JP2007076060A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カバレッジが大きな場合においても液滴を記録媒体に確実に定着でき、電力消費量も少ない液滴吐出装置の提供
【解決手段】所定の方向に沿って搬送される記録媒体に向かって液滴を吐出する液滴吐出手段と、前記液滴吐出手段から吐出された液滴が付着した記録媒体を加熱する記録媒体加熱手段とを備え、前記記録媒体加熱手段が、前記記録媒体における液滴付着密度の高い部分が液滴付着密度の低い部分よりも高温になるように前記記録媒体を加熱する液滴吐出装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液滴吐出装置に係り、特に、記録媒体に吐出した液滴を短時間で加熱、定着でき、しかも省エネルギー化を図れる液滴吐出装置に関する。

近年、インクジェット記録装置においては、記録領域の全幅に亘って吐出口が設けられたフルラインヘッド（長尺ヘッド）が、用紙を一度通過させるだけで印字できる故に高速大量印字に適しているとして注目されている。

しかしながら、インクジェット記録用として一般的な水性インクは乾燥時間が比較的遅いので、長尺ヘッドを有するインクジェット記録装置において水性インクで高速で印字すると、印字後、インクの乾燥時間を十分に取れないので、インクが十分に乾燥しきらないうちに用紙が排出され、用紙上のインクが用紙搬送ローラに付着して画質が劣化することがある。

そこで、用紙に印字された印刷画像を定着させるための加熱定着ローラをフルラインヘッドの下流側に設けることが検討された。

このような加熱ローラとしては、
加熱ローラの内側に誘導加熱コイルの鉄心を長手方向に沿って複数設け、これらの鉄心によって加熱ローラの加熱を長手方向に沿って制御することにより、加熱ローラが均一に加熱されるようにしたもの（特許文献１）、
定着ローラを誘導加熱するコイルを、前記定着ローラの軸方向に複数のコイルに分割して配置し、前記定着ローラの加熱効率が極大になるように前記複数のコイルを接続したもの（特許文献２）、
などがある。

また、記録材上の未定着画像を加熱定着させる定着ローラのような定着装置を有する画像形成装置において、画像形成時の定着温度Ｔ_Tと、装置スタンバイ時の温度Ｔ_Sと、給紙を許可する温度Ｔ_Kとの３つの温度設定値を持ち、これらの温度をＴ_S＜Ｔ_K＜Ｔ_Tの関係が成り立つように設定することにより、ウォームアップタイムの短縮と省エネルギー化とを両立させることも検討された（特許文献３）。
特開平８−０１６００５号公報 特開２００１−２３５９６２号公報 特開２００３−０８４６２０号公報

インクジェット記録装置で印字される画像には、文字や数字、記号を主体とするテキスト画像だけではなく、グラフやイラスト、写真などを主体とするピクトリアル画像もある。そして、１枚の用紙にテキスト画像とピクトリアル画像とが両方印字されることも珍しくは無い。また、用紙の片面にのみ印字する場合だけでなく、両面に印字する場合もある。

しかしながら、ピクトリアル画像は、吐出されたインクで覆われた部分の面積割合、すなわちカバレッジがテキスト画像に比較して遥かに大きい。また、用紙の単位面積に付着したインク量も、ピクトリアル画像は、テキスト画像に比較して遥かに大きい。

したがって、１枚の用紙にピクトリアル画像とテキスト画像とを両方印字する場合や、ピクトリアル画像とテキスト画像とを交互に印字する場合において、定着ローラの温度設定をピクトリアル画像に合わせると、電力消費が課題になる。一方、定着ローラの温度設定をテキスト画像に合わせると、ピクトリアル画像においては十分な定着が行われないという問題がある。

用紙の片面にのみ印字する場合と両面に印字する場合についても同様の問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、印字する画像の種類、および片面印字か両面印字かの如何に係わらず、吐出されたインク滴などの液滴を用紙などの記録媒体上に安定、確実に定着でき、しかも電力消費を節減できる液滴吐出装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、所定の方向に沿って搬送される記録媒体に向かって液滴を吐出する液滴吐出手段と、前記液滴吐出手段から吐出された液滴が付着した記録媒体を加熱する記録媒体加熱手段とを備え、前記記録媒体加熱手段が、前記記録媒体における一の部分が、前記記録媒体において前記一の部分よりも液滴付着密度の低い他の部分よりも高温になるように前記記録媒体を加熱することを特徴とする液滴吐出装置に関する。

前記液滴吐出装置においては、前記記録媒体加熱手段は、前記記録媒体における液滴付着密度に応じて前記記録媒体の加熱温度を変化させているから、記録媒体における液体付着密度の高い部分において加熱が不足して定着が十分に進行しなかったり、液体付着密度の低い部分が過剰に加熱されて過大な電力が消費されたりすることがない。

前記液滴吐出装置で吐出される液体としては、インクジェット記録装置用の水性インクや油性インクのほか、印刷によって回路を形成するための金属インクなどが包含される。

また、前記記録媒体としては、インクジェット記録装置に使用される用紙の他、回路が形成される各種基板などがある。

請求項２に記載の発明は、前記液滴吐出手段が、印字画像データに基づいてインクを滴状に吐出するインク吐出手段であり、前記記録媒体は用紙であり、前記記録媒体加熱手段は、前記用紙にインクが吐出されて形成された画像を加熱、定着させる加熱定着手段である請求項１に記載の液滴吐出装置に関する。

