(57)【要約】【課題】帯電手段を設けずとも記録媒体と共に搬送される紙粉を吸着することが可能なインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体から発生する紙粉を吸着するための手段であって、搬送手段によって当該搬送路を搬送される記録媒体から発生する紙粉を静電吸着可能にさせる誘電体で構成した吸着手段と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、
記録媒体を搬送する搬送手段と、
記録媒体から発生する紙粉を吸着するための手段であって、前記搬送手段によって当該搬送路を搬送される記録媒体から発生する紙粉を静電吸着可能にさせる誘電体で構成した吸着手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記誘電体は、焦電体であ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】
前記吸着手段は、さらにシートを有し、複数の前記焦電体を前記シート上に配置することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
複数の前記焦電体の距離は、前記紙粉の粒径に基づいて前記焦電体を配置することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記焦電体は、ゼオライト型化合物、ジルコンチタン酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、マグネシウムニオブ酸チタン酸鉛、トルマリンのいずれかを含むことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
記録媒体を搬送する搬送手段と、
記録媒体から発生する紙粉を吸着するための手段であって、前記搬送手段によって当該搬送路を搬送される記録媒体から発生する紙粉を静電吸着可能にさせる誘電体で構成した吸着手段と、
を備えたことを特徴とする紙粉吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置および紙粉吸着装置に関し、詳しくは、装置内で発生する紙粉の吸着、除去するインクジェット記録装置および紙粉吸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術について、特許文献１には、インクジェット記録装置における記録ヘッドのノズルプレートをワイピングシートによってワイピングする構成が記載されている。インクジェット記録装置では、例えば、記録媒体同士あるいは記録媒体と給紙ローラとが擦れることによって紙粉が発生し、記録ヘッドのノズルプレートに付着することがある。これに対して、特許文献１には、記録ヘッドのノズルプレートに付着した紙粉を、帯電させたワイピングシートに吸着させる技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、帯電させた紙粉収集部材によって、記録媒体の搬送部で生じる紙粉を収集する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２４３４０号公報
【特許文献２】特開２００８−２１３２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のワイピング構成では、記録媒体の搬送が行われる記録中に生じている紙粉などを吸着し除去することはできない。すなわち、特許文献１では、記録媒体と共に搬送されている紙粉が、ノズルプレートやそれ以外に付着するおそれがあり、それを未然に防止することができない。
【０００６】
また、特許文献２の構成では、紙粉収集部材を帯電させるために、別途帯電手段を要するという課題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の事情を鑑み、帯電手段を設けずとも記録媒体と共に搬送される紙粉を吸着することが可能なインクジェット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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体から発生する紙粉を吸着するための手段であって、搬送手段によって当該搬送路を搬送される記録媒体から発生する紙粉を静電吸着可能させる誘電体で構成した吸着手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、帯電手段を設けずとも記録媒体と共に搬送される紙粉を吸着することが可能なインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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全体構成の模式的断面図である。
