(57)【要約】【課題】構成をあまり複雑化させることなく、用紙に浸透しきれない処理液による液だまりを発生させないようにし、塗布ムラによる波打ちや画質ムラを防止できる処理液塗布装置を提供する。【解決手段】処理液１を記録媒体１６に塗布するための塗布ローラ５と、記録媒体１６を少なくとも塗布ローラ５への接触位置で加熱する加熱手段２３と、を備える。【選択図】図１
2014097580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷装置での印刷に用いられる記録媒体に所定の処理液を塗布する処理液塗布装置であって、
前記処理液を前記記録媒体に塗布するための塗布ローラと、
前記記録媒体を少なくとも前記塗布ローラへの接触位置で加熱する加熱手段と、を備えたことを特徴とする処理液塗布装置。
【請求項２】
前記塗布ローラに押圧されて接触する加圧ローラを備え、
前記塗布ローラは、前記加圧ローラとの間で互いに押圧されて接触する点で前記記録媒体に前記処理液を塗布するよう設けられ、
前記加熱手段は、前記加圧ローラを加熱することを特徴とする請求項１記載の処理液塗布装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記加圧ローラの内部に配設されたことを特徴とする請求項２記載の処理液塗布装置。
【請求項４】
前記加圧ローラは、前記塗布ローラに押圧されて接触する位置と、前記塗布ローラから所定距離だけ離れた位置とに移動可能に設けられたことを特徴とする請求項２または３記載の処理液塗布装置。
【請求項５】
前記加熱手段による加熱制御を行う加熱制御手段を備え、
前記加熱制御手段は、前記記録媒体の種類に応じて予め定められた加熱制御を行うことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の処理液塗布装置。
【請求項６】
前記加熱制御手段は、前記記録媒体の種類に応じて、該記録媒体の温度を６０℃〜８０℃とするよう加熱制御を行うことを特徴とする請求項５記載の処理液塗布装置。
【請求項７】
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段による搬送速度の制御を行う搬送制御手段と、を備え、
前記搬送制御手段は、前記塗布ローラにより前記記録媒体に前記処理液を塗布する際の搬送速度を５０〜１２０ｍ／ｍｉｎとするよう搬送速度の制御を行うことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の処理液塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置で用いる記録媒体に、所定の処理液を印刷前に塗布する処理液塗布装置（以下、先塗り装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式の印刷装置は、低騒音、低ランニングコストに加えて、カラー化が容易といった利点から、急速に普及してきている。しかし、専用紙以外の記録媒体に印刷すると、滲み、濃度、色調や裏写り等といった初期品質問題に加え、耐水性、耐候性といった画像の堅牢性に関わる問題が指摘されていた。
【０００３】
このため、記録媒体である用紙にインク液滴が付着する直前に、インクを凝集させる機能を有する処理液を先塗り装置で塗布し、画質改善を図る方法が知られている。
【０００４】
図６に、ローラを用いて処理液としてのコーティング材料１０５を用紙全体に塗布する従来の構成例を概略的に示す。
図６に示すように、不図示のモータ等で回動するプラテンローラ１０１には押えチャック１０２をもって用紙１０３が巻き付けられる。また、コーティングユニット１０４内にはコーティング材料１０５が収納されており、コーティング材料１０５は攪拌・供給ローラ１０６、輸送・薄膜化ローラ１０７、１０８によってコーティングローラ１０９のローラ面に薄膜化される。
【０００５】
コーティングローラ１０９は回転するプラテンローラ１０１に巻き付けられている用紙１０３の表面に押し付けながら回転され、用紙１０３の表面にコーティング材料１０５が塗工される。こうしてコーティング材料１０５が塗工された用紙１０３の表面に、インクジェットヘッドがインクを吐出して記録を行う。
このように、画質品質を向上させるための処理液を予め塗布ローラで記録領域に塗布することで、記録ヘッドを用いて吹き付ける方法に比べて比較的粘度の高い処理液を薄く塗布することができるようにしている。
