(57)【要約】【課題】前処理用の処理液を記録媒体に均一に塗布することで、印刷品質を向上することができ、しかもコストを低減できる処理液塗布装置を提供する。【解決手段】処理液塗布部１４では、計量ローラ１２０が回転して処理液４８の計量を行い、第１の塗布ローラ１２２へ計量した処理液４８が受け渡され、用紙Ｐに順次処理液４８が塗布される。第１の塗布ローラ１２２の外周面に残った処理液４８は、中間ローラ１２６、及び第２の塗布ローラ１２４を介して用紙Ｐに重ね塗りされる。このため、第１の塗布ローラ１２２の塗布において、仮に用紙Ｐ上にチリメンむらを生じても、下流側の第２の塗布ローラ１２４が、第１の塗布ローラ１２２よりも少ない量で処理液４８の重ね塗りを行うため、チリメンむらを効果的に軽減することができる。また、高価な計量ローラ１２０を１個で済ませているため、装置コストを抑えることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の記録媒体を搬送する搬送手段と、
印刷前の前記記録媒体に塗布されて前記記録媒体の前処理を行うための処理液を貯留する貯留部と、
前記搬送手段で搬送される前記記録媒体側に向けて前記貯留部の前記処理液を計量して供給する単一の計量ローラと、
前記搬送手段で搬送される前記記録媒体の搬送方向と順方向に回転し、計量ローラ側から供給された前記処理液を前記記録媒体に塗布するために前記記録媒体の搬送方向に沿って複数個配置された塗布ローラと、
前記計量ローラよりも前記処理液の供給方向下流側に設けられ、前記記録媒体の搬送方向上流側の前記塗布ローラによる塗布量よりも、前記記録媒体の搬送方向下流側の前記塗布ローラによる塗布量が少なくなるように、前記複数の塗布ローラへの処理液供給量を調整する調整手段と、
を有する処理液塗布装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記記録媒体の搬送方向上流側に配置される前記塗布ローラと前記記録媒体の搬送方向下流側に配置される前記塗布ローラとに接触する少なくとも一つの中間ローラを備え、
前記記録媒体の搬送方向上流側に配置される前記塗布ローラに前記計量ローラが接触している、請求項１に記載の処理液塗布装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記複数の塗布ローラの各々に対応して設けられ、前記塗布ローラと前記計量ローラとに接触する少なくとも一つの中間ローラを備えている、請求項１に記載の処理液塗布装置。
【請求項４】
前記塗布ローラの表面エネルギーが、前記記録媒体の表面エネルギーよりも小さく設定され、
前記記録媒体の搬送方向下流側に配置され前記塗布ローラの表面エネルギーが、前記記録媒体の搬送方向上流側に配置され前記塗布ローラの表面エネルギーよりも大きく設定されている、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の処理液塗布装置。
【請求項５】
前記調整手段の表面エネルギーは、前記記録媒体の搬送方向下流側に配置される前記塗布ローラの表面エネルギーよりも小さく、前記記録媒体の搬送方向上流側に配置される前記塗布ローラの表面エネルギーよりも大きく設定されている、請求項４に記載の処理液塗布装置。
【請求項６】
記録媒体搬送方向下流側の前記塗布ローラと前記搬送手段で搬送される前記記録媒体との接触部分から、記録媒体搬送方向上流側の前記塗布ローラと前記搬送手段で搬送される前記記録媒体との接触部分までの前記記録媒体の搬送経路に沿った距離をＬ、前記記録媒体の搬送速度をＶ、記録媒体搬送方向下流側の前記塗布ローラで前記記録媒体に塗布された前記処理液の全量が前記記録媒体に浸透する時間をＴとしたときに、Ｌ＞Ｖ×Ｔを満足する、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の処理液塗布装置。
【請求項７】
記録媒体搬送方向下流側の前記塗布ローラの外径が、記録媒体搬送方向上流側の前記塗布ローラの外径よりも大きく設定されている、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の処理液塗布装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の処理液塗布装置と、
処理液塗布後の前記記録媒体へ液滴を吐出して画像を形成する液滴吐出装置と、
を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理液を記録媒体に塗布する処理液塗布装置、及び処理液を記録媒体に塗布する処理液塗布装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷システムの画像形成プロセスは、大まかには以下の工程に分けられる。
（１）  用紙にインク受容層を付与するためインク凝縮反応液（以下、処理液という）を塗布して乾燥する。
（２）  インクジェットにより画像を形成後、熱風乾燥等の手段でインク内の余分な媒体（水等）を除去する。
（３）  熱、圧力等の手段により、色材を用紙に定着させる。
【０００３】
このうち、（１）の工程において処理液の塗布をムラ無く均一に行うことが大変重要である。なぜなら、処理液塗布にムラが生じると、（２）の工程でインクが打滴された際に、処理液の濃度差によりインク凝縮の強さに違いが生じ、画像濃度の差となってムラが生じるためである。また、インクが打滴されない箇所でも、処理液のムラがそのまま紙の光沢ムラとして視認されるため問題である。よって、処理液をムラ無く塗布することが印刷品質を確保する上で極めて重要である。
【０００４】