前記液滴吐出装置は、インクジェット記録装置に本発明を適用した例である。

前記液滴吐出装置においては、用紙におけるインク付着量の大きい部分が、インク付着量の小さい部分よりも高温に加熱されるように加熱定着手段を制御する。

したがって、ピクトリアル画像とテキスト画像とを両方印字する場合において、ピクトリアル画像とテキスト画像とが均一に加熱定着され、同時に電力消費が節減される。

請求項３に記載の発明は、前記インク吐出手段において吐出されるインクが水性インクである請求項２に記載の液滴吐出装置に関する。

インクジェット記録装置で使用される用紙は、通常は、セルロースを主原料とするから、親水性である。一方、前記液滴吐出装置で吐出されるインクは水性である。したがって、前記インクは用紙によくなじみ、安定に保持される。また、有害な溶媒を使用しないので、環境面でも好適である。

水性インクは、一般に乾燥に比較的長時間を要するが、前記液滴吐出装置においては、液滴吐出手段として長尺ヘッドを用いた場合において、１つのページに水性インクでピクトリアル画像とテキスト画像とを両方印字する場合においても、均一な定着が行える。

したがって、十分に乾燥しきらないインクが用紙から用紙搬送ローラに移行して画質が劣化することが防止される。

請求項４に記載の発明は、前記水性インクの２５℃における粘度が３５ｍＮ／ｍ以下である請求項３に記載の液滴吐出装置に関する。

前記液滴吐出装置において使用されるインクは水性であって粘度が低いから、用紙によく浸透するという特徴がある。

請求項５に記載の発明は、前記加熱定着手段が、前記インク吐出手段からインクが吐出された用紙に当接しつつ回転して前記用紙に形成された画像を加熱、定着させるとともに、長手方向に沿って複数の区画に区分されてなる加熱定着ローラと、前記加熱定着ローラの各区画を温度制御する定着温度制御手段とを備え、前記加熱定着ローラの各区画は、前記用紙における一の部分を加熱する区画が、前記用紙において前記一の部分よりもインク付着密度の低い他の部分を加熱する区画よりも高温になるように定着温度制御手段によって温度制御される請求項２〜４の何れか１項に記載の液滴吐出装置に関する。

前記液滴吐出装置において加熱定着手段として使用されている加熱定着ローラは、用紙に当接しつつ回転して画像を加熱、定着させるから、用紙を確実に加熱できる。また、長手方向に沿って複数の区画に区分されているから、インクの付着密度に応じて前記用紙を加熱するように温度制御することが容易である。

請求項６に記載の発明は、前記定着温度制御手段は、印字ジョブが、液滴付着密度がある所定の値以上である一の印字ジョブのときは、印字ジョブが液滴付着密度が前記所定の値よりも低い他の印字ジョブであるときよりも用紙が高い温度に加熱されるように、前記加熱定着ローラの各区画を温度制御する請求項５に記載の液滴吐出装置に関する。

前記一の印字ジョブの例としては、ピクトリアル画像があり、前記他の印字ジョブの例としてはテキスト画像がある。ピクトリアル画像は、前述のようにイラストや、図、写真を主体とするから、文字、数字、および記号を主体とするテキスト画像に比較して用紙がインクに覆われる面積の割合であるカバレッジが大きく、換言すれば単位面積当たりのインク付着量が大きい。

しかし、前記液滴吐出装置においては、印字ジョブが、イラスト、図、および写真を主体とするピクトリアル画像のときは、前記印字ジョブが文字、数字、および記号を主体とするテキスト画像であるときよりも用紙が高い温度に加熱されるように加熱定着ローラを温度制御しているから、テキスト画像だけでなく、ピクトリアル画像も確実に定着できる。

請求項７に記載の発明は、前記定着温度制御手段が、前記インク吐出手段に入力される印字画像データに基づき、前記印字ジョブが前記一の印字ジョブか前記低い他の印字ジョブかを判定し、得られた判定結果に基づいて前記加熱定着ローラの各区画を温度制御する請求項６に記載の液滴吐出装置に関する。

前記液滴吐出装置においては、前記インク吐出手段に入力される印字画像データに基づき、印字ジョブが液滴付着密度の大きな一の印字ジョブか、液滴付着密度の低い他の印字ジョブかを判定しているから、テキスト画像とピクトリアル画像とが混在する印字ジョブのように、前記一の印字ジョブと他の印字ジョブとが混在する印字ジョブを実行する場合においても、加熱定着ローラを確実に温度制御できる。

請求項８に記載の発明は、前記加熱定着ローラが各区画の温度を検出する温度検出手段を備え、前記定着温度制御手段は、前記温度検出手段で検出した温度に基づいて各区画の温度を制御する請求項５〜７の何れか１項に記載の液滴吐出装置に関する。

前記液滴吐出装置においては、加熱定着ローラに設けられた温度検出手段における検出結果に基づいて前記加熱定着ローラの各区画の温度を制御しているから、前記加熱定着ローラの各区画の温度が目標とする温度から大きく外れることがない。

請求項９に記載の発明は、前記定着温度制御手段が、前記加熱定着ローラにおいて、印字ジョブが前記一の印字ジョブである区画を選択的に加熱する請求項５に記載の液滴吐出装置に関する。

請求項１０に記載の発明は、前記定着温度制御手段が、前記インク吐出手段に入力される印字画像データに基づき、前記一の印字ジョブか前記他の印字ジョブかを判定し、得られた判定結果に基づいて前記加熱定着ローラにおいて加熱する区画を選択する請求項９に記載の液滴吐出装置に関する。