【０００６】
また、本出願人による画像記録装置として、前処理液塗布手段によって塗布された記録媒体を画像記録手段に搬送し、塗布ローラの駆動と独立に駆動する搬送ローラと塗布ローラとの間に、記録媒体を弛ませる弛み用空間を設けたものがある。そして、搬送ローラの平均搬送速度が塗布ローラの平均搬送速度より大きいときは、塗布ローラのみ駆動させて弛み用空間に記録媒体を所定量弛ませた後に搬送ローラの駆動を開始することで、塗布ムラを低減するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
この特許文献１のものでは、印字中の間欠搬送でも、塗布ローラは搬送ローラと別駆動で一定速度で回動するので、塗布ローラによる塗布条件を常に一定に保ち、塗布ムラによる波打ちや画質ムラを防止するようにしている。
また、印字速度と前処理液塗布速度に差がある場合でも、記録媒体を弛み用空間で弛ませることで吸収するようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した図６に示す従来の先塗り装置では、用紙温度が低い状態で処理液を塗布した場合、用紙の吸水性が低く、用紙に浸透しきれなかった液が余剰液となり、塗布ローラと用紙の間に液だまりが生じてしまうおそれがあった。こうして塗布停止時に液だまりが発生し、用紙に付着して液ダレになると、塗布ムラになってしまうおそれがあった。
【０００９】
また、上述した特許文献１のものは、塗布ムラを防止するために、記録媒体を弛ませるための弛み用空間を装置内に設ける必要があった。また、記録媒体を弛ませるために、弛み量の検出センサを設けて搬送ローラの速度制御を行う必要があり、構成が複雑になる傾向があった。
また記録媒体の温度が低い場合においては、図６により上述した問題が発生するおそれもあった。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、構成をあまり複雑化させることなく、用紙に浸透しきれない処理液による液だまりを発生させないようにし、塗布ムラによる波打ちや画質ムラを防止できる処理液塗布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】
かかる目的を達成するために、本発明に係る処理液塗布装置は、印刷装置での印刷に用いられる記録媒体に所定の処理液を塗布する処理液塗布装置であって、処理液を記録媒体に塗布するための塗布ローラと、記録媒体を少なくとも塗布ローラへの接触位置で加熱する加熱手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、構成をあまり複雑化させることなく、用紙に浸透しきれない処理液による液だまりを発生させないようにすることができる。このため、塗布ムラによる波打ちや画質ムラを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態としての先塗り装置の構成例を模式的に示す図である。
【図２】加圧ローラ９の内部を模式的に示す図である。
【図３】塗布しないときの装置状態を模式的に示す図である。
【図４】用紙温度による用紙の吸水量の変化例を示す図である。
【図５】本実施形態の先塗り装置による温度制御の一例を示す図である。
【図６】ローラを用いて用紙全体に処理液を塗布する従来の構成例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明に係る処理液塗布装置を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態は、ローラを用いて処理液を塗布する先塗り装置について、加圧ローラ内部にヒータランプを組み込むことで、処理液を塗布すると同時に所望の温度まで用紙を加熱するようにしている。
このため、処理液の塗布時における用紙温度を高くすることができ、用紙の吸水性を向上させることができる。このため、吸収されない処理液による液だまりの発生を防ぎ、塗布停止時における液ダレによる塗布ムラを簡単、安価な方法で抑制できるものである。
【００１６】
次に、本実施形態の先塗り装置について、図１〜図３を参照して説明する。
図１は本実施形態の先塗り装置の構成を模式的に示し、図２は加圧ローラ９の内部を模式的に示す。図３は、塗布しないときの装置状態を模式的に示す。
