JP4645975B2

JP4645975B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP4645975B2
Application number: JP2006309498A
Authority: JP
Inventors: 孝之奥村
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2026-11-15
Also published as: JP2008120048A

Description

本発明は、圧電素子などを駆動して複数のノズルからインク滴を吐出するインクジェット記録装置に関する。

近年、複数のノズルからインク滴を吐出し、用紙等の記録媒体に印刷を行うインクジェット記録装置が、小型で安価、作動時に静寂であるなどの利点があることから、広く市販されている。

このようなインクジェット記録装置の記録方式としてまず次のような方式がある。即ち、図5に示すように、複数のノズル401を配置したヘッドユニット402を移動体(キャリッジ)403に搭載し、記録媒体Pの搬送方向(副走査方向)Aと直交する方向(主走査方向)Bにこのキャリッジ403を主走査させる。そしてこの主走査中に、上記ノズル401からインク滴を吐出して印刷を行う記録方式である。

しかし、最近では印刷の高速化の要請から、次のような記録方式も採用されている。即ち図4に示すように、記録媒体Pの全幅に亘って上記ヘッドユニット402を一列又は複数列配置したラインヘッド404を備え、上述のような主走査を行わずに上記全幅に亘って一斉にインク滴をノズル401から吐出する記録方式である。
特にカラー印刷を行うインジェット記録装置においては、図4に示すように、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)の各色ごとに、4本のラインヘッド114K,114C,114M,114Yを備えることで、より高速な印刷を実現している。なお、このようなラインヘッドを備えたインクジェット記録装置は、例えば、下記の特許文献1に開示されている。

一方で、このような印刷の高速化に伴い、吐出したインク滴を速やかに乾燥させる必要が生じてくる。インクの乾燥が不十分であると、印刷後の記録媒体を手で触れたときなどにインクがかすれたり滲んだりしてしまうからである。また例えば数ページの画像の印刷を行った場合、インクの乾燥が不十分であると、排紙トレイ等にこの数ページ分の記録媒体が蓄積されることになるが、このとき記録媒体の裏面に他の記録媒体のインクが付着してしまうという問題もある。

このような問題を解決するために、加熱ヒータなどの乾燥装置を備えたインクジェット記録装置が、例えば下記の特許文献2に開示されている。
特開２００６−８８５６８号公報特開２００６−２３１６９６号公報

しかし、上記特許文献2の技術には次のような問題点がある。

第1に、この技術では、乾燥装置である加熱ヒータは常に作動しているため、消費電力が大きくなるという問題がある。

第2に、長時間加熱ヒータを作動させておくと、上記ノズル401内部においてインクが固化してしまい、インク滴の吐出が行われず、印刷ができなくなるという事態が発生する。

第3に、あまり過剰に加熱すると、記録媒体に撓みや皺などの変形が発生してしまうという問題点がある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、インクの乾燥を必要最低限の場合に制御することで、消費電力を節約できるとともに、ノズル内でのインク滴の固化や記録媒体の変形を防止できるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を採用している。

まず、本発明は、記録媒体の搬送方向と直交する方向に、各色のインクの吐出を行うラインヘッドが並列して配置された記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置を前提としている。

次に、このようなインクジェット記録装置において、上記記録ヘッドの下流に、各ラインヘッドから記録媒体に吐出されたインクを乾燥させるための乾燥手段と、上記記録媒体に記録する画像データにおける各色の、単位面積当たりの画素数をカウントすることによって算出される各色の印字率を算出する算出手段と、上記各色の印字率が、各色ごとに異なった数値である各色の基準値を超過しているか否かを各色ごとに判定する判定手段と、全ての色の印字率が、対応する色の基準値を超過していない場合、上記乾燥手段を駆動せず、少なくとも一つの色について印字率が、対応する色の基準値を超過している場合、上記乾燥手段を駆動する駆動手段とを備え、上記基準値が、上記搬送方向の上流に配置された上記ラインヘッドの色ほど高く設定されている。即ち、印字率が低い場合には、記録媒体上のインクは自然乾燥に任せ、印字率が基準値を超えた場合にのみ、記録媒体の乾燥を行うのである。これにより、インクの乾燥を必要最低限の場合に制御することができる。

ここで、上記基準値は各色で異なり、上記搬送方向の上流に配置されたラインヘッドの色ほど高く設定する。これは、上流で印刷された色のインクは、上記乾燥装置に到達するまでの時間が長いために、乾燥させる必要性が低くなることを考慮に入れたのである。

また、全ての色について基準値以下の印字率であった場合には、乾燥装置は作動させずに自然乾燥に任せる。

また、上記乾燥手段は、記録媒体に吐出されたインクを加熱するためのレーザー光源、又は送風ファンを採用する。

以上のように、本発明によれば、インクの乾燥を必要最低限の場合に制御することで、消費電力を節約できるとともに、ノズル内でのインク滴の固化や記録媒体の変形を防止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。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図1は、本発明に係るインクジェット記録装置100の一実施形態の内部構造図である。

