JP2005313458A

JP2005313458A - 画像記録装置

Info

Publication number: JP2005313458A
Application number: JP2004133556A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Suzuki; 圭一郎鈴木; Takayoshi Shinagawa; 卓義品川; Takashi Tsutsumi; 堤　　敬
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂を含む記録媒体に画像記録を行う場合に光沢のある高精細な画像記録を行うことのできる画像記録装置を提供する。
【解決手段】表層に熱可塑性樹脂粒子を含むインク受容層を有する記録媒体Ｐに対して画像記録を行う画像記録装置１であって、記録ヘッド６よりも記録媒体Ｐの搬送経路の下流側に画像記録後の記録媒体Ｐに対して加熱を行う加熱ローラ１４を配置し、記録媒体Ｐを介して加熱ローラ１４に対向する位置に加圧ローラ１８を配置するとともに、記録媒体Ｐが加熱ローラ１４と加圧ローラ１８との間を通過した直後の搬送角度Ａが搬送基準線２２に対して±４．０度以内である。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像記録装置に係り、特に、インクジェット方式により画像記録を行なう画像記録装置に関するものである。

一般に、少量多品種の需要に対して臨機応変に対応できる画像記録装置として、従来よりインクジェット方式の画像記録装置が知られている。インクジェット方式の画像記録装置は、記録ヘッドの記録媒体に対向する面に設けられたノズルからインクを吐出して記録媒体上に着弾、定着させることにより記録媒体に画像を記録するものであり、従来のグラビア印刷方式やフレキソ印刷方式による画像記録手段と異なって製版工程を必要としないため少量の需要にも簡易かつ迅速に対応することができるという特徴を有している。また、騒音が少なく多色のインクを用いることによってカラーでの画像記録も容易に行うことができるという長所がある。

インクジェット方式の画像記録装置は、多種多様な記録媒体に対して高精細な画像記録を行うことが可能であり、特に、記録面側に熱可塑性樹脂粒子を含むインク受容層を有する記録媒体を用いた場合には、画像記録を行った後に熱可塑性樹脂粒子を溶融させ平滑化させることにより光沢のある写真画質の記録画像を得ることができる。

しかし、特に、主として耐候性を上げるために用いられる顔料系インクによる画像記録の場合には、インクを記録媒体上に吐出しただけでは顔料粒子がインク受容層上にとどまり、記録媒体表面に凹凸を生じる。このため、染料系インクを用いた場合と比べて光沢性が著しく劣るという問題がある。そこで、特に、顔料系インクを用いて画像記録を行う場合には、熱可塑性樹脂を溶融させて平滑化させるだけでなく、前記顔料粒子と熱可塑性樹脂を含むインク受容層を平滑化させることが必要となる。

また、このような熱可塑性樹脂粒子を含む記録媒体を用いて高精細な画像記録を行うためには、美しい光沢を出すための処理が必要であるとともに記録媒体の表面を傷つけることのないよう配慮することも必要となる。

すなわち、記録画像に光沢を出すためには、記録媒体上にインクを吐出させ定着させた後に熱可塑性樹脂を溶融させるなどの処理を施す必要があり、従来より画像記録後に粗面ローラや熱風によって熱可塑性樹脂を溶融させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、画像記録後に記録媒体を１１０℃〜１４０℃の高温で一定時間保温することによって記録媒体を加熱し熱可塑性樹脂を溶融させることも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、十分に熱可塑性樹脂粒子を溶融させ平滑化させるためには、加熱だけでなく加圧も行う必要があり、熱風や保温によって記録媒体の加熱を行うのみでは光沢のある高精細な記録画像を得ることはできない。

そこで、画像記録を行った後に記録媒体に対して５０〜１５０度の加熱温度で９．８×１０⁴〜４．９×１０⁶Ｐａの圧力をかけることによって加熱加圧を行い、インクを定着させる技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。これによれば、記録媒体の表面の熱可塑性樹脂を溶融させ光沢感のある画像を形成することができる。
特公平２−３１６７３号公報特開平１１−２０８０９７号公報特開平２００１−３４１４０７号公報

この点、記録媒体に対するインクの定着を効率的に行うとともに記録画像の表面を平滑化しより光沢感のある画像を得るためには、所定の時間内に一定以上の圧力と熱量を加える必要がある。そして、この所定の時間は、記録媒体の搬送速度と加熱ローラと加圧ローラとによって形成されるニップの幅によって規定される。この点、従前は、一般に、必要な面圧を得ることのできる範囲でニップの幅を大きくした方が記録媒体に対してより多くの熱量を加えられるため光沢感ある画像を形成する上で好ましいと考えられてきた。しかしながら、加熱加圧を終えた記録媒体はローラの周面に沿って湾曲しており、このとき記録媒体は支持されていない状態であるため、記録媒体の剛性によって搬送経路に戻ろうとする力が働く。そして、ニップの幅を大きくすると、記録媒体の湾曲がより大きくなるため、ローラ間のニップを通過した後、急激にローラの周面から剥離されることとなり、かえって記録画像の光沢感を損なうおそれがあるという問題がある。

そこで、本発明は以上のような課題を解決すべくなされたものであり、インクジェット方式によって熱可塑性樹脂を含む記録媒体に画像記録を行う場合に光沢のある高精細な画像を形成することのできる画像記録装置を提供することを目的とするものである。

