JP2005255355A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】記録媒体に記録された画像を、加熱ローラを用いた定着手段によって定着する画像形成装置において、画像定着後の記録媒体に波打ちや皺などを生じさせず、両面印刷が行われる場合にも、表裏ともに高画質な画像を形成することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】色材を含む粒子を用いて記録媒体に画像を記録する記録手段と、記録手段によって画像が記録された記録媒体を、少なくとも一方が加熱ローラである定着ローラ対によって挟持搬送することにより、記録媒体に記録された画像を定着させる定着手段と、定着ローラ対から排出される直前の記録媒体の定着ローラ対を通過した部分が、その自重によって定着ローラ対から垂下したときに形成する面と略同一形状の湾曲ガイド面を有するガイド部材とを備えることにより、上記課題を解決する。
【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成装置に関し、詳しくは、インクジェット方式や電子写真方式等の記録装置、例えば、複写機、プリンタ、印刷機などのような、記録媒体上に色材粒子で記録された画像を、加熱ローラを用いた定着ローラ対によって接触加熱定着して画像を形成する画像形成装置に関する。
周知の通り、インクジェット方式は、カラー画像を出力するための、構造が簡単で、装置の小型化も容易な方式として広く利用されている。通常、インクジェット方式による記録装置(インクジェットプリンタ)には、静電駆動方式、サーマルヘッド方式あるいは電気機械変換素子(ピエゾ)方式等が用いられている。
インクジェット方式の記録装置においては、水系または非水系溶媒に染料を溶解させた染料系のインク、および水系または非水系溶媒に顔料を分散させた顔料系のインク、並びに顔料や染料などの色材と樹脂などが複合化された色材粒子を溶媒に分散させたインクなどが使用され、このインクを画像データに応じて吐出して記録媒体に付着させることにより、記録媒体に画像が記録される。
染料系のインクおよび顔料系のインクを用い、普通紙などのインク吸収性の高い記録媒体に記録(描画)された画像は、インク溶媒の蒸発や記録媒体への浸透によって定着されるのに対し、塗工紙やフィルムなど、インク吸収性の低い記録媒体に描画した場合には、インク溶媒の浸透効果は期待できないため、描画後に熱を加えることによって溶媒の蒸発を促進させて、記録媒体に染料や顔料を固着させ画像を定着する加熱定着方式が用いられている。また、色材粒子を溶媒に分散させたインクを用いて記録された画像の定着においては、描画後に熱を加えることによって色材と複合化された樹脂などを記録媒体上に融着することにより画像を定着する加熱定着方式が用いられている。
一方、電子写真方式の記録装置などにおいても、記録媒体に転写された画像を定着するために、トナーを加熱してその樹脂成分を溶融し、色材成分とともに記録媒体に固着させる加熱定着方式が用いられている。
このほか、種々の画像記録方式によって直接もしくは転写されて記録媒体上に記録された画像を定着する定着方式として、加熱定着方式は広く用いられている。
このような加熱定着方式に用いられる加熱定着装置としては、熱効率が良好なことや取り扱いの容易さや装置構成の容易さから、少なくとも一方を熱ローラとする加熱ローラ対で記録媒体を挟持搬送することにより、記録媒体に熱ローラを接触させて記録媒体上の画像を加熱定着する加熱ローラ定着装置を用いることが有効である。このとき、記録媒体上の画像に熱ローラを接触させて加熱定着するのも有効である。例えば、特許文献1には、印写が行われた記録媒体を加熱ローラーと加圧ローラーとの間に挟んで圧接するとともに、記録媒体の印写面を加熱ローラーに直接接触させることにより定着するインクジェットプリンターが開示されている。
加熱ローラ定着装置によって画像定着を行う場合、加熱ローラを通過した後の記録媒体に、波打ち(記録媒体の搬送方向両端部(エッジ)が伸びて波状になる現象)や皺(搬送方向の縦皺や幅方向の横皺など)といった形状不良が生じることが知られている。
一般に、記録媒体を熱ローラ定着装置を用いて画像定着・搬送する際に、一般的な水平搬送(上下ローラのニップに略平行に搬送する場合を含む)で定着部の出口にガイド部材が有るような場合、記録媒体の進行方向に対して直角方向(記録媒体の幅方向)に波打状の皺が発生することがある。
このような記録媒体の波打ちや皺への対策としては、加熱ローラの形状を変えることにより、記録媒体に作用する熱や張力をより均一にして、不均一な伸びや縮みや歪みの発生を抑止または低減する方法が用いられている。例えば、上記のような、記録媒体の幅方向に発生する波打状の皺に対しては、加熱ローラ対の少なくとも一方のローラを、その中央部が最小径で、両端部が最大径となる逆クラウン形状に形成されたローラとして、記録媒体の幅方向の搬送速度を一定にすることにより、実用上問題にならない程度にまで軽減できることが知られている。
また、そのほかにも、加熱ローラの直後に記録媒体の形状を拘束するガイド部材やローラ対などを設けて、記録媒体の変形を抑止または矯正する方法や、加熱ローラ通過中または通過後の記録媒体に所定の張力を付与することにより、記録媒体を均一に伸ばして、局所的な伸びや歪みを矯正する方法、あるいは、加熱定着後の記録媒体を再加熱してゆっくり冷却させることにより、発生した不均一な伸びや縮みや歪みを矯正する方法などが用いられている。
特許第2860123号公報
しかし、熱、さらには圧力や張力を付与しながら紙などの水分を含む記録媒体を搬送する場合、伸びや歪みを全く生じさせないことは非常に困難であるため、上述のような従来の技術では、波打ちや皺を完全に防止することはできず、実用上問題にならない程度のわずかな波打ちや微小な皺である場合にはこれを許容しているか、上述のように、更なる外力を加えて均一に伸ばすことにより、不均一な伸びとならないようにしている場合がほとんどである。また、例えば、記録媒体の幅方向の波打状の皺を軽減するために逆クラウンローラを用いるなど、加熱ローラの形状を変えると、記録媒体のエッジ部が波打ってしまうなどの問題が新たに発生する。さらに、波打ちや皺のように局所的に生じる変形は、できてしまった後の矯正は非常に困難である。
通常の印刷物であれば、実用上問題とならない程度の波打ちや、微小な皺や、記録媒体の不均一な伸び、あるいは略均一な伸びなどは問題とされない。しかしながら、例えば、カラープルーフなどの用途の場合、要求される画像の精度が非常に高いため、微小な皺であっても不良とされることがある。また、このような用途の両面印刷物では、表裏の画像位置が高精度に一致していることが求められるが、表面(第1面)の記録および定着後に、記録媒体の不均一伸びを解消するために均一に伸ばした場合、すなわち、記録媒体が略均一に伸ばされていたとしても、記録媒体のサイズが変化したことにより、裏面(第2面)の画像記録位置が表面の画像記録位置とずれてしまうという問題を生じる。
