JP2010264671A - Ink-jet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電吸着手段により記録媒体を吸着する機構を備えたインクジェット記録装置および記録方法に関しする。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus and a recording method provided with a mechanism for adsorbing a recording medium by electrostatic attraction means.
従来、インク滴を吐出させて、記録媒体上にドットを形成し、画像を形成するインクジェット記録装置においては、その記録媒体を搬送する手段としては、搬送ローラーとそれに従動するピンチローラーによって、用紙を挟みこんで搬送を行う方式や、ベルトに記録媒体を吸着させてベルトごと搬送を行うベルト搬送方式等が挙げられる。このベルト搬送方式には、記録媒体をベルトに吸着させる方法として、ベルトに静電気を印加して、静電気力によってベルトに記録媒体を吸着させる静電方式がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an ink jet recording apparatus that ejects ink droplets to form dots on a recording medium and forms an image, as a means for transporting the recording medium, paper is transported by a transport roller and a pinch roller that is driven by the transport roller. For example, there are a system in which the belt is sandwiched and a belt conveyance system in which a recording medium is attracted to the belt and the belt is transported. In this belt conveyance method, there is an electrostatic method in which static electricity is applied to the belt and the recording medium is attracted to the belt by electrostatic force as a method of attracting the recording medium to the belt.
インクジェット記録装置において一般的に、記録ヘッドと搬送ベルト間(以下紙間と呼ぶ)の距離が広い場合、吐出されたインク滴が、風によって影響を受けやすくなり、記録媒体への着弾位置がずれる場合がある。また前記紙間が広い場合、微小インク滴が吐出によって発生する気流によってヘッドの吐出口付近に付着し、インク滴の吐出の妨げとなる。 In general, in an ink jet recording apparatus, when a distance between a recording head and a conveyance belt (hereinafter referred to as a sheet interval) is large, ejected ink droplets are easily affected by wind, and a landing position on a recording medium is shifted. There is a case. In addition, when the gap between the papers is wide, minute ink droplets adhere to the vicinity of the ejection port of the head due to the air flow generated by ejection, which hinders ejection of the ink droplets.
さらに上記静電方式では、記録ヘッドと搬送ベルト間の距離が大きい場合、搬送ベルト表面の電場が吐出インク滴に影響を与え、ヘッドのインク吐出口にインクが付着しやすくなるなどの弊害が発生する場合があり、記録ヘッドと搬送ベルト間を狭くする必要がある。 Furthermore, in the above electrostatic method, when the distance between the recording head and the conveyor belt is large, the electric field on the surface of the conveyor belt affects the ejected ink droplets, which causes problems such as ink being easily attached to the ink ejection port of the head. In some cases, it is necessary to narrow the gap between the recording head and the conveying belt.
一方、一般に記録インクは主な溶媒として水が用いられており、記録画像が高濃度の場合には、多量の水分が記録媒体上に打ち込まれることになり、記録媒体は膨張し寸法が大きくなることから印字部において記録媒体がトタン板状に波打つ現象(以後コックリングと呼ぶ)が発生することが知られているが、この現象を根本的に解決するものは存在していない。前述の理由により、記録ヘッドと搬送ベルト間を狭くする場合、前記コックリングの成長により一部の記録媒体と記録ヘッドの間に干渉が生じ、記録媒体が汚れるという課題がある。 On the other hand, recording ink generally uses water as a main solvent. When the recorded image has a high density, a large amount of moisture is driven onto the recording medium, and the recording medium expands and increases in size. For this reason, it is known that a phenomenon that the recording medium undulates into a tin plate shape (hereinafter referred to as cockling) occurs in the printing unit, but there is no one that fundamentally solves this phenomenon. For the above-described reasons, when the gap between the recording head and the conveyance belt is narrowed, there is a problem that the recording medium becomes dirty due to interference between some recording media and the recording head due to the growth of the cockling.
この課題に対して、特許文献1は、前記コックリングの発生を許容した上で、分散させて高さlを規制することに着目し、インク記録領域における記録媒体を相対的に強く静電吸着する第1領域と相対的に弱く静電吸着する第2領域を交互に複数分散して有するように、静電ベルト下に櫛歯状電極対を備え、第1領域に櫛歯状電極対、第2領域を櫛歯状電極対同士の間に対応させことにより前記コックリングを低減している。 With respect to this problem, Patent Document 1 pays attention to restricting the height l by allowing the cockling to occur and then relatively strongly electrostatically attracting the recording medium in the ink recording area. A pair of comb-like electrode pairs under the electrostatic belt so as to alternately disperse a plurality of second regions that are relatively weakly electrostatically attracted to the first region. The cockling is reduced by making the second region correspond between the pair of comb-like electrodes.
