JP5365620B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体に対し画像を形成するインク等の第１液を吐出する前に、第１液の成分を凝集又は析出させる第２液を第１液が吐出される記録媒体位置に塗布するように構成された液滴吐出装置に関する。

従来、記録媒体の性質の違いに関わらず高い印刷品質を維持したり画質を向上させたりするために、記録媒体に対し画像を形成するインク等の第１液を吐出する前に、第１液の成分を凝集又は析出させる第２液を第１液が吐出される記録媒体位置に塗布するように構成された液滴吐出装置が知られている。例えば、特許文献１のインクジェット記録装置は、記録媒体に向けてインク組成物を吐出するインク組成物付着手段（インクジェット記録ヘッド）と、記録媒体に向けて反応液を吐出する反応液付着手段（反応液塗布手段としてのインクジェット記録ヘッド）とを備え、記録媒体の反応液の付着位置とインク組成物の印刷位置とが一致するように、記録媒体に反応液とインク組成物とを着弾させるように構成されたものである。さらに、上記特許文献１のインクジェット記録装置は、記録媒体に付着した反応液を加圧および加熱する２本のローラを備えている。

特開２０００−３７９４２号公報

上記特許文献１に記載のように、記録媒体に付着した第２液（特許文献１の反応液に対応）をローラで加圧する場合に、ローラに記録媒体が巻き付くことがある。この現象は、第２液が介在することによって記録媒体とローラ表面との間が真空になり、ローラ表面に記録媒体が吸着されることで生じるものと推定される。したがって、一般に、第２液の塗布面積が大きいほど、ローラ表面に吸着される記録媒体の面積が大きくなるので、ローラへの記録媒体の巻き付きが生じやすいこととなる。

記録媒体がローラに巻き付くと、記録媒体は搬送の途中で詰まってしまい、その結果、正常な印刷が行われない。これに加え、記録媒体のローラへの巻き付きを解消するためには機器を一部解体する必要があり、煩雑な作業となりうる。そこで、本発明では、記録媒体に着弾した第２液をローラで加圧する構成を備えた液滴吐出装置において、記録媒体のローラへの巻き付きを防止することを目的とする。

本発明に係る液滴吐出装置は、記録媒体を搬送方向へ搬送する搬送部と、該搬送部により搬送される前記記録媒体の記録面に向けて画像を形成する第１液を吐出する１以上の第１液吐出ヘッドと、前記１以上の第１液吐出ヘッドよりも前記搬送方向上流側に設けられ、搬送される前記記録媒体の記録面に向けて前記第１液の成分を凝集又は析出させる第２液を吐出する第２液吐出ヘッドと、前記第２液吐出ヘッドと前記１以上の第１液吐出ヘッドの間に設けられ、搬送される前記記録媒体の記録面と接触して回転する回転ローラと、前記搬送部の動作を制御する搬送制御部と、前記記録媒体に形成される画像に対応して前記第１液を吐出させる第１液吐出データを記憶する第１液吐出データ記憶部と、前記第１液吐出データに基づいて前記１以上の第１液吐出ヘッドの動作を制御する第１液吐出ヘッド制御部と、前記画像データまたは前記第１液吐出データに対応して前記第２液を吐出させる第２液吐出データを記憶する第２液吐出データ記憶部と、前記第２液吐出データに基づいて、前記記録媒体における前記第１液の着弾位置と前記第２液の塗布位置とが対応するように前記第２液吐出ヘッドの動作を制御する第２液吐出ヘッド制御部と、前記回転ローラへの前記記録媒体の巻き付きを防止するために、前記記録媒体の前記搬送方向下流端領域とここに接触する前記回転ローラの周面との間に存在する前記第２液の量を調整する巻付防止制御部とを備えるものである。ここで「記録媒体の搬送方向下流端領域」とは、搬送方向へ移動する記録媒体の先端領域と同意である。

上記構成によれば、記録媒体の搬送方向下流端領域とここに接触する回転ローラの周面との間に存在する第２液の量は、回転ローラへの記録媒体の巻き付きが生じない程度の量に調整される。この第２液の量が調整されることには、記録媒体と回転ローラとに介在している第２液の量を減少させることと、この第２液の量の減少とともに第２液の面積の割合を減少させることとのうち、いずれかが含まれる。このようにして、記録媒体と回転ローラとに介在している第２液の量が調整されることによって、回転ローラへの記録媒体の巻き付き現象が抑制されるので、装置の故障や紙詰まりの発生を防止することができる。

本発明によれば、記録媒体に着弾した第２液を回転ローラで加圧する構成を備えた液滴吐出装置において、記録媒体の先端領域とここに接触する回転ローラに介在する第２液の量が記録媒体の回転ローラへの巻き付きが防止される程度に調整される。よって、回転ローラへの記録媒体の巻き付きを抑制することができる。ひいては、装置の故障や紙詰まりの発生を防止することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。 処理液ヘッドと均しローラ対で処理液を用紙に塗布する様子を模式的に示す図である。 制御装置の機能ブロック図である。 或領域のインク吐出データを示す図であり、（ａ）はブラックのインク吐出データ、（ｂ）はシアンのインク吐出データ、（ｃ）はマゼンタのインク吐出データ、（ｄ）はイエローのインク吐出データである。 図４に示すインク吐出データに対応する或領域の処理液吐出データを示す図である。 用紙が均しローラ対に突入したときの様子を模式的に示す図である。 用紙の搬送方向下流側部分に設定された先端領域を説明する図である。

本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、本発明に係る液滴吐出装置を、液滴吐出装置の一例であるインクジェットプリンタに適用させて説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

