JP2000103157A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低エネルギーで高品位の画像を形成可能な画
像形成方法及び画像形成装置を提供する。 【解決手段】 画像形成装置は、画像転写媒体１にイン
クを吐出してインク画像１０を形成するインク吐出装置
２と、インク画像１０に粉体粒子を供給してインク画像
を増粘する粉体粒子供給装置３と、画像転写媒体１上の
増粘インク画像１２を画像支持体５上に転写する転写装
置６とを備えて構成される。また、画像転写媒体１上の
余分な粉体粒子を除去する粉体粒子除去装置４、あるい
は増粘インク画像１２の転写後に画像転写媒体１上に残
ったインク画像を除去するクリーニング装置９、さらに
は転写されたインク画像１３に固化液１４を付与する固
化液付与装置７が必要に応じて設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成方法及び画
像形成装置に係り、特に高品質画像の記録を可能とする
画像形成方法及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクにエネルギーを与えて微小
液滴化し、その液滴を記録媒体上に付着させるインクジ
ェット方式が数多く提案されている。これには各色ごと
に単一または数本のノズルを用い記録支持体上に走査し
て記録するスキャン型と、アレイ状に配置した多数のノ
ズルを用いるアレイ型などがある。これら方式に用いら
れている多くのインク吐出メカニズムは、キャビティー
内インクにパルス圧力、静電力、電気浸透力などの外力
を作用させてオリフィスからインク粒子を噴射させるも
のである。パルス圧力はピエゾトランスデューサーの変
形もしくは、インクの加熱、沸騰による気泡の圧力によ
るものである。

【０００３】これらの従来型のインクジェット方式で
は、ピエゾトランスデューサーの変形もしくはインクの
加熱による気泡によって生じる圧力が小さいため、１〜
３ｃＰ（１〜３ｍＰａ・ｓ）程度の粘度のインクしか使
用できない。従って、これらの方式では、インクが用紙
に着弾した際に用紙の繊維に沿ってインクが滲んでしま
うこと、印字されたドット径が吐出ノズル径に比べて大
きくなったり不均一になったりすること、インクが用紙
の裏面まで浸透し裏抜けしてしまうこと、またカラーイ
ンクジェットなどの場合は隣接するドットと接触した
際、にじみから混色に発展してしまうことなどの根本的
な問題を抱えている。

【０００４】このような問題を解決するための方法が、
例えば特開平２−３０７７５３号公報や特開昭６４−６
３１８５号公報に開示されている。前者は印字される前
に記録用紙の背面に滲み防止剤を供給する方式であり、
後者は記録媒体上にインクを不溶化させる溶液をノズル
から着弾させてその硬化剤上にインクを吐出させ用紙内
部の滲みを防止する方式である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
どちらの方式も滲み防止に対する効果が不十分なばかり
か、不溶化させる液体を塗布した際、その不溶化液によ
って用紙自体に紙しわが生ずるなどの２次障害が起きて
しまうという問題がある。これらの問題を抜本的に解決
する方法としては、従来のインクの粘度１ｍＰａ・ｓ〜
１０ｍＰａ・ｓを、１０ｍＰａ・ｓ以上、望ましくは１
００ｍＰａ・ｓ以上に高めた高粘度インクを使用するこ
とが効果の大きいことは知られている。これは、インク
の粘性抵抗の増大や内部凝集力の増大によって、普通紙
の繊維中へのインクの浸透速度が減少して浸透範囲が狭
まること、あるいはインクに分散された染顔料の拡散が
抑制されて異色インク間の染顔料の混合速度が遅くなる
ことによるものと考えられる。

【０００６】その代表的な方式の一つとして、インクを
特殊なホットメルトタイプにした方式があるが、この方
式では吐出できるインクの粘度は１０ｃＰ（１０ｍＰａ
・ｓ）程度までが限界であり、さらにインクを溶融させ
るためには熱エネルギー等を必要とし、低エネルギー化
の方向とは逆行してしまう。現時点で、粘度１０ｍＰａ
・ｓ以上のインクを用いて、安定した液滴量と液滴の吐
出方向性を確保しつつ画像支持媒体へオンデマンドに低
エネルギーで記録する方法は実現されていない。

【０００７】また、転写媒体上に形成したインク像を加
熱し増粘させたあと、記録媒体に転写するようにしたも
のに特開平６−１２２１９４号公報記載の方法がある。
これは転写媒体上に形成されたインク像を、光照射装置
により光照射した後、転写媒体上から記録媒体に圧力転
写するものである。転写媒体上のインクは照射光を吸収
して溶剤が蒸発し速やかに高粘度化するため、ハジキ現
象や拡散ぬれが防止され、記録媒体上で高画質記録を得
ることができる。さらに、転写時に記録紙へのにじみ現
象がなく、インク像が記録媒体上に忠実に転写される。
しかしながら、この画像形成装置では、転写媒体上に形
成されたインク像を、光照射装置により増粘させるた
め、光照射装置が多大なエネルギーを費やすことや、蒸
発したインク溶剤が記録ヘッドの吐出面をぬらし、濡れ
による吐出不良が発生して画質劣化を招く点で問題があ
る。

