JP5482069B2 - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成方法及び画像形成装置に関する。

インクジェット記録方式としては、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が挙げられるが、いずれの方式も、画像情報に応じて、ノズルからインクを吐出することにより、記録媒体にインク画像を形成する。インクジェット記録方式は、電子写真記録方式と比較して構成が簡易であることから、プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置に適用されている。

このような画像形成装置は、作像エンジンの主要部分が記録ヘッド、インク及び記録紙から構成され、記録ヘッドに近接された領域で記録紙が搬送されるため、紙粉、埃等がノズルに付着しやすい。その結果、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。また、ノズルからの吐出性を優先して、粘度が小さいインクを使用するのが一般的であるが、記録紙に着弾する際にインクの滲みが発生しやすい。

そこで、記録ヘッドからインクを吐出して中間転写体にインク画像を形成した後、記録媒体に転写する方法が知られている。

特許文献１には、インクをｐＨ変化させるための処理液を中間転写体に付与する処理液付与部と、処理液上にインクを付与するインク付与部と、中間転写体上に形成された画像を記録媒体に転写する転写部とを備える画像形成装置が開示されている。このとき、インクは、少なくとも顔料及びポリマー微粒子が水及び水溶性溶媒からなる媒体に分散されており、顔料及びポリマー微粒子は、ｐＨを変化させることにより凝集する。

しかしながら、インクに含まれる顔料を凝集させるために処理液を付与しなければならないという問題がある。

本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、処理液を付与しなくても滲みの発生を抑制することが可能な画像形成方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、顔料がアニオン性分散剤により水中に分散されている導電性インクを記録ヘッドのノズルから吐出して、中間転写体にインク画像を形成する工程と、該中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する工程を有する画像形成方法であって、前記導電性インクは、アニオン性基を有する樹脂を含み、前記中間転写体は、導電性の表面を有し、前記導電性インクと前記導電性の表面との間に電圧が印加されている状態で、前記ノズルと前記中間転写体の間に前記導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成すると共に、前記導電性の表面の近傍で、前記液柱のブリッジに含まれる水を酸化してプロトンを生成させて、前記顔料を凝集させることにより、前記中間転写体にインク画像を形成することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成方法において、前記アニオン性基を有する樹脂は、アルギン酸塩であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成方法において、前記中間転写体に塩を供給する工程をさらに有し、該塩が供給された中間転写体に前記インク画像を形成することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成方法において、前記中間転写体に供給する塩は、塩化カルシウムであることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成方法において、前記導電性の表面は、導電剤が分散されている弾性体又は金属を含むことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成方法において、前記導電性の表面は、金属であり、前記導電性の表面の近傍で、前記金属を酸化して金属イオンを生成させることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、画像形成装置において、顔料がアニオン性分散剤により水中に分散されている導電性インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、前記ノズルとの間に前記導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成することによりインク画像を形成することが可能な導電性の表面を有する中間転写体と、前記中間転写体に塩を供給する塩供給手段と、前記塩が供給された中間転写体の導電性の表面と前記導電性インクとの間に、前記導電性の表面の近傍で、前記液柱のブリッジに含まれる水を酸化してプロトンを生成させることが可能な電圧を印加する電圧印加手段と、前記中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する転写手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、処理液を付与しなくても滲みの発生を抑制することが可能な画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。

本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す図である。 図１の画像形成装置の部分拡大図である。 アニオン性分散剤により分散された顔料及びアニオン性基を有する樹脂がプロトンを介して凝集した状態を示す図である。 インク画像が形成されるメカニズムを示す図である。 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を説明する図である。 アニオン性分散剤により分散された顔料及びアニオン性基を有する樹脂がプロトン及び金属カチオンを介して凝集した状態を示す図である。 図１の画像形成装置の変形例の部分拡大図である。 実施例の中間転写ドラムに形成される網点画像及びベタ画像を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態を図面と共に説明する。

図１に、本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す。画像形成装置１００は、インクジェットプリンタであり、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づいて、記録媒体Ｓの片面にフルカラー画像を形成する。なお、記録媒体Ｓの片面にフルカラー画像を形成する代わりに、記録媒体Ｓの両面にフルカラー画像を形成する構成としてもよい。

