JP7600763B2 - 塗布装置、液体を吐出する装置、印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は塗布装置、液体を吐出する装置、印刷装置に関する。

例えば、印刷装置において、印刷対象となるシート材に対して塗布装置で塗布液（処理液）を塗布した後印刷を行うものがある。

従来、塗布装置として、例えば、塗布液をスクイーズローラで汲み上げて塗布ローラに供給し、記録媒体を転写ローラで塗布ローラに押し付け、塗布ローラで処理液を記録媒体に塗布するものが知られている（特許文献１）。

特開２０１２－１９６９５５号公報

ところで、塗布装置においては、塗布回転体と加圧回転体（転写回転体）との間で塗布液を含んだシート材が押圧されることで、塗布液と空気が混ざって泡が発生することがある。泡が発生すると、塗布回転体の回転に伴って泡が塗布液を供給する供給パンの塗布液内に移送され、供給パン内の液面が上昇し、供給パンから塗布液や泡が溢れ、塗布性能が低下するという課題が生じる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、塗布性能の低下を抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る塗布装置は、
シート材に塗布液を塗布する塗布回転体と、
前記塗布回転体の周面に当接する当接部材と、を備え、
前記当接部材は、前記塗布回転体の回転方向において、前記塗布液を塗布する塗布位置より下流側で前記塗布回転体に前記塗布回転体の接線方向で当接している
構成とした。

本発明によれば、塗布性能の低下を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る印刷装置の概略説明図である。 第１吐出部及び第２吐出部の吐出手段の一例の説明図である。 塗布部の一例の説明図である。 第１乾燥部及び第２乾燥部の乾燥手段の一例の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る塗布装置の側面説明図である。 同じく当接部材（消泡ブレード）の配置の異なる例の説明に供する要部説明図である。 比較例１の塗布装置の側面説明図である。 同実施形態の作用説明に供する説明図である。 本発明の第２実施形態に係る塗布装置における当接部材の配置の説明に供する側面説明図である。 本発明の第３実施形態に係る塗布装置の側面説明図である。 本発明の第４実施形態に係る塗布装置の側面説明図である。 同じく正面説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置について図１を参照して説明する。図１は同装置の概略説明図である。

この印刷装置１は、本実施形態では、液体を吐出する装置であり、巻き出し部１０と、塗布部２０と、第１吐出部５０Ａと、第１乾燥部６０Ａと、第２吐出部５０Ｂと、第２乾燥部６０Ｂと、巻取り部９０とを備えている。

巻き出し部１０は、元巻きローラ１１から連帳紙などのウェブであるシート材Ｐを巻き出して搬入する搬入手段である。塗布部２０は、巻き出し部１０から送られるシート材Ｐの両面に塗布液としての処理液を塗布する前処理手段である。

第１吐出部５０Ａは、塗布部２０によって両面に処理液が塗布されたシート材Ｐに一面に色材を含む液体を吐出して印刷する第１吐出手段を含む印刷手段である。第１乾燥部６０Ａは、第１吐出部５０Ａによって液体が付与されたシート材Ｐを加熱して乾燥する乾燥手段である。

第２吐出部５０Ｂ、第１乾燥部６０Ａで加熱されたシート材Ｐの他面に色材を含む液体を吐出して印刷する第２吐出手段を含む印刷手段である。第２乾燥部６０Ｂは、第２吐出部５０Ｂによって液体が付与されたシート材Ｐを加熱して乾燥する乾燥手段である。

巻取り部９０は、第２乾燥部６０Ｂを通過して乾燥されたシート材Ｐを巻取りローラ９１に巻き取る搬出手段である。

次に、第１吐出部及び第２吐出部の一例について図２を参照して説明する。図２は同吐出部の吐出手段の説明図である。

第１吐出部５０Ａ及び第２吐出部５０Ｂは、吐出手段５００を備えている。第１吐出部５０Ａの吐出手段５００を第１吐出手段とし、第２吐出部５０Ｂの吐出手段５００を第２吐出手段とする。

吐出手段５００は、搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５５１Ａ、５５１Ｂ、５５１Ｃ、５５１Ｄ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５５１」という。）が配置されている。

各ヘッドアレイ５５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送されるシート材Ｐに対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

ヘッドアレイ５５１は、例えば、液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１００をベース部材５５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。

