(57)【要約】【課題】本構成を有していない場合と比較して、簡易な構成でミスト・サテライトを抑制できる画像形成装置及び画像形成方法を得る。【解決手段】インクジェットプリンタ１０は、圧力室８６と、ノズル９０と、電極９４、圧電素子９２、及び圧力板７７と、を有するイジェクタ７０と、被画像形成面３３にインクＬを付着させる中間転写ドラム３２と、を有している。ここで、電極９４に電圧印加され、圧電素子９２が変形することで圧力板７７が変形し、圧力室８６内のインクＬに作用する圧力が変化する。これにより、ノズル９０からインクＬが膨出してメニスカスが形成される。インクＬは、飛翔せずに被画像形成面３３と接触し、分断される。このように、インクＬが飛翔せずに被画像形成面３３と接触して分断されるため、インクＬの飛翔に伴うミスト・サテライトの生成が抑えられ、画像乱れを抑えることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する液室と、該液室に形成され前記液体でメニスカスが形成される開口部と、前記液室に設けられ前記液室内の液体に作用する圧力を変化させて前記開口部から液体を飛翔させずに前記メニスカスを盛り上がらせた後、引き戻して液体を分断する圧力変化手段と、を有する画像形成部と、
前記画像形成部と対向する画像形成位置に被画像形成体を搬送し、前記被画像形成体に液体を付着させる搬送手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成部が複数設けられ、隣接した一方の前記液室から他方の前記液室に液体を送り込む送込流路が設けられた請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記開口部のメニスカスの盛上りが前記被画像形成体に付着した後、前記圧力変化手段が、液体が付着した前記液室を減圧する減圧工程と、液体が付着していない液室の液体を加圧する加圧工程との少なくとも一方の工程を行い、前記減圧工程と前記加圧工程の少なくとも一方が繰り返される請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
液体を貯留する液室に形成された開口部から液体でメニスカスを形成し、前記液室内の液体に作用する圧力を変化させて前記開口部から液体を飛翔させずに前記メニスカスを盛り上がらせる第１工程と、
前記液室の内部を減圧し、前記開口部から盛り上った液体を引き戻して分断する第２工程と、
盛り上った前記メニスカスに被画像形成体を接触させる第３工程と、
を有する画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細なノズルから記録媒体へ低粘度のインクの小滴を飛翔させ、画像を形成するインクジェット記録方式が用いられている。一方、高粘度のインクを用いた画像形成方法が開示されている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００３】
特許文献１の画像形成方法では、電気粘性効果を有するインクに電場を印加し、インクの粘度を高くすると共にインクを飛翔させずに記録媒体に付着させ、画像形成を行っている。
【０００４】
特許文献２の画像形成方法では、まず、高粘度のインクのメニスカスを形成する。そして、ノズル先端に電気パルスを印加することで高粘度インクを振動させ、記録媒体へインクの小滴を分離又は飛翔させて画像形成を行っている。
【特許文献１】特開平０４−２５７４８５
【特許文献２】特開２０００−１６８０６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、本構成を有していない場合と比較して、簡易な構成でミスト・サテライトを抑制できる画像形成装置及び画像形成方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る画像形成装置は、液体を貯留する液室と、該液室に形成され前記液体でメニスカスが形成される開口部と、前記液室に設けられ前記液室内の液体に作用する圧力を変化させて前記開口部から液体を飛翔させずに前記メニスカスを盛り上がらせた後、引き戻して液体を分断する圧力変化手段と、を有する画像形成部と、前記画像形成部と対向する画像形成位置に被画像形成体を搬送し、前記被画像形成体に液体を付着させる搬送手段と、を有する。
【０００７】
本発明の請求項２に係る画像形成装置は、前記画像形成部が複数設けられ、隣接した一方の前記液室から他方の前記液室に液体を送り込む送込流路が設けられている。
【０００８】
