JPH068415A - 転写式インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写式インクジェットプリンタにおいて、印
字から転写までの時間や、印字パターンに影響されにく
く、かつ低い転写圧力で高画質像を得ること。 【構成】 少なくとも溶媒によって膨潤する内部三次元
架橋した粒子と着色材とを分散媒に分散してなるインク
をインクジェット記録ヘッド２で吐出し、転写ドラム１
上に形成したインク像をその溶媒を蒸発させて、インク
中の内部三次元架橋した粒子によって凝集接着し、圧力
ローラ３により記録媒体６に転写される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に関する。さらに詳細には、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
を得る転写型インクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】転写型インクジェットプリンタは、例え
ば米国特許第４５３８１５６号明細書に開示される方式
が知られている。

【０００３】これは図９に示すように、記録ヘッド１０
１によって、円筒状の転写媒体１００表面に形成したイ
ンク像に、記録媒体１０２の背面より圧力ローラ１０４
を押し当てて圧力によって転写する。未転写の残留イン
クは、クリーニング装置１０３によって除去される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の転写型
インクジェットプリンタにおいては、転写画像品質が悪
いという問題点を有していた。これは、第１には液体イ
ンクからなるインク像が記録媒体と接触すると記録媒体
の繊維に沿ってしみこみ、インク像周辺部がヒゲ状にな
るためであった。第２には、転写が転写媒体と記録媒体
との接触によって行なわれるため、平滑度の低い記録媒
体に対しては、凹部は記録媒体と転写媒体とが接触せず
転写すべき像が転写されない、いわゆる「白抜け」状態
となった。このような問題に対して、本出願人は特開昭
６２−９２８４９号公報においてインク滴を一旦転写媒
体上に吐出し、ここでインク滴中の溶媒成分を蒸発させ
て、濃縮したインクを記録紙上に押圧転写する装置を提
案している。これは図１０に示すように、記録ヘッド２
０１よりインクを転写媒体２０２に吐出し、ヒータ２０
３によってインクの溶媒成分の蒸発を早め、ローラ２０
４で支えられた記録媒体２０５に押圧して転写してい
る。転写後の転写媒体は、ブラシ２０６によってクリー
ニングされ、ブロア２０７で乾燥されて、一定の表面状
態になっている。これは、濃縮したインクを記録媒体２
０５に転写するために、転写時にインク像が変形せず、
また記録媒体２０５に染み込むこともない。従って、転
写型インクジェットプリンタのもつ上述の問題を解消
し、鮮明な像形成を可能にするものである。

【０００５】しかしながら、上記の方法では、転写圧力
が大きくなってしまうという問題点を有していた。すな
わち、ヒータ２０３の熱量を適当な値に設定して、濃縮
状態を特定しようとしても、１ノズルヘッドまたはマル
チノズルヘッドで走査する場合、インク吐出から転写ま
での時間が場所によって異なり、濃縮状態に差が生じて
しまう。ここで、インク像の濃縮状態と転写圧力との関
係は、インク像が濃縮しているほど転写圧力は大きくな
る傾向にあるため、インク像の最大の濃縮状態に合わせ
て圧力値を設定する必要があり、過大な圧力を要した。
さらに、インク像の印字パターン、言い替えれば単位面
積当りのインク量によってもインク像の濃縮状態が異な
ってしまい過大な転写圧力を要していた。

【０００６】本発明は、かかる問題点を解決するもの
で、その目的は、印字から転写までの時間や、印字パタ
ーンに影響されにくく、低転写圧力で良好な画像が得ら
れる転写型インクジェットプリンタを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】少なくとも、溶媒によっ
て膨潤する内部三次元架橋した粒子と着色材とを分散媒
に分散してなるインクと、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、かつインクジェット記録ヘッドに対して間隙を
介して移動する転写媒体と、この転写媒体から記録媒体
にインク像を転写する転写手段とを有することを特徴と
する。

【０００８】

【実施例】以下の実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。

【０００９】図１は本発明の第１実施例の記録装置の斜
視図である。図２は第１実施例の記録装置の断面図であ
る。インクを表面に保持することができ、図示しない駆
動手段により矢印Ａ方向に回転する転写媒体である転写
ドラム１の周囲に、回転方向上流からインクジェット式
記録ヘッド２、転写手段である圧力ローラ３が配設され
ている。また、必要に応じて転写ドラムの内部に加熱手
段７と、その下流側に転写後の残存インクを除去するク
リーナー４と記録媒体６上に転写された像を定着するた
め、内部に加熱手段を設けた定着ローラ１２が設けられ
ている。

【００１０】転写ドラム１は、金属素管１０の周囲に表
面が平滑である弾性層１１を設け、また、必要に応じ
て、金属素管１０の中空部に、加熱手段７であるヒータ
ーランプ７０と反射鏡７１が設けられて構成される。

