(57)【要約】【課題】  画像形成領域と空白領域が加熱された後の中間転写体に生じる温度差を小さくすることで、以降の記録サイクルにおいて転写不良が発生することを抑制する。【解決手段】  転写式インクジェット記録において、中間転写体の中間画像が形成された第１領域と第１領域とは異なる第２領域とを、第１領域よりも第２領域の冷却が大きくなるよう冷却手段を制御する、もしくは第２領域よりも第１領域の加熱が大きくなるよう加熱手段を制御する。【選択図】  図４
2012091343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間転写体と、
前記中間転写体にインクを付与して中間画像を形成する記録ヘッドと、
前記中間画像が形成された前記中間転写体を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段で加熱された前記中間転写体に形成された前記中間画像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記加熱手段で加熱された前記中間転写体を冷却する冷却手段と、
前記中間転写体の、前記中間画像が形成された第１領域と、前記第１領域とは異なる領域であって隣り合う前記中間画像で挟まれる領域を含む第２領域に対して、前記第１領域よりも前記第２領域の冷却を大きくする前記冷却手段の制御、および前記第２領域よりも前記第１領域の加熱を大きくする前記加熱手段の制御の少なくとも一方を行う制御手段を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記加熱手段で加熱された後の前記中間転写体の温度、もしくは前記中間画像に対応した画像データに基づいて、前記冷却手段または前記加熱手段を制御することを特徴とする、請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記加熱手段で加熱された後の前記中間転写体の温度に関する情報を取得する取得手段を有し、前記制御手段は前記取得手段で取得された温度に関する情報に基づいて、前記冷却手段を制御することを特徴とする、請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記取得手段は前記中間転写体の表面の温度を検出する温度センサを有することを特徴とする、請求項３に記載の記録装置。
【請求項５】
前記第２領域は、前記隣り合う前記中間画像で挟まれる領域とともに、前記中間転写体の幅方向における前記第１領域とは異なる領域を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写式インクジェット記録方式の記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、中間転写体にインクジェット方式で中間画像（インク画像）をいったん形成して、形成した中間画像を記録媒体に転写する転写式インクジェット記録方式の記録装置が開示されている。良好な転写のためには中間画像のインク粘度が重要であるため、中間転写体に形成された中間画像をヒータなどで加熱することでインク溶媒を蒸発させて高粘度化する。特許文献１の装置ではさらに、転写後に冷却液を塗布することで中間転写体表面を冷却するようになっている。中間画像形成、加熱、転写、冷却の一連のプロセスを１つの記録サイクルとして記録媒体への画像形成を繰り返すものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０４５８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
出願人は、中間画像を形成する中間転写体を一様に加熱すると、中間転写体の表面が場所によって異なる温度となる現象を見出した。そのメカニズムについて説明する。
【０００５】
中間転写体を全体としてみると、複数の中間画像が所定の間隔をおきながら並べて形成されてゆき、隣り合う中間画像の間は空白領域となる。中間画像が形成された画像形成領域を第１領域、空白領域を第２領域とすると、第１領域と第２領域とでは加熱プロセスの後に温度差が生じる。この理由は以下の通りである。
【０００６】
図１（ａ）は、第１領域（中間転写体表面に中間画像のインクが付与されている領域）を加熱した際の様子を示す断面図である。上方よりヒータから与えられる熱Ｗ（図の太矢印）の多くは、色材を残してインク溶媒が揮発するための気化熱として奪われる。そのため、転写体自体がさほど加熱されずに温度上昇が緩やかである。一方、図１（ｂ）に示すように、第２領域（中間転写体表面にインクが付与されない領域）に熱Ｗを与えたると、転写体に直接熱が伝わるために図１（ａ）と比較して著しく温度上昇する。このようなメカニズムによって、加熱後には、画像形成領域と空白領域とで中間転写体表面に温度差が生じる。続く記録サイクルでも温度差は維持されたままとなる。この温度差は、特許文献１のように転写プロセス後に中間転写体を冷却したとしても、短時間には解消されない。
