JP2005001303A

JP2005001303A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2005001303A
Application number: JP2003169145A
Authority: JP
Inventors: Masuo Furudono; 益夫古殿
Original assignee: Hitachi Printing Solutions Inc
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: JP4380232B2

Abstract

【課題】本発明は、印刷速度が速いプリンタに対しても記録媒体への熱障害を防止して安定したインクの乾燥・定着を行い、印字品質の低下を防止することを課題とする。
【解決手段】本発明は、常温で液体のインク滴をノズルから噴射して記録媒体上の印刷幅全域に印刷するラインヘッドと、該ラインヘッドの上流側に位置し、記録媒体の非記録面側から前記記録媒体を加熱乾燥させる第１の乾燥手段と、前記ラインヘッドの下流側に位置し、印刷後の前記記録媒体の非記録面側から前記記録媒体を加熱乾燥させる第２の乾燥手段と、第２の乾燥手段と対向した位置に設けられ、前記記録媒体の記録面側から非接触で前記記録媒体を加熱乾燥させる第３の乾燥手段とを有するインクジェットプリンタにおいて、前記第２の乾燥手段に記録媒体の保護手段を備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタに関し、更に詳しくは、ラインヘッドにより印刷された記録媒体の保護に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットプリンタは、特にパーソナルユース向けの印刷速度が比較的低速のプリンタでは、インク及び記録媒体の改良により乾燥時間が短縮されたこともあり、乾燥手段を設けず自然乾燥によるものが主体であった。また、カット紙が主体のため、インクの乾燥に関わる特別な制御は設けていなかった。
【０００３】
記録媒体に印刷されたインクを乾燥させる手段としては種々の方式が提案されている。最も一般的な方法は、インクの乾燥を促進させるために、印字ヘッドに対向して設けられたプラテンを加熱し記録媒体上に印刷されたインクを乾燥させる方式である。これらの方式においても、記録媒体の熱障害に対して制御面での考慮はされていなかった。
電子写真装置の分野では、片面印刷型の電子写真装置２台によって記録媒体の両面に画像を印刷するシステムにおいて熱障害を回避する方式が提案されている。このシステムでは、印刷停止時に後段の電子写真装置の互いに圧接した加熱ロールと加圧ロールからなる一対の定着ロールの圧接状態を解除する。また、圧接状態の解除とほぼ同時にプレヒータを下降させて、ベース部材とピン状の突出部材から構成される記録媒体持ち上げ装置の突出部材をプレヒータ表面から突出させて記録媒体をプレヒータから離間させ、前段の電子写真装置による印刷で定着したトナー像が、後段の電子写真装置のプレヒータによる予備加熱によって軟化するのを防止している。また、吸引装置によりプレヒータの低温部分と記録媒体の一部を密着したままの状態で維持することにより、印刷停止時にプレヒータから離間した記録媒体を印刷再開時に印刷停止時の位置に復帰させることが可能となる構成である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平１０−１２３８６４号公報（第２−５頁、図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来技術においては、印刷停止時に加熱ロールと加圧ロールの圧接状態を解除し、吸引装置により記録媒体の一部をプレヒータに密着させたまま、ほぼ同時にプレヒータを下降させて記録媒体持ち上げ装置の突出部材により記録媒体とプレヒータを離間させ、印刷再開時はプレヒータを上昇させて元の位置に復帰させるため、記録媒体を印刷停止時の位置に復帰させることが可能とあるが、加熱ロールと加圧ロールの圧接状態への復帰及び記録媒体のたるみ防止策をも含め、記録媒体の搬送状態が印刷停止時の位置へどのように復帰するかの記述がないため動作が不明である。
