JP2000094654A

JP2000094654A - 画像形成装置及び画像形成方法

Info

Publication number: JP2000094654A
Application number: JP10267066A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kuramoto; 新一倉本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2000-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】特殊な記録媒体や揮発性物質を使用すること
なく、低エネルギーで高粘度のインクを用いて滲みのな
い画像を印字する。【解決手段】本発明の画像形成装置１０は、インクを
記録媒体６８に転写するための転写ドラム１２と、転写
ドラム１２にインクとの接触によりインクの粘度を増加
させるアルギン酸のような固体粒子を供給する固体粒子
供給ユニット４２と、転写ドラム１２上に記録情報に応
じてインク液滴を吐出するインクジェットヘッド２２、
２４、２６、２８を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録情報に応じてイ
ンク液滴を吐出する画像形成装置及び画像形成方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクにエネルギーを与えて
微小のインク液滴を形成し、その液滴を記録媒体上に付
着させるインクジェット方式の画像形成装置が数多く提
案されている。インクジェット方式に用いられるインク
吐出メカニズムの多くは、キャビティー内のインクにパ
ルス圧力、静電力、電気浸透力等の外力を作用させてオ
リフィスからインク液滴を噴射させるものである。図１
３はインク粘度とインクを飛翔させるのに必要な印加圧
力との関係を示す。通常インクに加えられる圧力はピエ
ゾトランスデューサーの変形やインクの沸騰による気泡
等で作られるため低圧であり、従来型のインクジェット
方式の画像形成装置には１〜３ｍＰａ・ｓ程度の粘度の
インクしか使用できない。このため、インクが記録媒体
である用紙に付着したときに用紙の繊維に沿ってインク
が滲み、印字されたドット径がノズル径に比べ大きくな
ったり、不均一になる。また、カラーインクジェットの
場合は色の異なる隣接するドット同士が接触し、滲み、
混色が起こるおそれがある。

【０００３】インクの滲みを防止するために、特開平２
−３０７７５３号公報は印字前の用紙の裏面に滲み防止
剤を供給する方法を開示し、特開昭６４−６３１８５号
公報は、図１４に示すように、用紙１上にインク２を不
溶化させる硬化剤溶液３をノズルから吐出し、その硬化
剤溶液３上にインク２を吐出する方法を開示する。しか
しどちらの方法も滲みを十分に防止できない。また、特
開昭６４−６３１８５号公報に開示されている方法で
は、硬化剤溶液３を用紙１に吐出させることによって、
用紙１に皺が生じることがあった。よって、インクの滲
みや混色を抜本的に解決するには、高粘度のインクを使
用することが必要である。高粘度のインクは、用紙に付
着しても毛管現象がほとんど発生しないため、用紙中の
繊維に染み込まず滲みを防止できる。

【０００４】高粘度のインクを使用するインクジェット
方式の一つとして特殊なホットメルトタイプのインクを
使用する方式があるが、インクの滲み防止には最低でも
１００ｍＰａ・ｓ程度の粘度が必要であるのに対し、こ
の方式で吐出できるインクの粘度は１０ｍＰａ・ｓ程度
までが限界である。また、インクを瞬間的に溶融させる
ための熱エネルギーが必要となるため、低エネルギー化
の要求に逆行する。さらに、インクの粘度が高いため、
対向する用紙の粉等がノズルに付着してノズルの目詰ま
りを起こしやすい。

【０００５】記録媒体上でインクの滲みを防止する他の
装置として、特開平５−９６７２０号公報は、図１５に
示すように、帯電性と熱溶融性を有する吸水性樹脂粒子
４の層を形成したロールから記録媒体へこの粒子を電界
で転移させ、転移した粒子上に着色インクを吐出し、そ
の後、熱ローラー５で定着させる装置を開示する。ま
た、特開平８−５８２２５号公報は、カチオン性樹脂粒
子である吸水性樹脂粒子にアニオン性染料を含むインク
を吐出して、カチオン性樹脂粒子とアニオン性染料を反
応させた反応生成物を熱ローラーで定着させる装置を開
示する。さらに、特開平６−１２２１９４号公報は、図
１６に示すように、中間転写ドラム６上に印字装置７か
らインクを吐出し、吐出したインクにランプ８から光を
照射し加熱してインクの粘度を増加させた後、インクを
中間転写ドラム６から記録媒体９上に転写する装置を開
示する。

