JP2004122724A

JP2004122724A - インクジェット記録装置及びラミネート装置

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Publication number: JP2004122724A
Application number: JP2002293767A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Adachi; 安立　栄一; Tomoaki Kikuchi; 菊地　智昭
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】インク打ちこみ量にかかわらず、インクの不完全乾燥状態での転写定着系への搬送をなくし、ラミネート処理を美しく仕上げることのできるインクジェット記録装置及びラミネート装置を提供する。
【解決手段】インクジェット記録ヘッドによる記録位置よりも記録紙搬送方向下流側に配置され、前記記録紙にラミネート処理する定着手段と、前記記録ヘッドからのインク吐出による記録紙へのインク濃度密度を取得するインク密度検出手段と、前記記録媒体へのインク濃度が一定の値を超えたことを検出する濃度検出手段と、前記インク濃度が一定の値を超えたときに記録動作を制御するための記録制御手段とを有することを特徴とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタおよび通信機器等の各種情報機器に搭載あるいは接続されるインクジェット記録装置及びシートにラミネート処理を行うラミネート装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録方法の１つとして、熱エネルギーによってインク中に気泡を形成し、この気泡の成長、収縮によりインクを記録媒体に飛翔させて画像を形成する方法が知られている。この方式による記録ヘッドは、周波数応答性に優れ、吐出口を多数設けられるため、記録速度を速くすることができるという特徴がある。近年、この特徴を生かして、吐出口がより多く実装されるヘッドが出現し、一回の記録走査で多くの行を記録可能になり、それと同時に、一回の走査で多量にインクの打ちこみを行うために、紙に対してインクの吸水性がより高いものを求められるようになっている。このため、紙の乾燥に時間がかかるようになってきている。
【０００３】
一方、インクジェット記録装置には、記録紙の保護さらには耐水性、耐オゾン性などの保存性向上を図るために記録物の表面に樹脂フィルムを加熱溶融後硬化させる、あるいは樹脂フィルムに塗布された粘着物を加熱溶融後硬化させる方法等（ラミネート）によって、記録表面にラミネート層を形成し、長期保存を可能にする方法が実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクジェット記録装置にあっては記録直後の記録物には、インク中に含まれる水分が大量に用紙表面に含まれるため、この水分が乾燥する前にラミネート加工を行うと以下のような不具合を生じる。
【０００５】
（１）定着ローラが温度低下する。
【０００６】
記録紙を定着ローラに通紙して加熱する場合、記録紙に含まれる水分が気化し、その気化熱で定着ローラの熱量が奪われ、記録紙の加熱に必要な熱量（温度）が不足し、十分な定着が行えない場合がある。
【０００７】
（２）記録紙の比熱が増大する。
【０００８】
インクに含まれる水分の比熱は、記録紙の比熱よりも大きいため、インクが大量に打ち込まれた記録紙の比熱は大きくなる。このため、記録紙を定着に必要な温度にするための熱量が不足し、十分な定着が行えない場合がある。
【０００９】
（３）水蒸気が発生する。
【００１０】
ラミネートのために記録紙を定着手段で加熱すると、記録紙に含まれる水分が気化する。この状態でラミネートフィルムにより記録紙表面を覆うと、行き場を失った水蒸気が記録紙とコーティング材の境界面に挟まれ、記録紙とラミネートフィルムが密着することを妨げる。すなわち十分な定着が行えない場合がある。
【００１１】
つまり、もともと、記録画像と記録紙の保護をねらってラミネートフィルムを定着しようとしているにもかかわらず、水蒸気の気化による気泡により仕上がりが見苦しくなる。
【００１２】
そこで、上記のような水分を多量に含んだ記録物にラミネートを施す際には、定着器の上流側に乾燥手段を備え、記録物に含まれる水分を短時間でラミネート可能な含水率以下に乾燥させ、その後にラミネートを行うようにしたものがある。その乾燥方法としては、加熱された２本のローラの間を通過させて用紙を急激に加熱することで乾燥させる、加熱ファンで熱風を用紙に吹き付けることで乾燥させる、といった方法を用いている。
【００１３】
しかし、記録に際して画像によって打ち込まれるインク量が異なるため、記録後の記録紙の含水率は変化する。すなわち、打ち込まれたインク濃度密度が高い場合は含水率は高く、インク濃度密度が低い場合には含水率も低くなる。
【００１４】
また、前記記録紙の含水率は記録環境（温度、湿度）により変化することが知られており、さらには用紙の種類によって異もなる。
【００１５】
そのため一定の加熱量で乾燥を行うと、用紙の含水率が大きい場合は乾燥量が必要量に満たないおそれがある。逆に含水率が低い場合には加熱しすぎて記録紙自体を焦がしてしまうおそれがある。
【００１６】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、インク打ちこみ量にかかわらず、インクの不完全乾燥状態での転写定着系への搬送をなくし、ラミネート処理を美しく仕上げることのできるインクジェット記録装置及びそのためのラミネート装置を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドによる記録位置よりも記録媒体搬送方向下流側に配置され、前記記録媒体にラミネート処理する定着手段と、前記記録ヘッドからのインク吐出による記録媒体へのインク濃度密度を取得するインク密度検出手段と、前記記録媒体へのインク濃度が一定の値を超えたことを検出する濃度検出手段と、前記インク濃度が一定の値を超えたときに記録動作を制御するための記録制御手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
