JP7112676B2 - 塗布装置、及び、画像形成システム - Google Patents
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特許文献1において、塗布装置には、塗布液(処理剤液)が貯留された貯留部(供給パン)や、貯留部に貯留された塗布液を汲み上げる汲み上げ部材(スクイーズローラ)や、汲み上げ部材によって汲み上げた塗布液をシートに塗布する塗布ローラ、などが設置されている。
これに対して、特許文献2の技術は、塗布液(離型剤)の温度を検知しているため、そのような不具合が解消される効果がある程度期待できる。しかし、貯留部内に貯留された塗布液は、長手方向の位置によって、その温度が一定ではなくて、1つの温度センサで塗布液の温度を検知しても、全体的に塗布液の粘度を狙いのものに維持することができなかった。そのため、被塗布体に対する塗布液の塗布量も安定しなかった。
図1において、1は画像形成装置としてのインクジェットプリンタ、50は画像形成装置1に搬送されるシートPに対して前処理として塗布液を塗布する塗布装置、80は用紙などのシートPを給送する給紙装置、85は画像形成後のシートP上のインクを乾燥させる乾燥装置、90は乾燥装置85から排出されたシートPがスタックされる排紙装置、を示す。
図1に示すように、本実施の形態における画像形成システム100は、上流側から、給紙装置80、塗布装置50、画像形成装置1、乾燥装置85、排紙装置90、が接続されたものである。
まず、パソコンなどから画像形成システム100の制御部に画像情報とともにプリント指令が入力されると、給紙ローラ82によって給紙カセット81からシートPが給送される。給紙カセット81から給送されたシートPは、搬送ローラによって、第1搬送経路K1を経由して塗布装置50に向けて搬送される。
なお、本実施の形態では、給紙カセット81に収納されたカット紙が給送されるように給紙装置80を構成したが、ロール紙が給送されるように給紙装置80を構成することもできる。
ここで、画像形成装置1でシートPの両面にそれぞれ画像形成するモード(両面プリントモード)が選択されている場合には、シートPの両面に塗布液を塗布する必要があるため、片面に塗布液が塗布された後のシートPは、反転経路K4に搬送されて、搬送方向が逆転されて反転された後に、両面経路K5(第5搬送経路)に搬送されて、再び塗布装置主部51に搬送されることになる。そして、塗布装置主部51で、もう一方の面にも塗布液が塗布されたシートPは、そのまま第3搬送経路K3を経由して画像形成装置1に搬送されることになる。
なお、塗布装置50における塗布装置主部51の構成・動作については、後で図3~図6を用いて詳述する。
そして、画像が形成されたシートPは、第7搬送経路K7を経由して、乾燥装置85に搬送される。
なお、画像形成装置1の構成・動作については、後で図2を用いて詳述する。
ここで、上述した両面プリントモードが選択されている場合には、シートPの両面に画像を形成する必要があるため、片面の画像が乾燥された後のシートPは、反転経路K10(第10搬送経路)に搬送されて、搬送方向が逆転されて反転された後に、両面経路K11、K12(第11、第12搬送経路)に搬送されて、再び画像形成装置1の搬送ドラム2に搬送されることになる。そして、搬送ドラム2上で、もう一方の面にも所望の画像が形成されたシートPは、第7搬送経路K7を経由して再び乾燥装置85に搬送されることになる。そして、ドライヤ部86で、もう一方の面の画像が乾燥されたシートPは、そのまま第9搬送経路K9を経由して排紙装置90に搬送されることになる。
こうして、画像形成システム100における一連の動作が完了することになる。
図2において、2はシートPを搬送する搬送ドラム、5は搬送ドラム2上でシートPを把持するクリッパ、6は搬送ドラム2からシートPを分離する分離部材、7は搬送ドラム2から分離されたシートPを搬送する搬送ベルト、を示す。
10Y、10M、10C、10K、10S1、10S2はインクジェット方式により印字・印画するための画像形成部がユニット化されたヘッド(印字モジュール)、30は梁部材35などを保持するためのベースフレーム、を示す。
なお、6つのヘッド10Y、10M、10C、10K、10S1、10S2は、プリントに用いられるインクの色(種類)が異なる以外はほぼ同一構造である。ヘッド10Y、10M、10C、10K、10S1、10S2は、略長方体状のユニットであって、その主部が圧電アクチュエータで構成されていて、液体(液滴)としてのインクを吐出するノズルや、インクが充填されたインクタンクや、制御基板(制御部)などが設けられている。
