(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒータによりシート上のインクを乾燥させるときに、プラテンの温度の低下を抑制し、画像品質の低下を防止する。【解決手段】インクを吐出する記録ヘッドを用いて搬送されるシートに記録を行なうインクジェット記録装置であって、前記シートの記録面に対向した位置に設置され、前記シートに吐出されたインクを乾燥させるヒータ４と、シート支持面を有する第１部材２１と、前記第１部材の前記シート支持面のうち、少なくともシートの搬送方向と直交する方向の領域の、前記第１部材の裏面に接するように配置される第２部材２２とを有するプラテン２０と、を備え、第１部材２１は第２部材２２より熱伝導率が高い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドを用いて搬送されるシートに記録を行なうインクジェット記録装置であって、
前記シートの記録面に対向した位置に設置され、前記シートに吐出されたインクを乾燥させるヒータと、
シート支持面を有する第１部材と、前記第１部材の前記シート支持面のうち、少なくともシートの搬送方向と直交する方向の領域の、前記第１部材の裏面に接するように配置される第２部材とを含み、前記シートを支持するプラテンと、
を備え、
前記第１部材は前記第２部材より熱伝導率が高いことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記第２部材は、前記第１部材の前記シート支持面の裏面の全体の領域に接するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記第１部材は金属材料から成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第２部材は非金属材料から成ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記第２部材は樹脂材料から成ることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記第２部材は発泡体を含む構造体をなす材料から成ることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記第２部材は繊維材料を含む構造体をなす材料から成ることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記シートはインクの受容層を持たない受容層無しシートであり、前記インクはエマルション成分を含むインクであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒータでインクを乾燥させることができるインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、インクを吐出する記録ヘッドに対向する位置に配置されたプラテンのシート支持面にシートを支持し画像形成を行なう。この画像形成は、記録を行なおうとする画像の画像データに基づき記録ヘッドからインクをシートに吐出することにより行なう。
【０００３】
シート上に画像を形成するとき、シートに吐出されたインクが乾燥するまでの時間が長いと、隣接するインクと混じり合って滲みの原因になることがある。また、インクの乾燥時間に基づくインクの滲み等に考慮してインクの乾燥時間を考慮して記録を行なうと、画像を形成するまでに時間がかかることになる。
【０００４】
そこで、インクジェット記録装置のプラテン内にヒータを配置して、シート上に吐出されたインクを乾燥させる技術が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。プラテン内に配置されたヒータは、シートの裏面側からシートを乾燥させることにより、シート上のインクが乾く速度が早くなり、画像品質の向上を図っている。
【０００５】
しかしながら、プラテン内部にヒータを配置した記録装置では、記録面の裏面側からインクを乾燥させるため、乾燥効率が悪いという問題がある。
【０００６】
そこで、ヒータをシートの記録面に対向する位置に設置し、記録面の正面側からヒータの温風によって、シートの記録面に吐出されたインクを乾燥さえる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第０３８０７５６３号明細書
