ヘッドクリーニング装置及び画像形成装置
【課題】インク等の記録液を吐出するヘッドのクリーニングを、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いることなく行うとともに、ヘッドのクリーニングの進捗状況を簡易に判断することを可能としたヘッドクリーニング装置及びこのヘッドクリーニング装置を備えヘッドから吐出された記録液によって画像形成を行うインクジェット方式の画像形成装置の提供。
【解決手段】記録液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有するヘッド61Y、61M、61C、61BK(以下、ヘッド61)に対向した状態でヘッド61から吐出された記録液を付与される部材37と、ノズル部材と部材37との間に電圧を印加する電圧印加手段33と、電圧印加手段33によってノズル部材と部材37との間に電圧を印加した状態での通電状況に基づいてノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段40とを用いる。
【解決手段】記録液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有するヘッド61Y、61M、61C、61BK(以下、ヘッド61)に対向した状態でヘッド61から吐出された記録液を付与される部材37と、ノズル部材と部材37との間に電圧を印加する電圧印加手段33と、電圧印加手段33によってノズル部材と部材37との間に電圧を印加した状態での通電状況に基づいてノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段40とを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インク等の記録液を吐出するヘッドのクリーニングを行うヘッドクリーニング装置及びこのヘッドクリーニング装置を備えヘッドから吐出された記録液によって画像形成を行うインクジェット方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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、画像情報に応じて、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し紙等の記録媒体に付着させるヘッドを備え、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技術を採用した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)。このようなインクジェット方式の画像形成装置は、電子写真方式に比べた場合の装置構成の簡便さから、プリンタ、ファクシミリ及び複写機等への適用範囲が拡大しつつある。また、電気回路形成やバイオテクノロジーへの応用など、新たな領域への発展が期待されている。その他、ヘッドからインクを吐出する吐出装置が知られている(たとえば、〔特許文献3〕参照)。
【0003】
これら画像形成装置等においては、ノズル及びその周辺に付着したインクが増粘または乾燥したり、ノズルに埃等の異物、紙粉が付着したりすると、吐出不良やミスト、インク滴飛翔方向の乱れが生じ画像品質が劣化する。そこで、ゴムなどの柔軟材でできたブレード、ワイパー等の部材でノズル面を拭い、ワイピングして、ノズル周辺の付着物を除去するヘッドクリーニング方法が従来から提案されている(たとえば、〔特許文献1〕〜〔特許文献3〕参照)。
【0004】
しかしながら、ノズル面に対するブレード等の部材の機械的な接触は、長期的に見るとノズル面の劣化や、かかる部材自身の劣化をもたらす。特に、インクジェットヘッドではインクの吐出性およびメニスカスの保持力を上げるために、ノズル面の表面が撥水膜処理されていることが多く、かかる機械的な接触は、この撥水膜にダメージを与える。撥水膜のダメージは吐出液滴の飛翔曲がりやミスト発生、ばらつきなどの原因となり、画像品質を著しく劣化させる。また、ブレードが劣化した際には、ワイピング性能が落ちるためノズル面に付着したミスト、異物などがうまく除去されなくなり、やはり画像品質の劣化を招く。
【0005】
よって、ノズル面の特に撥水膜をはじめとして、ヘッドにダメージを与えることなくこれを清掃する技術が、インクジェット方式の画像形成装置を長期にわたり安定的に動作させるために望まれており、出願人は、先に、かかるブレード等の部材を用いることなくヘッドをクリーニングする技術を提案したところである(特願2011−044600)。
【0006】
一方、ヘッドをクリーニングする構成においては、ヘッドのクリーニング動作後に、ヘッドが実際にクリーニングされたか否かを判断する必要がある。ヘッドのクリーニングが不十分である場合にはヘッドのクリーニング動作を繰り返す等の動作を行うことを要するためである。
【0007】
ところが、上述のようにブレード等の部材によりヘッドをクリーニングする技術には、かかる判断においても不利となる事情がある。
すなわち、たとえば、かかる技術を採用した場合、かかる部材に多量のインクが付着していると、ヘッドとかかる部材との間でインクが付着を繰り返すだけで、クリーニングが成功しないことがある。これは、ノズル面の拭き残し状態を測定する機構が無い場合に起こる問題である。この点、かかる機構を採用した構成(たとえば、〔特許文献1〕、〔特許文献2〕参照)が提案されており、この構成によればかかる問題は解消されうる。しかし、このような構成は装置の複雑化を招く。そのため、かかる技術を採用する場合には、ブレード等の部材に付着物が無い様に制御してワイピングすることが多く、この場合には、ノズル面のワイピング状態を測定しない限り、ノズル面の拭き残しが無くなる様に制御することができず、結果、上述の問題が生ずる。
【0008】
そこで、ノズル面の状態を測定することはせず、ブレード等の部材の付着物を取り除く機構を採用した構成が提案されている(たとえば、〔特許文献3〕参照)。しかしながら、この構成では、ノズル面の状態やかかる部材の状態を制御していないため、クリーニングを繰り返さなければならないおそれがあり、上述の問題すなわちノズル面に対するブレード等の部材の機械的な接触による、ノズル面やかかる部材自身の劣化をもたらすという問題を促進させるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
以上のような事情に鑑みれば、ブレード等の部材を用いることなくヘッドをクリーニングする技術において、ヘッドがクリーニングされたか否かに関して、少なくともヘッドのクリーニングの進捗状況を、簡易に判断するようにすることが望ましい。
【0010】
本発明は、インク等の記録液を吐出するヘッドのクリーニングを、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いることなく行うとともに、ヘッドのクリーニングの進捗状況を簡易に判断することを可能としたヘッドクリーニング装置及びこのヘッドクリーニング装置を備えヘッドから吐出された記録液によって画像形成を行うインクジェット方式の画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、記録液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有するヘッドに対向した状態で前記ノズルから吐出された記録液を付与されるクリーニング部材と、前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段とを有するヘッドクリーニング装置にある。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のヘッドクリーニング装置において、前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材の表面に当接しながら移動するように、前記クリーニング部材と同ヘッドとを相対的に移動させる移動手段を有し、前記クリーニング判断手段は、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することを特徴とする。
【0013】
請求項3記載の発明は、請求項2記載のヘッドクリーニング装置において、前記クリーニング判断手段は、前記推移に基づいて、前記進捗状況を、前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間から排出不良となっているものとして判断することを特徴とする。
【0014】
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、前記クリーニング判断手段は、少なくとも、前記ノズルから吐出された記録液が前記ヘッドと前記クリーニング部材との間をブリッジするタイミングにおいて前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況に基づいて、同ノズル部材のクリーニングの進捗状況を、同ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断することを特徴とする。
【0015】
請求項5記載の発明は、請求項4記載のヘッドクリーニング装置であって、請求項2記載のヘッドクリーニング装置に従属したヘッドクリーニング装置において、前記クリーニング判断手段は、前記進捗状況を、前記ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断したとき、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することを特徴とする。
【0016】
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、前記電圧印加手段は、アニオン性の記録液について、前記ノズル部材をカソードとして機能させ、前記クリーニング部材をアノードとして機能させるように電圧を印加することを特徴とする。
【0017】
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、前記クリーニング部材は、前記ノズルから吐出され付与された記録液が記録媒体に転写される中間転写体として機能することを特徴とする。
【0018】
請求項8記載の発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載のヘッドクリーニング装置を有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【0019】
本発明は、記録液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有するヘッドに対向した状態で前記ノズルから吐出された記録液を付与されるクリーニング部材と、前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段とを有するヘッドクリーニング装置にあるので、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況をかかる通電状況の推移に基づいて簡易に判断することが可能なヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0020】
前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材の表面に当接しながら移動するように、前記クリーニング部材と同ヘッドとを相対的に移動させる移動手段を有し、前記クリーニング判断手段は、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することとすれば、記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況を、かかる相対的な移動によって変化するかかる通電状況の推移に基づいて簡易に判断することが可能なヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0021】
前記クリーニング判断手段は、前記推移に基づいて、前記進捗状況を、前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間から排出不良となっているものとして判断することとすれば、記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況を、かかる相対的な移動によって変化するかかる通電状況の推移に基づいて、かかる排出不良として簡易に判断することが可能なヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0022】
前記クリーニング判断手段は、少なくとも、前記ノズルから吐出された記録液が前記ヘッドと前記クリーニング部材との間をブリッジするタイミングにおいて前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況に基づいて、同ノズル部材のクリーニングの進捗状況を、同ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断することとすれば、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況を、かかる通電状況の推移に基づいて、吐出不良として簡易に判断することが可能なヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0023】
前記クリーニング判断手段は、前記進捗状況を、前記ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断したとき、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することとすれば、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況を、かかる通電状況の推移に基づいて、吐出不良として簡易に判断することが可能であるとともに、この判断を行ったときには、さらにクリーニングを行い、かかる通電状況の推移に基づいてクリーニングの進捗状況を判断することで、クリーニングの確実性を高め、良好なクリーニングを行うことを可能としたヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0024】
