画像形成装置及び画像形成方法
【課題】光硬化型のインクを用いた画像形成装置において、インク硬化時に発生する記録材収縮の影響を抑え、良好な画像を形成する。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、記録材に付着した光硬化型のインクを、光を照射することで硬化させる光照射部と、画像形成ヘッドによってインクが吐出される前の位置で記録材を張架する第１のローラーと、画像形成ヘッドによってインクが吐出された後の位置で記録材を張架する第２のローラーと、光照射部にて光が照射された後の位置で記録材を張架する第３のローラーを有するとともに、連続した記録材を搬送する搬送部と、を備え、光照射部は、第２のローラーと第３のローラーによって張架される記録材に光を照射することを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る画像形成装置は、記録材に付着した光硬化型のインクを、光を照射することで硬化させる光照射部と、画像形成ヘッドによってインクが吐出される前の位置で記録材を張架する第１のローラーと、画像形成ヘッドによってインクが吐出された後の位置で記録材を張架する第２のローラーと、光照射部にて光が照射された後の位置で記録材を張架する第３のローラーを有するとともに、連続した記録材を搬送する搬送部と、を備え、光照射部は、第２のローラーと第３のローラーによって張架される記録材に光を照射することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺のロール紙等の記録材に対し、画像形成部にて画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピューターの出力装置として、複数色のインクを画像形成ヘッドから吐出し、印刷用紙などの記録材上に画像を形成するタイプのカラーインクジェットプリンターが普及している。最近では、複数の画像形成ヘッドを用いてロール紙などの記録材に印刷する比較的大型のカラージェットインクプリンターも実現されている。
【０００３】
このようなプリンターについて特許文献１には、ＵＶインクを用いたインクジェットプリンターについて検討が行われている。また、特許文献２にはウェブの搬送速度の変動による着弾位置ずれを解消するためにエンコーダーでウェブの搬送速度を測定し、吐出タイミングの制御が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３６６９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５８８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、特許文献１に開示されるようなＵＶ（紫外線硬化型）インクを使用するプリンターにおいて、紫外線が照射されたＵＶインクの効果によって生じる記録材の収縮が、画像形成に及ぼす問題について新たに着目したものである。図１は、プリンターにおいて印刷の対象とされる紙などの記録材Ｓの上に塗布されたＵＶインク（光硬化型インク）に対して、紫外線を照射することで定着を行うときの様子を示した模式図である。
【０００６】
図１（ａ）は、定着前の様子であって、記録材Ｓ上に硬化前のＵＶインクが塗布された状態が示されている。プリンターにおける定着処理では、図１（ｂ）に示されるように、記録材Ｓ上のＵＶインクに紫外線を照射することで、ＵＶインクを記録材Ｓで硬化させ定着させる。ＵＶインクは硬化する際、その体積が小さくなる収縮Ａが生じる。記録材Ｓの収縮は、このＵＶインクの収縮Ａに応じてＵＶインクが付着する記録材Ｓに対しても収縮Ｂが生じることが原因の一つとして考えられる。また、ＵＶインクが紫外線を照射されて硬化する時に発生する反応熱によって、記録材Ｓに収縮が発生することも原因の一つとして考えられる。
【０００７】
特許文献１のように連続して搬送される記録材Ｓに対して、ＵＶインクを吐出した後、紫外線を照射してＵＶインクを硬化させる場合、このようなＵＶインクの収縮や反応熱に伴う記録材Ｓの収縮が問題となる。すなわち、ＵＶインクの収縮や反応熱によって引き起こされた記録材Ｓの収縮が、ＵＶインクを吐出している画像形成面にも伝播することで、吐出するＵＶインクの着弾位置にずれが生じ、形成する画像の品質を劣化させてしまう。
【０００８】
単色のＵＶインクで画像を形成するような、記録材Ｓに塗布するＵＶインク量が少ない場合であれば、記録材Ｓの収縮も少なく画像の劣化に対する問題とならない場合もあるが、現在、複数色のＵＶインクで画像形成を行うことが多く、また、下地としての白色インク上に複数色のＵＶインクを塗布することで画像品質を向上させることも行われている。
このように、記録材Ｓに塗布されるＵＶインクは、複数色あるいは多層で形成されることで量は多くなっており、前述した記録材Ｓの収縮に対する問題も無視できなくなってきている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、記録材に光硬化型のインクを吐出することで画像を形成する少なくとも１つの画像形成ヘッドと、記録材に付着した光硬化型のインクを、光を照射することで硬化させる光照射部と、前記画像形成ヘッドによってインクが吐出される前の位置で記録材を張架する第１のローラーと、前記画像形成ヘッドによってインクが吐出された後の位置で記録材を張架する第２のローラーと、前記光照射部にて光が照射された後の位置で記録材を張架する第３のローラーを有するとともに、連続した記録材を搬送する搬送部と、を備え、前記光照射部は、前記第２のローラーと前記第３のローラーによって張架される記録材に光を照射することを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明に係る画像形成装置は、前記第２のローラーの回転量を検出する回転量検出部と、前記回転量検出部にて検出された回転量に基づいて、前記画像形成ヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明に係る画像形成装置において、前記第２のローラーは、従動ローラーであることを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明に係る画像形成装置において、前記２のローラーは、摩擦係数が大きくなるように表面処理された金属ローラーであることを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明に係る画像形成装置において、前記第１のローラーと前記第２のローラーが張架する記録材と、前記第２のローラーと前記第３のローラーが張架する記録材がなす角度は鋭角であることを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明に係る画像形成装置において、前記第１のローラーは、定位置制御もしくは定速制御される駆動ローラーであることを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明に係る画像形成装置において、前記第３のローラーは、トルク制御されるテンションローラーであることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明に係る画像形成方法は、連続する記録材上に光硬化型のインクで画像を形成する画像形成方法であって、第１から第３のローラーで記録材を搬送すると共に、前記第１のローラーと前記第２のローラーで張架される記録材上に光硬化型のインクを吐出し、インクが付着した記録材を前記第２のローラーと第３のローラーで張架するとともに、光を照射してインクを硬化させることを特徴とする。
【００１７】
以上、本発明の画像形成装置および画像形成方法によれば、光硬化型インクを使用するとともに、記録材を連続して搬送しつつ画像形成ヘッドにて画像形成を行う画像形成装置において、第２のローラーにて記録材を張架することで、インクが吐出される記録材の記録面と光が照射される記録材の定着面とを分離し、光硬化型インクの収縮や反応熱に伴って発生する記録材の収縮が、画像形成ヘッドで形成する画像に対する影響を抑え、形成する画像の品質の向上を図ることが可能となる。
【００１８】
さらに、第２のローラーの回転量で画像形成ヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御することで、実際の記録材の搬送位置に応じた、的確な画像形成を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】定着時における光硬化型インクの収縮を説明する図
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御構成を示す図
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置の記録材搬送部の制御構成を示す図