図１に示すように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０１は、略直方体形状の筐体１０２を備えている。筐体１０２内には、５つのヘッド１を備えたヘッドユニット１８、用紙Ｐをヘッド１の下方において搬送方向９９（図１中左から右に向かう方向）に搬送する搬送ユニット１６、用紙Ｐを給紙する給紙ユニット１０３、およびインク等を貯留するタンクユニット１０４の各機能ユニットが上方から下方へ順に設けられている。また、筐体１０２内の上記機能ユニットと干渉しない位置には、各機能ユニットの動作を司る制御装置１００が設けられている。さらに、筐体１０２の上面には、印刷を終えた用紙Ｐが排出される排紙部１５が設けられている。

ヘッドユニット１８が具備する５つのヘッド１のうち４つは、インクを吐出する記録ヘッド１ａである。本実施形態では、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各記録ヘッド１ａが設けられている。残りの１つのヘッド１は、処理液を吐出する処理液ヘッド１ｂである。ここで、顔料インクに対しては顔料色素を凝集させる処理液が使用される。また、染料インクに対しては染料色素を析出させる処理液が使用される。処理液の主材料は、カチオン性化合物、とりわけ、カチオン系高分子、カチオン性界面活性剤、カルシウム塩およびマグネシウム塩等の多価金属塩を含有する液体等のなかからインクの性質に応じて適宜選択される。このような処理液が塗布された用紙Ｐの領域にインクが着弾すると、処理液中の多価金属塩等がインクの成分（すなわち、着色剤である染料又は顔料）に作用して、不溶性又は難溶性の金属複合体等が凝集又は析出する。その結果、付着したインクの用紙Ｐ内への浸透度が低下して、インクが用紙Ｐの表面に近い領域に定着しやすく（残存しやすく）なる。なお、処理液のインクへの作用には、インクと処理液の化学反応により、インクの成分を凝集又は析出させることも含まれる。また、処理液は、インクの成分と化学反応するものに限定されず、化学反応することなしにインクの成分を凝集又は析出させるものであってもよい。或いは、処理液は、インクの成分を凝縮および析出させるものであってもよい。

処理液ヘッド１ｂは、５つのヘッド１のうち搬送方向９９の最も上流側に配置されている。４つの記録ヘッド１ａは、処理液ヘッド１ｂよりも搬送方向９９下流側において、吐出するインクの明度が小さい順に、すなわち、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順に上流側から下流側へ向けて配置されている。

５つのヘッド１はほぼ同様の構成を有しており、いずれも印字幅方向９８に長尺な略直方体形状を有するライン型インクジェットヘッドである。ここで「印字幅方向９８」とは搬送方向９９と直交する方向であって水平面に沿った方向である。各ヘッド１は、複数の吐出口（不図示）が開口している吐出面２ａを有するヘッド本体２を備えている。吐出面２ａは、搬送ユニット１６により搬送方向９９へ搬送される用紙Ｐと所定間隔を介して上下に対向している。各ヘッド本体２は、後述するヘッド制御部５１により制御される複数のアクチュエータ（不図示）を備えている。これらのアクチュエータは、選択的に複数の吐出口から処理液又はインクが吐出されるように、処理液又はインクに吐出エネルギーを付与する。なお、本実施形態においては、印字幅方向９８（主走査方向）及び搬送方向９９（副走査方向）の解像度はいずれも６００ｄｐｉとなるよう構成又は設定されており、用紙Ｐの表面に印字幅方向９８および搬送方向９９にそれぞれ１／６００インチ間隔の格子状に区画された複数の単位領域（画素領域）が仮想的に定められている。

タンクユニット１０４は、４つのインクタンク１７ａおよび１つの処理液タンク１７ｂを備えている。インクタンク１７ａおよび処理液タンク１７ｂは、筐体１０２に対して着脱可能に装着されている。各インクタンク１７ａは、ブラック、シアン、マゼンタまたはイエローのインクを貯留している。各インクタンク１７ａから対応する記録ヘッド１ａへチューブ（不図示）を介してインクが供給される。同様に、処理液タンク１７ｂは処理液を貯溜しており、処理液タンク１７ｂから処理液ヘッド１ｂへチューブを介して処理液が供給される。

給紙ユニット１０３は、筐体１０２に対して着脱可能に設けられた給紙トレイ１１と、給紙ローラ１２とを有している。給紙トレイ１１は、上面解放の箱形状をなし、複数枚の用紙Ｐが積層された状態で収容されている。給紙ローラ１２は、給紙トレイ１１に収容されている最も上の用紙Ｐと接触している。そして、給紙ローラ１２が制御装置１００の制御を受けて動作する給紙モータ３１（図３参照）により回転駆動されると、給紙トレイ１１にある用紙Ｐが後述する搬送経路５へ送り出される。

筐体１０２の内部には、図１に黒矢印で示されるように、給紙トレイ１１から排紙部１５までの用紙Ｐの搬送経路５が形成されている。搬送経路５は、複数の搬入ガイド１４、搬送ユニット１６および複数の搬出ガイド２９により、全体として左右が反転したＳ字形状となるように形成されている。給紙ローラ１２により給紙トレイ１１から送り出された用紙Ｐは、複数の送給ローラ対１３により搬入ガイド１４を通じて搬送ユニット１６へと送られる。搬送ユニット１６の搬送経路５上流側には、レジストレーションローラ対４が設けられている。用紙Ｐは、このレジストレーションローラ対４により姿勢が整えられたのち、搬送ユニット１６へ突入する。搬送ユニット１６は、用紙Ｐを画像形成可能な位置へ送り込み、画像形成時には搬送方向９９に所定の搬送速度で用紙Ｐを搬送させる。用紙Ｐが各ヘッド１の下方を通過する際に、用紙Ｐへ向けて処理液およびインクが吐出され、用紙Ｐの印刷面（上面）に所望のカラー画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは、搬送ユニット１６から更に搬送経路５の下流側へ送り出され、複数の搬出ローラ対２８により搬出ガイド２９を通じて上方に搬送され、筐体１０２の上部に設けられた排出口２２から排紙部１５へ排出される。

