JP3933819B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のインクの混合割合を画像信号に基づいて変化させることにより所定濃度および／または所定の色の混合流体を生成し、この混合流体を画像受容体に連続した流体流として導いて画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−２０１０２４号（以下先行技術文献１という）には、インクジェットプリントヘッドにおいて、キャリヤ液体（７）が充填される液体室（２）と、この液体室（２）に設けたインクジェット駆動手段（ピエゾ素子３，４など）と、液体室（２）に連通する吐出ノズル（１４）と、このノズル（１４）の近傍に設けた混合部（１４ａ）とを備えるものが示されている。ここに混合部（１４ａ）はキャリヤ液体（７）にインク（９）を混合するものであり、インク（９）はこの混合部（１４ａ）の入口に設けたインク混合量調整手段（隔膜１１，電極１２，１３）によってその混合量が制御される。
【０００３】
特許第２８１０１８７号（以下先行技術文献２）には、連続する複数の吐出口（１）を１ブロック（Ａ、Ｂ、Ｃ）として駆動するブロック駆動方式において、異なるブロック（Ａ、Ｂ、Ｃ）間の流路側壁（８）を共通液室（４）側に延在させて遮断壁（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ）としたインクジェット記録装置が示されている。すなわち吐出口（１）からインクが吐出された際に吐出口（１）でメニスカス（３）が後退することによって生じる圧力波が共通液室（４）を通じて他のブロックに伝播し、他のブロックに属する液路（５）のインク（２）に振動を与えるのを、遮断壁（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ）によって防ぐものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術文献１に示されたものは、ノズルの近傍に設けた混合部（１４ａ）にインク混合量調整手段からインクが供給されるものであるため、キャリヤ液体（７）を送出するためのインクジェット駆動手段（３，４）の作動に伴う圧力振動波がインク混合量調整手段（３，４）を介してインク（９）に伝播する。また逆に、インクを混合部（１４ａ）に供給する際のインク圧力の振動がキャリヤ液体（７）に伝播することもある。このためキャリヤ液とインクとの間で干渉が発生し、インクやキャリヤ液の供給が円滑に行われなくなったり、画像信号が予定した混合液の濃度や色が得られずに画質が低下する、などの問題が生じる。
【０００５】
先行技術文献２に示されたものは単色のインクを吐出するものであるため、複数色のインクに対しては異なる色のものを複数個用いることが必要になる。すなわち各色のインクは別々に画像受容体に噴射される。しかしインクジェットの液滴容量は任意に変えることができないため、各色のインクを画像信号に応じた任意の割合に混合することができず、画質が悪くなる。
【０００６】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、各画素に対して複数のインクを混合してから画像受容体に移送して画像を形成する場合に、画質を向上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。
【０００７】
【発明の構成】
この発明によればこの目的は、複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記複数のインクをそれぞれ収容する複数のインクタンクと、上流端が前記各インクタンクに接続された複数のインク流路と、前記各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部とを備え、前記インク吐出口から吐出される複数のインクを連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記各インク流路の上流端から前記変調部までの長さを、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くしたことを特徴とする画像形成装置、により達成される。
【０００８】
同一の目的はまた、複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、前記各インクに対して別々に形成された複数のインク流路と、各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部と、各インク流路の下流端が合流する混合部とを備え、前記インク吐出口から吐出される複数のインクを連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記各インク流路の前記変調部から前記下流端までの長さを、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くしたことを特徴とする画像形成装置、により達成される。
【０００９】
同一の目的はまた、複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、前記各インクに対して別々に形成された複数のインク流路と、各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部と、各画素に対応して形成され各インク流路の下流端が合流する混合部と、各画素に対応する混合部の下流側に連続して設けられた混合液流路と、前記混合液流路の下流側に接続され各混合部から吐出される複数のインクの混合液を前記画素の配列方向に一体化し帯状にして吐出するスリット状の一体化部とを備え、前記一体化部から層流として帯状に吐出される混合液を連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記混合液流路の長さを１画素分の混合液容量に相当する混合液流路長さよりも長くしたことを特徴とする画像形成装置、により達成される。
【００１０】
同一の目的はさらに、複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、前記各インクに対して別々に形成された複数のインク流路と、各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部と、各画素に対する複数のインク流路の下流端が合流し前記画像受容体に対向する混合部とを備え、前記インク吐出口から吐出される複数のインクを連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記変調部から前記混合部までの１つの画素を形成するための複数のインク流路を仕切る流路壁の下流端を混合部の流路壁下流端よりも上流側へ後退させたことを特徴とする画像形成装置、によっても達成される。
【００１１】
この場合にインク流路の下流端を仕切る流路壁下流端の混合部の流路壁下流端に対する後退量は、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも大きくするのがよい。前記複数のインクの合計吐出体積流量は常に一定となるように各インクの流量を制御するのが望ましい。画像受容体へのインクの移送が安定するからである。
【００１２】
画像受容体はプリント用紙として、このプリント用紙に直接画像を形成することができる。しかし吐出口と画像受容体との間にドラム状あるいはベルト状の中間画像受容体を介在させ、吐出口から供給されるインク液体をこの中間画像受容体上に載せてからこのインク液体を画像受容体に転写する方式としてもよい。インク吐出口は画像受容体の幅方向（移動方向に直交する方向）に並ぶ画素毎に別々に設けるのがよいが、画像受容体の移動方向にのみ濃度および／または色を変化させる場合にはインク吐出口を画像受容体の幅方向に長いスリット状としてもよい。
【００１３】
少なくとも一種のインクは無色透明インク、すなわち乾燥後に無色透明になるインクとすれば、この透明インクの混合割合を変えることにより濃度を制御することができ、この透明インクの供給量は０にならないように常時加えるようにしてもよい。この場合にはこの透明インクに酸化防止剤や紫外線吸収剤などの退色防止剤や他の成分を含有させておくことにより、画像に退色防止や他の性質を付与することができるからである。
