JP2007118359A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の固定型記録ヘッドによる画像記録装置は、複数の記録ヘッドでカラー画像記録する際に記録媒体の搬送速度が一定でないと色ずれが発生し、記録部を回転移動させる方式はインクの供給方法に制限が生じている。
【解決手段】本発明は、ベルト搬送の供給機構により回転駆動する円筒形状の回転ドラムに記録媒体を供給し、記録媒体ドラム内面にファン吸引吸着又は静電吸着により記録媒体を吸着固定して、回転ドラム内に配置される記録ヘッド下を回転移動で通過する記録媒体に画像を記録した後、内面から剥離し、排出収納機構により排出収納する画像記録装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット方式の記録ヘッドを搭載し、回転移動する記録媒体に高速で高画質な画像を記録可能なインクジェット記録装置に関する。

従来、インクジェット記録装置の記録媒体の搬送または保持機構としては、一定方向に回転するドラムの外周面上に記録媒体を密着保持させて記録媒体を搬送する機構が知られている。高速記録を行うためには、ドラムを高速回転させることが望ましい。しかし高速回転させると、ドラムの外周面上から記録媒体の浮きやずれが発生し易くなり、印字品質が低下するという問題がある。また、記録媒体の種別毎に固有な曲げの反力により、記録媒体によっては、その先端と後端の端部が回転するドラムから浮き上がりやすいという問題がある。

これらの問題の解決のために、例えば特許文献１には、固定のラインヘッド型ヘッドを使用したインクジェット方式の記録装置の一例が開示されている。この技術によると、給紙カセットから給紙ローラで給紙された記録媒体は、ドラム型の記録媒体搬送経路に記録媒体先端部が保持されて、ドラムとともに回動して、記録ヘッド（ノズルユニット）の下方を通過して画像記録が行われる。画像記録された記録媒体は、排紙ローラによって排紙トレイに収納される。

この特許文献１による技術においては、記録媒体の保持は固体のドラムを使用しており、ドラムに配置された先端保持機構が記録媒体先端部をドラムの外周面上に固定し、後端保持機構で記録中に記録媒体後端部が浮かないように保持する構成になっている。これらの保持機構により、高速で印字した場合の記録媒体の浮きやずれを防止しようというものである。

また別のインクジェット記録装置の記録媒体の搬送または保持機構としては、固定ドラムの内周面上に記録媒体を保持させる機構がある。例えば、特許文献２には、記録媒体が円筒の筐体内面上に密着しつつ搬送され、筐体内部にインクジェット方式の記録部を配設して、この記録部が軸方向に移動しながら回転して搬送される記録媒体に記録を行う技術が開示されている。このような技術は、搬送される記録媒体に丸める保持を行った場合、記録媒体端部からは平面方向に戻ろうとする作用力が働くため、記録媒体端部が確実に保持される。

さらに、特許文献３では、円柱状の印字の周囲に固定の円筒形の記録媒体搬送部を配した構成のインクジェット記録装置が記載されている。この構成によると、給紙された記録媒体は記録媒体搬送部の開閉部材を介して記録媒体搬送部へ固定される。記録媒体搬送部は軸方向に移動しながら回転する画像記録部を通過することで記録がなされる。この技術においては、前述した特許文献２に開示されている技術と同様に、記録媒体端部が確実に保持できる。
特開２００１−１５１３７９公報 特開２００１−１７９９８４公報 特開２００１−００１５２６公報

前述した特許文献１では、ドラムの外周面上に記録媒体を曲げて保持させるための記録媒体の先端及び後端保持機構をそれぞれ設けて、記録媒体の曲げの反力による記録媒体の先端と後端におけるドラムからの浮き上がりを防止している。このため、煩雑な構成の先端及び後端保持機構が必要であると共に、ドラムの定められた位置でしか記録媒体を保持できない。従って、用紙サイズに関わらず、記録位置がドラムの外周面上の同じ位置で保持され、小さいサイズであっても用紙間隔を詰めることができない。このため、ドラムの回転を高める以外には記録時間の短縮が難しい。また先端及び後端保持機構に保持させている記録媒体端部分は余白となり、記録媒体に対して全面画像記録はできない。

また特許文献２は、記録媒体を固定の円筒形の筐体の内面に密着搬送して、筐体内部に設けられて回転する記録部で画像記録する方式であり、記録媒体の先端・後端部の浮き上がりは発生しない。しかしながら、記録部が回転することから、インク供給方法に制限が生じてしまう。インクタンクを回転ヘッドに積載する構成の場合には、限られた容量のインクタンクを載せることしかできないため、連続して記録できる枚数が限られてしまい、高速、多量記録に不向きである。また、インクタンクを、固定された筐体側に配置した場合には、外部から連続的に回転する記録ヘッドにインク供給することが必要であり、インク供給機構が複雑になってしまう。外部からインクを供給した際に回転部分などからインク内に気泡が侵入すると、記録ヘッドに気泡も供給されてしまい、インク滴の吐出の信頼性が低下してしまう。さらに、万一、回転部分や接続部分からインク漏れが発生すると、流出したインクがヘッドの回転に伴い飛散して、記録媒体のみならず、装置内外に汚れを広める原因となる。

