JP2011168024A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、転写性に優れ、処理液を付与しなくても滲みの発生を抑制することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【解決手段】画像形成装置１００は、顔料が水を含む溶媒中に分散されている導電性インクを吐出するノズルを有する記録ヘッド２１と、ノズルとの間に導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成することによりインク画像を形成することが可能な、カーボンナノチューブを含む弾性層が表面に形成されている中間転写ドラム１０と、弾性層と導電性インクとの間に、液柱のブリッジに含まれる水が電気分解することが可能な電圧を印加する電源３０と、中間転写ドラム１０に形成されたインク画像を記録紙Ｓに転写する転写ローラ４０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。

ピエゾ方式に代表される可動アクチュエータ方式、サーマル方式に代表される加熱膜沸騰方式等により、ノズルからインクを吐出する記録ヘッドを備えるインクジェット記録方式の画像形成装置が知られている。

このような画像形成装置は、記録ヘッドから記録紙にインクを直接吐出する構成において、記録ヘッドと記録紙が近接するため、紙粉、埃等がノズルに付着しやすい。その結果、ノズルから吐出される液滴の飛翔方向が乱れたり、ノズルが閉塞したりして、画像品質や信頼性が低下する。また、ノズルからの吐出性を優先して、粘度が小さいインクを使用するのが一般的であるが、記録紙に着弾する際にインクの滲みが発生しやすい。

そこで、特許文献１には、インク像を担持する中間転写体と、中間転写体上に処理液を付与する処理液付与部と、処理液上にインクを吐出するインク吐出部と、中間転写体上に形成されたインク像の溶媒を除去する溶媒除去部と、溶媒が除去されたインク像を記録媒体に転写する転写部と、を備える画像形成装置が開示されている。このとき、インクは、色材とイオン性基を有する樹脂エマルジョンを含み、処理液は、インクと接触することによりｐＨ変化を引き起こし、色材及びイオン性基を有する樹脂エマルジョンに凝集作用を生じさせるとともに、インクと処理液とのｐＨ差が３以上である。

しかしながら、インク像を形成するために処理液を付与しなければならないことに加え、転写性が低いという問題がある。

本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、転写性に優れ、処理液を付与しなくても滲みの発生を抑制することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、画像形成装置において、顔料が水を含む溶媒中に分散されている導電性インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、前記ノズルとの間に前記導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成することによりインク画像を形成することが可能な、カーボンナノチューブを含む弾性層が表面に形成されている中間転写体と、前記弾性層と前記導電性インクとの間に、前記液柱のブリッジに含まれる水が電気分解することが可能な電圧を印加する電圧印加手段と、前記中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する転写手段を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記弾性層中の前記カーボンナノチューブの含有量が０．１質量％以上１．０質量％以下であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記弾性層は、体積抵抗率が１×１０^３Ω・ｃｍ未満であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記弾性層は、水に対する後退接触角が６０°より大きいことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記顔料は、アニオン性分散剤により分散されており、前記電圧印加手段は、前記弾性層前記弾性層がアノードとして機能するように電圧を印加することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、顔料が水を含む溶媒中に分散されている導電性インクを記録ヘッドのノズルから吐出して、中間転写体にインク画像を形成する工程と、該中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する工程を有する画像形成方法であって、前記中間転写体は、カーボンナノチューブを含む弾性層が表面に形成されており、前記導電性インクと前記弾性層との間に電圧が印加されている状態で、前記ノズルと前記中間転写体の間に前記導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成すると共に、前記液柱のブリッジに含まれる水を電気分解することにより、前記中間転写体にインク画像を形成することを特徴とする。

本発明によれば、転写性に優れ、処理液を付与しなくても滲みの発生を抑制することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することができる。

本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す図である。 図１の画像形成装置の部分拡大図である。 アニオン性分散剤により分散された顔料がプロトンを介して凝集した状態を示す図である。 インク画像が形成されるメカニズムを示す図である。 カソード及びアノードの間に形成される液柱のブリッジを示す模式図である。 実施例の中間転写ドラムに形成される網点画像を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態を図面と共に説明する。

