図1に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置100は、インクジェットプリンタとしてのプリンタであってフルカラーの画像形成を行うことができるようになっている。画像形成装置100は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。
画像形成装置100は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、OHPシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。画像形成装置100は、記録媒体である被記録材たる用紙としての記録体である転写紙Sの片面に画像形成可能な片面画像形成装置であるが、転写紙Sの両面に画像形成可能な両面画像形成装置であってもよい。
画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な、当該色のインクとしての導電性記録液である記録液を吐出する記録液吐出体としてのインクヘッドである記録ヘッドとしてのインクジェットヘッドたるヘッド61Y、61M、61C、61BKを有している。
ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、画像形成装置100の本体99の略中央部に配設された中間転写ドラムである中間転写体37の外周面に対向する位置に配設されている。ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、中間転写体37の移動方向であって図1において時計回り方向であるA1方向の上流側からこの順で並んでいる。同図において各符号の数字の後に付されたY、M、C、BKは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示している。
ヘッド61Y、61M、61C、61BKはそれぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の画像を形成するための記録液吐出装置であるインク吐出装置60Y、60M、60C、60BKに備えられている。なお、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、図1の紙面に垂直な方向に複数が並設された態様で、インク吐出装置60Y、60M、60C、60BKに備えられている。
中間転写体37は、A1方向に回転している状態で、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKに対向する領域で、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKからイエロー、マゼンタ、シアン、黒の記録液が順次重ね合わされる態様で吐出されて付与され、その表面上に画像が形成されるようになっている。このように、画像形成装置100は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを中間転写体37に対向させA1方向に並設したタンデム構造となっている。
ヘッド61Y、61M、61C、61BKによる中間転写体37に対する記録液の吐出すなわち付与は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の画像領域が中間転写体37上の同じ位置に重なるよう、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
画像形成装置100は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKをそれぞれ備えたインク吐出装置60Y、60M、60C、60BKと、中間転写体37を備え中間転写体37のA1方向への回転に伴って転写紙Sを搬送する用紙搬送ユニットとしての搬送ユニット10と、転写紙Sを多数枚積載可能であり積載した転写紙Sのうち最上位の転写紙Sのみを搬送ユニット10に向けて給送する給紙ユニット20と、搬送ユニット10によって搬送されてきた画像形成済み言い換えるとプリント済みの転写紙Sを多数積載可能な排紙台25とを有している。
画像形成装置100はまた、図2(b)に示すようにヘッド61Y、61M、61C、61BKから吐出された直後の記録液による液柱がヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37との間を一時的にブリッジした状態で、中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとの間に電位差が形成されるように、かかる液柱の状態の記録液の内部に電極酸化反応もしくは電極還元反応に起因する電流成分を含んだ通電を行いかかる状態の記録液に後述のように含まれている色剤の凝集を促進する電圧印加手段としての通電手段33を有している。
画像形成装置100はまた、図1に示すように、記録液等が転写紙Sに転写された後の中間転写体37から、中間転写体37上に残留している記録液等を除去してクリーニングするためのクリーニング手段としての清掃手段34と、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを一体に支持したヘッド支持体としてのキャリッジ50と、キャリッジ50を同図に示されている位置とこの位置から中間転写体37に近づけた位置との間で変位させることでヘッド61Y、61M、61C、61BKを同図に示されている位置と中間転写体37に当接させた位置との間で変位させ、ヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とを接離させる接離手段としての駆動部35と、画像形成装置100の動作全般を制御するCPU、メモリ等を含む制御手段としての制御部40とを有している。
搬送ユニット10は、中間転写体37の他に、中間転写体37に対向して配置され中間転写体37との間の領域である転写部31を転写紙Sが通過するときに中間転写体37上に担持された記録液による画像をその転写紙Sに転写する転写手段64と、給紙ユニット20から給送されてきた転写紙Sを転写部31に案内するとともに、転写部31を通過した転写紙Sを排紙台25に案内するガイド板39と、中間転写体37をA1方向に回転駆動する図示しない駆動手段としてのモータである中間転写体回転駆動モータ等とを有している。このように、画像形成装置100は、転写紙Sへの画像形成を中間転写体37を用いて間接的に行う間接方式の画像形成装置となっている。
転写手段64は、中間転写体37に従動回転する転写ローラ38と、転写ローラ38を中間転写体37に圧接し転写ローラ38を加圧ローラとして機能させる加圧手段としての図示しないばねと、このばねの付勢力に抗して転写ローラ38を中間転写体37から離間させる離間手段としての離間部36を備え、中間転写体37と転写ローラ38との間において転写紙Sを加圧搬送するようになっている。
図2に示すように、中間転写体37は、導電性基体であるアルミニウム製の支持体37aと、支持体37a上に形成されたシリコーンゴム製の表面層37bとを有している。支持体37aの材質はアルミニウムに限られるものではなく、機械的強度があれば、たとえばアルミ合金、銅、ステンレス等の金属によって形成しても良い。表面層37bの材質はシリコーンゴムに限られるものではなく、記録液の剥離性が高いという利点のためには表面エネルギーが低く転写紙Sへの追随性が高い弾性材料であればよく、たとえばニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素系ゴムなどによって形成しても良い。