上記構成にあっては、記録媒体へのインク濃度密度が一定以上になると、記録媒体搬送速度を変化させ、あるいは記録速度を変化させる等の記録動作を制御することにより、記録後の記録媒体が定着手段へ至るまでの時間を制御し、インクの乾燥時間を変動させる。これにより、定着手段におけるインクの乾燥状態が一定になり、高品位の表面保護仕上げを行うことが行われる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置について図面を参照して説明する。
【００２０】
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して本実施形態におけるインクジェット記録装置の概略を説明する。なお、図１はインクジェット記録手段と記録媒体の定着手段が一体となったインクジェット記録装置の模式説明図である。
【００２１】
｛装置の概略構成｝
本実施形態では長尺状のロール紙を記録媒体として用いている。尚、記録媒体はロール紙に限らず、カット紙であってもよく、またプラスチックシート等の紙以外の材質であってもよい。
【００２２】
記録媒体としての記録紙１を搬送ローラ２によって記録手段へと搬送する。記録手段はシリアル型のインクジェット記録方式を用いている。すなわち、記録ヘッド３が図示しないキャリッジに搭載され、このキャリッジがロール紙搬送方向と交差（本実施形態では直交）する方向に往復移動可能であり、この移動と同期して記録ヘッド３からインクを画信号に応じて吐出することにより、記録紙１にインク像を記録するものである。そのため、記録ヘッド３は微細な液体吐出口（オリフィス）、液路及びこの液路の一部に設けられるエネルギー作用部と、該作用部にある液体に作用させる液滴形成エネルギーを発生するエネルギー発生手段を備えている。
【００２３】
このようなエネルギーを発生するエネルギー発生手段としてはピエゾ素子等の電気機械変換体を用いた記録方法、レーザー等の電磁波を照射して発熱させ、該発熱による作用で液滴を吐出させるエネルギー発生手段を用いた記録方法、あるいは発熱抵抗体を有する発熱素子等の電気熱変換体によって液体を加熱して液体を吐出させるエネルギー発生手段を用いた記録方法等がある。
【００２４】
その中でも熱エネルギーによって液体を吐出させるインクジェット記録方法に用いられる記録ヘッドは、記録用の液滴を吐出して吐出用液滴を形成するための液体吐出口（オリフィス）を高密度に配列することができるために高解像度の記録をすることが可能である。その中でも電気熱変換体をエネルギー発生手段として用いた記録ヘッドは、コンパクト化も容易であり、高密度実装化が容易で、製造コストも安価なことから有利である。
【００２５】
尚、本実施形態ではインクの吐出構成として、記録信号に応じて電気熱変換体に通電し、その熱エネルギーによってインクに生ずる膜沸騰を利用してインクに生ずる気泡の成長、収縮により、インクを吐出口から吐出して記録を行うように構成している。そして、記録が終了すると、ペーパーカッター４により記録紙１が所定長さで切り離される。
【００２６】
次にカットされた記録紙１は図示しないガイドに沿ってスイッチバックローラ５へ送られ、このスイッチバックローラ５が記録紙１を所定量スイッチバック経路へ搬送した後に逆転駆動することで、記録後の記録紙１をラミネート手段である定着手段６へと搬送する。
【００２７】
ここで、本実施形態における定着手段６はインク像が記録された記録紙表面にラミネートフィルムを転写定着するものであり、ラミネートフィルムの供給元となるドナーロール６ａが、スイッチバックしてきた記録紙とともに、転写ローラ６ｂ，６ｃに引き込まれ、ここで、高温圧着を行う。そして、ベースフィルムの剥離を行う剥離ローラ６ｄにより、転写後の残りであるベースフィルムの巻取ローラ６ｅが作動している。こうして、表面にラミネートフィルムが転写定着された記録紙が装置外へ排出される。
【００２８】
｛制御構成｝
図２は上記インクジェット記録装置の制御手段の構成ブロックである。同図において、インクジェット記録装置に通常装備される部品や制御手段、例えば、ホストシステムから記録データを受け取るインターフェースであるセントロニクス・パラレルインターフェース部や本装置の電源部は省略している。
【００２９】
マイクロプロセッサ等のＣＰＵ１０は本記録装置全体の制御を管理するものであり、その管理制御のプログラム（一部を図３のフローチャートで示す）や各種データは、ＲＯＭ１１に格納されている。その際、作業用のメモリであるＲＡＭ１２を実行時のワークエリアとして自由に使用できるものとする。
【００３０】
記録紙の搬送を行う搬送ローラ２等を駆動する搬送モータ１３を制御する搬送モータ制御部１４と、記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録紙の搬送方向と垂直方向に移動させるキャリッジモータ１５を制御するキャリッジモータ制御部１６が装備され、このキャリッジモータ制御部１６は、実際には記録ヘッド３からインクを吐出させるためのヘッド駆動周波数制御部１７と連携して記録を行う。また、このとき、記録データは画像用メモリ１８に格納されており、ヘッドのインク吐出周期にあわせて読み出され、記録ヘッド３内のシフトレジスタへ送られる。ここで、画像データをヘッドに送る際、実際にどれだけ記録を行うデータがあるのか（これを「ドットカウント値」という）の検出を行うドットカウント値測定部１９が介在する。
【００３１】
ここで、記録を行うとは、所定色のインクを吐出させるのか否かのことである。さらに、その行のドットカウントから適切な乾燥状態で定着手段に記録後の記録紙が送れるように、インク濃度の判定と実際の処置を選択する乾燥条件設定手段２０と、乾燥制御の条件パラメータとして使用される環境温度、湿度を測定する温度湿度測定部２１で構成される。
【００３２】
｛記録動作制御｝
