JP4356364B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像記録装置に係り、特に、インクジェット方式により画像記録を行なう画像記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、少量多品種の需要に対して臨機応変に対応できる画像記録装置として、従来よりインクジェット方式の画像記録装置が知られている。インクジェット方式の画像記録装置は、記録ヘッドの記録媒体に対向する面に設けられたノズルからインクを吐出して記録媒体上に着弾、定着させることにより記録媒体に画像を記録するものであり、従来のグラビア印刷方式やフレキソ印刷方式による画像記録手段と異なって製版工程を必要としないため少量の需要にも簡易かつ迅速に対応することができるという特徴を有している。また、騒音が少なく多色のインクを用いることによってカラーでの画像記録も容易に行うことができるという長所がある。
【０００３】
インクジェット方式の画像記録装置は、多種多様な記録媒体に対して高精細な画像記録を行うことが可能であり、特に、記録面側に熱可塑性樹脂粒子を含むインク受容層を有する記録媒体を用いた場合には、画像記録を行った後に熱可塑性樹脂粒子を溶融させ平滑化させることにより光沢のある写真画質の記録画像を得ることができる。
【０００４】
しかし、このような熱可塑性樹脂粒子を含む記録媒体を用いて高精細な画像記録を行うためには、美しい光沢を出すための処理が必要であるとともに画像記録を行う際にも記録媒体の表面を傷つけることのないよう種々の配慮が必要となる。
【０００５】
すなわち、まず、熱可塑性樹脂を溶融させ記録媒体の表面を平滑化させるためには、記録媒体上にインクを吐出させ定着させた後に記録媒体に対して加熱及び加圧を行う必要があり、従来より加熱ベルトまたは加熱ローラと加圧ベルトまたは加熱ローラからなる加熱加圧手段を設けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、こうした加熱ローラや加圧ローラ等の表面には、記録媒体を切断したときに生じる紙粉やゴミ等が付着しやすく、これを放置しておくとローラに付着したゴミ等が記録媒体の記録面に再付着して記録画像の画質の低下が起こり得る。そこで、高画質の画像形成を行うために、従来から加熱ローラ及び加圧ローラの表面に付着したゴミ等を吸着して除去するクリーニングローラを設けることが行われている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、例えば加熱ローラ及び加圧ローラを用いて記録媒体の加熱加圧を行う場合、記録画像を全体にむらなく光沢のある高画質なものに仕上げるためには、加熱ローラと加圧ローラとの間を記録媒体が通ることによって生ずるローラの撓みを防止して記録媒体に対し十分な圧力が均等にかかるようにする必要がある。このため、従来より加熱ローラ及び加圧ローラを外側から押圧し付勢するバックアップローラを設けることが行われているが、さらにこの押圧力を均等に高めるためにバックアップローラの周面に当接しバックアップローラを押圧する複数の支持部材を設けることも提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
また、記録媒体を加熱及び加圧した際に記録媒体にシワが生じると記録画像の画質の低下を招くことから、しわの発生を防止するために加熱ローラ及び加圧ローラの形状を軸方向における中央部の径が両端部の径よりも小さく形成された逆クラウン形状とした上で、面圧が低下するローラの中央部をバックアップローラによって押圧することが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１８７３４１号公報
【特許文献２】
特開平８−２４８８０２号公報
【特許文献３】
特開平９−６８８８３号公報
【特許文献４】
特開平７−２２５５２３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱ローラの周面には樹脂等からなる離型性層が形成されているが、この離型性層は直接記録媒体の表面に接することから、その離型性層の状態は記録媒体の加熱加圧を行った際に記録画像の光沢に影響を及ぼす。すなわち加熱ローラの離型性層の表面に凹凸がある場合、加熱加圧の際に離型性層が記録媒体の表面に押圧されることによって記録媒体上に形成される画像の表面の光沢を十分に得ることができない。そこで、加熱ローラ表面の算術平均粗さ（Ｒａ）を一定以下に規定することが考えられるが、加熱ローラ表面に形成された離型性層は傷つけられやすいため加熱ローラに当接される加圧ローラの周面の算術平均粗さが粗い場合にも加圧ローラによって加熱ローラを押圧した際に加熱ローラ表面の離型性層が傷つけられて結果的に記録画像の光沢を十分に得られず、画質の低下を招くこととなる。さらに、バックアップローラの周面の算術平均粗さが粗い場合にも、バックアップローラが加熱ローラ及び加圧ローラを押圧した際に加熱ローラ表面の離型性層や加圧ローラの表面が傷つけられることにより結果として記録画像の光沢のある高画質の画像を形成することができないという問題がある。このことは、バックアップローラの算術平均粗さに関わりなくバックアップローラを加熱ローラ及び加圧ローラに押圧する面圧が高い場合にも同様に生じ得る。
【００１１】
