(57)【要約】【課題】水性インクを用いたインクジェット式記録装置において、インクジェット方式により記録した記録紙表面の画像を急速に乾燥させること。【解決手段】記録媒体にインクを吐出し画像形成する作像部１０２と、該作像部へ記録紙１００を供給する給紙部１０３、記録紙を作像部まで送る搬送部、さらに作像部で画像形成した後、記録紙を排出部へ向けて送る手段を備え、前記搬送部において、液体状のバインダＢＤを記録紙表面に塗布する第１塗布手段１が配置され、この第１塗布手段の下流側で、吸水樹脂を溶剤に分散させた溶液を記録紙表面に塗布する第２塗布手段２が配置されており、この第２塗布手段は前記第１塗布手段により記録紙上に塗布されたバインダが乾燥する前に当該第２塗布手段に到達する範囲に配置した。【選択図】図１
2012223918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にインクを吐出し画像形成する作像部と、該作像部へ記録紙を供給する給紙部、記録紙を作像部まで送る搬送部、さらに作像部で画像形成した後、記録紙を排出部へ向けて送る手段を備え、前記搬送部において、液体状のバインダを記録紙表面に塗布する第１塗布手段が配置され、この第１塗布手段の下流側で、吸水樹脂を溶剤に分散させた溶液を記録紙表面に塗布する第２塗布手段が配置されており、この第２塗布手段は前記第１塗布手段により記録紙上に塗布されたバインダが乾燥する前に当該第２塗布手段に到達する範囲に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記吸水性樹脂がポリアクリル酸ナトリウムであり、かつ粒径は６．５〜１００μｍであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
第２塗布手段による前記記録紙表面への前記吸水樹脂の塗布量Ｍを、Ａ４サイズの記録紙１枚の面積に対して０＜Ｍ≦１００ｍｇの割合とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置において、
前記第２塗布手段はローラーコーター方式の塗布手段であり、前記記録紙表面に接する塗布ローラの該記録用紙を挟んで対面に配置されるバックアップローラに対して前記塗布ローラの回転速度の方が速いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
前記バックアップローラの摩擦係数が前記塗布ローラの摩擦係数よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置において、
記録紙の搬送経路上、前記作像部の下流にカール矯正装置を配置していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体にインクを吐出し画像形成する作像部と、該作像部へ記録紙を供給する給紙部、記録紙を作像部まで送る搬送部、さらに作像部で画像形成した後、記録紙を排出部へ向けて送る手段を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水性インクを用いたインクジェット式記録装置において、記録媒体である記録紙にインクが塗布されるとインクの水分を吸収した紙の表面が膨張し、紙端が裏面方向へ向くようにカールする。特にライン状にヘッドを並べたラインエンジンを作像部とする場合では、高速に記録紙上にインクが吐出する形になり単位時間当たりに紙が吸収する水分が多くなり、そのためにカールはより急速に大きくなり、またインク付着量が多くなるに従い、カール量も増える。
【０００３】
記録後に記録紙がカールすることで、その後の紙搬送に影響を与える。紙端が持ち上がることで紙がまくれ上がって、紙ジャムを発生し、また、フィニッシャーなどで行う後処理工程も正常に処理できなくなることがある。これらのカールを防止するために、カール方向を反転させるデカーラ（カール矯正装置）にてカールを矯正する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
その場合、記録紙に生じたカールに対して、カールを矯正することはできても、特許文献１の段落００７９、００８０、図１等に示すように作像後の記録紙を対ローラで搬送する方式では画像面にローラが接触するために画像面が乱され、ローラに付着したインクが後から来る記録紙に再転写されるなどの懸念がある。ここで、逆に考えると、仮にここで何らかの手段で記録紙表面の画像を急速に乾燥させることができれば、再転写が抑制されるので、それによりデカーラでカール矯正することも可能となる。しかし、背景技術では、記録紙表面の画像を急速に乾燥させる手段についての開示がない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、水性インクを用いたインクジェット式記録装置において、インクジェット方式により記録した記録紙表面の画像を急速に乾燥させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
