JP2023151803A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】フラッシング時に吐出されたインクが気流の影響を受けずに搬送ベルトに形成された開口部を通過してインク回収部に着弾し易いインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクジェット記録装置は、インクを収容可能な複数の加圧室と、各加圧室内のインクに圧力をかけて各ノズルからインクを吐出させる複数の加圧素子と、を有する記録ヘッドと、加圧素子に駆動電圧を印加して、ノズルからインクを吐出する駆動波形を発生させる駆動パルス発生部を備えるヘッド駆動部と、複数の開口部を有し、記録媒体を搬送する搬送ベルトと、制御部と、を備える。制御部は、ヘッド駆動部および搬送ベルトの駆動を制御して、画像記録に寄与するタイミングとは異なるタイミングで記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出させて複数の開口部のいずれかを通過させるフラッシングを、インク滴が開口部を通過する前に1滴となるような駆動波形を用いて実行する。【選択図】図9
Description
本発明は、インクジェット記録装置に関する。
従来、インクジェットプリンターなどのインクジェット記録装置において、インクの乾燥によるノズルの目詰まりを低減または予防するために、定期的にノズルからインクを吐き出すフラッシング(空吐出)が行われている。例えば特許文献1のインクジェット記録装置では、記録媒体を搬送する搬送ベルトに所定の間隔でフラッシング用の開口部を設け、搬送ベルトが一周する間に所定のタイミングで記録ヘッドの各ノズルからインクを吐出させて、搬送ベルトの開口部を通過させるようにしている。
搬送ベルトに形成される開口部は、フラッシング時に吐出されたインクが通過し易いように、用紙吸引用の開口孔と比較して大きく形成される。そのため、搬送ベルトの開口部が形成された箇所では他の部分に比べてベルト強度が低下しており、ベルトの伸び量が変化する。その結果、搬送ベルトの開口部群が形成された箇所が駆動ローラーに接触する際に、ベルト速度が僅かに低下する。記録媒体にインクを吐出して画像を記録する際にベルト速度が変動すると、画像品質が低下してしまう。しかし、ベルト強度の低下を抑制するために開口部を小さくすると、インクが開口部以外の部分に着弾して搬送ベルトの表面を汚染するという問題点があった。
画像記録時はノズル面から記録媒体までの距離は1mm程度であるので、吐出されたインク滴は機内風(気流)に乱されることなく記録媒体上に着弾することができるが、搬送ベルトの下方に配置されたインク回収部までの距離は数mmと長い。そのため、インク滴が開口部を通過したとしても、機内風の影響でインク回収部以外の部分にインク滴が着弾する場合がある。
インク回収部以外に着弾したインク滴は搬送ベルトの駆動によって搬送ベルトの裏面を汚す場合もあり、その場合は搬送ベルトの摺動抵抗が増加し、ベルト搬送速度が低下する。其の結果、上流側からの搬送ベルトへの記録媒体の受け渡し時や、搬送ベルトから下流側への記録媒体の受け渡し時に搬送速度が急変して画像不良を引き起こすおそれがあった。さらにベルト裏面の汚染が進行してベルト摺動抵抗がベルト駆動用モーターのトルクよりも大きくなると、搬送ベルトが駆動できなくなる場合もあった。
本発明は、上記問題点に鑑み、フラッシング時に吐出されたインクが搬送ベルト付近の気流の影響を受けにくく、搬送ベルトに形成された開口部を通過してインク回収部に着弾し易いインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、記録ヘッドと、ヘッド駆動部と、搬送ベルトと、制御部と、を備えたインクジェット記録装置である。記録ヘッドは、インクを吐出する複数のノズルに連通し、内部にインクを収容可能な複数の加圧室と、複数の加圧室に対応して配置され、各加圧室内のインクに圧力をかけて各ノズルからインクを吐出させる複数の加圧素子と、を有する。ヘッド駆動部は、加圧素子に駆動電圧を印加して、ノズルからインクを吐出する駆動波形を発生させる駆動パルス発生部を備え、印刷対象となる画像データを構成する1つの画素データにつき、画素データの階調に応じて定まるインク吐出を各ノズルに対して実行させる。搬送ベルトは、無端状であって複数の開口部を有し、記録媒体を担持して搬送する。制御部は、ヘッド駆動部および搬送ベルトの駆動を制御して、画像記録に寄与するタイミングとは異なるタイミングで記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出させて複数の開口部のいずれかを通過させるフラッシングを実行する。制御部は、ノズルから吐出されるインク滴が開口部を通過する前に1滴となるような駆動波形を用いてフラッシングを実行する。