記録媒体Ｓとしては、シート状であれば、特に限定されないが、一般にコピー等に用いられる普通紙；ＯＨＰシート；カード、ハガキ等の厚紙；封筒等が挙げられる。

画像形成装置１００は、中間転写ドラム１０の周囲に、導電性インクを吐出して中間転写ドラム１０にインク画像を形成する吐出装置２０、電源３０、中間転写ドラム１０に形成されたインク画像を記録媒体Ｓに転写する転写ローラ４０、インク画像が転写された中間転写ドラム１０をクリーニングするクリーニングブレード５０、転写紙Ｓを搬送する搬送ユニット６０及びＣＰＵ、メモリ等を有する制御部（不図示）を有する。

中間転写ドラム１０は、図２に示すように、導電性基体１１上に導電層１２が形成されており、モータ等の駆動手段（不図示）により、図中、Ａ１の向きに回転駆動される。

導電性基体１１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、ステンレス等の金属が挙げられる。

導電層１２は、弾性体中に導電剤が分散されている。導電剤としては、特に限定されないが、カーボン、白金、金等が挙げられる。また、弾性体としては、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。

導電層１２の厚さは、通常、０．１〜１ｍｍであり、０．２〜０．６ｍｍが好ましい。

導電層１２の体積抵抗率は、導電性インクの体積抵抗率よりも小さいが、１×１０^３Ω・ｃｍ未満であることが好ましい。

なお、中間転写ドラム１０の代わりに、導電層１２が形成されていない導電性基体１１、導電層１２が形成されている絶縁性基体を中間転写ドラムとして用いてもよい。また、中間転写ドラム１０の代わりに、導電性の表面を有する無端ベルト又はシートを用いてもよい。

吐出装置２０は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の導電性インクを吐出する記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫが、図中、紙面に垂直な方向に複数個並設されている固定式のフルライン型である。記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫは、中間転写ドラム１０の外周面に対向する位置に、Ａ１の向きの上流側から順次設けられている。このとき、制御部は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像領域が中間転写ドラム１０上で重なるように、Ａ１の向きの上流側から下流側に向けて、タイミングをずらして、各色の導電性インクを吐出するように、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫを制御する。

吐出装置２０は、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫに供給される各色の導電性インクを収容するインクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫと、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫに収容された各色の導電性インクを移送するポンプ（不図示）と、ポンプにより移送された各色の導電性インクを記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫに分配して供給する供給タンク（不図示）を有する。なお、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫと、供給タンクの間は、ポンプを介して、パイプ（不図示）で接続されており、供給タンクと、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫの間は、パイプ（不図示）で接続されている。また、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫは、導電性インクが少なくなったとき、又は、無くなったときに交換できるように、また、メンテナンスを容易にするために、着脱可能となっている。

吐出装置２０は、供給タンク内の導電性インクの量を検知するセンサ（不図示）をさらに有する。センサが供給タンク内の導電性インクの量が所定量未満であることを検出すると、制御部は、供給タンク内の導電性インクの量が所定量以上になるまでポンプを駆動し、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫに収容されている導電性インクを供給タンクに移送する。

吐出装置２０は、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫを一体に支持し、着脱可能なキャリッジ２３を有する。このとき、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫは、それぞれ独立に、着脱可能である。これにより、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫを交換することができる。

記録ヘッド２１は、図２に示すように、ノズル２１ａが形成されている導電性のノズル板２１ｂ、各ノズル２１ａに対応したインク室２１ｃ及びインク吐出手段（不図示）を有する。このとき、ノズル板２１ｂは、複数のノズル２１ａが形成されており、各記録ヘッド２１は、単数のノズル２１ａを有する。即ち、複数の記録ヘッド２１がノズル板２１ｂを共有している。また、インク室２１ｃには、供給タンク（不図示）を用いて供給された導電性インクＩが充填されている。インク吐出手段は、圧電素子を有し、圧電素子に印加される電圧パルスに応じて、ノズル２１ａから導電性インクＩが吐出される。

