(57)【要約】      （修正有）【課題】画像担持体を用いたインクジェット記録装置において、記録媒体におけるインク画像の滲みを抑制するとともに、画像担持体から記録媒体へのインク画像の転写効率を高める。【解決手段】加熱によって親水性から疎水性に可逆変化すると共に水分の滲入及び滲出によって膨潤及び収縮する第１部材１２ａと、水分によって変形しない１２ｂとが表面に形成された画像担持体１と、インク吐出ヘッドと、転写ローラと、加熱ローラとを設ける。そして、インク吐出ヘッドによって画像を形成する時は、第１部材１２ａを親水性としてインク８中の水分８１を第１部材１２ａに滲入させ膨潤させる一方、画像担持体１から記録媒体７に画像を転写する際は、加熱ローラによる加熱で第１部材１２ａを親水性から疎水性にし、第１部材１２ａから水分を滲出させ収縮させて、画像担持体１に対するインクの付着力を低下させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱によって親水性から疎水性に可逆変化すると共に水分の滲入及び滲出によって膨潤及び収縮する第１部材と、水分によって変形しない第２部材とが周面に露出している回転自在の画像担持体と、
水性媒体に顔料を分散させたインクを前記画像担持体に吐出して画像を形成するインク吐出手段と、
前記画像担持体に接触し、前記画像担持体に形成された画像を記録媒体に転写させる転写手段と、
前記画像担持体を加熱する加熱手段と
を備えたインクジェット記録装置であって、
前記インク吐出手段によって画像を形成する時は、前記第１部材を親水性としてインク中の水分を前記第１部材に滲入させ前記第１部材を膨潤させる一方、前記画像担持体に形成した画像を記録媒体に転写する際は、加熱手段による加熱で前記第１部材を親水性から疎水性にし、前記第１部材から水分を滲出させ前記第１部材を収縮させて、前記画像担持体に対するインクの付着力を低下させることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記第１部材が、前記インク吐出手段から吐出されるインク滴の記録密度以上の密度で前記画像担持体の周面に複数個露出している請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記第１部材が、回転方向及び回転軸方向に所定間隔で前記画像担持体の周面に複数個露出している請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
水分が滲入していないときの前記第１部材の露出表面が、前記画像担持体の厚み方向において前記第２部材の露出表面と同じ高さ位置にある請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
水分が滲入していないときの前記第１部材の露出表面が、前記画像担持体の厚み方向において前記第２部材の露出表面よりも低い位置にある請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録装置に関し、より詳細には、画像担持体にインク画像を形成した後、画像担持体から記録媒体にインク画像を転写するインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インク吐出ヘッドからインク滴を記録媒体に吐出して画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置（インクジェット記録装置）は、電子写真方式に比べて構造が簡単で小型・軽量化しやすく、また電子写真方式のような加熱定着部が不要で消費電力も少ないことから近年広く使用されている。
【０００３】
一方、インクジェット記録装置は、水などの分散媒に着色剤としての顔料や染料を分散させたインクを用いるので、インク吸収層のない普通紙に画像を形成した場合にはインクの滲みが生じ解像度が悪くなる。
【０００４】
そこで、インクの滲みを抑えるためこれまでから種々の方法が提案されている。例えば特許文献１では、中間転写体上に顔料分散インクで画像を形成し、形成したインク画像から溶媒を吸収除去した後、中間転写体から記録媒体に画像を転写する方法が提案されている。
【０００５】
