JP2020185772A - インクジェット画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高い転写効率を実現することが可能なインクジェット画像形成装置を提供する。【解決手段】インクジェット画像形成装置は、インクジェットヘッドから吐出されたインクを中間転写体２０に担持させて転写ニップＮＰで記録媒体に転写する転写部と、転写ニップを通過する際のインクに活性エネルギー線を照射する照射部２５と、を備える。転写ニップは、記録媒体を搬送し中間転写体に対向する搬送部材２４と、中間転写体を介してインクおよび記録媒体に転写圧を加える転写部材２３と、により構成される。【選択図】図５

Description

本発明は、インクジェット画像形成装置に関する。

従来、紙、布帛等の種々の記録媒体に対して高精細な画像を記録する装置として、インクジェット方式による画像形成装置（以下、インクジェット画像形成装置という）が広く普及している。

近年、インクジェット画像形成装置では、低コスト化を図るために、インクジェットヘッドからのインク吐出量ひいては記録媒体へのインク付着量を出来るだけ抑えることが求められている。しかしながら、かかるインク付着量を減らした場合、ベタ画像の印刷において隠蔽率が低下してベタムラが発生する問題がある。

この問題に対し、インクジェットヘッドから吐出された球状の液滴を記録媒体上で扁平化する（広げる）ことができれば、隠蔽率の低下を解消することができる。一方、このような方法とした場合、インク粘度によっては（特にインク粘度が低い場合）、記録媒体へのインク滲みが発生するおそれがある。

上記問題に対処するため、インクジェットヘッドから吐出されるインクによる画像を転写ベルトなどの中間転写体に一旦担持させ、かかる画像を転写ニップで記録媒体に転写する中間転写方式のインクジェット画像形成装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。かかる中間転写方式のインクジェット画像形成装置によれば、中間転写体上にインクを滲ませずに広げることが可能であるため、インクジェットヘッドからのインク吐出量を抑えつつ、記録媒体上に綺麗に拡がったベタ画像を印刷することができる。

特開２０１８−１２２５０３号公報

ところで、一般に、中間転写方式のインクジェット画像形成装置は、中間転写体にインクドット（画像）を形成し、かかる中間転写体にＵＶなどの活性エネルギー線を照射することでインクのプレ硬化（増粘）処理を行い、その後に転写ニップで当該画像を記録媒体（用紙等）に転写する処理を行う。このため、中間転写方式の装置では、中間転写体の状態、インクの硬化状態、記録媒体の種類や転写条件（転写圧など）により、転写状態が変わる。特に、転写効率が変わると、転写残インクの発生による損失が増加する、あるいは画像濃度が変動する、等の問題が発生する。

本発明の目的は、高い転写効率を実現可能なインクジェット画像形成装置を提供することである。

本発明に係るインクジェット画像形成装置は、
インクジェットヘッドから吐出されたインクを中間転写体に担持させて転写ニップで記録媒体に転写する転写部と、
前記転写ニップを通過する際の前記インクに活性エネルギー線を照射する照射部と、
を備える。

本発明によれば、高い転写効率を実現することができる。

本実施の形態におけるインクジェット画像形成装置の概略構成図である。 図１のインクジェット画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 通常の印刷ジョブ実行時における処理を説明するフローチャートである。 本発明におけるＵＶ照射の理想的な状態を説明する図である。 本実施の形態における第１ＵＶ照射部の第１の配置例を示す図である。 本実施の形態における第１ＵＶ照射部の第２の配置例を示す図である。 本実施の形態における第１ＵＶ照射部の第３の配置例を示す図である。 本実施の形態におけるＵＶ照射時の出力強度を記録媒体の搬送方向との関係で示すグラフである。 本実施の形態におけるＵＶ照射時の出力強度を記録媒体の幅方向との関係で示すグラフである。

以下、本実施の形態におけるインクジェット画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るインクジェット画像形成装置１の概略構成を示す図である。また、図２は、インクジェット画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。

インクジェット画像形成装置１は、インクジェットヘッド１０２（図２を参照）が搭載されたヘッドユニット１０と、像担持体または中間転写体としての転写ベルト２０と、転写ベルト２０を回転可能に張架するローラー２１，２２および転写ローラー２３と、記録媒体Ｐを搬送する搬送ドラム２４と、装置全体の制御を行う制御部４０（図２を参照）と、を備える。

上記のうち、図１中の左上側のローラー２１は、図示しない駆動モーターの駆動力が伝達されて転写ベルト２０を図中の時計方向（白抜き矢印参照）に回転させる駆動ローラーであり、同図中の右上側のローラー２２は、転写ベルト２０の回転に伴って従動する従動ローラーである。転写ローラー２３は、記録媒体Ｐに対する加重（圧接力ないし転写圧）を調整するために図１中の上下方向に移動可能に構成されており、その具体的な構成は後述する。

