(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタ等の画像形成装置等に用いられる、インク等の液を吐出するヘッド及びこのヘッドを備えたかかる画像形成装置であって、とくにかかるヘッドのクリーニングを、ヘッドに対するブレードの機械的な接触を伴わずとも、行うことを可能としたヘッド及び画像形成装置の提供。【解決手段】液室内の液を吐出するノズル６１ｂを備えたノズル部材６１ａを有し、ノズル部材６１ａが、その表面を形成した撥液性の絶縁膜６１ａ２と、絶縁膜６１ａ２の内側に配設されかかる表面に沿った所定の方向Ｂに配列された複数の電極６３とを有し、複数の電極６３に方向Ｂに沿って周期的に電圧を印加されることでかかる表面に接触した液体が方向Ｂに沿って移動され、かかる表面がクリーニングされるヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫ及びこれを有する画像形成装置。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液室内の液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有し、
このノズル部材が、その表面を形成した撥液性の絶縁膜と、この絶縁膜の内側に配設され前記表面に沿った所定の方向に配列された複数の電極とを有し、
この複数の電極に前記方向に沿って周期的に電圧を印加されることで前記表面に接触した液体が前記方向に沿って移動され、前記表面がクリーニングされるヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のヘッドにおいて、
液室内の液と導通し、前記複数の電極の少なくとも１つとの間に電圧を印加される液室電極を有することを特徴とするヘッド。
【請求項３】
請求項１または２記載のヘッドにおいて、
前記複数の電極は、前記ノズルの周囲において同ノズルを迂回するように配設されていることを特徴とするヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のヘッドにおいて、
前記ノズル部材は、同質の液を吐出する前記ノズルを前記方向に沿って複数備えたノズル列を有することを特徴とするヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載のヘッドと、
前記複数の電極に前記方向に沿って周期的に電圧を印加する第１の電圧印加手段を備えたヘッドクリーニング手段とを有する画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
前記ヘッドクリーニング手段は、第１の電圧印加手段によって前記複数の電極に前記方向に沿って周期的に電圧が印加されることで前記方向に沿って移動した前記液体を前記ノズル部材から除去する液体除去手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の画像形成装置において、
前記ヘッドクリーニング手段は、前記ノズル部材との間で前記液体に接触する導電性のクリーニング部材と、このクリーニング部材と前記表面とに接触した前記液体を前記方向に沿って移動させ前記表面をクリーニングするために、第１の電圧印加手段によって前記複数の電極に前記方向に沿って周期的に電圧が印加されているときに、前記クリーニング部材と前記複数の電極の少なくとも１つとの間に電圧を印加する第２の電圧印加手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
前記ヘッドから吐出された液を付与されるとともに付与された同液が転写されて画像が形成される中間転写体を有し、
前記クリーニング部材は前記中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像形成装置において、
液室内の液は導電性であり、
前記ノズルから吐出され同ヘッドと前記中間転写体との間を一時的にブリッジした状態の液を電気分解するための前記中間転写体と前記ヘッドとの間の電圧印加を行うための第３の電圧印加手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項７ないし９の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記ヘッドクリーニング手段は、前記クリーニング部材と前記表面との間に前記液体を供給する液体供給手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項５ないし９の何れか１つに記載の画像形成装置において、
前記液体は、前記ヘッドから吐出された液であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ等の画像形成装置等に用いられる、インク等の液を吐出するヘッド及びこのヘッドを備えたかかる画像形成装置であって、とくにかかるヘッドのクリーニングを行うことを可能としたヘッド及び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、微小のノズルからインク等の記録液を液滴化して吐出するヘッドを備え、インクジェット記録を行うインクジェットプリンタ等のインクジェット方式の画像形成装置が知られている（たとえば、〔特許文献１〕〜〔特許文献５〕参照）。このような画像形成装置は、画像情報に応じてかかる記録液を紙等の記録媒体に付着させて画像形成を行う画像形成技術を用いたものである。
【０００３】
インクジェット方式の画像形成装置は、感光体等を用いる電子写真方式の画像形成装置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、インクジェット方式の画像形成装置は、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。
【０００４】
インクジェット方式の画像形成装置においては、ヘッドに備えられたノズル部近辺のインクが増粘または乾燥することによる吐出不良、画像形成時に発生するミスト、その他、異物、紙粉の付着によるインク滴飛翔方向の乱れ、などによる画像品質の劣化が問題である。
【０００５】
この問題を解決するために、ゴムなどの柔軟材でできたブレード言い換えるとワイパーによってノズル面を拭い去るようにワイピングし、ノズル周辺の、インク溜り、インクミスト、埃、紙粉など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広く知られている（たとえば、〔特許文献１〕参照）。
【０００６】
なお、一般に、疎水性の絶縁膜表面に導電性の液滴を置き、前記絶縁膜の内表面に配置した平板電極と、前記液滴との間に絶縁膜を介して電圧を印加すると、前記液滴と前記平板電極とが形成するキャパシタンスによる静電エネルギー分の表面エネルギーが減少し、前記液滴の接触角が低下することが知られており、この現象は、エレクトロウェッティング（Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ）と呼ばれる。エレクトロウェッティング現象をインクジェット方式の画像形成装置に応用したものとしては、エレクトロウェッティング現象によってノズルを形成されたプレート表面に液体を広げて湿潤させ、ノズル部の乾燥を低減させる技術（たとえば、〔特許文献２〕参照）、ヘッド内のフィルター部にエレクトロウェッティング現象を応用し、フィルター部の濡れ性を制御することでフィルター部への気泡吸着とパージを制御する技術（たとえば、〔特許文献３〕参照）が知られている。さらに、エレクトロウェッティング現象を応用し、複数の電極上の絶縁膜と対向電極とに挟まれた液滴を、複数の電極の電圧制御によって一方向に搬送可能であることが知られている（たとえば、〔非特許文献１〕、〔非特許文献２〕参照）。その他、インクジェット方式の画像形成装置において、記録媒体に付与されたインクが滲むことを抑制するために中間転写体を利用する技術が知られている（たとえば、〔特許文献４〕、〔特許文献５〕参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ノズル面に対するブレードの機械的な接触は、長期的に見るとノズル面の劣化や、ブレードの劣化をもたらす。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。このような、機械的な接触による問題は、液を吐出するヘッドについて一般的に生じる。
【０００８】
よって、ノズル面の特に撥水膜にダメージを与えることなくノズル面を清掃する技術が、インクジェット方式の画像形成装置等を長期にわたり安定的に動作させるために望まれているところである。
【０００９】
本発明は、インクジェットプリンタ等の画像形成装置等に用いられる、インク等の液を吐出するヘッド及びこのヘッドを備えたかかる画像形成装置であって、とくにかかるヘッドのクリーニングを、ヘッドに対するブレードの機械的な接触を伴わずとも、行うことを可能としたヘッド及び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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、液室内の液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有し、このノズル部材が、その表面を形成した撥液性の絶縁膜と、この絶縁膜の内側に配設され前記表面に沿った所定の方向に配列された複数の電極とを有し、この複数の電極に前記方向に沿って周期的に電圧を印加されることで前記表面に接触した液体が前記方向に沿って移動され、前記表面がクリーニングされるヘッドにある。
【００１１】
また本発明は、かかるヘッドと、前記複数の電極に前記方向に沿って周期的に電圧を印加する第１の電圧印加手段を備えたヘッドクリーニング手段とを有する画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、液室内の液を吐出するノズルを備えたノズル部材を有し、このノズル部材が、その表面を形成した撥液性の絶縁膜と、この絶縁膜の内側に配設され前記表面に沿った所定の方向に配列された複数の電極とを有し、この複数の電極に前記方向に沿って周期的に電圧を印加されることで前記表面に接触した液体が前記方向に沿って移動され、前記表面がクリーニングされるヘッドにあるので、エレクトロウェッティングを利用した液体の移動でノズル部材がクリーニングされることで、ノズル部材が長寿命化されることによって長寿命化可能とされ、長期にわたって良好な画像形成を行うことに寄与可能なヘッドを提供することができる。
【００１３】
また本発明は、かかるヘッドと、前記複数の電極に前記方向に沿って周期的に電圧を印加する第１の電圧印加手段を備えたヘッドクリーニング手段とを有する画像形成装置にあるので、エレクトロウェッティングを利用した液体の移動でノズル部材がクリーニングされることで、ノズル部材が長寿命化されることによってヘッドが長寿命化可能とされ、長期にわたって良好な画像形成を行うことが可能な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】
【００１４】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の一実施形態にかかる概略正面図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備えられたヘッド及びその周辺の概略斜視図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に備えられたヘッドから液体が吐出される様子を示した概略図である。
【図４】図１に示した画像形成装置に備えられたヘッドに設けられたノズル列の配列態様を示した概略平面図である。
【図５】図１に示した画像形成装置に備えられたヘッド及びその周辺の構成の概略底面図である。
【図６】図１に示した画像形成装置に備えられたヘッドに設けられた複数の電極の構成態様及びノズルの配設態様を示した概略図である。
