(57)【要約】【課題】本発明は、非画像部への粒子の付与を抑制することが可能な画像形成方法を提供することを目的とする。【解決手段】画像形成方法は、記録ヘッド２０のノズル２１ａから導電性インクＩを吐出して、中間転写ドラム１０に正に帯電したインク画像Ｉ'を形成する工程と、インク画像Ｉ'とは反対の電荷に帯電し、導電性インクＩに含まれる溶媒に溶解又は膨潤することが可能な粒子Ｐをインク画像Ｉ'に付与する工程と、粒子Ｐが付与されたインク画像Ｉ'を記録紙に転写する工程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドのノズルから導電性インクを吐出して、中間転写体に正又は負に帯電したインク画像を形成する工程と、
該インク画像とは反対の電荷に帯電し、前記導電性インクに含まれる溶媒に溶解又は膨潤することが可能な粒子を該インク画像に付与する工程と、
該粒子が付与されたインク画像を記録媒体に転写する工程とを有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記中間転写体は、導電性基体上に絶縁層が形成されており、
前記導電性インクと前記導電性基体の間に電位差が形成されている状態で、前記ノズルと前記絶縁層の間に前記導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成することにより、前記中間転写体に帯電したインク画像を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】
前記中間転写体と所定の間隔を隔てて設けられている粒子担持部材に担持されている前記粒子を、前記粒子と前記インク画像の静電引力により、前記インク画像に付与することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
前記中間転写体と近接して設けられている粒子担持部材に前記粒子を担持させた状態で前記粒子を前記インク画像に接触させることにより、前記粒子を前記インク画像に付与することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。
【請求項５】
導電性インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
正又は負に帯電したインク画像が形成される中間転写体と、
該中間転写体に形成されたインク画像とは反対の電荷に帯電し、前記導電性インクに含まれる溶媒に溶解又は膨潤することが可能な粒子を該インク画像に付与する粒子付与手段と、
該粒子付与手段により該粒子が付与されたインク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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成方法及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式としては、ピエゾ方式に代表される可動アクチュエータ方式、サーマル方式に代表される加熱膜沸騰方式等が挙げられるが、いずれの方式も、ノズルを通してインクを液滴化し、画像情報に応じて、記録紙等の記録媒体に付着させる。インクジェット記録方式は、電子写真記録方式と比較して構成が簡易であることから、プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置に適用されている。
【０００３】
一般に、インクジェット記録方式が適用されている画像形成装置においては、記録ヘッドから吐出されるインク滴を記録紙に着弾させる方法が用いられている。このような画像形成装置は、作像エンジンの主要部分が記録ヘッド、インク及び記録紙から構成され、記録ヘッドに近接された領域で記録紙が搬送されるため、紙粉、埃等がノズルに付着しやすい。その結果、ノズルから吐出される液滴の飛翔方向が乱れたり、ノズルが閉塞したりして、画像品質や信頼性が低下する。また、ノズルからの吐出性を優先して、粘度が小さいインクを使用するのが一般的であるが、記録紙に着弾する際にインクの滲みが発生しやすい。
【０００４】
