(57)【要約】【課題】  電気粘性効果を有するインクを用いた場合に、ノズル近傍インクの増粘による吐出不良を防止すると共に、記録媒体上でのインク滴の着弾干渉、浸透滲み、色間滲み等を防止することのできる画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】  電気粘性効果を有する液滴を記録媒体に向けて吐出する吐出ヘッドと、前記記録媒体を挟んで、前記吐出ヘッドの吐出面に対向する位置に配置され、前記記録媒体を保持する保持手段と、前記保持手段に配設され、第１の電極及び第２の電極から成る電極対と、前記電極対に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えない程度であることを特徴とする画像形成装置を提供することにより、前記課題を解決する。【選択図】  図１２
2006043895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気粘性効果を有する液滴を記録媒体に向けて吐出する吐出ヘッドと、
前記記録媒体を挟んで、前記吐出ヘッドの吐出面に対向する位置に配置され、前記記録媒体を保持する保持手段と、
前記保持手段に配設され、第１の電極及び第２の電極から成る電極対と、
前記電極対に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、
前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、
前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えない程度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の電極と前記第２の電極は、
前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、
前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えない程度となるような距離をおいて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の電極及び前記第２の電極は、それぞれ複数の櫛歯部を有する略櫛歯状の平面形状を有し、前記第１の電極の櫛歯部と前記第２の電極の櫛歯部とは交互に配設され、
前記第１の電極の櫛歯部と前記第２の電極の櫛歯部は、
前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、
前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えない程度となるような距離をおいて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の電極及び前記第２の電極は、それぞれ複数の電極片を有し、前記第１の電極の電極片と前記第２の電極の電極片は交互にマトリクス状に配設され、
前記第１の電極の電極片と前記第２の電極の電極片は、
前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、
前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えない程度となるような距離をおいて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
電気粘性効果を有する液滴を記録媒体に向けて吐出する吐出ヘッドと、
前記記録媒体を挟んで、前記吐出ヘッドの吐出面に対向する位置に配置され、前記記録媒体を保持する保持手段と、
前記保持手段に配設され、第１の電極及び第２の電極から成る電極対と、
前記電極対に電圧を印加する電圧印加手段と、を備えた画像形成装置の画像形成方法であって、
前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、
前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えないように、前記第１の電極と前記第２の電極の距離を設定することを特徴とする画像形成方法。
【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係り、特に、ノズルから液滴を吐出して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式の画像形成装置は、印字ヘッドに備えられるノズルよりインクを吐出して記録媒体上に画像を形成する。このような画像形成装置において、記録媒体上に先に着弾した第１のインク液滴に対して、第１のインク液滴に重なるように後から第２のインク液滴を着弾させた場合、記録媒体上に第１のインク液滴が未定着で残っていると、第２のインク液滴と未定着の第１のインク液滴が重なった部分で液滴同士が混合して、本来のドット形状が崩れてしまったり、異なる色のインク同士の場合では混色が発生し、画像劣化を引き起こしてしまったりする。なお、記録媒体上で重ねて打滴されたインク液滴同士が混合してしまうことは「着弾干渉」又は「打滴干渉」と呼ばれている。
【０００３】
そこで、このような記録媒体上での着弾干渉やインクの滲みや混色等を防止するため、電気粘性流体を利用する技術が提案されている（特許文献１乃至特許文献３参照）。
【０００４】
特許文献１には、電気粘性効果を有する記録液を記録媒体に付着させた後、記録液の付着した記録媒体に電界を印加することによって、記録ドットの浸透を抑制し、滲みや濃度の低下を防止する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、電気粘性効果を有する記録液を記録ヘッド（印字ヘッド）により液滴化させ、表面に電界が形成された中間転写媒体に付着させることにより、中間転写媒体上で液滴の粘度を上昇させ、増粘した状態の液滴を被転写媒体（記録媒体）に対して転写を行い、記録ドットの過剰な拡がり、或いは混色を防止する技術が開示されている。同文献には、記録ヘッドの液滴吐出を安定的に行うため、記録ヘッド内の記録液に印加される電界の強度をゼロ、或いは電界印加時の記録液の粘度が所定値以下になるように調整する必要があることが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、電気粘性効果を有する記録液を記録ヘッドにより液滴化させ、電界が形成された被転写媒体上に付着させることにより、記録液滴の粘性或いは降伏値を瞬時に増大させ、記録ドットの滲みやヒゲ、混色を防止する技術が開示されている。同文献には、特許文献２と同様に、記録ヘッド内の記録液に印加される電界の強度を調整する必要があることが記載されている。
【０００７】
また、これらの文献では、電界形成手段として、コロトロンデバイス等の帯電デバイスを使用し、被転写媒体又は中間転写媒体の記録液付着面に電荷を付与し、その面上に電界を形成する方法や、被転写媒体を挟むようにして電極対を設け、電極対に直流電圧を印加して電界を形成する方法等が例示されている。
【特許文献１】特開平２−２１２１４９号公報
【特許文献２】特開平５−４３４２号公報
【特許文献３】特開平５−４３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１乃至特許文献３に開示された電界形成手段によって電界を形成しても、記録媒体上の着弾液滴の粘度は十分に上昇せず、記録媒体上での液滴同士の着弾干渉や、着弾液滴の記録媒体に対して浸透して滲んだ状態になってしまう浸透滲み、色間滲み等が生じてしまうことが、発明者の実験により明らかになった。
【０００９】
