JP3097334B2 - 転写型インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に関し、さらに詳細には、転写媒体上にインク像を形
成した後、記録媒体に転写し、記録媒体上にインク像を
得る転写型インクジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】転写型インクジェットプリンタは、例え
ば米国特許第４，５３８，１５６号明細書に開示される
方式が知られている。

【０００３】これは図９に示すように、記録ヘッド１０
１によって、円筒状の転写媒体１００表面に形成したイ
ンク像に、記録媒体１０２の背面より圧力ローラ１０４
を押し当てて圧力によって転写する。未転写の残留イン
クは、クリーニング装置１０３によって除去される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の転写型
インクジェットプリンタにおいては、転写画像品質が悪
いという問題点を有していた。これは、第１には液体イ
ンクからなるインク像が記録媒体と接触すると記録媒体
の繊維に沿ってしみこみ、インク像周辺部がヒゲ状にな
るためであった。第２には、転写が転写媒体と記録媒体
との接触によって行なわれるため、平滑度の低い記録媒
体に対しては、凹部は記録媒体と転写媒体とが接触せ
ず、転写すべき像が転写されない、いわゆる「白抜け」
状態となった。

【０００５】このような問題に対して、本出願人は特開
昭６２−９２８４９号公報においてインク滴を一旦転写
媒体上に吐出し、ここでインク滴中の溶媒成分を蒸発さ
せて、濃縮したインクを記録紙上に押圧転写する装置を
提案している。これは図１０に示すように、記録ヘッド
２０１よりインクを転写媒体２０２に吐出し、ヒータ２
０３によってインクの溶媒成分の蒸発を早め、ローラ２
０４で支えられた記録媒体２０５に押圧して転写してい
る。転写後の転写媒体は、ブラシ２０６によってクリー
ニングされ、ブロア２０７で乾燥されて、一定の表面状
態になっている。これは、濃縮したインクを記録媒体２
０５に転写するために、転写時にインク像が変形せず、
また記録媒体２０５に染み込むこともない。従って、転
写型インクジェットプリンタのもつ上述の問題を解消
し、鮮明な像形成を可能にするものである。

【０００６】しかしながら、インク像の濃縮にヒータ２
０３を用いている点で、さらに解決しなければならない
問題点を抱えている。第１には、溶媒成分を蒸発させる
工程において、ヒータ２０３の温度が低温では長時間を
必要とし、また高温では短時間で溶媒成分を蒸発できる
が、高温にするためには消費電力が大きくなってしま
う。さらに設定温度の立ち上げに長時間を必要とする等
の問題点を有していた。第２には、溶媒の蒸発にともな
い、溶媒蒸気が装置内部または装置外部に放出されるた
めに、装置内部または装置外部が汚染されるという問題
点を有していた。本発明は、かかる問題点を解決するも
ので、その目的は、インク像の濃縮に溶媒の蒸発手段を
用いることなく、良好な画像が得られる転写型インクジ
ェットプリンタを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の転写型インクジ
ェットプリンタは、着色帯電粒子を油性溶媒中に分散し
てなるインクと、このインクをインク滴として吐出する
インクジェット記録ヘッドと、このインク滴を担持し、
かつインクジェット記録ヘッドに対して間隙を介して移
動する転写媒体と、この転写媒体から記録媒体にインク
像を転写する転写手段とを有し、前記転写媒体にインク
像を形成後、転写手段に至るまでの間に、前記転写媒体
に対して、前記インク像中の着色帯電粒子を仮固定する
手段と、水または界面活性剤水溶液に接触させ、前記イ
ンク像の油性溶媒を除去する溶媒除去手段とを順次備え
たことを特徴とする。

