JPH06166174A - インクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写型インクジェット記録装置で、小さい転
写圧力で記録媒体上に高画質インク像を得ること。 【構成】 剥離性の高い転写ドラム１上に、記録ヘッド
２からインク滴を互いに分断されたインクドットとして
着弾させてインク像書き込みを行い、加熱手段３によっ
てインクドットの水分を蒸発した後、当接ローラ４によ
ってインクドットを押し広げ、分断されたインクドット
を転写ドラム１上で重ね合わせる。転写工程ではバック
アップローラ５によって記録紙６に圧力転写される。こ
のため、低圧力転写可能な転写媒体上にハジキ現象を回
避してインク像を書き込むことができると同時に、凹凸
の不規則に存在する記録紙にも低圧力で良好な画像を転
写できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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、記録
紙や紙粉と記録ヘッドとの意図しない接触に起因するイ
ンクジェット目詰まりがなく、高い信頼性が得られると
いう特徴を有する。このような転写型インクジェットプ
リンタとしては、米国特許公報４５３８１５６号、米国
特許公報５０９９２５６号に記載されている構成が知ら
れている。

【０００３】これらの装置においては、円筒状転写媒体
に対し、間隙を介して、複数のノズルを有するインクジ
ェット記録ヘッド（以後、記録ヘッドと呼ぶ）が設けら
れている。記録工程は、転写媒体へインク像を書き込む
書き込み工程と、記録媒体である記録紙を転写媒体に当
接させ、背後から押圧することによって、記録紙上にイ
ンク像を転写する転写工程から構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの装置では、低
い圧力で転写残りの無い高効率転写を行なう必要があ
る。すなわち、転写媒体から記録紙へのインク像転写は
圧力を印加することによって行なわれるため、転写媒体
はインク像を剥離し易い材質、すなわち、表面エネルギ
ーが低い材質である必要がある。一方、転写媒体上への
インク像形成は、記録ヘッドから吐出したインク滴で行
なう。表面エネルギーが低い材質上では、上記ドットは
表面張力のために、球形にまとまる性質がある。このた
め、転写媒体上で、複数のドットが集合して大きなドッ
トとなり易い。この結果、初期の位置から変位した位置
にドットが形成されたり、ドットの集合体で形成される
インク像が変形したりする。この現象を以下ではハジキ
現象として記述する。

【０００５】図１では、ドット群で直線を形成したとき
の、ハジキ現象の典型例を示している。初期はハッチン
グで示す円１０１で示すように、一定の間隔で形成され
た複数のドットが形成される。転写媒体上でハジキ現象
によって、これらが大きさの一様でないいくつかのドッ
ト１０２、１０３、１０４に分離される様子を示してい
る。これらのドットで形成される文字、画像のインク像
は低品質となる。すなわち、滑らかさを欠き、連続的で
有るべき部分が途切れて、見栄えが悪く、読みにくい物
になる。水の表面張力は大きいため、上記ハジキ現象
は、水を主な成分とするインクでは顕著にみられる。こ
のハジキ現象を回避するためには、隣接するインクドッ
トが、転写媒体上で互いに重なる領域なく配置される必
要がある。しかしながら、これらのインクドットで形成
される文字、画像のインク像は分断されたドットで形成
された低品質画像となる。

【０００６】一方、米国特許公報５０９９２５６号記載
の構成では、記録ヘッドで転写媒体上に書き込まれたイ
ンクドットは加熱され水分を蒸発された後、記録紙を介
して転写ローラによって圧力を印加されて転写される。
この時、インクドットは印加される圧力によって押し広
げられながら記録紙に転写される。しかし、水分を蒸発
させたインクドットを転写する際、記録紙を介して転写
しているため、インクドットと接触する記録紙表面の凹
凸によって最終画像が大きく影響を受けてしまう。この
凹凸は主に、不規則に存在する繊維によるところが大き
い。すなわち、記録紙表面の凸部ではインクドットと密
着して、転写媒体表面のインクドットを広げることがで
きるが、凹部ではインクドットと密着することができず
インクドットを広げることができないため、不規則に存
在する凹凸によってインクドットの広がり方に差が生
じ、劣悪な最終画像になってしまうという問題点を有し
ていた。