【０００７】
温度差が解消されないまま次の記録サイクルに移行すると、以下に述べるようなメカニズムで「転写不良」が生じる可能性が高まる。
【０００８】
場所によって温度差を持った転写プロセス後の中間転写体に対して、中間画像を形成していた領域の中間転写表面（比較的低温）が十分に冷却されるような冷却量でもって転写体表面を一様に冷却したとする。すると、空白領域の中間転写体表面はより高温であるために十分に冷却されずに、冷却後も所定よりも高い温度となる。次の記録サイクルにおいて、通常よりも高い温度のとなった中間転写体領域に着弾したインクは、ヒータで加熱される前から中間転写体の熱による溶媒成分の揮発がなされる。その後の加熱プロセスと合わせて過剰に揮発して、インクは許容範囲を超えて高粘度化する可能性がある。転写プロセスにおいて、過剰な粘性を有するインクは中間転写体の側に強く固着するために、通常の転写圧力では記録媒体にすべてが転写しきれずに、転写された画像に「画像かすれ」が生じてしまう。「転写不良」のひとつの形態が「画像かすれ」である。
【０００９】
逆に、空白領域の中間転写体表面（比較的高温）が十分に冷却されるような冷却量でもって転写体を一様に冷却したとする。すると、中間画像を形成していた領域の中間転写体表面が過剰に冷却されて、冷却後も所定よりも低い温度となる。次の記録サイクルにおいて、通常よりも低い温度となった中間転写体領域に着弾したインクは、加熱プロセスの際に低温の中間転写体に熱を奪われる。そのため、所定の加熱量ではインク溶媒の揮発が不十分となり、インクは許容範囲のインク粘度に達しない可能性がある。転写プロセスにおいて、必要な粘度を有しないインクは転写圧力によって記録媒体の上でインクが大きく広がって、転写された画像に「画像ながれ」が生じてしまう。「転写不良」のもうひとつの形態が「画像ながれ」である。
【００１０】
本発明は上述の課題の認識にもとづいてなされたものである。本発明の目的は、転写式インクジェット記録において、加熱プロセスによって生じる中間転写体の場所によって異なる温度差を低減することで、以降の記録サイクルにおいて転写不良が発生することを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、中間転写体と、前記中間転写体にインクを付与して中間画像を形成する記録ヘッドと、前記中間画像が形成された前記中間転写体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段で加熱された前記中間転写体に形成された前記中間画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記加熱手段で加熱された前記中間転写体を冷却する冷却手段と、前記中間転写体の、前記中間画像が形成された第１領域と、隣り合う前記中間画像で挟まれる領域を含む前記第１領域とは異なる第２領域とを、前記第１領域よりも前記第２領域の冷却が大きくなるよう前記冷却手段を制御する、もしくは前記第２領域よりも前記第１領域の加熱が大きくなるよう前記加熱手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像形成領域と空白領域が加熱された後の中間転写体に生じる温度差を減らすことで、以降の記録サイクルにおいて転写不良が発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】中間転写体の表面が場所によって異なる温度となる現象を説明するための図
【図２】記録装置の全体構成を示す断面図
【図３】制御系のブロック図
【図４】各プロセスにおける中間転写体の上面図
【図５】実施形態１における中間転写体の表面温度の推移を示したグラフ図
【図６】実施形態２における中間転写体の表面温度の推移を示したグラフ図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態１＞
図２は、第１および第２の実施形態の転写式インクジェット記録方式の記録装置の全体構成図である。中間転写体１は、軸１３を中心として矢印方向に回転する２つのドラム状の回転体１２と、２つの回転体１２の周囲を取り巻いて回転する無端状の転写ベルト１０とからなる。転写ベルト１０は金属材料からなり、転写ベルト１０の外側の表面にはインクを受容する表面層１１が形成されている。
【００１５】