前記電圧印加手段は、アニオン性の記録液について、前記ノズル部材をカソードとして機能させ、前記クリーニング部材をアノードとして機能させるように電圧を印加することとすれば、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、記録液を用いて、ノズル部材側で水酸化物イオンを発生させ記録液内部で記録液の凝集成分を分散させることによってヘッドのクリーニングを行うことが可能となるとともに、このクリーニングの進捗状況をかかる通電状況の推移に基づいて簡易に判断することが可能なヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0025】
前記クリーニング部材は、前記ノズルから吐出され付与された記録液が記録媒体に転写される中間転写体として機能することとすれば、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、中間転写体に付与された記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況をかかる通電状況の推移に基づいて簡易に判断することが可能な、部品の共通化により大型化、高価格化が抑制ないし防止されたヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0026】
本発明は、かかるヘッドクリーニング装置を有する画像形成装置にあるので、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、記録液を用いてヘッドのクリーニングが行われ、このクリーニングの進捗状況がかかる通電状況の推移に基づいて簡易に判断されることで、経時にわたって良好な画像形成を行うことが可能となった画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。
【図2】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記録液が付与される様子を示す概念図である。
【図3】図1に示した画像形成装置に備えられヘッドにおけるノズルの配置を例示した概略平面図である。
【図4】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記録液中の色剤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5】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記録液による液柱の状態を示す概念図である。
【図6】図1に示した画像形成装置においてノズル部をクリーニングする動作を説明した概念図である。
【図7】図1に示した画像形成装置においてノズル部をクリーニングするときの状態を示した概略正面図である。
【図8】図1に示した画像形成装置においてノズル部をクリーニングするときの動作の一部のフローチャートである。
【図9】図1に示した画像形成装置においてノズル部材のクリーニングの進捗状況が通電状況に基づいて把握される原理を説明するための概念図である。
【図10】図1に示した画像形成装置において別の態様でノズル部をクリーニングする動作を説明した概念図である。
【図11】本発明を適用した、中間転写体をベルト状とした画像形成装置の概略図である。
【図12】図11に示した画像形成装置においてノズル部をクリーニングするときの動作を示した概念図である。
【図13】図11に示した画像形成装置の変形例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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残インク除去手段である清掃手段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。
【0038】
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駆動手段としての中間転写体回転駆動モータであるモータ32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。
【0039】
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。
【0040】
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し、樹脂であっても良い。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
また、表面層37bの材質は、上述のようにシリコーンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素系ゴムであって、後述するように、記録液に対する濡れ性が高い材質とされているが、この濡れ性の観点から、表面層37bは、かかる材質の表面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ても良い。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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して送液するための送液ポンプである供給ポンプとしてのポンプ82Y、82M、82C、82BKと、インクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKとヘッド61Y、61M、61C、61BKとの間の記録液の給送路をポンプ82Y、82M、82C、82BKとともに形成している図示しないパイプを有している。
【0049】
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。
【0050】
ポンプ82Y、82M、82C、82BKは、ヘッド61Y、61M、61C、61BK内に記録液を送り込むタイプであって、チュービングポンプであるが、ピストンポンプであってもよいし、ヘッド61Y、61M、61C、61BKから記録液を吸引するタイプであっても良い。
【0051】
ポンプ82Y、82M、82C、82BKは、制御部40によって作動を制御される。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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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)。
【0057】
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部材である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、ポンプ82Y、82M、82C、82BKによってインクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKから記録液を供給され記録液を充填され記録液を保持する液室であるインク室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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
ノズル板61aは、画像形成時において中間転写体37とのギャップが50〜600μm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600μm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に対向した表面であるノズル面61dがノズル部となっている。
【0062】
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、各圧電素子を時系列に駆動する。この点、制御部40は、画像制御装置として機能する。インク室61c内の圧力はノズル61bから記録液が吐出、排出されるとき以外は負圧に保たれるようになっている。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
中間転写体37の、記録液を付与され担持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。
【0069】
また、中間転写体37の表面は、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上の記録液によりノズル面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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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)
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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に担持された記録液によるノズル面61dのワイピング動作言い換えると洗浄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9を参照しながら説明する。
【0086】
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、ノズルダウン、すなわちヘッド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。
【0087】
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においてヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とが離間した離間状態であるホームポジションから、図6(b)、図7、図8のステップS801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に近接させノズル面61dと中間転写体37とを近接させた近接状態であるクリーニングポジションとするとともに、図7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。
【0088】
次いで、かかる状態を維持させながら、図6(c)、図8のステップS802に示すように、制御部40によってポンプ82Y、82M、82C、82BKを駆動することでインク室61c内を負圧から正圧とし、各ノズル61bからヘッド61Y、61M、61C、61BK内に内蔵された記録液を強制的に排出させ、ヘッド61Y、61M、61C、61BKに近接して対向した中間転写体37に付与する。これにより、各ノズル61b内に気泡、記録液の凝集物、紙粉、埃などの異物が存在している場合にはこれらが各ノズル61bから排出される。このように、ポンプ82Y、82M、82C、82BKは、記録液とともにかかる異物をノズル61内から排出させる記録液排出手段として機能する。
【0089】
クリーニングポジションにおけるヘッド61Y、61M、61C、61BK言い換えるとノズル面61dと中間転写体37との距離すなわちギャップは、中間転写体37に付与された記録液が図6(c)に示すようにノズル面61dと中間転写体37との間をブリッジしてこれらの間隙を充填しこれらの間に滞留する微小な間隙となるように、記録液の特性に合わせて適正に設定される。本形態においては、記録液が水系であることから、かかるギャップは10〜500μmの範囲の所定値に設定されている。
【0090】
ノズル61bから排出された記録液がノズル面61dと中間転写体37との間をブリッジすると、図6(c)、図8のステップS803に示すように、制御部40によってモータ32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、この状態で、図8のステップS804に示すように、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、上述した画像形成動作時と同様に、ノズル板61aと中間転写体37との間に電圧が印加される。このときの印加電圧値は一定とされる。また、制御部40は、かかる電圧の印加によってノズル板61aと中間転写体37との間に流れる電流の量を検知する。この点、制御部40は、電流検知手段として機能する。
【0091】
この状態で、中間転写体37の回転を継続すると、ノズル面61dと中間転写体37との間の記録液が、濡れ性の高い中間転写体37の表面の移動につられて、図6(d)に示すように、A1方向に引っ張られて移動し始める。このとき、記録液は、その表面張力や粘度により、ノズル面61d側と中間転写体37側とで分断されることなく、撥水性の高いノズル面61dから、とくにノズル61b近傍において、ノズル面61dに付着していた異物とともに引き剥がされる。このように、ノズル面61dは記録液による摺擦が行われてワイピング状態とされ、ノズル面61dに付着している記録液が中間転写体37の移動によって中間転写体37側に移動し、この移動時に、記録液によって、とくにノズル61b近傍において、異物が拭い取られ、除去され、ノズル面61dのクリーニングが行われる。
【0092】
このようなクリーニングを行うにあたり、中間転写体37は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKに近接して対向した状態でノズル61bから吐出された記録液を付与されるクリーニング体としてのクリーニング部材として機能する。また、モータ32は、クリーニング部材として機能する中間転写体37に付与された記録液がノズル面61dに当接しながら移動しノズル面61dを拭うように、中間転写体37表面とノズル面61dとが平行な状態を保ったまま互いに移動する態様で中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとを相対的に移動させる移動手段として機能する。なお、中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとの相対的な移動は、クリーニング部材として機能する中間転写体37に付与された記録液がノズル面61dを拭うように移動する態様で行われれば良い。