【００１４】
１つの画素に対して複数のインクは、同じ共通のインク吐出口から画像受容体へ移送することにより、画像の濃度ずれや色ずれを無くすか極めて小さくすることができる。しかし１つの画素に対して複数のインクの吐出口を互いに近接させて別々に形成してもよい。すなわち各インクが各吐出口付近で合流し混合するものであってもよい。また複数のインクの流量は画素ごとに制御することにより画像受容体の移動方向および幅方向の両方向に濃度および／または色が変化する画像を形成することができる。
【００１５】
インク吐出口から吐出される複数のインクは液滴とせずに連続流として画像受容体に移し塗布するが、この連続塗布方式の場合には画素ごとに設けたインク吐出口を幅方向につなぐスリット状の一体化部を介して液体流を帯状の連続流として吐出させ、画像受容体に移すことができる。
【００１６】
複数のインクの流量（インク流量）を制御する変調部は、例えば各インク流路へのインク供給圧力を一定に保ちつつ、各インクの流路の断面積をピエゾ素子などによって変化させるものが可能である。この場合流路に臨むダイヤフラムをピエゾ素子で開閉する。ピエゾ素子は素子自身の機械的固有振動数（共振周波数）で駆動することができ、この周波数のパルス数を変えることにより素子の駆動時間を変え、流量を制御する。ピエゾ素子はアナログ信号によって連続的にその歪量（ダイヤフラムの開度）を制御することもでき、この場合にはアナログ信号の電圧により流量を制御する。
【００１７】
複数のインクの流量を全てこのピエゾ素子を用いて制御する場合は、これらのピエゾ素子で制御するインク流路断面積の合計が常に一定になるようにする。例えば各ピエゾ素子の駆動時間パルス数の合計が一定になるようにしたり、アナログ信号の合計電圧が一定になるようにする。
【００１８】
各インク流路に設ける変調部は、キャビティ部と、逆止弁と、キャビティ部の容積を変化させる可動部材（ダイヤフラムなど）と、この可動部材を駆動する駆動部とで形成することができる。駆動部は例えばピエゾ素子で形成することができ、この場合ピエゾ素子は素子に固有な機械的共振周波数で駆動される。各ピエゾ素子の駆動周波数のパルス数（一定時間内あるいは単位時間内のパルス数）の合計（各ピエゾ素子のパルス数の合計）が、常に一定になるように各ピエゾ素子を制御することによりインクの合計吐出体積流量を一定にすることができる。
【００１９】
インク吐出口は画像受容体の幅方向に並ぶ画素ごとに並設させ、これらを独立して画像受容体に対向させることができる。この場合には連続塗布方式によってインクの液滴を移送することができる。連続塗布方式にする時には、各インク吐出口から吐出される流体を画像受容体の幅方向に長いスリット状の一体化部を介して画像受容体に導くことができる。このようにスリット状一体化部を介すことにより、インク液体流を定常流として一層安定させて画像受容体に導くことができる。
【００２０】
連続塗布方式の場合にはインク吐出口から吐出される液体を中間画像受容体に移し、この中間画像受容体から画像受容体にインク液体を転写することができる。このように中間画像受容体を介することによりインク吐出口から吐出されるインク液体の移転を円滑に行わせ、プリント用紙などの画像受容体の品質不揃いなどに起因する画質不良の発生を防ぐことができる。
【００２１】
【作用】
各画素に対して混合するインクを導くインク流路に、それぞれインク量を調整する変調部を設け、この変調部から上流側のインクタンクに至るまでの長さを一定以上にするから、この変調部を加振源としてインクを介してインクタンクに伝わる圧力波（圧力振動）が隣接する他の画素に対するインク流路に干渉しにくくなり、各画素に対するインク量の変動を防ぐことができる。
【００２２】
すなわち変調部からインク流路の上流端であるインクタンク側の開口端までの長さは、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くしたので、各インク流路内のインクの脈動がインクタンクを介して互いに干渉しにくくなり、インクの流動が円滑になる。また或る画像信号により変調したインク量を吐出した直後に次の画像信号により変調される予定の最小限のインク量は、各インク流路内の変調部より上流側の部分に蓄えられていることになる。このためこの画像信号に対応する適正なインク量が変調部より下流側へ送り出され得ることになる。
【００２３】
各画素に対して、変調部から複数のインクを混合する混合部までの長さ、すなわちインク流路の変調部からインク流路の下流端までの長さを、前記と同様に前記１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くすれば、同様の理由から混合部内の混合流体を介して隣接するインク流路内のインクが干渉するのを抑制して、インク量の変動を防ぐことができる。
【００２４】
各画素に対して設けた混合部から混合液を混合液流路を介してスリット状の一体化部に導き、この一体化部から複数の画素に対応する混合液を帯状に一体化して吐出させ、画像受容体に導く場合には、混合液流路の長さを混合液流路径および１画素分の混合液容量に相当する混合液流路長さのいずれか短い寸法よりも長くすることにより、異なる画素に対する混合液が一体化部を介して干渉するのを防止することができ、同様の効果が得られる。
【００２５】
さらに１つの画素に対して複数インクを混合部で合流させこの混合部から直接画像受容体に移送する際には、１つの画素を形成するための複数のインク流路を仕切る流路壁の下流端を混合部の流路壁下流端よりも上流側へ後退させることにより、１つの画素に対して複数のインク流路が吐出するインクを混合部で混合させてから画像受容体に移送することができる。このため、同様に画質を向上させるという効果が得られる。またこの混合部には、少なくとも１画素分のインク容量を収容できる容量とすれば、画質向上に一層適する。
【００２６】
【実施態様】
まずこの一実施態様の全体構成を図１〜３を用いて説明する。
【００２７】
【全体構成】
図１は本発明の一実施態様である連続塗布方式の画像形成装置の概念図、図２はここに用いる画像形成部の構成を示す概念図、図３は変調部の構成例を示す図である。図１において符号１０はプラテン、１２はこのプラテン１０に巻掛けられた画像受容体としてのプリント用紙である。このプリント用紙１２はプラテン１０の図上時計方向の回転によって一定速度で矢印方向に送られる。
【００２８】
１４は下塗り部であり、インクの付着性を向上させて画質の向上を図るために透明な下塗り液をプリント用紙１２に塗布する。１６は画像形成部であり、第１のインクと第２のインクとを混合してプリント用紙１２に導くことによりプリント用紙１２に画像を形成する。１８はこの画像形成部１６で画像が形成されたプリント用紙１２を加熱し、インクを乾燥させるヒータである。
【００２９】
画像形成部１６は図２に示すように構成される。２０は第１のインクタンク、２２は第２のインクタンクであり、これらのインクタンク２０，２２には図１に示す主タンク２４，２６からインク供給ポンプ２８，３０によって第１のインクおよび第２のインクがそれぞれ一定圧力で供給される。このインク供給ポンプ２８，３０は、例えば密閉した主タンク２４，２６の内圧を一定圧に加圧するエアポンプで形成される。第１のインクは例えば無色透明インク、すなわち乾燥した時に無色透明となる透明希釈液であり、酸化防止剤や紫外線吸収剤などの退色防止剤を含む。第２のインクは例えば黒色のインクである。
【００３０】
３２（３２Ａ、３２Ｂ、…）は各画素毎に別々に形成される混合部であり、各混合部３２は第１のインク流路３４（３４Ａ、３４Ｂ、…）および第２のインク流路３６（３６Ａ、３６Ｂ、…）によって第１および第２のインクタンク２０，２２に接続されている。それぞれのインク流路３４，３６にはインク流量を制御するための変調部３８（３８Ａ、３８Ｂ、…）および４０（４０Ａ、４０Ｂ、…）が設けられている。
【００３１】