さらに特許文献３においても、記録媒体を円筒形状に保持し、内部に回転する記録部を配置している構造である。従って、特許文献２と同様な問題を有している。
そこで本発明は、記録媒体を回転搬送し、その回転中心側で固定されるインクジェット記録ヘッドの構成により、高速で且つ高画質な画像を記録するインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、少なくとも筐体と、前記筐体に対して回転中心の回りに回転し記録媒体を搬送するための回転部材を有する記録媒体搬送機構と、前記回転部材に対して一体的に回転せず、且つ前記回転の中心における半径方向に配設されるインクを吐出する記録ヘッドとを有する画像記録装置を提供する。

この画像記録装置は、少なくとも筐体と、前記筐体に対して回転中心の回りに回転し記録媒体を搬送するための回転部材を有する記録媒体搬送機構と、前記回転部材に対して一体的に回転せず、且つ前記回転の中心における半径方向に配設されるインクを吐出する記録ヘッドを備える。

本発明によれば、記録媒体を搬送する回転する記録媒体搬送経路に対して、回転中心側に固定されるインクジェット記録ヘッドの構成により、高速で且つ高画質な画像を記録するインクジェット記録装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明による第１の実施形態として、固定型のラインヘッドを配したインクジェット方式で１パス記録が可能な画像記録装置の概念的な構成例を示す図である。
この画像記録装置は、大別して、装置筐体１００に対して回転可能に配設される円筒形状の回転ドラム２と、回転ドラム２内に配置されるカラー記録用の記録ヘッド１と、記録媒体３を供給する供給機構４と、画像を記録した記録媒体３を排出及び収納する排出収納機構６とで構成される。尚、回転ドラム２の内面２ａ（回転ドラム内面搬送部）及び供給機構４及び排出収納機構６により、記録媒体搬送機構５を構成する。

本実施形態における記録ヘッド１は、図１に示すように、カラー記録用ラインヘッドとして、上流側（供給機構側）からＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のインクを吐出する記録ヘッド１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙで構成されている。各記録ヘッド１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは、各色それぞれが回転ドラム２の内面２ａに対して法線方向になるように回転ドラム２の半径方向に沿って且つ、インクを吐出するノズルと回転ドラム２の内面２ａとが所定距離を空けて配置されている。

図２は回転ドラム２の内部の中心Ｏ（図１に示す）から記録ヘッド１が有る下方側を展開して示したものである。供給機構４から供給された記録媒体３は、回転ドラム２に記録媒体端部から吸着され、搬送ローラ２０によって回転ドラム２の内面上に受け渡される。回転ドラム２の回転によって、記録媒体３が記録ヘッド１の下を通過する時に記録媒体３に対して画像記録が行われる。

画像記録が行われた記録媒体３は、剥離爪２４によって回転ドラム２から剥離されつつ搬送ローラ２３により送り出されて、排出収納機構６に受け渡される。記録ヘッド１の幅は、それぞれ記録媒体幅Ｌをカバーするノズル列長を有している。勿論、記録媒体幅Ｌをカバーする幅を有するライン記録ヘッドに限定されるものではなく、記録媒体幅Ｌよりも短いノズル列長の短幅の記録ヘッドを複数用いて、列全体のノズル列長が記録媒体幅以上の長さになるように配列した構成であってもよい。この構成の場合には、各短幅の記録ヘッドは、記録される画像間に隙間ができないように配置し、さらには互いの端部が搬送方向から見て重なるように配置させることが好ましい。

回転ドラム２は、図３又は図４に示すような回転駆動機構により回転され、回転ドラム２の内面２ａで記録媒体３を搬送する回転ドラム内面搬送部を形成する。この回転ドラム２の回転駆動機構は、例えば、図３に示すように、回転ドラム２の一方の外周端にギヤ１２が形成され、このギヤ１２と噛み合うギヤ１３が取り付けられたモータ１１で構成される。モータ１１の回転はギヤ１３，１２を介して回転ドラム２に伝達され、回転ドラム２が回転する。この駆動構成以外には、図４に示すように、回転ドラム２のドラム端部中央にギヤ１４を設けて、このギヤ１４にギヤ１３を噛み合わせて、モータ１１の回転により回転ドラム２を回転させてもよい。本実施形態では駆動伝達機構としてギヤを例にとったが、これ以外にもベルトやチェーンなど他の公知の駆動伝達機構を利用してもよい。

