JP2013129093A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクの液媒体による用紙の波打ち等の問題を生じさせることなく、中間転写体から用紙にインク画像を高い効率で転写できるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】回転自在の中間転写体１と、液媒体７１に顔料を分散させたインク７を中間転写体１に吐出してインク画像を形成するインク吐出ヘッド２と、中間転写体１に圧接してニップ部を形成する転写ローラ３とを設ける。そして、中間転写体１に、インク中の液媒体７１を吸収可能な弾性層１２ａを設ける。中間転写体１に転写ローラ３が圧接することにより、弾性層１２ａが押圧されて弾性変形し、弾性層１２ａに吸収されている液媒体７１が中間転写体１の表面に滲出し、中間転写体１に対するインク７の付着力を低下させる。
【選択図】図２

Description

本発明はインクジェット記録装置に関し、より詳細には、中間転写体にインク画像を形成した後、中間転写体から記録媒体にインク画像を転写するインクジェット記録装置に関するものである。

インク吐出ヘッドからインク滴を記録媒体に吐出して画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置（インクジェット記録装置）は、電子写真方式に比べて構造が簡単で小型・軽量化しやすく、また電子写真方式のような加熱定着部が不要で消費電力も少ないことから近年広く使用されている。

一方、インクジェット記録装置は、水などの液媒体に着色剤としての顔料や染料を分散させたインクを用いるので、インク吸収層のない普通紙に画像を形成する場合には次のような問題がある。

（ア）インクの液媒体が用紙に浸透して波打ち（コックリング）が生じる。
（イ）用紙に浸透した液媒体の乾燥に時間がかかり定着時間が長くなる。また、この結果、印字直後に用紙の重ね置きができない。
（ウ）用紙のコシの違いによりインク吐出ヘッドと用紙との距離が変動するため、インク吐出ヘッドから吐出されたインク滴の用紙への着弾位置が安定せず画質が変化する。

そこで、例えば、中間転写体に形成したインク画像に光を照射してインクの液媒体を除去する方法（特許文献１）や中間転写体に吸水層を設けてインクの液媒体を除去する方法（特許文献２）、インクとの接触によってインクの粘度を上昇させる固体粒子を中間転写体に供給しインクの滲み等を防止する方法（特許文献３）などが提案されている。

これらの提案の方法によれば、インクの粘度が高くなって用紙の波打ちなどの前記問題はある程度改善されると考えられるものの、中間転写体から用紙へのインク画像の転写効率は安定しない。

一方、インク画像の転写効率を向上させる方法としては、例えば、中間転写体の表面をフッ素系樹脂で被覆する方法（特許文献４）や中間転写体の表面に撥インク性液体層を形成する方法（特許文献５）などが提案されているが、これらの提案方法では、インクの液媒体を除去できないので前記問題が解決されない。

特開平6-122194号公報 特開平5-200999号公報 特開2000-94654号公報 特開平11-227177号公報 特開平1-146750号公報

そこで、本発明の目的は、インクの液媒体による用紙の波打ち等の問題を生じさせることなく、しかも中間転写体から用紙にインク画像を高い効率で転写できるインクジェット記録装置を提供することにある。

前記目的を達成する本発明に係るインクジェット記録装置は、回転自在の中間転写体と、液媒体に顔料を分散させたインクを前記中間転写体に吐出してインク画像を形成するインク吐出手段と、前記中間転写体に圧接してニップ部を形成する転写手段とを備え、前記ニップ部に記録媒体を通過させることによって前記中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写させるインクジェット記録装置であって、前記中間転写体は、前記インク中の液媒体を吸収可能な弾性層を有し、前記中間転写体に前記転写手段が圧接することにより、前記弾性層が押圧されて弾性変形し、前記弾性層に吸収されている液媒体が前記中間転写体の表面に滲出し、前記中間転写体に対するインクの付着力を低下させることを特徴とする。

ここで、前記弾性層は多孔質であってもよい。あるいは、顔料の粒径よりも小さい孔径又は幅の穴又は溝が表面に形成されたものであってもよい。

前記中間転写体が、孔径が顔料の粒径よりも小さい、多孔質の顔料保持層を前記弾性層の外側にさらに有するのが好ましい。

前記インク吐出手段よりも前記中間転写体の回転方向上流側に、前記中間転写体に液体を付与する液体付与手段と、この液体付与手段から付与された液体のうち余分な液体を除去する液体回収手段とを回転方向上流側からこの順でさらに設けるのが好ましい。

前記弾性層の層厚としては１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲が好ましい。

本発明のインクジェット記録装置によれば、インクの液媒体による記録媒体の波打ち等の問題が生じることがなく、しかも中間転写体から記録媒体にインク画像を高い効率で転写できる。

