(57)【要約】【課題】中間転写体を利用するインクジェットによる画像記録装置であって、記録ヘッドからの液滴吐出方向や速度の変動、メディアの搬送速度の変動等を生じても、メディア上の適正な位置にインクを着弾させることができ、さらに、インクの転写率も良好で、中間転写体のクリーニング性や耐久性も良好な画像記録装置を提供する。【解決手段】親インク部および撥インク部が、記録画像の解像度に応じてパターンニングされた中間転写体と、記録画像に応じて中間転写体にインクを吐出するインク吐出手段と、インク吐出手段から中間転写体に吐出されたインクを、被記録媒体に転写する転写手段とを有することにより、前記課題を解決する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親インク部および撥インク部が、記録画像の解像度に応じてパターンニングされた中間転写体と、
記録画像に応じて前記中間転写体にインクを吐出するインク吐出手段と、
前記インク吐出手段から前記中間転写体に吐出されたインクを、被記録媒体に転写する転写手段とを有することを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記インク吐出手段によるインク吐出の解像度が、記録画像の解像度よりも低い請求項１に記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットを利用する画像記録装置の技術分野に属し、詳しくは、産業用のプリンタなどの高速記録を行う装置でも、記録ヘッドの吐出速度や吐出方向の変動等を補償して、高精度な画像記録を行うことができる画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パルス加熱によってインクの一部を急速に気化させ、その膨張力によってインク液滴をオリフィスから吐出させる、サーマルインクジェット方式のインクジェットプリンタ（記録装置）が、特開昭４８−９６２２号、同５４−５１８３７号等の各公報に開示されている。
また、特開平５−５０６０１号や同１１−２０７９５６号等の各公報には、インク室に振動板を配置して、このダイアフラムを静電気やピエゾ素子等によって振動し、この振動によってノズルからインク液滴を吐出させるタイプのインクジェットプリンタが開示されている。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタは、比較的安価である、取り扱いが簡単である等の利点を有し、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）用のプリンタなどの各種の用途のプリンタとして、広く利用されている。
また、近年では、インクジェットプリンタは、ＰＣなどの民生用のみならず、長尺な布地に所望の模様や絵柄を布地に記録するプリンタなど、産業用のプリンタとしても利用が開始されている。
【０００４】
周知のように、インクジェットプリンタは、インク液滴を吐出するノズル列が形成されたインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドとする）を用い、メディア（被記録媒体＝受像媒体）と記録ヘッドとを相対的に移動（走査）することで、画像記録を行う。
このようなインクジェットにおいて、適正な画像を記録するためには、メディアへのインク着弾位置精度が重要である。インク着弾位置に誤差が生じると、画像の歪みや色ズレ等が生じ、画質が劣化してしまう。
【０００５】
インクジェットにおけるインク着弾位置精度は、各ノズルからの液滴吐出方向の変動、液滴吐出速度（液滴吐出量を含む）の変動、メディアの走査搬送速度の変動等によって低下する。
一般的な民生用のプリンタでは、これらの変動に起因するインク着弾位置精度の低下は、実質的に問題にならないレベルとなっている。
【０００６】
ここで、インクの着弾位置ズレの量は、基本的に、「インク飛翔時間×メディア走査速度」が大きい程、大きくなる。
