JP2010042614A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液の充填動作及び回収動作に伴う処理液の酸化を防止する。
【解決手段】 記録媒体に処理液を塗布する処理液塗布手段と、処理液塗布手段に当接することにより液体保持空間を形成し、処理液を移動させる液体移動手段を利用して処理液が貯蔵される処理液貯蔵部から第１の流路を介して液体保持空間に対して処理液を充填するとともに液体保持空間から第２の流路を介して処理液貯蔵部に処理液を回収する処理液供給手段と、液体保持空間に対する処理液の充填動作及び回収動作の少なくとも一方の動作を制御する制御手段と、処理液塗布手段により処理液が塗布された記録媒体に対してインク液滴を吐出するインク吐出手段と、を備え、第２の流路には、処理液貯蔵部内の処理液に対する空気の排出を防止する気泡混入防止手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置を提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】図４

Description

本発明は画像形成装置に係り、特に、インクジェット記録装置におけるインク打滴前に色材の凝集促進等を目的として記録媒体に処理液を付与する手段として好適な液体塗布技術に関する。

従来より、インクジェット記録装置の高画質化を図るため、インクの打滴に先立って多価金属塩水溶液や酸性水溶液等の処理液を記録媒体に付与し、インクと反応させることで、インクの滲みや混色を防止する技術が知られている。

特許文献１には、処理液を記録媒体に付与する機構として、記録媒体に処理液を塗布する塗布部材としての塗布ローラと、該塗布ローラの周面（ローラ面）に当接することにより形成される液体保持空間に塗布液を保持する液体保持部材と、を備え、塗布ローラを回転させることにより、液体保持空間に保持される塗布液を塗布ローラの周面に供給しつつ、塗布ローラから記録媒体に塗布液を転写する液体塗布装置が開示されている。

この液体塗布装置では、塗布動作が終了してしばらくの間塗布動作が行われないと判断したときは、液体保持空間から塗布液を回収することにより、長時間塗布ローラが塗布液に浸されることを回避し、塗布液による塗布ローラの劣化を抑制している。
特開２００５−２２５０６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液体塗布装置では、液体保持空間内の処理液を貯蔵タンクに回収するための回収流路（第２流路）が、貯蔵タンクの処理液層内（即ち、処理液の液面より下方位置）に開口しているため、液体保持空間に対する処理液の回収動作が行われると、初期段階では貯蔵タンクの処理液層内に処理液が排出されるものの、中盤から終了段階にかけては、供給流路（第１流路）に連通される大気連通口から取り込まれた空気が処理液とともに貯蔵タンクの処理液層内に排出される。このため、貯蔵タンク内の処理液に空気が混入攪拌された状態となり、貯蔵タンク内の処理液が酸化されてしまう問題がある。そして、処理液が酸化してしまうと、処理液との反応によってインクを十分に凝集させることができず、インクの滲みや混色を防止することが困難となる。

また、液体保持空間に対する処理液の充填動作においても同様な問題が発生する。即ち、充填動作では、液体保持空間や各流路に処理液が充填されるまで各部に存在する空気が貯蔵タンクの処理液層内に排出されることになる。このため、充填動作の場合と同様に、貯蔵タンク内の処理液に空気が混入攪拌された状態となり、貯蔵タンク内の処理液が酸化されてしまう問題がある。特に、充填動作では、回収動作以上に処理液の酸化の進行が速く、より顕著な問題として発生する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、処理液の充填動作及び回収動作に伴う処理液の酸化を防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、記録媒体に処理液を塗布する処理液塗布手段と、前記処理液塗布手段に当接することにより液体保持空間を形成し、処理液を移動させる液体移動手段を利用して処理液が貯蔵される処理液貯蔵部から第１の流路を介して前記液体保持空間に対して処理液を充填するとともに前記液体保持空間から第２の流路を介して前記処理液貯蔵部に処理液を回収する処理液供給手段と、前記液体保持空間に対する処理液の充填動作及び回収動作の少なくとも一方の動作を制御する制御手段と、前記処理液塗布手段により処理液が塗布された前記記録媒体に対してインク液滴を吐出するインク吐出手段と、を備え、前記第２の流路には、前記処理液貯蔵部内の処理液に対する空気の排出を防止する気泡混入防止手段が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、液体保持空間から処理液貯蔵部に処理液を回収するための第２の流路に気泡混入防止手段を設けたことにより、液体保持空間に対する処理液の充填動作や回収動作を行う際、処理液貯蔵部内の処理液に気泡が混入攪拌されることがなく、処理液貯蔵部内の処理液の酸化を防止することができる。その結果、処理液との反応によってインクを十分に凝集させることができ、インクの滲みや混色を防止することができ、画像品質の向上を実現させることが可能となる。