【0093】
このように、かかるクリーニングは、従来から一般的に知られた、ゴムなどの柔軟材でできたブレード、ワイパー等の部材を用いてノズル面を掻き取るクリーニングと異なり、記録液でノズル面61を拭き取るいわば非接触方式によって行うものであるため、非常に薄い撥水膜の磨耗により撥水効果がなくなり吐出不良につながるという、かかる部材を用いたクリーニングによる不具合が生じることがなく、かかる部材を用いたクリーニングと比べて、撥水膜が長寿命化し、撥水膜の寿命によって左右される製品寿命を延ばすことにも貢献する。
【0094】
かかるクリーニングは、上述のようにいわば非接触方式であるためかかる利点があるが、記録液によって物理的言い換えると力学的にノズル面61dを拭うようにして行われる。さらに、かかるクリーニングは、このように物理的に行われるのに加え、化学的にも行われる。
【0095】
すなわち、通電手段33が駆動され、ノズル板61aと中間転写体33との間に電圧印加が行われていることで、反応式(1)、反応式(2)、図4、図5に沿って説明した反応が、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ことから、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。
【0096】
このように、かかるクリーニングにおいては、記録液がアニオン性であることを利用して、通電手段33が、ノズル板61aをカソードとして機能させ、中間転写体37をアノードとして機能させるようになっており、これによって、記録液が物理的のみならず化学的にも作用するクリーニング液として機能するようになっている。
【0097】
なお、中間転写体37に担持された記録液等、すなわち、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は、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、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。よって、ノズル板61a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。
【0098】
このように画像形成装置100においては、ノズル面61dのクリーニングが、物理的なクリーニングと同時に、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るクリーニング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。
【0099】
制御部40は、電流検知手段として機能する制御部40によって検知される、ノズル板61aと中間転写体37との間に流れる電流の量を用いて、かかるクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段として機能する。
【0100】
具体的には、図8のステップS804に示して説明した通電開始から、クリーニング判断手段として機能する制御部40は、電流検知手段として機能する制御部40によって検知された電流の量を監視すなわちモニタリングし、通電手段33によってノズル板61aと中間転写体37との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて、ノズル板61a具体的にはノズル面61dのクリーニングの進捗状況を判断する。
【0101】
すなわち、クリーニング判断手段として機能する制御部40は、図6(c)、(d)に示したように、ノズル面61dと中間転写体37の表面とが相対的に移動している状態でのかかる通電状況の推移に基づいて、図8のステップS805、S806に示すように、規定時間が経過するまでに通電が生じなくなったか否かを判断し、規定時間が経過するまでに通電が生じなくなったときには、クリーニングの進捗状況を、図8のステップS807に示すように、ノズル面61dのクリーニングが完了したものとして判断し、規定時間が経過するまでに通電が生じなくならなかったときすなわち規定時間が経過しても通電が生じているときには、クリーニングの進捗状況を、図8のステップS808に示すように、ヘッド61Y、61M、61C、61BK具体的にはノズル面61dと中間転写体37との間から記録液が排出不良となっているものとして判断する。
【0102】
規定時間が経過するまでの通電状況の推移に基づいてこれら判断が行われる理由は、次のとおりである。
ノズル面61dと中間転写体37との間に記録液が充填されている状態において通電手段33による電圧印加を行うと、かかる記録液に電流が流れるためこの電流が電流検知手段として機能する制御部40によって検知されるが、この電流の量すなわち通電量は、ノズル面61dのクリーニングが正常に行われる場合には、図9に示すように、次第に小さくなる。
【0103】
これは、ノズル面61dと中間転写体37との間に挟まれた記録液の量と通電量との間に相関があるためである。よって、中間転写体37を回転させてノズル面61dから記録液を引き剥がしているときに電流検知手段として機能する制御部40によって検知された電流の量を監視することで、ノズル面61dと中間転写体37との間からの記録液の排出が完了しノズル面61dのクリーニングが完了したとの判断、または、かかる排出が正常に行われずエラーが生じているとの判断の何れかが行われる。
【0104】
より具体的には、ノズル面61dと中間転写体37との間のギャップおよび通電手段33による印加電圧値が一定であることから、図6(c)に示したようにノズル61bから記録液が排出された直後の初期の段階では、ノズル面61dと中間転写体37との間に挟まれた記録液の量が多く、記録液とノズル面61d、中間転写体37との接触面積が大きいことによって記録液による抵抗が小さいために通電量が大きいとともに、図6(d)に示したように中間転写体37の回転に伴ってノズル面61dと中間転写体37との間から記録液が排出され除去されると、これらの間に挟まれた記録液の量が少なくなっていき、これにつれて記録液とノズル面61d、中間転写体37との接触面積が小さくなることによって記録液による抵抗が大きくなっていくために図9に示すように通電量が減少していき、さらに記録液の排出が進んで図6(e)に示すようにノズル面61dと中間転写体37との間からの記録液の除去が完了すると、図9に示すように通電量が0となる。
【0105】
これに対して、ノズル面61dと中間転写体37との間から記録液が排出されない場合には、これらの間に挟まれた記録液の量が漸減することがないため図9に示すように通電量が減少することなく不安定な挙動を示す。ノズル面61dと中間転写体37との間から記録液が排出されない原因としては、中間転写体37の回転が停止しているなど、機械的な不良等が挙げられる。
【0106】
図8のステップS807の判断、図8のステップS808の判断が行われたときは、何れにおいても、図8のステップS809、S810に示すように、電圧印加制御手段としての制御部40により、通電手段33の駆動が停止され、ノズル板61aと中間転写体37との間の電圧印加が停止され、図6(f)、図8のステップS811、S812に示すように、制御部40によってモータ32の駆動を停止することで中間転写体37の回転駆動を停止してノズル面61dと中間転写体37の表面との相対的な移動を停止し、図6(f)、図8のステップS813、S814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から離間させクリーニングポジションからホームポジションに復帰させる。
【0107】
なお、図8のステップS807の判断が行われた場合におけるこれらの動作は、その開始までの時間のロスが極力低減されている。これは、図8のステップS805において、規定時間が経過する前であっても、通電が生じなくなったら、直ぐに図8のステップS807の判断が行われ、この判断が行われれば直ぐにこれらの動作が開始されるためである。
【0108】
これらの動作の後、図8のステップS808の判断が行われているときには、クリーニング動作を終了する。この場合、画像形成装置100が液晶表示装置等の表示手段を備えている場合には、表示手段にエラー表示を行ってもよい。
【0109】
一方、図8のステップS807の判断が行われているときは、図8のステップS816に示すように、インク吐出制御手段として機能する制御部40によって各ノズル61bから記録液が吐出される。
【0110】
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、上述した画像形成動作時と同様に、ノズル61bから吐出された記録液がノズル板61aと中間転写体37との間をブリッジするタイミングにおいて、これらの間に電圧が印加される。
【0111】
また、制御部40は、この場合においても、電流検知手段、クリーニング判断手段として機能する。すなわち、制御部40は、電流検知手段として機能する制御部40によって検知される、ノズル板61aと中間転写体37との間に流れる電流の量を用いて、かかるクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段として機能する。なお、転写ローラ38は中間転写体37から離間した状態を維持される。
【0112】
具体的には、図8のステップS816に示すように、クリーニング判断手段として機能する制御部40は、各ノズル61bについて、少なくともかかるタイミングにおいて、電流検知手段として機能する制御部40によって電流が検知されるか否かを判断するが、少なくともかかるタイミングにおいて電流が検知されないノズル61bがあるときには、そのノズル61bから記録液が吐出されていないこととなるため、全てのノズル61bから記録液が正常に吐出されているとの条件を満たさないとして、ノズル板61aのクリーニングの進捗状況を、図8のステップS817に示すように、ノズル61bからの記録液の吐出不良となっているものとして判断する。
【0113】
この判断が行われた場合には、図8のステップS801に戻り、以上述べた制御を繰り返す。この繰り返し動作は、図8のステップS808の排出不良の判断が行われたときには実行されないため、不必要なクリーニング動作を繰り返すことによる記録液の無駄が回避される。
【0114】
一方、図8のステップS816において、全てのノズル61bについて、少なくともかかるタイミングにおいて、電流検知手段として機能する制御部40によって電流が検知されたときには、全てのノズル61b言い換えると全chから記録液が正常に吐出されているとの条件を満たしたとして、ノズル板61aのクリーニングの進捗状況を、図8のステップS818に示すように、完了したもの、すなわちノズル面61dおよびノズル61bについてクリーニングが完了したものとして判断し、クリーニング動作を終了する。
【0115】
なお、この記録液の吐出によって中間転写体37の表面に付与された記録液は、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。また、クリーニング動作の終了にあたっては、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。
【0116】
このように、クリーニング判断手段として機能する制御部40は、電圧印加制御手段としての制御部40により通電手段33が駆動されノズル板61aと中間転写体37との間に電圧が印加されている状態で、電流検知手段として機能する制御部40によって検知される、ノズル板61aと中間転写体37との間の通電状況の推移に基づいて、ノズル板61aのクリーニング、具体的にはノズル面61d、ノズル61bのクリーニングの進捗状況を判断するようになっている。
【0117】
なお、クリーニング判断手段として機能する制御部40は、図8に示したステップS802の記録液の排出前から、かかる通電状況の推移を監視するようにしても良い。このようにすれば、クリーニングの進捗状況として、ポンプ82Y、82M、82C、82BKの動作によりノズル61bから記録液の排出が行われたか否か、このノズル61bからの記録液の排出によりノズル面61dと中間転写体37との間にクリーニングを行うために十分な量の記録液が充填されたか否か等の判断を行うことが可能となる。
【0118】
図1に示すように、画像形成装置100は、以上述べた構成のうち、少なくとも、中間転写体37、通電手段33、モータ32、駆動部35、ポンプ82Y、82M、82C、82BK、制御部40を有し、すでに述べたようにしてノズル板61aをクリーニングすることでヘッド61Y、61M、61C、61BKのクリーニングを行い正常な画像形成が行われる状態とするヘッドクリーニング装置41を備えている。この点、制御部40は、ヘッドクリーニングを制御するヘッドクリーニング制御手段として機能する。
【0119】
このように、ヘッドクリーニング装置41は、画像形成装置100において画像形成を行うために備えられている構成によって構成されており、たとえば、中間転写体37についてはクリーニング部材として機能するのみならずノズル61bから吐出され付与された記録液が転写紙Sに転写される部材として機能するなど、部品の共通化が高度に実現されている。よって、画像形成装置100において、ヘッドクリーニング装置41を備えることによる装置の大型化、高価格化が高度に抑制されている。
【0120】
クリーニング装置41は、通電手段33を用いた電圧の印加により、ノズル板61aに付着した、記録液の成分に由来する異物の電気分解によってクリーニングを行うため、電気分解後の記録液をノズル板61aと中間転写体37との間から、たとえば吸引により除去する記録液除去手段等の構成を備えていれば、ノズル板61aと中間転写体37とを相対的に移動させる移動手段を省略することも可能である。
【0121】
しかしながら、ノズル板61aと中間転写体37との相対移動は、クリーニングを促進するため、かかる移動手段を備えていることが望ましい。移動手段として機能するモータ32は、中間転写体37側を移動させることでかかる相対移動を行うものであるが、移動手段は、ヘッド61Y、61M、61C、61BK側を移動させることでかかる相対移動を行うものであってもよい。
