(57)【要約】【課題】高速で高品位な画像記録を行うことができる記録方法を提供する。【解決手段】記録方法は、記録媒体８に液体を吐出して画像を記録する工程と、記録媒体８に液体が着弾してから記録媒体８への液体の浸透が停止して記録媒体８上の画像濃度が安定するまでの間に、記録媒体８を加熱する工程と、を含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に液体を吐出して画像を記録する工程と、
前記記録媒体に前記液体が着弾してから前記記録媒体への前記液体の浸透が停止して前記記録媒体上の画像濃度が安定するまでの間に、前記記録媒体を加熱する工程と、を含む記録方法。
【請求項２】
前記記録媒体を加熱する工程が、前記記録媒体に前記液体が着弾してから所定の時間内に、前記記録媒体上の前記液体の着弾位置を加熱することを含み、
前記所定の時間は、予め測定された前記画像濃度の時間変化に基づいて設定された時間である、請求項１に記載の記録方法。
【請求項３】
前記記録媒体が普通紙であり、
前記記録媒体に前記液体が着弾してから２．０秒以内に、前記着弾位置が加熱される、請求項２に記載の記録方法。
【請求項４】
前記記録媒体を加熱する工程が、少なくとも前記記録媒体への前記液体の浸透が開始した後に、前記記録媒体上の前記液体の着弾位置を加熱することを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の記録方法。
【請求項５】
前記記録媒体が普通紙であり、
前記記録媒体に前記液体が着弾してから少なくとも０．０２秒経過した後に、前記着弾位置が加熱される、請求項４に記載の記録方法。
【請求項６】
前記記録媒体を加熱手段に接触させることで前記記録媒体が加熱される、請求項４または５に記載の記録方法。
【請求項７】
記録媒体に液体を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
前記記録媒体の搬送方向において前記記録ヘッドの下流側に配置され、前記画像が記録された前記記録媒体を加熱する加熱手段と、を有し、
前記加熱手段は、前記記録媒体に前記液体が着弾してから前記記録媒体への前記液体の浸透が停止して前記記録媒体上の画像濃度が安定するまでの間に前記記録媒体が到達する位置に配置されている、記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録方法および記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクなどの液体を紙などの記録媒体に吐出して画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置には、単位時間当たりの画像記録枚数をできるだけ増加させ、画像記録の高速化を図りたいといった要求がある。その一方で、画像品位の１つである濃度を向上させるために、これまでに、単位面積当たりのインクの付与量を増やしたり、インクの色の種類や材料を変更したりするなどの提案がなされている。
特許文献１では、事前に水酸化カルシウム水溶液を塗布して乾燥させた状態の記録媒体にインクを吐出して画像を記録する技術が提案されている。この技術によれば、インクと水酸化カルシウムとを反応させることで、記録媒体にインクが染み込みにくくなり、かつインクが広がらない状態で色材の分散が抑制され、画像の濃度と先鋭性を向上させることができる。また、特許文献２では、画像濃度を向上させるために、先に記録媒体に着弾したインクの上に重ねるようにインクを着弾させることで、色再現範囲を広くし、濃度も向上させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５６−８６７８９号公報
【特許文献２】特開昭５７−９１０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、例えば画像記録を行う前に、水酸化カルシウムなどの反応液を塗布する時間や、さらにそれを乾燥させる時間が必要になるため、画像記録の高速化には適していない。予め水酸化カルシウムが塗布されている記録媒体を用意しておけば高速での画像記録には耐えられるものの、一枚当たりの費用であるランニングコストが高くなり、使用する記録媒体が多くなればなるほど、ユーザにとってのメリットが少なくなる。また、インクの反応によってインクの凝集が進むことで、記録媒体表面を色材で被覆することのできる面積（いわゆる、エリアファクター）が広がらず、反対に濃度が低くなってしまう場合がある。一方、特許文献２の技術では、インクの上にインクを重ねるため、使用するインク量が増えてしまい、その結果、記録媒体がインク中の水分で変形しすぎてカールが悪化する場合がある。
