JP2936377B2 - 画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成処理、特に相
変化インクを用いたインク・ジェット・プリント装置に
好適な画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来技術】ダーキー（Durkee）等の米国特許第４５３
８１５６号に開示されたような中間転写面を用いたイン
ク・ジェット・プリント装置がある。この装置では、プ
リント・ヘッドと共に中間転写ドラムを採用している。
この中間転写ドラム表面にプリント・ヘッドのノズルか
ら画像をプリントした後に紙の最終プリント表面をこの
中間転写ドラムに接触させ、画像を最終プリント表面上
に転写させる。

【０００３】アンダーソン（Anderson）の米国特許第５
０９９２５６号は、プリント・ヘッドからのインク滴を
表面に受ける中間ドラムを記載している。この中間ドラ
ムの表面は、熱伝導性で適当なフィルム状のシリコン・
ポリマーで形成され、界面エネルギーを高くし、且つ表
面を粗く形成することにより、プリント・ヘッドのノズ
ルから受けたインク滴が移動するのを防止している。ま
た、米国特許第４７３１６４７号及び第４８３３５３０
号では、着色剤の上に付着させて着色剤を溶解させ、記
録媒体に転写可能なインク滴を形成するための溶剤を開
示している。この場合、着色剤は、紙製又はプラスチッ
ク製の転写シートに直接付着される。その後、この転写
可能なインク滴は、紙のような最終記録媒体状に接触転
写される。

【０００４】サンソン（Sansone）等の米国特許第４６
７３３０３号に開示されたオフセット型インク・ジェッ
ト・プリント方法及び装置では、インク・ローラーによ
りダイ・プレートの第１領域にインクを付着させる。潤
滑用の親水性オイルをプリント・ドラム又はローラーの
外側表面上に塗布し、これらドラム又はローラーから画
像を記録媒体表面上に正確に転写させることが出来る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の処理装置又は方
法では、中間転写面から画像を完全に転写させることが
出来ないので、中間転写表面から残存インクを除去する
ために別のクリーニング・ステップを必要とする。この
ようなクリーニング装置を組み込むことは、コストの上
昇と時間の浪費を招来する。また、従来の中間転写面
は、更新もされなかった。

【０００６】また、上述の従来のプロセスでは、最終記
録又はプリント媒体のタイプが異なると、それによって
画像のプリント品質の程度にも制限が生じてしまう。イ
ンクは液体なので、紙のような多孔質の媒体上では制御
不能な流れを生じたり、透明フィルム又は光沢のあるコ
ート紙上では制御不能の拡散を生じたりする傾向があ
る。

【０００７】本発明の目的は、高品質の画像を種々の記
録媒体にプリント可能で、クリーニング装置やクリーニ
ング・ステップを必要としない画像形成方法を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明の画像形成方法は、
支持面（ドラム表面）上に中間転写面として機能する液
体層１２を形成し、この液体層の露出表面１３上に画像
を形成し、上記液体層の露出表面上に記録媒体２８の表
面を接触させ、該記録媒体上に上記画像を転写させる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明のプリント装置の実施例を表
す断面図であり、図２は、図１の装置のドラムの表面の
一部分の拡大断面図である。このプリント装置１０は、
迅速なプロセスで中間転写面からインク画像を最終記録
媒体上に転写する。プリント・ヘッド１１は適当なハウ
ジング及び支持エレメント（図示せず）に固定又は可動
状態で支持され、液体インク又は溶融インクを支持面１
４の表面に設けられた中間転写面１２上に付着させる。
この中間転写面１２は、ドラムとして図示された支持面
１４上に塗布された液体層である。支持面１４は、ドラ
ム以外のウエブやプラテンのようなものでも良く、液体
塗布装置１６内に設けられた塗布体１５と接触してい
る。この塗布体１５は、計量羽、ローラー、ウエブ等で
も良く、図では、灯心材パッドである。支持面１４は、
適当な材料で形成しても良い。支持面１４は、特に限定
されるわけではないが、アルミニウム、ニッケル、燐酸
鉄等を含む金属や、フルオロ・エラストマ、パーフルオ
ロ・エラストマ、シリコンゴム、ポリブタジエン等を含
むエラストマや、硫化ポリフェニレンを添加したポリテ
トラ・フルオロ・エチレンを含むプラスチックや、ポリ
エチレン、ナイロン、ＦＥＰ（フッ化エチレン・プロピ
レン樹脂）等を含む熱可塑性樹脂や、アセタールのよう
な熱硬化性樹脂や、セラミック等を用いて成形しても良
い。これらのどの材料を採用しても、支持面１４の露出
表面が十分な硬度を有し、最終記録媒体が支持面１４と
転写用ローラー２２との間を滑らかに通過可能であり、
液体層の中間転写面１２が画像形成インクを支えるのに
支障が生じないようなものであれば構わない。この支持
面１４の好適な材料は、陽極処理アルミニウムである。