本発明の第1の構成によれば、ノズルから吐出されるインク滴が開口部を通過する前に1滴となるような駆動波形を用いてフラッシングを実行することにより、開口部を通過するインク滴の質量を大きくして気流の影響を受けにくくすることができ、開口部を確実に通過させてインク受け部に着弾させることができる。
〔1.インクジェット記録装置の構成〕
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置としてのプリンター100の概略の構成を示す説明図である。プリンター100は、用紙収容部である給紙カセット2を備えている。給紙カセット2は、プリンター本体1の内部下方に配置されている。給紙カセット2の内部には、記録媒体の一例である用紙Pが収容されている。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置としてのプリンター100の概略の構成を示す説明図である。プリンター100は、用紙収容部である給紙カセット2を備えている。給紙カセット2は、プリンター本体1の内部下方に配置されている。給紙カセット2の内部には、記録媒体の一例である用紙Pが収容されている。
給紙カセット2の用紙搬送方向下流側、すなわち図1における給紙カセット2の右側の上方には給紙装置3が配置されている。この給紙装置3により、用紙Pは図1において給紙カセット2の右上方に向け、1枚ずつ分離されて送り出される。
プリンター100は、その内部に第1用紙搬送路4aを備えている。第1用紙搬送路4aは、給紙カセット2に対してその給紙方向である右上方に位置する。給紙カセット2から送り出された用紙Pは、第1用紙搬送路4aにより、プリンター本体1の側面に沿って垂直上方に搬送される。
用紙搬送方向において第1用紙搬送路4aの下流端には、レジストローラー対13が設けられている。さらに、レジストローラー対13の用紙搬送方向下流側直近には、第1搬送ユニット5および記録部9が配置されている。給紙カセット2から送り出された用紙Pは、第1用紙搬送路4aを通ってレジストローラー対13に到達する。レジストローラー対13は、用紙Pの斜め送りを矯正しつつ、記録部9が実行するインク吐出動作とのタイミングを計り、第1搬送ユニット5(特に後述する第1搬送ベルト8)に向かって用紙Pを送り出す。
レジストローラー対13によって第1搬送ユニット5に送り出された用紙Pは、第1搬送ベルト8によって記録部9(特に後述する記録ヘッド17a~17c)との対向位置に搬送される。記録部9から用紙Pにインクが吐出されることにより、用紙P上に画像が記録される。このとき、記録部9におけるインクの吐出は、プリンター100の内部の制御装置110によって制御される。
用紙搬送方向において、第1搬送ユニット5の下流側(図1の左側)には、第2搬送ユニット12が配置されている。記録部9によって画像が記録された用紙Pは、第2搬送ユニット12へ送られる。用紙Pの表面に吐出されたインクは、第2搬送ユニット12を通過する間に乾燥される。
用紙搬送方向において、第2搬送ユニット12の下流側であってプリンター本体1の左側面近傍には、デカーラー部14が設けられている。第2搬送ユニット12によってインクが乾燥された用紙Pは、デカーラー部14へ送られて、用紙Pに生じたカールが矯正される。
用紙搬送方向において、デカーラー部14の下流側(図1の上方)には、第2用紙搬送路4bが設けられている。デカーラー部14を通過した用紙Pは、両面記録を行わない場合、第2用紙搬送路4bを通り、プリンター100の左側面外部に設けられた用紙排出トレイ15aに排出される。用紙排出トレイ15aの下方には、印刷不良等の発生した不要な用紙P(損紙)を排出するサブ排出トレイ15bが設けられている。
プリンター本体1の上部であって記録部9および第2搬送ユニット12の上方には、両面記録を行うための反転搬送路16が設けられている。両面記録を行う場合、用紙Pの一方の面(第1面)への記録が終了して第2搬送ユニット12およびデカーラー部14を通過した用紙Pは、第2用紙搬送路4bを通って反転搬送路16へ送られる。
反転搬送路16へ送られた用紙Pは、続いて用紙Pの他方の面(第2面)への記録のために搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Pは、プリンター本体1の上部を通過して右側に向かって送られ、レジストローラー対13を経て第2面を上向きにした状態で再び第1搬送ユニット5へ送られる。第1搬送ユニット5では、記録部9との対向位置に用紙Pが搬送され、記録部9からのインク吐出によって第2面に画像が記録される。両面記録後の用紙Pは、第2搬送ユニット12、デカーラー部14、第2用紙搬送路4bを順に通過して用紙排出トレイ15aに排出される。
