(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート部材に対してインクを吐出するインクジェットヘッドを用いて前記シート部材に記録を行うインクジェットプリンタにおいて、
前記シート部材を前記インクジェットヘッドに対向する記録領域に位置させて、前記シート部材の記録の裏面側を支持する平面状プラテン部と、
前記平面状プラテン部上に前記シート部材裏面を密着させる密着手段と、
前記シート部材を前記プラテン部を通過して案内し、全体として上流側から下流側に傾斜するとともに、前記平面状プラテン部の上流側に設けられ、前記シート部材の表面側が凸となる曲面案内部を有する案内手段と、
前記曲面案内部の上流側で前記シート部材をくわえ込んで搬送するローラ手段と、
を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記案内手段は、前記曲面案内部を、前記平面状プラテン部の下流側にも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】
前記密着手段が、前記平面状プラテン部表面において前記シート部材を負圧で吸引する手段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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体である用紙、フィルム、不織布などシート部材にインクジェットヘッドからインクを吐出し、記録を行うインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示したようなインクジェット記録装置においては、シート部材の表面である記録面上に微小液滴状のインクを噴射させて画像記録を行うが、近年の技術進歩により銀塩写真に迫る高画質化並びに装置の低コスト化が可能となり、ＰＰＣ方式のプリンターの高速化と競争するかのような高速化の進展により、紙以外をも記録媒体として各分野に急速に普及するに至っている。 かかるインクジェット記録装置の高速化と精密化の進展と共に、紙以外のシート部材も含む用紙の姿勢制御という問題が発生している。
【０００３】
これは、シート部材の搬送速度を高めるほど前記シート部材と搬送部材の摩擦による静電気発生や、前記シート部材が単一部材でなく表面は複数の塗布剤で積層構成されるため温度による伸縮や記録媒体基材の温度湿度による剛性変化と伸縮が伴うことなどが、大きな要因である。
【０００４】
このため、静電気発生ムラによる浮き上がりのばらつきや、シート部材の湾曲、搬送方法によるカールやウエーブ発生、用紙ロールによる巻き癖などは、ジャミングの発生要因と成るばかりでなく、記録ヘッドとの接触や１／５０ｍｍ単位でインク吐出位置を制御できるヘッドに対応できなくてはいけない用紙位置制御精度を維持できなくなり、用紙のプラテン上における位置制御あるいは姿勢制御が重要な解決課題になってきた。
【０００５】
まず、従来のインクジェット記録装置の問題点を図３を参照して説明する。この図３は構成図（Ａ）とそれのＡ矢視図（Ｂ）の２図からなる。ここで一般的なインクジェットプリンターと呼ばれるインクジェット記録装置の構造を述べ、前記の問題がそれとどう絡むのかを説明する。最初に用紙の流れを見る。シート部材としての記録媒体用紙ロール２から解かれた記録媒体用紙１は搬送ローラ３ａとガイドローラ３ｂにくわえ込まれて矢印Ｐ１で示すように画像形成部に搬送されて、プラテン４表面上を走りながら表面上に定間隔位置を前記用紙搬送方向の横方向に往復するヘッド５から吐出されるインクジェットにより文字や画像などを記録される。排出された用紙１はさらに搬送ローラ３ａとガイドローラ３ｂに挟まれて矢印Ｐ２方向に搬出されて下流に至る。ただし、画像形成部下流には必ずしもこの搬送ローラ３ａとガイドローラ３ｂを必要とするわけではない。そのあと、図示を省略したカッターで所定長さに切断され、トレイ上に蓄積される。以上は、用紙１の流れに沿うような側面図的な見方である。図２においても同じ符号で示している。
【０００６】
次に、用紙１の流れに直交する用紙の幅方向について、図３（Ａ）の画像形成部左手に両矢印を付した細い鎖線で示したＡ矢視図方向に見た、図３（Ｂ）を参照されたい。上段にヘッド５があり、内部に点線で示されたノズルとキャリッジがある。下段にプラテン４が配置されている。その両者の成す間隙の間を用紙１が同図手前に走行する。このさい搬送された用紙１のプラテン４上における姿勢は、これをＡ矢視図方向、すなわちプラテン４とヘッド５の正面から見た形の図３（Ｂ）において用紙１が上に凸に描かれているが、同図のようになっているのは望ましくない。所望の用紙姿勢はプラテン上に平坦であるのが良い。すなわち、プラテン４表面に浮き上がり無く全幅密着していることが所期の条件である。