【０００８】粉体を使った画像形成装置として、特開平
８−５８２２５号公報に開示された装置がある。この装
置は、染料反応性樹脂粒子を帯電させて被記録材に付着
させ、インクジェット記録ヘッドを用いてこの樹脂粒子
にインク画像を形成した後、これを被記録材に熱融解定
着させる手段を備えるものである。これにより、普通紙
に対するインクジェット記録方式において、発色性、耐
水性、にじみ、汚れ等の弊害のないカラー画像を形成す
ることができる。しかしながら、この画像形成装置で
は、画像形成された樹脂粒子を被記録材に定着させる手
段が熱融解定着を用いるものであるため、定着工程にお
いて多大なエネルギーを要する点で問題がある。

【０００９】さらに粉体を使った別の画像形成装置とし
て、特開平２−２２５０４７号公報に開示された装置が
ある。この装置は、インク滴を紙面上に吐出する機構
と、インク滴の吐出に同期させてインク滴上に定着粒子
を飛翔させ、インク滴を定着させる機構とを有し、紙面
上のにじみ、印字後のインクの削れ、剥れを防ぐように
している。しかしながら、この画像形成装置では、まず
インク滴が紙面に付着した時点で紙面上ににじみが生じ
てしまうので、その後定着粒子を付着させてもにじみを
防止することはできない。

【００１０】他に粉体を使った画像形成装置として、特
開平１０−９５１６６号公報に開示された装置がある。
この装置は、接着剤を主成分としたインクを被記録材に
インクジェット方式で吐出させ、潜像画像を形成させた
後、有色または無色の粉体、またはこれらの混合物で顕
在化する手段を有し、それによってインク吐出ヘッドの
ノズルの目詰まりを解消し、着色材料または／及びその
他粉体等使用する材料の選択に対する制約を極めて少な
くするものである。しかしながら、この画像形成装置に
おいて粉体は、インクインクジェット記録ヘッドにより
吐出された接着材により被記録材に接着されて定着して
いるだけなので、定着強度が弱く、あるいは画像部と非
画像部間で凹凸が生じるという問題がある。これは特に
カラー画像での色重ねで顕著である。また吐出された接
着剤による画像のにじみや、紙しわ、波打ち等も生じ
る。また非画像部に付着した粉体粒子は着色されている
ため、完全に除去する必要がある。また接着剤の硬化に
時間を要する。さらに上記の定着強度や凹凸の問題を解
消するため、粉体に染顔料を含んだ熱可塑性樹脂を用い
て熱融解定着を行うことも可能であるが、これも定着工
程において多大なエネルギーを要する点で問題がある。

【００１１】従って本発明の目的は、低エネルギーで高
品位の画像を形成可能な画像形成方法及び画像形成装置
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決しようとする手段】上記目的は、画像情報
に応じてインクを吐出して画像転写媒体にインク画像を
形成する工程と、このインク画像に増粘物質を付与する
工程と、この増粘物質の付与されたインク画像を画像支
持体上に転写する工程とを有する画像形成方法により、
達成される。また本発明に係る画像形成装置は、画像転
写媒体と、画像転写媒体にインクを吐出してインク画像
を形成するインク吐出装置と、インク画像に増粘物質を
供給する増粘物質供給装置と、画像転写媒体上のインク
画像を画像支持体上に転写する転写装置とを備えて構成
される。さらに、画像転写媒体上の余分な増粘物質を除
去する増粘物質除去装置、あるいはインク画像の転写後
に画像転写媒体上に残ったインク画像を除去するクリー
ニング装置を設けることができる。

【００１３】ここで増粘物質としては粉体粒子が用いら
れる。粉体粒子の径はインク画像のドット径以下とされ
る。この粉体粒子は水溶性高分子を含有するものであ
り、多糖類高分子を用いることができる。多糖類高分子
としては分子量１０，０００以上１，０００，０００以
下のアルギン、アルギン酸、アルギン酸一価金属塩、又
はカラゲーナンが好適である。また、画像支持体上に転
写されたインク画像に固化液を付与する固化液付与装置
を設けることができる。この固化液は金属塩を含む水溶
液であり、そのｐＨは６から９の範囲内とするのがよ
い。

【００１４】本発明は、少なくとも水溶性高分子を含む
粉体粒子がインク吐出装置により吐出されたインクに接
触溶解し、インク粘度を上昇させる現象を用いている。
これにより、熱や光等のエネルギーをインクに与えるこ
となくインク画像を増粘させることができる。さらに
は、転写装置を使用して、増粘したインク画像を画像支
持体上に圧力を加えて接触転移させることにより、画像
支持体上に増粘インク画像を形成することができる。高
粘度インク画像は、用紙の繊維に沿って移動する速度が
遅いので、フェザリングや、液滴同士の結合による色に
じみ、あるいは用紙に紙しわが発生することがなく、ま
た画像部非画像部に凹凸が生じることがない。

