JP6391310B2 - 画像記録方法 - Google Patents
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2つの中間転写体が共通の支持部材と表面層を有し、かつ、2つの中間転写体の総厚さが一定の場合、第1の中間転写体の表面層よりも第2の中間転写体の表面層の厚さを厚くすると上記(1)と同様の理由により、中間画像と記録媒体との付着力を大きくすることができる。すなわち、第2の中間転写体よりも第1の中間転写体の表面層の厚さを薄くすると総厚さに占める支持部材の割合が大きくなる。これにより、第1の中間転写体の変形量を小さくして、第2の中間転写体と中間画像の付着力に比べて第1の中間転写体と中間画像の付着力を小さくすることができる。
1.インクジェット記録装置
図1は、本発明の画像記録方法の第1の実施形態に係る画像記録装置の一例を示す模式図である。以下では、図1を参照して、本実施形態の画像記録装置を詳細に説明する。
図1に示すように、第1の中間転写体である第1の転写ドラム1は、アルミニウム製の支持部材14の周囲に、スポンジゴム製の圧縮層15が積層され、さらにその上にシリコーンゴム製の表面層16が積層されたものである。
第2の中間転写体である第2の転写ドラム6は、インク離型性の表面層17以外は第1の転写ドラム1と同じ構成を有している。表面層17は、中間画像23との付着力が、第1の転写ドラム1の表面層16と中間画像23の付着力よりも大きく、記録媒体9と中間画像23の付着力より小さい材料から構成されている。
図1における処理液付与部2は、処理液容器18、処理液19、塗布ローラ20aおよび20bから構成されている。処理液付与部2は、処理液容器18内の処理液19を、第1の転写ドラム1へと塗布する。処理液付与部2は、第1の転写ドラム1上の矢印Aの方向に対して後述するインク付与部3の上流側に配置されている。
以下では、本実施形態に用いる処理液19について詳細に説明する。処理液19とは、インクに含有され得る着色剤や樹脂等に対して、化学的に反応または物理的に吸着することで、インク全体の流動性の低下すなわち粘度上昇を生じさせるものをいう。また、インクを構成する組成物の固形分を凝集させることにより、局所的に流動性の低下すなわち粘度上昇を生じさせるものをいう。これにより、第1の転写ドラム1に付与されるインクを十分に保持することができる。この結果、第1の転写ドラム1上でインク滴同士が接触しても、ビーディングやブリーディングの発生が抑制された中間画像を形成することができる。
インク付与部3では、上述のような処理液付与部2によって処理液19が付与された第1の転写ドラム1上に、記録ヘッド21a〜21dによりインクを付与することにより処理液19とインクを反応させて中間画像23を形成する。記録ヘッド21a〜21dは、図示しない画像供給装置より送られてくる画像信号に応じて、少なくとも着色剤を含むインクの吐出を制御可能な複数のノズルからなる。このインク付与部3は描画ユニットを構成する。
インク付与部3で使用するインクとしては、特に限定されるものではなく、一般的なインクを使用することができる。着色材としては、顔料や染料が挙げられるが、特に、耐水性、耐光性に優れている顔料を含有する顔料インクを用いることが好ましい。
次に、図1において、中間画像処理部4は、IRランプ22を含む。中間画像処理部4では、インク付与部3で形成された中間画像23から、水を含む溶剤成分を除去する。これにより、第2の転写ドラム6から記録媒体9へ中間画像を転写する場合に、より最適なインク粘着条件で転写を行うことができる。
図1において、転写部7は、転写ローラ26を含む。また、給紙搬送部11は搬送ローラ27aおよび27bと、搬送ガイド28aおよび28bとを含んで構成される。転写部7では、給紙搬送部11の搬送ローラ27aおよび27bの回転に伴い搬送ガイド28aおよび28b間のガイド部を介して搬送された記録媒体9を、転写ローラ26によって第2の転写ドラム6に圧接する。このような制御を行うことで、第2の転写ドラム6上の中間画像23を記録媒体9の表面に転写させる。
