JP2010076148A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非画像領域のインク受容性粒子を再利用して画像を形成したときの滲みの発生率を低減させた画像形成装置を提供する。
【解決手段】非画像領域のインク受容性粒子を粒子回収手段１５で回収し、水分調整手段１６でそのインク受容性粒子１００の水分を除去する。そして搬送路１７を通して粒子塗布手段１１にインク受容性粒子１００ａを渡してそのインク受容性粒子１００ａを再利用して未使用のインク受容性粒子１００とともにベルト１０に塗布する。インク受容性粒子塗布手段１１が塗布するインク受容性粒子の全体の量に対して、再利用されるインク受容性粒子１００ａの量を３０％以下に抑える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、回転する無端状の中間転写体表面にインクを受容するインク受容性粒子を塗布し、中間転写体表面に塗布されたインク受容性粒子に向け、画像信号に応じてインクを吐出してインク受容性粒子にインクを吸わせることにより画像を形成する画像形成装置が知られている（例えば特許文献１から３参照）。特許文献１には、インク受容性粒子を被記録媒体に転写した後においても中間転写体に残ったままの非画像領域のインク受容性粒子を除去せずに再利用する技術が開示されている。また特許文献２には、再利用されているインク受容性粒子の使用回数が予め決められた回数に達したときにそのインク受容性粒子を除去する技術が開示されている。さらに特許文献３には、水分を吸収して粘度が上昇したインク受容性粒子と粘度が上昇していないインク受容性粒子とを分離して粘度が上昇していないインク受容性粒子のみを再利用する技術が開示されている。
特開２０００−１５８７９５号公報 特開２０００−３５１２６４号公報 特開２００１−０１０２２５号公報

本発明は、インク受容性粒子を再利用して画像を形成したときの滲みの発生を抑制する画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１の画像形成装置は、回転する無端状の中間転写体と、
上記中間転写体表面にインク受容性粒子を塗布するインク受容性粒子塗布手段と、
上記中間転写体表面に塗布されたインク受容性粒子に向け、画像信号に応じてインクを吐出するインク吐出手段と、
上記インク吐出手段よりも上記中間転写体の回転方向下流側に配置され、その中間転写体上のインク受容性粒子のうちのそのインク吐出手段により吐出されたインクを吸ったインク受容性粒子を被記録媒体上に転写する画像転写手段と、
上記被記録媒体上に転写されたインク受容性粒子をその被記録媒体上に定着する画像定着手段と、
上記画像転写手段よりも上記中間転写体の回転方向下流側に配置されその中間転写体上に残存するインク受容性粒子を回収する粒子回収手段と、
上記粒子回収手段により回収されたインク受容性粒子の水分を除去して上記インク受容性粒子塗布手段に渡す水分調整手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２の画像形成装置は、上記インク受容性粒子が、熱可塑性剤材料からなる粒子であって、上記水分調整手段は、上記粒子回収手段により回収されたインク受容性粒子をそのインク受容性粒子の軟化温度以下の温度に加熱することによりそのインク受容性粒子の水分を除去するものであることを特徴とする。

また、請求項３の画像形成装置は、上記画像定着手段が、上記被記録媒体上に転写されたインク受容性粒子をその被記録媒体上に定着するにあたりそのインク受容性粒子を加熱するものであり、
上記水分調整手段は、上記画像定着手段から熱を導いて、上記粒子回収手段により回収されたインク受容性粒子をその画像定着手段から導いた熱で加熱することにより、そのインク受容性粒子の水分を除去するものであることを特徴とする。

また、請求項４の本発明の画像形成装置は、上記粒子回収手段が、上記中間転写体上から回収した吸液粒子を一時的に貯留する粒子回収室を有することを特徴とする。

また、請求項５の画像形成装置は、上記水分調整手段と上記インク受容性塗布手段との間に、その水分調整手段で水分が除去されたインク受容性粒子に外添剤を添加する外添剤添加手段を備えたことを特徴とする。

上記請求項１の画像形成装置によれば、水分調整手段を設けない場合に比べて、再利用したインク受容性粒子を使って画像を形成したときの滲みの発生を抑制することができる。

上記請求項２の画像形成装置によれば、軟化温度より高い温度で加熱した場合に比べて、再利用されるインク受容性粒子の形状変化を抑制することができる。

上記請求項３の画像形成装置によれば、本構成を有さない場合に比べて、画像形成装置の消費するエネルギーを省くことが出来る。

上記請求項４の画像形成装置によれば、本構成を有さない場合に比較して、インク受容性粒子の不均一な乾燥を防止することができる。

上記請求項５の画像形成装置によれば、再利用されるインク受容性粒子を未使用のインク受容性粒子の状態に近づけることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１を示す図である。

