JPH05201038A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中間転写媒体を剛体で形成し、中間転写媒体
の耐久性を高める。 【構成】 画像形成手段１およびインクシート２を用い
て、剛体で形成された中間転写媒体１上にインク像６を
形成する。ハロゲンランプ１２によりインク像６を溶融
した後、弾性体のプレッシャーローラ８で加圧してイン
ク像６を全て記録媒体７に転写する。 【効果】 普通紙に印字ができ、長期に渡って画像品質
を良好に保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ、ファクシミ
リ、複写機等の画像出力に用いられる画像形成装置に関
する。さらに詳しくは、中間転写媒体を用いて熱溶融性
インクを印字する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、中間転写媒体を用いて熱溶融性イ
ンクを印字する画像形成装置としては、特開平１−２１
６８６３公報記載の方法、特開平２−１８７３６７公報
記載の装置が提案されている。特開平１−２１６８６３
公報の方法は、中間転写媒体として金属製ロールの表面
にシリコン樹脂、フッ素樹脂等の離型性の良いものをコ
ーティング等で付着させたものを用いていた。また、特
開平２−１８７３６７公報記載の装置の装置は中間転写
媒体としてシリコーンゴム、フッ素ゴム等の離型性の良
い弾性体を用い、中間転写媒体から記録媒体にインク像
を転写する際、熱と圧力を印加していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−２１６８６３の方法では、表面が平滑な用紙には鮮
明な画像が印字できたが、コピー用紙等の表面に凹凸が
存在する用紙については印字抜けが発生した。また、特
開平２−１８７３６７公報記載の装置は中間転写媒体と
して弾性体を用いたため、表面に凹凸が存在する用紙に
ついても印字可能であるが、しばらく使用していると熱
と圧力による弾性体の劣化が生じ弾性体表面の平滑性お
よび離形性が損なわれ、印字品質が悪くなるという課題
を有していた。

【０００４】そこで、本発明は従来のこのような課題を
解決するためのもので、その目的は、表面に凹凸が存在
する用紙に対しても長期に渡って印字品質が良好な画像
形成装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、画像形成手段により中間転写媒体上にインク像を形
成した後、前記中間転写媒体から記録媒体に前記インク
像を転写する画像形成装置において、前記中間転写媒体
が剛体であり、前記記録媒体を挟んで前記中間転写媒体
と対向するように配置された加圧手段が弾性体であるこ
とを特徴とする。さらに、弾性体の硬度がＪＩＳ Ａ規
格で２０度〜４０度であることを特徴とする。

【０００６】また、画像形成手段により中間転写媒体上
にインク像を形成した後、前記中間転写媒体から記録媒
体に前記インク像を転写する画像形成装置において、前
記中間転写媒体が剛体であり、インクとして磁性インク
を用い、前記記録媒体を挟んで前記中間転写媒体と対向
するように配置された加圧手段に磁石が含まれているこ
とを特徴とする。

【０００７】

【実施例】

（実施例１）図１は、本発明の実施例１の画像形成装置
の概略図である。図１において、剛体でかつ表面が離型
性の良い中間転写媒体１上にインクシート２とサーマル
ヘッド等の画像形成手段３が当接された状態で配置され
いる。ここで、剛体とはヤング率が１０^-3Ｐａ以上のも
のを指す。

【０００８】画像信号に応じて画像形成手段３が発熱
し、中間転写媒体１上にインクシート２のインクが溶融
付着する。インクシート２は矢印４方向に搬送され、中
間転写媒体１は矢印５方向に回転しているので、インク
の溶融している部分ではインクの分離が生じ、中間転写
媒体１側に付着したインクによるインク像６が形成され
る。以下、中間転写媒体上にインク像を形成するために
構成されている部分をインク像形成部と呼称する。