【0122】
そこで、画像形成装置100は、駆動部35によっても、かかる相対移動を行うことが可能となっており、図6ないし図9に沿って説明した上述の動作に加えて、図10に示すように、ヘッド61Y、61M、61C、61BKをノズル面61dにほぼ平行に移動させることでかかる相対移動を行うようになっている。
【0123】
具体的には、図10(d)に示すように、中間転写体37がA1方向に回転し、ノズル面61dと中間転写体37との間の記録液を、中間転写体37の移動によって中間転写体37側に移動させ、この移動時に、記録液によってノズル面61dのクリーニングを行うときに、駆動部35により、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを、A1方向の上流側に向けてノズル面61dにほぼ平行に移動させることでかかる相対移動を行わせる。その他の動作については、図6(a)ないし(f)はそれぞれ図10(a)ないし(f)に対応しており、同様に行われる。
【0124】
これにより、図6に示した場合よりも、ノズル面61dの広い範囲にクリーニングが行われる。また、ヘッド61Y、61M、61C、61BKの移動により、かかる相対移動の速度が大きくなることでクリーニング性が向上する。中間転写体37表面が曲面をなしていることも原因となって、図6に示した動作においては、たとえば、同図(e)、(f)に示すように、ノズル面61dの、ノズル61bから比較的離れた部分に、記録液の成分が氷柱状に成長する可能性があり、さらに成長するとこの成分が中間転写体37に接触したり、ノズル面61dから分離して機内を汚染したりして、転写紙Sに付着し、画像を乱すことにもなり兼ねないが、図10に示した場合には、ノズル面61dの広い範囲でクリーニングが行われるため、同図(e)、(f)に示すように、かかる氷柱状の成分も除去され、そのようなことが生じるのが防止ないし抑制されている。
【0125】
このように、駆動部35も、中間転写体37に付与された記録液がノズル面61dに当接しながら移動する態様で中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとを相対的に移動させる移動手段として機能する。
移動手段は、本形態では、モータ32と駆動部35とによって構成されているが、これらのうち駆動部35だけを移動手段としてもよい。
【0126】
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。
【0127】
なお、記録液の特性により、凝集による異物が生じない場合には、通電手段33による電圧の印加は、ノズル板61aのクリーニングの進捗状況を判断するために要する上述した通電状況の推移を監視するために行うものとなり、これにより印加電圧値もかかる進捗状況を判断するのに十分な程度とされればよいが、化学的なクリーニングが行われないため、移動手段が必須となる。
【0128】
いずれにしても、記録液は、色の違い、機種等によってその処方が異なり、表面張力や粘度といった特性値が異なるため、クリーニングポジションにおけるノズル面61dと中間転写体37表面とのギャップや、クリーニング動作中におけるノズル面61dと中間転写体37との相対移動速度すなわち中間転写体37やノズル面61dの移動速度は、かかる特性値に応じて最適なクリーニングが行われるように設定されれば良く、またこれらギャップや速度は、駆動部35、モータ32の構成により、かかる特性値に応じて最適なクリーニングが行われるように可変となっていることが望ましい。
【0129】
以上は、クリーニング部材がローラ状の中間転写体37である場合を説明したが、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。
図11に示す形態について、図1等に示した上述の形態と異なる部分について主に説明する。
【0130】
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。モータ32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。
【0131】
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、61BK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や、ヘッド61Y、61M、61C、61BKがかかる態様で備えられている構成ではさらにヘッド61Y、61M、61C、61をノズル面61dに平行に移動させることなくノズル面61dの全面をクリーニング可能となることにある。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。
【0132】
その他、図11に示す形態では、画像形成装置100は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKのそれぞれに対向した位置であって中間転写体37の内側に配設されたガイド部材45を有している。
【0133】
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。
クリーニング動作を行うにあたって、図11(a)、図12(a)に示したホームポジションから、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、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを中間転写体37側に移動させて、ヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とのギャップを図7に示した場合と同様のギャップとしたクリーニングポジションに位置決めするとともに、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。その後の図12(c)ないし(f)に示す動作等は、上述した図6(c)ないし(f)に示す動作等と同様である。
【0134】
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可能性があり、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可能性もある。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についてのクリーニングポジション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についてのクリーニング動作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。
【0135】
以上述べた各形態では、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを中間転写体37側に移動させることでヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とを互いに近接させることでクリーニングポジションとしたが、図13に示すように、中間転写体37をヘッド61Y、61M、61C、61BK側に移動させることでヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とを互いに近接させることでクリーニングポジションとするようにしてもよい。
【0136】
図13に示す形態について、図11に示した上述の形態と異なる部分について主に説明する。
同図に示す形態では、駆動部35は、ガイド部材45と、各ガイド部材45を下方から支持し、各ガイド部材45を一体でヘッド61Y、61M、61C、61BKに向けて押し上げることで中間転写体37をヘッド61Y、61M、61C、61BKに近接させクリーニングポジションとする支持部材46とを有している。
【0137】
この形態では、クリーニング動作時に駆動部35により支持部材46を変位させることで中間転写体37をヘッド61Y、61M、61C、61BKに近接させてクリーニングポジションとするが、その余の点は図11に示した上述の形態と同様である。
【0138】
駆動部35は、各ガイド部材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、各ガイド部材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。
【0139】
この形態では、クリーニングポジションにおいて中間転写体37のテンションが上昇するため、クリーニング動作中において、中間転写体37のばたつきや、長期放置時などにローラ42、43、44に巻き掛けた部分で発生する中間転写体37の変形が矯正される。そのため、ローラ42とローラ43との間に張設されている部分における中間転写体37の平面度が向上し、安定して良好なクリーニングが行われるという利点がある。
【0140】
図1等に示した、ローラ状の中間転写体37を有する形態においても、中間転写体37をヘッド61Y、61M、61C、61BKに近接させてクリーニングポジションとする構成を採用してもよい。また、中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとの両者を互いに近接させてクリーニングポジションとする構成を採用してもよい。
【0141】
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を備えたノズル板61aを有するヘッド61Y、61M、61C、61BKに対向した状態でノズル61bから吐出された記録液を付与される中間転写体37と、ノズル板61aと中間転写体37との間に電圧を印加する通電手段33と、通電手段33によってノズル板61aと中間転写体37との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいてノズル板61aのクリーニングの進捗状況を判断する制御部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。
【0142】
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。
【0143】
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、凝集する構成であっても良い。
【0144】
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。
【0145】
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。
【符号の説明】
【0146】
32 移動手段
33 電圧印加手段
35 移動手段
37 クリーニング部材、中間転写体
40 クリーニング判断手段
41 ヘッドクリーニング装置
61a ノズル部材
61b ノズル
61Y、61M、61C、61BK ヘッド
100 画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【0147】
【特許文献1】特開2008−132786号公報
【特許文献2】特許第4507213号公報
【特許文献3】特開2009−018249号公報
【技術分野】
【0001】
本発明は、インク等の記録液を吐出するヘッドのクリーニングを行うヘッドクリーニング装置及びこのヘッドクリーニング装置を備えヘッドから吐出された記録液によって画像形成を行うインクジェット方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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、画像情報に応じて、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し紙等の記録媒体に付着させるヘッドを備え、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技術を採用した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)。このようなインクジェット方式の画像形成装置は、電子写真方式に比べた場合の装置構成の簡便さから、プリンタ、ファクシミリ及び複写機等への適用範囲が拡大しつつある。また、電気回路形成やバイオテクノロジーへの応用など、新たな領域への発展が期待されている。その他、ヘッドからインクを吐出する吐出装置が知られている(たとえば、〔特許文献3〕参照)。
【0003】
これら画像形成装置等においては、ノズル及びその周辺に付着したインクが増粘または乾燥したり、ノズルに埃等の異物、紙粉が付着したりすると、吐出不良やミスト、インク滴飛翔方向の乱れが生じ画像品質が劣化する。そこで、ゴムなどの柔軟材でできたブレード、ワイパー等の部材でノズル面を拭い、ワイピングして、ノズル周辺の付着物を除去するヘッドクリーニング方法が従来から提案されている(たとえば、〔特許文献1〕〜〔特許文献3〕参照)。
【0004】
しかしながら、ノズル面に対するブレード等の部材の機械的な接触は、長期的に見るとノズル面の劣化や、かかる部材自身の劣化をもたらす。特に、インクジェットヘッドではインクの吐出性およびメニスカスの保持力を上げるために、ノズル面の表面が撥水膜処理されていることが多く、かかる機械的な接触は、この撥水膜にダメージを与える。撥水膜のダメージは吐出液滴の飛翔曲がりやミスト発生、ばらつきなどの原因となり、画像品質を著しく劣化させる。また、ブレードが劣化した際には、ワイピング性能が落ちるためノズル面に付着したミスト、異物などがうまく除去されなくなり、やはり画像品質の劣化を招く。
【0005】
よって、ノズル面の特に撥水膜をはじめとして、ヘッドにダメージを与えることなくこれを清掃する技術が、インクジェット方式の画像形成装置を長期にわたり安定的に動作させるために望まれており、出願人は、先に、かかるブレード等の部材を用いることなくヘッドをクリーニングする技術を提案したところである(特願2011−044600)。
【0006】