搬送ユニット１６は、図１に示すように、用紙Ｐの搬送方向に沿って配置された複数の搬送ローラ対８と均しローラ対１０とを備えている。搬送ローラ対８は、全ヘッド１の搬送方向９９の下流側及び上流側と、各記録ヘッド１ａの間にそれぞれ配置されている。また、均しローラ対１０は、処理液ヘッド１ｂと搬送方向９９最も上流側の記録ヘッド１ａ（本実施形態では、ブラックの記録ヘッド１ａ）の間に配置されている。

各搬送ローラ対８は、搬送ローラ８ｂと歯付ローラ８ａとの、上下一対のローラで構成されている。搬送ローラ８ｂは、その周面と用紙Ｐの下面とが接触するように配置されている。歯付ローラ８ａは、搬送ローラ８ｂの周面と用紙Ｐを挟んで対向するように配置されている。歯付ローラ８ａは、印字幅方向９８に延びる支軸と、支軸上に間隔を開けて設けられた複数の歯付ディスクとを備えている。歯付ディスクは、周面に複数の歯が形成された薄い板状のものであって、この歯の先端で用紙Ｐと接触することができる。歯付ローラ８ａは図示しない付勢手段により搬送ローラ８ｂへ向けて付勢されており、歯付ローラ８ａの周面は搬送ローラ８ｂの周面に圧接している。そして、搬送ユニット１６に含まれる複数の搬送ローラ８ｂが、搬送モータ３３（図３参照）により同期して回転駆動されることにより、用紙Ｐが歯付ローラ８ａと搬送ローラ８ｂとの間に挟まれて搬送方向９９下流側へ搬送される。

均しローラ対１０は、上部ローラ１０ａと下部ローラ１０ｂとの、上下一対のローラで構成されている。下部ローラ１０ｂは、その周面と用紙Ｐの下面とが接触するように配置されている。上部ローラ１０ａは、下部ローラ１０ｂの周面と用紙Ｐを挟んで対向するように配置されている。上部ローラ１０ａおよび下部ローラ１０ｂの回転軸はいずれも印字幅方向９８に延び、これらの回転軸は上下に並んでいる。上部ローラ１０ａおよび下部ローラ１０ｂは、用紙Ｐの印字幅方向９８の印字範囲と同じかそれ以上の幅を有している。ローラ対１０のうち少なくとも上部ローラ１０ａの周面は凹凸の無い滑らかな曲面となっている。上部ローラ１０ａは図示しない付勢手段により下部ローラ１０ｂへ向けて付勢されており、上部ローラ１０ａの周面は下部ローラ１０ｂの周面に圧接している。

下部ローラ１０ｂは、搬送ローラ対８の搬送ローラ８ｂを駆動している搬送モータ３３により駆動される。これにより、下部ローラ１０ｂは搬送ローラ８ｂと同期して用紙Ｐを搬送方向９９下流側へ送る向きに回転する。そして、下部ローラ１０ｂが回転することにより、用紙Ｐは下部ローラ１０ｂの周面と上部ローラ１０ａの周面の間に挟まれて、搬送方向９９下流側へ送り出される。均しローラ対１０は、用紙Ｐを搬送方向９９下流側へ搬送する機能に加え、当該均しローラ対１０よりも搬送方向９９上流側において用紙Ｐに着弾した処理液の液滴を用紙Ｐ上で伸ばして広げる機能も備えている。

次に、図３を参照しつつ、制御装置１００について説明する。制御装置１００は、ヘッド制御部５１、搬送制御部５９、画像データ記憶部５２、インク吐出データ生成部５３、インク吐出データ記憶部５４、処理液吐出データ生成部５６、処理液吐出データ記憶部５７、および巻付防止制御部４９の各機能部を有している。制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行する制御プログラムおよびこれらプログラムに使用されるデータを書き替え可能に記憶する不揮発メモリと、プログラム実行時にデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）とを備えている。本発明の制御プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の各種記録媒体に保存されており、これらの記録媒体から不揮発メモリにインストールされる。そして、この制御プログラムがＣＰＵで実行されることにより、図３に示す制御装置１００の各機能部が実現される。

また、制御装置１００には、レジストレーションローラ対４の搬送経路５上流側に設けられたレジセンサ４１、レジストレーションローラ対４と処理液ヘッド１ｂの間に設けられた印刷開始センサ４７、処理液ヘッド１ｂと記録ヘッド１ａの間に設けられた湿度センサ４３、および搬送経路５の終端部分に設けられた排紙センサ４４が接続されている。印刷開始センサ４７および排紙センサ４４は、用紙Ｐの先端および後端が検出位置を通過したことを検出することができる。印刷開始センサ４７の検出信号は、ヘッド制御部５１が各ヘッド１からの処理液又はインクの吐出タイミングを決定するために利用される。湿度センサ４３の検出信号は、ヘッド１のノズルの詰まりを検出するために利用される。排紙センサ４４の検出信号は、搬出ローラ対２８の駆動を停止するタイミングを決定するために利用される。レジセンサ４１は用紙Ｐの先端が検出位置を通過したことを検出することができる。レジセンサ４１の検出信号は、レジストレーションローラ対４のローラ間隔を狭めて用紙Ｐを搬送するタイミングと用紙Ｐの姿勢を整えるタイミングとを決定するために利用される。なお、レジセンサ４１に上記印刷開始センサ４７としての機能を併せ備えてもよい。