【０００７】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は低圧力転写の可能な、剥離性（離型性）
の高い転写媒体上に、致命的な画質欠陥となるハジキ現
象を防止し、かつ高品質な画像を記録媒体上に得ること
のできるインクジェット記録方法を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録方法は、転写媒体に対し、間隙を介して対峙し、上
記転写媒体を走査する記録ヘッドでインク像を書き込
み、記録媒体に転写するインクジェット記録方法であっ
て、 ａ．記録ヘッドからの選択的インク滴吐出により、主走
査方向の形成ピッチよりも小さい径のインクドットとし
て転写媒体上に着弾させインク像を形成する工程と、 ｂ．前記インクドットから溶媒成分を減少させて濃縮し
たインクドットを、少なくとも主走査方向の形成ピッチ
以上に広げる工程と、 ｃ．転写媒体と記録媒体を当接させ圧力を印加し、転写
媒体上のインク像を記録媒体に転写する工程とからなる
ことを特徴とする。

【０００９】また、前記ｂの工程が、転写媒体に当接す
る当接ローラで転写媒体上のインクドットを押し広げる
工程であり、この当接ローラは、転写媒体よりもインク
ドットと濡れ難い材質で構成されていることを特徴とす
る。

【００１０】さらに、前記主走査方向のインクドットの
形成ピッチｐ、この主走査方向に略直交する副走査方向
のインクドットの形成ピッチｑに対して、前記ｂの工程
で押し広げたインクドット径Ｄｄ´がより好ましくは、 Ｄｄ´≧（ｐ²＋ｑ²）^1/2 の関係を満たすように、前記当接ローラの圧力を制御す
ることを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記方法によれば、転写媒体上で連続して吐出
する主走査方向の形成ピッチよりも小さい径のインクド
ットとして転写媒体上に着弾させ、分断したインクドッ
トでインク像を形成するため、上記ハジキ現象を回避す
ることができる。転写に際しては、転写媒体上で流れ易
いインクの溶媒成分を除去した高粘度状態のインクドッ
トを、当接ローラで一様に、押し広げる。ここで、イン
クドットは上記ハジキ現象が発生しない程度に高粘度状
態に制御する。一様に広げられたインクドットで構成さ
れた画像は記録媒体に圧力転写され、高品質な画像を得
ることができる。

【００１２】また、主走査方向のインクドットの形成ピ
ッチｐ、この主走査方向に略直交する副走査方向のイン
クドットの形成ピッチｑに対して、前記ｂの工程で押し
広げたインクドット径Ｄｄ´が上記の関係を満たすよう
に、前記当接ローラの圧力を制御することにより、斜線
を形成する場合においてもインクドットが重なり連続し
た良好なインク像を形成する。

【００１３】

【実施例】以下、実施例に従って本発明のインクジェッ
ト記録方法を説明する。

【００１４】図２は本発明方法を用いたインクジェット
プリンタの第１実施例の斜視図を示す。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、
加熱手段３、当接ローラ４、転写手段であるバックアッ
プローラ５が順次配置されている。

【００１５】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、複数個のノズルを転写
ドラム１の軸方向に一定の間隔だけ離して有している。
記録ヘッド２には、インク容器２２が接続され、必要に
応じてインクが供給される。また、記録ヘッド２は移動
装置２１により矢印Ｄの方向（転写ドラムの軸方向）に
転写ドラム１回転につき所定量だけ移動される。

【００１６】転写ドラム１は、金属素管１１の周囲にシ
リコーンゴムからなる弾性層１２を積層したものであ
る。弾性層１２は、インク像を剥離し易いゴム材が望ま
しく、シリコーンゴムの他、フルオロシリコーンゴム、
フッ素ゴム等を用いることができる。

【００１７】加熱手段３は、棒状のハロゲンランプ１５
と、楕円面を内面に有するリフレクター１６とによって
構成され、ハロゲンランプ１５を上記リフレクタ１６の
第１焦点に配置している。

【００１８】当接ローラ４は、金属ローラであり、図示
しない当接機構により、当接または解除の制御が可能に
支持され、当接時は転写ドラム１に密着して転写ドラム
１の周速と同速度で図中矢印Ｂの方向に回転する。当接
ローラ４の表面は、一様な平滑な表面であり、上記転写
ドラム１表面とインクとの濡れ性よりも濡れ難い。具体
的には、当接ローラ４表面にフッ素系の撥水処理である
共析メッキによってポリ四フッ化エチレンを０．５〜１
０μｍの厚みで施している。

【００１９】バックアップローラ５はアルミニウムの金
属ローラであり、転写圧力印加装置３３により、支軸３
１を揺動軸とした押圧レバー３２により転写ドラム１に
押圧及び押圧解除できる構成になっている。押圧時は記
録媒体である記録紙６を介して図中矢印Ｃの方向に、転
写ドラム１の周速と同一速度で回転する。転写荷重は、
本実施例では約１０ｋｇ重である。