図1において、記録媒体分離部8は、分離爪29を含む。記録媒体分離部8では、記録媒体9の搬送タイミングに応じて分離爪29が稼動する。分離爪29は、上述の転写が終了すると、図示していない駆動装置によって駆動され、記録媒体9が第2の転写ドラム6から分離され、排紙搬送定着部12へと導かれる。
図1において、排紙搬送定着部12は、搬送ガイド28cおよび28dと、搬送定着ローラ30aおよび30bを含む。排紙搬送定着部12では、搬送ガイド28cおよび28d間に導かれた、中間画像が転写された記録媒体9を、赤外線ヒータを内蔵した搬送定着ローラ30aおよび30bにて加熱して転写像を定着させる。また、それらのローラ30aおよび30bの回転によって、記録媒体9を図示していない排紙トレイに送り、記録媒体9への記録を終了する。
図1において、クリーニング部5は、クリーニング液33、クリーニング液保持部材31、クリーニング液供給ローラ32aおよびクリーニングローラ32bを含む。クリーニング液保持部材31は、クリーニング液33を貯留・保持する。クリーニングローラ32bは、第1、第2の転写ドラム1、6とそれぞれ、当接しながら回転し、これによってクリーニング液33を塗布して第1、第2の転写ドラム1、6上のごみ等を取り除く。クリーニング液供給ローラ32aは、これらの中間にあってクリーニング液保持部材31からクリーニングローラ32bにクリーニング液33を供給する。
以下では、図1の画像記録装置による一連の記録動作を説明する。図2は、図1に示した実施形態に係る画像記録装置の記録処理手順を示すフローチャートである。
1.画像記録装置
図3は、本発明の画像記録方法の第2の実施形態に係る画像記録装置の一例を示す模式図である。図3において、第1の転写ドラム1は、インク離型性の表面層を有する第1の中間転写体である。この転写ドラム1は軸13に支持され、図示していないドラム駆動装置によって、軸13を中心にして矢印A方向に回転駆動可能となっている。第1の転写ドラム1の外周部との対向位置には、A方向の上流側から下流側に向かって順に、処理液付与部2、インク付与部3、中間画像処理部4、転写部7、記録媒体分離部8およびクリーニング部5が配置されている。
以下では、給紙搬送部11および転写部7について詳細に説明する。
図3の転写部7では、給紙搬送部11の搬送ローラ27aおよび27bの回転に伴い、搬送ガイド28aおよび28a間のガイド部を介して記録媒体9を搬送する。そして、記録媒体9を、第1の転写ドラム1と第2の転写ドラム6で圧接されたニップ内を通過させる。このような制御を行うことで、第1の転写ドラム1上の中間画像23を記録媒体9の表面(一方の面)に、第2の転写ドラム6上の中間画像23を記録媒体9の裏面(他方の面)に同時に転写させる。
以下では、本実施形態の画像記録装置による一連の記録動作を詳細に説明する。図4は、図3に示した実施形態に係る画像記録装置の記録処理手順を示すフローチャートである。
(1)顔料インクの調製
先ず、下記に述べるようにして、それぞれ、顔料とアニオン性化合物とを含む、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色の顔料インクを調製した。
<顔料分散液の作製>
下記成分を混合し、ウォーターバスで70℃に加温し、樹脂分を完全に溶解させた。
・スチレン−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体 1.5部
(酸価260、重量平均分子量5,000)
・モノエタノールアミン 1.0部
・ジエチレングリコール 5.0部
・イオン交換水 残部
この溶液に、カーボンブラック(MCF88、三菱化学株式会社製)を10部、イソプロピルアルコール1部を加え、30分間、プレミキシングを行った後、下記の条件で分散処理をした。
