JP2012006301A - 画像記録方法および画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】損紙を少なく抑え、且つ画像不良の発生およびヘッドへのダメージを防止する画像記録方法および画像記録装置を提供する。
【解決手段】記録媒体を所定の速度で搬送する搬送手段と、前記搬送手段の搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、前記搬送速度検出手段が検出した前記搬送手段の搬送速度を、停止状態から定常速度までの間で加速または減速する搬送制御手段と、前記記録面に対向し、画像を記録する記録手段と、前記記録手段と前記記録面との距離を制御する距離制御手段と、前記記録手段による前記記録面への、搬送方向の記録周波数を制御する記録制御手段と、を備え、前記記録媒体の搬送速度に応じて前記記録制御手段は搬送方向の記録周波数を変化させ、前記距離制御手段は前記記録手段と前記記録面との距離を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は画像記録方法および画像記録装置に関する。

従来、記録用紙などの記録媒体を搬送方向に搬送し、記録面に対向するヘッドよりインク滴などを吐出する、あるいはドット単位でインパクトを加えるなどの方法で記録媒体上に文字情報や画像などを記録する画像記録装置において、例えば記録媒体の記録面に前処理液を塗布して高画質化を狙う一方で、記録ヘッドと記録媒体との距離を可変として、記録媒体とヘッドとの接触・干渉による記録面汚れの発生を防止する画像記録装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

あるいは記録紙（連続紙）の緩み予兆を検出する手段を設け、記録紙の緩みを検出した場合はヘッドと記録紙との距離を離し、記録紙とヘッドの接触・干渉を防止する画像記録装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

ところで、ヘッドの記録密度が一定であるとき、搬送される記録用紙の搬送速度もまた一定でなければ、出力される画像は搬送方向にムラのある画像不良となってしまうため、例えば特許文献２に記載の画像記録装置では、記録紙の搬送速度が記録可能速度に達した後にヘッドを下げて記録位置まで移動させ、記録を始める構成とされている。また記録終了後は、ヘッドを上げて退避位置に移動させ、記録紙の搬送を停止する。

特開２００７−２２０１９号公報 特開２００９−２２６８３９号公報

上記のような方式では記録紙の搬送速度が所定の速度に達するまでの間、すなわち加速・減速中には記録紙に対して記録が行われず、その間に搬送される記録紙は所謂「損紙」となってしまい、記録紙が無駄になる。特に高速で記録を行う場合、加減速時間も記録速度に応じて長くなるため損紙が増え、コストアップにつながる虞がある。

一方、加減速前にヘッドを記録位置に移動させた場合には、加減速中の記録紙がばたつく可能性がある為、記録紙がヘッドに接触・干渉し、画像不良の発生およびヘッドにダメージを与えるなどの不具合が考えられる。

本発明は上記事実を考慮し、損紙を少なく抑え、且つ画像不良の発生およびヘッドへのダメージを防止する画像記録方法および画像記録装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の画像記録装置は、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録媒体の搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、前記搬送手段を制御し、前記搬送速度検出手段が検出した前記記録媒体の搬送速度を停止状態から定常速度までの間で加速または減速する搬送制御手段と、前記記録媒体に対向し、画像を記録する記録手段と、前記記録媒体の搬送速度に応じて前記記録手段の記録周波数を変化させる記録制御手段と、前記記録媒体の搬送速度に応じて前記記録手段と前記記録面との距離を制御する距離制御手段と、を有することを特徴とする。

上記の発明によれば、損紙を少なく抑え、且つ画像不良の発生およびヘッドへのダメージを防止することができる。

請求項２に記載の画像記録装置は、前記記録媒体の加速時には、前記距離制御手段が前記記録手段と前記記録媒体との距離を近づけながら、前記記録手段が画像を記録することを特徴とする。

上記の発明によれば、記録媒体の加速中も記録することができ、損紙を低減することができる。

請求項３に記載の画像記録装置は、前記記録媒体の減速時には、前記距離制御手段が前記記録手段と前記記録媒体との距離を遠ざけながら、前記記録手段が画像を記録することを特徴とする。

上記の発明によれば、記録媒体の減速中も記録することができ、損紙を低減することができる。

請求項４に記載の画像記録装置は、前記記録媒体の加速時には、搬送速度の増加に伴って速度の変化率が減少することを特徴とする。

上記の発明によれば、ＴＤ（記録媒体と記録手段の間隔）が近づいたときに記録媒体のばたつきを小さくすることができるので、両者が接触・干渉する可能性を小さくすることができる。

請求項５に記載の画像記録装置は、前記記録媒体の減速時には、搬送速度の減少に伴って速度の変化率が増加することを特徴とする。

上記の発明によれば、ＴＤ（記録媒体と記録手段の間隔）が近いときに記録媒体のばたつきを小さく抑えることができるので、両者が接触・干渉する可能性を小さくすることができる。