【００２０】インクは、少なくとも水と、水溶性有機溶
剤と、顔料と、コロイダルディスパージョン型樹脂を含
有してなるインクを用いた。具体的には、顔料としてカ
ーボンブラック３ｗｔ％、コロイダルディスパージョン
型樹脂として大日本インキ化学工業社の変性エポキシエ
ステル型コロイダルディスパージョンであるウォーター
ゾルＣＤ−５４０（樹脂固形分４０％ イソプロピレン
グリコール１３％含有）を３０ｗｔ％、水溶性有機溶剤
としてトリエタノールアミン５ｗｔ％、その他、保湿材
としてトリエチレングリコール５ｗｔ％に純水を加え調
整したインクを使用した。

【００２１】次に、動作について説明する。

【００２２】最初にインク像書き込み工程を説明する。
インク像書き込み工程においては、バックアップローラ
５と当接ローラ４とは、転写ドラム１表面に接触しない
位置に制御する。ここで、転写ドラム１の回転方向を主
走査方向、転写ドラム１の回転方向に直行する方向（軸
方向）を副走査方向とする。転写ドラム１が矢印Ａ方向
に１回転すると転写ドラム１上には、記録ヘッド２のノ
ズルに対応する位置に、ライン状にインク像が形成され
る。図３は本実施例に用いた記録ヘッドの走査方法を説
明する図である。図３ではノズル２００、ノズル２１０
の２個のノズルで代表させて説明する。まず転写ドラム
１が図３の矢印Ａの方向に移動し、ラインＬ１上のドッ
ト列２０１、ラインＭ１上のドット列２１１が形成され
る。ここでは、記録画像に応じて各格子点位置に選択的
にインクドットが形成される様子を示している。本図で
は説明のため、いくつかの格子点にインクドットを図示
している。この時ドット径Ｄｄは７０ミクロン、ドット
ピッチｐは１／３００インチ（約８５ミクロン）であ
る。従って、Ｄｄ＜ｐであって、走査方向に隣接するド
ットは互いに重なり部分を生じない。転写ドラム１が１
回転する間に、記録ヘッド２は、図３に矢印Ｄで示す副
走査方向に距離ｑだけ移動する。この記録ヘッド２の移
動動作は間欠的とすることも、連続的とすることもでき
る。本実施例の装置では、ｑ＝１／３００インチ（約８
５ミクロン）であり、１回転につき１／３００インチ移
動し、転写ドラム１が２回転目に入る。転写ドラム１上
には１回転目と同様に、先のドット列２０１に対してｑ
だけ離れたラインＬ２上にドット列２０２が形成され
る。同様にして、転写ドラム１がＮ回転（本実施例では
８回転）することにより、ラインＬＮ上のドット列が形
成され、１ページ分の画像が形成される。ここで、転写
ドラム１上に形成されるインクドットは、主走査方向、
福走査方向ともに互いに分断されており、独立したイン
クドットとして転写ドラム１上に保持されるため、ハジ
キ現象によって生ずる不均一な大きさのインクドットの
発生はない。

【００２３】次に、１ページ分のインク像書き込み工程
を終了した後、ハロゲンランプ１５を点灯して、インク
ドットの溶媒成分である水分の蒸発を促進する。これ
は、インク像がレフレクター１６と対向する位置を、転
写ドラム１の回転につれて移動することによって一気に
濃縮される。

【００２４】次に、当接ローラ４を転写ドラム１に対し
て当接状態に制御する。ここでは、濃縮したインクドッ
トを、転写ドラム１と当接ローラ４との当接部に挿入さ
せることにより、インク像書き込み工程で形成したイン
クドット径を、インクドットの主走査方向の形成ピッチ
よりも広げて、互いに分断されていた独立のインクドッ
トを重ね合わせることができる。図４は、この当接部を
通過した後の転写ドラム上のインクドットの様子を示す
図である。当接ローラ４と転写ドラム１の表面の曲率
は、インクドットに比べて、非常に大きいため、インク
ドットは主走査方向にのみ押し広げられるばかりでなく
副走査方向にも押し広げられる。このため、ほぼ真円に
近い形で広げることができる。押し広げられたインクド
ット２２０は、互いに重ね合うが、濃縮されて粘度が高
いために、ハジキ現象を生ずることがない。本実施例で
は、押し広げられたインク同士に重ね部分ができるよう
に、当接ローラ４の当接圧力を制御している。すなわ
ち、本実施例では、広げられたインクドット径Ｄｄ´が
以下の関係を満たしている。

【００２５】Ｄｄ´≧（ｐ²＋ｑ²）^1/2 これにより、斜線を形成する場合においてもインクドッ
トが重なり、インク抜けのない連続した良好なインク像
を形成することができる。

