JP2008200855A

JP2008200855A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2008200855A
Application number: JP2007035823A
Authority: JP
Inventors: Osamu Shinkawa; 修新川; Yusuke Sakagami; 裕介坂上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】ノズルの目詰まりを防止すること。
【解決手段】インクジェットヘッド３よりも搬送ベルト１による受像膜の搬送方向の下流
側に加熱ユニット４を配置し、インクジェットヘッド３で受像体に形成されたインク画像
に含まれる水分を加熱して蒸発させるようにしたため、インクジェットプリンタで普通紙
を印刷するときに発生するカールを抑制することができ、また、インクジェットヘッド３
のノズルが対向する部分が加熱されずに済み、ノズルの目詰まりを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インク滴を吐出して中間転写体にインク画像を形成した後、中間転写体に形
成されたインク画像を印刷媒体に転写して印刷を行うインクジェットプリンタに関する。

従来、印刷媒体にインクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出して印刷を行うイ
ンクジェットプリンタにあっては、例えば、インク受容層を有しない普通紙が印刷媒体と
して用いられると、印刷媒体を構成するセルロース繊維がインクに含まれる水分を吸収し
て膨潤することで、印刷直後に印刷媒体がカールする恐れがあった（排紙カール）。
また、印刷媒体のセルロース繊維が膨潤している状態から、インクに含まれる水分が蒸
発していくと、排紙カールとは反対向きにカールする恐れがあった（永久カール）。

そのため、このような問題点を解決するために、例えば、インクジェットヘッドのノズ
ルからインク滴を吐出して中間転写体にインク画像を形成し、同時に、中間転写体の裏側
からインク滴を吐出しているノズルに対向する部分を加熱して前記インク画像に含まれる
水分を蒸発させた後、水分が蒸発されたインク画像を印刷媒体に転写することによって、
印刷媒体への水の浸透を抑えるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２４０４１２号公報

しかしながら、上記従来のインクジェットプリンタにあっては、加熱された中間転写体
にインクジェットヘッドのノズルが対向する構成となっているため、ノズル内のインクが
増粘・乾燥し、ノズルが目詰まりして、インクを正常に吐出できなくなる恐れがある。
本発明は、上記従来のインクジェットプリンタに鑑みてなされたものであり、ノズルの
目詰まりを防止可能なインクジェットプリンタを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタは、インク滴を吐出して
中間転写体にインク画像を形成した後、前記中間転写体に形成されたインク画像を印刷媒
体に転写して印刷を行うインクジェットプリンタであって、前記中間転写体を搬送する搬
送ベルトと、前記搬送ベルトによって搬送される前記中間転写体にインク滴をノズルから
吐出してインク画像を形成するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドより
も前記搬送ベルトによる前記中間転写体の搬送方向の下流側に配置され、前記インクジェ
ットヘッドで前記中間転写体に形成されたインク画像に含まれる水分を加熱して蒸発させ
る加熱手段と、前記加熱手段で水分が蒸発された前記インク画像を前記印刷媒体に転写す
る画像転写手段と、を備えたことを特徴とする。

また、前記インクジェットヘッドは、前記搬送ベルトの上方に配置され、前記ノズルか
ら鉛直下方にインク滴を吐出することで前記搬送ベルトによって搬送される中間転写体に
インク画像を形成し、前記加熱手段は、前記インクジェットヘッドによるインク滴の吐出
位置よりも前記中間転写体の搬送方向の下流側で前記ベルトの裏面に接するように配置さ
れ、当該ベルトの接触部分を加熱することで前記インク画像に含まれる水分を加熱して蒸
発させるようにしてもよい。
このような構成とすれば、インクジェットヘッドのノズルが対向する部分が加熱されず
に済み、ノズル内のインクの増粘・乾燥を防止でき、ノズルの目詰まりを防止できる。