また、連続的に高画質の画像記録を行うことができるようにするために加熱ローラ及び加圧ローラのローラに付着したゴミ等を除去して適宜クリーニングを行う必要があるが、クリーニングローラを別途設ける場合には、加熱ローラ、加圧ローラに接して設けられるローラの数が増加することにより装置の複雑化、大型化を招く。また、クリーニングローラは一般に高価であるため、装置コストの上昇を招くという問題もある。
【００１２】
さらに、バックアップローラの押圧力を付勢するために支持部材をバックアップローラの周面に当接するように設けた場合には、支持部材によってバックアップローラの表面に凹凸等の傷がつくおそれがある。そして、バックアップローラの周面にこのような傷がつくとバックアップローラによって加熱ローラ及び加圧ローラを押圧した際に加熱ローラ及び加圧ローラの表面をも傷つけられ、結果として記録画像表面の光沢が十分に得られず、高画質な画像形成を行うことができないという問題がある。
【００１３】
また、逆クラウン形状の加熱ローラ及び加圧ローラをバックアップローラによって押圧する場合、バックアップローラの長さ寸法が加熱ローラや加圧ローラの長さ寸法よりも短い場合には、バックアップローラの両端部に応力が集中することにより加熱ローラ及び加圧ローラの表面を傷つけてしまうおそれがある。この場合、表面に傷のついたローラによって記録媒体の加熱及び加圧を行うと記録媒体上に形成される画像の表面の光沢を十分に得ることができず、記録画像の画質が低下するという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明は以上のような課題を解決すべくなされたものであり、インクジェット方式によって熱可塑性樹脂を含む記録媒体に画像記録を行う場合に光沢のある高精細な画像を形成することのできる画像記録装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、記録媒体上にインクを吐出させる記録ヘッドと、前記記録ヘッドよりも前記記録媒体の搬送経路の下流側に配置され前記記録媒体に対して加熱を行う加熱ローラと、前記加熱ローラに対向する位置に配置された加圧ローラとを備え、前記加熱ローラ及び前記加圧ローラの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）がいずれも０．５μｍ以下であり、前記記録媒体を一定方向に搬送しながら画像記録を行う画像記録装置において、
前記加熱ローラ及び前記加圧ローラに圧接し付勢するバックアップローラを設け、
前記バックアップローラは、その表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下であることを特徴としている。
【００１６】
このような構成を有する請求項１に記載の発明においては、表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が小さい加圧ローラによって記録媒体に対する加圧を行うため、記録媒体を加熱加圧することによって記録媒体のインク受容層に含まれる熱可塑性樹脂粒子が溶融した際、その表面を平滑化できるようになっている。
また、バックアップローラ表面の算術平均粗さが小さいため、記録媒体に対する加圧を行った際に加熱ローラ及び加圧ローラの表面がバックアップローラの押圧により傷つけられることを防止できる。
【００１９】
さらに、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像記録装置において、前記バックアップローラと前記加熱ローラとの間の面圧及び前記バックアップローラと前記加圧ローラとの間の面圧は、前記加熱ローラと前記加圧ローラとの間の面圧以下であることを特徴としている。
【００２０】
このように、請求項２に記載の発明は、バックアップローラと加熱ローラ及び加圧ローラとの間の面圧が低いため、バックアップローラによって加熱ローラ及び加圧ローラの押圧を行った際に加熱ローラの表面に形成された離型性層が磨耗したり傷つけられることを防止することができる。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像記録装置において、前記バックアップローラは、前記加熱ローラ及び前記加圧ローラの表面のクリーニングを行うクリーニングローラを兼ねることを特徴としている。
【００２２】
このように、請求項３に記載の発明は、バックアップローラによって加熱ローラ及び加圧ローラの表面のクリーニングが行われるので、別途クリーニングローラを設ける必要がない。
【００２３】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像記録装置において、前記加熱ローラ及び前記加圧ローラの形状が逆クラウン形状である場合に、前記バックアップローラの形状は前記加熱ローラ及び前記加圧ローラの形状に沿った正クラウン形状とすることを特徴としている。
【００２４】
請求項４に記載された発明では、加熱ローラ及び加圧ローラの周面の形状に沿うようにバックアップローラを正クラウン形状とすることにより、記録媒体全体を均一に加熱加圧することができる。また、バックアップローラの端部に応力が集中することがなく、バックアップローラを加熱ローラ及び加圧ローラよりも短い長さ寸法に形成した場合でも加熱ローラ及び加圧ローラの表面を傷つけることなく押圧することができる。
【００２５】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像記録装置において、前記バックアップローラを、正クラウン形状としたことを特徴としている。