また記録ヘッドの吐出不良が生じる記録液の粘度は、記録媒体上で液滴同士の着弾干渉等を防止できる粘度より遥かに小さく、記録媒体上の液滴が着弾干渉を回避するのに必要な粘度の百分の１から千分の１程度である。そのため記録媒体上の着弾液滴に対して電界を印加する場合には、記録ヘッド内の記録液の増粘も考慮に入れて画像形成装置の設計等を行わなければならない。しかしながら特許文献２及び特許文献３には、記録ヘッド内の記録液に印加する電界の強度を調整する必要性が記載されているが、その具体的手段は明らかにされていない。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、電気粘性効果を有するインクを用いた場合に、ノズル近傍インクの増粘による吐出不良を防止すると共に、記録媒体上でのインク滴の着弾干渉、浸透滲み、色間滲み等を防止することのできる画像形成装置及び画像形成方法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】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電気粘性効果を有する液滴を記録媒体に向けて吐出する吐出ヘッドと、前記記録媒体を挟んで、前記吐出ヘッドの吐出面に対向する位置に配置され、前記記録媒体を保持する保持手段と、前記保持手段に配設され、第１の電極及び第２の電極から成る電極対と、前記電極対に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えない程度であることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１２】
本発明によれば、電極対に所定の電圧が印加されると、記録媒体上に着弾した液滴に対して、電極対を接続する略円弧状の電気力線を有する電界が印加される。このとき記録媒体上の電界強度及び吐出ヘッドの吐出面における電界強度が所定の範囲となるように構成されているため、吐出ヘッドの吐出面における吐出不良を防止すると共に、記録媒体上の着弾液滴の着弾干渉、浸透滲み、混色滲み等を防止することができる。
【００１３】
また記録媒体の液滴着弾面の裏側に電極対が配設されているので、電極対に電圧が印加された場合、記録媒体上の液滴に対して電界が印加されると共に、この液滴に微小電流が流れる。このような作用は、電気粘性効果を有する液滴の粘度を上昇させるのに好適であり、着弾干渉、浸透滲み、色間滲み等を確実に防止することができる。
【００１４】
「第１の電極及び第２の電極から成る電極対」は、第１の電極及び第２の電極に相対的な電位差が与えられた場合（すなわち電圧が印加された場合）、電極対周辺部に所定の電界強度の電界を発生させる。従って、第１の電極及び第２の電極から成る電極対には、一方の電極を正の電位、他方の電極を負の電位とするような正負の電極はもちろん、いずれの電極も正又は負とするような電極対も含まれる。
【００１５】
「浸透速度の所定値」とは、記録媒体に着弾した液滴が定着するまでの間に記録媒体に浸透して滲んだ状態になるまでの速度をいう。
【００１６】
「液滴吐出に影響を与えない程度」とは、インク不吐出、吐出位置のずれ、吐出量ずれ、吐出時間遅れ等の吐出不良が生じないことをいう。
【００１７】
「記録媒体」は、インクジェットヘッドの作用によって画像の記録を受ける媒体（印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、インクジェットヘッドによって配線パターン等が形成されるプリント基板、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記第１の電極と前記第２の電極は、前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えない程度となるような距離をおいて配置されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項２の態様によれば、第１の電極と第２の電極を所定の距離をおいて配置することによって、請求項１と同様に、吐出ヘッドの吐出面における吐出不良を防止すると共に、記録媒体上の着弾液滴の着弾干渉、浸透滲み、混色滲み等を防止することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置であって、前記第１の電極及び前記第２の電極は、それぞれ複数の櫛歯部を有する略櫛歯状の平面形状を有し、前記第１の電極の櫛歯部と前記第２の電極の櫛歯部とは交互に配設され、前記第１の電極の櫛歯部と前記第２の電極の櫛歯部は、前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えない程度となるような距離をおいて配置されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項３の態様によれば、電極対に所定の電圧が印加されると、記録媒体上に着弾した液滴に対して、正の電極の櫛歯部と負の電極の櫛歯部を接続する略円弧状の電気力線を有する電界が印加される。正の電極の櫛歯部と負の電極の櫛歯部を所定の距離をおいて配置することにより、請求項２と同様に、吐出ヘッドの吐出面における吐出不良を防止すると共に、記録媒体上の着弾液滴の着弾干渉、浸透滲み、混色滲み等を防止することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置であって、前記第１の電極及び前記第２の電極は、それぞれ複数の電極片を有し、前記第１の電極の電極片と前記第２の電極の電極片は交互にマトリクス状に配設され、前記第１の電極の電極片と前記第２の電極の電極片は、前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えない程度となるような距離をおいて配置されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項４の態様によれば、電極対に所定の電圧が印加されると、記録媒体上に着弾した液滴に対して、正の電極の電極片と負の電極の電極片を接続する略円弧状の電気力線を有する電界が印加される。正の電極の電極片と負の電極の電極片を所定の距離をおいて配置することによって、請求項２と同様の効果を奏する。なお本発明の実施に際しては、電極片の平面形状は特に限定されず、例えば略正方形状、略長方形状、略円状、略楕円状等の任意の形状でよい。
【００２４】
また、本発明は前記目的を達成する方法発明を提供する。すなわち、本発明に係る画像形成装置における画像形成方法は、電気粘性効果を有する液滴を記録媒体に向けて吐出する吐出ヘッドと、前記記録媒体を挟んで、前記吐出ヘッドの吐出面に対向する位置に配置され、前記記録媒体を保持する保持手段と、前記保持手段に配設され、第１の電極及び第２の電極から成る電極対と、前記電極対に電圧を印加する電圧印加手段と、を備えた画像形成装置の画像形成方法であって、前記電圧印加手段により前記電極対に所定の電圧を印加した際に、前記記録媒体上における電界強度が、前記記録媒体上の着弾液滴が他の液滴と干渉を起こさない程度若しくは前記着弾液滴の前記記録媒体に対する浸透速度が所定値以下になる程度であると共に、前記吐出ヘッドの吐出面における電界強度が、前記吐出ヘッドの液滴吐出に影響を与えないように、前記第１の電極と前記第２の電極の距離を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、電極対に電圧が印加されると、記録媒体上に着弾した液滴に対して、電極対を接続する略円弧状の電気力線を有する電界が印加される。このとき記録媒体上の電界強度及び吐出ヘッドの吐出面における電界強度が所定の範囲となるように構成されているため、吐出ヘッドの吐出面における吐出不良を防止すると共に、記録媒体上の着弾液滴の着弾干渉、浸透滲み、混色滲み等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２７】