さらに、インクジェット方式の記録装置によって、両面印刷を行う場合、表面に記録された画像の定着工程において波打ちや皺が発生すると、裏面の記録時におけるインク滴の到達位置(すなわち、記録位置)のずれを生じることとなり、裏面に高画質の画像を形成することが不可能になるという重大な問題がある。
また、インクジェット記録方式の中でも超高画質記録が可能な方式として、帯電した色材粒子を溶媒に分散させたインクを用い、このインクに静電力を作用させることによりインクを吐出して描画を行う静電インクジェット方式を用いた場合であって、記録媒体を高電位に帯電させてバイアス電界を形成する場合には、静電インクジェットヘッドと記録媒体との距離が変わることにより、インク吐出に寄与する静電力が変わってしまい、そのため、吐出されるインク量が変化して、描画されるドット径が変化してしまうという重大な問題が生じる。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、記録媒体に記録された画像を、加熱ローラを用いた定着手段によって定着する画像形成装置において、画像定着後の記録媒体に波打ちや皺などを生じさせず、両面印刷が行われる場合にも、表裏ともに高画質な画像を形成することのできる画像形成装置を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するために、加熱定着装置によって加熱定着された記録媒体に発生する波打ちや皺などを除去する、もしくは発生させないことについて、鋭意研究を重ねた結果、次のような知見を得て本発明に至った。
すなわち、加熱ローラ定着装置において発生する波打ちや皺は、加熱ローラによる加熱および加圧下での搬送において、記録媒体に熱、圧力および張力等が不均一に作用することにより、記録媒体の幅方向(搬送方向に直交する方向)の搬送速度や温度が異なってしまい、記録媒体に不均一な伸びや歪みを生じることに起因するものと考えられた。また、加熱ローラ対の直後に、加熱ローラ対による挟持部と略同一面に平板状のガイド部材を配置した場合には、記録媒体Pが加熱ローラによる搬送時の伸びや歪みによって3次元的に変形しようとすること、例えば、ローラの撓みにより、記録媒体の幅方向の搬送速度が異なることによって記録媒体が3次元的に変形しようとすることを、ガイド部材で変形できないように規制してしまうため、記録媒体に皺を生じさせてしまうものと考えられた。
これらのことから、加熱後、すなわち加熱ローラ対を通過した記録媒体に、できるだけ外力を与えないように、自重によってゆっくり自由に変形させ、加熱ローラ対から排出される直前の記録媒体の通過部分がその自重によって変形することにより形成される面と略同一形状の湾曲したガイド面を有するガイド部材によって、加熱ローラ対から排出された記録媒体を支持することにより、波打ちや皺などの発生を極めて低く抑えることができることを知見し、本発明に至ったものである。
すなわち本発明は、色材を含む粒子を用いて記録媒体に画像を記録する記録手段と、
前記記録手段によって画像が記録された前記記録媒体を、少なくとも一方が加熱ローラである定着ローラ対によって挟持搬送することにより、前記記録媒体に記録された画像を定着させる定着手段と、
前記定着ローラ対から排出される直前の前記記録媒体の前記定着ローラ対を通過した部分が、その自重によって前記定着ローラ対から垂下したときに形成する面と略同一形状の湾曲ガイド面を有するガイド部材とを備える画像形成装置を提供するものである。
ここで、前記ガイド部材の下部に、前記記録媒体の搬送方向の先端を衝止するストッパを備えるのが好ましい。
また、前記ストッパは、前記記録媒体の搬送方向の先端を衝止した後、所定時間後に前記記録媒体の先端を解放する可動ストッパであるのが好ましい。
また、前記記録手段は、インクジェットヘッドを備えるのが好ましく、帯電した色材粒子を含むインクを用い、静電力を作用させることにより前記インクの吐出を制御する静電式インクジェットヘッドを備えるのが好ましい。
本発明によれば、定着ローラ対の直後に、搬送方向の後端部を定着ローラ対に挟持された記録媒体が、自重によって垂下するときに形成する面と略同一形状の湾曲ガイド面を有するガイド部材を備えたので、記録媒体に皺や波打ちの発生を防止することができ、インクジェット方式、特に、静電インクジェット方式によって裏面に記録を行う場合であっても、高精度な画像形成を実現できる。
本発明に係る画像形成装置を添付の図面に示す好適実施例に基づいて以下に詳細に説明する。
以下では、本発明の効果が特に大きい形態として、静電インクジェット記録方式で画像記録を行う画像形成装置について説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、サーマル式やピエゾ式等の各種のインクジェット記録方式、あるいは、電子写真方式等によって画像記録を行う画像形成装置としてもよいのはもちろんである。
また、以下では、インク中の色材粒子が正帯電している場合を例にとって説明するが、これとは逆に、インク中の色材粒子を負に帯電させたものを用いてもよい。その場合は、記録に作用する各部の極性を、以下の例とは逆極性とすればよい。
図1は、本発明の一実施形態の構成を示す概念図である。同図に示す画像形成装置10は、静電力により、帯電した色材粒子(帯電微粒子)を含むインクの吐出を制御し、記録媒体P上に4色印刷をしてフルカラー画像を記録した後、記録された画像を加熱ローラによる接触加熱によって定着するもので、記録媒体Pの保持手段12と、搬送手段14と、記録手段16と、定着手段18と、溶媒回収手段20と、筐体22とを備えている。
記録媒体Pの保持手段12は、記録前の記録媒体Pを保持する給紙トレイ24と、フィードローラ26と、記録後の記録媒体Pを保持する排出トレイ28とを備えている。
給紙トレイ24は、記録に供される複数枚の記録媒体Pを保持するものであって、図1中、筐体22の左側部から筐体22の内部に挿入されて装着されている。ピックアップローラ26は、給紙トレイ24の装着部の先端部(図中、右端部)近傍に配置されている。画像の記録時には、ピックアップローラ26により、記録媒体Pが給紙トレイ24から1枚ずつ取り出され、記録媒体Pの搬送手段14に供給される。ピックアップローラ26の近傍には、重ねてストックされている記録媒体Pの分離を容易にするために、記録媒体Pの除電を行う除電ブラシや除電ローラ、エア吹きつけブロアー等が備えられているのが好ましい。
排紙トレイ28は、画像が形成された記録媒体Pを保持するものであって、筐体22内部の記録媒体Pの搬送経路の終端に設けられ、その先端部(記録媒体Pの搬送方向先端側)は筐体22の外部に位置している。記録後の記録媒体Pは、搬送手段14により搬送されて、排紙トレイ28に排紙される。
搬送手段14は、記録媒体Pを、給紙トレイ24から排紙トレイ28まで所定の経路に沿って搬送するものであり、搬送ローラ対30と、搬送ベルト32と、ベルトローラ34a、34bと、導電性プラテン36と、記録媒体Pの帯電器38および除電器40と、分離爪42と、排出ローラ46とを備えている。なお、搬送手段14としては、後述する定着手段18のガイド部材76の周辺以外には、図示されるもの以外にも適宜、搬送ローラ対や搬送ベルト、搬送ガイド等の通常の搬送部材が、記録媒体Pを搬送するのに適当な間隔で配置されていてもよい。