さらに、前記画像転写手段で前記印刷媒体に転写された前記インク画像を当該印刷媒体
に定着させる定着手段を備えるものでもよい。
また、前記画像転写手段による転写動作後に前記搬送ベルトを冷却する冷却手段を備え
るものでもよい。
さらに、前記画像転写手段による転写動作後に前記搬送ベルトをクリーナ液を用いて清
掃する清掃手段を備え、前記冷却手段は、前記クリーナ液を冷却するものでもよい。
このような構成によれば、加熱手段によって加熱された搬送ベルトをより確実に放熱さ
せることができ、中間転写体の温度を一定に保つことができる。

また、前記インクジェットヘッドは、前記搬送ベルトによる前記中間転写体の搬送方向
にずらして配置された複数のインクジェットヘッドであり、前記加熱手段は、各インクジ
ェットヘッド間それぞれに対応させて複数設けたものであってもよい。
このような構成によれば、インクジェットヘッドからインクが吐出されると、搬送ベル
トによる中間転写体の搬送方向の下流側の他のインクジェットヘッドからインクが吐出さ
れる前に前記吐出されたインクを増粘でき、インクの混色を抑制して、より適切なインク
画像を形成することができる。

さらに、前記複数の加熱手段は、前記搬送ベルトによる前記中間転写体の搬送方向の下
流側に配置されているものほど大きな熱量で加熱を行うものであってもよい。
このような構成によれば、搬送ベルトによる中間転写体の搬送方向の上流側のインクジ
ェットヘッドから吐出されたインクが繰り返し加熱されて当該インクの粘度が高くなるこ
とを防止でき、インクの吐出順による粘度の差を低減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
＜構成＞
図１は、本実施形態の片面印刷用のインクジェットプリンタの概略構成を示す構成図で
ある。この図１に示すように、インクジェットプリンタは、搬送ベルト１、受像液塗布ユ
ニット２、複数のインクジェットヘッド３、加熱ユニット４、給紙ユニット５、転写ロー
ラ６、排紙ユニット７、及びクリーナ８を含んで構成される。

搬送ベルト１は、駆動ローラ９、従動ローラ１０、及びテンションローラ１１に巻回さ
れ、駆動ローラ９に内蔵された搬送ベルトモータ（不図示）によって回転駆動され、搬送
ベルト１に形成される受像膜（後述）を受像液塗布ユニット２→インクジェットヘッド３
→加熱ユニット４→給紙ユニット５→転写ローラ６→排紙ユニット７→クリーナ８の順、
つまり、図の右方から左方（図の矢印方向）に搬送する。

受像液塗布ユニット２は、搬送ベルト１の下方に配置され、受像液容器１２、第１塗布
ローラ１３、及び第２塗布ローラ１４を含んで構成される。
受像液容器１２は、搬送ベルト１に塗布する受像液を収容し、収容している受像液が適
切に塗布されるように、つまり、受像液によって搬送ベルト１に良好な薄膜（受像膜）が
形成されるように当該受像液を温度センサ１５及び発熱体１６によって調温する。

なお、受像液としては、インクの水分を吸収することで紙の繊維に起因するカールを抑
制できるものが好ましく、例えば、（Ａ）ゼラチン：１５部、防腐剤：０．１部、純水：
残部で構成されるもの、（Ｂ）ウレタンラテックス：１０部、ポリジアリルジメチルアン
モニウムクロライド系カチオン樹脂：３部、防腐剤：０．１部、純水：残部で構成される
もの、（Ｃ）ポリビニルアルコール：１０部、ゼリチン：３部、防腐剤：０．１部、純水
：残部で構成されるもの、（Ｄ）ポリビニルアルコール：１０部、ポリビニルピロリドン
：３部、防腐剤：０．１部、純水：残部で構成されるものが挙げられる。

