JP4449914B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、記録媒体を保持し液滴吐出ヘッドに対向させて搬送する搬送部材と、搬送部材及び記録媒体の少なくとも一方を帯電して記録媒体を搬送部材に静電吸着させる帯電手段とを備える液滴吐出装置に関する。

液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタでは、帯電ロール等の帯電手段によって用紙Ｐを搬送ベルトや搬送ドラム等の搬送部材に押圧すると共に帯電することで、または、搬送部材に交番電界を形成することで、用紙と搬送部材との間に静電吸着力を発生させ、用紙を搬送部材に吸着させる。そして、この状態で用紙を記録ヘッドのインク滴の吐出領域で搬送し、用紙に画像を記録させる（例えば、特許文献１、２参照）。これによって、用紙と記録ヘッドのノズル面との距離（以下、ＴＤ：Ｔｈｒｏｗ Ｄｉｓｔａｎｃｅという）の均一性が高くなり、用紙上におけるインク滴の着弾位置の精度が向上し、画質が向上する。

また、近年は、更なる用紙上におけるインク滴の着弾位置の精度向上、即ち、更なる高画質化を目的として、用紙と記録ヘッドのノズル面との距離を、１〜２ｍｍと狭くすることが行われている。一方、ＴＤの均一性を高めるためには、用紙と搬送部材との静電吸着力を強くすることが要求され、また、温湿度等の環境の変化や用紙の種類の違いによってＴＤの均一性が低下しないようにするためには、用紙と搬送部材との静電吸着力をさらに強くすることが要求される。

このため、用紙の搬送部材からの剥離不良が発生したり、図１３に示すように、記録ヘッド３２と搬送ベルト２８との間に発生する静電吸着力が強くなり、搬送ベルト２８が浮上って記録ヘッド３２に接触するトラブルが発生したりする場合があった。搬送ベルト２８が記録ヘッド３２に接触すると、搬送ベルト２８がインクで汚れたり、搬送ベルト２８を介して一の記録ヘッド３２から他の記録ヘッド３２へインクが移って混色が起こったり、搬送ベルト２８に付着した異物がノズルから記録ヘッド３２内へ混入したりする問題が発生する。特に、主に画質の向上が目的で、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のインクと混ざり合って凝集反応を生じさせる透明インク（反応液）を用いるシステム（所謂２液システム）や、例えばＫとＹ等、異なる色のインクを混ぜ合わせて反応させるシステム（所謂インク間反応システム）では、記録ヘッド３２でインクの凝集や変色が起こってしまい、回復不可能となる。

ここで、図１４に示すように、通常状態では、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との接触部分が高抵抗となるので、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との間の電荷の移動は、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との間の微小なギャップの領域における放電によるものとなる。しかし、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との接触部分に水滴やインク滴等が付着している場合には低抵抗となり、この部分において電荷の移動が行われる。このため、図１５のグラフに示すように、異常状態における搬送ベルト２８上の表面電位は、通常状態と比較して上昇する。

なお、搬送ベルトを記録ヘッド側の反対側へ吸引することで、搬送ベルトの振動を抑制する構成が考案されている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３に記載の構成では、搬送ベルトに内蔵された櫛歯状電極に電圧を印加し、搬送ベルトの表裏両面に静電吸引力を発生させることで、搬送ベルトの表面に記録媒体を吸着させると共に、搬送ベルトの裏面を、ベルト吸引部材なる搬送ベルトの記録ヘッド側の反対側に配設された部材に吸引している。

ここで、回動する搬送ベルトに内蔵された電極に対して連続して高電圧を印加するために、電極をベルト回動方向に沿って露出させ、この電極の露出部に導電性ブラシを摺擦させているが、導電性ブラシと電極との摺擦部で高電圧給電が行われることで放電が発生し易く、放電に伴って発生する電磁波が、ノイズ源となり、また、誤作動の要因となる。また、導電性ブラシと電極との摺擦部において火花が発生することによって、電極と導電性ブラシが損傷し、これらの寿命が著しく縮まる。
特開平１０−１９３５８５号公報 特開２００３−１０３８５７号公報 特開２００２−１４５４７４号公報

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、帯電手段による搬送部材の過剰な帯電を抑制することを目的とする。

請求項１に記載の液滴吐出装置は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、記録媒体を保持し記録媒体を前記液滴吐出ヘッドに対向させて搬送する搬送部材と、前記搬送部材及び前記搬送部材上の記録媒体の少なくとも一方を帯電して記録媒体を前記搬送部材に静電吸着させる帯電手段と、を備える液滴吐出装置であって、前記帯電手段と前記搬送部材との間に、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液体よりも体積抵抗率が高い高抵抗液体を介在させることを特徴とする。

請求項１に記載の液滴吐出装置では、記録媒体が、搬送部材に保持され液滴吐出ヘッドに対向されて搬送され、液滴吐出ヘッドが液滴を吐出する。これによって、記録媒体に画像等が記録される。この際、搬送部材及び搬送部材上の記録媒体の少なくとも一方が帯電手段によって帯電されて記録媒体が搬送部材に静電吸着されているので、液滴吐出ヘッドと記録媒体との距離の均一性が高くなり、記録媒体上における液滴の着弾位置の精度が高くなる。

