JP2007038429A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体内のインクの打込量の多い領域に、効率良く送風して乾燥を行う。
【解決手段】Ｓ１において画像出力の指示を受けると、Ｓ２で出力する記録媒体Ｐの種類を判別する。Ｓ３において、判別結果に対応した閾値を決定する。Ｓ４でインクの乾燥に要するデータを採取するためのサンプリングピッチを決定し、Ｓ５で乾燥条件の決定を行う。Ｓ６で決定したサンプリングピッチを基にサンプリング点を取り出し、Ｓ７で閾値と比較して二値化し、閾値を上回る画像データの割合を計算する。Ｓ８で予め決められた表に基づき記録媒体Ｐに送風する風の総量を決定する。Ｓ９で計算結果に基づき画像形成時の記録媒体Ｐの移動速度を満足しつつ十分乾燥が可能な風の配向、量、時間を決定し、出力する画像の最初のバンド画像に応じた位置に乾燥ファン６を移動させる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、インク等の液体を記録媒体上に吐出して、所望の画像を記録するためのインクジェット記録装置に関するものである。

近年、インク等の液体を記録媒体上に吐出して所望の画像を記録するためのインクジェット記録装置においては、スループットが向上している。これにより、排紙トレイに画像記録が終了した記録媒体が排紙された際に、記録媒体に打ち込まれたインクが十分に乾燥しないまま、次の記録媒体が排紙されることがある。このため、先に排紙された記録媒体の画像が乱れたり、後から排紙された記録媒体の裏面が汚れたりする弊害を生じている。

医療用に用いられる記録媒体は主に透過型フィルムであり、この透過型フィルムに記録される医療画像はモノクロ画像が多い。また、医用画像は最高光学濃度が３．０Ｄを上回り、しかも階調数も５００階調を上回るような多階調表現が必要とされている。このような広い濃度レンジを有する多階調の画像を表現するためには、インクの打込量は必然と増加する。

また、画像記録直後は記録媒体表面にインクが残存していなくとも、記録媒体内には一旦吸収されたインクの溶剤が残存しており、その蒸発には時間を要する。透過型フィルムはベースがＰＥＴ等の樹脂であるため、インクの溶剤が蒸発しないまま、次の記録媒体が排紙され覆い被さると、溶剤の蒸発は殆ど不可能となる。透過フィルムに記録された画像はシャウカステン等の透過光を介して観察するために、溶剤が残存していると容易に判別できないばかりか、誤診につながることがある。

更に最近では、記録媒体として紙等の反射型媒体に対する医療画像の出力が注目されている。反射型媒体にはインクの吸収速度が遅いものがあり、その場合にはインクが記録媒体の表面に残存する時間が長期化し、その間に他の記録媒体や指等が触れると、記録された画像が乱れたり、手が汚れたりする。また、反射型媒体に出力する際も透過型媒体と同様に、インクの打込量は増大する傾向にあるため、打ち込まれたインクを短時間で乾燥させる必要がある。

これを解消するために、特許文献１では主として単に熱源を用いて画像出力後の記録媒体に熱送風する方法や、記録媒体の熱容量に応じて熱源の熱量を変化させて乾燥している。また、特許文献２に示すように、熱源を使用せずに乾燥させる場合には、画像の種類に依存せずに記録媒体に対して一様に風を吹き付けたり、或いは画像全体の黒色率により乾燥の有無を決定し、乾燥装置を起動するか否かの判断をしている。

特開平４−２９２９４５号公報 特開平７−１７８８９５号公報

しかし、熱源を用いた乾燥手法は確実に乾燥を行える半面で、記録媒体を急激に乾燥させるため、記録媒体に反り（カール）を生じさせる虞れがある。また、熱源を使用すると装置作動時の消費電力が増大したり、装置全体が大型化してしまう傾向がある。更には、使用者に対する安全装置を装備する必要も生じ、製造コストもその分だけ増大してしまう。

また、従来の熱源を使用しない乾燥装置においては、記録媒体に打ち込まれたインクの分布に拘らず一様に送風するため、ファンの起動時間を最もインクの打込量が多い部分に合わせる必要がある。しかし、これでは乾燥が終了した部分にも無駄に送風することになり、乾燥効率が悪く消費電力の無駄になると共に、乾燥時間も長期化してしまいスループットに影響する虞れがある。

