特許 7056417 液体供給装置、液体塗布装置、液体を吐出する装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-11

(45)【発行日】2022-04-19

(54)【発明の名称】液体供給装置、液体塗布装置、液体を吐出する装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 1/08 20060101AFI20220412BHJP

   B05C 11/10 20060101ALN20220412BHJP

【ＦＩ】

B05C1/08

B05C11/10

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018127299

(22)【出願日】2018-07-04

(65)【公開番号】P2020006293

(43)【公開日】2020-01-16

【審査請求日】2021-05-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】230100631

【弁護士】

【氏名又は名称】稲元 富保

(72)【発明者】

【氏名】阿地 恵太

【審査官】清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２５７４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２２１８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－１１４４７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００５－２６２１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５６７７００８（ＵＳ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１０－０００６７６１（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１８３３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４１８１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ １／００－３／２０

７／００－２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を貯留する貯留容器と、
前記貯留容器の前記液体を汲み上げる汲み上げローラと、
前記汲み上げローラの周面に接触する複数の絞りローラと、を備え、
前記複数の絞りローラには、加熱ローラと冷却ローラとを含み、
前記汲み上げローラの回転方向において、前記加熱ローラは前記冷却ローラよりも下流側に配置されている
ことを特徴とする液体供給装置。

【請求項2】

前記複数の絞りローラは同じ保持部材に保持されている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体供給装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の液体供給装置を備えている
ことを特徴とする液体塗布装置。

【請求項4】

前記汲み上げローラは塗布ローラを兼ねている
ことを特徴とする請求項３に記載の液体塗布装置。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の液体供給装置、又は、請求項３若しくは４に記載の液体塗布装置を備えている
ことを特徴とする液体を吐出する装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は液体供給装置、液体塗布装置、液体を吐出する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

印刷装置などの液体を吐出する装置においては、被印刷部材を被塗布部材として処理液など塗布液を塗布する塗布装置を備えるものがある。

【0003】

例えば、処理液収容槽の処理液内に一部を浸漬させた汲み上げローラで処理液を汲み上げて表面に担持（保持）し、この汲み上げローラを回転させて処理液を搬送し、汲み上げローラ表面に保持された処理液を、塗布ローラへ付着する膜厚を制御する膜厚制御ローラに移送し、膜厚制御ローラに保持された処理液を塗布ローラに移送して、この塗布ローラとカウンタローラとの間に被記録媒体を搬送し、被記録媒体に塗布ローラの表面に保持された処理液を塗布するものが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－１８３３３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されているように、汲み上げローラの周面の液体を絞る膜制御ローラなどの絞りローラを配置する場合、絞り力を大きくするために複数の絞りローラを順次直列に配置した構成にあっては、ローラ段数が増加するほど装置が一方向に大型化するという課題がある。

【0006】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を抑制しつつ絞り力を大きくすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体供給装置は、
液体を貯留する貯留容器と、
前記貯留容器の前記液体を汲み上げる汲み上げローラと、
前記汲み上げローラの周面に接触する複数の絞りローラと、を備え、
前記複数の絞りローラには、加熱ローラと冷却ローラとを含み、
前記汲み上げローラの回転方向において、前記加熱ローラは前記冷却ローラよりも下流側に配置されている
構成とした。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、装置の大型化を抑制しつつ、絞り力を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】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の全体構成を説明する説明図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る液体液塗布装置を含む処理液塗布装置の外観斜視説明図である。

【図3】同処理液塗布装置の構成を説明する模式的説明図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る液体塗布装置の模式的説明図である。

【図5】本発明の第３実施形態に係る液体塗布装置の模式的説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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実施形態について図１を参照して説明する。図１は同実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の全体構成を説明する説明図である。

【0011】

この印刷装置１では、繰り出し装置１１からロール状に巻かれた長尺の連続したシート材である連帳紙１０が繰り出され、処理液塗布装置１２にて連帳紙１０に液体である処理液が塗布されて付与される。なお、シート材はカットされたものでもよい。

【0012】

その後、印刷部１３によって連帳紙１０に対して所要の印刷が行われて、乾燥装置１４に送り込まれ、乾燥装置１４による加熱／冷却工程を経て、巻取り装置１５で連帳紙１０が巻き取られる。

【0013】

次に、本発明の第１実施形態に係る液体液塗布装置を含む処理液塗布装置について図２及び図３を参照して説明する。図２は同処理液塗布装置の外観斜視説明図、図３は同処理液塗布装置の構成を説明する模式的説明図である。