【図７】図１に示した画像形成装置に備えられたヘッドに設けられたノズルの周囲における複数の電極の構成態様を示した概略底面図である。
【図８】図６に示した複数の電極に対する電圧の印加態様を説明するための概念図である。
【図９】図１に示した画像形成装置に適用されたエレクトロウェッティング現象による液体搬送の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備えられたヘッドに設けられたノズルの周囲におけるインク溜まりを解消するための構成を示した概略側断面図である。
【図１１】図１に示した画像形成装置に備えられたクリーニング手段の別の構成例を示した概略正断面図である。
【図１２】本発明を適用した画像形成装置の他の実施形態に備えられた液体供給手段及び液体回収手段の構成例を示した概略正断面図である。
【図１３】本発明を適用した画像形成装置のまた別の実施形態にかかる概略正面図である。
【図１４】図１４に示した画像形成装置の一部の動作を示した概略正面図である。
【図１５】本発明を適用した画像形成装置に備えられたヘッドに設けられる複数の電極の別の構成態様を示した概略平面図である。
【図１６】本発明を適用した画像形成装置に備えられたヘッドに設けられる複数の電極のまた別の構成態様を示した概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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可能となっている。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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、当該色のインクを吐出するインク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。画像形成装置１００はヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫを水平方向に平行配設したタンデム構造となっている。
【００１８】
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その上面で転写紙Ｓを案内する平板状の案内部材としてのガイド板１１の上方であってガイド板１１の上面に対向する位置に配設されている。ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫは、ガイド板１１の上面上における転写紙Ｓの移動方向である図１における左方向に沿った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。
【００１９】
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インク吐出装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫは、シャトル型であって、後述するように、図１の紙面に垂直な方向に移動するように、インク吐出装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫに備えられている。
【００２０】
ガイド板１１は、その上面で、Ａ１方向に搬送される転写紙Ｓを、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫに対向させながら案内し、この過程で、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫからイエロー、マゼンタ、シアン、黒のインクが転写紙Ｓ上に順次重ね合わされる態様で吐出され、転写紙Ｓ上に画像が形成されるようになっている。
【００２１】
ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫによる転写紙Ｓに対するインクの吐出は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色の画像領域が転写紙Ｓ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。
【００２２】
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、ベルト１１を備え転写紙Ｓをガイド板１１の上面で案内した状態で搬送する紙搬送システムであ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。
【００２３】
画像形成装置１００はまた、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫを一体に支持したヘッド支持体としてのキャリッジ５０と、画像形成装置１００の動作全般を制御する図示しないＣＰＵ、メモリ等を含む制御手段としての制御部７０とを有している。
【００２４】
画像形成装置１００はまた、図１または図２に示すように、キャリッジ５０を図１の紙面に垂直な方向に対応した主走査方向であるＢ方向に往復移動させることでヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫをＢ方向に往復運動させるヘッド駆動機構８０と、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫをクリーニングする液体除去手段としてのヘッドクリーニング機構であるヘッドクリーニング装置３０とを有している。なお、図２において、ガイド板１１の図示を省略している。
【００２５】
画像形成装置１００はまた、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのクリーニングを行うために、後述するように、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫの各所に電圧を印加する電圧印加手段３３を有している。
【００２６】
搬送ユニット１０は、ガイド板１１の他に、Ａ１方向においてガイド板１１の上流側及び下流側に配設され、給紙ユニット２０から搬送されてきた転写紙ＳをＡ１方向に搬送するためのローラ対１２、１３と、ローラ対１２、１３が転写紙ＳをＡ１方向に搬送するようにローラ対１２、１３を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。
【００２７】
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におけるインク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。
【００２８】
キャリッジ５０は、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫを収納した本体部５０ａと、図１における本体部５０ａの右側に突設された凸部５０ｂとを有している。本体部５０ａ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、独立して本体部５０ａ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。凸部５０ｂは図２に示したヘッド駆動機構８０に一体化されている。なお、図２において、凸部５０ｂの図示を省略している。
【００２９】
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。
【００３０】
インク吐出装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫは、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をそれぞれヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫに連結し、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に供給する供給経路である可撓性のチューブ８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２ＢＫとを有している。
【００３１】
インク吐出装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０ＢＫは、インクカートリッジ８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１ＢＫを収容した図２に示すインクタンク８１と、チューブ８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２ＢＫを収容した図２に示す可撓性のチューブ収容部８２と、チューブ８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２ＢＫを介して、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を有している。このポンプの動作は制御部７０によって制御される。この点、制御部７０は記録液供給制御手段として機能する。
【００３２】
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。
【００３３】
インクカートリッジ８１は、インクカートリッジ８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１ＢＫの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インクカートリッジ８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１ＢＫを新規のものに容易に交換可能とするために、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。
【００３４】
図３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ノズル部材としてのノズルプレートであるノズル板６１ａと、ノズル板６１ａに形成されたノズル６１ｂと、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た、絶縁性の内壁を有する液室としてのインク液室であるインク室６１ｃとを有している。
【００３５】
各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫはまた、インク室６１ｃの内壁に配設されインク室６１ｃ内の記録液と導通した電極である液室電極６１ｄと、インク室６１ｃ内の液である記録液を加圧してノズル６１ｂから噴射させ吐出させる加圧機構としての図示しないインク吐出手段とを有している。なお、液室電極６１ｄは、インクカートリッジ８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１ＢＫ内、あるいはチューブ８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２ＢＫ内において、記録液と導通するように配設されていても良い。
【００３６】
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。なお、ポンプにより、インク室６１ｃ内の記録液の圧力は、ノズル６１ｂに図３（ａ）、（ｃ）、図６（ｂ）に示すようにメニスカスが安定して形成される所定圧力に保持されている。この点、ポンプは、圧力調整機構として機能するようになっている。
【００３７】
インク吐出手段は、各ノズル６１ｂから記録液を液滴化して吐出させ転写紙Ｓに着弾させるためのアクチュエータとして圧電素子を有し、制御部７０による制御によって図示しない信号経路を介して圧電素子に印加される電圧パルスに応じて、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）に示すようにノズル６１ｂから吐出されるようになっている。この点、制御部７０は、インク吐出制御手段として機能する。
【００３８】
