JP2010214876A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録紙をプラテンに吸着させるための吸引手段を利用して、記録装置内に分散するインクミストを回収すること。
【解決手段】 記録中のプラテン吸引ファンの吸引力よりも、記録後のプラテン吸引ファンの吸引力を大きくする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、記録ヘッドよりインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置では、記録紙のカールやインク吸収直後の波打ち現象（コックリング）等によって、記録紙がプラテンから浮き上がり、記録ヘッドに接触するおそれがある。そこで、特許文献１に開示される技術では、ファンで発生させた負圧をプラテン上に複数設けた吸引口から記録紙に作用させることにより記録紙をプラテンに吸着させて、記録紙の浮き上がりを抑制している。

特開２００８−１１４４０９号公報

ところで、インクジェット記録装置では、インクの吐出に伴ってインクミストと呼ばれる微小なインク粒子の飛散が発生する。インクミストは、記録装置内の気流に乗って分散し、様々な場所に付着して装置内を汚損する。特に、キャリッジの位置を検出するエンコーダセンサおよびリニアスケール、記録紙搬送ローラの回転量を検出するエンコーダセンサおよびコードホイールにインクミストが付着すると、検出エラーが発生して画像不良、機能動作不良を起こす場合がある。

このようなインクミストの問題に対して、特許文献１に開示されるようなプラテン上に設けた吸引口からの吸引力を利用してインクミストを回収することが考えられる。しかしながら、従来のプラテン上の吸引口は記録紙を吸着させるために設けられたもので、その吸引力は弱く、記録装置内に分散するインクミストを回収するには十分でなかった。

本発明は、インクを吐出するための記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、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から吸引力を発生させて、前記記録媒体を前記支持部材に吸着させるための吸引手段と、前記記録媒体に画像を記録した後の前記吸引手段による吸引力が記録中における前記吸引力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有することを特徴とする。

本発明によれば、記録紙の浮き上がりを抑制するためにプラテン上に設けた吸引口を利用して、インクミストを回収することができる。

インクジェット記録装置の外観図。 インクジェット記録装置内部の模式図。 インクジェット記録装置のブロック図。 ミスト回収ユニットを説明する図。 第１の実施形態の吸引制御方法のフロー図。 第２の実施形態の吸引制御方法のフロー図。 第３の実施形態の吸引制御方法のフロー図。

（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置１００の外観図である。本実施形態のインクジェット記録装置１００は、Ａ２〜Ａ１サイズのロール紙に記録可能な形態となっている。図１において、１２１はインクジェット記録装置本体１００を乗せるスタンド、１２２は排紙された記録紙を積載するスタッカである。インクジェット記録装置１００は、開閉可能なアッパーカバー１２３を備え、図右側には記録モードや記録紙などの設定をするための操作パネル部１１６、種々の記録情報や設定結果などを表示するための表示パネル１１５が配置されている。また、図左側にはブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどのインクを収容して記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給ユニット１２４が配置されている。

図２は、インクジェット記録装置の内部を説明するための模式図である。図２において、キャリッジユニット１０１は、メインレール１０４に案内されて記録紙搬送方向と垂直方向（Ｘ方向）に往復走査される。また、キャリッジユニット１０１には記録ヘッド１０２が搭載されており、記録ヘッド１０２に設けられた複数のノズル列からそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどのインクが吐出される。１０６はリニアスケールであり、エンコーダセンサ１０５の出力パルスをカウントすることで、キャリッジユニット１０１の相対的な移動距離が検知される。１０３はキャリッジユニット１０１に併設された反射型光センサで、記録紙１０７の左端および右端位置を検出したり、記録紙１０７の先端位置を検出することなどに用いられる。さらに、反射型光センサ１０３は位置の異なる二つの反射系統を具備しており、キャリッジユニット１０１と記録紙１０７との相対距離も検出可能である。また、キャリッジユニット１０１には不図示のカッターが設けられており、１ページ分の記録が完了すると後端をカットすることで、ロール紙に対して複数ページの記録ができるようになっている。

１０８は、記録ヘッド１０２に対向する位置に搬送された記録紙１０７を裏面から支持するためのプラテン（支持部材）である。プラテン１０８には複数の吸引口１０９が設けられており、吸引手段であるプラテン吸引ファン１１１によって発生された負圧によって、記録紙をプラテンに吸着させる。また、後述するように、記録紙への記録が終了して記録紙がプラテンを離れた後は、プラテン吸引ファン１１１の吸引力によって装置内部に飛散するインクミストが回収される。１１０はフチ無し記録用のインク受け部であり、このインク受け部からもプラテン吸引ファン１１１の吸引力によってインクミストを回収できる。プラテン吸引ファン１１１の前段にはインクミストを不図示のミストフィルタが備えられており、吸引口１０９およびインク受け部１１０を介して吸引されたインクミストは、上記のミストフィルタで液状化されトラップされる。

