JP2017124561A - 画像形成装置、画像形成方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像劣化を抑制する。【解決手段】液滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する画像形成装置であって、少なくとも画像が形成された記録媒体の画像の上に後処理液を吐出する後処理手段と、記録媒体の画像が形成される領域と重なる領域を特定する特定手段と、を備え、後処理手段は、特定手段によって特定された領域に後処理液を吐出する。【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法、及びプログラムに関する。

画像形成装置として知られるインクジェット印刷機は、インクヘッドから記録媒体に微小な液滴にしたインクを吐出して記録を行う。
近年では家庭用やオフィス用だけでなく、商用の印刷機においてもコスト面に優れるインクジェット方式が採用されている。また、商用インクジェット印刷機においてはより生産性に優れるラインヘッド方式が採用されることが多い。

一方で、商用印刷機で使用されるオフセットコート紙では、擦過（さっか）により非記録部にインクが広がる画像劣化現象が起こることが知られている。
オフセットコート紙はインクジェット専用普通紙やインクジェット専用コート紙とは異なり、インクの浸透が遅く、生乾きの状態でインクジェット記録装置や後工程で使われる装置と擦れるため、画像劣化現象が起こりやすい。

この画質劣化現象の回避には被記録部上のインクの乾燥度合を向上させる必要がある。
しかし、また、商用印刷機では高画質性・高生産性が要求され、記録媒体上に塗布するインク量を多くし、高速に印刷することが要求される。そのため、被記録部上のインクの乾燥度合はさらに低下するので、上記画像劣化現象の程度は悪化する。

この画像劣化現象を防ぐために、画像を形成した後に耐擦過性に優れた後処理液を吐出し乾燥させることで、記録媒体上に塗布されたインクと擦過が生じる部分が直接接触しないようにするという手法がある。また後処理液を画像上のみに吐出することで、コストの低減になることが既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１には、擦過による画像劣化現象を防止する目的で、前処理液塗布工程と、インク吐出工程と、後処理液吐出工程と、乾燥工程とを含む画像形成プロセス技術が開示されている。

しかし、後処理液を吐出するのみだと後処理液が用紙等によって擦れてしまい、後処理液が摩耗してしまう。その結果、画像劣化が進んでしまうという課題がある。

そこで、本発明の目的は、画像劣化を抑制することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、液滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する画像形成装置であって、少なくとも前記画像が形成された記録媒体の前記画像の上に後処理液を吐出する後処理手段と、前記記録媒体の画像が形成される領域と重なる領域を特定する特定手段と、を備え、前記後処理手段は、前記特定手段によって特定された領域に前記後処理液を吐出するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、画像劣化を抑制することができる。

（ａ）〜（ｃ）は、後処理液の吐出による、画像劣化現象の低減について説明する図である。 画像形成装置100の機械的構成についての説明図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の画像形成手段40の全体の構成の一例を示す概略平面図であり、（ｂ）は、画像形成手段40の要部（ブラック（K）の吐出ヘッド40K）の一例を示す概略平面図である。 画像形成装置100のハードウェア構成を示すハードウェアブロック図の一例である。 画像形成装置100の機能ブロック図の一例である。 本発明に係る画像形成装置のフローチャートについての説明図である。

＜概要＞
本発明の実施の形態を説明する。本発明は、後処理液の吐出に際して、以下の特徴を有する。
要するに、液滴としてのインクが吐出された画像上だけでなく、画像と重なり擦過が生じるインク未吐出の箇所にも後処理液を吐出することが特徴になっている。
上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。

＜実施形態＞
図１（ａ）〜（ｃ）は、後処理液の吐出による、画像劣化現象の低減について説明する図である。
インクジェット印刷機では擦過による画像劣化現象を防ぐ手法として、印字後に後処理液を吐出する方法がある。
図１（ａ）に示す印字面１が形成された記録媒体２に対し、図１（ｂ）に示すように印字面１の上から後処理液３を吐出し、図１（ｃ）に示すように乾燥させた状態で擦過物４を当てると、後処理液３が支えとなり、印字面１と擦過物４のと間に隙間が生じる。そのため、擦過による画像劣化現象を低減することが可能である。

