JP2006088474A - 画像形成装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】着弾インクの粘度を制御して記録媒体上での液滴同士の干渉、液の移動、フェザリング等を低減するとともに、インク表面の凹凸を低減した状態でインクを確実に硬化・定着させることで高品質の画像形成を実現Ｉし得る画像形成装置及び方法を提供する。
【解決手段】本発明による画像形成装置（１０）は、電気粘性効果を有するインクを記録媒体（２０）に向けて吐出する吐出ヘッド（１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｙ，１２Ｃ）と、記録媒体（２０）上に着弾した液滴状のインクに電界を付与する電界付与手段（２８）と、記録媒体（２０）上のインクの定着を促進する処理を行う定着促進手段（１６）と、記録媒体（２０）上のインクに対する電界付与手段（２８）による電界の印加を解除するタイミングと定着促進手段（１６）による処理のタイミングとの時間差を制御するタイミング制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像形成装置及び方法に係り、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インクジェット記録装置などの画像形成装置に好適な画像形成技術に関する。

従来、インクジェット方式の記録ヘッドを用いる記録装置において、記録媒体上での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１〜３）。

特許文献１には、絶縁性溶媒に色材が分散若しくは溶解している電気粘性流体であることを特徴とする画像形成材料が開示されている。特許文献２には、絶縁性溶媒に色材が分散している電気粘性流体を用い、記録媒体（記録部材）に電界を印加することを特徴とする画像形成方法が開示されている。また、特許文献３には、電気粘性効果を有する記録液を付着させる記録ヘッドと、記録液付着面に電界を形成する手段とを備えたことを特徴とする記録装置が開示されている
特開平２−１６９２５３号公報 特開平２−２１２１４９号公報 特開平５−４３４３号公報

しかしながら、特許文献１においては、オリフィス近傍に電界印加することでインク粘度を大きくし、サテライトを防止する技術を開示するものであり、着弾後の液の挙動については言及していない。

また、特許文献２及び３においては、電気粘性流体をインクとして用い、記録媒体に電界を印加することが開示されているが、記録紙に対する浸透防止による滲み抑制を目的にしており、非浸透性（或いは低浸透性）の記録媒体を使用する場合の着弾干渉や混色等については考慮されていない。

更に、従来、非浸透性（或いは低浸透性）の記録媒体表面上でインクを硬化定着させると、印字面（インクの表面）に凹凸が残り、プリント結果の画像に光沢感が失われるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、着弾インクの粘度を制御して記録媒体上での液滴同士の干渉、液の移動、フェザリング等を低減し、その良好なドット状態で確実に定着させるとともに、印字面を平滑化して高品質の画像形成を実現し得る画像形成装置及び方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る画像形成装置は、電気粘性効果を有するインクを記録媒体に向けて吐出する吐出ヘッドと、前記記録媒体上に着弾した液滴状のインクに電界を付与する電界付与手段と、前記記録媒体上のインクの定着を促進する処理を行う定着促進手段と、前記記録媒体上のインクに対する前記電界付与手段による電界の印加を解除するタイミングと前記定着促進手段による処理のタイミングとの時間差を制御するタイミング制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、電気粘性効果を有するインクを用い、吐出ヘッドから記録媒体に向けてインクを吐出する。記録媒体上に着弾したインク滴は、電界付与手段が発生する電界の作用によって高粘度化し、記録媒体への浸透及びドット径の過剰な拡がりが抑制されるとともに、記録媒体表面上でのインク液滴同士の干渉や液の移動が抑制される。また、電界の印加を解除するタイミング（電界ＯＦＦタイミング）と、定着促進手段による定着促進処理のタイミング（定着促進処理タイミング）との時間差（両タイミングの時間的な前後関係並びにその時間間隔）を調整し、電界ＯＦＦによってインク表面（印字面）の平滑化を進行させるとともに、平滑化した状態でインクの硬化・定着を図る。これにより、印字面の凹凸を低減できるとともに、電界解除後も滲みや混色等が殆ど発生しない高品質の画像形成が可能となる。

着弾インクに対する電界ＯＦＦタイミングと定着促進処理タイミングとの時間差を調整する方法として、電界ＯＦＦタイミングと定着促進処理タイミングの両方を制御してもよいし、両者のうち何れか一方のタイミングを制御することで相対的な関係を変更してもよい。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置の一態様に係り、前記記録媒体の種類を検出する記録媒体種検出手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記記録媒体種検出手段で得た情報に基づいて、前記電界付与手段による電界の印加解除タイミング及び前記定着促進手段による処理タイミングを決定することを特徴とする。

記録媒体の材質や厚さ、誘電率等の条件により、液の浸透性や記録媒体上における着弾インクの挙動は異なるため、請求項２に示すように、記録媒体種検出手段を用いて記録媒体の種類を把握し、その媒体種に応じて電界の印加期間及び定着促進処理のタイミングを調整することが好ましい。これにより、記録媒体に対応した適切な制御が可能となり、効果的に滲みを防止できる。

記録媒体種検出手段には、例えば、記録媒体の反射率を測定する手段、使用される記録媒体の種類を供給マガジンのＩＤ等から読み取る手段などが含まれる。また、記録媒体種検出手段は、センサや情報読取手段などによって自動的に情報を取得する形態のものに限らず、記録媒体の紙種等の情報をユーザが所定の入力装置等を操作して入力する構成も可能である。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置の一態様に係り、描画すべき画像の画像情報からインク量を判定するインク量判定手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記インク量判定手段で判定したインク量に基づいて、前記電界付与手段による電界の印加解除タイミング及び前記定着促進手段による処理タイミングを決定することを特徴とする。