図３は、インクジェット記録装置１００のブロック図である。同図において、３００はインクジェット記録装置１００に接続され、記録すべき画像データやコマンド等を供給するホスト装置（ＰＣ）である。インクジェット記録装置１００は、装置全体を制御する制御ユニット３０１のほか、キャリッジ搬送ユニット３０２、搬送ユニット３０３、プラテン吸引ユニット３０４、ミスト回収ユニット３０５、操作パネルユニット３０７、電源ユニット３０６を備えている。キャリッジユニット３０２は、キャリッジユニット１０１および該キャリッジユニットを駆動するためのキャリッジモータ等により構成される。また、搬送ユニット３０３は記録紙１０７を搬送する搬送ローラ、排紙ローラ、これらローラの駆動力を発生する搬送モータ等により構成される。また、プラテン吸引ユニット３０４は、上述のプラテン１０８、吸引口１０９、インク受け部１１０、プラテン吸引ファン１１１、ミストフィルタ（不図示）等により構成される。さらに、記録装置本体を操作するための操作パネルユニット３０７は、操作パネル部１１６、表示パネル１１５等で構成されている。

制御ユニット３０１は、ドライバー部３０８、シーケンス制御部３０９、画像処理部３１０、タイミング制御部３１１、ヘッド制御部３１２で構成される。シーケンス制御部３０９は、記録制御全般、即ち各機能ブロックの起動および停止、記録紙の搬送制御、キャリッジの走査制御等を行う。さらに、シーケンス制御部３０９は、プラテン吸引ファン１１１の駆動電圧（回転数）を制御することで、プラテン吸引ユニット３０４の吸引力を変更させる機能も有する。プラテン吸引ユニット３０４の吸引力は、後述するように記録中（記録紙を吸着する目的）と記録後（インクミストを回収する目的）とで変更されるほか、記録中も記録紙の種類に応じても異なる吸引力が設定されるようになっている。これは、記録紙のコシが強い場合は強力に吸引しなくてはコシに負けて記録紙が浮いてしまい、逆にコシが弱いと吸引プラテンの凸凹形状にならって表面に凹凸が生じ記録画像中にムラが発生するからである。

ドライバー部３０８は、シーケンス制御部３０９からの指令に基づき各制御信号を駆動したり、各ユニットからの入力信号をシーケンス制御部３０９へ伝達する。画像処理部３１０は、ホスト装置３００からの入力画像データをブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどの記録データに色分解・変換する画像処理を行う。タイミング制御部３１１は、キャリッジの位置と連動して、画像処理部３１０で変換・生成された記録データをヘッド制御部に転送する機能を果たす。ヘッド制御部３１２は、タイミング制御部３１１から入力された記録データをヘッド制御信号に変換して出力するほか、シーケンス制御部３０９の指令に基づいて記録ヘッド１０２の温度制御を行う。

図４に、ミスト回収ユニット３０５の全体構成を示す。ミスト回収ユニット３０５は、回収ダクト１１８、ミスト吸引ファン１１９、回収されたインクミストを液状化、トラップするためのミストフィルタ（不図示）、ミストフィルタを通過した空気を排出する排出ダクト１２０から構成される。回収ダクト１１８は、ミスト吸引ファン１１９により発生した負圧（吸引力）を案内して、装置内のインクミストを回収する。回収ダクト１１８の吸引口は、装置内のインクミストをバランスよく吸引するため各吸引口からの吸引力に変化が生じないように、ミスト吸引ファンからの距離に応じてサイズが異ならせてある。回収ダクト１１８の吸引口はインクミストの発生量が多い記録紙の直近に配置されることが望ましいが、実際には、記録紙の厚みに厚紙対応用紙ガイド機構や用紙浮き防止機構などの厚みを加算した距離だけプラテンから離して配置される。さらに、回収ダクト１１８はキャリッジユニット１０１に干渉、衝突することのないように配置されており、インクミストの発生源である記録ヘッド１０２からは相当離れている。従って、ミスト回収ユニット３０５は、記録ヘッドのインク吐出に伴って飛散したインクミストが、キャリッジユニット１０１の走査やプラテン吸収ユニット３０４（プラテン吸引ファン１１１）によって発生する気流で装置内に拡散したものを回収する役割を果たす。

