JP3604894B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は用紙搬送部に静電吸着搬送手段を用いたインクジェット記録装置に関し、詳しくは記録ヘッドから吐出されるインク等の液滴の飛翔制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、記録ヘッドの吐出口からインク液滴を吐出させることによって紙、ＯＨＰシートあるいは布などの記録媒体上に記録を行うインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、ノンインパクト型の記録装置であって、騒音が少ないこと、普通紙に直接記録できること、多色のインクを用いることによりカラー画像記録が容易にできることなどの特長を有し、近年急速に普及しつつある。中でも、記録信号に応じて熱エネルギーをインクに作用させて気泡を生じさせ、その気泡の圧力によってインク等の液滴を吐出させる方式の記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置は、記録ヘッドの構造が簡易で、また、吐出口を高密度に配列できる、いわゆるマルチノズル化が容易であり、項解像度、高速の記録を容易に行うことができるという利点を有している。
【０００３】
しかし、このようなインクジェット記録装置では、記録ヘッドから一定の距離をおいて配置される記録媒体に対して液滴を吐出し、この記録媒体上の所望の位置にインク等の液滴を着弾させるものであるため、良好な記録を行うためにはこれらの距離等について特に配慮が必要となる。例えば、記録の品位を保つため、記録媒体上の所望の位置に液滴を着弾させ所定のサイズのドットを形成するには記録ヘッドと記録媒体との距離を一定に保ちかつ記録媒体の送りを正確に制御する必要がある。そのため、記録媒体を、搬送手段を構成するベルトなどに静電力によって吸着保持して搬送することが従来より知られている。このような記録媒体の吸着方法として、例えば特開昭６２−１４７４７３号公報に開示されるように、予めベルトを帯電させ、このベルトに記録媒体を接触させて誘電分極による吸引力により吸着させる方法が知られている。
【０００４】
また、吐出されたインク液滴の着弾精度を向上させるものとして静電力を用いるものの例が、特開昭６０−４６２５７号、特開昭６２−１５１３４８号、特開昭６２−２２５３５３号の各公報に開示されている。これらはいずれも記録媒体の背後、すなわち記録ヘッドのない側に電極を配してこの電極と記録用インクとの間に電圧を印加するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の記録媒体を静電力によりベルト上に吸着保持する構成にあっては、記録媒体表面と記録ヘッド表面との間に電界が生じ、この電界が記録ヘッドから吐出されたインク液滴に影響を及ぼし、記録が良好に行えないことがあるという問題点があった。具体的には、吐出されたインク液滴の***によって形成されたサテライトがその飛翔方向を反転し記録ヘッド側に向かうことがある。これはサテライトが上記電界の作用によって記録媒体と同極性に帯電していることが多く、記録媒体との間に反発力を生じるからである。
【０００６】
この結果、吐出口から記録媒体に向かって飛翔するインクの量が、図１２（ａ）に示すように電界のない場合、すなわち記録媒体の吸着保持に静電力を用いない場合に比べて少なくなり、所定サイズのドットを形成できないという問題を生じる。また、図１２（ｂ）に示すように、上述のように電界の影響によって記録ヘッド側へ向かうサテライトは記録ヘッドの吐出口面、特に吐出口付近に付着し、その後の吐出に悪影響を及ぼすという問題もある。例えばサテライトが吐出口面の吐出口付近に付着すると、以後の正常なインクの吐出が妨げられ、インクの吐出方向が偏向したり、インクの不吐出等の吐出不良を生じる。インクに水性のものを使用する場合、吐出口面を撥水処理することによりある程度はサテライトの付着を防ぐことができるが、撥水処理だけでは不十分なこともある。また、プリント性向上や記録結果の耐水性を向上するために、インクを不溶化する処理液（以下、「プリント性向上液」ともいう）を用いる場合は、そのサテライトが吐出口面でインクと反応してこれを不溶化し、比較的重大な吐出不良をもたらすこともある。
【０００７】
上述の問題点を図１３および図１４を参照してさらに具体的に説明する。図１３はインクジェット記録装置の一従来例の概略構成を示す側断面図である。このインクジェット記録装置では、電源５２から約＋２ｋＶの電圧が印加される帯電ローラ５４が、記録媒体５０の搬送手段を構成する搬送ベルト５１に当接することにより、この搬送ベルト５１を正（＋）に帯電させる。そして、搬送ローラ５３によってこの帯電した搬送ベルト５１に記録媒体５０が送り込まれると、搬送ベルト５１に生じている静電力によって記録媒体５０は搬送ベルト５１に吸着、保持され、図示矢印Ａ方向に搬送される。この際、搬送ベルト５１によって搬送される記録媒体５０に当接するよう設けられた弾性電極５６を介して、記録媒体５０が接地される。これにより、記録媒体５０がより強く搬送ベルト５１に吸着、保持されて、４本の記録ヘッド５７に対向する位置まで搬送される。そして、各記録ヘッド５７（５７Ｂｋ，５７ｙ，５７ｍ，５７ｃ）からそれぞれブラック，イエロー，マゼンタ，シアン各色のインクが吐出されて記録媒体５０に記録が行われる。