そこで、本発明の目的は、高速で高品位な画像記録を行うことができる記録方法および記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明の記録方法は、記録媒体に液体を吐出して画像を記録する工程と、記録媒体に液体が着弾してから記録媒体への液体の浸透が停止して記録媒体上の画像濃度が安定するまでの間に、記録媒体を加熱する工程と、を含んでいる。
また、本発明の記録装置は、記録媒体に液体を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、記録媒体の搬送方向において記録ヘッドの下流側に配置され、画像が記録された記録媒体を加熱する加熱手段と、を有し、加熱手段は、記録媒体に液体が着弾してから記録媒体への液体の浸透が停止して記録媒体上の画像濃度が安定するまでの間に記録媒体を加熱する位置に配置されている。
このような記録方法および記録装置によれば、記録媒体への液体の浸透を意図的に静止させ、液体に含まれる色材の記録媒体内部での移動を意図的に停止させることができる。それにより、多くの液体を使用することなく、記録媒体の表面付近に色材を効率的に配置させることができ、その結果、濃度が高く、その経時変化も少ない高品位な画像を得ることが可能になる。また、色材を記録媒体の表面付近に配置させるために、所定のタイミングで記録媒体を加熱するだけでよいため、画像記録の高速化の妨げになるような作業を追加的に行う必要はない。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高速で高品位な画像記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る加熱定着装置の概略断面図である。
【図３】記録媒体に対するインクの浸透状態を説明するための図である。
【図４】インク着弾後に記録媒体を加熱しない場合の測定結果を示すグラフである。
【図５】インク着弾後に記録媒体を加熱した場合の測定結果を示すグラフである。
【図６】インク着弾後に記録媒体を加熱した場合の測定結果を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る加熱定着装置の概略断面図である。
【図８】加熱定着装置の消費電力を測定するために形成された画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置（以下、単に「記録装置」ともいう）の概略断面図である。
記録装置２０は、記録媒体８にインク（液体）を吐出して画像を記録するものであり、記録ヘッド１と、給紙カセット２と、給紙ローラ３と、搬送ローラ４と、加熱定着装置５と、排紙ローラ６と、排紙トレイ７と、制御部９とを備えている。給紙カセット２から給紙ローラ３によりピックアップされた記録媒体８は、搬送ローラ４によって搬送され、記録ヘッド１によって画像記録が行われる。記録ヘッド１は、インクを吐出口から吐出して記録媒体８に画像を記録するインクジェット記録ヘッドである。画像が記録された記録媒体８は、加熱手段としての加熱定着装置５により加熱され、記録媒体８上のインクが乾燥した後、排紙ローラ６によって搬送され、排紙トレイ７に積載される。制御部９は、各ローラの回転方向および速度、加熱定着装置５におけるヒータの温度を制御し、さらに、記録媒体８の搬送に合わせて記録ヘッド１の動作を制御する。
【００１０】
図１（ｂ）および図１（ｃ）は、本実施形態の制御部９の概念を示すブロック図である。
制御部９は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、画像処理部１０５、ヘッド制御部１０６、エンジン制御部１０７から構成されている。ＣＰＵ（中央演算処理部）１０１は、記録装置２０の各ユニットの動作を統合的に制御する。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムや記録装置２０の各種動作に必要な固定データを格納する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして用いられ、あるいは、種々の受信データの一時格納領域として各種設定データを記憶するのに用いられる。