このような問題を解決するため、請求項１に記載されている発明は、表層に熱可塑性樹脂粒子を含むインク受容層を有する記録媒体に対してインクを吐出し前記記録媒体を一定方向に搬送しながら画像記録を行う画像記録装置であって、
前記記録ヘッドよりも前記記録媒体の搬送経路の下流側に画像記録後の前記記録媒体に対して加熱を行う加熱機構を配置し、前記記録媒体を介して前記加熱機構に対向する位置に加圧機構を配置するとともに、前記記録媒体が前記加熱機構と前記加圧機構との間を通過した直後の搬送角度が搬送基準線に対して±４．０度以内であることを特徴としている。

このような構成を有する請求項１に記載の発明は、表層に熱可塑性樹脂粒子を含むインク受容層を有する記録媒体に画像記録を行った後、記録媒体に加熱加圧を行う場合に、記録媒体が加熱機構と加圧機構との間を通過した直後の搬送角度が搬送基準線に対して±４．０度以内となるようになっており、記録媒体が加熱機構と加圧機構から緩やかに剥離するため記録媒体の表面が傷つけられないようになっている。

請求項２に記載されている発明は、請求項１に記載の画像記録装置において、前記加熱機構は加熱ローラであり、前記加圧機構は加圧ローラであることを特徴としている。

このような構成を有する請求項２に記載の発明は、記録媒体を加熱ローラと加圧ローラとによって加熱加圧を行うようになっている。

請求項３に記載されている発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像記録装置において、前記インクは顔料系インクであることを特徴としている。

このような構成を有する請求項３に記載の発明は、顔料系インクを用いて画像記録を行うようになっている。

請求項１に記載された発明によれば、表層に熱可塑性樹脂粒子を含むインク受容層を有する記録媒体に画像記録を行った後記録媒体に加熱加圧を行う場合に、記録媒体が加熱機構と加圧機構との間を通過した直後の搬送角度が搬送基準線に対して±４．０度以内という緩やかな角度で記録媒体が加熱機構と加圧機構から剥離するようになっている。このため、溶融した樹脂を含む記録媒体の表面が記録媒体が加熱機構と加圧機構から剥離する際に傷つけられないことなく、光沢感のある高精細な画像記録を行うことができるという効果を奏する。

請求項２に記載された発明によれば、加熱機構と加圧機構を加熱ローラと加圧ローラとによって構成しているので、記録媒体の全面に対して均一に加熱加圧を行うことができ、この場合でも記録媒体が加熱ローラと加圧ローラから剥離する際、緩やかな角度で剥離するようになっている。このため、溶融した樹脂を含む記録媒体の表面が記録媒体が加熱機構と加圧機構から剥離する際に傷つけられることがなく、光沢感のある高精細な画像記録を行うことができるという効果を奏する。

請求項３に記載された発明によれば、顔料系インクを用いることにより、溶融した熱可塑性樹脂へのインクの埋め込みが効果的に行われる。これにより、光沢感のある高精細な画像記録を行うことができるという効果を奏する。

以下、添付図面を参照しつつ本発明に係る画像記録装置１の第一の実施形態について説明する。

まず、図１に示すように、本実施の形態において、画像記録装置１の内部下方一端には、所定幅を有する長尺な記録媒体Ｐが巻回された給紙ロール２が回転自在に配設されている。給紙ロール２は、図示しない駆動機構によって回転駆動するようになっており、給紙ロール２が回転することにより記録媒体Ｐが所定の搬送方向Ｘに送り出されるようになっている。

また、給紙ロール２の上方には、記録媒体Ｐを記録面側と非記録面側とから挟持する一対の第一搬送ローラ３ａ，３ｂが設けられている。給紙ロール２から送り出された記録媒体Ｐは第一搬送ローラ３ａ，３ｂによって支持されつつ所定の搬送方向Ｘに沿って搬送されるようになっている。

第一搬送ローラ３ａ，３ｂよりも搬送方向Ｘの下流側であって画像記録装置１の上面ほぼ中央には記録媒体Ｐを非記録面から支持するプラテン５が画像記録装置１の上面に沿ってほぼ水平に配置されている。

また、プラテン５の上方には、図示しないキャリッジに搭載された記録ヘッド６が設けられており、記録媒体Ｐの搬送方向Ｘに直交する方向に延在して設けられた棒状のガイドレール（図示せず）に沿って往復移動するようになっている。

記録ヘッド６は、本実施形態において使用される各色（例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））ごとに設けられており、記録媒体Ｐの記録面上に所要のインクを吐出させるようになっている。なお、画像記録装置１で使用されるインクの色はこれに限定されず、例えば、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）等の色を使用することもできる。この場合には、各色に対応した記録ヘッド６がキャリッジに搭載される。

前記プラテン５よりも搬送方向Ｘの下流側には、記録媒体Ｐの幅寸法とほぼ等しい長さ寸法を有するカッター７ａ，７ｂが搬送方向Ｘに直交する方向に延在して設けられている。カッター７ａ，７ｂは互いに対向するように記録媒体Ｐの記録面側及び非記録面側の双方にそれぞれ設けられており、画像が記録された記録媒体Ｐを所定の長さ寸法に切断するようになっている。このうち記録媒体Ｐの記録面側に設けられたカッター７ａは図示しない駆動機構により上下動可能となっており、画像記録を終えた記録媒体Ｐがカッター７ａ，７ｂの間を通過した後、記録媒体Ｐの記録面側に設けられたカッター７ａが下降することによって記録媒体Ｐを所定の長さ寸法に切断可能となっている。なお、カッター７ａ，７ｂの構造はこれに限られず、例えば、記録媒体Ｐの非記録面側の所定位置に固定された固定刃を備え、記録媒体Ｐの記録面側には駆動機構によって移動可能に設けられた円盤形状のロータリーカッターを備えるようにしてもよい。この場合は画像記録を終えた記録媒体Ｐがカッターの間を通過した後に、ロータリーカッターが回転しながら記録媒体Ｐ上を移動することによって記録媒体Ｐを所定の長さ寸法に切断する。

