JP5283483B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置100の概略構成を示す全体構成図である。図1に示すインクジェット記録装置100(「画像形成装置」に相当)は、記録媒体114の片面に複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を記録するオンデマンド方式の画像記録装置(片面機)であり、インク及び処理液(凝集処理液)を用いて、枚葉紙からなる記録媒体114(便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。)上に画像形成を行う2液凝集方式が適用された記録装置である。
浸透抑制処理部104は、処理液及びインクに含まれる水及び親水的な有機溶剤の記録媒体114への浸透を抑制する浸透抑制剤を付与する。浸透抑制剤としては、溶液中に樹脂をエマルジョンの形で分散、もしくは樹脂を溶解させたものを用いる。溶媒としては、有機溶剤または水を用いる。有機溶剤としては、メチルエチルケトン、石油類、等が好適に用いられる。記録用紙の温度T1を樹脂の最低造膜温度Tf1より高くしておく。Tf1とT1との差はおよそ10〜20℃が好ましい。これにより、樹脂が記録媒体114に付着後、即座に良好な膜を形成し、後から記録媒体114に付与されるインク及び処理液の溶媒の記録媒体114内部への浸透を良好に抑制することができる。記録媒体114の温度の調整は、圧胴126a内部にヒータ等の発熱体を設置するという方法や、記録媒体114の表面(上面)から熱風を当てる方法、赤外線ヒータ等を用いた加熱等があり、これらを組み合わせても良い。
浸透抑制処理部104の後段(記録媒体114の搬送方向下流側)には、処理液付与部106が設けられている。浸透抑制処理部104の圧胴126aと処理液付与部106の圧胴126bとの間には、これらに対接するようにして渡し胴124bが設けられている。かかる構造により、浸透抑制処理部104の圧胴126aに保持された記録媒体114は、浸透抑制処理が行われた後に、渡し胴124bを介して処理液付与部106の圧胴126bに受け渡される。
処理液付与部106の後段には印字部108が設けられている。処理液付与部106の圧胴126bと印字部108の圧胴126c(「搬送手段」、「ドラム」に相当)との間には、これらに対接するようにして、渡し胴124cが設けられている。かかる構造によって、処理液付与部106の圧胴126bに保持された記録媒体114は、処理液が付与されて固体状又は半固溶状の凝集処理剤層が形成された後に、渡し胴124cを介して印字部108の圧胴126cに受け渡される。
印字部108の後段には透明UVインク付与部110が設けられている。印字部108の圧胴126cと透明UVインク付与部110の圧胴126dとの間には、これらに対接するように、渡し胴124dが設けられている。これにより、印字部108の圧胴126cに保持された記録媒体114は、各色インクが付与された後に、渡し胴124dを介して透明UVインク付与部110の圧胴126dに受け渡される。
透明UVインク付与部110の後段には排紙部112が設けられている。排紙部112には、透明UVインクが打滴された記録媒体114を受ける排紙胴150と、該記録媒体114を積載する排紙台152と、排紙胴150に設けられたスプロケットと排紙台152の上方に設けられたスプロケットとの間に掛け渡され、複数の排紙用グリッパーを備えた排紙用チェーン154とが設けられている。
次に、印字部108に配置されるインクヘッド140C、140M、140Y、140Kの構造について詳説する。なお、インクヘッド140C、140M、140Y、140Kの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号160によってインクヘッド(以下、単に「ヘッド」と称することもある。)を示す。
図4はインクジェット記録装置100におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インク供給タンク170はヘッド160にインクを供給する基タンクである。インク供給タンク170の形態には、インク残量が少なくなった場合に不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。
図5は、本例のインクジェット記録装置100における印字部108の要部側面図である。図6は、用紙浮きセンサ504の構成を示す平面図である。
本例の受光器514の受光面及び投光器512の発光面の手前には、それぞれ図8に示すように、検査光の通過範囲を規制するスリット540が配置されている。このスリット540は、圧胴126cの周方向における検査光の通過位置(受光位置)でのドラム接線方向(図7のY方向)と略同一方向に長細い開口のスリットである。このように、ドラム接線方向に長いスリットを配置する形態を、便宜上「スリット横」と呼ぶことにする。
本例のインクジェット記録装置100は、圧胴126cの表面に対するヘッド160の高さ(ドラム法線方向の高さ位置)を変更し得るヘッド高さ調整機構(不図示)を備えており、使用される記録媒体114の厚みに合わせてヘッド160の高さが変更される。用紙種の選択に連動してヘッド高さを制御してもよいし、記録媒体114の搬送路中に媒体の厚さを測定する測定手段を設け、記録媒体114の厚さを実際に測定して得た厚さ情報からヘッドの高さを制御してもよい。これにより、記録媒体114の厚さによらず、記録媒体114の印字面とヘッド160のノズル面との間隔(クリアランス)を一定に保つことができる。
上述の説明では、投光器512の投光面、及び受光器514の受光面にそれぞれ同じ形態のスリットを配置したが、スリットはいずれか一方にのみ設けた場合でも相応の効果が得られる。なお、いずれか一方のみにスリットを設置するという条件の場合、投光器512にのみスリットを設けるよりも、受光器514にのみスリットを設ける方が好ましい。