ところで、液体をローラ塗布する方法には、一般に「正転塗布」と「リバース塗布」がある。
「正転塗布」とは、ローラと用紙との接触点において、ローラ外周面の移動方向と用紙の搬送方向とが同じ向きになるように塗布ローラを用紙に回転接触させる方法であり（例えば、特許文献１参照）、ローラが用紙へ与える負荷が小さくて済む反面、ローラと用紙が離れる出口側において、用紙とローラとの間のテーパー状（断面略三角形状）の隙間に介在する処理液のメニスカスに乱れが生じやすく、用紙の塗布面にチリメン状のむら（以下、チリメンむらという）が生じる問題がある。
【０００５】
対して、「リバース塗布」は、ローラと用紙との接触点において、ローラ外周面の移動方向と用紙の搬送方向とが逆向きになるように塗布ローラを用紙に回転接触させる方法であり（例えば、特許文献２参照）、出口側のテーパー状の隙間に介在する処理液のメニスカスが「正転塗布」対比で比較的安定し易く、均一な塗布面を得易い。
【０００６】
したがって、チリメンむらを回避する意味では、「リバース塗布」を用いることが有効であるが、インクジェット印刷機では、「リバース塗布」を用いることが難しい。なぜならば、インクジェット印刷機では、剛体ドラム上に吸着固定された用紙に処理液の塗布を行うことが必要となるが、裏面が剛体で支持された用紙に対し、塗布ローラを密着させた状態で逆回転させると、塗布ローラと用紙との間に大きな摩擦力が生じ、用紙の千切れやシワといった損傷、及び用紙の搬送不良（ジャム）の発生につながるためである。
【０００７】
本来、「リバース塗布」は、ウエブ状の記録媒体への塗布に用いられ方式であり、搬送方向に離れた２本の支持ローラの間に塗布ローラを配置し、塗布ローラの対面側が剛体で拘束されない状態で処理液が記録媒体に塗布されるため、記録媒体を傷める等の上記のような問題を生じない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１１０４５８号公報
【０００９】
【特許文献２】特開２００８−１００１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事実を考慮し、正転塗布により生じるチリメンむらを緩和し、処理液の均一な塗布面を得ることのできる処理液塗布装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の処理液塗布装置は、シート状の記録媒体を搬送する搬送手段と、印刷前の前記記録媒体に塗布されて前記記録媒体の前処理を行うための処理液を貯留する貯留部と、前記搬送手段で搬送される前記記録媒体側に向けて前記貯留部の前記処理液を計量して供給する単一の計量ローラと、前記搬送手段で搬送される前記記録媒体の搬送方向と順方向に回転し、計量ローラ側から供給された前記処理液を前記記録媒体に塗布するために前記記録媒体の搬送方向に沿って複数個配置された塗布ローラと、前記計量ローラよりも前記処理液の供給方向下流側に設けられ、前記記録媒体の搬送方向上流側の前記塗布ローラによる塗布量よりも、前記記録媒体の搬送方向下流側の前記塗布ローラによる塗布量が少なくなるように、前記複数の塗布ローラへの処理液供給量を調整する調整手段と、を有する。
【００１２】
次に、請求項１に記載の処理液塗布装置の作用を説明する。
請求項１に記載の処理液塗布装置では、シート状の記録媒体が搬送手段によって搬送される。
計量ローラは、貯留部の処理液を計量して記録媒体に向けて供給する。
記録媒体の搬送方向に沿って複数個配置された塗布ローラは、各々処理液を記録媒体に塗布する。
【００１３】
調整手段は、記録媒体の搬送方向上流側の塗布ローラによる処理液の塗布量よりも記録媒体の搬送方向下流側の塗布ローラによる前記処理液の塗布量が少なくなるように、複数の塗布ローラへの処理液供給量を調整する。
【００１４】
ここで、請求項１に記載の処理液塗布装置の構成では、搬送手段で搬送される記録媒体の搬送方向に対して塗布ローラの回転方向が順方向（搬送手段で搬送される記録媒体の搬送方向と、記録媒体と接触する部位における塗布ローラのローラ外周面の移動方向とが同一方向）に設定されている、即ち、処理液の塗布方法がいわゆる「正転塗布」となっているため、記録媒体と塗布ローラとの間に大きな摩擦力が作用せず、記録媒体の損傷や搬送不良を防止することができる。
【００１５】
本発明の請求項１の構成では、複数の塗布ローラが記録媒体の搬送方向に沿って配置されているため、仮に、上流側の塗布ローラによる処理液の塗布において、記録媒体上にチリメンむらを生じても、下流側の塗布ローラが処理液を重ね塗りするため、該チリメンむらを軽減することができる。さらに、上流側の塗布ローラによる塗布量よりも、下流側の塗布ローラによる塗布量の方を少なくしているため、効果的にチリメンむらを軽減することができる。また、下流側の塗布ローラにより、レベリング効果が期待できる。
【００１６】
本発明の請求項１の構成では、複数の塗布ローラ毎に高価な計量ローラを設けておらず、計量ローラを１個で済ませているため、処理液塗布装置のコストを抑えることができる。また、計量ローラを１個で済ませているため、計量ローラの清掃、メンテナンスの負荷も低減できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の処理液塗布装置において、前記調整手段は、前記記録媒体の搬送方向上流側に配置される前記塗布ローラと前記記録媒体の搬送方向下流側に配置される前記塗布ローラとに接触する少なくとも一つの中間ローラを備え、前記記録媒体の搬送方向上流側に配置される前記塗布ローラに前記計量ローラが接触している。
【００１８】
次に、請求項２に記載の処理液塗布装置の作用を説明する。