搬送ローラ対30は、ピックアップローラ26と搬送ベルト32との間の位置に設けられている。ピックアップローラ26により給紙トレイ24から取り出された記録媒体Pは、この搬送ローラ対30と搬送ベルト32により挟持搬送され、搬送ベルト32上の所定の位置に供給される。
搬送ベルト32は、ループ状のエンドレスベルトであり、2つのベルトローラ34a、34bによって張架されている。ベルトローラ34a、34bのうちの少なくとも一方は、図示していない駆動源に接続されており、記録時には、所定の速度で回転駆動される。これにより、搬送ベルト32は、図中、時計回りに周回し、搬送ベルト32に静電吸着している記録媒体Pを所定の速度で搬送する。
搬送ベルト32は、記録媒体Pが静電吸着される側の面(表面)が絶縁性、ベルトローラ34a、34bと接触する側の面(裏面)が導電性のものである。また、搬送ベルト32の内周面側には、帯電器38と対向する位置およびインクジェットヘッド60と対向する位置に亘って、導電性プラテン36が配置されており、ベルトローラ34a、34bおよび導電性プラテン36は接地されている。これにより、搬送ベルト32は、インクジェットヘッド60に対向する位置において、インクジェットヘッド60の対向電極としても機能する。
導電性プラテン36は、ベルトローラ34a、34bの外周を結ぶ線よりインクジェットヘッド60側にやや張り出すように配置されるのが好ましい。そのように配置することにより、搬送ベルト32に張力を付与して、搬送ベルト32のばたつきを抑えることができる。
記録媒体Pの帯電器38は、スコロトロン帯電器48と、負の高圧電源50とを備えている。スコロトロン帯電器48は、記録媒体Pの搬送経路上の、搬送ローラ対30と記録手段16との間の位置に、搬送ベルト32の表面に対向して配置されている。また、スコロトロン帯電器48は、負の高圧電源50の負側の端子に接続されており、負の高圧電源50の正側の端子は接地されている。
記録媒体Pの表面は、負の高圧電源50に接続されたスコロトロン帯電器48により所定の負の高電位に均一に帯電され、記録に必要な一定のDCバイアス電圧(例えば、約−1.5kV)が印加された状態となる。また、これにより、記録媒体Pは、搬送ベルト32の絶縁性を有する表面上に静電吸着される。
記録媒体Pの除電器40は、コロトロン除電器52と、交流電圧源54と、高圧電源56とを備えている。コロトロン除電器52は、記録手段16の記録媒体P搬送方向の下流側に、搬送ベルト32の表面に対向して配置されている。コロトロン除電器52は、交流電圧源54を介して高圧電源56に接続されており、高圧電源56の他端は接地されている。
記録後の記録媒体Pは、コロトロン帯電器52により除電された後、その下流側に配置された分離爪42によって搬送ベルト32上から分離される。搬送ベルト32上から分離された記録媒体Pは、定着手段18に搬送され、定着手段18において定着処理が施された後、排出ローラ46によって排紙トレイ28に排紙される。
記録手段16は、帯電した色材粒子を含むインクを用い、画像データに応じてインクの吐出を静電力により制御して、記録媒体P上に、画像データに応じた画像を記録するものであり、静電式のインクジェットヘッド60と、ヘッドドライバ62と、インク循環機構64と、記録媒体Pの位置検出器66とを備えている。
インクジェットヘッド60は、搬送ベルト32による記録媒体Pの搬送経路において、記録媒体Pが安定した平面状態で搬送される位置に、そのインク吐出部が搬送ベルト32の表面(搬送ベルト32の表面に保持される記録媒体Pの表面)と所定の距離になるように配置されている。図示例では、インクジェットヘッド60は、ベルトローラ34a、34bの間の搬送ベルト32に対向して配置されている。
インクジェットヘッド60は、同時に1行分の画像を記録することが可能なラインヘッドであり、フルカラー画像を記録するためのシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(B)の4色の吐出ヘッドを備えている。各色の吐出ヘッドは、基本的に同様の構成を有しているので、以下ではその1色の吐出ヘッド160について説明する。
図2は、静電式インクジェットヘッド60における吐出ヘッド160の具体的な構造を説明する模式図であり、図2(A)は、吐出ヘッド160の一部を示す模式的断面図、図2(B)は、図2(A)のII−II線における模式的断面図である。吐出ヘッド160は、複数のノズルを2次元的に備えるマルチチャンネルヘッドであるが、ここでは、その構成を明確に示すために、2つの吐出部のみを示してある。
吐出ヘッド160は、ヘッド基板162と、インクガイド164と、ノズル基板166と、吐出電極を構成する吐出電極168と、浮遊導電板176とを備えている。吐出ヘッド160は、インク滴Rの吐出(飛翔)ポイントとなるインクガイド164の先端が、対向電極となる、記録媒体Pを支持する搬送ベルト32と対向するように配置されている。
ヘッド基板162およびノズル基板166は、吐出ヘッド160の全ノズルに共通な平板基板であり、絶縁性材料から構成されている。ヘッド基板162およびノズル基板166は、所定の間隔をあけて配置され、その間にインク流路178が形成されている。インク流路178内のインクQは、吐出電極168に印加される電圧と同極性に帯電した色材粒子を含み、記録時には、インク循環機構64(図1参照)によって、所定方向、図2(A)に示す例ではインク流路178内を右側から左側(図中矢印a方向)へ向かって所定の速度(例えば、200mm/sのインク流)で循環される。以下では、インク中の色材粒子が正帯電している場合を例にとって説明する。
ノズル基板166には、インクQの吐出口となるノズル174が穿孔されており、このノズル174は、所定の間隔で2次元的に複数配置されている。また、ノズル174の中央部には、インクQの吐出(飛翔)ポイントを定めるためのインクガイド164が配置されている。
インクガイド164は、突状先端部分164aを持つ所定厚みの絶縁性樹脂製平板からなり、各ノズル174に対応する位置に、ヘッド基板162の上に配置されている。インクガイド164は、同じ列(図2(A)における左右方向、図2(B)における紙面垂直方向)に配列される複数のインクガイド164に共通の基部164bを有しており、この基部164bがヘッド基板162上に、浮遊導電板176を挟んで固定されている。
また、インクガイド164の先端部分164aは、吐出ヘッド160の記録媒体P(搬送ベルト32)側の最表面から突出するように配置されている。先端部分164aの形状および構成は、インクQ(インク滴R)の吐出ポイントを安定させ、かつ、先端部分164aにおいて、インクQを十分に供給し、インクQ中の色材粒子を好ましい状態に濃縮させることができるように設定される。例えば、先端部分164aを吐出方向に向けて次第に細くした形状のものや、インク案内溝となる切り欠きを図中上下方向に形成したもの、先端部分84aの誘電率を実質的に大きくするために、先端部分164aに金属を蒸着したものなどが好適である。
