JPH11245389A

JPH11245389A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH11245389A
Application number: JP10051044A
Authority: JP
Inventors: Atsuyuki Ninomiya; 敬幸二宮
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 1999-09-14
Anticipated expiration: 2018-03-03
Also published as: JP3604894B2

Abstract

(57)【要約】【課題】記録用紙と搬送ベルトとの間に静電吸着力を
発生させて記録用紙を搬送するインクジェット記録装置
において、静電吸着力を生じさせるための構成によって
生ずる電界の影響で記録ヘッドからの吐出インクの一部
であるサテライトが記録ヘッドの吐出口面に付着するこ
とを防止する。【解決手段】搬送ベルト１０５の内部に、静電吸着力
を生じさせるための導電パターン２０２Ａおよび２０２
Ｂの他に、記録ヘッド１１９とほぼ同電位に保たれる導
電パターン２０２Ｂを設けることにより、記録ヘッド１
１９の吐出口と用紙１０１との間に電界が生じないよう
にし、これにより、吐出された液滴が主滴５０８とサテ
ライト５０７に分離してもこれらの間に分極が生じない
ようにでき、サテライト５０７は主滴５０８とともに用
紙１０１へ向かうことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は用紙搬送部に静電吸
着搬送手段を用いたインクジェット記録装置に関し、詳
しくは記録ヘッドから吐出されるインク等の液滴の飛翔
制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、記録ヘッドの吐出口からイン
ク液滴を吐出させることによって紙、ＯＨＰシートある
いは布などの記録媒体上に記録を行うインクジェット記
録装置が知られている。インクジェット記録装置は、ノ
ンインパクト型の記録装置であって、騒音が少ないこ
と、普通紙に直接記録できること、多色のインクを用い
ることによりカラー画像記録が容易にできることなどの
特長を有し、近年急速に普及しつつある。中でも、記録
信号に応じて熱エネルギーをインクに作用させて気泡を
生じさせ、その気泡の圧力によってインク等の液滴を吐
出させる方式の記録ヘッドを用いたインクジェット記録
装置は、記録ヘッドの構造が簡易で、また、吐出口を高
密度に配列できる、いわゆるマルチノズル化が容易であ
り、項解像度、高速の記録を容易に行うことができると
いう利点を有している。

【０００３】しかし、このようなインクジェット記録装
置では、記録ヘッドから一定の距離をおいて配置される
記録媒体に対して液滴を吐出し、この記録媒体上の所望
の位置にインク等の液滴を着弾させるものであるため、
良好な記録を行うためにはこれらの距離等について特に
配慮が必要となる。例えば、記録の品位を保つため、記
録媒体上の所望の位置に液滴を着弾させ所定のサイズの
ドットを形成するには記録ヘッドと記録媒体との距離を
一定に保ちかつ記録媒体の送りを正確に制御する必要が
ある。そのため、記録媒体を、搬送手段を構成するベル
トなどに静電力によって吸着保持して搬送することが従
来より知られている。このような記録媒体の吸着方法と
して、例えば特開昭６２−１４７４７３号公報に開示さ
れるように、予めベルトを帯電させ、このベルトに記録
媒体を接触させて誘電分極による吸引力により吸着させ
る方法が知られている。

【０００４】また、吐出されたインク液滴の着弾精度を
向上させるものとして静電力を用いるものの例が、特開
昭６０−４６２５７号、特開昭６２−１５１３４８号、
特開昭６２−２２５３５３号の各公報に開示されてい
る。これらはいずれも記録媒体の背後、すなわち記録ヘ
ッドのない側に電極を配してこの電極と記録用インクと
の間に電圧を印加するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の記録媒体を静電力によりベルト上に吸着保持す
る構成にあっては、記録媒体表面と記録ヘッド表面との
間に電界が生じ、この電界が記録ヘッドから吐出された
インク液滴に影響を及ぼし、記録が良好に行えないこと
があるという問題点があった。具体的には、吐出された
インク液滴の分裂によって形成されたサテライトがその
飛翔方向を反転し記録ヘッド側に向かうことがある。こ
れはサテライトが上記電界の作用によって記録媒体と同
極性に帯電していることが多く、記録媒体との間に反発
力を生じるからである。

【０００６】この結果、吐出口から記録媒体に向かって
飛翔するインクの量が、図１２（ａ）に示すように電界
のない場合、すなわち記録媒体の吸着保持に静電力を用
いない場合に比べて少なくなり、所定サイズのドットを
形成できないという問題を生じる。また、図１２（ｂ）
に示すように、上述のように電界の影響によって記録ヘ
ッド側へ向かうサテライトは記録ヘッドの吐出口面、特
に吐出口付近に付着し、その後の吐出に悪影響を及ぼす
という問題もある。例えばサテライトが吐出口面の吐出
口付近に付着すると、以後の正常なインクの吐出が妨げ
られ、インクの吐出方向が偏向したり、インクの不吐出
等の吐出不良を生じる。インクに水性のものを使用する
場合、吐出口面を撥水処理することによりある程度はサ
テライトの付着を防ぐことができるが、撥水処理だけで
は不十分なこともある。また、プリント性向上や記録結
果の耐水性を向上するために、インクを不溶化する処理
液（以下、「プリント性向上液」ともいう）を用いる場
合は、そのサテライトが吐出口面でインクと反応してこ
れを不溶化し、比較的重大な吐出不良をもたらすことも
ある。