【００１１】弾性層１１としては、ゴム材が適してお
り、その中でも、インク像を剥離し易い、良離型性材料
が望ましく、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレ
ンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フルオロシリコー
ンゴム、フッ素ゴム,天然ゴム、スチレンゴム、イソプ
レンゴム、ブタジエンゴム、エチレン／プロピレン／ジ
エタンターポリマー、ニトリルブタジエンゴムを用いる
ことができる。特に耐熱性を有するシリコーンゴム、フ
ルオロシリコーンゴム、フッ素ゴムが好ましい。さらに
は、前記各種ゴム材の表層（インク像担持面）に各種良
離型性のコーティング剤を塗工して弾性層１１を形成し
てもよい。コーティング剤としては、シリコーン系コー
ティング、フッソ系コーティングが好ましい。

【００１２】インクジェット記録ヘッド２は、圧電素子
を用いる形式のインクジェット記録ヘッドであり、複数
のノズルを転写ドラム１の軸方向に一定の間隔で配列さ
れている。

【００１３】圧力ローラ３は金属ローラ単体もしくは、
金属ローラ周囲にゴム等からなる弾性層を設けて構成さ
れる。圧力印加機構８により、圧力ローラ３は、記録媒
体６を介して転写ドラム１を押圧する。また必要に応じ
て、圧力ローラ３の押圧の解除を行う圧力解除機構９も
設けられる。

【００１４】すなわち、転写ドラム１上に１頁分のイン
ク画像を形成し終えてから、記録媒体６に転写する構成
とする場合は、記録ヘッド２でインク画像を形成し終え
るまでは、圧力解除機構９により、圧力ローラ３の押圧
を解除しておき、その後、記録媒体６に転写を行う際に
のみ、圧力ローラ３を押圧させればよい。

【００１５】次に本発明に用いるインクについて説明す
る。本発明に用いるインクの主たる構成成分は、水によ
って膨潤する内部三次元架橋した粒子と、着色成分とそ
の分散媒である水である。

【００１６】内部三次元架橋した粒子は、主成分がメチ
ルメタクリレート、スチレン、およびブチルアクリレー
トからなり、通常では粒子径が約１０〜１０００ｎｍで
あり、水によって膨潤して粒子径が１．１〜１．６倍に
なる。本実施例では日本ペイント製マイクロジェルを用
いた。着色成分は、各種の有機、無機の顔料を用いる。
黒色インクに対しては、カーボンブラック、フェライ
ト、マグネタイト等の無機顔料、またはアニリンブラッ
ク等の有機顔料が用いられる。インクはマイクロジェル
３０〜４０ｗｔ％、顔料３〜６ｗｔ％になるように調整
して用いている。次に、前述した構成による本発明の転
写式インクジェット記録装置の動作について説明する。

【００１７】記録信号に応じて、まず記録ヘッド２から
インク滴を飛翔させ中間転写ドラム１の表面にインク像
を形成する。インクジェット記録ヘッド２によるインク
像形成動作を図１と図３を用いて説明する。図３は図１
における矢印Ｂの方向から見た図である。インクジェッ
ト記録ヘッド２は、複数のノズル３０、３１、３２…を
転写ドラム１の軸方向（図中、矢印Ｃの方向）に一致さ
せて、８×１／３００インチのピッチで配置した構成を
とっており、記録信号に応じて、インクをインク滴とし
て複数のノズル３０、３１、３２…から選択的に吐出す
る。このように構成したインクジェット記録ヘッド２
は、記録時に転写ドラム１の回転に同期して、図示しな
い移動手段によって、転写ドラム１の軸方向に１／３０
０インチだけ送られ、３０´、３１´、３２´…で示す
位置に移動する。すなわち、転写ドラム１が１回転する
毎にインクジェット記録ヘッド２は、転写ドラム１の軸
方向に移動し、これを８回転繰り返すことにより、１／
３００インチピッチで、転写ドラム１上の所定の記録領
域１２にインク像を形成することができる。その後、イ
ンクジェット記録ヘッド２は初期の位置に移動する。こ
のようにインクジェット記録ヘッド２を構成およびイン
ク像形成動作を行わせることで、インクジェット記録ヘ
ッド２のノズルのピッチは転写ドラム１上での画素ピッ
チの８倍でよく、製造が簡略化でき安価に製造できる。
また、インクジェット記録ヘッド２からの吐出は低粘度
状態で行なわれるため、良好な吐出特性が得られ、転写
ドラム１上に高画質なインク像を安定して得ることがで
きる。

【００１８】以上の動作を行うことによって、記録領域
１３の全域にわたってインク像の記録が行なわれる。

【００１９】インク像形成動作中、及び動作終了後、自
然乾燥、もしくは、加熱手段によりインク中の水が蒸発
される。このときインクの凝集力は、溶媒成分が蒸発す
るためにインクジェット記録ヘッド２からの吐出時より
も高くなる。しかし、インクに含有されている内部三次
元架橋した粒子の内部に取りこまれた水分は蒸発しにく
く、したがって、上記の凝集過程によって互いに密着し
その内部の水によって、粒子同士で互いに接着しあって
いく。