・分散機:サンドグラインダー(五十嵐機械製造製)
・粉砕メディア:ジルコニウムビーズ、1mm径
・粉砕メディアの充填率:50%(体積比)
・粉砕時間:3時間
さらに、上記の分散液の遠心分離処理(12,000rpm、20分間)を行って粗大粒子を除去して、黒色の顔料分散液とした。
上記顔料分散液を使用し、下記の組成比を有する成分を混合し、ブラックの顔料インクK1とした。このインクの表面張力は、34mN/mであった。
・顔料分散液 30.0部
・グリセリン 10.0部
・エチレングリコール 5.0部
・2−ピロリドン 5.0部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 1.0部
・イオン交換水 残部
顔料インクK1の調製の際に使用したカーボンブラック(MCF88、三菱化学株式会社製)10部を、ピグメントブルー15に代えた。これ以外は、顔料インクK1と同様の方法で、シアン色の顔料インクC1を調製した。
顔料インクK1の調製の際に使用したカーボンブラック(MCF88、三菱化学株式会社)10部を、ピグメントレッド7に代えた。これ以外は、顔料インクK1と同様の方法で、マゼンタ色の顔料インクM1を調製した。
顔料インクK1の調製の際に使用したカーボンブラック(MCF88、三菱化学株式会社)10部を、ピグメントイエロー74に代えた。これ以外は、顔料インクK1と同様の方法で、イエロー色の顔料インクY1を調製した。
下記組成の成分を混合溶解した後、さらに、ポアサイズが0.22μmのメンブレンフィルター(商品名:フロロポアフィルター、住友電気工業株式会社製)にて加圧濾過し、処理液R1を得た。
・ジエチレングリコール 10.0部
・塩化カルシウム・2水和物 10.0部
・アセチレノールEH(川研ファインケミカル製) 0.5部
・イオン交換水 残部
第1の転写ドラムの表面層には、シリコーンゴムを使用した。この転写ドラムの表面に、大気圧プラズマ照射装置(キーエンス製、ST−7000)を用いて、下記条件にて転写ドラムの表面改質を行った。
・照射距離 :5mm
・プラズマモード:High
・処理速度 :20mm/sec。
第2の転写ドラムの表面層にはニトリルゴムを使用した。中間画像とニトリルゴム(第2の転写ドラムの表面層)の付着力を測定したところ1.8kg/cm2であった。第2の転写ドラムの表面層の算術平均粗さを0.1μm、表面硬度をA40、厚みを250μmとした。
Fa<Fb<Fc
9Fa/4<3Fb/2<Fc・・・式(1)
の関係を何れも満足している。
本実施例では、実施例1で記載した処理液R1、顔料インクK1、C1、M1およびY1を用い、図1の構成の画像記録装置を使用した。ただし、第1の転写ドラム1の表面層にはプラズマ処理を施したシリコーンゴムを、第2の転写ドラム6の表面層にはプラズマ未処理のシリコーンゴムを用いた。第2の転写ドラム6は、内部に設置したヒータによって表面層の温度を60℃に制御した。60℃における、第2の転写ドラム6の表面層を構成するシリコーンゴムと中間画像の付着力を測定したところ、1500g/cm2であった。なお、第1の転写ドラム1は実施例1と同じものを同じ転写条件に設定したため、第1の転写ドラム1の表面層と中間画像23の付着力は、1.0kg/cm2であった。
本実施例では、両面印刷を行うために図3に示す、第1の転写ドラム1と第2の転写ドラム6の間を記録媒体9が搬送されるように構成した画像記録装置を使用した。
本実施例では、実施例1で記載した処理液R1、顔料インクK1、C1、M1およびY1を用い、図1の構成の画像記録装置を使用した。
本実施例においても、実施例1で記載した処理液R1、顔料インクK1、C1、M1およびY1を用い、図1の構成の画像記録装置を使用した。
本実施例では、実施例1で記載した処理液R1、顔料インクK1、C1、M1およびY1を用い、図1の構成の画像記録装置を使用した。