ノズル基板166の記録媒体P側の面(図中、上面)には、各ノズル174を囲むように、吐出電極168が配置されている。また、ノズル基板166の記録媒体P側には、吐出電極168の上方(上面)を覆う絶縁層170aと、吐出電極168の上方に絶縁層170aを介して配置されるシート状のガード電極172と、ガード電極172の上面を覆う絶縁層170bとが設けられている。
吐出電極168は、ノズル基板166に開孔されたノズル174の周囲を囲むように、ノズル基板166の図中上側、すなわち記録媒体P側の表面に、吐出部毎にリング状に、すなわち円形電極として配置されている。なお、吐出電極168の電極形状は、円形電極に限定されず、略円形であっても、分割円形電極であっても、平行電極または略平行電極であっても良い。
吐出電極168は、ヘッドドライバ62によって制御され、画像データに応じて所定のパルス電圧が印加される。上述したように、インクガイド164と対向する位置には、インク中の帯電した色材粒子と極性が反対となる電圧に帯電された記録媒体Pが、搬送ベルト32に保持されて一定速度で搬送される。記録媒体Pは負の高電圧(例えば、−1500V)に帯電されており、吐出電極168との間に、インクQを吐出させない程度の所定の電界が形成されている。
吐出電極168が吐出オフ状態(吐出待機状態)のときは、パルス電圧は0Vまたは低電圧とされる。この状態では、吐出部の電界強度はバイアス電圧(または、バイアス電圧にオフ状態のパルス電圧が重畳された電圧)による電界強度となっており、これはインクQの吐出に必要な強度よりも低く設定されているため、インクQの吐出は行われない。しかし、この吐出待機状態の低電界により、ノズル174の内部においてインク中の色材粒子がインクガイド164の先端部分176aに濃縮する。
吐出電極168が吐出オン状態のときは、パルス電圧が印加され、バイアス電圧に高電圧のパルス電圧(例えば、400〜600V)が重畳されて、吐出部の電界強度はインクQが吐出するのに十分な強度となり、インクガイド164の先端部分176aに濃縮されたインクQがインク滴Rとして飛翔する。このインク滴Rのサイズは極めて小さいため、解像度の高い、高画質な画像記録を行うことができる。
このように、画像データに応じて、記録媒体Pの全幅に亘って配置された各吐出部の吐出電極168のオン、オフが制御され、所定速度で搬送される記録媒体Pに対して所定のタイミングでインク吐出が行われることにより、記録媒体Pに2次元画像が記録される。
ガード電極172は、隣接する吐出部の吐出電極168の間に配置され、隣接する吐出部のインクガイド164の間に生じる電界干渉を抑制するためのものである。ガード電極172は、吐出ヘッド160の全吐出部に共通な金属板などのシート状の電極であり、2次元的に配列されている各ノズル174の周囲に形成された吐出電極168に相当する部分が穿孔されている。ガード電極172を設けることによって、ノズル174を高密度に配置した場合にも、隣接するノズル174の電界の影響を最小限にし、ドットサイズおよびドットの描画位置を常に安定して保つことができる。
ヘッド基板162のインク流路178側の表面には、浮遊導電板176が配置されている。浮遊導電板176は、電気的に絶縁状態(ハイインピーダンス状態)とされており、画像の記録時に、吐出部に印加された電圧値に応じて、誘起された誘導電圧を発生し、インク流路178内のインクQにおいて、その色材粒子をノズル基板166側へ泳動させる。また、浮遊導電板176の表面には、電気絶縁性である被覆膜(図示せず)が形成されており、インクへの電荷注入等によりインクの物性や成分が不安定化することが防止されている。この絶縁性被覆膜は、インクに対して耐腐食性を有するものが用いられる。
浮遊導電板176を設けることにより、インク流路178内のインクQ中の色材粒子をノズル基板166側へ泳動させて、ノズル基板166のノズル174を通過するインクQ内の色材粒子の濃度を所定濃度に高めることができ、インクガイド164の先端部分84aに濃縮させて、インク液滴Rとして吐出させるインクQ内の色材粒子の濃度を所定濃度に安定させることができる。
なお、図示例においては、吐出電極を単層電極構造としているが、これ以外にも、例えば、列方向に接続された第1吐出電極と、行方向に接続された第2吐出電極とを備える2層電極構造とし、第1吐出電極と第2吐出電極とをマトリクス状に配列してマトリクス駆動を行うものとしてもよい。このようなマトリクス駆動方式によれば、吐出電極の高集積化とドライバ配線の簡素化の両方を同時に実現できる。
インク循環機構64は、インクタンク68と、ポンプ(図示省略)と、インク供給路70aおよびインク回収路70bとを備えている。インクタンク68は、筐体22内部の底面上に配置され、インク供給路70aおよび回収路70bを介してインクジェットヘッド60と接続されている。
インクタンク68内には、各色の色材粒子と、これを分散させる分散溶媒とを含む4色のインクが保持されている。インクタンク68内の各色のインクは、ポンプにより、インク供給路70aを介して、インクジェットヘッド60の各色の吐出ヘッドに供給される。また、画像記録に使用されなかった余分な各色のインクは、ポンプにより、インク回収路70bを介して各色のインクタンク68内に回収される。
画像形成装置10において、インクQとしては、粒径0.1〜5μm程度の帯電した色材粒子(着色荷電粒子)を溶媒(キャリア液)中に分散したものが用いられる。インク中には、色材粒子とともに、印刷後の画像の定着性を向上させるための分散樹脂粒子を、適宜含有させてもよい。キャリア液は、高い電気抵抗率(109 Ω・cm以上、好ましくは1010Ω・cm以上、また、好ましくは1016Ω・cm以下)を有する誘電性の液体(非水溶媒)であることが好ましい。電気抵抗率の高いキャリア液を使用すると、吐出電極によって印加される電圧により、キャリア液自身が電荷注入を受けることを少なくでき、荷電粒子(帯電微粒子成分)の濃度を高めることができ、荷電粒子を濃縮することができる。また、電気抵抗率の高いキャリア液は、隣接する記録電極間での電気的導通の防止にも寄与し得る。また、このような程度の電気低効率の液体からなるインクを用いると、低電界下でも、インクの吐出を良好に行うことができる。
キャリア液として用いられる誘電性液体の比誘電率は、5以下が好ましく、より好ましくは4以下、さらに好ましくは3.5以下である。比誘電率の下限値は1.9程度であるのが望ましい。このような比誘電率の範囲とすることによって、誘電性液体中の荷電粒子に有効に電界が作用され、泳動が起こりやすくなる。それにより、溶媒の分極を抑え、電界が緩和されることを抑えることができ、滲みの少ない良好な画像濃度のドットを形成することができる。
