JP2013212675A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コックリングが生じることなく均一に保湿液を塗布し、記録画像の品質が大きく損なわれず記録ヘッドのノズルの目詰まりを防止することが可能なインクジェット記録装置を提供すること。
【解決手段】記録を行った記録媒体に対して、保湿液を記録媒体の搬送方向に対して斜めとなるように塗布する。
【選択図】図７

Description

本発明はインクジェット記録装置に関し、特に記録媒体と記録ヘッドの接触を防止し、記録後の記録物の記録品位を保つ構成を備えたインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置は、記録ヘッドのノズルから記録媒体に対して微小なインク滴を噴射することにより、所望の文字、図形等の画像を記録する。記録ヘッドと記録媒体（以下、単にシートともいう）とは近接した状態で記録が行われる。また、インクジェット記録装置における記録は、記録媒体に対してインクを付与することで行なわれるため、記録媒体の記録面と裏面とで水分量が異なり記録媒体がカールすることがある。

記録ヘッドと記録媒体とが近接した状態で記録が行われる際に、記録媒体が記録状態や環境状況によりカールした状態で記録領域内に搬送されると、記録ヘッドと記録媒体とが接触する場合がある。このような場合、記録画像の品質が大きく損なわれる恐れや、記録ヘッドのノズルに目詰まりを生じるなどの不具合があった。

特開２００９−２２０８９５号公報 特開２００８−１３２６９２号公報

特許文献１に記載されているカール抑制装置は、互いに圧接してニップ部を形成し、該ニップ部を通過する用紙に水を付与する一対の保湿ローラ１２３と、保湿ローラ１２３に圧接して水を供給する給水ローラ１２４とを備えている。更にカール抑制装置は、給水ローラ１２４に供給する水を蓄える貯水部１２１と、一対の保湿ローラ１２３と、保湿ローラ１２３と給水ローラ１２４と、の圧接を解除させる圧接解除手段を用いることにより、カールを抑制している。

しかしこのような方法は、メディア全体均一に塗布できる反面、全面に塗布するため、紙種や記録面の状態によっては紙の波打ち（コックリング）が生ずる恐れがある。

また、特許文献２に記載されているカール防止手段は、加熱された容器２３の底部に水を滴下することにより、印刷媒体２の印刷面と反対側の面に非接触状態で蒸気を供給する蒸気供給装置１５をインクジェットヘッド１１の印刷媒体搬送方向下流側に備えている。そして、蒸気供給装置１５によって印刷媒体２の印刷面とその反対側の面との水分の差が少なくなるように蒸気の供給を制御する。具体的には、インク滴を吐出するノズル数の全ノズル数に対する比率が所定比率以上の時に、非接触の蒸気供給装置１５で印刷媒体２の印刷面と反対側の面に蒸気を付着させる。これにより、搬送不良を生じることなく、エネルギーの消費量を抑制しながら印刷媒体２のカールを防止することが可能だが、均一に塗布することが難しく、また、記録速度の速い印刷機には瞬時の切り替えが難しい。

よって本発明は、コックリングが生じることなく均一に保湿液を塗布し、記録画像の品質が大きく損なわれずに記録ヘッドのノズルの目詰まりを防止することが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

そのため本発明のインクジェット記録装置は、搬送された記録媒体に対してインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置において、前記記録媒体の記録が行われる記録面とは反対の面に対して、前記記録媒体の搬送方向と斜めに交差する方向に沿って、保湿液を塗布する塗布部を備えていることを特徴とする。

本発明によればインクジェット記録装置は、記録媒体の記録が行われる記録面とは反対の面に対して、記録媒体の搬送方向と斜めに交差する方向に沿って、保湿液を塗布する塗布部を備えている。これによって、記録画像の品質が大きく損なわれることなく、記録ヘッドのノズルの目詰まりを防止することが可能なインクジェット記録装置を実現することができる。