【0014】

処理液塗布装置１２は、液体が塗布される被塗布部材である連帳紙１０にビーディング抑制剤などの処理液２０１を塗布する本発明に係る液体供給装置を含む液体塗布装置２００を備えている。

【0015】

また、液体塗布装置２００に処理液２０１を供給する供給部であるリザーバタンク２２４及びカートリッジ２２９、２３８を備えている。なお、本実施形態では、処理液が塗布される被塗布部材が印刷媒体であり、印刷媒体が連続体である例で説明するが、これに限られるものではない。

【0016】

処理液としては、例えば、連帳紙１０の表面に塗布することで、連帳紙１０の表面を改質する改質材が挙げられる。具体的には、予め連帳紙１０にムラなく塗布しておくことで、インクの水分を速やかに連帳紙１０に浸透させるとともに、色成分を増粘させ、更には乾燥も早めることによって滲み（フェザリング、ブリーディング等）や裏抜けを防止し、生産性（単位時間当たりの画像出力枚数）を上げることを可能にする定着剤（セット剤）が挙げられる。

【0017】

処理液は、組成的には、例えば、界面活性剤（アニオン系、カチオン系、ノニオン系のいずれか、若しくはこれらを２種類以上混合させたもの）に対して、水分の浸透を促進するセルロース類（ヒドロキシプロピルセルロース等）とタルク微粉体のような基剤を加えた溶液等を用いることができる。さらに、微粒子を含有することもできる。

【0018】

液体塗布装置２００は、処理液２０１を貯留した貯留容器（供給パン）２０２と、塗布ローラ２０３と、第１絞りローラ２０４と、第２絞りローラ２０５と、加圧ブラケット２０６と、加圧ローラ２０７とを備えている。

【0019】

塗布ローラ２０３は、貯留容器２０２から処理液２０１を汲み上げて、連帳紙１０に処理液２０１を塗布する部材である。塗布ローラ２０３の一部は貯留容器２０２の処理液２０１内に浸漬され、矢印方向に回転することで、処理液２０１を汲み上げて周面に担持する。本実施形態では、塗布ローラ２０３は汲み上げローラを兼ねており、したがってまた、液体塗布装置２００は液体供給装置を兼ねている。

【0020】

第１絞りローラ２０４及び第２絞りローラ２０５は、塗布ローラ２０３の周面に接触し、塗布ローラ２０３の周面に担持された処理液２０１を扱いて（絞って）薄膜化する。なお、本実施形態では、第１絞りローラ２０４及び第２絞りローラ２０５は、同径で、塗布ローラ２０３の中心Ｏに対して同心円上に配置されているが、第１絞りローラ２０４及び第２絞りローラ２０５は異なる径であってもよい。また、３つ以上の絞りローラを配置することもできる。

【0021】

ここで、第１絞りローラ２０４及び第２絞りローラ２０５は、同じ保持部材である加圧ブラケット２０６に保持され、塗布ローラ２０３の周面に沿って配置されている。加圧ブラケット２０６は、塗布ローラ２０３の周面に向けて矢印方向に付勢され、第１絞りローラ２０４及び第２絞りローラ２０５は塗布ローラ２０３の周面に押し付けられている。このように、複数の絞りローラを同じ加圧ブラケットに保持することで、複数の絞りローラ間の絞り力（押し付け力）を均一化することができる。

【0022】

加圧ローラ２０７は、塗布ローラ２０３の周面に向けて矢印方向に付勢されて、一定の加圧力で押し付けられている。なお、例えば連帳紙１０のような連続体である場合には、連続体の張力によって塗布ローラ２０３の周面に押し付けることができるので、加圧ローラ２０７を設けない構成とすることもできる。

【0023】

ここで、塗布ローラ２０３、第１絞りローラ２０４、第２絞りローラ２０５、加圧ローラ２０７は、矢印で示す方向に回転している。また、連帳紙１０は搬送方向に搬送される。

【0024】

この液体塗布装置２００においては、貯留容器パン２０２から塗布ローラ２０３の回転で処理液２０１が汲み上げられて、塗布ローラ２０３の周面に液膜状態で担持される。

【0025】

そして、塗布ローラ２０３と第１絞りローラ２０４とのニップ部、塗布ローラ２０３の第２絞りローラ２０５とのニップ部で、それぞれ均一に延ばされて（絞られて）薄膜化される。

