JP4025004B2

JP4025004B2 - 画像記録装置

Info

Publication number: JP4025004B2
Application number: JP2000287885A
Authority: JP
Inventors: 久八郎岩崎; 哲也金子; 格二村上; 隆瀬戸; 哲夫渡辺; 正紀堀家
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP2002096452A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像記録装置に関し、詳細にはインクジェット方式の画像記録法に有効な、記録媒体の前処理手段に関するものであり、具体的には画像品質を向上させるための前処理液を塗布する前処理液塗布装置を具備した画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェットプリンタは低騒音、低ランニングコスト、カラー化が容易といった利点から急速に普及してきている。しかしながら、普通紙に記録すると、にじみ、濃度、色調や裏写り等といった初期品質問題に加え、耐水性、耐候性といった画像の堅牢性に関わる問題を抱えていたため、これらの問題を解決する様々な提案が成されてきた。
【０００３】
それらの解決手段として、インクによる画像が形成された際に、普通紙などの被記録材表面にインク中の染料を定着するための材料を予め塗工した被記録材、又は表面に白色顔料や水溶性高分子を塗工した被記録材を使用することが、特開昭５６−８６７８９号公報、特開昭５５−１４４１７２号公報、特開昭５２−５３０１２号公報又は特開昭５６−８９５９４号公報等に開示されている。しかし、この方法では、予め塗工処理した専用紙を購入しなければならないため、身近にある紙を自由に使えるというわけにはいかないという不便さがあり、また鉛筆やペンによる加筆性の問題があった。
【０００４】
また、２色重ね部分等の色境界での滲みを抑えるために、インクに界面活性剤などを添加することにより、インクの浸透性を高めることが特開昭５５−６５２６９号公報等に開示されている。この方法は、インクが記録紙に高速に浸透するため、２色重ね部分等の色境界での滲みの解決やスメア（印字後の接触による画像汚れ）に対しては効果的だが、滲みや裏写りは解決できない。更に、インクに揮発性溶剤を添加する方法が特開昭５５−６６９７６号公報に開示されているが、上記浸透性インクと同様の効果が得られるがノズルが目詰まりを起こしやすい。また、耐水性、耐光性を向上させるために色剤として顔料を含有するインクの使用も増加してきているが、顔料を含有するインクでは目詰まり等ノズル周りの信頼性を維持するのが難しく、また写真画像やＣＧ等の高い色再現性を要求される場合にはシアンやマゼンタ色の発色が不十分となり満足な画像が得られないという問題がある。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、特開昭５６−８９５９５号公報には、被記録材上に予めカルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のポリマー溶液を噴射し、ついでそのポリマー溶液が付着した部分にインクを噴射して印字するインクジェット記録方法が提案されている。しかし、この方法では印字画像のシャープネスの向上は得られるが、印字画像の乾燥性の向上に効果が得られずカラー画像での画質改善効果があまり認められない。また、インク中の染料を不溶化する化合物を含む画像記録促進液を被記録材上にインクジェット方法により付着した後にその画像記録促進液が付着した部分にインクを噴射して印字するインクジェット記録方法が特開昭６４−６３１８５号公報、特開平８−２０１５９号公報又は特開平８−２０１６１号公報等に開示されているが、この方法では２色重ね部での水分付着量が大きいため、色境界での滲みを十分に抑えることができず、またインクの裏写りが大きいという問題がある。さらに、被記録材のコックリング（波打ち）が発生するという問題がある。また、画像記録促進液をインクジェットヘッドで吹き付けるため、噴射を安定的に得るためには液の粘度や表面張力に制約があり、さらに目詰まりを起こさないためにノズルの径や液の組成に制約条件が加わり自由度が著しく小さくなるという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するための方法として、ローラを用いて紙面全体に塗布する方法が特開平７−１５６５３８号公報（以下従来例と称す）に開示されている。図６は従来例におけるローラを用いて記録媒体にコーティング材料を塗布する構成を示す概略断面図である。