(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記被記録媒体に処理液を塗布する塗布装置と、を備え、
前記塗布装置は、
前記被記録媒体に処理液を塗布する塗布ローラと、
前記塗布ローラに当接して前記塗布ローラ上の液膜を薄くするスクイーズローラと、
前記塗布ローラ及びスクイーズローラに駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、を有し、
前記駆動力伝達手段は、
前記スクイーズローラの周速度が前記塗布ローラの周速度よりも遅くなるように前記駆動力を伝達するとともに、
前記スクイーズローラへの駆動力を受けるギヤと前記スクイーズローラのローラ軸との間に配置された一方向クラッチを含み、
前記一方向クラッチは、前記ギヤの周速度より前記ローラ軸の周速度が大きくなると、前記ギヤが受ける駆動力が前記ローラ軸に伝達されないように構成されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記スクイーズローラに所定の回転負荷を付与する駆動負荷手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
被記録媒体に処理液を塗布する処理液塗布装置であって、
前記被記録媒体に処理液を塗布する塗布ローラと、
前記塗布ローラに当接して前記塗布ローラ上の液膜を薄くするスクイーズローラと、
前記塗布ローラ及びスクイーズローラに駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、を有し、
前記駆動力伝達手段は、
前記スクイーズローラの周速度が前記塗布ローラの周速度よりも遅くなるように前記駆動力を伝達するとともに、
前記スクイーズローラへの駆動力を受けるギヤと前記スクイーズローラのローラ軸との間に配置された一方向クラッチを含み、
前記一方向クラッチは、前記ギヤの周速度より前記ローラ軸の周速度が大きくなると、前記ギヤが受ける駆動力が前記ローラ軸に伝達されないように構成されている
ことを特徴とする処理液塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に処理液を塗布する装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置（インクジェット記録装置）が知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。また、「画像形成装置」には液体吐出方式のものに限らず、電子写真方式で画像形成を行なうものなども含まれるが、以下では液体吐出方式の画像形成装置で説明する。
【０００４】
このような液体吐出方式の画像形成装置においては、色材を含むインクを液滴化して画像形成を行うために、液滴で形成されるドットがひげ状に乱れるフェザリング、異なる色のインク滴が隣接して用紙に打たれた場合に、各色が相互に混ざり合って色境界が不鮮明になるカラーブリード等の不具合が生じることがあり、更に印字後の紙上の液滴が乾くまでに時間がかかるという問題がある。
【０００５】
そこで、従来から特許文献１に記載されているようにインクと反応して滲み防止を促す前処理液を塗布ローラで塗布したり、特許文献２に記載されているように前処理液を液体吐出ヘッドからミスト状に吐出させて塗布したりすることが行われる（その他、特許文献３も参照）。また、処理液を泡にして塗布する装置も知られている（特許文献４）。
【０００６】
また、被塗工材に塗工液を塗布する塗工装置として、装置本体と、この装置本体に設けられたオフセットグラビアコータとを備えて構成され、このオフセットグラビアコータは、最下部に配置されるとともに内部に塗工液が収容された液槽に浸したグラビアロールと、このグラビアロールの上方に配置され表面にコーティングラバーが施されたオフセットロールと、このオフセットロールの上方に配置され被塗工材をオフセットロールに押圧するバックアップロールとを有し、グラビアロール、オフセットロールおよびバックアップロールがそれぞれモータに連結されて単独駆動可能となっているものが知られている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１３７３７８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３８５０２号公報