【図２】図２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給紙機構の模式的断面図である。
【図３】図３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ブロック図である。
【図４】図４は、用紙束を断裁した際の模式的断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る紙粉吸着シートの模式的断面図である。
【図６】図６は、トルマリン粒を同一面に配列した模式図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係る紙粉吸着機構の模式的断面図である。
【図８】図８は、本発明の紙粉吸着シートの効果に関する結果の表である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る記録装置の記録動作に関するフローチャートである。
【図１０】図１０は、紙粉吸着シートを記録ヘッドの側面に備えた模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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全体構成の模式的断面図である。インクジェット記録装置１００（以下、記録装置ともいう）と、ホスト装置１０１（図３参照）とは、プリンタケーブル（図示省略）により接続されている。ホスト装置１０１では、画像データなどの情報を処理し、プリンタケーブルを介して記録装置１００に送信される。そして、記録装置１００では、送信された画像データを用紙Ｐに出力する。記録装置１００には、図１の紙面上で用紙搬送方向Ａの上流側から、用紙Ｐを積載し給紙する給紙機構２００と、紙粉Ｓを吸着する紙粉吸着機構５００と、用紙Ｐにインクを吐出する記録ヘッド１０２と、記録された用紙Ｐが排出される排出トレイ１０３と、を備える。
【００１２】
また、図２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給紙機構の模式的断面図である。給紙機構２００には、給紙トレイ２０４と、給紙ローラ２０１と、分離ローラ２０２と、分離壁２０３と、各種駆動モータと、を備えている。給紙トレイ２０４は、給紙トレイ昇降モータ（図示省略）の駆動により矢印Ｄ方向に昇降させ、記録開始前に用紙Ｐの束を積載しておく。そして、ホスト装置１０１より記録命令の信号が入ると、給紙ローラ駆動モータ（図示省略）により給紙ローラ２０１を駆動させ、給紙トレイ２０４に積載された用紙Ｐの最上位から１枚ずつ給紙される。そして、用紙Ｐは、分離壁２０３と分離ローラ２０２により紙粉吸着機構５００へと搬送される。なお、各種ローラ内の矢印は、それぞれ、ローラの回転方向を示している。
【００１３】
紙粉吸着機構５００には、紙粉吸着シート５０３と、紙粉吸着シート用ヒータ５０４と、搬送ローラＡ５０５ａと、搬送ローラＢ５０５ｂと、支持部５０６と、を備えている。支持部５０６は、支持部５０６の用紙搬送方向Ａ上流側の端部に搬送ローラＡ５０５ａと、もう一方の端部に搬送ローラＢ５０５ｂを備えている。さらに、支持部５０６の中央には、搬送される用紙Ｐに対向する順に紙粉吸着シート５０３と、紙粉吸着シート用ヒータ５０４と、を備えられている。また、搬送ローラＡ５０５ａおよび搬送ローラＢ５０５ｂは、搬送ローラ駆動モータ３１１を駆動させ、給紙機構２００から搬送された用紙Ｐを記録ヘッド１０２へと搬送する。紙粉吸着シート５０３には、熱伝導性両面粘着テープ５０１（以下、両面粘着テープともいう）にトルマリン鉱物が配置されている。また、そのトルマリン鉱物が配置されている裏面には、紙粉吸着シート用ヒータ５０４が備えられ、印加によって紙粉吸着シート用ヒータ５０４が加熱されると、両面粘着テープ５０１を介して、トルマリン鉱物に熱伝導される。なお、紙粉吸着の構成については後述する。
【００１４】