【特許文献２】特開２００６−２３１７０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ヒータによりインクを乾燥させる場合、プラテンのシート支持面にシートが搬送されると、ヒータからの温風がシートに遮られ、またシートに温度を奪われ、プラテンの温度が低下することがある。
【０００９】
ところで、一般にプラテンはシートの幅よりも長く設けられているところ、プラテンのシートに覆われない部分では、ヒータの温風が直接あたり、シートに温度を奪われることもないので、設定温度から温度が低下することがない。
【００１０】
したがって、プラテン上でシートが覆う部分と覆わない部分で温度が異なるが、シートが覆う部分のうち覆わない部分の近傍の領域では、温度勾配を生じる。その結果、シートに覆われたプラテンの中で、温度が一定の温度に低下した部分と、温度が設定温度から低下した温度まで除々に温度が下がっている部分が生じることになる。このような温度の分布は、シートの幅方向でインクの乾燥にむらを生じさせ、結果として濃度むらが発生する。これにより、記録画像の画像品質が低下することになる。
【００１１】
本発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、ヒータによりシート上のインクを乾燥させるときに、プラテンの温度の低下を抑制し、画像品質の低下を防止するインクジェット記録装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そのために本発明では、インクを吐出する記録ヘッドを用いて搬送されるシートに記録を行なうインクジェット記録装置であって、前記シートの記録面に対向した位置に設置され、前記シートに吐出されたインクを乾燥させるヒータと、シート支持面を有する第１部材と、前記第１部材の前記シート支持面のうち、少なくともシートの搬送方向と直交する方向の領域の、前記第１部材の裏面に接するように配置される第２部材とを有するプラテンと、を備え、前記第１部材は前記第２部材より熱伝導率が高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上の構成によれば、第１部材は第２部材と密着して設けられ、第１部材の熱伝導率を高く、第２部材の熱伝導率を低くすることで、第１部材の熱均一化と第２部材の保温効果によってムラのない乾燥を行なうことができる。これにより、ヒータによりシート上のインクを乾燥させるときに、画像品質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態のインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図２】実施形態のインクジェット記録装置の主要断面を示す概略図である。
【図３】記録装置で一般的に使用する材料の熱伝導率分布を示すグラフである。
【図４】プラテンのシート支持面の温度遷移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。  
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置を示す斜視図である。インクジェット記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドを用いてシート（記録媒体）に記録を行なう。
【００１６】
本実施形態の装置で使用するシートは、水分を弾く塩化ビニール等の受容層を持たないシート（以下、受容層無しシートと呼ぶ）を想定している。また、一般的な受容層有りのシートも使用可能である。使用するインクは、シート上で熱を加えることによってインク中の水分が蒸発し、続いて軟化、そして被膜化するという性質を持つエマルション成分を多く含むものを想定している。シート上でインクが被膜化することによって画像の耐候性、耐水性、耐擦化性を向上させることができる。
【００１７】
インクジェット記録装置は、ロール紙３から引き出したシートＰ（記録媒体）を搬送ローラ７とピンチローラ８により画像形成部に搬送する。画像形成部には、シートに向けてインク滴を吐出する記録ヘッドを搭載するキャリッジ５と、キャリッジ５を案内支持するレール６と、ロール紙３を裁断するカッター９を有している。
【００１８】
キャリッジ５の対向側には、記録ヘッドの記録面と所定の長さ離れた位置に、シートを吸着支持するためのプラテン２０が配置されている。このプラテン２０は、不図示の吸引手段にフレーム１１を介して略密閉経路を成す様に接続されている。
【００１９】
キャリッジ５は、レール６に沿って往復運動しながら記録ヘッドからインク滴を吐出し、キャリッジ５の運動方向が切換わるタイミングで搬送ローラ７とピンチローラ８が、シートＰを所定量ずつ排紙ガイド１０方向に繰り出して画像形成動作を行う。この動作を繰り返し、画像形成が終了したら、カッター９はシートＰを裁断して記録動作を完了する。