画像処理部１０５は、記録装置２０で扱う画像データの画像処理を行う。画像処理部１０５は、入力された画像データの色空間（例えばＹＣｂＣｒ）を標準的なＲＧＢ色空間（例えばｓＲＧＢ）に変換し、また、画像データに対し、解像度変換、画像解析、画像補正等、必要に応じて様々な画像処理を施す。これらの画像処理によって得られた記録データは、ＲＡＭ１０３に格納される。ヘッド制御部１０６は、ＣＰＵ１０１等から受信した制御コマンドに基づいて、記録データに応じた記録ヘッド１の駆動制御を行う。エンジン制御部１０７は、記録装置２０内の各搬送機構の制御、加熱定着装置５のヒータ制御、および、給紙・排紙部の制御を行う。ＣＰＵ１０１による指令に基づいて、エンジン制御部１０７により記録装置２０の各ユニットの動作が制御される。操作部１０は、ユーザとの入出力インターフェースであり、ハードキーやタッチパネルなどの入力部、および情報を提示するディスプレイや音声発生器などの出力部を含む。高速なデータ処理が要求されるユニットについては専用の処理部が設けられている。外部Ｉ／Ｏ１０４は、制御部９をホスト装置１５に接続するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）であり、ローカルＩ／ＦまたはネットワークＩ／Ｆである。以上の構成要素は、システムバス１０８によって互いに接続されている。
【００１１】
ホスト装置１５は、記録装置２０に記録を行わせるための画像データの供給源となる装置である。ホスト装置１５は、汎用または専用のコンピュータであってもよく、画像リーダ部を有する画像キャプチャ、デジタルカメラ、フォトストレージ等の専用の画像機器であってもよい。ホスト装置１５がコンピュータの場合は、コンピュータに含まれる記憶装置に、ＯＳ、画像データを生成するアプリケーションソフトウェア、プリント装置用のプリンタドライバがインストールされる。なお、以上の処理の全てをソフトウェアで実現することは必須ではなく、一部または全部をハードウェアによって実現するようにしてもよい。
【００１２】
図２は、本実施形態の加熱定着装置５の構成例を示す概略断面図である。
加熱定着装置５は、隔壁１１に囲まれた空間にスリット状に開口する記録媒体８の搬入口１２および搬出口１３と、空間内部に配置されたヒータ１４と、記録媒体８を搬送するための定着用搬送ローラ３０とを有している。定着用搬送ローラ３０は、ヒータ１４に対向する位置に配置されている。記録媒体８は、搬入口１２から搬出口１３に向けて搬送されつつ、非接触状態に配置されたヒータ１４により加熱される。そして、記録媒体８上に形成されている画像中の水分は蒸発させられ、残ったインク中の成分、主に色材が記録媒体８に定着される。
すなわち、本実施形態の加熱定着装置５は、熱源（ヒータ１４）から放射される熱により色材を記録媒体８に定着させる非接触加熱方式の定着装置である。非接触加熱方式では、熱源と記録媒体８は接触していないため、記録媒体８を高速で搬送することが可能であり、その場合にも、熱源のパワーを上げることで、その間にインクの水分を蒸発するのに必要な熱量を与えることが可能である。
【００１３】
ところで、本実施形態の加熱定着装置５は、図１（ａ）からも明らかなように、記録媒体８に画像が記録されてから排紙までの間、つまり、記録媒体８の搬送方向において記録ヘッド１の下流側に配置されている。これは、画像が記録された記録媒体８を加熱することで乾燥させ、インク中の水分を蒸発させて、記録媒体８内部での色材の移動を停止させるためである。これにより、色材を記録媒体８の表面付近に効率的に配置させることができ、画像濃度を高い状態で安定させ、濃度変化も最小限に抑えることができる。
以下、このような加熱定着装置５の効果について説明するが、その前に、図３を参照して、記録媒体に対するインクの浸透状態について説明する。図３は、記録媒体上でのインクの代表的な３つの状態を示す断面図である。
【００１４】
まず、１つ目の状態は、図３（ａ）に示すように、記録媒体８の表面上にインクがある状態である。この状態にあるかどうかの判断は、図示しない着弾観察装置を用いて、記録媒体８上に着弾したインクが表面上にあるのか、あるいは、記録媒体８に浸透してしまっていて表面上にないのかを観察することで行われる。
【００１５】