【０００８】

【実施例】次に本発明の詳細を図示した実施例に基づい
て説明する。

【０００９】図１は本発明の第１実施例の転写型インク
ジェットプリンタの斜視図を示す。転写媒体である転写
ドラム１の周囲に、インクジェット記録ヘッド２、転写
ドラム１に対して、インク像中の着色帯電粒子を仮固定
する手段であるコロトロン帯電器３、界面活性剤水溶液
を用いた溶媒除去手段４、空気噴射スリット５、転写手
段である転写押圧ローラ６、転写ドラムクリーニング装
置７とが順次配置されている。

【００１０】転写ドラム１は、金属素管１０の周囲に導
電性弾性層１１を設けて構成される。導電性弾性層１１
はカーボンブラックや金属粉等の導電性コンパウンドを
分散したゴム材から得ることができる。転写ドラム１
は、インクジェット記録ヘッド２に対して一定の間隙を
介して、図中矢印Ａの方向に回転可能に支持されてい
る。 インクジェット記録ヘッド２は、圧電素子を用い
る形式のインクジェット記録ヘッドであり、複数のノズ
ルを転写ドラム１の軸方向に一定の間隔で配列されてい
る。

【００１１】コロトロン帯電器３は、コロトロンによる
イオン発生装置であって、直径０．０５ｍｍのタングス
テンワイヤ１２の周囲を約７ｍｍの距離を保ってステン
レスのハウジング１３でシールドした構成になってい
る。タングステンワイヤ１２は高圧電源１４が接続され
ており、−５ｋＶの高電圧を印加することにより、負の
コロナイオンを発生させることができる。

【００１２】界面活性剤水溶液を用いた溶媒除去手段４
は、容器２０中に界面活性剤水溶液２１が入っており、
転写ドラム１の一部が界面活性剤水溶液２１中を通過す
るように構成されている。本実施例においては、界面活
性剤水溶液２１に、α−オレフィンスルホン酸塩の１％
水溶液を用いた。尚、界面活性剤水溶液２１は前記界面
活性剤水溶液に限定されるものではなく、例えばアシル
化ペプチド、アルキルベンゼンスルホン酸塩、Ｎ−アシ
ルメチルタウリン等の水溶性界面活性剤の０．１〜１０
％水溶液、または水単体を用いてもよい。

【００１３】空気噴射スリット５は、図示しないコンプ
レッサまたは高圧空気の入った容器に、弁を介してつな
がっており、必要に応じて空気噴射スリット５より空気
を転写ドラム１に対して噴射する構成である。

【００１４】転写押圧ローラ６はアルミニウムの金属ロ
ーラであり、図示しない圧力印加手段によって、転写ド
ラム１に押圧または解除の制御が可能に構成され、押圧
時は記録媒体である記録紙８を介して図中矢印Ｂの方向
に、転写ドラム１の周速と同一速度で回転する。

【００１５】転写ドラムクリーニング装置７は、ウレタ
ンゴムよりなるクリーニングブレード２５とハウジング
２６とによって構成される。クリーニングブレード２５
は、図示しない駆動手段に接続され、そのエッジを転写
ドラム１の表面に当接または解除が可能に構成されてい
る。

【００１６】インクは、着色帯電粒子を油性溶媒中に分
散したものである。油性溶媒はエクソン化学社製アイソ
パーＬを用いている。着色帯電粒子は、顔料としてコロ
ンビアンカーボン社のラベン１２５５及び樹脂としてエ
チルセルロースとから構成され、帯電制御剤と共にアイ
ソパーＬに分散することにより、負に帯電している。こ
れを固形分濃度を２５ｗｔ％になるように調整して用い
ている。

【００１７】次に動作について説明する。記録信号が入
力されない初期状態では、転写押圧ローラ６と、転写ド
ラムクリーニング装置７のクリーニングブレード２５と
が、転写ドラム１に対して当接または押圧状態が解除さ
れた状態に保持されている。図１に示す仮想平面Ｈで切
断された断面図を図２に示す。図中、転写押圧ローラ
６、クリーニングブレード２５の当接または押圧状態を
実線で、解除状態を破線で６´、２５´をそれぞれ付記
して示している。初期状態では、それぞれ破線で示す位
置に保持されている。