本実施形態のインクジェット記録装置にあっては、インク像が形成された記録紙から定着手段６に搬送されるまでに適切な乾燥状態となるように記録動作が制御される。次にそのための構成及び動作について説明する。
【００３３】
情報処理装置から受信した各構成色ごとの画像データを画像用メモリ１８に展開すると、ドットカウント値測定部１９が実行されて、その記録行のドットカウントを計測する。この値は、乾燥条件設定手段２０に渡されてＲＡＭ１２に記憶される。また、温度湿度測定部２１の測定結果も同様に乾燥条件設定手段２０に渡されＲＡＭ１２に記憶される。
【００３４】
図３はインク濃度に応じて記録動作を制御する手順を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、ステップ１００においてインク密度検出手段により記録濃度密度計算を行う。この濃度密度計算は、ＲＡＭ１２に格納されているドットカウント値から、全体行のすべてのノズルから吐出する場合を１００％とし、どの程度の割合で吐出しようとしているかを算出する。ここでは、記録ヘッド３を構成するインク色の数に応じて、それぞれの密度を算出する。もし、黒、黄、濃シアン、淡シアン、濃マゼンタ、淡マゼンタの６色インクヘッドならば、この密度値は６個取得される。
【００３６】
さらにステップ２００で環境温度または湿度を取得する。どちらの条件に比重を取るかは、あらかじめ記録紙と採用されたインク原料で決定され、ＲＯＭ１１にデータとして保持されている。このとき、温度条件又は湿度条件に応じて、各色の濃度密度に補正量ΔＴｔまたはΔＴｈをかけることにより（ステップ３００）、環境条件も加味した濃度密度Ｔｅが得られる。なお、ΔＴｔは温度条件に応じて算出される補正量であり、ΔＴｈは湿度条件に応じて算出される補正量である。
【００３７】
そして、濃度検出手段により記録紙へのインク濃度が一定の値を超えたことを検出する。この検出は、前記６つの密度値のうち、どれか１つでも、あるしきい値Ｔを超える濃度をもつ色の行があるか否かで判定する（ステップ４００）。
【００３８】
しきい値Ｔは、それぞれの記録装置に採用される記録紙に応じて、実験的に導かれる。この補正した濃度密度Ｔｅの大きさにより、ステップ５００の濃度別最適操作対象の取得として、最適な操作対象をテーブルから検索する。ここでの操作対象とは、搬送モータ１３、キャリッジモータ１５あるいは吐出周波数のことである。
【００３９】
そして、インク濃度がしきい値を超えたときに記録紙が記録開始から定着手段６まで搬送される時間に一定の乾燥状態になるように、記録制御手段によって前記ステップ５００で決定した操作対象に対して記録条件（搬送モータ１３やキャリッジモータ１５の速度、もしくは吐出周波数の変更）が決定される（ステップ６００）。
【００４０】
すなわち、しきい値Ｔが所定値以上になった場合には記録速度を低下させ、あるいは記録紙搬送速度を低下させることにより、記録後の記録紙が定着手段６に至るまでの時間を長くし、その間に自然乾燥させることにより不完全乾燥状態でラミネート処理が行われないように制御するものである。
【００４１】
尚、さらに適切な乾燥状態にせしめるために、この定着手段６に至るまでの工程、具体的には記録後の記録紙が定着手段６に至るまでのスイッチバック工程において、より速く効率的な乾燥を行うための加熱乾燥手段を補助的に設けてもよい。
【００４２】
上記補助的熱乾燥手段２２（図２参照）は前述したようにインク濃度により記録動作を制御して記録紙の乾燥を均一にする工程をさらに均一な乾燥状態に仕上げるものである。ここで、補助的としたのは、本実施形態の記録装置は前述のように自然乾燥を利用しても主たる目的を達成できるものであり、あくまで本実施形態の主眼が記録の際の乾燥制御を同期的に行うことであるが、記録紙が定着手段６に搬送されるまでに、より速く、より均一な状態に仕上げる補助的なものだからである。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によれば、定着手段６に記録直後の記録紙が搬送されるまでに、記録紙へのインク打ち込み量や記録環境によらず、適切な乾燥状態に仕上げることができ、ラミネートフィルムの破損や定着不良を防止でき、ラミネート処理を美しく仕上げることができる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
図４は本発明の第２実施形態のインクジェット記録装置の構成ブロック図である。この実施形態は前述した第１実施形態と制御構成が異なるのみで他は同一であるため、ここでは異なる部分について説明し、重複する説明は省略する。
【００４５】
本実施形態の大きな特徴はプリンタＣＰＵ３０が制御するブロック（これを「エンジン制御部」という）に対して、情報処理装置に代表される別のホストＣＰＵ４０を持つ記録装置制御手段を擁するブロック（これを「コントローラ部」という）が別に接続されている点である。このコントローラ部は、本実施形態の記録装置に接続される情報処理装置であっても、エンジン部と装置内で物理的に接続されるものであってもかまわない。
【００４６】
コントローラ部には、その制御を管理するマイクロプロセッサに代表されるホストＣＰＵ４０があり、レンダリングおよびインク色分解を行う画像形成手段４１とその画像データを格納する画像メモリ４２を有する。この画像データはインターフェース制御手段４３を通して、エンジン部に転送される。同様に、エンジン部に対して記録実行を制御する記録制御手段４４よりコマンドとして前記インターフェース制御手段４３を経由して、エンジン部を制御するものである。
【００４７】
さらに、コントローラ部には、画像メモリ４２中の２値化データを参照して、ページ全体のドットカウントを計測するドットカウント計測手段４５と、環境温度又は湿度情報を取得する温度湿度測定手段４６、並びにそのページ全体記録における乾燥条件等を決定する乾燥条件設定手段４７を具備する。
【００４８】