搬送制御部５９は、搬送経路５に沿って用紙Ｐが搬送されるように、給紙ユニット１０３、各送給ローラ対１３、各送りローラ対２７、各搬出ローラ対２８、レジストレーションローラ対４および搬送ユニット１６を制御する。具体的には、搬送制御部５９は、給紙ユニット１０３の給紙ローラ１２を駆動する給紙モータ３１のモータドライバ１３１、各送給ローラ対１３およびレジストレーションローラ対４を駆動する送給モータ３２のモータドライバ１３２、各搬出ローラ対２８を駆動する搬出モータ３４のモータドライバ１３４、ならびに搬送ユニット１６の搬送ローラ対８および均しローラ対１０を駆動する搬送モータ３３のモータドライバ１３３の駆動を制御する。

ヘッド制御部５１は、記録ヘッド１ａのアクチュエータを制御する記録ヘッド制御部５１ａと、処理液ヘッド１ｂのアクチュエータを制御する処理液ヘッド制御部５１ｂとを有している。記録ヘッド制御部５１ａは、後で詳述するインク吐出データ記憶部５４に記憶されたインク吐出データに基づいて搬送される用紙Ｐへ向けてインクを吐出するように、ヘッド駆動回路３０を介して記録ヘッド１ａのインクの吐出動作を制御する。処理液ヘッド制御部５１ｂは、後で詳述する処理液吐出データ記憶部５７に記憶された処理液吐出データに基づいて用紙Ｐにおけるインクの着弾位置と処理液の着弾位置とが対応するように、ヘッド駆動回路３０を介して処理液ヘッド１ｂの処理液の吐出動作を制御する。なお、本実施形態に係るヘッド１は、インク又は処理液をゼロ，小滴，中滴，大滴の４段階の液滴量で吐出することができる。

画像データ記憶部５２は、用紙Ｐ上に記録される画像に係る画像データを記憶する。画像データは、インクジェットプリンタ１０１と接続されているＰＣ（Personal Computer）５０や、プリンタドライバ等から制御装置１００へ転送されてくる。インク吐出データ生成部５３は、画像データ記憶部５２に記憶された画像データに基づいて、インク吐出データを生成する。インク吐出データ記憶部５４は、生成されたインク吐出データを記憶する。インク吐出データは、用紙Ｐ上に仮想的に定められた単位領域（画素領域）に形成するドットのドットサイズ（大きさ）を示すデータである。インク吐出データに示されたドットサイズは、すなわち、記録ヘッド１ａがその単位領域へ吐出するインクの量（ゼロ，小滴，中滴，大滴の４段階のいずれか）を示している。

図４は或領域のインク吐出データを示す図であり、（ａ）はブラックのインク吐出データ、（ｂ）はシアンのインク吐出データ、（ｃ）はマゼンタのインク吐出データ、（ｄ）はイエローのインク吐出データである。例えば、図４に示すように、インク吐出データ記憶部５４は、４つの記録ヘッド１ａに関する４つのインク吐出データを記憶している。なお、図４に示す４つのインク吐出データは、用紙Ｐ上の同一領域（１〜６までの６行分およびａ〜ｆまでの６列分の計３６個分の単位領域）に形成する画像と対応している。また、図４のＳ，Ｍ，Ｌとの記載は、用紙Ｐ上に仮想的に定められたその単位領域に形成するドットのサイズを示しており、Ｓ，Ｍ，Ｌのいずれの記載もない単位領域にはドットを形成しないことを示している。なお、ドットサイズのＳ，Ｍ，Ｌは、記録ヘッド１ａから吐出される小滴，中滴，大滴のインク滴と対応している。

処理液吐出データ生成部５６は、インク吐出データ記憶部５４に記憶されたインク吐出データに基づいて、処理液吐出データを生成する。ただし、処理液吐出データ生成部５６は、画像データ記憶部５２に記憶された画像データに基づいて処理液吐出データを生成するように構成されていてもよい。処理液吐出データ記憶部５７は、生成された処理液吐出データを記憶する。処理液吐出データは、用紙Ｐ上に仮想的に定められた単位領域（画素領域）に形成する処理液のドットのサイズを示すデータである。処理液吐出データに示されたドットサイズは、すなわち、処理液ヘッド１ｂがその単位領域へ吐出する処理液の量（ゼロ，小滴，中滴，大滴の４段階のいずれか）を示している。

図５は、処理液吐出データの一例として、図４に示すインク吐出データに対応するように生成された処理液吐出データを示している。なお、図５においてＳの記載は、用紙Ｐ上に仮想的に定められたその単位領域に形成するドットのサイズを示しており、記載のない単位領域にはドットを形成しないことを示している。処理液吐出データのドットサイズのＳは、処理液ヘッド１ｂから吐出される小滴の処理液滴と対応している。処理液吐出データは、原則として、インク吐出データのドットが形成される各単位領域と対応する単位領域にサイズＳのドットを形成するように生成される。この結果、処理液吐出データに基づいて処理液の吐出を行う処理液ヘッド１ｂは、用紙Ｐのインクの着弾位置と処理液の塗布範囲とが一致するように、用紙Ｐのインクが吐出される各単位領域に対し選択的に小滴の処理液を吐出する。