表面層37bは、中間転写体37に導電性を付与するために、かかるゴム材料に導電剤としてのカーボン、白金、金などの金属微粒子を分散して混入させた導電性ゴムとされ、導電層となっている。ただし、導電性微粒子を増やすと導電性は向上するが、離型性が低下するトレードオフの関係であるので、適宜、調整が必要である。後述するように、ヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とが一時的にブリッジした記録液による液柱に所望の電位差を形成するには、導電性ゴムの体積抵抗率は103Ω・cm未満であることが好ましく、また、記録液の体積抵抗率よりも小さいことが望ましい。
表面層37bの厚みは0.1〜1mm程度がよく、0.2〜0.6mmが好適である。また、中間転写体37は、ドラム状でなく、後述するような無端ベルト状、その他可能であればシート状であっても良い。
図1に示すように、給紙ユニット20は、転写紙Sを多数枚積載可能な給紙トレイ21と、給紙トレイ21に積載された転写紙Sのうち最上位の転写紙Sのみを搬送ユニット10に向けて給送する給紙ローラ22と、給紙トレイ21及び給紙ローラ22を支持した筐体23と、給紙ローラ22を、ヘッド61Y、61M、61C、61BKにおける記録液の吐出タイミングに合わせるように回転駆動し転写紙Sを給送させる図示しない駆動手段としてのモータ等とを有している。
キャリッジ50は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKに劣化等が生じたときにこれらが新規のものに交換可能であるように、またメンテナンスを容易にするために、ヘッド61Y、61M、61C、61BKと一体で、本体99に対して着脱可能となっている。ヘッド61Y、61M、61C、61BKもそれぞれ、劣化等が生じたときに新規のものに交換可能であるように、またメンテナンスを容易にするために、独立して本体99に対して着脱可能となっている。これによって、交換作業、メンテナンス作業が容易化されている。
インク吐出装置60Y、60M、60C、60BKは、用いる記録液の色が異なるものの、その余の点では互いに略同様の構成となっている。インク吐出装置60Y、60M、60C、60BK、画像形成装置100はヘッド固定式のフルライン型となっている。
インク吐出装置60Y、60M、60C、60BKは、複数のヘッド61Y、61M、61C、61BKに供給される当該色の記録液を収容したメインタンクとしての記録液カートリッジであるインクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKと、インクカートリッジ81Y、81M、81C、81BK内に収容された記録液を各ヘッド61Y、61M、61C、61BKに向けて圧送し給送するための供給ポンプとしての図示しないポンプと、ポンプによってインクカートリッジ81Y、81M、81C、81BK側から供給されてきた記録液を各ヘッド61Y、61M、61C、61BKに分配して供給する記録液供給部であるインク供給部としてのディストリビュータである図示しないディストリビュータタンクとを有している。
インク吐出装置60Y、60M、60C、60BKはまた、ディストリビュータタンク内の記録液量の不足を検出するために同記録液量を検知する記録液量検知手段であるインク量検知手段としての図示しないインク量検知センサと、インクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKとディストリビュータタンクとの間の記録液の給送路をポンプとともに形成している図示しないパイプと、ディストリビュータタンクと各ヘッド61Y、61M、61C、61BKとの間の記録液の給送路を形成している図示しないパイプとを有している。
インクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKは、内部の記録液が消費されて残り少なくなったときあるいはなくなったとき等に新規のものに交換可能であるように、またメンテナンスを容易にするために、本体99に対して着脱可能となっている。
ポンプは、制御部40によって作動を制御される。具体的には、インク量検知センサによってディストリビュータタンク内の記録液量の不足が検出されたことを条件として、この不足が検出されなくなるまで駆動され、インクカートリッジ81Y、81M、81C、81BK内の記録液をディストリビュータタンクに供給する。この点、制御部40は記録液供給制御手段であるインク供給制御手段として機能する。制御部40は、画像形成装置100において駆動される構成については、特に説明しない場合であっても、その駆動を制御するようになっている。
記録液は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒に対応した色剤と、この色剤の分散剤であるアニオン性分散剤と、溶媒とを少なくとも含んでいる。かかる色剤とかかる分散剤とにより、記録液のインク成分はアニオン性基を有している。溶媒は安全性の観点及び後述する電気分解を生じせしめるための導電性の観点から水を含んでおり、記録液は導電性インクであり水溶性インクである水溶性記録液となっている。なお、記録液は、保存安定性の観点から、アルカリ性であることが望ましい。
記録液に用いられる色剤である顔料としては、特に限定されないが、オレンジ又はイエロー用の顔料として、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185等が挙げられる。
また、レッド又はマゼンタ用の顔料として、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
また、グリーン又はシアン用の顔料として、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
また、ブラック用の顔料として、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられる。
記録液中の顔料の含有量は、通常、0.1〜40質量%であり、1〜30質量%が好ましく、2〜20質量%がさらに好ましい。
アニオン性分散剤としては、特に限定されないが、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
記録液は、転写性の点から、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基等が塩基を用いて中和されたアニオン性基を有する樹脂をさらに含むことが好ましい。
記録液は、水に可溶な溶媒をさらに含んでもよい。水に可溶な溶媒としては、特に限定されないが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1、5−ペンタンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール、グリセリン等の多価アルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等の多価アルコール誘導体;ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等の含窒素溶媒;エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類;チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄溶媒;炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の炭酸アルキレンが挙げられ、二種以上併用してもよい。