【０００６】しかし、これらの装置では、熱ローラやラ
ンプが必要であり、定着のための熱エネルギーが必要と
なるため、省エネルギー化に逆行する。また、特開平６
−１２２１９４号公報の装置は、熱を常時使用するため
中間転写ドラム６の表面温度が装置の使用につれて上昇
し、インクの粘度を所望の値にするために必要なランプ
８の照射時間がスタート時とランニング時で変化するお
それがあり、画質を制御することが困難になる可能性が
ある。さらに、この装置は、インク中の有機溶剤を急速
に蒸発させるため、溶剤の種類によっては環境的にも問
題となる。このように、高粘度なインクを印字する場
合、高いエネルギーが必要であり、環境的にも問題であ
り、ノズルが目詰まりし易い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
問題点に鑑みてなされたものであり、特殊な記録媒体や
環境上問題になる揮発性物質を使用することなく、低エ
ネルギーで滲みのない画像を印字す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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明によって達成される。即ち、本発明は、（１）インク画像を記録媒体に転写するための転写媒体
と、前記転写媒体表面にインクとの接触によりインクの
粘度を増加させる固体粒子を供給する固体粒子供給手段
と、記録情報に応じてインク液滴を吐出し、前記転写媒
体表面にインク画像を形成する吐出手段と、前記転写媒
体表面に形成されたインク画像を、記録媒体表面に転写
する転写手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装
置である。（２）前記固体粒子が、多糖類高分子を含有することを
特徴とする（１）に記載の画像形成装置である。

【０００９】（３）前記多糖類高分子が、その分子量が
１００００以上１０００００以下であり、かつ、アルギ
ン、アルギン酸、アルギン酸一価金属塩及びカラギーナ
ンからなる群より選ばれる少なくとも１種の高分子化合
物であることを特徴とする（２）に記載の画像形成装置
である。（４）前記固体粒子の粒径が、１μｍ以上５０μｍ以下
であり、かつ、吐出されるインク液滴の直径以下である
ことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか１に記載
の画像形成装置である。

【００１０】（５）前記転写媒体のプロセス・スピード
が、インク液滴が吐出されてから記録媒体表面に転写さ
れるまでに、転写媒体表面に形成されたインク画像のイ
ンクの粘度が、転写可能な程度にまで増加する時間を確
保し得るように設定されていることを特徴とする（１）
乃至（４）のいずれか１に記載の画像形成装置である。（６）吐出手段が、転写媒体の進行方向に対し、固体粒
子供給手段より下流に配されてなることを特徴とする
（１）乃至（５）のいずれか１に記載の画像形成装置で
ある。

【００１１】（７）さらに、記録媒体表面のインク画像
上に固化液を塗布する固化液塗布手段を備えたことを特
徴とする（１）乃至（６）のいずれか１に記載の画像形
成装置である。（８）前記固化液が金属塩水溶液であることを特徴とす
る（７）に記載の画像形成装置である。

【００１２】（９）さらに、インクと接触していない記
録媒体表面の固体粒子を除去する手段を備えたことを特
徴とする（１）乃至（８）のいずれか１に記載の画像形
成装置である。（１０）さらに、転写後に前記転写媒体表面に残留した
固体粒子を除去する手段を備えたことを特徴とする
（１）乃至（９）のいずれか１に記載の画像形成装置で
ある。

【００１３】（１１）前記転写媒体の表面が離型性を有
する材料で覆われていることを特徴とする（１）乃至
（１０）のいずれか１に記載の画像形成装置である。 (１２) 前記離型性を有する材料がフッ素樹脂を含むこ
とを特徴とする（１１）に記載の画像形成装置である。

【００１４】（１３）吐出手段が複数であり、かつ、複
数の吐出手段により吐出される各インク液滴の色相が相
互に異なり、形成されるインク画像がカラー画像である
ことを特徴とする（１）乃至（１２）のいずれか１に記
載の画像形成装置である。（１４）インク画像を記録媒体表面に転写するための転
写媒体表面に、インクとの接触によりインクの粘度を増
加させる固体粒子を供給する固体粒子供給工程と、前記
転写媒体表面に記録情報に応じてインク液滴を吐出し、
インク画像を形成する吐出工程と、前記転写媒体表面に
形成されたインク画像を記録媒体表面に転写する転写工
程と、を有することを特徴とする画像形成方法である。

