(57)【要約】【課題】クリーニング部におけるクリーニング性能を確保することが可能な画像形成装置およびクリーニング方法を提供する。【解決手段】画像形成装置は、表面に塗布された塗布物を記録媒体に転写する転写部と、記録媒体に転写されない非転写塗布物にせん断力を印加するせん断力印加部と、せん断力印加部によりせん断力を印加された非転写塗布物を転写部から除去するクリーニング部と、を備える。【選択図】図１
2019127015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に塗布された塗布物を記録媒体に転写する転写部と、
前記記録媒体に転写されない非転写塗布物にせん断力を印加するせん断力印加部と、
前記せん断力印加部により前記せん断力を印加された前記非転写塗布物を前記転写部から除去するクリーニング部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記塗布物は、前記塗布物をゾルゲル相転移させる材料を含み、
前記せん断力印加部は、ゲル化した前記非転写塗布物の粘度を低下させるように前記非転写塗布物に前記せん断力を印加する、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記せん断力印加部は、前記非転写塗布物に超音波を照射する、
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写部は、前記非転写塗布物を搬送する搬送部材を有し、
前記せん断力印加部は、前記搬送部材に接触し、前記搬送部材の搬送速度より遅い速度で回転することで、前記搬送部材との間にずり応力を発生させる回転部材である、
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
表面に塗布された塗布物を記録媒体に転写する転写部を備える画像形成装置のクリーニング方法であって、
前記記録媒体に転写されない非転写塗布物にせん断力を印加し、
前記せん断力を印加された前記非転写塗布物を前記転写部から除去するクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置およびクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転写型インクジェット方式の画像形成装置は、インク（塗布物）を転写部の表面に着弾（塗布）し、当該転写部から記録媒体にインクを転写することで記録媒体の表面に画像を形成する。このような画像形成装置では、転写部から記録媒体にインクを転写する転写ニップで、記録媒体に転写されず、転写部に残る残インクが生じる場合があるので、当該残インクを除去するクリーニング部が設けられる。
【０００３】
しかし、ゲル化剤を含むインクのように、転写部に着弾された後、固化するインクの場合、クリーニング部の位置に到達した残インクが固化していると、クリーニング部で残インクを除去しにくくなる。そのため、クリーニング部におけるクリーニング性能を確保できない可能性がある。
【０００４】
クリーニング部におけるクリーニング性能を確保するため、例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂成分を含むインクの溶融温度以上にクリーニング部を加熱する構成が開示されている。この構成では、クリーニング部を加熱することにより残インクを溶融させることで、当該残インクをクリーニング部で除去しやすくする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６４６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、所定の印字パターンを記録媒体に形成した際、転写部の温度分布にムラが発生する場合がある。所定の印字パターンは、例えば、転写部の幅方向の一方側半分が印字領域のみであり、幅方向の他方側半分が非印字領域のみであるような印字パターンである。
【０００７】
転写部の温度分布にムラが発生すると、インクが当該転写部に着弾された際、インクの着弾径が変動し、ひいては画像が不安定になりやすくなるという問題が生じる。また、転写部がベルトで構成される場合、上記の印字パターンを連続で印刷すると、転写部の温度分布のムラに起因して、ベルトの伸びが不均一になるので、ベルトの惰行補正等が正確に行えず、ベルトによるインクの搬送が不安定になる。その結果、ドットの位置ずれを引き起こし、ひいてはインクの搬送不良を引き起こすという問題が生じる。
【０００８】
以上より、特許文献１に記載の構成では、クリーニング部におけるクリーニング性能を確保する構成として一定の限界のある構成となっていた。
【０００９】
本発明の目的は、クリーニング部におけるクリーニング性能を確保することが可能な画像形成装置およびクリーニング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、
表面に塗布された塗布物を記録媒体に転写する転写部と、
前記記録媒体に転写されない非転写塗布物にせん断力を印加するせん断力印加部と、