【００１７】
本実施形態の先塗り装置は、印刷に用いる記録媒体である用紙を格納して順次供給する機能を備えた給紙装置と、インクジェット方式により画像記録を行う印刷装置とに接続される。そして、給紙装置から用紙が搬送されると、その搬送された用紙に所定の処理液１を塗布し、塗布した用紙を印刷装置に搬送するように設置される。
【００１８】
また、本実施形態の先塗り装置は、処理液１を用紙１６に塗布する塗布ローラ５と、その塗布ローラ５に押圧されて接触する加圧ローラ９と、用紙１６を搬送する搬送ローラ１８と、搬送される用紙１６をガイドするガイドローラ１７と、装置全体の制御を行う制御部２４と、などの図１に示す各種構成を備えて構成される。このことにより、供給パン２の処理液１を、スクイーズローラ３を介して塗布ローラ５から用紙１６に塗布できるように構成される。
【００１９】
また、加圧ローラ９の内部には、図２に示すように、ヒータランプ２３が配設され、制御部２４からの制御により加圧ローラ９を加熱できるように構成される。このことにより、処理液１を塗布ローラ５で用紙１６に塗布する際、塗布ローラ５とＮＩＰする加圧ローラ９により用紙１６を加熱できるようになっている。
【００２０】
以下に、本実施形態の先塗り装置における構成および動作について、詳細に説明する。
まず、カートリッジ１２内に貯留された処理液１は、例えばチュービングポンプやダイヤフラムポンプのように電気的に駆動されたインクの送液手段であるポンプ１４に吸い上げられ、供給経路１３、電磁弁１５を経由して、供給パン２に供給される。この電磁弁１５は、例えば電磁弁やボールバルブ等のように電気的に開閉可能に構成された供給経路１３の開閉手段である。
【００２１】
供給パン２に供給された処理液１の量は、液面検知センサ２７により検知され、所定の閾値以下になったことが液面検知センサ２７により検知されると、電磁弁１５が開くと共に、ポンプ１４によりカートリッジ１２より吸い上げられ、予め設定された液量まで供給される。設定された液量になると、電磁弁１５が閉じ、ポンプ１４が停止することで、供給パン２内の液量を一定に保っている。
【００２２】
このように電磁弁１５は処理液１の供給時のみ開き、動作時間が短い為、通電時以外は弁閉鎖となる、ノーマルクローズドタイプを使用すると、電磁弁１５の消費電力を抑えることが出来る。
【００２３】
次に供給パン２に貯留された処理液１は、モータ２０により駆動させるスクイーズローラ３の回転により汲み上げられる。このスクイーズローラ３は、例えばアニロックスローラやワイヤーバーなどの、ローラ表面に溝加工を施した物を用いると汲み上げ時に処理液１の粘度、印刷速度の影響を受けにくくなり液量コントロールが容易となる。
【００２４】
スクイーズローラ３に汲み上げられた処理液１は、余剰分をメータリングブレード４により掻き落とされ、塗布ローラ５とのＮＩＰ点に運ばれる。ＮＩＰ点とは、隣接するローラとローラが互いに押圧されて接触する点であり、通常、ローラの軸方向の直線状に連続するよう配置される。
【００２５】
メータリングブレード４の材質としては、ＳＵＳ等の金属、またはプラスチック、ゴムが考えられるが、スクイーズローラ３の磨耗、余剰液の掻き落とし機能、寿命の観点からプラスチック材料が望ましい。
【００２６】
塗布ローラ５とスクイーズローラ３とのＮＩＰ点に運ばれた処理液１は、その塗布ローラ５とスクイーズローラ３との間で、軸方向に均一に引き伸ばされつつ、塗布ローラ５に塗布される。塗布ローラ５は、周面をゴム等の弾性体で覆われており、ワンウェイクラッチ７を介して、モータ６により駆動される。
【００２７】
塗布ローラ５に塗布された処理液１は、加圧ローラ９と塗布ローラ５との間でＮＩＰされることにより用紙１６に転写される。加圧ローラ９は、揺動可能なアーム２１の中央に軸受けを介して回転可能に支持されていており、ＮＩＰにより用紙１６に従動する。
【００２８】
加圧ローラ９内部は、図２に示すように中空となっており、ヒータランプ２３が内蔵されている。本装置は塗布と用紙のＮＩＰを同時に行う機構のため、ヒータランプ２３を加圧ローラ９に内蔵することにより液が塗布される領域のみに熱を加えることができる。
このことにより必要最小限の領域のみを加熱することができる。このため、用紙への余分な加熱を防ぎ、用紙変形を防止することができる。さらに、ヒータランプ２３を加圧ローラ９に内蔵することにより装置の大型化を防ぐことができる。
