以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
ここでは本発明の液体塗布装置をインクジェット記録装置への適用した例で以下に説明する。
〔第1の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成〕
図1は第1の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置10は、非浸透媒体たる中間転写体12(基材)上に画像(一次画像)を記録した後に、普通紙等の記録媒体14に転写を行って本画像(二次画像)を形成する転写方式が適用された記録装置である。
インクジェット記録装置10は、主として、中間転写体12に対して凝集処理剤(以後、本実施形態において、単に「処理液」という場合もある)を付与する処理液塗布部16(本発明による「液体塗布装置」が適用される部分に相当)と、中間転写体12上に付与された処理液の乾燥及び冷却を行うための加熱部18及び冷却器20と、中間転写体12に対して複数色のインクを付与する印字部(インク打滴部)22と、インク打滴後に中間転写体12上の液体溶媒(余剰溶媒)を除去する溶媒除去部24と、中間転写体12上に形成されたインク画像を記録媒体14に対して転写を行う転写部26と、転写部26に対して記録媒体14を供給する給紙部28と、転写後の中間転写体12を清掃するクリーニング部(第1クリーニング部30、第2クリーニング部32)とを備えて構成される。
本例に用いる処理液及びインクの組成については後で詳説するが、処理液はインクに含有される着色材を凝集させる作用を有する酸性液である。インクはシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色の着色材(顔料)を含有する着色インクである。
中間転写体12には無端状ベルトが適用される。この中間転写体(無端状ベルト)12は複数のローラ(図1では3つの張架ローラ34A〜34Cと転写ローラ36を図示したが、ベルトの巻き掛け形態は本例に限定されない)に巻き掛けられた構造を有し、張架ローラ34A〜34C及び転写ローラ36の少なくとも1つにモータ(図1中不図示、図16に符号288として図示)の動力が伝達されることにより、中間転写体12は、図1において反時計回り方向(矢印Aで示す方向)に駆動される。なお、符号34Cで示した張架ローラは、ベルトの蛇行補正と張力付与を行うテンショナーである。
中間転写体12は、印字部22と対向する表面(画像形成面)12Aの少なくとも一次画像が形成される画像形成領域(不図示)について、樹脂、金属やゴムなどのインク液滴が浸透しない非浸透性を有している。また、中間転写体12の少なくとも画像形成領域は、所定の平坦性を有する水平面(フラット面)をなすように構成されている。
中間転写体12の画像形成面12Aを含む表面層に用いられる好ましい材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、シリコン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂等の公知の材料が挙げられる。
また、中間転写体12の表面層の表面張力は10mN/m以上40mN/m以下とする態様が好ましい。中間転写体12の表面層の表面張力を40mN/m以上とすると、一次画像が転写される記録媒体14との表面張力差がなくなり(または、極めて小さくなり)、インク凝集体の転写性が悪化する。更に、中間転写体12の表面層の表面張力が10mN/m以下であると、処理液のぬれ性を考慮した場合に、処理液の表面張力を中間転写体12の表面層の表面張力よりも小さくする必要があり、処理液の表面張力を10mN/m以下とすることが困難となり、中間転写体12及び処理液の設計自由度(選択範囲)が狭くなる。
本実施形態における中間転写体12としては、耐久性と普通紙転写性の観点からポリイミドなどの基材に表面エネルギー15〜30mN/m(=mJ/m2)程度の弾性材料を30〜150μm程度の厚みで付与したものが望ましく、シリコンゴムやフッ素ゴム、フッ素系エラストマーなどのコーティングが好適である。
処理液塗布部16は、第1クリーニング部30によるクリーニング工程後の中間転写体12に下塗液となる処理液(凝集処理剤)を付与するものであり、本発明の液体塗布装置が設けられる。本例の処理液塗布部16は、処理液を付着させたグラビアローラー38(塗工用円柱体に相当)を中間転写体12に接触させながら、中間転写体12の搬送方向と逆方向にグラビアローラー38を回転させることにより、処理液を中間転写体12の画像形成面12Aに塗布するものであり、詳細な構造は後記する。
また、処理液にはインク打滴時の色材固定性と転写性の向上を目的に1〜5重量%のポリマー樹脂(微粒子)を含有しておく態様が好ましい。また、処理液には、フッ素系の界面活性剤を数%の割合で含有させることも好ましい。
処理液塗布部16の下流側かつ印字部22よりも上流側に加熱部18が配置される。本例の加熱部18は、50〜100℃の範囲で温度制御されるヒータが用いられている。処理液塗布部16によって中間転写体12上に付与された処理液は、この加熱部18を通過することで加熱され、溶媒成分が蒸発し、乾燥する。これにより、中間転写体12の表面に固体状または半固溶状の凝集処理剤層(処理液が乾燥した薄膜層)が形成される。
ここでいう「固体状または半固溶状の凝集処理剤層」とは、以下に定義する含水率が0〜70%の範囲のものを言うものとする。
加熱部18の中間転写体搬送方向下流側かつ印字部22よりも上流側には、冷却器20が配設されている。この冷却器20は中間転写体12の裏面側に配置されている。冷却器20は、所定の温度範囲に制御可能であり、本実施形態では例えば、40℃に制御される。加熱部18の加熱乾燥により凝集処理剤層が形成された中間転写体12を冷却器20にて40℃程度に低温化することで、中間転写体12からの輻射熱を低減し、印字部22におけるヘッドのノズル内インクの乾燥を抑制する。
冷却器20の後段に配置された印字部22は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各インク色に対応したインクジェット方式の液体吐出ヘッド(以下「ヘッド」という。)22Y、22M、22C、22Kを備える。
冷却器20を通過した中間転写体12上の凝集処理剤層に対し、印字部22の各ヘッド22Y、22M、22C、22Kから画像信号に応じて各色(CMYK)の顔料インクを吐出して凝集処理剤層の上に打滴を行う。本例の場合、各ヘッド22Y、22M、22C、22Kによるインク吐出体積は約2plであり、記録密度は主走査方向(中間転写体12の幅方向)及び副走査方向(中間転写体12の搬送方向)ともに1200dpiで記録される。インクには成膜性を有するポリマー樹脂(微粒子)を含有しておくことも可能であり、かかる態様の場合、転写工程や定着工程により、耐擦性や保存安定性が向上する。
凝集処理剤層上にインク液滴を着弾させると、飛翔エネルギーと表面エネルギーとのバランスにより、インクと凝集処理剤層との接触面が所定の面積にて着弾する。インクが凝集処理剤上に着弾した直後に凝集反応が始まるが、凝集反応はインクと凝集処理剤層との接触面から始まる。凝集反応は接触面近傍のみで起こり、インク着弾時における所定の接触面積で付着力を得た状態でインク内の色材が凝集されるため、色材移動が抑止される。
このインク液滴に隣接して他のインク液滴が着弾しても先に着弾したインクの色材は既に凝集化しているので後から着弾するインクとの間で色材同士が混合せず、ブリードが抑止される。なお、色材の凝集後には、分離されたインク溶媒が広がり、凝集処理剤が溶解した液体層が中間転写体12上に形成される。
上記のように、凝集処理剤層上に着弾したインクは凝集反応により、顔料の凝集体が形成され、溶媒と分離する。分離した溶媒(残溶媒)成分は、印字部22の後段に配置されている溶媒除去部24の溶媒除去ローラ42によって中間転写体12上から除去される。
ここで用いる溶媒除去ローラ42は、塗布用のグラビアローラーと同様の原理で表面の溝(セル)に液体をトラップするものが好適である。溶媒除去ローラ42に捕獲された液はエア噴射や液体噴射等によって溶媒除去ローラ42から除去される。
このように、溶媒除去ローラ42によって中間転写体12の画像形成面12A上の溶媒を除去する態様では、中間転写体12上の溶媒が好適に除去されるため、転写部26で記録媒体14に多量の溶媒(分散媒)が転写されることはない。したがって、記録媒体14として普通紙等の紙類が用いられるような場合でも、カール、カックルといった水系溶媒に特徴的な問題が防止できる。
また、溶媒除去部24により、インク凝集体から余分な溶媒を除去することによって、インク凝集体を濃縮し、より内部凝集力を高めることができる。これによりインク凝集体に含まれる樹脂粒子の融着が効果的に促進され、転写部26による転写工程までにより強い内部凝集力をインク凝集体に付与することができる。更に、溶媒除去によるインク凝集体の効果的な濃縮により、記録媒体14に画像を転写した後も良好な定着性や光沢性を画像に付与することができる。
この溶媒除去部24によって、中間転写体12上の溶媒すべてを除去する必要は必ずしもない。余剰に除去しすぎてインク凝集体を濃縮しすぎるとインク凝集体の転写体への付着力が強くなりすぎて、転写に過大な圧力を必要とするため好ましくない。むしろ転写性に好適な粘弾性を保つためには、少量残留させることが好ましい。
中間転写体12上の溶媒を少量残留させることで得られる効果として、次のことが挙げられる。即ち、インク凝集体は疎水性であり、揮発しにくい溶媒成分(主にグリセリンなどの有機溶剤)は親水性であるので、インク凝集体と残留溶媒成分は溶媒除去実施後に分離し、残留溶媒成分からなる薄い液層がインク凝集体と中間転写体との間に形成される。したがって、インク凝集体の中間転写体12への付着力は弱くなり、転写性向上に有利である。
なお、画像内容によって中間転写体12上に打滴されるインク量がばらつくため、白地の多い画像(インク量が少ない画像)に対しては、それを補うためにミスト噴射ノズル43からミスト噴射を行い、中間転写体12上の水分量を所定の許容範囲内で安定化させるようになっている。
溶媒除去部24の中間転写体搬送方向下流側、かつ転写部26の手前には、中間転写体12の汚れを検出するための汚れ検出センサ44と、予備加熱手段としてのプレヒータ46が配置されている。本例のプレヒータ46は、中間転写体12の裏面12B側に配設されており、一次画像が形成された中間転写体12を裏面12B側から加熱する構成となっている。
