JP5444993B2

JP5444993B2 - 記録装置

Info

Publication number: JP5444993B2
Application number: JP2009218810A
Authority: JP
Inventors: 誠至清水
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-09-24
Also published as: US20110069129A1; JP2011067970A; US8696102B2

Description

本発明は、液体吐出ヘッドが転写体に液体を吐出し、転写体に付着した液体を記録媒体に転写することによって、記録媒体に画像を記録する記録装置に関する。

インクジェットヘッドから転写体の外周面にインク滴を吐出して外周面にインクを付着させ、さらに、転写体の外周面に用紙を押圧して当該インクを用紙に付着させた後に、用紙に付着させたインクを用紙と共に転写体の外周面から剥離することによって、用紙にインクを転写するインクジェットプリンタが知られている（特許文献１参照）。

特開２００９−７２９７５号公報

上述した技術では、用紙に付着させたインクを転写体の外周面から剥離するときの転写体の曲率の変化が緩やかであるため、用紙に転写すべきインクの一部が転写体の外周面から剥離されないことがある。この場合、用紙に形成される画像の品質が低下する。

本発明の目的は、熱硬化性液体を転写体から確実に剥離することができる記録装置を提供することにある。

本発明の記録装置は、光が透過する部材で形成され、周方向に回転される無端の転写ベルトと、回転する前記転写ベルトの外周面に光硬化性液体を吐出する記録ヘッドと、前記転写ベルトの外周面に記録媒体を当接させることによって、前記転写ベルトの外周面に付着した光硬化性液体を記録媒体に転写する転写機構と、光硬化性液体が転写された記録媒体に、光硬化性液体を硬化させる光を照射する第１照射手段と、前記転写ベルトの内側から前記転写ベルトに付着した光硬化性液体を硬化させる光を照射する第２照射手段とを備えている。前記転写機構が、記録媒体を支持する支持ローラと、先端に湾曲面を有し、当該湾曲面が前記転写ベルトの内周面に当接することによって、前記転写ベルトを９０度未満の角度で前記外周面を外側にして屈曲させると共に、前記支持ローラとの間で前記転写ベルト及び記録媒体を挟持するブレードとを有しており、前記ブレードは、前記転写ベルトの回転方向に関して、前記ブレードの前記転写ベルトに対する当接位置よりも上流側の側面において開口する照射口を有し、前記第２照射手段は、前記転写ベルトの回転方向に関して、前記ブレードの前記転写ベルトに対する当接位置よりも上流側において前記ブレード内に支持されつつ、前記照射口を介して前記転写ベルトの外周面における記録媒体が当接する領域に向かって前記光を照射する。

本発明によると、ブレードが、転写ベルトを９０度未満の角度で急激に屈曲させることによって、転写ベルトの外周面から光硬化性液体を確実に剥離することができる。これにより、外周面に付着した光硬化性液体が確実に記録媒体に転写され、記録媒体に記録される画像品質が低下するのを抑制することができる。また、記録媒体に転写された光硬化性液体における転写ベルトの外周面と接する領域が硬化して収縮するため、当該光硬化性液体を、転写ベルトの外周面からより確実に剥離することができる。これにより、外周面に付着した光硬化性液体をより確実に記録媒体に転写することができる。また、記録装置の小型化を図ることができる。また、転写ベルトの外周面から記録媒体が剥離される前に光を光硬化性液体に照射して光硬化性液体を硬化させることができる。

さらに、本発明においては、前記転写ベルトの回転方向に関する前記記録ヘッドから前記ブレードまでの間において、前記転写ベルトに吐出された光硬化性液体が半硬化となるように、光硬化性液体を硬化させる光を照射する第３照射手段をさらに備えていることが好ましい。これによると、転写ベルトの外周面に付着した光硬化性液体のパターンが、記録媒体に転写される前に崩れるのを防止することができ、記録媒体に記録される画像品質が低下するのを抑制することができる。

加えて、本発明においては、前記支持ローラに支持されつつ、前記支持ローラが支持する記録媒体に光硬化性液体を硬化させる光を照射する第４照射手段をさらに備えていることが好ましい。これによると、記録媒体に転写された光硬化性液体を確実に硬化させることができる。

本発明の実施形態によるインクジェットプリンタの概略側面図である。図１に示すインクジェットプリンタの部分拡大図である。図２に示すIII-III線に関する断面図である。

