JPH05131616A

JPH05131616A - インクジエツト記録装置

Info

Publication number: JPH05131616A
Application number: JP29325491A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Takanaka; 康之高中; Tomohiro Aoki; 友洋青木; Masatoshi Ichikatai; 雅俊一方井; Setsu Uchida; 節内田; Masaharu Nemura; 雅晴根村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1993-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】短時間で良好な記録画像を得ることのできる
インクジェット記録装置を提供する。【構成】記録紙を搬送する円筒形吸着搬送手段に対向
して設ける記録ヘッドを前記搬送手段の側方に配置する
とともに、前記搬送手段の内側に発熱体を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ，複写
機，プリンター等の機能を有するインクジェット記録装
置および前記機能を備える複合機，ワークステーション
等の出力機器として用いられるインクジェット記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】事務機器等の記録装置において、ノンイ
ンパクト記録法は、記録時における騒音の発生が無視し
うる程度に極めて小さいという点で、最近関心を集めて
いる。その中での高速記録の可能性が有り、しかも、い
わゆる普通紙に特定の定着処理を必要とせずに記録の行
えるインクジェット記録法は極めて有力な記録法であ
る。

【０００３】インクジェット記録装置に適用される記録
ヘッドは、一般に微細な液体吐出口（オリフィス）、液
路およびこの液路の一部に設けられるエネルギー作用部
と、該作用部にある液体に作用させる液滴形成エネルギ
ーを発生するエネルギー発生手段を具えている。

【０００４】このようなエネルギーを発生するエネルギ
ー発生手段としてはピエゾ素子等の電気機械変換体を用
いた記録方法、レーザー等の電磁波を照射して、そこに
ある液体に吸収させて発熱させ、該発熱による作用で液
滴を吐出、飛翔させるエネルギー発生手段を用いた記録
方法、あるいは発熱抵抗体を有する発熱素子等の電気熱
変換体によって液体を加熱して液体を吐出させるエネル
ギー発生手段を用いた記録方法等がある。その中でも熱
エネルギーによって液体を吐出させるインクジェット記
録方法に用いられる記録ヘッドは、記録用の液滴を吐出
して飛翔用液滴を形成するための液体吐出口（オリフィ
ス）を高密度に配列することができ、高解像力の記録を
することが可能である。その中でも電気熱変換体を熱エ
ネルギー発生手段として用いた記録ヘッドは、記録ヘッ
ドとして全体的なコンパクト化も容易で、かつ、最近の
半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しい
ＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用で
き、長尺化および面状化（２次元化）が容易であること
等からマルチノズル化、高密度実装化が容易で、しかも
大量に生産性良く、製造コストも安価なインクジェット
記録用ヘッドおよび該ヘッドを有する装置を提供するこ
とが可能である。

【０００５】上記記録ヘッドを用いた従来のカラーイン
クジェット記録装置の一例を図１に示す。原稿を読取
り、その情報を電気信号に変換する光学スキャナー（不
図示）から記録ヘッド部１１にドライブ信号が送られ
る。給紙部１から記録紙Ａが吸着シリンダ６へ搬送され
る。記録紙Ａは吸着シリンダ６と吸着ローラ５との間を
通過し、吸着シリンダ６の外周面に吸着（保持）され、
上部に位置する記録ヘッド部１１との間を一定の微小隙
間を維持して搬送されつつ記録ヘッド１１ａ〜１１ｄで
各色のインクにより画像記録が行われる。記録後の用紙
は分離爪１０により吸着シリンダ６から分離され、定着
部２３を経て排紙される。定着部２３はファン２３ａ、
ヒーター２３ｂを設け、温風を下向きに吹き出して、記
録紙の乾燥を行っている。

【０００６】このような記録装置では記録ヘッド部１１
が記録紙Ａの全幅を覆っているので、印字中に走査動作
を必要とせず固定され、記録紙Ａが記録ヘッド１１ａ〜
１１ｄの下を通過するのみをもって全面画像を記録する
ことができ、高速印字が可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のインクジェ
ット記録装置では、分離後の記録紙に対して定着が行わ
れている。そのため、排紙口に定着部を設けているの
で、記録装置が大型になり、またその分記録紙の経路が
長くなり、給紙から排紙までに時間がかかってしまう。
さらに、高湿度環境下においては、記録紙の吸湿によ
り、画像記録時のインク滴のにじみや、記録紙の波打ち
による吸着シリンダへの記録紙の吸着不足が生じ、また
シリンダの結露により、記録紙の滑りが起こる。その結
果、形成画像は見当ずれが生じたり、不鮮明になってし
まう。

【０００８】本発明の目的は、上記課題を解決するため
のもので、インクジェット記録装置の高速記録性を生か
し、短時間で、良好な画像を得るためのインクジェット
記録装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では、記録紙の円筒形吸着搬送手段に対向し
て設ける記録ヘッドを吸着搬送手段の側方に配置すると
ともに前記吸着搬送手段の内側に発熱体を設けている。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、発熱体により、吸着搬送手
段が熱され、吸着された記録紙は搬送されつつ乾燥さ
れ、印字される。そして、印字即乾燥により直ちに排紙
される。

