JP2994686B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紙、フイルム等の記録媒体を搬送する搬送
回転体を備え、該記録媒体にインク液滴を吐出して300d
pi以上のインクジェット記録を行うインクジェットプリ
ンタに関するものである。

〔従来の技術〕

従来例１ 従来インクジエツトプリンターに於いては、記録媒体
にインク液滴を吐出した後に記録媒体の被印字面には何
も当接させないか、印字媒体の記録可能範囲外の部分に
拍車等を当接させるものが多かった。又、ピンフイード
タイプのものもある。

従来例２ 被印字面の印字可能範囲内に当接しているタイプのも
のについては、普通紙では無く、定着性のよいコート紙
等に代表されるインクジエツト専用紙を用いるものか、
さらにはインクの乾燥を促進させる為の定着器等の熱源
を取り付けるものが普通であった。

従来例３ 又、印字速度が遅く拍車に到達するまでの時間が充分
長く、その間にインクが乾燥して定着してしまう様なも
のにあっては、通常の環境下では使用できる可能性があ
ったが、この様なタイプのものに於いて拍車は、通常、
記録媒体の被印字面に対してできるだけ接触面積を減ら
して、転写可能な面積を極力減らして印字した線や文字
に当る確率を下げるとともに、拍車にインクが転写され
てしまった場合にも拍車が回転して転写したインクが記
録媒体に再転写して印字面を汚す量が極力少なくなる様
に第11図や第13図に示す様な記録媒体に当接する周面が
細く、鋭利にとがった不連続な周面を持った星形の形状
をしているものであった。

従来例４ 拍車に代表される被印字後の記録媒体に当接し回転す
る紙送り用部材（回転搬送部材）に於いて、拍車とは異
なるローラを用いるものが実開昭59−171950号公報に記
載されている。この公報には、ローラの周面に連続的に
記録媒体に当接するスパイラル状の凸部を有するローラ
８であり、コンティニアスインクジェット方式により記
録媒体面上に付着したインクがスパイラル状の凹部にほ
とんど付着しないとするものが記載されている。しかし
ながら、このスパイラル状の凸部の側面はインクをすく
い上げる方向に作用するため、凸部の側方にはインクが
付着してしまうという欠点がある。なお、この公報に
は、このスパイラル上の凸部に付着したインクをクリー
ニングするためのクリーニングローラ９を設けて、スパ
イラル状の凸部に付着したインクが記録媒体に転写する
ことを防止することを開示されている。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、上記従来例に於いては種々の欠点を有
していた。

従来例１の拍車の無いものに於いては、記録装置の排
紙側に於いて、特に高湿下等の条件であったり、ロール
紙等の長尺紙を用いたときなどでは排紙した記録媒体の
先端のすべりが悪くなり、流れがスムーズに行かなかっ
た場合などに於いて、記録媒体にたわみが発生し、もと
もと記録ヘツドと記録媒体間は0.8mm程度しか無い為、
記録媒体と記録ヘツドが接触を起こし、被印字面を汚し
てしまうという確率が非常に高くなってしまった。又、
ひどい場合には記録媒体がはさまり、ジヤムを起こして
しまうことが多々発生してしまった。

又、印字デユーデイーが高いベタ印字やグラフイクス
等の印字を行った場合にもやはり記録媒体がコツクリン
グ等の変形を起こして、印字面が少し浮き上がる為に、
いっそう記録ヘツド紙間ギヤツプが狭くなり、排紙が不
安定だと印字面を汚す確率が高くなっていた。

又、従来例１の記録媒体の両端の記録可能範囲外に拍
車を当接させるタイプのものについては、原理的にまず
印字可能範囲が狭くなってしまう大きな欠点がある。

さらに、A3サイズやA2サイズ等の大型の装置にあって
は、中央部の排紙性が低下する為に、排紙不良を起こ
し、前述の様なトラブルを起こしやすくなる。

又、ユーザー側から見ても紙幅に応じて、いちいち拍
車位置を変更せねばならず、非常に手間がかかると共
に、設定をラフにすると印字範囲に入ってしまい印字面
を汚してしまったりしてしまう欠点があった。

