JP2016002753A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱ムラによる画像ムラを低減した画像形成装置を提供する。
【解決手段】印刷媒体に対して液滴を吐出する記録ヘッド６と、液滴が付着された印刷媒体の表面温度を検出する、媒体搬送方向と交差する方向に並べて配置された複数の温度センサで構成される媒体温度センサ１４と、印刷媒体に対して温風を吹き出す媒体搬送方向と交差する方向に並べて配置された複数の温風ファンで構成される第１温風ファン１５と、複数の温度センサの各検出結果に基づいて複数の温風ファンを個別に駆動して印刷媒体に対して温風を吹き出す制御をする制御手段とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は画像形成装置及び画像方法に関する。

画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いた液体吐出記録方式の装置、例えばインクジェット記録装置などが知られている。

そして、例えば、サイングラフィックス市場において使用される非浸透メディアへの印刷が可能な装置が開発されてきている。このような装置では、メディア（媒体）を加熱、乾燥することで、インクを速やかに乾燥させるようにしたものがある。

例えば、印刷媒体を支持する媒体支持部と、印刷媒体を加熱調温するヒータ手段と、キャリッジに取り付けられキャリッジによる相対移動に伴って印刷媒体の表面温度を相対移動方向に沿って検出する温度検出手段と、温度検出手段による検出温度に基づいてキャリッジ移動方向に複数に分割されたヒータ手段を駆動させることにより、印刷媒体の表面温度を所定の設定温度に調節する制御を行う温度制御手段とを備えるものが知られている（特許文献１）。

再公表特許ＷＯ１１／０２４４６４

しかしながら、ヒータによる媒体の加熱だけでは、媒体の種類による熱伝導率の違いやヒータと媒体の接触状態などにより、媒体を設定温度まで加熱できなかったり、媒体の面内で温度分布が不均一になったりするなど、加熱ムラが生じる。

そのため、画像濃度や光沢度などにムラ（画像ムラ）が生じて画像品質が低下するという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、画像ムラを低減して画像品質を向上することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
媒体に対して液滴を吐出する液滴吐出手段と、
前記液滴が付着された前記媒体の表面状態を検出する複数の表面状態検出手段と、
前記媒体に対して温風を吹き出す複数の送風手段と、
前記複数の表面状態検出手段の各検出結果に基づいて前記複数の送風手段を個別に駆動して前記媒体に対して温風を吹き出す制御をする制御手段と、を備えている
構成とした。

本発明によれば、画像ムラが低減して画像品質が向上する。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の側面説明図である。 同装置の要部平面説明図である。 媒体温度センサの一例の説明に供する正面説明図である。 第１温風ファンの一例の説明に供する正面説明図である。 同装置の制御部のブロック説明図である。 同実施形態における印刷媒体上の液滴の状態（表面状態）の説明に供する説明図である。 第１温風ファンの制御の説明に供するフロー図である。 同制御で使用する第１温風ファンの出力参照テーブルの一例を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態における第１温風ファンの制御の説明に供するフロー図である。 同制御で使用する第１温風ファンの出力参照テーブルの一例を説明する説明図である。 本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の側面説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について図１及び図２を参照して説明する。図１は同画像形成装置の側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。

この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、メディアとして印刷媒体２は、媒体搬送路１に沿って搬送される。

一方、媒体搬送路１の上方には、液体吐出ヘッドからなる液体吐出手段である記録ヘッド６を搭載したキャリッジ５が、図２で主走査方向に往復移動可能に配置されている。ここでは、キャリッジ５には２つの記録ヘッド６、６を搭載している。

そして、媒体搬送路１を間欠的に搬送される印刷媒体２に対して往復移動する記録ヘッド６から液滴を吐出して印刷媒体２に画像を形成する。

媒体搬送路１の下側には、印刷媒体２の搬送方向に沿って複数に分割した加熱手段であるプレヒータ１１、プラテンヒータ１２、乾燥ヒータ１３が配置されている。

ここでは、プレヒータ１１は印字前部分、プラテンヒータ１２は印字領域部分、乾燥ヒータ１３は印字後部分に配置されている。なお、加熱手段は複数に分割しないで配置することもできるが、複数に分割することで加熱制御を細やかに行うことができる。

キャリッジ５の媒体搬送方向下流側には、液滴が付着された印刷媒体２の表面状態を検する表面状態検出手段として、印刷媒体２の表面温度を検出する温度検出手段である媒体温度センサ１４が配置されている。