【００１０】塗布装置１６は、液体を含んだ灯心材パッ
ド１５を含んでも良く、好適には、ウエブとウエブ進行
機構（図示せず）を含み、ドラム１４に接触するウエブ
を周期的に新しくするようにしても良い。灯心材パッド
１５又はウエブは、比較的表面の滑らかな不織布でも良
い。ウエブはポリエステルでも良い。好適な構成として
は、ポリエステル製フェルトの如き多孔性の支持部材１
８の頂上に滑らかな灯心材パッド１５を設けても良い。
塗布装置１６は、上下に可動式に設けられ、上方に動か
したときにドラム１４の表面に接触し、下方に動かすと
ドラム１４の表面及び液体層１２から離れる構造であ
る。この移動の制御機構は、エア・シリンダーや電気的
駆動用ソレノイド等でも良い。

【００１１】図１の最終記録媒体ガイド２０は、紙等の
最終記録媒体２８を給紙装置（図示せず）から通過さ
せ、ローラー２２とドラム１４に支持された中間転写面
１２との間に案内する。複数のストリップ用フィンガ
（１つのみ図示している）２５がプリンタ装置１０に設
けられ、紙等の記録媒体２８を中間転写面１２を形成す
る液体層の露出表面から剥すようにしている。ローラー
２２は、金属製（好適にはスチール製）のコア部を有
し、その周囲をショアーＤ硬度で４０〜４５程度のエラ
ストマを設けて構成されている。好適なエラストマ材料
は、シリコン、ウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭその他の
弾性材料で良い。ローラー２２を覆っているエラストマ
により最終記録媒体２８が押しつけられ、中間転写面１
２を形成する液体層の露出表面からインク画像２６が記
録媒体の反対の表面に転写される。これにより、最終記
録媒体上にインク画像２６が溶融又は固定され、インク
画像が拡張され延ばされて定着される。

【００１２】このプロセス即ち、本発明のシステムに使
用するインクは、初期状態では固体であり、熱を加えて
約８５℃〜約１５０℃まで温度を上昇させると液体とな
る。この範囲を超える温度の上昇があると、インクの劣
化又は化学的分解が発生する。この溶融インクは、プリ
ント・ヘッド１１のインク・ジェット孔から中間転写面
１２を形成する液体層の露出表面上にラスタ走査形式で
噴射される。ここで、インクは冷えて柔軟状態まで固化
し、ドラム１４上の中間転写面１２の液体層とローラー
２２との間に挟まれた最終記録媒体２８に接触転写によ
ってインクが転写される。インクがこの柔軟状態に維持
される温度は、約３０℃〜８０℃程度である。

【００１３】この柔軟状態のインク画像がローラーとド
ラムとの間に挟まれると、最終画像状態に変形され、ロ
ーラー２２からの圧力により又はヒーター１９若しくは
２１からの熱も加わって最終記録媒体２８上にインク画
像２６が定着される。ヒーター２４は、この時点におけ
る処理を容易にする為に更に設けても良い。インク画像
２６に加えられる圧力は、約１０〜約２０００ｐｓｉ
（ポンド重／平方インチ）であり、より好適な値は約５
００〜約１０００ｐｓｉであり、最も好適な値は、約７
５０〜約８５０ｐｓｉである。この圧力は、インク画像
２６を最終記録媒体２８に定着させるように十分な強さ
が必要である。また、この圧力によりインク画像２６を
変形させて、最終記録媒体が透明シートの場合には、通
過する光が直進するように、又は光路に大きな偏差が生
じないようにする。最終記録媒体２８に一旦定着された
インク画像は、２０〜２５℃程度の環境温度まで冷え
る。このインク画像のインクは、延性が必須であり、ガ
ラスの転移温度を超える温度に維持された時でも割れな
いで変形可能でなければならない。ガラスの転移温度以
下では、インクは堅くなる。この柔軟状態のインク画像
２６の温度は、約−１０℃〜その融点（即ち、約８５
℃）までである。

【００１４】図３は、インク画像２６が中間転写面１２
を形成する液体層から最終記録媒体２８に転写される様
子を示す部分拡大図である。図３から判るように、イン
ク画像２６は、最終記録媒体２８に転写され、それと共
に僅かだが計測可能な程度の量の中間転写面の液体も転
写され、この液体が外側層２９として形成される。この
転写された液体層２９の厚さは、計算によると約０．８
ナノメートル程度である。あるいは、転写された液体層
２９の量を質量で表すと、最終記録媒体１頁当たりで、
約０．１〜約２００ミリグラムであり、より好適には約
０．５〜約５０ミリグラムであり、最も好適な量は、約
１〜約１０ミリグラム程度である。この測定値は、画像
プリントの最初の時点の塗布装置１６内の液体の量と所
望の枚数のプリントをした後の液体の減少量を測定する
ことで求められる。

