JPH0671873A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写型インクジェット記録装置において、背
景汚れの無い高画質像記録を得ること。 【構成】 インクは、インク溶媒に帯電した色材固形成
分を分散してなり、インク容器２９から記録ヘッド２に
至るインク経路に設けられ、インク中の所定極性の帯電
粒子を捕捉するインク電荷制御手段２７によって所定の
帯電極性以外の極性の色材固形成分を予め除去して転写
媒体１上にインク像形成を行なうため、転写媒体１上で
の色材固形成分分離のための電荷堆積の工程で、色材固
形成分は分離濃縮され、色材固形成分を含まないインク
溶媒が背景に拡散する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、転写媒体上にインク像
を形成した後、記録媒体に転写し、記録媒体上にインク
像を得る転写型のインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録紙上に直接インク滴を吐出しインク
像形成を行なう直接型インクジェット記録装置に対し
て、転写型インクジェット記録装置は、記録紙や紙粉と
記録ヘッドの意図しない接触に起因するノズル目詰まり
がなく、高い信頼性が得られ、また紙質（紙表面の平滑
性）に依存せず高画質が得られるという特徴を有する。
従来の転写型インクジェット記録装置としては、特開昭
５９−２２５９５８号公報ならびにＵＳＰ４５３８１５
６に記載されている構成が知られている。これらでは、
ドラム状またはベルト状の転写媒体に対して間隙を介し
て複数のノズルを有する記録ヘッドを設ける。記録ヘッ
ドで転写媒体上へインク像形成を行なった後、記録媒体
である記録紙を転写媒体に当接させ、押圧することによ
って、インク像は記録紙に転写される。

【０００３】インクジェット式の記録ヘッドから吐出さ
せるために、インクは一定値以下の粘度を有する十分低
粘度の液体でなければならない。

【０００４】一方、インクを吐出して形成される転写媒
体上のインク像は、低粘度液体の状態では、記録紙に浸
透しやすい。さらに記録紙と当接して転写される際に、
狭い間隙を通過するため、押し広げられ、形がゆがむ。
従って、次の記録紙への転写の工程で、記録紙に当接さ
せて押圧されると、形がゆがみ、さらに記録紙に染み込
みエッジが不鮮明になって、画像品質が低下する。

【０００５】これに対して、本発明者は、絶縁性溶媒に
帯電した色材固形成分が分散したインクを用いて、転写
媒体上のインク像に色材帯電電荷と同じまたは逆極性の
電荷を堆積させてインク中で色材固形成分を分離させて
から転写することで高画質転写のできることを見いだし
た。

【０００６】この方法では、帯電電荷は転写媒体上でイ
ンク像を形成するインク液滴の表面に堆積する。この作
用でインク像表面は静電気力により転写媒体側に引き寄
せられ、さらに帯電電荷を有する色材固形成分とインク
像表面電荷の間の静電的斥力により色材固形成分がイン
ク中で分離し高粘度化するものである。この時インク溶
媒は色材を含まない状態で転写媒体上に薄層化し拡散す
る。

【０００７】この方法によれば、転写媒体上のインク像
は濃縮されており、容易に変形せず、記録紙に染み込む
こともない。従って、記録媒体への転写時に、像品質が
劣化する事なく、転写媒体上のインク像が記録紙に忠実
に転写され、記録媒体上に高画質像が得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法で記録する場合、インク中の色材固形成分の帯電状態
が揃っていないと背景部に意図しない色材付着が生じ背
景の汚れとなって、画質の低下となった。

【０００９】本発明は、この点に着目して従来技術の問
題を解決するもので、その目的は、背景汚れの無い転写
型インクジェット記録装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、転写媒体表面上にインク像を形成し記録媒
体に転写して、この記録媒体上にインク像を得るインク
ジェット記録装置であって、インクは、絶縁性溶媒から
なるインク溶媒と、インク溶媒に対して分散した、電荷
を有する色材固形成分から構成され、このインクをイン
ク滴として吐出するインクジェット記録ヘッドと、この
インク滴を担持し、かつ前記記録ヘッドに対して間隙を
介して移動する転写媒体と、この転写媒体上に形成され
たインク像中の帯電色材固形成分を静電的に濃縮し、前
記インク溶媒と分離させる色材分離手段と、上記インク
像を記録媒体に転写する転写手段と、上記記録ヘッドに
インクを供給するインク容器と、上記インク容器から上
記記録ヘッドに至るインク経路に設けられ、記録ヘッド
に供給するインク中の帯電色材固形成分の帯電状態を制
御するインク電荷制御手段、とを有することを特徴とす
る。