ここで、巻付防止制御部４９について説明する。図２および図６は、上記構成のインクジェットプリンタ１０１において、処理液が付着した用紙Ｐが均しローラ対１０の上部ローラ１０ａと下部ローラ１０ｂの間を通過するときの様子を示している。図２に示すように、回転する上部ローラ１０ａの周面は、用紙Ｐに着弾した処理液の液滴が完全に染み込む前に処理液の液滴と接触する。そして、用紙Ｐ上に浸透せずに残っている処理液の液滴が上部ローラ１０ａと下部ローラ１０ｂの間に挟まれて加圧されることにより、液滴が用紙Ｐ上で薄く伸ばされて、処理液の塗布範囲が広がる。均しローラ対１０を通過した用紙Ｐは、通常は、搬送ユニット１６により搬送方向９９下流側へ送られる。ところが、図６に示すように、用紙Ｐが均しローラ対１０のうち上部ローラ１０ａに巻き付くことがある。この巻き付き現象は、用紙Ｐの先端部分（搬送方向９９下流側端部分）への処理液の付着量が多いときに生じ易い。また、上記巻き付き現象は、上部ローラ１０ａの周面であって用紙Ｐの先端部分と接触する部分に多くの処理液が付着しているときにも生じやすい。上部ローラ１０ａの上記部分に付着している処理液は、用紙Ｐの先端部分と接触するよりも前（特に、１回転前）に、上記部分と接触した処理液が移り、それが乾燥せずに液体状またはゲル状で残っているものである。さらに、上記巻き付き現象は、用紙Ｐの厚みが小さいとき、例えば、用紙Ｐが薄紙であるときに生じやすい。

上記の通り巻き付き現象の生じやすさは、用紙Ｐの先端部分とここに接触するローラ対１０の上部ローラ１０ａとの間に存在する処理液の量または／および面積、用紙Ｐの厚みなどの影響を受ける。そこで、巻付防止制御部４９は、巻き付き現象の生じ易さ表す指標を求め、この指標が予め設定された閾値を上回る場合に上部ローラ１０ａと用紙Ｐとの間に存在する処理液の量を減少させて巻き付き現象を回避するための処置を行う。

用紙Ｐの先端部分とここに接触するローラ対１０の上部ローラ１０ａとの間に存在する処理液の量または／および面積を用紙Ｐと上部ローラ１０ａのそれぞれの立場から見れば、用紙Ｐの先端部分に付着した処理液の量または／および面積と、上部ローラ１０ａの周面のうち用紙Ｐの先端部分と接触する部分に乾燥せずに残っている処理液の量または／および面積とになる。そこで、指標には、用紙Ｐの先端領域Ｐｂに付着している処理液の量または／および面積を表す第１の指標Ｋ₁と、上部ローラ１０ａの周面のうち用紙Ｐの先端領域Ｐｂと接触する部分に乾燥せずに残っている処理液の量または／および面積を表す第２の指標Ｋ₂とが規定されている。第１の指標Ｋ₁と第２の指標Ｋ₂には、それぞれに対して閾値が設定される。すなわち、第１の指標Ｋ₁は第１の閾値α₁と比較され、第２の指標Ｋ₂は第２の閾値α₂と比較されて、それぞれの指標が評価される。第１の閾値α₁および第２の閾値α₂は、いずれも制御装置１００に予め任意の値が入力されることにより設定されている。なお、これらの閾値α₁，α₂には調整係数ａが設けられており、用紙Ｐの種類が普通紙であるときは調整係数ａ＝１であり、用紙Ｐの種類が薄紙であるときは調整係数ａは１より小さい任意の値（例えば、０．７〜０．９の範囲の値）である。この結果、用紙Ｐの種類が薄紙であるときには、閾値α₁，α₂の１倍よりも小さい値が実質的な閾値α₁，α₂として用いられる。

第１の指標Ｋ₁は、用紙Ｐの先端領域Ｐｂへ向けて吐出される処理液の量とすることができる。ここで「用紙Ｐの先端領域Ｐｂ」とは、図７に示すように、用紙Ｐの先端Ｐａ（つまり、搬送方向９９下流側端）から搬送方向９９上流側へ長さＬ_１までの帯状の領域のことをいう。この先端領域Ｐｂに付着している処理液は、上部ローラ１０ａへの用紙Ｐの巻き込み易さに影響を与える。用紙Ｐの先端Ｐａからの長さＬ_１は、例えば、上部ローラ１０ａの半径をｒとして０．５πｒである。長さＬ_１は定数とすることもできるし、搬送ユニット１６による用紙Ｐの搬送速度ｖに応じて変化する変数とすることもできる。

用紙Ｐの先端領域Ｐｂへ向けて吐出される処理液の量は、用紙Ｐの先端領域Ｐｂに対応する処理液吐出データにおいてドットが形成される単位領域の数（すなわち、ドット数）をカウントし、ドット数に小滴の液滴量を乗じることで得られる。本実施形態において処理液吐出データの各ドットは小滴（Ｓ）であるから、用紙Ｐの或領域への処理液の吐出量は、その領域と対応する処理液吐出データのドット数と相関している。したがって、処理液吐出データの或領域のドット数が減少すれば、この領域と対応する用紙Ｐの領域に吐出される処理液が減少することとなる。ただし、処理液吐出データの各ドットのサイズが一様でない場合には、処理液吐出データのドット数の減少は必ずしも用紙Ｐへ吐出される処理液の量の減少には繋がらない場合がある。例えば、ドット数を減少して、残ったドットのドットサイズを大きくした場合などである。この場合、用紙Ｐの先端領域Ｐｂに対応する処理液吐出データに含まれる各ドットにつきドットサイズに対応する液滴量を乗じたものを総計することによって、第１の指標Ｋ₁を算出することができる。