【０００８】
この従来のインクジェット記録装置では、実験によれば、記録媒体５０の表面は約＋８００Ｖの電位となり、この電位によって記録ヘッドとの間に上述の電界を生じる。一方、図１４（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示すように、各記録ヘッド５７（５７Ｂｋ，５７ｙ，５７ｍ，５７ｃ）より吐出されたインク滴は上記電界の影響によって分極し、主滴とサテライトとに***することがある。この場合、サテライトは記録媒体５０と同極性に帯電していることが多い（図１４（ｃ））。そしてプラスに帯電したサテライトは、プラス電荷が誘起されている記録媒体５０と反発して各記録ヘッド５７へ向かい、その吐出口面３１の吐出口３０付近に付着しやすくなる。そして、このようにサテライトが吐出口面３１に付着すると、上述したように正常なインクの吐出が妨げられ、時にはインクの吐出が行われなくなるおそれがある。
【０００９】
なお、このサテライトの付着は、一般に、帯電ローラ５４に印加される電圧が高いほど、また、記録密度が高いほど著しく、高密度記録の妨げともなっていた。また、特にサテライトの付着は、図１３に示したような、記録領域の全幅にわたって複数の吐出口を備えているフルラインヘッドを用いたフルライン記録あるいはカラー記録において顕著である。
【００１０】
図１４（ａ）〜（ｄ）を参照して、インクが吐出口付近に付着する現象についてさらに具体的に説明する。図１４（ａ）は吐出液滴形成直前の様子を示す説明図である。搬送ベルト５１に対し、＋２ｋＶ程度の電圧（高圧電源５２によって印加）が印加されている導電ゴムからなる帯電ローラ５４を接触させ、搬送ベルト５１上にプラス電荷を帯電させる。そして記録媒体５０を搬送ベルト５１に密着させることによって記録媒体５０の搬送ベルト５１と折衝する側にマイナス電荷が誘起され、これにより記録媒体５０と搬送ベルト５１との間に吸着力が発生する。一方、記録媒体５０の搬送ベルト５１側でない側、すなわち記録ヘッド５７（５７Ｂｋ，５７ｙ，５７ｍ，５７ｃ）と対向する側には上記マイナス電荷に伴なってプラス電荷が誘起され、これにより記録ヘッド５７（５７Ｂｋ，５７ｙ，５７ｍ，５７ｃ）との間に電位差が生じ、電界が形成される。この状態で、記録ヘッド５７（５７Ｂｋ，５７ｙ，５７ｍ，５７ｃ）の有する電気熱変換体をヒート駆動して形成される気泡の圧力によって形成される液柱６０に、記録媒体５０上のプラス電荷と反対電荷であるマイナス電荷が誘起される。そして吐出により空中に液滴６１が飛翔し始めるときの現象を示す図１４（ｂ）に示す通り、液滴６１は前述の電界の作用を受けて分極する。
【００１１】
そして、次の段階では、図１４（ｃ）に示す通り、それぞれマイナスに帯電した主滴６２およびサテライト６３−１と、プラスに帯電したサテライト６３−２とに分離する。そして図１４（ｄ）に示す通り、主滴６２は運動エネルギーが大きいので、記録媒体５０に着弾する。しかしながらプラスに帯電したサテライト６３−２は、プラス電荷が誘起されている記録媒体５０の表面と反発して吐出面３１方向へその飛翔方向を反転して吐出口３０付近に付着する。そして前述した通りの問題点を生ずる原因となる。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは良好な記録を長期にわたって維持することのできるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、品位の高い記録を長期にわたって維持することのできるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、不要なインク等の液体を吐出口近傍に付着させることなく、吐出不良の発生頻度を低減することができ、メンテナンスに要する時間を短縮することのできるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、記録媒体の吸着保持に静電力を利用しても、記録ヘッドの吐出口面にサテライトが付着せず、良好な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。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、記録媒体の吸着保持に静電力を利用するものであっても、インクの吐出不良を防止して良好な記録を行うことのできるインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、液体を吐出する記録ヘッドを用い記録媒体に液体を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、記録媒体を静電気力により吸着して保持する保持手段と、静電気力を発生させるため前記保持手段を所定の電位に保つ第一の電圧印加手段と、前記記録ヘッドから液体を吐出するときの当該記録ヘッドに対向する位置の前記保持手段を前記記録ヘッドと同電位に保つ第二の電圧印加手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