【０００７】上述の問題点を図１３および図１４を参照
してさらに具体的に説明する。図１３はインクジェット
記録装置の一従来例の概略構成を示す側断面図である。
このインクジェット記録装置では、電源５２から約＋２
ｋＶの電圧が印加される帯電ローラ５４が、記録媒体５
０の搬送手段を構成する搬送ベルト５１に当接すること
により、この搬送ベルト５１を正（＋）に帯電させる。
そして、搬送ローラ５３によってこの帯電した搬送ベル
ト５１に記録媒体５０が送り込まれると、搬送ベルト５
１に生じている静電力によって記録媒体５０は搬送ベル
ト５１に吸着、保持され、図示矢印Ａ方向に搬送され
る。この際、搬送ベルト５１によって搬送される記録媒
体５０に当接するよう設けられた弾性電極５６を介し
て、記録媒体５０が接地される。これにより、記録媒体
５０がより強く搬送ベルト５１に吸着、保持されて、４
本の記録ヘッド５７に対向する位置まで搬送される。そ
して、各記録ヘッド５７（５７Ｂｋ，５７ｙ，５７ｍ，
５７ｃ）からそれぞれブラック，イエロー，マゼンタ，
シアン各色のインクが吐出されて記録媒体５０に記録が
行われる。

【０００８】この従来のインクジェット記録装置では、
実験によれば、記録媒体５０の表面は約＋８００Ｖの電
位となり、この電位によって記録ヘッドとの間に上述の
電界を生じる。一方、図１４（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ
示すように、各記録ヘッド５７（５７Ｂｋ，５７ｙ，５
７ｍ，５７ｃ）より吐出されたインク滴は上記電界の影
響によって分極し、主滴とサテライトとに分裂すること
がある。この場合、サテライトは記録媒体５０と同極性
に帯電していることが多い（図１４（ｃ））。そしてプ
ラスに帯電したサテライトは、プラス電荷が誘起されて
いる記録媒体５０と反発して各記録ヘッド５７へ向か
い、その吐出口面３１の吐出口３０付近に付着しやすく
なる。そして、このようにサテライトが吐出口面３１に
付着すると、上述したように正常なインクの吐出が妨げ
られ、時にはインクの吐出が行われなくなるおそれがあ
る。

【０００９】なお、このサテライトの付着は、一般に、
帯電ローラ５４に印加される電圧が高いほど、また、記
録密度が高いほど著しく、高密度記録の妨げともなって
いた。また、特にサテライトの付着は、図１３に示した
ような、記録領域の全幅にわたって複数の吐出口を備え
ているフルラインヘッドを用いたフルライン記録あるい
はカラー記録において顕著である。

【００１０】図１４（ａ）〜（ｄ）を参照して、インク
が吐出口付近に付着する現象についてさらに具体的に説
明する。図１４（ａ）は吐出液滴形成直前の様子を示す
説明図である。搬送ベルト５１に対し、＋２ｋＶ程度の
電圧（高圧電源５２によって印加）が印加されている導
電ゴムからなる帯電ローラ５４を接触させ、搬送ベルト
５１上にプラス電荷を帯電させる。そして記録媒体５０
を搬送ベルト５１に密着させることによって記録媒体５
０の搬送ベルト５１と折衝する側にマイナス電荷が誘起
され、これにより記録媒体５０と搬送ベルト５１との間
に吸着力が発生する。一方、記録媒体５０の搬送ベルト
５１側でない側、すなわち記録ヘッド５７（５７Ｂｋ，
５７ｙ，５７ｍ，５７ｃ）と対向する側には上記マイナ
ス電荷に伴なってプラス電荷が誘起され、これにより記
録ヘッド５７（５７Ｂｋ，５７ｙ，５７ｍ，５７ｃ）と
の間に電位差が生じ、電界が形成される。この状態で、
記録ヘッド５７（５７Ｂｋ，５７ｙ，５７ｍ，５７ｃ）
の有する電気熱変換体をヒート駆動して形成される気泡
の圧力によって形成される液柱６０に、記録媒体５０上
のプラス電荷と反対電荷であるマイナス電荷が誘起され
る。そして吐出により空中に液滴６１が飛翔し始めると
きの現象を示す図１４（ｂ）に示す通り、液滴６１は前
述の電界の作用を受けて分極する。

【００１１】そして、次の段階では、図１４（ｃ）に示
す通り、それぞれマイナスに帯電した主滴６２およびサ
テライト６３−１と、プラスに帯電したサテライト６３
−２とに分離する。そして図１４（ｄ）に示す通り、主
滴６２は運動エネルギーが大きいので、記録媒体５０に
着弾する。しかしながらプラスに帯電したサテライト６
３−２は、プラス電荷が誘起されている記録媒体５０の
表面と反発して吐出面３１方向へその飛翔方向を反転し
て吐出口３０付近に付着する。そして前述した通りの問
題点を生ずる原因となる。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは良好な記録を長期にわ
たって維持することのできるインクジェット記録装置を
提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、品位の高い記録を長
期にわたって維持することのできるインクジェット記録
装置を提供することにある。

【００１４】本発明のさらに他の目的は、不要なインク
等の液体を吐出口近傍に付着させることなく、吐出不良
の発生頻度を低減することができ、メンテナンスに要す
る時間を短縮することのできるインクジェット記録装置
を提供することにある。

【００１５】本発明のさらに他の目的は、記録媒体の吸
着保持に静電力を利用しても、記録ヘッドの吐出口面に
サテライトが付着せず、良好な記録を行うことができる
インクジェット記録装置を提供することにある。

