JP3125487B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に関する。さらに詳細には転写媒体上にインク像を形
成した後、記録媒体に転写し、記録媒体上にインク像を
得る転写型インクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】転写型インクジェット記録装置は、記録
紙や紙粉と記録ヘッドとの意図しない接触に起因するイ
ンクジェット目詰まりがなく、高い信頼性が得られると
いう特徴を有する。従来の転写型インクジェットプリン
タとしては、特開平１−２２６３３６号公報に記載され
ている構成が知られている。

【０００３】これらの装置においては、転写媒体に対し
間隙を介して、複数のノズルを有する記録ヘッドを設け
る。記録ヘッドにより転写媒体上にインク像を形成した
後、転写媒体上のインク像をヒータで乾燥させてから記
録媒体を転写媒体に当接させ、記録媒体の背後から押圧
することによって、記録媒体上にインク像を転写する方
法がとられている。この構成によれば、転写媒体上のイ
ンク像は、転写工程で変形したり、記録紙に染み込むこ
とがない。従って、圧力転写によって、像品質が劣化す
ることなく、転写媒体上のインク像が記録紙に忠実に転
写され、高画質像が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等が、転写媒体上で乾燥したインク像を記録紙に転写
する従来の方法を実験的に評価した結果、転写に要する
圧力が大きく、装置構成上、装置の大型化、コストアッ
プという問題点を有するほか、低圧力転写を実現しよう
とすると転写後の記録紙上のインク像が耐水性、耐擦性
等堅牢性に劣ってしまうという問題点を有することを見
いだした。

【０００５】すなわち、特開平１−２２６３３６号公報
に記載されている構成では、転写媒体上で乾燥したイン
ク像は固体状態となり、大きな圧力を印加しないと記録
紙との間の付着力が得られず、従って、良好な転写特性
を得るためには、大きな圧力を加えられるような装置構
成とする必要があった。

【０００６】また、小さな圧力で良好な転写特性を得る
ためには、転写媒体上のインク像の乾燥状態を半固体状
態にして転写する必要がある。その結果、記録紙に転写
されたインク像には多少の水分が含まれており、記録紙
上のインク像を手で触ると擦れてしまうといった耐擦
性、耐水性等堅牢性に劣るという問題を有していた。さ
らに、堅牢性を上げるためには記録紙上に転写されたイ
ンク像から水分を完全に除去しなければならず、転写型
でない従来のインクジェット記録装置のように印字後の
記録紙を加熱する必要がある。しかしながら、転写媒体
上のインク像を乾燥させる加熱機構と、記録紙に転写さ
れたインク像から水分を完全に除去する加熱機構とを別
々の加熱機構で行なった場合、加熱立ち上がり時間の早
い加熱機構を用いなければならず加熱機構選定の範囲が
小さくなってしまうという問題を有していた。すなわ
ち、加熱立ち上がり時間の遅い加熱機構を用いた場合、
転写媒体上のインク像を乾燥させる加熱機構と、記録紙
上のインク像から水分を完全に除去する加熱機構とを連
続して使用するには、両方の加熱機構が同時にＯＮして
いる状態が存在してしまう。その結果、記録装置内の温
度が過度に上昇してしまうため、記録ヘッドが高温下に
さらされ、記録ヘッド内のインク中の水分が蒸発してし
まい目詰まり及び吐出不良を引き起こしてしまう。