好ましくは、前記保持手段は、記録媒体を静電気力により吸着して搬送する搬送手段を構成する。
【００２０】
さらに好ましくは、前記搬送手段は、記録媒体を搬送するため当該記録媒体を部分的に静電吸着するための複数の導電パターンと該導電パターンに接続された電極を設けた搬送ベルトを有し、前記第一の電圧印加手段は前記電極を介して静電吸着のための電圧を前記導電パターンに印加し、前記第二の電圧印加手段は前記記録ヘッドに対向する位置にて前記電極を介し前記導電パターンに電圧を印加することによりそれぞれの所定の電位を保つことを特徴とする。
【００２１】
また、液体を吐出する記録ヘッドを用い該記録ヘッドに対し相対的に移動する記録媒体に液体を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、記録媒体を静電気力により吸着して搬送する保持手段と、静電気力を発生させるため前記保持手段を所定の電位に保つ電圧印加手段と、該電圧印加手段が前記所定の電位に保つことによって生じる電界を制御し、前記記録ヘッドから液体が吐出されるときに当該記録ヘッドと記録媒体の前記吐出された液体が付与される部位との間に電界が生じないようにする手段とを有したことを特徴とする。
【００２２】
以上の構成によれば、記録媒体を保持するための静電気力を生じさせるために記録媒体の保持手段が記録ヘッドと同電位に保たれるときに、この電位を保持することによって生じる電界は、記録ヘッドとこれから吐出される液体が付与される記録媒体上の部位との間に作用することがないので、記録ヘッドから吐出されたインク等の液体が主液とサテライトに分離しても、これらの間に誘電分極を生じることがない。これにより、サテライトが記録媒体と同極性となって記録媒体から反発力を受けることがなくなり、主滴とともに記録媒体側へ飛翔できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。
【００２５】
図１において、記録媒体である用紙１０１は、給紙カセット１００に格納されている。この状態でピックアップローラ１０２を回転させることにより、用紙１０１が記録部に搬送される。上記の用紙ピックアップ動作に伴なって搬送機構の用紙搬送部分の駆動が開始される。搬送のための駆動力は搬送モータ１１１の回転によって得ることができる。駆動モータ１１１はその回転速度と回転量をオープンループ制御することが可能なパルスモータであり、搬送制御装置からの位相信号によって、回転速度等の精密な制御が可能となっている。駆動モータ１１１の回転による駆動力は駆動ローラ１１２に伝達され、駆動ローラ１１２の回転により搬送ベルト１０５の回転が行われる。従って、駆動モータ１１１の回転速度を制御することにより、搬送ベルト１０５の搬送速度を制御することができる。搬送ベルト１０５の周回路の内部には、これに一定の張力を与え駆動ローラ１１２と搬送ベルトのすべりを防止するため、ベルトたるみ防止ばね１０９と、これにより加圧されたベルトたるみ防止ローラ１１０が設けられ、このローラ１１０が搬送ベルト１０５に当接し上記張力を作用させる。また、搬送ベルト１０５の上部には、図３にて後述されるように静電吸着のための複数個のＶＰ１帯電ブラシ１３１が設けられ、これにより搬送ベルト１０５に高電圧が印加され静電気力を生じさせることができる。なお、図１においてこれら帯電ブラシ１３１と電源との結線の図示は省略されている。
【００２６】
各色インクおよびプリント性向上液を吐出するそれぞれの記録ヘッドはヘッドユニット１２６に装着されており、このヘッドユニット１２６は矢印１２１で示される上下方向に移動可能に構成されている。また、各記録ヘッドのノズル部１１７は非記録時においてキャップ１１８によりキャッピングされる構成とされており、そのため、各ヘッドに対応したキャップ１１８を一体に設けたキャップユニット１３０は矢印１１６で示される左右方向に移動可能に設けられている。記録を開始するに当り、ヘッドユニット１２６は一旦上昇し、次いでキャップユニット１３０が上記矢印１１６で示される方向の右方向に移動することにより、キャッピングを解除し、その後、ヘッドユニット１２６は記録位置まで下降する。図１は記録ヘッドユニット１２６がこの記録位置まで下降した状態を示している。ヘッドユニット１２６に装着される記録ヘッドとしては、同図右部より、イエロー用記録ヘッドであるヘッド１２５、マゼンタ用記録ヘッドであるヘッド１２４、シアン用記録ヘッドであるヘッド１２３、ブラック用記録ヘッドであるヘッド１２２、プリント性向上液用記録ヘッドであるヘッド１１９が装着される。上記記録ヘッドのそれぞれに対応した位置には、図３等で後述されるように搬送ベルト１０５の一部に接するようにＶＰ２帯電ブラシ１３２が設けられ、これによりインク吐出によって発生するサテライトを制御するための電力を搬送ベルトに供給することができる。
【００２７】