誘電性液体としては、好ましくは直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、または芳香族炭化水素、および、これらの炭化水素のハロゲン置換体がある。例えば、へキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーC、アイソパーE、アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM(アイソパー:エクソン社の商品名)、シェルゾール70、シェルゾール71(シェルゾール:シェルオイル社の商品名)、アムスコOMS、アムスコ460溶剤(アムスコ:スピリッツ社の商品名)、シリコーンオイル(例えば、信越シリコーン社製KF−96L)等を単独あるいは混合して用いることができる。
上記の誘電性液体(非水溶媒)中に分散される色材粒子の形態としては、色材自身を分散粒子とし、これを誘電性液体中に分散させてもよいし、色材を定着性を向上させるための分散樹脂粒子中に含有させてもよい。色材を分散樹脂粒子中に含有させる方法としては、色材として顔料を用いる場合には、分散樹脂粒子の樹脂材料で顔料を被覆して樹脂被覆粒子とする方法が一般的であり、染料を用いる場合には、分散樹脂粒子を色材で着色して着色粒子とする方法が一般的である。色材としては、従来からインクジェットインク組成物、印刷用(油性)インキ組成物、あるいは静電写真(電子写真)用液体現像剤に用いられている顔料および染料が、特に限定することなく使用される。
例えば、色材として用いる顔料としては、無機顔料、有機顔料を問わず、印刷の技術分野で一般に用いられているものを使用することができる。具体的には、例えば、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムイエロー、カドミウムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ビリジアン、コバルトグリーン、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、ペリレン系顔料、ぺリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体顔料、等が例示される。
また、例えば、色材として用いる染料としては、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノンイミン染料、キサンテン染料、アニリン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ペンゾキノン染料、ナフトキノン染料、フタロシアニン染料、金属フタロシアニン染料、等の油溶性染料が好適な例として挙げられる。
インク中に分散された色材粒子の含有量(着色粒子および/または樹脂粒子の合計含有量)は、印刷画像濃度、均一な分散液の形成、吐出ヘッドでのインクの目詰まりの抑制という観点から、インク全体に対して0.5〜30重量%の範囲で含有されることが好ましく、より好ましくは1.5〜25重量%、さらに好ましくは3〜20重量%の範囲で含有されることが望ましい。
また、誘電性溶媒中に分散された色材粒子および/または樹脂粒子等のインク粒子の平均粒径は、0.1μm〜5μmが好ましく、より好ましくは0.2μm〜1.5μmであり、更に好ましくは0.4μm〜1.0μmの範囲である。この粒径はCAPA−500(堀場製作所(株)製商品名)により求めたものである。
なお、インク中のインク粒子(分散樹脂粒子および/または着色粒子あるいは色材粒子)は、好ましくは正荷電または負荷電の検電性粒子である。これらのインク粒子に検電性を付与するには、湿式静電写真用現像剤の技術を適宜利用することで達成可能である。具体的には、「最近の電子写真現像システムとトナー材料の開発・実用化」139〜148頁、電子写真学会編「電子写真技術の基礎と応用」497〜505頁(コロナ社、1988年刊)、原崎勇次「電子写真」16(No.2)、44頁(1977年)等に記載の検電材料および他の添加剤を用いることで行われる。
また、インク組成物として、粘度は、0.5〜5mPa・secの範囲が好ましく、より好ましくは0.6〜3.0mPa・sec、さらに好ましくは0.7〜2.0mPa・secの範囲である。着色粒子は、荷電を有し、必要に応じて電子写真用液体現像剤に用いられている種々の荷電制御剤が使用でき、その荷電量は5〜200μC/gの範囲が望ましく、より好ましくは10〜150μC/g、さらに好ましくは15〜100μC/gの範囲である。また、荷電制御剤の添加によって誘電性溶媒の電気抵抗が変化する事もあり、下記に定義する分配率Pが、50%以上、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上である。
P=100×(σ1−σ2)/σ1
ここで、σ1は、インク組成物の電気伝導度、σ2は、インク組成物を遠心分離器にかけた上澄みの電気伝導度である。電気伝導度は、LCRメーター(安藤電気(株)社製AG−4311)および液体用電極(川口電機製作所(株)社製LP−05型)を使用し、印加電圧5V、周波数1kHzの条件で測定を行った値である。また遠心分離は、小型高速冷却遠心機(トミー精工(株)社製SRX−201)を使用し、回転速度14500rpm、温度23℃の条件で30分間行った。
以上のようなインク組成物とすることによって、荷電粒子の泳動が起こりやすくなり、濃縮しやすくなる。
一方、インク組成物の電気伝導度σ1は、100〜3000pS/cmの範囲が好ましく、より好ましくは150〜2500pS/cm、さらに好ましくは200〜2000pS/cmの範囲である。以上のような電気伝導度の範囲とすることによって、吐出電極に印加する電圧が極端に高くならず、隣接する記録電極間での電気的導通を生じさせる懸念もない。また、インク組成物の表面張力は、15〜50mN/mの範囲が好ましく、より好ましくは15.5〜45mN/mさらに好ましくは16〜40mN/mの範囲である。表面張力をこの範囲とすることによって、吐出電極に印加する電圧が極端に高くならず、ヘッド周りにインクが漏れ広がり汚染することがない。
記録媒体Pの位置検出器66は、フォトセンサ等の従来公知の位置検出手段であり、記録媒体Pの搬送経路上の、インクジェットヘッド60よりも上流側の所定位置(図示例では、搬送ローラ対30と帯電器38との間の位置)に、記録媒体Pが搬送される搬送ベルト32の表面に対向して配置されている。位置検出器66により検出された記録媒体Pの位置情報はヘッドドライバ62に供給される。
ヘッドドライバ62は、インクジェットヘッド60のドライバであって、インクジェットヘッド60と駆動信号ケーブルを介して接続されている。図示例では、ヘッドドライバ62は、筐体22内部の図中中央上部に取り付けられている。ヘッドドライバ62には、外部装置から画像データが入力され、位置検出器66から記録媒体Pの位置情報が入力される。そして、ヘッドドライバ62により、記録媒体Pの位置情報に従って、インクジェットヘッド60の各色の吐出ヘッドの吐出タイミングが制御されつつ、画像データに応じて各色の吐出ヘッドから各色のインクが吐出され、記録媒体P上には、画像データに対応したフルカラー画像が記録される。
