JP2675172B2 - 加熱定着装置および該定着装置を有する画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被記録材に形成した画像を加熱によって定
着する加熱定着装置および該定着装置を有する画像記録
装置に関する。

［従来の技術］ 従来、インクジェット記録装置等の画像記録装置にお
いて、用紙（以下「被記録材」という。）に噴射した液
体を乾かして定着させるために、搬送路をヒータ等で加
熱する加熱搬送路を設け、この加熱搬送路上を被記録材
を通過させることで被記録材を加熱して乾燥を行なって
いた。

第５図はその概略を示し、被記録材100が該被記録材1
00の左右の画像余白部に設けたそれぞれ２対の搬送ロー
ラ対101および排紙ローラ対102によって、ヒータ（図示
せず）によって加熱された加熱搬送路103上を搬送され
ている。通常、各排紙ローラ対102の搬送スピードを各
搬送ローラ対101の搬送スピードよりも大として両ロー
ラ対間において搬送方向（矢印Ａ方向）に被記録材100
に引張力を与えることで、被記録材100を加熱搬送路103
に密着させるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例のような加熱搬送路上を、
被記録材100として、樹脂製のシートフィルム、例えばO
HP用紙（トランスペアレンシー）等を通過させると、加
熱された部分が熱膨張し、すでに加熱が終了して収縮を
始めた部分、あるいは、これから加熱される部分の影響
で、加熱された部分に膨張を阻止するような内部応力が
搬送方向と垂直な方向に加わり、第６図に示すように、
被記録材100の加熱された部分に波打ちが生じる。この
波打ちは、前記従来例のように搬送方向の引張力を被記
録材に与えるだけでは容易におさえられないため、加熱
搬送路から浮き上がった部分は十分に加熱されないまま
となり、結果として画像の一部が乾かずに未定着のまま
残ってしまうという欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
その目的は、被記録材の波打ちを阻止して被記録材を加
熱搬送路に密着させながら搬送することができ、良好な
定着が達成される加熱定着装置および該定着装置を有す
る画像記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の加熱定着装置は、 画像記録装置によって一方の面に画像が形成された被
記録材の他方の面に接して該被記録材を加熱する加熱板
を備え、該加熱板の前記被記録材に接する側の面は、被
記録材の搬送方向に垂直な断面においてその中央部が最
も被記録材の搬送経路側に突出した形状に形成されてい
ることを特徴とする。

加熱板の被記録材の搬送方向に平行な断面において、
搬送方向の上流側に比べて下流側が、前記被記録材の搬
送経路側に連続的により突出した形状とすることが可能
である。

また、加熱板の被記録材の搬送方向に垂直な方向の両
端部に、それぞれ一対以上の前記被記録材の搬送部材を
設置することが可能である。

被記録材の搬送部材は、被記録材の搬送方向の下流側
では、前記被記録材の搬送方向と交差する方向の加熱板
の外方に向いた引張力を被記録材に与えるように配置さ
れているものが好ましい。

被記録材の搬送部材の一対は、被記録材の搬送方向と
交差する方向の加熱板の外方に向って、被記録材の搬送
方向下流側が１゜以上15゜以下の範囲で開かれているこ
とが好ましい。

前記被記録材は、樹脂製のシートフィルムであること
が可能である。

また、本発明の画像記録装置は、 吐出口からインクを吐出する記録手段と、 画像が形成される被記録材を搬送する搬送手段と、 前記記録手段との相対移動によって所望の記録画像が
形成された被記録材に対して画像の定着を行なうための
加熱定着手段と、を備えた画像記録装置において、 前記加熱定着手段は、 一方の面に画像が形成された被記録材の他方の面に接
して該被記録材を加熱する加熱板を備え、該加熱板の前
記被記録材に接する側の面は、被記録材の搬送方向に垂
直な断面においてその中央部が最も被記録材の搬送経路
側に突出した形状に形成されていることを特徴とする。

前記加熱定着手段は、前記記録手段と前記搬送手段と
を有する記録画像形成部との間で着脱自在であることが
好ましい。

前記記録手段は、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、熱エネルギーを発生させる
手段として電機熱変換体を有していることが可能であ
る。

