JP2005145586A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送ベルト上のインクを吸収した記録紙に発生する波打ちを極力低減するため、印字ヘッドの撥水処理層の剥がれを防止し、安定した印字処理が可能な画像記録装置を提供すること。
【解決手段】 少なくともインク吐出口が設けられた印字ヘッド、記録媒体を保持、搬送する複数本の搬送ベルトを有する画像記録装置において、当該搬送ベルトは溝付き搬送ローラの溝部に契合して張架され、前記搬送ベルトの少なくとも２本は、前記印字ヘッドの記録位置に対し、下流側近傍の搬送ローラの溝部と溝部の間隔が、上流側の搬送ローラの溝部と溝部の間隔よりも大きいことを特徴とする画像記録装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録媒体に印字ヘッドを用いて記録するインクジェット方式の画像記録装置に関する。

近年、インクジェット方式の画像記録装置は簡便・安価に画像を作成できるため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷など、様々な印刷分野に応用されてきている。特に、微細なドット画像を形成するようにインクの吐出量を制御する記録装置や、色再現域、耐久性、出射適性等を改善したインク及びインクの吸収性、色材の発色性、表面光沢などを飛躍的に向上させた専用紙を用いることにより、銀塩写真に匹敵する画質の画像形成も可能になっている。この様に、今日ではインクジェット方式の画像記録装置は、記録装置、インク、専用紙の大幅な改良によって高画質の画像形成を達成している。

従来よりインクジェット記録用インクの組成物としては、水溶性液体インク組成物（水性インク）が広く使われ、平面性を保つ記録媒体である記録紙上にインクを吐出して微細なドット画像を形成している。

ところで、水性インクを用いたインクジェット方式の問題点の一つとして、記録媒体（以下、記録紙という。）に波打ち（ｃｏｃｋｌｅ）が発生することが挙げられる。

これは、平面状に整形された紙のパルプ繊維の間に水性インク（以下、単にインクという。）中の水分が浸透することにより、パルプ繊維がある程度自由に運動できる状態となり、前記パルプ繊維の絡み合いが変化して局所的に膨張し、その状態で乾燥するこによりと波打ちが発生するものである（図３参照）。これはインクの量が多くなるベタ画像部で顕著に現れる。

図３は、インク吐出により波打ちが発生した記録紙Ｐの断面図である。

この波打ちが発生すると、未乾燥の画像が乱れるのみならず、最悪の場合、記録紙の凸面が印字ヘッドのインク吐出口面を擦ることにより、インク吐出口面表面に設けられた撥水処理層が剥離して撥水効果を低減させる結果、インク吐出口近傍にインクが付着、固化して、不吐出ノズルを発生する等、様々な印字不良の要因を招くことになる。

また、記録紙を搬送ベルト上に静電吸着、あるいは真空吸着させた状態でインクを吐出することにより波打ちの発生を抑えることが試みられたが膨張した紙をベルトとの吸着力だけで保持することが困難なため、インク吸って膨張した部分が部分的に浮き上がってしまう。そして、この状態で乾燥すると搬送方向に長い皺がより鮮明に残ってしまう。そして、皺を押さえ込む迄静電的な吸着力を上げると、絶縁破壊等の新たな問題が発生する不具合が発生する。そたがって、単に記録紙を搬送ベルトに静電的に吸着させて平面性を保つだけではこの現象を回避することが極めて難しいことが判明した。

そのため、記録紙とインク吐出口との距離を一定に保つための技術が開示されている。

開示されている技術の１つとして、搬送ベルトに凹凸をつけることにより、波打った記録紙が印字ヘッドに当たらない構成（例えば、特許文献１参照）としたものがある。
特開２０００−１９１１７５号公報

しかしながら、前記開示されている技術をもっても根本的な解決法にはならず、凹の箇所と凸の箇所では印字ヘッドと記録紙との距離が異なるためにインク着弾のタイミングにも差が生じることとなり、濃度ムラや画像のずれ等の画質不良がしばしば発生している。また、皺の発生を防止することが難しい。

本発明は、搬送ベルト上のインクを吸収した記録紙に発生する波打ちを極力低減させ、記録紙以上に伸長性のある搬送ベルトを用い、印字ヘッドの撥水処理層の剥がれを防止し、安定した印字処理が可能な画像記録装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成によって達成することができる。