図１に示す画像形成装置１には、矢印の方向に向かって回転する無端ベルト状の中間転写体（以降においては単にベルトという）１０と、そのベルト１０上にインク受容性粒子１００を塗布して２次元状に配列するインク受容性粒子塗布手段１１と、そのベルト１０上に二次元状に配列されたインク受容性粒子１００にインクを吐き出すインク吐出手段の一例であるインクジェット記録ヘッド１２と、そのインクジェット記録ヘッド１２によって吐き出されて画像が形成された、二次元状に配列されたインク受容性粒子１００を被記録媒体２００に転写する画像転写手段１３と、被記録媒体２００上に転写されたインク受容性粒子１００を被記録媒体２００に定着させる画像定着手段１４とが備えられている。

インク受容性粒子１００は、インクが当該粒子と接触したとき、インク成分を受容するものである。ここで、インク受容性とは、インク成分の少なくとも一部（少なくとも液体成分）を保持することを示す。

ベルト１０が本発明にいう中間転写体の一例を構成している。本実施形態において、ベルト１０は、導電性のポリイミドフィルムのベース層と、このベース層上のＰＦＡフッ素樹脂の表面層で構成されているが、それに限らず、他のゴム材料（ウレタン、ＣＲ、ＮＢＲ等）や樹脂材料（ＰＥＴ、ＥＴＦＥ、ＰＡＩ、ＰＶＤＦ等）により形成されてもよい。そのベルト１０上にインク受容性粒子塗布手段１１によってインク受容性粒子１００が塗布され複数のインク受容性粒子が中間転写体上に２次元的に配列される。本実施形態では、このインク受容性粒子塗布手段１１に電子写真プロセスで用いられる現像機が用いられた例が示されており、その現像機が備えるタンク１１３内にはトナーの代わりにインク受容性粒子１００と、そのインク受容性粒子１００に静電結合する磁性体のキャリア１０１とが蓄えられている。この例では、未使用のインク受容性粒子１００が蓄えられるタンク１１１と、再利用されるインク受容性粒子１００ａが蓄えられるタンク１１２が現像機のタンク１１３に連結され、未使用のインク受容性粒子１００と、再利用されるインク受容性粒子１００ａとが混合されて使用される例が示されている。

上記タンク１１１内のキャリア１０１とともにそのキャリア１０１に静電結合したインク受容性粒子１００が、現像機が備えるタンク１１３内の複数の磁石を覆う円筒状のスリーブ１０２の回転によって、電子写真プロセスの現像と同じ様に、ベルト１０上に導かれてベルト１０面に塗布される。

こうしてインク受容性粒子塗布手段１１によってベルト１０の面に塗布され２次元状に配列されたインク受容性粒子１００がベルト１０の回転とともにインクジェット記録ヘッド１２にまで搬送される。

そしてこの２次元的に配列されたインク受容性粒子１００にインクジェット記録ヘッド１２が備えるノズルを通してインクが吐き出され打ち込まれてベルト１０上に配列されたインク受容性粒子群にカラー画像が形成される。このインクジェット記録ヘッド１２には、ベルト１０の矢印で示す回転方向に沿って、黒、シアン、マゼンタ、イエローのインクを吐出可能な４つのヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが並べられており、各々のヘッドから画像情報に応じた量のインクがベルト１０の回転に応じてベルト上の各インク受容性粒子１００にそれぞれ打ち込まれる。

こうしてベルト１０上に２次元状に配列されたインク受容性粒子群にカラー画像が形成された後、ベルト１０の回転によりカラー画像が形成されたインク受容性粒子群が画像転写手段１３にまで搬送される。この画像転写手段１３では、転写ローラ１３Ａとベルト１０を張架する張架ローラ１３Ｂとでインク受容性粒子１００と被記録媒体２００との双方を挟み込む力によって被記録媒体２００への画像の転写が行なわれる。この実施形態ではインク受容性粒子１００にインクが打ち込まれてインク受容性粒子１００が粘着性を呈していることを利用して熱を加えずにインク受容性粒子を転写ローラ１３Ａと張架ローラ１３Ｂとで挟み込むことによって転写が行なわれる構成例が示されている。