中間転写体１の周囲には、中間画像形成、加熱、転写、冷却の一連のプロセスを１記録サイクルとして繰り返し実行するためのユニット群が配置されている。これらのユニットは、記録ヘッド１４（中間画像形成プロセス）、加熱部１５（加熱プロセス）、転写ローラ１７（転写プロセス）、冷却部１９（冷却プロセス）である。記録ヘッド１４は、複数の色に対応した複数のライン型インクジェットヘッドを有する。インクジェットヘッドの多数のノズルからインクを吐出させ、中間転写体１（転写ベルト１０の表面層１１）の上にインクを付与して中間画像（インク画像）を形成する。加熱部１５は赤外線や遠赤外線などの熱線を含む電磁波を発生するヒータを有し、表面層１１に対して熱線を直接照射するもしくは温風として吹き付けて加熱するものである。中間転写体１に形成された中間画像のインク溶媒を加熱によって蒸発させて高粘度化させる。転写ローラ１７は、中間転写体１の上の高粘度化したインクを記録媒体１６に押しつけて圧力をかけることで記録媒体１６に画像を転写する。冷却部１９は、１記録サイクルの時間を短縮化するために転写プロセス後の中間転写体を短時間に冷却して初期温度に戻すために設けられている。後述するように、加熱部１５は移動する中間転写体に対向して設けられ、その加熱能力を制御することができる加熱素子を有する。加熱部１５は被加熱領域が通過するタイミングに同期して加熱素子による加熱量を変化させることで、被加熱領域の加熱量を制御することが可能となっている。同様に、冷却部１９は移動する中間転写体に対向して設けられ、その冷却能力を制御することができる冷却素子を有する。冷却部１９は被冷却領域が通過するタイミングに同期して冷却量を変化させることで、被冷却領域の冷却量を制御することが可能となっている。
【００１６】
図３は本実施形態の記録装置の制御システムのブロック図である。コントローラである制御部５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、カウンタより構成される。ＲＯＭは、ＣＰＵが実行する制御プログラムを格納する。ＲＡＭは、画像データ等を一時的に置くためのワーキングエリアと外部機器５７から入力された各種データを格納するバッファエリアからなる。カウンタは、回転体１２を動かすモータの駆動パルス数をカウントする。制御部５０にはインタフェース５１を介して、モータドライバ５２、加熱部ドライバ５４、ヘッドドライバ５５、冷却部ドライバ５６が接続されている。モータドライバ５２によって回転体１２を回転させるためのモータ５３が駆動される。加熱部ドライバ５４を介して加熱部１５の加熱状態が制御される。ヘッドドライバ５５によって記録ヘッド１４のインク吐出ノズルが駆動される。冷却部ドライバ５６によって冷却部１９が制御される。温度センサ２１は転写ローラ１７の下流側に設けられ、表面層１１の表面温度を取得する。温度センサ２１は二次元の温度分布を検出するサーモグラフィ、狭い範囲のスポット温度を検出する温度センサを複数まとめたものなどが使用可能である。
【００１７】
以上の装置構成における画像転写動作をプロセスの順に説明する。中間転写体１を図２の矢印の方向に回転させながら、画像データに応じて記録ヘッド１４からインクを吐出させて転写ベルト１０の表面層１１の上に中間画像を形成していく（中間画像形成プロセス）。画像データは外部機器５７から供給され、記録すべき画像に対応したデジタルデータである。
【００１８】
図４（ａ）において、ドット領域は中間転写体１上に形成された直後の中間画像の一例を示す。中間画像１０４は、画像データに応じた平均記録ｄｕｔｙ（たとえば９０％）を有する。それ以外の白領域は空白領域１０１を表す。空白領域１０１にはインクはなんら付与されないので、平均記録ｄｕｔｙ０％とみなされる。
最初の中間画像形成プロセスの前後では、中間転写体の表面温度はおよそ環境温度（初期温度）に等しい。図６は各プロセスを経た直後の、画像形成領域および空白領域それぞれの中間転写体表面の温度をプロットして示したグラフ図である。本例では中間画像形成プロセス前後の温度は、画像形成領域、空白領域ともに２５°Ｃとなっている。
【００１９】
中間画像形成プロセスによって中間転写体１上に形成された中間画像は、加熱部１５によって一様に加熱し、インク溶媒を蒸発させて高粘度化する（加熱プロセス）。図４（ｂ）は、一部の中間画像１０４ａおよび空白領域１０１ａが加熱部１５を通過し、且つこれから中間画像１０４が加熱部１５を通過する状態を示す。加熱部１５は、ベルト移動方向（Ｘ方向）に垂直な方向（Ｙ方向）に沿って複数に分割された加熱素子が一列に設けられる。加熱素子の配列は一列に限らず、二次元状のマトリクス配列としてもよい。
【００２０】