一方、エンジン部は、エンジン部を制御するプリンタＣＰＵ３０とコントローラ部からのデータを受けるインターフェース制御手段３２とそのデータを格納する画像メモリ３１、コントローラから指定される条件で記録を行わせるための搬送モータ制御手段３３、キャリッジモータ制御手段３４、並びに吐出周波数制御手段３５を具備している。また、前述した第１実施形態と同様に、補助的熱乾燥手段３６を装備している。ただし、この実施形態でも熱乾燥手段自体はコントローラ部の乾燥条件設定手段により、その雰囲気温度を制御されている。ちなみに、記録ヘッド等各制御対象は図中には記載していない。
【００４９】
この実施形態における上記構成からなる乾燥条件決定のための基本的なフローは第１実施形態で示したフローチャート（図３）とほぼ同様である。ただし、第１実施形態と処理の仕方が根本的に異なるのは、その記録行の濃度密度を前提条件として使用するのではなく、コントローラ部の画像形成手段が作成したページ全体の濃度密度を求めることにある。
【００５０】
ページ全体の濃度密度Ｄｐは、温度、湿度といった環境条件を加味されて補正濃度Ｄｅに置き換えられる。ここで、同様にページ全体の濃度に対するしきい値Ｔｐを超える濃度をもつ色があるならば、乾燥条件設定手段４７により、適切な乾燥条件にするために搬送モータやキャリッジモータ等の操作対象が検索されて、ページ全体としてどのように、記録すべきかを決定される。このとき、補助的熱乾燥手段３６の雰囲気温度の設定も決定される。そして、ここで、決定された記録方法は、記録制御手段４４によりコマンド定義され、インターフェース制御手段４３を通して、エンジン部に通知される。この通知を受けたエンジン部は、このコマンドの指示どおりの記録設定を行い、画像の濃度密度の高低にかかわらず、通常の記録シーケンスを行う。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、情報処理装置においてページのデータを作成する際、記録面全体のドットカウントが取得できるので、記録紙全体としての濃度密度を把握することができ、環境温度、湿度計測手段による測定値を情報処理装置が取得することで、情報処理装置側で記録を始める前にその記録紙と環境に応じた、適切な記録速度をあらかじめ設定でき、ラミネートフィルムの仕上がりの向上に貢献できる。さらに、ページ全体が一定速度で記録されることで、すじムラ等の画質の低下をさけることができるという効果も期待できる。
【００５２】
さらに、コントローラ部をパーソナルコンピュータ等の情報処理装置で代用すれば、近年のマイクロプロセッサの高性能化に伴い、コントローラ部側の負荷は重くはなく、ハードウェア的な追加要素はないため、ソフトウェアですべて処理することが可能となり、高速化の期待もできる。さらに、エンジン部側が簡略化できるため、記録装置自体のコストダウンにもつながるという効果が得られる。
【００５３】
〔第３実施形態〕
第３実施形態として、記録ヘッドがスキャンして記録するインク像を複数に分割し、分割パターンごとに記録を行う記録動作制御について説明する。尚、この第３実施形態では前述した第１実施形態で示した適切な乾燥状態にするための操作対象が搬送モータ制御手段のみに限られている以外は、構成する要素ブロックは同じである。これを図２において他の操作対象がないものとして使用する。
【００５４】
まず、環境を考慮した補正濃度密度Ｔｅが決定されるまでは、第１実施形態と同じフローをとる。
【００５５】
次に記録される、その第ｎ番目の行のインク密度Ｔｅがあるしきい値Ｔｈより大きい場合、この第ｎ番目の行のスキャンで記録される画像を１ブロックがｍ個に分割された複数のブロックの画像として、この複数のブロックを１度にｍ回のスキャンで記録することにし、この画像を分割する数およびスキャンする回数ｍを変化させることで、１度に記録されるインクの記録面積の調節、および第ｎ番目の行の画像をスキャンする時間の調節を行う。
【００５６】
図５は記録行を（ａ）および（ｂ）のパターンに分割したもので、本実施形態の方法は第ｎ番目の行の画像を図５のように（ａ）と（ｂ）の２つのパターンに分けて、２回のスキャンで記録する。例えば、（ａ）のパターンを往路で記録し、（ｂ）のパターンを復路で記録する。この条件設定によれば、画像の密度の高い部分は、画像が分割されて記録されるため、記録されるインクの面積は小さくなり、分割されない場合の画像に比べてインクの乾燥が早くなる。また、スキャン回数を増やすことにより、このｎ番目の行を記録する時間が長くなり、記録されたインクはこの時間内に乾燥する。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば、インクの打ちこみが多く記録されたインクが乾燥しにくい場合でも、記録速度を大幅に低下させることなく、少なくとも、定着手段にはいるまでに、適切な時間を経過させることができ、第１実施形態と同様な効果をあげることができる。
【００５８】
〔第４実施形態〕
次に図６乃至図９を参照して本発明の第４実施形態に係るインクジェット記録装置として、ラミネート前に水分を強制的に乾燥させる装置について説明する。尚、図６は第４実施形態に係るインクジェット記録装置の模式説明図であり、図７はラミネート工程を示す説明図、図８はラミネート工程の模式斜視説明図、図９は定着ローラのクリーニング構成説明図である。
【００５９】
｛全体構成｝
図６において、５１は記録媒体にインクを吐出してインク像を形成するインクジェット記録ヘッド、５２は記録紙を搬送するための搬送ローラ、５３は記録媒体であるロール紙を収納した記録紙カートリッジ、５４は記録紙を所定位置で切断するカッターである。また、５５は記録後の記録紙を乾燥させるための乾燥手段、５６は記録位置よりも記録紙搬送方向下流側に配置され、記録後の記録紙表面をラミネートしてインク像を定着するための定着手段、５７は記録紙を冷却するための冷却手段、５８は記録紙とラミネートベースフィルムとを分離する分離部、５９は記録紙を排出する排紙ローラ、６０は排出された記録紙を受ける排紙トレイである。
【００６０】
記録紙カートリッジ５３内部にロール状に巻かれている記録紙６１は、搬送ローラ５２によって精度良く間欠送りされ、インクジェット記録ヘッド５１によりその表面に画像が形成される。尚、記録手段は前述した第１実施形態と同じシリアル型のインクジェット記録方式を用いている。
