JPH0596722A

JPH0596722A - インクジエツト記録装置

Info

Publication number: JPH0596722A
Application number: JP3264934A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Saito; 篤齊藤; Yasuhiko Ikeda; 靖彦池田; Akio Okubo; 明夫大久保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-10-14
Filing date: 1991-10-14
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】被記録部材に大きな張力を与えなくても被記
録部材が加熱部材に密着し、効率よくインクの乾燥定着
を行なえる。【構成】記録紙３は、給紙ローラ２ａ、２ｂおよび排
紙ローラ７ａ、７ｂによって張力を与えられながら、ガ
イド部材４上に沿って搬送される。ガイド部材４に対向
する部位には、吐出口を図示下方に向けた記録ヘッド１
ａが配置される。記録ヘッド１ａと排紙ローラ７ａ、７
ｂとの間には、内部にハロゲンヒータ６を内蔵した八角
柱状の加熱ローラ５が、記録紙３の搬送速度に同期して
回転自在に軸支されている。記録が行なわれた記録紙３
は、インクの吸収によりしわが生じていても、加熱ロー
ラ５の外周面上を通過する際にその稜部５ａ、５ｂ…に
よりしわが伸ばされ、加熱ローラ５に確実に密着する。
その結果、加熱ローラ５の熱が効率よく記録紙３に伝達
され、インクの乾燥定着が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被記録部材に吐出され
たインクを乾燥させる定着手段を有するインクジェット
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置におい
て、表面に特殊なコートを施さないいわゆる普通紙に記
録を行なう場合、未乾燥のインクが他の記録紙やインク
ジェット記録装置内部を汚すことを防止する目的で、前
記インクを乾燥定着させる定着手段を有するものとし
て、以下に示すものが知られている。

【０００３】図６に示すように、記録ヘッド５１ａが搭
載されたヘッドユニット５１の、記録紙５３の搬送方向
に対して下流側（図示右側）には、内部にハロゲンヒー
タ５６が設けられた円筒状の加熱ローラ５５が、記録紙
５３の搬送速度に同期して回転自在に軸支されている。
図示下方に向いた記録ヘッド５１ａの吐出口（不図示）
からインクが吐出されて記録が行なわれた記録紙５３
は、記録面の裏面が加熱ローラ５５の外周面に接触させ
られつつ、給紙ローラ５２ａ、５２ｂおよび排紙ローラ
５７ａ、５７ｂによって搬送され、加熱ローラ５５の熱
によりインクの乾燥定着が行なわれる。

【０００４】また、記録が行なわれた記録紙５３は、イ
ンクを吸収することによって膨張し、いわゆるコックリ
ングとよばれるしわが発生するために、加熱ローラ５５
から部分的に浮き上がり、加熱ローラ５５の熱が効率よ
く伝達されずに、定着むらを生じ、記録品位が低下する
場合がある。そのため、排紙ローラ５７ａ、５７ｂの周
速を給紙ローラ５２ａ、５２ｂの周速より速くすること
によって記録紙５３に張力を与え、記録紙５３のしわの
発生を防ぎ、記録紙５３を加熱ローラ５５に密着させて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、記録紙と加熱ローラとを確実に密着さ
せるために、記録紙に非常に大きな張力を与えなければ
ならなかった。このため、給紙ローラおよび排紙ローラ
を駆動するモータは大きなトルクが必要となり、モータ
の騒音が増大したり、消費電力が増大する等の問題点が
あった。

【０００６】また、記録紙に大きな張力を与えすぎる
と、逆に副作用的に記録紙にしわが生じて効果が相殺さ
れたり、さらには記録紙が破れてしまう場合があり、機
能的にも安定した動作を実現するのが難しかった。さら
に、記録紙の破れによるトラブルを検知するために、記
録紙の破れを検知するセンサ等を設ける必要が生じる
等、部品点数が増え、コストが高くなるという問題点も
あった。