次に、塗布部の一例について図３を参照して説明する。図３は同塗布部の概要を説明する説明図である。

塗布部２０は、第１塗布手段２１Ａと、第２塗布手段２１Ｂと、複数の案内ローラ２３と、カッタ機構２４などを備えている。また、塗布部２０は出口直前にＳ字搬送パス２５を設けることで、シート材Ｐの走行安定性を向上している。

第１塗布手段２１Ａは、搬送されるシート材Ｐの一面（表面）に塗布液としての処理液２０１を塗布して付与する処理液付与手段である。第２塗布手段２１Ｂは、シート材Ｐの他面（裏面）に処理液２０１を塗布して付与する処理液付与手段である。

処理液２０１としては、湿った状態（ウェット状態）でも乾いた状態（ドライ状態）のいずれでもインクとの凝集反応に大きな変動がないものを使用している。例えば特開２０１９－０１９３１５号公報に示されているような先塗り液を挙げることができる。

次に、第１乾燥部及び第２乾燥部を構成する乾燥手段の一例について図４を参照して説明する。図４は同乾燥部の乾燥手段の説明図である。なお、図４においては、機能が同じ回転体には同じ面塗りを施して符号を省略している。

第１乾燥部６０Ａ及び第２乾燥部６０Ｂは、乾燥手段６００を備えている。第１乾燥部６０Ａの乾燥手段６００を第１乾燥手段とし、第２乾燥部６０Ｂの乾燥手段６００を第２乾燥手段とする。

乾燥手段６００は、シート材Ｐに接触してシート材Ｐを加熱する複数の加熱ローラ６１１と加熱ドラム６１２とを備えている。また、複数の加熱ローラ６１１の内の所要の加熱ローラ６１１に対してシート材Ｐが接触するように案内する案内ローラ６１３を備えている。

これらの複数の加熱ローラ６１１、加熱ドラム６１２及び複数の案内ローラ６１３によってシート材Ｐを加熱する加熱搬送経路（搬送パス）が構成される。シート材Ｐは加熱ドラム６１２よりも上流側で円弧状に配置された複数の加熱ローラ６１１の外周側に接触しながら搬送された後、加熱ドラム６１２を経て、案内ローラ６１３によって、再度、複数の加熱ローラ６１１の内周側に接触しながら搬送される。

つまり、本実施形態では、加熱ローラ６１１にシート材Ｐを異なる方向から接触させて加熱する。

また、乾燥手段６００には、複数の加熱ローラ６１１の並びの外周側にシート材Ｐを液体付与面側から加熱する非接触加熱手段６１６が配置され、加熱ドラム６１２の周囲にも複数の非接触加熱手段６１６が配置されている。非接触加熱手段６１６は、例えばエアー吹き出しユニット、ＩＲヒータなどで構成できる。なお、「液体付与面」とは本実施形態においては、第１吐出部５０Ａ又は第２吐出部５０Ｂの吐出手段５００によって吐出される液体が付与された面を意味する。

また、乾燥手段６００内へのシート材Ｐの搬入、乾燥手段６００外へのシート材Ｐの搬出などを案内する複数の案内ローラ６１７を備えている。

このように構成した乾燥手段６００における乾燥の流れとしては、加熱ローラ６１１にシート材Ｐの液体付与面と反対面を接触させながら加熱するとともに、非接触加熱手段６１６によって例えばエアーを液体付与面に吹き付けて液体付与面を加熱する。

次いで、複数の加熱ローラ６１１の内側に配置された加熱ドラム６１２にシート材Ｐの液体付与面と反対面を這わせながら加熱するとともに、非接触加熱手段６１６によって例えばエアーを液体付与面に吹き付けて液体付与面を加熱する。

その後、案内ローラ６１３をシート材Ｐの液体付与面に接触させながら、再度、加熱ローラ６１１にシート材Ｐの液体付与面と反対面を接触させて加熱することで、シート材Ｐに付与された液体を乾燥させる。

このとき、シート材Ｐの両面に塗布部２０で塗布された処理液２０１も乾燥され、処理液２０１はドライ状態になる。

以上のように、印刷装置１は、シート材Ｐの両面に塗布液（処理液２０１）を塗布する第１塗布手段２１Ａ及び第２塗布手段２１Ｂを含む塗布部２０を備えている。

そして、塗布部２０で両面に処理液２０１が塗布された状態のシート材Ｐをそのまま受け入れて、シート材Ｐの一面に液体を吐出する第１吐出部５０Ａと、第１吐出部５０Ａで液体が付与されたシート材Ｐを乾燥する第１乾燥部６０Ａを備えている。