図１に、本発明で用いられる画像形成装置の一例を示す。画像形成装置１００は、インクジェットプリンタであり、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づいて、記録紙Ｓの片面にフルカラー画像を形成する。

なお、記録紙Ｓの片面にフルカラー画像を形成する代わりに、記録紙Ｓの両面にフルカラー画像を形成する構成としてもよい。

記録紙Ｓとしては、シート状であれば、特に限定されないが、一般にコピー等に用いられる普通紙；カード、ハガキ等の厚紙；封筒等が挙げられる。

なお、記録紙Ｓの代わりに、ＯＨＰシート等を用いてもよい。

画像形成装置１００は、中間転写ドラム１０の周囲に、導電性インクを吐出して中間転写ドラム１０にインク画像を形成する吐出装置２０、電源３０、中間転写ドラム１０に形成されたインク画像を記録紙Ｓに転写する転写ローラ４０、インク画像が転写された中間転写ドラム１０をクリーニングするクリーニングブレード５０、記録紙Ｓを搬送する搬送ユニット６０及びＣＰＵ、メモリ等を有する制御部（不図示）を有する。

中間転写ドラム１０は、図２に示すように、導電性基体１１上に弾性層１２が形成されており、モータ等の駆動手段（不図示）により、図中、Ａ１の向きに回転駆動される。

導電性基体１１を構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム、アルミ合金、銅、ステンレス等の金属が挙げられる。

なお、導電性基体１１の代わりに、絶縁性基体を用いてもよい。

弾性層１２は、弾性体中にカーボンナノチューブが分散されている。これにより、弾性層１２は、導電性が優れるため、弾性層１２の近傍で、後述する液柱のブリッジに含まれる水を電気分解することができる。また、弾性層１２は、インク画像に対する離型性が優れるため、転写性に優れる。

弾性体としては、特に限定されないが、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルブタジエンゴム等が挙げられる。

弾性体のゴム硬度は、通常、６０°以下である。弾性体のゴム硬度が６０°を超えると、転写性が低下することがある。

カーボンナノチューブは、単層ナノチューブ及び多層ナノチューブのいずれであってもよい。

弾性層１２中のカーボンナノチューブの含有量は、通常、０．１〜１．０質量％であり、０．１〜０．５質量％が好ましい。弾性層１２中のカーボンナノチューブの含有量が０．１質量％未満であると、弾性層１２中のカーボンナノチューブの分布が不均一になって、弾性層１２の近傍で、後述する液柱のブリッジに含まれる水を電気分解できない領域が形成されることがあり、１．０質量％を超えると、弾性層１２の硬度、水に対する後退接触角、算術平均粗さＲａ等の物性が不均一になって、転写性が低下することがある。

弾性層１２の体積抵抗率は、導電性インクの体積抵抗率よりも小さいが、１×１０^３Ω・ｃｍ未満であることが好ましい。弾性層１２の体積抵抗率が１×１０^３Ω・ｃｍ以上であると、弾性層１２の近傍で、後述する液柱のブリッジに含まれる水を電気分解することが困難になることがある。

弾性層１２の水に対する後退接触角は、通常、６０°より大きく、８０°より大きいことが好ましい。弾性層１２の水に対する後退接触角が６０°以下であると、転写性が低下することがある。

弾性層１２の算術平均粗さＲａは、通常、１以下である。弾性層１２の算術平均粗さＲａが１を超えると、転写性が低下することがある。

弾性層１２の厚さは、通常、０．１〜１ｍｍであり、０．２〜０．６ｍｍが好ましい。

弾性層１２は、カーボンナノチューブ、イオン液体及び弾性体を含む分散液を導電性基体１１に塗布することにより形成することができる（特開２００９−５５３６号公報参照）。

