットによる定着液の噴霧を停止する場合に、加圧部に筐体に収容された定着液へ加える圧力を低下させた後に、電圧生成回路によるノズル電極に印加する電圧の生成を停止させてもよい。

好ましくは、電圧印加指令は、電源の投入、又は定着液が収容されているカートリッジが交換された場合に噴霧ユニットに定着液を噴霧させる準備指令であってもよい。

本発明によれば、噴霧ユニットから噴霧される定着液の噴霧状態が安定化し、定着液を均一に噴霧することができる。

プリンタの断面図。 定着部の構成図。 プリンタの電気的な構成図。 印刷処理の手順を説明するフローチャート。 ノズル電極に印加する電圧及び対向電極に印加する電圧の印加タイミングを説明するタイミングチャート。 第２実施形態に係る、印刷処理の手順を説明するタイミングチャート。 第２実施形態に係る、ノズル電極に印加する電圧及び対向電極に印加する電圧の印加タイミングを説明するタイミングチャート。

（第１実施形態）
本実施形態に係る画像形成装置を、プリンタを例に説明する。プリンタは、記録用紙やＯＨＰシート等のシートにトナー像を形成するレーザプリンタである。なお、本実施形態では、プリンタは、単色のトナー像をシートに形成するレーザプリンタである。以下の説明において、方向は、図１に示す方向で説明する。すなわち、図１の左側を「前」とし、右側を「後」とし、上側を「上」とし、下側を「下」とする。

図１〜図３に示すように、プリンタ１は、本体筐体２と、シート供給部３と、プロセス部４と、定着部５と、排出ローラ７と、排出トレイ８と、制御部１０と、高電圧生成回路１３と、低電圧生成回路１４とを備えている。本体筐体２は、上記各部３，４，５，７，１０，１３，１４を収容する。本体筐体２は、後述する定着液カートリッジ５１が着脱される際に開閉される図示しない筐体カバーを有している。本体筐体２の上面には、画像が形成されたシートＳを支持する排出トレイ８が設けられている。

シート供給部３は、シートＳを収容するシートトレイ３０と、シートトレイ３０上のシートを給紙する給紙ローラ３１と、分離ローラ３２と、搬送ローラ３３と、レジストレーションローラ３４と、シート押圧板３５とを備えている。シート供給部３では、シートトレイ３０内のシートＳが、シート押圧板３５によって給紙ローラ３１に寄せられ、給紙ローラ３１によって分離ローラ３２に送られる。シートＳは、分離ローラ３２によって１枚に分離された後、搬送ローラ３３によって搬送される。レジストレーションローラ３４は、シートＳの先端の位置を揃えた後、プロセス部４に向けてシートＳを搬送する。

プロセス部４は、シートＳにトナー像を形成する。プロセス部４は、感光ドラム４１と、帯電器４２と、転写ローラ４３と、現像ローラ４４と、供給ローラ４５と、トナーを収容するトナー収容部４６と、露光部４７と、を備えている。

帯電器４２は、感光ドラム４１の表面を帯電させる。帯電器４２には、高電圧生成回路１３により正極の電圧が印加される（図３参照）。露光部４７は、レーザ光源４８、ポリゴンミラー４９、及び符号を省略する反射鏡、及びレンズを備えている。

露光部４７は、画像データに基づくレーザ光Ｌをレーザ光源４８から出射し、帯電した感光ドラム４１の表面を露光する。露光部４７は、ポリゴンミラー４９の回転に応じて感光ドラム４１の表面をレーザ光Ｌで走査することにより、感光ドラム４１に静電潜像を形成する。

供給ローラ４５は、回転可能であり、トナー収容部４６内のトナーを現像ローラ４４に供給する。現像ローラ４４は、回転可能であり、高電圧生成回路１３により正極の電圧を印加される（図３参照）。現像ローラ４４は、供給ローラ４５から供給されたトナーを静電潜像が形成された感光ドラム４１に供給する。これにより、静電潜像が可視像化され、感光ドラム４１上に正極のトナー像が形成される。

転写ローラ４３は、回転可能であり、高電圧生成回路１３により負極の電圧を印加される（図３参照）。正極のトナー像が形成された感光ドラム４１と、負極の電圧が印加された転写ローラ４３は、シート供給部３から供給されたシートＳを挟持しながら回転する。これにより、転写ローラ４３は、感光ドラム４１上に形成された正極のトナー像をシートＳ上に転写する。すなわち、転写ローラ４３は、感光ドラム４１上のトナーをシートＳ上に転写する。

トナー像が転写されたシートＳは、感光ドラム４１及び転写ローラ４３によって、定着部５に搬送される。定着部５は、シートＳに転写されたトナーをシートＳに定着させるための定着液を噴霧して、シートＳに形成されたトナー像を定着させる。図２に示すように、定着部５は、供給ユニット５０と、噴霧ユニット６０とを備えている。