カッター７ａ，７ｂよりも搬送方向Ｘの下流側には切断された記録媒体Ｐを記録面側と非記録面側とから挟持しつつ搬送方向Ｘに沿って搬送する一対の第二搬送ローラ８ａ，８ｂが設けられている。また、第二搬送ローラ８ａ，８ｂよりも搬送方向Ｘの下流側には、記録媒体Ｐの搬送の向きを切り替える切替ユニット９が設けられている。

前記給紙ローラ２から切替ユニット９までの搬送経路は第一搬送経路２６とされており、第一搬送経路２６は第二搬送ローラ８ａ，８ｂを支点として画像記録装置１の下方に向かってほぼ直角に曲折している。切替ユニット９は第一搬送経路２６の下端に位置しており、図示しない駆動機構によって回転駆動する一対の切替ローラ１１ａ，１１ｂを備えている。切替ローラ１１ａ，１１ｂは、適宜その回転方向を切替え可能となっており、記録媒体Ｐを第一搬送経路２５の下端から一旦送り出すとともに記録媒体Ｐの搬送方向を逆方向に切替えて再度搬送経路内に引き込むようになっている。

第一搬送経路２５の下端部は、第二搬送経路２６に分岐されるようになっており、この分岐部分には、切替ユニット９を構成し記録媒体Ｐの搬送経路を第一搬送経路２５から第二搬送経路２６へと切り替える切替レバー１０が設けられている。切替レバー１０は、図示しない駆動機構によって適宜回動動作され、この回動動作により記録媒体Ｐの搬送経路を切替え可能となっている。

第二搬送経路２６上であって切替ローラ１１ａ，１１ｂよりも搬送方向Ｘの下流側には、記録媒体Ｐを記録面側と非記録面側とから挟持する一対の第三搬送ローラ１２ａ，１２ｂが配設されている。

第三搬送ローラ１２ａ，１２ｂよりも搬送方向Ｘの下流側には、記録媒体Ｐに対して加熱及び加圧処理を行う定着ユニット１３が設けられている。定着ユニット１３は、図２に示すように、記録媒体Ｐの幅寸法よりわずかに長い長さ寸法に形成された加熱ローラ１４と、加熱ローラ１４に当接して押圧する加圧ローラ１８とを備えている。加熱ローラ１４及び加圧ローラ１８は、図示しない駆動機構によって回転自在となっている。

加熱ローラ１４は記録媒体Ｐに記録面側から当接して加熱を行うようになっており、円柱形状のローラ本体の内部には軸方向に沿って延在してヒータ１５が備えられている。加熱ローラ１４に用いられるヒータ１５としては、例えば、ハロゲンヒータやコイルヒータ等を適用することができる。また、加熱ローラ１４は記録媒体Ｐを効率よく加熱できるようにするため、金属等の熱伝導性の高い材料によって形成されており、フッ素樹脂や耐熱シリコン樹脂等からなる離型性層が表面に形成されている。このように、加熱ローラ１４の表面に離型性層が形成されていることによって、記録媒体Ｐを加熱加圧し熱可塑性樹脂粒子を溶融、平滑化した場合にも記録媒体Ｐが加熱ローラ１４から容易に剥離できるようになっている。

一方、加圧ローラ１８は加熱ローラ１４とほぼ同じ長さ寸法を有し、記録媒体Ｐの非記録面側に加熱ローラ１４に対向するように設けられている。加圧ローラ１８はゴム等の弾性を有する材料によって形成されている。また、図２に示すように、加圧ローラ１８には回転軸１９が設けられており、回転軸１９は支持部材２０によって支持されている。支持部材２０は、支持部材２０の一端に設けられた支軸２７を支点として揺動自在となっており、支持部材２０のほぼ中央部分には加圧ローラの回転軸１９を支持する軸受部２８が形成されている。また、支持部材２０の一端であって支軸２７の設けられている側とは反対側の端部には加圧ローラ１８の回転軸１９を支持部材２０を介して加熱ローラ１４の設けられている側に対して付勢するコイルばね２１が設けられている。コイルばね２１により支持部材２０を介して加圧ローラ１８の回転軸１９が加熱ローラ１４側に付勢されることによって加圧ローラ１８は加熱ローラ１４に対して圧接するようになっている。なお、加圧ローラ１８を加熱ローラに押圧させる機構はこれに限定されず、他の機構を適用することが可能である。

加熱ローラ１４と加圧ローラ１８とは、定着ユニット１３に搬送される記録媒体Ｐの搬送基準線２２上で接するように配置されている。ここで搬送基準線２２とは、搬送される記録媒体Ｐの厚さの中央とほぼ一致して搬送方向Ｘに沿って延在する線である。記録媒体Ｐは搬送経路上を搬送基準線２２に沿って搬送され、加熱ローラ１４及び加圧ローラ１８の回転に伴って加熱ローラ１４と加圧ローラ１８との間に引き込まれるようになっている。加熱ローラ１４及び加圧ローラ１８は、加圧ローラ１８が加熱ローラ１４を押圧することによって、加熱ローラ１４と加圧ローラ１８の接する部分において一定の幅を持ったニップを形成するようになっている。ニップとは、加圧ローラ１８と加熱ローラ１４との接触部分であって、加圧ローラ１８と加熱ローラ１４とはこの接触部分で密着しており、定着ユニット１３に搬送された記録媒体Ｐはニップ部分で加圧ローラ１８と加熱ローラ１４とによって挟持されるようになっている。ニップの幅は加熱ローラ１４及び加圧ローラ１８を形成する材料の硬度と加圧ローラ１８によって加えられる圧力によって変化する。すなわち、例えば、加圧ローラ１８が硬度の低い材料で形成されている場合に加圧ローラ１８によって高い圧力が加えられると硬度の低い加圧ローラ１８の表面が加熱ローラ１４に押し込まれることによって広い幅のニップが形成され、加圧ローラ１８が硬度の高い材料で形成されていて加圧ローラ１８によって低い圧力が加えられた場合には狭い幅のニップが形成されるようになっている。