請求項６に記載の画像記録装置は、前記搬送制御手段と前記記録制御手段は、前記記録媒体の加速中又は減速中に、前記記録手段と前記記録媒体との距離に応じて記録密度を変化させることを特徴とする。

上記の発明によれば、記録媒体の加速中あるいは減速中であっても画像記録密度を正確に制御することができる。

請求項７に記載の画像記録装置は、前記距離制御手段は前記記録手段の位置を、前記記録媒体との距離が最も遠い退避位置、前記退避位置よりも前記記録媒体に近付けた記録可能位置、および前記記録可能位置よりも前記記録媒体に近い記録位置の少なくとも３段階に変化させ、前記記録手段が前記退避位置から前記記録可能位置までの間にあれば、前記搬送制御手段は前記記録媒体を搬送停止させ、前記記録手段が前記記録可能位置から前記記録位置までの間にあれば、前記搬送制御手段は前記記録媒体を加速あるいは減速させ、前記記録制御手段が前記記録手段の記録周波数を変化させながら前記記録媒体に画像を記録させ、前記記録手段が前記記録位置にあれば、前記搬送制御手段は前記記録媒体を定常速度で搬送させ、前記記録制御手段が記録周波数を一定に維持しながら前記記録手段が前記記録面に画像を記録させることを特徴とする。

上記の発明によれば、記録媒体の搬送速度に応じて記録媒体と記録手段の間隔を適宜調整できるので、記録媒体と記録手段の接触・干渉を防止することができる。

請求項８に記載の画像記録装置は、画像記録後の前記記録媒体を加熱乾燥する乾燥手段を備え、前記記録媒体の加速時あるいは減速時には、前記乾燥手段の乾燥強度は定常速度での搬送時よりも低いことを特徴とする。

上記の発明によれば、搬送速度の低い、記録媒体の加速あるいは減速時であっても過乾燥を防止することができる。

請求項９に記載の画像記録装置は、画像記録前の前記記録面に付与した処理液を乾燥させる前処理手段を備え、前記記録媒体の加速時あるいは減速時には、前記前処理手段の乾燥強度は定常速度での搬送時よりも低いことを特徴とする。

上記の発明によれば、搬送速度の低い、記録媒体の加速あるいは減速時であっても過乾燥を防止することができる。

請求項１０に記載の画像記録装置は、前記搬送手段が搬送する前記記録媒体は連続紙であることを特徴とする。

上記の発明によれば、連続紙の処理において損紙を少なく抑え、且つ画像不良の発生およびヘッドへのダメージを防止する画像記録装置とすることができる。

請求項１１に記載の画像記録方法は、記録媒体を搬送する搬送工程と、前記記録媒体の搬送速度を検出する搬送速度検出工程と、検出した前記記録媒体の搬送速度を停止状態から定常速度までの間で加速または減速する搬送制御工程と、前記記録媒体に対向して配置された記録手段で画像を記録する記録工程と、前記記録媒体の搬送速度に応じて前記記録手段の記録周波数を変化させる記録制御工程と、前記記録媒体の搬送速度に応じて前記記録手段と前記記録面との距離を制御する距離制御工程と、を有することを特徴とする。

上記の発明によれば、損紙を少なく抑え、且つ画像不良の発生およびヘッドへのダメージを防止することができる。

請求項１２に記載の画像記録方法は、前記記録媒体の加速時には、前記記録手段と前記記録媒体との距離を近づけながら、前記記録手段が画像を記録することを特徴とする。

上記の発明によれば、記録媒体の加速中も記録することができ、損紙を低減することができる。

請求項１３に記載の画像記録方法は、前記記録媒体の減速時には、前記記録手段と前記記録媒体との距離を遠ざけながら、前記記録手段が画像を記録することを特徴とする。

上記の発明によれば、記録媒体の減速中も記録することができ、損紙を低減することができる。

請求項１４に記載の画像記録方法は、前記記録媒体の加速時には、搬送速度の増加に伴って速度の変化率が減少することを特徴とする。

上記の発明によれば、ＴＤ（記録媒体と記録手段の間隔）が近づいたときに記録媒体のばたつきを小さくすることができるので、両者が接触・干渉する可能性を小さくすることができる。

請求項１５に記載の画像記録方法は、前記記録媒体の減速時には、搬送速度の減少に伴って速度の変化率が増加することを特徴とする。

上記の発明によれば、ＴＤ（記録媒体と記録手段の間隔）が近いときに記録媒体のばたつきを小さく抑えることができるので、両者が接触・干渉する可能性を小さくすることができる。

