JP2013103475A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッドによりインク等の記録液を中間転写体に付与して画像形成を行うインクジェット方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an inkjet image forming apparatus that forms an image by applying a recording liquid such as ink to an intermediate transfer member with a head.
従来より、種々の方式で画像形成を行う画像形成装置が知られており(たとえば、〔特許文献1〕〜〔特許文献35〕参照)、その中でも、複数のノズルからインク等の記録液を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34〕参照)。 Conventionally, image forming apparatuses that perform image formation by various methods are known (for example, see [Patent Document 1] to [Patent Document 35]). Among them, a recording liquid such as ink is ejected from a plurality of nozzles. 2. Description of the Related Art An image forming apparatus such as an ink jet printer that includes a head for performing ink jet recording is known (see, for example, [Patent Document 1] to [Patent Document 34]).
インクジェット記録は、数十μmといった微細なノズルからインクを吐出するため、インクの目詰まり等の問題からインクの着色剤として溶解性の高い染料が用いられてきた。染料インクは発色性に優れており、写真プリントにおいて銀塩写真に匹敵する画質を得ることができるが、その反面、耐水性・耐光性・対ガス性など画像保存性に劣る問題を有している。この問題を補うため、インクの着色剤として顔料の利用が進められ、工業用の大判プリンタから、現在ではパーソナル市場やオフィス市場のプリンタにも搭載されている。 Ink jet recording ejects ink from a fine nozzle of several tens of μm, and therefore, a dye having high solubility has been used as a colorant for the ink because of problems such as ink clogging. Dye inks have excellent color developability, and can obtain image quality comparable to silver salt photographs in photographic prints, but on the other hand, they have inferior image storage stability such as water resistance, light resistance and gas resistance. Yes. In order to compensate for this problem, the use of pigments as an ink colorant has been promoted, and it is now installed in printers in the personal market and office market, from industrial large format printers.
普通紙にカラー画像を印字する際には、2色重ね部分等の色境界でのにじみ(ブリーディング)を押さえるために、インクに界面活性剤などを添加することによりインクの紙への浸透性を高めることが行われている(インクに界面活性剤などを添加することについて、たとえば、〔特許文献1〕参照)。インクの紙への浸透性を高めることにより色境界でのにじみは低減できるが、その反面、普通紙を形成するセルロース繊維にそって浸透するので文字や細線の印字周辺部ににじみ(フェザリング)が発生しやすくなる。 When printing a color image on plain paper, in order to suppress bleeding (bleeding) at the color boundary of the two-color overlapped portion, etc., by adding a surfactant or the like to the ink, the permeability of the ink to the paper is increased. (For example, see [Patent Document 1] for adding a surfactant or the like to the ink). Bleeding at the color boundary can be reduced by increasing the penetrability of the ink into the paper, but on the other hand, it penetrates along the cellulose fibers that form the plain paper, so it blurs around the printed area of characters and fine lines (feathering) Is likely to occur.
ブリーディングとフェザリングの防止を両立させるため、黒文字の印字にのみ浸透性の低いインクを使用する等の工夫がなされているが、その場合には、黒色インクの乾燥性が悪く高速印字が困難であるという問題が残る。 In order to achieve both prevention of bleeding and feathering, measures such as using ink with low penetrability only for black character printing have been made, but in that case, black ink is poorly dry and high-speed printing is difficult. The problem remains.
そこで、インク中の着色剤を定着するための材料(水溶性高分子、白色顔料等)を予め塗工したインクジェット専用の被記録材が提案されている(たとえば、〔特許文献2〕〜〔特許文献5〕参照)。これらのインクジェット記録に適した専用紙を用いることにより、画像品質は格段に改善される。しかしながら、専用紙はコスト面で問題があり、特にビジネス用途では普通紙に高画質で印字することが求められる。 In view of this, there has been proposed a recording material for exclusive use with an ink jet in which a material for fixing a colorant in ink (water-soluble polymer, white pigment, etc.) is applied in advance (for example, [Patent Document 2] to [Patent Document 2] Reference 5]). By using special paper suitable for these ink jet recordings, the image quality is remarkably improved. However, dedicated paper has a problem in terms of cost, and in particular for business use, printing on plain paper with high image quality is required.
普通紙などの一般的な被記録材に対応するため、被記録材上に予めカルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のポリマー溶液を噴射し、ついでそのポリマー溶液が付着した部分にインクを吐出して印字するインクジェット記録方法が提案されている(たとえば、〔特許文献6〕参照)。しかし、これらのポリマー溶液ではフェザリングは抑えられず、また耐水性も改善されなかった。 In order to cope with general recording materials such as plain paper, a polymer solution such as carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, and polyvinyl acetate is sprayed onto the recording material in advance, and then ink is ejected to the part where the polymer solution adheres. Ink jet recording methods have been proposed (see, for example, [Patent Document 6]). However, feathering was not suppressed with these polymer solutions, and water resistance was not improved.
また、インクジェット記録ヘッドを用いて画像を形成する装置であって、インクを吸収する吸水性樹脂粒子を被記録材に塗布する手段と、インクを被記録材に塗布された吸水性樹脂粒子上に吐出させる手段と、前記吸水性樹脂粒子を被記録材に定着させる手段とを有する画像形成装置が提案されている(たとえば、〔特許文献7〕参照)。しかしながら、吸水性樹脂粒子は吸湿しやすく、装置内あるいは保管時に吸湿により塊状となり、被記録材に吸水性樹脂粉体を均一に塗布することが困難になるなどの不具合を生じやすい。 An apparatus for forming an image using an ink jet recording head, comprising: means for applying water-absorbing resin particles that absorb ink to a recording material; and water-absorbing resin particles applied to the recording material with ink. An image forming apparatus having means for discharging and means for fixing the water-absorbing resin particles to a recording material has been proposed (for example, see [Patent Document 7]). However, the water-absorbing resin particles are easy to absorb moisture, and are liable to be agglomerated due to moisture absorption in the apparatus or during storage, so that it is difficult to uniformly apply the water-absorbing resin powder to the recording material.
また、インク中の着色剤を不溶化する化合物を含む被記録材の前処理液を被記録材上にインクジェット方法により付着した後にその被記録材の前処理液が付着した部分にインクを吐出して画像形成するインクジェット記録方法が提案されている(たとえば、〔特許文献8〕〜〔特許文献11〕参照)。これらの方法では、ブリーディングとフェザリングとの両者がある程度の水準で改善される。しかしながらこれらの方法では、前処理液を安定して吐出せしめるために、前処理液の粘度を低くする必要があり、よって着色剤を不溶化せしめる化合物を低濃度にせざるをえなかった。このような前処理液で十分な画質改善効果を得るためには、前処理液を比較的多量に付与しなければならず、水分を含む液体を多量に被記録材に付与するため、被記録材のカールやコックリングが発生しやすかった。 In addition, after a recording material pretreatment liquid containing a compound that insolubilizes the colorant in the ink is deposited on the recording material by an ink jet method, the ink is ejected to a portion of the recording material to which the pretreatment liquid has adhered. Ink jet recording methods for forming images have been proposed (see, for example, [Patent Document 8] to [Patent Document 11]). These methods improve both bleeding and feathering to some degree. However, in these methods, in order to discharge the pretreatment liquid stably, it is necessary to lower the viscosity of the pretreatment liquid, and thus it is necessary to reduce the concentration of the compound that insolubilizes the colorant. In order to obtain a sufficient image quality improvement effect with such a pretreatment liquid, it is necessary to apply a relatively large amount of the pretreatment liquid, and to apply a large amount of liquid containing moisture to the recording material. The material curled and cockled easily.
また、シリコーンオイルなどのシリコーン化合物とカチオン性化合物とを少なくとも含有した無色の液体組成物を被記録材に塗布した後、アニオン性成分を含有するインクをインクジェット記録方式により被記録材に付着させる画像形成方法が提案されている(たとえば、〔特許文献12〕参照)。しかしながら、シリコーン化合物が付着した被記録材部分はインクの浸透性が著しく低いため画像部の乾燥が遅いという問題があった。 In addition, an image in which an ink containing an anionic component is attached to a recording material by an inkjet recording method after a colorless liquid composition containing at least a silicone compound such as silicone oil and a cationic compound is applied to the recording material. A forming method has been proposed (see, for example, [Patent Document 12]). However, the portion of the recording material to which the silicone compound is adhered has a problem that the drying of the image portion is slow because the ink permeability is extremely low.
また、インクの浸透性や濡れ性を改善するため、着色剤を不溶化する化合物および所定の界面活性剤を含有する画像記録促進液を被記録材に対して付与した後、インクをインクジェット記録方式により被記録材に付着させることにより画像を形成する方法が提案されている(たとえば、〔特許文献13〕、〔特許文献14〕参照)。この方法によれば、画像記録促進液中の界面活性剤がインクの被記録材に対する浸透性や濡れ性を改善するため、画像の乾燥性が向上し高速記録に対応が可能となるものの、着色材を不溶化せしめる成分量が少ないため、ブリーディングやフェザリングの防止効果が不十分であり、更なる改善が求められていた。 Further, in order to improve the penetrability and wettability of the ink, after applying an image recording acceleration liquid containing a compound that insolubilizes the colorant and a predetermined surfactant to the recording material, the ink is applied by an ink jet recording method. A method of forming an image by adhering to a recording material has been proposed (see, for example, [Patent Document 13] and [Patent Document 14]). According to this method, the surfactant in the image recording promoting liquid improves the penetrability and wettability of the ink with respect to the recording material, so that the drying property of the image is improved and high-speed recording is possible. Since the amount of the component that insolubilizes the material is small, the effect of preventing bleeding and feathering is insufficient, and further improvement has been demanded.
また、インクの着色剤を不溶化せしめる多価金属塩を含む反応液を被記録材に塗布する技術が提案されている(反応液に多価金属塩を含むことについて、たとえば、〔特許文献15〕〜〔特許文献17〕参照)。この技術により画像品質は大きく向上した。 In addition, a technique has been proposed in which a reaction liquid containing a polyvalent metal salt that insolubilizes an ink colorant is applied to a recording material (for example, Patent Document 15 discloses that a reaction liquid contains a polyvalent metal salt. To [Patent Document 17]). This technology has greatly improved image quality.
一方、インク非浸透性の中間転写体上にインクジェット記録方法によりインク像を形成し、その後インク像を中間転写体から被記録材に転写する中間転写方式と呼ばれる方法が提案されている(たとえば、〔特許文献18〕、〔特許文献19〕参照)。中間転写方式では、記録ヘッドを記録紙から離して配置することが可能であり、紙粉の付着による記録ヘッドのノズルの目詰まりが抑制可能である。また、記録ヘッドと記録紙とのギャップを常に一定に保つことは一般に困難であるが、記録ヘッドと中間転写体とのギャップは一定に保つことが可能であり、また、紙種対応性が良く、したがって中間転写体を用いる方式は信頼性が高い。しかしながら、高い転写率を得るために離型性の良い材料で中間転写体を構成すると、ブリーディングや、ビーディングと言われる隣接液滴の集合が、激しく生じやすくなり、画像品質が低下しやすいという問題があった。 On the other hand, a method called an intermediate transfer method is proposed in which an ink image is formed on an ink impermeable intermediate transfer member by an ink jet recording method, and then the ink image is transferred from the intermediate transfer member to a recording material (for example, [See Patent Document 18] and [Patent Document 19]). In the intermediate transfer method, the recording head can be arranged away from the recording paper, and clogging of the nozzles of the recording head due to adhesion of paper dust can be suppressed. In addition, it is generally difficult to keep the gap between the recording head and the recording paper constant, but the gap between the recording head and the intermediate transfer member can be kept constant, and the paper type compatibility is good. Therefore, the method using the intermediate transfer member is highly reliable. However, if the intermediate transfer member is made of a material having good releasability in order to obtain a high transfer rate, bleeding and beading of adjacent droplets called beading are likely to occur violently and the image quality is likely to deteriorate. There was a problem.
かかる中間転写方式を改良するものとして、インクを中間転写体上に吐出してインク像を形成した後、中間転写体上でインクの大半の水分を蒸発させて、濃縮したインクを紙等の被記録材に転写する方法が提案されている(たとえば、〔特許文献20〕参照)。この方法では、一旦、中間転写体上に良好な画像が形成されれば、一般に使用されている、所謂、普通紙上でも良好な画像品質を得ることができる。しかしながら、常温ではインクの濃縮に時間を要するため、中間転写体を加熱してインク中の溶媒の蒸発を促進する必要があり、大きなエネルギーを必要とする問題があった。 In order to improve such an intermediate transfer method, after ink is ejected onto an intermediate transfer member to form an ink image, most of the water in the ink is evaporated on the intermediate transfer member, and the concentrated ink is applied to a sheet such as paper. A method of transferring to a recording material has been proposed (see, for example, [Patent Document 20]). In this method, once a good image is formed on the intermediate transfer member, good image quality can be obtained even on commonly used so-called plain paper. However, since it takes time to concentrate the ink at room temperature, it is necessary to heat the intermediate transfer member to promote the evaporation of the solvent in the ink, and there is a problem of requiring large energy.