「記録媒体」は、処理液の塗布を受ける被塗布媒体を総称したものであり、例えば、インクジェット記録装置における印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体、被吐出媒体、中間転写体などが含まれる。媒体の形態や材質については、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、金属シート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

また、「画像形成装置」は、写真プリントやポスター印刷などのいわゆるグラフィック印刷の用途に限定されず、レジスト印刷装置、電子回路基板の配線描画装置、微細構造物形成装置など、画像として把握できるパターンを形成し得る工業用途の装置も包含する。

本発明において、前記処理液貯蔵部には、大気連通弁を有する大気連通口が設けられ、前記第１の流路には、大気開放可能な三方弁が設けられ、前記第２の流路は、前記処理液貯蔵部内の処理液の液面よりも下方に開口しており、前記気泡混入防止手段は、前記第２の流路から分岐接続された第３の流路であり、該第３の流路は、流路を開閉可能な空気抜き弁を備えるとともに、前記処理液貯蔵部内の処理液の液面よりも上方に開口していることが好ましい。

また、本発明において、前記制御手段は、前記液体保持空間に対して処理液を充填する際、前記空気抜き弁を第１の所定のタイミングで開状態から閉状態に切り替えることが好ましい。特に、前記第１の所定のタイミングは、前記液体保持空間、前記第１の流路、及び前記第２の流路の容量と、前記液体移動手段の能力とに基いて設定されることがより好ましい。この場合、液体保持空間に対して処理液を充填する際、処理液貯蔵部内の処理液への気泡混入による酸化を確実に防止することができる。

また、本発明において、前記制御手段は、前記液体保持空間から処理液を回収する際、前記空気抜き弁を第２の所定のタイミングで閉状態から開状態に切り替えることが好ましい。特に、前記第２の所定タイミングは、前記液体保持空間、前記第１の流路の前記三方弁より液体保持空間側の流路、及び前記第２の流路の容量と、前記液体移動手段の能力とに基いて設定されることがより好ましい。この場合、液体保持空間から処理液を回収する際、処理液貯蔵部内の処理液への気泡混入による酸化を確実に防止することができる。

本発明によれば、液体保持空間から処理液貯蔵部に処理液を回収するための第２の流路に気泡混入防止手段を設けたことにより、液体保持空間に対する処理液の充填動作や回収動作を行う際、処理液貯蔵部内の処理液に気泡が混入攪拌されることがなく、処理液貯蔵部内の処理液の酸化を防止することができる。その結果、処理液との反応によってインクを十分に凝集させることができ、インクの滲みや混色を防止することができ、画像品質の向上を実現させることが可能となる。

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。

〔インクジェット記録装置〕
まず、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるインクジェット記録装置について説明する。

図１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の概略を示した構成図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１０は、記録媒体１２を供給する給紙部１４と、給紙部１４から送り出された記録媒体１２に処理液を塗布する処理液塗布部１６と、処理液塗布後の記録媒体１２にインクを打滴するインク打滴部１８と、インク打滴部１８によって画像形成された記録媒体１２が排出される排出トレイ２０と、を備えて構成される。

給紙部１４には、所定サイズの枚葉紙による複数枚の記録媒体１２が装填される給紙カセットを用いる方式が採用されている。複数種類のサイズの用紙を供給できるように、複数の給紙カセットを設けてもよい。また、枚葉紙に代えて、ロール紙（連続紙）を用い、カッターによって適宜のサイズに切断する態様も可能である。

処理液塗布部１６は、記録媒体１２に対して処理液を塗布する処理液塗布手段と、この処理液塗布手段に処理液を供給する処理液供給手段と、を備えて構成される。

処理液塗布手段は、塗布部材としての円筒状の塗布ローラ５０、塗布ローラ５０に対向して配置された円筒状のカウンターローラ（媒体支持部材）５２、及び塗布ローラ５０を駆動するローラ駆動機構（不図示）などを有して構成される。塗布ローラ５０及びカウンターローラ５２は、それぞれ、それらの両端が不図示のフレームに対して回動自在に取り付けられた、互いに平行な軸によって回動自在に支持されている。

処理液供給手段は、塗布ローラ５０の周面との間で処理液を保持する液体保持部材５４、及びこの液体保持部材５４に処理液を供給する液体供給装置（不図示）などを有して構成される。液体保持部材５４は、塗布ローラ５０の長手方向にわたって延在するものであり、塗布ローラ５０の周面に対して離間可能とする機構を介して上記のフレームに移動可能に取り付けられている。

インク打滴部１８は、処理液塗布部１６よりも媒体搬送方向の下流側に設けられている。本例のインク打滴部１８は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応したインクジェット方式の記録ヘッドによって構成されている。図には示されていないが、各色の記録ヘッドには、それぞれ図示せぬインクタンクから対応する色のインクが供給される。

インク打滴部１８の各色の記録ヘッドは、それぞれ記録媒体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が複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。