［作 用］ 画像記録装置によって一方の面に画像が形成された被
記録材が加熱板上に搬送されると、被記録材と加熱板が
接して被記録材が加熱される。被記録材は、加熱される
と熱膨張するが、前記加熱板の被記録材に接する側の面
は中央部が最も被記録材の搬送経路側に突出した形状と
なっているので、該突出した中央部に被記録材が接する
と、被記録材には、その搬送方向と交差する方向の加熱
板が外方に向いた引張力が与えられる。この引張力によ
り、被記録材の熱膨張した部分が適度に引張られ、この
部分と被記録材の熱膨張していない、または収縮した部
分との間に加わる応力による波打ちが阻止されて、被記
録材は加熱板に常に密着した状態で搬送される。

また、加熱定着装置は装置本体に対して着脱可能とさ
れているので、必要なときにのみ使用することができ、
使用者の必要に対応して装置を構成することができる。

［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。

第１図は本発明による実施例の加熱定着装置およびイ
ンクジェット記録装置を有する画像記録装置の断面を示
し、加熱定着装置20は、記録手段（記録ヘッド４）と搬
送手段（搬送ローラ対８、排紙ローラ対14）等を有する
記録画像形成部としてのインクジェット記録装置１との
間で、該インクジェット記録装置１の排紙口14に設けた
取付部（図示せず）に着脱自在に装着して使用されるも
ので、主として記録画像が形成されたOHP用紙等の樹脂
製のシートフィルムに記録を行なう場合に用いられる。

インクジェット記録装置１内において、その底部に
は、樹脂製のシートフィルムである被記録材２を複数枚
積層したカセット３が配置されている。また被記録材２
の搬送方向の下流側（第１図において左側）には、１対
の搬送ローラ対８および記録ヘッド４を搭載したキャリ
ッジ５が配置されている。該記録ヘッド４は、熱エネル
ギーを利用して吐出口（図示せず）からインクを吐出さ
せるもので、熱エネルギーを発生させる手段として電気
熱変換体（図示せず）有している。記録ヘッド４の下方
にはプラテン６が設けられており、被記録材２は搬送ロ
ーラ対８により記録ヘッド４とプラテン６間を搬送され
て画像が形成された後、その印字余白部が排紙ローラ対
12に挟持されて排紙口14から排出される。ここで、排紙
ローラ対12は搬送ローラ対８と連動して回転し、若干周
速が速く設定されているとともに、排紙ローラ対12によ
る被記録材２の挟持力が搬送ローラ対８による被記録材
２の挟持力より弱くなるように構成されているため、被
記録材２には搬送方向に適度なテンションが作用して弛
まないようになる。

この状態において、記録ヘッド４がキャリッジ５によ
り紙面に対して垂直方向に手前側から奥側に移動しなが
ら画像信号に応じてインクを吐出して被記録材２上に一
定幅（記録幅）の記録（画像形成）を行なう。１行の記
録が終了する毎に、搬送ローラ対８により被記録材２が
１行分送り出され、次の行の記録が行なわれる。以上の
動作を繰り返すことにより、被記録材２上に記録が行な
われ、順次排紙ローラ対12によって、排紙口14に装着さ
れた加熱定着装置20に被記録材２が送り込まれる。

第２図は本実施例による加熱定着装置の加熱搬送路お
よびその近傍の概略構成を示し、前述したインクジェッ
ト記録装置１によって記録された被記録材２は、それぞ
れ搬送用の駆動軸（図示せず）に設けられた左右１対の
搬送部材である搬送ローラ対22によって左右の印字余白
部をクランプされて、加熱板である加熱搬送路21に搬送
される。

また、加熱搬送路21は、第３図に示すように、搬送方
向Ｆに平行な断面Ｃ−Ｃの形状が搬送方向下流側が上流
側に比べて常に高いか、あるいは等しい高さになるよう
に連続的になめらかに突出させた形状となっている。さ
らに、搬送方向Ｆに垂直な断面Ｄ−Ｄは、第４図に示す
ように、加熱搬送路２の幅ａの中央部が最も突出する形
状としている。加熱搬送路21の形状を明確に示すために
その形状の一例を示すと、第３図において、搬送路の最
大突出量Ｈを、各搬送ローラ対22のニップ位置22aより
Ｈ＝3mmとし、加熱搬送路21の中央部の断面Ｃ−Ｃにつ
いては加熱搬送路21の長さｂ＝53mmに対して上流側をR4
0mmの円弧部21bで、下流側の直線部21cと凹部がないよ
うにつないだ形状とし、加熱搬送路21と垂直方向の形状
については加熱搬送路21の幅ａ＝220mmに対して前述し
た最大突出量Ｈ＝3mmとなるような円弧としている。こ
の加熱搬送路21はアルミ等の板材をプレスによって前述
の寸法に突出成形し、その裏面には加熱用のヒータ（図
示せず）を取りつけて全体が均一に加熱されるようにし
ている。

