JP4835269B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に回転体ドラムに記録媒体を保持しつつ画像記録を行うインクジェット記録装置に関する。

近年、インクジェット記録装置には、回転体ドラムの外周面にシート状の記録媒体を保持しつつ画像記録を行うものが開発されている（例えば特許文献１参照）。このようなインクジェット記録装置の回転体ドラムには、その周囲に複数の吸引孔が形成されていて、内側から吸引することで記録媒体を回転体ドラムの外周面に吸着させるようになっている。
回転体ドラムの近傍には、ドラムを回転体及び記録媒体を加温する加温部が設けられていて、この加温部によって記録媒体が加温されることで、表面に着弾したインクの乾燥が促進されるのである。
特開平１０−１５７２９９号公報

ところで、回転体ドラム全体の熱容量が大きいことから、待機中においても回転体ドラムを加温して画像記録再開直後の画質を高めることが必要である。しかしながら、待機時には回転体ドラムが回転しておらず、周方向における温度分布が不均一となってしまう。温度分布が不均一になると、記録媒体の熱収縮による歪み、インク乾燥状態の不均一、光硬化性インクの硬化条件が不均一となり、画質が安定しないことになっていた。

本発明の課題は、待機時における加温で回転体ドラム全体の温度を均一とすることで、画質の安定化を図ることである。

請求項１記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
外周面に多数の吸引孔を有し、当該吸引孔を介して前記外周面にシート状記録媒体を保持する中空状の回転体ドラムと、
前記回転体ドラムに保持された前記記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドと、
前記回転体ドラムを回転させるための回転機構と、
前記回転体ドラムの外周面に前記記録媒体を吸着させるために、前記回転体ドラムの内部を負圧にして前記吸引孔に吸引力を付与する吸引部と、
前記回転体ドラムの外周面の一部に対向して、当該回転体ドラムを加温する加温部と、
前記記録ヘッド、前記回転機構、前記吸引部及び前記加温部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記回転体ドラムに前記記録媒体が吸着されていない待機時及び画像記録時である場合には、前記加温部を制御して前記回転体ドラムを加温させながら、前記回転機構を制御して前記回転体ドラムを回転させ、なおかつ、前記待機時の場合には、前記回転機構を制御して前記回転体ドラムの回転速度を画像記録時よりも低速としてから前記画像記録時における前記加温部の発熱量よりも小さくなるように前記加温部を制御することを特徴としている。

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、
前記回転体ドラムの温度を測定する少なくとも１つの温度センサを備え、
前記制御部は、前記温度センサの測定結果を基にして、前記加温部を制御することを特徴としている。

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、
前記温度センサは非接触式センサであることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記加温部は、前記回転体ドラムの全幅に亘って配置されるとともに、前記回転体ドラムの軸方向に複数に分割配置されていて、前記制御部によりそれぞれ独立制御されることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは光硬化性インクを前記記録媒体に吐出するものであり、
前記制御部の制御に基づいて前記記録ヘッドを前記軸方向に走査させるキャリッジと、
前記記録ヘッドに同期して前記回転体ドラムの軸方向に走査されることで、前記記録媒体上に光を照射する光源とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、回転体ドラムに記録媒体が吸着されていない待機状態である場合には、回転体ドラムが回転されているので、回転体ドラムの外周面が順次加温部によって加温されることになる。これによって待機時においても回転体ドラム全体の温度を均一化することができ、その後に巻付けられた記録媒体の熱収縮による歪を抑制することができ、結果的に画質を安定化することができる。

以下、本実施形態におけるインクジェット記録装置について図を参照して説明する。図１はインクジェット記録装置の概略構成を表す側面図である。この図１に示すようにインクジェット記録装置１には、画像記録を行うための各部材を支持する装置架台２が設けられている。装置架台２には、外周面で記録媒体３を保持する回転体ドラム４が設けられている。

図２は回転体ドラム４の概略構成を表す正面図である。この図２に示すように回転体ドラム４はその略中心に回転軸４１を備えていて、この回転軸４１が回転機構４４（図４参照）により回転させられることによって、回転体ドラム４自体が所定の回転方向Ｘに一定速度で回転するようになっている。また、回転体ドラム４は、内部が中空となっていてその中空部４２には回転体ドラム４の外周面に形成された多数の吸引孔４３が貫通している。