【０００５】
本発明の目的は、インクの乾燥・定着性能を損なうことなく、印刷停止時の記録媒体の過熱異常を防止することであり、これによって印字品質の向上を図ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、常温で液体のインク滴をノズルから噴射して記録媒体上の印刷幅全域に印刷するラインヘッドと、ラインヘッドの上流側に位置し、記録媒体の非記録面側から記録媒体を加熱乾燥させる第１の乾燥手段と、ラインヘッドの下流側に位置し、印刷後の記録媒体の非記録面側から記録媒体を加熱乾燥させる第２の乾燥手段と、第２の乾燥手段と対向した位置に設けられ、記録媒体の記録面側から非接触で記録媒体を加熱乾燥させる第３の乾燥手段とを有するインクジェットプリンタにおいて、前記第２の乾燥手段に記録媒体の保護手段を備えることによって達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【０００８】
先ず、図１を参照して高速印刷に適したインクジェットプリンタについて説明する。参照符号１００はインクジェットプリンタ本体である。ラインヘッド１は印字ノズルを印刷幅全域に有しており、カラー印刷を行う場合はクロ用ラインヘッド１１、シアン用ラインヘッド１２、マゼンダ用ラインヘッド１３、イエロー用ラインヘッド１４により構成される。各ラインヘッドのノズル面はプラテン２上に所定の隙間を保って支持されている。記録媒体である用紙３の浮き上がりによるノズル面への接触防止とインク滴の用紙３への着弾位置精度を上げるため、プラテン２には多数の孔４を開け、ブロア５で吸引して用紙３をプラテン２に密着させている。
【０００９】
ラインヘッド１による高速印刷、高速搬送のインクジェットプリンタ１００で使用される連続紙は、印刷直後の用紙３を折りたたむ、もしくは巻き取ることが必要であり、印刷されたインクが用紙３の他の部分へ転写することによる印刷品質の低下を防止するためには、インクの乾燥・定着を短時間に行う必要がある。乾燥装置５０は、ヒータ板５１にシースヒータ、板状ヒータなどのヒータ５２を取り付けた構成であり、用紙３を非記録面側から加熱し、用紙３の含水率を低下させることによりインクの乾燥を促進させる。
【００１０】
乾燥装置６０は、ヒータ板６１にシースヒータ、板状ヒータなどのヒータ６２を取り付けた構成であり、印刷直後の用紙３を非記録面側から加熱し、インクを乾燥・定着させる。なお、ヒータ板６１は、用紙３への熱伝導率を向上させるためヒータ板６１に孔６６を開け、ブロア６７で吸引して用紙３とヒータ板６１の密着性を上げ熱効率を高めている。
【００１１】
乾燥装置７０は、乾燥装置６０と用紙３を挟んで対向する位置に設けられており、ヒータ板６１をガイド板７１で被いガイド板７１の上流側から熱風を送風する構成であり、熱風により用紙３の記録面側からインクを乾燥・定着させる。用紙３の記録面側に熱風を送風することにより、用紙３の温度を上昇させてインクが用紙３に浸透・乾燥する効果を促進するだけでなく、インク水分の気化熱による用紙３表面の温度低下を防止する。また、送風によりガイド板７１内の蒸気圧を低下させることによりインク水分の蒸発を容易にさせ、インクの乾燥・定着を促進する。熱風は、ヒータ７２による熱をファン７３によって送風することによって得られる。なお、ヒータ板５１、ヒータ板６１及びガイド板７１は、ラインヘッド１により用紙３に印刷される全領域を含む幅を有している。
【００１２】
図２は、本発明の用紙保護手段を示す概略側面図である。また、図３は本発明の用紙保護手段の実装状態を示す、ヒータ板６１の概略平面図である。
