JPH05330028A - 転写型インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写型インクジェットプリンタにおいて、蒸
気の発生がなく、印字から転写までの時間や、印字パタ
ーンに影響されずに、かつ低い転写圧力で高画質像を得
ること。 【構成】 インクジェット記録ヘッド２で吐出したイン
ク滴で、転写ドラム１上にインク像を形成後、コロトロ
ン帯電器３でイオンを照射して、インク像を構成してい
る着色粒子を転写ドラム１表面に固定する。インク像を
形成した転写ドラム１は、溶媒塗布手段４によって、溶
媒２０を塗布した後に、塗布厚規制ローラ２１で一様な
厚みに規制され、濃縮したインク像を形成する。この転
写ドラム１上の濃縮状態のインク像は、転写押圧ローラ
６により記録紙８に転写される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に関し、さらに詳細には、転写媒体上にインク像を形
成した後、記録媒体に転写し、記録媒体上にインク像を
得る転写型インクジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】転写型インクジェットプリンタは、例え
ば米国特許第４５３８１５６号明細書に開示される方式
が知られている。

【０００３】これは図７に示すように、記録ヘッド１０
１によって、円筒状の転写媒体１００表面に形成したイ
ンク像に、記録媒体１０２の背面より圧力ローラ１０４
を押し当てて圧力によって転写する。未転写の残留イン
クは、クリーニング装置１０３によって除去される。

【０００４】この従来の転写型インクジェットプリンタ
においては、転写画像品質が悪いという問題点を有して
いた。これは、第１には液体インクからなるインク像が
記録媒体と接触すると記録媒体の繊維に沿ってしみこ
み、インク像周辺部がヒゲ状になるためであった。第２
には、転写が転写媒体と記録媒体との接触によって行な
われるため、平滑度の低い記録媒体に対しては、凹部は
記録媒体と転写媒体とが接触せず、転写すべき像が転写
されない、いわゆる「白抜け」状態となった。

【０００５】このような問題に対して、本出願人は特開
昭６２−９２８４９号公報においてインク滴を一旦転写
媒体上に吐出し、ここでインク滴中の溶媒成分を蒸発さ
せて、濃縮したインクを記録紙上に押圧転写する装置を
提案している。これは図８に示すように、記録ヘッド２
０１よりインクを転写媒体２０２に吐出し、ヒータ２０
３によってインクの溶媒成分の蒸発を早め、ローラ２０
４で支えられた記録媒体２０５に押圧して転写してい
る。転写後の転写媒体は、ブラシ２０６によってクリー
ニングされ、ブロア２０７で乾燥されて、一定の表面状
態になっている。これは、濃縮したインクを記録媒体２
０５に転写するために、転写時にインク像が変形せず、
また記録媒体２０５に染み込むこともない。従って、転
写型インクジェットプリンタのもつ上述の問題を解消
し、鮮明な像形成を可能にするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
像の濃縮にヒータ２０３を用いている点で、さらに解決
しなければならない問題点を抱えている。第１には、溶
媒の蒸発にともない、溶媒蒸気が装置内部に放出される
ために、装置内部が汚染されるという問題点を有してい
た。

【０００７】第２には、転写圧力が大きくなってしまう
という問題点を有していた。すなわち、ヒータ２０３の
熱量を適当な値に設定して、濃縮状態を特定しようとし
ても、１ノズルヘッドまたはマルチノズルヘッドで走査
する場合、インク吐出から転写までの時間が場所によっ
て異なり、濃縮状態に差が生じてしまう。ここで、イン
ク像の濃縮状態と転写圧力との関係は、インク像が濃縮
しているほど転写圧力は大きくなる傾向にあるため、イ
ンク像の最大の濃縮状態に合わせて圧力値を設定する必
要があり、過大な圧力を要した。さらに、インク像の印
字パターン、言い替えれば単位面積当りのインク量によ
ってもインク像の濃縮状態が異なってしまい過大な転写
圧力を要していた。

【０００８】本発明は、かかる問題点を解決するもの
で、その目的は、蒸気の発生がなく、また印字から転写
までの時間や、印字パターンに影響されない、低転写圧
力で良好な画像が得られる転写型インクジェットプリン
タを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の転写型インクジ
ェットプリンタは、溶媒に着色粒子を分散してなるイン
クと、このインクをインク滴として吐出するインクジェ
ット記録ヘッドと、このインク滴を担持し、かつインク
ジェット記録ヘッドに対して間隙を介して移動する転写
媒体と、この転写媒体から記録媒体にインク像を転写す
る転写手段とを有し、前記転写媒体にインク像を形成後
転写手段に至るまでの間に、前記転写媒体に形成したイ
ンク像に対して、イオンを照射するイオン照射手段と溶
媒を塗布する溶媒塗布手段と溶媒の厚みを一定にする溶
媒厚規制手段とを順次備えたことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】次に本発明の詳細を図示した実施例に基づい
て説明する。

