(57)【要約】【課題】前処理液を均一に塗工し、画像等の記録内容を高品位で記録可能なインクジェット記録装置の提供。【解決手段】記録媒体１０の被記録面に前処理液を塗工する前処理手段２と、該前処理液が塗工された該被記録面にインクを噴射して記録を施す記録手段３と、前記記録媒体１０をその長手方向に沿って搬送して前記前処理手段２及び前記記録手段３に導く搬送手段４とを具備し、前記前処理手段２がグラビアロール２０及びグラビアロール２０に前記被記録面を押圧するバッキングロール２１を有するインクジェット記録装置である。前記記録手段３は、記録ヘッド３０と、該記録ヘッド３０を二次元的に走査させる走査機構３２とを有していることを特徴とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の被記録面に前処理液を塗工する前処理手段と、該前処理液が塗工された該被記録面にインクを噴射して記録を施す記録手段と、前記記録媒体をその長手方向に沿って搬送して前記前処理手段及び前記記録手段に導く搬送手段とを具備し、
前記前処理手段がグラビアロール及び該グラビアロールに前記被記録面を押圧するバッキングロールを有するインクジェット記録装置において、
前記記録手段は、記録ヘッドと、該記録ヘッドを二次元的に走査させる走査機構とを有していることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記グラビアロールと前記バッキングロールとの間を前記記録媒体の記録保証領域が連続的に略等速度で通過するように該グラビアロールを駆動させる制御手段を具備している請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記走査機構は、前記記録ヘッドを前記記録媒体の長手方向及び幅方向に沿って走査させるように設けられている請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記記録ヘッドを前記記録媒体の搬送速度と等速度で走査させるように設けられている請求項３記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関わり、特に、記録媒体の表面に前処理を施した後にインクジェット記録方法によって文字、記号、画像等の記録内容を記録するインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来の一般的なシリアルインクジェット記録装置（プリンタ）は、ステップモータで駆動される送りロールによって、スタッカにセットされた記録媒体を巻き取ってプラテン位置に給送し、キャリッジに搭載された記録ヘッドの微小なノズルから各色インクの液滴を記録媒体の被記録面に向けて噴射し、文字、記号、画像等の記録内容を記録媒体に記録した後に、該記録媒体を排出するように設けられている。
【０００３】
前記キャリッジは、ステップモータによって駆動されるタイミングベルトに連結されているとともに、走査方向（主走査方向）に沿って配されたガイドレールに沿って往復移動可能に支持されており、タイミングベルトの回転伴って該走査方向に往復移動するように設けられている。
【０００４】
前記記録ヘッドには、通常、複数のカラーインクに対応したヘッドが一体化されたマルチヘッドが用いられ、各色のインクが個別に収容されたインクカートリッジを備えている。そして、記録媒体に記録内容を記録するときには、該記録ヘッドによる走査方向の記録動作と、記録用紙の搬送機構による記録用紙の走査方向（副走査方向）への紙送り動作とが交互に繰り返される。
【０００５】
一方、インクジェット記録方法では、染料や顔料等の色材を水に溶解又は分散させたものに、ノズルの目詰まり防止のためにグリセリンなどの水溶性高沸点溶剤が添加されたインクが用いられている。
しかし、上質紙、再生紙、ＰＰＣ用紙等のいわゆる普通紙にそのままインクを噴射すると紙の内部にインクが浸透してしまって十分な画像濃度が得られなくなったり、用紙表面の填料やサイズ等の不均一な分布に起因すると考えられる画像濃度のムラ（印刷ムラ）が生じたり、カラー印刷によいて異色の境界部分で色が滲んだり不均一に混ざり合ったりする（いわゆるカラーブリード）課題を有している。
【０００６】