従来例２のものに於いては、インクジエツト専用紙の
為にインクの吸収能力が非常に高く、もともと問題が出
にくいが、高湿化では同様のことが起こる。又、ピンフ
イードのものでは、ハガキやカツト紙、OHPフイルム等
の多種の記録媒体に対応出来ず今後のニーズに一致しな
くなる。

又、従来例３に於いては、前述従来例１、２の様な欠
点はすべて解消できるが、基本的に印字速度が遅い低速
機にしか応用できないという大きな欠点がある。

又、近年は小型可般型のラツプトツプ型パソコンやワ
ープロ等のOA機器が増大しており、その出力装置に於い
ても当然、小型、可搬型のものが求められており、その
大きさは年々小さくなり、特に薄型になっていく傾向強
い。その為に記録ヘツドと拍車の位置が第10図に示す様
に非常に近くなり、いくら低速機であっても２秒程度で
印字してから拍車の位置まで被印字面が送られ到達して
しまう様になってしまってきた。

その為に、キヤラクタ程度の印字でも拍車へのインク
の転写が起こり、いわゆる拍車跡といわれる点線の様な
不連続点のならびの汚れが記録媒体の主走査方向に出て
しまう様になった。ましてや、グラフイツクス印字やベ
タ印字の様に印字比率が高い印字を行った後では、非常
に目立つものとなり、さらに高湿下で使用した場合に
は、ほとんど製品としては成り立たないレベルになって
しまった。又、当然紙送りの速い高速機に於いても同様
であり、さらにカラー機に於いては、前の印字ラインと
次の印字ラインで色が違った場合、拍車の前のラインの
インクが転写して次のラインのインクと混色を起こし、
C.M.Y系のインクではまったく異なる色になってしまっ
たり、黒インクが薄い色の上ににじんでしまい、やはり
ほとんど製品としては成り立たないものになってしま
う。

又、拍車の搬送力や耐久性UPの為に印字面への当接幅
を広くすると、拍車跡は出ない範囲にあっても180dpiや
300dpi以上の高詳細グラフイツク対応のものに於いては
ハーフトーン印字が多用される為、定着しにくい高湿下
にあっては、50％〜100％未満の印字duty（濃度）のハ
ーフトーン印字等を行った場合拍車が通った後は、画像
つぶれが目立つほど黒スジ状にハーフトーン部がなって
しまう恐れがあった。しかし、180dpi程度以下の印字品
位の低いものやキヤラクターやベタ印字がメインのもの
ではこの様な恐れは実際上は少なかった。しかし、又、
記録媒体上への当接幅がさらに広くなると、拍車上へベ
タ黒部から非印字部へ拍車が通過する境目でのみ拍車上
へインクが１点だけ転写し、次のその点の当接で１点だ
け小さい画像汚れが生じることが従来の例の中では検討
されていなかった。

よって、上述の様に紙送り系のトラブルと印字面上の
拍車跡のトラブルの両方を同時に解決する手法は今まで
存在しなかった。

〔課題を解決するための手段〕

上述のような課題を解決するための本発明は、インク
ジェット記録ヘッドからのインク液滴の吐出を受けてプ
リントが行われた前記記録媒体上の前記インク液滴に当
接して当該記録媒体の搬送を案内する搬送回転体を備
え、300dpi以上のプリントを行うインクジェットプリン
タにおいて、前記搬送回転体は、その周面の形状が連続
的に前記記録媒体に当接する撥水性の高い環状の周面を
有する算盤玉形状であり、かつ前記周面より0.1mm内径
側から該周面までの回転軸方向の幅が0.7mm以下である
ことを特徴とするものである。

これにより、インクをベタ黒に付着したような場合の
記録媒体面上のインクはもちろんのこと、ベタ黒部と非
印字部との堺目のインクが回転搬送体につれられて再転
写することを防止することができ、記録媒体の良好な搬
送性と確実に転写インク跡の出ないインクジェット記録
との両立が可能となり、300dpi以上の高精細な画像を作
成した場合でも再転写ドットが目立つことのない画像品
位の高い記録を行うことが可能となった。

