(57)【要約】      （修正有）【課題】処理液を付与しなくても滲みの発生を抑制すると共に、地汚れの発生を抑制することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、顔料が水を含む溶媒中に分散されている導電性インクを吐出するノズルを有する記録ヘッド（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１ＢＫ）と、インク画像を形成することが可能な導電性の表面を有する中間転写ドラム１０と、中間転写ドラム１０の導電性の表面と導電性インクとの間に、電圧を印加する電源３０と、中間転写ドラム１０の導電性の表面に形成されたインク画像を記録紙Ｓに転写する転写ローラ４０と、インク画像が記録紙Ｓに転写された中間転写ドラム１０をクリーニングするクリーニングローラ５２を有する。【選択図】図１
2011173332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料が水を含む溶媒中に分散されている導電性インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記ノズルと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インク画像を形成することが可能な導電性の表面を有する中間転写体と、
前記中間転写体の導電性の表面と前記導電性インクとの間に、前記導電性の表面の近傍で、前記液柱のブリッジに含まれる水が電気分解することが可能な電圧を印加する電圧印加手段と、
前記中間転写体の導電性の表面に形成されたインク画像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記インク画像が前記記録媒体に転写された前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする第一のクリーニングローラを有し、
前記第一のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記中間転写体の導電性の表面よりも、水に対する後退接触角が小さく、
前記第一のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記中間転写体の導電性の表面よりもタック値が大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第一のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面の水に対する後退接触角が１°以上６０°未満であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第一のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面のタック値が５０ｇｆ／ｃｍ２以上１５０ｇｆ／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記インク画像が前記記録媒体に転写された前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする第二のクリーニングローラをさらに有し、
前記第二のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記中間転写体の導電性の表面よりも、水に対する後退接触角が小さく、
前記第二のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記第一のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面よりもタック値が小さく、
前記インク画像が前記記録媒体に転写された前記中間転写体の導電性の表面を、前記第二のクリーニングローラを用いてクリーニングした後、前記第一のクリーニングローラを用いてクリーニングすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第二のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面の水に対する後退接触角が１°以上６０°未満であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
顔料が水を含む溶媒中に分散されている導電性インクを記録ヘッドのノズルから吐出して、導電性の表面を有する中間転写体にインク画像を形成する工程と、該中間転写体の導電性の表面に形成されたインク画像を記録媒体に転写する工程と、該インク画像が記録媒体に転写された中間転写体の導電性の表面を、クリーニングローラを用いてクリーニングする工程を有する画像形成方法であって、
前記導電性インクと前記導電性の表面との間に電圧が印加されている状態で、前記ノズルと前記中間転写体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と共に、前記導電性の表面の近傍で、前記液柱のブリッジに含まれる水を電気分解して前記顔料を凝集させることにより、前記中間転写体の導電性の表面にインク画像を形成し、
前記クリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記中間転写体の導電性の表面よりも、水に対する後退接触角が小さく、