【０００７】本発明は、この問題を解決するもので、そ
の目的は、加熱機構の種類に関わらず、記録ヘッドの温
度を過度に上昇させることなく安定した記録ヘッドの吐
出を実現し、かつ、転写媒体から記録媒体への転写を低
圧力ででき、記録媒体上に堅牢性の高い印字ができる転
写型のインクジェット記録装置を得ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のインクジ
ェット記録装置は、記録ヘッドよりインク滴を吐出して
転写媒体上に入力情報に応じたインク像を形成し、この
インク像を前記転写媒体から記録媒体に転写するインク
ジェット記録装置において、前記転写媒体の近傍に加熱
機構を設け、この加熱機構による加熱方向を前記転写媒
体に向ける第１の加熱方向と、転写後の前記記録媒体上
のインク像に向ける第２の加熱方向とに切り換える切り
換え機構を備えたことを特徴とする。また請求項２記載
のインクジェット記録装置は、前記転写媒体上に形成さ
れたインク像を加熱する際に前記加熱機構による加熱方
向が少なくとも１回以上前記第１の加熱方向を示し、前
記記録媒体上に転写されたインク像を加熱する際に前記
加熱機構による加熱方向が少なくとも１回以上前記第２
の加熱方向を示すことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記のインクジェット記録装置によれば、記録
ヘッドより転写媒体上に形成されたインク像を加熱する
際に、加熱機構が第１の加熱方向を示し転写媒体上のイ
ンク像を半固体状態まで乾燥する。次いで、記録媒体上
に転写されたインク像を加熱する際に、加熱機構が第２
の加熱方向を示し記録媒体上に転写されたインク像を完
全乾燥して録媒体上へインク像を固定する。このため、
加熱機構の種類に関わらず連続した加熱が可能となり、
記録ヘッドの温度を過度に上昇させることがなく、記録
ヘッド内の目詰まりが防止でき安定した吐出が可能とな
るほか、低圧力での転写ができ、記録媒体上に堅牢性の
高い印字を得ることができる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例について説明する。

【００１１】図１にインクジェット記録装置の第１実施
例の斜視図を示す。

【００１２】まず本実施例の構成について説明する。

【００１３】記録ヘッド２は圧電素子を用いる形式のイ
ンクジェット記録ヘッドであり、図２に示すように複数
のノズル４０を転写媒体である転写ドラム１の軸方向に
一定の間隔で有している。本実施例の場合、記録ヘッド
２には１６／６００インチピッチで５１２本のノズル４
０を有しており、転写ドラム１が図１に示した矢印Ａ方
向に１回転する間に記録ヘッド２が矢印Ｂ方向に１／６
００インチ移動できる構造である。

【００１４】インクは、少なくとも水と、水溶性有機溶
剤と、顔料と、コロイダルディスパージョン型樹脂を含
有してなるインクを用いている。具体的には、顔料とし
てカーボンブラック３ｗｔ％、コロイダルディスパージ
ョン型樹脂として大日本インキ化学工業社の変性エポキ
シエステル型コロイダルディスパージョンであるウォー
ターゾルＣＤ−５４０（樹脂固形分４０％ イソプロピ
レングリコール１３％含有）を３０ｗｔ％、水溶性有機
溶剤としてトリエタノールアミン５ｗｔ％、その他、保
湿材としてトリエチレングリコール５ｗｔ％に純水を加
え調整したインクである。このインク中の固形分とは顔
料であるカーボンブラック及びコロイダルディスパージ
ョン型樹脂を示し、インク製造時の固形分粒子径は１μ
以下である。

【００１５】転写ドラム１は、金属素管１１の周囲にシ
リコーンゴムからなる弾性層１２を有しており、本実施
例の場合、Φ８０ｍｍの直径の転写ドラム１を用いてい
る。また、弾性層１２は、インク像を剥離し易いゴム材
が望ましく、シリコーンゴムの他、フルオロシリコーン
ゴム、フッ素ゴム、水素化ニトリルゴム、界面活性剤を
練り込んだシリコーンゴム等を用いることができる。

【００１６】転写ドラム１上のインク像からの水分の蒸
発を促進させて速やかに乾燥させるため、棒状ハロゲン
ランプからなるヒータランプ２０と加熱方向を一定に定
めるリフレクター２１を備えた加熱機構２３を備えてい
る。ヒータランプ２０は、図示しない温度センサによっ
て弾性層１２の表面温度を検出し、この温度が所定の範
囲に収まるよう、間欠的に点灯することによって、転写
ドラム１上に形成されたインク像中の水分蒸発特性を制
御している。すなわち所定の温度範囲に制御することに
よって、転写ドラム１上のインク像を半固体状態まで乾
燥させる。本実施例の場合、約５０℃に保っている。ま
た、リフレクター２１の端部に歯形２２を設け、歯車３
１を介して歯形２２にモータ３０の駆動力を伝達するこ
とでリフレクター２１が図中に示した矢印Ｄ方向に回動
自在になるよう構成してある。さらにモータ３０の回転
制御により、リフレクター２１の固定位置を、加熱機構
２３による加熱方向が図３中の矢印Ｓで示した転写ドラ
ム１の軸芯に向かう第１の加熱方向位置と、図４中の矢
印Ｔで示した記録媒体である記録紙４へ転写されたイン
ク像に向かう第２の加熱方向位置の２モードに設定して
ある。