そのため、１ｍ／ｓｅｃ以上の速度でメディアを走査搬送するような高速処理が要求される産業用のプリンタでは、吐出方向や吐出速度の変動が民生用のプリンタなどと同等のレベルでは、メディア上におけるインク液滴の着弾位置は大幅に変動して、着弾位置ズレが民生用のプリンタとは比べ物にならないくらい大きくなり、当然、画像の歪みや色ズレ等が、問題となる。
【０００７】
このようなインク液滴の着弾位置に起因する画質劣化の問題を回避できるインクジェットプリンタの１つに、特許文献１に示されるような、中間転写体を利用するプリンタ（画像形成装置）が挙げられる。
このプリンタは、インクを保持可能な多数の貫通孔を有するエンドレスベルトや中空円筒状のドラムを中間転写体（構造体）として用い、エンドレスベルトを搬送しつつ、記録画像に応じて記録ヘッドからインク液滴を吐出し、前記貫通孔にインクを保持させる。次いで、所定の転写位置において、メディアをエンドレスベルトと同期して搬送しつつ、エンドレスベルトの内部からメディアに向けて空気を噴射することにより、前記貫通孔に保持したインクをメディアに飛翔／転写して、画像を形成する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１２７４６２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このプリンタによれば、メディア上におけるインクの位置は、中間転写体の貫通孔とメディアとの相対位置によって決定される。そのため、記録ヘッドからのインク液滴の吐出方向や吐出速度が変動しても、目的の貫通孔がインクを保持さえすれば、適正な画像を記録することができる。
【００１０】
ところが、このプリンタでは、貫通孔にインクを保持させるために、インクの１００％転写は困難であり、転写率が低い。また、中間転写体からメディアに画像を転写する画像記録では、高画質な画像を記録するためには、中間転写体のクリーニングを行って、前回の転写で残存するインクを完全に除去する必要があるが、このプリンタでは、貫通孔、好ましくは親インク（親水）処理をした貫通孔にインクを保持させるので、中間転写体のクリーニングが困難である。
さらに、このような中間転写体を用いるプリンタでは、中間転写体もメディアと同速度で走査する必要がある。従って、このプリンタを産業用のプリンタに利用するためには、前述のような１ｍ／ｓｅｃを超える速度で、多数の貫通孔を有する中間転写体を走査（エンドレスベルトを回転）する必要があり、中間転写体の充分な強度や耐久性を確保するのが困難である。
【００１１】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、中間転写体を利用するインクジェットによる画像記録装置であって、インクジェット記録ヘッドからの液滴吐出方向や速度の変動、メディアの搬送速度の変動等を生じても、メディア上の適正な位置にインクを着弾（付着）させることができ、さらに、インクの転写率も良好で、かつ、中間転写体のクリーニング性や耐久性も良好な画像記録装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、親インク部および撥インク部が、記録画像の解像度に応じてパターンニングされた中間転写体と、記録画像に応じて前記中間転写体にインクを吐出するインク吐出手段と、前記インク吐出手段から前記中間転写体に吐出されたインクを、被記録媒体に転写する転写手段とを有することを特徴とする画像記録装置を提供する。
【００１３】
このような本発明の画像記録装置において、また、前記インク吐出手段によるインク吐出の解像度が、記録画像の解像度よりも低いのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像記録装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１５】
図１に、本発明の画像記録装置にかかるプリンタの一例の概念図を示す。
図１に示されるプリンタ１０は、インクジェットを利用して、メディア（被記録媒体＝受像媒体）Ｐにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黄（Ｙ）画像を記録および黒（Ｋ）の４色のカラー画像を記録する画像記録装置であって、基本的に、記録ヘッド１２と、転写ドラム１４と、クリーニングローラ１６と、搬送転写手段１８とを有して構成される。