【特許文献３】特開２００３−２０５６７３号公報
【特許文献４】特開２００９−０１２３９４号公報
【特許文献５】特開２００５−１９３１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、被記録媒体に処理液を塗布する塗布ローラと塗布ローラ上の液膜を薄くするスクイーズローラとを備えて、処理液をローラで被記録媒体に塗布するようにした場合、処理液を微量塗布するために、スクイーズローラの線速度を塗布ローラの線速度よりも遅く設定するようにされている。
【０００９】
しかしながら、スクイーズローラと塗布ローラの間に処理液が無い場合、ローラ間で線速が異なると、駆動負荷が増加するので、処理液が無い場合は等速で、処理液がある場合には速度差を設けるようにするため、スクイーズローラの駆動には可変減速手段を設けたり、あるいは、各ローラを別々の駆動系で駆動したりするようにしている。その結果、構成が複雑になるという課題がある。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、塗布ムラやバラツキのない微量塗布を安定して行なえるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記被記録媒体に処理液を塗布する塗布装置と、を備え、
前記塗布装置は、
前記被記録媒体に処理液を塗布する塗布ローラと、
前記塗布ローラに当接して前記塗布ローラ上の液膜を薄くするスクイーズローラと、
前記塗布ローラ及びスクイーズローラに駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、を有し、
前記駆動力伝達手段は、
前記スクイーズローラの周速度が前記塗布ローラの周速度よりも遅くなるように前記駆動力を伝達するとともに、
前記スクイーズローラへの駆動力を受けるギヤと前記スクイーズローラのローラ軸との間に配置された一方向クラッチを含み、
前記一方向クラッチは、前記ギヤの周速度より前記ローラ軸の周速度が大きくなると、前記ギヤが受ける駆動力が前記ローラ軸に伝達されないように構成されている
構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡単な構成で、塗布ムラやバラツキのない微量塗布を安定して行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る処理液塗布装置を備える本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図２】同実施形態における塗布装置の塗布部の詳細な説明に供する斜視説明図である。
【図３】同じく塗布部の模式的説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成図である。
この画像形成装置は、被記録媒体である用紙１００に液滴を吐出して画像を形成する画像形成手段としての記録ヘッドユニット１０１と、用紙１００を搬送する搬送ベルト１０２と、用紙１００を収容する給紙トレイ１０３と、記録ヘッドユニット１０１よりも用紙搬送方向上流側で被塗布部材である用紙１００に処理液を塗布する本発明に係る処理液塗布装置２００とを備えている。
【００１８】
記録ヘッドユニット１０１は、液滴を吐出する複数のノズルを用紙幅相当分の長さに配列したノズル列を有するライン型液体吐出ヘッドから構成され、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を記録ヘッド１０１ｙ、１０１ｍ、１０１ｃ、１０１ｋを備えている。なお、シリアル型画像形成装置として記録ヘッドをキャリッジに搭載する構成とすることもできる。
【００１９】
搬送ベルト１０２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２１とテンションローラ１２２との間に掛け渡されて周回するように構成している。この搬送ベルト１０２に対する用紙１００の保持は、例えば静電吸着、空気の吸引による吸着などを行う構成とすることやその他の公知の搬送手段を用いることができる。また、ローラ対による搬送手段を用いることもできる。
【００２０】