たとえば、ブラック用の記録液すなわちブラックインクは、次のような組成とされている。固形分が20質量%のスルホン酸基結合型カーボンブラック顔料分散液CAB−O−JET−200(キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製)35.0質量%、2−ピロリドン10.0質量%、グリセリン14.0質量%、プロピレングリコールモノブチルエーテル0.9質量%、デヒドロ酢酸ソーダ0.1質量%及び蒸留水(残余)。
図2に示すように、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、同図において下方を向く記録液吐出側に配設された導電性のノズルプレートとしてのノズル板61aと、ノズル板61aに形成されたノズル61bと、ディストリビュータタンクから記録液を供給され記録液を充填されたインク室61cと、インク室61c内の記録液をノズル61bから吐出させる図示しないインク吐出手段とを有している。ノズル板61a、ノズル61b、インク室61c、インク吐出手段はこれらが1組となって、それぞれ各ヘッド61Y、61M、61C、61BKに多数備えられているが、同図においてはそのうちの1組のみを図示している。
ノズル板61aは、詳細な図示を省略するが、導電性の基板と、この基板の、中間転写体37に対向する側の面に形成された撥水膜とを有している。撥水膜は、フッ素系撥水剤やシリコン系撥水剤などを塗布して形成しても良いし、フッ素系高分子やフッ素―金属化合物共析などをメッキして形成しても良く、撥水性がある膜なら特に限定されない。ノズル板61aは、インク室61c側の面をインク室61c内の記録液との界面を形成する界面形成部として備えており、後述するようにカソードとして機能する。
ノズル板61aは、全体が導電性であっても良いし、インク室61c側の面のみを導電処理された部材であっても良いし、インク室61c側に配設された導電性部材と中間転写体37側に配設された絶縁性部材とによって構成しても良い。
ノズル板61aの導電性の部分は、後述するようにカソードとして備えられるため、金属溶出に対して耐性を有する材質によって構成する必要はなく、SUS合金、ニッケル等の金属、カーボンなど導電性の高い材料によって構成されればよい。
ノズル板61aは、中間転写体37とのギャップが50〜200μmの間で設定される。かかるギャップが50μm未満であると、回転体である中間転写体37とノズル板61aとのギャップを維持することが困難になることがあり、またかかるギャップが200μmを超えると、後述する液注のブリッジが形成されにくくなることがあるためである。ただし、ギャップの維持さえ可能なら50μm未満でも特に問題はない。
ノズル板61aは、ノズル61bを備えたノズル部となっており、とくに、中間転写体37に対向したノズル面61dがノズル部となっている。
インク吐出手段は、各ノズル61bから記録液を液滴化して吐出させ中間転写体37に着弾させるための圧力印加を行うアクチュエータとして圧電素子を有し、制御部40による制御によって圧電素子に印加される電圧パルスに応じてノズル61bから記録液を吐出するようになっている。この点、制御部40は、インク吐出制御手段として機能する。インク吐出制御手段として機能する制御部40は、かかる圧電素子を駆動するための電圧パルスを所定の信号波形でかかる圧電素子のそれぞれに入力する。インク吐出制御手段として機能する制御部40は、各ノズル61bから吐出された記録液により、任意のパターンすなわち画像を形成するように、各圧電素子を駆動する。この点、制御部40は、画像制御装置として機能する。
インク吐出手段のアクチュエータはピエゾ方式等の、形状変形素子方式である他の方式の可動アクチュエータであってもよいし、サーマル方式等の加熱ヒータ方式を採用した加熱手段による記録液の沸騰によってノズル61bから記録液を吐出させるものであっても良いし、電圧印加手段による静電引力によって記録液吐出するものであっても良く、あらゆる方法で記録液を吐出するものを採用可能である。
すでに述べたように、画像形成装置100はヘッド固定式のフルライン型となっている。図3に、ヘッド61Y、61M、61C、61BKの構成態様を例示する。同図(a)に示すヘッド61Y、61M、61C、61BKは、ノズル板61aが、多数のノズル61bを同図左右方向に対応する主走査方向に沿ってライン状に有するとともにこのライン状に配列された多数のノズルを副走査方向すなわち主走査方向に直交する同図上下方向に対応する方向に沿って2列備えていることにより、フルライン型のインクジェットヘッドとなっている。なお、主走査方向は、図1における紙面に垂直な方向に対応している。同図(b)に示すヘッド61Y、61M、61C、61BKは、同図(a)に示したのと同様の態様で多数のノズル61bを備えたノズル板61aであって同図(a)に示したノズル板61aよりも小さなノズル板61aを、更に格子状に複数並設することで、フルライン型のインクジェットヘッドとなっている。同図(a)、(b)のいずれにおいても、ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、ノズル61bを2次元状に備えたライン型ヘッドとなっているが、ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、ノズル61bを主走査方向に複数備えた1次元状のライン型ヘッドであっても良い。なお、ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、シリアルスキャン型のインクジェットヘッドであっても良い。
通電手段33は、電源33aと、電源33aを支持体37aとノズル板61aとに接続した特に図示しない電気回路と、制御部40の機能の一部として実現され電源33aによる電圧の印加タイミング、印加時間を制御する電圧印加制御手段とを有している。電圧印加制御手段としての制御部40は、電源33aの電圧を変更する電圧変更手段としても機能する。
電源33aは、電気回路により、陽極を支持体37aに接続され、陰極をノズル板61aに接続されている。よって、通電手段33は、中間転写体37をアノードとして備え、ノズル板61aをカソードとして備えている。
清掃手段34は、図示を省略するが、中間転写体37上に形成された画像を構成する記録液のうち転写紙Sに転写されなかった記録液を残インクとして中間転写体37表面から掻き落とす、中間転写体37に対していわゆるカウンター当接の態様で当接した、弾性体としてのゴムによって形成された清掃部材としてのゴムブレードであるクリーニングブレードと、このクリーニングブレードを中間転写体37に押し当てる押し当て手段と、クリーニングブレードによって中間転写体37表面から掻き落とされた記録液や埃等の異物を収集するための廃液ボトルとを有している。清掃手段34はクリーニングブレードとともに、清掃部材としてのクリーニングローラを備えていてもよい。
このような構成の画像形成装置100においては、画像形成開始の旨の所定の信号の入力により、中間転写体37が各ヘッド61Y、61M、61C、61BKに対向しながらA1方向に回転し、この過程で、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の画像領域が中間転写体37の同じ位置に重なるよう、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKから、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の記録液が、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして順次重ね合わされる態様で吐出され、中間転写体37上に一時的に画像が担持される。
このとき、電圧印加制御手段としての制御部40により、通電手段33が駆動され、電源33aから支持体37aとノズル板61aとの間に電圧が印加されている。
