JP2014172289A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インク等の記録液をヘッドから吐出して中間転写体に担持させ画像形成を行う中間転写方式を採用したインクジェット方式の画像形成装置及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an inkjet image forming apparatus and an image forming method that employ an intermediate transfer method in which a recording liquid such as ink is ejected from a head and carried on an intermediate transfer member to form an image.
従来より、インク等の記録液をヘッドから吐出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が知られている(たとえば、〔特許文献1〕〜〔特許文献15〕参照)。インクジェット方式の画像形成装置は、ピエゾ方式に代表される可動アクチュエータ方式、サーマル方式に代表される加熱膜沸騰方式等により、画像情報に応じて複数の微小ノズルから記録液を液滴化して吐出し紙等の記録媒体に付着させるようになっている。このようなインクジェット方式の画像形成装置は、電子写真方式に比べた場合の装置構成の簡便さから、プリンタ、ファクシミリ及び複写機等への適用範囲が拡大しつつある。また、電気回路形成やバイオテクノロジーへの応用など、新たな領域への発展が期待されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, ink jet type image forming apparatuses that perform image formation by ejecting a recording liquid such as ink from a head are known (see, for example, [Patent Document 1] to [Patent Document 15]). Inkjet image forming apparatuses eject droplets of recording liquid from a plurality of micro nozzles according to image information using a movable actuator method typified by a piezo method and a heated film boiling method typified by a thermal method. It is attached to a recording medium such as paper. Such an inkjet image forming apparatus is expanding its application range to printers, facsimiles, copiers, and the like because of the simplicity of the apparatus configuration compared to the electrophotographic system. It is also expected to develop into new fields such as electrical circuit formation and biotechnology applications.
このようなインクジェット方式の画像形成装置の中でも、ヘッドから吐出された記録液を担持する中間転写部材すなわち中間転写体を備えた中間転写方式言い換えると転写型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15〕参照)。
この中間転写方式の画像形成装置は、用紙等の被記録媒体が、通常、ヘッドに対向する位置を通過することがないため、一般的に、次のような利点が得られる。
Among such image forming apparatuses of the ink jet system, an intermediate transfer system having an intermediate transfer member that carries a recording liquid discharged from a head, that is, an intermediate transfer body, in other words, a transfer type image forming apparatus is known (for example, [See Patent Document 1] to [Patent Document 15]).
In this intermediate transfer type image forming apparatus, since the recording medium such as paper does not normally pass through the position facing the head, the following advantages are generally obtained.
すなわち、被記録媒体がヘッドに触れることで、ノズル等が損傷したり、被記録媒体に付着している紙粉、埃等がノズル等に付着したりすることが防止される。そのため、ノズルから吐出される液滴の飛翔方向が乱れたり、ノズルが閉塞したりして、画像品質や信頼性が低下することが回避されるという利点が得られる。
このように、中間転写方式の画像形成装置は、記録紙や紙粉と記録ヘッドとの意図しない接触に起因するインクジェット目詰まりが生じにくく、高い信頼性が得られるという特徴を有する。
That is, when the recording medium touches the head, it is possible to prevent the nozzles and the like from being damaged and paper dust, dust and the like adhering to the recording medium from being attached to the nozzles and the like. Therefore, it is possible to obtain an advantage that image quality and reliability are prevented from being deteriorated due to disturbance of the flying direction of the liquid droplets ejected from the nozzle or obstruction of the nozzle.
As described above, the intermediate transfer type image forming apparatus is characterized in that it is difficult to cause inkjet clogging due to unintended contact between recording paper or paper dust and the recording head, and high reliability is obtained.
中間転写体を用いた画像形成装置において、中間転写体上のビーディングやブリーディング等を防ぐことを可能とする材料として、記録液とは別の、反応液や処理液、粉末などを使用する技術が知られている(たとえば、〔特許文献1〕〜〔特許文献5〕参照)。しかしながら、これらの技術では、消耗品が多く、装置が複雑化してしまうという問題がある。 Technology that uses reaction liquids, processing liquids, powders, etc., which are different from recording liquids, as materials that can prevent beading and bleeding on the intermediate transfer bodies in image forming apparatuses that use intermediate transfer bodies Is known (for example, see [Patent Document 1] to [Patent Document 5]). However, these techniques have a problem that there are many consumables and the apparatus becomes complicated.
この問題を回避しうる技術として、ノズルと中間転写体との間に導電性の記録液の液柱のブリッジを一時的に形成させ、液柱のブリッジに含まれる水が電気分解されるように電位を印加する技術が提案されている(たとえば、〔特許文献6〕、〔特許文献7〕参照)。この技術は、電気分解によって記録液のpHを変化させることで、中間転写体上の記録液の液滴を増粘させることでビーディングやブリーディングを抑制し、滲みを抑えた良好な画像の形成を行うことを可能とする。 As a technique that can avoid this problem, a bridge of a liquid column of conductive recording liquid is temporarily formed between the nozzle and the intermediate transfer member so that water contained in the bridge of the liquid column is electrolyzed. Techniques for applying a potential have been proposed (see, for example, [Patent Document 6] and [Patent Document 7]). This technology changes the pH of the recording liquid by electrolysis, thereby thickening the recording liquid droplets on the intermediate transfer member, thereby suppressing beading and bleeding and forming a good image with reduced bleeding. It is possible to perform.
なお、中間転写体を備えた画像形成装置において、たとえば次のような、中間転写体を冷却する技術が知られている。
・中間転写体に付与された液体受容性粒子の温度を下げるために中間転写体を冷却する技術(たとえば、〔特許文献4〕、〔特許文献5〕参照)
・加熱した中間転写体を元の状態に戻すために冷却する技術(たとえば、〔特許文献8〕〜〔特許文献10〕参照)
・加熱溶融インクを冷却するために中間転写体を冷却する技術(たとえば、〔特許文献11〕、〔特許文献12〕参照)
In an image forming apparatus provided with an intermediate transfer member, for example, the following techniques for cooling the intermediate transfer member are known.
A technique for cooling the intermediate transfer member in order to lower the temperature of the liquid receptive particles applied to the intermediate transfer member (see, for example, [Patent Document 4] and [Patent Document 5])
A technique for cooling the heated intermediate transfer member to return it to the original state (for example, see [Patent Document 8] to [Patent Document 10])
A technique for cooling the intermediate transfer member in order to cool the heated and melted ink (see, for example, [Patent Document 11] and [Patent Document 12])
ところで、電気分解によって記録液のpHを変化させる上述の技術に関して、発明者らの鋭意研究により、次のことが分かってきた。
・記録液のpH変化に伴う記録液の粘度上昇速度が遅い場合には、ビーディングやブリーディングが発生し得る。
・印刷速度が速い場合も、記録液の液滴の吐出の間隔が短く液滴が十分に高粘度化するまえに隣接ドットが形成されこととなり、ビーディングやブリーディングが発生しやすい。
したがって、かかる技術において、ビーディングやブリーディングをさらに抑制する技術を開発する必要があることが分かった。
By the way, with respect to the above-described technique for changing the pH of the recording liquid by electrolysis, the following has been found by the inventors' diligent research.
When the viscosity increase rate of the recording liquid accompanying a change in pH of the recording liquid is slow, beading or bleeding can occur.
Even when the printing speed is high, adjacent intervals are formed before the recording liquid droplet ejection interval is short and the droplets have sufficiently high viscosity, and beading and bleeding are likely to occur.
Therefore, it has been found that it is necessary to develop a technique for further suppressing beading and bleeding in such a technique.
本発明は、インク等の記録液をヘッドから吐出して中間転写体に担持させ電気分解して画像形成を行う際の、ビーディングやブリーディングの防止を図った画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。 The present invention provides an image forming apparatus and an image forming method for preventing beading and bleeding when an image is formed by ejecting a recording liquid such as ink from a head and supporting it on an intermediate transfer member for electrolysis. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、本発明は、水を含む導電性記録液を吐出するノズルを備えたヘッドと、このヘッドにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面の一部が導電性の中間転写体と、前記ヘッドから吐出された導電性記録液が同ヘッドと前記中間転写体との間をブリッジした状態でこの状態の導電性記録液に電流を流すために前記中間転写体と前記ヘッドとの間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記中間転写体を冷却するための冷却手段とを有する画像形成装置にある。 In order to achieve the above object, the present invention provides a head having a nozzle for discharging a conductive recording liquid containing water, and at least a part of the surface to which the conductive recording liquid discharged by the head is applied. The intermediate transfer body and the conductive recording liquid discharged from the head in order to flow a current through the conductive recording liquid in a state where the head and the intermediate transfer body are bridged. And an image forming apparatus having a voltage applying means for applying a voltage between the head and the head, and a cooling means for cooling the intermediate transfer member.
本発明は、水を含む導電性記録液を吐出するノズルを備えたヘッドと、このヘッドにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面の一部が導電性の中間転写体と、前記ヘッドから吐出された導電性記録液が同ヘッドと前記中間転写体との間をブリッジした状態でこの状態の導電性記録液に電流を流すために前記中間転写体と前記ヘッドとの間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記中間転写体を冷却するための冷却手段とを有する画像形成装置にあるので、冷却手段によって冷却された中間転写体による記録液の冷却により記録液が増粘することでビーディングやブリーディングの対策を図り、高品質の画像を得ること、信頼性を向上することを可能とした画像形成装置を提供することができる。 The present invention includes a head provided with a nozzle for discharging a conductive recording liquid containing water, an intermediate transfer body having at least a part of the surface to which the conductive recording liquid discharged by the head is applied, and The conductive recording liquid ejected from the head bridges between the head and the intermediate transfer body, and in order to pass a current through the conductive recording liquid in this state, the intermediate transfer body and the head Since the image forming apparatus has a voltage applying means for applying a voltage and a cooling means for cooling the intermediate transfer body, the recording liquid is thickened by cooling the recording liquid by the intermediate transfer body cooled by the cooling means. Thus, it is possible to provide an image forming apparatus capable of taking measures against beading and bleeding, obtaining a high-quality image, and improving reliability.