供給ユニット５０は、定着液を噴霧ユニット６０の後述する筐体６２に向けて供給する。供給ユニット５０は、定着液カートリッジ５１と、供給管５２とを備えている。定着液カートリッジ５１は、内部に定着液を収容している。定着液カートリッジ５１は、本体筐体２に対して着脱可能に設けられている。供給管５２は、定着液カートリッジ５１が本体筐体２に装着された状態において、定着液カートリッジ５１と接続され、定着液カートリッジ５１に収容された定着液の通過を許容する。供給管５２は、噴霧ユニット６０の筐体６２と接続されている。これにより、定着液カートリッジ５１内の定着液は、供給管５２を介して筐体６２に供給される。

噴霧ユニット６０は、シートに転写されたトナーをシートＳに定着させるための定着液を噴霧する。噴霧ユニット６０は、噴霧ヘッド６１と、加圧部７１と、ノズル電極８０と、対向電極８１とを備えている。噴霧ヘッド６１は、シートＳの搬送方向において、感光ドラム４１よりも下流側に配置されている。なお、以下において、感光ドラム４１から定着部５に至るシートＳの経路を、単に搬送経路と称す。

噴霧ヘッド６１は、シートＳの搬送経路上方に配置され、トナーが転写されたシートＳに向けて定着液を噴霧する。噴霧ヘッド６１は、定着液を収容可能な筐体６２と、ノズル６３とを有している。筐体６２は、下壁６５と、前壁６６と、後壁６７とを有している。各壁６５，６６，６７は、定着液が収容される収容空間６４を形成している。筐体６２は、供給管５２を介して定着液カートリッジ５１から供給される定着液を収容する。ノズル６３は、筐体６２内の定着液をトナーが転写されたシートＳに噴霧する。ノズル６３は、筐体６２の下側に複数設けられている。具体的には、各ノズル６３は、噴口を下に向けた状態で、下壁６５に設けられている。下壁６５には、複数の開口が形成されている。下壁６５の各開口は、ノズル６３内において定着液が流れるノズル流路と連通している。これにより、噴霧ヘッド６１内には、収容空間６４から下壁６５の開口を介して各ノズル６３のノズル流路に至る、定着液の流路が形成されている。

定着液として、噴霧ユニット６０によって良好に噴霧され、かつ良好にトナーをシートＳに定着できるように、トナーを溶解させる溶質を誘電率の高い溶媒に分散させたものを使用することが出来る。誘電率の高い溶媒として、安全な水を用いることができる。溶質としては、脂肪族モノカルボン酸エステル系、脂肪族ジカルボン酸エステル系、脂肪族トリカルボン酸エステル系、脂肪族ジカルボン酸ジアルコキシアルキル系、炭酸エステル系の各溶質を使用することができる。これらの溶質はトナーを軟化させる機能を有する。また、エマルジョンを良好に形成するために界面活性剤を加えてもよく、界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤を使用することができる。

加圧部７１は、噴霧ヘッド６１に接続されている。加圧部７１は、筐体６２に収容された定着液に圧力を加える装置である。具体的には、加圧部７１は、筐体６２内の空気を加圧する加圧ポンプ７３と、筐体６２内の圧力を減圧する減圧弁７４とを有している。

ノズル電極８０は、筐体６２の収容空間６４内に配置されている。本実施形態では、ノズル電極８０には、高電圧生成回路１３によりシートＳに転写されたトナーと同極性となる電圧Ｖ１が印加される。本実施形態では、ノズル電極８０には正極の電圧Ｖ１が印加される。これにより、ノズル電極８０は、筐体６２の収容空間６４内の定着液を正極に帯電させることができる。

対向電極８１は、噴霧ヘッド６１よりも下側に、ノズル６３の噴口に対して所定距離だけ離間した位置に配置されている。言い換えると、対向電極８１は、ノズル電極８０と間隔を隔てて位置する。本実施形態では、対向電極８１は、シートＳの搬送経路を挟んでノズル電極８０の直下に配置されている。対向電極８１には、ノズル電極８０と対向電極８１との間に電位差が形成されるように、高電圧生成回路１３により電圧Ｖ２が印加される。本実施形態では、対向電極８１には、高電圧生成回路１３により電圧Ｖ１と異極性となる負極の電圧Ｖ２が印加される。

本実施形態では、搬送経路のうち、シートＳに対して噴霧ユニット６０により定着液が噴霧される領域を噴霧領域Ａと称す。噴霧領域Ａは、シートＳに対して定着液が噴霧される領域であり、本実施形態では、噴霧ヘッド６１の筐体６２の前壁６６の直下から後壁６７の直下までの領域である。

上記構成の噴霧ユニット６０では、ノズル電極８０と対向電極８１との間に電位差に伴う電界が形成される。また、加圧部７１により加えられた圧力Ｐｆによりノズル６３の噴口から定着液が押し出される。ノズル６３の噴口から押し出された定着液は、電界によりノズル６３の噴口から対向電極８１の向きに噴霧される。そのため、シートＳが噴霧領域Ａを通過することにより、シートＳのトナー像が形成された面に定着液が噴霧される。

排出ローラ７は、シートＳを排出トレイ８に排出するローラであり、シートＳの搬送経路において定着部５よりも下流側に配置されている。定着部５の噴霧領域Ａを通過し、噴霧ユニット６０から噴霧された定着液によってトナー像が定着されたシートＳは、排出ローラ７によって排出トレイ８に排出される。

