JP5573685B2 - 画像形成装置、画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドによりインク等の記録液を中間転写体に付与して画像形成を行うインクジェット方式の画像形成装置、これを用いた画像形成方法に関する。

従来より、ピエゾ方式に代表される可動アクチュエータ方式、サーマル方式に代表される加熱膜沸騰方式等により、複数の微小ノズルからインク等の記録液を液滴化して吐出するヘッドを備え、インクジェット記録を行うインクジェットプリンタ等のインクジェット方式の画像形成装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕参照）。

インクジェット方式において、ヘッドから記録紙等の被記録材に記録液を直接吐出する構成では、ヘッドと被記録材とが近接するため、被記録材に付着している紙粉、埃等がノズルに付着しやすい。紙粉等がノズルに付着すると、ノズルから吐出される液滴の飛翔方向が乱れたり、ノズルが閉塞したりして、画像品質や信頼性が低下する。このような問題を回避するための方策としては、ノズルからの吐出安定性を優先し、粘度が小さい記録液を使用するのが一般的であるが、粘度が小さい記録液は、被記録材に着弾する際に滲みが発生しやすい。

そこで、ヘッドから吐出された記録液を担持する中間転写体を備え、中間転写体に画像を形成した後、被記録材に転写する画像形成装置が提案されている（たとえば、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕参照）。

また、このように中間転写体を備えた画像形成装置において、滲みをさらに減じるために、記録液をｐＨ変化させるための処理液を中間転写体に付与する処理液付与部を備えた画像形成装置が提案されている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。この画像形成装置では、記録液は、少なくとも顔料及びポリマー微粒子が水及び水溶性溶媒からなる媒体に分散されており、顔料及びポリマー微粒子は、ｐＨを変化させることにより凝集する。

その他、中間転写体を備えた画像形成装置において、滲みを減じるために、記録液を吸収する粉末を予め中間転写体上に付着させておく画像形成装置も提案されている（たとえば、〔特許文献２〕参照）。

しかしながら、かかる画像形成装置は、処理液あるいは粉末の付与により、印刷速度が低下するという問題や、装置が大型化してしまうという問題がある。また、粉末を付与する構成ではとくに、ノズルに粉末が付着しやすくヘッドからの記録液の吐出性能が低下しやすいが、かかる印刷速度の低下、装置の大型化という問題は、ヘッドからの記録液の吐出性能を担保しつつ、解決する必要がある。

本発明は、ヘッドからの記録液の吐出性能を担保しつつ、記録液以外の、処理液や粉末等を付与せずとも滲みを抑制する、ヘッドにより記録液を中間転写体に付与して画像形成を行う画像形成装置、これを用いた画像形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、導電性記録液を吐出するノズルを備えたヘッドと、このヘッドにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面が導電性の中間転写体と、前記ヘッドから吐出され同ヘッドと前記中間転写体との間を一時的にブリッジした状態の導電性記録液を電気分解するための前記中間転写体と前記ヘッドとの間の電圧印加を行うための電圧印加手段と、導電性記録液によって前記中間転写体上に担持された画像を被記録材に転写する転写手段と、前記電圧印加によって導電性記録液に印加される電圧による放電を制御するために同電圧印加の制御を行う電圧印加制御手段とを有し、前記状態となった導電性記録液の最も細い部分の直径が３μｍに細るタイミングで、前記電圧印加制御手段により、前記電圧印加における印加電圧を低下させる画像形成装置にある。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記タイミングで、前記電圧印加制御手段により、前記印加電圧を２００Ｖ以下に低下させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記タイミングで、前記電圧印加制御手段により、前記印加電圧を０Ｖに低下させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記ヘッドが複数のノズルを有し、当該ヘッドにおける複数のノズルから吐出されている前記状態となった導電性記録液の何れかの最も細い部分の直径が３μｍに細る最も早いタイミングで、前記電圧印加制御手段により、当該複数のノズルのすべてについて前記電圧印加における印加電圧を低下させることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置において、導電性記録液は、溶媒として水を含み、顔料がアニオン性分散剤により分散されており、前記中間転写体は、前記電圧印加手段によって電圧を印加されたときにアノードとして機能することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記ヘッドを複数有し、前記電圧印加制御手段により、それぞれの前記ヘッドにおいて個別に前記電圧印加が行われるように制御可能であることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載の画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法にある。