ここで、帯電手段と搬送部材との間には、液滴吐出ヘッドから吐出される液体より体積抵抗率が高い高抵抗液体が介在するようになっている。このため、液滴吐出ヘッドから吐出される液体や水滴等が帯電手段と搬送部材との間に介在する際に、帯電手段と搬送部材との間の電気抵抗の低下が抑制される。従って、帯電手段による搬送部材の過剰な帯電を抑制できる。

また、搬送部材が無端状のベルトの場合には、ベルトを液滴吐出ヘッド側の反対側へ付勢する力が不要となり、上述した特許文献３に記載の構成が不要となるので、ベルトの周囲での放電の発生を抑制でき、電磁波障害を抑制できる。また、ベルトの周囲での火花の発生を防止できるので、ベルトの損傷を抑制でき、ベルトの短命化を抑制できる。

本発明は上記構成にしたので、帯電手段による搬送部材の過剰な帯電を抑制できる。

以下、図面を参照して本発明の第1実施形態について説明する。

図１には、本実施形態のインクジェット記録装置１２が示されている。インクジェット記録装置１２の筐体１４内の下部には給紙トレイ１６が備えられており、給紙トレイ１６内に積層された用紙Ｐをピックアップロール１８で１枚ずつ取り出すことができる。取り出された用紙Ｐは、所定の搬送経路２２を構成する複数の搬送ローラ対２０で搬送される。

給紙トレイ１６の上方には、無端状の搬送ベルト２８が、駆動ロール２４及び従動ロール２６、２７に張架されている。駆動ロール２４と従動ロール２６とが、略水平に配設され、その下方に、従動ロール２７が配設されている。

また、搬送ベルト２８の上方には記録ヘッドアレイ３０が配置されており、駆動ロール２４と従動ロール２６との間の搬送ベルト２８の平坦部分２８Ｆに対向している。この対向した領域が、記録ヘッドアレイ３０からインク滴が吐出される吐出領域ＳＥとなっている。搬送経路２２を搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト２８で保持されてこの吐出領域ＳＥに至り、記録ヘッドアレイ３０に対向した状態で、記録ヘッドアレイ３０から画像情報に応じたインク滴が付着される。

記録ヘッドアレイ３０は、本実施形態では、有効な記録領域が用紙Ｐの幅（搬送方向と直交する方向の長さ）以上とされた長尺状とされ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、サイアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４色それぞれに対応した４つのインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）３２が搬送方向に沿って配置されており、フルカラーの画像を記録可能になっている。

各記録ヘッド３２は、ヘッド駆動回路（図示省略）によって駆動される。ヘッド駆動回路は、たとえば、画像情報に応じてインク滴の吐出タイミングや使用するインク吐出口（ノズル）を決め、駆動信号を記録ヘッド３２に送る構成である。

また、記録ヘッドアレイ３０は、搬送方向と直交する方向に不動とされていてもよいが、必要に応じて移動するように構成しておくと、マルチパスによる画像記録で、より解像度の高い画像を記録したり、記録ヘッド３２の不具合を記録結果に反映させないようにしたりできる。

記録ヘッドアレイ３０の両側には、それぞれの記録ヘッド３２に対応した４つのメンテナンスユニット３４が配置されている。図２に示すように、記録ヘッド３２に対してメンテナンスを行う場合には、記録ヘッドアレイ３０が上方へ移動され、搬送ベルト２８との間に構成された間隙にメンテナンスユニット３４が移動して入り込む。そして、ノズル面に対向した状態で、所定のメンテナンス動作（吸引、ワイピング、キャッピング等）を行う。

また、記録ヘッドアレイ３０の上方には、各色のインクを貯留するインクタンク３５が配置されている。各インクタンク３５には、各記録ヘッド３２が接続されている。

図３に示すように、記録ヘッドアレイ３０の上流側には、電源３８が接続された帯電ロール３６が配置されている。帯電ロール３６は、従動ロール２６との間で搬送ベルト２８及び用紙Ｐを挟みつつ従動し、用紙Ｐを搬送ベルト２８に押圧する。この際、接地された従動ロール２６との間に所定の電位差が生じるため、用紙Ｐに電荷を与えて用紙Ｐを搬送ベルト２８に静電吸着させることができる。

記録ヘッドアレイ３０の下流側には、剥離プレート４０が配置されており、用紙Ｐを搬送ベルト２８から剥離させる。図１に示すように、剥離された用紙Ｐは、剥離プレート４０の下流側で排出経路４４を構成する複数の排出ローラ対４２で搬送され、筐体１４の上部に設けられた排紙トレイ４６に排出される。

また、図３に示すように、剥離プレート４０の下方には、ベルトクリーニングユニット４８が配置されている。このベルトクリーニングユニット４８は、搬送ベルト２８の駆動ロール２４に巻き掛けられた部分に当接し、搬送ベルト２８に付着したインク等を掻き取るブレード４９と、ブレード４９によって搬送ベルト２８から掻き取られたインク等を回収する回収ボックス５１とを備えている。