前記せん断力印加部により前記せん断力を印加された前記非転写塗布物を前記転写部から除去するクリーニング部と、
を備える。
【００１１】
本発明に係るクリーニング方法は、
表面に塗布された塗布物を記録媒体に転写する転写部を備える画像形成装置のクリーニング方法であって、
前記記録媒体に転写されない非転写塗布物にせん断力を印加し、
前記せん断力を印加された前記非転写塗布物を前記転写部から除去する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、クリーニング部におけるクリーニング性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。
【図３】変形例に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、画像形成装置１は、インクジェット方式を利用した中間転写型のカラー画像形成装置である。画像形成装置１は、インク吐出部１０と、中間転写部２０と、用紙搬送部３０と、光照射部４０と、クリーニング部５０と、せん断力印加部の一例としての超音波出力部１００と、制御部２００（図２参照）とを有する。
【００１６】
図２に示すように、制御部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部（不図示）に格納されている各種データが参照される。記憶部（不図示）は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。
【００１７】
図１に示すように、インク吐出部１０は、インクジェットヘッド１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋを備え、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色の塗布物の一例としてのインクを、中間転写部２０に吐出する。なお、インクジェットヘッド１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋは、同様の構成を有するため、以下の説明では、便宜上、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して示すこととする。
【００１８】
インクジェットヘッド１１から吐出されるインクは、紫外線や電子線などの活性光線硬化型のインクである。当該インクには、ゲル化剤が含まれる。ゲル化剤は、活性光線硬化型のインクを温度により可逆的にゾルゲル相転移させる機能を有する。なお、ゲル化剤は、高分子化合物であっても良いし、低分子化合物であっても良い。
【００１９】
インクは、加熱によりゾル状（流動体状）になった状態でインクジェットヘッド１１から吐出され、中間転写部２０に着弾（塗布）された後、冷却されてゲル化する。ここでいう、「ゲル化」するとは、急激な粘度上昇や弾性増加を伴って固化したり、半固化したり、または増粘したりすることをいう。
【００２０】
中間転写部２０は、転写部の一例としての中間転写ベルト２１と、３つの支持ローラー２２，２３、２４とを有する。中間転写ベルト２１は無端状ベルトで構成され、３つの支持ローラー２２，２３，２４に逆三角形状に張架される。
【００２１】
３つの支持ローラー２２，２３、２４のうち、少なくとも１つのローラーは、駆動ローラーであり、制御部２００の制御の下、駆動する。これにより、中間転写ベルト２１がＡ方向（図１における時計回り方向）に回転する。
【００２２】
中間転写ベルト２１における、逆三角形状の左右の頂点部分に位置する支持ローラー２２，２４に張架された部分は、インクジェットヘッド１１から吐出されたインクの着弾面となっている。中間転写ベルト２１における、逆三角形状の下側の頂点部分に位置する支持ローラー２３は、中間転写ベルト２１を用紙搬送部３０に向けて所定のニップ圧により加圧する加圧ローラーである。
【００２３】
用紙搬送部３０は、金属ドラムで構成され、支持ローラー２３に加圧されることで、転写ニップを形成する。用紙搬送部３０は、用紙Ｓの先端を固定する爪（不図示）を有している。用紙搬送部３０は、制御部２００の制御の下、当該爪に用紙Ｓの先端を固定し、図１における反時計回り方向に回転することで、記録媒体の一例としての用紙Ｓを転写ニップに搬送する。
【００２４】
インクジェットヘッド１１から中間転写ベルト２１の表面に着弾されたインクは、中間転写ベルト２１が回転することにより、支持ローラー２３と用紙搬送部３０との転写ニップに搬送される。そして、転写ニップに搬送されたインクは、用紙搬送部３０により搬送される用紙Ｓに転写される。
【００２５】
光照射部４０は、用紙搬送部３０における転写ニップの下流側の部分に対向しており、用紙Ｓ上のインクに光を照射して、当該インクを硬化させる。
【００２６】
クリーニング部５０は、ウェブローラーやスポンジローラー等のクリーニングローラーであり、中間転写ベルト２１における転写ニップの下流側の部分に接触する。クリーニング部５０は、制御部２００の制御の下、駆動回転することで、転写ニップにおいて用紙Ｓに転写されずに中間転写ベルト２１上に残った残インク（非転写塗布物）を除去する。