【００１６】本発明のさらに他の目的は、記録媒体の吸
着保持に静電力を利用するものであっても、インクの吐
出不良を防止して良好な記録を行うことのできるインク
ジェット記録装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
液体を吐出する記録ヘッドを用い記録媒体に液体を吐出
して記録を行うインクジェット記録装置において、記録
媒体を静電気力により吸着して保持する保持手段と、静
電気力を発生させるため前記保持手段を所定の電位に保
つ第一の電圧印加手段と、前記記録ヘッドから液体を吐
出するときの当該記録ヘッドに対向する位置の前記保持
手段を所定の電位に保つ第二の電圧印加手段とを有する
ことを特徴とする。

【００１８】好ましくは、前記第二の電圧印加手段は当
該所定の電位を前記記録ヘッドと同電位とすることを特
徴とする。

【００１９】さらに好ましくは、前記保持手段は、記録
媒体を静電気力により吸着して搬送する搬送手段を構成
することを特徴とする。

【００２０】さらに好ましくは、前記搬送手段は、記録
媒体を搬送するため当該記録媒体を部分的に静電吸着す
るための複数の導電パターンと該導電パターンに接続さ
れた電極を設けた搬送ベルトを有し、前記第一の電圧印
加手段は前記電極を介して静電吸着のための電圧を前記
導電パターンに印加し、前記第二の電圧印加手段は前記
記録ヘッドに対向する位置にて前記電極を介し前記導電
パターンに電圧を印加することによりそれぞれの所定の
電位を保つことを特徴とする。

【００２１】また、液体を吐出する記録ヘッドを用い該
記録ヘッドに対し相対的に移動する記録媒体に液体を吐
出して記録を行うインクジェット記録装置において、記
録媒体を静電気力により吸着して搬送する保持手段と、
静電気力を発生させるため前記保持手段を所定の電位に
保つ電圧印加手段と、該電圧印加手段が前記所定の電位
に保つことによって生じる電界を制御し、前記記録ヘッ
ドから液体が吐出されるときに当該記録ヘッドと記録媒
体の前記吐出された液体が付与される部位との間に電界
が生じないようにする手段とを有したことを特徴とす
る。

【００２２】以上の構成によれば、記録媒体を保持する
ための静電気力を生じさせるために記録媒体の保持手段
が所定の電位に保たれるときに、この電位を保持するこ
とによって生じる電界は、記録ヘッドとこれから吐出さ
れる液体が付与される記録媒体上の部位との間に作用す
ることがないので、記録ヘッドから吐出されたインク等
の液体が主液とサテライトに分離しても、これらの間に
誘電分極を生じることがない。これにより、サテライト
が記録媒体と同極性となって記録媒体から反発力を受け
ることがなくなり、主滴とともに記録媒体側へ飛翔でき
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】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。

【００２４】図１は本発明の一実施形態に係るインクジ
ェット記録装置の概略構成を示す図である。

【００２５】図１において、記録媒体である用紙１０１
は、給紙カセット１００に格納されている。この状態で
ピックアップローラ１０２を回転させることにより、用
紙１０１が記録部に搬送される。上記の用紙ピックアッ
プ動作に伴なって搬送機構の用紙搬送部分の駆動が開始
される。搬送のための駆動力は搬送モータ１１１の回転
によって得ることができる。駆動モータ１１１はその回
転速度と回転量をオープンループ制御することが可能な
パルスモータであり、搬送制御装置からの位相信号によ
って、回転速度等の精密な制御が可能となっている。駆
動モータ１１１の回転による駆動力は駆動ローラ１１２
に伝達され、駆動ローラ１１２の回転により搬送ベルト
１０５の回転が行われる。従って、駆動モータ１１１の
回転速度を制御することにより、搬送ベルト１０５の搬
送速度を制御することができる。搬送ベルト１０５の周
回路の内部には、これに一定の張力を与え駆動ローラ１
１２と搬送ベルトのすべりを防止するため、ベルトたる
み防止ばね１０９と、これにより加圧されたベルトたる
み防止ローラ１１０が設けられ、このローラ１１０が搬
送ベルト１０５に当接し上記張力を作用させる。また、
搬送ベルト１０５の上部には、図３にて後述されるよう
に静電吸着のための複数個のＶＰ１帯電ブラシ１３１が
設けられ、これにより搬送ベルト１０５に高電圧が印加
され静電気力を生じさせることができる。なお、図１に
おいてこれら帯電ブラシ１３１と電源との結線の図示は
省略されている。

【００２６】各色インクおよびプリント性向上液を吐出
するそれぞれの記録ヘッドはヘッドユニット１２６に装
着されており、このヘッドユニット１２６は矢印１２１
で示される上下方向に移動可能に構成されている。ま
た、各記録ヘッドのノズル部１１７は非記録時において
キャップ１１８によりキャッピングされる構成とされて
おり、そのため、各ヘッドに対応したキャップ１１８を
一体に設けたキャップユニット１３０は矢印１１６で示
される左右方向に移動可能に設けられている。記録を開
始するに当り、ヘッドユニット１２６は一旦上昇し、次
いでキャップユニット１３０が上記矢印１１６で示され
る方向の右方向に移動することにより、キャッピングを
解除し、その後、ヘッドユニット１２６は記録位置まで
下降する。図１は記録ヘッドユニット１２６がこの記録
位置まで下降した状態を示している。ヘッドユニット１
２６に装着される記録ヘッドとしては、同図右部より、
イエロー用記録ヘッドであるヘッド１２５、マゼンタ用
記録ヘッドであるヘッド１２４、シアン用記録ヘッドで
あるヘッド１２３、ブラック用記録ヘッドであるヘッド
１２２、プリント性向上液用記録ヘッドであるヘッド１
１９が装着される。上記記録ヘッドのそれぞれに対応し
た位置には、図３等で後述されるように搬送ベルト１０
５の一部に接するようにＶＰ２帯電ブラシ１３２が設け
られ、これによりインク吐出によって発生するサテライ
トを制御するための電力を搬送ベルトに供給することが
できる。