【０００７】
同図のように上に凸を成すような用紙姿勢やまたは図５に示すように上に凹（下に凸）をなす用紙姿勢も好ましくない。なぜなら、記録媒体である用紙１は搬送中のプラテン４上においてその全幅にわたって平面を維持されて記録ヘッドと接触することなく所定の間隔を正確に絶えず維持して記録を行うことがインクジェット記録装置の生命線だからである。
【０００８】
この望ましくない結果は二つに区別できる。これは既述したように、図３（Ｂ）上に凸な姿勢と、図５に示すように上に凹な姿勢である。前者は走行方向の用紙１が幅の中央がプラテン４表面から浮き上がる現象であり、後者は走行方向の用紙１が幅の両側がプラテン４表面から浮き上がる現象である。これらを以降では、前者を凸用紙姿勢、後者を凹用紙姿勢と呼んで説明する。
【０００９】
これらの用紙の浮き上がりへの対策として知られている方策の一つを図３（Ｂ）の最下段に仮想線で示した。仮想線で図示してあるのは３（Ｂ）は本来は図３（Ａ）のＡ矢視図であって、仮想線で描いた部分は当初から存在しないからである。同図の用紙１は上に凸で、中間がプラテン４から浮いている姿勢であるが、このような用紙の浮き方の凸用紙姿勢時には、プラテン４を筐体となして用紙の裏面が接触する上面に複数の吸気孔や切り込みを設け下部などに仮想線で示したような吸気管口でもってブロァーなどに接続し矢印Ｖ吸引方向に排気する事で、用紙全幅をプラテン４表面に密着させうる事が知られている。
【００１０】
用紙の搬送速度が小さいさいには用紙の重力により平坦な用紙姿勢を採るものの、搬送速度が高まると運転雰囲気の温度や湿度や発生静電気によって用紙１は搬送方向にうねり、横幅方向には凸や凹またはそれらの複合した状態を示す。低湿度では用紙１は表面側に凸用紙姿勢傾向を示し、高湿度では用紙姿勢は表面側に凹になる傾向があり、この現象は速度を増すほど浮き上がり量が増す。このため、どちらの姿勢でも、ともに浮き上がり部分は所定の定間隔に保つことが出来ない。このため、吐出したインクが所期の粒径で塗布されないうえ、浮き上がりが甚だしいと用紙の一部がヘッドノズル面に接触し用紙もインクで汚れ、そのインク汚れがヘッドノズルを濡らして汚し、それが搬送されてくる用紙走行表面に移り汚れが広がりと、記録不良部分を発生させる。
【００１１】
このような用紙の浮き上がり現象を防止するために従来とられた典型的メカニカル方策を特許第２５５１５６８号に見ることができる。これの要点を図４の従来インクジェット記録装置における用紙搬送構造説明図として説明する。前記特許では図を２例上げており、それを図４（Ａ），（Ｂ）に示す。記録媒体用紙の搬送経路は図３で既述したのと基本的に変わらないが、図４（Ａ）では画像形成部の上流側に用紙１表面に対して凹形の曲面案内を為す規制ガイド１０が用紙１裏面側に配置され、それに伴い記録媒体用紙ロール２がやや上部に移っている。前記特許の説明によると、「シート部材（１）に対し実質的に平面状プラテン（４）部へ凸状の曲面案内部を形成するように構成した案内手段を有し、前記案内手段は、前記シート部材の腰を利用して当該シート部材の先端部から前記平面状プラテン部表面に密着せしめるようにした事を特徴とする」とある。なお、この引用文中の（）内符号は図３の符号に対応する用語を明示するために添えたものである。以下の引用においても同じとする。この引用文の「案内手段」が図４の規制ガイド１０である。
【００１２】
これの作用として前記特許は「シート部材（１）が案内手段（１０）によって案内される際、・・・・・シート部材における記録面の裏面側が支持されるもとでシート部材の腰を利用してシート部材の平面状プラテン部（４）と対向する面がシート部材の先端部から平面状プラテン部の表面に密着せしめられるのでシート部材の浮き上がりが規制され」と説明している。要するに、プラテンの表面を想定できる平らな面に斜め上から用紙を挿し込むと用紙素材の持つ弾性によってその用紙の押し込まれた裏面が平面である表面に馴染むということである。その案内役を務める規制ガイド１０は前記特許のいう「用紙１表面に対して凹形の曲面」を為すものと規定している。
【００１３】
前記特許は図の説明において、「記録媒体（１）はシートとして自体の有する腰の強さ、換言するならば元の形態に復元しようとする復元力を有しており、規制ガイド（図４の１０）に沿ってその自重により湾曲させられながら搬送ローラ（３ａ）とアイドラ（３ｂ）との間に導かれ、更に平面状プラテン（４）上に送出されるときに、上述した腰の強さによって記録媒体の先端部に下向きの復元力が発生する。しかしてこの復元カは先端部のみならず、分割ローラの形態とした排出ローラ（３ａ）とアイドラ（３ｂ）との間の非挾持部分を介して引続き平面状プラテン（４）上に送出されてくる記録媒体の全長にわたって継続されるので、記録媒体を平面状プラテン（４）上に密着させた状態に保つことができ、以て、記録媒体の浮上がりが抑制される」と詳述している。
