JP2017164712A - 液体塗布装置及びそれを備えた画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】塗布量の可変範囲を大きくして微量塗布範囲を拡大させられ、メディアに応じた適正な塗布量を塗布し得るインクジェットプリンタ用処理剤液塗布装置を提供する。
【解決手段】この装置に備えられる表面用塗布ユニットは、塗布ローラ１と、その下方に配置されてローラ１に対して圧接・退避が可能なスクイーズローラ２と、ローラ１の上方に配置されてローラ１に対して圧接・解除が可能な塗布ローラ３と、ローラ３の上方に配置されてローラ３に対して圧接・解除が可能な塗布ローラ４と、ローラ４の上方に配置されてローラ４に対して圧接・解除が可能な転写ローラ５と、を備える他、ローラ１とローラ３との接触部を通過させる場合の塗布経路１７と、ローラ３とローラ４との接触部を通過させる場合の塗布経路１８と、ローラ４とローラ５との接触部を通過させる場合の塗布経路１９と、が切り替え部材２０の回転により切り替え可能な構造となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体塗布装置及びそれを備えた画像形成システムに関する。

従来、この種の液体塗布装置の一例である処理剤液塗布装置は、液滴吐出を行ってメディア上に画像を形成するインクジェットプリンタの画像滲みを抑止する滲み抑止剤等の処理剤液を画像形成に先立ってメディア上に塗布する役割を担っている。

このような処理剤液塗布装置は、基本構成上、処理剤液に浸漬されて回転することにより塗布液を汲み上げるスクイーズローラと、スクイーズローラとの間に接触部（ニップ）が形成されると共に、接触部での処理剤液の付着量を計量してその計量された処理剤液をメディア位置に運ぶ塗布ローラと、塗布ローラにメディアを押し付けて接触部を形成すると共に、塗布ローラ上の処理剤液をメディアに転写させる転写ローラと、から構成されている。

因みに、係る処理剤液塗布装置に関連する周知技術として、記録媒体に対して適切な処理が可能な「インクジェットプリンタ用先塗り液塗布装置および画像形成システム」（特許文献１参照）や、適正な塗布量の処理剤液塗布が可能となり、過剰塗布を無くして、ランニングコストの低減が図れるインクジェットプリンタ用処理剤液塗布装置およびそれを備えた画像形成システム」（特許文献２参照）が挙げられる。

上述した特許文献１に係る技術では、塗布ローラとスクイーズローラとの圧接力を可変する手法、及び複数台の塗布装置を直列に並べることにより多重に塗布する手法、特許文献２に係る技術では、汲み上げ量の異なる多数のスクイーズローラを使用する手法による塗布量可変技術を提案している。

ところが、処理剤液塗布装置自体の基本構成は上述した通りであり、各種のメディアに対応するためにはメディアに合った塗布量を塗布することが重要であるものの、実際には各特許文献で提案されている塗布量可変技術を適用しても、塗布量の可変範囲を大きくして微量塗布範囲を拡大させることが困難であり、メディアに応じた適正な塗布量を塗布し難いという問題がある。

具体的に云えば、例えば必要以上に過剰の処理剤液を塗布してしまった場合には、頁当たりの液使用量が増加しランニングコストを増大させるだけでなく、塗布後の乾燥熱量を増大させてしまう。反対に塗布量が少な過ぎた場合には、インクの滲み防止効果が得られず、印刷物の画質悪を引き起こす。こうした問題の対処として、スクイーズローラと塗布ローラとの接触部荷重を可変することによる塗布量可変の技術を適用すると、可変可能な塗布量が少なく、圧接荷重を２０ｋｇｆから４０ｋｇｆに可変した場合でも塗布量差を１５ｍｇ／（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）程度にしか可変することができない。可変範囲を広げようとして、低圧接荷重の領域を使用した場合には、接触部幅が狭くなるため、高精度のローラを使用し、微細な調整をしないと均等な塗布を行うことができず、加工精度の高い高価なローラ及びフレームが必要となるコスト高を招いてしまう。圧接荷重を更に上げる場合には、ローラの撓みにより塗布が不均一になるため、ローラ径を大きくする必要があり、重量が大きくなって高価となってしまう。

その他、荷重での塗布量低減には限界があり、塗布量を大きく低減することができない。また、複数台の塗布装置を直列に並べ、片面に重ね塗りすることは、複数台分のコストが必要となるため、コスト高を招く上に装置サイズも大型化されてしまう。更に、汲み上げ量が異なるようにローラ表面に溝を付けた場合には、溝の深さが塗布量に影響するため、高精度の溝を設ける必要があり、スクイーズローラが非常に高価になってしまう。加えて、スクイーズローラには溝があるために塗布量を減らすことにも限界がある。