用紙Ｐと画像との搬送方向の位置を合わせるため、紙粉吸着機構５００の搬送ローラＢ５０５ｂと、記録ヘッド１０２との間には用紙検知センサ（図示省略）が設けられている。この用紙検知センサで用紙Ｐの位置を検知し、記録ヘッド１０２のインク吐出タイミングと用紙Ｐの位置を合わせるように制御している。そして、用紙Ｐにインクが吐出されると、排出トレイ１０３へと排出される。なお、本実施形態の記録ヘッド１０２には、フルカラー記録を行うために、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）のインクを吐出するための記録ヘッド１０２Ｂｋ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、および１０２Ｙを備える。これらは、用紙搬送方向Ａに沿って並置されている。また、色の数すなわち記録ヘッドの数は任意所望に定め得るものであり、以下では単に、「記録ヘッド１０２」として包括的に参照する。
【００１５】
図３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ブロック図である。記録装置１００は、ＣＰＵ３０１を中心に制御される。ＣＰＵ３０１は、種々の演算、判別、比較などの処理を行うと共に、記録装置１００の記録情報の受信、記録動作等の記録装置の全般的な制御を司る中央演算処置装置である。ＣＰＵ３０１では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリにビットマップ展開して描画する。記録前に行う動作処理では、キャッピングモータ３１２を駆動させ、記録ヘッド１０２をキャップ（図示省略）から離して記録動作位置に移動させる。また、ＣＰＵ３０１は、出力ポート３０８およびモータ駆動部３０９を介して用紙Ｐを搬送する搬送ローラ駆動モータ３１１等を駆動して用紙Ｐを被記録位置に搬送する制御を行う。
【００１６】
記録を行う際は、まず、記録装置１００には、インターフェイスコントローラ３０２が備えられており、インターフェイスコントローラ３０２を介して、ＣＰＵ３０１とホスト装置１０１と通信を行う。また、操作パネル３０３では、ユーザによる操作およびエラー報知をする。ＣＰＵ３０１には、プログラムＲＯＭ３０４とワークＲＡＭ３０５が接続されており、起動時からプログラムＲＯＭ３０４に書き込まれたプログラムに基づいて動作する。ワークＲＡＭ３０５は、ＣＰＵ３０１動作中の各種演算や、インターフェイスコントローラ３０２などからの通信のバッファに用いられる。また、ＣＰＵ３０１には、ホスト装置１０１から送られてくる記録データを、イメージメモリ３０６を用いて展開する。さらに、画像処理のための演算もイメージメモリ３０６を用いて行う。記録開始時には、イメージメモリ３０６から記録データを読み出し、記録ヘッド１０２へ転送する。また、記録ヘッド１０２の駆動信号は、記録ヘッド制御回路３０７より送信され、記録ヘッド１０２の吐出を制御する。さらに、ＣＰＵ３０１は、記録ヘッド１０２の吐出性能の維持・回復を行うための回復動作を行う時に、出力ポート３０８と、モータ駆動部３０９と、を介してポンプモータ３１３を駆動し、インクの加圧及び吸引等の制御を行う。なお、紙粉吸着シート用ヒータ５０４には、紙粉吸着シート用ヒータを加熱するための回路を備えており、出力ポート３０８を介してＣＰＵ３０１に接続され、制御されている。そして、紙粉吸着シート用ヒータ５０４は、ＣＵＰ３０１からの印加によって加熱され、紙粉吸着シート５０３に配置されている焦電体に熱が加えられる。詳細については、別途説明する。
【００１７】
ここで、紙粉Ｓが発生する要因として、用紙同士や用紙と搬送ローラとの擦れなど、さまざまな要因があるが、その中の一例について図４を用いて説明する。本実施形態のように、用紙Ｐを搬送可能な大きさにするためには、用紙４０１の束を断裁刃４０４によって断裁する方法がある。この用紙４０１の束の最上位にある用紙から最下位にある用紙に向かって断裁刃４０４によって断裁する。その際、断裁刃４０４の押圧、刃こぼれ、断裁刃の刃先の角度などによって用紙の一方の断裁面の角にバリ４０３が形成されることがある。バリ４０３が形成された用紙を図２のように給紙トレイに積載し、給紙ローラ２０１によって給紙すると、最上位の用紙の次の用紙と、給紙される最上位の用紙のバリ４０３が擦れて紙粉Ｓが発生する。また、用紙にコート剤などを塗布したコート紙では、コート剤などを含む紙粉Ｓが剥離されることもある。剥離されるコート剤を含む紙粉Ｓの直径は、数μｍ〜５０μｍである。紙粉Ｓやコート剤などを含む紙粉は、プラスやマイナスに帯電することがある。この性質を利用し、以下で説明する紙粉吸着シートを用いて紙粉Ｓを吸着させる。
