(57)【要約】【課題】長尺ヘッド等に不吐ノズルがあった場合の白スジの発生の防止を図り、不吐ノズルを補完する。【解決手段】インクジェットヘッドと、記録媒体の搬送手段とを具備する画像記録装置において、当該ヘッドと記録媒体間に電界を発生させる電界発生器を設けて、インクを斜方に飛ばし、不吐を補完する。【選択図】　　　　図１
2004050429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドと、
記録媒体の搬送手段とを
具備する画像記録装置において、
当該ヘッドと記録媒体間に電界を発生させる電界発生器を設けることを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像記録装置であって、
請求項１記載のインクジェットヘッドがいわゆる長尺ヘッドである請求項１の画像記録装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像記録装置であって、
請求項１の電界発生器は、交番電界を発生する電界発生器である請求項１の画像記録装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像記録装置であって、
請求項１記載のインクジェットヘッドがいわゆる長尺ヘッドであり、
請求項１の電界発生器は、交番電界を発生する電界発生器である請求項１の画像記録装置。
【請求項５】
インクジェットヘッドと、
静電的な吸着装置を搭載した搬送ベルトからなる画像記録装置において、
当該ヘッドと記録媒体間に、
搬送ベルトによって生ずる電界を補完すべき電界を発生する電界発生器を設けることを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像記録の分野に関するものであり、主として、紙等の記録媒体に画像を印画する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、紙等の記録媒体にインクを吐出し、それと同期して記録媒体を搬送して画像の記録を行うインクジェット方式の画像記録装置が多く用いられている。
【０００３】
そのインクジェット方式の中でも印画ヘッドが記録媒体の主走査方向すべてを覆う記録ヘッド、すなわち長尺ヘッドを用い、機械的な主走査を行うことなく、機械的には副走査のみを行い、画像記録を行うフルマルチ方式が提唱されている。
【０００４】
フルマルチ方式の概念図を図５に示し、また長尺ヘッドの構成として長尺ヘッドを記録媒体側から見た図を図６に示す。
【０００５】
図５において、５１は、搬送ベルト等の記録媒体の搬送手段、５２は、長尺ヘッドであり、５３は画像が記録されるべき紙等の記録媒体である。
【０００６】
搬送ベルト５１は図示せぬ駆動手段により動力が伝達され、図の矢印方向に記録媒体を搬送する。長尺ヘッド５２は、図６のように画素の数だけ主走査方向に吐出口が存在し図示せぬ電気信号によって当該各吐出口よりインクを吐出する。
【０００７】
かかる構成をとるフルマルチ方式の画像記録装置は、主走査方向のインク吐出に係る電気信号ならびに副走査方向の搬送スピードに係る電気信号を同期させることにより、インクの吐出を行いながら、記録媒体を図５の矢印方向に搬送することにより５３の記録媒体に印画を行う。
【０００８】
かかるフルマルチ方式は機械的に主走査を行わないため非常に高速に印画できるというメリットを有し、今後の発展が期待されている。
【０００９】
この搬送ベルト上で紙等の記録媒体を送る際には、より高速に送り、かつ、記録媒体が搬送ベルトから浮くことや、搬送ベルトに対して、十分に一体化して搬送されなければ安定した美しい画像は得られない。したがって、搬送を行う上で、搬送ベルトが記録媒体を吸着する必要がある。
【００１０】
この吸着にあたっては、いくつかの方法がある。そのなかでも一つの方法として、搬送ベルトに櫛歯形電極をつけて静電的に吸着されることが多く行われる。
【００１１】
図７にこの櫛歯形電極、ならびに、櫛歯形電極を搭載した搬送ベルトの一例を示す。
【００１２】
５１は、前掲の搬送ベルトであり、７１ａは、搬送ベルト上に形成された櫛歯形電極のうち正電極、７１ｂは、搬送ベルト上に形成された櫛歯形電極のうち負電極、７２ａは正電源、７２ｂは負電源、７３ａは正の電気伝導路、７３ｂは負の電気伝導路である。
【００１３】
紙等の記録媒体５３を給紙搬送する際、７１ａの正電極に正の高電圧、例えば、