本発明は、導電性記録液を吐出するノズルを備えたヘッドと、このヘッドにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面が導電性の中間転写体と、前記ヘッドから吐出され同ヘッドと前記中間転写体との間を一時的にブリッジした状態の導電性記録液を電気分解するための前記中間転写体と前記ヘッドとの間の電圧印加を行うための電圧印加手段と、導電性記録液によって前記中間転写体上に担持された画像を被記録材に転写する転写手段と、前記電圧印加によって導電性記録液に印加される電圧による放電を制御するために同電圧印加の制御を行う電圧印加制御手段とを有し、前記状態となった導電性記録液の最も細い部分の直径が３μｍに細るタイミングで、前記電圧印加制御手段により、前記電圧印加における印加電圧を低下させる画像形成装置にあるので、導電性記録液の電気分解により、導電性記録液以外の、処理液や粉末等を付与しなくとも、滲みを抑制することができ、またこれに加えて、かかるタイミングを用いてかかる電圧印加を行うことでかかる電圧印加に起因する放電による導電性記録液の飛び散りやヘッド、中間転写体への負荷を防止ないし低減することができることにより、良好な画像形成を行うことが可能となる画像形成装置を提供することができる。

前記タイミングで、前記電圧印加制御手段により、前記印加電圧を２００Ｖ以下に低下させることとすれば、導電性記録液の電気分解により、導電性記録液以外の、処理液や粉末等を付与しなくとも、滲みを抑制することができ、またこれに加えて、かかる条件を用いてかかる電圧印加を行うことでかかる電圧印加に起因する放電による導電性記録液の飛び散りやヘッド、中間転写体への負荷をより高度に防止ないし低減することができることにより、より良好な画像形成を行うことが可能となる画像形成装置を提供することができる。

前記タイミングで、前記電圧印加制御手段により、前記印加電圧を０Ｖに低下させることとすれば、導電性記録液の電気分解により、導電性記録液以外の、処理液や粉末等を付与しなくとも、滲みを抑制することができ、またこれに加えて、かかる条件を用いてかかる電圧印加を行うことでかかる電圧印加に起因する放電による導電性記録液の飛び散りやヘッド、中間転写体への負荷をさらに高度に防止ないし低減することができることにより、さらに良好な画像形成を行うことが可能となる画像形成装置を提供することができる。

前記ヘッドが複数のノズルを有し、当該ヘッドにおける複数のノズルから吐出されている前記状態となった導電性記録液の何れかの最も細い部分の直径が３μｍに細る最も早いタイミングで、前記電圧印加制御手段により、当該複数のノズルのすべてについて前記電圧印加における印加電圧を低下させることとすれば、各ノズルから吐出される導電性記録液によるドット径を調整する場合にも、導電性記録液の電気分解により、導電性記録液以外の、処理液や粉末等を付与しなくとも、滲みを抑制することができ、またこれに加えて、かかる条件を用いてかかる電圧印加を行うことでかかる電圧印加に起因する放電による導電性記録液の飛び散りやヘッド、中間転写体への負荷を防止ないし低減することができることにより、より良好な画像形成を行うことが可能となる画像形成装置を提供することができる。

導電性記録液は、溶媒として水を含み、顔料がアニオン性分散剤により分散されており、前記中間転写体は、前記電圧印加手段によって電圧を印加されたときにアノードとして機能することとすれば、汎用性の高い導電性記録液の電気分解により、導電性記録液以外の、処理液や粉末等を付与しなくとも、滲みを抑制することができ、またこれに加えて、かかるタイミングを用いてかかる電圧印加を行うことでかかる電圧印加に起因する放電による導電性記録液の飛び散りやヘッド、中間転写体への負荷を防止ないし低減することができることにより、良好な画像形成を行うことが可能となる画像形成装置を提供することができる。

前記ヘッドを複数有し、前記電圧印加制御手段により、それぞれの前記ヘッドにおいて個別に前記電圧印加が行われるように制御可能であることとすれば、導電性記録液の電気分解により、導電性記録液以外の、処理液や粉末等を付与しなくとも、滲みを抑制することができ、またこれに加えて、かかる条件を用いてかかる電圧印加を行うことでかかる電圧印加に起因する放電による導電性記録液の飛び散りやヘッド、中間転写体への負荷をより高度に防止ないし低減することができることにより、良好な画像形成を行うことが可能となる画像形成装置を提供することができる。

本発明は、かかる画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法にあるので、導電性記録液の電気分解により、導電性記録液以外の、処理液や粉末等を付与しなくとも、滲みを抑制することができ、またこれに加えて、かかるタイミングを用いてかかる電圧印加を行うことでかかる電圧印加に起因する放電による導電性記録液の飛び散りやヘッド、中間転写体への負荷を防止ないし低減することができることにより、良好な画像形成を行うことが可能となる画像形成方法を提供することができる。