【００１５】中間転写面１２を形成している液体層の液
体の適当な微少量を転写されたインク画像２６の隣接領
域にも転写する。このように、インク画像２６と共に中
間転写面１２から最終記録媒体の画像のない領域に転写
する液体の量が微少であるので、中間転写面１２を形成
する液体層を補充しないでも、最終記録媒体に連続的に
プリントできる画像は、１０頁以上にもなる。使用する
最終記録媒体の品質や性質によっては、もっと少ない枚
数しか補充なしでプリントできないかも知れない。画像
記録媒体としては、透明シートや紙が主な媒体として考
えられる。ゼロックス社等から供給されるコピー用紙や
レーザープリンタ用紙等の好適な記録媒体は、一般に
「普通紙」と呼ばれている。この普通紙の範疇には、他
の多くの種類のオフィス用の一般紙が含まれる。例え
ば、タイプライター用紙、標準ボンド紙、レターヘッド
紙等である。ゼロックスの４０２４用紙は、本発明の目
的に使用する普通紙の代表的な品質の紙である。

【００１６】支持面、即ちドラム１４上の中間転写面１
２を形成している液体層の厚さは、フーリエ変換型赤外
線反射分光計やレーザー干渉計等を使用して測定出来る
が、理論上、その厚さは、約０．０５〜約６０ミクロン
であり、より好適には、約０．１〜５０ミクロンであ
り、最も好適な厚さは、約１〜１０ミクロン程度であ
る。もっと表面が粗いドラム１４を支持面として採用し
た場合には、中間転写面１２を形成する液体層の厚さ
は、もっと厚く出来る。このドラム１４の表面の凹凸
は、平均粗さ（Ｒa）で、約２５４〜２５４００オング
ストローム（約１〜１００マイクロインチ）であり、よ
り好適な範囲は、約５〜約１５マイクロインチ程度であ
る。画像品質は、約６０ミクロンより中間転写面１２の
液体層が厚くなると劣化する。

【００１７】中間転写面１２として採用し得る適当な液
体は、水、フッ化オイル、グリコール、界面活性剤、鉱
物オイル、シリコンオイル、ファンクショナル・オイ
ル、これらの組み合わせ等で良い。ヒーター１９は、図
示したように配置された放熱型抵抗ヒーターでも良い
が、ドラム１４の中に配置すると一層良い。ヒーター２
１及び２４は、最終記録媒体ガイド装置２０及び溶融・
定着ローラー２２に夫々採用できる。ヒーター１９は、
液体中間転写面１２の温度を約２５℃〜約７０℃まで上
昇させる。この温度の選択は、液体中間転写面１２の液
体の性質及び使用されるインクの性質によって決まる。
より望ましい温度範囲は、約３０℃〜６０℃であり、最
も望ましい範囲は、約４５℃〜５２℃である。

【００１８】ヒーター２１は、インク画像の定着の前に
最終記録媒体を約７０℃〜約２００℃に予熱し、より好
適には、約８５℃〜約１４０℃に予熱し、最適には、約
１１０℃〜約１３０℃に予熱する。理論的には、ヒータ
ー２１は、最終記録媒体の温度を周囲温度（加熱される
前の温度）から約９０℃〜１００℃に上昇させることが
導かれる。しかし、インク画像の転写後、最終記録媒体
２８の熱エネルギーは、支持面ドラム１４及び転写用ロ
ーラ２２から離れるに従って、最終記録媒体２８に転写
されたインクが溶融しないような低いエネルギーとな
る。なお、ヒーター２４を用いると、ローラー２２の温
度が約２５℃〜約２００℃まで上昇される。このヒータ
ー２４は、ローラー２２の内部に設けても良い。

【００１９】インク画像を生成する為のインクは、適当
な粘性を有さねばならない。先ず、溶融インクの粘性
は、インクを中間転写面に噴射するインク・ジェット装
置の規格に合致しなければならず、固体となった時は、
降伏強さ、硬さ、弾性率、損失率、弾性率に対する損失
率の比、延性等の物理的性質及び流動性質についても最
適化させねばならない。なお、相変化インクは、相変化
インク着色剤と、相変化インク坦体組成物とから成る。
相変化インク担体組成物の粘性は、大きな円錐形を有す
るフェランチ・シャーレイ円錐プレート型粘性計で測定
した。約１４０℃の温度では、相変化インクの担体組成
物の粘性の好適値は、約５〜約３０センチポアズであ
り、より望ましくは、約１０〜２０センチポアズであ
り、最適には、約１１〜１５センチポアズである。イン
クの適当な表面張力は、約２３〜約５０ダイン／センチ
メートルである。好適なインク組成物については、米国
特許第４８８９５６０号公報（特公平４−７４１９３号
に対応）に記載されている。