この状態で、記録液が、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKから中間転写体37上に付与されるが、そのときには、まず、ヘッド61Y、61M、61C、61BKから、図2(a)に示すように、ノズル61bにおいてメニスカスを形成している記録液が、図2(b)に示すように、中間転写体37に向けて移動し、ノズル61bと中間転写体37との間に、記録液からなる液柱のブリッジが一時的に形成され、次いで、図2(c)に示すように、記録液からなる液柱のブリッジが分断されることによって中間転写体37に担持され、中間転写体37上に記録液による画像が形成される。
そして、図2(b)に示した、記録液からなる液注のブリッジが形成された状態では、通電手段33により、記録液中の色剤成分が凝集作用を受ける。具体的には、通電手段33の電圧印加により、カソードであるノズル板61aとアノードである中間転写体37とにはそれぞれ次の電極反応が生じ、記録液の液柱のブリッジに含まれる水が電気分解される。
カソード:4H2O+4e−→2H2+4OH−・・・反応式(1)
アノード:2H2O→4H++O2+4e−・・・反応式(2)
反応式(1)によると、カソードとして機能するノズル面61d側では水酸化物イオンが生成して、結果、アルカリ性を示す。記録液の色剤がアニオン性顔料であるため、かかるアルカリ条件で高い分散性を示し、ノズル面61dに付着した記録媒体が溶解しやすくなる。また反応式(2)によると、アノードとして機能する中間転写体37の表面で、記録液の液柱のブリッジに含まれる水が酸化して水素イオンであるプロトン(H+)が生成して、結果、酸性を示し、図4に示すように、アニオン性分散剤Dにより分散されている顔料Pが、プロトンを介して凝集する。すなわち、記録液の色剤がアニオン性顔料であるため、水素イオンのプラス電荷とアニオン系顔料のマイナス電荷とが打ち消しあい、静電反発が減少して凝集・増粘・固化といった現象が対向電極である中間転写体37の近傍、特に電極界面である中間転写体37表面で起こる。これにより、隣接するドット間の滲みの発生が抑制され、高精細な画像が形成される。また、かかる電圧印加によりノズル61bの目詰まりが予防されるという利点もある。なお、かかるブリッジを形成する時間は、圧電素子に印加される電磁パルスのピーク電圧とパルス幅等により制御可能である。
ここで、図5を用いて、カソード及びアノードの間に形成される液柱のブリッジについて説明する。液柱のブリッジBの内部では、カチオン及びアニオンは、それぞれカソードC及びアノードAの近傍に移動する。その結果、カソードC及びアノードAの表面に、それぞれ電気二重層EC及びEAが形成されるが、電気二重層EC及びEAの充電速度は、液柱のブリッジBの導電率、記録液に含まれるイオンの濃度でほぼ決定される。このとき、電気二重層EAの電圧が数Vに達すると、水が電気分解してファラデー電流が流れる。その結果、アノードAの表面では、水が酸化してプロトンが生成し、アニオン性分散剤により分散されている顔料が凝集する。すなわち、かかるブリッジが形成された瞬間に、ブリッジに、顔料の凝集作用をもたらすイオンが効率よく生成することで、記録液の中間転写体37への着液と同時に顔料の凝集が行われる。その結果、隣接する記録液ドット間における顔料の滲みが発生せず、非常に高精細な溶質画像が形成される。
このように、通電手段33は、液柱のブリッジBを形成している記録液を電気分解するための、中間転写体37と、ヘッド61Y、61M、61C、61BK、具体的にはノズル板61aとの間の電圧印加を行なうための構成となっている。
液柱のブリッジBが形成されてから分断されるまでの時間は、通常、数マイクロ秒〜数十マイクロ秒であり、記録液の導電率は、通常、数十mS/m〜数百mS/mである。このため、中間転写体37に記録液による画像を形成するためには、通電手段33による印加電圧は、水の理論分解電圧である1.23Vや一般的な水の電気分解の条件である数V〜十数Vでは不十分であり、数十V〜数百Vであることが好ましい。
液柱のブリッジBが形成されている状態は、高速度カメラによって観察される。この観察により、インク吐出制御手段として機能する制御部40によりインク吐出手段の圧電素子に電圧パルスを入力してから、ノズル61bから記録液が吐出されるタイミング、記録液が吐出されてから中間転写体37との間でブリッジBが形成されるまでのタイミング、ブリッジの継続時間が、各ノズル61bについて、μsec単位で計測することが可能である。
なお、反応式(1)、(2)に加えて、電極自身の酸化還元反応も同時に起こる。どのような反応が起きるかは、電極材料、電極電位、及び記録液及び後述するクリーニング液を用いる場合には記録液に加えてクリーニング液のpHによるが、電位−pH状態図(Pourbaix Diagram)を参照すれば容易に類推される。
中間転写体37上に担持された画像の先端が転写部31に到達するタイミングに合わせて、給紙ユニット20から給送された一枚の転写紙Sが転写部31に供給され、転写ローラ38が連れ回りしながら、転写部31を通過する転写紙Sに、中間転写体37上に担持されている画像が転写され、転写紙Sの表面に画像が形成される。画像が形成された転写紙Sは、排紙台25に案内され排紙台25上に積載される。
このようにして画像が転写紙Sに転写されるときには、凝集成分を含む記録液が転写紙Sに転写される。したがって、上述の凝集作用により凝集した色剤によって画像が形成されることにより、転写紙Sが普通紙である場合であっても、フェザリングやブリーディングを防止ないし抑制しつつ、高速で高画像濃度、高画質の画像形成が可能である。
また、高速の画像形成を行うには、記録液を速乾性とすることを要するため、記録液は転写紙Sへの吸収性が一般に高いが、この場合には記録液が転写紙Sの奥深くまで浸透し、いわゆる裏移りを生じ、両面画像形成に不向きとなる。しかし、かかる凝集作用により記録液の転写紙Sへの吸収性が低減されるためかかる裏移りが防止ないし抑制され、両面画像形成にも適している。さらにまた、記録液の転写紙Sへの吸収性が低減されることにより、転写紙Sのコックリングやカールなどの変形も抑制ないし防止されるとともに、これによって画像を担持した転写紙Sの搬送性が向上し、ジャムが防止ないし抑制されるなど、転写紙Sの取り扱いが容易化する。
転写部31における転写により、転写部31を通過した中間転写体37上には、記録液に起因する成分はほとんど残っていないが、中間転写体37は清掃手段34によるクリーニングを受けることで、記録液のオフセットが高度に防止ないし抑制され、繰り返し画像形成を行っても、オフセットによる地肌汚れが防止ないし抑制され、画像劣化、中間転写体37の劣化が抑制ないし防止されて、経時的に良好な画像形成を行うことが可能である。
以上のような画像形成動作を行う際あるいは非画像形成時である待機時には、記録液の飛散等によるインクミスト等により、図6(a)に示すように、ヘッド61Y、61M、61C、61BKの、ノズル板61aのノズル面61dに、記録液が付着することがある。ノズル面61dに付着した記録液は、雰囲気中の埃、紙粉等の異物を吸着する場合がある。その他、ノズル面61dには埃、紙粉等の異物が直接付着し得る。ノズル面61dに付着した記録液、異物による汚れが、とくにノズル61bの周辺において、進行すると、ノズル61bから吐出される記録液の曲がりによる精密な画像形成に対する悪影響が生じ、またかかる汚れがノズル61bに付着するとノズル61bの詰まりによる画像形成不良等の原因となり、画像形成に悪影響を及ぼすことがある。
そのため、画像形成装置100においては、画像形成を行った転写紙Sの枚数が所定枚数となったときに、中間転写体37によるノズル面61dのワイピング動作によりクリーニングを行うようになっている。画像形成装置100におけるノズル面61dのクリーニング動作を、図6ないし図8を参照しながら説明する。
