JP2006290494A

JP2006290494A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2006290494A
Application number: JP2005110824A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Koyama; 慶博小山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】インクの安定吐出と、高画質印字の両立を図ることができるインクジェット記録装置を提供すること。
【解決手段】複数の吐出口からインクを吐出して被記録媒体に画像形成を行うための記録ヘッドと、前記記録媒体全面を静電吸着することによって記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに静電吸着力を発生する手段とを備え、前記吐出口からインクを吐出する際に発生する不要インクによる前記記録ヘッドの汚れを防止するために、前記静電吸着力によって生じる記録媒体の表面電位により、前記不要インクの一部を記録媒体上に吸着させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、被記録媒体上にインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置に関し、特にインク吐出の際に発生する不要インク（以下、「インクミスト」と称す）を除去可能なインクジェット記録装置に関するものである。

従来のインクジェット記録装置は、高画質を得ることができるものの、被記録媒体上にインクを吐出して画像を記録する際に、インクミストと呼ばれる微小なインク粒子が発生し、この微小なインクミストが記録装置内に飛散して汚してしまうことがあった。そして、このインクミストによる汚れが記録装置内部の様々な部品等に悪影響を及ぼすことも考えられた。例えば、被記録媒体搬送手段に汚れが付着して被記録媒体の汚れを引き起こしたり、光学式のセンサー等に汚れが付着して検出不良を招いたり、シリアル記録装置のキャリッジのガイド部材等に汚れが付着して、キャリッジの駆動のための抵抗が増し動作不良等の要因となること等があった。このインクミストが不特定な部分へ付着するのを防止するために様々な方法が考えられている。

例えば、ヘッド自体を改良することにより、インクミストの不特定部分への付着を防止する方法がある。このようなヘッド自体の改造による方法の効果として、インクミストの発生が減少することが観察されている。又、インクミストの不特定部分への付着を防止するための他の方法として、例えば、ファンによる空気流をヘッドとプリント媒体との間のプリント空間内へ導入することにより、インクミストが不特定な部分へ付着するのを防ぐ方法がある。

又、特に印字密度が高い画像を印字した場合にはインクミストの発生量が多く、記録ヘッドにインクミストが付着し易くなる。記録ヘッドの吐出口近傍の吐出面にインクミストが付着すると、以後の正常なインクの吐出が妨げられ、インクが吐出されなくなる等の吐出不良が起こる可能性が有り、遂には記録を良好に行うことができなくなる恐れがある。それに対して、前述のようなファンからの空気流による方法では、意図して吐出された液滴の飛翔方向等がファンによる空気流で乱れないように、空気流は比較的弱いものである必要があり、インクミストの付着防止について満足のいく効果が得られない場合が多い。そこで、本発明者らは更に大きな効果の得られる手段や方法を見つけるべく、検討を行った。

ところで、インクジェット記録装置の中でも、記録シートの幅方向に多数の吐出口を配列したタイプの記録ヘッドを使用したフルライン型のインクジェット記録装置においては、記録の一層の高速化が可能である。

ところが、フルライン型のインクジェット記録装置においては、最も上流側位置の記録ヘッドから最も下流側位置の記録ヘッドまでの距離がかなり長くなってしまう。そして、記録領域において記録媒体の浮き上がりが発生すると、記録画像の乱れや、ジャム等の原因にもなり得るため、記録媒体が浮き上がらないよう下方へ付勢する必要がある。このため、記録媒体を付勢する手段として、静電気力を利用して記録シートを吸着させる方法が知られている（特許文献１）。

特開２０００−９５３７５号公報

上記のような被記録媒体の搬送手段として静電吸着方式を採用した記録装置の中でも櫛歯状の電極を用いたタイプのものにおいては、吸着力発生のために電極に印加される電圧により、記録媒体の表面に電極配置に応じた電界が生じる。それによってインクミストが引き寄せられて記録媒体上に付着することを本発明者らは発見し、それを上記の課題解決の手段として利用することを検討し、本発明に至った。