同図において、図示していないモータ等で回動するプラテンローラ６１には押えチャック６２をもって記録媒体６３が巻き付けられる。また、コーティングユニット６４内にはコーティング材料６５が収納されており、コーティング材料６５は攪拌・供給ローラ６６、輸送・薄膜化ローラ６７，６８によってコーティングローラ６９のローラ面に薄膜化される。そして、コーティングローラ６９は回転するプラテンローラ６１に巻き付けられている記録媒体６３上に押し付けながら回転され、記録媒体６３の表面にコーティング材料６５が塗工される。同時に、インクジェットヘッド７０はコーティング材料６５が塗工された記録媒体６３の表面にインクを吐出して記録を行う。このように、画質品質を向上させるための前処理液を予め塗布ローラで記録領域に塗布する従来例の方法によれば、噴射ヘッドを用いて吹き付ける方法に比べ比較的粘度の高い液を薄く塗布することができ、画像滲みやカラーブリードを一段と低減できる点で優れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例によれば、塗布ローラに塗布されたまま時間が経過すると水分等の蒸発により塗布ローラの表面の硬化が進み、次第に塗布条件が変り、著しいときはローラ同士が固着してしまい、そのままでは繰り返し使えないという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためのものであり、塗布ローラによる塗布条件を常に一定に保ち、かつ細線等の再現性に優れ色境界での滲みのない色調の良好な高画質で耐水性に優れた画像が継続的に安定して得られる画像記録装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、記録液中の色剤を不溶化する化合物を含有する液体である前処理液を記録媒体の記録領域に塗布する前処理液塗布手段と、前処理液が塗布された記録媒体の記録領域に記録液で画像を記録する画像記録手段とを有する、本発明の画像記録装置は、画像記録手段による画像記録動作が待機中であって一定期間毎に、用紙なしで前処理液塗布手段による前処理液塗布動作を行う前処理液塗布初期処理を実行する。そして、前処理液塗布初期処理は電源オン時にも行うのが好ましい。よって、前処理液が前処理液塗布手段における塗布ローラ等に循環しローラ上の前処理液は通常の規定値内の粘度に復帰させることができ、塗布ローラによる塗布条件を常に一定に保つことができる。強いては細線等の再現性に優れ色境界での滲みのない色調の良好な高画質で耐水性に優れた画像が継続的に安定して得られる。
【００１０】
また、画像記録動作を実行する時、前処理液塗布初期処理は前処理液塗布手段に記録媒体が給紙される前に実行することにより、待機中に画像記録動作を行う際には前処理液塗布初期処理を完了しておりスループットを短くすることができる。
【００１１】
更に、別の発明として、前処理液塗布手段による前処理液塗布動作を行わないときは、塗布ローラからカウンタローラを離間させるカウンタローラ離間処理を実行した後カウンタローラをクリーニングするクリーニングローラにカウンタローラを接合させることにより、特に電源オン時等を含む画像記録動作時にローラ上の前処理液を通常の規定値内の粘度に復帰させる時間を短縮することができる。
【００１２】
また、別の発明として、前処理液塗布手段による前処理液塗布動作を行わないときは、少なくとも塗布ローラを前処理液に浸しておくローラ浸漬処理を行うことにより、長時間使用しない場合前処理液塗布手段におけるカウンタローラから少なくとも塗布ローラを離間させて更に塗布ローラ上の前処理液が硬化することを防ぐことができ、電源オン時スムーズな始動が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る画像記録装置によれば、画像記録手段による画像記録動作が待機中であって一定期間毎に、用紙なしで前処理液塗布手段による前処理液塗布動作を行う前処理液塗布初期処理を実行する。よって、前処理液が前処理液塗布手段における塗布ローラ等に循環しローラ上の前処理液は通常の規定値内の粘度に復帰させることができる。
【００１４】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例に係る画像記録装置の構成を示す断面図である。同図において、本実施例の画像記録装置１は、主に、用紙供給ユニット１０、前処理液塗布ユニット２０、そして画像記録ユニット３０を含んで構成されている。用紙供給ユニット１０は用紙１１を送り出す給紙ローラ１２を有する。前処理液塗布ユニット２０は、記録液中の色剤を不溶化する化合物を含有する液体である前処理液２２を収納する前処理液タンク２１と、前処理液２２を攪拌して汲み上げる汲上げローラ２３と、汲み上げられた前処理液を塗布ローラ２５に均一な膜厚に制御する膜厚制御ローラ２４と、塗布ローラ２５とによって搬送されてくる用紙１１に前処理液２２を塗工するカウンタローラ２６を含んで構成されている。そして、画像記録ユニット３０は、搬送されてきた用紙１１を後述する記録ヘッド３６の記録エリアに搬送する搬送ローラ３１〜３３と、案内ロッド３４に沿って移動するキャリッジ３５に搭載された記録ヘッド３７を有する記録部３６と、記録された用紙１１を排出するための排出ローラ３８〜４１とを含んで構成されている。