請求項１６に記載の画像記録方法は、前記記録媒体の加速中又は減速中に、前記記録手段と前記記録媒体との距離に応じて記録密度を変化させることを特徴とする。

上記の発明によれば、記録媒体の加速中あるいは減速中であっても画像記録密度を正確に制御することができる。

請求項１７に記載の画像記録方法は、前記記録手段の位置を、前記記録媒体との距離が最も遠い退避位置、前記退避位置よりも前記記録媒体に近付けた記録可能位置、および前記記録可能位置よりも前記記録媒体に近い記録位置の少なくとも３段階に変化させ、前記記録手段が前記退避位置から前記記録可能位置までの間にあれば、前記記録媒体を搬送停止させ、前記記録手段が前記記録可能位置から前記記録位置までの間にあれば、前記記録媒体を加速あるいは減速させ、前記記録手段の記録周波数を変化させながら前記記録媒体に画像を記録させ、前記記録手段が前記記録位置にあれば、前記記録媒体を定常速度で搬送させ、記録周波数を一定に維持しながら前記記録手段が前記記録面に画像を記録させることを特徴とする。

上記の発明によれば、記録媒体の搬送速度に応じて記録媒体と記録手段の間隔を適宜調整できるので、記録媒体と記録手段の接触・干渉を防止することができる。

請求項１８に記載の画像記録方法は、画像記録後の前記記録媒体を加熱乾燥する乾燥工程を備え、前記記録媒体の加速時あるいは減速時には、前記乾燥工程の乾燥強度は定常速度での搬送時よりも低いことを特徴とする。

上記の発明によれば、搬送速度の低い、記録媒体の加速あるいは減速時であっても過乾燥を防止することができる。

請求項１９に記載の画像記録方法は、画像記録前の前記記録面に付与した処理液を乾燥させる前処理工程を備え、前記記録媒体の加速時あるいは減速時には、前記前処理工程の乾燥強度は定常速度での搬送時よりも低いことを特徴とする。

上記の発明によれば、搬送速度の低い、記録媒体の加速あるいは減速時であっても過乾燥を防止することができる。

本発明は上記構成としたので、損紙を少なく抑え、且つ画像不良の発生およびヘッドへのダメージを防止する画像記録方法および画像記録装置とすることができる。

本発明の実施形態に係る画像記録装置の主要部を示す概念図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドの昇降機構を示す斜視図および側面図である。 本発明の実施形態に係る記録ヘッドの昇降機構の他の例を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る、搬送媒体加速時および減速時の記録ヘッドの位置および記録媒体の搬送速度の時間変化を示す図である。 本発明の実施形態に係る、搬送媒体加速時の吐出間隔および吐出周波数を示す数式である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態の一例について説明する。

＜全体構成＞
図１に示すように、本実施形態に係る画像記録装置１００には、記録媒体としてのウェブ（連続紙）Ｐの搬送方向上流側に、ウェブＰを給紙搬送する給紙部１０が設けられている。この給紙部１０の搬送方向下流側には、給紙部１０よりウェブＰを引き出しウェブを一時的に貯蔵するインフィード部２０、ウェブＰの記録面に処理液を塗布する処理液塗布部３０、ウェブＰを乾燥させる第１乾燥部４０、ウェブＰの記録面に画像を形成する画像形成部５０、画像を乾燥しウェブＰに定着させる第２乾燥部６０、画像を定着させスキャナ等で読み取る定着・読取部７０、ウェブを一時的に貯蔵するアウトフィード部８０、画像が定着したウェブＰを回収する回収部９０がウェブＰの搬送方向に沿って順次設けられている。

またウェブＰとして用いられる記録媒体には特に制限はないが、一般のオフセット印刷などに用いられる、いわゆる上質紙、コート紙、アート紙などのセルロースを主体とする一般印刷用紙を用いることができる。後述のように、ロール紙に限定されず枚葉（カット紙）でもよい。

セルロースを主体とする一般印刷用紙は、水性インクを用いた一般のインクジェット法による画像記録においては比較的インクの吸収、乾燥が遅く、打滴後に色材移動が起こりやすく、画像品質が低下しやすいが、本発明のインクジェット記録によると、色材移動を抑制して色濃度、色相に優れた高品位の画像の記録が可能である。以下、各処理部について説明する。

＜給紙部＞
図１に示すように給紙部１０は給紙ロール１２（給紙リール）が装着されるリールスタンド１４を備えており、印刷稼動の途中で使用中の給紙ロール１１が終了間近となった際には、新たな給紙ロール１２を用意し、新旧の給紙ロール１１と１２のロール紙を互いに接続して、連続処理を途切れさせないよう連続的にウェブＰ（帯状の用紙）を給送する。