本実施の形態では、これら複数のローラー２１〜２３の各々に、熱源としてのヒーター（図示せず）が備えられており、当該ヒーターの熱により転写ベルト２０が加熱される。なお、他の例として、転写ベルト２０を架け渡すローラー２１〜２３のうちの少なくとも一つにヒーターが備えられる構成としてもよい。

本実施の形態では、転写ベルト２０の表面温度を検出するための温度センサー（図示せず）がヘッドユニット１０の近傍に備えられている。そして、かかる温度センサーの検出温度に基づいて、転写ベルト２０の表面温度が目標温度から所定範囲内になるように、制御部４０によって上記のヒーターが制御される。

ここで、転写ベルト２０の表面温度の目標温度は、使用されるインクの種類によって異なり得る。一方、本実施の形態では、制御部４０は、画像品質の観点から、目標温度からの誤差が±３℃以内になるように、転写ベルト２０の表面温度を制御する。具体的には、目標温度からの誤差が３℃よりも大きくなると、転写ベルト２０に吐出されたインクのドットにバラツキが生じやすくなり、記録媒体Ｐに印刷される画像の品質が劣化するおそれがある。このため、制御部４０は、転写ベルト２０の表面温度の目標温度からの誤差が所定範囲（ここでは３℃）を超えないように、上記のヒーターの出力を制御する。

また、インクジェット画像形成装置１は、転写ベルト２０に吐出されたインクの粘度を調整する第１ＵＶ照射部２５と、記録媒体Ｐに転写されたインクを硬化させる第２ＵＶ照射部２６と、転写ベルト２０をクリーニングするクリーニング部２７と、転写ローラー２３および搬送ドラム２４等の各部を駆動する搬送駆動部５１（図２を参照）と、を備える。

上記のうち、第１ＵＶ照射部２５は、本発明の「照射部」に対応する。また、第２ＵＶ照射部２６は、記録媒体Ｐの搬送方向における第１ＵＶ照射部２５の下流側に備えられ、本発明の「本硬化用照射部」に対応する。これらの詳細については後述する。

なお、図示しないが、インクジェット画像形成装置１は、記録媒体Ｐを積載して搬送ドラム２４に給送する給送部、画像が転写された記録媒体Ｐを搬送ドラム２４の搬送方向下流側に排出する排出部、装置の状態を表示する表示部、等を備える。これらは公知の構成であるため、図示および説明を省略する。

また、記録媒体Ｐとしては、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛またはシート状の樹脂等、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。

転写ベルト２０は、上方に配置された上記のローラー２１，２２および下方に配置された転写ローラー２３に架け渡されており、搬送駆動部５１の駆動モーター（図示せず）の駆動力が駆動ローラー２１に伝達されることにより、図１中の時計方向に回転する。一具体例として、転写ベルト２０は、ポリイミド（ＰＩ）の基材上に、シリコンゴムの弾性層と、アルミニウム（Ａｌ）が蒸着された反射層と、ポリプロピレン（ＰＰ）の表層と、が積層された無端ベルトが用いられる。また、転写ローラー２３の一具体例としては、直径１００ｍｍで、表層のゴム厚が１０ｍｍのゴムローラーが用いられる。

インクジェット画像形成装置１では、転写ベルト２０は、制御部４０の制御信号に基づいて上記の駆動モーターが駆動され駆動ローラー２１が図１中の時計方向に回転することによって、時計方向に回転される（図１中の各矢印参照）。一具体例では、制御部４０の制御の下、転写ベルト２０が６００ｍｍ／秒の速さ（印画速度）で回転するように、駆動ローラー２１の回転速度が制御される。

搬送ドラム２４は、円柱面状の外周曲面（搬送面）上に記録媒体Ｐを保持した状態で図１の図面に垂直な方向（以下、「直交方向」と称する）に延びた回転軸の回りで回転することで、記録媒体Ｐを搬送面に沿った搬送方向に搬送する。具体的には、搬送ドラム２４は、搬送ドラムモーター（図示せず）を備え、制御部４０の制御によりかかるモーターが駆動されることにより、図１中の反時計方向に回転する。一具体例では、搬送ドラム２４は、大型（例えば印刷機用３倍胴）の金属製ドラムが用いられる。

一具体例では、上述した転写ベルト２０および搬送ドラム２４は、８００ｍｍの幅すなわち軸方向の長さを有する。

転写ローラー２３は、搬送ドラム２４の上部に対向して配置され、転写ベルト２０を介して搬送ドラム２４を加圧する。また、転写ベルト２０を挟んで、搬送ドラム２４が転写ローラー２３に圧接されることにより、転写ベルト２０から記録媒体Ｐへインク像を転写する転写ニップＮＰが形成される。上記のうち、転写ローラー２３は、本発明の「転写部材」に対応する。