インク吐出制御手段として機能する制御部７０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。この信号波形は、形成すべき画像に応じて、制御部７０の一機能として実現された画像制御装置によって生成され、インク吐出制御手段として機能する制御部７０に入力されたものである。これにより、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫは、任意のパターンを時系列に吐出し、画像形成装置１００は任意の画像を形成可能となっている。
【００３９】
ノズル６１ｂから吐出された記録液は、図２（ｂ）に示すように、転写紙Ｓに向けて移動し、ノズル６１ｂと転写紙Ｓ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転写紙Ｓに担持され、転写紙Ｓ上に記録液による画像が形成される。
【００４０】
インク吐出手段のアクチュエータはピエゾ方式等の、形状変形素子方式である他の方式の可動アクチュエータであってもよいし、サーマル方式等の加熱ヒータ方式によってノズル６１ｂから記録液を吐出させるものであっても良い。インク吐出手段は、各ノズル６１ｂからの記録液の吐出タイミングを個別に制御可能となっている。
【００４１】
画像形成装置１００において用いられる記録液において、ブラックインクは、次のような組成の水系インクである。他の色のインクは固形分顔料を変えることで形成される。なお、記録液は、後述のようにエレクトロウェッティング現象を利用して移動させる場合には、導電性インクである必要がある。
【００４２】
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）
【００４３】
図４に示すように、ノズル６１ｂは、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれに、Ｂ方向に沿って複数備えられており、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫを形成している。よって、Ｂ方向は、各ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫの配列方向に一致している。また、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫは、この順で、Ａ１方向に沿って並設されている。
【００４４】
ノズル板６１ａは、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれにおいて、全てのノズル６１ｂに共通である。よって、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫは、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれにおいて、同じノズル板６１ａに備えられている。各ノズル板６１ａは、同質すなわち同じ組成で同色の記録液を吐出するノズル６１ｂを、Ｂ方向に沿って並設したノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫとして備えている。
【００４５】
本形態において、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫは、Ｂ方向に直交の態様で交差する交差方向であるＡ１方向に複数並設された態様で配設され多色の画像形成を可能としているとともに、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫはそれぞれ、Ａ１方向に１列ずつ配設されているが、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫをそれぞれ、Ｂ方向と交差する方向、たとえばＡ１方向に、複数並設しても良い。ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫをそれぞれＢ方向と交差する方向に複数並設すると、高速の画像形成が可能となる。また、ノズル板６１ａは、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫに共通の構成とし、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫの全てを備えていても良い。
【００４６】
図５または図６（ａ）に示すように、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫは、Ｂ方向におけるヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫの全幅にわたって備えられているのではない。なお、図５及び図６（ａ）は、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫを、記録液の吐出側から見た状態を示している。
【００４７】
具体的には、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫは、Ｂ方向のうち、ヘッドクリーニング装置３０が備えられた、図１における紙面手前側の領域においては形成されていない。言い換えると、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫは、Ｂ方向において、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫの非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫを有している。したがって、この非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫにおいて、ノズル板６１ａは、ノズル６１ｂを非形成とされている。
【００４８】
図１または図２に示すように、ヘッド駆動機構８０は、凸部５０ｂを固定されキャリッジ５０をＢ方向に往復動させヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫをＢ方向に往復運動させるための駆動部材８０ａと、駆動部材８０ａがキャリッジ５０をＢ方向に往復動させヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫをＢ方向に往復運動させるように駆動部材８０ａを駆動する駆動源としてのモータ８０ｂとを有している。
【００４９】
ヘッド駆動機構８０は、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから転写紙Ｓに向けて記録液を吐出し画像形成を行うときにはキャリッジ５０をＢ方向に往復動させヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫをＢ方向に往復動させる。
【００５０】
ヘッド駆動機構８０は、ヘッドクリーニング装置３０によってヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのクリーニングを行うときは、Ｂ方向におけるキャリッジ５０の可動範囲のうち、図１における最も手前側の位置にキャリッジ５０を位置決めする。
【００５１】
このときに占めているキャリッジ５０、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫの位置を、キャリッジ５０、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのホームポジションであるヘッドクリーニングポジションという。ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫがヘッドクリーニングポジションを占めている状態において、ノズル板６１ａの、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫは、Ｂ方向において転写紙Ｓの通過領域及びガイド板１１の外側に位置している。
【００５２】
図５に示すように、ヘッドクリーニング装置３０は、キャリッジ５０、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫがヘッドクリーニングポジションを占めている状態において、ノズル板６１ａの、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫに対向する位置を含むように配設されている。
【００５３】
ヘッドクリーニング装置３０は、キャリッジ５０、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫがヘッドクリーニングポジションを占めている状態で、Ｂ方向において、ノズル板６１ａの、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫに対応して配設され、ノズル板６１ａに当接するワイピング部材としてのワイパー３０ａと、ワイパー３０ａをＡ１方向およびＡ１方向と逆方向に駆動することでワイパー３０ａによって非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫを拭い非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫに付着している記録液及びこれに吸着された紙粉や埃、その他の固形物等の異物を掻き取って除去しクリーニングするための図示しないワイピング駆動手段とを有するワイピング機構３０ｂを有している。
【００５４】
ヘッドクリーニング装置３０はまた、ワイピング機構３０ｂによってノズル板６１ａから掻き取り除去した異物を回収する図示しない廃液回収機構と、制御部７０の一機能として実現されワイピング機構３０ｂの駆動を制御するヘッドクリーニング制御手段とを有している。
【００５５】
ヘッドクリーニング装置３０は、後述のようにして非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫに移動してきた記録液等を、ワイピング機構３０ｂによって異物として掻き取って除去し、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫを清浄な状態に保つようになっている。
【００５６】
図３または図６（ｂ）に示すように、ノズル板６１ａは、インク室６１ｃ内の記録液に接した基板部６１ａ１と、基板部６１ａ１の、記録液吐出側の面に形成されノズル板６１ａの表面を形成した撥液性の絶縁膜である撥水膜６１ａ２とを有している。なお、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’断面図すなわちノズル板６１ａの、Ａ１方向においてノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫを有する位置における、Ｂ方向を含みノズル板６１ａに垂直な平面による断面図である。
【００５７】
ノズル板６１ａ、基材６１ａ１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いる。
撥水膜６１ａ２は、フッ素系樹脂によって形成することが好ましいため、材料としてポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）を用い、膜厚を２０ｎｍとした。
【００５８】
図６（ｂ）または図６（ａ）に示すように、基板部６１ａ１は、インク室６１ｃ内の記録液に接した絶縁性の基板６２と、基板６２の、インク室６１ｃと反対側の面上に配列された金属の薄膜パターンからなる複数の電極６３及びこの端子部６５と、複数の電極６３及び端子部６５と基板６２の露出部とを覆うように、基板６２の、インク室６１ｃと反対側の面上に形成された膜厚ｔの絶縁膜６４とを有している。
【００５９】