次に、本実施形態の吸引制御方法を説明する。本実施形態の吸引制御方法は、記録中のプラテン吸引ファンの吸引力よりも、記録後のプラテン吸引ファンの吸引力を大きくすることを特徴とする。すなわち、プラテンが記録紙を支持している間は吸引ファンの吸引力によって記録紙をプラテンに吸着させて高品位の画像記録を可能にする。一方、記録後、記録紙がプラテンから離れて吸引口が開放された後は、吸引ファンの吸引力（回転数）を高めることによって、装置内に飛散するインクミストを回収する。

以下、図５を用いて本実施形態の吸引制御方法の動作フローを詳細に説明する。これらの動作は、図３のシーケンス制御部３０９が、ドライバー部３０８を介して記録ヘッド１０２、搬送ユニット３０３、プラテン吸収ユニット３０４を制御することにより行なわれる。

ホスト装置からの記録命令をトリガーとしてフローがスタートし、Ｓ５０１でプラテン吸引ファンの回転数をフル駆動の８０％に設定して始動し、Ｓ５０２で用紙のプラテンへのロードを行う。ロードは、記録紙は用紙搬送ローラとピンチローラによって先端がニップされた状態で待機しており、その位置からプラテン上にフィードする動作である。ファンの回転には始動命令から実際に所望の回転数に達するまでに若干のタイムラグが存在するため、その分を考慮してＳ５０２へ遷移するまでに待機時間を設けることが好ましい。次にＳ５０３にて１ページ分の記録を行う。ここでは、キャリッジユニット１０１を往復走査させながら搭載された記録ヘッド１０２からインクを吐出させるとともに、走査と走査の間に記録紙を所定量ずつ搬送させることによって１ページ分の画像を完成させる。１ページ分の記録が完了するとＳ５０４に進み、プラテン吸引ファンの回転数を１００％のフル駆動に切り替える。そして、Ｓ５０５でキャリッジユニットに備えられたカッターで記録紙の後端をカットし、排出動作を行う。記録が完了した部分の記録紙が切り離されたロール紙は用紙搬送ローラとピンチローラのニップ位置までその先端が巻き戻され、記録紙が塞いでいたプラテン上の吸引口１０９が開放される。

ロール紙が巻き戻されると、次の記録動作が開始されるまではプラテン上の吸引口は開放された状態となっている。本実施形態の吸引制御方法では、この間のプラテン吸引ファンの吸引力を、記録中のプラテン吸引ファンの吸引力を大きくなるようにプラテン吸引ファンを制御している。したがって、画像記録に伴って装置内に飛散したインクミストを効率的に回収することができる。

続いて、Ｓ５０６で次の記録命令が発せられているかどうかを判定し、Ｓ５０６で記録命令があると判定された場合はＳ５０１へ戻りプラテン吸引ファンの回転数を８０％に戻してから、Ｓ５０２以降の処理を繰り返す。Ｓ５０６で記録命令が無いと判定された場合には、Ｓ５０７でプラテン吸引ファンを停止状態にして記録動作を終了する。

以上のように、本実施形態の吸引制御方法では、記録中のプラテン吸引ファンの吸引力よりも、記録後のプラテン吸引ファンの吸引力を大きくすることことによって、装置内に飛散するインクミストを吸引口から回収することができる。また、記録動作終了後、装置内のインクミストは自重によって装置内の下部に集中するので、本実施形態のようにプラテンに設けた吸引口から吸引することで効率的にインクミストを回収できる。また、本実施形態の構成では、プラテン上の吸引口が用紙幅方向に亘って一定間隔で配置されているので、装置内に拡散するインクミストを回収する構成としては理想的である。また、上述の説明では連続記録時に記録紙先端をピンチローラのニップ位置まで巻き戻しているが、巻き戻し量はより少ない方がスループットの観点から良い。ただし、インクジェット記録装置では、１枚の記録ごとにワイプや予備吐などのクリーニングが行なわれるため、ニップ位置まで巻き戻してもスループットは然程問題にならない。