前記クリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記中間転写体の導電性の表面よりもタック値が大きいことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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により、ノズルからインクを吐出する記録ヘッドを備えるインクジェット記録方式の画像形成装置が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置は、記録ヘッドから記録紙にインクを直接吐出する構成において、記録ヘッドと記録紙が近接するため、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、インク像を担持する中間転写体と、中間転写体上に処理液を付与する処理液付与部と、処理液上にインクを吐出するインク吐出部と、中間転写体上に形成されたインク像の溶媒を除去する溶媒除去部と、溶媒が除去されたインク像を記録媒体に転写する転写部と、を備える画像形成装置が開示されている。このとき、インクは、色材とイオン性基を有する樹脂エマルジョンを含み、処理液は、インクと接触することによりｐＨ変化を引き起こし、色材及びイオン性基を有する樹脂エマルジョンに凝集作用を生じさせるとともに、インクと処理液とのｐＨ差が３以上である。
【０００５】
しかしながら、インク像を形成するために処理液を付与しなければならないことに加え、インク像が記録媒体に転写された中間転写体に残留したインク像を除去することが困難であり、地汚れが発生するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、処理液を付与しなくても滲みの発生を抑制すると共に、地汚れの発生を抑制することが可能な画像形成装置及び画像形成方法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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、画像形成装置において、顔料が水を含む溶媒中に分散されている導電性インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、前記ノズルと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インク画像を形成することが可能な導電性の表面を有する中間転写体と、前記中間転写体の導電性の表面と前記導電性インクとの間に、前記導電性の表面の近傍で、前記液柱のブリッジに含まれる水が電気分解することが可能な電圧を印加する電圧印加手段と、前記中間転写体の導電性の表面に形成されたインク画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記インク画像が前記記録媒体に転写された前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする第一のクリーニングローラを有し、前記第一のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記中間転写体の導電性の表面よりも、水に対する後退接触角が小さく、前記第一のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記中間転写体の導電性の表面よりもタック値が大きいことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記第一のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面の水に対する後退接触角が１°以上６０°未満であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記第一のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面のタック値が５０ｇｆ／ｃｍ２以上１５０ｇｆ／ｃｍ２以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記インク画像が前記記録媒体に転写された前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする第二のクリーニングローラをさらに有し、前記第二のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記中間転写体の導電性の表面よりも、水に対する後退接触角が小さく、前記第二のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記第一のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面よりもタック値が小さく、前記インク画像が前記記録媒体に転写された前記中間転写体の導電性の表面を、前記第二のクリーニングローラを用いてクリーニングした後、前記第一のクリーニングローラを用いてクリーニングすることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記第二のクリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面の水に対する後退接触角が１°以上６０°未満であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、顔料が水を含む溶媒中に分散されている導電性インクを記録ヘッドのノズルから吐出して、導電性の表面を有する中間転写体にインク画像を形成する工程と、該中間転写体の導電性の表面に形成されたインク画像を記録媒体に転写する工程と、該インク画像が記録媒体に転写された中間転写体の導電性の表面を、クリーニングローラを用いてクリーニングする工程を有する画像形成方法であって、前記導電性インクと前記導電性の表面との間に電圧が印加されている状態で、前記ノズルと前記中間転写体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と共に、前記導電性の表面の近傍で、前記液柱のブリッジに含まれる水を電気分解して前記顔料を凝集させることにより、前記中間転写体の導電性の表面にインク画像を形成し、前記クリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記中間転写体の導電性の表面よりも、水に対する後退接触角が小さく、前記クリーニングローラの前記中間転写体の導電性の表面をクリーニングする表面は、前記中間転写体の導電性の表面よりもタック値が大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、処理液を付与しなくても滲みの発生を抑制すると共に、地汚れの発生を抑制することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の部分拡大図である。