【００２７】各記録ヘッドには対応するインクタンク１
０８からインクを供給するためのインク供給チューブ１
２０とそれぞれの記録ヘッドからインクタンク１０８へ
インクを戻すチューブ（不図示）が接続し、これによ
り、インクタンクと記録ヘッドとの間でインクの循環が
可能となる。インク供給チューブ１２０によるインク流
路の途中にはサブタンク１０７が設けられ、これによ
り、記録ヘッドのノズル部において一定の水頭差を得る
ようにしている。また、各キャップ１１８には、吐出回
復処理によって記録ヘッドから排出されたインクを装置
の所定部位に排出するためのチューブが接続されてい
る。

【００２８】以上の構成において、用紙１０１が給紙カ
セット１００より給紙されると、この用紙は密着ローラ
１１５によって搬送ベルト１０５に密着するよう接触さ
せられる。用紙搬送方向において密着ローラ１１５の後
方には上述したように搬送ベルト１０５に静電吸着力を
与えるためのＶＰ１帯電ブラシ１３１が複数配置されて
おり、これによって用紙が各記録ヘッドの直下を搬送さ
れる間搬送ベルト１０５に吸着させることができる。搬
送される用紙１０１の先端がＴＯＰセンサ１０３の下部
を通過すると、ＴＯＦセンサ１０３はこの用紙を検出
し、これに基づき記録動作の制御が起動される。すなわ
ち、プリント性向上液用記録ヘッド１１９とＴＯＦセン
サ１０３との距離がＬ１であることより、ＴＯＦセンサ
１０３の下部を用紙１０１が通過したときから、搬送ベ
ルト１０５を駆動Ｌ１だけ移動するのに必要な時間経過
計測後、プリント性向上液用記録ヘッド１１９による処
理液の吐出が開始される。同様に、各記録ヘッド間の間
隔がＬｎ（ｎ＝２…５）であることより、それぞれの記
録ヘッドはＴＯＦセンサ１０３による用紙１０１の先端
を検出した後、Ｌ１＋ΣＬｋ（ｋ＝２…５）の距離をカ
ウントして用紙１０１が各記録ヘッドの直下に移動して
きたときに、それぞれのインク吐出を開始する。ここ
で、例えばｋ＝２の場合は、ブラックインク用記録ヘッ
ド、ｋ＝５の場合は、イエローインク用記録ヘッドの場
合である。上記手順により記録が行われた用紙１０１は
除電ローラ１２８の位置に達し、これにより搬送ベルト
１０５が除電されるため用紙１０１は搬送ベルト１０５
から容易に剥離可能となり、除電ローラ１２８に対向す
る駆動ローラ１１１の曲率により搬送ローラより分離さ
れ、排紙ローラ１１４により、排紙トレイ１１３上に排
紙される。

【００２９】上記構成において、搬送ベルトに印加され
る電圧は、後述されるように記録ヘッドの直下とそれ以
外の場所では異ならせている。すなわち、各記録ヘッド
の直下以外では用紙を強力に搬送ベルト１０５に吸着さ
せることが可能な電圧を印加し、ヘッド直下ではヘッド
吐出面と搬送ベルト間の電界強度を制御する電圧が搬送
ベルト１０５に印加される。

【００３０】図２（ａ）〜（ｃ）は搬送ベルトの詳細な
構造を示すそれぞれ移動するベルトの上方、前方および
側方からみた断面図である。

【００３１】搬送ベルトは積層構造を有し、基材２０１
が最下層を形成する。その上に、導電パターン２０２と
電極２０４が配置される。さらに導電パターンの上には
誘電体よりなる誘電層２０５が重ねられ、導電パターン
２０２は誘電層２０５と基材２０１により挟まれる構造
となる。電極２０４上部には誘電層２０５は設けられ
ず、これによってベルト移動に伴なう電極２０４と上述
した帯電ブラシとの接触が可能となる。図２（ａ）から
も明らかなように、導電パターンは短冊状をなし、同図
中矢印で示される用紙搬送方向に対し垂直に、かつそれ
ぞれは所定の間隔を置いて配置される。導電パターン２
０２に電圧を供給するための電極２０４は各導電パター
ン２０２の端部に設けられるが、そのパターンの配列に
おいてベルトの幅方向で交互に異なる側の端部に配置さ
れる。これにより、導電パターン交互に異なる電圧を印
加することが可能となる。

【００３２】図３〜図５は、搬送ベルトに対する帯電ブ
ラシを介した給電のための構成を説明する図である。な
お、これらの図において、２つの記録ヘッド１２４およ
び１２５の周辺構成のみが示され、また、搬送ベルトに
ついてはそれぞれ断面が示されている。

【００３３】図３において、用紙吸着に用いる第一の電
源の内、用紙搬送方向の上流に向かって右側の電極２０
４を介して印加する電圧はＶＰ１１電源４０６より供給
し、同左側の電極２０４を介して印加する電圧はＶＰ１
２電源４０７より供給する。また、記録ヘッド１１９〜
１２５に印加する電圧は電源ＶＨ４１２による。