【００１５】インク吐出装置より吐出されるインクは、
通常のインクジェット用インクを使用する。インクの表
面張力は、２３〜３０ｍＮ／ｍとなるよう調整する。画
像転写媒体は、吐出されたインク画像を安定して保持す
るためインク滴との接触角は４５から１１５度の範囲に
あればよく、より望ましくは６０〜９０度にあれば良
い。さらに、画像支持体への効率の良い転写を行うため
に、画像支持体への追従性のよい適度な弾力性が求めら
れる。

【００１６】粉体粒子の供給方法としては、粉体薄層を
ロール上に形成し、インク画像に接触供給する方法や、
粉体粒子のクラウドを発生し、転写媒体上のインク画像
に非接触的に供給する方法や、粉体粒子とキャリア鉄粉
を混合して現像剤を作り、内部に磁石を持つ現像剤担持
体に担持させ、画像転写媒体と担持体の間に、交流成分
を含むバイアスを印加して粉体粒子のみを供給する方法
等が適用できる。尚、転写媒体上のインク画像を乱すこ
となく粉体を供給する方法としては、非接触的に供給す
る方法が望ましい。この他、粉体粒子供給方法として
は、ふるい掛けや静電気力を利用して供給する方法等も
考えられが、これらの例に限定されるものではない。

【００１７】粉体粒子は、まずインク画像の付着した画
像転写媒体上に供給される。次に、インク画像の表面及
び画像転写媒体上に粉体粒子が付着し、インク画像表面
に付着した粉体粒子はインク中の水分により膨潤する。
次に、付着、膨潤した粉体粒子がインク画像中へ溶け出
し、インク画像を増粘させる。最後に、余分な粉体粒子
が粉体除去装置により除去され、画像転写媒体上に増粘
インク画像が形成される。尚、余分な粉体粒子は、完全
に除去されなくても無色透明なため、画像に与える影響
はない。

【００１８】増粘させるインク画像に粉体粒子として供
給する水溶性高分子の量は、インク画像を十分に増粘で
きる量にする必要がある。その濃度が、１重量％以上、
望ましくは３重量％以上、２０重量％以下となるように
粉体粒子の供給量を調整するのが望ましい。これは、そ
の濃度が１重量％に満たないと増粘が足りず画像支持体
上で、フェザリング、にじみ、紙しわ、裏抜け等を引き
起こしてしまう恐れがあり、また２０重量％を超えると
水溶性高分子を含有するインク画像が硬くなりすぎ、支
持体への転写性が悪くなるからである。

【００１９】インク画像に供給する粉体粒子径は、少な
くともインク画像のドット径以下にする必要がある。イ
ンク画像のドット径よりも大きい粒径ではインク画像を
乱してしまい、さらにインク粘度も高くなってしまう。
例えば、転写媒体上で６００ｄｐｉ相当、φ４０μｍの
インク滴表面にφ５μｍの水溶性高分子粉体を密接して
供給すると仮定すると、φ４０μｍつまり３２ｐｌのイ
ンク滴に対して、φ５μｍの粉体粒子４０個を溶解させ
ることになる。インク滴は水とみなし比重は１、粉体粒
子の比重は０．８とすると、インク中の高分子濃度は
６．２％となる。インク画像転写後の画像転写媒体上に
粉体粒子や増粘インク画像が残ることがある。しかしこ
の粉体粒子や増粘インク画像はクリーニング装置により
除去されるため、連続して画像形成を行う場合、これら
が画像転写媒体上に残って画像が乱されるということが
なく、良好なインク画像を得ることが可能となる。

【００２０】水溶性高分子の例としては、デンプン、デ
キストリン、アルギン酸塩、アルギン酸プロピレングリ
コールエステル、セルロースエステル、セルロースエー
テル、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテ
ル、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリ
アクリル酸塩、グァーガムなどを単独もしくはそれらの
混合体で使用できる。

【００２１】水溶性高分子に多糖類高分子を使用した場
合の定着メカニズムは、インク中の多糖類高分子中に溶
解された金属塩が拡散しつつ瞬時に、多糖類高分子が溶
媒である水を保持しつつ架橋する現象を用いてる。これ
により、インク画像に含まれていた水は、架橋して形成
された３次元網目構造の多糖類高分子マトリックス中に
保持されるので、インク画像の１成分である水は、低粘
度インクのように、用紙の繊維に沿ってすばやく浸透拡
散しない。そのため、用紙の波打ちや裏抜けを防止する
ことができる。さらにゲル化した多糖類高分子は皮膜性
があるため、定着強度、耐水性、耐熱性が高い。このよ
うにインク画像は用紙上で安定して定着される。