【００２９】
また加圧ローラ９の近傍には温度検出のため温度検知センサ２２が配置されており、塗布直後の用紙近傍には温度検知センサ２５が配置されている。制御部２４は、温度検知センサ２２、２５で測定された温度に基づきヒータランプ２３の制御を行う。加圧ローラ９が所定の設定温度まで加熱された後に用紙１６と塗布ローラ５とをＮＩＰさせ、用紙１６を加熱する。
こうして、ヒータランプ２３が、用紙１６を塗布ローラ５との接触位置で加熱する加熱手段として機能する。
【００３０】
また、アーム２１の一端はバネ１０が接続されている。バネ１０の他端はフレームに接続されており、てこの原理により、加圧ローラ９を塗布ローラ５に押付けている。アーム２１は偏芯カム１１に接触しており、偏芯カム１１の回転により、加圧ローラ９を塗布ローラ５から離れる方向に動かすことが出来る。この構造により、処理液１の塗布を行わない場合には、図３に示すように、用紙１６と加圧ローラ９が接触しないように加圧ローラ９を退避させることができる。こうして加圧ローラ９が塗布ローラ５から所定距離だけ離れた位置まで移動可能に構成されることにより、処理液１の塗布を行わない場合に用紙１６が加熱され続けないようにすることができ、過加熱による変形や変色を防ぐことができる。
【００３１】
供給パン２には加圧ローラ９が移動する部分に開口部が設けられており、その開口部には、処理液１の水分蒸発を抑制する為のシャッタ２６が開閉可能に設けられている。加圧ローラ９が塗布ローラ５へ接触する際は、シャッタ２６が開く構成になっている。塗布ローラ５は、用紙１６に処理液１を転写した後、クリーナブレード８により清掃される。給紙装置から来た用紙１６は、モータ１９によって駆動される搬送ローラ１８によって引っ張られ、ガイドローラ１７に沿って印刷装置へ搬送される。
【００３２】
また、ここで搬送および塗布する際の用紙速度は解像度、用紙種に応じて５０〜１２０ｍ／ｍｉｎで搬送する。用紙を搬送する搬送速度を５０〜１２０ｍ／ｍｉｎに制御することにより、５０ｍ／ｍｉｎよりも低速である場合や、１２０ｍ／ｍｉｎよりも高速である場合と比較して、用紙のよじれや弛みの発生が少ない良好な用紙搬送ができる。このため、処理液１の塗布を良好に行うことができる。
【００３３】
なお、用紙の種類は、印刷装置等に設けられた不図示の入力部によりユーザから選択入力され、制御部２４に送信される構成であってもよく、種類を検出する公知の検出手段を備えて自動検出し、制御部２４に送信される構成であってもよい。
また、制御部２４は、用紙の種類に応じた加熱温度や搬送速度等の制御情報を、所定の用紙種類毎に予め格納していることとする。そして、制御部２４は、格納されたこれらの制御情報に基づいて、加熱制御を行う加熱制御手段や、搬送速度の制御を行う搬送制御手段として機能する。
【００３４】
次に、用紙温度と吸水量の関係について、図４を参照して説明する。図４は、用紙温度による用紙の吸水量の変化を動的走査吸液計で測定した結果を示す。
【００３５】
図４に示すように、用紙温度が高くなるにつれて、用紙の単位面積当たりの吸水量も高くなる傾向がある。しかし６０℃を境に吸水量が飽和状態となっており、温度を６０℃以上にしても吸水量の向上効果はあまり見られない。
また用紙の加熱と同時に処理液の塗布を行なっているため、加熱側では用紙が縮み、塗布側では用紙が伸びるという用紙の変形のおそれがある。この現象は８０℃以上に加熱した場合に顕著に見られる。この用紙の変形が発生すると、張力がないバッファ部での搬送性や、印刷時にヘッドとのギャップが変わることによる画質への影響が懸念される。
【００３６】
以上から、６０℃〜８０℃に用紙を加熱することで用紙の変形を抑えつつ吸水性を向上させることができる。
また吸水量は用紙種、例えばコート紙と普通紙などによって異なる。普通紙はコート紙よりも吸水性が良いため、普通紙の場合には６０℃〜８０℃ではなくより低い温度、例えば４０℃〜６０℃に加熱してもよい。
【００３７】
次に、本実施形態としての先塗り装置における温度制御動作例について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の一実施形態に基づく、搬送速度５０ｍ／ｍｉｎ時の先塗り装置の温度制御の一例を示す図である。
【００３８】
