JP2021085610A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体のしわを防止すること。【解決手段】本発明の一態様に係る液体吐出装置は、記録媒体に第１液体を吐出して付与する液体付与部と、前記液体付与部によって前記第１液体を付与された前記記録媒体に接触して前記記録媒体の温度を調節する温度調節部材と、前記記録媒体と前記温度調節部材の間に第２液体を供給する液体供給部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

従来、インク等の液体が付与された記録媒体を、温調ドラム等の温度調節部材の外周面に接触させて冷やしながら、ドラム外周に対向して配置された加熱部により記録媒体上のインクを加熱して乾燥させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、記録媒体の液体付与面とは反対側の面に水または水溶液を付与し、描画ドラムに接触した記録媒体のインク付与面にインクを付与して、記録媒体のインク付与面とは反対側の面を開放した状態で搬送した後、記録媒体を加熱ドラム等の温度調節部材に接触させてインクを乾燥させる技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、従来の技術では、記録媒体の搬送速度が速くなると、記録媒体を温度調節部材に接触させる際に引き込まれる空気が介在することで、記録媒体と温度調節部材との密着性が低下し、記録媒体にしわが発生する場合がある。

本発明は、記録媒体のしわを防止することを課題とする。

本発明の一態様に係る液体吐出装置は、記録媒体に第１液体を吐出して付与する液体付与部と、前記液体付与部によって前記第１液体を付与された前記記録媒体に接触して前記記録媒体の温度を調節する温度調節部材と、前記記録媒体と前記温度調節部材の間に第２液体を供給する液体供給部と、を備える。

本発明によれば、記録媒体のしわを防止できる。

第１実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 温調ドラムの回転軸と直交する方向からみた要部の図である。 温調ドラムとフィルムの間への空気の引き込みを説明する図である。 第１実施形態に係る画像形成装置の構成の他の例を示す図である。 第２実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 開口部材の構成例の図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面である。 第３実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 ノズル部材の構成例の図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 第４実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 グラビアローラの構成例を示す図である。 第５実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 テーパゴムローラとグラビアローラの構成例の図であり、（ａ）はテーパゴムローラとグラビアローラが接触していない状態の図、（ｂ）はテーパゴムローラとグラビアローラが接触した状態の図である。 しわと擦過性の評価実験の結果を示す図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一の構成部には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

実施形態では、液体付与部により第１液体を付与される記録媒体と、液体付与部によって第１液体を付与された記録媒体に接触して記録媒体の温度を調節する温度調節部材とを備え、この記録媒体と温度調節部材の間に第２液体を供給する。この第１液体はインク等であり、第２液体は水等である。

これにより、供給された第２液体の表面張力の作用で、記録媒体と温度調節部材の間に介在する空気を排出させて記録媒体と温度調節部材の密着性を向上させ、記録媒体のしわを防止する。

なお、以下に説明する実施形態の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷は何れも同義語であるとする。

また実施形態において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。なお、「液体を吐出する装置」と「液体吐出装置」は同義である。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インク等の液体を吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置等がある。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。

また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を備えるものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

実施形態では、「液体が付着可能なもの」をフィルムとし、この「液体」に該当する第１液体をインクとし、「液体吐出装置」をインクジェット方式の画像形成装置とした場合を一例として説明する。なお、フィルムは、食品包装用途等で用いられ、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックを材質とする薄い膜である。また、フィルムは「記録媒体」の一例である。

[第１実施形態]
＜画像形成装置１００の構成例＞
まず、第1実施形態に係る画像形成装置１００の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１は画像形成装置１００の構成の一例を示す図であり、図２は温調ドラムの回転軸と直交する方向からみた画像形成装置１００の要部を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、インク吐出ユニット１と、第１搬送ローラ３０１と、乾燥ユニット１０と、第２搬送ローラ３０２とを備える。

フィルム２は、供給ユニットから供給され、搬送精度を確保するために供給ユニットで張力方向２０に張力を加えられながら、搬送方向２１に沿って搬送ユニットにより搬送される。

画像形成装置１００は、フィルム２に対してインク吐出ユニット１からインクを吐出し、フィルム２の表面２ａにインクを付与して画像を形成する。図１におけるインク５は、フィルム２の表面２ａに付与されたインクを示している。ここで、フィルム２の表面２ａは「液体付与面」に対応し、フィルム２における表面２ａとは反対側の面である裏面２ｂは「液体付与面とは異なる面」に対応する。

第１搬送ローラ３０１は、フィルム２の裏面２ｂに接触してフィルム２を支持する回転部材であり、フィルム２を乾燥ユニット１０に向けて送り込む。また第２搬送ローラ３０２は、フィルム２の表面２ａに接触してフィルム２を支持する回転部材であり、乾燥ユニット１０を通過したフィルム２を送り出す。

なお、供給ユニットは、図１では図示が省略されている。また搬送ユニットも第１搬送ローラ３０１及び第２搬送ローラ３０２等の一部を除き、図１では図示が省略されている。

フィルム２は、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ；Oriented Poly-Propylene）を材質とした食品包装等の軟包装用途で用いられる、巻き取り可能なロール状の連帳フィルムである。

また、インク吐出ユニット１から吐出されるインクは、溶剤と着色剤を主成分とし、溶剤として主に水を使用した水性インクである。

液体付与部の一例としてのインク吐出ユニット１は、ホワイト用のインク吐出ヘッド１Ｗと、ブラック用のインク吐出ヘッド１Ｋと、シアン用のインク吐出ヘッド１Ｃと、マゼンタ用のインク吐出ヘッド１Ｍと、イエロー用のインク吐出ヘッド１Ｙとを備える。