【００２６】
請求項５に記載された発明では、バックアップローラを正クラウン形状とすることにより、バックアップローラの端部に応力が集中することがなく、バックアップローラを加熱ローラ及び加圧ローラよりも短い長さ寸法に形成した場合でも加熱ローラ及び加圧ローラの表面を傷つけることなく押圧することができる。
【００２７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像記録装置において、前記記録媒体は、記録面側に熱可塑性樹脂粒子を含有する層を有する記録媒体であることを特徴としている。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、加熱加圧することによって表面の熱可塑性樹脂層が溶融し記録画像に光沢を与える記録媒体を用いて画像記録を行った場合に高精細な画像を記録することができるようになっている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１に示すように、本実施の形態において、画像記録装置１の内部下方一端には、所定幅を有する長尺な記録媒体Ｐが巻回された給紙ロール２が回転自在に配設されている。給紙ロール２は、図示しない駆動機構によって回転駆動するようになっており、給紙ロール２が回転することにより記録媒体Ｐが所定の搬送方向Ｘに送り出されるようになっている。
【００３０】
また、給紙ロール２の上方には、記録媒体Ｐを記録面側と非記録面側とから挟持する一対の第一搬送ローラ３ａ，３ｂが設けられている。給紙ロールから送り出された記録媒体Ｐは第一搬送ローラ３ａ，３ｂによって支持されつつ所定の搬送方向Ｘに沿って搬送されるようになっている。
【００３１】
第一搬送ローラ３ａ，３ｂよりも搬送方向Ｘの下流側であって画像記録装置１の上面ほぼ中央は記録部４となっており、記録媒体Ｐを非記録面から支持するプラテン５が画像記録装置１の上面に沿ってほぼ水平に配置されている。
【００３２】
また、プラテン５の上方には、図示しないキャリッジに搭載された記録ヘッド６，６…が設けられており、記録媒体Ｐの搬送方向Ｘに直交する方向に延在して設けられた棒状のガイドレール（図示せず）に沿って往復移動するようになっている。
【００３３】
記録ヘッド６，６…は、本実施形態において使用される各色（例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））ごとに設けられており、記録媒体Ｐの記録面上に所要のインクを吐出させるようになっている。
【００３４】
前記プラテン５よりも搬送方向Ｘの下流側には、記録媒体Ｐの幅寸法とほぼ等しい長さ寸法を有するカッター７ａ，７ｂが搬送方向Ｘに直交する方向に延在して設けられている。カッター７ａ，７ｂは互いに対向するように記録媒体Ｐの記録面側及び非記録面側の双方にそれぞれ設けられており、画像が記録された記録媒体Ｐを所定の長さ寸法に切断するようになっている。このうち記録媒体Ｐの記録面側に設けられたカッター７ａは図示しない駆動機構により上下動可能となっており、画像記録を終えた記録媒体Ｐがカッター７ａ，７ｂの間を通過した後、記録媒体Ｐの記録面側に設けられたカッター７ａが下降することによって記録媒体Ｐを所定の長さ寸法に切断可能となっている。なお、カッター７ａ，７ｂの構造はこれに限られず、例えば、記録媒体Ｐの非記録面側の所定位置に固定された固定刃を備え、記録媒体Ｐの記録面側には駆動機構によって移動可能に設けられた円盤形状のロータリーカッターを備えるようにしてもよい。この場合は画像記録を終えた記録媒体Ｐがカッターの間を通過した後に、ロータリーカッターが回転しながら記録媒体Ｐ上を移動することによって記録媒体Ｐを所定の長さ寸法に切断する。
【００３５】
カッター７ａ，７ｂよりも搬送方向Ｘの下流側には切断された記録媒体Ｐを記録面側と非記録面側とから挟持しつつ搬送方向Ｘに沿って搬送する一対の第二搬送ローラ８ａ，８ｂが設けられている。また、第二搬送ローラ８ａ，８ｂよりも搬送方向Ｘの下流側には、記録媒体Ｐの搬送の向きを切り替える切替ユニット９が設けられている。
【００３６】
前記給紙ローラ２から切替ユニット９までの搬送経路は第一搬送経路２６とされており、第一搬送経路２６は第二搬送ローラ８ａ，８ｂを支点として画像記録装置１の下方に向かってほぼ直角に曲折している。切替ユニット９は第一搬送経路２６の下端に位置しており、図示しない駆動機構によって回転駆動する一対の切替ローラ１１ａ，１１ｂを備えている。切替ローラ１１ａ，１１ｂは、適宜その回転方向を切替え可能となっており、記録媒体Ｐを第一搬送経路２６の下端から一旦送り出すとともに記録媒体Ｐの搬送方向を逆方向に切替えて再度搬送経路内に引き込むようになっている。切替ローラ１１ａ，１１ｂのうち記録媒体Ｐの記録面側に位置する切替ローラ１１ｂは表面を粘着性のある材料によって覆われており、記録媒体Ｐの表面に付着した紙粉やゴミ等を除去するようになっている。また、切替ローラ１１ｂの側面には、切替ローラ１１ｂとほぼ等しい長さ寸法を有するクリーニングローラ１２が切替ローラ１１ｂの周面に接するように設けられている。クリーニングローラ１２は切替ローラ１１ｂよりも粘着性の高い材料によって形成されており、切替ローラ１１ｂに付着した紙粉等を吸着し除去するようになっている。
【００３７】