一具体例では、転写ニップＮＰにおける記録媒体Ｐに対する加重ないし圧接力（以下、「転写圧」という）の初期値は、８０Ｎ／ｍ^２に設定されている。また、転写圧は、制御部４０の制御により、転写ローラー２３が図１中の上下方向に僅かに移動することによって、変更可能となっている。一具体例では、転写ローラー２３の軸が搬送駆動部５１のソレノイド等（図示せず）に連結され、制御部４０の制御の下、かかるソレノイド等が駆動されることにより、転写ローラー２３の軸が図１中の下方または上方向に微小移動して、転写圧を８０Ｎ／ｍ^２よりも高い又は低い値に変えることができる。かかるソレノイド等は、本発明の「転写圧調整部」に対応する。

ヘッドユニット１０は、転写ベルト２０に対向するインク吐出面に設けられたノズル開口部から転写ベルト２０に対してインクを吐出して画像を転写ベルト２０に担持させる。搬送ドラム２４は、転写ベルト２０に担持された画像が転写ニップＮＰで記録媒体Ｐの所定の位置に転写されるように、記録媒体Ｐを搬送する。

本実施の形態におけるインクジェット画像形成装置１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット１０が転写ベルト２０の回転方向上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。

各ヘッドユニット１０は、インクジェットヘッド１０２（図２を参照）を備える。インクジェットヘッド１０２には、インクを貯留する圧力室と、圧力室の壁面に設けられた圧電素子と、ノズルとを各々有する複数の記録素子が設けられている。この記録素子は、圧電素子を変形動作させる駆動信号が入力されると、圧電素子の変形により圧力室が変形して圧力室内の圧力が変化し、圧力室に連通するノズルからインクを吐出する。

インクジェットヘッド１０２に含まれるノズルの直交方向についての配置範囲は、搬送ドラム２４により搬送される記録媒体Ｐのうち画像が記録される領域の直交方向の幅をカバーしている。ヘッドユニット１０は、画像の記録時には搬送ドラム２４の回転軸に対して位置が固定されて用いられる。すなわち、インクジェット画像形成装置１は、シングルパス形式のインクジェット記録装置である。

本実施の形態では、インクジェットヘッド１０２から転写ベルト２０に吐出されるインクとして、転写ベルト２０に供給されるエネルギー量（この例では第１ＵＶ照射部２５から出力される紫外線（ＵＶ：ｕｌｔｒａ ｖｉｏｌｅｔ）の光量）に応じて粘度が変化するインクが用いられる。具体的には、第１ＵＶ照射部２５から照射される紫外線の光量が多いほど、粘度が高くなる性質のインクが用いられる。すなわち、このインクジェット画像形成装置１の画像形成部は、ＵＶ硬化型インクジェット方式を採用している。

第１ＵＶ照射部２５は、転写ニップＮＰよりも上流側における転写ベルト２０に紫外線（以下「ＵＶ光」という。）を照射するように配置されており、制御部４０の制御の下、転写ベルト２０に付着したインクをプレ硬化させる役割を担う。一具体例では、第１ＵＶ照射部２５は、波長３９５ｎｍのＵＶ光を出力するＵＶ光源を備え、通常の印刷ジョブにおける照射強度のデフォルト値が１．５ｍＷ／ｃｍ^２とされる。

第２ＵＶ照射部２６は、転写ニップＮＰの下流側に搬送される記録媒体ＰにＵＶ光を照射するように配置されており、制御部４０の制御の下、第１ＵＶ照射部２５によりプレ硬化され転写ニップＮＰにより転写されたインクを本硬化させる役割を担う。一具体例では、第２ＵＶ照射部２６は、波長３９５ｎｍのＵＶ光を出力するＵＶ光源を備え、通常の印刷ジョブにおける照射強度のデフォルト値が５ｍＷ／ｃｍ^２とされる。

クリーニング部２７は、駆動ローラー２１と転写ローラー２３との間の転写ベルト２０の表面に対向配置され、かかる転写ベルト２０の表面を清掃するドライウェブを備える。クリーニング部２７のドライウェブは、転写ベルト２０に対して離接可能に構成されており、制御部４０の制御により転写ベルト２０に対して当接することにより、転写ベルト２０の表面の残インク等を除去する。

次に、主として図２を参照して、インクジェット画像形成装置１における他の主要な機能構成を説明する。インクジェット画像形成装置１は、ヘッドユニット１０が有するヘッド駆動部１０１およびインクジェットヘッド１０２と、制御部４０と、搬送駆動部５１と、入出力インターフェース５２とを備える。

