JP3685570B2

JP3685570B2 - 記録装置

Info

Publication number: JP3685570B2
Application number: JP31433896A
Authority: JP
Inventors: 泰男片野; 穣森川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH10157085A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録装置、より詳細には、画像信号に応じてインクを飛翔し、飛翔インク滴を中間転写体に付着させた後、該中間転写体上のインクを記録紙に転写する記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オフセット型インクジェット記録等、中間転写媒体を用いたインク滴飛翔記録方式に関しては、米国特許第４５３８１５６号等多数の公知技術がある。しかし、公知技術のほとんどが水性インクを用いた方式で、紙にインク転写後の中間転写媒体に残存したインクのクリーニングが問題点となっている。以下に、これらの公知技術のうち、本発明と構成上類似性が有るものについて述べる。
【０００３】
特開平６−１７１０７６号公報には、着色帯電粒子を油性溶媒中に分散した油性インクを用い、画像信号に応じてインク滴として中間転写体に飛翔させ、その後、中間転写体上で油性溶媒を除去し、残存した着色粒子を記録紙に転写する記録装置が開示されている。
【０００４】
また、特開平２−４３０５３号公報には、導電性の油性インクを用い、該導電性の油性インクを静電吸引力を利用して画像信号に応じて中間転写体に飛翔させる記録装置が開示されている。
【０００５】
また、特開平７−１６８４５１号公報には、インクとして相変化インクを用い、中間転写体として転写面にシリコーンオイル等を塗布した中間転写体を用い、この中間転写面にインクを飛翔させる記録装置が開示されている。
【０００６】
さらに、米国特許第５０９９２５６号明細書には、フィルム状シリコーンポリマーを中間転写体として用いる記録装置が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平６−１７１０７６号公報に記載の発明においては、中間転写体上の溶媒除去手段が複雑である（本発明とは、インク組成が異なる、インク硬化現象を利用していない等の点が異なる）。
【０００８】
特開平２−４３０５３号公報に記載の発明においては、中間転写体上の残存インクのクリーニングが必要である（本発明とは、中間転写体としてシリコーンを用いていない、インク硬化現象を利用していない等の点が異なる）。
【０００９】
特開平７−１６８４５１号公報に記載の発明において、相変化インクとはホットメルトインクのことで、インク飛翔時にインクを溶融するため加熱の必要が有り、消費電力が高くなる（本発明とは、インク組成が異なる、インク硬化現象を利用していない等の点が異なる）。
【００１０】
米国特許第５０９９２５６号明細書に記載の発明においては、フィルム状のシリコーンポリマーを中間転写として用いており、転写後の残存インクの除去が必要である（本発明とは、インクが水性で構成が異なる）。
【００１１】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、どのような記録紙に対してもインクにじみのほとんどない記録が行える記録を提供することを目的としてなされたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、画像信号に応じてインクを飛翔し、飛翔インク滴を中間転写体に付着させた後、該中間転写体上のインクを記録紙に転写する記録装置であって、前記インクは樹脂としてロジン変性フェノール樹脂又はアルキド樹脂、及び不揮発性溶剤として脂肪族炭化水素を含有し、前記中間転写体はその表面にシリコーン部材が形成され、前記インクが前記シリコーン部材と接触した後で記録紙に転写する記録装置において、前記中間転写体表面のシリコーン部材がシリコーン樹脂の微粒子であり、該微粒子を前記中間転写体の表面に形成する手段を有することを特徴とし、もって、液体インク飛翔を用いた直接記録方式において、従来よりもインクにじみのない高画質印字を得ることができるようにし、インク転写の信頼性を向上させるようにしたものである。
【００１４】
請求項２の発明は、画像信号に応じてインクを飛翔し、飛翔インク滴を中間転写体に付着させた後、該中間転写体上のインクを記録紙に転写する記録装置であって、前記インクは樹脂としてロジン変性フェノール樹脂又はアルキド樹脂、及び不揮発性溶剤として脂肪族炭化水素を含有し、前記中間転写体はその表面にシリコーン部材が形成され、前記インクが前記シリコーン部材と接触した後で記録紙に転写する記録装置において、前記中間転写体の表面にシリコーン部材剥離層を形成し、その上にシリコーン部材層を形成する手段を有することを特徴とし、もって、液体インク飛翔を用いた直接記録方式において、従来よりもインクにじみのない高画質印字を得ることができるようにし、インク転写の信頼性を向上させるようにしたものである。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記中間転写体はフィルム状基板で構成され、該中間転写体上に付着したインクを記録紙に転写する部位で、前記中間転写体を加圧ローラを用いて押圧して転写することを特徴とし、もって、装置構成を大きくすることなくインク転写の信頼性を向上させるようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用される記録装置の一例を説明するための要部構成図で、周知のように、インク飛翔手段１より飛び出したインク滴２は、一旦、中間転写体３に付着する。中間転写体３上に付着したインク４は粘度が増加し、記録紙５へ転写する際、記録紙５ににじむことなく転写６する。
【００１７】
本発明者らは、先に、油性インクがシリコーン部材と接触することでインク粘度が急速に上昇し、最後にはインクが硬化する現象を発見した。本発明はこの現象を利用したものである。
【００１８】
図２は、本発明の動作原理を説明するための要部概念図で、図２（Ａ）に示すように、インク４がシリコーン部材１０（図１に示した中間転写体３として用いる）に付着すると、シリコーン部材１０とインク４との界面からインク粘度上昇が始まる。そして、図２（Ｂ）に示すように、界面近傍のインク４ａは完全に固化し、付着インク層表面４ｂが増粘した状態となる。この段階で、図２（Ｃ）に示すように、記録紙５を接触させると、インク層表面４ｂは高粘度化しているため記録紙５に強いタックを発生し、記録紙５側へインクが転移する。このとき、シリコーン部材１０は極めて接着性・付着性が弱い材料であるため、インクの固化領域４ａはシリコーン部材１０から完全に脱離する。また、記録紙５と接触したインク表面４ｂは高粘度であるため記録紙５の内部にあまり浸透せず、にじみの極めて少ないインク画像が得られる。
【００１９】
以上より、本発明においては、用いるインクは油性で、樹脂と溶剤と染料もしくは顔料からなる色材により構成され、インクの保存性の観点から、溶剤は不揮発性溶剤であることを特徴とする。また、中間転写体の表面近傍はシリコーン部材が形成されていることを特徴とする。したがって、中間転写体全体がシリコーン部材であっても、別の部材の表面にシリコーン部材が薄層形成されていても良い。シリコーン部材は樹脂の如き固体又はオイルの如き液体の何れの形態でも良い。
【００２０】
インク飛翔手段は、加圧力や電解吸引力や磁界吸引力による手段の何れでもよく、画像信号に応じてドット状にインク滴が飛翔する手段をすべて含む。また、中間転写体は弾性を有する方が紙への転写性が向上する。弾性はゴム弾性で２０度から８０度程度が望ましい。中間転写体上のインクは完全に硬化すると紙へのタック力がなくなるため、転写性が落ちる。そこで、インクが完全に硬化する前に紙に転写するタイミングを必要とする。
【００２１】
インクに用いる樹脂としては、ロジン変性フェノール樹脂などのフェノール樹脂やアルキド樹脂などが適当で、不揮発性溶剤としては、高沸点の脂肪族炭化水素が適する。インクの粘度は１センチストークスから１００センチストークス程度が適当である。シリコーン部材としては、ジメチルシロキサン及びその変性タイプ（アミノ変性、アルコール変性等）をベースとし、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、シリコーンオイルの形態何れでもよい。
【００２２】
（実施例１）