本発明の目的は、上述の課題を解消し、記録媒体内のインクの打込量の多い領域に効率良く送風することにより、熱源を用いずに記録画像を最適な乾燥を行い得るインクジェット記録装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るインクジェット記録装置の技術的特徴は、記録部において液体インクを吐出して記録媒体上に所望の画像を記録し、乾燥部において前記インクを乾燥させるインクジェット記録装置において、画像形成する記録媒体の種類を判別する手段と、前記記録媒体ごとのインク乾燥に関する閾値を決定する手段と、画像領域内のサンプリング位置及びその数を決定する手段と、画像全体を前記記録媒体の搬送方向である副走査方向に複数の領域に分割し、これらの領域内のサンプリング点の画像データを複数値化する手段と、該複数値化した画像データにおいて前記閾値を上回る画像データの存在割合を計算する手段と、前記記録部において前記記録媒体に対する画像出力が終了し、前記乾燥部に搬送されてきた前記記録媒体の前記領域に送風する送風手段と、前記計算する手段の計算結果に基づいて前記送風手段による風の配向及び風量、乾燥時間を決定する制御手段とを有することにある。

本発明に係るインクジェット記録装置によれば、熱源を使用しない乾燥機構においても乾燥効率を向上させることができ、確実かつ迅速な記録媒体の乾燥を行うことが可能となる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施例におけるインクジェット記録装置の一部の側面図、図２は平面図を示している。給紙ローラ１と対向して、この給紙ローラ１に従動するピンチローラ２が設けられ、その搬送方向の下流には、インクを吐出する記録ヘッドを有するキャリッジ３が設けられている。キャリッジ３は記録媒体Ｐを支持するプラテン４とに対向して配置され、記録媒体Ｐの搬送方向と直交する主走査方向に往復運動するようになっている。

また、キャリッジ３の搬送方向の下流には、排紙ローラ５、乾燥ファン６を有する乾燥装置７、排紙ローラ８が順次に配列され、排紙ローラ５と排紙ローラ８は間隔はＬｄとされている。そして、排紙ローラ５、８には、これらに従動する従動ローラ９、１０が対向して配置されている。更に、排紙ローラ８の下流には、排紙された記録媒体Ｐを受ける排紙トレイ１１が設けられている。

また、乾燥装置７はキャリッジ３の記録ヘッドから吐出されたインクを乾燥するための１個又は複数個の乾燥ファン６を備えており、図示しないアクチュエータにより矢印に示すように主走査方向に移動可能になっている。また、乾燥ファン６には図３に示すように、風の配向を変更できるルーバ６ａが装備されている。

画像出力の指示がなされると、図示しないカセットにセットされた記録媒体Ｐは、先ずカセットから分離され、給紙ローラ１まで搬送される。ここで、記録媒体Ｐの先端を給紙ローラ１と、ピンチローラ２に突き当ててレジスト動作が行われ、画像記録位置まで搬送される。続いて、記録媒体Ｐは給紙ローラ１及びピンチローラ２によって間欠搬送されると共に、キャリッジ３に搭載された記録ヘッドにより、記録媒体Ｐにインクが吐出されて画像が形成される。つまり、この画像形成はｘ軸である主走査方向にキャリッジが往復運動しながら、ｙ軸である副走査方向に記録媒体Ｐを搬送することで行われる。

画像が形成された記録媒体Ｐは、排紙ローラ５及び従動ローラ９によって挟持され、乾燥装置７に搬送されて、乾燥装置７内の乾燥ファン６によって記録媒体Ｐに送風することにより、インクの乾燥を促進させる。給紙ローラ１とピンチローラ２及び排紙ローラ５と従動ローラ９によって記録媒体Ｐを間欠送りをしながら、一部では画像形成を行い、他の一部では乾燥動作を行う。そして、画像形成及び乾燥動作が終了すると、排紙ローラ８及び従動ローラ１０によって記録媒体Ｐは排紙トレイ１１に排紙される。

図４は乾燥方法のフローチャート図を示している。先ず、ステップＳ１において画像出力の指示を受けると、制御演算装置はステップＳ２において出力する記録媒体Ｐの種類を判別する。判別する記録媒体としては透過型フィルムの他に、反射型の光沢紙、コート紙、普通紙等があるが、インクを付着させることにより画像記録が可能な記録媒体であれば、他の記録媒体を使用してもよい。画像出力の指示がなされると同時に、これらの紙種に対する情報を取得する。

続いて、ステップＳ３において、ステップＳ２の判別結果に対応した閾値を決定する。図５は横軸をインクの打込量、縦軸を表現可能な光学濃度としたグラフ図であり、記録媒体Ｐの種類の違いによるインクの打込量と、光学濃度の関係を示している。例として、フィルム、光沢紙、コート紙について、これらの打込量が１００％は１画素当りにインク１滴を打ち込んだ場合であり、２画素当りにインクを３滴打った場合のインクの打込量は１５０％となる。