分散液を製造する際に用いるカーボンナノチューブは、アスペクト比が１×１０^４以上であることが好ましい。カーボンナノチューブのアスペクト比が１×１０^４未満であると、カーボンナノチューブ同士が接触しにくくなって、弾性層１２の導電性と離型性を両立させることが困難になることがある。

なお、アスペクト比は、平均径に対する平均長さの比である。

分散液を製造する際に用いるカーボンナノチューブの平均長さは、通常、１μｍ以上であり、５０μｍ以上が好ましく、５００μｍ以上がさらに好ましい。

イオン液体を構成するカチオンとしては、特に限定されないが、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、化学式
（ＣＨ_３）_２（ＣＨ_３ＣＨ_２）（ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_３）Ｎ^＋
で表される４級アンモニウム塩等が挙げられる。また、イオン液体を構成するアニオンとしては、特に限定されないが、テトラフルオロホウ酸イオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド酸イオン等が挙げられる。このとき、カチオン及び／又はアニオンを二種以上併用してもよい。

なお、中間転写ドラム１０の代わりに、弾性層１２が形成されている無端ベルト又はシートを用いてもよい。

吐出装置２０は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の導電性インクを吐出する記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫが、図中、紙面に垂直な方向に複数個並設されている固定式のフルライン型である。記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫは、中間転写ドラム１０の外周面に対向する位置に、Ａ１の向きの上流側から順次設けられている。このとき、制御部は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像領域が中間転写ドラム１０上で重なるように、Ａ１の向きの上流側から下流側に向けて、タイミングをずらして、各色の導電性インクを吐出するように、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫを制御する。

吐出装置２０は、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫに供給される各色の導電性インクを収容するインクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫと、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫに収容された各色の導電性インクを移送するポンプ（不図示）と、ポンプにより移送された各色の導電性インクを記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫに分配して供給する供給タンク（不図示）を有する。なお、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫと、供給タンクの間は、ポンプを介して、パイプ（不図示）で接続されており、供給タンクと、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫの間は、パイプ（不図示）で接続されている。また、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫは、導電性インクが少なくなったとき、又は、無くなったときに交換できるように、また、メンテナンスを容易にするために、着脱可能となっている。

吐出装置２０は、供給タンク内の導電性インクの量を検知するセンサ（不図示）をさらに有する。センサが供給タンク内の導電性インクの量が所定量未満であることを検出すると、制御部は、供給タンク内の導電性インクの量が所定量以上になるまでポンプを駆動し、インクカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２ＢＫに収容されている導電性インクを供給タンクに移送する。

吐出装置２０は、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫを一体に支持し、着脱可能なキャリッジ２３を有する。このとき、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫは、それぞれ独立に、着脱可能である。これにより、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫを交換することができる。

記録ヘッド２１は、図２に示すように、ノズル２１ａが形成されている導電性のノズル板２１ｂ、各ノズル２１ａに対応したインク室２１ｃ及びインク吐出手段（不図示）を有する。このとき、ノズル板２１ｂは、複数のノズル２１ａが形成されており、各記録ヘッド２１は、単数のノズル２１ａを有する。即ち、複数の記録ヘッド２１がノズル板２１ｂを共有している。また、インク室２１ｃには、供給タンク（不図示）を用いて供給された導電性インクＩが充填されている。インク吐出手段は、圧電素子を有し、圧電素子に印加される電圧パルスに応じて、ノズル２１ａから導電性インクＩが吐出される。

ノズル板２１ｂは、カソードとして機能する。ノズル板２１ｂを構成する材料としては、特に限定されないが、金属、カーボン等が挙げられる。

中間転写ドラム１０と、ノズル板２１ｂのギャップは５０〜２００μｍであることが好ましい。ギャップが５０μｍ未満であると、回転する中間転写ドラム１０と、ノズル板２１ｂのギャップを維持することが困難になることがあり、２００μｍを超えると、ノズル２１ａと中間転写ドラム１０の間に、液柱のブリッジを形成しにくくなることがある。

