JP2006192838A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面印字、裏面印字共に、紙の凸凹間のギャップ差を記録ヘッドの許容ギャップ量のレンジに収め、良好な画像を得ることができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 表面を印刷後用紙を反転させ同一記録部にて裏面を印刷する両面印刷手段を有し、記録ヘッドの対向部において、記録シートの裏側を受ける複数のリブからなるプラテンリブ列とを有する記録装置において、プラテンリブ列を記録シートの幅方向に移動する移動手段と、表面を印刷するときと、裏面を印刷するときとで前記プラテンリブ列の位置を、リブの間隔のおよそ半分の距離移動する制御手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【選択図】 図６

Description

本発明はインクジェット方式を用いた画像形成装置に関する。

図７から図１０を参照して従来の技術の説明をする。

まず、図７を参照して片面印刷時に関る画像形成装置の構成、動作について説明する。１は給送ローラであり、シート給送時に分離爪（図示せず）との協働作用によって給送トレイ２のシートＳを最上位から１枚ずつ分離給送するものである。

図７に示すように、給送されたシートＳは搬送手段３を構成する駆動回転する搬送ローラ３ａとこれにシートＳを押圧して従動回転する従動ローラ３ｂによって記録位置へ搬送される。

記録手段４は前記搬送手段によって搬送されたシートＳにインクジェット記録方式によってインク像を記録するものである。即ち、記録シートＳの幅方向に長いガイド軸に沿って往復移動可能なキャリッジ４ｃに記録ヘッド４ｄを搭載し、このキャリッジ４ｃの往復移動と同期するように記録ヘッド４ｄを駆動して画信号に応じてインク液滴を、プラテン４ｅで裏面を支持されたシートＳに吐出してインク像を記録するものである。

表面印字後、シートＳの後端を搬送ローラ３ａ、従動ローラ３ｂの対にくわえさせた状態で搬送を停止、逆転させ、シートＳを用紙反転手段９へと搬送する。用紙反転手段９でループ状の搬送路を通過することで、シートＳは搬送手段３に裏表反転した状態で再突入する。これで記録手段４によりインク像を形成すると裏面の印刷を行うことができる。裏面の印刷が完了するとプラテン４ｅは搬送ローラ３ａを回転中心として下方に待避し、搬送ローラを正転することで排紙トレイ７へシートの排出が完了する。

使用するシートが紙の場合、紙に対して水を主成分とするインクを吐出してインク像を形成するために、紙が膨張し表面に凸凹が生じる。その紙の凸部とヘッドが擦れインク像が乱れることが起こるために、しわ形成の制御手段を有する。
しわ形成制御手段について、図８を参照して説明する。

プラテン４ｅの紙支持部に間隔Ｐ＝２０ｍｍおきにリブ４ｆを有し、そのリブの天面にてシートＳを支持し、その紙の位置が記録ヘッドとの最小ギャップとなるようにリブの高さは設定されている。プラテンのリブ以外の部分は、リブよりも２ｍｍ程度低く設定される。リブの形状は記録ヘッドの対向部においては、記録ヘッドと平行で前記リブ高さであり、リブの上流側の搬送ローラ近傍部は紙パスよりも１ｍｍ程度低い位置から前記平行部の高さまで徐々に高くなるテーパ形状になっている。搬送ローラ３ａの軸芯に対して従動ローラ３ｂの軸芯は２ｍｍ程度下流側の位置し、シートＳ先端が前記リブ４ｆのテーパ部に突き当たり、その後紙をリブ４ｆに対して押し付けるようにしてある。前記リブ４ｆの位置はＡ４サイズのシートの左端部より２０ｍｍ間隔（５、２５、４５、６５、８５、１０５、１２５、１４５、１６５、１８５、２０５ｍｍ）に配置している。

以上の構成において、紙を搬送すると、紙はリブに押し付けられながら搬送される。そこに記録ヘッドより紙に対してインクを吐出されると、紙はインクの水分により膨張し、膨張した分がリブ４ｆの間の低い部分に入りこみ、紙の膨張による凸凹のしわは、リブ４ｆの支持する部分が凸、リブとリブの間の部分が凹となり、紙面と記録ヘッドとのこすれが防止できる。凸凹のついた紙はトタン波板のように主走査方向に凸凹状の波がつき、副走査方向に波はない状態のまま搬送排出される。