各記録ヘッドには対応するインクタンク１０８からインクを供給するためのインク供給チューブ１２０とそれぞれの記録ヘッドからインクタンク１０８へインクを戻すチューブ（不図示）が接続し、これにより、インクタンクと記録ヘッドとの間でインクの循環が可能となる。インク供給チューブ１２０によるインク流路の途中にはサブタンク１０７が設けられ、これにより、記録ヘッドのノズル部において一定の水頭差を得るようにしている。また、各キャップ１１８には、吐出回復処理によって記録ヘッドから排出されたインクを装置の所定部位に排出するためのチューブが接続されている。
【００２８】
以上の構成において、用紙１０１が給紙カセット１００より給紙されると、この用紙は密着ローラ１１５によって搬送ベルト１０５に密着するよう接触させられる。用紙搬送方向において密着ローラ１１５の後方には上述したように搬送ベルト１０５に静電吸着力を与えるためのＶＰ１帯電ブラシ１３１が複数配置されており、これによって用紙が各記録ヘッドの直下を搬送される間搬送ベルト１０５に吸着させることができる。搬送される用紙１０１の先端がＴＯＰセンサ１０３の下部を通過すると、ＴＯＦセンサ１０３はこの用紙を検出し、これに基づき記録動作の制御が起動される。すなわち、プリント性向上液用記録ヘッド１１９とＴＯＦセンサ１０３との距離がＬ１であることより、ＴＯＦセンサ１０３の下部を用紙１０１が通過したときから、搬送ベルト１０５を駆動Ｌ１だけ移動するのに必要な時間経過計測後、プリント性向上液用記録ヘッド１１９による処理液の吐出が開始される。同様に、各記録ヘッド間の間隔がＬｎ（ｎ＝２…５）であることより、それぞれの記録ヘッドはＴＯＦセンサ１０３による用紙１０１の先端を検出した後、Ｌ１＋ΣＬｋ（ｋ＝２…５）の距離をカウントして用紙１０１が各記録ヘッドの直下に移動してきたときに、それぞれのインク吐出を開始する。ここで、例えばｋ＝２の場合は、ブラックインク用記録ヘッド、ｋ＝５の場合は、イエローインク用記録ヘッドの場合である。上記手順により記録が行われた用紙１０１は除電ローラ１２８の位置に達し、これにより搬送ベルト１０５が除電されるため用紙１０１は搬送ベルト１０５から容易に剥離可能となり、除電ローラ１２８に対向する駆動ローラ１１１の曲率により搬送ローラより分離され、排紙ローラ１１４により、排紙トレイ１１３上に排紙される。
【００２９】
上記構成において、搬送ベルトに印加される電圧は、後述されるように記録ヘッドの直下とそれ以外の場所では異ならせている。すなわち、各記録ヘッドの直下以外では用紙を強力に搬送ベルト１０５に吸着させることが可能な電圧を印加し、ヘッド直下ではヘッド吐出面と搬送ベルト間の電界強度を制御する電圧が搬送ベルト１０５に印加される。
【００３０】
図２（ａ）〜（ｃ）は搬送ベルトの詳細な構造を示すそれぞれ移動するベルトの上方、前方および側方からみた断面図である。
【００３１】
搬送ベルトは積層構造を有し、基材２０１が最下層を形成する。その上に、導電パターン２０２と電極２０４が配置される。さらに導電パターンの上には誘電体よりなる誘電層２０５が重ねられ、導電パターン２０２は誘電層２０５と基材２０１により挟まれる構造となる。電極２０４上部には誘電層２０５は設けられず、これによってベルト移動に伴なう電極２０４と上述した帯電ブラシとの接触が可能となる。図２（ａ）からも明らかなように、導電パターンは短冊状をなし、同図中矢印で示される用紙搬送方向に対し垂直に、かつそれぞれは所定の間隔を置いて配置される。導電パターン２０２に電圧を供給するための電極２０４は各導電パターン２０２の端部に設けられるが、そのパターンの配列においてベルトの幅方向で交互に異なる側の端部に配置される。これにより、導電パターン交互に異なる電圧を印加することが可能となる。
【００３２】
図３〜図５は、搬送ベルトに対する帯電ブラシを介した給電のための構成を説明する図である。なお、これらの図において、２つの記録ヘッド１２４および１２５の周辺構成のみが示され、また、搬送ベルトについてはそれぞれ断面が示されている。
【００３３】
図３において、用紙吸着に用いる第一の電源の内、用紙搬送方向の上流に向かって右側の電極２０４を介して印加する電圧はＶＰ１１電源４０６より供給し、同左側の電極２０４を介して印加する電圧はＶＰ１２電源４０７より供給する。また、記録ヘッド１１９〜１２５に印加する電圧は電源ＶＨ４１２による。
【００３４】
一方、各記録ヘッドの直下に配置する導電パターン４０２に電圧を印加するための電源はＶＰ２電源４１１である。
【００３５】
ＶＰ１１電源４０６に接続されるＶＰ１帯電ブラシ１３１は搬送ベルト１０５の移動に伴ない電極２０４と接触することによりその導電パターン２０２に電圧を印加することができる。電極の設けられる位置が導電パターンの配列において交互に異なることで１パターンおきにＶＰ１１電源４０６による電圧が導電パターン２０２に印加される。同様に、ＶＰ１２電源４０７により、上記とは補完的な１パターンおきの導電パターン２０２に所定の電圧を印加できる。すなわち、図に示すように帯電ブラシを用紙搬送方向に沿って配置することで各電極に所定の電圧を印加することができる。本実施形態では導電パターンは偶数個設けられ、従って、搬送ベルトの一周で左右の電極の数が同じになるように構成される。
【００３６】