次に、印字部108において、記録媒体114を保持・搬送する手段として機能する圧胴126cの構造例について説明する。なお、図1に図示する圧胴126a〜126dは共通の構造を有しているので、以降、圧胴126a〜126dを総称して搬送ドラム300として説明する。
次に、搬送ドラム300の真空流路について詳述する。図10に示す搬送ドラム300の外周面306のうち、記録媒体を保持する記録媒体保持領域414(ドットハッチで図示した領域)には、吸着穴が所定の配置パターンで複数設けられている。更に、搬送ドラム300の軸方向の略中央部は、周方向の全周にわたって吸着穴が設けられていない非開口部416となっている。なお、図10において個々の吸着穴の図示は省略し、図11に符号450を付して個々の吸着穴を図示する。
図13は、インクジェット記録装置100のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置100は、通信インターフェース176、システムコントローラ177、メモリ178、モータドライバ179、ヒータドライバ180、定着処理制御部181、プリント制御部182、画像バッファメモリ183、ヘッドドライバ184、ポンプドライバ195、メンテナンス処理制御部197等を備えている。
次に、上記のように構成されたインクジェット記録装置100による画像形成方法について説明する。
図14は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の用紙浮き検出時の動作例を示すフローチャートである。印刷ジョブの開始による記録媒体114の搬送に合わせて、用紙浮きセンサ504による用紙浮きの監視をスタートさせる(ステップS210)。通常の印刷モードにおいては、用紙浮きセンサ504により規定量を超える用紙浮きが検出されなければ(ステップS212にてNO)、そのまま印刷動作が継続される。一方、用紙浮きセンサ504の受光器514から得られる検出信号に基づき、規定量を超える用紙浮きが検出されると(ステップS212のYES)、このセンサ信号によって直ちに(システムコントローラ177による制御を経由せずに)、ドラム(圧胴126c)を停止させる(ステップS214)。
用紙浮き検出に基づき圧胴を停止させる制御を実現する手段として、ディスクブレーキ、回生ブレーキなどの制動装置を利用する態様、或いは、サーボモータを用いて制御する態様がある。
図1では用紙抑え手段として、用紙抑えローラ502を用いたが、これに代えて、又はこれと併用して、記録媒体114にエアを吹き付けて、圧胴126cの外周面に記録媒体114を密着させてもよい。図15には、用紙抑え手段として、エア発生部562Aと噴射ノズル562Bを有するエア吹き付け装置562を備えた構成を示した。図15において図5と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。本例のエア発生部562Aは、圧胴126cのドラム軸線方向に沿って複数のファン(気流発生手段)が配列されて構成される。噴射ノズル562Bから記録媒体114の全幅領域に対して気流が吹き付けられ、そのエアの力によって記録媒体114が圧胴126c面に押し付けられる。
用紙浮き検出手段としては、図5〜図8で説明したドラム軸線方向の光学式センサの他に、超音波センサ、反射型フォトインタラプタ、レバー(アクチュエータ)付き透過型フォトインタラプタなどを用いる態様も可能である。また、ドラム軸線方向にワイヤを張り、用紙接触によるワイヤの張力変化を検出する構成を採用することもできる。
図1では、記録媒体114の片面のみに印刷を行うインクジェット記録装置100(片面機)を説明したが、本発明は両面印刷用の装置(両面機)にも適用可能である。
図1及び図18の実施形態で用いた浸透抑制剤、処理液、及びインクの具体例を以下に示す。
下記構造の分散安定用樹脂〔Q−1〕10g、酢酸ビニル100g、及びアイソパーH(エクソン社商品名)384gの混合溶液を窒素気流下で攪拌しながら温度70℃に加温した。重合開始剤として、2,2′−アゾビス(イソバレロニトリル)(略称A.I.V.N.)0.8gを加え、3時間反応した。開始剤を添加して20分後に白濁を生じ、反応温度は88℃まで上昇した。更に、該開始剤を0.5g加え、2時間反応した後、温度を100℃に上げ、2時間攪拌し、未反応の酢酸ビニルを留去した。冷却後200メッシュのナイロン布を通し、得られた白色分散物は重合率90%で平均粒径0.23μmの単分散性良好なラテックスであった。粒径はCAPA−500(堀場製作所(株)製)で測定した。
このようにして作製した浸透抑制剤溶液を記録用紙上に、付与した。付与時にはドラムにより記録用紙を加熱し、付与後には熱風を送風してアイソパーHを蒸発させた。
本発明の実施に用いられるインクは、溶媒不溶性材料として、色材(着色剤)である顔料やポリマー微粒子などを含有する水性顔料インクが用いられる。
インクの表面張力は、吐出安定性を考慮して20mN/m以上40mN/m以下であることが好ましい。
本発明の実施に際して用いる処理液(凝集処理液)として、インクのpHを変化させることにより、インクに含有される顔料およびポリマー微粒子を凝集させ、凝集物を生じさせるような処理液が好ましい。
上記の実施形態では画像形成装置の例として、インクジェット記録装置100、200を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、インクジェット方式だけでなく、レーザ記録方式や電子写真方式など他の方式の画像形成装置にも適用可能である。例えば、サーマル素子を記録素子とする記録ヘッドを備えた熱転写記録装置、LED素子を記録素子とする記録ヘッドを備えたLED電子写真プリンタ、LEDライン露光ヘッドを有する銀塩写真方式プリンタなど各種方式の画像形成装置についても本発明を適用することが可能である。
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
