JPH05338126A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録紙の画像に乱れや記録紙自体に波うちが
生じることなくインクをムラなく乾燥定着することので
きるインクジェット記録装置のインク定着機構を実現す
ること。 【構成】 記録ヘッドから被記録材に対してインク滴を
吐出することで記録を行うインクジェット記録装置にお
いて、インク滴が付着することで画像が形成される前記
被記録材の記録面とは反対の裏面側に熱風を吹きつける
ことで前記インクの定着を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク吐出口から被記
録部材に向けてインクを吐出して記録を行うインクジェ
ット記録装置に関し、特にインクを記録紙に定着させる
定着機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置で記録された直
後のインクが乾いていない記録紙に触れると、画像が乱
れたり、手にインクが付着したりすることがある。記録
速度が速いインクジェット記録装置では、１枚目の記録
紙のインクが乾く前に２枚目の記録紙が重なって１枚目
の記録紙の裏面が汚れてしまうこともある。このため、
インクジェット記録装置の中でも特に高速記録の機種で
はインクを乾燥させて記録紙に定着させる手段が必要と
なる。

【０００３】従来、インクを乾燥定着させる手段として
は、主として熱を加える熱定着方式が多く用いられてい
る。この熱定着方式の中では、記録紙の記録面の裏面に
ヒータ等の発熱源を直接当接させ、記録紙を介してイン
クに熱を伝えてインクを加熱定着させる方法が最も多く
用いられている。

【０００４】また、記録紙面に遠赤外線等の光をあてて
記録紙の温度を上げてインクを蒸発させ、定着させる方
法も多く用いられる。

【０００５】また、記録紙の記録面側に熱風をあててイ
ンクを乾燥、定着させるという方法も用いられている。
このものにおいては、風圧によって（定着前の）インク
滴が吹き飛ばされて画像が破壊される危険性がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した各従来例のう
ち、記録紙の記録面の裏面にヒータ等の発熱源を直接当
接させる方法によるものでは、記録紙の記録面の裏面を
発熱源に均一に密着させないと定着の効果が得られにく
く、実現が難しいという問題点がある。また、記録面を
直接発熱源に平面で押圧すると画像が乱れてしまうとい
う問題点があり、これの対策として多数の点で押圧する
構成とすると、押圧している点と、していない点でのイ
ンクの濃度にムラが生じるとともに、記録紙に波うちが
生じてしまうという問題点があった。

【０００７】光を照射する方法によるものの場合には、
熱変換の効率が悪いという問題点がある。さらに、記録
紙表面付近のインクを蒸発させるには効果的であるが、
記録紙内部に浸透したインクを蒸発させることが困難で
あるという問題点がある。

【０００８】記録紙の記録面に熱風をあてて、インクを
乾燥定着させようとする方法によるものにおいては、風
圧によって（定着前の）インク滴が吹き飛ばされ画像が
破壊される危険性があるという問題点がある。

【０００９】本発明は上述したような従来の技術に鑑み
てなされたものであって、記録紙の画像に乱れが生じる
ことや記録紙自体に波うちが生じることなくインクをム
ラなく乾燥定着することのできるインクジェット記録装
置を実現することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、記録ヘッドから被記録材に対してインク滴
を吐出することで記録を行うインクジェット記録装置に
おいて、インク滴が付着することで画像が形成される前
記被記録材の記録面とは反対の裏面側に熱風を吹きつけ
ることで前記インクの定着を行う。

【００１１】この場合、インク滴が付着することで画像
が形成される前記被記録材の記録面とは反対の裏面側に
送風を行うためのファンと、前記ファンによって被記録
材の裏面に送られる風を熱するためのヒータと、前記フ
ァンおよびヒータを覆い、開放された面より被記録材の
記録面の裏面に対して熱風を送るためのダクトとを具備
し、前記ダクトの空気取入れ口が、記録ヘッドにて記録
された直後の被記録材の記録面の裏面を吸引する位置に
設けられるものとしてもよく、また、上記のダクトを、
被記録材の裏面に送られる風が循環するように前記開放
された面以外は閉じられているものとしてもよい。

