JP3707640B2

JP3707640B2 - Ink jet recording apparatus and recording method thereof

Info

Publication number: JP3707640B2
Application number: JP12457897A
Authority: JP
Inventors: 利雄熊谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-05-14
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: JPH10315551A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、必要とする時にのみ液体のインクを吐出し、記録紙上に付着させて記録を行うインクジェットヘッドを搭載する記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、インクジェット式記録ヘッドの性能の向上に伴ってドット密度が飛躍的に大きくなり、記録紙上に天然色でカラー印刷を行う出力装置としての需要が増大してきている。
【０００３】
このような需要に対して、今後より一層の普及を果たすためには、より高品質の記録が行えることが必要であり、そのためには、吐出したインク滴が記録紙上に着弾するときの位置精度を従来よりも向上することが効果を有する。
【０００４】
しかしながら、インク滴の着弾位置精度を向上するためには、以下のような課題点がある。
【０００５】
（第一の課題点）
記録紙を搬送手段により順次送りながら記録ヘッドにより記録を行う方法が一般的であるが、使用する記録紙の厚さや表面の摩擦力により、搬送手段におけるスリップ量が変化し、よって紙の搬送量が変わってしまい、結果として着弾位置がずれてしまう。
【０００６】
このような課題に対し、記録紙を一旦ドラム状体に巻き付けてから記録を行う方法等が数多く提案されており、これによれば搬送量が紙の種類により影響されることはない。しかしながら、一般に構造が複雑となり高価なものになったり、あるいは、厚い記録紙などに対応しにくいといった固有の課題がある。
【０００７】
（第二の課題点）
記録紙は置かれていた状態等の要因でカール癖が生じやすく、記録紙にカール癖が生じている場合には記録ヘッドの吐出ノズルと紙面までの距離が変化する。一方、記録ヘッドは記録媒体に対して相対的に連続移動を行う過程で記録を行うため、吐出ノズルと紙面までの距離が変化するとインク滴が着弾するまでの時間に差が生じ、よって紙面上の着弾位置が変化してしまう。
【０００８】
このような課題に対し、記録領域の手前の搬送経路にしごき板を配設し、記録紙を押さえつけて矯正してから記録を行う方法が一般的に用いられているが、記録紙を搬送する上での負荷となるため、過大であると前記の如くに紙送り量の変化を招へいする。
【０００９】
（第三の課題点）
一般に、記録紙に着弾した液体のインクが記録紙に含浸すると、記録紙は一旦伸び、次にインクの乾燥に伴って縮む特性がある。さらに、天然色でのカラー印刷の場合には記録紙に付着するインクの絶対量が大きくなる傾向があり、伸縮はより顕著なものとなる。
【００１０】
記録紙の伸縮は、それ自体で着弾位置のずれの要因であるのに加え、場合によっては部分的な紙浮きとなり、これによっても着弾位置精度の低下、あるいは記録ヘッドと直接的に接触し記録面を汚す場合もある。
【００１１】
上述した課題に対し、特開昭５８−５９８６９号公報に提案される記録装置に於いては、搬送手段に加えて記録ヘッドの記録領域に対向して固定の有孔吸着面を配設し、有孔吸着面から記録紙を吸引しながら記録を行う様にしている。これによれば紙浮きを防止でき、また記録紙のカール癖についても矯正できる効果がある。
【００１２】
さらには、記録紙を透過する空気流の作用により、インクの乾燥が加速され、記録紙の伸縮も低減できる。
【００１３】
しかしながら、この方法によって、より効果を高めるには負圧力を高める、あるいは有孔吸着面と記録紙の摩擦力を高めて紙の伸縮を抑えることが有効であるが、他方では吸着板の吸着面に強く引きつけられるために紙搬送精度が低下してしまうといった相反する作用がある。
【００１４】
一方、特開昭５６−１０１８８５号公報に提案されるシート搬送装置に於いては有孔吸着面を無端のベルト状に構成し、搬送手段と同期してベルトを駆動する様にしている。これによれば、記録紙と吸着面である無端ベルトとの間での摺動は無く、十分な負圧力を付与できる。
【００１５】
しかしながら、無端ベルトの送り精度を向上するためには、部品の簡素化が難しく、また、記録紙の上端及び下端付近では吸着力が減少するので効果が得られにくい。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したように記録紙の種類による紙送りむら、及び記録紙のカールによる紙浮き、及び液体インクの付着に伴う記録紙の伸縮、紙浮きといった３項目のインクジェット記録装置固有の課題に対して鑑みてなされたものであり、その目的とするところはインク滴が着弾する位置精度を向上し、よってより高品質な記録が実現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】
そのために本発明によるインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドと、記録媒体を吸着する有孔吸着面と、有孔吸着面の裏面につながる圧力室と、圧力室につながる負圧発生手段と、前記有効吸着面と前記圧力室の間に位置し、前記圧力室に連通する複数の穴が配設された支持板と、を有し、前記有孔吸着面が、前記吸着面の裏面につながる圧力室に対し、相対的に移動可能であり、前記相対的に移動可能な有孔吸着面が、可撓性のベルト状体に少なくとも複数形成され、前記ベルト状体に作用する張力の変更手段を有し、前記有孔吸着面が記録媒体の記録領域の全体を吸着するとともに、前記張力の変更手段が前記ベルト状体の張力を消失させることで前記ベルト状体が前記支持板表面に密着した状態と、前記張力の変更手段が前記ベルト状体に張力を付与することで前記ベルト状体と前記支持板との間に隙間が生じた状態とをとり得るものである。