【００１５】（１５) さらに、記録媒体表面のインク画
像上に金属塩水溶液を塗布する固化液塗布工程と、イン
クと接触していない記録媒体表面の固体粒子を除去する
除去工程と、を有することを特徴とする（１４）に記載
の画像形成方法である。（１６) 吐出工程を複数有し、かつ、複数の吐出工程で
吐出される各インク液滴の色相が相互に異なり、形成さ
れるインク画像がカラ−画像であることを特徴とする
（１４）又は（１５）に記載の画像形成方法である。

【００１６】本発明では、インク画像を直接記録媒体表
面へ印字せずに一旦転写媒体表面へ印字するため、吐出
手段が紙等の記録媒体の粉の影響を直接受けることがな
く、吐出手段の目詰まりが防止される。また、本発明で
は、インクと接触することによりインクの粘度を増加さ
せる固体粒子を使用するため、吐出手段から吐出される
インクには従来のインク同様１〜３ｍＰａ・ｓの粘度の
ものを用いることができ、吐出手段にも従来のものと同
様の構造のものを使用することができる。さらに、本発
明では、インクの粘度を増加させるのに必要なことはイ
ンクと固体粒子を接触させることのみであり、ランプに
よる光照射や熱ローラーは必要ないため、本発明の画像
形成装置は低エネルギーで滲みのない高画質の画像を形
成できる。

【発明の実施の形態】

【００１７】本発明では、インク画像を記録媒体に転写
するための転写媒体としては、従来公知のもの、例え
ば、ドラム、ベルト等を使用することできる。転写媒体
は、金属、ゴム、プラスチック等の材料で形成すること
ができる。

【００１８】また、固体粒子との接触により粘度が増加
したインクを転写媒体から記録媒体に移行させやすくす
るために、転写媒体の表面は離型性を有する材料で覆わ
れていることが好ましい。このような離型性を有する材
料としては、シリコーン樹脂やフッ素樹脂を挙げること
ができるが、良好な耐久性を有する点から、フッ素樹脂
が好ましい。なお、転写媒体がドラムである場合には、
このドラム表面に固体粒子を搬送するための適度な表面
粗さを提供するために、ドラムとして、表面を粗くした
金属基体を使用することができる。また、この場合、粘
度が増加したインクを確実に記録媒体に転写するため
に、金属基体と離型性材料の層との間に弾性体層を設け
ることができる。

【００１９】本発明に使用する、インクとの接触により
インクの粘度を増加させる固体粒子としては、アルギ
ン、アルギン酸、アルギン酸一価金属塩及びカラギーナ
ン等の透明な多糖類高分子を挙げることができる。粘ち
ょうな多糖類高分子の水溶液は用紙等の記録媒体の繊維
に沿って浸透しないため、フェザリングを発生すること
がなく、また液滴同士の結合による混色、にじみを発生
することがない。アルギン酸及びカラギーナンに関して
は、特開平５−１９４８９０号公報の段落番号２４〜４
２に記載のものを使用することができる。アルギン、ア
ルギン酸、アルギン酸一価金属塩及びカラギーナンの分
子量は１００００以上１０００００以下が好ましく、５
００００以上１０００００以下がより好ましい。

【００２０】１滴のインクに対して使用される固体粒子
の量及び固体粒子の粒径は記録媒体上で獲得したいドッ
ト径とインク液滴の直径の関係等に応じて決定される。
高画質化の点からは、固体粒子の粒径は５０μｍ以下で
あることが好ましいが、均一な薄層を形成させやすい点
やクラウド量を制御しやすい点からは、固体粒子の粒径
は１μｍ以上であることが好ましい。

【００２１】また、固体粒子の粒径がインク液滴の直径
よりも大きい場合には、固体粒子が十分に膨潤せず（イ
ンク粘度が所望の値まで増加せず）、インクと接触した
固体粒子が転写媒体から記録媒体に移行しない可能性が
あるため、固体粒子の粒径はインク液滴の直径以下であ
ることが好ましい。

【００２２】また、インクへの固体粒子の浸透を速めた
り、接触確率を増加することにより粘度変化を速くする
ためにはその範囲で固体粒子をできるだけ小さくした方
が良いが、固体粒子の粒径がインク液滴の直径の半分以
下である場合には、インクの粘度を所望の値まで増加す
ることができない可能性があるため、固体粒子の粒径は
インク液滴の直径の半分以上であることが望ましい。