本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。 図１に示した画像形成装置においてヘッドから中間転写体に導電性記録液が付与される様子を示す概略図である。 図１に示した画像形成装置においてヘッドから吐出された導電性記録液中の顔料がプロトンを介して凝集した状態を示す概念図である。 図１に示した画像形成装置においてカソードとアノードとの間に形成される導電性記録液による液柱の状態を示す概念図である。 本発明の適用により画像形成が行われるか否かを確かめるための実験に用いた評価パターンの概念図である。 中間転写体表面が金属の画像形成装置においてヘッドから吐出された導電性記録液中の顔料がプロトン及び金属カチオンを介して凝集した状態を示す概念図である。 中間転写体表面が金属の画像形成装置において表面が弾性体の転写画像担持体を有する画像形成装置の構成例を示す概略正面図である。

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、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を備えている。なお、転写ローラ３８は転写紙Ｓに転写される画像を転写紙Ｓに定着させるためのヒータを内蔵していても良い。また、搬送ユニット１０は、転写ローラ３８によって中間転写体３７から転写紙Ｓに転写された画像を転写紙Ｓに定着させるための定着手段としての定着ローラを備えていてもよい。

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、たとえばウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルブタジエン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にあるので、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１０^３Ω・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。ただし、表面層３７ｂは必須の構成でなく、支持体３７ａのみを中間転写体３７としても良い。また、中間転写体３７は、ドラム状でなく、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はそれぞれ、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫをそれぞれ複数、主走査方向に並設され、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。

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、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれに備えられているが、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれにおいては、すべてのノズル６１ｂ等に共通である。

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、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く、２００μｍ以上であっても、安定した液柱のブリッジが形成されれば問題ない。

各インク吐出手段は、各ノズル６１ｂから記録液を液滴化して吐出させ転写紙Ｓに着弾させるための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個別に入力する。

このようにして、インク吐出制御手段として機能する制御部４０は、各インク吐出手段を個別に制御することで、各ノズル６１ｂからの記録液の吐出タイミングを個別に制御可能となっている。具体的には、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７１ｂによって形成するドット径を互いに異ならせることを可能とするために、各圧電素子に入力する信号波形を、信号波形の１周期における記録液の吐出量を異ならせるように変化させる方式を採ることが可能となっている。たとえばインク吐出制御手段として機能する制御部４０は、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれにおいて、複数のノズル６１ｂのそれぞれによって形成されるドット径を変えるために、複数滴の記録液でドットを形成するべく、各圧電素子に入力する駆動波形を変更可能となっている。

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。

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、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。電源３３ａは、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれに設けられている。

図１に示すように、清掃手段３４は、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クリーニングブレードによって構成されている。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：４Ｈ_２Ｏ＋４ｅ⁻→２Ｈ_２＋４ＯＨ⁻・・・反応式（１）
アノード：２Ｈ_２Ｏ→４Ｈ^＋＋Ｏ_２＋４ｅ⁻・・・反応式（２）

これにより、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プロトン（Ｈ＋）が生成するため、図３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。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４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Ｅ_Ｃ及びＥ_Ａが形成されるが、電気二重層Ｅ_Ｃ及びＥ_Ａ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Ｅ_Ａ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。
この電圧印加は、この電圧印加によって記録液に印加される電圧に起因する放電を制御するために、電圧印加制御手段、電圧変更手段として機能する制御部４０により制御される。かかる放電及び制御の態様については後に詳しく述べる。

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。

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装置１００において、記録液が中間転写体３７とヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫ具体的にはノズル板６１ａとの間をブリッジした状態となる前後にわたって通電手段３３による、記録液を電気分解する電圧印加を継続すると、この電圧印加によって記録液に印加される電圧に起因する放電が生じ、画像形成に不具合を生じたり、画像形成装置１００に負荷をかけたりし得ることが分かった。

このような現象についてより詳しく検証すると、かかる放電は、空気中の放電であり、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから吐出された記録液が中間転写体３７に近づき、記録液と中間転写体３７との間の距離が記録液に印加されている電圧による放電を生じる距離となった場合や、中間転写体３７とヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫとの間をブリッジした記録液が切れてヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから遠ざかり、記録液とヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫとの間の距離が記録液に印加されている電圧による放電を生じる距離となった場合に発生するものと考察される。そして、これらの場合には、放電によって記録液が飛び散って像が乱れ、また前者の場合には、放電によって中間転写体３７にダメージが与えられることによっても像が乱れ、後者の場合には、放電によって撥水膜が破壊されたりノズル板６１ａ本体もとくに樹脂製である場合には破壊されたりして、メニスカスが正常な状態で維持されなくなり、記録液の吐出異常が生じることによっても像が乱れると考えられる。