【００２２】インク画像に供給する多糖類高分子の量
は、インク画像を十分に増粘でき、インク画像の成分で
ある水を十分に保持できる量で、かつインク中の着色剤
を画像支持体に固定するために十分な量にする必要があ
る。その濃度が、１重量％以上、望ましくは３重量％以
上、２０重量％以下となるように粉体粒子の供給量を調
整するのが望ましい。これは、その濃度が１重量％に満
たないと保持できない水が存在し、その水が用紙中に移
動して悪影響を及ぼし、また２０重量％を超えると多糖
類高分子を含有するインク画像が硬くなりすぎ、支持体
への転写性が悪くなるからである。

【００２３】ここで用いられる多糖類高分子の分子量
は、１０，０００以上、好ましくは５０，０００以上で
１，０００，０００以下が適当である。これは、分子量
が１０，０００に満たないと皮膜形成能が不足して、イ
ンク画像の画像支持体上への定着強度が弱く、また１，
０００，０００を超えると多糖類高分子を含有するイン
ク画像が硬くなりすぎ、画像支持体への転写性が悪くな
るからである。

【００２４】固化液中の金属塩濃度は０．１重量％以
上、２０重量％以下が望ましい。金属塩水溶液のｐＨは
６から９の範囲、好ましくはｐＨ６．５から８．５の範
囲が適当である。これは用紙等の画像支持体の耐久性か
ら求められる。酸性度やアルカリ性度の強い液体が用紙
と接触することは好ましくないからである。

【００２５】このような構成とすることにより、粘度の
高いインクで画像形成が可能となるとともに、記録材料
への定着を低エネルギーで行うことができる。さらに画
像支持体に高粘度インクで転写を行い、インク中の水分
を保持したままゲル化させて定着することにより、特に
普通紙、再生紙に画像形成した際に、にじみ、紙しわ、
凹凸、波打ち、裏抜けがなく、しかも耐水性のある高品
位な画像を得ることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施例を詳細に説明する。図１は、本発明に係る画像形成
装置の一例を示す断面図である。本画像形成装置は、矢
印Ａ方向に回転する画像転写媒体１にインク画像１０を
形成するインク吐出装置２と、インク画像１０に粉体粒
子１１を供給し増粘インク画像１２とする粉体粒子供給
装置３と、画像転写媒体上の余分な粉体粒子を除去する
粉体粒子除去装置４と、増粘インク画像１２を矢印Ｃ方
向に搬送される画像支持体５上に転写する加圧ロール６
からなる転写装置と、増粘インク画像１３に固化液１４
を供給して定着インク画像１５とする矢印Ｄ方向に回転
する固化液供給装置７および矢印Ｅ方向に回転する加圧
ロール８からなる定着装置と、画像転写媒体１に残った
増粘インク画像１２及び、粉体粒子１１を除去する矢印
Ｆ方向に回転するクリーニングロール９ａとクリーニン
グブレード９ｂを有するクリーニング装置９とにより構
成される。

【００２７】画像転写媒体１は、吐出されたインク画像
１０を安定して保持し、画像支持体５への効率の良い転
写を行うために、インク画像１０との高い親和性、およ
び画像支持体５への追従性のよい適度な弾力性が求めら
れる。画像転写媒体１は、アルミニウム製の素管周囲の
表面粗さ（Ｒｚ）が１μｍから２０μｍの弾性体からな
るドラムである。例えば、画像転写媒体１の最表面はゴ
ム硬度２０から６０のシリコーンゴムで、その表面粗さ
（Ｒｚ）が６μｍから１５μｍで、インク滴との接触角
が６０から９０である。また、加圧ローラ６はアルミニ
ウムやステンレスの剛体、もしくはその周囲に弾性体を
担持したものである。加圧ローラ５の周囲に弾性体を用
いた場合は、画像転写媒体１は、弾性体であっても剛体
であってもよい。

【００２８】インク吐出装置２は、図１のように、イエ
ロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック
（ＢＫ）の各インクを吐出可能に構成される。このよう
な装置としては、オリフィスやスリットからインクを吐
出させるインクジェット記録装置が適用できる。具体的
には、例えば、印字ヘッド内部の制御電極と画像支持体
の背面に設置した背面電極の間に電界を印加してクーロ
ン力でインクを引き出して印字するいわゆる静電吸引方
式や、ピエゾ方式、サーマルジェット方式などのインク
ジェット記録装置が適用できるが、これらの装置に限定
されるものではない。また吐出されるインクは、表面張
力がおおよそ２３から３０ｍＮ／ｍである通常のインク
ジェットインクを使用する。