一方、ヘッドをクリーニングする構成においては、ヘッドのクリーニング動作後に、ヘッドが実際にクリーニングされたか否かを判断する必要がある。ヘッドのクリーニングが不十分である場合にはヘッドのクリーニング動作を繰り返す等の動作を行うことを要するためである。
【0007】
ところが、上述のようにブレード等の部材によりヘッドをクリーニングする技術には、かかる判断においても不利となる事情がある。
すなわち、たとえば、かかる技術を採用した場合、かかる部材に多量のインクが付着していると、ヘッドとかかる部材との間でインクが付着を繰り返すだけで、クリーニングが成功しないことがある。これは、ノズル面の拭き残し状態を測定する機構が無い場合に起こる問題である。この点、かかる機構を採用した構成(たとえば、〔特許文献1〕、〔特許文献2〕参照)が提案されており、この構成によればかかる問題は解消されうる。しかし、このような構成は装置の複雑化を招く。そのため、かかる技術を採用する場合には、ブレード等の部材に付着物が無い様に制御してワイピングすることが多く、この場合には、ノズル面のワイピング状態を測定しない限り、ノズル面の拭き残しが無くなる様に制御することができず、結果、上述の問題が生ずる。
【0008】
そこで、ノズル面の状態を測定することはせず、ブレード等の部材の付着物を取り除く機構を採用した構成が提案されている(たとえば、〔特許文献3〕参照)。しかしながら、この構成では、ノズル面の状態やかかる部材の状態を制御していないため、クリーニングを繰り返さなければならないおそれがあり、上述の問題すなわちノズル面に対するブレード等の部材の機械的な接触による、ノズル面やかかる部材自身の劣化をもたらすという問題を促進させるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
以上のような事情に鑑みれば、ブレード等の部材を用いることなくヘッドをクリーニングする技術において、ヘッドがクリーニングされたか否かに関して、少なくともヘッドのクリーニングの進捗状況を、簡易に判断するようにすることが望ましい。
【0010】
本発明は、インク等の記録液を吐出するヘッドのクリーニングを、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いることなく行うとともに、ヘッドのクリーニングの進捗状況を簡易に判断することを可能としたヘッドクリーニング装置及びこのヘッドクリーニング装置を備えヘッドから吐出された記録液によって画像形成を行うインクジェット方式の画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、記録液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有するヘッドに対向した状態で前記ノズルから吐出された記録液を付与されるクリーニング部材と、前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段とを有するヘッドクリーニング装置にある。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のヘッドクリーニング装置において、前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材の表面に当接しながら移動するように、前記クリーニング部材と同ヘッドとを相対的に移動させる移動手段を有し、前記クリーニング判断手段は、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することを特徴とする。
【0013】
請求項3記載の発明は、請求項2記載のヘッドクリーニング装置において、前記クリーニング判断手段は、前記推移に基づいて、前記進捗状況を、前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間から排出不良となっているものとして判断することを特徴とする。
【0014】
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、前記クリーニング判断手段は、少なくとも、前記ノズルから吐出された記録液が前記ヘッドと前記クリーニング部材との間をブリッジするタイミングにおいて前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況に基づいて、同ノズル部材のクリーニングの進捗状況を、同ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断することを特徴とする。
【0015】
請求項5記載の発明は、請求項4記載のヘッドクリーニング装置であって、請求項2記載のヘッドクリーニング装置に従属したヘッドクリーニング装置において、前記クリーニング判断手段は、前記進捗状況を、前記ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断したとき、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することを特徴とする。
【0016】
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、前記電圧印加手段は、アニオン性の記録液について、前記ノズル部材をカソードとして機能させ、前記クリーニング部材をアノードとして機能させるように電圧を印加することを特徴とする。
【0017】
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、前記クリーニング部材は、前記ノズルから吐出され付与された記録液が記録媒体に転写される中間転写体として機能することを特徴とする。
【0018】
請求項8記載の発明は、請求項1ないし7の何れか1つに記載のヘッドクリーニング装置を有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【0019】
本発明は、記録液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有するヘッドに対向した状態で前記ノズルから吐出された記録液を付与されるクリーニング部材と、前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段とを有するヘッドクリーニング装置にあるので、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況をかかる通電状況の推移に基づいて簡易に判断することが可能なヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0020】
前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材の表面に当接しながら移動するように、前記クリーニング部材と同ヘッドとを相対的に移動させる移動手段を有し、前記クリーニング判断手段は、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することとすれば、記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況を、かかる相対的な移動によって変化するかかる通電状況の推移に基づいて簡易に判断することが可能なヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0021】
前記クリーニング判断手段は、前記推移に基づいて、前記進捗状況を、前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間から排出不良となっているものとして判断することとすれば、記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況を、かかる相対的な移動によって変化するかかる通電状況の推移に基づいて、かかる排出不良として簡易に判断することが可能なヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0022】
前記クリーニング判断手段は、少なくとも、前記ノズルから吐出された記録液が前記ヘッドと前記クリーニング部材との間をブリッジするタイミングにおいて前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況に基づいて、同ノズル部材のクリーニングの進捗状況を、同ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断することとすれば、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況を、かかる通電状況の推移に基づいて、吐出不良として簡易に判断することが可能なヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0023】
前記クリーニング判断手段は、前記進捗状況を、前記ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断したとき、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することとすれば、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況を、かかる通電状況の推移に基づいて、吐出不良として簡易に判断することが可能であるとともに、この判断を行ったときには、さらにクリーニングを行い、かかる通電状況の推移に基づいてクリーニングの進捗状況を判断することで、クリーニングの確実性を高め、良好なクリーニングを行うことを可能としたヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0024】
前記電圧印加手段は、アニオン性の記録液について、前記ノズル部材をカソードとして機能させ、前記クリーニング部材をアノードとして機能させるように電圧を印加することとすれば、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、記録液を用いて、ノズル部材側で水酸化物イオンを発生させ記録液内部で記録液の凝集成分を分散させることによってヘッドのクリーニングを行うことが可能となるとともに、このクリーニングの進捗状況をかかる通電状況の推移に基づいて簡易に判断することが可能なヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0025】
前記クリーニング部材は、前記ノズルから吐出され付与された記録液が記録媒体に転写される中間転写体として機能することとすれば、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、中間転写体に付与された記録液を用いてヘッドのクリーニングを行うことができるとともに、このクリーニングの進捗状況をかかる通電状況の推移に基づいて簡易に判断することが可能な、部品の共通化により大型化、高価格化が抑制ないし防止されたヘッドクリーニング装置を提供することができる。
【0026】
本発明は、かかるヘッドクリーニング装置を有する画像形成装置にあるので、ヘッドに当接するブレード等の部材を用いずとも、記録液を用いてヘッドのクリーニングが行われ、このクリーニングの進捗状況がかかる通電状況の推移に基づいて簡易に判断されることで、経時にわたって良好な画像形成を行うことが可能となった画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明を適用した画像形成装置の概略正面図である。
【図2】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記録液が付与される様子を示す概念図である。
【図3】図1に示した画像形成装置に備えられヘッドにおけるノズルの配置を例示した概略平面図である。
【図4】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記録液中の色剤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5】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記録液による液柱の状態を示す概念図である。
【図6】図1に示した画像形成装置においてノズル部をクリーニングする動作を説明した概念図である。
【図7】図1に示した画像形成装置においてノズル部をクリーニングするときの状態を示した概略正面図である。
【図8】図1に示した画像形成装置においてノズル部をクリーニングするときの動作の一部のフローチャートである。
【図9】図1に示した画像形成装置においてノズル部材のクリーニングの進捗状況が通電状況に基づいて把握される原理を説明するための概念図である。
【図10】図1に示した画像形成装置において別の態様でノズル部をクリーニングする動作を説明した概念図である。
【図11】本発明を適用した、中間転写体をベルト状とした画像形成装置の概略図である。
【図12】図11に示した画像形成装置においてノズル部をクリーニングするときの動作を示した概念図である。
【図13】図11に示した画像形成装置の変形例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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残インク除去手段である清掃手段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。
【0038】
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駆動手段としての中間転写体回転駆動モータであるモータ32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。
【0039】
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。
【0040】
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し、樹脂であっても良い。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