【０００７】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、被記録部材に大きな張力
を与えなくても被記録部材が加熱部材に密着し、効率よ
くインクの乾燥定着を行なえるインクジェット記録装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出させて
被記録部材に記録を行ない、該記録が行なわれた被記録
部材の記録面の裏面を加熱部材に接触させて、前記イン
クの乾燥定着を行なうインクジェット記録装置におい
て、前記被記録部材に該被記録部材の搬送方向の張力を
与えつつ、前記加熱部材に前記被記録部材の記録面の裏
面を接触させて前記被記録部材を搬送する搬送手段を有
し、前記加熱部材の形状を、前記被記録部材との接触圧
が局部的に高くなるような形状としたことを特徴とす
る。

【０００９】また、加熱部材は、内部に加熱手段を設け
た多角柱状のローラであるものでもよい。

【００１０】さらに、記録ヘッドは、熱エネルギーを利
用して吐出口からインクを吐出させるもので、前記熱エ
ネルギーを発生させる手段として電気熱変換体を備えて
いるものや、被記録部材の記録領域の全幅にわたって吐
出口が形成されているフルラインタイプであるものであ
ってもよい。

【００１１】

【作用】上記のとおり構成された請求項１に記載の発明
において、記録が行なわれた被記録部材の記録面の裏面
に、該裏面との接触圧が局部的に高くなるような形状の
加熱部材を接触させることで、記録後の被記録部材がイ
ンクの水分を吸収することにより膨潤し、被記録部材に
しわが発生しても、被記録部材は局部的に高い接触圧で
加熱部材と接し、該接触圧により前記しわが伸ばされ
る。このことにより、被記録部材に与えられる被記録部
材の搬送方向の張力が小さくても、被記録部材は加熱部
材に確実に密着する。その結果、加熱部材の熱は効率的
に被記録部材に伝達し、被記録部材に吐出されたインク
の乾燥定着が行なわれる。

【００１２】

【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。

【００１３】まず、本発明のインクジェット記録装置の
第１実施例について図１を用いて説明する。

【００１４】図１において、ロールに巻かれた被記録部
材としての記録紙３は、前記ロールからほどかれて、不
図示の駆動手段により回転する給紙ローラ２ａ、２ｂに
よって、ガイド部材４上に沿って図示右方向に搬送され
る。ガイド部材４の搬送面に対向する部位には、ガイド
部材４と所定の間隔をおいて、記録ヘッド１ａが搭載さ
れたヘッドユニット１が配置されている。記録ヘッド１
ａは、記録紙３の記録領域の全幅にわたって吐出口（不
図示）が形成されたフルラインタイプであり、前記吐出
口は図示下方に向いて形成されている。また、記録ヘッ
ド１ａには、インクを吐出するために利用される熱エネ
ルギーを発生する発熱素子である電気熱変換体（不図
示）が、前記吐出口に対応して備えられており、前記電
気熱変換体により発生した熱を利用してインク中に気泡
を発生させ、その気泡の圧力変化によって前記吐出口か
らインクを吐出させて、記録紙３に記録が行なわれる。

【００１５】ガイド部材４の、記録紙３の搬送方向に対
して下流側（図示右側）には、加熱部材としての、内部
が空洞となった八角柱状の加熱ローラ５が回転自在に軸
支されている。加熱ローラ５は、その内周面に、赤外線
を吸収しやすい材料を含有する吸収塗料８が塗布されて
いるとともに、軸心部には加熱手段としてのハロゲンヒ
ータ６が設けられており、ハロゲンヒータ６によって加
熱ローラ５の表面は１００〜１５０℃の温度になるよう
に加熱されている。また、加熱ローラ５は給紙ローラ２
ａ、２ｂの回転に同期して回転し、その周速は給紙ロー
ラ２ａ、２ｂの周速とほぼ同じ速度である。

【００１６】加熱ローラ５の図示下方には一対の排紙ロ
ーラ７ａ、７ｂが回転自在に軸支されており、ガイド部
材４上に沿って搬送された記録紙３は、加熱ローラ５の
外周面に該外周面のほぼ４分の１だけ巻かれたのち、排
紙ローラ７ａ、７ｂに挟持されて図示下方へ搬送され
る。排紙ローラ７ａ、７ｂの回転は、トルクリミッタ
（不図示）を介して給紙ローラ２ａ、２ｂから伝達され
るとともに、給紙ローラ２ａ、２ｂの周速より速く設定
されており、記録紙３に、記録紙３の搬送方向の張力を
与えている。以上の説明から明らかなように、給紙ロー
ラ２ａ、２ｂおよび排紙ローラ７ａ、７ｂによって搬送
手段を構成している。