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なインクジェット記録装置である。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である被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、被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ヘッド61Y、61M、61C、61BKを有している。ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、かかる記録液を吐出する記録液吐出体としての記録ヘッドであるインクジェットヘッドとして機能する。
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部材としての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、中間転写ローラである中間転写体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る。これにより、中間転写体37は、その表面上に画像が形成される。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に行われる。そのため、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は、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 discharged 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を有している。
画像形成装置100はまた、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装置である搬送ユニット10を有している。
画像形成装置100はまた、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を有している。
画像形成装置100はまた、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を有している。
The
The
The
The
画像形成装置100はまた、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である残インク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残インク除去機構である清掃手段34を有している。
The
画像形成装置100はまた、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を有している。
画像形成装置100はまた、ヘッド61Y、61M、61C、61BKから吐出された記録液に電圧を印加するための電圧印加手段としての通電手段33を有している。
画像形成装置100はまた、中間転写体37を冷却するための冷却手段としての冷却部70と、後述する転写ローラ38を加熱するための加熱手段としての加熱部90とを有している。
画像形成装置100はまた、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機構である制御部40と、画像形成装置100の各種状態等を表示する表示装置等を備えた図示しない操作パネルとを有している。
The
The
The
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を有している。
搬送ユニット10はまた、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を有している。
搬送ユニット10はまた、中間転写体37をA1方向に回転駆動する駆動手段としての中間転写体回転駆動モータである中間転写体駆動機構たるモータ32等を有している。
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
The
The
As described above, the
転写手段64は、中間転写体37に対向する位置に配置され、中間転写体37に従動回転する転写ローラ38と、転写ローラ38を中間転写体37に圧接し転写ローラ38を加圧ローラとして機能させる加圧手段としての図示しないばねとを有している。
The transfer means 64 is disposed at a position facing the
転写ローラ38は、導電性基体であるアルミニウム製の支持体38aと、支持体38a上に形成された表面層38bとを有している。
支持体38aは、機械的強度があるとともに、加熱部90によって後述するように加熱されるときに速やかに加熱されるように熱伝導性が高い必要がある。よって、支持体38aは、アルミニウムに限らず、たとえばアルミ合金、銅、ステンレス等の金属、合金によって形成してもよい。
表面層38bは、弾性体または剛体で形成される。表面層38bを弾性体で形成する場合、弾性体としてゴムを選択してもよい。ゴムとしては、特に限定されないが、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルブタジエンゴム等が挙げられる。また、表面層38bを剛体で形成する場合、剛体として金属を選択しても良い。金属としては、特に限定されないが、アルミニウム、アルミ合金、銅、ステンレス等が挙げられる。なお、表面層38bをなくして、支持体38aのみを転写ローラ38として用いても良い。
The
The
The
転写手段64は、中間転写体37と転写ローラ38との間において転写紙Sを加圧搬送するようになっている。この加圧搬送のとき、転写ローラ38は、中間転写体37との間に転写紙Sを通すことで、中間転写体37上に付与された記録液を被転写体としての転写紙Sに転写する転写部材としての転写体として機能する。
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上に形成された導電性ゴム層である表面層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るとともに、冷却部70によって後述するように冷却されるときに速やかに冷却されるように熱伝導性が高い必要がある。よって、支持体37aは、アルミニウムに限らず、たとえばアルミ合金、銅、ステンレス等の金属、合金によって形成しても良い。
表面層37bは、導電性及び撥水性が高く平滑な弾性材料によって形成されている。
As shown in FIG. 2, the
The material of the
The
表面層37bの撥水性は、記録液が表面層37bから転写紙Sへ転写されるときの転写しやすさの指標となり、撥水性が高いほど転写率が良く、また、後述するブレードによるクリーニングがしやすくなる。
The water repellency of the
また、表面層37bの弾性は、転写の際に必要な機能で、表面層37bが転写紙Sの繊維に沿って変形することで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ある程度柔らかい材料を選択する必要がある。
これらの撥水性、弾性という機能を満たす材料としては、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のゴム材料が挙げられる。表面層37bは、撥水性を上げるためシリコンオイルを含浸したものでも良い。また、表面層37bは単層構造、多層構造のどちらでも構わない。
Further, the elasticity of the
Examples of the material satisfying these functions of water repellency and elasticity include rubber materials such as fluorosilicone rubber, phenylsilicone rubber, fluorine rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, nitrile butadiene rubber, and isoprene rubber. The
表面層37bは、後述する記録液の電気分解が行われるように中間転写体37に導電性を付与するために導電剤としてカーボンブラックを含んでおり、導電性を有する導電層となっている。導電剤は導電性フィラー、カーボンナノチューブ、その他、金、銀等の金属微粒子等であってもよい。
The
表面層37bの導電性を上げるためには導電性微粒子を増やすことが考えられるが、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る。導電性は、支持体37aと表面層37bとの膜厚方向に対して備えられていれば良く、面方向には絶縁の異方導電性であっても良い。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以下であることが好ましい。
In order to increase the electrical conductivity of the
転写性、導電性に関連した、表面層37bのバルク物性と表面物性は以下のものが好ましい。すなわち導電性ゴムの体積抵抗率は104Ω・cm以下、好ましくは102Ω・cm以下である。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。また、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。
Regarding the bulk property and surface property 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、白金、金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、離型性が低下するトレードオフの関係であるので、適宜、調整が必要である。
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、103Ω・cm未満であることが好ましい。また、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、記録液の体積抵抗率よりも小さいことが望ましい。
As will be described later, in order to form a desired potential difference in the liquid column by 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。また、中間転写体37は、ドラム状でなく、後述するような無端ベルト状、その他可能であればシート状であっても良い。
The thickness of the
モータ32は、中間転写体37の駆動速度すなわち回転速度を可変である。モータ32による中間転写体37の回転速度は、制御部40によって制御され、設定される。この点、中間転写体駆動機構であるモータ32は、駆動制御機構として機能し、制御部40は、中間転写体駆動速度制御機構である駆動速度制御手段として機能する。
The motor 32 can change the driving speed, that is, the rotational speed 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とを有している。
給紙ユニット20はまた、給紙トレイ21及び給紙ローラ22を支持した筐体23を有している。
給紙ユニット20はまた、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を有している。
As shown in FIG. 1, the
The
The
清掃手段34は、中間転写体37上に形成された画像を構成する記録液のうち転写紙Sに転写されなかった記録液を残留液である残インクとして中間転写体37表面から掻き落とす清掃部材としてのクリーニングブレードである図示しないブレードを有している。
清掃手段34はまた、かかる清掃部材として、クリーニングローラである図示しないローラを有している。
清掃手段34はまた、ブレードまたはローラによって中間転写体37表面から掻き落とされた記録液や埃等の異物を収集するための廃液タンクたる図示しない廃液ボトルを有している。
The
The cleaning means 34 also has a roller (not shown) that is a cleaning roller as the cleaning member.
The cleaning means 34 also has a waste liquid bottle (not shown) which is a waste liquid tank for collecting foreign substances such as recording liquid and dust scraped off from the surface of the
ブレードは、中間転写体37に対していわゆるカウンター当接の態様で当接している。ブレードは、弾性体としてのゴムによって形成されたゴムブレードである。ブレードの材質は、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、エラストマーなどの弾性材料のほか、ステンレス、アルミなど金属、非鉄材料としても良い。
The blade is in contact with the
ブレードは、一般に、その先端の状態が乾燥状態から保湿状態に切替わるときに残インクの除去不良が生じ、残インクがかかる先端をすり抜ける傾向にある。そのため、画像形成装置100においては、画像形成開始前に記録液を吐出してブレードの先端を保水する制御を行い、クリーニング性能を安定させるようになっている。
In general, when the state of the tip of the blade is switched from the dry state to the moisturizing state, defective removal of the residual ink occurs, and the blade tends to pass through the tip where the residual ink is applied. Therefore, in 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、本体99に対して着脱可能となっている。キャリッジ50は、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。
これらによって、交換作業、メンテナンス作業が容易化されている。
The
Each of the
As a result, replacement work and maintenance work are facilitated.
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、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を有している。
インク吐出装置60Y、60M、60C、60BKはまた、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に送液するポンプ82Y、82M、82C、82BKを有している。
インク吐出装置60Y、60M、60C、60BKはまた、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に搬送するための流路である図示しないパイプを有している。
The
The
The
インクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKは、記録液をヘッド61Y、61M、61C、61BKに供給する記録液供給部として機能するものである。
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。
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るにつれてしぼむことが可能なように比較的やわらかいプラスチック素材で形成された袋状のインクパックとなっている。ただし、インクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKは、比較適合性の高いプラスチック素材で形成されていてもよい。
The
The
The
記録液は、少なくとも次の成分を含んでいる。
・イエロー、マゼンタ、シアン、黒に対応した着色剤である色剤
・この色剤の溶媒
・疎水性Aセグメントと親水性BセグメントとからなるABA型両親媒性高分子
・このABA型両親媒性高分子を溶媒に溶解または分散せしめるアニオン性界面活性剤
The recording liquid contains at least the following components.
-Colorant that is a colorant corresponding to yellow, magenta, cyan, black-Solvent of this colorant-ABA type amphiphilic polymer composed of hydrophobic A segment and hydrophilic B segment-This ABA type amphiphilic property Anionic surfactant that dissolves or disperses polymer in solvent
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だ水性溶媒であり、記録液は水性インク組成物となっている。色剤は、溶媒中に溶解または分散して溶媒中にて帯びるイオン性がアニオン性の、アニオン性着色剤及び/又はアニオン性樹脂を使用している。 The solvent is an aqueous solvent containing water from the viewpoint of safety and the conductivity from which electrolysis described later is caused, and the recording liquid is an aqueous ink composition. As the colorant, an anionic colorant and / or anionic resin which is dissolved or dispersed in a solvent and has an ionic property in the solvent is anionic.
ABA型両親媒性高分子の疎水性Aセグメントすなわち疎水性Aブロックは、以下のいずれのものでも適用可能である。たとえば炭素数12以上の直鎖アルキル基であるドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシルなどである。また、分岐アルキル基として、2−デシルドデシル、2−ドデシルドデシル、2−デシルヘキサデシルなどの組み合わせが上げられる。また、芳香族含有アルキル基として、フェニルアルキル、ジフェニルアルキル、トリフェニルアルキル、ナフチルアルキル、ジナフチルアルキル、トリナフチルアルキル、アントラセニルアルキル、ベンゼン環が分岐点の分岐アルキル基であるフェニル基を含んだジアルキルフェニルアルキル、トリアルキルフェニルアルキル、また、環状アルキル基含有として、シクロヘキシルアルキル、ジアルキルシクロヘキシルアルキル、トリアルキルシクロヘキシルアルキル、シクロペンチルアルキル、ジアルキルシクロペンチルアルキル、トリアルキルシクロペンチルアルキルなどがある。このように、疎水性Aブロックは、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、環状アルキル基、フェニル基の何れかを少なくとも含むことが望ましい。 Any of the following can be applied as the hydrophobic A segment of the ABA type amphiphilic polymer, that is, the hydrophobic A block. Examples thereof include dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, eicosyl and the like, which are linear alkyl groups having 12 or more carbon atoms. Examples of the branched alkyl group include 2-decyl dodecyl, 2-dodecyl dodecyl, 2-decyl hexadecyl, and the like. In addition, the aromatic-containing alkyl group includes phenylalkyl, diphenylalkyl, triphenylalkyl, naphthylalkyl, dinaphthylalkyl, trinaphthylalkyl, anthracenylalkyl, and a phenyl group in which the benzene ring is a branched alkyl group. Examples of dialkylphenylalkyl, trialkylphenylalkyl, and cyclic alkyl group-containing compounds include cyclohexylalkyl, dialkylcyclohexylalkyl, trialkylcyclohexylalkyl, cyclopentylalkyl, dialkylcyclopentylalkyl, and trialkylcyclopentylalkyl. As described above, the hydrophobic A block preferably includes at least one of a linear alkyl group, a branched alkyl group, a cyclic alkyl group, and a phenyl group.
また、疎水性モノマーによるブロック重合体であっても構わない。たとえば、スチレン重合体、アクリル酸アルキル重合体、メタクリル酸アルキル重合体、アクリルアミドアルキル重合体、メタクリルアミドアルキル重合体などが挙げられる。 Further, it may be a block polymer made of a hydrophobic monomer. Examples thereof include styrene polymers, alkyl acrylate polymers, alkyl methacrylate polymers, acrylamide alkyl polymers, and methacrylamide alkyl polymers.
ABA型両親媒性高分子の親水性Bセグメントすなわち親水性Bブロックは水性溶媒に対して親和性があるものであればいずれのものでも適用可能である。水性溶媒中で疎水会合による物理架橋でインク組成物の粘度を増加させるためには、親水性Bブロックは疎水性Aブロックに対して十分鎖長が長い、すなわち大きい必要がある。そのようなものとして直鎖ポリエチレンオキサイドを含むエチレンオキサイド重合体やプロピレンオキサイド重合体などの100量体以上のものが挙げられる。親水性Bブロックは、親水部分が分岐した多分岐ポリエチレンオキサイドを含む4−Arms構造や6−Arms構造であっても構わない。Armsは、疎水性Aブロックを意味している。このように、親水性Bブロックは、直鎖ポリエチレンオキサイド、多分岐ポリエチレンオキサイドの何れかを少なくとも含むことが望ましい。 Any hydrophilic B segment of the ABA-type amphiphilic polymer, that is, hydrophilic B block, can be used as long as it has an affinity for an aqueous solvent. In order to increase the viscosity of the ink composition by physical cross-linking by hydrophobic association in an aqueous solvent, the hydrophilic B block needs to have a sufficiently long chain length, that is, a larger chain length than the hydrophobic A block. As such a thing, the thing more than 100mers, such as an ethylene oxide polymer containing a linear polyethylene oxide, and a propylene oxide polymer, is mentioned. The hydrophilic B block may have a 4-Arms structure or a 6-Arms structure containing a multi-branched polyethylene oxide having a branched hydrophilic portion. Arms means hydrophobic A block. Thus, it is desirable that the hydrophilic B block contains at least one of linear polyethylene oxide and multi-branched polyethylene oxide.