また、従動ロール２６の下方には、オイル塗布ユニット６２が配置されている。このオイル塗布ユニット６２は、図示しないフレームに回転可能に支持されたオイル塗布ロール６４を備えている。このオイル塗布ロール６４は、搬送ベルト２８の従動ロール２６に巻き掛けられた部分に当接しており、搬送ベルト２８に従動して回転する。また、オイル塗布ロール６４は、ポリエチレンやウレタン等の多孔質体で形成された液体を吸収可能なロールで、シリコーンオイルを含浸しており、搬送ベルト２８にシリコーンオイルを塗布する。

ここで、シリコーンオイルは、水性の液体に対して不溶であり、また、表面張力が例えば２０．８[ｍＮ／ｍ]で、水性インクの表面張力（例えば３０［ｍＮ／ｍ］）、水の表面張力（例えば７０[ｍＮ／ｍ]）よりも低くなっている。

このため、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、記録ヘッド３２がインク滴を吐出する際に発生するミスト状のインクや結露による水等の水性液体Ｗが、搬送ベルト２８上に付着している場合には、この水性液体Ｗの上でシリコーンオイルが濡れ広がる。即ち、搬送ベルト２８上に水性液体Ｗを覆うシリコーンオイルの層（以下、塗布層という）Ｏが形成される。

シリコーンオイルは、体積抵抗率が例えば１０^１４Ω・ｃｍ以上と高抵抗で絶縁性が高い液体なので、塗布層Ｏは絶縁層として機能する。このため、水性液体Ｗが帯電ロール３６と搬送ベルト２８との間に介在しても、常時、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との接触部分が高抵抗となるので、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との間の電荷の移動は、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との間の微小なギャップの領域における放電によるものとなる。

これによって、搬送ベルト２８上の表面電位が、異常に上昇することを防止でき、以って、搬送ベルト２８と記録ヘッド３２との接触を防止しつつ、搬送ベルト２８の帯電量をより大きく、ＴＤをより狭くすることができる。従って、用紙Ｐへのインク滴の着弾精度をより向上させることができ、以って、画質をより向上させることができる。

ところで、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との間に用紙Ｐが介在する場合、帯電ロール３６と用紙Ｐとの間では、微小なギャップの領域における放電によって電荷の移動が行われ、用紙Ｐと搬送ベルト２８との間では、用紙Ｐと搬送ベルト２８との接触部において電荷の移動が行われるが、用紙Ｐと搬送ベルト２８との接触部での電荷の移動量と帯電ロール３６と用紙Ｐとの間の放電電荷量とは比例関係にある。

このため、図５（Ａ）に示すように、用紙Ｐと搬送ベルト２８との接触部が低抵抗になるほど、帯電ロール３６と用紙Ｐとの間の放電電荷量が増大し、異常帯電が発生し易くなる。しかし、図５（Ｂ）に示すように、本実施形態では、用紙Ｐと搬送ベルト２８との間に、高抵抗で絶縁性が高い塗布層Ｏが形成されているので、帯電ロール３６と用紙Ｐとの間の放電電荷量の増大を抑制でき、異常帯電の発生を防止できる。

また、用紙Ｐと搬送ベルト２８との電位差によって用紙Ｐと搬送ベルト２８との静電吸着力が発生するが、用紙Ｐから搬送ベルト２８への電荷の移動が抑制されていることによって、用紙Ｐと搬送ベルト２８との電位差をより長い間維持でき、用紙Ｐと搬送ベルト２８との静電吸着力をより長い間維持できる。

また、塗布ユニット６２を帯電ロール３６より搬送ベルト２８の回転方向上流側且つベルトクリーニングユニット４８より搬送ベルト２８の回転方向下流側に配設したので、オイル塗布ロール６４へのインクの付着を抑制できる。また、搬送ベルト２８が１周する間に、搬送ベルト２８上の塗布層Ｏがベルトクリーニングユニット４８によって除去され、オイル塗布ユニット６２によって新たに搬送ベルト２８上に塗布層Ｏが形成されるので、塗布層Ｏの厚みの管理が容易である。

なお、オイル塗布ロール６４は、駆動ロールとしても良い。この場合、オイル塗布ロール６４が搬送ベルト２８に対して滑ることを防止できる。また、シリコーンオイル等の体積抵抗率が高い液体（以下、高抵抗液体という）を塗布する手段としては、本実施形態のようなロールには限定されず、ウェブ等の他のものに変えても良い。

また、搬送ベルト２８は、ＰＥＴ、ＰＩ、ＰＡ、ＰＣ等の樹脂、又はＣＲ、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、ウレタンゴム等のゴム材料で形成され、表面抵抗値が１０^８〜１０^１３Ω・ｃｍ、体積抵抗率が１０^９〜１０^１４Ω・ｃｍのものを使用する。

また、帯電ロール３６は、アルミニウム、ステンレススチール等を材料とする棒状またはパイプ状の軸の外周面に、導電性付与材が分散された弾性層が形成され、体積抵抗率が１０^４〜１０^８Ω・ｃｍ程度に調整された直径１０〜２５ｍｍのロール等が使用可能である。

弾性層の材料は、ウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマー、エピクロルヒドリンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、ポリノルボーネンゴム等の樹脂材料が単独または２種以上の混合物として使用可能で、発泡ウレタン樹脂が望ましい。