加熱ローラ１４と加圧ローラ１８との間を通った直後の記録媒体Ｐは、加熱ローラ１４又は加圧ローラ１８の周面に沿って湾曲する。この加熱ローラ１４と加圧ローラ１８との間を通過した直後の記録媒体Ｐが搬送基準線２２に対してなす角度（以下「搬送角度」という。）Ａは、加熱ローラ１４と加圧ローラ１８の間に形成されるニップの幅によって異なり、ニップ幅が大きいほど搬送角度Ａも大きくなる。

搬送角度Ａが大きいほど記録媒体Ｐが加熱ローラ１４又は加圧ローラ１８から剥離する際に記録媒体Ｐの記録面に加わる衝撃が大きくなるため、光沢感のある高精細な画像を記録するためには、搬送基準線２２に対する搬送角度Ａを小さくすることが望ましい。すなわち、加熱ローラ１４と加圧ローラ１８との間を通過する際に加熱ローラ１４及び加圧ローラ１８の表面と記録媒体Ｐの表面との間に生じる粘着力によって加熱ローラ１４又は加圧ローラ１８の周面に沿って湾曲した記録媒体Ｐは、加熱ローラ１４と加圧ローラ１８の形成するニップから出た直後から記録媒体Ｐの剛性によってもとの搬送基準線２２に沿った搬送経路に戻る方向に加熱ローラ１４又は加圧ローラ１８から剥離していく。このとき搬送基準線２２に対して搬送角度Ａが大きいと、加熱ローラ１４又は加圧ローラ１８の表面から記録媒体Ｐが剥離する速度が速くなり、記録媒体Ｐの表面に大きな衝撃を与えるため、溶融した樹脂を含む記録媒体Ｐの表面が傷つけられ、記録画像の光沢感が損なわれるおそれがある。

この点、光沢感は、例えば記録画像の表面に物体が映った時の像がどの程度鮮明に歪みなく映し出されるかという写像性（以下「Ｃ値」という。）を測ることにより測定することができる。そして、このＣ値は、記録媒体Ｐの搬送角度Ａが搬送基準線２２に対して±４．０度以内であって記録媒体Ｐが加熱ローラ１４又は加圧ローラ１８の表面から緩やかな速度で剥離するようになっている場合に好適な値となる。したがって、光沢感のある記録画像を得るためには、記録媒体Ｐを加熱加圧する加熱ローラ１４又は加圧ローラ１８の硬度や記録媒体Ｐに加えられる押圧力を調整して記録媒体Ｐの搬送角度Ａが搬送基準線２２に対して±４．０度以内となるようにすることが望ましい。なお、記録媒体Ｐの搬送角度Ａが搬送基準線２２に対して±４．０度以内であるときに記録媒体Ｐの光沢感を表すＣ値が好適な値となるのは、画像記録の際の加熱加圧時の一般的な温度である１０８度の条件下における場合であり、温度条件が変更された場合には好適なＣ値を得る搬送角度Ａもこれに伴って変更され得る。

定着ユニット１３よりも搬送方向Ｘの下流側であって第二搬送経路２６の端部には、記録媒体Ｐを排出する排出口２４が設けられており、排出口２４よりも搬送方向Ｘ上流側には記録媒体Ｐを排出口２４に導く一対の第四搬送ローラ２３ａ，２３ｂが設けられている。

ここで、本実施形態に用いられる記録媒体Ｐは、記録面側に熱可塑性樹脂粒子を含有するインク受容層が形成されており、このインク受容層の下側には顔料インク溶媒吸収層が形成されている。熱可塑性樹脂粒子は、例えば、ポリアクリルエステル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリアクリル酸、ポリメタアクリル酸、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、これらの共重合体等であり、中でもポリアクリルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ＳＢＲラテックスが好ましい。これらの熱可塑性樹脂粒子を含有する記録媒体Ｐは、加熱及び加圧されインク受容層に含まれる熱可塑性樹脂粒子が溶融し平滑化されることによってガラス質の光沢を有する写真画質の画像形成を可能とする。

また、本実施形態に用いられるインクとしては、画像保存性の観点から着色剤として顔料を用いた顔料インクを用いることが好ましく、この顔料インクとしては、従来公知の有機及び無機顔料がある。例えばアゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサンジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料等の多環式顔料や、塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等の有機顔料又はカーボンブラック等の無機顔料が挙げられる。

具体的な有機顔料としては、以下に例示するものを適用することができる。

マゼンタ又はレッド用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等が挙げられる。

グリーン又はシアン用の顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等が挙げられる。

なお、顔料はここに例示したものに限定されない。また、本実施形態に用いられるインクはこれに限定されず、顔料インクの他、染料インク、分散インク等、各種インクを適用することが可能である。

なお、それぞれ一対に設けられた第一搬送ローラ３ａ，３ｂ、第二搬送ローラ８ａ，８ｂ、第三搬送ローラ１２ａ，１２ｂ、第四搬送ローラ２３ａ，２３ｂは、その一方が図示しない駆動機構によって回転駆動するようになっており、他方が、これに従動して回転するようになっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