図１中、給紙ロール１１は使用中のものであり、給紙ロール１２は次に使用するため準備された給紙ロールであり、給紙ロール１３は使用済みでウェブＰを消費し終わったものである。新旧給紙ロールの交換方法は、図中では時計回りにリールスタンド１４のアームを回転させ、ウェブＰの走行ラインに接近させる。新たに使用される給紙ロール１２の周速度をウェブＰの走行速度に同期させ、図示しない紙継ぎ装置を動作させて給紙ロール１２の先端の糊付け部をウェブＰに押し付けて紙継ぎした後、現在使用中の給紙ロール１１とウェブＰとを紙継ぎ装置のカッターにより切り離す。これにより給紙ロール１１は使用済みの給紙ロール１３となる。

＜インフィード部＞
図１に示すようにインフィード部２０には給紙部１０よりウェブＰを引き出すインフィードローラ対２１が設けられている。インフィードローラ対２１の回転速度は自由に設定できるものとする。上記のようなウェブＰの繋ぎ時間や、ウェブＰ搬送速度の変化に必要な調整代のウェブＰを一時的に貯蔵するために、図示しないアクチュエータで図中上下に揺動保持され、ウェブＰの張力調整をおこなうダンサーローラ２２が設けられている。

すなわち、インフィードローラ対２１とダンサーローラ２２の間に張り渡されたウェブＰは、両者の間隔が最大であるときウェブＰを一時的に貯蔵する、蓄紙部としての役割をもち、ウェブＰの繋ぎ時間など一時的に給紙部１０からウェブＰが送られない間はインフィードローラ対２１とダンサーローラ２２の間隔を狭めながら、搬送方向下流の処理液塗布部３０にウェブＰを搬送する。

＜処理液塗布部＞
図１に示すように、処理液塗布部３０には後述する画像形成部５０で打滴されるインクと凝集反応を起こす処理液をウェブＰの記録面（画像が記録される面、図中上側）に塗布する塗布ローラユニット３１が配置されている。ここで塗布される処理液は、インク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を含む。

この処理液を塗布することにより、画像記録後のウェブＰの記録面でインクと処理液とが凝集反応を起こし、インク着弾後の滲みや着弾干渉（合一）、混色といった不具合・画像故障が発生せず、高品位画像の形成が可能となる。

使用される凝集剤としては、インク組成物のｐＨを変化させることができる化合物であっても、多価金属塩であっても、ポリアリルアミン類であってもよい。ｐＨを低下させ得る化合物としては、水溶性の高い酸性物質（リン酸、シュウ酸、マロン酸、クエン酸若しくはこれらの化合物の誘導体、又はこれらの塩等）が好適に挙げられる。酸性物質は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これにより凝集性を高め、インク全体を固定化する。インク組成物のｐＨ（２５℃）が８．０以上であって、処理液のｐＨ（２５℃）が０．５〜４の範囲が好ましい。これにより画像濃度、解像度、及びインクジェット記録の高速化が可能となる。

また処理液にはその他の添加剤（乾燥防止剤（＝湿潤剤）、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤）を含有することもできる。

＜第１乾燥部＞
図１に示すように、第１乾燥部４０には前述のようなウェブＰの繋ぎ時間やウェブＰ搬送速度の変化に必要なウェブＰを一時的に貯蔵するために、図示しないアクチュエータで図中上下方向に揺動保持され、ウェブＰの張力調整をおこなうダンサーローラ４１が設けられている。このダンサーローラ４１の間に張り渡されたウェブＰには図示しない温風器から加熱風をウェブＰに吹きつけ、加熱乾燥させる構成とされている。

このとき、第１乾燥部の加熱風は後述のように加速・減速時には風量・風温を弱めて（低めて）も良い。これは加速・減速時は通常速度の搬送時（記録時）よりも第１乾燥部４０を通過するのに要する時間が長くなるので、乾燥過多を防止するためである。

＜画像形成部＞
図１に示すように、画像形成部５０は一つまたは複数の記録ヘッド５１がウェブＰの記録面に対向する位置に設けられている。

図１に示す例では４つの記録ヘッド５１により、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色のインク滴をウェブＰの記録面上に吐出して画像を形成する。ウェブＰの搬送経路は記録面側が膨らんだ凸形状とし、ウェブＰに張力が与えられていることで、ウェブＰのバタつきが押さえられ各記録ヘッド５１と記録面とのクリアランスが確保されている。

記録ヘッド５１より吐出されるインクは、例えば水性紫外線硬化型インクであり、顔料、ポリマー粒子、及び活性エネルギー線により重合する水溶性の重合性化合物を含む。水性紫外線硬化型インクは紫外線を照射することで硬化可能であり、記録面上に耐察性に優れ膜強度が高い画像を形成する。