またこのように、ABA型両親媒性高分子は、疎水性Aブロックを3つ以上備えたAnB型両親媒性高分子であることが望ましい。これは、後述する疎水性Aセグメント同士の疎水会合が起こりやすくなり、pH変化に対する粘度応答性が向上するためである。なお、ABA型両親媒性高分子における「ABA型」とは、親水性Bブロックを中心として親水性Bブロックと複数の疎水性Aブロックとが結合した構造であることを意味している。 As described above, the ABA type amphiphilic polymer is desirably an An B type amphiphilic polymer having three or more hydrophobic A blocks. This is because the hydrophobic association between the hydrophobic A segments, which will be described later, easily occurs, and the viscosity responsiveness to pH change is improved. The “ABA type” in the ABA type amphiphilic polymer means a structure in which a hydrophilic B block and a plurality of hydrophobic A blocks are bonded around a hydrophilic B block.
親水性Bブロックとしては、そのほかにはビニルアルコール重合体、ビニルエーテル重合体、ビニルピロリドン重合体、アクリルアミド重合体、メタクリルアミド重合体、及びそれらの誘導体など挙げられる。また、イオン性の場合でもよく、アクリル酸塩重合体、メタクリル酸塩重合体、アクリル酸アルキル四級アンモニウム塩重合体、メタクリル酸アルキル四級アンモニウム塩重合体、アクリルアミドアルキル四級アンモニウム塩重合体、スチレンスルホン酸塩重合体などが挙げられる。また、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、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、メチルデンプン、エチルデンプン、ヒドロキシエチルデンプン、カルボキシメチルデンプンなどのデンプン誘導体、アルギン酸プロピレングリコールなどのアルギン酸誘導体、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲンなどの動物系ポリマーの誘導体、グアーガム、ローカストビーンガム、クインスシードガム、カラギーナンなどの植物系ポリマーの誘導体、キサンタンガム、デキストラン、ヒアルロン酸、プルラン、カードランなどの微生物系ポリマーの誘導体等も挙げられる。
疎水性Aブロックと親水性Bブロックの化学結合は安定であればいずれでもよく、たとえばエーテル結合、ウレタン結合、アミド結合、エステル結合などが挙げられる。
Other examples of the hydrophilic B block include vinyl alcohol polymers, vinyl ether polymers, vinyl pyrrolidone polymers, acrylamide polymers, methacrylamide polymers, and derivatives thereof. Also, it may be ionic, acrylate polymer, methacrylate polymer, alkyl quaternary ammonium salt polymer, alkyl quaternary ammonium salt polymer, acrylamide alkyl quaternary ammonium salt polymer, Examples thereof include styrene sulfonate polymer. In addition, cellulose derivatives such as methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, starch derivatives such as methyl starch, ethyl starch, hydroxyethyl starch, carboxymethyl starch, alginic acid derivatives such as propylene glycol alginate, gelatin, casein, albumin, collagen, etc. And derivatives of plant polymers such as guar gum, locust bean gum, quince seed gum and carrageenan, and derivatives of microbial polymers such as xanthan gum, dextran, hyaluronic acid, pullulan and curdlan.
The chemical bond between the hydrophobic A block and the hydrophilic B block may be any as long as it is stable, and examples thereof include an ether bond, a urethane bond, an amide bond, and an ester bond.
ABA型両親媒性高分子を水性溶媒に溶解または分散せしめるアニオン性界面活性剤は、水性溶媒に溶解させた際に緩衝作用を持つことが望ましい。これは、電離度が比較的小さいアニオン性界面活性剤を用いることにより、少量のプロトンの投入によりABA型両親媒性高分子を含有する水性溶媒を増粘させることが可能になるためである。言い換えると、投入したプロトンのうち水性溶媒中の電解質成分や色材成分によって消費されるプロトン量が少なく、アニオン性界面活性剤が吸着したABA型両親媒性高分子を効率的に疎水会合させるために消費されるプロトン量を多くすることが可能となる。アニオン性界面活性剤は、プロトンを受け取ることによって親水基が疎水化され、界面活性剤としての機能を消失することがより望ましい。ここで緩衝作用とは、少量の酸や塩基が混入しても、水性溶媒のpHの値がほぼ一定に保たれるはたらきのことを言う。このようなアニオン性界面活性剤として、カルボン酸型界面活性剤がより望ましく、より具体的には、カルボン酸型界面活性剤として、脂肪族カルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、N−アシルサルコシン酸塩、N−アシルグルタミン酸塩、アルファスルホ脂肪酸エステル塩、あるいは多鎖多親水基型カルボン酸塩のいずれか1つ以上を含むことが好ましい。そのようなものとして、カプロン酸ナトリウム、カプロン酸カリウム、カプロン酸トリエタノールアミン、カプリル酸ナトリウム、カプリル酸カリウム、カプリル酸トリエタノールアミン、カプリン酸ナトリウム、カプリン酸カリウム、カプリン酸トリエタノールアミン、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ラウリン酸トリエタノールアミン、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチン酸カリウム、ミリスチン酸トリエタノールアミン、パルミチン酸ナトリウム、パルミチン酸カリウム、パルミチン酸トリエタノールアミン、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸カリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸トリエタノールアミン、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸カリウム、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸トリエタノールアミン、ラウロイルサルコシンナトリウム、ラウロイルサルコシンカリウム、ラウロイルサルコシントリエタノールアミン、ミリストイルサルコシンナトリウム、ミリストイルサルコシンカリウム、ミリストイルサルコシントリエタノールアミン、ステアロイルサルコシンナトリウム、ステアロイルサルコシンカリウム、ステアロイルサルコシントリエタノールアミン、ヤシ油脂肪酸サルコシンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシンカリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミン、ラウロイルメチルアラニンナトリウム、ラウロイルメチルアラニンカリウム、ラウロイルメチルアラニントリエタノールアミン、ミリストイルメチルアラニンナトリウム、ミリストイルメチルアラニンカリウム、ミリストイルメチルアラニントリエタノールアミン、ヤシ油脂肪酸メチルアラニンナトリウム、ヤシ油脂肪酸メチルアラニンカリウム、ヤシ油脂肪酸メチルアラニントリエタノールアミン、ラウロイルグルタミン酸ナトリウム、ラウロイルグルタミン酸カリウム、ラウロイルグルタミン酸トリエタノールアミン、ミリストイルグルタミン酸ナトリウム、ミリストイルグルタミン酸カリウム、ミリストイルグルタミン酸トリエタノールアミン、ステアロイルグルタミン酸ナトリウム、ステアロイルグルタミン酸カリウム、ステアロイルグルタミン酸トリエタノールアミン、ヤシ油脂肪酸アシルグルタミン酸ナトリウム、ヤシ油脂肪酸アシルグルタミン酸カリウム、ヤシ油脂肪酸アシルグルタミン酸トリエタノールアミン、2−スルホテトラデカン酸−1−メチルエステルナトリウム塩、2−スルホテトラデカン酸−1−メチルエステルカリウム塩、2−スルホヘキサデカン酸−1−メチルエステルナトリウム塩、2−スルホヘキサデカン酸−1−メチルエステルカリウム塩、アルケニルコハク酸ジカリウム、アルケニルコハク酸ジナトリウム、ジラウロイルグルタミン酸リシンナトリウム、ジラウロイルグルタミン酸リシンカリウムなどが挙げられる。 An anionic surfactant that dissolves or disperses an ABA type amphiphilic polymer in an aqueous solvent desirably has a buffering action when dissolved in an aqueous solvent. This is because by using an anionic surfactant having a relatively low ionization degree, it is possible to thicken an aqueous solvent containing an ABA type amphiphilic polymer by introducing a small amount of protons. In other words, in order to efficiently hydrophobically associate the ABA type amphiphilic polymer adsorbed by the anionic surfactant with a small amount of proton consumed by the electrolyte component and the coloring material component in the aqueous solvent among the input protons. It is possible to increase the amount of protons consumed in the reactor. As for an anionic surfactant, it is more desirable that a hydrophilic group is hydrophobized by receiving a proton and the function as a surfactant is lost. Here, the buffering action means that the pH value of the aqueous solvent is kept almost constant even when a small amount of acid or base is mixed. As such an anionic surfactant, a carboxylic acid type surfactant is more desirable. More specifically, as the carboxylic acid type surfactant, aliphatic carboxylate, polyoxyethylene alkyl ether carboxylate, N -It is preferable that any one or more of acyl sarcosinate, N-acyl glutamate, alpha sulfo fatty acid ester salt, or multi-chain polyhydrophilic type carboxylate is included. As such, sodium caproate, potassium caproate, triethanolamine caproate, sodium caprylate, potassium caprylate, triethanolamine caprylate, sodium caprate, potassium caprate, triethanolamine caprate, lauric acid Sodium, potassium laurate, triethanolamine laurate, sodium myristate, potassium myristate, triethanolamine myristate, sodium palmitate, potassium palmitate, triethanolamine palmitate, sodium stearate, potassium stearate, stearic acid Triethanolamine, polyoxyethylene lauryl ether sodium acetate, polyoxyethylene lauryl ether potassium acetate, polyoxy Tylene lauryl ether acetate triethanolamine, polyoxyethylene tridecyl ether sodium acetate, polyoxyethylene tridecyl ether potassium acetate, polyoxyethylene tridecyl ether acetate triethanolamine, lauroyl sarcosine sodium, lauroyl sarcosine potassium, lauroyl sarcosine triethanolamine , Myristoyl sarcosine sodium, myristoyl sarcosine potassium, myristoyl sarcosine triethanolamine, stearoyl sarcosine sodium, stearoyl sarcosine potassium, stearoyl sarcosine triethanolamine, coconut oil fatty acid sarcosine sodium, coconut oil fatty acid sarcosine potassium, coconut oil fatty acid sarcosine triethanolamine, lauroyl Methyla Sodium nin, Lauroylmethylalanine potassium, Lauroylmethylalanine triethanolamine, Myristoylmethylalanine sodium, Myristoylmethylalanine potassium, Myristoylmethylalanine triethanolamine, Palm oil fatty acid sodium methylalanine, Palm oil fatty acid methylalanine potassium, Palm oil fatty acid methyl Alanine Triethanolamine, Sodium Lauroyl Glutamate, Potassium Lauroyl Glutamate, Triethanolamine Lauroyl Glutamate, Sodium Myristoyl Glutamate, Potassium Myristoyl Glutamate, Triethanolamine Myristoyl Glutamate, Sodium Stearoyl Glutamate, Potassium Stearoyl Glutamate, Triaroyl Glutamate Trie Tanolamine, coconut oil fatty acid acyl glutamate sodium, coconut oil fatty acid acyl glutamate potassium, coconut oil fatty acid acyl glutamate triethanolamine, 2-sulfotetradecanoic acid-1-methyl ester sodium salt, 2-sulfotetradecanoic acid-1-methyl ester potassium Salt, 2-sulfohexadecanoic acid-1-methyl ester sodium salt, 2-sulfohexadecanoic acid-1-methyl ester potassium salt, alkenyl succinate dipotassium, alkenyl succinate disodium, dilauroyl glutamate lysine sodium, dilauroyl glutamate lysine potassium Etc.