ヘッド駆動部１０１は、制御部４０の制御に基づいてインクジェットヘッド１０２の記録素子に対して適切なタイミングで画像データに応じて圧電素子を変形動作させる駆動信号を出力することにより、インクジェットヘッド１０２のノズルから画像データの画素値に応じた量のインクを吐出させる。

制御部４０は、ＣＰＵ４１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ４２（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ４３（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）および記憶部４４を有する。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３に記憶された各種制御用のプログラムや設定データを読み出してＲＡＭ４２に記憶させ、当該プログラムを実行して各種の演算処理を行う。また、ＣＰＵ４１は、インクジェット画像形成装置１の全体動作を統括制御する。

ＲＡＭ４２は、ＣＰＵ４１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。なお、ＲＡＭ４２は、不揮発性メモリーを含んでいてもよい。

ＲＯＭ４３は、ＣＰＵ４１により実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ４３に代えて、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。

記憶部４４には、入出力インターフェース５２を介して外部装置２から入力された印刷ジョブ（印刷枚数などの種々のユーザー設定情報を含む画像形成指示）および当該印刷ジョブに係る画像データが記憶される。記憶部４４としては、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）が用いられ、また、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などが併用されてもよい。

搬送駆動部５１は、制御部４０から供給される制御信号に基づいて搬送ドラム２４の搬送ドラムモーターに駆動信号を供給して搬送ドラム２４を所定の速度およびタイミングで回転させる。また、搬送駆動部５１は、制御部４０から供給される制御信号に基づいて駆動ローラー２１のモーターに駆動信号を供給して、転写ベルト２０を所定の速度およびタイミングで回転させる。

入出力インターフェース５２は、外部装置２と制御部４０との間のデータの送受信を媒介する。入出力インターフェース５２は、例えば各種シリアルインターフェース、各種パラレルインターフェースのいずれか、または、これらの組み合わせで構成される。

外部装置２は、例えばパーソナルコンピューターであり、入出力インターフェース５２を介して印刷ジョブおよび画像データ等を制御部４０に供給する。

次に、図３のフローチャートを参照して、印刷ジョブの実行時において制御部４０が実行する従来の処理を説明する。

印刷ジョブおよび画像データ等を受信した後のステップＳ１０において、制御部４０は、搬送ドラム２４および駆動ローラー２１を駆動して記録媒体Ｐの搬送を開始するように、搬送駆動部５１を制御する。

ステップＳ２０において、制御部４０は、受信された画像データおよびユーザー設定情報に基づいて、当該印画（画像形成）で使用する色のヘッドユニット１０のインクジェットヘッド１０２から、転写ベルト２０（中間転写体）上にインクを吐出するようにヘッド駆動部１０１を制御する。かかる動作により、入力画像データに基づく画像（インク像）が転写ベルト２０上に付着ないし形成（担持）される。

ステップＳ３０において、制御部４０は、転写ベルト２０上のインク像が第１ＵＶ照射部２５の位置に来るタイミングで第１ＵＶ照射部２５の出力（ＵＶ光量）を上述した強度に制御することにより、インク像のプレ硬化工程を実施する。

ステップＳ４０において、制御部４０は、所定のタイミングで記録媒体Ｐを転写ニップＮＰに搬送するように搬送駆動部５１を制御して、転写ベルト２０上でプレ硬化されたインク像を記録媒体Ｐに転写させる。このとき、予め設定された転写圧でインク像が押圧される（転写ニップＮＰで挟持される）ことにより、転写ベルト２０上でプレ硬化したインク像は、プレ硬化後のインク濃度および当該転写圧等に応じて全体的に広がるように記録媒体Ｐに転写される。

ステップＳ５０において、制御部４０は、インク像が転写された記録媒体Ｐが第２ＵＶ照射部２６の位置に来るタイミングで第２ＵＶ照射部２６の出力を制御することにより、インク像の本硬化工程を実施する。この後、記録媒体Ｐは、図示しない排出部に排出される。

ステップＳ６０において、制御部４０は、クリーニング部２７に駆動信号を出力することにより、転写ベルト２０上の残インク等をクリーニングする処理を実行する。

ステップＳ７０において、制御部４０は、印刷ジョブが終了したか否かを判定する。ここで、制御部４０は、未だ印刷ジョブが終了していないと判定した場合（ステップＳ７０、ＮＯ）、ステップＳ１０に戻り、上述したステップＳ１０〜ステップＳ７０の処理を繰り返し実行する。一方、制御部４０は、印刷ジョブが終了したと判定した場合（ステップＳ７０、ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。

