JP2007152175A - ローラ塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラインプリンタの場合、記録シートの間欠搬送の動きがローラ塗布時にも行われると、塗布の状態が変化して、ムラなく均一に塗布することが難しくなってくる。
【解決手段】 塗布ローラの位置が、間欠搬送で生じる印字媒体停止時の濃い部分と印字媒体移動直後の薄い部分のムラのピッチ分ずれた距離と記録媒体間欠搬送ピッチの整数倍の距離を足した距離ずれた位置に、複数の塗布ローラを配置し、間欠印字媒体送りで生じる画像形成補助液の塗布量のムラを一定量以上に保つことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、紙などの記録媒体に対し、任意の液体をローラ等の回転体によって塗布するローラ塗布装置に関するものである。

近年、コンピュータの普及拡大によってその代表的な周辺機器であるプリンタも広く使われている。プリンタには様々な印刷方式があるが、その中には印刷成果物の品位や耐候性などを高めるために、印刷前後の少なくともどちらかで、特殊な反応材を塗布するものもある。様々な塗布方式がある中で、ローラによる塗布方式は比較的構造が簡単で小型化にも適している（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

また、プリンタシステムとしては、インクを記録シートに吐出して画像を記録するインクジェット方式が、構造が簡単で小型、高静粛性、かつ安価なことから、一般に広く使われているもののひとつである。このインクジェット方式のプリンタは、インク滴を記録シート表面に吐出するインクジェットヘッドが、記録シート搬送方向とは直交する方向に走査して記録シートへのインク吐出による印刷を行うものが多い。そのため記録シートは、インク吐出中、すなわちインクジェットヘッドの走査中には停止し、インクジェットヘッドの走査が終わると搬送される、といういわゆる間欠搬送・間欠印刷が行われる。

こうした記録シートの間欠搬送が行われるようなプリンタシステムにローラ塗布を組み合わせる場合、そのまま記録シートの間欠搬送の動きがローラ塗布時にも行われると、塗布の状態が変化して、ムラなく均一に塗布することが難しくなってくる。

画像形成補助液の塗布ムラは画像のムラに直結し、仮に画像形成補助液は塗り過ぎ側には問題がないとしても、必要最低量を保証するためには、平均塗布量を上げなければならず、ランニングコストを上げてしまうといった致命的な問題がある。

そこで、例えば、特許文献３にあるように、ローラ塗布動作を行う部分と、印刷時の間欠搬送動作を行う部分との間に、記録シートの搬送方向長さ以上の距離をとり、ローラ塗布は一定速度で行い、その動作が終了してから間欠搬送動作による印刷を行うという方法が提案されている。
特開平１−１９３８６６号公報 特開平７−１５６５３８号公報 特開２００２−０９６４５３号公報

しかしながら、前述したような経路バッファを設けると、その分記録シートの搬送開始から機外排出までの距離が長くなり、機械の大型化や、印刷時間の冗長を招くといった問題がある。

上記課題を解決するために本発明においては、記録シートに画像を形成する画像形成手段と、記録シートを搬送する１つ以上の搬送手段と、ローラ等の回転体に画像形成補助液の液膜を形成して記録シートと当接することによって画像形成補助液を記録シートに塗布するローラ塗布手段と、該ローラ塗布手段に前記画像形成補助液を供給する供給手段と、前記各手段を含めた装置全体のデバイスを総合的に制御する制御手段を有し、前記ローラ塗布手段は画像形成手段から見て記録シート搬送方向の上流側または下流側のうち少なくともどちらか一方に存在し、前記搬送手段は任意の間隔で記録シートの搬送・停止を間欠的に行うローラ塗布装置において、印字媒体の搬送路に複数の塗布ローラを持ちその塗布ローラの位置が、間欠搬送で生じる印字媒体停止時の濃い部分と印字媒体移動直後の薄い部分のムラのピッチ分ずれた距離と記録媒体間欠搬送ピッチの整数倍の距離を足した距離ずれた位置に、複数の塗布ローラを配置し、間欠印字媒体送りで生じる画像形成補助液の塗布量のムラを一定量以上に保つことを特徴とする。