描画用の画像情報を解析することによって記録媒体上に打滴されるインクの量を予測することができ、そのインク量に応じて、電界印加の解除（ＯＦＦ）タイミングと定着促進処理を行うタイミングとを可変制御する態様が好ましい。

請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３記載の画像形成装置の一態様に係り、前記インクは放射線硬化型インクであり、前記定着促進手段は、当該インクを硬化させる放射線を照射する放射線照射手段を含んで構成されることを特徴とする。

すなわち、放射線（可視光や紫外線、Ｘ線を含む電磁波、電子線など）により硬化する性質を有する放射線硬化型インクに電気粘性効果を持たせたインクを使用し、これを硬化させる放射線照射手段を具備した態様である。放射線硬化型インクの代表的な例としては、紫外線硬化型インク（ＵＶインク）、電子線硬化型インク（ＥＢインク）などがある。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れか１項記載の画像形成装置の一態様に係り、前記吐出ヘッド及び記録媒体のうち少なくとも一方を一定の方向に搬送して前記吐出ヘッドと前記記録媒体を相対移動させる搬送手段を備え、前記電界付与手段は、前記相対移動の方向に沿って並ぶように複数の電極領域に分割され、各電極領域に第１の電極及び第２の電極から成る電極対が配置された構造を有し、前記タイミング制御手段は、前記各電極領域の電極対への電圧の印加／非印加を制御することで電界の発生領域を可変することを特徴とする。

かかる態様によれば、各電極領域に配置された電極対に対して選択的に電圧を印加することができるため、電極領域単位で電界の発生領域を変更できる。吐出ヘッドに対する記録媒体の相対的な移動方向に沿って電界の発生領域を長くすると、記録媒体上の着弾インクが通過する電界付与区間が長くなる。その結果、電界発生領域の後端位置に対応する電界ＯＦＦのタイミングと、定着促進処理の開始タイミングとの時間差が短くなる。逆に、電界の発生領域を短くすると、電界付与区間が短くなり、電界ＯＦＦのタイミングと、定着促進処理の開始タイミングとの時間差が大きくなる。このように、請求項５の態様によれば、電界の発生領域を変えることにより、電界の解除タイミング及び定着促進処理タイミングを調整することができる。

本発明における「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を発生させる。したがって、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、何れの電極も正又は負とするような電極対も含まれる。

請求項６に係る発明は、請求項１乃至５の何れか１項記載の画像形成装置の一態様に係り、前記記録媒体に着弾した液滴上のインクが所定の粘度となるように電界強度を制御する電界強度制御手段を備えたことを特徴とする。

電界付与に際し、着弾インク液滴を所定の粘度にするように電界強度を適切に制御することで、所望の液状態を実現し得ることができ、着弾インク液滴同士の干渉を抑制することができる。このとき、着弾干渉や滲み等を回避し得る必要最小限の電界を付与する制御を行う態様がより好ましい。これにより、吐出ヘッド内のインクの増粘を防止でき、吐出不良の発生を抑制できる。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至６の何れか１項記載の画像形成装置の一態様に係り、前記定着促進手段による処理の強度を制御する定着強度制御手段を備えたことを特徴とする。

記録媒体の種類やインク種、インク量などの条件に応じて定着強度を最適に制御することにより、記録媒体表面上のインクの硬化反応を進行させ、滲み等が発生し得ないレベルに確実に硬化・定着させることができる。

請求項８に係る発明は、請求項１乃至７の何れか１項記載の画像形成装置の一態様に係り、前記電界付与手段は、前記記録媒体を静電吸着によって保持する静電吸着手段として機能することを特徴とする。

電気粘性効果を発現させるための電界付与手段は、記録媒体を静電気力によって安定的に保持する静電吸着手段として兼用することも可能である。

請求項９に係る発明は、前記目的を達成する方法発明を提供する。すなわち、請求項９に係る画像形成方法は、電気粘性効果を有するインクを吐出ヘッドから記録媒体に向けて吐出するインク吐出工程と、前記記録媒体上に着弾した液滴状のインクに電界を付与する電界付与工程と、前記記録媒体上のインクの定着を促進する処理を行う定着促進工程と、前記記録媒体上のインクに対する前記電界付与工程による電界の印加を解除するタイミング及び前記定着促進工程による処理のタイミングを制御するタイミング制御工程と、を含むことを特徴とする。

吐出ヘッドの構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたってインク吐出用の複数のノズルを配列させたノズル列を有するフルライン型のインクジェットヘッドを用いることができる。カラー画像を形成する場合は、複数色のインクの色別にかかるフルライン型インクジェットヘッドを配置する構成がある。

フルライン型のインクジェットヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってインクジェットヘッドを配置する態様もあり得る。更には、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する短尺の記録ヘッドユニットを複数個組み合わせることによって、これらユニット全体として記録媒体の全幅に対応するノズル列を構成する形態もあり得る。

「記録媒体」は、吐出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、吐出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。

記録媒体と吐出ヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した（固定された）吐出ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対して吐出ヘッドを移動させる態様、或いは、吐出ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。

本発明によれば、電気粘性効果を有するインクを吐出ヘッドから吐出して描画を行い、記録媒体上の着弾インクに電界を印加することで滲みや着弾干渉、混色等を防止する。また、電界をＯＦＦするタイミングと、定着を促進する処理のタイミングとの時間差を調整し、電界ＯＦＦによってインク表面の平滑化を進行させるとともに、その平滑化した状態でのインクの定着を図る。これにより、印字面の凹凸を低減できるとともに、電界解除後も滲みや混色等が殆ど発生しない高品質の画像形成が可能となる。これにより、高品質の画像形成を実現できる。