また、第2搬送ユニット12の下方には、メンテナンスユニット19およびキャップユニット20が配置されている。メンテナンスユニット19は、パージを実行する際に記録部9の下方に水平移動し、記録ヘッド17a~17cのノズル18(図2参照)から押出されたインクを拭き取り、拭き取られたインクを回収する。なお、パージとは、ノズル18内の増粘インク、異物、気泡を排出するために、記録ヘッド17a~17cのノズル18からインクを強制的に押し出す動作を言う。キャップユニット20は、記録ヘッド17a~17cのインク吐出面をキャッピングする際に記録部9の下方に水平移動し、さらに上方に移動して記録ヘッド17a~17cの下面に装着される。
図2は、記録部9の平面図である。記録部9は、ヘッドハウジング10と、ラインヘッド11Y、11M、11C、11Kとを備えている。ラインヘッド11Y~11Kは、駆動ローラー6a、従動ローラー6b、テンションローラー7aおよび7b(図3参照)を含む複数のローラーに張架された無端状の第1搬送ベルト8の搬送面に対して、所定の間隔(例えば1mm)が形成される高さでヘッドハウジング10に保持される。駆動ローラー6aは、第1搬送ベルト8を用紙Pの搬送方向(矢印A方向)に走行させる。この駆動ローラー6aの駆動は、制御装置110の主制御部110a(図4参照)によって制御される。なお、上記複数のローラーは、第1搬送ベルト8の走行方向に沿って、テンションローラー7a、テンションローラー7b、従動ローラー6b、および駆動ローラー6aの順に配置されている(図3参照)。
ラインヘッド11Y~11Kは、複数(ここでは3個)の記録ヘッド17a~17cをそれぞれ有している。記録ヘッド17a~17cは、用紙搬送方向(矢印A方向)と直交する用紙幅方向(矢印BB′方向)に沿って千鳥状に配列されている。記録ヘッド17a~17cは、複数のノズル18を有している。各ノズル18は、記録ヘッドの幅方向、つまり、用紙幅方向(矢印BB′方向)に等間隔で並んで配置されている。ラインヘッド11Y~11Kからは、記録ヘッド17a~17cのノズル18を介して、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のインクが、第1搬送ベルト8で搬送される用紙Pに向かってそれぞれ吐出される。
図3は、給紙カセット2から第1搬送ユニット5を介して第2搬送ユニット12に至る用紙Pの搬送経路の周辺の構成を模式的に示している。また、図4は、プリンター100の主要部のハードウェア構成を示すブロック図である。プリンター100は、上記の構成に加えて、レジストセンサー21と、第1用紙センサー22と、第2用紙センサー23と、ベルトセンサー24および25と、をさらに備えている。
レジストセンサー21は、用紙カセット2から給紙装置3によって搬送され、レジストローラー対13に送られる用紙Pを検知する。このレジストセンサー21は、レジストローラー対13よりも用紙Pの供給方向の上流側に位置している。制御装置110(例えば用紙供給制御部110c)は、レジストセンサー21での検知結果に基づき、レジストローラー対13の回転開始タイミングを制御する。例えば、制御装置110は、レジストセンサー21での検知結果に基づき、レジストローラー対13によるスキュー(斜行)補正後の用紙Pの第1搬送ベルト8への供給タイミングを制御する。
第1用紙センサー22は、レジストローラー対13から第1搬送ベルト8に送られる用紙Pの幅方向の位置を検知する。制御装置110(例えば主制御部110a)は、第1用紙センサー22での検知結果に基づき、ラインヘッド11Y~11Kの記録ヘッド17a~17cの各ノズル18のうち、用紙Pの幅に対応するノズル18からインクを吐出させて用紙Pに画像を記録することができる。
第2用紙センサー23は、レジストローラー対13によって第1搬送ベルト8に供給された用紙Pの通過を検知する。つまり、第2用紙センサー23は、第1搬送ベルト8で搬送される用紙Pの搬送方向の位置を検知する。第2用紙センサー23は、用紙搬送方向において記録部9の上流側で第1用紙センサー22の下流側に位置している。制御装置110(例えば主制御部110a)は、第2用紙センサー23での検知結果に基づき、第1搬送ベルト8によってラインヘッド11Y~11K(記録ヘッド17a~17c)と対向する位置に到達する用紙Pに対するインクの吐出タイミングを制御することができる。
