(57)【要約】      （修正有）【課題】塗布ローラと多孔質体のニップ部及び多孔質体に蓄積される増粘インクを抑制した画像形成装置を提供する。【解決手段】記録媒体へインクを吐出して記録を行う記録部と、前記インクとは異なる液体を保存する手段をもち、前記インクとは異なる液体を記録媒体に塗布する塗布処理部とを有する画像形成装置であって、前記インクとは異なる液体を前記塗布処理部で塗布されなかったものを、前記塗布剤を保存する手段に急激に回収する手段を設けた。【選択図】  図１
2007160554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体へインクを吐出して記録を行う記録部と、前記インクとは異なる液体を保存する手段をもち、前記インクとは異なる液体を記録媒体に塗布する塗布処理部とを有する画像形成装置であって、前記インクとは異なる液体を前記塗布処理部で塗布されなかったものを、前記塗布剤を保存する手段に急激に回収する手段を設けたことを特徴とした画像形成装置。
【請求項２】
前記急激に回収する手段は、前記塗布剤を保存する手段を減圧したのち開放することを特徴とした請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクを吐出する等して画像形成を行う画像形成装置であり、とりわけ画像形成時に記録媒体へインクを吐出して記録を行う記録部と、前記インクとは異なる液体を記録媒体に塗布する塗布処理部とを有する画像形成装置である。なかでも塗布処理部を有することにより前記記録部で形成された画像の品質や、耐候性を向上させるような機能を有した記録装置である。これらは例えば、プリンター、複写機、ファクシミリ等の機能を有する画像形成装置、あるいはコンピューターやワードプロセッサ等を含む複合機やワークステーションの出力機器として用いられる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から画像形成装置において広く用いられている記録手段（若しくは記録部）の代表的な記録方式には、インクジェット方式、ワイヤドット方式、感熱方式、昇華・熱転写方式、電子写真方式、銀塩写真方式等がある。そのうち、インクジェット方式（インクジェット方式の画像形成装置）は、中でも比較的簡易な手段・構成で、多様な記録媒体に対して高画質が得られるという利点がある。然しながらこのインクジェット方式でも高画質を得る為には、記録媒体が前記インクを好適に吸収若しくは発色するようにインク受容適性が必要になる。例えば、透過型原稿を作成する為に非処理のポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと称す）シート上に前記インクジェット方式にて画像形成するとインクが滲んで好適な画質が得られないという問題があった。また、画用紙等のように凹凸の大きな紙に対してインクジェット方式にて画像形成するとインクが紙の中に浸透してしまい、好適な発色が得られないという問題があった。これらを改善する為に最も一般的な手法としては、記録媒体にインク受容層を予め塗布して置くことが知られている。（以下、これらのようなインクジェット専用記録媒体をコート紙と称する。）
然しながら、これらコート紙の場合は、様々な機械や、印字モードになるべく多く対応する為に必要以上の受容層を塗布することもあり、コストが一般の紙よりもかなり高価になってしまうだけでなく、様々な風合いを表現したい場合にはそれらの専用紙を揃えなければならないという問題点が有った。更にこれらのコート紙の保存も吸湿による品質劣化を防止する為に気を使わなければならない等の問題点も有った。
【０００３】
それらを解決する為に他の手法としてインクを記録媒体記録面に保持する為の塗布剤を塗布する塗布処理部を有した画像形成装置が従来から提案されている。これは、前記記録装置の記録部が画像形成する前にインクを吸収若しくは発色するような塗布剤を好適な量だけ予め塗布することによって前記コート紙のようにインク受容層を有していない記録紙でも好適に画像が形成出来るようにしたものである。
【０００４】
このような処理及び手法を以下、前処理若しくは前処理を有した画像形成装置と称する。
【０００５】
本方式の代表的な構成は、記録媒体に対してローラ対などを有して予め記録媒体全面に塗布するものが一般的である。（特許文献１参照。）他には、インクによって画像形成する箇所だけに予め塗布するものなども提案されている。（特許文献２参照。）