（１）少なくともインク吐出口が設けられた印字ヘッド、記録媒体を保持、搬送する複数本の搬送ベルトを有する画像記録装置において、当該搬送ベルトは溝付き搬送ローラの溝部に契合して張架され、前記搬送ベルトの少なくとも２本は、前記印字ヘッドの記録位置に対し、下流側の搬送ローラの溝部と溝部の間隔が、上流側の搬送ローラの溝部と溝部の間隔よりも大きいことを特徴とする画像記録装置（第１の発明）。

（２）少なくともインク吐出口が設けられた印字ヘッド、記録媒体を保持、搬送する搬送ベルトを有する画像記録装置において、当該搬送ベルトは、搬送方向と平行な中心線に対して左右対称に、複数個の穴を有していることを特徴とする画像記録装置（第２の発明）。

本発明によれば、インクを吸収して波打った記録紙がベルトと共に伸長されて、波打ち（皺）を伸ばすことにより、記録紙が一様な平面性を保つことができるとともに、画像不良や印字ヘッドの撥水処理層の剥がれを防ぎ、安定した印字処理を可能にした。

本発明の実施の形態の一例を図面に従って説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術範囲や用語の意義を限定するものではない。

図１は、溝付き搬送ローラ搭載のインクジェットプリンタの主要部を示す斜視図である。

図２は、インクジェットプリンタの主要部の上方から視た図である。

図１において、１は記録媒体である記録紙を搬送する搬送装置であり、駆動ローラである溝付き金属の芯金にゴムがコーティングされた搬送ローラ１２、テンションローラ１３、溝付きの従動ローラ１４、これらのローラに張架された搬送ベルト１１ａ〜１１ｅ等から構成されている。当該搬送ベルト１１ａ〜１４ｅは誘電性を有する材質で、例えばポリウレタン系のゴムで成形され、伸縮性を有している。なお、本実施の形態では、５０ｍｍ幅の搬送ベルトが５本使用したが、中央部を１００ｍｍ程度の幅広のベルトにして、両サイド側を１０〜３０ｍｍ幅
のベルトを複数本使用してもよい。

搬送ローラ１２、従動ローラ１４は、所定の深さの溝１２１〜１２５、溝１４１〜１４５を有し、搬送ベルト１１ａ〜１１ｅがそれぞれの溝に対応し契合しているが、搬送ローラ１２の各溝と溝の間隔は、従動ローラの各溝と溝の間隔よりも大きくなっている。すなわち、各搬送ベルト１１ａ〜１１ｅが走行するにつれて、搬送ローラ１２における最外側にある搬送ベルト１１ａと１１ｅとの間隔および搬送ベルト１１ｂと１１ｄとの間隔は、記録位置である印字ヘッド３領域での間隔よりも大きくなるように規制されることになる。

１５は、前記搬送ベルト１１ａ〜１１ｅが内側の面で摺動するプラテン台で、印字ヘッド３に対向して配設され、前記搬送ベルト１１ａ〜１１ｅの平面性を維持している。搬送ローラ１２は印字ヘッド３の記録位置より下流側に配置され、駆動部Ｄからの動力が伝達され矢印Ｗ方向に回転するとともに搬送ベルト１１ａ〜１１ｅを矢印Ｓ方向に走行させる。

２は誘電的特質のある搬送ベルト１１ａ〜１１ｅの面を帯電する帯電器で、不図示の給紙部から送られた記録紙Ｐは前記搬送ベルト１１ａ〜１１ｅに静電吸着し、平面性が保たれ搬送される。

３はラインヘッド方式の印字ヘッドで、インク吐出口のある面Ｂと搬送ベルト１１とは所定の間隔が保たれ、搬送方向上流側よりにＫ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の順に配列されている。ここで用いるインクは、インク総重量当たり１０質量％以上の水を含有する水系インクジェットインクである。

ここで、本発明についての詳細を説明する。

概略については前述したが、記録紙を搬送ベルトに静電吸着させた状態でインクを吐出すると、インクを受けた部分は膨張するが、記録紙全体は静電的に搬送ベルトに吸着されているために膨張部分が長い波打ち（皺）となって部分的に浮き上がる。

その理由の詳細について説明すると、紙繊維を構成するセルロース分子の鎖は長さ方向に配列されているが、直径方向、すなわちセルロース分子の太さ方向にはセルロース分子の集まった結晶の間隔や、非晶質（アモルファス）が詰まっていて、いわば空間的なものがあり、そこに水の分子が入り込む。しかし、長さ方向には空間的なものが無いため水の分子は入り込めない。したがって、記録紙が水に濡れると、専ら太さ方向に寸法が増加するため波打ちとなって現れる。