このインクジェット記録装置100は、下部に配置された給紙カセット111と、その上方に配置されたインクタンク112と、このインクタンク112の上方に配置された搬送ベルト113とを備えている。また、この搬送ベルト113の上方に配置された記録ヘッド114と、装置の右端に配置された用紙搬送路116とを備えている。

給紙カセット111は、印刷が行われる記録媒体Pを収納するもので、この給紙カセット111には、給紙を行うための給紙ローラ121が用紙搬送路116側の端部に配置されている。この用紙搬送路116は、給紙カセット111から給紙された記録媒体Pを搬送ベルト113に導くガイド板から構成されている。この用紙搬送路116には、給紙された用紙を搬送する搬送ローラ対122が給紙カセット111側に配置され、2次給紙を行うレジストローラ対123が搬送ベルト113側に配置されている。

上記インクタンク112は、左右方向に並設されたインクタンク112K,112C,112M,112Yから構成され、それぞれ黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)のインクを貯留している。

上記搬送ベルト113は、レジストローラ対123により2次給紙された記録媒体Pを左方に向けて搬送するもので、記録ヘッド114の左右両外側（用紙搬送方向の下流側と上流側）に配置された駆動ローラ124及び従動ローラ125に張設されている。

上記駆動ローラ124の下方には、印刷の際に余剰となったインクを回収するための、上面に開口を有する回収口126が配置され、この回収口126の下方には、廃インクタンク127が配置されている。そして、上記回収口126及び上記廃インクタンク127は、連通管128によって連通し、回収インク貯留部を構成している。

また、上記搬送ベルト113の左方には排出ローラ対129が配置され、排出ローラ対129の左方の装置の左側壁には排出口130が穿設され、この排出口130を通して装置内から装置外に突出する排出トレイ131が配置されている。

上記記録ヘッド114は、下面のノズル面141が搬送ベルト113の用紙搬送面から微小間隔をおいた印刷位置に支持されている。この記録ヘッド114は、左右方向に並設されたラインヘッド114K,114C,114M,114Y(図4参照)から構成されている。なお、各ラインヘッド114K,114C,114M,114Yは、下記のような構造により、それぞれ黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)のインクを吐出する。

記録ヘッド114の上記ノズル面141には、各ラインヘッド114K,114C,114M,114Y毎に、多数のノズルが用紙幅方向に用紙幅分だけ配列形成されている(図4参照)。これらの各ノズルはラインヘッド内に各ノズルに対応して形成された加圧室(図示しない)にそれぞれ連通し、各加圧室は更に各ラインヘッド114K,114C,114M,114Y内に形成されたインク液室(図示しない)に連通している。そして、各ラインヘッド114K,114C,114M,114Yのインク液室は、インク供給チューブ(図示しない)によって、それぞれ上記インクタンク112K,112C,112M,112Yに連通している。

さらに、記録ヘッド114の下流には、各ラインヘッド114K,114C,114M,114Yから記録媒体Pに吐出されたインクを乾燥させるための乾燥手段115が配置されている。

図2は、本実施形態におけるインクジェット記録装置100の制御関連の概略構成図である。

インクジェット記録装置100は、CPU（Central Processing Unit）201、RAM（Random Access Memory）202、ROM（Read Only Memory）203、HDD（Hard Disk Drive）204及び印刷における搬送ベルト113や給紙ローラ121等の各駆動部に対応するドライバ205が内部バス206を介して接続されている。上記CPU201は、例えばRAM202を作業領域として利用し、ROM203やHDD204等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて上記ドライバ205とデータや命令を授受することにより上記各駆動部の動作を制御する。また、上記駆動部以外の後述する各手段（図3に示す）についても、CPU201がプログラムを実行することで各手段として動作する。

図3は、本実施形態におけるインクジェット記録装置100のソフトウェア構成図である。

ユーザは、例えば、HDD204内に保存されている画像データを特定して、これを印刷することができる。また、複写の場合には、CCD(Charge Coupled Device)などによって読み取られた原稿に基づき、RAM202内に画像データが生成され、これが印刷されることになる。

算出手段301は、この印刷に係る画像データの各色(K,C,M,Y)の印字率を算出する。この算出は、例えばこの画像データにおける各色(K,C,M,Y)の、単位面積当たりの画素数をカウントすることによって行われる。印字率が低い画像データとは、具体的には文字のみからなるような画像データであり、印字率が高い画像データとは、具体的には写真のような画像データである。

次に、判定手段302は、このように算出された印字率が、基準値を超過しているか否かを判定する。この基準値は各色ごとに異なった数値とし、例えば、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)について、それぞれ20%、16%、12%、7%のように設定する。本実施形態のインクジェット記録装置100では、図1あるいは図4で説明したように、用紙搬送方向の上流から、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)の順で、ラインヘッド114K,114C,114M,114Yが配置されている。本発明では、上記基準値が、例示したように、上流に配置されたラインヘッドの色ほど高く設定されていることが特徴である。その意義については後述する。

