JP2004168521A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクミストやインクの漏出によって高圧電源が故障し、搬送ベルトの帯電不良が生じて用紙搬送が行えなくなる。
【解決手段】用紙１２を搬送する搬送ベルト２２を帯電させるための帯電ローラ２６に対して高電圧を供給する高圧電源３１を備え、高圧電源３１の基盤３４は基盤面が記録ヘッド４のノズル面よりも高い位置になるように、ヘッドノズル面に対してクリアランスＣを持たせて配置し、インクミストが基盤３４に付着して高圧電源３１が故障することを防止した。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像記録装置に関し、特に搬送ベルトを用いて用紙を搬送する画像記録装置に関する。
【０００２】
【特許文献１】特許第２８９７９６０号公報
【特許文献２】特開平７−５３０８１号公報
【０００３】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置（或いは画像形成装置ともいう。）として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、インク記録ヘッドから用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含むインク滴が付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙などとも称される。）にインクを吐出して記録を行うものであり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００４】
インクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものが知られている。
【０００５】
ところで、インクジェット記録方式ではインクを用紙にインクを付着させるために、画像を形成すると用紙はインクに含まれる水分によって伸びる現象がある。この現象をコックリングと呼んでいる。このコックリングによって用紙は波打ち、ヘッドのノズルと用紙表面の位置が場所場所で変化する。このコックリングの程度が悪くなると、最悪の場合、用紙がヘッドのノズル面と接触して、ヘッドのノズル面を汚したり、用紙自身も汚れてしまって画像品質が低下し、加えてコックリングの影響でインク滴の着弾位置がずれてしまうこともある。
【０００６】
そのため、インクジェット記録装置では用紙のコックリングを吸収する凹みを設けたプラテン上で印字が行われ、用紙の押えとして周上に突起を有する拍車を設けているが、この拍車による画像のひっかき傷が生じることも問題となっている。
【０００７】
また、従来のインクジェット記録装置では用紙の送りをローラによって行っており、印字領域を挟んで２組のローラ（一方は前述のよう拍車とコロの組み合わせ）が配置されている。しかし、この構成では用紙の送り精度を保証できるのは用紙がこの２組のローラに噛んでいる状態でのみである。
【０００８】
ところが、近年は、画像印字領域の増大が望まれているため、印字領域を確保するために本来であれば用紙の送り精度を保証できない状態、つまり２組あるローラの内、一方のローラ対にしか用紙が噛んでいない状態で印字を行うようにしたインクジェット記録装置も存在する。しかしながら、片方のローラ対にしか用紙が噛んでいない状態では、用紙の浮きが発生した場合は、対処できなかったり、用紙搬送力が確保できないために送りの精度を保証できないので、画像品質も低下するという問題が生じる。
【０００９】
インクジェット記録装置において、高画質化を追求すると、インク液滴の用紙への着弾位置精度が求められ、用紙の平面度を向上させる必要があるが、前述したように、普通紙に印字した場合には、インクに含まれる水分によって、紙の繊維が膨潤し波状に変形してしまい、ドットの着弾位置にずれが生じてしまうことになる。これまでのところ、紙にインクが付着してから３秒程度以上かかってこの紙の変形が大きく発生することが判明している。
【００１０】
そこで、
【特許文献１】や
【特許文献２】に記載されているように、用紙の平面性を維持するために、無端状の帯電ベルトを備え、帯電ベルト表面を帯電して用紙を静電吸着させ、この状態で帯電ベルトを周回させることで用紙を搬送することにより、用紙の帯電ベルトからの浮き上がりを防止して、高い平面性を維持できるようにしたインクジェット記録装置が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インクジェット記録装置における共通の課題として、記録時に本来画像形成には必要とされない極めて体積が小さな所謂インクミストが発生するという問題がある。すなわち、インクジェットヘッドのノズルからインクが吐出されると、画像を形成する主滴と同時に、極めて体積が小さなインクミストもノズルから放出される。
【００１２】
このインクミストは吐出するインク滴体積が小さくなるほど発生しやすく、高画質化のため、数ピコリットルといった非常に小さなインク滴を吐出するようになっているため、インクミストの発生が無視できなくなっている。
【００１３】
特に、前述した静電アクチュエータやサーマルアクチュエータを用いたインクジェットヘッドでは、一つのノズルから複数の体積のインク滴を吐出することが難しいため、記録素子密度を高くするようにしたり、複数の吐出で一つの画素を形成するようにしており、その分、吐出回数に比例してインクミスト数も増加するため、よりインクミストの問題が顕在化している。
【００１４】
また、インクジェット記録装置においては、普通紙への記録品質を向上するために、定着処理液を予め用紙上に着弾させた後インク滴を着弾させるようにしたものもあり、このような記録装置では、インクミストだけでなク、定着処理液ミストも飛散するようになる。
【００１５】
さらに、インクジェット記録装置においては、ヘッドの機能維持回復するために、増粘インク、気泡、異物などを除去するために予備吐出或いは強制排出することが行われている。
【００１６】
一方、前述したように用紙を搬送ベルトを帯電させて搬送するためには、搬送ベルトを帯電させるために高圧電源が必要になり、この高圧電源からの出力ケーブルが機内をはい回ると、電波障害が発生する場合がある。したがって、なるべくベルトを帯電するための帯電手段の近傍に配置することが好ましい。
【００１７】