【００２０】
図２は、本実施形態のインクジェット記録装置の主要断面を示す概略図である。シートＰに形成された画像を乾燥させるためのヒータ４がシートの記録面と対向するように、回動カバー１２に支持されながら設置されている。回動カバー１２は、外装カバー２の回動軸１３周りに図２に示すＲ方向に回動することができ、ロール紙３のセット時やインクタンクの交換や機内清掃等メンテナンス等における記録装置内のユーザ操作を行なう時に適宜開放できる構造になっている。また、ヒータ４の発熱エネルギーがシートＰ上の画像を効率よく乾燥させるための反射板１５も、回動カバー１２に支持されている。これらのヒータ４と反射板１５が、不図示のヒータ駆動システムにより、記録画像の乾燥に最適な温度になる様に制御され、例えば、ヒータ熱をシートＰ上の記録画像に均一に照射(Ｈ)する。
【００２１】
次に、本実施形態のプラテン２０の構成について詳細に説明する。本実施形態のプラテン２０は、フレーム１１に固定されているベース部材２３上に固定されている。プラテン２０のシート支持部は、シート支持面を有する第１部材２１と、第１部材２１のシート支持面とは反対側に位置し、第１部材２１のシートの支持裏面に接して配置している第２部材２２で構成されている。第１部材２１と第２部材２２は、各々熱伝導率が異なる材料で形成されている。
【００２２】
プラテン２０は、シートＰを第１部材２１に吸着する為に、第１部材２１と第２部材２２を連通した吸引孔２４が複数形成されており、ファン１４を駆動すれば略密閉経路をなすフレーム１１を介して吸引孔２４にシートの吸着力が作用する構造となっている。
【００２３】
本実施形態の記録装置記録により記録を行なう場合、シートＰとプラテン２０はヒータ４によって照射される為、プラテン２０を構成する第１部材２１のシート支持面もシートと共に昇温する。第１部材２１のシート支持面の温度分布に偏りが生じてしまうと、記録画像を均一に乾燥さえることができず、画像ムラを発生することがある。したがって、本実施形態の第１部材２１は、ヒータ４により均一な熱伝導が可能で且つ素早い温度上昇も得意とする材料で形成することが好ましく、好適材料として熱伝導率の高い金属材料で形成している。
【００２４】
しかしながら、第１の部材２１を熱伝導率の高い金属材料で形成しても、シートがシート支持面を覆いヒータの熱を遮り、またシートがシート支持面の熱を奪うため、シートが覆う部分と覆わない部分に温度差が生じる。この温度差によって、シートが覆う部分の端部、すなわち覆わない部分に近接した部分は、設定温度から、低下した温度まで除々に変化することになる。このように、プラテンの場所によって温度が異なると、乾燥むらが生じ、画像むらを発生し、濃度むらが生じる。その結果、画像品質が低下することになる。
【００２５】
そこで本実施形態のプラテンは、第１部材２１を熱伝導率の高い金属材料で形成し、第１部材２１のシート支持面の裏面に、第２部材２２を吸引孔２４以外の領域に接するように配置する。そして、第２部材を高い蓄熱特性を有する材料で形成することとしている。高い蓄熱特性を有する材料とは、部材内部における熱交換が遅い材料、すなわち熱伝導率の低い材料であり、例えば、非金属材料である。
【００２６】
この場合、第１部材２１から熱が奪われてしまったとしても、第１部材２１の裏面に設けられた第２部材２２に蓄積された熱が第１部材２１に伝わることにより、第１部材のシート支持面の温度を設定温度に近い温度に保つことができる。これにより、シートに覆われている部分ののうち覆われていない部分の近傍の領域では温度勾配が小さくなる。したがって、シートの幅方向でのインクの乾燥のむらが低減し、その結果、濃度むらも低減する。これにより、画像品質の低下を低減することができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、第２部材２２は、第１部材のシート支持面の裏面全体に接して配置されているが、本発明は、少なくとも第１部材のシートの搬送方向に直交する方向に覆う部分の裏面であって、吸引孔２４以外の領域に第２部材が接するように設置されてもよい。
【００２８】
また、プラテン２０、ベース部材２３およびフレーム１１で構成された略密閉経路内において、シートＰをプラテン２０に吸着するエアフローが発生すると、プラテン２０を構成する第１部材２１および第２部材２２はそのエアフローによって冷却される。しかし、第２部材２２を熱伝導率が低い材料で形成することで蓄熱効果を維持することができるため、第１部材２１がシートＰとの接触によってシート支持面の大きな温度低下を防止することができる。