ノズル板２１ｂは、カソードとして機能する。ノズル板２１ｂを構成する材料としては、特に限定されないが、金属、カーボン等が挙げられる。

中間転写ドラム１０と、ノズル板２１ｂのギャップは５０〜２００μｍであることが好ましい。ギャップが５０μｍ未満であると、回転する中間転写ドラム１０と、ノズル板２１ｂのギャップを維持することが困難になることがあり、２００μｍを超えると、ノズル２１ａと中間転写ドラム１０の間に、液柱のブリッジを形成しにくくなることがある。

なお、導電性のノズル板２１を用いる代わりに、導電性インクＩと接触する内面のみが導電処理されている絶縁性のノズル板を用いてもよいし、導電性インクＩと接触する内面のみが絶縁処理されている導電性のノズル板を用いてもよいし、絶縁層及び導電層が積層されているノズル板を用いてもよい。このとき、導電性インクＩと接触する面を絶縁性とすることにより、後述する電気分解による気泡の発生を抑制できる。

また、インク吐出手段は、ピエゾ方式等の形状変形素子方式であってもよいし、サーマル方式等の加熱ヒータ方式等の他の方式であってもよい。

さらに、吐出装置２０は、中間転写ドラム１０の表面が移動する方向に対して垂直な方向（主走査方向）に記録ヘッドが移動するシャトル型であってもよい。このとき、記録ヘッドの数は、複数であってもよい。

また、各記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫに対応する中間転写ドラム１０及び転写ローラ４０を、それぞれ４個ずつ設けてもよい。

導電性インクＩは、アニオン性分散剤により顔料が水中に分散されており、アニオン性基を有する樹脂を含む。このため、転写性を向上させることができる。

顔料としては、特に限定されないが、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５等のオレンジ又はイエロー用の顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等のレッド又はマゼンタ用の顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等のグリーン又はシアン用の顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７等のブラック用の顔料が挙げられる。

導電性インクＩ中の顔料の含有量は、通常、０．１〜４０質量％であり、１〜３０質量％が好ましく、２〜２０質量％がさらに好ましい。

アニオン性分散剤としては、特に限定されないが、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等が挙げられ、二種以上併用してもよい。

アニオン性基を有する樹脂は、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基等の酸性基を有する樹脂を、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基を用いて中和することにより得られる。酸性基を有する樹脂としては、特に限定されないが、ポリアクリル酸、ポリアミド、ポリビニルアルコール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、少量の添加で転写性を向上させる効果が得られることから、アルギン酸が好ましい。

導電性インクＩ中のアニオン性基を有する樹脂の含有量は、０．５〜１０質量％であることが好ましく、０．５〜５質量％がさらに好ましい。

導電性インクＩは、水に可溶な溶媒をさらに含んでもよい。水に可溶な溶媒としては、特に限定されないが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１、５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセリン等の多価アルコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、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、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等の多価アルコール誘導体；ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等の含窒素溶媒；エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類；チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄溶媒；炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の炭酸アルキレンが挙げられ、二種以上併用してもよい。

導電性インクＩは、保存安定性の点から、アルカリ性であることが好ましい。

電源３０は、図２に示すように、ノズル板２１及び導電性基体１１の間に接続されており、制御部は、導電性インクＩと導電層１２の間に、所定のタイミングで所定の電圧が印加されるように電源３０を制御する。このため、ノズル２１ａと導電層１２の間に、導電性インクＩからなる液柱のブリッジを一時的に形成することにより、液柱のブリッジに含まれる水を電気分解することができる。その結果、中間転写ドラム１０にインク画像を形成することができる。このとき、アノードとして機能する導電層１２の表面で、液柱のブリッジに含まれる水が酸化してプロトン（Ｈ^＋）が生成するため、図３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及びアニオン性基を有する樹脂Ｒを、プロトンを介して凝集させることができる。これにより、隣接するドット間の滲みの発生を抑制することができ、高精細な画像を形成することができる。また、ノズル２１ａの目詰まりを抑制することができる。