次に、２つ目の状態は、図３（ｂ）に示すように、記録媒体８の内部にインクが浸透（移動）し続けている状態である。この状態を判断する指標としては、記録媒体８へのインクの浸透深さが測定される。インクの浸透深さの測定には、画像が記録された直後の記録媒体を切断し、その断面に垂直な方向から観察を行うという手法や、画像が記録された記録媒体を凍結させ、ミクロトームにより切片を作成し、それを観察するという手法を用いることができる。これにより、記録媒体８の内部に浸透（移動）している色材の位置を測定することができる。
断面の浸透状態を測定するその他の手法としては、観察断面部にインクを吐出・着弾させ、そのときのインクの浸透状態を断面に垂直な方向から顕微鏡でリアルタイムにモニターする手法も可能である。さらに、記録媒体にインクを吐出・着弾させ、その後の加熱処理を行うまでの時間を変化させることで、インクが記録媒体に浸透していく様子を測定することも可能である。
【００１６】
最後に、３つ目の状態は、図３（ｃ）に示すように、記録媒体８内部での色材の移動がほぼ停止したか、完全に停止した状態、つまり、インクの浸透が停止して色材の広がりが停止した状態である。この状態の判断は、前述の断面観察からも可能であるが、より簡単に判断を行うために、画像濃度が測定される。画像濃度の測定は、次のように行われる。すなわち、測定机の色が入り込まないように、白色の記録媒体（用紙）を数枚（本実施形態では５枚）敷いておき、その上にベタ画像が形成された記録媒体を載せる。その状態で、分光光度計（商品名「Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ」、グレタグマクベス製）を用いて、画像濃度として、ベタ画像部分のパッチ濃度が測定される。
【００１７】
なお、記録媒体へのインクの浸透は、インク中の水溶性有機溶剤の量や種類を調整することで所望の状態に制御することができる。以下、本実施形態で使用されるインクを構成する各成分について説明する。
本実施形態で使用されるインクは、色材として顔料分散液とグリセリンとポリエチレングリコール６００と水が５：１：１：３の比で混合されたものである。そして、表面張力が３０〜４５となるように界面活性剤（商品名「エマルミンＬ９０Ｓ」、三洋化成製）の添加量が調整され、十分に撹拌された後、ポアサイズ３．０μｍのミクロフィルター（富士フィルム製）にて加圧ろ過が行われて調製されたものである。
また、顔料分散液は、次のように調製されたものである。まず、水５．５ｇに濃塩酸５ｇを溶かした溶液を５℃に冷却し、そこに４−アミノフタル酸１．５ｇを加えた。次に、この溶液が入った容器をアイスバスに入れて溶液を撹拌し、溶液を１０℃以下に保った状態で、５℃の水９．０ｇに亜硝酸ナトリウム１．８ｇを溶かした溶液を加えた。さらに、この溶液を１５分間撹拌後、比表面積が２２０ｍ２／ｇでＤＢＰ吸油量が１０５ｍＬ／１００ｇのカーボンブラック６ｇを撹拌下で加えた。その後、さらに１５分間撹拌し、得られたスラリーをろ紙（商品名「標準用濾紙Ｎｏ．２」、アドバンテック製）でろ過した。こうして得られた粒子を十分に水洗し、１１０℃のオーブンで乾燥させ、自己分散型カーボンブラックを得た後、これに水を加えて顔料濃度が１５質量％になるようにした。こうして、カーボンブラック粒子表面に−Ｃ６Ｈ３−（ＣＯＯＮａ）２基が導入された自己分散型カーボンブラックが水中に分散された状態の顔料分散液を得た。
【００１８】
ここで、記録媒体へのインクの浸透深さと画像濃度（パッチ濃度）の測定結果を参照しながら、本実施形態の加熱定着装置５の効果について説明する。以下、浸透深さと画像濃度の測定には、記録媒体として、普通紙（商品名「ＰＢ  ＰＡＰＥＲ」、キヤノン製）を用い、インクとして、上述したものを用いた。記録媒体へのインクの打ち込み量は、１平方インチあたり１５ｎｇ（約２．３ｎｇ／ｃｍ２）である。
【００１９】
まず、参考例として、図４に、加熱定着装置が搭載されていない記録装置における測定結果、すなわち、記録媒体に画像が記録されてから（インクが着弾してから）排紙までの間に記録媒体を加熱しない場合の測定結果を示す。図４（ａ）および図４（ｂ）はそれぞれ、記録媒体へのインクの浸透深さおよび画像濃度の時間変化を示すグラフであり、各横軸は、記録媒体にインクが着弾した時点を起点とした経過時間である。なお、図４（ａ）のグラフ中の破線は、約２秒以降での浸透深さの測定結果や記録媒体上に着弾したインク形状の観測結果などから推測される浸透深さの時間変化を示している。
【００２０】