【００１１】

【作用】上記装置では、インクは記録ヘッドに至るまで
の間に、色材固形成分の帯電電荷極性が一定の極性に揃
うため、転写媒体上でインク像への電荷堆積により転写
媒体上に付着し、インク溶媒に残留することがない。従
って背景部の拡散するインク溶媒に混じって背景を汚す
ことが無い。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例について説明する。

【００１３】図１は本発明の第１実施例の転写型インク
ジェットプリンタの斜視図を示す。また、図２は、図１
に示す仮想平面Ｈで切断された断面図を示す。転写媒体
である転写ドラム１の周囲に、インクジェット記録ヘッ
ド２（以下では記録ヘッドとも記す。）、色材分離手段
であるコロトロン帯電器３、溶媒塗布手段４、溶媒厚規
制手段５、転写手段である転写押圧ローラ６、転写ドラ
ムクリーニング装置７とが順次配置されている。記録ヘ
ッド２はインク容器２９からポンプ２８によりインクが
供給される。インク容器２９から記録ヘッド２までのイ
ンク経路の途中にインク電荷制御手段である逆帯電粒子
捕捉装置２７を設けている。

【００１４】インクは、顔料と樹脂からなる着色粒子が
高絶縁性低誘電率担体液である石油系溶媒（以下ではこ
れをインク溶媒と呼ぶ）に、帯電制御剤とともに分散し
たものである。石油系溶媒はエクソン化学社製アイソパ
ーＬを用いている。本実施例では、顔料として三菱化成
（株）のカーボンブラック＃４４、樹脂としてアクリル
樹脂、帯電制御剤としてレシチンとを用い、必要に応じ
て分散安定剤、粘度調整剤、補色剤等の添加剤とともに
アイソパーＬに分散して構成している。この帯電した着
色粒子を以下では帯電色材固形成分と記す。本実施例の
インクでは、色材固形成分の大部分は、負に帯電してい
る。これを色材固形成分のインクに対する濃度を２５ｗ
ｔ％になるように調整して用いている。

【００１５】色材固形成分の帯電量は、着色粒子表面に
対する帯電制御剤イオンの選択的な吸着に起因してい
る。色材固形成分の大部分は負に帯電しているが、吸着
の不均一による帯電電荷のばらつき、また、空気中の水
分の吸着、製造上のばらつき等による逆極性イオン吸着
による逆極性帯電が生ずる。

【００１６】図３に示すように、逆帯電粒子捕捉装置２
７は、対向する電極板５１、５２に電源５０により電圧
を引加し、両者で形成される電界中をインクが通過する
構成である。負の帯電電荷を有する正規帯電色材固形成
分５３は電界に従って上方に移動し、逆帯電色材固形成
分５４は底面に堆積する。このため逆帯電色材固形成分
５４は滞り、正規帯電色材固形成分５３が選択的に記録
ヘッドに供給されるインクの帯電電荷制御が行なわれる
構成である。

【００１７】転写ドラム１は、金属素管１０の周囲に導
電性弾性層１１を設けて構成される。導電性弾性層１１
はカーボンブラックや金属粉等の導電性コンパウンドを
分散した低抵抗ゴム材から得ることができる。転写ドラ
ム１は、記録ヘッド２に対して一定の間隙を介して、図
中矢印Ａの方向に回転可能に支持されている。記録ヘッ
ド２は、圧電素子を用いる方式であり、複数のノズルが
転写ドラム１の軸方向に一定の間隔で配列されている。