【００２３】例えば、解像度が１２００ｄｐｉの場合、
インク滴径は約２０μｍとなるため、記録媒体上の所望
のドット径が約２５μｍである場合には、直径１０μｍ
の固体粒子を使用することができる。図１２に、インク
滴径と固体粒子径と記録媒体上のドット径との関係を示
す。

【００２４】上記固体粒子がインクと接触してから固体
粒子にインクが浸透してインクの粘度が増加するまでに
は、ある程度の時間（インク増粘時間）が必要であるた
め、転写媒体のプロセス・スピードは、インク液滴が吐
出されてから記録媒体表面に転写されるまでに、転写媒
体表面に形成されたインク画像のインクの粘度が、転写
可能な程度にまで増加する時間を確保し得るように設定
されていることが好ましい。なお、プロセス・スピード
とは、例えば、転写媒体がドラムである場合には、ドラ
ムの回転速度を言い、また、転写媒体がベルトである場
合には、ベルトの進行速度を言う。

【００２５】また、上記インク増粘時間は固体粒子径、
並びに固体粒子の濃度及び分子量に影響される。図１１
は固体粒子として、分子量１．８×１０⁵のアルギン酸
ナトリウムを水に溶解した水溶液（濃度：５％）をスプ
レードライにより固体粒子化したものを使用し、インク
滴径を２０μｍとした時の超音波伝播時間と、インク増
粘時間との関係を示す。

【００２６】固体粒子と接触する前のインク中の超音波
の伝播時間は７３．７４μｓｅｃであり、これは１〜３
ｍＰａ・ｓの粘度に相当する。固体粒子と接触した後、
超音波伝播時間は７３．７μｓｅｃに変化し、これは１
７００ｍＰａ・ｓの粘度に相当する。１７００ｍＰａ・
ｓという高粘度のインクは従来のインクジェット方式で
は全く吐出不可能であったが、本発明では、吐出後に該
粘度まで増加させているため、印字後の画像の滲みを防
止するのに極めて有効である。

【００２７】インクの粘度は固体粒子の粒径が５０μｍ
のときは２００μｓｅｃ以下で変化し始め、固体粒子の
粒径が１０μｍのときはその約半分の時間で変化が終了
する。また、転写時のインクの粘度は１００ｍＰａ・ｓ
以上であれば転写が可能であるため、インクと固体粒子
とが接触してから２００μｓｅｃ以上経過していれば、
転写が可能となる。

【００２８】転写媒体表面に固体粒子を供給する手段と
しては、ブラシロール、ベルト、超音波振動子とプレー
トとの組み合わせ等を挙げることができる。固体粒子は
転写媒体の全面に均一に供給されることが好ましく、転
写媒体上の固体粒子は２層以下の層を形成していること
が好ましい。そのために、層の厚さを規制するブレード
のような層規制手段を設けてもよい。

【００２９】記録情報に応じてインク液滴を吐出し、転
写媒体表面にインク画像を形成する吐出手段としては、
スキャン型やアレイ型のインクジェットヘッドのような
インクジェット方式で公知のものを使用することができ
る。吐出用の駆動素子としては、１ドット当たりの印字
エネルギーが２５０ｎＪと非常に低いことから（バブル
方式では約１０μＪ）、圧電素子を使用することが好ま
しいが、これに限定されない。

【００３０】固体粒子とインクとを確実に接触させるた
めには、この吐出手段は転写媒体の進行方向に対し、固
体粒子供給手段より下流に配されてなることが好まし
い。また、本発明の画像形成装置が、複数の吐出手段を
有し、これらによって吐出される各インク液滴の色相が
相互に異なる場合（例えば、シアン・マゼンタ・イエロ
ー、レッド・グリーン・ブルー等）には、カラー画像を
形成することができる。

【００３１】本発明の画像形成装置は、記録媒体表面の
インク画像上に固化液を塗布する固化液塗布手段を備え
てもよい。このような固化液としては、金属塩水溶液を
使用することができる。固体粒子が前記多糖類高分子で
ある場合、インクと接触した多糖類高分子粒子が金属塩
水溶液と接触することにより水に溶解された金属塩がイ
ンクに溶解された多糖類高分子の中へ拡散すると共に、
多糖類高分子粒子が瞬時に溶媒である水を保持して固化
（ゲル化）する。このような固化液塗布手段によれば、
形成されたゲルが水を保持し、用紙等の記録媒体の繊維
中へ水が移動することがないため、従来技術で発生して
いた用紙の波打ちやカールを防止することができる。さ
らに固化した多糖類高分子は耐水性、耐熱性が高いた
め、画像が記録媒体上で安定する。