本発明の請求項３に係る画像形成装置は、前記開口部のメニスカスの盛上りが前記被画像形成体に付着した後、前記圧力変化手段が、液体が付着した前記液室を減圧する減圧工程と、液体が付着していない液室の液体を加圧する加圧工程との少なくとも一方の工程を行い、前記減圧工程と前記加圧工程の少なくとも一方が繰り返される。
【０００９】
本発明の請求項４に係る画像形成方法は、液体を貯留する液室に形成された開口部から液体でメニスカスを形成し、前記液室内の液体に作用する圧力を変化させて前記開口部から液体を飛翔させずに前記メニスカスを盛り上がらせる第１工程と、前記液室の内部を減圧し、前記開口部から盛り上った液体を引き戻して分断する第２工程と、盛り上った前記メニスカスに被画像形成体を接触させる第３工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明は、本構成を有していない場合に比較して、簡易な構成でミスト・サテライトを抑制できる。
【００１１】
請求項２の発明は、複数の液室それぞれに支流を設けたものに比べて、開口部を高密度で配置することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、本構成を有していない場合に比較して、液体が流出した液室への液体の補充が容易となる。
【００１３】
請求項４の発明は、本構成を有していない場合に比較して、液体の飛翔に伴うミストサテライトの生成が抑えられ、画像乱れを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の画像形成装置及び画像形成方法の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１には、画像形成装置としてのインクジェットプリンタ１０が示されている。インクジェットプリンタ１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）の４色のインクで記録用紙Ｐにフルカラー画像を形成するフルカラープリンタであり、所謂オフセット印刷方式を用いたプリンタである。インクジェットプリンタ１０の筐体１２内には、インクジェットプリンタ１０の各部を動作制御する制御部１５が設けられている。
【００１６】
インクジェットプリンタ１０の筐体１２内の最下部には、給紙トレイ１４が挿抜可能に設けられている。給紙トレイ１４には、記録用紙Ｐが積載されており、最上位の記録用紙Ｐにはピックアップロール１６が当接している。記録用紙Ｐは、ピックアップロール１６によって１枚ずつ給紙トレイ１４から搬送方向下流側へ給紙され、搬送経路１８に沿って順に配設された搬送ロール２０、２２、２４、２６、２８によって画像形成ユニット３０へ給紙される。
【００１７】
画像形成ユニット３０では、外周に被画像形成面３３が形成された中間転写ドラム３２が、搬送経路１８に面して配設されている。さらに、中間転写ドラム３２の上方には、中間転写ドラム３２の被画像形成面３３と対向して記録ヘッドアレイ３４が配設されている。ここで、記録ヘッドアレイ３４と被画像形成面３３とが対向する位置を画像形成位置とする。
【００１８】
記録ヘッドアレイ３４には、図示しないメンテナンスユニットが近接配置されており、メンテナンス時に、記録ヘッドアレイ３４が中間転写ドラム３２から遠ざかって、中間転写ドラム３２との間にメンテナンスユニットが入り込むスペースを確保する。そして、メンテナンスユニットが入りこみ、記録ヘッドアレイ３４のノズル面に対向した状態で、所定のメンテナンス動作（吸引、ワイピング、キャッピング等）を行う。
【００１９】
また、記録ヘッドアレイ３４は、有効な記録領域が記録用紙Ｐの幅（搬送方向と直交する方向の長さ）以上とされた長尺状とされている。さらに、記録ヘッドアレイ３４は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４色それぞれに対応した４つのインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）３６が、中間転写ドラム３２の回転方向（矢印Ｒ方向）に沿って配置されており、フルカラーの画像を記録可能となっている。
【００２０】
各記録ヘッド３６は、ヘッド駆動回路（図示省略）によって駆動される。ヘッド駆動回路は、たとえば、画像情報に応じてインク滴の吐出タイミングや使用するインク吐出口（ノズル）を決め、駆動信号を記録ヘッド３６に送る構成となっている。また、記録ヘッドアレイ３４の上方には、各色のインクを貯留するインクタンク３８が配置されている。各インクタンク３８には、各記録ヘッド３６が接続されている。インクタンク３８内には、各色のインクＬが貯留されている。