記録媒体への着弾直後は、記録媒体へのインクの浸透は発生しておらず（浸透深さは０μｍ）、記録媒体の表面へのインクの濡れ広がりも進行していない（図３（ａ）参照）。その後、インクは記録媒体に浸透し始めるが（図３（ｂ）参照）、この時点（記録媒体にインクが着弾してから約０．１秒後）での濃度は、図４（ｂ）に示すように約１．４０と若干低い状態である。これは、インクの濡れ広がりがそれほど進行しておらず、記録媒体（用紙）の白色も見えるためである。その後、経過時間と共に、図４（ａ）に示すように、インクは記録媒体の内部に急激に浸透していくが、色材は記録媒体の表面に存在して面方向（表面に平行な方向）に広がっていく。そして、経過時間が約０．５秒の時点で、記録媒体へのインクの浸透がそれほど進んでいないことと、用紙の白色が見えなくなることから、濃度は約１．４９と最も高い状態になる。
さらに時間が経過すると、記録媒体へのインクの浸透が進んでいき、色材も記録媒体の表面から内部に浸透していくため、図４（ｂ）に示すように、濃度は徐々に減衰していく。そして、経過時間が約２．０秒を超えると、記録媒体へのインクの浸透も緩やかになり、約３．５秒以降では、浸透深さは増加傾向にあるものの、その推移は非常になだらかである。また、記録媒体の表面から色材が少なくなることから、濃度変化も徐々に小さくなり、経過時間が約３．５〜５．０秒の間、濃度変化は約０．０１程度である。こうして、経過時間が約５．５秒までに、記録媒体の表面へのインクの濡れ広がりが収束するとともに、記録媒体での色材の移動もほぼ停止し（図３（ｃ）参照）、その結果、濃度変化はほとんどなくなり、濃度は約１．３７と安定した状態になる。
【００２１】
一方、図５に、加熱定着装置が搭載された本実施形態の記録装置における測定結果、すなわち、記録媒体に画像が記録されてから（インクが着弾してから）排紙までの所定の時間内に記録媒体を加熱した場合の測定結果を示す。図５（ａ）および図５（ｂ）はそれぞれ、図４（ａ）および図４（ｂ）と同様、記録媒体へのインクの浸透深さおよび画像濃度の時間変化を示すグラフであり、各横軸は、記録媒体にインクが着弾した時点を起点とした経過時間である。なお、図５（ａ）のグラフ中の破線も、図４（ａ）のグラフ中の破線と同様、約２秒以降での浸透深さの測定結果や記録媒体上に着弾したインク形状の観測結果などから推測される浸透深さの時間変化を示している。
記録装置として、具体的には、以下のような構成のものを用いた。すなわち、連続記録の際に、線速約１５インチ／秒（約３８．１ｃｍ／秒）で記録媒体が搬送され、先行紙と後続紙との間隔が１０ｃｍに確保され、したがって、１分間に排出される記録媒体の枚数が約７３枚である記録装置を用いた。記録ヘッドから加熱定着装置までの距離は１１．４ｃｍであり、したがって、記録ヘッドから加熱定着装置まで記録媒体が到達する時間（記録媒体にインクが着弾してからその着弾位置が加熱されるまでの時間）は約０．３秒である。ただし、このような距離や時間は、あくまで一例であり、本発明を限定するものではない。
【００２２】
図５（ｂ）に示すように、約２．０秒よりも早い時点で、濃度変化がほとんどなくなっており、その濃度は、図４（ｂ）に示す記録媒体を加熱しない場合の最終的な濃度（約１．３７）と比べても、約１．５０と高い状態で安定している。これは、記録媒体にインクが浸透している途中で記録媒体を加熱することにより、インク中の水分を蒸発させ、記録媒体へのインクの浸透を意図的に停止させることができたためである。そして、これにより、記録媒体内部での色材の移動を停止させ、色材を記録媒体表面のより近い位置に存在させることができたためである。このことは、インクの浸透深さが、記録媒体を加熱しない場合には、図４（ａ）に示すように約２２．９μｍまで達するのに対し、記録媒体を加熱した場合には、図５（ａ）に示すように約９．８μｍと低い値で安定していることからも明らかである。
こうして、本実施形態では、記録媒体にインクが浸透している途中で記録媒体を加熱することにより、記録媒体へのインクの浸透を意図的に停止させ、記録媒体内部での色材の移動を意図的に停止させることができる。それにより、多くのインクを使用することなく、記録媒体の表面付近に色材を効率的に配置することができ、その結果、濃度が高く、その経時変化も少ない高品位な画像を得ることが可能になる。また、色材を記録媒体の表面付近に配置するために、所定のタイミングで記録媒体を加熱するだけでよいため、画像記録の高速化の妨げになるような作業を追加的に行う必要はない。
【００２３】
