JP4355662B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳しくは、インクジェット記録で用いられる記録媒体に対して、顔料を色材とするインクで記録した際に顔料の凝集の開始を早めるなどの目的で液体を塗布する機構を備えたインクジェット記録装置に関するものである。

インクジェット記録装置の分野において、インクを吐出して記録を行う前に記録媒体に所定の液体を塗布する機構を用いたものが知られている。特許文献１には、ローラと接するドクターブレードを用い、このブレードとローラとの間にコーティング液を溜めるようにし、ローラの回転に伴ってこのローラにコーティング液が付与されことが記載されている。そして、このローラの回転に伴い、これと他のローラとの間を搬送される支持体に対し付与されているコーティング液が転写、塗布される。特許文献２にも、同様に、インクジェット記録装置において、染料を不溶化する処理液を記録の前に予め塗布する機構が示されている。この文献の実施例１には、補充タンクに在る処理液が、回転するローラに付着することによって汲み出され同時にその汲み出した処理液が記録紙に塗布されることが記載されている。

しかしながら、以上の特許文献１または特許文献２に記載の構成は、いずれも、ローラが回転しつつそのローラの表面に塗布液が付与もしくは供給されるが、その付与もしくは供給する部分が大気に開放されあるいは連通した部分である。このため、塗布液の蒸発などが問題となる他、装置の姿勢が変わったときに、それよって塗布液が漏れるなどの問題を生じるおそれがある。特に、プリンタなどのインクジェット記録装置では、運搬時の姿勢変化による液体の漏れなどを考慮すると、小型化された装置には上記各文献に記載の塗布機構を適用し難い。

これに対し、インクジェットの分野でもなく、またインクの記録前に塗布する液体でもないが、塗布液としてのインクをローラに付与ないし供給する部分をシールする構成が、特許文献３に開示されている。同文献に記載の塗布機構は、グラビア印刷装置において印刷版のパターンが表面に形成されたローラにインクを塗布する機構である。ここでは、ローラの周面に沿った上下２ヶ所に対応した位置で、ローラの長手方向に延在するドクターブレードと、この２つのドクターブレードの両側部にそれぞれ設けられた弾性部材と、を有したインクチャンバーを用いたものである。このチャンバーをローラの周面に当接させることにより、ローラとの間で液室を形成する。そして、ローラが回転することにより、この液室の塗布液がローラに付与ないし供給されるものである。

特表２００２−５１７３４１号公報 特開平０８−７２２２７号公報 特開平０８−５８０６９号公報 特開２００２−９６４５２号公報

しかしながら、特許文献３に開示されるシール構成は、そのシール性が不十分な場合がある。すなわち、特許文献３におけるローラはグラビア印刷のためのパターンが形成されたものであり、その表面には印刷する画像に応じた、インクを保持するための凹凸が存在する。このため、これら凹凸を介してインクが蒸発したり、特に、ローラがその回転を停止しているときは凹凸を介してインクが漏れたりするおそれがある。

また、特許文献３のグラビラ印刷におけるインクの塗布ローラをインクジェット記録装置における塗布液の塗布ローラに適用した場合、塗布ローラの凹凸により塗布液が均一に塗布されず、記録媒体上において塗布液の塗布ムラが生じる。このような状態の記録媒体に対しインクジェット記録を行うと、塗布ムラが最終画像に影響を与え、ムラのある画像が形成されてしまう。従って、画像品位の点からしても、特許文献３における塗布機構を、インクジェット記録装置における塗布機構として適用することは困難である。

本発明の目的は、記録媒体に対して塗布ローラのような塗布面が回転する部材を用いて所定の液体を塗布する機構を有したインクジェット記録装置を提供することにある。

本発明は、インクジェット記録装置において、インクと反応する液体を記録媒体に塗布するための塗布ローラと、前記塗布ローラの表面に当接する保持部材であって、前記表面に当接して形成する液体保持空間に液体を保持するための保持部材とを備え、前記塗布ローラを回転させて、前記液体保持空間内の液体を前記塗布ローラを介して前記記録媒体に塗布するための塗布手段と、前記液体を収容する液体タンクと、前記液体タンクの液体を前記液体保持空間へ導くための第１の経路と、前記液体保持空間内の液体を前記液体タンクへ導くための第２の経路と、前記第１の経路、前記液体保持空間および前記第２の経路を含む流路内に液体の流れを発生させるためのポンプと、前記塗布手段より液体が塗布された記録媒体上に対して前記インクを吐出して画像の記録を行うための記録手段とを備え、前記ポンプは前記第２の経路に配置されていることを特徴とする。

以上の構成によれば、塗布ローラのよう塗布面が回転する塗布部材で塗布液を記録媒体に付与する構成において、その塗布部材の塗布面を実質的に凹凸のない面とするので、記録媒体に所定の液体の膜を均一に形成でき、また、液体保持部材との当接では十分に液密状態とすることができる。その結果、塗布液を用いた記録を良好に行うことができるとともに、保持する液体の蒸発や漏れを確実に防止することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態であるインクジェットプリンタの概略構成を示す図である。本実施形態のインクジェットプリンタは、記録用紙などの記録媒体に液体を塗布する液体塗布機構を備えたものである。