【００１６】
記録ヘッド１２は、供給された画像データに応じて吐出手段を変調駆動して、記録画像に応じてインク液滴を吐出する、公知のインクジェットの記録ヘッドである。図示例のプリンタ１０においては、転写ドラム１４の回転方向に向かって、Ｍ画像を記録する記録ヘッド１２Ｍ、Ｃ画像を記録する記録ヘッド１２Ｃ、Ｙ画像を記録する記録ヘッド１２Ｙ、および、Ｋ画像を記録する記録ヘッド１２Ｋの４つの記録ヘッドを有する。
本発明のプリンタ１０においては、メディアＰに直接インク液滴を吐出して画像を記録するのではなく、転写ドラム１４の回転（＝メディアＰの走査搬送）に同期して、各記録ヘッド１２から転写ドラム１４の側面（周面）に記録画像に応じてインク液滴を吐出して画像を形成し、転写ドラム１４の側面からメディアＰにインクを転写して、メディアＰに画像を記録する。
【００１７】
図示例のプリンタ１０において、記録ヘッド１２は、対応するメディアＰの最大幅（後述する搬送方向と直交する方向）に対応するノズル列を有する、いわゆるラインヘッドであり、メディアＰの幅方向すなわち転写ドラム１４の回転軸方向（図１紙面に直交する方向）にノズル列を一致して、配置される。
また、図示例においては、各記録ヘッド１２は、記録画像（転写ドラム１４の解像度）に応じた液滴吐出の解像度（空間分解能）を有するが、本発明は、これに限定はされず、記録ヘッドの解像度が記録画像の解像度を下回ってもよい（記録ヘッド解像度＜転写体（記録画像）解像度）。この「記録ヘッド解像度＜転写体解像度」の構成については、後に詳述する。
【００１８】
本発明のプリンタ１０において、インクジェットの記録ヘッド１２には、特に限定はない。従って、加熱によってインクを急速に気化させ、その膨張力によってインク液滴を吐出するサーマルインクジェットでもよく、インク室に振動板を配置して、このダイアフラムを静電気やピエゾ素子等によって振動し、この振動によってノズルからインク液滴を吐出させる静電アクチュエータタイプやピエゾタイプのインクジェットでもよい。また、基板に対して垂直方向にインクを吐出する、いわゆるトップシュータ型（フェイスインクジェット）でも、基板に平行にインクを吐出する、いわゆるサイドシュータ型（エッジインクジェット）でもよい。さらに、インクタンクと一体化されたものでも、別体のものでもよい。
なお、後述するインク液滴のセルフアライメントの効果が好適に得られる等の点では、吐出速度の遅い静電アクチュエータタイプやピエゾタイプのインクジェットが好適である。
【００１９】
本発明の画像記録装置は、図示例のように４色のカラー画像を記録するものに限定はされず、前記４色に加えてダークイエローなどを有する５色以上でカラー画像を記録するプリンタでもよく、Ｃ、ＭおよびＹの３色でカラー画像を記録するプリンタでもよく、Ｋのみなどのモノクロプリンタであってもよい。
また、図示例においては、各色毎に独立した記録ヘッド１２を用いているが、本発明は、これに限定はされず、全色（あるいは、複数色）が一体化されたものであってもよい。
【００２０】
転写ドラム１４は、記録ヘッド１２によってインクによる画像を形成され、このインクをメディアＰに転写する中間転写体で、回転軸をメディアＰの走査搬送方向と直交する方向（メディアＭの幅方向）に一致する、メディアＰの搬送速度と一致する周速度で矢印方向に回転する円筒である。
前述のように、本発明のプリンタ１０においては、まず、記録ヘッド１２から転写ドラム１４の側面にインクを吐出て画像を形成し、このインクをメディアＰに転写して、メディアＰに画像を記録する。
【００２１】
ここで、転写ドラム１４の側面の表面には、図２に示すような、格子状に配列された円形の親インク部２０と、それ以外の領域の撥インク部２２とがパターンニングされて形成されている。
図示例のプリンタ１０は、一例として、１２００ｄｐｉの解像度で画像記録を行うものであり、転写ドラム１４の側面には、１２００ｄｐｉの解像度に対応して、２１μｍピッチ（中心の間隔）で直径１５μｍの格子状に配列された親インク部２０と、それ以外の撥インク部２２とが形成されている。