次に、プリンタ１の電気的構成を、図３を用いて説明する。
プリンタ１は、制御部１０と、高電圧生成回路１３と、低電圧生成回路１４と、を備えている。制御部１０と、高電圧生成回路１３と、低電圧生成回路１４とは不図示の基板上に実装されている。

低電圧生成回路１４は、交流電源２００から供給される交流電圧を、直流電圧に変換する。交流電源２００は、例えば商用電源である。低電圧生成回路１４は、図示しないが、スイッチング素子やトランスなどを備えている。低電圧生成回路１４は、交流電源２００と高電圧生成回路１３に接続されている。低電圧生成回路１４は、交流電圧を整流して平滑する。交流電圧を整流して平滑された電圧はトランスに印加される。低電圧生成回路１４は、制御部１０から出力される指令信号により定められるデューティ比に応じて、スイッチング素子をオンオフ制御され、トランスに誘起電圧を発生させる。低電圧生成回路１４は、トランスに発生した誘起電圧を整流して平滑する。これにより、低電圧生成回路１４は、交流電圧から直流電圧を生成する。低電圧生成回路１４は、例えば２４Ｖの直流電圧を生成し、生成した直流電圧を高電圧生成回路１３等に供給するとともに、生成した直流電圧を降圧し、高圧した直流電圧を制御部１０等に供給する。

高電圧生成回路１３は、低電圧生成回路１４から供給された直流電圧を昇圧して、プリンタ１の各部に供給するための電圧を生成する。図３では、一例として、高電圧生成回路１３は、帯電器４２と、転写ローラ４３と、現像ローラ４４と、ノズル電極８０と、対向電極８１に接続されている。

高電圧生成回路１３は、電圧Ｖ１を生成する第１変換回路１３１、及び電圧Ｖ２を生成する第２変換回路１３２を備えている。第１変換回路１３１及び第２変換回路１３２は、昇圧型の変換回路である。第１変換回路１３１及び第２変換回路１３２はそれぞれ、図示しないが、スイッチング素子、トランス、及び出力端子などを備えている。第１変換回路１３１は、低電圧生成回路１４に接続されており、第１変換回路１３１の出力端子は、ノズル電極８０に接続されている。第１変換回路１３１は、制御部１０から出力される第１指令信号により定められるデューティ比に応じて、スイッチング素子をオンオフ制御されることにより、低電圧生成回路１４から供給された直流電圧をトランスで昇圧して電圧Ｖ１を生成する。第１変換回路１３１により生成された電圧Ｖ１は、ノズル電極８０に印加される。第２変換回路１３２は、低電圧生成回路１４に接続されており、第２変換回路１３２の出力端子は、対向電極８１に接続されている。第２変換回路１３２は、制御部１０から出力される第２指令信号により定められるデューティ比に応じて、スイッチング素子をオンオフ制御されることにより、低電圧生成回路１４から供給された直流電圧をトランスで昇圧して電圧Ｖ２を生成する。第２変換回路１３２により生成された電圧Ｖ２は対向電極８１に印加される。

制御部１０は、ＣＰＵ１１や、メモリ１２を有している。ＣＰＵ１１は、メモリ１２に記憶されたプログラムに従って、プリンタ１を構成する各部を制御する。メモリ１２は、前述のプログラムの他、電圧や時間に関する各種の設定値などを記憶している。

制御部１０は、低電圧生成回路１４、加圧部７１、及びモータ９０を制御する。制御部１０は、高電圧生成回路１３からプロセス部４の各部４２，４３，４４に出力される電圧を制御することにより、シートＳにトナー像を形成させる。また、制御部１０は、シートＳに定着液を噴霧させる際に、高電圧生成回路１３により生成された電圧Ｖ１，Ｖ２を各電極８０，８１に印加させる。

制御部１０は、第１変換回路１３１に対して、第１指令信号を出力することにより、ノズル電極８０に流れる電流Ｉ１を定電流制御する。制御部１０は、定電流制御において、電流Ｉ１の検出値が目標電流に近づくように、第１指令信号で定めるデューティ比を変更する。このとき、電圧Ｖ１は、＋１ｋＶ〜＋９ｋＶであることが好ましい。制御部１０は、第２変換回路１３２に対して、第２指令信号を出力することにより、対向電極８１の電圧Ｖ２を定電圧制御する。制御部１０は、定電圧制御において、電圧Ｖ２の検出値が目標電圧に近づくように、第２指令信号で定めるデューティ比を変更する。このとき、電圧Ｖ２は、−４ｋＶ〜−１ｋＶであることが好ましい。また、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との電位差Ｖ１−Ｖ２は、５ｋＶ〜１０ｋＶであることが好ましい。

モータ９０は、プロセス部４の感光ドラム４１や各種ローラを回転させたり、ポリゴンミラー４９を回転させたりするための駆動源となる。なお、プリンタ１は、モータ９０以外にも、感光ドラム４１や各種ローラを回転させる複数のモータを備えていてもよい。