【００２７】
超音波出力部１００は、中間転写ベルト２１における転写ニップの部分の下流側であって、クリーニング部５０に接触する部分の上流側の部分に対向する超音波器である。超音波出力部１００は、制御部２００の制御の下、中間転写ベルト２１における残インクに超音波を照射することで、残インクにせん断力を印加する。なお、画像形成装置１において、印字動作がされない場合、制御部２００は、超音波出力部１００を停止するように制御しても良い。
【００２８】
ここで、残インクはゾルゲル相転移するものであるので、ゲル化した状態、つまり、比較的粘度の高い固化した状態でクリーニング部５０に搬送される。そのため、クリーニング部５０により、残インクを除去しきれない可能性があるので、ゲル化した状態のインクをゾル状、または、粘度を低下させた状態にして、クリーニング部５０により除去しやすくすることが好ましい。
【００２９】
本実施の形態では、超音波に基づくせん断力を残インクに印加することで、ゲル化した状態の残インクにおける分子間の結合状態をほぐすように崩すことで、残インクの粘度を低下させる。
【００３０】
これにより、超音波出力部１００により、せん断力が印加された残インクがクリーニング部５０に到達し、クリーニング部５０により中間転写ベルト２１から除去される。当該残インクは、せん断力が印加されることで、粘度が低下しているため、クリーニング部５０により効率よく除去される。すなわち、クリーニング部５０におけるクリーニング性能を確保することができる。
【００３１】
また、クリーニング性能を確保可能な、超音波出力部１００における超音波の周波数は２００ｋＨｚ以下であり、１００ｋＨｚ以下であることが好ましく、２０ｋＨｚであることがさらに好ましい。
【００３２】
ところで、ゲル化した状態の残インクが溶融する温度まで加熱されると、せん断力による場合と同様に、ゲル化した状態の残インクがゾル状、または、粘度を低下させた状態になることが一般的に知られている。
【００３３】
しかし、クリーニング部５０により除去するために、残インクを加熱すると、所定の印字パターンを用紙Ｓに形成した際、中間転写ベルト２１の温度分布にムラが発生する場合がある。所定の印字パターンは、例えば、中間転写ベルト２１の幅方向の一方側半分が印字領域のみであり、幅方向の他方側半分が非印字領域のみであるような印字パターンである。
【００３４】
このような印字パターンであると、中間転写ベルト２１の一方側半分については、クリーニング部５０の熱がインクに吸収される。それに対し、中間転写ベルト２１の他方側半分については、インクがないため、クリーニング部５０の熱がインクに吸収されず中間転写ベルト２１に当該熱が伝わる。このように、中間転写ベルト２１の温度分布にムラが発生する。
【００３５】
中間転写ベルト２１の温度分布にムラが発生すると、インクジェットヘッド１１によりインクが当該中間転写ベルト２１に着弾された際、当該インクの着弾径が変動し、ひいては画像が不安定になりやすくなるという問題が生じる。
【００３６】
また、上記の印字パターンを連続で印刷すると、中間転写ベルト２１の温度分布のムラに起因して、中間転写ベルト２１の伸びが不均一になる。これによって、中間転写ベルト２１の惰行補正等を正確に行えなくなる場合があり、中間転写ベルト２１によるインクの搬送が不安定になる。その結果、ドットの位置ずれを引き起こし、ひいてはインクの搬送不良を引き起こすという問題が生じる。
【００３７】
しかし、本実施の形態では、せん断力を用いて、ゲル化した状態の残インクの粘度を低下させるため、中間転写ベルト２１の温度分布にムラを生じさせずに、ゲル化した状態のインクの粘度を低下させることができる。そのため、当該温度分布のムラに起因した画像が不安定となる問題や、インクの搬送不良の問題が生じることを防止することができ、ひいてはクリーニング部５０におけるクリーニング性能を確保することができる。
【００３８】
また、粘度を低下させた状態でクリーニング部５０に残インクを到達させることができるので、クリーニング部５０におけるクリーニングの効率を向上させることができる。
【００３９】
次に、本発明の変形例について説明する。図３は、変形例に係る画像形成装置１の概略構成図を示す図である。
【００４０】
図３に示すように、変形例に係る画像形成装置１は、上記実施の形態における超音波出力部１００に代えて、せん断力印加部の一例としてずり応力発生部３００を有する。
【００４１】
ずり応力発生部３００は、支持ローラー２４との間で中間転写ベルト２１を挟むように配置されたローラー（回転部材）である。ずり応力発生部３００は、中間転写ベルト２１との接触部分において、中間転写ベルト２１と同じ方向（図３における反時計回り方向）に回転する。具体的に、ずり応力発生部３００は、制御部２００の制御の下、中間転写ベルト２１の搬送速度である第１速度より遅い第２速度で回転する。
【００４２】
これにより、ずり応力発生部３００と中間転写ベルト２１との間に速度差が生じ、中間転写ベルト２１が、ずり応力発生部３００に対して相対的に移動することで、ずり応力、つまり、せん断力が発生する。その結果、中間転写ベルト２１に付着した残インクの粘度が低下する。
