JP6345038B2 - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、中間転写体の表面に付与される処理液の量を均一にすることにより、色ムラが少なく画像特性に優れた画像を得ることを目的とする。
凹部を有する表面を有する中間転写体に対し、処理液を付与する処理液付与工程と、
掻き取り手段を前記中間転写体の前記表面に接触させて、前記中間転写体の表面に付与された前記処理液の一部を掻き取る処理液掻き取り工程と、
前記中間転写体に対し、前記処理液を付与した領域と少なくとも一部が重複するように、インクを付与することにより中間画像を形成するインク付与工程と、
前記中間画像を記録媒体に転写する転写工程と、
をこの順に有することを特徴とする画像形成方法に関する。
凹部を有する表面を備えた中間転写体と、
前記中間転写体上に処理液を付与可能な処理液付与手段と、
前記中間転写体の表面に接触して前記中間転写体の表面上の処理液の一部を掻き取ることが可能な掻き取り手段と、
前記中間転写体に対し、前記処理液を付与した領域と少なくとも一部が重複するように、インクを付与することにより中間画像を形成することが可能なインク付与手段と、
前記中間画像を記録媒体に転写する転写手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置に関する。
他の実施形態の画像形成装置は、中間転写体、処理液付与手段、掻き取り手段、インク付与手段および転写手段を有する。中間転写体は凹部を有する表面を備えており、処理液付与手段は中間転写体上に処理液を付与可能となっている。掻き取り手段は、中間転写体の表面に接触して中間転写体の表面上の処理液の一部を掻き取ることが可能になっている。インク付与手段は、中間転写体に対し、処理液を付与した領域と少なくとも一部が重複するように、インクを付与することにより中間画像を形成することが可能となっている。また、転写手段は、中間転写体の表面を加圧して、中間画像を記録媒体に転写することが可能となっている。
(1)インクを付与する前の、中間転写体の凹部の領域に残留する処理液の総体積が、凹部の容積の95%以上105%以下である。
(2)中間転写体の凹部の領域以外の領域に残留する処理液の総体積が、前記凹部の容積の5%以下である。
なお、凹部内に、処理液が凸型にメニスカスを張る場合には、凹部内に充填された処理液の容積が凹部の容積の100%を超えることが起こりえる。処理液の塗布量は例えば、10.0g/m2程度である。
また、中間転写体の表面上に配置された凹部の形状・大きさが異なっている場合、凹部の容積は、中間転写体101の表面を光学顕微鏡や電子顕微鏡にて複数の箇所を観察し、平均的な形状を算出することで決定する。更に、この場合、凹部内に充填された処理液の容積割合は、工程前後の転写体の重量変化や中間転写体101表面や断面を光学顕微鏡や電子顕微鏡にて観察することで決定できる。
以上のようにして画像供給装置から送信された画像データについての処理が終われば、本画像形成手順は終了する。なお、追加工程として、転写後に画像記録が行われた記録媒体を定着ローラで加圧し、表面平滑性を高めるようにしても良い。また、この際、定着ローラを加熱して画像に堅牢性を持たせるようにしても良い。
次に、本実施形態の画像形成方法を用いる際に使用する画像形成装置の主要な構成部材について詳細に説明する。
本実施形態に適用される中間転写体は、支持部材と支持部材上に設けられた表層部材を有し、表層部材はその表面に凹部を有している。凹部の形状は特定の表面から窪んだ形状であれば特に限定されず、凹部が伸びる方向も特に制限は無い。中間転写体の表面を正面(中間転写体の表面に対して垂直な方向;平面視となる方向)から見た場合、凹部の開口部の形状は円形、多角形などのいずれでも良い。凹部が特定方向に伸びる場合、例えば、直線、曲線、ジグザグ状等であっても良く複数の凹部が交差していても良い。また、凹部の断面(中間転写体の表面に対して垂直な方向と平行な方向の面)の形状も矩形、三角形、ドーム形状などのいずれでも良い。中間転写体の表面に形成する凹部は、中間転写体の搬送方向に対して交差した方向、好ましくは直交する方向に伸び、互いに平行に設けられた凹部を規定する内壁を有することが好ましい。図2(a)及び(b)は本発明の一実施形態に係る中間転写体101の表面の一部を示す模式図であり、中間転写体を正面から見た場合の図を表す。例えば、図2(a)に示すストライプ状に互いに平行に配置された多数の溝として凹部を設ける場合や、図2(b)のように、図2(a)に示す互いに平行に配置された多数の溝の各々を溝で連結して格子状の凹部とした場合において、A−A’線を中間転写体の搬送方向として凹部を配置した構造とすることが好ましい。また、図2(c)は図2(a)及び(b)のA−A′断面を示す模式図であり、凹部201の断面を表している。凹部201としては図2(a)に示すような複数の平行な溝状の凹部201や、図2(b)に示すような格子状の凹部201などを用いることができる。
中間転写体の表面の投影面積S1と実表面積S2の比は、1.2≦S2/S1≦5を満たすことが好ましい。S2/S1がこれらの範囲内であることにより、処理液が効果的に凹部内に保持され、処理液の塗布状態を均一にすることができる。
また、隣り合う凹部の端部間の距離(図2(c)におけるw2)は30μm以下であることが望ましい。30μm以下であることにより、中間転写体の表面にインクが付与された時に処理液とインクが効果的に接触して、画像品位の劣化を抑制することができる。