【００１８】
次に、搬送や摩擦などによって発生した紙粉Ｓの吸着について、図５を用いて説明する。紙粉吸着シート５０３には、熱伝導性のある両面粘着テープ５０１の一方の粘着面上にトルマリン鉱物を配置する。詳しくは、トルマリン鉱物を直径数μｍに粉砕して、焼結した微粒を直径約２００μｍの大きさに成形したトルマリン鉱物のトルマリン粒５０２を両面粘着テープ５０１の一方の粘着面上に配置する。なお、粒間の距離は、トルマリン粒５０２の直径の２分の一以下の距離、すなわち、粒間距離が７０〜１００μｍになるように配置する。これは、トルマリン粒５０２間の相互作用力により、多くの紙粉Ｓを吸着させるためである。
【００１９】
また、本実施形態における焦電体として用いるトルマリン鉱物（示性式：ＮａＦｅ3+3Ａｌ6Ｓｉ6Ｏ18（ＢＯ3）3Ｏ3Ｆ）は、３配位のホウ素をもつシクロケイ酸化合物の単結晶である。トルマリン鉱物の性質としては、温度変化によって自発分極の大きさが変化する焦電効果を有する。ゆえに、この性質により、トルマリン粒５０２を加熱すると、トルマリン粒５０２の表面に静電気を帯びる。なお、本実施形態のトルマリン鉱物を用いたが、これに限らず、ゼオライト型化合物、ジルコンチタン酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、マグネシウムニオブ酸チタン酸鉛、を用いてもよい。
【００２０】
図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、トルマリン粒を同一面に配置した模式的上面図および模式的断面図である。両面粘着テープ５０１と接着していないトルマリン粒の表面がマイナスに分極したトルマリン粒６０１と、プラスに分極したトルマリン粒６０２を交互に両面粘着テープ５０１に配置する。なお、図６（ｂ）には、それぞれのトルマリン粒６０１および６０２が、両面粘着テープ５０１に接着している側を下方とし、一方を上方とする。例えば、トルマリン粒６０１は、両面粘着テープ５０１と接着していない側をマイナスとし、その一方をプラスとしている。そして、それぞれのトルマリン粒間において、分極の相互作用力を及ぼす領域を領域６０３とする。このように分極したトルマリン粒を交互に配置することにより、マイナスに帯電した紙粉は、プラスに分極したトルマリン粒６０２に吸着され、プラスに帯電したコート剤を含む紙粉は、マイナスに分極したトルマリン粒６０１に吸着させる。このような構成にすることにより、マイナスおよびプラス、どちらに帯電した紙粉などでも吸着することができる。
【００２１】
このように、紙粉吸着機構５００は、ＣＰＵからの信号を送信し、紙粉吸着シート用ヒータ５０４を加熱することで両面粘着テープ５０１を介して、トルマリン粒５０２に静電気を帯電させる。そうすることで、紙粉などを、紙粉吸着シート５０３内のトルマリン粒５０２に吸着させることができる。
【００２２】
図７は、紙粉Ｓが用紙Ｐと共に搬送され、紙粉吸着機構５００において紙粉Ｓが紙粉吸着シート５０３へ静電吸着させる説明図である。図７（ａ）は、用紙Ｐが給紙機構２００から搬送され、用紙Ｐが搬送ローラＡ５０５ａに到達したときの状態を示している。このとき、ＣＰＵ３０１によって、出力ポートを介して、紙粉吸着シート用ヒータ５０４に電圧が印加され、紙粉吸着シート５０３が加熱される。また、紙粉吸着シート５０３を加熱することにより、紙粉Ｓなどの静電吸着が可能な状態となる。さらに、図７（ｂ）は、用紙Ｐが搬送ローラＡ５０５ａによって用紙搬送方向Ａに搬送され、用紙Ｐが紙粉吸着シート５０３と対向する位置に到達したときの状態を示している。このとき、用紙Ｐと共に搬送されてきた紙粉Ｓは、紙粉吸着機構５００内に紙粉吸着シート５０３に配置されたトルマリン粒５０２によって静電吸着される。静電吸着された紙粉Ｓは、紙粉吸着シート用ヒータ５０４によって加熱されている限り吸着力は継続される。次に、図７（ｃ）は、用紙Ｐがさらに搬送され、紙粉吸着機構５００を通過したときの状態を示している。紙粉吸着機構５００によって吸着された紙粉Ｓは、紙粉吸着シート用ヒータ５０４の加熱が終了するまで維持される。このように、用紙Ｐと共に搬送された紙粉Ｓは、紙粉吸着シート５０３によって吸着される。次に、紙粉吸着シート５０３の温度と吸着される紙粉Ｓの大きさについて説明する。