各色の記録ヘッドは記録媒体１２の搬送方向と直交する方向（図１の紙面に垂直な方向）に延在するように固定設置され、プラテン３０上の記録媒体１２に向けてそれぞれ対応する色インクの液滴を吐出する。

このように、記録媒体１２の画像形成領域の全幅をカバーするノズル列を有するフルラインヘッドがインク色毎に設けられる構成によれば、記録媒体１２の搬送方向（副走査方向）について、記録媒体１２と記録ヘッド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）、記録媒体１２の画像形成領域に画像を記録することができる。

フルライン型のヘッドに代えて、記録媒体１２の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシリアル（シャトル）型ヘッドを採用する態様も可能であるが、フルライン型（ページワイド）ヘッドによるシングルパス方式の画像形成は、シリアル（シャトル）型ヘッドによるマルチパス方式を適用す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。

また、本例では、ＣＭＹＫの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記録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。

本例のインクジェット記録装置１０で使用するインクとしては、液体の溶媒に色材が分子の状態（イオンの状態でもよい）で溶解している染料インク、液体の溶媒に色材が微小な塊の状態で分散している顔料インクなどが挙げられる。

一方、処理液は、インクと混合した場合に色材の凝集体を生成する液体である。具体的には、インクと反応してインク中の色材を析出あるいは不溶化させる処理液、インク中の色材を含む半固体状の物質（ゲル）を生成する処理液等が挙げられる。

インクと処理液との反応を引き起こす手段は、インク中のアニオン性の色材と処理液中のカチオン性の化合物を反応させる方法、互いにｐＨの異なるインクと処理液を混合させることでインクのｐＨを変化させてインク中の顔料の分散破壊を起こし顔料を凝集させる方法、処理液中の多価金属塩との反応によりインク中の顔料の分散破壊を起こし顔料を凝集させる方法などがある。

例えば、本実施形態のインク打滴部１８から打滴されるインクに含有される色材を凝集させる作用を有する処理液の例は、凝集処理剤として多価金属塩、ポリアリルアミン、ポリアリルアミン誘導体、酸性液体、カチオン性界面活性剤などを含んでなるものである。このような処理液によって記録媒体１２上の色材の凝集を促進することにより、記録濃度の向上と、ブリーディングの軽減または防止が可能となる。

処理液（処理液Ａ、処理液Ｂ）の組成例を以下に示す。

［処理液Ａ］
マロン酸 ：１５％
ジエチレングリコールモノメチルエーテル（和光純薬製） ：２０％
イオン交換水 ：６５％
［処理液Ｂ］
硝酸カルシウム ：１５％
ジエチレングリコールモノメチルエーテル（和光純薬製） ：２０％
イオン交換水 ：６５％
かかる構成により、給紙部１４に載置された記録媒体１２は、給紙ローラ２２によって１枚ずつ繰り出され、搬送路２４に送られる。そして、給紙部１４から搬送路２４に送られた記録媒体１２は、両ローラ５０、５２間に送られると、ローラ駆動機構によって塗布ローラ５０は図１において時計回り方向に回転し、記録媒体１２を搬送しながら、記録媒体１２の記録面に処理液が塗布される。

処理液が塗布された記録媒体１２は、搬送ローラ対２６、２７によりプラテン３０上を搬送され、インク打滴部１８に対向する位置へと移動し、記録ヘッドのノズルから記録媒体１２の記録面に対してインク液滴が吐出される。

こうして画像が形成された記録媒体１２は、排出ローラ対２８、２９によって、排出トレイ２０に排出される。

なお、記録媒体１２の搬送路２４には記録媒体１２の先端を検出する媒体先端検出センサ３２、３４が配置されている。第１の媒体先端検出センサ３２は、塗布ローラ５０の給紙側入口の近傍に配置されている。第２の媒体先端検出センサ３４は、インク打滴部１８の給紙側入口の近傍に配置されている。

これらセンサ（３２、３４）によって記録媒体１２の位置を検出して、処理液の塗布タイミングやインクの打滴タイミングが制御される。

次に、処理液塗布部１６の構成について詳しく説明する。

図２は、処理液塗布部１６の構成を示した断面図である。図３は、液体保持部材５４の構成を示した平面図である。

カウンターローラ５２は、不図示の付勢手段により塗布ローラ５０の周面に向けて付勢されており、塗布ローラ５０を図２において時計回り方向に回転させることにより、両ローラの間に処理液を塗布すべき記録媒体１２を挟持しつつ、記録媒体１２を図中の矢印方向に搬送する。

また、液体供給手段を構成する液体保持部材５４の背面側には、バネ部材４０が設けられており、液体保持部材５４は、バネ部材４０の付勢力によって塗布ローラ５０の周面に向けて付勢されている。液体保持部材５４は、空間形成基材５５と、該空間形成基材５５の一方の面に突設された環状の当接部材５６とから構成されている。これにより、液体保持部材５４の当接部材５６が塗布ローラ５０の周面に押し付けられて当接（密着）した状態において、当接部材５６、空間形成基材５５の一面、及び塗布ローラ５０の周面によって閉塞（密閉）された液体保持空間Ｓが形成される。