【００１５】
次に、このような構成を有する本実施例の画像記録装置１における一連の画像記録動作について説明する。
先ず、用紙給紙ユニット１０に収納されている用紙１１は給紙ローラ１２によって送り出される。一方、前処理液塗布ユニット２０の前処理液タンク２１内の前処理液２２は汲上げローラ２３によって汲み上げられ、塗布ローラ２５のローラ面に膜厚制御ローラ２４によって均一な膜厚に制御される。そして、塗布ローラ２５とカウンタローラ２６によって前処理液２２が用紙１１の記録領域に均一に薄く塗布される。そして、用紙１１の記録領域は前処理液塗布ユニット２０によって前処理液２２を塗布されながら搬送ローラ４３，４４と搬送ローラ３１〜３３によって記録ヘッド３７のある記録エリアを通過し、用紙１１の記録領域が前処理液２２の塗布を完了するまで送られる。この時点では記録されない。用紙１１への前処理液２２の塗布が完了した時点で、逆回転される搬送ローラ３１〜３３及び搬送ローラ４３，４４によって用紙１１を送られてきた経路と同じ経路を戻すと用紙１１の後端が前処理液塗布ユニット２０に逆進入することになり、塗りムラや汚れ、用紙ジャムなどの不具合が起こるので、用紙１１を戻すときは用紙ガイド４２で方向を切り替える（図の点線の位置まで）ことより用紙退避経路４５へ案内する。そして、用紙１１の先頭は記録走査開始位置（図中Ａ点）まで戻される。その後、キャリッジ３５が案内ロッド３４に沿って画像信号に基づいて往復動作しキャリッジ３５に搭載された記録ヘッド３７によって前処理液２２が塗布された用紙１１の記録領域上に逐次記録がなされ、排出ローラ３８〜４１によって排出部に排出される。
【００１６】
ここで、本実施例の画像記録装置１によれば、通常電源オン時は電源オフから時間が経過しているため前処理液塗布ユニット２０の各ローラ２３〜２６上の前処理液は粘度が増加している、あるいは硬化している。そこで、図２に示す動作タイムチャートに示すように、電源オン時（時刻ｔ₀）は先ず用紙なしの状態で前処理液塗布ユニット２０を作動させる前処理液塗布初期処理を行う（時刻ｔ₁）ことにより前処理液２２が循環し各ローラ２３〜２６上の前処理液２２は通常規定値内の粘度に復帰させることができる。このような初期作業はヘッドのクリーニングなど他の立ち上がり準備作業やデータの転送作業とパラレルに進めても、シリアルに進めても構わないが、パラレルに進めた方がトータルのプリント時間（スループット）を短くできる。
【００１７】
また、コンピュータなどのホストマシーンに接続されたプリンタは通常電源オン状態でプリント指令を待機しているが、プリント指令のインタバルはまちまちである。インタバルがある一定時間（図２の時刻ｔ₃〜時刻ｔ₄の時間Ｔ）以上になると前処理液塗布ユニット２０の各ローラ２３〜２６上の前処理液２２は粘度が増加するか硬化するため、待機中プリント指令を受けたら用紙１１を給紙して通常の上記前処理液塗布動作を行う前に前処理液塗布ユニット２０による前処理液塗布初期処理を行う（時刻ｔ₄）ことにより前処理液２２が循環しローラ２３〜２６上の前処理液２２は通常の規定値内の粘度に復帰させることができる。
【００１８】
更に一定時間以上プリント指令がない場合、つまり待機中であって、用紙１１のない状態で前処理液塗布ユニット２０による前処理液塗布初期処理動作を一定時間（図２の時刻ｔ₃〜時刻ｔ₄、時刻ｔ₅〜時刻ｔ₆の時間Ｔ）毎に行うことにより、各ローラ２３〜２６上の前処理液２２の粘度上昇を一定値以下に抑えることができ、前述の待機中プリント指令を受けて用紙１１を給紙する前に前処理液塗布ユニット２０を作動させる時間を短縮できる効果がある。
【００１９】
前処理液２２によっては長時間使用しない場合硬化が著しく、次に電源オンして使用しようとしたとき、特に塗布ローラ２５とカウンタローラ２６が固着してしまい始動しない場合もあるが後述するように電源オフ時（図２の時刻ｔ₇）に塗布ローラ２５とカウンタローラ２６を離しておくカウントローラ離間処理を行うと問題がない。また、電源オフ時塗布ローラ２５とカウンタローラ２６を離した後カウンタローラ２６を図１のクリーニングローラ４７に接合させてクリーニングしておくと次の電源オン時に復帰させる時間を短縮させることができる。