なお、本実施形態の吸引制御方法は、ロール紙に対して記録を行う構成の記録装置に限らず、カセットから給紙、搬送されるカット紙に記録を行う構成であっても、同様に実施できる。また、上述の説明においては、記録命令が無いと判定された場合にはＳ５０７でプラテン吸引ファンを停止状態としているが、所定時間はプラテン吸引ファンを回転させ続けてインクミストを回収するようにしてもよい。ところで、上述のフローでは記録中のプラテン吸引ファンの回転数をフル回転時の８０％としている。これは、記録中に用紙の浮きや凹凸が発生せず、また不要な摩擦による用紙搬送精度の悪化を招かないように設定された数値の一例であり、この数値は記録紙の種類等に応じて変更することが好適である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、記録後のプラテン吸引ファンの吸引力をインクミストの発生の程度に応じて変更することを特徴とする。本実施形態では、記録ヘッドの吐出口面と記録紙表面との距離（以下、ヘッド紙間距離ともいう）と、インクの吐出発数とからインクミストの発生量を推定し、この推定した量に応じて記録後のプラテン吸引ファンの吸引力を変更する。つまり、ヘッド紙間距離が大きいほど吐出されたインクのうち記録紙（記録媒体）に着弾せずに飛散するインクミストが増えるため、ヘッド紙間距離が大きいほど記録後のプラテン吸引ファンの吸引力を高めることが好適である。また、記録中のインクの吐出発数が多いほど飛散するインクミストが増えるため、インク吐出発数が多いときほどプラテン吸引ファンの吸引力を高めることが好適である。以下、図６を用いて第２の実施形態の吸引制御方法の動作フローを詳細に説明する。

ホスト装置からの記録命令をトリガーとしてフローがスタートし、Ｓ６０１でプラテン吸引ファンの回転数をフル駆動の８０％に設定して始動し、Ｓ６０２で用紙のプラテンへのロードを行う。このとき、記録紙のロード作業と同時に、キャリッジユニット１０１に併設された反射型光センサ１０３を用いてヘッド紙間距離を計測する。次に、Ｓ６０３で、インクの吐出発数を計測するためのカウンタをクリアしてカウント動作を開始する。次にＳ６０４にて記録紙に対して画像記録を行うが、このとき、インクの吐出発数が常時カウントされる。カウント動作は、シーケンス処理部３０９が画像処理部３１０により処理された各インク色の記録データの中からインク吐出データ数をカウントすることにより実行される。なお、画像記録のために記録紙に対して吐出されるインクの発数に加えて、記録途中に実行される予備吐出のインク発数を加えてカウントしてもよい。記録が完了すると次にＳ６０５の工程にて、カウント値が所定値ａと比較判断され、Ｓ６０２の工程で検知されたヘッド紙間距離が所定値ｂと比較判断される。このステップにおいて、カウント値が所定値ａよりも小さいと判断され、かつヘッド紙間距離が所定値ｂよりも小さいと判断された場合はインクミストの発生量が少ないと推定できるので次のＳ６０６の工程でプラテン吸引ファンの回転数を９０％に設定する。一方、それ以外の場合は１００％に設定する。次にＳ６０７で記録紙のカット、排出動作が行なわれる。そしてＳ６０８では、次の記録命令が発生されているかどうかを判定する。記録命令があると判定された場合は、Ｓ６０１へ戻り、プラテン吸引ファンの回転数を８０％に戻して以降の処理を繰り返す。記録命令が無いと判定された場合は、Ｓ６０９でプラテン吸引ファンの回転を停止状態にして、記録動作を終了する。

以上のとおり、第２の実施形態では、インクの吐出発数とヘッド紙間距離とからインクミストの発生量を推定し、インクミストの発生量が少ないと推定できる場合のプラテン吸引ファンの回転数を、それ以外のときの回転数よりも下げている。これにより、必要以上にプラテン吸引ファンの回転数を増大させることがないので、省電力化、低騒音化が図れる。

なお、本実施形態では、ヘッド紙間距離とインク吐出発数の両方からインクミスト発生量を推定しているが、いずれか一方の情報に基づいてインクミスト発生量を推定するようにしてもよい。また、ヘッド紙間距離とインク吐出発数それぞれを複数の閾値と比較判断することにより、より詳細にインクミスト発生量を推定して、ファン回転数を制御するようにしても構わない。また、記録中のインク吐出発数が著しく小さい場合には、プラテン吸引ファンの回転数を記録動作中の回転数と合致させてもよい。

