JP2022012117A - インクジェット記録装置及び記録媒体温度制御方法 - Google Patents

インクジェット記録装置及び記録媒体温度制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】より簡便かつ柔軟に、画像記録時の記録媒体の温度を適切に制御可能なインクジェット記録装置及び記録媒体温度制御方法を提供する。【解決手段】インクジェット記録装置は、記録媒体を搬送する搬送部と、搬送部による記録媒体の搬送経路の途中で記録媒体に対してインクを吐出して着弾させる記録動作部と、記録動作部により吐出されるインクの着弾位置よりも搬送経路に沿って下流側の第１位置から上流側の第２位置へ記録媒体を戻す反転部と、搬送経路上の第２位置から着弾位置までの間の少なくとも一部で前記録媒体の温度を調節する第１温度調節部と、制御部と、を備える。制御部は、記録媒体が最初に着弾位置を通過する間に記録動作部によりインクを吐出させない。【選択図】図３

Description

この発明は、インクジェット記録装置及び記録媒体温度制御方法に関する。
記録媒体に対してインクを吐出して画像や構造などを記録するインクジェット記録装置がある。インクは、多様な種別の記録媒体に対して定着させることができる一方、適正な定着状態を得るために、インクによってはその温度の制御が重要になる場合がある。
また、インクの吐出時の温度だけではなく、着弾後のインクの定着への影響が大きい記録媒体の温度も制御する技術がある。特許文献１では、両面に画像を記録する場合でも適切に記録媒体の温度が保てるような加熱手段を備える技術について開示されている。
国際公開第２０１３／１６５００３号
しかしながら、記録媒体の熱伝導性や厚さなどによっては、記録動作の直前に加熱を開始しても適切な温度に上昇させることができず、また、適切な温度に急激に上昇させるために大型で消費電力の大きい加熱機構が必要になるという課題がある。
この発明の目的は、より簡便かつ柔軟に、画像記録時の記録媒体の温度を適切に制御することのできるインクジェット記録装置及び記録媒体温度制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
記録媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部による記録媒体の搬送経路の途中で前記記録媒体に対してインクを吐出して着弾させる記録動作部と、
前記記録動作部により吐出されるインクの着弾位置よりも前記搬送経路に沿って下流側の第１位置から上流側の第２位置へ前記記録媒体を戻す反転部と、
少なくとも前記搬送経路上の前記第２位置から前記着弾位置までの間の一部で前記記録媒体の温度を調節する第１温度調節部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記記録媒体が最初に前記着弾位置を通過する間に前記記録動作部によりインクを吐出させない
ことを特徴とするインクジェット記録装置である。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記制御部は、前記記録媒体の特性に応じた所定回数、前記反転部により前記記録媒体が前記第１位置から前記第２位置へ戻されるまで、当該記録媒体に対して前記記録動作部によりインクを吐出させないことを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のインクジェット記録装置において、
前記所定回数は、前記記録媒体の厚さ、種別及び前記記録媒体の供給前の温度のうち少なくともいずれかを設定条件として定められることを特徴とする。
また、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載のインクジェット記録装置において、
当該インクジェット記録装置の所定の位置の温度を計測する計測部を備え、
前記制御部は、前記計測部の計測した温度に基づいて前記所定回数を定める
ことを特徴とする。
また、請求項５記載の発明は、請求項１～４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記搬送部は、記録媒体を載置して当該載置された面を前記搬送経路に沿って移動させる第１の載置部材を有し、
前記反転部は、前記記録媒体を前記第１の載置部材上の前記第１位置から前記第２位置へ戻し、
前記第１温度調節部は、前記第１の載置部材の表面の温度を調節する
ことを特徴とする。
また、請求項６記載の発明は、請求項１～５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記搬送部は、
前記搬送経路上の前記第２位置よりも上流側で記録媒体を載置する第２の載置部材を有する前置部と、
前記第２の載置部材の温度を調節する第２温度調節部と、
を備えることを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、請求項６記載のインクジェット記録装置において、
前記制御部は、前記記録媒体の特性に応じて前記第２温度調節部の動作制御を行うことを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、請求項７記載のインクジェット記録装置において、
前記特性には、前記記録媒体の厚さ、種別及び供給前の温度のうち少なくともいずれかが含まれることを特徴とする。
また、請求項９記載の発明は、請求項１～８のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記搬送経路上の前記着弾位置よりも下流側かつ前記第１位置よりも上流側の位置で前記記録媒体に対してインクを定着させる所定のエネルギー線を照射する照射部を備え、
前記制御部は、前記インクが着弾していない前記記録媒体に対する前記エネルギー線の照射を制御する
ことを特徴とする。
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載のインクジェット記録装置において、