請求項２に記載の処理液塗布装置では、計量ローラの表面に付与された処理液が、記録媒体の搬送方向上流側に配置される塗布ローラに受け渡される。
【００１９】
計量ローラから処理液を受け渡された上流側の塗布ローラは、受け渡された処理液を記録媒体に塗布するが、外周表面に付着した処理液は記録媒体に全量受け渡されるわけではなく、一部分が外周表面に残る。
【００２０】
上流側の塗布ローラの外周表面に残った処理液は、中間ローラを介して下流側の塗布ローラへと受け渡され、下流側の塗布ローラは、中間ローラを介して受け取った処理液を記録媒体へ塗布する。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の処理液塗布装置において、前記調整手段は、前記複数の塗布ローラの各々に対応して設けられ、前記塗布ローラと前記計量ローラとに接触する少なくとも一つの中間ローラを備えている。
【００２２】
次に、請求項３に記載の処理液塗布装置の作用を説明する。
請求項３に記載の処理液塗布装置では、計量ローラの表面に付与された処理液が、各塗布ローラに対応して設けられた中間ローラを介して各々の塗布ローラに伝達される。なお、請求項３に記載の処理液塗布装置では、中間ローラは、塗布ローラと同数設けられることになる。
【００２３】
請求項３に記載の処理液塗布装置では、計量ローラの表面に付与された処理液が、上流側に配置される中間ローラを介して上流側に配置される塗布ローラに受け渡される。
【００２４】
計量ローラは、受け渡された処理液を上流側の中間ローラに受け渡すが、外周表面に付着した処理液は上流側の中間ローラに全量受け渡されるわけではなく、一部分が外周表面に残る。
【００２５】
計量ローラの外周表面に残った処理液は、下流側の中間ローラを介して下流側の塗布ローラへと受け渡され、下流側の塗布ローラは、下流側の中間ローラを介して受け取った処理液を記録媒体へ塗布する。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の処理液塗布装置において、前記塗布ローラの表面エネルギーが、前記記録媒体の表面エネルギーよりも小さく設定され、前記記録媒体の搬送方向下流側に配置され前記塗布ローラの表面エネルギーが、前記記録媒体の搬送方向上流側に配置され前記塗布ローラの表面エネルギーよりも大きく設定されている。
【００２７】
次に、請求項４に記載の処理液塗布装置の作用を説明する。
塗布ローラの表面エネルギーを、記録媒体の表面エネルギー（＝親水性）よりも小としているので、塗布ローラの処理液を効率的に記録媒体に転写できる。
【００２８】
しかも、上流側の塗布ローラよりも下流側の塗布ローラの表面エネルギーを大としているので、記録媒体に付着させた処理液が下流側の塗布ローラから上流側の塗布ローラへと逆方向に移動することを防止することができる。これにより、上流側の塗布ローラの塗布量が大、下流側の塗布ローラの塗布量が小、という関係を維持できる。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の処理液塗布装置において、前記調整手段の表面エネルギーは、前記記録媒体の搬送方向下流側に配置される前記塗布ローラの表面エネルギーよりも小さく、前記記録媒体の搬送方向上流側に配置される前記塗布ローラの表面エネルギーよりも大きく設定されている。
【００３０】
次に、請求項５に記載の処理液塗布装置の作用を説明する。
調整手段の表面エネルギーが、記録媒体の搬送方向下流側に配置される塗布ローラの表面エネルギーよりも小さく、記録媒体の搬送方向上流側に配置される塗布ローラの表面エネルギーよりも大きく設定されているので、下流側の塗布ローラに付着した処理液が、中間ローラを介して上流側の塗布ローラへと逆方向に移動することを防止できる。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の処理液塗布装置において、記録媒体搬送方向下流側の前記塗布ローラと前記搬送手段で搬送される前記記録媒体との接触部分から、記録媒体搬送方向上流側の前記塗布ローラと前記搬送手段で搬送される前記記録媒体との接触部分までの前記記録媒体の搬送経路に沿った距離をＬ、前記記録媒体の搬送速度をＶ、記録媒体搬送方向下流側の前記塗布ローラで前記記録媒体に塗布された前記処理液の全量が前記記録媒体に浸透する時間をＴとしたときに、Ｌ＞Ｖ×Ｔを満足する。
【００３２】
次に、請求項６に記載の処理液塗布装置の作用を説明する。
Ｌ＞Ｖ×Ｔを満足することで、上流側で塗布した処理液が下流側の塗布ローラへ至る前に、記録媒体に全量浸透することになり、下流側の塗布ローラの入口側に処理液が蓄積することを防止でき、適切な多重塗布を行うことができる。なお、塗布ローラの入口側に処理液が蓄積すると、蓄積した処理液が塗布ローラの軸方向外側へ流れ、塗布ローラの端部から処理液が滴る等の問題を生ずる。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の処理液塗布装置において、記録媒体搬送方向下流側の前記塗布ローラの外径が、記録媒体搬送方向上流側の前記塗布ローラの外径よりも大きく設定されている。
【００３４】
次に、請求項７に記載の処理液塗布装置の作用を説明する。
正転塗布における塗布面状は、塗布ローラと記録媒体との接触点出口側のテーパー状の隙間に介在する処理液の量が大きく影響することが、発明者の種々の実験により判明した。
【００３５】
塗布ローラと記録媒体との接触点出口側のテーパー状の隙間に介在する処理液の量が少ない場合には、溜まった処理液が外乱（回転に伴う振動や液移動等）によって乱れ易く、塗布面状が不安定になり易い、即ち、ムラが生じ易い。よって、塗布面状の安定化のためには、塗布ローラの出口側に溜まる処理液の量を十分に大きくし、かつ溜まった処理液が外乱の影響を受け難くすることが重要となる。