【００３４】一方、各記録ヘッドの直下に配置する導電
パターン４０２に電圧を印加するための電源はＶＰ２電
源４１１である。

【００３５】ＶＰ１１電源４０６に接続されるＶＰ１帯
電ブラシ１３１は搬送ベルト１０５の移動に伴ない電極
２０４と接触することによりその導電パターン２０２に
電圧を印加することができる。電極の設けられる位置が
導電パターンの配列において交互に異なることで１パタ
ーンおきにＶＰ１１電源４０６による電圧が導電パター
ン２０２に印加される。同様に、ＶＰ１２電源４０７に
より、上記とは補完的な１パターンおきの導電パターン
２０２に所定の電圧を印加できる。すなわち、図に示す
ように帯電ブラシを用紙搬送方向に沿って配置すること
で各電極に所定の電圧を印加することができる。本実施
形態では導電パターンは偶数個設けられ、従って、搬送
ベルトの一周で左右の電極の数が同じになるように構成
される。

【００３６】記録ヘッドの直下部分の導電パターンに対
しては、ＶＰ２電源４１１により用紙吸着用でない電圧
がＶＰ２帯電ブラシ１３２を介して印加される。ＶＰ２
帯電ブラシ１３２は記録ヘッドのノズル列方向における
両側にそれぞれ配置され、これにより搬送ベルトの移動
によって次の導電パターンが記録ヘッド直下に来る前に
ＶＰ２帯電ブラシ１３２を介したＶＰ２電源によって所
定の電圧を常に印加できるよう構成されている。なお、
以上の電圧を印加する構成にあっては、同一の電極に対
し用紙吸着のための電力を供給するためのＶＰ１帯電ブ
ラシ１３１とＶＰ２帯電ブラシ１３２の２種のブラシが
同時に接触しないようにそれらの位置関係が定められて
いる。

【００３７】図４は図３に示した各々の電源の設定例を
説明する図である。

【００３８】同図は記録ヘッドに電力を供給するための
ＶＨ電源４１２とヘッド直下の導電パターンに電力を供
給するＶＰ２電源による電位を等しくした場合の構成例
である。すなわち、本例では、ＶＰ１１電源４０６にプ
ラス極性、ＶＰ１２電源４０７にマイナス極性を与え、
ＶＰ２電源４１１およびＶＨ電源４１２による電位を、
ＶＰ１１電源４０６のマイナス側の電極、および、ＶＰ
１２電源４０７のプラス側の電極に結線して得られるも
のとしている。この場合において、同図に示すように記
録ヘッドおよび記録ヘッド直下の導電パターンの電位を
０Ｖ電位にすることにより記録ヘッドを直接商用電源の
グランドラインに直結でき、記録ヘッドの電気的構成が
非常に簡易になり、異常状態における電気的安全性も向
上する。また、異極性であるＶＰ１１電源４０６とＶＰ
１２電源４０７の電圧の絶対値を等しくすることによ
り、各導電パターンに同じ吸着力を発生させる場合は、
中点電位が０Ｖとなるため、これら電源の中点を同図の
ように接続することが可能になる。あるいは、異極性で
あるＶＰ１１電源４０６とＶＰ１２電源４０７の電圧の
絶対値を異ならせることにより、各導電パターンに等し
い吸着力を発生する場合においても、中点電位を０Ｖと
することにより電気的メリットを得ることができる。図
５は搬送ベルト４０９を搬送方向側面から見た図であ
る。同図において搬送ベルト１０５は矢印で示した用紙
搬送方向に移動する。従って、導電パターン２０２は搬
送ベルト１０５の移動に伴なって用紙搬送方向に移動す
る。これに対し、記録ヘッド１２４および１２５とＶＰ
１帯電ブラシ１３１およびＶＰ２帯電ブラシ１３２とは
装置に対して固定された状態にある。これにより、記録
ヘッドと同位置に配置されるＶＰ２帯電ブラシ１３２は
順次移動してくる導電パターン２０２に対し電極２０４
を介してＶＰ２電源による電圧を荷電することが可能と
なり、さらに、ヘッド直下を通りすぎた導電パターン２
０２に対してはＶＰ１帯電ブラシ１３１を介してＶＰ１
１電源４０６またはＶＰ１２電源４０７による電圧を印
加することが可能となる。すなわち、各ヘッドに関し、
その直下の導電パターンに帯電ブラシ１３２を介して電
圧が印加されるとき、その両側の導電パターンには帯電
ブラシ１３１を介してＶＰ１１電源による２ｋＶまたは
ＶＰ１２電源による−２ｋＶのいずれかが印加されるこ
とになる。

【００３９】図６はインク吐出手段を構成する記録ヘッ
ドの構成を示す分解斜視図である。

【００４０】基板３０２の上には電気熱変換体３４２が
形成され、また、この電気熱変換体３４２の下部には、
基板３０２が導電体の場合は絶縁膜３２１が形成され
る。また、電気熱変換体３４２に電力を供給するための
電極３０４が形成されている。電気熱変換体３４２は抵
抗体であり、電極３０４に電流を供給することにより抵
抗体が発熱をする構造となっている。この電気熱変換体
３４２は、所定のピッチで各液路３１０毎に配置され
る。すなわち、ノズル壁３０５およびノズル壁３０５の
上部に取付けられる天板３０６によって個々の液路３１
０が形成され、これら液路毎に上記電気熱変換体が設け
られる。また、各液路３１０は共通液室３０８と連通
し、各液路にインクまたは処理液が供給される。この構
成により、インクは毛管力によって共通液室３０８から
各液路３１０に進み、そのインクの先端は電気熱変換体
３４２の上部を越えてインク吐出口３１２に至りメニス
カスを形成する。この状態で電極３０４に電流を流すと
電気熱変換体３４２が発熱し、この発熱により、電気熱
変換体３４２の上部のインク液が加熱され発泡する。こ
の発泡の圧力により、電気熱変換体３４２とインク吐出
口３１２の間にあるインクがインク吐出面３１１より押
し出される。この発泡の速度が急峻であるため上記イン
クは高速でノズル３１０より押し出されることにより飛
翔することとなる。この時、インク等の液体は基板３０
２および天板３０６に電圧を印加することで可能とな
る。