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
〔第１の実施形態；インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１０は、各インク色に対応して設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙと、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙに供給するインク（本例では電気粘性効果を有する紫外線硬化型インク）を貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、印字ヘッド１２Ｙの紙搬送方向下流側（図１中左方向）に配置された紫外線光源（ＵＶ光源）１６と、メディア（記録媒体）２０を供給するメディア供給部２２と、メディア２０のカールを除去するデカール処理部２４と、印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙのノズル面（インク吐出面）及びＵＶ光源１６の光出射面に対向して配置され、メディア２０の平面性を保持しながらメディア２０を搬送する搬送部２６と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２８と、を備えている。
【００２８】
インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンク１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙを有し、各タンクは所要の管路３０を介して印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００２９】
本実施形態では描画インクとして、紫外線硬化型のインクに電気粘性（Electro Rheological)効果を持たせた電気粘性流体を用いる。電気粘性流体とは、電界を付与（電圧印加）することにより瞬間的に見かけ上の粘度が上昇する液体であり、電界のオン／オフにより粘度が可逆的に変化するものである。このような電気粘性流体には、分散型と、均一系の２種類がある。
【００３０】
分散型は、電気絶縁性溶媒中に誘電体微粒子が液体内に分散させられたもので、電界が付与されない状態では、微粒子が分散されたままの状態で、粘性の低い状態であるが、電界を付与すると、分極した粒子が電界方向に繋がった鎖状構造（橋）を形成し、この橋が流体の粘度を増大させる働きをするため流体の粘度が上昇したような挙動をとるものである。分散型の電気粘性流体には、含水系と非含水系がある。
【００３１】
また、均一系は、液晶などのように分子やドメインが電界方向に配向し、異方性を示すものである。均一系の電気粘性流体は現状では粘性変化が少ないため、インクジェットプリンタ用途には分散型の電気粘性流体が向くと考えられている。
【００３２】
本実施形態では、紫外線硬化型のインクに電気粘性効果を持たせるようにしているが、このようなインクの製造方法としては、例えば、少なくとも放射線硬化モノマー、重合開始剤を含む液体に固体微粒子（シリカゲル、澱粉、デキストリン、カーボン、石膏、ゼラチン、アルミナ、セルロース、マイカ、ゼオライト、カオライト等）を分散させる方法や、顔料微粒子そのものを電気粘性効果の分散剤として利用する方法や、染料または顔料をマイクロカプセル化し、その表面を絶縁処理することにより電気粘性効果の分散剤として利用する方法、或いは、均一系電気粘性流体を混合させる方法などが考えられる。
【００３３】
図１において、メディア給紙部２２の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジン３２が示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００３４】
複数種類のメディアを利用可能な構成にした場合、メディアの種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用されるメディアの種類を自動的に判別し、メディア種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００３５】
メディア供給部２２から送り出されるメディア２０はマガジン３２に装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２４においてマガジン３２の巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３４でメディア２０に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００３６】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター３８が設けられており、該カッター３８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター３８は、メディア２０の搬送路幅以上の長さを有する固定刃３８Ａと、該固定刃３８Ａに沿って移動する丸刃３８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃３８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃３８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター３８は不要である。
【００３７】
デカール処理後、カットされたメディア２０は、搬送部２６へと送られる。搬送部２６は、ローラ４１，４２間に無端状のベルト状電極ユニット（静電吸着ベルト）４３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも各ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙのノズル面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００３８】
直流高圧発生器１００によって直流高電圧がローラ４１に印加されると、ローラ４１に巻き掛けられているベルト状電極ユニット４３は帯電し、静電吸着効果によって、メディア２０はベルト状電極ユニット４３上に吸着保持される。
【００３９】
ベルト状電極ユニット４３が巻かれているローラ４１，４２の少なくとも一方にモータ（図１中不図示，図７中符号１３４として記載）の動力が伝達されることにより、ベルト状電極ユニット４３は図１上で反時計回り方向に駆動され、該ベルト状電極ユニット４３上に保持されたメディア２０は図１の右から左へと搬送される。
【００４０】
各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０が対象とするメディア２０の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズのメディア２０の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。
【００４１】