【００６１】
記録終了後、記録紙６１は後端がカッター５４を通過する位置まで早送りされ、カットされる。カットされた記録紙６１は不図示の搬送系により乾燥手段５５に搬送される。同時に、ロール側の記録紙６１は記録準備位置まで搬送ローラ５２および記録紙６１の逆回転により引き戻される。
【００６２】
本実施形態におけるインクジェット記録装置では、インクジェット記録ヘッドでインクを打ち込まれた記録紙に、定着手段５６において透明な樹脂をコーティングすることにより、光沢に富み耐候性に優れる記録物を制作することができる。しかし、インクには多量の水分が含まれているため、インクを大量に打ち込まれた記録紙を記録直後にラミネートするには、記録物を乾燥しなければならない。
【００６３】
この問題点を解決するために、本実施形態では乾燥手段５５を設けている。すなわち、インクを大量に打ち込まれた記録紙をコーティングする前に、記録紙中のインクに含まれる水分をラミネート可能に強制的に蒸発させるものである。
【００６４】
｛乾燥手段｝
ここで、乾燥手段５５の構成について具体的に説明する。図６において、５５ａは表面がシリコンゴム製の中空の乾燥加熱ローラ、５５ｂは乾燥加熱ローラ５５ａに不図示の押圧機構によって押圧される表面がシリコンゴム製の乾燥加圧ローラ、５５ｃは中空の乾燥加熱ローラ５５ａの中空部に挿入され、乾燥加熱ローラ５５ａを加熱する乾燥ヒータである。また、５５ｄは搬送経路切替フラップであり、記録されてカットされた記録紙を乾燥手段５５に導くときには記録手段と乾燥手段をつなぐ搬送経路を形成し、乾燥された記録紙を定着手段に導くときには乾燥手段と定着手段をつなぐ搬送経路を形成するように回動する。５５ｅは乾燥加熱ローラ５５ａと乾燥加圧ローラ５５ｂによって形成される乾燥ニップである。
【００６５】
５５ｆは加熱制御手段としてのヒータ温度制御器であり、装置環境温度及び湿度を測定するために装置内に設けられた温度計５３ａと湿度計５３ｂにより測定された記録紙カートリッジ５３内部の温度及び湿度に応じた用紙の含水量の算出、その値にさらにインクジェット記録ヘッド制御部６２より得られるインク吐出量を加えた、記録直後の用紙の含水量を算出し、画質、用紙の品質を損なわない程度の温度、かつ、ラミネートに必要な乾燥量を得る表面温度になるよう、ヒータ温度を調節して加熱ローラ表面温度を制御している。
【００６６】
ここでヒータ温度制御器５５ｆの内部には、あらかじめ用紙サイズに応じて温度、湿度による用紙の含水量が入力されており、この値と現在のカートリッジ内部の温度、湿度とを照らし合わせることで、現在の用紙の含水量を算出している。また、インクジェット記録ヘッド制御部６２では、一枚記録するごとにノズルからのインク吐出回数が測定されており、この吐出回数に一回あたりの吐出インク量を掛けることで用紙全体に対する吐出インク量を測定している。
【００６７】
前述の如くカッター５４でカットされた記録紙６１は不図示の紙搬送系により、乾燥ニップ５５ｅに挟持される。乾燥加熱ローラ５５ａ及び乾燥加圧ローラ５５ｂは加圧接触して回転しているので、共に乾燥ヒータ５５ｃにより熱せられる。また乾燥ニップ５５ｅの温度はヒータ温度制御器５５ｆによって温度調整され、ラミネートに必要な乾燥量を得つつ、画質、用紙の品質を損なわない程度の温度に加熱されている。
【００６８】
このため、記録紙６１は乾燥ニップ５５ｅを通過する際に加熱され、ニップ通過直後からインクに含まれる水分を急激に蒸発する。すなわち、両ローラ５５ａ，５５ｂによって加熱されている間は、記録紙は加熱される。そして、記録紙がゴムローラによるニップに挟まれているときは蒸気の逃げ場がないため蒸発できないが、記録紙がニップを通過すると記録紙およびインクに貯えられた熱エネルギーで急激に蒸発が行われる。この乾燥工程によってラミネート定着時において以下のような効果が得られる。
【００６９】
すなわち、記録紙に含まれる水分量が少なくなるため、定着手段５６において記録紙を高温にしても水蒸気の発生が少なく、気泡の発生が防げる。また、定着手段５６で高温にしても気化熱で奪われる熱エネルギーが少なく、記録紙を定着ローラに近い温度まで加熱でき、ラミネート層を変性させるに十分な熱エネルギーを供給できる。言い換えると、同量の熱エネルギーを与えるのであれば、定着ローラをより低い温度で使用できる。さらに、記録紙の比熱（熱容量）が小さくなるために、記録紙を定着ローラに近い温度まで加熱でき、ラミネート層を変性さすに十分な温度を維持できる。
【００７０】
また、乾燥ニップ通過後の記録紙の蒸気発生が少なくなるため、定着ニップで封止するとき水蒸気の閉じ込めが無くなり、記録紙と転写シートの密着性を損なわなくなる。
【００７１】
さらに、記録紙が高温になっているために、定着手段５６において記録紙が短時間で定着ローラに近い温度になり、ニップを通過する短い時間（例えば０．１〜０．３秒）でラミネート層を変性させるに十分な温度を確保できる。言い換えると、記録紙を同じ温度まで上昇させるのであれば、定着ローラをより低い温度で使用できる。
【００７２】
｛定着手段｝
前記の如くして乾燥手段で水分が蒸発した記録媒体は定着手段５６においてラミネート定着処理される。次にこの定着手段の構成について具体的に説明する。この定着手段（ラミネート手段）は記録紙にラミネート処理するラミネート装置として機能する。
【００７３】
乾燥ニップ５５ｅを通過した記録紙は、定着搬送系６３を通り、先端が転写シート５６ａに当接する。転写シート５６ａは、図７及び図８に示すように、ベース材５６ａ１上に表層材層５６ａ２および粘着層５６ａ３が製膜されており、記録紙６１に粘着層５６ａ３を圧接、加熱することにより記録紙６１と一体化し、これを冷却手段５７によって冷却後にベース材５６ａ１を剥離することによって、記録紙表面を粘着層５６ａ３を介し、表層材層５６ａ２でコーティングするものである。
【００７４】