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、処理剤液のメディアへの塗布量の可変範囲を大きくして微量塗布範囲を拡大させることが可能であり、メディアに応じた適正な塗布量を塗布し得る液体塗布装置及びそれを備えた画像形成システムを提供することにある。

上記技術的課題を達成するため、本発明は、液体を貯留する供給パンと、供給パンに貯留されている液体に浸された供給ローラと、供給ローラの外周部と接触する第１の塗布ローラと、第１の塗布ローラと接触する第２の塗布ローラと、第２の塗布ローラに接触する転写部と、を備えた液体塗布装置において、第１の塗布ローラと第２の塗布ローラとの接触部にメディアを通過させることによる塗布経路以外に、当該第２の塗布ローラと転写部との接触部にメディアを通過させることによる別の塗布経路を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、上記構成により、塗布量の可変範囲を大きくして微量塗布範囲を拡大させることが可能であり、メディアに応じた適正な塗布量を塗布し得るようになる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の液体塗布装置の実施例に係るインクジェットプリンタ用処理剤液塗布装置を備えた画像形成システムの一例であるインクジェットプリンタシステムの基本構成を示す概略図である。 図１に示すインクジェットプリンタシステムにおけるインクジェットプリンタ用処理剤液塗布装置の基本構造を示す正面方向からの概略図である。 図１に示すインクジェットプリンタ用処理剤液塗布装置に備えられる表面用塗布ユニットを側面方向から示した概略構成図である。 図３に示す表面用塗布ユニットの要部構成におけるスクイーズローラの回転に伴う塗布経路に対する塗布量低減作用を説明する概念図であり、（ａ）はスクイーズローラの左回り回転時の概念図、（ｂ）はスクイーズローラの右回り回転時の概念図である。 図１に示すインクジェットプリンタ用処理剤液塗布装置の塗布経路に対する塗布量比率の関係を示す図である。

以下に、本発明の液体塗布装置及びそれを備えた画像形成システムについて、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の液体塗布装置の実施例に係るインクジェットプリンタ用処理剤液塗布装置（以下、単に処理剤液塗布装置と呼ぶ）２２０を備えた画像形成システム（印刷システム）の一例であるインクジェットプリンタシステム２００の基本構成を示す概略図である。また、図２は、その処理剤液塗布装置２２０の基本構造を示す正面方向からの概略図である。

図１を参照すれば、このインクジェットプリンタシステム２００は、給紙装置２１０、処理剤液塗布装置２２０、乾燥パス２３０、インクジェットプリンタ２４０、排紙装置２５０を備えて構成される。給紙装置２１０は、矩形上のメディアＷをその搬送経路の下流に設けられた処理剤液塗布装置２２０に供給する。処理剤液塗布装置２２０は、後述するようにメディアＷ上に印刷されるインクの滲みや裏写りを抑える処理剤液をメディアＷに塗布する。塗布されたメディアＷは、乾燥パス２３０に搬送され、乾燥パス２３０ではメディアＷを乾燥させる。インクジェットプリンタ２４０は、処理剤液塗布装置２２０で処理剤液が塗布されたメディアＷにインク滴を吐出して所望の画像を形成する。画像形成後に乾燥されたメディアＷは、排紙装置２５０に搬送されて蓄えられる。

図２を参照すれば、処理剤液塗布装置２２０は、表面用塗布ユニット２２０ａ、裏面用塗布ユニット２２０ｂ、供給ユニット２２１を有する他、複数の搬送ユニット２２２を有する。給紙装置２１０から排出されたメディアＷは、複数の搬送ユニット２２２により、表面用塗布ユニット２２０ａ、裏面用塗布ユニット２２０ｂを通過し、乾燥パス２３０に受け渡たされる。処理剤液塗布装置２２０では、表面用塗布ユニット２２０ａでメディアＷの表面、裏面用塗布ユニット２２０ｂでメディアＷの裏面、又は両ユニットにより両面に処理剤液を塗布する。供給ユニット２２１は処理剤液を貯留し、随時裏面用塗布ユニット２２０ｂ及び表面用塗布ユニット２２０ａに処理剤液を供給する。