図１に示すように、本発明の好適な実施形態であるインクジェットプリンタ１は、４つのインクジェットヘッド２と、無端の転写ベルト８と、プラテン９と、半硬化照射装置（第３照射手段）１１と、押圧ローラ１２と、ニップローラ１３と、完全硬化照射装置（第１照射手段）１４とを有している。なお、本実施形態において、副走査方向とは転写ベルトの回転方向と平行な方向であり、主走査方向とは副走査方向に直交する方向であって水平面に沿った方向である。

４つのインクジェットヘッド２は、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインク滴をそれぞれ吐出する。各インクジェットヘッド２が吐出するインクは、ＵＶ（UltraViolet）光が照射されることによって硬化する光硬化性液体である。また、インクジェットヘッド２は、それぞれ主走査方向に沿って延在し、副走査方向には互いに平行に配置されている。すなわち、インクジェットプリンタ１は、主走査方向にインク滴が吐出される複数の吐出口が配列されたライン式のカラーインクジェットプリンタである。各インクジェットヘッド２の下面は、インク滴が吐出される複数の吐出口が開口する吐出面となっている。４つのインクジェットヘッド２の各吐出面は、転写ベルト８の上側ループの外周面と所定の隙間を介して対向している。

転写ベルト８は、ＵＶ光を透過させる透明部材で形成されており、３つのベルトローラ３〜５及び剥離ブレード６の先端部に巻回されている。ベルトローラ３は、駆動ローラであって、図示しない搬送モータから駆動力が与えられることで回転する。ベルトローラ４、６は、従動ローラであって、ベルトローラ５の回転により転写ベルト８が走行するのに伴って回転する。ベルトローラ３が駆動されることによって、転写ベルト８は図１中反時計回りに回転するように走行する。

図２及び図３に示すように、剥離ブレード６は、転写ベルト８の幅方向（主走査方向）に延在する略平板形状を有していると共に、その先端に湾曲面２６が形成されている。剥離ブレード６の図２中左方を向いた面には、先端から所定の幅を有しつつ、剥離ブレード６の長手方向に関する両端部を残したほぼ全域に形成された照射口２６ａが開口している。

湾曲面２６が転写ベルト８の図２中右下の内周面に当接しており、転写ベルト８の内角が９０度未満の角度（本実施形態においては６０度）となるように、外周面を外側にしつつ転写ベルト８を上方に屈曲させている。転写ベルト８が走行するに伴って転写ベルト８が湾曲面２６に対して摺動する。

剥離ブレード６内に、照射口２６ａから下方に向かってＵＶ光を照射するブレード側照射装置（第２照射手段）２１が支持されている。ブレード側照射装置２１は、湾曲面２６と転写ベルト８の内周面とが当接する当接位置よりも、転写ベルト８の回転方向に関する僅かに上流側（用紙Ｐの搬送方向に関する上流側：後述）に位置している。これにより、ブレード側照射装置２１から放出されたＵＶ光が、転写ベルト８の外周面における用紙Ｐが当接する領域に照射される。このとき、ＵＶ光は、用紙Ｐが剥離される前段階において、光硬化性液体の転写ベルト側の界面を硬化することになる。

プラテン９は、その上面が転写ベルト８の上方の水平方向に延在する内周面と接触するように配置されており、転写ベルト８の内周側からこれを支持している。これにより、転写ベルト８の上方の外周面とインクジェットヘッド２の吐出面とが対向しつつ平行になり、且つ、画像形成に適した所定の隙間が形成されている。転写ベルト８を走行させつつ、各インクジェットヘッド２から転写ベルト８の外周面に向けて各色のインク滴を順に吐出することによって、転写ベルト８の外周面にインクが付着し、用紙Ｐへの転写前のカラー画像（反転画像）が形成される。

半硬化照射装置１１は、転写ベルト８の図１中左方の上下方向に延在する外周面（転写ベルト８の回転方向に関するインクジェットヘッド２と対向する位置から剥離ブレード６と対向するまでの間に位置する）と対向するように配置されており、転写ベルト８の対向する外周面にＵＶ光を照射する。半硬化照射装置１１が照射するＵＶ光は、転写ベルト８の外周面に付着したインクが半硬化状態となる光強度を有している。