また、弾性層の表面を厚さ５〜１００μｍの撥水性のスキン層で被覆しても良く、その場合には、高抵抗液体との相互作用や、インクミストの付着等による特性変化（体積抵抗率の変化等）を抑制できる。

また、高抵抗液体としては、上述したようにシリコーンオイルを使用し、インクは水性インクを使用する。ここで、高抵抗液体は、体積抵抗率が１０^１２Ω・ｃｍ以上の液体が好ましく、体積抵抗率が１０^１４Ω・ｃｍ以上の液体がより好ましいが、最低でもインクより体積抵抗率が高い液体である必要があり、さらには、体積抵抗率が搬送ベルト２８と同等以上である液体が望ましい。高抵抗液体の体積抵抗率をインクよりも高くすることで、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との間に水やインク等の水性の液体が介在する場合に、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との接触部、用紙Ｐと搬送ベルト２８との接触部における電気抵抗の低下を抑制できる。これによって、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との接触部における電荷の移動を抑制できるので、搬送ベルト２８の帯電電位の異常な上昇を抑制できる。また、用紙Ｐと搬送ベルト２８との接触部における電荷の移動を抑制できるので、帯電ロール３６から用紙Ｐへの放電による電荷の移動を抑制でき、用紙Ｐの帯電電位の異常な上昇を抑制できる。

また、高抵抗液体の体積抵抗率を搬送ベルト２８の体積抵抗率と同等以上にすることで、帯電ロール３６と搬送ベルト２８との接触部における電気抵抗が、常に、水やインク等の水性液体が介在しない時と同等以上になるので、より一層、搬送ベルト２８や用紙Ｐの帯電電位の異常な上昇を抑制できる。

また、高抵抗液体は、インクをはじく液体が適しており、水性インクに対しては、シリコーンオイルの他に、オレイン酸、リノール酸等の高級脂肪酸、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソデシル、マレイン酸ジブチル等の可塑剤、ｎ−デカノール、ジメチルブタノール等の非水溶性のアルコール類、フッ素オイル、鉱物オイル、植物オイル等の撥水性を有する液体が使用可能である。これらは単独で使用しても良いし、均一に混合し得るものであれば、複数種を混合して使用しても良い。また、油性インクに対しては、水等の撥油性が高い液体が使用可能である。

また、高抵抗液体の搬送ベルト２８への塗布を安定させるためには、高抵抗液体の動粘度を１０〜１０^５ｍｍ^２／ｓの範囲にすることが望ましく、５０〜１０^２ｍｍ^２／ｓの範囲にすることがより望ましい。

また、高抵抗液体の塗布厚が厚すぎると、用紙Ｐにオイルが浸透して用紙Ｐがインクをはじいたり、裏面に印字する際に画質劣化を引起したりする等、画質に悪影響を及ぼす可能性があり、逆に、高抵抗液体の塗布厚が薄すぎると、安定して塗布層Ｏを形成できなくなるので、高抵抗液体の塗布厚を適当な範囲に設定することが必要である。高抵抗液体の塗布厚の適当な範囲は、１ｎｍ〜２０μｍであるが、塗布層を安定して形成するためには１０ｎｍ以上が望ましく、また、用紙Ｐへの高抵抗液体の付着をより少なくするためには２μｍ以下が望ましい。

また、高抵抗液体の色は、用紙Ｐに付着した際の画質への影響を少なくするためには無色透明が望ましい。

また、高抵抗液体は常温にて不揮発性である必要がある。具体的には蒸気圧が２５℃で１３．３３Ｐａ以下である。また、高抵抗液体は、インク等の水性液体と相溶しない性質である必要がある。具体的には、インク等の水性液体に対する溶解度が常温（２５℃）で０．１ｗｔ％以下である。

また、高抵抗液体の表面張力は３０ｍＮ／ｍ以下が好ましく、２５ｍＮ／ｍ以下がより好ましいが、高抵抗液体は、搬送ベルト２８上で濡れ広がる必要があるので、下記（１）式の関係が必要である。但し、塗布層Ｏの表面張力をγ_０、搬送ベルト２８の臨界表面張力γ_ｂとする。なお、臨界表面張力とは、種々の液体の表面張力と固体表面の接触角θとの関係において、ｃｏｓθを１に補正したとき（すなわち液体の固体表面に対する接触角が０°となったとき）の表面張力をいう。一般に固体表面は、その表面が有する臨界表面張力よりも小さい表面張力を持つ液体によく濡れる。