【００４１】図７は、上記記録ヘッドと搬送ベルトとの
配置関係を示す図である。なお、同図には、図示の簡略
化のため１個の記録ヘッドのみが示されている。

【００４２】同図に示すように記録ヘッドの吐出口配列
方向が用紙の搬送方向と垂直になるように配置され、図
中矢印３３１で示すインク吐出方向は搬送ベルト１０５
および用紙１０１の面に垂直となる。

【００４３】以上のように構成されたインクジェット記
録装置において、記録ヘッド、搬送ベルトおよび用紙相
互に生じる電界等の作用を次に説明する。

【００４４】図８は記録ヘッド近傍の電界に様子を模式
的に示す図である。図８は、搬送ベルト１０５内に設け
られる連続した三つの導電パターン２０２Ａ，２０２Ｂ
および２０２Ｃが示される。図に示す状態は、一つの導
電パターン２０２Ｂが記録ヘッドの直下に位置する場合
である。これらの電極パターンは搬送ベルトの移動に伴
なって移動するが、記録ヘッド直下に位置する電極パタ
ーンには例えば図３に示したように、両側の導電パター
ン２０２Ａおよび２０２ＣにＶＰ１１電源またはＶＰ１
２電源の電圧が印加されるときはＶＰ２電源の電圧が印
加される構成となっている。

【００４５】図８は、図４に示した電源設定の場合のＶ
Ｐ１１電源４０６によって電圧印加が行われている状態
を示すものである。すなわち、本例では導電パターン２
０２Ａ、導電パターン２０２Ｂ、導電パターン２０２Ｃ
の電位をそれぞれ２ｋＶ、０Ｖ、２ｋＶとし、また、記
録ヘッドを０Ｖとする。また、記録ヘッドの用紙搬送方
向の厚さは５ｍｍ、記録ヘッドと搬送ベルト１０５の間
隔は１ｍｍ、各導電パターン２０２の幅は１０ｍｍ、各
導電パターン相互の間隔を３ｍｍとする。この場合に、
電気力線は図８に示す矢印のように描かれる。すなわ
ち、電位２ｋＶの導電パターン２０２Ａと電位０Ｖの導
電パターン２０２Ｂの間には導電パターン２０２Ａから
導電パターン２０２Ｂに向かい図の電気力線で示される
電界が生じる。また、導電パターン２０２Ａから記録ヘ
ッド５０１に対しても、図の電気力線で示される電界を
生じる。導電パターン２０２Ｃから導電パターン２０２
Ｂおよび記録ヘッドに対しても同様の電界を生じる。

【００４６】これに対し、記録ヘッドと導電パターン２
０２Ｂとの間では、これらがほぼ同電位であることか
ら、その間に電界は生じない。空間的にも記録ヘッドと
搬送ベルト１０５との間が１ｍｍで、記録ヘッドの幅が
５ｍｍである構造によって、そのインク吐出口の搬送ベ
ルト１０５間には電界はほとんど発生しない。

【００４７】以上のような電界の状態で記録ヘッドから
インクまたは処理液の吐出を行うと、記録ヘッド内のイ
ンクと吐出インクとが分離する時に、主滴５０８と複数
のサテライト５０７に別れるが、この液滴分離時におい
てその場に電界が発生していないため図１２（ｂ）に示
したように液滴の電極分離が発生しない。従って、記録
ヘッドから吐出したときに発生するサテライト５０７も
主滴５０８と共に記録ベルト１０５に向かって飛翔し、
用紙１０１に着弾することができる。

【００４８】図９は用紙の吸着について説明する図であ
り、用紙吸着の構成を等価回路で示すものである。

【００４９】印刷用紙１０１は抵抗とコンデンサが同図
のように配置された状態で表現できる。また、搬送ベル
ト１０５内の各導電パターン間はそれぞれのパターン間
を結合する抵抗として表現できる。さらに、搬送ベルト
１０５と用紙１０１の間の空間はコンデンサ６０８と接
触抵抗６０４によって表現できる。この場合において、
用紙１０１と搬送ベルト１０５が完全に離れている場合
は接触抵抗６０４は無限大の抵抗値を持つ状態と表現さ
れ、一方、用紙１０１と搬送ベルト１０５が接触してい
る場合はコンデンサ６０８と接触抵抗６０４が同時に存
在する状態となる。従って、用紙１０１と搬送ベルト１
０５が接触している状態では、導電パターン２０２Ｃか
ら搬送ベルト表面に向かって通電電流（搬送ベルト）６
０５が流れる。そして、この電流は、上記接触抵抗６０
４を開始通電電流（紙）として矢印６０３のように用紙
内を流れ、最終的に導電パターン２０２Ｂに至る。この
状態で用紙１０１と搬送ベルト１０５を吸着させる吸着
力はコンデンサ６０８によって発生する。すなわち、コ
ンデンサ６０８の両極に蓄積する電荷量により発生する
クーロン力により用紙１０１と搬送ベルト１０５が相互
に吸着する。コンデンサ６０８が電荷を持つためにはコ
ンデンサの両極に電位差が無くてはならないが、図９に
おいては接触抵抗６０４に通電電流６０３および６０５
が流れることによりコンデンサ６０８の両極に電位差が
発生する。すなわち、導電パターン２０２Ｂの上の用紙
と搬送ベルト間でも、導電パターン２０２Ｃの上の用紙
と搬送ベルト間においても、ほぼ同じ吸着力が得られる
こととなる。