以上説明してきたように、上記課題を解決するために本発明においては、記録シートに画像を形成する画像形成手段と、記録シートを搬送する１つ以上の搬送手段と、ローラ等の回転体に画像形成補助液の液膜を形成して記録シートと当接することによって画像形成補助液を記録シートに塗布するローラ塗布手段と、該ローラ塗布手段に前記画像形成補助液を供給する供給手段と、前記各手段を含めた装置全体のデバイスを総合的に制御する制御手段を有し、前記ローラ塗布手段は画像形成手段から見て記録シート搬送方向の上流側または下流側のうち少なくともどちらか一方に存在し、前記搬送手段は任意の間隔で記録シートの搬送・停止を間欠的に行うローラ塗布装置において、印字媒体の搬送路に複数の塗布ローラを持ち、塗布ローラの位置が、記録媒体間欠搬送ピッチに、塗布ローラの本数の逆数を乗じた距離と録媒体間欠搬送ピッチの整数倍の距離を足した距離ずれた位置、に複数の塗布ローラを配置し、間欠印字媒体送りで生じる画像形成補助液の塗布量のムラを一定量以上に保つことを特徴とすることにより、画像形成補助液のローラ塗布を、その働きを損なうことなく記録シートの間欠的な搬送と連動して実現でき、装置の小型化・総印刷時間の短縮化などの効果を得ることができる。

また画像形成補助液の消費量を最低限に抑え。使用者のランニングコストを低減しつつ、高画質な印字を供給することが可能である。

（実施例１）
本発明にかかるプリンタ装置の実施例１について、図を用いて説明する。図１、図２は本実施例装置の主要部の全体構成図である。

本実施例装置においては画像記録手段としてインクジェット方式を用いて説明する。

本実施例装置には記録手段となるインクジェットヘッド１を有し、記録媒体Ｓがその直下に存在する時にインクを吐出して画像を記録するものである。

記録媒体Sは、第一センサ５の上流方向から給紙され、図に示すように矢印Ａ方向に進み、最終的に第三ローラセット４の下流側へ排紙される。

タンク３１はその内部に画像形成補助液３０ａを蓄えている。この画像形成補助液３０ａは記録媒体Ｓの印刷面側に対し、インクジェットヘッド１による印刷前において塗布されるものであり、インクジェットヘッド１から吐出されるインクと反応して、最終的に記録媒体Ｓに形成される画像の品位を向上させる働きをする。画像形成補助液３０ａは、ポンプ３２によってチューブ３３を通ってローラ供給部３４に圧送される。

ローラ供給部３４には塗布ローラ２１が接しており、塗布ローラ２１が回転することによって、画像形成補助液３０ａが塗布ローラ２１に転写し、塗布ローラ２１には画像形成補助液３０ａの液膜３０ｂが形成されることになる。塗布ローラ２１に転写・形成される液膜３０ｂの厚さは、ローラ供給部３４の水位や塗布ローラ２１の回転速度等によって微妙に変化する。

以上のように構成される本実施例装置において、記録シートＳの先端が第一センサ５に達すると、本装置の全てのデバイスをコントロールしている制御部２０がこれを検知して、第一ローラセット２、第二ローラセット３、第三ローラセット４、塗布ローラ２１を駆動させる。これらのローラが全て回転しているときは、全て同じ周速で回転し、記録シートＳに対して同じ搬送速度を与えている。記録シートＳは、第一ローラセット２にニップされて、第一ガイド７と第二ガイド８の間を矢印Ａ方向に進み、塗布ローラ２１に接触して液膜３０ｂが塗布される。記録シートＳは、第二ローラセット３にニップされ、記録媒体Ｓ先端部がインクジェットヘッド１の直下に達するまで記録媒体Ｓを搬送した後、画像記録を開始する。

本実施例におけるインクジェット記録方式では、記録媒体Ｓが静止してインクジェットヘッド１がその上を記録媒体Ｓの搬送方向とは直行する方向に走査して記録媒体Ｓ上の一定の面積にインクを吐出することで画像を形成する。その後画像記録された分だけ記録媒体Ｓを搬送し、記録シートＳのまだ画像形成されていない部分がインクジェットヘッド１の直下にくると再び静止して画像形成を行う、という間欠搬送・間欠印刷が繰り返される。

この間欠搬送が第一ローラセット２、第二ローラセット３、第三ローラセット４、塗布ローラ２１全てで行われる場合、塗布ローラ２１による記録シートへの反応液の塗布の様子を図３・図４・図５によって説明する。