また、中間転写体の表面にポリアクリル酸などの吸水性樹脂粒子の層を設けて、中間転写体に付与されるインク中の水分を吸収した後に、吸水性樹脂粒子ごと被記録材に転写する方法が提案されている(たとえば、〔特許文献21〕、〔特許文献22〕参照)。この方法は、普通紙上でも良好な画像品質を得ることができるが、前述のインクを吸収する吸水性樹脂粒子を被記録材に塗布する手段等を用いる技術と同様に、保管時の吸湿により吸水性樹脂粒子が塊状となり、中間転写体上に均一に塗布することが困難になるなどの問題がある。 In addition, a layer of water-absorbing resin particles such as polyacrylic acid is provided on the surface of the intermediate transfer member to absorb moisture in the ink applied to the intermediate transfer member, and then the entire water-absorbing resin particles are transferred to the recording material. A method has been proposed (see, for example, [Patent Document 21] and [Patent Document 22]). Although this method can obtain good image quality even on plain paper, it absorbs water due to moisture absorption during storage, similar to the above-described technique using means for applying water-absorbing resin particles that absorb ink to a recording material. There is a problem that the conductive resin particles are agglomerated and it is difficult to uniformly coat the intermediate transfer member.
また、インクを被記録材に吐出せしめて画像を形成する前または後に、インク中の成分と反応する多価金属塩やポリアリルアミンを含む反応液を中間転写体上に付着させて被記録材に付与する方法が提案されている(たとえば、〔特許文献23〕参照)。この方法は、従来法と比較して被記録材に付着する反応液を少なくし、被記録材に生じるカールやコックリングを低減することが可能である。 In addition, before or after forming an image by ejecting ink onto a recording material, a reaction liquid containing a polyvalent metal salt or polyallylamine that reacts with components in the ink is adhered onto the intermediate transfer member to form the recording material. A method of giving has been proposed (see, for example, [Patent Document 23]). This method can reduce the amount of reaction liquid adhering to the recording material as compared with the conventional method, and can reduce curling and cockling generated on the recording material.
また、カチオン性高分子化合物と界面活性剤および/又は濡れ促進剤とを含む処理液を中間転写体上に付与し、該処理液とインクジェット方式で吐出されるインクを接触・混合せしめ、その後、被記録材に転写する画像形成方法が提案されている(たとえば、〔特許文献24〕参照)。 Further, a treatment liquid containing a cationic polymer compound and a surfactant and / or a wetting accelerator is applied onto the intermediate transfer member, and the treatment liquid and ink ejected by an ink jet method are contacted and mixed, An image forming method for transferring to a recording material has been proposed (see, for example, [Patent Document 24]).
同様に、アニオン性のインク着色剤と反応し凝集作用を引き起こす多価金属塩などを含む処理液を中間転写体上に付与し、該処理液とインクジェット方式で吐出されるインクを接触・混合せしめ、その後、被記録材に転写する画像形成方法が提案されている(たとえば、〔特許文献25〕〜〔特許文献27〕参照)。より具体的には、最低造膜温度(MFT)が30度以下の水溶性樹脂をさらにインクもしくは処理液に含有させることによって、画像に耐擦過性をさらに付与することができることが提案されている(たとえば、〔特許文献25〕参照)。また、転写前の画像に水溶性樹脂を付与することで同様に耐擦過性を付与することができることが提案されている(たとえば、〔特許文献26〕参照)。処理液と反応する着色剤とは別のもう一つの反応成分として、樹脂粒子表面にイオン性基を有する樹脂エマルジョンをインクにさらに含ませて、凝集作用の追加効果により着色剤の凝集力が高まることが提案されている(たとえば、〔特許文献27〕参照)。 Similarly, a treatment liquid containing a polyvalent metal salt that reacts with an anionic ink colorant to cause an aggregating action is applied on the intermediate transfer member, and the treatment liquid and the ink ejected by the ink jet method are contacted and mixed. Then, an image forming method for transferring to a recording material has been proposed (see, for example, [Patent Document 25] to [Patent Document 27]). More specifically, it has been proposed that the image can be further provided with scratch resistance by further containing a water-soluble resin having a minimum film-forming temperature (MFT) of 30 ° C. or less in the ink or the processing liquid. (For example, see [Patent Document 25]). It has also been proposed that scratch resistance can be imparted in the same manner by imparting a water-soluble resin to an image before transfer (see, for example, [Patent Document 26]). As another reaction component different from the colorant that reacts with the treatment liquid, a resin emulsion having an ionic group on the surface of the resin particles is further included in the ink, and the cohesive force of the colorant is increased by the additional effect of the coagulation action. Has been proposed (see, for example, [Patent Document 27]).
また、インクと接触・混合した際に、混合液のpHを大きく変化せしめる処理液を中間転写体に付与することが提案されている(たとえば、〔特許文献28〕参照)。
また、ヘッドから吐出された導電性のインクがヘッドと中間転写体とをブリッジした液柱となった状態でこの状態のインクに電圧を印加し、中間転写体上にインク中の顔料を凝集させることでブリーディングやビーディングに対策を施す、いわゆる液柱通電方式が提案されている(たとえば、〔特許文献29〕、〔特許文献33〕参照)。
以上のように、中間転写方式のインクジェット画像形成装置に特有のブリーディングやビーディングといった課題に対する解決策が、種々提示されるようになってきている。
In addition, it has been proposed to apply a treatment liquid that greatly changes the pH of the mixed liquid to the intermediate transfer member when contacting and mixing with ink (see, for example, [Patent Document 28]).
Further, in a state where the conductive ink discharged from the head forms a liquid column that bridges the head and the intermediate transfer member, a voltage is applied to the ink in this state to aggregate the pigment in the ink on the intermediate transfer member. Thus, a so-called liquid column energization method has been proposed that takes measures against bleeding and beading (see, for example, [Patent Document 29] and [Patent Document 33]).
As described above, various solutions for problems such as bleeding and beading that are peculiar to the intermediate transfer type inkjet image forming apparatus have been presented.
一方、中間転写方式の画像形成装置には、転写後に残存したインクや処理液・反応液などの汚れを中間転写体から除去する初期化プロセスが必要となる。汚れ除去が不完全であると、次の転写時に汚れが被記録材に転写して画像を乱す原因となる。汚れを除去する方法として、ブレードなどのクリーニング手段で中間転写体表面から掻き取る方法が一般的に用いられているが、その他にも、次に述べるように、種々の方法が提案されている。 On the other hand, an intermediate transfer type image forming apparatus requires an initialization process for removing stains such as ink remaining after transfer and treatment liquid and reaction liquid from the intermediate transfer body. If the stain removal is incomplete, the stain will be transferred to the recording material at the next transfer, causing the image to be disturbed. As a method for removing dirt, a method of scraping from the surface of the intermediate transfer member with a cleaning means such as a blade is generally used. In addition, various methods have been proposed as described below.
中間転写体よりも濡れ性の高いクリーニング媒体を中間転写体に当接することで、インクなどの転写残をローラ状のクリーニング媒体に転移し除去を行う方法が提案されている(たとえば、〔特許文献30〕、〔特許文献31〕参照)。しかし、この方法では、クリーニング媒体のクリーニングを行うものの、クリーニング媒体を回転させて繰り返し用いるため、除去されたインクの一部はクリーニング媒体に付着したままで、クリーニング性能の低下や中間転写体表面への逆転移も起きてしまうなどの問題がある。このため、クリーニング媒体に付着したインク汚れを更に除去する必要がある。 A method has been proposed in which a transfer medium such as ink is transferred to a roller-shaped cleaning medium and removed by bringing a cleaning medium having higher wettability than the intermediate transfer body into contact with the intermediate transfer body (for example, [Patent Documents] 30] and [Patent Document 31]). However, in this method, although the cleaning medium is cleaned, the cleaning medium is rotated and repeatedly used. Therefore, a part of the removed ink remains attached to the cleaning medium, and the cleaning performance is deteriorated or the surface of the intermediate transfer member is removed. There is a problem such as reverse transition of. For this reason, it is necessary to further remove ink stains adhering to the cleaning medium.
また、中間転写体のクリーニング対象領域にクリーニング液を供給するクリーニング液供給手段と、クリーニング液が供給された中間転写体を払拭する払拭手段と、画像部・非画像部によってクリーニング液の供給量を制御するクリーニング液供給制御手段を備えたクリーニング方法が提示されている(たとえば、〔特許文献32〕参照)。しかし、この方法では、クリーニング液供給手段がスプレー状に噴射させる噴射方式であり画像部・非画像部で液量を制御しているため、装置が大掛かりになり、ある程度の量のクリーニング液が必要となるなどの問題がある。 In addition, the cleaning liquid supply means for supplying the cleaning liquid to the area to be cleaned of the intermediate transfer body, the wiping means for wiping the intermediate transfer body supplied with the cleaning liquid, and the supply amount of the cleaning liquid by the image portion / non-image portion A cleaning method provided with a cleaning liquid supply control means for controlling is proposed (see, for example, [Patent Document 32]). However, in this method, the cleaning liquid supply means sprays the liquid in a spray form, and the liquid volume is controlled in the image area and non-image area, so the apparatus becomes large and a certain amount of cleaning liquid is required. There are problems such as becoming.
また、液柱通電方式において、中間転写体表面に当接した絶縁性クリーニングブレードと、クリーニングブレードと一体となったクリーニング用電極と、中間転写体とクリーニング用電極との間に所定の電圧を印加する手段を備えたクリーニング方法(たとえば、〔特許文献33〕参照)が提示されている。クリーニングブレードに溜まった廃インクに所定の電圧を印加することで、中間転写体とインク界面では顔料の分散・溶解性が増加し、一方クリーニング用電極とインクの界面では顔料の凝集が生じることから、中間転写体のクリーニング効果が向上している。しかし、クリーニング後長時間経過すると、ブレード表面およびブレードと中間転写体の界面に堆積したインク中の水分が蒸発し、固形分が析出してくることが考えられる。この状態でクリーニングを行うと、析出した固形分がブレードと中間転写体との当接部に入り込み、ブレードおよび中間転写体を傷つけて破損させてしまう可能性がある。この破損が原因により、クリーニング不良が生じてしまうため、クリーニング性能の長期信頼性に欠ける場合があると考えられる。 In addition, in the liquid column energization method, a predetermined voltage is applied between the insulating cleaning blade in contact with the surface of the intermediate transfer member, the cleaning electrode integrated with the cleaning blade, and the intermediate transfer member and the cleaning electrode. A cleaning method (see, for example, [Patent Document 33]) including means for performing the above-mentioned is proposed. By applying a predetermined voltage to the waste ink collected on the cleaning blade, the dispersion and solubility of the pigment increases at the interface between the intermediate transfer body and the ink, while the aggregation of the pigment occurs at the interface between the cleaning electrode and the ink. The cleaning effect of the intermediate transfer member is improved. However, when a long time elapses after cleaning, it is conceivable that water in the ink deposited on the blade surface and the interface between the blade and the intermediate transfer member evaporates and a solid content is deposited. If cleaning is performed in this state, the precipitated solid content may enter the contact portion between the blade and the intermediate transfer member, which may damage and damage the blade and the intermediate transfer member. Due to this damage, cleaning failure occurs, so it is considered that the long-term reliability of the cleaning performance may be lacking.
その他、インクジェット方式でなく、トナーを用いた中間転写方式の画像形成装置において、表面移動する被清掃体表面の表面移動方向に対して逆方向に表面移動するように、巻き取り可能あるいは無端移動可能に張架した帯状のフィルム部材と、フィルム部材が被清掃体表面に接触する位置でフィルム部材を挟んで被清掃体表面を当接するクリーニングブレードを備えたクリーニング方法が提示されている(たとえば、〔特許文献35〕参照)。このクリーニング方法を採用することにより、固形化した付着物がクリーニングブレードと被清掃体との当接部に滞留し続けることに起因して、クリーニングブレードおよび被清掃体の表面を傷つけることを防ぐことが可能となり、クリーニング性能の長期信頼性を獲得することが出来る。しかしながら、液柱通電方式では、中間転写体とインク画像の界面にて顔料が凝集・固着するため、このクリーニング方法をそのまま液柱通電方式に用いると、インク画像を中間転写体から完全に除去することが困難であることが、本発明者の鋭意検討によって分かってきた。 In addition, in an intermediate transfer type image forming apparatus that uses toner instead of the ink jet system, it can be wound or endlessly moved so that the surface moves in the direction opposite to the surface movement direction of the surface of the object to be cleaned. A cleaning method is provided that includes a belt-shaped film member that is stretched over and a cleaning blade that abuts the surface of the object to be cleaned with the film member sandwiched between the film member and the surface of the object to be cleaned (for example, [ Patent Document 35]). By adopting this cleaning method, it is possible to prevent the solidified deposits from staying at the contact portion between the cleaning blade and the object to be cleaned and thereby damaging the surfaces of the cleaning blade and the object to be cleaned. And long-term reliability of the cleaning performance can be obtained. However, in the liquid column energization method, since the pigment aggregates and adheres at the interface between the intermediate transfer member and the ink image, if this cleaning method is used as it is in the liquid column energization method, the ink image is completely removed from the intermediate transfer member. It has been found by the inventor's earnest examination that this is difficult.
