JPH06143552A - インクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】記録媒体全般に対する熱溶融性インクの定着性
の向上を図ると共に、透明フィルムシートに印字された
インク画像の発色性を良好に保つことが可能なインクジ
ェット記録方法を提供する。 【構成】室温で塑性流動する熱溶融性インク1を記録ヘ
ッド2に保持し、上記インク1を画情報に応じて加熱して
上記記録ヘッド2に対向配置された中間転写体3へ溶融飛
翔させ、更にこの中間転写体3に付着したインク1を記録
媒体4へ加圧転写することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インクジェット記録
方法に係り、詳細には、熱溶融性インクを用紙等の記録
媒体へ溶融飛翔させて画像形成を行うタイプのインクジ
ェット記録方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインクジェット記録方法
としては、記録ヘッド内に充填された熱溶融性インクを
加熱し、画像情報に応じた静電誘引力によって記録媒体
側へインクを飛翔させ、記録媒体上にインク画像を形成
するようにしたものが知られている(特開昭56-113462号
公報、特開昭60-90775号公報等)。このようなインクジ
ェット記録方法によれば、常温で液体であるインクを用
いる場合に生ずる問題、具体的には、普通紙からなる記
録媒体上でのインクのフェザリング(滲み)現象や記録ヘ
ッド側でのインクの乾燥、固化の現象に伴う記録動作障
害という問題を有効に回避することが可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、熱溶融性イ
ンクを用いたインクジェット記録方法にあたっては、熱
溶融性インクが記録媒体側へ飛翔すると直ちに凝固する
関係上、記録媒体上で熱溶融性インクが盛り上がったド
ットを形成する現象が確認された。このため、記録媒体
上のインク画像を擦ると熱溶融性インクのドットが容易
に剥がれ易く、インクドットの定着強度が不足し易いと
いう問題点があった。また、OHPシート等の透明フィル
ムシートからなる記録媒体上にカラーインクを印字した
としても、シート上に盛り上がったインクドットが光を
拡散してしまい、色がきれいに発色しないという問題点
もあった。

【０００４】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、記録媒体全般に
対する熱溶融性インクの定着性の向上を図ると共に、透
明フィルムシートに印字されたインク画像の発色性を良
好に保つことが可能なインクジェット記録方法を提供す
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインクジェット記録方法は、図1に示すよ
うに、室温で塑性流動する熱溶融性インク1を記録ヘッ
ド2に保持し、上記インク1を画情報に応じて加熱して上
記記録ヘッド2に対向配置された中間転写体3へ溶融飛翔
させ、更にこの中間転写体3に付着したインク1を記録媒
体4へ加圧転写することを特徴とする。

【０００６】このような技術的手段において、記録ヘッ
ドとしては、圧電素子を用いたパルスオンデマンド方式
や、静電誘引力によってインクを飛翔させる静電誘引方
式や、静電誘引力と熱エネルギとの組み合わせによって
インクを飛翔させる熱静電誘引方式や、静電誘引力等で
インクを隆起させ、空気流によって隆起インクを飛翔さ
せる空電制御方式等各種のものが挙げられる。但し、こ
れらの記録ヘッドとしては、少なくとも、インク飛翔時
において、熱溶融性インクが溶融温度以上に加熱される
ヘッド加熱手段を具備することが必要である。

【０００７】また、上記熱溶融性インクとしては、室温
では適当な固さの固体であって記録媒体上で擦りや折り
曲げに耐えること、室温で塑性流動を示して外力によっ
て割れを生じないこと、所定の融点で溶融すること等を
考慮の上、適宜選択して差し支えない。

【０００８】更に、上記中間転写体は、記録ヘッドから
溶融飛翔されたインクを保持搬送する機能と、保持搬送
したインクを記録媒体に加圧転写させる機能とを備えた
ものであれば、ドラム状、ベルト状等どのような構成で
あっても差し支えない。また、中間転写体の少なくとも
表面層は軟化状態のインクを中間転写体内部に浸透させ
ない性質を持ち、軟化状態のインクを中間転写体の表面
近傍に保持するようにすることが必要である。

【０００９】また、カラー画像記録装置を構成する場合
には、例えば上記中間転写体に対向して複数のカラーイ
ンクが吐出される記録ヘッドを並設し、中間転写体上で
複数のインクドットを重ね合わせるようにすればよい。