搬送中は図３に示すように、塗布ローラ２１に形成される液膜３０ｂがスムーズに記録媒体Ｓに塗布されていく。しかし搬送が停止した場合、図４に示すように、塗布ローラ２１上の液膜のうち、記録媒体Ｓとの接点近傍の液膜が毛細管現象によって通常搬送時の塗布よりも余計に記録媒体Ｓに吸収され、塗布ローラ２１上には液膜が、かなり薄くなったＪの部分が出現し、同時に記録媒体ＳのＫの部分には通常搬送の場合よりも濃い塗布部分が出現する。この後、記録媒体Ｓの搬送が再開されると、図５のように、記録シートＳには、通常の塗布部分Ｌ、濃くなった塗布部分Ｍ、かなり薄いＮの部分が発生し、間欠搬送によってこの現象が繰り返される。（図３・４・５では、反応液の塗布ローラ２１上の液膜厚さや、記録媒体Ｓ上での塗布量を斜線部の高さで示した）
しかしながら、前述したように記録シートＳに塗布される画像形成補助液は、所定の変動範囲内ならば最終形成画像への影響はないが、極端に少なかったり全く塗布されていない場合にはその働きを果たせない。

以上で従来の問題点をローラの部分拡大図で現象を説明してきたが、その構成と紙面上のムラの関係を、模式的に示したものが、図7である。ここでは上部に印字装置を模式的にしめした構造図と下部には、紙に画像形成補助液を塗布した状況をしめす図を上下の位置が重なるようにレイアウトしている。上部に示した各ローラは矢印の方向に均等な接線速度になるように回転しており、矢印A方向に印字媒体を搬送している。その際に、印字媒体には、画像形成補助液が塗布ローラ21によって、印字媒体に転写される。その際に生じる塗布のムラを、下部には濃度で模式的にしめしている。真っ黒の部分が、塗りムラとしては、過剰な部分。グレーの部分が適正塗布量、最も薄い点々部分が不足部分である。この濃い、薄い、中間（ローラ定速回転時）といったムラのサイクルを、印字媒体の送り量＝ヘッドノズル幅（1pass送り時）＝Cで繰り返す。従来は、ローラー塗布時にはこのような、パターンで塗りムラが生じていた。

また図8は、その際の塗りムラを数値で示したグラフである。横軸に印字媒体の位置、縦軸に画像形成補助液の塗布量を示している。ここで各軸の数値はある直線的な係数であり実際の単位ではない。縦軸の塗布量は、１が最低必要量であり、それを間欠塗布時の薄い部分の塗布量に合わせたときの、濃い部分を4としている。またこれはある条件下での実験からの値であるが、その際の中間塗布量は３であった。またこのサイクルを４回繰り返した際の画像形成補助液のこの形態における消費量（グラフの４サイクル分の積分値）は141であった。

そこで本実施例では、記録媒体Ｓが搬送されている状態では、第一ローラセット２、第二ローラセット３、第三ローラセット４、塗布ローラ２１の全てが同じ周速で回転するが、それに加え第2塗布ローラの13が同時に働く。下部に示したのは、従来例で前記したものとおなじで印字媒体Sへの画像形成補助部材の塗布ムラの状況を示したものである。下部に示した印字媒体のムラ状況は、上の部分が第二塗布ローラだけの塗布状況を示したもの、下の部分が第一塗布ローラだけの塗布状況を示したものである。この二つの塗布状況を重ねたものが、最終的な塗布状況となる。ここでBは、記録媒体間欠搬送ピッチに、塗布ローラの本数の逆数を乗じた距離、つまり記録ヘッド１の半分（塗布ローラの本数２の逆数）である。またCは記録ヘッド１の幅である記録媒体間欠搬送ピッチである。DはB+Cで塗布ローラの間隔を示している。

また図6は、その際の塗りムラを数値で示したグラフである。横軸に印字媒体の位置、縦軸に画像形成補助液の塗布量を示している。ここで各軸の数値はある直線的な係数であり実際の単位ではない。ここで点線が第一ローラの塗布量情報、一点鎖線が第二ローラの塗布量情報、太線がその和であるトータル塗布量を示している。ここでもやはり最低塗布量１が必要量であり、それを間欠塗布時の薄い部分の塗布量に合わせたとき分布を示している。

また中間の塗布量は従来例の比率と合わせてある。またこのサイクルを４回繰り返した際の画像形成補助液のこの形態における消費量（グラフの４サイクル分の積分値）は70であった。つまり従来例が141に対し、最低保証量を１に合わせた場合、最低と最高の塗布ムラ差が小さく出来、さらに概略半分の消費量で同じ画像が得られることになる。

このような制御により、間欠搬送・間欠印刷が行われる場合であっても、そのつなぎ目において重複塗布を積極的に行って、最終形成画像の品位を低下させないような反応材のローラ塗布が可能となる。