【０００９】中間転写媒体１上のインク像６は中間転写
媒体１の回転に伴い、記録媒体が接している領域に搬送
される。その間にインク像６は固形化する。

【００１０】中間転写媒体１上に普通紙等の記録媒体７
および加圧手段であるプレッシャーローラ８が当接され
た状態で配置されており、中間転写媒体１とプレッシャ
ーローラ８間にはスプリング９により所定の圧力が加え
られている。中間転写媒体１の矢印５方向の回転および
プレッシャーローラ８の矢印１０方向の回転により、記
録媒体７は矢印１１方向に搬送される。中間転写媒体１
上のインク像６は記録媒体７に接触する直前に加熱手段
であるハロゲンランプ１２により溶融される。ハロゲン
ランプ１２の光が効率よく中間転写媒体１表面に集光さ
れるようにハロゲンランプ１２を集光器１３で覆ってあ
る。溶融したインク像は、中間転写媒体１と記録媒体７
が接触している間に冷却固化する。中間転写媒体１表面
は離型性が良いため固化したインクは剥がれ易く、ま
た、固化したインクは凝集力および記録媒体７への付着
力が強いため、インク像６は記録媒体７に転写される。
以下、中間転写媒体上のインク像を記録媒体に転写する
ために構成されている部分をインク像転写部と呼称す
る。

【００１１】図２は、本発明の画像形成装置の中間転写
媒体とプレッシャーローラ間の断面図である。図２
（ａ）はプレッシャーローラが弾性体の場合、図２
（ｂ）はインクとして磁性インクを用い、プレッシャー
ローラとして内部に磁石を内蔵したものを用いた場合を
示している。また、図５は、従来の画像形成装置の中間
転写媒体とプレッシャーローラ間の断面図である。

【００１２】図５において、従来の画像形成装置はプレ
ッシャーローラ５１として弾性変形の生じない材質で形
成されたものを用いているので、中間転写媒体とプレッ
シャーローラ間に圧力を加えても、記録媒体７の凸部５
２に比べ凹部５３には力が伝わりにくく、従って、イン
クが凹部５３には接触せずにブリッジが形成される。ま
た、凸部５２がインク像６に過度に食い込んだ場合、そ
の部分はインク層の厚みが薄くなる。中間転写媒体１表
面は離型性に優れ、かつ、記録媒体７はインク像６が冷
却固化した後に中間転写媒体１から分離されるため、イ
ンク像６のブリッジが保たれたまま記録媒体に転写され
ることもあるが、凹凸が顕著な部分（凸部の間隔が広い
部分）、もしくは、インク像６の厚みの薄い部分ではイ
ンクが切断し、インクの一部が中間転写媒体上に残留す
る。そのため、記録媒体７に形成された画像には印字抜
けが生じた。

【００１３】しかし、本発明の画像形成装置によれは、
中間転写媒体上のインク像が全て記録媒体に転写され
る。

【００１４】図２（ａ）は、プレッシャーローラが弾性
体の場合である。中間転写媒体１とプレッシャーローラ
８ａ間に圧力を加えると、プレッシャーローラ８ａ表面
は記録媒体７のプレッシャーローラ側表面の凹凸に倣
う。従って、記録媒体７の凹凸に関わらず記録媒体表面
全体に圧力が加わるため、インクは記録媒体の凹部２１
にも付着する。また、凸部２２については、プレッシャ
ーローラが弾性変形しない場合に比べ圧力が緩和される
ので、凸部２２がインク像６に過度に食い込むことな
く、インク像６に切断されやすい薄層部分が生じること
を防いでいる。そのため、インク像６は途中で切断され
ることなく、全て記録媒体７に転写される。図２（ｂ）
は、インクとして磁性インクを用い、プレッシャーロー
ラ８ｂとして内部に円柱状の磁石を内蔵したものを用い
た場合である。磁性インクのインク像６ｂには矢印方向
の磁気力が働くため、インク像６ｂは中間転写媒体１か
ら記録媒体７に移動し、記録媒体７の凹部にも付着す
る。従って、中間転写媒体１上のインク像６は全て記録
媒体７に転写される。本実施例では、内蔵した磁石は固
定し、磁石を覆う円筒体が回転することにより記録媒体
７を搬送している。また、図に示すように、中間転写媒
体１とプレッシャーローラ８ｂとが最も近接する領域に
磁気力が集中するように、Ｓ極とＮ極の境界部が中間転
写媒体１の対向位置にくるようにプレッシャーローラ８
ｂの内蔵磁石を固定している。さらに、中間転写媒体１
とプレッシャーローラ８ｂ間に効率よく磁力線が発生す
るように、Ｓ極とＮ極との境界部に磁力線を遮断する部
材を挟んでいる。