【図５】本発明の実施形態に係るエッジセンサーの構成を示す図
【図６】本発明の実施形態に係る蛇行補正部の構成、動作を示す図
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成部の構成を示す斜視図
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の制御構成を示す図
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成部の記録面、定着面を説明する図
【図１０】本発明の実施形態に係るロータリーエンコーダーの構成を示す図
【図１１】本発明の実施形態に係る吸着部の制御構成を示す断面図
【図１２】本発明の実施形態に係る吸着部の構成を示す断面図
【図１３】本発明の実施形態に係るパンチメタルの構成を示す図
【図１４】本発明の実施形態に係るプレートの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。本実施形態に係る画像形成装置は、光硬化型のインクを使用する画像形成装置であって、画像形成ヘッド１１から記録材Ｓ上にインクを吐出した後、光を照射することで記録材Ｓに定着させる工程を取る形態となっている。なお、本実施形態では使用する光には紫外線を利用している。
【００２１】
図２は、画像形成装置を側面から見た図となっており、図に示すように記録材Ｓが送られる方向をＺ方向、記録材Ｓの幅方向をＸ方向とする。この画像形成装置は、主な構成として記録材Ｓに対して像を形成（印刷）する各色画像形成ヘッド１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、記録材Ｓを搬送する各種ローラーなどで構成された搬送部を含んで構成されている。なお、記録材Ｓとしては、紙、ラベル紙、布の他、プラスチックフィルム等が使用可能である。
【００２２】
本実施形態の搬送部は、記録材ロールＳａに巻き取られた記録材Ｓを画像形成ヘッド１１側に搬送する繰り出し機４０、画像形成ヘッド１１で形成された画像を巻き取って回収する巻き取り機５０、記録材Ｓの幅方向の搬送ずれを補正するための蛇行補正部２０、繰り出し機４０から送り出される記録材Ｓのたるみを防止するためのダンサーローラー３１、巻き取り機５０側での記録材Ｓのたるみを防止するためのダンサーローラー３５などを有して構成される。
【００２３】
繰り出し機４０から送り出された記録材Ｓは、各種ローラーを通過し、画像形成ヘッド１１から吐出されたインクが乗せられた後、ＵＶ照射器１２（光照射部）にて紫外線が照射され記録材Ｓ上に定着された後、巻き取り部５０に回収される。
【００２４】
搬送部による記録材Ｓの搬送、すなわち、画像形成ヘッド１１の下面を通過する記録材Ｓの搬送には、一定の速度で搬送される連続搬送の形態を採用している。この形態に限らず、搬送と停止を繰り返し、停止時に画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋにて記録材上に像を形成する間欠搬送の形態としてもよい。
【００２５】
蛇行補正部２０は、記録材Ｓの幅方向（Ｘ方向）、具体的には、記録材Ｓの搬送方向と直交もしくは略直交する方向についての位置ずれを補正する機構であって、前部ローラー２１、後部ローラー２２の組が回転することで、搬送される記録材Ｓを幅方向に移動させ
、画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋにて記録材Ｓに印刷される像を適正な位置に修正する。その詳細な構成と制御については後で詳しく説明する。
【００２６】
駆動ローラー１３、カウンターローラー１４、従動ローラー１５は、画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋにて像が形成される記録面を形成するローラーであって、これらローラーの間で記録材Ｓを張架することで記録面を形成している。なお、本実施形態では、画像形成ヘッド１１の上流側に位置する駆動ローラー１３の駆動にて、記録材Ｓの搬送速度が制御されている。そのため、駆動ローラー１３の駆動には、位置制御あるいは定速制御が可能なステッピング・モーターなどが用いられる。
【００２７】
さらに、駆動ローラー１３と従動ローラー１５で形成された記録面の下方には、記録材Ｓを画像形成ヘッド１１とは逆方向に引きつける吸着部１６が設けられている。本実施形態では空気吸引タイプの吸着部１６を用いることとしているが、この他、静電吸着タイプのものを利用することとしてもよい。また、吸着部１６において記録材Ｓが通過する面は、平板（プラテン）形状以外に、画像形成ヘッド１１に向けて弧を描く形状など各種形状を採用することができる。
【００２８】
ＵＶ照射器１２は、記録材Ｓに吐出された紫外線硬化型のインクに対して紫外線を照射して硬化させるための装置である。ＵＶ照射器１２の光源としては、例えば、紫外線を発生するＵＶ−ＬＥＤ（Ultra Violet Light Emitting Diode）などによって構成される。
光源としては他にメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等が利用可能である。
【００２９】
図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御構成を示す図である。制御構成において、中央制御部１１０は、たとえば、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３からなり、ＲＯＭ１１２に記録された処理プログラムをＲＡＭ１１３に展開してＣＰＵ１１１によりこの処理プログラムを実行するようになっている。また、インターフェイス１０５は、画像形成装置６０の中央制御部１１０とコンピューター７０を接続するために設けられたインターフェイスである。
【００３０】
この中央制御部１１０は処理プログラムに従い、画像形成制御部１４０、記録材搬送系制御部１７０としての走行制御部１５０、吸着制御部１６０を制御する。また、中央制御部１１０は、ユーザーにより各種設定が入力される入力操作部１２０、外部環境としての温度や湿度などを検出する各種センサーを備えた環境検出部１３０、そして、記録材Ｓの搬送状況を検出する搬送状況検出部１８０から受け取る各種情報に基づいて、各種制御部の制御を行う。
【００３１】
図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の記録材搬送部の制御構成を示す図である。走行制御部１５０は、記録材Ｓの搬送に関わる各種駆動系を制御する制御部であって、本実施形態では、駆動ローラー１３、４３ａ、５３ａ、テンションローラー３２ａ、３３ａ、巻き取り軸５１に設けられた駆動手段としてのモーターなどを回転駆動させることで記録材Ｓの搬送を実行する。各駆動ローラーに対向して位置するカウンターローラー１４、３２ｂ、３３ｂ、４３ｂ、５３ｂには、対応する駆動ローラーの駆動力を伝達できるようゴムローラーなどの弾性ローラーが採用されている。
【００３２】
また、巻き出し軸部４１には、回転抑止手段としてのパウダーブレーキ４１１が設けられており、記録材Ｓを搬送方向とは逆に引き戻す力を付与することで、記録材Ｓに張力を持たせている。
【００３３】
ダンサーローラー３１は、上下に稼働可能とされており繰り出し機４０から繰り出され
た記録材Ｓに一定の荷重を与える。この駆動ローラー４３ａは、ダンサーローラー位置検出部３１１にて検出されるダンサーローラー３１の上下位置に基づいて駆動され、第１ローラー４３ａとテンションローラー３２ａ間の記録材Ｓの長さ（バッファー量）を所定範囲の長さに保っている。このように本実施形態ではダンサーローラー３１により、記録材Ｓにバッファー量を持たせることで、各種走行系の誤差などで生じる記録材Ｓのたるみを吸収し、記録材Ｓの走行特性を良好なものとすることが可能となっている。なお、巻き取り機５０側にも同様のダンサーローラー３５、ダンサーローラー位置検出部３５１、駆動ローラー５３ａが設けられており、繰り出し機５０側と同様の搬送制御が実行される。
【００３４】
また、本実施形態では、記録材Ｓの幅方向の搬送ずれを補正するため、蛇行補正部２０が設けられている。本実施形態では、画像形成ヘッド１１の配設位置、すなわち、記録材Ｓに対して画像を形成する際の位置ずれが特に問題となる。そのため、駆動ローラー１３と従動ローラー１５で張架された部分（記録面）に、２つのエッジセンサー１７Ａ、１７Ｂを設け、記録材Ｓの端部位置を検出することとしている。エッジセンサー１７Ａ、１７Ｂで検出された記録材Ｓの端面（エッジ）の位置は、走行制御部１５０に入力され、蛇行補正部２０における補正量の算出に用いられる。
【００３５】