かくして、中間転写方式のインクジェット画像形成装置では、インクジェットヘッド１０２から吐出するインクの液量を抑えつつ、インクを滲ませることなく記録媒体Ｐ上に平滑に広げることができれば、インクの節約を図ることが期待できる。

ところで、従来の中間転写方式のインクジェット画像形成装置では、使用するインクの種類等により、記録媒体Ｐが転写ニップＮＰを通過する前に、ＵＶ照射部により転写ベルト２０上のインク像の粘度を増加ないし半硬化させるプレ硬化の制御を行っていた。

言い換えると、従来の中間転写方式のインクジェット画像形成装置では、第１ＵＶ照射部２５は、転写ニップＮＰに到達する前の転写ベルト２０の部分（転写ニップＮＰの上流側の領域）にＵＶ光が照射されるように配置されていた。

しかしながら、このようなプレ硬化の工程を実施する従来の中間転写方式のインクジェット画像形成装置では、以下のような技術的課題が指摘されていた。

一般に、中間転写方式のインクジェット画像形成装置では、濃度の高いインクを使う場合、プレ硬化の工程でインク濃度が高くなりすぎて、転写ニップＮＰでのインクの離型性（この例では転写ベルト２０に対する非粘着性）ひいては転写率が悪くなる問題がある。ここで、インク濃度を考慮してプレ硬化時のＵＶ照射出力を低くすると、転写ニップＮＰで記録媒体Ｐに転写する際のインクの形状安定性が得られないという課題が生じる。

この問題に対処するために、例えば、上記の特許文献１に記載されているように、インク吐出に先立って離型剤を転写ベルト２０に塗布する（すなわちプレコートする）方法が考えられる。ここで、特許文献１では、中間転写体への転写残インクの量に応じて、離型剤（転写性向上液）の付与量を調整する方法が提案されている。この方法を採用した場合、転写時におけるインクの形状安定性と離型性（転写率）確保の両立をある程度確保できることが予想される。

しかしながら、転写ベルト２０に離型剤をプレコートする場合、かかる離型剤の使用によりコストが増加する問題がある。加えて、離型剤を使用する場合、中間転写方式のメリットすなわち、転写ニップＮＰでインクを広げることによってインクの使用量を減らすことができるメリットが十分に享受できなくなる問題がある。

具体的には、転写ベルト２０上に離型剤をプレコートする場合、その後にインクジェットヘッド１０２から吐出されたインクが離型剤の上に浮くことにより、転写ニップＮＰでインクが広がり難くなり、当該広がり難くなる分だけインクの使用量を増やす必要が生じる。

さらに根本的な問題として、従来のプレ硬化制御すなわち転写ニップＮＰの上流側で活性エネルギー線の照射量を制御する構成では、インクは、記録媒体Ｐに転写される転写ニップＮＰの上流側で凝集し、既に反応が終わっていることから、転写ニップＮＰで再び凝集させることができない。

言い換えると、従来のプレ硬化制御では、転写ニップＮＰでの転写条件を直接制御することができないため、転写時における転写ベルト２０からのインクドットの離型性ひいては転写率を向上させる観点からは限界があった。具体的には、従来のプレ硬化制御では、９０％を超える転写率を実現することが困難ないし事実上不可能であったため、画像品質を維持するために、結局、インクの消費量が多くなってしまうという問題があった。

本発明者らは、かかる従来技術の問題に鑑みて、鋭意研究および種々の実験を行った。この結果、転写ニップＮＰの前段（上流側）よりも後のタイミング、具体的には転写ニップＮＰでインクがニップされる際、すなわちインクが転写ニップＮＰを通過する際にプレ硬化の制御を行うことで、転写ベルト２０からのインクの離型性ひいては転写率の向上を図ることができることを見出した。

このため、本実施の形態では、第１ＵＶ照射部２５の配置（すなわちＵＶ照射の方向）を、従来のように転写ベルト２０における転写ニップＮＰの上流側の領域ではなく、図１に示すように、直接、転写ニップＮＰに向けてＵＶを照射する配置態様とする。

次に、図４以下を参照して、本実施の形態におけるＵＶ照射制御の概要を説明する。

図４は、本実施の形態におけるＵＶ照射の理想的な構成を説明する側面図であり、説明の便宜上、記録媒体Ｐ上に転写されたインクＩの断面を誇張して示している。また、図４中に示す転写ベルト２０は、透光性を有する透明または半透明の部材であることを前提とする。

図４に示すように、本実施の形態における第１ＵＶ照射部２５の理想的な配置例は、出力されるＵＶ光が転写ベルト２０を通過（透過）し、転写ニップＮＰの真上から真下にＵＶ光を照射するように配置することである。