絶縁膜６４は、材料として酸化シリコンが用いられ、膜厚ｔを１０００ｎｍとされている。絶縁膜６４を形成する絶縁膜材料としてはその他、酸化アルミニウム、酸化チタン、五酸化タンタル、チタン酸バリウム、窒化シリコン、などの無機材料や、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、ポリイミドなど多種の有機材料を用いることが可能である。絶縁膜６４を形成する絶縁膜材料は、他にも、無機微粒子を包含したポリマー材料や、有機無機ハイブリッド材料などを使用しても良い。絶縁膜６４の材料としては、膜厚が薄くても絶縁破壊電圧が高いものが好ましく、また同じ膜厚および絶縁破壊電圧であれば誘電率が高いほど好ましい。
【００６０】
図６に示すように、複数の電極６３は、撥水膜６１ａ２によって形成されたノズル板６１ａの表面に沿う方向であるＢ方向に沿って、言い換えるとノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫの延設方向に平行に、配列されている。複数の電極６３は、Ｂ方向に沿ってピッチｐ／２で交互に配設されＡ１方向に延在する互いに平行な第１の電極６３ａと第２の電極６３ｂとを有している。
【００６１】
端子部６５は、Ａ１方向下流側に位置する第１の電極６３ａについての端子部６５ａと、Ａ１方向上流側に位置する第２の電極６３ｂについての端子部６５ｂとを有している。第１の端子部６５ａと、第２の端子部６５ｂとはＢ方向に延設され、互いに平行に配設されている。
【００６２】
第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂはそれぞれピッチｐの等間隔でＢ方向に並設されている。このようにして、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂはそれぞれ、第１の端子部６５ａ、第２の端子部６５ｂに櫛歯状に形成されている。
【００６３】
ただし、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂはそれぞれ、図７に示すように、ノズル６１ｂの周囲においては、ノズル６１ｂを迂回し取り囲むように交互に配設されており、ノズル６１ｂを横切ることのないようになっている。
【００６４】
すなわち、ノズル６１ｂの周辺には第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂが形成されない部分が設けられている。より具体的には、ノズル６１ｂに接する部分には第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂはともに設けられることのないようになっている。
【００６５】
ノズル６１ｂを迂回する部分における第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂの形状はそれぞれ、図７に示した例ではノズル６１ｂから遠ざかるにつれて曲率がなだらかになる円状ないし楕円状の円弧形状となっているが、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂが互い違いに配設されるのであれば、その形状は方形状、矩形状であっても良い。
【００６６】
電極６３及び端子部３９の材料としては、アルミニウム、銅、金、クロムなど、一般的に電極材料として使用されている材料を用いることが可能であり、本形態ではアルミニウムが用いられ、膜厚を１００ｎｍとされている。
【００６７】
図６（ａ）に示すように、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂはそれぞれ、電圧印加手段３３に備えられた第１の電圧印加手段としての電源３３ａによって第１の端子部６５ａ、第２の端子部６５ｂに電圧が印加されることで、電圧を印加される。電源３３ａは、図２、図１０に示すように、液室電極６１ｄと第１の電極６３ａとの間にも電圧を印加するように構成されている。
【００６８】
電源３３ａの駆動制御は制御部７０により行われる。具体的には、制御部７０による制御により、図８（ａ）または図８（ｂ）に示すように、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂにそれぞれ、同図における実線、破線で示す態様で、位相が逆転するように交流の電圧を印加する。
【００６９】
このように、電源３３ａにより、複数の電極６３には、Ｂ方向に沿って周期的に電圧が印加され、図９に示すように、次に述べるエレクトロウェッティング現象による液体搬送の原理により、ノズル板６１ａ表面の帯電した液体であるミスト状、液滴状等（以下「液滴」という）の記録液は、Ｂ方向に沿って移動し、ノズル板６１ａをクリーニングする。
【００７０】
かかる記録液等の帯電した液体がエレクトロウェッティング現象によって移動する原理を、〔非特許文献１〕、〔非特許文献２〕に基づき、図９を参照しながら説明する。
一般に、電極上に形成された疎水性の絶縁膜表面に帯電した液滴が存在すると、電極と液滴との間に絶縁膜を介してキャパシタンスが形成され、静電エネルギー分の表面エネルギーが減少し、前記液滴の接触角が低下することが知られている。この現象が、エレクトロウェッティング（Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ）と呼ばれる。
【００７１】
このエレクトロウェッティング現象を応用し、櫛歯電極の上に形成された絶縁膜上の液滴において、電極の電圧制御によって一方向に搬送可能であることが知られている。このことが〔非特許文献１〕、〔非特許文献２〕に記載されている。
【００７２】
より具体的には次のとおりである。図９に示すように、疎水性の絶縁膜上に水系インクのミストによって形成された帯電液滴が配置されているとする。絶縁膜の下部には第１の電極Ｅ１と第２の電極Ｅ２とが配置されており、第１の電極Ｅ１には０ボルトの電圧が印加され、第２の電極Ｅ２にはＶボルトの電圧が印加されている。第１の電極Ｅ１および第２の電極Ｅ２に電圧が印加されていないとしたときの液滴は絶縁膜と接触角θ(０)で接触し、図中点線の形状をなすが、第２の電極Ｅ２に電圧Ｖがかかっているときの液滴は実線形状になり、第２の電極Ｅ２上における液滴と絶縁膜との界面での接触角がθ(Ｖ)に変化する。このように、第２の電極Ｅ２に電圧Ｖがかかっているときに液体の左右で絶縁膜との接触角差が発生するのに伴い、液体に図中矢印方向に力が発生し、液滴が移動する。
【００７３】
なお、θ(０)に対するθ（Ｖ）の変化量は、次式（１）で近似的にあらわされることが知られている。同式において、γＬＧは気液の界面エネルギー、εｒは絶縁膜の比誘電率、ε０は真空の誘電率、ｔは絶縁膜の膜厚である。同式の第２項目は液滴と第２の電極Ｅ２との間に貯められた静電エネルギーと対応している。
【００７４】
【数１】
2012224019.tif 000003
【００７５】
ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫにおいては、電源３３ａによって第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂに印加される電圧が、制御部７０により、図８に示したように、位相の異なる交流電圧となるように、連続的に切り替えられる態様で制御されることによって、複数の電極６３にＢ方向に沿って周期的に電圧が印加される。制御部７０はこの点においてもヘッドクリーニング制御手段として機能する。
【００７６】
これにより、図９に示したのと同様の液滴の搬送動作を連続的に起こすことが可能となっており、ノズル板６１ａに付着した記録液の液滴がＢ方向に搬送される。したがって、ノズル板６１ａに付着した記録液は、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫに速やかに搬送され、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫにおいてヘッドクリーニング装置３０によってノズル板６１ａから除去されることで、記録液自身がノズル板６１ａから除去されてクリーニングが行われる。よって長時間使用時にも、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫにおける記録液の堆積が防止ないし抑制される。
【００７７】
また、ノズル板６１ａに付着した紙粉や埃、その他の固形物等の異物も、記録液が非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫに搬送される過程で記録液に取り込まれて非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫに速やかに搬送され、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫにおいてヘッドクリーニング装置３０によって記録液とともにノズル板６１ａから除去されることで、ノズル板６１ａから除去されてクリーニングが行われる。よって長時間使用時にも、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫにおける異物の堆積が防止ないし抑制される。
【００７８】
すでに述べたように、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれに備えられたノズル６１ｂは、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのそれぞれおいて、Ｂ方向に沿って並設され、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫを形成している。また、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂも、Ｂ方向に沿って交互に配列されており、ノズル６１ｂから吐出されノズル板６１ａに付着した記録液の液滴はＢ方向に搬送される。
【００７９】
よって、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫをそれぞれ形成しているノズル６１ｂから吐出されノズル板６１ａに付着した各色の記録液の液滴は、Ｂ方向に搬送されるときに、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫ相互間で混ざり合うことが防止されている。したがって、エレクトロウェッティング現象を応用して搬送される記録液は、混色を生じることが防止されている。そのため、各ノズル６１ｂから吐出される記録液の色は常に安定しており、良好な画像形成が行われる。
【００８０】
なお、インクミストすなわち記録液のミストは一般的に帯電していることが多く、よってノズル板６１ａに付着した記録液の液滴も帯電していることが多いため、通常、記録液の液滴は、このようにして搬送される。このような搬送が行われるとき、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫは、ヘッドクリーニングポジションに位置決めされている。
【００８１】
図８においては、電源３３ａによって印加される電圧の位相が、第１の電極６３ａと第２の電極６３ｂとで完全に逆転した例を示したが、記録液が搬送されるのであれば、必ずしもこのような逆位相である必要はなく、位相にずれがあれば良い。電圧の大きさも、最小値が、同図（ａ）に示すように０となるのに限らず、０と異なる所定の値を持っていても良い。
【００８２】
ノズル６１ｂの周辺では、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂが図７に示したように配設されているため、記録液は同図における破線の矢印で示すようにノズル６１ｂから離れる方向に円弧を描きながら搬送されるが、ノズル６１ｂから離れるにつれてＢ方向への搬送が支配的となり、大局的にはＢ方向に沿って搬送され、混色が回避されつつ非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫに至ることとなる。
【００８３】
また、記録液は同図における破線の矢印で示すようにノズル６１ｂから離れる方向に搬送されることから、ノズル６１ｂ周辺の液滴が除去され易く、ノズル６１ｂのノズルダウンすなわち記録液や異物による詰まりが防止される。これにより、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫ及び画像形成装置１００はロバストで耐久性の高いものとなっている。