【００２９】粉体粒子供給装置３としては、例えば図２
（ａ）のように、矢印Ｇ方向に回転する粉体供給ロール
１７上に薄層を形成するブレード１６を設けて、ロール
上に形成した粉体粒子１１の薄層をインク画像１０に接
触供給するように構成することができる。また、図２
（ｂ）のように、矢印Ｈ方向に回転する粉体供給ブラシ
１８によって粉体粒子１１のクラウドを発生し、これを
インク画像１０に非接触的に供給する装置が適用でき
る。より望ましくは、図２（ｃ）のように、粉体粒子１
１と現像剤担持体（キャリア鉄粉）２１とからなる現像
剤を、矢印Ｉ方向に回転し、内部に磁石（Ｎ、Ｓ）を有
する担持体２０にブレード１９で層規制して担持させ、
担持体２０と画像転写媒体１との間に、交流成分を含む
バイアス電圧を印加し、インク画像１０に非接触に供給
する装置が用いられる。その他、非接触的に粉体粒子１
１をインク画像１０に供給する手段として、ふるい掛け
や静電気で付着させる方法等もある。尚、粉体粒子供給
装置３の構成は、上述の例に限定されるものではない。

【００３０】粉体粒子除去装置４としては、画像転写媒
体１上の非画像部に付着した粉体粒子１１を吸引やエア
による吹き飛ばしで除去する装置が適用できるが、これ
らの例に限定されるものではない。尚、余分な粉体粒子
１１の除去が不完全で画像転写媒体１上の非画像部に粉
体粒子１１が残って画像支持体５上に転写されても、粉
体粒子１１は無色透明なため画像に対する問題は生じる
ことはない。また、画像支持体５としては、紙、布、プ
ラスチック、皮、金属板など本発明によってインクの付
与が可能なものであるならばいかなるものでも良い。

【００３１】インク画像１０が増粘するメカニズムを図
３（ａ）〜（ｇ）を用いて説明する。まず、同図（ａ）
のように、画像転写媒体１上にインク画像１０が形成さ
れる。次に、同図（ｂ）のように、インク画像１０に粉
体粒子１１がクラウド状に供給される。すると、同図
（ｃ）のように、インク画像１０の表面及び画像転写媒
体１上に粉体粒子１１が付着し、インク画像１０の表面
の粉体粒子がインク中の水分により膨潤する。そして、
同図（ｄ）のように、付着、膨潤した粉体粒子１１がイ
ンク画像中へ溶け出し、インク画像を増粘させる。その
後、同図（ｅ）のように、余分な粉体粒子１１が粉体除
去装置４により除去され、画像転写媒体１上に増粘イン
ク画像１２が形成される。次に、同図（ｆ）のように、
増粘インク画像１２は、画像転写媒体１から画像支持体
５に接触転写される。そして、同図（ｇ）のように、増
粘インク画像１３が画像支持体５上に形成される。

【００３２】粉体粒子１１としては、水溶性高分子及び
多糖類高分子溶液を噴霧乾燥し、分級した平均粒径５μ
ｍの粉末１００重量部に疎水性シリカＲ−９７２を０．
５重量部混合攪拌することにより、流動性に優れたもの
が得られた。水溶性高分子としては、デンプン、デキス
トリン、アルギン酸塩、アルギン酸プロピレングリコー
ルエステル、セルロースエステル、セルロースエーテ
ル、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテ
ル、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、ポリ
アクリル酸塩、グァーガムなどがあり、さらに多糖類高
分子としては、寒天（アガロース）、カラゲーナン、ア
ルギン酸ナトリウム、カードラン、ペクチン、コンニャ
クマンナン、ジェランガム、キサンタンガム、デンプ
ン、ガラクトマンナン、ニトロセルロース、ペクチニ
ン、プロテオグリガン、グリコプロテイン、ベイジェラ
ンなどがあるが、これらに限られるものではない。

【００３３】アルギン酸は褐藻類から抽出される天然の
多糖類高分子で、ワカメや昆布などに含まれている。主
としてアルギン酸はナトリウム塩として食品、医薬品、
化粧品などの各分野で水溶性の増粘性として、或いはカ
ルシウムを添加してゼリーとして、或いは酵素の固定化
ビーズとしてなど多種多様に用いられている。アルギン
酸ナトリウム塩の構造はβ−１、４−Ｄ−マンヌロン酸
（Ｍ）とα−１、４−Ｌ−グルロン酸（Ｇ）の重合体か
らなるナトリウム塩である。アルギン酸ナトリウムはカ
ルシウムなどの多価金属塩とキレートを形成し水分を取
り込んでゲルとなる。これらが連鎖して高分子になると
ＧＭ，ＭＭ，ＧＧの比率によりゲル形成能は著しくこと
なる。ＧＧクラスタ領域は分子が曲げられており、そこ
に固化用液体の一成分であるカルシウムイオンが入って
エッグボックス型の構造が形成され強固な高分子が形成
される。形成されるゲルは、アルギン酸の分子量の増大
とともに皮膜形勢能が高まり、水や油に溶解しない膜が
形成される。分子量は１０，０００以上、好ましくは５
０，０００以上が適している。