後述するように、記録液を構成している水性インク組成物は、pHによって粘度変化するものとなっているが、本形態における記録液のpH変化は、プロトンをインク組成物に供給することを意味する。アニオン性界面活性剤のpKaは概ねpKa:7〜9くらいでより高いもののほうが好ましい。 As will be described later, the viscosity of the aqueous ink composition constituting the recording liquid changes depending on the pH. However, the change in pH of the recording liquid in this embodiment means that protons are supplied to the ink composition. means. The pKa of the anionic surfactant is preferably about 7 to 9 and higher.
ABA型両親媒性高分子の平均重量分子量としては特に制限がない。ただし、アニオン性界面活性剤等で完全に溶解または分散した状態でのインクジェット吐出性を考慮すると分子量は小さいほうが好ましく、着弾後の増粘状態の強度を考慮するとポリマーの分子量は大きいほうが好ましい。そのため、1万以上10万以下の範囲のものが好ましい。また、2万以上5万以下のものがより好ましい。重合体部分の繰り返し数としては、100量体以上1000量体以下が好ましい。インク組成物中のポリマーの濃度としては、0.1重量%以上10重量%以下の範囲が好ましく、0.5重量%以上5重量%以下がより好ましい。 There is no restriction | limiting in particular as an average weight molecular weight of an ABA type amphiphilic polymer. However, the molecular weight is preferably small in consideration of the ink jet discharge property in a state completely dissolved or dispersed with an anionic surfactant or the like, and the polymer molecular weight is preferably large in consideration of the strength in the thickened state after landing. Therefore, the thing of the range of 10,000 or more and 100,000 or less is preferable. Moreover, 20,000 or more and 50,000 or less are more preferable. The number of repeats of the polymer portion is preferably from 100 to 1000 mer. The concentration of the polymer in the ink composition is preferably in the range of 0.1% by weight to 10% by weight, and more preferably 0.5% by weight to 5% by weight.
吐出時の記録液の粘度は、1〜20mPa・s、好ましく2〜8mPa・sである。記録液は、後述する着弾後のpH変化による増粘により、吐出時の少なくとも10倍、好ましくは100倍、より好ましくは1000倍以上の粘度増加を生じ、ゲル状態になる。その他、記録液の物性の好適な範囲は、表面張力が10〜60mN/m、好ましくは20〜50mN/m、導電率が0.01〜1S/m、好ましくは0.02〜0.2S/mである。 The viscosity of the recording liquid during ejection is 1 to 20 mPa · s, preferably 2 to 8 mPa · s. The recording liquid has a viscosity increase at least 10 times, preferably 100 times, more preferably 1000 times or more of the time of ejection due to thickening due to pH change after landing, which will be described later, and becomes a gel state. In addition, the preferable range of the physical properties of the recording liquid is a surface tension of 10 to 60 mN / m, preferably 20 to 50 mN / m, and an electrical conductivity of 0.01 to 1 S / m, preferably 0.02 to 0.2 S / m. m.
記録液に含有させる着色剤成分すなわちアニオン性の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。
Specific examples of the anionic dye that is a colorant component, that is, an anionic colorant 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.
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。
As a direct dye, C.I. I.
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等があり、溶解性の高さ、色調の良好さ、本形態にかかる方法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。 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. When recording with the method according to this embodiment, high solubility, good color tone It is preferably used because of its good water resistance.
記録液に用いられる着色剤成分すなわち色剤である顔料としては、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挙げられる。
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(たとえば、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(たとえば、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 colorant component used in the recording liquid, that is, the pigment that is a colorant include inorganic pigments and organic pigments.
Examples of inorganic pigments include white pigments such as titanium oxide, zinc oxide, and barium sulfate, and black pigments such as iron oxide.
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され得る。
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。
Further, 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. Pigment orange 5, 13, 16, 17, 36, 43, 51, C.I. I.
着色剤成分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が好ましく用いられる。 When using a recording liquid containing a pigment as a colorant component, 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, Self-dispersing pigments made by reacting pigments such as quinacridone, self-dispersing pigments made by reacting radical initiators containing carboxyl groups and sulfonic acid groups with pigments such as carbon black, phthalocyanine, quinacridone, and pigment functionality A self-dispersing pigment obtained by reacting a group and an anhydride of carboxylic acid is preferably used.
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ためである。また、粒径が20nm未満では、記録液の保存安定性、プリンタでの噴射特性は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、経済的に記録液を製造することが困難となるためである。 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. In addition, when the particle size is less than 20 nm, the storage stability of the recording liquid and the jetting characteristics in the printer are stable, and high image quality can be obtained. This is because the classification operation becomes complicated and it is difficult to produce the recording liquid economically.
記録液は、顔料を分散させる分散剤として、アニオン性の、高分子分散剤のような高分子タイプあるいは界面活性剤のような低分子タイプの分散剤を含むことが好ましい。
アニオン性基を有する高分子タイプの分散剤の例として、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、等が挙げられる。
The recording liquid preferably contains an anionic polymer type such as a polymer dispersant or a low molecular type dispersant such as a surfactant as a dispersant for dispersing the pigment.
Examples of polymer type dispersants having an anionic group include polyacrylic acid and salts thereof, polymethacrylic acid and salts thereof, acrylic acid-acrylonitrile copolymers and salts thereof, and acrylic acid-alkyl acrylate copolymers. And its salt, styrene-acrylic acid copolymer and its salt, styrene-methacrylic acid copolymer and its salt, styrene-acrylic acid-alkyl acrylate copolymer and its salt, styrene-methacrylic acid-alkyl acrylate Ester copolymer 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 Copolymers and salts thereof, vinyl naphthalene-male Inacid copolymer 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.
これらのアニオン性高分子は、後述する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凝集性において好ましい。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、後述する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。
Since these anionic polymers react with hydrogen ions generated by electrolysis of water, which will be described later, and are aggregated, they are preferable in terms of aggregation than the self-dispersed pigment alone. Further, since these anionic polymers have a colorant adhesion function, there is an advantage of improving the transfer rate from the
アニオン性基を有する低分子タイプの分散剤としては、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た分散剤が挙げられる。 Specific examples of the low molecular weight type dispersant having an anionic group include oleic acid and its salt, lauric acid and its salt, behenic acid and its salt, stearic acid and its salt, and such fatty acid and its salt. Salts, dodecylsulfonic acid and salts thereof, decylsulfonic acid and salts thereof, and alkylsulfuric acid and salts thereof, alkyl sulfate ertels such as lauryl sulfate and oleyl sulfate, dodecylbenzenesulfonic acid and salts thereof, lauryl Benzenesulfonic acid and its salts, and such alkylbenzenesulfonic acid and its salts, dioctylsulfosuccinic acid and its salts, dihexylsulfosuccinic acid and its salts, and such dialkylsulfosuccinic acid and its salts, naphthylsulfonic acid and Its salts, naphthylcarboxylic acid and Salts thereof, such aromatic anionic surfactants, polyoxyethylene alkyl ether acetates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, polyoxyethylene alkyl ether sulfonates, fluorinated alkyl carboxylic acids and salts thereof, Examples thereof include dispersants using fluorine-based anionic surfactants such as fluorinated alkyl sulfonic acids and salts thereof.
記録液に用いる着色剤成分としての他の例は、着色樹脂微粒子によって構成された着色エマルジョンを用いた記録液である。
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、また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。
Another example of the colorant component used in the recording liquid is a recording liquid that uses a colored emulsion composed of colored resin fine particles.
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, anionic coloring can be achieved by forming the part that hits 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 is obtained in which fine particles are suspended in a liquid medium mainly composed of water.
記録液に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、凝集作用を強めることが可能である。
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、アルギン酸塩、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。
By adding a hydrophilic polymer compound to the recording liquid, it is possible to enhance the thickening action and aggregation action of the recording liquid by reaction with hydrogen ions.
The hydrophilic polymer compounds that can be added to the recording liquid include, in the natural system, plant polymers such as gum arabic, tragan gum, guar gum, karaya gum, locust bean gum, arabinogalactone, pectin, quince seed starch, alginates, 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, hydroxypropyl Fibrin-based polymers such as cellulose and ruboxymethylcellulose, starch-based polymers such as sodium starch glycolate and sodium starch phosphate, sodium alginate, propylene glycol alginate Seaweed polymers such as tellurium, pure synthetic systems such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl methyl ether and other vinyl polymers, 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.
記録液に、着色剤を含まない樹脂エマルジョン、ラテックスを添加しても良い。樹脂エマルジョンの種類によっては、転写紙S表面で樹脂エマルジョンが皮膜を形成し、画像形成が行われた場合の転写紙Sの耐光性、耐水性、耐擦性をも向上させる利点がある。懸濁相の樹脂成分としてはアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、スチレン系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂成分の粒子径はエマルジョンを形成する限り特に限定されないが、150nm程度以下が好ましく、より好ましくは5〜100nm程度である。市販の樹脂エマルジョンの例としては、マイクロジェルE−1002、E−5002(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ペイント株式会社製)、ボンコート4001(アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製)、ボンコート5454(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、大日本インキ化学工業株式会社製)、SAE−1014(スチレン−アクリル系樹脂エマルジョン、日本ゼオン株式会社製)、サイビノールSK−200(アクリル系樹脂エマルジョン、サイデン化学株式会社製)、などが挙げられる。
記録液中、樹脂エマルジョンは、その樹脂成分が記録液の0.1〜40重量%となるよう添加するのが好ましく、より好ましくは1〜10重量%の範囲である。
A resin emulsion or latex that does not contain a colorant may be added to the recording liquid. Depending on the type of the resin emulsion, the resin emulsion forms a film on the surface of the transfer paper S, and there is an advantage of improving the light resistance, water resistance, and abrasion resistance of the transfer paper S when an image is formed. Examples of the resin component in the suspension phase include acrylic resins, vinyl acetate resins, styrene-butadiene resins, vinyl chloride resins, acrylic-styrene resins, butadiene resins, and styrene resins. The particle diameter of these resin components is not particularly limited as long as an emulsion is formed, but is preferably about 150 nm or less, more preferably about 5 to 100 nm. Examples of commercially available resin emulsions include Microgel E-1002, E-5002 (styrene-acrylic resin emulsion, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), Boncoat 4001 (acrylic resin emulsion, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.). Boncoat 5454 (styrene-acrylic resin emulsion, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), SAE-1014 (styrene-acrylic resin emulsion, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), Cybinol SK-200 (acrylic resin emulsion, Seiden) Chemical Co., Ltd.).
In the recording liquid, the resin emulsion is preferably added so that the resin component is 0.1 to 40% by weight of the recording liquid, and more preferably in the range of 1 to 10% by weight.
以上述べた高分子タイプの顔料分散剤や着色エマルジョン、水溶性高分子化合物などは、ABA型両親媒性高分子と併せて、後述する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のに効果的である。
The above-described polymer type pigment dispersant, colored emulsion, water-soluble polymer compound, and the like are combined with the ABA type amphiphilic polymer, and the transfer rate from 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る後述するノズル61bの詰まりを防止するため、次に述べる水溶性有機溶媒を保湿剤成分として使用することが好ましい。
The recording liquid uses water as the main liquid medium. In order to make the recording liquid have the desired physical properties or to prevent clogging of the
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、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。 Specific examples of the water-soluble organic solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, and 1,4-butanediol. 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,2,4-butanetriol, 1, Polyhydric alcohols such as 2,3-butanetriol and petriol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethyl Polyhydric alcohol alkyl ethers such as ethylene 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-methyl-2 -Pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, nitrogen-containing heterocyclic compounds such as ε-caprolactam, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, etc. Amides, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine and other amines, dimethyl sulfoxide, sulfolane And sulfur-containing compounds such as thiodiethanol, propylene carbonate, ethylene carbonate, and γ-butyrolactone.