【００１８】
さらに、有孔吸着面の記録媒体との摩擦係数が少なくとも０．５以上とする。
【００１９】
さらに、インクジェット記録ヘッドが、ライン状にノズルを有するライン型の記録ヘッドであり、少なくとも複数回の走査により、画像を形成する。
【００２４】
さらに、負圧力発生手段が、遠心式ファンであり、圧力室に一体的に配設される。
【００２５】
さらに、負圧発生手段の駆動条件の可変手段を有し、負圧発生手段の駆動条件が、記録媒体の大きさにより変更される。
【００２６】
さらに、負圧発生手段の駆動条件の変更手段と、圧力室内部の圧力検出手段を有し、負圧発生手段の駆動条件が、圧力室の内部圧力により変更される。
【００２７】
さらに、圧力室内部の圧力検出手段を有し、圧力室の内部圧力により、記録動作が変更される。さらに、記録媒体が吸着した有孔吸着面は、支持板表面に密着することのみにより、記録位置に位置決めされる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の第一実施例を説明する。
【００２９】
図１は本発明のインクジェット記録装置の全体構成を示している。
【００３０】
図２は本発明の吸着部分について、上視図（ａ）と側断面図（ｂ）を示している。
【００３１】
２はキャリッジであり、キャリッジガイド軸３により図中矢印ａの方向に摺動移動可能に支持され、図示しない駆動ベルトを介してキャリッジモータ４により往復走査される（主走査）。キャリッジ２上には記録ヘッド１が係止される。記録ヘッド１は図中で下面にノズル穴を有し、記録データに基づいて所定の位置でノズル穴より対向する記録媒体上にインク滴の吐出を行うオンデマンド型のインクジェット記録ヘッドであり、本実施例に於いてはキャリッジ２の走査方向に対して直角方向に等間隔のノズル穴を配設したライン型のインクジェット記録ヘッドを用いている。
【００３２】
インク滴の吐出方法については圧電素子を用いる方法でも、またサーマル方式によっても良く、本発明に於いて規定するところではない。
【００３３】
吸着部をなすフレーム６４には、負圧発生手段である遠心式のファン７１、ベルト状体であり、有孔吸着面が配設された有孔ベルト５１、有孔ベルト５１の相対移動を行う駆動プーリ５３、テンションプーリ５２、複数の空気穴が配設された支持板６２等を支持し、さらに吸着面の全面にわたり均一に吸引を行うように圧力室６１が一体的に設けられているとともに、圧力検出手段である圧力センサ６３が配設される。
【００３４】
吸着部は、スライド軸６５，６６で主走査方向と直行する方向（図２（ａ）中に矢印ａで示す）に移動可能に支持され、図示しない駆動手段により走査される（副走査）。駆動プーリ５３に続く輪列にはステッピングモータである駆動モータ５５が、テンションプーリ５２に続く輪列にはＤＣモータよりなり、張力の変更手段であるテンションモータ５４が配設される。
【００３５】
吸着部のより詳細な構成については図３に分解斜視図により詳細に示している。
【００３６】
１１は記録媒体である記録紙であり、１５で斜線で示す範囲が記録紙上の記録領域を示している。有孔ベルト５１には複数の空気孔が配設された有孔吸着面が設けられている。有孔ベルト５１の余剰部分は駆動プーリ５３、及びテンションプーリ５２に巻き取られている。
【００３７】
有孔ベルト５１の背面で、かつガイドロールａ５６、ガイドロールｂ５７の上面によりなす面よりわずかに低まった位置に表面が位置するように支持板５３が配設される。支持板５３には空気流を妨げないでかつ、吸着時に生じる加重に於いても平面度が維持されるよう、本実施例では熱硬化性樹脂を成形加工により得ている。他の構成としてはアルミ板をハニカム状に接合したプレートを用いても良い。
【００３８】
フレーム６４には一体的に圧力室６１が形成され、さらに圧力センサ６３、ファン７１が係止されたファンモータ７２及びバックプレート７５などが係止される構成である。ファン７１は遠心式のファンであり、図３中に矢印で空気の流れを示すように有孔吸着面１２および支持板６２を通過した空気流は圧力室６１を経由し、開口部より直接的にファン７１に流入し、排気口７３及び７４より矢印方向に排出される。図中明らかなように、ファン７１の外形は記録媒体の大きさまでの大径のものが支障無く使用でき、より強い負圧力と成すことができる。さらに、吸着ユニット直下に給紙スタッカを配設しても排気が干渉することが無く、また、配管等を要せずに負圧発生手段を配設することができ、よって装置を小型化し、より安価に構成することが出来るという格別な効果を有する。また、ファンモータ７２はＤＣブラシレスファンよりなり、負圧発生手段の駆動条件の可変手段である図示しない駆動回路により、駆動条件である回転数が可変に構成される。
【００３９】
有孔ベルト５１のより詳細な構成を、図４に示す。
【００４０】
有孔ベルト５１には、図４（ａ）に示すように、複数の吸着面ａ，ｂ，ｃ…（４１，４２，４３…）が配設されており、それぞれ使用される記録紙の大きさに対応しており、マーカ５９を光学センサ５８により検出し、選択的に使用される。
【００４１】
より具体的には、各記録紙の記録領域の大きさに対してそれぞれ３mm内側の範囲までに空気孔を配設して有孔吸着面と成している。有孔吸着面は記録領域と等しいか、あるいは大きい方が望ましいが、記録紙の外形のバラツキや、給送時のわずかな傾きなどにより、隙間が生じて空気漏れが生じた場合には著しく効率が下がってしまうのに対し、記録紙自体の強度により、記録領域よりも有る程度小さくても十分な効果が得られる。本発明の主旨としては記録領域の全域にわたる吸着作用が得られることが肝要であり、有孔部の具体的な大きさを規定するところではない。
【００４２】
本実施例に於いては、図４（ｂ）に断面を示すように、厚さ５０μ（ミクロン）のステンレス鋼鈑を基材として用い、有孔吸着面には直径１．５mm（ミリメートル）の穴が各方向のピッチ３mmにより配設している。穴径は薄い紙等で吸着時に局所的なへこみが生じない範囲で大きい方が加工上で好ましく、より多くの穴を設けることが吸着効果の上では好ましい。
【００４３】