一方、インクジェット方式において前記コート紙に対して記録した記録物の堅牢性が他の記録方式より比較的劣っているという問題がある。前記インクジェット方式の場合、記録媒体に対して、主に液体のインクを画像に応じて繊細に塗布するだけである。この場合、インクが乾燥若しくは記録媒体に吸収されるまでの間は、インク定着性が悪く、直ぐに接触した物に転移し易い状態になる。又、記録媒体上に乾燥・定着した後でも、水を付着させると、インクが再溶解等することで滲んだり、流れ出たりする耐水性に問題があることがあった。更に記録媒体上に色材が露出・付着した状態なので、オゾン等の耐ガス性、蛍光灯や、太陽光等の耐光性等を含めた耐候性が劣っている場合もある。また、前記耐ガス・耐光性向上の為、顔料を用いた色材の場合には、特にブロンズ現象や、印字濃度、インク色によって光沢性がことなる現象がある。これらの改善の為にインクジェット方式で画像形成後にラミネートや、オーバーコート剤等を後塗布施すような画像形成装置等も提案されている。このような処理及び手法を以下、後処理若しくは、後処理を有した画像形成装置と称する。
【０００６】
本方式の代表的な構成は、ローラ対等を有して記録後の記録媒体（の少なくとも記録面側）全面に対して後処理剤を塗布するものが一般的である。（特許文献３参照。）
さて、上記従来例では、何れも塗布剤を塗布する塗布手段を有する。その中でも特に前記塗布剤を含侵させた多孔質体を塗布ローラに押圧し、塗布する塗布手段が用いられることがある。
【０００７】
その代表的な一例について図７を用いて説明する。同図は、記録媒体に対してインクジェット方式で画像形成を行う記録部と、同じく記録媒体に対して記録部による記録動作より先に塗布剤１１０を塗布する前処理を行う塗布処理部とを有した画像形成装置の構成を示す概略断面図である。同図において、塗布剤１１０は、タンク１０３に蓄えられ、供給ポンプ１０６及び供給路１０２、塗布桶１０１を経由して多孔質体１００へ供給されるように具備されている。ここで、タンク１０３に具備している大気連通弁１０７は、塗布剤１１０がタンク１０３から排出された際に代わりにタンク１０３に空気を流入させる為のものである。
【０００８】
また、供給ポンプ１０６は、塗布剤の適切な量が塗布ローラ７１Ａへ供給されるように塗布剤１１０の供給量を制御している。更に塗布処理部内には、塗布ローラ対７１Ａ、７１Ｂが回動可能な状態で具備している。このような構成において図示しない給紙カセット等から記録媒体は、図中矢印Ｌ１方向へ給紙・搬送される。すると上述のように塗布剤１１０が、適量記録媒体の少なくとも記録面に塗布される。その後、記録媒体は、Ｕ字パスＬ２を通過して矢印Ｌ３方向へ搬送される。そこで記録部における記録ヘッドユニット１によって画像形成が行われ、排紙されるように構成されている。
【０００９】
以上のように塗布剤１１０が記録部より先に塗布される前処理を施す構成は、画質品質を向上させるための画像滲みやカラーブリードを一段と低減できる点で優れている。
【００１０】
ところでインクジェット式の画像形成装置は、シリアルタイプとフルラインタイプとに大別される。記録媒体の搬送方向（副走査方向、図６中Ｌ３方向）と交叉する方向を主走査方向とするシリアルタイプの画像形成装置においては、記録媒体を所定の記録位置にセットした後、記録媒体に沿って移動（主走査）するキャリッジ上に搭載した記録手段（記録ヘッド）によって画像（文字や記号等を含む）を記録し、１行分の記録を終了した後に所定量の紙送り（副走査）を行ない、その後に次の行の画像を記録（主走査）するという動作を繰り返すことにより、記録媒体の所望範囲に画像が記録される。一方、記録媒体を搬送方向に送る副走査のみで記録するフルラインタイプの画像形成装置においては、記録媒体を所定の記録位置にセットし、一括して１行分の記録を連続的に行ないながら所定量の紙送り（ピッチ送り）を行う。そして、記録媒体の全体に画像が記録される。図６では、説明簡易化の為に塗布処理部と記録部とが一定速度で搬送されるのように説明した。その為上記フルラインタイプの場合に好適である。しかしながら、本発明において、両者の方式であっても例外ではない。これらについても種々の方式が提案されているが、その一例が、記録媒体の弛み空間を設けるもの（特許文献４参照。）や、切替えパスを設けるもの（特許文献５参照。）等がある。このように搬送方法に関しては、本発明の限定するところではなく、同様にインクジェット記録方式もフルラインタイプや、シリアルタイプに限定するものではない。
【００１１】
また、上述したように本発明は、画像形成装置のように汎用プリンター等で用いられるような構成や、ユーザビリティ、メンテナンス性を目的とした画像形成装置に用いる塗布処理部及び塗布処理の構成に関する物であり、工業用途のコーティング等のように装置始動・終了時の頻繁なメンテナンスを要求するような塗布処理を前提に説明を行わない。然しながらそれは、特に本発明が好適に適応される条件として説明する為であり、簡易的な塗布装置（例えば、記録媒体が図６のように自動的に搬送されるものではなく、人為的に各々の記録部と塗布処理部に給送するような構成）であっても良い。