γ_０＜γ_ｂ…（１）
また、高抵抗液体に撥水性を持たせるためには、下記（２）式の関係が必要となる。但し、インクＩの表面張力をγ_ｉとする。

γ_０＜γ_ｉ…（２）
これによって、高抵抗液体はインク上から搬送ベルト２８へ濡れ広がる。なお、本実施形態では、搬送ベルト２８を臨界表面張力γ_ｂが４３［ｍＮ／ｍ］、幅×周長×厚みが３６５ｍｍ×７６２ｍｍ×７５μｍ、体積抵抗率が５×１０^１３Ω・ｃｍ、カーボンを分散したポリイミド製のベルト、高抵抗液体を体積抵抗率が１０^１４Ω・ｃｍ、表面張力γ_０が２０.８［ｍＮ／ｍ］、動粘度が１００ｍｍ^２／ｓのシリコーンオイル、塗布層Ｏの厚みを０．０５μｍ、インクを体積抵抗率が１０^２Ω・ｃｍ、表面張力γ_ｉが３０［ｍＮ／ｍ］程度の水性顔料インク、帯電ロール３６への印加電圧をＤＣ＋１５００［Ｖ］、搬送ベルト２８と記録ヘッド３２のノズル面３２Ｎとの間隔（ＴＤ）ｄを１．５［ｍｍ］、搬送ベルト２８の記録ヘッド３２のノズル面３２Ｎと対向する面積Ｓを０．１［ｍ^２］とした。また、連続印刷時の用紙間の距離を４４ｍｍ、印字速度をＡ４サイズで９０枚／分、プロセス速度を１５インチ／秒とし、各色の記録ヘッド３２の全ノズルが１分毎に２００発のダミージェットを、用紙と用紙との間へ行うようにした。この状態で３０分間、連続で印字を行ったところ、一度もジャムが発生しなかった。

これに対して、シリコーンオイルの搬送ベルト２８への塗布を行わず、他の条件を本実施形態と同様にして印字を行ったところ、搬送ベルト２８の帯電電位が本実施形態の２倍となった。

以上のことから、本実施形態では、搬送ベルト２８と記録ヘッド３２のノズル面３２Ｎとの接触を防止しつつ、搬送ベルト２８の帯電量をより大きく、ＴＤをより狭くすることができるので、用紙Ｐへのインク滴の着弾精度をより向上させることができ、以って、画質をより向上させることができる。

また、搬送ベルト２８を記録ヘッド３２側の反対側へ付勢する力が不要となり、上述した特許文献３に記載の構成が不要となるので、搬送ベルト２８の周囲での放電の発生を抑制でき、電磁波障害を抑制できる。また、搬送ベルト２８の周囲での火花の発生を防止できるので、搬送ベルト２８の損傷を抑制でき、搬送ベルト２８の短命化を抑制できる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図６に示すように、記録ヘッドアレイ３０の上流側には、電源３８が接続された帯電ロール６６が配置されている。帯電ロール６６は、従動ロール２６との間で搬送ベルト２８及び用紙Ｐを挟みつつ従動し、用紙Ｐを搬送ベルト２８に押圧する。この際、接地された従動ロール２６との間に所定の電位差が生じるため、用紙Ｐに電荷を与えて用紙Ｐを搬送ベルト２８に静電吸着させることができる。

図７に示すように、帯電ロール６６は、アルミニウム、ステンレススチール等を材料とする棒状またはパイプ状の軸６６Ａの外周面に、導電性付与材が分散された弾性層６６Ｂが形成され、体積抵抗率が１０^３〜１０^１０Ω・ｃｍ程度に調整された直径１０〜２５ｍｍのロール等が使用可能である。

弾性層６６Ｂの材料は、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ＰＥ、ＰＣ、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ＰＩ、ＰＥＮ、ＰＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＶｄＦ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ等の樹脂、もしくは、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムにカーボンブラックや金属粉末、金属酸化物等の導電性の粉末や４級アンモニウム塩等のイオン導電材を混入したものが使用可能である。

また、弾性層６６Ｂの形成時に、気体混入法、発泡剤分解法、溶剤気散法、化学反応法等の公知技術により弾性層６６Ｂをスポンジ状に多孔質化することで、弾性層に適度な弾性と適度な液体吸収性を付与する。

また、体積抵抗率は、１０^２Ω・ｃｍ以下になると火花放電が発生し易く、１０^１１Ω・ｃｍ以上になるとドット状の帯電不良が発生し易くなるので、１０^３〜１０^１０Ω・ｃｍの範囲に調整する。

なお、電源３８から帯電ロール６６への印加電圧の抑制や、プロセススピードが１５０ｍｍ／ｓ以上の高速プリントを行う装置での電位変動の抑制を考慮すると、体積抵抗率は１０^４〜１０^８Ω・ｃｍの範囲に調整することが望ましい。

ここで、弾性層６６Ｂには、シリコーンオイルが含浸されている。このため、記録ヘッド３２がインク滴を吐出する際に発生するミスト状のインクや結露による水等の水性液体が、搬送ベルト２８と帯電ロール６６との間に介在している場合、搬送ベルト２８上の水性液体と弾性層６６Ｂとの間にシリコーンオイルの層が介在する。

シリコーンオイルは、体積抵抗率が例えば１０^１６Ω・ｃｍ以上と高抵抗で絶縁性が高い液体なので、シリコーンオイルの層は絶縁層として機能する。このため、第１実施形態と同様、水性液体が帯電ロール６６と搬送ベルト２８との間に介在しても、常時、帯電ロール６６と搬送ベルト２８との接触部分が高抵抗となるので、帯電ロール６６と搬送ベルト２８との間の電荷の移動は、帯電ロール６６と搬送ベルト２８との間の微小なギャップの領域における放電によるものとなる。