そしてインク受容性粒子群に形成されたカラー画像が被記録媒体２００に転写された後においては画像定着手段１４で圧力と熱との双方がベルト１０上のインク受容性粒子群に加えられて画像が被記録媒体２００上に定着される。なお、図１に示す様に、被記録媒体２００は、給紙部２０１内に積層されていて、一枚一枚に画像が形成されて排紙部２０２に排出される構成になっている。

図１の構成にすると、インクを直接被記録媒体に打ち込んで画像を形成する場合に比較して、吸水性の大きな被記録媒体では、カールや波うちが抑制され、また、吸水性の小さな被記録媒体では、インクの滲みが抑制される。

ここで、画像転写手段１３よりもベルト１０の回転方向下流側には、ベルト１０上に残存するインク受容性粒子１００ａを回収する粒子回収手段１５が備えられている。この粒子回収手段１５によって、画像転写手段１３で転写されずにベルト１０に残ったままの図２に示す非画像領域のインク受容性粒子１００ａが回収される。さらにその粒子回収手段１５で回収されたインク受容性粒子１００ａは、空気中の湿度により吸湿しているため、その吸湿による水分が水分調整手段１６によって調整され、水分が調整されたインク受容性粒子１００ａがタンク１１２を経てタンク１１３に供給されることにより上記インク受容性粒子塗布手段１１に渡される。

このインク受容性粒子１００ａがタンク１１１内の未使用の新しいインク受容性粒子１００と混合されてインク受容性粒子塗布手段１１によってベルト１０に塗布される。こうすると、図２の非画像領域のインク受容性粒子１００ａが再利用される。

なお、非画像領域のインク受容性粒子１００ａを再利用するにあたっては、水分が調製され再利用されるインク受容性粒子１００ａの量を全体量の３０％以下に抑える。特に再利用されるインク受容性粒子の量を全体量の２０％以下に抑えると、画像の滲みがほとんど目立たなくなり、高い画質が得られるので、上記実施形態では再利用されるインク受容性粒子の量が全体量の２０％以下になるようにコントロールされている。

図３は、図１の粒子回収手段１５と水分調整手段１６の具体的な構成例を示す図である。
図３に示す粒子回収手段１５は、ベルト１０上のインク受容性粒子を掻き落とす掻き落とし部材１５０と、ベルト１０から回収したインク受容性粒子１００を一時的に貯留する粒子回収室１５１を有しており、多量のインク受容性粒子が短時間に回収されても、その後段に設けられている水分調整手段内のインク受容性粒子の量が過多にならないようにインク受容性粒子を送ることができる。水分調整手段１６は、粒子回収室１５１からインク受容性粒子１００を受け取り、粒子を乾燥する粒子乾燥室１６１を有する。なお、掻き落とし部材１５０はポリウレタン等の弾性材料で形成された板状部材となっている。また、水分調整手段１６は、粒子乾燥室１６１の上部にヒータＨ１とファンＦ１とを有しており、ヒータＨ１で熱せられた熱風を乾燥室１６１内に吹き込んでインク受容性粒子１００を乾燥させている。この図３の粒子回収室１５１と粒子乾燥室１６１とには、攪拌手段が設けられており、その攪拌手段によって室内の複数のインク受容性粒子１００が攪拌されて複数のインク受容性粒子１００それぞれの乾燥状態が一様になる様にコントロールされている。なお、攪拌手段は、回転軸を有し、そのまわりに複数の板状の羽根を有するものや、羽根が螺旋状になっていても良い。それに限らず、インク受容性粒子１００ａを攪拌できる構成となっていれば良い。

また本実施形態のインク受容性粒子１００は、熱可塑性材料からなる粒子であって、上記水分調整手段１６は、未使用のインク受容性粒子１００の状態に近くなるように、粒子回収手段１５により回収されたインク受容性粒子１００ａをインク受容性粒子１００の軟化温度以下の温度に加熱することによりインク受容性粒子１００ａを乾燥するものである。

