(57)【要約】【課題】被塗布部材上に既に塗布されているインクを効率良く除去すると同時に被塗布部材上に残留するインク塗布膜表面の均し効果を得る。【解決手段】固形インクを加熱溶融して得られる液状インクを被塗布部材に塗布するインクコータ１０であって、移動する被塗布部材１の塗布面１ａに接触して回転駆動され、外周面に微小な溝状凹部１３を有する所定温度に加熱された主インク塗布軸１２と、前記被塗布部材１の移動方向に関して前記インク塗布軸１２の上流側近傍に配置され、前記被塗布部材１の塗布面１ａに接触または近接して回転駆動される所定温度に加熱された第２インク塗布軸１４とを備え、前記第２インク塗布軸１４はその外周面が前記被塗布部材１の移動方向とは逆方向に移動するように回転す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】
固形インクを加熱溶融して得られる液状インクを被塗布部材に塗布するインクコータであって、移動する被塗布部材の塗布面に接触して回転駆動され、外周面に微小な溝状凹部を有する所定温度に加熱された主インク塗布軸と、前記被塗布部材の移動方向に関して前記インク塗布軸の上流側近傍に配置され、前記被塗布部材の塗布面に接触または近接して回転駆動される所定温度に加熱された第２インク塗布軸とを備え、前記第２インク塗布軸はその外周面が前記被塗布部材の移動方向とは逆方向に移動するように回転することを特徴とするインクコータ。
【請求項２】
前記主インク塗布軸の外周面の表面粗さは、前記主インク塗布軸の軸径の０．００３〜０．００６倍の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のインクコータ。
【請求項３】
前記第２インク塗布軸の外周面の表面粗さを前記主インク塗布軸の外周面の表面粗さよりも細かくしたことを特徴とする請求項１に記載のインクコータ。
【請求項４】
前記主インク塗布軸と前記第２インク塗布軸との間のインク溜まり部にインクが補給されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のインクコータ。
【請求項５】
前記被塗布部材に対する前記第２インク塗布軸の押圧力を前記被塗布部材に対する前記主インク塗布軸の押圧力以上としたことを特徴とする請求項１に記載のインクコータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固形インクを加熱溶融して得られた液状インクを被塗布部材の表面に均一に塗布するインクコータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固形インクを加熱溶融して得られた液状インクを被塗布部材の表面に塗布するものとして、例えば特開昭６１−２９３８８１号公報に開示されているインク塗布装置が知られている。このインク塗布装置２０は、回転する迂回ローラ２１の外周部に内面を支持されて移動する被塗布部材であるインクシート１５を備えている。インクシート１５には、迂回ローラ２１で支持された部分において、供給ローラ２４が微小間隔をおいた状態で対向配置されている。供給ローラ２４は、それに内蔵した固定ヒートロール２４２によって所定温度に加熱されるようになっている。また、インクシート１５には、その移動方向に関して供給ローラ２４との対向位置よりも下流側近傍において、外周部に細いワイヤ２５１が密着巻きされた矯正ロッド２５が回転不能な状態で接触配置されている。
【０００３】
前記インク塗布装置２０では、固形インクを加熱溶融して得られた液状インクが回転する供給ローラ２４の外周面にインク層状態で付着してインクシート１５の対向位置へと運ばれる。そして、供給ローラ２４上のインク層がインクシート１５に接触することによってインクシート１５上にインクが塗布される。この塗布時においてインクシート１５上には、先に塗布されたインクが半溶融状態で載っており、供給ローラ２４によって供給されるインクはその上に塗布されることになる。
【０００４】
供給ローラ２４によってインクシート１５に塗布されたインクは、インクシート１５の移動に伴って矯正ロッド２５との接触部を通過する際に均し作用を受け、過剰なインクがインクシート１５から掻き落されてインク槽２２のインク貯留部２２１に戻される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のインク塗布装置２０は、インクシート１５と供給ローラ２４との間に隙間があいているために両者間に温度差を生じることになり、先にインクシート１５に塗布されている固形化したインク層を完全に溶融した状態にすることができない。加えて、供給ローラ２４によってインクを塗布する前に、インクシート１５上に先に塗布されているインク層を剥がし取る機構もない。つまり、これでは既に塗布されたインク層の上に新たにインク層を上塗りすることになり、新旧インク層の加熱温度差の影響もあって界面での均一性が得られない。そのために、下流側で矯正ロッド２５により過剰インクをそぎ落として均しを行ったとしても、インクシート１５へのインク塗布にムラが生じやすい。