前記液滴吐出装置が備える定着温度制御手段においては、記録媒体における液滴付着密度の高い一の印字ジョブが行われた部分が加熱定着ローラのどの区間において加熱されるかを判定し、その区間のみを選択的に加熱する制御を行っているから、温度制御ロジックが単純化できる。したがって、前記定着温度制御手段を構成する制御回路の構成が簡略になる。

請求項１１に記載の発明は、前記加熱定着ローラの区画毎に誘導加熱用の電磁誘導コイルが設けられてなる請求項４〜１０の何れか１項に記載の液滴吐出装置に関する。

前記液滴吐出装置においては、区画毎に設けられた電磁誘導コイルによって加熱定着ローラの各区画を誘導加熱する。したがって、ハロゲンランプや電熱ヒータとは異なり、加熱手段からの熱放射によって加熱しているわけではないから、熱容量が小さくなるように加熱定着ローラを形成しさえすれば、各区画とも、温度の上昇、下降が迅速に行える。また、ある特定の区画のみを選択的に加熱するのも容易である。

請求項１２に記載の発明は、前記インク吐出手段の上流側、または前記インク吐出手段と前記加熱定着ローラとの間において、前記インク吐出手段から用紙に吐出されたインクを不溶化または凝集させる処理液を前記用紙に付着させる処理液付着手段を備えてなる請求項５〜１１の何れか１項に記載の液滴吐出装置に関する。

前記液滴吐出装置においては、用紙に吐出されたインクを処理液で不溶化または凝集させてから、加熱定着ローラで加熱して画像を定着させているから、処理液付着手段を有しない液滴吐出装置に比較して加熱定着ローラの設定温度をより低くできる。

請求項１３に記載の発明は、前記インク吐出手段と前記加熱定着ローラとの間において前記用紙に乾燥風を吹き付ける乾燥風吹付け手段を備えてなる請求項５〜１２の何れか１項に記載の液滴吐出装置に関する。

前記液滴吐出装置においては、インクを吐出して画像を印字した用紙に、乾燥風吹付け手段において乾燥風を吹き付けて画像を予備定着してから、加熱定着ローラで画像を加熱、定着しているから、乾燥風吹付け手段を有しない液滴吐出装置に比較して加熱定着ローラにおける温度設定をより低くできる。

請求項１４に記載の発明は、印字画像データが入力されるとともに、入力された印字画像データに基づいて前記インク吐出手段を制御する印字コントロール部を備え、前記乾燥風吹付け手段は、前記印字コントロール部を通過した冷却風を乾燥風として前記用紙に吹き付ける請求項１３に記載の液滴吐出装置に関する。

印字コントロール部を構成する駆動回路は動作中は発熱が激しいので、前記インク吐出手段において印字を行うときは、印字コントロール部を必ず冷却する必要がある。

前記液滴吐出装置においては、前記乾燥風吹付け手段が印字コントロール部冷却手段を兼用しているから、前記乾燥風吹付け手段とは別に印字コントロール部冷却手段を設ける必要がない。したがって、構成を簡略化できる。

請求項１５に記載の発明は、前記乾燥風吹付け手段が、印字画像データに基づいて印字される画像が、液滴付着密度がある所定の値以上である一の画像か、液滴付着密度が前記所定の値よりも低い他の画像かを判定し、前記一の画像の場合は他の画像のときよりも乾燥風の風量を増加させる請求項１３または１４に記載の液滴吐出装置に関する。

前述のように、ピクトリアル画像はテキスト画像に比較してカバレッジが大きいが、前記液滴吐出装置においては、印字しようとする画像がピクトリアル画像の場合は、前記画像がテキスト画像の場合よりも乾燥風の風量を増加させているから、ピクトリアル画像とテキスト画像とで乾燥の度合いに大きな差が生じることが防止される。

以上説明したように本発明によれば、印字する画像の種類、および片面印字か両面印字かの如何に係わらず、吐出されたインク滴などの液滴を用紙などの記録媒体上に安定、確実に定着でき、しかも電力消費を節減できる液滴吐出装置が提供される。

１．実施形態１
本発明に係る液滴吐出装置の一例であるインクジェット記録装置の一例について以下に説明する。

実施形態１に係るインクジェット記録装置１２は、図１および図２に示すように、筐体１４と、筐体１４内の底部に設けられ、用紙Ｐを供給する給紙トレイ１６と、給紙トレイ１６から供給された用紙Ｐに画像を記録する画像記録部３０と、画像記録部３０で画像が記録された用紙Ｐが排出される排紙トレイ４６とを有する。

画像記録部３０と給紙トレイ１６との間には、所定の給紙経路２２に沿って用紙Ｐを搬送する一群の給紙ローラ対２０が設けられ、画像記録部３０と排紙トレイ４６との間には、所定の排紙経路４４に沿って用紙Ｐを搬送する一群の排紙ローラ対４２が設けられている。また、最も上流側の給紙ローラ対２０と給紙トレイ１６との間には、用紙Ｐを１枚づつ取り出すピックアップローラ１８が設けられている。

画像記録部３０と給紙トレイ１６との間には、また、画像記録部３０で上側の面に画像が記録され、排紙経路４４に送り出された用紙Ｐを、搬送経路５２に沿って画像記録部３０の入り口に戻す一群のローラ対５０が設けられている。