印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙは、メディア２０の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれの印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙがメディア２０の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
【００４２】
搬送部２６によりメディア２０を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することによりメディア２０上にカラー画像を形成し得る。
【００４３】
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）についてメディア２０を印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙに対して相対移動させる動作を一回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、メディア２０の全面に画像を記録することができる。このようなシングルパス方式の画像形成装置は、印字ヘッドを主走査方向に往復動作させながら描画を行うシャトルスキャン方式に比べて高速印字が可能であり、プリント生産性を向上させることができる。
【００４４】
本例では、ＫＭＣＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせは本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。また、各色の印字ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【００４５】
印字ヘッド１２Ｙの下流に配置されているＵＶ光源１６は、印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙと同様にメディア２０の最大紙幅に対応する長さを有し、メディア２０の搬送方向と略直交する方向に延在するように固定されている。例えば、ＵＶ光源１６は、紫外線ＬＥＤ素子又は紫外線ＬＤ素子をライン状に配列させた構成から成る。かかる構成によれば、発光素子別に選択的に発光制御が可能であるため、点灯させる発光素子や発光光量を容易に調整でき、紫外線の照射エリアについて所望の照射範囲及び光量（強度）分布を実現できる。
【００４６】
ＵＶ光源１６は、上流側の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙによる着弾インク液滴の硬化を促進するための紫外線を照射する。ＵＶ光源１６によって紫外線照射されたインク液滴は、下流側工程のハンドリングによって画像劣化が起こらない程度に硬化・定着が進んでいることが好ましい。ここでいうハンドリングとは、[1] ＵＶ光源１６の下流側搬送工程におけるローラや搬送ガイド等と画像面との擦れ、[2] プリント集積部におけるプリント同士の擦れ、[3] 仕上がったプリントを実際に取り扱うときに種々の物体による擦れ、などを意味する。
【００４７】
こうして、ＵＶ光源１６を通過したメディア２０（生成されたプリント物）は、ニップローラ４７を介して排紙部２８から排出される。なお、図１には示さないが、排紙部２８にはオーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
【００４８】
〔印字ヘッドの構造〕
次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色ごとに設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。
【００４９】
図２（ａ）は印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図２（ｂ）はその一部の拡大図である。また、図３は印字ヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図であり、図４は１つの液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図２中４−４線に沿う断面図）である。
【００５０】
メディア２０上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、印字ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例の印字ヘッド５０は、図２乃至図４に示したように、インク滴の吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）に配置させた構造を有し、これにより、印字ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【００５１】
また、図２の構成に代えて、図３に示すように、複数のノズル５１が２次元に配列された短尺のヘッドユニット５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることでメディア２０の全幅に対応する長さのノズル列を有するフルラインヘッドを構成してもよい。
【００５２】
各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図２（ａ），（ｂ）参照）、対角線上の両隅部にノズル５１と供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。
【００５３】
図４に示すように、圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（図４中不図示、図６中符号６０として記載）と連通しており、インクタンク６０から供給されるインクは図４の共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。
【００５４】
圧力室５２の天面を構成している加圧板（共通電極）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されており、個別電極５７と共通電極５６に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。なおアクチュエータ５８には、ピエゾ素子などの圧電体が好適に用いられる。インク吐出後、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。
【００５５】
かかる構造を有する多数のインク室ユニット５３を図５に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に配列させた構造になっている。
【００５６】
すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
【００５７】
なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン又は１個の帯状を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。
【００５８】
特に、図５に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）、メディア２０の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することでメディア２０の幅方向に１ラインを印字する。
【００５９】
一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットからなるライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。