ところが、このような搬送ベルトを用いたインクジェット記録装置において、経時的に高圧電源がショートし、電源故障や作動不良が生じて、用紙搬送不良が発生することが判明した。本発明者はその原因を究明したところ、上述したように最近のインクジェット記録装置においては、装置内で、記録用、あるいは定着用のインクミストが飛散して、このミストが高圧電源の基盤に降りかかったり、あるいは予備吐出や強制吐出などによってヘッドからこぼれたインクによって基盤が濡れてしまったりすることにその原因があることが判明した。
【００１８】
本発明は上記の課題とその原因究明の結果に鑑みてなされたものであり、高圧電源の故障を可及的に低減して信頼性を向上したインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、用紙を搬送する搬送ベルト表面を帯電させるための高圧電源を備え、この高圧電源の基盤面は記録ヘッドのノズル面よりも高い位置に配置されている構成とした。
【００２０】
本発明に係る画像記録装置は、用紙を搬送する搬送ベルト表面を帯電させるための高圧電源を備え、この高圧電源のカバーは記録ヘッドのノズル面よりも高い位置に配置されている構成とした。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像記録装置の第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同記録装置の全体構成を説明する構成図、図２は同記録装置の要部平面説明図、図３は同記録装置の要部正面図である。
【００２２】
このインクジェット記録装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１と従ガイドロッド２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって図２で矢示方向に移動走査される。
【００２３】
このキャリッジ３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００２４】
記録ヘッド４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００２５】
また、キャリッジ３には、記録ヘッド４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク５を交換可能に搭載している。このサブタンク５には図示しないインク供給チューブ６を介してメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
【００２６】
一方、給紙カセットなどの用紙積載部１１に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚づつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１３及び給紙コロ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙コロ１３側に付勢されている。
【００２７】
そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド４の下方側で搬送するための搬送部として、搬送ガイド２１と、搬送ベルト２２と、搬送ベルト２２の表面に当接する中間加圧コロ２３及び押さえ部材２４で搬送ローラ２２側に付勢された先端加圧コロ２５とを備え、また搬送ベルト２２表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２６を備えている。
【００２８】
ここで、搬送ベルト２２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、矢示Ａ方向（ベルト搬送方向）に周回するように構成している。この搬送ベルト２２は、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った中抵抗層（アース層）とを有している。
【００２９】
帯電ローラ２６は、搬送ベルト２２の表層に接触し、搬送ベルト２２の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。また、搬送ローラ２７はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト２２の中抵抗層と接触配置され、接地ライン２９を介して接地している。
【００３０】
この帯電ローラ２６に対して搬送ベルト２２表面を帯電させるための高電圧を印加する高圧電源３１は、本体構造体（前ステー）３２上に配置し、高圧電源３１から高圧供給ケーブル３３を介して帯電ローラ２６に高電圧を供給するようにしている。
【００３１】
この高圧電源の供給ケーブル３３の長さが長くなると、ノイズを発生して記録ヘッド４の駆動に対して影響を与えるおそれがあるので、高圧電源３１は装置本体内部に設置することが好ましく、かつ供給ケーブル３３の長さも短くすることが好ましい。
【００３２】
そして、この高圧電源３１の基盤３４は、図３に示すように、基盤面が記録ヘッド４のノズル面よりも高い位置になるように、すなわちヘッドノズル面に対してクリアランスＣを持たせて配置している。
【００３３】
さらに、記録ヘッド４で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２２から用紙１２を分離するための分離部４１と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ４２とを備えている。
【００３４】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、この給紙された用紙１２は用紙ガイド２１で案内され、搬送ベルト２２と中間コロ２３、先端コロ２５との間で順次挟まれて給送される。
【００３５】
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源３１から帯電ローラ２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すよう、つまり交番する電圧が印加され、帯電ベルト２２が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した帯電ベルト２２上に用紙１２が給送されると、用紙１２内で帯電パターンと反対の電荷に分極するので、平行接続されたコンデンサが形成されたこととなり、用紙１２が帯電ベルト２２に吸着され、帯電ベルト２２の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。