図３は、上述した処理剤液塗布装置２２０に備えられる表面用塗布ユニット２２０ａを側面方向から示した概略構成図である。

図３を参照すれば、この表面用塗布ユニット２２０ａは、第１の塗布ローラ１と、その第１の塗布ローラ１の下方に配置されると共に、第１の塗布ローラ１に対して圧接・退避が可能なスクイーズローラ（供給ローラと呼ばれても良い）２と、第１の塗布ローラ１の上方に配置されると共に、第１の塗布ローラ１に対して圧接・解除が可能な第２の塗布ローラ３と、第２の塗布ローラ３の上方に配置されると共に、第２の塗布ローラ３に対して圧接・解除が可能な第３の塗布ローラ４と、第３の塗布ローラ４の上方に配置されると共に、第３の塗布ローラ４に対して圧接・解除が可能な転写ローラ（転写部と呼ばれても良い）５と、を有している。尚、ここでは、第３の塗布ローラ４を設けた構成を示すが、この第３の塗布ローラ４を設けない構成としたり、或いは同様に第３の塗布ローラ４を設ける以外に更に第４の塗布ローラを設ける構成や、それ以上の数の他の塗布ローラを加える構成とすることも可能である。

このうち、転写ローラ５は、ＴＲアーム６の一端に支持され、ＴＲアーム６の他端にはＴＲばね７が接続され、その引張力により転写ローラ５を第３の塗布ローラ４側に弾性的に付勢している。ＴＲアーム６の中間位置にはアーム揺動支点８が設けられている。また、このＴＲアーム６にはＴＲカム９が接触しており、モータ２９で駆動されるＴＲカム９の回転によりＴＲばね７の引張力に抗して転写ローラ５が第３の塗布ローラ４から離間する機能を有している。更に、スクイーズローラ２は、揺動支点１４で揺動可能な液供給パン（液体を貯留する供給パンと呼ばれても良い）１０に支持され、液供給パン１０には、ＳＱＺアーム１１が設けられ、ＳＱＺアーム１１は、モータ３０で駆動されるＳＱＺカム２８の回転によりＳＱＺピン１２を動作させ、圧縮ばね１３により第１の塗布ローラ1に弾性的に付勢することが可能となっている。この構造では、第１の塗布ローラ１のスクイーズローラ２側の圧接荷重は、ＳＱＺカム２８の回転角度により微調整可能としてある。

液供給パン１０の内部には先塗り液である処理剤液１５が入っており、処理剤液１５の水位は一定に保たれ、スクイーズローラ２が処理剤液１５に浸るように位置されている。処理剤液１５の材料は、例えばインクジェットプリンタに使用するインクの成分やメディアの材質等を考慮して適宜選択される。処理剤液１５の水位は水位センサ２１により監視されており、水位が低くなった時点で供給弁２２を開放し、供給ポンプ２３を駆動することで処理剤液タンク２４内の処理剤液１５を液供給パン１０の内部に送り込む。また、所望の水位になった時点で供給弁２２を閉じて供給ポンプ２３を停止させることにより、液供給パン１０の内部の処理剤液１５の水位を一定に保っている。更に、処理剤液１５の増粘による性質劣化等を考慮し、処理剤液１５を排出するために排液弁２５、排液ポンプ２６、及び排液タンク２７が設けられている。排液弁２５を開放し、排液ポンプ２６を駆動することで、液供給パン１０の内部の劣化した処理剤液１５を排液タンク２７の内部へ排出する。

スクイーズローラ２は、モータ１６で駆動されて回転可能となっており、この回転により液供給パン１０の処理剤液１５を汲み上げ、第１の塗布ローラ１との接触部まで運ぶことができる。スクイーズローラ２、第１の塗布ローラ１、第２の塗布ローラ３、第３の塗布ローラ４は、ギヤで連結されており、スクイーズローラ２を回転させると同時に回転する仕組みとなっている。処理剤液１５は第１の塗布ローラ１とスクイーズローラ２との接触部を通過することにより計量され、接触部の下流側には均一化された処理剤液１５の層が形成される。その他、ウェブ塗布法が適用される経路として、第１の塗布ローラ１と第２の塗布ローラ３との接触部を通過させる場合の第１の塗布経路１７と、第２の塗布ローラ３と第３の塗布ローラ４との接触部を通過させる場合の第２の塗布経路１８と、第３の塗布ローラ４と転写ローラ５との接触部を通過させる場合の第３の塗布経路１９と、による３つの経路を有している。尚、ここでは、第１の塗布経路１７〜第３の塗布経路１９を設けているが、第１の塗布経路１７及び第２の塗布経路１８だけの構成にすることも可能である他、塗布ローラを４以上に増設して４以上の塗布経路を持たせる構成にすることも可能である。何れにせよ、各塗布経路への分岐点には切り替え部材２０が配備されており、システムの操作パネルから経路選択を選択指定すると、切り替え部材２０の回転により経路を切り替え可能な構造となっている。