このインクジェット記録装置１には、複数枚の記録媒体Ｐを積載する給送トレイ２が設けられており、その断面が半月形状の分離ローラ３が、給送トレイ２に積載された記録媒体Ｐを１枚ずつ分離して搬送経路に給送する。搬送経路中には、液体塗布機構における塗布部材を構成する塗布ローラ１００１およびこれとともに記録媒体を挟んで搬送するためのカウンターローラ１００２が配置されている。塗布ローラ１００１はローラ駆動モータの回転によって図１において時計周り方向に回転し、記録媒体Ｐを図中上向に搬送しながら、記録媒体Ｐの必要な部分に塗布液を塗布する。塗布ローラ１００１の表面（周面）には、特許文献３で示されるグラビア印刷のようなインクで記録すべき画像のパターンが形成されているわけではなく、画像パターンは一切形成されていない。記録媒体に対して塗布液が均一に塗布できるように、塗布ローラ１００１の表面は実質的に凹凸の無い面で構成されている。なお、厳密に言えば、ローラの表面は、凹凸が全く無いというわけではなく、後述する図１５〜１７に示されるように微細な凹凸は存在する。しかし、この凹凸は画像パターン形成のためのものではなく、ローラの製造における表面加工精度や製造誤差に応じて生じる程度のものである。本発明では、記録媒体に塗布液を均一に塗布できる程度の凹凸を有するローラ面であれば適用可能であり、そのローラの表面粗さ（Ｒａ）はＲａ≦５．０、好ましくはＲａ≦２．５である。なお、この表面粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳＢ０６０１で定義される評価法によって測定されるものである。

本明細書では、このようにＲａ≦５．０のローラ面を「実質的に凹凸のない面」と称する。塗布液が塗布された記録媒体Ｐは、搬送ローラ４とピンチローラ５との間に送られるとともに、搬送ローラ４が、図中、反時計周り方向へと回転駆動されることによって、記録媒体Ｐはプラテン６の上を搬送される。

このプラテン６上を搬送される記録媒体Ｐに対して、記録ヘッド７に対向する位置で記録が行われる。すなわち、記録ヘッド７は所定数のインク吐出用のノズルを配設したインクジェット記録ヘッドであり、この記録ヘッド７が図の紙面と垂直方向に走査する間に、記録データに従ってノズルから記録媒体Ｐに対してインク滴を吐出して記録を行う。この記録動作と搬送ローラ４による所定量の搬送動作とを交互に繰り返しながら、塗布液が塗布された記録媒体に記録を行って行く。この記録動作とともに、記録媒体Ｐの搬送路において記録ヘッドの走査領域の後流側に設けられた、排紙ローラ８と拍車９によって排紙トレイ１０上に排紙される。

なお、このインクジェット記録装置としては、インクを吐出するノズルを記録媒体の最大幅に亘って配設した長尺な記録ヘッドを用いて記録動作を行ういわゆるフルライン型のインクジェット記録装置を構成することも可能である。

また、本実施形態で用いる塗布液は、インクの色材である顔料を凝集させる処理液である。具体的な組成は次のとおりである。
硝酸カルシウム・４水和物 １０％
グリセリン ４２％
界面活性剤 １％
水 残量

また、この塗布液の粘度は２５℃で５〜６ｃＰ（センチポアズ）である。なお、本発明の適用において、塗布液は上記のものに限られないことは勿論である。例えば、別の塗布液として、染料を不溶化あるいは凝集させる成分を含有する液体を用いることが可能である。

本実施形態では、塗布液として処理液を用いることにより、この処理液とこの処理液が塗布された記録媒体に吐出されるインクの色材である顔料を反応させて顔料の凝集を促進させる。そして、顔料の凝集を促進させることにより、記録濃度の向上を図ることができる。さらに、ブリーディングの軽減または防止することも可能となる。なお、インクジェット記録装置において用いる塗布液としては、上記の例に限られないことはもちろんである。

塗布する液体に水を用いる場合、本発明の塗布ローラとの液体保持部材の当接部分での周動性は、表面張力を下げる成分を前記液体に含ませることで良好なものとなる。上述の塗布する液体の成分の一例では、グリセリン及び界面活性剤が水の表面張力を下げる成分である。

図２は、上述したインクジェットプリンタの要部を、装置のケースを除いた状態で示す斜視図である。同図に示すように、給送トレイ２の一端の上方に塗布機構１００が設けられ、この塗布機構より上部側で、給送トレイ２のほぼ中央部上方に記録ヘッド７などを備えた記録機構が設けられる。

本実施形態の液体塗布機構１００は、概略、記録媒体に対し所定の塗布液を塗布する液体塗布機構と、この液体塗布手段に塗布液を供給する液体供給機構を有して構成されている。

図２に示すように、液体塗布機構は、円筒状の塗布ローラ１００１、この塗布ローラ１００１に対向して配置された円筒状のカウンターローラ（媒体支持部材）１００２、および塗布ローラ１００１を駆動するローラ駆動機構１００３などを有する。このローラ駆動機構１００３は、ローラ駆動モータ１００４と、このローラ駆動モータ１００４の駆動力を塗布ローラ１００１に伝達するギアトレインなどを有する動力伝達機構１００５とによって構成されている。