【００２３】
上記の条件にて、画像信号に応じて個別電極に電圧パルスを印加し、チェックパターンを中間転写体上に印字し、２秒程度たってから記録紙に転写体上のインクを転写した。記録紙上に全くにじみのない画像ドットを形成でき、また、中間転写体上に全くインクは残存しなかった。
【００２４】
前述のように、中間転写体上でインクが完全に硬化すると転写性が落ちる。インクが硬化する前に転写するタイミングを図るのはなかなか制御が難しい面がある。そこで、仮にインクが硬化しても紙への転写性が落ちない工夫を行う。
【００２５】
図３は、本発明の原理を説明するための図で、図３（Ａ）に示すように、インク硬化機能を有するシリコーン樹脂の微粒子１１をシリコーン部材とし、中間転写体３の表面に形成し、その表面にインク４を付着させる。インク付着後、シリコーン部材によりインクは固化し、インク固化後、図３（Ｂ）に示すように、記録紙５に接触させる。この時、インクが固化したといっても若干は柔らかさを有するため、インク４と記録紙５との間に接触圧力を加えることで記録紙５の繊維にインクが食い込む。これによりインク４と記録紙５の間に強いタック力が生まれ、且つ、図３（Ｃ）に示したように、シリコーン部材１１は中間転写体３の表面にただ付着しているだけであるため、インクが付着していた部位のシリコーン部材１１は中間転写体３から脱離する。この方法では、転写後、中間転写体からシリコーン部材が脱離するため、中間転写体にシリコーン粒子形成手段を設ける必要がある。
【００２６】
図４は、図３に示した発明の具体例を説明するための図で、図中、１２は前述のシリコーン粒子形成手段で、該シリコーン微粒子形成手段１２は紙５へインク転写後で新たなインク滴付着前の位置に設けられている。形成手段として、微粒子を内部に充填し微小且つ無数の連通孔を有する中空円筒や微粒子を保持したブレードやハケなどが適する。微粒子の粒径は１μｍ〜５μｍが適当である。微粒子層１１の厚みは微粒子単層から数層分の厚みが望ましい。
【００２７】
（実施例２）

