JP2010188621A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水性インクを用いたインクジェット記録において、記録後の記録媒体の変形を抑制するための乾燥時間を短縮し、かつ記録画像の濃度差を低減する。
【解決手段】
記録媒体を吸引する複数の吸引手段を有し、記録ヘッドが画像データを記録した後、吸引手段の吸引力を記録終了前よりも強くなるように順次制御を行う。これにより、速い記録速度を保ったまま、各記録領域内に生じる画像の濃度ムラを低減することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、水性インクにより記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置に関するものである。

従来、インクジェット記録方法としてシリアル型インクジェット記録装置が用いられており、比較的安価な構成で小型化が容易なことから、一般に普及している。このシリアル型インクジェット記録装置は、記録ヘッドの記録走査（記録パス）と、記録媒体の搬送を間欠的に繰り返すことにより、記録媒体上に順次画像を記録（印字）する。この記録走査では、１回の走査で帯状の記録領域（バンド）が形成される。インクジェット記録に用いられるインクとしては、主溶媒として水を用いる水性インクや、主溶媒として有機溶媒を用いる油性インクが広く知られており、近年では水性インクが主流となっている。

この水性インクを用いて、セルロースを含有する記録媒体に記録を行う場合、インク中の水分によりセルロース間の水素結合が壊れ、波打ち（コックリング）と呼ばれる記録媒体の変形という問題が生じる。この波打ち（コックリング）は、記録媒体を固定した状態で記録媒体上に吐出されたインクの水分が所定量以下になるまで乾燥させることで、変形を抑制することができる。従来、強い空気吸引を行うことにより、記録媒体を固定し、かつ乾燥を促進させて変形を抑制させる方法が提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、吸引力を強くするとインクの乾燥を促進することができるが、インク中の色材の浸透が促進され、色材が記録媒体内部に沈み込むため、記録画像の濃度が低下してしまう。一方、吸引力を弱くすると、記録媒体を固定したまま、発色に影響を与えない水などを乾燥させることができ、波打ちを抑制しながら色材の沈み込みを防止することができる。しかし、吸引力が強い場合に比べてインクの乾燥に時間がかかり、長い時間吸引固定しなければならないため、記録スピードを速くすることができない。

これに対し、空気吸引の吸引力を可変とする方法が提案されている。この方法では、記録媒体への印字中は弱い吸引力で吸引し、印字を行わないタイミングでは強い吸引力で吸引する。これにより、インクの着弾直後は弱い吸引力で吸引し、色材の沈み込みを抑制しながら記録媒体表面で定着させ、濃度低下を低減することができる。さらに、強い吸引力に切り替えて乾燥させることにより、記録速度を速くすることができる（特許文献２参照）。

しかしながら、記録媒体の大きさやインクの種類によっては、上述した特許文献２に開示される構成を用いても、濃度低下による濃度ムラが生じてしまう場合がある。

図１（ａ）は、特許文献２に開示されている構成を用いて片方向記録を行う場合の一例を示している。１０２はキャリッジに搭載された記録ヘッドである。第１の記録領域（図のバンド１）を記録する第１走査では、記録ヘッド１０２がＸ方向（図の左から右）に走査しながら印字を行う。そして、記録媒体を空気吸引する吸引手段は、印字中は吸引力「弱」で吸引し、印字後に「弱」から「強」に切り替わる。このとき、印字開始領域Ａでは、印字後に弱い吸引力で長い時間吸引されるため、色材が記録媒体内部に深く浸透せずに定着する。一方、印字終了領域Ｂでは、印字後すぐに強い吸引力に切り替わり、前述のように色材が定着する十分な時間がなく、記録媒体内部に浸透し、濃度が低下してしまう。同様に、第２走査、第３操作と続けて記録を行い、印字開始領域側と印字終了領域側で記録媒体上の発色が異なるため、各バンド内で濃度差が生じてしまう。

また、図１（ｂ）のように双方向記録を行う場合においても同様に、記録媒体の印字終了領域側において濃度が低下するため、濃度差が生じてしまう。双方向記録においては、第２の記録領域（バンド２）を記録する第２走査は、−Ｘ方向（図の右から左）に記録を行い、同様に各記録領域（バンド）内で濃度差が生じる。そして、濃度の低いバンド１の印字終了領域Ｂと、濃度の高いバンド２の印字開始領域Ａが隣接し、濃度ムラが目立ってしまう。

