JP2010023409A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリアル方式のインクジェット記録装置において、定着ローラによる定着と記録ヘッドによる記録を同時に行う構成によって装置の小型化を図りつつも、間欠的な定着に起因する定着ムラの発生を抑制する。
【解決手段】 定着ローラのニップ幅をインクジェット記録ヘッドのノズル幅の整数倍としつつ、定着と記録を同時に行う。これにより、定着ムラの発生を抑制しつつ、装置の小型化を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリアル方式のインクジェット記録装置において、記録方式上不可避である間欠搬送をおこなった場合でも、装置を大型化することなく一様な定着効果を得るための機構を備えた装置に関する。

従来から電子写真記録装置などにおいて、色材を媒体に定着させるために加熱ないし加圧をおこなう定着器が導入されている。最近では、この効率良く記録媒体と色材を加熱する特許文献１および特許文献２によって開示された省エネルギー型の定着器が導入されている。

一方、インクジェット記録装置においても、特許文献３に記載されたような色材および記録媒体を用いることにより、記録物の光沢感や耐磨耗性を向上させることが可能である。昨今インクジェットプリンタによって印刷された写真調プリントは銀塩写真を超える高画質とも言われ、自宅で写真プリントを行う文化が浸透している。そこで、写真とは手にとって観賞する機会が多いため、前記耐磨耗性や写真としての光沢感は重要である。

これらの背景を反映し、特許文献５および特許文献６に開示されたようなインクジェット記録と定着装置を搭載した写真印刷装置が提案されている。特許文献５および特許文献６ではロール紙を間欠搬送しながら記録する動作と、記録媒幅方向を一時に加熱・加圧しながら一定速度で通過させる定着器を並列配置するためとして、記録媒体をたわませる方法および機構やスイッチバックによる方法および機構の提案がなされている。しかしながら、カット紙に対する記載がなく、そもそもたわませたりスイッチバックさせる機構を追加する必要があるため、装置の小型化や低価格化に不利である。

また、前述の電子写真装置において、特許文献４には記録部と定着ニップ部の距離がシートの最大サイズより小さくし、装置の小型化を実現できる構成をとっているが、記録部が電子写真なので露光、現像を行う部分が大型になる問題点がある。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開２００６−１１３３６４号公報 特開２００１−３４１４０７号公報 特開平０１−０２１４６５号公報 特開２００２−０６７２９４号公報 特開２００２−０９６９５４号公報

以上説明したように、従来の記録装置における定着処理部は、記録媒体への記録を紙幅方向に一度（ラインヘッド）に行うと同時に定着する（連続的に紙送り）か、シリアル方式インクジェットでの定着器では、記録媒体への記録が全面終了するまでたわませるなどの処理を行う必要があった。電子写真に比較して記録ヘッド部分を小型化できるインクジェットプリンタではあるが、ラインヘッドはシリアルヘッドに比較して紙幅方向だけ大きくする必要があるため非常にコストがかかる。また、シリアルヘッドでは前述したようにたわませる機構を設けるなど部品および装置体積が増えるため低価格化や小型化ができなかった。

そこで、シリアル方式の記録装置を小型化するために、定着ローラによる定着と記録ヘッドによる記録を同時に行う構成が考えられる。

しかしながら、シリアル方式の記録装置において定着ローラによる定着と記録ヘッドによる記録を同時に行うと、記録媒体の間欠搬送に伴って定着ローラによる定着も間欠的に行われることになる。この間欠的な定着が定着ムラを引き起こす。

本発明は、定着ローラによる定着と記録ヘッドによる記録を同時に行う構成によって装置の小型化を図りつつも、間欠的な定着に起因する定着ムラの発生を抑制することを目的する。

上記目的を達成するための本発明の構成は次の通りである。

シリアル方式の記録装置において、図２に示すように記録媒体の一部を保持・記録を行う最中に、記録媒体の記録済みの別の一部に定着処理を行う場合、定着処理部が記録媒体に接触する面の幅Ｙが、前記主走査を行う記録部に搭載された記録素子の同副走査方向の幅Ｘの整数倍、例えば１倍であることによって、図３に示すような記録中の定着処理時間差によって生じる定着ムラを回避し、そもそも図２のような構成をとったことによって特許文献６などに記載の装置に対して本体の小型化を実現する。

本発明によれば、定着ローラによる定着と記録ヘッドによる記録を同時に行う構成によって装置の小型化を図りつつも、間欠的な定着に起因する定着ムラの発生を抑制することができる。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

図１に本発明における記録装置１００の主要構成の、搬送方向断面図を示す。給紙トレイ５１に補充された記録用紙Ｐは、給紙ローラ５０によって搬送ローラ対３０およびピンチローラ３１に給紙される。搬送ローラ３０の回転量は非図示のエンコーダースケールによって管理されており、所定の搬送長をもって用紙Ｐを記録ヘッドのノズル１１下へ送り出す。記録ヘッドはノズル列１１からインク滴を吐出しながら、本紙前後方向に走査することによってＰ上に画像データを形成する。用紙Ｐの記録済み領域は搬送ローラ３０によって定着ローラ対２４および２２へ送り出されると同時に定着ローラ２４および２２は搬送ローラ３０と同期して用紙Ｐを挟持、搬送する。このとき、定着ローラ対２４の回転タイミングは厳密に搬送ローラ３０と同時でなければならない。また、定着ローラ対によって用紙Ｐが送られる量は、搬送ローラ対によって送られる量に対して同じか多くしなければならず、これは記録後の用紙Ｐがたわむのを防止するためである。