図５は、本発明の実施形態に係る第１（第２）エッジセンサー１７Ａ（Ｂ）の構成を示す図である。これらエッジセンサー１７は、搬送される記録材Ｓの端面の位置Ｅを検知するためのセンサーであって、本実施形態では光学方式が採用されている。どちらのセンサー１７Ａ、１７Ｂもその構成は同様であって、支持部材１７１、発光部１７２、受光部１７３を有して構成されている。発光部１７２、受光部１７３は、支持部材１７１上に対向して配設されている。発光部１７２と受光部１７３が向かい合う間を記録材Ｓの端面の位置Ｅが通過することとしている。発光部１７２から発せられる光は、その間を通過する記録材Ｓにて一部が遮蔽され、受光部１７３における受光量にて記録材端面の位置Ｅがどこに位置するかを検知することが可能となる。なお、光を用いて検知する発光部１７２、受光部１７３を用いたセンサーに代え、音波（超音波）を用いた発振部、受信部を用いたセンサーを使用することとしてもよい。あるいは、記録材端面の位置Ｅに軽く触れる接触子を用いた機械式センサーを用いることとしてもよい。
【００３６】
本実施形態では、このような仕組みで記録材Ｓの端面の位置Ｅの位置を検出する第１エッジセンサー１７Ａ、第２エッジセンサー１７Ｂから出力される端面の位置の情報に基づいて蛇行補正部２０を制御し、記録材Ｓの幅方向における位置ずれを抑制することとしている。
【００３７】
図６は、本発明の実施形態に係る蛇行補正部２０の構成、動作を示した図である。この図は、図２に示す画像形成装置において矢印Ｈで示す側から眺めたときの模式図となっている。この図では分かり易く説明するため、記録材Ｓの搬送の様子については実際の見た目と異なったものとなっている。図２で説明したように蛇行補正部２０は、前部ローラー２１と後部ローラー２２を有して構成される。これらローラー２１、２２は回転可能に支持され、巻き掛けられた記録材Ｓを図に示す搬送方向に搬送する（図では下方向）。
【００３８】
蛇行補正部２０は、この他、回動軸２１２、２２２、フレーム２３、回動軸支持部２１１、２２１を備えている。前部ローラー２１は、両端に回動軸２１２を備えておりフレーム２３上に回動軸支持部２１１にて回動可能に固定されている。後部ローラー２２も同様に、両端に備えた回動軸２２２を、回動軸支持部２２１にてフレーム２３上に回動可能に固定されている。各ローラー２１、２２の他端も同様にフレーム２３上に回転可能に固定される。一方、フレーム２３には、回転支点２３１が設けられ、ここを回転中心として回転可能に構成されている。このように同じフレーム２３上に配設された前部ローラー２１と後部ローラー２２は、フレーム２３が回転することで同方向に回転することとなる。図
示しない蛇行補正アクチュエーターにてフレーム２３を回転制御することで記録材Ｓの蛇行補正が実行される。
【００３９】
図６（ｂ）は、蛇行補正時の様子を示した図であって、フレーム２３が時計回りに回転したときの様子が示されている。図６（ａ）のときの記録材Ｓの端面を一点鎖線Ａで補助的に示しているが、フレーム２３の回転に伴って記録材が実線Ｂのように左方向に移動することが分かる。本実施形態では、前述した第１エッジセンサー１７Ａと第２エッジセンサー１７Ｂ、２つのセンサーが出力する端面の位置の情報に基づいてフレーム２３を回転させて、記録材Ｓの搬送位置を適正位置に調整することとしている。
【００４０】
次に、本発明において画像形成を行う画像形成部の実施形態について説明する。図７は、本発明の実施形態に係る画像形成部の構成を示す斜視図であり、図８は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の制御構成を示す図であり、図９は、本発明の実施形態に係る画像形成部の記録面、定着面を説明する図である。
【００４１】
図７に示されるように、本発明の実施形態に係る画像形成装置は、紫外線硬化型のインクを吐出する複数の画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋを備えて構成されている。これら４つの画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋは、それぞれ、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色インクを記録材Ｓ上に吐出して像を形成する。本実施形態では、記録材Ｓの全域を印刷可能なように幅方向全域にわたって、各画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋが並設されている。各画像形成ヘッド１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの順でインクが吐出されることで最終的な画像が形成され、ＵＶ照射器１２による定着の後、巻き取り機５０で回収される。
【００４２】
駆動ローラー１３とカウンターローラー１４で挟持された記録材Ｓは、駆動ローラー１３の回転により搬送される。画像形成ヘッド１１の下流には、駆動系を有さずベアリングなどで滑らかに回転可能な従動ローラー１５が設けられている。駆動ローラー１３と従動ローラー１５にて張架された記録材Ｓの部分（記録面）が、吸着部１６により吸着されつつ搬送され、画像形成ヘッド１１から吐出される各色インクにて像が形成される。
【００４３】
記録材Ｓ上に吐出されたインクは、従動ローラー１５を経てＵＶ照射器１２で定着されることとなるが、従動ローラー１５は、画像形成ヘッド１１にてインクが吐出される記録面と、ＵＶ照射機１２にて紫外線が照射される定着面を分離する機能を有している。従動ローラー１５で、記録材Ｓの記録面と定着面を分離することで、紫外線照射時におけるインクの収縮や反応熱の影響やインク反応熱の影響によって生ずる記録材Ｓの収縮が、記録面に及ぶことを抑制している。
【００４４】
図９には、本発明の実施形態に係る画像形成部について、画像形成ヘッド１１からインクが吐出される記録面、ＵＶ照射器１２から紫外線が照射される定着面が示されている。図に示されるように駆動ローラー１３（第１のローラー）と従動ローラー１５（第２のローラー）で張架される記録材Ｓの領域が記録面、従動ローラー１５（第２のローラー）とテンションローラー３３ａ（第３のローラー）で張架される記録材Ｓの領域が定着面となる。この図に示されるように本実施形態では、記録面と定着面を従動ローラー１５（第２のローラー）で分離したことで、定着時における紫外線インクの収縮や反応熱によって生じる記録材Ｓの収縮が記録面に影響を及ぼすことを抑制し、記録面における画像形成の品質の向上が図られている。
【００４５】
従動ローラー１５は、定着前のインクを乗せた状態の記録材Ｓを搬送するため他のローラーのようにカウンターローラー１４が設けられておらず、記録材Ｓ上のインクを乱すことなく搬送が行われる。さらに、この従動ローラー１５は、記録材Ｓの搬送量を検出する
ために用いられる搬送状況検出部としても機能することとなり、記録材Ｓと追従して回転することが好ましい。そのため、従動ローラー１５は、金属ローラーであって、その表面に摩擦係数が高くなるような表面加工が施されたものが使用される。
【００４６】
このように従動ローラー１５は、記録材Ｓの搬送に追従して回転することが理想であって、十分に記録材Ｓと接触させる、すなわち、巻き掛け量を大きく取ることが好ましい。一方で、記録材Ｓの巻き掛け量を大きく取ると、記録材Ｓに付着した定着前のインクが流れてしまい、形成する画像を乱す可能性がある。そのため、本実施形態では、駆動ローラー１３と従動ローラー１５が張架する記録面を水平あるいは略水平方向に保つとともに、従動ローラー１５とテンションローラー３３ａが張架する定着面が、記録材の搬送方向についてなす角度αを鋭角に設定することで、従動ローラー１５を記録材Ｓに追従させるとともに、定着前のインクが流れることを抑制している。
【００４７】
このように、本実施形態では記録面と定着面が従動ローラー１５（第２のローラー）にて分離されているため、定着面での記録材Ｓの収縮が記録面に及ぼす影響を抑えることが可能となっている。
【００４８】
図８は、本発明の実施形態に係る画像形成部の制御構成を示す図である。前述したように本実施形態の従動ローラー１５は、記録材Ｓの搬送量を検知する搬送状況検出部としても機能している。画像形成制御部１４０では、この従動ローラー１５に接続されたロータリーエンコーダー１８の出力に基づいて、各画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋのインク吐出タイミング（画像形成タイミング）を制御している。本実施形態では、記録材Ｓの搬送速度は、画像形成ヘッド１１の上流に位置する駆動ローラー１３にて制御されることとなるが、駆動系にて挟持された記録材Ｓは滑りが生じる場合があり、駆動ローラー１３に伝達した速度がそのまま記録材Ｓの搬送速度とならない場合がある。そのため、本実施形態では、従動ローラー１５にて搬送速度を検知することとしている。
【００４９】
