(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドにより記録液を付与される中間転写体に当接し前記中間転写体上の記録液をクリーニングするためのクリーニング部材と、
少なくとも前記クリーニング部材によって前記中間転写体上からクリーニングされ前記クリーニング部材に接触している記録液を、電気分解によりクリーニングするためのクリーニング用電極と、
前記中間転写体と前記クリーニング用電極との間に、前記中間転写体と前記クリーニング用電極とに導通する前記記録液を電気分解する電圧を印加する電圧印加手段とを有するクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング用電極をクリーニングするための電極クリーニング手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項２記載のクリーニング装置において、
前記電極クリーニング手段は、前記クリーニング用電極に当接した電極クリーニング部材と、この電極クリーニング部材によって前記クリーニング用電極から除去した成分を回収する回収部とを有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のクリーニング装置において、
記録液と反応し記録液をクリーニングするためのクリーニング液を前記クリーニング用電極と前記中間転写体とに接触するように供給するクリーニング液供給手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項４記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング用電極と前記クリーニング部材と前記中間転写体とにより前記クリーニング液による液溜りを形成することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項５記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング液供給手段は、前記液溜りにおける前記クリーニング液の量を検知する液量検知手段と、この液量検知手段によって検知された前記量に基づいて前記液溜りに前記クリーニング液を供給し同量を制御する液量制御手段とを有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項６記載のクリーニング装置であって、請求項３に従属するクリーニング装置において、
前記電極クリーニング部材は、前記クリーニング用電極に付着した前記クリーニング液をクリーニングし、前記回収部は、前記電極クリーニング部材により前記クリーニング用電極から除去された前記クリーニング液を回収し、
前記クリーニング液供給手段は、前記回収部に回収された前記クリーニング液を前記液量制御手段に供給するリサイクル手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１つに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング用電極は、前記クリーニング部材と一体であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項９】
請求項１ないし７の何れか１つに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング用電極は、前記クリーニング部材と別体であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項９記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング用電極は、ローラであることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか１つに記載のクリーニング装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に備えられ中間転写体をクリーニングするクリーニング装置及びこれを有するかかる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のノズルからインク等の記録液を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２９〕参照）。
【０００３】
インクジェット記録は、数十μｍといった微細なノズルからインクを吐出するため、インクの目詰まり等の問題からインクの着色剤として溶解性の高い染料が用いられてきた。染料インクは発色性に優れており、写真プリントにおいて銀塩写真に匹敵する画質を得ることができるが、その反面、耐水性・耐光性・対ガス性など画像保存性に劣る問題を有している。この問題を補うため、インクの着色剤として顔料の利用が進められ、工業用の大判プリンタから、現在ではパーソナル市場やオフィス市場のプリンタにも搭載されている。
【０００４】
普通紙にカラー画像を印字する際には、２色重ね部分等の色境界でのにじみ（ブリーディング）を押さえるために、インクに界面活性剤などを添加することによりインクの紙への浸透性を高めることが行われている（インクに界面活性剤などを添加することについて、たとえば、〔特許文献１〕参照）。インクの紙への浸透性を高めることにより色境界でのにじみは低減できるが、その反面、普通紙を形成するセルロース繊維にそって浸透するので文字や細線の印字周辺部ににじみ（フェザリング）が発生しやすくなる。
【０００５】
ブリーディングとフェザリングの防止を両立させるため、黒文字の印字にのみ浸透性の低いインクを使用する等の工夫がなされているが、その場合には、黒色インクの乾燥性が悪く高速印字が困難であるという問題が残る。
【０００６】
そこで、インク中の着色剤を定着するための材料（水溶性高分子、白色顔料等）を予め塗工したインクジェット専用の被記録材が提案されている（たとえば、〔特許文献２〕〜〔特許文献５〕参照）。これらのインクジェット記録に適した専用紙を用いることにより、画像品質は格段に改善される。しかしながら、専用紙はコスト面で問題があり、特にビジネス用途では普通紙に高画質で印字することが求められる。
【０００７】
普通紙などの一般的な被記録材に対応するため、被記録材上に予めカルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のポリマー溶液を噴射し、ついでそのポリマー溶液が付着した部分にインクを吐出して印字するインクジェット記録方法が提案されている（たとえば、〔特許文献６〕参照）。しかし、これらのポリマー溶液ではフェザリングは抑えられず、また耐水性も改善されなかった。
【０００８】
また、インクジェット記録ヘッドを用いて画像を形成する装置であって、インクを吸収する吸水性樹脂粒子を被記録材に塗布する手段と、インクを被記録材に塗布された吸水性樹脂粒子上に吐出させる手段と、前記吸水性樹脂粒子を被記録材に定着させる手段とを有する画像形成装置が提案されている（たとえば、〔特許文献７〕参照）。しかしながら、吸水性樹脂粒子は吸湿しやすく、装置内あるいは保管時に吸湿により塊状となり、被記録材に吸水性樹脂粉体を均一に塗布することが困難になるなどの不具合を生じやすい。
【０００９】
また、インク中の着色剤を不溶化する化合物を含む被記録材の前処理液を被記録材上にインクジェット方法により付着した後にその被記録材の前処理液が付着した部分にインクを吐出して画像形成するインクジェット記録方法が提案されている（たとえば、〔特許文献８〕〜〔特許文献１０〕参照）。これらの方法では、ブリーディングとフェザリングとの両者がある程度の水準で改善される。しかしながらこれらの方法では、前処理液を安定して吐出せしめるために、前処理液の粘度を低くする必要があり、よって着色剤を不溶化せしめる化合物を低濃度にせざるをえなかった。このような前処理液で十分な画質改善効果を得るためには、前処理液を比較的多量に付与しなければならず、水分を含む液体を多量に被記録材に付与するため、被記録材のカールやコックリングが発生しやすかった。
【００１０】
また、シリコーンオイルなどのシリコーン化合物とカチオン性化合物とを少なくとも含有した無色の液体組成物を被記録材に塗布した後、アニオン性成分を含有するインクをインクジェット記録方式により被記録材に付着させる画像形成方法が提案されている（たとえば、〔特許文献１１〕参照）。しかしながら、シリコーン化合物が付着した被記録材部分はインクの浸透性が著しく低いため画像部の乾燥が遅いという問題があった。
【００１１】
また、インクの浸透性や濡れ性を改善するため、着色剤を不溶化する化合物および所定の界面活性剤を含有する画像記録促進液を被記録材に対して付与した後、インクをインクジェット記録方式により被記録材に付着させることにより画像を形成する方法が提案されている（たとえば、〔特許文献１２〕参照）。この方法によれば、画像記録促進液中の界面活性剤がインクの被記録材に対する浸透性や濡れ性を改善するため、画像の乾燥性が向上し高速記録に対応が可能となるものの、着色材を不溶化せしめる成分量が少ないため、ブリーディングやフェザリングの防止効果が不十分であり、更なる改善が求められていた。
【００１２】
また、インクの着色剤を不溶化せしめる多価金属塩を含む反応液を被記録材に塗布する技術が提案されている（反応液に多価金属塩を含むことについて、たとえば、〔特許文献１３〕〜〔特許文献１５〕参照）。この技術により画像品質は大きく向上した。
【００１３】
一方、インク非浸透性の中間転写体上にインクジェット記録方法によりインク像を形成し、その後インク像を中間転写体から被記録材に転写する中間転写方式と呼ばれる方法が提案されている（たとえば、〔特許文献１６〕、〔特許文献１７〕参照）。中間転写方式では、記録ヘッドを記録紙から離して配置することが可能であり、紙粉の付着による記録ヘッドのノズルの目詰まりが抑制可能である。また、記録ヘッドと記録紙とのギャップを常に一定に保つことは一般に困難であるが、記録ヘッドと中間転写体とのギャップは一定に保つことが可能であり、また、紙種対応性が良く、したがって中間転写体を用いる方式は信頼性が高い。しかしながら、高い転写率を得るために離型性の良い材料で中間転写体を構成すると、ブリーディングや、ビーディングと言われる隣接液滴の集合が、激しく生じやすくなり、画像品質が低下しやすいという問題があった。
【００１４】
かかる中間転写方式を改良するものとして、インクを中間転写体上に吐出してインク像を形成した後、中間転写体上でインクの大半の水分を蒸発させて、濃縮したインクを紙等の被記録材に転写する方法が提案されている（たとえば、〔特許文献１８〕参照）。この方法では、一旦、中間転写体上に良好な画像が形成されれば、一般に使用されている、所謂、普通紙上でも良好な画像品質を得ることができる。しかしながら、常温ではインクの濃縮に時間を要するため、中間転写体を加熱してインク中の溶媒の蒸発を促進する必要があり、大きなエネルギーを必要とする問題があった。
【００１５】