【００６０】
本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク液滴を飛ばす方法が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾ方式に代えて、ヒータ等の発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式等、各種方式を適用できる。
【００６１】
〔インク供給系の構成〕
図６はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク６０は印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を代える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。なお、図６のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。
【００６２】
図６に示したように、インクタンク６０と印字ヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下とすることが好ましい。図６には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
【００６３】
またインクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止する手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。
【００６４】
キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａをキャップ６４で覆う。
【００６５】
クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構により印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに摺動可能である。ノズル面５０Ａにインク滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面５０Ａに摺動させることでノズル板表面を拭き取り、ノズル面５０Ａを清浄する。
【００６６】
印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ６４に向かって予備吐出が行われる。
【００６７】
また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室内）に気泡が混入した場合、印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクの印字ヘッド５０への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。
【００６８】
印字ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ５８が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（アクチュエータ５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かってアクチュエータ５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル面５０Ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。
【００６９】
また、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。
【００７０】
すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、アクチュエータ５８を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド５０のノズル面に、キャップ６４を当てて圧力室５２内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ６７で吸引する動作が行われる。
【００７１】
ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。
【００７２】
〔制御系の説明〕
次に、インクジェット記録装置１０の制御系について説明する。
【００７３】
図７はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース１１０、システムコントローラ１１２、画像メモリ１１４、モータドライバ１１６、ヒータドライバ１１８、電圧制御部１２９、プリント制御部１２０、画像バッファメモリ１２２、ヘッドドライバ１２４、メディア検出部１２６、光源制御部１２８等を備えている。
【００７４】
通信インターフェース１１０は、ホストコンピュータ１３０から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース１１０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。
【００７５】
ホストコンピュータ１３０から送出された画像データは通信インターフェース１１０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１１４に記憶される。画像メモリ１１４は、通信インターフェース１１０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ１１２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１１４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００７６】
システムコントローラ１１２は、通信インターフェース１１０、画像メモリ１１４、モータドライバ１１６、ヒータドライバ１１８、電圧制御部１２９等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ１１２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ１３０との間の通信制御、画像メモリ１１４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１３４やヒータ１３６や直流高圧発生器１００を制御する制御信号を生成する。
【００７７】
モータドライバ１１６は、システムコントローラ１１２からの指示に従ってモータ１３４を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１１８は、システムコントローラ１１２からの指示に従って加熱ドラム３４その他各部のヒータ１３６を駆動するドライバである。
【００７８】
電圧制御部１２９は、システムコントローラ１１２からの指示に従って直流高圧発生器１００の発生する電圧を制御する。
【００７９】
プリント制御部１２０は、システムコントローラ１１２の制御に従い、画像メモリ１１４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（ドットデータ）をヘッドドライバ１２４に供給する制御部である。プリント制御部１２０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ１２４を介して色別の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【００８０】