インクジェット記録装置１２は、さらに、画像記録部３０、給紙ローラ対２０、および排紙ローラ対４２などを制御する中央制御コンピュータ１０を有する。

画像記録部３０は、図１および図２に示すように、黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応する４個の記録ヘッド３２と、記録ヘッド３２の上流側に配設され、用紙Ｐに処理液を吐出する処理液ヘッド３３とからなる記録ヘッドアレイ３１と、４個の記録ヘッド３２においてインクが吐出される吐出領域ＳＥを通過するように記録用紙Ｐを搬送する搬送コンベア２９とを備える。

搬送コンベア２９は、図１および図２に示すように、駆動ローラ２４、張架ローラ２５、および従動ローラ２６と、これらのローラに張架される搬送ベルト２８とからなる。駆動ローラ２４は、用紙搬送方向ａに沿って下流側に位置する。従動ローラ２６は、搬送ベルト２８に対して用紙搬送方向ａに沿って最も上流側に位置して搬送ベルト２８を回転駆動する。搬送ベルト２８を挟んで駆動ローラ２４に相対するように加熱定着ローラ１００が設けられている。

搬送ベルト２８は、シームレスベルトであっても、帯状体を環状に接合したシームドベルトであってもよい。

記録ヘッド３２は、図２に示すように、インクを吐出する吐出ユニット３２Ａと、吐出ユニット３２Ａの上方に積層された駆動回路３２Ｂとからなる。駆動回路３２Ｂは、中央制御コンピュータ１０から入力された印字画像データに基づいて吐出ユニット３２Ａを制御する。吐出ユニット３２Ａおよび駆動回路３２Ｂは、夫々本発明におけるインク吐出手段および印字コントロール部に相当する。同様に、処理液ヘッド３３は、用紙Ｐに処理液を吐出する吐出ユニット３３Ａと、吐出ユニット３３Ｂの上方に積層された駆動回路３３Ｂとからなる。駆動回路３３Ｂもまた、中央制御コンピュータ１０から入力された制御信号に基づいて吐出ユニット３３Ａを制御する。

吐出ユニット３２Ａおよび３３Ａは、何れもマトリクス状に配設された一群のノズルと、各ノズルに連通した圧力室とを備え、圧力室の壁面の一部を構成する圧電素子によって、前記ノズルからインクまたは処理液を吐出する。吐出ユニット３２Ａおよび吐出ユニット３３Ａの吐出領域ＳＥに相対する面はノズル面であって前記ノズルが多数開口している。ここで、処理液は、記録ヘッド３２から吐出されたインクを不溶化させ、または凝固させるインクである。

記録ヘッドアレイ３１の上部は、冷風ダクト３７で覆われている。処理液ヘッド３３の駆動回路３３Ｂおよび記録ヘッド３２の駆動回路３２Ｂは、冷風ダクト３７の内部に露出している。冷風ダクト３７の上流側端部には、冷却風を冷風ダクト３７に押し込む冷却ファン３８が設けられている。一方、冷風ダクト３７の下流側端部は、下方に向かって湾曲し、吹出し口３７Ａが搬送コンベア２９に相対するように開口する。したがって、冷却ファン３８によって冷風ダクト３７内に送り込まれた冷却風は、図２において矢印ｂで示すように冷風ダクト３７内を上流から下流に向かって流通し、吹出し口３７Ａから搬送コンベア２９に向かって吹き出される。冷風ダクト３７および冷却ファン３８は、本発明における乾燥風吹付け手段に相当する。

記録ヘッドアレイ３１の両側には、図１に示すように、記録ヘッド３２のメンテナンス操作を行うメンテナンスユニット３４が、各記録ヘッド３２に対応するように４個配設されている。メンテナンス時には、記録ヘッドアレイ３１が上方に移動し、搬送コンベア２９との間に形成された隙間にメンテナンスユニット３４が移動して入り込む。そして、ノズル面３２Ｎに対向した状態で所定のメンテナンス動作（吸引、ダミージェット、ワイピング、キャッピングなど）を行う。

加熱定着ローラ１００を軸線に沿った平面で切断した断面を図３の（Ａ）に、軸線に直交する平面で切断した断面を図３の（Ｂ）に示す。

図３に示すように、加熱定着ローラ１００は、円筒状の胴部１０２と、胴部１０２の長手方向に沿って胴部１０２の内壁近傍に４個配設された電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄと、電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄの夫々に対応するように胴部１０２と電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄとの間に配設された温度センサ１０６Ａ〜１０６Ｄとを備える。

加熱定着ローラ１００は、胴部１０２において搬送コンベア２９にニップされ、用紙Ｐを加熱、定着する。ニップ幅は５ｍｍ前後が好ましく、ニップ圧は５ｋｇ／ｃｍ²前後が好ましい。また、用紙Ｐに接触する時間は５〜３０ｍｓ程度である。

胴部１０２は、端板１０８を介して軸１１０に回転可能に保持されている。軸１１０は、過熱定着ローラ１００の軸線上に配設されているとともに、インクジェット記録装置１２に対して固定されている。