インク吐出ヘッド１Ｗはホワイト（Ｗ）のインクを吐出し、インク吐出ヘッド１Ｋはブラック（Ｋ）のインクを吐出して、フィルム２の表面２ａにそれぞれインクを付与する。また、インク吐出ヘッド１Ｃはシアン（Ｃ）のインクを吐出し、インク吐出ヘッド１Ｍはマゼンタ（Ｍ）のインクを吐出し、インク吐出ヘッド１Ｙはイエロー（Ｙ）のインクを吐出して、フィルム２の表面２ａにそれぞれインクを付与する。

但し、実施形態ではホワイト（Ｗ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の５色のインク吐出ヘッドを備える画像形成装置１００を説明するが、これに限定されるものではない。画像形成装置１００は、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）、ライトシアン（ＬＣ）及び／又はその他の色に対応するインク吐出ヘッドをさらに備えてもよい。また、ブラック用のインク吐出ヘッド１Ｋのみを備えてもよい。

乾燥ユニット１０は、温調ドラム３と、温風発生部４とを備え、これらによりフィルム２の温度を調節することで、フィルム２の表面２ａに付与されたインク５を乾燥させる。

温度調節部材の一例としての温調ドラム３は、円筒軸周り（図１の矢印で示す回転方向３ｂの方向）に回転可能な円筒状の回転ドラムであり、接触面（外周面）３ａをフィルム２の裏面２ｂに接触させながら回転し、フィルム２を搬送方向２１に沿って搬送する。なお、図１は、温調ドラム３を円筒軸方向（回転軸方向）から見た図を示している。

温調ドラム３の内部は、所定の温度に保たれた温水が充填されている。温調ドラム３は、温水の熱を裏面２ｂからフィルム２に伝熱することで、フィルム２の温度を所定の温度に維持する。この所定の温度は一例として７０度である。

加熱部の一例としての温風発生部４は、ヒータ等により加熱して発生させた温風をフィルム２の表面２ａに吹き送り、フィルム２を加熱するとともにインク温度を上昇させて乾燥を促進させる。

ここで、実施形態では、温調ドラム３がフィルム２の裏面２ｂに伝熱し、温風発生部４がフィルム２の表面２ａを加熱するが、フィルム２の厚み方向における全体的な温度は、熱容量が大きい温調ドラム３の温度に支配される。

実験結果の一例として、温調ドラム３の内部の温水の温度を７０度とし、温風発生部４の温風の温度を３００度とした場合、フィルム２の裏面２ｂの温度は８５度で、フィルム２の表面２ａのインクの温度は１５０度となった。

このことから、温風発生部４によりフィルム２の表面２ａのインクを水性インクの沸点である１００度以上に設定し、また温調ドラム３によりフィルム２の温度を一般的な耐熱温度である１００度以下に設定できることが分かる。このような温調ドラム３の作用により、フィルム２の熱のダメージが防止され、またインクの乾燥が促進される。

また、画像形成装置１００は、液体供給ユニット５０と、回収ユニット６０とを備えている。このうち液体供給部の一例としての液体供給ユニット５０は、供給スポンジローラ５１と、供給チューブ５２と、供給ポンプ５３とを備え、回収ユニット６０は、回収スポンジローラ６１と、回収チューブ６２と、回収ポンプ６３とを備えている。

スポンジローラの一例としての供給スポンジローラ５１は、内部に細かい孔が無数に空いた柔らかい円柱状の多孔質部材である。供給スポンジローラ５１は、フィルム２と温調ドラム３が接触し始める接触開始領域１０ａの搬送方向２１における上流側に、温調ドラム３の回転軸方向３２（図２参照）に延在するように設けられている。

また、供給スポンジローラ５１は、その外周面を温調ドラム３の接触面３ａとフィルム２の裏面２ｂの両方に接触させて、温調ドラム３に対して従動回転（連れ回り）可能に設けられている。但し、供給スポンジローラ５１を温調ドラム３に従動回転させずに、モータ等の駆動部から駆動力を受けて回転するように構成してもよい。

供給ポンプ５３は、供給チューブ５２を介して供給スポンジローラ５１との間で送液可能に接続され、ポンプ機構により供給スポンジローラ５１に向けて水を送り出す。供給スポンジローラ５１は、供給された水を内部の細かい孔に浸透させた状態でその外周面を接触させることで、内部に浸透した水を温調ドラム３の接触面３ａ及びフィルム２の裏面２ｂに塗布して供給することができる。このように供給される水は、第２液体の一例である。

温調ドラム３の接触面３ａ及びフィルム２の裏面２ｂに塗布された水の表面張力の作用で、温調ドラム３の接触面３ａとフィルム２の裏面２ｂとの密着性が上がる。また接触開始領域１０ａで温調ドラム３とフィルム２との間に引き込まれた空気は、温調ドラム３によるフィルム２の搬送に伴って搬送方向２１の下流に移動し、矢印で示す空気排出方向３１に排出される。

回収スポンジローラ６１も円柱状の多孔質部材であり、フィルム２が温調ドラム３から離間する離間領域１０ｂの回転方向３ｂにおける下流側に、温調ドラム３の回転軸方向３２に延在するように設けられている。また、回収スポンジローラ６１は、その外周面を温調ドラム３の接触面３ａに接触させて、温調ドラム３の接触面３ａに対して従動回転可能に設けられている。但し、回収スポンジローラ６１を温調ドラム３に従動回転させず、モータ等の駆動部から駆動力を受けて回転するように構成してもよい。