【００３４】もう一方のカラゲーナンは紅藻類から抽出
される海藻多糖類である。カラゲーナンの化学構造は分
子量が数十万から数百万の直鎖状高分子で、Ｄ−ガラク
トース、３、６−アンヒドロ−Ｄ−ガラクトース、およ
び硫酸基からなっている。硫酸基の含有量により、κ
型、λ型、ι型の３種類がある。生成されるゲルの力学
的強度が強い点でκ型が好ましい。これはもう一方の固
化用液体の一つでありカリウムやセシウムなどの１価ま
たは多価のカチオンイオンの存在で瞬時にゲル化する。
カラゲーナンはらせん構造を分子鎖中に持っている。こ
のらせん構造の部分がカチオイオンを介して凝集しゲル
を形成するといわれている。分子量は１００，０００以
上が適している。

【００３５】また、インク中の着色剤としては、よく知
られている水溶性染料や有機顔料等が使用可能である
が、ゲル形成に関与する金属イオン種を、着色剤中の水
溶性染料や顔料の対イオンとして持つことは好ましくな
いので、用いる多糖類高分子種に応じて、ゲル形成に関
与しない染料、顔料を選択する。染料や顔料の溶解、分
散状態をさらに安定化させるため、いわゆる界面活性
剤、分散材、包括化合物等を添加してもよいが、この場
合にもゲル形成能に関与する金属イオン種を着色構成材
中に対イオンとして持つことは好ましくないので、用い
る多糖類高分子種に応じて、ゲル形成に関与しない添加
材を選択する。

【００３６】次に、画像転写媒体１上の増粘インク画像
１２は、転写ロール６により画像支持体５に転写され
る。ここで転写ロールにより圧力を与えて、増粘インク
画像１２を画像支持体５に転写するため、特に画像支持
体が紙の場合、増粘インク画像１２が紙の繊維中に押し
込まれ、定着性が良くなる。画像転写媒体１に残ったイ
ンク画像や余分な粉体粒子は、図１のクリーニング装置
９に示すように、クリーニングロール９ａで粘着除去あ
るいはクリーニングブレード９ｂ等で掻取って除去され
るが、これらの方法に限られるものではない。

【００３７】さらに画像支持体５は、矢印Ｃ方向に搬送
され、画像定着装置により、画像支持体５上の増粘イン
ク画像１３は、固化される。画像定着装置は、固化液１
４を画像支持体５に供給する固化液塗布ロール７と、画
像支持体５に圧力を加える圧力ロール８とを有する。画
像支持体５には固化液塗布ロール７と圧力ロール８によ
り圧力が加えられるので、インクの画像支持体５への投
錨効果により、画像の定着性が良くなる。固化液塗布ロ
ール７の表面は、金属、スポンジ、ウレタン、ゴム、吸
水樹脂等、水に濡れやすいあるいは吸水性のある材質が
適している。ここで、画像支持体５に塗布される固化液
１４の量は、インクが固化するのに必要最低限の量で良
い。また、画像定着装置の構成は、上述の固化液塗布ロ
ール７に限定されるものではなく、固化液をスリットか
ら供給する方法、ミスト状に噴霧する方法、あるいは通
常のインクジェット方式を用いて画像部のみ、あるいは
画像部とその近傍に供給する方法も使用できる。

【００３８】画像支持体５上の増粘インク画像１１が画
像定着部に到達すると、画像支持体５と接触した固化液
塗布ロール７により、画像支持体５上に固化液１４が塗
布され、増粘インク画像１３が固化すると同時に、耐水
性も与えられた定着インク画像１５となる。これは上述
したとおり、固化液１４中の水に溶解された金属塩が、
インク中の水に溶解された多糖類高分子の中に拡散しつ
つ瞬時に溶媒である水を抱え込んで固化させるからであ
る。

【００３９】金属塩としては、カリウムイオン、セシウ
ムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ス
トロンチウムイオン、バリウムイオン、アルミニウムイ
オン、鉄イオン、銅イオン、酸化バナジウムイオンなど
を持つ塩が挙げられるが、これらに限られるものではな
い。また、用いる多糖類高分子の種類によって好ましい
金属塩の種類がある。例えばアルギン酸ナトリウムの場
合はカルシウムイオン、バリウムイオン、アルミニウム
イオンなどを持つ多価金属塩が好ましい。また、カラゲ
ーナンの場合はカリウムイオンやセシウムイオンなどを
持つ金属塩が好ましい。金属塩の水溶液のｐＨは、多糖
類高分子の種類によって好ましい値が異なるが、ｐＨ６
から９の範囲が適当であり、好ましくはｐＨ６．５から
８．５の範囲とするのがよい。これは酸性度やアルカリ
度の強い液体が記録媒体、特に紙と接触することは、そ
の耐久性に好ましくない影響を与えるためである。