【００４３】
また、ずり応力発生部３００は、クリーニング部としても機能するため、粘度の低下した残インクがずり応力発生部３００により除去される。
【００４４】
第２速度は、第１速度の０．９％から０．９５％の範囲の速度であることが好ましい。この理由としては、第２速度を第１速度の０．９％より小さくすると、ずり応力発生部３００が、せん断力を残インクに印加せずに、クリーニングローラーとしてのみ機能してしまう可能性があるので、残インクの粘度を低下させることができず、クリーニング性能を確保しにくくなるからである。
【００４５】
以上のような変形例によっても、ずり応力発生部３００におけるクリーニング性能を確保することができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、塗布物の一例としてインクを例示したが、インク以外の塗布物であっても良い。
【００４７】
また、上記実施の形態では、クリーニング部５０は、クリーニングローラーであったが、本発明はこれに限定されず、クリーニングブレードであっても良い。
【００４８】
また、上記実施の形態では、転写部の一例として中間転写ベルト２１を例示したが、本発明はこれに限定されず、中間転写ベルト以外の転写部材であっても良い。
【００４９】
また、上記実施の形態では、非転写塗布物として、用紙Ｓに転写されずに中間転写ベルト２１に残った残インクを例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、非転写塗布物として、色調整のために中間転写ベルト２１に形成されるパッチ画像であっても良いし、ジャムが発生した際に中間転写ベルト２１上の画像をクリーニングする場合における、クリーニングされる画像であっても良い。
【００５０】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００５１】
最後に、本実施の形態に係る画像形成装置１の評価実験について説明する。まず、図１に示す画像形成装置１（実施例１）および図３に示す画像形成装置１（実施例２）を用いて、１枚印刷する中におけるクリーニング効率を確認した。
【００５２】
実施例１における超音波出力部１００は、周波数２０ｋＨｚで出力が３５０Ｗになるように設定される。実施例２におけるずり応力発生部３００は、中間転写ベルト２１の搬送速度に対して０．９５％となる回転速度に設定される。
【００５３】
中間転写ベルト２１に形成される画像は、４色のインクの何れか１色の、中間転写ベルト２１の幅方向全体に亘るベタ画像である。
【００５４】
なお、本評価実験における中間転写ベルト２１は、フッ素樹脂等の高離型材料から構成される表層と、ポリイミド等の樹脂材料から構成される基層と、シリコンゴム等から構成される弾性層とを有する。
【００５５】
また、中間転写ベルト２１を支持する支持ローラー２２，２３，２４のうち、転写ニップに対応する支持ローラー２３は、直径１００ｍｍで、ゴム厚が１０ｍｍの弾性層を含むローラーである。
【００５６】
また、中間転写ベルト２１および各ローラーの軸方向の長さは８００ｍｍであり、転写ニップにおける支持ローラー２３における用紙搬送部３０に対する荷重は、８０Ｎである。また、印字速度は、６００ｍｍ／ｓである。
【００５７】
また、せん断力印加部を設けない構成を比較例として、同様の評価実験を行った。
【００５８】
表１に、評価実験の評価結果を示す。表１における「○」は、クリーニング効率が９０％以上となったことを示し、「×」は、クリーニング効率が７０％以下となったことを示している。クリーニング効率は、中間転写ベルト２１に形成したインクの除去率を示している。具体的には、中間転写ベルト２１上に全くインクが付着していない状態を、クリーニング効率が１００％であるとし、クリーニングされる前のベタ画像が中間転写ベルト２１に付着した状態を、クリーニング効率が０％であるとしている。また、クリーニング効率が９０％以上となることは、中間転写ベルト２１の表面状態が実用上問題ないレベルであることを示している。クリーニング効率は、中間転写ベルト２１上に付着したインクを、例えばスキャナー等で読み込んで、画像解析ソフト（例えば、フォトショップ（登録商標））を用いることで算出される。
【００５９】
【表１】
2019127015.tif 000003
【００６０】
表１によれば、比較例については、クリーニング効率が７０％以下となることが確認された。それに対し、実施例１および実施例２については、ともにクリーニング効率が９０％以上となることが確認された。つまり、本実施の形態の有効性が確認された。
【符号の説明】
【００６１】
１  画像形成装置
１０  インク吐出部
１１  インクジェットヘッド
２０  中間転写部
２１  中間転写ベルト
２２  支持ローラー
２３  支持ローラー
２４  支持ローラー
３０  用紙搬送部
４０  光照射部
５０  クリーニング部
１００  超音波出力部
２００  制御部
３００  ずり応力発生部
【図１】
2019127015.tif 000004
【図２】
2019127015.tif 000005
【図３】
2019127015.tif 000006