回収スポンジローラ６１は、その外周面を温調ドラム３に接触させることで、温調ドラム３に付着した水を内部の細かい孔に浸透させるようにして吸い取ることができる。

回収ポンプ６３は、回収チューブ６２を介して回収スポンジローラ６１との間で送液可能に接続され、回収スポンジローラ６１が吸い取った水をポンプ機構により吸引して回収する。回収チューブ６２の回収スポンジローラ６１側の端部に、温調ドラム３の回転軸方向３２に延伸する開口を有する部材を取り付け、この部材の開口を通して回転軸方向３２における回収スポンジローラ６１の全体から水を吸引する構成にすることもできる。

＜画像形成装置１００による作用効果＞
次に、画像形成装置１００による作用効果について説明する。ここで、図３は、温調ドラム３とフィルム２が接触し始める接触開始領域１０ａにおける空気の引き込みを説明する図である。

温調ドラム３が回転すると、温調ドラム３の接触面３ａ近傍に回転に伴う気流が発生し、温調ドラム３とフィルム２が接触し始める接触開始領域１０ａで、温調ドラム３とフィルム２の間に空気を引き込む場合がある。この空気の引き込みは、温調ドラム３とフィルム２の密着性を低下させ、温調ドラム３からフィルム２への伝熱効率が低下することで温度調節効果が小さくなる。これにより温風発生部４による加熱の影響でフィルム２が変形し、フィルム２にしわが発生する場合がある。

これに対し、本実施形態では、フィルム２の裏面２ｂ又は温調ドラム３の接触面３ａの少なくとも一方に、液体供給ユニット５０により水を塗布することで、フィルム２の裏面２ｂと温調ドラム３の接触面３ａの間に水を供給する。

供給された水の表面張力の作用で、フィルム２と温調ドラム３の間に介在する空気を排出させてフィルム２と温調ドラム３の密着性を向上させ、フィルム２のしわを防止できる。

また本実施形態では、温調ドラム３のフィルム２との接触面３ａに対向して配置され、フィルム２の表面２ａに付与されたインクを加熱する温風発生部４を備える。温風発生部４がフィルム２の表面２ａに温風を吹き送り、フィルム２を加熱するとともにインク温度を上昇させることで、フィルム２上のインク５の乾燥を促進し、フィルム２にインク５をより早く定着させることができる。

なお、画像形成装置１００は、温風発生部４に代えて、或いは温風発生部４に加えて、赤外線加熱器を備え、フィルム２の表面２ａに赤外線を照射することで乾燥を促進させることもできる。

また本実施形態では、液体供給ユニット５０は、温調ドラム３の回転軸方向３２に延在する供給スポンジローラ５１等の多孔質部材を介して水を供給する。細かい孔が無数に空いた多孔質部材を温調ドラム３に接触させることで、多孔質部材と温調ドラム３とが実質的に接触する面積が小さくなるため、液体供給ユニット５０に含まれる部材の一部を接触させることによる温調ドラム３の接触面３ａの摩耗を抑制できる。

また、多孔質部材の細かい孔を通すことで、温調ドラム３の接触面３ａ又はフィルム２の裏面２ｂに薄い膜として水を塗布できるため、温調ドラム３の接触面３ａ又はフィルム２の裏面２ｂに塗布した水が乾燥して除去されやすくなる。

なお、供給スポンジローラ５１の全体が多孔質部材で構成されていなくてもよく、温調ドラム３又はフィルム２に接触する部分のみを多孔質部材で構成してもよい。例えば、ローラの芯材をＳＵＳ（ステンレス）とし、芯材の表層をウレタンやスポンジ等の多孔質部材で被覆することで、供給スポンジローラ５１を構成できる。このようにすることで、供給スポンジローラ５１の軸方向の強度を確保できるため、供給スポンジローラ５１の全体を多孔質部材で構成した場合と比較して、より安定して供給スポンジローラ５１を回転させることができる。なお、多孔質部材における孔径は、細かい孔としての作用を得るために、１００μｍ以下にすることが好ましい。

またスポンジで構成された供給スポンジローラ５１を用いることで、多孔質部材及び液体供給ユニット５０を簡単で安価に構成できるという効果も得られる。

なお、図１における供給スポンジローラ５１の位置に、供給スポンジローラ５１に代えて、金属又は樹脂等で構成された供給ローラを配置し、この供給ローラを介してフィルム２の裏面２ｂと温調ドラム３の接触面３ａの間に水を供給することもできる。

この場合は、供給ポンプ５３から供給チューブ５２を介して、供給ローラの外周面に水が塗布される。そして、フィルム２の裏面２ｂ又は温調ドラム３の接触面３ａの少なくとも一方に供給ローラの外周面を接触させることで、供給ローラの外周面の水を塗布して供給できる。

さらに本実施形態では、フィルム２の裏面２ｂ又は温調ドラム３の接触面３ａの少なくとも一方に供給された水を、回収ユニット６０により吸い取って回収する。これにより、温調ドラム３の接触面３ａ及びフィルム２の裏面２ｂへの水の供給が過剰になることを防止できる。

また、供給スポンジローラ５１に代えて、多孔質部材の一例としてのテーパスポンジ部材５１ａを配置し、テーパスポンジ部材５１ａを介してフィルム２の裏面２ｂと温調ドラム３の接触面３ａの間に水を供給することもできる。