本実施形態の回転ドラム２は、記録媒体３を後述する吸気ファン２１による負圧吸着するために、エアーを回転ドラム２の内部から外部へ吸引しており、回転ドラム２の面には、微小な孔（例えば、パンチ穴）を複数開口するか又は、回転ドラム２の円筒面をメッシュ部材で形成している。回転ドラム２の面に微小な孔を開けたものでは、使用する記録媒体３のサイズに応じて吸着に必要な位置に複数の孔を開口すればよく、ドラムの剛性を維持したまま、記録媒体を効果的に吸着することが可能である。

供給機構４は、複数の記録媒体３が装填された供給トレイ１５と、供給トレイ１５から１枚ずつ記録媒体３を取り出すピックアップローラ１６と、取り出された記録媒体３の搬送をガイドする多数の孔が設けられたガイド部材１７と、ガイド部材１７の背面側に設けられ、ガイド部材１７上に移動可能な程度に記録媒体３を吸着させる負圧を発生させるためのファン１８と、記録媒体３の記録タイミングを調整しつつガイド部材１７上を給送移動させる一対のレジストローラ１９と、回転する回転ドラム２の内面２ａに記録媒体３を受け渡す搬送ローラ２０とで構成される。尚、本実施形態では、供給トレイ１５を１つしか図示していないが、勿論これに限定されるものではなく、記録媒体３のサイズに応じて複数の供給トレイ１５を設けてもよい。

本実施形態において、記録媒体３の画像記録時の搬送経路としては、回転する回転ドラム２の回転ドラム２の内面２ａを用いている。回転ドラム２と記録ヘッド１とが対向する領域には、少なくとも１つの吸気ファン２１が設けられた吸引チャンバ２２が配置される。搬送ローラ２０から供給された記録媒体３は、吸引チャンバ２２の負圧により回転ドラム２の内面２ａに吸着され、固定された状態で、回転ドラム２の回転に従い、記録ヘッド１下を通過して画像が記録される。

この回転ドラム内面搬送部においては、吸気ファン２１が回転ドラム２の微小な開口あるいはメッシュを通して、吸引チャンバ２２内及び吸引チャンバ２２外にエアーを吸い出すことによって、負圧を発生させて、回転ドラム２の内面２ａに固定されるように記録媒体３を吸着している。

回転ドラム２は剛体であり、また速度安定性の高い回転運動をしているため、記録媒体３の搬送速度や搬送方向は安定性している。また回転ドラム２の内面２ａは凹曲面のため記録媒体３の両端部が確実に回転ドラム２の内面２ａ上に吸着される。また、回転ドラム２の回転により記録媒体３に作用する遠心力によっても、記録媒体３の全体が回転ドラム２の内面２ａに当てつけられる。このような構成により、記録媒体３は搬送系路である回転ドラム２の内面２ａに良好に当てつけられ、浮きが防止できる。従って、記録ヘッド１と記録媒体３は、高いギャップ精度を維持しつつ高い搬送精度で、記録媒３が搬送されるため、インク滴の着弾位置精度の高い、高画質な画像を記録することができる。
さらに画像が記録された後、記録媒体３はそのまま回転ドラム２に吸着された状態で移動（回転）し、記録媒体３の先端が剥離爪２４の位置まで搬送されて、回転ドラム２内面から剥離され、排出収納機構６に受け渡される。搬送ローラ２３は、記録媒体３が回転ドラム２の内面から完全に離れるまで記録媒体３をクリップしている。

排出収納機構６は、回転ドラム２の内面２ａから剥離された記録媒体３の搬送をガイドする排出ガイド３１と、排出ガイド３１の背面に設けられて移動可能な程度に記録媒体３を吸着させる負圧を発生させるためのファン３２と、記録媒体３を排出搬送する排出ローラ３３と、排出された記録媒体３を収納する排出トレイ３４とで構成される。尚、本実施形態では、排出トレイ３４を１つしか図示していないが、勿論これに限定されるものではなく、収納方法（スタック又はソート等）に応じて、仕分け機能を持たせた排出トレイであってもよい。

