JPH06166177A - 転写媒体及びこれを用いたインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転写型インクジェット記録装置で、ヘッドの
信頼性を確保しながら、高画質を実現すること。 【構成】 転写ドラム１は、ヒータランプ４を内包し、
記録ヘッド２によりその表面層１２上にインク像が形成
される。このインク像は転写ローラ３により記録紙５に
圧力転写される。転写ドラム１は、内面、外面ともに熱
輻射が良好な黒色化した放熱面になっているため、転写
ドラム１が高温に加熱されても、非加熱時は速やかに放
熱し温度低下する。従って、転写ドラム１が必要以上に
高温化せず、また高温状態が長時間に及ぶことがない。
よって隣接する記録ヘッド２の内部やノズル面でのイン
クの乾燥を最小限にすることができ、目詰まり等を無く
し信頼性を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、転写媒体及びこれを用
いた転写型の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プリンタは、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。このような転写型インクジェットプ
リンタとしては、米国特許公報４５３８１５６号、米国
特許公報５０９９２５６号、特開昭６２−９２８４９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、円筒状転写媒体
に対し、間隙を介して、複数のノズルを有するインクジ
ェット記録ヘッド（以後、記録ヘッドと呼ぶ）が設けら
れている。転写媒体は金属素管とそれを覆う弾性体層か
らなり、弾性体層としてはシリコーンゴム、もしくは酸
化鉄を含有したシリコーンゴムが使用されている。記録
工程は、転写媒体へインク像を書き込む書き込み工程
と、記録媒体である記録紙を転写媒体に当接させ、背後
から押圧することによって、記録紙上にインク像を転写
する転写工程から構成されている。

【０００４】この内、米国特許公報５０９９２５６号、
特開昭６２−９２８４９号公報に記載されている構成で
は、転写媒体上のインク像から転写に先立ってインク溶
媒分を除去するために加熱する工程が設けられている。
これらの装置では、インク像転写時の記録紙へのインク
染み込みによる画像劣化を防ぐため、転写媒体上でイン
ク像を乾燥させている。このため、転写媒体内部にヒー
タを設けたり、転写媒体に高温空気を当てて転写媒体を
高温に保ち、インク像から溶媒分を除去するように構成
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】転写媒体を加熱するこ
れらの装置では、装置の信頼性が低いという問題点を有
していた。すなわち、転写媒体上でインク像からの溶媒
除去を行ない、インク像の乾燥増粘を行うためには、転
写媒体を高温に保つ必要がある。一方記録ヘッドは転写
媒体と対峙してその近傍に配置され、転写媒体温度の影
響を受ける。転写媒体から、インク溶媒の蒸発が促進さ
れる温度条件下では、この近傍に置かれた記録ヘッドの
ノズル部分からのインク溶媒蒸発も促進される。従って
記録ヘッドのノズル部でインクが高粘度化したり、さら
には固化して、通常の吐出動作ではインク滴を吐出でき
なくなり動作不良に至るためである。

【０００６】本発明は、上述の観点からなされたもの
で、記録ヘッドの信頼性の低下を少なくして、高画質転
写像を得ることのできる記録媒体及びこれを用いたイン
クジェット記録装置を実現することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
記録ヘッドにより吐出されたインク滴からなるインク像
を表面に担持し記録媒体に転写する転写媒体において、
筒型形状で、内面または外面のどちらか一面あるいは両
面に、黒色をした放熱面を備えたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２記載のインクジェット記録
装置はインク滴を選択的に吐出し、転写媒体上にインク
像を形成する記録ヘッドと、上記記録ヘッドと対峙し、
回転可能に保持される請求項１記載の転写媒体と、上記
転写媒体を通電により加熱する加熱手段と、上記転写媒
体の温度を検出し、電気信号に変える温度検出手段と、
上記電気信号に従い、上記加熱手段への通電量を制御す
る温度制御手段と、上記転写媒体上のインク像を記録媒
体に転写する転写手段、とを備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載のインクジェット記録装置
は、記録ヘッドにより吐出されたインク滴からなるイン
ク像を外面に担持し記録媒体に転写する円筒状の転写媒
体と、この転写媒体を加熱する加熱手段と、前記転写媒
体の中空部に配置された、冷却風が通る放熱管とを備え
たことを特徴とする。