変調部３８，４０は例えば図３に示すように構成することができる。図３の（Ａ）はインク流路３４，３６の内壁に臨む可動部材であるダイヤフラム４２を図示しないピエゾ素子などの駆動部により駆動することにより、この変調部３８、４０のインク流路面積を変化させるものである。駆動部は静電力を利用するものなど、他の原理によるものであってもよい。図３の（Ｂ）はインク流路３４，３６の内壁にヒータ電極４４を固定し、ヒータ電極４４によりインクを加熱して気泡を発生させることによってインクを変調させるものである。またヒータ電極４４はインクの温度を変化させることによりインクの粘性を変化させるものであってもよい。
【００３２】
図３の（Ｃ）はインク流路３４，３６に開閉弁４６を設けたものであり、この開閉弁４６は例えばバイモルフにより開閉させるものである。なお図３の（Ａ）、（Ｂ）において変調部３８，４０付近に逆止弁（図示せず）を設ければインクの流れは一層円滑になる。ここに用いる逆止弁としては、例えばインク流動抵抗が一方向に小さく他方向に大きくなる絞りで形成することができる。
【００３３】
これらの変調部３８，４０は、制御部４８（図１）によって、各画素に対して各インク通路３４，３６から供給される第１および第２のインクの合計供給量Ｓ0を常に一定とするように制御される。すなわち各画素ごとに設けた混合部３２に流入する合計インク量が一定になるように制御される。
【００３４】
この制御部４８は、濃度信号（画像信号）に基づいて第１および第２のインクの混合割合（Ｓ1／Ｓ2）を演算する。ここに第１および第２のインクの供給量Ｓ1，Ｓ2は、その合計（Ｓ1＋Ｓ2）が一定量Ｓ0となるように決める。そして各流路３４，３６の供給量がＳ1，Ｓ2となるように変調部３８，４０を駆動する。
【００３５】
例えば変調部３８，４０を図３（Ａ）のようにダイヤフラム４２とピエゾ素子などで構成する場合には、ピエゾ素子に固有の機械的な共振周波数を有するパルスによって駆動し、このパルス数によってダイヤフラムの開閉回数を制御し、その結果流量Ｓ1，Ｓ2が制御されるように構成することができる。この場合に、インク流路３４，３６の流路抵抗やインク供給圧力やダイヤフラム４２の開閉条件等が揃っているものとすれば、ピエゾ素子の駆動パルス数の合計が一定になるように制御することにより、合計流量Ｓ0＝Ｓ1＋Ｓ2を一定に管理することができる。
【００３６】
このように流量が制御された第１および第２のインクは、各画素に対して設けた混合部３２で混合された後、この混合液は混合液流路５０（５０Ａ、５０Ｂ、…）を通してスリット状の一体化部５２に導かれる。一体化部５２は各混合部３２から吐出される複数の画素に対応する混合液をプリント用紙１２の幅方向に一体化し帯状に吐出する。
【００３７】
一体化部５２から連続流となって吐出された混合液は、この一体化部５２のスリット状の開口に近接して対向するプリント用紙１２に連続塗布される。各画素に対応する変調部３８，４０をそれぞれの濃度信号（画像信号）によって制御することにより画像を形成することができる。この場合に第１および第２のインクは互いに混合せず乱れの無い層流として塗布する。
【００３８】
ここに層流は、第１および第２のインクの境界近傍だけで混合した状態の流れを含む。第１、第２のインクは均一に混合してもよいが、このように層流とすることにより、プリント用紙１２に形成した画像表面をいずれかのインクで覆うことができる。またいずれかのインクをプリント用紙１２の下塗り層に対してなじみが良いインクとすることにより画質を向上させることができる。
【００３９】
【実施態様１】
次にこの発明の第１の実施態様を図３を用いて説明する。この実施態様はインク流路３４，３６に設けた変調部３８，４０の上流側の長さＡを一定以上にしたものである。すなわちインク流路３４，３６の上流端であるインクタンク２０，２２側の開口部から変調部３８，４０の上流側の縁までの長さＡを、１つの画素分のインク容量に相当するインク流路長さ（Ｌ）より長くした。
【００４０】
また１画素分の適正なインク容量を送り出すことにより画質の良い画像が得られる。この時１画素のサイズは直径３００μｍに相当する。この時には１画素分のインク容量に相当するインク流路長さＬは例えば２０μｍとすることができる。
【００４１】
【実施態様２】
図４は他の実施態様を示す画像形成部１６Ａの断面図、図５はそのＶ−Ｖ線断面図である。この実施態様は混合部３２の上流側のインク流路３４，３６および下流側の混合液流路５０の長さを一定以上にしたものである。
【００４２】
インク流路３４，３６にはそれぞれ変調部３８，４０（図２参照）が設けられ、これら変調部３８，４０から供給される第１のインク（希釈液）および第２のインク（インク）はインク流路３４，３６に直交する混合液流路５０に流入し混合する。この場合混合部３２はインク流路３６が混合液流路５０に開口する領域となる。混合液流路５０は画素ごとに設けられ、プリント用紙１２の相対移動方向に対して直交あるいはほぼ直交する直線上に並んでいる。各混合液流路５０はプリント用紙１２に対向する一体化部５２に開口している。
【００４３】
ここにこの実施態様では、変調部３８，４０から混合部３２までの長さＢ（Ｂ１，Ｂ２）を一定以上とする。すなわちこれらの長さＢは、１画素分の混合液を形成するのに必要となる第１、第２のインクの最少インク容量に相当するインク流路長さよりも大とする。また混合液流路５０は、混合部３２から一体化部５２までの長さＣを一定以上とする。すなわちこの長さＣを１画素分の混合液の容量に相当する混合液流路長さよりも大とする。
【００４４】
この実施態様によれば、インク流路３４，３６の下流端が合流する混合部３２を介して、各インク流路３４，３６のインク流動が相互に及ぼす圧力波の影響を抑制することができる。また各画素に対する混合液が一体化部５２を介して及ぼす圧力波の影響を抑制することができる。
【００４５】
【実施態様３】
図６に示す画像形成部１６Ｂは図４，５の実施態様において、一体化部５２を省き各画素に対応する混合液流路５０を直接プリント用紙１２に対向させたものである。ここに混合部３２の下流側の長さＣは前記図４，５の実施態様と同様に一定長さ以上とした。
【００４６】
従って混合液をプリント用紙１２に連続塗布する場合に、隣接する画素に対する混合液がプリント用紙１２と画像形成部１６Ｂとの間で接触し一体化しても、混合液流路５０間の干渉が発生せず、塗布が円滑に行われ得る。
【００４７】
【実施態様４】
図７に示す画像形成部１６Ｃは、インク流路３４，３６の下流端に設ける混合部３２を、プリント用紙１２に対向させたものであり、図４〜６に示した混合液流路５０を省いたものに相当する。なお変調部３８，４０から混合部３２までの長さＢ1，Ｂ2は前記図４〜６の実施態様と同様に一定以上とした。この実施態様によれば変調部３８，４０から混合部３２までの長さＢ1，Ｂ2を十分長くできるから、インク同志の干渉が発生せず円滑に塗布することが可能になる。
【００４８】
またインク流路３４，３６の流路壁６０の下流端６０ａは、混合部３２の流路壁下流端６２よりも一定量上流側へ後退している。この後退量Ｄは、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも大きくした。従って混合部３２には１画素分以上のインク容量が収容可能となるから、画質が向上する。なお第１および第２のインクはプリント用紙１２に到達する前に混合部３２で混合させることができるので、複数のインクを予め混合してから塗布する場合に適することにもなる。
【００４９】
【実施態様５】
図８に示す画像形成部１６Ｄは、図７の実施態様において、各画素に対する混合部３２に一体化部５２を直接接続して設け、各混合部３２から吐出される混合液をこの一体化部５２で帯状に一体化し、帯状の連続流５４としてプリント用紙１２に移送するものである。この実施態様によれば前記各実施態様と同様な効果が得られる。
【００５０】
