JP2014073581A - インクジェット記録装置およびインクジェット記録装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録動作開始前の予備吐出動作で発生するインクミストを効率的に回収でき、高品位の記録動作が行える信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することを目的としている。
【解決手段】 プラテン上に設けられた複数の吸入口の少なくとも一部を記録媒体が覆うように記録媒体を搬送した後に予備吐出動作を行い、当該予備吐出動作後に逆方向に記録媒体を搬送して記録動作を開始する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、記録ヘッドから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およびインクジェット記録装置の制御方法に関する。

インクジェット記録装置では、インクの吐出動作を行うと記録媒体に着弾する主滴の他に記録媒体に着弾しない、所謂インクミストと呼ばれる微小なインク粒子の飛散が生じる。インクミストは、キャリッジの移動等によって記録装置内で発生する気流によって分散し、様々な場所に付着して記録装置内部を汚損することが知られている。

そしてこのようなインクミストは、キャリッジの位置を検出するためのエンコーダセンサやリニアスケール、記録媒体を搬送する搬送ローラの回転量を検出するためのエンコーダセンサやコードホイールに付着する可能性もある。このような位置にインクミストが付着してしまうと、キャリッジの位置や記録媒体の位置を正確に把握することができず、所望の位置にインクを着弾させることができなくなってしまうため、記録装置内のインクミストを低減することが求められている。

ところで、インクジェット記録装置においては一定期間記録動作を行わないと記録ヘッドのノズル内のインクが増粘して正常に吐出できない可能性が生じるため、記録媒体への記録動作中であっても定期的にノズル内のインクを排出する予備吐出動作を行っている。

そして、このような予備吐出動作時においても、インクミストが発生して記録装置内に飛散していることが知られている。そのため特許文献１のように予備吐出を行う際に予備吐出を行う予備吐出受け部から空気吸引を行うことで、インクミストを低減することが知られている。

特開２０１１−８３９４７号公報

そして、特に記録媒体への記録動作を開始する直前は、ノズル内のインクが記録動作中よりも増粘している可能性があるため、記録動作中の予備吐出数よりも多い回数吐出の予備吐出が行われている。さらに、近年画質品位を向上させるために記録動作を開始直前の予備吐出数は増やす傾向にある。そのため、記録動作開始前の予備吐出動作で発生するインクミストを効率的に回収することが求められている。

そこで、本発明は記録動作開始前の予備吐出動作で発生するインクミストを効率的に回収でき、高品位の記録動作が行える信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することを目的としている。

本発明は、インクを吐出する複数の吐出口を備えた記録ヘッドと、前記記録ヘッドを第１の方向に往復走査させる走査手段と、前記第１の方向と交差する第２の方向に記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録ヘッドの走査領域と対向する位置に設けられ、複数の吸入口を備え、記録媒体を支持する支持部材と、前記複数の吐出口の状態を回復するために行う予備吐出動作で前記記録ヘッドから吐出されたインクを受ける予備吐出受け部と、前記複数の吸入口と前記予備吐出受け部とに連通して設けられ、前記複数の吸入口と前記受け部とから空気を吸入する吸引手段と、を有するインクジェット記録装置であって、前記複数の吸入口の少なくとも一部を覆うように記録媒体を前記第２の方向に搬送した後に、前記吸引手段で空気を吸引している状態で予備吐出動作を行い、当該予備吐出動作の後に記録媒体を前記第２の方向と逆方向に搬送するように制御する制御手段を有することを特徴としている。

本発明によれば、複数の吐出口の少なくとも一部を記録媒体で覆い、予備吐出受け部の吸引力を大きくした状態で予備吐出動作を行うことができる。これによりインクミストを効率的に回収することができ、高品位の記録動作を行うことができるインクジェット記録装置を提供することができる。

インクジェット記録装置の外観斜視図である。 インクジェット記録装置の模式的な断面図である。 インクジェット記録装置の模式的な上面図である。 インクジェット記録装置のブロック図である。 本発明の制御を説明するためのフローチャートである。 予備吐出受け部の吸引圧と用紙サイズとの相関を示した図である。 インクジェット記録装置の模式的な断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では，同一の機能を有する構成には図面中同一の番号を付与し、その説明を省略する場合がある。