転写シート５６ａは巻出しロール５６ｂからガイドローラ５６ｃ、表面にシリコン系あるいはフッ素系の表面処置がされた定着加熱ローラ５６ｄと表面がシリコンゴム製でフッ素系チューブで覆われている定着加圧ローラ５６ｅからなる定着ニップ５６ｆを介して巻取りロール５６ｇに巻き取られる。５６ｈは中空の定着加熱ローラ５６ｄの中空部に挿入され、定着加熱ローラ５６ｄを加熱する定着ヒータである。巻取りロール５６ｇは転写シート５６ａを巻上げる方向の回転駆動が可能であると同時に、転写シート５６ａを巻き戻す方向に対して所定トルクでの回転規制かかかる構造となっている。これとは逆に、巻出しロール５６ｂは転写シート５６ａを巻き戻す方向の回転駆動が可能であると同時に、転写シート５６ａを巻き上げる方向に対し所定トルクでの回転規制かかかる構造となっている。すなわち転写シート５６ａには巻き上げ、巻き戻し、いずれの方向にも張力が働き、シワの発生を防止している。転写シート５６ａの幅は記録紙６１よりわずかに広くなっており、双方の幅方向位置が多少ずれても記録紙全面を覆うことができる。
【００７５】
記録紙６１はまず転写シート５６ａに当接した後、定着ニップ５６ｆで転写シート５６ａと共に挿入され、加圧、加熱される。記録紙６１をまず転写シート５６ａに当接することにより、記録紙先端が折れ曲がり、折り畳まった状態で加圧、加熱されることが防止される。記録紙６１はその後、冷却手段５７で冷却され、分離部５８で曲率分離された後、排紙ローラ５９によって排紙トレイ６０に排紙される。
【００７６】
次に定着工程における定着加圧ローラ５６ｅのクリーニングについて述べる。定着ニップ５６ｆに転写シート５６ａと共に記録紙６１が挿入される場合は、記録紙に対向する部分の転写シート上の粘着層は記録紙に転写されるが、転写シート５６ａは記録紙６１より幅が広いため、記録紙範囲外の粘着層５６ａ３は定着加圧ローラ５６ｅの表面に接触する。さらに、連続して記録紙６１が挿入されたとしても、記録紙の重なりを防ぐことを考慮すると、紙間をゼロにすることはできず、紙間に相当する部分の粘着層５６ａ３は定着加圧ローラ５６ｅの表面に接触する。
【００７７】
定着加圧ローラ表面はフッ素系チューブで覆われ、異物が付着し難く、付着しても除去しやすい表面性を持っているが、上記構成においては異物（粘着層５６ａ３の一部が付着したものなど）の付着を完全に防ぐことはできない。定着加圧ローラ表面に異物が付着すると、ローラの回転に伴い異物が転写シート５６ａの粘着層５６ａ３に転写し、最終的には記録紙表面に転写し、記録品位を損なう。
【００７８】
そこで本実施形態では異物を拭き取るために、定着加圧ローラ５６ｅの表面に不織布を当接させ、異物を拭き取るクリーニング手段を設けている。
【００７９】
７０はクリーニング手段で、７０ａはロール状に巻かれた不織布で、巻出しロール７０ｂから押し当てローラ７０ｃを介し、巻取りロール７０ｄに巻き取られる。押し当てローラ７０ｃは発泡ゴム製で不図示の加圧部材により定着加圧ローラ５６ｅに押圧されている。よって、不織布７０ａは定着加圧ローラ５６ｅの表面に押圧されている。定着加圧ローラ５６ｅが回動すると、不織布７０ａは付着した異物を繊維質間に取り込み、定着加圧ローラ５６ｅの表面の異物を拭き取る。巻取りロール７０ｄは不図示の駆動機構により間欠回動可能で、定着加圧ローラ表面に当接している部分の不織布７０ａに異物が相当量付着した時点で回動し、新しい不織布面を定着加圧ローラ表面との当接部に引き出す。この機構により、定着加圧ローラ表面は常に異物の付着の無い状態に保たれる。
【００８０】
上記クリーニング手段７０は、乾燥手段５５の乾燥加熱ローラ５５ａ近傍にも同様の機構が設けられており、記録面のローラ表面への転写による汚れを除去している。
【００８１】
このように記録紙カートリッジ５３内部の温度、湿度を測定し、記録紙６１の含水量を測定する。さらに記録時の吐出インク量を測定し、記録直後の含水量を測定することで、ラミネート可能な含水率にするための乾燥量を算出する。この乾燥量を得るべく乾燥手段５５での加熱量を調整することで、記録紙の含水量が大きい際の乾燥量の不足や、含水量が少ない際の加熱し過ぎによる記録紙の品質低下といった問題点を解決することができる。
【００８２】
〔第５実施形態〕
前述した第４実施形態においては、乾燥手段５５にローラ対を用いた加熱加圧機構を用いたが、機構はこれに限定されることはない。第５実施形態では、図１０に示すように、加熱ファンを用いた乾燥手段８０の例について述べる。なお、乾燥手段８０以外は前述した第４実施形態と同様なので説明を省略する。
【００８３】
８０ａは加熱ファンであり、熱風が直接記録紙の記録面へと吹き付けられる。８０ｂは乾燥トンネルであり、ある程度密閉した空間の中に熱風を通風させることで、効率のアップを図っている。８０ｃは排気ダクトであり、加熱ファン８０ａから乾燥トンネル８０ｂへ送風された空気を外部へと排出している。５５ｄは搬送経路切替フラップであり、記録されてカットされた記録紙を乾燥手段８０に導くときには記録手段と乾燥手段８０をつなぐ搬送経路を形成し、乾燥された記録紙を定着手段５６に導くときには乾燥手段８０と定着手段５６をつなぐ搬送経路を形成する如く回動する。
【００８４】
５５ｆはヒータ温度制御器であり、第４実施形態と同様、加熱ファン内部のヒーターを制御して送風する空気の温度を調整している。記録紙の搬送は第４実施形態と同様なので説明を省略する。
【００８５】
前記乾燥手段８０を用いた場合、加熱量の調整は熱風の温度を下げる、ファンの駆動時間を少なくする、といった方法が考えられ、ローラ乾燥に比べ比較的制御が容易である。
【００８６】
〔第６実施形態〕
次に第６実施形態として、記録後の記録紙の重量を直接計測することで記録紙の含水量計測する例を図１１を参照して説明する。また本実施形態では前述した第４実施形態のように、インクジェット記録ヘッド５１、記録紙カートリッジ５３及びカッター５４が存在せず、ラミネート装置として独立した構成になっており、外部の記録機構で記録された記録物を持ち込み、これをラミネート処理するように構成している。また、乾燥手段５５よりも記録紙の搬送方向上流側に用紙重量計測手段９０が存在することを除き、他の部分は第４実施形態と同様である。
【００８７】