また、回転体ドラム４には、中空部４２を負圧にすることで吸引孔４３に吸引力を付与する吸引部５（図４参照）が接続されている。吸引部５が中空部４２を負圧にすると、吸引孔４３に吸引力が付与されることになり、その表面を覆う記録媒体３を回転体ドラム４の外周面に吸引保持するようになっている。

ここで、記録媒体３としては、例えば普通紙、再生紙、光沢紙等の各種紙、各種布地、各種不織布、樹脂、金属等の種々の材質からなるシート状の記録媒体が適用可能である。

装置架台２の上には、図１に示すように回転体ドラム４の軸方向Ｙに沿って延在するキャリッジガイド部材６が、回転体ドラム４と対向するように載置されている。キャリッジガイド部材６には、キャリッジ７を支持するキャリッジ支持体１９が往復走査自在に支持されている。キャリッジ支持体１９は、例えばリニアモータ等で構成されるキャリッジ移動機構９（図４参照）によりキャリッジガイド部材６に沿って主走査方向Ｘに直交する副走査方向Ｙに往復移動するようになっている。

キャリッジ７には、複数の記録ヘッド８が上下方向に並ぶように配列されている。記録ヘッド８は、回転体ドラム４に保持された記録媒体３に向けて光硬化性インクを吐出するようになっている。

また、回転体ドラム４の外周面と対向する位置であって、キャリッジ７に対して主走査方向Ｘの下流側には、回転体ドラム４の軸方向に延在する光源ガイド部材２０が配置されている。光源ガイド部材２０には、記録媒体３上に着弾した光硬化性インクを硬化定着させる光として紫外線を照射する光源１０が支持されている。光源１０は、光源移動機構１１（図４参照）により記録ヘッド８と同期して光源ガイド部材２０に沿って副走査方向Ｙに往復移動するようになっている。

光源１０としては、例えば高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、半導体レーザ、冷陰極菅、エキシマーランプ又はＬＥＤなどが挙げられる。

また、回転体ドラム４の外周面と対向する位置であって、キャリッジ７に対して主走査方向Ｘの上流側には、非接触にて回転体ドラム４を加温する加温部１２が設けられている。加温部１２は、例えばハロゲンヒータ等の輻射型ヒータである。図３は加温部１２と回転体ドラム４との位置関係を表す図である。この図３に示すように加温部１２は、回転体ドラム４の外周面の一部に対向するように、回転体ドラム４の全幅に亘って配置されている。

なお、加温部１２は、非接触で回転体ドラム４を加温するものでなくともよく、加温部１２を配設する位置及びその種類は特に限定されない。例えば、加温部１２として回転体ドラム４の内部にシート状のヒートプレート等を配置して、記録媒体３の非記録面側から記録媒体３を加温するようにしてもよい。

また、図２に示すように、回転体ドラム４の一端上方には、記録媒体３若しくは回転体ドラム４の温度を測定する非接触式の温度センサ１３が設けられている。温度センサ１３が非接触であるために記録媒体３上に記録された画像を擦ることがない。温度センサ１３の測定領域は、当該温度センサ１３と対向する記録媒体３や、回転体ドラム４の一部分である。

図１に示すように回転体ドラム４の外周面と対向する位置であって、光源１０よりも主走査方向Ｘの下流側であり、さらに記録ヘッド８よりも主走査方向Ｘの上流側には、回転体ドラム４の外周面に保持された記録媒体３を押圧する押圧ローラ１４が回転体ドラム４の外周面に接するように設けられている。押圧ローラ１４は、回転体ドラム４の回転に追従して回転駆動するようになっている。また、押圧ローラ１４は、記録媒体３を回転体ドラム４の外周面に密着させるためのものであり、回転機構４４による回転体ドラム４の回転に伴って、回転体ドラム４に対して接触・離間するようになっている。

また、インクジェット記録装置１には、記録媒体３を回転体ドラム４に供給する供給部１５（図４参照）と、回転体ドラム４から画像記録後の記録媒体３を取り外して装置外に排出する排出部１６（図４参照）とが設けられている。