以上のような事情から、液柱通電方式においても、クリーニング液を用いずとも中間転写体を経時的に良好にクリーニング可能な画像形成装置の提案が待たれているところであった。 In view of the above circumstances, there has been an awaited proposal of an image forming apparatus capable of cleaning the intermediate transfer member well over time without using a cleaning liquid even in the liquid column energization method.
本発明は、中間転写体を用いるインクジェット方式の画像形成装置であって、液柱通電方式においても、クリーニング液を用いずとも中間転写体を経時的に良好にクリーニング可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention provides an ink jet image forming apparatus using an intermediate transfer body, which can satisfactorily clean the intermediate transfer body over time without using a cleaning liquid even in a liquid column energization system. For the purpose.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、導電性記録液を吐出するノズルを備えたヘッドと、所定の方向に移動し、前記ヘッドにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面が導電性の中間転写体と、前記ヘッド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導電性記録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1の電圧印加手段と、導電性記録液によって前記中間転写体上に担持された画像を被記録材に転写する転写手段と、前記所定の方向において、前記中間転写体の、前記ヘッドによって導電性記録液を付与される位置より上流側であって、前記転写手段によって前記画像を被記録材に転写される位置より下流側の第1のクリーニング位置で、同中間転写体のクリーニングを行う第1のクリーニング手段とを有し、第1のクリーニング手段は、第1のクリーニング位置で前記中間転写体に当接するとともに前記所定の方向と逆方向に移動することで同中間転写体を拭う第1のクリーニング部材と、第1のクリーニング部材が、第1のクリーニング位置に向けて繰り出されるとともに第1のクリーニング位置を通過後に巻き取られるように、第1のクリーニング部材を前記逆方向に移動させる第1の移動手段と、第1のクリーニング部材に、前記中間転写体の反対側から当接し、第1のクリーニング部材を第1のクリーニング位置で同中間転写体に当接させる導電性の第1の当接部材と、第1の電圧印加手段によって前記中間転写体に印加される極性と逆の極性の電圧を同中間転写体に印加して、第1の当接部材と前記中間転写体との間に、第1のクリーニング部材と前記中間転写体との間に位置する導電性記録液を電気分解するための電圧印加を行うための第2の電圧印加手段とを有する画像形成装置にある。
In order to achieve the above object, the invention described in
本発明は、導電性記録液を吐出するノズルを備えたヘッドと、所定の方向に移動し、前記ヘッドにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面が導電性の中間転写体と、前記ヘッド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導電性記録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1の電圧印加手段と、導電性記録液によって前記中間転写体上に担持された画像を被記録材に転写する転写手段と、前記所定の方向において、前記中間転写体の、前記ヘッドによって導電性記録液を付与される位置より上流側であって、前記転写手段によって前記画像を被記録材に転写される位置より下流側の第1のクリーニング位置で、同中間転写体のクリーニングを行う第1のクリーニング手段とを有し、第1のクリーニング手段は、第1のクリーニング位置で前記中間転写体に当接するとともに前記所定の方向と逆方向に移動することで同中間転写体を拭う第1のクリーニング部材と、第1のクリーニング部材が、第1のクリーニング位置に向けて繰り出されるとともに第1のクリーニング位置を通過後に巻き取られるように、第1のクリーニング部材を前記逆方向に移動させる第1の移動手段と、第1のクリーニング部材に、前記中間転写体の反対側から当接し、第1のクリーニング部材を第1のクリーニング位置で同中間転写体に当接させる導電性の第1の当接部材と、第1の電圧印加手段によって前記中間転写体に印加される極性と逆の極性の電圧を同中間転写体に印加して、第1の当接部材と前記中間転写体との間に、第1のクリーニング部材と前記中間転写体との間に位置する導電性記録液を電気分解するための電圧印加を行うための第2の電圧印加手段とを有する画像形成装置にあるので、液柱通電方式においても、第1のクリーニング部材と第2の電圧印加手段とを用いることで、中間転写体に残留している導電性記録液を第1のクリーニング部材によって効率的に拭い、クリーニング液を用いずとも中間転写体を経時的に良好にクリーニング可能なインクジェット方式の画像形成装置を提供することができる。 The present invention relates to a head having a nozzle for discharging a conductive recording liquid, an intermediate transfer body having at least a surface that is provided with the conductive recording liquid that is moved in a predetermined direction and is discharged by the head. In order to apply a voltage between the intermediate transfer member and the head for electrolyzing the conductive recording liquid discharged from the head and temporarily bridging between the head and the intermediate transfer member. A first voltage applying means, a transfer means for transferring an image carried on the intermediate transfer body by a conductive recording liquid to a recording material, and the head of the intermediate transfer body in the predetermined direction by the head. The intermediate transfer member is cleaned at a first cleaning position upstream of the position where the conductive recording liquid is applied and downstream of the position where the image is transferred to the recording material by the transfer means. A first cleaning unit that contacts the intermediate transfer member at the first cleaning position and moves in a direction opposite to the predetermined direction to wipe the intermediate transfer member. The first cleaning member and the first cleaning member are fed out toward the first cleaning position and moved in the opposite direction so as to be wound up after passing through the first cleaning position. A first moving means to be brought into contact with the first cleaning member from the opposite side of the intermediate transfer member, and the first cleaning member is brought into contact with the intermediate transfer member at the first cleaning position. A voltage having a polarity opposite to the polarity applied to the intermediate transfer member by the first voltage applying means is applied to the intermediate transfer member. An image having a second voltage applying means for applying a voltage for electrolyzing the conductive recording liquid positioned between the first cleaning member and the intermediate transfer member, between the intermediate transfer member and the intermediate transfer member. Since the first cleaning member and the second voltage applying unit are used in the liquid column energization method, the conductive recording liquid remaining on the intermediate transfer member is removed by the first cleaning member. It is possible to provide an ink jet image forming apparatus that can efficiently wipe and clean the intermediate transfer member with time without using a cleaning liquid.
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である。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。
FIG. 1 shows an outline of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The
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、記録媒体である被記録材た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。
The
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、当該色のインクとしての導電性記録液である記録液を吐出する記録液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。
The
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た中間転写ドラムである中間転写体37の外周面に対向する位置に配設されている。ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、中間転写体37の移動方向であって図1において時計回り方向である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。
The
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記録液吐出装置であるインク吐出装置60Y、60M、60C、60BKに備えられている。なお、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、図1の紙面に垂直な方向に複数が並設された態様で、インク吐出装置60Y、60M、60C、60BKに備えられている。
The
中間転写体37は、A1方向に回転している状態で、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKに対向する領域で、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKからイエロー、マゼンタ、シアン、黒の記録液が順次重ね合わされる態様で吐出されて付与され、その表面上に画像が形成されるようになっている。このように、画像形成装置100は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを中間転写体37に対向させA1方向に並設したタンデム構造となっている。
The
ヘッド61Y、61M、61C、61BKによる中間転写体37に対する記録液の吐出すなわち付与は、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37上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。
The recording liquid is ejected or applied to the
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、中間転写体37を備え中間転写体37のA1方向への回転に伴って転写紙Sを搬送す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。
The
画像形成装置100はまた、図2(b)に示すようにヘッド61Y、61M、61C、61BKから吐出された直後の記録液による液柱がヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37との間を一時的にブリッジした状態で、中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとの間に電位差が形成されるように、かかる液柱の状態の記録液の内部に電極酸化反応もしくは電極還元反応に起因する電流成分を含んだ通電を行いかかる状態の記録液に後述のように含まれている色剤の凝集を促進する第1の電圧印加手段としての通電手段33を有している。
In the
画像形成装置100はまた、図1に示すように、記録液等が転写紙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するためのクリーニング手段としてのクリーニング装置34と、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CPU、メモリ等を含む制御手段としての制御部40とを有している。
As shown in FIG. 1, the
搬送ユニット10は、中間転写体37の他に、中間転写体37に対向して配置され中間転写体37との間の領域である転写部31を転写紙Sが通過するときに中間転写体37上に担持された記録液による画像をその転写紙Sに転写する転写手段64と、給紙ユニット20から給送されてきた転写紙Sを転写部31に案内するとともに、転写部31を通過した転写紙Sを排紙台25に案内するガイド板39と、中間転写体37をA1方向に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。このように、画像形成装置100は、転写紙Sへの画像形成を中間転写体37を用いて間接的に行う間接方式の画像形成装置となっている。
In addition to the
転写手段64は、中間転写体37に従動回転する加圧ローラとしての転写ローラ38を備えている。なお、転写ローラ38は転写紙Sに転写される画像を転写紙Sに定着させるためのヒータを内蔵していても良い。また、搬送ユニット10は、転写ローラ38によって中間転写体37から転写紙Sに転写された画像を転写紙Sに定着させるための定着手段としての定着ローラを備えていてもよい。
The
図2に示すように、中間転写体37は、導電性基体であるアルミニウム製の支持体37aと、支持体37a上に形成されたシリコーンゴム製の表面層37bとを有している。支持体37aの材質はアルミニウムに限られるものではなく、良導電性で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や合金によって形成しても良い。
As shown in FIG. 2, the
表面層37bの材質は導電性、撥水性が高く平滑な弾性材料であれば良い。導電性は、記録液の後述する電気分解を起こさせるのに必要である。撥水性は、記録液が中間転写体37から転写紙Sへ転写するときの転写のし易さの指標となり、撥水性が高いほど転写率が良く、また、クリーニングがし易くなる。弾性は、記録液を中間転写体37から転写紙Sへ転写するときに必要であり、表面層37bが弾性によって転写紙Sの紙の繊維に沿って変形することで表面層37bと転写紙Sとの接触面積が向上し、高い転写率が得られる。低い圧力で転写するには、表面層37bにある程度柔らかい材料を選択する必要がある。
The material of the
よって表面層37b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。
Therefore, the material of the
表面層37bは、中間転写体37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やカーボンナノチューブなどのカーボン、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、表面の導電性微粒子の密度が高いと撥水性低下の要因となり、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。
The
導電性微粒子の大きさは、画像を構成する20〜50μm程度のドットより十分小さい必要があり、0.1μm以下であれば良い。また、撥水性を上げるためシリコーンオイルを含浸させたものでも良い。表面層37bは単層構造、多層構造のどちらでも良い。
The size of the conductive fine particles needs to be sufficiently smaller than the dots of about 20 to 50 μm constituting the image, and may be 0.1 μm or less. Further, it may be impregnated with silicone oil to increase water repellency. The
後述するように、ヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とが一時的にブリッジした記録液による液柱に所望の電位差を形成するには、導電性ゴムの体積抵抗率は104Ω・cm以下であることが好ましく、また、記録液の体積抵抗率よりも小さいことが望ましい。このように、表面層37bのバルク特性と表面物性に関して、体積抵抗率は104Ω・cm以下、好ましくは102Ω・cm以下であり、また、撥水性は水の後退接触角が60°以上、好ましくは80°以上であり、硬度はJIS−Aで60以下、好ましくは40以下である。
As will be described later, in order to form a desired potential difference in the liquid column of the recording liquid in which the
表面層37bの厚みは0.1〜1mm程度がよく、0.2〜0.6mmが好適である。ただし、表面層37bは必須の構成でなく、支持体37aのみを中間転写体37としても良い。また、中間転写体37は、ドラム状でなく、無端ベルト状、その他可能であればシート状であっても良い。導電性は、支持体37a、表面層37bの膜厚方向に有していれば良く、面方向には絶縁の異方導電性であっても良い。
The thickness of the
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における記録液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。
As shown in FIG. 1, the
キャリッジ50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99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。
The
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。インク吐出装置60Y、60M、60C、60BKはそれぞれ、ヘッド61Y、61M、61C、61BKをそれぞれ複数、主走査方向に並設され、インク吐出装置60Y、60M、60C、60BK、画像形成装置100はヘッド固定式のフルライン型となっている。
The
インク吐出装置60Y、60M、60C、60BKは、複数のヘッド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、ポンプによってインクカートリッジ81Y、81M、81C、81BK側から供給されてきた記録液を各ヘッド61Y、61M、61C、61BKに分配して供給する記録液供給部であるインク供給部としてのディストリビュータである図示しないディストリビュータタンクとを有している。
The
インク吐出装置60Y、60M、60C、60BKはまた、ディストリビュータタンク内の記録液量の不足を検出するために同記録液量を検知する記録液量検知手段であるインク量検知手段としての図示しないインク量検知センサと、インクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKとディストリビュータタンクとの間の記録液の給送路をポンプとともに形成している図示しないパイプと、ディストリビュータタンクと各ヘッド61Y、61M、61C、61BKとの間の記録液の給送路を形成している図示しないパイプとを有している。
The
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。
The
ポンプは、制御部40によって作動を制御される。具体的には、インク量検知センサによってディストリビュータタンク内の記録液量の不足が検出されたことを条件として、この不足が検出されなくなるまで駆動され、インクカートリッジ81Y、81M、81C、81BK内の記録液をディストリビュータタンクに供給する。この点、制御部40は記録液供給制御手段であるインク供給制御手段として機能する。制御部40は、画像形成装置100において駆動される構成については、特に説明しない場合であっても、その駆動を制御するようになっている。
The operation of the pump is controlled by the
記録液は、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が望ましい。かかる色剤とかかる分散剤とを含む場合、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から水を含んでおり、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。 The recording liquid desirably contains at least a colorant corresponding to yellow, magenta, cyan, and black, an anionic dispersant that is a dispersant for the colorant, and a solvent. When such a colorant and such a dispersant are included, the ink component of the recording liquid has an anionic group. The solvent contains water from the viewpoint of safety and the conductivity from the viewpoint of causing electrolysis to be described later, and the recording liquid is a water-soluble recording liquid that is a conductive ink and a water-soluble ink. The recording liquid is desirably alkaline from the viewpoint of storage stability.