【図３】アニオン性分散剤により分散された顔料がプロトンを介して凝集した状態を示す図である。
【図４】図１のクリーニングローラを示す断面図である。
【図５】インク画像が形成されるメカニズムを示す図である。
【図６】カソード及びアノードの間に形成される液柱のブリッジを示す模式図である。
【図７】アニオン性分散剤により分散された顔料がプロトン及び金属カチオンを介して凝集した状態を示す図である。
【図８】図１の画像形成装置の変形例の部分拡大図である。
【図９】実施例の中間転写ドラムに形成される網点画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１に、本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す。画像形成装置１００は、インクジェットプリンタであり、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づいて、記録紙Ｓの片面にフルカラー画像を形成する。
【００１７】
なお、記録紙Ｓの片面にフルカラー画像を形成する代わりに、記録紙Ｓの両面にフルカラー画像を形成する構成としてもよい。
【００１８】
記録紙Ｓとしては、シート状であれば、特に限定されないが、一般にコピー等に用いられる普通紙；カード、ハガキ等の厚紙；封筒等が挙げられる。
【００１９】
なお、記録紙Ｓの代わりに、ＯＨＰシート等を用いてもよい。
【００２０】
画像形成装置１００は、中間転写ドラム１０の周囲に、導電性インクを吐出して中間転写ドラム１０の表面にインク画像を形成する吐出装置２０、電源３０、中間転写ドラム１０の表面に形成されたインク画像を記録紙Ｓに転写する転写ローラ４０、インク画像が記録紙Ｓに転写された中間転写ドラム１０の表面をクリーニングするクリーニング部材５０、記録紙Ｓを搬送する搬送ユニット６０及びＣＰＵ、メモリ等を有する制御部（不図示）を有する。このとき、クリーニング部材５０は、インク画像が記録紙Ｓに転写された中間転写ドラム１０の表面をクリーニングするクリーニングローラ５１及び５２と、クリーニングローラ５１及び５２の表面をそれぞれクリーニングするクリーニングブレード５３及び５４を有する。
【００２１】
中間転写ドラム１０は、図２に示すように、導電性基体１１上に導電層１２が形成されており、モータ等の駆動手段（不図示）により、図中、Ａ１の向きに回転駆動される。
【００２２】
導電性基体１１を構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム、アルミ合金、銅、ステンレス等の金属が挙げられる。
【００２３】
導電層１２の水に対する後退接触角は、通常、６０〜１２０°であり、７５〜１００°が好ましい。導電層１２の導電性インクに対する後退接触角が６０°未満であると、導電層１２の表面に残留したインク画像を十分に除去できなくなることがあり、１２０°を超えると、導電層１２の表面で導電性インクが移動し、合一することがある。
【００２４】
導電層１２の導電性インクに対する後退接触角は、通常、２０〜１２０°であり、２５〜１００°が好ましい。導電層１２の導電性インクに対する後退接触角が２０°未満であると、導電層１２の表面に残留したインク画像を十分に除去できなくなることがあり、１２０°を超えると、導電層１２の表面で導電性インクが移動し、合一することがある。
【００２５】
導電層１２のタック値は、通常、１０〜７０ｇｆ／ｃｍ２であり、２０〜５０ｇｆ／ｃｍ２が好ましい。弾性層１２のタック値が１０ｇｆ／ｃｍ２未満であると、記録紙Ｓがずれやすくなってインク画像が乱れることがあり、７０ｇｆ／ｃｍ２を超えると、インク画像に含まれる高粘度成分を十分に除去できなくなることがある。
【００２６】
導電層１２は、弾性体中に導電剤が分散されている。導電剤としては、特に限定されないが、カーボン、白金、金等が挙げられる。また、弾性体としては、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、ニトリルブタジエンゴム等が挙げられる。
【００２７】
導電層１２の厚さは、通常、０．１〜１ｍｍであり、０．２〜０．６ｍｍが好ましい。
【００２８】
導電層１２の体積抵抗率は、導電性インクの体積抵抗率よりも小さいが、１×１０３Ω・ｃｍ未満であることが好ましい。
【００２９】
なお、中間転写ドラム１０の代わりに、導電層１２が形成されていない導電性基体１１、導電層１２が形成されている絶縁性基体を中間転写ドラムとして用いてもよい。また、中間転写ドラム１０の代わりに、導電性の表面を有する無端ベルト又はシートを用いてもよい。
【００３０】
吐出装置２０は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の導電性インクを吐出する記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫが、図中、紙面に垂直な方向に複数個並設されている固定式のフルライン型である。記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫは、中間転写ドラム１０の外周面に対向する位置に、Ａ１の向きの上流側から順次設けられている。このとき、制御部は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像領域が中間転写ドラム１０上で重なるように、Ａ１の向きの上流側から下流側に向けて、タイミングをずらして、各色の導電性インクを吐出するように、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫを制御する。