そこで、特許文献１には、画像情報に応じてインクを吐出して画像転写媒体にインク画像を形成する工程と、インク画像に増粘物質（粒子）を付与する工程と、粒子の付与されたインク画像を画像支持体上に転写する工程とを有する画像形成方法が開示されている。しかしながら、インク画像が形成されていない非画像部に粒子が付与されるという問題がある。このため、粒子の消費量が増加することに加え、非画像部に付与された粒子を除去する装置を設ける必要があり、印刷速度が低下する。なお、非画像部に付与された粒子が画像支持体上に転写されると、画像支持体同士が接着しやすくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、非画像部への粒子の付与を抑制することが可能な画像形成方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、画像形成方法において、記録ヘッドのノズルから導電性インクを吐出して、中間転写体に正又は負に帯電したインク画像を形成する工程と、該インク画像とは反対の電荷に帯電し、前記導電性インクに含まれる溶媒に溶解又は膨潤することが可能な粒子を該インク画像に付与する工程と、該粒子が付与されたインク画像を記録媒体に転写する工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成方法において、前記中間転写体は、導電性基体上に絶縁層が形成されており、前記導電性インクと前記導電性基体の間に電位差が形成されている状態で、前記ノズルと前記絶縁層の間に前記導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成することにより、前記中間転写体に帯電したインク画像を形成することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成方法において、前記中間転写体と所定の間隔を隔てて設けられている粒子担持部材に担持されている前記粒子を、前記粒子と前記インク画像の静電引力により、前記インク画像に付与することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成方法において、前記中間転写体と近接して設けられている粒子担持部材に前記粒子を担持させた状態で前記粒子を前記インク画像に接触させることにより、前記粒子を前記インク画像に付与することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、画像形成装置において、導電性インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、正又は負に帯電したインク画像が形成される中間転写体と、該中間転写体に形成されたインク画像とは反対の電荷に帯電し、前記導電性インクに含まれる溶媒に溶解又は膨潤することが可能な粒子を該インク画像に付与する粒子付与手段と、該粒子付与手段により該粒子が付与されたインク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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、非画像部への粒子の付与を抑制することが可能な画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す図である。
【図２】正に帯電したインク画像が形成されるメカニズムを示す図である。
【図３】実施例３の画像形成装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明を実施するための形態を図面と共に説明する。
【００１４】
図１に、本発明の画像形成装置の一例を示す。画像形成装置１００は、中間転写ドラム１０の周囲に、記録ヘッド２０、電源３０、粒子担持ローラ４０及び転写ローラ５０が設けられている。
【００１５】
中間転写ドラム１０は、導電性基体１１上に絶縁層１２が形成されているドラム状の部材であり、回転することができる。導電性基材としては、特に限定されないが、アルミニウム、アルミ合金、銅、ステンレス等が挙げられる。また、絶縁層としては、特に限定されないが、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
【００１６】