液体保持部材５４には、当接部材５６に囲まれた領域内に、空間形成基材５５を貫通して形成される液体供給口５８及び液体回収口５９が設けられている。印刷が実行されている間（即ち、塗布動作中）は、後述する液体供給装置から液体供給口５８を介して処理液が供給され、当該処理液が液体保持空間Ｓに保持されるとともに、液体保持空間Ｓ内を処理液は流動し、液体回収口５９を介して液体供給装置に処理液が回収される。

図４は、液体保持部材５４に接続される液体供給装置の構成例を示した概略図である。同図に示すように、液体供給装置１００は、処理液を貯蔵する貯蔵タンク１１０と、貯蔵タンク１１０から液体保持部材５４の液体供給口５８に処理液を供給するための供給流路１２０と、液体保持部材５４の液体回収口５９から貯蔵タンク１１０に処理液を回収するための回収流路１３０と、を備えて構成される。

貯蔵タンク１１０には、大気連通口１１２が設けられている。さらに、この大気連通口１１２には、大気との連通及び遮断を切り替える大気連通弁１１４が設けられている。

供給流路１２０の一端は液体保持部材５４の液体供給口５８に連結され、他端は貯蔵タンク１１０の液体層内（処理液の液面Ｌより下方位置）に繋がっている。

供給流路１２０には、三方弁１２２が設けられている。この三方弁１２２は、互いに連通する３つのポートを有し、このポートのうち２つのポートを、供給流路１２０における貯蔵タンク側流路１２０ａと、液体保持部材側流路１２０ｂと、大気連通口１２４の中のいずれか２つに選択的に連通させ得るものとなっている。そして、この三方弁１２２の切り替えにより、貯蔵タンク側流路１２０ａと液体保持部材側流路１２０ｂとを連通させる連結状態（以下、「連通状態」という。）と、液体保持部材側流路１２０ｂと大気連通口１２４とを連通させる連結状態（以下、「大気開放状態」という。）とが選択的に切り替えられ、これにより、液体保持部材５４と塗布ローラ５０とによって形成される液体保持空間Ｓに対し、貯蔵タンク１１０内の処理液、或いは大気連通口１２４から取り込まれる空気を液体保持空間Ｓに供給することが可能となる。

回収流路１３０には、ポンプ１３２が設けられている。このポンプ１３２は、図４の矢印方向に液体又は空気を強制的に流動させる流れを発生させる。

回収流路１３０の一端は液体保持部材５４の液体回収口５９に連結され、他端は貯蔵タンク１１０の液体層（処理液の液面Ｌより下方位置）に繋がっている。即ち、回収流路１３０の開口位置は、貯蔵タンク１１０内の処理液の液面Ｌよりも下方に配置されている。

また、回収流路１３０には、貯蔵タンク１１０の内部において、空気抜き弁１３４を有する気体排出用流路１３６（本発明の「気泡混入防止手段」に相当）が分岐接続されている。この気体排出用流路１３６は、貯蔵タンク１１０内の気体層（処理液の液面Ｌよりも上方位置）で開口するように構成されている。即ち、気体排出用流路１３６の開口位置は、貯蔵タンク１１０内の処理液の液面Ｌよりも上方に配置されている。なお、本例では、気体排出用流路１３６が回収流路１３０に分岐接続される位置は、貯蔵タンク１１０の内部となっているが、これに限らず、貯蔵タンク１１０の外部であってもよいのはもちろんである。

この気体排出用流路１３６には、貯蔵タンク１１０の気体層との連通、遮断を切り替える空気抜き弁１３４が設けられており、後述するように、処理液の充填動作及び回収動作において、空気抜き弁１３４を開閉動作させることにより、液体保持空間Ｓなどから貯蔵タンク１１０に送られた空気を処理液内に排出することなく、貯蔵タンク１１０内の気体層（空気溜り）に排出することができ、貯蔵タンク１１０内の処理液の酸化を防止することができる。

図５は、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。

図５において、制御部６０（「駆動制御手段」に相当）は、インクジェット記録装置１０の全体を統括して制御する制御手段である。制御部６０は、所定のプログラムに従い各種の処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６１と、前記プログラムや各種データなどを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）６２と、各種の処理に用いられるデータなどを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access memory）６３を含んで構成されている。

入力操作部６４は、所定の指令あるいはデータの入力などに用いるキーボード、マウス（あるいは各種スイッチなど）を含んで構成されている。表示部６６は、入力操作部６４とともにユーザインターフェースを構成するものであり、制御部６０と連携して各種の表示を行う。表示部６６は、例えば、液晶表示装置によって構成される。