図５（ａ）および図５（ｂ）には、上述したように、記録媒体にインクが着弾してから約０．３秒後に記録媒体を加熱した場合の測定結果が示されているが、記録媒体を加熱するまでの時間は、これに限定されるものではない。記録媒体の加熱は、記録媒体にインクが浸透している途中に行われればよく、すなわち、記録媒体へのインクの浸透が停止して記録媒体上の画像濃度が安定するまでの間に行われればよい。ただし、より適切なタイミングで記録媒体を加熱することで、画像濃度をできるだけ高い状態で維持することができる。以下、記録媒体が普通紙の場合において、インクが着弾してから記録媒体を加熱するまでの時間の好ましい範囲について説明する。
ここで、再び図４（ｂ）を参照すると、濃度は、記録媒体にインクが着弾してから約０．５秒でピークを示した後、約２．０秒以上経過すると、着弾直後の濃度（約１．４）を下回ってしまう。このことは、記録媒体にインクが着弾してから約２．０秒以上経過すると、記録媒体へのインクの浸透が進みすぎることで、インク中の色材の着色効率が低下することを意味している。したがって、記録媒体にインクが着弾してから約２．０秒以内に記録媒体を加熱することで、色材の着色効率の低下が抑制され、それにより濃度低下が最小限に抑えられることが期待される。
図６は、記録媒体にインクが着弾してから約２．０秒後に記録媒体の加熱処理を行った場合の画像濃度（パッチ濃度）の時間変化を示すグラフである。このグラフから、約２．０秒以降において濃度低下が抑えられ、着弾直後の濃度とほぼ同じ値が維持されていることがわかる。したがって、記録媒体の加熱は、画像濃度が記録媒体へのインクの着弾直後の濃度を下回る前に行うことが好ましく、具体的には、記録媒体にインクが着弾してから約２．０秒以内に行うことが好ましい。
【００２４】
一方で、記録媒体が普通紙の場合、インクが着弾してからその表面に濡れ広がるまでの時間（浸透が始まるまでの時間）は、概ね０．０２秒であることが知られている（例えば、第７１回紙パルプ研究発表会講演要旨集のｐ．１８８−１９３参照）。したがって、これより早い時点で記録媒体の加熱処理を行ってインク中の水分を蒸発させてしまうと、記録媒体表面を色材で被覆することのできる面積（いわゆる、エリアファクター）が小さくなってしまい、濃度がより低い状態で安定してしまう。
このことから、記録媒体の加熱は、記録媒体へのインクの浸透が開始した後に行うことが好ましく、具体的には、記録媒体にインクが着弾してから少なくとも約０．０２秒経過した後に行うことが好ましい。
【００２５】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る加熱定着装置の概略断面図である。本実施形態は、加熱定着装置の構成が第１の実施形態と異なっており、以下では、この加熱定着装置の構成を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する。
【００２６】
本実施形態の加熱定着装置５は、支持部材２４と、加熱体２５と、サーミスタ２６と、定着フィルム２７と、弾性加圧ロータ２８と、を有している。
支持部材２４は、横断面が略半円孤状の樋型に形成され、加熱体２５を保持するとともに、定着フィルム２７をガイドする機能を有している。支持部材２４の下面の中央付近には長手方向（図の紙面に垂直方向）に沿って溝穴２４ａが形成され、この溝穴２４ａに、加熱体２５が嵌め込まれて保持されている。
加熱体２５は、低熱容量のいわゆるセラミックヒータであり、Ａｌ２Ｏ３等からなるヒータ基板２５ａと、その下面にスクリーン印刷等により塗工された例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等からなる発熱抵抗体２５ｂとを備えている。発熱抵抗体２５ｂの上には、ガラス等からなる保護層２５ｃがコートされている。発熱抵抗体２５ｂが形成された面とは反対側の面（ヒータ基板２５ａの上面）には、加熱体２５の温度検知素子としてのサーミスタ２７が設けられている。加熱体２５は、図示しない給電回路からの通電により抵抗発熱体２６が発熱することで迅速に昇温され、サーミスタ２７の出力値に応じて抵抗発熱体２６への通電電力が制御されて、所定の定着温度に調節される。
【００２７】
定着フィルム２７は、円筒状（エンドレス）の耐熱性フィルムであり、支持部材２４に外嵌されている。定着フィルム２７の内周長は、加熱体２５を含む支持部材２４の外周長よりも、例えば３ｍｍ程度大きい。したがって、定着フィルム２７は、支持部材２４に対して余裕のある周長を有し、支持部材２４にルーズに外嵌されている。