また特許文献２では、中間転写体として、水との接触角の大きい海部に水との接触角の小さい島部を所定間隔で分散形成したものを用いて、インク吐出方向の揺らぎに起因するインク着弾位置のずれを矯正する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平5-200999号公報
【特許文献２】特開2009-214439号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記提案技術によればインク画像の滲み抑制やインク着弾位置のずれ矯正はなされると推測されるものの、中間転写体とインクとの付着力が大きくなりすぎ、記録媒体へのインク画像の転写効率が低くなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、前記のような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像担持体を用いたインクジェット記録装置において、記録媒体におけるインク画像の滲みを抑制するとともに、画像担持体から記録媒体へのインク画像の転写効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成する本発明に係るインクジェット記録装置は、加熱によって親水性から疎水性に可逆変化すると共に水分の滲入及び滲出によって膨潤及び収縮する第１部材と、水分によって変形しないとが表面に形成された回転自在の画像担持体と、水性媒体に顔料を分散させたインクを前記画像担持体に吐出して画像を形成するインク吐出手段と、前記画像担持体に接触し、前記画像担持体に形成された画像を記録媒体に転写させる転写手段と、前記画像担持体を加熱する加熱手段とを備え、前記インク吐出手段によって画像を形成する時は、前記第１部材を親水性としてインク中の水分を前記第１部材に滲入させ前記第１部材を膨潤させる一方、前記画像担持体に形成した画像を記録媒体に転写する際は、加熱手段による加熱で前記第１部材を親水性から疎水性にし、前記第１部材から水分を滲出させ前記第１部材を収縮させて、前記画像担持体に対するインクの付着力を低下させることを特徴とする。
【００１０】
前記第１部材は、前記インク吐出手段から吐出されるインク滴の記録密度以上の密度で複数個形成されているのが好ましい。
【００１１】
そして、前記第１部材は、回転方向及び回転軸方向に所定間隔で前記画像担持体の周面に複数個形成されているのが好ましい。
【００１２】
水分が滲入していないときの前記第１部材の表面が、前記画像担持体の厚み方向において前記第２部材の露出表面と同じ高さ位置にあるようにしてもよい。なお、本明細書において「同じ高さ」とは、第１部材の露出表面と第２部材の露出表面との高低差が±０．１μｍの範囲にあるこというものとする。
【００１３】
あるいはまた、水分が滲入していないときの前記第１部材の露出表面が、前記画像担持体の厚み方向において前記第２部材の露出表面よりも低い位置にあるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のインクジェット記録装置によれば、記録媒体におけるインクの滲みを抑制できるとともに、画像担持体から記録媒体へのインク画像の転写効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概説図である。
【図２】画像担持体の垂直断面図である。
【図３】画像担持体の部分展開図である。
【図４】画像形成工程の概説図である。
【図５】本発明に係る他のインクジェット記録装置による画像形成工程の概説図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るインクジェット記録装置について図に基づいて以下説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概説図である。この図のインクジェット記録装置は、円筒状の基体１１の表面に表層１２が形成された回転自在の画像担持体１と、画像信号に基づいて表層１２にインク画像を形成するインク吐出ヘッド（インク吐出手段）２と、画像担持体１に接触する転写ローラ（転写手段）３と、画像担持体１を挟んで転写ローラ３対向する位置で、画像担持体１の内周面に接触する回転自在の加熱ローラ（加熱手段）４と、画像担持体１に圧接して画像担持体１の表面に洗浄液を塗布する回転自在の洗浄液塗布ローラ５と、画像担持体１表面の未転写インクを吸収除去する水分吸収ローラ６とを備える。