続いて記録部および定着部の詳細について説明する。図２は記録部から定着部の拡大断面図である。記録用紙Ｐは搬送ローラ３０によって記録ヘッド１０の直下領域に送りだされ、非記録面をプラテン３２に保持された状態でインクジェット記録を行われる。紙面に着弾したインク滴のイメージを図中４０に示す。ここで本実施例におけるインクはいわゆる顔料インクであり、顔料分子をインク中に安定して分散させるなどの機能を持つ、熱可塑性のポリマーを含有している場合は、このポリマーのガラス転移点（融点）以上の温度でヒーター２１と加圧ローラー２４によって挟み込むことで、インクが用紙の表層の空隙に硬く結びつき、印字後の耐摩擦性能を向上できる。インクと滴下された記録用紙は、筒状の加熱スリーブ２２とヒーター２１とヒーターホルダー２５とで構成された加熱ローラーと、表面に弾性耐熱材料を用いた加圧ローラー２４とのニップ部に導入される。ここで、２３はヒータ２１の温度を管理する温度センサおよびヒータ電源回路のヒューズであり、これによってヒータ２１が過剰昇温するのを防止する。また、加熱ローラ側のヒータホルダー２５は、補助ステー（不図示）によってプリンタ本体に固定されており、用紙搬送に伴って回転することはない。加圧ローラ２４および加熱スリーブ２２は搬送動作に伴って回転し、特に加圧ローラ２４は搬送ローラ３０の回転と同期して不図示のモーターによって駆動する。加圧ローラ２４とヒータ２１とのニップ幅Ｙは加圧ローラの材質（弾性）および加圧ローラ軸を用紙方向へ押し付けるバネなどの付勢手段（不図示）の圧力によって記録ヘッドの幅Ｘの整数倍に一様に押し付けられるように制御される。

図６（ａ）に前記定着部において記録媒体がローラ対に挟まれて一時停止し、記録部によって印字されている最中（スキャン中）の定着部における記録用紙表面の温度分布を示す。記録用紙表面温度は、ヒータの形状にほぼ一致した一様温度になるが、端部で温度分布が発生している。本実施例でいうニップ幅Ｙは、図６において目標温度に達している有効幅Ｙであり、これは実際のヒータ幅で規定できるものとは限らない。図６（ｂ）のような圧力分布に対しても同様である。

さらに図７のように画像幅が用紙の場所によってことなる場合、主走査幅をことならせることが考えられる。このとき、通常走査幅をスキャンする時間だけ定着する領域（ア）に比較して、画像幅が小さい領域（イ）では定着にかける時間が異なってしまうために、定着ムラが発生してしまう。そこで、本実施例では、スキャン幅を紙サイズによって固定し、定着時間が用紙面内で異ならないように画像を記録しない領域でも空スキャンを行うこととする。

以上によって図３（ｃ）のように定着幅とノズル幅の差異に起因して発生していた定着ムラは、図３（ｂ）および図４のように解決される。図４（ａ）は同一画像領域を１度の記録走査で完成させる１パス印字であり、図４（ｂ）は２パスの例、図４（ｃ）は４パスである。

（その他の実施形態）
図８のようにニップ幅Ｙはノズル幅Ｘの２倍になるように構成する。これによって例えば図６のニップ端部のように熱や圧力がダレている影響を、２度定着させることによって分散させて目立たなくさせることができる。

なお、図５は、定着部について説明するための図である。

本実施形態で用いる記録装置の断面図を示した図である。 本実施形態で用いる記録装置の記録部および定着部の周辺構成を示した断面図である。 記録媒体の搬送幅、記録ヘッドによる記録幅および定着器による定着範囲の関係を示した図である。 記録パス数と搬送の関係を示した図である。 定着部について説明するための図である。 定着部における記録用紙表面の温度分布を示す図である。 記録ヘッドによる記録幅と定着器による定着範囲との関係を示した図である。 ニップ幅とノズル幅との関係を示した図である。

符号の説明

１００ 記録装置
１０ 記録ヘッド
１１ 記録ノズル
２１ 加熱ヒーター
２２ 加熱スリーブ
２３ 温度センサおよびヒューズ回路
２４ 加圧ローラ
２５ ヒータホルダ
３０ 搬送ローラ
３１ ピンチローラ
３２ プラテン
４０ インクドット
５０ 給紙ローラ
５１ 給紙トレイ
Ｐ 記録用紙

Claims (9)

1. 複数の記録素子が配列された記録部を記録媒体に主走査方向に主走査させ、前記主走査方向と交差する副走査方向に前記記録媒体を搬送する動作を繰り返しながら、前記記録媒体に記録を行う記録装置において、
   前記記録部によって前記記録媒体に記録された記録材の定着処理を行うための定着手段であって、前記記録媒体の一部の領域に前記記録部による記録を行っている最中に前記記録媒体の別の一部の領域に接触しながら定着処理を行う定着手段を備え、
   前記定着処理が行われる副走査方向の幅が、前記副走査方向における複数の記録素子の配列幅の整数倍であることを特徴とする記録装置。
2. 前記定着処理が行われる副走査方向の幅はある温度ばらつき範囲であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記定着処理が行われる副走査方向の幅はある圧力ばらつき範囲であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
4. 記録すべき画像の主走査方向の幅に関わらず、前記記録部の主走査の範囲は一定であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
5. 前記記録部はインクジェットヘッドであることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
6. 前記記録媒体に接触する前記定着手段の部材は概加熱温度までの耐熱性がある弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
7. 前記記録材は顔料インクであり、当該顔料インク内に概加熱温度以下のガラス転移点のポリマーを含有することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
8. 前記記録媒体の表面には前記ポリマーが含有されることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
9. 前記記録部は、前記ポリマーを含む透明インクを記録可能であることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。

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