【００２２】
親インク部２０とは、インクに対して濡れ性を有する部分で、撥インク部２２とは、インクに対して濡れ性を有さない、インクを撥く部分である。
従って、記録ヘッド１２からのインク液滴の吐出方向の変動や吐出速度の変動等が生じて、転写ドラム１４上におけるインク液滴の着弾位置にズレが生じても、着弾位置が不適正なインクは撥インク部２２で撥かれて親インク部２０に移動する。すなわち、本発明のプリンタ１０の転写ドラム１４は、パターンニングされた親インク部２０および撥インク部２２を有することによる、インク着弾位置のセルフアライメント機能を有する。
【００２３】
すなわち、このような転写ドラム１４（中間転写体）を用いる本発明によれば、記録ヘッド１２からのインク液滴の転写方向や速度の変動等によってインク液滴の着弾位置ズレが生じても、このセルフアライメント機能によって、前記変動を補償して転写ドラム１４上の適正な位置にインクを保持して、メディアＰに転写することができる。従って、１ｍ／ｓｅｃを超えるメディアＰの搬送速度すなわち転写ドラム１４の回転速度を要求されるような産業用のプリンタであっても、インク液滴の転写方向や速度の変動等に起因する色ズレ等の画質低下を防止して、適正画質の画像記録を安定して行うことができる。
また、インクを保持するための凹部や貫通孔等を形成して、此処からインクをメディアＰに転写するのではなく、ほぼ転写ドラム１４の表面からメディアＭにインクを転写できるので、インクの転写率が高く、しかも、インク転写後の転写ドラム１４のクリーニングも容易かつ良好に行うことができる。
さらに、表面に親インク処理や撥インク処理等を施すのみであるので、貫通孔等を形成した構成に比して転写ドラム１４の強度が高く、前述のような産業用のプリンタであっても、充分な強度や耐久性を確保できる。
【００２４】
本発明のプリンタ１０において、転写ドラム１４の側面に親インク／撥インクパターンを形成する方法には、特に限定はなく、各種の方法が利用可能である。一例として、親インク性（通常は親水性で可）の材料で転写ドラム１４を作製して、側面をパターンニングして撥インク処理して、パターンニングした親インク部２０と撥インク部２２を形成する方法が例示される。逆に、撥インク性（通常は撥水性で可）の材料で転写ドラム１４を作製して、側面を親インク処理して、親インク部２０と撥インク部２２を形成してもよい。
あるいは、親インク性の材料で転写ドラム１４を作製して、その表面に撥インク層を形成し、撥インク層をパターニングしてエッチングすることにより、親インク部２０と撥インク部２２を形成してもよい。逆に、撥インク材料の転写ドラムに親インク層を形成して、エッチングして親インク部２０と撥インク部２２を形成してもよい。
なお、当然のことであるが、親インク／撥インクのパターンは、耐刷性に優れたものであるのが好ましい。
【００２５】
一例として、親インク性のステンレスやアルミニウムで転写ドラム１４を作製し、その側面にインクジェットプリンタ等の液滴吐出手段を用いて撥インク材料をパターンニングして塗布して、親インク部２０と撥インク部２２とを形成する方法が例示される。撥インク材料としては、旭硝子社製のサイトップなどが例示される。
また、同様に親水性の材料で転写ドラム１４を作製し、その側面全面に前記サイトップ等の撥インク材料からなる層を形成し、この撥インク層をレーザ加工でエッチングしてパターンニングして、親インク部２０と撥インク部２２を形成する方法も好適である。あるいは、レーザ加工に変えて、フォトレジスト層をパターンニングして形成した後、ＣＨＦ３  ガス、ＣＦ４  ガス、Ａｒガス等を用いたドライエッチングにより、撥水層をパターンニングしてもよい。
【００２６】
親インク部の形状は、図示例の円形に限定はされず、正方形や六角形等の多角形でもよく、楕円計等であってもよい。例えば、１２００ｄｐｉの解像度であれば、１５μｍ×１５μｍの正方形の親インク部を格子状に形成してもよい。
さらに、親インク部の形成パターンも、図示例のような格子状には限定はされず、例えば、千鳥格子状や螺旋状など、各種のパターンが利用可能である。