なお、制御部は、圧電素子に印加する電圧パルスのピーク電圧とパルス幅を変化させることにより、液柱のブリッジを形成する時間を制御する。

図４に、インク画像が形成されるメカニズムを示す。まず、ノズル２１ａには、インク室２１ｃに充填された導電性インクＩのメニスカスが形成されており、電源３０には、所定の電圧が印加されている（図４（ａ）参照）。次に、圧電素子に電圧パルスが印加されることにより、導電性インクＩがノズル２１ａから吐出され、ノズル２１ａと導電層１２の間に、導電性インクＩからなる液柱のブリッジが一時的に形成される（図４（ｂ）参照）。このとき、ノズル板２１ｂ及び導電層１２は、それぞれカソード及びアノードとして機能し、ノズル板２１ｂ及び導電層１２の表面で、それぞれ反応式
４Ｈ_２Ｏ＋４ｅ⁻→２Ｈ_２＋４ＯＨ⁻
で示される電極反応及び反応式
２Ｈ_２Ｏ→４Ｈ^＋＋Ｏ_２＋４ｅ⁻
で示される電極反応が起こり、液柱のブリッジに含まれる水が電気分解される。さらに、液柱のブリッジが分断されて、中間転写ドラム１０にインク画像Ｉ'が形成される（図４（ｃ）参照）。

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Ｅ_Ｃ及びＥ_Ａが形成されるが、電気二重層Ｅ_Ｃ及びＥ_Ａの充電速度は、液柱のブリッジＢの抵抗Ｒ_Ｂ、導電性インクＩ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Ｅ_Ａ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及びアニオン性基を有する樹脂が凝集する。一方、電気二重層Ｅ_Ｃの容量Ｃ_ＥＣは、電気二重層Ｅ_Ａの容量Ｃ_ＥＡよりも十分に大きいため、カソードＣの表面では、水が還元しにくい。これは、カソードＣとしての、導電性インクＩが接触するノズル板２１ｂの面積は、アノードＡとしての、液柱が接触する導電層１２の面積よりも十分に大きいためである。

なお、制御部は、プロトンの生成量、即ち、液柱のブリッジを形成する時間、電源３０に印加する電圧を変化させることにより、顔料の凝集の度合いを制御することができる。

また、水が酸化してプロトンが生成する際に、酸素も発生するが、微量であることに加え、水に溶解すると考えられるため、画像形成を阻害しない。

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、導電性インクＩの導電率は、通常、数十ｍＳ／ｍ〜数百ｍＳ／ｍである。このため、中間転写ドラム１０にインク画像Ｉ'を形成するためには、電源３０の電圧は、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。

なお、中間転写ドラム１０の代わりに、導電層１２が形成されていない導電性基体１１を中間転写ドラムとして用いる場合は、アノードとして機能する導電性基体１１の表面で、水と共に、金属を酸化させることができる。その結果、プロトンと共に、顔料を凝集させる効果に優れる金属カチオンが生成するため、図６に示すように、プロトン及び金属カチオン（Ｍ^ｎ＋）を介して、アニオン性分散剤Ｄにより分散されている顔料Ｐ及びアニオン性基を有する樹脂Ｒを凝集させることができる。

この場合、図７に示すように、導電性基体１１と転写ローラ４０の間に、基体１１'上に弾性層１２'が形成されている中間転写ドラム１０'及びクリーニングブレード５０と同様のクリーニングブレード５０'がさらに設けられていることが好ましい。これにより、導電性基体１１に形成されたインク画像を中間転写ドラム１０'に転写した後、中間転写ドラム１０'に転写されたインク画像を転写紙Ｓに転写することができるため、転写性を向上させることができる。

このとき、中間転写ドラム１０'は、Ａ１'の向きに従動回転し、転写ローラ４０は、Ａ２'の向きに従動回転する。

基体１１'を構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム、アルミ合金、銅、ステンレス等の金属が挙げられる。

弾性層１２'を構成する材料としては、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の弾性体が挙げられる。