また、上記第１の指標Ｋ₁に代えて又は加えて、用紙Ｐの先端領域Ｐｂに対応する処理液吐出データにおいてドットが形成される単位領域の割合を第１の指標Ｋ₁としてもよい。この場合の第１の指標Ｋ₁は、用紙Ｐの先端領域Ｐｂのうち処理液が吐出（又は塗布）される面積の割合を示している。用紙Ｐの先端領域Ｐｂまたはこれと対応する処理液吐出データにおいてドットが形成される単位領域の割合は、つまり、用紙Ｐの先端領域Ｐｂの処理液の印字率（印字デューティ）を表している。用紙Ｐの先端領域Ｐｂの処理液の印字率は、用紙Ｐの先端領域Ｐｂと対応する処理液吐出データのドット数を、その先端領域Ｐｂに含まれる単位領域の総数で除することで得られる。

用紙Ｐの先端領域Ｐｂへ吐出される処理液の量が同じであっても、ドットが形成される複数の単位領域が或一カ所に集中しているときと比較して、ドットが形成される複数の単位領域が満遍なく分散しているときのほうが巻き付き現象がより生じやすい。そこで、第１の指標Ｋ₁に、処理液が吐出される単位領域の分布を加味することもできる。

巻付防止制御部４９は、上述のようにして第１の指標Ｋ₁を求め、得られた第１の指標Ｋ₁と第１の閾値α₁とを比較する。そして、巻付防止制御部４９は、第１の指標Ｋ₁が第１の閾値α₁を上回る場合には、用紙Ｐの先端領域Ｐｂへ吐出される処理液の量を減少させる処置（第１の指標に対する処置）を行い、巻き付き現象を抑制する。この処置では、第１の指標Ｋ₁が第１の閾値α₁以下となるように、用紙Ｐの先端領域Ｐｂへ吐出される処理液の量が削減される。本実施形態では、用紙Ｐの或領域へ吐出される処理液の量を減らすことは、用紙Ｐの或領域に付着する処理液の面積の割合を減らすことにも帰結する。

上記第１の指標に対する処置を実行する手法は幾つか存在し、そのうちのいずれか１つ以上が採用される。その一例として、巻付防止制御部４９は、処理液ヘッド制御部５１ｂが取得した処理液吐出データにマスク又はフィルタを作用させて、用紙Ｐの先端領域Ｐｂと対応する処理液吐出データのドット数を減少させる。この結果、元の処理液吐出データに基づけば動作する予定の処理液ヘッド１ｂのアクチュエータのうち幾つかは動作せず、用紙Ｐの先端領域Ｐｂへ吐出される処理液の量および面積の割合が減少する。また、第１の指標に対する処置を実行する手法の一例として、巻付防止制御部４９は、用紙Ｐの先端領域Ｐｂに対応する処理液吐出データのドット数を減少させるように、処理液吐出データ生成部５６に処理液吐出データを再生成させる。このように再生成された処理液吐出データに基づいて処理液ヘッド１ｂから処理液の吐出が行わる結果、用紙Ｐの先端領域Ｐｂへ向けて吐出される処理液の量および面積の割合が減少する。

なお、上記第１の指標に対する処置において、用紙Ｐの先端領域Ｐｂに対応する処理液吐出データのドット数を減少させることには、厳密には、ドット数を０にすることと、ドット数を減らすこととが含まれる。用紙Ｐの先端領域Ｐｂに対応する処理液吐出データのドット数を減らす場合には、例えば、図５に示されるように、ドットが形成される単位領域に囲まれた単位領域（図５において斜線が施された単位領域）を間引く又はマスクすることが望ましい。これによれば、ドット数の減少が用紙Ｐに形成される画像に与える影響をより小さくすることができる。

第２の指標Ｋ₂は連続印刷、すなわち、続けて複数枚の用紙に印刷が行われるときにのみ考慮される。第２の指標Ｋ₂は、上部ローラ１０ａの周面のうち用紙Ｐの先端領域Ｐｂと接触する部分に乾燥せずに残っている処理液の量または面積の割合とすることができる。なお、処理液の乾燥に要する時間は、処理液の性質や量により異なることから処理液に応じて適宜設定される。例えば、上部ローラ１０ａが１回転するうちは用紙Ｐから上部ローラ１０ａへ移った処理液が乾燥しないと仮定して、上部ローラ１０ａの半径をｒ、搬送ユニット１６による用紙Ｐの搬送速度をｖとする。この場合に、用紙Ｐの先端領域Ｐｂの最も搬送方向９９下流側に処理液を吐出するタイミングよりも２πｒ／ｖ前から（２πｒ−Ｌ_１）／ｖ前までの時間に処理液ヘッド１ｂから吐出された（または、吐出される予定の）処理液の量または面積の割合を第２の指標Ｋ₂とすることができる。但し、第２の指標Ｋ₂は上記に限定されるものではない。例えば、用紙Ｐの先端に処理液を吐出するタイミングの直前から処理液の乾燥に要する時間前までに処理液ヘッド１ｂより吐出される処理液の量または面積の割合を算出し、これを第２の指標Ｋ₂とすることもできる。この場合は計算が容易である。

巻付防止制御部４９は、上述のようにして求めた第２の指標Ｋ₂と第２の閾値α₂とを比較する。そして、巻付防止制御部４９は、第２の指標Ｋ₂が第２の閾値α₂を上回る場合には、上部ローラ１０ａの周面のうち用紙Ｐの先端領域Ｐｂと接触する部分に付着する処理液の量を減少させる処置（第２の指標に対する処置）を行い、巻き付き現象を抑制する。本実施形態では、上部ローラ１０ａの或領域へ付着する処理液の量を減らすことは、上部ローラ１０ａの或領域へ付着する処理液の面積の割合を減らすことにも帰結する。