これによって、搬送ベルト２８上の表面電位が、異常に上昇することを防止でき、以って、搬送ベルト２８と記録ヘッド３２との接触を防止しつつ、搬送ベルト２８の帯電量をより大きく、ＴＤをより狭くすることができる。従って、用紙Ｐへのインク滴の着弾精度をより向上させることができ、以って、画質をより向上させることができる。

なお、搬送ベルト２８は、第１実施形態と同様のものが使用可能である。また、弾性層６６Ｂに含浸させる液体（以下、高抵抗液体という）としては、上述したようにシリコーンオイルを使用し、インクは水性顔料インクを使用する。

ここで、高抵抗液体、インク、搬送ベルト２８は、第１実施形態と同様のものが適用可能である。なお、本実施形態では、搬送ベルト２８を臨界表面張力γ_ｂが４３［ｍＮ／ｍ］、幅×周長×厚みが３６５ｍｍ×７６２ｍｍ×７５μｍ、体積抵抗率が５×１０^１３Ω・ｃｍ、カーボンを分散したＰＩ製のベルト、高抵抗液体を体積抵抗率が１０^１３Ω・ｃｍ、表面張力γ_０が２０.８［ｍＮ／ｍ］、動粘度が１００ｍｍ^２／ｓのシリコーンオイル、塗布層Ｏの厚みを０．０５μｍ、インクを体積抵抗率が１０^３Ω・ｃｍ、表面張力γ_ｉが３０［ｍＮ／ｍ］程度の水性顔料インク、帯電ロール３６への印加電圧をＤＣ＋１５００［Ｖ］、搬送ベルト２８と記録ヘッド３２のノズル面３２Ｎとの間隔（ＴＤ）ｄを１．５［ｍｍ］、搬送ベルト２８の記録ヘッド３２のノズル面３２Ｎと対向する面積Ｓを０．１［ｍ^２］とした。また、連続印刷時の用紙間の距離を４４ｍｍ、印字速度をＡ４サイズで９０枚／分、プロセス速度を１５インチ／秒とし、各色の記録ヘッド３２の全ノズルが１分毎に２００発のダミージェットを、用紙と用紙との間へ行うようにした。この状態で３０分間、連続で印字を行ったところ、一度もジャムが発生しなかった。

これに対して、シリコーンオイルを含浸しない帯電ロールを用い、他の条件を本実施形態と同様にして印字を行ったところ、搬送ベルト２８の帯電電位が本実施形態の２倍となった。

以上のことから、搬送ベルト２８と記録ヘッド３２のノズル面３２Ｎとの接触を防止しつつ、搬送ベルト２８の帯電量をより大きく、ＴＤをより狭くすることができるので、用紙Ｐへのインク滴の着弾精度をより向上させることができ、以って、画質をより向上させることができる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１、第２実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図８に示すように、記録ヘッドアレイ３０の上流側には、電源３８が接続された帯電ロール６８が配置されている。帯電ロール６８は、従動ロール２６との間で搬送ベルト２８及び用紙Ｐを挟みつつ従動し、用紙Ｐを搬送ベルト２８に押圧する。この際、接地された従動ロール２６との間に所定の電位差が生じるため、用紙Ｐに電荷を与えて用紙Ｐを搬送ベルト２８に静電吸着させることができる。

図９（Ａ）に示すように、帯電ロール６８は、アルミニウム、ステンレススチール等を材料とする棒状またはパイプ状の軸６８Ａの外周面に、導電性付与材が分散された弾性層６８Ｂが形成され、体積抵抗率が１０^３〜１０^１０Ω・ｃｍ程度に調整された直径１０〜２５ｍｍのロール等が使用可能である。

ここで、弾性層６８Ｂには多孔質化の処理が施されておらず、弾性層６８Ｃは中実で液体を含浸し難くなっている。このため、図８に示すように、オイル供給ユニット７０によって帯電ロール６８の表面にシリコーンオイルを供給することで、帯電ロール６８と搬送ベルト２８との間に絶縁層を介在させている。

このオイル供給ユニット７０は、シリコーンオイルを収容したケース７２と、ケース７２に回転可能に支持された第１ロール７４、第２ロール７６と、ケース７２に支持された吸上げ部材７８、規制ブレード８０とを備えている。第１ロール７４、第２ロール７６は、帯電ロール６８と平行に配列され、第２ロール７６が帯電ロール６８の表面に当接し、第１ロール７４と第２ロール７６とが当接している。

また、吸上げ部材７８は、ケース７２の底部から第１ロール７６の上方まで延びたフェルト材等の吸液性が高い部材で、下側の端部がケース７２内のシリコーンオイルに浸漬され、上側の端部は鉤状に屈折して第１ロール７４の上面に向けられている。また、吸上げ部材７８は、第１ロール７４の軸方向一端側から他端側まで延びている。このため、ケース７２内のシリコーンオイルが、吸上げ部材７８によって吸い上げられ、第１ロール７４の上面の軸方向の全域に滴下する。

また、規制ブレード８０は、第１ロール７４の軸方向に沿って延びる板材で、第１ロール７４の軸方向の全域に当接している。ここで、規制ブレード８０は、吸上げ部材７８からシリコーンオイルが滴下する位置よりも第１ロール７４の回転方向下流側且つ第２ロール７６との当接部よりも第１ロール７４の回転方向上流側に配設されている。このため、吸上げ部材７８から第１ロール７４に滴下したシリコーンオイルが規制ブレード８０によって延伸され、第１ロール７４上のシリコーンオイルが所定の厚みになる。