記録液に含有させる色剤であるアニオン性染料の具体例としては、たとえば、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染料、食用染料に分類される染料が挙げられる。
より具体的には、酸性染料および食用染料として、C.I.アシッドイエロー17、23、42、44、79、142、C.I.アシッドレッド1、8、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、87、89、92、97、106、111、114、115、134、186、249、254、289、C.I.アシッドブルー9、29、45、92、249、C.I.アシッドブラック1、2、7、24、26、94、C.I.フードイエロー3、4、C.I.フードレッド7、9、14、C.I.フードブラック1、2等がある。
直接性染料として、C.I.ダイレクトイエロー1、12、24、26、33、44、50、86、120、132、142、144、C.I.ダイレクトレッド1、4、9、13、17、20、28、31、39、80、81、83、89、225、227、C.I.ダイレクトオレンジ26、29、62、102、C.I.ダイレクトブルー1、2、6、15、22、25、71、76、79、86、87、90、98、163、165、199、202、C.I.ダイレクトブラック19、22、32、38、51、56、71、74、75、77、154、168、171等がある。
反応性染料として、C.I.リアクティブ.ブラック3、4、7、11、12、17、C.I.リアクティブ.イエロー1、5、11、13、14、20、21、22、25、40、47、51、55、65、67、C.I.リアクティブ.レッド1、14、17、25、26、32、37、44、46、55、60、66、74、79、96、97、C.I.リアクティブ.ブルー1、2、7、14、15、23、32、35、38、41、63、80、95等がある。
これらが、溶解性の高さ、色調の良好さ、液柱通電方式で記録した場合の耐水性の良さから、好ましく用いられる。
染料としては、特に分子中に3個以上のカルボキシル基、スルホン酸基を含むものが、水の電気分解で発生する水素イオンとの反応性が高く、且つ、記録液の保存安定性、耐目詰まり特性を確保する点で好ましい。
Specific examples of the anionic dye that is a colorant to be contained in the recording liquid include, for example, dyes classified into acid dyes, direct dyes, and food dyes in the color index.
More specifically, as acid dyes and food dyes, C.I. I.
As a direct dye, C.I. I.
As reactive dyes, C.I. I. Reactive. Black 3, 4, 7, 11, 12, 17, C.I. I. Reactive. Yellow 1, 5, 11, 13, 14, 20, 21, 22, 25, 40, 47, 51, 55, 65, 67, C.I. I. Reactive. Red 1, 14, 17, 25, 26, 32, 37, 44, 46, 55, 60, 66, 74, 79, 96, 97, C.I. I. Reactive. Blue 1, 2, 7, 14, 15, 23, 32, 35, 38, 41, 63, 80, 95 etc.
These are preferably used because of their high solubility, good color tone, and good water resistance when recorded by a liquid column energization method.
As dyes, especially those containing 3 or more carboxyl groups and sulfonic acid groups in the molecule are highly reactive with hydrogen ions generated by electrolysis of water, and have a storage stability and resistance to recording. This is preferable in terms of securing clogging characteristics.
記録液に含有させる色剤として用いることが可能な顔料としては、無機顔料、有機顔料が挙げられる。
無機顔料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウムなどの白色顔料や酸化鉄などの黒色顔料などが使用可能である。
有機顔料としては、アゾ顔料(アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料などを含む)、多環式顔料(例えば、フタロシアニン顔料、ぺリレン顔料、ぺリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフラロン顔料など)、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレートなど)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラックなどが使用可能である。
Examples of the pigment that can be used as a colorant to be contained in the recording liquid include inorganic pigments and organic pigments.
As the inorganic pigment, white pigments such as titanium oxide, zinc oxide, and barium sulfate, and black pigments such as iron oxide can be used.
Organic pigments include azo pigments (including azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments, chelate azo pigments), polycyclic pigments (eg, phthalocyanine pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxazines). Pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinofullerone pigments, etc.), dye chelates (for example, basic dye chelates, acidic dye chelates, etc.), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, and the like.
また、コンタクト法、ファーネス法、サーマル法などの公知の方法によって製造されたカーボンブラックが使用可能である。
より具体的には、カラー用としては、C.I.ピグメントイエロー1(ファストイエローG)、3、12(ジスアゾイエローAAA)、13、14、17、24、34、35、37、42(黄色酸化鉄)、53、55、81、83(ジスアゾイエローHR)、95、97、98、100、101、104、408、109、110、117、120、138、153、C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、36、43、51、C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22(ブリリアントファーストスカレット)、23、31、38、48:2(パーマネントレッド2B(Ba))、48:2(パーマネントレッド2B(Ca))、48:3(パーマネントレッド2B(Sr))、48:4(パーマネントレッド2B(Mn))、49:1、52:2、53:1、57:1(ブリリアントカーミン6B)、60:1、63:1、63:2、64:1、81(ローダミン6Gレーキ)、83、88、101(ベンガラ)、104、105、106、108(カドミウムレッド)、112、114、122(キナクリドンマゼンタ)、123、146、149、166、168、170、172、177、178、179、185、190、193、209、219、C.I.ピグメントバイオレット1(ローダミンレーキ)、3、5:1、16、19、23、38、C.I.ピグメントブルー1、2、15(フタロシアニンブルーR)、15:1、15:2、15:3(フタロシアニンブルーE)、16、17:1、56、60、63、C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等がある。
Carbon black produced by a known method such as a contact method, a furnace method, or a thermal method can be used.
More specifically, C.I. I. Pigment Yellow 1 (Fast Yellow G), 3, 12 (Disazo Yellow AAA), 13, 14, 17, 24, 34, 35, 37, 42 (Yellow Iron Oxide), 53, 55, 81, 83 (Disazo Yellow HR) ), 95, 97, 98, 100, 101, 104, 408, 109, 110, 117, 120, 138, 153, C.I. I.
着色剤として顔料を含む記録液を用いる場合には、たとえば、酸化反応によりカルボキシル基が導入されたカーボンブラック、カルボキシル基やスルホン酸基を含むジアゾニウム塩から生成されるラジカルとカーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドンなどの顔料を反応させてなる自己分散性の顔料、カルボキシル基やスルホン酸基を含むラジカル開始剤とカーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドンなどの顔料を反応させてなる自己分散性の顔料、顔料の官能基とカルボン酸の無水物を反応させてなる自己分散性顔料など、イオン性の基、特にカルボキシル基が共有結合で結合している顔料が好ましく用いられる。
これらの顔料は水の電気分解で発生する水素イオンとの反応性が高く、よって、後述するように、クリーニング装置34により電圧印加を行って実施する中間転写体37のクリーニングが良好に行われる。また、記録液の保存安定性、耐目詰まり特性が確保される点で好ましい。
In the case of using a recording liquid containing a pigment as a colorant, for example, carbon black having a carboxyl group introduced by an oxidation reaction, a radical generated from a diazonium salt containing a carboxyl group or a sulfonic acid group, and carbon black, phthalocyanine, quinacridone Self-dispersing pigments made by reacting pigments such as, self-dispersing pigments made by reacting carbon black, phthalocyanine, quinacridone and other radical initiators containing carboxyl groups and sulfonic acid groups, and functional groups of pigments A pigment in which an ionic group, particularly a carboxyl group is bonded by a covalent bond, such as a self-dispersing pigment obtained by reacting a carboxylic acid anhydride with a carboxylic acid, is preferably used.
These pigments have high reactivity with hydrogen ions generated by electrolysis of water, and therefore, the
画像形成装置100において好ましく使用される記録液は、アニオン性の高分子分散剤で分散された顔料を含むものである。
アニオン性基を有する高分子分散剤の例として、ポリアクリル酸およびその塩、ポリメタクリル酸およびその塩、アクリル酸−アクリロニトリル共重合体およびその塩、アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体およびその塩、スチレン−アクリル酸共重合体およびその塩、スチレン−メタクリル酸共重合体およびその塩、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体およびその塩、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体およびその塩、スチレン−αメチルスチレン−アクリル酸共重合体およびその塩、スチレン−αメチルスチレン−アクリル酸共重合体−アクリル酸アルキルエステル共重合体およびその塩、スチレン−マレイン酸共重合体およびその塩、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体およびその塩、酢酸ビニル−エチレン共重合体およびその塩、酢酸ビニル−クロトン酸共重合およびその塩、酢酸ビニル−アクリル酸共重合体およびその塩、βナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、等がある。
これらのアニオン性高分子は水の電気分解で発生する水素イオンと反応して凝集するため自己分散顔料単体よりも好ましい。また、これらのアニオン性高分子は着色剤の接着機能を有するため、転写工程における中間転写体37から転写紙Sへの転写率を向上させる利点がある。
The recording liquid preferably used in the
Examples of the polymer dispersant having an anionic group include polyacrylic acid and its salt, polymethacrylic acid and its salt, acrylic acid-acrylonitrile copolymer and its salt, acrylic acid-alkyl acrylate copolymer and its Salt, styrene-acrylic acid copolymer and salt thereof, styrene-methacrylic acid copolymer and salt thereof, styrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer and salt thereof, styrene-methacrylic acid-alkyl acrylate copolymer Polymer and salt thereof, styrene-α methylstyrene-acrylic acid copolymer and salt thereof, styrene-α methylstyrene-acrylic acid copolymer-alkyl acrylate copolymer and salt thereof, styrene-maleic acid copolymer Copolymer and its salt, vinylnaphthalene-maleic acid copolymer Polymer and salt thereof, vinyl acetate-ethylene copolymer and salt thereof, vinyl acetate-crotonic acid copolymer and salt thereof, vinyl acetate-acrylic acid copolymer and salt thereof, β-naphthalenesulfonic acid formalin condensate, etc. is there.
These anionic polymers are preferable to the self-dispersion pigment alone because they react with hydrogen ions generated by electrolysis of water and aggregate. Further, since these anionic polymers have a colorant adhesion function, there is an advantage of improving the transfer rate from the
顔料分散剤として、アニオン性の界面活性剤も好ましく用いられる。
具体的には、オレイン酸およびその塩、ラウリン酸およびその塩、ベヘン酸およびその塩、ステアリン酸およびその塩、またそのような脂肪酸およびその塩、ドデシルスルホン酸およびその塩、デシルスルホン酸およびその塩、またそのようなアルキルスルホン酸およびその塩、ラウリル硫酸塩、オレイル硫酸塩などのアルキル硫酸エルテル類、ドデシルベンゼンスルホン酸およびその塩、ラウリルベンゼンスルホン酸およびその塩、またそのようなアルキルベンゼンスルホン酸とその塩、ジオクチルスルホ琥珀酸およびその塩、ジヘキシルスルホ琥珀酸およびその塩、またそのようなジアルキルスルホ琥珀酸およびその塩、ナフチルスルホン酸およびその塩、ナフチルカルボン酸およびその塩、またそのような芳香族アニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホン酸塩、フッ素化アルキルカルボン酸およびその塩、フッ素化アルキルスルホン酸およびその塩等のフッ素系アニオン性界面活性剤などを用いて顔料を分散して用いる。
これらの界面活性剤を顔料の分散剤として用いる場合、アルキルカルボン酸塩、アルキルベンゼンカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩等のカルボキシル基を含む界面活性剤を用いることが、水の電気分解で発生する水素イオンと反応性が高く好ましい。
An anionic surfactant is also preferably used as the pigment dispersant.
Specifically, oleic acid and its salt, lauric acid and its salt, behenic acid and its salt, stearic acid and its salt, such fatty acid and its salt, dodecylsulfonic acid and its salt, decylsulfonic acid and its Salts, and also such alkyl sulfonic acids and salts thereof, alkyl sulfate ertels such as lauryl sulfate and oleyl sulfate, dodecylbenzene sulfonic acid and salts thereof, lauryl benzene sulfonic acid and salts thereof, and such alkyl benzene sulfonic acids And salts thereof, dioctylsulfosuccinic acid and salts thereof, dihexylsulfosuccinic acid and salts thereof, and dialkylsulfosuccinic acid and salts thereof, naphthylsulfonic acid and salts thereof, naphthylcarboxylic acid and salts thereof, and the like Aromatic anionic surfactant Fluorine anionic interfaces such as polyoxyethylene alkyl ether acetates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, polyoxyethylene alkyl ether sulfonates, fluorinated alkyl carboxylic acids and their salts, fluorinated alkyl sulfonic acids and their salts A pigment is dispersed using an activator or the like.
When these surfactants are used as pigment dispersants, it is possible to use surfactants containing carboxyl groups such as alkyl carboxylates, alkylbenzene carboxylates, polyoxyethylene alkyl ether acetates, etc. High reactivity with generated hydrogen ions is preferable.