【0026】

その後、塗布ローラ２０３上で薄膜化された処理液２０１は、塗布ローラ２０３と加圧ローラ２０７とのニップ部で連帳紙１０に塗布される。

【0027】

このように、汲み上げローラ（本実施形態では塗布ローラを兼ねる）の周面に沿って複数の絞りローラを配置しているので、複数の絞りローラを配置して絞り力を大きくする場合でも、装置を小型化することができる。これにより、装置の大型化を抑制しつつ、絞り力を大きくすることができる

【0028】

また、本実施形態の処理液塗布装置１２は、貯留容器２０２には、退避経路２２５を介して略密閉系のリザーバタンク２２４が接続されている。リザーバタンク２２４と貯留容器２０２とを連通する退避経路２２５に設けられている電磁弁２２６が開放されると、水頭差により貯留容器２０２の処理液２０が貯留容器２０２から流出して、退避経路２２５を通ってリザーバタンク２２４へ移送される。これにより、待機時などには、貯留容器２０２内の処理液２０１をリザーバタンク２２４に移して粘度上昇を抑えるようにしている。

【0029】

なお、電磁弁２２６が開放されるタイミングは、例えば、連帳紙１０の架け替え、印刷パターンの変更といった通常の印刷ジョブ間の作業時間より長い時間（例えば、１時間以上）印刷処理が停止された場合であり、貯留容器２０２に処理液２０１を充填する待ち時間が印刷停止ごとに発生しないようにしている。

【0030】

また、電磁弁２２６は電力が供給されていない場合に開放されるので、処理液塗布装置１２の電源が遮断された場合は、貯留容器２０２に貯留されている処理液２０１はリザーバタンク２２４へ移送される。このような構成により、処理液２０１が使用されないまま貯留容器２０２内に長時間貯留されたままになることを防止している。

【0031】

また、リザーバタンク２２４においても処理液２０１が長時間（例えば、数十日以上）使用されていない場合は、処理液２０１の粘度が上昇してしまうことになる。そこで、リザーバタンク２２４において、処理液２０が一定時間以上使用されていない場合、廃液ポンプ２２２によりリザーバタンク２２４内の処理液２０１が廃液タンク２２１に流出されることにより、処理液２０１の鮮度が保たれる。

【0032】

また、退避経路２２５から分岐する循環経路２２８が設けられている。循環経路２２８は、退避経路２２５をフィルタ２２７に通じる上流側の循環経路２２８ａと、フィルタ２２７から三方弁２３３に通じる下流側の循環経路２２８ｂとを含む。循環経路２２８ａにはフィルタ２２７の上流側に電磁弁２３２が設けられている。

【0033】

フィルタ２２７は、貯留容器２０２内に滞留する紙粉等を除去し、処理液２０１が糊状になることを防止する。なお、貯留容器２０２内に滞留する紙粉等は、連帳紙１０を塗布ローラ２０３及び加圧ローラ２０７により滑らせて動かすことにより発生する。

【0034】

液体塗布装置２００によって連帳紙１０に処理液２０１を塗布しているときに、適宜、電磁弁２３２が開放することで、貯留容器２０２内の処理液２０１の一部が退避経路２２５から循環経路２２８ａを通ってフィルタ２２７に送られ、処理液２０１に含まれる紙粉などが除去される。

【0035】

そして、三方弁２３３がフィルタ２２７と貯留容器２０２とが連通する状態にされ、供給ポンプ２３０が駆動されると、フィルタ２２７により紙粉などが除去された処理液２０１が供給ポンプ２３０により貯留容器２０２へと再供給される。

【0036】

貯留容器２０２への処理液２０１の供給は、供給部であるリザーバタンク２２４又はカートリッジ２２９、２３８から行われる。

【0037】

リザーバタンク２２４にはリザーバタンク２２４内の処理液２０１の残量を検知するセンサ２１０が設けられている。

【0038】

センサ２１０によってリザーバタンク２２４内の処理液２０１の残量が予め定められた所定量以上であることが検知された場合、電磁弁２３６が開放される。電磁弁２３６が開放されると、リザーバタンク２２４に収容されている処理液２０１が、リザーバタンク２２４とフィルタ２２７とを連通する循環供給経路２３５からフィルタ２２７に通される。

【0039】

そして、三方弁２３３がフィルタ２２７と貯留容器２０２とが連通する状態にされ、供給ポンプ２３０が駆動されると、フィルタ２２７に通された処理液２０１が供給ポンプ２３０により貯留容器２０２へと供給される。