そして、所定の厚みになったシリコーンオイルが、第１ロール７４から第２ロール７６へ転写され、第２ロール７６から帯電ロール６８へ転写されることで、帯電ロール６８上に所定の厚みのシリコーンオイルの層が形成される。

なお、帯電ロール６８にシリコーンオイル等の高抵抗液体を供給する構成は、本実施形態のような構成には限定されず、図１０（Ａ）に示すように、高抵抗液体を含浸するロール８２を帯電ロール６８に当接させた構成でも良いし、図１０（Ｂ）に示すように、高抵抗な液体を含浸するウェブ８４を帯電ロールに当接させた構成でも良い。

また、本実施形態では、帯電ロール６８の弾性層６８Ｂを中実としたが、図９（Ｂ）に示すように、表面にスキン層６８Ｃが存在する弾性層６８Ｂも、中実の弾性層６８Ｂと同様、液体を含浸し表面から滲み出させることができないので、弾性層６８Ｂの表面に高抵抗液体を塗布する本実施形態の構成が適している。

また、帯電ロール６８から搬送ベルト２８に転写されるシリコーンオイルの層厚は、帯電ロール６８、第１ロール７４、第２ロール７６、規制ブレード８０の材質や当接圧等を変えることで、調整可能であり、１ｎｍ〜２０μｍが望ましく、１０ｎｍ〜２μｍがより望ましい。なお、搬送ベルト２８上のシリコーンオイルの層が厚くなり過ぎると、用紙Ｐに付着する量が多くなり、インク滴の用紙Ｐへの定着不良や、印字後の用紙Ｐに付箋紙を貼り付けできない等の種々の問題が発生する。一方、搬送ベルト２８上のシリコーンオイルの層が薄くなり過ぎると、帯電異常を防止するという効果を発揮することができなくなる。

ここで、本実施形態では、帯電ロール６８と搬送ベルト２８とで用紙Ｐを挟んで帯電を行うので、帯電ロール６８から用紙Ｐにシリコーンオイルが塗布される。用紙Ｐの種類にもよるが、一般的に、帯電ロール６８から用紙Ｐに塗布されるシリコーンオイルの量は、帯電ロール６８から搬送ベルト２８に塗布されるシリコーンオイルの量よりも多くなるので、帯電ロール６８から搬送ベルト２８に転写されるシリコーンオイルの層厚の上限を、上記の２０μｍ、２μｍの１／２に調整するのが望ましい。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、第１乃至第３実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図１１に示すように、交流の電源８６が接続された帯電ロール６６が、用紙Ｐの搬送経路の下側で、搬送ベルト２８の従動ロール２６に巻き掛けられた部分に当接している。この帯電ロール６６には、電源８６からＡＣ±２０００Ｖ、周波数５０Ｈｚの正弦波が印加され、搬送ベルト２８に、７．６２ｍｍを１周期として正負に交番する電界が形成される。そして、交番電界が形成された搬送ベルト２８上に用紙Ｐが搬送され、この交番電界によって用紙Ｐが搬送ベルト２８に静電吸着される。

なお、高抵抗液体、インク、装置の機能、搬送ベルト２８等の条件を第２実施形態と同様にして３０分間、連続で印字を行ったところ、一度もジャムが発生しなかった。これに対して、シリコーンオイルを含浸しない帯電ロールを用い、他の条件を本実施形態と同様にして印字を行ったところ、搬送ベルト２８の帯電電位の正負のピーク値が本実施形態の２倍となった。

以上のことから、搬送ベルト２８と記録ヘッド３２のノズル面３２Ｎとの接触を防止しつつ、搬送ベルト２８の帯電量をより大きく、ＴＤをより狭くすることができるので、用紙Ｐへのインク滴の着弾精度をより向上させることができ、以って、画質をより向上させることができる。

次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、第１乃至第４実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。

図１２に示すように、電源３８が接続された帯電ロール６６が、用紙Ｐの搬送経路の下側で、搬送ベルト２８の従動ロール２６に巻き掛けられた部分に当接している。この帯電ロール６６には、電源８６からＤＣ＋１５００Ｖの電圧が印加される。

また、記録ヘッドアレイ３０の上流側には、接地された押圧ロール８８が配置されている。押圧ロール８８は、従動ロール２６との間で搬送ベルト２８及び用紙Ｐを挟みつつ従動し、用紙Ｐを搬送ベルト２８に押圧する。この際、用紙Ｐの表面に搬送ベルト２８の表面の電荷とは逆極性の電荷が付与されることで、用紙Ｐが搬送ベルト２８に静電吸着される。

なお、高抵抗液体、インク、装置の機能、搬送ベルト２８等の条件を第２実施形態と同様にして３０分間、連続で印字を行ったところ、一度もジャムが発生しなかった。これに対して、シリコーンオイルを含浸しない帯電ロールを用い、他の条件を本実施形態と同様にして印字を行ったところ、搬送ベルト２８の帯電電位が本実施形態の２倍となった。