【００３１】
吐出装置２０は、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫに供給される各色の導電性インクを収容するインクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫと、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫに収容された各色の導電性インクを移送するポンプ（不図示）と、ポンプにより移送された各色の導電性インクを記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫに分配して供給する供給タンク（不図示）を有する。なお、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫと、供給タンクの間は、ポンプを介して、パイプ（不図示）で接続されており、供給タンクと、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫの間は、パイプ（不図示）で接続されている。また、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫは、導電性インクが少なくなったとき、又は、無くなったときに交換できるように、また、メンテナンスを容易にするために、着脱可能となっている。
【００３２】
吐出装置２０は、供給タンク内の導電性インクの量を検知するセンサ（不図示）をさらに有する。センサが供給タンク内の導電性インクの量が所定量未満であることを検出すると、制御部は、供給タンク内の導電性インクの量が所定量以上になるまでポンプを駆動し、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫに収容されている導電性インクを供給タンクに移送する。
【００３３】
吐出装置２０は、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫを一体に支持し、着脱可能なキャリッジ２３を有する。このとき、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫは、それぞれ独立に、着脱可能である。これにより、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫを交換することができる。
【００３４】
記録ヘッド２１は、図２に示すように、ノズル２１ａが形成されている導電性のノズル板２１ｂ、各ノズル２１ａに対応したインク室２１ｃ及びインク吐出手段（不図示）を有する。このとき、ノズル板２１ｂは、複数のノズル２１ａが形成されており、各記録ヘッド２１は、単数のノズル２１ａを有する。即ち、複数の記録ヘッド２１がノズル板２１ｂを共有している。また、インク室２１ｃには、供給タンク（不図示）を用いて供給された導電性インクＩが充填されている。インク吐出手段は、圧電素子を有し、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。
【００３５】
ノズル板２１ｂは、カソードとして機能する。ノズル板２１ｂを構成する材料としては、特に限定されないが、金属、カーボン等が挙げられる。
【００３６】
中間転写ドラム１０と、ノズル板２１ｂ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と、ノズル板２１ｂ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、ノズル２１ａと中間転写ドラム１０の間に、液柱のブリッジを形成しにくくなることがある。
【００３７】
なお、導電性のノズル板２１を用いる代わりに、導電性インクＩと接触する内面のみが導電処理されている絶縁性のノズル板を用いてもよいし、導電性インクＩと接触する内面のみが絶縁処理されている導電性のノズル板を用いてもよいし、絶縁層及び導電層が積層されているノズル板を用いてもよい。このとき、導電性インクＩと接触する面を絶縁性とすることにより、後述する電気分解による気泡の発生を抑制できる。
【００３８】
また、インク吐出手段は、ピエゾ方式等の形状変形素子方式であってもよいし、サーマル方式等の加熱ヒータ方式等の他の方式であってもよい。
【００３９】
さらに、記録ヘッド２１は、中間転写ドラム１０の表面が移動する方向に対して垂直な方向（主走査方向）に記録ヘッドが移動するシャトル型であってもよい。このとき、記録ヘッドの数は、複数であってもよい。
【００４０】
また、各記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫに対応する中間転写ドラム１０及び転写ローラ４０を、それぞれ４個ずつ設けてもよい。
【００４１】
導電性インクＩは、アニオン性分散剤により顔料が水を含む溶媒中に分散されている。
【００４２】
顔料としては、特に限定されないが、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５等のオレンジ又はイエロー用の顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等のレッド又はマゼンタ用の顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等のグリーン又はシアン用の顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７等のブラック用の顔料が挙げられる。