【００５０】従って、図８に示した説明と併せると、記
録ヘッドの直下において用紙を搬送ベルトに吸着する状
態と、記録ヘッドと搬送ベルト間におけるほぼ無電界の
状態が同時に生じることになる。

【００５１】（他の実施形態）図１０はブラシのみを介
して搬送ベルトに吸着力を生じさせる例における電気力
線と模式的に示す図である。

【００５２】図１０に示す搬送ベルト７０４内には上記
実施形態のような導電パターンを設けることなく、搬送
ベルト全体が均一な誘電体で構成される。この搬送ベル
トに対し、用紙を静電吸着するための電圧を印加する帯
電ブラシ７０３以外に記録ヘッドと同じ電位である０Ｖ
を印加するための帯電ブラシ７０７を記録ヘッドの直下
で搬送ベルト７０４の裏側に配置する。帯電ブラシ７０
３と帯電ブラシ７０７のブラシ部分は、搬送ベルト７０
４に接触し、ベルトに対し電荷の供給と除電を行う。本
例の場合の電気力線も前例とほぼ同様の電気力線とな
る。すなわち、本例の状態においても、記録ヘッドとそ
の直下の搬送ベルトとの間には電界は発生することはな
い。

【００５３】同様に、図１１に本例のブラシ給電の場合
の吸着状態の等価回路を示す。同図に示す電流の流れも
前例で示す図９の場合とほぼ同等であり、用紙の吸着に
おいては同等の効果を発揮することができる。

【００５４】なお、以上説明した実施形態では、用紙を
保持して搬送ベルトについて説明したが、記録ヘッドが
移動するようにし、これに対し用紙を固定的に保持する
保持部に上記導電パターンやブラシの構成を用いてもよ
い。この場合、記録ヘッドの移動に対応してこれの電位
を所定値に保つための例えばブラシ等の構成が必要にな
る。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
記録媒体を保持するための静電気力を生じさせるために
記録媒体の保持手段が所定の電位に保たれるときに、こ
の電位を保持することによって生じる電界は、記録ヘッ
ドとこれから吐出される液体が付与される記録媒体上の
部位との間に作用することがないので、記録ヘッドから
吐出されたインク等の液体が主液とサテライトに分離し
ても、これらの間に誘電分極を生じることがない。これ
により、サテライトが記録媒体と同極性となって記録媒
体から反発力を受けることがなくなり、主滴とともに記
録媒体側へ飛翔できる。

【００５６】この結果、サテライトは記録ヘッドに吸着
されることはなく、記録ヘッドの吐出口近傍に液滴が付
着する確率が低くなる。従って、インク液滴の不吐出、
よれが発生する確率が低下し安定したインク吐出状態が
得られる。

【００５７】また、用紙搬送においても、記録ヘッドと
その直下の導電パターンが例えば０Ｖ状態においても、
記録ヘッド直下の上流側および下流側にある導電パター
ンが用紙吸着を行うための電圧が印加されていれば、記
録ヘッド直下の導電パターン上においても用紙の密着性
を維持できるため、用紙の浮き上がりはなく、用紙のジ
ャムも押さえることができる。すなわち、本願の構成を
採ることにより、インク液滴の安定した吐出と安定した
用紙搬送が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録
装置の概略構成を示す図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は上記装置で用いられる搬送ベ
ルトの構成を示す断面図である。