顔料を分散させた記録液を用いる場合に、顔料の粒径に特に制限は無いが、最大個数換算で最大頻度が20〜150nmの粒径の顔料インクを用いることが好ましい。粒径が150nmを超えると、記録液としての顔料分散安定性が悪くなるばかりでなく、記録液の吐出安定性も劣化し、画像濃度などの画像品質も低くなり好ましくない。粒径が20nm未満では、記録液の保存安定性、噴射特性が安定し高い画像品質も得られるが、そのように細かな粒径にまで分散せしめるのは、分散操作や、分級操作が複雑となり、経済的にインクを製造することが困難となる。 When a recording liquid in which a pigment is dispersed is used, the particle diameter of the pigment is not particularly limited, but it is preferable to use a pigment ink having a particle diameter of 20 to 150 nm in terms of the maximum frequency in terms of the maximum number. When the particle diameter exceeds 150 nm, not only the dispersion stability of the pigment as the recording liquid is deteriorated but also the discharge stability of the recording liquid is deteriorated, and the image quality such as the image density is lowered, which is not preferable. If the particle size is less than 20 nm, the storage stability and jetting characteristics of the recording liquid are stable and high image quality can be obtained. Dispersion to such a fine particle size complicates the dispersion operation and classification operation. It becomes difficult to produce ink economically.
画像形成装置100の記録液に用いる着色剤として好ましいものの他の例は、着色樹脂微粒子が懸濁された、所謂、着色エマルジョンを用いたものである。
着色樹脂微粒子は、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などを油性染料、分散染料または顔料などにより着色したものである。微粒子の殻に当たる部分をポリアクリル酸、ポリメタクリル酸などの親水性を有する樹脂で形成し、あるいは、反応性の界面活性剤などイオン性を有する界面活性剤で懸濁することにより、たとえばアニオン性の着色微粒子が水を主体とする液媒体に懸濁された記録液が得られる。
着色エマルジョンを用いた記録液も、前述のアニオン性界面活性剤で乳化し重合したもの、外殻がポリアクリル酸、ポリメタクリル酸などの親水性を有する樹脂で形成したエマルジョンを用いることが、水素イオンとの反応性が高く、またクリーニング装置34により電圧印加を行って実施する中間転写体37のクリーニングが良好に行われる点でとくに好ましい。また、これらの着色樹脂微粒子は最低造膜温度にもよるが、転写工程における中間転写体37から転写紙Sへの転写率を向上させる利点がある。転写工程で最低造膜温度以上に加熱すれば、高い転写率と良好な光沢性、耐光性、耐水性、耐擦性をもつ印刷物が得られる。
Another example of a preferable colorant used in the recording liquid of the
The colored resin fine particles are those obtained by coloring styrene-acrylic resin, polyester resin, polyurethane resin or the like with an oily dye, a disperse dye or a pigment. For example, an anionic property can be obtained by forming a portion corresponding to the fine particle shell with a hydrophilic resin such as polyacrylic acid or polymethacrylic acid, or suspending it with an ionic surfactant such as a reactive surfactant. A recording liquid in which the colored fine particles are suspended in a liquid medium mainly composed of water is obtained.
As for the recording liquid using a colored emulsion, it is preferable to use an emulsion obtained by emulsifying and polymerizing with the above-mentioned anionic surfactant, or an emulsion having an outer shell formed of a hydrophilic resin such as polyacrylic acid or polymethacrylic acid. This is particularly preferable in that the reactivity with ions is high and the cleaning of the
記録液には、親水性高分子化合物を添加することで、水素イオンとの反応により記録液の増粘作用、凝集作用が強まり、クリーニング装置34により電圧印加を行って実施する中間転写体37のクリーニング性が向上する利点がある。
記録液に添加可能な親水性高分子化合物としては、天然系ではアラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子またはセラック等、半合成系ではメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、力ルボキシメチルセルロース等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル等の海藻系高分子、純合成系ではポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子、非架橋ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸及びそのアルカリ金属塩、水溶性スチレン−アクリル樹脂等のアクリル系樹脂、水溶性スチレン−マレイン酸樹脂、水溶性ビニルナフタレン−アクリル樹脂、水溶性ビニルナフタレン−マレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、βナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のアルカリ金属塩、等が挙げられる。
水溶性高分子化合物を記録液に用いる場合にも、カルボン酸をアニオン基として含むものを使用することが、水素イオンとの反応性が高く、クリーニング装置34により電圧印加を行って実施する中間転写体37のクリーニング性が向上する点で、とくに好ましい。また、前述のアニオン性高分子分散剤や樹脂エマルジョンと同様に、転写工程における中間転写体37から転写紙Sへの転写率を向上させる利点がある。
By adding a hydrophilic polymer compound to the recording liquid, the thickening and aggregating actions of the recording liquid are strengthened by reaction with hydrogen ions, and the
Examples of hydrophilic polymer compounds that can be added to the recording liquid include natural gums such as gum arabic, tragan gum, guar gum, karaya gum, locust bean gum, arabinogalactone, pectin, quince seed starch, alginic acid, carrageenan, Seaweed polymers such as agar, animal polymers such as gelatin, casein, albumin and collagen, microbial polymers such as xanthene gum and dextran, shellac, etc., semi-synthetic systems such as methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose , Fiber polymers such as ruboxymethylcellulose, starch polymers such as sodium starch glycolate and sodium starch phosphate, sodium alginate, propylene glycol alginate Seaweed polymers such as water, vinyl polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl methyl ether, non-crosslinked polyacrylamide, polyacrylic acid and alkali metal salts thereof, water-soluble styrene-acrylic resin, etc. Acrylic resin, water-soluble styrene-maleic acid resin, water-soluble vinyl naphthalene-acrylic resin, water-soluble vinyl naphthalene-maleic acid resin, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, alkali metal salt of β-naphthalene sulfonic acid formalin condensate, etc. It is done.
Even when a water-soluble polymer compound is used in the recording liquid, it is highly reactive with hydrogen ions to use a carboxylic acid as an anion group, and an intermediate transfer is performed by applying a voltage with the
記録液は水を主な液媒体として使用するが、記録液を所望の物性にするため、あるいは記録液の乾燥により、ヘッド61Y、61M、61C、61BKに備えられた後述するノズル61bの詰まりを防止するため、不揮発性の水溶性有機溶媒を使用することが好ましい。
水溶性有機溶媒の具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、グリセリン、1,2,6−へキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類、N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
これらの溶媒は、水とともに単独もしくは複数混合して用いられる。これらの水溶性有機溶媒の含有量は特に制限はないが、好ましくは記録液全体の1〜60重量%、更に好ましくは5〜30重量%の範囲で用いる。
The recording liquid uses water as a main liquid medium. However, in order to make the recording liquid have desired physical properties or by drying the recording liquid, clogging of
Specific examples of the water-soluble organic solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4 -Butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,2,4-butanetriol Polyhydric alcohols such as 1,2,3-butanetriol and petriol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono Polyhydric alcohol alkyl ethers such as chill ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol aryl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, N- Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, ε-caprolactam, formamide, N-methylformamide, N, N- Amides such as dimethylformamide, amines such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, dimethyl Examples thereof include sulfur-containing compounds such as sulfoxide, sulfolane and thiodiethanol, propylene carbonate, ethylene carbonate, and γ-butyrolactone.
These solvents are used alone or in combination with water. The content of these water-soluble organic solvents is not particularly limited, but is preferably 1 to 60% by weight, more preferably 5 to 30% by weight based on the entire recording liquid.
pH調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン類、硼酸、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸等を使用可能である。
その他、必要に応じてpH緩衝剤、粘度調整剤、防腐剤、酸化防止剤、防錆剤等の添加剤を用いることが可能である。
Examples of the pH adjuster include hydroxides of alkali metal elements such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide, quaternary phosphonium hydroxide, lithium carbonate, Alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, amines such as diethanolamine and triethanolamine, boric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid and the like can be used.
In addition, additives such as a pH buffer, a viscosity modifier, an antiseptic, an antioxidant, and a rust inhibitor can be used as necessary.
記録液の物性の好適な範囲は、25℃付近でpHが6〜12、好ましくは8〜10、表面張力が10〜60mN/m、好ましくは20〜50mN/m、粘度が1〜20mPa・s、好ましく2〜8mPa・s、導電率が10〜1000mS/m、好ましくは500〜800mS/mである。 The preferred range of physical properties of the recording liquid is a pH of 6 to 12, preferably 8 to 10, a surface tension of 10 to 60 mN / m, preferably 20 to 50 mN / m, and a viscosity of 1 to 20 mPa · s at around 25 ° C. Preferably, the conductivity is 10 to 1000 mS / m, preferably 500 to 800 mS / m.
図2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導電性のノズル板61aと、ノズル板61aに形成されたノズル61bと、ディストリビュータタンクから記録液を供給され記録液を充填されたインク室61cと、インク室61c内の記録液をノズル61bから吐出させる図示しないインク吐出手段とを有している。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。ノズル板61aは、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKのそれぞれに備えられているが、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKのそれぞれにおいては、すべてのノズル61b等に共通である。
As shown in FIG. 2, each of the
ノズル板61aは、詳細な図示を省略するが、導電性の基板と、この基板の、中間転写体37に対向する側の面に形成された撥水膜とを有している。撥水膜は、フッ素系撥水剤やシリコン系撥水剤などを塗布して形成しても良いし、フッ素系高分子やフッ素―金属化合物共析などをメッキして形成しても良く、撥水性がある膜なら特に限定されない。ノズル板61a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おり、後述するようにカソードとして機能する。
Although detailed illustration is omitted, the
ノズル板61aは、全体が導電性であっても良いし、インク室61c側の面のみを導電処理された部材であっても良いし、インク室61c側に配設された導電性部材と中間転写体37側に配設された絶縁性部材とによって構成しても良い。
The
ノズル板61aの導電性の部分は、後述するようにカソードとして備えられるため、金属溶出に対して耐性を有する材質によって構成する必要はなく、金属、カーボンなど導電性の高い材料によって構成されればよい。
Since the conductive portion of the
ノズル板61aは、中間転写体37とのギャップが50〜200μmの間で設定される。かかるギャップが50μm未満であると、回転体である中間転写体37とノズル板61aとのギャップを維持することが困難になることがあり、またかかるギャップが200μmを超えると、後述する液注のブリッジが形成されにくくなることがあるためである。ただし、ギャップの維持さえ可能なら50μm未満でも特に問題はなく、200μm以上であっても、安定した液柱のブリッジが形成されれば問題ない。
The
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40による制御によって圧電素子に印加される電圧パルスに応じてノズル61bから記録液を吐出するようになっている。この点、制御部40は、インク吐出制御手段として機能する。インク吐出制御手段として機能する制御部40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。
The ink ejecting means has a piezoelectric element as an actuator for ejecting the recording liquid from each