【００１８】次にこの状態を保ったまま、記録信号がイ
ンクジェット記録ヘッド２に入力されると、転写ドラム
１の外周表面上にインク像を形成する。インクジェット
記録ヘッド２によるインク像形成動作を図１と図３を用
いて説明する。図３は図１における矢印Ｄの方向から見
た図である。インクジェット記録ヘッド２は、複数のノ
ズル３０、３１、３２…を転写ドラム１の軸方向（図
中、矢印Ｅの方向）に一致させて、８×１／３００イン
チのピッチで配置した構成をとっており、記録信号に応
じて、インクをインク滴として複数のノズル３０、３
１、３２…から選択的に吐出する。このように構成した
インクジェット記録ヘッド２は、記録時に転写ドラム１
の回転に同期して、移動手段１９によって、転写ドラム
１の軸方向に１／３００インチだけ送られ、３０´、３
１´、３２´…で示す位置に移動する。すなわち、転写
ドラム１が１回転する毎にインクジェット記録ヘッド２
は、転写ドラム１の軸方向に移動し、これを８回転繰り
返すことにより、１／３００インチピッチで、転写ドラ
ム１上の所定の記録領域２８にインク像を形成すること
ができる。その後、インクジェット記録ヘッド２は初期
の位置に移動する。移動手段１９は、カム３５とモータ
３６とによって構成されている。このように、インクジ
ェット記録ヘッド２を構成およびインク像形成動作を行
わせることで、インクジェット記録ヘッド２のノズルの
ピッチは転写ドラム１上での画素ピッチの８倍でよく、
製造が簡略化でき安価に製造できる。また、インクジェ
ット記録ヘッド２からの吐出は低粘度状態で行なわれる
ため、良好な吐出特性が得られ、転写ドラム１上に高画
質なインク像を安定して得ることができる。以上の動作
を行うことによって、記録領域２８の全域にわたってイ
ンク像の記録が行なわれる。インク像形成後、コロトロ
ン帯電器３によりインク中の着色帯電粒子と同極性であ
る負極性コロナイオンが照射され、インク像は着色帯電
粒子と油性溶媒とに分離され、転写ドラム１表面に対し
て着色帯電粒子が仮固定される。コロトロン帯電器３に
よるインクの分離作用、および転写ドラム１表面への着
色帯電粒子の仮固定作用を図４および図５を用いて説明
する。本実施例においては着色帯電粒子４１は負に帯電
しており、転写ドラム１はグランドに接続されている。
転写ドラム１上のインク像４０は、図４に示すように油
性溶媒４２中に着色帯電粒子４１が均一に分散されてい
る。ここでコロトロン帯電器３によりインク中の着色帯
電粒子４１と同極性である負極性コロナイオン４３が照
射されると、油性溶媒４２は絶縁性であるため、インク
像４０の表面は図５に示すように負に帯電し、着色帯電
粒子４１が静電気力を受けて図４におけるインク像４０
の形状をを保ったまま、転写ドラム１の表面方向に向か
って移動し、転写ドラム１表面に付着し、その場所に仮
固定される。すなわち、着色帯電粒子４１が分散してい
るインク像４０は、着色帯電粒子４１と同極性である負
極性コロナイオン４３を照射することによって着色帯電
粒子４１と油性溶媒４２とに分離し、転写ドラム１表面
に対して着色帯電粒子４１を仮固定することができる。
着色帯電粒子４１は、一旦転写ドラム１表面に付着する
と、鏡像力や界面での付着力等が働くために、負極性コ
ロナイオン４３がなくなっても仮固定状態は保持され
る。転写ドラム１上のインク像４０のない部分４５にも
負極性コロナイオン４３は照射されるが、転写ドラム１
は導電性であるために帯電することはない。コロトロン
帯電器３によって、コロナイオンを照射するタイミング
は、本実施例においてはインク像形成動作と同期して行
われる。すなわち、インク像形成動作中の転写ドラム１
の回転毎に同期して、コロトロン帯電器３によりコロナ
イオンを照射する。