加熱搬送路21上の両端部近傍にそれぞれ形成された角
穴部21aを介して設置され、斜送ローラ対23は、被記録
材２の搬送方向Ｆに対して、第２図に示すように、それ
ぞれ加熱搬送路21の外側方向に向って斜角θ（本実施例
ではθ＝12゜としている）だけ傾けて（開いて）取りつ
けられており、その周速は、被記録材２の搬送方向の成
分が前記した各搬送ローラ対22の周速よりも若干速くな
るように設定して駆動されている。またそのニップ位置
23aは前述の各搬送ローラ対22のニップ位置22aと同じ高
さであり、かつ前述の加熱搬送路21の円弧状の路面がニ
ップ位置23aと同じ高さになるように設定している。

排紙ローラ対24は加熱搬送路21の下流に設けられてお
り、前述の各斜送ローラ対23の被記録材２の搬送方向成
分の周速よりさらに若干速い周速に設定され駆動され、
被記録材２を排紙トレイ25に排出する。また、各斜送ロ
ーラ対23のニップ位置24aは各搬送ローラ対22のニップ
位置22aと同じ高さとしている。

前述した搬送ローラ対22、斜送ローラ対23および排紙
ローラ対24は、それぞれ、前述したインクジェット記録
装置本体の印字の紙送りに同期して駆動モータ（図示せ
ず）によって、シートの後端が排紙トレイ25に排出され
るまで間欠駆動され、被記録材２を支障なく搬送する。

前記加熱搬送路21の最大突出量Ｈや斜送ローラ対23の
傾角θ等については、使用する被記録材の材質、大き
さ、加熱搬送路21の加熱温度等の条件にあわせて適宜設
定すればよい。例えば、被記録材として、OHP用紙のよ
うに熱膨張しやすいものは前記最大突出量Ｈ、傾角θを
それぞれ大きく、普通紙のように熱膨張しにくいものは
前記最大突出量Ｈ、傾角θをそれぞれ小さく設定するこ
とが好ましい。一般的には、前記最大突出量Ｈ＝１〜4m
m程度、より好ましくは２〜3mm程度、前記傾角θ＝１〜
15゜程度、より好ましくは８〜13゜程度に設定される。
これらの数値は、使用条件や装置構成等に鑑みて定着性
が最も適切になされる範囲で適宜選択することができ
る。なお、加熱搬送路21や斜送ローラ対23等を交換自在
あるいは可変調整可能なものとすれば、前記最大突出量
Ｈや傾角θの設定が容易になる。

以上のような構成の加熱搬送路21であるので、各搬送
ローラ対22によって左右端を拘束されたまま加熱搬送路
21上に搬送された被記録材２は、加熱搬送路21の前述し
た突出形状によって下方より上方につきあげられながら
搬送され、かつ各斜送ローラ対23によって生じる左右方
向の搬送成分によって左右方向すなわち被記録材２の搬
送方向Ｆと交差する方向の加熱搬送路21の外方に引張ら
れながら搬送されるので、加熱によって膨張した分が加
熱搬送路21上で適度に引張られ、加熱搬送路に常に密着
した状態で搬送される。

さらに、排紙ローラ対24の周速＞斜送ローラ対23の被
記録材２の搬送方向相当の周速＞搬送ローラ対22の周速
として、搬送方向にも常に引張力が作用するように設定
しているので、被記録材のたるみによる浮き上がりが生
じることもない。

本実施例では、加熱搬送路上に左右それぞれ１対の斜
送ローラ対を配置したが、より多くの斜送ローラ対を配
置してもよい。

搬送ローラ対や排紙ローラ対についても、これを斜送
ローラとして、被記録材の搬送方向と交差する方向の加
熱板の外法に向いた引張力をさらに増加する構成とする
ことも可能である。

また、本実施例においては、加熱定着装置をインクジ
ェット記録装置本体に対し外付としたが予め画像記録装
置本体に内蔵した構成としてもよい。

さらに、本実施例はインクジェット記録装置による印
字物の加熱定着装置として説明したが、電子写真装置に
よる電子写真等のトナーの加熱定着装置にも応用でき
る。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブ
ルジェット方式の記録ヘッド、記録装置に於いて、優れ
た効果をもたらすものである。