なお、かかるクリーニング動作を行うタイミングとしては、画像形成を行った転写紙Sの枚数が所定枚数となったときのほかに、画像形成装置100にタイマーを配設し、非印字時間言い換えると非画像形成時間をタイマーによって計測し、非印字時間が所定時間以上となったときや、画像形成装置100に、ヘッド61Y、61M、61C、61BKからの記録液の吐出状態をセンシングするセンシング機構を配設し、このセンシング機構により、ヘッド61Y、61M、61C、61BKからの記録液の不吐出やヘッド61Y、61M、61C、61BKから吐出された記録液の曲がりである吐出曲がりが発生したことが検知されたとき、などが挙げられる。かかるセンシング機構としては、中間転写体37上に形成された画像パターンを認識し取得する1次元又は2次元の受光センサと、受光センサによって取得された画像パターンを解析する解析手段とを備えたものを用いることが可能である。クリーニング動作を行った後に、センシング機構によってヘッド61Y、61M、61C、61BKからの記録液の吐出状態をセンシングして、かかる吐出状態が十分良好な状態になるまで、クリーニング動作及びセンシングを繰り返すようにしても良い。
クリーニング動作を行う場合は、図6(a)に示した通常の印字状態すなわち画像形成状態である、ヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とが離間した離間状態から、図6(b)、図7、図8のステップS1に示すように、制御部40によって駆動部35を制御することでヘッド61Y、61M、61C、61BKを中間転写体37に所定圧力で当接させノズル面61dと中間転写体37とを当接させた当接状態とするとともに、図7、図8のステップS2に示すように、制御部40によって離間部36を制御することで転写ローラ38を中間転写体37から離間させた状態とする。
次いで、かかる状態を維持させながら、図6(b)、図8のステップS3に示すように、制御部40によって中間転写体回転駆動モータを制御することで中間転写体37をA1方向に回転駆動してノズル面61dと中間転写体37の表面とを相対的に移動させ、中間転写体37の表面にノズル面61dの摺擦を行わせてワイピング状態とし、ノズル面61dと中間転写体37との接触部分においてノズル面61dに付着している記録液、異物を拭い取らせ、擦り取らせて除去し、ノズル面61dのクリーニングを行わせる。
このクリーニングによって中間転写体37の表面に付着した記録液、異物は清掃手段34によって中間転写体37の表面から除去されるため、中間転写体37は清掃手段34によるクリーニングを受けることで清浄な状態に保たれる。ノズル面61dのクリーニングよって中間転写体37に付着した記録液や異物のオフセットが高度に防止ないし抑制され、その後に画像形成を行っても、オフセットによる地肌汚れが防止ないし抑制され、画像劣化、中間転写体37の劣化が抑制ないし防止されて、経時的に良好な画像形成を行うことが可能となっている。
ワイピング状態を所定時間継続すると、図8のステップS4に示すように、制御部40によって中間転写体回転駆動モータを制御することで中間転写体37の回転駆動を停止し、図6(c)、図8のステップS5に示すように、制御部40によって駆動部35を制御することでヘッド61Y、61M、61C、61BKを中間転写体37から離間させ、図1、図6(a)に示した元の位置である印字位置すなわち画像形成位置言い換えるとホームポジションに復帰した状態とするとともに、図8のステップS6に示すように、制御部40によって離間部36を制御することで転写ローラ38を中間転写体37に当接させ、図1に示した元の位置である当接位置すなわち転写位置言い換えるとホームポジションに復帰した状態とする。
このようなクリーニング動作を行うことで、ノズル面61dが清浄な状態に保たれ、ノズル61bからの記録液の吐出曲がりや不吐出が抑制ないし防止され、良好な画像形成を安定して行うことが可能となる。また、転写ローラ38を離間部36により中間転写体37から離間させることが可能であるため、画像形成中、とくに連帳紙に画像形成を行っている最中であっても、フルライン型のインクジェットヘッドであるヘッド61Y、61M、61C、61BKのノズル面をクリーニングすることが可能である。
以上のように、かかるクリーニング動作は、制御部40により、駆動部35、離間部36、中間転写体回転駆動モータを駆動する信号を生成し、この信号によって駆動部35、離間部36、中間転写体回転駆動モータを駆動することで行われる。この点、制御部40は、クリーニング制御手段として機能する。クリーニング制御手段としての制御部40と、中間転写体37をクリーニングするために中間転写体37や転写ローラ38を駆動するための駆動装置である駆動部35と、離間部36と、中間転写体回転駆動モータとは、かかるクリーニング動作を行うクリーニング機構としてのワイピング機構を構成している。このクリーニング機構は、中間転写体37を含むものであっても良い。クリーニング制御手段は、制御部40から独立した構成であってもよい。
駆動部35、離間部36はそれぞれ、中間転写体37、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを上述のように変位させるものであれば、その構成として、カム及びこれを駆動するモータ等を採用したものでも良いし、ピニオン、ラック、ピニオンを駆動するモータ等を採用したものでも良いし、ソレノイド等を採用したものでも良い。本形態におけるヘッド61Y、61M、61C、61BKは上述のようにフルライン型であるが、クリーニング機構は、大型化が防止ないし抑制されており、比較的低コストで省スペースとなっている。
かかるクリーニング動作を、ノズル板61a、ノズル面61d、とくにノズル61bを傷付けることなく行うために、中間転写体37は、弾性体を備えていることが好ましい。上述のように中間転写体37の表面層37bが、シリコーンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素系ゴムなどによって形成されているのは、これに適っている。さらに、中間転写体37は、これらの材質にフッ素系のコーティングを行ったエラストマーを備えていることが好適である。なお、中間転写体37は、支持体37aを備えず、かかる材質のみによって構成されていてもよい。
また、中間転写体37の、ノズル面61dに当接する部分すなわち表面は、ノズル面61dよりも後退接触角が小さいことが望ましい。後退接触角は、濡れ性を示す特性である。一般的に濡れ性というと、静的接触角や表面張力など、基材、ここでは中間転写体37又はノズル面61dと、液、ここでは記録液の親和性をみるが、動的接触角のうち後退接触角はかかる親和性の他に液の粘性による影響が加わった値として測定されるものである。これを画像形成装置100にあてはめてみると、後退接触角が大きい部材からは記録液が良く離型され、後退接触角が小さい部材へは記録液がより吸着する事が確認された。離型性がとくによい条件としては、ノズル面61dの後退接触角が純水に対して60°以上、望ましくは75°以上、中間転写体37表面の後退接触角が70°未満、更に望ましくは60°以下であるときであった。中間転写体37表面の材質を、ノズル面61dよりも後退接触角の小さい材質とすることにより、ノズル面61d上に付着したインクミストに代表される液体成分である記録液を効率的に除去することが可能となる。