【0040】

一方、センサ２１０によりリザーバタンク２２４内の処理液２０１が所定量未満であることが検知された場合には、カートリッジ２２９、２３８のいずれかから供給が行われる。

【0041】

例えば、カートリッジ２２９から供給が行われる場合、電磁弁２３４が開放され、三方弁２３３がカートリッジ２２９と貯留容器２０２とが連通する状態にされ、供給ポンプ２３０が駆動される。そして、カートリッジ２２９内の処理液２０１が経路２３１を通じて供給ポンプ２３０により貯留容器２０２へと供給される。

【0042】

また、経路２３１上にはカートリッジ２２９、２３８内の処理液２０１の有無を検知する残量センサ２２３が設けられている。

【0043】

例えば、カートリッジ２２９内の処理液２０１がないと検知された場合、カートリッジ２３８からの供給に制御が切り替えられる。これにより、電磁弁２３７が開放され、カートリッジ２３８に収容されている処理液２０が経路２３１を通じて供給ポンプ２３０により貯留容器２０２へと供給される。

【0044】

その間に、処理液エンドになったカートリッジ２２９は、新しいカートリッジ２２９に交換される。このように、複数のカートリッジが装着可能な構成により、処理液塗布装置１２の稼働を停止させることなく、カートリッジを交換することが可能になる。なお、本実施形態においては、２つのカートリッジ２２９、２３８が装着されている場合を例として説明したが、これは一例であり、３つ以上のカートリッジが装着されてもよい。

【0045】

次に、本発明の第２実施形態について図４を参照して説明する。図４は同実施形態に係る液体塗布装置の模式的説明図である。

【0046】

本実施形態の液体塗布装置２００は、カットされたシート材１１０に液体を塗布する装置である。

【0047】

そして、第１絞りローラ２０４Ａは冷却ローラで構成し、第２絞りローラ２０５Ａは加熱ローラで構成している。このとき、汲み上げローラである塗布ローラ２０３の回転方向（矢印方向）において、加熱ローラである第２絞りローラ２０５Ａは、冷却ローラである第１絞りローラ２０４Ａよりも下流側に配置されている。

【0048】

これにより、加熱ローラである第２絞りローラ２０５Ａは、貯留容器２０２の処理液２０１から冷却ローラ（第１絞りローラ２０４Ａ）よりも相対的に離すことができて、処理液２０１の熱による変質や劣化などを抑制することができる。

【0049】

なお、本実施形態ではカートされたシート材１１０に液体を塗布しているが、第１実施形態と同様に連帳紙１０などの連続体に液体を塗布することもできる。また、本実施形態では、２つの絞りローラを冷却ローラ、加熱ローラとした例で説明しているが、複数の絞りローラに冷却ローラ及び加熱ローラの少なくとも一方を含む構成とすることができる。

【0050】

次に、本発明の第３実施形態について図５を参照して説明する。図５は同実施形態に係る液体塗布装置の模式的説明図である。

【0051】

本実施形態では、塗布ローラ２０３と貯留容器２０２との間に汲み上げローラ２０８を配置している。

【0052】

汲み上げローラ２０８の周囲には、前記第１実施形態と同様に第１絞りローラ２０４、第２絞りローラ２０５を接触させて配置している。なお、第２実施形態で説明したように、第１絞りローラ２０４、第２絞りローラ２０５は、冷却ローラ及び加熱ローラの少なくともいずれかとすることもできる。

【0053】

本実施敬形態では、汲み上げローラ２０８、第１絞りローラ２０４、第２絞りローラ２０５で、絞りローラ２０８から塗布ローラ２０３に処理液２０１を供給する液体供給装置２５０を構成している。

【0054】

なお、液体を塗布される部材としては、例えば、連続用紙、ロール紙、ウェブなどの連続体、カットされたシート材、その他、壁紙、プリプレグ等の電子回路基板用シートなどでも良い。

【0055】

また、被塗布部材には、インク等の液体で文字や図形等の画像を記録する以外にも、加飾・装飾などを目的として、パターン等の意味を持たない画像をインク等の液体で付与してよい。

【0056】

本願において、付与される液体は、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

【0057】

液体付与手段として液体吐出ヘッドを使用するとき、液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

【0058】

なお、本願における印刷は、画像形成、記録、印字、印写等とも同じ意味である。

【符号の説明】

【0059】

１ 印刷装置（液体を吐出する装置）
１１ 搬入手段
１２ 前処理手段
１３ 印刷手段
１４ 排出手段
１００ 塗布装置
２０１ 処理液
２０２ 貯留容器
２０３ 塗布ローラ
２０４ 第１絞りローラ
２０５ 第２絞りローラ
２０６ 加圧ブラケット
２０７ 加圧ローラ（加圧部材）
２０８ 汲み上げローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】