プレヒータ46の加熱温度範囲は90〜130℃であり、転写部26における転写時の加熱温度(本例では90℃)以上に設定されている。中間転写体12の画像形成領域を予備加熱してから、転写部26にて中間転写体12から記録媒体14上に形成画像を転写することにより、予備加熱を行わない場合に比べて転写部26の加熱温度を低く設定することが可能となり、更に、転写部26の転写時間を短くすることができる。
転写部26は、ヒータ(図1中不図示、図16に複数のヒータを代表して符号289で図示)を有した転写ローラ36と、これに対向して配置される加熱加圧ニップ用の加圧ローラ48とを含んで構成される。これら転写ローラ36と加圧ローラ48の間に中間転写体12と記録媒体14とを挟み込み、所定の温度に加熱しながら、所定の圧力(ニップ圧)で加圧することにより、中間転写体12上に形成された一次画像を記録媒体14に転写する構成となっている。
転写部26における転写時のニップ圧を調整するための手段としては、例えば、転写ローラ36又は加圧ローラ48、若しくはその両方を図1の上下方向に移動させる機構(駆動手段)が挙げられる。
転写時の好ましいニップ圧力は1.5〜2.0MPaであり、好ましい加熱温度(ローラ温度)は80〜120℃である。本例では、転写ローラ36及び加圧ローラ48はともに90℃に設定される。なお、転写ローラ転写時の加熱温度を高くしすぎると、中間転写体12の変形等の問題があり、その一方、加熱温度が低すぎると転写性が悪化するという問題がある。
また、転写前に予め記録媒体14を給紙部28にて70〜100℃に予備(プレ)加熱しておくと転写性が一層向上して好適である。本例の場合、記録媒体14の予備加熱手段として、給紙部28にヒータ50を備えている。ヒータ50によって予備加熱された記録媒体14は、粘着ローラ52、53の対からなる給紙ローラによってニップ搬送され、転写部26へと送られる。
給紙部28の構成としては、ロール紙(連続用紙)のマガジンを備える態様、或いは、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給する態様がある。ロール紙を使用する装置構成の場合、裁断用のカッターが設けられており、該カッターによってロール紙は所望のサイズにカットされる。紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンやカセットを併設してもよい。
複数種類の記録媒体を利用可能な構成にした場合、メディアの種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類(メディア種)を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
本例に適用される記録媒体14の具体例を挙げると、普通紙(上質紙、再生紙を含む)、インクジェット専用紙などの浸透性媒体、コート紙などの非浸透性又は低浸透性の媒体、裏面に粘着剤と剥離ラベルの付いたシール用紙、OHPシートなどの樹脂フィルム、金属シート、布、木など様々な媒体がある。
転写部26に送られた記録媒体14は、転写ローラ36と加圧ローラ48によって所定の温度及び所定のニップ圧で加熱加圧され、中間転写体12上の一次画像が記録媒体14上に転写される。転写部26を通過した記録媒体14(印刷物)は、剥離爪56によって中間転写体12から分離され、図示せぬ搬送手段によって機外へと排出される。図1には示さないが、印刷物の排出部には、プリントオーダー別に印刷物を集積するソーターが設けられる。
なお、中間転写体12から剥離した記録媒体14(印刷物)は機外排出前に図示せぬ定着工程を通してもよい。定着部は、例えば、温度及び加圧力の調整可能な加熱ローラ対を含んで構成される。このような定着工程を付加することにより、インクに含有されるポリマー微粒子を造膜させる(画像の最表面にポリマー微粒子が溶解した薄膜が形成される)ことで、耐擦性や保管性が一段と向上する。定着工程における加熱温度は100〜130℃、加圧力は2.5〜3.0MPaが好ましく、添加したポリマー樹脂の温度特性(成膜温度:MFT)などに応じて最適化される。もちろん、転写部26における転写工程において、転写性と造膜化が両立することができれば、定着部を省略する態様も可能である。
転写部26による転写工程後、剥離爪56による剥離部を通過した中間転写体12は、第1クリーニング部30に到達する。
第1クリーニング部30は、蒸留水や精製水などの水や前記溶媒除去部24で回収した溶媒、又はこれら液体に界面活性剤などを添加した洗浄液を用いて中間転写体12の洗浄を行う手段であり、洗浄液を噴射する洗浄液噴射部60、中間転写体12の画像形成面12Aに当接して中間転写体搬送方向に対して逆回転する回転ブラシ62、及び中間転写体12面を摺動払拭するブレード64を含んで構成される。また、第1クリーニング部30における中間転写体12の裏面側にはヒータ65が配設されている。この第1クリーニング部30は、主に、記録媒体14への画像転写終了後の中間転写体12をクリーニングする手段として機能する。
第1クリーニング部30で実施される洗浄液による液体クリーニング工程は、高速連続処理に好適だが、僅かな残留物が中間転写体12上に残留しやすく、中間転写体12のエッジ部分を安定にクリーニングするのも限界がある。このため長時間の稼動による残留物の堆積で転写性や質感の低下、装置の汚染や動作不良などの不具合を生じる場合がある。
或いはまた、機内冷却用の外気の取り込みや機内発塵、メンテナンス作業などで中間転写体に砂塵などの硬質の塵埃が付着すると第1クリーニング部30での液体クリーニング時に拭払部材(回転ブラシ62やブレード64)との間に挟まり、中間転写体12に擦り傷などの損傷を生じる場合がある。
このような問題に対処する観点から、本実施形態では、粘着部材(塵埃除去用の粘着ローラ66,68)を利用する第2クリーニング部32を備えている。第2クリーニング部32は、中間転写体12の表面(12A)に対して接触及び離間の移動制御が可能な粘着ローラ66,68と、これら粘着ローラ66,68が接触し得るクリーニングウエブ(又は粘着ベルト)70を含んで構成される。この第2クリーニング部32は、図示のように、張架ローラ34Aと対向する位置に配置される。なお、図1中、符号72,73は押さえローラである。
待機中などの非画像形成時、或いは、画像形成時の液体クリーニング前に、粘着ローラ66,68を中間転写体12に接触させて回転させることにより、中間転写体12上の異物を粘着ローラ66,68に付着させて、中間転写体上から異物(塵埃)を除去し、中間転写体表面を清掃する。
粘着ローラ66,68の表面に付着した異物は、粘着ローラ66,68を中間転写体12から離間させた際に、粘着ローラ66,68をクリーニングウエブ(又は粘着ベルト)70に接触させて回転させることにより、粘着ローラ66,68上の異物をクリーニングウエブ(又は粘着ベルト)70に移動させることができる。これにより、粘着ローラ66,68の表面をクリーニングできる。
次に、インクジェット記録装置10の要部の構成について更に詳説する。
〔印字部の構成〕
図1に示したように、印字部22は、中間転写体搬送方向に沿って上流側から、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の順に、各色に対応したヘッド22Y、22M、22C、22Kが並んで設けられている。
インク貯蔵/装填部74は、各ヘッド22Y、22M、22C、22Kにそれぞれ供給するインク液を各々貯蔵するインクタンクを含んで構成される。各インクタンクは所要の流路を介してそれぞれ対応するヘッドと連通されており、各ヘッドに対してそれぞれ対応するインク液を供給する。インク貯蔵/装填部74は、タンク内の液体残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段)を備えるとともに、液体間の誤装填を防止するための機構を有している。
インク貯蔵/装填部74の各インクタンクから各ヘッド22Y、22M、22C、22Kにインクが供給され、各ヘッド22Y、22M、22C、22Kから中間転写体12の画像形成面12Aに対してそれぞれ対応する色インクが打滴される。
図2は、印字部22の平面図である。同図に示すように、各ヘッド22Y、22M、22C、22Kは、それぞれ中間転写体12における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有し、そのインク吐出面には画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズル(図1中不図示、図3に符号81で図示)が複数配列されたノズル列を有するフルライン型のヘッドとなっている。各ヘッド22Y、22M、22C、22Kは、中間転写体搬送方向と直交する方向に延在するように固定設置される。
中間転写体12の幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッドを吐出液別に設ける構成によれば、中間転写体12の搬送方向(副走査方向)について、中間転写体12と印字部22を相対的に移動させる動作を1回行うだけで(即ち1回の副走査で)、中間転写体12の画像形成領域に画像(一次画像)を形成することができる。これにより、中間転写体搬送方向と直交する方向に往復動作するシリアル(シャトル)型ヘッドが適用される場合に比べて高速印字が可能であり、プリント生産性を向上させることができる。
本例では、CMYKの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
〔ヘッドの構造〕
次に、各ヘッドの構造について説明する。色別のヘッド22Y、22M、22C、22Kの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号80によってヘッドを示すものとする。
図3(a)はヘッド80の構造例を示す平面透視図であり、図3(b) はその一部の拡大図である。中間転写体12上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド80におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド80は、図3(a)、(b) に示したように、インク吐出口であるノズル81と、各ノズル81に対応する圧力室82等からなる複数のインク室ユニット(記録素子単位としての液滴吐出素子)83を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(中間転写体12の搬送方向と直交する方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
