JP2007301816A - 記録装置および記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液の付与部と画像の記録部における記録媒体の搬送速度が異なる場合に、それらの付与部と記録部の機能を充分に発揮させることができる記録装置および記録方法を提供すること。
【解決手段】塗布機構１２０は、記録媒体の搬送を伴って、その記録媒体に処理液１１０を付与する。記録ヘッド１は、処理液が付与された後の記録媒体に対して画像を記録する。処理液が付与された記録媒体を紙送りローラ２３に当てることにより、その記録媒体に一時的に弛み部分を形成する。その弛み部分を形成してから、紙送りローラ２３により記録媒体を画像の記録位置に搬入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像の記録性や堅牢性などを向上させるための処理液を記録媒体に塗布した後に、その記録媒体に対して画像を記録する記録装置、および記録方法に関するものである。

インクジェット記録装置は、低騒音化、ランニングの低コスト化、および記録画像のカラー化が容易である等の多く利点があるため、近年においては急速に普及してきている。しかしながら、特に普通紙などに画像を記録した場合には、文字や細線の記録部分ににじみが生じたり、濃度が変化したり、裏写りが生じたりして、画像品位が劣化するおそれがある。また、特に普通紙など画像を記録した場合に、その耐水性や耐候性が劣って、画像の堅牢性が損なわれるおそれがある。このような不具合に対する対策としては、種々のものが提案されている。

例えば、画像が記録される前の普通紙などの表面に、インク中の着色成分を定着させるための材料が予め塗工された記録媒体や、表面に白色顔料や水溶性高分子が塗工された記録媒体を使用することが提案されている（特許文献１、２、３、４）。しかし、これらの方法では、予め塗工処理された専用紙を使用しなければならず、記録媒体の種類を間違って使用した場合には、高品位の画像が記録できなくなる。また、これら記録媒体には、特殊な処理や特殊な材料が用いられるため、そのコストが高くなってしまう。

また、インク中の着色成分を記録媒体の表層に定着させるための処理液を用意し、画像が記録される前の記録媒体に対して、その処理液を塗布ローラによって塗布する方法が提案されている（特許文献５）。このように、画像が記録される前に記録媒体に付与される処理液は「前処理液」とも称され、一方、画像が記録された後に記録媒体に付与される処理液は「後処理液」とも称される。特許文献５に記載の方法においては、図８のように、コーティングローラ（塗布ローラ）６９を用いて、記録媒体６３にコーティング材料（処理液）６５を塗布する。６１は、不図示のモータによって回転駆動されるプラテンローラであり、その周面には、押さえチャック６２によって記録媒体６３が巻き付けられる。コーティングユニット６４内には、コーティング材６５が収容さている。コーティング材６５は、それを攪拌および供給するためのローラ６６、それを輸送および薄膜化するためのローラ６８，６７によって、コーティングローラ６９の周面に付着されて薄膜化される。プラテンローラ６１は記録媒体６１を巻き付けて回転し、コーティングローラ６９は、その記録媒体６３上に押し付けられながら回転することにより、記録媒体６３の表面にコーティング材６５を塗工する。同時に、インクジェット記録ヘッド７０は、コーティング材６５が塗工された記録媒体６３の表面にインクを吐出して記録を行う。このように、画像が記録される前の記録領域にコーティング材６５を塗布することにより、特殊な処理が施された専用紙を使用することなく、高品位の画像を記録することができる。

特開昭５６−８６７８９号公報 特開昭５５−１４４１７２号公報 特開昭５２−５３０１２号公報 特開昭５６−８９５９４号公報 特開平７−１５６５３８号公報

図８のように、画像が記録される前の記録領域にコーティング材６５を塗布する方法においては、記録媒体６３に対して、コーティング材６５の塗布と、記録ヘッド７０による画像の記録と、が同一のプラテンローラ６１上において行われることになる。そのため、コーティング材６５を塗布するときの記録媒体６３の搬送速度と、画像を記録するときの記録媒体６３の搬送速度と、を同じ速度にする必要がある。記録媒体６３の搬送と停止を繰り返して画像を記録する場合、つまり、画像記録の記録動作時における記録媒体６３の搬送速度が一定ではない場合には、コーティング材６５の塗布動作時における記録媒体６３の搬送速度も一定ではなくなる。その場合には、コーティング材６５を記録媒体６３に均一に塗布することが難しくなり、その塗布むらが生じるおそれがある。コーティング材６５の塗布むらが生じた場合には、インク中の着色成分の定着に差が生じ、結果的に画像品位を著しく低下させるおそれがある。