【００２０】
図３は本発明の第２の実施例に係る画像記録装置の給紙ユニット及び前処理液塗布ユニットの構成を示す断面図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。本実施例では用紙１１に塗布作業をする時以外及び電源オフ時はカウンタローラ２６を塗布ローラ２５から離しておくカウンタローラ離間処理を行う例である。なお、カウンタローラ２６を塗布ローラ２５から離す機構はカムやソレノイド、モータなどを使った通常の回転機構によって簡単に行うことができる。図３に示すように、塗布ローラ２５とカウンタローラ２６の接合点から距離Ｌの位置に用紙先端を検出するセンサ２８を設けている。本実施例の動作について説明すると、カウンタローラ２６は塗布ローラ２５に対して図には示されてないが通常のマグネットやカム機構によって離接の制御が可能になっており、非動作時は通常は離れた状態になっている。コンピュータなどのホストマシーンからプリント指令を受け、給紙ローラ１２で給紙が開始されると用紙１１ａは用紙自体の腰と用紙ガイド２７によってカウンタローラ２６側に接するか、あるいは少なくとも塗布ローラ２５には接しない状態で塗布ローラ２５とカウンタローラ２６の接合点を通過させ、用紙１１が接合点から長さＬだけとび出させる状態になるようなタイミングでカウンタローラ２６を塗布ローラ２５に押接し用紙１１を挟み込み前処理液塗布作業を開始する。長さＬはカウンタローラ２６を塗布ローラ２５に押接するタイミングすなわち給紙ローラ１２による給紙開始時点からの時間をｔ、給紙速度をｖ、給紙開始地点から塗布ローラ２５とカウンタローラ２６の接合点までの距離をＳとするとｖｔ＝Ｓ＋Ｌ、すなわちｔ＝（Ｓ＋Ｌ）／ｖになるようなタイミングに制御すればよい。または第２の実施例を示す図３のように、長さＬより若干短めの地点にセンサ２８を設け、センサ２８で用紙の先端を検知したらカウンタローラ２６を塗布ローラ２５に押接した地点が先端からＬとなるように、センサ設置位置を決めてやってもよい。
【００２１】
また、用紙１１の後端検知においても先端検知の場合と同様な演算をするか、又は本発明の第３の実施例に係る画像記録装置の給紙ユニット及び前処理液塗布ユニットの構成を示す断面図である図４に示すように、センサ２８とカウンタローラ２６を挟んで反対側に設けたセンサ２９により、用紙１１の後端が塗布ローラ２５とカウンタローラ２６の接合点を通過する直前にカウンタローラ２６を離すことができる。かかる動作により用紙１１の塗布作業、すなわち用紙１１がカウンタローラ２６と塗布ローラ２５との間にある時以外は塗布ローラ２５とカウンタローラ２６が接することがなく、カウンタローラ２６に前処理液２２が付着されることがないので、塗布ローラ２５とカウンタローラ２６とが固着することがない。また、前述のクリーニングローラ４７等のクリーニング装置も不要となる。用紙１１の先端及び後端における前処理液２２の非塗布部の幅（長さＬに相当する）は、通常のプリンタなどが許容される記録エリアの先端余白、後端余白の範囲内におさめればよい。
【００２２】
図５は本発明の第４の実施例に係る画像記録装置の給紙ユニット及び前処理液塗布ユニットの構成を示す断面図である。同図において、図３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。本実施例では、用紙１１に塗布作業をする時以外及び電源オフ時にカウンタローラ２６以外のローラ２３〜２５を前処理液２２に浸漬させるローラ浸漬処理を行う例である。浸漬させる機構は図示されてないがカムやソレノイド、モータなどを使った通常の回転機構によって簡単に行うことができる。本実施例によれば、長期間使用しない場合でも固着などの問題は全く起きない。
【００２３】
なお、本実施例ではローラの構成は４本となっているがこれに限定されるものではない。また、記録方式もここで説明したインクジェット方式に限定されるものではない。更に、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、記録液中の色剤を不溶化する化合物を含有する液体である前処理液を記録媒体の記録領域に塗布する前処理液塗布手段と、前処理液が塗布された記録媒体の記録領域に記録液で画像を記録する画像記録手段とを有する、本発明の画像記録装置は、画像記録手段による画像記録動作が待機中であって一定期間毎に、用紙なしで前処理液塗布手段による前処理液塗布動作を行う前処理液塗布初期処理を実行する。そして、前処理液塗布初期処理は電源オン時にも行うのが好ましい。よって、前処理液が前処理液塗布手段における塗布ローラ等に循環しローラ上の前処理液は通常の規定値内の粘度に復帰させることができ、塗布ローラによる塗布条件を常に一定に保つことができる。強いては細線等の再現性に優れ色境界での滲みのない色調の良好な高画質で耐水性に優れた画像が継続的に安定して得られる。