用紙保護手段は、図２に示すように用紙搬送方向に２ヶ所、そして、図３に示すように用紙の幅方向に２ヶ所の計４ヶ所設けられている。前記用紙保護手段は、用紙支持材８１、回転軸８３、カム８２及びばね８４で構成されており、用紙３の定常搬送時には図２（ａ）に示すようにヒータ板６１の用紙搬送面の下部に位置している。用紙支持材８１は、回転軸８３を支点にして回動自由に支持されており、用紙支持材８１の一端は、ばね８４によりカム８２面に当接されている。また、用紙保護のため用紙支持材８１は、用紙搬送方向Ａに対して楔にならない位置関係としている。
【００１３】
用紙３をヒータ板６１から離間させる場合には、図２（ｂ）に示すように用紙搬送方向２ヶ所とも、図示しない駆動装置によりカム８２を回転させることにより、用紙支持材８１の先端部をヒータ板６１の用紙搬送面から突出させて、用紙３を上方に持ち上げヒータ板６１との隙間９０を確保する。
【００１４】
ヒータ板６１は、用紙支持材８１を突出させるための開口部８６を有している。用紙保護手段は、使用する用紙３の幅方向のサイズが変わった場合でも機能することが必要である。図３では、対応可能な幅の用紙に対して、最大搬送幅の一方の側を基準として用紙３を使用する場合の実施例を示している。用紙３を搬送幅の中央を基準として使用する場合には、幅方向の対称位置に用紙保護手段を設けることで目的は達成される。なお、ヒータ板６１の孔６６の配置及び大きさは一例であり、用紙３をヒータ板６１の全体に亘って密着できる配置、大きさであれば構わない。
次に、図１により、インクジェットプリンタの印刷時の動作について説明する。
【００１５】
用紙３は図示しない駆動装置によって、各々単独で回転駆動されるトラクタ２１及び３１によりインクジェットプリンタ１００内に給紙される。用紙３は連続紙であり、本実施例では用紙の両端にピン孔のある連続紙について説明を行う。ピンレス紙の場合は、トラクタ２１及び３１を挟持ローラに置き換えることにより同様の動作を行うことが可能である。また、トラクタ３１の軸端には図示しないロータリーエンコーダが取り付けられ、用紙３の搬送量に応じたパルス数が図示しない搬送制御手段に送られる構成となっている。
【００１６】
用紙３はインクジェットプリンタ１００内に給紙された後、矢印Ａ方向に搬送され、乾燥装置５０によって用紙３の非記録面側から加熱され、用紙３内の余分な水分を取り除く調質を行う。用紙３の調質を行う温度は、用紙搬送速度、ヒータ板５１の用紙搬送方向長さ、及びヒータ５２の温度により決定される。ヒータ５２の温度は、温度検出素子５５、例えば測温抵抗体や熱電対により測定され、図示しない温度調整器により設定温度に制御される。
【００１７】
調質された用紙３は、プラテン２に吸着されながら搬送され、ラインヘッド１のノズルからインクを噴射することにより文字や図形などの印刷を行う。用紙３を調質したことにより、用紙３の含水率が低下し用紙温度も常温よりも高くなっているため、用紙３への印刷直後から速やかにインクの浸透乾燥と蒸発乾燥が始まる。
【００１８】
印刷された用紙３上のインクは、乾燥装置６０と７０の間を搬送されて乾燥・定着される。用紙３の乾燥・定着を行う温度は、用紙搬送速度、ヒータ板６１とガイド板７１の用紙搬送方向長さ、ヒータ６２と熱風の温度、及び熱風の風量により決定される。ヒータ６２の温度は、温度検出素子６５、例えば測温抵抗体や熱電対により測定され、図示しない温度調整器により設定温度に制御される。また、熱風の温度及び風量は、用紙搬送速度により変更することが適切であるが、高速搬送域では一定であっても差し障りはない。ヒータ７２の温度も他の場合と同様に、温度検出素子７５、例えば測温抵抗体や熱電対により測定され、図示しない温度調整器により設定温度に制御される。
【００１９】
乾燥装置６０と７０により印刷後のインクを乾燥・定着された用紙３は、インクジェットプリンタ１００から排紙される。
【００２０】