では、本実施形態で用いる搬送状況検出部１８０の構成要素の１つとなるロータリーエンコーダー１８（本発明における「回転量検知部」）について説明する。図１０はロータリーエンコーダー１８を説明するための図である。ロータリーエンコーダー１８は、所定の間隔毎に設けられた多数のスリットを有する回転円板１８１と、検出部１８２とを有する。回転円板１８１は、従動ローラー１５の回転軸１５２に固定されており、従動ローラー１５の回転に応じて回転する。検出部１８２は、画像形成装置６０のフレームなどに固定されている。
【００５０】
ロータリーエンコーダー１８は、回転円板１８１の周囲に設けられたスリットが検出部１８２を通過する毎に、パルス信号ＥＮＣを中央制御部１１０に出力する。エンコーダー１８３は、このパルス信号ＥＮＣに基づいて、従動ローラー１５の回転角、及び、回転速度を把握することで、記録材Ｓの搬送状況（搬送速度、搬送位置）を把握することができるようになっている。
【００５１】
図１１は、本発明の実施形態に係る吸着部の制御構成を示す図である。本実施形態では、図９で説明した記録材Ｓの記録面を吸着する吸着部１６が設けられている。この吸着部１６は吸着制御部１６０にて制御される。具体的には、吸着部１６で記録材Ｓに作用させる吸着力を、各種センサーで検出した各種情報や設定された各種情報に基づいて制御する。このような吸着力制御のための情報としては、搬送状況検出部１８０によって検出される記録材Ｓの搬送速度、入力操作部１２０あるいは外部のコンピューター７０にて設定される記録材の種類、あるいは、環境検出部１３０にて検出される外部温度や外部湿度などが考えられる。
【００５２】
このように記録材Ｓの記録面を吸着部１６にて吸引しつつ画像形成を行うことで、定着面で発生する記録材Ｓの収縮の影響が記録面に及ぶことを抑えることが可能となる。さらに、記録面を吸着することで、記録面を吸着部１６の表面に密着させることができる。これにより、画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋによるインク着弾位置の精度向上を図り、形成する画像の品質向上が図られる。
【００５３】
では、このような本発明の実施形態に係る吸着部１６の具体的構成について説明する。図１２は、本発明の実施形態に係る吸着部１６の構成を示す断面図である。本実施形態の吸着部１６は、空気吸引タイプのものを使用している。図は、記録材Ｓが搬送されたときにおいて記録材Ｓの幅方向の断面図である。吸着部１６は、パンチメタル１６１、プレート１６２、ケーシング１６３、隔壁１６４、シロッコファン１６５などを含んで構成されている。
【００５４】
パンチメタル１６１は、記録材Ｓが接触しながら通過する面を有し、その表面には空気吸引のための微細な通気孔１６１ａが設けられている。図１３にはこのパンチメタル１６１の表面の拡大図が記載されている。通気孔１６１ａの径Ｒａは約１ｍｍ、ピッチ間隔Ｐａを約３ｍｍとしている。
【００５５】
図１４にはプレート１６２の表面の様子が記載されている。プレート１６２は、パンチメタル１６１と密着して配設される金属板であって、パンチメタル１６１と同様、空気吸引のための通気孔１６２ａが設けられている。ただし、この通気孔１６２ａは、パンチメタル１６１の通気孔１６１ａよりも大きい矩形形状であって、各辺についてその幅Ｌａを約２０ｍｍ、Ｌｂを約５ｍｍとしており、ピッチ間隔Ｐｂを約２０ｍｍとしている。
【００５６】
本実施形態では、空気吸引のための空気孔を、パンチメタル１６１とプレート１６２の２層で形成している。パンチメタル１６１の表面は、記録材Ｓを滑らかに通過させるため空気孔１６１ａの穿設には微細な加工が必要とされる。そのため、空気孔の形成を２層で形成し、記録材Ｓに接する側を比較的薄いパンチメタル１６１を利用することで、微細な加工を容易にすると共にコスト削減が図られている。さらに、パンチメタル１６１とプレート１６２それぞれの通気孔１６１ａ、１６２ａの形成パターンを変更することで、自在な吸引力分布を得ることも可能となる。
【００５７】
プレート１６２の下方には、隔壁１６４が形成されたケーシング１６３が位置しており、隔壁１６４にてケーシング１６３内に空気流路が形成される。この空気流路は、パンチメタル１６１とプレート１６２に形成された通気孔１６１ａ、１６２ａと、空気流路の端部に配置された空気吸引のためのシロッコファン１６５間を接続している。シロッコファン１６５を動作させることで、パンチメタル１６１の表面に吸引力を働かせ、記録材Ｓを吸着することとしている。本実施形態では、このシロッコファン１６５の駆動量（回転量）を変化させることで、吸引力を変化させることができる。また、隔壁１６４は、必要とされる吸引力の分布に応じて、その配置位置、配置数が決定される。
【００５８】
以上、本発明では、連続した記録材Ｓを各種ローラーなどで構成された搬送部にて搬送しつつ、画像形成ヘッドによって画像が形成される画像形成装置において、従動ローラー（第２のローラー）にて記録材Ｓを張架することで、インクが吐出される記録材Ｓの記録面と光が照射される記録材の定着面とを分離し、光硬化型インクの収縮や反応熱に伴って発生する記録材の収縮が、画像形成ヘッドで形成する画像に対する影響を抑え、形成する画像の品質の向上を図ることが可能となる。
【００５９】
なお、本明細書においては、種々の実施の形態について説明したが、それぞれの実施の形態の構成を適宜組み合わせて構成された実施形態も本発明の範疇となるものである。
【符号の説明】
【００６０】
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ…画像形成ヘッド、１２…ＵＶ照射器、１３…駆動ローラー、１４…カウンターローラー、１５…従動ローラー、１５１…ローラー表面、１５２…回転軸
１６…吸着部、１６１…パンチメタル、１６２…プレート、１６１ａ、１６２ａ…通気孔、１６３…ケーシング、１６４…隔壁、１６５…シロッコファン
１７Ａ…第１エッジセンサー、１７Ｂ…第２エッジセンサー、１７１…支持部材、１７２…発光部、１７３…受光部
１８…ロータリーエンコーダー、１８１…回転円板、１８２…検出部、１８３…エンコーダー
２０…蛇行補正部、２１…前部ローラー、２１１、２２１…回動軸支持部、２１２、２２２…回動軸、２２…後部ローラー、２３…フレーム、２３１…回転支点
３１…ダンサーローラー、３２ａ、３３ａ…テンションローラー、３２ｂ、３３ｂ…カウンターローラー
４０…繰り出し機、４１…巻き出し軸部、４２…ガイドローラー、４３ａ…駆動ローラー、４３ｂ…カウンターローラー
５０…巻き取り機、５１…巻き取り軸部、５２…ガイドローラー、５３ａ…駆動ローラー、５３ｂ…カウンターローラー
６０…画像形成装置、７０…コンピューター
１０５…インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、１１０…中央制御部、１１１…ＣＰＵ、１１２…ＲＯＭ、１１３…ＲＡＭ、１２０…入力操作部、１３０…環境検出部、１４０…画像形成制御部、１５０…走行制御部、１６０…吸着制御部、１７０…記録材搬送系制御部、１８０…搬送状況検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺のロール紙等の記録材に対し、画像形成部にて画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピューターの出力装置として、複数色のインクを画像形成ヘッドから吐出し、印刷用紙などの記録材上に画像を形成するタイプのカラーインクジェットプリンターが普及している。最近では、複数の画像形成ヘッドを用いてロール紙などの記録材に印刷する比較的大型のカラージェットインクプリンターも実現されている。
【０００３】
このようなプリンターについて特許文献１には、ＵＶインクを用いたインクジェットプリンターについて検討が行われている。また、特許文献２にはウェブの搬送速度の変動による着弾位置ずれを解消するためにエンコーダーでウェブの搬送速度を測定し、吐出タイミングの制御が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３６６９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５８８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、特許文献１に開示されるようなＵＶ（紫外線硬化型）インクを使用するプリンターにおいて、紫外線が照射されたＵＶインクの効果によって生じる記録材の収縮が、画像形成に及ぼす問題について新たに着目したものである。図１は、プリンターにおいて印刷の対象とされる紙などの記録材Ｓの上に塗布されたＵＶインク（光硬化型インク）に対して、紫外線を照射することで定着を行うときの様子を示した模式図である。
【０００６】
図１（ａ）は、定着前の様子であって、記録材Ｓ上に硬化前のＵＶインクが塗布された状態が示されている。プリンターにおける定着処理では、図１（ｂ）に示されるように、記録材Ｓ上のＵＶインクに紫外線を照射することで、ＵＶインクを記録材Ｓで硬化させ定着させる。ＵＶインクは硬化する際、その体積が小さくなる収縮Ａが生じる。記録材Ｓの収縮は、このＵＶインクの収縮Ａに応じてＵＶインクが付着する記録材Ｓに対しても収縮Ｂが生じることが原因の一つとして考えられる。また、ＵＶインクが紫外線を照射されて硬化する時に発生する反応熱によって、記録材Ｓに収縮が発生することも原因の一つとして考えられる。