また、表面層37bの材質は、上述のようにシリコーンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素系ゴムであって、後述するように、記録液に対する濡れ性が高い材質とされているが、この濡れ性の観点から、表面層37bは、かかる材質の表面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ても良い。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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して送液するための送液ポンプである供給ポンプとしてのポンプ82Y、82M、82C、82BKと、インクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKとヘッド61Y、61M、61C、61BKとの間の記録液の給送路をポンプ82Y、82M、82C、82BKとともに形成している図示しないパイプを有している。
【0049】
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。
【0050】
ポンプ82Y、82M、82C、82BKは、ヘッド61Y、61M、61C、61BK内に記録液を送り込むタイプであって、チュービングポンプであるが、ピストンポンプであってもよいし、ヘッド61Y、61M、61C、61BKから記録液を吸引するタイプであっても良い。
【0051】
ポンプ82Y、82M、82C、82BKは、制御部40によって作動を制御される。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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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)。
【0057】
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部材である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、ポンプ82Y、82M、82C、82BKによってインクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKから記録液を供給され記録液を充填され記録液を保持する液室であるインク室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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
ノズル板61aは、画像形成時において中間転写体37とのギャップが50〜600μm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600μm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に対向した表面であるノズル面61dがノズル部となっている。
【0062】
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、各圧電素子を時系列に駆動する。この点、制御部40は、画像制御装置として機能する。インク室61c内の圧力はノズル61bから記録液が吐出、排出されるとき以外は負圧に保たれるようになっている。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
中間転写体37の、記録液を付与され担持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。
【0069】
また、中間転写体37の表面は、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上の記録液によりノズル面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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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)
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
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。
【0084】
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。
【0085】
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に担持された記録液によるノズル面61dのワイピング動作言い換えると洗浄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9を参照しながら説明する。
【0086】
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、ノズルダウン、すなわちヘッド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。
【0087】
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においてヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とが離間した離間状態であるホームポジションから、図6(b)、図7、図8のステップS801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に近接させノズル面61dと中間転写体37とを近接させた近接状態であるクリーニングポジションとするとともに、図7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。
【0088】
次いで、かかる状態を維持させながら、図6(c)、図8のステップS802に示すように、制御部40によってポンプ82Y、82M、82C、82BKを駆動することでインク室61c内を負圧から正圧とし、各ノズル61bからヘッド61Y、61M、61C、61BK内に内蔵された記録液を強制的に排出させ、ヘッド61Y、61M、61C、61BKに近接して対向した中間転写体37に付与する。これにより、各ノズル61b内に気泡、記録液の凝集物、紙粉、埃などの異物が存在している場合にはこれらが各ノズル61bから排出される。このように、ポンプ82Y、82M、82C、82BKは、記録液とともにかかる異物をノズル61内から排出させる記録液排出手段として機能する。
【0089】
クリーニングポジションにおけるヘッド61Y、61M、61C、61BK言い換えるとノズル面61dと中間転写体37との距離すなわちギャップは、中間転写体37に付与された記録液が図6(c)に示すようにノズル面61dと中間転写体37との間をブリッジしてこれらの間隙を充填しこれらの間に滞留する微小な間隙となるように、記録液の特性に合わせて適正に設定される。本形態においては、記録液が水系であることから、かかるギャップは10〜500μmの範囲の所定値に設定されている。
【0090】
ノズル61bから排出された記録液がノズル面61dと中間転写体37との間をブリッジすると、図6(c)、図8のステップS803に示すように、制御部40によってモータ32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、この状態で、図8のステップS804に示すように、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、上述した画像形成動作時と同様に、ノズル板61aと中間転写体37との間に電圧が印加される。このときの印加電圧値は一定とされる。また、制御部40は、かかる電圧の印加によってノズル板61aと中間転写体37との間に流れる電流の量を検知する。この点、制御部40は、電流検知手段として機能する。
【0091】
この状態で、中間転写体37の回転を継続すると、ノズル面61dと中間転写体37との間の記録液が、濡れ性の高い中間転写体37の表面の移動につられて、図6(d)に示すように、A1方向に引っ張られて移動し始める。このとき、記録液は、その表面張力や粘度により、ノズル面61d側と中間転写体37側とで分断されることなく、撥水性の高いノズル面61dから、とくにノズル61b近傍において、ノズル面61dに付着していた異物とともに引き剥がされる。このように、ノズル面61dは記録液による摺擦が行われてワイピング状態とされ、ノズル面61dに付着している記録液が中間転写体37の移動によって中間転写体37側に移動し、この移動時に、記録液によって、とくにノズル61b近傍において、異物が拭い取られ、除去され、ノズル面61dのクリーニングが行われる。
【0092】
このようなクリーニングを行うにあたり、中間転写体37は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKに近接して対向した状態でノズル61bから吐出された記録液を付与されるクリーニング体としてのクリーニング部材として機能する。また、モータ32は、クリーニング部材として機能する中間転写体37に付与された記録液がノズル面61dに当接しながら移動しノズル面61dを拭うように、中間転写体37表面とノズル面61dとが平行な状態を保ったまま互いに移動する態様で中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとを相対的に移動させる移動手段として機能する。なお、中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとの相対的な移動は、クリーニング部材として機能する中間転写体37に付与された記録液がノズル面61dを拭うように移動する態様で行われれば良い。
【0093】
このように、かかるクリーニングは、従来から一般的に知られた、ゴムなどの柔軟材でできたブレード、ワイパー等の部材を用いてノズル面を掻き取るクリーニングと異なり、記録液でノズル面61を拭き取るいわば非接触方式によって行うものであるため、非常に薄い撥水膜の磨耗により撥水効果がなくなり吐出不良につながるという、かかる部材を用いたクリーニングによる不具合が生じることがなく、かかる部材を用いたクリーニングと比べて、撥水膜が長寿命化し、撥水膜の寿命によって左右される製品寿命を延ばすことにも貢献する。
【0094】
かかるクリーニングは、上述のようにいわば非接触方式であるためかかる利点があるが、記録液によって物理的言い換えると力学的にノズル面61dを拭うようにして行われる。さらに、かかるクリーニングは、このように物理的に行われるのに加え、化学的にも行われる。
【0095】
すなわち、通電手段33が駆動され、ノズル板61aと中間転写体33との間に電圧印加が行われていることで、反応式(1)、反応式(2)、図4、図5に沿って説明した反応が、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ことから、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。
【0096】
このように、かかるクリーニングにおいては、記録液がアニオン性であることを利用して、通電手段33が、ノズル板61aをカソードとして機能させ、中間転写体37をアノードとして機能させるようになっており、これによって、記録液が物理的のみならず化学的にも作用するクリーニング液として機能するようになっている。
【0097】
なお、中間転写体37に担持された記録液等、すなわち、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は、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、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。よって、ノズル板61a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。
【0098】
このように画像形成装置100においては、ノズル面61dのクリーニングが、物理的なクリーニングと同時に、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るクリーニング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。
【0099】
制御部40は、電流検知手段として機能する制御部40によって検知される、ノズル板61aと中間転写体37との間に流れる電流の量を用いて、かかるクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段として機能する。
【0100】
具体的には、図8のステップS804に示して説明した通電開始から、クリーニング判断手段として機能する制御部40は、電流検知手段として機能する制御部40によって検知された電流の量を監視すなわちモニタリングし、通電手段33によってノズル板61aと中間転写体37との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて、ノズル板61a具体的にはノズル面61dのクリーニングの進捗状況を判断する。
【0101】
すなわち、クリーニング判断手段として機能する制御部40は、図6(c)、(d)に示したように、ノズル面61dと中間転写体37の表面とが相対的に移動している状態でのかかる通電状況の推移に基づいて、図8のステップS805、S806に示すように、規定時間が経過するまでに通電が生じなくなったか否かを判断し、規定時間が経過するまでに通電が生じなくなったときには、クリーニングの進捗状況を、図8のステップS807に示すように、ノズル面61dのクリーニングが完了したものとして判断し、規定時間が経過するまでに通電が生じなくならなかったときすなわち規定時間が経過しても通電が生じているときには、クリーニングの進捗状況を、図8のステップS808に示すように、ヘッド61Y、61M、61C、61BK具体的にはノズル面61dと中間転写体37との間から記録液が排出不良となっているものとして判断する。