【図３】上記搬送ベルトおよび記録ヘッドに対する電圧
印加のための構成を示す説明図である。

【図４】上記搬送ベルトおよび記録ヘッドに対する電圧
印加のための構成を示す説明図である。

【図５】上記搬送ベルトおよび記録ヘッドに対する電圧
印加のための構成を示す説明図である。

【図６】上記装置で用いられる記録ヘッドの構成を示す
斜視図である。

【図７】上記記録ヘッドと搬送ベルトとの配置関係を示
す斜視図である。

【図８】搬送ベルト上の電界を電気力線で示す図であ
る。

【図９】搬送ベルトと用紙が吸着状態にあるときの等価
回路を示す図である。

【図１０】本発明の他の実施形態に係るブラシ給電の場
合の電界を電気力線で示す図である。

【図１１】上記ブラシ給電の場合における搬送ベルトと
用紙の吸着状態の等価回路を示す図である。

【図１２】（ａ）および（ｂ）は一従来例におけるイン
ク液滴の飛翔状態を説明する図である。

【図１３】一従来例に係るインクジェット記録装置を示
す図である。

【図１４】上記従来装置におけるインク液滴の電極分離
を示す模式図である。

【符号の説明】

１００給紙カセット１０１用紙１０２ピックアップローラ１０３ＴＯＦセンサ１０４搬送ローラ１０５，７０４搬送ベルト１０７サブタンク１０８インクタンク１０９ベルトたるみ防止ばね１１０ベルトたるみ防止ローラ１１１駆動モータ１１２駆動ローラ１１３排紙トレイ１１４排紙ローラ１１５密着ローラ１１７ノズル部１１８キャップ１１９プリント性向上液用記録ヘッド１２２Ｂｋインク用記録ヘッド１２３Ｃインク用記録ヘッド１２４Ｍインク用記録ヘッド１２５Ｙインク用記録ヘッド１２６ヘッドユニット１２８除電ローラ１２９クリーニングローラ１３０キャップユニット１３１ＶＰ１帯電ブラシ１３２ＶＰ２帯電ブラシ２０１基材２０２，２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ導電パターン２０４電極２０５誘電層３０２基板３０４電極３０５ノズル壁３０６天板３０８共通液室３１０液路３１１吐出口面３１２吐出口３２１絶縁層３４２電気熱変換体７０３帯電ブラシ７０４搬送ベルト７０７帯電ブラシ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を吐出する記録ヘッドを用い記録媒
体に液体を吐出して記録を行うインクジェット記録装置
において、記録媒体を静電気力により吸着して保持する保持手段
と、静電気力を発生させるため前記保持手段を所定の電位に
保つ第一の電圧印加手段と、前記記録ヘッドから液体を吐出するときの当該記録ヘッ
ドに対向する位置の前記保持手段を所定の電位に保つ第
二の電圧印加手段とを有することを特徴とするインクジ
ェット記録装置。
【請求項２】前記第二の電圧印加手段は当該所定の電
位を前記記録ヘッドと同電位とす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。
【請求項３】前記保持手段は、記録媒体を静電気力に
より吸着して搬送する搬送手段を構成することを特徴と
する請求項１または２に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項４】前記搬送手段は、記録媒体を搬送するた
め当該記録媒体を部分的に静電吸着するための複数の導
電パターンと該導電パターンに接続された電極を設けた
搬送ベルトを有し、前記第一の電圧印加手段は前記電極
を介して静電吸着のための電圧を前記導電パターンに印
加し、前記第二の電圧印加手段は前記記録ヘッドに対向
する位置にて前記電極を介し前記導電パターンに電圧を
印加することによりそれぞれの所定の電位を保つことを
特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記記録ヘッドは各々が平行に配置され
た複数の吐出口列から構成され、記録媒体の搬送方向に
対し垂直方向に前記吐出口列が配置されたことを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェッ
ト記録装置。
【請求項６】前記搬送ベルトに設けられた前記複数の
導電パターンに接続された複数の電極は記録媒体の搬送
方向に沿って配置されたことを特徴とする請求項４また
は５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】前記搬送ベルトに設けられた複数の導電
パターンには前記第一の電圧印加手段によって第一の電
圧と第二の電圧が交互に印加されることを特徴とする請
求項４ないし６のいずれかに記載のインクジェット記録
装置。
【請求項８】前記第一の電圧印加手段および前記第二
の電圧印加手段は、前記搬送ベルトに伴なって当該電極
に接触する帯電ブラシを有し当該接触によってそれぞれ
電圧の印加を行うことを特徴とする請求項４ないし７の
いずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】前記第一の電圧印加手段による前記導電
パターンに対する電圧の印加は、前記記録媒体の搬送方
向において前記記録ヘッドより上流側で行われることを
特徴とする請求項４ないし８のいずれかに記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項１０】前記第一の電圧印加手段による前記導
電パターンに対する電圧の印加は、前記記録媒体の搬送
方向において前記記録ヘッドより下流側で行われること
を特徴とする請求項４ないし９のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項１１】前記第４の電圧印加手段による前記導
電パターンに対する電圧の印加は、前記記録媒体の搬送
方向において前記複数の吐出口列の間で行われることを
特徴とする請求項５ないし１０のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項１２】前記第二の電圧印加手段によって保た
れる前記所定の電位は、当該インクジェット記録装置の
所定電位と同電位であることを特徴とする請求項１ない
し１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】前記第二の電圧印加手段によって保た
れる前記所定の電位は、前記第一の電圧印加手段によっ
て印加される前記第一の電圧と第二の電圧を平均した電
位であることを特徴とする請求項７ないし１２のいずれ
かに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】前記第二の電圧印加手段によって保た
れる前記所定の電位の値は、前記第一の電圧印加手段に
よって印加される第一の電圧または第二の電圧の絶対値
よりも小さい値であることを特徴とする請求項７ないし
１２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１５】前記搬送方向において前記複数の吐出
口列のそれぞれの間には、少なくとも前記導電パターン
が１個以上位置する構成であることを特徴とする請求項
４ないし１４のいずれかに記載のインクジェット記録装
置。
【請求項１６】前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利
用して吐出口から液体を吐出させるものであり当該熱エ
ネルギーを発生させる手段として電気熱変換体を有して
いることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに
記載のインクジェット記録装置。
【請求項１７】液体を吐出する記録ヘッドを用い該記
録ヘッドに対し相対的に移動する記録媒体に液体を吐出
して記録を行うインクジェット記録装置において、記録媒体を静電気力により吸着して搬送する保持手段
と、静電気力を発生させるため前記保持手段を所定の電位に
保つ電圧印加手段と、該電圧印加手段が前記所定の電位に保つことによって生
じる電界を制御し、前記記録ヘッドから液体が吐出され
るときに当該記録ヘッドと記録媒体の前記吐出された液
体が付与される部位との間に電界が生じないようにする
手段とを有したことを特徴とするインクジェット記録装
置。