【００１０】

【作用】上記技術的手段によれば、記録ヘッドが画情報
に応じて熱溶融性インクを中間転写体に溶融飛翔する
と、中間転写体上には画情報に対応したパターンのイン
ク画像が保持される。このとき、中間転写体に付着した
インクドットは中間転写体によって速やかに冷却され、
固体に相変化する。次に、中間転写体上のインク画像は
記録媒体に加圧転写されるのであるが、この方法に使用
される熱溶融性インクは室温で塑性流動する性質を備え
ているため、転写時の加圧力によってインクドットは押
し潰されるようにして記録媒体に転移する。ここで、記
録媒体が普通紙であれば、転移したインクドットの一部
は加圧力によって紙の繊維の間に塑性流動するので、イ
ンクドットと記録媒体は機械的に強く結合する。また、
記録媒体が透明フィルムシートのような非浸透性のもの
であれば、インクドットは加圧力によって押し潰されな
がら記録媒体の表面に拡がり、やはりインクドットと記
録媒体との結合力が向上する。つまり、室温で塑性流動
する熱溶融性インクを一旦中間転写体へ溶融飛翔させ、
この後に記録媒体に加圧転写若しくは加圧転写定着する
ことによって、定着性の高い熱溶融性インク画像が記録
媒体上に形成される。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明のインクジ
ェット記録方法を詳細に説明する。 ◎実施例1 図2はこの発明方法が適用されるカラーインクジェット
記録装置の全体構成を示す説明図である。同図におい
て、カラー印字のための4色の記録ヘッド10、具体的に
は、Kへッド(ブラック用)11、Yヘッド(イエロー用)12、
Mヘッド(マゼンタ用)13、Cヘッド(シアン用)14が中間転
写体15に対向して並設されている。そして、4色の記録
ヘッド11〜14は、図示外のホストコンピュータからの画
像信号に応じて夫々の色成分の画像状インクを中間転写
体15上に出力する。また、符号16は中間転写体15上の画
像状インクが転写される記録媒体、17は記録媒体16を搬
送し、中間転写体15に記録媒体16を押し付ける背面ロー
ル、18は中間転写体15表面の残留インクや紙粉、異物、
ゴミを除去するクリーナである。

【００１２】図3は各色の記録ヘッド10の構成を示し、
図4はその記録ヘッド10の印字状態を示している。この
実施例では、図示外の粉体インク供給器によって粉体イ
ンク20が記録ヘッド10内のインク室21に供給される。粉
体インク20は、直鎖ポリエチレンを主成分とし、着色剤
として各色染料、酸化防止剤、粘度調整剤等を添加して
作成されている。示唆熱分析(DSC)の結果、このインク
の融点は100°Cから104°Cにかけて吸熱があり、ピーク
は102°Cであった。また、溶融時の表面張力は26dyne/c
m(120°C)であった。以下にこの実施例に使用したイン
クの物性を示す。 酸化ポリエチレンワックス 98重量% 黒染料PEW BLACK(三井東圧株式会社製) 2重量% このインクの大きな特徴としては室温で凝固してからも
塑性流動する性質を備え、加圧することによって記録媒
体等の上に一旦形成したインクドットを破壊することな
く押し潰すことができる。尚、インクの主成分としては
ポリエチレンの他、脂肪酸金属塩、カルナバワックス及
び木蝋等を使用することができる。

【００１３】また、ヘッドヒータ22は、PI(ポリイミド)
フレキシブル基板23上に形成された厚膜抵抗体であっ
て、図示外のヘッドヒータ駆動回路によってプリンタの
スタンバイ中、プリント動作中を通じて通電され、粉体
インク20をその融点以上に加熱し、溶融インク20aを作
る。一方、PIフレキシブル基板23にはオリフィス24が形
成されており、この実施例では、PIフレキシブル基板23
は感光性ポリイミドで作られ、オリフィス24は感光性ポ
リイミドの現像工程で形成される。そして、PIフレキシ
ブル基板23の中間転写体15に対向する面には、図示外の
溌液性層が形成されており、溶融インク20aが動力、表
面張力によって記録ヘッド10外に流出するのを防止して
いる。上記撥液層はフッ素樹脂薄膜で形成され、接触角
測定により求められる臨界表面エネルギは15dyne/cmで
あった。