図５は、第１の実施形態における画像記録装置のインク供給機構と駆動回路を概念的に示す斜視図である。
本実施形態の画像記録装置は、図１に示したように、回転ドラム２の内部に設けられている記録ヘッド１に４色のインクをそれぞれの記録ヘッド１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙに供給するためのインク供給機構４１が設けられている。このインク供給機構４１は、４色（ブラック：Ｋ、シアン：Ｃ、マゼンタ：Ｍ、イエロ：Ｙ）のインクがそれぞれに充填されているインクボトル４２（４２Ｋ，４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ）と、インクボトル４２と供給チューブ４３で接続され使用量が適宜供給されるサブタンク４４（４４Ｋ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｙ）と、各サブタンク４４から各記録ヘッド１（１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ）に接続するインク供給チューブ４５と、インクボトル４２及び各サブタンク４４にそれぞれ設けられた大気開放バルブ４６，４７とで構成される。

サブタンク４４内部のインクは、図示しないインク補給装置によってインクボトル４２からインクが補給される。サブタンク４４へのインク補給は、図示しないインク量調整装置によってサブタンク４４内のインク残量を検出して、不足量を図示しないインク補給装置に指示してサブタンク４４内のインク量を常時一定量に維持する。サブタンク４４は、記録ヘッド１にインクを適当量供給するための水頭値を確保するため、大気開放バルブ４７により大気開放されており、所定の高さに保持されている。

本実施形態の記録ヘッド１は、固定で移動及び／または回転することなく画像記録する構成であるため、インク供給が容易であり、従来例の移動及び／または回転する回転ヘッドに対してインク供給する困難さがなく、高い信頼性を実現する。

さらに画像記録装置には、各記録ヘッド１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙに駆動制御線４６Ｋ，４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙを介して画像記録させるための駆動回路４７と、駆動用電源を供給する電源回路４８と、記録する画像データの送出や画像記録装置の制御を行うための例えば、パーソナルコンピュータからなる制御装置４９とが設けられている。電源回路４８は、一般的な商業用周波数の交流電源がコンセントを通じて供給される。

このように構成された画像記録装置の動作及び作用効果について説明する。
画像記録装置の回転ドラム２は、中心軸Ｏまわりに回転する剛体部材からなる円筒形状であるため、トルク変動等が生じにくく定回転を実現する。また、回転ドラム２の内面２ａに記録媒体３を凹むように円く曲がり吸着して固定すると、記録媒体３の曲げ反力が作用して、ドラム内面に記録媒体３の先端・後端は剥がれにくくなると共に、記録媒体３を回転ドラムへ吸着する負圧はそれほど高くする必要がない。尚、回転ドラム２に記録媒体３を保持する方法としては、本発明の保持形態とは逆に記録媒体３をドラム外周面上に保持する方法が一般的である。すなわち、ドラム外周面は凸曲面になっており、ここに吸着させるように記録媒体を円弧状に曲げて保持させると、記録媒体３の曲げ反力が平坦に戻るように作用し、記録媒体３の先端・後端から空気が入り込みやすくなり、負圧が逃げドラム内面から記録媒体３が浮きやすくなる。

また本実施形態の回転ドラム２の内面２ａに吸着させる構成は、記録媒体３にカール癖があったとしても、それが凸状、凹状のいずれの方向にカールしていても、記録媒体３は内面２ａに十分な平坦性を持って保持させることが可能である。例えば、凹状のプラスカールは、記録媒体両端が記録面側に反ってしまっている状態であって、平面に吸着固定させた場合、これらの両端が搬送路から浮き上がったり、剥がれて移動する可能性がある。これに対して、本実施形態では、元々記録媒体面側に反った即ち、回転ドラム２の内面２ａに沿って凹面状態で保持するため、回転ドラム２の内面２ａから離れにくく、容易に吸着できる。

一方、凸形状のマイナスカールは記録媒体３の両端が裏面（非画像記録面）側に反った状態であるが、本実施例においては、これらの両端に記録媒体の張りが作用して、押し付けるかのように保持される方向であって、面積の大きな容易に吸着しやすい記録媒体の中央部を吸着できるので、これも全く問題なく記録媒体３を回転ドラム２の内面２ａに凹状に保持することができる。

さらに、回転ドラム２の回転により記録媒体３に作用する遠心力によっても、記録媒体３の全体が回転ドラム内面２ａに当てつけられる。この為、回転ドラム２をより高速に回転させた場合には、記録媒体３に作用する遠心力は大きくなり、より回転ドラム内面２ａに当てつけられる様になる。この為回転ドラム２をより高速回転させる事ができ、高速記録に適している。

前述した第１の実施形態の画像形成装置に用いられている回転ドラムにおける吸着方法に別の手段を用いた第１の変形例について説明する。

図６には、記録媒体３を静電吸着方式により回転ドラム内面２ａに吸着固定する構成例を示す。尚、この構成において、図１に示した構成部位と同等の構成部位には同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。