（インクジェット記録装置）
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、１０インチ〜４４インチサイズのロール状の記録媒体に記録可能な形態となっている。図１において、１０１は記録装置本体１００を乗せるスタンド、１０２は排紙された記録媒体を積載するスタッカである。記録装置１００は、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１０３と、記録モードや記録媒体などの設定をするための操作パネル１０４が配設されている。また開閉可能なアッパーカバー１０６を備えている。また記録装置１００の両脇には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどのインクタ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タンク供給ユニット１０５が配置されている。

図２は、インクジェット記録装置内の、記録ヘッドを往復走査するキャリッジ２０１（走査手段）および空気を吸引して記録媒体を吸着させて支持する吸着型のプラテン２０７（支持部材）の周辺を示した断面図である。図３は、図２に示すインクジェット記録装置の模式的な上面図であり、図３（ａ）は記録媒体２０５が搬送される前の状態、図３（ｂ）は記録媒体２０５がプラテン上に搬送されている状態を示している。

キャリッジ２０１には、インクを吐出する複数の吐出口からなる吐出口列をインクの種類ごとに備えた記録ヘッド２００と、記録媒体２０５の端部位置等を検知できる光学式の検知センサ２０２が設けられている。そしてキャリッジ２０１はシャフト２０６により支持されておりキャリッジベルト（不図示）を介してキャリッジモータ（不図示）によって駆動されることで、記録媒体の搬送方向と交差する方向（第１の方向）に往復走査される。このようなキャリッジ２０１の位置情報は、エンコーダスケール２０４のメモリをエンコーダセンサ２０３で読みとることによって確認することができる。また記録媒体２０５は記録動作時には記録媒体の記録面と記録ヘッドとの距離を一定に保つためにプラテン２０７によって支持されている。プラテン２０７は、記録ヘッドの走査領域の全域にわたって記録ヘッドと対向する位置に設けられている。

さらに記録媒体は搬送ローラ対（不図示）とニップローラ４００及び排紙ローラ４０１とからなる排紙ローラ対によって搬送方向（第２の方向）搬送される。このような記録媒体２０５の搬送方向への搬送動作と、キャリッジ２０１の往復走査とを繰り返し行うことにより、記録媒体２０５に画像が形成される。

プラテン２０７には複数の吸引口２０８と一対のインク受け部２０９と予備吐出受け部２１０とが設けられており、これらは互いに連通しており吸引ダクト２１２を介して共通の吸引ファン２１１によって空気が吸引できるように設けられている。

吸引口２０８は、記録媒体が搬送される位置に設けられており、吸引ファン２１１によって空気を吸入口２０８から吸入して負圧を発生させることで記録媒体２０５を吸着することができる。このように記録媒体２０５を吸着させている状態で記録動作を行うことで、記録媒体の浮きなどを防止することができ、安定した記録動作を行うことができる。

インクジェット記録装置では、吐出口から水分が蒸発して増粘したインクや吐出口内の気泡を除去して吐出口の状態を回復させるために吐出口から定期的に記録に用いないインクを排出する予備吐出動作を行っている。予備吐出受け部２１０は、このような予備吐出動作で排出されたインクを受容するために用いられる。

インク受け部２０９は、図３（ｂ）に示すように記録媒体の両端部近傍に位置しており、記録媒体への縁無し全面印字動作を行う際に吐出されたインクを受容するために用いられる。なおインク受け部２０９は記録媒体のサイズに応じて選択できるように複数設けておくことができ、記録媒体のサイズに応じて複数のインク受け部２０９のうちの一対を選択して用いることができる。

ところで、吐出口からインクを吐出すると、記録媒体に着弾する主滴の他に記録媒体に着弾せずに浮遊するインクミストが発生することが知られている。このような記録装置内に浮遊するインクミストは、予備吐出受け部２１０とインク受け部２０９とから、吸引ファン２１１で空気を吸引しておくことで回収することができる。