次に、後処理液の吐出方法ごとの特徴について説明する。
表１は、後処理液吐出方法ごとの特徴について説明するための表である。

表１において、(1)では後処理液３は、最初の記録媒体2aの画像を含む印字面１上にのみ吐出されており、これは特許文献１に記載の発明で使用されている。この(1)に示す吐出方法では、使用する後処理液３の量は極めて少なく、低コストで印刷が可能である。しかし、擦過物である次の記録媒体2bの画像を擦る面には後処理液は吐出されていないため、耐擦過性には優れていない。

この点を踏まえ、本発明では(2)、(3)の吐出方法を含む。
表１において、(2)では後処理液３は最初の記録媒体2aだけでなく、次の記録媒体2bの非印字部（裏面）にも吐出されている。後処理液３は、最初の記録媒体2aの表面だけでなく、次の記録媒体2bにおける最初の記録媒体2aの画像である印字面１を擦る面にも後処理液３が吐出されているため耐擦過性に優れる。

表１において、(3)では後処理液３を最初の記録媒体2aの画像である印字面１の上と、次の記録媒体2bにおける、最初の記録媒体2aの画像である印字面１と擦れる非印字面（裏面）とに吐出するものである。次の記録媒体2bの印字面１及び次の次の記録媒体にも同様の処理が行われる。(3)の吐出方法によれば、耐擦過性を十分に維持しながら、コストを最小限に抑えることが可能となる。

[機械的構成]
図２は、画像形成装置100の機械的構成についての説明図である。
図２に示すように、本発明の実施形態に係る画像形成装置100は、ロール紙Mdを搬入する搬入手段10と、搬入されたロール紙Mdを前処理する前処理手段20と、前処理されたロール紙Mdを乾燥させる乾燥手段30とを有する。

画像形成装置100は、ロール紙Mdの表面に画像を形成する画像形成手段40と、画像が形成されたロール紙Mdを後処理する後処理手段50と、後処理されたロール紙Mdを搬出する搬出手段60とを有する。更に、画像形成装置100は、画像形成装置100の動作を制御する制御手段70（不図示）を有する。

本実施形態に係る画像形成装置100は、搬入手段10によってロール紙Mdを搬入し、前処理手段20及び乾燥手段30によってロール紙Mdの表面を前処理及び乾燥する。また、画像形成装置100は、画像形成手段40によって、前処理及び乾燥した後のロール紙Mdの表面に画像を形成する。更に、画像形成装置100は、本実施形態では、後処理手段50によって、画像が形成されたロール紙Mdを後処理する。その後、画像形成装置100は、搬出手段60によって、ロール紙Mdを巻き取る。巻き取られたロール紙Mdは画像形成装置100から排出（搬出）される。

以下に、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の各構成を具体的に説明する。尚、本発明を用いることができる画像形成装置は、少なくとも記録媒体に画像を形成する速度（画像形成速度、記録速度、搬送速度等、以下、「画像形成速度」という）に基づいて、前処理手段20、乾燥手段30及び後処理手段50の動作を制御する。また、画像形成装置は、後述する前処理手段20等のいずれか一つ又は複数を含まない構成とすることができる。

（１−１ 搬入手段の構成）
搬入手段10は、記録媒体を前処理手段20等に搬送する手段である。搬入手段10は、本実施形態では、給紙部11及び複数の搬送ローラ12等で構成される。搬入手段10は、搬送ローラ12等を用いて、給紙部11の給紙ロールに巻き付けて保持されたロール紙Mdを搬入（移動）し、後述する前処理手段20（プラテン）等に搬送する。尚、搬入手段10は、画像形成速度に基づいて、記録媒体を搬送する。

（１−２ 前処理手段の構成）
前処理手段20は、画像が形成される前の記録媒体を処理する手段である。本発明に係る前処理手段20は、少なくとも画像形成速度に基づいて決定された前処理液の量で前処理液を塗布する。前処理手段20は、本実施形態では、搬入手段10によって搬入されたロール紙Mdの表面を、前処理液で前処理する。

ここで、前処理とは、ロール紙Mdの表面に、インクを凝集させる機能を有する前処理液（後述）を均一に塗布する処理である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置100の前処理手段20は、記録媒体に形成される画像の解像度（単位面積辺りのドットの数）を更に用いて、塗布する前処理液の量を制御してもよい。これにより、画像形成装置100は、インクジェット方式の専用紙以外の記録媒体に画像を形成する場合において、前処理手段20を用いて、記録媒体に画像を形成する前に、インクを凝集させる機能を有する前処理液を記録媒体表面に塗布することができる。