【００１２】
以上のように前処理の具体例を挙げ説明してきたが、記録部より後に塗布処理部を有する所謂後処理の場合についても記録部及び塗布処理部の搬送順を入れ替えれば構成として成立する。従ってここでは説明簡素化の為後処理の具体例については、省略する。
【００１３】
上述した従来例の画像形成装置においては、塗布剤が蒸発・揮発・乾燥等により増粘、更には固着・析出するという欠点があった。このような場合、塗布量が変動するだけでなく、長期放置時には、塗布出来なくなるという問題も生じかねない。上述した従来例は、特に塗布剤１１０が、多孔質体１００を介して外気に触れるようになる為、比較的蒸発には、考慮している点もあるが、完全ではない。また、長期放置などによって一度多孔質体１００が増粘した塗布剤１１０で満たされてしまうと孔が増粘塗布剤で塞がってしまうなども問題も考え得る。また、塗布ローラ７１Ａと多孔質体１００との当接部分（以下、ニップと称する。）が増粘塗布剤で満たされると、塗布ローラ７１Ａの回転トルクが極端に上がって回転しなくなったり、それを防止する為に必要以上のトルクを発生する大きなモータを具備したりする等の問題が生じる。そこで、塗布剤を循環するようにしたものが提案されている。増粘した塗布剤を循環させることにより、増粘しなくすることができる。
【特許文献１】特開平７−１５６５３８号公報
【特許文献２】特開昭５６−８９５９５号公報
【特許文献３】特開２００３−９３９４０号公報
【特許文献４】特開２００２−１０３５８３号公報
【特許文献５】特開平１０−２３０５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した従来例において、塗布剤を循環させていると、増粘した塗布剤は密度が濃くなっているのでタンク１０３の下部にたまってしまい増粘した塗布剤しか循環しなくなる欠点があった。
【００１５】
また、増粘した塗布剤は、記録媒体に均一に塗ることができない為、形成された画像が不均一になり画質劣化してしまう欠点が有った。
【００１６】
本発明は、以上説明したように、記録部に対して前処理・後処理どちらの構成にしても塗布剤の揮発・蒸発・乾燥等による増粘・固着という問題は、上記従来例の大きな欠点であり、特に塗布ローラと多孔質体のニップ部及び多孔質体に蓄積される増粘インクの抑制を実現した塗布部を具備する画像形成装置を提供する。
【００１７】
また、塗布剤の増粘による塗りむらを防ぐことにより高品質の画像形成を実現する画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
第１の発明は、以上のような問題点を解決するものであり、記録媒体へインクを吐出して記録を行う記録部と、前記インクとは異なる液体を保存する手段をもち、前記インクとは異なる液体を記録媒体に塗布する塗布処理部とを有する画像形成装置であって、前記インクとは異なる液体を前記塗布処理部で塗布されなかったものを、前記塗布剤を保存する手段に急激に回収する手段を設けた。
【００１９】
本提案第２の発明は、前記急激に回収する手段は、前記塗布剤を保存する手段を減圧したのち開放する。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、タンク内に戻される塗布剤が勢いよく戻されることにより、内部の塗布剤を効率よく攪拌することができ、常に新鮮な塗布剤を供給できることにより、塗布剤の増粘を最小限に食い止め、塗布剤の塗りむらを防ぐことにより高品質の画像形成を実現する画像形成装置を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００２２】
本発明の実施例について、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に限らず、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
【００２３】
図５は、本発明に係るインクジェットプリンタの一例の要部を示す概略斜視図である。記録ヘッドを固定するキャリッジ２００は無端ベルト２０１に固定され且つガイドシャフト２０２にそって移動可能になっている。無端ベルト２０１は、プーリ２０３および２０４に巻回されている。プーリ２０３には、キャリッジ駆動モータ２０４の駆動軸が連結されている。したがって、キャリッジ２００は、モータ２０４の回転駆動によってガイドシャフト２０２にそって往復方向（Ａ方向）に主走査される。キャリッジ２００上には、複数のインク吐出ノズルが並設された記録ヘッド１とインクを収納する容器としてのインクタンク２０５が搭載されている。
