(57)【要約】【課題】  様々な画像形成がなされた記録紙においても高速で面均一な乾燥を行い、インクが染み込まない前に素早くインクを乾燥させることのできる記録装置を提供する。【解決手段】  搬送ベルトの記録紙搬送領域において、交流電圧印加領域と直流電圧印加領域を設け、インク記録ヘッドが配置された領域が直流電圧印加領域であり、電極間に電位差を発生させて記録紙を吸着し、直流電圧印加領域下流側に交流電圧印加領域を配置し、電極に１〜１００ＭＨｚの高周波交流電圧を印加して高周波誘電加熱を行う。【選択図】  図３
2006192730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
櫛歯状に設けられた電極を有し電圧を印加して静電気力により紙を吸着し搬送する搬送ベルトを用いた搬送手段と、それに対向する位置に１あるいは複数の記録印字手段を設けた記録装置において、
前記搬送ベルトの記録紙搬送領域において、交流電圧印加領域と直流電圧印加領域を設けたことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
インク記録ヘッドが配置された領域が前記直流電圧印加領域であり、電極間に電位差を発生させて記録紙を吸着し、直流電圧印加領域下流側に前記交流電圧印加領域を配置し、電極に高周波交流電圧を印加して高周波誘電加熱を行うことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記高周波電圧として、１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ帯を用いたことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
各領域において前記電極に電圧を印加する手段として、搬送ベルトの駆動に伴って電極と摺動する帯電ブラシを各々設けたことを特徴とする請求項１又は、請求項２に記載の記録装置。
【請求項５】
前記搬送ベルトに設けられた電極は、帯電ブラシとの摺動部以外が前記搬送ベルトに埋設されていることを特徴とする請求項４記載の記録装置。
【請求項６】
前記記録手段がベルト搬送方向と直交する記録紙印字領域の全幅に吐出口が配列された長尺液体吐出ヘッドであることをことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の記録装置。
【請求項７】
前記記録印字手段が液体を吐出して記録紙に画像形成を行う複数の液体吐出ヘッドで構成されたことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載記録装置。
【請求項８】
前記液体吐出ヘッドが熱エネルギーを発生させることにより、液体に膜沸騰を発生させ吐出を行うサーマルジェットヘッドで構成されたことを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極を配設した搬送ベルトにおいて、交流／直流電圧を印加することにより、搬送ベルトの各領域において複数の機能設けることにより構成を簡略化したインクジェット方式の記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク記録ヘッドを用いた記録装置において、インク記録ヘッドから用紙等の記録媒体上にインクが飛翔し着弾することにより画像が形成され、用紙はそのまま排紙トレイに排紙され、印字されたインクは自然乾燥によって乾かされていた。
【０００３】
しかしながら、自然乾燥によってインクが乾燥される場合、記録紙に形成された画像（特に写真等のインク打ち込み量（ＤＵＴＹ）の多い画像）等は、インクの乾きがかなり遅いことから、排紙直後に印字部に手を触れると、手にインクが付着することがある。また、排紙時においても、排紙ローラー、排紙紙ガイド等との擦れにより汚れや印字品の低下を招くことがある。
【０００４】
また、記録用紙がインク定着層等を設けてある専用紙においてはインクのにじみはないが、特別な処理がなされていない一般の普通紙においては、インク記録ヘッドから記録紙に印字された直後からインクが記録紙に染みこんでしまい、カラー画像のような複数色を重ねて印字した場合にじみが発生してしまい、きれいな画像を得ることができなかった。
【０００５】
これらの問題点を鑑み、印字部近傍にヒーターを設置する加熱乾燥方法が提案されているが、加熱温度が４０〜７０度前後であることから、インクをある程度乾かすことが可能であるものの、急速な乾燥は困難であった。
【０００６】
また、ヒータとして熱陰管を使用することも提案されているが、熱陰管を予め熱する必要があるため消費電力が増大したり、応答性に問題があった。
【０００７】
そこで、上記問題点を解決するために提案されたのが、特開平３−１３０１５８号公報がある。これらの公報に記載された技術内容によれば、本体内で互いに対向は位置された配置された電極板の間に、所定の電気回路により交番電界を形成し、その間を記録紙が通過することで記録用紙上のインクの乾きを促進させる方法が記載されている。
【０００８】