【００１５】図１で示す実施例は、加熱手段としてハロ
ゲンランプ１２を用いている。従って、インクがモノク
ロの場合はインクは光を良く吸収するためインクは溶融
するが、インクがカラー（イエロー、シアン、マゼンタ
等）の場合は光の吸収量はモノクロのに比べ減少するの
でインクの温度が融点に達しないことがある。そこで、
中間転写媒体１表面を黒染めし光を吸収し易くすること
により、カラーインクを溶融することができる。

【００１６】本発明の中間転写媒体１としては、ヤング
率が１０^-3Ｐａ以上の金属、樹脂、セラミック、ガラス
等が用いられる。例えば、アルミ、ステンレス等の金
属、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリアラミド等の樹
脂、アルミナ、シリカ等のセラミック、更にそれら材料
表面を研磨し平滑性を向上させた物、あるいはそれら材
料表面をフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の溶解度パラメ
ータ７．５以下の離型性の良い材料でコートした物等が
用いられる。

【００１７】プレッシャーローラ８として弾性体を用い
る場合、弾性体としては天然ゴム、ブタジエンゴム、ニ
トリルゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム等の合成
ゴム、エラストマーが用いられる。その場合、インクシ
ート２としては、汎用のワックス系、レジン系のモノク
ロ、カラー（イエロー、シアン、マゼンタ等）のインク
を塗布したインクシートが用いられる。弾性体の硬度に
ついては、ＪＩＳ Ａ規格の２０度から６０度が好まし
い。硬度が２０度よりも小さいと、加圧の際のプレッシ
ャーローラの変形が大きく、プレッシャーローラの加圧
面積が広くなるため、プレッシャーローラに過大な圧力
を加えなければならず装置の耐久性に問題が生ずる。ま
た、硬度が６０度を越えると、中間転写媒体とプレッシ
ャーローラ間に圧力を加えても、プレッシャーローラの
表面は記録媒体の凹凸に倣わず、従って、中間転写媒体
上に転写残りが生ずるという問題が生ずるからである。

【００１８】また、プレッシャーローラ８として、磁石
を内蔵したローラを用いる場合、インクシートとして
は、フェライト、マグネタイト等の磁性粉を分散させた
ワックス系、レジン系のインクを塗布したインクシート
が用いられる。

【００１９】以上の構成を有する画像形成装置にて、ベ
ック平滑度４秒のボンド紙に印字を行ったところ、印字
抜けの無い鮮明な画像が得られた。

【００２０】（実施例２）図３は、本発明の実施例２の
画像形成装置の概略図である。実施例２では、中間転写
媒体３１として光を透過する円筒体を用いている。加熱
手段であるハロゲンランプ３２は中間転写媒体３１を挟
んでプレッシャーローラ３３とほぼ対向した位置に配置
されている。ハロゲンランプ３２の光が効率よく中間転
写媒体３１に集光されるようにハロゲンランプ３２を集
光器３４で覆ってある。そして、中間転写媒体３１とプ
レッシャーローラ３３とのニップ（中間転写媒体とプレ
ッシャーローラとが記録媒体に接触している領域）付近
にハロゲンランプ３２は照射され、中間転写媒体３１と
記録媒体７間のあるインク像６を溶融している。中間転
写媒体３１とプレッシャーローラ３３間にはスプリング
３５により適当な圧力が加えられている。溶融したイン
ク像はガイドローラ３６にいたるまでに冷却固化し、そ
の後、記録媒体７は中間転写媒体３１から分離される。

【００２１】プレッシャーローラ３３とガイドローラ３
６間にゴム状のガイドベルト３７を掛け矢印３８方向に
搬送することにより、インク像が冷却固化する前に記録
媒体７が中間転写媒体３１から分離することを防止して
いる。また、中間転写媒体３１とプレッシャーローラ３
３間に圧力を加えることにより、その間にあるガイドベ
ルト３７の表面が記録媒体７のガイドベルト側表面の凹
凸に良く倣い、従って中間転写媒体３１上のインク像６
が記録媒体に十分接触するため、記録媒体７が中間転写
媒体３１から分離する際、全てのインクが転写される。

【００２２】また、図３の構成でインクシートのインク
として磁性インクを用いた場合は、プレッシャーローラ
３３内部、もしくは、プレッシャーローラ３３とガイド
ローラ３６との間に磁石を配置することにより、中間転
写媒体３１上のインク像６を記録媒体７に全て転写する
ことができる。その場合、ガイドベルト３７としては、
弾性体の他にポリエステル、ポリアミド、ポリイミド等
からなる樹脂シートを用いてもかまわない。