胴部１０２は、最も内側の弾性層１０２Ａと、弾性層１０２Ａの外側に形成された導電層１０２Ｂと、導電層１０２Ｂの外側に積層された表面層１０２Ｃとからなる。弾性層１０２Ａは、シリコーンゴムやフッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムなどのように耐熱性および熱伝導率の高い弾性材料からなる層であり、厚さは１０〜５００μｍの範囲が好ましい。導電層１０２Ｂは、鉄、コバルトなどの層であってもよく、また、鍍金によってニッケル、銅、クロムなどの金属の層を１〜５０μｍの厚さに形成したものであってもよい。表面層１０２Ｃは、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン−シリコーン共重合体などのフッ素系、シリコーン系、およびフッ素−シリコーン系の低粘着性樹脂からなる非粘着性、言い換えれば高剥離性のシートまたはコート層が好ましく、厚さは１〜３０μｍ程度が好ましい。

電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄには、１０〜１００ｋＨｚの交流電流が流され、これによって生じた交番磁界によって胴部１０２における導電層１０２Ｂに誘導電流が流れて胴部１０２が誘導加熱される。

温度センサ１０６Ａ〜１０６Ｄは、温度検出部１１２に接続され、電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄはコイル制御部１１４に接続されている。温度検出部１１２およびコイル制御部１１４は駆動制御部１１６に接続されている。駆動制御部１１６は、中央制御コンピュータ１０から入力された印字画像データに基づいて電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄを駆動するとともに、温度検出部１１２を介して温度センサ１０６Ａ〜１０６Ｄから入力された温度データに基づいて電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄをフィードバック制御する。

記録ヘッドアレイ３１の上流側には、電源が接続された帯電ローラ３６が配置されている。帯電ローラ３６は、従動ローラ２６との間で搬送ベルト２８と用紙Ｐとを挟みつつ従動し、用紙Ｐを搬送ベルト２８に押圧する押圧位置と、搬送ベルト２８から離間した離間位置とのいずれかをとる。押圧位置においては、帯電ローラ３６と従動ローラ２６との間に所定の電位差が生じるから、用紙Ｐに電化を与えて搬送ベルト２８上に静電吸着させることができる。

以下、インクジェット記録装置１２の作用について説明する。

前述のように、画像形成時には、メンテナンスユニット３４は、記録ヘッドアレイ３１の両側に移動し、記録ヘッドアレイ３１は、搬送ベルト２８に近接する。

一方、外部から中央制御コンピュータ１０には印字画像データおよび印字モード情報が入力されるが、中央制御コンピュータ１０は、入力された印字画像データおよび印字モード情報に基づき、以下に説明する手順に従って加熱定着ローラ１００を全幅に亘って加熱するか、ある特定の区画のみを加熱するか、それとも加熱を行わないかを決定する。

図４に示すように、ステップＳ２において、中央制御コンピュータ１０に、画像記録部３０で印字すべき画像についての印字画像データ、および印字モード情報が入力されると、中央制御コンピュータ１０は、ステップＳ４において、印字モードが片面印字か両面印字かを判定する。

ステップＳ４で印字モードが片面印字と判定された場合は、ステップＳ６において、用紙Ｐの印字面全体のうち、何％が記録ヘッド３２からのインク滴でカバーされるかというトータルカバレッジを前記印字画像データに基づいて求め、３０％以上か否かを判定する。

ステップＳ６でトータルカバレッジが３０％以上であると判定された場合は、ステップＳ８において、加熱定着ローラ１００の加熱温度を１２０℃に設定するとともに、ステップＳ１０において加熱定着ローラ１００を全幅に亘って加熱すべき旨の指令をコイル制御部１１４に入力する。

コイル制御部１１４は、前記指令に基づき、ステップＳ１２において、加熱定着ローラ１００が全幅に亘って１２０℃に均一に加熱されるように、温度センサ１０６Ａ〜１０６Ｄからのフィードバック結果に基づいて電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄを制御する。

一方、ステップＳ６において、トータルカバレッジが３０％未満であると判定したときは、中央制御コンピュータ１０は、ステップＳ１４において、加熱定着ローラ１００における電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄに対応する各区画についてカバレッジ、すなわち用紙Ｐのある区画がインク滴で覆われる面積割合を求める。そして、ステップＳ１６において前記区画のカバレッジが３０％以上であるか否か判定する。

カバレッジが３０％以上と判定された区画については、ステップＳ１８において、中央制御コンピュータ１０は、コイル制御部１１４に、電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄのうち前記区画に対応するものを励磁すべき旨の指令を入力するとともに、ステップＳ２０で加熱温度を１００℃に設定する。

一方、カバレッジが３０％未満と判定された区画については、ステップＳ２２において、中央制御コンピュータ１０は、コイル制御部１１４に、電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄのうち前記区画に対応するものを励磁しない旨の指令を入力する。

コイル制御部１１４は、ステップＳ１２において、前記指令に基づいて電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄの何れに交流電流を給電すべきかを決定し、加熱定着ローラ１００の所定の区画が１００℃に均一に加熱されるように、温度センサ１０６Ａ〜１０６Ｄからのフィードバック結果に基づいて電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄを制御する。

ステップＳ４で印字モードが両面印字と判定された場合は、ステップＳ２４において、前記印字画像データに基づいてトータルカバレッジを求め、２０％以上であるか否かについて判定する。

ステップＳ２４でトータルカバレッジが２０％以上であると判定された場合は、ステップＳ６およびステップＳ２８に移行するが、ステップＳ２６およびステップＳ２８は、夫々ステップＳ８およびＳ１０に対応する。

コイル制御部１１４は、ステップ２６およびＳ２８において、加熱定着ローラ１００を全幅に亘って１２０℃に均一に加熱すべき旨の指令が入力されると、ステップＳ１２において、温度センサ１０６Ａ〜１０６Ｄからのフィードバック結果に基づいて電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄを制御する。