従って、本発明の目的とする処は、インクの安定吐出と、高画質印字の両立を図ることができるインクジェット記録装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、複数の吐出口からインクを吐出して被記録媒体に画像形成を行うための記録ヘッドと、前記記録媒体全面を静電吸着することによって記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに静電吸着力を発生する手段とを備え、前記吐出口からインクを吐出する際に発生する不要インクによる前記記録ヘッドの汚れを防止するために、前記静電吸着力によって生じる記録媒体の表面電位により、前記不要インクの一部を記録媒体上に吸着させることを特徴とする。

又、本発明は、複数の吐出口からインクを吐出して被記録媒体に画像形成を行うための記録ヘッドと、前記記録媒体全面を静電吸着することによって記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに静電吸着力を発生する手段と、前記吐出口からインクを吐出する際に発生する不要インクによる前記記録ヘッドの汚れを低減するために、前記静電吸着力によって生じる記録媒体の表面電位により、前記不要インクの一部を画像の印字密度に応じて記録媒体上に吸着させることを特徴とする。

更に、本発明は、複数の吐出口からインクを吐出して被記録媒体に画像形成を行うための記録ヘッドと、前記記録媒体全面を静電吸着することによって記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに静電吸着力を発生する手段とを備え、前記吐出口からインクを吐出するさいに発生する不要インクによる前記記録ヘッドの汚れを防止するために、前記静電吸着力によって前記不要インクの一部を非画像形成領域に吸着させることを特徴とする。

又、本発明は、複数の吐出口からインクを吐出して被記録媒体に画像形成を行うための記録ヘッドと、前記記録媒体全面を静電吸着することによって記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに静電吸着力を発生する手段とを備え、前記吐出口からインクを吐出する際に発生する不要インクによる前記記録ヘッドの汚れを防止するために、前記静電吸着力によって前記不要インクの一部を前記記録媒体上の非画像形成領域に吸着させることを特徴とする。

本発明によれば、記録媒体上の画像形成領域には不要インクを吸着させず、印字終了後に静電吸着力発生手段の電圧を大きくして、記録媒体上の非画像形成領域に不要インクの一部を吸着させるようにしたため、インクの安定吐出と、高画質印字の両立を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明を適用可能なインクジェット記録装置の全体構成図である。

図１に示すインクジェット記録装置７０において、記録媒体Ｐは給送部７１に積載されており、給送ローラ７２によって上部から１枚ずつ給送される。給送された記録媒体Ｐは、下搬送ガイド７３に案内され、搬送ベルト７４とピンチローラ７５とにより把持される。搬送ベルト７４は、図示しないパルスモータ等の駆動源によって駆動される駆動ローラ７７によって駆動され、記録媒体Ｐをプラテン７６上の印字開始位置まで搬送する。搬送ベルト７４は、駆動ローラ７７と従動ローラ７８及び圧力ローラ７９によって張架されている。尚、圧力ローラ７９は、一端がプラテン７６に揺動可能に付けられたアーム８３の他端に回動可能に取り付けられ、アーム８３がバネ８４によって押圧されることで搬送ベルト７４に張力を架している。

ヘッドホルダー８５ａには、画像形成手段として各色のインクを吐出するための記録ヘッドとして８５Ｋ（黒）、８５Ｃ（シアン）、８５Ｍ（マゼンタ）、８５Ｙ（イエロー）の他に、黒インクの定着性を向上するための、透明又は非常に色材濃度が薄い液滴( 処理液) を吐出するためのヘッド８５Ｓが取り付けられており、８５Ｋ，８５Ｓ，８５Ｃ，８５Ｍ，８５Ｙの順に記録媒体Ｐ搬送方向上流から所定間隔で配列されている。

記録部で本実施の形態に係るシート搬送装置がシートとしての記録シートＰを吸着して搬送するための構成、動作及び静電吸着力発生手段の構成を説明する。図２は本実施の形態を適用可能な静電吸着力発生手段を有する記録媒体搬送装置の外観図、図３は静電吸着力発生手段の電極板上面模式図である。

図２において、１３１は記録紙Ｐを吸着し保持しつつ移動する搬送ベルトであり、約０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ位の厚みのポリエチレン、ポリカーボネート等の合成樹脂からできており、無端ベルト形状を成している。搬送ベルト１３１には後述する吸着力発生手段１３６が設置されており、搬送ベルト１３１と接合する給電ブラシ１５２に約０．５ｋＶ〜１０ｋＶの電圧を印加させることにより各記録ヘッド８５下方の記録部で搬送ベルト１３１に吸着力を発生させるものである。尚、給電ブラシ１５２は、所定の高電圧を発生する高圧電源（不図示）に接続されている。