以上の説明は、用紙３が搬送されながら印刷、乾燥される定常動作について行ったが、次に、本発明に関わるインクジェットプリンタの起動停止時の制御方法について、用紙保護を主体として、図４を参照して説明する。
【００２１】
インクジェットプリンタに用紙３を装てんする場合には（２００）、図示しない駆動装置によって回転駆動されるトラクタ２１および３１により用紙３を装置内に取り込み（２０１）、用紙３を所定量送った後にトラクタ２１および３１を停止し、図示しない搬送制御手段により、ラインヘッドの下流側のブロア６７のみを停止して（２０２）ヒータ板６１上の用紙３の吸引をやめ、トラクタ３１を逆方向に所定量回転させて用紙３を弛ませながら、図示しない駆動装置により４ヶ所のカム８２を回転させ、用紙支持材８１の先端部をヒータ板６１の用紙搬送面から突出させて用紙３を上方に持ち上げる（２０３）。これらの動作により、用紙３はヒータ板６１から離間する。このような状態から、ヒータ６２を動作させて（２０４）ヒータ板６１の温度を適正値に上昇させる。印刷を開始する場合には（２０５）、図示しない駆動装置により４ヶ所のカム８２をさらに回転させて用紙支持材８１の先端部をヒータ板６１の用紙搬送面から退避させながら、図示しない搬送制御手段により、ロータリーエンコーダのパルス数が用紙３を弛ませた時と同一となるまでトラクタ３１を順方向に回転させて用紙３の弛みをとり（２０６）、ブロア６７を動作させて（２０７）用紙３を吸引する。また、ヒータ７２も適正値に上昇させておく（２０８）。以上の前処理の後にファン７３を動作させて（２０９）印刷を開始する（２１０）。
【００２２】
印刷の終了や中断時は（２２０）、ファン７３を動作させたままヒータ７２を停止して（２２１）送風のみとすることで、用紙３を冷却すると共にヒータ６２を停止する（２２１）。また、用紙３の装てん時と同様に、図示しない駆動装置によって回転駆動されるトラクタ２１および３１を停止し、図示しない搬送制御手段により、ラインヘッドの下流側のブロア６７のみを停止して（２２２）ヒータ板６１上の用紙３の吸引をやめ、トラクタ３１を逆方向に所定量回転させて用紙３を弛ませながら、図示しない駆動装置により４ヶ所のカム８２を回転させて用紙支持材８１の先端部をヒータ板６１の用紙搬送面から突出させて用紙３を上方に持ち上げる（２２３）。これらの動作により、用紙３はヒータ板６１から離間する。印刷の終了時は（２２４）、この状態でヒータ板６１が４０℃〜６０℃程度の安全な温度になるまで待機し（２２５）、その後に装置の停止処理を行う。
【００２３】
装置の停止処理は、図示しない駆動装置により４ヶ所のカム８２を回転させて用紙支持材８１の先端部をヒータ板６１の用紙搬送面から退避させながら、図示しない搬送制御手段により、ロータリーエンコーダのパルス数が用紙３を弛ませた時と同一となるまでトラクタ３１を順方向に回転させて用紙３の弛みをとり（２２６）、動作中のファン７３やブロア５なども停止させる（２２７、２２８）。これらの処理により印刷は終了する（２２９）。
【００２４】
一時中断していた印刷を再開する場合は、印刷再開の合図により（２３５）ヒータ６２を動作させて（２０４）ヒータ板６１の温度を適正値に上昇させる。その後の印刷開始に伴う動作は、前述した内容と同様である。
【００２５】
通常の装置運転時には（２３０）、ブロア５を動作させて（２３１）用紙３をプラテン２に吸引し、図示しない搬送制御手段により、トラクタ３１を逆方向に所定量回転させて用紙３を弛ませながら、図示しない駆動装置により４ヶ所のカム８２を回転させて用紙支持材８１の先端部をヒータ板６１の用紙搬送面から突出させて用紙３を上方に持ち上げる（２０３）。これらの動作により、用紙３をヒータ板６１から離間させた後ヒータ６２を動作させて（２０４）ヒータ板６１の温度を適正値に上昇させる。その後の印刷開始に伴う動作は、前述した内容と同様である。
【００２６】