プリント制御部１２０には画像バッファメモリ１２２が備えられており、プリント制御部１２０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１２２に一時的に格納される。なお、図７において画像バッファメモリ１２２はプリント制御部１２０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１１４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１２０とシステムコントローラ１１２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００８１】
ヘッドドライバ１２４はプリント制御部１２０から与えられるドットデータに基づいて各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙの吐出駆動用アクチュエータ５８を駆動する。ヘッドドライバ１２４には印字ヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【００８２】
印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１１０を介して外部から入力され、画像メモリ１１４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データが画像メモリ１１４に記憶される。画像メモリ１１４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ１１２を介してプリント制御部１２０に送られ、該プリント制御部１２０において既知のディザ法、誤差拡散法などの手法によりインク色ごとのドットデータに変換される。
【００８３】
こうして、プリント制御部１２０で生成されたドットデータに基づいて印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙが駆動制御され、印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙからインクが吐出される。記録紙２０の搬送速度に同期して印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙからのインク吐出を制御することにより、記録紙２０上に画像が形成される。
【００８４】
メディア検出部１２６は、記録紙２０の紙種やサイズを検出する手段である。例えば、給紙部２２のマガジン３２に付されたバーコード等の情報を読み込む手段、用紙搬送路中の適当な場所に配置されたセンサ（用紙幅検出センサ、用紙の厚みを検出するセンサ、用紙の反射率を検出するセンサなど）が用いられ、これらの適宜の組み合わせも可能である。また、これら自動検出の手段に代えて、若しくはこれと併用して、所定のユーザインターフェースからの入力によって紙種やサイズ等の情報を指定する構成も可能である。
【００８５】
メディア検出部１２６により取得された情報はシステムコントローラ１１２及び／又はプリント制御部１２０に通知され、インク吐出制御等に利用される。
【００８６】
光源制御部１２８は、プリント制御部１２０からの指令に従って、ＵＶ光源１６の点灯（ＯＮ）／消灯（ＯＦＦ）並びに点灯時の発光量等を制御する。
【００８７】
〔ベルト状電極ユニットの構造〕
次に、ベルト状電極ユニット４３の構造について説明する。
【００８８】
図８は、ベルト状電極ユニットの電極層の構成を表す平面透視図である。図９は、図８中９−９断面図であり、図１０は、図８中１０−１０断面図である。図８乃至図１０中、図１と共通する部分には同一の符号を付す。
【００８９】
ベルト状電極ユニット４３は、図８中破線で示すメディア２０よりも幅広に形成され、メディア２０を確実に吸着することができるように構成されている。ベルト状電極ユニット４３の図８に示す主走査方向両端部を除く領域は、図９に示すように、３層から構成され、メディア２０とは反対側の最下層から順番に、支持層９０、電極層９２及び微導電層９４が配置される。
【００９０】
図８に示すように、電極層９２には、櫛歯状の正の電極９６及び負の電極９８が設けられ、正の電極９６と負の電極９８との間には、非導電部材９５が設けられる。
【００９１】
正の電極９６は、主走査方向に略平行な複数の櫛歯部９６ａと、ベルト状電極ユニット４３の主走査方向の一端部に形成され、各櫛歯部９６ａの端部とそれぞれ接続する共通電極部９６ｂを有する。同様に、負の電極９８は、主走査方向に略平行な複数の櫛歯部９８ａと、ベルト状電極ユニット４３の主走査方向の他端部に形成され、各櫛歯部９８ａの端部とそれぞれ接続する共通電極部９８ｂを有する。
【００９２】
各櫛歯部９６ａ、９８ａは、図８に示す副走査方向に交互に配置されている。このように交互に配置された各櫛歯部９６ａ、９８ａの上面には、図９に示すように、微導電層９４が配設され、さらにその上面にメディア２０が保持される。
【００９３】
ベルト状電極ユニット４３の主走査方向両端部は、図１０に示すように、微導電層９４と共通電極部９６ｂ、９８ｂの２層構成となっている。すなわち、ベルト状電極ユニット４３のメディア２０側と反対側の面には、共通電極部９６ｂ、９８ｂの剥き出し部９６ｂ１、９８ｂ１が形成されている。
【００９４】
また図１０に示すように、ローラ４１は、非導電部材により形成される絶縁ローラ１９７と、絶縁ローラ１９７の図１０中上下方向の両端部に形成される金属ローラ１９６ｂ、１９８ｂと、を備え、金属軸２０６ｂ、２０８ｂにより軸支されている。絶縁ローラ１９７は、後述する直流高圧発生器１００から金属軸２０６ｂ、２０８ｂに電圧が印加された場合に、ショートが発生するのを防止するために設けられている。
【００９５】
金属軸２０６ｂと金属ローラ１９６ｂ、金属軸２０８ｂと金属ローラ１９８ｂは、それぞれ電気的導通が取られている。また、共通電極部９６ｂ、９８ｂの各剥き出し部９６ｂ１、９８ｂ１は、それぞれローラ４１の金属ローラ１９６ｂ、１９８ｂに接触するように構成され、電気的導通が取られている。また図８に示すように、ローラ４１を軸支する金属軸２０６ｂ、２０８ｂには、直流高圧発生器１００が接続されている。このように本実施形態における共通電極部９６ｂ、９８ｂは、簡便な方法で電気的導通を得ている。
【００９６】
直流高圧発生器１００から正負の電極９６、９８に対して所定の電圧が印加されると、副走査方向に隣接する正の電極９６の櫛歯部９６ａと負の電極９８の櫛歯部９８ａとの間を結ぶようにした略円弧状の電気力線（図９中の２点鎖線）が形成される。
【００９７】
図９に示すように、電極層９２のメディア２０側に設けられる微導電層９４は、微小な導電性を有する薄層である。直流高圧発生器１００から正負の電極９６、９８に対して所定の電圧が印加されると、メディア２０上の着弾インク滴に微小電流が流れる。
【００９８】
すなわち、正負の電極９６、９８に対して所定の電圧が印加されると、メディア２０上の着弾インク滴に対して電界が印加されると共に、着弾インク滴に微導電層９４を介して微小電流が流れる。このような作用は、電気粘性効果を有する着弾インク滴の粘度を上昇させるのに好適であり、これにより着弾干渉、浸透滲み、色間滲み等を防止できる。
【００９９】
〔電極間距離の設定方法〕
図１１は、図８に示した電極層の概略構成を表す説明図である。図１２は、図１１中１２−１２断面位置における印字ヘッドとメディア２０上のインク滴との関係を表す説明図である。図１１及び図１２中、図８及び図９と共通する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。また図１１及び１２では、説明の便宜上、図９に示した支持層９０及び非導電部材９５を省略する。