【００１８】
本発明で使用するインク８は、水性媒体（以下、「水分」と記すことがある）８１に顔料８２を分散したものであり、必要によりラテックスやポリマーが混合されていてもよい。また、顔料８２は、色材の他、色材を内包したマイクロカプセルなどであってもよい。
【００１９】
インク吐出ヘッド２は、オンデマンド方式やコンティニュアス方式など従来公知の方式を用いることができる。また吐出方式としては、例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等の電気−機械変換方式；サーマルインクジェット型、バブルジェット（登録商標）型の等の電気−熱変換方式；スパークジェット型等の静電吸引方式などが挙げられる。さらに、印字方式としては、シリアルヘッド方式、ラインヘッド方式等のいずれの方式も用いることができる。
【００２０】
転写ローラ３は、金属シャフトの外周にウレタンフォームなどの弾性層を形成したものである。転写手段は転写ローラ３の他、記録媒体７を画像担持体１の表面に押圧できるものであれば特に限定はなく、従来公知のものが使用できる。
【００２１】
加熱ローラ４は、回転自在の筒状体４１と、筒状体４１の軸中心に取り付けられた棒状のハロゲンヒータ４２とを備える。画像担持体１を加熱する加熱手段としては、加熱ローラ４の他、サーマルヘッドのような選択的に加熱できるものなど、接触方式あるいは非接触方式の従来公知の加熱手段を用いることができる。また、加熱手段の取付位置は、転写ローラ３の対向位置に限定されるものではなく、画像担持体１と転写ローラ３とのニップ部（転写部）又はニップ部よりも回転方向上流側で、後述する第１部材を相転移温度以上に加熱できる位置であればよく、画像担持体１の外周部であってもよいし内周部であってもよい。加熱ローラ４の温度制御は、不図示の温度センサーによって検出される画像担持体１の表面温度に基づいて制御するようにしてもよい。
【００２２】
洗浄液塗布ローラ５及び水分吸収ローラ６は、スポンジなどの多孔質弾性体から構成される。洗浄液塗布ローラ５は、不図示の洗浄液供給手段から供給される洗浄液を画像担持体１の表面に塗布する。そして、水分吸収ローラ６が、洗浄液と共に未転写インクを吸収し画像担持体１の表面から除去する。水分吸収ローラ６によって吸収された洗浄液及びインク８は水分吸収ローラ６の軸中心又は外周側からポンプ等で吸引して回収するようにしてもよい。なお、画像担持体１の表面の洗浄液及びインク８を取り除く手段としては、水分吸収ローラ６の他、ブレード接触や加熱乾燥、エアナイフ等の従来公知の除去手段を用いることができる。
【００２３】
なお、この図で示したインクジェット記録装置は単色の画像を形成するものであるが、複数のインク吐出ヘッド２を設けて複数色のインクを吐出可能としカラーインク画像が形成可能な装置にも本発明はもちろん適用できる。
【００２４】
図２に、回転軸を通り回転軸と平行な画像担持体１の垂直部材断面図を、図３に、画像担持体１表面の部分展開図をそれぞれ示す。図２に示すように、基体１１の表面に形成された表層１２は、中空で外周面に所定間隔で複数個の貫通孔１２１が形成された第２部材１２ｂと、第２部材１２ｂの中空内部および貫通孔１２１内を充塞する第１部材１２ａとを有する。そして、水分が滲入していない状態における第１部材１２ａの露出表面は、画像担持体１の厚み方向において第２部材１２ｂの露出表面と同じ高さ位置にあり、第２部材１２ｂと共に平滑面を構成している。表層１２の厚さＤに特に限定はないが、２０μｍ〜１００μｍの範囲が好ましい。図３に示すように、第２部材１２ｂの貫通孔１２１は、回転方向（図３のＹ方向）及び回転軸方向（図３のＸ方向）にそれぞれ所定間隔で形成されており、この結果、第１部材１２ａは、画像担持体１の表面に図３のＹ方向及びＸ方向にそれぞれ所定間隔で露出する。
【００２５】