記録ヘッドの直下部分の導電パターンに対しては、ＶＰ２電源４１１により用紙吸着用でない電圧がＶＰ２帯電ブラシ１３２を介して印加される。ＶＰ２帯電ブラシ１３２は記録ヘッドのノズル列方向における両側にそれぞれ配置され、これにより搬送ベルトの移動によって次の導電パターンが記録ヘッド直下に来る前にＶＰ２帯電ブラシ１３２を介したＶＰ２電源によって所定の電圧を常に印加できるよう構成されている。なお、以上の電圧を印加する構成にあっては、同一の電極に対し用紙吸着のための電力を供給するためのＶＰ１帯電ブラシ１３１とＶＰ２帯電ブラシ１３２の２種のブラシが同時に接触しないようにそれらの位置関係が定められている。
【００３７】
図４は図３に示した各々の電源の設定例を説明する図である。
【００３８】
同図は記録ヘッドに電力を供給するためのＶＨ電源４１２とヘッド直下の導電パターンに電力を供給するＶＰ２電源による電位を等しくした場合の構成例である。すなわち、本例では、ＶＰ１１電源４０６にプラス極性、ＶＰ１２電源４０７にマイナス極性を与え、ＶＰ２電源４１１およびＶＨ電源４１２による電位を、ＶＰ１１電源４０６のマイナス側の電極、および、ＶＰ１２電源４０７のプラス側の電極に結線して得られるものとしている。この場合において、同図に示すように記録ヘッドおよび記録ヘッド直下の導電パターンの電位を０Ｖ電位にすることにより記録ヘッドを直接商用電源のグランドラインに直結でき、記録ヘッドの電気的構成が非常に簡易になり、異常状態における電気的安全性も向上する。また、異極性であるＶＰ１１電源４０６とＶＰ１２電源４０７の電圧の絶対値を等しくすることにより、各導電パターンに同じ吸着力を発生させる場合は、中点電位が０Ｖとなるため、これら電源の中点を同図のように接続することが可能になる。あるいは、異極性であるＶＰ１１電源４０６とＶＰ１２電源４０７の電圧の絶対値を異ならせることにより、各導電パターンに等しい吸着力を発生する場合においても、中点電位を０Ｖとすることにより電気的メリットを得ることができる。図５は搬送ベルト４０９を搬送方向側面から見た図である。同図において搬送ベルト１０５は矢印で示した用紙搬送方向に移動する。従って、導電パターン２０２は搬送ベルト１０５の移動に伴なって用紙搬送方向に移動する。これに対し、記録ヘッド１２４および１２５とＶＰ１帯電ブラシ１３１およびＶＰ２帯電ブラシ１３２とは装置に対して固定された状態にある。これにより、記録ヘッドと同位置に配置されるＶＰ２帯電ブラシ１３２は順次移動してくる導電パターン２０２に対し電極２０４を介してＶＰ２電源による電圧を荷電することが可能となり、さらに、ヘッド直下を通りすぎた導電パターン２０２に対してはＶＰ１帯電ブラシ１３１を介してＶＰ１１電源４０６またはＶＰ１２電源４０７による電圧を印加することが可能となる。すなわち、各ヘッドに関し、その直下の導電パターンに帯電ブラシ１３２を介して電圧が印加されるとき、その両側の導電パターンには帯電ブラシ１３１を介してＶＰ１１電源による２ｋＶまたはＶＰ１２電源による−２ｋＶのいずれかが印加されることになる。
【００３９】
図６はインク吐出手段を構成する記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【００４０】
基板３０２の上には電気熱変換体３４２が形成され、また、この電気熱変換体３４２の下部には、基板３０２が導電体の場合は絶縁膜３２１が形成される。また、電気熱変換体３４２に電力を供給するための電極３０４が形成されている。電気熱変換体３４２は抵抗体であり、電極３０４に電流を供給することにより抵抗体が発熱をする構造となっている。この電気熱変換体３４２は、所定のピッチで各液路３１０毎に配置される。すなわち、ノズル壁３０５およびノズル壁３０５の上部に取付けられる天板３０６によって個々の液路３１０が形成され、これら液路毎に上記電気熱変換体が設けられる。また、各液路３１０は共通液室３０８と連通し、各液路にインクまたは処理液が供給される。この構成により、インクは毛管力によって共通液室３０８から各液路３１０に進み、そのインクの先端は電気熱変換体３４２の上部を越えてインク吐出口３１２に至りメニスカスを形成する。この状態で電極３０４に電流を流すと電気熱変換体３４２が発熱し、この発熱により、電気熱変換体３４２の上部のインク液が加熱され発泡する。この発泡の圧力により、電気熱変換体３４２とインク吐出口３１２の間にあるインクがインク吐出面３１１より押し出される。この発泡の速度が急峻であるため上記インクは高速でノズル３１０より押し出されることにより飛翔することとなる。この時、インク等の液体は基板３０２および天板３０６に電圧を印加することで可能となる。
【００４１】
図７は、上記記録ヘッドと搬送ベルトとの配置関係を示す図である。なお、同図には、図示の簡略化のため１個の記録ヘッドのみが示されている。
【００４２】
同図に示すように記録ヘッドの吐出口配列方向が用紙の搬送方向と垂直になるように配置され、図中矢印３３１で示すインク吐出方向は搬送ベルト１０５および用紙１０１の面に垂直となる。
【００４３】
以上のように構成されたインクジェット記録装置において、記録ヘッド、搬送ベルトおよび用紙相互に生じる電界等の作用を次に説明する。
【００４４】