【０００６】
また、矯正ロッド２５によりインク貯留部２２１に回収されたインクと、インク補給装置２３によりインク貯留部２２１に新たに補給されるインクとが十分に混合する構成にはなっていないため、混合不十分なインクが供給ローラ２４によってインクシート１５に繰り返し供給されることになり、これによっても塗布ムラが発生しやすくなる。
【０００７】
そこで、本発明のインクコータは、被塗布部材に既に塗布されているインクに対して安定した加熱を行って効率良く剥離除去すると同時に被塗布部材上に残留するインク塗布膜表面の十分な均し効果を得ることを目的とする。
【０００８】
また、本発明のインクコータは、新しく補給するインクと被塗布部材上に既に塗布されているインクとを効率良く混合するとともにムラ無く均一な再塗布を行うことをもう１つの目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、固形インクを加熱溶融して得られる液状インクを被塗布部材に塗布するインクコータであって、移動する被塗布部材の塗布面に接触して回転駆動され、外周面に微小な溝状凹部を有する所定温度に加熱された主インク塗布軸と、前記被塗布部材の移動方向に関して前記インク塗布軸の上流側近傍に配置され、前記被塗布部材の塗布面に接触または近接して回転駆動される所定温度に加熱された第２インク塗布軸とを備え、前記第２インク塗布軸はその外周面が前記被塗布部材の移動方向とは逆方向に移動するように回転することを特徴とするものである。
この構成によれば、被塗布部材上に既に塗布されているインク膜を第２インク塗布軸によりプレ加熱して一部を除去しつつ塗布表面の均一化を行うことができる。また、第２インク塗布軸は被塗布部材と逆方向に回転することにより画像転移後に表面凹凸があるインク層の均し効果がより一層高まる。
【００１０】
本発明のインクコータでは、前記主インク塗布軸の外周面の表面粗さが前記主インク塗布軸の軸径の０．００３〜０．００６倍の範囲であってもよい。
このようにすることで、インク塗布軸への熱の伝わりを速めて安定したインク塗布量を制御することができ、均一厚みのインク塗布膜を形成することができる。
【００１１】
また、本発明のインクコータでは、前記第２インク塗布軸の外周面の表面粗さを前記主インク塗布軸の外周面の表面粗さよりも細かくしてもよい。
このようにすれば、第２インク塗布軸によるインク層の均一な均し作用が得られ、主インク塗布軸の表面粗さを第２インク塗布軸よりも粗く設定することで狙いとする均一なインク塗布膜厚が得られる。
【００１２】
また、本発明のインクコータでは、前記主インク塗布軸と前記第２インク塗布軸との間のインク溜まり部にインクが補給されるようにしてもよい。
このようにすれば、第２インク塗布軸により被塗布部材から除去されたインクと新たに補給されたインクとが２軸間のインク溜まり部において主インク塗布軸および第２インク塗布軸のそれぞれの回転によって十分に攪拌混合され、これにより均一で安定した塗布が可能になる。
【００１３】
さらに、本発明のインクコータでは、前記被塗布部材に対する前記第２インク塗布軸の押圧力を前記被塗布部材に対する前記主インク塗布軸の押圧力以上としてもよい。
このようにすれば、上流側に設けた第２インク塗布軸によって、被塗布部材上に既に塗布されているインク層を確実に溶融均一化することができ、下流側での塗布性能を安定化できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
図１は本発明の一実施形態であるインクコータ１０を概略的に示す。図１において被塗布部材１は一部のみが図示されているが、実際にはシームレスベルト状をなしており、矢印Ａ方向に移動するように駆動されるようになっている。また、本実施形態で用いられるインクは固形インクであり、例えば８０〜１００℃に加熱されると溶融して液状インクになる。
【００１５】
インクコータ１０は、互いに平行に配置された主インク塗布軸１２および第２インク塗布軸１４を備えている。これら２本のインク塗布軸１２，１４は、各内部またはその近傍に配置された加熱部材（図示せず）によって例えば８０〜１００℃の温度にそれぞれ加熱されている。被塗布部材１もまた２本のインク塗布軸１２，１４の近傍領域において加熱部材によって加熱されており、各インク塗布部材１２，１４と同様の温度になっている。