第１塗布ローラ１３は、長手方向が水平方向に向けて配置され、外周に受像液が付着す
るように下部が受像液容器１２の受像液に漬かっており、外周に付着している受像液が第
２塗布ローラ１４に付着するように上部が当該第２塗布ローラ１４と接している。
第２塗布ローラ１４は、第１塗布ローラ１３と平行に配置され、第１塗布ローラ１３の
外周に付着している受像液が当該第２塗布ローラ１４の外周に付着するように下部が第１
塗布ローラ１３と接しており、外周に付着している受像液が搬送ベルト１に薄く均一に塗
布されるように（受像膜が形成されるように）上部が搬送ベルト１と接している。

すなわち、受像液容器１２に収容されている受像液を第１塗布ローラ１３によって第２
塗布ローラ１４に付着させた後、付着させた受像液を搬送ベルト１に塗布することで、第
２塗布ローラ１４に付着する受像液の量を低減し、第２塗布ローラ１４に付着する受像液
の厚さを薄くし、薄くなった受像液が第２塗布ローラ１４によって搬送ベルト１に塗布さ
れ、搬送ベルト１に塗布された受像液の厚みは更に薄層状態（受像膜）になる。

なお、本実施形態では、第１塗布ローラ１３と搬送ベルト１との間の受像液の授受に第
２塗布ローラ１４、つまり１つの塗布ローラを介在させる例を示したが、例えば、受像液
の粘性が高いほど介在させる塗布ローラの数を増やすようにしてもよい。
インクジェットヘッド３は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラ
ック（Ｋ）の各色毎に受像膜の搬送方向にずらして搬送ベルト１の上方に配置され、搬送
ベルト１によって搬送される受像膜の必要箇所に当該受像膜の搬送方向と交差する方向に
形成された複数のノズルから必要量のインク滴（溶媒として水を用いた水系インク）を鉛
直下方に吐出することにより、受像膜に微小なインクドット（インク画像）を形成する。

加熱ユニット４は、インクジェットヘッド３よりも搬送ベルト１による受像膜の搬送方
向の下流側に配置され、温度センサ１７、及び発熱体１８を含んで構成される。
温度センサ１７は、搬送ベルト１に形成されたインク画像の転写動作に影響を与えない
ように従動ローラ１０の端部に配置され、従動ローラ１０の温度を検出し、その検出結果
を示す信号を発熱体１８に出力する。

発熱体１８は、従動ローラ１０に内蔵され、温度センサ１７から出力される信号に基づ
いて従動ローラ１０の温度が一定となるように、つまり、受像膜に形成されたインク画像
に含まれる水分（溶媒）の蒸発が促進される温度（受像液の性質や粘性等によって決まる
温度。例えば、４０〜８０℃程度）となるように当該従動ローラ１０を加熱する。
すなわち、発熱ユニット４を内蔵する従動ローラ１０は、インクジェットヘッド３によ
るインク滴の吐出位置よりも受像膜の搬送方向の下流側で搬送ベルト１の裏面、つまり、
受像膜が形成される面の反対側の面に接するように配置され、搬送ベルト１の接触部分を
加熱することでインク画像に含まれる水分を加熱して蒸発させる。

給紙ユニット５は、複数の印刷媒体１９を収容し、搬送ベルト１によって搬送される受
像膜に形成されたインク画像の位置と同期してピックアップローラ２０や紙送りローラ等
を制御し、搬送ベルト１と転写ローラ６との間に印刷媒体１９を１枚ずつ給紙する。
転写ローラ６は、インク画像（加熱ユニット４によって水分が蒸発されたインク画像）
が形成された受像膜を搬送する搬送ベルト１及び給紙ユニット５から給紙された印刷媒体
１９を従動ローラ１０との間に挟んで加圧し、インク画像を印刷媒体１９に転写する。