本変形例は、前述したファンによる負圧に換わって、静電力を用いて回転ドラム２の内面２ａに記録媒体を吸着保持させる構成である。静電力を発生させるために、回転ドラム２における吸着部分を誘電体で構成する又は、回転ドラム２の内外表面を誘電体皮膜で覆うことで、内面２ａの表面に電荷を蓄積させる。

この変形例では、高圧電源３５及び帯電器３６を設けて、帯電器３６からコロナ放電によって生じた負電荷をドラム外表面に付与することにより、ドラム内表面には正電荷を生じさせて、記録媒体３を吸着させる。

この静電吸着方式は、記録媒体３のサイズにかかわりなく安定性して吸着保持でき、また吸引ファンや吸引チャンバ等の吸引装置が不要で、装置構成が簡略され、且つ装置に占めるスペースが少なくなり、装置の小型化が実現しやすくなる。

次に図７を参照して、本発明による第２の実施形態の画像記録装置について説明する。この第２の実施形態は、記録媒体としてロール紙を装填して、ロール紙に画像を記録する画像記録装置である。本実施形態においても、固定型のラインヘッドを配したインクジェット方式で１パス記録が可能に構成される画像記録装置である。この構成において、図１に示した構成部位と同等に機能する構成部位には同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態の画像記録装置は、装置筐体１００内に回転可能に配設される回転ドラム２内に記録ヘッド１（１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ）が前述した第１の実施形態と同様に半径方向に沿って配置固定されている。回転ドラム２内には供給機構５１及び巻取り機構５２が設けられており、記録ヘッド１の上流側には、長尺の未記録の記録媒体がロール状に巻き取られているロール記録媒体５３が装填され、記録ヘッド１の下流側には、画像が記録された記録媒体部分を巻き取ったロール記録媒体５４が装填されている。この画像記録装置における搬送機構は、前述した第１の実施形態と同等の構成部である、記録媒体搬送ローラ２０、２３、吸引チャンバ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ及び吸気ファン２１ａ，２１ｂ，２１ｃで構成される。
供給機構５１及び巻取り機構５２は、それぞれにロール紙のコア５５，５６を保持し所望する回転数で回転させる駆動機構（図示せず）、ロール紙５３，５４を回転ドラム２の内面に押し付けるように付勢する付勢部材５７等により構成される。

この実施形態における構成は、枚葉搬送されるカット紙等からなる記録媒体に対する供給ガイド及び排出ガイドのようなガイド部材は不要であり、またドラム内面２ａからの剥離機構も必要なく、シンプルな構成とすることができる。

但し、回転ドラム２とロール紙５３，５４として供給されて巻き取られる長尺の記録媒体３には切れ目がないため、回転ドラム２と供給機構５１及び巻取り機構５２の間に微妙な回転速度差があると、ドラム内面２ａと記録媒体（ロール紙）３の密着性が悪くなり、弛みや引っ張りによる浮きや皺等が発生する。これを防止するためには、記録媒体が一定の速度で移動するように駆動制御する必要がある。また他の防止方法としては、供給機構５１は回転ドラム２の回転速度より、やや速めに駆動して、記録媒体３を給送するように搬送ローラ２０の送り速度を調整する機構を備えてもよい。また同様に、巻取り機構５２もやや速めの回転速度として回転ドラム２により搬送される記録媒体に弛みが発生しないように引っ張りを加える。

この第２の実施形態の記録媒体保持は、吸引チャンバ２２ａ，２２ｂ，２２ｃによる負圧吸引方式を用いているため、前述した第１の実施形態と同様に、回転ドラム２内部から吸引チャンバに空気を吸引できるように、回転ドラム２の円筒部には、微小な孔が複数開口された構又は、メッシュ部材により形成したものを使用する。

以上説明した第２の実施形態によれば、第１の実施形態におけるインク着弾位置精度の高い、高画質な画像を記録することができる効果に加えて、カット紙等からなる記録媒体だけではなく、ロール紙を記録媒体とすることにより、所定サイズの記録媒体の記録範囲を超えるワイド画像の記録を実現することができる。

図８には、第２の実施形態の第２の変形例を示す。この構成において、図３及び図７に示した構成部位と同等に機能する構成部位には同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
前述した第２の実施形態では、吸気ファン２１ａ，２１ｂ，２１ｃを内蔵する吸引チャンバ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを回転ドラム２の円筒外周に沿って複数設けて、発生した負圧により回転ドラム２の内面に吸着固定した構成であった。しかし、この第２の変形例は、図８に示すように、前述した第１の実施形態と同様に記録媒体３を静電吸着方式により回転ドラム２の内面に吸着固定する構成である。