また、液体供給機構は、塗布ローラ１００１の周面との間で塗布液を保持する液体保持部材２００１、およびこの液体保持部材２００１に液体を供給する後述の液体流路３０００（図１および図２では不図示）などを有して構成される。塗布ローラ１００１およびカウンターローラ１００２は、それぞれ、それらの両端が不図示のフレームに対して回動自在に取り付けられた、互いに平行な軸によって回動自在に支持されている。また、液体保持部材２００１は、塗布ローラ１００１の長手方向のほぼ全体にわたって延在するものであり、塗布ローラ１００１の周面に対して接離動作を可能とする機構を介して上記のフレームに移動可能に取り付けられている。

図１にて上述したように、本実施形態のプリンタは、塗布ローラ１００１とカウンターローラ１００２とのニップ部に記録媒体を搬送するための、ピックアップローラなどからなる記録媒体供給機構１００６を備える。また、この記録媒体の搬送路において、塗布ローラ１００１およびカウンターローラ１００２の後流側には、塗布液が塗布された記録媒体を記録機構において搬送するための、搬送ローラ４などの搬送機構１００７が設けられる。これらの給紙機構や搬送機構も、塗布ローラなどと同様、動力伝達機構１００５を介して伝えられる駆動モータ１００４の駆動力によって動作する。

次に、以上概略を説明した塗布装置を構成する各部の要素についてより詳細に説明する。
図３は、塗布ローラ１００１、カウンターローラ１００２および液体保持部材２００１などの配置の詳細を示す縦断側面図である。
カウンターローラ１００２は、ばねなどを有して構成される不図示の付勢機構によって塗布ローラ１００１の周面に向けて付勢されており、塗布ローラ１００１を図中、時計方向に回転させることにより、両ローラの間に塗布液を塗布すべ記録媒体Ｐを挟持し得ると共に、記録媒体Ｐを図中の矢印方向に搬送し得るようになっている。

また、液体保持部材２００１は、空間形成基材２００２と当接部材２００９とを有して構成され、ばね２００６の付勢力によって塗布ローラ１００１の周面に対して付勢されて当接する。そして、この当接により、塗布ローラ１００１による液体塗布領域全体に亘って（図３の紙面に垂直な方向に）延在する長尺な液体保持空間Ｓが形成される。この液体保持空間Ｓ内には、後述の液体流路３０００から液体保持部材２００１の供給口を介して塗布液が供給されるが、液体保持部材２００１が以下のように構成されているため、塗布ローラ１００１の停止状態において、液体保持空間Ｓから外へ不用意に塗布液が漏出するのを防止することができる。
この液体保持部材２１００の構成を、図４ないし図９に示す。

図４に示すように、液体保持部材２００１は、空間形成基材２００２と、この空間形成基材２００２の一方の面に設けられた環状の当接部材２００９とを有して構成されている。空間形成基材２００２には、その中央部分における長手方向に沿って、底部の断面形が円弧状をなす凹部２００３が形成される。そして、当接部材２００９は、その直線部分がこの凹部２００３の上縁部に沿って固着され、また、円周部分が上記上縁部から底部を経て反対側の上縁部に至るように固着される。これにより、液体保持部材２００１の当接部２００９が塗布ローラ１００１に当接したとき、塗布ローラの周面形状に沿った当接が可能となり、均一な圧力の当接を実現することができる。

上記のようにこの実施形態における液体保持部材は、継ぎ目のない一体に形成された当接部材２００９が、バネ部材２００６の付勢力によって塗布ローラ１００１の外周面に隙間なく連続した状態で当接する。その結果、液体保持空間Ｓは、この当接部材２００９と、空間形成基材の一面と、塗布ローラ１００１の外周面とによる実質的に閉塞した空間となり、この空間に液体が保持される。そして、塗布ローラ１００１の回転が停止した状態では、当接部材２００９と塗布ローラ１００１の外周面とは液密状態を維持し、液体が外部へと漏出することを防止することができる。一方、塗布ローラ１００１が回転するときは、後述されるように、塗布液は塗布ローラ１００１の外周面と当接部材２００９との間を摺り抜けるように通ることができる。ここで、塗布ローラ１００１の停止状態において、その外周面と当接部材２００９とが液密状態にあるとは、上記のとおり、上記空間の内と外の間で液体を通さないことである。この場合、当接部材２００９の当接状態としては、それが塗布ローラ１００１の外周面に対し直に接する状態の他、毛管力によって形成される液体の膜を介して上記外周面に当接する状態を含むものである。

また、当接部材２００９の長手方向におけるそれぞれ円周状の左右両側部は、正面（図４）、平面（図７）および側面（図８、図９）のいずれの方向から見ても緩やかに湾曲する形状をなしている。このため、塗布ローラ１００１に対し、比較的強い押圧力で当接部材２１２０を当接させても、当接部材２００９の全体が略均一に弾性変形し、局所的に大きな歪みが生じることはない。これにより、当接部材２００９は図７ないし図９に示すように、隙間なく連続的に塗布ローラ１００１の外周面に当接し、上記の実質的に閉塞した空間を形成することができる。