【００１７】上述のように、記録紙３には記録紙３の搬
送方向の張力が与えられているので記録紙３は加熱ロー
ラ５の外周面に密着し、加熱ローラ５の熱によりインク
の乾燥定着が行なわれる。

【００１８】ここで、記録紙３に記録密度の高いベタ記
録等が行なわれると、記録紙３はインクの水分を吸収し
て膨潤するため、記録直後の記録紙３には、いわゆるコ
ックリングとよばれるしわが発生し、記録紙３が加熱ロ
ーラ５から部分的に浮き上がる。本実施例においては、
加熱ローラ５は八角柱状のローラとし、かつ、記録紙３
には記録紙３の搬送方向に張力が与えられているので、
加熱ローラ５の稜部５ａ、５ｂ…付近は記録紙３との接
触圧が集中して高くなり、前記コックリングが矯正さ
れ、伸ばされる。この結果、記録紙３はコックリングが
発生しても加熱ローラ５に確実に密着し、加熱ローラ５
の熱が効率的に記録紙３に伝達され、記録紙３のインク
を安定して乾燥定着できる。また、記録紙３は稜部５
ａ、５ｂ…により加熱ローラ５に密着しやすくなるた
め、記録紙３に与える張力を従来の円筒状加熱ローラに
比較して小さくすることができる。なお、稜部５ａ、５
ｂ…は、記録紙３の折れを防止するために、先端が丸く
なっていることが望ましい。

【００１９】本実施例では、加熱ローラ５を八角柱状の
ローラとしたが、その形状は八角柱状に限らず、必要に
応じて任意の多角柱状とすることができる。また、図２
に示すような、四角柱の稜を面取りした形状の加熱ロー
ラ１５や、図３に示すような楕円柱状の加熱ローラ２５
等、記録紙３の幅方向に沿って接触圧が高くなる形状の
ローラとしたり、図４に示すような竹筒状の加熱ローラ
３５等、記録紙３の搬送方向に沿って接触圧が高くなる
形状のローラとしたり、さらには表面に緩やかな曲率を
もつ凹凸状部を形成しても同様の効果が得られる。

【００２０】また、本実施例では、加熱ローラ５をその
周速が記録紙３の搬送速度とほぼ同一となるように回転
させたが、加熱ローラ５の周速は必ずしも記録紙３の搬
送速度と同一にする必要はなく、記録紙３の搬送速度に
対して加熱ローラ５の回転速度を速くしたり遅くしたり
することで、記録紙３は加熱ローラ５の外周面上を滑る
ため、加熱ローラ５の稜部によるコックリングの矯正が
より効果的に行なわれ、記録紙３はより加熱ローラ５の
外周面に密着しやすくなる。

【００２１】次に、本発明の第２実施例について図５を
用いて説明する。

【００２２】本実施例のインクジェット記録装置は、加
熱部材として稜部１０ａ、１０ｂを有する加熱板１０が
設けられており、加熱板１０の裏面に加熱手段としての
ヒータ９が貼り付けられている点が第１実施例と異なっ
ている。その他の構成については第１実施例のものと同
様でよいので、その説明は省略する。

【００２３】本実施例において、記録ヘッド１１ａによ
り記録が行なわれた記録紙１３は、給紙ローラ１２ａ、
１２ｂおよび排紙ローラ１７ａ、１７ｂによって、記録
紙１３の搬送方向に張力を与えられて、加熱板１０の表
面に密着しながら加熱板１０の表面を滑って搬送され
る。

【００２４】このとき、記録紙１３にコックリングが発
生していても、そのコックリングは加熱板１０の稜部１
０ａ、１０ｂを通過する際に伸ばされて矯正されるの
で、記録紙１３は加熱板１０に確実に密着し、加熱板１
０の熱によって効率的にインクの乾燥定着が行なわれ
る。また、コックリングは稜部１０ａ、１０ｂによって
矯正されるので、加熱板１０に稜部がない場合に比較し
て、記録紙１３に与える張力を小さく設定することがで
きる。