インクジェット記録装置１０は、記録媒体１２（図１参照）の幅サイズ（媒体搬送方向に直交する幅方向のサイズ）を検出するためのセンサ（媒体サイズ検出用センサ）、記録媒体１２の位置を検出するセンサ（媒体位置検出用センサ）、その他、各部の動作状態を検出するセンサなどを含む検出部６８を備える。検出部６８からの信号は制御部６０に送られ、ローラ駆動その他の動作制御に利用される。なお、検出部６８は、図１に示した媒体先端検出センサ３２、３４を含むものである。

また、インクジェット記録装置１０は、塗布ローラ５０（図１参照）を駆動するローラ駆動モータ７０、ポンプ１３２（図５参照）、大気連通弁１１４、三方弁１２２、空気抜き弁１３４、並びにこれら各要素に対応する駆動回路８０、８２、８４、８６、８８を備えており、制御部６０はプログラムにしたがって各駆動回路８０〜８８に制御信号を送り、各要素の動作を制御する。

図６は、インクジェット記録装置１０の動作シーケンスを示したフローチャートである。当該動作は、図５で説明した制御部６０の制御によってプログラムに従い実行される。なお、本シーケンスの開始時における初期状態では、液体保持空間Ｓ及び各流路１２０、１３０には処理液が充填されていないものとする。

まず、液体塗布装置に電源が投入されると、液体保持空間Ｓに処理液を充填する充填動作（供給動作）を実行する（ステップＳ１０）。

ここで、図７を参照しながら、充填動作について詳しく説明する。図７は、充填動作の詳細を示したフローチャートである。この充填動作では、まず、貯蔵タンク１１０の大気連通弁１１４を開放するとともに、三方弁１２２を切り替えて供給流路１２０を連通状態（貯蔵タンク側流路１２０ａと液体保持部材側流路１２０ｂとを連通させた状態）にして、さらに、空気抜き弁１３４を開いた状態にする（ステップＳ４０）。続いて、ポンプ１３２の駆動を開始（ＯＮ）する（ステップＳ４２）。これにより、液体保持空間Ｓ及び各流路１２０、１３０に存在する空気は貯蔵タンク１１０へと送られるとともに、各部に処理液が充填される。

このとき、気体排出用流路１３６の空気抜き弁１３４は開かれた状態となっているので、貯蔵タンク１１０に送られた空気は、回収流路１３０から処理液層内に排出されることなく、気体排出用流路１３６を通って貯蔵タンク１１０内の気体層（処理液の液面Ｌよりも上方空間）に排出される。

次に、充填動作の終了タイミングの判断を行う（ステップＳ４４）。充填動作の終了タイミングとなるまでステップＳ４４の判断はＮｏ判定となり、ポンプ１３２の駆動を継続する。そして、充填動作の終了タイミングになった時点でステップＳ４４の判断はＹｅｓ判定となり、空気抜き弁１３４を閉じて（ステップＳ４６）、ポンプ１３２の駆動を停止（ＯＦＦ）する（ステップＳ４８）。

こうして、液体保持空間Ｓ及び各流路１２０、１３０に処理液が充填され、液体保持空間Ｓと接する塗布ローラ５０に対して処理液を供給できる状態になる。

図７に示すステップＳ４４では、充填動作の終了タイミングとして、液体保持空間Ｓ及び各流路１２０、１３０に存在していた空気が全て排出されたタイミングを採用している。例えば、ポンプ１３２の駆動時間をカウントするタイマー手段を設けて、当該タイマー手段を用いた時間管理によって、充填動作の終了タイミングを判断する態様が好ましい。

液体保持空間Ｓ及び各流路１２０、１３０の容積とポンプ１３２の能力から各部の空気が全て排出されるまでの時間を計算或いは実験的に求めておき、その時間が終了するタイミングを上述した充填動作の終了タイミングとするとよい。

上記態様の場合、空気が完全に排出されると処理液が気体排出用流路１３６の開口部１３６ａから一瞬こぼれる場合がある。このため、空気抜き弁１３４の汚れを防止する観点から、図４に示すように、気体排出用流路１３６の開口部１３６ａは、空気抜き弁１３４の上方位置から外れた位置に配置されることが好ましい。換言すれば、気体排出用流路１３６の開口部１３６ａは、空気抜き弁１３４に対して鉛直上方であり、且つ、これらは鉛直方向に重ならないように配置される態様が好ましい。

また、液体保持空間Ｓ及び各流路１２０、１３０に存在していた空気が全て排出されるタイミングより少し早いタイミングで空気抜き弁１３４を閉じるようにしてもよい。この場合、回収流路１３０の開口部１３０ａから貯蔵タンク１１０の処理液層内に空気が排出されるが、短時間であれば処理液の酸化の程度は問題とならない。