【０００７】
特許文献１のように連続して搬送される記録材Ｓに対して、ＵＶインクを吐出した後、紫外線を照射してＵＶインクを硬化させる場合、このようなＵＶインクの収縮や反応熱に伴う記録材Ｓの収縮が問題となる。すなわち、ＵＶインクの収縮や反応熱によって引き起こされた記録材Ｓの収縮が、ＵＶインクを吐出している画像形成面にも伝播することで、吐出するＵＶインクの着弾位置にずれが生じ、形成する画像の品質を劣化させてしまう。
【０００８】
単色のＵＶインクで画像を形成するような、記録材Ｓに塗布するＵＶインク量が少ない場合であれば、記録材Ｓの収縮も少なく画像の劣化に対する問題とならない場合もあるが、現在、複数色のＵＶインクで画像形成を行うことが多く、また、下地としての白色インク上に複数色のＵＶインクを塗布することで画像品質を向上させることも行われている。
このように、記録材Ｓに塗布されるＵＶインクは、複数色あるいは多層で形成されることで量は多くなっており、前述した記録材Ｓの収縮に対する問題も無視できなくなってきている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、記録材に光硬化型のインクを吐出することで画像を形成する少なくとも１つの画像形成ヘッドと、記録材に付着した光硬化型のインクを、光を照射することで硬化させる光照射部と、前記画像形成ヘッドによってインクが吐出される前の位置で記録材を張架する第１のローラーと、前記画像形成ヘッドによってインクが吐出された後の位置で記録材を張架する第２のローラーと、前記光照射部にて光が照射された後の位置で記録材を張架する第３のローラーを有するとともに、連続した記録材を搬送する搬送部と、を備え、前記光照射部は、前記第２のローラーと前記第３のローラーによって張架される記録材に光を照射することを特徴とする。
【００１０】
さらに本発明に係る画像形成装置は、前記第２のローラーの回転量を検出する回転量検出部と、前記回転量検出部にて検出された回転量に基づいて、前記画像形成ヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明に係る画像形成装置において、前記第２のローラーは、従動ローラーであることを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明に係る画像形成装置において、前記２のローラーは、摩擦係数が大きくなるように表面処理された金属ローラーであることを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明に係る画像形成装置において、前記第１のローラーと前記第２のローラーが張架する記録材と、前記第２のローラーと前記第３のローラーが張架する記録材がなす角度は鋭角であることを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明に係る画像形成装置において、前記第１のローラーは、定位置制御もしくは定速制御される駆動ローラーであることを特徴とする。
【００１５】
さらに本発明に係る画像形成装置において、前記第３のローラーは、トルク制御されるテンションローラーであることを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明に係る画像形成方法は、連続する記録材上に光硬化型のインクで画像を形成する画像形成方法であって、第１から第３のローラーで記録材を搬送すると共に、前記第１のローラーと前記第２のローラーで張架される記録材上に光硬化型のインクを吐出し、インクが付着した記録材を前記第２のローラーと第３のローラーで張架するとともに、光を照射してインクを硬化させることを特徴とする。
【００１７】
以上、本発明の画像形成装置および画像形成方法によれば、光硬化型インクを使用するとともに、記録材を連続して搬送しつつ画像形成ヘッドにて画像形成を行う画像形成装置において、第２のローラーにて記録材を張架することで、インクが吐出される記録材の記録面と光が照射される記録材の定着面とを分離し、光硬化型インクの収縮や反応熱に伴って発生する記録材の収縮が、画像形成ヘッドで形成する画像に対する影響を抑え、形成する画像の品質の向上を図ることが可能となる。
【００１８】
さらに、第２のローラーの回転量で画像形成ヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御することで、実際の記録材の搬送位置に応じた、的確な画像形成を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】定着時における光硬化型インクの収縮を説明する図
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御構成を示す図
【図４】本発明の実施形態に係る画像形成装置の記録材搬送部の制御構成を示す図
【図５】本発明の実施形態に係るエッジセンサーの構成を示す図
【図６】本発明の実施形態に係る蛇行補正部の構成、動作を示す図
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成部の構成を示す斜視図
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の制御構成を示す図
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成部の記録面、定着面を説明する図
【図１０】本発明の実施形態に係るロータリーエンコーダーの構成を示す図
【図１１】本発明の実施形態に係る吸着部の制御構成を示す断面図
【図１２】本発明の実施形態に係る吸着部の構成を示す断面図
【図１３】本発明の実施形態に係るパンチメタルの構成を示す図
【図１４】本発明の実施形態に係るプレートの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。本実施形態に係る画像形成装置は、光硬化型のインクを使用する画像形成装置であって、画像形成ヘッド１１から記録材Ｓ上にインクを吐出した後、光を照射することで記録材Ｓに定着させる工程を取る形態となっている。なお、本実施形態では使用する光には紫外線を利用している。
【００２１】
図２は、画像形成装置を側面から見た図となっており、図に示すように記録材Ｓが送られる方向をＺ方向、記録材Ｓの幅方向をＸ方向とする。この画像形成装置は、主な構成として記録材Ｓに対して像を形成（印刷）する各色画像形成ヘッド１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、記録材Ｓを搬送する各種ローラーなどで構成された搬送部を含んで構成されている。なお、記録材Ｓとしては、紙、ラベル紙、布の他、プラスチックフィルム等が使用可能である。
【００２２】
本実施形態の搬送部は、記録材ロールＳａに巻き取られた記録材Ｓを画像形成ヘッド１１側に搬送する繰り出し機４０、画像形成ヘッド１１で形成された画像を巻き取って回収する巻き取り機５０、記録材Ｓの幅方向の搬送ずれを補正するための蛇行補正部２０、繰り出し機４０から送り出される記録材Ｓのたるみを防止するためのダンサーローラー３１、巻き取り機５０側での記録材Ｓのたるみを防止するためのダンサーローラー３５などを有して構成される。
【００２３】
繰り出し機４０から送り出された記録材Ｓは、各種ローラーを通過し、画像形成ヘッド１１から吐出されたインクが乗せられた後、ＵＶ照射器１２（光照射部）にて紫外線が照射され記録材Ｓ上に定着された後、巻き取り部５０に回収される。
【００２４】
搬送部による記録材Ｓの搬送、すなわち、画像形成ヘッド１１の下面を通過する記録材Ｓの搬送には、一定の速度で搬送される連続搬送の形態を採用している。この形態に限らず、搬送と停止を繰り返し、停止時に画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋにて記録材上に像を形成する間欠搬送の形態としてもよい。
【００２５】
蛇行補正部２０は、記録材Ｓの幅方向（Ｘ方向）、具体的には、記録材Ｓの搬送方向と直交もしくは略直交する方向についての位置ずれを補正する機構であって、前部ローラー２１、後部ローラー２２の組が回転することで、搬送される記録材Ｓを幅方向に移動させ
、画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋにて記録材Ｓに印刷される像を適正な位置に修正する。その詳細な構成と制御については後で詳しく説明する。
【００２６】