【００２５】以上、各実施例において、記録ヘッドは、
吐出口が被記録部材の記録領域の全幅にわたって形成さ
れたフルラインタイプのものについて述べたが、記録ヘ
ッドを被記録部材の幅方向に走査しながら記録を行なう
シリアルタイプのものに適用してもよい。

【００２６】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも、インクを吐出す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、インクジェット
記録装置において、優れた効果をもたらすものである。

【００２７】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、効果的
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４４６３３５９号明細書、同第４３４５
２６２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。

【００２８】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４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に有効であ
る。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通のスリ
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。

【００２９】更に、インクジェット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。

【００３０】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な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。

【００３１】又、本発明のインクジェット記録装置の構
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
体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組合
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。

【００３２】更に、インクジェット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。

【００３３】以上説明した本発明各実施例においては、
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体ある
いは、上述のインクジェットではインク自体を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
ものであれば良い。加えて、積極的に熱エネルギーによ
る昇温をインクの固形状態から液体状態への態変化のエ
ネルギーとして使用せしめることで防止するか又は、イ
ンクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインク
を用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信
号に応じた付与によってインクを液化してインク液状と
して吐出す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、熱エネルギーによって初
めて液化する性質のインク使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部又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良い。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。

【００３４】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。

【００３５】記録が行なわれた被記録部材の記録面の裏
面に、該裏面との接触圧が局部的に高くなるような形状
の加熱部材を接触させることで、記録後の被記録部材に
しわが発生しても被記録部材に与える張力を大きくする
ことなく被記録部材を加熱手段に確実に密着させ、被記
録部材に吐出されたインクを安定して乾燥定着させるこ
とができる。その結果、被記録部材に与える張力を大き
くすることにより発生しやすくなる、副作用的な被記録
部材のしわや破れを発生させず、しかも、被記録部材に
張力を与える搬送手段の消費電力や騒音を抑えることが
できる。また、定着むらによる記録品位の低下を抑える
とともに、未定着インクによってインクジェット記録装
置内部や他の被記録部材が汚されることがなくなる。

【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
の概略構成図である。

【図２】図１に示す加熱ローラの他の例の断面図であ
る。

【図３】図１に示す加熱ローラの別の他の例の断面図で
ある。

【図４】図１に示す加熱ローラのさらに別の他の例の斜
視図である。

【図５】本発明のインクジェット記録装置の第２実施例
の概略構成図である。

【図６】従来のインクジェット記録装置の概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１ヘッドユニット１ａ、１１ａ記録ヘッド２ａ、２ｂ、１２ａ、１２ｂ給紙ローラ３、１３記録紙４ガイド部材５、１５、２５、３５加熱ローラ５ａ、５ｂ、１０ａ、１０ｂ稜部６ハロゲンヒータ７ａ、７ｂ、１７ａ、１７ｂ排紙ローラ８吸収塗料９ヒータ１０加熱板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドの吐出口からインクを吐出さ
せて被記録部材に記録を行ない、該記録が行なわれた被
記録部材の記録面の裏面を加熱部材に接触させて、前記
インクの乾燥定着を行なうインクジェット記録装置にお
いて、前記被記録部材に該被記録部材の搬送方向の張力を与え
つつ、前記加熱部材に前記被記録部材の記録面の裏面を
接触させて前記被記録部材を搬送する搬送手段を有し、前記加熱部材の形状を、前記被記録部材との接触圧が局
部的に高くなるような形状としたことを特徴とするイン
クジェット記録装置。
【請求項２】加熱部材は、内部に加熱手段を設けた多
角柱状のローラである請求項１に記載のインクジェット
記録装置。
【請求項３】記録ヘッドは、熱エネルギーを利用して
吐出口からインクを吐出させるもので、前記熱エネルギ
ーを発生させる手段として電気熱変換体を備えている請
求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】記録ヘッドは、被記録部材の記録領域の
全幅にわたって吐出口が形成されているフルラインタイ
プである請求項１、２または３に記載のインクジェット
記録装置。