ベルトセンサー24および25は、第1搬送ベルト8に設けられた基準特定部Mref(図6参照)を検知する基準検知センサーである。基準特定部Mrefは、第1搬送ベルト8の1周の基準を示す部分であり、後述するように隣り合う2つの開口部群82の組み合わせで構成される。後述するように、基準特定部Mrefと他の開口部群82との位置関係は予めわかっているため、ベルトセンサー24および25が第1搬送ベルト8の基準特定部Mrefを検知することにより、検知した基準特定部Mrefの位置に基づいて、第1搬送ベルト8に設けられた各開口部群82の搬送方向の位置を検出することができる。したがって、ベルトセンサー24および25は、第1搬送ベルト8の開口部群82(開口部80)の位置を検出する開口部位置検出部として機能していると言える。
なお、第1搬送ベルト8のベルト幅方向の端部において、各開口部群82と対応する位置にマークを形成しておき、ベルトセンサー24および25が上記マークを検出することにより、上記マークに対応する開口部群82の位置を検出するようにしてもよい。
ベルトセンサー24は、用紙搬送方向(第1搬送ベルト8の走行方向)において記録部9の下流側に位置している。ベルトセンサー25は、第1搬送ベルト8を張架する従動ローラー6bよりも用紙搬送方向の上流側に位置している。本実施形態では、ベルトセンサー25は、従動ローラー6bとテンションローラー7bとの間に位置しているが、テンションローラー7aとテンションローラー7bとの間に位置していてもよい。従動ローラー6bは、記録部9に対して第1搬送ベルト8の走行方向の上流側に位置している。なお、ベルトセンサー24は、第2用紙センサー23と同等の機能を兼ね備えている。制御装置110(例えば用紙供給制御部110c)は、ベルトセンサー24または25での検知結果に基づき、第1搬送ベルト8に対して所定のタイミングで用紙Pを供給するように、レジストローラー対13を制御することができる。
また、用紙Pの位置を複数のセンサー(第2用紙センサー23、ベルトセンサー24)で検知し、第1搬送ベルト8の基準特定部Mrefを複数のセンサー(ベルトセンサー24および25)で検知することにより、検知した位置の誤差修正や異常の検知も可能となる。
上述した第1用紙センサー22、第2用紙センサー23、ベルトセンサー24および25は、透過型または反射型の光学センサー、CISセンサー(Contact Image Sensor、密着型イメージセンサー)などで構成されてもよい。
その他、プリンター100は、第1搬送ベルト8の蛇行を検知する蛇行検知センサーを備え、その検知結果に基づいて第1搬送ベルト8の蛇行を修正する構成であってもよい。
ヘッド駆動部26は、駆動パルス発生部30と、バッファー32と、セレクター33と、を備える。駆動パルス発生部30は、記録ヘッド17a~17c内の加圧素子35(図5参照)を駆動するための駆動電圧を発生させる。加圧素子35に駆動電圧を印加すると、加圧室36の固有振動周期の増幅された振動波形が発生する。即ち、加圧素子35を変位させる駆動電圧の波形が駆動波形であり、インクを吐出させるような駆動波形が、インク吐出パルスである。
バッファー32は、画像処理部110eで生成された画像1ページ分の駆動波形選択データを格納する。セレクター33は、バッファー32に格納されている1ページ分の駆動波形選択データに基づいて、画像記録用の駆動波形の駆動電圧を記録ヘッド17a~17cの加圧素子35に印加するか、或いは駆動波形を選択せず、記録ヘッド17a~17cの圧電素子31の駆動電圧を一定に保持する動作を行う。また、フラッシング時に使用する駆動波形の駆動電圧を記録ヘッド17の加圧素子35に印加することにより、後述するフラッシングを実行する。
図5は、記録ヘッド17a~17cの要部構成を示す断面拡大図である。図5に示すように、記録ヘッド17a~17cは用紙に対向する吐出面34を有する。吐出面34には、ノズル18の開口部である微小径を有する吐出口18aが、吐出面34の長手方向(主走査方向)において少なくとも印刷領域の最大幅に亘って複数設けられている。
記録ヘッド17a~17cは、吐出面34の吐出口18a以外の部分を覆う撥水膜34aと、吐出口18aに対して1つずつ設けられた加圧室36と、インクを貯留するインクタンク(図示せず)と、インクタンクから複数の加圧室36にインクを供給する共通流路37とを備える。加圧室36と共通流路37とは供給孔39で連通されており、この供給孔39を介して共通流路37から加圧室36にインクが供給される。ノズル18は加圧室36内から吐出口18aまで連続している。