【０１００】
本実施形態では、正の電極９６の櫛歯部（以下、正櫛歯部という）９６ａと負の電極９８の櫛歯部（以下、負櫛歯部という）９８ａの距離（以下、電極間距離という）Ｗを、着弾干渉、浸透滲み、色間滲み等を防止し、かつノズル近傍インクの増粘による吐出不良を防止することのできるように設定する。以下では、このような電極間距離Ｗの設定方法について説明する。
【０１０１】
図１２に示すように、正櫛歯部９６ａと負櫛歯部９８ａは、インク滴５９ａのメディア２０上の着弾位置が、正櫛歯部９６ａと負櫛歯部９８ａの略中央部上方に位置するような状態時を基にして電界強度の条件パラメータを設定する。ここでメディア２０上の着弾インク滴５９ａと正櫛歯部９６ａの中心部又は負櫛歯部９８ａの中心部との距離（以下、電極距離という）をｘとすると、電極間距離Ｗは電極距離ｘの２倍となる。
【０１０２】
また正櫛歯部９６ａ及び負櫛歯部９８ａの中心部を基準とした場合の高さ（以下、電極高さという）をｈとし、メディア２０上の着弾インク滴５９ａの電極高さをｈＡとし，印字ヘッド５０のノズル面５０Ａの電極高さをｈＢとする。
【０１０３】
正櫛歯部９６ａ及び負櫛歯部９８ａに電圧が印加されると、正櫛歯部９６ａと負櫛歯部９８ａとの間を結ぶようにした略円弧状の電気力線１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ）が無数形成される。また同時に、微導電層９４を介して、メディア２０上の着弾インク滴５９ａに微小電流が流れる。
【０１０４】
図１２において、電気力線１０４Ａは、メディア２０上の着弾インク滴５９ａを通過し、電気力線１０４Ｂは、飛翔中のインク滴５９ｂの図１２中下方を通過し、電気力線１０４Ｃは、印字ヘッド５０のノズル５１近傍を通過する。
【０１０５】
図１３は、電気粘性流体に印加される電界の強度と電気粘性流体の粘度の関係を表すグラフである。同図に示すように、初期粘度η０の電気粘性流体に印加する電界の強度を徐々に大きくすると、電気粘性流体の粘度が上昇するという関係は、特開平５−４３４２号公報に記載されているとおり、一般によく知られている。
【０１０６】
メディア２０上のインク滴５９ａの着弾位置（図１２中Ａ地点）における電界強度を０から徐々に大きくした場合、メディア２０上のインク滴５９ａの粘度は徐々に上昇する。そして着弾干渉、浸透滲み又は色間滲み等を引き起こさくなったときの臨界粘度をηＡ０とし、そのときの臨界電界強度をＥＡ０とする。
【０１０７】
また、印字ヘッド５０のノズル５１付近（図１２中Ｂ地点）における電界強度を０から徐々に大きくした場合、ノズル近傍インクの粘度は徐々に上昇する。そしてノズル５１のインク不吐出、吐出位置のずれ、吐出量ずれ、吐出時間遅れ等の吐出不良を生じさせたときの臨界粘度をηＢ０とし、そのときの臨界電界強度をＥＢ０とする。
【０１０８】
このような臨界電界強度ＥＡ０、ＥＢ０は、電気粘性流体の種類や印字ヘッド５０の構成や仕様等により異なるため、実験等により求めておく。
【０１０９】
電極高さｈＡのＡ地点における電界強度をＥ（ｈＡ，ｘ）、電極高さｈＢのＢ地点における電界強度をＥ（ｈＢ，ｘ）とすると、ノズル５１の吐出不良を防止すると共に、メディア２０上での着弾干渉、浸透滲み、混色滲みを防止するためには、次式（１）を満足しなければならない。
【０１１０】
Ｅ（ｈＡ，ｘ）＞ＥＡ０  かつ  Ｅ（ｈＢ，ｘ）＜ＥＢ０      ・・・（１）
すなわち電界強度Ｅ（ｈＡ，ｘ）は臨界電界強度ＥＡ０より大きく、かつ電界強度Ｅ（ｈＢ，ｘ）は臨界電界強度ＥＢ０より小さくなければならない。
【０１１１】
正櫛歯部９６ａ及び負櫛歯部９８ａに対する印加電圧によって、図１２に示すような電界が印加された場合、インク滴の飛翔空間、すなわち正櫛歯部９６ａと負櫛歯部９８ａの略中央部上方における電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）は、正櫛歯部９６ａによる電界強度Ｅ＋と負櫛歯部９８ａによる電界強度Ｅ−との合成である。正櫛歯部９６ａ及び負櫛歯部９８ａの平面形状は、図８及び図１１に示したとおり、主走査方向に延在するように形成された棒状であるため、各電界強度Ｅ＋、Ｅ−はそれぞれ正櫛歯部９６ａ及び負の電極９８ａからの距離に反比例する。従って、正櫛歯部９６ａ及び負櫛歯部９８ａに対する印加電圧に比例する定数をＫとすると、電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）は次式（２）に示すとおりとなる。
【０１１２】
【数１】
2006043895.tif 000003
図１４は、式（２）における電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）が一定となる電極高さｈ及び電極距離ｘの組を結んだ線である。以下では、同図に示した各線２００（２００Ｐ、２００Ｑ、２００Ｒ、２００Ｓ）を等電界強度線という。
【０１１３】
図１４において、等電界強度線２００Ｐの表す電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）は、Ａ地点における臨界電界強度ＥＡ０と等しく、等電界強度線２００Ｓの表す電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）は、Ｂ地点における臨界電界強度ＥＢ０と等しいとする。また等電界強度線２００Ａと等電界強度線２００Ｂの間に位置する等電界強度線２００Ｑ、２００Ｒの表す電界強度を、それぞれＥｑ、Ｅｒとする。
【０１１４】
等電界強度線２００（２００Ｐ、２００Ｑ、２００Ｒ、２００Ｓ）は、図１４中右上方向にシフトするほど、等電界曲線２００（２００Ｐ、２００Ｑ、２００Ｒ、２００Ｓ）の表す電界強度が小さくなり、次式（３）の関係が成立する。
【０１１５】
ＥＡ０＞Ｅｑ＞Ｅｒ＞ＥＢ０      ・・・（３）
微導電層９４及びメディア２０の厚さによって決定されるＡ地点の電極高さｈＡは、図１４に示す通りである。そして式（１）との関係から、電極高さｈＡにおいて、電界強度Ｅ（ｈＡ、ｘ）が臨界電界強度ＥＡ０より大きくなるのは、図１４の両矢印Ｌで示された電極距離ｘの範囲である。この場合、メディア２０上の着弾インク滴５９ａの粘度ηＡは、臨界粘度ηＡ０より大きくなるので、メディア２０上の着弾インク滴５９ａの着弾干渉、浸透滲み、混色滲み等を防止することができる。
【０１１６】
また、印字ヘッド５０の吐出性能等によって決定されるＢ地点の電極高さｈＢは、図１４に示す通りである。そして式（１）との関係から、電極高さｈＢにおいて、電界強度Ｅ（ｈＢ、ｘ）が臨界電界強度ＥＢ０より小さくなるのは、図１４の両矢印Ｍで示された電極距離ｘの範囲である。この場合、ノズル近傍インクの粘度ηＢは、臨界粘度ηＢ０より小さくなるので、ノズル５１の吐出不良を防止することができる。
【０１１７】
従って、式（１）を満足する電極距離ｘは、図１４の両矢印Ｌで示された範囲と両矢印Ｍで示された範囲とのいずれをも満足する図１４の両矢印Ｎで示された範囲となる。
【０１１８】
正櫛歯部９６ａと負櫛歯部９８ａの電極間距離Ｗを、このようにして求められた電極距離ｘの２倍にすることによって、ノズル５１の吐出不良を防止すると共に、メディア２０上の着弾干渉、浸透滲み、混色滲み等を防止することができる。
【０１１９】
このように本実施形態では、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａとメディア２０との距離（クリアランス）を変化させることなく、正櫛歯部９６ａと負櫛歯部９８ａの電極間距離Ｗを設定することによって、メディア２０上及びノズル面５０Ａにおける電界強度を最適にすることができる。
【０１２０】