【００２９】
図３は、記録装置で一般的に使用する材料の熱伝導率分布を示すグラフである。縦軸は熱伝導率を、横軸は材料をそれぞれ示している。各材料の分布は二極化しており、金属系材料はグループＭａに、非金属材料はグループＭｂに属しているといえる。
【００３０】
熱伝導率が最も低い空気は、高い蓄熱性能が期待できるが、本実施形態の記録装置では、シートを吸引プラテンによって吸着するエアフロー構造を有するため、蓄熱された空気はエアフローに沿って排気してしまうので、第２部材２２となり得ない。本実施形態では、プラテン２０の性能を実現するため、第１部材２１をグループＭａに属するアルミ材で、第２部材２２をグループＭｂに属するＡＢＳ材で構成する。
【００３１】
なお、熱伝導率が高い、例えばアルミ材で第２部材２２を大容積となる形状にした場合は、蓄熱効果は期待できるが蓄熱するまでに多くの時間が必要であり装置も大型化してしまう。
【００３２】
以上ように、プラテン２０を構成する第１部材２１は熱伝導率が高い金属材料を使用し、第２部材２２は熱伝導率が低い非金属材料を使用することにより、プラテン搬送面を迅速に安定した温度にして、乾燥ムラのない良好な画像を得ることができる。
【００３３】
次に、プラテン搬送面の温度遷移について説明する。
【００３４】
図１を再び参照すると、本実施形態の記録装置では、プラテン２０が対応することができるシートＰの幅である最大シート幅Ｗｍａｘまで、ヒータ４の範囲も対応している。したがって、幅ＷｐのシートＰに記録を行ないヒータ４で乾燥させる場合、プラテン２０は、シートＰに覆われた状態でヒータ４に照射される領域と、ヒータ４に直接照射される領域が生じる。
【００３５】
図４は、第１部材２１をアルミ材、第２部材２２をＡＢＳ材で構成したプラテン２０を使用したシートの記録動作において、プラテン２０のシート支持面の温度遷移を示すグラフである。図４（１）は、記録開始前(ヒータ４駆動ＯＦＦ)、（２）は、記録開始前(ヒータ４駆動ＯＮ)、（３）は、記録中、（４）は、連続記録時の温度遷移を示している。また、縦軸はプラテン２０のシート支持面の温度Ｔｐを示し、横軸はプラテンのシート支持面の長さを示している。すなわち、シートＰの幅方向をＸとし、Ｗｐは搭載しているシートＰの幅を、Ｗｍａｘは、本実施形態の記録装置で使用することができるシートの幅の最大値を示している。また、プラテン２０の第１部材２１のシート支持面の温度をＴｐとし、Ｔｄは記録画像に乾燥ムラを生じないシート支持面の目標温度を示し、Ｔ０は、本実施形態の記録装置が稼動していない状態でのシート支持面の温度を示している。
【００３６】
以下、それぞれの状態について説明をする。  
（１）記録開始前(ヒータ駆動ＯＦＦ)
本実施形態の記録装置が非記録状態または稼動していない場合、プラテン２０の搬送面の温度はＴ０となっており、プラテン２０のシート支持面からシートＰは退避して、ヒータ４は、プラテン２０の全域を直接照射可能な状態で停止している。
【００３７】
（２）記録開始前(ヒータ４駆動ＯＮ)
本実施形態の記録装置が記録キューを受信すると、ヒータ４の駆動が開始され、プラテン２０のシート支持面全域を均一な目標温度Ｔｄ(Ｐ１−P２−P３)にする。シートＰに記録を行っても、プラテンのシート支持面の表面温度が不均一であれば画像ムラが生じるため、まずプラテンのシート支持面の温度を一定にする。
【００３８】
本実施形態の記録装置では、主にシートＰのシート厚、画像形成速度、インク濃度、ヒータ発熱量等が目標温度Ｔｄを決定するパラメータであり、例えば、Ｔｄを６０℃程度に温度設定をすれば画像ムラのない良好な連続記録を達成することができる。なお、全てのパラメータを考慮してＴｄを決定するのではなく、これらパラメータ毎に良好な画像を得る温度をＴｄに設定してもよい。
【００３９】
（３）記録中
上述した（２）記録開始前（ヒーター４駆動ＯＮ）によりプラテン２０のシート支持面の温度が目標温度Ｔｄに達した後、本インクジェット記録装置はシートＰをプラテン２０上に通紙して記録動作を開始する。シートＰのシート幅がＷｐである場合、記録動作が開始すると、プラテン２０のシート支持面の温度分布はａ(Ｐ１−Ｐ２−Ｐ４−Ｐ５)となる。
【００４０】
ここで、領域Ｐ１−Ｐ２は、シートＰで覆われないのでヒータ４で連続照射され続けるため、シート支持面の温度はＴｄを維持することが可能である。一方、シートＰのシート幅Ｗｐの領域Ｐ２−Ｐ４−Ｐ５は、シートＰを介してヒータ４で照射されるプラテン領域であるため、シートＰはプラテン２０のシート支持面の熱を奪いながら排紙搬送される。