画像記録動作が開始されると、記録媒体Ｐが給紙ロール２から送り出され、第一搬送ローラ３ａ，３ｂに案内されて第一搬送経路２５に沿って搬送方向Ｘに搬送される。記録媒体Ｐがプラテン５の所定位置まで搬送されると、キャリッジがガイドレールに沿って往復移動するとともに記録ヘッド６から所定の画像データに基づいて所要のインクが吐出され、記録媒体Ｐの記録面上に画像が記録される。画像記録が完了した部分がカッター７ａ，７ｂの間を通過し終えると、記録媒体Ｐの記録面側に設けられたカッター７ａが下降し、これによって記録媒体Ｐを挟んで上下に設けられたカッター７ａ，７ｂが互いに摺接し、長尺な記録媒体Ｐから画像記録済みの部分が切断される。

切断された記録媒体Ｐは、第二搬送ローラ８ａ，８ｂに導かれて第一搬送経路２５に沿って搬送され、第一搬送経路２５の下端部から一旦第一搬送経路２５の外へ送り出される。その後、切替レバー１０の先端部が第一搬送経路２５を塞ぐように向きを変えるとともに切替ローラ１１ａ，１１ｂが逆方向に回転する。これにより、記録媒体Ｐは第二搬送経路２６に引き込まれ、第三搬送ローラ１２ａ，１２ｂに案内されながら第二搬送経路２６に沿って搬送方向Ｘに搬送される。

記録媒体Ｐが定着ユニット１３に搬送されると、ヒータ１５によって加熱された加熱ローラ１４と加熱ローラ１４を押圧する加圧ローラ１８との間を記録媒体Ｐが通過することによって記録媒体Ｐの加熱加圧が行われる。これにより、記録媒体Ｐの記録面に形成されたインク受容層に含まれる熱可塑性樹脂粒子が加熱されることによって溶融しかつ加圧されることによって平滑化されて光沢のある写真画質の画像が形成される。

加熱ローラ１４と加圧ローラ１８との間を通過する際には、記録媒体Ｐは、加熱ローラ１４及び加圧ローラ１８の表面と記録媒体Ｐの表面との間に生じる粘着力によって加熱ローラ１４又は加圧ローラ１８の周面に沿って湾曲する。そして、記録媒体Ｐは、加熱ローラ１４と加圧ローラ１８の形成するニップを通過した直後から記録媒体Ｐの剛性によってもとの搬送基準線２２に沿った搬送経路に戻る方向に応力を生じ、緩やかに加熱ローラ１４又は加圧ローラ１８から剥離していく。

定着ユニット１３によって加熱加圧処理が行われた記録媒体Ｐは第四搬送ローラ２３ａ，２３ｂに案内されて排出口２４から排出される。

本実施形態によれば、加熱ローラ１４と加圧ローラ１８とによって記録媒体Ｐの加熱加圧を行った場合に、記録媒体Ｐが加熱ローラ１４と加圧ローラ１８のニップを通過した後、加熱ローラ１４又は加圧ローラ１８から緩やかな角度で剥離するようになっている。このため、溶融した樹脂を含む記録媒体Ｐの表面が傷つけられることがなく、光沢感のある高精細な画像記録を行うことができる。

なお、本実施形態においては、画像記録装置１は、記録媒体Ｐを搬送方向Ｘに搬送させるとともに、キャリッジに搭載された記録ヘッド６を記録媒体Ｐの搬送方向Ｘに直交する方向に往復移動させながら、記録ヘッド６からインクを吐出させて、画像を形成するシリアルプリント方式の画像記録装置１としたが、画像記録装置１はこの方式に限定されるものではなく、画像記録装置の本体に固定された記録ヘッドからインクを吐出させるとともに、記録媒体Ｐを搬送させて、画像を形成するラインプリント方式の画像記録装置としてもよい。

また、本実施形態においては、記録媒体Ｐは、所定幅を有する長尺な記録媒体Ｐを給紙ロール２に巻回したものとしたが、記録媒体Ｐの形状はこれに限られず、例えば、所定の長さ寸法のシート状の記録媒体Ｐを順次取り出す形式のものとしてもよい。また、本実施形態に用いられる記録媒体Ｐは、通常の画像記録装置に適用される普通紙，再生紙，光沢紙等の各種紙，各種布地，各種不織布，樹脂，金属，ガラス等の材質からなる記録媒体が適用可能である。

また、本実施形態においては、加熱ローラ１４を記録媒体Ｐの記録面側に配置し、加圧ローラ１８を記録媒体Ｐの非記録面側に配置したが、加熱ローラ１４と加圧ローラ１８の配置は逆であってもよい。また、加熱ローラ１４を金属等の硬質な材料で形成し、加圧ローラ１８をシリコンゴム等の弾力性のある材料で形成するものとしたが、加圧ローラ１８を金属等の硬質な材料で形成し、加熱ローラ１４をシリコンゴム等の弾力性のある材料で形成するものとしてもよく、また、加熱ローラ１４、加圧ローラ１８の双方を弾力性のある材料で形成するものとしてもよい。また、各ローラ１４，１８は、ローラ自体を弾力性のある材料で形成してもよいし、金属等の硬質な材料で形成した上で弾力性を有する材料によって表面を被覆するようにしてもよい。

その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。

次に、本発明に係る画像記録装置の第二の実施の形態について説明する。なお、本実施形態は定着ユニットの構成以外は第一の実施形態と同様であるため、以下においては、特に第一の実施形態と異なるところにつき説明する。