前記所定のエネルギー線は紫外線であることを特徴とする。
また、請求項１１記載の発明は、
記録媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部による記録媒体の搬送経路の途中で前記記録媒体に対してインクを吐出して着弾させる記録動作部と、前記記録動作部により吐出されるインクの着弾位置よりも前記搬送経路に沿って下流側の第１位置から上流側の第２位置へ前記記録媒体を戻す反転部と、前記搬送経路上の前記第２位置から前記着弾位置までの間の少なくとも一部で前記記録媒体の温度を調節する第１温度調節部と、を備えるインクジェット記録装置の記録媒体温度制御方法であって、
前記記録媒体が最初に前記着弾位置を通過する間に前記記録動作部によりインクを吐出させない温度調節ステップ、
を含むことを特徴とする。
本発明に従うと、より簡便かつ柔軟に、画像記録時の記録媒体の温度を適切に制御することができるという効果がある。
本実施形態のインクジェット記録装置の全体構成を示す模式図である。 インクジェット記録装置の機能構成を示すブロック図である。 加熱動作レベルの設定を示す図表である。 空ターンが行われる場合の画像記録ドラムへの記録媒体の載置順を示す図表である。 媒体温度制御処理の制御手順を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のインクジェット記録装置１の全体構成を示す模式図である。
ここでは、インクジェット記録装置１を正面から見た場合について示す。
本実施形態のインクジェット記録装置１は、媒体供給部１０と、画像記録部２０と、媒体排出部３０と、制御部４０などを備えている。このインクジェット記録装置１では、制御部４０による制御に基づいて、媒体供給部１０に格納された記録媒体Ｍが画像記録部２０に搬送され、画像が記録された後に媒体排出部３０に排出される。
媒体供給部１０は、内部に格納された記録媒体Ｍを一枚ずつ画像記録部２０へ送る。
記録媒体Ｍとしては、ここでは、種々の厚さや質の印刷用紙、セル、フィルム、ボードなどの形態の各種樹脂基材（例えば、ポリプロピレンＰＰ、ポリエチレンテレフタラートＰＥＴ）及び布帛など、種々のものが用いられる。
媒体供給部１０は、記録媒体Ｍを格納する供給トレー１１と、供給温度計測部１２とを有する。供給トレー１１は、一又は複数の記録媒体Ｍを載置可能に設けられた板状の部材である。供給トレー１１は、供給トレー１１に載置された記録媒体Ｍの量に応じて上下動するよう設けられており、当該上下動方向について、最も上に位置する記録媒体Ｍが画像記録部２０への送出位置で保持される。
供給温度計測部１２は、供給トレー１１上の一番上の記録媒体Ｍの表面温度を計測して、計測温度を制御部４０へ出力する。供給温度計測部１２は、非接触の、例えば、赤外線温度計であってもよい。
画像記録部２０は、画像記録ドラム２１（第１の載置部材）と、前置部２２と、ヘッドユニット２３（記録動作部）と、照射部２４と、デリバリー部２５と、反転部２６と、温度主調節部２７（第１温度調節部）と、主計測部２８などを備える。
画像記録ドラム２１は、円筒状の外形を有し、当該円筒状部分の外周面上に１２０度ごとに１枚ずつ合計３枚の記録媒体Ｍを担持（載置）可能であり、円筒の中心軸に対する回転動作に応じて記録媒体Ｍを搬送する（載置された面を搬送経路に沿って移動させる）搬送動作を行う。画像記録ドラム２１の外周面の温度は、温度主調節部２７により調節される。
温度主調節部２７は、ドラム加熱部２７１と、ファン２７２とを有し、これらの動作により画像記録ドラム２１の外周面（表面）の温度を調節する。ドラム加熱部２７１は、外周面を加熱し、ファン２７２は、外周面からの放熱を促進させる。調節される温度は、適切なインクの着弾時温度に応じて定められてよい。ここでは、画像記録ドラム２１の回転方向について、記録媒体Ｍが載置される搬送開始位置（第２位置）から載置された記録媒体Ｍが除去される搬送終了位置（第１位置）までの載置区間（画像記録ドラム２１による記録媒体Ｍの搬送経路）外で温度主調節部２７により外周面の加熱／放熱が行われる。画像記録ドラム２１上に担持された記録媒体Ｍには、載置された第２位置からヘッドユニット２３と対向する位置（インクの着弾位置）との間を含む区間（少なくとも第２位置から着弾位置までの一部）で画像記録ドラム２１の外周面から加熱（温度の調節）がなされ、上記着弾位置でヘッドユニット２３の各ノズルから吐出されるインクが当該記録媒体Ｍの画像記録ドラム２１との接触面とは反対側の面（一の記録対象面）における適切な位置に着弾することで画像などが記録される。
前置部２２は、媒体供給部１０から記録媒体Ｍを画像記録ドラム２１（第２位置）よりも上流側で受け渡されて、当該画像記録ドラム２１に受け渡す。前置部２２は、記録媒体Ｍを担持（載置）する円筒状の受け渡しドラム２２１（第２の載置部材）と、受け渡しドラム２２１を加熱する前置加熱部２２２（第２温度調節部）と、受け渡しドラム２２１の表面温度を計測する前置温度計測部２２３などを有する。
画像記録ドラム２１及び受け渡しドラム２２１が、本実施形態において記録媒体Ｍを搬送する搬送部を構成する。
ヘッドユニット２３は、画像記録ドラム２１の回転に応じて移動する搬送経路の途中の記録媒体Ｍの一の記録対象面に対し、当該ヘッドユニット２３において記録媒体Ｍの当該記録対象面と対向する面（ノズル面）に設けられた複数のノズル開口部から適切なタイミングでインクの液滴を吐出して、上記記録対象面に着弾させていくことで画像を記録する。ヘッドユニット２３は、複数のノズルが設けられた記録ヘッドを一又は複数備える。本実施形態のインクジェット記録装置１では、ヘッドユニット２３は、記録媒体Ｍの搬送方向に所定の間隔で複数、ここでは、４色の各インクにそれぞれ応じて４つ並んでいる。４つのヘッドユニット２３は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）のインクをそれぞれ出力する。これらのヘッドユニット２３の並び順は適宜定められてよい。これらのインクは、所定波長の電磁波、ここでは、紫外線を活性エネルギー線として照射されることで硬化するものが用いられる。なお、インクの温度は図示略のインクヒーターなどにより加熱維持されていてもよい。