記録ヘッド２０は、複数のノズル２１ａが形成されているノズル板２１、各ノズル２１ａに対応したインク室２２及びインク吐出手段（不図示）等を有する。このとき、ノズル板２１は、導電性を有し、インク室２２には、インク供給手段（不図示）を用いて導電性インクＩが充填されている。インク吐出手段としては、圧電素子が用いられており、圧電素子に印加される電圧パルスに応じて、ノズル２１ａから導電性インクＩが吐出される。なお、インク吐出手段としては、特に限定されず、圧電素子以外の手段を用いてもよい。
【００１７】
導電性インクＩは、水系溶媒に顔料等のイオン成分が分散されているものの他、有機溶媒に導電性物質を添加した混合溶媒を用いることもできる。導電性インクＩの導電率は、通常、１ｍＳ／ｍ以上であるが、インク画像Ｉ'に効率的に電荷を付与するためには、１０ｍＳ／ｍ以上が好ましい。
【００１８】
電源３０は、ノズル板２１及び導電性基体１１の間に接続されており、導電性インクＩと導電性基体１１の間に電位差が形成されている。このため、ノズル２１ａと絶縁層１２の間に、導電性インクＩからなる液柱のブリッジを一時的に形成することにより、中間転写ドラム１０に正に帯電したインク画像Ｉ'を形成することができる。なお、電源３０の電圧は、電圧変更手段（不図示）を用いて変更することができる。
【００１９】
中間転写ドラム１０の絶縁層１２と、記録ヘッド２０のノズル板２１のギャップは５０〜２００μｍであることが好ましい。ギャップが５０μｍ未満であると、回転する中間転写ドラム１０の絶縁層１２と、ノズル板２１のギャップを維持することが困難になることがあり、２００μｍを超えると、液柱のブリッジを形成しにくくなることがある。なお、圧電素子に印加される電圧パルスのピーク電圧とパルス幅を調整することにより、液柱のブリッジを形成する時間を調整することができる。
【００２０】
図２に、正に帯電したインク画像Ｉ'が形成されるメカニズムを示す。まず、ノズル２１ａには、インク室２２に充填された導電性インクＩのメニスカスが形成されており、電源３０には、所定の電圧が印加されている（図２（ａ）参照）。次に、圧電素子に電圧パルスが印加されることにより、導電性インクＩがノズル２１ａから吐出され、ノズル２１ａと絶縁層１２の間に、導電性インクＩからなる液柱のブリッジが一時的に形成される（図２（ｂ）参照）。このとき、液柱のブリッジと導電性基体１１の間に電圧が印加される。さらに、液柱のブリッジが切断されて、中間転写ドラム１０に正に帯電したインク画像Ｉ'が形成される（図２（ｃ）参照）。
【００２１】
粒子担持ローラ４０は、回転することができ、導電性インクＩに含まれる溶媒に溶解又は膨潤することが可能な粒子Ｐを一定の厚さで担持し、中間転写ドラム１０に形成されたインク画像Ｉ'に粒子Ｐを付与する。このとき、粒子担持ローラ４０は、中間転写ドラム１０と所定の間隔を隔てて設けられているため、インク画像Ｉ'の粒子担持ローラ４０への転移を抑制することができる。なお、粒子Ｐは、電子写真法の現像工程でトナーを摩擦により帯電させる方法を用いて、インク画像Ｉ'とは反対の電荷に帯電されているため、粒子Ｐとインク画像Ｉ'の静電引力により、インク画像Ｉ'に粒子Ｐを選択的に付着させることができる。その結果、中間転写ドラム１０の非画像部に付着した粒子Ｐを回収する手段を設ける必要が無いことに加え、粒子Ｐの消費量を低減することができる。なお、粒子Ｐを帯電させる手段としては、特に限定されず、コロナチャージャー等の放電手段等を用いてもよい。また、粒子Ｐが中間転写ドラム１０に移動しやすいように、中間転写ドラム１０と粒子担持ローラ４０の間にバイアス電圧を印加してもよい。さらに、粒子担持ローラ４０の代わりに、粒子担持ブラシを用いて粒子Ｐを摩擦により帯電させて供給してもよい。
【００２２】
なお、粒子担持ローラ４０を中間転写ドラム１０と近接して設け、粒子担持ローラ４０に担持されている粒子Ｐをインク画像Ｉ'に接触させることにより、粒子Ｐをインク画像に付与してもよい。
【００２３】
粒子Ｐを構成する材料としては、導電性インクＩに含まれる溶媒に溶解又は膨潤することが可能であれば、特に限定されないが、アクリル酸樹脂、アクリル酸／メタクリル酸共重合体、メタクリル酸樹脂、マレイン酸樹脂、アクリル酸／マレイン酸共重合体、ポリエチレンオキサイド等のポリアルキレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリアクリルアミド、ポリプロピレングリコール、にかわ、ゼラチン、ガゼイン、アルブミン、アルギン酸、アルギン酸ソーダ、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルエーテル、ポリビニルメチルセルロース、ポリエチレングコール、グルコース、キシロース、スクロース、マルトース、アラビノース、α−シクロデキストリン、でんぷん等が挙げられる。