つまり、図９のように、シートの左端部より２０ｍｍ間隔の５、２５、４５、６５、８５、１０５、１２５、１４５、１６５、１８５、２０５ｍｍの部分が凸部でリブ４ｆの天面にシートが直接乗った状態となり、凸部の間の１５、３５、５５、７５、９５、１１５、１３５、１５５、１７５、１９５ｍｍの部分が凹部となり、記録ヘッドよりも遠のく方向のみとすることができ、記録ヘッドからシートまでの距離変動は凹凸の差分であり、凸部であるリブ４ｆの支持する部分を記録ヘッドとの最小ギャップとなるよう設定することで、記録ヘッドとシートが接触することなく、紙の凸凹間のギャップ差を記録ヘッドの許容ギャップ量のレンジに収めることができ、画像についても有効な手段である。

このように紙の膨張による凸凹のしわの凸の部分をリブによって支持して紙面と記録ヘッドとのこすれを防止する技術は、例えば特許文献１に開示されている。
特開２００４−１０６９７８号公報

しかしながら、上記従来例では、このまま片面印刷を終え、搬送ローラ３ａを逆転させ、反転手段９でシートＳを反転させ、搬送手段３に裏表反転した状態で送り込まれると凸部と凹部との位置関係が逆になってしまう、表面のインクの量が多く、低湿環境の場合、表面にて形成された凹凸形状は剛性を帯び、そのまま搬送すると、シートを搬送ローラ対によりリブ４ｆ天面に押しつけても、シートの形状がリブの配置に沿わず、図１０のように、凹部の裏面をリブ４ｆで受けていまい。凸部がヘッドに接近して記録ヘッドに接触、インク像を乱してしまうことになってしまう問題点があった。

上記課題を解決するための代表的な手段は、プラテン４ｅにシート左から右方向へ移動する機構を持たせ、裏面印刷前にリブ４ｆの間隔Ｐに対し、半分の間隔に相当距離の移動を行わせる。これにより、表面印刷時の凹凸と完全に入れ替わった位置関係になり、表面印刷後のシートが反転し搬送されてきても、搬送されてきたシートの凸部とリブ４ｆの位置が一致し、前述のようなシートと記録ヘッドとの接触の恐れなく、表面印字同様に、紙の凸凹間のギャップ差を記録ヘッドの許容ギャップ量のレンジに収めることができ、良好な画像を得ることができる。

両面印刷の際に、シートがヘッドに接近して記録ヘッドに接触、インク像を乱してしまうことがなく、表面印字、裏面印字共に、紙の凸凹間のギャップ差を記録ヘッドの許容ギャップ量のレンジに収めることができ、良好な画像を得ることができる。

図１から図６を参照して本発明の第１実施形態について説明する。

まず、図１を参照して片面印刷時に関る画像形成装置の構成、動作について説明する。１は給送ローラであり、シート給送時に分離爪（図示せず）との協働作用によって給送トレイ２のシートＳを最上位から１枚ずつ分離給送するものである。

図１（ａ）に示すように、給送されたシートＳは搬送手段３を構成する駆動回転する搬送ローラ３ａとこれにシートＳを押圧して従動回転する従動ローラ３ｂによって記録位置へ搬送される。

記録手段４は前記搬送手段によって搬送されたシートＳにインクジェット記録方式によってインク像を記録するものである。即ち、記録シートＳの幅方向に長いガイド軸に沿って往復移動可能なキャリッジ４ｃに記録ヘッド４ｄを搭載し、このキャリッジ４ｃの往復移動と同期するように記録ヘッド４ｄを駆動して画信号に応じてインク液滴を、プラテン４ｅで裏面を支持されたシートＳに吐出してインク像を記録するものである。

前記記録ヘッド４ｄは微細な液体吐出口（オリフィス）、液路及びこの液路の一部に設けられるエネルギー作用部と、該作用部にある液体に作用させる液滴形成エネルギーを発生するエネルギー発生手段を備えている。

このようなエネルギーを発生するエネルギー発生手段としてはピエゾ素子等の電気機械変換体を用いた記録方式、レーザー等の電磁波を照射して発熱させ、該発熱による作用で液滴を吐出させるエネルギー発生手段を用いた記録方法、あるいは発熱抵抗体を有する発熱素子等の電気熱変換体によって液体を加熱して液体を吐出させるエネルギー発生手段を用いた記録方法等がある。

