JP4730069B2

JP4730069B2 - 塗膜形成装置

Info

Publication number: JP4730069B2
Application number: JP2005341636A
Authority: JP
Inventors: 清一棚橋; 飛沢　　誠一; 洋祐 ▲高▼島
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2025-11-28
Also published as: JP2007144299A

Description

本発明は、長尺状の支持体に塗布方式を用いて塗膜を形成する装置であって、詳しくはインクジェット方式で塗布される塗膜形成装置に関する。

インクジェット塗布方式を用いて画像形成や、連続膜及びパターニングされた膜を形成する方法が一般的に知られている。

インクジェット塗布方式に用いられる液滴吐出用ヘッドは複数のインク吐出のノズルを有し、印字（以下、塗布ともいう）データを基に液滴を支持体上に吐出して所望の画像や膜を形成するものである。

しかしながら、複数のノズルを有する液滴吐出用ヘッドを均一に製作することは困難である。このため、複数のノズルより吐出される液滴の量がばらついたり吐出方向がばらつく等の不具合が発生し、吐出された液滴が支持体上に塗布された際に不均一な膜厚となり、色ムラが発生したりスジ状の跡になったりすることがある。また、ノズルの目詰まり等による吐出不良が発生し、所望の画像形成や均一な膜形成ができないといった問題があった。

前記色ムラや吐出不良といった問題に対して、印字前にテストパターンを印字して、濃度ムラの検出を行い、濃度ムラがある場合は補正を行ってから印字をすることが行われている。しかし、前述の方法では、長尺状の支持体に長時間にわたり印字を行う場合、ノズル部の消耗や液滴中に含まれる異物等により吐出量が不安定になり濃度ムラが発生することがあり、印字開始後の塗布の濃度ムラに対応することができなかった。

また、吐出ヘッドを複数用意し、濃度ムラが発生した場合に第１のヘッドより濃度の低いインクを吐出する第２のヘッドにより濃度を補正したり（例えば、特許文献１参照）、ノズル吐出不良部をリペア用のヘッドで補う（例えば、特許文献２参照）等の方法が提案されている。

しかし、特許文献１及び特許文献２では、部分的な箇所の補正であり、画像形成面や塗布幅全面のバランスを考慮した補正にはなっておらず、所望の画像形成や均一な膜形成ができないという問題があった。
特開２０００−８５１５７号公報特開２００５−１８５９７８号公報

本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、
連続搬送する長尺状の支持体上に塗布方式により塗膜を形成する際に、
印字開始後においても塗布の濃度ムラを補正することができ、塗布面の濃度ムラを防止し、画像形成面及び塗布幅全面に均一な膜形成を可能とする塗膜形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成により達成される。
１．連続搬送する長尺状の支持体上に塗布により塗膜を形成する塗膜形成装置において、
前記支持体上に形成された塗膜の膜厚分布を、前記支持体の搬送方向と直交する幅方向に検出し、検出データを基に前記幅方向の膜厚不良箇所を特定する膜厚検出手段と、前記膜厚不良箇所の情報を基に膜厚不良箇所に対応する塗布液の塗布量を調整する変調手段とを有し、前記膜厚検出手段により検出した膜厚不良箇所の塗布液の塗布量を前記支持体の幅方向の膜厚の不良箇所を除いた膜厚部分の塗布液の塗布量の平均値になるように変調することを特徴とする塗膜形成装置。
２．前記膜厚検出手段は、光学的方法により前記塗膜の反射率を基に膜厚分布を検出する反射率検出型の膜厚計、または塗膜の濃度を基に膜厚分布を検出する濃度検出型の膜厚計であることを特徴とする１に記載の塗膜形成装置。
３．前記塗布がピエゾ素子方式のインクジェット塗布方式であり、前記変調手段による塗布液の塗布量の調整はピエゾ素子に印加する駆動電圧またはパルス幅を調整して行うことを特徴とする１または２に記載の塗膜形成装置。

連続搬送する長尺状の支持体上に塗布方式により塗膜を形成する際に、前記支持体上に形成された塗膜の膜厚分布を、前記支持体の搬送方向と直交する幅方向に検出し、検出データを基に前記幅方向の膜厚不良箇所を特定し、前記膜厚不良箇所の情報を基に膜厚不良箇所に対応する塗布液の塗布量を前記支持体の幅方向の膜厚の不良箇所を除いた膜厚部分の塗布液の塗布量の平均値になるように調整することにより、画像形成面及び塗布幅全面に均一な膜形成を可能とすることができる。