また、中間転写体の表面にポリアクリル酸などの吸水性樹脂粒子の層を設けて、中間転写体に付与されるインク中の水分を吸収した後に、吸水性樹脂粒子ごと被記録材に転写する方法が提案されている（たとえば、〔特許文献１９〕、〔特許文献２０〕参照）。この方法は、普通紙上でも良好な画像品質を得ることができるが、前述のインクを吸収する吸水性樹脂粒子を被記録材に塗布する手段等を用いる技術と同様に、保管時の吸湿により吸水性樹脂粒子が塊状となり、中間転写体上に均一に塗布することが困難になるなどの問題がある。
【００１６】
また、インクを被記録材に吐出せしめて画像を形成する前または後に、インク中の成分と反応する多価金属塩やポリアリルアミンを含む反応液を中間転写体上に付着させて被記録材に付与する方法が提案されている（たとえば、〔特許文献２１〕参照）。この方法は、従来法と比較して被記録材に付着する反応液を少なくし、被記録材に生じるカールやコックリングを低減することが可能である。
【００１７】
また、カチオン性高分子化合物と界面活性剤および／又は濡れ促進剤とを含む処理液を中間転写体上に付与し、該処理液とインクジェット方式で吐出されるインクを接触・混合せしめ、その後、被記録材に転写する画像形成方法が提案されている（たとえば、〔特許文献２２〕参照）。
同様に、アニオン性のインク着色剤と反応し凝集作用を引き起こす多価金属塩などを含む処理液を中間転写体上に付与し、該処理液とインクジェット方式で吐出されるインクを接触・混合せしめ、その後、被記録材に転写する画像形成方法が提案されている（たとえば、〔特許文献２３〕〜〔特許文献２５〕参照）。より具体的には、最低造膜温度（ＭＦＴ）が３０度以下の水溶性樹脂をさらにインクもしくは処理液に含有させることによって、画像に耐擦過性をさらに付与することができることが提案されている（たとえば、〔特許文献２３〕参照）。また、転写前の画像に水溶性樹脂を付与することで同様に耐擦過性を付与することができることが提案されている（たとえば、〔特許文献２４〕参照）。処理液と反応する着色剤とは別のもう一つの反応成分として、樹脂粒子表面にイオン性基を有する樹脂エマルジョンをインクにさらに含ませて、凝集作用の追加効果により着色剤の凝集力が高まることが提案されている（たとえば、〔特許文献２５〕参照）。
また、インクと接触・混合した際に、混合液のｐＨを大きく変化せしめる処理液を中間転写体に付与することが提案されている（たとえば、〔特許文献２６〕参照）。
【００１８】
このように、中間転写方式のインクジェット画像形成装置に特有のブリーディングやビーディングといった課題に対する対応策が種々提案されるに至っている。
【００１９】
一方、中間転写方式の画像形成装置には、転写後に残存したインクや処理液・反応液などの汚れを除去する初期化プロセスが必要となる。汚れ除去が不完全であると、次の転写時に汚れが被記録材に転写して画像を乱す原因となる。汚れを除去する方法として、ブレードなどのクリーニング手段（たとえば、〔特許文献１６〕、〔特許文献１８〕、〔特許文献２０〕〜〔特許文献２２〕、〔特許文献２４〕〜〔特許文献２９〕参照）で中間転写体表面から掻き取る方法が一般的に用いられている。
【００２０】
たとえば、かかるクリーニング手段として、中間転写体よりも濡れ性の高いクリーニング媒体を中間転写体に当接することで、インクなどの転写残をクリーニング媒体に転移し除去する構成が提案されている（たとえば、〔特許文献２７〕、〔特許文献２８〕参照）。しかし、単にこの構成を採用すると、除去されたインクの一部はクリーニング媒体に付着したままで、クリーニング性能の低下や中間転写体表面への逆転移も起きてしまうなどの問題がある。このため、クリーニング媒体に付着したインク汚れを更に除去する必要がある。
【００２１】
すなわち、中間転写体から転写後のインク等を除去するクリーニング部材の性能を維持するには、このクリーニング部材をさらにクリーニングする構成（たとえば、〔特許文献２０〕、〔特許文献２４〕、〔特許文献２７〕〜〔特許文献２９〕参照）を要する。
なお、中間転写体のクリーニング対象領域にクリーニング液を供給するクリーニング液供給手段と、クリーニング液が供給された中間転写体を払拭する払拭手段と、画像部・非画像部によってクリーニング液の供給量を制御するクリーニング液供給制御手段を備えたクリーニング方法が提示されている（たとえば、〔特許文献２９〕参照）。しかしクリーニング液供給手段がクリーニング液をスプレー状に噴射させる噴射方式であって画像部・非画像部で液量を制御する構成では、装置が大掛かりになり、ある程度の量のクリーニング液が必要となるなどの問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、従来提案されている、クリーニング部材をさらにクリーニングする構成では、クリーニング部材をクリーニングする性能が不十分な場合もあり、良好にクリーニング部材をクリーニングすることを可能とする新たな技術の提案が待たれているところであった。
【００２３】
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に備えられ、中間転写体をクリーニングするクリーニング部材及びこのクリーニング部材を新たな方式で良好にクリーニングするクリーニング手段を備えたクリーニング装置及びこれを有するかかる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】
【００２４】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ヘッドにより記録液を付与される中間転写体に当接し前記中間転写体上の記録液をクリーニングするためのクリーニング部材と、少なくとも前記クリーニング部材によって前記中間転写体上からクリーニングされ前記クリーニング部材に接触している記録液を、電気分解によりクリーニングするためのクリーニング用電極と、前記中間転写体と前記クリーニング用電極との間に、前記中間転写体と前記クリーニング用電極とに導通する前記記録液を電気分解する電圧を印加する電圧印加手段とを有するクリーニング装置にある。
【００２５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のクリーニング装置において、前記クリーニング用電極をクリーニングするための電極クリーニング手段を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のクリーニング装置において、前記電極クリーニング手段は、前記クリーニング用電極に当接した電極クリーニング部材と、この電極クリーニング部材によって前記クリーニング用電極から除去した成分を回収する回収部とを有することを特徴とする。
【００２７】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載のクリーニング装置において、記録液と反応し記録液をクリーニングするためのクリーニング液を前記クリーニング用電極と前記中間転写体とに接触するように供給するクリーニング液供給手段を有することを特徴とする。
【００２８】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のクリーニング装置において、前記クリーニング用電極と前記クリーニング部材と前記中間転写体とにより前記クリーニング液による液溜りを形成することを特徴とする。
【００２９】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のクリーニング装置において、前記クリーニング液供給手段は、前記液溜りにおける前記クリーニング液の量を検知する液量検知手段と、この液量検知手段によって検知された前記量に基づいて前記液溜りに前記クリーニング液を供給し同量を制御する液量制御手段とを有することを特徴とする。
【００３０】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のクリーニング装置であって、請求項３に従属するクリーニング装置において、前記電極クリーニング部材は、前記クリーニング用電極に付着した前記クリーニング液をクリーニングし、前記回収部は、前記電極クリーニング部材により前記クリーニング用電極から除去された前記クリーニング液を回収し、前記クリーニング液供給手段は、前記回収部に回収された前記クリーニング液を前記液量制御手段に供給するリサイクル手段を有することを特徴とする。
【００３１】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載のクリーニング装置において、前記クリーニング用電極は、前記クリーニング部材と一体であることを特徴とする。
【００３２】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載のクリーニング装置において、前記クリーニング用電極は、前記クリーニング部材と別体であることを特徴とする。
【００３３】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載のクリーニング装置において、前記クリーニング用電極は、ローラであることを特徴とする。
【００３４】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか１つに記載の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】
【００３５】
本発明は、ヘッドにより記録液を付与される中間転写体に当接し前記中間転写体上の記録液をクリーニングするためのクリーニング部材と、少なくとも前記クリーニング部材によって前記中間転写体上からクリーニングされ前記クリーニング部材に接触している記録液を、電気分解によりクリーニングするためのクリーニング用電極と、前記中間転写体と前記クリーニング用電極との間に、前記中間転写体と前記クリーニング用電極とに導通する前記記録液を電気分解する電圧を印加する電圧印加手段とを有するクリーニング装置にあるので、クリーニング部材に付着した記録液を電気分解によりクリーニングすることが可能となり、クリーニング部材による中間転写体のクリーニングを良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行うことに寄与し得るクリーニング装置を提供することができる。
【００３６】
前記クリーニング用電極をクリーニングするための電極クリーニング手段を有することとすれば、クリーニング用電極をクリーニングすることで、クリーニング部材に付着した記録液を電気分解により経時的にクリーニングすることが可能となり、クリーニング部材による中間転写体のクリーニングを経時的に良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行うことに寄与し得るクリーニング装置を提供することができる。
【００３７】
前記電極クリーニング手段は、前記クリーニング用電極に当接した電極クリーニング部材と、この電極クリーニング部材によって前記クリーニング用電極から除去した成分を回収する回収部とを有することとすれば、電極クリーニング部材によりクリーニング用電極をクリーニングするとともにクリーニングによって除去した成分を回収部に回収することで、クリーニング部材に付着した記録液を電気分解により経時的にクリーニングすることが可能となり、クリーニング部材による中間転写体のクリーニングを経時的に良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行うことに寄与し得るクリーニング装置を提供することができる。