中間転写体12の搬送方向(図3中矢印S)と略直交する方向(図3中矢印M)に中間転写体12の画像形成領域の全幅に対応する長さにわたり1列以上のノズル列を構成する形態は図示の例に限定されない。例えば、図3(a) の構成に代えて、図4に示すように、複数のノズル81が2次元に配列された短尺のヘッドモジュール80’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで長尺化することにより、全体として中間転写体12の画像形成領域の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。
各ノズル81に対応して設けられている圧力室82は、その平面形状が概略正方形となっており(図3(a)、(b) 参照)、対角線上の両隅部の一方にノズル81への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口(供給口)84が設けられている。なお、圧力室82の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形(菱形、長方形など)、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
図5は、ヘッド80における記録素子単位となる1チャンネル分の液滴吐出素子(1つのノズル81に対応したインク室ユニット)の立体的構成を示す断面図(図3(a) 中の5−5線に沿う断面図)である。
図5に示したように、各圧力室82は供給口84を介して共通流路85と連通されている。共通流路85はインク供給源たるインクタンク(図5中不図示;図1の符号74と等価なもの)と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路85を介して各圧力室82に供給される。
圧力室82の一部の面(図5において天面)を構成している加圧板(共通電極と兼用される振動板)86には個別電極87を備えたアクチュエータ88が接合されている。個別電極87と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ88が変形して圧力室82の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル81からインクが吐出される。なお、アクチュエータ88には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、アクチュエータ88の変位が元に戻る際に、共通流路85から供給口84を通って新しいインクが圧力室82に再充填される。
入力画像からデジタルハーフトーニング処理によって生成されるドットデータに応じて各ノズル81に対応したアクチュエータ88の駆動を制御することにより、ノズル81からインク滴を吐出させることができる。中間転写体12を一定の速度で副走査方向に搬送しながら、その搬送速度に合わせて各ノズル81のインク吐出タイミングを制御することによって、中間転写体12上に所望の画像(ここでは、転写前の一次画像)を記録することができる。
上述した構造を有するインク室ユニット83を図6に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
即ち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット83を一定のピッチdで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影(正射影)されたノズルのピッチPはd×cosθとなり、主走査方向については、各ノズル81が一定のピッチPで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影される実質的なノズル列の高密度化を実現することが可能になる。
なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、(1)全ノズルを同時に駆動する、(2)ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、(3)ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、中間転写体12の幅方向(中間転写体12の搬送方向と直交する方向)に1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。
特に、図6に示すようなマトリクス状に配置されたノズル81を駆動する場合は、上記(3)のような主走査が好ましい。即ち、ノズル81-11 、81-12 、81-13 、81-14 、81-15 、81-16 を1つのブロックとし(他にはノズル81-21 、…、81-26 を1つのブロック、ノズル81-31 、…、81-36 を1つのブロック、…として)、中間転写体12の搬送速度に応じてノズル81-11 、81-12 、…、81-16 を順次駆動することで中間転写体12の幅方向に1ラインを印字する。
一方、上述したフルラインヘッドと中間転写体12とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。
そして、上述の主走査によって記録される1ライン(或いは帯状領域の長手方向)の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。即ち、本実施形態では、中間転写体12の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。
また、本実施形態では、ピエゾ素子(圧電素子)に代表されるアクチュエータ88の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。
〔凝集処理剤の調整〕
(処理液の例1)
[表1]に示す組成にて処理液(例1)を調整した。この調整により得られた処理液(例1)の物性値を測定した結果、pH3.6、表面張力28.0mN/m、粘度3.1mPa・sであった。
(処理液の例2)
更に[表2]に示す組成にて界面活性剤を添加した処理液(例2)を調整した。この調整により得られた処理液(例2)の物性値を測定した結果、pH3.5、表面張力18.0mN/m、粘度10.1mPa・sであった。
[表2]で用いたフッ素系界面活性剤1の化学式を[化1]に示す。
〔インクの調整〕
本実施形態で用いるインクの調整例を以下に示す。
(ポリマー分散)シアンインクの調液
反応容器に、スチレン6質量部、ステアリルメタクリレート11質量部、スチレンマクロマーAS−6(東亜合成製)4質量部、プレンマーPP−500(日本油脂製)5質量部、メタクリル酸5質量部、2−メルカプトエタノール0.05質量部、メチルエチルケトン24質量部を調液した。
一方、滴下ロートにスチレン14質量部、ステアリルメタクリレート24質量部、スチレンマクロマーAS−6(東亜合成製)9質量部、プレンマーPP−500(日本油脂製)9質量部、メタクリル酸10質量部、2−メルカプトエタノール0.13質量部、メチルエチルケトン56重量部及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2 重量部を入れ、混合溶液を調整した。
窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を攪拌しながら75℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を1時間かけて徐々に滴下した。滴下終了から2時間経過後、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2 重量部をメチルエチルケトン12重量部に溶解した溶液を3時間かけて滴下し、更に75℃で2時間、80℃で2時間熟成させ、ポリマー分散剤溶液を得た。
得られたポリマー分散剤溶液の一部を、溶媒を除去することによって単離し、得られた固形分をテトラヒドロフランにて0.1質量%に希釈し、高速GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)HLC-8220GPCにて、TSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000を3本直列につなぎ測定し、ポリスチレン換算で質量平均分子量25,000であった。
得られたポリマー分散剤を固形分換算で5.0g、シアン顔料Pigment Blue 15:3(大日精化製)10.0g、メチルエチルケトン40.0g、1mol/L水酸化ナトリウム8.0g、イオン交換水82.0g、0.1mmジルコニアビーズ300gをベッセルに添加し、レディーミル分散機(アイメックス製)で1000rpm6時間分散した。得られた分散液をエバポレーターでメチルエチルケトンが十分留去できるまで減圧濃縮し、顔料濃度が10%になるまで濃縮した。得られたシアン分散液の顔料粒径は77nmであった。
シアン分散を用いて[表3]に示す組成になるようにインクを調液し、調液後5μmフィルターで粗大粒子を除去し、シアンインク(C1−1)を調整した。得られたシアンインクC1−1の物性値を測定した結果、pH9.0、表面張力32.9mN/m、粘度3.9mPa・sであった。
上記と同様にして、マゼンタ、イエロー、ブラックのインクも調液した。
〔添加ポリマーについて〕
前述した処理液(凝集処理剤)やインクには、適宜ポリマー樹脂などの粒子が添加される。処理液には色材固定や転写改善用として粒径1〜5μm、融点60〜120℃の粒子を入れるのが望ましく、インクには画像定着用として粒径1μm以下、ガラス点移転点40〜60℃の粒子を1〜5%入れるのが好ましい。[表4]に例を示す。
〔処理液塗布部の構成〕
(液体塗布装置の第1例)
本発明の液体塗布装置100は、回転する塗工用円柱体の上部周面を連続搬送される中間転写体12(基材)に接触させるとともに、回転する塗工用円柱体が所定塗布量の処理液で覆われるように、ブレードで処理液の余剰分を掻きとしてから中間転写体12に塗布する塗布方式に適用できる。なお、以下の説明では、塗工用円柱体としてグラビアローラーを使用したダイレクトグラビアコーター方式の例で液体塗布装置100を説明する。
図7は、液体塗布装置100を斜め上方から見た全体斜視図であり、図8は図7の側面断面図である。図7及び図8において、中間転写体12は矢印A方向に搬送されるものとする。これらの図に示すように、液体塗布装置100は、主として、グラビアローラー38、ブレード110、及びブレードブラケット(ブレード保持体)114を備えて構成される。
グラビアローラー38は、モータ(図示せず)による回転駆動力が駆動プーリ102を介してグラビアローラー38に伝達され、図7及び図8のB方向(中間転写体12の搬送方向とは逆方向)に一定速度で回転駆動する。