【００１０】請求項４記載のインクジェット記録装置
は、請求項３記載のインクジェット記録装置において、
転写媒体の内面のみを黒社屋に形成したことを特徴とす
る。

【００１１】請求項５記載のインクジェット記録装置
は、請求項３または４記載のインクジェット記録装置に
おいて、放熱管の外面を黒色に形成したことを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】転写媒体上の黒色をした放熱面は熱輻射効率が
高く、転写媒体の放熱性を向上させる。放熱性の良い転
写媒体は、加熱を必要としないときに、放熱によって速
やかに温度が低下する。また、温度の制御性が向上し、
温度の上がり過ぎがなくなる。

【００１３】そのため、転写媒体に対峙してその近傍に
位置する記録ヘッドは、高温の転写媒体から受けるその
熱的影響が最小となり、記録ヘッド内やノズル面におけ
るインクの乾燥が少なくなり、それに伴うヘッド内での
インクの増粘やヘッドの目詰まりがなくなる。

【００１４】

【実施例】以下実施例に従って本発明のインクジェット
記録方装置を説明する。

【００１５】図１に第１実施例のインクジェットプリン
タの斜視図を示す。転写媒体である転写ドラム１の周囲
に、インクジェット方式の記録ヘッド２、転写手段であ
る転写ローラ３、温度を電気的な温度信号に変換する温
度検出手段である温度センサ６が順次配置されている。
転写ドラム内部に加熱手段であるヒーターランプ４を配
置する。ヒーターランプ４は、温度信号に従って、ヒー
ターランプを点灯させる温度制御手段７により制御され
る。矢印Ａ、Ｂ、Ｃは、各部材の移動方向を示してい
る。

【００１６】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、複数個のノズルを転写
ドラム１に向けの転写ドラム１の軸方向に並べ配置して
いる。インクはインク容器２１より供給される。

【００１７】転写媒体である転写ドラム１は、熱良導体
であるアルミニウム製の素管１１の周囲に、表面層１２
としてシリコーンゴムなどの耐熱性ゴムを積層したもの
である。表面層１２のゴムは、黒色の顔料を練り込むこ
とにより、転写ドラム外面に黒色の放熱面を形成する。
またその表面は、インク像を転写し易い性質を持つ様に
離型剤塗布の処理を施している。素管１１は、ヒータラ
ンプ４からの熱を受け易いように、内面に黒色塗料を塗
布している。

【００１８】ヒーターランプ４は、棒状ハロゲンランプ
からなり転写ドラム１を内面から加熱する。転写ドラム
１の表面層の一部は剥されており、温度センサ６が直接
素管１１に接触摺動し転写ドラム温度を検出する。温度
センサ６の出力は温度制御手段７に入力される。ここ
で、温度制御手段７は転写ドラム１の温度が所定の温度
以下であるとき、ヒーターランプ４に通電し、所定の温
度を越えると電気を遮断することで転写ドラム１を所定
の温度範囲に保つよう制御する。

【００１９】転写ローラ３は鋼製の金属ローラであり、
図示しない荷重装置により転写ドラム１に押圧される構
成になっている。転写工程では記録媒体である記録紙５
を背面より転写ドラム１に押圧する。転写荷重は、本実
施例では約５から３０ｋｇ重の間に調整する。

【００２０】インクは、溶媒である水に、顔料をエマル
ジョンと界面活性剤とともに分散させたインクで、水が
全体の６０から８０％を占めており粘度は低い。転写ド
ラム上で水分量を下げることで増粘するインクを用い
た。

【００２１】次に、動作について説明する。装置の待機
中は、転写ドラム１は停止し、ヒーターランプ４も消灯
状態に保たれる。印字動作開始に当たって、ヒーターラ
ンプ４が点灯し、さきに示した制御動作により転写ドラ
ム１を４０から９０度の間の所定の温度に昇温させる。
本実施例では８０度±５度になるように制御している。