第２の変形例では、高圧電源３５及び帯電器３６を設けて、帯電器３６からコロナ放電によって生じた負電荷をドラム外表面に付与することにより、ドラム内表面には正電荷を生じさせて、記録媒体３を吸着させる。
この第２の変形例によれば、高画質の画像を高速で印刷することができ、固定型のラインヘッドを使用するため、インクの供給のみならず、電源及び信号も容易に供給することが可能である静電吸着方式を用いることにより、前記吸気ファンを内蔵する吸引チャンバを用いた構成よりも、より装置が簡略化できる。

次に、第３の実施形態の画像記録装置について説明する。
この第３の実施形態の画像記録装置は、供給機構及び排出機構が回転ドラム２の外側に設けられた構成である。図９は、搬送方向から見た装置の断面構成（図１０のＡ−Ａ断面）を示す図であり、図１０は、斜め上方向から見た装置の概念的な構成を示す図である。尚、本実施形態の構成部位で前述した図１に示す構成部位と同等の部位には同じ参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
本実施形態の画像形成装置は、回転駆動する回転ドラム２と、回転ドラム２内に設けられた記録ヘッド１と、記録ヘッド１の上方に設けられた隔壁６１と、回転ドラム２内で傾いた状態で上流側外部に延出するように設けられるベルト供給機構６２と、回転ドラム２内で下流側外部に延出するように設けられるベルト排出機構６３と、ベルト供給機構６２で外部に延出する上流端に設けられる供給トレイ６４と、ベルト排出機構６３で外部に延出する下流端に設けられる排出トレイ６５と、回転ドラム２の下方に設けられて吸引ファン６６による負圧で記録媒体３を回転ドラム２の内面に吸着固定させる吸引チャンバ６７と、ベルト供給機構６２とベルト排出機構６３により吸引された空気を回転ドラム２の外部に放出するエアー吸引口８９と、で構成される。

以下、各構成部位について詳細に説明する。
供給トレイ６４には、複数枚の記録媒体３が装填される。本実施形態では、１つの供給トレイを示しているが、記録媒体のサイズに応じて複数の供給トレイを設けてもよい。供給トレイ６４上には、記録媒体３を取り出すための供給ローラ６８が設けられている。取り出された記録媒体３は、ベルト供給機構６２に受け渡される。

ベルト供給機構６２は、図１０に示すように供給プラテン７０の両端に配置されたベルト駆動ローラ７１ａ，７１ｂに搬送ベルト７２が掛け渡され、何れか一方のローラに図示しない駆動系が設けられており、所望するベルト移動速度で駆動できるように構成されている。この搬送ベルト７２の裏側（非搬送面側）には、記録媒体３が搬送ベルト７２に吸着保持されるための負圧を発生する供給ファン７３が設けられている。搬送ベルト７２は、記録媒体３を負圧により吸着させるためにベルト面に複数の微小な孔が開口される又は、ベルトがメッシュ部材により形成されるものを使用する。

また搬送ベルト７２上方（搬送面側）には、記録媒体３を回転ドラム２の内面に受け渡すために、後述するタイミングでベルト面上の記録媒体３に当接してベルト幅方向に移動させる搬送ローラ７４と、ベルト面上の記録媒体３にローラ面が当接又は離間するように搬送ローラ７４を移動させる移動機構７５が設けられている。また、搬送ローラ７４により送り出された記録媒体３を回転ドラム２の内面に受け渡す供給受動ローラ７６が搬送ベルト７２に近接するように設けられている。

またベルト排出機構６３は、図１０に示すように排出プラテン８０の両端に配置されたベルト駆動ローラ８１ａ，８１ｂに、前述した搬送ベルト７２と同等な搬送ベルト８２が掛け渡され、何れか一方のローラに図示しない駆動系が設けられており、所望するベルト移動速度で駆動できるように構成されている。この搬送ベルト８２の裏側（非搬送面側）には、記録媒体３が搬送ベルト８２に吸着保持されるための負圧を発生する排出ファン８３が設けられている。
さらに供給ファン７３及び排出ファン８３によって、回転ドラム２内部に吸入された空気は、エアー吸引口８９から図示されない排気装置によって外部に排出するか、回転ドラム２端部をオープンにすることで排出する。

また、画像が記録された回転ドラム２の内面に吸着されている記録媒体をその内面から剥離する記録媒体剥離爪８４と、記録媒体剥離爪８４の近傍に配置され、剥離状態を良好に保つように記録媒体３をガイドする排出受動ローラ８５が設けられている。さらに、搬送ベルト８２上方（搬送面側）には、剥離された記録媒体３を搬送ベルト８２上に移動させる搬送ローラ８６が設けられている。搬送ローラ８６には、後述するタイミングでベルト面上の記録媒体３にローラ面が当接又は離間するように移動させる移動機構８７が設けられる。回転ドラム２の内面から記録媒体剥離爪８４により剥離された記録媒体３は、搬送ローラ８６によりベルト幅方向に移動されて搬送ベルト８２上に受け渡される。搬送ベルト８２により搬送された記録媒体３は、排出トレイ６５に収納される。