＋１．５ｋＶを印加し、一方で同時に、７１ｂの負電極に、−１．５ｋＶを印加する。これにより、紙等の記録媒体は静電的な力により吸着され、図の矢印の方向に搬送される。これにより安定して紙等の記録媒体は搬送され、印画記録の用に資する。
【００１４】
正負２電圧を用いる理由は、印画ヘッドたる長尺ヘッド５２が電気的に中性、すなわちＧＮＤ電位を有するため、ヘッドと記録媒体間の電位差を小さくする等の理由からであり、そのようにしてインク吐出への影響を少なくする等の理由による。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置の下で画像記録（印画）を行う場合、以下の問題があった。
【００１６】
すなわち、何らかの理由で、インク吐出口よりインクが吐出しなくなる場合がある。
【００１７】
図６にあって６０１、６０２、６０３…はそれぞれ画素に対応する吐出口であり、この吐出口からインクを吐出するが、ヘッド中のヒーター断線や、目つまり、その他の不具合等の理由により、これらの一部がインクを吐出しなくなることがある。この不吐状態が生ずると、記録された画像の画質が著しく低下することとなってしまうという欠点が生ずる。
【００１８】
例えば、図６の６１０という吐出口が吐出を行わなくなった場合、当該画像記録装置を使用して印画をおこなった場合の出力画像は、図８のようになる。
【００１９】
図８は、白スジ発生の場合の出力画像である。
【００２０】
本図において、５３は紙等の記録媒体であり、矢印は当該紙等の記録媒体が進行してきた道筋である。そして、８１は、いわゆる白スジである。
【００２１】
すなわち、図８には一面に一色を塗った画像の出力例を示すものであり、本来ならば、一面に当該色一色に染められた画像になるはずであるが、吐出口６１０に相当する位置について、８１のように縦に不吐部分をなぞった線のようなものが生ずる。これを白スジと呼ぶが、白スジの発生は、画質の大いなる劣化を招く。
【００２２】
そこで本発明は、かかる白スジを除くことを目的とし、この白スジ発生という問題点を回避すべくなされたものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明における画像記録装置においては、インクジェットヘッドと、記録媒体の搬送手段とを具備する画像記録装置において、当該ヘッドと記録媒体間に電界を発生させる電界発生器を設けることによって上記課題を解決せんとするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第一の実施の形態）
次に、本発明の第一の実施の形態について説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第一の実施形態の構成を示す図であり、かつ、当該画像記録装置の機構を側面から見た図である。なお、本図は図５の機構を側面から見たものに対応する。
【００２６】
図２は、本発明の第一の実施の形態の構成を示す図を、記録媒体からみて背後側の側面から見た図である。やはり、本図も図５の機構を背後側の側面から見たものに対応する。
【００２７】
いずれの図にあっても１１は、電界発生器であり、図の小矢印の方向へ電界を発生し、ひいては、５２の長尺ヘッドと５３の記録媒体との間に電界を発生する。
【００２８】
これに対し、５１は、搬送ベルト等の記録媒体の搬送手段、５２は、長尺ヘッドであり、５３は画像が記録されるべき紙等の記録媒体である。図５等の符号に対応している。
【００２９】
図１および図２における５１の搬送手段は、何らかの吸着力によって記録媒体５３を吸着し、大きな矢印の方向に記録媒体を搬送する。搬送にあたっては図示しない駆動機構を通して搬送がなされる。記録媒体が５２の真下に来た際に、長尺ヘッドよりなされるインク吐出によって、５３の記録媒体に画像記録がなされる。
【００３０】
１１の電界発生器は、画像記録を行う長尺ヘッドの下方に位置し、長尺ヘッド方向に電界を与える。これにより、インクを吐出する長尺ヘッドと記録媒体たる紙との間に電界が発生する。
【００３１】
この電界によって、吐出されるインクの吐出の様子が変化する。
【００３２】
電界をかけた場合とかけない場合の変化の仕方について図３において説明する。
【００３３】
図３（ａ）は、電界をかけない場合の吐出の様子である。
【００３４】