なお、かかる放電は、上述の空気中の放電が主なものと考えられるが、空気中の放電の他に記録液中の放電を含む可能性がある。記録液中の放電は、空気中の放電の発生をトリガーとして生じると考えられるものであり、ノズル６１ｂ中の記録液や中間転写体３７に付与された記録液における不要な凝集作用の原因となると推測されるものである。

画像形成装置１００では、かかる放電を、防止するように、あるいは形成される画像の品質や画像形成装置１００への負荷が問題とならない程度に抑制するように、制御するために、電圧印加制御手段として機能する制御部４０により、中間転写体３７とヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫ具体的には各ノズル板６１ａとの間の電圧印加の制御を行うようになっている。

ここで、上述の放電について補足する。かりに、上述の放電を上述のように制御することを考慮せず、ノズル６１ｂと中間転写体３７との間で記録液のブリッジが形成されている状態の前後においても中間転写体３７とノズル板６１ａとの間の電圧印加を同じ印加電圧で継続すると、主に、かかる状態が開始するときよりも、かかる状態が終わるとき、すなわち記録液のブリッジが切れる直前のほうが放電しやすいことが分かった。また、このように電圧印加を継続した場合、印加電圧を上げていくと、かかる状態が開始する側でも、かかる状態が終了する側でも、放電発生時間が早くなっていき、最終的には、かかる状態となる前後においても、放電が確認される場合があるものの、この放電は、ブリッジが切れる直前の放電と比較すると弱い放電であることが分かった。

また、ノズル６１ｂと中間転写体３７との間でブリッジを形成している記録液の液柱は、時間の経過に従って、図２（ｂ）に示した状態から図２（ｃ）に示した状態に移行する過程で、ノズル６１ｂ側から次第に細くなっていくが、この記録液の溶液抵抗は、この液柱の直径の二乗に反比例するため、液柱が細るにつれて、細った部分の溶液抵抗が著しく大きくなる。したがって、上述の放電は、かかる液柱が細るにつれて、液柱の細くなっている部分に電界が集中することによって引き起こされると考えられる。

しかし、この放電を防止ないし抑制するために、ノズル６１ｂと中間転写体３７との間で記録液のブリッジが形成されている状態の開始当初から印加電圧の値を小さくすると、記録液の電気分解に与えられるエネルギーが不足し、記録液の電気分解が不十分となって滲みが生じる。

そこで、かかる状態の終了側での放電がかかる開始側での放電よりも強いことを考慮すると、記録液の電気分解に必要なエネルギーを確保しつつ放電を制御するには、かかる液柱の最も細い部分である最小直径が、所定の大きさまで小さくなったときに、印加電圧を弱めることが望ましい。

かかる所定の大きさは、上述のようにかかる液柱の容積抵抗が大きくなることで発生する放電が、防止される程度に、あるいは形成される画像の品質や画像形成装置１００への負荷が問題とならない程度に抑制されるように決定される大きさである。本発明者らの鋭意研究により、かかる最小直径の大きさは、３μｍであることが分かった。この根拠については後に明らかとなる。

このような理由により、画像形成装置１００においては、電圧印加制御手段、電圧変更手段として機能する制御部４０によって、ノズル６１ｂと中間転写体３７との間でブリッジした状態となった記録液の最小直径が３μｍに細るタイミングで、ノズル６１ｂと中間転写体３７との間の電圧印加における印加電圧を低下させる態様で変更する。これにより、放電に起因する記録液の飛び散り等の不具合が防止ないし抑制される。

この、電圧印加制御手段として機能する制御部４０によって電圧印加を低下させるタイミングは、温湿度及び圧電素子に入力する波形ごとに、最小直径が３μｍとなるタイミングと一致するように設定された、ある基準時間からのタイミングとしても良いし、最小直径を光学的に検知する撮像素子のような液柱径検知手段としてセンサーを取り付け、この液柱径検知手段によって検知された最小直径が３μｍとなったタイミングとしても良い。かかるタイミングを記憶させる構成については、たとえば制御部４０にかかるタイミングを記憶させることが可能であり、かかるタイミングを記憶した構成は、印加電圧低下タイミング記憶手段として機能する。

なお、画像形成装置１００においては、かかる開始側の放電を考慮して、電圧印加制御手段として機能する制御部４０によって電圧印加を開始させるタイミングを、記録液のブリッジが形成されている状態の開始時以降としている。開始側の放電は、上述した放電のメカニズムから明らかなように、ノズル６１ｂと中間転写体３７との間で記録液のブリッジが形成されていれば生じないため、電圧印加の開始タイミングは、記録液のブリッジが形成されている状態の開始時以降であればよい。