【００４０】図４は、本発明に係る画像形成装置の他の
例を示す断面図である。この装置が図１の装置と異なる
点は、図１ではカラーで画像を形成する際に、まず画像
転写媒体１上にＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの４色インク吐出装置
２でインク画像１０を形成し、４色のインク画像１０に
同時に粉体粒子１１を供給し、余分粉体粒子体を除去し
て、増粘インク画像１２を得るのに対し、この装置は、
Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫのインク吐出装置２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄのそれぞれに、粉体粒子供給装置３ａ、３ｂ、３
ｃ、３ｄと粉体粒子除去装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを
備え、各色毎にタンデムに並べた構成とした点である。
プロセススピードが速い場合は、４色同時に画像転写媒
体上に画像形成してもカラーブリードが生じる前にイン
クが増粘され問題は無いが、プロセススピードが遅い場
合は、各色毎に画像転写媒体上に画像形成してインクの
増粘を行うことにより、カラーブリードを防止すること
ができる。

【００４１】

【実施例】以下実施例を挙げて、更に詳細に説明する。 （実施例１）無色の粉体粒子を噴霧乾燥法で作成した。
分子量１８０，０００のアルギン酸ナトリウム（紀文フ
ードケミファ社製）を水に溶解して得られた水溶液を噴
霧乾燥し、分級して、平均粒径５μｍの粉末を得た。こ
の微粉末１００重量部に疎水性シリカＲ−９７２を０．
５重量部混合攪拌して、流動性に優れた粉体粒子を得
た。

【００４２】上記の方法で作成した粉体粒子５重量部を
キャリア鉄粉９５重量部と混合して現像剤を作成し、内
部に磁石を持つ現像剤担持体にこの現像剤を保持させ
た。一方、画像転写媒体上にインクジェット方式により
画像信号に基づいて着色インクを着弾させて、インク画
像を作成した。現像剤は現像剤担持体上に保持され回転
する担持体によってインク像との対向面へ搬送された。
一方、インク画像は画像転写媒体上に保持され、回転す
る画像転写媒体によって現像剤との対向面へ搬送され
た。インク画像と現像剤は非接触状態である。対向面に
搬送される時に、担持体と画像転写媒体との間に、交流
成分を含むバイアス電圧を印加した。このバイアス電圧
の交流成分の周波数を６ｋＨｚ、ピーク間電圧を２ｋＶ
とし、直流電圧を−５００Ｖとした。こうすることによ
って、粉体粒子は担持体と画像転写媒体との間を往復
し、インク画像に接触した粉体粒子がインク画像に捕捉
される。また、インク画像に接触しなかった粉体粒子は
担持体へもどる。このようにして、画像転写媒体上のイ
ンク画像に粉体粒子が付着し、粉体粒子はインク画像に
溶解し、インク画像の粘度が増大する。続いて画像転写
媒体は画像支持体と対向する位置へ回転し、画像転写媒
体上の増粘インク画像は画像支持体へ密着転写される。
密着転写された画像支持体のインク画像は続いて、塩化
カルシウム５重量部が溶解された水溶液を供給するロー
ル間を接触しつつ通過する。これにより、インク画像は
画像支持体に固化、定着される。

【００４３】（実施例２）実施例１のアルギン酸ナトリ
ウムに代えて、分子量８００，０００のκ−カラゲーナ
ン（和光純薬工業製）を用いて粉体粒子を作成した以外
は、実施例１と同様に着色インクを増粘させ、画像支持
体上でインクを固化させ、これによりインク画像を得
た。

【００４４】（実施例３）実施例１のアルギン酸ナトリ
ウムに代えて、分子量９０，０００のポリビニルアルコ
ール（和光純薬工業製）を用いて粉体粒子を作成し、着
色インクを増粘させ、固化液を供給して固化する替わり
に、画像支持体上でインクを乾燥させ、これによりイン
ク画像を得た。

【００４５】（比較例１）粉体粒子を使用せず、画像転
写媒体上の着色インクをそのまま画像支持体に転写し、
インクを乾燥させ、これによりインク画像を得た。

【００４６】画像支持体として普通紙ＦＸ−Ｊ紙、再生
紙ＦＸ−Ｒ紙（富士ゼロックス社製）に画像を出力し、
にじみ、フェザリング、波打ち、裏抜け、耐水性の５点
について評価を行った。その結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１において、「にじみ」は、ドットの真
円度を低下させる微細な浸透の不均一さを示すもので、
ドット部のインク画像が形成された直後から１分経過し
た後、浸透の広がりが見られない場合は○、わずかに浸
透の広がりが見られる場合は△、明らかに不均一な浸透
の広がりが見られる場合は×とした。「フェザリング」
は、紙の繊維に沿って筋状に伸びる浸透の不均一さを示
すもので、ドット部のインク画像が形成された直後から
１分経過した後、繊維に沿った浸透の広がりが見られな
い場合は○、わずかに浸透の広がりが見られる場合は
△、明らかに繊維に沿って浸透の広がりが見られる場合
は×とした。「波打ち」は、べた部のインク画像が形成
された直後から１分経過した後、べた部と白紙部で画像
支持体上で段差が目立たない場合は○、段差が目立つが
実用上問題とならない場合は△、段差が目立ち実用に適
さない場合は×とした。「裏抜け」は、べた部のインク
画像が形成された直後から１分経過した後、インク画像
が形成された用紙の裏面を観察した時に、べた部が透き
通ってみえない場合は○、べた部がわずかに透き通って
見える場合は△、べた部が濡れきって透き通って見える
場合を×とした。「耐水性」は、べた部のインク画像が
形成された直後から５分以上経過した後、水を含んだペ
ーパーでベタ画像表面をこすり、変化がない場合を○、
一部画像がはげた場合を△、ほとんど剥げ落ちた場合を
×とした。

