JP2011173383A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクを増粘させる機能を有する凝集剤を含む処理液を記録媒体22上に付与する処理液付与手段56と、記録媒体22上にインクを打滴するインク吐出手段72と、記録媒体22を載せ搬送する曲率が付与された搬送体76と、記録媒体22を保持する保持手段77と、記録媒体22を吸着穴から吸引する吸着手段と、を有する搬送手段と、搬送体76および記録媒体22を加熱する加熱手段78、80、82と、記録媒体22後端を搬送体76の反対側から非接触で押圧する非接触式記録媒体抑え手段83と、を備えることを特徴とする画像形成装置および画像形成方法である。
【選択図】図1
Description
まず、本発明が適用されるインクジェット記録装置の全体構成を説明する。
給紙部10は、記録媒体22を描画部14に供給する機構である。給紙部10には、給紙トレイ50が設けられ、この給紙トレイ50から記録媒体22が一枚ずつ処理液付与部12に給紙される。
処理液付与部12は、記録媒体22の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部14で付与されるインク中の色材(顔料)を凝集または析出させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。なお、処理液のより詳細な説明については後述する。
図1に示すように、描画部14は、描画ドラム70と、この描画ドラム70の外周面に対向する位置に近接配置されたインクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yで構成される。インクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yはそれぞれ、マゼンダ(M)、黒(K)、シアン(C)、イエロー(Y)の4色のインクに対応しており、描画ドラム70の回転方向に上流側から順に配置される。
乾燥部16は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる工程であり、乾燥ドラム76と、この乾燥ドラム76の外周面に対向する位置に配置された第1のIRヒータ78、温風噴出しノズル80、第2のIRヒータ82、および、記録媒体22を乾燥ドラム76に密着させる非接触式記録媒体抑え手段としての送風ノズル83で構成される。第1のIRヒータ78は、温風噴出しノズル80に対して、乾燥ドラム76の回転方向(図1において反時計回り方向)の上流側に設けられ、第2のIRヒータ82は温風噴出しノズル80の下流側に設けられる。また、送風ノズル83は、記録媒体22と乾燥ドラム76とを密着させるため、乾燥部16の最上流側、第1のIRヒータ78の上流側に設けられる。
Q:風量[m3/min]、V:風速[m/s]、A:送風する面積[m2]
非接触式抑え手段は、例えば、図3に示す送風ノズル83(1個あたりのノズル幅:50mm)を記録媒体幅方向に連結して送風を実施することができるが、所望の風速(風量)が得られるものであれば、部材の形状、素材は特に限定されず用いることができる。ただし、素材に関しては、非接触式記録媒体抑え手段を乾燥手段近傍に備える場合、あるいは、下記に記載したように、乾燥手段と兼用する場合は、耐熱素材であることが好ましい。
図5は、第2実施形態にかかる記録媒体搬送装置の概略図である。第2実施形態にかかる記録媒体搬送装置は、送風ノズル(非接触式記録媒体抑え手段)283が、乾燥ドラム76の前に連結している中間搬送体(渡し胴)30の内部に設けられている点が、第1実施形態と異なっている。
図6は、第3実施形態にかかる記録媒体搬送装置の概略図である。第3実施形態にかかる記録媒体搬送装置は、非接触式記録媒体抑え手段が、中間搬送体30内部に設けられた第1の非接触式記録媒体抑え手段283と、乾燥ドラム76の外周面に設けられた第2の非接触式記録媒体抑え手段83とからなる点が、第1実施形態、第2実施形態と異なっている。
露光硬化部18は、UVランプ88及びインラインセンサ90で構成される。UVランプ88及びインラインセンサ90は、露光硬化ドラム84の周面に対向する位置に配置され、露光硬化ドラム84の回転方向の上流側から順に配置される。
図1に示すように、露光硬化部18に続いて排出部20が設けられている。排出部20は、排出トレイ92を備えており、この排出トレイ92と露光硬化部18の露光硬化ドラム84との間に、これらに対接するように渡し胴94、搬送ベルト96、張架ローラ98が設けられている。記録媒体22は、渡し胴94により搬送ベルト96に送られ、排出トレイ92に排出される。
次に、第1の中間搬送部24の構造について説明する。なお、第2の中間搬送部26、第3の中間搬送部28は、第1の中間搬送部24と同様の構成であり、その説明を省略する。