本発明の目的は、処理液の付与部と画像の記録部における記録媒体の搬送速度が異なる場合に、それらの付与部と記録部の機能を充分に発揮させることができる記録装置および記録方法を提供することにある。

本発明の記録装置は、記録媒体の搬送を伴って該記録媒体に処理液を付与する付与手段と、処理液が付与された後の前記記録媒体の搬送を伴って該記録媒体に画像を記録する記録手段と、を備える記録装置であって、前記付与手段によって処理液が付与された前記記録媒体を前記記録手段に導入する導入経路と、前記付与手段および前記記録手段を制御して、前記導入経路に位置する前記記録媒体に弛みを形成可能な制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の記録方法は、記録媒体の搬送を伴って該記録媒体に処理液を付与し、その処理液が付与された後の前記記録媒体の搬送を伴って該記録媒体に画像を記録する記録方法であって、前記処理液が付与された前記記録媒体を画像の記録位置に搬入する際に、少なくとも一時的に、前記記録媒体に弛みを形成することを特徴とする。

本発明によれば、処理液が付与された記録媒体を画像の記録位置に搬入する際に、少なくとも一時的に、記録媒体に弛みを形成させる。これにより、処理液の付与部と画像の記録部における記録媒体の搬送速度が異なる場合に、それらの動作に悪影響を及ぼすことなく、それらの機能を充分に発揮させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施例のインクジェット記録装置に備わる前処理液の塗布機構１２０部分の概略構成図である。前処理液は、前述したように、画像が記録される前の記録媒体に付与される処理液である。

前処理液１１０は、大気連通用の弁１０７を備えたタンク１０３に蓄えられている。前処理液１１０は、供給ポンプ１０６によって、供給路１０２を通って桶１０１内に加圧供給され、そして桶１０１の上部に設置された多孔質体１００に染み込む。前処理液１０１を吸収保持する多孔質体１００は、回転する塗布ローラ７１Ａの周面に押し当てられ、これにより、前処理液１１０は塗布ローラ７１Ａの周面に付着する。塗布ローラ７１Ａに付着せずに、多孔質体１００から溢れた前処理液１１０は、桶１０１の下部に設置した外桶１０５によって受け取られてから、不図示の回収ポンプにより、回収路１０４を通ってタンク１０３に回収される。供給ポンプ１０６と不図示の回収ポンプの機能を１つのポンプにもたせるように構成してもよく、そのポンプの制御と関連して、大気連通弁１０７の開閉タイミングを制御してもよい。

塗布ローラ７１Ａの周面に付着した前処理液１１０は、塗布規制部材１０９により規制されて、塗布ローラ７１Ａの周面に一定量だけ均一に残され、それ以外の前処理液１１０は、掻き落とされて外桶１０５内に受け取られてからタンク１０３に回収される。記録媒体２０２（図２参照）は、塗布ローラ７１Ａと加圧搬送ローラ７１Ｂに挟持されて、経路Ｌ１上を矢印方向に搬送される。塗布ローラ７１Ａに均一に塗布された前処理液１１０は、その記録媒体２０２の表面に均一に加圧転写される。表面に前処理液１１０を塗布された記録媒体２０２は、経路Ｌ２を経由して画像記録領域Ｌ３に搬送され、この画像記録領域Ｌ３において、インクジェット記録ヘッド１により画像が記録される。

記録媒体２０２へ転写されずに、塗布ローラ７１Ａの周面に残った前処理液１１０は、清掃部材１０８によって掻き落とされる。その掻き落とされた前処理液１１０には、紙粉などが含まれている可能性があるため、外桶１０５には回収せずに廃液として処理する。その廃液は、濾過などによる不純物除去手段によって不純物を取り除いてから、回収してもよい。

図２は、画像記録領域Ｌ３に備わる画像記録部の主要な構成を説明するための斜視図である。

インクジェット記録ヘッド１には、インクを吐出する吐出部（ノズル）が形成されている。インクを吐出するためのエネルギーの発生手段としては、電気熱変換体（ヒータ）やピエゾ素子などを用いることができる。電気熱変換体を用いた場合には、その発熱によりインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用してインクを吐出することができる。記録ヘッド１は、キャリッジ２０４に着脱可能に搭載される。