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。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェットヘッド（以下、ヘッドという。）１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙを有する印字部１２と、各ヘッド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、定着促進手段としての紫外線光源（以下「ＵＶ光源」という）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、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、該搬送部２６に付設され、メディア２０上の着弾インクに電界を付与する電極ユニット２８と、記録済みのメディア２０（プリント物）を外部に排出する排紙部３０と、を備えている。

インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド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（不図示）を介してヘッド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。

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 Rhelogical) 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。

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。

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。均一性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。

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作成方法としては、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。

図１において、メディア供給部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。

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。

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。

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。

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間に無端状の微導電性ベルト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。

微導電性ベルト４３は、メディア２０の幅よりも広い幅寸法を有しており、メディア２０を保持する部分の裏面側に電極ユニット２８が配置されている。詳細は後述するが、不図示の直流高圧発生器（図７中符号７８）によって電極ユニット２８に直流高電圧が印加されることにより、メディア２０は静電気力によって微導電性ベルト４３上に吸着保持され、メディア２０上の着弾インクに電界が付与される。

微導電性ベルト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９中符号１３８として記載）の動力が伝達されることにより、微導電性ベルト４３は図１上で反時計回り方向に駆動され、メディア２０は図１の右から左へと搬送される。

各ヘッド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。

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。

搬送部２６によりメディア２０を一定の速度で搬送しつつ各ヘッド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。

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をヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙに対して相対移動させる動作を１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インクジェット記録装置１０は、記録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。

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、特別色インクなどを追加してもよい。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ヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

印字部１２の後段に配置されているＵＶ光源１６は、ヘッドと同様にメディア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設置されている。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数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。もちろん、紫外線ＬＥＤ素子アレイ又は紫外線ＬＤ素子アレイに代えて、紫外線ランプを用いることも可能である。

ＵＶ光源１６は、メディア２０上の着弾インクの硬化を促進するための紫外線を照射する。なお、メディア２０上に打滴されたインク液滴を必ずしも完全に（硬化反応が完了した状態に）硬化・定着させることまでは要求されない。ただし、当該ＵＶ光源１６を通過したときには、その後の（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] 第２の硬化手段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。

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、歯付き従動ローラ４７及びニップローラ４８を介して排紙部３０から排出される。なお、図１には示さないが、排紙部３０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。

搬送部２６に付設される電極ユニット２８は、紙送り方向の上流側から下流側に向かって、複数の領域（本例では４つの領域；２８Ａ〜２８Ｄ）に区分けされており、領域単位で電圧の印加（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御することができる。

符号２８Ａで示した第１の電極領域は、印字部１２の印字領域（インク吐出領域）に対応した領域である。符号２８Ｂ〜２８Ｄで示した第２〜第４の電極領域は、印字領域の後端からＵＶ光源１６の照射領域までの範囲に配置されている。印字動作中、少なくとも第１の電極領域２８Ａに電圧を印加して電界を発生させる。また、メディア種やインク種並びに打滴インク量などの条件に応じて第２〜第４の電極領域２８Ｂ〜２８Ｄに対して選択的に電圧を印加することにより、電界発生エリアを下流側に延長することができる。

すなわち、第２〜第４の電極領域２８Ｂ〜２８Ｄについての電圧印加のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、メディア２０上の着弾インクに電界を付与する期間（つまり、搬送部２６によって搬送されるメディア２０上の着弾インクに対する電界の印加をＯＦＦするタイミング）を調整できる。第１の電極領域２８Ａは、印字中に必ず電界を発生させる領域という意味で「固定ゾーン」と呼び、第２〜第４の電極領域２８Ｂ〜２８Ｄの範囲は状況に応じて選択的に電界を発生させる領域という意味で「ＯＮ／ＯＦＦ制御ゾーン」と呼ぶことにする。

本例のインクジェット記録装置１０では、ＯＮ／ＯＦＦ制御ゾーン（２８Ｂ〜２８Ｄ）によって電界発生エリアを可変することにより、定速搬送されるメディア２０上の着弾インクへの電界印加を解除（ＯＦＦ）するタイミングとＵＶ光源１６によるＵＶ光の照射タイミングとの時間差を調整できるようになっている。

〔ヘッドの構造〕
次に、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によってヘッドを示すものとする。

図２(a) はヘッド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はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、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中の４−４線に沿う断面図）である。

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、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。本例のヘッド５０は、図２(a),(b) 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）配置させた構造を有し、これにより、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。

メディア２０の送り方向（矢印Ｓ方向；副走査方向）と略直交する方向（矢印Ｍ方向；主走査方向）にメディア２０の全幅Ｗm に対応する長さ以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図２(a) 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ラインヘッドを構成してもよい。

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への流出口と供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。

図４に示したように、各圧力室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。

圧力室５２の天面を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。個別電極５７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。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。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。

かかる構造を有するインク室ユニット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多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。

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、高密度のノズル列を実現することが可能になる。

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（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

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。

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成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

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滴を飛ばす方式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、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなど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など、各種方式を適用できる。

〔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はヘッド５０にインクを供給する基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。すなわち、図６のインクタンク６０は、図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。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変える場合には、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、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。

図６に示したように、インクタンク６０とヘッド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、ヘッド５０の近傍又はヘッド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。

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ための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（回復手段）は、不図示の移動機構によってヘッド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ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によってヘッド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、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。

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ヘッド５０のノズル面５０Ａ（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板表面にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取る。

印字中又は待機中において、特定のノズル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（インク受けとして兼用）に向かって予備吐出が行われる。