上記構成のプリンタ１において、本発明者は、ノズル６３から噴霧される定着液の噴口付近での噴霧形状が、シートＳに定着液を均一に噴霧するための要因となることに着目した。具体的には、本発明者は、ノズル６３の噴口付近での定着液の噴霧形状がテーラーコーン形状に近づくほど、シートＳに対する噴霧を安定化させることに着目した。そこで、本実施形態では、噴霧ヘッド６１から定着液を噴霧する際に、ノズル電極８０より先に対向電極８１に電圧を印加させることにより、ノズル電極８０に電圧Ｖ１が印加され始めてから定着液と対向電極８１との間に形成される電界を安定させ、ノズル６３の噴口付近における定着液のテーラーコーン形状を生じ易くしている。

次に、プリンタ１による印刷処理の手順を、図４を用いて説明する。図４に示す処理は、制御部１０が、シートＳへのトナーの転写を開始させる印刷指令を受けたことを契機に実行される処理であり、主体の制御部１０の記載を省略する。印刷指令は、「電圧印加指令」の一例である。また、図４を用いた印刷処理の説明では、プロセス部４における感光ドラム４１上のトナーをシートＳに転写するための動作に関わる処理は省略し、主に定着部５における定着液を噴霧する動作に関わる処理について説明する。

ステップＳ１１では、モータ９０を回転させる。ステップＳ１２では、給紙ローラ３１によりシートＳを給紙させる。

ステップＳ１３では、ノズル電極８０に印加する電圧Ｖ１を設定する。制御部１０は、前回の印刷処理において帯電状態でノズル６３内に残った液溜まりを排出するため、電圧Ｖ１の初期値を設定する。また、対向電極８１に印加する電圧Ｖ２を設定する。上述のように、制御部１０は、電圧Ｖ２を定電圧制御するため、電圧Ｖ２の初期値を設定する。例えば、プリンタ１の周囲の温度等の環境条件に応じて、電圧Ｖ１および電圧Ｖ２の初期値を設定する。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３で設定した電圧Ｖ２を、第２変換回路１３２に生成させる。具体的には、ステップＳ１３で設定した電圧Ｖ２に応じたデューティ比を定める第２指令信号を生成し、生成した第２指令信号を第２変換回路１３２に出力する。これにより、第２変換回路１３２は、電圧Ｖ２を生成し、生成した電圧Ｖ２を対向電極８１に印加する。

ステップＳ１５では、電圧Ｖ２の生成を開始してから所定の待機時間Ｔａが経過したか否かを判断する。本実施形態では、待機時間Ｔａは、電圧Ｖ２が対向電極８１に印加されてから、その電圧値が目標電圧付近に安定するまでの時間として実験的に定められた時間である。ステップＳ１５を否定判定する場合、待機時間Ｔａが経過するまで待機する。一方、ステップＳ１５を肯定判定する場合、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、ステップＳ１３で設定した電圧Ｖ１を、第１変換回路１３１に生成させる。具体的には、ステップＳ１３で設定した電圧Ｖ１に応じたデューティ比を定める第１指令信号を生成し、生成した第１指令信号を第１変換回路１３１に出力する。これにより、第１変換回路１３１は、電圧Ｖ１を生成し、生成した電圧Ｖ１をノズル電極８０に印加する。

ステップＳ１７では、所定期間だけ待機する。本実施形態では、所定期間は、前回の印刷処理において帯電状態でノズル６３内に残った液溜まりを排出するまでの時間として実験的に定められた時間である。なお、ステップＳ１６、Ｓ１７では、前回の印刷処理において帯電状態でノズル６３内に残った液溜まりを良好に排出することができればよく、電流Ｉ１を定電流制御しなくてもよい。本実施形態においては、制御部１０は、ステップＳ１３で設定した電圧Ｖ１に応じたデューティ比を定める第１指令信号を、所定時間生成する。言い換えると、制御部１０は、所定時間、ステップＳ１３で設定した電圧Ｖ１に応じたデューティ比と異なるデューティ比を定める第１指令信号は、生成しない。

ステップＳ１８では、加圧部７１により筐体６２に収容された定着液に加えられる圧力Ｐｆを制御する。加圧部７１により筐体６２に加えられる圧力Ｐｆにより、筐体６２内の定着液がノズル６３の噴口から押し出される。

ステップＳ１９では、電流Ｉ１を定電流制御する。具体的には、ノズル電極８０に流れる電流Ｉ１が目標電流に近づくように、第１指令信号により定めるデューティ比を変更する。ノズル電極８０と対向電極８１との間の電位差に伴い生じる電界により、ノズル６３の噴口から押し出された定着液は、シートＳに転写されたトナーが噴霧領域Ａに到達する前にノズル６３から噴霧され始める。