さらに、第１乾燥部６０Ａを通過したシート材Ｐの他面に液体を吐出する第２吐出部５０Ｂと、第２吐出部５０Ｂで吐出された液体が付与されたシート材Ｐを乾燥する第２乾燥部６０Ｂとを備えている。

このように、シート材Ｐの両面に塗布液（処理液２０１）が塗布され、加熱されることなく第１吐出手段である第１吐出部５０Ａに送られたシート材Ｐに液体を吐出して印刷して、乾燥する。これにより、シート材Ｐに付与された塗布液及び第１吐出部５０で付与された印刷用液体が乾燥される。

その後、シート材Ｐの他面に第２吐出手段である第２吐出部５０Ｂで液体を吐出して印刷して、乾燥する。

つまり、塗布部２０と第１吐出手段である第１吐出部５０Ａとの間にはシート材Ｐを加熱する手段がなく、第１吐出手段と第２吐出手段との間には第１乾燥手段である第１乾燥部６０Ａが配置されている構成としている。

言い換えれば、塗布液が塗布され、加熱されていないシート材Ｐに対して第１吐出手段である第１吐出部５０Ａから液体を吐出し、塗布液が塗布され、加熱されたシート材Ｐに対して第２吐出手段である第２吐出部５０Ｂで液体を吐出する構成としている。

また、第１吐出手段である第１吐出部５０Ａは、湿った状態にあるシート材Ｐに対して液体を吐出し、第２吐出手段である第２吐出部５０Ｂは、塗布液が乾燥した状態にあるシート材Ｐに対して液体を吐出する構成となっている。

これにより、シート材Ｐに付与された塗布液及び第１吐出手段による印刷用液体が未乾燥状態のまま第２吐出手段に送られて更に液体が付与されることがなくなり、印刷品質が向上する。

次に、本発明の第１実施形態に係る塗布装置について図５及び図６を参照して説明する。図５は同実施形態に係る塗布装置の側面説明図、図６は同じく当接部材（消泡ブレード）の配置の異なる例の説明に供する側面説明図である。

塗布装置２００は、印刷装置１における塗布部２０の第１塗布手段２１Ａ、第２塗布手段２１Ｂを構成できる。

塗布装置２００は、処理液２０１を収容する塗布液収容容器としての処理液収容容器（
供給パン）２０２を有する。処理液収容容器２０２は、塗布装置２００のハウジングなどと一体にすることもできる。

処理液収容容器２０２に収容され処理液２０１を汲み上げる汲み上げローラ２０５と、汲み上げローラ２０５で処理液２０１が移送され、シート材Ｐに処理液２０１を塗布する塗布ローラ２０６とを備えている。汲み上げローラ２０５は、シート材Ｐの搬送速度よりも少し遅い速度で回転させている。

塗布ローラ２０６はシート材Ｐに塗布液（処理液２０１）を塗布する塗布回転体であり、汲み上げローラ２０５は塗布ローラ２０６に処理液２０１を供給する供給回転体である。なお、汲み上げローラ２０５と塗布ローラ２０６との間に中間ローラを配置した場合には、塗布ローラ２０６に当接する中間ローラが供給回転体となる。

また、塗布ローラ２０６に対向してシート材Ｐを塗布ローラ２０６に押し付ける加圧ローラ２０７を備えている。加圧ローラ２０７の押し付け圧は、圧力調整装置などで調整できる。

この塗布装置２００においては、汲み上げローラ２０５によって、処理液２０１を塗布ローラ２０６の表面に薄膜状に転写（転移）する。

そして、塗布ローラ２０６を回転する加圧ローラ２０７に押し付け、塗布ローラ２０６を回転する。このとき、塗布装置２００は、塗布ローラ２０６と加圧ローラ２０７とのニップ部にシート材Ｐが搬送されることで、シート材Ｐの表面に処理液２０１を塗布する。

処理液２０１を塗布するときのニップ圧（塗布ローラ２０６と加圧ローラ２０７とが接触する位置に作用する圧力）は圧力調整装置によって調整できる。圧力調整装置を用いてニップ圧を変えることで、処理液２０１の付与量（塗布量、膜厚、液量、付着量、乾燥付着量など）を調整することができる。

また、塗布ローラ２０６及び加圧ローラ２０７の回転速度を変えることでも、処理液２０１の付与量を制御できる。

塗布装置２００は、塗布ローラ２０６の周面に当接する当接部材としての消泡ブレード２１０を備えている。消泡ブレード２１０は、塗布ローラ２０６の回転方向において、塗布ローラ２０６が処理液２０１をシート材Ｐに塗布する塗布位置ａより下流側で、塗布ローラ２０６の周面に当接する。