９０は用紙重量計測手段で、９０ａは記録紙トレイであり、外部より挿入された記録紙６１は搬送ローラ９０ｂにより記録紙トレイ９０ａ上に搬送される。ここで挿入される用紙は用紙判別手段９１において用紙判別センサ９１ａが専用用紙に設けられているマーカーを読み取ることで、あらかじめ指定されている用紙であるか、またそのサイズが判別されており、専用用紙以外や想定外のサイズの記録紙が挿入された場合は用紙判別手段９１より、不図示の搬送ローラ制御部へ信号が送られ、搬送ローラ５２が逆転して記録紙を外部へと排出する。記録紙６１が記録紙トレイ９０ａ上に到達後、搬送ローラ９０ｂのニップは不図示のニップ解除機構により解除される。その後、９０ｃの重量計測器により重量が測定され、測定値は前述ヒータ温度制御器５５ｆへと送信される。ヒータ温度制御器５５ｆでは送信された記録後の重量及び用紙判別手段９１より送信される用紙サイズと、あらかじめ計測され、確認されている専用用紙及びサイズにおけるラミネートに必要な記録紙重量との比較を行い、乾燥すべき水分量を算出する。さらに画質、記録紙の品質を損なわない程度の温度、かつ、ラミネートに必要な乾燥量を得る表面温度にすべく、ヒータ温度を調節し、加熱ローラ表面温度を制御している。
【００８８】
このような構成においても、前述した第４実施形態と同様、記録紙の画質や品質を損なうことなくラミネート可能な含水量以下に乾燥することができる。さらに記録手段を分離したことで、装置の小型化、他の記録装置での記録物もラミネートできるという利便性の向上が期待できる。
【００８９】
〔第７実施形態〕
前述した第４及び第６実施形態においては、乾燥部にローラ対を用いた加熱加圧機構を用い、ヒータの温度制御を行うことで乾燥量の調整を行ったが、第７実施形態では乾燥部にローラ対を用いた加熱加圧機構において、加圧力を調整しニップ幅を変化させ乾燥量を制御する例について述べる。乾燥部以外は第４実施形態と同様なので省略する。図１２に加圧機構のレイアウトを示す。
【００９０】
５５ｇは加圧ばねであり、５５ｈの加圧ローラ軸受を加圧し乾燥加圧ローラ５５ｂを乾燥加熱ローラ５５ａへ押圧している。５５ｉは加圧調整板で加圧ばねに当接しており、不図示の加圧調整板可動機構により加圧ばね５５ｇに対し上下に可動し、加圧ばね５５ｇの長さを変化させ加圧力を調整することができる。この加圧力の変化に応じて乾燥ニップ５５ｅのニップ幅も変動するため、加圧力を高めニップ幅を大きくすれば印刷紙６１と乾燥加熱ローラ５５ａとの接触時間が増え乾燥量が増える。逆に加圧力を低くしニップ幅を小さくすることで乾燥量を減らすことができる。５５ｊは加圧力制御器であり、実施例１におけるヒータ温度制御器５５ｆ同様、温度計５３ａと湿度計５３ｂにより測定された用紙カートリッジ５３内部の温度及び湿度に応じた用紙の含水量の算出、その値にさらにインクジェット記録ヘッド制御部６２より得られるインク吐出量を加えた、印刷直後の用紙の含水量を算出し、画質、用紙の品質を損なわなずにラミネートに必要な乾燥量を得るよう、不図示の加圧調整板可動機構を介して加圧調整板５５ｉを調節し加圧力を変化させ乾燥量を制御している。
【００９１】
このように加圧力の調整により乾燥量を制御する方法でも、実施例１と同様の効果が期待できる。またヒータ温度の制御よって乾燥量の調整を行う場合は、ヒータ温度の変化に対しローラ表面温度の変化に遅れが生じるが、本実施形態の場合、そのような遅れはない。
【００９２】
以上説明したように第４実施形態乃至第７実施形態に示した如く、記録後の記録媒体を乾燥手段によって強制的に乾燥することにより、インク中の水分が自然乾燥するまでの放置が不要になり、さらに、高速でのラミネートが可能となるので、生産性が向上する。
【００９３】
また、乾燥手段での加熱量を最適にすべく調整を行うことで、記録後の記録紙含水量が少ない場合の過加熱、逆に含水量が多い際に乾燥量が少ないといった問題を回避することができ、ラミネート後の記録紙品質の低下を防ぐことができる。
【００９４】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態ではインク濃度がしきい値を超えたときに記録制御手段が制御するものとして、記録紙搬送速度、記録ヘッドによる記録速度を制御するようにした例を示したが、これらは記録紙搬送速度及び記録ヘッドによる記録速度のいずれか一方を制御する場合のみならず、双方を制御するようにしてもよい。
【００９５】
また、前述した実施形態では記録紙の含水率を環境温度及び環境湿度の双方から検出するようにしたが、これは環境温度又は環境湿度のいずれか一方から含水率を検出するようにしてもよい。
【００９６】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成したために、インク打ちこみ量にかかわらず、インクの不完全乾燥状態での転写定着系への搬送をなくし、ラミネート処理を美しく仕上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録手段と記録媒体の定着手段が一体となったインクジェット記録装置の模式説明図である。
【図２】インクジェット記録装置の制御手段の構成ブロックである。
【図３】インク濃度に応じて記録動作を制御する手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態のインクジェット記録装置の構成ブロック図である。
【図５】記録行をパターンに分割して記録する実施形態の説明図である。
【図６】第４実施形態に係るインクジェット記録装置の模式説明図である。
【図７】ラミネート工程を示す説明図である。
【図８】ラミネート工程の模式斜視説明図である。
【図９】定着ローラのクリーニング構成説明図である。
【図１０】第５実施形態に係るインクジェット記録装置の模式説明図である。
【図１１】第６実施形態に係る装置の模式説明図である。
【図１２】第７実施形態に係る装置の模式説明図である。
【符号の説明】
１　記録媒体
２　搬送ローラ
３　記録ヘッド
４　ペーパーカッター
５　スイッチバックローラ
６　定着手段
６ａ　ドナーロール