グラビアローラー38の回転駆動手段(図示せず)は、インバータモータによるダイレクト駆動(軸直結)が好ましい態様であるが、かかる構成に限らず、各種モータと減速機(ギア等)との組み合わせや、各種モータとタイミングベルト等の巻き掛け伝動手段との組み合わせなどであってもよい。
また、グラビアローラー38は、図示せぬ移動機構(当接/離間機構)によって上下方向に移動自在に支持されており、中間転写体12に対してグラビアローラー38を押し当てた状態と、中間転写体12から離間(退避)させた状態とに切り替える制御を行うことができる。これにより、中間転写体12の搬送方向の処理液の塗布範囲を適宜変化させることができる。
ブレードブラケット114の詳細な構造については後で説明するが、ブレードブラケット114にはブラケット幅方向(グラビアローラー38の軸方向)に沿って複数のねじりコイルバネ130が設けられており、ブレードブラケット114に保持されるブレード110の先端がグラビアローラー38の塗工部38Aに押圧状態で接触するように構成されている。また、ブレードブラケット114の内部には処理液供給路150(150A、150B)が形成されており(図13参照)、処理液供給路150の先端部に形成される開口部152からブレード110を介して処理液が供給される。グラビアローラー38を回転駆動させつつ、ブレードブラケット114に形成される処理液供給路150の開口部152からブレード110を介して処理液をグラビアローラー38の塗工部38Aの外周面に供給するとともに、グラビアローラー38の周面に付着した処理液の余剰分は、ブレード110で所定の塗布量に掻き落とされる。このようにして、グラビアローラー38の塗工部38Aの外周面に計量された処理液は、グラビアローラー38が中間転写体12に接触することにより、中間転写体12の下面に転写塗布される。
図8に示すように、ブレード110で掻き落とされた処理液は、装置本体(処理液容器)117内に集められて再利用又は廃棄される。具体的には、装置本体117内に形成された斜面154により、ブレード110で掻き落とされた処理液は第1処理液排出口156に集められ、更にその下側に形成される斜面158により第2処理液排出口160に集められた後、第2処理液排出口160から装置本体117外部へ排出される。もちろん、第1処理液排出口156から直接、装置本体117外部に処理液を排出してもよく、装置構成などに応じて適宜配設すればよい。
各斜面154、158は、図8に示すようなグラビアローラー38の軸方向に垂直な断面だけでなく、グラビアローラー38の軸方向に平行な断面についても各処理液排出口156、160側が鉛直方向最下部となるように斜めに傾いていることが好ましい。このようにブレード110で掻き落とされた処理液が各処理液排出口156、160に集められるように各斜面154、158を3次元的に傾斜させておくことにより、余剰処理液を装置本体117内部に残すことなく、装置本体117外部に確実に排出することができる。
第2処理液排出口160に接続される処理液排出管162には切替弁164が設けられている。第2処理液排出口160から排出される処理液は、切替弁164を処理液回収管166側に切り替えたときには、処理液回収管166を介して処理液タンク(処理液供給源)172に回収されて再利用される。一方、切替弁164を処理液廃棄管168側に切り替えたときには、処理液廃棄管168を介して廃棄タンク(不図示)に回収されて破棄される。
グラビアローラー38は、ブレード110と接触する円柱状の塗工部38Aを備え、塗工部38Aの両側にはグラビアローラー38の回転軸107が設けられている。そして、回転軸107の径は塗工部38Aの径よりも小径に形成される。塗工部38Aの径φは、処理液の薄膜塗布及び装置のコンパクト化から40mm以下、より好ましくは30mm以下にすることが好ましい。即ち、一般的なグラビア印刷機やグラビア塗工機等に使用されるグラビアローラー径である50〜80mm程度のものに比べて、著しく小径にすることが好ましい。この場合、塗工部38Aの径φの下限としては、グラビアローラー38に撓みが発生しないように、30mm程度であることが好ましい。
グラビアローラー38の塗工部38A表面には、ピラミッド型や格子型(角錐台型)などに彫られた精密なセル(図9(a),(b)参照)が所定の密度で多数形成される。塗工部38A表面におけるセルの配列形態は特に限定されないが、回転方向に対して直交しない斜め方向の線に沿ってセルが並ぶ形態が好ましい。セルの形状、深さ(深度)、セル容積、密度等は、塗布すべき液量(塗布後の液膜の厚さ)に応じて適宜選択される。
また、図8に示すように、中間転写体12を挟んでグラビアローラー38の反対側(図8における上側)であって、グラビアローラー38の上流側と下流側には、押さえローラ116,118が配置されている。2本の押さえローラ116,118は、中間転写体12の搬送方向に所定の間隔で平行に並んで配置されており、グラビアローラー38は、中間転写体12搬送方向に関して2本の押さえローラ116,118の略中間に位置する。なお、図7には、押さえローラ116,118の図を略して図示している。
そして、塗布時には図示のように、グラビアローラー38を中間転写体12に押し当て、押さえローラ116,118の間に中間転写体12を押し上げる。押さえローラ116,118とグラビアローラー38の間に挟まれた中間転写体12はグラビアローラー38の上部周面に沿って湾曲し、グラビアローラー38との密着性が高まり、接触面積も確保される。中間転写体12に対するグラビアローラー38の押し付け量を制御することにより、グラビアローラー38に対する中間転写体12の巻き付け角(ラップ角)を調整できる。
このニップ状態で中間転写体12を一定速度で搬送し、かつ中間転写体搬送方向に対してグラビアローラー38を逆回転させることにより、被塗布部材たる中間転写体12の画像形成面12Aに均質な膜厚による薄膜塗布が可能である。なお、このとき、押さえローラ116,118は中間転写体12の搬送に伴い、搬送方向に追従した回転方向に回転する。
本例の液体塗布装置100において、特に、グラビアローラー38のセルの密度を100〜250線/インチ(より好ましくは150〜200線/インチ)とし、深度を45〜70μmの範囲に形成することが好ましい。これにより、塗布パターンの視認性が低く、塗布厚も1〜25μmの均質な薄膜塗布が可能である。更に、セルの密度を150〜165線/インチにすれば1〜10μm(より好ましくは1〜5μm、特に好ましくは1〜3μm)の均質な液膜が形成でき、中間転写体12上での液流れを生じず、インク打滴時の色材固定性も良好となる点で一層好ましい。
インクジェット記録装置10の高速印字に対応して、液体塗布装置100での処理液の塗布も高速化する必要があり、中間転写体12の搬送速度としては500〜660mm/秒(30〜40m/分)の範囲で搬送されることが好ましい。また、高速塗布における塗布安定性のためには、中間転写体12の搬送速度に対するグラビアローラー38の回転周速度を大きくすることが好ましく、相対速度比で1.2〜1.6倍の範囲にすることが好ましい。従って、中間転写体12の搬送速度を500mm/秒とした場合には、グラビアローラー38の回転周速度を600〜830mm/秒(36〜50m/分)の範囲にすることが好ましい。このときのグラビアローラー38の回転数は、塗工部38Aの径を30mmとした場合、380〜530rpmになる。
また、中間転写体12の幅と塗工部38Aの幅との関係は、中間転写体12の幅が塗工部38Aの幅よりも幅広であることが好ましい。これにより、中間転写体12に塗布された処理液が中間転写体幅方向に濡れ広がったときに、処理液が中間転写体12の裏面(図8では中間転写体の上面)に裏回りするのを防止できる。
次に、ブレード110及びブレードブラケット114の構成について、図7、8、10〜14を参照しながら説明する。
ブレードブラケット114に保持されるブレード110は薄板状に形成され、ブレード110の先端がグラビアローラー38の塗工部38Aに押圧状態で接触するように構成されている(例えば図12参照)。
ブレード110の幅と、グラビアローラー38の塗工部38Aの幅とは、略同一とすることが好ましいが、グラビアローラー38の軸方向でのユニット組み立てを考慮すると、ブレード110の幅を塗工部38Aの幅より最大で1mm程度長くすることが好ましい。
ブレード110は薄板状であり、その先端をグラビアローラー38の塗工部38Aに押圧することから、使用しているうちにブレード先端が磨耗する。従って、ブレード110をブレードブラケット114に対して着脱自在(交換可能)に保持されることが好ましい。ブレード110の厚みは、0.5〜3.0mmの範囲が好ましく、0.5〜2.0mmの範囲がより好ましい。本例では、0.6mmとした。この範囲が、ブレード110による処理液108の掻き落し性能及び強度の両方を満足するからである。ブレード110の材質は、ステンレス鋼、アルミニム合金等の金属材料が強度的に好ましいが、樹脂材料、セラミックス材料をも使用することができる。
特に、本実施形態のように処理液の成分として酸が含まれる場合には、処理液に対する耐腐食性の観点から、ステンレス鋼が好ましく、この中でも、SUS316、SUS304系であることが最も好ましい。コーティングブレードのように最終仕上げにメッキ処理を施す必要がなくなり、素材不良やメッキ不良を原因とする(メッキ)ピンホールの有無の検査が不要となる。なお、コーティングブレードのメッキ処理には硬質クロムメッキが一般的に用いられるが、硬質クロムメッキは酸に溶解するので、品質上は使用に耐えることが不可能である。
本発明の好ましい態様として、耐摩耗性の観点から、ブレード110とグラビアローラー38は同一材質で構成されることが好ましい。ブレード110とグラビアローラー38の硬度が同一となるので、ブレード110とグラビアローラー38との接触部における摩耗が低減され、互いの摩耗速度の差が小さくなる。この結果、ブレード110の交換頻度が低減されるので、メンテナンスコストを低減することが可能となる。
図12及び図13に示すように、ブレード110の保持体であるブレードブラケット114は、第1のブレードブラケット114Aと第2のブレードブラケット114Bとから構成され、これらはブレード110を挟持した状態でブラケット締結具(ブラケットネジ)115により接合されている。