給紙トレイ１０３に収容された用紙１００はピックアップローラ１３１で１枚ずつ分離給紙されて搬送ローラ対１３２によって搬送路１３５ａを介してレジストローラ対１３３に送られ、レジストローラ対１３３から所定のタイミングで塗布装置２００を配設した搬送路１３５ｂに送られて、塗布装置２００で処理液が塗布された後、搬送ローラ対１３４によって搬送ベルト１０２上に送り込まれて保持される。
【００２１】
そして、搬送ベルト１０２の周回移動で搬送されてヘッドユニット１０１から各色の液滴が吐出されて画像が形成され、その後排紙トレイ１０４に排出される。
【００２２】
処理液塗布装置２００は、処理液２０１を収容した変形可能な可撓性部材、例えばＰＥＴフィルムを袋状に形成してなる処理液容器２０２と、処理液２０１を被記録媒体である用紙１００に塗布する塗布部２０８と、処理液容器２０２から処理液２０１を塗布部２０８に供給し、塗布部２０８から処理液２０１を容器２０２に回収する可逆型ポンプ２０３を設けた供給回収経路２０５とを有し、供給回収経路２０５には、一部の内径を処理液２０１のメニスカスが保持できない大きさに形成された拡大経路２０４が設けられている。
【００２３】
この処理液塗布装置２００においては、処理液容器２０２内の処理液２０１はポンプ２０３によって吸上げられ、供給回収経路２０５を通じて塗布部２０８内の液室２０６へと供給され、塗布の準備がなされる。
【００２４】
塗布部２０８は、用紙１００を搬送する搬送ローラ２１０と、搬送ローラ２１０に対向して用紙１００に処理液２０１を圧接して塗布する塗布ローラ２０９と、塗布ローラ２０９に処理液２０１を供給して塗布ローラ２０９と圧接し共同で塗布ローラ２０９上の液膜を薄くするスクイーズローラ２０７とを有している。
【００２５】
ここで、搬送ローラ２１０に塗布ローラ２０９が接し、塗布ローラ２０９にスクイーズローラ２０７が接して配置されている。そして、スクイーズローラ２０７によって供給された処理液２０１がスクイーズローラ２０７と塗布ローラ２０９によって塗布ローラ２０９の表層に液膜層が形成されて、塗布ローラ２０９の回転によって搬送ローラ２１０側の被記録媒体（用紙１００）に液膜層が移送され、塗布される。
【００２６】
処理液２０１の塗布が終了した後所定の時間が経過すると、塗布部２０８の液室２０６の処理液２０１はポンプ２０３により供給回収経路２０５を通じて処理液容器２０２に回収する。
【００２７】
この供給回収経路２０５に設けた拡大経路２０４は、回収時に液室２０６から入ってくる空気と処理液２０１を分離し、処理液２０１のみが処理液容器２０２に回収される。拡大経路２０４で分離された空気は、拡大経路２０４内に溜まっていくので、拡大経路２０４に所定量の空気が溜まると回収を止める。これにより、確実に空気が、処理液容器２０２に侵入することを防止できる。
【００２８】
処理液２０１の回収が終了すると、拡大経路２０４に処理液２０１を満たした状態で待機する。これにより、処理液２０１と空気が接触している表面積が減り乾燥を防止することができる。
【００２９】
ここで、処理液２０１は、用紙１００の表面に塗布することで用紙１００の表面を改質する改質材である。例えば、処理液２０１は、予め用紙１００（前述したように材質としての紙に限定されない。）にムラなく塗布しておくことで、インクの水分を速やかに用紙１００に浸透させると共に色成分を増粘させ、更には乾燥も早めることによって滲み（フェザリング、ブリーディング等）や裏抜けを防止し、生産性(単位時間当たりの画像出力枚数)をあげることを可能にする定着剤（セット剤）である。
【００３０】
この処理液２０１は、組成的には、例えば界面活性剤（アニオン系、カチオン系、ノニオン系のいずれか、若しくはこれらを２種類以上混合させたもの）に対して、水分の浸透を促進するセルロース類（ヒドロキシプロピルセルロース等）とタルク微粉体の様な基剤を加えた溶液等を挙げることができる。更に微粒子を含有することもできる。
【００３１】
次に、本発明に係る処理液塗布装置の塗布部の駆動系の詳細について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は同塗布部の斜視説明図、図３は同じく模式的側面説明図である。
塗布部２０８は、前述したように搬送ローラ２１０と、塗布ローラ２０９と、スクイーズローラ２０７とを備え、塗布ローラ２０９及びスクイーズローラ２０７は略密閉されたハウジング２１１内に収容され、ハウジング２１１の一部で液室２０６が形成され、スクイーズローラ２０７は液室２０６内の処理液２０１に浸漬されるように配置されている。