本実施形態において定着ユニット３０は、図３及び図４に示すように、ベルト支持ローラ３１と、ベルト支持ローラ３１に従動して回転する従動ローラ３２との間に掛け渡された加熱ベルト３３を備えている。ベルト支持ローラ３１及び従動ローラ３２は記録媒体Ｐの幅寸法よりわずかに長い長さ寸法に形成されており、ベルト支持ローラ３１は図示しない駆動機構によって回転自在となっている。また、加熱ベルト３３を挟んでベルト支持ローラ３１に対向する位置には、加熱ベルト３３を記録媒体Ｐの非記録面側から押圧して記録媒体Ｐの加圧を行う加圧ローラ３４が設けられている。

ベルト支持ローラ３１は中空状に形成されており、ベルト支持ローラ３１の内部には軸方向に沿って延在してヒータが備えられている。ベルト支持ローラ３１に用いられるヒータ３５としては、例えば、ハロゲンヒータやコイルヒータ等を適用することができる。また、ベルト支持ローラ３１は記録媒体Ｐを効率よく加熱できるようにするため、金属等の熱伝導性の高い材料によって形成されている。

また、加熱ベルト３３の表面には、フッ素樹脂や耐熱シリコン樹脂等からなる離型性層が形成されている。このように、加熱ローラ１５に掛け渡された加熱ベルト３３の表面に離型性層が形成されていることによって、記録媒体Ｐを加熱加圧し熱可塑性樹脂粒子を溶融、平滑化した場合にも記録媒体Ｐが加熱ベルト３３から容易に剥離できるようになっている。なお、加熱ベルト３３としては、例えば、電気鋳造によってニッケル等の金属を電着させ所要の厚さの金属層としたニッケル電鋳ベルトが適用されるが、加熱ベルト３３の構成はこれに限定されない。

一方、加圧ローラ３４はベルト支持ローラ３１とほぼ同じ長さ寸法を有し、記録媒体Ｐの非記録面側にベルト支持ローラ３１に対向するように設けられている。加圧ローラ３４はゴム等の弾性を有する材料によって形成されている。また、図４に示すように、加圧ローラ３４には回転軸３６が設けられており、回転軸３６は支持部材３７によって支持されている。支持部材３７は、支持部材３７の一端に設けられた支軸３８を支点として揺動自在となっており、支持部材３７のほぼ中央部分には加圧ローラの回転軸３６を支持する軸受部３９が形成されている。また、支持部材３７の一端であって支軸３８の設けられている側とは反対側の端部には加圧ローラ３４の回転軸３６を支持部材３７を介してベルト支持ローラ３１の設けられている側に対して付勢するコイルばね４０が設けられている。コイルばね４０により支持部材３７を介して加圧ローラ３４の回転軸３６がベルト支持ローラ３１側に付勢されることによって加圧ローラ３４はベルト支持ローラ３１に対して圧接するようになっている。なお、加圧ローラ３４を加熱ローラに押圧させる機構はこれに限定されず、他の機構を適用することが可能である。

加熱ベルト３３と加圧ローラ３４とは、定着ユニット３０に搬送される記録媒体Ｐの搬送基準線２２上で接するように配置されており、記録媒体Ｐは搬送経路上を搬送基準線２２に沿って搬送され、加熱ベルト３３と加圧ローラ３４との間に引き込まれるようになっている。加熱ベルト３３及び加圧ローラ３４は、加圧ローラ３４が加熱ベルト３３を押圧することによって、加熱ベルト３３と加圧ローラ３４の接する部分において一定の幅を持ったニップを形成するようになっている。加圧ローラ３４と加熱ベルト３３とはこのニップ部分で密着しており、定着ユニット３０に搬送された記録媒体Ｐはニップ部分で加圧ローラ３４と加熱ベルト３３とによって挟持されるようになっている。ニップの幅は加熱ベルト３３及び加圧ローラ３４を形成する材料の硬度と加圧ローラ３４によって加えられる圧力によって変化する。すなわち、例えば、加圧ローラ３４が硬度の低い材料で形成されている場合に加圧ローラ３４によって高い圧力が加えられると硬度の低い加圧ローラ３４の表面が加熱ベルト３３に押し込まれることによって広い幅のニップが形成され、加圧ローラ３４が硬度の高い材料で形成されていて加圧ローラ３４によって低い圧力が加えられた場合には狭い幅のニップが形成されるようになっている。

加熱ベルト３３と加圧ローラ３４との間を通った直後の記録媒体Ｐは、加熱ベルト３３又は加圧ローラ３４の周面に沿って湾曲する。この加熱ベルト３３と加圧ローラ３４との間を通過した直後の記録媒体Ｐが搬送基準線２２に対してなす角度（以下「搬送角度」という。）Ａは、加熱ベルト３３と加圧ローラ３４の間に形成されるニップの幅によって異なり、ニップ幅が大きいほど搬送角度Ａも大きくなる。

搬送角度Ａが大きいほど記録媒体Ｐが加熱ベルト３３又は加圧ローラ３４から剥離する際に記録媒体Ｐの記録面に加わる衝撃が大きくなるため、光沢感のある高精細な画像を記録するためには、搬送基準線２２に対する搬送角度Ａを小さくすることが望ましい。すなわち、加熱ベルト３３と加圧ローラ３４との間を通過する際に加熱ベルト３３及び加圧ローラ３４の表面と記録媒体Ｐの表面との間に生じる粘着力によって加熱ベルト３３又は加圧ローラ３４の周面に沿って湾曲した記録媒体Ｐは、加熱ベルト３３と加圧ローラ３４の形成するニップから出た直後から記録媒体Ｐの剛性によってもとの搬送基準線２２に沿った搬送経路に戻る方向に加熱ベルト３３又は加圧ローラ３４から剥離していく。このとき搬送基準線２２に対して搬送角度Ａが大きいと、加熱ベルト３３又は加圧ローラ３４の表面から記録媒体Ｐが剥離する速度が速くなり、記録媒体Ｐの表面に大きな衝撃を与えるため、溶融した樹脂を含む記録媒体Ｐの表面が傷つけられ、記録画像の光沢感が損なわれるおそれがある。