有孔ベルト５１の記録紙との接触面側には、外形約１００μのセラミックの粒子を接着剤により固定している。これにより、想定される記録紙の全種に於いて摩擦係数０．５以上が得られた。
【００４４】
他の実施例としては、基材としてＰＥＴ樹脂フィルム、ポリサルフォン樹脂フィルム等の可撓性樹脂フィルム全般が使用可能であり、また表面処理としてはゴム等のコーティング加工も好適である。また、繊維を布状に織り込んだ基布に有孔吸着面以外の全域、並びに有孔部内は摩擦係数を上げる為に、点状にゴムを印刷により塗布する方法でも良い。
【００４５】
次に、記録動作について説明を行う。
【００４６】
従来のインクジェット記録装置に於いては、給紙手段を含む紙搬送手段により記録紙を搬送しながらインクジェット記録ヘッドにより画像形成を行うのが一般的であるが、本発明に於いては、記録動作は、準備工程、給紙工程、画像形成工程、排紙工程により成される。
【００４７】
準備工程では、まずファン７１を始動する。ファン７１は記録動作中は常に駆動され、負圧力を発生するが、記録紙は有孔ベルトの上で圧力室に対して相対的に移送され、吸着力が解除された部位より給紙、排紙が行われる構成であるので、給紙及び排紙時にもファンを停止させる必要が無く、よってより速く記録を行える。
【００４８】
さらに本実施例では、ファン７１は常に一定の圧力となる様に、圧力センサ６３の出力に基づいて回転数が制御される。これにより、記録紙の種類（大きさ、透気量）が変わっても常に安定した吸着効果が得られる。特に、ＯＨＰフィルム等の全く通気しない記録媒体を用いても、ファンに流れる空気流が無くなり、いわゆるストール現象による騒音の増大や、あるいは異常回転に至るといった問題が回避できる。
【００４９】
また、簡素化においては圧力センサ６３を用いずに、使用する記録紙の諸仕様（サイズ、種類）に応じて、回転数を変更するようにしても良い。
【００５０】
次に、給紙工程を説明する。
【００５１】
テンションプーリ５２に接続されたテンションモータ５４に定電流の駆動を行うことで、有孔ベルト５１には張力が付与される。
【００５２】
このときの状態を図６により説明を行う。
【００５３】
記録時に於いては、テンションプーリ５２に接続されたＤＣモータ５４への通電を切ることにより、有孔ベルト５１には張力が消失し、よって記録紙１１が載った有孔ベルト５１は、下方の支持板６２表面に確実に密着し、記録ヘッド１の吐出ノズルと記録紙の間の距離は一定に保たれる上に有孔ベルト５１がずれたりすることがない（図５において、ｂで示す状態）。また、給紙、排紙時にＤＣモータよりなるテンションモータ５４に巻き取り方向への定電流通電を行うことにより。有孔ベルト５１には張力が付与される。この場合には図５にａで示す様に、支持板と有孔ベルト５１の間には間隙が生じることとなり、支持板５３と有孔ベルト５１の摺動負荷が軽減し、よってより高速に給紙、排紙動作が行える。
【００５４】
次に、記録を行う記録紙の大きさに対応した有孔吸着面の端面が図５（ａ）のＡで示す位置となるように有孔ベルト５１を移送する。これと並行して、記録紙１１の記録領域の先端が同じくＡの位置となるように給排紙ローラ１０３により給送する。給紙スタッカ１０１内の記録紙は切替板１０４の下面よりＡ位置に至るが、厚手の用紙等は図中点線で示すようにフロント給紙ガイド１０６を介して切替板１０４の上方向より殆ど変形させることなく給紙される。
【００５５】
しかる後に、給排紙ローラ１０３と有孔ベルト５１を同期して移送することにより記録位置（図（ｂ）に示す）に記録紙１１が搬送される。このとき記録紙には送られるにつれて、負圧力により有孔吸着面に強く押し当てられる。
【００５６】
しかる後に、テンションモータ５４への通電を切ることにより張力が消失され、有孔ベルト５１並びに記録紙１１は支持板６２にさらに強く吸着され、紙浮き無く密着することができる。
【００５７】
さらに、記録紙と有孔吸着面との間の摩擦係数に基づいて、摩擦力が作用するため摩擦係数を上げることにより、インクの付着に伴う紙の伸縮の影響を抑止できる。
【００５８】
次に、記録ヘッド１による画像形成工程について説明を行う。
【００５９】
記録ヘッド１は複数の吐出ノズルが副走査方向に等間隔に配設されたライン型のインクジェット記録ヘッドであり、さらに４色の吐出ノズルが一体的に配設される。以下説明のため図７にＹ（イエロー）ノズルでの記録動作について説明を行う。
【００６０】
記録データに基づき、列方向と行方向のマトリクスにおいて、インク滴の吐出の有無が決定される。この状態を図７（ａ）では吐出するポジションを黒丸で示している。このマトリクスのａ列からｆ列までを、ノズル３１により記録され、また、ａ’からｆ’までがノズル３２により記録される。以降、単一ノズルにより６列が記録される。
【００６１】
本実施例に於いては、圧力室６１の内部圧力を圧力センサ６３により検知し、その出力により２種類の記録動作が切り替えられる。
【００６２】
まず、内部圧力が設定値に維持される場合は、記録紙に十分な吸着作用が生じている状態と判別される。この場合には、図７（ｂ）に示すように、記録ヘッド１を主走査方向に走行させながらａ列、ａ’列、…列を１行目から順次記録を行っていく。最終行の記録を終えたら、記録ヘッド１の走行を反転させると共に、副走査方向に１列分の移動を行う。その後、最終行より、ｂ列、ｂ’列、…列の記録を行う方法である。よって、最終密度の６分の１の記録密度により画像形成が行われる。
【００６３】
これによれば、最終記録密度よりも低い記録密度により記録領域の全体で画像形成が進められ、よって紙の伸縮が平均化されるとともに、記録紙を通過する空気流により乾燥が進むため、インクの着弾位置精度が向上できるという効果がある。
【００６４】
さらに内部圧力がファンモータ７２の最大駆動条件にも関わらず設定値に至らない場合は、記録紙が非常に透気し易い特性であるか、あるいは記録紙の一部が欠損した等により、空気がリークしている状態であり、即ち十分な吸着効果が得られないことが判別される。
【００６５】