【００１９】次に、分離された油性溶媒４２は、界面活
性剤水溶液２１に接触させる溶媒除去手段４によって、
転写ドラム１から除去される。界面活性剤水溶液２１を
用いた溶媒除去手段４による溶媒の除去動作を図２およ
び図６、図７を用いて説明する。図６および図７は、界
面活性剤水溶液２１中のインク像４０の状態を表した図
である。図２に示すように、容器２０中に界面活性剤水
溶液２１が入っており、転写ドラム１の一部が界面活性
剤水溶液２１中を矢印Ａの方向に通過するように構成さ
れている。図６において、転写ドラム１が界面活性剤水
溶液２１中を矢印Ａの方向に回転することにより、転写
ドラム１表面上のインク像４０には矢印Ｋの方向に遠心
力が働く。また、界面活性剤はその分子２２が親水性の
部分と疎水性の部分とからできているから、その疎水性
の部分が油性溶媒４２の界面に一定の向きにならんで吸
着されやすく、それによって油性溶媒４２と転写ドラム
１との界面の接着力をいちじるしく低下させる作用を有
する。前記コロナイオンの照射により着色帯電粒子４１
と油性溶媒４２とに分離されているインク像４０は、前
記遠心力および前記界面活性剤の有する作用により、図
７に示すように、油性溶媒４２がロ−リングアップし
て、転写ドラム１表面から界面活性剤水溶液２１中に離
脱する。このとき、着色帯電粒子４１は先に述べたよう
に、転写ドラム１表面に付着し、仮固定されているた
め、界面活性剤水溶液２１中を通過する際に受ける流体
粘性に起因する力および遠心力程度では離脱することは
ない。そして転写ドラム１が界面活性剤水溶液２１から
出水したとき、転写ドラム１表面のインク像４０は濃縮
された着色帯電粒子４１だけのインク像となる。前記溶
媒の除去作用は、界面活性剤水溶液２１が水単体におい
ても転写ドラム１の回転による遠心力によって行われる
が、前記界面活性剤水溶液２１中での油性溶媒４２のロ
−リングアップにおいて、界面活性剤水溶液を用いた場
合、遠心力に加え、界面活性剤による油性溶媒４２の自
発的なロ−リングアップが行われるため効果的である。
また界面活性剤水溶液を用いた場合、界面活性剤水溶液
２１中に残存する油性溶媒４２の表面に界面活性剤分子
２２が吸着してコロイドの保護作用が働くため、油性溶
媒４２の転写ドラム１への再付着が起こり難く更に効果
的である。

【００２０】界面活性剤水溶液２１を用いた溶媒除去手
段４による溶媒の除去後、空気噴射スリット５から転写
ドラム１表面へ空気が噴射され、転写ドラム１上に残存
する界面活性剤水溶液２１は容器２０中へ回収される。
空気が噴射される際、転写ドラム１表面には空気圧が印
加されるが、着色帯電粒子４１は、先に述べたように転
写ドラム１表面との付着力が働いており、空気圧程度で
は剥がれることはない。

【００２１】次に転写ドラム１と転写押圧ローラ６を当
接させ、圧力を印加し、この押圧部に記録紙８を通過さ
せ、印加される圧力によって、転写ドラム１表面のイン
ク像を記録紙８に転写する。この時、記録紙８上に高画
質の画像を得ることができる。

【００２２】記録紙８へのインク像の転写が終了する
と、クリーニングブレード２５が転写ドラム１に当接さ
れ、転写ドラム１表面の残留インク像が剥離、除去され
る。所定時間経過すると、クリーニングブレード２５
は、もとの当接状態が解除された状態になる。

【００２３】本実施例において、界面活性剤水溶液２１
を用いた溶媒除去手段４により、蒸発手段を用いずに、
転写ドラム１表面に濃縮されたインク像を形成すること
ができる。また、そのためにインクを構成している油性
溶媒４２の蒸気の発生による装置内および装置外の汚染
を防ぐことができる。