また、第1及び第2のブレードブラケット114A、114Bの製作精度(即ち、第1及び第2のブレードブラケット114A、114Bを接合したときに形成されるブレード挟持部の間隔寸法がブレード110の厚み寸法より大きく構成される場合)を考慮して、他の締結具(ネジ)140により、ブレード110の裏面側(第1のブレードブラケット114A側)から当該ブレード110を第2のブレードブラケット114Bに押し付けている。ブレード110は締結具140での押し付けでも機能的には十分であるが、第2のブレードブラケット114Bに接着接合されていることが、処理液の不要な漏出を防ぎ、処理液供給系の密閉度が高まり好ましい。
図7、10、11に示すように、ブレードブラケット114(114A)の軸受部(ブレードブラケット軸受部)142は、装置本体117の軸支持部119に支持された第1のブラケット支持軸105に回動自在に支持されるとともに、ブラケット幅方向(グラビアローラー38の軸方向)に沿って複数の第2のブラケット支持軸122が配置されており、各々の第2のブラケット支持軸122にはねじりコイルバネ130が回動自在に支持されている。複数のねじりコイルバネ130は、ブレードブラケット114に保持されるブレード110をグラビアローラー38側に付勢する手段として機能する。ブレードブラケット軸受部142には、各第2のブラケット支持軸122が配置される位置(即ち、各ねじりコイルバネ130が配置される位置)にそれぞれブラケット支持軸押さえ124が嵌合支持されており、第2のブラケット支持軸122及びそれに支持されるねじりコイルバネ130を覆い隠している。
第1のブラケット支持軸105と第2のブラケット支持軸122の軸心が同位置となるように構成されることが好ましい。この場合、第2のブラケット支持軸122が、第1の機能としてねじりコイルバネ130の支持軸として機能するとともに、第2の機能としてブレードブラケット114の支持軸として機能する。これにより、軸ズレが生じることなく、ブレードブラケット114をグラビアローラー38側に効率的に付勢することができる。
図11に示すように、ねじりコイルバネ130の一端は第1のブレードブラケット114Aの隔壁に形成された溝部126に嵌入されており、他端は装置本体117のバネ受け部材132に支持されている。そして、ねじりコイルバネ130の両端が開く方向に作用することによって、ブレードブラケット114がグラビアローラー38側に付勢され、ブレードブラケット114に保持されるブレード110のブレード先端がグラビアローラー38の塗工部38Aに押圧状態で接触する。
図示の例では、ねじりコイルバネ130の両端部のアーム先端形状は真っ直ぐに構成されているが、これに限定されず、ねじりコイルバネ130が作用する相手方の部品形状に合わせて適宜選択すればよい。
ブレード110がグラビアローラー38の塗工部38Aに接触する圧力は、0.2〜20gf/mmの範囲が好ましく、0.2〜5gf/mmの範囲がより好ましい。
本例では、ブレード110がグラビアローラー38の塗工部38Aに接触する圧力が2gf/mm近傍となるように、ねじりコイルバネ130の仕様と個数が決定されている。具体的には、用紙サイズA3判(297mm×420mm)の記録用紙が縦方向に紙送されることを考慮し、グラビアローラー38の軸方向の長さを320mmとして、材質をSUS304WPB、線径をφ1mm、内径をφ6mm、巻数を4巻とする7個のねじりコイルバネ130がブラケット幅方向に沿って等間隔に配置されている。即ち、同一の付勢力を有する7個のねじりコイルバネ130がブラケット幅方向(グラビアローラー38の軸方向)に沿って等間隔に配置されている。
この際、ブラケット幅方向の両端部に配置されるねじりコイルバネ130の作用点は、グラビアローラー38の塗工部38Aの両端部の余剰処理液の掻き取り性を良好にする観点から、グラビアローラー38の塗工部38Aの側面(端面)38Bから20mm以内の位置に配置することが好ましい。
ブレードブラケット114(114A)のブレードブラケット軸受部142には、複数の処理液配管(処理液供給管)113が接続されている。具体的には、ブラケット幅方向に沿って複数の処理液配管113が等間隔に配置されており、これらの間に第2のブラケット支持軸122やそれ支持されるねじりコイルバネ130が配置される。
図13に示すように、ブレードブラケット114には、各処理液配管113が接続される位置にそれぞれ処理液供給路150が形成されている。処理液供給路150は、第1の処理液供給路150Aと、第2の処理液供給路150Bとから構成される。第1の処理液供給路150Aは、第1のブレードブラケット114Aの処理液配管113が接続される位置からその反対側の面に向けて貫通形成された孔部から構成される。第2の処理液供給路150Bは、第2のブレードブラケット114Bに形成された溝部をブレード110及び第1のブレードブラケット114Aで塞いで構成されており、第1の処理液供給路150Aに連通するとともに、開口部152がブレード110に接した状態で構成されている。
開口部152は、ブレード幅方向(グラビアローラー38の軸方向)に沿って複数設けられている。各開口部152はブレード幅方向に幅広なスリット状に形成されており、各開口部152からブレード110の幅方向全体に渡って処理液を供給することが可能である。
第2のブレードブラケット114Bには第2の処理液供給路150Bの一部(溝部)が形成され、開口部152は第2のブレードブラケット114Bとブレード110を接合することにより構成されているので、開口部152からブレード110を介してグラビアローラー38に処理液を確実に供給することが可能となる。ブレード110を介さずに直接グラビアローラー38に処理液を供給する場合に比べて、グラビアローラー38の塗工部38Aの外周面で処理液の発泡現象が起こさず、処理液の安定供給が可能となる。
送液ポンプ104により、処理液タンク172内の処理液が処理液配管113からブレードブラケット114内の処理液供給路150に送られると、処理液供給路150の開口部152から供給された処理液は、ブレード110の表面(第2のブレードブラケット114B側の面)を経由して、グラビアローラー38の塗工部38Aに付着するとともに、グラビアローラー38の塗工部38Aに付着した処理液の余剰分は、ブレード110で所定の塗布量に掻き落とされる。
ブレードブラケット114に形成される開口部152の開口厚みt[mm]は、0<t≦2(より好ましくは0<t≦1、特に好ましくは0<t<0.2)であることが好ましい。開口部152からの処理液の供給量を抑えることにより、グラビアローラー38に処理液が直接供給されることなく、ブレード110を介して処理液を安定供給することができ、不要な処理液の飛び散りを防止することができる。
本発明のより好ましい態様として、本実施形態では、開口部152がブレード110に接した状態を示したが、本発明の実施に際してはこれらが接していることを必ずしも必要とするものではない。即ち、ブレード110の厚み方向に関して、開口部152とブレード110が近接していればよい。ブレード110の厚み方向に関して、開口部152とブレード110の好ましい距離(離間距離)h[mm]は、0≦h≦0.1(より好ましくは0≦h≦0.05、特に好ましくはh=0(即ち、開口部152がブレード110に接した状態))である。
処理液の供給経路となるブレード110の表面(第2のブレードブラケット114B側の面、即ち、開口部152が形成される側の面)は親水処理されていることが好ましい。開口部152からブレード110を介してグラビアローラー38に処理液を安定して供給することが可能となる。
処理液供給路150の開口部152から突出しているブレード110の寸法(以下、「ブレード突出寸法」という。)Lは、開口部152からブレード110への処理液の供給性、及び複数の開口部152間でのブレード110上での処理液の濡れ広がりや合一性の観点から、2〜15mm(より好ましくは5〜12mm、特に好ましくは5〜10mm)であることが好ましい。なお、ブレード突出寸法Lについては、処理液供給量、即ち、グラビアローラー38のセルサイズなどに応じて、適宜選択すればよい。
図8では図示を省略したが、送液ポンプ104とブレードブラケット114の間の処理液配管113は複数に分岐されており(図7参照)、各処理液配管113に電磁弁170がそれぞれ設けられている。各電磁弁170のオン/オフ制御によって、送液ポンプ104により処理液タンク172から各処理液配管113に選択的に処理液を供給することができる。
ブレードブラケット114に接続される処理液配管113の数は1つでもよいし、複数でもよい。但し、本発明においては、本実施形態の如く、複数の処理液配管113が設けられている態様が好ましい。なぜなら、ブレード110の付勢手段であるねじりコイルバネ130が複数であること、更に処理液配管113の個数に応じて、処理液供給路150を同数構成可能であるので、グラビアローラー38の軸方向(即ち、中間転写体12の幅方向)の処理液の塗布範囲を任意に変更することができる。つまり、最終的に記録媒体14に転写される記録画像(2次画像)の画像幅に応じて処理液の塗布幅を可変させることができる。
図14は、第2のブレードブラケット114Bの構成例を示した斜視図である。図14に示す第2のブレードブラケット114Bには、第2の処理液供給路150Bがブラケット幅方向(図14のX方向)に沿って複数設けられている。各第2の処理液供給路150Bは、処理液導入部180から開口部152に向かって漏斗状に広がっている。処理液導入部180は、第1の処理液供給路150Aが連通する位置に相当する。
また、第2のブレードブラケット114Bには、ブラケット幅方向に隣接する第2の処理液供給路150B、150B間にブラケット締結具115用の穴部174が形成されている。
図14に示すように、第2の処理液供給路150Bはいずれも同一形状である必要はない。例えば、複数のねじりコイルバネ130の配置構造を考慮して、ブラケット幅方向端部の第2の処理液供給路150B-1をそれ以外(ブラケット幅方向中央部)の第2の処理液供給路150B-2と異なる形状にしてもよい。図14に示した例では、ブラケット幅方向端部の第2の処理液供給路150B-1は、ブラケット幅方向端部側(図14の左側)よりブラケット幅方向中央部側(図14の右側)の広がり角度が大きい非対称な構造となっており、ブラケット幅方向中央部側に多くの処理液が流れるようになっている。これにより、ブレード110端部における塗布ムラを防止することができる。
更に、ブラケット幅方向端部の第2の処理液供給路150B-1だけでなく、それ以外の各第2の処理液供給路150B-2についても互いに異なる形状にしてもよい。異なる幅の記録媒体14が用いられる場合や、中間転写体12から記録媒体14への転写位置が中間転写体12の幅方向(主走査方向)で異なる場合、処理液の塗布位置や供給量が変化する。このため、記録媒体14の種類や、中間転写体12から記録媒体14への転写位置に応じて、各第2の処理液供給路150B-2の形状が適宜決定されることが好ましい。