以上、説明してきたような方法によって、記録媒体Ｓの先端から後端への全域にわたって間欠搬送・間欠印刷が行われる中においても安定したローラ塗布が可能となる。

（実施例２）
次に、本発明にかかるプリンタ装置の実施例２について説明する。実施例１の説明と重複する部分については説明を省略する。異なる部分を中心に以下に述べる。

図９にその基本構成を示す。ここで42のポンプ、４３の供給チューブ、４４の画像補助液供給部のみ異なる。前記部は第二塗布ローラで、このローラは、第一塗布ローラに比較して画像形成補助液の供給量が、少ないのが特徴である。またここで、Cは間欠送りのピッチ、Eは間欠送りによる濃い部分、薄い部分の間隔、FはC+Eを示している。第二の実施例の特徴は、第一塗布ローラと第二塗布ローラの間隔が、Fであり、且つ、そのローラに供給差があることである。これは第二ローラの役割を、第一ローラの薄い部分を埋めればよいと割り切った考え方による構成である。

また図10は、その際の塗りムラを数値で示したグラフである。横軸に印字媒体の位置、縦軸に画像形成補助液の塗布量を示している。ここで各軸の数値はある直線的な係数であり実際の単位ではない。ここで点線が第2ローラの塗布量情報、一点鎖線が第1ローラの塗布量情報、太線がその和であるトータル塗布量を示している。ここでもやはり最低塗布量１が必要量であり、それを間欠塗布時の薄い部分の塗布量に合わせたとき分布を示している。この際の最大塗布量は、1.8であり、従来の場合の4に対して半分以下にすることが可能である。

またこのサイクルを４回繰り返した際の画像形成補助液のこの形態における消費量（グラフの４サイクル分の積分値）は71であった。つまり従来例が141に対し、最低保証量を１に合わせた場合、最低と最高の塗布ムラ差が小さく出来、さらに概略半分の消費量で同じ画像が得られることになる。

このような制御により、間欠搬送・間欠印刷が行われる場合であっても、そのつなぎ目において重複塗布を積極的に行って、最終形成画像の品位を低下させないような反応材のローラ塗布が可能となる。

以上、説明してきたような方法によって、記録媒体Ｓの先端から後端への全域にわたって間欠搬送・間欠印刷が行われる中においても安定したローラ塗布が可能となる。

（実施例３）
次に、本発明にかかるプリンタ装置の実施例3について説明する。実施例１の説明と重複する部分については説明を省略する。異なる部分を中心に以下に述べる。

図11にその基本構成を示す。第3の実施例の特徴は、第一塗布ローラと第二塗布ローラの間隔が、Dであり、第2塗布ローラと第3塗布ローラ、の間隔もDであることである。

また図12は、その際の塗りムラを数値で示したグラフである。横軸に印字媒体の位置、縦軸に画像形成補助液の塗布量を示している。ここで各軸の数値はある直線的な係数であり実際の単位ではない。ここで点線が第2ローラの塗布量情報、一点鎖線が第1ローラの塗布量情報、2点鎖線が第3ローラの塗布量情報、太線がその和であるトータル塗布量を示している。ここでもやはり最低塗布量１が必要量であり、それを間欠塗布時の薄い部分の塗布量に合わせたとき分布を示している。この際の最大塗布量は、1.4であり、従来の場合の4に対して35％にすることが可能である。

またこのサイクルを４回繰り返した際の画像形成補助液のこの形態における消費量（グラフの４サイクル分の積分値）は60であった。つまり従来例が141に対し、最低保証量を１に合わせた場合、最低と最高の塗布ムラ差が小さく出来、さらに40％の消費量で同じ画像が得られることになる。

無論ここではローラを3本にしたが、さらに本数をますことでさらなる消費量の低減が望めることは、いうまでもない。

このような制御により、間欠搬送・間欠印刷が行われる場合であっても、そのつなぎ目において重複塗布を積極的に行って、最終形成画像の品位を低下させないような反応材のローラ塗布が可能となる。