ヘッドユニット２３の各々は、ここでは、それぞれ画像記録ドラム２１上で搬送される記録媒体Ｍの搬送方向に垂直な幅方向に当該記録媒体Ｍの画像記録幅にわたって配列された複数のノズル開口部を備え、記録媒体Ｍを搬送方向に移動させながら当該ノズル開口部から記録媒体Ｍに対してインクを吐出することでシングルパス方式により画像を記録可能なラインヘッドを備える。ヘッドユニット２３は、図示略の支持部（キャリッジ）に取り付けられている。
照射部２４は、エネルギー線（ここでは紫外線）を照射して、ヘッドユニット２３から吐出されて記録媒体Ｍ上に着弾したインクを硬化させる反応を生じさせて、定着させる。照射部２４は、例えば、紫外線を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）を有し、当該ＬＥＤに電圧を印加して電流を流すことで発光させて紫外線を照射する。照射部２４は、画像記録ドラム２１の回転により搬送される記録媒体Ｍ上にヘッドユニット２３からインクの吐出がなされた後、当該記録媒体Ｍがデリバリー部２５に到達する前に（すなわち、着弾位置よりも下流側の位置かつ第１位置よりも上流側の位置）、当該記録媒体Ｍ上に着弾したインクに対して紫外線が照射可能に設けられている。照射部２４は、必要に応じて所望の照射範囲外への紫外線の漏出を遮るための遮光壁などを備えていてもよい。
なお、照射部２４において紫外線を発する構成は、ＬＥＤに限られない。照射部２４は、例えば、水銀ランプを有していてもよい。また、インクが紫外線以外の活性エネルギー線を受けて硬化定着する性質を有する場合には、照射部２４は、上述の紫外線を発する構成の代わりに、当該インクを硬化させる活性エネルギー線を発する周知の出射源（光源）を有していてよい。この照射部２４は、紫外線の照射に伴う放熱も大きく、放出された熱が記録媒体Ｍや画像記録ドラム２１に伝わることでこれらを加熱する。加熱の必要がない場合には、インクの硬化に必要な範囲でのみＬＥＤが点灯されればよく、その他の期間では消灯される。
デリバリー部２５は、画像が記録され、記録した画像（インク）が定着した後の記録媒体Ｍを画像記録ドラム２１による記録媒体Ｍの搬送経路の終点（搬送経路に沿ってインクの着弾位置よりも下流側の第１位置）で当該画像記録ドラム２１から取得し、媒体排出部３０に搬送する。デリバリー部２５は、円筒状の排出選択ローラー２５１と、受け渡しローラー２５２と、複数（例えば、２本）のローラー２５３、２５４と、内側面でローラー２５３、２５４に支持された輪状のベルト２５５などを有する。
排出選択ローラー２５１は、記録媒体Ｍを媒体排出部３０に排出させるか、又は再度記録媒体Ｍの供給側（インクの着弾位置よりも上流側の第２位置）に戻すかを切り替える。受け渡しローラー２５２は、媒体排出部３０に排出される記録媒体Ｍを排出選択ローラー２５１から受け取ってベルト２５５上に誘導する。デリバリー部２５は、受け渡しローラー２５２からベルト２５５上へと受け渡された記録媒体Ｍをローラー２５３、２５４の回転に伴い周回移動するベルト２５５と共に移動させることで搬送して媒体排出部３０に送り出す。
反転部２６は、搬送終了位置で画像記録ドラム２１からデリバリー部２５に受け渡された記録媒体Ｍのうち、媒体排出部３０に排出しない記録媒体Ｍを排出選択ローラー２５１から受け取ってインクの着弾位置よりも上流側、ここでは、前置部２２から画像記録ドラム２１に受け渡される搬送開始位置（第２位置）又はこれより若干上流位置で画像記録ドラム２１に戻し、再度載置させる。反転部２６は、ここでは、一方の面に画像が記録された記録媒体Ｍの表裏を反転させて画像記録ドラム２１に戻すが、反転させずに戻すことが可能であってもよい。なお、ここでは、反転部２６は、画像記録ドラム２１における３か所の載置可能範囲（Ａ～Ｃ）のうちいずれかから記録媒体Ｍを受け取ると、その載置可能範囲よりも２つ後ろの載置可能範囲（Ａ→Ｃ、Ｂ→Ａ、Ｃ→Ｂ）に記録媒体Ｍを戻す。
主計測部２８は、温度主調節部２７による加熱／放熱後の画像記録ドラム２１の外周面温度を計測するドラム温度計測部２８１と、搬送開始位置で載置された記録媒体Ｍがヘッドユニット２３のインク着弾位置に到達する前の当該記録媒体Ｍの表面温度を計測する記録前温度計測部２８２と、インク着弾位置を過ぎてから照射部２４による照射範囲に到達する前の記録媒体Ｍの表面温度を計測する記録後温度計測部２８３とを有する。主計測部２８の各計測データは制御部４０に出力される。
媒体排出部３０は、デリバリー部２５により画像記録部２０から送り出された記録媒体Ｍをユーザーにより取り出されるまで格納する。媒体排出部３０は、板状の排出トレー３１などを有し、この排出トレー３１上に記録動作後の記録媒体Ｍが順に積載される。
制御部４０は、媒体供給部１０、画像記録部２０及び媒体排出部３０の動作を制御し、画像記録命令（ジョブ）による記録対象画像のデータ及び画像記録動作に係る設定に応じて記録媒体Ｍ上に画像を記録させる。
図２は、インクジェット記録装置１の機能構成を示すブロック図である。
インクジェット記録装置１は、上記のヘッドユニット２３と、照射部２４と、制御部４０などに加えて、搬送モーター２１１及び搬送制御部４１と、照射制御部４４と、駆動波形生成部５４と、温度調節部６０と、温度計測部６５（計測部）と、操作受付部７１と、表示部７２と、通信部７３などを備える。
搬送モーター２１１は、媒体供給部１０及び画像記録部２０において記録媒体Ｍを移動させるために動作する各部を各々駆動するモーターを有する。搬送制御部４１は、搬送モーター２１１をそれぞれ適宜なタイミングで、必要に応じて同期させて動作させる。