この光沢感を表すＣ値は、記録媒体Ｐの搬送角度Ａが搬送基準線２２に対して±４．０度以内であって記録媒体Ｐが加熱ベルト３３又は加圧ローラ３４の表面から緩やかな速度で剥離するようになっている場合に好適な値となる。したがって、光沢感のある記録画像を得るためには、記録媒体Ｐを加熱加圧する加熱ベルト３３又は各ローラ３１，３４の硬度や加圧ローラ３４によって加えられる押圧力を調整して記録媒体Ｐの搬送角度Ａが搬送基準線２２に対して±４．０度以内となるようにすることが望ましい。なお、記録媒体Ｐの搬送角度Ａが搬送基準線２２に対して±４．０度以内であるときに記録媒体Ｐの光沢感を表すＣ値が好適な値となるのは、画像記録の際の加熱加圧時の一般的な温度である１０８度の条件下における場合であり、温度条件が変更された場合には好適なＣ値を得る搬送角度Ａもこれに伴って変更され得る。

なお、その他の構成は、第一実施形態のものと同様であるので、同一箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。

次に、本実施形態の作用について説明する。

記録媒体Ｐが定着ユニット３０に搬送されると、ヒータ３５によって加熱されたベルト支持ローラ３１に掛け渡された加熱ベルト３３とベルト支持ローラ３１を押圧する加圧ローラ３４との間を記録媒体Ｐが通過することによって記録媒体Ｐの加熱加圧が行われる。これにより、記録媒体Ｐの記録面に形成されたインク受容層に含まれる熱可塑性樹脂粒子が加熱されることによって溶融しかつ加圧されることによって平滑化されて光沢のある写真画質の画像が形成される。

加熱ベルト３３と加圧ローラ３４との間を通過する際には、記録媒体Ｐは、加熱ベルト３３及び加圧ローラ３４の表面と記録媒体Ｐの表面との間に生じる粘着力によって加熱ベルト３３又は加圧ローラ３４の周面に沿って湾曲する。そして、記録媒体Ｐは、加熱ベルト３３と加圧ローラ３４の形成するニップを通過した直後から記録媒体Ｐの剛性によってもとの搬送基準線２２に沿った搬送経路に戻る方向に応力を生じ、緩やかに加熱ベルト３３又は加圧ローラ３４から剥離していく。

以上より、本実施形態によれば、ベルト支持ローラ３１に掛け渡された加熱ベルト３３と加圧ローラ３４とによって記録媒体Ｐの加熱加圧を行った場合に、記録媒体Ｐが加熱ベルト３３と加圧ローラ３４のニップを通過した後、加熱ベルト３３又は加圧ローラ３４から緩やかな角度で剥離するようになっている。このため、溶融した樹脂を含む記録媒体Ｐの表面が傷つけられることがなく、光沢感のある高精細な画像記録を行うことができる。

なお、本発明が本実施の形態に限られないことは、第一の実施形態と同様である。

また、本実施形態において、加熱ベルト３３を記録媒体Ｐの記録面側に配置し、加圧ローラ３４を記録媒体Ｐの非記録面側に配置したが、加熱ベルト３３と加圧ローラ３４の配置は逆であってもよい。また、加圧ローラ３４に代えてローラに掛け渡された加圧ベルトを配置し、加熱ベルト３３と加圧ベルトとによって記録媒体Ｐの加熱加圧を行うようにしてもよい。

次に、画像記録装置の実施例について説明する。

本実施例における画像記録装置１は、図１及び図２に示した画像記録装置１と同様の構成であり、画像記録を行った後に記録媒体Ｐに対して加熱加圧を行う加熱機構及び加圧機構として、記録媒体Ｐの記録面側に加熱ローラ１４を備え、記録媒体Ｐの非記録面側に加圧ローラ１８を備えるものである。

本実施例で用いる加熱ローラ１４は、表面には硬化型シリコンをディップ塗布し、硬化させたものである。また、中空のアルミローラを用いており、ローラ径はφ４０ｍｍのものを用いた。また、加圧ローラ１８は、中空のアルミローラの表面にテフロン（登録商標）チューブを被覆した硬質ローラ、または中空のアルミローラ芯金にシリコンゴム層を設け、その上にテフロンチューブを被覆した軟質ローラであり、何れもローラ径はφ４０ｍｍのものを用いた。また、加熱ヒータとしては、ハロゲンランプヒータを使用した。さらに、加圧ローラ１８を加熱ローラ１４側に付勢する手段としてコイルばね２１を設け、加圧ローラ１８の回転軸１９の両端部に設けられた支持部材２０を介して加圧ローラ１８の回転軸１９を押圧するようにし、ねじにより加圧力を調整できるようにした。

本実施例においては、加熱ローラ１４を硬質ローラ、加圧ローラ１８を軟質ローラとした場合、加熱ローラ１４を軟質ローラ、加圧ローラ１８を硬質ローラとした場合、の双方の場合について実験を行い、さらに、コイルばね２１による押圧力を変えながらニップ部分の面圧及びニップ部分の幅を測定した。この点、記録媒体Ｐの記録面において十分な光沢感及び耐傷性を得るためには、ニップ部分の面圧が７ｋｇ/ｃｍ²以上あることが必要との実験データが得られており、本実施例においては、ニップ部分の面圧を７ｋｇ/ｃｍ²以上となるようにするとともに、記録媒体Ｐに対する加熱量が一定となるようにしつつ、ニップ部分の幅を変えながら顔料インクを用いて熱可塑性樹脂層を有する記録媒体Ｐに対しグレーのベタ画像を記録し、加熱加圧を行った。