【００３８】
記録液と反応し記録液をクリーニングするためのクリーニング液を前記クリーニング用電極と前記中間転写体とに接触するように供給するクリーニング液供給手段を有することとすれば、クリーニング部材に付着した記録液を電気分解によりクリーニングすることが可能となるとともに、クリーニング液によっても記録液をクリーニングすることが可能となり、中間転写体のクリーニングをより良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行うことに寄与し得るクリーニング装置を提供することができる。
【００３９】
前記クリーニング用電極と前記クリーニング部材と前記中間転写体とにより前記クリーニング液による液溜りを形成することとすれば、クリーニング部材に付着した記録液を電気分解によりクリーニングすることが可能となるとともに、液溜まりのクリーニング液によって記録液を常時クリーニングすることが可能となり、中間転写体のクリーニングをより良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行うことに寄与し得るクリーニング装置を提供することができる。
【００４０】
前記クリーニング液供給手段は、前記液溜りにおける前記クリーニング液の量を検知する液量検知手段と、この液量検知手段によって検知された前記量に基づいて前記液溜りに前記クリーニング液を供給し同量を制御する液量制御手段とを有することとすれば、クリーニング部材に付着した記録液を電気分解によりクリーニングすることが可能となるとともに、液溜まりの適量に保たれたクリーニング液によって記録液を常時良好にクリーニングすることが可能となり、中間転写体のクリーニングをより良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行うことに寄与し得るクリーニング装置を提供することができる。
【００４１】
前記電極クリーニング部材は、前記クリーニング用電極に付着した前記クリーニング液をクリーニングし、前記回収部は、前記電極クリーニング部材により前記クリーニング用電極から除去された前記クリーニング液を回収し、前記クリーニング液供給手段は、前記回収部に回収された前記クリーニング液を前記液量制御手段に供給するリサイクル手段を有することとすれば、クリーニング部材に付着した記録液を電気分解によりクリーニングすることが可能となるとともに、クリーニング液のリサイクルによってランニングコストを低減しつつ、液溜まりの適量に保たれたクリーニング液によって記録液を常時良好にクリーニングすることが可能となり、中間転写体のクリーニングをより良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行うことに寄与し得るクリーニング装置を提供することができる。
【００４２】
前記クリーニング用電極は、前記クリーニング部材と一体であることとすれば、クリーニング部材に付着した記録液をクリーニング部材と一体のクリーニング用電極を用いた電気分解によりクリーニングすることが可能となり、比較的簡易な構成で、クリーニング部材による中間転写体のクリーニングを良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行うことに寄与し得るクリーニング装置を提供することができる。
【００４３】
前記クリーニング用電極は、前記クリーニング部材と別体であることとすれば、クリーニング部材に付着した記録液をクリーニング部材と別体のクリーニング用電極を用いた電気分解によりクリーニングすることが可能となり、クリーニング用電極の設置の自由度が比較的高く、クリーニング部材による中間転写体のクリーニングを良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行うことに寄与し得るクリーニング装置を提供することができる。
【００４４】
前記クリーニング用電極は、ローラであることとすれば、クリーニング部材に付着した記録液をクリーニング部材と別体のクリーニング用電極を用いた電気分解によりクリーニングすることが可能となり、クリーニング用電極の設置の自由度が比較的高いとともに、クリーニング用電極の、電気分解に寄与することが可能な表面積を大きくすることが比較的容易であり、クリーニング部材による中間転写体のクリーニングを経時的に良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行うことに寄与し得るクリーニング装置を提供することができる。
【００４５】
本発明は、かかるクリーニング装置を有する画像形成装置にあるので、クリーニング部材に付着した記録液を電気分解によりクリーニングすることが可能となり、クリーニング部材による中間転写体のクリーニングを良好に行うことが可能であり、中間転写体を経時的に清浄な状態に保つ性能が向上し、良好な画像形成を経時的に行い得る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】
【００４６】
【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略図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に備えられたクリーニング装置の構成例を示す概略正面図である。
【図４】図１に示した画像形成装置に備えられたクリーニング装置の他の構成例を示す概略正面図である。
【図５】図１に示した画像形成装置に備えられたクリーニング装置のまた他の構成例を示す概略正面図である。
【図６】図１に示した画像形成装置に備えられたクリーニング装置のさらに他の構成例を示す概略正面図である。
【図７】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８】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。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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ローラとしての中間転写体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。
【００５１】
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画像形成手段として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。
【００５２】
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、その表面である一次画像形成面上に一次画像である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。
【００５３】
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。
【００５４】
図１に示すように、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。
【００５５】
画像形成装置１００はまた、中間転写体３７の上方において中間転写体３７に対向するように配設され、記録液が転写紙Ｓに転写された後の中間転写体３７から、中間転写体３７上すなわち一次画像形成面上に残留している記録液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クリーニングユニットであるクリーニング装置４０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６２とを有している。
【００５６】
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う通電手段３３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図示しない制御部とを有している。
【００５７】
図３ないし図６にクリーニング装置４０の各種構成例を示す。なお、これらの各図において、中間転写体３７は表面が平面状をなすように描かれているが、実際には中間転写体３７の表面は図１または図２に示すように円弧状をなしている。
【００５８】
これらの図に示されているように、クリーニング装置４０は、基本的構成として、少なくとも、中間転写体３７に当接し中間転写体３７上の記録液をクリーニングするための絶縁性のクリーニング部材としてのクリーニングブレード４１と、中間転写体３７との間で電圧を印加され、少なくともクリーニングブレード４１によって中間転写体３７上からクリーニングされた記録液を、電気分解によりクリーニングするためのクリーニング用電極４２と、中間転写体３７とクリーニング用電極４２とに接続され、これらの間に、少なくともクリーニングブレード４１によって中間転写体３７上からクリーニングされた記録液を電気分解するための電圧を印加する電圧印加手段としての電源４３とを有している。図３に示すクリーニング装置４０は、このような基本的構成を採用している。
【００５９】
クリーニングブレード４１は、中間転写体３７にその一部すなわち先端を当接することで、中間転写体３７表面の記録液、具体的には転写後に残留している記録液を掻き取るような機能があればよく、絶縁性で、耐磨耗性が必要となる。これを満たす材料として、例えば、シリコーンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、またそれらにフッ素コートしてあるエラストマーなどが好ましい。クリーニングブレード４１の厚みは１〜５ｍｍ程度が好ましい。クリーニングブレード４１の厚みが１ｍｍ以下だと、不意に中間転写体３７とクリーニング用電極４２とが接触し、ショートする恐れがあるためである。また、クリーニングブレード４１の厚みが５ｍｍ以上だと、中間転写体３７とクリーニング用電極４２とのギャップ距離が長いため効果的なクリーニング性が得られにくいためである。中間転写体３７に対するクリーニングブレード４１の当接角は４５度とされている。
【００６０】
クリーニング用電極４２は良導電性であればよいが、記録液がアニオン性の場合、陽極として備えられることとなるため電極が腐食しやすい傾向にある。そのため、耐腐食性の高い金属か、グラッシーカーボンのような炭素プレートを使用するのが好ましい。また、後述するように中間転写体３７を構成するのと同様の導電性ゴムによって構成しても良い。
【００６１】