（ブロック図）
図４は、インクジェット記録装置１００の内部ブロック図である。記録すべき画像データやプリンタドライバ等を介して制御を行なうためのパソコン（ＰＣ）３００が、記録装置１００に接続される。記録装置１００は、装置全体を制御するための制御ユニット３０１、駆動ユニット各部、並びに、記録ヘッド２００を積載したキャリッジ２０１を備えている。キャリッジユニット３０２は、キャリッジベルト（不図示）を介しキャリッジ２０１を駆動するためのキャリッジモータやエンコーダスケール２０４を読み取るエンコーダセンサ２０３等によって構成される。記録媒体搬送ユニット３０３は、記録媒体を２０５を搬送する搬送ローラ、排紙ローラ４０１、並びにこれらローラを駆動するための搬送モータ等により構成される。吸引ユニット３０４は、プラテン２０７、吸引口２０８、インク受け部２０９、予備吐出受け部２１０、および吸引ファン２１１、吸引ダクト２１２により構成される。電源ユニット３０６は、外部電源と接続され、制御ユニット３０１を制御し、かつ各駆動ユニットを動作させるために用いられる。操作パネルユニット３０７は、記録装置１００本体を操作するためのユニットであり、表示パネル１０３および操作パネル１０４から構成されている。

制御ユニット３０１は、ドライバ部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、各機能ブロックの起動および停止、記録媒体の搬送制御、キャリッジの走査制御等の制御全般を行なう。さらに、シーケンス制御部３０９は、吸引ファン２１１の駆動電圧（回転数）を制御して、吸引ユニット３０４の吸引力を変更させる機能も有する。記録中における吸引ユニット３０４の吸引力は、記録媒体２０５の種類に応じて設定することが好ましい。これは、記録媒体のコシが強い場合は強力に吸引しないと、コシに負けて記録媒体が浮き記録ヘッド２００に擦ってしまい、画像が汚れてしまうことになるためである。逆に、コシが弱い場合に強力に吸引してしまうとプラテンの形状により記録媒体表面に凹凸が生じ記録画像中にムラが発生してしまうからである。

ドライバ部３０８は、シーケンス制御部３０９からの指令に基づく制御信号を各ユニットに出力し、キャリッジ２０１を走査させるキャリッジモータや、搬送ローラ及び排紙ローラを駆動させる搬送モータ、吸引ファン２１１等を駆動する。またドライバ部３０８は、各ユニットからの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なう。タイミング制御部３１１は、エンコーダセンサ２０３により取得されるキャリッジ２０１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２００の温度制御を行なう。

（記録動作開始前の予備吐出動作について）
次に、本実施形態に係る予備吐出動作について説明を行う。

記録媒体に記録動作を開始前では、直前のインク吐出動作から時間が経過している可能性があるため、記録媒体への記録動作中のよりも吐出口内のインク粘度が増加している可能性がある。そのため、記録媒体への記録動作開始前においては、記録動作中の予備吐出数よりも多い回数の予備吐出動作が行われる。そのため、予備吐出動作に伴って発生するインクミストの量も多く発生することになる。

本実施形態においては、プラテンの複数の吸引口の少なくとも一部を記録媒体が覆うまで搬送させ、予備吐出受け部の吸引圧を増加させた状態で記録動作開始前の予備吐出動作を行う。すなわち図３（ｂ）に示す様に、記録媒体２０５が給紙ローラ対と排紙ローラ対によって複数の吸入口の一部をふさぐ位置にまで搬送した後に予備吐出動作を行う。そして予備吐出動を行った後に、記録媒体を戻して記録動作を開始させる。

このように吸引圧を上げて予備吐出を行うことで予備吐出動作で発生するインクミストを効率的に回収することができる。なお図３（ｂ）のように全ての吸引口２０８を覆う位置まで記録媒体が搬送されていなくとも、複数の吐出口の一部が覆われる位置にまで搬送されていればよい。

次に、図５のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る記録動作を開始する前の予備吐出動作時の動作を詳細に説明する。これらの動作は、図４のシーケンス制御部３０９が、記録ヘッド２００、記録媒体搬送ユニット３０３、吸引ユニット３０４等を制御することにより行なわれる。