図４は、このテーパスポンジ部材５１ａを配置した画像形成装置１００ａの構成の一例を示す図であり、画像形成装置１００ａの要部の断面図である。テーパスポンジ部材５１ａは、接触開始領域１０ａの搬送方向２１における上流側に、温調ドラム３の回転軸方向３２に沿って延在するように設けられている。テーパスポンジ部材５１ａは搬送方向２１に沿って接触開始領域１０ａに向かうにつれて厚みが薄くなるテーパ状の形状を有している。テーパの先端を接触開始領域１０ａに挿し込むことで、接触開始領域１０ａのより近くにテーパの先端を配置できるようになっている。このテーパスポンジ部材５１ａも多孔質部材の一例である。

テーパスポンジ部材５１ａは、供給チューブ５２を介して供給ポンプ５３から送液された水を内部に浸透させる。そして、フィルム２の裏面２ｂ又は温調ドラム３の接触面３ａの少なくとも一方にテーパの先端を接触させることで、テーパスポンジ部材５１ａに浸透された水を塗布する。これにより、回転軸方向３２における接触開始領域１０ａの全体に行き渡るように水を供給できる。

なお、本実施形態では、第２液体の一例として水を示したが、これに限定されるものではなく、シリコーンオイル等のオイルや水溶液を第２液体として供給してもよい。第２液体の塗布量は２００ｃｍ^３／ｍ^２以下にすると、少量であるため第２液体を回収しやすくなり好適である。

また第２液体は、揮発性が高く蒸発しやすいものがより好ましい。揮発性が高いと、供給した第２液体を温調ドラム３から揮発した空気として回収できる。これにより、回収スポンジローラ６１等を温調ドラム３の接触面３ａに接触させなくてよいため、接触に伴う温調ドラム３の接触面３ａの摩耗を低減できる。但し、揮発性が高い液体は引火性が高い場合があるため、蒸発した第２液体を画像形成装置１００の外部に排出するための排出口を設けることが好ましい。この排出口としては、ファンを設けた開口部の広い排気ダクト等が挙げられる。

また本実施形態では、供給スポンジローラ５１が温調ドラム３の接触面３ａ又はフィルム２の裏面２ｂの両方に水を供給する例を示したが、これに限定されるものではない。温調ドラム３の接触面３ａ又はフィルム２の裏面２ｂの少なくとも一方に接触するように供給スポンジローラ５１を配置して、温調ドラム３の接触面３ａ又はフィルム２の裏面２ｂの少なくとも一方に水を塗布して供給するように構成してもよい。

また本実施形態では、回収スポンジローラ６１が温調ドラム３の接触面３ａから水を吸い取る例を示したが、これに限定されるものではない。温調ドラム３の接触面３ａ又はフィルム２の裏面２ｂの少なくとも一方に接触するように回収スポンジローラ６１を配置して、温調ドラム３の接触面３ａ又はフィルム２の裏面２ｂの少なくとも一方から水を吸い取るように構成してもよい。

また、温調ドラム３と比較して濡れ性の高い材質を含んで回収スポンジローラ６１を構成すると、温調ドラム３の接触面３ａに付着した水を効率よく吸い取ることができるため、より好適である。

さらに、回収スポンジローラ６１に代えて、或いは回収スポンジローラ６１に加えて、温調ドラム３の接触面３ａに付着した水を掻き取るブレードを設け、ブレードで掻き取ることで接触面３ａに付着した水を回収してもよい。

ここで、画像形成装置１００における具体的な温度条件の一例を示す。温風発生部４による加熱温度を１００度以上で３５０度以下とする場合、温調ドラム３は、温風発生部４による加熱温度で且つ３０度以上で２５０度以下の範囲内の温度差でフィルム２に伝熱すると好適である。

温調ドラム３は内部に温水を含んでおり、温水温度調節機能を有するチラーを含む温水温度維持機構と温調ドラム３との間で温水を循環させて、温水の温度を所定の温度に設定することで、温調ドラム３の接触面３ａの温度を調節できる。

また、温調ドラム３の温度は５０度以上で９０度以下の範囲が好適である。このようにすることで、第２液体が温調ドラム３の熱で蒸発することを防ぎ、密着性の向上効果を確保できる。また、温風発生部４による熱からフィルム２を保護でき、フィルム２のダメージを低減させることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る画像形成装置１００ｂを、図５及び図６を参照して説明する。ここで、図５は画像形成装置１００ｂの構成の一例を示す図であり、画像形成装置１００ｂの要部の断面図である。また図６は画像形成装置１００ｂにおける開口部材５１ｂの構成の一例を示す図である。図６（ａ）は開口部材５１ｂの正面図であり、図６（ｂ）は開口部材５１ｂの側面図である。

図５に示すように、画像形成装置１００ｂは液体供給ユニット５０ｂを備え、液体供給ユニット５０ｂは開口部材５１ｂを備えている。

開口部材５１ｂは、接触開始領域１０ａの搬送方向２１における上流側に、温調ドラム３の回転軸方向３２に沿って延在するように設けられている。開口部材５１ｂは中空の部材であり、搬送方向２１に沿って接触開始領域１０ａに向かうにつれて厚みが薄くなるテーパ状の形状を有している。テーパの先端を接触開始領域１０ａに挿し込むことで、接触開始領域１０ａのより近くにテーパの先端を配置できるようになっている。

また図６（ａ）に示すように、開口部材５１ｂにおけるテーパの先端には、温調ドラム３の回転軸方向３２に沿って延在し、開口部材５１ｂの内部と外部を連通させる開口５１１が形成されている。