排紙ユニット７は、転写ローラ６によってインク画像が転写された印刷媒体を取得して
収容する。
クリーナ８は、搬送ベルト１の下方に配置され、クリーナ液容器２１、及びクリーナ用
ローラ２２を含んで構成される。
クリーナ液容器２１は、搬送ベルト１上に僅かに残留したインクや受像液等を清掃する
ためのクリーナ液を収容している。
クリーナ用ローラ２２は、長手方向が水平方向に向けて配置され、外周にクリーナ液が
付着するように下部がクリーナ液容器２１のクリーナ液に漬かっており、搬送ベルト１上
に残留したインクや受像液等をかき取るように上部が当該搬送ベルト１と接している。

＜動作＞
次に、本実施形態のインクジェットプリンタの動作を具体的状況に基づいて説明する。
まず、外部機器（不図示）からインクジェットプリンタに印刷命令があったとする。す
ると、受像液塗布ユニット２によって、回転駆動される搬送ベルト１に受像膜が形成され
、インクジェットヘッド３によって、受像膜にインク画像が形成され、加熱ユニット４に
よって、受像膜に形成されたインク画像に含まれる水分が蒸発される。
次いで、給紙ユニット５によって、搬送ベルト１と転写ローラ６との間に印刷媒体１９
が１枚だけ給紙され、転写ローラ６によって、インク画像が形成された受像膜を搬送する
搬送ベルト１及び給紙ユニット５から給紙された印刷媒体１９が従動ローラ１０との間に
挟んで加圧され、インク画像が印刷媒体１９に転写されて印刷が行われる。

そして、最後に、排紙ユニット７によって、転写ローラ６によってインク画像が転写さ
れた印刷媒体が取得されて収容され、クリーナ８によって、搬送ベルト１上に残留したイ
ンクや受像液等がかき取られて当該搬送ベルト１が清掃される。
以上、図１の搬送ベルト１が特許請求の範囲に記載の搬送ベルトを構成し、以下同様に
、受像膜が中間転写体を構成し、図１のインクジェットヘッド３がインクジェットヘッド
を構成し、図１の加熱ユニット４が加熱手段を構成し、図１の転写ローラが画像転写手段
を構成する。

＜作用・効果＞
（１）このように、本実施形態のインクジェットプリンタにあっては、インクジェット
ヘッド３よりも搬送ベルト１による受像膜の搬送方向の下流側に加熱ユニット４を配置し
、インクジェットヘッド３で受像体に形成されたインク画像に含まれる水分を加熱して蒸
発させるようにしたため、インクジェットプリンタで普通紙を印刷するときに発生するカ
ールを抑制することができ、また、インクジェットヘッド３のノズルが対向する部分が加
熱されずに済み、ノズルの目詰まりを防止することができる。
ちなみに、印刷後に、印刷媒体１９全体を乾燥させる方法にあっては、印刷媒体１９の
乾燥に大きなエネルギーが必要とされ、また、印刷速度を高速化するほど乾燥に要するエ
ネルギーが増大して、インクジェットプリンタが大型化する。

具体的には、Ａ４サイズの印刷媒体１９にベタ印字を行い、０．６７（ｇ）のインクで
印刷を行った場合、インク中の水分率を７５％とすれば、印刷媒体１９に０．６７×０７
５＝約０．５（ｇ）の水が含まれることになる。この水を全て加熱して蒸発させるために
は、４０℃のときの蒸発潜熱２４０４（Ｊ／ｇ）を用いると、必要なエネルギーＥは、１
２０２Ｊ（Ｅ＝２４０４ｘ０．５＝１２０２Ｊ）となる。
そして、このエネルギーＥに基づいて、印刷媒体１９の記録速度（ｐｐｍ）毎に、単位
時間当たりのエネルギーを算出すると下記表１のようになる。