さて、例えば今、上記画像データの各色(K,C,M,Y)の印字率がそれぞれ12%、10%、5%、3%であったとする。この場合、全ての色の印字率が上記基準値を超過していない。これは具体的には、全ての領域が文字ばかりで構成されており、写真のような領域を含まない画像データであると考えられる。このような場合には、駆動手段303は上記乾燥手段115を駆動しない。

即ち、全ての色の印字率が上記基準値を超過していないということは、記録媒体P上に吐出されたインクの量が少ないということであり、この場合には乾燥手段115を駆動することなく、このインクについては自然乾燥に任せるのである。なぜならば、乾燥手段115を常に駆動すると、消費電力が大きくなるのみならず、記録ヘッド114のノズル内部においてインクが固化して印刷ができなくなったり、記録媒体に撓みや皺などが生ずるという弊害があるからである。

一方、例えば、上記画像データの各色(K,C,M,Y)の印字率がそれぞれ12%、20%、5%、3%であったとする。この場合、シアン(C)の印字率が上記基準値を超過していることを判定手段302が判定する。すると、駆動手段303は乾燥手段115を駆動して、記録媒体P上のインクの乾燥を行う。

即ち、少なくとも一つの色について印字率が基準値を超過していると判定手段302が判定したときは、この画像データは特定色のベタ部（特定の文字をマーカーのように色塗りした場合等）や写真のような領域を含んでいる可能性があり、ラインヘッド114K,114C,114M,114Yのいずれかから吐出されるインクの量も多くなっている。従って、この場合には乾燥手段115を駆動して、記録媒体P上のインクの乾燥を行うのである。

ここで、上述したように、本発明では、判定手段302が判定に用いる色ごとの基準値が、上流に配置されたラインヘッドの色ほど高く設定されていることが特徴である。これは、上流で印刷された色のインクは、乾燥手段115に到達するまでの時間が長いために、乾燥させる必要性が低くなることを考慮に入れたのである。こうすることで、インクの乾燥を必要最低限の場合に制御することができ、上記のような電力消費が高くなる等の弊害を防止するのである。

あるいは、判定手段302を、各色の印字率の総和(最大値は400%である)が基準値(例えば55%)を超過している場合に、印字率が基準値を超過していると判定するようにプログラミングすることもできる。これは、例えば、一色について印字率が基準値を超過していても、他の色の印字率が極端に低く、全体としてインク量が少ないと判断される場合には、やはり自然乾燥に任せるのである。

なお、乾燥手段115としては、具体的にはインクを加熱するためのレーザー光源などを採用することが適当であるが、インクジェット記録装置100の印刷速度が遅い場合には、送風ファンなどでも足りる。

また、以上では、記録媒体の搬送方向の上流から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黄(Y)の順で、ラインヘッドが配置されているとして説明したが、これは例示であって、各色の配置順序はこれと異なっていても良い。判定手段302の用いる基準値が、上流に配置されたラインヘッドの色ほど高く設定されていれば足りるのである。

本発明に係るインクジェット記録装置は、インクの乾燥を必要最低限の場合に制御することで、消費電力を節約できるとともに、ノズル内でのインクの固化や記録媒体の変形を防止できる。従って、特にインクジェット方式によって印刷を行うプリンタや複写機、複合機等として有用である。

本発明のインクジェット記録装置の内部構造図。本発明のインクジェット記録装置の制御関連の概略構成図。本発明のインクジェット記録装置のソフトウェア構成図。インクジェット記録装置のラインヘッドの構造図。インクジェット記録装置のヘッドユニットの構造図。

符号の説明

100 インクジェット記録装置
115 乾燥手段
116 用紙搬送路
201 CPU
202 RAM
203 ROM
204 HDD
301 算出手段
302 判定手段
303 駆動手段

Claims

記録媒体の搬送方向と直交する方向に、各色のインクの吐出を行うラインヘッドが並列して配置された記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置において、
上記記録ヘッドの下流に、各ラインヘッドから記録媒体に吐出されたインクを乾燥させるための乾燥手段と、
上記記録媒体に記録する画像データにおける各色の、単位面積当たりの画素数をカウントすることによって算出される各色の印字率を算出する算出手段と、
上記各色の印字率が、各色ごとに異なった数値である各色の基準値を超過しているか否かを各色ごとに判定する判定手段と、
全ての色の印字率が、対応する色の基準値を超過していない場合、上記乾燥手段を駆動せず、少なくとも一つの色について印字率が、対応する色の基準値を超過している場合、上記乾燥手段を駆動する駆動手段とを備え、
上記基準値が、上記搬送方向の上流に配置された上記ラインヘッドの色ほど高く設定されている
ことを特徴とする、インクジェット記録装置。
上記乾燥手段は、記録媒体に吐出されたインクを加熱するためのレーザー光源、又は送風ファンを採用する
請求項１に記載のインクジェット記録装置。