処理液は、インク高粘度化成分として、多価の金属イオン、有機酸、カチオンポリマー、多孔質性微粒子など、旧来から公知の物を特に制限無く含有することができる。これらの中でも特に多価の金属イオンおよび有機酸が好適である。また、複数の種類のインク高粘度化成分を含有させることも好適である。なお、処理液中のインク高粘度化成分の含有量は、処理液全質量に対して5質量%以上であることが好ましい。
具体的に、インク高粘度化成分として使用できる金属イオンとしては、例えば、二価や三価の金属イオンを挙げることができる。二価の金属イオンとしてはCa2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+およびZn2+等、三価の金属イオンとしてはFe3+、Cr3+、Y3+およびAl3+等が挙げられる。
また、具体的に、インク高粘度化成分として使用できる有機酸としては、例えば、シュウ酸、ポリアクリル酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、レブリン酸、コハク酸、グルタル酸、グルタミン酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、オキシコハク酸、ジオキシコハク酸等が挙げられる。
また、処理液の粘度としては、中間転写体の凹部に保持されやすくするためには高い粘度が望ましいが、掻き取り手段により容易に掻き取りを行うことができるように低い粘度が望ましい。そのため、せん断応力を受けた場合に粘度が低下するチキソトロピー性を有していることが望ましい。
インクは、色材として顔料及び染料の少なくとも一方を含有することができる。染料及び顔料としては、特に限定されず、インクの色材として利用し得るものから選択し、その必要量を用いることができる。例えば、インクジェット用のインクとして公知の染料やカーボンブラック、有機顔料等を用いることができる。染料及び/または顔料を液媒体に溶解および/または分散させたものを用いることができる。これらの中でも、各種顔料は印刷物の耐久性や品位に特徴があり好適である。インク中に用いることのできる顔料としては特に限定されず、公知の無機顔料・有機顔料を用いることができる。具体的にはC.I.(カラーインデックス)ナンバーで表わされる顔料を用いることができる。また、黒色顔料としては、カーボンブラックを用いることも好ましい。インク中の顔料の含有量は、インク全質量に対し0.5質量%以上15.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以上10.0質量%以下であることがより好ましい。
インクは、更に界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤としては、具体的には、アセチレノ−ルEH(川研ファインケミカル社製)等が挙げられる。インク中の界面活性剤の量は、インク全質量に対して0.01質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。
インクは、溶剤として水および/または水溶性有機溶剤を含むことができる。水は、イオン交換等により脱イオン化した水であることが好ましい。また、インク中の水の含有量は、インク全質量に対して30質量%以上97質量%以下であることが好ましい。水溶性有機溶剤の種類は特に限定されず、公知の有機溶剤をいずれも用いることができる。具体的には、グリセリン、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、2−ピロリドン等が挙げられる。また、インク中の水溶性有機溶剤の含有量は、インク全質量に対して3質量%以上70質量%以下であることが好ましい。
上記成分以外にも、本実施形態のインクは必要に応じて、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、水溶性樹脂およびその中和剤、粘度調整剤など種々の添加剤を含有してもよい。
中間転写体の作製例及び構成例を以下に示す。まず、既知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてシリコーン基板を加工し、中間転写体の表面形状を形成するためのモールドを作製した。次いで、ハーベス製離型剤デュラサーフHD−1101TH(商品名)にモールドをディッピングした。そして24時間室温で静置した後、住友スリーエム製ノベックHFE−7100(商品名)でリンスを行い、余剰の離型剤を除去した。次いで、信越化学工業製シリコーンゴムSIM−260(商品名)と硬化剤CAT−260(商品名)を10:1の質量比で混練し、ポリイミドフィルム上にコーティングした。そして、上記のように作製したシリコーン製モールドをシリコーンゴム上にプレスし、150℃で30分間、加熱してシリコーンゴムを硬化させた。この後、モールドを除去し、表面に微細な凹部を有する中間転写体を完成させた。
同様の手法により、表1に示すような中間転写体2から7を作製した。中間転写体1〜7の凹部の幅w1、w2、深さd、容積V、比表面積S2/S1を表1に示す。なお、表1における「凹部形状」において「(a)」および「(b)」とはそれぞれ、作製した各々の中間転写体の凹部の形状が、図2の(a)および(b)の形状であることを表している。
処理液として以下の表2に記した組成の2種類の混合物を調製し、よく撹拌した。
以下の表3に記した組成のインクを調製した。
(実施例1)
上記のようにして作製した中間転写体、処理液、およびインクを用い、図1の画像形成装置を使用して下記(a)〜(d)の画像形成工程を行った。
(a)中間転写体の表面上に、インクの流動性を低下させるための処理液を付与する工程