【００３２】固化液塗布手段としては、ノズル、スプレ
ー、ロールコート等を挙げることができるが、これらに
限定されない。また、記録媒体表面のインク画像上にの
み固化液が塗布されるように、コントローラで固化液塗
布手段を制御することが好ましい。さらに、記録媒体表
面のインク画像上に確実に固化液を塗布するため、固化
液塗布手段の解像度はインク液滴の吐出手段の解像度よ
り低くてよく、例えば、吐出手段の解像度の半分とする
ことができる。

【００３３】また、本発明の画像形成装置は、さらに、
インクと接触していない記録媒体表面の固体粒子を除去
する手段を備えることができる。このような除去手段と
しては、吸引器、ブラシロール、粘着部材等を挙げるこ
とができる。なお、除去手段がブラシロールのような記
録媒体表面のインク画像を擦るものであっても、画像は
固化液により瞬時（例えば、１５０ｍｓｅｃ以下）に固
化するため、画質が劣化しない。

【００３４】また、本発明の画像形成装置は、さらに、
転写後に転写媒体表面に残留した固体粒子を除去する手
段を備えることができる。このような除去手段には、記
録媒体上のインクと接触していない固体粒子を除去する
ための除去手段と同様のものの他、ブレードを使用する
ことができる。このように、画像形成サイクル毎にイン
クと接触しなかった固体粒子を転写媒体から回収した後
に、新たに転写媒体に固体粒子を供給すれば、転写媒体
に供給される固体粒子は常に均一な層を形成することが
できる。

【００３５】本発明の画像形成装置で使用する記録媒体
は、紙、布、プラスチック、皮、金属板等、吐出手段に
よるインクの付与が可能なものであるならばいかなるも
のでもよい。また、本発明の画像形成装置では、インク
ジェット方式の画像形成装置に使用されている公知のイ
ンクを使用することができる。

【００３６】以上のように、本発明の画像形成装置及び
画像形成方法によれば、定着のためのエネルギーや、環
境上問題になる揮発性物質や、特殊な加工を施した記録
媒体を必要とぜず、かつ、従来型のインク吐出ヘッドを
使用して、滲みのない画像を提供することができる。

【００３７】

【実施例】〔実施例１〕図１は本実施例で使用した本発
明の画像形成装置を示す。図１の画像形成装置１０は矢
印Ａ方向に回転する転写ドラム１２を備えている。この
転写ドラム１２は、図２に示すように、最下層であるア
ルミニウム中空パイプ（外径３０ｍｍ）１４、ウレタン
ゴムで形成された厚さ約２００μｍの弾性体層１６、表
面を粗した（Ｒａ：０．６μｍ）厚さ約１００μｍのス
テンレス層（ＳＵＳ３０４）１８、及び厚さ約５０μｍ
のフッ素樹脂層２０（フッ素樹脂の表面のＲａ：０．２
μｍ）で形成されている。画像形成装置１０の設置面か
ら転写ドラム１２の頂部までの高さは５０ｍｍである。
また、転写ドラム１２のプロセススピードは１５０ｍ／
ｓｅｃである。

【００３８】図１に示すように、この転写ドラム１２の
上方には４つのインクジェットヘッド２２、２４、２
６、２８が配置されている。インクジェットヘッド２
２、２４、２６、２８の幅は２２０ｍｍであり、これら
のインクジェットヘッド２２、２４、２６、２８の下面
には１８０個の直径２８μｍの吐出口（インクメニカ
ス）３０（図５、６）が印字幅が２１２ｍとなるように
形成されており、解像度は７２０Ｄｐｉである。図５及
び図６はインクジェットヘッド２２の内部構成を示す。
なお、インクジェットヘッド２４、２６、２８の構成は
インクジェットヘッド２２のそれと同一である。インク
ジェットヘッド２２では、厚さ２０μｍの圧電素子（住
友金属工業（株）製ＰＺＴ素子：タイプ９０Ａ）を２０
枚重ね合わせた一対の圧電素子層３２が互いに対向する
ように配置されている。一方の圧電素子層３２の内側に
はステンレス（ニッケル、チタン等の金属でもよい）フ
ィルムで形成され、圧電素子の変位により変形してイン
クを吐出させる振動版３４が設けられている。他方の圧
電素子層３２の内側と、双方の圧電素子層３２の上部及
び下部とには、ウレタン樹脂層３６が設けられている。
また、圧電素子層３２の下部のウレタン樹脂層３６の下
にはステンレスで形成された底壁３８が配置され、これ
がヘッドノズル表面となっている。さらに、圧電素子層
３２の上部のウレタン樹脂層３６の上にはステンレスで
形成されたインク供給弁３８が配置されている。インク
供給弁３８及び圧電素子層３２はコントロールボード４
０（図１）に接続されていて、コントロールボード４０
からの信号（記録情報）に応じてインクジェットヘッド
２２、２４、２６、２８からインクが吐出される。なお
インクジェットヘッド２２、２４、２６、２８の圧電素
子層３２に印加する電圧は２０Ｖで、周波数は１０ｋＨ
ｚであった。