一方、ステップＳ２４において、トータルカバレッジが２０％未満であると判定したときは、中央制御コンピュータ１０は、ステップＳ３０〜Ｓ３８に示される一連の手順を実行するが、ステップＳ３０〜Ｓ３８は、夫々ステップ１４〜Ｓ２２に対応する。

そして、コイル制御部１１４に対し、カバレッジが２０％以上の区画については、加熱定着ローラ１００の対応する区画を１１０℃に加熱し（ステップＳ３６）、カバレッジが２０％未満の区画については、加熱しない旨の指令（ステップＳ３８）を出力する。

コイル制御部１１４は、ステップＳ１２において、前記指令に基づいて電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄの何れに交流電流を給電すべきかを決定し、加熱定着ローラ１００の所定の区画が１１０℃に加熱されるように、温度センサ１０６Ａ〜１０６Ｄからのフィードバック結果に基づいて電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄを制御する。

なお、ステップＳ６およびステップＳ２４においてトータルカバレッジに基づいて判定を行う代わりに、印字画像データから印字ジョブがピクトリアル画像かテキスト画像かを判定し、印刷ジョブがピクトリアル画像であると判定したときは、ステップＳ８〜ステップＳ１０またはステップ２６〜ステップＳ２８で示す手順を実行し、印刷ジョブがテキスト画像であると判定した場合は、ステップ１４〜ステップＳ２２またはステップＳ３０〜ステップＳ３８で示す手順を行ってもよい。

一方、給紙トレイ１６からピックアップローラ１８によって用紙Ｐが１枚づつ取り出され、給紙ローラ対２０に送り込まれる。そして、給紙経路２２を通って画像記録部３０に挿入される。

用紙Ｐは、画像記録部３０において、搬送ベルト２８によって吐出領域ＳＥを搬送され、同時に処理液ヘッド３３から処理液が、記録ヘッド３２の夫々からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのインクが吐出されて用紙Ｐの上側の面に付着する。記録ヘッド３２から用紙Ｐに吐出されたインクは、処理液によって不溶化される。これにより、用紙Ｐにはフルカラー画像が記録される。

フルカラー画像が記録された用紙Ｐは、加熱定着ローラ１００によってフルカラー画像が形成された側の面が過熱される。方向転換ローラ４８および排紙ローラ対４２によって排紙経路４４に導入される。

ここで、印字モードが片面印字の場合は、排紙ローラ対４２がそのまま正転して排紙経路４４に沿って排紙トレイ４６に向かって搬送される。

一方、印字モードが両面印字の場合には、排紙ローラ対４２が逆転して用紙Ｐが排紙経路４４を逆送し、ローラ対５０によって搬送経路５２を画像記録部３０に向かって戻される。そして、搬送経路５２の出口に位置する給紙ローラ対２０によって表面と裏面とが逆転され、１回目の印字では画像が形成されなかった裏面が上になるように画像記録部３０の吐出領域ＳＥに案内され、裏面にも処理液およびＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのインクが吐出されて画像が形成される。裏面に画像が形成された用紙は、再度加熱定着ローラ１００で画像が加熱、定着され、排紙経路４４を通って排紙トレイ４６に排出される。

インクジェット記録装置１２においては、トータルカバレッジが高い場合、換言すれば用紙の全面にピクトリアル画像を形成する場合は、加熱定着ローラ１００を全幅に亘って１２０℃に加熱し、トータルカバレッジが低い場合、換言すればテキスト画像を形成する場合は、加熱定着ローラ１００を部分的に加熱するか、または加熱しない。また、片面印字に比較して用紙Ｐへの単位面積あたりインクの付着量が多い両面印字の場合には、より低いトータルカバレッジにおいて加熱定着ローラ１００を全幅に亘って１２０℃に加熱する。

また、トータルカバレッジが低い場合においても、たとえばテキスト画像とピクトリアル画像とが同じページに混在するときのように、カバレッジの高い部分と低い部分とが混在しているときは、カバレッジの高い部分のみが加熱されるように加熱定着ローラ１００を制御する。

したがって、両面印字を行ったり、ピクトリアル画像主体の印字を行ったり、ピクトリアル画像とテキスト画像とが混在した印字を行ったりした場合においても、用紙Ｐに吐出されたインクが十分乾燥せずに排紙ローラ対４２に付着し、用紙Ｐに形成された画像を汚すことが防止される。また、用紙Ｐが過剰に加熱されることがないから、過剰加熱による画像の劣化が生じることがない上、電力消費量も節減される。

更に、画像記録部３０においては、処理液ヘッド３３で用紙Ｐに処理液を吐出してから記録ヘッド３２でインクを吐出しているから、用紙Ｐに付着したインクは処理液と反応して不溶化される。したがって、たとえ加熱定着ローラ１００における加熱、定着が不十分であってもインクが排紙ローラ対４２に付着することがない。

加えて長手方向に沿って配設された４個の電磁誘導コイル１０４Ａ〜１０４Ｄによって加熱定着ローラ１００を加熱しているから、用紙Ｐに、ピクトリアル画像とテキスト画像とが混在した画像を印字する場合においても、ピクトリアル画像を定着させる区画のみを加熱できる。