ステップＳ２０では、印刷終了条件が成立したか否かを判断する。印刷終了条件は、１ジョブにおいて、トナー像が形成される最後のシートＳに対して、定着液の噴霧が終了したことを示す条件である。例えば、１ジョブにおいて最初のシートＳが給紙ローラ３１により給紙されてから、最後のシートＳの後端が噴霧領域Ａを通過するまでに要する印刷所要時間から判断すればよい。この場合、シートＳのサイズと、１ジョブにおける印刷枚数との組み合わせに応じた、印刷所要時間を定めるテーブルをメモリ１２に記憶しておき、制御部１０はテーブルを参照することにより、印刷所要時間を判断すればよい。

これ以外にも、搬送経路上において、噴霧領域ＡよりもシートＳの搬送方向における下流側に、シートＳの後端を検出するセンサが配置されている場合、このセンサにより、１ジョブにおいて最後のシートＳの後端が検出されたことを印刷終了条件としてもよい。

ステップＳ２０において、印刷終了条件が成立していないと判断すると、待機する。一方、ステップＳ２０において、印刷終了条件が成立したと判断すると、ステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理では、噴霧ユニット６０による定着液の噴霧を停止する。まず、ステップＳ２１では、加圧部７１による筐体６２に収容された定着液へ加える圧力を停止させる。具体的には、加圧部７１の減圧弁７４を直ちに閉じさせる。これにより、噴霧ユニット６０による定着液の噴霧を停止する場合に、先に筐体６２内の定着液に加えられる圧力Ｐｆが低下するため、筐体６２からノズル６３内に定着液が供給されにくくなる。この状態で、対向電極８１にノズル６３内の液溜まりが引き寄せられるため、液溜まりを生じにくくすることができる。

ステップＳ２２では、所定時間だけ待機する。例えば、ステップＳ２２での待機時間は、筐体６２に収容された定着液への加圧が停止された後に、ノズル６３内の液溜まり量が所定量以下になる時間として実験により定められた時間である。

ステップＳ２３では、第１変換回路１３１による電圧Ｖ１の生成を停止させる。具体的には、デューティ比を所定デューティ比以下にする第１指令信号を第１変換回路１３１に出力することにより、第１変換回路１３１による電圧Ｖ１の生成を停止させる。例えば、デューティ比を０にする第１指令信号を第１変換回路１３１に出力する、すなわち、第１指令信号の第１変換回路１３１への出力を停止する。これにより、電圧Ｖ１のノズル電極８０への印加が停止される。

ステップＳ２４では、所定時間だけ待機する。例えば、ステップＳ２４での待機時間は、電圧Ｖ１のノズル電極８０への印加が停止されてから、ノズル電極８０の電圧が所定電圧まで下がる時間として実験により定められた時間である。

ステップＳ２５では、第２変換回路１３２による電圧Ｖ２の生成を停止させる。具体的には、デューティ比を所定デューティ比以下にする第２指令信号を第２変換回路１３２に出力することにより、第２変換回路１３２による電圧Ｖ２の生成を停止させる。例えば、デューティ比を０にする第２指令信号を第２変換回路１３２に出力、すなわち、第２指令信号の第２変換回路１３２への出力を停止する。これにより、電圧Ｖ２の対向電極８１への印加が停止される。ノズル電極８０への電圧の印加を停止した後に、対向電極８１への電圧の印加を停止することにより、噴口付近に定着液が残っている場合でも、対向電極８１に電圧Ｖ２が印加されている期間では、定着液を対向電極に引き寄せ、ノズル６３内に液溜まりを生じにくくすることができる。

ステップＳ２５の処理を終了すると、図４の印刷処理を一旦終了する。

次に、電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２の印加タイミング及び印加の停止タイミングを、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、給紙ローラ３１の駆動（ＯＮ）及び停止（ＯＦＦ）を示すタイミングチャートである。具体的には、図５（ａ）は、１ジョブでの最初のシートＳを給紙するときの給紙ローラ３１の駆動を示しており、シートＳの先端が搬送ローラ３３を通過した後に、給紙ローラ３１の駆動が停止される。図５（ｂ）は、電圧Ｖ２の印加タイミング（ＯＮ）及び停止タイミング（ＯＦＦ）を示すタイミングチャートである。図５（ｃ）は、電圧Ｖ１の印加タイミング（ＯＮ）及び停止タイミング（ＯＦＦ）を示すタイミングチャートである。図５（ｄ）は、加圧部７１による筐体６２に収容された定着液への加圧タイミング（ＯＮ）及び減圧タイミング（ＯＦＦ）を示すタイミングチャートである。

制御部１０が印刷指令を受けることにより、時刻ｔ１で、給紙ローラ３１の駆動が開始されている（図５（ａ））。時刻ｔ２で、第２変換回路１３２による電圧Ｖ２の生成が開始され、対向電極８１に電圧Ｖ２が印加されている（図５（ｂ））。その後の時刻ｔ３で、第１変換回路１３１による電圧Ｖ１の生成が開始され、ノズル電極８０に電圧Ｖ１が印加されている（図５（ｃ））。時刻ｔ４では、加圧部７１による筐体６２に収容された定着液への加圧が開始されている（図５（ｄ））。これにより、ノズル電極８０と対向電極８１との間に生じる電界により、ノズル６３の噴口付近に定着液のテーラーコーン形状が形成され、定着液が噴霧される。