【００１１】図１は本発明の第１実施例の転写型インク
ジェットプリンタの斜視図を示す。転写媒体である転写
ドラム１の周囲に、インクジェット記録ヘッド２、イオ
ン照射手段であるコロトロン帯電器３、溶媒塗布手段
４、溶媒厚規制手段５、転写手段である転写押圧ローラ
６、転写ドラムクリーニング装置７とが順次配置されて
いる。

【００１２】転写ドラム１は、金属素管１０の周囲に導
電性弾性層１１を設けて構成される。導電性弾性層１１
はカーボンブラックや金属粉等の導電性コンパウンドを
分散したゴム材から得ることができる。転写ドラム１
は、インクジェット記録ヘッド２に対して一定の間隙を
介して、図中矢印Ａの方向に回転可能に支持されてい
る。 インクジェット記録ヘッド２は、圧電素子を用い
る形式のインクジェット記録ヘッドであり、複数のノズ
ルを転写ドラム１の軸方向に一定の間隔で配列されてい
る。

【００１３】コロトロン帯電器３は、コロトロンによる
イオン発生装置であって、直径０．０５ｍｍのタングス
テンワイヤ１２の周囲を約７ｍｍの距離を保ってステン
レスのハウジング１３でシールドした構成になってい
る。タングステンワイヤ１２は高圧電源１４が接続され
ており、−５ｋＶの高電圧を印加することにより、負の
コロナイオンを発生させることができる。

【００１４】溶媒塗布手段４は、インクを構成する溶媒
である石油系溶媒２０を収納する溶媒容器１５と、ポン
プ１６と、スリット１７を有する塗布ヘッド１８とによ
って構成され、スリット１７を転写ドラム１に対向して
配置している。

【００１５】塗布厚規制手段５は、溶媒容器１５の内部
にあって、塗布厚規制ローラ２１と、塗布厚規制ローラ
２１表面に付着した溶媒を除去する剥離板２２と、塗布
厚規制ローラ２１の両端に装着したレースリング２３と
から構成される。

【００１６】転写押圧ローラ６はアルミニウムの金属ロ
ーラであり、図示しない圧力印加手段によって、転写ド
ラム１に押圧または解除の制御が可能に構成され、押圧
時は記録媒体である記録紙８を介して図中矢印Ｂの方向
に、転写ドラム１の周速と同一速度で回転する。

【００１７】転写ドラムクリーニング装置７は、ウレタ
ンゴムよりなるクリーニングブレード２５とハウジング
２６とによって構成される。クリーニングブレード２５
は、図示しない駆動手段に接続され、そのエッジを転写
ドラム１の表面に当接または解除が可能に構成されてい
る。

【００１８】インクは、本実施例では着色粒子が石油系
溶媒に分散したものを用いている。すなわち、石油系溶
媒はエクソン化学社製アイソパーＬを用いており、常温
で揮発し難い特性を有する。着色粒子は、顔料としてコ
ロンビアンカーボン社のラベン１２５５及び樹脂として
エチルセルロースとから構成され、帯電制御剤と共にア
イソパーＬに分散することにより、負に帯電している。
これを固形分濃度を２５ｗｔ％になるように調整して用
いている。

【００１９】次に動作について説明する。記録信号が入
力されない初期状態では、転写押圧ローラ６と、転写ド
ラムクリーニング装置７のクリーニングブレード２５と
が、転写ドラム１に対して当接または押圧状態が解除さ
れた状態に保持されている。図１に示す仮想平面Ｈで切
断された断面図を図２に示す。図中、転写押圧ローラ
６、クリーニングブレード２５の当接または押圧状態を
実線で、解除状態を破線で６´、２５´をそれぞれ付記
して示している。初期状態では、それぞれ破線で示す位
置に保持されている。