本比較例では図1の構成の画像記録装置を使用し、実施例1で記載した処理液R1と、顔料インクK1、C1、M1およびY1とを用いた。ただし、第1の転写ドラム1と第2の転写ドラム6の表面層を入れ替えた。すなわち、第1の転写ドラム1の表面層にはニトリルゴムを使用し、第2の転写ドラム6の表面層にはプラズマ処理を施したシリコーンゴムを使用した。従って、中間画像23との付着力は、第1の転写ドラム1が1.8kg/cm2、第2の転写ドラム6が1.0kg/cm2となり、第1の転写ドラム1より第2の転写ドラム6の方が小さくなっている。
本比較例では図1の構成の画像記録装置を使用し、実施例1で記載した処理液R1と、顔料インクK1、C1、M1およびY1と、第1転写ドラム1の表面層を用いた。ただし、第2の転写ドラム6の表面層には硬度A95、厚み250μmのニトリルゴムを使用した。すなわち、本比較例では、第1の転写ドラム1より第2の転写ドラム6の表面硬度が大きくなっている。このため、中間画像23との付着力は、第1の転写ドラム1が1.0kg/cm2、第2の転写ドラム6が0.86kg/cm2となり、第1の転写ドラム1より第2の転写ドラム6の方が小さくなっている。
本比較例では図1の構成の画像記録装置を使用し、実施例1で記載した処理液R1と、顔料インクK1、C1、M1およびY1と第1の転写ドラム1を用いた。ただし、第2の転写ドラム6の表面層には硬度A40、厚み50μmのニトリルゴムを使用した。すなわち、本比較例では、第1の転写ドラム1より第2の転写ドラム6の表面層の厚みが薄くなっている。このため、中間画像23との付着力は、第1の転写ドラム1が1.0kg/cm2、第2の転写ドラム6が0.91kg/cm2となり、第1の転写ドラム1より第2の転写ドラム6の方が小さくなっている。
本比較例では図1の構成の画像記録装置を使用し、第2の転写ドラム6から記録媒体9に中間画像23を転写する時に加える圧力を1kg/cm2とした。これ以外は、実施例1と同じ条件に設定した。このため、中間画像23との付着力は、第1の転写ドラム1が1.0kg/cm2、第2の転写ドラム6が1.8kg/cm2となり、第1の転写ドラム1より第2の転写ドラム6の方が大きくなっている。しかし、記録媒体9と中間画像23の付着力は、第2の転写ドラム6と中間画像23の付着力よりも小さくなった。
本比較例では図1の構成の画像記録装置を使用し、第2の転写ドラム6の表面層の算術平均粗さを10μmとした。これ以外は、実施例1と同じ条件に設定した。このため、中間画像23との付着力は、第1の転写ドラム1が1.0kg/cm2、第2の転写ドラム6が0.82kg/cm2となり、第1の転写ドラム1より第2の転写ドラム6の方が小さくなっている。
本比較例では図1の構成の画像記録装置を使用し、実施例2で記載した処理液R1と、顔料インクK1、C1、M1およびY1と、第1の転写ドラム1の表面層と、第2の転写ドラム6の表面層を用いた。ただし、第1の転写ドラム1の表面層の温度を、内部に設置したヒータによって60℃に制御した。すなわち、本比較例では、第1の転写ドラム1の表面層の温度を、第2の転写ドラム6の表面層の温度よりも高く設定した。このため、中間画像23との付着力は、第1の転写ドラム1が1.95kg/cm2、第2の転写ドラム6が1.8kg/cm2となり、第1の転写ドラム1より第2の転写ドラム6の方が小さくなっている。
本比較例では図1の構成の画像記録装置を使用し、実施例1で記載した処理液R1と、顔料インクK1、C1、M1およびY1と、第2の転写ドラム6の表面層を用いた。ただし、第1の転写ドラム1の表面層を、シリコーンゴムから第2の転写ドラム6に用いたニトリルゴムに入れ替えて中間画像23の形成を行った。したがって、中間画像23との付着力は、第1の転写ドラム1と第2の転写ドラム6で同じの1.8kg/cm2となった。