そこで、上記課題を解決するため、インクの噴射に先だって、グラビアロールを用いた前処理手段で種々の前処理液を被記録面に塗工した後に、インクを噴射して印刷を行う印刷システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１１５１６６号公報
【０００８】
しかしながら、この印刷システムを前述のようなシリアルインクジェット記録装置に適用した場合、記録ヘッドで記録用紙に記録が行われるときに、記録用紙の搬送機構による紙送り動作中にグラビアロールで塗工された部分に比べ、紙送り停止中にグラビアロールと接触していた部分に前処理液が多く塗工され、当該記録用紙の幅方向に亘ってすじ状の塗工ムラが多数形成されていた。このため、その後に記録ヘッドで記録される画像も前処理液の塗工ムラの影響を受けてしまい、高品位のインクジェット記録物を得ることができなかった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、前処理液を均一に塗工することができ、高品位のインクジェット記録物を得ることができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録媒体の被記録面に前処理液を塗工する前処理手段と、該前処理液が塗工された該被記録面にインクを噴射して文字、記号、画像等の記録内容を記録する記録手段と、前記記録媒体をその長手方向に沿って搬送して前記前処理手段及び前記記録手段に導く搬送手段とを具備し、
前記前処理手段がグラビアロール及び該グラビアロールに前記被記録面を押圧するバッキングロールを有するインクジェット記録装置において、
前記記録手段は、記録ヘッドと、該記録ヘッドを二次元的に走査させる走査機構とを有していることを特徴とするインクジェット記録装置を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインクジェット記録装置を、その好ましい実施形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１及び図２は、本発明のインクジェット記録装置（以下、単に記録装置ともいう。）の一実施形態を示すものである。図１中、符号１は記録装置、１０は記録用紙（記録媒体）を示している。
【００１３】
図１に示すように、記録装置１は、記録用紙１０の被記録面にグラビア塗工方法によって前処理液を塗工する前処理手段２と、該前処理液が塗工された該被記録面にインクジェット記録方法によってインクを噴射して文字、記号、画像等の記録内容を記録する記録手段３と、記録用紙１０をその長手方向に搬送して前記前処理手段２及び前記記録手段３に導く搬送手段４とを具備している。
【００１４】
また、本実施形態の記録装置１は、前記記録手段３による記録を終えた記録用紙１０を受けるトレイ５とを備えている。また、記録装置１は、上記各手段を制御する制御手段６（図３参照）及び給紙トレイ７を具備している。
【００１５】
前記前処理手段２は、グラビアロール２０と、グラビアロール２０に前記記録用紙１０の被記録面を押しつけるバッキングロール２１と、グラビアロール２０の表面の余分な前処理液を掻き取るドクターブレード２２と、グラビアロール２０が浸漬される処理液を湛えた処理液パン２３と、処理液パン２３に前処理液を循環させる循環路２４とを有している。循環路２４には、ポンプ２４ａ及びタンク２４ｂが配されており、タンク２４ｂは、補充タンク２４ｃを接続して前処理液が補充できるように設けられている。
【００１６】
前記前処理液は、従来からインクジェット記録方法に用いられているもの、即ち、水性顔料インクと接触してその分散又は溶解状態を破壊し、インク成分を凝集させ得るものであればよく、特に制限されない。一般的な前処理液としては、無機金属塩又は有機系カチオン物質等を凝集化剤とし、該凝集化剤を水に溶解させたものが挙げられる。該無機金属塩としては、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム等が挙げられる。また、この他に、前処理液としては、例えば、本出願人の先の出願に係る特開平１０−１２０９５６号公報の他、特開平８−２０１５９号公報、特開平８−２０１６１号公報、特開平８−２０１６２号公報、特開平８−２０７２０号公報、特開平８−２５８０１号公報、特開平８−７２３９３号公報、特開平９−２７７６９３号公報、特許第２６７６６９９号公報、特許第２９９９７０号公報、特許第２７１１０９８号公報などに記載の前処理液を使用することができる。