【００２０】次にこの状態を保ったまま、記録信号がイ
ンクジェット記録ヘッド２に入力されると、転写ドラム
１の外周表面上にインク像を形成する。インクジェット
記録ヘッド２によるインク像形成動作を図１と図３を用
いて説明する。図３は図１における矢印Ｄの方向から見
た図である。インクジェット記録ヘッド２は、複数のノ
ズル３０、３１、３２…を転写ドラム１の軸方向（図
中、矢印Ｅの方向）に一致させて、８×１／３００イン
チのピッチで配置した構成をとっており、記録信号に応
じて、インクをインク滴として複数のノズル３０、３
１、３２…から選択的に吐出する。このように構成した
インクジェット記録ヘッド２は、記録時に転写ドラム１
の回転に同期して、移動手段１９によって、転写ドラム
１の軸方向に１／３００インチだけ送られ、３０´、３
１´、３２´…で示す位置に移動する。すなわち、転写
ドラム１が１回転する毎にインクジェット記録ヘッド２
は、転写ドラム１の軸方向に移動し、これを８回転繰り
返すことにより、１／３００インチピッチで、転写ドラ
ム１上の所定の記録領域２８にインク像を形成すること
ができる。その後、インクジェット記録ヘッド２は初期
の位置に移動する。移動手段１９は、カム３５とモータ
３６とによって構成されている。このように、インクジ
ェット記録ヘッド２を構成およびインク像形成動作を行
わせることで、インクジェット記録ヘッド２のノズルの
ピッチは転写ドラム１上での画素ピッチの８倍でよく、
製造が簡略化でき安価に製造できる。また、インクジェ
ット記録ヘッド２からの吐出は低粘度状態で行なわれる
ため、良好な吐出特性が得られ、転写ドラム１上に高画
質なインク像を安定して得ることができる。

【００２１】以上の動作を行うことによって、記録領域
２８の全域にわたってインク像の記録が行なわれる。イ
ンク像形成動作が終了すると、コロトロン帯電器３によ
り負のコロナイオンが照射され、インク像は、着色粒子
と石油系溶媒とに分離される。 コロトロン帯電器３に
よるインクの分離作用を図４と図５とを用いて詳細に説
明する。本実施例においては着色粒子４１は負に帯電し
ており、転写ドラム１はグランドに接続されている。転
写ドラム１上のインク像４０は、図４に示すように石油
系溶媒４２中に着色粒子４１が均一に分散されている。
ここでコロトロン帯電器３により負のコロナイオン４３
が照射されると、インク像４０の表面は図５に示すよう
に負に帯電し、着色粒子４１が静電気力を受けて転写ド
ラム１表面に付着する。この時、石油系溶媒４２の液滴
形状は図４におけるインク像４０の高さ方向に減少し、
インク滴４０と転写ドラム１との接触面積に比べ拡大さ
れるが、着色粒子４１は図４におけるインク像４０と転
写ドラム１との接触面積を保ったまま、転写ドラム１の
表面方向に向かって移動し、転写ドラム１の近い部分に
おいては濃縮されたインク像となる。すなわち、着色粒
子４１が分散しているインク像４０は、コロナイオン４
３を照射することによって濃縮された着色粒子４１と石
油系溶媒４２とに分離することができる。転写ドラム１
上のインク像４０のない部分４４にもコロナイオン４３
は照射されるが、転写ドラム１は導電性であるために帯
電することはない。また、コロトロン帯電器３によっ
て、コロナイオン４３を照射するタイミングは、インク
像形成動作と同期して行ってもよい。すなわち、インク
像形成動作の終了後に、一様にコロナイオン４３を照射
するばかりでなく、本実施例では、インク像形成動作中
の転写ドラム１の回転毎に同期して、コロトロン帯電器
３によりコロナイオン４３を照射しても構わない。特
に、転写ドラム１の表面とインクとの濡れ性によって、
インク像４０が流れ易かったり、または濡れ難くてイン
ク滴が互いに集まってしまうような場合には有効であ
る。これは、記録信号に応じて忠実に、着色粒子を転写
ドラム１表面上に固定する上述の作用を有するためであ
る。

【００２２】次に、溶媒塗布手段４によって、インクを
構成している石油系溶媒２０を転写ドラム１表面に一様
に塗布する。これは、溶媒容器１５に収納している石油
系溶媒２０を、ポンプ１６によって塗布ヘッド１８に供
給することにより、スリット１７から石油系溶媒２０を
吐出させて、転写ドラム１表面に一様に塗布する。ここ
で、インク像の上から石油系溶媒２０を塗布する際、着
色粒子に対して塗布圧が働くが、インク像の着色粒子４
１には、転写ドラム１表面との間に鏡像力が作用してい
るため、着色粒子４１は乱れることはない。また、溶媒
塗布手段４による石油系溶媒２０の塗布厚みは、後述す
る塗布厚規制手段５によって決められ、本実施例では塗
布厚規制ローラ２１と転写ドラム１との距離よりも厚く
塗布する必要がある。