【００２４】図８は本発明の第２実施例の転写型インク
ジェットプリンタの斜視図を示す。転写媒体である転写
ベルト９の周囲に、インクジェット記録ヘッド２、転写
ベルト９に対して、インク像中の着色帯電粒子を仮固定
する手段であるコロトロン帯電器３、界面活性剤水溶液
を用いた溶媒除去手段４、転写押圧ローラ６、転写ベル
トクリーニングパッド５０とが順次配置されている。転
写ベルト９は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテン
ションローラ５３とによって構成される搬送機構に懸架
されて、図中矢印Ｆの方向に搬送される。本実施例で用
いたインクは、第１実施例と同様の油性溶媒と着色帯電
粒子で構成されている。

【００２５】転写ベルト９は、ニッケル等の金属の無端
ベルトに導電性弾性層を積層して構成され、導電性弾性
層としては第１実施例で示したゴム材等を用いることが
できる。界面活性剤水溶液を用いた溶媒除去手段４は、
界面活性剤水溶液供給スリット６１が供給ポンプ６０を
介して、界面活性剤水溶液を収納している界面活性剤水
溶液タンク６２と接続された構成である。また、界面活
性剤水溶液回収スリット６５が回収ポンプ６６を介し
て、界面活性剤水溶液タンク６２と接続された構成であ
る。界面活性剤水溶液供給スリット６１と界面活性剤水
溶液回収スリット６５とは、部材６７によって一体に構
成され、それぞれのスリットの開口部を従動ローラ５２
の軸方向に沿って配置している。

【００２６】次に動作について説明する。インクジェッ
ト記録ヘッド２によるインク像形成動作およびコロトロ
ン帯電器３を用いたコロナイオン照射によるインクの分
離作用、および転写ベルト９表面への着色帯電粒子の仮
固定作用の動作は、第１実施例と同様であるので説明は
省略する。インク像を形成した転写ベルト９に対して、
部材６７は微小ギャップを介して対向配置している。転
写ベルト９上のインク像は、界面活性剤水溶液供給スリ
ット６１から供給ポンプ６０を介して界面活性剤水溶液
タンク６２内部に収納している界面活性剤水溶液を一様
に塗布される。一様に塗布された界面活性剤水溶液は、
界面活性剤水溶液回収スリット６５から回収ポンプ６６
を介して界面活性剤水溶液を界面活性剤水溶液タンク６
２に回収される。ここで、界面活性剤水溶液回収スリッ
ト６５では、転写ベルト９と対向する部分で負圧になる
ように回収ポンプ６６を作動させているために、界面活
性剤水溶液供給スリット６１から供給される界面活性剤
水溶液に加え、転写ベルト９表面のインク像からも油性
溶媒を回収することができる。ここで、インク像を構成
している着色帯電粒子には、転写ベルト９との間に、第
１実施例に記載と同様の強い付着力が作用しているた
め、転写ベルト９表面から剥がれることはない。このた
め、転写ベルト９表面には、濃縮されたインク像を形成
することができ、適正な濃縮状態のインク像を転写押圧
ローラ６によって押圧し記録紙８に転写することができ
る。本実施例においても、溶媒の除去作用は、界面活性
剤水溶液が水単体においても行われるが、第１実施例と
同様に界面活性剤水溶液を用いた場合に効果的である。
また本実施例におけるコロナイオンを照射するタイミン
グおよび溶媒除去手段４を用いた溶媒除去を行うタイミ
ングは、インク像形成動作の終了後に、一括して行って
もよい。すなわち、インク像形成動作中の転写ベルト９
の回転毎に同期して、コロトロン帯電器３によりコロナ
イオンを照射し、溶媒除去手段４を用いて溶媒除去を行
うばかりでなく、本実施例では、インク像形成動作の終
了後に、一括してコロナイオンを照射し、溶媒除去手段
４を用いて溶媒除去を行っても構わない。