顔料は、例としてその表面の少なくとも一部がポリマー分散剤で被覆された水分散性顔料が用いられる。ポリマー分散剤は、酸価が２５〜１００ＫＯＨｍｇ／ｇの範囲が好適である。これにより自己分散性の安定性が良好、かつ処理液が接触したときの凝集性が良好となる。またポリマー粒子は、酸価が２０〜５０ＫＯＨｍｇ／ｇの自己分散性ポリマー粒子が好適に用いられる。これにより自己分散性の安定性が良好、かつ処理液が接触したときの凝集性が良好なインクとすることができる。

重合性化合物としては、凝集剤と顔料、ポリマー粒子との反応を妨げない点で、ノニオン性又はカチオン性の重合性化合物が好ましく、水に対する溶解度が１０質量％以上（更には１５質量％以上）の重合性化合物が好ましい。

インク組成物及び処理液の少なくとも一方が、更に、活性エネルギー線により重合性化合物の重合を開始する開始剤を含んでいてもよい。開始剤は、活性エネルギー線により重合反応を開始し得る化合物を適宜選択して含有することができ、例えば、放射線もしくは光、又は電子線により活性種（ラジカル、酸、塩基など）を発生する開始剤（例えば、光重合開始剤等）を用いることができる。

またインクは水を５０〜７０質量％含有しており、その他の水溶性有機溶媒や乾燥防止剤（湿潤剤）、褪色防止剤、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、ｐＨ調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、防錆剤、キレート剤等の公知の添加剤が添加されていてもよい。

＜第２乾燥部＞
図１に示すように、第２乾燥部６０は基本的には第１乾燥部４０と同一構成であり、前述のようなウェブＰの繋ぎ時間やウェブＰ搬送速度の変化に必要なウェブＰを一時的に貯蔵するために、図示しないアクチュエータで図中上下方向に揺動保持され、ウェブＰの張力調整をおこなうダンサーローラ６１が設けられている。このダンサーローラ６１の間に張り渡されたウェブＰには図示しない温風器から加熱風をウェブＰに吹きつけ、加熱乾燥させる構成とされている。

このとき、第１乾燥部と同様、第２乾燥部の加熱風は加速・減速時には風量・風温を弱めて（低めて）も良い。これは加速・減速時は通常速度の搬送時（記録時）よりも第２乾燥部６０を通過するのに要する時間が長くなるので、乾燥過多を防止するためである。

＜定着・読取部＞
図１に示すように、定着・読取部７０には紫外線照射光源７１が設けられており、画像記録後のウェブＰの記録面に紫外線を当てることで、処理液とインクとの凝集体を固化させる。この後、搬送方向下流側に設けられた冷却装置７２にてウェブＰを適当な温度まで冷却し、定着する。

冷却装置７２は複数本のクーリングローラ７３を備え、複数のクーリングローラ７３の間を搬送される間にウェブＰはクーリングローラ７３との接触により伝導熱を失い、冷却される。

記録面の画像定着後にはスキャナー７４で記録面の画像を読み取り、画像形成部５０で記録面に画像を形成した際、記録ヘッド５１の不具合による吐出不良や着弾位置ズレ、濃度ズレ等を検知して補正や調整のため図示しない制御部へ情報をフィードバックする。

＜アウトフィード部＞
図１に示すようにアウトフィード部８０には給紙部１０よりウェブＰを引き出すアウトフィードローラ対８１が設けられている。アウトフィードローラ対８１の回転速度は自由に設定できるものとする。上記のようなウェブＰの繋ぎ時間や、ウェブＰ搬送速度の変化に必要な調整代のウェブＰを一時的に貯蔵するために、図示しないアクチュエータで図中上下に揺動保持され、ウェブＰの張力調整をおこなうダンサーローラ８２が設けられている。

すなわち、アウトフィードローラ対８１とダンサーローラ８２の間に張り渡されたウェブＰは、両者の間隔が最大であるときウェブＰを一時的に貯蔵する、蓄紙部としての役割をもち、ウェブＰの繋ぎ時間など一時的に上流側からウェブＰが送られない間はアウトフィードローラ対８１とダンサーローラ８２の間隔を狭めながら、搬送方向下流の回収部９０にウェブＰを搬送する。

＜回収部＞
図１に示すように、回収部９０には複数の巻き芯９１を装着したリールスタンド９４が設けられている。ウェブＰの回収時には反時計回りにリールスタンド９４のアームを回転させ、ウェブＰの搬送経路に巻き芯９１を近づけ、図示しない芯接合装置にてウェブＰを巻き芯９１の接着部に押し付けて接合したのち、ロール９２とウェブＰとを芯接合装置のカッターにより切り離す。これにより、搬送されて来たウェブＰは順次巻き芯９１に巻き取られ、回収される。あるいは巻き芯９１に替えて折機を設け、ロール形状ではなく折り畳んでウェブＰを回収する構成とされていてもよい。