また、その他の保湿成分として、ソルビトール等の糖アルコール、ヒアルロン酸等の多糖類、ポリエチレングリコール等の高分子、また、尿素、乳酸、クエン酸塩、アミノ酸系といった天然保湿成分も用いることが可能である。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、好ましくはインク全体の1〜60重量%、更に好ましくは10〜40重量%の範囲で用いる。 In addition, as other moisturizing components, sugar alcohols such as sorbitol, polysaccharides such as hyaluronic acid, polymers such as polyethylene glycol, and natural moisturizing components such as urea, lactic acid, citrate, and amino acids can be used. is there. These solvents are used alone or in combination with water. Although there is no restriction | limiting in particular in content of these water-soluble organic solvents, Preferably it is 1-60 weight% of the whole ink, More preferably, it uses in the range of 10-40 weight%.
記録液中の水を後述のように電気分解させるには、記録液のイオン伝導性を上げるための電解質成分を添加する必要がある。記録液に添加する電解質成分として、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化ルビジウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、などの無機アルカリ金属塩、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸水素ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸水素カリウムなどの有機アルカリ金属塩、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、硝酸テトラメチルアンモニウム、塩化コリンなどの有機アンモニウム塩などが挙げられる。 In order to electrolyze the water in the recording liquid as described later, it is necessary to add an electrolyte component for increasing the ionic conductivity of the recording liquid. As electrolyte components to be added to the recording solution, sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, rubidium chloride, sodium bromide, sodium iodide, sodium sulfate, sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, sodium thiosulfate, potassium sulfate, sodium nitrate, sulfite Inorganic alkali metal salts such as sodium nitrate, potassium nitrate, sodium phosphate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium acetate, potassium acetate, sodium oxalate, sodium citrate, sodium hydrogen citrate, potassium citrate, potassium hydrogen citrate Organic alkali metal salts such as ammonium chloride, ammonium nitrate, ammonium sulfate, tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium nitrate, and organic ammonium salts such as choline chloride .
2価以上の多価金属塩は着色剤やABA型両親媒性高分子等の溶解または分散性を損ねるので、1価の金属塩であることが好ましい。特に電解質成分として第四級アンモニウム塩を添加するのが好ましい。第四級アンモニウムイオンは中心元素に結合したアルキル基によって電荷分散しており、着色剤やABA型両親媒性高分子等との相互作用が小さく安定に存在するためである。また、第四級アンモニウムイオンは水とのクラスターを形成しにくく、着色剤やABA型両親媒性高分子等の溶解または分散に必要な水和水を奪うことも少ない。単位分子量あたりの導電率(モルイオン伝導率)は分子量の小さい化合物が高く、四級アンモニウム塩のなかで特にテトラメチルアンモニウム塩が好ましい。また、カウンターイオンとして塩化物イオン、硝酸イオン、硫酸イオン等があるが、塩化物イオンはアノードで電極反応を起こして塩素を発生するおそれがある。そのため、不活性な硝酸イオンや硫酸イオンが好ましい。 Since a polyvalent metal salt having a valence of 2 or more impairs the solubility or dispersibility of a colorant, an ABA type amphiphilic polymer, or the like, a monovalent metal salt is preferable. In particular, it is preferable to add a quaternary ammonium salt as an electrolyte component. This is because the quaternary ammonium ions are dispersed in charge by an alkyl group bonded to the central element, and the interaction with the colorant, the ABA type amphiphilic polymer, etc. is small and stable. In addition, quaternary ammonium ions hardly form a cluster with water and rarely deprive water of hydration necessary for dissolution or dispersion of a colorant, an ABA type amphiphilic polymer, or the like. The electrical conductivity per unit molecular weight (molar ionic conductivity) is high for compounds having a small molecular weight, and among the quaternary ammonium salts, tetramethylammonium salts are particularly preferred. Counter ions include chloride ions, nitrate ions, sulfate ions, etc., but chloride ions may cause an electrode reaction at the anode to generate chlorine. Therefore, inactive nitrate ions and sulfate ions are preferable.
酸性pH調整剤としては、ホウ酸、炭酸、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸、塩化アンモニウム等を用いることが可能である。アルカリ性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、四級アンモニウム水酸化物、四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を用いることが可能である。
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ても構わない。
As the acidic pH adjuster, boric acid, carbonic acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, ammonium chloride and the like can be used. Examples of alkaline pH adjusters include hydroxides of alkali metal elements such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide, quaternary phosphonium hydroxide, lithium carbonate, carbonic acid It is possible to use alkali metal carbonates such as sodium and potassium carbonate, and amines such as diethanolamine and triethanolamine.
In addition, you may use additives, such as a pH buffer, a viscosity modifier, antiseptic | preservative, antioxidant, and a rust inhibitor, as needed.
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部材であるノズルプレートとしてのノズル板61aを有している。
各ヘッド61Y、61M、61C、61BKはまた、ノズル板61aに形成され、記録液が通過し、記録液を液滴として吐出するノズル61bを有している。
各ヘッド61Y、61M、61C、61BKはまた、ポンプ82Y、82M、82C、82BKによってインクカートリッジ81Y、81M、81C、81BKから記録液を供給され記録液を充填されて保持する液室であるインク室61cを有している。
各ヘッド61Y、61M、61C、61BKはまた、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。
As shown in FIG. 2, each
Each
Each of the
Each of the
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、SUS合金、ニッケル等の金属、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、画像形成時において中間転写体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い。
ノズル板61aは、ノズル61bを備えたノズル部となっており、とくに、中間転写体37に対向した表面であるノズル面61dがノズル部となっている。
The
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中間転写体37に着弾させるための圧力印加を行う圧力印加手段としてのアクチュエータとして圧電素子を有している。具体的には、インク吐出手段は、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、圧電素子を駆動する駆動回路としてのインク吐出制御手段として機能する。
The ink discharge means has a piezoelectric element as an actuator as a pressure application means for applying a pressure for discharging the recording liquid from each
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。インク吐出制御手段として機能する制御部40は、各ノズル61bから吐出された記録液により、任意のパターンすなわち画像を形成するように、各圧電素子を時系列に駆動する。この点、制御部40は、画像制御装置として機能する。
インク室61c内の圧力はノズル61bから記録液が吐出、排出されるとき以外は負圧に保たれるようになっている。
The
The pressure in the
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。またかかるアクチュエータは、サーマル方式等の加熱ヒータ方式を採用した加熱手段による記録液の沸騰によってノズル61bから記録液を吐出させるものであっても良いし、電圧印加手段による静電引力によって記録液吐出するものであっても良い。このように、かかるアクチュエータは、あらゆる方法で記録液を吐出するものを採用可能である。
The actuator of the ink discharge means may be a movable actuator of another type that is a shape deformation element type, such as a piezo type. Such an actuator may be one that discharges the recording liquid from the
すでに述べたように、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。図3に、ヘッド61Y、61M、61C、61BKの構成態様を例示する。
同図(a)に示すヘッド61Y、61M、61C、61BKは、ノズル板61aが、多数のノズル61bを同図左右方向に対応した主走査方向に沿ってノズル列を成すようにライン状に有する。また同図(a)に示すヘッド61Y、61M、61C、61BKは、このライン状に配列された多数のノズルを副走査方向すなわち主走査方向に直交する同図上下方向に対応した方向に沿って2列備えている。これにより、同図(a)に示すヘッド61Y、61M、61C、61BKは、フルライン型のインクジェットヘッドとなっている。なお、主走査方向は、図1における紙面に垂直な方向に対応している。
同図(b)に示すヘッド61Y、61M、61C、61BKは、同図(a)に示したのと同様の態様で多数のノズル61bを備えたノズル板61aであって同図(a)に示したノズル板61aよりも小さなノズル板61aが、更に格子状に複数並設されている。これにより、同図(b)に示すヘッド61Y、61M、61C、61BKは、フルライン型のインクジェットヘッドとなっている。
As described above, the
In the
このように、同図(a)、(b)のいずれにおいても、ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、ノズル61bを2次元状に備えたライン型ヘッドとなっている。しかし、ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、ノズル61bを主走査方向に複数備えた1次元状のライン型ヘッドであっても良い。
As described above, in both FIGS. 6A and 6B, the
ヘッド61Y、61M、61C、61BKはこのように画像形成領域幅に対応したノズル列を備えたフルライン方式のラインヘッドであるため、画像形成装置100における画像形成の高速化を可能としている。なお、ヘッド61Y、61M、61C、61BKは、本形態のように固定式、言い換えると主走査方向に駆動されないタイプでなく、画像形成領域幅に対して往復運動を行うことで画像形成を行うシャトル方式に対応した構成であっても良い。この場合にはヘッド61Y、61M、61C、61BKが小型のヘッド構成となる。
Since the
通電手段33は、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電圧印加を行う。この電圧印加は、少なくとも次のタイミングで行われる。すなわち、少なくとも、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となるタイミングで行われる。この電圧印加により、通電手段33は、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。
The energization means 33 applies a voltage so that a potential difference is formed between 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、電気回路により、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。
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方向に回転を開始する。中間転写体37が各ヘッド61Y、61M、61C、61BKに対向しながらA1方向に回転している状態で、各ヘッド61Y、61M、61C、61BKから、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の記録液が吐出される。
各ヘッド61Y、61M、61C、61BKからの各色の記録液の吐出は、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の同位置に重なるよう、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順次重ね合わされる態様で行われる。これにより、中間転写体37上に一時的に画像が担持される。
このように、中間転写体37は、ノズル61bから吐出され付与された記録液によって形成される像を担持する像担持体として機能する。
In the
The recording liquid of each color from each
Thus, the
各ヘッド61Y、61M、61C、61BKからの各色の記録液が吐出されるとき、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。このときには、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に向けて移動する。これにより、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る。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。
When the recording liquids of the respective colors are ejected from the
In this state, the recording liquid is applied onto 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)
反応式(1)によると、カソードとして機能するノズル面61d側では水酸化物イオンが生成して、結果、アルカリ性を示す。記録液の色剤がアニオン性顔料であるため、かかるアルカリ条件で高い分散性を示し、ノズル面61dに付着した記録媒体が溶解しやすくなる。
また反応式(2)によると、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水素イオンであるプロトン(H+)が生成して、結果、酸性を示す。
According to the reaction formula (1), hydroxide ions are generated on the side of the
Further, according to the reaction formula (2), water contained in the bridge of the liquid column of the recording liquid is oxidized on the surface of the
そのため、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。すなわち、記録液の色剤がアニオン性顔料であるため、水素イオンのプラス電荷とアニオン系顔料のマイナス電荷とが打ち消しあい、静電反発が減少して凝集・増粘・固化といった現象が起こる。この現象は、対向電極である中間転写体37の近傍、特に電極界面である中間転写体37表面で起こる。
Therefore, as shown in FIG. 4, the pigment P dispersed by the anionic dispersant D aggregates via protons. That is, since the colorant of the recording liquid is an anionic pigment, the positive charge of hydrogen ions and the negative charge of the anionic pigment cancel each other, and electrostatic repulsion is reduced, causing phenomena such as aggregation, thickening, and solidification. This phenomenon occurs in the vicinity of the
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圧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。
Thereby, the occurrence of bleeding between adjacent dots is suppressed, and a high-definition image is formed. In addition, there is an advantage that clogging 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。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。
すなわち、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。
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. 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.
That is, 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 pigment is aggregated simultaneously with the landing of the recording liquid on 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に含まれている水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。通電手段33は、かかる電気分解を行うことが可能な電位を印加する点において電位印加手段として機能する。
As described above, the energization 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
液柱のブリッジBが形成されている状態は、高速度カメラによって観察することが可能である。この観察により、インク吐出制御手段として機能する制御部40によりインク吐出手段の圧電素子に電圧パルスを入力してから、ノズル61bから記録液が吐出されるタイミングが、各ノズル61bについて、μsec単位で計測することが可能である。また、記録液が吐出されてから中間転写体37との間でブリッジBが形成されるまでのタイミング、ブリッジの継続時間も、各ノズル61bについて、μsec単位で計測することが可能である。
The state in which the bridge B of the liquid column is formed can be observed with a high-speed camera. From this observation, the timing at which the recording liquid is ejected from the
なお、反応式(1)、(2)に加えて、電極自身の酸化還元反応も同時に起こる。どのような反応が起きるかは、電極材料、電極電位、及び記録液のpHによるが、電位−pH状態図(Pourbaix Diagram)を参照すれば容易に類推される。 In addition to the reaction formulas (1) and (2), an oxidation-reduction reaction of the electrode itself occurs simultaneously. The reaction that occurs depends on the electrode material, the electrode potential, and the pH of the recording liquid, but can be easily inferred by referring to a potential-pH state diagram (Pourbaix Diagram).