【００１８】コロトロン帯電器３は、直径０．０５ｍｍ
のタングステンワイヤ１２の周囲を約７ｍｍの距離を保
ってステンレスのハウジング１３でシールドした構成で
ある。ハウジング１３を接地し、タングステンワイヤ１
２に高圧電源１４が接続されており−５ｋＶの高電圧を
印加することにより、タングスレンワイヤ１２の周囲の
放電により負のコロナイオンを発生させる。

【００１９】溶媒塗布手段４は、インク溶媒である石油
系溶媒２０を収納する溶媒容器１５と、ポンプ１６と、
スリット１７を有する塗布ヘッド１８とによって構成さ
れ、スリット１７を転写ドラム１向けて配置している。

【００２０】塗布厚規制手段５は、溶媒容器１５の内部
にあって、塗布厚規制ローラ２１と、塗布厚規制ローラ
２１表面に付着した溶媒を除去する剥離板２２と、塗布
厚規制ローラ２１の両端に装着したレースリング２３と
から構成される。

【００２１】転写押圧ローラ６はアルミニウムの金属ロ
ーラであり、図示しない圧力印加手段によって、転写ド
ラム１に押圧または解除の制御が可能に構成され、押圧
時は記録媒体である記録紙８を介して図中矢印Ｂの方向
に、転写ドラム１の周速と同一速度で回転する。

【００２２】転写ドラムクリーニング装置７は、ウレタ
ンゴムよりなるクリーニングブレード２５とハウジング
２６とによって構成される。クリーニングブレード２５
は、エッジを転写ドラム１の表面に当接させ清浄化す
る。

【００２３】次に動作について説明する。逆帯電粒子捕
捉装置２７を通過したインクが供給された記録ヘッド２
によって、複数ノズルから選択的にインク滴が吐出さ
れ、転写ドラム１上にインク像の記録が行なわれる。イ
ンク像を担持した転写ドラム１は回転につれて移動し、
コロトロン帯電器３によりインク中の着色帯電粒子と同
極性である負極性コロナイオンが照射される。インク像
は、堆積したイオンの静電的な作用により、帯電色材固
形成分とインク溶媒とに分離される。

【００２４】コロトロン帯電器３によるインクの分離作
用を図４、図５、図６を用いて説明する。本実施例にお
いては帯電色材固形成分４１は負に帯電しており、転写
ドラム１は接地されている。転写ドラム１上のインク像
４０は、図４に示すようにインク溶媒２０中に帯電した
色材固形成分４１が均一に分散されている。ここでコロ
トロン帯電器３によりインク中の色材固形成分４１と同
極性である負極性コロナイオン４３が照射され堆積する
と、色材固形成分４１が静電気力を受けて転写ドラム１
表面に付着する。色材固形成分４１は図４に示す様に、
図４におけるインク像４０の形状を保ったまま、転写ド
ラム１の表面方向に向かって移動し、転写ドラム１の近
い部分においては濃縮されたインク像となる。すなわ
ち、色材固形成分４１が分散しているインク像４０は、
帯電した色材固形成分４１と同極性である負極性コロナ
イオン４３を照射することによって濃縮された色材固形
成分４１とインク溶媒２０とに分離する。転写ドラム１
上のインク像４０のない部分４５にも負極性コロナイオ
ン４３は照射されるが、転写ドラム１の導電性弾性層１
１が導電性を有するため緩和し、長時間にわたって帯電
することはない。また、コロトロン帯電器３によりイン
ク中の色材固形成分４１と同極性である負極性コロナイ
オン４３が多量に照射されると、インク像４０の表面は
図６に示すように負に帯電し、色材固形成分４１が静電
気力を受けて転写ドラム１表面に付着すると同時に、イ
ンク像４０表面上のインク溶媒２０もまた転写ドラム１
の表面方向に向かって力が働き、インク像４０が偏平化
し急速に広がり、転写ドラム１上に拡散する。従って色
材固形成分４１は、転写ドラム１に付着し濃縮されたイ
ンク像となる。