また、その粒子乾燥室１６１からインク受容性粒子塗布手段１１に至るところに搬送路１７が設けられており、その搬送路１７を通って再利用されるインク受容性粒子１００ａがインク受容性粒子塗布手段１１に渡される構成になっている。このため、インク受容性粒子塗布手段１１内には攪拌手段１１Ａが設けられており、搬送路１７によって搬送されてきて再利用されるインク受容性粒子１００ａと、未使用のインク受容性粒子１００とが攪拌されそれらのインク受容性粒子がベルト１０に塗布されるときには双方の粒子が混合されてベルト１０に塗布されるように構成されている。この例では、タンク１１２からインク受容性粒子塗布手段１１に搬送される搬送速度を調整することにより再利用されるインク受容性粒子１００ａの比率が全体量の２０％以下に抑えられている。

図４は、その搬送路１７の途中に外添剤添加手段１８を設けた場合の例を示す図である。

図１、図３に示すタンク１１１内に蓄えられている未使用のインク受容性粒子１００の表面には、粉体流動性付与、帯電性・導電性制御等のために外添剤が塗布されている。しかし、ベルト１０に塗布されてベルト１０の回転とともに搬送され水分調整などが行なわれているうちに、外添剤の機能が低下してしまったり、インク受容性粒子の表面からその外添剤が剥がれ落ちてしまうこともある。

そこで、図４では、水分調整手段１６で水分が除去された後のインク受容性粒子１００ａをインク受容性粒子塗布手段１１にまで搬送する搬送路１７の途中に外添剤添加手段１８が設けられている。この外添剤添加手段１８は、外添剤が蓄えられているタンク１８０と外添剤添加室１８１とで構成される。外添剤添加室１８１内には、外添剤添加の偏りを防止するため、攪拌手段１８１Ａが設けられている。外添剤としては、無機微粒子（無色、淡色或いは白色の粒子、例えば、コロイダル・シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化セリウム等）、樹脂微粒子（ビニル系樹脂、ポリエステル、シリコーン等）が挙げられる。

こうして外添剤添加手段１８を設けて再利用するインク受容性粒子１００ａに外添剤を塗布する構成にすると、再利用するインク受容性粒子１００ａが未使用のインク受容性粒子１００に近づく。図５は、図３の水分調整手段１６とは異なる構成を持つ水分調整手段１６Ａを示す図である。

図５では、図３の水分調整手段１６Ａが備える熱源であるヒータＨ１とファンＦ１の代わりにマイクロ波加熱装置１６０Ａが備えられた例が示されている。粒子乾燥室１６１Ａにマイクロ波を透過させるためのガラス窓ＷＤを設けて、そのガラス窓ＷＤを通して上記マイクロウエーブ加熱装置１６０Ａからのマイクロ波を粒子乾燥室１６１Ａ内に送り込んでインク受容性粒子１００を乾燥させる構成にしても良い。なお、前述した様に本実施形態の水分調整手段１６Ａも、粒子回収手段１５により回収されたインク受容性粒子１００をインク受容性粒子１００の軟化温度以下の温度に加熱することによりインク受容性粒子を乾燥する。

図６は、図１の水分調整手段１６、図５の水分調整手段１６Ａとは異なる構成を持つ水分調整手段１６Ｂを示す図である。

図５のマイクロ波加熱装置１６０Ａの代わりに図６に示す様に誘導加熱機１６０Ｂを用いても良い。この誘導加熱機１６０Ｂを用いる場合には、粒子乾燥室１６１Ｂの底部を金属板ＭＴで構成してその金属板ＭＴを通して熱を加えることになる。なお、前述した様に本実施形態の水分調整手段１６Ｂも、粒子回収手段１５により回収されたインク受容性粒子１００をインク受容性粒子１００の軟化温度以下の温度に加熱することによりインク受容性粒子の水分を除去する。

図７は、図１の水分調整手段１６、図５の水分調整手段１６Ａ、図６の水分調整手段とは異なる構成を持つ水分調整手段１６Ｃを示す図である。

図７の水分調整手段１６は、画像定着手段１４から熱を導いて、粒子回収手段１５により回収されたインク受容性粒子１００を画像定着手段１４から導いた熱で加熱することにより、インク受容性粒子１００の水分を除去するものである。

図１や図３に示されている様に、画像定着手段１４にはヒータＨＴ２が備えられているので、そのヒータＨＴ２の熱を伝熱路１６３で導いてファンＦ２により粒子乾燥室１６１内のインク受容性粒子１００に熱風を吹き付けてインク受容性粒子１００を乾燥させる構成にしても良い。

なお、前述した様に本実施形態の水分調整手段１６Ｃも、粒子回収手段１５により回収されたインク受容性粒子１００ａをインク受容性粒子１００の軟化温度以下の温度に加熱することによりインク受容性粒子の水分を除去する。