【００４３】
導電性インクＩ中の顔料の含有量は、通常、０．１〜４０質量％であり、１〜３０質量％が好ましく、２〜２０質量％がさらに好ましい。
【００４４】
アニオン性分散剤としては、特に限定されないが、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００４５】
導電性インクＩは、転写性の点から、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基等の酸性基を有する樹脂を、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基を用いて中和することにより得られるアニオン性基を有する樹脂をさらに含むことが好ましい。酸性基を有する樹脂としては、特に限定されないが、ポリアクリル酸、ポリアミド、ポリビニルアルコール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００４６】
導電性インクＩ中のアニオン性基を有する樹脂の含有量は、通常、０．５〜１０質量％であり、０．５〜５質量％が好ましい。
【００４７】
導電性インクＩは、水に可溶な溶媒をさらに含んでもよい。水に可溶な溶媒としては、特に限定されないが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１、５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセリン等の多価アルコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等の多価アルコール誘導体；ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等の含窒素溶媒；エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類；チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄溶媒；炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の炭酸アルキレンが挙げられ、二種以上併用してもよい。
【００４８】
導電性インクＩは、保存安定性の点から、アルカリ性であることが好ましい。
【００４９】
電源３０は、図２に示すように、ノズル板２１ｂ及び導電性基体１１の間に接続されており、制御部は、導電性インクＩと導電層１２の間に、所定のタイミングで所定の電圧が印加されるように電源３０を制御する。このため、ノズル２１ａと導電層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、液柱のブリッジに含まれる水を電気分解することができる。その結果、中間転写ドラム１０の導電層１２の表面にインク画像を形成することができる。このとき、アノードとして機能する導電層１２の表面で、液柱のブリッジに含まれる水が酸化してプロトン（Ｈ＋）が生成するため、図３に示すように、アニオン性分散剤Ｄにより分散されている顔料Ｐを、プロトンを介して凝集させることができる。これにより、隣接するドット間の滲みの発生を抑制することができ、高精細な画像を形成することができる。また、ノズル２１ａの目詰まりを抑制することができる。
【００５０】
なお、制御部は、圧電素子に印加する電圧パルスのピーク電圧とパルス幅を変化させることにより、液柱のブリッジを形成する時間を制御する。
【００５１】
転写ローラ４０は、Ａ２の向きに従動回転し、中間転写ドラム１０との間に搬送された記録紙Ｓに、インク画像を転写する。
【００５２】
なお、転写ローラ４０は、ヒータを内蔵していてもよい。また、記録紙Ｓに転写されたインク画像を定着させるために、定着ローラをさらに設けてもよい。
【００５３】
クリーニングローラ５１及び５２は、それぞれ中間転写ドラム１０の導電層１２の表面に当接し、Ａ３及びＡ４の向きに従動回転する。
【００５４】
クリーニングローラ５１（５２）は、図４に示すように、基体５１ａ（５２ａ）上に、弾性層５１ｂ（５２ｂ）が形成されている。
【００５５】
このとき、弾性層５１ｂの表面及び弾性層５１ｂの表面は、中間転写ドラム１０の導電層１２の表面よりも、水に対する後退接触角が小さい。また、弾性層５１ｂの表面及び弾性層５１ｂの表面は、中間転写ドラム１０の導電層１２の表面よりも、導電性インクＩに対する後退接触角が小さいことが好ましい。一方、弾性層５１ｂは、弾性層５２ｂよりもタック値が小さく、弾性層５２ｂは、中間転写ドラム１０の導電層１２よりもタック値が大きい。また、弾性層５１ｂは、弾性層５２ｂよりも硬度が大きく、弾性層５２ｂは、中間転写ドラム１０の導電層１２よりも硬度が小さいことが好ましい。このため、クリーニングローラ５１は、中間転写ドラム１０の導電層１２の表面に残留したインク画像に含まれる低粘度成分を除去することができる。一方、クリーニングローラ５２は、中間転写ドラム１０の導電層１２の表面に残留したインク画像に含まれる高粘度成分を除去することができる。その結果、地汚れの発生を抑制することができる。
【００５６】
基体５１ａを構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム、アルミ合金、銅、ステンレス等の金属が挙げられる。
【００５７】
弾性層５１ｂの水に対する後退接触角は、通常、１°〜６０°であり、５°〜５０°が好ましい。弾性層５１ｂの水に対する後退接触角が１°未満であると、弾性層５１ｂの表面に低粘度成分が濡れ広がって、弾性層５１ｂの表面から低粘度成分を除去しにくくなることがあり、６０°以上であると、インク画像に含まれる低粘度成分を十分に除去できなくなることがある。
【００５８】
弾性層５１ｂと中間転写ドラム１０の導電層１２の間の水に対する後退接触角の差は、通常、２０°以上である。水に対する後退接触角の差が２０°未満であると、インク画像に含まれる低粘度成分を十分に除去できなくなることがある。