ここで決定する閾値は、画像が記録された部分に対して、画像形成時間内に自然乾燥のみで乾燥が完了するか否か、即ち乾燥ファン６を作動させるか否かを判断するための数値である。記録媒体Ｐによってインクを打ち込める量や画像形成に要する時間、自然乾燥速度等は異なるため予め検討を行い、この閾値を記録媒体別に規定して、インクジェット記録装置内に記憶させておく。例えば、フィルムにおけるインクの打込量を１５０％とすると、光学濃度にして約２．２Ｄである。表現可能な最高濃度が３．２Ｄ、階調数が４０９６階調の場合に、画像データに変換すると４０９６・２．２／３．２＝約２８００となり、これが閾値になる。

次にステップＳ４において、インクの乾燥に要する時間、風量、風の配向を決めるためのデータを採取するためのサンプリングピッチＬｘ及びＬｙを決定する。閾値を正確に用いるためには、画像データ全体について調査を行い、インクの打込量の分布を計算するのが最適である。しかし、医用画像等の画像データが大きい場合には、その分布計算に多大な時間を要し、スループットの低下につながる虞れがある。

そこで本実施例においては、画像データの内、予め決めたサンプリング点のデータから画像全体のインクの打込量の分布を計算する。そしてステップＳ５において、図６に示すように画像形成終了後の記録媒体Ｐの画像を副走査方向のＭ個のバンド画像に分割して乾燥条件の決定を行う。この分割数Ｍは排紙ローラ５と排紙ローラ８の間隔Ｌｄを基準にして決定される。Ｍ個の領域に分割した後に、図７に示すように個々の各バンド画像を更に主走査方向にＫ個（Ｋ≧２）の領域に分割する。

図７は１つのバンド画像を４つの領域に分割した場合のサンプリングピッチＬｘ、Ｌｙによるサンプリング点を示している。画像の種類を判別するのは、モダリティに依存する傾向があるので、画像が送られてくるモダリティを判別してサンプリングピッチＬｘ、Ｌｙを変更してもよい。これにより、計算時間の短縮を図ることが可能になる。

そして、ステップＳ６において、ステップＳ４で決定したサンプリングピッチＬｘ、Ｌｙを基にサンプリング点を取り出し、ステップＳ２で決定された閾値と比較する。画像データの値が大きい場合は１、そうでない場合は０とすることで二値化を行い、これを全てのサンプリング点について行う。

ステップＳ７において、ステップＳ３で決定した閾値を上回る画像データの割合を計算する。図７はステップＳ５で分割したバンド画像の１つを示しており、１つのバンド領域を更にＫ個の領域に分割し、各領域における閾値を上回るポイントの割合を次の計算式によって計算する。図７においては、Ｋ＝４で１つの領域にサンプリング点が６個存在する場合の例を示している。
閾値を上回る割合＝１００・（ステップＳ６で１と判別した点の総数）／（その領域内に存在する点の総数）

この計算結果と図６を照合して、記録媒体Ｐに送風する風の総量を決定する。

続いて、ステップＳ８において、次の表１に示すマトリックスに基づいて、記録媒体Ｐに送風する風の総量を決定する。

表１
サンプリング点の閾値を上回る割合 分割された領域における風の総量の決定
０〜３０％ 総風量 少
３０〜５０％ 総風量 中
６０％〜 総風量 多

ステップＳ９において、ステップＳ８の風の計算結果に基づいて画像形成時の記録媒体Ｐの移動速度を満足しながら十分に乾燥が可能な乾燥ファン６の位置、風の配向、量、時間を決定する。出力する画像の最初のバンド画像に応じた位置に、乾燥ファン６を移動させると共に、ルーバ６ａの向きを変更する。

画像形成時の記録媒体Ｐの移動速度は、インクジェット記録装置が有している幾つかの画像形成モードによって異なる。即ち、高速モードでは記録媒体Ｐの移動速度は増加し、高画質モードでは記録媒体Ｐの移動速度が低下する。この画像形成モードの違いによって、記録媒体Ｐが乾燥装置７を横切る時間が異なることになる。

画像形成モードが決定すると、乾燥装置７を横切る時間が決定されるので、単位時間当りに送風するべき風の量が決定される。これに応じて、乾燥ファン６の風量や位置を変えたり、ルーバ６ａの向きを変えることにより、記録媒体Ｐの乾燥に最適な配置にすると共に、乾燥ファン６による単位時間当りの風量を決定することができる。

画像データは一度に送信されてくることもあるが、インクジェット記録装置が有するメモリ容量が小さく、画像データを全て取り入れることができない。そこで、画像を出力しながら、画像の出力が終了した部分のメモリを開放し、そこに新しい画像データを取り入れることにより、画像出力を行うインクジェット記録装置もある。その場合の乾燥装置７の決定は、インクジェット記録装置が画像形成を行いながら、その時点で保持可能なデータのみを用いて行ってもよい。