【００２１】
一方、中間転写ドラム３２の搬送経路１８側には、搬送方向上流側から順に転写手段である帯電ロール４０及び除電ロール４２と、剥離爪４４とが当接している。帯電ロール４０は、記録用紙Ｐを中間転写ドラム３２に押圧しながら搬送すると共に、記録用紙Ｐに電荷を与えることで記録用紙Ｐを中間転写ドラム３２に静電吸着させ、インク像を記録用紙Ｐに転写させる。また、除電ロール４２は、記録用紙Ｐを搬送しながら記録用紙Ｐの電荷を除去することで、記録用紙Ｐと中間転写ドラム３２との静電吸着を解除する。そして、剥離爪４４は、記録用紙Ｐを中間転写ドラム３２から剥離する。
【００２２】
剥離爪４４の記録用紙Ｐの搬送方向下流側では、上流側から順に、搬送ロール４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８が配置されている。搬送ロール４６、５２、５４、５６、５８は、記録用紙Ｐの画像形成面に当接するロールがスターホイールとなっており、画像形成面とロールとの接触が少なくなっている。
【００２３】
また、インクタンク３８の上方には排紙トレイ６０が配置され、この排紙トレイ６０の側方には搬送ロール５８が配置されている。即ち、搬送ロール５８によって記録用紙Ｐが排紙トレイ６０上に排出される。
【００２４】
一方、剥離爪４４より中間転写ドラム３２の回転方向下流側で、且つ記録ヘッドアレイ３４より中間転写ドラム３２の回転方向上流側には、ドラムクリーニングユニット６２が配置されている。ドラムクリーニングユニット６２は、中間転写ドラム３２の周面に当接し、中間転写ドラム３２に残留したインク等を掻き取るブレード６３と、ブレード６３によって掻き取られたインク等を回収する回収ボックス６４とを備えている。なお、回収ボックス６４の底部には、吸収体（図示省略）が敷き詰められており、ブレード６３から滴下するインクを吸収する。
【００２５】
次に、記録ヘッド３６について説明する。
【００２６】
図２（ａ）には、記録ヘッド３６を記録用紙の画像形成面側から見た状態が斜視図で示されている。一つの色に対応する記録ヘッド３６は、前述のインクタンク３８（図１参照）と連通しインクタンク３８から各色に応じたインクが供給される共通液室７２を有している。なお、図２（ａ）では、一例として一つの共通液室７２を示しているが、共通液室７２は複数設けられていてもよい。
【００２７】
共通液室７２には、内部をインクが流通する複数のインク供給路７４、７６、７８、８０、８２、及び８４の一端が連結されている。また、各インク供給路７４、７６、７８、８０、８２、及び８４の他端は、インクのメニスカスを形成して画像形成を行う複数のイジェクタ７０（７０Ａ〜７０Ｅ）に連結されており、複数のイジェクタ７０がマトリクス配置されている。なお、ここでは一例として、インク供給路７４の構成について説明し、他のインク供給路７６、７８、８０、８２、及び８４については、同様の構成であるため説明を省略する。
【００２８】
インク供給路７４のインク供給経路上には、５つのイジェクタ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ、及び７０Ｅが一列に配置され、各イジェクタ７０Ａ〜７０Ｅは、５つのインク供給路７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄ、７４Ｅで連結されている。これにより、共通液室７２からインク供給経路末端のイジェクタ７０Ｅまでの内部が連通し、共通液室７２からイジェクタ７０Ｅまでインクを供給可能となっている。
【００２９】
また、共通液室７２から各圧力室８６が連結して１列に配置されているため、各ノズル９０の２次元配置が容易となっている。なお、各イジェクタ７０Ａ〜７０Ｅは同様の構成であり、矢印はインクの流れを表している。
【００３０】
図２（ｂ）には、イジェクタ７０Ａとイジェクタ７０Ｂの内部の連通状態が、断面図で示されている。
【００３１】
イジェクタ７０Ａは、下側から上側に向けて板材からなるノズルプレート７１、第１壁プレート７３、及び第２壁プレート７５が接合された積層構造となっている。ノズルプレート７１の材質はポリイミドであり、第１壁プレート７３及び第２壁プレート７５の材質はＳＵＳである。
【００３２】