図３ないし図５に示す構成例のように、クリーニング用電極４２をブレード状としクリーニングブレード４１と一体の部材として用いる場合、クリーニング用電極４２とクリーニングブレード４１とは別々の材料によって構成し、これらを接合させて使用することが可能である。ただし、クリーニング用電極４２とクリーニングブレード４１とは同一材料で場所により物性値を変えたものによって一体的に構成しても構わない。例えば、シリコーンゴムの表面はカーボンブラックがなく絶縁であるが、裏面はカーボンブラックを多く含み導電性を有するものとする。また、表面から裏面にかけてカーボンブラックの含有量を連続的に変化させたゴム材料であってもよい。
【００６２】
図６に示す構成例のように、クリーニング用電極４２をローラとする場合も、クリーニング用電極４２をブレード状とする場合と同様の機能が必要である。ただし、中間転写体３７とのギャップに高い位置精度が要求されるので、弾性を有する導電性ローラでなく金属ローラによってクリーニング用電極４２を構成するほうが好ましい。
クリーニング装置４０のその余の点については後述する。
【００６３】
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に従動回転し中間転写体３７との間の転写部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一次画像をその転写紙Ｓに転写して転写記録する転写記録手段である転写手段としての加圧ローラである転写ローラ３８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。
【００６４】
図２に示すように、中間転写体３７は、アルミニウム製の支持体３７ａと、支持体３７ａ上に形成された導電性シリコーンゴム製の表面層３７ｂからなっている。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、良導電性で機械的強度がある必要があり、金属や合金によって形成される。表面層３７ｂは、導電性シリコーンゴム製に限らず、導電性及び撥水性が高く平滑な弾性材料で形成すれば良い。表面層３７ｂの導電性は、中間転写体３７とクリーニング用電極４２との間に電圧を印加して水の電気分解を起こさせるのに必要な機能である。表面層３７ｂの撥水性は、記録液が中間転写体３７の表面層から転写紙Ｓへ転写するときの転写しやすさの指標となり、撥水性が高いほど転写率が良く、クリーニングブレード４１でのクリーニングがしやすくなる。表面層３７ｂの弾性は、転写の際に必要な機能で、表面層３７ｂが転写紙Ｓの繊維に沿って変形することで接触面積が向上し高い転写率が達成される。低い圧力で転写するには表面層３７ｂの材料としてある程度柔らかい材料を選択しなければならない。
【００６５】
表面層３７ｂのこれらの機能を満たす材料としては、例えば、フルオロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ニトリルブタジエンゴム、イソプレンゴムなどのゴム材料にカーボンブラックやカーボンナノチューブ、金や銀などの金属微粒子を混入させた導電性ゴムが挙げられる。導電性を上げるためには導電性微粒子を増やすことが考えられるが、表面の導電性微粒子の密度が高いと撥水性低下の要因となる。導電性は、支持体３７ａと表面層３７ｂとの膜厚方向に対して有していれば良く、面方向には絶縁の異方導電性であっても良い。導電性微粒子の大きさは、画像を構成する２０〜５０μｍ程度のドットより十分小さい必要があり、０．１μｍ以下であれば問題ない。また、表面層３７ｂは、撥水性を上げるためシリコンオイルを含浸させたものでも構わないし、単層構造、多層構造のどちらでも構わない。
【００６６】
表面層３７ｂのバルク物性と表面物性は以下のものが好ましい。体積抵抗率は１０４Ω・ｃｍ以下、好ましくは１０２Ω・ｃｍ以下である。撥水性は水の後退接触角が６０°以上、好ましくは８０°以上であり、硬度はＪＩＳ−Ａで６０以下、好ましくは４０以下である。また、表面層の厚みは０．１〜１ｍｍ程度がよく、０．２〜０．６ｍｍが好適である。
【００６７】
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。
【００６８】
キャリッジ６２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。
【００６９】
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はフルライン型となっている。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
ポンプは、制御部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、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫによる記録液の吐出が停止されているときに、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。
【００７４】
記録液は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒に対応した色剤と、この色剤の溶媒とを少なくとも含んでいる。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、記録液は水溶性インクである水溶性記録液となっている。色剤は、溶媒中にて帯びるイオン性がアニオン性の、アニオン性着色剤及び／又はアニオン性樹脂を使用している。
【００７５】
アニオン性の色剤であるアニオン性染料の具体例としては、たとえば、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染料、食用染料に分類される染料が挙げられる。
より具体的には、酸性染料および食用染料として、 Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー １７、２３、４２、４４、７９、１４２ Ｃ．Ｉ．アシッドレッド １、８、１３、１４、１８、２６、２７、３５、３７、４２、５２、８２、８７、８９、９２、９７、１０６、１１１、１１４、１１５、１３４、１８６、２４９、２５４、２８９ Ｃ．Ｉ．アシッドブルー ９、２９、４５、９２、２４９ Ｃ．Ｉ．アシッドブラック １、２、７、２４、２６、９４ Ｃ．Ｉ．フードイエロー ３、４ Ｃ．Ｉ．フードレッド ７、９、１４ Ｃ．Ｉ．フードブラック １、２等がある。
【００７６】
直接性染料として、 Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー １、１２、２４、２６、３３、４４、５０、８６、１２０、１３２、１４２、１４４ Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド １、４、９、１３、１７、２０、２８、３１、３９、８０、８１、８３、８９、２２５、２２７ Ｃ．Ｉ．ダイレクトオレンジ ２６、２９、６２、１０２ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー １、２、６、１５、２２、２５、７１、７６、７９、８６、８７、９０、９８、１６３、１６５、１９９、２０２ Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック １９、２２、３２、３８、５１、５６、７１、７４、７５、７７、１５４、１６８、１７１ 等がある。
【００７７】
反応性染料としてＣ．Ｉ．リアクティブ．ブラック３、４、７、１１、１２、１７、Ｃ．Ｉ．リアクティブ．イエロー１、５、１１、１３、１４、２０、２１、２２、２５、４０、４７、５１、５５、６５、６７、Ｃ．Ｉ．リアクティブ．レッド１、１４、１７、２５、２６、３２、３７、４４、４６、５５、６０、６６、７４、７９、９６、９７、Ｃ．Ｉ．リアクティブ．ブルー１、２、７、１４、１５、２３、３２、３５、３８、４１、６３、８０、９５等があり、溶解性の高さ、色調の良好さ、本発明にかかる方法で記録した場合の耐水性の良さから、好ましく用いることができる。
【００７８】
染料としては、特に分子中に３個以上のカルボキシル基、スルホン酸基を含むものが、水の電気分解で発生する水素イオンとの反応性が高く、且つ、記録液の保存安定性、耐目詰まり特性を確保できる点で好ましい。
【００７９】
記録液に用いられる色剤である顔料としては、無機顔料、有機顔料が挙げられる。
無機顔料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウムなどの白色顔料や酸化鉄などの黒色顔料などが挙げられる。
有機顔料としては、アゾ顔料（アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む）、多環式顔料（例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など）、染料キレート（例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど）、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどを使用できる。
【００８０】
また、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックが使用され得る。
より具体的には、カラー用としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１（ファストイエローＧ）、３、１２（ジスアゾイエローＡＡＡ）、１３、１４、１７、２４、３４、３５、３７、４２（黄色酸化鉄）、５３、５５、８１、８３（ジスアゾイエローＨＲ）、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、４０８、１０９、１１０、１１７、１２０、１３８、１５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５、１３、１６、１７、３６、４３、５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３、５、１７、２２（ブリリアントファーストスカレット）、２３、３１、３８、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｂａ））、４８：２（パーマネントレッド２Ｂ（Ｃａ））、４８：３（パーマネントレッド２Ｂ（Ｓｒ））、４８：４（パーマネントレッド２Ｂ（Ｍｎ））、４９：１、５２：２、５３：１、５７：１（ブリリアントカーミン６Ｂ）、６０：１、６３：１、６３：２、６４：１、８１（ローダミン６Ｇレーキ）、８３、８８、１０１（ベンガラ）、１０４、１０５、１０６、１０８（カドミウムレッド）、１１２、１１４、１２２（キナクリドンマゼンタ）、１２３、１４６、１４９、１６６、１６８、１７０、１７２、１７７、１７８、１７９、１８５、１９０、１９３、２０９、２１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１（ローダミンレーキ）、３、５：１、１６、１９、２３、３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、２、１５（フタロシアニンブルーＲ）、１５：１、１５：２、１５：３（フタロシアニンブルーＥ）、１６、１７：１、５６、６０、６３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン１、４、７、８、１０、１７、１８、３６等がある。