【００１４】また、PIフレキシブル基板23の反対側の面
(記録ヘッド10内部側の面)には、制御電極25が設けられ
ており、上記オリフィス24と制御電極25とは、プリンタ
の所望のドット間隔で、最大記録媒体幅に亘って紙面に
対して垂直方向に多数並んでおり、並行に動作して、印
字速度の向上に一役買っている。また、この実施例にお
いて、制御電極25は、一個のオリフィス24に連通して一
本設けられており、円形のオリフィス24を取り囲む形状
に加工されている。そして、制御電極25は、PIフレキシ
ブル基板23に銅箔をエポキシ樹脂系の接着剤で接着し、
フォトエッチングプロセスを施すことによって作成され
ている。

【００１５】更に、制御電極25は画素駆動ボード26に異
方導電性膜を介して圧接されている。ここで、上記画素
駆動ボード26は、多数の制御電極25を高電圧(この実施
例では400V)にて駆動するもので、この実施例では、ガ
ラス基板上に薄膜トランジスタ(TFT)技術で高耐圧駆動
素子アレイ及び画像データのシリアルパラレル変換のた
めのシフトレジスタを形成したものである。

【００１６】一方、上記中間転写体15はアルミニウム金
属ロールから形成され、その臨界表面エネルギは接触角
測定で50dyne/cm以上であった。また、この中間転写体1
5には-1KVのバイアスパルスが印加されている。

【００１７】このような構成のもと、画情報に応じた+4
00Vのパルス信号が画素駆動ボート26によって制御電極2
5に印加されると、オリフィス24に面した溶融インク20a
はクーロン力を受けてオリフィス24から吐出され、イン
ク曳糸20bを形成しながら中間転写体15に向かって飛翔
する。そして、上記曳糸20bによって中間転写体15に付
着した溶融インク20aは直ちに凝固するので、中間転写
体上には盛り上がったインクドット20cが形成される。

【００１８】また、減法混色は中間転写体15上で行われ
る。中間転写体15は、紙等に比べて、外乱による寸法の
変化が少ない構成なので、各色の位置合わせ(レジスト
レーション)は、紙上で減法混色する場合に比べて、格
段に容易で、しかも、精度が高い。

【００１９】図5は、中間転写体15から記録媒体16への
転写定着の様子を示している。普通紙からなる記録媒体
16は、図示外の紙送り装置によって中間転写体15と背面
ロール17との間に送り込まれる。上記背面ロール17はポ
リアセタール樹脂で被覆した鋼製ロールであり、記録媒
体16を裏面側から中間転写体15に押し付ける。すると、
各色の記録ヘッド10によって形成された画像は中間転写
体15から記録媒体16へ転移する。このとき、中間転写体
15上で凝固しているインクドット20cは背面ロール17の
加圧力によって押し潰されて拡がり、記録媒体16上には
実質的に偏平なインクット20dが形成される。

【００２０】この実施例において、臨界表面エネルギが
50dyne/cm以上の中間転写体15から、同程度の臨界表面
エネルギを有する記録媒体16に画像を転写することがで
きるのは以下の理由によるものと考えられる。すなわ
ち、転写時の加圧力によって塑性流動を生じたインクド
ット20dは紙の繊維の間にその一部が入り込み、記録媒
体16と機械的に強固に結合する一方、直鎖ポリエチレン
インクは離型性が高いので、画像受容面の平滑な中間転
写体15の上にはインクドットが実質的に残留しない。

【００２１】このようなインクジェット記録画像の転写
定着において、インクドット20dの潰れ度合いはインク
のレオロジー特性と加圧力とによって決定される。この
実施例で使用したインクは室温において塑性流動を示す
ものの、当該温度においては既に凝固しているので、加
熱時の軟化状態に比較して変形し難い。従って、中間転
写体15から記録媒体16へインクを転写定着するためには
大きな加圧力が必要である。以下の表1に背面ロール17
の線圧を変化に伴う画像の転写状態を示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表1から明らかなように、背面ロール17の
線圧が小さいと転写不良を生じる一方、線圧が過大であ
るとインクドット20dが過度に潰れて画質不良を生
じ、、記録媒体16には不自然な光沢が発生してしまう。
従って、この実施例において、背景ロール17の線圧は10
kgf/cm〜20kgf/cm程度であることが望ましい。