【００２２】転写ドラム１が所定の温度に達した時点
で、転写ドラム１が図示しない駆動手段により矢印Ａ方
向に回転を開始する。

【００２３】インクタンク２１よりインクが供給された
記録ヘッド２は、その複数のノズルから、転写ドラム１
の回転と印字パターンに従って、選択的にインク滴を吐
出し、転写ドラム１上にインク像の記録を行なう。

【００２４】所定の温度に保持された転写ドラム１上の
インク像は、溶媒である水分が除去されて乾燥増粘す
る。

【００２５】転写工程では、図示しない記録紙搬送手段
により記録紙５を送り込み、転写ローラ３によって転写
ドラム１に押圧し、転写ドラム１上のインク像を記録紙
５に転写する。

【００２６】記録動作終了時はヒーターランプ４を消灯
する。

【００２７】図２に転写ドラムに対する熱の移動を示す
概念図を示す。転写ドラムの加熱時には、図のように中
央のヒータランプ４からの輻射熱Ｑ１はドラム内面に吸
収され、転写ドラム温度が上昇する。転写ドラム１の外
面からは、転写ドラムの温度に比例した対流伝熱Ｑｈと
転写ドラムの絶対温度の４乗と放射率に比例した輻射伝
熱Ｑｒとが外気に放出される。一方、非加熱時には図３
に示すようにヒータランプ４からの熱がなくなり、外面
への伝熱ＱｈとＱｒと内面への放熱Ｑｉのみになり温度
を下げる。外面を黒色の放熱面としているので、外面の
放射率を１に近づけることができ、外気への輻射伝熱Ｑ
ｒを増加させることができる。よって、転写ドラム上で
インク像を乾燥増粘させるために転写ドラム１を高温化
しても、転写ドラムは速やかに冷却され、高温度に保た
れる時間を最小限にすることができる。

【００２８】図４に記録動作終了にともなう、ヒーター
ランプ４消灯後の転写ドラム１の温度変化を示す。ヒー
タランプ消灯後は転写ドラム１は非加熱時の状態にな
り、黒色の放熱面を持つ方が黒色化していないものより
早く温度が下がり、記録動作終了後の記録ヘッドへの熱
の影響を少なくしている。

【００２９】図５に記録動作開始にともなうヒータラン
プの立ち上がりの転写ドラムの温度変化を示す。黒色の
放熱面を設けた方が黒色化していないものに比べ、制御
温度への到達するまでの時間は若干多くかかるが、制御
温度を超えてから転写ドラム１は非加熱時の状態にな
り、転写ドラム温度は早く下がりオーバーシュートが少
ない。すなわち転写ドラム温度が制御温度を超えている
状態のオーバーシュートを少なくすることで記録動作開
始時においてもヘッドへの熱の影響を少なくしている。

【００３０】以上のように、本実施例では、記録動作開
始時及び記録動作終了後の、記録ヘッド２への熱的な影
響を最小限にすることができる。

【００３１】本発明の第２実施例のインクジェットプリ
ンタの斜視図を図６に示す。本実施例の装置では、転写
媒体としての転写ドラム１は内面を焼き付け塗装で黒色
化されたアルミニウム素管１１上にクロロプレンゴムの
表面層１２を積層して構成されている。表面層１２のク
ロロプレンゴムはカーボンブラックを含有し、黒色化さ
れており、第１実施例と同様に転写ドラム１は内外面に
放熱面を持つ。転写ドラム１の加熱手段として、外部に
ヒータランプ４を備え、輻射エネルギーを転写ドラムに
集中させるように反射鏡４１が付けられている。