この波打った記録紙Ｐは搬送ベルト１１ａ〜１１ｅに静電吸着した状態で搬送されるが、搬送ベルト１１ａと１１ｅとの間隔、１１ｂと１１ｄの間隔は、前記搬送ローラ１２の溝によってベルト１１ａと徐々に主走査方向の幅が広がることになる。すなわち、搬送ローラ１２によって搬送ベルトの前記間隔は、従動ローラ１４に契合しているときよりも、主走査方向（記録紙Ｐの搬送方向と直角方向）に１〜２０％広くなると同時に、搬送ベルト１１上に吸着された記録紙Ｐも、搬送されるにつれ主走査方向に広がる力を受ける。このため記録紙Ｐは、インクにより膨張して通常なら波打ってしまう場合でも、全面が搬送ベルト１１に吸着されて平面が保たれたまま搬送される。これにより、波打ちによって、印字ヘッド３と記録紙Ｐとの間の距離が変わってしまう問題は、前記搬送ローラ１２及びプラテン台１５によって記録紙Ｐの波打ちが矯正されることによって解決される。

波打ちが延伸された記録紙Ｐは、搬送ローラ１２で曲率分離し（または、曲率分離近傍に除電手段を配置してもよい。）、更に下流にある、不図示のハロゲンランプで熱せられた定着ローラ対に挟持、搬送され、インクの水分が除去されて、不図示の排紙口へと進む。

第１の発明は、搬送ベルトが、印字ヘッドの上流および下流に位置する溝付き搬送ローラの溝部に契合して張架され、前記搬送ベルトの少なくとも２本は、下流側の搬送ローラの溝部と溝部の間隔を、上流側の搬送ローラの溝部と溝部の間隔よりも大きくすることによって、搬送ベルト上に吸着している記録紙を伸長させることができ、記録紙の波打ちによって引き起こされる画像不良や印字ヘッドの撥水処理剤の剥がれを防止して、安定した印字処理を可能にすることを特徴とする。

次に、第２の発明の実施の形態について説明する。

図４は、ベルト幅を規制する規制ローラを有するインクジェットプリンタの主要部を示す透視図である。

図５は、図４のインクジェットプリンタの主要部を上部から視た図である。

図６は、突起部を有する規制ローラの断面図である。

ただし、図４において図１、図２の参照符号と同一符号が付された部材は同じ機能を有する。

図４において、搬送ベルト１１Ａには、搬送方向の中心線に対し左右対称にして、搬送方向と平行に複数個の穴１１Ｂが形成されており、当該穴１１Ｂに樹脂ないし金属製の規制ローラ１２Ａに設けられた突起部１２Ｂが契合する、所謂フィルムカメラで言う、フィルムとスプロケットの関係にある。なお、本実施の形態においては、穴１１Ｂの直径は５ｍｍで穴ピッチは１０ｍｍで形成され（図５参照）、これに契合する突起部１２Ｂの根本径は４．８ｍｍ、先端部径は３．５ｍｍ、長さは４ｍｍとしてある（図６参照）。

前記突起部１２Ｂに契合した前記複数個の穴１１Ｂを有する搬送ベルト１１Ａは、規制ローラ１２Ａによって、駆動部Ｄからの動力で回動するが、自然状態における左右対称の穴１１Ｂの間隔と、突起部１２Ｂに契合した状態での間隔とは異なり、後者の間隔は前者より大きくなっている。すなわち、記録位置にある印字ヘッド３の上流側より下流側に走行するつれて、搬送ベルト１１Ａは突起部１２Ｂによって主走査方向に伸長されて行く。

規制ローラ１２によって搬送ベルト１１Ａは、主走査方向（記録紙Ｐの搬送方向と直角方向）に１〜２０％伸長、変形すると同時に、搬送ベルト１１上に吸着された記録紙Ｐも、搬送されるにつれ主走査方向に広がる力を受ける。このため記録紙Ｐは、インクにより膨張して通常なら波打ってしまう場合でも、全面が搬送ベルト１１に吸着されて平面が保たれたまま搬送される。これにより波打ちによって、印字ヘッド３と記録紙Ｐとの間の距離が変わってしまう問題は、印字領域の下流側にある規制ローラ１２Ａ及びプラテン台１５によって記録紙Ｐの波打ちが矯正されることによって解決される。