【００２５】次に、色材固形成分と分離され、転写ドラ
ム上に残留するインク溶媒を溶媒塗布手段４を通過させ
ることによって取り除く。すなわち、溶媒容器１５に収
納しているインク溶媒２０を、ポンプ１６によって塗布
ヘッド１８に供給することにより、スリット１７からイ
ンク溶媒２０を吐出させて、転写ドラム１表面に一様に
塗布する。インク像４０の上からインク溶媒２０を塗布
する際、色材固形成分４１に対して流体圧力が働くが、
インク像４０の色材固形成分４１には、転写ドラム１表
面との間に強い付着力が働いているため、像の変形はな
い。

【００２６】インク溶媒２０を一様に塗布された転写ド
ラム１は、塗布厚規制ローラ２１によって、インク溶媒
を所定の厚さに規制される。これによってインク溶媒は
転写ドラム１上から除去され、小量が薄膜化し転写ドラ
ム１上に残留する。

【００２７】塗布厚規制ローラ２１は両端にレースリン
グ２３を装着し、転写ドラム１に当接することによっ
て、転写ドラム１と０．３ｍｍの距離を隔てて、図中矢
印Ｃの方向に回転する。これによって、転写ドラム１と
塗布厚規制ローラ２１との微小間隙中のインク溶媒２０
に、流体粘性に起因する力を与えて、転写ドラム１表面
からから引き剥し、転写ドラム１の表面にはインク溶媒
２０を所定の厚みで規制することができる。インク像４
０の色材固形成分４１には、先に述べた強い付着力が働
いているため、転写ドラム１表面から剥がれることはな
い。本実施例では、インク溶媒２０の厚みが５μｍ以下
になる様に、塗布厚規制ローラ２１の周速を定め、転写
ドラム１上に濃縮したインク像４０を形成している。塗
布厚規制ローラ２１表面に付着したインク溶媒２０は、
剥離板２２によって除去され、溶媒容器１５内に流下さ
せて保持する。

【００２８】次に転写ドラム１と転写押圧ローラ６の当
接部を通過させて、圧力を印加し、この押圧部に記録紙
８を通過させ、印加される圧力によって、転写ドラム１
上のインク像を記録紙８に転写する。この時、インク像
は適度な湿潤状態を保っているために、低圧力で、記録
紙８上に高画質の画像を得ることができる。

【００２９】上記実施例の装置では、記録ヘッド２には
所定の帯電極性（上記装置の場合は負電荷）の色材固形
成分の分散したインクが供給されるため転写ドラム１上
に拡散して付着するインク溶媒２０には色材固形成分が
含まれない。従って背景汚れの無いインク像が得られ
る。

【００３０】図７は本発明の第２実施例の転写型インク
ジェットプリンタの斜視図を示す。転写媒体である転写
ベルト９の周囲に、記録ヘッド２、コロトロン帯電器
３、当接ローラ３０、転写押圧ローラ６、転写ベルトク
リーニングパッド６０とが順次配置されている。転写ベ
ルト９は、駆動ローラ６１と従動ローラ６２とテンショ
ンローラ６３とによって構成される搬送機構に懸架され
て、図中矢印Ｆの方向に搬送される。転写ベルト９を介
してテンションローラ６３と対向する位置に記録ヘッド
２を、駆動ローラ６１と対向する位置に当接ローラ３０
と転写押圧ローラ６とをそれぞれ配置している。本実施
例で用いたインクは、第１実施例と同様の石油系溶媒と
色材固形成分で構成されている。

【００３１】転写ベルト９は、ニッケル等の金属の無端
ベルトに導電性弾性層を積層して構成され、導電性弾性
層としては第１実施例で示したゴム材等を用いることが
できる。

【００３２】先の実施例と同様にインク容器２９から記
録ヘッド２までのインク経路の途中にインク電荷制御手
段である逆帯電粒子捕捉装置２７を設けている。

【００３３】図８に示すように、逆帯電粒子捕捉装置２
７は、電極板５６と電極ローラ５５を有し、電源５０に
より電圧を印加されている。図中に５７で示すように、
両者の間で概放射線状電気力線が形成され、この電界中
をインクが通過する構成である。負の帯電電荷を有する
正規帯電色材固形成分５４は電界に従って電極ローラ５
５から斥力を受け、逆帯電色材固形成分５４は電極ロー
ラ５５に付着する。電極ローラ５５の回転にともなっ
て、付着した逆帯電色材固形成分５４は剥離ブレード５
８によって剥離除去される。このため逆帯電色材固形成
分５４が取り除かれて、正規帯電色材固形成分５３が選
択的に記録ヘッド２に供給される構成である。