開口部材５１ｂは、供給チューブ５２を介して供給ポンプ５３により開口部材５１ｂの内部に送液された水を、開口５１１を通して接触開始領域１０ａに向けて排出する。これにより回転軸方向３２における接触開始領域１０ａの全体に行き渡るように水を供給できる。

回転軸方向３２における開口５１１の長さは、回転軸方向３２におけるフィルム２の全体に水を行き渡らせるために、回転軸方向３２におけるフィルム２の長さ以上にすると好適である。また回転軸方向３２と直交する方向における開口５１１の長さは、温調ドラムの接触面３ａ又はフィルム２の裏面２ｂに薄い膜状に水を塗布するために、１ｍｍ以下にすると好適である。薄い膜状に水を塗布することで、塗布された水が乾燥しやすくなる。

また、回転軸方向３２と直交する方向における開口５１１の長さを１００μｍ以下にすると、より少量の水を温調ドラム３とフィルム２の間に供給でき、乾燥しやすくなるため、より好適である。

開口部材５１ｂから水を供給する際、フィルム２と温調ドラム３の間に空気が入らないようにするには、接触開始領域１０ａに、より早期に水が送液されて供給されることが好ましい。従って、開口部材５１ｂから供給される水の流速は、フィルム２の搬送速度以上にすると好適である。

ここで、開口部材５１ｂから供給される水の流量は、以下の（１）式で算出できる。

Ｑ＝Ｓ×Ｖ ・・・（１）
（１）式におけるＱは流量（ｍ^３／ｓ）、Ｓは断面積（ｍ^２）、Ｖは平均流速（ｍ／ｓ）を表している。この（１）式に、供給される水の平均流速と、開口５１１の開口の大きさに基づく開口面積を代入することで、適切な流量を算出できる。

このように、本実施形態では、フィルム２の裏面２ｂと温調ドラム３の接触面３ａの間に、開口部材５１ｂを介して水を供給する。テーパの先端を接触開始領域１０ａに挿し込むため、接触開始領域１０ａのより近くからフィルム２と温調ドラム３の間に水を供給でき、空気の入り込みを低減できる。これにより好適にフィルム２と温調ドラム３の間に介在する空気を排出してフィルム２と温調ドラム３の密着性を向上させ、フィルム２のしわを防止できる。

なお、これ以外の効果は、上述した実施形態で説明したものと同様である。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る画像形成装置１００ｃを、図７及び図８を参照して説明する。ここで、図７は画像形成装置１００ｃの構成の一例を示す図であり、画像形成装置１００ｃの要部の断面図である。また図８は画像形成装置１００ｃにおけるノズル部材５１ｃの構成の一例を示す図であり、（ａ）はノズル部材５１ｃの正面図、（ｂ）はノズル部材５１ｃの側面図である。

図７に示すように、画像形成装置１００ｃは液体供給ユニット５０ｃを備え、液体供給ユニット５０ｃはノズル部材５１ｃを備えている。

ノズル部材５１ｃは、接触開始領域１０ａの搬送方向２１における上流側に、温調ドラム３の回転軸方向３２に沿って延在するように設けられている。ノズル部材５１ｃは中空の部材であり、搬送方向２１に沿って接触開始領域１０ａに向かうにつれて厚みが薄くなるテーパ状の形状を有している。テーパの先端を接触開始領域１０ａに挿し込むことで、接触開始領域１０ａのより近くにテーパの先端を配置できるようになっている。

また図８（ａ）に示すように、ノズル部材５１ｃにおけるテーパの先端には、回転軸方向３２に沿って配列し、ノズル部材５１ｃの内部と外部を連通させる複数（ここでは４つ）のノズル５１２が形成されている。

ノズル部材５１ｃは、供給チューブ５２を介して供給ポンプ５３によりノズル部材５１ｃの内部に送液された水を、ノズル５１２を通して接触開始領域１０ａに向けて排出することで、回転軸方向３２における接触開始領域１０ａの全体に行き渡るように水を供給できる。

本実施形態ではノズル５１２の個数が４つである例を示したが、個数はこれに限定されるものではなく、増減が可能である。またノズル５１２の列が２列以上であってもよい。複数のノズル５１２同士の間隔は特に限定はされないが、等間隔にすると、回転軸方向３２における接触開始領域１０ａの全体に均等に水が行き渡るため、より好適である。

また、回転軸方向３２におけるノズル５１２が配列する領域の大きさは、回転軸方向３２におけるフィルム２の長さ以上であることが好ましい。また１つのノズル５１２の大きさは、回転軸方向３２の長さが１００μｍ以下で、回転軸方向３２と直交する方向の長さも１００μｍであると、より少量の水を供給できるため、好適である。

このように、本実施形態では、フィルム２と温調ドラム３の間にノズル部材５１ｃを介して水を供給する。そして、供給された水の表面張力の作用で、フィルム２と温調ドラム３の間に介在する空気を排出し、フィルム２と温調ドラム３の密着性を向上させて、フィルム２のしわを防止できる。

ここで、液体供給ユニット５０ｃは、回転軸方向３２におけるフィルム２の領域毎に、異なるタイミングで水を供給することもできる。具体的には、液体供給ユニット５０ｃは、回転軸方向３２において、フィルム２の端部と比較して早いタイミングでフィルム２の中央部に水を供給する。