【0102】
規定時間が経過するまでの通電状況の推移に基づいてこれら判断が行われる理由は、次のとおりである。
ノズル面61dと中間転写体37との間に記録液が充填されている状態において通電手段33による電圧印加を行うと、かかる記録液に電流が流れるためこの電流が電流検知手段として機能する制御部40によって検知されるが、この電流の量すなわち通電量は、ノズル面61dのクリーニングが正常に行われる場合には、図9に示すように、次第に小さくなる。
【0103】
これは、ノズル面61dと中間転写体37との間に挟まれた記録液の量と通電量との間に相関があるためである。よって、中間転写体37を回転させてノズル面61dから記録液を引き剥がしているときに電流検知手段として機能する制御部40によって検知された電流の量を監視することで、ノズル面61dと中間転写体37との間からの記録液の排出が完了しノズル面61dのクリーニングが完了したとの判断、または、かかる排出が正常に行われずエラーが生じているとの判断の何れかが行われる。
【0104】
より具体的には、ノズル面61dと中間転写体37との間のギャップおよび通電手段33による印加電圧値が一定であることから、図6(c)に示したようにノズル61bから記録液が排出された直後の初期の段階では、ノズル面61dと中間転写体37との間に挟まれた記録液の量が多く、記録液とノズル面61d、中間転写体37との接触面積が大きいことによって記録液による抵抗が小さいために通電量が大きいとともに、図6(d)に示したように中間転写体37の回転に伴ってノズル面61dと中間転写体37との間から記録液が排出され除去されると、これらの間に挟まれた記録液の量が少なくなっていき、これにつれて記録液とノズル面61d、中間転写体37との接触面積が小さくなることによって記録液による抵抗が大きくなっていくために図9に示すように通電量が減少していき、さらに記録液の排出が進んで図6(e)に示すようにノズル面61dと中間転写体37との間からの記録液の除去が完了すると、図9に示すように通電量が0となる。
【0105】
これに対して、ノズル面61dと中間転写体37との間から記録液が排出されない場合には、これらの間に挟まれた記録液の量が漸減することがないため図9に示すように通電量が減少することなく不安定な挙動を示す。ノズル面61dと中間転写体37との間から記録液が排出されない原因としては、中間転写体37の回転が停止しているなど、機械的な不良等が挙げられる。
【0106】
図8のステップS807の判断、図8のステップS808の判断が行われたときは、何れにおいても、図8のステップS809、S810に示すように、電圧印加制御手段としての制御部40により、通電手段33の駆動が停止され、ノズル板61aと中間転写体37との間の電圧印加が停止され、図6(f)、図8のステップS811、S812に示すように、制御部40によってモータ32の駆動を停止することで中間転写体37の回転駆動を停止してノズル面61dと中間転写体37の表面との相対的な移動を停止し、図6(f)、図8のステップS813、S814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から離間させクリーニングポジションからホームポジションに復帰させる。
【0107】
なお、図8のステップS807の判断が行われた場合におけるこれらの動作は、その開始までの時間のロスが極力低減されている。これは、図8のステップS805において、規定時間が経過する前であっても、通電が生じなくなったら、直ぐに図8のステップS807の判断が行われ、この判断が行われれば直ぐにこれらの動作が開始されるためである。
【0108】
これらの動作の後、図8のステップS808の判断が行われているときには、クリーニング動作を終了する。この場合、画像形成装置100が液晶表示装置等の表示手段を備えている場合には、表示手段にエラー表示を行ってもよい。
【0109】
一方、図8のステップS807の判断が行われているときは、図8のステップS816に示すように、インク吐出制御手段として機能する制御部40によって各ノズル61bから記録液が吐出される。
【0110】
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、上述した画像形成動作時と同様に、ノズル61bから吐出された記録液がノズル板61aと中間転写体37との間をブリッジするタイミングにおいて、これらの間に電圧が印加される。
【0111】
また、制御部40は、この場合においても、電流検知手段、クリーニング判断手段として機能する。すなわち、制御部40は、電流検知手段として機能する制御部40によって検知される、ノズル板61aと中間転写体37との間に流れる電流の量を用いて、かかるクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段として機能する。なお、転写ローラ38は中間転写体37から離間した状態を維持される。
【0112】
具体的には、図8のステップS816に示すように、クリーニング判断手段として機能する制御部40は、各ノズル61bについて、少なくともかかるタイミングにおいて、電流検知手段として機能する制御部40によって電流が検知されるか否かを判断するが、少なくともかかるタイミングにおいて電流が検知されないノズル61bがあるときには、そのノズル61bから記録液が吐出されていないこととなるため、全てのノズル61bから記録液が正常に吐出されているとの条件を満たさないとして、ノズル板61aのクリーニングの進捗状況を、図8のステップS817に示すように、ノズル61bからの記録液の吐出不良となっているものとして判断する。
【0113】
この判断が行われた場合には、図8のステップS801に戻り、以上述べた制御を繰り返す。この繰り返し動作は、図8のステップS808の排出不良の判断が行われたときには実行されないため、不必要なクリーニング動作を繰り返すことによる記録液の無駄が回避される。
【0114】
一方、図8のステップS816において、全てのノズル61bについて、少なくともかかるタイミングにおいて、電流検知手段として機能する制御部40によって電流が検知されたときには、全てのノズル61b言い換えると全chから記録液が正常に吐出されているとの条件を満たしたとして、ノズル板61aのクリーニングの進捗状況を、図8のステップS818に示すように、完了したもの、すなわちノズル面61dおよびノズル61bについてクリーニングが完了したものとして判断し、クリーニング動作を終了する。
【0115】
なお、この記録液の吐出によって中間転写体37の表面に付与された記録液は、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。また、クリーニング動作の終了にあたっては、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。
【0116】
このように、クリーニング判断手段として機能する制御部40は、電圧印加制御手段としての制御部40により通電手段33が駆動されノズル板61aと中間転写体37との間に電圧が印加されている状態で、電流検知手段として機能する制御部40によって検知される、ノズル板61aと中間転写体37との間の通電状況の推移に基づいて、ノズル板61aのクリーニング、具体的にはノズル面61d、ノズル61bのクリーニングの進捗状況を判断するようになっている。
【0117】
なお、クリーニング判断手段として機能する制御部40は、図8に示したステップS802の記録液の排出前から、かかる通電状況の推移を監視するようにしても良い。このようにすれば、クリーニングの進捗状況として、ポンプ82Y、82M、82C、82BKの動作によりノズル61bから記録液の排出が行われたか否か、このノズル61bからの記録液の排出によりノズル面61dと中間転写体37との間にクリーニングを行うために十分な量の記録液が充填されたか否か等の判断を行うことが可能となる。
【0118】
図1に示すように、画像形成装置100は、以上述べた構成のうち、少なくとも、中間転写体37、通電手段33、モータ32、駆動部35、ポンプ82Y、82M、82C、82BK、制御部40を有し、すでに述べたようにしてノズル板61aをクリーニングすることでヘッド61Y、61M、61C、61BKのクリーニングを行い正常な画像形成が行われる状態とするヘッドクリーニング装置41を備えている。この点、制御部40は、ヘッドクリーニングを制御するヘッドクリーニング制御手段として機能する。
【0119】
このように、ヘッドクリーニング装置41は、画像形成装置100において画像形成を行うために備えられている構成によって構成されており、たとえば、中間転写体37についてはクリーニング部材として機能するのみならずノズル61bから吐出され付与された記録液が転写紙Sに転写される部材として機能するなど、部品の共通化が高度に実現されている。よって、画像形成装置100において、ヘッドクリーニング装置41を備えることによる装置の大型化、高価格化が高度に抑制されている。
【0120】
クリーニング装置41は、通電手段33を用いた電圧の印加により、ノズル板61aに付着した、記録液の成分に由来する異物の電気分解によってクリーニングを行うため、電気分解後の記録液をノズル板61aと中間転写体37との間から、たとえば吸引により除去する記録液除去手段等の構成を備えていれば、ノズル板61aと中間転写体37とを相対的に移動させる移動手段を省略することも可能である。
【0121】
しかしながら、ノズル板61aと中間転写体37との相対移動は、クリーニングを促進するため、かかる移動手段を備えていることが望ましい。移動手段として機能するモータ32は、中間転写体37側を移動させることでかかる相対移動を行うものであるが、移動手段は、ヘッド61Y、61M、61C、61BK側を移動させることでかかる相対移動を行うものであってもよい。
【0122】
そこで、画像形成装置100は、駆動部35によっても、かかる相対移動を行うことが可能となっており、図6ないし図9に沿って説明した上述の動作に加えて、図10に示すように、ヘッド61Y、61M、61C、61BKをノズル面61dにほぼ平行に移動させることでかかる相対移動を行うようになっている。
【0123】
具体的には、図10(d)に示すように、中間転写体37がA1方向に回転し、ノズル面61dと中間転写体37との間の記録液を、中間転写体37の移動によって中間転写体37側に移動させ、この移動時に、記録液によってノズル面61dのクリーニングを行うときに、駆動部35により、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを、A1方向の上流側に向けてノズル面61dにほぼ平行に移動させることでかかる相対移動を行わせる。その他の動作については、図6(a)ないし(f)はそれぞれ図10(a)ないし(f)に対応しており、同様に行われる。
【0124】
これにより、図6に示した場合よりも、ノズル面61dの広い範囲にクリーニングが行われる。また、ヘッド61Y、61M、61C、61BKの移動により、かかる相対移動の速度が大きくなることでクリーニング性が向上する。中間転写体37表面が曲面をなしていることも原因となって、図6に示した動作においては、たとえば、同図(e)、(f)に示すように、ノズル面61dの、ノズル61bから比較的離れた部分に、記録液の成分が氷柱状に成長する可能性があり、さらに成長するとこの成分が中間転写体37に接触したり、ノズル面61dから分離して機内を汚染したりして、転写紙Sに付着し、画像を乱すことにもなり兼ねないが、図10に示した場合には、ノズル面61dの広い範囲でクリーニングが行われるため、同図(e)、(f)に示すように、かかる氷柱状の成分も除去され、そのようなことが生じるのが防止ないし抑制されている。
【0125】
このように、駆動部35も、中間転写体37に付与された記録液がノズル面61dに当接しながら移動する態様で中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとを相対的に移動させる移動手段として機能する。
移動手段は、本形態では、モータ32と駆動部35とによって構成されているが、これらのうち駆動部35だけを移動手段としてもよい。
【0126】
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。
【0127】
なお、記録液の特性により、凝集による異物が生じない場合には、通電手段33による電圧の印加は、ノズル板61aのクリーニングの進捗状況を判断するために要する上述した通電状況の推移を監視するために行うものとなり、これにより印加電圧値もかかる進捗状況を判断するのに十分な程度とされればよいが、化学的なクリーニングが行われないため、移動手段が必須となる。
【0128】
いずれにしても、記録液は、色の違い、機種等によってその処方が異なり、表面張力や粘度といった特性値が異なるため、クリーニングポジションにおけるノズル面61dと中間転写体37表面とのギャップや、クリーニング動作中におけるノズル面61dと中間転写体37との相対移動速度すなわち中間転写体37やノズル面61dの移動速度は、かかる特性値に応じて最適なクリーニングが行われるように設定されれば良く、またこれらギャップや速度は、駆動部35、モータ32の構成により、かかる特性値に応じて最適なクリーニングが行われるように可変となっていることが望ましい。
【0129】
以上は、クリーニング部材がローラ状の中間転写体37である場合を説明したが、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。
図11に示す形態について、図1等に示した上述の形態と異なる部分について主に説明する。
【0130】
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。モータ32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。
【0131】
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、61BK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や、ヘッド61Y、61M、61C、61BKがかかる態様で備えられている構成ではさらにヘッド61Y、61M、61C、61をノズル面61dに平行に移動させることなくノズル面61dの全面をクリーニング可能となることにある。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。