定着手段18は、本発明の特徴とする部分であって、記録手段16によって記録媒体Pに記録された画像を加熱定着し、定着後の記録媒体Pに波打ちや皺を生じないようにして記録媒体Pを排出するもので、定着ローラ対を構成する加熱ローラ72および加圧ローラ74と、ガイド部材76と、先端規制部材78と、可動ストッパ80と、可動ストッパ80のアクチュエータ82と、センサ84と、デカーラ86とを備えている。
加熱ローラ72および加圧ローラ74は、記録媒体Pの幅よりも十分広い幅(軸方向長さ)のローラ面を有しており、互いの回転軸を平行にし、かつ両回転軸を記録媒体Pの搬送方向に直交させて、搬送ベルト32から剥離された記録媒体Pを受け取る位置に配置されている。加熱ローラ72は、内部にヒータやハロゲンランプ等の熱源を有しており、ローラ表面が所定の温度に昇温されている。また、加圧ローラ74は、加熱ローラ72との間で記録媒体Pを所定のニップ力(挟持力)で挟持して搬送するために、ローラ軸方向に均等な所定の押圧力で記録媒体Pを加熱ローラ72に押圧しながら回転するもので、その両側の回転軸部は、加熱ローラ72に向かう所定の押圧力で付勢されている。ここで、加熱ローラ72および加圧ローラ74のいずれか一方または両方が駆動される。
記録媒体Pは、加熱ローラ72および加圧ローラ74によって加熱および加圧されながら搬送される。これにより、記録媒体P上の未定着画像を形成しているインク中のインク溶媒が蒸発し、色材粒子中の樹脂成分が軟化して色材とともに記録媒体Pに固着する。
加熱ローラ72および加圧ローラ74の表面は、優れた離型性を有することが好ましく、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等によって構成し、オイル等の離型剤を塗布するのが好ましい。加熱ローラ72および加圧ローラ74の形状としては、ストレート形状を初め、定着部における記録媒体Pの搬送位置の安定性や、幅方向(搬送方向と直交する方向)の搬送速度分布の均一化等の目的によって、クラウン形状、逆クラウン形状、テーパ付き形状等の各種の形状を採用することができる。
なお、加熱ローラ72および加圧ローラ74は、その両方を加熱ローラとしてもよい。また、加熱ローラ72の表面温度および加圧ローラ74による記録媒体Pの押圧力(加熱ローラ72と加圧ローラ74とのニップ力)は、所望の定着性を確保するように適宜設定されればよい。加熱ローラ72および加圧ローラ74の表層を弾性材で構成し、加圧ローラ74による押圧力によって記録媒体Pと加熱ローラ72とを面接触させることにより、十分な加熱定着時間を確保するのも好ましい。
ガイド部材76は、加熱ローラ72および加圧ローラ74の定着部(記録媒体Pの挟持部)から排出された記録媒体Pを受けて、次工程に案内するもので、記録媒体Pの幅よりも広く、記録媒体Pの搬送方向長さよりも長いガイド面を有している。
ガイド部材76は、本発明の最も特徴とする部分であって、搬送方向後端部が加熱ローラ72および加圧ローラ74に挟持された状態の記録媒体Pが、外力を受けずに、自重によって垂下するときの記録媒体Pの面と、略同一形状の湾曲ガイド面を有しており、この湾曲ガイド面が、自重で垂下する記録媒体Pの面とほぼ一致する位置に配置されている。好ましくは、ガイド部材76のガイド面は、そのように、記録媒体Pが自重によって垂下するときの記録媒体Pの面よりも、わずかに上方に、すなわち、自重で垂下する記録媒体Pをわずかに持ち上げる位置に配置されている。
図3(A)に、ガイド部材76の形態を模式的に示す。図3(A)において、破線で示す自重垂下線(面)Nは、記録媒体Pの後端部が加熱ローラ72および加圧ローラ74に挟持された状態において、既に加熱ローラ72および加圧ローラ74を通過した前半部分が、その自重で垂下したときの様子を示している。ガイド部材76は、この自重垂下線Nに対して、ほぼ同一の位置、ないしは、図に示すように、やや上方に配置される。
図1の画像形成装置10においては、図3(A)に示すように、加熱ローラ72および加圧ローラ74が、その軸心を結ぶ線が垂直になるように配置され、記録媒体Pは水平方向に搬送されるが、加熱ローラ72および加圧ローラ74は、図3(B)に示すように、加熱ローラ72が、加圧ローラ74よりも記録媒体Pの搬送方向のやや上流側(図中左側)にずらして配置され、記録媒体Pが水平方向よりも上向きに搬送される形態としてもよいし、図3(C)に示すように、加熱ローラ72が加圧ローラ74よりもやや下流側(図中右側)にずらして配置され、記録媒体Pが水平方向よりも下向きに搬送される形態としてもよい。図3(A)〜(C)の各形態では、それぞれ、自重垂下線Nの形状が異なるが、いずれの場合にも、ガイド部材76は、その自重垂下線Nと同じ位置ないしやや上方に配置される。
なお、加熱ローラ72および加圧ローラ74をその軸心を結ぶ線が水平になるように配置し、記録媒体Pを垂直方向の上または下のいずれかに搬送する形態とすると、加熱ローラ72および加圧ローラ74から排出された記録媒体Pが、その自重によって左右どちらに振れるかが定まらず、効果的なガイド部材76の形状を設定することが難しいので、加熱ローラ72および加圧ローラ74は、上記の例のように、排出された記録媒体Pの自重垂下する方向が安定的に定まるような配置とするのが好ましい。
自重垂下線Nのやや上方とは、自重によって垂下する記録媒体Pに触れるが、記録媒体Pがガイド部材76から受ける力(ガイド部材76が受ける記録媒体Pの重量の反力)が無いか非常に小さい状態となる位置である。
ガイド部材76がこのように配置されることにより、加熱ローラ72および加圧ローラ74を通過した後の記録媒体Pが、不均一に伸びていたり、歪みを内在していた場合にも、少なくとも記録媒体Pの温度が高く、変形を生じやすい時間においては、記録媒体Pの3次元的に変形しようのを抑制する無理な外力を与えることなく、ほぼ記録媒体Pの自重によってのみ搬送することができるので、記録媒体Pの全体にわずかな反りを生じることはあったとしても、その後の矯正が困難な、局所的な波打ちや皺を生じることが無い。
また、ガイド部材76を設けることにより、上記のような効果を得るとともに、記録媒体Pに空気の流れや装置の振動などの外乱が加わることによる記録媒体Pの揺れを抑止できるので、定着部に影響を及ぼすことが無く、安定した定着性を維持することができる。
ガイド部材76は、ガイド部材76の下部、すなわち記録媒体Pの搬送方向の前部において、上部における湾曲方向と逆方向に湾曲させ、概略S字形状とするのも好ましい。このとき、逆方向に湾曲させる位置は、ガイド部材76の上部(記録媒体Pの搬送方向の後部)から記録媒体Pの長さ分程度離れた位置とするのが好ましい。そのような形状とすることによって、記録媒体Pの温度が低下し、搬送や当接等の弱い外力によっては皺等を生じない程度に形状が安定した後には、ガイド部材76の下部の湾曲面で、搬送されてきた記録媒体Pの先端部を徐々に支持することができ、記録媒体Pの先端部が、ガイド部材76の下流側に設けられた部材に衝突することにより損傷するのを防ぐことができる。