【００８１】
着色剤として顔料を含む記録液を用いる場合には、たとえば、酸化反応によりカルボキシル基が導入されたカーボンブラック、カルボキシル基やスルホン酸基を含むジアゾニウム塩から生成されるラジカルとカーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドンなどの顔料を反応させてなる自己分散性の顔料、カルボキシル基やスルホン酸基を含むラジカル開始剤とカーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドンなどの顔料を反応させてなる自己分散性の顔料、顔料の官能基とカルボン酸の無水物を反応させてなる自己分散性顔料など、イオン性の基、特にカルボキシル基が共有結合で結合している顔料が好ましく用いられる。
【００８２】
これらの顔料は水の電気分解で発生する水素イオンとの反応性が高く、よってクリーニング装置４０による後述のクリーニング作用が良好に得られる。またかかる顔料は記録液の保存安定性、耐目詰まり性に優れる。
【００８３】
記録液は、好ましくは、アニオン性の高分子分散剤で分散された顔料を含む。
アニオン性基を有する高分子分散剤の例として、ポリアクリル酸およびその塩、ポリメタクリル酸およびその塩、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体およびその塩、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体およびその塩、スチレン−アクリル酸共重合体およびその塩、スチレン−メタクリル酸共重合体およびその塩、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体およびその塩、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体およびその塩、スチレン−αメチルスチレン−アクリル酸共重合体およびその塩、スチレン−αメチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体およびその塩、スチレン−マレイン酸共重合体およびその塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体およびその塩、酢酸ビニル−エチレン共重合体およびその塩、酢酸ビニル−クロトン酸共重合およびその塩、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体およびその塩、βナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、等が挙げられる。
【００８４】
これらのアニオン性高分子は、水の電気分解で発生する水素イオンと反応して凝集するため自己分散顔料単体よりも凝集性において好ましい。また、これらのアニオン性高分子は着色剤の接着機能を有するため、転写工程における中間転写体３７から転写紙Ｓへの転写率を向上させるのに効果的である。
【００８５】
アニオン性の界面活性剤も顔料分散剤として好ましく用いられる。
具体的には、オレイン酸およびその塩、ラウリン酸およびその塩、ベヘン酸およびその塩、ステアリン酸およびその塩、またそのような脂肪酸およびその塩、ドデシルスルホン酸およびその塩、デシルスルホン酸およびその塩、またそのようなアルキルスルホン酸およびその塩、ラウリル硫酸塩、オレイル硫酸塩などのアルキル硫酸エルテル類、ドデシルベンゼンスルホン酸およびその塩、ラウリルベンゼンスルホン酸およびその塩、またそのようなアルキルベンゼンスルホン酸とその塩、ジオクチルスルホ琥珀酸およびその塩、ジヘキシルスルホ琥珀酸およびその塩、またそのようなジアルキルスルホ琥珀酸およびその塩、ナフチルスルホン酸およびその塩、ナフチルカルボン酸およびその塩、またそのような芳香族アニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホン酸塩、フッ素化アルキルカルボン酸およびその塩、フッ素化アルキルスルホン酸およびその塩等のフッ素系アニオン性界面活性剤などを用いて顔料が分散して用いられる。
【００８６】
これらの界面活性剤を顔料の分散剤として用いる場合、アルキルカルボン酸塩、アルキルベンゼンカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩等のカルボキシル基を含む界面活性剤を用いることが、水の電気分解で発生する水素イオンと反応性が高く好ましい。
【００８７】
顔料を分散させた記録液を用いる場合に、顔料の粒径に特に制限は無いが、最大個数換算で最大頻度が２０〜１５０ｎｍの粒径の顔料インクを用いることが好ましい。粒径が１５０ｎｍを超えると、記録液としての顔料分散安定性が悪くなるばかりでなく、記録液の吐出安定性も劣化し、画像濃度などの画像品質も低くなり好ましくない。粒径が２０ｎｍ未満では、記録液の保存安定性、プリンタでの噴射特性は安定し、高い画像品質も得られるが、そのように細かな粒径にまで分散せしめるのは、分散操作や、分級操作が複雑となり、経済的に記録液を製造することが困難となる。
【００８８】
記録液に用いる着色剤として好ましいものの他の例は、着色樹脂微粒子が懸濁された、所謂、着色エマルジョンを用いた記録液である。
着色樹脂微粒子は、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などを油性染料、分散染料または顔料などにより着色したものである。微粒子の殻に当たる部分をポリアクリル酸、ポリメタクリル酸などの親水性を有する樹脂で形成したり、反応性の界面活性剤などイオン性を有する界面活性剤で懸濁することによりたとえばアニオン性の着色微粒子が水を主体とする液媒体に懸濁された記録液が得られる。
【００８９】
着色エマルジョンを用いた記録液を用いる場合にも、前述のアニオン性界面活性剤で乳化し重合したもの、外殻がポリアクリル酸、ポリメタクリル酸などの親水性を有する樹脂で形成したエマルジョンを用いることが、水素イオンとの反応性が高く、クリーニング装置４０による後述のクリーニング作用が非常に良好に得られる点で特に好ましい。また、これらの着色樹脂微粒子は最低造膜温度にもよるが、転写工程における中間転写体３７から転写紙Ｓへの転写率を向上させるのに効果的である。転写工程で最低造膜温度以上に加熱すれば、高い転写率と良好な光沢性、耐光性、耐水性、耐擦性をもつ印刷物が得られる。
【００９０】
記録液に親水性高分子化合物を添加することで、水素イオンとの反応により記録液の増粘作用、凝集作用を強め、クリーニング装置４０による後述のクリーニング作用が向上する。
記録液に添加可能な親水性高分子化合物としては、天然系ではアラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子またはセラック等、半合成系ではメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、力ルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル等の海藻系高分子、純合成系ではポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子、非架橋ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸及びそのアルカリ金属塩、水溶性スチレン−アクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレン−マレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレン−アクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレン−マレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、βナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、等が挙げられる。
【００９１】
水溶性高分子化合物を記録液に用いる場合にも、カルボン酸をアニオン基として含むものを使用することが、水素イオンとの反応性が高く、クリーニング装置４０による後述のクリーニング作用が大きい点で、特に好ましい。また、前述のアニオン性高分子や樹脂エマルジョンと同様に、転写工程における中間転写体３７から転写紙Ｓへの転写率を向上させるのに効果的である。
【００９２】
記録液は水を主な液媒体として使用するが、記録液を所望の物性にするため、あるいは記録液の乾燥による後述するノズル６１ｃの詰まりを防止するため、前述の水溶性有機溶媒を使用することが好ましい。
【００９３】
水溶性有機溶媒の具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−へキサンジオール、グリセリン、１，２，６−へキサントリオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，３−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、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、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等である。
【００９４】
これらの溶媒は、水とともに単独もしくは複数混合して用いられる。これらの水溶性有機溶媒の含有量は特に制限はないが、好ましくは記録液全体の１〜６０重量％、更に好ましくは５〜３０重量％の範囲で用いる。
【００９５】
ｐＨ調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第４級アンモニウム水酸化物、第４級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン類、硼酸、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸等が用いられる。
【００９６】
その他、必要に応じてｐＨ緩衝剤、粘度調整剤、防腐剤、酸化防止剤、防錆剤等の添加剤を用いても構わない。
【００９７】
記録液の物性の好適な範囲は、２５℃付近でｐＨが６〜１２、好ましくは８〜１０、表面張力が１０〜６０ｍＮ／ｍ、好ましくは２０〜５０ｍＮ／ｍ、粘度が１〜２０ｍＰａ・ｓ、好ましくは２〜８ｍＰａ・ｓ、導電率が１０〜１０００ｍＳ／ｍ、好ましくは５００〜８００ｍＳ／ｍである。
【００９８】