【００１６】
主インク塗布軸１２は、被塗布部材１の塗布面１ａに接触して配置され、矢印Ｂ方向に回転駆動されるようになっている。この場合、主インク塗布軸１２の外周面の移動方向が被塗布部材１の塗布面１ａの移動方向（矢印Ａ方向）と同方向であるため、これ以後この方向の回転を「順方向」の回転という。これに対し、軸の外周面が被塗布部材１の移動方向と逆方向に移動するような方向の回転を「逆方向」の回転ということにする。
【００１７】
主インク塗布軸１２は、外周面に微小な溝状凹部を有している。図１では主インク塗布軸１２と被塗布部材１との間に隙間が形成されているが、これは微小凹部に対応する位置での主インク塗布軸１２の断面を示すためであり、微小凹部間の微小凸部先端は被塗布部材１の塗布面１ａに接触している。前記微小な溝状凹部１３の形成方法としては、図２に示すように、軸径が例えば５〜１２ｍｍの円棒状の軸芯部材１２ａの周囲に線径が例えば２０〜１２０μｍの細いワイヤ１２ｂを密着巻きしてもよいし、あるいは、軸心部材１２ａの外周部に転造型によって細いスパイラル溝を形成してもよい。なお、ワイヤ１２ｂを密着巻きした主インク塗布軸１２の場合には、熱伝導性の観点からすると軸芯部材１２ａの軸径はより細い方が好ましく、インク塗布膜の薄膜化の観点からするとワイヤ１２ｂの線径はより細い方が好ましい。
【００１８】
ここで、ワイヤ線径とインク塗布厚の関係の一例を図３のグラフに示す。このグラフから明らかなように、ワイヤ線径が太くなるとインク塗布厚が厚くなる傾向にある。これは、ワイヤ線径が太くなれば、密着巻きされたワイヤ間に形成される微小凹部が大きくなって、そこを通過するインク量が増大することによるものである。このように、ワイヤ線径を適宜に選択することによってインク塗布厚を制御することができる。
【００１９】
このように微小溝状凹部１３が形成されている主インク塗布軸１２の外周面の表面粗さは、主インク塗布軸１２の軸径の０．００３〜０．００６倍の範囲であることが好ましい。このようにすることで、主インク塗布軸１２への熱の伝わりを速めて安定したインク塗布量を制御することができ、均一厚みのインク塗布膜を形成することができる。
【００２０】
一方、円棒状をなす第２インク塗布軸１４は、被塗布部材１の移動方向（矢印Ａ方向）に関して主塗布軸１２の上流側近傍に配置され、被塗布部材１の塗布面１ａに近接した状態で矢印Ｃ方向すなわち被塗布部材１とは逆方向に回転駆動されるようになっている。また、第２インク塗布軸１４の外周面の表面粗さは、主インク塗布軸１２の外周面の表面粗さよりも細かくしてある。これにより、第２インク塗布軸１４によるインク層の均一な均し作用が得られる一方、主インク塗布軸１２の表面粗さを第２インク塗布軸１４よりも粗く設定することで狙いとする均一なインク塗布膜厚が得られる。
【００２１】
なお、本実施形態では、第２インク塗布軸１４を被塗布部材１に近接して設けたが、第２インク塗布軸１４を被塗布部材１に対して接触させて設けてもよい。この場合、被塗布部材１に対する第２インク塗布部材１４の押圧力を被塗布部材１に対する主インク塗布軸１２の押圧力以上とするのが好ましい。このようにすれば、上流側に設けた第２インク塗布軸１４によって、被塗布部材１上に既に塗布されているインク層を確実に溶融均一化することができ、下流側での主インク塗布軸１２による塗布性能を安定化することができる。
【００２２】
主インク塗布軸１２と第２インク塗布軸１４との間には液状化したインクの溜まり部１６が形成されており、このインク溜まり部１６に新たな固形または液状のインクが補給されるようになっている。
【００２３】
次に、以上の構成からなるインクコータ１０の動作について説明する。なお、以下の説明において単に「上流側」というときは被塗布部材１の移動方向に関して上流側を意味し、単に「下流側」というときは被塗布部材１の移動方向に関して下流側を意味する。
【００２４】
第２インク塗布軸１４の上流側での被塗布部材１上のインク層２０は固形化した状態にある。この固形化したインク層２０が被塗布部材１の移動に伴って第２インク塗布軸１４の近傍に来ると、所定温度に加熱されている第２インク塗布軸１４およびその近傍の被塗布部材１によって加熱されて溶融して液状化する。
【００２５】
液状化したインク層２０は、その上部にある液状インクが被塗布部材１とは逆方向に回転する第２インク塗布軸１４によって被塗布部材１から効率良く掻き取られて除去される。掻き取られて第２インク塗布軸１４の表面に付着した液状インクは、第２インク塗布軸１４の回転にしたがってインク溜まり部１６に運ばれる。
【００２６】