【００３９】本実施例ではインクジェットヘッド２８に
スペシャルブラックＢａｙｅｒＡ−ＳＦ（Ｂａｙｅｒ社
製）１．５ｗｔ％、及びナトリウムスルホン酸ホルマリ
ン縮合物０．１ｗｔ％をイオン交換水に分散したブラッ
クインクを装填した。

【００４０】図１に示すように、インクジェットヘッド
２２、２４、２６、２８の転写ドラム１２の回転方向の
上流側には、固体粒子供給ユニット４２が配置されてい
る。固体粒子供給ユニット４２はハウジング４４を備
え、ハウジング４４内には固体粒子４６が装填されてい
る。また、ハウジング４４内には、上方且つ転写ドラム
１２の近傍の位置にナイロン製の回転可能なブラシロー
ル４８（ブラシの長さ：約５ｍｍ、回転数１０ｒｐｍ）
が配設され、さらに固体粒子４６をブラシロール４８に
供給するための搬送ベルト５０が垂直方向に配置されて
いる。

【００４１】図４に示すように、搬送ベルト５０の外周
面には複数の羽５０Ａが斜めに設けられており、搬送ベ
ルト５０はローラ５２、５４に巻き掛けられている。ブ
ラシロール４８の上部には、図３に示す如く、複数のプ
レートが放射状に配置された攪拌プレートシャフト５６
がブラシロール４８の深さ方向で約１ｍｍブラシロール
４８に食い込むように配設されている。この攪拌プレー
トシャフト５６は回転数５０ｒｐｍで回転しており、ブ
ラシロール４８内部にトラップされた固体粒子４６を叩
き落として、転写ドラム１２上に供給する。この攪拌プ
レートシャフト５６のブラシロール４８への食い込み量
を調整することで、転写ドラム１２への固体粒子４６の
供給量を制御できる。ハウジング４４内、かつ、転写ド
ラム１２のブラシロール４８より回転方向下流側には、
転写ドラム１２上に供給された固体粒子４６の層の厚み
を一定にしたり、固体粒子４６の固まりを細かくするた
めのシリコンゴム（硬度７〜８）製の層規制ブレード５
８が設けられている。また、ハウジング４４内、且つ転
写ドラム１２のブラシロール４８より回転方向上流側に
は、転写ドラム１２上に残留した固体粒子４６をクリー
ニングするためのナイロン製のロールブラシの５９が配
置されている。

【００４２】転写ドラム１２の下方には駆動ローラ６０
及びローラ６２に巻き掛けられた記録媒体搬送ベルト６
４が配置されている。記録媒体搬送ベルト６４の転写ド
ラム１２の反対側には圧力ロール６６が配置されてお
り、この圧力ロール６６が記録媒体６８を転写ドラム１
２に押圧することにより、吐出時に比べ粘度が増加した
インクが転写ドラム１２から記録媒体６８に転写され
る。

【００４３】記録媒体ベルト６４の転写ドラム１２より
搬送方向下流側の上方には、固化液塗布ヘッド７０が配
置されている。この固化液塗布ヘッド７０の解像度は３
６０ｄｐｉであり、インクジェットヘッド２２、２４、
２６、２８の孔の径よりも大きい７０μｍ径の３０３０
個の孔が形成されている。また、固化液塗布ヘッド７０
は画像印字情報制御ボード７２に制御されていて、画像
印字情報制御ボード７２からの信号に応じて固化液を塗
布する。

【００４４】記録媒体ベルト６４の固化液塗布ヘッド７
０より搬送方向下流側の上方には、記録媒体６８上に移
行した固体粒子４６をクリーニングするため吸引器付き
ブラシロール７４が配置されている。