３１、３２は、ある隣り合うノズルより発せられたインクの液滴であり、５２は前述の長尺ヘッドであり、５３は紙等の記録媒体である。
【００３５】
電界をかけない場合、インクは、長尺ヘッド５２より、熱、圧電その他の力により吐出される。吐出されたインク３１ならびに３２は、特に水平方向に働く力がないため、まっすぐに進み、紙等の記録媒体５３に着弾して、画像記録が行われる。
【００３６】
これに対して、図３（ｂ）では、同図の矢印の向きに電界をかけてインク吐出を行った場合の着弾の様子を示した図である。
【００３７】
３１、３２は、ある隣り合うノズルより発せられたインクの液滴であり、５２は前述の長尺ヘッドであり、５３は紙等の記録媒体であることは、図３（ａ）と同様である。
【００３８】
３１、３２がノズルから吐出されるところまでは同様であるが、図３（ｂ）の環境下では図の矢印の方向に電界がかかっているため、着弾するまでの間に、当該３１からのインク液滴と３２からのインク液滴は、電界の影響を受けて帯電する。その帯電した様子が３１ａと３２ａである。
【００３９】
３１ａと３２ａにあっては、電界が発せられる方向が負に帯電し、逆方向が正に帯電し、ちょうど分極したような形となっている。
【００４０】
さらにインクの飛びが進行すると、この分極がさらに進み、ついには、負に帯電したインク３１ｂ、３２ｂと正に帯電したインク３１ｃ、３２ｃとに完全に分離してしまう。
【００４１】
分離してしまった場合、それぞれのインク液滴が帯電した液滴となってしまうため、こんどは、他のとなりの液滴と干渉してしまうこととなる。すなわち、３１ｂの液滴と３２ｂの液滴とは、ともに正に帯電しているので、斥力が生じ、互いに反発しあうこととなる。同様に３１ｃの液滴と３２ｃの液滴もともに負に帯電しているため、同様に斥力が生じ、やはり互いに反発しあってしまう。このため５３の紙等の記録媒体に着弾する際は、通常の着弾位置に比べて外側へと着弾してしまうこととなる。
【００４２】
とはいえ、さらに考察し、吐出口が横に連なっている中での、電界を加えた動きについて考察してみる。これを図３（ｃ）にあらわす。
【００４３】
各ノズルから出たインク液滴については、帯電分極し、その後、各々、帯電した液滴に分離するところまでは同じである。ところが、多ノズルの集団の中心にある液滴については、その右側の液滴との間で生ずる斥力と、左側の液滴との間で生ずる斥力とがつりあって結果として、まっすぐに着弾する。すなわち、この集団の中にある液滴については、図３ａに示す何も電界をかけないものの挙動とほとんど同じとなる。
【００４４】
しかしながら、端にあるインク液滴については、どちらか片側からは斥力を受けないので、結局外側へ着弾することとなる。
【００４５】
この状況を認識した上で、上記解決課題で挙げた不吐ノズルがある場合を考えると、不吐ノズルの位置においては、液滴は存在しない。そうなると両端のノズルから吐出される液滴は、当該不吐ノズルの方向に引き寄せられることとなる。
【００４６】
よってその両側の液滴が、不吐ノズル側へ引き寄せられて着弾し、インクが斜方に飛ぶため、全体として出力画像を見ると、不吐ノズルの不吐が、ある程度カバーされ、全体として白スジの目立たない画像が表現される。
【００４７】
一方で、長尺ヘッドの端面については、記録媒体に比べて、やや長めにヘッド幅をとることや、端面の電界を微調整することにより解決できる。
【００４８】
したがって、このように電界をかけることにより、白スジ等の発生が防止でき、十分な効果が期待できるのである。
【００４９】
（第二の実施の形態）
次に本発明の第二の実施の形態について説明する。
【００５０】
構成としては、図１ならびに図２のようになる点で同じである。
【００５１】
第一の実施の形態では、電界を発するのが、電界発生器のみであった。しかし、搬送にあたって静電吸着、すなわち櫛歯形電極を使用して静電的に吸着する場合には、この電極も電界を発生する。従って、この電界も画像記録動作に影響を及ぼす。
【００５２】
したがって櫛歯形電極を搭載した搬送ベルトの場合の制御を以下に示していく。
【００５３】
図４は、図７に示した櫛歯形電極を搭載した搬送ベルトで画像記録機構を組んだ場合の構成図であり、側面から見た構成図である。
【００５４】
１１は、電界発生器であり、図の小矢印の方向へ電界を発生する。
【００５５】