特開２００１−２７７６１７ 特開２００４−２９１６２７

特許文献２に記載の方法では、各記録走査後に吸引力を「弱」から「強」に切り替えるように吸引手段を制御することにより、記録媒体の波打ちを抑制するための乾燥時間を短縮し、記録速度を改善することができる。しかしながら、強い吸引力で吸引すると記録画像に濃度差が生じてしまう。特に、長い印字幅の記録媒体を用いる場合に、記録画像の両端の濃度差が顕著となってしまう。

本発明は、上記課題を解決するものであり、記録速度を低下させずに記録媒体の波打ちを抑制し、かつ記録画像に生じる濃度差を低減することを目的とする。

このような課題を解決するため、インクを吐出するための記録ヘッドを記録媒体に対して走査方向に走査させながら前記記録ヘッドからインクを吐出して記録を行う記録装置であって、前記記録媒体のインクが吐出される面の裏面を支持するための支持部材と、前記支持部材に設けられた複数の吸引口を用いて前記記録媒体を前記支持部材に吸着させるための吸引力を発生させる吸引手段と、前記記録ヘッドの１回の走査で通過する記録媒体上の領域を前記走査方向に分割してなる分割領域毎に、当該分割領域の記録が終了した順に、当該分割領域に対向する吸引口の吸引力が当該分割領域の記録が終了する前よりも強くなるように前記吸引手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、インクジェット記録装置において、記録媒体の吸引力を適切に制御することにより記録媒体の変形を抑制し、かつ各記録領域内の濃度差による濃度ムラを低減可能とする。

片方向及び双方向記録におけるバンドを示す図 装置概略図 ヘッドとプラテンの関係図 プラテン構成図 制御ブロック図 全体のフローチャート図

以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を示す。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示す。本実施形態では、装置中の各部の複数存在するもののうちの一部について、符号を示して説明する。特に図３及び図４については、図のＸ方向に並ぶ各部のうちの一部を示して説明する。

（第１の実施形態）
（全体図）
図２は、シリアル型インクジェット記録装置の構成の概略を示す図である。キャリッジ（不図示）に搭載された記録ヘッド１０２は、ガイドシャフト１０１に沿って、図のＸ方向（主走査方向）に往復走査しながら、記録媒体１１１に記録ヘッド１０２の吐出口の配列範囲に対応した幅でインク吐出による記録を行う。前述のように、１回の走査で帯状の記録領域（バンド）が形成される。また、走査と走査の間で記録媒体１１１を図のＹ方向に所定量搬送する。このように、記録ヘッドの往復走査と、記録媒体の搬送動作とを間欠的に繰り返し、記録媒体１１１に画像の記録を完成させる。

図３は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の要部の平面図の一部である。記録ヘッド１０２と対向する位置には、記録紙等のシート状の記録媒体を支持するためのプラテン１０３が配設されている。プラテン１０３には、記録媒体を被記録面（裏面）側から吸引するための複数の吸引口１０４が設けられている。前述のように、画像情報に基づいて記録ヘッド１０２の吐出口からインクを吐出しながら、図のＸ方向に走査させて１バンド分の記録を行う。また、キャリッジ位置読み取りセンサー２３０、２３１がプラテン１０３上に設けられており、記録ヘッド１０２の通過を検知する。

（プラテン）
図４は、支持部材であるプラテンの構成を示す断面図の一部である。各吸引口１０４は、プラテン１０３の内部空間２１０、２１１に通じており、内部空間２１０、２１１の一部に吸引ファン（排気ファンでもある）２２０、２２１が装着されている。本実施形態において、記録媒体１１１を吸着するための吸引手段は、吸引ファン２２０、２２１、内部空間２１０、２１１及び吸引口１０４により構成される。ここで内部空間２１０に対応する吸引ファンは吸引ファン２２０となる。そして、各ファンにより記録媒体の１回の走査で記録される領域を、走査方向に複数に分割された分割領域ごとに裏面側からそれぞれ吸引する。

吸引ファン２２０、２２１の作動により発生する吸引負圧は、それぞれ内部空間２１０、２１１及び各吸引口１０４を通して、プラテン１０３上の記録媒体１１１の裏面に作用する。２２０、２２１及び吸引口１０４は内部空間２１０、２１１と共に吸引手段を構成している。この吸引手段による吸引負圧によって、記録媒体は吸引されてプラテン１０３に密着される。