【００８４】
図１０（ａ）に示すように、ノズル６１ｂ内外の記録液が合一して、ノズル６１ｂ内部から、ノズル板６１ａ表面のノズル６１ｂの近傍の箇所に掛けてメニスカス形状を劣化させるインク溜りが発生することがある。かかるインク溜りは、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫからの記録液の吐出動作中に、ミストやサテライトがノズル６１ｂの近傍に付着したり、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから吐出不良となった記録液がノズル６１ｂの近傍に付着したりし、このようにノズル６１ｂの近傍に付着した記録液がノズル６１ｂ内の記録液と合一すること等によって生じる。このようなインク溜りが生じると、インク溜りが生じたノズル６１ｂから吐出される記録液の曲がりを含む吐出不良の原因となり得る。よって、このインク溜りは速やかに解消することが好ましい。
【００８５】
そこで、図１０を示してすでに述べたように、電源３３ａは、液室電極６１ｄと第１の電極６３ａとの間にも電圧を印加するように構成されている。電源３３ａは、ヘッドクリーニング制御手段として機能する制御部７０の制御のもと、液室電極６１ｄと第１の電極６３ａとの間に、ノズル６１ｂ近傍のインク溜まりと第１の電極６３ａとの間にキャパシタンスが形成される大きさの所定の電圧を印加する。かかるキャパシタンスが形成されると、インク溜まりを形成している記録液には第１の電極６３ａに向けて移動する力が作用する。
【００８６】
よって、電源３３ａによって液室電極６１ｄと第１の電極６３ａとの間に十分な大きさの電位差が形成されれば、図１０（ｂ）に示すように、インク溜まりを形成している記録液の一部が分離して、独立した記録液の液滴が形成されとともに、ノズル６１ｂ内には正常なメニスカスが形成される。正常なメニスカスが形成されると、インク溜まりが要因として発生する吐出不良は防止される。また独立した記録液の液滴はすでに述べたように非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫに速やかに至ることとなりクリーニングされる。この点、電源３３ａは、メニスカス回復電圧印加手段として機能し、ヘッドクリーニング制御手段として機能する制御部７０は、メニスカス回復電圧印加制御手段として機能する。
【００８７】
液室電極６１ｄに印加される電圧は、たとえば図８（ｂ）に示すように、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂに印加される電圧の最小値よりも低い値とすることが好ましい。ノズル６１ｂ近傍の記録液に対して強い力が作用するためである。
【００８８】
なお、このような作用を得るには、メニスカス回復電圧印加手段として機能する電源３３ａは、第１の電極６３ａでなく第２の電極６３ｂと液室電極６１ｄとの間に電圧を印加するものであっても良い。また、複数の電極６３に上述したように周期的に電圧を印加する第１の電圧印加手段としての電源３３ａと、メニスカス回復電圧印加手段として機能する電源３３ａとは、別個の構成であっても良い。
【００８９】
図６（ａ）に示すように、ヘッドクリーニング装置３０、電源３３ａ、これら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制御部７０は、ノズル板６１ａをクリーニングしてヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫをクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置９０を構成している。クリーニング装置９０にはクリーニングの対象であるヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫに備えられた第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂや撥水膜６１ａ２も含まれると解しても良い。
【００９０】
制御部７０は、ヘッドクリーニング制御手段として機能するほかにも、すでに述べたように、インク吐出制御手段として機能するなど、画像形成装置１００の制御システムを構成している。
【００９１】
制御システムを構成している制御部７０は、電源３３ａにより複数の電極６３に周期的に電圧を印加させるタイミング、電源３３ａにより液室電極６１ｄと第１の電極６３ａとの間に電圧を印加させるタイミング、ヘッドクリーニング装置３０においてワイピング機構３０ｂを動作させてワイパー３０ａによってノズル板６１ａの表面をクリーニングさせるタイミングの制御も行っている。
【００９２】
制御システムを構成している制御部７０は、消費電力の抑制のために、電源３３ａによって複数の電極６３に周期的に電圧を印加する時間および液室電極６１ｄと第１の電極６３ａとの間に電圧を印加する時間を短くしている。
【００９３】
具体的には、電源３３ａに電圧を印加させるタイミングを、所定時間経過時、もしくは所定数の記録液吐出後としている。他には、かかるタイミングを制御するため、記録液の吐出曲がりや不吐出を検知する検知手段を搭載し、検知手段の出力信号に基づき、インクの吐出曲がり、不吐出が所定数以上存在した場合に、電源３３ａに電圧を印加させるようにしても良い。
【００９４】
ワイピング機構３０ｂによるワイピングに関しては、さらに頻度が低くて良い。具体的には、制御システムを構成している制御部７０は、所定枚数の印字言い換えると画像形成が終わったときや、画像形成装置立ち上げ時、画像形成装置立ち下げ時にワイピング動作を行うように制御している。
【００９５】
これにより、たとえば、電源３３ａにより複数の電極６３に、常時、周期的に電圧を印加させる場合、液室電極６１ｄと第１の電極６３ａとの間に、常時、電圧を印加する場合、常時ワイピング動作を行う場合よりも消費電力が低減されている。
【００９６】
かかるクリーニング装置９０を用いたクリーニング方法では、ノズル板６１ａの、ノズル６１ｂが形成されている領域において、ノズル板６１ａに、従来用いられているようなワイパーのような部材を接触させることなく、クリーニングを行うため、クリーニング動作によってノズル板６１ａのかかる領域、あるいはワイパーの経時劣化が防止ないし抑制され、長期にわたって良好な状態が保たれる。かかる領域において撥水膜６１ａ２のダメージが防止ないし抑制されるため、撥水膜６１ａ２のダメージに起因する吐出液滴すなわち記録液の飛翔曲がりやミスト発生、ばらつきが防止ないし抑制され、これによって、画像形成装置１００による画像形成動作が長期にわたって安定して行われ、画像品質が良好に保たれる。
【００９７】
以上は、記録液の液滴が帯電しているとの前提に立って、この液滴がエレクトロウェッティング現象を利用して搬送されるクリーニング装置９０の形態を説明したが、液滴が帯電してない場合には、かかる形態によって液滴を搬送することが容易でない。このため、クリーニング装置９０は、ノズル板６１ａに付着している記録液の液滴に電荷を付与する構成となっていることが好ましい。
【００９８】
そこで、図１１に示すクリーニング装置９０は、ガイド板１１と、ガイド板１１をノズル板６１ａに近接離間させる図示しないモータ等を備えた駆動部９１とを有している。なお、液滴がエレクトロウェッティング現象を利用して搬送されるのであれば、ここでいう「近接」には、当接も含む。これは後述する各例においても同様である。
【００９９】
ガイド板１１はアルミニウム製であって導電性を有している。駆動部９１は、画像形成が行われるときにガイド板１１を図１に示したホームポジションに位置決めするとともに、ノズル板６１ａのクリーニング動作を行うときには、ガイド板１１を、ホームポジションから、よりノズル板６１ａに近接しノズル板６１ａに付着した記録液の液滴に接触するクリーニングポジションに位置決めする。この駆動部９１の動作は、ヘッドクリーニング制御手段として機能する制御部７０によって制御される。その他の構成、動作はすでに述べたのと同様である。
【０１００】
このような構成では、ガイド板１１がクリーニングポジションを占めると、ノズル板６１ａに付着している記録液の液滴は、ガイド板１１との間で電荷の授受を行うことが可能となる。よって、複数の電極６３に上述したように周期的に電荷が印加されると、ノズル板６１ａに付着している記録液の液滴は、複数の電極６３のうち、最も近接している第１の電極６３ａまたは第２の電極６３ｂと反する電荷を帯びることとなる。そのため、かかる液滴と、複数の電極６３のうちの最もかかる液滴に近接している第１の電極６３ａまたは第２の電極６３ｂとの間にキャパシタンスが形成される。このとき、実質的に、ガイド板１１と第１の電極６３ａまたは第２の電極６３ｂとの間には、電圧、具体的には交流電圧が印加された状態となる。この点、電源３３ａは、かかる電圧を印加する第２の電圧印加手段として機能する。なお第２の電圧印加手段は別に設けても良い。
【０１０１】
複数の電極６３に上述したように周期的に電荷が印加されると、かかる液滴は、すでに述べたようにして搬送される。この点、ガイド板１１はクリーニング部材として機能する。クリーニング部材として機能するガイド板１１は、導電性であれば、アルミニウム製でなく、銅、金、クロムなどの金属材料、カーボン、導電性ポリマーを材質としたものであっても良いし、ガラス基板上に金属やカーボンなどの薄膜を形成したものであっても良い。
【０１０２】
なお、このようにして記録液の液滴が搬送されるとき、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫが占めている位置は、図１１に示すように、Ｂ方向において、そのヘッドクリーニング装置３０側の端部が、ガイド板１１の、ヘッドクリーニング装置３０側の端部に対向した位置となっている。この位置を液滴移動位置という。
【０１０３】
液滴が非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫまで搬送されると、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫはヘッドクリーニングポジションに移動し、ヘッドクリーニング装置３０によってクリーニングされる。なお、クリーニング部材は、ガイド板１１に限らず、ノズル板６１ａをクリーニングするときにノズル板６１ａに上述のように近接する位置に位置する部材であれば良い。また、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫをクリーニング部材に近接させるように駆動しても良い。
【０１０４】
すでに述べたように、エレクトロウェッティング現象を利用して搬送される液滴は、ノズル板６１ａに付着した異物を取り込んでクリーニングする作用を有する。この作用は、かかる液滴としてノズル板６１ａに付着した記録液のみを用いるよりも、ノズル板６１ａに積極的に液滴を付着させた方が高められる。
【０１０５】
そこで、図１１に示した構成のクリーニング装置９０において、エレクトロウェッティング現象を利用して搬送される液滴によりノズル板６１ａのクリーニングを行うとき、インク吐出制御手段として機能する制御部７０によってヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから記録液を空吐出させるようにしても良い。この場合、インク吐出制御手段として機能する制御部７０はヘッドクリーニング制御手段としても機能する。
【０１０６】
またこの空吐出に代えて、あるいはこの空吐出とともに、記録液供給制御手段としての制御部７０によりポンプを駆動することでインク室６１ｃ内の記録液を加圧してヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから記録液を染み出させるようにしても良い。この場合、記録液供給制御として機能する制御部７０はヘッドクリーニング制御手段としても機能する。
【０１０７】