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からインクを吐出できなくなる。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板表面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。

その一方で、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。このような場合、ヘッド５０のノズル面５０Ａに吸引手段たるキャップ６４を当接させて、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク又は増粘インク）を吸引する。かかる吸引動作によって吸引除去されたインクは回収タンク６８へ送られる。回収タンク６８に集められたインクは、再利用してもよいし、再利用不能な場合は廃棄してもよい。

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ため、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。なお、上記の吸引動作は、ヘッド５０へのインク初期装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われる。

〔電極ユニットの構造〕
図７は、図１で説明した電極ユニット２８の電極配置構造の一例を示す平面図である。図７に示したように、電極ユニット２８は、メディア２０の搬送方向（矢印Ｓ方向）と直交する方向に略平行な棒状の正電極７２及び負電極７４がメディア搬送方向に所定の電極間距離ｗp の間隔で交互に多数配置された構造を成す。なお、図７では、作図便宜上、電極の本数を減らして模式的に示したが、実際には多数本の電極が密に配置されている。

棒状の正電極７２及び負電極７４は、メディア２０上の着弾インクに一様な電界を与えるために、それぞれメディア２０の幅寸法Ｗm よりも長い寸法ＷL で形成されている。

図１でも説明したとおり、電極ユニット２８は、第１の電極領域２８Ａ乃至第４の電極領域２８Ｄに対応して４つの独立した電極群に分割されている。すなわち、各電極領域（２８Ａ〜２８Ｄ）はそれぞれ正負の電極パターン対７２-j, ７４-j(j＝1,2,3,4)を有し、スイッチＳＷj1, ＳＷj2を介して直流高圧発生器と接続され、電極領域単位で電圧の印加（ＯＮ）／非印加（ＯＦＦ）を制御できるように構成されている。

第１の電極領域２８Ａは、複数の棒状正電極７２-1ａの一端（図７において上端）が共通の基端電極部７２-1ｂに接続された櫛歯状を成す正電極パターン７２-1と、複数の棒状負電極７４-1ａの一端（図７において上端）が共通の基端電極部７４-1ｂに接続された櫛歯状を成す負電極パターン７４-1とから構成されている。正電極パターン７２-1と負電極パターン７４-1は、互いに櫛歯状に開いた棒状電極部側を向かい合わせて配置されている。正の基端電極部７２-1ｂはスイッチＳＷ11を介して直流高圧発生器７８の正極に接続される。負の基端電極部７４-1ｂはスイッチＳＷ12を介して直流高圧発生器７８の負極に接続される。

第２の電極領域２８Ｂ〜第４の電極領域２８Ｄについてもそれぞれの電極配置構造は、概ね第１の電極領域２８Ａと同様であり、第１の電極領域２８Ａと比較して、棒状正電極７２-2ａ及び棒状負電極７４-2ａの本数が異なるのみである。なお、図７では、簡略化して示したが、実際には、第２の電極領域２８Ｂ〜第４の電極領域２８Ｄについても、櫛歯状を成す正負の電極パターン対によって構成されている。

また、図示のとおり、第２の電極領域２８Ｂにおける正の基端電極部７２-2ｂはスイッチＳＷ21を介して直流高圧発生器７８の正極に接続され、負の基端電極部７４-2ｂはスイッチＳＷ22を介して直流高圧発生器７８の負極に接続される。

同様に、第３の電極領域２８Ｃにおける正の基端電極部７２-3ｂはスイッチＳＷ31を介して直流高圧発生器７８の正極に接続され、負の基端電極部７４-3ｂはスイッチＳＷ32を介して直流高圧発生器７８の負極に接続される。

第４の電極領域２８Ｃにおける正の基端電極部７２-4ｂはスイッチＳＷ41を介して直流高圧発生器７８の正極に接続され、負の基端電極部７４-4ｂはスイッチＳＷ42を介して直流高圧発生器７８の負極に接続される。

図７中の８−８線に沿う断面図を図８に示す。図８に示すように、メディア２０を支持する微導電性ベルト４３の下に電極ユニット２８が配置される。電極ユニット２８は、絶縁性の支持層８０の上に電極層８２を配置した層構造を成す。電極層８２には、図７で説明した正負の各電極７２，７４が同一平面内に形成される。また、電極層８２における各電極７２，７４の間は絶縁材料８４で満たされ、電気的に絶縁されている。

微導電性ベルト４３は、電極ユニット２８の上層を覆い、且つメディア２０の裏面と接する。微導電性ベルト４３の電気抵抗率は１０の８乗〜１０の１２乗Ωｃｍ程度であることが好ましい。また、微導電性ベルト４３の厚さは、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。

微導電性ベルト４３は、電極層８２のメディア２０側の表面を覆っているので、正負の各電極７２，７４を保護する役割を果たすとともに、感電等の人体に対する危害を防止する。また、微導電性ベルト４３は、電源オフ時等のように印字動作が行われない場合に、ベルトが帯電状態のまま維持されることを防止する。

図７に示した直流高圧発生器７８から電極７２、７４間に所定の電圧が印加されると、図８に示したように、隣り合う電極７２，７４間に電界が発生する。このとき発生する電界の電気力線８６を図８中二点鎖線で示した。図示のように、互いに隣接する電極７２，７４間に形成される電界の電気力線８６は略円弧状を成し、メディア２０の印字面より上側にも電界が生じる。これにより、メディア２０上の着弾インク８８に電界が付与される。このとき、メディア２０上の着弾インク８８内には微導電性ベルト４３及びメディア２０を介して微小電流が流れる。こうして、メディア２０上の着弾インク８８に電気粘性効果が発現し、着弾インク８８の粘度が上昇する。電界を付与し続けている期間、上記の電気粘性効果による増粘状態が維持される。これにより、着弾インク８８は略半球形状の液状態に維持され、着弾干渉、浸透滲み、色間滲み等が抑制される。