本実施形態では、対向電極８１が電圧Ｖ２に印加されてから（ｔ２）、電圧Ｖ１がノズル電極８０に印加されるまで（ｔ３）の間に待機時間Ｔａが経過している。そのため、電圧Ｖ１がノズル電極８０に印加されるまでの間に、対向電極８１に印加された電圧Ｖ２が安定し、定着液を噴霧させる電界を安定的に形成することができる。

その後、印刷終了条件が成立することにより、時刻ｔ５で、加圧部７１による筐体６２に収容された定着液への加圧が停止されている（図５（ｄ））。時刻ｔ６で、第２変換回路１３２による電圧Ｖ２の生成が停止され、電圧Ｖ２の対向電極８１への印加が停止されている（図５（ｃ））。時刻ｔ７で、第１変換回路１３１による電圧Ｖ１の生成が停止され、電圧Ｖ１のノズル電極８０への印加が停止されている（図５（ｂ））。

本実施形態では、転写ローラ４３が転写部材の一例であり、高電圧生成回路１３が電圧生成回路の一例である。

以上説明した本実施形態では以下の効果を奏することができる。
制御部１０は、印刷指令を受けた場合に、電圧Ｖ２を高電圧生成回路１３の第２変換回路１３２に生成させ、その後に、電圧Ｖ１を高電圧生成回路１３の第１変換回路１３１に生成させる。これにより、ノズル電極８０より先に対向電極８１に電圧Ｖ２が印加されることにより、ノズル電極８０に電圧Ｖ１が印加され始めてからノズル電極８０と対向電極８１との間に形成される電界が安定しやすくなる。すなわち、ノズル６３の噴口付近における定着液のテーラーコーン形状が生じ易くなる。その結果、定着液の噴霧状態を安定化し、定着液をシートＳに均一に噴霧することができる。

・制御部１０は、印刷指令を受けた場合に、給紙ローラ３１を駆動させてシートＳの給紙を開始させ、給紙ローラ３１によるシートＳの給紙を開始したタイミングで、電圧Ｖ２を高電圧生成回路１３に生成させ、電圧Ｖ２を高電圧生成回路１３に生成させてから所定時間の経過後に、電圧Ｖ１を高電圧生成回路１３に生成させる。これにより、シートＳが噴霧領域Ａに到達するまでの期間において、対向電極８１に電圧Ｖ２が印加されてからノズル電極８０に電圧Ｖ１が印加されるまでの時間を確保することができる。この結果、シートＳに転写されたトナーが噴霧領域Ａに到達する前に、電界を安定的に形成するための時間を確保することができる。

・制御部１０は、印刷指令を受けた場合に、電圧Ｖ２を高電圧生成回路１３に生成させ、電圧Ｖ２を高電圧生成回路１３に生成させた後に、加圧部７１に定着液を加圧させる。これにより、前回の定着液の噴霧終了後に定着液がノズル６３内に残って液溜まりが生じていたとしても、液溜まりを形成している定着液が対向電極８１に引き寄せられ、液溜まりを解消させることができる。そして、加圧部７１により筐体６２に収容された定着液に圧力Ｐｆが加えられる前に対向電極８１に電圧Ｖ２が印加されるので、筐体６２内の定着液をノズル６３に送り出す際の液溜まりの影響を抑えることができる。

・制御部１０は、電圧Ｖ１を高電圧生成回路１３に生成させた後に、加圧部７１による定着液の加圧を開始させる。これにより、定着液が加圧されるよりも前に電界が形成されるため、帯電状態でノズル内に残った液溜まりの排出効果を高めることができる。

・制御部１０は、噴霧ユニット６０による定着液の噴霧を停止する場合に、第１変換回路１３１による電圧Ｖ１の生成を停止させ、その後、第２変換回路１３２による電圧Ｖ２の生成を停止させる。これにより、ノズル６３から定着液が噴霧された後に噴口付近に定着液が残っている場合でも、対向電極８１に電圧Ｖ２が印加されている期間では、定着液は対向電極８１に引き寄せられることにより、ノズル６３に液溜まりを生じにくくすることができる。

・制御部１０は、噴霧ユニット６０による定着液の噴霧を停止する場合に、加圧部７１に定着液へ加える圧力Ｐｆを低下させた後に、第２変換回路１３２による電圧Ｖ２の生成を停止させる。これにより、噴霧ユニット６０による定着液の噴霧を停止する場合に、先に筐体６２内の定着液に加えられる圧力が低下されるため、筐体６２からノズル６３内に定着液が供給されにくくなる。この状態で、対向電極８１にノズル６３内の液溜まりが引き寄せられるため、液溜まりを生じにくくすることができる。

・制御部１０は、噴霧ユニット６０による定着液の噴霧を停止する場合に、加圧部７１に定着液へ加える圧力Ｐｆを低下させた後に、第１変換回路１３１によるノズル電極８０に印加する電圧の生成を停止させる。これにより、ノズル６３に液溜まりを生じにくくした状態で、定着液の噴霧を停止させることができる。