（吸引力可変の制御）
図５は、制御部３０２に係る構成を示すブロック図であり、前述の記録媒体を空気吸引する吸引力の制御は、制御部３０２のＣＰＵ３０４によって行われる。制御部３０２は、その基本構成として、ＲＯＭ３０３、ＣＰＵ３０４、ＲＡＭ３０５を備える。ＲＯＭ３０３は、インクジェットプリンタの各構成の動作を制御するための制御プログラム及びこの制御プログラムで使用されるデータ等をあらかじめ格納する。ＣＰＵ３０４は、制御プログラムに基づく各種処理を行う。ＲＡＭ３０５は、ＲＯＭ３０３から読み出したデータ及び制御プログラムに基づいてＣＰＵ３０４により算出されたデータ等を格納する。

まず、キャリッジ位置読み取りセンサー２３０（２３１）からの検知信号は、インターフェース３０１（以下、「Ｉ／Ｆ」という。）を介してＣＰＵ３０４に入力される。この信号に基づき、ＣＰＵ３０４は、吸引ファン２２０を駆動させる旨の制御信号をＩ／Ｆ３０６を介して駆動回路３０７に出力し、吸引ファン２２０における吸引力と吸引時間を制御する。

（装置全体の制御）
図６は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の動作を示すフローチャートである。吸引口１０４からの負圧吸引力により、記録媒体１１１が各凹部に引き込まれるようにプラテン１０３に密着させる（Ｓ１００１）。そして、ガイドシャフト１０１に沿って記録ヘッド１０２を走査させるとともに、画像情報に基づいて該記録ヘッドを駆動することで、記録媒体１１１の所定の記録領域に記録を行う（Ｓ１００２）。キャリッジ位置読み取りセンサーでキャリッジが通過したか否かを判別し（Ｓ１００３）、通過していない場合は記録を続ける（Ｓ１００２）。キャリッジが通過した場合、すなわち記録媒体への記録後、対応する吸引ファンの吸引力を弱から強に切り替える（Ｓ１００４）。本実施形態において、キャリッジ位置読み取りセンサーと対応する吸引ファンとは、キャリッジの通過後にセンサーよりも走査方向後方に位置するファンのことである。図４においては、センサー２３０でキャリッジの通過を検知したとき、吸引ファン２２０の吸引力を切り替え、内部空間２１０を吸引する。次にセンサー２３１でキャリッジの通過を検知した場合は、吸引ファン２２１の吸引力を切り替え、内部空間２１１を吸引する。このように、記録後の複数の分割領域毎に、記録が終了した順に、複数の吸引ファンの吸引力を切り替える制御を順次行う。

そして、所定の記録領域の記録が終了したかを判別し（Ｓ１００５）、終了していない場合はＳ１００２に戻り、記録を続ける。記録が終了した場合はＳ１００６に進む。全記録領域の記録が終了しているか否かを判別し（Ｓ１００６）、終了していない場合は記録媒体１１１を搬送し（Ｓ１００７）、Ｓ１００１に戻る。これを繰り返し、全記録領域が終了するまで記録を行う。

以上のように、本実施形態では、各記録領域（バンド）内で対応する記録領域毎に独立して吸引力を可変とするファンを用いる。そして、センサーによってキャリッジが通過した情報を取得すると、記録媒体上のキャリッジが通過した領域、つまり記録が行われた領域を吸引するファンの吸引力を、記録が終了する前よりも強い吸引力に切り替える。このような制御を行うことで、波打ちを抑制する記録媒体を乾燥させる時間を短縮し、且つ記録媒体中のインクの色材の沈み込みによる濃度低下を低減し、濃度差を改善することができる。

本実施形態において、キャリッジの走査中に記録媒体を吸引する吸引力を切り替え可能な領域の数は多いほうが好ましい。少なくとも、２つの吸引ファンを備えてそれぞれの内部空間が仕切られていれば、キャリッジの走査中に記録媒体を吸引する吸引力を記録領域毎に切り替えることができるため、本発明の効果を奏する。

本実施形態では、ファンを用いて空気吸引を行ったが、ポンプと弁などを用いて吸引力を制御した場合でも、同様に本発明の効果を奏する。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、各記録領域（１バンド）を１回の走査で記録する、所謂１パス記録の例を用いて説明した。本実施形態では、所定の記録領域を複数回の走査で画像を完成させる、所謂マルチパス記録の例について説明する。