しかしながら、この構成は、前記コックリングを分散させるために多くの電極対をベルト下に設置するなどの手段を別に設ける必要があり、コストが高くなるという問題がある。また電極間を近づけすぎると放電が起こる、電極数を増やしたり搬送方向に電極幅を変えることでコストが高くなるという課題があり、幅方向の電極の間隔や搬送方向の電極幅の構成に制約がある。 However, this configuration has a problem that it is necessary to separately provide a means such as disposing a large number of electrode pairs under the belt in order to disperse the cockling, which increases the cost. In addition, there is a problem that discharge occurs when the electrodes are too close together, and the cost increases by increasing the number of electrodes or changing the electrode width in the transport direction, and the configuration of the electrode spacing in the width direction and the configuration of the electrode width in the transport direction are limited. There is.
上述のように、低コストで前記コックリングを抑制するということが、本発明の課題である。本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、上記技術課題を解決し、かつ安価で設計の自由度が大きい構成のインクジェット記録装置を提供することである。 As described above, it is an object of the present invention to suppress the cockling at a low cost. The present invention has been made in consideration of the above-described facts, and is to provide an ink jet recording apparatus that solves the above technical problems and is inexpensive and has a high degree of design freedom.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、記録領域における記録媒体を相対的に強く静電吸着する第1領域と相対的に弱く静電吸着する第2領域を交互に複数分散して有するように、給電ローラー上に強給電領域aと弱給電領域bを交互に複数分散して設ける構成を提供する。この構成では、ベルト表面に帯電の強弱をつけるための手段を給電ローラー上に設けるだけで、前記コックリングを分散させ、高さを抑制ができるため、コストを安価にできる。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the recording medium in the recording area is dispersed in a plurality of alternating first areas that are relatively strongly electrostatically attracted and second areas that are relatively weakly electrostatically attracted. Thus, a configuration is provided in which a plurality of strong power supply regions a and weak power supply regions b are alternately dispersed on the power supply roller. In this configuration, the cockling can be dispersed and the height can be suppressed only by providing a means for applying strength to the belt surface on the power supply roller, so that the cost can be reduced.
ここで、搬送ベルトの表面上に強帯電領域、弱帯電領域を設けることは前記コックリングを低減するために有効であるが、弱帯電領域の面積に比例して、吸着力が低下するという問題がある。請求項2記載の発明は、請求項1記載の給電ローラー構成の、弱給電領域の幅や形が給電ローラーの幅や回転方向によって変えることができる構成であり、弱給電領域の面積を小さくすることによって記録媒体への吸着力を請求項1の給電ローラーの構成より大きくできる。この構成では、給電ローラー上で強給電領域と弱給電領域が規則的に配列されている必要はなく、記録媒体への必要吸着力、必要な前記コックリング抑制量に応じて、弱給電領域の幅や形を調整することができるため、自由度が広い設計が可能である。 Here, providing a strong charging area and a weak charging area on the surface of the transport belt is effective for reducing the cockling, but the problem is that the adsorption force decreases in proportion to the area of the weak charging area. There is. Invention of Claim 2 is the structure which can change the width | variety and shape of the weak electric power feeding area | region of Claim 1 according to the width | variety and rotation direction of an electric power feeding roller structure of Claim 1, and makes the area of a weak electric power feeding area | region small. Accordingly, the adsorption force to the recording medium can be made larger than that of the configuration of the power feeding roller of the first aspect. In this configuration, it is not necessary that the strong power feeding area and the weak power feeding area are regularly arranged on the power feeding roller, and the weak power feeding area of the weak power feeding area is determined according to the required adsorption force to the recording medium and the required amount of cockling suppression. Since the width and shape can be adjusted, a design with a wide degree of freedom is possible.
本発明に係る静電ベルト搬送装置によれば、設置された給電ローラーの相対的に弱く給電するb領域と相対的に強く給電するa領域を交互に複数分散するように構成されており、比較的安価に前記コックリングの分散、高さの抑制ができる。また、記録媒体への必要吸着力、必要な前記コックリング抑制量に応じて給電ローラーのb領域の幅や形が給電ローラー幅や回転方向に変えることができる構成であるため、自由度が広い設計が可能である。 The electrostatic belt conveyance device according to the present invention is configured to alternately disperse a plurality of b regions that are relatively weakly fed and a region that is relatively strongly fed by the power feeding roller installed. The cockling can be dispersed and the height can be suppressed at a low cost. In addition, since the width and shape of the b region of the power supply roller can be changed to the power supply roller width and the rotation direction according to the required adsorption force to the recording medium and the required amount of cockling suppression, the degree of freedom is wide. Design is possible.