図7は、インクジェット記録装置1のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置1は、通信インターフェース120、システムコントローラ122、プリント制御部124、処理液付与制御部126、第1中間搬送制御部128、ヘッドドライバ130、第2中間搬送制御部132、乾燥制御部134、第3中間搬送制御部136、定着制御部138、インラインセンサ90、エンコーダ91、モータドライバ142、メモリ144、ヒータドライバ146、画像バッファメモリ148、吸引制御部149、送風制御部162等を備えている。
本発明におけるインク組成物は、顔料を含んでなり、必要に応じて、更に分散剤や界面活性剤、その他の成分を用いて構成することができる。なお、本発明においては、画像の耐性を向上させるために、インク液の粘度や表面張力を高くすることによって、記録媒体上をインクがぬれ広がりにくくすることも可能である。例えば、下記の成分の中で、顔料や樹脂粒子などの分散粒子成分を増やすことは、インク液の粘度を高めるだけでなく、凝集を速め、凝集体自体の強度向上にも期待できるので、好ましい。
本発明におけるインク組成物は、色材成分として顔料の少なくとも一種を含有する。顔料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料のいずれであってもよい。顔料は、水に殆ど不溶であるか又は難溶である顔料であることが、インク着色性の点で好ましい。
本発明のインク組成物は、分散剤の少なくとも1種を含有することができる。前記顔料の分散剤としては、ポリマー分散剤、又は低分子の界面活性剤型分散剤のいずれでもよい。また、ポリマー分散剤は、水溶性の分散剤、又は非水溶性の分散剤のいずれでもよい。
本発明におけるインク組成物は、ポリマー粒子の少なくとも一種を含有することができる。このポリマー粒子は、後述の処理液又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定化して凝集しインクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。
本発明におけるインク組成物は、ポリマー粒子として、自己分散性ポリマー粒子の少なくとも一種を含有することが好ましい。この自己分散性ポリマーは、後述の処理液又はこれを乾燥させた領域と接触した際に分散不安定化して凝集しインクを増粘させることによりインク組成物を固定化する機能を有し、インク組成物の記録媒体への定着性及び画像の耐擦過性をより向上させることができる。また、自己分散性ポリマーは、吐出安定性及び前記顔料を含む系の液安定性(特に分散安定性)の観点からも好ましい樹脂粒子である。
本発明におけるインク組成物は、活性エネルギー線により重合する水溶性の重合性化合物の少なくとも一種を含有することができる。
本発明におけるインク組成物は、後述の処理液に含有すると共にあるいは含有せずに、活性エネルギー線により前記重合性化合物の重合を開始する開始剤の少なくとも1種を含有することができる。光重合開始剤は、1種単独で又は2種以上を混合して、あるいは増感剤と併用して使用することができる。
本発明におけるインク組成物は、水溶性有機溶媒の少なくとも1種を含有することができる。水溶性有機溶媒は、乾燥防止、湿潤あるいは浸透促進の効果を得ることができる。乾燥防止には、噴射ノズルのインク吐出口においてインクが付着乾燥して凝集体ができ、目詰まりするのを防止する乾燥防止剤として用いられ、乾燥防止や湿潤には、水より蒸気圧の低い水溶性有機溶媒が好ましい。また、浸透促進には、紙へのインク浸透性を高める浸透促進剤として用いることができる。
インク組成物は、水を含有するものであるが、水の量には特に制限はない。中でも、水の好ましい含有量は、10〜99質量%であり、より好ましくは30〜80質量%であり、更に好ましくは50〜70質量%である。
本発明におけるインク組成物は、上記成分以外にその他の添加剤を用いて構成することができる。その他の添加剤としては、例えば、乾燥防止剤(湿潤剤)、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が挙げられる。
処理液は、既述のインク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を少なくとも含み、必要に応じて、さらに他の成分を用いて構成することができる。インク組成物と共に処理液を用いることで、インクジェット記録を高速化でき、高速記録しても濃度、解像度の高い描画性(例えば細線や微細部分の再現性)に優れた画像が得られる。また、処理液やインク組成物の処方を改善することにより、形成された画像自体の強度を高めることができ、高圧送風などによる画像の耐久性を補強することができる。
本発明のインクジェット記録方法は、記録媒体に上に画像を記録するものである。