【００１１】

【実施例】本発明のインクジェット記録装置の実施例を
図２〜図４に基づいて説明する。

【００１２】図２は本発明の機構部分を示す構成図であ
る。図中、１ａは記録紙Ａを収納する収納ケース、２は
記録紙Ａを最上位のものから順次送り出すピックアップ
ローラ、３は２個のローラが対になっており、前記ピッ
クアップローラ２によって送り出された記録紙Ａを複数
枚の場合は分離して一枚ずつ送り出す分離ローラであ
る。４は２個のローラが対となったレジストローラで、
前記分離ローラ３から送り出された記録紙Ａがこのレジ
ストローラ４の手前でセンサ（不図示）により検知され
ると、その記録紙Ａを一旦停止させる。さらに、このレ
ジストローラ４は、一旦停止させた記録紙Ａをある一定
のタイミングで送り出し、同時に記録ヘッド１１ａ，１
１ｂ，１１ｃ，１１ｄの吐出タイミングを決め、吸着シ
リンダ６上に受渡すべく送り出す。吸着シリンダ６は表
面が絶縁層から成り、帯電ローラ７により帯電されつつ
回転軸１９を中心に矢印Ｂ方向に回転する。吸着ローラ
５は、吸着シリンダ６の下方部に設けられ、レジストロ
ーラ４から送られてきた記録紙Ａを吸着シリンダ６に押
圧して吸着させる。記録ヘッド１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄは、吸着シリンダ６に吸着されて搬送されて
くる記録紙Ａに、制御装置（不図示）からの指示に合わ
せて、各々シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックのイ
ンクを吐出し、画像を形成する。このように画像が形成
された記録紙Ａはさらに搬送され、記録紙Ａの先端は吸
着シリンダ６の分離部６ａとオーバラップするように位
置設定される。そして、記録紙Ａは、分離爪１０の揺動
により吸着シリンダ６から剥され、矢印Ｃ方向に送ら
れ、排紙ローラ２１によりトレイ２２に排紙される。ま
た、２０はインク供給部であり、各カートリッジ２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄには各々シアン，イエロ
ー，マゼンタ，ブラックのインクが貯蔵され、記録ヘッ
ド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄにインクを供給して
いる。８ａはクリーニングブーレドであり、吸着シリン
ダ６上に付着したインクを掻き集め、排出チューブ８ｃ
により廃インクボトル（不図示）に排出する。また、８
ｂはインク吸収体であり、クリーニングブレッド８ａの
下流側に配置され、同ブレード８ａで取り切れなかった
インク，例えばブレードの稜線に沿って残留するインク
を吸収することでクリーニングしている。

【００１３】吸着シリンダ６には、記録ヘッド１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがヘッドホルダー１２に保持さ
れた状態で、これら４本の記録ヘッドの平面形状よりも
大きな開口部６ｂが形成されている。非記録時には開口
部６ｂが記録ヘッド１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに
対向して停止し、揺動カム１７が矢印Ｄ方向へ回転して
回復装置１３を矢印Ｅ方向に押し出し、前記開口部６ｂ
を介したヘッドブロック１２と回復キヤップ１８との接
合により記録ヘッドをキャップする。ここで、１６ａ，
１６ｂは揺動カム１７のストッパーである。このキャッ
ピングにより、回復キャップ１８内部の空気層をインク
の飽和蒸気で満たし、記録ヘッドの吐出口内のインクの
蒸発および増粘を防いでいる。また画像の記録動作開始
前には回復キャップ１８の各回復吸収体１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄが各々記録ヘッド１１ａ，１１ｂ，
１１ｃ，１１ｄに押圧され、その状態で空吐出（画像記
録を行わないインクの吐出）を行い、画像記録のための
吐出に備える。各回復吸収体１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄに空吐出によるインクが吸収され、絞り１４ａ，
１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにより絞りだされたインクは排
出チューブ１５を経て廃インクボトル（不図示）へ送ら
れる。絞り動作の後、揺動カム１７は再び回転し、回復
キャップ１８はヘッドブロック１２から離間し、記録動
作が開始される。

【００１４】また、吸着シリンダ６の内側にはシート状
のヒータ９が貼られており、吸着シリンダ６の回転と共
に回転する。吸着シリンダ６の開口部６ｂは回復装置１
３の出没口となるので、開口部６ｂはヒータ９によって
塞がれていない。ヒータ９は記録装置の電源投入後から
作動し、吸着シリンダ６を温めており、サーミスタのよ
うな温度調節部材により一定の温度に保たれるようにな
っている。

【００１５】前記記録ヘッド部１１は、吸着シリンダ６
の側方に配設されており、吸着シリンダ６の上部には設
けられていない。これは、ヒータ９によって暖められた
空気の上昇により、記録ヘッド１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄの乾燥を防ぐためである。