【００２０】このようなインクは、脂肪性アミドを相変
化インクの担体組成及び着色剤として含んでいる。この
脂肪性アミドを含んだ材料は、テトラアミド化合物及び
モノアミド化合物である。相変化インク担体組成物は、
常温では固相であり、温度が上昇してプリンタの動作温
度となると液相となる。この相変化インク担体組成物
は、約１０〜約５０重量パーセントのテトラアミン化合
物と、約３０〜８０重量パーセントのモノアミド化合物
と、約０〜４０重量パーセントの粘着性付与剤と、約０
〜２５重量パーセントの可塑剤、及び約０〜１０重量パ
ーセントの粘性変更剤を含んでいる。

【００２１】本発明に使用される相変化インクは、優れ
た物理的性質を示す相変化インク担体組成物で形成され
る。例えば、この相変化インクは、従来の相変化インク
とは異なり、均一な厚さの透明シートにプリントした場
合には、明るさ、色彩及び透明度において優れた特性を
有する。よって、カラー画像をＯＨＰ装置で投射する場
合に極めて価値が高い。更に、この相変化インクは、力
学的機械解析（ＤＭＡ）、圧縮テスト、粘性試験等の種
々の測定において、機械的性質及び流体的性質において
優れた特性を示す。更に重要な点は、中間転写面の液体
層を使用する本発明のプリント装置に使用した場合に、
良好に機能することである。

【００２２】本発明に使用される相変化インクの透過ス
ペクトルを市販の分光測光器（ACSSpectro-Sensor II）
で評価した。また、この相変化インクの色彩特性を評価
及び定量化する為に、ＡＳＴＭ Ｅ３０８（ＣＩＥシス
テムを用いて物体の色を計算する標準的方法）に従っ
て、１９７６ＣＩＥの３つの色成分Ｌ＊（明るさ）、ａ
＊（赤−緑）及びｂ＊（黄−青）を計算する。更に、Ｑ
habＥＬＡＢの心理的クロマ値Ｃ＊ab及びＣＩＥＬＡＢ
の心理的色相角をＣＩＥ１５．２測色学（第２版、ＣＩ
Ｅ中央局、ウイーン１９８６）に従って計算した。

【００２３】従来の相変化インク担体とは異なり、本発
明のプロセスで使用される相変化インク担体組成物は、
均一に薄膜状にプリントできることから比較的高い明る
さＬ＊値が得られる。例えば、相変化インクの厚さが約
２０ミクロンで実質的に均一であれば、Ｌ＊の値は、少
なくとも約６５、より好適値としては、少なくとも約７
５、最適値としては、少なくとも約８５となる。

【００２４】ここで使用した相変化インクは、略均一な
厚さの薄膜にして測定した場合、クロマ値Ｃ＊abは、比
較的高い値を有する。上述のように、従来の相変化イン
クでは、均一な薄膜を形成しても、光の直進透過率はか
なり低いものであった。本発明の装置で使用する相変化
インクでは、減法混色の三原色、黄、マゼンタ及びシア
ンの厚さを夫々約１０ミクロンとしたとき、クロマ値Ｃ
＊abは、黄色については、少なくとも約４０であり、マ
ゼンタについては少なくとも約６５であり、シアンにつ
いては少なくとも約３０となる。

【００２５】相変化インクの黒色成分が最も光の透過率
が低いレベルでインクのカラー値が最大となることも重
要なことである。よって、厚さ約１０ミクロンの黒色の
相変化インクの薄膜のＬ＊の値は、約３５未満であり、
より好適には、３０未満であり、最も好適な値は約２５
未満である。

【００２６】相変化インク及びインク担体組成物を薄膜
状の最終記録媒体上に転写すると、非常に丈夫である。
この丈夫さの指標は、摩耗抵抗力である。この摩耗抵抗
力の測定には、この相変化インクの最終プリント・サン
プルをテレダイン製Ｍｏｄｅｌ５１３０摩耗試験器で５
００グラム重のＣＳ−２３０型摩耗輪を用いて試験でき
る。紙の上にプリントされたサンプルは、ＡＳＴＭ Ｄ
４０６という摩耗抵抗力の標準試験方法に従って試験さ
れる。光透過性の薄膜上にプリントされたサンプルは、
ＡＳＴＭ Ｄ１３０４Ｑ−８５という標準試験方法によ
り試験される。上述のように、プリント・サンプルは試
験され、その試験結果は、摩耗抵抗力が極めて良好であ
った。

【００２７】相変化インク及びインク担体組成物の強さ
を評価するための別の試験は、オフセット転送テスト、
即ちブロッキング・テストである。この試験は、記録媒
体上にプリントされる相変化インクが積み重ねてプリン
ト生成される時、環境温度又は高温度においてインクが
隣接記録媒体上に付着されるか否を判断する。このブロ
ッキング・テストを行うには、間接的な転写方法を使用
し、インク担体組成物から得られた相変化インクのサン
プルを紙又はフィルムの記録媒体上にプリントし、この
記録媒体をマニラ紙のフォルダーに挟んで約８．５イン
チ×約１１インチの１ポンドのアルミニウム片の下に置
き、その上から１０ポンドのブロックの重さを均一に加
える。このプリント・サンプルを約６０℃の温度のオー
ブンの中に約２４時間に亘って保管する。本発明の相変
化インクのプリント・サンプルは、上述のブロッキング
・テストにおいて、ブロッキング現象は発生しなかっ
た。