ヘッドユニット２３は、ヘッド駆動部２３１と、電気機械変換素子２３２などを有する。本実施形態のヘッドユニット２３は、特には限られないが、インクを吐出する各ノズルに連通しているインク流路（特にインク室）に沿ってそれぞれピエゾ素子（電気機械変換素子２３２）が設けられている。ヘッドユニット２３は、このピエゾ素子に対する印加電圧の変動に応じて当該ピエゾ素子を変形させることで、インクに圧力変動を生じさせてインクをノズルから吐出させるピエゾ式の駆動機構を有する。ヘッド駆動部２３１は、出力対象の画像データに基づいて、駆動波形生成部５４から入力された駆動信号を各電気機械変換素子２３２へ適切に出力させる。
駆動波形生成部５４は、予め定められた駆動波形信号を生成してヘッドユニット２３へ出力する。駆動波形生成部５４では、所定数の駆動波形パターンがデジタルデータとして保持されており、クロック信号に応じて各デジタルデータをアナログ信号に変換し、適宜な電圧及び電流に増幅して出力する。
照射制御部４４は、照射部２４による紫外線（エネルギー線）の照射タイミング、照射時間及び照射強度を制御する。照射部２４は、照射制御部４４からの制御信号に基づいてＬＥＤを発光させて紫外線を出射する。
温度調節部６０は、上述の前置加熱部２２２及び温度主調節部２７と、加熱制御部４６などを備える。加熱制御部４６は、記録媒体Ｍの種別に係る設定と、温度計測部６５の計測結果などに基づいて、受け渡しドラム２２１と画像記録ドラム２１の温度を適正な温度範囲に維持するように、前置加熱部２２２、ドラム加熱部２７１及びファン２７２の動作の有無の切替制御を行う。
温度計測部６５は、上述の供給温度計測部１２、前置温度計測部２２３、ドラム温度計測部２８１、記録前温度計測部２８２及び記録後温度計測部２８３を有する。
操作受付部７１は、外部からのユーザーなどによる入力操作を受け付けて、入力信号として制御部４０に出力する。操作受付部７１は、例えば、タッチパネルと押しボタンスイッチなどを有する。タッチパネルは、表示部７２の表示画面と重ねて位置していてよい。また、操作受付部７１は、その他の各種操作スイッチなどを有していてもよい。
表示部７２は、制御部４０の制御に基づいて、各種ステータスやメニューなどを表示画面に表示する。表示部７２は、例えば、表示画面とＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプなどを有する。表示画面は、特には限られないが、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）である。ＬＥＤランプは、例えば、電力供給状況や異常発生状況などに応じて、制御部４０により各状況に対応する位置及び色のランプが点灯（点滅動作を含む）される。
通信部７３は、所定の通信規格に従って外部機器などとの間で行うデータ（信号）の送受信を制御する。通信部７３は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）の規格に従って、通信の制御を行う。また、通信部７３は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）の規格により周辺機器などが接続可能であってもよい。
制御部４０は、ＣＰＵ４０１（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ４０２（Random Access Memory）と、記憶部４０３などを有する。ＣＰＵ４０１は、各種演算処理を行って制御動作を行う。ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４０１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。記憶部４０３は、不揮発性メモリーを有し、各種設定データやプログラムなどを記憶する。設定データには、加熱設定４０３ａが含まれる。加熱設定４０３ａは、後述のように、記録媒体の種別などに応じて各部による記録媒体Ｍの加熱動作を調整するためのデータである。プログラムには、後述の媒体温度制御処理に係る制御プログラムが含まれ、記録媒体Ｍに着弾したインクをその状況（着弾状態）に応じた適切な状態（記録媒体Ｍなどへの悪影響の抑制も考慮した状態）で確実に定着させるように照射部２４による照射量を変更制御する。また、記憶部４０３は、大容量の揮発性メモリを有し、ジョブデータ及びその作業データ（加工データ）などを記憶することが可能であってもよい。
なお、搬送制御部４１、照射制御部４４及び加熱制御部４６は、それぞれ制御部４０と別個のプロセッサー（ＣＰＵなど）によって動作してもよいし、実際にはＣＰＵ４０１が共通に各処理を行ってもよい。
次に、本実施形態のインクジェット記録装置１における記録媒体Ｍの加熱動作について説明する。
インクジェット記録装置１では、着弾したインクを適正に定着させるために、記録媒体Ｍの温度、特にインク着弾面の温度を適切な範囲に維持する。適切な温度範囲は、インクの種別に応じて定まるが、常温より高めに維持されることが多いので、少なくとも画像記録動作の開始時には、記録媒体Ｍを加熱することが多い。
一般に熱伝導には時間がかかることが多く、特に、熱伝導度の低い記録媒体や、厚い記録媒体では、画像記録ドラム２１に載置されてからインク着弾位置へ移動するまでの間に記録面が適正な温度範囲に加熱されない場合がある。インクジェット記録装置１では、記録媒体の特性に応じて記録媒体Ｍの加熱動作を調整する。
加熱動作としては、ドラム加熱部２７１による搬送開始位置からインク着弾位置までの通常の加熱に加えて、前置加熱部２２２による加熱動作がある。また、インクジェット記録装置１では、更に、インク着弾位置に到達した記録媒体Ｍに対して直ちに（少なくとも最初に（所定回数）着弾位置を通過する間に／第１位置から第２位置に戻されるまで）ヘッドユニット２３によるインク吐出をさせない、すなわち、画像記録させずに記録媒体Ｍを周回させて（空ターンと記す）、画像記録ドラム２１による記録媒体Ｍの加熱状態を維持させることができる。また、インクが着弾していない状態の記録媒体Ｍの通過時に照射部２４のＬＥＤを点灯させることで、照射部２４の発熱による加熱も行わせることができる。反転部２６により供給側に戻された記録媒体Ｍの２度目以降の載置、周回時にインクが吐出、着弾されることで、適切な記録媒体Ｍの温度での画像記録動作が可能となる。
