JP2005246832A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 単純で安価な構成として、記録紙がインク吐出口に接触しないで安定して良好な印字がなされるインクジェット記録装置の提供。
【解決手段】 ヘッドユニット１０には、吐出口１２より搬送路上流側に、吐出口１２に記録紙Ｐが接触しないように記録紙Ｐの記録面を案内する複数の線接触箇所をもった案内部２０ａを設けたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像記録装置や印刷装置に用いて、インクの吐出により記録紙上に画像記録を行うインクジェット記録装置に関する。

近年、インクジェット方式の画像記録装置は簡便・安価に画像を作成できるため、写真、各種印刷、マーキング、カラーフィルター等の特殊印刷など、様々な印刷分野に応用されてきている。特に、微細なドット画像を形成する様にインクの吐出量を制御する記録装置や、色再現域、耐久性、出射適性等を改善したインク及びインクの吸収性、色材の発色性、表面光沢などを飛躍的に向上させた専用紙を用いることにより、銀塩写真に匹敵する画質の画像形成も可能になっている。このように、今日ではインクジェット方式の画像記録装置は、記録装置、インク、専用紙の大幅な改良によって高画質の画像形成を達成している。

従来よりインクジェット記録用インクの組成物としては、水溶性液体インク組成物（水性インク）が広く使われ、平面性を保った記録紙上にインクを吐出して微細なドット画像を形成している。

ところで、水性インクを用いたインクジェット方式の問題点の一つとして、記録紙に波打ち（ｃｏｃｋｌｅ）が発生することが挙げられる。

これは、平面状に整形された紙のパルプ繊維の間に水性インク（以下、単にインクという。）中の水分が浸透することにより、パルプ繊維がある程度自由に運動できる状態となり、前記パルプ繊維の絡み合いが変化して局部的に膨張し、体積変化が生じて波打ちが発生するものである。これはインクの量が多くなるベタ画像部で顕著に現れる。

この波打ちが発生すると、未乾燥の画像が乱れるのみならず、最悪の場合、記録紙の凸面がヘッドユニットのインク吐出口面を擦ることにより、記録紙に不要なインクが付着して記録紙面が汚れることはもとより、不吐出ノズルの発生や、インク吐出口表面に設けられた撥水処理剤が剥がれて吐出口周辺にインクが付着し、吐出の際インク滴がそれに引っ張られることで吐出方向が変化するなど、様々な印字品質不良を招いてしまう。

ヘッドユニットのインク吐出口面と、記録紙記録面との間隔を所定の間隙に保つために、吐出口へ上流側又は下流側に、記録紙を下方から支持するベルト、ローラ、プラテン等の支持部材に当接する、拍車やローラ等の押圧手段を設けて、記録紙の浮き上りや波打ちを規制し、記録紙がインク吐出口に接触するのを防止することが提案されている。そして、記録紙を押圧し規制するアームによって支持された押圧手段が所定値以上の変位又は圧力となる搬送異常が発生したときは、記録動作を停止し、押圧手段を開放することが記載されている。（例えば特許文献１、特許文献２参照。）
特開２００１−２６１５４号公報 特開２００２−１１３９１０号公報

特許文献１、特許文献２に開示されている押圧手段によって記録紙を押圧し、記録紙位置を規制する方法は、押圧箇所においては位置規制が行われる。しかし、かかる拍車やローラ等を用いた押圧手段は、インク吐出口に近接して設けることは機構上きわめて困難で、インク吐出口と押圧手段による規制位置とは、離れて位置することとなり、その間に記録紙は浮き上ったり波打ちしたりして、インク吐出口に接触したりする事態が発生する。

本発明は、拍車やローラ等の押圧手段によることなく、単純で安価な構成として、記録紙がインク吐出口に接触しないようにして記録紙搬送がなされ、安定して良好な印字がなされるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

前記の課題を解決し、かつ目的を達成するために、本発明は以下のように構成している。

（請求項１）
インクを吐出口から吐出して画像を記録するヘッドユニットと、記録紙を搬送する搬送路とを有するインクジェット記録装置において、
前記ヘッドユニットは、前記吐出口より搬送路の上流側に、前記吐出口に前記記録紙が接触しないように前記記録紙の記録面を案内する案内部材が設けられたことを特徴とするインクジェット記録装置。

（請求項２）
前記案内部材は、前記記録紙の搬送方向と平行に複数の線接触箇所を有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）
前記案内部材の前記記録紙に接触する複数の線接触箇所の間隔は２〜４０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。

（請求項４）
前記案内部材の前記記録紙との線接触箇所の後端と、前記吐出口による記録位置の最も近接した記録位置までの距離は１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。