ただし電圧印加の継続時間が短いと記録液の電気分解が不十分となって滲みが生じるため、電圧印加の開始タイミングは、記録液の電気分解が十分に生じる程度に電圧印加の継続時間が確保されるように、決定される。そのためには、記録液のブリッジの形成継続時間の調整も行われ得る。

同様に、最小直径が３μｍとなる前の印加電圧すなわち開始側印加電圧と、最小直径が３μｍとなって以降の印加電圧すなわち変更後印加電圧との具体的な値は、電圧印加の開始タイミング、記録液のブリッジの形成継続時間との兼ね合いで、記録液の電気分解が十分に生じる程度のエネルギーが確保される範囲で、且つ、上述の放電が上述のように制御される範囲で決定される。ただし、変更後印加電圧は２００Ｖ以下が好ましく、とくに０Ｖとすることが好ましい。この根拠については後に明らかとなる。

電源３３ａは、上述のように、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれに設けられている。電圧印加制御手段、電圧変更手段として機能する制御部４０は、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれについて個別に、上述の放電を上述のように制御する態様で電圧印加の制御を行う。言い換えると、電源３３ａは、電圧印加制御手段として機能する制御部４０により、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれにおいて個別に、かかる態様で電圧印加が行われるように、制御可能とされている。

上述のように、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７１ｂによって形成するドット径を互いに異ならせることを可能とするために、各圧電素子に入力する信号波形を、信号波形の１周期における記録液の吐出量を異ならせるように変化させる方式を採ることが可能となっている。上述の放電を上述のように制御するためには、全てのノズル６１ｂの圧電素子に入力する信号波形の各周期内の駆動波形を全て同一にするとともに各周期内の駆動波形の数を調整し、この数によって定まる液滴数によりドット径を制御しても良いし、圧電素子に入力する信号波形の各周期内の駆動波形を適宜変更することで各周期を構成する入力波形を変え、入力波形によって定まる液滴量によりドット径を制御してもよい。

ただし、圧電素子への入力波形を変える場合には、各ノズル６１ｂからの記録液の吐出タイミングに応じてノズル６１ｂから吐出された記録液がノズル６１ｂと中間転写体３７との間をブリッジした状態となっている時間が変化することをも考慮して、最小直径が最も小さい記録液の液注に印加電圧変更のタイミングを合わせることにより、放電を制御することが望ましい。

具体的には、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれにおいて、複数のノズル６１ｂから吐出されノズル６１ｂと中間転写体３７との間でブリッジした状態となった記録液のうち、最小直径が３μｍにまで細るタイミングが最も早い記録液のそのタイミングで、当該ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫに備えられているノズル６１ｂのすべてについて、電圧印加制御手段、電圧変更手段として機能する制御部４０による印加電圧における印加電圧を低下させる。

このように、複数のノズル６１ｂが各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫに備えられている構成では、それぞれのヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫにおいて、最小直径が最も早く３μｍに細るタイミングを当該ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫにおける各ノズル６１ｂのすべてについての印加電圧低下タイミングに適用し、かかるタイミングに合わせて全てのノズル６１ｂにおける印加電圧を低下させることで、上述の放電が上述のように制御される。

そして、このような、最も小さい最小直径が３μｍになるタイミングに基づいて印加電圧を低下させる制御のもとで、図２(ｂ)に示すように、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の記録液を電気分解するための、電源３３ａによる、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫと中間転写体３７との間の電圧印加すなわち制御電圧としての分解電圧の印加が行われ、このようにすることで、様々なドット径で、放電に起因する記録液の飛び散り等の不具合が、それぞれのヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫにおいて防止ないし抑制されるなど、上述の放電を考慮した良好な画像形成が行われる。

なお、このように印加電圧低減のタイミングを合わせる制御を行う場合、それぞれのヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫにおける各ヘッド６１ｂからの記録液の吐出開始タイミング言い換えるとブリッジの形成開始タイミングが一致するようにすることが望ましく、そのため、かかる吐出開始タイミングが異なるような波形の入力は避けることが好ましい。

以上の条件を考慮した次の実験により画像形成が良好に行われるか否かを確かめた。
実験の条件は次のとおりである。

実験に用いた画像形成装置は、次の条件を満たす、画像形成装置１００と同様の構成の、インクジェットプリンタＧＸ５０００（リコー社製）を改造した画像形成装置である。
中間転写体３７は、支持体３７ａとしてのアルミニウム素管の外周に、表面層３７ｂとして、体積抵抗率が１．６Ω・ｃｍ、厚さが０．５ｍｍの、カーボンが分散されているシリコーンゴム層を有しており、外周の線速が１００ｍｍ／秒でＡ１方向に回転駆動される。