用紙やプラスチック薄板などを含む記録媒体２０２は、紙送りローラ２３を経て画像記録領域Ｌ３に搬入され、その画像記録領域Ｌ３にて画像が記録されてから、不図示の排紙ローラに挟持されて排出される。プラテン２０６は、画像記録領域Ｌ３において記録媒体２０２の姿勢を規制する。紙送りローラ２３および排紙ローラは、紙送り（Ｐ．Ｆ）モータ１１０４（図３参照）によって駆動され、それらの駆動に伴って、記録媒体２０２は矢印Ｘの副走査方向に搬送される。キャリッジ２０４は、ガイドシャフト２０３により移動自在にガイドされており、キャリッジモータ１１０３（図３参照）の駆動力により、ガイドシャフト２０３に沿って矢印Ｙの主走査方向に往復移動される。

図３は、記録装置の制御系のブロック構成図である。

図３において、ＣＰＵ１１００は、本記録装置の動作の制御処理やデータ処理等を実行し、その記録装置には、前述したように塗布機構１２０が含まれる。ＲＯＭ１１０１は、それらの処理手順等のプログラムが格納され、またＲＡＭ１１０２は、それらの処理を実行するためのワークエリアなどとして用いられる。ＣＰＵ１１００は、ヘッドドライバ１Ａを介して記録ヘッド１からのインクの吐出を制御する。ＣＰＵ１１００は、キャリッジ２０４を主走査方向に駆動するためのキャリッジモータ１１０３をモータドライバ１１０３Ａを介して制御し、また記録媒体２０２を副走査方向に搬送するためのＰ．Ｆモータ１１０４をモータドライバ１１０４Ａを介して制御する。

次に、画像の記録動作と記録媒体２０２の搬送動作との関係について説明する。

記録媒体２０２は、その記録領域が画像形成領域Ｌ３に達するまでは、一定の速度で搬送される。その記録領域が画像形成領域Ｌ３に達したときに、記録ヘッド１をキャリッジ２０４と共に主走査方向に移動させつつ、その記録ヘッド１からインクを吐出させることによって、記録媒体に画像を記録（記録走査）する。その後、記録媒体２０２を副走査方向に所定量だけ搬送させる。そして、再び、記録ヘッド１をキャリッジ２０４と共に主走査方向に移動させて、記録走査を行う。このような記録走査と、記録媒体２０２の搬送動作と、を繰り返すことによって、記録媒体２０２に画像を記録する。

このように、いわゆるシリアルスキャン方式により記録媒体２０２上に画像が記録される。そのため、画像の記録動作においては記録媒体２０２が間欠的に搬送され、先の記録走査と次の記録走査の間において記録媒体２０２の搬送は停止する。つまり、記録媒体２０２は、画像の記録動作時においては一定の速度では搬送されない。

図４から図６は、塗布機構１２０の塗布動作と、記録媒体２０２の搬送動作と、を時系列的に説明するための図である。

まず、図４（ａ）のように、記録媒体２０２が塗布機構１２０に搬送される。その塗布機構１２０において、記録媒体２０２は一定の速度ｖで搬送され、その先端から順に、塗布ローラ７１Ａによって前処理液１１０が塗布される。図４（ｂ）における２０２Ａは、前処理液１１０が塗布された記録媒体２０２の表面である。このように一定の速度ｖで搬送されつつ、前処理液１１０が連続的に塗布される記録媒体２０２は、図４（ｂ）のように、ガイド部材２２にガイドされて紙送りローラ２３の方向に搬送される。Ｐ．Ｆモータ１１０４を駆動源とする紙送りローラ２３は、記録媒体２０２を搬送および搬送停止させるように制御される。図４（ｃ）のように、記録媒体２０２の先端Ａが紙送りローラ２３の位置に達したときには、紙送りローラ２３は回転を停止しており、記録媒体２０２の先端Ａは、この紙送りローラ２３に当って停止する。