【００４１】
しかしながら、本実施形態のプラテンは、熱伝導率が高い金属材料を使用した第１部材２１の裏面全体に熱伝導率が低い非金属材料を使用した第２部材２２を配置したプラテン２０であるため、シート支持面の温度は乾燥ムラが生じない範囲でＴｄよりわずかに低下する程度に温度維持することが可能となる。
【００４２】
例えば、本実施形態の材料を使用しないプラテン２０、例えば、第１部材２１のみで構成されたプラテンの場合には、シート支持面の温度分布はｂ（Ｐ１−Ｐ２−Ｐ６−Ｐ７）となる。そのため、シートＰは排紙動作に伴って次々にプラテン搬送面の熱を奪うため、プラテンは著しい温度低下を引き起こすことになり、乾燥ムラが生じることになる。すなわち、温度分布ｂではシートＰの端部Ｗｐの境目近傍のδx区間において、急激な温度低下が生じている（領域ｚ）。このため、記録されたシートＰの端部Ｗｐ近傍において、画像の乾燥状態に著しい偏りが生じて画像ムラを発生することになる。
【００４３】
（４）連続記録時
本実施形態の記録装置を用いて、連続記録を行なった場合、１ページ分の画像形成がシートＰに施されると、記録されたシートＰはカッター９で裁断される。そして、カッター９で裁断された残りのシートＰ（ロール紙３につながっているシート）は、排紙方向とは逆の搬送上流方向に次なる画像形成を開始する準備位置に退避搬送される。連続記録時は、シートＰのシート幅に関係なく、各ページの記録開始前に、プラテン２０の全域ＷｍａｘはシートPで覆われない状態が繰返される。よって、連続記録を実施する際、プラテン２０の温度分布は、（３）に示す記録動作中のａ（Ｐ１−Ｐ２−Ｐ４−Ｐ５）から、画像ムラのない良好な記録を実現するｃ（Ｐ１−Ｐ２−Ｐ３）、すなわち目標温度Ｔｄに復帰する状態を繰り返す。
【００４４】
本実施形態の記録装置は、以上説明したように、記録ヘッドに対向配置したプラテンを熱伝導率の異なる材質で構成し、ヒータ手段がシートの記録面側を直接照射する装置構成を用いている。したがって、画像形成動作と同時にシート上面からヒータ乾燥を実施することにより、プラテン搬送面を早く均一で安定した温度にして、乾燥ムラのない画像品位が向上し且つシートに対するインクの定着性を高める効果を得ることができる。
【００４５】
なお、プラテン２０には吸引孔２４が設けられているため、第２部材は第１部材の裏面であって吸引孔２４以外の領域に接するように配置されている。変形例として、吸引孔２４がないプラテンであってもよい。その場合には、第１部材の裏面全体の領域に接するものであっても、少なくとも第１部材のシートの搬送方向に直交する方向に覆う部分の裏面であっての領域であっても、その領域全体に第２部材が接して配置される。
【００４６】
上述の例では、第２部材２２は非金属材料、特にＡＢＳ材を用いたが、発泡体を含む構造体をなす材料を採用してもよい。発泡体を含む構造体をなす材料を用いた場合であっても、プラテン２０のシート支持面を安定した温度に維持することができる。図３に示すとおり、空気の熱伝導率は、非金属材料となるグループＭｂに属し、記載材料の中で最も低い熱伝導率を有している。このため、空気は蓄熱効果を最も期待できる。
【００４７】
第２部材２２に発泡体を含む構造体を採用すれば、空気の蓄熱効果を得ることができる。発泡体を含む構造体の具体的な例として、発泡ウレタンフォーム材(スポンジ)、発泡石材等がある。
【００４８】
また、第２部材２２を、繊維材料を含む構造体、例えば繊維材料を織りなしてシート形態にした複合材料や植毛シート、植毛加工を施したＡＢＳをはじめとする樹脂材料を使用して形成しても良い。
【００４９】
なお、本実施形態では、エマルション成分を多く含むインクを使用しているが、本発明はそのようなインクに限定されるものではなく、インクの成分は如何なるものであってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  インクジェット記録装置
４  ヒータ
１１  フレーム
１４  ファン
１５  反射板
２０  プラテン
２１  第１部材
２２  第２部材
２３  ベース部材
２４  吸引孔
【図１】
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【図２】
2013028089.tif 000004
【図３】
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【図４】
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