【００１７】また、記録ヘッド２により転写ドラム１の
表面上に形成されたインク像を記録紙４に転写するた
め、記録紙４を転写ドラム１へ押圧するためのバックア
ップローラ３を備えている。バックアップローラ３は、
支点１５を揺動軸とした押圧レバー１６により転写ドラ
ム１に押圧または押圧解除できる構成になっている。さ
らに、この押圧力はバネ１７の附勢力により制御され、
本実施例における押圧加重は０．２８〜０．６ｋｇ／ｃ
ｍである。

【００１８】次に動作について説明する。

【００１９】図３は、記録ヘッド２のノズル４０から選
択的にインク滴を吐出し、転写ドラム１上にインク像を
形成する際の状態を示す断面図である。すなわち、支点
１５を中心に押圧レバー１６が矢印Ｅ方向に揺動するこ
とによりバックアップローラ３が転写ドラム１に接触し
ていない状態にある。また、モータ３０をＧ方向に回転
させることにより、加熱機構２３による加熱方向が転写
ドラム１の軸芯に向かう第１の加熱方向Ｓになる位置に
リフレクター２１を固定した状態である。

【００２０】本実施例では、記録ヘッド２は１６／６０
０インチピッチで５１２本のノズル４０を有しているた
め、転写ドラム１が矢印Ａ方向に１回転する間に、転写
ドラム１上に１６／６００インチの間隔で５１２ライン
分のインク像が形成できる。この際、弾性層１２の表面
温度が所定の範囲になるよう加熱機構２３のヒータラン
プ２０を間欠的に点灯させて転写ドラム１上に形成され
たインク像中の水分を蒸発させ、転写ドラム１上に半固
体状態のインク像を形成する。また、転写ドラム１が１
回転する間に記録ヘッド２は図１に示した矢印Ｂ方向に
１／６００インチ移動し、その後、転写ドラム１が２回
転目にはいる。これにより、転写ドラム１の１回転目と
同様に、転写ドラム１の２回転目に１６／６００インチ
の間隔で転写ドラム１の１回転目に形成されたインク像
に隣接した５１２ライン分のインク像が半固体状態で形
成できる。同様にして、転写ドラム１が１６回転するこ
とにより半固体状態のインク像で形成された１ページ分
の画像が転写ドラム１上に形成される。この際、バック
アップローラ３が転写ドラム１表面に接触することが無
いため、順次形成されたインク像が傷つけられることが
なく、転写ドラム１上に高画質像を得ることができる。

【００２１】図４は、記録ヘッド２により転写ドラム１
上に形成された半固体状態のインク像を記録紙４に転写
開始した状態を示す断面図である。すなわち、支点１５
を中心に押圧レバー１６が矢印Ｆ方向に揺動することに
よりバックアップローラ３が転写ドラム１にバネ１７の
附勢力で押圧している状態である。また、モータ３０を
Ｈ方向に回転させることにより、加熱機構２３による加
熱方向が記録紙４へ転写されたインク像に向かう第２の
加熱方向Ｔになる位置にリフレクター２１を固定した状
態である。

【００２２】転写ドラム１上に形成された半固体状態の
インク像は、バックアップローラ３と転写ドラム１との
間に記録紙４をバネ１７の附勢力で狭圧することで記録
紙４に半個体状態のまま接着される。次に転写ドラム１
の回転につれて記録紙４が移動し、転写ドラム１の弾性
層１２からインク像が界面剥離される。その後、加熱機
構２３により記録紙４上のインク像を固体状態になるま
で乾燥して記録紙４へのインク像の固定が完了する。

【００２３】転写に必要なバネ１７の附勢力は転写ドラ
ム１上に形成されたインク像の乾燥状態により決定され
る。つまり、転写ドラム１上のインク像が完全乾燥し固
体状態になっている場合、転写ドラム１上に形成された
インク像と弾性層１２との接着力が非常に高くなり、高
加重の転写圧力が必要となるほか、記録紙４への転写不
良が多発しやすくなる。これに対し、本実施例のように
転写ドラム１上のインク像を半固体状態に乾燥すること
により、転写ドラム１上のインク像と弾性層１２との接
着力が低くなり、かつ、インク像と記録紙４との接着力
が高くなるため、低加重の転写圧力で転写残りのない記
録紙４への転写が実現できる。

