JP3057701B2 - インク噴射記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録された被記録材のカールを矯正するた
めのインク噴射記録装置に関する。

〔従来の技術〕

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、転
送されてくる記録情報に基づいて、紙やプラスチック薄
板等の被記録材上にドットパターンから成る画像を形成
していくように構成されている。

前記記録装置は、記録方式により、インク噴射記録式
（インクジェット式）、ワイヤドット式、サーマル式、
レーザービーム式等に分けることができ、そのうちのイ
ンク噴射記録式（インク噴射記録装置）は、記録ヘッド
の吐出口から記録液（インク）の小滴を吐出飛翔させ、
これを用紙やプラスチック薄板等の被記録材に付着させ
て記録するように構成されている。

このインク噴射記録装置（インク噴射記録方法で記録
する装置）は、ノンインパクト方式であることから、カ
ラー記録や高速記録に適している。

ところで、インク噴射記録方法およびインク噴射記録
装置においては、被記録材上に記録液（インク）を直接
付着させて記録することから、記録後の処理技術とし
て、インクの蒸発を促進させるため、種々の定着または
乾燥の条件が提案されている。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕

しかし、従来のインク噴射記録方法および装置では、
用紙やプラスチック薄板等の被記録材が記録直後にイン
ク（記録液）を吸収し、その記録面が膨張してカール
（反り）することに対しては、充分な考慮がなされてい
なかったので、排紙後の被記録材が嵩張ったり、連続排
紙の場合に被記録材が正しく重ならずに紙落ちを生じた
り、さらには、排紙部で紙詰まりが生じることがあるな
どの技術的課題があった。

本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、本発明の目的は、被記録材の裏面全面を均一に
加熱することができ、記録面表面に凹凸が生じるのを抑
えながら良好な液体インクの被記録材への定着を行うこ
とができ、同時に、被記録材のカールの矯正を効率よく
行うことができるインク噴射記録装置を提供することで
ある。

〔課題解決のための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、インク噴射記録
ヘッドから記録情報に応じて液体インクを吐出させ、こ
れを被記録材の記録面に付着して画像を形成するインク
噴射記録装置において、前記インク噴射記録ヘッドの被
記録材搬送方向下流側に配され、前記被記録材の前記記
録面の裏面側に当接して当該記録面の前記裏面側が凸に
なるように当該被記録材の搬送を案内する搬送案内部材
と、前記裏面側が凸になるように搬送案内される前記被
記録材を前記裏面側から加熱するために、前記搬送案内
部材を加熱する加熱手段と、を有し、インク噴射記録に
より生じた前記被記録材のカールを矯正するとともに液
体インクの前記被記録材への定着を促進することを特徴
とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第４図は、記録される被記録材がインクを吸収してカ
ールする状態を示す模式的断面図であり、先ず第４図を
参照してこのカールの発生について説明する。

第４図において、（Ａ）は記録用紙等の被記録材20の
記録前の状態を示し、（Ｂ）は被記録材20の記録時の状
態を示し、（Ｃ）は被記録材20の記録後の状態を示す。

インク噴射記録方法（インクジェット記録方法）およ
びインク噴射記録装置のように被記録材20に液体を直接
吸収させるような場合、特に被記録材20が繊維質である
と、液体（インク）吸収層21が形成される記録面（液体
吸収面）22が膨張するので、図示のように、記録面22を
凸状にしたカールが発生する。

このままだと、記録面22が記録ヘッドあるいは排紙ロ
ーラーや排紙ガイドなどに接触し、画像流れの原因とな
る。

また、記録ヘッドと接触する場合は、インク吐出口の
ゴミ詰まりの原因となり、記録画像の濃度ムラ発生の原
因になることもある。

そこで、本発明は、記録後の被記録材を強制的に逆カ
ールの状態にするとともに記録面の裏側から加熱するこ
とにより、排紙時のカールの度合いを効果的に少なくす
るものである。

第１図は、本発明の前提となるインク噴射記録方法お
よびインク噴射記録装置の一例を示す模式的側面図であ
る。

第１図において、１は記録ヘッド（インク噴射記録ヘ
ッド）、２は被記録材20を搬送する搬送ベルト、３は記
録後（例えば、直後）の被記録材20を案内する硬質熱ロ
ーラー、４は前記硬質熱ローラー３と対を成す軟質ロー
ラー、５は排紙ローラー、６は排紙トレイ、をそれぞれ
示す。