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4740796号明細書に開示され
ている基本的な原理を用いて行なうものが好ましい。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、結果的にこの駆動信号に一対一
対応し液体（インク）内の気泡を形成出来るので有効で
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なわれるので、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。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なうことが
できる。

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わ
せ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他の熱作用部
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4459600号明細書に記
載のものも有効である。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孔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。

更に、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。

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。

又、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による予備加熱手段、記録とは別
の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定した
記録を行なうために有効である。

更に、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。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、被記録材をその搬送方
向にと交差する方向の加熱板の外方に向いた引張力を与
える構成としたので、被記録材と定着用の加熱搬送路
（加熱板）との密着を確保でき、被記録材が加熱で膨張
しても、その波打ちを阻止して被記録材を加熱板に完全
に密着させたまま搬送することが可能となり、被記録材
に形成された画像を均一に定着させることができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の加熱定着装置およびインクジ
ェット記録装置の断面図、第２図は本実施例の加熱搬送
路およびその近傍の概略構成を示す部分斜視図、第３図
は第２図のＣ−Ｃ線に沿う断面図、第４図は第２図のＤ
−Ｄ線に沿う断面図、第５図は加熱定着装置の従来例を
示す部分斜視図、第６図は従来例による被記録材の波打
ちの状態を示す第５図のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。 １……インクジェット記録装置、 ２……被記録材、３……カセット、 ４……記録ヘッド、５……キャリッジ、 ６……プラテン、８……搬送ローラ対、 12……排紙ローラ対、14……排紙口、 20……加熱定着装置、21……加熱搬送路、 21a……角穴部、21b……円弧部、 21c……直線部、22……搬送ローラ対、 22a……搬送ローラ対22のニップ位置、 23……斜送ローラ対、 23a……斜送ローラ対23のニップ位置、 24……排紙ローラ対、 24a……排紙ローラ対24のニップ位置。

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像記録装置によって一方の面に画像が形
   成された被記録材の他方の面に接して該被記録材を加熱
   する加熱板を備え、該加熱板の前記被記録材に接する側
   の面は、被記録材の搬送方向に垂直な断面においてその
   中央部が最も被記録材の搬送経路側に突出した形状に形
   成されていることを特徴とする加熱定着装置。
2. 【請求項２】加熱板の被記録材の搬送方向に平行な断面
   において、搬送方向の上流側に比べて下流側が、前記被
   記録材の搬送経路側に連続的により突出した形状とした
   ことを特徴とする請求項１に記載の加熱定着装置。
3. 【請求項３】加熱板の被記録材の搬送方向に垂直な方向
   の両端部に、それぞれ一対以上の前記被記録材の搬送部
   材が設置されていることを特徴とする請求項１または２
   のいずれかに記載の加熱定着装置。
4. 【請求項４】被記録材の搬送部材が、被記録材の搬送方
   向の下流側では、前記被記録材の搬送方向と交差する方
   向の加熱板の外方に向いた引張力を被記録材に与えるよ
   うに配置されていることを特徴とする請求項３に記載の
   加熱定着装置。
5. 【請求項５】被記録材の搬送部材の一対は、被記録材の
   搬送方向と交差する方向の加熱板の外方に向って、被記
   録材の搬送方向下流側が１゜以上15゜以下の範囲で開か
   れていることを特徴する請求項３または４のいずれかに
   記録の加熱定着装置。
6. 【請求項６】前記被記録材は、樹脂製のシートフィルム
   であることを特徴とする請求項１に記載の加熱定着装
   置。
7. 【請求項７】吐出口からインクを吐出する記録手段と、 画像が形成される被記録材を搬送する搬送手段と、 前記記録手段との相対移動によって所望の記録画像が形
   成された被記録材に対して画像の定着を行なうための加
   熱定着手段と、を備えた画像記録装置において、 前記加熱定着手段は、 一方の面に画像が形成された被記録材の他方の面に接し
   て該被記録材を加熱する加熱板を備え、該加熱板の前記
   被記録材に接する側の面は、被記録材の搬送方向に垂直
   な断面においてその中央部が最も被記録材の搬送経路側
   に突出した形状に形成されていることを特徴とする画像
   記録装置。
8. 【請求項８】前記加熱定着手段は、前記記録手段と前記
   搬送手段とを有する記録画像形成部との間で着脱自在で
   あることを特徴とする請求項７に記載の画像記録装置。
9. 【請求項９】前記記録手段は、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、熱エネルギーを
   発生させる手段として電機熱変換体を有していることを
   特徴とする請求項７または８のいずれすかに記載の画像
   記録装置。