以上図１〜９で説明した実施態様では２種のインクを混合するもので、その一方を無色透明インクとしたから、濃度を変化させて画像を形成することができる。しかしこの発明は２種以上のインク、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクを混合したり、これらと無色透明なインクとを混合することによって色と濃度を同時に変化させるものであってもよい。画像形成部１６、１６Ａ〜Ｄは、プリント用紙１２などの画像受容体に直接画像を形成するものに代えて、中間ドラムなどの中間画像受容体に画像を形成し、この中間画像受容体からプリント用紙などの最終画像受容体に画像を転写するものであってもよい。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上のように、各インク流路の上流端から変調部までの長さを、一定以上としたものである。すなわち１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くした。このため各インク流路の上流端が接続されるインクタンクを介して異なる画素に対するインク流路の圧力波が互いに干渉し合うのを防ぎ、変調部間の圧力波の伝搬を減衰させ、互いの影響を弱めることができる。このため画質が向上する。
【００５２】
請求項２の発明は、変調部から混合部までの長さを一定以上とした。すなわち１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くした。このため混合部を介して異なるインク流路の圧力波が互いに干渉するのを防ぐことができ、同様な効果が得られる。
【００５３】
請求項３の発明は混合部の下流側に連続する混合液流路から吐出される各画素に対応する混合液を一体化部で一体化して画像受容体に移送する場合に、混合液流路の長さを一定以上とした。すなわち１画素分の混合液容量に相当する混合液流路長さよりも長くした。このため異なる混合液流路の圧力波が一体化部を介して互いに干渉するのを防ぐことができ、同様な効果が得られる。
【００５４】
請求項４の発明によれば、複数のインクをインク流路の下流端に設けた混合部を介して画像受容体に移送するから、インクを十分に混合してから塗布する場合に好適である。特にこの混合部の容積を１画素分のインク容量よりも大きくすれば、１画素に対応する混合液をこの混合部で混合してから画像受容体に移送することができるので画質が向上する（請求項５）。
【００５５】
各画素に対して複数のインクの合計吐出体積流量が常に一定となるようにインクの流量を制御すれば、画像受容体に導かれる複数のインクからなるインク液体の移送条件が揃い、円滑かつ高精度な移送が可能になる（請求項６）。ここに用いる複数のインクのうち少なくとも１種を無色透明なインクとし、この透明インクを常に含むように複数のインクの混合割合を制御する場合には、透明インクの混合割合を変えることにより濃度を変えることができる（請求項７）。複数のインクはイエロー、マゼンタ、シアンのインクとして、これらの混合比を変えることによりカラー画像を形成できる。また透明インクを用いる場合にはこの透明インクに退色防止剤などを含ませておくことにより画像の退色を防止したり他の特別な性質を付与することができる。
【００５６】
インク吐出口から吐出されるインク液体は、連続した流体流として画像受容体に移す方式、すなわち連続塗布方式で画像を形成する場合に、各画素ごとに設けたインク吐出口から連続流体流として吐出させて画像受容体に塗布してもよいが、各インク吐出口をつなぐスリット状の一体化部を通して吐出させてもよい。この場合には、インク液体を構成する複数のインクを互いに混合せずに乱れの無い層流としていずれかのインクを常に画像受容体側あるいは表面側に位置させて塗布することができ、画質を一層向上させることができる。
【００５７】
インク流量は、複数のインクの流路断面積を変化させることにより制御でき（請求項８）、このためには例えばピエゾ素子を用いることができる（請求項９）。このピエゾ素子はこの素子に固有な機械的共振周波数で駆動し、この周波数のパルス数によってインク流量を制御すればよい（請求項１０）。
【００５８】
変調部は、インク流路の断面積を制御するのに代えて、各インクの吐出量を変えるポンプとしてもよい（請求項１１）。例えばキャビティ部と、逆止弁と、可動部材と、駆動部とでこの変調部を形成してもよい。この場合駆動部はピエゾ素子で形成することができ、ピエゾ素子は素子に固有な機械的共振周波数で駆動し、この駆動周波数のパルス数（例えば単位時間内のパルス数）を各ピエゾ素子に対して合計した値が常に一定になるように制御することにより、インク吐出体積流量を一定に制御することができる（請求項１２）。
【００５９】
インク吐出口は画像受容体に近接して対向させ、インク液体をインク吐出口から連続した流体流として画像受容体に移送することができ、この場合各インク吐出口を共通のスリット状の一体化部に開口させ、この一体化部を介してインク液体を吐出させれば、複数のインクを互いに混合させず層流として塗布できるので画像受容体に接触するインクや表面に露出するインクに特別な性質を付与することにより画質を一層向上させることができる。なお画像受容体は、プリント用紙などの最終画像受容体だけでなく、ドラムなどの中間画像受容体を含む（請求項１３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様の画像形成装置の概念図
【図２】同じく画像形成部の構成を示す概念図
【図３】変調部の構成例を示す図
【図４】他の一実施態様を示す斜視図
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線断面図
【図６】他の実施態様である画像形成部を示す断面図
【図７】他の実施態様である画像形成部を示す断面図
【図８】他の実施態様である画像形成部を示す断面図
【図９】図８におけるIX-IX線断面図
【符号の説明】
１２ 画像受容体としてのプリント用紙
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ 画像形成部
２０、２２ インクタンク
３２ 混合部
３４ 第１のインク流路
３６ 第２のインク流路
３８、４０ 変調部
４２ ダイヤフラム（可動部材）
５０ 混合液流路
５２ 一体化部
５４ 連続流
６０ 流路壁
６０ａ 流路壁下流端
６２ 混合部下流端
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のインクの混合割合を画像信号に基づいて変化させることにより所定濃度および／または所定の色の混合流体を生成し、この混合流体を画像受容体に連続した流体流として導いて画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−２０１０２４号（以下先行技術文献１という）には、インクジェットプリントヘッドにおいて、キャリヤ液体（７）が充填される液体室（２）と、この液体室（２）に設けたインクジェット駆動手段（ピエゾ素子３，４など）と、液体室（２）に連通する吐出ノズル（１４）と、このノズル（１４）の近傍に設けた混合部（１４ａ）とを備えるものが示されている。ここに混合部（１４ａ）はキャリヤ液体（７）にインク（９）を混合するものであり、インク（９）はこの混合部（１４ａ）の入口に設けたインク混合量調整手段（隔膜１１，電極１２，１３）によってその混合量が制御される。
【０００３】
特許第２８１０１８７号（以下先行技術文献２）には、連続する複数の吐出口（１）を１ブロック（Ａ、Ｂ、Ｃ）として駆動するブロック駆動方式において、異なるブロック（Ａ、Ｂ、Ｃ）間の流路側壁（８）を共通液室（４）側に延在させて遮断壁（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ）としたインクジェット記録装置が示されている。すなわち吐出口（１）からインクが吐出された際に吐出口（１）でメニスカス（３）が後退することによって生じる圧力波が共通液室（４）を通じて他のブロックに伝播し、他のブロックに属する液路（５）のインク（２）に振動を与えるのを、遮断壁（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ）によって防ぐものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術文献１に示されたものは、ノズルの近傍に設けた混合部（１４ａ）にインク混合量調整手段からインクが供給されるものであるため、キャリヤ液体（７）を送出するためのインクジェット駆動手段（３，４）の作動に伴う圧力振動波がインク混合量調整手段（３，４）を介してインク（９）に伝播する。また逆に、インクを混合部（１４ａ）に供給する際のインク圧力の振動がキャリヤ液体（７）に伝播することもある。このためキャリヤ液とインクとの間で干渉が発生し、インクやキャリヤ液の供給が円滑に行われなくなったり、画像信号が予定した混合液の濃度や色が得られずに画質が低下する、などの問題が生じる。