このタイミングは、ノズル部材５１ｃの各ノズルに１対１で対応して複数のチューブを送液可能に接続し、中央部のノズルと端部のノズルで接続するチューブの長さを変えることで調整できる。具体的には、中央部のノズルに接続されるチューブの長さを短くし、端部のノズルに接続させるチューブの長さを長くする。図８（ａ）におけるノズル５１２ａは中央部のノズルであり、ノズル５１２ｂは端部のノズルである。

また、送液のオンとオフを切り替える電磁弁を各ノズルに設け、送液をオンするタイミングにより水の供給タイミングを調整してもよい。

このような供給タイミングの調整により、始めに回転軸方向３２におけるフィルム２の中央部に水を供給してフィルム２の中央部を温調ドラム３に密着させ、その後、フィルム２の端部に向けて徐々に密着する領域を広げることができる。これにより、フィルム２と温調ドラム３の間に空気が介在する場合に、回転軸方向３２におけるフィルム２の中央部から端部に向けて徐々に空気を移動させ、フィルム２と温調ドラム３の間から空気をより好適に排出させることができる。

なお、これ以外の効果は、上述した実施形態で説明したものと同様である。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る画像形成装置１００ｄを、図９及び図１０を参照して説明する。ここで、図９は画像形成装置１００ｄの構成の一例を示す図であり、画像形成装置１００ｄの要部の断面図である。また図１０は画像形成装置１００ｄにおけるグラビアローラ５１ｄの構成の一例を示す図である。

図９に示すように、画像形成装置１００ｄは液体供給ユニット５０ｄを備え、液体供給ユニット５０ｄは、塗工部材の一例としてのグラビアローラ５１ｄと、液槽５４と、ドクターブレード５５とを備えている。

グラビアローラ５１ｄは、ＳＵＳを母材としたローラの外周面にセラミック層が被覆され、このセラミック層に微細な複数の溝５１３が形成された回転部材である（図１０参照）。

グラビアローラ５１ｄは、接触開始領域１０ａの搬送方向２１における上流側で、回転軸方向３２に沿って延在するように配置され、その外周面がフィルム２の裏面２ｂに接触するように設けられている。

液槽５４は水を貯留する箱状部材である。この箱状部材の上部における開放された部分を通してグラビアローラ５１ｄの外周面に水を浸漬できるように構成され、画像形成装置１００ｅ内に設けられている。

ドクターブレード５５は、回転するグラビアローラ５１ｄの外周面に先端部を当接させることで、グラビアローラ５１ｄの外周面を摺擦するブレード状部材である。

グラビアローラ５１ｄを回転させながら、液槽５４に貯留された水にグラビアローラ５１ｄの外周面を浸すと、該外周面に水が付着する。水が付着した状態でグラビアローラ５１ｄの外周面をドクターブレード５５で摺擦して外周面の水を掻き取ることで、溝５１３の内部のみに水を貯めることができる。そして、グラビアローラ５１ｄを回転させながら、その外周面をフィルム２の裏面２ｂに接触させることで、溝５１３内に貯められた水を裏面２ｄに塗布できる。微細で且つ所定の大きさの溝５１３内に貯められた水を塗布するため、少量で且つ正確に計量された水をフィルム２の裏面２ｂに塗布できる。

ここで、グラビアローラ５１ｄを温調ドラム３の接触面３ａに接触させて接触面３ａに水を塗布してもよいが、グラビアローラ５１ｄとの接触により温調ドラム３の接触面３ａが摩耗する場合がある。そのため、グラビアローラ５１ｄをフィルム２の裏面２ｄに接触させて裏面２ｄに水を塗布することが好ましい。

なお、図１１に示した例では、グラビアローラ５１ｄと温調ドラム３との間に液槽５４が配置されているため、この配置ではグラビアローラ５１ｄが温調ドラム３の接触面３ａに水を塗布することが困難である。

そのため、この場合は、グラビアローラ５１ｄを移動可能に構成し、液槽５４にその外周面を浸して溝５１３に水を貯めた後、グラビアローラ５１ｄを温調ドラム３に向けて移動させ、温調ドラム３の接触面３ａに接触させて水を塗布する。

また溝５１３の断面形状は、ピラミッド型、格子型、斜線型、又はロトフロー型等の様々な形状に形成できる。溝５１３は、深さを１ｍｍ以下、回転軸方向３２における長さを１００μｍ以下、容積を２００ｃｍ^３／ｍ^２以下に形成することが好ましい。このようにすることで、より少量の水をフィルム２の裏面２ｂに塗布でき、塗布後の水がより乾燥しやすくなる。

また本実施形態では、図１０に示すように、溝５１３は、グラビアローラ５１ｄの周方向に対してわずかに傾斜する方向に延伸するように形成されている。このように傾斜させることで、グラビアローラ５１ｄの回転に伴って、溝５１３内に貯められた水を回転軸方向３２におけるフィルム２の裏面２ｄの全体に行き渡らせるようにフィルム２の裏面２ｄに水を塗布できる。但し、必ずしも図１０に示した溝５１３の形態に限定されるものではなく、グラビアローラ５１ｄの周方向に沿った方向に溝５１３を形成してもよいし、また複数の溝５１３同士の間隔を、回転軸方向３２における領域毎で異ならせてもよい。

さらに、グラビアローラ５１ｄの回転方向は、時計回り方向と反時計回り方向の何れでも可能であるが、搬送されるフィルム２に負荷を与えない方向にするとより好適である。図９の例では、反時計回りの回転方向が負荷を与えない方向に該当する。このようにすることで、グラビアローラ５１ｄによるフィルム２への負荷を抑制し、フィルム２の摩耗を低減できる。