【００２４】このように本実施例では室温で塑性流動す
るインクを用い、中間転写体15の上で凝固させたインク
ドット20cを加圧力で押し潰すようにして記録媒体16に
転写定着しているので、インクドット20dの表面が実質
的に偏平になるばかりか、記録媒体16が普通紙であれ
ば、潰れたインクドット20dが紙の繊維の間に流動して
根をおろす。従って、摩擦に対するインクドット20dの
剥離が少なくなり、しかも、インク部分の光学濃度は十
分に高いものとして確保される。

【００２５】また、本実施例では、記録媒体16を挟み込
む中間転写体15及び背面ロール17を共に剛性の高い材料
で形成しているので、20kgf/cmという比較的大きな線圧
で記録媒体16を加圧しても、記録媒体16に皺の発生する
ことがない。

【００２６】また、中間転写体15から記録媒体16への転
写率は、実質的に100%であるので、転写残りのインクを
クリーニングする必要はない。しかし、記録媒体16は、
しばしば繊維、埃等を中間転写体15ヘ付着させる虞れが
ある。各色の記録ヘツド10と中間転写体15との間の間隙
は数10μm〜数100μmであるので、中間転写体15にこれ
らの比較的大きなゴミを付着させたまま印字位置に送る
ことは好ましくない。クリーナ18はこれら数10μm以上
の大きなゴミをトラップするものである。

【００２７】以上のように、本実施例によれば、簡易な
構成で、定着性と、透明フィルムシートに対する発色性
に優れる偏平な熱溶融性インク画像を形成することがで
きた。更に、本実施例によれば、中間転写体15上で凸状
に盛り上がっていたインクドット20cは記録媒体16への
加圧転写によって押し潰され、記録媒体上では平坦なイ
ンクドット20dとなって定着されるので、発色性に優れ
たインク画像を記録媒体上に形成することができた。

【００２８】◎実施例2 この実施例では実施例1と同一のインクジェット記録装
置を使用し、以下の組成のインクを用いて画像形成を行
った。 ステアリン酸 77重量% カルナバワックス 20重量% C.I.ソルベントブラック23 3重量%

【００２９】このインクの融点が約70°Cであることか
ら印字時の記録ヘッド10の温度は95°Cとし、中間転写
体15から記録媒体16への記録画像の転写は室温(25°C)
下で背面ロール17を線圧20kgf/cmに加圧して行った。そ
の結果、実施例1と同様に良好な画質及び定着性のイン
ク画像を記録媒体上に得ることができた。

【００３０】◎実施例3 この実施例では実施例1と同一のインクジェット記録装
置を使用し、以下の組成のインクを用いて画像形成を行
った。 αオレフィン/無水マレイン酸共重合体 95重量% カーボンブラック 5重量%

【００３１】このインクの融点が約77°Cであることか
ら印字時の記録ヘッド10の温度は98°Cとし、中間転写
体15から記録媒体16への記録画像の転写は室温(25°C)
下で背面ロール17を線圧20kgf/cmに加圧して行った。そ
の結果、実施例1と同様に良好な画質及び定着性のイン
ク画像を記録媒体上に得ることができた。

【００３２】◎実施例4 この実施例では実施例1と同一のインクジェット記録装
置を使用し、以下の組成のインクを用いて画像形成を行
った。 ステアリン酸アミド 98重量% 染料PEW101(三井東圧株式会社製) 2重量%

【００３３】このインクの融点が約110°Cであることか
ら印字時の記録ヘッド10の温度は130°Cとし、中間転写
体15から記録媒体16への記録画像の転写は室温(25°C)
下で背面ロール17を線圧20kgf/cmに加圧して行った。そ
の結果、実施例1と同様に良好な画質及び定着性のイン
ク画像を記録媒体上に得ることができた。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のイン
クジェット記録方法によれば、室温で塑性流動する性質
を備えた熱溶融性インクを一旦中間転写体へ溶融飛翔さ
せ、中間転写体上で凝固したインク画像を押し潰すよう
にして記録媒体へ加圧転写しているので、転写されたイ
ンクが記録媒体から剥離する度合いが少なく、定着性の
高い熱溶融性インク像を形成することができる。