第１ＵＶ照射部２５をこのように配置した場合、転写ベルト２０に担持されているインクＩは、転写ニップＮＰの転写圧の作用で記録媒体Ｐに転写され物理的に広げられる際に、第１ＵＶ照射部２５から照射される活性エネルギー線（ＵＶ光）により粘度が増加する。

このとき、転写圧、ＵＶ光の照射出力、転写ベルト２０の表面温度などが適正範囲内であれば、記録媒体Ｐに転写されたインクＩは、図４中に複数の矢印で示すように、凝集力（縮む速度）がインクＩ全体に均等に作用することにより、転写ニップＮＰでのインクの転写ベルト２０からの離型性が向上し、また、インクの広がり方も均一化される。

このように、本実施の形態では、転写ニップＮＰでインクＩが転写ベルト２０から記録媒体Ｐに転写される経過中に、第１ＵＶ照射部２５から照射されるＵＶ光によってインクＩの粘度を増加ないし半硬化させる。

かかる本実施の形態によれば、使用するインクＩの種類等に応じて転写圧やＵＶ光の照射出力等を適宜調整し、転写ニップＮＰでの転写条件を直接制御する、すなわちインク粘度上昇と転写圧を同時に制御できるようになる。

このため、転写ベルト２０上のインクＩを、転写ニップＮＰで加圧され凝集される際の短い期間（一瞬）で、記録媒体Ｐに高い転写効率で転写させることができ、かかる転写の際のインクＩの形状安定性を維持し、インクＩを滲ませずに記録媒体Ｐ上に平滑に広げることができる。加えて、本実施の形態によれば、離型剤を使用することによるコスト増等の問題を解消することもできる。

一方で、実際のインクジェット画像形成装置１の構成上は、図５に示すように、転写ニップＮＰの真上には、転写圧を加えるために、転写ローラー２３が位置している。また、転写ベルト２０と同様に、転写ローラー２３のローラー自体を透光性部材とすることは可能であるが、転写ローラー２３の軸２３ａまで透光性部材とすると、剛性等の点で現実的ではなく、また、ローラーとの界面でＵＶ光が反射する等の問題が発生する。

そこで、本実施の形態の一具体例では、図５に示すように、第１ＵＶ照射部２５を、記録媒体Ｐの搬送方向における転写ニップＮＰ（転写部）の上流側かつ転写ベルト２０よりも下側の位置に配置し、転写ニップＮＰにおける転写ベルト２０の表面に向けてＵＶ光を出力する。この場合、転写ローラー２３や転写ベルト２０は透光性の部材を使用する必要がない。

これに対し、転写ローラー２３や転写ベルト２０を透光性の部材とする場合、第１ＵＶ照射部２５を、図６または図７に示すような配置とすることができる。すなわち、図６に示す例では、第１ＵＶ照射部２５を、記録媒体Ｐの搬送方向における転写ニップＮＰ（転写部）の上流側かつ転写ローラー２３よりも上側の位置に配置し、転写ニップＮＰに向けてＵＶ光を出力する。

また、図７に示す例では、第１ＵＶ照射部２５を、記録媒体Ｐの搬送方向における転写ニップＮＰ（転写部）の下流側かつ転写ローラー２３よりも上側の位置に配置し、転写ニップＮＰに向けてＵＶ光を出力する。なお、図７中に符号２５−１で示す第１ＵＶ照射部２５の配置例では、出射されるＵＶ光が転写ローラー２３に干渉しないようになっており、この場合、転写ローラー２３は透光性の部材を使用する必要がない。

いずれにしても、第１ＵＶ照射部２５は、出力されるＵＶ光が転写ローラー２３の軸２３ａに干渉しないような配置態様にて設けることが望ましい。かかる配置とすることにより、ＵＶ光が軸２３ａに当たることにより発生するＵＶ光の損失や乱反射による照射光量の不均一化を防止することができる。

本実施の形態では、転写ニップＮＰの転写圧は、１５０ｋＰａ〜１ＭＰａの範囲に設定される。具体的には、制御部４０は、使用する記録媒体Ｐの種類（紙種）に応じて、上述した転写圧調整部のソレノイド等を駆動して、転写ローラー２３を図１中の上下方向に微小移動させて、転写ニップＮＰの転写圧を１５０ｋＰａ〜１ＭＰａの範囲で設定する。

すなわち、記録媒体Ｐの厚さや凹凸面の有無等により転写圧の適正値が異なることから、制御部４０は、記録媒体Ｐの種類に応じて適正な転写圧となるよう転写ニップＮＰの転写圧を調整する。一例では、印刷ジョブで使用される記録媒体Ｐがエンボス紙などの凹凸のある用紙の場合、制御部４０は、転写圧を１ＭＰａ近くの高い値に設定する。一方、印刷ジョブで使用される記録媒体Ｐが平滑で弾力のない薄紙などの場合、制御部４０は、転写圧を１５０ｋＰａ近くの低い値に設定する。