１３２，１３４，１３５は搬送ベルト１３１を支持し適度な張力を与えるローラであり、ローラ１３４は、紙送りモータ１６０に結合されている。又、記録紙Ｐを搬送ベルト側に押さえ付ける押圧手段としての紙押さえローラ１４０が支持部材１３９に回動可能に取り付けられ、紙押さえローラ支持部材１３９は、ピンチローラ１３３の回転軸を回転中心として取り付けられており、紙押さえローラ１４０は、図示しない付勢手段により搬送ベルト１３１側に付勢されている。

１３８はクリーニングローラ対で、ベルト１３１に挟圧して設けられ、ベルト１３１に付着したインク等の汚れを除去するためにインクを吸収することが可能で、且つ、耐久において劣化を防止するために気孔径の小さい（１０μｍ〜３０μｍが好ましい）連胞のスポンジで形成されている。

搬送ベルト１３１は、クリーニングローラ対１３８で清掃された後、除電手段である除電ブラシ１３７によって除電される。

次に、吸着力発生手段１３６について図３を用いて説明する。

図３は図２の矢印ｆ方向から見た図で、搬送ベルト１３１に設けた吸着力発生部の電極パターンその他を示す説明図である。

図３に示すように、搬送ベルト１３１の内部には、吸着力発生手段１３６が設置されている。吸着力発生手段１３６は、導電性の金属から成る電極板１３６ａ、アース板１３６ｂより構成され、図に示すようにそれぞれの歯が独立して櫛歯状をし、ベルト搬送方向と直交する方向で向かい合うように搬送ベルト１３１に複数設置されている。

搬送ベルト１３１の移動方向両側端には、それぞれパターンを露出した被給電部である端子１３６ａ’，１３６ｂ’がベルト移動方向で各電極１３６ａ，１３６ｂの幅よりも長い距離を有して設けられており、それぞれに所定の圧力で接触する導電性の給電ブラシ１５２が設けられ、不図示の高圧電源によって電極板１３６ａの端子１３６ａ’には正又は負の電圧が印加され、アース板１３６ｂの端子１３６ｂ’はアースに落とされている。

電極板１３６ａに電圧が与えられると、電極板１３６ａとアース板１３６ｂとの間の電位差により搬送ベルト１３１の上方位置に吸着力が発生し、記録紙Ｐの記録面上には、電極板１３６ａに与えられた電圧と同極性の電荷（表面電位）が発生する。

図４は例えばプラス電極（１．５ｋＶ）上に固定された記録媒体上に発生する表面電位の時間変化を示した図である。このように電極上の記録媒体の表面電位は、電圧印加後しばらく高電位となっているため、インクミストが電荷を帯び、電極上に吸着し易くなる。しかし、インクミストが吸着する前に予め記録媒体の表面にインク等の液滴を吸着させると、その周囲にはインクミストが吸着しないことを確認した。これは、インク中に含まれる水分が、記録媒体表面に浸透することで、記録媒体の表面抵抗が小さくなることで、表面電荷が中和されたためと考えられる。

図５はインクの記録媒体上での広がりを示す図である。

中央部の塗り潰してある部分は色材の浸透する範囲、白く塗り潰してある部分は、その円の内部であれば、予めインクが記録媒体に印字されることによりインクミストが吸着しない範囲であり、溶剤の浸透する範囲或は記録媒体の表面の電荷が小さくなっている範囲であると考えられる。記録媒体のにじみ率にも依存するが、溶剤の浸透する範囲は、例えば４ｐｌの液滴の場合、１２００×１２００ｄｐｉの印字解像度であれば、普通紙に対して５×５画素に１発以上打ち込むことにより確実にインクミストは吸着しないが、実際には１０×１０画素でもインクミストは吸着していないことを確認している。このインクを打ち込む範囲を予め実験により決定することによって、記録ヘッドへのインクミストの付着を低減することが可能となる。