駆動ローラー１３、カウンターローラー１４、従動ローラー１５は、画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋにて像が形成される記録面を形成するローラーであって、これらローラーの間で記録材Ｓを張架することで記録面を形成している。なお、本実施形態では、画像形成ヘッド１１の上流側に位置する駆動ローラー１３の駆動にて、記録材Ｓの搬送速度が制御されている。そのため、駆動ローラー１３の駆動には、位置制御あるいは定速制御が可能なステッピング・モーターなどが用いられる。
【００２７】
さらに、駆動ローラー１３と従動ローラー１５で形成された記録面の下方には、記録材Ｓを画像形成ヘッド１１とは逆方向に引きつける吸着部１６が設けられている。本実施形態では空気吸引タイプの吸着部１６を用いることとしているが、この他、静電吸着タイプのものを利用することとしてもよい。また、吸着部１６において記録材Ｓが通過する面は、平板（プラテン）形状以外に、画像形成ヘッド１１に向けて弧を描く形状など各種形状を採用することができる。
【００２８】
ＵＶ照射器１２は、記録材Ｓに吐出された紫外線硬化型のインクに対して紫外線を照射して硬化させるための装置である。ＵＶ照射器１２の光源としては、例えば、紫外線を発生するＵＶ−ＬＥＤ（Ultra Violet Light Emitting Diode）などによって構成される。
光源としては他にメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等が利用可能である。
【００２９】
図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御構成を示す図である。制御構成において、中央制御部１１０は、たとえば、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３からなり、ＲＯＭ１１２に記録された処理プログラムをＲＡＭ１１３に展開してＣＰＵ１１１によりこの処理プログラムを実行するようになっている。また、インターフェイス１０５は、画像形成装置６０の中央制御部１１０とコンピューター７０を接続するために設けられたインターフェイスである。
【００３０】
この中央制御部１１０は処理プログラムに従い、画像形成制御部１４０、記録材搬送系制御部１７０としての走行制御部１５０、吸着制御部１６０を制御する。また、中央制御部１１０は、ユーザーにより各種設定が入力される入力操作部１２０、外部環境としての温度や湿度などを検出する各種センサーを備えた環境検出部１３０、そして、記録材Ｓの搬送状況を検出する搬送状況検出部１８０から受け取る各種情報に基づいて、各種制御部の制御を行う。
【００３１】
図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の記録材搬送部の制御構成を示す図である。走行制御部１５０は、記録材Ｓの搬送に関わる各種駆動系を制御する制御部であって、本実施形態では、駆動ローラー１３、４３ａ、５３ａ、テンションローラー３２ａ、３３ａ、巻き取り軸５１に設けられた駆動手段としてのモーターなどを回転駆動させることで記録材Ｓの搬送を実行する。各駆動ローラーに対向して位置するカウンターローラー１４、３２ｂ、３３ｂ、４３ｂ、５３ｂには、対応する駆動ローラーの駆動力を伝達できるようゴムローラーなどの弾性ローラーが採用されている。
【００３２】
また、巻き出し軸部４１には、回転抑止手段としてのパウダーブレーキ４１１が設けられており、記録材Ｓを搬送方向とは逆に引き戻す力を付与することで、記録材Ｓに張力を持たせている。
【００３３】
ダンサーローラー３１は、上下に稼働可能とされており繰り出し機４０から繰り出され
た記録材Ｓに一定の荷重を与える。この駆動ローラー４３ａは、ダンサーローラー位置検出部３１１にて検出されるダンサーローラー３１の上下位置に基づいて駆動され、第１ローラー４３ａとテンションローラー３２ａ間の記録材Ｓの長さ（バッファー量）を所定範囲の長さに保っている。このように本実施形態ではダンサーローラー３１により、記録材Ｓにバッファー量を持たせることで、各種走行系の誤差などで生じる記録材Ｓのたるみを吸収し、記録材Ｓの走行特性を良好なものとすることが可能となっている。なお、巻き取り機５０側にも同様のダンサーローラー３５、ダンサーローラー位置検出部３５１、駆動ローラー５３ａが設けられており、繰り出し機５０側と同様の搬送制御が実行される。
【００３４】
また、本実施形態では、記録材Ｓの幅方向の搬送ずれを補正するため、蛇行補正部２０が設けられている。本実施形態では、画像形成ヘッド１１の配設位置、すなわち、記録材Ｓに対して画像を形成する際の位置ずれが特に問題となる。そのため、駆動ローラー１３と従動ローラー１５で張架された部分（記録面）に、２つのエッジセンサー１７Ａ、１７Ｂを設け、記録材Ｓの端部位置を検出することとしている。エッジセンサー１７Ａ、１７Ｂで検出された記録材Ｓの端面（エッジ）の位置は、走行制御部１５０に入力され、蛇行補正部２０における補正量の算出に用いられる。
【００３５】
図５は、本発明の実施形態に係る第１（第２）エッジセンサー１７Ａ（Ｂ）の構成を示す図である。これらエッジセンサー１７は、搬送される記録材Ｓの端面の位置Ｅを検知するためのセンサーであって、本実施形態では光学方式が採用されている。どちらのセンサー１７Ａ、１７Ｂもその構成は同様であって、支持部材１７１、発光部１７２、受光部１７３を有して構成されている。発光部１７２、受光部１７３は、支持部材１７１上に対向して配設されている。発光部１７２と受光部１７３が向かい合う間を記録材Ｓの端面の位置Ｅが通過することとしている。発光部１７２から発せられる光は、その間を通過する記録材Ｓにて一部が遮蔽され、受光部１７３における受光量にて記録材端面の位置Ｅがどこに位置するかを検知することが可能となる。なお、光を用いて検知する発光部１７２、受光部１７３を用いたセンサーに代え、音波（超音波）を用いた発振部、受信部を用いたセンサーを使用することとしてもよい。あるいは、記録材端面の位置Ｅに軽く触れる接触子を用いた機械式センサーを用いることとしてもよい。
【００３６】
本実施形態では、このような仕組みで記録材Ｓの端面の位置Ｅの位置を検出する第１エッジセンサー１７Ａ、第２エッジセンサー１７Ｂから出力される端面の位置の情報に基づいて蛇行補正部２０を制御し、記録材Ｓの幅方向における位置ずれを抑制することとしている。
【００３７】
図６は、本発明の実施形態に係る蛇行補正部２０の構成、動作を示した図である。この図は、図２に示す画像形成装置において矢印Ｈで示す側から眺めたときの模式図となっている。この図では分かり易く説明するため、記録材Ｓの搬送の様子については実際の見た目と異なったものとなっている。図２で説明したように蛇行補正部２０は、前部ローラー２１と後部ローラー２２を有して構成される。これらローラー２１、２２は回転可能に支持され、巻き掛けられた記録材Ｓを図に示す搬送方向に搬送する（図では下方向）。
【００３８】
蛇行補正部２０は、この他、回動軸２１２、２２２、フレーム２３、回動軸支持部２１１、２２１を備えている。前部ローラー２１は、両端に回動軸２１２を備えておりフレーム２３上に回動軸支持部２１１にて回動可能に固定されている。後部ローラー２２も同様に、両端に備えた回動軸２２２を、回動軸支持部２２１にてフレーム２３上に回動可能に固定されている。各ローラー２１、２２の他端も同様にフレーム２３上に回転可能に固定される。一方、フレーム２３には、回転支点２３１が設けられ、ここを回転中心として回転可能に構成されている。このように同じフレーム２３上に配設された前部ローラー２１と後部ローラー２２は、フレーム２３が回転することで同方向に回転することとなる。図
示しない蛇行補正アクチュエーターにてフレーム２３を回転制御することで記録材Ｓの蛇行補正が実行される。
【００３９】
図６（ｂ）は、蛇行補正時の様子を示した図であって、フレーム２３が時計回りに回転したときの様子が示されている。図６（ａ）のときの記録材Ｓの端面を一点鎖線Ａで補助的に示しているが、フレーム２３の回転に伴って記録材が実線Ｂのように左方向に移動することが分かる。本実施形態では、前述した第１エッジセンサー１７Ａと第２エッジセンサー１７Ｂ、２つのセンサーが出力する端面の位置の情報に基づいてフレーム２３を回転させて、記録材Ｓの搬送位置を適正位置に調整することとしている。
【００４０】
次に、本発明において画像形成を行う画像形成部の実施形態について説明する。図７は、本発明の実施形態に係る画像形成部の構成を示す斜視図であり、図８は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の制御構成を示す図であり、図９は、本発明の実施形態に係る画像形成部の記録面、定着面を説明する図である。
【００４１】