なお、これ以外の効果は、上述した実施形態で説明したものと同様である。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係る画像形成装置１００ｅを、図１１及び図１２を参照して説明する。

本実施形態では、液体供給ユニット５０ｅは、回転軸方向３２におけるフィルム２の領域毎に異なるタイミングで水を供給する。より具体的には、液体供給ユニット５０ｅは、回転軸方向３２において、フィルム２の端部と比較して早いタイミングでフィルム２の中央部に水を供給する。

このようにすることで、始めに回転軸方向３２におけるフィルム２の中央部に水を供給してフィルム２の中央部を温調ドラム３に密着させ、その後、フィルム２の端部に向けて徐々に密着する領域を広げることができる。これにより、フィルム２と温調ドラム３の間に空気が介在する場合に、回転軸方向３２におけるフィルム２の中央部から端部に向けて徐々に空気を移動させ、フィルム２と温調ドラム３の間から空気をより好適に排出させることができる。

ここで、図１１は画像形成装置１００ｅの構成の一例を示す図であり、画像形成装置１００ｅの要部の断面図である。また図１２は画像形成装置１００ｅにおけるテーパゴムローラ５６とグラビアローラ５１ｄの構成の一例を示す図であり、（ａ）はテーパゴムローラ５６とグラビアローラ５１ｄが接触していない状態を示す図、（ｂ）はテーパゴムローラ５６とグラビアローラ５１ｄが接触した状態を示す図である。

図１１に示すように、画像形成装置１００ｅは液体供給ユニット５０ｅを備え、液体供給ユニット５０ｅはテーパゴムローラ５６を備えている。

テーパゴムローラ５６は、母材としてＳＵＳの円柱を用い、母材の外周面に弾性変形可能なゴムを被覆して構成した回転ローラである。テーパゴムローラ５６は、フィルム２に接触すると、搬送に伴ってフィルム２から受ける押圧力を駆動源として、隣接して設けられたグラビアローラ５１ｄに対して進退可能に構成されている。

またテーパゴムローラ５６は、図１２に示すように、回転軸方向３２における領域毎で直径が異なっており、中央部の直径が大きく、両端部に向かうにつれ直径が徐々に小さくなっている。

ここで、テーパゴムローラ５６の回転軸方向３２における中央部と端部で直径の差が大きすぎると、フィルム２とテーパゴムローラ５６が接触した際に、フィルム２の中央部と端部で搬送速度に差が生じ、フィルム２にしわが発生する場合がある。これに対し、実験の結果、中央部と端部の直径の差を１ｍｍ以下にすると、このような速度差に起因するしわが生じないことが分かった。

次にテーパゴムローラ５６の動作を説明する。画像形成を行わないときは、フィルム２は搬送されておらず、図１２（ａ）に示すように、テーパゴムローラ５６とグラビアローラ５１ｄは離間している。画像形成が開始され、フィルム２が搬送されると、搬送に伴ってフィルム２がグラビアローラ５１ｄに向けた押圧力をテーパゴムローラ５６に付与する。これによりテーパゴムローラ５６がグラビアローラ５１ｄに向けて進行して両者が密着する。テーパゴムローラ５６との密着により、グラビアローラ５１ｄの溝５１３内から押し出された水がフィルム２の裏面２ｂに塗布される。

この際に、テーパゴムローラ５６の直径は回転軸方向３２における中央部が大きく、端部に向かうにつれ徐々に小さくなっているため、始めに溝５１３のうちの中央部の溝５１３ａが密着し、その後、端部の溝５１３ｂに向けて徐々に密着する領域が広がる。そのため、回転軸方向３２におけるフィルム２の中央部に始めに水を塗布し、その後、フィルム２の端部に向けて徐々に水を塗布する領域を広げることができる。

これにより、フィルム２と温調ドラム３の間に空気が介在する場合に、回転軸方向３２におけるフィルム２の中央部から端部に向けて空気を移動させ、フィルム２と温調ドラム３の間から空気をより好適に排出させることができる。

なお、これ以外の効果は、上述した実施形態で説明したものと同様である。

［第６実施形態］
次に、第６実施形態に係る画像形成装置について、図１３を参照して説明する。ここで、図１３はしわと擦過性の評価実験の結果を示す図である。

図１３に示す例では、フィルム２の搬送速度を５０ｍｐｍ（メーターパーセカンド）とし、温調ドラム３の接触面３ａの温度を７０度とし、温風発生部４を３つ用いて加熱温度を３５０度とした。図１３は、このような条件下で、フィルム２のしわの状態を評価したしわランクと、乾燥後のフィルム２上のインクを擦ることで、乾燥が完了しているか否かを評価した擦過性の評価結果を示している。しわランクはランク１〜５の５段階で評価し、ランク４以上を合格とした。擦過性は、擦ったことでインクがフィルム２から剥がれる場合はＮＧ（不合格）、剥がれない場合はＯＫ（合格）の２段階で評価した。

実験に用いたフィルム２は厚み２０μｍのＯＰＰである。供給する第２液体には、インクジェット用の水性インクを用いた。

図１３の最も左側の列は、３０度以上で１００度以下の範囲で、１０度毎に温度を変化させた第２液体の温度を示している。その右側の列は、第２液体の温度から温調ドラム３の温度を減算して算出した温度差を示している。そのさらに右側の列はしわランクを示し、そのさらに右側の列は擦過性の評価結果を示している。

図１３に示すように、上述した条件での実験では、温度差が−２０度以上で＋２０度以下の範囲（実際の温度は５０度以上で９０度以下の範囲）であれば、しわランクが合格（４以上）で、且つ擦過性がＯＫとなった。