また、中間転写体37の、ノズル面61dに当接する部分すなわち表面は、ノズル面61dよりもタック性が高いことが望ましい。タック性は、べたつき感を示す特性であり、その値であるタック値が大きいほどべたつき感が高い。ノズル面61d上の記録液の乾燥物すなわちインク乾燥体等の高粘度成分や埃、紙粉といった固形物を、中間転写体37によりノズル面61dから効率よく除去するためには、後退接触角よりもタック性が重要となる。中間転写体37表面の材質を、ノズル面61dよりもタック性の高い材質とすることにより、効率的に固形物をノズル面61dから中間転写体37へ移動させることが可能となり、より安定性の高い画像形成が可能となる。
なお、後退接触角は、自動接触角計DM500(協和界面科学社製)及び解析ソフトウェアFAMAS(協和界面科学社製)を用いて、23℃で測定した。また、タック値は、引っ張り試験機(レスカ社製)を用いて、直径が5mmの円柱形状のステンレスプローブを圧縮荷重200gfで1秒間押し付けた後、120mm/分で引き抜き、引き抜き時にかかる応力である。さらに、硬度は、JIS−A硬度計を用いて測定された値である。
以上説明した形態では、駆動部35は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを同時に駆動して中間転写体37に接離させる構成であるが、ヘッド61Y、61M、61C、61BKは互いに異なる色の記録液を吐出するものであるため、これらを中間転写体37で同時にクリーニングすると、中間転写体37によってノズル面61dから除去されたある色の記録液が、他の色の記録液を吐出するノズル61bに付着し、その後の記録液吐出時に混色を生じるおそれがあり、またそのノズル61bからこれに連なるインク室61c内に逆流して混色するおそれもある。混色は、画像形成の色品質を劣化させる要因となる。そこで、かかる混色の問題を回避するために、駆動部35を、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを独立して中間転写体37に接離可能とし、クリーニング制御手段としての制御部40は、上述のクリーニング動作を、ヘッド61Y、61M、61C、61BKのそれぞれのノズル面61dについて独立して行うようにすることが望ましい。各色のヘッド61Y、61M、61C、61BKのノズル面61dをそれぞれ独立して順次クリーニングすることで混色が回避可能となる。なお、この場合、駆動部35により各色のヘッド61Y、61M、61C、61BKについてのワイピング状態を順次独立して形成し、これに加えて離間部36による中間転写体37に対する転写ローラ38の接離を、全ての各色のヘッド61Y、61M、61C、61BKについてのワイピング状態の前後に行うこととすれば、中間転写体37に対する転写ローラ38の接離の回数を最小限として、クリーニング動作に要する時間が抑制される。
また、駆動部35は、図6(b)に示したワイピング状態において、図9に示すように、ノズル面61dと中間転写体37とが当接した位置が、ノズル面61dと中間転写体37とが相対的に移動する方向に沿って、ノズル面61dの一端側から他端側に向けて移動するように、ノズル面61dと中間転写体37とを当接させることが望ましい。この動作は、図8のステップS3とステップS4との間に行われる。
具体的には、駆動部35は、ワイピング状態において、図9(a)に示すように、ノズル面61dの、A1方向上流側の端部側を中間転写体37表面に当接させた状態から、同図(b)に示すように、ノズル面61dを同図における時計方向に傾け、ノズル面61dの、A1方向の中央部を中間転写体37表面に当接させた状態とし、さらに、同図(c)に示すように、ノズル面61dを同図における時計方向に傾け、ノズル面61dの、A1方向下流側の端部側を中間転写体37表面に当接させた状態とする。このように、ノズル面61dと中間転写体37とが相対的に移動する方向に沿って、ノズル面61dを、その一端側から他端側に向けて連続的に中間転写体37表面に当接させることにより、ノズル面61dに付着している記録液、異物をかかる一端側から他端側に向けて移動させながら中間転写体37表面に付着させることで、効率的にクリーニングが行われる。ノズル面61dと中間転写体37とが当接した、同図において紙面に垂直な方向に伸びる接触位置を移動させる方向は、図9に示したように(?)、中間転写体37の移動方向であるA1方向と逆方向であるほうが、中間転写体37によってノズル面61dを擦る力がより強くなり、クリーニング効果が大きく、好ましい。
以上述べたクリーニングをより良好がより良好に行われるように、画像形成装置100は、図10に示すように、ノズル面61dをクリーニングするためのクリーニング液を中間転写体37に供給し付与するクリーニング液付与手段としてのクリーニング液付与装置41を備えていることが望ましい。
クリーニング液付与装置41は、クリーニング液を収容し保持したクリーニング液タンクとしてのクリーニングタンクであるタンク41aと、タンク41aにその一部が浸漬され中間転写体37に当接して中間転写体37に従動回転しタンク41aに収容されたクリーニング液を供給され供給されたクリーニング液をその表面に担持して中間転写体37に塗布し供給する塗布部材としての塗布ローラ41bとを有している。なお、クリーニング液付与手段41は、クリーニング制御手段としての制御部40によって駆動を制御される、塗布ローラ41bを回転駆動する駆動手段としてのモータを備え、ワイピング状態において制御部40によってモータを制御し塗布ローラ41bを回転駆動してクリーニング液を中間転写体37に供給するようにしても良い。
クリーニング液としては、たとえば純水に電解質を加えた導電性の液体を用いることが可能であり、このクリーニング液は、安全性が高く入手が容易であるという利点がある。クリーニング液は、ノズル61bからインク室61cの内部に進入したときの影響を軽減するために、無色透明であることが望ましい。
さらに、クリーニング液は、記録液の吐出の安定性を確保するために、記録液の成分の一部を含むことが望ましい。これは、記録液の粘度、表面張力、phといった物性値が記録液の吐出性に大きく影響を及ぼすため、これらの物性値をほぼ一定に保つことを目的とするものである。かかる成分を含むことで、クリーニング液がノズル61bからインク室61c内部に逆流してインク室61c内の記録液と混合した場合にその影響が最小限に抑えられる。同様の理由により、クリーニング液は、湿潤剤、界面活性剤を含むことが望ましい。このような観点から、ブラック用の記録液が上述の組成の場合のクリーニング液の組成の例としては、次のものが挙げられる。2−ピロリドン10.0質量%、グリセリン14.0質量%、プロピレングリコールモノブチルエーテル0.9質量%、デヒドロ酢酸ソーダ0.1質量%及び蒸留水(残余)。
このようなクリーニング液付与装置41を備えた画像形成装置100においては、上述の画像形成時のみならず、ワイピング状態においても、クリーニング制御手段として機能する制御部40によって通電手段33を駆動し、ノズル板61aと中間転写体33との間に電圧印加を行う。また、ワイピング状態においては、クリーニング液が、ノズル板61aと中間転写体33との間に存在している状態となるように、クリーニング液付与装置41による中間転写体37へのクリーニング液の付与及びクリーニング制御手段として機能する制御部40による中間転写体37の回転駆動を行う。
したがって、ワイピング状態においては、中間転写体33がクリーニング液を介してノズル面61dに摺接することでノズル面61dのワイピングを行うため、ワイピングによってノズル面61d及び中間転写体37表面を傷付けることを防止ないし抑制しながらノズル面61dに付着した記録液、異物が除去されクリーニングが行われる。さらに、反応式(1)、反応式(2)、図4、図5に沿って説明した反応が、クリーニング液およびノズル面61dに付着している記録液の成分具体的にはインク成分の電気分解によっても生じるため、対向電極である中間転写体37表面に記録液の顔料が濃縮し、ノズル面61dと中間転写体37との間に介在する、記録液と混合したクリーニング液中のインク濃度が低下するため、ノズル面61dに付着した記録液付着物の溶解が促進される。このとき、クリーニング液が電解質成分の少ない抵抗体であれば、電位勾配が形成されるためアニオン性顔料の泳動効果も期待される。