本比較例では図3の構成の画像記録装置を使用し、実施例3で記載した処理液R1と、顔料インクK1、C1、M1およびY1とを用いた。ただし、第1の転写ドラム1と第2の転写ドラム6の表面層を入れ替えた。すなわち、第1の転写ドラム1の表面層にはニトリルゴムを使用し、第2の転写ドラム6の表面層にはプラズマ処理を施したシリコーンゴムを使用した。従って、中間画像23との付着力は、第1の転写ドラム1が1.8kg/cm2、第2の転写ドラム6が1.0kg/cm2となり、第1の転写ドラム1より第2の転写ドラム6の方が小さくなっている。
AA:転写率が95%以上であった
A:転写率が80%以上95%未満であった
B:転写率が50%以上80%未満であった
C:転写率が50%未満であった。
2 処理液付与部
3 インク付与部
4 中間画像処理部
5 クリーニング部
6 第2の転写ドラム
7 転写部
8 記録媒体分離部
9 記録媒体
10 記録媒体格納部(給紙カセット)
11 給紙搬送部
12 排紙搬送定着部
13 軸
14 支持体
15 圧縮層
16、17 表面層
Claims (12)
- インクの粘度を上昇させる処理液を第1の中間転写体に付与する処理液付与工程と、
インクを、前記処理液が付与された第1の中間転写体に付与して中間画像を形成する中間画像形成工程と、
前記第1の中間転写体に形成された前記中間画像を第2の中間転写体に転写する第1の転写工程と、
前記第2の中間転写体に転写された前記中間画像を記録媒体に転写する第2の転写工程と、
を有する画像記録方法であって、
前記第1の中間転写体と前記中間画像の付着力Fa、前記第2の中間転写体と前記中間画像の付着力Fb、前記記録媒体と前記中間画像の付着力Fcが、
Fa<Fb<Fc
の関係を満足することを特徴とする画像記録方法。 - 前記第1の中間転写体と前記中間画像の付着力Fa、前記第2の中間転写体と前記中間画像の付着力Fb、前記記録媒体と前記中間画像の付着力Fcが、
9Fa/4<3Fb/2<Fc
の関係を満足することを特徴とする請求項1に記載の画像記録方法。 - 前記第1の中間転写体と前記中間画像の付着力Faが、0.5kg/cm2以上3.0kg/cm2以下である請求項1又は2に記載の画像記録方法。
- 前記第2の中間転写体と前記中間画像の付着力Fbが、1.0kg/cm2以上5.0kg/cm2以下である請求項1〜3の何れか1項に記載の画像記録方法。
- 前記第1の中間転写体の表面硬度が、前記第2の中間転写体の表面硬度よりも大きく、かつ、
前記記録媒体の表面硬度が、前記第2の中間転写体の表面硬度よりも大きい請求項1〜4の何れか1項に記載の画像記録方法。 - 前記第1の転写工程において、前記第1の中間転写体から前記第2の中間転写体に前記中間画像を転写するときに加える圧力が、前記第2の転写工程において、前記第2の中間転写体から前記記録媒体に前記中間画像を転写するときに加える圧力よりも小さい請求項1〜5の何れか1項に記載の画像記録方法。
- 前記第1の中間転写体の表面の算術平均粗さRa1、前記第2の中間転写体の表面の算術平均粗さRa2、前記記録媒体の表面の算術平均粗さRamが、Ra1>Ra2>Ram
の関係を満足する請求項1〜6の何れか1項に記載の画像記録方法。 - 前記第1の中間転写体が支持部材と表面層を有し、
前記表面層が、シリコーンゴムを含有する請求項1〜7の何れか1項に記載の画像記録方法。 - 前記処理液は、高分子凝集剤、多価金属イオン、または有機酸を含有する請求項1〜8の何れか1項に記載の画像記録方法。
- 前記インクは顔料を含有する請求項1〜9の何れか1項に記載の画像記録方法。
- 前記インクは主溶剤として水を含有する請求項1〜10の何れか1項に記載の画像記録方法。
- 前記中間画像形成工程において、前記インクは、前記処理液が付与された第1の中間転写体にインクジェット記録ヘッドによって付与される請求項1〜11の何れか1項に記載の画像記録方法。
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