【００４５】固体粒子４６としては、分子量１．８×１
０⁵のアルギン酸ナトリウム水溶液（濃度５％）をスプ
レーし、乾燥させた粒子をメッシュに強力に吹き付け、
メッシュを通過した平均径２０μｍの粒子を使用した。
この固体粒子の製造手順を図８に示した。

【００４６】固化液としては、塩化カルシウムの１０％
水溶液（ｐＨ７．８）を使用した。また、記録媒体６８
として、普通紙（富士ゼロックス製Ｊ紙）を使用した。
この画像形成装置１０の動作が図９、１０に示されてい
る。

【００４７】まず、転写ドラム１２上に固体粒子供給ユ
ニット４２により固体粒子４６が供給され（図９
（Ａ））、転写ドラム１２上の固体粒子４６にインクジ
ェットヘッド２２からブラックインクが塗布され（図９
（Ｂ））、固体粒子４６との接触によりインクの粘度が
増加する。

【００４８】一方、記録媒体６８は記録媒体搬送ベルト
６４により搬送され（図９（Ｃ））、圧力ロール６６と
転写ドラム１２との間に案内される（図９（Ｄ））。記
録媒体６８は圧力ロール６６によって転写ドラム１２側
に押圧され、画像が転写ドラム１２から記録媒体６８に
転写される（図１０（Ａ））。転写ドラム１２上に残留
した固体粒子４６はブラシロール５９により回収され、
一方記録媒体６８上の画像のみに固化液塗布ヘッド７０
から固化液が塗布される（図１０（Ｂ））。固化液が塗
布された画像部は瞬時（１５０ｍｓｅｃ以下）にゲル化
し、滲みのない強固な画像が形成される。次いで、記録
媒体６８上に移行した、インクと接触していない固体粒
子４６はブラシロール７４で除去され（図１０
（Ｃ））、画像が形成された記録媒体６８が得られる
（図１０（Ｄ））。

【００４９】上記装置を使用し、滲みのない高品位の画
像を高速に印刷できた。

【００５０】〔実施例２〕固体粒子を、分子量８０００
０のカラギーナン（和光純薬工業製）２重量％の水溶液
を固化し乾燥させた粒子（平均径：１２μｍ）に変えた
他は実施例１のものと同様の装置を使用して記録物を得
た。滲みのない高品位の画像を高速に印刷できた。

【００５１】〔実施例３〕実施例１のブラックインクの
他に、１．５ｗｔ％アッシドブルー９、ダイレクトレッ
ド２２７、ダイレクトイエロー８７、及びナトリウムス
ルホン酸ホルマリン縮合物０．１ｗｔ％をイオン交換水
に分散したインクをインクジェットヘッド２２、２４、
２６に装填して４色の画像を形成した他は実施例１と同
様に記録物を得た。滲みのない高品位のカラー画像を高
速に印刷できた。

【００５２】〔実施例４〕固体粒子供給ユニット４２と
は、攪拌プレートシャフト５６及びブラシロール４８の
代わりに、図５に示すように超音波振動子７６とこの超
音波振動子７６と一部が接触するプレート７８を使用
し、超音波振動子７６からプレート７８に超音波振動を
伝達することにより生じるプレート７６上の表面波で固
体粒子４６を転写ドラム１２に供給する点が異なる固体
粒子供給ユニット８０を使用した他は、実施例３と同様
にカラー画像を形成した。滲みのない高品位のカラー画
像を高速に印刷できた。

【００５３】

【発明の効果】本発明の画像形成装置及び画像形成方法
によれば、高粘度なインクを低エネルギーで印字でき、
定着エネルギーや特殊な用紙を必要とすることなく記録
媒体上に滲みのない画像を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の概略構成図である。