図８は、乾燥空気発生装置１９２と、掃除機などに用いられるサイクロン発生装置１９１によって構成された水分調整促進手段１９を用いた場合の例を示す図である。

図８の構成では乾燥空気発生装置１９２から乾燥空気をサイクロン発生装置１９１に供給する構成にしてあるので、粒子乾燥室１６１に送り込まれる前のインク受容性粒子１００ａが乾燥空気と十分接触するため、その後の粒子乾燥室１６１での水分調整が促進されるという効果が得られる。また、粒子回収室１５１内のインク受容性粒子１００ａは水分を含んでおり、粒子どうしが凝集してしまう恐れがあるため、このサイクロン発生装置１９１に乾燥空気発生装置１９２から乾燥空気を送り込んで凝集した状態の複数のインク受容性粒子１００をほぐして一旦仮貯蔵室１９３に溜めてからインク受容性粒子１００を粒子乾燥室１６１に送り込む構成にすると良い。なお図８には、発生した空気を外部に放散するためのエアフィルタ１９３，１９４が設けられた例が示されている。

本発明の画像形成装置１の一実施形態を示す図である。 無端状のベルト１０に塗布されたインク受容性粒子１００の状態と、そのインク受容性粒子１００に画像が形成された状態を示す図である。 図１の粒子回収手段１５と水分調整手段１６の具体的な構成例を示す図である。 搬送路１７の途中に外添剤添加手段１８を設けた場合の例を示す図である。 図１の水分調整手段１６とは異なる構成を持つ水分調整手段１６Ａを示す図である。 図１の水分調整手段１６、図５の水分調整手段１６Ａとは異なる構成を持つ水分調整手段１６Ｂを示す図である。 図１の水分調整手段１６、図５の水分調整手段１６Ａ、図６の水分調整手段とは異なる構成を持つ水分調整手段１６Ｃを示す図である。 水分調整促進手段１９を用いて、インク受容性粒子１００ａの水分調整を促進させる構成にした場合の例を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ ベルト（中間転写体）
１１ インク受容性粒子塗布手段
１２ インク吐出手段（インクジェット記録ヘッド）
１３ 画像転写手段
１４ 画像定着手段
１５ 粒子回収手段
１６ １６Ａ １６Ｂ １６Ｃ 水分調整手段
１７ 搬送路
１８ 外添剤添加手段
１９ 水分調整促進手段

Claims (5)

1. 回転する無端状の中間転写体と、
   前記中間転写体表面にインク受容性粒子を塗布するインク受容性粒子塗布手段と、
   前記中間転写体表面に塗布されたインク受容性粒子に向け、画像信号に応じてインクを吐出するインク吐出手段と、
   前記インク吐出手段よりも前記中間転写体の回転方向下流側に配置され、該中間転写体上のインク受容性粒子のうちの該インク吐出手段により吐出されたインクを吸ったインク受容性粒子を被記録媒体上に転写する転写手段と、
   前記被記録媒体上に転写されたインク受容性粒子を該被記録媒体上に定着する画像定着手段と、
   前記画像転写手段よりも前記中間転写体の回転方向下流側に配置され該中間転写体上に残存するインク受容性粒子を回収する粒子回収手段と、
   前記粒子回収手段により回収されたインク受容性粒子の水分を調整する水分調整手段と、
   前記水分調整手段により水分を調整されたインク受容性粒子をインク受容性粒子塗布手段に供給する粒子供給手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記インク受容性粒子は、熱可塑性材料からなる粒子であって、前記水分調整手段は、前記粒子回収手段により回収されたインク受容性粒子を該インク受容性粒子の軟化温度以下の温度に加熱することにより該インク受容性粒子の水分を調整するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像定着手段は、前記被記録媒体上に転写されたインク受容性粒子を該被記録媒体上に定着するにあたり該インク受容性粒子を加熱するものであり、
   前記水分調整手段は、前記画像定着手段から熱を導いて、前記粒子回収手段により回収されたインク受容性粒子を該画像定着手段から導いた熱で加熱することにより、該インク受容性粒子の水分を調整するものであ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. 前記粒子回収手段が、前記中間転写体上から回収した吸液粒子を一時的に貯留する粒子回収室を有することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記水分調整手段と前記粒子塗布手段との間に、該水分調整手段で水分が除去されたインク受容性粒子に外添剤を添加する外添剤添加手段を備えたことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。

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