第一搬送経路２６の下端部は、第二搬送経路２７に分岐されるようになっており、この分岐部分には、切替ユニット９を構成し記録媒体Ｐの搬送経路を第一搬送経路２６から第二搬送経路２７へと切り替える切替レバー１０が設けられている。切替レバー１０は、図示しない駆動機構によって適宜回動動作され、この回動動作により記録媒体Ｐの搬送経路を切替え可能となっている。
【００３８】
第二搬送経路２７上であって切替ローラ１１ａ，１１ｂよりも搬送方向Ｘの下流側には、記録媒体Ｐを記録面側と非記録面側とから挟持する一対の第三搬送ローラ１３ａ，１３ｂが配設されている。このうち、記録媒体Ｐの記録面側に位置する第三搬送ローラ１３ｂは表面を粘着性のある材料によって覆われており、記録媒体Ｐの表面に付着した紙粉やゴミ等を除去するようになっている。第三搬送ローラ１３ａ，１３ｂのうち記録媒体Ｐの記録面側に位置する第三搬送ローラ１３ｂの側面には、第三搬送ローラ１３ｂとほぼ等しい長さ寸法を有するクリーニングローラ１４が第三搬送ローラ１３ｂの周面に当接するように設けられている。クリーニングローラ１４は第三搬送ローラ１３ｂよりも粘着性の高い材料によって形成されており、第三搬送ローラ１３ｂに付着した紙粉等を吸着し除去するようになっている。
【００３９】
第三搬送ローラ１３ａ，１３ｂよりも搬送方向Ｘの下流側には、記録媒体Ｐに対して加熱及び加圧処理を行う定着ユニット１５が設けられている。定着ユニット１５は、図２に示すように、記録媒体Ｐの幅寸法よりわずかに長い長さ寸法に形成された加熱ローラ１６と、加熱ローラ１６に当接して押圧する加圧ローラ２０とを備えている。加熱ローラ１６は記録媒体Ｐに記録面側から当接して加熱を行うようになっており、円柱形状のローラ本体の内部には軸方向に沿って延在してヒータ１７が備えられている。加熱ローラ１６に用いられるヒータ１７としては、例えば、ハロゲンヒータやコイルヒータ等を適用することができる。加熱ローラ１６は、両端から突出したシャフト１９によって支持されており、図示しない駆動機構によって回転自在となっている。また、加熱ローラ１６は記録媒体Ｐを効率よく加熱できるようにするため、金属等の熱伝導性の高い材料によって形成されるが、加熱ローラ１６の表面は、フッ素樹脂や耐熱シリコンゴム等で形成された離型性層１８によって覆われている。このように、加熱ローラ１６の表面が離型性層１８で覆われていることによって、記録媒体Ｐを加熱加圧し熱可塑性樹脂粒子を溶融、平滑化した場合にも記録媒体Ｐが加熱ローラ１６から容易に剥離できるようになっている。なお、加熱ローラ１６の離型性層１８の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以下となるように形成されている。加熱ローラ１６の離型性層１８は記録媒体Ｐの加熱加圧を行った際に直接記録媒体Ｐの表面に接することから、離型性層１８表面の算術平均粗さが粗い場合には記録媒体Ｐの表面に凹凸を生じ、光沢のある高画質な画像形成を行うことができないためである。
【００４０】
一方、加圧ローラ２０は加熱ローラ１６とほぼ同じ長さ寸法を有し、記録媒体Ｐの非記録面側に加熱ローラ１６に対向するように設けられている。加圧ローラ２０は両端から突出したシャフト２１によって支持されており、図示しない駆動機構によって回転自在となっている。加圧ローラ２０はゴム等の弾性を有する材料によって形成されており、記録媒体Ｐの加熱加圧を行った際に加熱ローラ１６の表面を覆う樹脂等の離型性層１８を傷つけないようにするため、加圧ローラ２０の表面の算術平均粗さは０．５μｍ以下となるように形成されている。
【００４１】
加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０の各々の近傍には加熱ローラ１６と加圧ローラ２０とによって記録媒体Ｐを挟持し加熱加圧を行う際に所定の加圧力を確保するため側面から付勢するバックアップローラ２２ａ，２２ｂが加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０の周面に当接するようにそれぞれ設けられている。バックアップローラ２２ａ，２２ｂは両端から突出したシャフト２３ａ，２３ｂによって支持されており、図示しない駆動機構によって回転自在となっている。バックアップローラ２２ａ，２２ｂはゴム等の弾性を有する材料からなり、記録媒体Ｐの加熱加圧を行った際に加熱ローラ１６の表面を覆う樹脂等の離型性層１８及び加圧ローラ２０の表面を傷つけないようにするためその表面の算術平均粗さは０．５μｍ以下となるように形成されている。また、同様に加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０の表面を保護するため、加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０を押圧する際のバックアップローラ２２ａ，２２ｂの面圧は加熱ローラ１６と加圧ローラ２０との間の面圧よりも小さくなるようにする必要があり、そのため、バックアップローラ２２ａ，２２ｂを形成するゴム等の材料の硬度を下げることにより所定の面圧を得られるようになっている。
【００４２】
定着ユニット１５よりも搬送方向Ｘの下流側であって第二搬送経路２７の端部には、記録媒体Ｐを排出する排出口２５が設けられており、排出口２５よりも搬送方向Ｘ上流側には記録媒体Ｐを排出口２５に導く一対の第四搬送ローラ２４ａ，２４ｂが設けられている。
【００４３】