また、消泡ブレード２１０は、塗布ローラ２０６の回転方向において、塗布ローラ２０６が汲み上げローラ２０５から処理液２０１の供給を受ける供給位置ｂよりも上流側で、塗布ローラ２０６の周面に当接する。

ここで、消泡ブレード２１０は、塗布ローラ２０６の周面との間隔が徐々に狭くなるように配置されている。本実施形態では、消泡ブレード２１０は、塗布ローラ２０６の回転方向に対して順方向から接線方向に沿って配置されて当接している。

本実施形態では、消泡ブレード２１０は、鉛直方向に沿って配置されている。

また、消泡ブレード２１０は、塗布ローラ２０６の回転方向において、塗布ローラ２０６の軸心Oと塗布位置ａとを結ぶ線に対する垂線の距離Ｌが最も長い位置ｃで、接線方向から塗布ローラ２０６の周面に当接している。

消泡ブレード２１０としてはマイラーを使用している。消泡ブレード２１０は、取付け部材２１１に後端部を固定し、先端部が塗布ローラ２０６の周面に接線方向で当接するように位置調整している。消泡ブレード２１０の厚みは、例えば０．１８８ｍｍとしている。消泡ブレード２１０の厚さが厚すぎると、当接圧が高くなって塗布ローラ２０６の表面の摩耗が厳しくなり、薄すぎると当接圧が低くなり、泡を潰す機能が弱くなる。

次に、比較例１における泡の発生について図７を参照して説明する。図７は同比較例１の説明に供する側面説明図である。

比較例１は、本発明の第１実施形態における消泡ブレード２１０を備えていない塗布装置である。

この比較例１においては、シート材Ｐが加圧ローラ２０７と塗布ローラ２０６のニップ部で処理液２０１を塗布される最中、シート材Ｐが例えば普通紙のような空気を通しやすい用紙であると、紙の細かい隙間がスポンジのように作用し、泡Ｂが発生する。

そして、発生した泡Ｂは、塗布ローラ２０６の回転で下方に移送され、処理液収容容器２０２内に送られて溜まり続けることになる。また、発生した泡Ｂは汲み上げローラ２０５で汲み上げられる処理液２０１との撹拌によって更に増加する。

その結果、処理液収容容器２０２の処理液２０１の液面が上昇し、処理液２０１や泡Ｂが処理液収容容器２０２から溢れ、塗布性能が低下する。

次に、本実施形態の作用について図８も参照して説明する。図８は同作用説明に供する側面説明図である。

本実施形態においては、当接部材としての消泡ブレード２１０を、塗布ローラ２０６の周面に当接させている。

したがって、塗布ローラ２０６によってシート材Ｐに処理液２０１を塗布するときに発生した泡Ｂは、塗布ローラ２０６の回転によって移送され、消泡ブレード２１０と塗布ローラ２０６との間で潰されて消される。

これにより、処理液収容容器２０２内に移動する泡Ｂが減少し、処理液２０１や泡Ｂが処理液収容容器２０２から溢れることが減少し、塗布性能の低下が抑制される。

次に、本発明の第２実施形態に係る塗布装置について図９を参照して説明する。図９は同実施形態に係る塗布装置における当接部材の配置の説明に供する側面説明図である。

本実施形態では、消泡ブレード２１０は、鉛直方向に対して、塗布ローラ２０６の周面から離間方向に傾けて配置している。

この場合、消泡ブレード２１０を接線方向に沿って配置すると、消泡ブレード２１０は、塗布ローラ２０６の回転方向において、塗布ローラ２０６の軸心Ｏと塗布位置ａとを結ぶ線に対する垂線の距離Ｌが最も長い位置ｃよりも下流側の位置ｄ（距離Ｌ１の位置）で塗布ローラ２０６の周面に当接することになる。

次に、本発明の第３実施形態に係る塗布装置について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態に係る塗布装置の側面説明図である。

本実施形態では、処理液収容容器２０２の一部に泡を排出する排出穴２２０を設けている。排出穴２２０の最下端２２０ａは、汲み上げローラ２０５と塗布ローラ２０６との当接位置（ニップ部）、つまり、塗布ローラ２０６に処理液２０１が供給される供給位置よりも下方にしている。