（第１実施形態の変形例）
・制御部１０は、噴霧ユニット６０による定着液の噴霧を停止する場合に、加圧部７１の減圧弁７４を直ちに閉じさせるのではなく、減圧弁７４を徐々に閉じさせて圧力Ｐｆを徐々に低下させた後に、高電圧生成回路１３による電圧Ｖ１の生成を停止させてもよい。本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態と異なる構成を主に説明を行う。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一の符号を付した箇所は、同一の箇所を示し、その説明は繰り返さない。

本実施形態では、制御部１０は、高電圧生成回路１３による電圧Ｖ２の生成を、給紙ローラ３１の駆動よりも先に行わせる。

図６は、本実施形態に係る、印刷処理の手順を説明するフローチャートである。本実施形態においても、図６に示す処理は、制御部１０が、シートＳへのトナーの転写を開始させる印刷指令を受けたことを契機に実行される処理であり、主体の制御部１０の記載を省略する。

ステップＳ１１では、モータ９０を回転させる。ステップＳ３０では、電圧Ｖ２を設定する。ステップＳ３１では、ステップＳ３０で設定した電圧Ｖ２を第２変換回路１３２に生成させる。これにより、給紙ローラ３１の駆動に先立って、電圧Ｖ２が対向電極８１に印加される。

ステップＳ１２では、給紙ローラ３１によりシートＳを給紙させる。ステップＳ１３では、電圧Ｖ１を設定する。

ステップＳ３２では、所定の待機時間Ｔｂまで待機する。本実施形態では、待機時間Ｔｂは、ステップＳ３１で電圧Ｖ２の生成が開始されてからの経過時間であり、図４のステップＳ１５での待機時間Ｔａよりも長い時間である。ステップＳ３１を否定判定する場合、待機時間Ｔｂが経過するまで待機する。一方、ステップＳ３１を肯定判定する場合、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、第１変換回路１３１に電圧Ｖ１を生成させる。即ち、本実施形態においても、電圧Ｖ２が対向電極８１に印加された後、電圧Ｖ１がノズル電極８０に印加される。以下、第１実施形態と同様、ステップＳ１７〜Ｓ２５の処理を実行する。

次に、本実施形態に係る電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２の印加タイミング及び印加の停止タイミングを、図７を用いて説明する。図７（ａ）〜図７（ｄ）は、図５（ａ）〜図５（ｄ）に対応している。

制御部１０が印刷指令を受けることにより、時刻ｔ１２で、第２変換回路１３２による電圧Ｖ２の生成が開始され、対向電極８１に電圧Ｖ２が印加されている。その後の時刻ｔ１で、給紙ローラ３１の駆動が開始されている。そして、時刻ｔ３で、第１変換回路１３１による電圧Ｖ１の生成が開始され、ノズル電極８０に電圧Ｖ１が印加されている。

時刻ｔ４では、加圧部７１による筐体６２の加圧が開始される。これにより、ノズル６３から押し出された定着液とシートＳとの間に生じる電界により、ノズル６３の噴口付近にテーラーコーン形状が形成され、定着液がシートＳに向けて噴霧される。

本実施形態では、電圧Ｖ２が対向電極８１に印加されてから（ｔ１２）、電圧Ｖ１がノズル電極８０に印加されるまで（ｔ３）に待機時間Ｔｂ（＞Ｔａ）が経過している。言い換えると、印刷開始後に、電圧Ｖ２の対向電極８１への印加が、第１実施形態と比べて早く行われているため、電圧Ｖ１がノズル電極８０に印加されるまでの間に、対向電極８１に印加された電圧Ｖ２を安定化させる時間を長く確保することができる。

以上説明した本実施形態では、以下の効果を奏することができる。制御部１０は、印刷指令を受けてから給紙ローラ３１が駆動される前に対向電極８１に電圧Ｖ２が印加されるため、印刷指令を受けてから給紙ローラ３１を駆動させるための時間に関わらず、対向電極８１に電圧Ｖ２が印加されてからノズル電極８０に電圧Ｖ１が印加されるまでの時間（待機時間Ｔｂ）をいっそう確保することができる。これにより、シートＳに転写されたトナーが噴霧領域Ａに到達する前に、電界を安定的に形成するための時間をいっそう確保することができる。

（第２実施形態の変形例）
制御部１０は、印刷指令を受けたタイミングで、電圧Ｖ２を高電圧生成回路１３に生成させてもよい。この場合、図６のステップＳ１１よりも先に、第２変換回路１３２に電圧Ｖ２を生成させる。上記構成では、対向電極８１に電圧Ｖ２が印加されてから、ノズル電極８０に電圧Ｖ１が印加されるまでの待機時間をいっそう長く確保することができる。

（その他の実施形態）
・本実施形態は、その要旨を変更しない範囲において、様々な変形例が存在する。
制御部１０は、プリンタ１における準備動作を実行するための準備指令を受信した場合に、本実施形態に係る定着液の噴霧を行ってもよい。ここで、準備動作は、プリンタ１の電源の投入、又は定着液が収容されている定着液カートリッジ５１の交換後において、制御部１０が、噴霧ユニット６０に定着液を噴霧させる動作である。準備指令は、「電圧印加指令」の一例である。