図４は、インクジェット記録装置１の主制御構成を表すブロック図である。この図４に示すようにインクジェット記録装置１には、各部を制御する制御部１７が備えられている。制御部１７には、吸引部５、回転機構４４、記録ヘッド８、キャリッジ移動機構９、光源１０、光源移動機構１１、温度センサ１３、供給部１５、排出部１６が電気的に接続されている。制御部１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されていて、ＣＰＵがＲＯＭ内の制御プログラム、制御データをＲＡＭに展開することで各部を制御するようになっている。

制御部１７は、画像記録時においては、温度センサ１３の測定温度が設定温度よりも高いと加温部１２がＯＦＦに、設定温度以下だと加温部１２が高温状態（Ｈ）となるように、加温部１２を制御する。

また、制御部１７は、現在の動作から回転体ドラム４の外周面に記録媒体３が存在しているか否かを判断し、存在していない場合には待機状態と判断して加温部１２の発熱量を、画像記録時の発熱量よりも低下させる。ここで記録媒体３が回転体ドラム４の外周面に存在していると判断される動作とは、画像記録時、記録媒体巻付け時などであり、それ以外の動作は回転体ドラム４の外周には記録媒体３が存在していないと判断される。存在していないと判断された場合、制御部１７は、温度センサ１３の測定温度が設定温度よりも高いと加温部１２がＯＦＦに、設定温度以下だと加温部１２が低温状態（Ｌ）となるように、加温部１２を制御する。

さらに、記録媒体３が回転体ドラム４の外周面に存在していても、記録媒体巻付け時と判断された場合にも、加温部１２の発熱量を、画像記録時の発熱量よりも低下させる。具体的には、制御部１７は、温度センサ１３の測定温度が設定温度よりも高いと加温部１２がＯＦＦに、設定温度以下だと加温部１２が低温状態（Ｌ）となるように、加温部１２を制御する。

次に、本実施形態のインクジェット記録装置１の作用について説明する。なお、図５は、加温部１２の加温状態を表すタイミングチャートである。

制御部１７は、画像記録開始タイミングになると制御部１７は、供給部１５を制御して記録媒体３を回転体ドラム４に供給する。ここで、制御部１７は、記録媒体３が回転体ドラム４近傍に位置するまでは待機状態として判断し、回転機構４４を制御して回転体ドラム４を画像記録時よりも低速で回転させるとともに、吸引部５を制御して停止させている。そして、制御部１７は、待機時には温度センサ１３の測定結果と設定温度とを基にして加温部１２を制御して、回転体ドラム４を加温させている。

記録媒体３が回転体ドラム４の近傍まで移動すると、制御部１７は巻付けタイミングと判断して、回転機構４４を制御して回転体ドラム４を一時停止させる。この停止後においては、制御部１７は供給部１５を制御して、記録媒体３が回転体ドラム４の基準位置まで移動させる。その後、制御部１７は吸引部５を制御して吸引を開始させるとともに、回転機構４４及び供給部１５を制御して、回転体ドラム４の回転と、記録媒体３の供給とを同期させることで、記録媒体３を回転体ドラム４の所定の位置に吸着させる。この際、制御部１７は回転機構４４を制御して、押圧ローラ１４を回転体ドラム４に対して接触させているために、記録媒体３が回転体ドラム４の外周面に隙間なく吸着させられることになる。そして、吸着が完了すると、制御部１７は、回転機構４４を制御して回転体ドラム４の回転を停止させるとともに、押圧ローラ１４を回転体ドラム４から離間させる。この際においても、制御部１７は、温度センサ１３の測定結果と設定温度とを基にして加温部１２を制御して、回転体ドラム４を加温させている。なお、回転体ドラム４の停止時においては、制御部１７は加温部１２を制御して回転体ドラム４に対する加温を停止させている。

記録媒体３が回転体ドラム４の外周面に吸着されて保持されると、制御部１７は、キャリッジ移動機構９を制御してキャリッジ７を走査させる。制御部１７はこの走査に同期させて記録ヘッド８を制御して、記録媒体３上にインクを吐出させて画像を記録させる。

さらに制御部１７は、光源移動機構１１を制御して光源１０を走査させる。制御部１７はこの走査に同期させて光源１０を制御して、記録媒体３上に光を照射させる。これにより、記録媒体３のインクが硬化することになる。

この画像記録時には、制御部１７は温度センサ１３の測定結果及び設定温度を基にして加温部１２の加温状態を決定し、その決定に応じた加温状態となるように加温部１２を制御している。