【００２４】
記録ヘッド１には、記録媒体としての用紙Ｐと対向する面に、用紙Ｐの搬送方向に並設された複数個のインク吐出口が形成されている。記録ヘッド１には、この複数個の吐出口のそれぞれに連通してインク路が設けられ、それぞれのインク路に対応して、インク吐出のための熱エネルギーを発生する電気熱変換体が設けられている。電気熱変換体は、駆動データに応じて電気パルスを印可されることによって熱を発生し、これによりインクに膜沸騰を生じさせ、その気泡の生成に伴って上記吐出口からインクを吐出させる。各インク路には、これらに共通に連通する共通液室が設けられており、この共通液室は、インクタンク２０５に接続されている。
【００２５】
また、この装置には、キャリッジの移動位置を検出するなどのためにリニアエンコーダ２０６が設けられている。すなわち、キャリッジ２００の移動方向に沿ってリニアスケール２０７があり、このリニアスケール２０７には１インチ間に６００個などの等間隔でスリットが形成されている。一方、キャリッジ２００には、例えば、発光部及び受光センサーを有するスリットの検出系２０８および信号処理回路が設けられている。従って、エンコーダ２０６からは、キャリッジ２００が移動されるに従って、インクの吐出タイミングを示す信号及びキャリッジの位置情報が出力される。スリット検出毎にインクを吐出すれば、主走査方向に６００ｄｐｉの解像度の印刷を実行することが可能となる。
【００２６】
記録媒体としての記録紙Ｐは、キャリッジ２００のスキャン方向と直交する矢印Ｂ方向に間欠的に搬送される。記録紙Ｐは上流側の一対のローラユニット２０９、２１０と、下流側一対のローラユニット２１１、２１２とにより支持され、一定の張力を印可されてヘッド１に対する平面性を確保した状態で搬送される。各ローラユニットに対する駆動力は、この場合図示しない用紙搬送モータ（ＰＦモータ）によって付与される。
【００２７】
このような構成によって、キャリッジ２００の移動に伴いヘッド吐出口の配列幅に対応した幅のプリントと用紙Ｐの送りを交互に繰り返しながら、用紙Ｐ全体にプリントがなされる。
【００２８】
図６は、インクジュット記録装置の制御系の構成を示すものである。
【００２９】
ＣＰＵ３００は、中央演算装置で、ホスト装置から印刷情報を受け取ると、記録装置各部の制御やデータ処理などを実行する。ＲＯＭ３０１には、ＣＰＵ３００の各処理手順に関する処理プログラムが記憶され、ＲＡＭ３０２はその処理手順実行の際のワークエリアなどとして用いられる。すなわち、ＣＰＵ３００は、ＲＯＭ３０１に記憶されている制御プログラムにより、ホスト装置から受信した印字情報をＲＡＭ３０２などの周辺ユニットを用いて処理し、印字データに変換するなどの処理を実行する。またＣＰＵ３００は、上記した電気熱変換体の駆動データすなわち印字データ及び駆動制御信号をヘッドドライバ３０３に出力する。ヘッドドライバ３０３は、入力された駆動データに基づき、記録ヘッド１の電気熱変換体を駆動して、インクを吐出して、印刷する。
【００３０】
またＣＰＵ３００は、キャリッジ２００を往復運動させるためのキャリッジ駆動モータ３０６及び記録用紙Ｐを搬送するための用紙搬送（ＰＦ）モータ３０８を、モータドライバ３０５、３０６を介してそれぞれ制御する。ヘッドドライバ１０３は、上記エンコーダ３１０から吐出タイミング信号及びキャリッジの位置情報が入力される。またＣＰＵ１００は、塗布手段３０９を制御する。
【００３１】
（第１の実施例）
次に、第１の実施例を、図１の塗布手段３０９の構成を含んだ画像形成装置の構成を説明する図と、図２の塗布手段３０９の動作を説明するタイムチャートを用いて説明する。図１は、記録媒体に対してインクジェット方式で画像形成を行う記録部１と、同じく記録媒体に対して記録部による記録動作より先に塗布剤１１０を塗布する前処理を行う塗布処理部とを有した塗布手段３０９の構成を示す概略断面図である。同図において、塗布剤１１０は、タンク１０３に蓄えられ、供給ポンプ１０６及び供給路１０２Ａ、塗布桶１０１を経由して多孔質体１００へ供給されるように具備されている。ここで、タンク１０３に具備している大気連通弁１０７は、塗布剤１１０がタンク１０３から排出された際に代わりにタンク１０３に空気を流入させる為のものである。
【００３２】