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に供給される。そうすると、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。この転写工程によって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。
One transfer sheet S fed from 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、ビーディングやブリーディングを抑制しつつ、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, even when the transfer paper S is plain paper by forming an image with the colorant aggregated by the above-described aggregation action, high image quality can be achieved at high speed while suppressing feathering, beading, and bleeding. Image formation with high density and high image quality 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。また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 can be suppressed or prevented. This also improves the transportability of the transfer paper S carrying an image and facilitates handling of the transfer paper S, such as preventing or suppressing jamming.
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は清掃手段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る。このクリーニングの動作すなわち清掃動作によって、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
以上のように、記録液の電気分解によるpH変化を用いた画像形成を行うことで、フェザリング、ビーディングやブリーディングが抑制され、良好な画像形成を行うことが可能となっている。
ただし、記録液のpH変化に伴う記録液の粘度上昇速度が遅い場合や、印刷速度が速く記録液の液滴の吐出の間隔が短いことで液滴が十分に高粘度化する前に隣接ドットが形成されこととなる場合、ビーディングやブリーディングが発生し得ることが分かってきた。
そこで、画像形成装置に100においては、冷却部70により、ビーディングやブリーディングをさらに抑制する。
As described above, by performing image formation using pH change due to electrolysis of the recording liquid, feathering, beading, and bleeding are suppressed, and favorable image formation can be performed.
However, if the recording liquid viscosity increase rate accompanying the pH change of the recording liquid is slow or the printing speed is high and the interval between the recording liquid droplet ejections is short, the adjacent dots may not be It has been found that beading and bleeding can occur when s.
Therefore, in the
以下、冷却部70について説明する。加熱部90も併せて説明する。
図6に示すように、冷却部70、加熱部90は、たとえば、同図(a)、(b)に示す構成とすることが可能である。本形態では、冷却部70、加熱部90の構成として、同図(a)に示す構成を採用している。
Hereinafter, the cooling
As shown in FIG. 6, the cooling
同図(a)に示すように、冷却部70は、冷媒を圧縮する圧縮部としての圧縮機71と、冷媒を中間転写体37と圧縮機71との間に循環させる循環路を形成する冷却管72と、制御部40の一機能として実現された冷却制御手段とを有している。圧縮機71は小型かつ軽量で冷却部70を構成することが容易であるという観点からロータリー圧縮機であるが、他のどのようなものでも良い。冷却部70は、冷却管72により、冷媒を、中間転写体37の支持体37aに循環供給することで中間転写体37の全体を冷却する。支持体37aを冷却するには、支持体37aの熱エネルギーが冷却管72に伝達されればよい。そこで、本形態では、冷却管72を、支持体37aの内部に冷媒を通す構成としている。ただし、冷却管72は、支持体37aに接した構成であっても良い。支持体37aの熱を受けて昇温した冷媒は、冷却管72を通って圧縮機71に戻り、再度圧縮される。
As shown in FIG. 6A, the cooling
加熱部90は、圧縮機71において冷媒を圧縮するときに生じる熱を転写ローラ38に導く熱伝導部を形成する圧縮熱放出管としての熱放出管91と、制御部40の一機能として実現された加熱制御手段とを有している。圧縮機71も転写ローラ38を加熱する構成であるため、加熱部90は、熱放出管91に加えて圧縮機71も有している。加熱部90は、熱放出管91により、圧縮機71の熱を、転写ローラ38の支持体38aに供給することで転写ローラ38の全体を加熱し、昇温させる。支持体38aを加熱するには、熱放出管91の熱エネルギーが支持体38aに伝達されればよい。そこで、本形態では、熱放出管91を、支持体38aに接続した構成としている。
The
圧縮機71の駆動は、中間転写体37を冷却する必要に応じて、また転写ローラ38を加熱する必要に応じて、冷却制御手段、加熱制御手段として機能する制御部40によって制御される。圧縮機71が冷却源として機能して冷却部70の一部をなすとともに加熱源として機能して加熱部90の一部をなし、廃熱を加熱に使用することで、装置の小型化とともに、省エネルギーが実現され得る。
The driving of the
同図(b)に示す冷却部70、加熱部90の構成について説明する。
同図(b)に示すように、冷却部70は、ペルチエ効果素子によって形成された支持体37aと、ペルチエ効果素子を駆動する駆動部としての電源73と、電源73とペルチエ効果素子である支持体37aとを電気的に接続した回路74とを有している。冷却部70はまた、制御部40の一機能として実現され、電源73を駆動して支持体37aを構成しているペルチエ効果素子の駆動を制御する冷却制御手段を有している。ペルチエ効果素子である支持体37aは、中間転写体37を冷却するための冷却源である第1のペルチエ効果素子として機能するものである。電源73は、冷却制御手段として機能する制御部40によって駆動を制御されることで、第1のペルチエ効果素子として機能する支持体37aの温度低下を制御する第1の制御部として機能する。
The configuration of the cooling
As shown in FIG. 5B, the cooling
加熱部90は、ペルチエ効果素子によって形成された支持体38aと、ペルチエ効果素子を駆動する駆動部としての電源73と、電源73とペルチエ効果素子である支持体38aとを電気的に接続した回路92とを有している。加熱部90はまた、制御部40の一機能として実現され、電源73を駆動して支持体38aを構成しているペルチエ効果素子の駆動を制御する加熱制御手段を有している。ペルチエ効果素子である支持体38aは、転写ローラ38を加熱するための加熱源である第2のペルチエ効果素子として機能するものである。電源73は、加熱制御手段として機能する制御部40によって駆動を制御されることで、第2のペルチエ効果素子として機能する支持体38aの温度低下を制御する第2の制御部として機能する。
The
支持体37aを構成しているペルチエ効果素子、支持体38aを構成しているペルチエ効果素子は何れも次の構成となっている。すなわち、これらのペルチエ効果素子は、P型半導体とN型半導体を接触させた構成であって、回路74、回路92によって電流を流すことにより、接触部で熱を発生または吸収するペルチエ効果を利用した素子である。支持体37aを構成するペルチエ効果素子、支持体38aを構成するペルチエ効果素子はこのような型のものに限らず、たとえばP型半導体を金属導体に置き換えて同様の現象を生じさせるペルチエ効果素子であっても良い。支持体37aを構成するペルチエ効果素子、支持体38aを構成するペルチエ効果素子は互いに異なる型のペルチエ効果素子であってもよい。中間転写体37を冷却するペルチエ効果素子、転写ローラ38を加熱するペルチエ効果素子は、支持体37a、支持体38aそのものでなく、支持体37a、支持体38aに埋め込まれていても良いし、支持体37a、支持体38aに接触したものであっても良い。
Each of the Peltier effect element constituting the
電源73は、冷却部70と加熱部90とに共通して用いられているため、制御部40によって駆動されることで、支持体37aを冷却すると同時に支持体38aを加熱する。よって、制御部40は、冷却制御手段と同時に加熱制御手段として機能する。したがって、装置の小型化とともに、制御の簡易化が実現され得る。ただし、第1の制御部と第2の制御部とは別個のものであっても良く、この場合、制御部40は、冷却制御手段としての機能、加熱制御手段としての機能を異なるタイミングで発揮しうる。なお、冷却制御手段と加熱制御手段とは別個の構成であっても良い。
Since the
同図(a)、同図(b)のそれぞれに示された各冷却部70、各加熱部90は、同時に画像形成装置100に備えられていても良い。また、同図(a)に示された冷却部70と同図(b)に示された加熱部90とを組み合わせて用いても良いし、同図(a)に示された加熱部90と同図(b)に示された冷却部70とを組み合わせて用いても良い。
The cooling
以上述べた冷却部70、加熱部90の、画像形成に関する機能について説明する。
まず、冷却部70の画像形成に関する機能について説明するために、記録液の温度と粘度との関係について説明する。
図7に、かかる関係の概略を、通電前すなわち電気分解による増粘前と、通電後すなわち電気分解による増粘後とについて示す。通電によって記録液の温度は上昇しないものとする。
同図に示されているように、記録液の粘度は、通電によって上昇する。この粘度増加は、既に述べたように、たとえば1000倍以上に達する。
一方、溶液粘度が温度の低下に従って高くなることが一般的に知られているように、同図に示されている例においても、記録液の粘度は、温度の低下によって上昇する。溶液の粘度は、一般的に、約15℃低下することにより50%増加する。
The functions relating to image formation of the cooling
First, in order to explain the function of the cooling
FIG. 7 shows an outline of such a relationship before energization, that is, before thickening by electrolysis, and after energization, that is, after thickening by electrolysis. It is assumed that the temperature of the recording liquid does not increase due to energization.
As shown in the figure, the viscosity of the recording liquid is increased by energization. As described above, this increase in viscosity reaches, for example, 1000 times or more.
On the other hand, as is generally known that the solution viscosity increases as the temperature decreases, also in the example shown in the figure, the viscosity of the recording liquid increases as the temperature decreases. The viscosity of the solution is generally increased by 50% by being reduced by about 15 ° C.
画像機器の一般的な使用環境温度は20〜30℃であるため、これを画像形成装置100にあてはめると、中間転写体37の温度を10℃に低下させた場合、記録液の温度は約15℃低下することになり、よって記録液の粘度については50%の増加が期待される。容積10pLの液滴の冷却速度は、組成に影響されるが、おおよそ100〜500μsec以下で熱伝達が完了する速度である。
pH低下に伴う記録液の増粘速度は、組成に影響されるが、おおよそ数msec〜数100msec以下で増粘が完了する速度である。
Since the general use environment temperature of the image equipment is 20 to 30 ° C., when this is applied to the
The thickening speed of the recording liquid accompanying the decrease in pH is affected by the composition, but is a speed at which thickening is completed in about several milliseconds to several hundred milliseconds or less.
以上のことを踏まえて図7を参照する。温度T1の記録液を吐出し、中間転写体37に着弾させて、単に電気分解して増粘させるとすれば、ポリマーのネットワーク形成のみによって増粘が生じるため、増粘完了までに数msec〜数100msec程度の時間を要する。このときの増粘経路は図7において黒塗りの矢印で示す増粘経路であり、記録液の粘度はV1からV2に上昇する。この増粘に数msec〜数100msec程度の時間がかかることで、上述のように、ビーディングやブリーディングが発生し得る。
Based on the above, reference is made to FIG. If the recording liquid at temperature T1 is ejected and landed on the
しかし、中間転写体37が冷却されていれば、温度T1の記録液を吐出し中間転写体37に着弾させた場合、記録液の粘度は、たとえば、白塗りの矢印による増粘経路と、網掛けの矢印による増粘経路とで変化する。
すなわち、まず、中間転写体37に着弾した記録液の温度が、100〜500μsecという僅かな時間で、たとえば白抜きの矢印で示すようにT1からT2に低下することで、粘度がV1からV3に上昇する。
その後、数msec〜数100msec程度の時間で、網掛けの矢印で示すように、粘度がV3からV4に上昇する。
V1からV3への粘度上昇の程度は、V1からV2への粘度上昇の程度より小さいが、V1からV3への粘度上昇は非常に短い時間で完了するため、記録液が常温のままで粘度上昇する場合に比べて、ビーディングやブリーディングが発生しにくくなる。
However, if the
That is, first, the temperature of the recording liquid landed on the
Thereafter, the viscosity increases from V3 to V4 as indicated by the shaded arrows in a time of about several milliseconds to several hundred milliseconds.