これにより、消泡ブレード２１０によって潰せなかった泡を排出穴２２０から排出することができる。

次に、本発明の第４実施形態に係る塗布装置について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は同実施形態に係る塗布装置の側面説明図、図１２は同じく正面説明図である。

本実施形態では、処理液収容容器２０２の一部に、塗布ローラ２０６の軸心方向に沿って、泡を排出する複数の排出穴２２０を設けている。排出穴２２０の下端２２０ａは、汲み上げローラ２０５と塗布ローラ２０６とのニップ部（供給位置）よりも下方にしている。

そして、処理液収容容器２０２の外側に、複数の排出穴２２０が通じ、排出された泡を案内するダクト２２１を配置している。ダクト２２１は、外部に泡を排出する排出口２２２を有している。また、ダクト２２１の内底面２２１ａは傾斜面として、泡をスムーズに下方に移動できるようにしている。

以上の各実施形態では、当接部材としてブレード状部材を使用した例で説明しているが、回転体（消泡ローラ）を使用することもできる。

なお、前記実施形態では、ウェブ状のシート材に対して印刷する印刷装置の例で説明しているが、カットシート、壁紙などの大判カットシートなどに印刷する印刷装置にも適用することができる。また、本発明に係る塗布装置は、電子写真方式の印刷装置にも適用できる。

１ 印刷装置
２０ 塗布部
２１Ａ 第１塗布手段
２１Ｂ 第２塗布手段
５０Ａ 第１吐出部
５０Ｂ 第２吐出部
６０Ａ 第１乾燥部
６０Ｂ 第２乾燥部
２００ 塗布装置
２０１ 処理液（塗布液）
２０２ 処理液収容容器（塗布液収容容器）
２０５ 汲み上げローラ（供給回転体）
２０６ 塗布ローラ（塗布回転体）
２０７ 加圧ローラ
２１０ 消泡ブレード（当接部材）
２２０ 排出穴
２２１ ダクト
５００ 吐出手段
６００ 乾燥手段

Claims (11)

1. シート材に塗布液を塗布する塗布回転体と、
   前記塗布回転体の周面に当接する当接部材と、を備え、
   前記当接部材は、前記塗布回転体の回転方向において、前記塗布液を塗布する塗布位置より下流側で前記塗布回転体に前記塗布回転体の接線方向で当接している
   ことを特徴とする塗布装置。
2. 前記当接部材は、前記塗布回転体の回転方向において、前記塗布回転体が前記塗布液の供給を受ける供給位置より上流側で、前記塗布回転体に当接している
   ことを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記当接部材は、前記塗布回転体の周面との間隔が徐々に狭くなるように配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布装置。
4. 前記当接部材は、鉛直方向に沿って配置されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の塗布装置。
5. 前記塗布液を収容する塗布液収容容器を備え、
   前記塗布液収容容器には、泡を外部に排出する排出穴が設けられている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の塗布装置。
6. 前記排出穴は、前記塗布回転体の軸心方向において、複数配置されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
7. シート材に塗布液を塗布する塗布回転体と、
   前記塗布回転体の周面に当接する当接部材と、
   前記塗布液を収容する塗布液収容容器と、を備え、
   前記当接部材は、前記塗布回転体の回転方向において、前記塗布液を塗布する塗布位置より下流側で前記塗布回転体に当接し、
   前記塗布液収容容器には、泡を外部に排出する排出穴が設けられ、
   前記排出穴の最下端は、前記塗布回転体が前記塗布液の供給を受ける供給位置よりも下方に位置している
   ことを特徴とする塗布装置。
8. シート材に塗布液を塗布する塗布回転体と、
   前記塗布回転体の周面に当接する当接部材と、
   前記塗布液を収容する塗布液収容容器と、を備え、
   前記当接部材は、前記塗布回転体の回転方向において、前記塗布液を塗布する塗布位置より下流側で前記塗布回転体に当接し、
   前記塗布液収容容器には、泡を外部に排出する排出穴が設けられ、
   前記排出穴から排出される泡を案内するダクトを備えている
   ことを特徴とする記載の塗布装置。
9. 前記ダクトの内底面は傾斜面である
   ことを特徴とする請求項８に記載の塗布装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の塗布装置と、
    前記シート材に液体を吐出する吐出手段と、を備えている
    ことを特徴とする液体を吐出する装置。
11. 請求項１ないし９のいずれかに記載の塗布装置と、
    前記シート材に印刷する印刷手段と、を備えている
    ことを特徴とする印刷装置。

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