を有し、前記検出手段により前記浮き上がりを検出した際に、前記制御回路による制御を経由せずに、前記電気回路を介して前記検出手段からの信号を前記強制停止手段に伝達することにより、前記搬送手段を停止させることを特徴とする画像形成装置。
Claims (12)
- 記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送される前記記録媒体上に画像を形成する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドよりも前記搬送手段による前記記録媒体の搬送方向の上流側において前記搬送手段の媒体保持面から所定の距離に配置され、前記搬送手段からの前記記録媒体の浮き上がりを規制するガイド部材と、
前記ガイド部材よりも前記搬送方向の上流側に配置され、前記搬送手段からの前記記録媒体の浮き上がりを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記浮き上がりを検出した際に、当該浮き上がり部分が前記ガイド部材を通過する前に前記搬送手段を停止させる強制停止手段と、
を備え、
前記搬送手段は前記記録ヘッドに対向して配置されたドラムであり、
前記ドラムには前記記録媒体の先端を挟持するグリッパーが設けられており、
前記グリッパーによって前記記録媒体の先端が挟持され、前記ドラムの周面に前記記録媒体が巻き付けられた状態で前記ドラムの回転によって前記記録媒体が搬送され、
前記ドラムに保持された前記記録媒体は、前記ドラムが一回転する前に当該ドラムから離脱する構成であり、
前記検出手段よりも前記搬送方向の上流側には、前記グリッパーによって先端が挟持された前記記録媒体を前記搬送手段の媒体保持面に向けて抑え付ける媒体抑え手段が設けられており、
前記ガイド部材は、前記浮き上がりによって前記記録媒体の後端が前記ガイド部材に当接した状態で当該記録媒体が停止した際にも当該記録媒体が前記記録ヘッドと接触しない位置に配置されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記搬送手段の媒体保持面からの前記ガイド部材の高さを可変する高さ可変手段を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
前記ガイド部材は、前記媒体保持面から前記所定の距離で前記搬送手段に接近する規制位置と、
前記規制位置よりも前記媒体保持面から遠く離れた退避位置との間で移動可能であり、前記搬送手段の検出手段により前記浮き上がりを検出した際に、前記ガイド部材を退避位置から前記規制位置に移動させることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記ドラムの表面に対する前記記録ヘッドのドラム法線方向の高さ位置を変更し得るヘッド高さ調整機構と、
使用する前記記録媒体の厚みに応じて前記検出手段による前記浮き上がりの検出のための判定用の閾値を変化させる手段と、
を備える画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記ドラム表面に対する前記記録ヘッドのドラム法線方向の高さ位置を変更し得るヘッド高さ調整機構と、
使用する記録媒体の厚みに応じて前記検出手段による検出高さを変える手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記媒体抑え手段として、前記記録媒体にエアを吹き付けるエア吹き付け装置が用いられていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記検出手段が前記浮き上がりを検出したことによって前記搬送手段を停止させた後、前記検出手段が前記浮き上がりを検出している状態でも前記搬送手段を駆動させる動作モードを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7に記載の画像形成装置において、
前記記録ヘッドを画像形成位置から退避させた状態に限り、前記動作モードによる駆動が可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記搬送手段の駆動を制御する中央演算処理装置(CPU)を含んだ制御回路と、
前記制御回路を経由せずに前記検出手段からの信号を前記強制停止手段に伝達する信号伝達経路を形成する電気回路と、
を有し、
前記検出手段により前記浮き上がりを検出した際に、前記制御回路による制御を経由せずに、前記電気回路を介して前記検出手段からの信号を前記強制停止手段に伝達することにより、前記搬送手段を停止させることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記検出手段が前記浮き上がりを検出したことによって前記搬送手段を停止させた後、前記記録ヘッドを画像形成位置から退避させ、
前記浮き上がりが検出された記録媒体の除去を促す警告を報知し、
当該装置内で搬送途中の記録媒体を全て排出した後、前記記録ヘッドを前記画像形成位置に移動させる復帰動作を実行することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記検出手段は、前記搬送方向と直交する前記記録媒体の幅方向に、前記記録媒体の全幅範囲を通過する検査光を照射する投光手段と、
前記幅方向に前記記録媒体を挟んで前記投光手段と反対側に配置され、前記投光手段から照射された前記検査光を受光して受光量に応じた信号を出力する受光手段と、
からなる光学式の検出手段であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記記録ヘッドは、前記記録媒体の記録可能幅に対応した長さの記録素子列を有するフルライン型の記録ヘッドであり、前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の1回の相対移動によって前記記録媒体上に画像を形成するものであることを特徴とする画像形成装置。
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