【００３２】
そして、前述したように、搬送ローラ２１０に塗布ローラ２０９が接し、塗布ローラ２０９にスクイーズローラ２０７が接して配置され、液室２０６内に保持されている処理液２０１がスクイーズローラ２０７によって汲み上げられ、スクイーズローラ２０７の回転によってスクイーズローラ２０７と塗布ローラ２０９の圧接部に供給され、また、圧接により塗布ローラ２０９の表層に液膜層が形成されて、塗布ローラ２０９の回転によって搬送ローラ２１０側の被記録媒体（用紙１００）に液膜層が移送され、塗布される。この塗布時の各ローラ２０７、２０９、２１０の回転方向は図３の矢印方向となる。
【００３３】
次に、塗布ローラ２０９及びスクイーズローラ２１０に駆動力を伝達する機構（手段）について説明する。
図示しない駆動源の駆動力は駆動力伝達機構（手段）４００を介して塗布ローラ２０９及びスクイーズローラ２０７に伝達される。この駆動力伝達機構４００は、駆動源で回転されるモータギヤ或いは中間ギヤ４０４と、中間ギヤ４０４に噛み合う塗布ローラ２０９のローラ軸２０９に設けたギヤ４０３と、ギヤ４０３に噛み合うスクイーズローラ２０７のギヤ４０２とを有している。
【００３４】
ここで、塗布ローラ２０９側のギヤ４０３とスクイーズローラ２０７側のギヤ４０２の歯数（ギヤ比）は、スクイーズローラ２０７の周速度が塗布ローラ２０９の周速度より遅くなるように設定されている。また、スクイーズローラ２０７の周速度が、塗布ローラ２０９とスクイーズローラ２０７の圧接部に必要以上に処理液２０１を供給しない周速度になるように設定されている。なお、スクイーズローラ２０７の周速度を調整することで、塗布ローラ２０９とスクイーズローラ２０７の圧接部を通過する処理液２０１の量を調整し、用紙１００に塗布される塗布量の調整することができる。
【００３５】
すなわち、駆動力伝達機構４００による駆動力伝達は、スクイーズローラ２０７の周速度が、塗布ローラ２０９とスクイーズローラ２０７の圧接部に処理液２０１を供給できる範囲（速度）であって、かつ用紙１００に対する処理液２０１の塗布量が所定の塗布量になる周速度になるよう設定されている。
【００３６】
また、スクイーズローラ２０７側のギヤ４０２とスクイーズローラ２０７のローラ軸２０７ａとの間には、一方向クラッチ４０１を介在させている。この一方向クラッチ４０１は、スクイーズローラ２０７を塗布時の回転方向に回転させる方向には駆動力を伝達し、逆方向には駆動力を伝達しない構成としている。
【００３７】
このように構成したので、まず、図示しない駆動源によってギヤ４０４が回転することでギヤ４０３に駆動力が伝達されて塗布ローラ２０９が回転する。次に、ギヤ４０３に噛み合うギヤ４０２が回転する。このとき、一方向クラッチ４０１によってギヤ３０２からスクイーズローラ２０７には図３の矢印方向の回転のみ駆動力が伝達される。
【００３８】
このとき、塗布ローラ２０９とスクイーズローラ２０７間の摩擦力で、スクイーズローラ２０７が所定の周速度以上で塗布ローラ２０９に連れ周りしているときは、ギヤ４０２の駆動力はスクイーズローラ２０７には伝達されない（遮断されている）。なお、ここでいう所定の周速度とは、上述したように、処理液２０１を塗布ローラ２０９に供給可能な範囲で、かつ所定の塗布量になるような周速度である。
【００３９】
これにより、塗布ローラ２０９とスクイーズローラ２０７の圧接部に処理液２０１がない状態又は処理液２０１が十分でない状態となって、塗布ローラ２０９とスクイーズローラ２０７との摩擦力が大きくなるときには、スクイーズローラ２０７が塗布ローラ２０９に連れ周りすることで、塗布ローラ２０９とスクイーズローラ２０７の周速度差による駆動負荷の増大を防止することができる。また、摩擦力が大きいときのローラ２０９、２０７間で発生するスリップによるローラ２０７、２０９の磨耗を防止できる。
【００４０】
これに対し、スクイーズローラ２０７によって処理液２０１が塗布ローラ２０９とスクイーズローラ２０７の圧接部に供給されると、塗布ローラ２０９とスクイーズローラ２０７間の摩擦力が低下し、所定の摩擦力以下になる。これにより、スクイーズローラ２０７が塗布ローラ２０９に連れ回りする時の周速度が遅くなり、駆動力伝達機構４００のギヤ４０２の駆動力が一方向クラッチ４０１を介してスクイーズローラ２０７に伝達されるので、スクイーズローラ２０７は所定の周速度で回転することになる。