図３は、加熱動作レベルの設定を示す図表である。
ここでは、記録媒体Ｍの特性としてその厚さ（紙厚と記すが、上記の通り紙に限られない）を指標として５段階に前置加熱部２２２の動作、空ターンの回数（所定回数）及び照射部２４の動作を組み合わせた加熱レベルの調整制御がなされる。紙厚レベル１では、前置加熱部２２２による加熱、空ターンによる加熱及び照射部２４による加熱のいずれも行わせず、ドラム加熱部２７１による通常の加熱のみとされる。紙厚レベル２では、前置加熱部２２２による加熱が追加される。すなわち、紙厚レベル１、２では、記録媒体Ｍは、通常通り搬送されてヘッドユニット２３による画像記録動作が行われる。
紙厚レベル３になると、紙厚レベル２の設定に加えて、空ターンが実行される。記録媒体Ｍは、画像記録ドラム２１に載置されてから最初のインク着弾位置の通過時に画像記録動作がなされず、搬送終了位置から反転部２６を介して搬送開始位置へ戻される。そして、画像記録ドラム２１上での２周目の移動におけるインク着弾位置の通過時に、この記録媒体Ｍに対してヘッドユニット２３からインクが吐出されて画像が記録される。この場合、空ターンの実行分だけ記録画像の出力速度が低下する。
紙厚レベル４では、紙厚レベル３の設定に加えて、更に、照射部２４のＬＥＤの点灯による加熱が追加される。インクが吐出されていないので、照射される紫外線自体は、記録媒体Ｍへの画像記録動作に対して基本的に影響を及ぼさない。また、記録画像の出力速度は紙厚レベル３から変化しない。既存の構成の流用であるので、加熱のためにドラム加熱部２７１の最大加熱（電力容量など）を増大させる必要がない。なお、ここでは点灯（紫外線の照射）の有無だけが制御されるように定められているが、点灯時間及び／又は点灯強度が定められていてもよい。また、照射部２４は、記録媒体Ｍの通過中だけではなく、通過前に点灯されて、予め遮光壁内の空間の空気を温めておいてもよい。
紙厚レベル５では、紙厚レベル３の設定における空ターンの回数が２回に変更されている。
記録媒体Ｍの加熱には、厚さに加えて媒体の質（熱伝導度）や、画像記録部２０への供給前の記録媒体Ｍの温度（供給温度計測部１２による計測温度）も影響する。したがって、ここでは、媒体の種別（上質紙、普通紙、塗工紙、非塗工紙、樹脂の種別など）及び供給前の温度（又は供給前の温度と目標温度との差）に応じて（設定条件として）基準となる上記紙厚レベルを所定レベルだけ変更させて設定がなされてもよい。すなわち、熱伝導度の低い記録媒体Ｍや供給前の温度の低い記録媒体Ｍでは、紙厚で定められるレベルよりも所定段階（例えば１段階）上のレベルの加熱動作が選択され、熱伝導度の高い記録媒体Ｍや供給前の温度の高い記録媒体Ｍでは、紙厚で定められるレベルよりも所定段階（例えば１段階）下のレベルの加熱動作が選択されてもよい。
図４は、空ターンが行われる場合の画像記録ドラム２１への記録媒体Ｍの載置順を示す図表である。
画像記録ドラム２１が回転方向にＡ、Ｂ、Ｃの３つの載置可能範囲を有する場合、通常の片面記録動作では、画像記録ドラム２１が１回転する間に３枚の画像を出力することができる。これに対し、１回の空ターンを挿入する場合、図４（ａ）に示すように、例えば、記録媒体を載置可能範囲に１回おきに供給して空ターンでの加熱を行う（温度調節ステップ）。空ターンで加熱された記録媒体Ｍは、反転部２６などにおいて表裏が反転された後、2つ後ろの載置可能範囲に再度載置されて搬送される。この載置可能範囲は、１回目に搬送開始位置で載置されてから当該搬送開始位置を通過する５つ目の載置可能位置であるので、常に１回目の記録媒体Ｍが載置されない載置可能範囲となっている。２周目の搬送における画像記録範囲でヘッドユニット２３から吐出されたインクにより画像が記録されると（画像記録ステップ）、記録媒体Ｍは、デリバリー部２５を介して媒体排出部３０へ排出される。
両面に画像を記録する場合には、図４（ｂ）に示すように、記録媒体Ｍは、最初の空ターンにおける載置位置から５つ後ろへの再度の載置で表面への画像記録がなされ、更に５つ後ろへの載置で裏面への画像記録がなされる。この場合、裏面への記録に係る記録媒体の載置位置が加熱用に最初に供給される記録媒体Ｍのタイミングと重なることになる。具体的には、１枚目の記録媒体Ｍの裏面へ記録動作に係る載置可能範囲が６枚目の記録媒体Ｍの空ターンと重なることになる。
ここでは、５枚の記録媒体Ｍが空ターン用に１回おきに供給された後、記録媒体Ｍの供給が中断され、５枚目の記録媒体Ｍへの表側への記録が終了した後、この２回後の載置可能範囲、すなわち、５枚目の記録媒体Ｍの供給から７つ後ろの載置可能範囲に６枚目の記録媒体Ｍの供給がなされ、これに続いて、７～１０枚目の記録媒体Ｍの供給が１回おきになされる。このような記録媒体Ｍの供給パターンにより、載置可能範囲の空きなしに記録画像の出力がなされていくことになる。
図５は、本実施形態のインクジェット記録装置１で実行される媒体温度制御処理の制御部４０による制御手順を示すフローチャートである。
この処理は、本実施形態の記録媒体温度制御方法を含み、画像記録動作命令を含むジョブデータが取得された場合に画像記録動作に係る制御処理と並行して起動される。あるいは、画像記録動作に係る処理の内部で呼び出されて起動されてもよい。
媒体温度制御処理が開始されると、制御部４０（ＣＰＵ４０１）は、ジョブデータから媒体種別を取得する（ステップＳ１０１）。制御部４０は、加熱設定４０３ａを参照して媒体種別に応じた加熱設定を取得する（ステップＳ１０２）。
制御部４０は、温度計測部６５から各部の温度データの取得を開始する（ステップＳ１０３）。なお、開始するまでもなく定期的に温度計測部６５から温度データを取得している場合には、ステップＳ１０３の処理は省略されてもよい。あるいは、ステップＳ１０３の処理において、温度データの取得間隔が調整（例えば狭く変更）されてもよい。