（２）また、搬送ベルト１の上方にインクジェットヘッド３を配置し、ノズルから鉛直
下方にインク滴を吐出することで搬送ベルト１によって搬送される受像膜にインク画像を
形成し、インクジェットヘッド３によるインク滴の吐出位置よりも受像膜の搬送方向の下
流側で搬送ベルト１の裏面に接するように加熱ユニット４が配置され、搬送ベルト１の接
触部分を加熱することでインク画像に含まれる水分を加熱して蒸発させるようにした。そ
のため、インクジェットヘッド３のノズルが対向する部分がより確実に加熱されずに済み
、ノズルの目詰まりを容易に防止することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
この第２実施形態では、図２に示すように、転写ローラ６による転写動作後に搬送ベル
ト１を冷却する冷却器２３を設けた点が前記第１実施形態と異なる。
冷却器２３は、クリーナ８による搬送ベルト１の清掃時に、搬送ベルト１の温度が低下
するようにクリーナ液容器２１のクリーナ液の温度を室温以下に冷却する。
なお、冷却器２３としては、ペルチェ効果を用いた電子冷却器、クリーナ液を熱交換器
（ラジエータ）に通過させ空気冷却を行う空気冷却器、水冷式の熱交換器、ヒートポンプ
等が挙げられる。
以上、図２の冷却器２３が特許請求の範囲に記載の冷却手段を構成する。

＜作用・効果＞
このように、本実施形態のインクジェットプリンタにあっては、転写ローラ６による転
写動作後に搬送ベルト１を冷却する冷却器２３を設けたため、加熱ユニット４によって加
熱された搬送ベルト１をより確実に放熱させることができ、受像液の温度（粘度）を一定
に保つことができ、また、連続印刷等で搬送ベルト１に熱が残る熱履歴によってインクジ
ェットヘッド３が乾燥してしまう現象を抑制することができ、インクジェットヘッド３下
の環境を良好な状態にして、ノズルの目詰まりを防止することができる。
なお、本実施形態では、冷却器２３によってクリーナ液を冷却することで搬送ベルト１
の温度を間接的に低下させる例を示したが、これに限られるものではない。例えば、冷却
器２３によって搬送ベルト１を直接に冷却するようにしてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
この第３実施形態は、図３に示すように、印刷媒体１９に転写されたインク画像を当該
印刷媒体１９に定着させる定着器２４を設けた点が前記第１実施形態と異なる。
定着器２４は、印刷媒体１９に転写されたインク画像を印刷媒体１９に加熱圧接して当
該印刷媒体１９に浸透定着させる。
以上、図３の定着器２４が特許請求の範囲に記載の定着手段を構成する。

＜作用・効果＞
このように、本実施形態のインクジェットプリンタにあっては、印刷媒体１９に転写さ
れたインク画像を当該印刷媒体１９に定着させる定着器２４を設けたため、加熱ユニット
４による搬送ベルト１の加熱量を印刷媒体１９にインク画像を転写できる程度の加熱量に
抑制することができ、連続印刷等で搬送ベルト１に熱が残る熱履歴によってインクジェッ
トヘッド３が乾燥してしまう現象を抑制することができ、インクジェットヘッド３下の環
境を良好な状態にして、ノズルの目詰まりを防止することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。
この第４実施形態は、図４に示すように、各インクジェットヘッド３間に第１〜第４搬
送ローラ２５₁〜２５₄を設け、それら第１〜第４搬送ローラ２５₁〜２５₄それぞれに第１
〜第４発熱体２６₁〜２６₄を内蔵させた点が前記第３実施形態と異なる。
第１〜第４発熱体２６₁〜２６₄は、図５に示すように、第４搬送ローラ２５₄＞第３搬
送ローラ２５₃＞第２搬送ローラ２５₂＞第１搬送ローラ２５₁となるように当該第１〜第
４搬送ローラ２５₁〜２５₄を順次加熱する。つまり、搬送ベルト１による受像膜の搬送方
向の下流側に配置されているものほど大きな熱量で加熱を行う。