次いで、転写部において、転写ローラ１７と回転体１２との間に転写ベルト１０と記録媒体１６とが挟持され、転写ローラ１７が適度な挟持圧力をかけながら回転する。これにより、加熱プロセスによって適度に高粘度化した中間画像が記録媒体１６に転写される（転写プロセス）。図４（ｃ）は、中間画像１０４が転写された後の中間転写体上の領域１０４ｂ（第１領域という）および空白領域１０１ｂ（第２領域という）を示す。
【００２１】
先に説明したメカニズムにより、加熱後および転写後には中間転写体表面は、第１領域と第２領域とで温度差が生じている。本例では加熱プロセス後の温度は、図５に示すように、画像形成領域（第１領域）の平均温度は６６°Ｃ、空白領域（第２領域）の平均温度は９１°Ｃとなっている。なお、第１領域に関しては、厳密には１つの中間画像内でも場所に応じて温度が異なるが、ここでは画像全体の平均温度を捉えるものとする。
【００２２】
温度情報の取得のため、温度センサ２１を用いて転写ローラ１７の下流側で転写プロセス後の画像形成領域の平均温度を検出する。本例では転写プロセス後の温度は、図５に示すように、第１領域の平均温度は６２°Ｃ、空白領域の平均温度は８７°Ｃとなっている。
【００２３】
本明細書では、中間画像が形成された中間転写体領域を「第１領域」、隣り合う中間画像で挟まれる領域を含む第１領域とは異なる中間転写体領域を「第２領域」と呼ぶ。
【００２４】
次いで、冷却部１９にて各々の転写後の中間転写体表面を所望の温度となるように冷却する（冷却プロセス）。この冷却プロセスは本実施形態におけるポイントの一つであるため、以下詳細に説明する。
冷却部１９は、図４（ｄ）に示すように、ベルト移動方向（Ｘ方向）に垂直な方向（Ｙ方向）に沿って複数に分割された冷却素子が一列に設けられる。冷却素子の配列は一列に限らず、二次元状のマトリクス配列としてもよい。各々の冷却素子は冷却媒体（ガスもしくは液体）を噴き出して中間転写体の表面に吹き付けるノズルを有し、ノズルから噴き出す流体の流量および／または流体温度を変化させることで冷却能力を可変制御することができる。あるいは、冷却部１９は、中間転写体の表面に接触することで冷却することができる接触体であってもよい。その場合、接触面の温度を変化させるためのペルチェ素子や冷却媒体が流れる流路などの冷却機構を内蔵し、個別に冷却量（接触体の表面温度）を制御する。
【００２５】
制御部５０は、温度センサ２１で検出した温度情報に基づいて、通過する第１領域および第２領域が冷却部１９の冷却素子の直下を通過するタイミングに同期して適切な冷却量となるように冷却素子の能力を制御する。制御部５０は、温度が高い中間転写体の冷却量が、温度が低い中間転写体の冷却量よりも大きくなるように、冷却素子の冷却量（ノズルから噴き出す風量および／または冷却ガスの温度／または冷却ローラを用いる際はその接触面の温度）を制御する。図４（ｄ）に示すように、低温の第１領域が冷却部１９を通過する際には温度に応じた冷却量を与え、高温の第２領域が冷却部１９を通過する際には冷却量がより大きくなるよう、冷却素子を制御する。
【００２６】
こうして、加熱部で加熱された後の中間転写体の温度に基づいて、各々の中間転写体表面は個別に冷却される。冷却プロセスの結果として、中間転写体表面は概ね均一に近い温度分布となる。そのときの平均温度は、次の記録サイクルにおいて中間転写体自体の温度がインク溶媒の蒸発を促進しない程度の温度、たとえば環境温度（初期温度）となるように冷却する。本例では冷却プロセス後の温度は、図５に示すように、記録第１領域の平均温度は２５°Ｃ、第２領域の平均温度は２５°Ｃとなっている。
【００２７】
なお、温度センサ２１によって温度情報を取得する代わりに、中間画像の画像データに基づいて各々の中間転写体表面を個別に冷却するようにしてもよい。制御部５０では、画像データから演算によって画像の平均記録ｄｕｔｙ値に関する情報を取得することができる。予め制御部５０のメモリに記録ｄｕｔｙごとに加熱量と加熱後の転写体表面温度との対応関係を示すデータテーブルもしくは計算式を記憶しておく。制御部５０は、画像データを解析して画像の平均記録ｄｕｔｙに関する情報を求める。そして、求めた記録ｄｕｔｙに適した冷却量を、データテーブルもしくは計算式を用いて取得する。なお、空白領域はインクがなんら付与されないので平均記録ｄｕｔｙ０とする。制御部５０は、第１領域には画像全体の平均記録ｄｕｔｙに応じた冷却量を与えるととともに、第１領域よりも第２領域の冷却が大きくなるよう冷却素子を制御する。これにより、転写後の中間転写体表面については概ね均一に近い温度分布となる。
【００２８】
以上説明したとおり、画像形成領域である第１領域と空白領域である第２領域には加熱された後に温度差が生じるが、第１領域と第２領域を個別に冷却することで冷却後には温度差を小さくすることができる。そのため、以降の記録サイクルにおいて転写不良が発生することを抑制することができる。