【００２４】
なお、粒子Ｐの粒径は、通常、インク画像Ｉ'のドット径以下である。
【００２５】
導電性インクＩがアニオン性の顔料を含む場合、カチオン性の材料を含む粒子Ｐを用いて、導電性インクＩを凝集させてもよい。カチオン性の材料としては、特に限定されないが、ラウリルアミン、ステアリルアミン、ドデシルアミン、ロジンアミン、ジアミルアミン、トリアリルアミン、トリブチルアミン等の脂肪族アミンが挙げられる。
【００２６】
転写ローラ５０は、回転することができ、中間転写ドラム１０との間に搬送された記録紙（不図示）に、粒子Ｐが付与されて粘度が増大したインク画像Ｉ'を転写する。このとき、粒子Ｐが付与されていないインク画像Ｉ'を記録紙に転写すると、インク画像Ｉ'の記録紙に十分吸収されない部分が中間転写ドラム１０に残留しやすくなる。なお、転写ローラ５０は、ヒータを内蔵していてもよい。
【００２７】
なお、中間転写ドラム１０の周囲に、インク画像Ｉ'を記録紙に転写した後の中間転写ドラム１０をクリーニングするクリーニングブレード、クリーニングローラ等のクリーニング部材をさらに設けてもよい。また、記録紙に転写されたインク画像Ｉ'を定着させるために、定着ローラをさらに設けてもよい。
【実施例】
【００２８】
［ブラックの導電性インクの調製］
固形分が２０質量％のスルホン酸基結合型カーボンブラック顔料分散液ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２００（キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）３５．０質量％、２−ピロリドン１０．０質量％、グリセリン１４．０質量％、プロピレングリコールモノブチルエーテル０．９質量％、デヒドロ酢酸ソーダ０．１質量％及び蒸留水（残余）からなる混合液を得た。次に、水酸化リチウムの５質量％水溶液を用いて、混合液のｐＨを９．１に調整した後、平均孔径が０．８μｍのメンブレンフィルターを用いて加圧濾過し、ブラックの導電性インクを得た。
【００２９】
［イエローの導電性インクの調製］
固形分が１０質量％のスルホン酸基結合型イエロー顔料分散液ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２７０Ｙ（キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）４０．０質量％、トリエチレングリコール１５．０質量％、グリセリン２５．０質量％、プロピレングリコールモノブチルエーテル６．０質量％、デヒドロ酢酸ソーダ０．１質量％及び蒸留水（残余）からなる混合液を得た。次に、水酸化リチウムの５質量％水溶液を用いて、混合液のｐＨを９．１に調整した後、平均孔径が０．８μｍのメンブレンフィルターを用いて加圧濾過し、イエローの導電性インクを得た。
【００３０】
［マゼンタの導電性インク］
固形分が１０質量％のスルホン酸基結合型マゼンタ顔料分散液ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２６０Ｍ（キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）４０．０質量％、ジエチレングリコール２０．０質量％、プロピレングリコールモノブチルエーテル３．０質量％、デヒドロ酢酸ソーダ０．１質量％及び蒸留水（残余）からなる混合液を得た。次に、水酸化リチウムの５質量％水溶液を用いて、混合液のｐＨを９．１に調整した後、平均孔径が０．８μｍのメンブレンフィルターを用いて加圧濾過し、マゼンタの導電性インクを得た。
【００３１】
［シアンの導電性インク］
固形分が１０質量％のスルホン酸基結合型シアン顔料分散液ＣＡＢ−Ｏ−ＪＥＴ−２５０Ｃ（キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク社製）４０．０質量％、エチレングリコール４．０質量％、トリエチレングリコール１４．０質量％、プロピレングリコールモノブチルエーテル６．０質量％、デヒドロ酢酸ソーダ０．１質量％及び蒸留水（残余）からなる混合液を得た。次に、水酸化リチウムの５質量％水溶液を用いて、混合液のｐＨを９．１に調整した後、平均孔径が０．８μｍのメンブレンフィルターを用いて加圧濾過し、シアンの導電性インクを得た。