以上のように本実施形態によれば、待機状態である場合には、回転体ドラム４が回転されているので、回転体ドラム４の外周面が順次加温部１２によって加温されることになる。これによって待機時においても回転体ドラム４全体の温度を周方向に均一化することができ、その後に巻付けられた記録媒体の熱収縮による歪みを抑制して、結果的に画質を安定化することができる。

また、待機時においては吸引部５が停止していることと、回転体ドラム４の回転速度が画像記録時よりも低速となっているので、回転体ドラム４の放熱量が画像記録時よりも低減している。このため、待機状態の加温部１２の発熱量を画像記録時よりも低下させていたとしても、回転体ドラム４の周方向に温度分布が不均一となることが防止されることになる。

なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、加温部１２が、回転体ドラム４の全幅に亘って配置されている場合を例示して説明したが、加温部１２が、回転体ドラム４の軸方向に複数に分割配置されていてもよい。こうした場合、各加温部１２が制御部１７によりそれぞれ独立制御させることも可能である。独立制御できれば、回転体ドラム４の軸方向に温度分布が不均一になった場合においても、当該温度分布に対応して独立して加温させることができる。したがって、回転体ドラム４全体の温度を均一化させることができ、記録媒体の熱収縮による歪みをより抑制することができる。
そして、温度センサ１３を２つ以上種々の場所に配置すると、温度制御の精度をより高めることができる。

本実施形態に係るインクジェット記録媒体の概略構成を表す側面図である。 図１のインクジェット記録装置に備わる回転体ドラムの概略構成を表す正面図である。 図１のインクジェット記録装置に備わる加温部の配置例を表す正面図である。 図１のインクジェット記録装置の主制御構成を表すブロック図である。 図３の加温部の加温状態を表すタイミングチャートである。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ 装置架台
３ 記録媒体
４ 回転体ドラム
５ 吸引部
６ キャリッジガイド部材
７ キャリッジ
８ 記録ヘッド
９ キャリッジ移動機構
１０ 光源
１１ 光源移動機構
１２ 加温部
１３ 温度センサ
１４ 押圧ローラ
１５ 供給部
１６ 排出部
１７ 制御部
１９ キャリッジ支持体
２０ 光源ガイド部材
４１ 回転軸
４２ 中空部
４３ 吸引孔
４４ 回転機構

Claims (5)

1. 外周面に多数の吸引孔を有し、当該吸引孔を介して前記外周面にシート状記録媒体を保持する中空状の回転体ドラムと、
   前記回転体ドラムに保持された前記記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドと、
   前記回転体ドラムを回転させるための回転機構と、
   前記回転体ドラムの外周面に前記記録媒体を吸着させるために、前記回転体ドラムの内部を負圧にして前記吸引孔に吸引力を付与する吸引部と、
   前記回転体ドラムの外周面の一部に対向して、当該回転体ドラムを加温する加温部と、
   前記記録ヘッド、前記回転機構、前記吸引部及び前記加温部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記回転体ドラムに前記記録媒体が吸着されていない待機時及び画像記録時である場合には、前記加温部を制御して前記回転体ドラムを加温させながら、前記回転機構を制御して前記回転体ドラムを回転させ、なおかつ、前記待機時の場合には、前記回転機構を制御して前記回転体ドラムの回転速度を画像記録時よりも低速としてから前記画像記録時における前記加温部の発熱量よりも小さくなるように前記加温部を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、
   前記回転体ドラムの温度を測定する少なくとも１つの温度センサを備え、
   前記制御部は、前記温度センサの測定結果を基にして、前記加温部を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項２記載のインクジェット記録装置において、
   前記温度センサは非接触式センサであることを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
   前記加温部は、前記回転体ドラムの全幅に亘って配置されるとともに、前記回転体ドラムの軸方向に複数に分割配置されていて、前記制御部によりそれぞれ独立制御されることを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
   前記記録ヘッドは光硬化性インクを前記記録媒体に吐出するものであり、
   前記制御部の制御に基づいて前記記録ヘッドを前記軸方向に走査させるキャリッジと、
   前記記録ヘッドに同期して前記回転体ドラムの軸方向に走査されることで、前記記録媒体上に光を照射する光源とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。

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