中間転写体37に付与されたクリーニング液は、ノズル面61dから除去した記録液、異物、中間転写体37に凝集した記録液の凝集成分とともに、中間転写体37のA1方向への回転に伴って清掃手段34に到達し、清掃手段34によってかかる記録液、異物、凝集成分とともに中間転写体37から除去される。これによって、中間転写体37は清浄な状態に保たれる。
このような形態の画像形成装置100においては、ノズル面61dのクリーニングが、物理的なワイピング動作と同時に、化学的な、インク凝集体の再分散を促進させること、すなわち上述の凝集作用により中間転写体37に色剤を凝集させることによって行われるため、ノズル面61dが高度に清浄に保たれる。この構成においては、クリーニング機構に通電手段33が含まれる。
ただし、このような構成のクリーニング機構は、画像形成装置100が、反応式(1)、反応式(2)、図4、図5に沿って説明した反応を用いて上述の凝集作用により凝集した色剤によって画像を形成するタイプである場合に採用可能であり、このタイプでない場合には、クリーニング液自体がノズル面61dに付着した記録液と速やかに反応することが望ましい。この点、画像形成装置100において記録液はアニオン性のインク成分を含んでいることから、クリーニング液はアルカリ性であることが適している。ノズル面61dのノズル61bおよびその近傍では、乾燥して増粘した記録液や、記録液に含まれるインク成分の凝集体が付着することがあるが、アルカリ性のクリーニング液を用いてワイピングを行えばかかる記録液や凝集体の再分散が促進され、効率的に除去されることとなる。
以上述べた駆動部35は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを変位させることでノズル面61dと中間転写体37とを接離するものとしたが、駆動部35は、ノズル面61dと中間転写体37とを接離するのであれば、次に述べるように中間転写体37を変位させるものであっても良いし、ヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37との両方を変位させるものであっても良い。
以上述べた中間転写体37はドラム状としたが、図11に示すように、中間転写体37は無端のベルト状をなすものであっても良い。中間転写体37がベルト状であることに伴って、搬送ユニット10は、中間転写体37を巻き掛けたローラ42、43、44と、ローラ43を付勢した図示しないバネとを有している。中間転写体回転駆動モータは、ローラ42を回転駆動するようになっており、ローラ42は駆動ローラとなっている。ローラ43は、バネにより、中間転写体37の張力を一体に保つように変位するテンションローラとなっている。ローラ44は、中間転写体37を介して転写ローラ38に対向する定位置に配設されており、転写対向ローラとなっている。
ヘッド61Y、61M、61C、61は、中間転写体37の、ローラ42とローラ43との間に張設されている部分に対向するように平行に並べられる態様で備えられている。中間転写体37をベルト状とすることの利点は、この形態のようにヘッド61Y、61M、61C、61が並設可能となるなど、ヘッド61Y、61M、61C、61の配置上の自由度が高くなることにある。ただし、中間転写体37は、ドラム状であるほうが、ベルト状の中間転写体37の、端部のない形状に加工することが容易でない、駆動時にばたつきが生じる、巻き掛けるローラを複数要する、といった事情がないという利点がある。よって、中間転写体37をドラム状とするかベルト状とするかは、種々の事項を比較検討して適宜選択される。
図11に示す形態では、駆動部35は、中間転写体37を介してヘッド61Y、61M、61C、61のそれぞれに対向した位置に配設され中間転写体37に内側から当接して中間転写体37をノズル面61dに押し当てる態様で当接させる押し当て部材45と、各押し当て部材45を下方から支持し、各押し当て部材45を一体でヘッド61Y、61M、61C、61に接離する方向に変位させるための支持部材46とを有している。
駆動部35はまた、クリーニング制御手段として機能する制御部40によって制御され支持部材46を変位させることで各押し当て部材45を変位させ、同図(a)に示す、ヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とが離間した離間状態と、同図(b)に示す、中間転写体37をノズル面61dに押し当てた当接状態との何れかの状態を形成するための、図1に示した駆動部35と同様の構成の駆動部本体35aとを有している。
押し当て部材45はそれぞれ、ノズル面61dと中間転写体37とが相対的に移動する方向における幅が、このA1方向におけるヘッド61Y、61M、61C、61BKの幅と略等しく、中間転写体37を、ヘッド61Y、61M、61C、61BKそれぞれのノズル面61dの全体にわたって押し付けるようになっている。
このような構成の画像形成装置100におけるノズル面61dのクリーニング動作を、図11、図12を参照しながら説明する。なお、この形態ではクリーニング液付与装置41を備えていないが、クリーニング液付与装置41を備えていても良い。
クリーニング動作を行うにあたって、図11(a)、図12(a)に示した離間状態から、図11(b)、図12(b)に示すように、制御部40によって駆動部35を制御することで、押し当て部材45をヘッド61Y、61M、61C、61BK側に移動させて中間転写体37をヘッド61Y、61M、61C、61BKに所定圧力で当接させノズル面61dと中間転写体37とを当接させた当接状態とするとともに、図11(b)に示すように、制御部40によって離間部36を制御することで転写ローラ38を中間転写体37から離間させた状態とする。
次いで、かかる状態を維持させながら、図11(b)、図12(b)に示すように、制御部40によって中間転写体回転駆動モータを制御することで中間転写体37をA1方向に回転駆動してノズル面61dと中間転写体37の表面とを相対的に移動させ、中間転写体37の表面にノズル面61dの摺擦を行わせてワイピング状態とし、ノズル面61dと中間転写体37との接触部分においてノズル面61dに付着している記録液、異物を拭い取らせ、擦り取らせて除去し、ノズル面61dのクリーニングを行わせる。
このクリーニングによって中間転写体37の表面に付着した記録液、異物は清掃手段34によって中間転写体37の表面から除去されるため、中間転写体37は清掃手段34によるクリーニングを受けることで清浄な状態に保たれる。ノズル面61dのクリーニングよって中間転写体37に付着した記録液や異物のオフセットが高度に防止ないし抑制され、その後に画像形成を行っても、オフセットによる地肌汚れが防止ないし抑制され、画像劣化、中間転写体37の劣化が抑制ないし防止されて、経時的に良好な画像形成を行うことが可能となっている。
ワイピング状態を所定時間継続すると、制御部40によって中間転写体回転駆動モータを制御することで中間転写体37の回転駆動を停止し、図12(c)に示すように、制御部40によって駆動部35を制御することで押し当て部材45をヘッド61Y、61M、61C、61BKから遠ざける方向に移動させて中間転写体37をヘッド61Y、61M、61C、61BKから離間させ、図11(a)、図12(a)に示した元の位置である印字位置すなわち画像形成位置言い換えるとホームポジションに復帰した状態とするとともに、図11(a)に示すように、制御部40によって離間部36を制御することで転写ローラ38を中間転写体37に当接させ、図1に示した元の位置である当接位置すなわち転写位置言い換えるとホームポジションに復帰した状態とする。