図１（ａ）及び（ｂ）において、バンド１を複数回の走査で記録する場合、所定の記録領域に対して各パスの記録率がほぼ一定なフラットマスクを用いてＮ回の走査で記録を行うとすると、１回の走査で記録されるのは第１の実施形態で記録されるインク量の１／Ｎである。よって、マルチパス記録は、前述の１パス記録よりも記録に要する時間が長く、記録媒体が吸引固定されている時間も長い。

前述の記録媒体の波打ちを防止するためには、乾燥するまで記録媒体を吸引して固定しておけばよいため、１パス目から（Ｎ−１）パス目までは弱い吸引力のままで吸引し、強い吸引力に切り替える必要はない。そしてＮパス目の記録走査後、記録媒体の乾燥時間を短縮するために強い吸引力に切り替える。

これにより、複数の走査で記録を行うマルチパス記録においても、記録媒体を乾燥させる時間を短縮しつつ、インクの沈み込みを抑制することができる。

（その他の実施形態）
前述の実施形態においては、センサーの感知後、すぐにファンの吸引力を弱から強に切り替える制御を行っているが、本発明はこれに限るものではない。インクと記録媒体の性質、及びセンサーの設けられた位置に応じて、センサーが記録ヘッドの通過を感知後、一定時間後に記録中よりも強い吸引力に切り替えるように制御を行ってもよい。記録後に切り替える時間を各記録領域毎にほぼ一定にすることにより、濃度差による濃度ムラを解消することができる。

前述の実施形態ではセンサーはプラテン１０３上に設けられていたが、記録ヘッドの動作を検知できる場所であれば、シャフト１０１などに設けられていてもよい。センサーがプラテンの端のみに設けられている場合は、キャリッジの走査開始からの時間と走査速度に応じて吸引力を切り替えるタイミングの制御を行ってもよい。

さらに、前述の実施形態では、センサーを用いてキャリッジの位置情報を取得したが、本発明はキャリッジの位置情報に基づいてファン等の吸引手段を制御するものであるから、キャリッジの位置情報を取得する方法はこれに限るものではない。例えば、パルスモータやエンコーダからキャリッジ位置情報を取得してもよい。その場合、プラテン等にセンサーを設ける必要がなく、コストを削減することができる。

また、本発明のインクジェット記録装置に用いる記録ヘッドは、静電方式、圧電方式、サーマル方式など、どの方式のものでも同様の効果を得ることができる。

１０１ シャフト
１０２ ヘッド
１０３ プラテン
１０４ 吸引口
１１１ 記録媒体
２１０、２１１ 内部空間
２２０、２２１ 吸引ファン
２３０、２３１ キャリッジ位置読み取りセンサー
３０１ １／Ｆ
３０２ 制御部
３０３ ＲＯＭ
３０４ ＣＰＵ
３０５ ＲＡＭ
３０６ １／Ｆ
３０７ 駆動回路

Claims (3)

1. インクを吐出するための記録ヘッドを記録媒体に対して走査方向に走査させながら前記記録ヘッドからインクを吐出して記録を行う記録装置であって、
   前記記録媒体のインクが吐出される面の裏面を支持するための支持部材と、
   前記支持部材に設けられた複数の吸引口を用いて前記記録媒体を前記支持部材に吸着させるための吸引力を発生させる吸引手段と、
   前記記録ヘッドの１回の走査で通過する記録媒体上の領域を前記走査方向に分割してなる分割領域毎に、当該分割領域の記録が終了した順に、当該分割領域に対向する吸引口の吸引力が当該分割領域の記録が終了する前よりも強くなるように前記吸引手段を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする記録装置。
2. インクを吐出するための記録ヘッドを記録媒体に対して走査方向に走査させながら前記記録ヘッドからインクを吐出して記録を行う記録装置であって、
   前記記録媒体のインクが吐出される面の裏面を支持するための支持部材と、
   前記支持部材に設けられた複数の吸引口を用いて前記記録媒体を前記支持部材に吸着させるための吸引力を発生させる吸引手段と、
   前記記録ヘッドの１回の走査で通過する記録媒体上の領域を前記走査方向に分割してなる分割領域毎に、当該分割領域の記録が終了した順に、当該分割領域に対向する吸引口を用いた前記吸引手段による吸引力が当該分割領域の記録中よりも強くなるように前記吸引手段を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする記録装置。
3. 前記制御手段は、前記分割領域の記録が終了した後、一定時間後に吸引力が強くなるように前記吸引手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。