本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概説図である。 図１のインクジェット記録装置による画像形成の概説図である。 本発明に係る他のインクジェット記録装置による画像形成の概説図である。 本発明に係るさらに他のインクジェット記録装置による画像形成の概説図である。

以下、本発明に係るインクジェット記録装置について図に基づいて以下説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概説図である。この図のインクジェット記録装置は、円筒状の基体１１の表面に弾性層１２ａが形成された中間転写体１と、画像信号に基づいてインク７を吐出し、中間転写体１の表面にインク画像を形成するインク吐出ヘッド（インク吐出手段）２と、中間転写体１に圧接する転写ローラ（転写手段）３と、弾性層に液体を付与する液体付与ローラ（液体付与手段）４と、この液体付与手段から付与された液体のうち余分な液体を除去する液体回収ローラ（液体回収手段）５とを備える。

本発明で使用するインク７は液媒体７１に顔料７２を分散したものであり、必要により界面活性剤や分散剤などの従来公知の添加剤が混合されていてもよい。液媒体としては水性媒体および油性媒体のいずれも用いることができる。また、顔料７２は、色材の他、色材を内包したマイクロカプセルなどであってもよい。顔料７２の粒径としては５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲が好ましい。

中間転写体１は、円筒状の基体１１と、基体１１の表面に形成された、水分を吸収可能な弾性層１２ａとを有する。基体１１の材料としては、例えば、アルミニウムやステンレス鋼などの金属材料やポリオレフィンやポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック材料が挙げられる。また、基体１１は、円筒状に限定されるものではなく、例えば無端状ベルトであっても構わない。

弾性層１２ａの材料としては、ウレタンフォームなどの発泡性の多孔質弾性材が好適に使用できる。この場合、多孔質弾性材の発泡セル径は顔料の粒径未満であるのが望ましい。また、弾性層１２ａの層厚は、弾性層１２ａに吸収させる水分量を考慮して適宜決定すればよいが、通常、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲が好ましい。

図２に、このような構成のインクジェット記録装置による画像形成の概説図を示す。まず、画像信号に基づいてインク吐出ヘッド２からインク７を吐出させて、中間転写体１の表面にインク画像を形成する。本発明で使用するインク吐出ヘッド２は、オンデマンド方式やコンティニュアス方式など従来公知の方式を用いることができる。また吐出方式としては、例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等の電気−機械変換方式；サーマルインクジェット型、バブルジェット（登録商標）型の等の電気−熱変換方式；スパークジェット型等の静電吸引方式などが挙げられる。さらに、印字方式としては、シリアルヘッド方式、ラインヘッド方式等のいずれの方式も用いることができる。

そして、不図示の駆動源によって中間転写体１はさらに回転し、インク画像は中間転写体１と転写ローラ３とのニップ部Ｎに搬送される。インク画像がニップ部Ｎに回転搬送されるまでの間に、インク７中の液媒体７１は弾性層１２ａに徐々に吸収され、弾性層１２ａの表面のインク７は濃縮された状態となる。そして、ニップ部Ｎにおいて、転写ローラ３が中間転写体１に圧接していることによって弾性層１２ａが押圧され、弾性層１２ａに吸収されている液媒体７１が中間転写体１の表面に滲出する。通常、インク７の粘度は濃度が低いほど低くなるので、濃縮されたインク７と弾性層１２ａとの間に、弾性層１２ａから滲出した液媒体７１が主として存在することによって、濃縮されたインク７の部分が用紙Ｐに容易に転写されるようになる。なお、弾性層１２ａから滲出させる液媒体量は、転写ローラ３の弾性層１２ａへの食い込み量によって調整することができる。

ここで、転写効率を一層高める観点からは、中間転写体１から用紙Ｐへのインク画像の転写は、ニップ部Ｎにおいて中間転写体１の周速度を用紙Ｐの搬送速度よりも速くし、発生するずり応力を利用してインク画像を用紙Ｐに転写させるのが好ましい。より好ましくは、中間転写体１の周速度を用紙Ｐの搬送速度の１．２倍以下とするのがよい。

図１のインクジェット記録装置において、インク画像が用紙Ｐに転写した後の中間転写体に対して、液体付与ローラ４から所定の液体が付与され、さらに液体回収ローラ５によって、付与された液体のうち余分な液体が回収される。これによって、弾性層１２ａには常に所定量の液体が保持されるようになる。このように、インク画像を形成する前に弾性層１２ａに所定量の液体を吸収させておくと、転写時に滲出する液媒体及び液体の量が安定し、インク画像の転写率が安定する。