【００１７】
図２に示すように、前記記録手段３は、記録ヘッド３０と、記録ヘッド３０に対向配設されたプラテン３１と、記録ヘッド３０を記録用紙１０の長手方向（記録用紙の搬送方向）及び記録用紙１０の幅方向（記録用紙の搬送方向と直交する方向）に沿って走査させる走査機構３２とを有している。
【００１８】
記録ヘッド３０は、インクジェット記録方式によりインクを噴射するものであればよく、いわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型の何れでもよい。また、記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドでもよく、記録ヘッドとは別に配置されたインクタンクからチューブなどを介してインクが供給されるタイプの記録ヘッドでもよい。
【００１９】
走査機構３２は、いわゆるｘｙロボット（二軸ロボット）で構成されており、記録ヘッド３０をｘ軸方向（主走査方向：記録用紙１０の幅方向）に略水平に走査させるｘ軸ロボット（一軸ロボット）３３と、該ｘ軸ロボットをｙ軸方向（副走査方向：記録用紙１０の長手方向）に略水平に走査させるｙ軸ロボット（一軸ロボット）３４とを主体として構成されている。
【００２０】
前記ｘ軸ロボット３３は、前記記録ヘッド３０が取り付けられるキャリッジ３３０と、キャリッジ３３０をｘ軸方向に移動させる稼動機構３３１とを備えている。稼動機構３３１は、キャリッジ３３０が架設固定される一対の無端状のタイミングベルト３３２と、タイミングベルト３３２をプーリー（図示せず）を介して正逆回転させるステップモーター３３３と、キャリッジ３３０の移動をガイドする一対のガイドレール３３４とを備えている。
【００２１】
前記ｙ軸ロボット３４は、ｘ軸ロボット３３のガイドレール３３４が固定されるキャリッジ３４０と、キャリッジ３４０をｙ軸方向に移動させる稼動機構３４１とを備えている。稼動機構３４１は、キャリッジ３４０が架設固定される一対の無端状のタイミングベルト３４２と、タイミングベルト３４２をプーリー（図示せず）を介して正逆回転させるステップモーター３４３と、キャリッジ３４０の移動をガイドする一対のガイドレール３４４とを備えている。
【００２２】
記録装置１は、記録ヘッドの乾燥や目詰まりを防止するキャッピングユニット３５を備えている。キャッピングユニット３５は、記録ヘッド３０が稼動する際には下降し、記録ヘッド３０が稼動していないときにはその待機位置において上昇して記録ヘッド３０をカバーするように設けられている。
【００２３】
記録装置１に用いられるインクは、従来からインクジェット記録装置に用いられているものを特に制限無く用いることができる。インクジェット記録用の顔料インクは、水に着色剤として顔料を含有させたものが一般的であり、通常、保湿や浸透調整等のため、更に各種有機溶剤や界面活性剤等が含有されている。フルカラー画像を形成する場合は、イエロー、マゼンタ、シアンの減法混色の３原色のインク、あるいはこれにブラック、ライトマゼンタ、ライトシアンその他の色のインクを加えた４色以上のインクを用いる。
【００２４】
図１に示すように、前記搬送手段４は、記録用紙１０をグラビアロール２０とバッキングロール２１との間に導く対向ニップロールからなる給紙ロール４２と、記録用紙１０の搬送経路における前記記録ヘッド３０の上流位置に配され、記録ヘッド３０による記録位置に記録用紙１０を所定のピッチで繰り出す対向ニップロールからなるインフィードロール（送りロール）４３と、前記搬送経路における記録ヘッド３０の下流位置に配され、記録済みの記録用紙１０を繰り出す対向ニップロールからなるアウトフィードロール４４と、記録用紙１０をトレイ５に排出する対向ニップロールからなる排出ロール４５とを有している。
【００２５】