作製した中間転写体1(図1の101)の表面に対して、ロールコーター103を用いて、処理液A(図1の102)を塗布した(処理液付与工程)。塗布量は約10g/m2であった。次いで、ウレタンゴム製のゴムブレード104を用いて、中間転写体101の表面に塗布された処理液を速度1.0m/secで掻き取った(処理液掻き取り工程)。
(b)中間転写体上に中間画像を形成する工程(インク付与工程)
インクジェット記録装置105(ノズル配列密度1200dpi、吐出量4.8pl、駆動周波数12kHz)により、中間転写体の表面上にインクを付与した。これにより、処理液Aとインクを反応させて、中間転写体101の表面上に、ミラー反転させた中間画像106を形成した。
(c)中間転写体上の中間画像から液体分を減少させる工程
ドライヤー107を用いて中間転写体上の中間画像106に温風を当てて、中間画像中の液体分を減少させた。
(d)記録媒体に中間画像を転写する工程(転写工程)
加熱ヒータ111を用いて中間転写体101を70℃に加熱し、中間転写体上の中間画像106と記録媒体109を加圧ローラ108により1.0MPaに加圧して、中間画像を記録媒体に転写させた。記録媒体109には日本製紙製オーロラコート紙を用いた。
下記表4に示す中間転写体および処理液を用いた以外は実施例1と同様の方法により実施例2から5の画像形成を行った。また、下記表4に示す中間転写体および処理液を用い、かつゴムブレード104による処理液の掻き取りを行わなかった以外は実施例1と同様の方法により、比較例1から5の画像形成を行った。
得られた画像を下記の基準に従って評価した。
○:インクドットの意図しない移動や引き寄せあいによる画像の色ムラがほとんど見られない
×:インクドットの意図しない移動や引き寄せあいによる画像の色ムラが多く見られる。
評価結果を表4に示す。
102 処理液
103 ロールコーター
104 ブレード
105 インクジェット記録ヘッド
106 インク
107 送風装置
108 加圧ローラ
109 記録媒体
110 モルトンローラ
111 加熱ヒータ
201 中間転写体の凹部
Claims (11)
- 凹部を有する表面を有する中間転写体に対し、処理液を付与する処理液付与工程と、
掻き取り手段を前記中間転写体の前記表面に接触させて、前記中間転写体の表面に付与された前記処理液の一部を掻き取る処理液掻き取り工程と、
前記中間転写体に対し、前記処理液を付与した領域と少なくとも一部が重複するように、インクを付与することにより中間画像を形成するインク付与工程と、
前記中間画像を記録媒体に転写する転写工程と、
をこの順に有することを特徴とする画像形成方法。 - 前記インクを付与する前の、前記中間転写体の前記凹部の領域に残留する前記処理液の総体積が、前記凹部の容積の95%以上105%以下であり、かつ、前記中間転写体の前記凹部の領域以外の領域に残留する前記処理液の総体積が、前記凹部の容積の5%以下、となるように前記処理液掻き取り工程において、前記処理液の掻き取りを行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記中間転写体の表面が、シリコーンゴム及びフッ素ゴムから選択される少なくとも1種を含む材料からなることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法。
- 前記中間転写体の表面が複数の凹部を有し、
隣り合う凹部の端部間の距離が30μm以下であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の画像形成方法。 - 前記中間転写体の表面の投影面積1m2当たりの前記凹部の容積の合計V(m3)が、0.1×10−6≦V≦5.0×10−6であることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の画像形成方法。
- 前記中間転写体の表面の投影面積S1と実表面積S2の比が、1.2≦S2/S1≦5を満たすことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の画像形成方法。
- 前記処理液が、シリコーン系界面活性剤及びフッ素系界面活性剤から選択される少なくとも1種の界面活性剤を含有し、
前記界面活性剤の含有量が、処理液全量に対して、1質量%以上であることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の画像形成方法。 - 前記処理液が、5質量%以上の樹脂粒子を含有することを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の画像形成方法。
- 前記掻き取り手段がブレードであることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の画像形成方法。
- 前記処理液が、多価の金属イオンまたは有機酸を含有することを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の画像形成方法。
- 凹部を有する表面を備えた中間転写体と、
前記中間転写体上に処理液を付与可能な処理液付与手段と、
前記中間転写体の表面に接触して前記中間転写体の表面上の処理液の一部を掻き取ることが可能な掻き取り手段と、
前記中間転写体に対し、前記処理液を付与した領域と少なくとも一部が重複するように、インクを付与することにより中間画像を形成することが可能なインク付与手段と、
前記中間画像を記録媒体に転写する転写手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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