このため、画像形成装置100は、形成される画像の滲み、濃度、色調及び裏写り等の品質問題、並びに、耐水性、耐候性及びその他画像堅牢性に関する問題が発生することを低減することができる。すなわち、画像形成装置100は、前処理手段20を用いて、記録媒体に画像を形成する前にインクを凝集させる機能を有する前処理液を塗布することによって、その後形成される画像の品質を向上することができる。

尚、画像形成装置100は、前処理手段20を用いて、インクジェット方式の専用紙（記録媒体）に画像を形成する前に、インクを凝集させる機能を有する前処理液を塗布してもよい。

[画像形成手段の外形形状]
画像形成手段40の外形形状の一例を、図３を用いて説明する。
ここで、図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の画像形成手段40の全体の構成の一例を示す概略平面図であり、図３（ｂ）は、画像形成手段40の要部（ブラック（K）の吐出ヘッド40K）の一例を示す概略平面図である。

図３（ａ）に示すように、画像形成手段40は、本実施形態では、フルライン型のヘッドを用いることができる。すなわち、画像形成手段40は、記録媒体の搬送方向Xmの上流側からブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)に対応する４つの吐出ヘッド40K、40C、40M及び40Yを配置している。

ここで、ブラック(K)の吐出ヘッド40Kは、本実施形態では、ロール紙Mdの搬送方向Xmと直行する方向に４つのヘッドユニット40K-1、40K-2、40K-3及び40K-4を千鳥状に配置している。これにより、画像形成手段40は、ロール紙Mdの画像形成領域（印刷領域）の幅方向（搬送方向と直行する方向）の全域に画像を形成することができる。尚、他の吐出ヘッド40C、40M及び40Yの構成は、ブラック(K)の吐出ヘッド40Kの構成と同様のため、説明を省略する。

画像形成手段40のブラック(K)の吐出ヘッド40Kのヘッドユニット40K-1の拡大平面図を図３（ｂ）に示す。

図３（ｂ）に示すように、ヘッドユニット40K-1は、本実施形態では、ノズル面に、複数の吐出口（ノズル、印字ノズル）40Nを備える。ここで、複数の吐出口40Nは、ヘッドユニット40K-1の長手方向に１列に配置され、ノズル列を構成している。尚、ヘッドユニット40K-1は、複数のノズル列を備えてもよい。

画像形成手段40の吐出ヘッドの断面形状を、図３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
ここで、図３（ａ）は、画像形成手段40の流路（液室40Fの長手方向の断面）の一例を示す概略断面図である。図３（ｂ）は、画像形成手段40の吐出口40Nの配置（液室40Fの短手方向（吐出口の並び方向）の断面（図３（ａ）のSc1）を示す断面図である。

本実施形態に係る後処理手段50は、後処理液として、ロール紙Md上に透明な保護層を形成し得る成分を含有する処理液を用いることができる。透明な保護層を形成し得る成分を含有する処理液とは透明な保護層を形成し得る成分を含有する処理液とは、例えば、水分散性樹脂（樹脂）、水溶性有機溶剤（湿潤剤）、浸透剤、界面活性剤、水及び／又は必要に応じてその他の成分を含有してなる処理液である。

また、後処理液は、紫外線照射によって高分子化する成分を含む樹脂組成物及び／又は熱可塑性樹脂であっても良い。更に、後処理液は、光沢性・定着性向上のために、熱可塑性樹脂エマルジョンであることが好ましい。これにより、後処理手段50は、吐出（塗布）する方法に応じて、画像が形成されたロール紙Mdの表面の光沢性を増加させること、又は、ロール紙Mdの表面を樹脂層で保護することができる。

ここで、水分散性樹脂（樹脂）とは、例えばアクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が好適である。これらの水分散性樹脂は、画像形成手段40のインクを吐出する方法に用いられる水分散性樹脂と同様のものを適宜選択して用いることができる。また、水分散性樹脂の保護層における含有量は、固形分で１質量％〜50質量％が好ましい。更に、画像形成手段40のインクを吐出する方法を用いる場合には、水分散性樹脂の保護層における含有量は、１質量％〜30質量％とすることが好ましい。