一方、空間形成基材２００２には、図４ないし図６に示すように、当接部材２００９に囲繞された領域内に、それぞれ空間形成基材２００２を貫通する孔を有して構成される液体供給口２００４および液体回収口２００５が設けられている。これらは空間形成基材の背面側に突設された円筒状の連結部２００４１，２００５１にそれぞれ連通している。また、この連結部２００４１，２００５１は、後述の液体流路３０００に連結されている。なお、この実施形態では、液体供給口２００４が当接部材２００９に囲繞された領域の一端部（図４では左端部）近傍に形成され、液体回収口２００５が同領域の他端部（図４では右端部）近傍に設けられる。この液体供給口２００４は、液体流路３０００から供給される塗布液を前述の液体保持空間Ｓに供給し、液体回収口２００５は液体保持空間Ｓ内の液体を液体流路３０００へと排出させるためのものである。この液体の供給、排出を行うことにより、液体保持空間Ｓ内において、塗布液は上記の左端部から右端部へと流動する。

（塗布液流路）
図１２は、上述した液体保持部材２００１に連結される液体流路３０００の概略構成を示す説明図である。
この液体流路３０００は、液体保持部材２００１を構成する空間形成基材２００２の液体供給口２００４と塗布液を貯蔵する貯蔵タンク３００３とを連結する第１流路３００１と、空間形成基材２００２の液体回収口２００５と前記貯蔵タンク３００３とを連結する第２流路３００２とを有する。貯蔵タンク３００３には、大気連通口３００４が設けられており、また、この大気連通口には、大気との連通、遮断を切換える大気連通弁３００５が設けられる。また、第１流路３００１には切換弁３００６が設けられており、この切換弁３００６によって第１流路３００１と大気との連通、遮断が切換え可能となっている。さらに第２流路３００２には、本液体流路３０００において塗布液および空気を所望の方向へと強制的に流動させるためのポンプ３００７が連結されている。ここでは、液体保持空間Ｓを介して第１流路３００１から第２流路３００２へ向かう方向の液体の流れを発生させる。

この実施形態において、第１流路３００１および第２の流路３００２は円管状のチューブによって形成されており、各チューブの端部に形成される開口部は、貯蔵タンク３００３の底部もしくはこの底部に近い位置に配置され、貯蔵タンク３００３内の塗布液をほぼ完全に消費し得るようになっている。

また、切換弁３００６は、第１流路３００１と大気との連通、遮断を切換え得るものであれば、種々のものが適用可能であるが、ここでは図１２に示すような三方弁を使用している。この三方弁３００６は、互いに連通する３つのポートを有し、このポートのうち２つのポートを、第１流路３００１における貯蔵タンク側チューブ３０１１と、液体保持部材側チューブ３０１２と、大気連通口３０１３の中のいずれか二つに選択的に連通させ得るものとなっている。そして、この三方弁３００６の切換え操作によって、チューブ３０１１とチューブ３０１２とを連通させる連結状態と、チューブ３０１２と大気連通口３０１３とを連通させる連結状態とが選択的に切り換えられ、これにより、液体保持部材２００１と塗布ローラ１００１とによって形成される空間Ｓに対し、貯蔵タンク３００３内の塗布液あるいは大気連通口３０１３から取り込まれる空気の何れかを選択して供給することが可能となる。詳しくは、図１８に示されるようにチューブ３０１１とチューブ３０１２とが連通している状態にあっては、貯蔵タンク３００３内の塗布液が液体保持空間Ｓに供給され、一方、図１９に示されるようにチューブ３０１２と大気連通口３０１３とが連通している状態にあっては、大気連通口３０１３から取り込まれる空気が液体保持空間Ｓに供給される。なお、三方弁３００６の切換えは、後述の制御部５０００からの制御信号によって行われ、塗布液の充填、供給などが行われる。

（制御系）
図１３は、本実施形態のインクジェットプリンタにおける制御系の概略構成を示すブロック図である。
図において、５０００は液体塗布装置全体を制御する制御部である。この制御部５０００は、種々の演算、制御、判別などの処理動作を実行するＣＰＵ５００１と、このＣＰＵ５００１によって実行される、図１４にて後述される処理などの制御プログラムなどを格納するＲＯＭ５００２と、ＣＰＵ５００１の処理動作中のデータや入力データなどを一時的に格納するＲＡＭ５００３などを有する。

この制御部５０００には、所定の指令あるいはデータなどを入力するキーボードあるいは各種スイッチなどを含む入力操作部５００４、液体塗布装置の入力・設定状態などをはじめとする種々の表示を行う表示部５００５、記録媒体の位置や各部の動作状態などを検出するセンサなどを含む検出部５００６、ローラ駆動モータ１００４、ポンプ駆動モータ４００９、大気連通弁３００５および切換弁３００６のアクチュエータなどがそれぞれ駆動回路５００７、５００８、５０１０、５０１１を介して接続されている。

また、ＣＰＵ５００１は、上述のように、図１４にて後述する処理手順のプログラムに従い、塗布機構の各要素の駆動を制御するとともに、記録機構にかかるＬＦモータ５０１３、ＣＲモータ５０１５、および記録ヘッド７の駆動を、それぞれの駆動回路５０１２、５０１４、ヘッドドライバ５０１６を介して制御する。すなわち、ＬＦモータ５０１３の駆動によって搬送ローラ４などを回転させ、また、ＣＲモータの駆動によって記録ヘッド７を搭載したキャリッジを移動させる。さらに、記録ヘッドのノズルからインクを吐出させる制御を行う。

図１４は、本実施形態のインクジェットプリンタにおける液体塗布およびそれに伴う記録動作の手順を示すフローチャートである。
本プリンタに電源が投入されると、制御部５０００は、図１４に示すフローチャートに従って以下の塗布動作および記録動作のシーケンスを実行する。