まず、画像形成装置1にシートPが搬入されると、そのシートPは、搬送ローラ4によって、搬送ドラム2に向けて搬送される。他方、各色のヘッド10Y、10M、10C、10K、10S1、10S2では、入力された画像情報に基づいて各色の書込み情報に変換される。
そして、搬送ドラム2に搬送されたシートPは、クリッパ5に把持された状態で搬送ドラム2上に位置決めされて、搬送ドラム2の反時計方向に回転に沿うように搬送される。
そして、搬送ドラム2の回転によって図2の矢印方向に搬送されるシートP上に、各色のヘッド10Y、10M、10C、10K、10S1、10S2から書込み情報に基づいて液体としてのインクが順次吹き付けられて、シートP上に所望の画像が形成される。
その後、所望の画像が形成されたシートPは、分離部材6によって搬送ドラム2から分離される。そして、搬送ドラム2から分離されたシートPは、搬送ベルト7によって搬送されて、さらに搬送ローラによって乾燥装置85に向けて搬送されることになる。
塗布装置50は、被塗布体としてのシートPに塗布液Gを塗布する装置である。図3、図4に示すように、本実施の形態における塗布装置50(塗布装置主部51)は、塗布ローラ52、中間ローラ53、絞りローラ54、汲み上げ部材としての汲み上げローラ55、加圧ローラ66、押えローラ67、貯留部57、加熱手段としてのヒータ58、整流板59、温度検知手段としての温度センサ60A、60B、60C、配管62、63、などで構成されている。
汲み上げ部材としての汲み上げローラ55は、長手方向(図3の紙面垂直方向であって、図4の左右方向であり、回転軸方向である。)に延びるように配置されている。汲み上げローラ55は、貯留部57に貯留された塗布液Gを汲み上げる汲み上げ部材として機能するものである。
汲み上げローラ55は、図3の時計方向に回転しながら、貯留部57内の塗布液Gを担持する。汲み上げローラ55に担持された塗布液Gは、図3の反時計方向に回転する絞りローラ54との当接位置で適量化されて、適量化された塗布液Gが絞りローラ54に担持される。そして、絞りローラ54に担持された塗布液Gは、図3の時計方向に回転する中間ローラ53を介して、図3の反時計方向に回転する塗布ローラ52に担持される。
そして、塗布ローラ52に担持された塗布液Gが、塗布ローラ52と加圧ローラ66とのニップ部に搬送されるシートPのシート面(下面)に塗布される(塗布工程である)。このとき、加圧ローラ66は、図3の反時計方向に回転する押えローラ67に押圧されながら、図3の時計方向に回転している。
図4に示すように、汲み上げローラ55や絞りローラ54は、そのローラ部が、貯留部57の内部の長手方向のほぼ全域にわたって形成されている。そして、中間ローラ53や塗布ローラ52や加圧ローラ66や押えローラ67も、そのローラ部が、ほぼ同じ長手方向の範囲に形成されている。この長手方向の範囲は、通紙可能な最大サイズのシートPの長手方向の範囲を含む範囲である。
また、本実施の形態では、第2駆動モータ74として、速度可変型モータが用いられている。そして、制御部70による制御によって第2駆動モータ74の回転速度を変化させて、塗布ローラ52に対する中間ローラ53の周速差を増減することで、塗布ローラ52に供給される塗布液Gの量を増減して、塗布ローラ52によってシートPに塗布される塗布液Gの塗布量を調整している。
そして、プリント動作が終了した場合や、画像形成システム100の主電源がオフされた場合や、貯留部57内から塗布液Gの全部又は一部を強制的に抜き取りたい場合などに、一方の配管62を介して貯留部57からタンク75に向けて塗布液Gが移動されることになる。また、プリント動作が開始される場合や、画像形成システム100の主電源がオンされた場合や、貯留部57内に塗布液Gを補充したい場合などに、他方の配管63を介してタンク75から貯留部57に向けて塗布液Gが移動されることになる。タンク75と貯留部57との間の塗布液Gの移動は、配管62、63に接続されたポンプによっておこなわれる。
そして、本実施の形態において、温度センサ60A、60B、60Cは、長手方向(図3の紙面垂直方向であって、図4の左右方向である。)の異なる位置に複数設置されている。具体的に、本実施の形態では、貯留部57の内部において、3つの温度センサ60A、60B、60Cが、長手方向の中央位置と、その中央位置から等間隔に離れた両側の位置と、にそれぞれ設置されている。
詳しくは、貯留部57に貯留された塗布液Gは、その温度変化にともない粘度が変化してしまう。そして、塗布液Gの粘度が変化してしまうと、汲み上げローラ55で汲み上げる塗布液Gの量(汲み上げ量)も変化してしまって、最終的に塗布ローラ52によってシートPに塗布される塗布液量も安定しなくなる。具体的に、塗布液Gの粘度が高くなると、粘度が低い場合に比べて、汲み上げローラ55による汲み上げ量が多くなって、塗布ローラ52による塗布液量も多くなる。