尚、樹脂含有量が50質量％を超える場合には、後処理液の粘度が高くなる場合がある。また、樹脂含有量が１質量％未満である場合には、後処理液の水分蒸発のために必要なエネルギーが増加する場合がある。

後処理液の水分散性樹脂の平均粒径（D50）は、後処理液の粘度と関係する。組成が同じ場合では、例えば粒径が小さくなるほど後処理液の粘度が大きくなる。従って、後処理時に過剰な高粘度となることを防止するために、水分散性樹脂の平均粒子径（D50）を50nm以上にすることが好ましい。

[ハードウェア構成]
図４は、画像形成装置100のハードウェア構成を示すハードウェアブロック図の一例である。
図４に示す画像形成装置100は、CPU70、ROM71、RAM72、操作表示部73、駆動回路74,75,76,77,78,79,80、電磁クラッチ・ブレーキ81、送りモータ82、ポンプ83、ヒータ84、吐出ヘッド85、巻き取りモータ86、ポンプ87、I/O88、及びHDD89を有する。

CPUはCentral Processing Unitの略であり、CPU70は画像形成装置100を統括制御する素子である。
ROMはRead Only Memoryの略であり、ROM71は制御プログラムを記憶した素子であり、例えばマスクROMが用いられる。
RAMはRandom Access Memoryの略であり、RAM72はROM71から読み出された制御プログラムを展開する素子であり、例えばフラッシュメモリが用いられる。

駆動回路74は、搬入手段10の給紙部11の回転軸に取付けられた電磁クラッチ・ブレーキ78のクラッチ動作及びブレーキ動作を駆動する回路である。

駆動回路75は、前処理手段20（もしくは乾燥手段30）の送りモータ82を回転駆動する回路である。

駆動回路76は、前処理用の塗布液を塗布するためのポンプ83を駆動する回路である。
駆動回路77は、ヒータ84に所定の電圧を印加して発熱動作をさせる回路である。
駆動回路78は、吐出ヘッド85を駆動する回路である。
駆動回路79は、図２に示した保管部61の巻き取りモータ86を回転駆動する回路である。
I/O84は、外部の機器との間でデータを授受する回路である。
HDDはHard Disk Driveの略であり、HDD89は画像データ及び文書データを記憶する装置である。

[機能ブロック構成]
図５は、画像形成装置100の機能ブロック図の一例である。
図５に示す画像形成装置100は、搬入手段90、前処理手段91、乾燥手段92、画像形成手段93、特定手段94、後処理手段95、蓄積手段96、記憶手段97、及び制御手段98を有する。

搬入手段90は、図４に示す駆動回路74、及び電磁クラッチ・ブレーキ81によって実現される。
前処理手段91は、図４に示す駆動回路75,76、送りモータ82、及び前処理液塗布用のポンプ83によって実現される。
乾燥手段92は、図４に示す駆動回路77及びヒータ84によって実現される。
画像形成手段93は、図４に示す駆動回路78及び吐出ヘッド85によって実現される。
特定手段94は、記録媒体の画像が形成される領域と重なる領域を特定する手段であって、図４に示すCPU70、ROM71、及びRAM72によって実現される。
後処理手段95は、少なくとも画像が形成された記録媒体の画像の上に後処理液を吐出し、特定手段94によって特定された領域に後処理液を吐出する手段であって、図４に示す駆動回路80及び後処理液塗布用のポンプ87によって実現される。
蓄積手段96は、画像形成及び後処理が施された記録媒体を堆積もしくは巻き取る手段であり、図４に示す駆動回路79及び巻き取りモータ86もしくは図示しないカッターによって切断された記録媒体を堆積するためのトレイによって実現される。
記憶手段97は、図４に示すHDD89によって実現される。

[動作]
図６は、本発明に係る画像形成装置のフローチャートについての説明図である。
連帳機では、後処理機は裁断機と巻き取り機との2種類があり、後処理機の種類によって、画像と重なる記録媒体箇所の算出方法は異なる。
裁断機の場合、画像と重なるのは裁断する紙幅分後方である。巻き取り機の場合、画像部と重なるのは巻き芯に１周巻かれた後の紙であり、巻き芯からの距離、紙厚、紙の剛性、巻き取り圧等から画像と重なる位置を算出する必要がある。
後処理機の種類に応じて後処理液の吐出位置を算出する必要があることから、これを計算するためのプロセスを組み込む必要がある。