【００１２】

【作用】本発明によれば、被記録材の記録面の裏面にフ
ァンで風（熱風）をあてるため、インク滴を吹き飛ばす
ことがなく、画像を乱さずに記録紙に均等な熱を加える
ことが可能となり、浸透したインクを効率よく乾燥させ
られる上に、定着の際に生じるムラや被記録材の波うち
を防ぐことが可能となる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１４】図１は本発明の第１の実施例の要部構成を
示す断面図である。

【００１５】本実施例は、記録紙の記録面の裏面に熱風
をあててインクを乾燥、定着させる方法によるもので、
記録ヘッド１１１により被記録材である記録紙１０７に
記録を行うものである。プラテンローラ１０８の周囲に
はプラテンローラ１０８とともに記録紙１０７を狭持搬
送するプラテン押圧ローラ１０９、記録時に記録紙１０
７をプラテンローラ１０８に押圧する紙押え板１１０が
記録紙１０７が搬送される方向に順に設けられている。

【００１６】記録ヘッド１１１による記録が行われた後
の記録紙１０７は複数のローラからなる搬送ローラ１０
５によって搬送され、排紙ローラ対１０６によって装置
外に排出される。この搬送ローラ１０５は、記録面と接
触して記録紙１０７の搬送を行うものであるため、イン
クが付着して記録画像を乱すことがないように表面にイ
ンクの付着を防止する揆水処理が施されている。搬送ロ
ーラ１０５の下部には熱源である複数の棒状ヒータ１０
２が配設され、さらにその下部にはファン１０１が設け
られている。これらのファン１０１および棒状ヒータ１
０２はダクト１１２内に収容されており、ダクト１１２
外から取り入れられた空気は、棒状ヒータ１０２を通過
する際に熱風とされて記録紙１０７の記録面の裏面に吹
き付けられた後にダクト１１２外に放出される。

【００１７】本実施例においては、被記録材の記録面の
裏面に熱風があてられるため、記録面に吐出されたイン
ク滴を吹き飛ばすこと、および画像を乱さずに記録紙に
均等な熱を加えることができ、浸透したインクを効率よ
く乾燥させ、定着の際に生じるムラや被記録材の波うち
を防ぐことができた。

【００１８】図２は本発明の第２の実施例の要部構成を
示す断面図であり、図３はその斜視図である。

【００１９】図１に示した第１の実施例においては、ダ
クト外に放出された空気によって記録紙が煽られて画像
が乱れてしまう危険性がある。本実施例は、これを防ぐ
ためのもので、ファン１０１および棒状ヒータ１０２を
収容するダクト２０３の形状が図１に示したダクト１１
２と異なるように形成されている。この他の構成は図１
に示した第１の実施例と同様であるため、図１と同じ番
号を付して説明は省略する。

【００２０】ダクト２０３には空気取り入れ口である網
目状に形成された（図３参照）吸気部２０４が設けられ
ている。この吸気部２０４は保持手段を構成するもの
で、記録ヘッド１１１と搬送ローラ１０５の間にて記録
紙１０７の記録面の裏面に当接するように設けられてお
り、ダクト２０３には記録紙１０７を介して空気が取り
入れられる。このように、吸気部２０４によって吸われ
ることにより、記録紙１０７と記録ヘッド１１１との位
置関係が一定とされて良好な記録が行われる。