また式（２）より、電極高さｈ及び電極距離ｘの場合の電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）は、正櫛歯部９６ａ及び負櫛歯部９８ａに対する印加電圧に比例する。従って、印加電圧の調整と共に、正櫛歯部９６ａと負櫛歯部９８ａの電極間距離Ｗを設定することによって、メディア２０上及びノズル面５０Ａにおける電界強度を容易に最適にすることができる。
【０１２１】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【０１２２】
図１５は、本発明の第２の実施形態に係る電極層の概略構成を表す説明図である。図１６は、図１５中１６−１６断面位置における印字ヘッド５０とメディア２０上のインク滴との関係を表す説明図である。図１５及び図１６中、図１１及び図１２と共通する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１２３】
本実施形態における電極層９２（図９参照）には、図１５に示すように、微細な略正方形状の正の電極片（以下、正電極片という）９６ｃ及び負の電極片（以下、負電極片という）９８ｃが、主走査方向及び副走査方向に交互にマトリクス状に配設されている。
【０１２４】
主走査方向両端部には、直流高圧発生器１００に接続される正の共通配線１０７及び負の共通配線１０８が配設される。また正電極片９６ｃ及び負電極片９８ｃが主走査方向に交互に配列される各電極片列の間には、正の共通配線１０７に接続する正の個別配線１０９又は負の共通配線１０８に接続する負の個別配線１１０が配設される。
【０１２５】
正の個別配線１０９は、各正電極片９６ｃに接続し、負の個別配線１１０は、各負電極片９８ｃに接続する。
【０１２６】
本実施形態では、正電極片９６ｃと負電極片９８ｃの電極間距離Ｗを、ノズル５１の吐出不良を防止すると共に、着弾干渉、浸透滲み、色間滲み等を防止することのできる最適な電界を印加できるように設定する。
【０１２７】
図１６に示すように、メディア２０上の着弾インク滴５９ａと正電極片９６ｃの中心部又は負電極片９８ｃの中心部との距離（電極距離）ｘとすると、電極間距離Ｗは電極距離ｘの２倍となる。また正電極片９６ｃ及び負電極片９８ｃの中心部の高さを基準とした場合の電極高さをｈとし、メディア２０上のインク滴着弾面の電極高さをｈＡとし、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａの電極高さをｈＢとする。
【０１２８】
正電極片９６ｃと負電極片９８の略中央部上方におけるインク滴の飛翔空間の電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）は、正電極片９６ｃによる電界強度Ｅ＋と負電極片９８ｃによる電界強度Ｅ−の合成である。正電極片９６ｃ及び負電極片９８ｃの平面形状は、図１５に示したとおり、微細な略正方形状であるため、各電界強度Ｅ＋、Ｅ−は、それぞれ正電極片９６ｃ及び負電極片９８ｃからの距離の２乗に反比例する。従って、正電極片９６ｃ及び負電極片９８ｃに対する印加電圧に比例する定数をＫとすると、電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）は次式（４）に示すとおりとなる。
【０１２９】
【数２】
2006043895.tif 000004
図１７は、式（４）における電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）が一定となる電極高さｈ及び電極距離ｘの組を結んだ線である。以下では、同図に示した各線２１０（２１０Ｐ、２１０Ｑ、２１０Ｒ、２１０Ｓ）を等電界強度線という。同図において、等電界強度線２１０Ｐは、Ａ地点における臨界電界強度ＥＡ０と等しく、等電界強度線２１０Ｓは、Ｂ地点における臨界電界強度ＥＢ０と等しいとする。
【０１３０】
本実施形態も、第１の実施形態と同様に、式（１）を満足する電極距離ｘを求める。すなわち、図１６に示した地点Ａの電極高さｈＡにおいて、電界強度Ｅ（ｈＡ，ｘ）が臨界電界強度ＥＡ０より大きくなるのは、図１７の両矢印Ｌで示すような電極距離ｘの範囲となる。一方、図１６に示した地点Ｂの電極高さｈＢにおいて、電界強度Ｅ（ｈＢ，ｘ）が臨界電界強度ＥＢ０より小さくなるのは、図１７の両矢印Ｍで示すような電極距離ｘの範囲となる。従って式（１）を満足する電極距離ｘは、上記のいずれも満足する図１７の両矢印Ｎで示す範囲となる。
【０１３１】
正電極片９６ｃと負電極片９８ｃの電極間距離Ｗを、このようにして求められた電極距離ｘの２倍にすることによって、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａとメディア２０との距離（クリアランス）に影響を与えることなく、ノズル５１の吐出不良を防止すると共に、メディア２０上の着弾干渉、浸透滲み、混色滲み等を防止することができる。
【０１３２】
また第１の実施形態と同様に、正電極片９６ｃと負電極片９８ｃに対する印加電圧の調整と共に、電極間距離Ｗを設定することによって、メディア２０上及びノズル面５０Ａにおける電界強度を容易に最適にすることができる。
【０１３３】
以上、本発明に係る画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。
【図２】（ａ）は印字ヘッドの構造例を示す平面透視図であり、（ｂ）はその一部の拡大図である。
【図３】印字ヘッドの他の構造例を示す平面透視図である。
【図４】図２中４−４線に沿う断面図である。
【図５】図２に示した印字ヘッドのノズル配列を示す拡大図である。
【図６】インクジェット記録装置のインク供給系の構成を示した概要図である。
【図７】インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である
【図８】ベルト状電極ユニットの電極層の構成を表す平面透視図である。
【図９】図８中９−９断面図である。
【図１０】図８中１０−１０断面図である。
【図１１】ベルト状電極ユニットの電極層の概略構成を表す説明図である。
【図１２】図１１中１２−１２断面位置における印字ヘッドとメディア上のインク滴との関係を表す説明図である。
【図１３】電気粘性流体に印加される電界の強度と電気粘性流体の粘度の関係を表すグラフである
【図１４】電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）が一定となる電極高さｈ及び電極距離ｘの組を結んだ線である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る電極層の概略構成を表す説明図である。
【図１６】図１５中１６−１６断面位置における印字ヘッドとメディア上のインク滴との関係を表す説明図である。
【図１７】電界強度Ｅ（ｈ，ｘ）が一定となる電極高さｈ及び電極距離ｘの組を結んだ線である。
【符号の説明】
【０１３５】
１０…インクジェット記録装置、１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ…印字ヘッド、１６…ＵＶ光源、２０…メディア、４１…ローラ、４６…ベルト状電極ユニット、９０…支持層、９２…電極層、９４…微導電層、９６…正の電極、９６ａ…櫛歯部、９６ｂ…共通電極部、９６ｃ…電極片、９８…負の電極、９８ａ…櫛歯部、９８ｂ…共通電極部、９８ｃ…電極片、１００…直流高圧発生器
【図１】
2006043895.tif 000005
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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