＜記録ヘッド位置可変機構＞
本願発明に係る画像記録装置１００の画像形成部５０に設けられた記録ヘッド５１は、以下に例示するような移動機構を備え、ウェブＰの搬送面に対して接離方向に移動可能に支持されている。これによりＴＤ（Throw Distance）を変更可能な構成とされている。

例として図２に示すような昇降機構１４０で記録ヘッド５１を昇降（ウェブＰの記録面に対して接離）させてもよい。

昇降機構１４０は図２（Ａ）に示すように偏芯した回転軸１５０のまわりに回転可能に軸受け１５１に支持された偏芯カム１４２を備えており、図２（Ｂ）に側面図で示すように、記録ヘッド５１に設けられた支持穴１４５に挿通されている。支持穴１４５はウェブＰの記録面と平行に記録ヘッド５１を貫通しており、内部では偏芯カム１４２が回転自在とされている。

偏芯カム１４２は図示しないステッピングモータ等の駆動手段で回動し、支持穴１４５の内壁を押し上げることで図２（Ｂ）のＴＤ（図中Ｌ１）から例えば図２（Ｃ）のＴＤ（図中Ｌ２）へ変化させることができる。

このときＴＤの変化に伴う記録ヘッド５１の姿勢乱れを防止するため、記録ヘッド５１にはウェブＰとの接離方向に設けられた長穴１４１に、装置本体側に設けられたガイドピン１４３が挿通され、偏芯カム１４２の回転によって記録ヘッド５１がウェブＰとの接離方向にのみ移動する構成とされていてもよい。

あるいは、他の例として図３に示すような昇降機構１４０で記録ヘッド５１を昇降（ウェブＰの記録面に対して接離）させてもよい。

図３（Ａ）に示すように、ウェブＰの搬送方向（図中Ｐｄ）に対して搬送幅方向にウェブＰをカバーすることで、印字幅Ａｄをカバーする記録ヘッド５１が設けられている場合、記録ヘッド５１の重量や慣性が大きくなり、また必要とされる偏芯カム１４２の長さも大きくなる。これに対して例えば図３（Ｂ）に示すような昇降機構１６０を用いることで上記の問題に対応することができる。

例えば図３（Ｂ）に示すように、記録ヘッド５１の長手方向両端にはウェブＰに対する接離方向に設けられたガイドピン１７０が記録ヘッド５１を貫通しており、これに沿って記録ヘッド５１は接離（昇降）方向に移動可能とされている。

一方で記録ヘッド５１には接離方向にネジ穴１７１が貫通しており、これに螺合するシャフト１７２が接離方向に延設されている。シャフト１７２は図示しないステッピングモータ等で回転駆動される。シャフト１７２は外周面にネジが切られており、図中矢印Ｒのように回転することでネジ穴１７１に螺合しながら矢印Ｄ方向（接離方向）に記録ヘッド５１を移動可能としている。

この構成では、記録ヘッド５１の全長に関わらずシャフト１７２の必要長さは同じなので、例えば記録ヘッド５１の長手方向両端にネジ穴１７１が設けられていれば記録ヘッド５１の全長・重量が大きくても問題なく昇降させることができる。

＜作用効果：記録ヘッド位置と搬送速度＞
本願発明に係る画像記録装置の、記録ヘッド５１の位置と記録媒体の搬送速度、および記録密度（周波数）との関係を以下に示す。

記録開始から終了までの流れを図４を用いて以下に説明する。

図４（Ａ）に示すように、まず記録ヘッド５１による記録が開始されると、記録ヘッド５１は接離方向に移動を開始し、退避位置から下降して記録面に接近し、印刷可能位置（例えば、ＴＤ＝２ｍｍ）まで到達すると、ウェブＰ（連続紙）の搬送（加速）が開始される。

ウェブＰの搬送が始まる（記録紙が加速される）と、記録ヘッド５１は記録位置を目指してさらに記録面へ接近するように下降するが、その間も記録ヘッド５１から液滴を吐出してウェブＰ（記録紙）へ印刷を実行する。これにより、ウェブＰの搬送速度が定速（通常印字速度として設定された搬送速度）に達する前の、加速中に流れるウェブＰ（記録紙）の記録面にも印刷をすることができ、従来では記録不可であった損紙を減らすことが可能となる。

ここでの特徴は以下の２点である。すなわち、ウェブＰ（記録紙）の加速度は時間が経つに連れて小さくなる（所定の速度：定速に収斂する）ようにする。このような加速プロファイルにすることにより、ＴＤが小さくなったときにはウェブＰの搬送速度の変化が小さくなり、ウェブＰのばたつきが抑えられる。これによりウェブＰの記録面と記録ヘッド５１とが接触・干渉する可能性を抑えることができる。