【００２１】次に、本実施例の記録動作について説明す
る。

【００２２】コンピュータ等の外部装置（不図示）から
の命令を受けた装置制御部（不図示）より記録動作の命
令が出されると、記録紙１０７が給紙され、プラテン押
圧ローラ１０９とプラテンローラ１０８に挟まれて搬送
される。記録紙１０７が紙押さえ板１１０の先端から数
ミリの位置まで搬送されると、記録ヘッド１１１によっ
て記録が行われる。記録された後の記録紙１０７が吸気
部２０４のところまで送られると、ファン１０１の回転
により吸気部２０４に吸い付けられて密着しながら搬送
される。この吸気部２０４は、フアン１０１が記録紙１
０７に乾燥定着用の風を送るために、機外から空気を取
り入れる部分であるとともに、記録後の記録紙１０７が
記録ヘッド１１１と接触して画像が乱れることを防止す
るために、やや下の方向に強制的に付勢させて搬送させ
る役目も果たしている。このため、吸気部２０４は記録
紙１０７が通過する際に完全に密閉されることを避ける
ために、記録紙１０７の幅より広く形成されてすき間か
ら空気が入る構成とされている。

【００２３】続いて、記録紙１０７はインク定着機構に
搬送される。このインク定着機構はダクト１０３内に設
けられたファン１０１、棒状ヒータ１０２および搬送ロ
ーラ１０５によって構成されるもので、記録ヘッド１１
１によって記録された記録紙１０７のインクを乾燥させ
て、熱による定着を行う部分である。熱源として棒状ヒ
ータ１０２が用いられている。吸気部２０４にて取り入
れられた白矢印で示される空気は、この棒状ヒータ１０
２によって発生した熱によって温められ、黒矢印で示さ
れる熱風となり、ファン１０１によって記録紙１０７の
記録面の裏面に吹きつけられる。この熱風は高温のもの
で（約１６０°）、搬送ローラ１０５の搬送速度は記録
紙１０７に熱風が４秒間均等に当たるように制御されて
いる。

【００２４】インク定着機構を通過後、記録紙１０７は
排紙ローラ対１０６によって排紙される。

【００２５】なお、本実施例で使用した装置のインク打
込量は２７nl/mm2であった。

【００２６】以上説明したように、インクジェット記録
装置の定着手段として、記録紙の記録面の裏面を熱風で
加熱してインクを乾燥、定着させることによって効率よ
く定着が行われるので装置の小型化にも有効である。ま
た、均等に熱が伝達されるため、定着手段が原因で生じ
る定着ムラや、波打等の弊害が生じることもない。さら
につけ加えると、記録を行う時以外はファンを回す必要
がないため、待機時での騒音も低減される。

【００２７】また、インク乾燥用ファンの空気吸入口を
記録紙１０７が記録直後に通る部分に配置するという簡
単な構成にて記録後の記録紙を吸引させ、記録紙が上向
きに進んでヘッドとこすれることを防いでいる。これに
より、常に良好な画像が得られ、コストを上げずに装置
の信頼性を格段に向上させることができる。

【００２８】図４は本発明の第３の実施例の要部構成を
示す断面図である。

【００２９】本実施例はインク定着機構を構成する搬送
ローラ４０５を上下に移動可能なものとし、該搬送ロー
ラ４０５と排紙ローラ対１０６との間の通紙経路に記録
紙１０７を案内するガイド４０１を設けたものである。
この他の構成は図２に示した第２の実施例と同様である
ため、図２と同じ番号を付して説明は省略する。

【００３０】本実施例の動作について説明すると、記録
紙１０７の記録開始時、搬送ローラ４０５は下げられて
図２に示した搬送ローラ１０５と同様の位置とされる。
記録ヘッド１１１にて記録された記録紙１０７がプラテ
ンローラ１０８およびプラテン押圧ローラ１０９によっ
て送られてくると、その先端を挟み込んでインク定着機
構にてインクの定着が行われるように搬送される。この
後、記録紙１０７がガイド４０１を通って排紙ローラ対
１０６に案内されて該排紙ローラ対１０６による搬送が
開始されると、搬送ローラ４０５は上方向に移動して記
録紙１０７から離れる。このような構成とすることによ
り、記録紙１０７の記録面と搬送ローラ４０５とが接触
する機会および画像が乱れる可能性が減少し、良好な画
像記録を行うことができた。