以上、説明してきたような方法によって、記録媒体Ｓの先端から後端への全域にわたって間欠搬送・間欠印刷が行われる中においても安定したローラ塗布が可能となる。

実施例１のローラ塗布装置の主要部分構成図 実施例１のローラ塗布装置の主要部分構成図 従来例の部分拡大図 従来例の部分拡大図 従来例の部分拡大図 実施例１のローラ塗布状況の分布グラフ 従来例を示すローラ塗布装置の主要部分構成図とローラ塗布状況の分布グラフ 従来例を示すローラ塗布装置の主要部分構成図とローラ塗布状況の分布グラフ 第二の実施例を示すローラ塗布装置の主要部分構成図とローラ塗布状況の分布グラフ 第二の実施例を示すローラ塗布装置の主要部分構成図とローラ塗布状況の分布グラフ 第3の実施例を示すローラ塗布装置の主要部分構成図とローラ塗布状況の分布グラフ 第3の実施例を示すローラ塗布装置の主要部分構成図とローラ塗布状況の分布グラフ

符号の説明

Ｓ 記録媒体
１ インクジェットヘッド
２ 第一ローラセット
３ 第二ローラセット
４ 第三ローラセット
５ 第一センサ
６ 印字装置本体
７ 給紙部
８ インクタンク
９ キャリッジ
１０ ガイド軸１
１１ ガイド軸２
１２ 排紙部
１３ 第二の塗布ローラ
２０ 制御部
２１ 塗布ローラ
２２ 第二のローラ供給部
３０ａ 画像形成補助液
３０ｂ 塗布ローラ上の画像形成補助液膜
３０ｃ 記録シート上の画像形成補助液液
３１ タンク
３２ ポンプ
３３ チューブ
３４ ローラ供給部
４２ ポンプ
４３ チューブ
４４ ローラ供給部

Claims (6)

1. 記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、記録媒体を搬送する１つ以上の搬送手段と、回転体に画像形成補助液の液膜を形成して記録媒体と当接することによって画像形成補助液を記録媒体に塗布するローラ塗布手段と、該ローラ塗布手段に前記画像形成補助液を供給する供給手段と、前記各手段を含めた装置全体のデバイスを総合的に制御する制御手段を有し、前記ローラ塗布手段は画像形成手段から見て記録媒体搬送方向の上流側または下流側のうち少なくともどちらか一方に存在し、前記搬送手段は印字ヘッドのノズル長さの間隔、もしくはその整数の逆数倍の間隔で記録媒体の搬送・停止を間欠的に行うローラ塗布装置において、
   印字媒体の搬送路に複数の塗布ローラを持ち、
   塗布ローラの位置が、
   記録媒体間欠搬送ピッチに、塗布ローラの本数の逆数を乗じた距離と
   録媒体間欠搬送ピッチの整数倍の距離を足した距離ずれた位置、
   に複数の塗布ローラを配置し、間欠印字媒体送りで生じる画像形成補助液の塗布量のムラを一定量以上に保つことを特徴とするローラ塗布装置。
2. 記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、記録媒体を搬送する１つ以上の搬送手段と、回転体に画像形成補助液の液膜を形成して記録媒体と当接することによって画像形成補助液を記録媒体に塗布するローラ塗布手段と、該ローラ塗布手段に前記画像形成補助液を供給する供給手段と、前記各手段を含めた装置全体のデバイスを総合的に制御する制御手段を有し、前記ローラ塗布手段は画像形成手段から見て記録媒体搬送方向の上流側または下流側のうち少なくともどちらか一方に存在し、前記搬送手段は印字ヘッドのノズル長さの間隔、もしくはその整数の逆数倍の間隔で記録媒体の搬送・停止を間欠的に行うローラ塗布装置において、
   印字媒体の搬送路に複数の塗布ローラを持ち
   その塗布ローラの位置が、
   間欠搬送で生じる印字媒体停止時の濃い部分と印字媒体移動直後の薄い部分のムラのピッチ分ずれた距離と
   記録媒体間欠搬送ピッチの整数倍の距離を足した距離ずれた位置に、
   複数の塗布ローラを配置し、間欠印字媒体送りで生じる画像形成補助液の塗布量のムラを一定量以上に保つことを特徴とするローラ塗布装置。
3. 複数の塗布ローラのローラ径が異なり、一定速度で印字媒体を搬送中の画像形成補助液の塗布量に差があることを特徴とした請求項１、２のローラ塗布装置。
4. 複数の塗布ローラの表面硬度が異なり、一定速度で印字媒体を搬送中の画像形成補助液の塗布量に差があることを特徴とした請求項１、２のローラ塗布装置。
5. 複数の塗布ローラの表面の親水性が異なり、一定速度で印字媒体を搬送中の画像形成補助液の塗布量に差があることを特徴とした請求項１、２のローラ塗布装置。
6. 複数の塗布ローラの表面への画像形成補助液の供給能力が異なることを特徴とした請求項１、２のローラ塗布装置。

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