しかしながら電極板の間を通過させた場合、記録紙から蒸発した水蒸気が上部電極に付着するといった問題が発生するため、その問題を考慮した図６記載の平行平板を用いて高周波交流電圧を印加して行う構成が考案されている。
【０００９】
その一方で、画像を形成するインク滴飛翔時にインク記録ヘッドと記録紙の距離は約１ｍｍ以下であることが高精細な画像を得るために好ましく、その距離を維持して印字動作を行うことが求められている。特に高速化を可能にするため搬送方向と直交する全幅方向に複数のノズルが設けられた長尺インクヘッドを用いた高速記録装置においては、広い領域における平面精度とヘッドと記録紙の距離を一定に維持しながらの高速紙搬送が求められる。
【００１０】
近年、これを実現するために搬送方向と直交する方向に電極を櫛歯状に複数設けたシームレス搬送ベルトを用いた搬送手段が考案されている（図５参照）。この方式は櫛歯状に配設された電極間１２２に交互に直流電圧（０．５ｋｖ〜１０ｋｖ）の電圧を印加し、電極間に電位差を発生させ電気力により記録紙を搬送ベルト吸着し、平面精度を維持しつつ記録ヘッド直下を高速で搬送することを可能にしている。
【特許文献１】特開平３−１３０１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これらの問題を鑑みて考案されている印字搬送部の断面構成を図７に示す。搬送ベルト１３１が搬送方向に回転し、搬送方向上流から給紙される記録紙Ｐ（不図示）を吸着する。吸着においては直流印加ブラシ１５２において、例えば図中手前側に位置しているブラシ１５２ａに＋１．０ｋｖ、奥側１５２ｂに１．０ｋｖを印加し、ベルト電極２２とベルト両端部で摺動していることにより印加される。結果電極間に電位差が生じ電気力により記録紙が吸着される。この場合の印加電圧値に関しては本実施例の値に限定されるものではない。
【００１２】
直流印加領域において搬送ベルトに吸着され、平面精度を維持した状態で記録ヘッドの直下を記録紙が通過する。その際インクが記録紙から飛翔し画像形成がなされる。その下流側において、ヘッドと搬送ベルト挟んだ対向した側に乾燥手段１１４が配置されている。乾燥手段は高周波交流電圧を印加する電極１１１，１１２とそれを覆うことで電波を遮蔽するケース１１３で構成されており、印字された記録紙を高周波誘電加熱により乾燥させる。
【００１３】
しかしながらこの構成においては、乾燥対象物である記録紙に対して搬送ベルトを挟んだ位置に高周波加熱装置を配置することになり、また装置の大型化、複雑化を招いてしまう。また加熱効率も発生電界の２乗で影響することが知られているが、この構成では近接して配置することが難しく効率がよくないといった問題がある。
【００１４】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電極を配設した搬送ベルトにおいて、交流／直流電圧を印加することにより、搬送ベルトの各領域において複数の機能設けることにより構成を簡略化したインクジェット方式の記録装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明は、長尺インクヘッドを用いた高速印字を行うオンデマンド印刷装置において、瞬間的な乾燥を行い、未乾燥によるローラ、ガイド等の擦過汚れや、染み込みによる画像濃度の低下を防ぎ、また記録紙のインク吸収による膨張に起因した変形を防ぐことを可能にする記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明にあっては、櫛歯状に設けられた電極を有し電圧を印加して静電気力により紙を吸着し搬送する搬送ベルトを用いた搬送手段と、それに対向する位置に１あるいは複数の記録印字手段を設けた記録装置において、前記搬送ベルトの記録紙搬送領域において、交流電圧印加領域と直流電圧印加領域を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、インク記録ヘッドが配置された領域が直流電圧印加領域であり、電極間に電位差を発生させて記録紙を吸着し、直流電圧印加領域下流側に交流電圧印加領域を配置し、電極に１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの高周波交流電圧を印加して高周波誘電加熱を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、各領域において前記電極に電圧を印加する手段として、搬送ベルトの駆動に伴って電極と摺動する帯電ブラシを各々設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、前記搬送ベルトに設けられた電極は、帯電ブラシとの摺動部以外が前記搬送ベルトに埋設されていることを特徴とする。
【００２０】
また、前記記録手段がベルト搬送方向と直交する記録紙印字領域の全幅に吐出口が配列された長尺液体吐出ヘッドであることをことを特徴とする。
【００２１】
したがって、長尺インクヘッドを用いた高速印字を行うオンデマンド印刷装置において、瞬間的な乾燥を行い、未乾燥によるローラ、ガイド等の擦過汚れや、染み込みによる画像濃度の低下を防ぎ、また記録紙のインク吸収による膨張に起因した変形を防ぐことを可能にする記録装置を簡易な構成を提供することが可能である。