この場合には、図７（ｃ）に示す記録動作に切り替えて画像形成が行われる。具体的には、まず記録ヘッド１を主走査方向に走行させながら記録を行うが、このとき１行目、３行目、…の如く奇数行の記録を行う。最終奇数行の記録を終えたら、副走査方向の移動は行わずに記録ヘッドの走行を反転させる。その後、最終偶数行より順次偶数行の記録を行い、ａ列、ａ’列、…列の記録を完了させる。しかる後に副走査方向に１列分の移動を行いｂ列、ｂ’列、…列の記録を開始する。よって、最終記録密度の１２分の１の記録密度となる。
【００６６】
圧力室の内部圧力を検出し、記録動作をさらに低い記録密度に切り替えることで記録の速度は低下するものの、より安定した記録が行えるという効果がある。本発明の主旨とするところは、圧力室の内部圧力の検出手段により吸着状態を検知して、記録動作をより低い記録密度に切り替えて行う方法であり、例えば単に記録速度を遅くする、あるいは記録ヘッドの反転時に一時的に停止させる等の方法に切り替えても良い。
【００６７】
次に排紙工程の説明を行う。
【００６８】
まず、テンションモータ５４への定電流通電が再開され、有孔ベルト５１に張力が再び付与される。しかる後に駆動モータ５５により有孔ベルト５１を給紙と逆方向（図５（ｃ）に矢印で示す）に移送せしめる。有孔ベルト５１上の記録紙１１の後端は圧力室６１の領域から外れることにより、吸着力が失せられ、有孔ベルト５１がガイドロール５６から駆動プーリ５３の方向に移送されるのに対して、記録紙１１は記録紙自体の強度により、切替板１０４の上面を経由して、給排紙ローラ１０３に移送される。その後、記録紙１１は案内板を経由して、フェースダウントレイ１０２に排出される。
【００６９】
厚手の記録紙等では、案内板の向きにより、フロント排紙トレイ側にほぼ変形されることなく排紙される。
【００７０】
記録紙は吸着面に給紙された後に画像形成が行われ、その後排紙される構成であり、よって、紙種が変わっても着弾精度が変化することはない。さらに、本実施例では、給紙スタッカ１０１の上方に吸着ユニットが配設され、さらにその上方にフェースダウントレイ１０２が配設され、従来の記録装置と異なり、給紙、排紙動作の経路負荷が着弾精度に寄与することがないため、記録紙が損傷を受けない範囲で小さい曲率で経路を設定できる。よって本体の設置床面積をより小さくすることができる。
【００７１】
（他の実施形態）
図８に本発明の他の実施形態を示す。
【００７２】
本実施例においては、無端のベルト状体であるベルト４６に形成されている点が異なり、その目的とするところは、連続記録を行う場合の速度の向上にある。
【００７３】
ベルト４６には２面の吸着面が配設され、それぞれ図中４４で有孔吸着面ａの領域、４５に有孔吸着面ｂの領域を示している。その他の主たる構成は第一の実施例と同様である。
【００７４】
以下、第一の実施例と異なる部分について説明する。
【００７５】
一番目の記録紙１３は図中右方向より有孔吸着面ａ４４上に給送され画像形成が行われる。画像形成が終了した一番目の記録紙１４は図中左方の排紙ローラ１０８よりフェースダウントレイ１０２に排出される。このとき有孔吸着面ａ４４に代わって有孔吸着面ｂ４５が通過するのに合わせて二番目の記録紙１４の給送が行われる。
【００７６】
有孔吸着面を無端のベルト状に構成することにより、連続的に記録が行え、より高速に記録が行えるという効果を有する。
【００７７】
本実施例に於いては無端ベルト状体に２面の有孔吸着面を配設したが、レイアウトによっては、３面以上、あるいは１面の有孔吸着面を配設しても同様の効果を得られることは明らかであり、本発明で規定するところでは無い。また、本発明における無端のベルト状体とは繋ぎ目を有しても記録精度に寄与することはなく、例えばワイヤ等で接続しても良く、結果的に無端であれば良い。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のインクジェット記録装置に対して、記録紙へのインク滴の着弾位置精度を向上できるという効果を有し、よってより品質の高い記録が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例のインクジェット記録装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の吸着部分を示す図である。
【図３】本発明の吸着部分面の構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の有孔吸着面の構成を示す図である。
【図５】本発明の第一実施例のインクジェット記録装置の記録工程を説明する図である。
【図６】本発明の張力変更手段の作用を説明する図である。
【図７】本発明の画像形成方法を説明する図である。
【図８】本発明の本発明の第二実施例を説明する図である。
【図９】従来のインクジェット記録装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１記録ヘッド
２キャリッジ
１１記録紙（記録媒体）
１２有孔吸着面
４６ベルト（無端状のベルト状体）
５１有孔ベルト（ベルト状体）
５２テンションプーリ
５３駆動プーリ
５４テンションモータ（張力変更手段）
５８光学センサ
５９マーカ
６１圧力室
６２支持板
６３圧力センサ（圧力検出手段）
６４フレーム
７１（遠心式の）ファン（負圧発生手段）
７２ファンモータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording apparatus equipped with an ink jet head that performs recording by ejecting liquid ink only when necessary and depositing it on recording paper.
[0002]
[Prior art]
Ink jet recording apparatuses have drastically increased dot density as the performance of ink jet recording heads has improved, and the demand for output apparatuses that perform color printing in natural colors on recording paper has increased.