その中でも熱エネルギーによって液体を吐出させるインクジェット記録方法に用いられる記録ヘッドは、インク液滴を吐出して吐出用液滴を形成するための液体吐出口（オリフィス）を高密度に配列することができるために高解像度の記録をすることが可能である。その中でも電気熱変換体をエネルギー発生手段として用いた記録ヘッドは、コンパクト化も容易であり、高密度実装化が容易で、製造コストも安価なことから有利である。

尚、本実施形態ではインクの吐出構成として、記録信号に応じて電気熱変換体に通電し、その熱エネルギーによってインクに生ずる膜沸騰を利用してインクに生ずる気泡の成長、収縮により、インクを吐出口から吐出して記録を行うように構成している。

尚、記録ヘッド４ｄは、その上部にインクを貯留するためのインクタンクが一体化されており、これがキャリッジ４ｃに着脱可能に装着されている。

表面印字後、シートＳの後端を搬送ローラ３ａ、従動ローラ３ｂの対にくわえさせた状態で搬送を停止、逆転させ、シートＳを用紙反転手段９へと搬送する。用紙反転手段９でループ状の搬送路を通過することで、シートＳは搬送手段３に裏表反転した状態で再突入する。これで記録手段４によりインク像を形成すると裏面の印刷を行うことができる。裏面の印刷が完了するとプラテン４ｅは搬送ローラ３ａを回転中心として下方に待避し、搬送ローラを正転することで排紙トレイ７へシートの排出が完了する。

使用するシートが紙の場合、紙に対して水を主成分とするインクを吐出してインク像を形成するために、紙が膨張し表面に凸凹が生じる。その紙の凸部とヘッドが擦れインク像が乱れることが起こるために、しわ形成の制御手段を有する。

しわ形成制御手段について、図２を参照して説明する。

プラテン４ｅの紙支持部に間隔Ｐ＝２０ｍｍおきにリブ４ｆを有し、そのリブの天面にてシートＳを支持し、その紙の位置が記録ヘッドとの最小ギャップとなるようにリブの高さは設定されている。プラテンのリブ以外の部分は、リブよりも２ｍｍ程度低く設定される。リブの形状は記録ヘッドの対向部においては、記録ヘッドと平行で前記リブ高さであり、リブの上流側の搬送ローラ近傍部は紙パスよりも１ｍｍ程度低い位置から前記平行部の高さまで徐々に高くなるテーパ形状になっている。搬送ローラ３ａの軸芯に対して従動ローラ３ｂの軸芯は２ｍｍ程度下流側の位置し、シートＳ先端が前記リブ４ｆのテーパ部に突き当たり、その後紙をリブ４ｆに対して押し付けるようにしてある。前記リブ４ｆの位置はＡ４サイズのシートの左端部より２０ｍｍ間隔（５、２５、４５、６５、８５、１０５、１２５、１４５、１６５、１８５、２０５ｍｍ）に配置している。

以上の構成において、紙を搬送すると、紙はリブに押し付けられながら搬送される。そこに記録ヘッドより紙に対してインクを吐出されると、紙はインクの水分により膨張し、膨張した分がリブ４ｆの間の低い部分に入りこみ、紙の膨張による凸凹のしわは、リブ４ｆの支持する部分が凸、リブとリブの間の部分が凹となり、紙面と記録ヘッドとのこすれが防止できる。凸凹のついた紙はトタン波板のように主走査方向に凸凹状の波がつき、副走査方向に波はない状態のまま搬送排出される。

つまり、図３のように、シートの左端部より２０ｍｍ間隔の５、２５、４５、６５、８５、１０５、１２５、１４５、１６５、１８５、２０５ｍｍの部分が凸部でリブ４ｆの天面にシートが直接乗った状態となり、凸部の間の１５、３５、５５、７５、９５、１１５、１３５、１５５、１７５、１９５ｍｍの部分が凹部となり、記録ヘッドよりも遠のく方向のみとすることができ、記録ヘッドからシートまでの距離変動は凹凸の差分であり、凸部であるリブ４ｆの支持する部分を記録ヘッドとの最小ギャップとなるよう設定することで、記録ヘッドとシートが接触することなく、紙の凸凹間のギャップ差を記録ヘッドの許容ギャップ量のレンジに収めることができ、画像についても有効な手段である。