【００２３】
図８は、本発明の紙粉吸着シート５０３の効果に関する結果を示している。まず、紙粉吸着シート用ヒータ５０４の加熱温度は、０〜２００℃の範囲で行う。紙粉吸着シート用ヒータ５０４を加熱して、加熱温度を２００℃まで上昇させると、トルマリン粒５０２に帯電する帯電圧は、０．３４〜０．２９ｋＶである。このとき、トルマリン粒５０２には、直径５０μｍ以下の紙粉Ｓが吸着される。次に、紙粉吸着シート用ヒータ５０４の加熱温度を１５０℃にすると、トルマリン粒５０２に帯電する帯電圧は、０．２２〜０．１８ｋＶとなる。トルマリン粒５０２には、加熱温度が２００℃のときと同様に直径５０μｍ以下の紙粉Ｓを吸着するが、２００℃のときよりも少ない。さらに、紙粉吸着シート用ヒータ５０４を加熱温度が８０℃にすると、帯電圧は、０．１５〜０．１１ｋＶとなる。このとき、加熱温度が２００℃および１５０℃のときとは異なり、トルマリン粒５０２には、大きさが直径２０μｍ以下の紙粉Ｓが吸着する。そして、紙粉吸着シート用ヒータ５０４の加熱温度を４０℃にすると、トルマリン粒５０２に帯電する帯電圧は、０．０９〜０．０６ｋＶとなる。そして、トルマリン粒５０２に吸着される紙粉Ｓの大きさは、直径２０μｍ以下の紙粉Ｓが吸着するが、８０℃のときよりも少ない。さらに、紙粉吸着シート用ヒータ５０４を加熱しないときは、トルマリン粒５０２の帯電圧は、０．０１〜０ｋＶであり、紙粉Ｓは吸着されない。
【００２４】
以上のように、加熱温度によってトルマリン粒５０２の帯電圧は異なり、吸着する紙粉Ｓの大きさや量も異なる。
【００２５】
次に、本発明の記録装置の記録動作に関する流れを図９のフローチャートを用いて説明する。先ず、ＣＰＵ３０１は、記録装置１００がホスト装置１０１から記録命令を受信すると、記録を開始する。開始されると、ＣＰＵ３０１は、ホスト装置１０１からインターフェイスコントローラ３０２を介して画像データを受信する（Ｓ９０１）。そして、モータ駆動部３０９によって、記録ヘッド昇降モータ３１０を駆動させ、記録ヘッド１０２を記録位置に移動させる（Ｓ９０２）。次に、ＣＰＵ３０１は、出力ポート３０８を介して、紙粉吸着シート用ヒータ５０４の加熱を開始させる（Ｓ９０３）。このときの加熱温度は、印加電力の可変によって５〜１５℃刻み、かつ３０秒〜５分間隔で段階的に温度を上昇させる制御を行う。その後、最大温度を１２０〜２００℃として、温度が最大温度まで上昇したら、印加電力の可変により、１０℃刻み、かつ３０秒〜５分間隔で段階的に温度を下降させる制御を行う。そして、紙粉吸着シート５０３の温度が、初期温度から５℃以上上昇すると、記録ヘッド制御回路３０７により、記録ヘッド１０２へ出力信号が送信され、用紙Ｐへインクの吐出が開始される（Ｓ９０４）。そして、用紙Ｐへのインクの吐出が終了すると（Ｓ９０５）、紙粉吸着シート用ヒータ５０４の加熱も終了する（Ｓ９０６）。その後、モータ駆動部３０９により、記録ヘッド昇降モータ３１０を駆動させ、記録ヘッド１０２を退避位置に移動し（Ｓ９０６）、記録動作を終了する。
【００２６】
以上のように、本実施形態のような構成にすることで、記録ヘッドからインクを吐出する際の熱によって、紙粉吸着シートに紙粉を吸着させる。それによって、記録動作を停止せずに紙粉の除去が可能となり、さらには、記録動作が向上する。
【００２７】
（その他）
なお、本発明は、上述した実施形態に限られることなく、適宜の変形、修正および代替などが可能である。
【００２８】
例えば、上述した実施形態では、紙粉吸着機構を設け、用紙Ｐと共に搬送される紙粉を吸着される構成を例示した。しかし、紙粉吸着シートに加熱するための紙粉吸着シート用ヒータを設けるものに限らない。図１０に示すように、記録ヘッドの側面部１００３に紙粉吸着シート５０３を備え、記録ヘッド１０２の吐出口１００１からインクを吐出する際に発生する熱を用いて、紙粉吸着シート５０３を加熱する構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１００  インクジェット記録装置
１０１  ホスト装置
１０２  記録ヘッド
２００  給紙機構
５０１  熱伝導性両面粘着テープ
５０２  トルマリン粒
５０３  紙粉吸着シート
５０４  紙粉吸着シート用ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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