[0003]
In order to meet these demands in the future, it is necessary to be able to perform higher-quality recording in order to achieve further widespread use. For this purpose, positional accuracy when the ejected ink droplets land on the recording paper is required. It is effective to improve the conventional method.
[0004]
However, in order to improve the landing position accuracy of ink droplets, there are the following problems.
[0005]
(First issue)
A method of recording with a recording head while feeding the recording paper sequentially by the conveying means is general, but the slip amount in the conveying means varies depending on the thickness of the recording paper to be used and the frictional force of the surface. Will change, and as a result, the landing position will shift.
[0006]
In order to deal with such problems, many methods have been proposed in which recording is performed after the recording paper is once wound around a drum-like body. According to this, the transport amount is not affected by the type of paper. However, in general, there is a specific problem that the structure becomes complicated and expensive, or that it is difficult to deal with thick recording paper.
[0007]
(Second issue)
The curled wrinkles are likely to occur due to factors such as the state of the recording paper, and when the curled wrinkles occur in the recording paper, the distance between the discharge nozzle of the recording head and the paper surface changes. On the other hand, since the recording head performs recording in the process of moving continuously relative to the recording medium, if the distance between the ejection nozzle and the paper surface changes, the time until the ink droplets land will vary, and thus the paper surface The landing position of will change.
[0008]
In order to deal with such problems, a method is generally used in which an iron plate is disposed in the transport path in front of the recording area, and the recording paper is pressed and corrected to perform recording, but the recording paper is transported. Because of the above load, if it is excessive, the paper feed amount changes as described above.
[0009]
(Third issue)
Generally, when liquid ink landed on a recording paper is impregnated with the recording paper, the recording paper is once stretched and then contracted as the ink is dried. Furthermore, in the case of color printing with natural colors, the absolute amount of ink adhering to the recording paper tends to increase, and the expansion and contraction becomes more remarkable.
[0010]
The expansion and contraction of the recording paper itself is a cause of the deviation of the landing position, and in some cases, the paper floats partially, which also reduces the landing position accuracy or directly contacts the recording head for recording. The surface may be soiled.
[0011]
In the recording apparatus proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-59869, the fixed perforated suction surface is disposed opposite to the recording area of the recording head in addition to the conveying means. Recording is performed while sucking the recording paper from the perforated suction surface. According to this, it is possible to prevent paper floating and to correct curl wrinkles of the recording paper.
[0012]
Furthermore, the drying of ink is accelerated by the action of the air flow that permeates the recording paper, and the expansion and contraction of the recording paper can be reduced.
[0013]
However, it is effective to increase the negative pressure by this method or to increase the friction force between the perforated suction surface and the recording paper to suppress the expansion and contraction of the paper. Therefore, there is a conflicting effect that the paper conveyance accuracy is lowered.
[0014]
On the other hand, in the sheet conveying apparatus proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-101885, the perforated suction surface is configured as an endless belt, and the belt is driven in synchronization with the conveying means. According to this, there is no sliding between the recording paper and the endless belt as the suction surface, and a sufficient negative pressure can be applied.
[0015]
However, in order to improve the feeding accuracy of the endless belt, it is difficult to simplify the parts, and it is difficult to obtain an effect because the suction force decreases near the upper and lower ends of the recording paper.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the present invention has a problem inherent to the ink jet recording apparatus of the three items such as paper feeding unevenness depending on the type of recording paper, paper floating due to the curling of the recording paper, and expansion and contraction of the recording paper due to adhesion of liquid ink, and paper floating. The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an ink jet recording apparatus capable of improving the positional accuracy of ink droplet landing and thus realizing higher quality recording.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, an ink jet recording apparatus according to the present invention includes an ink jet recording head, a perforated suction surface for sucking a recording medium, a pressure chamber connected to the back surface of the perforated suction surface, a negative pressure generating means connected to the pressure chamber, and the effective A pressure plate located between the suction surface and the pressure chamber and provided with a plurality of holes communicating with the pressure chamber, wherein the perforated suction surface is connected to the back surface of the suction surface. In contrast, at least a plurality of the relatively movable perforated suction surfaces are formed on the flexible belt-like body, and tension changing means acting on the belt-like body is provided. In addition, the perforated adsorption surface adsorbs the entire recording area of the recording medium, and the tension changing means eliminates the tension of the belt-like body so that the belt-like body is in close contact with the surface of the support plate. And means for changing the tension Those that can take a state in which the gap is formed between the supporting plate and the belt-shaped member by applying tension to the belt-shaped member.
[0018]
Further, the coefficient of friction with the recording medium on the perforated adsorption surface is at least 0.5 or more.
[0019]
Further, the ink jet recording head is a line type recording head having nozzles in a line shape, and forms an image by scanning at least a plurality of times.
[0024]
Further, the negative pressure generating means is a centrifugal fan and is integrally disposed in the pressure chamber.
[0025]
Further, the driving condition of the negative pressure generating means is variable, and the driving condition of the negative pressure generating means is changed depending on the size of the recording medium.
[0026]
Furthermore, it has means for changing the driving conditions of the negative pressure generating means and pressure detecting means for the inside of the pressure chamber, and the driving conditions of the negative pressure generating means are changed by the internal pressure of the pressure chamber.
[0027]
Furthermore, a pressure detecting means inside the pressure chamber is provided, and the recording operation is changed by the internal pressure of the pressure chamber. Further, the perforated suction surface to which the recording medium is attracted is positioned at the recording position only by being in close contact with the support plate surface.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 shows the overall configuration of the ink jet recording apparatus of the present invention.
[0030]
FIG. 2 shows a top view (a) and a side sectional view (b) of the suction portion of the present invention.