以上のことから、搬送ベルト２８と記録ヘッド３２のノズル面３２Ｎとの接触を防止しつつ、搬送ベルト２８の帯電量をより大きく、ＴＤをより狭くすることができるので、用紙Ｐへのインク滴の着弾精度をより向上させることができ、以って、画質をより向上させることができる。

なお、第１乃至第５実施形態では、インクジェット記録装置を例に取って本発明を説明したが、本発明は、インクジェット記録装置に限らず、高分子フィルム上に着色インクを吐出して行うディスプレイ用のカラーフィルターの作製、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行うＥＬディスプレイパネルの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴吐出装置一般に対して、適用可能である。

また、本発明の液滴吐出装置において画像記録の対象となる「記録媒体」には、液滴吐出ヘッドが液滴を吐出する対象物であれば広く含まれる。したがって、記録媒体には、記録用紙やＯＨＰシートなどが含まれるのはもちろんであるが、これら以外にも、たとえば、高分子フィルムなどが含まれる。

さらに、第１乃至第５実施形態では、用紙Ｐの幅よりも短尺のインクジェット記録ヘッドを用紙Ｐの幅方向に複数配列してユニット化した構成を例に取って本発明を説明したが、これに限らず、例えば、用紙Ｐの幅よりも短尺のインクジェット記録ヘッドを用紙Ｐの幅方向に移動させる構成等にも本発明を適用可能である。

本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置の概略を示す側面図である。 本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置の概略を示す側面図である。 本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置の印字部の概略を示す側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置に備えられた帯電ロールと搬送ベルトを拡大して示す断面図である。 本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置に備えられた帯電ロールユニットの第１実施例を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態のインクジェット記録装置の印字部の概略を示す側面図である。 本発明の第２実施形態のインクジェット記録装置に備えられた帯電ロールと搬送ベルトを拡大して示す断面図である。 本発明の第３実施形態のインクジェット記録装置の印字部の概略を示す側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２実施形態のインクジェット記録装置に備えられた帯電ロールと搬送ベルトを拡大して示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２実施形態のインクジェット記録装置に備えられたオイル塗布ユニットの変形例を示す断面図である。 本発明の第４実施形態のインクジェット記録装置の印字部の概略を示す側面図である。 本発明の第５実施形態のインクジェット記録装置の印字部の概略を示す側面図である。 従来のインクジェット記録装置における記録ヘッドと搬送ベルトとを模式的に示す側面図である。 従来のインクジェット記録装置における帯電ロールと搬送ベルトとの間の放電の様子を模式的に示す側面図である。 従来のインクジェット記録装置における帯電ロールに印加する電圧と搬送ベルト上の表面電位との関係を示すグラフである。

符号の説明

１２ インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
２８ 搬送ベルト（搬送部材）
３２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
３６ 帯電ロール（帯電手段）
４８ ベルトクリーニングユニット（清掃手段）
６４ オイル塗布ロール（塗布手段）
６６ 帯電ロール（帯電手段）
６８ 帯電ロール（帯電手段）
７０ オイル供給ユニット（供給手段）
８２ ロール（供給手段）
８４ ウェブ（供給手段）
Ｐ 用紙（記録媒体）

Claims (13)

1. 液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
   記録媒体を保持し記録媒体を前記液滴吐出ヘッドに対向させて搬送する搬送部材と、
   前記搬送部材及び前記搬送部材上の記録媒体の少なくとも一方を帯電して記録媒体を前記搬送部材に静電吸着させる帯電手段と、を備える液滴吐出装置であって、
   前記帯電手段と前記搬送部材との間に、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液体よりも体積抵抗率が高い高抵抗液体を介在させることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記高抵抗液体を前記搬送部材に塗布する塗布手段を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記搬送部材を清掃する清掃手段を有することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記搬送部材が、記録媒体を保持して回転する回転体であり、
   前記塗布手段が、前記帯電手段より前記搬送部材の回転方向上流側且つ前記清掃手段より前記搬送部材の回転方向下流側に配設されたことを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記帯電手段が、前記搬送部材に接触して前記記録媒体を帯電すると共に前記搬送部材に前記高抵抗液体を塗布する帯電ロールであることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
6. 前記帯電ロールが、液体を吸収可能な部材で形成され、前記高抵抗液体を含浸していることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。
7. 前記帯電ロールの表面に前記高抵抗液体を供給する供給手段を有することを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。
8. 前記高抵抗液体の体積抵抗率が、前記搬送部材の体積抵抗率と同等以上であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
9. 前記高抵抗液体が、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液体に対して不溶であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
10. 前記高抵抗液体が、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液体をはじく性質を有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
11. 前記高抵抗液体の表面張力γ_０、前記搬送部材の臨界表面張力γ_ｂ、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液体の表面張力γ_ｉが下記（１）、（２）式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
    γ_０＜γ_ｂ…（１）
    γ_０＜γ_ｉ…（２）
12. 前記液滴吐出ヘッドから吐出される液体が水性インク、前記高抵抗液体が前記水性インクをはじく性質を有する液体であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
13. 前記搬送部材が、無端状のベルトであることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の液滴吐出装置。

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