【００２７】本実施例においても、インク像を構成して
いる油性溶媒を蒸発手段を用いずに、転写ベルト９表面
に濃縮されたインク像を形成することができる。また、
そのためにインクを構成している油性溶媒４２の蒸気の
発生による装置内および装置外の汚染を防ぐことができ
る。

【００２８】尚、本実施例においてインク中の着色帯電
粒子４１および照射されるコロナイオンの極性を共に負
極性としたが、着色帯電粒子４１および照射されるコロ
ナイオンの極性を共に正極性とした場合にも同様の効果
が得られた。また、転写媒体として導電性の材料ばかり
でなく、導電性の材料の表面層に絶縁性のコート等を施
した転写媒体に対しても本発明は適用できることを確認
している。

【００２９】

【発明の効果】本発明の転写型インクジェットプリンタ
では、転写媒体上のインク像にインク中の着色帯電粒子
と同極性のイオンを照射して、インクを構成している着
色帯電粒子を転写媒体表面に仮固定した後に、水または
界面活性剤水溶液を用いた溶媒除去手段により転写媒体
上のインク像の溶媒を除去し、着色帯電粒子だけの濃縮
されたインク像状態で記録媒体に転写する。

【００３０】従って、転写媒体表面のインク像の溶媒を
蒸発させる蒸発手段を用いずに、インク像を濃縮状態に
して、高画質像を記録媒体へ安定して得ることができる
という効果を有する。また、そのため蒸気の発生による
装置内および装置外の汚染を防止できるという効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の転写型インクジェットプ
リンタを示す斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例の転写型インクジェットプ
リンタを示す断面図である。

【図３】本発明の第１実施例の転写型インクジェットプ
リンタにおけるインク像形成動作を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例において転写ドラム上にイ
ンク滴を吐出した瞬間の状態を示す図である。

【図５】本発明の第１実施例においてコロナイオンが照
射され転写ドラム上のインク像が着色帯電粒子と油性溶
媒とに分離された状態を示す図である。

【図６】本発明の第１実施例において溶媒除去手段を説
明するための界面活性剤水溶液中のインク像の状態を表
した図である。

【図７】本発明の第１実施例において溶媒除去手段を説
明するための界面活性剤水溶液中のインク像の状態を表
した図である。

【図８】本発明の第２実施例の転写型インクジェットプ
リンタを示す斜視図である。

【図９】従来の転写型インクジェットプリンタの構成を
示す図である。

【図１０】従来の蒸発手段を備えた転写型インクジェッ
トプリンタの構成を示す図である。

【符号の説明】

１ ：転写ドラム（転写媒体） ９ ：転写ベルト（転写媒体） ２ ：インクジェット記録ヘッド ３ ：コロトロン帯電器（着色帯電粒子の仮固定手段） ４ ：溶媒除去手段 ５ ：空気噴射スリット ６ ：転写押圧ローラ（転写手段） ８ ：記録紙（記録媒体） ２０：容器 ２１：界面活性剤水溶液 ２２：界面活性剤分子 ４０：インク像 ４１：着色帯電粒子 ４２：油性溶媒 ４３：負極性コロナイオン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−76343（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−146750（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/01

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色帯電粒子を油性溶媒中に分散してな
   るインクと、このインクをインク滴として吐出するイン
   クジェット記録ヘッドと、このインク滴を担持し、かつ
   インクジェット記録ヘッドに対して間隙を介して移動す
   る転写媒体と、 この転写媒体から記録媒体にインク像を転写する転写手
   段とを有し、 前記転写媒体にインク像を形成後、転写手段に至るまで
   の間に、前記転写媒体に対して、前記インク像中の着色
   帯電粒子を仮固定する手段と、水または界面活性剤水溶
   液に接触させ、前記インク像の油性溶媒を除去する溶媒
   除去手段とを順次備えたことを特徴とする転写型インク
   ジェットプリンタ。