【００２４】しかしながら、記録紙４上に転写されたイ
ンク像は半固体状態であるため手で触ると擦れてしまう
といった耐擦性、耐水性等堅牢性が劣ってしまう。この
ため、記録紙４に転写されたインク像を再加熱して固体
状態にし堅牢性を向上させる必要がある。

【００２５】記録紙１枚当りの印字時間を早くするため
には、記録ヘッド２による転写ドラム１上へインク像を
形成し、かつ、このインク像を半固体状態まで乾燥する
工程（以下本実施例ではこの工程をインク像形成工程と
呼ぶ）と、転写ドラム１上に形成されたインク像を記録
紙４に転写し、転写された記録紙４上のインク像を固体
状態まで完全乾燥して記録紙４へインク像を固定する工
程（以下本実施例ではこの工程を転写定着工程と呼ぶ）
とを連続した動作で行なう必要がある。転写ドラム１上
のインク像を半固体状態に乾燥させる加熱手段と、転写
定着工程に必要な記録紙４上に転写されたインク像を固
体状態まで乾燥する加熱手段とを別々の加熱機構で行な
う場合、加熱立ち上がり時間の早い加熱機構を用いなけ
ればならず加熱機構選定の範囲が非常に小さくなってし
まう。すなわち、加熱立ち上がり時間の遅い加熱機構を
用いた場合、インク像形成工程に用いる加熱機構と、転
写定着工程に用いる加熱機構とを連続して使用するに
は、加熱立ち上がり時間のロス分を排除するために、両
方の加熱機構が同時にＯＮしている状態が存在してしま
う。その結果、記録装置内の温度が過度に上昇し、記録
ヘッド２が高温下にさらされノズル４０内のインク中の
水分が蒸発してしまいインク目詰まり及び吐出不良を引
き起こしてしまう。

【００２６】本実施例では、リフレクター２１の端部に
歯形２２を設け、歯車３１を介して歯形２２にモータ３
０の駆動力を伝達することでリフレクター２１が第１図
中に示した矢印Ｄ方向に回動自在になるよう構成し、加
熱機構２３による加熱方向が、図３に示した転写ドラム
１の軸芯に向かう第１の加熱方向Ｓと、図４に示した記
録紙４へ転写されたインク像に向かう第２の加熱方向Ｔ
の２モードに設定できるため、転写ドラム１上のインク
像の乾燥と記録紙４上のインク像の乾燥を同一の加熱機
構２３で連続して行える。これにより、加熱機構２３の
加熱立ち上がり時間は遅いものでも使用可能となり加熱
機構選定の範囲が広がる。また、１つの加熱機構２３で
インク像形成工程から転写定着工程まで使用できるた
め、本記録装置内の温度が過度に上昇することがない。
さらに、熱源をハロゲンランプからなるヒータランプ２
０で構成しているため、転写ドラム１及び記録紙４を過
度に高温にする必要なくインク像のみを効果的に加熱で
きる。

【００２７】図５に第２実施例のインクジェット記録装
置の断面図を示す。

【００２８】加熱機構５０は、電熱線５１を用いた温風
ファン５２と、温風吹き出し口が転写ドラム１の軸芯に
向けられたダクト５３と、温風吹き出し口が記録紙４へ
転写されたインク像に向けられたダクト５４で構成して
ある。図中５５と５６はダクト５３と５４の開閉を制御
する開閉弁である。

【００２９】記録ヘッド２により転写ドラム１上に形成
されたインク像を加熱する際には、開閉弁５５を開放
し、開閉弁５６を閉じることにより、加熱機構５０から
の温風がダクト５３から矢印Ｏ方向に吹き出し、転写ド
ラム１の表面上を加熱することで転写ドラム１上のイン
ク像を半固体状態まで乾燥する。また、記録紙４に転写
されたインク像を加熱する際には、開閉弁５５を閉じ、
開閉弁５６を開放することにより、加熱機構５０からの
温風がダクト５４から矢印Ｐ方向に吹き出し、記録紙４
に転写されたインク像面を加熱して記録紙４上に転写さ
れたインク像を固体状態まで乾燥する。さらに、ダクト
５３及び５４から出た温風を図示しない排気孔より本記
録装置外へ排出することにより、記録装置内の温度及び
湿度を一定に保持することができるため、記録ヘッド２
のインク目詰まりがなく安定した吐出が実現できる。