本発明の回転部材の幅の定義としては、紙等の記録媒
体やこの回転部材に於いても圧力をかけて当接した状態
では微視的には変形しているものであり、又、先端面が
もとからＲ形状になっているものについても定義が不明
確になるので、当接する周面から0.1mm内径側での回転
軸を通る断面での幅で定義することとした。

〔実施例〕

第１図〜第２図までは本発明の第１の実施例を示し、
第１図は本発明を使用したプリンターの全体の構成を表
わすものであり、１は記録ヘツドとインクタンクが一体
となったカートリツジであり、２はカートリツジを乗せ
て副送査方向へスキヤンする為のキヤリツジであり、３
はそのキヤリツジのガイド軸であり、４はメカのベース
のシヤーシを示す。５は搬送用のプラテンローラであ
り、６、７はやはり搬送用のローラである。８は本発明
の実施例による拍車であり、第２図及びその側面図であ
る第３図の算盤玉形状の拍車を取り付けたものである。
９は搬送用のガイドである。Ｐは記録媒体を示す。ま
た、第８図中の10は記録媒体上に吐出されたインクを表
わす。第10図中の11は従来例の拍車であり、第11図及び
その側面図である第12図の拍車を取り付けた状態を示
す。図13及びその側面図である図14はその他の従来例を
示し、図15は従来例での拍車へのインクの転写プロセス
を示した図である。

実施例 表１は本実施例に於ける第２図の形状かつテーパ部の
印字面とのなす角が80゜のもので紙面に対する当接圧を
20gに設定して先端の幅の異なるサンプルを湿度の異な
る環境下でベタ黒のラインを印字直後ホームフイードを
行い拍車跡が出たかどうかのテストである。

・25゜℃/10％RHの所がすべてOKなのは拍車の所へくる
前にすべて定着してしまっている為、 ・揆水性の高い材料例としては、一般に用いられる様
な、フツ素化合物系材料である四フツ化エチレン樹脂、
パーフルオロ−アルコキシ樹脂、六フツ化プロピレン共
重合樹脂、四フツ化エチレン−エチレン共重合樹脂、フ
ツ化ビニリデン樹脂、三フツ化塩化エチレン樹脂や又、
高密度ポリエチレンやポリエチレン、ポリプロピレン、
トリメチルペンテン、ポリアセタール、ナイロン、ポリ
サルフオン、フエノールなどのポリマーやそれらのポリ
マーを表面にコーテイングした部材が好ましい。基本的
には揆水性と耐インク性と摩耗、変形強度を加味して決
定されるものである。

次に上記構成に於いて動作を説明すると、第１図に於
いてＰで示す記録媒体が第１図に示す様にセツトされた
後に１の記録ヘツドを内蔵したカートリツジが２のキヤ
リツジの副走査方向への動きによりＰの記録媒体へ１行
印字を行う。次に５のプラテンローラが回転することに
より記録媒体が主走査方向へ送られる。本実施例第１図
の様な小型可搬型のタイプの装置に於いては、前述の様
に、印字後すぐに印字部分が８の拍車の所へ到達する。
そのときの様子が第８図に示すものである。この状況は
拍車が定着していないインクがＰの記録媒体で静止して
いる状況を示す。