ここで、本実施形態に用いられる記録媒体Ｐは、記録面側に熱可塑性樹脂粒子を含有するインク受容層が形成されており、このインク受容層の下側には顔料インク溶媒吸収層が形成されている。熱可塑性樹脂粒子は、例えば、ポリアクリルエステル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリアクリル酸、ポリメタアクリル酸、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、これらの共重合体等であり、中でもポリアクリルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ＳＢＲラテックスが好ましい。これらの熱可塑性樹脂粒子を含有する記録媒体Ｐは、加熱及び加圧されインク受容層に含まれる熱可塑性樹脂粒子が溶融し平滑化されることによってガラス質の光沢を有する写真画質の画像形成を可能とする。
【００４４】
なお、それぞれ一対に設けられた第一搬送ローラ３ａ，３ｂ、第二搬送ローラ８ａ，８ｂ、第三搬送ローラ１３ａ，１３ｂ、第四搬送ローラ２４ａ，２４ｂは、その一方が図示しない駆動機構によって回転駆動するようになっており、他方が、これに従動して回転するようになっている。
【００４５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
画像記録動作が開始されると、記録媒体Ｐが給紙ロール２から送り出され、第一搬送ローラ３ａ，３ｂに案内されて第一搬送経路２６に沿って搬送方向Ｘに搬送される。記録媒体Ｐがプラテン５の所定位置まで搬送されると、キャリッジがガイドレールに沿って往復移動するとともに記録ヘッド６，６…から所定の画像データに基づいて所要のインクが吐出され、記録媒体Ｐの記録面上に画像が記録される。画像記録が完了した部分がカッター７ａ，７ｂの間を通過し終えると、記録媒体Ｐの記録面側に設けられたカッター７ａが下降し、これによって記録媒体Ｐを挟んで上下に設けられたカッター７ａ，７ｂが互いに摺接し、長尺な記録媒体Ｐから画像記録済みの部分が切断される。
【００４６】
切断された記録媒体Ｐは、第二搬送ローラ８ａ，８ｂに導かれて第一搬送経路２６に沿って搬送され、第一搬送経路２６の下端部から一旦第一搬送経路２６の外へ送り出される。その後、切替レバー１０の先端部が第一搬送経路２６を塞ぐように向きを変えるとともに切替ローラ１１ａ，１１ｂが逆方向に回転する。これにより、記録媒体Ｐは第二搬送経路２７に引き込まれ、第三搬送ローラ１３ａ，１３ｂに案内されながら第二搬送経路２１に沿って搬送方向Ｘに搬送される。その際、記録媒体Ｐの記録面側に設けられた切替ローラ１１ｂ及び第三搬送ローラ１３ｂに当接しているクリーニングローラ１２，１４が切替ローラ１１ｂ及び搬送ローラ１３ｂの回転に伴って回転し、記録媒体Ｐに紙粉やインク等が再付着することにないよう切替ローラ１１ｂ及び搬送ローラ１３ｂに付着した紙粉等の汚れを吸着し除去する。
【００４７】
記録媒体Ｐが定着ユニット１５に搬送されると、ヒータ１７によって加熱された加熱ローラ１６と加熱ローラ１６を押圧する加圧ローラ２０との間を記録媒体Ｐが通過することによって記録媒体Ｐの加熱加圧が行われる。この際、バックアップローラ２２ａ，２２ｂが加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０を側面から押圧することによって加圧力が付勢される。これにより、記録媒体Ｐの記録面に形成されたインク受容層に含まれる熱可塑性樹脂粒子が加熱されることによって溶融しかつ加圧されることによって平滑化されて光沢のある写真画質の画像が形成される。
【００４８】
定着ユニット１５によって加熱加圧処理が行われた記録媒体Ｐは第四搬送ローラ２４ａ，２４ｂに案内されて排出口２５から排出される。
【００４９】
なお、本実施形態においては、加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０にはクリーニングローラを設けなかったが、加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０の一方又は双方の周面に当接するようにクリーニングローラを設けて加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０のクリーニングを行うようにしてもよい。また、バックアップローラ２２ａ，２２ｂを形成するゴム等の材質を粘度の高いものとすることにより、バックアップローラ２２ａ，２２ｂにクリーニングローラの役割りを兼ねさせることも可能である。この場合には、バックアップローラ２２ａ，２２ｂは、加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０の全体についてクリーニングを行うことができるようにするため、加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０とほぼ同じ長さ寸法に形成される。
【００５０】
なお、本実施形態においては、画像記録装置１は、記録媒体Ｐを搬送方向Ｘに搬送させるとともに、キャリッジに搭載された記録ヘッド６，６…を記録媒体Ｐの搬送方向Ｘに直交する方向に往復移動させながら、記録ヘッド６，６…からインクを吐出させて、画像を形成するシリアルプリント方式の画像記録装置１としたが、画像記録装置１はこの方式に限定されるものではなく、画像記録装置の本体に固定された記録ヘッドからインクを吐出させるとともに、記録媒体Ｐを搬送させて、画像を形成するラインプリント方式の画像記録装置としてもよい。
【００５１】