押圧ローラ（支持体）１２は、転写ベルト８を介して剥離ブレード６の湾曲面２６と対向するように配置されている。記録媒体である用紙Ｐが、図示しない用紙搬送機構によって、図２中左方から右方に向かって、且つ、転写ベルト８の下方の水平方向に延在する外周面と対向するように搬送される。押圧ローラ１２は、搬送された用紙Ｐを、転写ベルト８と共に、剥離ブレード６の湾曲面２６との間で挟持する。これにより、搬送された用紙Ｐが転写ベルト８の外周面に押圧され、転写ベルト８の外周面に付着しているインクが、用紙Ｐの印刷面に転写される。その後、転写ベルト８が上方に屈曲することによって、転写ベルトの外周面に付着したインクが、用紙Ｐと共に外周面から剥離されて用紙Ｐの印刷面に転写される。このように、転写ベルト８、ベルトローラ３〜５、剥離ブレード６及び押圧ローラ１２が転写機構を構成している。

また、押圧ローラ１２の外周壁はＵＶ光が透過する透明部材で形成されており、その内部にローラ側照射装置（第４照射手段）２２が配置されている。ローラ側照射装置２２は、対向する転写ベルト８の外周面に向かって上方にＵＶ光を照射する。ローラ側照射装置２２から照射されたＵＶ光は、押圧ローラ１２の外周壁を透過して対向する転写ベルト８の外周面に押圧されている用紙Ｐに到達する。用紙Ｐに到達したＵＶ光は、用紙Ｐを通過してその印刷面に転写されたインクを硬化させる。このように、ローラ側照射装置２２から照射されたＵＶ光は、用紙Ｐを通過することによってインクに到達するため、ＵＶ光を透過しやすい用紙を用いる方が、インクを効率よく硬化させることができる。例えば、用紙Ｐが、紙以外の透明な材質（樹脂材料など）で形成されたシートやロール材であれば、紙の用紙より効率よくインクを硬化させることができる。

図１に戻って、完全硬化照射装置１４は、インクが転写された後にさらに図１中右方に向かって搬送された用紙Ｐと対向するように配置されており、当該用紙Ｐに係るインクが転写された印刷面にＵＶ光を照射する。完全硬化照射装置１４が照射するＵＶ光は、用紙Ｐの印刷面に付着したインクが完全硬化状態となる光強度を有している。このように、用紙Ｐの印刷面に転写されたインクがしっかり定着することによって、印刷面に所望の画像が形成される。

ニップローラ１３は、画像が印刷された用紙Ｐを挟持する一対のローラであり、インクが転写された用紙Ｐをさらに図１中右方に向かって搬送し、図示しない排出トレイに排出する。

次に、インクジェットプリンタ１の印刷動作について説明する。図１に示すように、印刷が開始されると、ベルトローラ５を駆動して、転写ベルト８を反時計回りに走行させる。転写ベルト８の走行が安定した後に、各インクジェットヘッド２から転写ベルト８の外周面に向けて各色のインク滴を順に吐出することによって、転写ベルト８の外周面にインクを付着させる。

転写ベルト８がさらに走行することによって、インクが付着した転写ベルト８の外周面が、転写ベルト８の左方に配置された半硬化照射装置１１と対向する領域を通過する。このとき、半硬化照射装置１１から照射されたＵＶ光が、転写ベルト８の外周面に付着したインクに照射され、当該インクが半硬化状態となる。転写ベルト８の外周面に付着したインクが半硬化状態となることによって、転写ベルト８の外周面に付着したインクのパターンが、用紙Ｐに転写される前に崩れるのを防止することができる。

一方、記録媒体である用紙Ｐが、図示しない搬送機構によって、図１中左方から右方に向かって、且つ、転写ベルト８の下方の水平方向に延在する外周面と対向するように搬送される。転写ベルト８がさらに走行することによって、転写ベルト８の外周面に付着した半硬化状態のインクが、用紙Ｐの所望の位置と対向しつつ図１中左方から右方に向かって用紙Ｐと同じ速度で移動する。そして、用紙Ｐが対向する転写ベルト８と共に剥離ブレード６の湾曲面２６と押圧ローラ１２とに挟持される。これにより、搬送された用紙Ｐが転写ベルト８の外周面に押圧される。このとき、転写ベルト８の外周面に付着した半硬化状態のインクが用紙Ｐの印刷面に付着する。