【００３１】図５は本発明の第４の実施例の要部構成を
示す断面図である。

【００３２】本実施例は図２に示されるファン１０１お
よび棒状ヒータ１０２を収容するダクト２０３を、これ
らの他に徐湿フィルタ５０４と吸収体５１３とを収容す
る循環型の循環ダクト５０３としたものである。この他
の構成は図２に示した第２の実施例と同様であるため、
図２と同じ番号を付して説明は省略する。

【００３３】本実施例におけるインク定着機構は、上記
の循環ダクト５０３と、循環ダクト５０３の上部に設け
られる搬送ローラ１０５から構成されている。この循環
ダクト５０３の記録ヘッド１１１側の上端面が搬送ロー
ラ１０５とともに記録紙１０７を挟み込むように配設さ
れて保持手段とされている。これにより、記録紙１０７
と記録ヘッド１１１との位置関係が一定とされて良好な
記録が行われる。

【００３４】循環ダクト５０３内において空気はファン
１０１、棒状ヒータ１０２、徐湿フィルタ５０４の順で
循環する。ファン１０１および棒状ヒータ１０２は図１
及び図４示したものと同様に配置される。

【００３５】本実施例においては記録紙１０７に吹き付
けられた熱風が循環されるが、記録紙１０７に吹き付け
られた後の熱風は蒸発したインク中の水分を多量に含ん
である。徐湿フィルタ５０４はこの熱風中に含まれた水
分を回収するために設けられた冷却機構（ペルチェ素子
や水配管による水冷等）を備えたものもので、熱風中の
水蒸気を水滴として集めてその下部に設けられた吸収体
５１３に吸収させて回収している。徐湿フィルタ５０４
によって冷却された空気は再び棒状ヒータ１０２によっ
て温められて記録紙１０７に吹き付けられる。

【００３６】本実施例に用いられる循環ダクト５０３を
構成する材質は断熱効果の高いものを用いた。これによ
り、外部に発散する熱の量が少なくなり、熱の損失量が
小さなものとなった。

【００３７】本実施例のものにおいては、インクを乾燥
させるために記録紙に吹き付ける熱風が循環されて使用
されるため、熱効率のよいインク定着機構とすることが
できた。また、熱風が循環ダクト５０３の外部に出ない
ので、吹き出し口に工夫を凝らす必要、例えば、耐熱温
度の高い部品の使用や熱風をを冷やして排気する冷却機
構等を設ける必要がなくなり、装置構成を簡略化するこ
とができた。

【００３８】なお、本実施例においては徐湿フィルタ５
０４の下部に吸収体５１３を設けるものとして説明した
が、構成を簡略化するために吸収体５１３の代わりに水
の貯蔵状態を確認するための窓と栓、チューブ等の水抜
き手段を設けてもよい。また、吸収体５１３にたまった
水を印字待機中に機外に放出するためのファンや超音波
機構等の拡散放出手段を設けてもよい。

【００３９】以上述べた各実施例において、インク定着
機構を構成する記録紙１０７の搬送手段として揆水加工
を施した搬送ローラ１０５を用いるものとして説明した
が、図６に示すように接触面積の非常に小さな拍車を軸
に通した拍車列６０１を駆動させて記録紙１０７の搬送
を行うものとしてもよい。

【００４０】また、各実施例ではインクジェット記録装
置としていたが、トナーなどの粉体を記録紙に乗せて画
像を形成する電子写真など熱によって定着を行う記録装
置のインク定着機構に広く応用できる。