以上説明したように、インクジェットプリンタの起動停止時には、用紙保護の目的で用紙支持材８１により用紙３を上方に持ち上げ、用紙３をヒータ板６１から離間させる動作を行うが、上流側の用紙３はブロア５によりプラテン２に吸引されているため、プラテン２上の用紙３の印刷位置は変わらないことがわかる。ラインヘッド１により印刷された用紙３は、インク種類、インク量及び用紙の種類により差が大きいものの、搬送条件によっては１秒程度の比較的短時間でインクを乾燥・定着させる必要がある。このような短時間でインクを乾燥・定着させるためには、用紙温度を１００℃以上にする必要がある。搬送中の用紙３を１００℃以上にするためには、用紙搬送速度、ヒータ板６１の長さ及び用紙種類により変わるものの、装置を実用的なサイズに収めるためには、ヒータ板６１の温度を１２０℃以上にする必要がある。搬送中の用紙３の温度を適正値にするヒータ板６１の温度設定により、停止中には必要以上に用紙３が加熱され、用紙が変色するなどの不具合が考えられるが、空気の熱伝導率は紙に比較して約１／２．５であるため、上記実施例のようにヒータ板６１と用紙３との間に空気層を作ることにより、用紙３の温度上昇を押さえることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ラインヘッドを用いた高速印刷、高速搬送を行うインクジェットプリンタにおいても、用紙停止時にヒータと用紙を離間させることができるため、熱による用紙への障害を防止し、印字品質を落とすことなくインクの乾燥・定着が確実にできるプリンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクジェットプリンタの概略側面図である。
【図２】本発明における用紙保護手段の概略側面図である。
【図３】本発明における用紙保護手段の配置を示すヒータ板の概略平面図である。
【図４】本発明の起動停止時における制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１はラインヘッド、２はプラテン、３は用紙４、６６は孔、５、６７はブロア、１１はクロ用ラインヘッド、１２はシアン用ラインヘッド、１３はマゼンダ用ラインヘッド、１４はイエロー用ラインヘッド、２１、３１はトラクタ、５０、６０、７０は乾燥装置、５１、６１はヒータ板、５２、６２、７２はヒータ、５５、６５、７５は温度検出素子、７１はガイド板、７３はファン、８１は用紙支持材、８２はカム、８３は回転軸、８４はばね、８６は開口部、９０は隙間、１００はインクジェットプリンタである。

Claims

常温で液体のインク滴をノズルから噴射して記録媒体上の印刷幅全域に印刷するラインヘッドと、該ラインヘッドの上流側に位置し、記録媒体の非記録面側から前記記録媒体を加熱乾燥させる第１の乾燥手段と、前記ラインヘッドの下流側に位置し、印刷後の前記記録媒体の非記録面側から前記記録媒体を加熱乾燥させる第２の乾燥手段と、第２の乾燥手段と対向した位置に設けられ、前記記録媒体の記録面側から非接触で前記記録媒体を加熱乾燥させる第３の乾燥手段とを有するインクジェットプリンタにおいて、前記第２の乾燥手段に記録媒体の保護手段を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記保護手段は、記録媒体と当接する先端部を有し、その先端部は、前記第２の乾燥手段内に格納される位置と、記録媒体を離間させるように乾燥手段から突出する位置とを移動可能であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
前記保護手段は、印刷開始時には前記第２の乾燥手段に格納され、印刷中断・終了時には記録媒体を乾燥手段より離間させ、記録媒体の離間により、記録媒体を搬送する搬送手段に設けられたエンコーダにより把握した記録媒体のずれ量を一時的に保存しておき、記憶媒体の離間復帰処理時にそのずれ量を元に、記録媒体の離間前の位置に復帰させる制御手段を有することを特徴とする請求項１または２記載のインクジェットプリンタ。
上記搬送手段はトラクタであることを特徴とする請求項３記載のインクジェットプリンタ。