また、供給ポンプ１０６は、塗布剤の適切な量が塗布ローラ７１Ａへ供給されるように塗布剤１１０の供給量を制御している。更に塗布処理部内には、塗布ローラ対７１Ａ、７１Ｂが回動可能な状態で具備している。このような構成において不図示の給紙カセット等から記録媒体は、図中矢印Ｌ１方向へ給紙・搬送される。すると上述のように塗布剤１１０が、適量記録媒体の少なくとも記録面に塗布される。その後、記録媒体は、Ｕ字パスＬ２を通過して矢印Ｌ３方向へ搬送される。そこで記録部における記録ヘッドユニット１によって画像形成が行われ、排紙されるように構成されている。
【００３３】
次に、図２を用いて塗布手段３０９の動作で、増粘した塗布剤をリフレッシュする為にタンク内の塗布剤とを混合ために塗布剤を循環させるシーケンスについての説明する。循環時には、ｔ１のタイミングで供給ポンプ１０６を少しずつ作動させることにより、塗布剤が供給路１０２、塗布桶１０１を経由して多孔質体１００へ少しずつ供給される、ｔ２のタイミングで供給ポンプ１０６を停止し、ｔ３のタイミングで回収ポンプ１１３を強く作動させることにより、塗布剤受け１１１の塗布剤が回収路１０８を経由して一気にタンク１０３に押し込まれる。このときの水流の勢いでタンク１０３内の塗布剤が攪拌され、増粘した塗布剤と新しい塗布剤が混合する。
【００３４】
（第２の実施例）
次に、第２の実施例を図３と図４を用いて説明する。図３は、塗布手段３０９の構成を含んだ画像形成装置の構成を説明する図で、図４は、塗布手段３０９の動作を説明するタイムチャートである。図３は、記録媒体に対してインクジェット方式で画像形成を行う記録部１と、同じく記録媒体に対して記録部による記録動作より先に塗布剤１１０を塗布する前処理を行う塗布処理部とを有した塗布手段３０９の構成を示す概略断面図である。同図において、塗布剤１１０は、タンク１０３に蓄えられ、供給ポンプ１０６及び供給路１０２、塗布桶１０１を経由して多孔質体１００へ供給されるように具備されている。また、供給ポンプ１０６は、塗布剤の適切な量が塗布ローラ７１Ａへ供給されるように塗布剤１１０の供給量を制御している。更に塗布処理部内には、塗布ローラ対７１Ａ、７１Ｂが回動可能な状態で具備している。このような構成において不図示の給紙カセット等から記録媒体は、図中矢印Ｌ１方向へ給紙・搬送される。すると上述のように塗布剤１１０が、適量記録媒体の少なくとも記録面に塗布される。その後、記録媒体は、Ｕ字パスＬ２を通過して矢印Ｌ３方向へ搬送される。そこで記録部における記録ヘッドユニット１によって画像形成が行われ、排紙されるように構成されている。
【００３５】
次に、図４を用いて塗布手段３０９の動作で、増粘した塗布剤をリフレッシュする為にタンク内の塗布剤とを混合するために循環するためのシーケンスについての説明する。循環時には、ｔ１のタイミングで１０９の電磁弁を閉じることにより、１０８の塗布剤の回収路を塞ぐ。回収路１０８が塞がれたｔ２のタイミングで、供給ポンプ１０６を作動させると、塗布剤が供給路１０２、塗布桶１０１を経由して多孔質体１００へ少しずつ供給され、タンク１０３の内部の圧力は不圧になる。このとき、印刷用紙をＬ１の方向に通して塗布剤を記録媒体に塗布する。また、塗布桶１０１より溢れた塗布剤は、塗布剤受け１１１に溜まる。所定時間経過後のｔ３のタイミングで、供給ポンプ１０６を停止し、その後のタイミングｔ４で、電磁弁１０９を開くと、タンク１０３が負圧の為、塗布剤受け１１１の塗布剤が回収路１０８を経由して一気にタンク１０３に吸い込まれる。このときの勢いでタンク１０３内の塗布剤が攪拌され、増粘した塗布剤と新しい塗布剤が混ざり合わされる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施例の画像形成装置の塗布動作時の断面説明図
【図２】本発明の第１の実施例の画像形成装置の塗布動作時のタイミングチャート
【図３】本発明の第２の実施例の画像形成装置の塗布動作時の断面説明図
【図４】本発明の第２の実施例の画像形成装置の塗布動作時のタイミングチャート
【図５】本発明の実施例にて用いた画像形成装置の構成の概略図
【図６】本発明の実施例にて用いた画像形成装置の制御系の概略図
【図７】従来例の塗布動作時の断面説明図
【符号の説明】
【００３７】
１  記録ヘッド（部）
７１Ａ  塗布ローラ
７１Ｂ  加圧搬送ローラ
１００  多孔質体
１０１  桶
１０２  供給路
１０３  タンク
１０４  回収路
１０５  外桶
１０６  供給ポンプ
１０７  大気連通弁
１０８  回収路
１０９  電磁弁
１１０  塗布剤
１１１  塗布剤受け
１１２  回収ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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