[0031]
A carriage 2 is supported by a carriage guide shaft 3 so as to be slidable in the direction of arrow a in the figure, and is reciprocated by a carriage motor 4 via a driving belt (not shown) (main scanning). The recording head 1 is locked on the carriage 2. The recording head 1 is an on-demand type ink jet recording head having a nozzle hole on the lower surface in the figure and ejecting ink droplets onto a recording medium facing the nozzle hole at a predetermined position based on recording data. In the embodiment, a line type ink jet recording head in which nozzle holes at equal intervals are provided in a direction perpendicular to the scanning direction of the carriage 2 is used.
[0032]
The method for ejecting ink droplets may be a method using a piezoelectric element or a thermal method, and is not specified in the present invention.
[0033]
The frame 64 forming the suction portion is a centrifugal fan 71, which is a negative pressure generating means, and a belt-like body. The perforated belt 51 provided with the perforated suction surface and the perforated belt 51 are moved relative to each other. A pressure chamber 61 is integrally provided so as to support the driving pulley 53, the tension pulley 52, the support plate 62 provided with a plurality of air holes, and the like, and to perform suction uniformly over the entire suction surface. A pressure sensor 63 as pressure detecting means is provided.
[0034]
The suction portion is supported by the slide shafts 65 and 66 so as to be movable in a direction perpendicular to the main scanning direction (indicated by an arrow a in FIG. 2A), and is scanned by a driving unit (not shown). A drive motor 55, which is a stepping motor, is provided in a wheel train following the drive pulley 53, and a tension motor 54, which is a tension changing means, is provided in a train wheel following the tension pulley 52.
[0035]
A more detailed configuration of the suction portion is shown in detail in an exploded perspective view in FIG.
[0036]
Reference numeral 11 denotes a recording sheet as a recording medium, and a range indicated by hatching 15 indicates a recording area on the recording sheet. The perforated belt 51 is provided with a perforated suction surface in which a plurality of air holes are provided. The surplus portion of the perforated belt 51 is wound around a drive pulley 53 and a tension pulley 52.
[0037]
The support plate 53 is disposed on the back surface of the perforated belt 51 so that the surface is positioned slightly lower than the surface formed by the upper surfaces of the guide roll a56 and the guide roll b57. In the present embodiment, the thermosetting resin is obtained by molding so that the flatness is maintained in the support plate 53 without obstructing the air flow and the load generated during the adsorption. As another configuration, a plate in which an aluminum plate is joined in a honeycomb shape may be used.
[0038]
A pressure chamber 61 is integrally formed in the frame 64, and a pressure sensor 63, a fan motor 72 to which a fan 71 is locked, a back plate 75, and the like are locked. The fan 71 is a centrifugal fan, and the air flow that has passed through the perforated adsorption surface 12 and the support plate 62 passes directly through the pressure chamber 61 and directly from the opening as shown by the arrows in FIG. The air flows into the fan 71 and is discharged from the exhaust ports 73 and 74 in the direction of the arrow. As is apparent from the drawing, the fan 71 having a large diameter up to the size of the recording medium can be used without any trouble, and a stronger negative pressure can be achieved. Furthermore, even if a paper feed stacker is provided directly under the suction unit, the exhaust does not interfere, and negative pressure generating means can be provided without the need for piping, etc. It has a special effect that it can be constructed at a lower cost. The fan motor 72 is a DC brushless fan, and a rotational speed as a driving condition is variably configured by a driving circuit (not shown) that is a variable means for driving the negative pressure generating means.
[0039]
A more detailed configuration of the perforated belt 51 is shown in FIG.
[0040]
The perforated belt 51 is provided with a plurality of suction surfaces a, b, c... (41, 42, 43...) As shown in FIG. The marker 59 is detected by the optical sensor 58 and selectively used.
[0041]
More specifically, air holes are provided within a range 3 mm inside the size of the recording area of each recording paper to form a perforated adsorption surface. The perforated adsorption surface should be equal to or larger than the recording area, but it is extremely efficient when air leakage occurs due to gaps due to variations in the outer shape of the recording paper or slight inclination during feeding. However, due to the strength of the recording paper itself, even if it is smaller than the recording area, a sufficient effect can be obtained. The gist of the present invention is to obtain an adsorption action over the entire recording area, and does not prescribe the specific size of the perforated part.
[0042]
In this example, as shown in the cross section of FIG. 4B, a stainless steel plate having a thickness of 50 μm is used as a base material, and the perforated adsorption surface has a diameter of 1.5 mm (millimeters). Holes are arranged with a pitch of 3 mm in each direction. The hole diameter is preferably as large as possible within the range where local dents do not occur at the time of adsorption with thin paper or the like, and it is preferable in terms of adsorption effect to provide more holes.
[0043]
On the contact surface side of the perforated belt 51 with the recording paper, ceramic particles having an outer diameter of about 100 μm are fixed with an adhesive. As a result, a coefficient of friction of 0.5 or more was obtained for all types of recording paper assumed.
[0044]
As another example, a flexible resin film such as a PET resin film or a polysulfone resin film can be used as a base material, and a coating process such as rubber is also suitable as a surface treatment. Alternatively, a method may be used in which a rubber is printed in a dot shape on a base fabric in which fibers are woven in a cloth shape, in order to increase the coefficient of friction in the entire region other than the perforated adsorption surface and in the perforated portion.
[0045]
Next, the recording operation will be described.
[0046]
In a conventional ink jet recording apparatus, it is common to form an image with an ink jet recording head while transporting a recording paper with a paper transporting means including a paper feeding means. In the present invention, a recording operation is performed. Is performed by a preparation process, a paper feed process, an image forming process, and a paper discharge process.
[0047]
In the preparation process, the fan 71 is first started. The fan 71 is always driven during the recording operation and generates a negative pressure. However, the recording paper is transferred relative to the pressure chamber on the perforated belt, and is fed and discharged from the portion where the suction force is released. Since the paper is configured to be performed, it is not necessary to stop the fan even during paper feeding and paper ejection, so that recording can be performed faster.