ここで、搬送ベルト２上の被記録材20と記録ヘッド１
（その吐出口面）との間には、約0.5mmの間隙が設けら
れている。

この間隙は、記録品位向上のためには、小さいほど有
利であるが、被記録材20の搬送性や浮き上がり（紙浮
き）等を考慮して前述のような値に設定されている。

記録ヘッド１で記録された被記録材20は、搬送ベルト
２で送られながら、通常では直ちに硬質ローラー３と軟
質ローラー４との間（圧接部）に送り込まれる。

この場合、上側のローラー３が硬質であり、下側のロ
ーラー４が軟質であるため、被記録材20は上方に排出さ
れる。

すなわち、被記録材20は、記録面を内側にしたカール
が付いた状態で排紙されることになる。

なお、表面に塗工処理した被記録材を使用するような
場合は、硬質ローラー３の温度が余り高温だと分離が難
しくなり、別途オイル等の分離手段が必要になることが
あるので、該ローラー３の温度は、例えば、70℃〜100
℃程度に設定するのが適当であった。

第２図は、本発明の前提となるインク噴射記録方法お
よびインク噴射記録装置の他の例を示す模式的側面図で
ある。

第２の構成は温風式の矯正方法を採用したものであ
る。

第２図において、１は記録ヘッド（インク噴射記録ヘ
ッド）、２は被記録材20を搬送する搬送ベルト、６は排
紙トレイをそれぞれ示し、前記搬送ベルト２と前記排紙
トレイ６の間であって記録後（例えば、直後）の位置
に、温風式の矯正手段が配設されている。

この温風式の矯正手段は、被記録材20の記録面22（第
４図）に風を送る温風用のファン７と、被記録材20を案
内する湾曲状のガイドプレート９と、被記録材20を前記
ガイドプレート９に添わせる入口側の押さえローラー８
と、被記録材20をガイドプレート９に添わせるとともに
該被記録材を排紙する出口側の押さえ排紙ローラー11
と、前記温風用のファン７に接合され空気流を加熱する
ための排紙ガイド付きのヒーター10とで構成されてい
る。

温風生成用の前記ヒーター10に直接設けられたガイド
は、被記録材20が該ヒーターに接触するのを防止するた
めのものであるが、該ガイド自体も温度が高くなってい
る。

第２図の構成によれば、温風を当てて記録面を内側に
カールする方向に矯正するので、被記録材20のしわ発生
をより確実に防止し得るという効果が得られた。

なお、図示の例では、被記録材20がガイドプレート９
から多少浮いても、上から温風が当たっているため、記
録面22（第４図）の乾燥効果は維持されるので前記押さ
えローラー８、11は入口部と出口部の２箇所に配設する
だけでも充分であるが、さらに、その間の前記ガイドプ
レート９の湾曲部に中間の押さえローラーを追加するこ
とにより、被記録材20のカール矯正効果を一層向上させ
ることもできる。

また、押さえローラー８および押さえ排紙ローラー11
は、被記録材20の全幅に接触するものではなく、数mm毎
に接触する欠け幅ローラーとすることにより、記録面22
（第４図）と各ローラー８、11との擦れを一層確実に防
止することが好ましい。

第２図の構成では、温風の温度は高い方が好ましい
が、前記ヒーター10の熱量は記録装置のワット数や断熱
性を考慮して決められる。

つまり、断熱材によっては、本体自身が高温となって
しまう。

本記録装置の場合は、100℃が最適であった。

また、ファン７の風速が高過ぎると、熱交換効率によ
っては、逆に温度が下がる傾向も出てくるので、ほぼ微
風（例えば、1m/秒以下）で充分であった。

さらに、各押さえローラー８、11の回転速度について
は、記録ヘッド１側（入口側）のローラー８の速度を若
干速くして被記録材20の送り出し量を多めにし、被記録
材20のループを形成し、排紙ガイド等により該ループを
下方に向けるように（記録面を内側とするカールが強く
なる方向に）設定することが望ましい。

第３図は、本発明を適用したインク噴射記録方法およ
びインク噴射記録装置の一実施例を示す模式的側面図で
ある。

本実施例は、プレートヒーターを有する矯正手段を使
用する場合を示す。

第３図において、１は記録ヘッド（インク噴射記録ヘ
ッド）、２は被記録材20を搬送する搬送ベルト、６は排
紙トレイをそれぞれ示し、前記搬送ベルト２と前記排紙
トレイ６の間であって記録後（例えば、記録直後）の位
置に、プレートヒーター方式の矯正手段が配設されてい
る。

このプレートヒーター方式の矯正手段は、被記録材20
を案内する湾曲状のガイドプレート９と、該ガイドプレ
ートの裏面（被記録材案内面と反対側の下面）に接合さ
れ該ガイドプレートを加熱するためのプレートヒーター
12と、被記録材20を前記ガイドプレート９に添わせるた
め入口側および中間部に配設された２個の押さえローラ
ー8,8と、被記録材20をガイドプレート９に添わせると
ともに該被記録材を排出するために出口側に配設された
押さえ排紙ローラー11とで構成されている。