【００３６】
しかしながら、本発明では、下流側の塗布ローラは上流側の塗布ローラよりも塗布量が少ないため、下流側の塗布ローラの表面に形成される液膜は薄くなる。その結果、下流側の塗布ローラは上流側の塗布ローラよりも、出口側に溜まる処理液の量は少なくなってしまう。
【００３７】
そこで、下流側の塗布ローラの外径を上流側の塗布ローラの外径よりも大きく設定することで、下流側の塗布ローラは、正転塗布においてもローラ接触点の出口側に溜まる処理液の量を多くすることができ、かつローラ接触点の出口側に溜まる処理液を安定させることができ、これによって、塗布面状を更に安定させることが可能となる。
【００３８】
請求項８に記載の画像形成装置は、請求項１〜７の何れか１項に記載の処理液塗布装置と、処理液塗布後の前記記録媒体へ液滴を吐出して画像を形成する液滴吐出装置と、を有する。
【００３９】
次に、請求項８に記載の画像形成装置の作用を説明する。
請求項８に記載の画像形成装置では、処理液塗布装置が、記録媒体に処理液を塗布して前処理を行う。そして、前処理の行われた記録媒体に液滴吐出装置から液滴が吐出されて付着する。
【００４０】
記録媒体には、請求項１〜７の何れか１項に記載の処理液塗布装置によってむら無く処理液が付着されるので、記録媒体表面性状が均一となって記録媒体に付着した液滴の形状にむらが生じることがなく、高い印刷品質が得られるようになる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、正転塗布により生じるチリメンむらを緩和し、処理液を記録媒体に均一に塗布することができるので、高い印刷品質を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
［第１の実施形態］
以下に、図１〜３にしたがって、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０には、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙Ｐ」という）の搬送方向上流側に、用紙Ｐを給紙搬送する給紙搬送部１２が設けられている。この給紙搬送部１２の下流側には、用紙Ｐの搬送方向に沿って、用紙Ｐの記録面に処理液を塗布する処理液塗布部１４、用紙Ｐの記録面に画像を形成する画像形成部１６、記録面に形成された画像を乾燥させるインク乾燥部１８、乾燥した画像を用紙Ｐに定着させる画像定着部２０、画像が定着した用紙Ｐを排出する排出部２１が設けられている。
【００４３】
以下、各処理部について説明する。
（給紙搬送部）
給紙搬送部１２には、用紙Ｐが積載される積載部２２が設けられており、積載部２２の用紙搬送方向下流側（（以下、「用紙Ｐの搬送方向」を省略する場合もある）には、該積載部２２に積載された用紙Ｐを一枚ずつ給紙する給紙部２４が設けられている。この給紙部２４によって給紙された用紙Ｐは、複数のローラ２６対で構成された搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。
【００４４】
（処理液塗布部）
処理液塗布部１４では、処理液塗布ドラム３０が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム３０には、用紙Ｐの先端部を挟持して用紙Ｐを保持する保持部材３２が設けられており、該保持部材３２を介して、処理液塗布ドラム３０の表面に用紙Ｐを保持した状態で、処理液塗布ドラム３０の回転（矢印方向）によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。
【００４５】
なお、後述する中間搬送ドラム３４、画像形成ドラム３６、インク乾燥ドラム３８及び画像定着ドラム４０についても、処理液塗布ドラム３０と同様に保持部材３２が設けられている。そして、この保持部材３２によって、上流側のドラムから下流側のドラムへの用紙Ｐの受け渡しが行われる。
【００４６】
処理液塗布ドラム３０の上部には、処理液塗布ドラム３０の周方向に沿って、処理液塗布装置４２及び処理液乾燥装置４４が配設されており、処理液塗布装置４２によって、用紙Ｐの記録面に処理液が塗布され、処理液乾燥装置４４によって、該処理液が乾燥する。
【００４７】
（処理液塗布装置）
図２に示すように、処理液塗布装置４２は、処理液４８を貯留するための貯留部４６、計量ローラ１２０、第１の塗布ローラ１２２、第２の塗布ローラ１２４、及び中間ローラ１２６を備えている。
【００４８】
計量ローラ１２０は、貯留部４６の上部に回転可能に配置され、下側の一部分が貯留部４６の処理液４８に浸かっている。なお、この計量ローラ１２０は、図示しないモータで、矢印方向（図２において、時計回り方向とは反対方向）に一定速度で回転するようになっている。
【００４９】
この処理液４８は、後述するインク中に分散する色材（顔料）とラテックス粒子を処理液に凝集する効果を有し、用紙Ｐ上で色材流れなど発生しない凝集体を形成する役目を有している。インクと処理液４８の反応の一例として、処理液内に酸を含有しＰＨダウンにより顔料分散を破壊し、凝集するメカニズムが用いられ、色材滲み・各色インク間の混色・インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避するようになっている。
【００５０】
第１の塗布ローラ１２２は、計量ローラ１２０と処理液塗布ドラム３０とに接触するように計量ローラ１２０の処理液塗布ドラム回転方向下流側に配置されている。したがって、第１の塗布ローラ１２２は、計量ローラ１２０、及び処理液塗布ドラム３０に対して反対方向（図２において、時計回り方向）に回転する。