制御部４０は、供給温度計測部１２による供給前の記録媒体Ｍの温度が基準温度範囲外であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。基準温度範囲外であると判別された場合には（ステップＳ１０４で“ＹＥＳ”）、制御部４０は、基準からの外れ具合に応じて取得した加熱設定を変更する（ステップＳ１０５）。それから、制御部４０の処理は、ステップＳ１０６へ移行する。媒体温度が基準温度範囲外ではない（基準温度範囲内である）と判別された場合には（ステップＳ１０４で“ＮＯ”）、制御部４０の処理は、ステップＳ１０６へ移行する。
ステップＳ１０６の処理へ移行すると、制御部４０は、加熱設定に応じた加熱動作を開始する（ステップＳ１０６）。制御部４０は、加熱制御部４６を介してドラム加熱部２７１及び必要に応じて前置加熱部２２２を動作させる。ドラム加熱部２７１が基準温度を超えると、又は動作開始から所定時間が経過すると、制御部４０は、画像記録動作の開始を許可する（ステップＳ１０７）。上述のように、画像記録動作は、別途画像記録制御処理で制御されてよい。画像記録制御処理では、図４に示したように、空ターンの場合（温度調節ステップ）と、表面に画像記録を行う場合と、裏面に画像記録を行う場合（まとめて画像記録ステップ）とが順番に切り替えられる。
制御部４０は、記録動作が全て終了したか否かを判別する（ステップＳ１０８）。終了していないと判別された場合には（ステップＳ１０８で“ＮＯ”）、制御部４０は、温度計測部６５から得られた計測温度のうちいずれかに基準温度範囲外のものがあるか否かを判別する（ステップＳ１０９）。なお、この基準温度範囲は、ステップＳ１０４の判別処理で用いられた基準温度範囲と同一であってもよいし、異なっていてもよい。基準温度範囲外のものがないと判別された場合には（ステップＳ１０９で“ＮＯ”）、制御部４０の処理は、ステップＳ１０８に戻る。
基準温度範囲外のものがあると判別された場合には（ステップＳ１０９で“ＹＥＳ”）、制御部４０は、基準温度範囲外の温度が示されている計測位置に応じて適宜加熱設定を変更する（ステップＳ１１０）。各部の温度は、画像記録動作の継続により放熱よりも熱の蓄積の方が速い場合が多く、上昇しやすいので、主に変更は加熱動作を一部又は全部休止させる場合が多い。また、画像記録ドラム２１の温度が上がり過ぎている場合には、ファン２７２を動作させて放熱に切り替えてもよい。それから、制御部４０の処理は、ステップＳ１０８に戻る。
ステップＳ１０８の処理で、記録動作が全て終了したと判別された場合には（ステップＳ１０８で“ＹＥＳ”）、制御部は、媒体温度制御処理を終了する。
なお、温度調節部６０の各部の動作は、媒体温度制御処理の終了と同時に全て停止されてもよいし、引き続き他のジョブが実行される場合などを考慮して、所定時間加熱状態を維持又は常温よりもやや高めの値で待機状態とされてもよい。
以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１は、記録媒体Ｍを搬送する搬送部（画像記録ドラム２１及び受け渡しドラム２２１）と、搬送部（画像記録ドラム２１）による記録媒体Ｍの搬送経路の途中でこの記録媒体Ｍに対してインクを吐出して着弾させるヘッドユニット２３と、記録動作部により吐出されるインクの着弾位置よりも前記搬送経路に沿って下流側の第１位置から上流側の位置へ記録媒体Ｍを戻す反転部２６と、少なくとも搬送経路上の第２位置からインクの着弾位置までの間の一部で記録媒体の温度を調節する温度主調節部２７と、制御部４０と、を備える。制御部４０は、記録媒体Ｍが最初にインクの着弾位置を通過する間にヘッドユニット２３によりインクを吐出させない。
このように、画像を記録させないまま一周載置させ続けて記録媒体Ｍを加熱保温して、画像記録ドラム２１の外周面温度に近づけるので、温度主調節部２７の最大加熱量を増大させずとも通常の構成のまま記録媒体Ｍを適切な温度とし、着弾したインクを適正に定着させることができる。これにより、インクジェット記録装置１では、記録媒体Ｍに対して簡便かつ柔軟に適正な画像が得られる。特に、画像記録動作の開始直後などの一時的に大きな目標温度との乖離を調整するために温度主調節部２７に大きなコストをかけたりサイズを大きくしたりする必要がない。
また、制御部４０は、記録媒体Ｍの特性に応じた所定回数、反転部２６により記録媒体が第１位置から第２位置へ戻されるまで、当該記録媒体Ｍに対してヘッドユニット２３によりインクを吐出させない。すなわち、なかなか適切な温度に変化しにくい記録媒体Ｍに対しては、記録媒体Ｍの特性に応じて空ターンの回数を増加させることで適切な温度になるまで記録動作を保留させることができる。これにより、容易な制御のみで加熱などに係る構成を高性能化せずとも記録媒体Ｍに対して適切な温度でインクを着弾、定着させることができる。
また、所定回数は、記録媒体Ｍの厚さ、種別及び記録媒体Ｍの供給前の温度のうち少なくともいずれかを設定条件として定められる。すなわち、特性として、加熱に影響の大きいこれら３つのパラメーターのうち少なくとも１つを用いることで、より確実に適切な温度となった段階で画像記録動作及び定着動作を行わせることができる。
また、インクジェット記録装置１は、自機の所定の位置の温度を計測する温度計測部６５を備える。制御部４０は、温度計測部６５の計測した温度に基づいて空ターンに係る所定回数を定める。上記の供給前の記録媒体Ｍの温度に加え、記録動作中の温度の変化なども計測して反映することで、記録動作に伴う温度上昇などの影響を考慮して略リアルタイムで加熱量を調整することができる。したがって、空ターンが途中で不要になった場合などには、柔軟に加熱動作を変更して効率よく適切な記録媒体Ｍの温度を維持することができる。
また、搬送部は、記録媒体Ｍを載置して当該載置された面を搬送経路に沿って移動させる画像記録ドラム２１を有する。反転部２６は、記録媒体Ｍを画像記録ドラム２１の外周面上の第１位置から第２位置へ戻し、温度主調節部２７は、画像記録ドラム２１の外周面の温度を調節する。すなわち、記録媒体Ｍを直接加熱するのではなく、記録媒体Ｍよりも熱容量の大きい画像記録ドラム２１を所望の温度に調整するので、記録媒体Ｍの温度を安定に所望の温度に保ちやすい。また、記録媒体Ｍが外周面上にある間は温度調整が継続されるので、記録媒体Ｍの加熱位置だけでの加熱よりも空ターンの間の温度調整効果が大きい。