（請求項５）
前記線接触箇所の長さは５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。

（請求項６）
前記ヘッドユニットの吐出口面と前記記録紙の記録面との距離は、０．３〜３．０ｍｍの間で規制されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。

（請求項７）
前記案内部材は樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。

（請求項８）
前記案内部材は導電性を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。

本発明によるときは、案内部材をヘッドユニットに設ける構成としたことにより、案内部材は吐出口の上流側に近接して、かつ吐出口面に対し案内部材が最低限必要とする高さに設定されて、記録紙が吐出口面を擦ることがなくなり、記録紙の紙厚が変わっても記録紙の記録面と吐出口面との間隔を同一とすることができる。ヘッドユニットに案内部材が一体的に設けられることにより、記録紙の記録面と吐出口面との近接し得る間隔がより正確にしかも安価に設定することができる。また、本発明においては、従来の記録紙搬送規制手段に較べて、記録紙の記録面と吐出口面との近接し得る間隔を短く設定することができるので、特にインク滴の吐出角度誤差による濃度ムラや白抜けの発生を抑制することができる。

本発明の実施の形態の一例を図面に従って説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術範囲や用語の意義を限定するものではない。

図１には、インクを吐出口（ノズルともいう）から吐出して画像を記録するヘッドユニット１０を示している。図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側断面図、図１（Ｃ）は下面図で、矢印を持ってヘッドユニット１０に対する記録紙Ｐの搬送方向を示している。

本実施例で示すヘッドユニット１０は、撥水処理された平面状のノズルプレート１１に複数の吐出口１２が、記録紙搬送方向と直交して等間隔に配列されていて、吐出口１２からは同一色のインクがそれぞれ独立して吐出する構成となっている。

ここで用いるインクは、インク総質量あたり１０質量％以上の水を含有する水系インクジェットインクである。インクの吐出手段としては、アクチュエータとしてピエゾ素子を使用する方式や、電気熱変換素子により形成された気泡の圧力でインクを吐出する方式が採用されている。

ヘッドユニット１０には、吐出口１２より搬送路の上流側に、吐出口１２に記録紙が接触しないように記録紙の記録面を案内する案内部２０ａを有した案内部材２０が接着剤等の結合手段によって、ノズルプレート１１を取り付け基準として、ヘッドユニット１０と一体的に取り付けられている。案内部２０ａはユニット１０のノズルプレート１１と一体として成型するよう構成したものであってもよい。

案内部２０ａは記録紙Ｐの搬送方向と平行に、複数本の断面形状が逆三角形をした先端部分によって、記録紙Ｐに線接触がなされる形状をして、隣り合う案内部２０ａの間隔は２〜４０ｍｍの間に設定されている。

案内部２０ａ間の間隔が２ｍｍ未満になると、記録紙Ｐと案内部２０ａとの間で接触部分が多くなり、記録紙搬送に抵抗が生じ、摩擦帯電がなされて、搬送不良が生じるので好ましくない。また、案内部２０ａ間の間隔が４０ｍｍを越えると、案内部２０ａによって案内された記録紙の搬送姿勢に浮き上がりや波打ち等のバラツキが生じ、吐出口１２における吐出口面と記録面との間隔がバラツクようになるので好ましくない。

搬送される記録紙の紙粉等が案内部２０ａに付着するのを防止し、記録紙の搬送に悪影響を及ぼす帯電を抑えるため、案内部材２０は導電性を有していることが望ましく、プラスチックに炭素や金属の粉末、または繊維を練り込んだ導電性樹脂を用いている。樹脂としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）が好ましく用いられ、導電性樹脂を材料とする案内部材２０は図示しない部材を通して接地される。

図２に示すのは、吐出口１２の近傍要部の拡大図である。

ヘッドユニット１０とは、所定の間隔を持って記録紙を支持する支持部材３０がある。支持部材３０には、従動あるいは駆動回転するローラ、ベルトや、固定したプラテン等が用いられ、記録紙は支持部材３０と案内部２０ａとの間の１００μｍ程度の間隙（図上でｄ３をもって示す）を案内されて移動し、吐出口１２面に僅かの間隙を保ちながら通過する構成となっている。かかる構成によって記録紙の搬送を規制し、紙の波打ち量を少なくする効果が生じる。なお、支持部材３０は、記録される記録紙の紙厚によって微調整がなされる構成とすることも行われる。