【００２３】石油系溶媒を一様に塗布された転写ドラム
１は、塗布厚規制ローラ２１によって、石油系溶媒を所
定の厚さに規制される。塗布厚規制ローラ２１は両端に
レースリング２３を装着し、転写ドラム１に当接するこ
とによって、転写ドラム１と０．３ｍｍの距離を隔て
て、図中矢印Ｃの方向に回転する。これによって、転写
ドラム１と塗布厚規制ローラ２１との微小間隙中の石油
系溶媒２０に、流体粘性に起因する力を与えて、転写ド
ラム１表面からから引き剥し、転写ドラム１の表面には
石油系溶媒２０を所定の厚みで規制することができる。
インク像の着色粒子４１には、先に述べた鏡像力が作用
しているため、転写ドラム１表面から剥がれることはな
い。本実施例では、石油系溶媒２０の厚みが５μｍ以下
になる様に、塗布厚規制ローラ２１の周速を定め、転写
ドラム１上に濃縮したインク像を形成している。塗布厚
規制ローラ２１表面に付着した石油系溶媒２０は、剥離
板２２によって除去され、溶媒容器１５内に流下させて
保持する。

【００２４】次に転写ドラム１と転写押圧ローラ６を当
接させ、圧力を印加し、この押圧部に記録紙８を通過さ
せ、印加される圧力によって、転写ドラム１上のインク
像を記録紙８に転写する。この時、インク像は適度な湿
潤状態を保っているために、低圧力で、記録紙８上に高
画質の画像を得ることができる。

【００２５】記録紙８へのインク像の転写が終了する
と、クリーニングブレード２５が転写ドラム１に当接さ
れ、転写ドラム１上の残留インク像が剥離、除去され
る。所定時間経過すると、クリーニングブレード２５
は、もとの当接状態が解除された状態になる。

【００２６】転写ドラム１上のインク像は、塗布厚規制
ローラ２１を通過することにより、蒸発手段を用いず
に、濃縮されたインク像を形成することができる。その
ため、インクを構成している石油系溶媒の蒸気の発生に
よる装置内の汚染を防ぐことができる。また、インク像
形成動作終了後に、一様に石油系溶媒を塗布して所定の
厚みに規制するため、一様な濃縮状態のインク像を形成
することができる。そのため、印字から転写までの時間
や、印字パターンに影響されない、低転写圧力で良好な
画像を得ることができる。

【００２７】本実施例においては、コロトロン帯電器に
よって照射されるコロナイオンの極性はインクを構成し
ている着色粒子の帯電極性と同極性としたが、逆極性の
コロナイオンを照射しても同様の効果が得られた。

【００２８】図６は本発明の第２実施例の転写型インク
ジェットプリンタの斜視図を示す。転写媒体である転写
ベルト９の周囲に、インクジェット記録ヘッド２、コロ
トロン帯電器３、溶媒塗布手段４、溶媒厚規制手段５、
転写押圧ローラ６、転写ベルトクリーニングパッド５０
とが順次配置されている。転写ベルト９は、駆動ローラ
５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３とによっ
て構成される搬送機構に懸架されて、図中矢印Ｆの方向
に搬送される。テンションローラ５３、従動ローラ５
２、駆動ローラ５１に対して、転写ベルト９を介して対
向する位置に、それぞれインクジェット記録ヘッド２、
溶媒塗布手段４と溶媒厚規制手段５、転写押圧ローラ６
をそれぞれ配置している。本実施例で用いたインクは、
第１実施例と同様の石油系溶媒と着色粒子で構成されて
いる。

【００２９】転写ベルト９は、ニッケル等の金属の無端
ベルトに導電性弾性層を積層して構成され、導電性弾性
層としては第１実施例で示したゴム材等を用いることが
できる。溶媒塗布手段４と塗布厚規制手段５とは、その
一部が一体に構成されている。溶媒塗布手段４は、溶媒
供給スリット６０が供給ポンプ６１を介して、石油系溶
媒を収納している溶媒タンク６２と接続された構成であ
る。また、塗布厚規制手段５は、溶媒回収スリット６５
が回収ポンプ６６を介して、溶媒タンク６２と接続され
た構成である。溶媒供給スリット６０と溶媒回収スリッ
ト６５とは、部材６７によって一体に構成され、それぞ
れのスリットの開口部を従動ローラ５２の軸方向に沿っ
て配置している。