なお、導電性のノズル板２１ｂを用いる代わりに、導電性インクＩと接触する内面のみが導電処理されている絶縁性のノズル板を用いてもよいし、導電性インクＩと接触する内面のみが絶縁処理されている導電性のノズル板を用いてもよいし、絶縁層及び導電層が積層されているノズル板を用いてもよい。このとき、導電性インクＩと接触する面を絶縁性とすることにより、後述する電気分解による気泡の発生を抑制できる。

また、記録ヘッド２１は、ピエゾ方式等の形状変形素子方式であってもよいし、サーマル方式等の加熱ヒータ方式等の他の方式であってもよい。

さらに、吐出装置２０は、中間転写ドラム１０の表面が移動する方向に対して垂直な方向（主走査方向）に記録ヘッドが移動するシャトル型であってもよい。このとき、記録ヘッドの数は、複数であってもよい。

また、各記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫに対応する中間転写ドラム１０及び転写ローラ４０を、それぞれ４個ずつ設けてもよい。

導電性インクＩは、アニオン性分散剤により顔料が水を含む溶媒中に分散されている。

顔料としては、特に限定されないが、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５等のオレンジ又はイエロー用の顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等のレッド又はマゼンタ用の顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等のグリーン又はシアン用の顔料；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７等のブラック用の顔料が挙げられる。

導電性インクＩ中の顔料の含有量は、通常、０．１〜４０質量％であり、１〜３０質量％が好ましく、２〜２０質量％がさらに好ましい。

アニオン性分散剤としては、特に限定されないが、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等が挙げられ、二種以上併用してもよい。

導電性インクＩは、転写性の点から、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基等の酸性基を有する樹脂を、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基を用いて中和することにより得られるアニオン性基を有する樹脂をさらに含むことが好ましい。酸性基を有する樹脂としては、特に限定されないが、ポリアクリル酸、ポリアミド、ポリビニルアルコール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。

導電性インクＩ中のアニオン性基を有する樹脂の含有量は、通常、０．５〜１０質量％であり、０．５〜５質量％が好ましい。

導電性インクＩは、水に可溶な溶媒をさらに含んでもよい。水に可溶な溶媒としては、特に限定されないが、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１、５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセリン等の多価アルコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジグリセリンのエチレンオキサイド付加物等の多価アルコール誘導体；ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、トリエタノールアミン等の含窒素溶媒；エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ベンジルアルコール等のアルコール類；チオジエタノール、チオジグリセロール、スルフォラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄溶媒；炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の炭酸アルキレンが挙げられ、二種以上併用してもよい。

導電性インクＩは、保存安定性の点から、アルカリ性であることが好ましい。

電源３０は、図２に示すように、ノズル板２１ｂ及び導電性基体１１の間に接続されており、制御部は、導電性インクＩと弾性層１２の間に、所定のタイミングで所定の電圧が印加されるように電源３０を制御する。このため、ノズル２１ａと弾性層１２の間に、導電性インクＩからなる液柱のブリッジを一時的に形成することにより、液柱のブリッジに含まれる水を電気分解することができる。その結果、中間転写ドラム１０にインク画像を形成することができる。このとき、アノードとして機能する弾性層１２の表面で、液柱のブリッジに含まれる水が酸化してプロトン（Ｈ^＋）が生成するため、図３に示すように、アニオン性分散剤Ｄにより分散されている顔料Ｐを、プロトンを介して凝集させることができる。これにより、隣接するドット間の滲みの発生を抑制することができ、高精細な画像を形成することができる。また、ノズル２１ａの目詰まりを抑制することができる。