また、本実施形態においては、記録媒体Ｐは、所定幅を有する長尺な記録媒体Ｐを給紙ロール２に巻回したものとしたが、記録媒体Ｐの形状はこれに限られず、所定の長さ寸法のシート状の記録媒体Ｐを順次取り出す形式のものとしてもよい。
【００５２】
また、本実施形態においては、定着ユニット１５はヒータ１７を有する加熱ローラ１６とシリコンゴム等で形成される加圧ローラ２０との２種類のローラ対よりなるものとしたが、記録媒体Ｐの加熱加圧を行なうことができる機構を有するものであればこれに限られない。例えば、図３に示すように、加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０の代わりに発熱用のヒータ２９を設けた加熱用ローラ２８と加熱ベルト支持ローラ３０との間に掛け渡された加熱ベルト３１と、これと対向するように設けられ加圧用ローラ３２と加圧ベルト支持ローラ３３との間に掛け渡された加圧ベルト３４との間を記録媒体Ｐが通ることによって記録媒体Ｐの加熱及び加圧が行われるようにしてもよい。この場合、加熱用ローラ２８と加圧用ローラ３２の近傍にバックアップローラ３５ａ，３５ｂが設けられ、加圧力を付勢するようになっている。また、加熱ローラ１６と加圧ローラ２０のうち加熱ローラ１６のみを加熱ベルトに代え、記録媒体Ｐが記録面を加熱ベルトに接するようにして搬送させながら加圧ローラによって加圧を行うようにしてもよい。このように加熱ローラ１６の代わりに加熱ベルトを設けることによって記録媒体Ｐが加熱されている時間を長く確保することができ、十分な加熱を行うことができる。
【００５３】
また、本実施形態ではバックアップローラ２２ａ，２２ｂを形成するゴム等の材料の硬度を調整することにより加熱ローラ１６及び加圧ローラ２０に対する面圧を調整するものとしたが、ゴム等の厚さを調整することによって面圧を調整するようにしてもよい。
【００５４】
次に、図４及び５を参照しつつ、本発明の第二の実施の形態について説明する。なお、本実施形態は定着ユニットの構造以外は第一実施形態と同様であるので、以下においては、特に第一の実施形態と異なる点を説明する。
【００５５】
本実施形態において、定着ユニット３６は、図４に示すように、軸方向における中央部の径を両端部の径よりも小さく形成してなる逆クラウン形状の加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８を備えている。この場合、記録媒体にしわが発生することを防止し、かつ、十分な加熱加圧を行うためには、加熱ローラ３７と加圧ローラ３８との間隙がその中央部において０．１ｍｍ以下であることが望ましい。加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８の近傍には、加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８とほぼ等しい長さ寸法を有し、加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８の周面の曲線形状に沿うように軸方向における中央部の径が両端部の径よりも大きい正クラウン形状に形成されたバックアップローラ３９ａ，３９ｂが、加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８の周面に当接するように設けられている。
【００５６】
なお、その他の構成は、第一実施形態のものと同様であるので、その説明を省略する。
【００５７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
画像記録を終え、所定の長さ寸法に切断された記録媒体が定着ユニットに送られてくると、図示しないヒータによって加熱された加熱ローラ３７と加圧ローラ３８との間を記録媒体が通過することによって記録媒体の加熱及び加圧が行われる。逆クラウン形状の加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８によって加熱加圧を行うことにより記録媒体全体に均一的に熱を伝えかつ全体を均一の圧力で加圧することができ、記録媒体にしわが生じることを防止することができる。
【００５８】
さらに、この加熱加圧の際に、加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８をバックアップローラ３９ａ，３９ｂが押圧し、加圧力を付勢する。加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８の周面の形状に沿った正クラウン形状のバックアップローラ３９ａ，３９ｂを用いることによって加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８に対して十分な加圧力を均一に付勢することができる。また、バックアップローラ３９ａ，３９ｂを単なる円柱形状に形成した場合に比べてその端部が加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８の表面に接触してしまうことがなく、加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８の表面が傷つけられることを防止することができる。
【００５９】
記録媒体に対して十分な加熱加圧が行われることにより記録媒体の表面の熱可塑性樹脂粒子が溶融し、平滑化して光沢のある画像が形成される。加熱加圧を終えた記録媒体は搬送経路に沿って搬送され、排出口から順次排出される。
【００６０】