仮に、空気抜き弁１３４及び気体排出用流路１３６（即ち、気泡混入防止手段）を設けずに、回収流路１３０の開口部１３０ａを貯蔵タンク１１０内の処理液の液面Ｌよりも上方に配置した場合、処理液の内部で空気（気泡）が噴出する現象は発生しないが、回収流路１３０から排出された処理液が処理液の液面Ｌに滴下する際に空気を巻き込んでしまい、処理液が酸化する問題を解消することは難しい。

このようにして充填動作が行われた後、塗布開始指令の有無を判断する（図６のステップＳ１２）。塗布開始指令の信号は、記録媒体１２の搬送に連動して発せられる。記録媒体１２が塗布ローラ５０とカウンターローラ５２のニップ部に到達するタイミングで処理液の塗布が開始されるように、所定の時間差で塗布開始指令信号が発せられる。

塗布開始指令が入力され、ステップＳ１２においてＹｅｓ判定となると、ポンプ１３２を作動させるとともに（ステップＳ１４）、塗布ローラ５０を図１の時計回り方向に回転させるローラ駆動を開始する（ステップＳ１６）。

これにより、液体保持空間Ｓに保持された処理液は、塗布ローラ５０に対する液体保持部材５４の当接部材５６の押圧力に抗して、塗布ローラ５０の外周面に処理液が層状態となって付着する。塗布ローラ５０の外周面に付着した処理液は、塗布ローラ５０の回転に伴ってカウンターローラ５２との当接部に送られる。

次いで、媒体搬送機構によって塗布ローラ５０とカウンターローラ５２との間に記録媒体１２が搬送され、これらのローラ５０、５２間に記録媒体１２が挿入されるとともに、塗布ローラ５０とカウンターローラ５２の回転に伴い排紙部へ向けて搬送される。この搬送の間に、塗布ローラ５０の外周面に塗布された処理液が記録媒体１２に転写される（ステップＳ１８）。

このステップＳ１８における塗布工程の様子を図８に示す。なお、同図における処理液層の厚みは実際の比率よりも過大に強調して描かれている。図８に示すように、塗布ローラ５０とカウンターローラ５２に挟まれた記録媒体１２は、塗布ローラ５０の回転力によって、図８の矢印方向に搬送されるとともに、塗布ローラ５０の外周面に供給された処理液が記録媒体１２に塗布される。こうして、塗布ローラ５０とカウンターローラ５２の間を通過した記録媒体１２の記録面には一定量の処理液が付与される。

塗布ローラ５０から記録媒体１２への処理液の転写性を高めるために、塗布ローラ５０の表面自由エネルギーを記録媒体１２の表面自由エネルギーよりも小さいものとすることが望ましい。即ち、次式（１）で示す不等式の関係となるような材料が塗布ローラ５０の表面部材として適用される。

塗布ローラ１１の表面自由エネルギー＜記録媒体の表面自由エネルギー・・・（１）
上述した記録媒体１２への塗布動作が実行されると、制御部６０は塗布動作の終了タイミングの判断を行う（図６のステップＳ２０）。記録媒体１２の全面に塗布を行う場合、記録媒体１２が通過し終えるまで、ステップＳ２０の判断はＮｏ判定となり、ステップＳ１８に戻る。

記録媒体１２の後端が通過するタイミングが検知される、或いは指定枚数のジョブの終了が検知されるなど、必要な塗布範囲の塗布動作が終了したと判断した場合（ステップＳ２０においてＹｅｓ判定時）、塗布ローラ５０を停止させ（ステップＳ２２）、ポンプ１３２を停止させ（ステップＳ２４）、ステップＳ１２に戻る。

なお、カウンターローラ５２の表面はフッ素コーティングなど撥液性が高いものであり、塗布ローラ５０とカウンターローラ５２の接触によって、カウンターローラ５２の表面に処理液が付着しにくい構成となっている。両ローラの表面部材における自由表面エネルギーの関係を適切に設計することにより、カウンターローラ５２への処理液の付着を防止できる。また、塗布ローラ５０及びカウンターローラ５２の少なくとも一方に両者の相対距離を可変する移動機構を設け、ステップＳ２０において塗布動作が終了したと判断した場合には、両者を離間させた状態にすることにより、カウンターローラ５２面への処理液の付着を防止する態様が好ましい。

ステップＳ１２において、塗布開始指令が新たに入力されていれば、上述したステップＳ１４〜ステップＳ２４の処理を繰り返す。その一方、ステップＳ１２において、塗布開始指令が入力されていなければ、ステップＳ３０に進み、塗布の終了指令の有無を判定する（ステップＳ３０）。終了指令は、タイマーなどの時間管理によって規定の待機時間を経過したら自動的に終了指令が発せられる態様、指定した媒体枚数の塗布が終了することによって発せられる態様、入力操作部６４からの操作による態様、装置の電源ＯＦＦ操作など様々な態様があり得る。