なお、転写ニップＮＰの転写圧を１５０ｋＰａよりも低い値に設定すると、どのような記録媒体Ｐでも転写効率が満足に得られない。一方、転写ニップＮＰの転写圧を１ＭＰａよりも高い値に設定すると、記録媒体Ｐに皺等のダメージが発生し、この結果、転写される画像が変形する。したがって、本実施の形態では、転写ニップＮＰの転写圧は、１５０ｋＰａから１ＭＰａまでの範囲で設定される。

また、本実施の形態では、第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光の強度の適正範囲は、インクＩが完全硬化するＵＶ光の照射強度を１００（％）とした場合、２０から５０（％）の範囲の強度となるように出力する。

具体的には、ＵＶ光の照射強度を２０％よりも低くした場合、インクＩの硬化状態が不十分となり、この結果、転写時に記録媒体Ｐに転写されるインクＩのドットが乱れるおそれがある。一方、ＵＶ光の照射強度を５０％よりも高くした場合、転写ニップＮＰでインクＩがほぼ完全に硬化してしまい、転写ベルト２０に残存したインクのクリーニングが行い難くなる等のデメリットが発生する。

上記のような事象に鑑みて、本実施の形態では、第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光を２０〜５０％の範囲の強度で出力し、第２ＵＶ照射部２６から出力されるＵＶ光を、残りの８０〜５０％の範囲の強度で出力する設定としている。

上述した図５に示す配置態様において、第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光の照射出力の特性を図８および図９に示す。

図８は、第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光の照射出力を記録媒体Ｐの搬送方向に沿って表したグラフであり、縦軸にＵＶ光の照射出力を、横軸に上記搬送方向に沿った転写ニップＮＰのニップ線からの距離を示す。ここで、「ニップ線」とは、転写ニップＮＰすなわち転写ベルト２０と搬送ドラム２４の接触領域のうち、転写ローラー２３の軸２３ａと搬送ドラム２４の軸とを結ぶ仮想線と交わる線（軸方向に沿った線）をいう。図８中、横軸の０（ｍｍ）の部分がニップ線に対応し、正方向が搬送方向における上流側、負方向が搬送方向における下流側を示す。

本実施の形態によれば、図８に示すように、第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光は、ニップ線を含む位置で集中的に照射され、該ＵＶ光の照射出力のピーク値（約１３０００ｍＷ／ｃｍ^２）がニップ線の近傍（約１０ｍｍ）に現れていることが分かる。

図９は、第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光の照射出力を記録媒体Ｐの搬送方向に交わる直交方向（幅方向）に沿って表したグラフであり、縦軸にＵＶ光の照射出力を、横軸に上記幅方向に沿った記録媒体Ｐの中央からの距離を示す。

本実施の形態によれば、図９に示すように、第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光は、幅方向に沿って均等な強さで照射されていることが分かる。

なお、本発明者らは、第１ＵＶ照射部２５を上記のような配置として、転写ニップＮＰでの転写率を従来（９０％程度）より向上させる実験を行ったところ予想値（９５％前後）よりも遙かに高い９８％程度の転写率が得られることが分かった。

総じて、本実施の形態によれば、転写ベルト２０に対するインクの離型性を高め転写率を従来よりも大幅に向上させることができることから、その分だけインクの消費量を抑えることができる。また、本実施の形態によれば、従来のようにプレコート（離型剤）などの化学的方法を用いずに、転写圧、光学系の配置、および活性エネルギー線の出力強度等による物理的および電気的方法を用いることにより、低コストにてインクの離型性ひいては転写性の向上を図ることができる。

以上のように、本実施の形態のインクジェット画像形成装置１によれば、画像品質を維持しつつ高い転写効率を実現することができる。

上述した実施の形態では、第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光が転写ニップＮＰのニップ線を含む領域に照射される構成について説明した。一方で、第１ＵＶ照射部２５の配置態様、すなわち第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光は、必ずしも上記ニップ線を含む領域に照射される必要はなく、従来よりもインクの離型性が高められる効果が得られる領域に照射される構成とすればよい。

また、図８に示す例では、第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光の強度のピーク値が上記ニップ線よりも若干上流側になっているが、かかるピーク値の設定領域についてもこれに限定されない。すなわち、第１ＵＶ照射部２５から出力されるＵＶ光の強度のピーク値は、従来よりもインクの離型性が高められる効果が得られる領域に照射される構成とすればよく、かかる条件を満たす限りにおいて、ニップ線上あるいはニップ線よりも若干下流側に設定してもよい。