図７に示されるように、本発明の実施形態に係る画像形成装置は、紫外線硬化型のインクを吐出する複数の画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋを備えて構成されている。これら４つの画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋは、それぞれ、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色インクを記録材Ｓ上に吐出して像を形成する。本実施形態では、記録材Ｓの全域を印刷可能なように幅方向全域にわたって、各画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋが並設されている。各画像形成ヘッド１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの順でインクが吐出されることで最終的な画像が形成され、ＵＶ照射器１２による定着の後、巻き取り機５０で回収される。
【００４２】
駆動ローラー１３とカウンターローラー１４で挟持された記録材Ｓは、駆動ローラー１３の回転により搬送される。画像形成ヘッド１１の下流には、駆動系を有さずベアリングなどで滑らかに回転可能な従動ローラー１５が設けられている。駆動ローラー１３と従動ローラー１５にて張架された記録材Ｓの部分（記録面）が、吸着部１６により吸着されつつ搬送され、画像形成ヘッド１１から吐出される各色インクにて像が形成される。
【００４３】
記録材Ｓ上に吐出されたインクは、従動ローラー１５を経てＵＶ照射器１２で定着されることとなるが、従動ローラー１５は、画像形成ヘッド１１にてインクが吐出される記録面と、ＵＶ照射機１２にて紫外線が照射される定着面を分離する機能を有している。従動ローラー１５で、記録材Ｓの記録面と定着面を分離することで、紫外線照射時におけるインクの収縮や反応熱の影響やインク反応熱の影響によって生ずる記録材Ｓの収縮が、記録面に及ぶことを抑制している。
【００４４】
図９には、本発明の実施形態に係る画像形成部について、画像形成ヘッド１１からインクが吐出される記録面、ＵＶ照射器１２から紫外線が照射される定着面が示されている。図に示されるように駆動ローラー１３（第１のローラー）と従動ローラー１５（第２のローラー）で張架される記録材Ｓの領域が記録面、従動ローラー１５（第２のローラー）とテンションローラー３３ａ（第３のローラー）で張架される記録材Ｓの領域が定着面となる。この図に示されるように本実施形態では、記録面と定着面を従動ローラー１５（第２のローラー）で分離したことで、定着時における紫外線インクの収縮や反応熱によって生じる記録材Ｓの収縮が記録面に影響を及ぼすことを抑制し、記録面における画像形成の品質の向上が図られている。
【００４５】
従動ローラー１５は、定着前のインクを乗せた状態の記録材Ｓを搬送するため他のローラーのようにカウンターローラー１４が設けられておらず、記録材Ｓ上のインクを乱すことなく搬送が行われる。さらに、この従動ローラー１５は、記録材Ｓの搬送量を検出する
ために用いられる搬送状況検出部としても機能することとなり、記録材Ｓと追従して回転することが好ましい。そのため、従動ローラー１５は、金属ローラーであって、その表面に摩擦係数が高くなるような表面加工が施されたものが使用される。
【００４６】
このように従動ローラー１５は、記録材Ｓの搬送に追従して回転することが理想であって、十分に記録材Ｓと接触させる、すなわち、巻き掛け量を大きく取ることが好ましい。一方で、記録材Ｓの巻き掛け量を大きく取ると、記録材Ｓに付着した定着前のインクが流れてしまい、形成する画像を乱す可能性がある。そのため、本実施形態では、駆動ローラー１３と従動ローラー１５が張架する記録面を水平あるいは略水平方向に保つとともに、従動ローラー１５とテンションローラー３３ａが張架する定着面が、記録材の搬送方向についてなす角度αを鋭角に設定することで、従動ローラー１５を記録材Ｓに追従させるとともに、定着前のインクが流れることを抑制している。
【００４７】
このように、本実施形態では記録面と定着面が従動ローラー１５（第２のローラー）にて分離されているため、定着面での記録材Ｓの収縮が記録面に及ぼす影響を抑えることが可能となっている。
【００４８】
図８は、本発明の実施形態に係る画像形成部の制御構成を示す図である。前述したように本実施形態の従動ローラー１５は、記録材Ｓの搬送量を検知する搬送状況検出部としても機能している。画像形成制御部１４０では、この従動ローラー１５に接続されたロータリーエンコーダー１８の出力に基づいて、各画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋのインク吐出タイミング（画像形成タイミング）を制御している。本実施形態では、記録材Ｓの搬送速度は、画像形成ヘッド１１の上流に位置する駆動ローラー１３にて制御されることとなるが、駆動系にて挟持された記録材Ｓは滑りが生じる場合があり、駆動ローラー１３に伝達した速度がそのまま記録材Ｓの搬送速度とならない場合がある。そのため、本実施形態では、従動ローラー１５にて搬送速度を検知することとしている。
【００４９】
では、本実施形態で用いる搬送状況検出部１８０の構成要素の１つとなるロータリーエンコーダー１８（本発明における「回転量検知部」）について説明する。図１０はロータリーエンコーダー１８を説明するための図である。ロータリーエンコーダー１８は、所定の間隔毎に設けられた多数のスリットを有する回転円板１８１と、検出部１８２とを有する。回転円板１８１は、従動ローラー１５の回転軸１５２に固定されており、従動ローラー１５の回転に応じて回転する。検出部１８２は、画像形成装置６０のフレームなどに固定されている。
【００５０】
ロータリーエンコーダー１８は、回転円板１８１の周囲に設けられたスリットが検出部１８２を通過する毎に、パルス信号ＥＮＣを中央制御部１１０に出力する。エンコーダー１８３は、このパルス信号ＥＮＣに基づいて、従動ローラー１５の回転角、及び、回転速度を把握することで、記録材Ｓの搬送状況（搬送速度、搬送位置）を把握することができるようになっている。
【００５１】
図１１は、本発明の実施形態に係る吸着部の制御構成を示す図である。本実施形態では、図９で説明した記録材Ｓの記録面を吸着する吸着部１６が設けられている。この吸着部１６は吸着制御部１６０にて制御される。具体的には、吸着部１６で記録材Ｓに作用させる吸着力を、各種センサーで検出した各種情報や設定された各種情報に基づいて制御する。このような吸着力制御のための情報としては、搬送状況検出部１８０によって検出される記録材Ｓの搬送速度、入力操作部１２０あるいは外部のコンピューター７０にて設定される記録材の種類、あるいは、環境検出部１３０にて検出される外部温度や外部湿度などが考えられる。
【００５２】
このように記録材Ｓの記録面を吸着部１６にて吸引しつつ画像形成を行うことで、定着面で発生する記録材Ｓの収縮の影響が記録面に及ぶことを抑えることが可能となる。さらに、記録面を吸着することで、記録面を吸着部１６の表面に密着させることができる。これにより、画像形成ヘッド１１Ｙ〜１１Ｋによるインク着弾位置の精度向上を図り、形成する画像の品質向上が図られる。
【００５３】
では、このような本発明の実施形態に係る吸着部１６の具体的構成について説明する。図１２は、本発明の実施形態に係る吸着部１６の構成を示す断面図である。本実施形態の吸着部１６は、空気吸引タイプのものを使用している。図は、記録材Ｓが搬送されたときにおいて記録材Ｓの幅方向の断面図である。吸着部１６は、パンチメタル１６１、プレート１６２、ケーシング１６３、隔壁１６４、シロッコファン１６５などを含んで構成されている。
【００５４】
パンチメタル１６１は、記録材Ｓが接触しながら通過する面を有し、その表面には空気吸引のための微細な通気孔１６１ａが設けられている。図１３にはこのパンチメタル１６１の表面の拡大図が記載されている。通気孔１６１ａの径Ｒａは約１ｍｍ、ピッチ間隔Ｐａを約３ｍｍとしている。
【００５５】
図１４にはプレート１６２の表面の様子が記載されている。プレート１６２は、パンチメタル１６１と密着して配設される金属板であって、パンチメタル１６１と同様、空気吸引のための通気孔１６２ａが設けられている。ただし、この通気孔１６２ａは、パンチメタル１６１の通気孔１６１ａよりも大きい矩形形状であって、各辺についてその幅Ｌａを約２０ｍｍ、Ｌｂを約５ｍｍとしており、ピッチ間隔Ｐｂを約２０ｍｍとしている。
【００５６】
本実施形態では、空気吸引のための空気孔を、パンチメタル１６１とプレート１６２の２層で形成している。パンチメタル１６１の表面は、記録材Ｓを滑らかに通過させるため空気孔１６１ａの穿設には微細な加工が必要とされる。そのため、空気孔の形成を２層で形成し、記録材Ｓに接する側を比較的薄いパンチメタル１６１を利用することで、微細な加工を容易にすると共にコスト削減が図られている。さらに、パンチメタル１６１とプレート１６２それぞれの通気孔１６１ａ、１６２ａの形成パターンを変更することで、自在な吸引力分布を得ることも可能となる。
【００５７】