【００２８】この相変化インクのＤＭＡ（力学的機械解
析）に基づく測定を実験的に実行した。この測定は、ニ
ュージャージー州のレオメトリックス社のレオメトリッ
クス・ソリッド・アナライザ（ＲＳＡ ＩＩ）で行っ
た。この測定器は２本のカンチレバーを有する構造であ
り、使用したサンプルの寸法は、厚さ約２．０±１．０
ｍｍ、幅約６．５±０．５ｍｍ、長さ約５４．０±１．
０ｍｍである。所望の強制振動、即ち約１Ｈｚの試験周
波数で、自己歪範囲を約１．０Ｅ−５（１．０×１０の
−５乗）％〜約１％として試験を実行した。試験中の温
度範囲は約−６０℃から約９０℃の範囲である。望まし
い相変化インクの組成物の性質は、（ａ）約−１０〜８
０℃で柔軟性があり、（ｂ）約−１００〜約４０℃の温
度範囲内でガラス状態領域（Ｅ′＝約１．５Ｅ９〜約
１．５Ｅ１１ダイン／平方センチメートル）にあり、
（ｃ）約−３０〜約６０℃の温度範囲内で状態遷移領域
にあり、（ｄ）約−１０〜約１００℃の温度範囲内で弾
性領域（Ｅ′＝約１．０Ｅ６〜１．０Ｅ１１ダイン／平
方センチメートル）であり、（ｅ）約３０〜約１６０℃
の温度範囲内で最終領域となる。更に、この相変化イン
ク組成物のガラス転移温度の範囲は、約−４０〜４０℃
であり、この相変化インク組成物のｔａｎδピークにお
いて積分する温度範囲は、約−８０〜８０℃である。こ
の時、積分値は約５〜約４０の範囲内であり、相変位イ
ンクのｔａｎδのピーク値の温度範囲は、約−４０〜約
４０℃であり、ｔａｎδは、ピークで約１．０Ｅ−２〜
約１．０Ｅ１である。

【００２９】相変化インク組成物の１Ｈｚにおける温度
の関数として蓄積率（Storage Modulus）Ｅ′を表した
グラフが作成できる。この曲線は、４つの明瞭な領域、
ガラス状態、転移状態、弾性状態及び最終状態の領域に
分けられる。

【００３０】ガラス状態領域では、インクは、堅く、固
体であり、Ｅ′の値も約１Ｅ１０ダイン／平方センチメ
ートルと高くなっている。これは、この領域では十分に
熱エネルギーが存在しないので分子が十分に動く時間が
存在しないからである。この領域は、室温より十分に低
い温度にあることが必要であり、室温の紙上のインク特
性に影響するものではない。

【００３１】転移状態領域は、蓄積率Ｅ′が約１桁も大
幅に低下した領域である。これは、分子の熱エネルギー
が上昇し、形状の変化が可能となるからである。この領
域では、インクは、以前のガラス状態の堅く脆い状態か
ら強靱でしなやかな状態に変化している。

【００３２】弾性状態領域は、グラフの平坦部から更に
少しＥ′が低下した領域である。変形に対する短期間の
弾性応答があり、インクに柔軟性が与えられる。この領
域における動きに対する抵抗力は、分子間の結合に起因
するものである。適当な温度範囲でこのグラフの平坦領
域に微調整して、状態転移、固化及び室温の状態を良好
にすることがそう変化インク組成物の形成に極めて重要
である。この弾性状態領域は、状態転移、固化、溶融ス
テップにおける状態と最終記録媒体上での最終延性状態
とを含んでいる。

【００３３】最後に、最終状態領域では、更にＥ′の値
が低下する。この領域では、分子が十分なエネルギーを
有し、分子間の結合力に打ち勝っている状態である。

【００３４】本発明に使用する相変化インクのｔａｎδ
の一般的な温度特性を以下に説明する。ガラス状態領域
では、ｔａｎδの値は小さく、減衰曲線のピークは、状
態転移領域で発生し、その物質のＴgを表す。ｔａｎδ
の曲線の下が和の領域は、インクの相対的な堅さ、即
ち、変形中に消費されるエネルギーの指標を表してい
る。ｔａｎδが損失率／蓄積率Ｅ′の値に等しいので、
ｔａｎδと損失率の両方の特性を求める必要はない。