まず、ＰＣなどのホスト装置３００からの記録命令をトリガーとして動作フローがスタートし、Ｓ６０１で記録媒体２０５の有無判定を実行する。記録媒体２０５が無しと判定された際、再度記録媒体２０５をセットする手順に戻る。記録媒体２０５が有りと判定された場合には、Ｓ６０２で吸引ファン２１１の動作を開始する。

次に、複数の吸引口２０８の少なくとも一部を覆う位置にくるまで記録媒体２０５をフィードする。複数の吸入口２０８と予備吐出受け部２１０とは連通して設けられているため、記録媒体２０５を吸引口２０８に吸着させて複数の吸入口の少なくとも１部から空気が吸入されないようにすることで、予備吐出受け部２１０の吸引圧を向上することができる。このような状態で、Ｓ６０４で記録ヘッド２００から予備吐出受け部２１０に向けて記録動作開始前の予備吐出動作を行なう。なお予備吐出動作は、記録ヘッド２００を予備吐出受け部２１０と対向する位置にまで移動させた状態で行う。複数の吸引口の少なくとも１部を覆った状態で予備吐出動作を行うことにより、予備吐出受け部２１０の吸引圧を増加させることができ、インクミストを効率的に回収できる。

その後、記録動作を開始する所定位置となるように記録媒体をＳ６０３とは逆方向にフィードしてから、１ページ分の記録動作を開始する（Ｓ６０５）。そして、キャリッジ２０１を往復走査させながら搭載された記録ヘッド２００の複数の吐出口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媒体２０５を所定量ずつ搬送させることによって１ページ分の画像の記録動作を行う。１ページ分の画像の記録動作が完了するとＳ６０６に進み記録媒体を余分に搬送し、キャリッジ２０１または、本体に備え付けられたカッター（不図示）にて記録媒体２０５の後端をカットし、排出動作を行なう。

Ｓ６０７にて次の記録命令の有無を判定し、記録命令が有りの場合には余分に搬送した記録媒体を戻してからＳ６０１に戻り再度フローを実行する。記録命令が無しの場合には記録動作終了時の予備吐出動作を行ってから（Ｓ６０８）、余分に搬送された記録媒体を戻して記録を終了する。このように、記録動作終了時にも複数の吸引口の少なくとも１部を覆った状態で予備吐出動作を行うことにより、インクミストを効率的に回収できる。

なお、記録媒体の幅が狭い場合には記録媒体で覆われない吐出口の数が増え、予備吐出受け部２１０の吸引力が低下することから、吸引ファン２１１の回転数を増加させて予備吐出受け部２１０の吸引力を制御してもよい。

図６は、使用できる最大の記録媒体幅が４４ｉｎｃｈのインクジェット記録装置のおいて、吸引ファン２１１の回転数を一定とした場合の記録媒体幅ごとの予備吐出受け部２１０の吸引圧をプロットした相関図である。記録媒体の幅が狭くなるにつれ、封止できる吸引口２０８の数が減るため、予備吐出受け部２１０の吸引圧が低下していることがわかる。

つまり記録媒体幅が小さくなるほど、吸引ファンの回転数を増加させて吸引ファンの吸引力を大きくなるように制御することが望ましいといえる。

また、記録ヘッド２００の吐出口面と記録媒体の記録面との距離（以下、ヘッド紙間距離とも称する）が広い状態で記録動作を行う場合には、記録ヘッド２００の吐出口面と予備吐出受け部２１０との距離も広くなる。そして予備吐出受け部２１０に着弾せずに飛散するインクミストの量が増加することになる。そのためヘッド紙間距離を測定し、ヘッド紙間距離が広くなるほど、吸引ファンの回転数を増加させて予備吐出受け部２１０の吸引力が大きくなるように制御することも好ましい。

また、インクの予備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、予備吐出発数が多いときほど吸引ファンの回転数を増加させ予備吐出受け部２１０の吸引力が大きくなるように制御することも好ましい。