【００５１】
第１の塗布ローラ１２２の処理液塗布ドラム回転方向下流側には、第１の塗布ローラ１２２と離間して第２の塗布ローラ１２４が配置され、第１の塗布ローラ１２２と第２の塗布ローラ１２４の中間部分の上方には、第１の塗布ローラ１２２と第２の塗布ローラ１２４とに接触するように中間ローラ１２６が回転可能に配置されている。
【００５２】
第２の塗布ローラ１２４は、中間ローラ１２６とは反対方向に回転すると共に、第１の塗布ローラ１２２と同様に、処理液塗布ドラム３０に接触し、処理液塗布ドラム３０に対して反対方向（図２において、時計回り方向）に回転する。
【００５３】
なお、計量ローラ１２０には、外周面に付着した余剰の処理液４８を除去して、外周面に付着した処理液４８の厚みを一定とするためのドクターブレード１２８が接触しており、計量ローラ１２０が回転（図２において、時計回り方向とは反対方向）することで、ドクターブレード１２８の計量ローラ回転方向下流側において、ローラ外周面に一定厚さの膜状の処理液４８が得られる（即ち、処理液の計量が行われる。）。
【００５４】
計量ローラ１２０は、一般的な構成のものを用いることができ、例えば、表面に微細な凹凸が形成されたアニロックスローラや、外周面に細いワイヤーを螺旋状に巻回したワイヤーローラ（スパイラルローラ）等を用いることができる。
【００５５】
なお、処理液塗布装置４２では、各ローラの表面エネルギー（＝親水性）が、以下の順となるように各ローラの表面エネルギーを設定することが好ましい。
用紙Ｐ＞第２の塗布ローラ１２４＞中間ローラ１２６＞第１の塗布ローラ１２２。
【００５６】
表面エネルギーは、一般的な方法、例えば、表面の粗さ、形状を変える、材料を変える、親水性のコーティングを施す等の従来公知の方法で調整すれば良い。
【００５７】
また、図３に示すように、第１の塗布ローラ１２２と用紙Ｐとの接触部分ＣＰ１（下流側の端部）から、第２の塗布ローラ１２４と用紙Ｐとの接触部分ＣＰ２（上流側の端部）までの用紙搬送経路に沿った距離をＬ、上流側の第１の塗布ローラ１２２によって用紙Ｐに塗布された処理液の全量が、用紙Ｐに浸透する時間をＴ、用紙Ｐの搬送速度をＶとしたときに、Ｌ＞Ｖ×Ｔとなることが好ましい。即ち、下流側の第２の塗布ローラ１２４に用紙Ｐが接触する前に、第１の塗布ローラ１２２によって用紙Ｐに塗布された処理液の全量が用紙Ｐに浸透するようにＬ、Ｖ、及びＴの関係を決めることが好ましい。
【００５８】
また、処理液塗布ドラム３０の回転方向下流側の第２の塗布ローラ１２４の外径Ｄ２を、上流側の第１の塗布ローラ１２２の外径Ｄ１よりも大径に設定することが好ましい。
【００５９】
図１に示すように、処理液乾燥装置４４には、熱風ノズル５４及び赤外線ヒータ５６（以下「ＩＲヒータ５６」という）が処理液塗布ドラム３０の表面に近接して配設されている。この熱風ノズル５４及びＩＲヒータ５６により、処理液中の水などの溶媒を蒸発させ、固体もしくは薄膜処理液層を用紙Ｐの記録面側に形成する。処理液乾燥工程で処理液を薄層化することで、画像形成部１６でインク打滴したドットが用紙表面と接触して必要なドット径が得られると共に、薄層化した処理液と反応し色材凝集して用紙表面に固定する作用が得られやすい。
【００６０】
このようにして、処理液塗布部１４で記録面に処理液が塗布、乾燥された用紙Ｐは、処理液塗布部１４と画像形成部１６の間に設けられた中間搬送部５８へ搬送される。
【００６１】
（中間搬送部）
中間搬送部５８には、中間搬送ドラム３４が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム３４に設けられた保持部材３２を介して、中間搬送ドラム３４の表面に用紙Ｐを保持し、中間搬送ドラム３４の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。
【００６２】
（画像形成部）
画像形成部１６には、画像形成ドラム３６が回転可能に設けられており、画像形成ドラム３６に設けられた保持部材３２を介して、画像形成ドラム３６の表面に用紙Ｐを保持し、画像形成ドラム３６の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。
【００６３】
画像形成ドラム３６の上部には、画像形成ドラム３６の表面に近接して、シングルパス方式のインクジェットラインヘッド（液滴吐出装置）６４で構成されたヘッドユニット６６が配設されている（後述する）。このヘッドユニット６６では、少なくとも基本色であるＹＭＣＫのインクジェットラインヘッド６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋが画像形成ドラム３６の周方向に沿って配列され、処理液塗布部１４で用紙Ｐの記録面に形成された処理液層上に各色の画像を形成する。
【００６４】
処理液はインク中に分散する色材（顔料）とラテックス粒子を処理液に凝集する効果を持たせ、用紙Ｐ上で色材流れなど発生しない凝集体を形成する。インクと処理液の反応の一例として、処理液内に酸を含有しＰＨダウンにより顔料分散を破壊し、凝集するメカニズムを用い色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。
【００６５】
インクジェットラインヘッド６４は、画像形成ドラム３６に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図示省略）に同期して打滴を行うことで、高精度に着弾位置を決定すると共に、画像形成ドラム３６の振れ、回転軸６８の精度、ドラム表面速度に依存せず、打滴ムラを低減することが可能となる。