なお、記録ヘッド１の上方に配置される隔壁６１は、記録ヘッド１の配置スペースと、ベルト供給機構６２及びベルト排出機構６３の配置スペースとを区分するように設けられており、吸引ファン７３，８３により吸引された空気流が記録ヘッド２から吐出されたインク滴の飛翔軌道に影響を与えないように、その空気流を遮蔽している。

また本実施形態では、吸引ファン７３，８３をベルト供給機構６２及びベルト排出機構６３の下方（回転ドラム２の内側）に設けた例を示しているが、小型ファンを供給プラテン７０及び排出プラテン８０に内部に設けてもよい。

このように構成された画像形成装置による画像記録について説明する。
供給トレイ６４に複数枚の記録媒体３が装填される。記録媒体３は、供給ローラ６８によって供給トレイ６４から取り出され、ベルト供給機構６２の搬送ベルト７２に受け渡される。記録媒体３は搬送ベルト７２に吸着保持された状態で搬送され、回転ドラム２内に搬入される。記録媒体３が回転ドラム２内の所定位置まで搬送されると、搬送ベルト７２は一旦停止される。ここでいう所定位置は、記録媒体３が記録ヘッド１下方の画像記録領域を通過して画像記録するための回転ドラム２に吸着される位置である。

搬送ベルト７２が一旦停止した後、移動機構７５により搬送ローラ７４が記録媒体３に当接され、ローラ面が押しつけられる。図９に示すように、搬送ローラ７４の回転により記録媒体３が搬送ベルト７２の幅方向に横切るように移動される。送り出された記録媒体３は供給受動ローラ７６にガイドされて、媒体先頭部分から回転駆動する回転ドラム２の内面に移動して、回転ドラム１７へ記録媒体全体が受け渡される。この時、記録媒体３は、吸引ファン６６による負圧で回転ドラム２の内面に吸着固定される。記録媒体３の回転ドラム２への受け渡しが完了すると、搬送ローラ７４は停止され、移動機構７５により搬送ベルト７２から離間して待機位置に移動される。

その後、回転ドラム２の回転駆動により記録媒体３は、記録ヘッド１の下方を通り抜けつつ画像が記録される。画像が記録された記録媒体３は、回転ドラム２に吸着保持されたまま回転移動され、排出受動ローラ８５によりガイドされつつ記録媒体剥離爪８４により記録媒体の先頭部分から剥離される。この剥離と共に移動機構８７によって停止する搬送ベルト８２に搬送ローラ８６が当接され、その後搬送ローラ８６が回転する。記録媒体３は、回転ドラム２の内面から剥離されつつ、回転する搬送ローラ８６によって搬送ベルト８２上に移動される。記録媒体３の搬送ベルト８２上の規定される位置まで配送されると、記録媒体３は、排出ファン８３による負圧により搬送ベルト８２に吸着保持される。この保持と共に、搬送ローラ８６は回転を停止すると共に、移動機構８７によって搬送ベルト８２から離間して、予め定めた待機位置まで移動する。その後、搬送ベルト８２が駆動して記録媒体３を排出トレイ６５に収納する。このような動作を連続的に行うことにより、記録媒体３を連続搬送しつつ、画像記録を連続的に実施することができる。

本実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に均一に回転駆動する回転ドラム２の内面に吸着固定された状態で一定速度移動する記録媒体３が、固定型記録ヘッド１のノズル前を通過して画像を記録するため、高速且つ大量の記録媒体３に対して、色ずれのない高精度なカラー画像を記録させることができる。また固定型のラインヘッドを使用しているために、インク供給も容易であり、大量のインクを安定的に供給できることから、高速で高画質の印刷を高い信頼性をもって実現することが可能となる。

次に、前述した第３の実施形態における第３の変形例について説明する。
図１１に示す第３の変形例は、前述した第３の実施形態の画像記録装置におけるファンによる吸着固定に換わって、静電吸着により記録媒体３を回転ドラム２に吸着固定する構成である。吸着手段も可能である。この静電吸着は、前述した第１の実施形態における第１の変形例と同等であり、高圧電源３５及び帯電器３６を設けて、帯電器３６からコロナ放電によって生じた負電荷をドラム外表面に付与することにより、ドラム内表面に正電荷を生じさせて、記録媒体３を吸着させる。

この第３の変形例は、前述した第１の変形例と同等に、記録ヘッドで画像記録できる範囲内であれば、保持される記録媒体のサイズの制限が無くなり、装置構成が簡略され、且つ装置に占めるスペースが少なくなり、装置の小型化が実現しやすくなる効果を得ることができる。