用紙Ｐに付着される直前のインクに、上方からは転写ベルト８を介してブレード側照射装置２１からのＵＶ光が照射され、下方からはローラ側照射装置２２からのＵＶ光が照射される。ブレード側照射装置２１からのＵＶ光が照射されることにより、当該インクにおける転写ベルト８の外周面と接する領域が硬化して収縮する。転写ベルト８は、ＵＶ光の照射で変化しないので、当該インクを転写ベルト８の外周面から容易に剥離することができる、また、ローラ側照射装置２２からのＵＶ光が照射されることにより、当該インクの硬化が促進され、転写ベルト８の外周面から剥離されやすくなる。

そして、剥離ブレード６の湾曲面２６が、転写ベルト８の内角が６０度となるように外周面を外側にしつつ転写ベルト８を上方に急激に屈曲させることによって、用紙Ｐの印刷面に転写したインクが、用紙Ｐと共に転写ベルト８の外周面から剥離され、用紙Ｐに転写される。

印刷面にインクが転写された用紙Ｐは、さらに、図１中右方に向かって搬送され、完全硬化照射装置１４の下方を通過する。このとき、完全硬化照射装置１４から照射されたＵＶ光によって、用紙Ｐの印刷面に転写されたインクが完全硬化状態となる。これにより、印刷面に所望の画像が定着する。

画像が定着した用紙Ｐは、ニップローラ１３に挟持されて、図示しない排出トレイに排出される。以上で、当該用紙Ｐに対する印刷が完了する。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１によると、剥離ブレード６が転写ベルト８を６０度の角度で屈曲させることによって、転写ベルト８の外周面から用紙Ｐに転写したインクを確実に剥離することができる。これにより、外周面に付着したインクが確実に用紙Ｐに転写され、用紙Ｐに印刷される画像品質が低下するのを抑制することができる。

また、転写ベルト８が、ＵＶ光を透過させる透明部材で形成されているため、転写ベルト８の内側から照射されるブレード側照射装置２１からのＵＶ光を、転写ベルト８の外周面に付着したインクに効率よく到達させることができる。

さらに、剥離ブレード６内に支持されたブレード側照射装置２１が、転写ベルト８の内側からＵＶ光を照射するため、用紙Ｐの印刷面に転写されるインクにおける転写ベルト８の外周面と接する領域が硬化して収縮する。これにより、当該インクを転写ベルト８の外周面から容易に剥離することができ、転写ベルト８の外周面に付着したインクをより確実に用紙Ｐに転写することができる。また、ブレード側照射装置２１が剥離ブレード６内で支持されているため、インクジェットプリンタ１の小型化を図ることができる。

このとき、ブレード側照射装置２１が、湾曲面２６と転写ベルト８の内周面とが当接する当接位置よりも、転写ベルト８の回転方向に関する上流側に位置しつつ、転写ベルト８の外周面における用紙Ｐが当接する領域に向かってＵＶ光を照射するため、転写ベルト８の外周面から用紙Ｐが剥離される直前に、インクにＵＶ光が照射され、インクの転写ベルト８の外周面と接する領域を効率よく硬化させることができる。

半硬化照射装置１１から照射されたＵＶ光によって、用紙Ｐに転写される前のインクが半硬化状態となるため、転写ベルト８の外周面に付着したインクのパターンが、用紙Ｐに転写される前に振動などによって崩れるのを防止することができる。

押圧ローラ１２内に支持されたローラ側照射装置２２が、転写ベルト８から剥離される直前のインクにＵＶ光を照射するため、当該インクの硬化が促進され、転写ベルト８の外周面から剥離されやすくなる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の実施形態においては、剥離ブレード６内に支持されたブレード側照射装置２１が、転写ベルト８の内側からＵＶ光を照射する構成であるが、ブレード側照射装置が剥離ブレード６内に支持されていなくてもよい。この場合、ブレード側照射装置に替えて、転写ベルト８の回転方向に関するインクジェットヘッド２と対向する内周面から剥離ブレード６と対向する内周面までにＵＶ光を照射する照射装置を備えることが好ましい。このとき、照射装置は、押圧ローラ１２同様に構成されたベルトローラ４、５の少なくとも一方に支持されていてもよい。もちろん、ベルトローラと別体に支持されていてもよい。また、インクジェットプリンタがブレード側照射装置を有さない構成であってもよい。