媒体温度センサ１４は、後述するように、媒体搬送方向と直交する方向（印刷媒体２の幅方向）において、複数のブロックに分割されており、各ブロック毎に、直下の印刷媒体２の表面温度を検出する。すなわち、ここでは、媒体温度センサ１４の複数のブロックが複数の表面状態検出手段である温度検出手段を構成している。

また、媒体温度センサ１４の媒体搬送方向下流側で、乾燥ヒータ１３の上流側部分に対向して、印刷媒体２に対して温風を吹き出す送風手段である第１温風ファン１５を配置している。

第１温風ファン１５は、媒体温度センサ１４と同様に、媒体搬送方向と直交する方向（印刷媒体２の幅方向）において、複数のブロックに分割されており、各ブロック毎に、出力（風量）を制御可能である。すなわち、ここでは、第１温風ファン１５の複数のブロックが複数の送風手段を構成している。

この第１温風ファン１５の媒体搬送方向下流側に第２温風ファン１６が配置されている。第２温風ファン１６は印刷媒体２に対して幅方向で一様な温風を吹き付けて、印刷媒体２（印刷物）を完全に乾燥する。

次に、媒体温度センサの一例について図３を参照して説明する。図３は媒体温度センサの説明に供する正面説明図である。

媒体温度センサ１４は、媒体搬送方向と交差する方向（ここでは、直交する方向）に並べて配置された、Ｎ個（複数）の非接触型温度センサＳ１〜ＳＮで構成される。温度センサＳ１〜ＳＮは、印刷媒体２の予め分割された各領域（ブロック）１〜Ｎの表面温度ｔを測定する。

この温度センサＳ１〜ＳＮで測定した温度（検出温度）ｔと予め設定した設定温度との差分Δｔを算出して、差分Δｔの大きさに基づいて温風ファン１５の出力（風量）が決定される。

なお、温度センサＳ１〜ＳＮは、例えば印刷媒体２から放射される赤外線のエネルギー量を検出することで温度を測定するものを使用することができる。また、図示しないが、媒体温度センサ１４の近傍には、媒体検出手段が配置され、印刷媒体２の有無を検出する。

また、媒体温度センサ１４は、印刷媒体２の各領域１〜Ｎの表面温度を測定することで、印刷媒体２上に着弾された液滴の状態（媒体の表面状態）を検出するものである。したがって、表面状態検出手段は、印刷媒体２の表面温度を検出する温度検出手段に限定されるものではなく、印刷媒体２の表面状態を検出する手段であればよい。

次に、第１温風ファンの一例について図４を参照して説明する。図４は第１温風ファンの説明に供する正面説明図である。

第１温風ファン１５は、媒体搬送方向と交差する方向（ここでは、直交する方向）に並べて配置された、Ｎ個（複数）温風ファンＦ１〜ＦＮで構成される。温風ファンＦ１〜ＦＮは、印刷媒体２の各領域（ブロック）１〜Ｎに向けて温風を送風する（吹き出す）。

温風ファンＦ１〜ＦＮの各出力（風量）は、対応する温度センサＳ１〜ＳＮで測定した各領域１〜Ｎの検出温度を基に算出した差分Δｔによって決定している。そのため、印刷媒体２の表面温度分布よって各温風ファンＦ１〜ＦＮの出力は一様ではない。

また、ここでは、温風ファンＦ１〜ＦＮの温度は同じとし、風量を個別に制御しているが、温度と風量の両方を個別に制御することもできる。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図５を参照して説明する。図５は同制御部のブロック説明図である。

この制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行するプログラムを含む各種プログラムなどの固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３とを備えている。また、制御部５００は、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５を備えている。

また、制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うホストＩ／Ｆ５０６と、記録ヘッド６を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含むヘッド駆動制御部５０８とを備えている。また、制御部５００は、キャリッジ５を移動走査するキャリッジモータ５５４、印刷媒体２を搬送する図示しない搬送手段を駆動する媒体搬送モータ５５５を駆動するためのモータ駆動制御部５１０を備えている。

また、制御部５００は、Ｉ／Ｏ部５１３を備えている。Ｉ／Ｏ部５１３には、媒体温度センサ１４の各ブロックからの検出信号、プレヒータ１１、プラテンヒータ１２、乾燥ヒータ１３の温度を検出するヒータ温度センサ１７からの検出信号などが入力される。また、Ｉ／Ｏ部５１３には、キャリッジ５の移動を検出するエンコーダ５５６からの検出信号、媒体の搬送を検出するホイールエンコーダ５５７からの検出信号も入力される。

また、制御部５００は、プレヒータ１１、プラテンヒータ１２、乾燥ヒータ１３を制御するヒータ制御部５２１と、第１温風ファン１５及び第２温風ファン１６を駆動制御する温風ファン制御部５２２とを備えている。