以上説明した各実施形態及び各変形例に示した構成は一例であり、他にも回転ドラムの内面に凹面型で、且つ記録ヘッドと記録媒体とのギャップが安定して保持できる溝を形成して、負圧や静電吸着以外にも機械的に保持する機構を用いて保持させて画像記録を行う構成であってもよい。

本発明による第１の実施形態に係る固定型のラインヘッドを配したインクジェット方式の画像記録装置の概念的な構成例を示す図である。 第１の実施形態の画像記録装置における画像記録を説明するための図である。 第１の実施形態の画像記録装置における回転ドラムの回転駆動機構の１つの構成例を示す図である。 第１の実施形態の画像記録装置における回転ドラムの回転駆動機構の他の構成例を示す図である。 第１の実施形態における画像記録装置のインク供給機構と駆動回路を概念的に示す斜視図である。 第１の実施形態の第１の変形例について説明するための図である。 本発明による第２の実施形態に係る画像記録装置の概念的な構成例を示す図である。 第２の実施形態の第２の変形例について説明するための図である。 第３の実施形態に係る画像記録装置の概念的な断面構成を示す図である。 第３の実施形態に係る画像記録装置を斜め上方向から概念的な構成を示す図である。 第３の実施形態の第３の変形例について説明するための図である。

符号の説明

１，１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ…記録ヘッド、２…回転ドラム、２ａ…内面、３…記録媒体、４…供給機構、５…搬送機構、６…排出収納機構、１１…モータ、１２，１３…ギヤ、１５…供給トレイ、１６…ピックアップローラ、１７…ガイド部材、１８，２１，３２…ファン、１９…レジストローラ、２０，２３…搬送ローラ、２１…吸気ファン、２２…吸引チャンバ、２４…剥離爪、３１…排出ガイド、３３…排出ローラ、３４…排出トレイ。

Claims (7)

1. 少なくとも筐体と、前記筐体に対して回転中心の回りに回転し記録媒体を搬送するための回転部材を有する記録媒体搬送機構と、
   前記回転部材に対して一体的に回転せず、且つ前記回転の中心における半径方向に配設されるインクを吐出する記録ヘッドと、
   を有することを特徴とする画像記録装置。
2. 前記記録媒体搬送機構は、前記回転部材として円筒形状の回転ドラムを有し、
   前記記録ヘッドは、前記半径方向で前記回転ドラムの内面に対して所定距離を空けて垂直にインクが吐出されるように配置され、
   前記記録媒体を前記回転ドラムの内面に固着して前記記録ヘッド下方を通過させることを特徴とする請求項１に記載する画像記録装置。
3. 前記記録媒体搬送機構において、
   前記回転ドラムの外側から吸引して、前記記録媒体を該回転ドラムの内面側に吸引固着する吸引固着機構を有することを特徴とする請求項２に記載する画像記録装置。
4. 前記記録媒体搬送機構において、
   前記回転ドラムに高電圧を印加して、該回転ドラムの内面側に静電力を発生させて、前記記録媒体を静電吸着する静電吸着機構を有することを特徴とする請求項２に記載する画像記録装置。
5. 前記記録媒体搬送機構において、さらに、
   前記記録ヘッドより上流の前記回転ドラム内面に前記記録媒体を供給する供給機構と、
   前記記録ヘッドにより画像記録された前記記録媒体を前記回転ドラム内面から剥離して受け取り、該回転ドラムより搬出し収納する排出収納機構と、を具備し、
   前記供給機構及び排出収納機構が前記回転ドラム内面側に配置されることを特徴とする請求項２に記載の画像記録装置。
6. 前記記録媒体搬送機構において、さらに、
   前記供給機構は、ロール状に巻回された記録媒体を前記記録ヘッドに送り出し可能に保持するロール記録媒体保持機構を有し、
   前記排出収納機構は、画像形成された前記記録媒体をロール状に捲回するロール記録媒体収納機構と、を有することを特徴とする請求項５に記載の画像記録装置。
7. 前記記録媒体搬送機構において、さらに、
   外部に配置された前記記録媒体の供給部から供給された記録媒体を前記回転ドラムの円筒面の中心軸方向に沿って搬送し、前記記録ヘッドによる画像記録領域に向かう該回転ドラムの内面に受け渡しを行う供給機構と、
   画像が記録され、前記回転ドラムの内面から剥離された前記記録媒体を受け取り前記回転ドラムの円筒面の中心軸方向に沿って搬出し、該記録媒体を外部に配置された収納部に収納する排出収納機構と、を有することを特徴とする請求項２に記載の画像記録装置。

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