【００２０】像形成から転写定着に至るまでのインク像
５の挙動について、詳細に説明する。図４、図５は、イ
ンク像５の挙動を示す模式図である。図６は図５中のイ
ンク像の一部を拡大したものである。以下で述べる説明
では、インク像とは、最小画素単位である１ドットから
なる像もしくは、複数のドットが隣接してつながり合っ
た集合体としての像に関してである。

【００２１】転写ドラム１上に形成されたインク像５
は、図４に示すように水５１中に着色粒子５２及び内部
三次元架橋した粒子５３が均一に分散されている。ここ
で自然乾燥、もしくは加熱手段によりインク中の水が蒸
発されると、それまで分散状態にあった個々の着色粒子
５２、内部三次元架橋した粒子５３は凝集状態となり、
インク像５のほとんどもしくは全てが、図５で示すよう
に凝集体として形成されることとなる。この時溶媒によ
って膨潤している内部三次元架橋した粒子５３がその内
部に保持している溶媒は蒸発しにくく、したがって内部
三次元架橋した粒子５３は接着力を持つ。そして、図６
に示すように、互いに粒子同士が接着しあい、図５に示
すような凝集体となる。

【００２２】次に転写ドラム１と圧力ローラ３を当接さ
せ、圧力を印加し、この押圧部に記録媒体６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
像を記録媒体６に転写する。この時、インク像は接着力
を有しており、したがって低圧力で、記録紙８上に高画
質の画像を得ることができる。

【００２３】図７、図５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における像形成から転写定着に
至るまでのインク像５の挙動について示す。

【００２４】転写ドラム１上に形成されたインク像５
は、図７に示すように水５１中にその内部に染料を化学
結合によって含有している内部三次元架橋した粒子５４
が均一に分散されている。ここで自然乾燥、もしくは加
熱手段によりインク中の水が蒸発されると、それまで分
散状態にあった個々の内部三次元架橋した粒子５４は凝
集状態となり、インク像５のほとんどもしくは全てが、
図５で示すように凝集体として形成されることとなる。
この時溶媒によって膨潤している内部三次元架橋した粒
子５４がその内部に保持している溶媒は蒸発しにくく、
したがって粒子５４は接着力を持つ。そして、図８に示
すように、内部三次元架橋した粒子５４は互いに接着し
あい、図５に示すような凝集体となる。

【００２５】本実施例では、内部三次元架橋した粒子５
４自体がその内部に着色成分をもっており、したがって
着色粒子も兼ねている。この点が第１の実施例と大きく
異なる点である。そのほかの装置は、第１の実施例と同
様であるため省略してある。本実施例の場合は、粒子の
全てが接着力を有するため高い定着強度を得ることがで
きる。しかも、そのためにインク像の耐水性も高くな
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明の転写式インクジェット記録方法
では、少なくとも、水によって膨潤する三次元架橋した
の粒子、着色成分および水からなるインクを使用し、転
写媒体上に形成したインク像の溶媒成分を蒸発させて、
凝集体とし、内部に溶媒を取り込んだ内部三次元架橋し
た粒子によって、凝集体となったインク像を接着し、記
録媒体に転写する。

【００２７】この結果、記録媒体に、低い転写圧力のも
とで、転写残りを発生させずに、記録媒体上に安定して
鮮明な画像を形成できるという効果を有する。

【００２８】さらには、記録媒体上で定着強度の高いイ
ンク像を得ることができるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のインクジェットプリンタ
の構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例のインクジェットプリンタ
の構成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
リンタにおけるインク像形成動作を示す図である。

【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、第２実施例において転写ドラム
上のインク像が凝集された状態を示す図である。

【図６】本発明の第１実施例において転写ドラム上で凝
集したインク像の一部を拡大した図である。

【図７】本発明の第２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８】本発明の第２実施例において転写ドラム上で凝
集したインク像の一部を拡大した図である。

【図９】従来の転写型インクジェットプリンタの構成を
示す図である。

【図１０】従来の濃縮したインクを記録紙上に押圧転写
する転写型インクジェットプリンタの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ：転写ドラム ２ ：インクジェット記録ヘッド ３ ：圧力ローラ ４ ：クリーナ ５ ：インク像 ６ ：記録媒体 ７ ：加熱手段 ８ ：圧力印加機構 ９ ：圧力解除機構 １０ ：金属素管 １１ ：弾性層 １２ ：定着ローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、溶媒によって膨潤する内部
   三次元架橋した粒子と着色材とを分散媒に分散してなる
   インクと、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、かつイ
   ンクジェット記録ヘッドに対して間隙を介して移動する
   転写媒体と、この転写媒体から記録媒体にインク像を転
   写する転写手段とを有することを特徴とする転写式イン
   クジェット記録装置。