【００２５】
また、画像記録動作を実行する時、前処理液塗布初期処理は前処理液塗布手段に記録媒体が給紙される前に実行することにより、待機中に画像記録動作を行う際には前処理液塗布初期処理を完了しておりスループットを短くすることができる。
【００２６】
更に、別の発明として、前処理液塗布手段による前処理液塗布動作を行わないときは、塗布ローラからカウンタローラを離間させるカウンタローラ離間処理を実行した後カウンタローラをクリーニングするクリーニングローラにカウンタローラを接合させることにより、特に電源オン時等を含む画像記録動作時にローラ上の前処理液を通常の規定値内の粘度に復帰させる時間を短縮することができる。
【００２７】
また、別の発明として、前処理液塗布手段による前処理液塗布動作を行わないときは、少なくとも塗布ローラを前処理液に浸しておくローラ浸漬処理を行うことにより、長時間使用しない場合前処理液塗布手段におけるカウンタローラから少なくとも塗布ローラを離間させて更に塗布ローラ上の前処理液が硬化することを防ぐことができ、電源オン時スムーズな始動が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る画像記録装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の画像記録制御動作を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の第２の実施例に係る画像記録装置の給紙ユニット及び前処理液塗布ユニットの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例に係る画像記録装置の給紙ユニット及び前処理液塗布ユニットの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施例に係る画像記録装置の給紙ユニット及び前処理液塗布ユニットの構成を示す断面図である。
【図６】従来例における前処理液塗布部の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１；画像記録装置、１０；用紙供給ユニット、
１１；用紙、１２；用紙給紙ローラ、２０；前処理液塗布ユニット、
２１；前処理液タンク、２２；前処理液、２３；汲上げローラ、
２４；膜厚制御ローラ、２５；塗布ローラ、２６；カウンタローラ、
２８，２９；センサ、３０；画像記録ユニット、
３１〜３３，４３，４４；搬送ローラ、３４；案内ロッド、
３５；キャリッジ、３６；記録部、３７；記録ヘッド、
３８〜４１；排出ローラ、４２，２７；用紙ガイド、
４５；用紙退避経路、４６；ブレード、４７；クリーニングローラ。

Claims

記録液中の色剤を不溶化する化合物を含有する液体である前処理液を記録媒体の記録領域に塗布する前処理液塗布手段と、前記前処理液が塗布された前記記録媒体の記録領域に前記記録液で画像を記録する画像記録手段とを有する画像記録装置において、
前記画像記録手段による画像記録動作が待機中であって一定期間毎に、用紙なしで前記前処理液塗布手段による前処理液塗布動作を行う前処理液塗布初期処理を実行することを特徴とする画像記録装置。
前記前処理液塗布初期処理は電源オン時にも実行する請求項１記載の画像記録装置。
前記画像記録動作を実行する時、前記前処理液塗布初期処理は、前記前処理液塗布手段に前記記録媒体が給紙される前に実行する請求項１記載の画像記録装置。
記録液中の色剤を不溶化する化合物を含有する液体である前処理液を記録媒体の記録領域に塗布する塗布ローラと該塗布ローラに対向するカウンタローラとを含む前処理液塗布手段と、前記前処理液が塗布された前記記録媒体の記録領域に前記記録液で画像を記録する画像記録手段とを有する画像記録装置において、
前記前処理液塗布手段による前処理液塗布動作を行わないときは、前記塗布ローラから前記カウンタローラを離間させるカウンタローラ離間処理を実行した後前記カウンタローラをクリーニングするクリーニングローラに前記カウンタローラを接合させることを特徴とする画像記録装置。
記録液中の色剤を不溶化する化合物を含有する液体である前処理液を記録媒体の記録領域に塗布する塗布ローラと該塗布ローラに対向するカウンタローラとを含む前処理液塗布手段と、前記前処理液が塗布された前記記録媒体の記録領域に前記記録液で画像を記録する画像記録手段とを有する画像記録装置において、
前記前処理液塗布手段による前処理液塗布動作を行わないときは、少なくとも前記塗布ローラを前記前処理液に浸しておくローラ浸漬処理を実行することを特徴とする画像記録装置。