・電圧生成回路は、ノズル電極８０及び対向電極８１に印加する電圧を生成する回路であればよく、低電圧生成回路１４と、ノズル電極８０と、対向電極８１とに接続され、低電圧生成回路１４が生成する電圧を昇圧し、ノズル電極８０に印加する電圧Ｖ１及び対向電極８１に印加する電圧Ｖ２を生成する高電圧生成回路１３に限定されない。例えば、電圧生成回路は、交流電源２００と、ノズル電極８０と、対向電極８１とに接続され、交流電源２００からの交流電圧を直流電圧に変換し、電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２を生成する回路であってもよい。

・ノズル電極８０は、筐体６２内の定着液を帯電させることができるものであればよく、収容空間６４内に設けられていなくともよい。

・画像形成装置は、プリンタに限らず、プリンタとしての機能と、スキャナ又はファクシミリの機能とを備える複合機であってもよい。プリンタは、複数の色のトナー像をシートに形成するプリンタであってもよい。
・転写部材として転写ローラ４３を例示したが、これに限定されず、例えば、転写部材は、帯電器４２と同様の構成を有する転写チャージャなどであってもよい。

・制御部は、１つのＣＰＵを有する単一のハードにより構成される以外にも、複数のＣＰＵや、ＡＳＩＣといった複数のハードが組み合わさることにより、制御部としての機能を実現するものであってもよい。

１…プリンタ、４…プロセス部、５…定着部、１０…制御部、１３…高電圧生成回路、３０…シートトレイ、３１…給紙ローラ、４１…感光ドラム、４３…転写ローラ、６０…噴霧ユニット、６２…筐体、６３…ノズル、７１…加圧部、８０…ノズル電極、８１…対向電極

Claims (11)

1. 感光ドラムと、
   前記感光ドラム上のトナーをシートに転写する転写部材と、
   シートに転写されたトナーをシートに定着させるための定着液を噴霧する噴霧ユニットであって、
   前記定着液を収容可能な筐体と、
   前記筐体内の前記定着液をトナーが転写されたシートに噴霧するノズルと、
   前記筐体内の前記定着液を帯電させるノズル電極と、
   前記ノズル電極と間隔を隔てて位置する対向電極と、を有する噴霧ユニットと、
   前記ノズル電極及び前記対向電極に接続される電圧生成回路と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、電圧印加指令を受けた場合に、前記対向電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させ、その後に、前記ノズル電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させる画像形成装置。
2. 前記電圧印加指令は、シートへのトナーの転写を開始させる印刷指令である請求項１に記載の画像形成装置。
3. シートトレイと、
   前記シートトレイ上のシートを給紙する給紙ローラと、を備え、
   前記制御部は、
   前記印刷指令を受けた場合に、前記給紙ローラを駆動させてシートの給紙を開始させ、
   前記給紙ローラによるシートの給紙を開始したタイミングで、前記対向電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させ、
   前記対向電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させてから所定時間の経過後に、前記ノズル電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させる請求項２に記載の画像形成装置。
4. シートトレイと、
   前記シートトレイ上のシートを給紙する給紙ローラと、を備え、
   前記制御部は、
   前記印刷指令を受けた場合に、前記対向電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させ、
   前記対向電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させた後に、前記給紙ローラを駆動させてシートの給紙を開始させ、
   前記給紙ローラを駆動させた後に、前記ノズル電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させる請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記印刷指令を受けたタイミングで、前記対向電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させる請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記筐体に収容された前記定着液に圧力を加える加圧部を備え、
   前記制御部は、
   前記電圧印加指令を受けた場合に、前記対向電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させ、
   前記対向電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させた後に、前記加圧部に前記定着液を加圧させる請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記ノズル電極に印加する電圧を前記電圧生成回路に生成させた後に、前記加圧部に前記定着液を加圧させる請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記噴霧ユニットによる前記定着液の噴霧を停止する場合に、前記電圧生成回路による前記ノズル電極に印加する電圧の生成を停止させ、その後、前記電圧生成回路による前記対向電極に印加する電圧の生成を停止させる請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記筐体に収容された前記定着液に圧力を加える加圧部を備え、
   前記制御部は、
   前記電圧印加指令を受けた場合に、前記加圧部に前記筐体に収容された前記定着液を加圧させ、
   前記噴霧ユニットによる前記定着液の噴霧を停止する場合に、前記加圧部に前記筐体に収容された前記定着液へ加える圧力を停止させた後に、前記電圧生成回路による前記対向電極に印加する電圧の生成を停止させる請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記噴霧ユニットによる前記定着液の噴霧を停止する場合に、前記加圧部に前記筐体に収容された前記定着液へ加える圧力を停止させた後に、前記電圧生成回路による前記ノズル電極に印加する電圧の生成を停止させる請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記電圧印加指令は、電源の投入、又は前記定着液が収容されている定着液カートリッジが交換された場合に前記噴霧ユニットに前記定着液を噴霧させる準備指令である請求項１に記載の画像形成装置。
    

Images