図4に、ガイド部材76として好適に用いられる具体的構成を示す。図4(A)に示すガイド部材76aは、ガイド面の形状をガイド板92で構成するとともに、ガイド面の全面に、ガイド面からわずかに突起するころ94または拍車ローラ等の小型の回転物を複数配置したものである。このような構成のガイド部材76aは、ころ94のガイド面からの突起部のみが記録媒体Pに接触し、また、記録媒体Pの下方への移動に対してころ94が回転するので、記録媒体Pに作用する力が極めて小さく、記録媒体Pに外力をほとんど与えることなくほぼ記録媒体Pの自重のみで搬送するように、記録媒体Pを案内することができる。
また、記録媒体Pとの接触面積が微小であり、かつ、ころ94が回転することにより接触部での摩擦が微小であるため、記録媒体Pの画像記録面がガイド面側に向けて搬送される搬送経路とされている場合や、両面印刷を行う場合のように、画像記録面がガイド部材76aと接触する場合でも、画像への摩擦などの影響が極めて小さい。
図4(B)に示すガイド部材76bは、複数本の串歯ロール96を記録媒体Pの搬送方向に等間隔または不等間隔で配列し、ガイド面を構成したものである。串歯ロール96は、軸部材に、複数のころまたは拍車ローラ等の小型の回転物を等間隔で配置したものである。串歯ロール96の配列間隔は、その隙間に記録媒体Pが引っ掛かることが無いように、十分狭い間隔とされればよい。このような構成のガイド部材76bは、図4(A)のガイド部材76aと同様の作用により、記録媒体Pに外力をほとんど与えることなくほぼ記録媒体Pの自重のみで搬送するように、記録媒体Pを案内することができる。また、ガイド部材76aと同様に、記録媒体Pの画像記録面がガイド部材76bと接する場合にも、画像への摩擦などの影響が極めて小さい。
図4(C)に示すガイド部材76cは、平坦なガイド面を有する湾曲したガイド板であり、その表面は、テフロン(登録商標)コーティング98を施すか、テフロン(登録商標)シート(98)を貼り付けること等により、記録媒体Pとの摩擦を極力小さし、記録媒体Pの易滑性が確保されている。
ガイド部材76としては、例えば、上記のガイド部材76a〜76cのようなものを使用することができる。
先端規制部材78は、加熱ローラ72および加圧ローラ74から排出された記録媒体Pの先端部を下方へと向かうように規制する部材である。記録媒体Pの剛性が強い場合や、加熱ローラ72および加圧ローラ74の出口側に空気の流れがあった場合にも、記録媒体Pの先端部が水平方向ないし上方へ向かうことが防止されている。
可動ストッパ80は、ガイド部材76の下部に配置され、ガイド部材76のガイド面から記録媒体Pの厚さ以上突出し、また、引っ込むように進退する。可動ストッパ80は、アクチュエータ82によって駆動される。可動ストッパ80は、ガイド面から突出することにより、搬送されてきた記録媒体Pの先端を衝止し、記録媒体Pを一時静止させる。その後、ガイド面から引っ込む(下降する)ことにより、記録媒体Pが再び搬送されるように記録媒体Pの先端を解放する。
センサ84は、ガイド部材76の下部であって、可動ストッパ80の上部に配置され、ガイド部材76のガイド面に設けられた貫通部から記録媒体Pの有無を検出するフォトセンサ等の検出器である。アクチュエータ82は、センサ84による記録媒体Pの検出結果によって、可動ストッパ80を駆動する。すなわち、図5(A)〜(B)に示すように、まず、可動ストッパ80を突出させておき(図5(A))、センサ84が搬送されてきた記録媒体Pを検出した後(図5(B))、所定時間後に、可動ストッパ80を引っ込める(図5(C))。
センサ84が記録媒体Pを検出してから、可動ストッパ80を引っ込めるまでの時間は、記録媒体Pの温度が低下し、形状が安定した状態、すなわち、搬送や当接等の弱い外力によっては皺等を生じない状態になるのに十分な時間に設定される。これにより、記録媒体Pは、形状が安定した後に可動ストッパ80の下流に搬送されるので、可動ストッパ80の下流において、記録媒体Pに挟持力等の外力が加わった場合にも、記録媒体Pに皺や局所的な変形などを生じることが無い。
なお、本実施形態においては、可動ストッパ80を設けて、記録媒体Pの形状が安定した後に自動的に次工程へ搬送されるようにしているが、後続する工程が無い場合等には、可動ストッパ80に代えて固定ストッパを設け、この固定ストッパで衝止された記録媒体Pを取り出す形態としてもよい。あるいは、ストッパを設けず、ガイド部材76の下部と滑らかに続く、水平または傾斜した排紙トレイを設け、記録媒体Pがガイド部材76において停止することなく滑るように排出される形態としてもよい。
デカーラ86は、記録媒体Pの全体に生じた反りを矯正するもので、小径ローラ86a、86b、86cから構成されている。自重による垂下に任せて搬送された記録媒体Pには、垂下したときの形状に対応する向きの反り(カール)が残っている場合がある。また、記録媒体Pがロール状に巻回されて供給され、所定寸法に切断された場合などには、記録媒体Pに巻き癖(カール)が残っている場合もある。このような場合には、デカーラ86を設けておく方が好ましい。
デカーラ86は、記録媒体Pの反りと逆向きに記録媒体Pを曲げることにより、反りを除去して、ほぼ平坦な形状とする。主ローラとなる小径ローラ86aは、記録媒体Pの反りの凸側に設けられ、補助ローラとなる小径ローラ86b、86cは、記録媒体Pに対して小径ローラ86aと反対側(記録媒体Pの反りの凹側)に設けられている。デカーラ86は、ストッパ80の下降により搬送を再開された記録媒体Pが、安定して送り込まれるように、ストッパ80に近接して配置されるのが好ましい。
なお、画像形成装置10において、デカーラ86は必ずしも設ける必要はなく、デカーラ86を用いなくても記録媒体Pが十分平坦とされる場合や、記録媒体Pおよび記録媒体P上の画像の性質により、デカーラ86による記録媒体Pへの摩擦や、小径ローラ86aによる小さい径での曲げによって、記録媒体Pおよびその画像の損傷等の問題が生じる場合には、デカーラ86は設けず、ストッパ80の解放によって、記録媒体Pが排紙トレイ28に排出される構成とすればよい。デカーラ86が設けられず、記録媒体Pに反りが残っていたとしても、記録媒体Pの自重垂下時に生じた程度の反りは、搬送ベルト32への静電吸着によって矯正し得る範囲のものであるから、裏面の記録に影響を及ぼすことはほとんど無い。
溶媒回収手段20は、インクジェットヘッド60から記録媒体P上に吐出されたインクから蒸発する分散溶媒や、画像の定着時にインクから蒸発する分散溶媒等を回収するもので、活性炭フィルタ88と、排出ファン90とを備えている。活性炭フィルタ88は、筐体22の、図中上部右側内面に取り付けられており、排出ファン90は、活性炭フィルタ88の装置内部側に取り付けられている。
インクジェットヘッド60から吐出されるインクからのインク溶媒の自然蒸発、記録媒体P上の未定着画像を形成するインク溶媒の自然蒸発、加熱ローラ72および加圧ローラ74における定着時に発生するインク溶媒の蒸発によって生じる、筐体22内部の分散溶媒成分を含む空気は、排出ファン90により回収され、活性炭フィルタ88を通過することにより、その溶媒成分が活性炭フィルタ88に吸着して除去されて、除去後の空気が筐体22の外部に排出される。