このように、記録媒体２０２の先端Ａが紙送りローラ２３によって停止された状態においても、記録媒体２０２は、一定速度ｖで搬送されつつ、その表面に前処理液１１０が連続的に塗布される。そのため記録媒体２０２は、図５（ａ）のように、紙送りローラ２３の手前においてループ状の余剰部分２４が生じる。ループ状の余剰部分２４は時間の経過に伴って徐々に増大し、そのループの形成場所および形状は規制部材２５によって規制される。その余剰部分２４のループ形状は任意であり、図５（ａ）のように上方に湾曲する形状、または下方に湾曲する形状であってもよい。要は、記録媒体２０２における前処理液１１０の塗布状態を保ち、かつ後述するように画像形成領域Ｌ３に対して記録媒体２０２をスムーズに搬送できる形態に、余剰部分２４が貯留できればよい。規制部材２５としては、記録媒体２０２に接しつつ回転するガイドローラを用いることができる。

記録媒体２０２の先端Ａが紙送りローラ２３によって停止されてから、所定の待機時間Ｔが経過したときに、図５（ｂ）のように、紙送りローラ２３を回転させて、記録媒体２０２の先端Ａをプラテン２０６上の画像形成領域Ｌ３に送る。つまり、記録媒体２０２の先端Ａにループ状の余剰部分２４が生じ始めてから、待機時間Ｔが経過した後に、紙送りローラ２３を回転させて記録動作を開始する。この待機時間Ｔは、以下の式から決定される。
Ｔ＝ｔ×（Ｖ−ｖ）／Ｖ

ｔは、記録媒体２０２全体に対する画像の記録に要する時間、Ｖは、画像形成領域Ｌ３における記録媒体２０２の搬送速度の平均、ｖは、前処理液の塗布機構１２０における記録媒体２０２の搬送速度である。前述したように、記録媒体２０２は、画像形成領域Ｌ３における断続的な搬送動作を伴って画像が記録される。搬送速度Ｖは、記録媒体２０２に対する画像の記録動作の期間において、このように断続的に搬送される記録媒体２０２の平均の搬送速度である。画像の記録動作時において、速度Ｖ，ｖはＶ≧ｖの関係にある。

ループ状の余剰部分２４が存在することにより、記録動作における搬送速度Ｖが塗布動作時における搬送速度ｖよりも高くても、図５（ｃ）のように、同一の記録媒体２０２に対して、それらの記録動作と塗布動作とを同時に実施することができる。そして、上式によって待機時間Ｔを決定することにより、記録媒体２０２の後端Ｂに対して前処理液の塗布が完了した時点において、図６のようにループ状の余剰部分２４がなくなる。

図７は、画像の記録条件（記録モード）に応じて、上式により待機時間Ｔを決定した場合の例を示す。本例の場合、記録モードとしての「はやい」は、記録速度を優先する高速記録モード、「普通」は通常の記録モードと、「きれい」は画像の記録品位を優先する高品位記録モードである。画像品位を向上させる程、画像の記録に要する時間ｔが長くなり、逆に待機時間Ｔが短くなる。例えば、「きれい」の高品位記録モードの場合には待機時間Ｔが２４秒となる。このように、記録モードに応じて予め待機時間Ｔを設定することにより、それぞれの記録モードにおいて、画像の記録に要する時間を最短に設定することができる。

このように、上式により待機時間Ｔを決定することにより、記録媒体２０２の後端Ｂに対する前処理液の塗布が終了したときに、丁度、ループ状の余剰部分２４がなくなるため、画像の記録に要する時間を最短に設定することができる。しかし待機時間Ｔは、上式によって決定される待機時間よりも短くなければよい。

（他の実施形態）
塗布機構１２０の構成は任意であり、必ずしも塗布ローラを用いる構成でなくてもよく、要は、記録媒体に処理液を付与するための付与手段を構成するものであればよい。その付与手段は、前述した実施形態のように、記録媒体の連続的な搬送を伴って処理液を付与する他、記録媒体の断続的な搬送を伴って処理液を付与するものであってもよい。後者の場合には、記録媒体の搬送速度の平均を、画像の記録部における記録媒体の搬送速度よりも遅くすることができる。

また、記録媒体に画像を記録するための記録部は、上述したようにインクジェット記録ヘッドを用いたシリアルスキャン方式のみに特定されない。例えば、感熱式の記録ヘッドを用いる記録部であってもよく、また記録媒体を連続的に搬送するフルラインタイプであってもよい。フルラインタイプの場合には、記録媒体の記録領域における幅方向の全域に渡って延在する長尺な記録ヘッドを用い、記録媒体を連続搬送しつつ、画像を記録することになる。