【０００５】
先行技術文献２に示されたものは単色のインクを吐出するものであるため、複数色のインクに対しては異なる色のものを複数個用いることが必要になる。すなわち各色のインクは別々に画像受容体に噴射される。しかしインクジェットの液滴容量は任意に変えることができないため、各色のインクを画像信号に応じた任意の割合に混合することができず、画質が悪くなる。
【０００６】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、各画素に対して複数のインクを混合してから画像受容体に移送して画像を形成する場合に、画質を向上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。
【０００７】
【発明の構成】
この発明によればこの目的は、複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記複数のインクをそれぞれ収容する複数のインクタンクと、上流端が前記各インクタンクに接続された複数のインク流路と、前記各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部とを備え、前記インク吐出口から吐出される複数のインクを連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記各インク流路の上流端から前記変調部までの長さを、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くしたことを特徴とする画像形成装置、により達成される。
【０００８】
同一の目的はまた、複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、前記各インクに対して別々に形成された複数のインク流路と、各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部と、各インク流路の下流端が合流する混合部とを備え、前記インク吐出口から吐出される複数のインクを連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記各インク流路の前記変調部から前記下流端までの長さを、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くしたことを特徴とする画像形成装置、により達成される。
【０００９】
同一の目的はまた、複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、前記各インクに対して別々に形成された複数のインク流路と、各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部と、各画素に対応して形成され各インク流路の下流端が合流する混合部と、各画素に対応する混合部の下流側に連続して設けられた混合液流路と、前記混合液流路の下流側に接続され各混合部から吐出される複数のインクの混合液を前記画素の配列方向に一体化し帯状にして吐出するスリット状の一体化部とを備え、前記一体化部から層流として帯状に吐出される混合液を連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記混合液流路の長さを１画素分の混合液容量に相当する混合液流路長さよりも長くしたことを特徴とする画像形成装置、により達成される。
【００１０】
同一の目的はさらに、複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、前記各インクに対して別々に形成された複数のインク流路と、各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部と、各画素に対する複数のインク流路の下流端が合流し前記画像受容体に対向する混合部とを備え、前記インク吐出口から吐出される複数のインクを連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記変調部から前記混合部までの１つの画素を形成するための複数のインク流路を仕切る流路壁の下流端を混合部の流路壁下流端よりも上流側へ後退させたことを特徴とする画像形成装置、によっても達成される。
【００１１】
この場合にインク流路の下流端を仕切る流路壁下流端の混合部の流路壁下流端に対する後退量は、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも大きくするのがよい。前記複数のインクの合計吐出体積流量は常に一定となるように各インクの流量を制御するのが望ましい。画像受容体へのインクの移送が安定するからである。
【００１２】
画像受容体はプリント用紙として、このプリント用紙に直接画像を形成することができる。しかし吐出口と画像受容体との間にドラム状あるいはベルト状の中間画像受容体を介在させ、吐出口から供給されるインク液体をこの中間画像受容体上に載せてからこのインク液体を画像受容体に転写する方式としてもよい。インク吐出口は画像受容体の幅方向（移動方向に直交する方向）に並ぶ画素毎に別々に設けるのがよいが、画像受容体の移動方向にのみ濃度および／または色を変化させる場合にはインク吐出口を画像受容体の幅方向に長いスリット状としてもよい。
【００１３】
少なくとも一種のインクは無色透明インク、すなわち乾燥後に無色透明になるインクとすれば、この透明インクの混合割合を変えることにより濃度を制御することができ、この透明インクの供給量は０にならないように常時加えるようにしてもよい。この場合にはこの透明インクに酸化防止剤や紫外線吸収剤などの退色防止剤や他の成分を含有させておくことにより、画像に退色防止や他の性質を付与することができるからである。
【００１４】
１つの画素に対して複数のインクは、同じ共通のインク吐出口から画像受容体へ移送することにより、画像の濃度ずれや色ずれを無くすか極めて小さくすることができる。しかし１つの画素に対して複数のインクの吐出口を互いに近接させて別々に形成してもよい。すなわち各インクが各吐出口付近で合流し混合するものであってもよい。また複数のインクの流量は画素ごとに制御することにより画像受容体の移動方向および幅方向の両方向に濃度および／または色が変化する画像を形成することができる。
【００１５】
インク吐出口から吐出される複数のインクは液滴とせずに連続流として画像受容体に移し塗布するが、この連続塗布方式の場合には画素ごとに設けたインク吐出口を幅方向につなぐスリット状の一体化部を介して液体流を帯状の連続流として吐出させ、画像受容体に移すことができる。
【００１６】
複数のインクの流量（インク流量）を制御する変調部は、例えば各インク流路へのインク供給圧力を一定に保ちつつ、各インクの流路の断面積をピエゾ素子などによって変化させるものが可能である。この場合流路に臨むダイヤフラムをピエゾ素子で開閉する。ピエゾ素子は素子自身の機械的固有振動数（共振周波数）で駆動することができ、この周波数のパルス数を変えることにより素子の駆動時間を変え、流量を制御する。ピエゾ素子はアナログ信号によって連続的にその歪量（ダイヤフラムの開度）を制御することもでき、この場合にはアナログ信号の電圧により流量を制御する。
【００１７】
複数のインクの流量を全てこのピエゾ素子を用いて制御する場合は、これらのピエゾ素子で制御するインク流路断面積の合計が常に一定になるようにする。例えば各ピエゾ素子の駆動時間パルス数の合計が一定になるようにしたり、アナログ信号の合計電圧が一定になるようにする。
【００１８】
各インク流路に設ける変調部は、キャビティ部と、逆止弁と、キャビティ部の容積を変化させる可動部材（ダイヤフラムなど）と、この可動部材を駆動する駆動部とで形成することができる。駆動部は例えばピエゾ素子で形成することができ、この場合ピエゾ素子は素子に固有な機械的共振周波数で駆動される。各ピエゾ素子の駆動周波数のパルス数（一定時間内あるいは単位時間内のパルス数）の合計（各ピエゾ素子のパルス数の合計）が、常に一定になるように各ピエゾ素子を制御することによりインクの合計吐出体積流量を一定にすることができる。
【００１９】