本実施形態では、メディア２０上に印加される電界の強度は、隣接して配置される正の電極７２と、負の電極７４との電極間距離Ｗp 、電極間の印加電圧に依存する。印加電圧が一定ならば、電極間距離Ｗp が小さいほどメディア２０上の電界強度が大きくなる。したがって、印加電圧を低く抑えるという観点からすれば、電極間距離Ｗp は小さいことが好ましく、０．１〜２０ｍｍ程度であることがより好ましい。

また、各電極７２，７４の太さ（電極幅）Ｗs は細いほど、メディア２０上に形成される電界の強度分布が略一様（略均一）となる。したがって、電極幅Ｗs は細いことが好ましく、０．０１ｍｍ〜１０ｍｍ程度であることがより好ましい。

実験によれば、メディア２０上に印加される電界の強度は、０．１ｋＶ／ｍｍ〜１０ｋＶ／ｍｍの範囲であるときが、メディア２０上の着弾インク滴に対する電気粘性効果が大きい。したがって、メディア２０上に印加される電界の強度が０．１ｋＶ／ｍｍ〜１０ｋＶ／ｍｍの範囲になるように、電極間距離Ｗp 、電極幅Ｗs 、印加電圧を設定することが好ましい。

〔制御系の説明〕
図９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１００、システムコントローラ１０２、画像メモリ１０４、ＲＯＭ１０６、メディア種検出部１０８、インク量判定部１１０、モータドライバ１１６、ヒータドライバ１１８、電界制御部１２０、光源制御部１２２、プリント制御部１３０、画像バッファメモリ１３２、ヘッドドライバ１３４等を備えている。

通信インターフェース１００は、ホストコンピュータ１３６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１００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。

ホストコンピュータ１３６から送出された画像データは通信インターフェース１００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１０４に記憶される。画像メモリ１０４は、通信インターフェース１００を介して入力された画像を一時的に格納する記憶手段であり、システムコントローラ１０２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１０４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。

システムコントローラ１０２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、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。

すなわち、システムコントローラ１０２は、通信インターフェース１００、画像メモリ１０４、モータドライバ１１６、ヒータドライバ１１８、電界制御部１２０、光源制御部１２２、プリント制御部１３０等の各部を制御する制御部であり、ホストコンピュータ１３６との間の通信制御、画像メモリ１０４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１３８やヒータ１３９等を制御する制御信号を生成する。

ＲＯＭ１０６には、システムコントローラ１０２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ１０６は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。画像メモリ１０４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

メディア種検出部１０８は、メディア種に関する情報を取得する手段であり、メディア２０の紙種や濡れ性、サイズなどを検出する手段を含む。例えば、図１で説明したメディア供給部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、用紙の光学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濡れ性、サイズ等の情報を指定する構成も可能である。

インク量判定部１１０は、打滴インク量を判定する手段である。インク量判定部１１０は、プリントすべき画像データに基づいてプリント制御部１３０で生成されたドットデータから所定の画像領域中に吐出されるインクの液滴量を判定する。また、インク種などの情報も付加してもよい。インク種等の情報を取得する手段としては、例えば、インクタンク６０（図６参照）のカートリッジの形状（インク種を識別可能な特定の形状）、或いはカートリッジに組み込まれたバーコードやＩＣチップなどからインクの物性情報を読み取る手段を用いることができる。その他、ユーザインターフェースを利用してオペレータが必要な情報を入力してもよい。

図９に示したメディア種検出部１０８及びインク量判定部１１０から得られた情報はシステムコントローラ１０２に送られる。システムコントローラ１０２は、メディア種検出部１０８及びインク量判定部１１０から得られる情報及び印刷用の画像データに基づいて電界付与の制御目標値やＵＶ光照射の制御目標値等を算出し、その演算結果に従って電界制御部１２０及び光源制御部１２２を制御する。

モータドライバ１１６は、システムコントローラ１０２からの指示に従ってモータ１３８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１０２からの指示に従って加熱ドラム３４その他各部のヒータ１３９を駆動するドライバである。

電界制御部１２０は、システムコントローラ１０２からの指示に従って直流高圧発生器７８の発生電圧を制御するとともに、図７で説明したスイッチＳＷj1, ＳＷj2（j ＝1 〜4 ）のＯＮ／ＯＦＦを切り換える制御信号を出力し、電極ユニット２８の電界発生エリアを制御する。

光源制御部１２２は、ＵＶ光源１６の点灯（ＯＮ）／消灯（ＯＦＦ）並びに点灯位置、点灯時の発光量等を制御する光源制御回路を含んで構成される。光源制御部１２２は、システムコントローラ１０２からの指令に従ってＵＶ光源１６の発光を制御する。

プリント制御部１３０は、システムコントローラ１０２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号（ドットデータ）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、生成したドットデータをヘッドドライバ１３４に供給する制御部である。プリント制御部１３０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１３４を介して各色ヘッド５０からのインク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。

プリント制御部１３０には画像バッファメモリ１３２が備えられており、プリント制御部１３０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１３２に一時的に格納される。なお、図９において画像バッファメモリ１３２はプリント制御部１３０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１０４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１３０とシステムコントローラ１０２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。

ヘッドドライバ１３４はプリント制御部１３０から与えられるドットデータに基づいて各ヘッド５０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１３４には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。