終了指令が入力されなければ、ステップＳ１２に戻る。ステップＳ３０において終了指令が入力されると、液体保持空間Ｓ内の処理液を回収する回収動作を実行する（ステップＳ３２）。

ここで、図９を参照しながら、回収動作について詳しく説明する。図９は、回収動作の詳細を示したフローチャートである。この回収動作では、まず、貯蔵タンク１１０の大気連通弁１１４を開放するとともに、三方弁１２２を切り替えて供給流路１２０を大気開放状態（液体保持部材側流路１２０ｂと大気連通口１２４を連通させた状態）にし、さらに、空気抜き弁１３４を閉じた状態にする（ステップＳ５０）。続いて、ポンプ１３２の駆動を開始（ＯＮ）する（ステップＳ５２）。これにより、液体保持空間Ｓ内の処理液は貯蔵タンク１１０へと送られるとともに、大気連通口１２４から取り込まれた空気が各部に充満される。

このとき、気体排出用流路１３６の空気抜き弁１３４は閉じられた状態となっているので、貯蔵タンク１１０に送られた処理液は、回収流路１３０から処理液層内に排出される。

次に、回収動作の終了タイミングの判断を行う（ステップＳ５４）。回収動作の終了タイミングとなるまでステップＳ５４の判断はＮｏ判定となり、ポンプ１３２の駆動を継続する。そして、回収動作の終了タイミングになった時点でステップＳ４４の判断はＹｅｓ判定となり、空気抜き弁１３４を開いて（ステップＳ５６）、ポンプ１３２の駆動を停止（ＯＦＦ）する（ステップＳ５８）。

ここでは、回収動作の終了タイミングとして、液体保持空間Ｓを含む供給流路１２０の液体保持部材側流路１２０ｂから回収流路１３０に至る経路（以下、「液体経路Ａ」という。）に存在する処理液が全て回収される少し前のタイミングを採用している。

回収動作の終了直前の段階においては、大気連通口１２４から取り込まれた空気が処理液とともに貯蔵タンク１１０へ送られるため、液体経路Ａに存在する処理液が全て回収される少し前のタイミングで空気抜き弁１３４を開くことにより、気体排出用流路１３６の開口部１３６ａから空気を貯蔵タンク１１０の気体層に排出しつつ、回収流路１３０の開口部１３０ａから処理液を貯蔵タンク１１０の液体層に排出することが可能となる。

こうして、液体経路Ａ内の処理液は貯蔵タンク１１０に回収され、液体経路Ａには空気が充満された状態となる。

本実施形態において、ポンプ１３２の駆動時間をカウントするタイマー手段を設けて、当該タイマー手段を用いた時間管理によって、回収動作の終了タイミングを判断する態様が好ましい。例えば、空気抜き弁１３４が閉じられた状態において回収流路１３０の開口部１３０ａから空気が排出され始めるタイミングを，液体経路Ａの容積とポンプ１３２の能力から計算するか、或いは、実験的に求めておき、そのタイミングで空気抜き弁１３４を開くようにするとよい。本態様によれば、貯蔵タンク１１０の液体層に空気が排出されることなく、液体経路Ａに存在する処理液を完全に回収することができる。

また、他の態様として、液体経路Ａに存在していた処理液が全て回収された少し後の段階で空気抜き弁１３４を開くようにしてもよい。この場合、貯蔵タンク１１０の処理液層内に空気が一時的に排出されるが、短時間であればその影響は小さく、処理液の酸化の程度は問題にならない。

回収動作後は、大気連通弁１１４を閉じるともに、三方弁１２２を切り替えて液体保持部材側流路１２０ｂと大気連通口１２４を連通させた状態にして、貯蔵タンク１１０を大気から遮断し、蒸発や外部流出を防止する。

以上説明したように、本実施形態によれば、液体保持空間Ｓ内の処理液を貯蔵タンク１１０に回収するための回収流路１３０に気体排出用流路１３６を分岐接続するとともに、気体排出用流路１３６の開口部１３６ａを処理液の液面Ｌよりも上方に配置し、更に、気体排出用流路１３６には空気抜き弁１３４が設けられているので、液体保持空間Ｓに対する処理液の充填動作及び回収動作において、貯蔵タンク１１０の処理液層に気泡が攪拌混入されることがなく、貯蔵タンク１１０の気体層に排出されるので、貯蔵タンク１１０内の処理液の酸化を防止することができる。その結果、処理液との反応によってインクを十分に凝集させることができ、インクの滲みや混色を防止することができ、画像品質の向上を実現させることが可能となる。

＜他の構成例＞
図１０は、液体保持部材５４に接続される液体供給装置の他の構成例を示した概略図である。図１０中、図４と共通する部分については同一番号を付して、その説明を省略する。