インク吐出口は画像受容体の幅方向に並ぶ画素ごとに並設させ、これらを独立して画像受容体に対向させることができる。この場合には連続塗布方式によってインクの液滴を移送することができる。連続塗布方式にする時には、各インク吐出口から吐出される流体を画像受容体の幅方向に長いスリット状の一体化部を介して画像受容体に導くことができる。このようにスリット状一体化部を介すことにより、インク液体流を定常流として一層安定させて画像受容体に導くことができる。
【００２０】
連続塗布方式の場合にはインク吐出口から吐出される液体を中間画像受容体に移し、この中間画像受容体から画像受容体にインク液体を転写することができる。このように中間画像受容体を介することによりインク吐出口から吐出されるインク液体の移転を円滑に行わせ、プリント用紙などの画像受容体の品質不揃いなどに起因する画質不良の発生を防ぐことができる。
【００２１】
【作用】
各画素に対して混合するインクを導くインク流路に、それぞれインク量を調整する変調部を設け、この変調部から上流側のインクタンクに至るまでの長さを一定以上にするから、この変調部を加振源としてインクを介してインクタンクに伝わる圧力波（圧力振動）が隣接する他の画素に対するインク流路に干渉しにくくなり、各画素に対するインク量の変動を防ぐことができる。
【００２２】
すなわち変調部からインク流路の上流端であるインクタンク側の開口端までの長さは、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くしたので、各インク流路内のインクの脈動がインクタンクを介して互いに干渉しにくくなり、インクの流動が円滑になる。また或る画像信号により変調したインク量を吐出した直後に次の画像信号により変調される予定の最小限のインク量は、各インク流路内の変調部より上流側の部分に蓄えられていることになる。このためこの画像信号に対応する適正なインク量が変調部より下流側へ送り出され得ることになる。
【００２３】
各画素に対して、変調部から複数のインクを混合する混合部までの長さ、すなわちインク流路の変調部からインク流路の下流端までの長さを、前記と同様に前記１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くすれば、同様の理由から混合部内の混合流体を介して隣接するインク流路内のインクが干渉するのを抑制して、インク量の変動を防ぐことができる。
【００２４】
各画素に対して設けた混合部から混合液を混合液流路を介してスリット状の一体化部に導き、この一体化部から複数の画素に対応する混合液を帯状に一体化して吐出させ、画像受容体に導く場合には、混合液流路の長さを混合液流路径および１画素分の混合液容量に相当する混合液流路長さのいずれか短い寸法よりも長くすることにより、異なる画素に対する混合液が一体化部を介して干渉するのを防止することができ、同様の効果が得られる。
【００２５】
さらに１つの画素に対して複数インクを混合部で合流させこの混合部から直接画像受容体に移送する際には、１つの画素を形成するための複数のインク流路を仕切る流路壁の下流端を混合部の流路壁下流端よりも上流側へ後退させることにより、１つの画素に対して複数のインク流路が吐出するインクを混合部で混合させてから画像受容体に移送することができる。このため、同様に画質を向上させるという効果が得られる。またこの混合部には、少なくとも１画素分のインク容量を収容できる容量とすれば、画質向上に一層適する。
【００２６】
【実施態様】
まずこの一実施態様の全体構成を図１〜３を用いて説明する。
【００２７】
【全体構成】
図１は本発明の一実施態様である連続塗布方式の画像形成装置の概念図、図２はここに用いる画像形成部の構成を示す概念図、図３は変調部の構成例を示す図である。図１において符号１０はプラテン、１２はこのプラテン１０に巻掛けられた画像受容体としてのプリント用紙である。このプリント用紙１２はプラテン１０の図上時計方向の回転によって一定速度で矢印方向に送られる。
【００２８】
１４は下塗り部であり、インクの付着性を向上させて画質の向上を図るために透明な下塗り液をプリント用紙１２に塗布する。１６は画像形成部であり、第１のインクと第２のインクとを混合してプリント用紙１２に導くことによりプリント用紙１２に画像を形成する。１８はこの画像形成部１６で画像が形成されたプリント用紙１２を加熱し、インクを乾燥させるヒータである。
【００２９】
画像形成部１６は図２に示すように構成される。２０は第１のインクタンク、２２は第２のインクタンクであり、これらのインクタンク２０，２２には図１に示す主タンク２４，２６からインク供給ポンプ２８，３０によって第１のインクおよび第２のインクがそれぞれ一定圧力で供給される。このインク供給ポンプ２８，３０は、例えば密閉した主タンク２４，２６の内圧を一定圧に加圧するエアポンプで形成される。第１のインクは例えば無色透明インク、すなわち乾燥した時に無色透明となる透明希釈液であり、酸化防止剤や紫外線吸収剤などの退色防止剤を含む。第２のインクは例えば黒色のインクである。
【００３０】
３２（３２Ａ、３２Ｂ、…）は各画素毎に別々に形成される混合部であり、各混合部３２は第１のインク流路３４（３４Ａ、３４Ｂ、…）および第２のインク流路３６（３６Ａ、３６Ｂ、…）によって第１および第２のインクタンク２０，２２に接続されている。それぞれのインク流路３４，３６にはインク流量を制御するための変調部３８（３８Ａ、３８Ｂ、…）および４０（４０Ａ、４０Ｂ、…）が設けられている。
【００３１】
変調部３８，４０は例えば図３に示すように構成することができる。図３の（Ａ）はインク流路３４，３６の内壁に臨む可動部材であるダイヤフラム４２を図示しないピエゾ素子などの駆動部により駆動することにより、この変調部３８、４０のインク流路面積を変化させるものである。駆動部は静電力を利用するものなど、他の原理によるものであってもよい。図３の（Ｂ）はインク流路３４，３６の内壁にヒータ電極４４を固定し、ヒータ電極４４によりインクを加熱して気泡を発生させることによってインクを変調させるものである。またヒータ電極４４はインクの温度を変化させることによりインクの粘性を変化させるものであってもよい。
【００３２】
図３の（Ｃ）はインク流路３４，３６に開閉弁４６を設けたものであり、この開閉弁４６は例えばバイモルフにより開閉させるものである。なお図３の（Ａ）、（Ｂ）において変調部３８，４０付近に逆止弁（図示せず）を設ければインクの流れは一層円滑になる。ここに用いる逆止弁としては、例えばインク流動抵抗が一方向に小さく他方向に大きくなる絞りで形成することができる。
【００３３】
これらの変調部３８，４０は、制御部４８（図１）によって、各画素に対して各インク通路３４，３６から供給される第１および第２のインクの合計供給量Ｓ0を常に一定とするように制御される。すなわち各画素ごとに設けた混合部３２に流入する合計インク量が一定になるように制御される。
【００３４】
この制御部４８は、濃度信号（画像信号）に基づいて第１および第２のインクの混合割合（Ｓ1／Ｓ2）を演算する。ここに第１および第２のインクの供給量Ｓ1，Ｓ2は、その合計（Ｓ1＋Ｓ2）が一定量Ｓ0となるように決める。そして各流路３４，３６の供給量がＳ1，Ｓ2となるように変調部３８，４０を駆動する。
【００３５】
例えば変調部３８，４０を図３（Ａ）のようにダイヤフラム４２とピエゾ素子などで構成する場合には、ピエゾ素子に固有の機械的な共振周波数を有するパルスによって駆動し、このパルス数によってダイヤフラムの開閉回数を制御し、その結果流量Ｓ1，Ｓ2が制御されるように構成することができる。この場合に、インク流路３４，３６の流路抵抗やインク供給圧力やダイヤフラム４２の開閉条件等が揃っているものとすれば、ピエゾ素子の駆動パルス数の合計が一定になるように制御することにより、合計流量Ｓ0＝Ｓ1＋Ｓ2を一定に管理することができる。
【００３６】
このように流量が制御された第１および第２のインクは、各画素に対して設けた混合部３２で混合された後、この混合液は混合液流路５０（５０Ａ、５０Ｂ、…）を通してスリット状の一体化部５２に導かれる。一体化部５２は各混合部３２から吐出される複数の画素に対応する混合液をプリント用紙１２の幅方向に一体化し帯状に吐出する。
【００３７】