[実施例1]
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
[Example 1]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(記録ヘッドの構成)
図1に本実施例で用いる記録ヘッドのノズル面から見た模式図を示す。本実施例の記録ヘッドはYellow、Magenta、Cyan、Blackの4色で構成されており、各色は1列が256ノズルの1/600インチ間隔で配列され、かつ2列を1/1200インチずらした千鳥配列となっている。本記録ヘッドは図示するようにノズルの列方向が、記録媒体の搬送方向である副走査方向と一致しており、それと直交する方向が、記録ヘッドが印字に伴って往復動作する主走査方向と一致している。
(Configuration of recording head)
FIG. 1 is a schematic diagram viewed from the nozzle surface of a recording head used in this embodiment. The recording head of this embodiment is composed of four colors, Yellow, Magenta, Cyan, and Black. Each color is arranged at 1/600 inch intervals of 256 nozzles, and the two rows are shifted by 1/1200 inch. It is a staggered arrangement. In the present recording head, as shown in the figure, the nozzle row direction coincides with the sub-scanning direction, which is the recording medium conveyance direction, and the direction perpendicular thereto is the main scanning direction in which the recording head reciprocates with printing. Match.
(搬送部の構成)
図2、図3にて本実施例の特徴である搬送部の構成を説明する。図2は記録ヘッドの往復動する主走査方向を手前方向から見た横断面図であり、図3は直上から見た平面図である。同一構成要素を示すものについては同一符号をつける。
(Conveyor configuration)
The configuration of the transport unit, which is a feature of this embodiment, will be described with reference to FIGS. 2 is a cross-sectional view of the main scanning direction in which the recording head reciprocates as viewed from the front, and FIG. 3 is a plan view of the recording head as viewed from directly above. The same reference numerals are assigned to the same components.
1は記録ヘッドである。図1に示した記録ヘッドのノズル面が図2中の下部に配置され、下方に向かってインク滴が吐出される。また、図3においては白矢印で示す方向を主走査方向として往復動する。また記録ヘッドは不図示のキャリッジに固定されており、更にキャリッジは不図示のキャリッジシャフトに支持されており、キャリッジシャフトに沿って往復走査を行う。2はプラテン部である。記録媒体8が不図示の給紙部より給紙されて、記録ヘッド直下に搬送される。プラテン部2は搬送時の記録ヘッド直下のベルトや記録媒体の上下の振動を規制して前記紙間距離を適切な値に保つために記録媒体8を下方から支持する。4は駆動ローラーで、搬送ベルト6を駆動する。5は従動する従動ローラーである。また、搬送ベルトを帯電させ、記録媒体8を搬送ベルトに吸着させるための静電気力を発生させるため3の給電ローラーを搬送ベルトに接触させ、給電ローラーに接続された電位差発生装置9から供給される電荷が搬送ベルト表面に供給され、搬送ベルト表面が帯電する。この構成において、搬送ベルト6が図中矢印A方向に回転することで、記録媒体8は左側から右側へ一定の速度で搬送される。上記記録領域の上流側には、搬送ベルト6の上方にピンチローラー7が設けられる。ピンチローラー7には所定の力が作用しており、これにより、ピンチローラー7と搬送ベルト6との間に挟まれて搬送される記録媒体8を搬送ベルト6に押し付けて記録媒体の搬送ベルトへの吸着を確実にしている。 Reference numeral 1 denotes a recording head. The nozzle surface of the recording head shown in FIG. 1 is disposed in the lower part in FIG. 2, and ink droplets are ejected downward. Further, in FIG. 3, the reciprocation is performed with the direction indicated by the white arrow as the main scanning direction. The recording head is fixed to a carriage (not shown), and the carriage is supported by a carriage shaft (not shown), and performs reciprocating scanning along the carriage shaft. 2 is a platen part. The recording medium 8 is fed from a sheet feeding unit (not shown) and conveyed immediately below the recording head. The platen unit 2 supports the recording medium 8 from below in order to keep the distance between the sheets at an appropriate value by restricting vertical vibrations of the belt and the recording medium immediately below the recording head during conveyance. Reference numeral 4 denotes a driving roller that drives the conveyor belt 6. Reference numeral 5 denotes a driven roller that is driven. Further, in order to generate an electrostatic force for charging the conveyance belt and attracting the recording medium 8 to the conveyance belt, the three power supply rollers are brought into contact with the conveyance belt and supplied from a potential difference generator 9 connected to the power supply roller. Electric charge is supplied to the surface of the conveyor belt, and the surface of the conveyor belt is charged. In this configuration, the recording belt 8 is conveyed from the left side to the right side at a constant speed by the conveyance belt 6 rotating in the direction of arrow A in the figure. A pinch roller 7 is provided above the conveyance belt 6 on the upstream side of the recording area. A predetermined force acts on the pinch roller 7, whereby the recording medium 8 that is sandwiched and conveyed between the pinch roller 7 and the conveyance belt 6 is pressed against the conveyance belt 6 to the conveyance belt of the recording medium. Is surely adsorbed.