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おいて、導電性部材である導電性オリフィス６１ａと、絶縁性部材である絶縁性オリフィス６１ｂと、導電性オリフィス６１ａ及び絶縁性オリフィス６１ｂに形成された孔が互いに連通して形成された微小なノズル６１ｃとを有している。各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫはまた、図示を省略するが、ノズル６１ｃ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、画像信号に基づいて駆動されるアクチュエータとして、ピエゾ素子の変位で液室内の記録液に圧力を加えてノズル６１ｃから記録液を吐出させるピエゾ方式の可動アクチュエータを有しているが、アクチュエータは他の方式の可動アクチュエータであってもよい。その他、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫは、ヒータ加熱で発生するバブルで液室内の記録液に圧力を加えてノズル６１ｃから記録液を吐出させるサーマル方式等の加熱膜沸騰方式を用いても良い。ノズル６１ｃは各ヘッド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つのみを図示している。
【００９９】
導電性オリフィス６１ａは記録液吐出側におけるヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫの表面をなしている。導電性オリフィス６１ａ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。
【０１００】
絶縁性オリフィス６１ｂはヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫに収容された記録液と導電性オリフィス６１ａとの間を絶縁するためにこれらの間に介在するように設けられている。絶縁性オリフィス６１ｂの材料は、絶縁性を有するものであれば特に限定されない。
【０１０１】
本形態では導電性オリフィス６１ａと絶縁性オリフィス６１ｂとが接合した二重構造となっているが、これらは必ずしも接合されたものでなくともよく、また絶縁性オリフィス６１ｂと記録液との間に他の層を介在させても良い。
【０１０２】
図２に示すように、通電手段３３は、電源３３ａと、電源３３ａを支持体３７ａと導電性オリフィス６１ａとに接続した特に図示しない電気回路と、制御部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、陰極を導電性オリフィス６１ａに接続されている。よって、通電手段３３は、支持体３７ａ、中間転写体３７をアノードとして備え、導電性オリフィス６１ａをカソードとして備えている。通電手段３３は、後述するように、記録液が電気分解する電圧を支持体３７ａとヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫとの間に印加するための電圧印加手段として機能する。
【０１０３】
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。
【０１０４】
このとき、電圧印加制御手段としての制御部により、通電手段３３が駆動され、電源３３ａから支持体３７ａと導電性オリフィス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。このとき、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、同図（ｂ）に示すように、中間転写体３７に向けて移動し、ノズル６１ｃ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、同図（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。
【０１０５】
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、カソードである導電性オリフィス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）
【０１０６】
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７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６１ｃ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。
【０１０７】
ここで、図８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。一方、電気二重層ＥＣの容量は、電気二重層ＥＡの容量よりも十分に大きいため、カソードＣの表面では、水が還元しにくい。これは、カソードＣである導電性オリフィス６１ａの面積は、アノードＡとしての中間転写体３７の面積よりも十分に大きいためである。なお、顔料の凝集の度合いは、プロトンの生成量、即ち、液柱のブリッジを形成する時間、通電手段３３による印加電圧等により制御することが可能である。また、水が酸化してプロトンが生成する際に、酸素も発生するが、微量であることに加え、水に溶解すると考えられるため、画像形成を阻害しない。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
このようにして画像が転写紙Ｓに転写されるときには、記録液、記録液の反応によって形成された凝集成分等の混合物が、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が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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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、上述の混合物はほとんど残っていないが、中間転写体３７は次に述べるようにクリーニング装置４０による混合物のクリーニングを受けることで、かかる混合物のオフセットがさらに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。
【０１１３】
図１に示したクリーニング装置４０は、図３ないし図６に示した構成の何れかを採るが、まず、図３に示した構成のクリーニング装置４０によって行われる中間転写体３７のクリーニングについて説明する。
【０１１４】
クリーニングブレード４１は、Ａ１方向において転写部３１より下流側且つヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫによる記録液の付与位置より上流側の位置において中間転写体３７表面に当接しており、転写部３１において記録紙Ｓに転写しきれず中間転写体３７表面に残った記録液あるいは記録液及び上述の凝集成分を含む混合物を、クリーニングブレード４１に一体のクリーニング用電極４２とともに掻き取り、記録液あるいはかかる混合物の塊を形成する。
【０１１５】
電源４３は、中間転写体３７を陰極すなわちカソードとして、またクリーニング用電極４２を陽極すなわちアノードとして、水の電気分解が起きる電圧を印加することで、かかる記録液等の塊に含まれる水分の電気分解を起こす。この電気分解は、すでに示した反応式（１）、（２）と同様に生じるものである。
【０１１６】
この電気分解により、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において生じる、すでに述べた反応と同様の反応が生じる。
【０１１７】
すなわち、記録液等の塊の接触した中間転写体３７近傍すなわち中間転写体３７と記録液等による汚れとの界面では水素及び水酸基イオンの発生によりｐＨが上昇してアルカリ性になり記録液等の塊中の顔料の溶解及び分散が起きる。これは、記録液が、負帯電の静電反発により顔料の分散性を高めたアニオン性インクであるため、ｐＨ上昇により顔料の分散・溶解性が増加する傾向にあるためである。
【０１１８】
一方、クリーニング用電極４２近傍すなわちクリーニング電極４２と記録液等による汚れとの界面では酸素及び水素イオンの発生によりｐＨが低下して酸性になり記録液等の塊中の色剤の凝集及びクリーニング用電極４２極表面への固定化が起きる。
【０１１９】
この反応が十分速いと、記録液等の塊中の色剤は、クリーニングブレード４１と中間転写体３７との間を通過することなく、クリーニング用電極４２側に転移するため、単にクリーニングブレード４１を中間転写体３７に押し当てて掻き取るよりも効果的に記録液等による中間転写体３７の汚れ、さらには記録液等によるクリーニングブレード４１の汚れを除去することが可能となる。クリーニングブレード４１の汚れを除去する点において、クリーニング用電極４２及び電源４３はクリーニング部材浄化手段として機能する。
【０１２０】
かかるクリーニング装置４０による中間転写体のクリーニング作用及びクリーニング部材浄化手段によるクリーニングブレード４１のクリーニング作用は、中間転写体３７の送り速度や電源４３に印加する電圧で異なり、電流量や電荷量に依存したものである。また、記録液には界面活性剤が含まれており、電気化学反応で発生する水素ガスや酸素ガスの気泡を維持する傾向があるため、この気泡により記録液等による汚れが取れやすくなっている。
【０１２１】
図４に示したクリーニング装置４０は、図３に示した構成に加えて、クリーニング用電極４２をクリーニングするための電極クリーニング手段４４を有している。
電極クリーニング手段４４は、クリーニング用電極４２に当接した電極クリーニング部材としてのクリーニング用ローラ４５と、クリーニング用ローラ４５によってクリーニング用電極４２から除去した記録液等の成分を回収する回収部としての転写残回収タンク４６と、クリーニング用ローラ４５を回転駆動する図示しない駆動源とを有している。
【０１２２】
クリーニング用ローラ４５は、駆動源による回転駆動により、クリーニング用電極４２を擦り上げる方向に回転してクリーニング用電極４２に対して摺動し、クリーニング用電極４２に付着した、記録液の凝集成分を含む記録液等を除去するとともに、除去した成分がクリーニング電極４２を乗り越えるようにして転写残回収タンク４６側に移動させ、転写残回収タンク４６内に回収する。
【０１２３】
そのため、クリーニング用ローラ４５は、表面に凹凸があったり、歯車形状であったり、鋸状であったりするとかかる作用を発揮するのに好適である。また、クリーニング用ローラ４５は、断面が真円の円柱であっても、楕円の円柱であってもよく、楕円の場合、クリーニング用電極４２に接触する面積が広がり、効果的なクリーニングと転写残インク汚れの移動を円滑に行うことが可能となる。また、転写残回収タンク４６は、底に図示しない吸水性の材料を備えており、この材料で余分な水分を吸収することで、クリーニング装置４０内さらには画像形成装置１００内の湿度上昇を抑えている。
【０１２４】