【図２】図１の画像形成装置の転写ドラムの構成を示す
断面図である。

【図３】図１の画像形成装置の固体粒子供給ユニット内
の攪拌プレートシャフトを示す斜視図である。

【図４】図１の画像形成装置の固体粒子供給ユニット内
の搬送ベルトを示す斜視図である。

【図５】インクジェットヘッドの吐出機構を示した断面
図である。

【図６】インクジェットヘッドの吐出機構を示した断面
図である。

【図７】固体粒子供給ユニットの別例を示す断面図であ
る。

【図８】固体粒子の製造手順を示す図である。

【図９】本発明の画像形成装置による画像形成プロセス
を示す図である。

【図１０】本発明の画像形成装置による画像形成プロセ
スを示す図である。

【図１１】超音波伝播時間（インク粘度）とインク増粘
時間との関係を示すグラフである。

【図１２】インク滴径と固体粒子径と記録媒体上に印字
されたドット径との関係を示すグラフである。

【図１３】インクの粘度とインクを飛翔するのに必要な
インク印加圧力との関係を示すグラフである。

【図１４】従来の画像形成装置を示す図である。

【図１５】別の従来の画像形成装置を示す図である。

【図１６】さらに別の従来の画像形成装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０画像形成装置１２転写ドラム（転写媒体）２２インクジェットヘッド（吐出手段）２４インクジェットヘッド（吐出手段）２６インクジェットヘッド（吐出手段）２８インクジェットヘッド（吐出手段）４２固体粒子供給ユニット（固体粒子供給手
段）４８ブラシロール（固体粒子供給手段）５０搬送ベルト（固体粒子供給手段）５６攪拌プレートシャフト（固体粒子供給手
段）５９ブラシロール（除去手段）７０固化液塗布ユニット（固化液塗布手段）７４ブラシロール（除去手段）７６超音波振動子（固体粒子供給手段）７８プレート（固体粒子供給手段）８０固体粒子供給ユニット（固体粒子供給手
段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク画像を記録媒体に転写するための
転写媒体と、前記転写媒体表面にインクとの接触によりインクの粘度
を増加させる固体粒子を供給する固体粒子供給手段と、記録情報に応じてインク液滴を吐出し、前記転写媒体表
面にインク画像を形成する吐出手段と、前記転写媒体表面に形成されたインク画像を、記録媒体
表面に転写する転写手段と、を備えたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記固体粒子が、多糖類高分子を含有す
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】前記多糖類高分子が、その分子量が１０
０００以上１０００００以下であり、かつ、アルギン、
アルギン酸、アルギン酸一価金属塩及びカラギーナンか
らなる群より選ばれる少なくとも１種の高分子化合物で
あ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】前記固体粒子の粒径が、１μｍ以上５０
μｍ以下であり、かつ、吐出されるインク液滴の直径以
下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
項に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記転写媒体のプロセス・スピードが、
インク液滴が吐出されてから記録媒体表面に転写される
までに、転写媒体表面に形成されたインク画像のインク
の粘度が、転写可能な程度にまで増加する時間を確保し
得るように設定されていることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】吐出手段が、転写媒体の進行方向に対
し、固体粒子供給手段より下流に配されてなることを特
徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形
成装置。
【請求項７】さらに、記録媒体表面のインク画像上に
固化液を塗布する固化液塗布手段を備えたことを特徴と
する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装
置。
【請求項８】前記固化液が金属塩水溶液であることを
特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】さらに、インクと接触していない記録媒
体表面の固体粒子を除去する手段を備えたことを特徴と
する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装
置。
【請求項１０】さらに、転写後に前記転写媒体表面に
残留した固体粒子を除去する手段を備えたことを特徴と
する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装
置。
【請求項１１】前記転写媒体の表面が離型性を有する
材料で覆われていることを特徴とする請求項１乃至１０
のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記離型性を有する材料がフッ素樹脂
を含むことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装
置。
【請求項１３】吐出手段が複数であり、かつ、複数の
吐出手段により吐出される各インク液滴の色相が相互に
異なり、形成されるインク画像がカラー画像であること
を特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の
画像形成装置。
【請求項１４】インク画像を記録媒体表面に転写する
ための転写媒体表面に、インクとの接触によりインクの
粘度を増加させる固体粒子を供給する固体粒子供給工程
と、前記転写媒体表面に記録情報に応じてインク液滴を吐出
し、インク画像を形成する吐出工程と、前記転写媒体表面に形成されたインク画像を記録媒体表
面に転写する転写工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１５】さらに、記録媒体表面のインク画像上
に金属塩水溶液を塗布する固化液塗布工程と、インクと接触していない記録媒体表面の固体粒子を除去
する除去工程と、をさらに有することを特徴とする請求
項１４記載の画像形成方法。
【請求項１６】吐出工程を複数有し、かつ、複数の吐
出工程で吐出される各インク液滴の色相が相互に異な
り、形成されるインク画像がカラ−画像であることを特
徴とする請求項１４又は１５に記載の画像形成方法。