転写ローラ４０は、Ａ２の向きに従動回転し、中間転写ドラム１０との間に搬送された記録媒体Ｓに、インク画像を転写する。

なお、転写ローラ４０は、ヒータを内蔵していてもよい。また、記録媒体Ｓに転写されたインク画像を定着させるために、定着ローラをさらに設けてもよい。

クリーニングブレード５０は、インク画像を記録媒体Ｓに転写した後の中間転写ドラム１０をクリーニングし、カウンター方式で中間転写ドラム１０に当接する。これにより、インク画像を繰り返し形成しても、オフセットによる地肌汚れを抑制することができ、インク画像を良好に形成することができる。

クリーニングブレード５０を構成する材料としては、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の弾性体が挙げられる。

なお、クリーニングブレード５０の代わりに、又は、クリーニングブレード５０と共に、クリーニングローラを設けてもよい。

画像形成装置１００は、中間転写ドラム１０の回転する向きＡ１のクリーニングブレード５０と吐出装置２０の間に、中間転写ドラム１０に塩の水溶液を塗布する装置が設けられていてもよい。これにより、中間転写ドラム１０上で、導電性インクＩに含まれるアニオン性分散剤により分散されている顔料及びアニオン性基を有する樹脂をさらに凝集させることができる。

塩としては、特に限定されないが、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、二種以上併用してもよい。アニオン性基を有する樹脂として、アルギン酸塩を用いる場合は、塩として、塩化カルシウムを用いることが好ましい。

塩の水溶液を塗布する装置としては、特に限定されないが、ローラ、吐出装置２０と同様の吐出装置等が挙げられる。

搬送ユニット６０は、転写紙Ｓを多数枚積載することが可能な給紙トレイ６１と、多数枚積載された転写紙Ｓのうち、最上位の転写紙Ｓのみを中間転写ドラム１０と転写ローラ４０の間に給紙する給紙ローラ６２と、給紙トレイ６１及び給紙ローラ６２を支持した筐体６３と、給紙ローラ６２により給紙された転写紙Ｓを案内する案内板６４と、案内板６４により案内された転写紙Ｓが排紙される排紙トレイ６５を有する。給紙ローラ６２は、モータ等の駆動手段（不図示）により、Ａ３の向きに回転駆動される。このとき、制御部は、転写紙Ｓにインク画像が転写されるように、駆動手段の回転駆動を制御する。

画像形成装置１００を用いて、転写紙Ｓに形成されたインク画像は、アニオン性分散剤により分散されている顔料及びアニオン性基を有する樹脂が凝集しているため、導電性インクＩの吐出量を少なくしても、十分な画像濃度が得られる。このため、転写紙Ｓに吸収される水の量も少なくなり、転写紙Ｓのジャムの発生を抑制することができる。その結果、転写紙Ｓの搬送性が良好となり、排紙トレイ６５に排紙された転写紙Ｓが良好に積載され、インク画像が転写された転写紙Ｓの取り扱いが容易になる。また、速乾性を担保しながら、裏移りを抑制することができ、転写紙Ｓの両面にインク画像を形成することができる。さらに、転写紙Ｓが普通紙である場合でも、フェザリングやブリーディングを抑制しながら、高画像濃度で、高画質のインク画像を高速で形成することができる。

本発明の画像形成装置は、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、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よい。

［導電性インクの調製］
固形分が２０質量％のスルホン酸基結合型カーボンブラック顔料分散液ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２００（キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）３５．０質量％、アルギン酸ナトリウムのキミカアルギンＵＬＶ−Ｌ３Ｇ（キミカ社製）４質量％、２−ピロリドン１０．０質量％、グリセリン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％、デヒドロ酢酸ソーダ０．１質量％及び蒸留水（残余）からなる混合液を得た。次に、水酸化リチウムの５質量％水溶液を用いて、混合液のｐＨを９．１に調整した後、平均孔径が０．８μｍのメンブレンフィルターを用いて加圧濾過し、導電性インク１を得た。