各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫと中間転写体３７とのギャップは８０μｍとした。
転写ローラ３８は、金属製の芯金に厚さが５ｍｍのゴム層を形成したものである。
清掃手段３４としては、フッ素ゴムからなるブレードを用いた。

なお、本実験においては、中間転写体３７の長手方向すなわちＡ１方向に垂直な方向すなわち、図１の紙面に垂直な方向には、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫを移動させず、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫを固定して用いた。各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫは、図１に示したようにＡ１方向にずれた位置に設置した。各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫは、ノズル６１ｂを多数備えているが、後述する滲みの評価が可能なように、本実験は、選択されたノズル６１ｂから記録液を吐出して行った。図５に、本実験によって形成した画像パターンすなわち評価パターンである吐出パターンの概念図を示す。本実験によって形成した吐出パターンは、同図に示した、隣り合う色が互いに異なる８ラインの繰り返しによって作像したものであり、この吐出パターンによる作像結果に基づいて、後述する評価を行った。

記録液としては以下のようなものを用いた。

＜イエロー記録液＞
・スルホン酸基結合型イエロー顔料分散液（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２７０Ｙ、固形分１０質量％、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク製）：４０．０質量％
・トリエチレングリコール：１４．０質量％
・グリセリン：２５．０質量％
・プロピレングリコールモノブチルエーテル：７．０質量％
・デヒドロ酢酸ソーダ：０．１質量％
・蒸留水：残量
その後、水酸化リチウムの５質量％水溶液によりｐＨ９．２に調整し、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターにて加圧濾過。

＜マゼンタ記録液＞
・スルホン酸基結合型マゼンタ顔料分散液（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２６０Ｍ、固形分１０質量％、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク製）：４０．０質量％
・ジエチレングリコール：２０．０質量％
・プロピレングリコールモノブチルエーテル：５．０質量％
・デヒドロ酢酸ソーダ：０．１質量％
・蒸留水：残量
その後、水酸化リチウムの５質量％水溶液によりｐＨ９．２に調整し、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターにて加圧濾過。

＜シアン記録液＞
・スルホン酸基結合型シアン顔料分散液（ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２５０Ｃ、固形分１０質量％、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク製）：４０．０質量％
・エチレングリコール：５．０質量％
・トリエチレングリコール：１５．０質量％
・プロピレングリコールモノブチルエーテル：５．０質量％
・デヒドロ酢酸ソーダ：０．１質量％
・蒸留水：残量
その後、水酸化リチウムの５質量％水溶液によりｐＨ９．２に調整し、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターにて加圧濾過。

＜ブラック記録液＞
・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、固形分２０質量％、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク製）：３５．０質量％
・２−ピロリドン：９．０質量％
・グリセリン：１６．０質量％
・プロピレングリコールモノブチルエーテル：１．０質量％
・デヒドロ酢酸ソーダ：０．１質量％
・蒸留水：残量
その後、水酸化リチウムの５質量％水溶液によりｐＨ９．２に調整し、平均孔径０．８μｍのメンブレンフィルターにて加圧濾過。

本評価においては、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫにおけるすべてのノズル６１ｂの圧電素子に入力する信号波形を同一とした。事前の観察により、入力した信号波形の各周期において、信号波形を入力してからの時間と記録液の最小直径との関係がほぼ一定に保たれること、すなわち、記録液の最小直径の時間的推移がほぼ一様に生じることを確認した。

各実施例及び各比較例の評価の手順は次のとおりである。
（１）各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから１ドットのライン画像をＡ１方向に沿って１本、出力した。各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫにおける吐出周波数は１０００Ｈｚとし、吐出時間は１秒とした。
（２）中間転写体３７と転写ローラ３８との間にリコービジネスコートグロス１００を搬送し、中間転写体上の（１）で作像した導電性記録液像を転写した。
（３）再度（１）を行い、中間転写体３７上でのインクの飛び散りを観察した。
（４）各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから１ドットのライン画像をＡ１方向に沿って４８本、計１９２本出力し、ノズル不吐出数のチェックとしてライン画像が何本出力されなくなったかを計数した。各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫにおける吐出周波数、吐出時間は（１）と同じであり、それぞれ１０００Ｈｚ、１秒とした。

各実施例および各比較例の条件と、評価結果である滲み、インクの飛び散り、ノズル不吐出数に関して以下表１にまとめる。

同表に示した条件において、「電圧１」は、上述した開始側印加電圧に対応するものであり、印加する最大電圧の電圧値を意味している。
同表に示した条件において、「電圧２」は、上述した変更後印加電圧に対応するものであり、最小直径が同表の「最小直径」の欄に示す所定の大きさになったときに切り換えられる変更後の印加電圧の電圧値を意味している。なお、「電圧２」が０Ｖの場合は、０Ｖの電圧を印加し続けることを意味しており、電圧印加を終了することを意味するものではない。
同表に示した条件において、「最小直径」はすでに述べたとおり、ノズル６１ｂから吐出されノズル６１ｂと中間転写体３７との間を一時的にブリッジした状態となった記録液の最も細い部分の直径を意味している。