このように記録液の空吐出や染み出しを行ってノズル板６１ａに積極的に液滴を付着させクリーニングを行う場合には、とくに、記録液が導電性を有することを要するが、本形態における記録液はすでに述べたように導電性を有する組成であるため、このようなクリーニングに適している。
【０１０８】
ノズル板６１ａに積極的に液滴を付着させクリーニングを行うには、液滴として、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫ内部から供給される記録液に代えて、あるいはこれとともに、クリーニング専用の導電性のクリーニング液を用いても良い。
【０１０９】
図１２に示すクリーニング装置９０は、図１１に示したクリーニング装置９０に加えて、液滴移動位置を占めたヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫにおけるノズル板６１ａの表面具体的には撥水膜６１ａ２の表面とガイド板１１との間に導電性の液体であるクリーニング液の液滴Ｌを供給する液体供給手段としてのクリーニング液供給機構であるクリーニング液供給手段３４と、クリーニング液供給手段３４によって供給されノズル板６１ａの表面具体的には撥水膜６１ａ２の表面をクリーニングした液滴Ｌを回収する液体回収手段としてのクリーニング液回収機構であるクリーニング液回収手段３５とを有している。
【０１１０】
クリーニング液回収手段３５は、ヘッドクリーニング装置３０において上述した廃液回収機構として備えられている。このクリーニング液回収手段３５を備えたヘッドクリーニング装置３０は、上述のワイピング機構３０ｂを省略されている。ただし、上述のワイピング機構３０ｂでノズル６１ａをクリーニングした液滴Ｌをノズル６１ａから掻き取って除去可能であれば、廃液回収機構は上述のものであっても良い。
【０１１１】
その他、図１２に示した形態では、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫはフルライン型となっている。これに伴って、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫは省略されているが、省略しなくても良い。また、この画像形成装置１００において、ヘッド駆動機構８０は省略され、これに関連する動作も変更されている。
【０１１２】
なお、図１等に示した形態においても、フルライン型とすることが可能である。この場合、上述のワイピング機構３０ｂでノズル６１ａをクリーニングした液滴Ｌをノズル６１ａから掻き取って除去するには、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫがＢ方向においてガイド板１１よりも図１の紙面手前に位置するようにヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫを延在させ、非形成領域６１ａＹ、６１ａＭ、６１ａＣ、６１ａＢＫをヘッドクリーニング装置３０に対向するように配置すれば良い。
【０１１３】
図１２に示した形態において、シャトル型を採用することも可能である。クリーニング装置９０の構成、動作は、画像形成装置１００がシャトル型であるか、フルライン型であるかによって、適宜変更される。
【０１１４】
図１２（ａ）に示す構成において、クリーニング液供給手段３４は、クリーニング液を染み出させる態様で吐出する吐出口である供給口３４ａを備え、クリーニング液を収容したクリーニング液タンク３４ｂと、クリーニング液タンク３４ｂ内のクリーニング液を液滴Ｌとして供給口３４ａから吐出させるためにクリーニング液タンク３４内のクリーニング液を加圧する図示しない加圧手段とを有している。クリーニング液供給手段３４は、供給口３４ａを、ガイド板１１に有している。すなわち、供給口３４ａは、Ｂ方向においてノズル板６１ａのクリーニング液回収手段３５と逆側の端部に対向する、ガイド板１１の端部に形成された孔によって構成されている。
【０１１５】
供給口３４ａから染み出したクリーニング液は、ノズル板６１ａの端部に接触し、毛管力によってノズル板６１ａとガイド板１１との間に進入する。ノズル板６１ａとガイド板１１との間に進入したクリーニング液は、エレクトロウェッティング効果によって分離して液滴ＬとしてＢ方向においてクリーニング液回収手段３５に向けて搬送されながら、ノズル板６１ａをクリーニングする。
【０１１６】
クリーニング液回収手段３５は、液滴Ｌを回収する回収口３５ａを備え、回収口３５ａにおいて回収した液滴Ｌを収容する廃液タンク３５ｂを有している。クリーニング液回収手段３５は、回収口３５ａを、ガイド板１１に有している。すなわち、回収口３５ａは、Ｂ方向においてノズル板６１ａのクリーニング液供給手段３４と逆側の端部に対向する、ガイド板１１の端部に形成された孔によって構成されている。回収口３５ａの内側面は、ガイド板１１表面よりも表面張力が低くなっており、エレクトロウェッティング効果によって回収口３５ａの入口まで搬送された液滴Ｌは、回収口３５ａの内部に引き込まれる。回収口３５ａの内部に引き込まれた液滴Ｌは、ある程度溜まると、重力によって落下し廃液タンク３５ｂ内に収容される。
【０１１７】
このような構成のクリーニング液供給手段３４、クリーニング液回収手段３５においては、供給口３４ａ、回収口３５ａがガイド板１１に設けられているため、部品点数を抑制しコストを低減することが可能となり、また液滴Ｌがガイド板１１から直接供給、回収されるため、高い位置精度で液滴Ｌがガイド板１１から供給、回収されるとともに、構造が比較的簡易になっている。
【０１１８】
図１２（ｂ）に示す構成において、クリーニング液供給手段３４、クリーニング液回収手段３５は、ガイド板１１とは別体となっている。
【０１１９】
クリーニング液供給手段３４は、クリーニング液を収容したクリーニング液タンク３４ｂと、クリーニング液タンク３４ｂ内のクリーニング液をガイド板１１上に滴下の態様で供給するディスペンサ３４ｃとを有している。ディスペンサ３４ｃは、液滴Ｌを、ガイド板１１の、ノズル板６１ａの端部に対向する位置に滴下する。ガイド板１１上に滴下された液滴Ｌは、ノズル板６１ａの端部に接触し、毛管力によってノズル板６１ａとガイド板１１との間に進入する。ノズル板６１ａとガイド板１１との間に進入した液滴Ｌは、エレクトロウェッティング効果によって液滴として分離してＢ方向においてクリーニング液回収手段３５に向けて搬送されながら、ノズル板６１ａをクリーニングする。
【０１２０】
クリーニング液回収手段３５は、ノズル板６１ａとガイド板１１との間の空間をエレクトロウェッティング効果によって搬送されてきた液滴Ｌを吸収するスポンジローラ３５ｃと、スポンジローラ３５ｃに当接し押圧することで液滴Ｌをしぼり出す加圧ローラ３５ｄと、加圧ローラ３５ｄからしぼり出された液滴Ｌの液滴を回収する廃液タンク３５ｂと、スポンジローラ３５ｃと加圧ローラ３５ｄとを回転駆動する図示しない回転駆動機構とを有している。
【０１２１】
図１２（ａ）に示した構成において、供給口３４ａは、Ａ１方向におけるノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫのそれぞれの配設位置に対応して複数すなわち４つ配設されている。図１２（ｂ）に示した構成において、ディスペンサ３４ｃは、供給口３４ａと同様に、Ａ１方向におけるノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫのそれぞれの配設位置に対応して、液滴Ｌを供給するようになっている。
【０１２２】
そのため、図１２（ａ）に示した構成、図１２（ｂ）に示した構成の何れにおいても、クリーニング液供給手段３４から供給された液滴Ｌは、各ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫに沿ってＢ方向に搬送されることとなり、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫのそれぞれから吐出されるインクに含まれている各色の色剤の混合が防止ないし抑制されつつ、クリーニングが行われる。
【０１２３】
このように、図１２に示したクリーニング装置９０によれば、ノズル板６１ａのクリーニング時に異なる色のインク同士が混ざり合う、いわゆる混色が防止ないし抑制されている。混色は、画像品質劣化の原因となるため、一般的な多色インクジェット方式の画像形成装置では、混色を起こしやすいワイパーによるクリーニング直後に空吐出すなわち印字に使用せずに液滴を吐出する動作を行い、混色したインクを捨てることで混色を解消している。しかし、クリーニング装置９０では、上述のように、液滴Ｌの供給位置をＡ１方向においてノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫのそれぞれと同位置を占める位置とし、この位置で供給された液滴Ｌを、Ａ１方向においてノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫが配設された位置のみにおいてＢ方向に搬送しながらクリーニングを行うことで、混色及び空吐出によるインクの損失を回避しながら良好にクリーニングが行われるようになっている。
【０１２４】
図１２（ａ）に示した構成において、回収口３５ａは、供給口３４ａとは異なり、Ａ１方向において、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫの全幅よりも幅広に形成され、クリーニング後の液滴Ｌの回収を効率よく行うようになっている。
【０１２５】
図１２（ｂ）に示した構成において、スポンジローラ３５ｃ及び加圧ローラ３５ｄは、上述の回収口３５ａと同様に、Ａ１方向において、ノズル列６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫの全幅よりも幅広に形成され、クリーニング後の液滴Ｌの回収を効率よく行うようになっている。
【０１２６】
液滴Ｌを構成するクリーニング液は、蒸留水に電解質を加えたものである。電解質としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、など様々な塩が挙げられる。クリーニング液の組成はエレクトロウェッティング効果が得られるのであればこれに限られず、インク組成に近いものとして記録液の成分に関するクリーニング性を向上すること等を目的として湿潤剤やｐＨ調整剤を追加してもよい。
【０１２７】
図１２（ａ）に示した構成と同図（ｂ）に示した構成とでは、前者の構成のほうが、より簡易な構成となり得る。これは、たとえば、供給口３４ａや回収口３５ａをガイド板１１に配設することが可能なためである。その一方で、後者の構成では、クリーニング液供給手段３４は、供給口３４ａを、ノズル板６１ａに有していても良いことによる利点がある。すなわち、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫあるいはインクカートリッジ８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１ＢＫが保持している記録液を一部分岐して、供給口３４ａから供給することも可能であるという利点がある。
【０１２８】
図１２に示したクリーニング装置９０において、エレクトロウェッティング効果によって液滴Ｌを搬送している最中に、インク室６１ｃの内圧を下げてメニスカス位置をノズル６１ｂの奥に退避させ、液滴Ｌがノズル６１ｂ内の記録液と接触して混合することを低減するようにしても良い。また、逆にメニスカス位置をノズル板６１ａ表面に近づけることによって、液滴Ｌを積極的にノズル６１ｂ内の記録液と接触させ、これによってノズル６１ｂ内の増粘した記録液を希釈するようにしても良い。
【０１２９】
図１２に示したクリーニング装置９０によれば、ノズル６１ａから吐出した記録液を液滴Ｌとするのでなく、クリーニング液供給手段３４を有することで、ノズル６１ａから記録液を液滴Ｌとして吐出するなどの制御が不要となる。
【０１３０】
また、ノズル６１ａから供給された記録液のみによってクリーニングを行う場合には、Ｂ方向における全体にわたってノズル板６１ｂをクリーニングするには、記録液を吐出するノズル６１ａの位置に制約が生じるが、図１２に示したクリーニング装置９０によれば、クリーニング液供給手段３４によって液滴Ｌを供給することで、上述のように、ノズル６１ａから記録液を液滴Ｌとして吐出するなどの制御が不要となる他、Ｂ方向においてノズル板６１ａの全幅にわたって液滴Ｌの液滴を効率よく搬送させることが容易となる。