図４は、この表面用塗布ユニット２２０ａの要部構成におけるスクイーズローラ２の回転に伴う塗布経路に対する塗布量低減作用を説明する概念図であり、同図（ａ）はスクイーズローラ２の左回り回転時の概念図、同図（ｂ）はスクイーズローラ２の右回り回転時の概念図である。また、図５は実施例に係る処理剤液塗布装置の塗布経路に対する塗布量比率の関係を示す図である。

図４（ａ）、（ｂ）を参照すれば、ここでは各ローラの接触部下流での液量に関して、第１の塗布ローラ１とスクイーズローラ２との接触部の下流での液量を１とすれば、第１の塗布ローラ１、第２の塗布ローラ３、第３の塗布ローラ４の外径及び材質が同じ場合には、回転方向に拘らず接触部の通過により処理剤液１５が半分に分かれるため、第１の塗布ローラ１と第２の塗布ローラ３との接触部の下流での液量は０．５となり、更に第２の塗布ローラ３と第３の塗布ローラ４との接触部の下流での液量は０．２５となる。このように各塗布ローラ１、３、４の外径及び材質を同じにする場合は、各塗布ローラ１、３、４の圧接による接触部を形成するためにゴムローラを使用する場合を例示できる。

また、各々隣合うローラの材質を異なる構成とし、例えばスクイーズローラ２を金属、第１の塗布ローラ１をゴム、第３の塗布ローラ３を金属、第４の塗布ローラ４をゴム、転写ローラ５を金属とすることも可能である。このように各ローラの材質を異なる構成とする場合には、各ローラ間での処理剤液１５の分かれ方を使用したい塗布量とするために各ローラの径に差を持たせることが有効となる。

更に、図５に示されるように、上述した切り替え部材２０による塗布経路（図３中の第１の塗布経路１７、第２の塗布経路１８、第３の塗布経路１９）の選択は、メディアと処理剤液１５との浸透特性に依るもので、例えば処理剤液１５の浸透が無いフィルム等のメディアの場合には、処理剤液１５がフィルムに浸透し難いため、塗布量比率１の第１の塗布経路１７を通過させることにより適切な塗布量とすることができ、処理剤液１５が浸透し難いグロスコート紙の場合には、塗布量比率０．５の第２の塗布経路１８を通過させることで適切な塗布量とすることができ、処理剤液１５が浸透し易い普通紙では処理剤液１５が普通紙に転写し易いため、塗布量比率０．２５の第３の塗布経路１９を通過させることにより適切な塗布量とすることができる。塗布経路の選択としては、ここで説明した手法の他にメディア毎に事前に評価された適正値を塗布できるように塗布経路を設定することも可能である。因みに、メディアの搬送方向を同一方向にするために、上述した第１の塗布経路１７、第３の塗布経路１９を通過させる場合と第２の塗布経路１８を通過させる場合とでは、各ローラの回転を逆方向とする。このような構成の処理剤液塗布装置では、メディア種に必要な適性な塗布量の処理剤液１５の塗布が可能になるため、不要な過剰塗布をすることがなくなり、ランニングコストを低減させることが可能となる。

以上に説明した実施例に係る処理剤液塗布装置では、基本的な技術的要旨として、第１の塗布ローラ１と第２の塗布ローラ３との接触部にメディアを通過させることによる第１の塗布経路１７以外に、第２の塗布ローラ３と転写ローラ５との接触部にメディアを通過させることによる別の塗布経路（実施例では第２の塗布ローラ３及び転写ローラ５の間に更に第３の塗布ローラ４を用いているため、第２の塗布ローラ３と第３の塗布ローラ４との接触部にメディアを通過させることによる第２の塗布経路１８、転写ローラ５と第３の塗布ローラ４との接触部にメディアを通過させることによる第３の塗布経路１９が該当する）を備えているため、処理剤液１５の塗布量の可変範囲を拡大し、メディアに適した塗布量を付与することができる。

また、実施例の場合のように第１の塗布経路１７〜第３の塗布経路１９による３つの塗布経路か、それ以上の塗布経路を備える構成とすれば、処理剤液１５の塗布量の可変範囲を一層拡大し、メディアに適した塗布量を付与することができる。更に、第１の塗布経路１７の他に別の塗布経路（実施例では第２の塗布経路１８、第３の塗布経路１９）における奇数番目の経路（実施例では第３の塗布経路１９）を通過させる場合と別の塗布経路（実施例では第２の塗布経路１８、第３の塗布経路１９）における偶数番目の経路（実施例では第２の塗布経路１８）を通過させる場合とでローラ群の回転方向を逆にすると、簡単にメディア経路の形成でメディアに適した塗布量を付与することができる。加えて、第１の塗布経路１７と別の塗布経路（実施例では第２の塗布経路１８、第３の塗布経路１９）とを切り替える切り替え部材２０により、メディアの浸透特性差を使用して処理剤液１５が浸透し難いメディアである程、スクイーズローラ２に近い経路を通過させると、メディアに適した塗布量を付与することができる。その他、第１の塗布ローラ１に対するスクイーズローラ２側の接触荷重を可変できるようにすれば、処理剤液１５のメディアへの塗布量を微調整することが可能となり、メディアに適した塗布量を付与することができる。