本発明の実施の形態に関わる画像形成装置の全体図である。 図１に示す記録装置の電気的な接続を示したブロック図である。 本発明のカール抑制装置が組み込まれた搬送経路を示す図である。 本発明のカール抑制装置のうち、ローラを用いた一例を表す図である。 複数の保湿ローラを備えたカール抑制装置構成を示した図である。 凸部を設けた保湿ローラの構成を示した図である。 保湿液によるカット紙のカール補正力を示した図である。 刷毛を用いたカール抑制装置の一例を表す図である。 刷毛を用いたカール抑制装置の一例を表す図である。 （ａ）、（ｂ）は、保湿機構の動作を示したフローチャートである。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらにのみに限定する趣旨のものではない。なおこの明細書において、「記録」（画像形成とも総称する）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無為を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する場合も表すものとする。また、「記録媒体」（シートとも称する）とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。更に「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきものである。つまり「インク」とは、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば、記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

図１は、本発明の実施形態に関わる画像形成装置（以下、記録装置ともいう）の全体図である。記録装置１００は、この記録装置１００に画像情報を送るホストＰＣ(パソコン)２００に接続されている。記録装置１００には４つ以上(４本)の記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙが記録媒体(以下、カット紙ともいう)Ｐの搬送方向に並んで配置されている。４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙからはそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙは、ラインヘッドであり、紙面に直交する方向に延びている。これら４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙの長さは、記録装置１００で記録できる記録媒体Ｐのうち、最大幅よりもやや長い。また、これら４つの記録ヘッド１０２Ｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙは、画像形成中は固定されて動かない。

カット紙Ｐは、用紙給紙ユニット１０５から分離機構１０６によって１枚ずつ給送され、搬送機構１１０によって矢印方向に搬送される。用紙給紙ユニット１０５は、用紙を積載する積載トレイ１０４、カット紙Ｐを分離手段１０７に給送するピックアップ手段１０３、ピックアップ手段より給送された複数毎のカット紙Ｐを１枚ずつ搬送手段１１０に送り出す分離手段１０７を備えている。更に用紙給紙ユニット１０５は、記録ヘッド１０２に対して画像の横方向の位置を合わせる為のレジローラ１０８を備えている。

搬送機構１１０は、カット紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト１０８、この搬送ベルト１０８を回転させる搬送モータ１１２、カット紙Ｐの浮きを抑制する為のローラ１１３などから構成されている。カット紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のカット紙Ｐの記録開始位置がブラックの記録ヘッド１０２Ｋの下に到達した後に、記録データ(画像情報)に基づいて記録ヘッド１０２Ｋからブラックインクを選択的に吐出する。同様に記録ヘッド１０２Ｃ、記録ヘッド１０２Ｍ、記録ヘッド１０２Ｙの順に各色のインクを吐出してカラー画像をカット紙Ｐに形成する。画像形成されたカット紙Ｐは本発明のカール抑制手段３００を通過した後、排紙積載ユニット１２０に排出されて積載される。

図２は、図１に示す記録装置１００の電気的な接続を示したブロック図である。記録装置１００の制御装置２０２は、ローカルケーブルまたは通信ネットワークを介してホストコンピューター２００のプリンタドライバ２０１に接続されている。プリンタドライバ２０１は、記録装置１００に対して、記録やクリーニング動作あるいは、本発明のカール抑制手段の動作を実行させる為のコマンドを送るソフトウェアを搭載している。記録装置１００は、制御装置２０２の他に、センサー２０３、インクカートリッジ２０７、記録ヘッド２０５、用紙給搬送機構２０６を含んでいる。

図３は、本発明のカール抑制装置３００が組み込まれた搬送経路を示す図である。カール抑制装置３００では、画像形成によってカールしたカット紙Ｐの矯正を行う。本カール抑制装置３００は、搬送機構１１０によってカット紙Ｐが画像形成する記録ヘッド１０２と、排紙積載ユニット１２０との間に配置されている。記録ヘッド２０５によって記録が行われたカット紙Ｐは、カール抑制装置３００を通過する際に円筒形状の保湿ローラ（塗布部）３０１によって保湿が行なわれる。

図４は、本発明のカール抑制装置３００のうち、ローラを用いた一例を表す図である。
カール抑制装置３００は、保湿液を貯留する貯水槽４０１、貯水槽４０１から保湿ローラ３０１へ保湿液を転写させる給水ローラ４０２、カット紙Ｐへ保湿液を塗布する保湿ローラ３０１、これらのローラを駆動させるアクチュエータ４０３等から構成されている。