上記第２の指標に対する処置を実行する手法は幾つか存在し、そのうちのいずれか１つ以上が採用される。その一例として、巻付防止制御部４９は、搬送制御部５９に用紙Ｐの搬送タイミングを遅らせる。具体的には、用紙Ｐの一つ前に搬送された用紙（以下、「先行用紙」という）の後端と用紙Ｐの先端との間に上部ローラ１０ａの外周の長さの１倍以上の間をあけて用紙Ｐを送り出すように、給紙ユニット１０３の給紙ローラ１２を駆動する給紙モータ３１のモータドライバ１３１を制御する。この結果、上部ローラ１０ａの周面に処理液が残存していても、上部ローラ１０ａが用紙Ｐの先端領域Ｐｂと接触する前に下部ローラ１０ｂと接触することによって処理液が乾いたり分散されたりする。これにより、上部ローラ１０ａの周面のうち用紙Ｐの先端領域Ｐｂと接触する部分に付着する処理液の量が減少する。また、第２の指標に対する処置を実行する手法の一例として、巻付防止制御部４９は、先行用紙の後端領域への処理液の吐出量を減少させる。具体的には、巻付防止制御部４９は、処理液ヘッド制御部５１ｂが取得した先行用紙の処理液吐出データにマスク又はフィルタを作用させて、先行用紙の後端領域へ吐出する処理液の量を減らす。或いは、巻付防止制御部４９は、先行用紙の後端領域に対応する処理液吐出データのドット数を減少させるように、処理液吐出データ生成部５６に先行用紙の処理液吐出データを再生成させる。ここで、先行用紙の後端領域は、先行用紙の搬送方向９９上流側領域である。更に望ましくは、先行用紙の後端領域は、先行用紙の搬送方向９９上流側領域のうち、用紙Ｐの先端領域Ｐｂと接触する上部ローラ１０ａの周面の領域と接触する領域である。この結果、上部ローラ１０ａの周面のうち用紙Ｐの先端領域Ｐｂと接触する部分に付着する処理液の量および面積の割合が減少する。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１は、用紙Ｐを搬送方向９９に搬送する搬送ユニット１６と、搬送される用紙Ｐに向けてインク（第１液）を吐出する１以上の記録ヘッド１ａ（第１液吐出ヘッド）と、これらの記録ヘッド１ａよりも搬送方向９９の上流側において処理液（第２液）を吐出する処理液ヘッド１ｂ（第２液吐出ヘッド）と、処理液ヘッド１ｂと記録ヘッド１ａの間に設けられた均しローラ対１０と、これらの動作を制御する制御装置１００とを備えている。そして、制御装置１００は、インク吐出データを記憶するインク吐出データ記憶部５４（第１液吐出データ記憶部）と、インク吐出データに基づいて各記録ヘッド１ａの動作を制御する記録ヘッド制御部５１ａ（第１液吐出ヘッド制御部）とを備えている。また、制御装置１００は、処理液吐出データを記憶する処理液吐出データ記憶部５７（第２液吐出データ記憶部）と、処理液吐出データに基づいて用紙Ｐにおけるインクの着弾位置と処理液の塗布位置が対応するように処理液ヘッド１ｂの動作を制御する処理液ヘッド制御部５１ｂ（第２液吐出ヘッド制御部）とを備えている。さらに、制御装置１００は、均しローラ対１０の上部ローラ１０ａへの用紙Ｐの巻き付きを防止するために、用紙Ｐの搬送方向９９下流端領域である先端領域Ｐｂと、この先端領域Ｐｂに接触する上部ローラ１０ａの周面との間に存在する処理液の量を調整する巻付防止制御部４９を備えている。

上記において、巻付防止制御部４９により処理液の量が調整されることには、用紙Ｐの先端領域Ｐｂと上部ローラ１０ａとに介在している処理液の量を減少させることと、この処理液の量の減少とともに処理液の面積の割合を減少させることとのうち、いずれかが含まれる。用紙Ｐの先端領域Ｐｂとここに接触する上部ローラ１０ａとの間に存在する処理液の量または／および面積を減らす（調整する）ことには、用紙Ｐの先端領域Ｐｂに付着した処理液の量または／および面積を減らすことと、上部ローラ１０ａの周面のうち用紙Ｐの先端領域Ｐｂと接触する部分に乾燥せずに残っている処理液の量または／および面積を減らすこととの一方又は両方が含まれる。このような巻付防止制御部４９の作用により、用紙Ｐの先端領域Ｐｂとここに接触する上部ローラ１０ａの間に存在する処理液の量が用紙Ｐの上部ローラ１０ａへの巻き付き現象が生じにくくなる程度にまで低減されて、巻き付き現象が抑制される。そして、用紙Ｐの上部ローラ１０ａへの巻き付き現象が抑制されることによって、インクジェットプリンタ１０１の故障や紙詰まりの発生を防止することができる。

以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能である。

例えば、上述の実施形態において、用紙Ｐを搬送する搬送ユニット１６は、搬送ローラ対８とローラ対１０とで構成されているが、搬送ユニット１６は搬送ベルトを含んで構成されていてもよい。この場合には、均しローラ対１０に代えて、搬送ベルトの上面と接触するように回転ローラを設けて、この回転ローラと搬送ベルトとの間で用紙Ｐに着弾した処理液を加圧して均すように構成されてよい。

また、上述の実施形態では、単位領域に形成する処理液のドットのドットサイズはＳのみとしているが、ＭやＬとすることも可能である。さらに同じ単位領域に吐出されるインクの総液滴量（合計値）に比例して処理液のドットサイズを決定してもよい。この場合、上述の第１の指標に対する処置については、処理液ドットのサイズを小さくすることが含まれることになる。