第2の処理液供給路150Bは、流体抵抗を減少させる観点から、処理液導入部180から開口部152に向かって、3次元方向(図14(a)中のX,Y,Z方向)に対して斜めに傾いた様々な傾斜面を用いて形成されることが好ましい。
第2の処理液供給路150Bの周辺部には、処理液の不要な漏出を防ぐため、接着剤用塗布溝176を設けることが好ましい。接着接合しないことによる微量な漏出が生じても、装置本体117内に回収されるため、必ずしも接着剤用塗布溝を設けることは必要ではないが、接着剤用塗布溝176を設けることにより、処理液の不要な漏出を防ぐことができ、更に、第2の処理液供給路150Bの気密性が向上するため処理液の供給圧力の精度を向上させることも可能となる。
ブレード110上での処理液の濡れ広がりや合一の観点から、図14(b)に示すように、必要な接着剤用塗布溝176を残して、ブラケット幅方向に隣接する第2の処理液供給路150B、150B間の隔壁部178の先端形状を尖った形状(先細り形状)にすることが好ましい。このような形状にすることにより、ブレード110を介したグラビアローラー38への処理液供給がグラビアローラー38の軸方向で均一化される。この結果、グラビアローラー38の軸方向の塗布ムラが解消され、中間転写体12への処理液の均一な膜厚塗布が可能となる。
図14(a)、(b)に示すように、ブラケット幅方向(図14のX方向)に隣接する第2の処理液供給路150B、150B間の隔壁部178に接着剤用塗布溝176が形成されていることは必ずしも必要とするものではない。図14(c)、(d)に接着剤用塗布溝176が形成されない隔壁部178の一例を示す。
ここで、「処理液の濡れ広がりや合一の観点」について補足説明する。
ブラケット幅方向(図14のX方向)に隣接する第2の処理液供給路150B、150B間の隔壁部178の先端形状は、グラビアローラー38の塗工部38Aの全幅に処理液を供給する場合(即ち、塗布幅が全幅の場合)には、先細り形状の方が第2の処理液供給路150B内における処理液の流れの方向が斜め方向になるので、ブラケット幅方向に隣接する開口部152、152の間で処理液が濡れ広がって合一しやすくなる。一方、グラビアローラー38の塗工部38Aの全幅に処理液を供給する必要のない場合(即ち、塗布幅が狭い場合)には、ブラケット幅方向に隣接する開口部152、152からの処理液を合一させることは必ずしも必要とせず、各開口部152からの処理液の流れの方向が図14(a)のY方向に平行で直線的であることが好ましい場合もある。他方では、記録媒体14の種類や中間転写体12から記録媒体14への転写位置(用紙通過位置)に応じて、処理液の塗布幅や塗布位置を制御する必要がある。「処理液の濡れ広がりや合一の観点」とは、隔壁部178の先端形状を先細り形状にしたとき、L寸法、開口部厚みを調整することにより、処理液の塗布幅や塗布位置が変化しても処理液の濡れ広がりや合一に影響を与えないレベルであることをいう。
上記の如く構成される液体塗布装置100によれば、複数のねじりコイルバネ130によりブレード110の先端がグラビアローラー38の塗工部38Aに押圧状態で接触するように構成され、更に、ブレード110を保持するブレードブラケット114には、ブレード110に接する開口部152を有する処理液供給路150が形成されている。従って、ブレードブラケット114に形成される処理液供給路150の開口部152からブレード110を介してグラビアローラー38の塗工部38A(グラビアローラー外周面)に供給されるので、グラビアローラー38を高速回転させても、グラビアローラー38の周面で処理液が発泡現象を起こすことなく、グラビアローラー38への処理液の安定供給が可能となる。また、処理液の供給と同時に、余剰な処理液もブレード110により掻き取られるため、グラビアローラー38の塗工部38Aの外周面のセルに処理液を正常に充填することができ、塗布ムラが生じることなく、均一な膜厚塗布が可能となる。
従って、従来技術のように塗布液貯留槽を設置する必要がなくなるとともに、処理液を多量に供給する必要もなく(即ち、必要最小限の供給量となるので)、グラビアローラー38に供給された処理液によって他の部分が汚染されることも未然に防止することができる。つまり、グラビアローラー38で処理液貯留槽内の処理液を攪拌することがないので、処理液の発泡現象を引き起こすことがなく、処理液に界面活性剤を添加することも可能となり、グラビアローラー38の塗工部38Aの外周面のセルに処理液が正常に充填可能となる。
また、処理液の供給量は、グラビアローラー38の塗工部38Aの外周面のセルに充填する量に若干の余剰分を加えた必要最小限の供給量にすることができる。このため、ブレード110で掻き取る余剰処理液の量も従来技術に比べて減少するので、従来技術のように、ブレード110とグラビアローラー38の塗工部38Aとの接触部(滑接部)下側で両端側に移動した処理液が、前記接触部からグラビアローラー38の回転方向下流側に回り込んで、グラビアローラー38の塗工部38A端部での塗布厚が中央部に比べて厚くなり(即ち、塗工部38A端部での処理液が十分に掻き取れない現象が発生し)、塗布ムラとなるような不具合は発生しない。
また、グラビアローラー38に処理液を供給するための機構(処理液供給機構)は、ブレード110及びブレードブラケット(ブレード保持体)114から一体的に構成されるので、液体塗布装置100のコンパクト化が可能となる。
また、ブラケット幅方向(グラビアローラー38の軸方向)に沿って複数の開口部152が形成されているので、各開口部152に連通する処理液供給路150への処理液の供給/非供給を選択的に制御することにより(例えば、電磁弁170のオン/オフ制御を行うことにより)、グラビアローラー38の軸方向(即ち、中間転写体12の幅方向)の処理液の塗布範囲を任意に変更することができる。つまり、最終的に記録媒体14に転写される記録画像(2次画像)の画像幅に応じて処理液の塗布幅を可変させることができる。
また、ブレード110を保持するブレードブラケット114を、少なくとも第1のブレードブラケット114A及び第2のブレードブラケット114Bで構成することにより、ブレードブラケット114に形成される処理液供給路150や開口部152の形状自由度(設計自由度)が向上し、所望の塗布幅を容易に実現することができる。また、ブレード110を交換可能にすることができるので、ブレード110のメンテナンス性が向上する。更に、様々な開口部152を構成する第2のブレードブラケット114Bを複数種類用意しておけば、最終的に記録媒体14に転写される記録画像(2次画像)の画像幅に応じて処理液幅を更に細かく変化させることができる。
また、本例の液体塗布装置100によれば、使用しているうちにブレード110のブレード先端が摩耗しても、ブラケット幅方向(グラビアローラー38の軸方向)に沿って配置される複数のねじりコイルバネ130によって、ブレード110のブレード先端がグラビアローラー38の塗工部38Aに押圧状態で接触するようにブレードブラケット114が付勢され続けるため、ブレード110のブレード先端とグラビアローラー38の塗工部38Aとの間に隙間が生じることがなく、余剰処理液の掻き取り性の低下を防止することができ、中間転写体12への処理液の均一膜厚塗布が可能となる。また、ブレード110の交換頻度が低減されるので、メンテナンスコストを低減することが可能となる。更に、ブレード110のブレード先端が摩耗する度に、ブレード110がグラビアローラー38の塗工部38Aに接触する圧力を測定する必要がなく、メンテナンスを簡略化することができる。
特に、本例では、同一の付勢力を有する複数のねじりコイルバネ130がブラケット幅方向(グラビアローラー38の軸方向)に沿って等間隔に配置されるため、ブレード110のブレード先端がグラビアローラー38の塗工部38Aに接触する圧力が、グラビアローラー38の軸方向に沿って均一化される。従って、ブレード110のブレード先端はグラビアローラー38の軸方向に沿って均一に摩耗が進行するので、余剰処理液の掻き取り性の低下をより確実に防止することができる。その結果、グラビアローラー38の軸方向に沿った塗布ムラが生じることなく、中間転写体12への処理液の均一膜厚塗布が可能となる。
なお、同一の付勢力を有する複数のねじりコイルバネ130がブラケット幅方向(グラビアローラー38の軸方向)に沿って等間隔に配置されることは必ずしも必要ではない。即ち、複数のねじりコイルバネ130の付勢力が異なっていてもよいし、複数のねじりコイルバネ130がブラケット幅方向に沿って不均一な間隔で配置されていてもよい。ねじりコイルバネ130の付勢力は、ブレードブラケット114を介してブレード110に伝達され、ブレード110のブレード先端がグラビアローラー38の塗工部38Aに接触する圧力となるため、ブレードブラケット114の形態に応じて、即ち、ブレードブラケット114の剛性に応じて、複数のねじりコイルバネ130の付勢力や配置間隔を適宜変化させることにより、ブレード110のブレード先端がグラビアローラー38の塗工部38Aに接触する圧力をグラビアローラー38の軸方向に沿って均一化することが可能であり、上述した本例と同等の効果を得ることができる。
また、本例では、ブレード110のブレード先端がグラビアローラー38の塗工部38Aに押圧状態で接触するようにブレードブラケット114を付勢する手段として、ねじりコイルバネ130を用いたが、これに限定されず、その他の付勢手段(例えば、板バネなど)を適用することも可能である。
但し、本例の如く、付勢手段としてねじりコイルバネを用いる態様が好適である。ねじりコイルバネの巻数、素線径、外径などの調整によって付勢力を容易に変更することができる。また、ねじりコイルバネは小型であり、複数配置することで十分な付勢力を得ることができる。この結果、余剰処理液の掻き取り性がグラビアローラー38の軸方向に沿って均一化することが可能であり、中間転写体12への処理液の均一膜厚塗布が可能となる。また、コンパクトに構成することが可能となり、液体塗布装置100の小型化が可能となる。
(液体塗布装置の第2例)
図15は、本発明に係る液体塗布装置の他の構成例(第2例)を示した構成図である。図15中、図7〜図14に示した第1例と共通又は類似する部材には同一番号を付して、説明を省略する。
ブレードブラケット114は、処理液配管113、電磁弁192、温調器190、手動バルブ188を介して圧力容器(処理液タンク)186内の液体層に接続される。密閉された圧力容器186内には、処理液が貯留されており、該圧力容器186の気体層は、圧力の変更制御が可能な可変精密レギュレータ194を介してコンプレッサー196に接続されている。