図５は、複数の保湿ローラ３０１を備えたカール抑制装置構成を示した図であり、図６は、凸部を設けた保湿ローラの構成を示した図である。また図７（ａ）、（ｂ）は、保湿液が塗布されたカット紙を示した図である。保湿液をカット紙Ｐ全面に塗布させると、カット紙Ｐに波打ちや逆カールを招いてしまう恐れがある。そこで本実施形態では、カット紙Ｐの記録面とは反対の面に対して、保湿ローラ３０１によって保湿液を斜めに塗布する事で、カット紙Ｐ紙繊維が伸びようとする力を利用する。図７（ａ）は、保湿液をカット紙Ｐに対して斜めに塗布した際にカット紙Ｐのカールが補正される例を示しており、保湿液を斜めに塗布したことによってカット紙Ｐには力αが生じて、その結果、カット紙Ｐのカールが補正される。この原理を利用して、本実施形態では図７（ｂ）のように、カット紙Ｐの搬送方向に対して、斜めとなるように保湿液を塗布することで、カット紙Ｐの波打ちや逆カールを防ぐ。その為、保湿ローラ３０１の曲面部の表面に図６に示す様に斜状の凸部を設け、その凸部に付着した保湿液が、カット紙Ｐに部分的にかつ傾斜状に転写される。

カット紙Ｐへ斜状に転写された保湿液によって、カット紙Ｐの保湿液が塗布された範囲Ｌでは、その部分の紙繊維が伸びようとすることで力が(図中矢印α方向に)働く。この紙繊維が伸びようとする力は、図７からも判るように、画像形成によってカット紙Ｐがカールする方向とは反対の方向に力αがかかるようになっている。そのため、記録ヘッド１０２の画像形成によってカールしてしまったカット紙Ｐは、紙繊維が伸びようとする力αによって平坦に矯正される。また保湿ローラ３０１は、インクの吐出量の情報を基に保湿液の塗布する領域を変化させる。その為に例えば図５に示す様にカット紙Ｐの搬送幅方向に複数設け、保湿ローラ３０１の回転駆動を制御または、保湿ローラ３０１のカット紙Ｐへの圧接を解除可能にすることにより、カット紙Ｐへの過剰な保湿液の塗布を防ぐことが可能である。

カット紙Ｐにおける保湿液を転写する範囲は、カット紙Ｐに記録を行う際のインクの吐出量を基に決定する。つまり、記録の際のインクの吐出量が多い場合には、その吐出量に合わせて保湿液を転写する範囲も広くする。

図１０（ａ）、（ｂ）は、インクジェット記録装置における保湿機構の動作を示したフローチャートである。以下、本実施形態の保湿機構の動作について図１０（ａ）のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ００１で記録開始の入力が行われると、ホストコンピューターからのデータ情報を基に、ステップＳ００２で保湿機構を動作させるか否かを判断する。動作させない場合はステップＳ００３に移行して、退避させた状態で給紙、搬送、記録を行い、ステップＳ００８で排紙処理を行う。ステップＳ００２で保湿機構を動作させる場合、ステップＳ００２からステップＳ００５に移行して保湿ローラユニットの移動を行う。その後、ステップＳ００６で給紙、搬送、記録の後、ステップＳ００７で保湿機構を駆動させカール補正し、ステップＳ００８で排紙処理を行う。

このように、記録を行った記録媒体に対して、保湿液を記録媒体の搬送方向に対して斜めとなるように塗布する。これによって、コックリングが生じることなく均一に保湿液を塗布し、記録画像の品質が大きく損なわれずに記録ヘッドのノズルの目詰まりを防止することが可能なインクジェット記録装置を実現することができた。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図８および図９は、刷毛を用いたカール抑制装置３００の一例を表す図である。カール抑制装置３００は保湿液を貯留する貯水槽５０１と、その貯水槽５０１から刷毛５０２へ保湿液を補給する為の給水手段５０６、カット紙Ｐへ保湿液を塗布する為の刷毛５０２、また、刷毛５０２を駆動させる為のアクチュエータ５０３などから構成されている。