【００４１】本発明に係るインクジェット方式の記録ヘ
ッド、記録装置の代表的な構成や原理については、例え
ば米国特許第４，７２３，１２９号明細書、同第４，７
４０，７９６号明細書に開示されている基本的な原理を
用いて行うのが好ましい。この方式はいわゆるオンディ
マンド型、コンティニアス型のいずれにも適用可能であ
るが、特にオンディ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
た電気熱変換体に、記録情報に対応して核沸騰を越える
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
生させて、結果的にこの駆動信号に一体一対応して液体
（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４，４６３，３５９号
明細書、同第４，３４５，２６２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４，３１３，１２４
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。

【００４２】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４，５５８，３３３号明細書、米国特許
第４，４５９，６００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口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。

【００４３】さらに、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
構成のいずれでもよいが、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インクタン
クが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。

【００４４】また、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、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいは
これらとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合せによ
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。

【００４５】さらに、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せによってでも
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。

【００４６】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。

【００４７】請求項１に記載のものにおいては、被記録
材の記録面の裏面に熱風があてられるため、記録面に吐
出されたインク滴を吹き飛ばすこと、および画像を乱さ
ずに記録紙に均等な熱を加えることができ、浸透したイ
ンクを効率よく乾燥させ、定着の際に生じるムラや被記
録材の波うちを防ぐことができる効果がある。

【００４８】請求項２に記載のものにおいては、記録時
における記録ヘッドと被記録材との位置関係が一定とさ
れて記録面の裏面に熱風があてられるため、上記各効果
を一層向上することができる効果がある。

【００４９】請求項３に記載のものにおいては、上記効
果に加えて、熱効率のよい定着機構とすることができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の要部構成を示す断面図
である。

【図２】本発明の第２の実施例の要部構成を示す断面図
である。

【図３】図２に示した実施例の斜視図である。

【図４】本発明の第３の実施例の要部構成を示す断面図
である。

【図５】本発明の第４の実施例の要部構成を示す断面図
である。

【図６】図１乃至図５中の搬送ローラ１０５の代わりに
用いられる拍車列６０１の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０１ ファン １０２ 棒状ヒータ １０３，２０３ ダクト １０５，４０５ 搬送ローラ １０６ 排紙ローラ対 １０７ 記録紙 １０８ プラテンローラ １０９ プラテン押圧ローラ １１０ 紙押え板 １１１ 記録ヘッド ２０４ 吸気部 ４０１ ガイド ５０３ 循環ダクト ５０４ 徐湿フィルタ ５１３ 吸収体 ６０１ 拍車列

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドから被記録材に対してインク
   滴を吐出することで記録を行うインクジェット記録装置
   において、 インク滴が付着することで画像が形成される前記被記録
   材の記録面とは反対の裏面側に熱風を吹きつけることで
   前記インクの定着を行うことを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。
2. 【請求項２】 記録ヘッドから被記録材に対してインク
   滴を吐出することで記録を行うインクジェット記録装置
   において、 インク滴が付着することで画像が形成される前記被記録
   材の記録面とは反対の裏面側に送風を行うためのファン
   と、 前記ファンによって被記録材の裏面に送られる風を熱す
   るためのヒータと、 前記ファンおよびヒータを覆い、開放された面より被記
   録材の記録面の裏面に対して熱風を送るためのダクトと
   を具備し、 前記ダクトの空気取入れ口が、記録ヘッドにて記録され
   た直後の被記録材の記録面の裏面を吸引する位置に設け
   られていることを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 記録ヘッドから被記録材に対してインク
   滴を吐出することで記録を行うインクジェット記録装置
   において、 インク滴が付着することで画像が形成される前記被記録
   材の記録面とは反対の裏面側に送風を行うためのファン
   と、 前記ファンによって被記録材の裏面に送られる風を熱す
   るためのヒータと、 前記ファンおよびヒータを覆い、開放された面より被記
   録材の記録面の裏面に対して熱風を送るためのダクトと
   を具備し、 前記ダクトは、被記録材の裏面に送られる風が循環する
   ように前記開放された面以外は閉じられていることを特
   徴とするインクジェット記録装置。