また、上述した実施の形態では、インクジェット画像形成装置１に第１ＵＶ照射部２５を一つ備えた構成について説明した。他の例として、インクジェット画像形成装置１は、第１ＵＶ照射部２５を複数備えた構成としてもよく、例えば、転写ニップＮＰの上流側および下流側に第１ＵＶ照射部２５を一つずつ配置してもよい。

上述した実施の形態では、インクジェットヘッド１０２から吐出されるインクとして、当該インクに照射される紫外線（第１ＵＶ照射部２５および第２ＵＶ照射部２６から出力されるＵＶ光）に応じて粘度が変わる性質のインクを用いる場合について説明した。

他の例として、ＵＶ光以外の他の活性エネルギー線（例えば電子線）が照射されることによって粘度が増加する性質のインクを用いてもよい。この場合、第１ＵＶ照射部２５および第２ＵＶ照射部２６は、電子線を照射する電子線発生源を備える構成とすればよい。

上述した構成例は、適宜組み合わせることができる。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ インクジェット画像形成装置
１０ ヘッドユニット
２０ 転写ベルト（中間転写体）
２１〜２３ ローラー
２１ 駆動ローラー
２２ 従動ローラー
２３ 転写ローラー（転写部材）
２４ 搬送ドラム
２５ 第１ＵＶ照射部（照射部）
２６ 第２ＵＶ照射部（本硬化用照射部）
２７ クリーニング部
４０ 制御部
５１ 搬送駆動部
１０２ インクジェットヘッド
ＮＰ 転写ニップ（転写部）
Ｉ インク
Ｐ 記録媒体

Claims (12)

1. インクジェットヘッドから吐出されたインクを中間転写体に担持させて転写ニップで記録媒体に転写する転写部と、
   前記転写ニップを通過する際の前記インクに活性エネルギー線を照射する照射部と、
   を備えるインクジェット画像形成装置。
2. 前記転写ニップは、前記記録媒体を搬送し前記中間転写体に対向する搬送部材と、前記中間転写体を介して前記インクおよび前記記録媒体に転写圧を加える転写部材と、により構成される、
   請求項１に記載のインクジェット画像形成装置。
3. 前記転写圧を調整する転写圧調整部を備える、
   請求項２に記載のインクジェット画像形成装置。
4. 前記転写圧は、１５０ｋＰａ〜１ＭＰａの範囲に設定される、
   請求項２または３に記載のインクジェット画像形成装置。
5. 前記中間転写体を加熱する熱源と、
   前記中間転写体の表面温度が所定温度範囲内になるように前記熱源を制御する制御部と、を備える
   請求項２から４のいずれか一項に記載のインクジェット画像形成装置。
6. 前記中間転写体は、複数のローラーに架け渡される無端ベルトであり、
   前記熱源は、前記複数のローラーの少なくとも一つに備えられている、
   請求項５に記載のインクジェット画像形成装置。
7. 前記中間転写体は、前記活性エネルギー線の透過性を有し、
   前記照射部は、前記活性エネルギー線を、前記中間転写体を通過させて前記インクに照射する、
   請求項２から６のいずれか一項に記載のインクジェット画像形成装置。
8. 前記中間転写体および前記転写部材は、前記活性エネルギー線の透過性を有し、
   前記照射部は、前記活性エネルギー線を、前記中間転写体および前記転写部材を通過させて前記インクに照射する、
   請求項２から６のいずれか一項に記載のインクジェット画像形成装置。
9. 前記活性エネルギー線は、紫外線である、
   請求項２から７のいずれか一項に記載のインクジェット画像形成装置。
10. 前記照射部は、前記記録媒体の搬送方向における前記転写ニップの上流側から前記活性エネルギー線を照射する、
    請求項２から９のいずれか一項に記載のインクジェット画像形成装置。
11. 前記照射部は、前記記録媒体の搬送方向における前記転写ニップの下流側から前記活性エネルギー線を照射する、
    請求項２から１０のいずれか一項に記載のインクジェット画像形成装置。
12. 前記記録媒体の搬送方向における前記照射部の下流側には、前記記録媒体上の前記インクに活性化エネルギーを照射して該インクを本硬化させる本硬化用照射部が備えられ、
    前記照射部は、前記インクが完全硬化する前記活性エネルギー線の強度を１００％とした場合、Ｘ（２０〜５０）％の強度で前記活性化エネルギーを出力し、
    前記本硬化用照射部は、前記記録媒体上の前記インクに（１００−Ｘ）％の強度で前記活性化エネルギーを照射する、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載のインクジェット画像形成装置。

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