液状化したインク層２０の下部は、被塗布部材１上に残ったままで第２インク塗布軸１４との間を薄いインク塗布膜２２となって通過する。このとき、細かい表面粗さを有し、かつ、逆方向に回転する第２インク塗布軸１４によって薄いインク塗布膜２２の表面が均一に均される。このように、被塗布部材１上に既に塗布されているインク層２０を第２インク塗布軸１４等によりプレ加熱して一部を除去しつつ残された塗布表面の均一化を行うことができ、しかも、第２インク塗布軸１４は被塗布部材１とは逆方向に回転することにより画像転写後に表面凹凸があるインク層２０の均し効果がより一層高まる。
【００２７】
なお、第２インク塗布軸１４を被塗布部材１に接触配置することによって、液状化したインク層２０を全部掻き取って除去することも可能であり、それができればより好ましいが、第２インク塗布軸１４を接触配置した場合であっても被塗布部材１の移動速度やフィルム状被塗布部材１の撓み等との関連で薄いインク塗布膜２２が残る場合もある。
【００２８】
第２インク塗布軸１４と主インク塗布軸１２との間のインク溜まり部１６に新たなインクが補給される。インクが固形状態で補給された場合には、インク溜まり部１６に溜まった加熱溶融された液状インクと混ざることによって溶融する。インク溜まり部１６では、第２インク塗布軸１４によって被塗布部材１から回収された液状インクと新たに補給されたインクとが２本の軸１２，１４のそれぞれの回転によって攪拌混合されることなる。これにより、被塗布部材１から回収されたインクが混合不十分なままで主インク塗布軸１２によって被塗布部材１に繰り返し再塗布されてしまうのを防止することができ、主インク塗布軸１２による均一で安定した塗布が可能になる。なお、インク溜まり部１６における攪拌混合をより一層十分に行うために、図４に示すように、例えば矢印Ｄ方向（逆回転でも可）に回転する攪拌軸１８のような攪拌部材を特別に設けてもよい。
【００２９】
インク溜まり部１６において十分に攪拌混合された液状インクは、順方向に回転する主インク塗布軸１２によって被塗布部材１に塗布される。より詳細には、主インク塗布軸１２表面の微小凹部１３の隙間を通ってインクが流出するようにして塗布される。この流出時には、第２インク塗布軸１４によって掻き取られることなく被塗布部材１上に残った薄いインク塗布膜２２のインクと、インク溜まり部１６から供給されたインクとが混ざり合った状態になり、これにより先に塗布されていたインク層２０の一部と新たに供給されたインクとが界面を形成することなく均一に塗布される。
【００３０】
主インク塗布軸１２により塗布された直後のインク層２４の表面には主インク塗布軸１２表面の微小凹部１３に対応する筋状に盛り上がった部分があるが、液状インクの表面張力によって平滑化されて均一厚みのインク塗布膜になる。そして、インク層２４は被塗布部材１の移動に伴って主インク塗布軸１２から遠ざかるにつれて放熱して冷却されることで固形化する。
【００３１】
なお、本実施形態のインクコータ１０では、主インク塗布軸１２を順方向に回転させてインク塗布を行うようにした。このように主インク塗布軸１２を順方向に回転させると、主インク塗布軸１２の表面に付着したインクが被塗布部材１との接触部においてしごかれて過剰インクが塗布されないようになるため、薄いインク塗布膜を形成するのに適している。これに対し、主インク塗布軸１２を逆方向に回転させてインク塗布を行なった場合には、主インク塗布軸１２の表面に付着したインクがそのまま被塗布部材１上に転移して塗布されることになるため、厚いインク塗布膜を形成するのに適している。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明のインクコータによれば、上流側に設けた第２インク塗布軸を被塗布部材の移動方向とは異なる方向に回転させることによって、転写ぬけ部などの表面凹凸がある既に塗布されているインク層の少なくとも一部を除去して平滑表面の均一なインク塗布膜を形成することができ、その結果、下流側の主インク塗布軸による均一なインク塗布に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のインクコータの概略構成図。
【図２】主インク塗布軸の部分拡大図。
【図３】主インク塗布軸のワイヤ線径とインク塗布厚との関係を示すグラフ。
【図４】攪拌部材を別に設けた変形例を示す図。
【符号の説明】
１…被塗布部材、１ａ…塗布面、１０…インクコータ、１２…主インク塗布軸、１４…第２インク塗布軸、１６…インク溜まり部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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