まず印刷装置から本実施形態の先塗り装置に対して、塗布準備動作開始指令と共に用紙情報が入力される。次に制御部２４は用紙の種類情報に基づき、制御部２４内に予め記録されている温度制御情報を読み出す。本動作例では、制御のための温度情報が６０、６５、７５、８０℃の４つであることとする。
【００３９】
塗布準備動作では、温度検知センサ２２により加圧ローラ９の温度を測定し、６５℃より低い場合はヒータランプ２３をＯＮにし、７５℃より高い場合は７５℃以下なるまでヒータランプＯＦＦのまま待機する。
温度が６５℃以上かつ７５℃以下の状態になると加圧ローラ９を下げて塗布ローラ５とＮＩＰさせて塗布を開始する。
【００４０】
塗布開始後、温度検知センサ２５により塗布直後の用紙１６の温度を測定する。７５℃より高い場合はヒータランプ２３をＯＦＦにし、６５℃より低い場合はヒータランプ２３をＯＮにする。
【００４１】
８０℃より高くなる場合、ヒータランプ２３の温度制御に不具合が生じる場合を想定し、加圧ローラ９を退避させて塗布を停止する。そして、ヒータランプ２３をＯＦＦにして塗布準備動作に戻る。
【００４２】
６０℃より低い場合は塗布を停止し塗布準備動作に戻る。印刷装置から塗布停止指令が入力されて塗布を終了する場合は、加圧ローラ９を退避させて塗布を停止し、ヒータランプ２３をＯＦＦにする。
【００４３】
塗布動作中は温度検知センサ２５を用いて温度制御を行うが、温度検知センサ２５に不具合が生じる可能性がある。そこで温度検知センサ２２も使用して温度制御を行う。加圧ローラ９の温度が１００℃以上もしくは５５℃以下の場合は加圧ローラ９を退避させヒータランプをＯＦＦにして塗布を停止する。
搬送速度が５０〜１２０ｍ／ｍｉｎの場合についても、上述した温度制御を同様に行うこととしてよい。
【００４４】
以上のように、上述した本発明の実施形態では、加圧ローラ９内部にヒータランプ２３を組み込む構成としているため、用紙１６に処理液１を塗布すると同時に所望の温度まで加熱できる。こうして処理液１を塗布する際に用紙１６の温度を高くするため、処理液１の塗布時における用紙１６の吸水性を向上させることができる。このため、液だまりの発生を防ぐことができ、塗布停止時における処理液の液ダレによる塗布ムラを簡単な構成で安価に抑制することができる。
【００４５】
このように、加圧ローラ９内部のヒータランプ２３で加圧ローラ９を加熱する構成であるため、簡単、安価に加圧ローラ９を加熱することができる。また、塗布ローラ５と加圧ローラ９をＮＩＰさせて用紙１６に処理液１を転写させると同時に、加圧ローラ９から用紙１６を加熱するため、装置内に特別なスペースを用意する必要もない。
【００４６】
また、制御部２４により、６０℃〜８０℃でヒータランプ２３の加熱制御を行うので、吸水性の向上と加熱による用紙の変形の抑制を両立することができる。
【００４７】
また、制御部２４の搬送制御により、５０〜１２０ｍ／ｍｉｎで用紙１６を搬送し、処理液を塗布すると同時に加熱する構成であるため、用紙１６のよじれや弛みの発生が少ない良好な用紙搬送ができる。このため、液だまりを起因とした塗布ムラを良好な用紙状態で防止することができる。
【００４８】
なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
【００４９】
例えば、上述した実施形態では、印刷に用いる記録媒体を用紙１６として説明したが、インクジェット方式による画像記録が可能な記録媒体であればこのものに限定されない。用いる記録媒体は、例えばＯＨＰ（Over Head Projector）フィルムや各種シートなど、任意のものであってよい。
【符号の説明】
【００５０】
１    処理液
２    供給パン
３    スクイーズローラ
５    塗布ローラ
９    加圧ローラ
１６    用紙
１７    ガイドローラ
１８    搬送ローラ
２２、２５    温度検知センサ
２３    ヒータランプ
２４    制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特許第４０５３７２２号公報
【図１】
2014097580.tif 000003
【図２】
2014097580.tif 000004
【図３】
2014097580.tif 000005
【図４】
2014097580.tif 000006
【図５】
2014097580.tif 000007
【図６】
2014097580.tif 000008