【００２８】
上記の条件で、画像信号に応じてチェックパターンを中間転写体上に印字し、その後、１０秒程度たってから紙にインクを転写した。紙上に全くにじみのない画像ドットを形成できた。また、中間転写体上にインクはほとんど残存しなかった。
【００２９】
図５は、たとえインクが硬化しても紙への転写速度が落ちない工夫をした他の方法を説明するための原理図で、図５（Ａ）に示す如く、中間転写体３の表面はシリコーン部材層１３と剥離層１４から構成され、インク４がその表面に付着する。図５（Ｂ）に示す如く、インク付着後、シリコーンの作用によりインク４は硬化し、この状態で紙５と接触する。この時、上記と同様に、インクは若干柔らかさを有するため、インク４と紙５とに接触圧力を加えることで、紙５の繊維にインクが食い込む。これによりインク４と紙５の間には強いタック力が生まれる。その後、紙を剥がすとき、図５（Ｃ）に示すよう如く、シリコーン部材層１３と中間転写体３の間には剥離層１４があるため、紙５にシリコーン部材１３ごと転写される。この方法はシリコーン部材層１３及び剥離層１４の一部が紙５にとられるため、中間転写体３にシリコーン部材層及び剥離層の形成手段を必要とする。
【００３０】
図６は、図５に示した発明の具体例を説明するための構成図で、剥離層材料１４としてはシリコーン部材を反発し且つ中間転写体３の表面に親和性を有する部材が望ましい。例えば、水や水溶性樹脂（ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン）の水溶液が適当である。シリコーン部材１３としてはシリコーンオイルやシリコーン樹脂微粒子が望ましい。剥離層形成手段１５としては、液を含浸したスポンジローラ等が望ましい。シリコーン部材形成手段１６はスポンジローラが望ましい。剥離層１４は厚すぎるとその上にシリコーン部材層１３が形成しにくいため、剥離層１４は極力薄いほうが望ましく、１μｍから１０μｍ程度が妥当である。
【００３１】
（実施例３）

【００３２】
上記の条件にて、画像信号に応じてチェックパターンを中間転写体上に印字し、その後、１０秒程度たってから紙にインクを転写した。紙上に全くにじみのない画像ドットを形成できた。また、中間転写体上にインクはほとんど残存しなかった。
【００３３】
たとえインクが硬化しても紙への転写性が落ちない工夫として中間転写体表面に工夫を行う上記２つの発明は層形成手段を必要とし装置構成が複雑になる。そこで中間転写体に付加機能をもたせることなく転写性を向上する方法を次に述べる。
【００３４】
図７は、中間転写体に付加機能を持たせることなく転写性を向上させる場合の具体例を、図８は転写部位（図７のＡ部）の拡大図を示す。中間転写体１７はベルト状でベルトそのものもしくは表面近傍がシリコーン部材で構成されている。紙５との転写部位では極小曲率半径を有するローラ１８でベルト１７を支持する。このとき、図８に示す如く、ベルト１７の曲率半径が小さいと硬化インク層４と中間転写ベルト１７との剥離角度が大きくなり、ベルト１７からインク層４が剥離しやすくなる。このため、インクが固化していても紙５のほうへインクが付着する。曲率半径はおおよそ１ｍｍから５ｍｍが望ましい。
【００３５】
（実施例４）