加圧室36の壁のうち吐出面34と逆側の壁は振動板40で構成されている。振動板40は複数の加圧室36に亘って連続して形成されており、振動板40には同様に複数の加圧室36に亘って連続して形成された共通電極41が積層されている。共通電極41上には、加圧室36毎に別個の加圧素子35が設けられており、共通電極41と共に加圧素子35を挟むように、加圧室36毎に別個の個別電極43が設けられる。加圧素子35としては、圧電素子、静電素子(静電アクチュエータ)、加熱素子(サーマルインクジェット方式に用いられる)を用いることができる。加圧素子35として、圧電素子、静電素子などの駆動波形に応じて変位して加圧室36の体積を変える変位素子を用いれば、駆動波形が直接的に圧力に変換されるので、後述する、タイミングに合わせた圧力を発生させ易くできる。
ヘッド駆動部26の駆動パルス発生部30で生成された駆動電圧が個別電極43に印加されることで、各加圧素子35は個別に駆動される。この駆動による加圧素子35の変形が振動板40に伝達され、振動板40の変形によって、加圧室36の体積は拡大あるいは縮小される。その結果、加圧室36内のインクに圧力が加わり、ノズル18を通ったインクが吐出口18aからインク滴となって吐出される。なお、インク滴が吐出されない間も、ノズル18内にはインクが入っており、ノズル18内でインクはメニスカス面Mを形成している。
また、プリンター100は、操作パネル27と、記憶部28と、通信部29と、をさらに備えている。
操作パネル27は、各種の設定入力を受け付けるための操作部である。例えば、ユーザーは、操作パネル27を操作して、給紙カセット2にセットする用紙Pのサイズ、つまり、第1搬送ベルト8によって搬送する用紙Pのサイズの情報を入力することができる。また、ユーザーは、操作パネル27を操作して、印刷する用紙Pの枚数の入力や、印刷ジョブの開始を指示することもできる。また、操作パネル27は、プリンター100の動作状況(画像記録や後述するフラッシング)に関する通知を行う通知装置としての機能も有する。
記憶部28は、制御装置110の動作プログラムを記憶するとともに、各種の情報を記憶するメモリであり、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、不揮発性メモリなどを含んで構成されている。操作パネル27によって設定された情報(例えば用紙Pのサイズ、枚数の情報)は、記憶部28に記憶される。
通信部29は、外部機器(例えばパーソナルコンピュータ(PC))との間で情報を送受信するための通信インターフェースである。例えば、ユーザーがPCを操作し、プリンター100に対して画像データとともに印刷コマンドを送信すると、上記の画像データおよび印刷コマンドが通信部29を介してプリンター100に入力される。プリンター100では、主制御部110aが上記画像データに基づいて記録ヘッド17a~17cを制御してインクを吐出させることにより、用紙Pに画像を記録することができる。
また、本実施形態のプリンター100は、制御装置110を備えている。制御装置110は、例えばCPU(Central Processing Unit)とメモリとを含んで構成されている。具体的には、制御装置110は、主制御部110aと、フラッシング制御部110bと、用紙供給制御部110cと、メンテナンス制御部110dと、画像処理部110eと、を有する。制御装置110を構成する各制御部は、1つのCPUで構成されているが、別々のCPUで構成されていても勿論構わない。
主制御部110aは、プリンター100の各部の動作を制御する。例えば、プリンター100の内部の各ローラーの駆動、画像記録時(フラッシング時以外)の記録ヘッド17a~17cからのインク吐出等は、主制御部110aによって制御される。
フラッシング制御部110bは、ベルトセンサー24または25による開口部80(開口部群82)の位置検出に基づいて、記録ヘッド17a~17cにフラッシングを実行させる。なお、開口部80の位置検出に基づくフラッシングの詳細については後述する。
用紙供給制御部110cは、記録媒体供給部としてのレジストローラー対13を制御する記録媒体供給制御部である。例えば、用紙供給制御部110cは、ベルトセンサー24または25による開口部80の位置検出に基づいて、レジストローラー対13を制御する。なお、用紙供給制御部110cは、ベルトセンサー24または25による開口部80の位置検出とは独立して(位置検出とは無関係に)、レジストローラー対13を制御することもできる。
メンテナンス制御部110dは、各ノズル18からインクを強制的に押し出す上述のパージを記録ヘッド17a~17cに実行させる制御を行う。メンテナンス制御部110dは、記録ヘッド17a~17cにパージを実行させるときに、上述したメンテナンスユニット19の駆動(例えば記録部9の下方への移動および退避)も制御する。