充填工程
ステップＳ１０１では、液体保持空間Ｓに対する塗布液の充填を実行する。この充填工程では、まず、貯蔵タンク３００３の大気連通弁３００５を操作して連通口３００４を大気に開放させると共に、ポンプ３００７を一定時間駆動する。これにより、液体塗布空間Ｓおよび各流路３００１、３００２に塗布液が充填されていない場合には、ポンプによって内部の空気が貯留部へと送られて大気へと排出されると共に各部に塗布液が充填される。また、既に各部に塗布液が充填されている場合には、各部の塗布液が流動して適正な濃度および粘度の塗布液が供給される。この初期動作によって、塗布ローラ１００１に対し塗布液が供給された状態となり、記録媒体への塗布が可能となる。

塗布工程
ここで、記録開始指令が入力されると（ステップＳ１０２）、再びポンプ３００７の作動を開始すると共に（ステップＳ１０３）、塗布ローラ１００１が図１、図３の矢印に示すように、時計周りに回転を開始する（ステップＳ１０４）。そして、図１０に示すように、この塗布ローラ１００１の回転によって、液体保持空間Ｓに充填された塗布液Ｌは、液体保持部材２００１の当接部材２００９が塗布ローラ１００１に対して押圧する力に抗して、塗布ローラ１００１と当接部材２００９の下縁部２０１１との間を摺り抜け、塗布ローラ１００１の周面に膜を形成するように付着する。塗布ローラ１００１に付着した塗布液は、塗布ローラ１００１とカウンターローラ１００２とが記録媒体Ｐを介して当接する部分に送られる。

これとともに、記録媒体送給機構１００６によって塗布ローラ１００１とカウンターローラ１００２との間に記録媒体が搬送され、これらのローラの間に記録媒体が挿入される（ステップＳ１０５）。

この搬送の間に、塗布ローラの周面に塗布された塗布液が、図１０に示すように塗布ローラ１００１から記録媒体Ｐに転写される。なお、塗布ローラ１００１とカウンターローラ１００２との間に記録媒体を供給する手段としては、上記の送給機構に限られないことはもちろんであり、例えば、所定のガイド部材を補助的に用いる手差しによる手段を併せて用いてもよく、また、手差し手段を単独で用いる構成などどのような手段を用いてもよい。

図１０において、交差する斜線で表現した部分が塗布液Ｌを示している。なお、ここでは、塗布ローラ１００１及び記録媒体Ｐにおける塗布液の層の厚みは、塗布時における塗布液Ｌの様子を明確に図示する上で、実際の厚みよりもかなり過大に表している。

上記のようにして、記録媒体Ｐの塗布された部分は塗布ローラ２００１の搬送力により矢印方向に搬送されると共に、記録媒体Ｐと塗布ローラ２００１の接触部に記録媒体Ｐの未塗布部分が搬送され、この動作を連続もしくは間欠的に行うことで記録媒体全体に塗布液を塗布していく。

ところで、図１０においては、当接部材２００９から摺り抜けて塗布ローラ２００１に付着した塗布液Ｌの全てが記録媒体Ｐに転写された理想的な塗布状態を示しているが、実際には、塗布ローラ１００１に付着した塗布液Ｌの全てが記録媒体Ｐに転写されるとは限らない。つまり、搬送される記録媒体Ｐが塗布ローラ１００１から離れる際、塗布液Ｌは、塗布ローラ１００１にも付着し、塗布ローラ１００１に塗布液Ｌが残留することが多い。この塗布ローラ１００１における塗布液Ｌの残留量は、記録媒体Ｐの材質及び表面の状態によっても異なるが、記録媒体Ｐが普通紙の場合、塗布動作後も塗布ローラ１００１の周面には塗布液Ｌが残留する。

図１５，図１６、図１７は、媒体Ｐが普通紙である場合における媒体の表面と塗布面での塗布過程を説明する説明図である。本図では液体を黒く塗りつぶしてある。

図１５は塗布ローラ１００１とカウンタローラ１００２とのニップ部より上流側での状態を示している。同図において塗布ローラ１００１の塗布面には液体が塗布面の表面の微細な凹凸をわずかに被うように液体が付着している。

図１６は塗布ローラ１００１とカウンタローラ１００２とのニップ部での、媒体Ｐである普通紙の表面と塗布ローラ１００１の塗布面の状態を示している。同図において媒体Ｐである普通紙の表面の凸部は塗布ローラ１００１の塗布面と接触し、接触した部分より液体が瞬時に媒体Ｐである普通紙の表面の繊維に浸透ないし吸着する。また塗布ローラ１００１の塗布面には普通紙の表面の凸部と接触しない部分に付着した液体が残留される。

図１７は塗布ローラ１００１とカウンタローラ１００２とのニップ部より下流側での状態を示している。同図は媒体と塗布ローラ１００１の塗布面が完全に離脱した状態である。塗布ローラ１００１の塗布面には普通紙の表面の凸部と接触しない部分に残留した液体と接触部における液体も極微量ながら塗布面に残留する。

この塗布ローラ１００１に残留した塗布液は、塗布ローラ１００１に対する液体保持部材２００１の当接部材２００９の押圧力に抗して、塗布ローラ１００１と当接部材２００９の上縁部２０１０との間を摺り抜けて液体保持空間Ｓ内に戻り、同空間Ｓ内に充填されている塗布液と混合される。