【００３２】
［実施例１］
図１に示す画像形成装置１００を用意した。中間転写ドラム１０は、アルミニウム素管（導電性基体１１）の外周に、厚さが０．２ｍｍのシリコーンゴム層（絶縁層１２）が形成されており、反時計周りに外周の線速が５０ｍｍ／秒で回転駆動される。記録ヘッド２０は、金属製のノズル板２１を有するインクジェットプリンタＧＸ５０００（リコー社製）であり、インク室２２にはブラックの導電性インクＩが充填されている。このとき、中間転写ドラム１０の絶縁層１２と、記録ヘッド２０のノズル板２１のギャップを１００μｍとした。また、電源３０の電圧を６００Ｖとした。さらに、中間転写ドラム１０の絶縁層１２と、粒子担持ローラ４０（特許文献１の図２（ｃ）参照）のギャップを３００μｍとした。
【００３３】
以上のような画像形成装置１００を用い、記録ヘッド２０の圧電素子に液柱のブリッジを形成する時間が数１０マイクロ秒となるような電圧パルスを印加することにより、中間転写ドラム１０が回転する方向と直交する方向（副走査方向）の約１インチ幅の連続した帯状領域に、ベタ画像を形成した。次に、粒子担持ローラ４０に担持された粒子Ｐをベタ画像に付与した後、転写ローラ５０を用いて、粒子Ｐが付与されて粘度が増大したベタ画像を記録紙に転写した。その結果、中間転写ドラム１０の非画像部に粒子Ｐは付着していなかった。また、中間転写ドラム１０にベタ画像は付着していなかった。
【００３４】
［実施例２］
粒子担持ローラ４０（特許文献１の図２（ａ）参照）を中間転写ドラム１０と近接して設け、粒子担持ローラ４０に担持されている粒子Ｐをインク画像Ｉ'に接触させることにより、粒子Ｐをインク画像Ｉ'に付与した以外は、実施例１と同様にして、記録紙にベタ画像を形成した。その結果、粒子担持ローラ４０に導電性インクＩの一部が転移していた。また、中間転写ドラム１０の非画像部に粒子Ｐが少量付着していたが、ノズル２１ａは汚染されていなかった。さらに、中間転写ドラム１０にベタ画像は付着していなかった。
【００３５】
［比較例１］
電源３０の電圧を０Ｖとして、中間転写ドラム１０に帯電していないインク画像Ｉ'を形成した後、粒子担持ローラ４０の代わりに、粒子担持ブラシ（特許文献１の図２（ｂ）参照）から中間転写ドラム１０にクラウド状の粒子Ｐを付与した以外は、実施例２と同様にして、記録紙にベタ画像を形成した。その結果、中間転写ドラム１０の非画像部に粒子Ｐが多量に付着しており、ノズル２１ａが汚染されていた。また、中間転写ドラム１０に、粒子Ｐが過剰に取り込まれたインク画像Ｉ'のエッジ部分や、インクの塗布量が少ないインク画像Ｉ'が付着していた。
【００３６】
［実施例３］
イエローの記録ヘッド１０Ｙ、マゼンタの記録ヘッド１０Ｍ、シアンの記録ヘッド１０Ｃ及びブラックの記録ヘッド１０Ｋが順次設けられている画像形成装置（図３参照）を用いた以外は、実施例１と同様にして、記録紙にカラー画像を形成した。なお、図３においては、各色の記録ヘッド１０に対応する電源３０の記載が省略されている。その結果、中間転写ドラム１０の非画像部に粒子Ｐが少量付着していたが、ノズル２１ａは汚染されていなかった。また、中間転写ドラム１０にカラー画像は付着していなかった。
【００３７】
なお、図３においては、全ての色のインク画像が形成された後に、粒子Ｐが付与されているが、各色のインク画像が形成される毎に粒子Ｐを付与しても同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００３８】
１０    中間転写ドラム
１１    導電性基体
１２    絶縁層
２０    記録ヘッド
２１    ノズル板
２１ａ    ノズル
２２    インク室
３０    電源
４０    粒子担持ローラ
５０    転写ローラ
１００    画像形成装置
Ｉ    導電性インク
Ｉ'    インク画像
Ｐ    粒子
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３９】
【特許文献１】特開２０００−１０３１５７号公報
【図１】
2010173145.tif 000003
【図２】
2010173145.tif 000004
【図３】
2010173145.tif 000005