【０１３１】
また、クリーニング液供給手段３４を備えていることによって、クリーニグ液として、記録液とは異なる、クリーニングに適した物性や、特にエレクトロウェッティング効果による搬送がしやすい表面張力の大きい液体を使用することが可能となり、より低い印加電圧でもクリーニングのための液滴が搬送可能となり、クリーニングのための消費エネルギーを低減可能としつつ、クリーニングのための液滴を効率的に搬送してクリーニング機能を果たすものとなっている。
【０１３２】
その一方で、クリーニング液を用いてクリーニングを行う構成と、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのノズル６１ｂから供給された記録液を用いてクリーニングを行う構成とでは、後者の方が、クリーニング液供給手段３４が不要になるとともに、液滴Ｌの液適量の制御を高精度で制御可能となるという利点がある。
【０１３３】
以上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給紙ユニット２０から一枚の転写紙Ｓが搬送ユニット１０に供給される。搬送ユニット１０に供給された転写紙Ｓはローラ対１２、１３の回転によりガイド板１１の上面をＡ１方向に搬送され移動する。この過程で、形成すべき画像に応じてヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫからインクが吐出され、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、ガイド板１１の上面上を通過して排紙台２５に案内され排紙台２５上に積載される。
【０１３４】
このような画像を繰り返すと、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫがクリーニングすべき状態となる。
具体的には、ノズル６１ｃから吐出され転写紙Ｓに着弾した記録液が転写紙Ｓで跳ね返り、転写紙Ｓに付着している紙粉や埃、その他の固形物等の異物とともにノズル６１ｃやその周辺部位に付着してノズル板６１ａが汚れる。このような汚れを生じた記録液は、乾燥すなわち溶媒の蒸発やかかる異物等の混入により粘度が高まって、かかる異物等とともにノズル板６７１ａに固着し、ノズル６１ｃの目詰まりを生じさせ得る。
【０１３５】
目詰まりが生じると、ノズル６１ｃからインクが吐出されなくなったり、吐出されにくくなったり、ノズル６１ｃから吐出されたインクの飛翔方向、インクのスピードが乱れたりして、画像品質が低下する。また、ノズル６１ｃの周辺部位に付着したインクが転写紙Ｓに付着すると、画像品質が低下する。このような、画像品質の低下を防止ないし抑制するために、ノズル板６１ａは上述の液滴の移動によりクリーニングされる。このクリーニングはノズル６１ｃの目詰まりが生じる前に行われることが望ましい。
【０１３６】
ノズル板６１ａがクリーニングすべき状態となったかどうかは、すでに述べたタイミングとなったかどうかによって制御部７０によって判断される。かかるタイミングは、ノズル６１ｃの目詰まりが生じる前を狙いとして設定されている。ただし、かかるタイミングにおいてノズル６１ｃの目詰まりが生じている場合も有り得る。
【０１３７】
かかる状態となったと判断されると、上述したようにエレクトロウェッティング効果を用いて記録液やクリーニング液の液滴を移動させることによってノズル板７１ａがクリーニングされる。このクリーニングを、記録液を用いて行う場合は、このクリーニングを画像形成中に行うことも可能であり、このクリーニングをクリーニング液を用いて行う場合は、このクリーニングを画像形成動作の停止中に行う。その後、ワイピング機構３０ｂを備えている場合には、必要に応じて、ワイピング機構３０ｂによるクリーニングを行う。このようなクリーニングを行うことで、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫ、具体的にはノズル板６１ａは清浄な状態に保たれ、画像形成が良好に行われる。
【０１３８】
画像形成装置１００は、上述のような転写紙Ｓへの直接方式による画像形成を行うタイプでなく、図１３に示すように中間転写体７３を備えた間接方式言い換えると中間転写方式による画像形成を行うタイプであっても良い。以下、図１３に示す画像形成装置１００について、図１に示した画像形成装置１００と主に異なる点に関して説明する。
【０１３９】
同図において、符号８３は、搬送ユニット１０に備えられ中間転写体７３に対向して配置され中間転写体７３に従動回転する加圧ローラである転写手段としての転写ローラを示している。符号９３は、給紙ユニット２０から給送されてきた転写紙Ｓを中間転写体７３と転写ローラ８３との間の転写部に案内するとともに、この転写部を通過した転写紙Ｓを排紙台２５に案内するガイド板を示している。符号３４は、中間転写体３７をクリーニングするための中間転写体クリーニング手段としての清掃手段３４を示している。
【０１４０】
その他、同図に示す画像形成装置１００は、中間転写体７３をＣ１方向に回転駆動する図示しない中間転写体駆動手段を有している。
【０１４１】
中間転写体３７はドラム状をなしている。
中間転写体７３は、図示を省略するが、導電性基体であるアルミニウム製の支持体と、支持体上に形成されたシリコーンゴム製の表面層とを有している。支持体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によって形成しても良い。
【０１４２】
表面層は、中間転写体７３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ブラック、カーボンナノチューブ、金、銀などの金属微粒子を分散して混入させた導電性ゴムとされ、導電層となっている。ただし、導電性微粒子を増やすと導電性は向上するが、離型性が低下するトレードオフの関係にあるので、適宜、調整が必要である。後述するように、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのノズル板６１ａと中間転写体７３との間に電流を流すため、導電性ゴムの体積抵抗率は１０６Ω・ｃｍ以下、さらには１０４Ω・ｃｍ未満であることが望ましい。本形態では、表面層を、体積抵抗率が約５Ω・ｃｍで厚み０．２ｍｍのカーボン分散シリコーンゴム層としている。
【０１４３】
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むことを要する。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、さらにはエレクトロウェッティング現象を利用して記録液を移動させる観点から水を含むことすなわち水系であることを要し、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。
【０１４４】
電圧印加手段３３は、中間転写体３７を構成した支持体と液室電極６１ｄとの間に接続された第３の電圧印加手段としての電源３３ｂを有している。電源３３ｂは、中間転写体７３をアノードとして機能させ、液室電極６１ｄをカソードとして機能させる電圧印加手段とて機能することで、後述するように、中間転写体７３側での記録液の色剤成分の凝集作用を生じさせるために備えられている。なお、電圧印加手段３３は、同図では図示を省略するが、上述した電源３３ａを有している。なお、アノードとして機能する電極は、液室電極６１ｄに限らず、インク室６１ｃ内の記録液と導通する電極であれば良い。
【０１４５】
転写ローラ８３は、転写部を通る転写紙Ｓを、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから吐出された記録液を付与された中間転写体３７に圧接させて、かかる記録液によって形成されている画像を転写紙Ｓに転写する。転写ローラ８３はこのように転写を行う転写機構を構成している。
【０１４６】
清掃手段３４は、記録液よる画像が転写紙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を行うために備えられている。そのため、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紙粉や埃、その他の固形物等の異物を収集するための廃液ボトルとを有している。
【０１４７】
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７３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７３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７３上に一時的に画像が担持される。
【０１４８】
このとき、電圧印加制御手段としての制御部４０により、電源３３ｂが駆動されて支持体に電圧が印加され、支持体とノズル板６１ａとの間に電位差が形成される。
この状態で、記録液が、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから中間転写体７３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）に示したのと同様に、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）に示したのと同様にして、中間転写体７３に向けて移動し、ノズル６１ｂと中間転写体７３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）に示したのと同様にして、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７３に担持され、中間転写体７３上に記録液による画像が形成される。
【０１４９】
そして、図２（ｂ）に示したのと同様の、記録液からなる液注のブリッジが形成された状態では、電源３３ｂ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、電源３３ｂによる中間転写体７３への電圧印加により、カソードとして機能している液室電極６１ｄとアノードとして機能している中間転写体７３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）
【０１５０】
これにより、アノードとして機能する中間転写体７３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、アニオン性分散剤により分散されている顔料が、プロトンを介して凝集する。これにより、隣接するドット間の滲みの発生が抑制され、高精細な画像が形成される。また、かかる電圧印加によりノズル６１ｂの目詰まりが予防されるという利点もある。なお、かかるブリッジを形成する時間は、圧電素子に印加される電磁パルスのピーク電圧とパルス幅等により制御可能である。
【０１５１】
この画像形成装置１００においては、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫは、上述の画像形成装置１００と同様に、任意のパターンを時系列に吐出可能であるが、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫから吐出された各色の記録液は、一旦、Ｃ１方向に回転している中間転写体３７に担持される。これにより、中間転写体３７上には、任意のフルカラー画像が形成可能となっている。
【０１５２】
中間転写体３７上に担持された画像は、給紙ユニット２０から給送されてきた転写紙Ｓが転写部を通過するときにこの転写紙Ｓが転写ローラ８３によって中間転写体３７に圧接されることでこの転写紙Ｓに転写される。これによって、転写紙Ｓに画像が形成される。中間転写体３７上に担持されていた画像が転写され画像が形成された転写紙Ｓはガイド板９３に案内されて排紙台２５に案内され、画像形成済みの転写紙Ｓとしての排紙台２５上に積載される。
【０１５３】