以下に図を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、塗膜形成装置１の構成を示す模式図である。ロール状に巻かれた長尺状の支持体１０は、図示しない駆動手段により巻き出しロール１０Ａから矢印Ｘ方向に繰り出され搬送される。

長尺状の支持体１０は支持ローラ１２に支持されながら搬送され、インクジェットユニット２０のインクジェトヘッド２１より塗布液のインクが当初設定された所定量吐出され塗布されて所定の厚さの塗膜が形成される。インクジェットヘッド２１は一般的に知られているインクジェットヘッドを用いることができる。更に、インクジェットヘッド２１はピエゾ素子方式のインクジェットヘッドが、吐出量の変調の容易さから好ましい。インクジェットヘッド２１は複数のノズル２１Ａを有し、ヘッド駆動部２２により駆動されインクをノズル２１Ａより吐出する。また、インクジェットユニットには、インクタンク２３より塗布液のインクが供給される。

図２は、インクジェットヘッドの配置の概略構成の一例を示す斜視図である。支持体１０は支持ローラ１２に支持されながら矢印Ｘ方向に搬送される。インクジェットヘッド２１は所定の長さを有する一体型のヘッドで、支持体１０を挟み支持ローラ１２に対向する位置に配設される。インクはノズル２１Ａより吐出され支持体１０に塗布される。インクジェットヘッド２１の配設位置は図２に示す位置に限定されるものではなく、支持体１０を挟み支持ローラ１２に対向する位置であればよい。

図３は、図２に対し複数のインクジェットヘッドを配設した例である。図３に示す例では、インクジェットヘッドを３個とし、千鳥配置としている。３個のインクジェットヘッド２１１、２１２、２１３、を組み合わせて所定の長さのインクジェットヘッドを構成している。各インクジェットヘッドの塗布の繋ぎ目はノズル２１１Ａと２１２Ａ、２１２Ａと２１３Ａが重なるように配置される。ノズルが重なった部分は重なった部分のノズルの塗布量を変調することにより所定の膜厚を得る。上記以外は図２に示す例と同様である。

塗膜が形成された支持体１０は乾燥部４０で塗膜の乾燥が行われ、支持体１０の搬送速度緩衝部であるダンサーローラ部５０を経由して膜厚検出手段３０に搬送される。

膜厚検出手段３０は膜厚計３１を具備し、支持体１０の搬送方向と直交する幅方向に膜厚を検出し膜厚分布を測定する。測定データは変調手段Ａ１に送られる。膜厚計３１は、一般的に知られている反射率検出型の膜厚計、または反射濃度検出型あるいは透過濃度検出型の膜厚計を用いることができる。

図４は、膜厚検出部の概略構成の一例を示す斜視図である。図４では、反射型膜厚計の例を示す。支持体１０の搬送方向と直交する幅方向に所定の検出部長さを有する膜厚形３１を配設し、膜厚を検出し膜厚分布を測定する。膜厚検出範囲全域の膜厚を精度よく検出するため膜厚計３１の検出部を図示しない駆動手段により支持体１０の搬送方向と直交する幅方向である矢印Ｙ方向に往復動させ、スキャンしながら膜厚検出することが好ましい。

変調手段Ａ１には、予めテスト塗布により設定された当初のノズルの吐出量とインクジェットヘッド２１のピエゾ素子に印加する駆動電圧またはパルス幅及び膜厚の相関データが設定されている。

変調手段Ａ１は膜厚検出手段３０の測定データに基づき、膜厚不良箇所の位置を支持体１０の幅方向に特定する。また、前記膜厚不良箇所を除いた膜厚部分の塗布液の塗布量の平均値を算出するとともに、前記膜厚不良箇所の塗布液の塗布量と前記平均値の塗布量の差を比較し、前記膜厚不良箇所の塗布量が前記平均値の塗布量と同等になるように、相当するノズルのインク吐出の変調量を算出する。

前記膜厚不良箇所の位置情報及び前記変調量の情報は、インクジェットユニット２０のヘッド駆動部２２に送られ、ノズル２１Ａからのインクの吐出量は変調され、これ以降、前記膜厚不良箇所位置に塗布される塗布量は修正される。前記インクの吐出量の変調は、インクジェットヘッド２１のピエゾ素子に印加する駆動電圧またはパルス幅を調整することにより行われる。