またこのとき記録ヘッド５１からの吐出周波数（＝記録密度）はウェブＰ（記録紙）の速度およびＴＤによって時々刻々変化させる。すなわち、記録密度をＰ[dpi]、ウェブＰ（記録紙）の搬送速度をｖ(t)[m/s]、ＴＤをh(t)[mm]、液滴の速度をＶ[m/s]としたとき、吐出間隔Δt、吐出周波数ｆ(t)[kHz]、を図５に示す。

図５に示すように第Ｎ滴目発射（t0）、着弾(t1）から第Ｎ＋１滴目の発射(t2)、着弾(t3)までを例として吐出間隔Δt、吐出周波数ｆ(t)[kHz]はそれぞれ

吐出間隔Δｔ＝t2−t0＝（h(t0)-h(t2))／V + 25.4／P<v(t0、t2)>

吐出周波数f = 1／Δt = 1/{(h(t0)−h(t2))／V + 25．4／P<v(t0、t2)>}

となる。

ウェブＰ（記録紙）が定速に達し、記録ヘッド５１が記録位置（例えばＴＤ＝１ｍｍ）に到達すると、通常印字速度として設定された搬送速度・吐出周波数（記録密度）で印刷が実行される。

図４（Ｂ）に示すように、印刷終了が近付くとウェブＰ（記録紙）は減速され、同時に記録ヘッド５１は接離方向に沿って上昇し、記録ヘッド５１と記録紙との距離（ＴＤ）が大きくなっていく。加速中と同様、この間も記録ヘッド５１から液滴を吐出してウェブＰ（記録紙）へ印刷を実行する。

これにより、減速中に流れるウェブＰ（記録紙）にも印刷をすることができ、損紙を減らすことが可能となる。減速中もウェブＰ（記録紙）はバタつく可能性があるが、記録ヘッド５１と記録媒体の距離（ＴＤ）が離れているため、加速時に比較してウェブＰの記録面が記録ヘッド５１に接触・干渉する可能性は低い。最後に記録が終了するとウェブＰの搬送が停止し、記録ヘッド５１は待機位置（初期位置）に戻る。

＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

例えば上記実施形態では長尺の連続紙であるウェブＰを搬送する構成を例に挙げたが、これに限定せず例えば単葉の記録媒体を用いてもよい。すなわち、搬送開始された記録媒体の先端が記録ヘッド５１に対向する記録位置に達した際、所定の搬送速度（定速）に達していない場合、ＴＤが大きく吐出周波数が低い状態から定速に達するまでの間にも記録可能とすることができ、同時にＴＤが小さく吐出周波数が高い状態から搬送停止するまでの間にも記録可能とすることができる。

これにより、単葉の記録紙を用いる際に搬送速度まで加速する際の「助走」が必要ない点や、減速しながら処理終了できるため排紙時に記録紙の後端部が暴れないなどの優れた特徴を備える。

さらに吐出される液は画像記録・文字印刷用などのインクに限定されず、例えばエッチング時の基板パターン形成などに応用してもよい。

あるいは昇華型熱転写方式やドットインパクト方式など、種々の記録方式による画像記録に応用することもできる。

１０ 給紙部
２０ インフィード部
３０ 処理液塗布部
４０ 乾燥部
５０ 画像形成部
５１ 記録ヘッド（記録手段）
６０ 乾燥部
７０ 定着・読取部
８０ アウトフィード部
９０ 回収部
１００ 画像記録装置
１４０ 昇降機構（距離制御手段）
１６０ 昇降機構（距離制御手段）
Ｐ ウェブ（記録媒体）

Claims (19)