（１）：  本発明の第１の手段の画像形成装置では、記録媒体にインクを吐出し画像形成する作像部と、該作像部へ記録紙を供給する給紙部、記録紙を作像部まで送る搬送部、さらに作像部で画像形成した後、記録紙を排出部へ向けて送る手段を備え、前記搬送部において、液体状のバインダを記録紙表面に塗布する第１塗布手段が配置され、この第１塗布手段の下流側で、吸水樹脂を溶剤に分散させた溶液を記録紙表面に塗布する第２塗布手段が配置されており、この第２塗布手段は前記第１塗布手段により記録紙上に塗布されたバインダが乾燥する前に当該第２塗布手段に到達する範囲に配置した。これにより、記録紙表面に塗布された吸水性樹脂がインク中に含まれる水分を吸収し、記録紙表面の画像が急速に乾燥する。その結果、画像形成後に画像に触れる搬送ローラへ乗り移るインクが抑制され、そのローラから次の記録媒体へのインクの再転写をなくすことができる。
（２）  本発明の第２の手段の画像形成装置では、第１の手段での画像形成装置において、前記吸水性樹脂をポリアクリル酸ナトリウムとし、かつ粒径は６．５〜１００μｍとしている。ポリアクリル酸ナトリウムを用いることで一旦吸水した水分が圧力を加えた場合に水分が容易に離水されず、再転写を防止することができる。
（３）  本発明の第３の手段の画像形成装置では、第１又は第２の手段での画像形成装置において、第２塗布手段による前記記録紙表面への前記吸水樹脂の塗布量Ｍを、Ａ４サイズの記録紙１枚の面積に対して０＜Ｍ≦１００ｍｇの割合とすることとした。このように記録紙に塗布する吸水樹脂の量を抑えることで記録紙を搬送する際の、搬送ローラ等への再転写を少なくすることができる。
（４）  本発明の第４の手段の画像形成装置では、第１乃至第３の何れか１つの手段での画像形成装置において、前記第２塗布手段はローラーコーター方式の塗布手段であり、前記記録紙表面に接する塗布ローラの該記録用紙を挟んで対面に配置されるバックアップローラに対して前記塗布ローラの回転速度の方が速いこととしている。記録紙の繊維間に吸水樹脂を入り込ませることができ、吸水樹脂の用紙に対する定着性を高めることができる。
（５）  本発明の第５の手段の画像形成装置では、第４の手段での画像形成装置において、前記バックアップローラの摩擦係数を前記塗布ローラの摩擦係数よりも大きくした。
（６）  本発明の第６の手段の画像形成装置では、第１乃至第５の何れか１つの手段による画像形成装置において、記録紙の搬送経路上、前記作像部の下流にカール矯正装置を配置した。
以上の手段により本発明では、（イ）記録紙へのバインダ塗布により、吸水樹脂の記録紙への定着を図る。（ロ）その吸水樹脂は、予め揮発性の溶剤に分散させておき、その分散された溶剤を記録紙に塗布することで、元々粉体である吸水樹脂が記録紙へ塗布された後に舞い散り、作像部のヘッドに付着して画像不良を招くなどの弊害を防止する。さらに、バインダ乾燥前に吸水樹脂を塗布することで吸水樹脂を記録紙に接着することが可能となる。（ハ）溶剤と共に記録紙に塗布された吸水樹脂が、記録ヘッドから吐出されるインク中に含まれる水分を吸収することにより、インクの乾燥を早める。また、インクの乾燥を早めることにより、作像後に画像に接触したローラを介して後続の記録紙に対する画像の再転写を防止することができる。こうして、再転写の発生がなくなることによって、背景技術の欄でカール防止対策として挙げたカール矯正装置（デカーラ）による記録紙のカール矯正を行うことが可能となり、カールを抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、水性インクを用いたインクジェット式記録装置において、インクジェット方式により記録した記録紙表面の画像を急速に乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示した正面図である。
【図２】画像濃度と、再転写、をそれぞれ評価項目として実験したデータを模式化した図である。
【図３】第２の塗布手段における、記録紙表面に分散液を塗布する箇所Ａを拡大して示した模式図である。
【図４】第２の塗布手段を出た後の記録紙の用紙断面を模式化した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１０】