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。
The actuator of the ink discharge means may be a movable actuator of another method that is a shape deformation element method such as a piezo method, or the recording liquid is discharged from the
通電手段33は、電源33aと、電源33aを支持体37aとノズル板61aとに接続した特に図示しない電気回路と、制御部40の機能の一部として実現され電源33aによる電圧の印加タイミング、印加時間を制御する電圧印加制御手段とを有している。電圧印加制御手段としての制御部40は、電源33aの電圧を変更する電圧変更手段としても機能する。
The energizing means 33 is realized as a part of the function of the
電源33aは、陽極を支持体37aに接続され、陰極をノズル板61aに接続されている。よって、通電手段33は、中間転写体37をアノードとして備え、ノズル板61aをカソードとして備えている。電源33aは、ヘッド61Y、61M、61C、61BKのそれぞれに設けられている。
The
図3に示すように、クリーニング装置34は、A1方向において、中間転写体37の、ヘッド61Y、61M、61C、61BKによって記録液を付与される位置よりも上流側であって、転写部31よりも下流側の第1のクリーニング位置P1で、中間転写体37のクリーニングを行う第1のクリーニング手段としての第1のクリーニング装置であるクリーニング装置52を有している。
As shown in FIG. 3, the
クリーニング装置52は、第1のクリーニング位置P1で中間転写体37の周面言い換えると表面に当接した第1のクリーニング部材としてのウェブ53と、ウェブ53の一端を固定した軸54と、ウェブ53の他端を固定した軸55とを有している。
The
クリーニング装置52はまた、ウェブ53に、中間転写体37の反対側から当接し、ウェブ53を第1のクリーニング位置P1で中間転写体37に当接させた導電性の第1の当接部材としてのクリーニングブレード56と、ウェブ53の一端と第1のクリーニング位置P1との間でウェブ53を巻き掛けた軸57と、ウェブ53の他端と第1のクリーニング位置P1との間でウェブ53を巻き掛けた軸58とを有している。
The
クリーニング装置52はまた、クリーニングブレード56と中間転写体37具体的には支持体37aとの間に電圧を印加する第2の電圧印加手段としての電圧印加手段59と、ウェブ53を第1のクリーニング位置P1でA1方向と逆の方向であるB1方向に移動させる第1の移動手段としての駆動手段であるモータ70とを有している。
The
クリーニング装置52はまた、ウェブ53によって中間転写体37から除去され滴り落ちる記録液を受け止めるための第1の記録液受けとしてのインク受け51と、制御部40の一機能として実現され、電圧印加手段59、モータ70の駆動を制御するクリーニング制御手段と、軸54、軸55、軸57、軸58を回転自在に支持するとともにウェブ53、クリーニングブレード56、インク受け51を内部に収容した図示しない筐体とを有している。
The
ウェブ53は、その表面が、中間転写体37の表面に接触するように、軸54、軸55、軸57、軸58、クリーニングブレード56によって張られた状態となっている。ウェブ53は、軸55上に巻き付けられてウェブロール53aを形成している。ウェブ53は、その使用開始時においては、図3に示すように、そのほぼ全部が軸55に巻き取られた状態となってウェブロール53aを形成している。ウェブ53は、ウェブロール53aが全て巻き出されると、新たなウェブロール53aが装着されることによって交換される。
The
ウェブ53は、繊維がほつれにくく、ある程度の強いテンションで張架しても切断しないこと、および薄肉であり、長尺であっても比較的小さな巻取り径で済む素材によって形成されている。具体的には、ウェブ53としては、アラミド系、またはペット系材質の超極細繊維からなり、記録液や後述の記録液の凝集により発生する成分を吸収、吸着する素材が適している。
The
ウェブ53は、第1のクリーニング位置P1においてA1方向に移動する中間転写体37に当接してB1方向に移動することで、中間転写体37を拭い、転写部31を通過した後に中間転写体37表面に残留している記録液等を中間転写体37から除去する。
The
クリーニングブレード56は、第1のクリーニング位置P1における中間転写体37の周面に対してカウンター方向を向くようにしてウェブ53の裏面に当接している。これにより、中間転写体37表面に残留している記録液等は、第1のクリーニング位置P1を通過しにくくなっており、ウェブ53によって効率的に除去される。クリーニングブレード56の材料は、表面層37bと同じく導電性ゴムであることが好ましい。クリーニングブレード56の厚みは1〜10mm程度が好ましい。
The
クリーニングブレード56は、その強度を高めるために、導電性ゴムに導電性部材を接合したものであっても良い。導電性部材としては、耐腐食性の高い金属、およびその合金、あるいはグラッシーカーボンのような炭素プレートを使用することが望ましい。
The
電圧印加手段59は、電源59aと、電源59aを支持体37aとクリーニングブレード56とに接続した特に図示しない電気回路と、クリーニング制御手段として機能する制御部40の一機能として実現され電源59aによる電圧の印加タイミング、印加時間を制御する電圧印加制御手段とを有している。
The
電源59aは、陰極を支持体37aに接続され、陽極をクリーニングブレード56に接続されている。よって、電圧印加手段59は、通電手段33によって中間転写体37に印加される極性と逆の極性を中間転写体37に印加するようになっており、中間転写体37に関して通電手段33と逆向きの電位を印加する電位印加手段として機能するようになっている。
The
モータ70は、ウェブ53がB1方向に移動するように軸54を回転駆動してウェブ53を巻き取らせる。これにより、ウェブロール53aを形成している使用前のウェブ53が第1のクリーニング位置P1に向けて繰り出されるとともに、第1のクリーニング位置P1を通過後のウェブ53すなわち中間転写体37をクリーニングした使用済みのウェブ53が軸54に巻き取られるようになっている。
The
モータ70の駆動は、クリーニング制御手段として機能する制御部40の一機能として実現された移動速度設定手段によって制御される。移動速度設定手段として機能する制御部40は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKから吐出される記録液の量及び/又はA1方向への中間転写体37の移動速度に応じて、モータ70によるウェブ53のB1方向への移動量及び/又はB1方向への移動速度を設定する。たとえば、ヘッド61Y、61M、61C、61BKから吐出される記録液の量が多ければ、ウェブ53のB1方向への移動量及び/又はB1方向への移動速度が大きくなるようにモータ70を駆動し、A1方向への中間転写体37の移動速度が大きければ、ウェブ53のB1方向への移動量及び/又はB1方向への移動速度が大きくなるようにモータ70を駆動する。
The driving of the
インク受け51は、ウェブ53によって中間転写体37から除去され滴り落ちた記録液が他の部材に付着して汚染を起こすことを防止する機能を担っている。インク受け51は、筐体の一部によって構成しても良い。
The
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37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37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37上に一時的に画像が担持される。
In the
このとき、電圧印加制御手段としての制御部40により、通電手段33が駆動され、電源33aから支持体37aとノズル板61aとの間に電圧が印加されている。
この状態で、記録液が、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKから中間転写体37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、中間転写体37に向けて移動し、ノズル61bと中間転写体37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中間転写体37に担持され、中間転写体37上に記録液による画像が形成される。
At this time, the energizing
In this state, the recording liquid is applied from the
そして、図2(b)に示した、記録液からなる液注のブリッジが形成された状態では、通電手段33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、通電手段33の電圧印加により、カソードであるノズル板61aとアノードである中間転写体37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)
In the state where the liquid injection bridge made of the recording liquid is formed as shown in FIG. 2B, the colorant component in the recording liquid is subjected to an aggregating action by the energizing
Cathode: 4H 2 O + 4e - → 2H 2 + 4OH - ··· reaction formula (1)
Anode: 2H 2 O → 4H + + O 2 + 4e - ··· reaction formula (2)
これにより、アノードとして機能する中間転写体37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、図4に示すように、アニオン性分散剤Dにより分散されている顔料P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。
As a result, the water contained in the bridge of the liquid column of the recording liquid is oxidized on the surface of the
ここで、図5を用いて、カソード及びアノードの間に形成される液柱のブリッジについて説明する。液柱のブリッジBの内部では、カチオン及びアニオンは、それぞれカソードC及びアノードAの近傍に移動する。その結果、カソードC及びアノードAの表面に、それぞれ電気二重層EC及びEAが形成されるが、電気二重層EC及びEAの充電速度は、液柱のブリッジBの導電率、記録液に含まれるイオンの濃度でほぼ決定される。このとき、電気二重層EAの電圧が数Vに達すると、水が電気分解してファラデー電流が流れる。 Here, the bridge of the liquid column formed between the cathode and the anode will be described with reference to FIG. Inside the bridge B of the liquid column, cations and anions move in the vicinity of the cathode C and the anode A, respectively. As a result, the surface of the cathode C and the anode A, the electric double layer E C and E A respectively is formed, the charging speed of the electric double layer E C and E A is the conductivity of the bridge B of the liquid column, recording It is almost determined by the concentration of ions contained in the liquid. At this time, when the voltage of the electric double layer E A reaches several V, Faraday current flows water is electrolyzed.
その結果、アノードAの表面では、水が酸化してプロトンが生成し、アニオン性分散剤により分散されている顔料が凝集する。これは、アニオン性の記録液は負帯電の静電反発により顔料の分散性が高められているため、pHの上昇により顔料の分散、溶解性が増加するが、逆に、pHが低下すると顔料は静電反発力を失って凝集することによる。 As a result, on the surface of the anode A, water is oxidized to generate protons, and the pigment dispersed by the anionic dispersant is aggregated. This is because the anionic recording liquid has increased dispersibility of the pigment due to negatively charged electrostatic repulsion, so that the dispersion and solubility of the pigment increase with an increase in pH. Is due to the loss of electrostatic repulsion and aggregation.
したがって、かかるブリッジが形成された瞬間に、ブリッジに、顔料の凝集作用をもたらすイオンが効率よく生成することで、記録液の中間転写体37への着液と同時に顔料の凝集が行われる。その結果、隣接する記録液ドット間における顔料の滲みが発生せず、非常に高精細な溶質画像が形成される。
Therefore, at the moment when such a bridge is formed, ions that cause an aggregation action of the pigment are efficiently generated in the bridge, so that the aggregation of the pigment is performed simultaneously with the landing of the recording liquid onto the
このように、通電手段33は、液柱のブリッジBを形成している記録液を電気分解するための、中間転写体37と、ヘッド61Y、61M、61C、61BK、具体的にはノズル板61aとの間の電圧印加を行なうための構成となっている。
As described above, the energizing means 33 includes the
液柱のブリッジBが形成されてから分断されるまでの時間は、通常、数マイクロ秒〜数十マイクロ秒であり、記録液の導電率は、通常、数十mS/m〜数百mS/mである。このため、中間転写体37に記録液による画像を形成するためには、通電手段33による印加電圧は、水の理論分解電圧である1.23Vや一般的な水の電気分解の条件である数V〜十数Vでは不十分であり、数十V〜数百Vであることが好ましい。
The time from the formation of the bridge B of the liquid column to the separation is usually several microseconds to several tens of microseconds, and the conductivity of the recording liquid is usually several tens mS / m to several hundreds mS / second. m. For this reason, in order to form an image of the recording liquid on the
中間転写体37上に担持された画像の先端が転写部31に到達するタイミングに合わせて、給紙ユニット20から給送された一枚の転写紙Sが転写部31に供給され、転写ローラ38が連れ回りしながら、転写部31を通過する転写紙Sに、中間転写体37上に担持されている画像が転写され、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、排紙台25に案内され排紙台25上に積載される。
In synchronization with the timing at which the leading edge of the image carried on the
このようにして画像が転写紙Sに転写されるときには、凝集成分を含む記録液が転写紙Sに転写される。したがって、上述の凝集作用により凝集した色剤によって画像が形成されることにより、転写紙Sが普通紙である場合であっても、フェザリングやブリーディングを防止ないし抑制しつつ、高速で高画像濃度、高画質の画像形成が可能である。 When the image is transferred to the transfer paper S in this way, the recording liquid containing the aggregation component is transferred to the transfer paper S. Therefore, by forming an image with the colorant aggregated by the above-described aggregation action, even when the transfer paper S is plain paper, high image density can be achieved at high speed while preventing or suppressing feathering and bleeding. High-quality image formation is possible.
また、高速の画像形成を行うには、記録液を速乾性とすることを要するため、記録液は転写紙Sへの吸収性が一般に高いが、この場合には記録液が転写紙Sの奥深くまで浸透し、いわゆる裏移りを生じ、両面画像形成に不向きとなる。しかし、かかる凝集作用により記録液の転写紙Sへの吸収性が低減されるためかかる裏移りが防止ないし抑制され、両面画像形成にも適している。さらにまた、記録液の転写紙Sへの吸収性が低減されることにより、転写紙Sのコックリングやカールなどの変形も抑制ないし防止されるとともに、これによって画像を担持した転写紙Sの搬送性が向上し、ジャムが防止ないし抑制されるなど、転写紙Sの取り扱いが容易化する。 In order to perform high-speed image formation, since the recording liquid needs to be quick-drying, the recording liquid generally has high absorbability to the transfer paper S. In this case, the recording liquid is deep in the transfer paper S. Penetrating to the surface and causing so-called offset, making it unsuitable for double-sided image formation. However, since the aggregating action reduces the absorbability of the recording liquid onto the transfer paper S, such a set-off is prevented or suppressed, which is suitable for double-sided image formation. Furthermore, since the absorbability of the recording liquid to the transfer paper S is reduced, deformation of the transfer paper S such as cockling and curling is suppressed or prevented, and thereby the transfer paper S carrying an image is conveyed. The handling of the transfer sheet S is facilitated, for example, the property is improved and jamming is prevented or suppressed.