第９図は次に第８図の状態から主走査方向へＰの記録
媒体が進み出し、８の拍車が当接点に於いて相対運動を
はじめた所を示す。第９図に示す様にインクは拍車表面
に拍車とインクの間の付着するエネルギーレベルで付着
する為に拍車の回転により引きはがされる際に静止状態
よりも盛り上がった形になる。しかし、その際の形状は
盛り上がった点を頂点としたすそが広がった形状とな
る。そのときの力のバランスを考えると８の拍車の周面
の形状が連続面であり、10のインクがその８の拍車に対
する付着力に比例して引きずり上げられた所でインク自
体のすそ広がりの山形の盛り上がりを小さくして表面積
を小さくしようとする表面張力による凝集力の方が強く
なり、さらにその10のインクの下側は大面積にわたって
インクとＰの記録媒体の付着力により拘束されている為
に、結果的にＰの記録媒体の方へすべりながら引きずり
降ろされることになる。それにより８の拍車上にはイン
クが転写することなく使用することが出来る。もし、従
来の拍車の様に周面の形状に不連続面があったとする
と、上述の力のバランスが一瞬くずれる為にその点イン
クを拍車上に残してしまう訳である。その極端な例が、
今までの従来例の第15図に示すものである。この場合
は、不連続面であるがゆえに付着したインクを連続的に
下へ引きずり降ろす力が本発明の様に連続的に、かつ山
形のすそ広がりの盛り上がりが小さく個々の当接点に出
来てしまい、さらにほぼ印字面より垂直に持ち上げられ
てしまい、11の拍車上にあるインク10−ａとＰの記録媒
体上にある10−ａのインク間にくびれが生じてしまい最
後にはそのくびれた部分の断面積が一番小さくなってし
まう為に一番そこが弱くなってしまい、10−ａのインク
と10−ｂのインクそれぞれの表面張力による凝集力で切
れてしまうことになる。その為に原理的に11の拍車上に
インクが転写してしまう。

又、周面が連続に当接するものであっても、ベタ黒部
のエツジ部に於いてはインクと拍車の状態が第16図の様
になり、インクと紙の間の拘束面積が極端に減っていく
為に、前述の力のバランスがこの点でのみくずれ出して
いくことになる。その場合に於いても表１に示す結果の
様に拍車の幅が狭いものにおいては、もともと拍車とイ
ンク側の拍車の幅方向の拘束点が第19図の状態で非常に
狭い為に記録媒体の進行方向の拘束面積は減少してもや
はり拍車側には転写されないという力学的な関係を本発
明では見い出した。逆に幅が1mm以上のものにあって
は、拍車側の拍車の幅方向の拘束面積の比率が第18図の
ように大きい為に記録媒体とインク側の拘束面積と拍車
とインク側の拘束面積の比が小さく、この点でのインク
が拍車上へ１点転写し、拍車の回転による次の当接点で
記録紙上へ１点再転写してしまう。

〔他の実施例〕

第４図、第５図及び第６図、第７図は本発明の他の実
施例を示す。第４図、第５図は先端部の拡大図であり第
４図は角部がＲ形状ものを示す。第５図は当接面も含め
てＲ形状相当のものを示す。どちらも周面が連続的に紙
面に当接し、かつ幅が0.7mmのものの先端部を示すもの
であり、この限りにおいては、さらに言えば周面は円で
なくても良く多角形でも長円でも、またベルト状の不定
形のものでも良く、要は当接点近傍に於いてインクとの
接触が切れることなく連続であれば良いことである。

以上詳述したように、画像品位の高いプリントよごれ
の不可のものにあっては、本発明のものが最適である。

本発明は、特にインクジエツト記録方式の中でもキヤ
ノンが提唱しているバブルジエツト方式の記録ヘツド、
記録装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特
許第4723129号明細書、同第4740796号明細書に開示され
ている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この
方式は所謂オンデマンド型、コンテイニユアス型のいず
れにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合
には、液体（インク）が保持されているシートや液路に
対応して配置されてい電気熱変換体に、記録情報に対応
していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なく
とも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変
換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘツドの熱作用
面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一対向
し液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効であ
る。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液
体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成
する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に
気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液
体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパ
ルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明
細書、同第4345262号明細書に記載されているようなも
のが適している。尚、上記熱作用面の温度上昇率に関す
る発明の米国特許第4313124号明細書に記載されている
条件を採用すると、更に優れた記録を行うことができ
る。