膜厚検出手段３０を通過した支持体１０は、巻き取りロール１０Ｂに巻き散られる。

図５は、本実施の形態における膜厚検出手段と変調手段の関係を示す構成図である。ＣＰＵ１００、膜厚検出手段３０、膜厚計３１、変調手段Ａ１、ヘッド駆動部２２、ヘッド駆動電源２５及びインクジェットヘッド２１からなる。膜厚検出手段３０と変調手段Ａ１はＣＰＵ１００により制御される。膜厚計３１の検出データは膜厚検出手段３０に取り込まれ変調手段Ａ１に送られる。ヘッド駆動電源２５からヘッド駆動部２２に電源が供給され、変調手段Ａ１により変調されインクジェットヘッド２１を駆動する。なお、本図では、本実施の形態の説明に不要な関係図の記載を省略している。

上記構成により、連続搬送する長尺状の支持体上に塗布方式により塗膜を形成する際に、前記支持体上に形成された塗膜の膜厚分布を、前記支持体の搬送方向と直交する幅方向に検出し、検出データを基に前記幅方向の膜厚不良箇所を特定し、前記膜厚不良箇所の情報を基に膜厚不良箇所に対応する塗布液の塗布量を前記支持体の幅方向の膜厚の不良箇所を除いた膜厚部分の塗布液の塗布量の平均値になるように調整することにより、塗布開始後に発生した膜厚不良に対しても塗布を停止させずに不良箇所を最小限に留めた修復が可能となり、画像形成面及び塗布幅全面に均一な膜形成を可能とすることができる。

上記構成でインクジェットヘッドの配置は図３に示す配置で塗布を行った。
支持体：ポリエチレンテレフタレート、厚さ７５μｍ
搬送速度：２．４ｍ／分
塗布幅：１０５ｍｍ
膜厚：０．１μｍ±５％、（乾燥前のウェット膜厚４μｍ）
塗布液：ＬＩＯＪＥＴＳＲマゼンタ００１Ｋ（コニカミノルタ製）
上記条件で塗布を行った結果、塗布開始後に発生した膜厚不良箇所の修正は、塗布を停止させずに修正することができた。

本発明に係る塗膜形成装置の構成を示す模式図である。インクジェットヘッドの配置の概略構成の一例を示す斜視図である。複数のインクジェットヘッドを配設した一例を示す斜視図である。膜厚検出部の概略構成の一例を示す斜視図である。本実施の形態における膜厚検出手段と変調手段の関係を示す構成図である。

符号の説明

１塗膜形成装置
１０支持体
１０Ａ巻き出しロール
１０Ｂ巻き取りロール
１２支持ローラ
２０インクジェットユニット
２１、２１１、２１２、２１３インクジェットヘッド
２１Ａ、２１１Ａ、２１２Ａ、２１３Ａノズル
２２ヘッド駆動部
２３インクタンク
２５ヘッド駆動電源
３０膜厚検出手段
３１膜厚計
４０乾燥部
５０ダンサーローラー部
１００ＣＰＵ
Ａ１変調手段

Claims

連続搬送する長尺状の支持体上に塗布により塗膜を形成する塗膜形成装置において、
前記支持体上に形成された塗膜の膜厚分布を、前記支持体の搬送方向と直交する幅方向に検出し、検出データを基に前記幅方向の膜厚不良箇所を特定する膜厚検出手段と、
前記膜厚不良箇所の情報を基に膜厚不良箇所に対応する塗布液の塗布量を調整する変調手段とを有し、
前記膜厚検出手段により検出した膜厚不良箇所の塗布液の塗布量を前記支持体の幅方向の膜厚の不良箇所を除いた膜厚部分の塗布液の塗布量の平均値になるように変調することを特徴とする塗膜形成装置。
前記膜厚検出手段は、光学的方法により前記塗膜の反射率を基に膜厚分布を検出する反射率検出型の膜厚計、または塗膜の濃度を基に膜厚分布を検出する濃度検出型の膜厚計であることを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成装置。
前記塗布がピエゾ素子方式のインクジェット塗布方式であり、前記変調手段による塗布液の塗布量の調整はピエゾ素子に印加する駆動電圧またはパルス幅を調整して行うことを特徴とする請求項１または２に記載の塗膜形成装置。