【００３５】相変化インク組成物は、圧縮降伏テストに
よっても解析した。圧縮降伏強さの測定は、ノースカロ
ライナ州のＭＴＳシンテック社製のＭＴＳ ＳＩＮＴＥ
ＣＨ２／Ｄ 機械テスタで行った。代表的なサンプルの
寸法は、約１９．０±１．０ｍｍ×約１９．０±１．０
ｍｍである。等温降伏応力は、温度（約２５〜８０℃）
及び歪率の関数として測定した。材料は最大で約４０％
まで変形した。

【００３６】本発明で使用する相変化インク組成物の温
度の関数の望ましい降伏応力は、以下の式で表される。 ＹＳ ＝ ｍＴ ＋ Ｉ ここで、ＹＳは、温度の関数の降伏応力であり、ｍは傾
き、Ｔは温度、Ｉは応力軸の切片の値である。

【００３７】非動作状態、即ち、最終プリントを生成し
た後、インク・スティックを収納した条件で、インクは
延性状態で、温度範囲が少なくとも約１０℃〜約６０℃
では、所望の降伏応力の値は、ｍの値で表して、−９±
−２ｐｓｉ／℃〜−３６±−２ｐｓｉ／℃であり、Ｉ
は、約８００±１００ｐｓｉ／℃〜約２２００±１００
ｐｓｉ／℃である。より好適な値としては、ｍは約−３
０±−２ｐｓｉ／℃であり、Ｉは、約１７００±１００
ｐｓｉである。動作状態の条件では、中間転写面からの
インクの間接的プリント中に、インクの温度が少なくと
も約３０゜〜約８０℃である時、好適な応力値は、ｍの
値で約−６±−２ｐｓｉ／℃〜約−３６±−２ｐｓｉ／
℃であり、Ｉの値は、約８００±１００ｐｓｉ〜約１６
００〜１００ｐｓｉである。より好適な値としては、ｍ
は、約−９±−２ｐｓｉであり、Ｉは、約９５０±１０
０ｐｓｉである。

【００３８】支持面、即ちドラム１４の表面には、塗布
装置１６の動作により中間転写相の液体層が形成され
る。塗布装置１６は、エアー・シリンダのような適当な
制御機構（図示せず）により持ち上げられ、ウエブ１５
がドラム１４の表面に接触する。この液体は、塗布装置
１６内の容器（図示せず）に溜められており、灯心材１
８を通ってウエブ１５によりドラム１４の表面上に液体
の所望の厚さの層を一様に形成する。ドラム１４は、図
１の中心シャフトの周りに回転し、ヒーター１９は、ド
ラム１４の表面の液体層を所望の温度まで加熱する。ド
ラム１４の周囲全体が液体層でコーティングされると、
塗布装置１６は非接触位置まで下げられ、ドラム１４の
外表面上に中間転写面１２の液体層が形成される。

【００３９】この液体層の中間転写面１２上にプリント
・ヘッド１１からインクが噴射される。インクは、適当
な加熱手段（図示せず）によって固体から溶融された液
体状態になっている。インク画像２６は、ドラム１４の
回転につれて可延固体の中間状態まで冷却され、ローラ
ー２２とドラム１４に支持された中間転写面１２とで挟
まれた部分に入っていく。インク画像２６は圧力の印加
によって最終画像状態に変形され、最終記録媒体２８の
表面に転写される。このように、インク画像２６は、ロ
ーラー２２の弾性表面から受ける圧力により、最終記録
媒体２８上に転写及び定着される。ストリッパ・フィン
ガ２５は、最終記録媒体２８をドラム１４の回転につれ
て液層の中間転写面１２から離す働きをする。インク画
像２６は、その後、室温まで冷却され、十分な強度と延
性を保ち、確実な耐久性を保持する。

【００４０】１０枚以下程度の必要な数の如き所定の数
の画像をプリントした後、塗布装置１６を再度上昇させ
て中間転写面１２に接触させ、液層表面の液体を補充す
る。

【００４１】以下に説明する実例は、液体中間転写面１
２として本発明に採用し得るものであり、本発明に関し
て特定の材料、プロセス又は構成上の制限をするもので
はないことに留意されたい。

【００４２】実例１ ０．００４インチの厚さのマイラー（Mylar:登録商標）
・プラスチックでアルミニウム製のドラムを覆い、この
ドラムが回転可能にテスト装置に設けられている。ドラ
ムの表面に対する直径は、約４．１３インチであり、こ
のドラムより小径の転写及び溶融ローラーが隣接して設
けられている。相変化インクを用い、圧電素子で駆動さ
れるプリント・ヘッドをドラムと転写溶融ローラーとの
間に配置し、シアン、マゼンタ、イエロー及び黒の原色
インクを中間転写面の液層表面にラスタ走査で噴射させ
る。このドラムの表面上に塗布された液体は、約７９．
５重量％の脱イオン水、約２０重量％のポリエチレン・
グリコール（アルドリッチ・ケミカル社のＰＥＧ２０
０）及び約０．５重量％のフッ化界面活性剤（スリーエ
ム社のFluorad FC-430）の混合液である。この混合液を
人間の手でドラム表面に塗布する。この液体層の厚さに
は目視で確認可能な斑があり、ドラム表面全体に均一に
塗布されてはいなかった。ドラムの温度を約２９℃〜３
０℃に維持した。最終記録媒体としては紙を使用し、イ
ンク画像を転写する前に外部ヒーターで約１００℃の温
度まで予熱した。転写溶融ローラーも外部ヒーターによ
り約１２０℃の温度まで加熱した。