【００５９】
弾性層５１ｂの導電性インクＩに対する後退接触角は、通常、１°〜１０°であり、１°〜５°が好ましい。弾性層５１ｂの導電性インクＩに対する後退接触角が１°未満であると、弾性層５１ｂの表面に低粘度成分が濡れ広がって、弾性層５１ｂの表面から低粘度成分を除去しにくくなることがあり、１０°を超えると、インク画像に含まれる低粘度成分を十分に除去できなくなることがある。
【００６０】
弾性層５１ｂと中間転写ドラム１０の導電層１２の間の導電性インクＩに対する後退接触角の差は、通常、５°以上である。導電性インクＩに対する後退接触角の差が５°未満であると、インク画像に含まれる低粘度成分を十分に除去できなくなることがある。
【００６１】
弾性層５１ｂを構成する材料としては、特に限定されないが、必要に応じて、親水化処理されたニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。
【００６２】
なお、クリーニングローラ５１の代わりに、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属；親水化処理されたテフロン（登録商標）等の材料から構成されるクリーニングローラを用いてもよい。
【００６３】
基体５１ｂを構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム、アルミ合金、銅、ステンレス等の金属が挙げられる。
【００６４】
弾性層５２ｂの水に対する後退接触角は、通常、１°〜６０°であり、５°〜５０°が好ましい。弾性層５２ｂの水に対する後退接触角が１°未満であると、弾性層５２ｂの表面に高粘度成分が濡れ広がって、弾性層５２ｂの表面から高粘度成分を除去しにくくなることがあり、６０°以上であると、インク画像に含まれる高粘度成分を十分に除去できなくなることがある。
【００６５】
弾性層５２ｂと中間転写ドラム１０の導電層１２の間の水に対する後退接触角の差は、通常、２０°以上である。水に対する後退接触角の差が２０°未満であると、インク画像に含まれる高粘度成分を十分に除去できなくなることがある。
【００６６】
弾性層５２ｂの導電性インクＩに対する後退接触角は、通常、１°〜１０°であり、１°〜５°が好ましい。弾性層５２ｂの導電性インクＩに対する後退接触角が１°未満であると、弾性層５２ｂの表面に高粘度成分が濡れ広がって、弾性層５２ｂの表面から高粘度成分を除去しにくくなることがあり、１０°を超えると、インク画像に含まれる高粘度成分を十分に除去できなくなることがある。
【００６７】
弾性層５２ｂと中間転写ドラム１０の導電層１２の間の導電性インクＩに対する後退接触角の差は、通常、１０°以上である。導電性インクＩに対する後退接触角の差が１０°未満であると、インク画像に含まれる高粘度成分を十分に除去できなくなることがある。
【００６８】
弾性層５２ｂのタック値は、通常、５０〜１５０ｇｆ／ｃｍ２であり、８０〜１５０ｇｆ／ｃｍ２が好ましい。弾性層５２ｂのタック値が５０ｇｆ／ｃｍ２未満であると、インク画像に含まれる高粘度成分を十分に除去できなくなることがあり、１５０ｇｆ／ｃｍ２を超えると、弾性層５２ｂの表面から高粘度成分を除去しにくくなることがある。
【００６９】
弾性層５２ｂと中間転写ドラム１０の導電層１２の間のタック値の差は、通常、２０ｇｆ／ｃｍ２以上である。タック値の差が２０ｇｆ／ｃｍ２未満であると、インク画像に含まれる高粘度成分を十分に除去できなくなることがある。
【００７０】
弾性層５２ｂを構成する材料としては、特に限定されないが、必要に応じて、親水化処理されたニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。
【００７１】
なお、中間転写ドラム１０の導電層１２の表面に残留するインク画像の粘度が高い場合は、クリーニングローラ５１を省略することができる。
【００７２】
クリーニングブレード５３及び５４は、それぞれカウンター方式でクリーニングローラ５１及び５２の表面に当接する。これにより、クリーニングローラ５１及び５２の表面に転移した低粘度成分及び高粘度成分を除去することができ、地汚れの発生を抑制することができる。
【００７３】
クリーニングブレード５３及び５４を構成する材料としては、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、ニトリルブタジエンゴム等の弾性体が挙げられる。
【００７４】
なお、クリーニングブレード５３及び５４の代わりに、それぞれクリーニングローラ５１及び５２の表面に転移した低粘度成分及び高粘度成分を吸引する部材を設けてもよい。
【００７５】
搬送ユニット６０は、記録紙Ｓを多数枚積載することが可能な給紙トレイ６１と、多数枚積載された記録紙Ｓのうち、最上位の記録紙Ｓのみを中間転写ドラム１０と転写ローラ４０の間に給紙する給紙ローラ６２と、給紙トレイ６１及び給紙ローラ６２を支持した筐体６３と、給紙ローラ６２により給紙された記録紙Ｓを案内する案内板６４と、案内板６４により案内された記録紙Ｓが排紙される排紙トレイ６５を有する。給紙ローラ６２は、モータ等の駆動手段（不図示）により、Ａ５の向きに回転駆動される。このとき、制御部は、記録紙Ｓにインク画像が転写されるように、駆動手段の回転駆動を制御する。
【００７６】
画像形成装置１００を用いて、記録紙Ｓに形成されたインク画像は、アニオン性分散剤により分散されている顔料が凝集しているため、記録紙Ｓが普通紙である場合でも、フェザリングやブリーディングを抑制しながら、高画像濃度で、高画質のインク画像を高速で形成することができる。
【００７７】