転写部31における転写により、転写部31を通過した中間転写体37上には、記録液に起因する成分はほとんど残っていないが、中間転写体37は、次に述べるように、クリーニング装置34によるクリーニングを受けることで、記録液のオフセットが高度に防止ないし抑制され、繰り返し画像形成を行っても、オフセットによる地肌汚れが防止ないし抑制され、画像劣化、中間転写体37の劣化が抑制ないし防止されて、経時的に良好な画像形成を行うことが可能である。
Almost no components due to the recording liquid remain on the
クリーニング装置34による中間転写体37のクリーニング動作について説明する。
転写部31を通過した中間転写体37上に残留している、記録液に起因する成分は、第1のクリーニング位置P1に至ると、ウェブ53によって拭い取られるようにして掻き取られるが、このとき、電圧印加手段59が、通電手段33によって中間転写体37に印加される極性と逆の極性を中間転写体37に印加するようにして、中間転写体37とクリーニングブレード56との間に電圧印加を行っている。
The cleaning operation of the
The components due to the recording liquid remaining on the
よって、電圧印加手段59は、中間転写体37をカソードとして機能させ、クリーニングブレード56、より正確にはクリーニングブレード56に当接している第1のクリーニング位置P1におけるウェブ53をアノードとして機能させる。
Therefore, the
電源59aの電圧は、中間転写体37の表面において反応式(1)による電気化学反応を生じさせるとともに、クリーニングブレード56、正確にはウェブ53の表面において反応式(2)による電気化学反応を生じさせ、クリーニングブレード56と中間転写体37との間の記録液が電気分解されるように設定されている。
The voltage of the
よって、電圧印加手段59は、クリーニングブレード56、正確にはウェブ53と、中間転写体37との間に位置する記録液及びこれに起因する成分を電気分解するための電圧印加を行うようになっている。そして、この電圧印加により、中間転写体37表面上に凝集している固形分等の成分は、液体成分に分散、溶解し、ウェブ53の表面上に凝集し固定化され吸着されるとともに、ウェブ53は、B1方向への移動によって、液体成分も中間転写体37から拭い取って吸収し除去する。
Therefore, the
ウェブ53は、B1方向に移動することにより、記録液に起因する成分、その他中間転写体37に付着していた紙粉やほこり等の異物が、ウェブ53に付着して搬送され、第1のクリーニング位置P1から離れていくとともに、第1のクリーニング位置P1においてウェブ53の新たな部分が中間転写体37に当接するため、このようなクリーニング動作が常に良好に行われる。このようにして、中間転写体37の表面は高度に清浄な状態に保たれる。
By moving the
したがって、クリーニング装置34は、中間転写体37の記録液に起因する成分による汚れを、電気分解作用を利用して除去し、効率的にクリーニングを行うとともに、このクリーニング性能を長期にわたって維持するようになっている。
Therefore, the
移動速度設定手段として機能する制御部40は、ウェブ53が上述の吸着や吸収を十分に行い、かかるクリーニング性能が得られるように、ヘッド61Y、61M、61C、61BKから吐出される記録液の量及び/又はA1方向への中間転写体37の移動速度に応じて、モータ70によるウェブ53のB1方向への移動量及び/又はB1方向への移動速度を設定する。ウェブ53は有端の部材であるため、ウェブ53を必要以上に消費することなく可能な限り長期にわたって使用すべく、この設定にあたっては、かかるクリーニング性能が得られる範囲で、かかる移動量は可能な限り抑制される。
The
図6、図7に沿って、クリーニング装置34の変形例を説明する。
これら変形例において、クリーニング装置34は、クリーニング装置52の他に、A1方向において、中間転写体37の、ヘッド61Y、61M、61C、61BKによって記録液を付与される位置よりも上流側であって、第1のクリーニング位置P1よりも下流側の第2のクリーニング位置P2で、中間転写体37のクリーニングを行う第2のクリーニング手段としての第2のクリーニング装置であるクリーニング装置82を有している。クリーニング装置52の構成、動作等は既に説明したのと同じであるため、ここでの説明は省略する。
A modification of the
In these modified examples, the
図6に示す変形例において、クリーニング装置82は、第2のクリーニング位置P2で中間転写体37の周面言い換えると表面に当接した第2のクリーニング部材としてのフィルム部材83と、フィルム部材83の一端を固定した軸84と、フィルム部材83の他端を固定した軸85とを有している。
In the modification shown in FIG. 6, the
クリーニング装置82はまた、フィルム部材83に、中間転写体37の反対側から当接し、フィルム部材83を第2のクリーニング位置P2で中間転写体37に当接させた第2の当接部材としてのクリーニングブレード86と、フィルム部材83の一端と第2のクリーニング位置P2との間でフィルム部材83を巻き掛けた軸87と、フィルム部材83の他端と第2のクリーニング位置P2との間でフィルム部材83を巻き掛けた軸88とを有している。
The
クリーニング装置82はまた、フィルム部材83を第2のクリーニング位置P2でA1方向と逆の方向であるC1方向に移動させる第2の移動手段としての駆動手段であるモータ90と、フィルム部材83によって中間転写体37から除去され滴り落ちる記録液を受け止めるための第2の記録液受けとしてのインク受け91と、制御部40の一機能として実現され、モータ90の駆動を制御するクリーニング制御手段と、軸84、軸85、軸87、軸88を回転自在に支持するとともにフィルム部材83、クリーニングブレード86、インク受け91を内部に収容した図示しない筐体とを有している。
The
フィルム部材83は、その表面が、中間転写体37の表面に接触するように、軸84、軸85、軸87、軸88、クリーニングブレード86によって張られた状態となっている。フィルム部材83は、軸85上に巻き付けられてフィルムロール83aを形成している。フィルム部材83は、その使用開始時においては、図6に示すように、そのほぼ全部が軸85に巻き取られた状態となってフィルムロール83aを形成している。フィルム部材83は、フィルムロール83aが全て巻き出されると、新たなフィルムロール83aが装着されることによって交換される。
The
フィルム部材83は、ある程度の強いテンションで張架しても切断しないこと、および薄肉であり、長尺であっても比較的小さな巻取り径で済む素材によって形成されている。具体的には、フィルム部材83の素材は、とくに限定されないが、PEフィルム、PVCフィルム、PETフィルム、PVAフィルム、PPフィルム、PCフィルムなどが挙げられる。
The
フィルム部材83は、第2のクリーニング位置P2においてA1方向に移動する中間転写体37に当接してC1方向に移動することで、中間転写体37を拭い、第1のクリーニング位置P1を通過した後に中間転写体37表面に残留している記録液等を中間転写体37から除去する。
The
クリーニングブレード86は、第2のクリーニング位置P2における中間転写体37の周面に対してカウンター方向を向くようにしてフィルム部材83の裏面に当接している。これにより、中間転写体37表面に残留している記録液等は、第2のクリーニング位置P2を通過しにくくなっており、フィルム部材83によって効率的に除去される。クリーニングブレード86の材料は、フィルム部材83との磨耗に強い材料であることが望ましく、シリコーンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、EPDMなどが適している。クリーニングブレード86の厚みは1〜10mm程度が好ましい。
The
モータ90は、フィルム部材83がC1方向に移動するように軸84を回転駆動してフィルム部材83を巻き取らせる。これにより、フィルムロール83aを形成している使用前のウェブ83が第2のクリーニング位置P2に向けて繰り出されるとともに、第2のクリーニング位置P2を通過後のフィルム部材83すなわち中間転写体37をクリーニングした使用済みのフィルム部材83が軸84に巻き取られるようになっている。
The
モータ90の駆動は、クリーニング制御手段として機能する制御部40の一機能として実現された移動速度設定手段によって制御される。移動速度設定手段として機能する制御部40は、モータ90を定速で駆動するが、モータ70と同様に、フィルム部材83のC1方向への移動量及び/又はC1方向への移動速度を設定するようにしても良い。
The driving of the
インク受け91は、フィルム部材83によって中間転写体37から除去され滴り落ちた記録液が他の部材に付着して汚染を起こすことを防止する機能を担っている。インク受け91は、筐体の一部によって構成しても良い。
The
クリーニング装置82は、以上のような構成により、クリーニング装置52が第1のクリーニング位置P1で中間転写体37から除去し切れなかった記録液に起因する成分を、第2のクリーニング位置P2で中間転写体37から拭い取って除去する。このようにして、クリーニング装置82は、ウェブ53で掻き取りきれなかった中間転写体37上の記録液に起因する成分を、フィルム部材83で清掃するものとなっており、中間転写体37をより高度に清浄な状態とする。
With the above-described configuration, the
図7に示す変形例については、図6に示した変形例と異なる点について主に説明する。
図6に示す変形例では、フィルム部材83が有端状であったが、図7に示す変形例では、フィルム部材83が無端状となっている。すなわち、図7に示す変形例に備えられたフィルム部材83はエンドレスベルト状フィルム部材となっている。
Regarding the modification shown in FIG. 7, differences from the modification shown in FIG. 6 will be mainly described.
In the modification shown in FIG. 6, the
フィルム部材83が無端状であることに伴い、モータ90は軸84を駆動することでフィルム部材83をC1方向に無端状に移動させるようになっており、フィルム部材83を巻き出す、図6に示した変形例に備えられていたフィルムロール83a、軸85は省略されている。
As the
また、フィルム部材83が無端状であることに伴い、フィルム部材83は無端移動可能となっており中間転写体37のクリーニングに繰り返し使用されることから、クリーニング装置82は、フィルム部材83をクリーニングする清掃手段92を有している。なお、清掃手段92は、図6に示した変形例に備えられていても良い。
Further, since the
フィルム部材83が中間転写体37のクリーニングに繰り返し使用されることから、図7に示す変形例は、図6に示した変形例に比べて、フィルム部材83自体及びその交換作業に要するコストが低減されている。ただし、図6に示した変形例では、フィルム部材83の新たな部分が中間転写体37に当接するため、クリーニングが常に良好に行われる利点が得られる。
Since the
清掃手段92は、図7(a)に示す変形例においては、フィルム部材83をクリーニングするためにフィルム部材83に当接したフィルム部材清掃ブレードとしてのブレード状の清掃部材93と、清掃部材93によってフィルム部材83から除去した記録液等の物質を回収する回収部材としての付着物受けである、清掃部材93を収容した筐体94とを有している。
In the modification shown in FIG. 7A, the
清掃部材92は、C1方向に回転するフィルム部材83の表面に対してカウンター方向を向くようにして当接している。これにより、フィルム部材83表面に残留している記録液等は、清掃部材93との当接位置をすり抜けにくくなっており、清掃部材93によって効率的に除去される。
The cleaning
清掃手段92は、図7(b)に示す変形例においては、フィルム部材83をクリーニングするためにフィルム部材83に当接したフィルム部材清掃ブラシとしてのブラシ状の清掃部材95と、清掃部材95によってフィルム部材83から除去した記録液等の物質を回収する回収部材としての付着物受けである、清掃部材95を収容した筐体96と、清掃部材95を、フィルム部材83との当接位置でC1方向と逆方向に回転させる図示しないモータと、クリーニング制御手段として機能する制御部40の一機能として実現され、モータの駆動を制御する清掃制御手段とを有している。
In the modification shown in FIG. 7B, the
清掃部材95は、C1方向に回転するフィルム部材83の表面に対してカウンター方向に回転するため、フィルム部材83表面に残留している記録液等は、清掃部材95との当接位置をすり抜けにくくなっており、清掃部材95によって効率的に除去される。
Since the cleaning
筐体94、筐体96は、フィルム部材83によって中間転写体37から除去され滴り落ちた記録液が他の部材に付着して汚染を起こすことを防止する機能を担っている。筐体94、筐体96は、インク受け91と共通の部材であっても良い。筐体94、筐体96とインク受け91とが共通の部材であれば、清掃手段92、クリーニング装置82、クリーニング装置34の部品点数の削減、小型化、低廉化という利点が得られる。
The
以上の各構成例のクリーニング装置34を用いて実施例とした次の実験により中間転写体37のクリーニング及び画像形成が良好に行われるか否かを確かめた。
実験の条件は次のとおりである。なお、画像形成装置100の構成は、以下の条件に限られるものではない。
Whether the cleaning of the
The experimental conditions are as follows. Note that the configuration of the
実験に用いた画像形成装置は、次の条件を満たす、画像形成装置100と同様の構成の、インクジェットプリンタGX5000(リコー社製)を改造した画像形成装置である。
The image forming apparatus used in the experiment is an image forming apparatus obtained by remodeling an ink jet printer GX5000 (manufactured by Ricoh) having the same configuration as that of the
中間転写体37は、支持体37aとして、長さ250mmで直径60mmの基材であるアルミニウム素管を用い、この外周に、表面層37bとして、体積抵抗率が500Ω・cm、厚さが0.2mmの、導電性シリコーンゴム層を有するものである。中間転写体37は、外周の線速が200mm/秒でA1方向に回転駆動される。
The
各ヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37とのギャップは100μmとし、これらの間に100Vの電圧印加を行った。印加する電圧の極性は上述したとおりである。ヘッド61Y、61M、61C、61BK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ピエゾ素子を備えており、ピエゾ素子の駆動によって中間転写体37の表面上に任意のパターンのインクドットを形成可能となっている。ただし、今回の実験には、ヘッド61BKのみから記録液を吐出することとした。
実験に用いたパターンは、画像面積率が5%となるように調整されており、ヘッド61BKはこの画像面積率となるように、記録液を連続して吐出する。
The gap between each of the
The pattern used in the experiment is adjusted so that the image area ratio is 5%, and the head 61BK continuously discharges the recording liquid so as to achieve this image area ratio.
転写ローラ38は、荷重20kgf/cm2で中間転写体37に押し当てられており、中間転写体37に連れ回りするようになっている。
The
転写紙Sとしては普通紙(マイペーパー)を用いた。転写紙Sは連続して転写部31に通紙され、画像面積率が5%の画像が連続して転写されるようになっている。
As the transfer paper S, plain paper (my paper) was used. The transfer sheet S is continuously passed through the
クリーニング装置34に関しては、クリーニングブレード56として、CNT(カーボンナノチューブ)を混入させた、厚み6mmのフッ素ゴムからなるブレードを用い、ウェブ53として、ペット系材質の超極細繊維からなる、厚み50μmの布を用いた。
クリーニングブレード56と中間転写体37との間には50Vの電圧印加を行った。印加する電圧の極性は上述したとおりである。
ウェブ53の移動速度は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKからの記録液の吐出量と、中間転写体37の回転速度に基づいて、自動的に設定されるようになっており、本設定では1mm/sであった。
As for the
A voltage of 50 V was applied between the
The moving speed of the
図6、図7に示したクリーニング装置34については、フィルム部材83として厚み100μmのPETフィルムを用い、クリーニングブレード86として厚み6mmのEPDMからなるブレードを用いた。
また、図7(a)に示したクリーニング装置34については、清掃部材93として厚み6mmのEPDMからなるブレードを用いた。
In the
In the
ヘッド61BKから吐出する記録液としては以下のようなものを用いた。
<ブラック記録液>
・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、固形分20質量%、キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク製):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%
・蒸留水:残量
その後、水酸化リチウムの5質量%水溶液によりpH9.1に調整し、平均孔径0.8μmのメンブレンフィルターにて加圧濾過。
The following recording liquid was used as the recording liquid discharged from the head 61BK.