【００４９】表１に示すように、実施例１では、にじ
み、フェザリング、波打ち、裏抜け、耐水性の評価がす
べて○であった。実施例２では、耐水性の評価が△以外
はすべて○であった。実施例３では、耐水性が×、裏抜
けが△以外はすべて○であった。比較例１では、耐水性
が×以外はすべて△であった。このように本発明では、
低エネルギーで画像支持体上に高粘度インク画像を形成
することができ、この高粘度インク画像により特に普通
紙や再生紙において、インクのにじみ、フェザリング、
波打ち、裏抜けのない高品質の画像を実現し、しかも耐
水性のある高画質な画像を得ることができる。

【００５０】

【発明の効果】本発明によれば、低エネルギーで高品位
の画像を形成可能な画像形成方法及び画像形成装置が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像記録装置の一例を示す図であ
る。

【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ粉体粒子供給装置の
構成例を示す図である。

【図３】（ａ）〜（ｇ）は粉体粒子によるインク画像の
増粘の様子を示す図である。

【図４】本発明に係る画像記録装置の他の例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 画像転写媒体 ２ インク吐出装置 ３ 粉体粒子供給装置 ４ 粉体除去装置 ５ 画像支持体 ６、８ 加圧ロール ７ 固化液供給装置 ９ クリーニング装置 ９ａ クリーニングロール ９ｂ クリーニングブレード １０ インク画像 １１ 粉体粒子 １２ 増粘インク画像（転写前） １３ 増粘インク画像（転写後） １４ 固化液 １５ 定着インク画像 １６ ブレード １７ 粉体供給ロール １８ 粉体供給ブラシ １９ ブレード ２０ 担持体 ２１ 現像剤担持体

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に応じてインクを吐出して画像
   転写媒体にインク画像を形成する工程と、前記インク画
   像に増粘物質を付与する工程と、前記増粘物質の付与さ
   れたインク画像を画像支持体上に転写する工程とを有す
   ることを特徴とする画像形成方法。
2. 【請求項２】 前記増粘物質として粉体粒子を用いるこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
3. 【請求項３】 前記粉体粒子が水溶性高分子を含有する
   ことを特徴とする請求項２記載の画像形成方法。
4. 【請求項４】 前記粉体粒子が多糖類高分子を含有する
   ことを特徴とする請求項２記載の画像形成方法。
5. 【請求項５】 前記多糖類高分子が分子量１０，０００
   以上１，０００，０００以下のアルギン、アルギン酸、
   アルギン酸一価金属塩、又はカラゲーナンであることを
   特徴とする請求項４記載の画像形成方法。
6. 【請求項６】 前記画像支持体上に転写されたインク画
   像に固化液を付与する工程を有することを特徴とする請
   求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成方法。
7. 【請求項７】 前記固化液が金属塩を含む水溶液である
   ことを特徴とする請求項６記載の画像形成方法。
8. 【請求項８】 前記固化液のｐＨが６から９の範囲内に
   あることを特徴とする請求項６又は７記載の画像形成方
   法。
9. 【請求項９】 画像転写媒体と、前記画像転写媒体にイ
   ンクを吐出してインク画像を形成するインク吐出装置
   と、前記インク画像に増粘物質を供給する増粘物質供給
   装置と、前記画像転写媒体上のインク画像を画像支持体
   上に転写する転写装置とを備えたことを特徴とする画像
   形成装置。
10. 【請求項１０】 前記画像転写媒体上の余分な増粘物質
    を除去する増粘物質除去装置を備えたことを特徴とする
    請求項９記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記インク画像の転写後に画像転写媒
    体上に残ったインク画像を除去するクリーニング装置を
    備えたことを特徴とする請求項９又は１０記載の画像形
    成装置。
12. 【請求項１２】 前記画像支持体上に転写されたインク
    画像に固化液を付与する固化液付与装置を備えたことを
    特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の画像形
    成装置。
13. 【請求項１３】 前記増粘物質が粉体粒子であることを
    特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の画像形
    成装置。
14. 【請求項１４】 前記粉体粒子の径が前記インク画像の
    ドット径以下であることを特徴とする請求項１３記載の
    画像形成装置。