図５に、インク画像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２１ｃ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５（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と導電層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５（ｂ）参照）。このとき、ノズル板２１ｂ及び導電層１２は、それぞれカソード及びアノードとして機能し、ノズル板２１ｂ及び導電層１２の表面で、それぞれ反応式
４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→２Ｈ２＋４ＯＨ−
で示される電極反応及び反応式
２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−
で示される電極反応が起こり、液柱のブリッジに含まれる水が電気分解される。さらに、液柱のブリッジが分断されて、中間転写ドラム１０の導電層１２の表面にインク画像Ｉ'が形成される（図５（ｃ）参照）。
【００７８】
ここで、図６を用いて、カソード及びアノードの間に形成される液柱のブリッジについて説明する。液柱のブリッジＢの内部では、カチオン及びアニオンは、それぞれカソードＣ及びアノードＡの近傍に移動する。その結果、カソードＣ及びアノードＡの表面に、それぞれ電気二重層ＥＣ及びＥＡが形成されるが、電気二重層ＥＣ及びＥＡの充電速度は、液柱のブリッジＢの抵抗ＲＢ、導電性インクＩに含まれるイオンの濃度でほぼ決定される。このとき、電気二重層ＥＡの電圧が数Ｖに達すると、水が電気分解してファラデー電流が流れる。その結果、アノードＡの表面では、水が酸化してプロトンが生成し、アニオン性分散剤により分散されている顔料が凝集する。一方、電気二重層ＥＣの容量ＣＥＣは、電気二重層ＥＡの容量ＣＥＡよりも十分に大きいため、カソードＣの表面では、水が還元しにくい。これは、カソードＣとしての、導電性インクＩが接触するノズル板２１ｂの面積は、アノードＡとしての、液柱が接触する導電層１２の面積よりも十分に大きいためである。
【００７９】
なお、制御部は、プロトンの生成量、即ち、液柱のブリッジを形成する時間、電源３０に印加する電圧を変化させることにより、顔料の凝集の度合いを制御することができる。
【００８０】
また、水が酸化してプロトンが生成する際に、酸素も発生するが、微量であることに加え、水に溶解すると考えられるため、インク画像Ｉ'の形成を阻害しない。
【００８１】
液柱のブリッジＢが形成されてから分断されるまでの時間は、通常、数マイクロ秒〜数十マイクロ秒であり、導電性インクＩの導電率は、通常、数十ｍＳ／ｍ〜数百ｍＳ／ｍである。このため、中間転写ドラム１０の導電層１２の表面にインク画像Ｉ'を形成するためには、電源３０の電圧は、水の理論分解電圧である１．２３Ｖや一般的な水の電気分解の条件である数Ｖ〜十数Ｖでは不十分であり、数十Ｖ〜数百Ｖであることが好ましい。
【００８２】
なお、中間転写ドラム１０の代わりに、導電層１２が形成されていない導電性基体１１を中間転写ドラムとして用いる場合は、アノードとして機能する導電性基体１１の表面で、水と共に、金属を酸化させることができる。その結果、プロトンと共に、顔料を凝集させる効果に優れる金属カチオンが生成するため、図７に示すように、プロトン及び金属カチオン（Ｍｎ＋）を介して、アニオン性分散剤Ｄにより分散されている顔料Ｐを凝集させることができる。
【００８３】
この場合、図８に示すように、導電性基体１１と転写ローラ４０の間に、基体１１'上に弾性層１２'が形成されている中間転写ドラム１０'及びクリーニング部材５０と同様のクリーニング部材５０'がさらに設けられていることが好ましい。これにより、導電性基体１１の表面に形成されたインク画像を中間転写ドラム１０'の弾性層１２'の表面に転写した後、中間転写ドラム１０'の弾性層１２'の表面に転写されたインク画像を記録紙Ｓに転写することができるため、転写性を向上させることができる。
【００８４】
このとき、中間転写ドラム１０'は、導電性基体１１の表面に当接し、Ａ１'の向きに従動回転し、転写ローラ４０は、中間転写ドラム１０'の弾性層１２'の表面に当接し、Ａ２'の向きに従動回転する。
【００８５】
基体１１'を構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム、アルミ合金、銅、ステンレス等の金属が挙げられる。
【００８６】
弾性層１２'を構成する材料としては、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、ニトリルブタジエンゴム等の弾性体が挙げられる。
【００８７】
また、アニオン性分散剤により分散されている顔料を、アノードとして機能する導電層１２の表面で生成したプロトンを介して、凝集させる代わりに、カチオン性分散剤により分散されている顔料を、カソードとして機能する導電層の表面で生成した水酸化物イオンを介して、凝集させてもよい。
【００８８】
本発明の画像形成装置は、複写機、ファクシミリの単体、これらの複合機、これらに関するモノクロ機等の複合機、電気回路の形成に用いられる画像形成装置、バイオテクノロジー分野において用いられる画像形成装置であってもよい。
【実施例】
【００８９】
［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。
【００９０】
［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。
【００９１】
［実施例１］