【００６６】
なお、ヘッドユニット６６は画像形成ドラム３６の上部から退避可能とされており、インクジェットラインヘッド６４のノズル面清掃や増粘インク排出などのメンテナンス動作は、該ヘッドユニット６６を画像形成ドラム３６の上部から退避させることで実施される。
【００６７】
記録面に画像が形成された用紙Ｐは、画像形成ドラム３６の回転によって、画像形成部１６とインク乾燥部１８の間に設けられた中間搬送部７０へ搬送されるが、中間搬送部７０については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
【００６８】
（インク乾燥部）
インク乾燥部１８には、インク乾燥ドラム３８が回転可能に設けられており、インク乾燥ドラム３８の上部には、インク乾燥部１８の表面に近接して、熱風ノズル７２及びＩＲヒータ７４が複数配設されている。
【００６９】
ここでは、一例として、上流側と下流側に熱風ノズル７２が配置されるようにして、熱風ノズル７２と平行配列された一対のＩＲヒータ７４を交互に配置している。これ以外にも、上流側にＩＲヒータ７４を多く配置して上流側で熱エネルギーを多く照射し水分の温度を上昇させ、下流側に熱風ノズル７２を多く配置して飽和水蒸気を吹き飛ばすようにしても良い。
【００７０】
ここで、熱風ノズル７２は、熱風の吹きつけ角度を用紙Ｐの後端側に傾けて配置するようにしている。これにより、熱風ノズル７２による熱風の流れを一方向に集めることができ、また、インク乾燥ドラム３８側へ用紙Ｐを押し付け、該インク乾燥ドラム３８の表面に用紙Ｐを保持させた状態を維持することができる。
【００７１】
これらの熱風ノズル７２及びＩＲヒータ７４による温風によって、用紙Ｐの画像形成部では、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。
【００７２】
温風は用紙Ｐの搬送速度によっても異なるが、通常は５０℃〜７０℃に設定されている。蒸発した溶媒はエアーと共に画像形成装置１０の外部へ排出されるが、エアーは回収される。このエアーは、冷却器／ラジエータ等で冷却して液体として回収しても良い。
【００７３】
記録面の画像が乾燥した用紙Ｐは、インク乾燥ドラム３８の回転によって、インク乾燥部１８と画像定着部２０の間に設けられた中間搬送部７６へ搬送されるが、中間搬送部７６については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
【００７４】
（画像定着部）
画像定着部２０には、画像定着ドラム４０が回転可能に設けられており、画像定着部２０では、インク乾燥ドラム３８上で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱／加圧されて溶融し、用紙Ｐ上に固着定着する機能を有する。
【００７５】
画像定着ドラム４０の上部には、画像定着ドラム４０の表面に近接して、加熱ローラ７８が配設されている。この加熱ローラ７８は熱伝導率の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプが組み込まれており、該加熱ローラ７８によって、ラテックスのＴｇ温度以上の熱エネルギーが付与される。これにより、ラテックス粒子を溶融し、用紙Ｐ上の凹凸に押し込み定着を行うと共に画像表面の凹凸をレベリングし光沢性を得ることを可能とする。
【００７６】
加熱ローラ７８の下流側には、定着ローラ８０が設けられている、この定着ローラ８０は画像定着ドラム４０の表面に圧接した状態で配置され、画像定着ドラム４０との間でニップ力を得るようにしている。このため、定着ローラ８０又は画像定着ドラム４０のうち、少なくとも一方は表面に弾性層を持ち、用紙Ｐに対して均一なニップ幅を持つ構成とする。
【００７７】
以上のような工程により、記録面の画像が定着した用紙Ｐは、画像定着ドラム４０の回転によって、画像定着部２０の下流側に設けられた排出部２１側へ搬送される。
【００７８】
なお、本実施形態では、画像定着部２０について説明したが、インク乾燥部１８で記録面に形成された画像を乾燥・定着させることができれば良いため、この画像定着部２０は必ずしも必要ではない。
【００７９】
（ヘッドユニット）
図１に示すように、ヘッドユニット６６は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各インクに対応して設けられた複数の液滴吐出装置としてのインクジェットラインヘッド６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋを備えており、用紙Ｐの搬送方向に沿って上流側から順番に配置されている。
【００８０】
各インクジェットラインヘッド６４Ｋ、６４Ｃ、６４Ｍ、６４Ｙは、対応する色のインクが貯留されたインクタンク６７を有しており、各インクタンク６７は所要の管路を介して各インクジェットラインヘッド６４Ｋ、６４Ｃ、６４Ｍ、６４Ｙに設けられた図示しない供給タンクと連通している。そして、各供給タンク内のインク残量が少なくなると、対応するインクタンク６７からインクが供給される。
【００８１】
なお、各インクジェットラインヘッド６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋは、画像形成ドラム３６で搬送される用紙Ｐの最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には、最大サイズの用紙Ｐの描画可能範囲の全幅にわたりインク吐出用のノズル（図示せず）が複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。