以下、画像形成装置10の動作を説明する。
記録が開始時には、給紙トレイ114に収納された記録媒体Pがピックアップロール116により1枚ずつ取り出され、搬送ローラ対30により挟持搬送されて搬送ベルト32上の所定位置に供給される。搬送ベルト32上に供給された記録媒体Pは、帯電器38により負の高電位に帯電され、搬送ベルト32の表面に静電吸着される。
搬送ベルト32の表面に静電吸着された記録媒体Pは、搬送ベルト32の移動とともに所定の一定速度で移動されつつ、インクジェットヘッド60により、その表面(第1面)に画像データに対応した画像が記録される。
画像記録後の記録媒体Pは、除電器40により除電され、分離爪42により搬送ベルト32から分離されて、加熱ローラ72および加圧ローラ74による定着部に供給される。加熱ローラ72および加圧ローラ74によって挟持搬送され、加熱加圧されることによって画像が定着された記録媒体Pは、ガイド部材76によって僅かに支えられながら、ほぼその自重によって垂下して搬送される。
加熱ローラ72および加圧ローラ74による定着部を通過した記録媒体Pは、ガイド部材76上で、ストッパ80によって一旦衝止され、形状が安定した後に、デカーラ86へ搬送され、自重垂下時に生じたカールが矯正されて、排紙トレイ28へ排出される。
続いて裏面(第2面)の記録を行う場合には、排紙トレイ28に排紙された記録媒体Pが、表面の記録時とは面を逆にして、再び給紙トレイ24に供給される。そして、記録媒体Pは、画像が記録された表面が搬送ベルト32に接し、未記録の裏面がインクジェットヘッド60側に向けられた状態で、搬送ベルト32によって搬送され、表面への記録と同様にして、裏面への記録が行われる。
記録媒体Pは、表面への画像形成後において、局部的な波打ちや皺を生じておらず、ほぼ平坦となっており、また、強制的に伸ばされてもいないので、そのサイズの変化もほとんど無い。そのため、記録手段16における裏面記録の際にも、インクジェットヘッド60と記録媒体Pとの距離の変化によるドット位置のずれや、インクジェットヘッド60と記録媒体Pとの間の電界強度の変化によるドット径の変化が生じることが無く、また、記録媒体Pのサイズが変化した場合に生じる表面と裏面とでの記録位置のずれが生じることも無い。
なお、画像形成装置10において、デカーラ86が備えられていない場合でも、加熱ローラ72および加圧ローラ74による定着の後、自重によって垂下したことによって生じた記録媒体Pの反り(カール)は、記録媒体Pの全体に緩やかに付いた程度のものなので、裏面記録時に、搬送ベルト32へ静電吸着されることによって、記録に問題の無い程度に矯正される。したがって、裏面に高画質な画像を記録することができる。
裏面に画像が記録された記録媒体Pは、続いて画像定着処理が施され、定着後の記録媒体Pがガイド部材76によって僅かに支持されつつ、ほぼその自重によって垂下して搬送されて、必要に応じてデカーラ86を経て、排紙トレイ28へ排出される。
なお、上述の例では、表面(第1面)および裏面(第2面)の記録を逐次行う画像形成装置を例に説明したが、定着手段18を搬送された記録媒体Pを自動的に反転し、裏面を外側にして搬送ベルト32に吸着させて、記録手段16において、続けて裏面の記録を行う装置とするのも好ましい。
以上、本発明に係る画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は上記種々の実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
本発明の一実施形態の概略構成を示す模式図である。 (A)は、吐出ヘッド160の一部を示す模式的断面図、(B)は、(A)のII−II線における模式的断面図である。 (A)〜(C)は、ガイド部材76の形態を示す模式図である。 (A)〜(C)は、ガイド部材76の具体的構成の好適な例を示す模式図である。 可動ストッパ80の作用を説明する図である。
符号の説明
10 画像形成装置
12 保持手段
14 搬送手段
16 記録手段
18 定着手段
20 溶媒回収手段
22 筐体
24 給紙トレイ
26 ピックアップローラ
28 排紙トレイ
30 搬送ローラ対
32 搬送ベルト
34a、34b ベルトローラ
36 導電性プラテン
38 帯電器
40 除電器
42 分離爪
46 排出ローラ
48 スコロトロン帯電器
50、56 高圧電源
52 コロトロン除電器
54 交流電圧源
60 インクジェットヘッド
62 ヘッドドライバ
64 インク循環機構
66 位置検出装置
68 インクタンク
70a インク供給路
70b インク回収路
72 加熱ローラ
74 加圧ローラ
76 ガイド部材
78 先端規制部材
80 可動ストッパ
82 アクチュエータ
84 センサ
86 デカーラ
86a,86b,86c 小径ローラ
88 活性炭フィルタ
90 排出ファン
92 ガイド板
94 ころ
96 串歯ロール
98 テフロン(登録商標)コーティング(テフロン(登録商標)シート)
160 吐出ヘッド
162 ヘッド基板
164 インクガイド
164a 先端部
164b 基部
166 ノズル基板
168 吐出電極
170a、170b 絶縁層
172 ガード電極
174 ノズル
176 浮遊導電板
178 インク流路

Claims (5)

  1. 色材を含む粒子を用いて記録媒体に画像を記録する記録手段と、
    前記記録手段によって画像が記録された前記記録媒体を、少なくとも一方が加熱ローラである定着ローラ対によって挟持搬送することにより、前記記録媒体に記録された画像を定着させる定着手段と、
    前記定着ローラ対から排出される直前の前記記録媒体の前記定着ローラ対を通過した部分が、その自重によって前記定着ローラ対から垂下したときに形成する面と略同一形状の湾曲ガイド面を有するガイド部材とを備える画像形成装置。
  2. 前記ガイド部材の下部に、前記記録媒体の搬送方向の先端を衝止するストッパを備える請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記ストッパは、前記記録媒体の搬送方向の先端を衝止した後、所定時間後に前記記録媒体の先端を解放する可動ストッパである請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記記録手段が、インクジェットヘッドを備える請求項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記記録手段は、帯電した色材粒子を含むインクを用い、静電力を作用させることにより前記インクの吐出を制御する静電式インクジェットヘッドを備える請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
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