【００３０】次に動作について説明する。インクジェッ
ト記録ヘッド２によるインク像形成動作及びコロトロン
帯電器３によるコロナイオン照射の動作は、第１実施例
と同様であるので説明は省略する。インク像を形成した
転写ベルト９に対して、部材６７は微小ギャップを介し
て対向配置している。転写ベルト９上のインク像は、溶
媒供給スリット６０から供給ポンプ６１を介して溶媒タ
ンク６２内部に収納している石油系溶媒を一様に塗布さ
れる。一様に塗布された石油系溶媒は、溶媒回収スリッ
ト６５から回収ポンプ６６を介して石油系溶媒を溶媒タ
ンク６２に回収される。ここで、溶媒回収スリット６５
では、転写ベルト９と対向する部分で負圧になるように
回収ポンプ６６を作動させているために、溶媒供給スリ
ット６０から供給される石油系溶媒に加え、転写ベルト
９上のインク像からも石油系溶媒を回収することができ
る。ここで、インク像を構成している着色粒子には、転
写ベルト１との間に第１実施例で述べた鏡像力が作用し
ているため、転写ドラム１表面から剥がれることはな
い。このため、転写ベルト９上には、着色粒子上に一様
な厚みの石油系溶媒が塗布されたインク像を形成するこ
とができ、適正な濃縮状態のインク像を転写押圧ローラ
６によって押圧し記録紙８に転写することができる。本
実施例では、転写ベルト９に塗布する石油系溶媒の厚み
を５μｍになるように、供給ポンプ６１と回収ポンプ６
６を作動させている。

【００３１】本実施例においても、インク像を構成して
いる石油系溶媒を蒸発させる蒸発手段を用いていないた
めに、蒸気の発生による装置の汚染がない。また、一様
な濃縮状態のインク像を形成できるために、印字から転
写までの時間や、印字パターンに影響されない、低転写
圧力で良好な画像を得ることができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の転写インクジェットプリンタで
は、転写媒体上のインク像にイオンを照射して、インク
を構成している着色粒子を転写媒体表面に固定した後
に、インク像を構成している石油系溶媒を所定の厚みに
して、適正な湿潤状態で記録媒体に転写する。

【００３３】従って、転写媒体上のインク像の溶媒を蒸
発させる蒸発手段を用いずに、インク像を粘稠状態にし
て記録媒体への転写ができる。この結果、蒸気の発生に
よる装置の汚染を防止できるという効果を有する。ま
た、またインク像の一様な粘稠状態を、場所や印刷パタ
ーン等によらず、安定して実現することができるため、
安定して高画質転写像を得ることができるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の転写型インクジェットプ
リンタを示す斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例の転写型インクジェットプ
リンタを示す断面図である。

【図３】本発明の第１実施例の転写型インクジェットプ
リンタにおけるインク像形成動作を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例において転写ドラム上にイ
ンク滴を吐出した瞬間の状態を示す図である。

【図５】本発明の第１実施例において転写ドラム上のイ
ンク像がイオン照射手段によって濃縮された状態を示す
図である。

【図６】本発明の第２実施例の転写型インクジェットプ
リンタを示す斜視図である。

【図７】従来の転写型インクジェットプリンタの構成を
示す図である。

【図８】従来の蒸発手段を備えた転写型インクジェット
プリンタの構成を示す図である。

【符号の説明】

１ ：転写ドラム（転写媒体） ９ ：転写ベルト（転写媒体） ２ ：インクジェット記録ヘッド ３ ：コロトロン帯電器（イオン照射手段） ４ ：溶媒塗布手段 ５ ：塗布厚規制手段 ６ ：転写押圧ローラ（転写手段） ８ ：記録紙（記録媒体） ２０、４２：石油系溶媒（溶媒） ４０ ：インク像 ４１ ：着色粒子 ４３ ：コロナイオン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶媒に着色粒子を分散してなるインク
   と、このインクをインク滴として吐出するインクジェッ
   ト記録ヘッドと、このインク滴を担持し、かつインクジ
   ェット記録ヘッドに対して間隙を介して移動する転写媒
   体と、この転写媒体から記録媒体にインク像を転写する
   転写手段とを有し、 前記転写媒体にインク像を形成後、転写手段に至るまで
   の間に、前記転写媒体に形成したインク像に対して、イ
   オンを照射するイオン照射手段と溶媒を塗布する溶媒塗
   布手段と溶媒の厚みを一定にする溶媒厚規制手段とを順
   次備えたことを特徴とする転写型インクジェットプリン
   タ。