また、搬送部は、搬送経路上の第２位置よりも上流側で記録媒体Ｍを載置する受け渡しドラム２２１第２の載置部材を有し、画像記録ドラム２１へこの記録媒体Ｍを受け渡す前置部２２と、受け渡しドラム２２１の温度を調節する前置加熱部２２２と、を備える。このように受け渡しドラム２２１での加熱も可能とすることで、あまり空ターンの回数を多くせずとも加熱を終了しやすくすることができるので、画像の出力効率を大きく低下させない。
また、制御部４０は、記録媒体Ｍの特性に応じて前置加熱部２２２の動作制御を行う。上記温度主調節部２７と同様に、記録媒体Ｍの特性に応じて加熱量を調整することで、記録媒体Ｍをより適切に画像記録動作及び定着に適切な温度に調整することができる。
また、特性には、記録媒体Ｍの厚さ、種別及び供給前の温度のうち少なくともいずれかが含まれる。これら、加熱に影響の大きいこれら３つのパラメーターのうち少なくとも１つを用いることで、より確実に適切な温度となった段階で画像記録動作及び定着動作を行わせることができる。
また、インクジェット記録装置１は、搬送経路上のインクの着弾位置よりも下流側かつ第１位置よりも上流側の位置で記録媒体に対してインクを定着させる紫外線（エネルギー線）を照射する照射部２４を備える。制御部４０は、記録媒体Ｍの特性に応じてインクが着弾していない記録媒体Ｍに対する紫外線の照射を制御する。照射部２４の動作に伴う発熱量は、他の構成と比較しても大きいので、通常の温度調節部６０の加熱では不足の場合に、インクの吐出がなく定着動作に影響がない状況で、照射部２４を加熱部の一部に含めて動作させることができる。これにより、ドラム加熱部２７１の容量を増大したり空ターンの回数を増やしたりせずとも従来の構成で加熱量を増大させることができる。
また、所定のエネルギー線は紫外線である。すなわち、ＵＶ硬化型インクが用いられるインクジェット記録装置１で広く加熱に用いられてよい。
また、本実施形態のインクジェット記録装置１の記録媒体温度制御方法は、記録媒体が最初にインクの着弾位置を通過する間にヘッドユニット２３によりインクを吐出させない温度調節ステップを含む。
このような記録媒体温度制御方法により、より簡便かつ柔軟に、画像記録時の記録媒体の温度を適切に制御することができる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、第１の載置部材としての画像記録ドラム２１が単一であるものとして説明したが、これに限られない。複数の載置部材間で受け渡されて移動されるものであってもよい。この場合、複数の載置部材が共通に加熱制御されてもよいし、各々別個の加熱制御が可能であってもよい。
また、上記実施の形態では、５段階の加熱設定を例示したが、これに限られない。各部の電力消費や画像出力効率などの優先度に応じて適宜順番が入替設定されてもよい。また、この設定順は、ユーザーが操作受付部７１への入力操作などにより手動で変更可能であってもよい。また、加熱の方法は、本実施形態に示したものに限られなくてもよい。例えば、媒体の搬送速度を微調整してもよい。
また、上記実施の形態では、画像記録ドラム２１と受け渡しドラム２２１を外側から赤外線などにより加熱するものとして説明したが、内側から加熱されてもよい。この場合でも、加熱に係る構成は、画像記録ドラム２１及び受け渡しドラム２２１の回転から分離されてもよい。
また、上記実施の形態では、前置部２２による加熱があるものとして説明したが、なくてもよい。あるいは、受け渡しドラム２２１で加熱されるのではなく、先行して加熱するためのスペースが別途媒体供給部１０と画像記録ドラム２１との間に用意されてもよい。
また、上記実施の形態では、供給温度計測部１２、前置温度計測部２２３、ドラム温度計測部２８１、記録前温度計測部２８２及び記録後温度計測部２８３により５か所で温度計測がなされたが、これに限られい。これらの一部が省略されてもよいし、他の箇所で温度計測がなされてもよい。また、当初の昇温後は概ね安定した温度が想定される場合などには、緊急時の対応程度で上記略リアルタイムの制御を行わなくてもよい。
また、上記実施の形態では、円筒状の画像記録ドラム２１の外周面上に載置して搬送、加熱される記録媒体Ｍを例に挙げて説明したが、これに限られない。プラテン上などを移動する搬送ベルト上に載置されて平面上を移動し、加熱されるものであってもよい。あるいは、外周面や搬送ベルトなどの載置部材の温度を調節することで記録媒体Ｍの温度を調整するものに限られなくてもよい。記録媒体Ｍが直接赤外線などにより加熱されてもよい。この場合、記録媒体Ｍが載置面上に載置されて搬送されるものに限られなくてもよい。ローラーなどを用いて受け渡されていく搬送部を有するインクジェット記録装置１であってもよい。
また、上記実施の形態では、反転部２６が記録媒体Ｍの表裏を反転させて着弾位置の上流側へ戻すものとして説明したが、両面に画像を記録しないインクジェット記録装置では、裏表を反転させずに単純に同一面を記録対象面としたまま戻されてもよい。この場合、画像記録ドラム２１の加熱に影響がない構成であれば、記録媒体Ｍが画像記録ドラム２１の外周面から一度離隔されなくてもよい。また、片面に複数回重ねて画像を記録する場合でも同じように反転させずに戻すことができてよい。
また、上記実施の形態では、ＵＶ硬化型インクに対してＵＶを照射する場合の照射部２４を加熱の補助に用いるものとして説明したが、ＵＶ硬化型インクに限られず、他のインクや当該インクに対応する定着動作に係る構成などであってもよい。例えば、インクの水分を蒸発させるための乾燥部などが加熱に利用されてもよい。また、そもそもこのような補助加熱がなされなくてもよい。
また、上記実施の形態では、加熱し過ぎた場合にファン２７２で放熱を促すものとして説明したが、温度を低下させる構成としては、ファンに限られず、例えば、水冷などが用いられてもよい。一方で、温度を下げる必要がない場合には、温度主調節部２７がファン２７２などを有しなくてもよい。