【００３２】転写ドラム１の加熱は外部からの光照射で
行なう点が先の第１実施例と異なり、図７に加熱時の熱
の移動の概念図を示す。加熱時には図に示すように、転
写ドラム１のヒータランプ４に対向する面にヒータラン
プ４からの輻射熱Ｑ１を受ける。転写ドラム１外面の他
の部分からは輻射伝熱Ｑｒと対流伝熱Ｑｈとを放熱し、
内面にも若干の伝熱Ｑｉを放熱する。一方、非加熱時に
は図８に示すように、ＱｒとＱｈとＱｉとが転写ドラム
１から放熱され、転写ドラム温度を速やかに低下させ
る。

【００３３】その他の構成及び動作は第１実施例と同じ
であり、説明は省略する。

【００３４】本発明の第３実施例のインクジェットプリ
ンタの斜視図を図９に示す。本実施例の装置では、転写
媒体としての転写ドラムは黄銅製素管１１上にクロロプ
レンゴムの表面層１２を積層して構成されている。表面
層１２のクロロプレンゴムは、第２実施例と同様、カー
ボンブラックを含有し、黒色化されている。しかし、転
写ドラム１の内面は金属光沢面がそのままである。転写
ドラム１の加熱手段として、常時空気を取り込む送風フ
ァン９１と、熱線ヒータ９２を設けた加熱室９３と、加
熱室９３から出る空気流を転写ドラム１にまんべんなく
当てる空気吹き出し口９４とからなる温風ファン９を備
える。加熱時は、熱線ヒータ９２に通電するとともに、
送風ファン９１が働き空気流を加熱室９３に送る。加熱
室９３で温風となった風は空気吹き出し口９４を通り転
写ドラム１に当たる。一方、非加熱時は送風ファン９１
が停止し、なおかつ熱線ヒータへの通電が止まり、温風
が停止する。転写ドラム１は外部への輻射伝熱によって
冷却される。

【００３５】本実施例では、加熱手段として温風を用い
る点と、転写ドラム内面が黒色化していない点が第１、
第２実施例と異なり、転写ドラム１は非加熱時に外面か
らの熱輻射により速やかに放熱冷却される。

【００３６】その他の構成及び動作は第１、第２実施例
と同じであり、説明は省略する。

【００３７】本発明の第４実施例のインクジェットプリ
ンタの斜視図を図１０に示す。本実施例の装置では、転
写ドラム１は内面を黒色アルマイト化処理したアルミニ
ウム素管１１上に、黒色顔料無添加のフロロシリコーン
ゴムの乳白色の表面層１２が積層されたものである。加
熱手段として転写ドラム１の内部にヒーターランプ４を
備える。転写ドラム内にはヒーターランプ４と並んで、
アルミニウムの細管で、外側を黒く塗装して、内側に冷
却風を通した、放熱管４６を備えている。

【００３８】黒色をした放熱面が内側一面のみで、加熱
手段の他に放熱管を備えた点が他の実施例と異なる点で
あり、図１１に熱移動の概念図を示す。加熱時は図のよ
うに、転写ドラム１内部のヒータランプ４からＱ１の輻
射熱が転写ドラム１に与えられ、転写ドラム１外部に輻
射伝熱Ｑｒ２と対流伝熱Ｑｈとが放熱される。ただし、
転写ドラム１外部への輻射伝熱は、ドラム外面を黒色に
していないため、第１実施例のＱｒほど大きくない。一
方、非加熱時は図１２のように、ヒータランプ４からの
加熱がなくなるとともに、転写ドラム１内面から内部放
熱管４６にＱｉ２の伝熱が起こり、結果としてＱｒ２と
ＱｈとＱｉ２の放熱が起こり、転写ドラム温度が速やか
に下がる。放熱管４６に流れた熱は、図示しない送風フ
ァンにより送られた、放熱管４６内部を通る冷却風によ
り機外に放出される。

【００３９】この実施例に於いては、第１から第３まで
の実施例と異なり、記録ヘッドに面する転写ドラム外側
が黒色の放熱面になっていないために、転写ドラムから
記録ヘッドへの直接輻射の熱的影響をより小さく抑える
ことができる。