【００４３】画像形成処理中にはドラムを約３３．３イ
ンチ／秒の表面速度で回転させた。転写定着処理中に
は、ローラーの表面速度は約５インチ／秒であった。プ
リント・ヘッドからフルカラーのテスト画像を液層中間
転写面に形成し、ゼロックス４０２４普通コピー紙に転
写させた。転写された画像の品質は、良好であり、未転
写で残った画素は僅かに２つ３つのみであった。

【００４４】実例２ 上述の実例１の場合と略同じ試験装置及び条件を採用
し、中間転写面の液層に使用する液体として、アルキル
フェニルポリグリコール無イオン界面活性剤（スペクト
ラム・ケミカル・マニュファクチャリング社のTriton X
-100：登録商標）を用いた。実例１と同じテスト画像を
多数回プリントした結果、画像品質は幾分低下した。プ
リント済の紙を重ねて積んだ時、カラー画像の一部分が
重ねた別の紙に移る現象が生じた。中間転写液体層とし
て使用した液体がインクに浸透し、部分的に可塑性を与
えたかのようである。しかし、中間転写面の液体層から
のインク画像の転写品質は良好であった。

【００４５】実例３ 中間転写面の液体としてスリーエム社製のフッ化界面活
性剤であるFluorad FC-430（商品名）を採用した点を除
いて、上述の実例１の場合と略同じ試験装置及び条件を
採用した。実例１と同じテスト画像について２枚のプリ
ントを行った結果は、実例１のプリント結果に比較すれ
ば、不完全な転写領域があり、プリント領域も僅かにべ
たつく感じがしたが、従来よりは改善された。

【００４６】実例４ 上述の実例１の場合と略同じ試験装置及び条件を採用
し、更に、液体を灯心材で塗布するためにスチール製の
背面板に灯心材とフェルトの多層型塗布装置を使用し
た。この塗布装置の空気圧力は、約１９．５ポンド重／
平方インチと測定され、液層の塗布中にドラム表面に対
して約１５ポンド重の力を与えた。この塗布装置の容器
内には、約８０ｃｃの液体を入れた。最初、約５インチ
／秒の転写・定着速度で５枚のプリントを行った。この
速度を１インチ／秒ずつ約１１インチ／秒の速度まで順
次増加させて合計で、５１枚のフルカラー画像（実例１
と同じテスト画像）のプリントを生成した。約１１イン
チ／秒の速度では、２枚の透明シートにもプリントし
た。各実験速度において、良好な品質で画像の転写が行
えたが、転写速度を増加するにつれて、摩食テストの結
果は徐々に劣化した。満足できる品質のカラー・プリン
トは、約７インチ／秒までの速度で得られた。

【００４７】実例５ 上述の実例１と略同様の試験装置及び条件を採用し、更
に、中間転写面の液体として脱イオン水を用い、灯心材
／フェルトの多層型塗布装置を用いて約１ミル（１ミル
は１０００分の１インチ）の厚さで液体を塗布するよう
にした。この塗布装置には、スチール製の背面板を設
け、この液体を、灯心材を介して塗布するようにした。
この塗布装置は、液体の塗布中に約１８ポンド重の力で
ドラム表面に押しつけた。塗布装置の容器内には約８０
ｃｃの液体を入れた。４つのカラー・バー・パターンの
画像を最初に約５インチ／秒の転写及び定着速度で何枚
かのプリントを行った。画像表面の速度は、約２３．３
インチ／秒で、印加時間は、約８００マイクロ秒であっ
た。インク滴の噴射周波数を約７ＫＨｚに設定した。最
終記録媒体（この場合は紙）用のヒーターの温度を約１
００℃に設定した。転写及び定着用ローラーのヒーター
の温度は約１２０℃に設定した。液体層の下を支持する
ドラムの表面を約３０〜３１℃に加熱し、液層を形成し
ている脱イオン水の蒸発を促進させ、転写速度の向上を
図った。各テストにおいて、４色の転写品質は良好であ
ったが、脱イオン水の厚さを余り厚くするとドットの欠
落を生じた。

【００４８】実例６ 上述の実例１と略同様の試験装置及び条件を採用し、更
に、支持面用ドラムとして表面処理を施したアルミニウ
ムを採用した。このドラムの直径は、３．９７９インチ
で、エア・ギャップを介して外部ヒーターから加熱して
約４７℃に設定した。