第２部材１２ｂの貫通孔１２１の直径Ｗに特に限定はないが、通常、０．１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。また、貫通孔１２１の深さｄに特に限定はないが、通常、０．１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。そしてまた、貫通孔１２１の形成密度、換言すれば、第１部材１２ａの露出密度に特に限定はないが、インク画像の転写性を高める観点からは、インク吐出ヘッド２から吐出されるインク滴の記録密度以上とするのが望ましい。なお、貫通孔１２１の断面形状は円形に限定されるものではなく、楕円形状や多角形状であっても構わない。また、貫通孔１２１に代えて第２部材１２ｂの表面に複数個の有底穴を形成し、それらの有底穴を第１部材１２ａで充塞するようにしても構わない。
【００２６】
本発明で使用する第１部材１２ａは、加熱によって親水性から疎水性に可逆変化し、水分の滲入及び滲出によって膨潤及び収縮する特性を有する。このような部材としては、例えば、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドやＮ−メチルアクリルアミド，Ｎ−アクリロイルピロリジン，Ｎ−ビニルイソブチルアミド、ビニルエーテルなどを構成単位として含む単独重合体又は共重合体を挙げることができる。これらの感温性高分子の相転移温度は装置内温度よりも高いことが好ましく、通常、５℃〜８０℃の範囲が好ましく、より好ましくは２０℃〜６０℃の範囲である。
【００２７】
一方、本発明で使用する第２部材１２ｂは、水分によって変形しない部材であればよく、例えば、アルミニウムやステンレス鋼などの金属材料やポリオレフィンやポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック材料が挙げられる。また、基体１１は、円筒状に限定されるものではなく、例えば無端状ベルトであっても構わない。
【００２８】
このような構成のインクジェット記録装置による画像形成を図１及び図４に基づいて説明する。まず、画像信号に基づいてインク吐出ヘッド２からインク８が吐出され、画像担持体１にインク画像が形成される。なお、第１部材１２ａは、転写ローラ３によるインク画像の転写領域直前までの間は、相転移温度未満の温度に調整され親水性とされている。
【００２９】
次いで、不図示の駆動源によって画像担持体１は図１において右回りにさらに回転し、インク画像は画像担持体１と転写ローラ３とのニップ部に搬送される。インク画像がニップ部に回転搬送されるまでの間に、図４（ａ），（ｂ）に示すように、インク８中の水分８１の一部が第１部材１２ａに滲入する。これにより、第１部材１２ａは膨潤して、第２部材１２ｂの表面から外方に突出した状態となる。このときの第１部材１２ａの第２部材１２ｂからの突出量は５μｍ以下とするのが望ましい。第１部材１２ａにインク８の水分が吸収されることによりインク８中の水分量が減少し顔料８２が濃縮された状態となる。
【００３０】
そして、ニップ部において、加熱ローラ４により第１部材１２ａが相転移温度以上に加熱されると、第１部材１２ａは親水性から疎水性となり、第１部材１２ａから水分８１が滲出する。図４（ｃ）に示すように、第１部材１２ａから水分８１が滲出すると、インク８の画像担持体１側に、第１部材１２ａから滲出した水分が多く存在する低濃度部分８ａが形成される。また同時に、第１部材１２ａが収縮し、第１部材１２ａの露出表面は第２部材１２ｂの露出表面と同じ高さに戻るので、画像担持体１とインク８との接触面にずれが生じる。これにより、画像担持体１の表面のインク８の付着力が低下し、不図示の搬送手段によってニップ部に搬送されてきた記録媒体７にインク画像が容易に転写するようになる。
【００３１】
ここで、転写効率を一層高める観点からは、画像担持体１から記録媒体７へのインク画像の転写は、ニップ部において画像担持体１の周速度を記録媒体７の搬送速度よりも速くし、発生するずり応力を利用してインク画像を記録媒体７に転写させるのが好ましい。より好ましくは、画像担持体１の周速度を記録媒体７の搬送速度の１．２倍以下とするのがよい。
【００３２】
インク画像が記録媒体７に転写した後、画像担持体１の表面に残留したインク８は、前述のように、洗浄液塗布ローラ５によって洗浄液が塗布され薄められた後、水分吸収ローラ６によって吸収除去される。
【００３３】