図６に本発明の一実施例を示す。

インクミストは電極のある部分に吸着し易いことから、記録媒体上で電極のある部分（図中斜線部分）に、インクミストが吸着する。しかし、発生したインクミストを記録媒体に吸着させると、インクミストの記録媒体への付着の仕方によっては、画像品位の劣化を招く恐れがある。そのため、記録媒体上に液滴を予め塗布しておくことでインクミストが吸着しなくなることを利用して、インクミストの一部のみを記録媒体上に吸着させ、記録ヘッドにもインクの安定吐出に影響しない程度で付着させることを行う。ここでは、記録媒体へ予め塗布する液滴として、処理液を使用する。この処理液を記録媒体上の電極部分（図中斜線部分）に低濃度で前打ちを行う。

液滴を打ち込み方としては、例えば４ｐｌの液滴の場合、１２００×１２００ｄｐｉの印字解像度であれば、普通紙に対して１０×１０画素に１発以上でインクミストは記録媒体上に吸着していないことを確認しているため、それよりも低濃度にして、インクミストの一部を画像品位の劣化を生じない程度に記録媒体上に吸着させるようにする。

これによりインクの安定吐出と、高画質印字の両立を図ることが可能となる。

図７に本発明における別の実施例を示す。

本実施例でも、記録媒体上に液滴を予め塗布しておくことでインクミストが吸着しなくなることを利用して、インクミストの一部を記録媒体上に吸着させ、記録ヘッドにもインクの安定吐出に影響しない程度で付着させることを行う。

又、記録媒体へ予め塗布する液滴として、実施例１で挙げたような処理液を使用する。インクミストは、電極付近に付着し易いことと、特に高密度の画像を印字した場合に多く発生することから、本実施例は、高密度の画像（図中黒い部分）を印字した直前及び直後 (図中斜線部分) の電極部分に処理液の前打ちを低濃度で行うというものである。

液滴の打ち込み方としては、例えば高密度の画像に近い電極部分から離れるに従って濃度を下げるという方法がある。

これによって、インクミストを拡散させて記録媒体上に吸着させることが可能となり、インクの安定吐出と高画質印字の両立を図ることが可能となる。

本発明の別の実施例は、図８に示すように本記録媒体１と記録媒体２との間の非画像形成領域（搬送ベルト）にインクミストを吸着させることを行う。ここでも、記録媒体上に液滴を予め塗布しておくことでインクミストが吸着しなくなることを利用する。又、記録媒体へ予め塗布する液滴として、実施例１で挙げたように処理液を使用する。

具体的には、インクミストが画像形成領域（記録媒体）には吸着しないように、予め記録媒体上に液滴を塗布して（図中斜線部分）、記録媒体１における印字終了後、搬送ベルトの電圧を上げて次の記録媒体２との間にある電極（図中黒い部分）にインクミストを吸着させるというものである。

これにより、記録媒体上にインクミストが吸着することを防ぎ、画像品位を保つことが可能となる。

図９に更に別の実施例を示す。

本実施例における具体的な方法は、実施例３に同じであるため詳細な説明は割愛するが、ここでは記録媒体としてカット紙ではなくロール紙を用いる。そのため画像形成領域１と画像形成領域２との間の非画像形成領域は、記録媒体上となり、そこにインクミストが吸着するので搬送ベルトの汚れを防止し、搬送ベルトのクリーニング操作を不要とすることができる。

又、記録媒体としてはロール紙タイプのものに限らず、カット紙においては記録媒体のサイズを例えばＡ４ではなく、それよりもやや大きくしてインクミスト吸着専用部分を設けて印字終了後にその部分をカットすることを行っても良い。

本発明を適用可能なインクジェット記録装置の全体構成図である。本実施例を適用可能な静電吸着力発生手段を有する記録媒体搬送装置の外観図である。静電吸着力発生手段の電極板上面模式図である。記録媒体上に発生する表面電位の時間変化を示した図である。インクの記録媒体上での広がり等を示す図である。本発明における一実施例を表す図である。本発明における別の実施例を表す図である。本発明におけるさらに別の実施例を表す図である。本発明におけるさらに別の実施例を表す図である。