吐出装置２０として、インクジェットプリンタＩＰＳｉＯ  ＧＸ５０００（リコー社製）の吐出装置を有する画像形成装置１００の記録ヘッド２１Ｙ及び２１ＢＫを用いて、インク画像を形成した。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、体積抵抗率が５Ω・ｃｍ、厚さが０．２ｍｍの、カーボンが分散されているシリコーンゴム層（導電層１２）が形成されており、モータ（不図示）により、外周の線速が１００ｍｍ／秒で、図中、Ａ１の向きに回転駆動される。このとき、シリコーンゴム層は、水に対する後退接触角が７５°であり、タック値が５３ｇｆ／ｃｍ２であり、硬度が５０°である。また、記録ヘッド２１Ｙ及び２１ＢＫは、金属製のノズル板２１ｂを有し、インク室２１ｃには、それぞれイエロー及びブラックの導電性インクが充填されている。このとき、ノズル板２１ｂと、導電性基体１１との間に、１２０Ｖの電源３０が接続されている。また、中間転写ドラム１０の導電層１２と、記録ヘッド２１のノズル板２１ｂのギャップを１００μｍとした。さらに、転写ローラ４０は、金属製の芯金に厚さが５ｍｍのゴム層が形成されている。また、クリーニングローラ５１は、金属製の芯金（基体５１ａ）に厚さが５ｍｍのニトリルゴム層（弾性層５１ｂ）が形成されている。このとき、ニトリルゴム層は、水に対する後退接触角が１５°であり、タック値が２５ｇｆ／ｃｍ２であり、硬度が９０°である。さらに、クリーニングローラ５２は、金属製の芯金（基体５２ａ）に厚さが５ｍｍのウレタンゴム層（弾性層５２ｂ）が形成されている。このとき、ウレタンゴム層は、水に対する後退接触角が４０〜５０°であり、タック値が１２８ｇｆ／ｃｍ２であり、硬度が３０°である。また、クリーニングブレード５３及び５４は、フッ素ゴムからなるブレードである。さらに、記録紙Ｓとして、上質紙ＴＹＰＥ６２００（リコー社製）を用いた。
【００９２】
なお、後退接触角は、自動接触角計ＤＭ５００（協和界面科学社製）及び解析ソフトウェアＦＡＭＡＳ（協和界面科学社製）を用いて、２３℃で測定した。また、タック値は、引っ張り試験機（レスカ社製）を用いて、直径が５ｍｍの円柱形状のステンレスプローブを圧縮荷重２００ｇｆで１秒間押し付けた後、１２０ｍｍ／分で引き抜き、引き抜き時にかかる応力である。さらに、硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度計を用いて測定された値である。
【００９３】
以上のような画像形成装置１００を用いて、中間転写ドラム１０に、ドット径が５０μｍの孤立ドットからなる１００ｍｍ角のイエローの網点画像ＰＡ及びブラックの網点画像ＰＢを３５ｍｍ間隔で形成した（図９参照）。さらに、ドット径が５０μｍの孤立ドットからなる１００ｍｍ角のイエロー及びブラックの混合ベタ画像を形成した。
【００９４】
［実施例２］
クリーニングローラ５１として、ＳＵＳ製の芯金を用いた以外は、実施例１と同様にして、網点画像及び混合ベタ画像を形成した。このとき、ＳＵＳ製の芯金は、水に対する後退接触角が２０°であり、タック値が３ｇｆ／ｃｍ２である。
【００９５】
［実施例３］
弾性層５１ｂ及び５２ｂとして、それぞれ親水化フッ素ゴム層及び親水化ウレタンゴム層を用いた以外は、実施例１と同様にして、網点画像及び混合ベタ画像を形成した。このとき、親水化フッ素ゴム層は、水に対する後退接触角が３０°であり、タック値が２０ｇｆ／ｃｍ２であり、硬度が９０°である。また、親水化ウレタンゴム層は、水に対する後退接触角が４０°であり、タック値が１０５ｇｆ／ｃｍ２であり、硬度が３０°である。
【００９６】
［実施例４］
クリーニングローラ５１を用いなかった以外は、実施例３と同様にして、網点画像及び混合ベタ画像を形成した。
【００９７】
［比較例１］
クリーニングローラ５２を用いなかった以外は、実施例２と同様にして、網点画像及び混合ベタ画像を形成した。
【００９８】
［滲み］
マイクロスコープを用いて、記録紙Ｓに転写された網点画像のドットの形状を観察して、評価した。このとき、ドットが独立している場合を○、やや滲んでいる場合を△、滲んでいる場合を×として、判定した。
【００９９】
［地汚れ］
クリーニング部材５０を用いてクリーニングされた中間転写ドラム１０の導電層１２の表面に、剥離テープのプリンタック（プリントテクニカ社製）を貼り付けた後、剥離したものを紙に貼り付け、目視（拡大観察）により評価した。このとき、画像が残留していない場合を○、画像がやや残留しているが、地汚れが発生しないレベルである場合を△、画像が残留していて地汚れが発生するレベルである場合を×として、判定した。
【０１００】
評価結果を表１に示す。
【０１０１】
【表１】
2011173332.tif 000003
実施例１〜４では、インク画像の滲みの発生が抑制され、地汚れの発生が抑制されることが確認された。
【０１０２】
これに対し、比較例１では、インク画像の滲みの発生が抑制されるが、地汚れが発生することが確認された。このことから、ＳＵＳ製の芯金は、中間転写ドラム１０の導電層１２よりもタック値が小さいため、導電層１２の表面に残留したインク画像の高粘度成分を十分に除去できないことがわかった。
【符号の説明】
【０１０３】
１０、１０'    中間転写ドラム
１１    導電性基体
１１'    基体
１２    導電層
１２'    弾性層
２１    記録ヘッド
２１ａ    ノズル
２１ｂ    ノズル板
２１ｃ    インク室
３０    電源
４０    転写ローラ
５０、５０'    クリーニング部材
５１、５２、５１'、５２'    クリーニングローラ
５１ａ、５２ａ    基体
５１ｂ、５２ｂ    弾性層
５３、５４、５３'、５４'    クリーニングブレード
１００    画像形成装置
Ｉ    導電性インク
Ｉ'    インク画像
Ｓ    記録紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０４】
【特許文献１】特開２００８−１９２８６号公報
【図１】
2011173332.tif 000004
【図２】
2011173332.tif 000005
【図３】
2011173332.tif 000006
【図４】
2011173332.tif 000007
【図５】
2011173332.tif 000008
【図６】
2011173332.tif 000009
【図７】
2011173332.tif 000010
【図８】
2011173332.tif 000011
【図９】
2011173332.tif 000012