また、このような記録部と共に、または、それに代わって、処理液が付与された後の記録媒体に対して、例えば、切断や折り曲げなどの種々の処理を施すための処理装置を備えてもよい。その処理装置は、記録媒体の断続的な搬送を伴うものであってもよく、あるいは記録媒体の連続的な搬送を伴うものであってもよい。前述したように、記録媒体の余剰部分（弛み部分）を形成することにより、処理装置において記録媒体を断続的に搬送する場合には、その平均の搬送速度を処理液の付与手段における搬送速度よりも高くすることができる。また、後者のように記録媒体を連続的に搬送する場合には、その搬送速度を処理液の付与手段における搬送速度よりも高くすることができる。また、記録媒体の弛み部分は、記録媒体の先端を紙送りローラ２３に当てることにより形成する他、記録媒体の先端を他の位置規制部分に当てることにより形成してもよい。

また処理液としては、例えば、普通紙に対する画像の記録性を向上させるための液体、記録画像の堅牢性（耐水性、耐候性など）を向上させるための液体等、種々の液体を用いることができる。

本発明の実施形態の記録装置に備わる塗布機構部分の概略構成図である。 図２の記録装置における画像記録部の概略斜視図である。 図１の記録装置の制御系のブロック構成図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１の記録装置における記録媒体の搬送状況を時系列的に説明するための概念図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１の記録装置における記録媒体の搬送状況を時系列的に説明するための概念図である。 図１の記録装置における記録媒体の搬送状況を説明するための概念図である。 図１の記録装置において決定する待機時間の具体例の説明図である。 従来の塗布機構の概略構成図である。

符号の説明

１ 記録ヘッド
２３ 紙送りローラ
２４ 余剰部分
２５ 規制部材
７１Ａ 塗布ローラ
７１Ｂ 加圧搬送ローラ
１００ 多孔質体
１０１ 桶
１１０ 処理液
１２０ 塗布機構
２０２ 記録媒体
２０４ キャリッジ
Ａ 記録媒体の先端
Ｂ 記録媒体の後端

Claims (7)

1. 記録媒体の搬送を伴って該記録媒体に処理液を付与する付与手段と、処理液が付与された後の前記記録媒体の搬送を伴って該記録媒体に画像を記録する記録手段と、を備える記録装置であって、
   前記付与手段によって処理液が付与された前記記録媒体を前記記録手段に導入する導入経路と、
   前記付与手段および前記記録手段を制御して、前記導入経路に位置する前記記録媒体に弛みを形成可能な制御手段と、
   を備えることを特徴とする記録装置。
2. 前記制御手段は、前記付与手段と前記記録手段における前記記録媒体の搬送速度の差に応じて、前記記録手段の作動開始時期を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記記録手段は、前記記録媒体の間欠的な搬送を伴って画像を記録し、
   前記記録手段における前記記録媒体の搬送速度は、前記記録媒体に画像を記録する期間における前記記録媒体の平均の搬送速度である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
4. 前記記録手段における前記記録媒体の搬送速度は、前記付与手段における前記記録媒体の搬送速度よりも早く、
   前記制御手段は、前記付与手段の作動によって、前記導入経路に位置する前記記録媒体に弛みが生じてから、予め設定された待機時間が経過した後に、前記記録手段の作動を開始させる
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の記録装置。
5. 前記待機時間は、前記付与手段における前記記録媒体の搬送速度をｖ、前記記録手段における前記記録媒体の搬送速度をＶ、前記記録手段が前記記録媒体に対して画像を記録するために要する時間をｔとしたときに、下式に求まるＴ以上であることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
   Ｔ＝ｔ×（Ｖ−ｖ）／Ｖ
6. 前記待機時間は、前記記録手段の記録モードに応じて設定することを特徴とする請求項４または５に記載の記録装置。
7. 記録媒体の搬送を伴って該記録媒体に処理液を付与し、その処理液が付与された後の前記記録媒体の搬送を伴って該記録媒体に画像を記録する記録方法であって、
   前記処理液が付与された前記記録媒体を画像の記録位置に搬入する際に、少なくとも一時的に、前記記録媒体に弛みを形成することを特徴とする記録方法。
   

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