さらに、推定したインクミスト発生量に基づいて、記録後にプラテン吸引ファンを用いてインクミストを回収する時間を変更するようにしてもよい。つまり、インクミストの発生量が大きい場合には、インクミストを回収できる時間が長くなるように次ページの記録開始タイミングを遅延させる制御をする。この形態は、記録後のプラテン吸引ファンの回転数を変更する構成と組み合わせてもよいし、記録後のファンの回転数を記録中の回転数のままとして次ページの記録開始タイミングのみを制御するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、記録中は記録紙の幅に応じてプラテン吸引ファンの吸引力を作用させる吸引口を記録紙で塞がれる吸引口に限定し、記録後は全吸引口にプラテン吸引ファンの吸引力を作用させてインクミストを回収することを特徴とする。つまり、記録中に、記録紙で塞がれていない吸引口にも吸引ファンの吸引力を作用させると、これら吸引口からの吸気により十分な吸引圧が得られないという問題がある。一方、本実施形態の吸引制御方法では、記録後のプラテン吸引ファンによる吸引はインクミストの回収を目的としており、装置内全域に拡散したインクミストを回収するためにも、記録後は吸引領域（吸引力を作用させる吸引口の範囲）が制限されるのは好ましくない。そこで、本実施形態では、各吸引口に吸引口の開閉を可能にするプラテンシャッタ（不図示）を備え、シーケンス制御部３０９がドライバー部３０８を介して各プラテンシャッタの開閉を制御する。つまり、記録中と記録後とで吸引領域を選択的に切り替えて上述の問題を解決するのである。以下、図７を用いて第３の実施形態の吸引制御方法の動作フローを詳細に説明する。

ホスト装置からの記録命令をトリガーとしてフローがスタートし、Ｓ７０１でプラテン吸引ファンの回転数をフル駆動の８０％に設定して始動する。そしてＳ７０２で、情報に基づいて開状態とする吸引口のプラテンシャッタを選択し、吸引力を作用させる吸引口を記録紙の幅に応じて切り替える。次にＳ７０３で用紙のプラテンへのロードを行ない、Ｓ７０４にて記録紙に画の記録を行う。記録が完了したら、Ｓ７０５でプラテン吸引ファンの回転数を１００％に切り替え、次工程のＳ７０６でプラテンシャッタを制御して、全域を吸引する状態に切り替える。その後Ｓ７０７に進み、Ｓ７０７にて記録紙をカットし、排紙する。そしてＳ７０８では、次の記録命令が発生されているかどうかを判定し、記録命令があると判定された場合は、Ｓ７０１へ戻り、プラテン吸引ファンの回転数を８０％に戻して以降の処理を繰り返す。Ｓ７０８で記録命令が無いと判定された場合は、Ｓ７０９でプラテン吸引ファンの回転数を停止状態にして、記録動作を終了する。

以上のとおり、第３の実施形態では、各吸引口に吸引口の開閉を可能にするプラテンシャッタを備え、記録中と記録後とで吸引領域を選択的に切り替えている。これにより、記録時は記録紙に対する吸着力を高めて高品位の画像記録を可能とし、記録後はプラテン吸引ファンによる装置内のインクミスト回収効果を高めることができる。さらには、第２の実施形態の構成を組み合わせて、インクの吐出発数とヘッド紙間距離とから推定されるインクミスト発生量に応じて記録後のプラテン吸引ファンの回転数を変更するようにしてもよい。

なお、第１の実施形態から第３の実施形態では、シリアルスキャン型の記録装置を用いて説明を行ったが、本発明はフルライン型の記録装置にも適用できるものである。

１００ インクジェット記録装置
１０２ 記録ヘッド
１０７ 記録用紙
１０８ プラテン
１０９ 吸引口
１１０ 予備吐口
１１１ プラテン吸引ファン
１１８ ミスト回収ダクト
１１９ ミスト回収ファン
３１０ 画像処理部

Claims (7)

1. インクを吐出するための記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
   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から吸引力を発生させて、前記記録媒体を前記支持部材に吸着させるための吸引手段と、
   前記記録媒体に画像を記録した後の前記吸引手段による吸引力が記録中における前記吸引力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. 前記記録ヘッドと記録媒体との距離を検出するための検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記距離が大きいほど、画像を記録した後の前記吸引手段による吸引力を大きく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。
3. 前記制御手段は、前記記録中に前記記録ヘッドから吐出されるインクの吐出発数をカウントし、前記吐出発数が大きいほど、画像を記録した後の前記吸引手段による吸引力を大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記吸引口と前記吸引手段との間にインクミストを回収するための部材を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 前記複数の吸引口は前記支持部材に一定間隔で設けられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記複数の吸引口それぞれを開閉するための開閉手段を有し、
   前記制御手段は、前記記録中は前記記録媒体の幅に応じて前記複数の吸引口それぞれを開閉し、画像を記録した後は前記複数の吸引口すべてを開いた状態とすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
7. インクを吐出するための記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
   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から吸引力を発生させて、前記記録媒体を前記支持部材に吸着させるための吸引手段と、
   前記記録ヘッドと記録媒体との距離を検出するための検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記距離が大きいほど、画像を記録した後の前記吸引手段を駆動する時間を長くすることを特徴とするインクジェット記録装置。