一体化部５２から連続流となって吐出された混合液は、この一体化部５２のスリット状の開口に近接して対向するプリント用紙１２に連続塗布される。各画素に対応する変調部３８，４０をそれぞれの濃度信号（画像信号）によって制御することにより画像を形成することができる。この場合に第１および第２のインクは互いに混合せず乱れの無い層流として塗布する。
【００３８】
ここに層流は、第１および第２のインクの境界近傍だけで混合した状態の流れを含む。第１、第２のインクは均一に混合してもよいが、このように層流とすることにより、プリント用紙１２に形成した画像表面をいずれかのインクで覆うことができる。またいずれかのインクをプリント用紙１２の下塗り層に対してなじみが良いインクとすることにより画質を向上させることができる。
【００３９】
【実施態様１】
次にこの発明の第１の実施態様を図３を用いて説明する。この実施態様はインク流路３４，３６に設けた変調部３８，４０の上流側の長さＡを一定以上にしたものである。すなわちインク流路３４，３６の上流端であるインクタンク２０，２２側の開口部から変調部３８，４０の上流側の縁までの長さＡを、１つの画素分のインク容量に相当するインク流路長さ（Ｌ）より長くした。
【００４０】
また１画素分の適正なインク容量を送り出すことにより画質の良い画像が得られる。この時１画素のサイズは直径３００μｍに相当する。この時には１画素分のインク容量に相当するインク流路長さＬは例えば２０μｍとすることができる。
【００４１】
【実施態様２】
図４は他の実施態様を示す画像形成部１６Ａの断面図、図５はそのＶ−Ｖ線断面図である。この実施態様は混合部３２の上流側のインク流路３４，３６および下流側の混合液流路５０の長さを一定以上にしたものである。
【００４２】
インク流路３４，３６にはそれぞれ変調部３８，４０（図２参照）が設けられ、これら変調部３８，４０から供給される第１のインク（希釈液）および第２のインク（インク）はインク流路３４，３６に直交する混合液流路５０に流入し混合する。この場合混合部３２はインク流路３６が混合液流路５０に開口する領域となる。混合液流路５０は画素ごとに設けられ、プリント用紙１２の相対移動方向に対して直交あるいはほぼ直交する直線上に並んでいる。各混合液流路５０はプリント用紙１２に対向する一体化部５２に開口している。
【００４３】
ここにこの実施態様では、変調部３８，４０から混合部３２までの長さＢ（Ｂ１，Ｂ２）を一定以上とする。すなわちこれらの長さＢは、１画素分の混合液を形成するのに必要となる第１、第２のインクの最少インク容量に相当するインク流路長さよりも大とする。また混合液流路５０は、混合部３２から一体化部５２までの長さＣを一定以上とする。すなわちこの長さＣを１画素分の混合液の容量に相当する混合液流路長さよりも大とする。
【００４４】
この実施態様によれば、インク流路３４，３６の下流端が合流する混合部３２を介して、各インク流路３４，３６のインク流動が相互に及ぼす圧力波の影響を抑制することができる。また各画素に対する混合液が一体化部５２を介して及ぼす圧力波の影響を抑制することができる。
【００４５】
【実施態様３】
図６に示す画像形成部１６Ｂは図４，５の実施態様において、一体化部５２を省き各画素に対応する混合液流路５０を直接プリント用紙１２に対向させたものである。ここに混合部３２の下流側の長さＣは前記図４，５の実施態様と同様に一定長さ以上とした。
【００４６】
従って混合液をプリント用紙１２に連続塗布する場合に、隣接する画素に対する混合液がプリント用紙１２と画像形成部１６Ｂとの間で接触し一体化しても、混合液流路５０間の干渉が発生せず、塗布が円滑に行われ得る。
【００４７】
【実施態様４】
図７に示す画像形成部１６Ｃは、インク流路３４，３６の下流端に設ける混合部３２を、プリント用紙１２に対向させたものであり、図４〜６に示した混合液流路５０を省いたものに相当する。なお変調部３８，４０から混合部３２までの長さＢ1，Ｂ2は前記図４〜６の実施態様と同様に一定以上とした。この実施態様によれば変調部３８，４０から混合部３２までの長さＢ1，Ｂ2を十分長くできるから、インク同志の干渉が発生せず円滑に塗布することが可能になる。
【００４８】
またインク流路３４，３６の流路壁６０の下流端６０ａは、混合部３２の流路壁下流端６２よりも一定量上流側へ後退している。この後退量Ｄは、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも大きくした。従って混合部３２には１画素分以上のインク容量が収容可能となるから、画質が向上する。なお第１および第２のインクはプリント用紙１２に到達する前に混合部３２で混合させることができるので、複数のインクを予め混合してから塗布する場合に適することにもなる。
【００４９】
【実施態様５】
図８に示す画像形成部１６Ｄは、図７の実施態様において、各画素に対する混合部３２に一体化部５２を直接接続して設け、各混合部３２から吐出される混合液をこの一体化部５２で帯状に一体化し、帯状の連続流５４としてプリント用紙１２に移送するものである。この実施態様によれば前記各実施態様と同様な効果が得られる。
【００５０】
以上図１〜９で説明した実施態様では２種のインクを混合するもので、その一方を無色透明インクとしたから、濃度を変化させて画像を形成することができる。しかしこの発明は２種以上のインク、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクを混合したり、これらと無色透明なインクとを混合することによって色と濃度を同時に変化させるものであってもよい。画像形成部１６、１６Ａ〜Ｄは、プリント用紙１２などの画像受容体に直接画像を形成するものに代えて、中間ドラムなどの中間画像受容体に画像を形成し、この中間画像受容体からプリント用紙などの最終画像受容体に画像を転写するものであってもよい。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上のように、各インク流路の上流端から変調部までの長さを、一定以上としたものである。すなわち１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くした。このため各インク流路の上流端が接続されるインクタンクを介して異なる画素に対するインク流路の圧力波が互いに干渉し合うのを防ぎ、変調部間の圧力波の伝搬を減衰させ、互いの影響を弱めることができる。このため画質が向上する。
【００５２】
請求項２の発明は、変調部から混合部までの長さを一定以上とした。すなわち１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くした。このため混合部を介して異なるインク流路の圧力波が互いに干渉するのを防ぐことができ、同様な効果が得られる。
【００５３】
請求項３の発明は混合部の下流側に連続する混合液流路から吐出される各画素に対応する混合液を一体化部で一体化して画像受容体に移送する場合に、混合液流路の長さを一定以上とした。すなわち１画素分の混合液容量に相当する混合液流路長さよりも長くした。このため異なる混合液流路の圧力波が一体化部を介して互いに干渉するのを防ぐことができ、同様な効果が得られる。
【００５４】
請求項４の発明によれば、複数のインクをインク流路の下流端に設けた混合部を介して画像受容体に移送するから、インクを十分に混合してから塗布する場合に好適である。特にこの混合部の容積を１画素分のインク容量よりも大きくすれば、１画素に対応する混合液をこの混合部で混合してから画像受容体に移送することができるので画質が向上する（請求項５）。
【００５５】
各画素に対して複数のインクの合計吐出体積流量が常に一定となるようにインクの流量を制御すれば、画像受容体に導かれる複数のインクからなるインク液体の移送条件が揃い、円滑かつ高精度な移送が可能になる（請求項６）。ここに用いる複数のインクのうち少なくとも１種を無色透明なインクとし、この透明インクを常に含むように複数のインクの混合割合を制御する場合には、透明インクの混合割合を変えることにより濃度を変えることができる（請求項７）。複数のインクはイエロー、マゼンタ、シアンのインクとして、これらの混合比を変えることによりカラー画像を形成できる。また透明インクを用いる場合にはこの透明インクに退色防止剤などを含ませておくことにより画像の退色を防止したり他の特別な性質を付与することができる。