同表に示した評価結果において、「滲み」は、マイクロスコープにより観察し、各色の記録液の境界部の滲みを評価したものであり、評価の基準は以下の通りである。
・境界部が非常に鮮明に分かる・・・◎
・境界部が鮮明に分かる・・・○
・多少の滲みはあるが、問題ないレベル・・・△
・ライン同士が混色してしまい、元の色がはっきりしない・・・×

また同表に示した評価結果において、「飛び散り」は、中間転写体３７上での各色の記録液の飛び散りを評価したものであり、評価の基準は以下の通りである。
・飛び散りが確認されない・・・○
・若干の飛び散りが見られるが問題ないレベル・・・△
・激しく飛び散り、ラインが太っている・・・×

また同表に示した評価結果において、「ノズル不吐出数」は、記録液を吐出しなくなったノズルの数、すなわちライン画像が中間転写体３７上で何本記録されなくなったかを評価したものであり、評価の基準は、ノズル不吐出数である本数に応じて、以下の通りである。
・ノズル不吐出数０本：ノズル不吐出が確認されない・・・○
・ノズル不吐出数１本以上４本未満：画像品質に問題ないレベル・・・△
・ノズル不吐出数５本以上：画像品質に問題あり・・・×

同表から、滲みに対する電圧印加の効果と、飛び散り及び不吐出数に対する印加電圧低下のタイミングの制御の効果とが確認される。
補足すると、滲みに関しては、比較例１と他の例との比較から、電圧１を印加しなければ滲みに対する効果が得られず、また、実施例２、４と実施例７との比較から、電圧１の大きさが大きい場合には滲みに対する効果が向上することが分かる。
同じく、滲みに関しては、実施例３、６と、比較例２との比較から、最小直径が５μｍの早いタイミングで印加電圧を低下させても、電圧１、電圧２の大きさが大きい場合には滲みに対する効果が得られる場合があるものの、実施例３と実施例４との比較、実施例６と実施例７との比較から、最小直径が５μｍの早いタイミングで印加電圧を低下させると、滲みに対する効果が減少することが分かる。

飛び散り及び不吐出数に関しては、実施例１と、比較例３、４との比較から、印加電圧低下のタイミングが、最小直径が１μｍのタイミングまで遅れても、電圧１の大きさが小さい場合には飛び散りが許容範囲の場合もあるが、比較例３では不吐出数に問題があるため、印加電圧低下のタイミングは、最小直径が３μｍのタイミングとしなければ、飛び散り及び不吐出数に対する効果が得られないことが分かる。

また、実施例４と比較例３との比較、実施例８と比較例４との比較から、印加電圧低下のタイミングが、最小直径が１μｍのタイミングまで遅れると、滲み、飛び散り及び不吐出数とくに飛び散り及び不吐出数が悪化することが分かる。
また、実施例４と実施例５との比較、実施例７と実施例８との比較から、電圧２は、２００Ｖよりも０Ｖである方が、滲み、飛び散り及び不吐出数に対する効果があることが分かる。

なお、飛び散りは、放電によって記録液が飛び散る現象であり、上述のように、最小直径が小さくなるほど容積抵抗が大きくなることによって電界が集中し放電が生じることによって発生すると考察される。
不吐出の発生原因については、放電によるノズル６１ｂ周辺のノズル板６１ａの劣化によってノズル６１ｂから記録駅が吐出されなくなるものと考察される。なお、不吐出がライン画像の中途部の不定位置から発生することから、放電は、不規則なタイミング、程度で生じるものと考察される。また、不吐出は、一旦発生すると、ライン画像形成の終了まで継続したが、画像形成終了後のメンテナンスにより解消される場合も見られた。

その他、圧電素子への入力波形をそれぞれのノズルで異なるものにし、同一ヘッド内で、最も小さい最小直径が３μｍになるタイミングに基づいて全てのノズルの印加電圧を低下させる制御を行ったところ、かかるタイミングにおいて最小直径が３μｍより大きい記録液では滲みが多少悪化したが、画像に大きな影響を及ぼすものではなかった。

また、圧電素子への入力波形をそれぞれのノズルで異なるものにし、それぞれのノズルにおいて最小直径が３μｍになるタイミングに基づいて印加電圧を低下させる制御を行ったところ、飛び散りが若干増えたが、画像に大きな影響を及ぼすものではなかった。