また、イジェクタ７０Ａは、第１壁プレート７３を底壁とし、第２壁プレート７５を側壁として、圧力室８６Ａ（８６）が形成されている。圧力室８６Ａは、底壁を構成する第１壁プレート７３の縁部の一部が凹溝状に形成されることで、前述のインク供給路７４Ａ（図２（ａ）参照）又はインク供給路７４Ｂと連通されている。また、圧力室８６Ａには、第１壁プレート７３の略中央部で凹状とされたノズル連通室８８Ａ（８８）が設けられている。
【００３３】
さらに、イジェクタ７０Ａは、ノズル連通室８８Ａの底壁を構成するノズルプレート７１の略中央部に、イジェクタ７０Ａの外側へ向けて開口されインクのメニスカスが形成されるノズル９０Ａ（９０）が形成されている。ノズル９０Ａは、前述の中間転写ドラム３２の外周面と対向配置されており、ノズルプレート７１表面と中間転写ドラム３２の外周面の間隔（ギャップｄ１）は、ｄ１＝３０μｍに設定されている。
【００３４】
一方、圧力室８６Ａのノズル連通室８８Ａと反対側（上面）には、圧力室８６Ａの上面を塞ぐ薄肉厚の鉄板等からなる圧力板７７が取付けられている。圧力板７７の上面には、圧力室８６Ａの面積に対応した面積の圧電素子９２Ａ（９２）が取付けられている。そして、圧電素子９２Ａの圧力板７７と反対側には、前述の制御部１５（図１参照）によって電圧が印加される電極９４Ａ（９４）が形成されている。これにより、イジェクタ７０Ａが構成されている。
【００３５】
同様にして、イジェクタ７０Ｂは、圧力室８６Ｂ、ノズル連通室８８Ｂ、及びノズル９０Ｂが形成されており、圧力板７７をイジェクタ７０Ａとの共通部材として、圧電素子９２Ｂ及び電極９４Ｂが取付けられている。なお、圧力室８６Ｂは、前述のインク供給路７４Ｂ及びインク供給路７４Ｃと連通されている。
【００３６】
ここで、図２（ａ）に示すように、記録ヘッド３６では、共通液室７２からインク供給路７４、７６、７８、８０、８２、及び８４にインクＬが供給されることにより、連続した画像形成が可能となっている。
【００３７】
図３（ａ）は、前述のイジェクタ７０Ａ〜７０Ｅのうち、イジェクタ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃの連結状態を示したものである。イジェクタ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃは、共通液室７２に対して一列に配置されており、インクＬの供給方向上流側にイジェクタ７０Ａ、下流側にイジェクタ７０Ｃが配置されている。また、各イジェクタ７０Ａ〜７０Ｃには、共通で圧力板７７が設けられている。なお、圧電素子９２及び電極９４（図２（ｂ）参照）の図示は省略している。
【００３８】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、制御部１５（図１参照）には、予め、各イジェクタ７０における電極９４（図２（ｂ）参照）への電圧印加のタイミングチャートが設定されている。図３（ｂ）では、ノズル９０Ａ〜９０ＣからインクＬが流出せず、盛り上がったメニスカスが形成されない状態の圧力板７７の位置を中立位置とし、このとき電極９４へ印加されている電圧をＶ０としている。
【００３９】
また、図３（ｂ）では、ノズル９０Ａ〜９０Ｃにおいて、インクＬ補給時に圧力板７７が引き動作を行ったときの電極９４へ印加されている電圧をＶＭとしている。ここで、圧力板７７が引き動作を行い圧力室８６内にインクＬが流入した後、圧力板７７が元の中立位置に戻るとき、圧力室８６及びノズル９０内のインクＬには、電圧（Ｖ０−ＶＭ）に相当する押圧力が作用することになるが、電圧（Ｖ０−ＶＭ）は、予めインクＬのメニスカスが記録用紙Ｐまで到達しないように設定されているため、記録用紙ＰにインクＬが接触することはない。
【００４０】
さらに、図３（ｂ）では、ノズル９０Ａ〜９０ＣからインクＬが流出して、盛り上がったメニスカスが形成され、記録用紙Ｐに接触するときの電極９４へ印加されている電圧をＶＰとしている。なお、圧力板７７を中立位置とするときに電極９４へ印加される電圧Ｖ０は、０Ｖに設定することができるが、これに限らず、例えば、インクＬのメニスカス形成時の最大印加電圧をＶ１としたとき、Ｖ０＝（Ｖ１）／２となるように印加電圧を設定してもよい。
【００４１】
図３（ｂ）において、イジェクタ７０Ｃの電極９４Ｃ（図示省略）に印加される電圧のタイミングチャートでは、時間ｔ０で電圧Ｖ０から電圧ＶＰに増加され、時間ｔ０からｔ３まで電圧ＶＰで保持されている。そして時間ｔ３で電圧ＶＰから電圧Ｖ０に低減されている。
【００４２】
一方、イジェクタ７０Ｂの電極９４Ｂに印加される電圧のタイミングチャートでは、時間ｔ２まで電圧Ｖ０で保持されている。そして、時間ｔ２で電圧Ｖ０から電圧ＶＭに低減され、時間ｔ３で再び電圧ＶＭから電圧Ｖ０に増加されている。