なお、制御部は、圧電素子に印加する電圧パルスのピーク電圧とパルス幅を変化させることにより、液柱のブリッジを形成する時間を制御する。

図４に、インク画像が形成されるメカニズムを示す。まず、ノズル２１ａには、インク室２１ｃに充填された導電性インクＩのメニスカスが形成されており、電源３０には、所定の電圧が印加されている（図４（ａ）参照）。次に、圧電素子に電圧パルスが印加されることにより、導電性インクＩがノズル２１ａから吐出され、ノズル２１ａと弾性層１２の間に、導電性インクＩからなる液柱のブリッジが一時的に形成される（図４（ｂ）参照）。このとき、ノズル板２１ｂ及び弾性層１２は、それぞれカソード及びアノードとして機能し、ノズル板２１ｂ及び弾性層１２の表面で、それぞれ反応式
４Ｈ_２Ｏ＋４ｅ⁻→２Ｈ_２＋４ＯＨ⁻
で示される電極反応及び反応式
２Ｈ_２Ｏ→４Ｈ^＋＋Ｏ_２＋４ｅ⁻
で示される電極反応が起こり、液柱のブリッジに含まれる水が電気分解される。さらに、液柱のブリッジが分断されて、中間転写ドラム１０にインク画像Ｉ'が形成される（図４（ｃ）参照）。

ここで、図５を用いて、カソード及びアノードの間に形成される液柱のブリッジについて説明する。液柱のブリッジＢの内部では、カチオン及びアニオンは、それぞれカソードＣ及びアノードＡの近傍に移動する。その結果、カソードＣ及びアノードＡの表面に、それぞれ電気二重層Ｅ_Ｃ及びＥ_Ａが形成されるが、電気二重層Ｅ_Ｃ及びＥ_Ａの充電速度は、液柱のブリッジＢの抵抗Ｒ_Ｂ、導電性インクＩに含まれるイオンの濃度でほぼ決定される。このとき、電気二重層Ｅ_Ａの電圧が数Ｖに達すると、水が電気分解してファラデー電流が流れる。その結果、アノードＡの表面では、水が酸化してプロトンが生成し、アニオン性分散剤により分散されている顔料が凝集する。一方、電気二重層Ｅ_Ｃの容量Ｃ_ＥＣは、電気二重層Ｅ_Ａの容量Ｃ_ＥＡよりも十分に大きいため、カソードＣの表面では、水が還元しにくい。これは、カソードＣとしての、導電性インクＩが接触するノズル板２１ｂの面積は、アノードＡとしての、液柱が接触する弾性層１２の面積よりも十分に大きいためである。

なお、制御部は、プロトンの生成量、即ち、液柱のブリッジを形成する時間、電源３０に印加する電圧を変化させることにより、顔料の凝集の度合いを制御することができる。

また、水が酸化してプロトンが生成する際に、酸素も発生するが、微量であることに加え、水に溶解すると考えられるため、インク画像Ｉ'の形成を阻害しない。

液柱のブリッジＢが形成されてから分断されるまでの時間は、通常、数マイクロ秒〜数十マイクロ秒であり、導電性インクＩの導電率は、通常、数十ｍＳ／ｍ〜数百ｍＳ／ｍである。このため、中間転写ドラム１０にインク画像Ｉ'を形成するためには、電源３０の電圧は、水の理論分解電圧である１．２３Ｖや一般的な水の電気分解の条件である数Ｖ〜十数Ｖでは不十分であり、数十Ｖ〜数百Ｖであることが好ましい。

なお、アニオン性分散剤により分散されている顔料を、アノードとして機能する弾性層１２の表面で生成したプロトンを介して、凝集させる代わりに、カチオン性分散剤により分散されている顔料を、カソードとして機能する弾性層の表面で生成した水酸化物イオンを介して、凝集させてもよい。

転写ローラ４０は、Ａ２の向きに従動回転し、中間転写ドラム１０との間に搬送された記録紙Ｓに、インク画像を転写する。

なお、転写ローラ４０は、ヒータを内蔵していてもよい。また、記録紙Ｓに転写されたインク画像を定着させるために、定着ローラをさらに設けてもよい。

クリーニングブレード５０は、インク画像を記録紙Ｓに転写した後の中間転写ドラム１０をクリーニングし、カウンター方式で中間転写ドラム１０に当接する。これにより、インク画像を繰り返し形成しても、オフセットによる地肌汚れを抑制することができ、インク画像を良好に形成することができる。