印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１００を介して外部から入力され、画像メモリ１０４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１０４に記憶される。画像メモリ１０４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ１０２を介してプリント制御部１３０に送られ、該プリント制御部１３０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。

こうして、プリント制御部１３０で生成されたドットデータに基づいてヘッド５０が駆動制御され、ヘッド５０からインクが吐出される。メディア２０の搬送速度に同期してヘッド５０からのインク吐出を制御することにより、メディア２０上に画像が形成される。

ところで、電極ユニット２８など外部から電界を印加された電気粘性流体（例えば、分散系）は、外部から加える応力τがある一定の値τy （降伏応力）を超えない限り流動しないという性質を持つ。また、この降伏応力τy の値は電気粘性流体の性能及び電気粘性流体への印加電界の強さにより決定される。つまり、この降伏応力τy の値を適切に設定することにより、メディア２０着弾後のインク液滴の流動を停止させ、印刷品質の改善効果を得ることができる。

例えば、インクの滲み、拡がりに関しては、
（インク−メディア間の毛細管力）＜（インクの降伏応力τy ）… [条件１]
の関係を満たすように降伏応力τy 設定する。

また、同色及び異色のインク滴同士のメディア上での干渉、液の移動に関しては、
（インク滴同士の凝集力）＜（インクの降伏応力τy ）… [条件２]
の関係を満たすように降伏応力τy を設定する。

更に、上述の [条件１] 及び [条件２] の両者を同時に満たすように降伏応力τy を設定し、それに対応する電界強度を印加することにより、インクの滲み、拡がり、同色及び異色のインク滴同士のメディア２０上での干渉、液の移動を同時に回避することができる。

次に、上記の如く構成されたインクジェット記録装置１０の動作について説明する。図１０は、着弾インクの挙動を示す説明図である。図１０の左側に示したように、着弾インク８８に電界を付与すると（電界ＯＮ）、電気粘性効果が発現して液の粘度が上昇し、略半球形状の液滴形状が保持される。この状態では、インクの滲み、拡がりが抑制されるとともに、同色或いは異色の隣接するインク滴同士のメディア２０上での干渉、液の移動等が抑制される。

その後、電界の印加を解除すると（電界ＯＦＦ）、液の流動性が高まり、図１０の右側に示したように、インク表面（印字面）が平滑化される。

インクこのような状態で定着促進手段たるＵＶ光源１６（図１参照）から光を照射することにより、インク表面が平滑化された状態でインクを硬化・定着させることができる。平滑化に要する時間はインク量（インクの体積）に依存し、インク量が多いほど平滑化に要する時間は長くなる傾向にある。また、メディア種によってインクの浸透し易さ（メディア上におけるインク液滴の保持性）も異なる。したがって、本例のインクジェット記録装置１０では、メディア２０の種類とインクの種類、並びに打滴されるインクの量に応じて、電界ＯＦＦタイミングとＵＶ光照射タイミングとの相対的関係を制御し、適切な平滑化状態を得ている。

本発明は、図１０のように、非浸透性媒体或いは低浸透性媒体を用いてインクをメディア表面上に残した状態で硬化・定着させるものについて特に有効な技術である。

図１１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０における電界ＯＦＦタイミング及びＵＶ光照射タイミングの制御手順を示したフローチャートである。

同図に示すとおり、まず、メディア種の判定処理を行う（ステップＳ１０）。この判定方式には、例えば、メディア２０の光学反射率検出等による自動検出、マガジン検出、ユーザインターフェースによるメニュー指定等が用いられる。

ステップＳ１０のメディア種判定結果に基づき、使用されるメディア２０の種類に対応した判定値＝Ａを確定する（ステップＳ１２）。インクジェット記録装置１０内には、メディア種と判定値とを対応付けたメディア種テーブルのデータを格納した情報記憶手段（内部メモリ又は外部メモリ）を備えており、このメディア種テーブルを参照して判定値が決定される。

その一方、メディア２０上の所定領域内に打滴される液滴量の判定を行う（ステップＳ１４）。この処理では、プリントすべき画像の画像データを解析して、所定の画像領域領域中に吐出されるインクの液滴量が判定される。「所定の画像領域」は、１画像内で設定される主走査方向の複数ライン分のエリアであってもよいし、１画像全体でもよい。

ステップＳ１４で求めた液滴量の判定結果に基づき、当該液滴量に対応した判定値＝Ｂを確定する（ステップＳ１６）。続いて、判定値＝Ａ，Ｂ並びに所定の係数α1 ，β1 を用いて電界ＯＦＦタイミング判定式（α1 ×Ａ）＋（β1 ×Ｂ）を計算する（ステップＳ２０）。そして、ステップＳ２４の判定式の結果に基づき、当該判定式結果に対応した電界ＯＦＦタイミングＴ1 を確定する（ステップＳ２２）。判定式の計算結果と電界ＯＦＦタイミングＴ1 とを対応付けるテーブルは、装置内の情報記憶手段（内部メモリ又は外部メモリ）に格納されており、当該テーブルを参照して電界ＯＦＦタイミングＴ1 が確定される。

また、ステップＳ１２，Ｓ１６で求めた判定値＝Ａ，Ｂ並びに係数α2 ，β2 を用いてＵＶ光照射タイミング判定式（α2 ×Ａ）＋（β2 ×Ｂ）を計算する（ステップＳ３０）。そして、ステップＳ３０の判定式の結果に基づき、当該判定式結果に対応したＵＶ光照射タイミングＴ2 を確定する（ステップＳ３２）。判定式の計算結果とＵＶ光照射タイミングＴ2 とを対応付けるテーブルは、装置内の情報記憶手段（内部メモリ又は外部メモリ）に格納されており、当該テーブルを参照してＵＶ光照射タイミングＴ2 が確定される。