【００２２】
また、前記記録印字手段が液体を吐出して記録紙に画像形成を行う複数の液体吐出ヘッドで構成されたことを特徴とする。
【００２３】
また、前記液体吐出ヘッドが熱エネルギーを発生させることにより、液体に膜沸騰を発生させ吐出を行うサーマルジェットヘッドで構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、様々な画像形成がなされた記録紙においても高速で面均一な乾燥を行い、インクが染み込まない前に素早くインクを乾燥させることのできる記録装置を簡略な構成で提供することが可能である。また、長尺インクヘッドを用いた高速印字を行うオンデマンド印刷装置において、瞬間的な乾燥を行い、未乾燥によるローラ、ガイド等の擦過汚れや、染み込みによる画像濃度の低下を防ぎ、また記録紙のインク吸収による膨張に起因した変形を防ぐことを可能にする記録装置を提供することが可能であり、オンデマンド印刷である１枚１枚異なる画像の印字が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２６】
図１〜図５を参照して、本発明の実施の形態に係る記録装置について説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態に係る記録装置の概略断面図であり、図２は本発明の実施の形態に係る記録装置の斜視図であり、図３は本発明の実施の形態に係る搬送ベルトの上面図であり、図４は本発明の実施の形態に係る搬送ベルトの構成を示した透視斜視図であり、図５は本発明の実施の形態に係る形成画像と記録紙の誘電率を示したグラフである。
【００２８】
はじめに図１、図２において装置構成の概略について説明する。
【００２９】
ヘッド７に対向する位置にある搬送部５は、駆動ローラ３４によって駆動され、従動ローラである搬送ローラ３２および圧力ローラ３５によって巻架されている搬送ベルト３１によって構成されている。
【００３０】
搬送ローラ３２、駆動ローラ３４は搬送装置フレーム３０に回動可能に取り付けられ、圧力ローラ３５は一端が搬送装置フレーム３０に揺動可能に付けられたアーム５０の他端に回動可能に付けられ、アーム５０がバネ５１によって押圧されることで搬送ベルト３１に張力（１９．６Ｎ）を加している。
【００３１】
搬送ローラ３２下流の位置には、搬送ベルト３１を挟圧するようにして一対の吸着ローラ３３が配置されている。吸着ローラ３３の上側ローラはバネによって搬送ベルト３１に圧接されることで、記録シートＰを導入する。また、吸着ローラ３３の上側ローラは本体フレーム（不図示）と導通することで、搬送ベルト３１の表面層３６ｄに蓄積されている電荷を除去している。
【００３２】
記録シートＰが搬送されてくる搬送ベルト３１の入口には、記録シートＰをガイドする上ガイド２７および下ガイド２８が配設されている。また、上ガイド２７には記録シートＰの先端、後端検出をＰＥセンサー（不図示）に伝えるＰＥセンサーレバーが設けられている。
【００３３】
さらに、搬送ローラ３２の記録シート搬送方向における下流側には、画像情報に基づいて画像を形成する記録ヘッド７が設けられている。
【００３４】
上記構成において、搬送ベルト３１に搬送された記録シートＰは、上ガイド２７および下ガイド２８に案内されて、吸着ローラ３３に送られる。このとき、搬送されてきた記録シートＰの先端をＰＥセンサーレバーで検知して記録シートＰの印字位置を求めている。
【００３５】
そして、記録シートＰは後述の紙送りモータ６０によって駆動ローラ３４を介して搬送ベルト３１が回転することで搬送される。
【００３６】
図中、３１は記録シートＰを吸着し保持しつつ移動する搬送ベルトであり、約０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの厚みのポリエチレン、ポリカーボネートなどの合成樹脂からできており、無端ベルト形状をなしている。
【００３７】
５２は所定の直流高電圧を発生する高圧電源（不図示）に接続された直流給電ブラシであり、搬送ベルト３１に接合して設けられている。
【００３８】
搬送ベルト３１には後述するベルト電極２２が設けられており、直流給電ブラシ５２がベルト電極２２に約０．５ｋＶ〜１０ｋＶの電圧を印加することにより、搬送ベルト３１に吸着力が発生する。
【００３９】
搬送ローラ３２、駆動ローラ３４、圧力ローラ３５は搬送ベルト３１を支持し適度な張力を与えるローラであり、駆動ローラ３４は紙送りモータ６０に結合されている。
【００４０】
上記構成において、給紙部より搬送された記録シートＰは、搬送ローラ３２と吸着ローラ３３とで搬送ベルト３１上に挟持され、搬送ベルト３１側に押さえ付けられる。
【００４１】
そして、直流給電ブラシ５２から電圧を印加されたベルト電極２２の発生する電気力により、記録シートＰが搬送ベルト３１の平面部に吸着される。
【００４２】
搬送ベルト３１に吸着した記録シートＰは記録ヘッド部７へと導かれ、吸着された状態のまま記録紙と記録ヘッドの距離を一定に保ちながら高速に搬送されながら、記録ヘッドによりインクを打ち込まれ画像形成される。結果として、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。