そのため、本発明では図６のような、後処理液吐出位置の算出を含んだフローチャートに従って印刷を行う。動作の主体は図５に示した制御手段98である。

画像形成が開始されると（ステップS1）、記録媒体の種類等の設定を行い（ステップS2）、後処理液吐出位置の算出を行い（ステップS3）、印刷画像データ及び制御情報データの生成を行う（ステップS4）。

前処理液量の決定及び後処理液量の決定を行い（ステップS5）、搬送速度に基づく後処理液量の調整を行い（ステップS6）、前処理液量の決定及び後処理液量の決定を行い（ステップS7）、搬送する（ステップS8）。

前処理液塗布と乾燥を行い（ステップS9）、画像形成を行い（ステップS10）、後処理液吐出と乾燥を行い（ステップS11）、搬送して終了する（ステップS12）。

＜プログラム＞
以上で説明した本発明に係る画像形成装置は、コンピュータで処理を実行させるプログラムによって実現されている。よって、一例として、プログラムにより本発明の機能を実現する場合の説明を以下で行う。

例えば、
液滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する画像形成装置のコンピュータに、
後処理手段が、少なくとも画像が形成された記録媒体の画像の上に後処理液を吐出する手順、
特定手段が、記録媒体の画像が形成される領域と重なる領域を特定する手順、
を実行させると共に、
後処理手段が、特定された領域に後処理液を吐出する手順、
を実行させるためのプログラムが挙げられる。

このようなプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。

＜記憶媒体＞
ここで、記憶媒体としては、例えばCD-ROM、フレキシブルディスク（FD）、CD-R等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体、フラッシュメモリ、RAM、ROM、FeRAM等の半導体メモリやHDDが挙げられる。

CD-ROMは、Compact Disc Read Only Memoryの略である。フレキシブルディスクは、Flexible Disk：FDを意味する。CD-Rは、CD Recordableの略である。FeRAMは、Ferroelectric RAMの略で、強誘電体メモリを意味する。

＜作用効果＞
以上より、擦過が生じる面同士に、耐擦過性に優れた後処理液を吐出するので、コストの増加を抑制しつつ、擦過による画像劣化現象を防止することができる。
尚、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

１ 印字面
２、２ａ、２ｂ 記録媒体
３ 後処理液
４ 擦過物
１０、９０ 搬入手段
２０、９１ 前処理手段
３０、９２ 乾燥手段
４０、９３ 画像形成手段
５０、９５ 後処理手段
６０ 搬出手段
７０ ＣＰＵ
７１ ＲＯＭ
７２ ＲＡＭ
７３ 操作表示部
７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０ 駆動回路
８１ 電磁クラッチ・ブレーキ
８２ 送りモータ
８３、８７ ポンプ
８４ ヒータ
８５ 吐出ヘッド
８６ 巻き取りモータ
８８ Ｉ／Ｏ
８９ ＨＤＤ
９４ 特定手段
９６ 蓄積手段
９７ 記憶手段
９８ 制御手段
１００ 画像形成装置
Ｍｄ ロール紙

特開２０１５−０４２４６２号公報

Claims (5)

1. 液滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する画像形成装置であって、
   少なくとも前記画像が形成された記録媒体の前記画像の上に後処理液を吐出する後処理手段と、
   前記記録媒体の画像が形成される領域と重なる領域を特定する特定手段と、
   を備え、
   前記後処理手段は、前記特定手段によって特定された領域に前記後処理液を吐出するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記後処理手段は、画像形成速度が増加するに従って、前記後処理液の量を増加することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記記録媒体に吐出された前記後処理液を乾燥させる後処理液乾燥手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 液滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する画像形成方法であって、
   少なくとも前記画像が形成された記録媒体の前記画像の上に後処理液を吐出し、
   前記記録媒体の画像が形成される領域と重なる領域を特定し、
   特定された領域に前記後処理液を吐出することを特徴とする画像形成方法。
5. 液滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する画像形成装置のコンピュータに、
   後処理手段が、少なくとも前記画像が形成された記録媒体の前記画像の上に後処理液を吐出する手順、
   特定手段が、前記記録媒体の画像が形成される領域と重なる領域を特定する手順、
   を実行させると共に、
   前記後処理手段が、特定された領域に前記後処理液を吐出する手順、
   を実行させるためのプログラム。

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