そして、水分吸収ローラ６によって表面のインク８が除去された画像担持体１は、インク吐出ヘッド２と対向する位置まで回転移動する間に空冷され、相転移温度以下まで冷却される。これによって第１部材１２ａは疎水性から親水性に変化し、インク吐出ヘッド２から吐出され画像担持体１の表面に着弾したインク８の水分が、前述のように、第１部材１２ａに吸収されるようになる。なお、インク吐出ヘッド２に至るまでの間に、第１部材１２ａを相転移温度以下まで確実に冷却するために、水分吸収ローラ６とインク吐出ヘッド２との間に冷却手段をさらに設けても構わない。冷却手段としては、ファンなどを用いた風冷やヒートポンプ、ペルチェ素子などが挙げられる。
【００３４】
以上説明したインクジェット記録装置によれば、インクジェット専用紙のみならず、普通紙、アート紙などの記録媒体７に対しても、滲みなどのない高解像度のインク画像が高い転写効率で形成できる。
【００３５】
図５に、本発明に係るインクジェット記録装置の他の実施形態を示す概説図を示す。この図に示すインクジェット記録装置が、図４に示したインクジェット記録装置と異なる点は、水分が滲入しないときの第１部材１２ａの露出表面が、画像担持体１の厚み方向において第２部材１２ｂの露出表面よりも低い位置にある点である。第１部材１２ａの露出表面と第２部材１２ｂの露出表面との段差は、０．１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００３６】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、画像担持体１の表面にインク８が着弾すると、インク画像がニップ部に回転搬送されるまでの間に、インク８中の水分８１の一部が第１部材１２ａに滲入し、第１部材１２ａが膨潤して、第１部材１２ａの露出表面が、第２部材１２ｂの露出表面と同じ高さ位置となって、第２部材１２ｂと共に平滑面を構成するようになる。このとき、インク８は、第１部材１２ａに水分８１が吸収されることにより水分量が減少し顔料８２が濃縮された状態となる。
【００３７】
そして、ニップ部において、加熱ローラ４により第１部材１２ａが相転移温度以上に加熱されると、第１部材１２ａは親水性から疎水性となり、第１部材１２ａから水分８１が滲出する。図５（ｃ）に示すように、第１部材１２ａから水分８１が滲出すると、インク８の画像担持体１側に、第１部材１２ａから滲出した水分が多く存在する低濃度部分８ａが形成される。また同時に、第１部材１２ａが収縮し、第１部材１２ａの露出表面は第２部材１２ｂの露出表面から凹んだ状態に戻り、画像担持体１とインク８との接触面にずれが生じる。これにより、前記実施形態と同様に、画像担持体１の表面のインク８の付着力が低下し、不図示の搬送手段によってニップ部に搬送されてきた記録媒体７にインク画像が容易に転写するようになる。
【００３８】
加えて、この実施形態のインクジェット記録装置では、画像担持体１の表面に着弾したインク８の移動が表層１２の凹凸によって制限されるので、着弾時のインク滴の片寄りや転写時のインクの変形が抑制され、より高画質の画像が得られるようになる。
【００３９】
以上説明した実施形態では、基材としての第２部材１２ｂに第１部材１２ａが分散露出していたが、第１部材１２ａを基材とし、第１部材１２ａに第２部材１２ｂが分散露出する構成としても構わない。また、洗浄剤塗布ローラ５と水分吸収ローラ６とによって、画像担持体１の表面から未転写インクを除去する代わりに、水分吸収ローラ６のみによって未転写インクを除去するようにしても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のインクジェット記録装置によれば、記録媒体におけるインクの滲みを抑制することができるとともに、画像担持体から記録媒体へのインク画像の転写効率を高めることができ有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１    画像担持体
２    インク吐出ヘッド（インク吐出手段）
３    転写ローラ（転写手段）
４    加熱ローラ（加熱手段）
５    洗浄剤塗布ローラ
６    水分吸収ローラ
７    記録媒体
８    インク
１１    基体
１２    表層
８１    水分（水性媒体）
８２    顔料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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