ヒータ制御部５２１は、ヒータ温度センサ１７からの検出信号に基づいてプレヒータ１１、プラテンヒータ１２、乾燥ヒータ１３の各温度が目標温度になるように制御する。

温風ファン制御部５２２は、媒体温度センサ１４の各温度センサＳ１〜ＳＮからの各検出信号から得られる各領域１〜Ｎの検出温度を基に算出した差分Δｔを算出し、差分Δｔによって第１温風ファン１５の各温風ファンＦ１〜ＦＮの出力（風量）を決定して、各温風ファンＦ１〜ＦＮを駆動制御する。また、温風ファン制御部５２２は、第２温風ファン１６の出力（風量）を制御する。

また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

次に、本実施形態における風量制御について図６を参照して説明する。図６は印刷媒体上の液滴の状態（表面状態）の説明に供する説明図である。

加熱された印刷媒体２に液滴が着弾することによって、液滴の水分が蒸発する。液滴の水分が蒸発する速度は、印刷媒体２の表面温度によって異なることから、印刷媒体２の表面温度を検出する（測定する）ことで、印刷媒体２上の液滴の表面状態を予測することができる。

ここで、印刷媒体２の表面温度が適温に対して高い場合、図６（ａ）に示すように、液滴中の水分の蒸発速度が速いため、着弾滴の流動性が小さくなり、表面が粗くなる。そこで、この場合には、第１温風ファン１５の温風ファンＦ１〜ＦＮから出力する風量を少なくすることにより、乾燥工程中もレベリング（液滴の濡れ広がり）を進行させて、表面を滑らかにする。

一方、印刷媒体２の表面温度が適温に対して低い場合、図６（ｃ）に示すように、液滴中の水分の蒸発速度が遅いため、着弾滴に十分な流動性があり、レベリングの進行が速く表面が滑らかになる。この場合、液滴（インク）が広がりすぎると、滲みなどの問題が生じるため、第１温風ファン１５の温風ファンＦ１〜ＦＮから出力する風量を多くすることにより、乾燥速度を速くして、滲みを抑制する。

一方、印刷媒体２の表面温度が適温である場合、図６（ｂ）に示すように、目標とする状態でレベリングが進行しているため、予め決められた風量（設定風量：所定量）で温風を吹き出させる。

次に、第１温風ファンの制御について図７及び図８を参照して説明する。図７は同制御の説明に供するフロー図、図８は同制御で使用する第１温風ファンの出力参照テーブルの一例を説明する説明図である。

図７を参照して、記録ヘッド６で液滴が着弾された印刷媒体２を図示しない媒体検出手段で検出したときには、媒体温度センサ１４の各温度センサＳ１〜ＳＮによって印刷媒体２の各領域１〜Ｎの各表面温度を検出する。

そして、検出された各領域１〜Ｎについて、各表面温度ｔｎ（ｎ＝１〜Ｎ）と設定温度（所定温度）Ｔとの差分（設定温度差）Δｔｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を算出する。

その後、算出した各領域１〜Ｎの設定温度差Δｔｎについて、図８に示すような出力参照テーブルを参照して、各領域１〜Ｎに対応する温風ファンＦ１〜ＦＮの出力を決定する。

図８に示す出力参照テーブルでは、ファン出力はＡ〜Ｆの６段階とし、ファン出力（風量）Ａ〜Ｆは、Ａ＜Ｂ＜Ｃ・・・＜Ｇ、の関係としている。

そして、温風ファンＦ１〜ＦＮを決定したファン出力で駆動する（ファン出力切替）。

その後、印刷ジョブが終了したときには、第１温風ファン１５を停止する。

このように、液滴が付着された媒体の表面状態を検出する複数の表面状態検出手段の検出結果に基づいて複数の送風手段を個別に駆動して媒体に対して温風を吹き出す制御をすることで、加熱ムラが低減して、画像品質が向上する。

次に、本発明の第２実施形態について図９及び図１０を参照して説明する。図９は同実施形態における第１温風ファンの制御の説明に供するフロー図、図１０は同制御で使用する第１温風ファンの出力参照テーブルの一例を説明する説明図である。

本実施形態では、まず、ユーザーが事前に決定した印刷媒体２の種類、出力する印刷物の光沢度（出力光沢度）を参照し、ベースとなる風量Ｖを決定する。

風量Ｖは、印刷媒体の種類、出力光沢度によって異なる。出力する印刷物の光沢度を抑える場合には、印刷面の表面にある程度の凹凸を残すために風量Ｖは相対的に大きくし、印刷物に光沢度を出す場合には、印刷面の表面を平滑化するため風量Ｖは相対的に小さくする。