本発明に係る画像形成装置の全体構成を示した図１において、搬送ベルトユニット１０１は記録媒体である記録紙１００を搬送する手段であり、作像部を構成する記録ヘッドユニット１０２は被記録媒体である記録紙１００に液滴を吐出して画像を形成する手段であり、給紙トレイユニット１０３は記録前の記録紙１００を収容し作像部へ記録紙を供給する給紙部である。
【００１１】
給紙トレイユニット１０３においてピックアップローラ１１５は、積載された記録紙１００の上面から離間して搬送を解除する実線図示の状態と、積載された記録紙１００の上面に接して回転により搬送を行うことが可能な破線で図示の揺動状態を繰り返しとることができる。
【００１２】
ピックアップローラ１１５は破線図示の状態のもとで、回転により、記録紙１００を搬送部１２０に向けて搬送する。搬送部１２０は給紙ローラ１１６ａと分離ローラ１１６ｂで構成されていて記録紙１００を一枚に分離し、また、中間搬送ローラ対１２４と共働して搬送経路１２１、１２２、１２３を経由して、第１塗布手段としての塗布装置Ｐ１へ該記録紙１００を搬送する。
【００１３】
塗布装置Ｐ１の下流側には隣接して第２塗布手段としての塗布装置Ｐ２が配置されている。塗布装置Ｐ１を出た記録紙１００は塗布装置Ｐ２を通った後、搬送ベルトユニット１０１まで搬送される。ここで、搬送ベルトユニット１０１は、上流側の搬送ローラ１１７と下流側のテンションローラ１１８とで対をなし、これらローラ間に掛け回された搬送ベルト１１９で構成されていて、所定のタイミングにて駆動される。
【００１４】
搬送ベルトユニット１０１における搬送ベルト１１９の上面には記録ヘッドユニット１０２が対向している。記録紙１００は搬送ベルト１１９の上面に乗せられて搬送される間に記録ヘッドユニット１０２からインクが吐出されて画像が形成された後、搬送経路上で下流側に設けたカール矯正装置１５０を経て図示省略の排紙部へ向けて搬送手段により搬送される。
【００１５】
記録ヘッドユニット１０２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１０２ｙ、１０２m、１０２ｃ、１０２kを備えている。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。搬送ベルト１０１は、無端状ベルトであり、該搬送ベルト１０１に対する記録紙１００の保持は、例えば静電吸着、空気の吸引による吸着等を行な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。
【００１６】
第１塗布手段である塗布装置Ｐ１では、貯留トレイ１３１に液体状にバインダＢＤが貯められており、スクイズローラ１３０の回転に伴って一定量が該スクイズローラ１３０に掬い取られる。塗布ローラ１３２はスクイズローラ１３０に押し付けられており、スクイズローラ１３０に付着したバインダは塗布ローラ１３２と接する部分で液溜３として溜まりながら、一定量が塗布ローラ１３２に付着していき、加圧ローラ１３３により加圧されながら、記録紙１００の表面に微量塗布される。
【００１７】
記録紙１００はその後、第１塗布装置Ｐ１により記録紙上に塗布されたバインダが乾燥する前に第２塗布装置Ｐ２に到達する。第１塗布装置Ｐ１に対する第２塗布装置Ｐ２の配置位置は該記録紙１００の搬送速度を考慮の上、かかる第１塗布装置Ｐ１を出た記録紙１００がバインダの乾燥前に第２塗布装置Ｐ２に入ることができる位置に配置されている。塗布装置Ｐ２はローラーコースター方式の塗布手段であり、塗布装置Ｐ１と同様に、貯留トレイ１３５には、溶液に吸水樹脂を分散させた分散液ＤＰが貯められており、スクイズローラ１３４に掬い取られた分散液ＤＰは塗布ローラ１３６と接する部分で液溜４として溜まりながら、一定量が塗布ローラに付着していき加圧ローラ１３７により加圧され記録紙１００の表面に微量塗布される。ここで、バックアップローラであり加圧ローラ１３７のローラ表面の摩擦係数μを塗布ローラ１３６表面の摩擦係数μよりも大きく設定し、加圧ローラ１３７より塗布ローラ１３６の回転速度を大きくすることで記録紙１００の表面に吸水樹脂を摺りこみながら塗布する形となる。
【００１８】
バインダＢＤとしては、印刷用インクなどに使用されるアクリル系、セルロース系、エポキシ系などの一般的な樹脂系バインダを用いる。分散液ＤＰとして使用する液体成分は水系以外の油脂類、アルコール類、エステル類などの溶液が考えられる。吸水樹脂はＣＭＣのようなセルロース系、ポリアクリル酸ナトリウムや多孔質アクリル樹脂などがあるが、ポリアクリル酸ナトリウムが最も望ましい。吸水樹脂の粒径、吸水速度および塗布量が記録紙１００の表面の乾燥に対しては支配的であり、粒径は６．５〜１００μｍとし、塗布量Ｍを、Ａ４サイズの記録紙１枚の面積に対して０＜Ｍ≦１００ｍｇの割合とするのが最適であり、吸水速度は速ければ速いほど望ましい。