可変精密レギュレータ194を制御して、圧力容器186内の圧力を変えることにより、圧力容器186から送出される液体の圧力が調整される。圧力容器186から送り出された液体(処理液)は温調器190によって所定の温度に加温され、電磁弁192を介してブレードブラケット114に送られる。
電磁弁192のオン/オフ制御によってブレードブラケット114に形成される処理液供給路150の開口部152からの処理液の供給(オン)/非供給(オフ)が制御される。従って、ブラケット幅方向に沿って配置される複数の開口部152の中から処理液を供給する開口部を選択的に制御することができ、処理液の塗布幅を可変させることが可能となる。この結果、最終的に記録媒体14上に転写される画像の記録幅に対応させて、中間転写体12の幅方向(主走査方向)の処理液の塗布範囲を適宜変化させることができる。
また、可変精密レギュレータ194により微圧制御が可能となるので、処理液の供給量を精密に制御することが可能となる。この結果、処理液の供給量はグラビアローラー38の塗工部38Aの外周面のセルに充填する量に若干の余剰分を加えた供給量ですむととともに、その余剰分を極力少なくすることが可能となる。
即ち、ブレード110で掻き取られる余剰処理液の量も従来技術に比べて減少するので、従来技術のように、ブレード110とグラビアローラー38の塗工部38Aとの接触部(滑接部)下側で両端側に移動した処理液が、前記接触部からグラビアローラー38の回転方向下流側に回り込んで、グラビアローラー38の塗工部38A端部での塗布厚が中央部に比べて厚くなり(即ち、塗工部38A端部での処理液が十分に掻き取れない現象が発生し)、塗布ムラとなるような不具合は発生しない。
また、上述した第1例の液体塗布装置100と同様に、グラビアローラー38は、図示せぬ移動機構(当接/離間機構)によって上下方向に移動自在に支持されており、中間転写体12に対してグラビアローラー38を押し当てた状態と、中間転写体12から離間(退避)させた状態とに切り替える制御を行うことができる。即ち、中間転写体12の幅方向だけでなく、搬送方向についても処理液の塗布範囲を制御することが可能である。
〔制御系の説明〕
図16は、インクジェット記録装置10のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置10は、通信インターフェース270、システムコントローラ272、メモリ274、モータドライバ276、ヒータドライバ278、冷却器制御部279、プリント制御部280、画像バッファメモリ282、ヘッドドライバ284等を備えている。
通信インターフェース270は、ホストコンピュータ286から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース270にはUSB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、イーサネット(登録商標)、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。ホストコンピュータ286から送出された画像データは通信インターフェース270を介してインクジェット記録装置10に取り込まれ、一旦メモリ274に記憶される。
メモリ274は、通信インターフェース270を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ272を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ274は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
システムコントローラ272は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ272は、通信インターフェース270、メモリ274、モータドライバ276、ヒータドライバ278、冷却器制御部279等の各部を制御し、ホストコンピュータ286との間の通信制御、メモリ274の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ288やヒータ289を制御する制御信号を生成する。
ROM275には、システムコントローラ272のCPUが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。なお、ROM275は、書換不能な記憶手段であってもよいし、EEPROMのような書換可能な記憶手段であってもよい。メモリ274は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域としても利用される。
モータドライバ276は、システムコントローラ272からの指示にしたがってモータ288を駆動するドライバである。図16には、装置内の各部に配置されるモータを代表して符号288で図示されている。例えば、図16に示すモータ288には、図1の張架ローラ34A〜34Cの中の駆動ローラを駆動するモータや、溶媒除去ローラ42の移動機構のモータ、転写ローラ36や加圧ローラ48の移動機構のモータなどが含まれている。
ヒータドライバ278は、システムコントローラ272からの指示にしたがって、ヒータ289を駆動するドライバである。図16には、インクジェット記録装置10に備えられる複数のヒータを代表して符号289で図示されている。例えば、図16に示すヒータ289には、図1に示す加熱部18のヒータや、プレヒータ46などが含まれている。
図16の冷却器制御部279は、システムコントローラ272からの指示にしたがって冷却器20(図1参照)の温度制御を行う制御部である。
プリント制御部280は、システムコントローラ272の制御にしたがい、メモリ274内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ(ドットデータ)をヘッドドライバ284に供給する制御部である。プリント制御部280において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいて、ヘッドドライバ284を介してヘッド80のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
プリント制御部280には画像バッファメモリ282が備えられており、プリント制御部280における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ282に一時的に格納される。なお、図16において画像バッファメモリ282はプリント制御部280に付随する態様で示されているが、メモリ274と兼用することも可能である。また、プリント制御部280とシステムコントローラ272とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース270を介して外部から入力され、メモリ274に蓄えられる。この段階では、例えば、RGBの画像データがメモリ274に記憶される。
インクジェット記録装置10では、インク(色材) による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調(画像の濃淡)をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、メモリ274に蓄えられた元画像(RGB)のデータは、システムコントローラ272を介してプリント制御部280に送られ、該プリント制御部280において閾値マトリクスや誤差拡散法などを用いたハーフトーニング処理によってインク色ごとのドットデータに変換される。
即ち、プリント制御部280は、入力されたRGB画像データをK,C,M,Yの4色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部280で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ282に蓄えられる。なお、中間転写体12上に形成される一次画像は、転写の際に反転することを考慮して、最終的に記録媒体14に形成される二次画像の鏡面画像としなければならない。即ち、ヘッド22Y、22M、22C、22Kに供給される駆動信号は鏡面画像に対応した駆動信号であり、プリント制御部280にて入力画像に対して反転処理を施す必要がある。
ヘッドドライバ284は、プリント制御部280から与えられる印字データ(即ち、画像バッファメモリ282に記憶されたドットデータ)に基づき、ヘッド80の各ノズル81に対応するアクチュエータ88を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ284にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
ヘッドドライバ284から出力された駆動信号がヘッド80に加えられることによって、該当するノズル81からインクが吐出される。中間転写体12を所定の速度で搬送しながらヘッド80からのインク吐出を制御することにより、中間転写体12上に画像(一次画像)が形成される。
また、システムコントローラ272は、転写制御部292、処理液塗布制御部294を制御するともに、図1で説明した溶媒除去部24、第1クリーニング部30及び第2クリーニング部32の動作を制御する。
図16に示した転写制御部292は、転写部26の転写ローラ36及び加圧ローラ48(図1参照)の温度制御やニップ圧制御を行う。記録媒体14の種類やインクの種類ごとに、ニップ圧や転写温度の最適値(制御目標値)が予め求められ、データテーブル化されて所定のメモリ(例えば、ROM275)に記憶されている。システムコントローラ272は、使用する記録媒体14の情報や使用インクの情報をオペレータによる入力、又は所定のセンサからの自動読取等により取得すると、当該データテーブルを参照して転写ローラ36及び加圧ローラ48の温度及びニップ圧を制御する。
図16に示した処理液塗布制御部294は、システムコントローラ272からの指示にしたがい処理液塗布部16の動作を制御する。処理液塗布部16に図7〜図14で説明した液体塗布装置100が適用される場合、図16のように、送液ポンプ104、グラビアローラーの当接/離間機構駆動部304、グラビアローラー回転駆動部306等が処理液塗布制御部294により制御される。
上述した第1の実施形態では、凝集処理剤(処理液)を塗布した後に、これを乾燥させて固体状又は半固溶状の凝集処理剤層を形成し、この上にインクを打滴する例を示したが、インク打滴後に凝集処理剤を付与する態様も可能である。以下、かかる態様について、第2の実施形態として説明する。
〔第2の実施形態〕