こうしてステップＳ２２，Ｓ３２で得られた結果に基づいて、電極ユニット２８の電界発生エリアを調整して、着弾インクに対する電界ＯＦＦタイミングＴ1 とＵＶ光照射タイミングＴ2 とを制御する。

図１２は、１つの着弾インク滴に注目したときの電界のＯＮ／ＯＦＦタイミング（実線）と、ＵＶ光照射のＯＮ／ＯＦＦタイミング（破線）の例を示したタイミング図である。同図において、時刻ｔ0 は着弾インク滴に電界が付与されるタイミング（電界ＯＮタイミング）を示し、時刻ｔ1 は電界が解除されるタイミグ（電界ＯＦＦタイミング）を示す。時刻ｔ2 は、着弾インク滴にＵＶ光が照射されるタイミング（ＵＶ光照射ＯＮタイミング）を示す。

すなわち、時刻ｔ0 を基準として時間Ｔ1 のタイミングで電界がＯＦＦされ、時間Ｔ2 のタイミングでＵＶ光が照射される。図１で説明した電極ユニット２８による電界発生エリアを可変することによって、図１２における電界ＯＦＦタイミング（時刻ｔ1 ）が変更される。その結果、電界ＯＦＦタイミングとＵＶ光照射ＯＮタイミングとの相対的な関係（時間差）が変更される。

具体的には、例えば下記に示す制御方法がある。

（制御方法例１）濡れ性がよく浸透の速いメディアを使用する場合、又は打滴量（液滴量）が少ない場合、若しくはこれらの組み合わせの場合には、制御の傾向として、電界ＯＦＦタイミングを遅く（Ｔ1 を長く）し、ＵＶ光照射のタイミングを早く（Ｔ2 を短く）する。

（制御方法例２）逆に、濡れ性が悪く浸透が遅いメディアを使用する場合、又は打滴量（液滴量）が多い場合、若しくはこれらの組み合わせの場合には、制御の傾向として、電界ＯＦＦタイミングを早くする（Ｔ1 を短く）し、ＵＶ光照射のタイミングを遅く（Ｔ2 を長く）する。

なお、図１２では、電界ＯＦＦ後にＵＶ光を照射する例が示されているが（Ｔ1 ＜Ｔ2 ）、本発明の実施に際しては、電界ＯＮ期間中にＵＶ光の照射を開始し、ＵＶ光の照射中に電界をＯＦＦするという制御態様（Ｔ1 ＞Ｔ2 ）もあり得る。

上述の実施形態では、微導電性ベルト４３の内側に電界発生エリアを制御可能な電極ユニット２８を配置した構造例を述べたが、本発明の実施に際して、電界ＯＦＦタイミング及びＵＶ光照射タイミングを調整する具体的な手段はこの例に限定されない。

例えば、図１及び図７〜図８で説明した搬送部２６に代えて、電界発生用の電極対を埋め込んだ無端状のベルトを用いる構成も可能である。この場合、例えば、ベルトの断面構造は図８と同様の構造とすることができる。また、ベルト内に埋設した電極対への電圧印加領域を可変する機構（例えば、直流高圧発生器７８との導通範囲を可変する摺動接点構造）を設け、電圧印加領域を制御することで電界発生エリアを調整する。

また、搬送部２６については、ベルト搬送機構に代えて、メディアを保持するテーブルを搬送する構造（テーブル搬送機構）を用いることもできる。

上記実施形態では、ＵＶ光照射位置を固定して電界発生エリア（すなわち、電界ＯＦＦの位置）を制御する構成を述べたが、本発明の実施に際しては、電界ＯＦＦタイミングとＵＶ光照射タイミングとの相対的関係が制御できればよいため、電界発生エリアを固定してＵＶ光照射位置を可変する構成も可能である。

〔他の実施形態〕
図１３は本発明の他の実施形態を示す構成図であり、図１４はその要部ブロック図である。図１３及び図１４中、図１及び図９と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１３に示した例は、電極ユニット２８が固定ゾーン（２８Ａ）のみの構成であり、電界発生エリアは変化しない。その一方で、ＵＶ光源１６は、光源移動機構１７０によってメディア搬送方向に沿って移動可能に支持されている。

ＵＶ光源１６を移動させるための手段は、特に限定されないが、例えば、光源移動機構１７０は、ＵＶ光源１６が固定される可動台１７２と、可動台１７２をメディア搬送方向に沿って走行させるガイド部材１７４と、可動台１７２を駆動するモータ（図中不図示、図１４において符号１７６として記載）等を含んで構成される。

図１４に示したように、光源制御部１２２は、光源移動機構１７０の動力源たるモータ（例えば、ステッピングモータ）１７６を駆動するドライバを含み、システムコントローラ１０２の指令に基づいてＵＶ光源１６の位置（ＵＶ光照射位置）を制御する。

図１３においてＵＶ光源１６を印字部１２に近づけるとＵＶ光照射タイミングが早まり、逆にＵＶ光源１６を印字部１２から遠ざけるとＵＶ光照射タイミングが遅くなる。このように、ＵＶ光源１６の位置を変えることによって、電界ＯＦＦタイミングとＵＶ光照射タイミングとの相対的な関係を調整することができる。図１１で説明したフローチャートに従い、メディア種やインク種並びにインク量に応じて電界ＯＦＦタイミング（Ｔ1 ）とＵＶ光照射タイミング（Ｔ2 ）が決定され、その決定に基づいてＵＶ光源１６の位置が制御される。なお、ＵＶ光源１６の可動範囲を電極ユニット２８による電界発生範囲の一部とオーバーラップさせることによって、ＵＶ光照射タイミングを電界ＯＦＦタイミングよりも早めることが可能となる。