[0048]
Further, in this embodiment, the rotation speed is controlled based on the output of the pressure sensor 63 so that the fan 71 always has a constant pressure. As a result, a stable adsorption effect can always be obtained even if the type (size, air permeability) of the recording paper changes. In particular, even when a recording medium such as an OHP film that does not vent at all is used, there is no air flow flowing through the fan, and problems such as an increase in noise due to a so-called stall phenomenon or abnormal rotation can be avoided.
[0049]
In the simplification, the rotation speed may be changed according to various specifications (size and type) of the recording paper to be used without using the pressure sensor 63.
[0050]
Next, the paper feeding process will be described.
[0051]
A tension is applied to the perforated belt 51 by driving a constant current to the tension motor 54 connected to the tension pulley 52.
[0052]
The state at this time will be described with reference to FIG.
[0053]
At the time of recording, by turning off the energization to the DC motor 54 connected to the tension pulley 52, the perforated belt 51 loses its tension, so that the perforated belt 51 on which the recording paper 11 is placed It securely adheres to the surface of the support plate 62, the distance between the ejection nozzle of the recording head 1 and the recording paper is kept constant, and the perforated belt 51 does not shift (shown by b in FIG. 5). Status). Further, by supplying a constant current in the winding direction to the tension motor 54 composed of a DC motor at the time of paper supply and paper discharge. A tension is applied to the perforated belt 51. In this case, as shown by a in FIG. 5, a gap is generated between the support plate and the perforated belt 51, and the sliding load between the support plate 53 and the perforated belt 51 is reduced. Paper feeding and paper discharge operations can be performed.
[0054]
Next, the perforated belt 51 is transferred so that the end surface of the perforated suction surface corresponding to the size of the recording paper to be recorded is at a position indicated by A in FIG. In parallel with this, the paper is fed by the paper supply / discharge roller 103 so that the tip of the recording area of the recording paper 11 is also at the position A. The recording paper in the paper feed stacker 101 reaches the A position from the lower surface of the switching plate 104, but thick paper or the like is almost deformed from the upper direction of the switching plate 104 via the front paper feed guide 106 as shown by the dotted line in the figure. Paper is fed without
[0055]
After that, the recording paper 11 is conveyed to the recording position (shown in FIG. 2B) by transferring the paper supply / discharge roller 103 and the perforated belt 51 synchronously. At this time, as it is fed to the recording paper, it is strongly pressed against the perforated adsorption surface by a negative pressure.
[0056]
Thereafter, the tension motor 54 is turned off to remove the tension, so that the perforated belt 51 and the recording paper 11 are more strongly adsorbed to the support plate 62 and can adhere to each other without paper floating.
[0057]
Further, since the frictional force acts on the basis of the friction coefficient between the recording paper and the perforated suction surface, the influence of the paper expansion / contraction due to the ink adhesion can be suppressed by increasing the friction coefficient.
[0058]
Next, the image forming process by the recording head 1 will be described.
[0059]
The recording head 1 is a line-type ink jet recording head in which a plurality of discharge nozzles are arranged at equal intervals in the sub-scanning direction, and four color discharge nozzles are integrally provided. For the sake of explanation, FIG. 7 will be used to explain the recording operation with a Y (yellow) nozzle.
[0060]
Based on the recording data, whether or not ink droplets are ejected is determined in a matrix in the column direction and the row direction. In FIG. 7A, this state is indicated by black circles at the discharge positions. From the a column to the f column of this matrix are recorded by the nozzle 31, and from a ′ to f ′ are recorded by the nozzle 32. Thereafter, 6 rows are recorded by a single nozzle.
[0061]
In this embodiment, the internal pressure of the pressure chamber 61 is detected by the pressure sensor 63, and two types of recording operations are switched by the output.
[0062]
First, when the internal pressure is maintained at the set value, it is determined that the recording sheet is sufficiently attracted. In this case, as shown in FIG. 7B, the a column, the a ′ column,... Column are sequentially recorded from the first row while the recording head 1 is traveling in the main scanning direction. When the recording of the last row is finished, the traveling of the recording head 1 is reversed and the movement for one column is performed in the sub-scanning direction. Thereafter, the b column, b ′ column,... Column are recorded from the last row. Therefore, image formation is performed with a recording density of 1/6 of the final density.
[0063]
According to this, since the image formation is progressed in the entire recording area with the recording density lower than the final recording density, the expansion and contraction of the paper is averaged, and the drying proceeds due to the air flow passing through the recording paper. There is an effect that the landing position accuracy of the can be improved.
[0064]
Further, when the internal pressure does not reach the set value regardless of the maximum driving condition of the fan motor 72, the recording paper is very easily permeable to air, or a part of the recording paper is lost. Is leaking, that is, it is determined that a sufficient adsorption effect cannot be obtained.
[0065]
In this case, image formation is performed by switching to the recording operation shown in FIG. Specifically, recording is first performed while the recording head 1 is traveling in the main scanning direction. At this time, odd-numbered recording is performed as in the first, third,. When the recording of the last odd number of rows is completed, the running of the recording head is reversed without moving in the sub-scanning direction. After that, even-numbered lines are recorded sequentially from the last even-numbered line, and the recording of the columns a, a ′,. Thereafter, movement for one column is performed in the sub-scanning direction, and recording of columns b, b ′,. Therefore, the recording density is 1/12 of the final recording density.
[0066]
By detecting the internal pressure of the pressure chamber and switching the recording operation to a lower recording density, the recording speed is reduced, but there is an effect that more stable recording can be performed. The gist of the present invention is a method in which the suction state is detected by means for detecting the internal pressure of the pressure chamber, and the recording operation is performed by switching to a lower recording density. For example, the recording speed is simply decreased or recording is performed. You may switch to the method of temporarily stopping at the time of head reversal.
[0067]
Next, the paper discharge process will be described.