また、この塗布液の戻し動作は、図１１に示すように記録媒体が存在しない状態で塗布ローラ１００１を回転させた場合にも同様に行われる。すなわち、塗布ローラ１００１を回転することで塗布ローラ１００１の外周に付着した塗布液は、カウンターローラ１００２との当接部の間をすり抜ける。すり抜けた後は塗布ローラ１００１側とカウンターローラ１００２側とに塗布液が分離し、塗布ローラ１００１に塗布液が残留する。そして、塗布ローラ１００１側に付着した塗布液Ｌは当接部材２００９の上縁部２０１０と塗布ローラ１００１との間をすり抜けて液体保持空間Ｓ内に侵入し、同空間Ｓ内に充填されている塗布液に混合する。

記録工程
上述した塗布工程の後、必要な部分に塗布液が塗布された記録媒体に対して、記録動作を行う（ステップＳ１０６）。すなわち、搬送ローラ４によって所定量ずつ搬送される記録媒体Ｐに対して記録ヘッド７を走査させ、この走査の間に記録データに応じてノズルからインクを吐出することにより記録媒体にインクを付着させてドットを形成する。この付着するインクは塗布液と反応するため、濃度向上や滲みの防止が可能となる。以上の記録媒体の搬送と記録ヘッドの走査を繰り返すことにより、記録媒体Ｐに対して記録がなされ、記録を終了した記録媒体は排紙トレイ１０上に排紙される。

すなわち、塗布ローラは所定量の回転を間歇的に行い、記録媒体に対して当該塗布領域を異ならせて塗布を順次に行うとともに、記録媒体を搬送する搬送ローラは同様に所定量の回転を間歇的に行うことにより、記録媒体に対して当該インク吐出領域を異ならせて記録を順次に行う。これにより、記録ヘッドから記録媒体の搬送方向下流側の第１領域にインクを吐出して記録するとき、塗布ローラが前記記録媒体の搬送方向上流側の第２領域への塗布を行う。この場合に、塗布ローラによる間欠搬送量と前記搬送ローラによる間欠搬送量は同じである。この構成では、塗布ローラにより液体が塗布された記録媒体を前記記録ヘッドに対向する位置へ搬送するための搬送路は、塗布ローラから記録ヘッドへ至る搬送路の長さが、当該記録装置で使用可能な記録媒体の最大長よりも短いものとなる。

なお、本実施形態では、記録媒体に対する液体塗布に伴い、その塗布が終了した部分に対して順次記録を行うものである。すなわち、塗布ローラから記録ヘッドへ至る搬送路の長さが記録媒体の長さよりも短く、記録媒体上の液体の塗布がなされた部分が記録ヘッドによる走査領域に至るときに、記録媒体の他の部分に塗布機構によって塗布が行われる形態であり、記録媒体の所定量の搬送ごとに、記録媒体の異なる部分で、順次、液体塗布と記録がなされていく。しかし、本発明の適用する上で、別の形態として、特許文献４に記載されるように、１つの記録媒体に対する塗布が完了してから記録を行うものであってもよい。この構成では、記録媒体は、塗布ローラにより記録媒体全面に塗布された後、記録ヘッドに対向する位置へ搬送されてインクが吐出されて記録が開始される。

終了工程
上記のようにして、記録媒体への塗布および記録動作が実行されると、次に、記録工程を終了して良いか否かの判断を行い（ステップＳ１０７）、記録工程を終了しない場合は、ステップＳ１０５に戻り、記録媒体の塗布が必要な部分全体に塗布工程を終了するまで塗布動作とそれに応じた記録動作を繰り返す。記録工程を終了すると、塗布ローラ１００１を停止させ（ステップＳ１０８）、さらに、ポンプ３００７の駆動を停止させる（ステップＳ１０９）。この後、ステップＳ１０２へ移行し、所定期間の経過前に次の記録媒体に対する新たな記録開始指令が入力されていれば、前述のステップＳ１０２〜Ｓ１０９の動作を繰り返し、所定期間の経過後であっても記録開始指令が入力されていなければ、塗布空間Ｓおよび液体流路内の塗布液を回収する回収動作などの後処理を行い（ステップＳ１１０）、本処理を終了する。

回収動作
次に、ステップＳ１１０に示される後処理としての塗布液回収動作について図２０を参照しながら説明する。なおこの回収動作は、大気連通弁３００５および大気連通弁３０１３を開放し、ポンプ３００７を駆動することによって第１流路３００１のチューブ３０１２、液体保持空間Ｓおよび第２流路３００２内の塗布液を液体貯留タンク３００３へと流入させることによって行うが、これについて以下詳細に説明する。

回収動作の開始直前においては、塗布ローラ１００１およびポンプ３００７は停止状態となっている。また、大気連通弁３００５は開状態にあり、大気連通口３００４は大気に開放されている。

回収動作が開始されると、図２０のステップＳ９０１においてポンプ３００７を動作させ、液体流路３０００内において塗布液の流れを生じさせる。例えば、第２流路３００２における塗布液の流れ方向は、図１２の矢印で示される方向である。