クリーニングブレード５０を構成する材料としては、特に限定されないが、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルブタジエンゴム等の弾性体が挙げられる。

なお、クリーニングブレード５０の代わりに、又は、クリーニングブレード５０と共に、クリーニングローラを設けてもよい。

搬送ユニット６０は、記録紙Ｓを多数枚積載することが可能な給紙トレイ６１と、多数枚積載された記録紙Ｓのうち、最上位の記録紙Ｓのみを中間転写ドラム１０と転写ローラ４０の間に給紙する給紙ローラ６２と、給紙トレイ６１及び給紙ローラ６２を支持した筐体６３と、給紙ローラ６２により給紙された記録紙Ｓを案内する案内板６４と、案内板６４により案内された記録紙Ｓが排紙される排紙トレイ６５を有する。給紙ローラ６２は、モータ等の駆動手段（不図示）により、Ａ３の向きに回転駆動される。このとき、制御部は、記録紙Ｓにインク画像が転写されるように、駆動手段の回転駆動を制御する。

画像形成装置１００を用いて、記録紙Ｓに形成されたインク画像は、アニオン性分散剤により分散されている顔料が凝集しているため、記録紙Ｓが普通紙である場合でも、フェザリングやブリーディングを抑制しながら、高画像濃度で、高画質のインク画像を高速で形成することができる。

本発明の画像形成装置は、複写機、ファクシミリの単体、これらの複合機、これらに関するモノクロ機等の複合機、電気回路の形成に用いられる画像形成装置、バイオテクノロジー分野において用いられる画像形成装置であってもよい。

［導電性インクの調製］
ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤ（ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製）４質量％、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホン酸ナトリウム２質量％、尿素１５質量％、グリセリン５質量％、２−ピロリドン０．５質量％、１，２−オクタンジオール０．５質量％、硝酸テトラメチルアンモニウム１５重量％、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール０．１質量％及び蒸留水（残余）からなる混合液を調整した後、平均孔径が０．８μｍのメンブレンフィルターを用いて加圧濾過し、ブラックの導電性インクを得た。

ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤ（ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製）の代わりに、ピグメントイエロー１５２を用いて、イエローの導電性インクを得た。

ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤ（ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製）の代わりに、ビグメントブルー１５を用いて、シアンの導電性インクを得た。

ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤ（ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製）の代わりに、ピグメントレッド８３を用いて、マゼンタの導電性インクを得た。

［実施例１］
吐出装置２０として、インクジェットプリンタＩＰＳｉＯ ＧＸ５０００（リコー社製）の吐出装置を有する画像形成装置１００を用いて、インク画像を形成した。中間転写ドラム１０は、体積抵抗率が１Ω・ｃｍ、水に対する後退接触角が７５°、厚さが０．２ｍｍの、シリコーンゴム層（弾性層１２）が形成されており、モータ（不図示）により、外周の線速が１００ｍｍ／秒で、図中、Ａ１の向きに回転駆動される。このとき、シリコーンゴム層は、アスペクト比が１×１０^４、平均長さが１ｍｍのカーボンナノチューブＬＳ-ＣＮＴ（独立行政法人産業技術総合研究所ナノカーボン研究センター製）が分散されている。また、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫは、金属製のノズル板２１ｂを有し、インク室２１ｃには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの導電性インクが充填されている。このとき、ノズル板２１ｂと、導電性基体１１との間に、１２０Ｖの電源３０が接続されている。また、中間転写ドラム１０の弾性層１２と、記録ヘッド２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１ＢＫのノズル板２１ｂのギャップを１００μｍとした。さらに、転写ローラ４０は、金属製の芯金に厚さが１ｍｍのゴム層が形成されている。また、クリーニングブレード５０は、フッ素ゴムからなるブレードである。さらに、記録紙Ｓとして、上質紙ＴＹＰＥ６２００（リコー社製）を用いた。

