JP4053720B2

JP4053720B2 - 画像記録装置及びその方法

Info

Publication number: JP4053720B2
Application number: JP2000288001A
Authority: JP
Inventors: 久八郎岩崎; 格二村上; 哲也金子
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP2002096453A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像記録装置及びその方法に関し、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ものである。
【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着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７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７１には押えチャック７２をもって記録媒体７３が巻き付けられる。また、コーティングユニット７４内にはコーティング材料７５が収納されており、コーティング材料７５は攪拌・供給ローラ７６、輸送・薄膜化ローラ７７，７８によってコーティングローラ７９のローラ面に薄膜化される。そして、コーティングローラ７９は回転するプラテンローラ７１に巻き付けられている記録媒体７３上に押し付けながら回転され、記録媒体７３の表面にコーティング材料７５が塗工される。同時に、インクジェットヘッド８０はコーティング材料７５が塗工された記録媒体７３の表面にインクを吐出して記録を行う。
【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、記録走査中もコーティングローラをプラテンローラで押し付けており、特に記録走査であって主走査時はコーティングローラの回転が中断されてコーティングローラが記録媒体に押し付けられたまま停止することになり、停止中記録媒体の一部にコーティング材料が集中して塗布されることとなる。このため、塗布ムラができ、波打ちや画質ムラが発生する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、塗布ムラによる波打ちや画質ムラがなく、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安定して得られる画像記録装置及びその方法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、記録媒体の記録領域に、記録液中の着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領域に画像を記録する画像記録手段とを有する、本発明に係る画像記録装置は、前処理液塗布手段によって前処理液を塗布された記録媒体を画像記録手段により画像の記録が開始される画像記録開始位置を通過させ、前処理液塗布動作が終了した後、記録媒体を後退させて画像記録開始位置に設定し、画像記録手段による画像記録動作を行う。よって、塗布ムラによる波打ちや画質ムラがなく、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安定して得られる画像記録装置を提供できる。
【００１１】
また、回転するプラテンローラに押し付けた記録媒体の記録領域に前処理液を前処理液塗布手段によって塗布した記録媒体をプラテンローラの順回転によって画像記録開始位置を通過させ、塗布動作終了後プラテンローラの順回転又は逆回転によって記録領域を画像記録開始位置に設定する。よって、前処理液塗布手段の塗布動作終了位置から画像記録手段の画像記録動作開始位置までの記録媒体の経路長さと記録媒体の送り方向の長さとを無関係に、前処理液を記録媒体の記録領域に塗布した後画像記録動作を行うことができ、塗布ムラによる波打ちや画質ムラがなくなる、コンパクトな画像記録装置を提供することができる。
【００１２】
また、前処理液を記録媒体の印字領域に塗布した後記録媒体を一旦画像記録開始位置を通過してから後退させて記録媒体を画像記録開始位置に設定するとき、記録媒体を後退させる経路を前処理液塗布手段への経路と異なる経路とすることにより、記録媒体が前処理液塗布手段に逆進入することがなくなり、記録媒体の後端が前処理液に接触して不要な塗布ムラによる波打ちや汚れの発生を防止できる。
【００１３】
更に、別の発明として、記録媒体の記録領域に記録される画像の品質の向上を図るための前処理液を塗布し、前処理液が塗布された記録領域に画像を記録する画像記録方法によれば、前処理液を塗布された記録媒体を、画像の記録が開始される画像記録開始位置を通過させ、前処理液塗布動作が終了した後、記録媒体を後退させて画像記録開始位置に設定し、画像記録動作を行う。よって、塗布ムラによる波打ちや画質ムラがなく、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安定して得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る画像記録装置は、前処理液塗布手段によって前処理液を塗布された記録媒体を画像記録手段により画像の記録が開始される画像記録開始位置を通過させ、前処理液塗布動作が終了した後、記録媒体を後退させて画像記録開始位置に設定し、画像記録手段による画像記録動作を行う。よって、塗布ムラによる波打ちや画質ムラがなく、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安定して得られる。
【００１５】
【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、前処理を施す用紙を供給する用紙供給ユニット１０−１と前処理を施さない用紙を供給する用紙供給ユニット１０−２とから構成され、用紙供給ユニット１０−１は用紙１１を送り出す給紙ローラ１２を有し、用紙給紙ユニット１０−２は用紙１１を送り出す給紙ローラ１３を有する。前処理液塗布ユニット２０は、記録液中の着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。
【００１６】
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の動作について説明する。
先ず、用紙給紙ユニット１０−１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。前処理液２２の塗布が完了した用紙１１は、記録ヘッド３７ある記録エリアまで搬送ローラ３１〜３３によって送られる。ここで、前処理液塗布動作の終了地点（図中Ａ点）から記録走査開始地点（図中Ｂ部）までの用紙経路の長さＸは用紙１１の送り方向の長さＹより長く（Ｘ＞Ｙ）設定されている。つまり、用紙１１が記録走査開始地点に到達した時点で前処理液２２の塗布を完全に完了していることとなる。この場合、前処理液２２の塗布は記録走査時の間欠送り動作に入る前に実施できるため、一定速度で連続的に塗布でき、ムラのない均一な塗布が可能となる。その後、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。なお、本実施例では上述したように前処理の必要な用紙１１は用紙供給ユニット１０−１のカセットから供給されたが、前処理液の塗布が必要のない、又は処理されては困る用紙１１は用紙給紙ユニット１０−２又は手差しユニットから供給することとなる。これは用紙経路を長く設けるのに好都合である。従って、本実施例の画像記録装置によれば、記録を行う時点では、前処理液の塗布処理は完全に終了しており、塗布ムラによる波打ちや画質ムラがなくなると共に、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安定して得られる画像記録装置を提供できる。
【００１７】