図5(a)は従来の給電ローラーの構成、図5(b)は本発明の給電ローラーの構成を説明する図である。(b)の本発明の構成は給電ローラー上にベルト上の相対的に強く帯電する第1領域と対応しているaの領域とベルト上での相対的に弱く帯電する第2領域と対応する領域bを交互に複数設けている。領域aにはベルト上が強く帯電、領域bにはベルト上が弱く帯電するための給電手段がそれぞれ施されていて、電位差発生装置9から供給される電荷によって搬送ベルト表面は帯電するが、この際実施例1の構成によってベルト表面上は強く帯電する第1領域と弱く帯電する第2領域に分かれる。ベルト表面上にこの2つの領域に分けるためには、例えば給電ローラー表面を構成する材料を、領域aで抵抗値の低いものに、領域bで抵抗値の高いものにすることで実現できる。 FIG. 5A is a diagram illustrating the configuration of a conventional power supply roller, and FIG. 5B is a diagram illustrating the configuration of the power supply roller of the present invention. The configuration of the present invention of (b) corresponds to the region a corresponding to the first region on the belt that is relatively strongly charged on the power supply roller and the second region that is relatively weakly charged on the belt. A plurality of regions b are alternately provided. The region a is provided with a power supply means for charging the belt strongly and the region b is charged weakly on the belt, and the surface of the conveyor belt is charged by the charge supplied from the potential difference generating device 9. On the other hand, according to the configuration of the first embodiment, the belt surface is divided into a first region that is strongly charged and a second region that is weakly charged. In order to divide the belt surface into these two regions, for example, the material constituting the surface of the power supply roller can be realized by making the material having a low resistance value in the region a and the material having a high resistance value in the region b.
ここで前述の静電ベルト搬送記録装置における記録動作において、記録画像が高濃度の場合には図2に示した記録媒体8は、主な溶媒として水を用いた記録インクが多量に打ち込まれた状態になり、記録媒体8は膨潤し、寸法が大きくなる。ここで記録媒体8は搬送ベルト6に吸着しているが、記録媒体8の膨潤は押さえきれず、前記コックリングが発生する。この時本発明の構成では、ベルト表面上の強帯電領域1と弱帯電領域2は記録媒体8の搬送方向に沿って交互に伸びている配置となっているため、記録媒体8の幅方向に吸着力の強弱分布が形成され、記録媒体8の膨潤を吸着力の小さい複数個の弱帯電領域2で発生させることができる。つまり、特定の位置で複数個の前記コックリングが発生するので、1つ1つのコックリングを低く抑えることが可能となる。 Here, in the recording operation in the electrostatic belt conveyance recording apparatus described above, when the recorded image has a high density, the recording medium 8 shown in FIG. 2 was injected with a large amount of recording ink using water as a main solvent. As a result, the recording medium 8 swells and its dimensions increase. Here, although the recording medium 8 is adsorbed to the conveying belt 6, the swelling of the recording medium 8 cannot be suppressed, and the cockling occurs. At this time, in the configuration of the present invention, the strongly charged region 1 and the weakly charged region 2 on the belt surface are alternately extended along the conveyance direction of the recording medium 8. A strong and weak distribution of the attractive force is formed, and the swelling of the recording medium 8 can be generated in a plurality of weakly charged regions 2 having a low attractive force. That is, since a plurality of cocklings occur at a specific position, each cockling can be kept low.