画像処理部110eは、画像データの画像処理を行い、印刷対象となる画像データを構成する各画素データを多値階調(256階調)で示した印刷データを生成する。そして、印刷データに基づいて所定数の階調(例えば2階調)の駆動波形選択データを生成する。生成された駆動波形選択データはヘッド駆動部26のバッファー32に格納される。
また、図3に示すように、プリンター100は、第1搬送ベルト8の内周面側に、インク受け部31Y、31M、31C、31Kを有している。インク受け部31Y~31Kは、フラッシングを記録ヘッド17a~17cに実行させたときに、記録ヘッド17a~17cから吐出されて第1搬送ベルト8の開口部80を通過したインクを受けて回収する。したがって、インク受け部31Y~31Kは、ラインヘッド11Y~11Kの記録ヘッド17a~17cと、第1搬送ベルト8を介して対向する位置に設けられている。インク受け部31Y~31Kで回収されたインクは、インク排出流路(図示せず)を介して、例えば廃インクタンク(図示せず)に送られて廃棄される。
第2搬送ユニット12は、第2搬送ベルト12aと、乾燥器12bとを有する。第2搬送ベルト12aは、2つの駆動ローラー12cおよび従動ローラー12dによって張架されている。第1搬送ユニット5によって搬送され、記録部9によるインク吐出によって画像が記録された用紙Pは、第2搬送ベルト12aによって搬送され、搬送中に乾燥器12bによって乾燥されて上述したデカーラー部14に搬送される。
〔2.第1搬送ベルトの詳細〕
次に、第1搬送ユニット5の第1搬送ベルト8の詳細について説明する。図6は、本発明の第1実施形態に係るプリンター100に用いられる第1搬送ベルト8の一構成例を示す平面図である。図7は、図6における第1搬送ベルト8の第2開口部群82b、第3開口部群82c周辺の部分拡大図である。
次に、第1搬送ユニット5の第1搬送ベルト8の詳細について説明する。図6は、本発明の第1実施形態に係るプリンター100に用いられる第1搬送ベルト8の一構成例を示す平面図である。図7は、図6における第1搬送ベルト8の第2開口部群82b、第3開口部群82c周辺の部分拡大図である。
本実施形態では、用紙Pを負圧吸引によって第1搬送ベルト8に吸着させて搬送する負圧吸引方式を採用している。そのため、第1搬送ベルト8の全域には、用紙Pを負圧吸引によって第1搬送ベルト8に吸着させるための吸引風を通過させる多数の吸引孔8aが形成されている。
第1搬送ベルト8は、フラッシングの際に記録ヘッド17a~17cの各ノズル(ノズル18)から吐出されるインクを通過させる開口部80を複数有している。各開口部80は、第1搬送ベルト8の幅方向(矢印BB′方向、以下単に幅方向ともいう)に長尺の孔で形成されている。各開口部80の平面視での形状は、本実施形態では、図7のように長方形の角部に相当する領域が丸みを帯びた形状であるが、長方形状であってもよいし、その他の形状(例えば楕円形状)であってもよい。
本実施形態では、幅方向および第1搬送ベルト8の搬送方向(矢印A方向、以下単に搬送方向ともいう)に並ぶ複数の開口部80で構成される第1開口部群82a~第7開口部群82gが、第1搬送ベルト8の1周期S内に搬送方向に沿って所定の間隔で7箇所に配置されている。各開口部群82a~82gは、2つの開口部列81aおよび81bで構成されている。各開口部群82a~82gの搬送方向の間隔は同一ではなく、搬送される用紙Pのサイズに応じた位置に不定期に形成されている。即ち、用紙搬送方向において、隣り合う開口部群82同士の間隔は一定ではなく異なっている。このとき、搬送方向に隣り合う2つの開口部群82の最大間隔は、印刷可能な最小サイズ(例えばA4サイズ横置き)の用紙Pが第1搬送ベルト8上に載置されたときの上記用紙Pの搬送方向の長さよりも長い。
各開口部列81aおよび81bは、複数(ここでは5個)の開口部80が幅方向に等間隔で配置されている。一方の開口部列81aの各開口部80は、搬送方向から見て、他方の開口部列81bの各開口部80とベルト幅方向の一部(長手方向の端部)が重なる(重複部分Dを有する)ように配置されている。つまり、第1搬送ベルト8において、各開口部群82を構成する複数の開口部80は千鳥状に配置されている。なお、一方の開口部列81aの開口部80の数と、他方の開口部列81bの開口部80の数とが異なっていてもよい。
ここで、ラインヘッド11Y~11K(記録ヘッド17a~17c)のヘッド幅をW1(mm)としたとき、開口部群82のベルト幅方向の幅W2(mm)は、W1よりも大きい。この結果、記録ヘッド17a~17cがフラッシングを実行したとき、記録ヘッド17a~17cの各ノズル18から吐出されるインクは、開口部列81aの各開口部80または開口部列81bの各開口部80のいずれかを通過する。したがって、記録ヘッド17a~17cにヘッド幅全体にわたってフラッシングを実行させて、全てのノズル18についてインクの乾燥による目詰まりを低減することが可能となる。