【００１９】
図２は吸水樹脂の粒径に対し、画像濃度と、再転写、をそれぞれ評価項目として実験したデータを模式化したものである。吸水樹脂の粒径については図２に示すように２０μmで再転写が最も改善されて良好であり画像濃度についても若干の改善がみられる。図２からは、画像濃度と再転写の両者について改善の評価向上が両立可能な粒径はおよそ６．５〜１００μmである。
【００２０】
図３は、図１に示した塗布装置Ｐ２において、記録紙１００の表面に分散液ＤＰを塗布する箇所Ａを拡大して示した模式図である。記録紙１００は加圧ローラ１３７と塗布ローラ１３６の摩擦力により、搬送される際、塗布ローラ１３６の回転速度Ｖ’が加圧ローラ１３７の回転速度Ｖよりも速い（Ｖ’＞Ｖ）ために塗布ローラ１３６は記録紙表面をこすりながら搬送する形となる。
【００２１】
塗布装置Ｐ２において、塗布ローラ１３６の表面に付着した吸水樹脂５は記録紙１００の紙表面１００ａに塗布されるが、吸水樹脂５は加圧ローラ１３７と塗布ローラ１３６により紙表面１００ａにこすり付けられる作用と、塗布ローラ１３６と加圧ローラ１３７間に生じる圧力により紙表面１００ａに強く押し付けられる作用とにより、紙繊維内部１００ｂに入り込むようになり、紙表面１００から離れにくくなる。
【００２２】
図４は塗布装置Ｐ２を出た後の記録紙１００の用紙断面を模式図で表わしたものである。図４に示すように、紙表面１００ａには紙繊維が複雑に絡み合い細かい凹凸形状をなしている。塗布装置Ｐ１で塗布されたバインダＢＤは紙表面１００ａの凹部に断続的に付着している。その後、塗布装置Ｐ２から塗布された分散液ＤＰは液体成分のみ記録紙の紙繊維内に浸透していくが、図４に示すように吸水樹脂５は紙表面１００ａに残留する。図３で説明した通り、塗布装置Ｐ２では、加圧ローラ１３７と塗布ローラ１３６により記録紙１００が搬送される際、吸水樹脂５に圧力とこすりつける力が加えられることにより、塗布装置Ｐ１で塗布されたバインダにＢＤ吸水樹脂５が接着して紙表面に定着される。
【００２３】
図４に示した表面状態の記録用紙１００はやがて、記録ヘッドユニット１０２に至り、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受ける。インク滴の水成分は記録紙の表面にバインダＢＤで固定された吸水樹脂５に吸収され、顔料成分は紙や吸水樹脂５の表面に固着される。このように、記録紙表面に塗布された吸水性樹脂５がインク中に含まれる水分を吸収し、記録紙表面の画像が急速に乾燥する。その結果、画像形成後に画像に触れる搬送ローラへ乗り移るインクが抑制され、そのローラから次の記録媒体へのインクの再転写をなくすことができる。
【００２４】
図１において、カール矯正装置１５０は搬送経路の上側に位置する上ローラ１５０ｕと、搬送経路の下側で上ローラ１５０ａと対向して配置された下ローラ１５０ｄ１、１５０ｄ２からなる。記録ヘッドユニット１０２を出た記録紙１００は該記録紙１００を搬送方向から見た場合に、上に凸のカール傾向示すのでこれを矯正するため、上ローラ１５０ｕを太鼓形、下ローラ１５０ｄ１、１５０ｄ２を鼓形のものを用い、これら上ローラ１５０ｕと下ローラ１５０ｄ１、１５０ｄ２とをかみ合わせた構成とされる。矯正すべきカールの度合いに応じてこれら太鼓形、鼓形の湾曲の度合いが適宜設定される。
【符号の説明】
【００２５】
Ｐ１  （第１の塗布手段である）塗布装置
Ｐ２  （第２の塗布手段である）塗布装置
３、４  液溜
３、４  吸水樹脂
１００  記録紙
１００ａ  紙表面
１００ｂ  紙繊維内部
１０１  搬送ベルトユニット
１０２  記録ヘッドユニット
１０２ｙ、１０２ｍ、１０２ｃ、１０２ｋ  記録ヘッド
１０３  （給紙部としての）給紙トレイユニット
１１５  ピックアップローラ
１１６ａ  給紙ローラ
１１６ｂ  分離ローラ
１１７  搬送ローラ
１１８  テンションローラ
１２０  搬送部
１２１、１２２、１２３  搬送経路
１２４  中間搬送ローラ対
１３０、１３４  スクイズローラ
１３２、１３６  塗布ローラ
１３７  加圧ローラ
１３５  貯留トレイ
１５０  カール矯正装置
１５０ｕ  上ローラ
１５０ｄ１、１５０ｄ２  下ローラ
ＢＤ  バインダ
ＤＰ  分散液
Ｖ’  塗布ローラの回転速度
μ  摩擦係数
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２０００−３４３８０８号公報
【図１】
2012223918.tif 000003
【図２】
2012223918.tif 000004
【図３】
2012223918.tif 000005
【図４】
2012223918.tif 000006