【００１４】
前記特許の実施例図は、「本例は平面状プラテン（４）への送出直前および平面状プラテン（４）からの排出直後の位置にそれぞれ規制ガイド（図４の１０）および規制ガイド（図４の１１）を配設したものである。すなわち、このように構成することによって第４図（原公報の図番、当明細書の図４（Ａ）相当）の例のところで述べたような効果をあげることができ、記録媒体をその先端から後端にいたるまで確実に平面状プラテン（４）上に密接させて搬送することができる」として、図４の（Ｂ）相当のものを例示している。
【００１５】
前記特許の浮き上がり防止手段を、画像形成部であるヘッド５やプラテン４を中心に置いて見るとき、その上流側やそれに加えて下流側と片側や両側の記録媒体用紙１を上方に反らせて、用紙１の反りからの復元弾力でもって画像形成部におけるプラテン４平面上に用紙裏面を密着搬送させるものと言える。この方式が確実に作動するのは、記録媒体の厚さや構成ラミネート層の物理的属性に左右される特定の範囲内であって、例えば、腰の強すぎる素材は広くて長い接触面を持つプラテン４表面では用紙１の為す凹円弧の底一点がプラテン面で横幅状の線接触だけに終わるおそれもある。それに加え、既述した図５の凹用紙姿勢時には効果が薄いことも経験的に知られている。さらに、搬送速度を高めるに従い搬送される記録媒体の横幅の反りは凹用紙姿勢気味になり、図５に示す吸着性の悪い、言え換えれば、姿勢制御に大きな動力を用意せざるを得ない事になる。これは高速化追求のためヘッドに装着するノズル列が１２８程度も珍しくない現在では望ましいとは言えない。
【００１６】
図３（Ｂ）と似てはいるが、記録媒体用紙１が凹用紙姿勢時であり、プラテンをやや詳細に図示しているのが図５プラテン吸着機構説明図である。これは、図３のＡ矢視図相当すなわちプラテン４の正面から見た画像形成部で、記録媒体用紙１の搬送方向から用紙の全幅を見ている形でもある。上段に点線で示したキャリッジやノズルを内蔵するヘッド５があり、下段にプラテン４の上部平面はプラテンガイド面４ｍとして筐体をなすプラテン内部と通気できる穿孔・格子孔・切り込み溝あるいは濾材孔を用紙と接する範囲の表面部分に有していて、底部の吸気管口１２が負圧発生用ブロアーなどに配管接続されているものである。この、下段のプラテン４と上段のヘッド５の成す間隙を誇張して描いた記録媒体用紙１が搬送され通過するさい、ブロァーなどによる空気吸引により矢印Ｖｐで示した負圧が用紙裏面とプラテンガイド面４ｍとの間に発生し、用紙１の裏面を２をプラテンガイド面４ｍに密着させる。ただし、この方式は、凸用紙姿勢時には著効があるものの、図５のような凹用紙姿勢時には用紙幅両側面より流入する空気により効率が悪く凸用紙姿勢時に比し数倍近い動力が必要になるとされている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述したような問題点、シート部材としての記録媒体用紙が搬送中にプラテン上における凹用紙姿勢状態も凸用紙姿勢状も示すことなく、かつ、前記特許に抵触しない浮き上がり防止方法の実現を図り、記録媒体用紙が搬送中プラテン上においてプラテンの全幅にわたって平面を維持されて記録ヘッドと接触することなく所定の間隔を常に保って記録を行うことができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は次の構成を採った。
【００１９】
請求項１記載の発明は、シート部材に対してインクを吐出するインクジェットヘッドを用いて前記シート部材に記録を行うインクジェットプリンタにおいて、前記シート部材を前記インクジェットヘッドに対向する記録領域に位置させて、前記シート部材の記録の裏面側を支持する平面状プラテン部と、前記平面状プラテン部上に前記シート部材裏面を密着させる密着手段と、前記シート部材を前記プラテン部を通過して案内し、全体として上流側から下流側に傾斜するとともに、前記平面状プラテン部の上流側に設けられ、前記シート部材の表面側が凸となる曲面案内部を有する案内手段と、前記曲面案内部の上流側で前記シート部材をくわえ込んで搬送するローラ手段と、を設けた。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明適用例として、インクジェット記録装置の画像形成部と用紙搬送の三実施例を示した構成側面図である図１を参照して説明する。