固形分が２０質量％のスルホン酸基結合型カーボンブラック顔料分散液ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２００（キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）３５．０質量％、アルギン酸カリウムのキミカアルギンＵＬＶ−Ｌ３Ｇ（キミカ社製）４質量％、２−ピロリドン１０．０質量％、グリセリン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％、デヒドロ酢酸ソーダ０．１質量％及び蒸留水（残余）からなる混合液を得た。次に、水酸化リチウムの５質量％水溶液を用いて、混合液のｐＨを９．１に調整した後、平均孔径が０．８μｍのメンブレンフィルターを用いて加圧濾過し、導電性インク２を得た。

固形分が２０質量％のスルホン酸基結合型カーボンブラック顔料分散液ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２００（キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）３５．０質量％、アクリル酸アルキル共重合体エマルションのジュリマーＡＴ５１０（東亞合成社製）４質量％、２−ピロリドン１０．０質量％、グリセリン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％、デヒドロ酢酸ソーダ０．１質量％及び蒸留水（残余）からなる混合液を得た。次に、水酸化リチウムの５質量％水溶液を用いて、混合液のｐＨを９．１に調整した後、平均孔径が０．８μｍのメンブレンフィルターを用いて加圧濾過し、導電性インク３を得た。

固形分が２０質量％のスルホン酸基結合型カーボンブラック顔料分散液ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２００（キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）３５．０質量％、２−ピロリドン１０．０質量％、グリセリン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％、デヒドロ酢酸ソーダ０．１質量％及び蒸留水（残余）からなる混合液を得た。次に、水酸化リチウムの５質量％水溶液を用いて、混合液のｐＨを９．１に調整した後、平均孔径が０．８μｍのメンブレンフィルターを用いて加圧濾過し、導電性インク４を得た。

［実施例１］
吐出装置２０として、インクジェットプリンタＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００（リコー社製）の吐出装置を有する画像形成装置１００を用意した。なお、記録ヘッド２１ＢＫのみを用いて、インク画像を形成した。中間転写ドラム１０は、アルミニウム素管（導電性基体１１）の外周に、体積抵抗率が５Ω・ｃｍ、厚さが０．２ｍｍの、カーボンが分散されているシリコーンゴム層（導電層１２）が形成されており、モータ（不図示）により、外周の線速が１００ｍｍ／秒で、図中、Ａ１の向きに回転駆動される。記録ヘッド２１は、金属製のノズル板２１ｂを有し、インク室２１ｃには、導電性インク１が充填されている。このとき、ノズル板２１ｂと、導電性基体１１との間に、１２０Ｖの電源が接続されている。また、中間転写ドラム１０の導電層１２と、記録ヘッド２１のノズル板２１ｂのギャップを１００μｍとした。さらに、転写ローラ４０は、金属製の芯金に厚さが５ｍｍのゴム層が形成されている。クリーニングブレード５０は、フッ素ゴムからなるブレードである。転写紙Ｓとして、上質紙ＴＹＰＥ６２００（リコー社製）を用いた。

以上のような画像形成装置１００を用いて、中間転写ドラム１０に、ドット径が５０μｍの孤立ドットからなる１００ｍｍ角のブラックの網点画像ＰＡ及びドット径が５０μｍの孤立ドットからなる１００ｍｍ角のブラックのベタ画像ＰＢを形成した（図６参照）。このとき、導電性インク１の吐出量を、インクジェットプリンタＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００（リコー社製）の転写紙Ｓに吐出する場合の吐出量の８５％とした。

［実施例２］
導電性インク１の代わりに、導電性インク２を用いた以外は、実施例１と同様にして、網点画像ＰＡ及びベタ画像ＰＢを形成した。

［実施例３］
導電性インク１の代わりに、導電性インク３を用いた以外は、実施例１と同様にして、網点画像ＰＡ及びベタ画像ＰＢを形成した。

［実施例４］
中間転写ドラム１０の回転する向きＡ１のクリーニングブレード５０と吐出装置２０の間に、中間転写ドラム１０に１０質量％塩化カルシウム水溶液を塗布するローラをさらに設けて、中間転写ドラム１０に塩化カルシウムを供給した以外は、実施例２と同様にして、網点画像ＰＡ及びベタ画像ＰＢを形成した。