次に、ステップＳ９０２において、三方弁３００６を図１９の状態にして大気連通口３０１３と液体保持部材側チューブ３０１２を連通させる。すると、既にポンプ３００７の動作で図１２の矢印で示される方向へ塗布液の流れが発生しているため、この塗布液の流れに伴って大気連通口３０１３から空気が流入し、液体保持空間Ｓを含む液体保持部材側チューブ３０１２から第２流路３００２に至る経路（以下、液体経路Ａともいう）に存在する塗布液は貯蔵タンク３００３へと回収され、また、液体経路Ａには空気が充満される。また、三方弁３００６が図１９のような状態となるため、貯蔵タンク側チューブ３０１１は外気と遮断された状態となる。

次に、ステップＳ９０３において、ポンプ３００７の動作を停止すると共に、このポンプ３００７により第２流路３００２を外気と遮断する。最後に、ステップＳ９０４において、大気連通弁３００５を閉じる。

このような構成によれば、記録動作が所定期間以上行われない場合に液体経路Ａから塗布液を回収するようにしているので、仮に、記録動作が長期間行われない場合であっても、液体経路Ａ内の液体保持空間Ｓで塗布液が蒸発し固着するようなことはなく、その結果、当接部材２００９に塗布液が固着することで生じる塗布不良を発生されずに済む。

また、この回収動作を行うことにより、液体保持空間Ｓからの塗布液の蒸発を防止することができる。また、回収動作後は大気連通弁３００５を閉じ、切換弁３００６を切換えて貯蔵タンク側チューブ３０１１と大気連通口３０１３との連通を遮断することにより、貯蔵タンク３００３を大気から遮断している。これにより、貯蔵タンク３００３からの塗布液の蒸発を防止することができる。更に先に述べたように、大気と連通状態にある液体経路Ａ内の塗布液は貯蔵タンク３００３内に回収され、その貯蔵タンク３００３内にも外気と遮断されているので、移動、運搬などにおいて装置の姿勢が傾いた場合にも塗布液が外部へ流出するのを防止することができる。

なお、上述した図１４に示すフローチャートにおいては、ステップＳ１０９においてポンプ３００７を一旦停止させ、その後、所定期間の経過後であっても記録開始指令が入力されない場合にステップＳ１１０の回収動作へ移行する形態について説明したが、本実施形態はこの形態には限られない。例えば、図１４のステップＳ１０９におけるポンプ３００７の一時停止動作を介さずに、図１４のステップＳ１０８における塗布ローラの停止処理から図２０のステップＳ９０２の動作へ移行することで回収動作を実現する形態であってもよい。

なお、この形態の場合、図１４のステップＳ１０７における記録動作の終了後、所定期間内に記録開始信号が入力されたらステップＳ１０４へ移行し、一方、所定期間内に記録開始信号が入力されなければステップＳ１０８へ移行する。そして、ステップＳ１０８において塗布ローラ１００１を停止するが、このとき、ポンプ３００７は動作状態であるため、図２０のステップＳ９０１はスキップし、図２０のステップＳ９０２へ移行し、塗布液の回収動作を開始する。その後、上述と同様に、ステップＳ９０３、Ｓ９０４を経て、塗布液の回収動作を終了する。

なお、本実施形態では、塗布ローラ１００１の材質はゴム硬度３０度のＥＰＤＭ、表面粗さはＲａ１.６μｍ、直径２２.１９ｍｍである。カウンターローラ１００２の材質はアルミ、表面は鏡面状、直径は２２.１９ｍｍである。また、液体保持部材２００１の当接部材は、その材質がともにＮＯＫ社製の周動グレードのＮＢＲ、ゴム硬度は７０度、直径は共に３ｍｍである。

＜他の実施形態＞
上述の実施形態では液体保持部材を塗布ローラから離間できるものではないが、離間できるようにしてもよく、その場合、その離間の前にそれが保持する塗布液を回収する動作を行う。また、必ずしもこの回収は行わなくてもよい。例えば、塗布液が長い時間接することによって塗布ローラなどに悪影響を及ぼさず、また、塗布液の劣化などがないような場合は、回収を行わずにそのまま保持していてもよい。さらに、離間でなく、当接力を小さくすることによってもよい。

さらに加えて、液体保持部材が保持する塗布液を記録媒体に転写、塗布する塗布部材としては塗布ローラに限られず、例えば、無端ベルトのようなベルト状の塗布部材であってもよい。この場合、ベルトにおいて、液体保持部材やカウンターローラなどが当接する部分について、上述したような離間が行われ、その部分の変形などを抑制することができる。

＜さらに他の実施形態＞
上述した実施形態では、インクジェット方式の記録装置において液体を塗布する例について説明したが、本発明は他の方式の記録装置に適用することもできる。例えば、塗布液として、蛍光増白剤を含有する液体を用いることにより、媒体の白色度を向上させることが可能である。また、別の塗布液として塗布媒体のカール（媒体が湾曲状となる現象）を抑制する成分を含有する液体を用いることも可能である。これらの塗布液は、前記液体塗布後の記録手段は、インクジェット記録方式に限られず、熱転写方式、電子写真方式などの記録方式でも効果を得ることができる。また、銀塩写真方式の記録装置において、塗布液として、記録前に感光剤を塗布してもよい。