図２は本発明の第２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１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。本実施例の画像記録装置２は、第１の実施例の画像記録装置１に比べ、コンパクトな装置の提供が可能になっている。本実施例の動作について説明すると、用紙１１は給紙ローラ１２によって送り出され、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によって用紙１１の先頭は記録走査開始位置（図中Ｂ点）まで戻される。塗布完了は、例えば前処理液塗布ユニット２０の出口近傍に通常行われている用紙検知手段（図示されず）を設けることにより検出制御することができる。用紙１１を記録走査開始位置に戻す場合も同様な用紙検知手段を記録走査開始位置近傍に設けることにより位置出しが可能である。または予め用紙の長さＬを情報として与えておき、モータの送り量を演算して決めてやってもよい。なお、用紙１１を戻すとき、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が、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へ案内してやることや、あるいはブレード４６を切り替えて別の経路へ送ることで解決できる。従って、本実施例の画像記録装置によれば、前処理液塗布ユニットの塗布動作終了位置から記録ヘッドの記録エリアまでの記録媒体の経路長さと記録媒体の送り方向の長さとに無関係に、塗布ムラによる波打ちや画質ムラがなくなると共に、細線等の再現性に優れ色境界にじみのない色調の良好な高画質で耐水性に優れた画像が安定して得られるコンパクトな画像記録装置を提供できる。
【００１８】
なお、第１，第２の実施例は用紙の長手方向を搬送方向とした画像記録装置に関するものであるが、これに限定する必要はなく、例えば回転するプラテンローラに巻き付けた用紙に対して画像記録を行う画像記録装置において、回転するプラテンローラに押し付けた用紙の記録エリアに前処理液を塗布した用紙がプラテンローラの順回転によって記録走査開始位置を通過させて塗布動作終了後更にプラテンローラの順回転によって記録エリアを記録走査開始位置に設定し、又はプラテンローラの順回転によって記録走査開始位置を通過させて塗布動作終了後プラテンローラの逆回転によって記録領域を記録走査開始位置に設定することによっても上記第１，第２の実施例と同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００１９】
図３は本発明の画像記録装置における動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。図４は本発明の画像記録動作を示すタイムチャートである。図４の時刻ｔ₀でコンピュータなどのホストマシーンからのプリント指令を受ける（ステップＳ１０１）と、時刻ｔ₁で本発明の画像記録装置は前処理液塗布処理（ステップＳ１０２）とヘッドクリーニング処理（ステップＳ１０３）とを同時にスタートする。ヘッドクリーニング処理後記録ヘッドの噴射が正常に行われるか否かのチェックを行い（ステップＳ１０４）、記録ヘッドの噴射が正常でない場合は再度ヘッドクリーニング処理を行う（ステップＳ１０４；ＮＯ）。記録ヘッドの噴射が正常であれば画像データの転送を行い（ステップＳ１０４；ＹＥＳ，ステップＳ１０５）、時刻ｔ₂で前処理液塗布処理終了の用紙を記録ヘッドに搬送する処理がなされて用紙がセットされ（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、全ての準備が完了した時点（時刻ｔ₃）で記録動作を開始する（ステップＳ１０７）。この場合、画像データの転送は１走査分であっても、複数走査分であってもあるいは１ページ分であってもかまわない。前処理液塗布処理が通常の準備作業と併行して行われるため、前処理液塗布処理を行ってもスループットを落とすことがほとんどない。
【００２０】
図５は本発明の画像記録装置における動作シーケンスの他の例を示すフローチャートである。図６は本発明の別の画像記録動作を示すタイムチャートである。図６の時刻ｔ₀でコンピュータなどのホストマシーンからのプリント指令を受ける（ステップＳ２０１）と、本発明の画像記録装置は、図６の時刻ｔ₁でヘッドクリーニング処理（ステップＳ２０２）や噴射チェック（ステップＳ２０３）を開始し、図６の時刻ｔ₂でヘッドクリーニング処理等の処理を終了後、画像データ転送（ステップＳ２０４）を行い、用紙以外はプリントレディ状態にし、レディ信号を出す。図６の時刻ｔ₃でレディ信号を受ける（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）と前処理液塗布処理を開始する（ステップＳ２０６）。図６の時刻ｔ₄で前処理液塗布処理が終了した後、図６の時刻ｔ₅で用紙レディで画像記録動作を開始する（ステップＳ２０７，Ｓ２０８）。この場合、画像データの転送は１走査分であっても、複数走査分であってもあるいは１ページ分であってもかまわないが、１ページ分の場合が塗布後の時間経過のばらつきの点ではもっとも有利である。なお、図３及び図５に示す動作シーケンスは限定されるものではないことは言うまでもない。
【００２１】
また、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。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、記録媒体の記録領域に、記録液中の着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領域に画像を記録する画像記録手段とを有する、本発明に係る画像記録装置は、前処理液塗布手段によって前処理液を塗布された記録媒体を画像記録手段により画像の記録が開始される画像記録開始位置を通過させ、前処理液塗布動作が終了した後、記録媒体を後退させて画像記録開始位置に設定し、画像記録手段による画像記録動作を行う。よって、塗布ムラによる波打ちや画質ムラがなく、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安定して得られる画像記録装置を提供できる。
【００２４】
また、回転するプラテンローラに押し付けた記録媒体の記録領域に前処理液を前処理液塗布手段によって塗布した記録媒体をプラテンローラの順回転によって画像記録開始位置を通過させ、塗布動作終了後プラテンローラの順回転又は逆回転によって記録領域を画像記録開始位置に設定する。よって、前処理液塗布手段の塗布動作終了位置から画像記録手段の画像記録動作開始位置までの記録媒体の経路長さと記録媒体の送り方向の長さとを無関係に、前処理液を記録媒体の記録領域に塗布した後画像記録動作を行うことができ、塗布ムラによる波打ちや画質ムラがなくなる、コンパクトな画像記録装置を提供することができる。
【００２５】
また、前処理液を記録媒体の印字領域に塗布した後記録媒体を一旦画像記録開始位置を通過してから後退させて記録媒体を画像記録開始位置に設定するとき、記録媒体を後退させる経路を前処理液塗布手段への経路と異なる経路とすることにより、記録媒体が前処理液塗布手段に逆進入することがなくなり、記録媒体の後端が前処理液に接触して不要な塗布ムラによる波打ちや汚れの発生を防止できる。
【００２６】
更に、別の発明として、記録媒体の記録領域に記録される画像の品質の向上を図るための前処理液を塗布し、前処理液が塗布された記録領域に画像を記録する画像記録方法によれば、前処理液を塗布された記録媒体を、画像の記録が開始される画像記録開始位置を通過させ、前処理液塗布動作が終了した後、記録媒体を後退させて画像記録開始位置に設定し、画像記録動作を行う。よって、塗布ムラによる波打ちや画質ムラがなく、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安定して得られる。
【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】本発明の第２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３】本発明の動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の画像記録動作を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の動作シーケンスの他の例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の別の画像記録動作を示すタイムチャートである。
【図７】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】
１，２；画像記録装置、１０，１０−１，１０−２；用紙供給ユニット、
１１；用紙、１２，１３；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、
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；用紙ガイド、４５；用紙退避経路、
４６；ブレード。