これに対し、５１は、搬送ベルト等の記録媒体の搬送手段、５２は、長尺ヘッドであり、５３は画像が記録されるべき紙等の記録媒体である。図５等の符号に対応している。さらに本図では、静電吸着による櫛歯電極が画像記録に影響を及ぼす場合であるため、さらに図７で示した櫛歯電極を断面から表示したのが、正極たる７１ａと負極たる７１ｂである。本実施形態にあっても搬送手段５１は、記録媒体５３を搭載し、記録媒体５３を大きな矢印の方向に搬送すべく図示しない駆動手段で図の矢印方向へ進む。
【００５６】
本実施形態にあっては、電極の生ずる電界が存在するため、長尺ヘッド５２の下方の位置に着目して考えると、もし、電界発生器１１からの電界発生がないとすると、おおむね近似的には、以下の交番電界が発生する。すなわち、図９（ａ）には、一定速度で搬送がなされるとして横軸には時間を縦軸には長尺ヘッドの真下での電界の様子を示している。
【００５７】
従って、この状況下で画像記録を行えば、全ノズル不吐がなければ常に正常な画像記録が行われるが、上述したように不吐ヘッドが存在すると電界が０の時間帯に相当する部分、すなわち、紙等の記録媒体が搬送されるときにその直下に櫛歯形電極のない部分については、もし不吐ノズルがある場合、白筋を発生することになる。
【００５８】
よって、このような場合、図９（ｂ）のような交番電界を電界発生器からかけることを行うのが本実施形態のひとつの方法である。
【００５９】
図９（ｂ）の波形の交番電界を発生することにより、図９（ｃ）のような、符号が異なるが絶対値は常時一定の電界が発生する。従って、白スジを補完するため、インク液滴が一定の斥力を保ちながら、画像記録動作を続けることができる。
【００６０】
また、図９（ａ）と同じ電界の様子を図１０（ａ）に示したが、図１０（ｂ）のような波形の交番電界をかけるのも本実施の形態の別の方法である。
【００６１】
図１０（ｂ）のような波形をかけることにより、合成される電界は、正の一様な電界となり、図１０（ｃ）のようになる。よってこれによっても、白スジを補完するため、インク液滴が一定の斥力を保ちながら、画像記録動作を続けることができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、簡便な電界発生器を追加することにより、いわゆる長尺ヘッドの不吐補完をすることができ、多少の不吐ノズルが発生してもヘッド交換なしに、安定した画像を得ることが可能となる。
【００６３】
また、とりわけ長尺ヘッドは、その製造工程、コストが大きくなるため、高価となりがちであるが、本発明を実施することにより、ヘッドの交換頻度が激減するので、長期的なランニングコストにおいて大いにメリットがあるところである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一、第二の実施形態の構成を示す図であり、かつ、当該画像記録装置の機構を側面から見た図である。なお、本図は図５の機構を側面から見たものに対応する。
【図２】本発明の第一、第二の実施形態の構成を示す図を、記録媒体からみて背後側の側面から見た図である。やはり、本図も図５の機構を背後側の側面から見たものに対応する。
【図３】電界をかけた場合とかけない場合において吐出されるインクの吐出の様子が変化する変化の仕方等について説明する図である。
【図４】櫛歯形電極を搭載した搬送ベルトで画像記録機構を組んだ場合の側面から見た構成図である。
【図５】フルマルチ方式の概念図である。
【図６】長尺ヘッドの構成である。
【図７】櫛歯形電極、ならびに、櫛歯形電極を搭載した搬送ベルトの一例を示す。
【図８】白スジ発生の場合の出力画像である。
【図９】（ａ）は、櫛歯形電極を使用した場合の、一定速度で搬送がなされるとして横軸には時間を縦軸には長尺ヘッドの真下での電界の様子を示している。
（ｂ）は、安定電界を作成するための印加すべき交番電界を示している。
（ｃ）は、交番電界を印加した結果、合成されてできあがる一様な電界を示している。
【図１０】（ａ）は、櫛歯形電極を使用した場合の、一定速度で搬送がなされるとして横軸には時間を縦軸には長尺ヘッドの真下での電界の様子を示している。
（ｂ）は、安定電界を作成するための印加すべき交番電界を示している。
（ｃ）は、交番電界を印加した結果、合成されてできあがる一様な電界を示している。
【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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