【００８２】
また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータの変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。
【００８３】
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のインクジェットラインヘッド６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋを色別に設ける構成によれば、用紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向；副走査方向）について用紙Ｐと印字部を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、用紙Ｐの全面に画像を記録することができる。これにより、ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（矢印Ｂ方向；主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００８４】
本例では、ＹＭＣＫの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットラインヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【００８５】
（作用）
次に、本実施形態の画像形成装置１０の作用を説明する。
先ず、給紙搬送部１２において、積載部２２に積載された用紙Ｐが給紙部２４によって一枚ずつ給紙される。給紙部２４によって給紙された用紙Ｐは、複数のローラ対２６で構成された搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。
【００８６】
処理液塗布部１４では、計量ローラ１２０が回転して処理液４８の計量を行い、第１の塗布ローラ１２２へ計量した処理液４８が受け渡される。これにより、第１の塗布ローラ１２２の外周面には、均一に処理液４８が付着し、処理液塗布ドラム３０の外周面に保持されて搬送される用紙Ｐに順次処理液４８が塗布（転写）される。
【００８７】
ここで、第１の塗布ローラ１２２の用紙接触後の外周面に残った処理液４８は、その後、中間ローラ１２６を介して第２の塗布ローラ１２４に受け渡される。用紙Ｐに塗布される処理液４８の量に比較して、用紙接触後の外周面に残る処理液４８の量（第２の塗布ローラ１２４に受け渡される処理液４８の量）は相対的に少ない。
【００８８】
第１の塗布ローラ１２２で処理液４８が塗布された用紙Ｐは、処理液塗布ドラム３０の回転により第２の塗布ローラ１２４側へ搬送され、第２の塗布ローラ１２４によって、処理液４８が重ね塗りされる。
【００８９】
このため、第１の塗布ローラ１２２による処理液４８の塗布において、仮に用紙Ｐ上にチリメンむらを生じても、下流側の第２の塗布ローラ１２４が、第１の塗布ローラ１２２よりも少ない量で処理液４８の重ね塗りを行うため、仮にチリメンむらを生じても、そのチリメンむらを効果的に軽減することができ、また、レベリング効果も期待できる。
また、用紙Ｐの搬送方向に対して第１の塗布ローラ１２２、及び第２の塗布ローラ１２４が順方向に回転する、即ち、処理液４８の塗布方法がいわゆる「正転塗布」となっているため、用紙Ｐと第１の塗布ローラ１２２との間、及び用紙Ｐと第２の塗布ローラ１２４との間に大きな摩擦力が作用せず、用紙Ｐの損傷や搬送不良を防止することができる。
【００９０】
本実施形態の画像形成装置１０では、第１の塗布ローラ１２２、及び第２の塗布ローラ１２４の各々に高価な計量ローラ１２０を設けておらず、計量ローラ１２０を１個で済ませているため、装置コストを抑えることができる。また、計量ローラ１２０を１個で済ませているため、計量ローラ１２０の清掃、メンテナンスの負荷を低減できる。
【００９１】
「用紙Ｐの表面エネルギー＞第２の塗布ローラ１２４の表面エネルギー＞中間ローラ１２６の表面エネルギー＞第１の塗布ローラ１２２の表面エネルギー」とすることで、第１の塗布ローラ１２２、及び第２の塗布ローラ１２４の処理液４８を効率的に用紙Ｐに転写でき、また、処理液４８が下流側の第２の塗布ローラ１２４から上流側の第１の塗布ローラ１２２へと逆方向に移動すること、処理液４８が中間ローラ側へと逆方向へ移動することを防止できる。
【００９２】
また、Ｌ＞Ｖ×Ｔとすることで、下流側の第２の塗布ローラ１２４に用紙Ｐが接触する前に、第１の塗布ローラ１２２によって用紙Ｐに塗布された処理液４８の全量を用紙Ｐに浸透させることができる。これにより、第２の塗布ローラ１２４の入口側に、不要な処理液４８を溜めることが無くなる。
【００９３】
さらに、下流側の第２の塗布ローラ１２４の外径を、上流側の第１の塗布ローラ１２２の外径よりも大径に設定することで、下流側の第２の塗布ローラ１２４のローラ接触点の出口側に溜まる処理液４８の量を多く、かつ安定させることができ、その結果、塗布面状を更に安定させることが可能となる。なお、図４（Ａ）には第２の塗布ローラ１２４の外径が小さい場合、図４（Ｂ）には第２の塗布ローラ１２４の外径が大きい場合が示されており、第２の塗布ローラ１２４は、外径の大きい方がローラ接触点の出口側に溜まる処理液４８の量を多くできることが分かる。
【００９４】
このようにして処理液４８の塗布された用紙Ｐは、処理液乾燥装置４４によって、処理液の乾燥が行われる。処理液塗布部１４で記録面に処理液４８が塗布、乾燥された用紙Ｐは、中間搬送部５８を介して画像形成部１６へ搬送される。
【００９５】