本実施形態によれば、記録媒体の全体を均一に加熱加圧することにより、記録媒体の表面にしわが生じるのを防いで美しい光沢のある高画質の画像記録を行うことが可能となる。
【００６１】
なお、本実施形態においては、バックアップローラ３９ａ，３９ｂの長手方向の長さ寸法は加熱ローラ３７及び加圧ローラ３８の長さ寸法とほぼ等しい長さ寸法に形成されるものとしたが、バックアップローラ３９ａ，３９ｂの形状はこれに限定されず、図５に示すように、加熱ローラ４０及び加圧ローラ４１の長さ寸法よりも短い長さ寸法に形成されていてもよい。この場合でも、バックアップローラ４２ａ，４２ｂは正クラウン形状に形成されているので、バックアップローラ４２ａ，４２ｂの端部は加熱ローラ４０及び加圧ローラ４１の表面に触れず、加熱ローラ４０及び加圧ローラ４１の表面が傷つけられることを防止することができる。
【００６２】
なお、本発明が本実施の形態に限られないことは、第一の実施形態と同様である。
【００６３】
次に、図６及び図７を参照しつつ、本発明の第三の実施の形態について説明する。なお、本実施形態は定着ユニットの構造以外は第一実施形態と同様であるので、以下においては、特に第一の実施形態と異なる点を説明する。
【００６４】
本実施形態において、定着ユニット４３は、円柱形上に形成された加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５と、加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５の近傍に位置し外側からこれを押圧し付勢するためのバックアップローラ４６ａ，４６ｂを備えている。バックアップローラ４６ａ，４６ｂは、加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５とほぼ等しい長さ寸法を有しており、軸方向における中央部の径が両端部の径よりも大きい正クラウン形状に形成され、そのほぼ中央部分が加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５の周面のほぼ中央部に当接するように設けられている。
【００６５】
なお、その他の構成は、第一実施形態のものと同様であるので、その説明を省略する。
【００６６】
次に、本実施形態の作用について説明する。
画像記録を終え、所定の長さ寸法に切断された記録媒体が定着ユニット４３に送られてくると、図示しないヒータによって加熱された加熱ローラ４４と加圧ローラ４５との間を記録媒体が通過することによって記録媒体の加熱及び加圧が行われる。その際、加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５をバックアップローラ４６ａ，４６ｂが押圧し、加圧力を付勢する。これにより記録媒体の表面の熱可塑性樹脂粒子が溶融し、平滑化して光沢のある画像が形成される。加熱加圧を終えた記録媒体は搬送経路に沿って搬送され、排出口から順次排出される。
【００６７】
なお、その他の構成は、第一実施形態のものと同様であるので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６８】
本実施形態によれば、バックアップローラ４６ａ，４６ｂが正クラウン形状に形成されているので、軸方向の中央部分によって加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５に対して均一に加圧力を付勢することができ、記録媒体に対して均一的に加熱加圧を行うことができる。これにより、全体にむらなく光沢のある高画質の画像記録を行うことが可能となる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、バックアップローラ４６ａ，４６ｂの長手方向の長さ寸法は加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５の長さ寸法とほぼ等しい長さ寸法に形成されるものとしたが、バックアップローラ４６ａ，４６ｂの形状はこれに限定されず、図７に示すように、加熱ローラ４７及び加圧ローラ４８の長さ寸法よりも短い長さ寸法に形成されてもよい。この場合でも、バックアップローラ４９ａ，４９ｂは正クラウン形状に形成されているので、バックアップローラ４９ａ，４９ｂの端部は加熱ローラ４７及び加圧ローラ４８の表面に触れず、加熱ローラ４７及び加圧ローラ４８の表面が傷つけられることを防止することができる。
【００７０】
その他、本発明が本実施の形態に限られないことは、第一の実施形態及び第二の実施形態と同様である。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、表面の算術平均粗さが小さい加圧ローラによって記録媒体に対する加圧を行うため、記録媒体の熱可塑性樹脂層が溶融した際、その表面を凹凸なく平滑化することができる。これにより、表面に光沢のある高精細な画像を形成することができるとの効果を奏する。
また、バックアップローラ表面の算術平均粗さが小さいため、記録媒体に対する加圧を行った際に加熱ローラ及び加圧ローラの表面がバックアップローラの押圧により傷つけられることがない。このため、熱可塑性樹脂粒子を含む記録媒体を加熱加圧した際、記録媒体の表面に凹凸を生じず、光沢のある高画質な画像を形成することができる。
【００７３】