ここで、中間転写体３７が表面層３７ｂを備えておらず支持体３７ａからなる構成においては、すでに述べたように、支持体３７ａがアノードとして機能することとなる。この場合、支持体３７ａの表面で、水とともに、金属である支持体３７ａを酸化するようにすることが可能である。金属である支持体３７ａを酸化するようにすると、色剤を凝集するのに優れた金属カチオンが生成するため、図６に示すように、プロトン及び金属カチオン（Ｍ^ｎ＋）を介して、アニオン性分散剤Ｄにより分散されている顔料Ｐが凝集することとなり、凝集性が高くなる。

このような構成においては、図７に示すように、転写手段６４が、転写ローラ３８のみならず、中間転写体３７上に形成された画像を転写され一旦担持する、表面に弾性体層としてのゴム層６３ａを備えた転写画像担持体としての中間転写ドラム６３を備えていることが望ましい。中間転写ドラム６３は中間転写体３７に連れ回りし、転写ローラ３８は中間転写ドラム６３に連れ回りする。中間転写ドラム６３の表面が弾性体であることにより、金属製で表面硬度の高い中間転写体３７からの画像の転写が良好に行われ、転写性が向上する。

中間転写ドラム６３は、ゴム層６３ａと、ゴム層６３ａに覆われた基体６３ｂとを有している。基体６３ｂを構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム、アルミ合金、銅、ステンレス等の金属が挙げられる。ゴム層６３ａを構成する材料としては、特に限定されないが、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。

ここで、制御部４０は、メモリに、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、少なくとも表面が導電性の中間転写体３７と、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから吐出されヘッド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の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との間の電圧印加を行うための通電手段３３と、記録液によって中間転写体３７上に担持された画像を転写紙Ｓに転写する転写手段６４と、かかる電圧印加によって記録液に印加される電圧による放電を制御するためにかかる電圧印加の制御を行う電圧印加制御手段として機能する制御部４０とを用い、かかる状態となった記録液の最も細い部分の直径が３μｍに細るタイミングで、電圧印加制御手段として機能する制御部４０により、かかる電圧印加における印加電圧を低下させる画像形成方法を実行するための画像形成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、画像形成プログラム記憶手段として機能している。かかる画像形成プログラムは、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、かかる画像形成プログラムを記憶した場合に、かかる画像形成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、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。
中間転写体は、全体が導電性である必要はなく、少なくとも表面が導電性であればよい。

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、１つであっても、複数であってもよい。

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。

３３ 電圧印加手段
３７ 中間転写体
４０ 電圧印加制御手段
６１ｂ ノズル
６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫ ヘッド
６４ 転写手段
１００ 画像形成装置
Ｓ 被記録材

特開２００８−６２３９７号公報 特開平１１−１８８８５８号公報

Claims (7)

1. 導電性記録液を吐出するノズルを備えたヘッドと、
   このヘッドにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面が導電性の中間転写体と、
   前記ヘッドから吐出され同ヘッドと前記中間転写体との間を一時的にブリッジした状態の導電性記録液を電気分解するための前記中間転写体と前記ヘッドとの間の電圧印加を行うための電圧印加手段と、
   導電性記録液によって前記中間転写体上に担持された画像を被記録材に転写する転写手段と、
   前記電圧印加によって導電性記録液に印加される電圧による放電を制御するために同電圧印加の制御を行う電圧印加制御手段とを有し、
   前記状態となった導電性記録液の最も細い部分の直径が３μｍに細るタイミングで、前記電圧印加制御手段により、前記電圧印加における印加電圧を低下させる画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記タイミングで、前記電圧印加制御手段により、前記印加電圧を２００Ｖ以下に低下させることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   前記タイミングで、前記電圧印加制御手段により、前記印加電圧を０Ｖに低下させることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３の何れか１つに記載の画像形成装置において、
   前記ヘッドが複数のノズルを有し、
   当該ヘッドにおける複数のノズルから吐出されている前記状態となった導電性記録液の何れかの最も細い部分の直径が３μｍに細る最も早いタイミングで、前記電圧印加制御手段により、当該複数のノズルのすべてについて前記電圧印加における印加電圧を低下させることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置において、
   導電性記録液は、溶媒として水を含み、顔料がアニオン性分散剤により分散されており、
   前記中間転写体は、前記電圧印加手段によって電圧を印加されたときにアノードとして機能することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし５の何れか１つに記載の画像形成装置において、
   前記ヘッドを複数有し、
   前記電圧印加制御手段により、それぞれの前記ヘッドにおいて個別に前記電圧印加が行われるように制御可能であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし６の何れか１つに記載の画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法。

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