また、図７に示すように、インクジェット記録装置に縁無し全面印字を行う際に用いるインク受け部２０８を塞ぐことが可能なシャッター１１０２（弁部材）とこれらを制御する開閉モータ１１０１を設けてもよい。開閉モータ１１０１を制御してシャッター１１０２でインク受け部２０８を塞ぐことで、インク受け部２０８と予備吐出受け部２１０との連通を遮断でき、予備吐出受け部２１０の吸引力を大きくすることができる。そして、このような状態で記録動作を行う前の予備吐出動作時を行うことで、インクミスト回収効率をさらに向上することができる。なお、ここでは開閉モーター１１０１を用いた例を示したが、物理的に手動操作で閉めることが可能なシャッターでも良い。

また、本明細書中で用いた「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表す。

また、本明細書中で用いた「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、ビニール、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも含まれる。

また、本明細書中で用いた「インク」とは、広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理に供され得る液体を表す。

１００ インクジェット記録装置
２００ 記録ヘッド
２０１ キャリッジ
２０５ 記録媒体
２０７ プラテン
２０８ 吸引口
２１０ 予備吐出受け部
２１１ 吸引ファン

Claims (8)

1. インクを吐出する複数の吐出口を備えた記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを第１の方向に往復走査させる走査手段と、
   前記第１の方向と交差する第２の方向に記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記記録ヘッドの走査領域と対向する位置に設けられ、複数の吸入口を備え、記録媒体を支持する支持部材と、
   前記複数の吐出口の状態を回復するために行う予備吐出動作で前記記録ヘッドから吐出されたインクを受ける予備吐出受け部と、
   前記複数の吸入口と前記予備吐出受け部とに連通して設けられ、前記複数の吸入口と前記受け部とから空気を吸入する吸引手段と、を有するインクジェット記録装置であって、
   前記複数の吸入口の少なくとも一部を覆うように記録媒体を前記第２の方向に搬送した後に、前記吸引手段で空気を吸引している状態で予備吐出動作を行い、当該予備吐出動作の後に記録媒体を前記第２の方向と逆方向に搬送するように制御する制御手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記制御手段は、前記第２の方向と逆方向に記録媒体を搬送した後に、記録動作を開始するように制御する請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 記録媒体の両端部近傍に位置し、前記吸引手段によって吸引されることで記録媒体に着弾しなかったインクを受容する一対のインク受け部と、
   前記一対のインク受け部と前記予備吐出受け部との連通を遮断できる弁部材と、をさらに有し、
   前記制御手段は、記録媒体に記録動作を行う前の予備吐出動作を行う際に、前記一対のインク受け部と前記吸引手段との連通が遮断されるように前記弁部材を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記制御手段は、記録媒体の幅が小さくなるほど吸引力を大きくなるように吸引するように前記吸引手段を制御ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記吸引手段は、前記記録媒体と前記支持部材の上の記録媒体の記録面との距離が広くなるほど吸引力を大きくするように吸引す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乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 記録動作開始前の予備吐出動作の予備吐出数は、記録動作中に行う予備吐出数よりも多いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. インクを吐出する複数の吐出口を備えた記録ヘッドと、前記記録ヘッドでが走査する領域と対向する位置に設けられ、複数の吸入口を備え記録媒体を支持する支持部材と、前記複数の吐出口の状態を回復するために行う予備吐出動作で前記記録ヘッドから吐出されたインクを受ける予備吐出受け部と、前記複数の吸入口と前記予備吐出受け部とに連通して設けられ、前記複数の吸入口と前記受け部とから空気を吸入する吸引手段と、を有するインクジェット記録装置の制御方法であって、
   前記複数の吸入口の一部を覆うように第１の方向に記録媒体を搬送する工程と、
   第１の方向に記録媒体を搬送する工程の後に、前記吸引手段で空気を吸引している状態で予備吐出動作を行う予備吐出工程と、
   前記予備吐出工程の後に、前記第１の方向とは逆の第２の方向に記録媒体を搬送する工程と、
   を有することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
8. 前記第２の方向に記録媒体を搬送した後に記録動作を開始することを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置の制御方法。

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