これは課題解決の２特徴のうち、画像形成部のプラテン表面において用紙裏面を負圧にて吸引してプラテンガイド面に密着せしめること（密着手段）の適用に加え、用紙表面が用紙搬送方向に対し凸に成るような曲率を付けた搬送路（曲面案内部）を配する特徴のすべてを図示したものである。用紙表面が用紙搬送方向に対し凸に成るような曲率を付けた搬送路（案内部）をプラテン上流側へ単独に設けたものが図１（Ａ）である。用紙表面が用紙搬送方向に対し凸に成るような曲率を付けた搬送路（案内部）をプラテン下流側へ単独に設けたものが図１（Ｂ）である。用紙表面が用紙搬送方向に対し凸に成るような曲率を付けた搬送路（案内部）をプラテン上流側と下流側ともに併設したものが図１（Ｃ）である。ここで上流側下流側と呼ぶ際、画像形成部に搬送される前か後かで区別していることは図１の２例で判断できよう。
【００２２】
纏めて説明するが、この３例いずれでも、図３における用紙搬送経路と基本的には変わらない。シート部材としての記録媒体用紙ロール２から解かれた記録媒体用紙１は搬送ローラ３ａとガイドローラ３ｂにくわえ込まれて矢印Ｐ１で示すように画像形成部に搬送されて、プラテン４表面上を吸着されて（密着手段により）用紙裏面をプラテンガイド面に密着滑走しながら表面上に定間隔位置を前記用紙搬送方向の横方向に往復するヘッド５から吐出されるインクジェットにより文字や画像などを記録される。排出された用紙１は矢印Ｐ２方向に搬出されて下流に至るのは共通している。ただ図３と異なるのは用紙搬送経路が水平搬送ではなく傾斜搬送であるが、これは記録媒体用紙１の自重によるプラテン４への密着度を高めるためのものであって、本発明の本質を左右するものではない。また、フロントカバー８は、上方に回転して開けるものとして細い仮想線で図示し、本発明要件ではないが、中底仕切９も念のため図示しておく。
【００２３】
この搬送経路では、図１（Ａ）では画像形成部の直前に上流側凸アール付き搬送路６ａと上流側凸アール付き搬送路カバー６ｂが配置され、図１（Ｂ）では画像形成部の直後に下流側凸アール付き搬送路７ａと下流側凸アール付き搬送路カバー７ｂが配置され、図１（Ｃ）では画像形成部の直前に上流側凸アール付き搬送路６ａと上流側凸アール付き搬送路カバー６ｂが配置されるとともに画像形成部の直後に下流側凸アール付き搬送路７ａと下流側凸アール付き搬送路カバー７ｂとが併置されている。ここで曲率付きと呼べても、そのように表示しないのは、図１（Ａ）乃至（Ｃ）ともに符号ｒで示した円弧が用紙搬送中の角速度変化率を一定にするからである。図１（Ａ）乃至（Ｃ）のいづれにしても、記録媒体用紙１の画像形成部を含む搬送経路全体が、用紙表面から見て凸アールまたは凸状の弧を成すかのように配列されていることに留意頂きたい。このことは、前記特許と逆相を成しているとも表現できる。
【００２４】
【発明の効果】
シート部材表面が搬送方向に対し凸に成るような曲率を付けた案内部を前記プラテン上流側または下流側に単独に設けるかあるいは上流と下流の両側ともに配置することで、搬送中の用紙が搬送速度の高まりとともに凸用紙姿勢気味になる傾向を利用し、これを、画像形成部のプラテン部において密着手段にて負圧にて吸引してシート部材裏面をプラテンガイド面に密着せしめることを効率よく行えるようにして、高速化のためのシート部材搬送方向に広く長いプラテン上の記録位置においてシート部材の全幅にわたって適正に保持されてヘッドと接触することなく所定の間隔を常時保時して記録を行うことができるインクジェット記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置の画像形成部とシート部材搬送に本発明を適用した例を示した側面図である。
【図２】従来のインクジェット記録装置外観図である。
【図３】従来のインクジェット記録装置の説明図である。
【図４】従来のインクジェット記録装置における用紙搬送構造説明図である。
【図５】プラテン吸着機構（密着手段）説明図である。
【符号の説明】
１：記録媒体用紙（シート部材）
２：記録媒体用紙ロール
３ａ：搬送ローラ
３ｂ：ガイドローラ
４：プラテン
５：ヘッド
６：ガイドプレート
６ａ：上流側凸アール付き搬送路
６ｂ：上流側凸アール付き搬送路カバー
７ａ：下流側凸アール付き搬送路
７ｂ：下流側凸アール付き搬送路カバー
８：フロントカバー
９：中底仕切板
１０：規制ガイド（上流側凹）
１１：規制ガイド（下流側凹）
１２：吸引管口
Ｐ１：上流の用紙搬送方向
Ｐ２：下流の用紙搬送方向
Ｖ：吸引される方向
Ｖｐ：プラテン面における負圧方向
【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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