したがって、塗布ローラ52による塗布液量を安定化させるためには、貯留部57内の塗布液Gの温度を正確に検知して、その検知結果に基づいて塗布液Gの温度を狙いの温度に精度良く調整することが必要になる。しかし、貯留部57内に貯留された塗布液Gは、長手方向の位置によって、その温度が一定ではないため、1つの温度センサで塗布液Gの温度を検知しても、全体的な塗布液Gの温度を把握することができないことになる。すなわち、1つの温度センサで塗布液Gの温度を検知して、その検知温度に基づいてヒータ58を制御しても、全体的に塗布液Gの粘度が狙いのものにならずに、塗布ローラ52による塗布液量が不安定になってしまう。
これに対して、本実施の形態では、温度センサ60A、60B、60Cを長手方向に複数設置して、長手方向の異なる位置における塗布液Gの温度を検知して、その検知結果に基づいて塗布液Gの温度調整(粘度調整)をしているため、そのような不具合が生じにくくなる。
具体的に、ヒータ58(加熱手段)は、3つの温度センサ60A、60B、60Cによって検知された温度の平均値が所定の値Xになるように、オン・オフ制御される。すなわち、温度の平均値が所定の値Xを下回ったときにはヒータ58がオンされ、温度の平均値が所定の値Xを超えたときにはヒータ58がオフされることになる。なお、この「所定の値X」は、塗布ローラ52によってシートPに塗布される塗布液Gの量が狙いの値になるように、設定された塗布液Gの温度である。
このように構成された整流板59を設けることで、汲み上げローラ55を回転させたり回転停止させたりしたときに、貯留部57内の塗布液Gは、図6の両矢印で示すように、整流板59の穴部59a~59iを介して上下方向や左右方向に適当に移動して、貯留部57内で塗布液Gが局所的に偏ることなく均一に行き渡ることになる。そのため、上述した複数の温度センサ60A、60B、60Cを設けることによる効果がさらに発揮されることになる。
具体的に、本実施の形態において、中央(2番目)の温度センサ60Bは、中央(5番目)の穴部59eに対応する位置に配置され、一端側(1番目)の温度センサ60Aは、一端側から3番目の穴部59cに対応する位置に配置され、他端側(3番目)の温度センサ60Cは、他端側から3番目の穴部59gに対応する位置に配置されている。
このように、温度センサ60A、60B、60Cを穴部59c、59e、59gの位置に配置することで、穴部59c、59e、59gで活発に流動する塗布液Gの温度を検知することができるため、温度の誤検知を軽減することができる。
これにより、汲み上げローラ55の回転が停止されて、回転時に比べて塗布液Gの流動が少なくなったときであっても、塗布液Gの温度を精度良く検知することができる。また、温度センサ60A、60B、60Cの一部を穴部59c、59e、59gから上方に突出させることで、貯留部57内における温度センサ60A、60B、60Cの設置スペースを減ずることができるため、塗布装置50(塗布装置主部51)が小型化されることになる。
なお、本実施の形態では、3つの温度センサ60A、60B、60Cを設置したが、5つの温度センサを設置する場合には、一端側から1、3、5、7、9番目の穴部59a、59c、59e、59g、59iの位置にそれぞれ温度センサが配置されることになる。
詳しくは、3つの円形の排出口57a1、57a2、57a3が、上述した整流板59の3つの穴部59c、59e、59gに対応する位置であって、貯留部57の底部に形成されている。本実施の形態において、3つの円形の排出口57a1、57a2、57a3は、貯留部57の底面から下方に円筒状に突出するように形成された部分の、中空部分となっている。この排出口57a1、57a2、57a3は、寿命に達した塗布液Gを貯留部57から抜き出すときなどに用いられる。
詳しくは、栓部材61A、61B、61Cは、外径の異なる円柱が段状に重ねられたような形状をしていて、その小径部が排出口57a1、57a2、57a3に嵌め込まれるように設置される。
また、栓部材61A、61B、61Cの小径部と大径部との境界には溝部が形成されていて、その溝部にOリングなどのパッキン69が設置されている。これにより、栓部材61A、61B、61Cと、排出口57a1、57a2、57a3と、の隙間がシールされて、そこから塗布液Gが漏出する不具合が防止される。