このような構成のクリーニング装置４０では、図３に示したクリーニング装置４０の動作、作用に加えて、次のような動作、作用がなされる。すなわち、図３に示したクリーニング装置４０ではクリーニング用電極４２が記録液の顔料等の凝集成分等で被覆されるとクリーニング効果が低下してしまうため、クリーニング用電極４２表面のリフレッシュが必要となり得るのに対し、図４に示したクリーニング装置４０では、クリーニング用ローラ４５がクリーニング用電極４２表面の凝集成分等を除去し、除去された凝集成分等が転写残回収タンク４６に移されるため、経時的にクリーニング用電極４２の性能が維持され、中間転写体３７及びクリーニングブレード４１のクリーニングが経時的に良好に行われる。クリーニング用ローラ４５のこのリフレッシング動作は、クリーニング用電極４２の電気化学的なクリーニング機能を損なわなければ常時行っても良いし、定期的に行っても良い。
【０１２５】
図５に示したクリーニング装置４０は、図４に示した構成に加えて、少なくとも中間転写体３７、クリーニング用電極４２、本形態においてはさらにクリーニングブレード４１、クリーニング用ローラ４５に付着した記録液等の成分と反応し記録液等をクリーニングするためのクリーニング液を、少なくとも中間転写体３７、クリーニング用電極４２、本形態においてはさらにクリーニングブレード４１、クリーニング用ローラ４５に接触するように供給するクリーニング液供給手段５０を有している。
【０１２６】
クリーニング液供給手段５０は、クリーニング装置４０の筐体４８と、クリーニング液収容部としてのクリーニング液タンク５１と、クリーニング液タンク５１内のクリーニング液を、中間転写体３７、クリーニング用電極４２、クリーニングブレード４１、クリーニング用ローラ４５に接触するようにクリーニング液タンク５１外に圧送する送液手段５２と、クリーニング液が少なくとも中間転写体３７、クリーニング用電極４２、クリーニングブレード４１、本形態においてはさらにクリーニング用ローラ４５に接触することで形成される液溜りにおけるクリーニング液の量を検知する液量検知手段５３とを有している。
【０１２７】
送液手段５２は、クリーニング液タンク５１内から液溜りに向けて延設されクリーニング液流路を形成したパイプ５４と、クリーニング液タンク５１内のクリーニング液をパイプ５４を通じて液溜りに向けて圧送するポンプ５５とを有している。
【０１２８】
液量検知手段５３は、液溜りにおけるクリーニング液の水位を検知するために上下方向において並設された上段水位計測センサ５６と、下段水位計測センサ５７とを有している。上段水位計測センサ５６と下段水位計測センサ５７とは何れも、液溜りにおけるクリーニング液の水位を光学的に検知するものであり、クリーニング液には非接触である。液溜りにおけるクリーニング液の水位が上段水位計測センサ５６と下段水位計測センサ５７との間にあるとき、液溜りにおけるクリーニング液の量は、クリーニング装置４０外に漏れず、記録液等をクリーニングするのに過不足のない、適した量となる。下段水位計測センサ５７がクリーニング液の液面を検知するとポンプ５５が作動してクリーニング液の液溜への供給が開始され、上段水位計測センサ５６がクリーニング液の液面を検知するとポンプ５５が停止してクリーニング液の液溜への供給が停止される。
【０１２９】
よって、送液手段５２は、液量検知手段５３によって検知された液溜りにおけるクリーニング液の量に基づいて液溜りにクリーニング液を供給し、かかる量を適量に制御する液量制御手段として機能する。なお、液量検知手段５３は、クリーニング液に接触しているか否かを検知するセンサにより液溜りにおけるクリーニング液の量が適量であるか否かを検知するものであっても良い。
【０１３０】
クリーニング液は、中間転写体３７とクリーニング用電極４２との間の電気化学反応の媒体となるものである。ベースは水であるが、クリーニング液のイオン伝導性が高いほど、水の電気分解速度が速いので、短時間で効果的なクリーニング効果が発揮される。イオン伝導性を上げる支持電解質として、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウムなどの無機系アルカリ金属塩、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウムなどの有機系アルカリ金属塩、塩化テトラメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム硝酸塩などの有機系アンモニウム塩などが挙げられる。
【０１３１】
これら支持電解質の濃度が高いほど導電率が高くなるが、あまり高すぎると記録液中の色剤と反応・凝集する、所謂、塩析が起きる。クリーニング液中で凝集体が形成されると、クリーニング用電極４２やクリーニング用ローラ４５の機能が低下するため、支持電解質の濃度は塩析が生じない程度とされている。また、２価以上の多価金属塩や塩酸、硫酸などの強酸性電解質は、クリーニング液中での顔料の凝集効果が高いため、支持電解質としては１価の金属塩でかつ中性電解質であることが好ましい。
【０１３２】
クリーニング液は、乾燥を防ぐため、不揮発性の水溶性有機溶媒を含むことが好ましい。クリーニング液の供給にはポンプ５５を使用するため、低粘度であることが望ましい。クリーニング液は、界面活性剤を含んでいても良いが、筐体４８は完全な密閉状態ではないので、クリーニング動作中にクリーニング液の漏れがないようにある程度の表面張力は必要である。
【０１３３】
このような構成のクリーニング装置４０では、図４に示したクリーニング装置４０の動作、作用に加えて、次のような動作、作用がなされる。すなわち、液溜りでは、記録液の色剤等及び記録液の凝集成分がクリーニング液と接触すると、クリーニング液と反応し、分解、拡散によりクリーニング液全体に拡がろうとするが、クリーニング電極４２近傍では、ｐＨが低いために凝集が起こり、特にクリーニング電極４２表面に記録液の色剤の析出・固定化が起きる。このように、液溜りでは、クリーニング液が記録液の色剤等及び記録液の凝集成分と反応し分解機能を発揮するため、液溜りはクリーニング領域として機能する。
【０１３４】
クリーニング用ローラ４５は、クリーニング用電極４２に付着したクリーニング液を、クリーニング用電極４２に付着した記録液や凝集成分等とともに除去してクリーニングし、転写残回収タンク４６は、クリーニング用ローラ４５によりクリーニング用電極から除去されクリーニングされたクリーニング液、記録液、凝集成分等を回収する。よって、液溜りのクリーニング液は、クリーニング用ローラ４５の回転により、凝集成分等とともに転写残回収タンク４６に移されるものの、送液手段５２及び液量検知手段５３により、新鮮且つ適量に保たれる。したがって、クリーニング用電極４２、クリーニング用ローラ４５、中間転写体３７及びクリーニングブレード４１のクリーニングが経時的に良好に行われる。クリーニング液供給手段５０はこのように、中間転写体クリーニング手段、クリーニング部材浄化手段、電極クリーニング手段としても機能する。
【０１３５】
図６に示したクリーニング装置４０は、図３ないし図５に示した、クリーニング用電極４２がクリーニングブレード４１と一体の構成と異なり、クリーニング用電極４２が、クリーニングブレード４１と別体であるとともに、ローラとなっている点で異なっており、またこれに伴って、クリーニング用電極４２を図６において反時計方向に回転駆動する図示しない駆動源を有している。
【０１３６】
クリーニング用電極４２は、その大部分が液溜りのクリーニング液に浸漬されているが、上方の一部がかかるクリーニング液の液面上に現れ露出した状態となっている。
クリーニング用電極４２と中間転写体３７とのギャップは、狭ければ狭いほど電気化学的なクリーニング作用は大きい。しかし、ギャップを小さくすると、クリーニング用電極４２と中間転写体３７とが接触してショートするおそれがある。そこで、かかるギャップは０．５〜２ｍｍ程度になるようにされている。
【０１３７】
また、図６に示したクリーニング装置４０は、図５に示した、電極クリーニング手段４４がクリーニング用電極４２に当接した電極クリーニング部材としてクリーニング用ローラ４５を備えている構成と異なり、電極クリーニング手段４４が、クリーニング用電極４２に当接した電極クリーニング部材として、クリーニング用ブレード４９を備えている。クリーニング用ブレード４９は、クリーニング用電極４２の、クリーニング液の液面上に現れた部分に、その先端が当接している。
【０１３８】
また、図６に示したクリーニング装置４０は、クリーニング液供給手段５０が、図５に示した構成に加えて、転写残回収タンク４６に回収されたクリーニング液をクリーニング液タンク５１に戻して液量制御手段として機能する送液手段５２に供給するリサイクル手段５８を有している。
【０１３９】
リサイクル手段５８は、転写残回収タンク４６内からクリーニング液タンク５１内に向けて延設され循環用クリーニング液流路を形成したパイプ５９と、転写残回収タンク４６内のクリーニング液をパイプ５９を通じてクリーニング液タンク５１内に向けて圧送するポンプ５５とを有している。このポンプ５５は、送液手段５２のポンプ５５と共通のものを使用しているが、送液手段５２のポンプ５５と別に設けても良い。
【０１４０】
このような構成のクリーニング装置４０の動作、作用を、図５に示したクリーニング装置４０の動作、作用と異なる事項について説明すると次のとおりである。クリーニング用ブレード４９は、クリーニング用電極４２の回転に伴って、クリーニング液の液面上に現れた部分のクリーニング用電極４２に摺接し、クリーニング用電極４２に付着したクリーニング液、記録液や記録液の凝集成分等を除去してクリーニングする。クリーニング用電極４２からクリーニングされたクリーニング液等は、クリーニング用電極４２の回転駆動に伴ってクリーニング用ブレード４９を乗り越えて転写残回収タンク４６に移され、回収される。転写残回収タンク４６に回収されたクリーニング液等のうち、記録液の凝集成分は十分に凝集しており、しばらくすると固液分離が起きる。リサイクル手段５８は、固液分離によって転写残回収タンク４６内に生じた上澄み液を、クリーニング液として再度使用するべく、ポンプ５５を駆動しパイプ５９を通してクリーニング液タンク５１に戻す。
なお、図６に示したように、クリーニング用電極４２をクリーニングブレード４１と別体とした場合であっても、クリーニング用電極４２は、ローラでなく、図３ないし図５に示したように、板状の形状としても良い。
【０１４１】
〔実施例〕
以上の条件を考慮した次の実験により、図３ないし図６に示した各構成のクリーニング装置４０におけるクリーニング性能を確かめた。
実験の条件は次のとおりである。
【０１４２】
＜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：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％
・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ｐＨ９．１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。
【０１４３】