このようなクリーニング動作を行うことで、ノズル面61dが清浄な状態に保たれ、ノズル61bからの記録液の吐出曲がりや不吐出が抑制ないし防止され、良好な画像形成を安定して行うことが可能となる。
この形態では、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを動かさずに、押し当て部材45を動かしてノズル面61dと中間転写体37とを当接させているが、上述した形態のように、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを移動させて中間転写体37に当接させても良く、この場合には、押し当て部材45は必ずしも存在している必要はない。ただし、ヘッド61Y、61M、61C、61BKがとくにフルライン型であるため、ヘッドヘッド61Y、61M、61C、61BK自体が大型であり記録液の供給配管や駆動ケーブルなどの配線が煩雑であることから、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを移動させる場合にはヘッド61Y、61M、61C、61BKを移動させるための機構が大型になる傾向にある。よって、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを移動させ中間転写体37に当接させる機構よりも、押し当て部材45を移動させてノズル面61dと中間転写体37とを当接させる機構のほうが簡易な構成となる。
また、押し当て部材45としては、中間転写体37に当接し中間転写体37をノズル面61dを押し当てる部位が弾性材料からなるものを用いると、押し当て部材45がないときに比してノズル面61dと中間転写体37との接触面積を増加させるとともに、ノズル面61d及び中間転写体37の経時的変化を抑制することが可能であり、またノズル面61dから記録液、異物がより効率よく除去されるようになり、より好ましい。
駆動部35は、各押し当て部材45を同時に駆動してヘッド61Y、61M、61C、61BKに接離させる構成であるが、すでに述べたのと同じように、混色を回避するために、各押し当て部材45を独立して駆動可能とし、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを順次クリーニングするようにしても良い。
図13に示すように、押し当て部材45はそれぞれ、ノズル面61dと中間転写体37とが相対的に移動する方向における幅が、このA1方向におけるヘッド61Y、61M、61C、61BKの幅よりも狭く、中間転写体37を、ヘッド61Y、61M、61C、61BKそれぞれのノズル面61dよりも狭い幅で押し付けるものであってもよい。
この場合、駆動部35は、図12(b)に示したワイピング状態に相当する、この形態におけるワイピング状態において、図13に示すように、ノズル面61dと中間転写体37とが当接した位置においてノズル面61dと中間転写体37とが相対的に移動する方向であるA1方向に一致するB1方向すなわち、ノズル面61dに平行な、押し当て部材45の移動するB1方向に沿って、ノズル面61dと中間転写体37とが当接した位置が、ノズル面61dの一端側から他端側に向けて移動するように、押し当て部材45を中間転写体37に当接させた状態を維持させながらB1方向に沿って移動させることが望ましい。
具体的には、駆動部35は、ワイピング状態において、図13(a)に示すように、押し当て部材45により、ノズル面61dの、B1方向における上流側の端部側を中間転写体37表面に当接させた状態から、同図(b)に示すように、押し当て部材45をB1方向に沿って移動させ、ノズル面61dの、B1方向の中央部を中間転写体37表面に当接させた状態とし、さらに、同図(c)に示すように、押し当て部材45をB1方向に沿って移動させ、ノズル面61dの、B1方向下流側の端部側を中間転写体37表面に当接させた状態とする。同図(a)から同図(c)までに示した一連の動作において、駆動部35は、押し当て部材45を、ノズル面61dと中間転写体37とが当接した位置における中間転写体37のA1方向への移動速度よりも速い速度でB1方向に駆動している。このように、ノズル面61dと中間転写体37とが相対的に移動する方向に沿って、ノズル面61dを、その一端側から他端側に向けて連続的に中間転写体37の移動速度より速く移動させながら中間転写体37表面に当接させることにより、ノズル面61dに付着している記録液、異物をかかる一端側から他端側に向けて移動させながら中間転写体37表面に付着させることで、より効率的にクリーニングが行われる。同図(a)から同図(c)までに示した一連の動作は、所定回数繰り返し行ってもよい。同図(a)から同図(c)までに示した一連の動作を繰り返し行えばノズル面61dのクリーニングが高精度に行われることとなる。
ここで、制御部40は、メモリに、以上述べた、記録液を吐出するノズル61bを備えたヘッド61Y、61M、61C、61BKと、ヘッド61Y、61M、61C、61BKにより吐出された記録液を付与される中間転写体37と、ヘッド61Y、61M、61C、61BKのノズル61bを備えたノズル面61dと中間転写体37とを接離させる駆動部35と、駆動部35によりノズル面61dと中間転写体37とを当接させた状態を維持させながらノズル面61dと中間転写体37とを相対的に移動させ中間転写体37にノズル面61dの摺擦を行わせてノズル面61dのクリーニングを行わせる制御部40とを用いるヘッドクリーニング方法を実行するためのヘッドクリーニングプログラムを記憶している。この点、制御部40ないしメモリは、ヘッドクリーニングプログラム記憶手段として機能している。かかるヘッドクリーニングプログラムは、制御部40に備えられたメモリのみならず、半導体媒体(たとえば、ROM、不揮発性メモリ等)、光媒体(たとえば、DVD、MO、MD、CD−R等)、磁気媒体(たとえば、ハードディスク、磁気テープ、フレキシブルディスク等)その他の記憶媒体に記憶可能であり、かかるメモリ、他の記憶媒体は、かかるヘッドクリーニングプログラムを記憶した場合に、かかるヘッドクリーニングプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記録媒体を構成する。
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
たとえば、上述の各構成においては、中間転写体にノズル部を摺擦させてノズル部のクリーニングを行わせるために、中間転写体側を移動させることでノズル部と中間転写体とを相対的に移動させたが、中間転写体にノズル部を摺擦させてノズル部のクリーニングを行うことが可能であれば、ノズル部側すなわちヘッド側を移動させることでノズル部と中間転写体とを相対的に移動させてもよい。
導電性記録液中の顔料は、カチオン性分散剤により分散し、カソードとして機能する中間転写体の表面で生成した水酸化物イオンを介して、凝集させてもよい。
本発明を適用する画像形成装置は、上述のタイプの画像形成装置に限らず、他のタイプの画像形成装置、すなわち、ヘッドに関してシャトル型であってもよいし、また、複写機、ファクシミリの単体、あるいはこれらの複合機、これらに関するモノクロ機等の複合機、その他、電気回路形成に用いられる画像形成装置、バイオテクノロジー分野において所定の画像を形成するのに用いられる画像形成装置であっても良い。ヘッドの数は画像形成装置の用途に応じて増減されるものであり、複数であっても、1つであってもよい。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。