[0068]
First, constant current supply to the tension motor 54 is resumed, and tension is applied to the perforated belt 51 again. Thereafter, the perforated belt 51 is moved by the drive motor 55 in the direction opposite to the paper feeding direction (indicated by an arrow in FIG. 5C). The trailing edge of the recording paper 11 on the perforated belt 51 is disengaged from the area of the pressure chamber 61, so that the suction force is lost and the perforated belt 51 is transferred from the guide roll 56 toward the drive pulley 53. Thus, the recording paper 11 is transferred to the paper supply / discharge roller 103 via the upper surface of the switching plate 104 depending on the strength of the recording paper itself. Thereafter, the recording paper 11 is discharged to the face-down tray 102 via the guide plate.
[0069]
Thick recording paper or the like is discharged without being substantially deformed to the front discharge tray side depending on the direction of the guide plate.
[0070]
The recording paper is configured such that image formation is performed after the recording paper is fed to the suction surface, and then the paper is ejected. Therefore, even if the paper type changes, the landing accuracy does not change. Further, in this embodiment, a suction unit is provided above the paper feed stacker 101, and a face-down tray 102 is provided above the paper feed stacker 101. Unlike conventional recording apparatuses, the path load of paper feed and paper discharge operations is increased. Does not contribute to the landing accuracy, the path can be set with a small curvature as long as the recording paper is not damaged. Therefore, the installation floor area of the main body can be further reduced.
[0071]
(Other embodiments)
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention.
[0072]
The present embodiment is different in that it is formed on the belt 46 which is an endless belt-like body, and the object is to improve the speed when performing continuous recording.
[0073]
The belt 46 is provided with two adsorbing surfaces. In the figure, 44 indicates a perforated adsorbing surface a region and 45 indicates a perforated adsorbing surface b region. Other main configurations are the same as those in the first embodiment.
[0074]
Hereinafter, a different part from a 1st Example is demonstrated.
[0075]
The first recording paper 13 is fed onto the perforated suction surface a44 from the right direction in the figure and image formation is performed. The first recording sheet 14 on which image formation has been completed is discharged to the face-down tray 102 from the discharge roller 108 on the left side in the drawing. At this time, the second recording paper 14 is fed as the perforated suction surface b45 passes instead of the perforated suction surface a44.
[0076]
By configuring the perforated adsorption surface in the form of an endless belt, there is an effect that continuous recording can be performed and recording can be performed at a higher speed.
[0077]
In this embodiment, two perforated adsorption surfaces are arranged on the endless belt-like body, but the same effect can be obtained by arranging three or more or one perforated adsorption surface depending on the layout. Obviously, it is not specified in the present invention. Further, even if it has a joint with the endless belt-like body in the present invention, it does not contribute to the recording accuracy, and may be connected with, for example, a wire or the like.
[0078]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to improve the landing position accuracy of the ink droplets on the recording paper with respect to the conventional ink jet recording apparatus, and therefore, higher quality recording can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an ink jet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an adsorption portion of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a configuration of an adsorption portion surface of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a perforated adsorption surface according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a recording process of the ink jet recording apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the tension changing means of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an image forming method of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a conventional inkjet recording apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Recording Head 2 Carriage 11 Recording Paper (Recording Medium)
12 Perforated adsorption surface 46 Belt (endless belt-like body)
51 Perforated belt (belt-like body)
52 Tension pulley 53 Drive pulley 54 Tension motor (tension changing means)
58 Optical sensor 59 Marker 61 Pressure chamber 62 Support plate 63 Pressure sensor (pressure detection means)
64 frame 71 (centrifugal) fan (negative pressure generating means)
72 fan motor

Claims

インクジェット記録ヘッドと、記録媒体を吸着する有孔吸着面と、有孔吸着面の裏面につながる圧力室と、圧力室につながる負圧発生手段と、前記有効吸着面と前記圧力室の間に位置し、前記圧力室に連通する複数の穴が配設された支持板と、を有し、
前記有孔吸着面が、前記吸着面の裏面につながる圧力室に対し、相対的に移動可能であり、
前記相対的に移動可能な有孔吸着面が、可撓性のベルト状体に少なくとも複数形成され、
前記ベルト状体に作用する張力の変更手段を有し、
前記有孔吸着面が記録媒体の記録領域の全体を吸着するとともに、前記張力の変更手段が前記ベルト状体に張力を消失させることで前記ベルト状体が前記支持板表面に密着した状態と、前記張力の変更手段が前記ベルト状体に張力を付与することで前記ベルト状体と前記支持板との間に隙間が生じた状態とをとり得ることを特徴とするインクジェット記録装置。An inkjet recording head, a perforated adsorption surface for adsorbing a recording medium, a pressure chamber connected to the back surface of the perforated adsorption surface, a negative pressure generating means connected to the pressure chamber, and a position between the effective adsorption surface and the pressure chamber And a support plate provided with a plurality of holes communicating with the pressure chamber,
The perforated adsorption surface is movable relative to the pressure chamber connected to the back surface of the adsorption surface;
At least a plurality of the relatively movable perforated adsorption surfaces are formed on the flexible belt-like body,
Having tension changing means acting on the belt-like body,
The perforated adsorption surface adsorbs the entire recording area of the recording medium, and the state where the belt-like body is in close contact with the surface of the support plate by the tension changing means losing the tension to the belt-like body; 2. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said tension changing means applies a tension to said belt-like body so that a gap is formed between said belt-like body and said support plate.

前記有孔吸着面の記録媒体との摩擦係数が少なくとも０．５以上であ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。 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the coefficient of friction between the perforated suction surface and the recording medium is at least 0.5 or more.

前記インクジェット記録ヘッドがライン状にノズルが配設されたライン型の記録ヘッドであり、少なくとも複数回の走査により、画像を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。 The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording head is a line type recording head in which nozzles are arranged in a line shape, and forms an image by at least a plurality of scans.