また、記録媒体Ｍの供給パターンや反転時のタイムラグなどは、実施の形態に示したものに限られず、適宜設計、設定されてよい。また、インクジェット記録装置は、ピエゾ式のものに限られず、他の方式のものであってもよい。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、処理動作の内容及び手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲とその均等の範囲を含む。
１ インクジェット記録装置
１０ 媒体供給部
１１ 供給トレー
１２ 供給温度計測部
２０ 画像記録部
２１ 画像記録ドラム
２１１ 搬送モーター
２２ 前置部
２２１ 受け渡しドラム
２２２ 前置加熱部
２２３ 前置温度計測部
２３ ヘッドユニット
２３１ ヘッド駆動部
２３２ 電気機械変換素子
２４ 照射部
２５ デリバリー部
２５１ 排出選択ローラー
２５２ 受け渡しローラー
２５３、２５４ ローラー
２５５ ベルト
２６ 反転部
２７ 温度主調節部
２７１ ドラム加熱部
２７２ ファン
２８ 主計測部
２８１ ドラム温度計測部
２８２ 記録前温度計測部
２８３ 記録後温度計測部
３０ 媒体排出部
３１ 排出トレー
４０ 制御部
４０１ ＣＰＵ
４０２ ＲＡＭ
４０３ 記憶部
４０３ａ 加熱設定
４１ 搬送制御部
４４ 照射制御部
４６ 加熱制御部
５４ 駆動波形生成部
６０ 温度調節部
６５ 温度計測部
７１ 操作受付部
７２ 表示部
７３ 通信部
Ｍ 記録媒体

Claims (11)

  1. 記録媒体を搬送する搬送部と、
    前記搬送部による記録媒体の搬送経路の途中で前記記録媒体に対してインクを吐出して着弾させる記録動作部と、
    前記記録動作部により吐出されるインクの着弾位置よりも前記搬送経路に沿って下流側の第１位置から上流側の第２位置へ前記記録媒体を戻す反転部と、
    少なくとも前記搬送経路上の前記第２位置から前記着弾位置までの間の一部で前記記録媒体の温度を調節する第１温度調節部と、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記記録媒体が最初に前記着弾位置を通過する間に前記記録動作部によりインクを吐出させない
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記制御部は、前記記録媒体の特性に応じた所定回数、前記反転部により前記記録媒体が前記第１位置から前記第２位置へ戻されるまで、当該記録媒体に対して前記記録動作部によりインクを吐出させないことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記所定回数は、前記記録媒体の厚さ、種別及び前記記録媒体の供給前の温度のうち少なくともいずれかを設定条件として定められることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
  4. 当該インクジェット記録装置の所定の位置の温度を計測する計測部を備え、
    前記制御部は、前記計測部の計測した温度に基づいて前記所定回数を定める
    ことを特徴とする請求項２又は３記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記搬送部は、記録媒体を載置して当該載置された面を前記搬送経路に沿って移動させる第１の載置部材を有し、
    前記反転部は、前記記録媒体を前記第１の載置部材上の前記第１位置から前記第２位置へ戻し、
    前記第１温度調節部は、前記第１の載置部材の表面の温度を調節する
    ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記搬送部は、
    前記搬送経路上の前記第２位置よりも上流側で記録媒体を載置する第２の載置部材を有する前置部と、
    前記第２の載置部材の温度を調節する第２温度調節部と、
    を備えることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  7. 前記制御部は、前記記録媒体の特性に応じて前記第２温度調節部の動作制御を行うことを特徴とする請求項６記載のインクジェット記録装置。
  8. 前記特性には、前記記録媒体の厚さ、種別及び供給前の温度のうち少なくともいずれかが含まれることを特徴とする請求項７記載のインクジェット記録装置。
  9. 前記搬送経路上の前記着弾位置よりも下流側かつ前記第１位置よりも上流側の位置で前記記録媒体に対してインクを定着させる所定のエネルギー線を照射する照射部を備え、
    前記制御部は、前記インクが着弾していない前記記録媒体に対する前記エネルギー線の照射を制御する
    ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  10. 前記所定のエネルギー線は紫外線であることを特徴とする請求項９記載のインクジェット記録装置。
  11. 記録媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部による記録媒体の搬送経路の途中で前記記録媒体に対してインクを吐出して着弾させる記録動作部と、前記記録動作部により吐出されるインクの着弾位置よりも前記搬送経路に沿って下流側の第１位置から上流側の第２位置へ前記記録媒体を戻す反転部と、前記搬送経路上の前記第２位置から前記着弾位置までの間の少なくとも一部で前記記録媒体の温度を調節する第１温度調節部と、を備えるインクジェット記録装置の記録媒体温度制御方法であって、
    前記記録媒体が最初に前記着弾位置を通過する間に前記記録動作部によりインクを吐出させない温度調節ステップ、
    を含むことを特徴とする記録媒体温度制御方法。
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