【００４３】
また、イジェクタ７０Ａの電極９４Ａに印加される電圧のタイミングチャートでは、時間ｔ１まで電圧Ｖ０で保持されている。そして、時間ｔ１で電圧Ｖ０から電圧ＶＭに低減され、時間ｔ２で再び電圧ＶＭから電圧Ｖ０に増加されている。
【００４４】
次に、本発明の実施形態の作用について説明する。
【００４５】
図４に示すように、本実施形態では、インクＬのメニスカス形成時、各イジェクタ７０の電極９４（図２（ｂ）参照）に印加する電圧のチャートパターンを、０[μｓ]で２２[Ｖ]、３[μｓ]で５０[Ｖ]に増加、３[μｓ]から１３[μｓ]まで５０[Ｖ]で保持、１３[μｓ]から１８[μｓ]で２２[Ｖ]に低減、１８[μｓ]以降は電圧２２[Ｖ]で保持というパターンで設定している。また、インクＬとして、粘度が３０ｃｐ（センチポアズ）のものを用いている。
【００４６】
ここで、インクジェットプリンタ１０において、図４の電圧印加パターンを用いたときのインクＬのメニスカス形成状態を図５（ａ）に示す。なお、実際のインクＬのメニスカス形成状態を確認するのは困難のため、図５（ａ）では、シミュレーションの結果で表している。Ｐは記録用紙、Ｅはイジェクタ７０、Ｇは記録用紙Ｐとイジェクタ７０のギャップ（ここでは３０μｍ）を表している。また、圧電素子９２と電極９４の図示は省略している。
【００４７】
図５（ａ）に示すように、まず、インクＬのメニスカス盛り上がりの形成過程Ａ（時間０μｓ）では、メニスカス盛り上がり形成のため、電極９４への電圧印加が開始される。この過程では、メニスカス盛り上がりを形成するほどの電圧は印加されていないため、ノズル９０からはインクＬがほとんど流出しない。
【００４８】
続いて、形成過程Ｂ（時間３μｓ）では、電極９４に電圧５０Ｖが印加される。これにより、圧電素子９２が変形し、さらに圧力板７７がノズル９０側に変形して、圧力室８６内のインクＬが押圧される。押圧されたインクＬは、ノズル９０から記録用紙Ｐに向けて飛翔せずに徐々に膨出して盛り上がり、メニスカス盛り上がりを形成する。なお、ここでは、圧力板７７の変形状態を、圧力板７７の位置（高さ）を変えることにより表示している。
【００４９】
続いて、形成過程Ｃ（時間１３μｓ）では、時間３μｓから継続して電圧５０Ｖが印加されているため、圧力板７７の変形による押圧が進みインクＬのメニスカスが大きくなって、メニスカスの先端（上端）が記録用紙Ｐに接触する。また、時間１３μｓになったときに電極９４への電圧５０Ｖの印加が停止されるため、ノズル９０近傍のインクＬには圧力室８６内に引き戻そうとする力が作用し始める。なお、形成過程Ｃでは、ノズル９０から膨出したインクＬが連続体となっており、ノズル９０が膨出途中のインクＬで蓋をされた状態となるため、記録用紙Ｐに向けて過剰なインクＬが膨出することはない。
【００５０】
続いて、形成過程Ｄ（時間１８μｓ）では、電圧が２２Ｖまで減少したため、圧力板７７が元の状態（位置）に戻る。このとき、圧力板７７で押圧され容積が小さくなっていた圧力室８６が、元の容積まで拡大するため、ノズル９０近傍のインクＬには、圧力室８６内に引き戻す力が最も強く作用する。
【００５１】
続いて、形成過程Ｅ（時間２４μｓ）〜形成過程Ｆ（時間３０μｓ）では、形成過程Ｄでの引き戻し力により、ノズル９０の外側へ膨出しているインクＬの一部がノズル９０から圧力室８６内に戻される。これにより、余分なインクＬが引きちぎられるようにしてノズル９０内に引き戻され、記録用紙Ｐ上に１ドット分のインクＬの画像が形成される。
【００５２】
一方、図５（ｂ）には、本発明との比較例として、インクＬを記録用紙Ｐへ飛翔させる方式のイジェクタ２００を用いた時のインクＬの飛翔状態が示されている。比較例のイジェクタ２００は、図示しない電極及び圧電素子が設けられた圧力板２０２と、圧力板２０２を底壁として形成された圧力室２０４と、圧力室２０４の上端に形成されたノズル２０６とを有しており、圧力室２０４内には、本発明と同様の粘度３０ｃｐのインクＬが充填されている。
【００５３】
また、図５（ｂ）は、図５（ａ）と同様に図４のパターンで電圧印加したときのシミュレーションの結果であり、Ｐは記録用紙、Ｅはイジェクタ２００、Ｇは記録用紙Ｐとイジェクタ２００のギャップ（ここでは１２０μｍ）を表している。
【００５４】
図５（ｂ）に示すように、比較例のイジェクタ２００におけるインクＬの吐出過程Ａ（時間０μｓ）では、電極への電圧印加が開始される。この過程では、インクＬを吐出するほどの電圧は印加されていないため、ノズル２０６からはインクＬがほとんど吐出されない。