図５は、前記のような画像記録装置１を用い、記録媒体Ｐの記録面側に硬質ローラで構成される加熱ローラ１４を配置し、記録媒体Ｐの非記録面側に軟質ローラで構成される加圧ローラ１８を配置して、記録媒体Ｐの加熱加圧を行った場合に加熱ローラ１４と加圧ローラ１８との間に形成されるニップ幅と搬送角度Ａとを模式的に示したものである。なお、加熱ローラ１４と加圧ローラ１８のうち何れを硬質ローラとし何れを軟質ローラとするか、及び加熱ローラ１４加圧ローラ１８の何れを記録媒体Ｐの記録面側に配置するかによってニップ幅と搬送角度Ａの関係にほとんど差異は見られなかったことから、図５においては、上記条件によって測定された結果のみを示す。

図５（ａ）に示すように、ニップ幅を１ｍｍとした場合には、搬送角度Ａは１．４１度であり、図５（ｂ）に示すように、ニップ幅を１．５ｍｍとした場合には、搬送角度Ａは２．１５度であり、図５（ｃ）に示すように、ニップ幅を２ｍｍとした場合には、搬送角度Ａは２．８５度であり、図５（ｄ）に示すように、ニップ幅を２．５ｍｍとした場合には、搬送角度Ａは３．５６度であり、図５（ｅ）に示すように、ニップ幅を３ｍｍとした場合には、搬送角Ａ度は４．３度であり、ニップ幅が大きくなるのに伴って搬送角度Ａが大きくなる。

次に、図６は、加熱加圧する際の温度を加熱加圧を行う際の一般的な温度である１０８℃に設定した場合の搬送角度Ａと光沢感を表すＣ値との関係を表すグラフである。なお、Ｃ値は、７５以上であれば記録媒体Ｐの光沢感として好適なものといえる。また、搬送角度Ａが０．０度の場合とは、記録媒体Ｐが加熱ローラ１４及び加圧ローラ１８によって形成されるニップを通過した直後の角度が搬送基準線２２に一致していることを示している。また、搬送角度Ａがプラスとは、記録媒体Ｐの記録面側に硬質ローラで構成される加熱ローラ１４を配置し、記録媒体Ｐの非記録面側に軟質ローラで構成される加圧ローラ１８を配置した場合に記録媒体Ｐが加圧ローラ１８側に傾斜する角度であり、逆に、搬送角度Ａがマイナスとは、記録媒体Ｐの記録面側に軟質ローラで構成される加熱ローラ１４を配置し、記録媒体Ｐの非記録面側に硬質ローラで構成される加圧ローラ１８を配置した場合に記録媒体Ｐが加熱ローラ１４側に傾斜する角度である。

図６に示すように、プラス側、マイナス側ともに搬送角度Ａが搬送基準線２２から離れるに従ってＣ値が低くなり、搬送角度Ａが−４．０度から＋４．０度の間にあるときに、Ｃ値は記録画像の光沢感として好適な７５以上で安定する。

このように、搬送角度Ａが−４．０度から＋４．０度の間にあるように各ローラの硬度、ニップ幅等を調整することにより、Ｃ値が７５以上で安定し、常に好適な光沢感のある高精細な画像記録を行うことができる。ただし、本実施例は加熱加圧する際の温度を１０８℃に設定した場合のＣ値であり、温度が変化した場合には、好適なＣ値を得られる搬送角度Ａの範囲も変化し得るものである。

本発明に係る画像記録装置の第一の実施形態の全体を模式的に示す側面図である。図１の画像記録装置に備わる定着ユニットを模式的に示す側面図である。本発明に係る画像記録装置の第二の実施形態の全体を模式的に示す側面図である。図３の画像記録装置に備わる定着ユニットを模式的に示す側面図である。本発明に係る画像記録装置の一実施例において加熱ローラと加圧ローラとの間に形成されるニップ幅と搬送角度とを模式的に示した図である。図５（ａ）は、ニップ幅が１ｍｍの場合の搬送角度を示す。図５（ｂ）は、ニップ幅が１．５ｍｍの場合の搬送角度を示す。図５（ｃ）は、ニップ幅が２ｍｍの場合の搬送角度を示す。図５（ｄ）は、ニップ幅が２．５ｍｍの場合の搬送角度を示す。図５（ｅ）は、ニップ幅が３ｍｍの場合の搬送角度を示す。記録媒体の搬送角度とＣ値との関係を表すグラフである。

符号の説明

１画像記録装置
１３定着ユニット
１４加熱ローラ
１８加圧ローラ
２２搬送基準線
Ａ搬送角度
Ｘ搬送方向

Claims

表層に熱可塑性樹脂粒子を含むインク受容層を有する記録媒体に対してインクを吐出し前記記録媒体を一定方向に搬送しながら画像記録を行う画像記録装置であって、
前記記録ヘッドよりも前記記録媒体の搬送経路の下流側に画像記録後の前記記録媒体に対して加熱を行う加熱機構を配置し、前記記録媒体を介して前記加熱機構に対向する位置に加圧機構を配置するとともに、前記記録媒体が前記加熱機構と前記加圧機構との間を通過した直後の搬送角度が搬送基準線に対して±４．０度以内であることを特徴とする画像記録装置。
前記加熱機構は加熱ローラであり、前記加圧機構は加圧ローラであることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
前記インクは顔料系インクであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像記録装置。