【００４０】その他の構成及び動作は他の実施例と同じ
であり、説明は省略する。

【００４１】以上溶媒に水を用いた水系インクについて
の実施例を示したが、揮発成分を溶媒とする全てのイン
クに応用可能である。

【００４２】また、以上の実施例では金属製素管にゴム
の表面層を持った２層構造の転写媒体で記述したが、樹
脂やセラミックス製の単層であっても、中間に絶縁層や
弾性層を持つ３層以上の多層構造の転写媒体であっても
応用可能である。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、転写媒体は内または外
面の一面もしくは両面を黒色化したものなので、熱輻射
が良好である。このため転写媒体の非加熱時は大きな放
熱が起こり、その温度は速やかに低下する。従って、転
写媒体上に形成されるインク像の乾燥のために記録動作
開始時に転写媒体を加熱しても、制御温度を超えて高温
になることが少なく、記録動作終了時には速やかに温度
が下がることから高温状態が長時間におよぶことを防
ぎ、この近傍に置かれた記録ヘッドへの熱的影響を小さ
くし、記録ヘッドのノズル部分からのインク溶媒蒸発も
最小限にしながら転写媒体上でインク像の乾燥が行なわ
れる。従って信頼性を低下させずに高画質が実現できる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すインクジェットプリ
ンタの斜視図である。

【図２】本発明の第１実施例における加熱時の熱の移動
を示す概念図である。

【図３】本発明の第１実施例における非加熱時の熱の移
動を示す概念図である。

【図４】本発明の第１実施例の転写ドラムの加熱終了後
の温度変化を示すグラフである。

【図５】本発明の第１実施例の転写ドラムの立ち上げ時
の温度変化を示すグラフである。

【図６】本発明の第２実施例を示すインクジェットプリ
ンタの斜視図である。

【図７】本発明の第２実施例における加熱時の熱の移動
を示す概念図である。

【図８】本発明の第２実施例における非加熱時の熱の移
動を示す概念図である。

【図９】本発明の第３実施例を示すインクジェットプリ
ンタの斜視図である。

【図１０】本発明の第４実施例を示すインクジェットプ
リンタの斜視図である。

【図１１】本発明の第４実施例における加熱時の熱の移
動を示す概念図である。

【図１２】本発明の第４実施例における非加熱時の熱の
移動を示す概念図である。

【符号の説明】

１ ：転写ドラム（転写媒体） ２ ：記録ヘッド ３ ：転写ローラ（転写手段） ４ ：ヒーターランプ（加熱手段） ５ ：記録紙（記録媒体） ６ ：温度センサ（温度検出手段） ７ ：加熱制御手段 ９ ：温風ファン（加熱手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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 9113−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 29/00 Ｐ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドにより吐出されたインク滴か
   らなるインク像を表面に担持し記録媒体に転写する転写
   媒体において、 筒型形状で、内面または外面のどちらか一面あるいは両
   面に、黒色をした放熱面を備えたことを特徴とする転写
   媒体。
2. 【請求項２】 インク滴を選択的に吐出し、転写媒体上
   にインク像を形成する記録ヘッドと、 上記記録ヘッドと対峙し、回転可能に保持される請求項
   １記載の転写媒体と、 上記転写媒体を通電により加熱する加熱手段と、 上記転写媒体の温度を検出し、電気信号に変える温度検
   出手段と、 上記電気信号に従い、上記加熱手段への通電量を制御す
   る温度制御手段と、 上記転写媒体上のインク像を記録媒体に転写する転写手
   段、とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装
   置。
3. 【請求項３】 記録ヘッドにより吐出されたインク滴か
   らなるインク像を外面に担持し記録媒体に転写する円筒
   状の転写媒体と、この転写媒体を加熱する加熱手段と、
   前記転写媒体の中空部に配置された、冷却風が通る放熱
   管とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装
   置。
4. 【請求項４】 前記転写媒体の内面のみを黒色に形成し
   たことを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録
   装置。
5. 【請求項５】 前記放熱管の外面を黒色に形成したこと
   を特徴とする請求項３または４記載のインクジェット記
   録装置。