【００５５】
続いて、吐出過程Ｂ（時間３μｓ）では、電極に電圧５０Ｖが印加される。これにより、圧電素子が変形し、さらに圧力板２０２がノズル２０６側に変形して、圧力室２０４内のインクＬが押圧される。押圧されたインクＬは、ノズル９０から記録用紙Ｐに向けて飛翔することができず、徐々にメニスカスの盛り上がりを形成する。
【００５６】
続いて、形成過程Ｃ（時間１３μｓ）では、時間３μｓから継続して電圧５０Ｖが印加されているため、圧力板２０２の変形による押圧が進みインクＬの液柱が大きくなる。しかし、インクＬの液柱は、記録用紙Ｐとイジェクタ２００のギャップ１２０μｍまでは大きくならないため、記録用紙Ｐに接触することはない。
【００５７】
続いて、形成過程Ｄ（時間１８μｓ）では、電圧が２２Ｖまで減少したため、圧力板２０２が元の状態（位置）に戻る。このとき、圧力板２０２で押圧され容積が小さくなっていた圧力室２０４が、元の容積まで拡大するため、ノズル２０６近傍のインクＬには、圧力室２０４内に引き戻す力が最も強く作用する。
【００５８】
続いて、形成過程Ｅ（時間２４μｓ）〜形成過程Ｆ（時間３０μｓ）では、形成過程Ｄでの引き戻し力により、ノズル２０６の外側へ膨出しているインクＬの一部がノズル２０６から圧力室２０４内に戻される。
【００５９】
ここで、本実施形態のインクジェットプリンタ１０のイジェクタ７０と、比較例のイジェクタ２００とについて、記録用紙Ｐ上に形成される１ドットの直径の大きさを比較した。なお、比較例のイジェクタ２００について、記録用紙Ｐ上にドットを形成させないと本発明との比較ができないため、使用したインクＬの粘度は、３．３ｃｐと低くしてある。また、記録用紙Ｐとイジェクタとのギャップは、図５と同様であり、ノズル９０とノズル２０６は、いずれも直径が６０μｍとなっている。
【００６０】
図６に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０のイジェクタ７０では、１０μｓから３０μｓの間で、盛り上がったインクＬのメニスカスの上端が記録用紙Ｐに接触して１ドットが形成された。この１ドットの直径を計測したところ、５０μｍであった。また、ドットの周囲にはミスト・サテライトが確認されなかった。
【００６１】
一方、比較例のイジェクタ２００では、形成された１ドットの直径を計測したところ、１００μｍであった。また、ドットの周囲には、飛翔時に形成されたと思われるミスト・サテライトが確認された。
【００６２】
ここで、本実施形態のインクジェットプリンタ１０におけるイジェクタ７０で形成された１ドットの直径が小さいことの理由としては、前述のように、ノズル９０が膨出途中のインクＬで蓋をされた状態となり、１ドット目の画像形成時に、記録用紙Ｐに向けて過剰なインクＬが膨出しにくくなるためと考えられる。
【００６３】
次に、共通液室７２（図２（ａ）参照）から各イジェクタへのインクＬの供給について説明する。ここでは一例として、共通液室７２からイジェクタ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃへのインクの補給機構について説明する。
【００６４】
図２（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、時間ｔ０において、イジェクタ７０Ｃの電極９４Ｃ（図示省略）に電圧ＶＰが印加されると、圧電素子９２Ｃ（図示省略）が変形して、圧力室８６Ｃに対応する部位の圧力板７７がノズル９０Ｃに向けて変形する。これにより、ノズル９０ＣからインクＬが膨出してメニスカスの盛り上がりが形成される。このとき、イジェクタ７０Ａ及びイジェクタ７０Ｂの圧力板７７は中立位置（電圧Ｖ０）にあり、引き込み動作、押し出し動作のいずれも行っていない。
【００６５】
続いて、時間ｔ１において、イジェクタ７０Ｃでは、インクＬの膨出が継続されてメニスカスの上端が記録用紙Ｐに接触する。一方、イジェクタ７０Ａでは、電極９４Ａへの印加電圧がＶＭとなり、圧電素子９２Ａが変形して、圧力室８６Ａに相当する部位の圧力板７７が、中立位置からノズル９０Ａと反対側に変形する。これにより、圧力室８６Ａの容積が増加すると共に、圧力室８６Ａ内が減圧される（減圧工程）。そして、共通液室７２と圧力室８６Ａの圧力差により、共通液室７２から圧力室８６ＡへのインクＬの引き込み動作が行われる。このとき、イジェクタ７０Ｂの圧力板７７は中立位置にあり、引き込み動作、押し出し動作のいずれも行っていない。
【００６６】