図８は記録ヘッド近傍の電界に様子を模式的に示す図である。図８は、搬送ベルト１０５内に設けられる連続した三つの導電パターン２０２Ａ，２０２Ｂおよび２０２Ｃが示される。図に示す状態は、一つの導電パターン２０２Ｂが記録ヘッドの直下に位置する場合である。これらの電極パターンは搬送ベルトの移動に伴なって移動するが、記録ヘッド直下に位置する電極パターンには例えば図３に示したように、両側の導電パターン２０２Ａおよび２０２ＣにＶＰ１１電源またはＶＰ１２電源の電圧が印加されるときはＶＰ２電源の電圧が印加される構成となっている。
【００４５】
図８は、図４に示した電源設定の場合のＶＰ１１電源４０６によって電圧印加が行われている状態を示すものである。すなわち、本例では導電パターン２０２Ａ、導電パターン２０２Ｂ、導電パターン２０２Ｃの電位をそれぞれ２ｋＶ、０Ｖ、２ｋＶとし、また、記録ヘッドを０Ｖとする。また、記録ヘッドの用紙搬送方向の厚さは５ｍｍ、記録ヘッドと搬送ベルト１０５の間隔は１ｍｍ、各導電パターン２０２の幅は１０ｍｍ、各導電パターン相互の間隔を３ｍｍとする。この場合に、電気力線は図８に示す矢印のように描かれる。すなわち、電位２ｋＶの導電パターン２０２Ａと電位０Ｖの導電パターン２０２Ｂの間には導電パターン２０２Ａから導電パターン２０２Ｂに向かい図の電気力線で示される電界が生じる。また、導電パターン２０２Ａから記録ヘッド５０１に対しても、図の電気力線で示される電界を生じる。導電パターン２０２Ｃから導電パターン２０２Ｂおよび記録ヘッドに対しても同様の電界を生じる。
【００４６】
これに対し、記録ヘッドと導電パターン２０２Ｂとの間では、これらがほぼ同電位であることから、その間に電界は生じない。空間的にも記録ヘッドと搬送ベルト１０５との間が１ｍｍで、記録ヘッドの幅が５ｍｍである構造によって、そのインク吐出口の搬送ベルト１０５間には電界はほとんど発生しない。
【００４７】
以上のような電界の状態で記録ヘッドからインクまたは処理液の吐出を行うと、記録ヘッド内のインクと吐出インクとが分離する時に、主滴５０８と複数のサテライト５０７に別れるが、この液滴分離時においてその場に電界が発生していないため図１２（ｂ）に示したように液滴の電極分離が発生しない。従って、記録ヘッドから吐出したときに発生するサテライト５０７も主滴５０８と共に記録ベルト１０５に向かって飛翔し、用紙１０１に着弾することができる。
【００４８】
図９は用紙の吸着について説明する図であり、用紙吸着の構成を等価回路で示すものである。
【００４９】
印刷用紙１０１は抵抗とコンデンサが同図のように配置された状態で表現できる。また、搬送ベルト１０５内の各導電パターン間はそれぞれのパターン間を結合する抵抗として表現できる。さらに、搬送ベルト１０５と用紙１０１の間の空間はコンデンサ６０８と接触抵抗６０４によって表現できる。この場合において、用紙１０１と搬送ベルト１０５が完全に離れている場合は接触抵抗６０４は無限大の抵抗値を持つ状態と表現され、一方、用紙１０１と搬送ベルト１０５が接触している場合はコンデンサ６０８と接触抵抗６０４が同時に存在する状態となる。従って、用紙１０１と搬送ベルト１０５が接触している状態では、導電パターン２０２Ｃから搬送ベルト表面に向かって通電電流（搬送ベルト）６０５が流れる。そして、この電流は、上記接触抵抗６０４を開始通電電流（紙）として矢印６０３のように用紙内を流れ、最終的に導電パターン２０２Ｂに至る。この状態で用紙１０１と搬送ベルト１０５を吸着させる吸着力はコンデンサ６０８によって発生する。すなわち、コンデンサ６０８の両極に蓄積する電荷量により発生するクーロン力により用紙１０１と搬送ベルト１０５が相互に吸着する。コンデンサ６０８が電荷を持つためにはコンデンサの両極に電位差が無くてはならないが、図９においては接触抵抗６０４に通電電流６０３および６０５が流れることによりコンデンサ６０８の両極に電位差が発生する。すなわち、導電パターン２０２Ｂの上の用紙と搬送ベルト間でも、導電パターン２０２Ｃの上の用紙と搬送ベルト間においても、ほぼ同じ吸着力が得られることとなる。
【００５０】
従って、図８に示した説明と併せると、記録ヘッドの直下において用紙を搬送ベルトに吸着する状態と、記録ヘッドと搬送ベルト間におけるほぼ無電界の状態が同時に生じることになる。
【００５１】
（他の実施形態）
図１０はブラシのみを介して搬送ベルトに吸着力を生じさせる例における電気力線と模式的に示す図である。
【００５２】
図１０に示す搬送ベルト７０４内には上記実施形態のような導電パターンを設けることなく、搬送ベルト全体が均一な誘電体で構成される。この搬送ベルトに対し、用紙を静電吸着するための電圧を印加する帯電ブラシ７０３以外に記録ヘッドと同じ電位である０Ｖを印加するための帯電ブラシ７０７を記録ヘッドの直下で搬送ベルト７０４の裏側に配置する。帯電ブラシ７０３と帯電ブラシ７０７のブラシ部分は、搬送ベルト７０４に接触し、ベルトに対し電荷の供給と除電を行う。本例の場合の電気力線も前例とほぼ同様の電気力線となる。すなわち、本例の状態においても、記録ヘッドとその直下の搬送ベルトとの間には電界は発生することはない。
【００５３】
同様に、図１１に本例のブラシ給電の場合の吸着状態の等価回路を示す。同図に示す電流の流れも前例で示す図９の場合とほぼ同等であり、用紙の吸着においては同等の効果を発揮することができる。