【００４１】
なお、所定の摩擦力、即ちスクイーズローラ２０７がスリップを起こす摩擦力は回転駆動に作用する回転軸受け等の負荷を用いてもよいが、例えばスクイーズローラ２０７のローラ軸２０７ａ上に駆動負荷手段４０５（例えばトルクリミッタ）のような強制負荷手段を用いるとさらに安定してスリップが発生し、スクイーズローラ２０７を所定の周速度で回転させることができる。
【００４２】
つまり、駆動負荷手段を備えることで、スクイーズローラに駆動力が伝達される状態になる、塗布ローラとスクイーズローラとの摩擦力を任意に設定することができるようになり、塗布時におけるスクイーズローラの回転数を所定の回転数に制御することができる。
【００４３】
また、ここでは塗布ローラ２０９とスクイーズローラ２０７間のスリップを利用してスクイーズローラ２０７を所定の周速度になるよう制御しているが、制御手段はこの限りでない。例えば、所定の周速度を塗布ローラ２０９と略同一として、周速度差（スクイーズローラ２０７が塗布ローラ２０９の周速度より遅い）は、ローラ間の部品精度で発生する周速差程度で設けるようにしてもよい。
【００４４】
また、スクイーズローラ２０７は通常の負荷では塗布ローラ２０９に連れ周りし、液室２０６内の処理液２０１の蒸発により粘度が増加した場合にのみスリップが発生し、所定の周速度になるように、スクイーズローラ２０７の周速度を決めることもできる。この場合には、処理液２０１が増粘していると判断し、駆動力伝達手段４００によってスクイーズローラ２０８に駆動力が伝達されるときのスクイーズローラ２０７の周速度を通常に比べ遅く設定することが好ましい。
【００４５】
処理液２０１の粘度と塗布量には相関があり、粘度が高い方が塗布量が多くなる。また、スクイーズローラ２０７の周速度と塗布量には相関があり、周速度が遅い方が塗布量が少なくなる。スクイーズローラ２０７の周速度はスクイーズローラ２０７の表面粗さや塗布ローラ２０９がゴムローラであるときにはゴムの物性、硬度、表面粗さや処理液の物性、塗布速度等により決まるもので実験結果から求めることが好ましい。
【００４６】
実験結果によると。通常５〜１０ｍＰａ・ｓの粘度の処理液を２０％蒸発させ２０〜３０ｍＰａ・ｓに増粘させた処理液２０１においては、スクイーズローラ２０７の周速を通常時と比較して１／１．５から１／５程度に減速すると良好な塗布量が得られた。すなわち、この場合はスクイーズローラ２０７の周速度を塗布ローラ２０９に対し１／１．５から１／５程度の周速度になるように駆動力伝達手段４００（ギヤ）を設定する。
【００４７】
上述したように、駆動源を一つにすることで、低コストで、安定した塗布量で塗布することができ、かつ少ないエネルギーで塗布することができる。
【００４８】
この場合、塗布ローラの周速を一定にすることで、塗布条件を一定に保つことができ、塗布量の変化やムラを低減することができる。
【００４９】
なお、上記実施形態では処理液塗布装置が画像形成前の用紙に対して処理液を塗布する構成で説明しているが、記録ヘッドユニットの下流側で画像形成が行われた用紙上に処理液を塗布する構成とすることもできる。
【００５０】
また、本発明に係る画像形成装置は、例えば電子写真方式の画像形成装置にも適用することができる。例えば、紙等の媒体上のトナー等の樹脂を含有する微粒子を乱すことなく、かつ当該樹脂微粒子を付着した媒体に定着液を塗布後は素早く樹脂微粒子の媒体への定着が行われ、更に媒体に残油感が発生しない程度の微量塗布が可能な樹脂微粒子の定着液を用いた、定着方法及び定着装置、並びに画像形成方法及び画像形成装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１００  被記録媒体（用紙）
１０１  記録ヘッドユニット
１０２  搬送ベルト
１０３  給紙トレイ
２００  処理液塗布装置
２０１  処理液
２０７  スクイーズローラ
２０８  塗布部
２０９  搬送ローラ
４００  駆動力伝達機構
４０１  一方向クラッチ
【図１】
0005560988.tif 000002
【図２】
0005560988.tif 000003
【図３】
0005560988.tif 000004