詳しくは、図6に示すように、温度センサ60A、60B、60Cは、栓部材61A、61B、61Cの中心に形成された貫通穴に嵌合するように設置される。そして、温度センサ60A、60B、60Cの長手方向中央部に形成されたフランジ部60bが、栓部材61A、61B、61Cに形成された座ぐり部61aに突き当たる位置で、栓部材61A、61B、61Cにおける温度センサ60A、60B、60Cの上下方向の位置が定められる。さらに、温度センサ60A、60B、60Cが設置された状態の栓部材61A、61B、61Cの座ぐり部61aを覆うように、シール材を介して蓋部材64が設置されて、温度センサ60A、60B、60Cの脱落が防止される。蓋部材64は、栓部材61A、61B、61Cとともに、双方の部材にそれぞれ形成されたネジ用穴部を介して、排出口57a1、57a2、57a3が形成された円筒部の雌ネジ部に、ネジ68が螺合されることで、貯留部57に固定される。
なお、排出口57a1、57a2、57a3から塗布液Gを抜き取るときや、温度センサ60A、60B、60Cのメンテナンスをおこなうときなどには、そのネジ68が取り外されて、栓部材61A、61B、61Cが温度センサ60A、60B、60Cとともに、排出口57a1、57a2、57a3から抜き取られることになる。
汲み上げローラ55が回転駆動されると、貯留部57に貯留された塗布液Gが汲み上げローラ55に汲み上げられるとともに、貯留部57に貯留された塗布液Gが撹拌されることになる。すなわち、汲み上げローラ55は、撹拌部材としても機能することになる。そのため、3つの温度センサ60A、60B、60Cの検知温度の差異が大きいときには、貯留部57内の塗布液Gが充分に撹拌されていない状態であるものとして、汲み上げローラ55が回転駆動される。そして、3つの温度センサ60A、60B、60Cの検知温度の差異が小さいときには、貯留部57内の塗布液Gが充分に撹拌されている状態であるものとして、汲み上げローラ55が回転停止される。すなわち、塗布液Gの温度が全体的に一定になるまで、汲み上げローラ55の回転駆動がおこなわれることになる。なお、このような制御は、塗布工程がおこなわれていないときに実行されることが好ましい。
このような制御は、先に説明した温度センサ60A、60B、60Cで検知される温度の偏差に基づいた制御をおこなうときに、汲み上げローラ55が連続的に回転駆動されることにより、貯留部57内の塗布液Gの粘度が増加してしまう不具合が生じるときに有用である。すなわち、汲み上げローラ55を間欠的に回転駆動することにより、塗布液Gの粘度の増加を軽減しながら、貯留部57内の塗布液Gを均一に撹拌することが可能になる。
図7は、変形例としての温度センサ60A、60B、60Cの近傍を示す拡大図であって、本実施の形態における図6に対応する図である。
図7に示すように、変形例でも、本実施の形態と同様に、複数の温度センサ60A、60B、60Cが、それぞれ、貯留部57の底部に設置されている。詳しくは、変形例においても、本実施の形態と同様に、3つの温度センサ60A、60B、60Cが、それぞれ3つの栓部材61A、61B、61Cに設置されている。
そして、変形例では、本実施の形態のものとは異なり、温度センサ60A、60B、60Cの検知部60aが、整流板59の穴部59c、59e、59gから汲み上げローラ55の側(図6の上方である。)に突出しないように設置されている。
このように構成した場合にも、汲み上げローラ55の回転が停止されて、回転時に比べて塗布液Gの流動が少なくなったときであっても、塗布液Gの温度を精度良く検知することができる。特に、穴部59c、59e、59gの真下に温度センサ60A、60B、60Cの検知部60aを配置することにより、整流板59によって整流された直後で乱れのない塗布液Gの温度を検知することができるため、塗布液Gのそのような効果が発揮されやすくなる。
これにより、シートP(被塗布体)に対する塗布液の塗布量を安定させることができる。
また、本実施の形態では、インクジェットプリンタ1の前処理装置としての塗布装置50に対して本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、温度変化により粘度などの特性が変化する塗布液が貯留されている塗布装置であれば、すべての塗布装置に対して本発明を適用することができる。
そして、それらの場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
これに対して、複数の温度センサ60A、60B、60Cによりそれぞれ温度を検知して、それらすべての温度(検知温度)が所定の範囲内(例えば、15度から20度の範囲内である。)になるように、ヒータ58(加熱手段)を制御してもよい。
例えば、少なくとも1つの温度センサの検知結果が所定の範囲を下回ったら、ヒータ58をオンにする。また、少なくとも1つの温度センサの検知結果が所定の範囲を上回ったら、ヒータ58をオフにする。