【００３０】その他の構成は第１実施例と同じであり、
構成及び動作の説明は省略する。

【００３１】第１実施例及び第２実施例に用いた加熱機
構は、熱源自体を移動させることなく転写ドラム１上の
インク像と記録紙４上のインク像を加熱することができ
るため、安価で簡単な装置構成が可能である。また両方
式とも記録紙４が熱源に非接触であるため、紙ジャム等
が発生した場合、安全性に優れている。

【００３２】

【発明の効果】本発明のインクジェット記録装置では、
転写媒体の近傍に加熱機構を設け、この加熱機構による
加熱方向を転写媒体に向ける第１の加熱方向と、転写後
の記録媒体上のインク像に向ける第２の加熱方向とに切
り換える切り換え機構を備え、転写媒体上に形成された
インク像を加熱する際に加熱方向が少なくとも１回以上
第１の加熱方向を示し、記録媒体上に転写されたインク
像を加熱する際に加熱方向が少なくとも１回以上第２の
加熱方向を示すことによって、加熱機構の種類に関わら
ず、記録ヘッドの温度を過度に上昇させることなく、記
録ヘッド内の目詰まりが防止でき安定した吐出が可能と
なるほか、低圧力での転写ができ、記録媒体上に堅牢性
の高い印字を得ることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の第１実施例
の斜視図である。

【図２】インクジェット記録装置に用いた記録ヘッドの
ノズル面を示す平面図である。

【図３】インクジェット記録装置の転写媒体への書き込
み状態を示す断面図である。

【図４】インクジェット記録装置の記録媒体への転写状
態を示す断面図である。

【図５】本発明のインクジェット記録装置の第２実施例
の断面図である。

【符号の説明】

１ ：転写ドラム（転写媒体） ２ ：記録ヘッド ３ ：バックアップローラ ４ ：記録紙（記録媒体） １１ ：金属素管 １２ ：弾性層 ２０ ：ヒータランプ ２１ ：リフレクター ２２ ：歯形 ２３ ：加熱機構 ３０ ：モータ ３１ ：歯車 ５０ ：加熱機構 ５１ ：電熱線 ５２ ：温風ファン ５３、５４：ダクト ５５、５６：開閉弁 Ｓ ：第１の加熱方向 Ｔ ：第２の加熱方向

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドよりインク滴を吐出して転写
   媒体上に入力情報に応じたインク像を形成し、このイン
   ク像を前記転写媒体から記録媒体に転写するインクジェ
   ット記録装置において、前記転写媒体の近傍に加熱機構
   を設け、この加熱機構による加熱方向を前記転写媒体に
   向ける第１の加熱方向と、転写後の前記記録媒体上のイ
   ンク像に向ける第２の加熱方向とに切り換える切り換え
   機構を備えたことを特徴とするインクジェット記録装
   置。
2. 【請求項２】 前記転写媒体上に形成されたインク像を
   加熱する際に前記加熱機構による加熱方向が少なくとも
   １回以上前記第１の加熱方向を示し、前記記録媒体上に
   転写されたインク像を加熱する際に前記加熱機構による
   加熱方向が少なくとも１回以上前記第２の加熱方向を示
   す、請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記加熱機構を、ヒータランプと、この
   ヒータランプの軸線回りに回動可能なリフレクタとで構
   成し、前記切り換え機構を、前記リフレクタの端部に形
   成された歯形と、この歯形に噛み合う歯車とで構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装
   置。
4. 【請求項４】 前記加熱機構を、温風ファンと、その温
   風を前記転写媒体に向けて案内する第１のダクトと、前
   記温風を前記記録媒体に向けて案内する第２のダクトと
   で構成し、前記切り換え機構を、それぞれのダクトに設
   けられた開閉弁で構成したことを特徴とする請求項１記
   載のインクジェット記録装置。