【００２９】
＜実施形態２＞
本発明の第２の実施形態について説明する。実施形態１との相違は加熱プロセスの制御であり、全体構成は図２と同様である。実施形態２では、加熱プロセスにおいて実施形態１のように中間転写体を一律に加熱するのではなく、画像形成領域（第１領域）と空白領域（第２領域）に異なる加熱量を与えるように加熱部１５の駆動を制御する。具体的には、第２領域よりも第１領域の加熱が大きくなるよう加熱手段を制御する。
【００３０】
制御部５０は、画像データを元に画像形成領域（第１領域）の平均記録ｄｕｔｙに関する情報を取得する。そして、平均記録ｄｕｔｙに応じた適切な加熱量と、その加熱量を与えた際の中間転写体表面の温度の予測値を算出する。予め制御部５０のメモリに記録ｄｕｔｙごとに加熱量と加熱後の転写体表面温度との対応関係を示すデータテーブルもしくは計算式を記憶しておく。制御部５０は、画像データを解析して画像の平均記録ｄｕｔｙに関する情報を求め、求めた記録ｄｕｔｙに適した加熱量と転写体表面温度を、データテーブルもしくは計算式を用いて取得する。一方、空白領域（第２領域）に対する加熱量は、加熱後の中間転写体表面の温度が第１領域と第２領域で概ね等しくなるような量を設定する。大小関係で示せば、第２領域よりも第１領域に対する加熱が大きくなる。
【００３１】
制御部５０は、こうして第１領域と第２領域にそれぞれ設定した加熱量が付与されるように、中間転写体の移動に同期して加熱部１５の加熱素子を駆動する。加熱制御の結果として、第１領域と第２領域は加熱後の温度差が小さくなる。そのため、冷却部１９による冷却量は第１領域と第２領域で異ならせなくてもよい。なお、加熱制御では解消しきれなかった温度差をさらに小さくするために、冷却部１９による冷却を第１領域と第２領域で個別に制御するようにしてもよい。
【００３２】
図６は実施形態２における中間転写体表面の温度推移を示すグラフ図である。中間画像形成プロセス前後の温度は、実施形態１と同様、画像形成領域（第１領域）、空白領域（第２領域）ともに２５°Ｃである。加熱プロセス後は、第１領域、第２領域ともに６６°Ｃである。実施形態１では第１領域と第２領域を一律に加熱するので、加熱後に温度差が生じる。これに対して、実施形態２では第１領域と第２領域を個別に加熱して異なる加熱量を与えるので、加熱プロセスの後には両者の間の温度差が小さくなる。続く、転写プロセスの後にも温度差は小さいまま維持され、第１領域、第２領域ともに６２°Ｃである。冷却プロセスでは第１領域と第２領域を一律の冷却量で冷却する。一律冷却の結果、第１領域、第２領域ともに２５°Ｃに戻る。
【００３３】
上述の各実施形態において、加熱部１５は複数の加熱素子が、冷却部１９は複数の冷却素子がＹ方向に沿って並べられた構造を有し、各素子は制御部５０の制御により個別に駆動を制御することができる。これを利用して、Ｘ方向のみならずＹ方向についても中間転写体上の領域を分割して、個別に加熱または冷却を行うことが可能となる。
【００３４】
具体的には、冷却部１９／加熱部１５の直下を、中間画像１０４が通過する際に、Ｙ方向に並んだ冷却素子／加熱素子のうち、第１領域に対向するものとその両端部の空白領域（第２領域の一部）に対向するもので冷却量／加熱量を異ならせる。つまり、第２領域は、隣り合う前記中間画像で挟まれる領域とともに、中間転写体の幅方向における第１領域とは異なる領域を含むものである。実施形態１の例では第１領域に対向する冷却素子よりも第２領域に対向する冷却素子の冷却量を大きくする。実施形態２の例では、第１領域に対向する加熱素子よりも第２領域に対向する加熱素子の加熱量を小さくする。なお、第２領域は記録になんら用いない未使用領域であるので、この領域に対しては加熱も冷却も行わないようにしてもよい。こうして、第１領域と第２領域に対して加熱および／または冷却を個別に行うことで、転写体全体にわたって温度差が小さくなり、以降の記録サイクルにおいて転写不良が発生することがより一層抑制される。
【符号の説明】
【００３５】
１  中間転写体
１２  回転体
１４  記録ヘッド
１５  加熱部（加熱手段に対応）
１６  記録媒体
１７  転写ローラ（転写手段に対応）
１９  冷却部（冷却手段に対応）
５０  制御部
【図１】
2012091343.tif 000003
【図２】
2012091343.tif 000004
【図３】
2012091343.tif 000005
【図４】
2012091343.tif 000006
【図５】
2012091343.tif 000007
【図６】
2012091343.tif 000008