【００２６】次に転写工程について説明する。転写工程
では、バックアップローラ５は転写圧力印加装置３３に
より、転写ドラム１に押圧された状態に制御される。イ
ンク像を担持した転写ドラム１は回転につれて移動し、
バックアップローラ５との当接部に達する。図示しない
記録紙搬送手段により記録紙６をこの当接部に送り込
み、転写ドラム１と接触させて、圧力を印加し、圧力に
よって、転写ドラム１上のインク像を記録紙６に転写す
る。転写ドラム１の弾性層１２は剥離し易い性質を有し
ているため、転写ドラム１上のインク像は、ほぼ完全に
記録紙６に転写される。

【００２７】本実施例の装置では、剥離性の高い弾性層
１２上に、インク滴を互いに分断されたインクドットと
して着弾させてインク像書き込みを行い、次に転写ドラ
ム上で流れ易いインクドットから水分を蒸発させ高粘度
状態とした後に、転写に際して一様に押し広げ、記録紙
に転写する。このため、低圧力転写可能な転写媒体上に
ハジキ現象を回避してインク像を書き込むことができる
と同時に、凹凸の不規則に存在する記録紙にも低圧力で
良好な画像を転写できる。

【００２８】尚、図５は本実施例に用いることのできる
別の当接ローラ４０の構成を示す。円筒状の支持ローラ
４１の上層に押圧弾性層４２を設けた構成である。押厚
弾性層４２は転写ドラム１の弾性層１２に比べて、イン
クとの濡れ性が低い材質によって構成されており、具体
的には、シリコーンゴムの他、界面活性剤を練り込んだ
シリコーンゴム、さらに表面にフッ素コートやシリコー
ンコートを施したクロロプレンゴムやフロロシリコーン
ゴム等によって構成される。これらの当接ローラを用い
ても同様の効果が得られた。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、剥離性の高い転写媒体
上にインク滴を互いに分断したインクドットとして着弾
させるために、大きさの一様でないドットの発生を防止
することができる。また、転写工程に際し、溶媒成分を
除去した後の高粘度化したインクドットを転写媒体上で
一様に押し広げて重ね合わせるため、高画質のインク像
を凹凸の不規則に存在する記録媒体にも低圧力で転写で
きるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】転写媒体上でのハジキ現象によるインク像劣化
を説明する図である。

【図２】本発明方法を用いたインクジェットプリンタの
第１実施例を示す斜視図である。

【図３】記録ヘッドの走査方法を説明する図である。

【図４】当接ローラを通過した後の転写ドラム上のイン
クドットの様子を示す図である。

【図５】別の当接ローラの構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ：転写ドラム（転写媒体） ２ ：記録ヘッド ３ ：加熱手段 ４、４０ ：当接ローラ ５ ：バックアップローラ（転写手段） ６ ：記録紙（記録媒体） ４１ ：支持部材 ４２ ：押圧弾性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｍ 5/00 Ａ 9221−2Ｈ 9012−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０４ Ｈ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写媒体に対し、間隙を介して対峙し、
   上記転写媒体を走査する記録ヘッドでインク像を書き込
   み、記録媒体に転写するインクジェット記録方法であっ
   て、 ａ．記録ヘッドからの選択的インク滴吐出により、主走
   査方向の形成ピッチよりも小さい径のインクドットとし
   て転写媒体上に着弾させインク像を形成する工程と、 ｂ．前記インクドットから溶媒成分を減少させて濃縮し
   たインクドットを、少なくとも主走査方向の形成ピッチ
   以上に広げる工程と、 ｃ．転写媒体と記録媒体を当接させ圧力を印加し、転写
   媒体上のインク像を記録媒体に転写する工程とからなる
   ことを特徴とするインクジェット記録方法。
2. 【請求項２】 前記ｂの工程が、転写媒体に当接する当
   接ローラで転写媒体上のインクドットを押し広げる工程
   であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット
   記録方法。
3. 【請求項３】 前記当接ローラは、転写媒体よりもイン
   クドットと濡れ難い材質で構成されていることを特徴と
   する請求項２記載のインクジェット記録方法。
4. 【請求項４】 前記主走査方向のインクドットの形成ピ
   ッチｐ、この主走査方向に略直交する副走査方向のイン
   クドットの形成ピッチｑに対して、前記ｂの工程で押し
   広げたインクドット径Ｄｄ´がより好ましくは、 Ｄｄ´≧（ｐ²＋ｑ²）^1/2 の関係を満たすように、前記当接ローラの圧力を制御す
   ることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録
   方法。