６ｂ，６ｃ　転写ローラ
６ｄ　剥離ローラ
６ｅ　巻取ローラ
１０　ＣＰＵ
１１　ＲＯＭ
１２　ＲＡＭ
１３　搬送モータ
１４　搬送モータ制御部
１５　キャリッジモータ
１６　キャリッジモータ制御部
１７　ヘッド駆動周波数制御部
１８　画像用メモリ
１９　ドットカウント値測定部
２０　乾燥条件設定手段
２１　温度湿度測定部
２２　補助的熱乾燥手段
３０　プリンタＣＰＵ
３１　画像メモリ
３２　インターフェース制御手段
３３　搬送モータ制御手段
３４　キャリッジモータ制御手段
３５　吐出周波数制御手段
３６　補助的熱乾燥手段
４０　ホストＣＰＵ
４１　画像形成手段
４２　画像メモリ
４３　インターフェース制御手段
４４　記録制御手段
４５　ドットカウント計測手段
４６　温度湿度測定手段
４７　乾燥条件設定手段
５１　記録ヘッド
５２　搬送ローラ
５３　記録紙カートリッジ
５３ａ　温度計
５３ｂ　湿度計
５４　カッター
５５　乾燥手段
５５ａ　乾燥加熱ローラ
５５ｂ　乾燥加圧ローラ
５５ｃ　乾燥ヒータ
５５ｄ　搬送経路切替フラップ
５５ｅ　乾燥ニップ
５５ｆ　ヒータ温度制御器
５５ｇ　加圧ばね
５５ｈ　加圧ローラ軸受
５５ｉ　加圧調整板
５５ｊ　加圧力制御器
５６　定着手段
５６ａ　転写シート
５６ａ１　ベース材
５６ａ２　表層材層
５６ａ３　粘着層
５６ｂ　巻出しロール
５６ｃ　ガイドローラ
５６ｄ　定着加熱ローラ
５６ｅ　定着加圧ローラ
５６ｆ　定着ニップ
５６ｇ　巻取りロール
５６ｈ　定着ヒータ
５７　冷却手段
５８　分離部
５９　排紙ローラ
６０　排紙トレイ
６１　記録紙
６２　記録ヘッド制御部
６３　定着搬送系
７０　クリーニング手段
７０ａ　不織布
７０ｂ　巻出しロール
７０ｃ　押し当てローラ
７０ｄ　巻取りロール
８０　乾燥手段
８０ａ　加熱ファン
８０ｂ　乾燥トンネル
８０ｃ　排気ダクト
９０　用紙重量計測手段
９０ａ　記録紙トレイ
９０ｂ　搬送ローラ
９０ｃ　重量計測器
９１　用紙判別手段
９１ａ　用紙判別センサ

Claims

記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドによる記録位置よりも記録媒体搬送方向下流側に配置され、前記記録媒体にラミネート処理する定着手段と、
前記記録ヘッドからのインク吐出による記録媒体へのインク濃度密度を取得するインク密度検出手段と、
前記記録媒体へのインク濃度が一定の値を超えたことを検出する濃度検出手段と、
前記インク濃度が一定の値を超えたときに記録動作を制御するための記録制御手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記記録制御手段は、記録媒体の搬送速度を制御することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
前記記録制御手段は、前記記録ヘッドによる記録速度を制御することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
前記記録制御手段は、環境温度及び環境湿度の少なくとも一方に応じて記録動作を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
前記記録ヘッドによる記録位置よりも記録媒体搬送方向下流側且つ前記定着手段よりも上流側に記録媒体を強制乾燥させる乾燥手段を設けたことを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録装置。
前記記録ヘッドは記録媒体の搬送方向と交差する方向へスキャン可能であり、前記インク密度検出手段は前記記録ヘッドのスキャン単位のインク濃度密度を取得することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
前記記録制御手段は、記録ヘッドがスキャンして記録するインク像を複数に分割し、分割パターンごとに記録を行うことを特徴とする請求項６記載のインクジェット記録装置。
１ページ分の記録データを作成する際に、前記記録データからページ全体のインク吐出量を計算し、全体の濃度情報に応じて記録動作を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドによる記録位置よりも記録媒体搬送方向下流側に配置され、前記記録媒体にラミネート処理する定着手段と、
前記記録ヘッドによる記録位置よりも記録媒体搬送方向下流側且つ前記定着手段よりも上流側に設けられ、記録媒体を加熱乾燥させる乾燥手段と、
前記乾燥手段の加熱量を可変させる加熱制御手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記加熱制御手段は、環境温度及び環境湿度の少なくとも一方に応じて記録媒体の含水量を算出し、該含水量に応じて前記乾燥手段の加熱量を変化させることを特徴とする請求項９記載のインクジェット記録装置。
前記加熱制御手段は、記録時における記録ヘッドからのインク吐出量に応じて前記乾燥手段の加熱量を変化させることを特徴とする請求項９記載のインクジェット記録装置。
前記加熱制御手段は、記録後の記録媒体の重量の計測結果に応じて前記乾燥手段の加熱量を変化させることを特徴とする請求項９記載のインクジェット記録装置。
前記記録ヘッドが信号に応じて電気熱変換体に通電し、該電気熱変換体の発する熱エネルギーを利用してインクを吐出することを特徴とする請求項１又は請求項９に記載のインクジェット記録装置。
シートにラミネート処理を行うラミネート装置において、
シートのラミネート処理を行うためのラミネート手段と、
前記ラミネート手段よりもシート搬送方向上流側に設けられ、シートを加熱乾燥させる乾燥手段と、
前記乾燥手段の加熱量を可変させる加熱制御手段と、
を有することを特徴とするラミネート装置。
印刷物を加熱、加圧してラミネートを行うラミネート手段と、ラミネート手段に対しシート搬送方向上流側に設けられ、印刷物を加熱ローラと加圧ローラでニップし加熱乾燥させる乾燥手段と、前記加圧ローラの加圧量可変手段を備えた事を特徴とする請求項９〜１４記載のラミネーター。