符号の説明

７０インクジェット記録装置
７１給送部
７２給送ローラ
７３下搬送ガイド
７４搬送ベルト
７５ピンチローラ
７６プラテン
７７駆動ローラ
７８従動ローラ
７９圧力ローラ
８３アーム
８５記録ヘッド
８５ａヘッドホルダー
１３１搬送ベルト
１３２ローラ
１３３ピンチローラ
１３４ローラ
１３５ローラ
１３６静電吸着力発生手段
１３６ａ電極板
１３６ｂアース板
１３６ａ’ 電極板端子
１３６ｂ’ アース板端子
１３７除電ブラシ
１３８クリーニングローラ
１３９支持部材
１４０紙押さえローラ
１５２給電ブラシ
１６０紙送りモータ

Claims

複数の吐出口からインクを吐出して被記録媒体に画像形成を行うための記録ヘッドと、前記記録媒体全面を静電吸着することによって記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに静電吸着力を発生する手段とを備え、前記吐出口からインクを吐出する際に発生する不要インクによる前記記録ヘッドの汚れを防止するために、前記静電吸着力によって生じる記録媒体の表面電位により、前記不要インクの一部を記録媒体上に吸着させることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記静電吸着力発生手段は、記録媒体の搬送方向に対し直交した櫛歯形状の電極であり、電圧が印加されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
前記不要インクの一部を記録媒体上に吸着させるための手段は、液滴を前記記録ヘッドにより画像形成が行われる前に前記記録媒体上に塗布し、液滴が塗布された範囲以外に前記不要インクの一部を吸着させることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
複数の吐出口からインクを吐出して被記録媒体に画像形成を行うための記録ヘッドと、前記記録媒体全面を静電吸着することによって記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに静電吸着力を発生する手段と、前記吐出口からインクを吐出する際に発生する不要インクによる前記記録ヘッドの汚れを低減するために、前記静電吸着力によって生じる記録媒体の表面電位により、前記不要インクの一部を画像の印字密度に応じて記録媒体上に吸着させることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記静電吸着力発生手段は、記録媒体の搬送方向に対し直交した櫛歯形状の電極であり、電圧が印加されていることを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置。
前記不要インクの一部を記録媒体上に吸着させるための手段は、液滴を前記記録ヘッドにより画像形成が行われる前に、前記記録媒体上において印字密度が高い画像が形成される領域の前後に塗布し、前記記録媒体上で液滴が塗布された範囲以外に前記不要インクの一部を吸着させることを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置。
複数の吐出口からインクを吐出して被記録媒体に画像形成を行うための記録ヘッドと、前記記録媒体全面を静電吸着することによって記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに静電吸着力を発生する手段とを備え、前記吐出口からインクを吐出するさいに発生する不要インクによる前記記録ヘッドの汚れを防止するために、前記静電吸着力によって前記不要インクの一部を非画像形成領域に吸着させることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記静電吸着力発生手段は、記録媒体の搬送方向に対し直交した櫛歯形状の電極であり、電圧が印加されていることを特徴とする請求項７記載のインクジェット記録装置。
前記不要インクの一部を非画像形成領域に吸着させるための手段は、液滴を前記記録ヘッドにより画像形成が行われる前に前記記録媒体上に塗布し、画像形成領域である前記記録媒体上には前記不要インクを吸着させず、印字終了後、前記静電吸着力発生手段の電圧を大きくして、前記記録媒体以外の非画像形成領域に前記不要インクの一部を吸着させることを特徴とする請求項７記載のインクジェット記録装置。
複数の吐出口からインクを吐出して被記録媒体に画像形成を行うための記録ヘッドと、前記記録媒体全面を静電吸着することによって記録媒体を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトに静電吸着力を発生する手段とを備え、前記吐出口からインクを吐出する際に発生する不要インクによる前記記録ヘッドの汚れを防止するために、前記静電吸着力によって前記不要インクの一部を前記記録媒体上の非画像形成領域に吸着させることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記静電吸着力発生手段は、記録媒体の搬送方向に対し直交した櫛歯形状の電極であり、電圧が印加されていることを特徴とする請求項１０記載のインクジェット記録装置。
前記不要インクを非画像形成領域に吸着させるための手段は、液滴を前記記録ヘッドにより画像形成が行われる前に前記記録媒体上に塗布し、前記記録媒体上の画像形成領域には前記不要インクを吸着させず、印字終了後、前記静電吸着力発生手段の電圧を大きくして、前記記録媒体上の非画像形成領域に前記不要インクの一部を吸着させることを特徴とする請求項１０記載インクジェット記録装置。