しかしながら、このまま片面印刷を終え、搬送ローラ３ａを逆転させ、反転手段９でシートＳを反転させ、搬送手段３に裏表反転した状態で送り込まれると凸部と凹部との位置関係が逆になってしまう、表面のインクの量が多く、低湿環境の場合、表面にて形成された凹凸形状は剛性を帯び、そのまま搬送すると、シートを搬送ローラ対によりリブ４ｆ天面に押しつけても、シートの形状がリブの配置に沿わず、図４のように、凹部の裏面をリブ４ｆで受けていまい。凸部がヘッドに接近して記録ヘッドに接触、インク像を乱してしまうことになってしまう。

よって、プラテン４ｅにはシート左から右方向へ移動する機構を持ち、図５のように、裏面印刷前にリブ４ｆの間隔Ｐ＝２０ｍｍの半分の間隔１０ｍｍ移動を行う機構を持たせる。これにより、表面印刷時の凹凸と完全に入れ替わった位置関係になり、表面印刷後のシートが反転し搬送されてきても、搬送されてきたシートの凸部とリブ４ｆの位置が一致し、前述のようなシートと記録ヘッドとの接触の恐れなく、表面印字同様に、紙の凸凹間のギャップ差を記録ヘッドの許容ギャップ量のレンジに収めることができ、良好な画像を得ることができる。

尚、プラテン４ｅの移動については、別途モータにて移動駆動を行う方法や、図６に示すように、プラテンの幅方向の、通常キャリッジが印刷に関わる移動範囲外に両側にキャリッジに対し接触する突起４ｇを設け、シート右方向に通常より多くキャリッジを移動させることで、裏面印刷位置に。逆に、シート左方向に通常より多くキャリッジを移動させることで、表面印刷位置に移動する方法などが考えられる。

以上説明したように、本発明によれば、信号に応じてインクを吐出して記録を行うインクジェット記録方式で、表面を印刷後用紙を反転させ同一記録部にて裏面を印刷する両面印刷手段を有し、記録ヘッドの対向部において、記録シートの幅方向に略等間隔に配置され、記録シートの裏側を受ける複数のリブからなるプラテンリブ列を有する記録装置において、プラテンリブ列を記録シートの幅方向に移動する移動手段と、表面を印刷する際の前記プラテンリブ列の位置に対し、裏面を印刷する際の前記プラテンリブ列の位置を、リブの間隔のおよそ半分の距離移動する制御手段を有することで、両面印刷の際に、シートがヘッドに接近して記録ヘッドに接触、インク像を乱してしまうことがなく、表面印字、裏面印字共に、紙の凸凹間のギャップ差を記録ヘッドの許容ギャップ量のレンジに収めることができ、良好な画像を得ることができる。

第１実施例に係わる装置全体構成、及び、動作説明図。 第１実施例に係わるしわ形成手段説明図。 第１実施例に係わるしわ形成手段説明図。 第１実施例に係わるしわ形成手段説明図。 第１実施例に係わるしわ形成手段説明図。 第１実施例に係わるしわ形成手段説明図。 従来例に係わる説明図。 従来例に係わる説明図。 従来例に係わる説明図。 従来例に係わる説明図。

符号の説明

１ 給送ローラ
２ 給紙トレイ
３ 搬送手段
４ 記録手段
４ｄ 記録ヘッド
４ｅ プラテン
４ｆ リブ
７ 排出トレイ

Claims (1)

1. 信号に応じてインクを吐出して記録を行うインクジェット記録方式で、表面を印刷後用紙を反転させ同一記録部にて裏面を印刷する両面印刷手段を有し、記録ヘッドの対向部において、記録シートの幅方向に略等間隔に配置され、記録シートの裏側を受ける複数のリブからなるプラテンリブ列とを有する記録装置において、プラテンリブ列を記録シートの幅方向に移動する移動手段と、表面を印刷する際の前記プラテンリブ列の位置と、裏面を印刷する際の前記プラテンリブ列の位置とを、リブの間隔のおよそ半分の距離移動する制御手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。

Images