このように、中間転写方式の画像形成装置１００では、ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫが転写紙Ｓに直接対向しないため、紙粉や埃、その他の固形物等の異物がノズル板６１ａに付着しにくいという利点がある。
【０１５４】
また、画像形成装置１００によれば、記録液の電気分解を利用して画像形成を行うため、インクジェット方式の課題である画像の滲みが防止ないし抑制されるという利点がある。
一方、かかる滲み対策としては、周知のように、中間転写体に吸水性ポリマーを塗布する塗布装置を備えた画像形成装置が提案されている。この塗布装置は、吸水性ポリマーを、記録液を付与される前の中間転写体に塗布することで、中間転写体に吐出された記録液同士が滲む現象を抑制するための前処理機構として機能するものである。
画像形成装置１００は、記録液の電気分解を利用して画像形成を行う上述の構成に代えて、かかる前処理機構を採用しても良い。ただし、図１３に示した画像形成装置１００による滲み対策の方が、簡易でランニングコストが低く、かつ、良好に滲みが防止ないし抑制されるという利点がある。
【０１５５】
ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのクリーニングに関して、図１３に示した画像形成装置１００では、図１１に示したタイプのクリーニング装置９０が採用されており、中間転写体３７がクリーニング部材として機能するようになっている。よって、クリーニング部材として機能する部材を他に設ける必要がなくなっており、部品点数が抑制されている。
【０１５６】
また、この画像形成装置１００では、図１４に示すように、駆動部９１は、クリーニング部材として機能する中間転写体３７を、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのノズル板６１ａに近接離間させる。具体的には、駆動部９１は、画像形成が行われるときに中間転写体３７を同図（ａ）、図１３に示したホームポジションに位置決めするとともに、ノズル板６１ａのクリーニング動作を行うときには、ガイド板１１を、ホームポジションから、図１４（ｂ）に示す、よりノズル板６１ａに近接しノズル板６１ａに付着した記録液の液滴に接触するクリーニングポジションに位置決めする。クリーニングポジションにおいて、中間転写体３７は、転写ローラ８３から離間している。
【０１５７】
図１３に示した画像形成装置１００において、クリーニング装置９０は、図１１に示したものと比べて、中間転写体３７をクリーニング部材として備えている点において相違している。
その他の構成、動作はすでに述べたのと同様である。
【０１５８】
たとえば、クリーニング装置９０は、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのノズル板６１ａをクリーニングするときには、図１４（ａ）に示した状態から図１４（ｂ）に示した状態に移行させ、各ヘッド６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫのノズル６１ｂから記録液を吐出させてクリーニング部材として機能する中間転写体３７に接触させる。その後、上述と同様にしてエレクトロウェッティング現象を用いて、上述の方向Ｂに対応する、同図における紙面に垂直な主走査方向であって、同紙面の手前側に、記録液を移動させることで、ノズル板６１ａのクリーニングを行う。
【０１５９】
同紙面の手前側に集められた記録液は、図１３においては図示していないヘッドクリーニング装置３０によってノズル板６１ａから除去される。
なお、図１３に示した画像形成装置１００におけるクリーニング装置９０は、ヘッドクリーニング装置３０を省略し、ヘッドクリーニング装置３０の代わりに中間転写体３７と清掃手段３４とを備えていても良い。
【０１６０】
ヘッドクリーニング装置３０の代わりに中間転写体３７及び清掃手段３４を用いる場合は、エレクトロウェッティング現象を用いて同図の紙面手前側に搬送された記録液を、中間転写体３７のＣ１方向の回転により、中間転写体３７に担持させた態様で搬送してノズル板６１ａから引き離す。これによりノズル板６１ａから記録液が除去され、クリーニングが行われる。ノズル板６１ａから引き離され中間転写体３７に担持された記録液は、清掃手段３４によって中間転写体３７から除去され、中間転写体３７のクリーニングが行われる。クリーニングポジションにおいて、中間転写体３７は、転写ローラ８３から離間しているため、中間転写体３７に担持された記録液が転写ローラ８３に付着することはなく転写ローラ８３が汚れることはない。
ヘッドクリーニング装置３０と中間転写体３７及び清掃手段３４とを併用してノズル板６１ａから記録液を除去しノズル板６１ａをクリーニングするようにしても良い。
【０１６１】
なお、図１３に示した中間転写方式の画像形成装置１００において、図６に示したタイプのクリーニング装置９０、または、図１２に示したタイプのクリーニング装置９０を採用しても良い。
また、中間転写体としては、中間転写体３７のようなドラム状でなく、無端ベルト状であっても良いし、可能であればシート状であっても良い。
【０１６２】
以下、上述の各形態に適用可能な種々の変形例について説明する。
図１５（ａ）に、複数の電極６３の別の構成例を示す。同図（ａ）に示した例では、複数の電極６３が、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂのみならず、第３の電極６３ｃをも有している。これら第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂ、第３の電極６３ｃは、Ｂ方向に沿って、この順で周期的に、言い換えると繰り返しのパターンで配設されている。
【０１６３】
これら第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂ、第３の電極６３ｃには、同図（ｂ）に示すように、この順で周期的にそれぞれ互いに位相がずれたサインカーブ状の電圧が印加される。具体的には、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂ、第３の電極６３ｃにそれぞれ、同図における実線、破線、一点鎖線で示す態様で、位相が互いにずれるように電圧を印加する。これによって、すでに述べたのと同様に、エレクトロウェッティングを利用してクリーニング液の液滴を搬送する。この構成例では、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂ、第３の電極６３ｃからなる３種類の電極を用いることによって、上述のように第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂからなる２種類の電極を用いたときに比べ、Ｂ方向に液滴が高精度で確実に搬送される利点がある。
【０１６４】
このように、複数の電極６３は、同時に電圧を印加される複数の電極を複数組み合わせてＢ方向に沿って配設された、Ｂ方向に沿って周期的に電圧を印加されるものであれば、上述の利点を得る観点から、その数が多いほうが望ましい。Ｂ方向に沿って配設された複数の電極は、それぞれが独立した電極であって、Ｂ方向に沿って周期的に電圧を印加されるものでも良い。この場合も、上述の利点を得る観点から、電極の数は多いほうが良い。
【０１６５】
図１６に示すように、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂは、第１の端子部６５ａ、第２の端子部６５ｂに、櫛歯状すなわち端縁がＢ方向に直交する態様でなく、鋸刃状すなわち端縁がＢ方向に対して斜めに交わる態様で設けられていても良い。同図に示した構成では、第１の電極６３ａ、第２の電極６３ｂの端縁上の位置を占めている液滴は、かかる端縁上において連続的に接触角が変化するため、より搬送され易くなり、低い印加電圧でも効率的に搬送されクリーニング機能を果たすこととなる。よって、同図に示した構成の複数の電極６３は、すでに述べた構成の複数の電極６３より、クリーニングのための消費エネルギーを低減可能としている。
【０１６６】
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。
【０１６７】
たとえば、図１３に示した形態では、使用されるインクの色剤の、溶媒中にて帯びるイオン性がアニオン性であるが、かかるイオン性はカチオン性であっても良い。この場合には、中間転写体側をカソードとし、液室内の液と導通した電極をアノードとするように、電源の正負を上述の形態と逆とするとともに、電極の材質と導電性部材の材質とを上述の形態と入れ替える。
【０１６８】
本発明は、ノズル部材にワイパーやブレード等を当接させてクリーニングを行うことを排除するものではなく、エレクトロウェッティングによる液体の移動とワイパーやブレードの当接等とを併用することによってノズル部材をクリーニングしても良い。かかる併用を行うと、かかる当接等のみによってクリーニングを行う場合に比べて、かかる当接等の圧力を弱めることが可能となる。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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】
【０１７１】
１１    クリーニング部材
３０    液体除去手段
３４    液体供給手段
３７    クリーニング部材、中間転写体
３３ａ    第１の電圧印加手段、第２の電圧印加手段
３３ｂ    第３の電圧印加手段
６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１ＢＫ    ヘッド
６１ａ    ノズル部材
６１ａ２    絶縁膜
６１ｂＹ、６１ｂＭ、６１ｂＣ、６１ｂＢＫ    ノズル列
６１ｂ    ノズル
６１ｃ    液室
６１ｄ    液室電極
６３    複数の電極
９０    ヘッドクリーニング手段
１００    画像形成装置
Ａ１    交差方向
Ｂ    所定の方向
Ｃ１    所定方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７２】
【特許文献１】特許第３２４７５４５号公報
【特許文献２】特開２００６−８２４５９号公報
【特許文献３】特開２００７−３８６５８号公報
【特許文献４】特開２０１０−１８８６６５号公報
【特許文献５】特開平１１−１８８８５８号公報
【非特許文献】
【０１７３】
【非特許文献１】Ｊ．Ｈ．Ｓｏｎｇ・Ｒ．Ｅｖａｎｓ・Ｙ．−Ｙ．Ｌｉｎ・Ｂ．−Ｎ．Ｈｓｕ・Ｒ．Ｂ．Ｆａｉｒ，「Ａ  ｓｃａｌｉｎｇ  ｍｏｄｅｌ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ−ｏｎ−ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  ａｃｔｏｒｓ」，Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ  ａｎｄ  Ｎａｎｏｆｌｕｉｄｉｃｓ，２００９，ｖｏｌ．７，ｐｐ．７５−８９
【非特許文献２】Ｈｙｅｊｉｎ  Ｍｏｏｎ  ａｎｄ  Ｓｕｎｇ  Ｋｗｏｎ  Ｃｈｏ・Ｒｏｂｉｎ  Ｌ．Ｇａｒｒｅｌｌ・Ｃｈａｎｇ−Ｊｉｎ“ＣＪ”Ｋｉｍ，「Ｌｏｗ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ−ｏｎ−ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ」，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００２，ｖｏｌ．９２（７），ｐｐ．４０８０−４０８７
【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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【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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