＜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：１５．０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：６．０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ｐＨ９．１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。
【０１４４】
＜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：３．０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ｐＨ９．１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。
【０１４５】
＜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：４．０質量％
・トリエチレングリコール：１４．０質量％
・プロピレングリコールモノブチルエーテル：６．０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ｐＨ９．１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。
【０１４６】
＜画像形成条件＞
以上の各記録液を図１に示したヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫ（リコー製ＧＸ−５０００）にそれぞれ充填した。
中間転写体３７は、支持体３７ａが直径６０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのアルミ素管であり、支持体３７ａの外周に表面層３７ｂとして体積抵抗率が５００Ω・ｃｍの導電性シリコーンゴム層を０．２ｍｍの厚みで形成したものであり、２００ｍｍ／ｓで回転駆動させている。
ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫと中間転写体３７との距離は任意で構わないが１ｍｍとした。
転写ローラ３８は、荷重２０ｋｇｆ／ｃｍ２で中間転写体３７に押し当てられている。
記録液によって中間転写体３７上に形成されたドットは、中間転写体３７と転写ローラ３８との間に、転写紙Ｓとしての普通紙（ｔｙｐｅ６２００）を通紙することで、転写紙Ｓ表面に転写する。
【０１４７】
転写後に中間転写体３７上に残った転写残記録液を、図３ないし図６に示したクリーニング装置４０で回収し、中間転写体３７表面をクリーニングして初期化する。
このクリーニングの結果を、図３ないし図６に示したクリーニング装置４０に相当する、次の実施例１ないし４について、それぞれ評価した。
【０１４８】
・実施例１
実施例１は、図３に示したクリーニング装置４０に相当するクリーニング装置を用いたものである。クリーニング用電極４２として厚み２ｍｍのグラッシーカーボンプレートを、クリーニングブレード４１としてグラッシーカーボンプレート上に成型した厚み１ｍｍのフッ素ゴムを使用した。中間転写体３７の回転駆動中、グラッシーカーボンプレートと中間転写体の支持体３７ａとの間に電圧５０Ｖをかけておく。ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫからは、４色のトータル平均で、転写紙Ｓとしての普通紙の画像面積率が５％になるように記録液を吐出し続けた状態になっており、普通紙を連続で通紙して中間転写体３７上の記録液を普通紙上に転写させている。１００枚ごとに計１０００枚までプリントした後の中間転写体３７の転写残の記録液、凝集成分等をプリンタックで剥離し、紙に写して画像濃度を計測した。
【０１４９】
比較例として、クリーニング用電極４２としてのグラッシーカーボンプレートと中間転写体３７の支持体３７ａとの間の電圧を印加しない場合でも、同様の条件でクリーニングを行い、画像濃度を計測した。
【０１５０】
かかる比較例と比べ、実施例１ではかかる画像濃度の低下が見られ、明らかに電気化学的クリーニング効果があった。ただし、プリント枚数増加に従い、次第にかかる画像濃度が上昇してクリーニング機能の低下が見られた。１０００枚通紙後、グラッシーカーボンプレート表面には転写残の記録液の顔料がかなり付着していた。
【０１５１】
・実施例２
実施例２は、図４に示したクリーニング装置４０に相当するクリーニング装置を用いたものである。クリーニング用ローラ４５として長径２０ｍｍ、短径１０ｍｍの楕円状のテフロン（登録商標）を用いて、その表面をブラスト処理により微細な凹凸をつけたものを使用した。テフロン（登録商標）ローラはクリーニング用電極４２であるグラッシーカーボンプレートに当接しており、テフロン（登録商標）ローラの回転軸は、グラッシーカーボンプレートに対するテフロン（登録商標）ローラの圧力が常に一定となるように、スプリングで押さえつけているとともに、テフロン（登録商標）ローラ表面にかかる力に応じて変位するようになっている。楕円状のテフロン（登録商標）ローラが回転することでそれに接触しうるグラッシーカーボン表面エリアはクリーニングされ、転写残の記録液に起因する汚れは転写残回収タンク４６に流される。その余の点は実施例１と同様である。
【０１５２】
実施例１と同様の評価方法で実施例２のクリーニング効果を評価した。実施例１と比較すると、プリント枚数増加に伴うクリーニング効果の低下が抑制されていた。グラッシーカーボンプレート表面の転写残の顔料の付着具合は、プリント枚数によってほとんど違いがなく、電気化学的なクリーニング効果が持続されていると考えられる。
【０１５３】
・実施例３
実施例３は、図５に示したクリーニング装置４０に相当するクリーニング装置を用いたものである。ポンプ５５はダイヤフラムポンプとした。クリーニング液は、以下のものを用いた。
＜クリーニング液＞
・エチレングリコール：１５．０質量％
・グリセリン：１５．０質量％
・塩化カリウム：１．０質量％
・蒸留水：残量
クリーニング液の物性値は、粘度６．０ｍＰａｓ、導電率１．４Ｓ／ｍ、表面張力６５ｍＮ／ｍであった。その余については、図５に示した構成のクリーニング液供給手段５０を有する点を除けば実施例２と同様である。
【０１５４】
実施例１、実施例２と同様の評価方法により実施例３のクリーニング効果を評価した。実施例２と比較すると、中間転写体３７表面の画像濃度は大幅に低減し、クリーニング液を介したほうが電気化学的なクリーニング効果は大きいものとなった。
【０１５５】
・実施例４
実施例４は、図６に示したクリーニング装置４０に相当するクリーニング装置を用いたものである。クリーニング用電極４２は直径１５ｍｍのステンレス丸棒に、外周にカーボンブラックを分散させた導電性テフロン（登録商標）層を０．２ｍｍの厚みで形成したものである。クリーニング用ブレード４９には当接する部分が鋭角となった形状のフッ素ゴムを使用した。その余については、図６に示した構成のクリーニング液供給手段５０を有する点を除けば実施例３と同様である。
【０１５６】
実施例１、実施例２、実施例３と同様の評価方法により実施例４のクリーニング効果を評価した。実施例３と比較すると、同様のクリーニング効果が得られた。また、クリーニングが安定しており、プリント枚数によるクリーニング効果の低下がほとんど見られなかった。
【０１５７】
以上の評価から、実施例１に相当する図３に示した構成のクリーニング装置４０、実施例２に相当する図４に示した構成のクリーニング装置４０でも、電気分解を用いる本発明にかかるクリーニング方式の効果が得られることが分かった。ただし、実施例１に相当する図３に示した構成のクリーニング装置４０よりも、実施例２に相当する図４に示した構成のクリーニング装置４０の効果が高く、また実施例２に相当する図４に示した構成のクリーニング装置４０よりも、実施例３に相当する図５に示した構成のクリーニング装置４０、実施例４に相当する図６に示した構成のクリーニング装置４０の方が高い効果が得られることが分かった。
【０１５８】
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。
【０１５９】
たとえば、中間転写体はローラ状でなく、無端ベルト状であっても良い。
また、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、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。
【０１６０】
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】
【０１６１】
３７    中間転写体
４１    クリーニング部材
４２    クリーニング用電極
４４    電極クリーニング手段
４５、４９    電極クリーニング部材
４６    回収部
５０    クリーニング液供給手段
５２    液量制御手段
５３    液量検知手段
５８    リサイクル手段
６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫ    ヘッド
１００    画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６２】
【特許文献１】特開昭５５−６５２６９号公報
【特許文献２】特開昭５６−８６７８９号公報
【特許文献３】特開昭５５−１４４１７２号公報
【特許文献４】特開昭５２−５３０１２号公報
【特許文献５】特開昭５６−８９５９４号公報
【特許文献６】特開昭５６−８９５９５号公報
【特許文献７】特開平５−９６７２０号公報
【特許文献８】特開昭６４−６３１８５号公報
【特許文献９】特開平８−２０１５９号公報
【特許文献１０】特開平８−２０１６１号公報
【特許文献１１】特開平８−１４２５００号公報
【特許文献１２】特開平１０−２５０２１６号公報
【特許文献１３】特開平１１−１０８５６号公報
【特許文献１４】特開２０００−４４８５５号公報
【特許文献１５】特開２０００−６３７１９号公報
【特許文献１６】米国特許第４５３８１５６号明細書
【特許文献１７】米国特許第５０９９２５６号明細書
【特許文献１８】特開昭６２−９２８４９号公報
【特許文献１９】特開平１１−１８８８５８号公報
【特許文献２０】特開２０００−３４３８０８号公報
【特許文献２１】特許第３６５８７６５号公報
【特許文献２２】特開２００３−２４６１３５号公報
【特許文献２３】特開２００２−３７０４４１号公報
【特許文献２４】特開２００５−１７００３６号公報
【特許文献２５】特開２００３−８２２６５号公報
【特許文献２６】特開２００８−０１９２８６号公報
【特許文献２７】特開平７−１６４６２４号公報
【特許文献２８】特許第３１１４７８３号公報
【特許文献２９】特開２００９−１４９０１９号公報
【図１】
0005407722.tif 000002
【図２】
0005407722.tif 000003
【図３】
0005407722.tif 000004
【図４】
0005407722.tif 000005
【図５】
0005407722.tif 000006
【図６】
0005407722.tif 000007
【図７】
0005407722.tif 000008
【図８】
0005407722.tif 000009