一方、温度差が−２０度以上で＋２０度以下の範囲外では、しわランク又は擦過性の何れかが不合格となった。温度差が負の方向に大きすぎる場合（温度差が−３０度又は−４０度の場合）は、第２液体によってフィルム２が冷却されすぎてしまい、フィルム２の表面２ａに付与したインクの乾燥性が低下し、擦過性が低下した。一方、温度差が正の方向に大きすぎる場合（温度差が＋３０度の場合）は、第２液体の沸騰蒸発により密着性が低下し、温風発生部４による加熱でフィルム２のダメージが大きくなり、方向性を持たないシワが発生した。

以上のことから、フィルム２と温調ドラム３の間に供給する第２液体の温度は、温調ドラム３の温度に対して−２０度以上で＋２０度以下の範囲内にすると好適である。これにより、フィルム２のしわを防止し、且つ画像形成のためにフィルム２に付与したインクの擦過性を良好にすることができる。

以上、実施形態を説明したが、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１００ 画像形成装置（液体吐出装置の一例）
１ インク吐出ユニット（液体付与部の一例）
１０ 乾燥ユニット
１０ａ 接触開始領域
１０ｂ 離間領域
２ フィルム（記録媒体の一例）
２ａ 表面（液体付与面の一例）
２ｂ 裏面（液体付与面とは異なる面の一例）
２０ 張力方向
２１ 搬送方向
３ 温調ドラム（温度調節部材の一例）
３０ 温水温度維持機構（循環部の一例）
３ａ 接触面
３２ 回転軸方向
３０１ 第１搬送ローラ
３０２ 第２搬送ローラ
４ 温風発生部（加熱部の一例）
５ インク（第１液体の一例）
５０ 液体供給ユニット（液体供給部の一例）
５１ 供給スポンジローラ（多孔質部材の一例、スポンジローラの一例）
５１１ 開口
５１２ ノズル
５１３ 溝
５１ａ テーパスポンジ部材（多孔質部材の一例）
５１ｂ 開口部材
５１ｃ ノズル部材
５１ｄ グラビアローラ（塗工部材の一例）
５２ 供給チューブ
５３ 供給ポンプ
５４ 液槽
５５ ドクターブレード
５６ テーパゴムローラ（弾性回転部材の一例）
６０ 回収ユニット
６１ 回収スポンジローラ
６２ 回収チューブ
６３ 回収ポンプ

特開２０１６−１１４２８４号公報 特開２０１０−２０１７１３号公報

Claims (14)

1. 記録媒体に第１液体を吐出して付与する液体付与部と、
   前記液体付与部によって前記第１液体を付与された前記記録媒体に接触して前記記録媒体の温度を調節する温度調節部材と、
   前記記録媒体と前記温度調節部材の間に第２液体を供給する液体供給部と、を備える
   液体吐出装置。
2. 前記液体供給部は、前記記録媒体の液体付与面とは異なる面、又は前記温度調節部材における前記記録媒体との接触面の少なくとも一方に前記第２液体を塗布することで、前記第２液体を供給する
   請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記温度調節部材における前記記録媒体との接触面に対向して配置され、前記記録媒体に付与された前記第１液体を加熱する加熱部をさらに備える
   請求項１、又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記液体供給部は、回転する前記温度調節部材の回転軸方向に沿って延在する多孔質部材を介して前記第２液体を供給する
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置。
5. 前記多孔質部材は、前記温度調節部材の回転軸と平行な軸回りに回転するスポンジローラである
   請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記液体供給部は、回転する前記温度調節部材の回転軸方向に沿って延在する開口を有する開口部材を介して前記第２液体を供給する
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置。
7. 前記液体供給部は、回転する前記温度調節部材の回転軸方向に沿って配列された複数のノズルを有するノズル部材を介して前記第２液体を供給する
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置。
8. 前記液体供給部は、回転する前記温度調節部材の回転軸と平行な軸回りに回転し、外周面に複数の溝が形成された塗工部材を介して前記第２液体を供給する
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置。
9. 前記溝は、前記塗工部材の周方向に対して傾斜した方向に延伸して形成されている
   請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 前記液体供給部は、前記回転軸方向における前記記録媒体又は前記温度調節部材の少なくとも一方の領域毎に、異なるタイミングで前記第２液体を供給する
    請求項７乃至９の何れか１項に記載の液体吐出装置。
11. 前記液体供給部は、前記回転軸方向において、前記記録媒体の端部と比較して早いタイミングで前記記録媒体の中央部に前記第２液体を供給する
    請求項１０に記載の液体吐出装置。
12. 前記液体供給部は、
    前記回転軸方向に沿って直径が異なり、外周面が変形する弾性回転部材を備え、
    前記回転軸と平行な軸回りに回転し、外周面に複数の溝が形成された塗工部材を介して前記第２液体を供給し、
    前記弾性回転部材が前記塗工部材に当接することで、前記回転軸方向における前記記録媒体の領域毎に、異なるタイミングで前記第２液体を供給する
    請求項１０、又は１１に記載の液体吐出装置。
13. 前記回転軸方向において、前記弾性回転部材の中央部は、前記弾性回転部材の端部と比較して直径が大きい
    請求項１２記載の液体吐出装置。
14. 前記第２液体の温度は、前記温度調節部材における前記記録媒体との接触面の温度に対し、−２０度以上で＋２０度以下の範囲内である
    請求項１乃至１３の何れか１項に記載の液体吐出装置。

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