１．実施例１、比較例１、比較例２
実施形態１に示すインクジェット記録装置１２を用い、以下の条件で印字を行った。
（１）使用インクおよび処理液
（ａ）処理液
・ジエチレングリコール ・・・２５質量％
・硫酸マグネシウム６水和物 ・・・５質量％
・アセチレングリコールエチレンオキシド付加物 ・・・１質量％
・イオン交換水 ・・・残部
（ｂ）インク１（黒色インク）
・Carbojet-300（カルボン酸基／キャボット社製） ・・・４質量％
・スチレン−アクリル酸共重合体（酸価１００／中和度９５％）・・・１質量％
・ジエチレングリコール ・・・１５質量％
・チオジグリコール ・・・２．５質量％
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・２．５質量％
・アセチレングリコールエチレンオキシド付加物 ・・・０．２質量％
・イオン交換水 ・・・残部
（ｃ）インク２（シアン色インク）
・C. I. Pigment Blue １５：３（スルホン酸基） ・・・４質量％
・ジエチレングリコール ・・・２０質量％
・プロピレングリコール ・・・２．５質量％
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・２．５質量％
・アセチレングリコールエチレンオキシド付加物 ・・・１質量％
・フランカルボン酸 ・・・１質量％
・水酸化ナトリウム ・・・０．２質量％
・イオン交換水 ・・・残部
（ｄ）インク３（マゼンタ色インク）
・C. I. Pigment Red １２２（スルホン酸基） ・・・４質量％
・ジエチレングリコール ・・・１５質量％
・トリエチレングリコール ・・・５質量％
・スルフォラン ・・・２．５質量％
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・２．５質量％
・アセチレングリコールエチレンオキシド付加物 ・・・１質量％
・イオン交換水 ・・・残部
（ｅ）インク４（黄色インク）
・C. I. Pigment Yellow １２８（スルホン酸基） ・・・４質量％
・ジエチレングリコール ・・・２０質量％
・ジエチレングリコールモノブチルエーテル ・・・５質量％
・アセチレングリコールエチレンオキシド付加物 ・・・１質量％
・イオン交換水 ・・・残部
（２）印字条件
・印字チャート： Ｊ１、Ｊ６、Ｎ１、Ｎ３
Ｊ１： モノクロ、テキスト画像、カバレッジ１％
Ｊ６： カラー、テキスト画像＋グラフ、カバレッジ５％
Ｎ１： カラー、ピクトリアル画像、カバレッジ２０％
Ｎ３： カラー、ピクトリアル画像、カバレッジ３０％以上
・ノズル条件：
１０１７６ノズル（ノズル数８４８のノズルヘッドを１２個千鳥配置）／１色、
ドット密度８００ｄｐｉ
・印字設定速度：６０ｐｐｍ
・加熱定着ローラ１００におけるニップ条件：
ニップ圧 ・・・１００Ｎ
ニップ幅 ・・・５ｍｍ
加熱領域通過時間・・・５ｍｓ。
（３）加熱定着条件
（ａ）実施例１：
・加熱温度、加熱箇所とも可変（図４のロジックに従い、加熱温度、加熱箇所を設定）
・加熱定着ローラ１００を使用
トータルヒータ長（電磁誘導コイル１０４の全長）＝用紙Ｐの紙幅長さ
（ｂ）従来例１
・加熱温度：１００℃一定
・加熱定着ローラ１００に代えて用紙Ｐの紙幅と同一の長さを有する１本の電磁誘導コイルを内蔵した加熱定着ローラを使用
（ｃ）従来例２
・加熱温度：１２０℃一定
・加熱定着ローラ１００に代えて用紙Ｐの紙幅と同一の長さを有する１本の電磁誘導コイルを内蔵した加熱定着ローラを使用。

結果を表１および表２に示す。

なお、表２に示す定着性は、印字直後の画像を指でこすったとき、および１．３ＭＰａのニップ圧でニップしたローラ対の間を通過させたときに画像に滲みが生じないか否かを目視で評価した。また、加熱定着ローラにおける設定温度と消費電力との関係は図５に示すとおりである。

表１および表２から判るように、実施例１においては、ピクトリアル画像である印字チャートＮ１およびＮ３を印字した場合においても、加熱定着ローラの加熱温度を１２０℃に固定した比較例２に比較して消費電力が少ないだけでなく、定着不良も見られなかった。

これに対し、比較例１においては、電力消費は９８Ｗと少なかったものの、印字チャートＮ１およびＮ３を印字した場合には明らかに定着不良が見られた。

このことから、実施形態１にかかるインクジェット記録装置１２によれば、用紙Ｐに印字された画像を定着させる際の電力消費を節減できるだけでなく、定着不良の発生も防止できることが判る。