The increase in viscosity from V1 to V3 is smaller than the increase in viscosity from V1 to V2, but the increase in viscosity from V1 to V3 is completed in a very short time. Compared to the case, beading and bleeding are less likely to occur.
したがって、冷却部70によって中間転写体37を冷却した状態で記録液を吐出し中間転写体37に着弾させて電気分解して増粘させ、画像形成を行えば、記録液の冷却による増粘が電気分解の増粘をアシストすることとなる。これにより、ビーディングやブリーディングの対策が高度に行われる。よって、印字の高品質化等によって、高品質の画像が得られる画像形成が行われることとなる。
Accordingly, if the recording liquid is discharged in a state where the
なお、画像形成装置100において、中間転写体37が冷却された状態のとき、液柱状の記録液が中間転写体37側から冷却されてノズル61bの部分まで冷却され終えるまでの時間は約100μsecであった。通電による記録液の昇温は僅かに生じるものの、かかる冷却により、かかる昇温は瞬時に解消される。ただし、温度低下による増粘を考慮すると、通電による記録液の昇温は小さいほどよいため、通電量は、電圧変更手段としての制御部40により、電気分解による増粘が確保される範囲で最小限となるように調整される。
In the
次に、加熱部90の画像形成に関する機能について説明するために、記録液による転写紙Sのカールについて説明する。
図8(a)に示すように、転写紙Sの上面側に、網掛で示すように、記録液が浸透している場合、矢印で示すように、転写紙Sの上面側が膨張しようとする力が作用する。この力のみが作用すると、同図(b)で示すように、転写紙Sの上面側を凸とするように、転写紙Sがカールすることとなる。
Next, the curling of the transfer sheet S by the recording liquid will be described in order to explain the function related to image formation of the
As shown in FIG. 8A, when the recording liquid permeates into the upper surface side of the transfer paper S as shown by the shade, the force that the upper surface side of the transfer paper S tends to expand as shown by the arrow. Act. When only this force is applied, the transfer paper S is curled so that the upper surface side of the transfer paper S is convex as shown in FIG.
一方、図9(a)に示すように、転写紙Sの上面側が低温体に当接して冷却されるとともに下面側が高温体に当接して加熱されるとする。同図(a)〜(d)において、丸印は、水分を示している。同図(a)に示す状態においては、転写紙Sの含水量が、上面側から下面側にかけて均一になっているが、かかる冷却、加熱を受けると、同図(b)に示すように、転写紙S中の、加熱されている下面側の水分が、低温体側すなわち上面側に移動する。これにより、転写紙Sの含水量は、上面側の方が多くなった状態となる。同図(c)に示すように、転写紙S中の水分が蒸発するとき、蒸発の量は、含水量が多ければ多くなるため、かかる状態における蒸発の量は、転写紙Sの上面側の方が多くなる。転写紙Sは、蒸発の量が多いほうが縮むため、同図(e)に示すように、上面側を凹とするように、転写紙Sがカールすることとなる。 On the other hand, as shown in FIG. 9A, it is assumed that the upper surface side of the transfer paper S is brought into contact with the low temperature body and cooled, and the lower surface side is brought into contact with the high temperature body and heated. In FIGS. 3A to 3D, circles indicate moisture. In the state shown in FIG. 6A, the moisture content of the transfer paper S is uniform from the upper surface side to the lower surface side. However, when subjected to such cooling and heating, as shown in FIG. The moisture on the lower surface side that is heated in the transfer paper S moves to the low temperature body side, that is, the upper surface side. As a result, the moisture content of the transfer sheet S is increased on the upper surface side. As shown in FIG. 5C, when the moisture in the transfer paper S evaporates, the amount of evaporation increases as the water content increases. Therefore, the amount of evaporation in this state is the upper surface side of the transfer paper S. More. Since the transfer paper S shrinks as the amount of evaporation increases, the transfer paper S curls so that the upper surface side is concave as shown in FIG.
ここで、低温体を中間転写体37とし、高温体を転写ローラ38とすると、転写紙Sの上面に記録液が転写されることによって転写紙Sがカールしようとする図8に示した方向と、水分の蒸発によって転写紙Sがカールしようとする図9に示した方向とが逆となる。この、互いに逆向きに転写紙Sをカールさせようとする力は、加熱部90によって加熱された転写ローラ38が転写紙Sの下面側、すなわち記録液を付与される側を表面としたときの裏面側を加熱することによって得られるものである。
Here, when the low-temperature body is the
よって、加熱部90による転写ローラ38の加熱により、転写部31を通過した後の転写紙Sのカールが抑制又は防止されることとなる。この点、加熱部90はカール抑制手段としての第1のカール抑制手段として機能する。なお、図9の説明から明らかなように、冷却部70は、転写紙Sの水分を中間転写体37側に移動させ、これによって転写紙Sのカールを抑制することに寄与しているため、冷却部70も、カール抑制手段としての第2のカール抑制手段として機能している。
Therefore, the heating of the
以上は、中間転写体と転写部材とが共にローラ状である場合を説明したが、図10ないし図13に示すように、中間転写体と転写部材との何れか一方あるいはこれらの両者は無端のベルト状をなすものであっても良い。 In the above, the case where the intermediate transfer member and the transfer member are both roller-shaped has been described. However, as shown in FIGS. 10 to 13, either the intermediate transfer member or the transfer member or both of them are endless. It may be in the form of a belt.
図10ないし図13に示す、中間転写体と転写部材との少なくとも一方が無端のベルト状である形態について、図1等に示した上述の形態と異なる部分について主に説明する。
なお、図10ないし図13に示す各構成例では、図6(a)に示した構成の冷却部70、加熱部90を有しているが、かかる各構成例に用いる冷却部70、加熱部90は、既に述べた各種構成を採用したものであっても良い。
The form in which at least one of the intermediate transfer member and the transfer member shown in FIGS. 10 to 13 is an endless belt will be mainly described with respect to portions different from the above-described form shown in FIG.
10 to 13 includes the cooling
図10に示す構成例では、転写部材として無端ベルト状の転写ベルト38を有している。これに伴い、加熱部90は、転写部31を形成するように、中間転写体37に対向する位置で転写ベルト38の内面に当接した加熱部材としてのプラテン部材93を有している。プラテン部材93は、熱放出管91によって加熱され、転写部31を通過する転写ベルト38を加熱する。なお、加熱部90にペルチエ効果素子を用いる場合には、たとえば、プラテン部材93をペルチエ効果素子とすればよい。
The configuration example shown in FIG. 10 has an endless belt-shaped
図11に示す構成例では、中間転写体として無端ベルト状で導電性の中間転写体37を有している。これに伴い、冷却部70は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKに対向する位置において中間転写体37を巻き掛けた冷却部材としてのローラ75を有している。ローラ75は導電性及び熱伝導性の高い金属、合金等によって形成されている。ローラ75は、冷却管72を通る冷媒によって冷却され、転写ベルト38を冷却した状態として転写部31を通過させる。通電手段33は、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、ローラ75に電圧印加を行う。なお、冷却部70にペルチエ効果素子を用いる場合には、たとえば、ローラ75をペルチエ効果素子とすればよい。中間転写体37は、ニッケルやステンレスなどの金属無端ベルト上に導電性ゴム層が形成された構成など、多様な構成を取ることが可能である。
In the configuration example shown in FIG. 11, the intermediate transfer member has an endless belt-like conductive
図12に示す構成例は、図10に示した構成例と図11に示した構成例とを組み合わせたものである。すなわち、図12に示す構成例では、中間転写体として無端ベルト状で導電性の中間転写体37を有しているとともに、転写部材として無端ベルト状の転写ベルト38を有している。これに伴い、冷却部70は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKに対向する位置において中間転写体37を巻き掛けた冷却部材としてのローラ75を有している。また、加熱部90は、転写部31を形成するように、中間転写体37に対向する位置で転写ベルト38の内面に当接した加熱部材としてのプラテン部材93を有している。ローラ75については図11に示した構成例において説明した事項を援用し、プラテン部材93については図10に示した構成例において説明した事項を援用して、ここでの説明を省略する。
The configuration example shown in FIG. 12 is a combination of the configuration example shown in FIG. 10 and the configuration example shown in FIG. That is, the configuration example shown in FIG. 12 has an endless belt-like conductive
図13に示す構成例では、中間転写体として無端ベルト状で導電性の中間転写体37を有している。これに伴い、冷却部70は、ヘッド61Y、61M、61C、61BKに対向する位置において中間転写体37の内面に当接した冷却部材としてのプラテン部材76を有している。プラテン部材76は導電性及び熱伝導性の高い金属、合金等によって形成されている。プラテン部材76は、冷却管72を通る冷媒によって冷却され、転写ベルト38を冷却した状態として転写部31を通過させる。通電手段33は、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、プラテン部材76に電圧印加を行う。なお、冷却部70にペルチエ効果素子を用いる場合には、たとえば、プラテン部材76をペルチエ効果素子とすればよい。この中間転写体37、プラテン部材76を用いた構成は、上述の各構成例に適用しても良い。
The configuration example shown in FIG. 13 has an endless belt-like conductive
この構成例では、中間転写体37をベルト状とすることで、ヘッド61Y、61M、61C、61BKを並設しており、ヘッド61Y、61M、61C、61の配置上の自由度が高くなるという利点を得ている。また、中間転写体37をベルト状とすることの利点として、転写のニップ幅を大きくとることが可能となることも挙げられる。
ただし、中間転写体37は、ドラム状であるほうが、ベルト状の中間転写体37の、端部のない形状に加工することが容易でない、駆動時にばたつきが生じ得る、巻き掛けるローラを複数要する、といった事情がないという利点がある。よって、中間転写体37をドラム状とするかベルト状とするかは、種々の事項を比較検討して適宜選択される。
In this configuration example, the
However, if the
以上の条件を考慮した画像形成装置を用いて、次の実験により、画像形成がどのように行われるかを、
(1)ビーディング
(2)ブリーディング
(3)画像形成後の転写紙のカール
の各項目について調べた。
これら各項目の比較のため、実施例1、2、比較例を用いた。
Using the image forming apparatus considering the above conditions, how the image formation is performed by the following experiment,
(1) Beading (2) Bleeding (3) Each item of curl of transfer paper after image formation was examined.
Examples 1 and 2 and a comparative example were used for comparison of these items.
<画像形成条件>
実験に用いた画像形成装置は、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GX−5000(リコー社製)を改造した画像形成装置である。
記録液は、組成、重量比を次に述べるように調整したシアン、イエローの記録液である。
それぞれの色の記録液をヘッド61C、ヘッド61Yと同等のヘッドに充填して、中間転写体37上での液量が400mg/A4となるように吐出し、緑色の全面ベタ画像を形成した。
ヘッド61C、ヘッド61Yと中間転写体37とのギャップは100μmとした。
ヘッド61Cと中間転写体37との間、ヘッド61Yと中間転写体37との間にそれぞれ100Vの電圧を印加した。
環境温度は25℃とした。
印字速度を各実施例、比較例においてそれぞれ50mm/sec、300mm/secとした場合について、上記各項目を評価した。
<Image forming conditions>
The image forming apparatus used in the experiment is an image forming apparatus obtained by remodeling an ink jet printer GX-5000 (manufactured by Ricoh) having the same configuration as that of the
The recording liquid is a cyan or yellow recording liquid whose composition and weight ratio are adjusted as described below.
The recording liquids of the respective colors were filled in the heads equivalent to the
The gap between the
A voltage of 100 V was applied between the
The environmental temperature was 25 ° C.
The above items were evaluated when the printing speed was 50 mm / sec and 300 mm / sec in each of the examples and comparative examples.