【００１６】このように吸着シリンダ６の内側にヒータ
９を設けることにより、吸着シリンダ６の外周部は結露
することがなく、帯電効率は低下しないので、記録紙Ａ
の静電吸着力が低下することはない。また、結露による
吸着シリンダ６と記録紙Ａとの摩擦力が低下することも
なく、記録紙Ａが滑ることもない。さらに、記録紙Ａが
吸着シリンダ６に達し、記録ヘッド（１１ａ〜１１ｄ）
によって印字されるまでの間に、記録紙Ａには乾燥が施
され、記録紙Ａの吸湿による波打ちは画像記録時に解消
される。以上のように、吸着シリンダ６の湿気を除くこ
とで、吸着シリンダ６の記録紙Ａに対する保持力が低下
することはなく、確実な搬送性が保証できる。さらにま
た、印字中にも記録紙Ａは乾燥されるため、インクの乾
きが早く、またインク滴の滲みがなく、画像形成直後に
排紙を行うことができ、所要画像を短時間で入手するこ
とができる。また、シリンダの内側にヒータを設けたの
で、装置を小型化することができる。

【００１７】上述のシート状のヒータ９の代わりに、図
３に示すような棒状のヒータ９ａを複数本設けてもよ
い。この場合、ヒータ９ａは吸着シリンダ６の内側に独
立に固設され、吸着シリンダ６と共には回転しない。こ
のように空間的に固定配置すれば、記録紙Ａが最も乾燥
を必要とする位置，すなわち印字直後の位置においては
加熱を集中させることができ、記録紙Ａを効果的に乾燥
させることができる。

【００１８】図４には吸着シリンダ６のシリンダ壁内に
ヒータ９ｂを埋込んだ例を示す。ヒータ９ｂは例えばニ
クロム線のような細いものでもよく、特に、吸着シリン
ダ６の内側に回復装置１３を設ける場合に、スペースの
確保において効果的である。印字後の記録紙Ａが吸着シ
リンダ６の上部を通過した後に分離されるように分離爪
１０を配置すれば、ヒータによって温められた空気が上
部に上昇し、該上部を記録紙Ａが通過することになるの
でより一層の乾燥効果が得られる。

【００１９】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
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。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００２０】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４７４０
７９６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応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１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を発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。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１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。なお、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、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００２１】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
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）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４４
５９６００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５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
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５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００２２】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００２３】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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
体的にインクタンクが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。

【００２４】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、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を用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００２５】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば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るか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モード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。

【００２６】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【００２７】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、吸着搬送手段の内側に発熱体を設けたことにより、
吸着搬送手段が熱せられ、この熱せられた吸着搬送手段
によって、画像記録と同時に記録紙が乾燥できるので、
短時間で所要の画像を得ることができる。また、記録紙
の通路上に別個に乾燥手段を設ける必要がなくなるの
で、記録装置が小型化でき、その分、記録紙の給紙から
排紙までの搬送時間を短縮化することができ、高速化に
適している。

【００２９】また特に高湿環境下においては、記録紙が
吸湿していることによる記録紙の波打ちを乾燥によって
解消し、記録紙と記録ヘッドとの隙間を一定に保持で
き、またインク滴の滲みをなくすことができる。さらに
搬送手段も乾燥させることになるので、記録紙との滑り
がなくなり、搬送手段の記録紙保持力を低下させること
がない。したがって、本装置によれば、良好な画像を記
録することができる。

【００３０】さらにまた、上記の発熱体を設けた搬送手
段にあっては、記録ヘッドを搬送手段の側方に位置させ
ることにより、発熱体の上昇熱流による記録ヘッドへの
悪影響を避け、高速かつ高画質なインクジェット記録装
置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例のインクジェット記録装置の構成図であ
る。

【図２】本発明を実施したインクジェット記録装置の構
成図である。

【図３】本発明のインクジェット記録装置における発熱
体の他の配設構造を示す吸着ローラの斜視図である。

【図４】本発明のインクジェット記録装置における発熱
体のさらに別な配設構造を示す吸着ローラの側断面図で
ある。

【符号の説明】

５吸着ローラ６吸着シリンダ９シート状ヒータ９ａ棒状ヒータ９ｂ線状ヒータ１０分離爪１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ記録ヘッドＡ記録紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ４１Ｊ 29/00 (72)発明者内田節東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者根村雅晴東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録紙画像幅を有するインクジェット用
の長尺記録ヘッドが記録紙搬送方向に直交して配置さ
れ、前記記録ヘッドに対向する位置に記録紙幅より長い
円筒状の回転駆動される記録紙吸着搬送手段が設けられ
ているインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドが前記搬送手段の側方に配置されるとと
もに、前記搬送手段の内側に発熱体が設けられているこ
とを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記搬送手段の側壁内に発熱体が設けら
れていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項３】印字後の記録紙の前記吸着搬送手段から
の分離手段が前記搬送手段の上部の搬送方向後方に設け
られていることを特徴とする請求項１に記載のインクジ
ェット記録装置。