【0132】
その他、図11に示す形態では、画像形成装置100は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKのそれぞれに対向した位置であって中間転写体37の内側に配設されたガイド部材45を有している。
【0133】
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。
クリーニング動作を行うにあたって、図11(a)、図12(a)に示したホームポジションから、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、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを中間転写体37側に移動させて、ヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とのギャップを図7に示した場合と同様のギャップとしたクリーニングポジションに位置決めするとともに、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。その後の図12(c)ないし(f)に示す動作等は、上述した図6(c)ないし(f)に示す動作等と同様である。
【0134】
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可能性があり、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可能性もある。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についてのクリーニングポジション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についてのクリーニング動作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。
【0135】
以上述べた各形態では、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを中間転写体37側に移動させることでヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とを互いに近接させることでクリーニングポジションとしたが、図13に示すように、中間転写体37をヘッド61Y、61M、61C、61BK側に移動させることでヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とを互いに近接させることでクリーニングポジションとするようにしてもよい。
【0136】
図13に示す形態について、図11に示した上述の形態と異なる部分について主に説明する。
同図に示す形態では、駆動部35は、ガイド部材45と、各ガイド部材45を下方から支持し、各ガイド部材45を一体でヘッド61Y、61M、61C、61BKに向けて押し上げることで中間転写体37をヘッド61Y、61M、61C、61BKに近接させクリーニングポジションとする支持部材46とを有している。
【0137】
この形態では、クリーニング動作時に駆動部35により支持部材46を変位させることで中間転写体37をヘッド61Y、61M、61C、61BKに近接させてクリーニングポジションとするが、その余の点は図11に示した上述の形態と同様である。
【0138】
駆動部35は、各ガイド部材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、各ガイド部材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。
【0139】
この形態では、クリーニングポジションにおいて中間転写体37のテンションが上昇するため、クリーニング動作中において、中間転写体37のばたつきや、長期放置時などにローラ42、43、44に巻き掛けた部分で発生する中間転写体37の変形が矯正される。そのため、ローラ42とローラ43との間に張設されている部分における中間転写体37の平面度が向上し、安定して良好なクリーニングが行われるという利点がある。
【0140】
図1等に示した、ローラ状の中間転写体37を有する形態においても、中間転写体37をヘッド61Y、61M、61C、61BKに近接させてクリーニングポジションとする構成を採用してもよい。また、中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとの両者を互いに近接させてクリーニングポジションとする構成を採用してもよい。
【0141】
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を備えたノズル板61aを有するヘッド61Y、61M、61C、61BKに対向した状態でノズル61bから吐出された記録液を付与される中間転写体37と、ノズル板61aと中間転写体37との間に電圧を印加する通電手段33と、通電手段33によってノズル板61aと中間転写体37との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいてノズル板61aのクリーニングの進捗状況を判断する制御部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。
【0142】
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。
【0143】
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、凝集する構成であっても良い。
【0144】
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。
【0145】
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。
【符号の説明】
【0146】
32 移動手段
33 電圧印加手段
35 移動手段
37 クリーニング部材、中間転写体
40 クリーニング判断手段
41 ヘッドクリーニング装置
61a ノズル部材
61b ノズル
61Y、61M、61C、61BK ヘッド
100 画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【0147】
【特許文献1】特開2008−132786号公報
【特許文献2】特許第4507213号公報
【特許文献3】特開2009−018249号公報
【特許請求の範囲】
【請求項1】
記録液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有するヘッドに対向した状態で前記ノズルから吐出された記録液を付与されるクリーニング部材と、
前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段とを有するヘッドクリーニング装置。
【請求項2】
請求項1記載のヘッドクリーニング装置において、
前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材の表面に当接しながら移動するように、前記クリーニング部材と同ヘッドとを相対的に移動させる移動手段を有し、
前記クリーニング判断手段は、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項3】
請求項2記載のヘッドクリーニング装置において、
前記クリーニング判断手段は、前記推移に基づいて、前記進捗状況を、前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間から排出不良となっているものとして判断することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項4】
請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、
前記クリーニング判断手段は、少なくとも、前記ノズルから吐出された記録液が前記ヘッドと前記クリーニング部材との間をブリッジするタイミングにおいて前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況に基づいて、同ノズル部材のクリーニングの進捗状況を、同ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項5】
請求項4記載のヘッドクリーニング装置であって、請求項2記載のヘッドクリーニング装置に従属したヘッドクリーニング装置において、
前記クリーニング判断手段は、前記進捗状況を、前記ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断したとき、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項6】
請求項1ないし5のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、
前記電圧印加手段は、アニオン性の記録液について、前記ノズル部材をカソードとして機能させ、前記クリーニング部材をアノードとして機能させるように電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項7】
請求項1ないし6のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、
前記クリーニング部材は、前記ノズルから吐出され付与された記録液が記録媒体に転写される中間転写体として機能することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項8】
請求項1ないし7の何れか1つに記載のヘッドクリーニング装置を有する画像形成装置。
【請求項1】
記録液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有するヘッドに対向した状態で前記ノズルから吐出された記録液を付与されるクリーニング部材と、
前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断するクリーニング判断手段とを有するヘッドクリーニング装置。
【請求項2】
請求項1記載のヘッドクリーニング装置において、
前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材の表面に当接しながら移動するように、前記クリーニング部材と同ヘッドとを相対的に移動させる移動手段を有し、
前記クリーニング判断手段は、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項3】
請求項2記載のヘッドクリーニング装置において、
前記クリーニング判断手段は、前記推移に基づいて、前記進捗状況を、前記クリーニング部材に付与された記録液が前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間から排出不良となっているものとして判断することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項4】
請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、
前記クリーニング判断手段は、少なくとも、前記ノズルから吐出された記録液が前記ヘッドと前記クリーニング部材との間をブリッジするタイミングにおいて前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況に基づいて、同ノズル部材のクリーニングの進捗状況を、同ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項5】
請求項4記載のヘッドクリーニング装置であって、請求項2記載のヘッドクリーニング装置に従属したヘッドクリーニング装置において、
前記クリーニング判断手段は、前記進捗状況を、前記ノズルからの記録液の吐出不良となっているものとして判断したとき、前記移動手段によって前記クリーニング部材と前記ヘッドとを相対的に移動させ前記電圧印加手段によって前記ノズル部材と前記クリーニング部材との間に電圧を印加した状態での通電状況の推移に基づいて前記ノズル部材のクリーニングの進捗状況を判断することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項6】
請求項1ないし5のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、
前記電圧印加手段は、アニオン性の記録液について、前記ノズル部材をカソードとして機能させ、前記クリーニング部材をアノードとして機能させるように電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項7】
請求項1ないし6のいずれか1つに記載のヘッドクリーニング装置において、
前記クリーニング部材は、前記ノズルから吐出され付与された記録液が記録媒体に転写される中間転写体として機能することを特徴とするヘッドクリーニング装置。
【請求項8】
請求項1ないし7の何れか1つに記載のヘッドクリーニング装置を有する画像形成装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2012−223921(P2012−223921A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−91435(P2011−91435)
【出願日】平成23年4月15日(2011.4.15)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年4月15日(2011.4.15)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】
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