以上のような画像形成装置１００を用いて、中間転写ドラム１０に、ドット径が５０μｍの孤立ドットからなる１００ｍｍ角のイエローの網点画像ＰＡ及びマゼンタの網点画像ＰＢを３５ｍｍ間隔で形成した（図６参照）。さらに、ドット径が５０μｍの孤立ドットからなる１００ｍｍ角のブラックのベタ画像を形成した。

［比較例１］
弾性層１２として、体積抵抗率が５Ω・ｃｍ、水に対する後退接触角が４５°、厚さが０．２ｍｍの、１０質量％の炭素粉末が分散されているシリコーンゴム層を用いた以外は、実施例１と同様にして、網点画像及びベタ画像を形成した。

［比較例２］
弾性層１２として、体積抵抗率が１×１０^３Ω・ｃｍ、水に対する後退接触角が６０°、厚さが０．２ｍｍの、５質量％の炭素粉末が分散されているシリコーンゴム層を用いた以外は、実施例１と同様にして、網点画像及びベタ画像を形成した。

［滲み］
マイクロスコープを用いて、記録紙Ｓに転写された網点画像のドットの形状を観察して、評価した。このとき、ドットが独立している場合を○、やや滲んでいる場合を△、滲んでいる場合を×として、判定した。

［転写性］
Ｘ−ｒｉｔｅを用いて、記録紙Ｓに転写されたベタ画像の濃度を測定して、評価した。このとき、ベタ画像の濃度が１．３５以上である場合を○、１．２５以上１．３５未満である場合を△、１．２５未満である場合を×として、判定した。

評価結果を表１に示す。

実施例１では、網点画像のドットが独立しており、ベタ画像の濃度が高いことが確認された。このことから、インク画像の滲みの発生が抑制され、転写性が優れることがわかった。

これに対し、比較例１では、網点画像のドットが独立しているが、ベタ画像の濃度が低いことが確認された。このことから、実施例１と比較して、転写性が劣ることがわかった。

また、比較例２では、網点画像のドットがやや滲んでおり、ベタ画像の濃度がやや低いことが確認された。このことから、実施例１と比較して、滲み及び転写性が劣ることがわかった。

１０ 中間転写ドラム
１１ 導電性基体
１２ 弾性層
２１ 記録ヘッド
２１ａ ノズル
２１ｂ ノズル板
２１ｃ インク室
３０ 電源
４０ 転写ローラ
５０ クリーニングブレード
１００ 画像形成装置
Ｉ 導電性インク
Ｉ' インク画像
Ｓ 記録紙

特開２００８−１９２８６号公報

Claims (6)

1. 顔料が水を含む溶媒中に分散されている導電性インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
   前記ノズルとの間に前記導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成することによりインク画像を形成することが可能な、カーボンナノチューブを含む弾性層が表面に形成されている中間転写体と、
   前記弾性層と前記導電性インクとの間に、前記液柱のブリッジに含まれる水が電気分解することが可能な電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する転写手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記弾性層中の前記カーボンナノチューブの含有量が０．１質量％以上１．０質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記弾性層は、体積抵抗率が１×１０^３Ω・ｃｍ未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記弾性層は、水に対する後退接触角が６０°より大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記顔料は、アニオン性分散剤により分散されており、
   前記電圧印加手段は、前記弾性層がアノードとして機能するように電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 顔料が水を含む溶媒中に分散されている導電性インクを記録ヘッドのノズルから吐出して、中間転写体にインク画像を形成する工程と、該中間転写体に形成されたインク画像を記録媒体に転写する工程を有する画像形成方法であって、
   前記中間転写体は、カーボンナノチューブを含む弾性層が表面に形成されており、
   前記導電性インクと前記弾性層との間に電圧が印加されている状態で、前記ノズルと前記中間転写体の間に前記導電性インクからなる液柱のブリッジを一時的に形成すると共に、前記液柱のブリッジに含まれる水を電気分解することにより、前記中間転写体にインク画像を形成することを特徴とする画像形成方法。

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