Claims

記録媒体の記録領域に、記録液中の着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領域に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って前記前処理液を塗布された前記記録媒体を前記画像記録手段により画像の記録が開始される画像記録開始位置を通過させ、前処理液塗布動作が終了した後、前記記録媒体を後退させて前記画像記録開始位置に設定し、前記画像記録手段による画像記録動作を行うことを特徴とする画像記録装置。
前記記録媒体を後退させる経路を前記前処理液塗布手段への経路と異なる経路とする請求項１記載の画像記録装置。
回転するプラテンローラに押し付けた前記記録媒体の前記記録領域に前記前処理液を前記前処理液塗布手段によって塗布し、前記プラテンローラの順回転によって前記画像記録開始位置を通過させ、塗布動作終了後前記プラテンローラの順回転又は逆回転によって前記記録領域を前記画像記録開始位置に設定する請求項１又は２に記載の画像記録装置。
記録媒体の記録領域に、記録液中の着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塗布し、前記前処理液が塗布された前記記録領域に画像を記録する画像記録方法において、
前記前処理液を塗布された前記記録媒体を、画像の記録が開始される画像記録開始位置を通過させ、前処理液塗布動作が終了した後、前記記録媒体を後退させて前記画像記録開始位置に設定し、画像記録動作を行うことを特徴とする画像記録方法。