図5はそれぞれ、(a)従来の給電ローラー構成(b)本発明の給電ローラー構成での前記コックリングの特徴を説明するための模式図である。本発明の構成図5(b)では、前記コックリングは各高抵抗領域bと対応するベルト上の弱く帯電する第2領域で起こり、高さlは低減されていることが分かる。また、図6は測定した前記コックリングの最大高さを示している。これらより本発明の給電ローラー構成では、従来の給電ローラー構成より前記コックリング高さを低減することに成功している。このように本構成では低抵抗領域aと高抵抗領域bの幅を調節することにより、前記コックリングの分散・低減が可能である。以上説明した構成によれば、給電ローラー上で交互に給電の強弱をつける手段を設けるだけで、前記コックリングの分散、抑制ができるため、安価な設計が可能となる。 FIGS. 5A and 5B are schematic diagrams for explaining the characteristics of the cockling in (a) a conventional power supply roller configuration and (b) a power supply roller configuration of the present invention. In FIG. 5B of the present invention, it can be seen that the cockling occurs in the weakly charged second region on the belt corresponding to each high resistance region b, and the height l is reduced. FIG. 6 shows the measured maximum height of the cock ring. From these, the power feeding roller configuration of the present invention succeeds in reducing the cockling height as compared with the conventional power feeding roller configuration. Thus, in this configuration, the cockling can be dispersed and reduced by adjusting the widths of the low resistance region a and the high resistance region b. According to the configuration described above, since the cockling can be dispersed and suppressed only by providing means for alternately supplying power on the power supply roller, an inexpensive design is possible.
[実施例2]
搬送ベルトの表面上に強帯電領域、弱帯電領域を設けることは前記コックリングを吸収するために有効であるが、弱帯電領域の面積が増加するにつれて強帯電領域の面積が減少し、搬送ベルトの記録媒体への吸着力が低下する。ここで記録媒体への吸着力を維持しつつ前記コックリングを分散させる構成の例として、図7(a)及び(b)の構成が可能である。図7(a)の構成では、給電ローラーのb領域において高抵抗層の幅を極力細かくし、相対的な低抵抗領域と相対的な高抵抗領域を交互に配列することにより、高抵抗領域に対応するベルト表面上の弱帯電領域の面積は実施例1の構成よりも減少するため、記録媒体への吸着力は大きくなる。また図7(b)では、給電ローラーの回転方向に高抵抗領域b”の幅が変化する形になっている。この構成では実施例1の給電ローラーの構成で高抵抗領域bの幅が高抵抗領域b”の最大の幅である場合よりも面積は大きくなり、高抵抗領域a”の面積は小さくなるため、記録媒体への吸着力は実施例1の構成よりも大きくなる。これらの構成においては、給電ローラー表面上の幅方向、回転方向に低抵抗領域と高抵抗領域が規則的に配列されている必要はなく、必要な前記コックリング抑制量、必要吸着力に応じて低抵抗領域,高抵抗領域の幅や形を調整することができるため、広い自由度で設計が可能である。
[Example 2]
Providing a strongly charged region and a weakly charged region on the surface of the conveyor belt is effective for absorbing the cockling, but as the area of the weakly charged region increases, the area of the strongly charged region decreases, and the conveyor belt The adsorbing power to the recording medium decreases. Here, as an example of a configuration in which the cockling is dispersed while maintaining the adsorption force to the recording medium, the configurations of FIGS. 7A and 7B are possible. In the configuration of FIG. 7A, the width of the high resistance layer is made as fine as possible in the b region of the feed roller, and the relative low resistance region and the relative high resistance region are alternately arranged, thereby forming a high resistance region. Since the area of the weakly charged region on the corresponding belt surface is smaller than that in the configuration of the first embodiment, the adsorption force to the recording medium is increased. 7B, the width of the high resistance region b ″ changes in the rotation direction of the power supply roller. In this configuration, the width of the high resistance region b is high in the configuration of the power supply roller of Example 1. Since the area is larger than that of the maximum width of the resistance region b ″ and the area of the high resistance region a ″ is smaller, the attractive force to the recording medium is larger than the configuration of the first embodiment. In this case, it is not necessary that the low resistance region and the high resistance region are regularly arranged in the width direction and the rotation direction on the surface of the power supply roller, and the low resistance region depends on the required amount of cockling suppression and the necessary adsorption force. , Since the width and shape of the high resistance region can be adjusted, the design can be performed with a wide degree of freedom.
ここまでは給電ローラーに相対的に高抵抗である領域bと相対的に低抵抗である領域aを設ける構成を説明してきたが、同様のことを給電ローラーにベルトを挟んで対向するローラー(本発明の実施例では駆動ローラー4)について行っても同様の効果が得られる。 Up to this point, the configuration in which the power supply roller is provided with the relatively high resistance region b and the relatively low resistance region a has been described. In the embodiment of the invention, the same effect can be obtained even when the driving roller 4) is used.
Claims (4)
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