【００５４】
なお、以上説明した実施形態では、用紙を保持して搬送ベルトについて説明したが、記録ヘッドが移動するようにし、これに対し用紙を固定的に保持する保持部に上記導電パターンやブラシの構成を用いてもよい。この場合、記録ヘッドの移動に対応してこれの電位を所定値に保つための例えばブラシ等の構成が必要になる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、記録媒体を保持するための静電気力を生じさせるために記録媒体の保持手段が記録ヘッドと同電位に保たれるときに、この電位を保持することによって生じる電界は、記録ヘッドとこれから吐出される液体が付与される記録媒体上の部位との間に作用することがないので、記録ヘッドから吐出されたインク等の液体が主液とサテライトに分離しても、これらの間に誘電分極を生じることがない。これにより、サテライトが記録媒体と同極性となって記録媒体から反発力を受けることがなくなり、主滴とともに記録媒体側へ飛翔できる。
【００５６】
この結果、サテライトは記録ヘッドに吸着されることはなく、記録ヘッドの吐出口近傍に液滴が付着する確率が低くなる。従って、インク液滴の不吐出、よれが発生する確率が低下し安定したインク吐出状態が得られる。
【００５７】
また、用紙搬送においても、記録ヘッドとその直下の導電パターンが例えば０Ｖ状態においても、記録ヘッド直下の上流側および下流側にある導電パターンが用紙吸着を行うための電圧が印加されていれば、記録ヘッド直下の導電パターン上においても用紙の密着性を維持できるため、用紙の浮き上がりはなく、用紙のジャムも押さえることができる。すなわち、本願の構成を採ることにより、インク液滴の安定した吐出と安定した用紙搬送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は上記装置で用いられる搬送ベルトの構成を示す断面図である。
【図３】上記搬送ベルトおよび記録ヘッドに対する電圧印加のための構成を示す説明図である。
【図４】上記搬送ベルトおよび記録ヘッドに対する電圧印加のための構成を示す説明図である。
【図５】上記搬送ベルトおよび記録ヘッドに対する電圧印加のための構成を示す説明図である。
【図６】上記装置で用いられる記録ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図７】上記記録ヘッドと搬送ベルトとの配置関係を示す斜視図である。
【図８】搬送ベルト上の電界を電気力線で示す図である。
【図９】搬送ベルトと用紙が吸着状態にあるときの等価回路を示す図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るブラシ給電の場合の電界を電気力線で示す図である。
【図１１】上記ブラシ給電の場合における搬送ベルトと用紙の吸着状態の等価回路を示す図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は一従来例におけるインク液滴の飛翔状態を説明する図である。
【図１３】一従来例に係るインクジェット記録装置を示す図である。
【図１４】上記従来装置におけるインク液滴の電極分離を示す模式図である。
【符号の説明】
１００ 給紙カセット
１０１ 用紙
１０２ ピックアップローラ
１０３ ＴＯＦセンサ
１０４ 搬送ローラ
１０５，７０４ 搬送ベルト
１０７ サブタンク
１０８ インクタンク
１０９ ベルトたるみ防止ばね
１１０ ベルトたるみ防止ローラ
１１１ 駆動モータ
１１２ 駆動ローラ
１１３ 排紙トレイ
１１４ 排紙ローラ
１１５ 密着ローラ
１１７ ノズル部
１１８ キャップ
１１９ プリント性向上液用記録ヘッド
１２２ Ｂｋインク用記録ヘッド
１２３ Ｃインク用記録ヘッド
１２４ Ｍインク用記録ヘッド
１２５ Ｙインク用記録ヘッド
１２６ ヘッドユニット
１２８ 除電ローラ
１２９ クリーニングローラ
１３０ キャップユニット
１３１ ＶＰ１帯電ブラシ
１３２ ＶＰ２帯電ブラシ
２０１ 基材
２０２，２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ 導電パターン
２０４ 電極
２０５ 誘電層
３０２ 基板
３０４ 電極
３０５ ノズル壁
３０６ 天板
３０８ 共通液室
３１０ 液路
３１１ 吐出口面
３１２ 吐出口
３２１ 絶縁層
３４２ 電気熱変換体
７０３ 帯電ブラシ
７０４ 搬送ベルト
７０７ 帯電ブラシ

Claims (16)

1. 液体を吐出する記録ヘッドを用い記録媒体に液体を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
   記録媒体を静電気力により吸着して保持する保持手段と、
   静電気力を発生させるため前記保持手段を所定の電位に保つ第一の電圧印加手段と、
   前記記録ヘッドから液体を吐出するときの当該記録ヘッドに対向する位置の前記保持手段を前記記録ヘッドと同電位に保つ第二の電圧印加手段と