続いて、時間ｔ２において、イジェクタ７０Ｃでは、インクＬの膨出が継続され記録用紙Ｐ上に１ドット分に近い量のインクＬが付着する。一方、イジェクタ７０Ａでは、電極９４Ａへの印加電圧がＶＭからＶ０へ増加され、圧電素子９２Ａが変形して、圧力室８６Ａに相当する部位の圧力板７７が中立位置に戻ると共に、圧力室８６Ａ内が加圧される（加圧工程）。このとき、圧力室８６Ａ内のインクＬには、電圧（Ｖ０−ＶＭ）に相当する押圧力が作用するが、メニスカスが盛り上がったとしても、記録用紙Ｐに付着はしない。
【００６７】
ここで、イジェクタ７０Ｂの電極９４Ｂへの印加電圧がＶＭとなり、圧電素子９２Ｂが変形して、圧力室８６Ｂに相当する部位の圧力板７７が、中立位置からノズル９０Ｂと反対側に変形する。これにより、圧力室８６Ｂの容積が増加すると共に、圧力室８６Ｂ内が減圧される（減圧工程）。そして、圧力室８６Ａと圧力室８６Ｂの圧力差により、圧力室８６Ａから圧力室８６ＢへのインクＬの引き込み動作が行われる。
【００６８】
続いて、時間ｔ３において、イジェクタ７０Ｃでは、電極９４Ａへの印加電圧がＶＰからＶ０へ低下し、圧力板７７が中立位置に戻ることにより、膨出したインクＬのメニスカスの一部がノズル９０Ｃ及び圧力室８６Ｃに引き戻され、分断されて記録用紙Ｐ上に１ドット（画像）が形成される。
【００６９】
一方、イジェクタ７０Ｂでは、電極９４Ｂへの印加電圧がＶＭからＶ０へ増加され、圧電素子９２Ｂが変形して、圧力室８６Ｂに相当する部位の圧力板７７が中立位置に戻ると共に、圧力室８６Ｂ内が加圧される（加圧工程）。このとき、圧力室８６Ｂ内のインクＬには、電圧（Ｖ０−ＶＭ）に相当する押圧力が作用するが、メニスカスが盛り上がったとしても、記録用紙Ｐに付着はしない。
【００７０】
ここで、イジェクタ７０Ｃでは、圧力板７７が中立位置に戻ることで圧力室８６Ｃの容積が増加すると共に、圧力室８６Ｃ内が減圧される（減圧工程）。そして、圧力室８６Ｂと圧力室８６Ｃの圧力差により、圧力室８６Ｂから圧力室８６ＣへのインクＬの引き込み動作が行われ、インクＬが補給される。このとき、イジェクタ７０Ａの圧力板７７は中立位置にあり、引き込み動作、押し出し動作のいずれも行っていない。
【００７１】
これらの動作の繰り返しにより、記録用紙Ｐ上にドット（画像）が形成されると共に、各圧力室８６へのインクＬの補給が行われ、連続した画像形成が行われる。
【００７２】
次に、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における各イジェクタ７０へのインクＬの供給と、前述の比較例のイジェクタ２００（図５（ｂ）参照）へのインクＬの供給の違いについて説明する。
【００７３】
図７（ａ）には、本実施形態のインクジェットプリンタ１０における、イジェクタ７０の電極９４に印加する電圧（駆動電圧とする）と、ノズル９０からのインクＬのメニスカス盛り上がり量（μｍ）、記録用紙Ｐに付着したインクＬの着液量（ｐＬ：ピコリットル）との関係が示されている。なお、破線のグラフＡがメニスカス盛り上がり量の変化を表しており、実線のグラフＢが着液量の変化を表している。また、ノズル９０から記録用紙Ｐまでの距離は２５μｍに設定してある。
【００７４】
グラフＡ及びグラフＢを見ると、駆動電圧が１２Ｖ程度から２０Ｖまでの駆動領域ＶＡでは、インクＬのメニスカスが大きく盛り上がるものの、記録用紙Ｐまで到達しないため、着液量は０ｐＬとなっている。そして、駆動電圧が２０Ｖから２３Ｖ程度までの駆動領域ＶＢでは、メニスカスの先端が記録用紙Ｐに到達するため、着液量が５ｐＬに増加している。なお、駆動電圧２３Ｖ以降では、駆動電圧に応じて着液量が増加している。
【００７５】
このように、駆動領域ＶＡでは、記録用紙ＰにインクＬを打滴することなくインクＬに押圧力を付与できる。このため、駆動領域ＶＡの駆動電圧を用いることで、画像形成を行わずに、インクＬが消費された圧力室８６にインクＬを補給することが可能となる。また、駆動領域ＶＢの駆動電圧を用いることで、必要最小限の駆動電圧で、記録用紙ＰにインクＬを打滴し、画像形成が行える。
【００７６】
一方、図７（ｂ）には、本実施形態のイジェクタ７０との比較例として、前述のイジェクタ２００（図５（ｂ）参照）における、電極に印加する駆動電圧と、ノズル２０６から吐出されたインクＬが記録用紙Ｐに付着したときの液滴量（ｐＬ：ピコリットル）との関係（グラフＣ）が示されている。なお、ノズル２０６から記録用紙Ｐまでの距離は１２０μｍに設定してある。
【００７７】