【００４９】この加熱したドラム表面をシリコン・オイ
ル（商品名Dow Corning 200）でコーティングした。こ
のシリコン・オイルは、上下動作可能なカセット装置に
設けたポリエステル灯心材に含ませ、約０．６秒間より
短い時間にドラムの２回転する間で約４０インチ／秒の
印加速度で塗布される。オイルを含ませた灯心材は、約
１０ポンド重の力でドラム表面に圧力接触される。ドラ
ム表面が十分にコーティングして中間転写面を形成する
と、カセット装置を降下させてドラムから離した。

【００５０】紙の最終記録媒体を紙供給ガイドに設けた
ヒーターにより約１２０℃の温度まで予熱した。転写溶
融ローラーの直径は、約１．５インチ、長さは約９イン
チである。このローラーは加熱しなかったが、約４５℃
の温度で安定であった。このローラーを約７５０〜８５
０ポンド／平方インチの圧力で押圧させた。このローラ
ーの周囲には、０．０９インチの厚さでショアーＤ４０
の弾性体をコーティングした。

【００５１】上述の実例１と同じ条件の下で中間転写面
を形成するシリコン・オイルの液体層上にテスト画像を
完全に生成し、普通コピー紙（ゼロックス４０２４）に
画像を転写させた。この最終画像の品質は極めて優れて
おり未転写ピクセルは全くなかった。

【００５２】以上本発明の好適実施例について説明した
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。例えば、ドラム表面の液体層は、ドラム
の中から多孔性の表面を介して滲み出るように構成して
も良い。この場合の多孔性のドラムは、スポンジのよう
な適当な焼結金属でも良い。この液体は、最初に微視的
な細孔に含ませ、噴霧拡散させてドラム表面に塗布して
も良い。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、相変化インクを用いた
プリンタによる画像形成方法において、中間転写面とし
て液体層を直接的に使用するため、転写効率が高くな
り、クリーニング等の処理も不要となり、装置の構成も
簡単となるので、高品質のプリントが低コストで実現で
きる。また、相変化インクを固体状態から溶融状態に変
化させて、約８５゜Ｃから約１５０゜Ｃの温度で相変化
インクを液体層の露出面に供給し、相変化インクを約３
０゜Ｃから約８０゜Ｃの温度の柔軟状態にして、液体層
の露出面に画像を形成し、この柔軟状態の相変化インク
の画像を記録媒体に転写し、延性を維持して相変化イン
クを固化するので、約−１０゜Ｃから約８０゜Ｃの温度
で脆くなく且つ柔軟性のある相変化インクの画像を形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を利用した装置の一実施例の構成
を示す断面図である。

【図２】図１の装置のドラム表面の一部分を拡大して示
す部分断面図である。

【図３】図１の装置のドラムとローラーとを含む部分を
拡大して示す部分断面図である。

【符号の説明】

１１ インク・ジェット・プリント・ヘッド １２ 液体層（中間転写面） １３ 液体層の露出表面 １４ 支持面（ドラム表面） １６ 液体塗布装置 ２２ 転写用ローラー ２６ インク画像 ２８ 最終記録媒体（紙等）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド・アール・ティッターリントン アメリカ合衆国オレゴン州97062 トゥ ラティン サウス・ウェスト サイレッ ツ・ドライブ 10185 (72)発明者 ジェームズ・ディー・ライズ アメリカ合衆国オレゴン州97034 レイ ク・オスウェゴ シー・アベニュー 1115 (72)発明者 シー・ウェイン・ジャガー アメリカ合衆国オレゴン州97007 ビー バートン サウス・ウェスト デライ ン・コート 16151 (72)発明者 ジョン・シー・マトン アメリカ合衆国オレゴン州97267 ポー トランド サウス・イースト リバー・ ロード 18330 (72)発明者 ヒュー・ピー・リー アメリカ合衆国オレゴン州97007 ビー バートン サウス・ウェスト ヘンダー ソン・コート 16567 (56)参考文献 特開 平２−209244（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−161381（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−4335（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−143552（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−358840（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−226336（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41M 5/00 B41J 2/01

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相変化インクを用いたプリンタによる画
   像形成方法であって、 支持面に液体を供給して、上記支持面と接触する面と対
   向する露出面が中間転写面として作用する液体層を形成
   し、 上記相変化インクを固体状態から溶融状態に変化させ
   て、約８５゜Ｃから約１５０゜Ｃの温度で上記相変化イ
   ンクを上記液体層の露出面に供給し、上記相変化インク
   を約３０゜Ｃから約８０゜Ｃの温度の柔軟状態にして、
   上記液体層の露出面に画像を形成し、 上記柔軟状態の相変化インクの画像を記録媒体に転写
   し、延性を維持して上記相変化インクを固化し、約−１
   ０゜Ｃから約８０゜Ｃの温度で脆くなく且つ柔軟性のあ
   る上記相変化インクの画像を形成することを特徴とする
   画像形成方法。