定着フィルム２７は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等からなる単層フィルム、あるいはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等からなる基層の外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等がコーティングされた複合層フィルムである。一例として、定着フィルム２７の内径は３０ｍｍであり、膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上である。
【００２８】
加圧ローラ２８は、高強度のアルミニウム等からなる芯金２８ａと、シリコンゴム等の離型性の良い材料からなる耐熱ゴム層２８ｂとを有している。一例として、芯金２８ａの外径がφ１４ｍｍであり、耐熱ゴム層２８ｂを含む加圧ローラ２８の外径がφ２０ｍｍであり、加圧ローラ２８の硬度が４５°（ＡＳＫＥＲ−Ｃ、総荷重５．８８Ｎ）である。
弾性を有する加圧ローラ２８には、加熱体２５が定着フィルム２７を挟んで所定の押圧力で圧接され、これにより、加熱体２５と加圧ローラ２８との間には、記録媒体８の搬送方向において所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。定着ニップ部Ｎを形成させる加圧力は９８．０７Ｎであり、このときの定着ニップ部Ｎの幅は７．０ｍｍである。
【００２９】
このように、本実施形態の加熱定着装置５は、記録媒体８を加圧しながら加熱する接触加熱方式の定着装置である。すなわち、画像が記録された記録媒体８は、所定の温度に調節された定着ニップ部Ｎの定着フィルム２７と加圧ローラ２８との間に導入され、これらに挟持されながら搬送される。このとき、定着フィルム２７を介して付与される加熱体２５からの熱と定着ニップ部Ｎの加圧力により、記録媒体８上のインク中の水分を効率よく瞬時に飛ばすことができる。本実施形態の接触加熱方式では、第１の実施形態の非接触加熱方式と比べて、記録媒体８上のインクを加熱する際の熱変換効率が向上するため、より低電力での動作が可能になる。
なお、本実施形態では、記録媒体８を加熱定着装置５に接触させて加熱するため、図３（ａ）に示すように記録媒体８の表面上にインクがある状態、すなわち、記録媒体８にインクが浸透し始める前に記録媒体８を加熱すると、画像不良が発生するおそれがある。そのため、本実施形態では、このような理由からも、加熱定着装置５による記録媒体８の加熱は、記録媒体８へのインクの浸透が開始した後に行うことが好ましい。
【００３０】
表１に、第１の実施形態の非接触加熱方式の定着装置と、本実施形態の接触加熱方式の定着装置において、記録媒体に付与したインク中の水分を１００％蒸発させるために必要な電力を測定した結果を示す。具体的には、図８に示すような薄めのハーフトーン画像（記録Ｄｕｔｙが３０％の画像）を記録媒体の全面に形成し、そのときに記録媒体に付与されたインク中の水分が１００％蒸発するまでに消費した電力を測定した結果を示す。
ここでは、記録媒体として、普通紙（商品名「ＰＢ  ＰＡＰＥＲ」、キヤノン製）を用い、インクとして、水分量が６０％のものを用いた。記録媒体に付与したインク量は、６００ｄｐｉ（約４２．３μｍ）四方の範囲に５ｎｇである。なお、表１には、参考のために、入力した電力を熱に変換する効率（熱変換効率）と、ヒータの設定温度（記録媒体の温度を２００℃にするための設定温度）も示している。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表１からわかるように、本実施形態の接触加熱方式では、第１の実施形態の非接触加熱方式と比べて、記録媒体に付与したインク中の水分を１００％蒸発させるために必要な電力が少なくなっている。一般的に、熱変換効率は、非接触加熱方式よりも接触加熱方式で高いことが知られているが、表１に示すように、ここでも同様の結果となっており、このために、接触加熱方式では必要な電力が少なくなっていると考えられる。
【符号の説明】
【００３３】
１  記録ヘッド
５  加熱定着装置
８  記録媒体
２０  インクジェット記録装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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