【００４３】
記録ヘッド７の下流側には前記直流給電ブラシ５２とは独立して、下流位置に交流給電ブラシ１０が配置され、同様にベルト電極２２に接合して交流電圧を供給する。ベルト電極に交流が印加される領域上方には排気ファン１５は配置され、誘電過熱により蒸発した蒸気を機外に排出する。
【００４４】
５３は搬送ベルト３１の除電手段である除電ブラシである。これによりベルトの除電が行われ搬送ベルトから記録紙が分離され排紙ローラへと搬送される。
【００４５】
次に、本実施例における乾燥手段について説明する。
【００４６】
高周波誘電加熱に関して簡単に説明する。インク中に含まれる水分子は極性分子である。この極性分子を電界中に置くと規則正しく整列する。次に電界の方向を反転させると水分子の配列は逆になり半回転の運動を行う。これを繰り返し高周波例えば４０ＭＨｚの周波数を加えると分子回転運動を励起させ、水分子相互間に摩擦熱が発生する。このような高周波誘電加熱は誘電体物質固有の発熱係数である誘電体ロスファクターにより決定され無極性物質の樹脂フィルム等に比較して１０００倍程度水分子は大きいため、他の物質が加熱されることなく、水分子だけが急速に加熱され蒸発し乾燥させることができる。
【００４７】
本実施例においては、ベルト電極１１，１２には４３ＭＨｚの高周波の交流電流を交流給電ブラシ５３により印加され、交流給電ブラシ５３ａ，５３ｂに位相をずらして印加することで電極間に発生する電界の強さを大きくしている。これは、一般に発熱に係わる単位堆積あたりの電力は、電界の強さの２乗、周波数ｆ、比誘電率、誘電正接ｔＴａｎσに比例することが知られているおり、実際電界を大きくすることで加熱効率が向上するためである。
【００４８】
図５は印字された記録紙のインク打ち込み量（印字ｄｕｔｙ）と打ち込まれた記録紙の誘電率を示したグラフである。このように印字することにより誘電率が増加し、同一電界においても記録紙自体の誘電率が印字された画像により場所により異なり、加熱状態に差が発生する。印字された部分のほうに加熱が集中し初期段階においてインクが加熱され蒸発する。蒸発することにより記録しないの水分が減少し誘電率が減少する。また、印字直後においては、記録紙面上においてインクのほとんどがまだ記録紙に浸透しておらず、その状況で乾燥手段にいたると水分の比誘電率は８０程度であるためインクが集中的に加熱され蒸発することになる。
【００４９】
本実施例においては、ベルト搬送速度３００／ｓｅｃの一定速度で印字搬送されており、乾燥手段通過に約０．６６秒での乾燥を実現するために２Ｋｗの出力で乾燥を行い。３０％ｄの打ち込み量まで乾燥させている。均一な３０％ｄｕｔｙの印字においては、記録紙の水分吸収と膨潤の状況によりその後の搬送時の擦過汚れ、記録紙の波うち形状の発生等抑えることを実現している。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態に係る記録装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る記録装置の概略斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る搬送ベルトの上面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る搬送ベルトの断面斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る記録紙の誘電率と印字Ｄｕｔｙを示したグラフである。
【図６】従来技術に係る記録装置全体の概略斜視図である。
【図７】従来技術に係る記録装置全体の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
５  搬送部
７  記録ヘッド
７Ｋ  ブラックヘッド
７Ｍ  マゼンタヘッド
７Ｃ  シアンヘッド
７Ｙ  イエローヘッド
１０  交流給電ブラシ
１１  誘電加熱電極１
１２  誘電加熱電極２
１３  ケース
１５  排気ファン
１６  直流印加領域
１７  交流印加領域
１８  印字領域
１９  ベース
２０  表層
２２  ベルト電極
２５  上レジローラ
２６  下レジローラ
２７  上給紙ガイド
２８  下給紙ガイド
３０  搬送装置フレーム
３１  搬送ベルト
３２  搬送ローラ
３３  吸着ローラ
３４  駆動ローラ
３５  圧力ローラ
３６  吸着力発生手段
３８  バネ
４０  加湿手段
５０  アーム
５２  直流給電ブラシ
６０  駆動モータ
１１４  乾燥手段
Ｐ  記録シート
【図１】
2006192730.tif 000003
【図２】
2006192730.tif 000004
【図３】
2006192730.tif 000005
【図４】
2006192730.tif 000006
【図５】
2006192730.tif 000007
【図６】
2006192730.tif 000008
【図７】
2006192730.tif 000009