そして、前記第１実施形態で説明したと同様に、記録ヘッド６で液滴が着弾された印刷媒体２を図示しない媒体検出手段で検出したときには、媒体温度センサ１４の各温度センサＳ１〜ＳＮによって印刷媒体２の各領域１〜Ｎの各表面温度を検出する。

そして、検出された各領域１〜Ｎについて、各表面温度ｔｎ（ｎ＝１〜Ｎ）と設定温度（所定温度）Ｔとの差分（設定温度差）Δｔｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を算出する。

その後、算出した各領域１〜Ｎの設定温度差Δｔｎについて、図１０に示すようなファン補正制御出力参照テーブルを参照して、各領域１〜Ｎに対応する温風ファンＦ１〜ＦＮの出力を決定する。

図１０に示すファン補正制御出力参照テーブルでは、ベース風量Ｖに対して「＋ａ」、「＋ｂ」、「＋ｃ」、「−ａ」、「−ｂ」、「―ｃ」の６段階の補正を加える構成としている。なお、補正風量は、ａ＜ｂ＜ｃ、としている。

そして、温風ファンＦ１〜ＦＮを決定したファン出力で駆動する（ファン出力切替）。

その後、印刷ジョブが終了したときには、第１温風ファン１５を停止する。

これにより、加熱ムラが低減して画像ムラが低減するとともに、目的とする光沢度を得ることができ、画像品質が向上する。

次に、本発明の第３実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は同実施形態に係る画像形成装置の側面説明図である。

本実施形態では、キャリッジ５の媒体搬送方向下流側に印刷媒体２の光沢度を検出する表面状態検出手段としての光沢度センサ１８を配置している。なお、光沢度センサ１８も、前記媒体温度センサ１４と同様に、複数のブロック（領域１〜Ｎ）に分けて光沢度を検出する。

また、記録ヘッド６による画像形成領域の上方に光沢制御用の第３温風ファン１９を配置している。

そして、印字中から終了にかけて、印刷媒体２に第３温風ファン１９から温風を送風することで、液滴が着弾直後の段階から乾燥進行度合いを制御して光沢度を制御することができる。これにより、印刷物の光沢制御範囲を広くすることができる。

このとき第３温風ファン１９の風量は、印刷媒体２の種類、出力する印刷物の光沢度によって決定する。

また、第１温風ファン１５の風量制御は、光沢度センサ１８の検出結果によって行う。これにより、画像ムラを低減することができる。

なお、本願において、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。また、「画像形成装置」は媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

２ 印刷媒体
５ キャリッジ
６ 記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
１４ 媒体温度センサ（表面状態検出手段）
１５ 第１温風ファン（送風手段）
１６ 第２温風ファン
１８ 光沢度センサ（表面状態検出手段）
１９ 第３温風ファン
Ｓ１〜Ｓ２ 温度センサ
Ｆ１〜ＦＮ 温風ファン
５００ 制御部

Claims (7)

1. 媒体に対して液滴を吐出する液滴吐出手段と、
   前記液滴が付着された前記媒体の表面状態を検出する複数の表面状態検出手段と、
   前記媒体に対して温風を吹き出す複数の送風手段と、
   前記複数の表面状態検出手段の各検出結果に基づいて前記複数の送風手段を個別に駆動して前記媒体に対して温風を吹き出す制御をする制御手段と、を備えている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記表面状態検出手段は、前記媒体の表面温度を検出する温度検出手段である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数の表面状態検出手段は、前記媒体の搬送方向と交差する方向に並べて配置され、
   前記複数の送風手段は、前記複数の表面状態検出手段に対応して、前記媒体の搬送方向と交差する方向に並べて配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記送風手段の風量を制御する
   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画像形成装置。
5. 前記温度検出手段の検出温度が所定温度よりも高いときには、前記送風手段の風量を所定風量より多くし、前記検出温度が所定温度よりも低いときには、前記送風手段の風量を所定風量より少なくする
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記所定風量は、出力する印刷物の光沢度によって決定される
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 液滴吐出手段によって媒体に対して液滴を吐出し、
   前記液滴が付着された前記媒体の表面状態を複数の表面状態検出手段で検出し、
   前記媒体に対して温風を吹き出す複数の送風手段を、前記複数の表面状態検出手段による検出結果に基づいて、個別に駆動して前記媒体に対して温風を吹き出す制御をする
   ことを特徴とする画像形成方法。

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