【００３６】
上記の条件で、画像信号に応じてチェックパターンを中間転写体上に印字し、その後、１０秒程度たってから紙にインクを転写した。紙上に全くにじみのない画像ドットを形成できた。また、中間転写体上にインクは全く残存しなかった。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、画像信号に応じてインクを飛翔し、飛翔インク滴を中間転写体に付着させた後、該中間転写体上のインクを記録紙に転写する記録装置であって、前記インクは樹脂としてロジン変性フェノール樹脂又はアルキド樹脂、及び不揮発性溶剤として脂肪族炭化水素を含有し、前記中間転写体はその表面にシリコーン部材が形成され、前記インクが前記シリコーン部材と接触した後で記録紙に転写する記録装置において、前記中間転写体表面のシリコーン部材がシリコーン樹脂の微粒子であり、該微粒子を前記中間転写体の表面に形成する手段を有することを特徴としたもので、液体インク飛翔を用いた直接記録方式において、従来よりもインクにじみのない高画質印字を得ることができ、インク転写の信頼性が向上する。
【００３９】
請求項２の発明は、画像信号に応じてインクを飛翔し、飛翔インク滴を中間転写体に付着させた後、該中間転写体上のインクを記録紙に転写する記録装置であって、前記インクは樹脂としてロジン変性フェノール樹脂又はアルキド樹脂、及び不揮発性溶剤として脂肪族炭化水素を含有し、前記中間転写体はその表面にシリコーン部材が形成され、前記インクが前記シリコーン部材と接触した後で記録紙に転写する記録装置において、前記中間転写体の表面にシリコーン部材剥離層を形成し、その上にシリコーン部材層を形成する手段を有することを特徴としたもので、液体インク飛翔を用いた直接記録方式において、従来よりもインクにじみのない高画質印字を得ることができ、インク転写の信頼性が向上する。
【００４０】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記中間転写体はフィルム状基板で構成され、該中間転写体上に付着したインクを記録紙に転写する部位で、前記中間転写体を加圧ローラを用いて押圧して転写することを特徴としたもので、装置構成を大きくすることなくインク転写の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される記録装置の一例を説明するための要部構成図である。
【図２】本発明の動作原理を説明するための要部概念図である。
【図３】本発明の動作原理を説明するための図である。
【図４】図３に示した発明を実施する具体例を説明するための構成図である。
【図５】本発明の他の動作原理を説明するための図である。
【図６】図５に示した発明を実施する具体例を説明するための構成図である。
【図７】中間転写体に層形成をすることなく転写性能を向上させる場合の具体例を示す構成図である。
【図８】図７のＡ部（転写部位）の拡大図である。
【符号の説明】
１…インク飛翔手段、２…インク滴、３…中間転写体、４…インク、５…記録紙、６…記録インク、７…プラテン、１０…シリコーン部材、１１…シリコーン樹脂粒子、１２…シリコーン微粒子層形成手段、１３…シリコーン部材、１４…剥離層、１５…剥離層形成手段、１６…シリコーン部材形成手段、１７…中間転写ベルト、１８…極小曲率ローラ。

Claims

画像信号に応じてインクを飛翔し、飛翔インク滴を中間転写体に付着させた後、該中間転写体上のインクを記録紙に転写する記録装置であって、前記インクは樹脂としてロジン変性フェノール樹脂又はアルキド樹脂、及び不揮発性溶剤として脂肪族炭化水素を含有し、前記中間転写体はその表面にシリコーン部材が形成され、前記インクが前記シリコーン部材と接触した後で記録紙に転写する記録装置において、前記中間転写体表面のシリコーン部材がシリコーン樹脂の微粒子であり、該微粒子を前記中間転写体の表面に形成する手段を有することを特徴とする記録装置。
画像信号に応じてインクを飛翔し、飛翔インク滴を中間転写体に付着させた後、該中間転写体上のインクを記録紙に転写する記録装置であって、前記インクは樹脂としてロジン変性フェノール樹脂又はアルキド樹脂、及び不揮発性溶剤として脂肪族炭化水素を含有し、前記中間転写体はその表面にシリコーン部材が形成され、前記インクが前記シリコーン部材と接触した後で記録紙に転写する記録装置において、前記中間転写体の表面にシリコーン部材剥離層を形成し、その上にシリコーン部材層を形成する手段を有することを特徴とする記録装置。
請求項１又は２において、前記中間転写体はフィルム状基板で構成され、該中間転写体上に付着したインクを記録紙に転写する部位で、前記中間転写体を加圧ローラを用いて押圧して転写することを特徴とする記録装置。