そして、ステップＳ１０において、画像形成を開始し、記録媒体Ｐ上の最初のバンド画像が乾燥装置７に到達すると、乾燥ファン６を作動させることにより乾燥を開始する。そして、次のバンド画像が乾燥装置７に到達すると、そのバンド画像に応じた位置に乾燥ファン６を移動させると共に、ルーバ６ａの向きを変更する。このように、新しい画像バンドが乾燥装置７に到達するに応じて随時に乾燥ファン６及びルーバ６ａの配置を変更しながら画像出力を行う。

この構成により、出力画像データから記録媒体Ｐに打ち込まれるインク量の分布を迅速に計算する。このように、画像出力への負荷を掛けずに、インクの打込量が多い部分に、効率良く乾燥ファン６によって発生する風を振り分けることができ、熱源を用いずに乾燥させることが可能となる。

実施例１においては、ステップＳ６において画像データを二値化したが、本実施例２においては、これをＰ−１個の閾値によりＰ値化する。（Ｐ≧２）。

例えばＰ＝３の場合には、ステップＳ２で決定される閾値は２個となる。これらの閾値を小さい方からＬ１及びＬ２とし、サンプリング点における画像データを次のように振り分ける。
画像データ＜Ｌ１の場合は０
Ｌ１≦画像データ＜Ｌ２の場合は０．５
Ｌ２≦画像データの場合は１．０

そして、次式によって閾値を上回る割合を計算する。
閾値を上回る割合＝１００・{０．５×(ステップＳ６で０．５と判別した点の総数)＋１．０×(ステップＳ６で１と判別した点の総数)}／（その領域内に存在する点の総数）

この計算結果と図６を照合して、記録媒体Ｐに送風する風量を決定する。これにより画像内におけるインクの打込量の分布をより正確に計算でき、乾燥の効率を上げることができ、乾燥ファン６による風の量等の制御をより細かく行うことが可能となる。

実施例２では、図２に示すように乾燥ファン６の位置を主走査方向に移動させたが、本実施例３においては、図８に示すように複数個の乾燥ファン６が主走査方向全体に渡って固定して並べられている。これにより、乾燥ファン６を主走査方向に移動するためのアクチュエータは不要になり、乾燥に用いる風の制御をより細かく行うことが可能となる。

実施例１では、画像の分割においてバンド画像同士が重ならないように分割を行い、乾燥風量や時間等を計算したが、本実施例４においては、図９に示すように記録媒体Ｐを副走査方向に区画したバンド画像同士をオーバラップさせている。これにより、乾燥装置７において乾燥ファン６及びルーバ６ａを常に最適な位置及び向きに配置することが可能となり、より細かな乾燥制御が可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

インクジェット記録装置の一部の側面図である。 平面図である。 乾燥装置の側面図である。 乾燥方法のフローチャート図である。 インクの打込量と光学濃度の関係のグラフ図である。 画像領域分割の説明図である。 サンプリング点の説明図である。 実施例３のインクジェット記録装置の一部の平面図である。 実施例４の区画したバンド画像の説明図である。

符号の説明

１ 給紙ローラ
２ ピンチローラ
３ キャリッジ
４ プラテン
５、８ 排紙ローラ
６ 乾燥ファン
６ａ ルーバ
７ 乾燥装置
９、１０ 従動ローラ
１１ 排紙トレイ
Ｐ 記録媒体

Claims (8)

1. 記録部において液体インクを吐出して記録媒体上に所望の画像を記録し、乾燥部において前記インクを乾燥させるインクジェット記録装置において、画像形成する記録媒体の種類を判別する手段と、前記記録媒体ごとのインク乾燥に関する閾値を決定する手段と、画像領域内のサンプリング位置及びその数を決定する手段と、画像全体を前記記録媒体の搬送方向である副走査方向に複数の領域に分割し、これらの領域内のサンプリング点の画像データを複数値化する手段と、該複数値化した画像データにおいて前記閾値を上回る画像データの存在割合を計算する手段と、前記記録部において前記記録媒体に対する画像出力が終了し、前記乾燥部に搬送されてきた前記記録媒体の前記領域に送風する送風手段と、前記計算する手段の計算結果に基づいて前記送風手段による風の配向及び風量、乾燥時間を決定する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。
2. 前記画像データを更に主走査方向にも複数の領域に分割するようにした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。
3. 前記複数値化は二値化とした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。
4. 前記閾値を２つ以上有す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。
5. 前記送風手段は１個又は複数個の乾燥ファンを有す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。
6. 前記乾燥ファンは前記制御手段により前記記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向に移動可能とした請求項１に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記制御手段は前記乾燥時間を前記乾燥部を通過した後の自然乾燥も考慮に入れて決定す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。
8. 前記副走査方向の画像の領域分割は、個々の領域がオーバラップするようにした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。