記録媒体上に、処理液(マロン酸含有)を付与し、インクジェットでベタ画像を描画(平均インク打滴量5pl)した菊半裁サイズ(636×469mm、アイベストW 坪量:310gsm(日本製紙製))の紙を吸着乾燥胴で乾燥を実施した後、記録媒体の後端浮き、画像ダメージの評価を以下の基準で行った。
<評価>吸着胴上での記録媒体後端の密着状態を目視評価。
○:後端まで正常に吸着されている。
△:後端がわずかに浮いているが、許容内。
×:後端が完全に浮いており、吸着できていない。
<評価>サンプルのベタ画像部分全体のインク流れによる濃度ムラや紙地発生度合いを目視評価。
◎ :画像に全く損傷なし。
○ :画像にわずかに濃度ムラが見られる部分があるが、許容内。
△ :画像に濃度ムラが発生している。
× :画像が流れて、一部紙表面が露出している。
××:画像が全体的に流れてしまっており、画像の態を成していない。
記録媒体をOKトップ 坪量73.3gsm(王子製紙製)とし、風速を10[m/s]とした以外は試験例1と同様の方法により画像形成、乾燥を行った。その後、濃度ムラの評価を以下の基準で行った。
○:濃度差が確認されない。
×:濃度差が確認される。
平均インク打滴量を7.5plとし、送風ノズルからの風速を表3、表4に示す風速とした以外は、試験例1と同様の方法により、画像形成、乾燥を行った。その後、試験例1と同様の基準で、評価を行った。
処理液中に含まれる凝集剤の種類を表5に示す凝集剤を用いて、試験例1と同様の方法により、画像形成、乾燥を行い、評価を行った。なお、処理液は、各々の凝集剤を同質量添加して作製した。
Claims (12)
- インクを増粘させる機能を有する凝集剤を含む処理液を記録媒体上に付与する処理液付与手段と、
前記記録媒体上に前記インクを打滴するインク吐出手段と、
前記記録媒体を載せ搬送する曲率が付与された搬送体と、該記録媒体の搬送方向先端を保持する保持手段と、該記録媒体を負圧吸引するための複数の吸着穴と、該吸着穴から吸引する吸着手段と、を有する搬送手段と、
前記記録媒体の前記搬送体の反対側から該搬送体および該記録媒体を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段の前記記録媒体搬送方向上流側に設けられ、該記録媒体後端を前記搬送体の反対側から非接触で押圧する非接触式記録媒体抑え手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記記録媒体の種類により、前記非接触式記録媒体抑え手段による押圧力を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記記録媒体の搬送方向後端にいくに従い前記非接触式記録媒体抑え手段の押圧力を高くすることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記記録媒体の搬送方向後端通過時のみ、前記非接触式記録媒体抑え手段で押圧することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記記録媒体の搬送方向後端部に前記インクを打滴しない領域を設けることを特徴とする請求項1から4いずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記非接触式記録媒体抑え手段が、送風手段であることを特徴とする請求項1から5いずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記凝集剤が有機酸であることを特徴とする請求項1から6いずれか1項に記載の画像形成装置。
- インクを増粘させる機能を有する凝集剤を含む処理液を記録媒体上に付与する処理液付与工程と、
前記記録媒体上に前記インクを打滴するインク吐出工程と、
曲率が付与された搬送体上に前記記録媒体を載せ、該記録媒体の搬送方向先端を保持しながら、該搬送体から吸着穴を通して吸引し、該記録媒体を搬送する搬送工程と、
前記記録媒体の前記搬送体の反対側から非接触で押圧する非接触式記録媒体抑え工程と、
前記記録媒体の前記搬送体の反対側から該搬送体および該記録媒体を加熱する加熱工程と、
を備えることを特徴とする画像形成方法。 - 前記記録媒体の種類により、前記非接触式記録媒体抑え工程の押圧力を制御する制御工程を有することを特徴とする請求項8に記載の画像形成方法。
- 前記制御工程は、前記記録媒体の搬送方向後端にいくに従い、前記非接触式記録媒体抑え工程の押圧力が高くなるように制御することを特徴とする請求項8または9に記載の画像形成方法。
- 前記制御工程は、前記記録媒体の搬送方向後端通過時のみ、前記非接触式記録媒体抑え工程で押圧するように制御することを特徴とする請求項8または9に記載の画像形成方法。
- 前記非接触式記録媒体抑え工程が、前記記録媒体に風を送風する送風工程であることを特徴とする請求項8から11いずれか1項に記載の画像形成方法。
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