本実施形態では、制御装置110(例えばフラッシング制御部110b)は、第1搬送ベルト8の1周期Sにおいて、フラッシングの際に用いる複数の開口部群82の用紙搬送方向のパターン(組み合わせ)を、用いる用紙Pのサイズに応じて決定する。より詳細には、ベルトセンサー24または25により第1搬送ベルト8の基準特定部Mrefを読み取り、基準特定部Mrefの位置情報と用紙Pのサイズ情報とに基づいてレジストローラー対13から第1搬送ベルト8への用紙Pの搬送タイミングを変化させることで、連続して搬送される用紙Pの紙間に一定の周期で第1開口部群82a~第7開口部群82gが位置するように制御される。
用いる用紙Pのサイズは、制御装置110が、記憶部28に記憶された情報(例えば操作パネル27によって入力された用紙Pのサイズ情報)に基づいて認識することができる。なお、フラッシングを行うタイミングは「紙間」には限定されない。例えば、先頭の用紙Pに画像を形成する前や、最後尾の用紙Pに画像を形成した後でもフラッシングを行うことは可能である。
〔3.フラッシング動作における駆動波形の選択〕
次に、本実施形態のプリンター100において実行されるフラッシング動作に用いる駆動波形について説明する。図8は、第1搬送ベルト8が記録ヘッド17a~17cの下方を通過する際の第1搬送ベルト8付近の気流を示す模式図である。第1搬送ベルト8付近の気流は、煙を充満させた室内で第1搬送ベルト8を駆動させて、記録ヘッド17a~17cの下方における煙の動きを目視により観察したものである。
次に、本実施形態のプリンター100において実行されるフラッシング動作に用いる駆動波形について説明する。図8は、第1搬送ベルト8が記録ヘッド17a~17cの下方を通過する際の第1搬送ベルト8付近の気流を示す模式図である。第1搬送ベルト8付近の気流は、煙を充満させた室内で第1搬送ベルト8を駆動させて、記録ヘッド17a~17cの下方における煙の動きを目視により観察したものである。
図8に示すように、記録ヘッド17a~17cの下方には、第1搬送ベルト8を支持するベルト支持フレーム5aがなく、インク受け部31Y~31Kとの間に空間が形成されている。そのため、図8の矢印で示すような、第1搬送ベルト8の表面側および裏面側から第1搬送ベルト8に接近した後、反転するような気流の乱れが発生する。
この気流の影響を受けて、フラッシング時に記録ヘッド17a~17cのノズル18(図5参照)から第1搬送ベルト8の開口部80を狙って吐出されたインク滴Inの飛翔方向が乱れ、開口部80以外の部分に着弾して第1搬送ベルト8やベルト支持フレーム5aを汚染するおそれがある。特に、ノズル18から吐出されたインク滴Inが分滴していると、分滴によってインク滴Inの質量が減少するため気流によって流され易くなる。
そこで、本実施形態では、フラッシング動作に用いる駆動波形を、インク滴Inが分滴しないような駆動波形にすることで、インク滴Inの質量を大きくして気流の影響を受けにくくしている。
ここでいう「分滴」とは、1回の吐出動作でインク滴が2滴以上に分かれて吐出されてしまう現象をいう。ノズル18からインク滴を吐出する場合、吐出口18aから柱状にインクが伸びた後、表面張力によってインク滴となる。このインク柱が、例えば先端部分、中央部分、後端部分に分かれたとき、先端部分と後端部分は飛翔速度の遅い微小な液滴となり、中央部分は飛翔速度の速い比較的大きな液滴となる。
ここで、先端部分の液滴は中央部分の液滴に追いつかれて開口部80を通過する前に合一するが、後端部分の液滴は中央部分の液滴から遅れていくため、分滴した状態で開口部80を通過する。そのため、気流の影響を受けにくくするためには、この後端部分の分滴が発生しにくくなるような駆動波形を選択する必要がある。
次に、フラッシング動作に用いる駆動波形について説明する。画像記録時においては、画素濃度を高くするために1画素当たりのインク吐出量を多くする必要がある。このとき、吐出1回当たりのインク量が多すぎると、加圧室36(図5参照)へのインクの供給が間に合わず、インクの充填不足が発生する。そのため、1画素当たりのインク吐出量を2回に分けて吐出(2滴吐出)する場合がある。
ここで、先に吐出したインク滴が開口部80を通過する前に、後続のインク滴が追いついて合一するような駆動波形を選択することで、開口部80を通過するインク滴の質量を大きくして気流の影響を受けにくくすることができる。
図9は、2滴のインク滴I1、I2が飛翔中に一体化(合一化)して1滴のインク滴I3になって開口部80を通過する様子を示す模式図である。図9において、インク滴I1~I3の横の白矢印は、インク滴I1~I3の吐出速度(飛翔速度)を示している。