また、例えば、上述の実施形態において、制御装置１００で処理液吐出データ及びインク吐出データを生成するが、これらのデータを制御装置１００に接続されたＰＣ５０で生成してもよい。この場合には、ＰＣ５０に画像データ記憶部５２、インク吐出データ生成部５３および処理液吐出データ生成部５６としての機能が備えられ、インクジェットプリンタ１０１の制御装置１００にインク吐出データ記憶部５４、処理液吐出データ記憶部５７、ヘッド制御部５１、搬送制御部５９および巻付防止制御部４９としての機能が備えられる。

また、例えば、上述の実施形態において、制御装置１００は、ヘッド制御部５１（処理液ヘッド制御部５１ｂ）とインク吐出データ生成部５３と巻付防止制御部４９とをそれぞれ備えるように記載されているが、ヘッド制御部５１に巻付防止制御部４９としての機能を併せ備えてもよい。或いは、インク吐出データ生成部５３に巻付防止制御部４９としての機能を併せ備えてもよい。

なお、本発明は、インク以外の液体を吐出する液体吐出装置にも適用可能である。さらに、本発明はプリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機などにも適用可能である。また、上述の実施形態では、ヘッド制御部５１が処理液ヘッド１ｂのアクチュエータや各記録ヘッド１ａのアクチュエータを駆動しているが、ヘッド１の駆動構成はこれに限定されない。例えば、処理液ヘッド１ｂおよび各記録ヘッド１ａは発熱素子を備え、この発熱素子を駆動することでヘッドから処理液やインクを吐出する構成のヘッドであってもよい。

本発明は、記録媒体に対し画像を形成するインク等の第１液を吐出する前に、第１液の成分を凝集又は析出させる第２液を記録媒体に吐出し、記録媒体に着弾した第２液を回転するローラで伸ばし広げるように構成された液滴吐出装置に、広く適用させることができる。

Ｐ 用紙（記録媒体）
１ａ 記録ヘッド（第１液吐出ヘッド）
１ｂ 処理液ヘッド（第２液吐出ヘッド）
８ 搬送ローラ対
１０ 均しローラ対
１６ 搬送ユニット（搬送部）
４１ レジセンサ
４７ 印刷開始センサ
４９ 巻付防止制御部
５１ ヘッド制御部
５１ａ 記録ヘッド制御部（第１液吐出ヘッド制御部）
５１ｂ 処理液ヘッド制御部（第２液吐出ヘッド制御部）
５２ 画像データ記憶部
５３ インク吐出データ生成部
５４ インク吐出データ記憶部（第１液吐出データ記憶部）
５６ 処理液吐出データ生成部
５７ 処理液吐出データ記憶部（第２液吐出データ記憶部）
５９ 搬送制御部
１００ 制御装置
１０１ インクジェットプリンタ

Claims (7)

1. 記録媒体を搬送方向へ搬送する搬送部と、
   該搬送部により搬送される前記記録媒体の記録面に向けて画像を形成する第１液を吐出する１以上の第１液吐出ヘッドと、
   前記１以上の第１液吐出ヘッドよりも前記搬送方向上流側に設けられ、搬送される前記記録媒体の記録面に向けて前記第１液の成分を凝集又は析出させる第２液を吐出する第２液吐出ヘッドと、
   前記第２液吐出ヘッドと前記１以上の第１液吐出ヘッドの間に設けられ、搬送される前記記録媒体の記録面と接触して回転する回転ローラと、
   前記搬送部の動作を制御する搬送制御部と、
   前記記録媒体に形成される画像に対応して前記第１液を吐出させる第１液吐出データを記憶する第１液吐出データ記憶部と、
   前記第１液吐出データに基づいて前記１以上の第１液吐出ヘッドの動作を制御する第１液吐出ヘッド制御部と、
   前記画像データまたは前記第１液吐出データに対応して前記第２液を吐出させる第２液吐出データを記憶する第２液吐出データ記憶部と、
   前記第２液吐出データに基づいて、前記記録媒体における前記第１液の着弾位置と前記第２液の塗布位置とが対応するように前記第２液吐出ヘッドの動作を制御する第２液吐出ヘッド制御部と、
   前記回転ローラへの前記記録媒体の巻き付きを防止するために、前記記録媒体の前記搬送方向下流端領域とここに接触する前記回転ローラの周面との間に存在する前記第２液の量を調整する巻付防止制御部とを備える、
   液滴吐出装置。
2. 前記巻付防止制御部は、前記第２液吐出ヘッド制御部に、前記記録媒体の前記搬送方向下流端領域へ向けて吐出する前記第２液の量を減少させる、請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記巻付防止制御部は、前記第２液吐出ヘッド制御部に、前記記録媒体よりも一つ先に搬送された先行記録媒体の前記搬送方向上流端領域へ向けて吐出する前記第２液の量を減少させる、請求項１に記載の液滴吐出装置。
4. 前記先行記録媒体の前記搬送方向上流端領域は、前記記録媒体の前記搬送方向下流側端領域と接触する前記回転ローラの周面の領域と接触する領域である、請求項３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記巻付防止制御部は、前記搬送制御部に、前記記録媒体の前記搬送方向下流端と当該記録媒体よりも一つ先に搬送された先行記録媒体の前記搬送方向上流端との間が前記回転ローラの外周の長さ以上に離間するように前記記録媒体を搬送させる、請求項１に記載の液滴吐出装置。
6. 前記巻付防止制御部は、前記記録媒体の前記搬送方向下流端領域とここに接触する前記回転ローラの表面との間に存在する前記第２液の量が所定の閾値を越える場合に、当該第２液の量が前記所定の閾値以下となるように前記第２液の量を調整する、請求項１に記載の液滴吐出装置。
7. 前記所定の閾値が前記記録媒体の厚みに応じて変動する、請求項６に記載の液滴吐出装置。

Images