【００２３】実施例２では、インク像６の加熱および加
圧をほぼ同時に行うことができるため、ハロゲンランプ
３２の熱を効率よく利用することができ、省エネ化が実
現できる。

【００２４】また、ハロゲンランプ３２の中間転写媒体
３１への照射位置を、中間転写媒体３１とプレッシャー
ローラ３３とのニップより手前（中間転写媒体３１の移
動方向に対して手前）にすることにより、プレッシャー
ローラ３３による加圧と同時にインク像を融点以下に冷
却することも可能である。その場合、プレッシャーロー
ラ３３として、金属等の熱容量の大きい材料を用いれ
ば、高速印字に対しても十分インク像を冷却固化するこ
とが可能である。以上の構成にすれば、ガイドローラ３
６とガイドベルト３７を省くことができる。

【００２５】また、中間転写媒体３１表面を黒染めする
ことにより、モノクロだけでなくカラープロセスにも対
応できる。

【００２６】図３の構成で、中間転写媒体３１を熱伝導
率１００Ｗ／ｍＫ以下の小さい材料で形成し、中間転写
媒体３１のインク像転写部付近を直接インク融点以上に
加熱することにより中間転写媒体３１上のインク像６を
溶融してもよい。中間転写媒体３１の熱伝導率が小さい
ため、中間転写媒体３１のインク像転写部で加えられた
熱はインク像形成部には伝わりにくい。従って、インク
像形成部では中間転写媒体３１の表面温度がインク融点
以下に保たれるため画像形成手段３によるインク像形成
が可能となる。また、高速印字を行う場合等必要に応じ
て、プレッシャーローラ３３とガイドローラ３６間に冷
却手段を設けることにより、確実にインク像は冷却固化
され、中間転写媒体３１上のインク像は全て記録媒体７
に転写される。

【００２７】（実施例３）図４は、本発明の実施例３の
画像形成装置の概略図である。実施例３では、加熱手段
としてヒートローラ４１を記録媒体７に当接させること
により、中間転写媒体１上のインク像６を溶融してい
る。また、中間転写媒体１とヒートローラ４１間に図に
は示されていないがスプリングにより適当な圧力が加え
られている。溶融したインク像はガイドローラ４２にい
たるまでに冷却固化し、その後、記録媒体７は中間転写
媒体１から分離される。

【００２８】また、ヒートローラ４１とガイドローラ４
２間にゴム状のガイドベルト４３を掛けて矢印４４方向
に搬送することにより、インク像が冷却固化する前に記
録媒体７が中間転写媒体１から分離することを防止して
いる。また、中間転写媒体１とヒートローラ４１間に圧
力を加えることにより、その間にあるガイドベルト４３
の表面が記録媒体７の凹凸に良く倣い、従って中間転写
媒体１上のインク像６が記録媒体に十分接触するため、
記録媒体７が中間転写媒体１から分離する際、全てのイ
ンクが転写される。

【００２９】また、図４の構成でインクシートのインク
として磁性インクを用いた場合は、ヒートローラ４１と
ガイドローラ４２との間に磁石を配置することにより、
中間転写媒体３１上のインク像６を記録媒体７に全て転
写することができる。その場合、ガイドベルト３７とし
ては、弾性体の他にポリエステル、ポリアミド、ポリイ
ミド等からなる樹脂シートを用いてもかまわない。

【００３０】高速印字に対しては、ヒートローラ４１と
ガイドローラ４２間の距離を長くすることにより、記録
媒体７が中間転写媒体１から分離する前に十分インク像
を冷却固化することができる。また、必要に応じて、ヒ
ートローラ４１とガイドローラ４２間に冷却手段を設け
ることにより、ヒートローラ４１とガイドローラ４２間
の距離が極度に長くなることを避けることができる。

【００３１】実施例３では加熱手段としてヒートローラ
を用いたが、セラミックヒーターを用いても良い。ま
た、ヒーターの構造上圧力をほとんどかけられないもの
については、加熱手段と圧力手段を分離し、ヒーターに
より中間転写媒体上のインク像を溶融させた直後に弾性
体あるいは磁石を含むプレッシャーローラにて加圧して
も良い。ただしその場合、インクが溶融状態である間に
加圧する必要がある。