本発明の一実施形態にかかるインクジェットプリンタの概略構成を示す縦断側面図である。 図１に示したインクジェットプリンタにおける記録機構と液体塗布機構を主に示す斜視図である。 図１、図２に示した塗布ローラ、カウンターローラおよび液体保持部材などの配置の一例を示す縦断側面図である。 図１および図２に示した液体保持部材の正面図である。 図４に示した液体保持部材をＡ−Ａ線にて切断した端面を示す端面図である。 図４に示した液体保持部材をＢ−Ｂ線にて切断した端面を示す端面図である。 図４に示した液体保持部材の平面図である。 図４に示した液体塗布部材の当接部を液体塗布ローラに当接させた状態を示す左側面図である。 図４に示した液体塗布部材の当接部を液体塗布ローラに当接させた状態を示す右側面図である。 本発明の実施形態において、液体保持部材と塗布ローラとによって形成される液体保持空間に塗布液が充填され、塗布ローラの回転により記録媒体に液体が塗布されている状態を示す縦断断面図である。 本発明の実施形態において、液体保持部材と塗布ローラとによって形成される液体保持空間に塗布液が充填され、記録媒体が存在しない状態で塗布ローラを回転させた状態を示す縦断断面図である。 本発明の実施形態における液体塗布装置の液体流路の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態における制御系の概略構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態における塗布動作および記録動作のシーケンスを示すフローチャートである。 媒体Ｐが普通紙である場合における媒体の表面と塗布面での塗布過程を説明する説明図である。 媒体Ｐが普通紙である場合における媒体の表面と塗布面での塗布過程を説明する説明図である。 媒体Ｐが普通紙である場合における媒体の表面と塗布面での塗布過程を説明する説明図である。 三方弁３００６によりチューブ３０１１とチューブ３０１２とを連通させた状態を示す図である。 三方弁３００６によりチューブ３０１２と第２大気連通口３０１３とを連通させた状態を示す図である。 回収動作のシーケンスを示すフローチャートである。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ 給紙トレイ
３ 分離ローラ
４ 搬送ローラ
５ ピンチローラ
６ プラテン
７ 記録部
８ 排紙ローラ
９ 排紙拍車
１０ 排紙トレイ
１００ 液体塗布装置
１００１ 塗布ローラ
１００２ カウンターローラ
１００３ ローラ駆動機構
１００４ ローラ駆動モータ
１００５ 動力伝達機構
２００１ 液体保持部材
２００２ 空間形成部材
２００３ 凹部
２００４ 液体供給口
２００５ 液体回収口
２００６ ばね
２００９ 当接部材
２０１０ 上縁部
２０１１ 下縁部
２０１２ 左側縁部
２０１３ 右側縁部
３０００ 液体流路
３００１ 第１流路
３００２ 第２流路
３００３ 貯蔵タンク
３００４ 大気連通口
３００５ 大気連通弁
３０１１ 貯蔵タンク側チューブ
３０１２ 液体塗布部材側チューブ
３００６ 切換弁
３００７ ポンプ
５０００ 制御部
５００１ ＣＰＵ
５００２ ＲＯＭ
５００３ ＲＡＭ
５００４ 入力操作部

Claims (9)

1. インクジェット記録装置において、
   インクと反応する液体を記録媒体に塗布するための実質的に凹凸のない表面を有する塗布ローラと、前記塗布ローラの表面に当接する保持部材であって、前記表面に当接して形成する液体保持空間に液体を保持するための保持部材とを備え、前記塗布ローラを回転させて、前記液体保持空間内の液体を前記塗布ローラの表面を介して前記記録媒体に塗布するための塗布手段と、
   前記液体を収容する液体タンクと、
   前記液体タンク内の液体を前記液体保持空間へ導くための第１の経路と、
   前記液体保持空間内の液体を前記液体タンクへ導くための第２の経路と、
   前記第１の経路、前記液体保持空間および前記第２の経路を含む流路内に液体の流れを発生させるためのポンプと、
   前記塗布手段より液体が塗布された記録媒体上に対して前記インクを吐出して画像の記録を行うための記録手段とを備え、
   前記ポンプは前記第２の経路に配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記流路と前記液体タンクを含む循環路内において前記液体を循環させるために、前記ポンプは駆動されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記記録手段による記録動作中、前記ポンプによる液体の循環は継続的に行われることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記保持部材は、前記塗布ローラの表面と当接する当接部を備え、当該当接部は単一部材によって環状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 前記実質的に凹凸のない表面とは、前記インクで記録すべき画像のパターンが形成されていない表面であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記記録ヘッドに対向する位置へ前記記録媒体を間欠的に搬送するための搬送ローラを更に備え、
   前記塗布ローラは、前記記録媒体に液体を塗布しながら前記記録媒体を間欠的に搬送するものであり、
   前記塗布ローラによる間欠搬送量と前記搬送ローラによる間欠搬送量は同じであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
7. 前記塗布ローラにより液体が塗布された記録媒体を前記記録ヘッドに対向する位置へ搬送するための搬送路を更に有し、
   前記塗布ローラの位置から前記記録ヘッドに対向する位置までの搬送路の長さは、当該記録装置で使用が想定される記録媒体の最大長よりも短いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
8. 前記塗布ローラにより記録媒体全面に液体が塗布された後に、当該液体が全面に塗布された記録媒体が前記記録ヘッドに対向する位置に到達することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
9. 前記液体は、前記インク中の色材を凝集させるための成分を含有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。

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