前記制御手段６は、各種センサー、入力パネル等の各種入力手段、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段（シーケンス、データテーブル等）、演算処理装置（ＣＰＵ）、クロック、これらを繋ぐバス、パソコン等の上位装置とのインターフェース等を備えたマイコンユニット（図示せず）で構成されており、該入力手段からの入力値、シーケンサーのシーケンス、データテーブル或いは上位装置からの制御指示等に応じた演算処理結果に基づいて、図３に示すように、グラビアロール２０、ポンプ２４ａ、記録ヘッド３０、走査機構３２（ステップモーター３３３、３４３）、キャッピングユニット３５、給紙ロール４２、インフィードロール４３、アウトフィードロール４４、排紙ロール４５等を同期させてこれらの動作を制御するように設けられている。記録用紙１０の搬送経路における当該記録用紙１０の所定位置での位置決めは、従来からこの種の記録装置に用いられている手法を適宜用いることができる。
【００２６】
本実施形態の記録装置１においては、前記制御手段６は、記録用紙１０における一つの記録保証領域の全域が前記グラビアロール２０と前記バッキングロール２１との間を連続的に略等速度で通過するように、グラビアロール２０を駆動させるように設けられている。
【００２７】
上記構成の記録装置１の概略動作を説明する。
制御手段６が上位装置から又は前記入力手段から印刷指示を受けると、供給ロール４２が駆動し、給紙トレイ７内の記録用紙１０がグラビアロール２０とバッキングロール２１との間に導かれる。そして、記録用紙１０は、その記録保証領域を含む全域がグラビアロール２０とバッキングロール２１との間を連続的に等速度で通過するようにこれらのロールの間から繰り出される。これにより、前記供給ロール２２によってグラビアロール２０の表面に供給された前処理液が記録用紙１０に均一に塗工される。
【００２８】
グラビアロール２０で前処理液が塗工された記録用紙１０は、さらにインフィードロール４３によるいわゆるパルス送りによって、所定の搬送速度でプラテン３１上に導かれる。
【００２９】
記録用紙１０がプラテン３１上の所定位置に達すると、キャッピングユニット３５が下降し、記録ヘッド３０が走査機構３２によって二次元稼動可能な状態となる。そして、制御手段６からの記録情報に基づいて、記録ヘッド３０が記録用紙１０の長手方向及び幅方向に走査されながら所定量のインクが記録ヘッド３０のノズル（図示せず）から噴射される。
【００３０】
本実施形態の記録装置１では、記録用紙１０の搬送速度が定速ｓ（ｍ／分）で搬送されているとすると、記録ヘッド３０は、ｘ軸方向には等速でｘ（ｍ／分）で稼動し、ｙ軸方向には記録用紙１０の搬送速度と等しく等速でｓ（ｍ／分）で稼動する。これにより、記録ヘッド３０が稼働中に実質上記録用紙は止まっているのと同じ形態となり、見かけインフィードロール４３でパルス送りされる記録用紙１０に対して記録ヘッド３０がその幅方向（ｘ軸方向）に往復稼動しながら記録を行った場合と同じ記録結果が得られる。
【００３１】
記録ヘッド３０が、所要時間ｔ１分で等速にｘ（ｍ／分）でｘ軸方向にホームポジション（ｘ軸方向の記録開始位置）からエンドポジション（ｘ軸方向の記録終了位置）に達し、所要時間ｔ２分で等速に−ｘ（ｍ／分）でエンドポジションからホームポジションに戻る間に記録を行うとすると、この一往復動作の間に、ｓ（ｍ／分）で搬送されている記録用紙１０は、ｓ／ｔ１＋ｓ／ｔ２（ｍ）だけ紙送りされる。
【００３２】
記録ヘッド３０はこのような往復稼動を繰り返し行いながら記録用紙１０に記録を行う。記録用紙１０は搬送速度ｓ（ｍ／分）で搬送されているので、走査機構３２のｙ軸方向への記録ヘッド３０の稼動許容範囲ｙ（ｍ）内で記録用紙１０への記録を終了させるためには、記録ヘッド３０のｘ軸方向の稼動速度は大きく設定する必要がある。
【００３３】
例えば、縦方向に搬送されるＡ４（２９７×２１０ｍｍ）サイズの記録用紙の全面にホームポジションとエンドポジションと間の１回のパスで所定の記録幅ｗ（ｍｍ）で記録内容を記録する場合には、記録用紙全面への記録所用時間ｔ（分）は、
ｔ＝（２９７／ｗ）×ｔ１＋（２９７／ｗ）×ｔ２
で表される。
【００３４】
従って、記録ヘッド３０のｘ軸方向における稼動速度ｘ及び記録用紙１０の搬送速度ｓは、記録ヘッド３０のｙ軸方向の稼動許容範囲ｙ（ｍ）に対し、
ｙ＞ｔ（分）×ｓ（ｍ／分）
を満たすように設定される。
【００３５】
この所要時間を要する記録終了後、記録ヘッド３０は次に送られてくる前処理済みの記録用紙の記録に備え、記録開始時の位置戻って待機する。
【００３６】