グラフＣを見ると、駆動電圧が０Ｖから２３Ｖ程度までの駆動領域ＶＣでは、インクＬが十分に飛翔することができず、記録用紙Ｐまで到達しないため、記録用紙Ｐ上の液滴量は０ｐＬとなっている。そして、駆動電圧が２３Ｖ程度から４７Ｖ程度までの駆動領域ＶＤでは、インクＬが飛翔して記録用紙Ｐに付着するものの、飛翔に十分な押圧力（飛翔エネルギー）が付与されていないため、飛翔速度が遅くなり、記録用紙Ｐへの着弾精度が悪くなる。即ち、所望のドット形成位置からのずれ量が大きくなる。このため、駆動領域ＶＤの駆動電圧は、画像形成時には使用できない。
【００７８】
駆動電圧が４７Ｖ程度より大きい駆動領域ＶＥでは、インクＬの飛翔に十分なエネルギーが付与される。このため、画像形成時には、駆動領域ＶＥの駆動電圧が用いられる。
【００７９】
このように、比較例のイジェクタ２００では、通常の画像形成時（印字時）に用いる駆動領域ＶＥの駆動電圧を駆動領域ＶＤの駆動電圧まで減少させたとき、記録用紙ＰへのインクＬの着弾位置精度が悪い状態で、インクＬが飛翔してしまう。このため、駆動領域ＶＤの駆動電圧を用いて、記録用紙Ｐに画像形成せずに圧力室２０４（図５（ｂ）参照）へのインクＬの補給を行うことはできない。なお、駆動領域ＶＣに近い駆動電圧で駆動すれば、インクＬの飛翔は防ぐことができるが、圧力室２０４へのインクＬの補給に必要な圧力を得ることができなくなる。
【００８０】
一方、本実施形態のイジェクタ７０では、駆動領域ＶＢの駆動電圧でインクＬのメニスカスが記録用紙Ｐに着液するため、画像形成が行える。また、駆動電圧を駆動領域ＶＡまで減少させたときは、記録用紙ＰにインクＬのメニスカスが着液せず、画像形成されないものの、圧力室８６（図２（ｂ）参照）へのインクＬの補給に必要な圧力が得られる。これにより、駆動電圧を駆動領域ＶＢと駆動領域ＶＡでそれぞれ設定しておき、切り換えることで、画像形成とインクＬの補給の動作を交互に行える。そして、順次連結されたイジェクタ７０でポンピング液送が可能となる。
【００８１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
【００８２】
中間転写ドラム３２を用いずに搬送ローラで記録用紙Ｐを画像形成位置まで搬送し、記録用紙Ｐ上に記録ヘッド３６から直接画像形成を行うようにしてもよい。
【００８３】
本発明におけるインクＬは、色材としてのインクのみでなく、導電材料としてのナノペーストインク、造型材としてのＵＶ硬化型インク等の、液体材料を指す広義のインクである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの全体図である。
【図２】（ａ）本発明の実施形態に係る記録ヘッドの一部の斜視図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る記録ヘッドの断面図である。
【図３】（ａ）本発明の実施形態に係るイジェクタの連結状態を示す模式図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る各電極への印加電圧のタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る電極への印加電圧のタイミングチャートである。
【図５】（ａ）本発明の実施形態に係るイジェクタにおけるインクのメニスカス形成状態を示す模式図である。（ｂ）比較例のイジェクタにおけるインクの飛翔状態を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係るイジェクタにおける時間とメニスカス盛り上がり量の関係を示すグラフである。
【図７】（ａ）本発明の実施形態に係るイジェクタにおける駆動電圧に対する着液量、メニスカス盛り上がり量の関係を示すグラフである。（ｂ）比較例のイジェクタにおける駆動電圧と液滴量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８５】
１０  インクジェットプリンタ（画像形成装置）
３２  中間転写ドラム（搬送手段）
３３  被画像形成面（被画像形成体）
７０  イジェクタ（画像形成部）
７４  インク供給路（送込流路）
７７  圧力板（圧力変化手段）
８６  圧力室（液室）
９０  ノズル（開口部）
９２  圧電素子（圧力変化手段）
９４  電極（圧力変化手段）
Ｌ  インク（液体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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