案内部２０ａの記録紙との接触箇所の後端と、吐出口１２による記録位置の最も近接した記録位置までの距離（図上でｄ１をもって示す）は、１〜１０ｍｍの間に設定されている。ヘッドユニット１０には、メンテナンス時にインクをノズルプレート１１側から吸引することを目的として、複数の吐出口１２を同時に覆うようにした椀状のキャップ部材（不図示）が設けられている。案内部２０ａ後端と吐出口１２との距離ｄ１は近付けた方が効果的ではあるが、あまりに近いとノズルプレート１１には吸引用のキャップ部材を当てるスペースがなくなってしまう。従って、キャップ部材の形状も考慮した上で、案内部２０ａ後端と吐出口１２との距離ｄ１が決定される。距離ｄ１が１０ｍｍを超えると、案内部２０ａ後端から外れた記録紙は吐出口１２部分においては、吐出口１２面との間の間隙にバラツキが生じ好ましくない。

記録紙Ｐは、案内部２０ａと支持部材３０との間の間隙ｄ３を搬送路として、安定して吐出口１２へ向けて搬送される。吐出口１２位置における吐出口１２面に対する記録面の間隔（図上ｄ２をもって示す）は略案内部２０ａの吐出口１２面に対する高さによって決定する。吐出口１２面と記録面との間隔ｄ２は０．３〜３．０ｍｍの間の一定の値に設定している。吐出口１２面と記録面との間隔ｄ２が０．３ｍｍ未満のときは、吐出口１２から記録面に向けて吐出されたインクは記録面から一部は跳ね返り、吐出口１２に付着して不吐出口が発生する。また、間隔ｄ２が３．０ｍｍを超えると、吐出口１２から吐出したインクは飛翔中にバラツキが生じ易く、印字品質の低下が認められるようになる。

本実施形態のインクジェット記録装置では、印字部近くには記録紙を挟持搬送する部材がないので、記録紙が安定した形で搬送され、吐出口１２で印字がなされるためには、記録面に線接触する箇所の長さ（図１（ｂ）におきるＬ１）は５０ｍｍ以下に設定しておくことが必要である。

図３には、本発明の案内部材２０を設けたヘッドユニット１０を用いてカラー画像を印字するインクジェットプリンタを示している。図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は上面図である。何れもラインヘッドで、ヘッドを移動させることなく、記録紙Ｐ上にカラー画像記録が行われる。

図において、記録紙Ｐは駆動ローラ４１Ａと従動ローラ４１Ｂとより成る搬送ローラに挟持されて直進し、Ｋインクを吐出するヘッドユニット１０へと進入する。ヘッドユニット１０に対向しては従動回転する支持ローラ３０Ａが設けられ、案内部２０Ａと支持ローラ３０Ａとは間隔ｄ３（本実施例では３００μｍ）を保っていて、記録紙Ｐは間隔ｄ３の間を通過し、吐出口１２面と所定の間隔を保った状態で、記録面にはＫインクによる印字が行われる。

Ｋインクによる印字を終えた記録紙Ｐは、記録面側に従動回転する拍車４２Ｃと、裏面側の駆動ローラ４２Ａとによって挟持・搬送され、Ｃインクを吐出するヘッドユニット１０へと進入し、Ｋの印字画像の上にＣインクによる印字が重ねて行われる。

同様にして、Ｍインクによる印字がＣインクによる印字画像上に重ねて行われ、更にその上にＹインクによる印字が行われる。４色のインクを用いてカラー画像が記録なされたのち、記録紙Ｐは拍車４２Ｃと駆動ローラ４２Ａとに挟持されて、インクジェットプリンタから排出される。

ヘッドユニットの構成図。 インクの吐出口近傍の拡大図。 インクジェットプリンタの構成図。

符号の説明

１０ ヘッドユニット
１１ ノズルプレート
１２ 吐出口
２０ 案内部材
２０ａ 案内部
３０ 支持部材

Claims (8)

1. インクを吐出口から吐出して画像を記録するヘッドユニットと、記録紙を搬送する搬送路とを有するインクジェット記録装置において、
   前記ヘッドユニットは、前記吐出口より搬送路の上流側に、前記吐出口に前記記録紙が接触しないように前記記録紙の記録面を案内する案内部材が設けられたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記案内部材は、前記記録紙の搬送方向と平行に複数の線接触箇所を有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。
3. 前記案内部材の前記記録紙に接触する複数の線接触箇所の間隔は２〜４０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記案内部材の前記記録紙との線接触箇所の後端と、前記吐出口による記録位置の最も近接した記録位置までの距離は１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記線接触箇所の長さは５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記ヘッドユニットの吐出口面と前記記録紙の記録面との距離は、０．３〜３．０ｍｍの間で規制されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記案内部材は樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記案内部材は導電性を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。

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