記録ヘツドの構成としては、上記の各明細書に開示さ
れているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わ
せ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他に熱作用部
が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特
許第4558333号明細書、米国特許第4459600号明細書を用
いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数
の電気熱変換体に対して、共通するスリツトを電気熱変
換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59年第123670
号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部
に対応せる構成を開示する特開昭59年第138461号公報に
基づいた構成としても本発明は有効である。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘツドとして
は、上述した明細書に開示されている様な複数記録ヘツ
ドの組み合わせによって、その長さを満たす構成や一体
的に形成された一個の記録ヘツドとしての構成のいずれ
でも良いが、本発明は上述した効果を一層有効に発揮す
ることができる。

又、本発明の記録装置の構成として設けられる。記録
ヘツドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加
することは本発明の効果を一層安定できるので好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘツドに
対しての、キヤピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別
の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録
を行うために有効である。

更に、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色
のみの記録モードだけではなく、記録ヘツドを一体的に
構成するか複数個の組み合わせによってでもよいが、異
なる色の複色カラー又は、混色によるフルカラーの少な
くもと一つを備えた装置にも本発明は極めて有効であ
る。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は、インクジェット記録
ヘッドからのインク液滴の吐出を受けてプリントが行わ
れた前記記録媒体上の前記インク液滴に当接して当該記
録媒体の搬送を案内する搬送回転体を備え、300dpi以上
のプリントを行うインクジェットプリンタにおいて、前
記搬送回転体が、その周面の形状が連続的に前記記録媒
体に当接する撥水性の高い環状の周面を有する算盤玉形
状であり、かつ前記周面より0.1mm内径側から該周面ま
での回転軸方向の幅が0.7mm以下であるので、インクを
ベタ黒に付着したような場合の記録媒体面上のインクは
もちろんのこと、ベタ黒部と非印字部との堺目のインク
が回転搬送体につれられて再転写することを防止するこ
とができ、記録媒体の良好な搬送性と確実に転写インク
跡の出ないインクジェット記録との両立が可能となり、
300dpi以上の高精細な画像を作成した場合でも再転写ド
ットが目立つことのない画像部位の高い記録を行うこと
が可能となった。また、例えば、小型・可搬型のプリン
タであっても、又、普通紙に印字比率の高い300dpi以上
のインクジェット記録を行っても、又、高湿下等の悪環
境下であっても、再転写跡等の印字汚れを確実に防止で
きるという効果が極めて簡単な構成で得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を使用したプリンターの全体の構成説明
図、第２図及びその側面図である第３図は本発明の第１
の実施例の拍車構成説明図、第４図、第５図及び第６
図、第７図は本発明の他の実施例の正面図、側面図の組
み合わせの説明図を示す。第８図は記録媒体上に吐出さ
れたインク状態を示す図、第９図は拍車表面に付着する
インクのエネルギーレベルを説明するための概略図、第
10図乃至第14図は従来拍車例を説明する説明図、第15図
は従来例での拍車へのインクの転写プロセスを示した
図、第16図は黒ベタ部を通過直後の拍車表面に付着する
インクの状態図、第17図は第18図の実施例に於ける拍車
表面へのインクの転写の状態を示す図、第18図は当接幅
が広い場合の拍車を記録媒体の進行方向から見た図、第
19図は本発明の場合の図である。 ８、11は拍車、10はインクである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−226379（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−171950（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−190544（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/01

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクジェット記録ヘッドからのインク液
   滴の吐出を受けてプリントが行われた前記記録媒体上の
   前記インク液滴に当接して当該記録媒体の搬送を案内す
   る搬送回転体を備え、300dpi以上のプリントを行うイン
   クジェットプリンタにおいて、 前記搬送回転体は、その周面の形状が連続的に前記記録
   媒体に当接する撥水性の高い環状の周面を有する算盤玉
   形状であり、かつ前記周面より0.1mm内径側から該周面
   までの回転軸方向の幅が0.7mm以下であることを特徴と
   するインクジェットプリンタ。
2. 【請求項２】前記搬送回転体は50％以上100％未満の印
   字デューティのプリント画像と接することを特徴とする
   請求項１に記載のインクジェットプリンタ。