図１０に示す液体供給装置２００には、回収流路１３０に三方弁２０２が設けられている。この三方弁２０２は、供給流路１２０に設けられる三方弁１２２と同様の構成を備えている。即ち、互いに連通する３つのポートを有し、このポートのうち２つのポートを、回収流路１３０における液体保持部材側流路１３０ｂと、貯蔵タンク側流路１３０ｃと、気体排出用流路１３６の中のいずれか２つに選択的に連通させ得るものとなっている。なお、この気体排出用流路１３６は、図４に示した空気抜き弁１３４を備えていない。そして、この三方弁２０２の切り替えにより、液体保持部材側流路１３０ｂと貯蔵タンク側流路１３０ｃとを連通させる連結状態と、液体保持部材側流路１３０ｂと気体排出用流路１３６を連通させる連結状態とが選択的に切り替えられる。なお、三方弁２０２の切り替えは、図５に示した制御部６０によって制御される。

この三方弁２０２は、図４に示した空気抜き弁１３４と同様なタイミングで制御すればよい。例えば、図７に示した充填動作では、ステップＳ４０において、空気抜き弁１３４を開く代わりに、三方弁２０２を切り替えて液体保持部材側流路１３０ｂと気体排出用流路１３６を連通させた状態にする。そして、ステップＳ４６において、空気抜き弁１３４を閉じる代わりに、三方弁２０２を切り替えて液体保持部材側流路１３０ｂと貯蔵タンク側流路１３０ｃとを連通させた状態にすればよい。図９に示した回収動作においても同様である。

このように回収流路１３０に設けた三方弁２０２の切り替えを制御する態様においても、図１〜図９を用いて説明した態様と同様に、貯蔵タンク１１０内の処理液の酸化を防止することが可能である。

上述の実施形態では、印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを得る装置にも広く適用できる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略を示した構成図 処理液塗布部の構成を示した断面図 液体保持部材の構成を示した平面図 液体保持部材に接続される液体供給装置の構成例を示した概略図 液体塗布装置の制御系の構成を示すブロック図 液体塗布装置の動作シーケンスを示すフローチャート 充填動作の詳細を示すフローチャート 処理液の塗布工程の様子を示す説明図 回収動作の詳細を示すフローチャート 液体保持部材に接続される液体供給装置の他の構成例を示した概略図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…記録媒体、１６…処理液塗布部、１８…インク打滴部、５０…塗布ローラ、５２…カウンターローラ、５４…液体保持部材、５５…空間形成基材、５６…当接部材、５８…液体供給口、５９…液体回収口、６０…制御部、１００…液体供給装置、１１０…貯蔵タンク、１１２…大気連通口、１１４…大気連通弁、１２０…供給流路、１２２…三方弁、１２４…大気連通口、１３０…回収流路、１３２…ポンプ、１３４…空気抜き弁、１３６…空気排出用流路、Ｓ…液体保持空間

Claims (6)

1. 記録媒体に処理液を塗布する処理液塗布手段と、
   前記処理液塗布手段に当接することにより液体保持空間を形成し、処理液を移動させる液体移動手段を利用して処理液が貯蔵される処理液貯蔵部から第１の流路を介して前記液体保持空間に対して処理液を充填するとともに前記液体保持空間から第２の流路を介して前記処理液貯蔵部に処理液を回収する処理液供給手段と、
   前記液体保持空間に対する処理液の充填動作及び回収動作の少なくとも一方の動作を制御する制御手段と、
   前記処理液塗布手段により処理液が塗布された前記記録媒体に対してインク液滴を吐出するインク吐出手段と、を備え、
   前記第２の流路には、前記処理液貯蔵部内の処理液に対する空気の排出を防止する気泡混入防止手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記処理液貯蔵部には、大気連通弁を有する大気連通口が設けられ、
   前記第１の流路には、大気開放可能な三方弁が設けられ、
   前記第２の流路は、前記処理液貯蔵部内の処理液の液面よりも下方に開口しており、
   前記気泡混入防止手段は、前記第２の流路から分岐接続された第３の流路であり、該第３の流路は、流路を開閉可能な空気抜き弁を備えるとともに、前記処理液貯蔵部内の処理液の液面よりも上方に開口していることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記液体保持空間に対して処理液を充填する際、前記空気抜き弁を第１の所定のタイミングで開状態から閉状態に切り替えることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、
   前記第１の所定のタイミングは、前記液体保持空間、前記第１の流路、及び前記第２の流路の容量と、前記液体移動手段の能力とに基いて設定されることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記制御手段は、前記液体保持空間から処理液を回収する際、前記空気抜き弁を第２の所定のタイミングで閉状態から開状態に切り替えることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、
   前記第２の所定タイミングは、前記液体保持空間、前記第１の流路の前記三方弁より液体保持空間側の流路、及び前記第２の流路の容量と、前記液体移動手段の能力とに基いて設定されることを特徴とする画像形成装置。

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