1. 記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記記録媒体の搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、
   前記搬送手段を制御し、前記搬送速度検出手段が検出した前記記録媒体の搬送速度を停止状態から定常速度までの間で加速または減速する搬送制御手段と、
   前記記録媒体に対向し、画像を記録する記録手段と、
   前記記録媒体の搬送速度に応じて前記記録手段の記録周波数を変化させる記録制御手段と、
   前記記録媒体の搬送速度に応じて前記記録手段と前記記録面との距離を制御する距離制御手段と、を有することを特徴とする画像記録装置。
2. 前記記録媒体の加速時には、前記距離制御手段が前記記録手段と前記記録媒体との距離を近づけながら、前記記録手段が画像を記録することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記記録媒体の減速時には、前記距離制御手段が前記記録手段と前記記録媒体との距離を遠ざけながら、前記記録手段が画像を記録することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像記録装置。
4. 前記記録媒体の加速時には、搬送速度の増加に伴って速度の変化率が減少することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像記録装置。
5. 前記記録媒体の減速時には、搬送速度の減少に伴って速度の変化率が増加することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の画像記録装置。
6. 前記搬送制御手段と前記記録制御手段は、前記記録媒体の加速中又は減速中に、前記記録手段と前記記録媒体との距離に応じて記録密度を変化させることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の画像記録装置。
7. 前記距離制御手段は前記記録手段の位置を、前記記録媒体との距離が最も遠い退避位置、前記退避位置よりも前記記録媒体に近付けた記録可能位置、および前記記録可能位置よりも前記記録媒体に近い記録位置の少なくとも３段階に変化させ、
   前記記録手段が前記退避位置から前記記録可能位置までの間にあれば、前記搬送制御手段は前記記録媒体を搬送停止させ、
   前記記録手段が前記記録可能位置から前記記録位置までの間にあれば、前記搬送制御手段は前記記録媒体を加速あるいは減速させ、前記記録制御手段が前記記録手段の記録周波数を変化させながら前記記録媒体に画像を記録させ、
   前記記録手段が前記記録位置にあれば、前記搬送制御手段は前記記録媒体を定常速度で搬送させ、前記記録制御手段が記録周波数を一定に維持しながら前記記録手段が前記記録面に画像を記録させることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の画像記録装置。
8. 画像記録後の前記記録媒体を加熱乾燥する乾燥手段を備え、前記記録媒体の加速時あるいは減速時には、前記乾燥手段の乾燥強度は定常速度での搬送時よりも低いことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の画像記録装置。
9. 画像記録前の前記記録面に付与した処理液を乾燥させる前処理手段を備え、前記記録媒体の加速時あるいは減速時には、前記前処理手段の乾燥強度は定常速度での搬送時よりも低いことを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の画像記録装置。
10. 前記搬送手段が搬送する前記記録媒体は連続紙であることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の画像記録装置。
11. 記録媒体を搬送する搬送工程と、
    前記記録媒体の搬送速度を検出する搬送速度検出工程と、
    検出した前記記録媒体の搬送速度を停止状態から定常速度までの間で加速または減速する搬送制御工程と、
    前記記録媒体に対向して配置された記録手段で画像を記録する記録工程と、
    前記記録媒体の搬送速度に応じて前記記録手段の記録周波数を変化させる記録制御工程と、
    前記記録媒体の搬送速度に応じて前記記録手段と前記記録面との距離を制御する距離制御工程と、を有することを特徴とする画像記録方法。
12. 前記記録媒体の加速時には、前記記録手段と前記記録媒体との距離を近づけながら、前記記録手段が画像を記録することを特徴とする請求項１１に記載の画像記録方法。
13. 前記記録媒体の減速時には、前記記録手段と前記記録媒体との距離を遠ざけながら、前記記録手段が画像を記録することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の画像記録方法。
14. 前記記録媒体の加速時には、搬送速度の増加に伴って速度の変化率が減少することを特徴とする請求項１１〜請求項１３の何れか１項に記載の画像記録方法。
15. 前記記録媒体の減速時には、搬送速度の減少に伴って速度の変化率が増加することを特徴とする請求項１１〜請求項１３の何れか１項に記載の画像記録方法。
16. 前記記録媒体の加速中又は減速中に、前記記録手段と前記記録媒体との距離に応じて記録密度を変化させることを特徴とする請求項１１〜請求項１５の何れか１項に記載の画像記録方法。
17. 前記記録手段の位置を、前記記録媒体との距離が最も遠い退避位置、前記退避位置よりも前記記録媒体に近付けた記録可能位置、および前記記録可能位置よりも前記記録媒体に近い記録位置の少なくとも３段階に変化させ、
    前記記録手段が前記退避位置から前記記録可能位置までの間にあれば、前記記録媒体を搬送停止させ、
    前記記録手段が前記記録可能位置から前記記録位置までの間にあれば、前記記録媒体を加速あるいは減速させ、前記記録手段の記録周波数を変化させながら前記記録媒体に画像を記録させ、
    前記記録手段が前記記録位置にあれば、前記記録媒体を定常速度で搬送させ、記録周波数を一定に維持しながら前記記録手段が前記記録面に画像を記録させることを特徴とする請求項１１〜請求項１６の何れか１項に記載の画像記録方法。
18. 画像記録後の前記記録媒体を加熱乾燥する乾燥工程を備え、前記記録媒体の加速時あるいは減速時には、前記乾燥工程の乾燥強度は定常速度での搬送時よりも低いことを特徴とする請求項１１〜請求項１７の何れか１項に記載の画像記録方法。
19. 画像記録前の前記記録面に付与した処理液を乾燥させる前処理工程を備え、前記記録媒体の加速時あるいは減速時には、前記前処理工程の乾燥強度は定常速度での搬送時よりも低いことを特徴とする請求項１１〜請求項１８の何れか１項に記載の画像記録方法。

Images