【００２７】
本発明のプリンタ１０において、中間転写体は図示例のような転写ドラム１４に限定はされず、例えば、エンドレスベルトの表面に親インク／撥インクパターンを形成して、中間転写体としてもよい。
なお、記録ヘッド１２との適正間隔の安定的な保持、メディアＰへのインクの転写容易性、高速回転した際の強度等を考慮すると、エンドレスベルトより図示例のような転写ドラム１４の方が好ましい。
【００２８】
本発明のプリンタ１０においては、公知の手段でプリント枚数（メディアの総搬送距離でも可）を積算しておき、プリント枚数が所定数になった時点で、転写ドラム１４表面の親インク／撥インクのパターンを再形成するのが好ましい。言い換えれば、親インク部２０と撥インク部２２とを有する転写ドラム１４（中間転写体）を用いる本発明のプリンタ１０によれば、転写ドラム１４が経時劣化等した場合にも、転写ドラム１４の交換等を行うことなく、ドラム表面の再パターンニングによって、初期性能にリフレッシュすることが可能である。
なお、親インク／撥インクパターンの再形成方法には、特に限定はなく、各種の方法が利用可能であり、例えば、「超撥インク性を有する再生が可能な刷版およびそれを用いた新印刷方法（日本印刷学会誌、ｖｏｌ３８，Ｎｏ．５，  ３１７〜３２１ページ）」等に開示される方法を利用すればよい。
【００２９】
クリーニングローラ１６は、メディアＰにインクを転写した後の転写ドラム１４表面に残存するインクを取り除き、転写ドラム１４の表面を清浄化するものである。
このようなクリーニングローラ１６には、特に限定はなく、例えば、ルビセルのような吸水ローラを用いてもよく、また、シリコンなどを利用する低硬度ローラによってスクイズを行うクリーニングローラでもよい。
また、転写ドラム１４のクリーニング手段は、図示例のクリーニングローラ１６に限定はされず、クリーニング液槽に浸漬される経路で回転するエンドレスのクリーニングベルトを転写ドラムに当接するクリーニング手段や、スクイズブレードによるクリーニング手段等の各種の手段が利用可能である。
【００３０】
搬送転写手段１８は、転写ドラム１４の回転方向に一致して、メディアＰを長手方向（図中矢印方向）に走査搬送しつつ、転写ドラム１４のインクを転写するものであり、図示例においては、供給ローラ３０、巻取りローラ３２、および押圧ローラ３４を有して構成される。
【００３１】
図示例において、メディアＰはウエブ状（長尺）であり、供給ローラ３０に巻回されてプリンタ１０に供給され、所定の経路を搬送されて巻取りローラ３２に巻き取られ、次の工程に供給される。メディアＰは、この供給ローラ３０から巻取りローラ３２に至る搬送中に、所定の転写位置において押圧ローラ３４によって転写ドラム１４の側面に押圧され、転写ドラム１４側面の親インク部２０のインクを転写されて、表面に画像が記録される。
前述のように、プリンタ１０においては、転写ドラム１４からメディアＰにインクを転写するので、転写ドラム１４の周速度とメディアＰの搬送速度とは、一致している。また、押圧ローラ３４は、従動ローラでも駆動ローラでもよい。
【００３２】
なお、本発明のプリンタ１０は、図示例のようなウエブ状のメディアＰに連続的に画像を記録するのに限定はされず、カットシート状のメディアＰに画像を記録するものであってもよい。
また、メディアＰの搬送手段も、供給ローラ３０と巻取りローラ３２とを用いるものに限定はされず、公知の各種のシート状物の搬送手段が全て利用可能である。さらに、転写ドラム１４からメディアＰにインクを転写する手段も、押圧ローラ３４に限定はされず、公知の各種の方法が全て利用可能である。
【００３３】
前述のように、本発明の画像記録装置は、前述のような転写ドラム１４（中間転写体）を利用することにより、「記録ヘッド解像度＜転写体解像度（記録画像の画像解像度）」として、記録ヘッド１２の解像度を超える高解像度の画像記録を行うことができる。すなわち、本発明によれば、安価な低解像度の記録ヘッド１２で、高い解像度を有する高画質な画像を記録できる。
【００３４】