また、搬送ベルトの穴と規制ローラの突起部とが契合するので、搬送ベルトの回転に伴う片寄りを効果的に規制することができる。

波打ちが延伸された記録紙Ｐは、伸長ローラ１２で曲率分離し、さらに下流にある不図示のハロゲンランプで熱せられた定着ローラ対に挟持、搬送され、インクの水分が除去されて、不図示の排紙口へと進む。

第２の発明は、搬送方向と平行な中心線に対して左右対称に、複数個の穴を有している伸縮性の搬送ベルトを、前記穴に契合する突起部を有する規制ローラにて主走査方向に伸長させ、同時に搬送ベルト上に吸着している記録紙も伸長させ、波打ちを解消し、画像不良や印字ヘッドの撥水処理剤の剥がれを防止して、安定した印字処理を可能にすることを特徴とする。

溝付き搬送ローラ搭載のインクジェットプリンタの主要部を示す斜視図である。 インクジェットプリンタの主要部の上方から視た図である。 インク吐出により波打ちが発生した記録紙Ｐの断面図である。 ベルト幅を規制する規制ローラを有するインクジェットプリンタの主要部を示す透視図である。 図４のインクジェットプリンタの主要部を上部から視た図である。 突起部を有する規制ローラの断面図である。

符号の説明

１ 搬送装置
１１Ａ、１１ａ〜１１ｅ 搬送ベルト
１１Ｂ 穴
１２ 搬送ローラ
１２１〜１２５ 溝
１２Ａ 規制ローラ
１２Ｂ 突起部
１３ テンションローラ
１４ 従動ローラ
１４１〜１４５ 溝
１５ プラテン台
２ 帯電器
３ 印字ヘッド

Claims (13)

1. 少なくともインク吐出口が設けられた印字ヘッド、記録媒体を保持、搬送する複数本の搬送ベルトを有する画像記録装置において、当該搬送ベルトは溝付き搬送ローラの溝部に契合して張架され、前記搬送ベルトの少なくとも２本は、前記印字ヘッドの記録位置に対し、下流側の搬送ローラの溝部と溝部の間隔が、上流側の搬送ローラの溝部と溝部の間隔よりも大きいことを特徴とする画像記録装置。
2. 前記搬送ベルトは前記記録媒体以上の伸縮性を有することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記搬送ベルトは誘電率３〜１０の弾性体であることを特徴とする請求項１ないし２のいずれか１項に記載の画像記録装置。
4. 前記搬送ベルト１本の幅は、１０〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像記録装置。
5. 前記搬送ベルトの少なくとも２本の間隔は、前記記録位置の上流側の搬送ローラで保持，搬送されているときよりも、下流側の搬送ローラで保持、搬送されているときの方が主走査方向に対して１〜２０％大きいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像記録装置。
6. 少なくともインク吐出口が設けられた印字ヘッド、記録媒体を保持、搬送する搬送ベルトを有する画像記録装置において、当該搬送ベルトは、搬送方向と平行な中心線に対して左右対称に、複数個の穴を有していることを特徴とする画像記録装置。
7. 前記搬送ベルトは前記穴に契合する突起部を有する規制ローラによって所定の方向に回動することを特徴とする請求項６に記載の画像記録装置。
8. 前記規制ローラの搬送方向と直角に配置された突起部同士の距離は、前記搬送ベルトが伸びがない状態における前記搬送ベルトの搬送方向と直角に位置する穴同士の距離よりも大きいことを特徴とする請求項６ないし７のいずれか１項に記載の画像記録装置。
9. 前記搬送ベルトは、前記印字ヘッドによる記録位置より下流で、前記規制ローラの前記突起部により搬送方向に対し直角方向に伸長することを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の画像記録装置。
10. 前記搬送ベルトは、前記規制ローラの前記突起部により搬送方向に対し直角方向に１〜２０％伸長されることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の画像記録装置。
11. 前記搬送ベルトは、前記穴に契合する突起部を有する規制ローラによって所定の方向に回動することを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の画像記録装置。
12. 前記搬送ベルトは、前記記録媒体以上の伸縮性を有することを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の画像記録装置。
13. 前記搬送ベルトは誘電率３〜１０の弾性体であることを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の画像記録装置。

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