＜作用・効果＞
このように、本実施形態のインクジェットプリンタにあっては、各インクジェットヘッ
ド３間それぞれに対応させて発熱体２６₁〜２６₄を複数設けたため、インクジェットヘッ
ド３からインクが吐出されると、搬送ベルト１による受像膜の搬送方向の下流側の他のイ
ンクジェットヘッド３からインクが吐出される前に前記吐出されたインクを数％程度増粘
でき、インクの混色を抑制して、より適切なインク画像を形成することができる。
また、搬送ベルト１による受像膜の搬送方向の下流側に配置されている発熱体２６₁〜
２６₄ほど大きな熱量で加熱を行うため、搬送ベルト１による受像膜の搬送方向の上流側
のインクジェットヘッド３から吐出されたインクが繰り返し加熱されて当該インクの粘度
が高くなることを防止でき、インクの吐出順による粘度の差を低減することができる。

第１実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示す構成図である。第２実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示す構成図である。第３実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示す構成図である。第４実施形態のインクジェットプリンタの概略構成を示す構成図である。インクジェットプリンタの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１は搬送ベルト、２は受像液塗布ユニット、３はインクジェットヘッド、４は加熱ユニッ
ト、５は給紙ユニット、６は転写ローラ、７は排紙ユニット、８はクリーナ、９は駆動ロ
ーラ、１０は従動ローラ、１１はテンションローラ、１２は受像液容器、１３は塗布ロー
ラ、１４は塗布ローラ、１５は温度センサ、１６は発熱体、１７は温度センサ、１８は発
熱体、１９は印刷媒体、２０はピックアップローラ、２１はクリーナ液容器、２２はクリ
ーナ用ローラ、２３は冷却器、２４は定着器、２５₁〜２５₄は第１〜第４搬送ローラ、２
６₁〜２６₄は第１〜第４発熱体

Claims

インク滴を吐出して中間転写体にインク画像を形成した後、前記中間転写体に形成され
たインク画像を印刷媒体に転写して印刷を行うインクジェットプリンタであって、
前記中間転写体を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトによって搬送される前記中間
転写体にインク滴をノズルから吐出してインク画像を形成するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドよりも前記搬送ベルトによる前記中間転写体の搬送方向の下流
側に配置され、前記インクジェットヘッドで前記中間転写体に形成されたインク画像に含
まれる水分を加熱して蒸発させる加熱手段と、前記加熱手段で水分が蒸発された前記イン
ク画像を前記印刷媒体に転写する画像転写手段と、を備えたことを特徴とするインクジェ
ットプリンタ。
前記インクジェットヘッドは、前記搬送ベルトの上方に配置され、前記ノズルから鉛直
下方にインク滴を吐出することで前記搬送ベルトによって搬送される中間転写体にインク
画像を形成し、
前記加熱手段は、前記インクジェットヘッドによるインク滴の吐出位置よりも前記中間
転写体の搬送方向の下流側で前記ベルトの裏面に接するように配置され、当該ベルトの接
触部分を加熱することで前記インク画像に含まれる水分を加熱して蒸発させることを特徴
とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
前記画像転写手段で前記印刷媒体に転写された前記インク画像を当該印刷媒体に定着さ
せる定着手段を備えた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プリンタ
。
前記画像転写手段による転写動作後に前記搬送ベルトを冷却する冷却手段を備えたこと
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
前記画像転写手段による転写動作後に前記搬送ベルトをクリーナ液を用いて清掃する清
掃手段を備え、
前記冷却手段は、前記クリーナ液を冷却することを特徴とする請求項４に記載のインク
ジェットプリンタ。
前記インクジェットヘッドは、前記搬送ベルトによる前記中間転写体の搬送方向にずら
して配置された複数のインクジェットヘッドであり、
前記加熱手段は、各インクジェットヘッド間それぞれに対応させて複数設けたことを特
徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
前記複数の加熱手段は、前記搬送ベルトによる前記中間転写体の搬送方向の下流側に配
置されているものほど大きな熱量で加熱を行うことを特徴とする請求項６に記載のインク
ジェットプリンタ。