このように、複数の温度センサ60A、60B、60Cの検知結果に基づいてヒータ58(加熱手段)を制御することで、単一の温度センサの検知結果に基づいてヒータ58(加熱手段)を制御する場合に比べて、全体的に塗布液の粘度を狙いのものに維持することができる。
したがって、そのような場合であっても、本実施の形態のものと同様に、被塗布体に対する塗布液の塗布量を安定させることができる。
50 塗布装置、
51 塗布装置主部、
52 塗布ローラ、
53 中間ローラ、
54 絞りローラ、
55 汲み上げローラ(汲み上げ部材)、
57 貯留部(供給パン)、
57a1、57a2、57a3 排出口、
58 ヒータ(加熱手段)、
59 整流板(整流部材)、
60A、60B、60C 温度センサ(温度検知手段)、
60a 検知部、
61A、61B、61C 栓部材、
62、63 配管、
64 蓋部材、
66 加圧ローラ、
67 押えローラ、
80 給紙装置、
85 乾燥装置、
90 排紙装置、
100 画像形成システム、
G 塗布液(液体)、 P シート(被塗布体)。
Claims (12)
- 塗布液が貯留される貯留部と、
長手方向に延びるように配置されて、前記貯留部に貯留された塗布液を汲み上げる汲み上げ部材と、
前記長手方向の異なる位置にそれぞれ設置されて、前記貯留部に貯留された塗布液の温度をそれぞれ検知する複数の温度センサと、
前記貯留部に貯留された塗布液を加熱する加熱手段と、
前記汲み上げ部材と前記貯留部の底部との間に設置されて、前記長手方向の異なる位置に複数の穴部が形成された整流板と、
を備え、
前記複数の温度センサは、それぞれ、前記整流板の前記複数の穴部の1つに対応する位置に配置されたことを特徴とする塗布装置。 - 前記複数の温度センサは、それぞれ、前記貯留部の底部に設置されて、その検知部が前記穴部から前記汲み上げ部材の側に突出するように設置されたことを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。
- 前記複数の温度センサは、それぞれ、前記貯留部の底部に設置されて、その検知部が前記穴部から前記汲み上げ部材の側に突出しないように設置されたことを特徴とする請求項1に記載の塗布装置。
- 塗布液が貯留される貯留部と、
長手方向に延びるように配置されて、前記貯留部に貯留された塗布液を汲み上げる汲み上げ部材と、
前記長手方向の異なる位置にそれぞれ設置されて、前記貯留部に貯留された塗布液の温度をそれぞれ検知する複数の温度センサと、
前記貯留部に貯留された塗布液を加熱する加熱手段と、
を備え、
前記貯留部は、その底部に、内部に貯留された塗布液を外部に排出するための複数の排出口が、前記長手方向の異なる位置に形成され、
前記複数の排出口に着脱可能に設置された複数の栓部材を備え、
前記複数の温度センサは、それぞれ、前記複数の栓部材の1つに設置されたことを特徴とする塗布装置。 - 前記汲み上げ部材と前記貯留部の底部との間に、前記長手方向の異なる位置に複数の穴部が形成された整流板が設置されたことを特徴とする請求項4に記載の塗布装置。
- 前記複数の温度センサは、それぞれ、前記整流板の前記複数の穴部の1つに対応する位置に配置されたことを特徴とする請求項5に記載の塗布装置。
- 前記加熱手段は、前記温度センサによって検知される温度に基づいて、前記貯留部に貯留された塗布液を加熱することを特徴とする請求項1~請求項6のいずれかに記載の塗布装置。
- 前記加熱手段は、前記複数の温度センサによって検知される温度の平均値に基づいて、前記貯留部に貯留された塗布液を加熱することを特徴とする請求項7に記載の塗布装置。
- 前記加熱手段は、前記平均値が所定の値になるように、オン・オフ制御されることを特徴とする請求項8に記載の塗布装置。
- 前記複数の温度センサで検知される温度の偏差が所定値を超えるときには、前記汲み上げ部材が稼働され、
前記偏差が前記所定値以下であるときには、前記汲み上げ部材が稼働停止されることを特徴とする請求項1~請求項9のいずれかに記載の塗布装置。 - 前記複数の温度センサで検知される温度の偏差が所定値を超えるときには、前記汲み上げ部材の稼働と稼働停止とが交互に繰り返され、
前記偏差が前記所定値以下であるときには、前記汲み上げ部材が稼働停止されることを特徴とする請求項1~請求項9のいずれかに記載の塗布装置。 - 請求項1~請求項11のいずれかに記載の塗布装置と、画像形成装置と、を備えたことを特徴とする画像形成システム。
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