本実施形態では、カット紙Ｐが搬送手段１１０（図１参照）によって、搬送される速度に同期し、一つ又は複数の刷毛５０２がアクチュエータ５０３の駆動により搬送方向に対して略垂直方向に移動可能になっている。カット紙Ｐ全面に保湿液を塗布してしまうと、波打ちや逆カールを招いてしまう恐れがある。その為、第１の実施形態と同様に、カット紙Ｐの搬送方向に対して傾斜状に保湿液を塗布する。

刷毛５０２は、２つ以上のベルトプーリ５０４とベルト５０５などに接続されており、１つの駆動源によって刷毛５０２がカット紙Ｐの搬送に同期して駆動される。このようにカット紙Ｐと刷毛５０２とが２軸移動することで、カット紙Ｐには保湿液が斜状に転写されて保湿されるようになっている。対になった刷毛５０２は記録がオフラインもしくはカット紙Ｐが給紙ユニット１０５から記録ヘッド１０２に搬送されている間はホーム位置に退避しており、給水手段５０６より刷毛５０２へ保湿液を供給させる。これまでに示したカール抑制装置３００の保湿液は、カット紙Ｐの記録ヘッド１０２の画像形成面と反対側に塗布される。

次に、本実施形態における保湿機構の動作について図１０（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。第１の実施形態と同様に、ステップＳ０１０で記録開始の入力が行われると、ホストコンピューターからのデータ情報を基に、ステップＳ０１１で保湿機構を動作させるか否かを判断する。動作させない場合は、ステップＳ０１２で退避させた状態で給紙、搬送、記録を行い、ステップＳ０１７に移行して排紙を行う。ステップＳ０１１で保湿機構を動作させる場合は、ステップＳ０１３に移行して給紙、搬送、記録を行い、ステップＳ０１４で記録媒体の先端の位置検知を行う。そしてステップＳ０１５で記録媒体の先端の位置とタイミングに合わせて保湿ローラユニットを移動させてブラシ対が交差駆動し、ステップＳ０１７でカール補正を行い排紙させる。その後ステップＳ０１８で排紙処理を行う。

なお、本実施形態では、カット紙について取り上げて説明したが、連続紙および、ロール紙においても同様な機構・動作が有効である。

このように、交差した２軸で動く記録媒体と刷毛とで、記録を行った記録媒体に対して、保湿液を記録媒体の搬送方向に対して斜めとなるように塗布する。これによって、コックリングが生じることなく均一に保湿液を塗布し、記録画像の品質が大きく損なわれず記録ヘッドのノズルの目詰まりを防止することが可能なインクジェット記録装置を実現することができた。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、インクを吐出する為のエネルギーとして発熱素子から発生される熱エネルギーを用いた、いわゆるバブルジェット記録方式を採用したインクジェット記録ヘッドに本発明を適用した場合を例に挙げて説明した。しかし本発明には他の方式（例えば、圧電素子を用いた方式等）のインクジェット記録ヘッドにも適用できることは明らかである。

また、本発明に係るインクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置の機械的構成としては、記録ヘッドを搭載したキャリッジを移動させる間に記録を行うシリアル記録方式であってよい。さらにインクジェット記録装置の機械的構成として、記録媒体の幅に対応した長さの記録ヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させつつ記録を行うフルライン記録方式であってもよい。

ここでは、インクジェット記録装置に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、記録装置ではない装置や構成に適用してもよい。

１００ 記録装置
３０１ 保湿ローラ
５０２ 刷毛
Ｐ カット紙

Claims (6)

1. 搬送された記録媒体に対してインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録装置において、
   前記記録媒体の記録が行われる記録面とは反対の面に対して、前記記録媒体の搬送方向と斜めに交差する方向に沿って、保湿液を塗布する塗布部を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記保湿液の塗布は、円筒の曲面部に凸部を有した保湿ローラの前記凸部に付着した前記保湿液が前記記録媒体に転写されることで行われることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記保湿ローラによって前記記録媒体に前記保湿液を塗布する範囲は、前記記録媒体に記録する際の前記インクの吐出量に基づいて決定されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記保湿液の塗布は、少なくとも１つの刷毛によって行なわれることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記刷毛は、前記記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動可能に設けられており、前記記録媒体の搬送に伴って移動することで、前記保湿液の塗布を行なうことを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記刷毛によって前記記録媒体に前記保湿液を塗布する範囲は、前記記録媒体に記録する際の前記インクの吐出量に基づいて決定されることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。

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