また、請求項２に記載の発明によれば、バックアップローラと加熱ローラ及び加圧ローラとの間の面圧が低いため、バックアップローラによって加熱ローラ及び加圧ローラの押圧を行った際に加熱ローラの表面に形成された離型性層が磨耗したり傷つけられることがない。このため、傷のある離型性層によって記録媒体の表面が傷つくことがなく、高画質の画像形成を可能とするとの効果を奏する。
【００７４】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、バックアップローラが加熱ローラ及び加圧ローラの表面に付着したゴミ等の吸着除去等のクリーニングを行うので、別途クリーニングローラを設ける必要がなく、装置内部の構造の簡素化及び小型化を図ることが可能となる。また、クリーニングローラは高価なため、これを設けることなくローラのクリーニングを行うことができることにより装置コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
【００７５】
また、請求項４に記載された発明では、加熱ローラ及び加圧ローラの形状が逆クラウン形状であるとき、バックアップローラをこれに沿う形状の正クラウン形状とすることにより、記録媒体に対して均一に加熱加圧を行なうことができる。また、バックアップローラの端部に応力が集中することがなく、バックアップローラの長さ寸法が加熱ローラ及び加圧ローラよりも短い場合でも加熱ローラ及び加圧ローラの表面に傷をつけることなく押圧することができる。これにより、記録媒体の表面に光沢のある高画質な画像を形成することができるとの効果を奏する。
【００７６】
また、請求項５に記載された発明では、バックアップローラを正クラウン形状とすることにより、バックアップローラの端部に応力が集中することがなく、バックアップローラの長さ寸法が加熱ローラ及び加圧ローラよりも短い場合でも加熱ローラ及び加圧ローラの表面に傷をつけることなく押圧することができる。これにより、記録媒体の表面に光沢のある高画質な画像を形成することができるとの効果を奏する。
【００７７】
また、請求項６に記載された発明によれば、画像を記録した後、記録媒体に対して加熱加圧を行うことによって記録媒体表面の熱可塑性樹脂粒子を溶融させ光沢のある写真画質の画像を得ることができるとの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像記録装置の全体を模式的に示す側面図である。
【図２】本発明に係る画像記録装置の第一の実施形態の定着ユニットを模式的に示す図である。
【図３】本発明に係る画像記録装置の第一の実施形態の定着ユニットの一変形例を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明に係る画像記録装置の第二の実施形態の定着ユニットを模式的に示す図である。
【図５】本発明に係る画像記録装置の第二の実施形態の定着ユニットの一変形例を模式的に示す図である。
【図６】本発明に係る画像記録装置の第三の実施形態の定着ユニットを模式的に示す図である。
【図７】本発明に係る画像記録装置の第三の実施形態の定着ユニットの一変形例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ 画像記録装置
１５ 定着ユニット
１６ 加熱ローラ
１７ ヒータ
１８ 離型性層
２０ 加圧ローラ
２２ａ，２２ｂ バックアップローラ

Claims (6)

1. 記録媒体上にインクを吐出させる記録ヘッドと、前記記録ヘッドよりも前記記録媒体の搬送経路の下流側に配置され前記記録媒体に対して加熱を行う加熱ローラと、前記加熱ローラに対向する位置に配置された加圧ローラとを備え、前記加熱ローラ及び前記加圧ローラの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）がいずれも０．５μｍ以下であり、前記記録媒体を一定方向に搬送しながら画像記録を行う画像記録装置において、
   前記加熱ローラ及び前記加圧ローラに圧接し付勢するバックアップローラを設け、
   前記バックアップローラは、その表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ以下であることを特徴とする画像記録装置。
2. 前記バックアップローラと前記加熱ローラとの間の面圧及び前記バックアップローラと前記加圧ローラとの間の面圧は、前記加熱ローラと前記加圧ローラとの間の面圧以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記バックアップローラは、前記加熱ローラ及び前記加圧ローラの表面のクリーニングを行うクリーニングローラを兼ねることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像記録装置。
4. 前記加熱ローラ及び前記加圧ローラの形状が逆クラウン形状である場合に、前記バックアップローラの形状は前記加熱ローラ及び前記加圧ローラの形状に沿った正クラウン形状とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像記録装置。
5. 前記バックアップローラを、正クラウン形状としたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像記録装置。
6. 前記記録媒体は、記録面側に熱可塑性樹脂粒子を含有する層を有する記録媒体であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像記録装置。

Images