図9に示すように、所定の吐出速度でインク滴I1を吐出する1つ目のパルス(第1パルス)と、1つ目のパルスよりも速い吐出速度でインク滴I2を吐出する2つ目のパルス(第2パルス)によりインク滴I1、I2を連続して吐出し、2滴のインク滴I1、I2が飛翔中に一体化(合一化)して1滴のインク滴I3になって開口部80を通過するようにする。この場合、合一後のインク滴I3の吐出速度は、2滴のインク滴I1、I2それぞれの吐出速度が合成されて決まる。
このように、インク滴I1、I2を連続して吐出し、2滴目のインク滴I2の吐出速度を上げることで、飛翔中に合一させて体積および吐出速度の大きいインク滴I3とすることができる。インク滴I3の体積および吐出速度が大きくなることで、気流の影響を受けにくくなり、開口部80を確実に通過させてインク受け部31Y~31Kに着弾させることができる。
〔5.その他〕
本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、吸引部32を用いた負圧吸引によって用紙Pを第1搬送ベルト8に吸着させて搬送する場合について説明したが、第1搬送ベルト8を帯電させ、用紙Pを第1搬送ベルト8に静電吸着させて搬送するようにしてもよい(静電吸着方式)。
本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、吸引部32を用いた負圧吸引によって用紙Pを第1搬送ベルト8に吸着させて搬送する場合について説明したが、第1搬送ベルト8を帯電させ、用紙Pを第1搬送ベルト8に静電吸着させて搬送するようにしてもよい(静電吸着方式)。
また、上記実施形態では、インクジェット記録装置として、4色のインクを用いてカラー画像を記録するプリンター100を用いた例について説明したが、ブラックのインクを用いてモノクロの画像を記録するモノクロプリンターを用いた場合でも、本実施形態の第1ベルト搬送部5の構成を用いることは可能である。
本発明は、インクジェットプリンターなどのインクジェット記録装置に利用可能である。
6a 駆動ローラー
6b 従動ローラー
7a、7b テンションローラー
8 第1搬送ベルト
11Y~11K ラインヘッド
17a~17c 記録ヘッド
18 ノズル
26 ヘッド駆動部
30 駆動パルス発生部
80 開口部
100 プリンター(インクジェット記録装置)
110b フラッシング制御部
110d 主制御部
P 用紙(記録媒体)
I1~I3 インク滴
6b 従動ローラー
7a、7b テンションローラー
8 第1搬送ベルト
11Y~11K ラインヘッド
17a~17c 記録ヘッド
18 ノズル
26 ヘッド駆動部
30 駆動パルス発生部
80 開口部
100 プリンター(インクジェット記録装置)
110b フラッシング制御部
110d 主制御部
P 用紙(記録媒体)
I1~I3 インク滴
Claims (2)
- インクを吐出する複数のノズルに連通し、内部にインクを収容可能な複数の加圧室と、複数の前記加圧室に対応して配置され、前記各加圧室内のインクに圧力をかけて前記各ノズルからインクを吐出させる複数の加圧素子と、を有する記録ヘッドと、
前記加圧素子に駆動電圧を印加して、前記ノズルからインクを吐出する駆動波形を発生させる駆動パルス発生部を備え、印刷対象となる画像データを構成する1つの画素データにつき、前記画素データの階調に応じて定まるインク吐出を前記各ノズルに対して実行させるヘッド駆動部と、
複数の開口部を有し、記録媒体を担持して搬送する無端状の搬送ベルトと、
前記ヘッド駆動部および前記搬送ベルトの駆動を制御して、画像記録に寄与するタイミングとは異なるタイミングで前記記録ヘッドの前記ノズルからインク滴を吐出させて複数の前記開口部のいずれかを通過させるフラッシングを実行する制御部と、
を備えたインクジェット記録装置において、
前記制御部は、前記ノズルから吐出される前記インク滴が前記開口部を通過する前に1滴となるような前記駆動波形を用いて前記フラッシングを実行することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記制御部は、所定の吐出速度で前記インク滴を吐出する第1パルスと、前記第1パルスよりも速い前記吐出速度で前記インク滴を吐出する第2パルスにより前記インク滴を2滴吐出し、2滴の前記インク滴が飛翔中に一体化して1滴となる前記駆動波形を用いて前記フラッシングを実行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。
Priority Applications (2)
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