弾性層１２ａに供給する液体は、液媒体の種類を考慮して適宜決定すればよいが、例えば、インクの液媒体の主成分が水である場合、液体供給ローラ４から供給する液体をイソパラフィン系オイルやシリコーンオイルなどの油性液体とすると、インクと油性液体との反発によってインク画像の用紙Ｐへの転写率をより高くできる。インクの液媒体の主成分を油性媒体とし、液体供給ローラ４から供給する液体を水とした場合にも同様の効果が得られる。もちろん、液体供給ローラ４からの供給液体及びインクの液媒体の双方を油性又は水性としても構わない。

図３に、本発明に係るインクジェット記録装置の他の実施形態を示す概説図を示す。この図に示すインクジェット記録装置が、図１及び図２に示したインクジェット記録装置と異なる点は、弾性層１２ａの外側に、孔径が顔料粒径よりも小さい多孔質の顔料保持層１３を設けた点にある。これにより、インク７中の顔料７２が弾性層１２ａに進入することなく液媒体７１のみが弾性層１２ａに吸収されるようになる。顔料保持層１３としては、例えば、超高分子量ポリエチレンの焼結体から切削して得られる多孔性フィルム、あるいはポリテトラフルオロエチレンやポリアミド系樹脂を伸延してフィブリル化した多孔質フィルムなどを用いることができる。顔料保持層１３の層厚に特に限定はないが、通常、数百μｍ程度が好ましい。

図４に、本発明に係るインクジェット記録装置のさらに他の実施形態を示す概説図を示す。この図に示すインクジェット記録装置が、図１及び図２に示したインクジェット記録装置と異なる点は、弾性層１２ｂの表面に顔料７２の粒径よりも小さい孔径の穴１２１を複数形成した点にある。これにより、インク７中の顔料７２が弾性層１２ｂに進入することなく液媒体７１のみが複数の穴１２１に進入し、弾性層１２ｂ表面のインクの濃度が高くなる。

そして、転写ローラ３が中間転写体１に圧接しているニップ部Ｎにおいて、転写ローラ３によって弾性層１２ｂが押圧され、弾性層１２ｂの複数の穴１２１から液媒体７１が弾性層１２ｂの表面に滲出する。これにより、前記実施形態と同様に、濃縮されたインク７の部分が用紙Ｐに容易に転写されるようになる。

また、顔料７２の粒径よりも小さい幅の溝を、穴１２１に代えて又は穴１２１と共に弾性層１２ｂの表面に形成してインク７の液媒体７１を吸収するようにしてもよい。

以上説明したインクジェット記録装置では、単色の画像を形成するものであるが、複数のインク吐出ヘッド２を設けて複数色のインクを吐出可能としカラーインク画像が形成可能な装置としてももちろん構わない。

本発明のインクジェット記録装置によれば、インクの液媒体による記録媒体の波打ち等の問題が生じることがなく、しかも中間転写体から記録媒体にインク画像を高い効率で転写でき有用である。

１ 中間転写体
２ インク吐出ヘッド（インク吐出手段）
３ 転写ローラ（転写手段）
４ 液体付与ローラ（液体付与手段）
５ 液体回収ローラ（液体回収手段）
７ インク
９ 液体吐出ヘッド（液体付与手段）
Ｎ ニップ部
Ｐ 用紙（記録媒体）
１２ａ，１２ｂ 弾性層
１３ 顔料保持層
７１ 液媒体
７２ 顔料
１２１ 穴

Claims (6)

1. 回転自在の中間転写体と、液媒体に顔料を分散させたインクを前記中間転写体に吐出してインク画像を形成するインク吐出手段と、前記中間転写体に圧接してニップ部を形成する転写手段とを備え、前記ニップ部に記録媒体を通過させることによって前記中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写させるインクジェット記録装置であって、
   前記中間転写体は、前記インク中の液媒体を吸収可能な弾性層を有し、前記中間転写体に前記転写手段が圧接することにより、前記弾性層が押圧されて弾性変形し、前記弾性層に吸収されている液媒体が前記中間転写体の表面に滲出し、前記中間転写体に対するインクの付着力を低下させることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記弾性層が、多孔質である請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記弾性層が、顔料の粒径よりも小さい孔径又は幅の穴又は溝が表面に形成されたものである請求項１記載のインクジェット記録装置。
4. 前記中間転写体が、孔径が顔料の粒径よりも小さい、多孔質の顔料保持層を前記弾性層の外側にさらに有する請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 前記インク吐出手段よりも前記中間転写体の回転方向上流側に、前記中間転写体に液体を付与する液体付与手段と、この液体付与手段から付与された液体のうち余分な液体を除去する液体回収手段とを回転方向上流側からこの順でさらに備える請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記弾性層の層厚が１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。