【００３４】当接ローラ３０は、コロトロン帯電器３か
らコロナイオン照射されたインク像を通過させて、イン
ク溶媒２０のみを当接ローラ３０の上流側に滞留させて
インク像からインク溶媒を除去する。他の動作は、第１
実施例と同様であるので説明は省略する。

【００３５】本実施例では、逆帯電粒子捕捉装置２７
が、剥離ブレード５８を有し、逆帯電色材固形成分５４
を随時取り除くことができるため、逆帯電色材固形成分
５４の捕捉能力が低下することがない。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、インク容器から記録ヘ
ッドに至るインク経路に設けられ、インク中の特定極性
の帯電粒子を捕捉する手段によって所定の帯電極性以外
の極性の色材固形成分を予め除去して転写媒体上にイン
ク像形成を行なう。このため、転写媒体上での色材固形
成分分離のための電荷体堆積の工程で、色材固形成分は
転写媒体上で分離濃縮され、色材固形成分を含まないイ
ンク溶媒が背景に拡散する。このため、背景汚れの無い
転写型インクジェット記録装置を提供することができる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の転写型インクジェットプ
リンタを示す斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例の転写型インクジェットプ
リンタを示す断面図である。

【図３】本発明の第１実施例の転写型インクジェットプ
リンタに用いられる逆帯電粒子捕捉装置の構成を示す図
である。

【図４】本発明の第１実施例において転写ドラム上にイ
ンク滴を吐出した瞬間の状態を示す図である。

【図５】本発明の第１実施例においてインク中の色材固
形成分と同極性である負極性コロナイオンが少量照射さ
れ転写ドラム上のインク像が濃縮された状態を示す図で
ある。

【図６】本発明の第１実施例においてインク中の色材固
形成分と同極性である負極性コロナイオンが多量に照射
され転写ドラム上のインク像が濃縮された状態を示す図
である。

【図７】本発明の第２実施例の転写型インクジェットプ
リンタを示す斜視図である。

【図８】本発明の第２実施例の転写型インクジェットプ
リンタに用いられる逆帯電粒子捕捉装置の構成を示す図
である。

【符号の説明】

１ ：転写ドラム（転写媒体） ２ ：インクジェット記録ヘッド ３ ：コロトロン帯電器（色材分離手段） ６ ：転写押圧ローラ（転写手段） ８ ：記録紙（記録媒体） ９ ：転写ベルト（転写媒体） ２０：インク溶媒（溶媒） ２７：逆帯電粒子捕捉装置（インク電荷制御手段） ２８：ポンプ ２９：インク容器 ４０：インク像 ４１：色材固形成分 ４３：負極性コロナイオン ５０：電源 ５３：正規帯電色材固形成分 ５４：逆帯電色材固形成分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写媒体表面上にインク像を形成し、記
   録媒体に転写してインク像を得るインクジェット記録装
   置であって、インクは、絶縁性溶媒からなるインク溶媒
   と、インク溶媒に対して分散した、電荷を有する色材固
   形成分から構成され、このインクをインク滴として吐出
   するインクジェット記録ヘッドと、このインク滴を担持
   し、かつ上記記録ヘッドに対して間隙を介して移動する
   転写媒体と、この転写媒体上に形成されたインク像中の
   帯電色材固形成分を静電的に濃縮し、前記インク溶媒と
   分離させる色材分離手段と、上記インク像を記録媒体に
   転写する転写手段と、上記記録ヘッドにインクを供給す
   るインク容器と、上記インク容器から上記記録ヘッドに
   至るインク経路に設けられ、記録ヘッドに供給するイン
   ク中の帯電色材固形成分の帯電状態を制御するインク電
   荷制御手段、とを有することを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。