例えば、図３（ａ）に模式的に示すように、前述の転写ドラム１４のように１２００ｄｐｉ（２１μｍピッチ）のパターンで親インク部２０を有する転写ドラムに対して、３００ｄｐｉの記録ヘッド１２ａを用い、転写ドラム１４の回転に同期して、矢印ａで示す転写ドラム１４の回転軸方向に記録ヘッド１２を移動することにより、高解像度な画像を記録する方法が例示される。すなわち、この例においては、転写ドラム１４を４回転して、３００ｄｐｉの記録ヘッド１２によって転写ドラム１４上に１２００ｄｐｉのインク画像を形成し、その後、メディアＰにインクを転写する。
なお、この際には、転写ドラム１４の親インク部のパターンを図２や図３に示すような格子状として、転写ドラム１４の１回転毎に断続的に記録ヘッド１２ａを移動してもよく、あるいは、親インク部２０のパターンを螺旋状（スパイラル状）にして、連続的に記録ヘッド１２ａを移動するようにしてもよい。
【００３５】
あるいは、図３（Ｂ）に模式的に示すように、解像度は低いが、転写ドラム１４の幅方向の親インク部２０と同数のノズルを有する記録ヘッド１２ｂを用い、例えば、インク液滴を吐出するノズルを斜めに形成する等の手段によって、インク液滴を斜め吐出するようにして、低解像度の記録ヘッドで高解像度のインク画像を転写ドラム１４上に形成する方法も好適である。
【００３６】
また、長尺なラインヘッドは生産歩留りが低く、高価であるため、例えば、特開平７−１７１９５６号公報に開示されるように、短い記録ヘッド（以下、便宜的に短尺ヘッドとする）をノズル列方向に接ぎあわせて、長尺なラインヘッドとする技術が知られている。
この際には、短尺ヘッドの接続部におけるノズルピッチの開きを補正するために、同公報に開示されるように、インク液滴を斜めに吐出することが行われるが、このような短尺ヘッドを繋ぎ合わせたラインヘッドにおいて、ノズルの加工精度が若干低くても、転写ドラム１４を用いることによるセルフアライメント効果によって、色ズレ等の無い適正画質の画像を安定して記録できる。
【００３７】
以上、本発明のインクジェット記録装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
例えば、上記実施例は、いわゆるラインヘッドを用いるインクジェット記録装置であるが、本発明はこれに限定はされず、ノズル列と直交する方向に記録ヘッドを走査すると共に、この走査に同期してノズル列方向に断続的にメディアを搬送する、いわゆるシリアルヘッドを用いるシャトルタイプ（キャリッジタイプ）のインクジェット記録装置であってもよい。
また、必要に応じて、中間転写体の表面に凹部を形成して、此処を親インク領域としてインクを保持するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、インクジェットを利用する画像記録装置において、記録ヘッドからの液滴吐出方向や速度の変動、メディアの搬送速度の変動等を生じても、メディア上の適正な位置にインクを着弾（付着）させることができ、高速記録を要求される産業用のプリンタ等であっても、着弾位置ズレに起因する色ズレ等の無い、高画質な画像を安定して形成することができる。しかも、本発明によれば、中間転写体の表面に親インク部と撥インク部とを形成して、インクの転写を行うので、インクの転写率も良好で、かつ、中間転写体のクリーニング性や耐久性も良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるプリンタの一例の概念図である。
【図２】図１に示されるプリンタの転写ドラムの側面を説明するための概念図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明にかかるプリンタの別の例の概念図である。
【符号の説明】
１０  プリンタ
１２  記録ヘッド
１４  転写ドラム
１６  クリーニングローラ
１８  搬送転写手段
２０  親インク部
２２  撥インク部
３０  供給ローラ
３２  巻取りローラ
３４  押圧ローラ
【図１】
2004291275.tif 000003
【図２】
2004291275.tif 000004
【図３】
2004291275.tif 000005