記録用紙１０への記録内容の記録が終了すると、記録済みの記録用紙１０が排紙ロール４５まで導かれ、トレイ５に排出される。またその一方で、給紙ロール４２を通じてグラビアロール２０とバッキングロール２１との間に記録用紙１０が新たに供給され、グラビアロール２０とバッキングロール２１との間を連続的に略等速度で通過するように、グラビアロール２０が駆動される。
【００３７】
記録装置１では、上述のような記録ヘッド３０による記録動作に伴う記録用紙１０の搬送及び排紙が繰り返し行われる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の記録装置１によれば、記録用紙１０における記録保証領域の全域をグラビアロール２０とバッキングロール２１との間を連続的に略等速度で通過させて前処理液を塗工した後、当該前処理液が塗工された当該記録用紙１０の搬送方向に記録ヘッド３０を稼動させつつ記録用紙の幅方向にも記録を行い、記録用紙１０の記録保証領域の全域に記録を行うため、記録用紙１０の記録保証領域がグラビアロール２０及びバッキングロールの途中で止まることがない。従って、従来のような記録用紙１０に前処理液のすじ状の塗工ムラが生じることを防ぐことができ、文字、記号、画像等の記録内容を高品位で記録することができる。
【００３９】
本発明は、前記実施形態に制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
【００４０】
本発明は、前記実施形態におけるように、記録用紙の記録保証領域の全域に亘って記録内容を記録できるように、記録用紙の長手方向及び幅方向に記録ヘッドを走査させることが好ましいが、記録ヘッドの走査方向は、他の方向であってもよい。
【００４１】
また、記録ヘッドの走査機構は、前記実施形態のように、２軸ロボットを用いることが好ましいが、記録ヘッドを二次元的に走査できれば他の機構を採用することもできる。
【００４２】
本発明は、前記実施形態のように、単票の記録用紙を使用する記録装置に特に好適であるが、帯状の記録媒体を使用する記録装置にも適用することができる。この場合には、記録媒体には、記録保証領域が断続的に設けられているものを用い、当該記録保証領域の間がグラビアロール２０とバッキングロール２１との間における前処理液の塗工位置で停止できるように、記録用紙１０の搬送路を設定すればよい。
【００４３】
また、記録媒体の搬送手段には、必要に応じて、グラビアロールと記録媒体との接触角度を調整する角度調整ロールや、グラビアロールの上流側に搬送経路における記録媒体の張力を調整するエクスパンションロール等を備えていてもよい。
【００４４】
また、記録済みの被記録面に後処理液の塗工等が必要な場合には当該後処理液の塗工手段等を備えたものとしてもよい。
【００４５】
本発明のインクジェット記録装置は、記録対象となる媒体に特に制限はなく、紙及び紙以外のシート状記録媒体であって前処理液がはじくことなく均一に塗布できる素材ならば適宜用いることができる。紙としては、非コート紙、コート紙、アート紙、インクジェット対応専用紙、新聞用原紙等が挙げられる。紙以外の該素材としては、合成樹脂フィルム、合成紙、不織布等が挙げられる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、前処理液を均一に塗工することができ、文字、記号、画像等の記録内容を高品位で記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の第１実施形態を模式的に示す図である。
【図２】同実施形態の記録手段を模式的に示す平面図である。
【図３】同実施形態のインクジェット記録装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１　インクジェット記録装置
２　前処理手段
２０　グラビアロール
２１　バッキングロール
３　記録手段
３０　記録ヘッド
３１　プラテン
３２　走査機構
４　搬送手段
４２　給紙ロール
４３　インフィードロール（送りロール）
４４　アウトフィードロール
４５　排紙ロール
５　トレイ
６　制御手段
７　給紙トレイ
Ａ　塗工位置
【図１】
2004122393.tif 000003
【図２】
2004122393.tif 000004
【図３】
2004122393.tif 000005