本実施例では、被記録材20がガイドプレート９から浮
くとカール矯正効果が大幅に低下するので、該ガイドプ
レート９の中間（湾曲部）にも押さえローラー８が設け
られている。

また、本実施例における各ローラー８、８、11の回転
速度は、排紙側のローラー11を若干速めに回転させて被
記録材20を引っ張るようにし、中間のローラー８押さえ
ローラー８でテンションを付与するように設定すること
が望ましい。

さらに、本実施例でも、プレートヒーター12による加
熱温度は、前述の第１図および第２図の構成の場合と同
様、高いほど効果があった。

以上説明した実施例によれば、記録後（例えば、記録
直後）に逆カールをかけるように被記録材を湾曲させる
とともに記録面の裏側から加熱するので、カールを矯正
してカールの度合いを効果的に少なくすることができ、
したがって、記録用紙やプラスチック薄板等の被記録材
20が排紙された後で嵩張ったり、連続排紙時に排紙トレ
イから被記録材が脱落することを防止することができ、
さらに、排紙部での被記録材の詰まり（紙詰まり）をも
防止することができるインク噴射記録方法およびインク
噴射記録装置が得られた。

本発明は、特にインク噴射（インクジェット）記録方
式の中でもバブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置
において、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なうのが好ましい。

この方式は、所謂オンデマンド型、コンティニュアス
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
や液路に対して配置されている電気熱変換体に、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、記録ヘッド
の熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一
対一対応し液体（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
の成長収縮が行なわれるので、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なうことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述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
ッ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さ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ッドとして
は、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘ
ッ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ッ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。

加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との
電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能にな
る交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録
ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録
ヘッ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、記録ヘッドに対しての、
キャッピング手段、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
行なう予備吐出モードを行なうことも安定した記録を行
な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、記録ヘッドを一体的に
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
くとも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〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、イ
ンク噴射記録ヘッドから記録情報に応じて液体インクを
吐出させ、これを被記録材の記録面に付着して画像を形
成するインク噴射記録装置において、前記インク噴射記
録ヘッドの被記録材搬送方向下流側に配され、前記被記
録材の前記記録面の裏面側に当接して当該記録面の前記
裏面側が凸になるように当該被記録材の搬送を案内する
搬送案内部材と、前記裏面側が凸になるように搬送案内
される前記被記録材を前記裏面側から加熱するために、
前記搬送案内部材を加熱する加熱手段と、を有し、イン
ク噴射記録により生じた前記被記録材のカールを矯正す
るとともに液体インクの前記被記録材への定着を促進す
る構成としたので、被記録材が搬送案内部材に当接した
状態で該被記録材の裏面面から加熱することで、被記録
材の裏面全面を均一に加熱することができ、記録面表面
に凹凸が生じるのを抑えながら良好な液体インクの被記
録材への定着を行うことができ、同時に、被記録材のカ
ールの矯正を効率よく行うことができるインク噴射記録
装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の前提となるインク噴射記録方法および
インク噴射記録装置の一例を示す模式的側面図、第２図
は本発明の前提となるインク噴射記録方法およびインク
噴射記録装置の他の例を示す模式的側面図、第３図は本
発明を適用したインク噴射記録方法およびインク噴射記
録装置の一実施例を示す模式的側面図、第４図は被記録
材の水分吸収によるカール発生状態を示す模式的断面図
である。 以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙す
る。 １……記録ヘッド（インク噴射記録ヘッド）、２……搬
送ベルト、３……硬質熱ローラー、４……軟質加圧ロー
ラー、５……排紙ローラー、６……排紙トレイ、７……
温風用のファン、８……押さえローラー、９……搬送案
内部材（ガイドプレート）、10……排紙ガイド付きのヒ
ーター、11……押さえ排紙ローラー、12……加熱手段
（プレートヒーター）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−166277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−165298（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−252772（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−36952（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−134054（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インク噴射記録ヘッドから記録情報に応じ
   て液体インクを吐出させ、これを被記録材の記録面に付
   着して画像を形成するインク噴射記録装置において、 前記インク噴射記録ヘッドの被記録材搬送方向下流側に
   配され、前記被記録材の前記記録面の裏面側に当接して
   当該記録面の前記裏面側が凸になるように当該被記録材
   の搬送を案内する搬送案内部材と、 前記裏面側が凸になるように搬送案内される前記被記録
   材を前記裏面側から加熱するために、前記搬送案内部材
   を加熱する加熱手段と、 を有し、 インク噴射記録により生じた前記被記録材のカールを矯
   正するとともに液体インクの前記被記録材への定着を促
   進することを特徴とするインク噴射記録装置。