【００５６】
インク吐出口から吐出されるインク液体は、連続した流体流として画像受容体に移す方式、すなわち連続塗布方式で画像を形成する場合に、各画素ごとに設けたインク吐出口から連続流体流として吐出させて画像受容体に塗布してもよいが、各インク吐出口をつなぐスリット状の一体化部を通して吐出させてもよい。この場合には、インク液体を構成する複数のインクを互いに混合せずに乱れの無い層流としていずれかのインクを常に画像受容体側あるいは表面側に位置させて塗布することができ、画質を一層向上させることができる。
【００５７】
インク流量は、複数のインクの流路断面積を変化させることにより制御でき（請求項８）、このためには例えばピエゾ素子を用いることができる（請求項９）。このピエゾ素子はこの素子に固有な機械的共振周波数で駆動し、この周波数のパルス数によってインク流量を制御すればよい（請求項１０）。
【００５８】
変調部は、インク流路の断面積を制御するのに代えて、各インクの吐出量を変えるポンプとしてもよい（請求項１１）。例えばキャビティ部と、逆止弁と、可動部材と、駆動部とでこの変調部を形成してもよい。この場合駆動部はピエゾ素子で形成することができ、ピエゾ素子は素子に固有な機械的共振周波数で駆動し、この駆動周波数のパルス数（例えば単位時間内のパルス数）を各ピエゾ素子に対して合計した値が常に一定になるように制御することにより、インク吐出体積流量を一定に制御することができる（請求項１２）。
【００５９】
インク吐出口は画像受容体に近接して対向させ、インク液体をインク吐出口から連続した流体流として画像受容体に移送することができ、この場合各インク吐出口を共通のスリット状の一体化部に開口させ、この一体化部を介してインク液体を吐出させれば、複数のインクを互いに混合させず層流として塗布できるので画像受容体に接触するインクや表面に露出するインクに特別な性質を付与することにより画質を一層向上させることができる。なお画像受容体は、プリント用紙などの最終画像受容体だけでなく、ドラムなどの中間画像受容体を含む（請求項１３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様の画像形成装置の概念図
【図２】同じく画像形成部の構成を示す概念図
【図３】変調部の構成例を示す図
【図４】他の一実施態様を示す斜視図
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線断面図
【図６】他の実施態様である画像形成部を示す断面図
【図７】他の実施態様である画像形成部を示す断面図
【図８】他の実施態様である画像形成部を示す断面図
【図９】図８におけるIX-IX線断面図
【符号の説明】
１２ 画像受容体としてのプリント用紙
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ 画像形成部
２０、２２ インクタンク
３２ 混合部
３４ 第１のインク流路
３６ 第２のインク流路
３８、４０ 変調部
４２ ダイヤフラム（可動部材）
５０ 混合液流路
５２ 一体化部
５４ 連続流
６０ 流路壁
６０ａ 流路壁下流端
６２ 混合部下流端
Claims (13)
- 複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記複数のインクをそれぞれ収容する複数のインクタンクと、上流端が前記各インクタンクに接続された複数のインク流路と、前記各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部とを備え、前記インク吐出口から吐出される複数のインクを連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記各インク流路の上流端から前記変調部までの長さを、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くしたことを特徴とする画像形成装置。 - 複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記各インクに対して別々に形成された複数のインク流路と、各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部と、各インク流路の下流端が合流する混合部とを備え、前記インク吐出口から吐出される複数のインクを連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記各インク流路の前記変調部から前記下流端までの長さを、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも長くしたことを特徴とする画像形成装置。 - 複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記各インクに対して別々に形成された複数のインク流路と、各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部と、各画素に対応して形成され各インク流路の下流端が合流する混合部と、各画素に対応する混合部の下流側に連続して設けられた混合液流路と、前記混合液流路の下流側に接続され各混合部から吐出される複数のインクの混合液を前記画素の配列方向に一体化し帯状にして吐出するスリット状の一体化部とを備え、前記一体化部から層流として帯状に吐出される混合液を連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記混合液流路の長さを１画素分の混合液容量に相当する混合液流路長さよりも長くしたことを特徴とする画像形成装置。 - 複数のインクをそれらの混合割合を画像信号に基づいて変化させつつ各画素ごとにインク吐出口から吐出させ、かつ前記インク吐出口に対して相対移動する画像受容体に移送することによって画像を形成する画像形成装置において、
前記各インクに対して別々に形成された複数のインク流路と、各インク流路に設けられ前記各インクの吐出量を変化させる変調部と、各画素に対する複数のインク流路の下流端が合流し前記画像受容体に対向する混合部とを備え、前記インク吐出口から吐出される複数のインクを連続した流体流として前記画像受容体に連続塗布する一方、前記変調部から前記混合部までの１つの画素を形成するための複数のインク流路を仕切る流路壁の下流端を混合部の流路壁下流端よりも上流側へ後退させたことを特徴とする画像形成装置。 - インク流路の下流端を仕切る流路壁下流端の混合部の流路壁下流端に対する後退量は、１画素分のインク容量に相当するインク流路長さよりも大きくした請求項４の画像形成装置。
- 請求項１〜５のいずれかの画像形成装置であって、前記変調部は各画素に対して前記複数のインクの合計吐出体積流量が常に一定となるようにインクの流量を制御する画像形成装置。
- 各画素に対して複数のインクのうち少なくとも１種のインクは無色透明なインクであり、この透明なインクを常に含むように複数のインクの混合割合が制御される請求項１〜６のいずれかの画像形成装置。
- 変調部は、この変調部のインク流路の断面積を変化させることによってインク流量を制御する請求項１〜７のいずれかの画像形成装置。
- インク流路の断面積はピエゾ素子によって制御される請求項８の画像形成装置。
- ピエゾ素子は素子に固有な機械的共振周波数で駆動され、この周波数のパルス数を変化させることによってインク流量を制御する請求項９の画像形成装置。
- 変調部は、各インク流路に設けたキャビティ部と、このキャビティ部の近傍に設けた逆止弁と、前記キャビティ部に臨む可動部材と、この可動部材を駆動させて前記キャビティ部の容積を変化させる駆動部とを有する請求項１〜７のいずれかの画像形成装置。
- 駆動部はピエゾ素子で形成され、各ピエゾ素子は素子に固有な機械的共振周波数で駆動され、この周波数のパルス数の合計が常に一定になるよう各ピエゾ素子が制御される請求項１１の画像形成装置。
- 請求項７の画像形成装置において、さらにインク吐出口から吐出される流体を連続して受け取り画像受容体に移送する中間受容体を備える画像形成装置。
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