【００３６】
そこで、キャリッジ３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド４を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ４２に排紙する。
【００３７】
なお、キャリッジ３の移動方向の一端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド４の吐出不良を回復するための回復装置を配置し、待機中にはこの回復装置側に移動してキャッピング手段で記録ヘッド４をキャッピングし、ノズル部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止し、また、記録途中などでも記録と関係しないインク滴を吐出させることにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持するようにしている。
【００３８】
また、吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド４のノズルを密封し、チューブを通して吸引手段でノズルからインクとともに気泡等を吸い出し、ノズル面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去して吐出不良を回復するための処理を行う。
【００３９】
このインクジェット記録装置においては、高圧電源３１の基盤３４は基盤面が記録ヘッド４のノズル面よりも高い位置になるように、すなわちヘッドノズル面に対してクリアランスＣを持たせて配置している。したがって、記録ヘッド４からインク滴を吐出することによって発生するサテライト滴など、インクミストが舞ったとしても、ノズル面よりも上方に位置する高圧電源３１の基盤３４に付着しづらくなり、仮に、インクが記録ヘッド４若しくはインク供給経路からこぼれたとしても、高圧電源３１の基盤３４がインクにさらされることがなくなる。
【００４０】
これにより、高圧電源３１の基盤３４がインクミストなどに晒されて基盤３４が濡れてしまったりして、高圧電源３１がショートなどして故障することが防止され、長期にわたり、安定した記録を、信頼性高く行うことができる。
【００４１】
次に、本発明に係る画像記録装置の第２実施形態について図４を参照して説明する。なお、同図は同記録装置の要部正面図である。
このインクジェット記録装置では、高圧電源３１に基盤３４を覆うカバー３５を備え、このカバー３５の上面が記録ヘッド４のノズル面よりも高い位置になるように、すなわちヘッドノズル面に対してクリアランスＣを持たせて配置している。
【００４２】
このように、高圧電源３１にカバー３５を施すことで、ユーザーが電源に触れることができなくなるだけでなく、インクミストが装置内の気流の影響（搬送ベルト２２の周回動やキャリッジ３の主走査動で気流が発生する。）によって、ノズル面より高い位置にまで舞ったとしても、高圧電源３１の基盤３４（回路）にインクが付着し、ショートすることが防止される。
【００４３】
さらに、高圧電源３１の排熱のために、カバー３５上面に通風口を設ける場合でも、カバー３５の上面の位置をヘッドノズル面より高い位置としているので、たとえ記録ヘッド４などからインクが漏出したとしても、高圧電源３１内の回路にインクが付着し、ショートすることもなく、長期にわたり、安定した記録を、信頼性高く行うことができる。
【００４４】
この第２実施形態と第１実施形態とを組み合わせて、高圧電源３１にカバー３５を備え、かつ、基盤３４がノズル面よりも高い位置に配置することで、より効果的である。
【００４５】
なお、上記実施形態においては、本発明をキャリッジが走査するシリアル型（シャトル型）インクジェット記録装置に適用した例で説明したが、ライン型ヘッドを備えたライン型インクジェット記録装置にも同様に適用することができる。
【００４６】
また、本発明に係る画像記録装置は、インクジェットプリンタ以外にも、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機などにも適用することができる。さらに、インク以外の液体、例えばレジスト、医療分野におけるＤＮＡ試料を吐出させる画像記録装置にも適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像記録装置によれば、用紙を搬送する搬送ベルト表面を帯電させるための高圧電源を備え、この高圧電源の基盤面は記録ヘッドのノズル面よりも高い位置に配置されている構成としたので、液体ミストなどによる高圧電源の故障が低減し、安定した用紙搬送を行うことができ、信頼性が向上する。
【００４８】
本発明に係る画像記録装置によれば、用紙を搬送する搬送ベルト表面を帯電させるための高圧電源を備え、この高圧電源のカバーは記録ヘッドのノズル面よりも高い位置に配置されている構成としたので、液体ミストなどによる高圧電源の故障が低減し、安定した用紙搬送を行うことができ、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像記録装置の模式的構成図
【図２】同記録装置の要部平面説明図
【図３】同記録装置の要部正面説明図
【図４】本発明の第２実施形態に係る画像記録装置の要部正面説明図
【符号の説明】
３…キャリッジ、４…記録ヘッド、１２…用紙、２２…搬送ベルト、２６…帯電ローラ、３１…高圧電源、３２…ステイ、３３…高圧供給ケーブル、３４…基盤、３５…カバー。

Claims (2)

1. 無端状の搬送ベルト表面を帯電させて用紙を搬送し、記録ヘッドから液滴を吐出して前記用紙に画像を記録する画像記録装置において、前記搬送ベルト表面を帯電させるための高圧電源を備え、この高圧電源の基盤面は前記記録ヘッドのノズル面よりも高い位置に配置されていることを特徴とする画像記録装置。
2. 無端状の搬送ベルト表面を帯電させて用紙を搬送し、記録ヘッドから液滴を吐出して前記用紙に画像を記録する画像記録装置において、前記搬送ベルト表面を帯電させるための高圧電源を備え、この高圧電源のカバーは前記記録ヘッドのノズル面よりも高い位置に配置されていることを特徴とする画像記録装置。

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