<Black recording liquid>
-Sulfonic acid group-bonded carbon black pigment dispersion (CAB-O-JET-200,
2-pyrrolidone: 10.0% by mass
・ Glycerin: 14.0% by mass
Propylene glycol monobutyl ether: 0.9% by mass
・ Sodium dehydroacetate: 0.1% by mass
・ Distilled water: remaining amount
Thereafter, the pH was adjusted to 9.1 with a 5% by mass aqueous solution of lithium hydroxide, and pressure filtration was performed with a membrane filter having an average pore size of 0.8 μm.
実施例1は以上の条件を満たす、図1、図3に示した構成のクリーニング装置34を用いた画像形成装置であり、実施例2、実施例3、実施例4はそれぞれ、以上の条件を満たす、図6、図7(a)、図7(b)に示した構成のクリーニング装置34を用いた画像形成装置である。
また、比較例として、実施例1の構成から、ウェブ53を除き、クリーニングブレード56と中間転写体37との間を非通電状態とした構成のクリーニング装置34を備えた画像形成装置を用いた。
The first embodiment is an image forming apparatus using the
Further, as a comparative example, an image forming apparatus provided with the
各実施例及び比較例の評価の手順は次のとおりである。
上述のように連続して転写紙Sを通紙し、合計1000枚の通紙を行い、その間、100枚ごとに、クリーニング装置34によってクリーニングされた中間転写体37上の記録液を、プリンタックで剥離し、紙に写して画像濃度を計測した。この場合の画像濃度を放置前の画像濃度という。
1000枚の通紙後、一週間放置してから、再度、同様にして画像濃度を計測した。この場合の画像濃度を放置後の画像濃度という。
The evaluation procedure for each example and comparative example is as follows.
As described above, the transfer sheet S is continuously passed through and a total of 1000 sheets are passed. During that time, the recording liquid on the
After passing 1,000 sheets, the image density was measured in the same manner again after being left for one week. The image density in this case is called the image density after being left.
評価結果は次のとおりとなった。
実施例1と比較例とを比較した結果、放置前の画像濃度については、実施例1の画像濃度のほうが、比較例の画像濃度よりも低下していた。また放置後の画像濃度については、実施例1の画像濃度は、放置前の画像濃度とほぼ同じであったが、比較例の画像濃度は、放置前の画像濃度より上昇していた。放置後の比較例のクリーニング装置34を確認したところ、記録液中の水分が蒸発することで析出した固形分がクリーニングブレード56と中間転写体37との当接部である第1のクリーニング位置P1に入り込んでクリーニングブレード56が一部破損していることが確認された。
これらの結果により、ウェブ53を用いること、及び、クリーニングブレード56と中間転写体37との間に上述の極性による通電を行うことにより、中間転写体37のクリーニング性能が向上しているとともに、このクリーニング性能が長期にわたって維持されることが確認された。
The evaluation results are as follows.
As a result of comparing Example 1 and the comparative example, as for the image density before being left, the image density of Example 1 was lower than the image density of the comparative example. As for the image density after being left, the image density in Example 1 was almost the same as the image density before being left, but the image density in the comparative example was higher than the image density before being left. When the
Based on these results, the cleaning performance of the
実施例2、実施例3、実施例4についても実施例1とほぼ同様、あるいは実施例1よりも若干画像濃度が低下していることが確認された。
これにより、クリーニング装置82を用いることで中間転写体37のクリーニング性能が向上することが確認された。
It was confirmed that Example 2, Example 3, and Example 4 were almost the same as Example 1 or slightly lower in image density than Example 1.
Accordingly, it was confirmed that the cleaning performance of the
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。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and the present invention described in the claims is not specifically limited by the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.
たとえば、導電性記録液中の顔料は、カチオン性分散剤により分散し、カソードとして機能する中間転写体の表面で生成した水酸化物イオンを介して、凝集させてもよい。
中間転写体は、全体が導電性である必要はなく、少なくとも表面が導電性であればよい。
For example, the pigment in the conductive recording liquid may be dispersed by a cationic dispersant and aggregated via hydroxide ions generated on the surface of the intermediate transfer member functioning as a cathode.
The intermediate transfer member does not need to be conductive as a whole, and at least the surface may be conductive.
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、ヘッドに関してシャトル型であってもよいし、また、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。ヘッドの数は画像形成装置の用途に応じて増減されるものであり、1つであっても、複数であってもよい。 The image forming apparatus to which the present invention is applied is not limited to the above-described type of image forming apparatus, but may be other types of image forming apparatuses, that is, a shuttle type with respect to the head, or a copying machine or a facsimile alone. Alternatively, these multifunction peripherals, multifunction peripherals such as monochrome machines related thereto, other image forming apparatuses used for forming electric circuits, and image forming apparatuses used for forming predetermined images in the biotechnology field may be used. . The number of heads is increased or decreased according to the application of the image forming apparatus, and may be one or plural.
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。 The effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
33 第1の電圧印加手段
37 中間転写体
40 移動速度設定手段
51 第1の記録液受け
52 第1のクリーニング手段
53 第1のクリーニング部材
56 第1の当接部材
59 第2の電圧印加手段
61b ノズル
61Y、61M、61C、61BK ヘッド
64 転写手段
70 第1の移動手段
82 第2のクリーニング手段
83 第2のクリーニング部材
86 第2の当接部材
91 第2の記録液受け
92 清掃手段
93 ブレード状の清掃部材
94 回収部材
95 ブラシ状の清掃部材
96 回収部材
100 画像形成装置
A1 所定の方向
B1 所定の方向と逆方向
C1 所定の方向と逆方向
P1 第1のクリーニング位置
P2 第1のクリーニング位置
S 被記録材
33 First
Claims (10)
所定の方向に移動し、前記ヘッドにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面が導電性の中間転写体と、
前記ヘッド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導電性記録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1の電圧印加手段と、
導電性記録液によって前記中間転写体上に担持された画像を被記録材に転写する転写手段と、
前記所定の方向において、前記中間転写体の、前記ヘッドによって導電性記録液を付与される位置より上流側であって、前記転写手段によって前記画像を被記録材に転写される位置より下流側の第1のクリーニング位置で、同中間転写体のクリーニングを行う第1のクリーニング手段とを有し、
第1のクリーニング手段は、
第1のクリーニング位置で前記中間転写体に当接するとともに前記所定の方向と逆方向に移動することで同中間転写体を拭う第1のクリーニング部材と、
第1のクリーニング部材が、第1のクリーニング位置に向けて繰り出されるとともに第1のクリーニング位置を通過後に巻き取られるように、第1のクリーニング部材を前記逆方向に移動させる第1の移動手段と、
第1のクリーニング部材に、前記中間転写体の反対側から当接し、第1のクリーニング部材を第1のクリーニング位置で同中間転写体に当接させる導電性の第1の当接部材と、
第1の電圧印加手段によって前記中間転写体に印加される極性と逆の極性の電圧を同中間転写体に印加して、第1の当接部材と前記中間転写体との間に、第1のクリーニング部材と前記中間転写体との間に位置する導電性記録液を電気分解するための電圧印加を行うための第2の電圧印加手段とを有する画像形成装置。 A head having a nozzle for discharging a conductive recording liquid;
An intermediate transfer body that moves in a predetermined direction and is provided with the conductive recording liquid discharged by the head, and at least the surface of which is conductive;
For applying a voltage between the intermediate transfer member and the head for electrolyzing a conductive recording liquid discharged from the head and temporarily bridging between the head and the intermediate transfer member. First voltage applying means;
Transfer means for transferring an image carried on the intermediate transfer member by a conductive recording liquid to a recording material;
In the predetermined direction, the intermediate transfer member is upstream of the position where the conductive recording liquid is applied by the head and downstream of the position where the image is transferred to the recording material by the transfer unit. First cleaning means for cleaning the intermediate transfer member at a first cleaning position;
The first cleaning means
A first cleaning member that contacts the intermediate transfer member at a first cleaning position and wipes the intermediate transfer member by moving in a direction opposite to the predetermined direction;
First moving means for moving the first cleaning member in the reverse direction so that the first cleaning member is drawn out toward the first cleaning position and wound up after passing through the first cleaning position; ,
A conductive first contact member that contacts the first cleaning member from the opposite side of the intermediate transfer member and contacts the first cleaning member to the intermediate transfer member at a first cleaning position;
A voltage having a polarity opposite to the polarity applied to the intermediate transfer member is applied to the intermediate transfer member by a first voltage applying means, and a first voltage is applied between the first contact member and the intermediate transfer member. And a second voltage applying means for applying a voltage for electrolyzing the conductive recording liquid positioned between the cleaning member and the intermediate transfer member.
前記ヘッドから吐出される導電性記録液の量及び/又は前記所定の方向への前記中間転写体の移動速度に応じて、前記移動手段による前記クリーニング部材の前記逆方向への移動量及び/又は同逆方向への移動速度を設定する移動速度設定手段を有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
Depending on the amount of the conductive recording liquid discharged from the head and / or the moving speed of the intermediate transfer member in the predetermined direction, the amount of movement of the cleaning member in the reverse direction by the moving means and / or An image forming apparatus comprising a moving speed setting means for setting a moving speed in the opposite direction.
第1のクリーニング手段は、第1のクリーニング部材によって前記中間転写体から除去され滴り落ちる導電性記録液を受け止めるための第1の記録液受けを有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first cleaning means includes a first recording liquid receiver for receiving the conductive recording liquid which is removed from the intermediate transfer member by the first cleaning member and drops.
前記所定の方向において、前記中間転写体の、前記ヘッドによって導電性記録液を付与される位置より上流側であって、第1のクリーニング位置より下流側の第2のクリーニング位置で、同中間転写体のクリーニングを行う第2のクリーニング手段とを有し、
第2のクリーニング手段は、
第2のクリーニング位置で前記中間転写体に当接するとともに前記所定の方向と逆方向に移動することで同中間転写体を拭う第2のクリーニング部材と、
第2のクリーニング部材を前記逆方向に移動させる第2の移動手段と、
第2のクリーニング部材に、前記中間転写体の反対側から当接し、第2のクリーニング部材を第2のクリーニング位置で同中間転写体に当接させる第2の当接部材とを有する画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
In the predetermined direction, the intermediate transfer member at the second cleaning position upstream of the position where the conductive recording liquid is applied by the head and downstream of the first cleaning position. A second cleaning means for cleaning the body,
The second cleaning means is
A second cleaning member that contacts the intermediate transfer member at a second cleaning position and wipes the intermediate transfer member by moving in a direction opposite to the predetermined direction;
Second moving means for moving the second cleaning member in the reverse direction;
An image forming apparatus comprising: a second abutting member that abuts against the second cleaning member from the opposite side of the intermediate transfer member, and abuts the second cleaning member against the intermediate transfer member at a second cleaning position. .
第2のクリーニング部材は、第2の移動手段により前記逆方向に移動されることで第2のクリーニング位置に向けて繰り出されるとともに第2のクリーニング位置を通過後に巻き取られる部材であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
The second cleaning member is a member that is fed out toward the second cleaning position by being moved in the reverse direction by the second moving means and wound up after passing through the second cleaning position. An image forming apparatus.
第2のクリーニング部材は、第2の移動手段により前記逆方向に移動される無端状の部材であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
The image forming apparatus, wherein the second cleaning member is an endless member that is moved in the reverse direction by a second moving unit.
第2のクリーニング手段は、第2のクリーニング部材によって前記中間転写体から除去され滴り落ちる導電性記録液を受け止めるための第2の記録液受けを有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 4 to 6,
The image forming apparatus, wherein the second cleaning unit has a second recording liquid receiver for receiving the conductive recording liquid that is removed from the intermediate transfer member by the second cleaning member.
第2のクリーニング手段は、第2のクリーニング部材をクリーニングする清掃手段を有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 4 to 7,
The image forming apparatus, wherein the second cleaning unit includes a cleaning unit that cleans the second cleaning member.
前記清掃手段は、第2のクリーニング部材をクリーニングするために第2のクリーニング部材に当接したブレード状またはブラシ状の清掃部材と、この清掃部材によって第2のクリーニング部材から除去した物質を回収する回収部材とを有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 8.
The cleaning means collects a blade-like or brush-like cleaning member that is in contact with the second cleaning member to clean the second cleaning member, and a material removed from the second cleaning member by the cleaning member. An image forming apparatus comprising: a collecting member.
前記回収部材と第2の記録液受けとが共通の部材であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9, wherein the image forming apparatus is subordinate to the image forming apparatus according to claim 7.
The image forming apparatus, wherein the recovery member and the second recording liquid receiver are a common member.
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JP2019014093A (en) * | 2017-07-04 | 2019-01-31 | キヤノン株式会社 | Recording device, liquid absorption device and control method |
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