   を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記保持手段は、記録媒体を静電気力により吸着して搬送する搬送手段を構成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。
3. 前記搬送手段は、記録媒体を搬送するため当該記録媒体を部分的に静電吸着するための複数の導電パターンと該導電パターンに接続された電極を設けた搬送ベルトを有し、前記第一の電圧印加手段は前記電極を介して静電吸着のための電圧を前記導電パターンに印加し、前記第二の電圧印加手段は前記記録ヘッドに対向する位置にて前記電極を介し前記導電パターンに電圧を印加することによりそれぞれの所定の電位を保つことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記記録ヘッドは各々が平行に配置された複数の吐出口列から構成され、記録媒体の搬送方向に対し垂直方向に前記吐出口列が配置されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 前記搬送ベルトに設けられた前記複数の導電パターンに接続された複数の電極は記録媒体の搬送方向に沿って配置されたことを特徴とする請求項３または４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記搬送ベルトに設けられた複数の導電パターンには前記第一の電圧印加手段によって第一の電圧と第二の電圧が交互に印加されることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
7. 前記第一の電圧印加手段および前記第二の電圧印加手段は、前記搬送ベルトに伴なって当該電極に接触する帯電ブラシを有し当該接触によってそれぞれ電圧の印加を行うことを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
8. 前記第一の電圧印加手段による前記導電パターンに対する電圧の印加は、前記記録媒体の搬送方向において前記記録ヘッドより上流側で行われることを特徴とする請求項３ないし７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
9. 前記第一の電圧印加手段による前記導電パターンに対する電圧の印加は、前記記録媒体の搬送方向において前記記録ヘッドより下流側で行われることを特徴とする請求項３ないし８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
10. 前記第４の電圧印加手段による前記導電パターンに対する電圧の印加は、前記記録媒体の搬送方向において前記複数の吐出口列の間で行われることを特徴とする請求項４ないし９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
11. 前記第二の電圧印加手段によって保たれる前記所定の電位は、当該インクジェット記録装置の所定電位と同電位であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
12. 前記第二の電圧印加手段によって保たれる前記所定の電位は、前記第一の電圧印加手段によって印加される前記第一の電圧と第二の電圧を平均した電位であることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
13. 前記第二の電圧印加手段によって保たれる前記所定の電位の値は、前記第一の電圧印加手段によって印加される第一の電圧または第二の電圧の絶対値よりも小さい値であることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
14. 前記搬送方向において前記複数の吐出口列のそれぞれの間には、少なくとも前記導電パターンが１個以上位置する構成であることを特徴とする請求項３ない し１３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
15. 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用して吐出口から液体を吐出させるものであり当該熱エネルギーを発生させる手段として電気熱変換体を有していることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
16. 液体を吐出する記録ヘッドを用い該記録ヘッドに対し相対的に移動する記録媒体に液体を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
    記録媒体を静電気力により吸着して搬送する保持手段と、
    静電気力を発生させるため前記保持手段を所定の電位に保つ電圧印加手段と、
    該電圧印加手段が前記所定の電位に保つことによって生じる電界を制御し、前記記録ヘッドから液体が吐出されるときに当該記録ヘッドと記録媒体の前記吐出された液体が付与される部位との間に電界が生じないようにする手段と
    を有したことを特徴とするインクジェット記録装置。

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