プレート１６２の下方には、隔壁１６４が形成されたケーシング１６３が位置しており、隔壁１６４にてケーシング１６３内に空気流路が形成される。この空気流路は、パンチメタル１６１とプレート１６２に形成された通気孔１６１ａ、１６２ａと、空気流路の端部に配置された空気吸引のためのシロッコファン１６５間を接続している。シロッコファン１６５を動作させることで、パンチメタル１６１の表面に吸引力を働かせ、記録材Ｓを吸着することとしている。本実施形態では、このシロッコファン１６５の駆動量（回転量）を変化させることで、吸引力を変化させることができる。また、隔壁１６４は、必要とされる吸引力の分布に応じて、その配置位置、配置数が決定される。
【００５８】
以上、本発明では、連続した記録材Ｓを各種ローラーなどで構成された搬送部にて搬送しつつ、画像形成ヘッドによって画像が形成される画像形成装置において、従動ローラー（第２のローラー）にて記録材Ｓを張架することで、インクが吐出される記録材Ｓの記録面と光が照射される記録材の定着面とを分離し、光硬化型インクの収縮や反応熱に伴って発生する記録材の収縮が、画像形成ヘッドで形成する画像に対する影響を抑え、形成する画像の品質の向上を図ることが可能となる。
【００５９】
なお、本明細書においては、種々の実施の形態について説明したが、それぞれの実施の形態の構成を適宜組み合わせて構成された実施形態も本発明の範疇となるものである。
【符号の説明】
【００６０】
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ…画像形成ヘッド、１２…ＵＶ照射器、１３…駆動ローラー、１４…カウンターローラー、１５…従動ローラー、１５１…ローラー表面、１５２…回転軸
１６…吸着部、１６１…パンチメタル、１６２…プレート、１６１ａ、１６２ａ…通気孔、１６３…ケーシング、１６４…隔壁、１６５…シロッコファン
１７Ａ…第１エッジセンサー、１７Ｂ…第２エッジセンサー、１７１…支持部材、１７２…発光部、１７３…受光部
１８…ロータリーエンコーダー、１８１…回転円板、１８２…検出部、１８３…エンコーダー
２０…蛇行補正部、２１…前部ローラー、２１１、２２１…回動軸支持部、２１２、２２２…回動軸、２２…後部ローラー、２３…フレーム、２３１…回転支点
３１…ダンサーローラー、３２ａ、３３ａ…テンションローラー、３２ｂ、３３ｂ…カウンターローラー
４０…繰り出し機、４１…巻き出し軸部、４２…ガイドローラー、４３ａ…駆動ローラー、４３ｂ…カウンターローラー
５０…巻き取り機、５１…巻き取り軸部、５２…ガイドローラー、５３ａ…駆動ローラー、５３ｂ…カウンターローラー
６０…画像形成装置、７０…コンピューター
１０５…インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、１１０…中央制御部、１１１…ＣＰＵ、１１２…ＲＯＭ、１１３…ＲＡＭ、１２０…入力操作部、１３０…環境検出部、１４０…画像形成制御部、１５０…走行制御部、１６０…吸着制御部、１７０…記録材搬送系制御部、１８０…搬送状況検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に光硬化型のインクを吐出することで画像を形成する少なくとも１つの画像形成ヘッドと、
記録材に付着した光硬化型のインクを、光を照射することで硬化させる光照射部と、
前記画像形成ヘッドによってインクが吐出される前の位置で記録材を張架する第１のローラーと、前記画像形成ヘッドによってインクが吐出された後の位置で記録材を張架する第２のローラーと、前記光照射部にて光が照射された後の位置で記録材を張架する第３のローラーを有するとともに、連続した記録材を搬送する搬送部と、を備え、
前記光照射部は、前記第２のローラーと前記第３のローラーによって張架される記録材に光を照射することを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】
前記第２のローラーの回転量を検出する回転量検出部と、
前記回転量検出部にて検出された回転量に基づいて、前記画像形成ヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御する制御部と、を備えることを特徴とする
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２のローラーは、従動ローラーであることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記２のローラーは、摩擦係数が大きくなるように表面処理された金属ローラーであることを特徴とする
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１のローラーと前記第２のローラーが張架する記録材と、前記第２のローラーと前記第３のローラーが張架する記録材がなす角度は鋭角であることを特徴とする
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１のローラーは、定位置制御もしくは定速制御される駆動ローラーであることを特徴とする
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第３のローラーは、トルク制御されるテンションローラーであることを特徴とする
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
連続する記録材上に光硬化型のインクで画像を形成する画像形成方法において、
第１から第３のローラーで記録材を搬送すると共に、
前記第１のローラーと前記第２のローラーで張架される記録材上に光硬化型のインクを吐出し、
インクが付着した記録材を前記第２のローラーと第３のローラーで張架するとともに、光を照射してインクを硬化させることを特徴とする
画像形成方法。
【請求項１】
記録材に光硬化型のインクを吐出することで画像を形成する少なくとも１つの画像形成ヘッドと、
記録材に付着した光硬化型のインクを、光を照射することで硬化させる光照射部と、
前記画像形成ヘッドによってインクが吐出される前の位置で記録材を張架する第１のローラーと、前記画像形成ヘッドによってインクが吐出された後の位置で記録材を張架する第２のローラーと、前記光照射部にて光が照射された後の位置で記録材を張架する第３のローラーを有するとともに、連続した記録材を搬送する搬送部と、を備え、
前記光照射部は、前記第２のローラーと前記第３のローラーによって張架される記録材に光を照射することを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】
前記第２のローラーの回転量を検出する回転量検出部と、
前記回転量検出部にて検出された回転量に基づいて、前記画像形成ヘッドにおけるインクの吐出タイミングを制御する制御部と、を備えることを特徴とする
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２のローラーは、従動ローラーであることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記２のローラーは、摩擦係数が大きくなるように表面処理された金属ローラーであることを特徴とする
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１のローラーと前記第２のローラーが張架する記録材と、前記第２のローラーと前記第３のローラーが張架する記録材がなす角度は鋭角であることを特徴とする
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１のローラーは、定位置制御もしくは定速制御される駆動ローラーであることを特徴とする
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第３のローラーは、トルク制御されるテンションローラーであることを特徴とする
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
連続する記録材上に光硬化型のインクで画像を形成する画像形成方法において、
第１から第３のローラーで記録材を搬送すると共に、
前記第１のローラーと前記第２のローラーで張架される記録材上に光硬化型のインクを吐出し、
インクが付着した記録材を前記第２のローラーと第３のローラーで張架するとともに、光を照射してインクを硬化させることを特徴とする
画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２００８７６（Ｐ２０１２−２００８７６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６４４３３（Ｐ２０１１−６４４３３）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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