何れにせよ、実施例に係る処理剤液塗布装置によれば、処理剤液１５のメディアへの塗布量の可変範囲を大きくすることができ、特に微量塗布範囲を拡大できるため、メディアに応じた適正な塗布量を塗布することができると共に、過剰な塗布を防止することができる。これにより、インクジェットプリンタシステム２００に具備した場合には後工程の乾燥部を含め、コンパクトな構成とすることができ、頁当たりのコストも低減可能になる。

実施例に係る処理剤液塗布装置は、インクジェットプリンタシステム２００以外にも複数のローラの接触部の形成により処理液の通過量を規制する機能を持つ各種分野の装置へ適用することができる。

１ 第１の塗布ローラ
２ スクイーズローラ
３ 第２の塗布ローラ
４ 第３の塗布ローラ
５ 転写ローラ
６ ＴＲアーム
７ ＴＲばね
８ アーム揺動支点
９ ＴＲカム
１０ 液供給パン
１１ ＳＱＺアーム
１２ ＳＱＺピン
１３ 圧縮ばね
１４ パン揺動支点
１５ 先塗り液
１６ モータ
１７ 第１の塗布経路
１８ 第２の塗布経路
１９ 第３の塗布経路
２０ 切り替え部材
２１ 水位センサ
２２ 供給弁
２３ 供給ポンプ
２４ 処理剤液タンク
２５ 排液弁
２６ 排液ポンプ
２７ 排液タンク
２８ ＳＱＺカム
２９ モータ
３０ モータ
２００ インクジェットプリンタシステム
２１０ 給紙装置
２２０ 処理剤液塗布装置
２２０ａ 表面用塗布ユニット
２２０ｂ 裏面用塗布ユニット
２２１ 供給ユニット
２２２ 搬送ユニット
２３０ 乾燥パス
２４０ インクジェットプリンタ
２５０ 排紙装置

特許５８２１４８７号公報 特開２０１４−５４８０９号公報

Claims (6)

1. 液体を貯留する供給パンと、前記供給パンに貯留されている前記液体に浸された供給ローラと、前記供給ローラの外周部と接触する第１の塗布ローラと、前記第１の塗布ローラと接触する第２の塗布ローラと、前記第２の塗布ローラに接触する転写部と、を備えた液体塗布装置において、
   前記第１の塗布ローラと前記第２の塗布ローラとの接触部にメディアを通過させることによる塗布経路以外に、当該第２の塗布ローラと前記転写部との接触部にメディアを通過させることによる別の塗布経路を備えたことを特徴とする液体塗布装置。
2. 請求項１記載の液体塗布装置において、
   前記第２の塗布ローラと前記転写部との間に１以上の数の他の塗布ローラを備え、
   前記別の塗布経路は、前記第２の塗布ローラ又は前記転写部と前記他の塗布ローラとの接触部、或いは当該他の塗布ローラ同士の間の接触部に複数備えられたことを特徴とする液体塗布装置。
3. 請求項１又は２記載の液体塗布装置において、
   前記塗布経路の他に前記別の塗布経路における奇数番目の経路を通過させる場合と前記別の塗布経路における偶数番目の経路を通過させる場合とでローラ群の回転方向を逆にすることを特徴とする液体塗布装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項記載の液体塗布装置において、
   前記塗布経路と前記別の塗布経路との切り替え手段として、メディアの浸透特性差を使用して処理剤液が浸透し難い当該メディアである程、前記供給ローラに近い経路を通過させることを特徴とする液体塗布装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項記載の液体塗布装置において、
   前記第１の塗布ローラに対する前記供給ローラ側の接触荷重を可変できることを特徴とする液体塗布装置。
6. プリンタの被記録媒体搬送方向上流側にプリンタ用処理剤液塗布装置を備えた画像形成システムにおいて、
   前記プリンタ用処理剤液塗布装置として、請求項１〜５の何れか１項記載の液体塗布装置を備えたことを特徴とする画像形成システム。