本発明の液滴吐出装置は、用紙にインクを吐出して印字するインクジェット記録装置だけでなく、基板上に回路を印刷する回路印刷装置も包含する。

図１は、実施形態１にかかるインクジェット記録装置の全体的な構成を示す概略図である。 図２は、図１に示すインクジェット記録装置の備える画像記録部の構成の詳細を示す拡大図である。 図３は、図１に示すインクジェット記録装置の備える加熱定着ローラを軸線に沿った平面および軸線に直交する平面で切断した断面を示す断面図である。 図４は、図１に示すインクジェット記録装置において加熱定着ローラの温度制御を行うロジックを示すチャート図である。 図５は、図１に示すインクジェット記録装置の備える加熱定着ローラにおける設定温度と消費電力との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 中央制御コンピュータ
１２ インクジェット記録装置
１４ 筐体
１６ 給紙トレイ
１８ ピックアップローラ
２０ 給紙ローラ対
２２ 給紙経路
２４ 駆動ローラ
２５ 張架ローラ
２６ 従動ローラ
２８ 搬送ベルト
２９ 搬送コンベア
３０ 画像記録部
３１ 記録ヘッドアレイ
３２ 記録ヘッド
３２Ａ 吐出ユニット
３３Ｂ 駆動回路
３３ 処理液ヘッド
３３Ａ 吐出ユニット
３３Ｂ 駆動回路
３４ メンテナンスユニット
３６ 帯電ローラ
３７ 冷風ダクト
３７Ａ 吹出し口
３８ 冷却ファン
４２ 排紙ローラ対
４４ 排紙経路
４６ 排紙トレイ
４８ 方向転換ローラ
５０ ローラ対
５２ 搬送経路
１００ 加熱定着ローラ
１０２ 胴部
１０２Ａ 弾性層
１０２Ｂ 導電層
１０２Ｃ 表面層
１０４Ａ 電磁誘導コイル
１０４Ｂ 電磁誘導コイル
１０４Ｃ 電磁誘導コイル
１０４Ｄ 電磁誘導コイル
１０６Ａ 温度センサ
１０６Ｂ 温度センサ
１０６Ｃ 温度センサ
１０６Ｄ 温度センサ
１０８ 端板
１１０ 軸
１１２ 温度検出部
１１４ コイル制御部
１１６ 駆動制御部

Claims (15)

1. 所定の方向に沿って搬送される記録媒体に向かって液滴を吐出する液滴吐出手段と、前記液滴吐出手段から吐出された液滴が付着した記録媒体を加熱する記録媒体加熱手段とを備え、
   前記記録媒体加熱手段は、前記記録媒体における一の部分が、前記記録媒体において前記一の部分よりも液滴付着密度の低い他の部分よりも高温になるように前記記録媒体を加熱することを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記液滴吐出手段は、印字画像データに基づいてインクを滴状に吐出するインク吐出手段であり、前記記録媒体は用紙であり、前記記録媒体加熱手段は、前記用紙にインクが吐出されて形成された画像を加熱、定着させる加熱定着手段である請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記インク吐出手段において吐出されるインクは水性インクである請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記水性インクの２５℃における粘度は３５ｍＮ／ｍ以下である請求項３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記加熱定着手段は、
   前記インク吐出手段からインクが吐出された用紙に当接しつつ回転して前記用紙に形成された画像を加熱、定着させるとともに、長手方向に沿って複数の区画に区分されてなる加熱定着ローラと、
   前記加熱定着ローラの各区画を温度制御する定着温度制御手段と
   を備え、
   前記加熱定着ローラの各区画は、前記用紙における一の部分を加熱する区画が、前記用紙において前記一の部分よりもインク付着密度の低い他の部分を加熱する区画よりも高温になるように前記定着温度制御手段によって温度制御される請求項２〜４の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
6. 前記定着温度制御手段は、印字ジョブが、液滴付着密度がある所定の値以上である一の印字ジョブのときは、印字ジョブが液滴付着密度が前記所定の値よりも低い他の印字ジョブであるときよりも用紙が高い温度に加熱されるように、前記加熱定着ローラの各区画を温度制御する請求項５に記載の液滴吐出装置。
7. 前記定着温度制御手段は、前記インク吐出手段に入力される印字画像データに基づき、前記印字ジョブが前記一の印字ジョブか前記他の印字ジョブかを判定し、得られた判定結果に基づいて前記加熱定着ローラの各区画を温度制御する請求項６に記載の液滴吐出装置。
8. 前記加熱定着ローラは、各区画の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記定着温度制御手段は、前記温度検出手段で検出した温度に基づいて各区画の温度を制御する請求項５〜７の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
9. 前記定着温度制御手段は、前記加熱定着ローラにおいて、印字ジョブが前記一の印字ジョブである区画を選択的に加熱する請求項５に記載の液滴吐出装置。
10. 前記定着温度制御手段は、前記インク吐出手段に入力される印字画像データに基づき、前記インク吐出手段で実行される印字ジョブが前記一の印字ジョブか前記他の印字ジョブかを判定し、得られた判定結果に基づいて前記加熱定着ローラにおいて加熱する区画を選択する請求項９に記載の液滴吐出装置。
11. 前記加熱定着ローラの区画毎に誘導加熱用の電磁誘導コイルが設けられてなる請求項４〜１０の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
12. 前記インク吐出手段の上流側、または前記インク吐出手段と前記加熱定着ローラとの間において、前記インク吐出手段から用紙に吐出されたインクを不溶化または凝集させる処理液を前記用紙に付着させる処理液付着手段を備えてなる請求項５〜１１の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
13. 前記インク吐出手段と前記加熱定着ローラとの間において前記用紙に乾燥風を吹き付ける乾燥風吹付け手段を備えてなる請求項５〜１２の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
14. 印字画像データが入力されるとともに、入力された印字画像データに基づいて前記インク吐出手段を制御する印字コントロール部を備え、
    前記乾燥風吹付け手段は、前記印字コントロール部を通過した冷却風を乾燥風として前記用紙に吹き付ける請求項１３に記載の液滴吐出装置。
15. 前記乾燥風吹付け手段は、印字画像データに基づいて印字される画像が、液滴付着密度がある所定の値以上である一の画像か、液滴付着密度が前記所定の値よりも低い他の画像かを判定し、前記画像が前記一の画像のときは、他の画像のときよりも乾燥風の風量を増加させる請求項１３または１４に記載の液滴吐出装置。

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