また、図１及び図７〜図９で説明した電界発生エリアを制御する構成と、図１３及び図１４で説明したＵＶ光照射位置を制御する構成とを組み合わせる態様も可能である。電界発生エリアとＵＶ光照射位置とを両方制御することによって、一層細かな条件を実現することが可能となり、電界の印加及びＵＶ光照射の条件の最適化を図ることができる。

上述の説明では、紫外線硬化型インクを使用する例を述べたが、本発明の実施に際しては、紫外線硬化型インクに代表される光硬化型インクに限らず、電子線、Ｘ線などによって硬化する他の放射線硬化型インクを用いることが可能であり、使用されるインクに応じてその硬化剤を活性化させる（重合を活性化させる）のに適した放射線発生源を用いた定着促進処理部が設けられる。

また、上記各実施形態では、メディア（記録媒体）の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、短尺の記録ヘッドを往復移動させながら画像記録を行うシャトルヘッドを用いるインクジェット記録装置についても本発明を適用可能である。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図 ヘッドの構造例を示す平面透視図 フルライン型インクジェットヘッドの他の構成例を示す平面透視図 液滴吐出素子（各ノズル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に示したヘッドのノズル配列を示す拡大図 本例のインクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図 電極ユニットの電極配置構造の一例を示す平面模式図 図７中の８−８線に沿う断面図 本例の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 着弾インクの挙動を示す説明図 電界ＯＦＦタイミングとＵＶ光照射タイミングの制御アルゴリズム例を示したフローチャート １つの着弾インク液滴に注目したときの電界のＯＮ／ＯＦＦタイミング（実線）とＵＶ光照射のＯＮ／ＯＦＦタイミング（破線）の例を示したタイミング図 本発明の他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 図１３に示した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

符号の説明

１０…インクジェット記録装置（画像形成装置に相当）、１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ…ヘッド（吐出ヘッドに相当）、１４…インク貯蔵／装填部、１６…ＵＶ光源（定着促進手段に相当）、２０…メディア（記録媒体に相当）、２２…メディア供給部、２６…搬送部、２８…電極ユニット（電界付与手段に相当）、２８Ａ…第１の電極領域、２８Ｂ…第２の電極領域、２８Ｃ…第３の電極領域、２８Ｄ…第４の電極領域、３２…マガジン、４３…微導電性ベルト（電界付与手段に相当）、５０…ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５８…アクチュエータ、７２…正電極、７２-1〜７２-4…正電極パターン、７４…負電極、７４-1〜７４-4…負電極パターン、７８…直流高圧発生器、１０２…システムコントローラ（タイミング制御手段、電界強度制御手段、定着強度制御手段に相当）、１０８…メディア種検出部、１１０…インク量判定部、１２０…電界制御部（タイミング制御手段、電界強度制御手段に相当）、１２２…光源制御部（タイミング制御手段、定着強度制御手段に相当）

Claims (9)

1. 電気粘性効果を有するインクを記録媒体に向けて吐出する吐出ヘッドと、
   前記記録媒体上に着弾した液滴状のインクに電界を付与する電界付与手段と、
   前記記録媒体上のインクの定着を促進する処理を行う定着促進手段と、
   前記記録媒体上のインクに対する前記電界付与手段による電界の印加を解除するタイミングと前記定着促進手段による処理のタイミングとの時間差を制御するタイミング制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録媒体の種類を検出する記録媒体種検出手段を備え、
   前記タイミング制御手段は、前記記録媒体種検出手段で得た情報に基づいて、前記電界付与手段による電界の印加解除タイミング及び前記定着促進手段による処理タイミングを決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 描画すべき画像の画像情報からインク量を判定するインク量判定手段を備え、
   前記タイミング制御手段は、前記インク量判定手段で判定したインク量に基づいて、前記電界付与手段による電界の印加解除タイミング及び前記定着促進手段による処理タイミングを決定することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記インクは放射線硬化型インクであり、前記定着促進手段は、当該インクを硬化させる放射線を照射する放射線照射手段を含んで構成されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記吐出ヘッド及び記録媒体のうち少なくとも一方を一定の方向に搬送して前記吐出ヘッドと前記記録媒体を相対移動させる搬送手段を備え、
   前記電界付与手段は、前記相対移動の方向に沿って並ぶように複数の電極領域に分割され、各電極領域に第１の電極及び第２の電極から成る電極対が配置された構造を有し、
   前記タイミング制御手段は、前記各電極領域の電極対への電圧の印加／非印加を制御することで電界の発生領域を可変することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の画像形成装置。
6. 前記記録媒体に着弾した液滴上のインクが所定の粘度となるように電界強度を制御する電界強度制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の画像形成装置。
7. 前記定着促進手段による処理の強度を制御する定着強度制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の画像形成装置。
8. 前記電界付与手段は、前記記録媒体を静電吸着によって保持する静電吸着手段として機能することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の画像形成装置。
9. 電気粘性効果を有するインクを吐出ヘッドから記録媒体に向けて吐出するインク吐出工程と、
   前記記録媒体上に着弾した液滴状のインクに電界を付与する電界付与工程と、
   前記記録媒体上のインクの定着を促進する処理を行う定着促進工程と、
   前記記録媒体上のインクに対する前記電界付与工程による電界の印加を解除するタイミングと前記定着促進工程による処理のタイミングとの時間差を制御するタイミング制御工程と、
   を含むことを特徴とする画像形成方法。

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