【００３５】また、OHPシート等の透明フィルムシート
上にカラー印字したとしても、平坦なインク画像を得る
ことができるため、透明フィルムシート上での発色性を
極めて良好に保つこともできる。

【００３６】更にまた、中間転写体は送り量が正確で、
しかも、加圧手段により一定の環境設定がなされている
分、環境変化による延び、縮みが実質的に無視できるの
で、カラー画像を形成する場合、記録媒体に複数色のイ
ンク像を重ね合わせるタイプに比べて、色間の位置合わ
せ(レジストレーション)を容易に実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るインクジェット記録方法の構成
を示す概略図である。

【図２】 実施例1に係るカラーインクジェット記録装
置の全体構成を示す概略図である。

【図３】 実施例1に係る記録ヘッドを示す断面図であ
る。

【図４】 実施例1に係る記録ヘッドの印字状態を示す
説明図である。

【図５】 実施例1に係る中間転写体から記録媒体への
転写状態を示す説明図である。

【符号の説明】

1…熱溶融性インク、2…記録ヘッド、3…中間転写体、4
…記録媒体

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインクジェット記録方法は、図１に示すよ
うに、室温で塑性流動する熱溶融性インク１を記録ヘッ
ド２に保持してこれを溶融し、この溶融インク１を上記
記録ヘッド２に対向配置された中間転写体３へ画情報に
応じて飛翔させ、更にこの中間転写体３に付着したイン
ク１を記録媒体４へ加圧転写することを特徴とする。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】更に、上記中間転写体は、記録ヘッドから
飛翔したインクを保持搬送する機能と、保持搬送したイ
ンクを記録媒体に加圧転写させる機能とを備えたもので
あれば、ドラム状、ベルト状等どのような構成であって
も差し支えない。また、中間転写体の少なくとも表面層
は軟化状態のインクを中間転写体内部に浸透させない性
質を持ち、軟化状態のインクを中間転写体の表面近傍に
保持するようにすることが必要である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【作用】上記技術的手段によれば、熱溶融性インクは記
録ヘッドに保持されて溶融され、更に画情報に応じて記
録ヘッドから中間転写体に飛翔する。これにより、中間
転写体上には画情報に対応したパターンのインク画像が
保持される。このとき、中間転写体に付着したインクド
ットは中間転写体によって速やかに冷却され、固体に相
変化する。次に、中間転写体上のインク画像は記録媒体
に加圧転写されるのであるが、この方法に使用される熱
溶融性インクは室温で塑性流動する性質を備えているた
め、転写時の加圧力によってインクドットは押し潰され
るようにして記録媒体に転移する。ここで、記録媒体が
普通紙であれば、転移したインクドットの一部は加圧力
によって紙の繊維の間に塑性流動するので、インクドッ
トと記録媒体は機械的に強く結合する。また、記録媒体
が透明フィルムシートのような非浸透性のものであれ
ば、インクドットは加圧力によって押し潰されながら記
録媒体の表面に拡がり、やはりインクドットと記録媒体
との結合力が向上する。つまり、室温で塑性流動する熱
溶融性インクを一旦中間転写体へ飛翔させ、この後に記
録媒体に加圧転写若しくは加圧転写定着することによっ
て、定着性の高い熱溶融性インク画像が記録媒体上に形
成される。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のイン
クジェット記録方法によれば、室温で塑性流動する性質
を備えた熱溶融性インクを一旦中間転写体へ飛翔させ、
中間転写体上で凝固したインク画像を押し潰すようにし
て記録媒体へ加圧転写しているので、転写されたインク
が記録媒体から剥離する度合いが少なく、定着性の高い
熱溶融性インク像を形成することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室温で塑性流動する熱溶融性インクを記
   録ヘッドに保持し、上記インクを画情報に応じて加熱し
   て上記記録ヘッドに対向配置された中間転写体へ溶融飛
   翔させ、更にこの中間転写体に付着したインクを記録媒
   体へ加圧転写することを特徴とするインクジェット記録
   方法。