［比較例１］
導電性インク１の代わりに、導電性インク４を用いた以外は、実施例１と同様にして、網点画像ＰＡ及びベタ画像ＰＢを形成した。

評価結果を表１に示す。

なお、網点画像のドットは、マイクロスコープを用いて、中間転写ドラム１０上の網点画像ＰＡと転写紙Ｓに転写された網点画像のドットの形状を観察して、評価した。このとき、ドットが独立している場合を○、潰れている場合を△、擦れている場合を×として、判定した。また、ベタ画像の濃度は、Ｘ−ｒｉｔｅを用いて、転写紙Ｓに転写されたベタ画像の濃度を測定して、評価した。このとき、実施例１のベタ画像の濃度に対する比を表１に示す。さらに、残留インクは、マイクロスコープを用いて、インク画像が転写された中間転写ドラム１０に導電性インクが残留しているかを観察して、評価した。

実施例１〜４では、中間転写ドラム１０上の網点画像ＰＡのドットが独立していることが確認され、同様に転写紙Ｓ上の網点画像のドットも独立していることが確認された。また、転写紙Ｓに転写されたベタ画像の濃度が高いことが確認された。さらに、中間転写ドラム１０に導電性インクは残留していなかった。このことから、インク画像の滲みの発生が抑制され、高精度なドットが効率よく転写されることがわかった。

これに対し、比較例１では中間転写ドラム１０上の網点画像ＰＡのドットが独立していることが確認されたが、転写紙Ｓ上の網点画像のドットが滲んで繋がっていることが確認された。また、転写紙Ｓに転写されたベタ画像の濃度が低いことが確認された。さらに、中間転写ドラム１０に導電性インクが残留していることが確認された。このことから、導電性インク４は、アニオン性基を有する樹脂を含まないため、網点画像ＰＡ及びベタ画像ＰＢが転写紙Ｓに全て転写されず、中間転写ドラム１０に残留することがわかった。

１０、１０' 中間転写ドラム
１１ 導電性基体
１１' 基体
１２ 導電層
１２' 弾性層
２１ 記録ヘッド
２１ａ ノズル
２１ｂ ノズル板
２１ｃ インク室
３０ 電源
４０ 転写ローラ
５０、５０' クリーニングブレード
１００ 画像形成装置
Ｉ 導電性インク
Ｉ' インク画像

特開２００８−６２３９７号公報

Claims (7)

1. 顔料がアニオン性分散剤により水中に分散されている導電性インクを記録ヘッドのノズルから吐出して、中間転写体にインク画像を形成する工程と、該中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する工程を有する画像形成方法であって、
   前記導電性インクは、アニオン性基を有する樹脂を含み、
   前記中間転写体は、導電性の表面を有し、
   前記導電性インクと前記導電性の表面との間に電圧が印加されている状態で、前記ノズルと前記中間転写体の間に前記導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成すると共に、前記導電性の表面の近傍で、前記液柱のブリッジに含まれる水を酸化してプロトンを生成させて、前記顔料を凝集させることにより、前記中間転写体にインク画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
2. 前記アニオン性基を有する樹脂は、アルギン酸塩であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
3. 前記中間転写体に塩を供給する工程をさらに有し、
   該塩が供給された中間転写体に前記インク画像を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。
4. 前記中間転写体に供給する塩は、塩化カルシウムであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成方法。
5. 前記導電性の表面は、導電剤が分散されている弾性体又は金属を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成方法。
6. 前記導電性の表面は、金属であり、
   前記導電性の表面の近傍で、前記金属を酸化して金属イオンを生成させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成方法。
7. 顔料がアニオン性分散剤により水中に分散されている導電性インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
   前記ノズルとの間に前記導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成することによりインク画像を形成することが可能な導電性の表面を有する中間転写体と、
   前記中間転写体に塩を供給する塩供給手段と、
   前記塩が供給された中間転写体の導電性の表面と前記導電性インクとの間に、前記導電性の表面の近傍で、前記液柱のブリッジに含まれる水を酸化してプロトンを生成させることが可能な電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する転写手段を有することを特徴とする画像形成装置。

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