記録液は次のとおりである。
<シアン記録液>
・スルホン酸基結合型シアン顔料分散液(CAB−O−JET−250C、固形分10質量%、キャボット製):40.0質量%
・エチレングリコール:4.0質量%
・トリエチレングリコール: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%
・疎水変性ポリエーテルウレタン:0.575質量%
・ミリスチン酸カリウム:0.38質量%
・デヒドロ酢酸ソーダ:0.1質量%
・蒸留水:残量
<イエロー記録液>
・スルホン酸基結合型イエロー顔料分散液(CAB−O−JET−270Y、固形分10質量%、キャボット製):40.0質量%
・トリエチレングリコール:15.0質量%
・グリセリン:25.0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%
・疎水変性ポリエーテルウレタン(ABA型両親媒性高分子に相当:アデカ製):0.575質量%
・ミリスチン酸カリウム(アニオン性界面活性剤に相当):0.38質量%
・デヒドロ酢酸ソーダ:0.1質量%
・蒸留水:残量
The recording liquid is as follows.
<Cyan recording liquid>
-Sulfonic acid group-bonded cyan pigment dispersion (CAB-O-JET-250C,
・ Ethylene glycol: 4.0% by mass
Triethylene glycol: 14.0% by mass
Propylene glycol monobutyl ether: 0.9% by mass
・ Hydrophobically modified polyether urethane: 0.575% by mass
・ Potassium myristate: 0.38% by mass
・ Sodium dehydroacetate: 0.1% by mass
-Distilled water: remaining amount <yellow recording liquid>
-Sulfonic acid group-bonded yellow pigment dispersion (CAB-O-JET-270Y,
・ Triethylene glycol: 15.0 mass%
・ Glycerin: 25.0% by mass
Propylene glycol monobutyl ether: 0.9% by mass
Hydrophobic modified polyether urethane (corresponding to ABA type amphiphilic polymer: manufactured by ADEKA): 0.575% by mass
-Potassium myristate (corresponding to an anionic surfactant): 0.38% by mass
・ Sodium dehydroacetate: 0.1% by mass
・ Distilled water: remaining amount
[実施例1]
図6(a)に示した冷却部70、加熱部90と同様の冷却部、加熱部を用いて、中間転写体の表面温度が15℃となるように圧縮機を調整し、このときの排出熱で転写ローラを加熱した。
[実施例2]
図6(a)に示した冷却部70、加熱部90と同様の冷却部、加熱部を用いて、中間転写体、転写ローラの表面温度が15℃、30℃となるようにペルチエ効果素子の制御を調整した。
[Example 1]
Using the cooling unit and heating unit similar to the
[Example 2]
Using the cooling unit and the heating unit similar to the
[比較例]
実施例1の構成から冷却部、加熱部を除いた構成の画像形成装置を用い、中間転写体、転写ローラの表面温度が環境温度によって定まる条件としたこと以外は実施例1と同じ条件とした。
[Comparative example]
The same conditions as in Example 1 were used except that the surface temperature of the intermediate transfer member and the transfer roller was determined by the environmental temperature using an image forming apparatus having a configuration excluding the cooling unit and heating unit from the configuration of Example 1. .
<判定基準>
上記項目(1)〜(3)の判定基準は何れも次のとおりである。
すなわち、「良好」を○、「悪い」を×、両者の中間を△で評価した。
<Criteria>
The criteria for the above items (1) to (3) are as follows.
That is, “good” was evaluated as “good”, “bad” was evaluated as “poor”, and an intermediate between them was evaluated as “△”.
<評価結果>
実施例1、2、比較例についての評価結果をまとめると、次の表1に示すようになった。
<Evaluation results>
The evaluation results for Examples 1 and 2 and Comparative Example are summarized as shown in Table 1 below.
同表から、本発明に係る画像形成方法であって、中間転写体を冷却し、転写部材を加熱して画像形成を行う画像形成方法により、上記項目(1)〜(3)について何れも良い結果が得られることが確かめられた。なお、比較例では、印刷速度が速い場合にブリーディングが劣化した。これは、記録液の電気分解のみでは、印刷速度が速くなったときに記録液の増粘が追いつかなくなることを示している。 From the table, any of the above items (1) to (3) may be used according to the image forming method according to the present invention, in which the intermediate transfer member is cooled and the transfer member is heated to form an image. It was confirmed that the result was obtained. In the comparative example, bleeding deteriorated when the printing speed was high. This indicates that the thickening of the recording liquid cannot catch up when the printing speed is increased only by electrolysis of the recording liquid.
ここで、制御部40は、メモリに、水を含む導電性記録液を吐出するノズル61bを備えたヘッド61Y、61M、61C、61BKと、ヘッド61Y、61M、61C、61BKにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面の一部が導電性の中間転写体37と、ヘッド61Y、61M、61C、61BKから吐出された導電性記録液がヘッド61Y、61M、61C、61BKと中間転写体37との間をブリッジした状態でこの状態の導電性記録液に電流を流すために中間転写体37とヘッド61Y、61M、61C、61BKとの間に電圧を印加する電圧印加手段である通電手段33と、中間転写体37を冷却するための冷却手段である冷却部70とを用い、ヘッド61Y、61M、61C、61BKから吐出され中間転写体37に付与された導電性記録液を、冷却部70によって冷却された中間転写体37によって冷却することで増粘させる画像形成方法を実行するための画像形成プログラムを記憶している。
Here, the
この点、制御部40ないしメモリは、画像形成プログラム記憶手段として機能している。かかる画像形成プログラムは、制御部40に備えられたメモリのみならず、たとえば次のような記憶媒体に記憶可能である。すなわち、半導体媒体(たとえば、ROM、不揮発性メモリ等)、光媒体(たとえば、DVD、MO、MD、CD−R等)、磁気媒体(たとえば、ハードディスク、磁気テープ、フレキシブルディスク等)等の記憶媒体である。このようなメモリ、記憶媒体等は、かかる画像形成プログラムを記憶した場合に、かかる画像形成プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記録媒体を構成する。
In this regard, 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、中間転写体の表面は、全面が導電性である必要はなく、少なくとも一部が導電性であれば良い。すなわち、中間転写体の表面のうち、ヘッドと中間転写体との間をブリッジした記録液の液柱に通電を行うために記録液が吐出される部分が導電性であれば良い。
また、被転写体は、中間転写体から導電性記録液を転写されるのであれば用紙等の記録媒体に限られず、たとえば2重転写される場合に用いられる中間転写体等の像担持体等であっても良い。
For example, the entire surface of the intermediate transfer member does not need to be conductive, and at least a part of the surface may be conductive. In other words, it is only necessary that the portion of the surface of the intermediate transfer body where the recording liquid is ejected in order to energize the liquid column of the recording liquid bridging between the head and the intermediate transfer body.
Further, the transfer medium is not limited to a recording medium such as a sheet as long as the conductive recording liquid is transferred from the intermediate transfer body. For example, an image carrier such as an intermediate transfer body used when double transfer is performed. It may be.
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であってもよい。すなわち、本発明を適用する画像形成装置は、ヘッドに関してシャトル型であってもよい。また、本発明を適用する画像形成装置は、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であってもよい。その他、本発明を適用する画像形成装置は、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。 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 another type of image forming apparatus. That is, the image forming apparatus to which the present invention is applied may be a shuttle type with respect to the head. The image forming apparatus to which the present invention is applied may be a copier, a single facsimile, or a complex machine such as these, or a complex machine such as a monochrome machine related thereto. In addition, the image forming apparatus to which the present invention is applied may be an image forming apparatus used for forming an electric circuit or an image forming apparatus used for forming a predetermined image in the biotechnology field.
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、凝集する構成であっても良い。
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、複数であっても、1つであってもよい。
The pigment in the conductive recording liquid may be dispersed by a cationic dispersant, and may aggregate through hydroxide ions generated on the surface of the intermediate transfer member functioning as a cathode.
The number of heads is increased or decreased according to the application of the image forming apparatus, and may be plural or one.
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 電圧印加手段
37 中間転写体
37a 第1のペルチエ効果素子
38 転写部材
38a 第2のペルチエ効果素子
61Y、61M、61C、61BK ヘッド
70 冷却手段
71 圧縮部
72 循環路
73 第1の制御部、第2の制御部
90 加熱手段
91 熱伝導部
100 画像形成装置
S 被転写体
33
Claims (7)
このヘッドにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面の一部が導電性の中間転写体と、
前記ヘッドから吐出された導電性記録液が同ヘッドと前記中間転写体との間をブリッジした状態でこの状態の導電性記録液に電流を流すために前記中間転写体と前記ヘッドとの間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記中間転写体を冷却するための冷却手段とを有する画像形成装置。 A head having a nozzle for discharging a conductive recording liquid containing water;
The conductive recording liquid discharged by the head is applied, and at least a part of the surface is a conductive intermediate transfer member,
The conductive recording liquid ejected from the head bridges between the head and the intermediate transfer body, and in order to pass a current through the conductive recording liquid in this state, the intermediate transfer body and the head Voltage applying means for applying a voltage;
An image forming apparatus having cooling means for cooling the intermediate transfer member;
前記冷却手段は、冷媒を圧縮する圧縮部と、冷媒を前記中間転写体と前記圧縮部との間に循環させる循環路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 1.
The image forming apparatus, wherein the cooling unit includes a compression unit that compresses a refrigerant, and a circulation path that circulates the refrigerant between the intermediate transfer member and the compression unit.
前記冷却手段は、前記中間転写体を冷却するための第1のペルチエ効果素子と、第1のペルチエ効果素子を制御する第1の制御部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 1 or 2,
The image forming apparatus, wherein the cooling unit includes a first Peltier effect element for cooling the intermediate transfer member, and a first control unit for controlling the first Peltier effect element.
前記中間転写体に対向する位置に配置され、この中間転写体との間に被転写体を通すことで同中間転写体上に付与された導電性記録液を被転写体に転写する転写部材と、
この転写部材を加熱するための加熱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 1 to 3,
A transfer member disposed at a position facing the intermediate transfer member, and transferring the conductive recording liquid applied on the intermediate transfer member to the transfer member by passing the transfer member between the intermediate transfer member and the intermediate transfer member; ,
An image forming apparatus having a heating means for heating the transfer member.
前記加熱手段は、前記圧縮部において冷媒を圧縮するときに生じる熱を前記転写部材に導く熱伝導部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 4, wherein the image forming apparatus is dependent on claim 2.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the heating unit includes a heat conduction unit that guides heat generated when the refrigerant is compressed in the compression unit to the transfer member.
前記加熱手段は、前記転写部材を加熱するための第2のペルチエ効果素子と、第2のペルチエ効果素子を制御する第2の制御部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 4 or 5, wherein:
The image forming apparatus, wherein the heating unit includes a second Peltier effect element for heating the transfer member, and a second control unit for controlling the second Peltier effect element.
このヘッドにより吐出された導電性記録液を付与される、少なくとも表面の一部が導電性の中間転写体と、
前記ヘッドから吐出された導電性記録液が同ヘッドと前記中間転写体との間をブリッジした状態でこの状態の導電性記録液に電流を流すために前記中間転写体と前記ヘッドとの間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記中間転写体を冷却するための冷却手段とを用い、
前記ヘッドから吐出され前記中間転写体に付与された導電性記録液を、前記冷却手段によって冷却された同中間転写体によって冷却することで増粘させる画像形成方法。 A head having a nozzle for discharging a conductive recording liquid containing water;
The conductive recording liquid discharged by the head is applied, and at least a part of the surface is a conductive intermediate transfer member,
The conductive recording liquid ejected from the head bridges between the head and the intermediate transfer body, and in order to pass a current through the conductive recording liquid in this state, the intermediate transfer body and the head Voltage applying means for applying a voltage;
Using a cooling means for cooling the intermediate transfer member,
An image forming method in which the conductive recording liquid discharged from the head and applied to the intermediate transfer member is thickened by being cooled by the intermediate transfer member cooled by the cooling unit.
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