図17は、第2の実施形態に係るインクジェット記録装置700の構成図である。図17において、図1で説明した例と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図17に示すインクジェット記録装置700は、処理液塗布部16にて塗布する下塗液が図1の例とは異なるものであり、かつ、図1における加熱部18及び冷却器20に代えて、印字部22の後段に凝集処理液を付与する液体吐出ヘッド(以下「凝集液ヘッド」という。)702が配設された構成から成る。
即ち、本例に示すインクジェット記録装置700は、中間転写体12に下塗液(以下「第1処理液」ともいう。)による第1処理液層を形成し、この第1処理液層内にインク液滴を打滴し、その後、第1処理液層内のインク液滴に対応して、インク液滴を凝集させる機能を有する凝集処理液(以下「第2処理液」ともいう。)を打滴することにより、インク中の着色材(顔料)を凝集させて、インク凝集体を形成する3液系画像形成方式が適用される。
このインクジェット記録装置700の処理液塗布部16にて塗布する第1処理液は、インク液滴と接触してもインク液滴を凝集させる機能を有していない液体であって、例えば、印字部22に用いられるインク液から着色材(顔料)を取り除いた液体を用いることができる。[表5]に第1処理液の調整例を示す。
凝集液ヘッド702から吐出される凝集処理液(第2処理液)は、インクのpHを変化させることにより、インクに含有される顔料(着色材)およびポリマー微粒子を凝集させ、インク凝集物を生じさせる機能を持つ処理液が好ましい。
図17に示した凝集処理液貯蔵/装填部704は、凝集液ヘッド702に供給する第2処理液を貯蔵するタンクを含んで構成される。当該タンクは所要の流路を介して凝集液ヘッド702と連通されている。
本例の凝集液ヘッド702は、印字部22に配置されるヘッドと同一構成のものが適用される。なお、凝集液ヘッド702は、中間転写体12に対して非接触で凝集処理液を付与可能なものであればよく、インク用のヘッド22Y、22M、22C、22Kよりも打滴密度(解像度)を落とした構造のヘッドを適用してもよいし、スプレー方式など他のインクジェット方式以外の方式を適用してもよい。
第2処理液の成分として、ポリアクリル酸、酢酸、グリコール酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、グルタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、乳酸、スルホン酸、オルトリン酸、ピロリドンカルボン酸、ピロンカルボン酸、ピロールカルボン酸、フランカルボン酸、ビリジンカルボン酸、クマリン酸、チオフェンカルボン酸、ニコチン酸、若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等の中から選ばれることが好ましい。
また、第2処理液の好ましい例として、多価金属塩あるいはポリアリルアミンを添加した処理液を挙げることができる。これらの化合物は、1種類で使用されてもよく、2種類以上併用されてもよい。
第2処理液は、インクとのpH凝集性能の観点からpHは1〜6であることが好ましく、pHは2〜5であることがより好ましく、pHは3〜5であることが特に好ましい。
第2処理液中におけるインクの顔料およびポリマー微粒子を凝集させる成分の添加量としては、液体の全重量に対し、0.01重量%以上20重量%以下であることが好ましい。0.01重量%以下の場合は第2処理液とインクが接触時に、濃度拡散が十分に進まずpH変化による凝集作用が十分に発生しないことがある。また20重量%以上であると、インクジェットヘッドからの吐出性能の悪化(例えば、吐出異常の発生)が懸念される。
第2処理液は、乾燥によって吐出ヘッド(702)のノズルが詰まるのを防止する目的から、水、その他添加剤溶性有機溶媒を含有することが好ましい。このような水、その他添加剤溶性有機溶媒には、湿潤剤及び浸透剤が含まれる。これらの溶媒は、水、その他添加剤と共に単独若しくは複数を混合して用いることができる。
水、その他添加剤溶性有機溶媒の含有量は第2処理液の全重量に対し、60重量%以下であることが好ましい。60重量%以上よりも多い場合は処理液の粘度が増加し、インクジェットヘッドからの吐出性が悪化することがある。
第2処理液には、定着性および耐擦性を向上させるため、樹脂成分をさらに含有してもよい。樹脂成分は、処理液をインクジェット方式によって打滴する場合ヘッドからの吐出性を損なわないもの、保存安定性があるものであればよく、水溶性樹脂や樹脂エマルジョンなどを自由に用いることができる。
樹脂成分としては、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、ビニル系、スチレン系等が考えられる。定着性向上といった機能を充分に発現させるには、比較的高分子のポリマーを高濃度1重量%〜20重量%に添加することが必要である。しかし、上記材料を液体に溶解させて添加しようとすると高粘度化し、吐出性が低下する。適切な材料を高濃度に添加し、かつ粘度上昇を抑えるには、ラテックスとして添加する手段が有効である。ラテックス材料としては、アクリル酸アルキル共重合体、カルボキシ変性SBR(スチレン−ブタジエンラテックス)、SIR(スチレン−イソプレン)ラテックス、MBR(メタクリル酸メチル−ブタジエンラテックス)、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンラテックス)、等が考えられる。
ラテックスのガラス転移点温度Tgはプロセス上、定着時に影響の強い値で、常温保存時の安定性と加熱後の転写性を両立するために、50℃以上120℃以下であることが好ましい。さらに最低造膜温度MFTはプロセス上、定着時に影響の強い値で、低温で充分な定着を得る為に100℃以下、さらに好ましくは50℃以下である。
第2処理液にインクと逆極性のポリマー微粒子を含有し、インク中の顔料及びポリマー微粒子と凝集させることによってさらに凝集性を高める態様も好ましい。また、第2処理液に、インクに含まれるポリマー微粒子成分に対応した硬化剤を含有し、インクと第2処理液が接触した後に、インク成分中の樹脂エマルジョンが凝集するとともに架橋又は重合するようにして、凝集性を高めてもよい。
第2処理液は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤の例としては、炭化水素系では脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン系界面活性剤が好ましい。
また、アセチレン系ポリオキシエチレンオキシド界面活性剤であるSURFYNOLS(AirProducts&Chemicals社)も好ましく用いられる。また、N,N−ジメチル−N−アルキルアミンオキシドのようなアミンオキシド型の両性界面活性剤等も好ましい。更に、特開昭59−157636号の第(37)〜(38)頁に界面活性剤として挙げられたものや、リサーチ・ディスクロージャーNo.308119(1989年)に界面活性剤として挙げられたものを第2処理液の界面活性剤として使うことができる。
更に、特開2003−322926号、特開2004−325707号、特開2004−309806号の各公報に記載されているようなフッ素(フッ化アルキル系)系、シリコン系の界面活性剤を用いることも可能である。これら表面張力調整剤は消泡剤としても使用することができ、フッ素系、シリコン系化合物やEDTAに代表されるキレート剤等も使用することができる。
第2処理液に上述した界面活性剤を含有すると、第2処理液の表面張力を下げて中間転写体上でのぬれ性を高めるのに効果がある。第2処理液の表面張力は、10〜50mN/mであることが好ましく、インクジェット方式による付与において、液滴の微液滴化および吐出性能の観点からは、第2処理液の表面張力は15〜45mN/mであることがより好ましい。
第2処理液の粘度は、インクジェット方式による付与の観点から1.0〜20.0cPであることが好ましい。なお、第2処理液にpH緩衝剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線、吸収剤、等も添加してもよい。
図18は、図17に示したインクジェット記録装置700のブロック図である。図18中、図16に示した例と同一又は類似の要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図18に示したインクジェット記録装置700では、凝集処理液(第2処理液)を付与する手段としての、凝集液ヘッド702と、これを駆動するヘッドドライバ708を備えている。ヘッドドライバ708は、プリント制御部280から与えられる画像データに基づいて凝集液ヘッド702のアクチュエータ88に印加される駆動信号を生成するとともに、該駆動信号をアクチュエータ88に印加してアクチュエータ88を駆動する駆動回路を含んで構成される。このように、画像データに応じて凝集液を打滴する構成とし、印字部22によってインクが打滴される位置に対して、凝集処理液を選択的に打滴する態様が好ましい態様であるが、スプレーノズルを用いて一様に付与する態様も可能である。
また、上述した各実施形態では、中間転写体として無端状ベルトを用いたが、ドラム状の中間転写体を用いる態様も可能である。この場合はリブで補強したアルミ薄肉管などの表面にフッ素系エラストマーなどをコートして用いるのが、加工性や熱制御性の観点でから望ましい。また、上述した各実施形態では、中間転写体に処理液を塗布して記録媒体に転写する例で説明したが、中間転写体を介さずに記録媒体に処理液を直接塗布する記録方法についても本発明の液体塗布装置を使用できる。
10、700…インクジェット記録装置、12…中間転写体、14…記録媒体、16…処理液塗布部、18…加熱部、20…冷却器、22…印字部、22K,22C,22M,22Y…ヘッド、26…転写部、36…転写ローラ、38…グラビアローラー、38A…塗工部、48…加圧ローラ、81…ノズル、82…圧力室、88…アクチュエータ、100…液体塗布装置、102…駆動プーリ、104…送液ポンプ、105…第1のブラケット支持軸、107…グラビアローラーの回転軸、110…ブレード、113…処理液配管、114…ブレードブラケット、114A…第1のブレードブラケット、114B…第2のブレードブラケット、115…締結具、117…装置本体、116、118…押さえローラ、119…軸支持部、122…第2のブラケット支持軸、124…ブラケット支持軸押さえ、130…ねじりコイルバネ、132…バネ受け部材、150…処理液供給路、150A…第1の処理液供給路、150B…第2の処理液供給路、152…開口部、272…システムコントローラ、294…処理液塗布制御部、702…凝集液ヘッド