画像形成部１６では、処理液塗布部１４で用紙Ｐの記録面に形成された処理液層上にインクジェットラインヘッド６４で各色の画像を形成する。
【００９６】
記録面に画像が形成された用紙Ｐは、中間搬送部７０を介してインク乾燥部１８へ搬送される。インク乾燥部１８では、用紙Ｐが加熱され、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。記録面のインクが乾燥した用紙Ｐは、中間搬送部７６を介して画像定着部２０へ搬送される。
【００９７】
画像定着部２０では、インク乾燥ドラム３８上で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱／加圧されて溶融し、用紙上に固着定着される。なお、加熱ローラ７８によって、ラテックスのＴｇ温度以上の熱エネルギーが付与され、これにより、ラテックス粒子が溶融し、用紙上の凹凸に押し込み定着を行うと共に画像表面の凹凸をレベリングし光沢性が得られる。
【００９８】
以上のような工程により、記録面の画像が定着した用紙Ｐは、画像定着ドラム４０の回転によって、画像定着部２０の下流側に設けられた排出部２１側へ搬送される。
【００９９】
なお、本実施形態の画像形成装置１０では、塗布ローラが２本であったが、本発明はこれに限らず、塗布ローラを３本以上設けても良い。この場合でも、上流側の塗布ローラとこれに隣接する下流側の塗布ローラとの間に、両者に接触する中間ローラを配置する構成とする。
【０１００】
［第２の実施形態］
次に、図５にしたがって、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１０について説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図５に示すように、本実施形態の画像形成装置１０の処理液塗布装置４２では、計量ローラ１２０と第１の塗布ローラ１２２との間に第１の中間ローラ１３０が配置され、計量ローラ１２０と第２の塗布ローラ１２４との間に第２の中間ローラ１３２が配置されている。
【０１０１】
本実施形態の処理液塗布装置４２では、計量ローラ１２０が回転して処理液４８の計量を行い、計量された処理液４８が第１の中間ローラ１３０を介して第１の塗布ローラ１２２へ受け渡される。ここで、計量ローラ１２０の外周面に残った処理液４８は、その後、第２の中間ローラ１３２を介して第２の塗布ローラ１２４に受け渡される。なお、第１の中間ローラ１３０に付与される処理液４８の量に比較して、第１の中間ローラ接触後の外周面に残る処理液４８の量（第２の中間ローラ１３２に受け渡される処理液４８の量）は相対的に少ない。
【０１０２】
なお、第１の実施形態と同様に、第１の塗布ローラ１２２で処理液４８が塗布された用紙Ｐは、処理液塗布ドラム３０の回転により第２の塗布ローラ１２４側へ搬送され、第２の塗布ローラ１２４によって、処理液４８が重ね塗りされるので、第１に実施形態と同様に、チリメンむらを効果的に軽減することができ、また、レベリング効果も期待できる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、第１の塗布ローラ１２２と第２の塗布ローラ１２４とが同一外径に設定されているが、第１の実施形態と同様に、第２の塗布ローラ１２４の外径を第１の塗布ローラ１２２の外径よりも大きくしても良い。
【０１０４】
また、各ローラの表面エネルギーの大小関係は、第１の塗布ローラ１２２＞第１の中間ローラ１３０＞計量ローラ１２０、第２の塗布ローラ１２４＞第２の中間ローラ１３２＞計量ローラ１２０、第２の塗布ローラ１２４＞第１の塗布ローラ１２２とすることが好ましい。
【０１０５】
また、本実施形態では、塗布ローラが２本であったが、本発明はこれに限らず、塗布ローラを３本以上設けても良い。この場合、計量ローラ１２０と各塗布ローラとの間に、両者に接触する中間ローラを配置する構成とする。
【０１０６】
［その他の実施形態］
上記実施形態の処理液塗布装置では、インクを付着させる前の前処理を行うための処理液を用紙に塗布する例を説明したが、本発明はこれに限らず、処理液を塗布する記録媒体は用紙に限定されるものでは無く、プリント基板、印刷版等、他の種類の記録媒体であっても良い。
【０１０７】
また、上記実施形態では、処理液塗布装置を画像形成装置に適用した例を説明したが、処理液塗布装置を適用する対象は画像形成装置に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す全体構成図である。
【図２】処理液塗布装置の側面図である。
【図３】塗布ローラ付近を拡大した側面図である。
【図４】（Ａ）は外径が小さい場合の下流側の塗布ローラの側面図であり、（Ｂ）は外径が大きい場合の下流側の塗布ローラの側面図である。
【図５】第２の実施形態に係る画像形成装置の処理液塗布装置の側面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０    画像形成装置
Ｐ      用紙（記録媒体）
３０    処理液塗布ドラム（搬送手段）
４２    処理液塗布装置
４６    貯留部
６４    インクジェットラインヘッド（液滴吐出装置）
１２０  計量ローラ
１２２  第１の塗布ローラ
１２４  第２の塗布ローラ
１２６  中間ローラ（調整手段）
１３０  第１の中間ローラ（調整手段）
１３２  第２の中間ローラ（調整手段）
【図１】
2010082492.tif 000003
【図２】
2010082492.tif 000004
【図３】
2010082492.tif 000005
【図４】
2010082492.tif 000006
【図５】
2010082492.tif 000007