さらに、上述の実施形態においては、半硬化照射装置１１が、転写ベルト８の外側からＵＶ光を照射することによって、転写ベルト８の外周面に付着したインクを半硬化状態にする構成であるが、半硬化照射装置１１が、転写ベルト８の内側からＵＶ光を照射する構成であってもよいし、インクジェットプリンタが半硬化照射装置１１を有さない構成であってもよい。いずれの構成も、装置の小型化に寄与する。

加えて、上述の実施形態においては、押圧ローラ１２内に支持されたローラ側照射装置２２が、用紙Ｐに付着しているインクにＵＶ光を照射する構成であるが、ローラ側照射装置２２が、押圧ローラ１２内に支持されていなくてもよいし、インクジェットプリンタがローラ側照射装置２２を備えない構成であってもよい。

また、上述の実施形態では、転写ベルト８上の画像を、用紙Ｐを剥離ブレード６と押圧ローラ１２とで挟持することで、画像の剥離と転写とをほぼ同時的に行っているが、剥離と転写との各機能を分離した構成としてもよい。例えば、剥離ブレード６の上流側で転写処理を行う。このとき、２つの押圧ローラ１２で転写ベルト８及び用紙Ｐを挟持し、画像の転写を行う。この下流で、本発明の剥離ブレード６を用いた用紙Ｐ（画像）の剥離を行う構成である。

さらに、上述の実施形態において、インクジェットヘッド２としては、光硬化性液体を吐出することができればよく、その吐出機構を限定するものではない。少なくともアクチュエータは、液体に吐出エネルギーを付与するに当り、液体の光硬化特性を変化させることのない方式であればよい。例えば、ここでは圧電方式を想定しているが、静電式でもよい。

また、上述の実施形態では、インクジェットヘッド２は、インクジェットプリンタに固定されたライン式のヘッドであったが、ヘッドがキャリッジと共に走査されるシリアル式であってもよい。

本発明は、インク以外の熱硬化性液体を記録媒体に転写する記録装置にも適用可能である。さらに、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機などにも適用可能である。

１インクジェットプリンタ
２インクジェットヘッド
３〜５ベルトローラ
６剥離ブレード
８転写ベルト
９プラテン
１１半硬化照射装置
１２押圧ローラ
１３ニップローラ
１４完全硬化照射装置
２１ブレード側照射装置
２２ローラ側照射装置
２６湾曲面
２６ａ照射口
Ｐ用紙

Claims

光が透過する部材で形成され、周方向に回転される無端の転写ベルトと、
回転する前記転写ベルトの外周面に光硬化性液体を吐出する記録ヘッドと、
前記転写ベルトの外周面に記録媒体を当接させることによって、前記転写ベルトの外周面に付着した光硬化性液体を記録媒体に転写する転写機構と、
光硬化性液体が転写された記録媒体に、光硬化性液体を硬化させる光を照射する第１照射手段と、
前記転写ベルトの内側から前記転写ベルトに付着した光硬化性液体を硬化させる光を照射する第２照射手段とを備えており、
前記転写機構が、
記録媒体を支持する支持ローラと、
先端に湾曲面を有し、当該湾曲面が前記転写ベルトの内周面に当接することによって、前記転写ベルトを９０度未満の角度で前記外周面を外側にして屈曲させると共に、前記支持ローラとの間で前記転写ベルト及び記録媒体を挟持するブレードとを有しており、
前記ブレードは、前記転写ベルトの回転方向に関して、前記ブレードの前記転写ベルトに対する当接位置よりも上流側の側面において開口する照射口を有し、
前記第２照射手段は、前記転写ベルトの回転方向に関して、前記ブレードの前記転写ベルトに対する当接位置よりも上流側において前記ブレード内に支持されつつ、前記照射口を介して前記転写ベルトの外周面における記録媒体が当接する領域に向かって前記光を照射することを特徴とする記録装置。
前記転写ベルトの回転方向に関する前記記録ヘッドから前記ブレードまでの間において、前記転写ベルトに吐出された光硬化性液体が半硬化となるように、光硬化性液体を硬化させる光を照射する第３照射手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記支持ローラに支持されつつ、前記支持ローラが支持する記録媒体に光硬化性液体を硬化させる光を照射する第４照射手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。