【００３２】（実施例４）中間転写媒体としてアルミ素
管上にシリコーン樹脂を積層したもの、および、プレッ
シャーローラとしてクロロプレンゴムを被覆したものを
使用して、図１の構成の画像形成装置にて印字実験を行
った。記録媒体としてベック平滑度４秒のニーナボンド
紙を用いたところ印字抜けやつぶれのない鮮明な画像が
得られた。Ａ４サイズのニーナボンド紙を５０００枚連
続印字してもイニシャル時と同様に鮮明な画像が得られ
た。

【００３３】（比較例１）中間転写媒体として、アルミ
素管上にシリコーンゴムを積層したものを使用し、実施
例４と同様の印字実験を行った。印字開始後しばらく
は、鮮明な画像が得られたが、１０００枚印字した時点
で画像に印字抜けおよび地汚れが認められた。その原因
を確かめたところ、熱と圧力によるシリコーンゴムの劣
化により中間転写媒体表面の離型性が悪化したため中間
転写媒体上に残留インクが存在し、残留インクが後の印
字の際に転写されて地汚れが生じたことがわかった。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、画像形成手段により中間転写媒体上にインク像
を形成した後、前記中間転写媒体から記録媒体に前記イ
ンク像を転写する画像形成装置において、前記中間転写
媒体が剛体であり、前記記録媒体を挟んで前記中間転写
媒体と対向するように配置された加圧手段が弾性体であ
ることを特徴とする。

【００３５】さらに、弾性体の硬度がＪＩＳ Ａ規格で
２０度〜４０度であることを特徴とする。

【００３６】また、画像形成手段により中間転写媒体上
にインク像を形成した後、前記中間転写媒体から記録媒
体に前記インク像を転写する画像形成装置において、前
記中間転写媒体が剛体であり、インクとして磁性インク
を用い、前記記録媒体を挟んで前記中間転写媒体と対向
するように配置された加圧手段に磁石が含まれているこ
とを特徴とするので、加圧手段である弾性体が記録媒体
表面の凹凸に倣う、もしくは、磁性インクが磁気力によ
り記録媒体側に吸引されるため、中間転写媒体上のイン
ク像と記録媒体との接触面積が増え、中間転写媒体上の
インク像は全て記録媒体に転写される。従って、記録媒
体には印字抜けの無い鮮明な画像が形成される。また、
長期に渡って使用しても中間転写媒体は劣化せず、表面
の離型性は保たれる。従って、長期に渡って画像品質を
良好に保つことができるという効果を有する。

【００３７】本発明の画像形成装置は、プリンタ−、複
写機、ファクシミリ等の画像出力装置に応用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の画像形成装置の概略図で
ある。

【図２】 本発明の画像形成装置の中間転写媒体とプレ
ッシャーローラ間の断面図である。

【図３】 本発明の実施例２の画像形成装置の概略図で
ある。

【図４】 本発明の実施例３の画像形成装置の概略図で
ある。

【図５】 従来の画像形成装置の中間転写媒体とプレッ
シャーローラ間の断面図である。

【符号の説明】

１ 中間転写媒体 ２ インクシート ３ 画像形成手段 ６ インク像 ７ 記録媒体 ８ プレッシャーローラ ９ 加圧手段 １２ ハロゲンランプ １３ 集光器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成手段により中間転写媒体上にイ
   ンク像を形成した後、前記中間転写媒体から記録媒体に
   前記インク像を転写する画像形成装置において、前記中
   間転写媒体が剛体であり、前記記録媒体を挟んで前記中
   間転写媒体と対向するように配置された加圧手段が弾性
   体であることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 弾性体の硬度がＪＩＳ Ａ規格で２０度
   〜４０度であることを特徴とする請求項１記載の画像形
   成装置。
3. 【請求項３】 画像形成手段により中間転写媒体上にイ
   ンク像を形成した後、前記中間転写媒体から記録媒体に
   前記インク像を転写する画像形成装置において、前記中
   間転写媒体が剛体であり、インクとして磁性インクを用
   い、前記記録媒体を挟んで前記中間転写媒体と対向する
   ように配置された加圧手段に磁石が含まれていることを
   特徴とする画像形成装置。