JP4895729B2 - 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、特に吸収体の溶媒吸収率を上げて高品質なインクジェット印刷を行うことができるインクジェット記録装置に関する。

高品質なインクジェット印刷において、着弾した溶媒が紙に浸透することによって紙のよれ（カックルという）が生じてしまうと、印刷品質を著しく劣化させてしまう。この課題に対し、加熱により溶媒を蒸発（乾燥）させる方法が知られているが、この方法は多大なエネルギー負荷を要し、また、システムの不安定性（ノズル部のインクが乾燥することによる液滴の吐出不良）を引き起こしてしまう、といった不都合が生じる。

これに対し、吸収体による溶媒の接触式吸収（以下、溶媒吸収という）による溶媒除去方法が、以下の特許文献に開示されている。

特許文献１では、多孔体の毛管体を用いて溶媒吸収を行うとするものであり、多孔体の孔径を色素の粒子径よりも小さくすることで、色素は吸収体に入らず溶媒のみが吸収体に吸収されるとしている。

特許文献２では、多孔体の毛管体を用いて溶媒吸収を行うとするものであり、平均粒径５μｍの粒子を濾過したしたときの回収率（トラップされた粒子の割合）が９０％以上である吸収体を用いることで、色素は吸収体に入らず溶媒のみが吸収体に吸収されるとしている。

特許文献３では、吸収体として繊維状物質を用い、その繊維太さが０．０１〜１００ｄｔeｘとすることで繊維強度を保持しつつ溶媒のみが回収されるとしている。
特開２００５−１６１６１０号公報 特開２００５−２７１４０１号公報 特開２００６−８２４２８号公報

しかしながら、特許文献１〜３はいずれも色材が吸収体に侵入（浸透）しないように吸収体の表面の接触部分に形成される孔の口径を小さくしているが、この手法を処理液とインクを反応させてインク中の色材を凝集させ色材凝集体を形成する場合に適用すると、色材凝集体が吸収体の孔に詰まってしまう状況が生じ、処理液とインクの溶媒の吸収効率（溶媒吸収率）が著しく低下し印刷品質を著しく劣化させるおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、吸収体による溶媒吸収率を上げることにより高品質な印刷を行うことが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。

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、中間転写体もしくは被記録媒体の表面に色材を含有するインクを打滴するインク打滴手段と、前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面に打滴された前記インクと反応して、前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面に溶媒と、該溶媒より比重が大きく、該溶媒に対して溶解もしくは分散しない状態の色材凝集体とからなる混合液を生成する処理液を前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面に打滴する処理液付与手段と、前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面上に生成された前記混合液の中の前記溶媒を吸収する吸収体と、を有するインクジェット記録装置において、前記処理液付与手段は、（１）前記インクのドットの打滴位置、（２）前記インクのドットの打滴位置及びその上下左右位置、（３）前記インクのドットの打滴位置及びその上下左右、斜め位置、（４）前記インクのドットの打滴位置から半画素ずらした位置のいずれかの位置に前記処理液のドットを打滴し、前記吸収体の表面には、前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面上の前記混合液の中の前記色材凝集体の拡がり幅よりも大きく、かつ、１つの孤立したインクのドットに前記処理液のドットを打滴したときに前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面上に生成される前記混合液の中の溶媒の拡がり幅であって、前記吸収体が前記混合液に接触する時点での前記混合液の中の溶媒の拡がり幅よりも小さな口径の溶媒吸収孔が形成されていること、を特徴とする。

本発明によれば、吸収体の表面に形成される溶媒吸収孔の口径がインクと処理液の混合液中に生じた色材凝集体の拡がり幅よりも大きいので、毛管力により色材凝集体の周囲から混合液中の溶媒を吸収することができる。また、色材凝集体は中間転写体または被記録媒体に仮固定されて吸収体に吸収されないので、色材凝集体が溶媒吸収孔に詰まってしまう状況は生じない。以上のことから吸収体の溶媒吸収率を上げることができる。

なお、色材凝集体の拡がり幅は、混合液中の色材の凝集反応が終了した時点において、中間転写体または被記録媒体の表面上における色材凝集体が拡がった平面領域の領域幅の最大幅とする。

また、「被記録媒体」は、画像の記録を受ける媒体（印字媒体、被画像形成媒体、記録媒体、受像媒体などと呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フィルム、布、プリント基板、ダンボール、金属平板、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

本発明によれば、吸収体を中間転写体または被記録媒体に接近させた場合に、吸収体の溶媒吸収孔の周囲部分と混合液が必ず接触することになるから、吸収体の溶媒吸収孔により混合液中の溶媒を吸い上げて確実に吸収することができる。

なお、混合液の溶媒の拡がり幅とは、中間転写体または被記録媒体の表面上において色材の凝集反応が終了した後、吸収体が混合液に接触する時点での中間転写体若しくは被記録媒体の表面上の混合液が拡がった平面領域の領域幅の最小幅とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のインクジェット記録装置において、前記処理液付与手段により処理液を付与した後に、前記インク打滴手段によりインクを打滴すること、を特徴とする。

本発明によれば、インクの滲みや着弾干渉を抑えることができる。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置において、前記混合液の中の前記色材凝集体により画像を形成し、該画像を被記録媒体に転写する中間転写体を有し、前記吸収体は、前記中間転写体上にて前記混合液の中の溶媒を吸収すること、を特徴とする。

本発明によれば、画像を被記録媒体に転写する前に予め中間転写体上に生成される混合液の中から吸収体により溶媒を吸収することから、画像が転写される被記録媒体に溶媒が浸透する状況が起こり難く高品質な印刷を行うことができる。

また、色材凝集体との間で大きな付着エネルギーを確保できる中間転写体を選択することにより、中間転写体上に生成される混合液の中から吸収体により確実に溶媒を吸収することから、被記録媒体の種類を問わず高品質な印刷を行うことができる。

本発明によれば、吸収体による溶媒吸収率を上げることにより高品質な印刷を行うことができる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の構成の概要〕
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示す中間転写型インクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１０Ａは、色材を含まない処理液２８に対応して設けられたインクジェット記録ヘッド（以下、ヘッドという。）１１と、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色材を含む各インク２７（第１液体）に対応して設けられた複数の各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２とを備えている。また、溶媒吸収のための吸収体１７が設けられている。さらに、無端状であって複数のローラ（３８〜４１）により張架されている中間転写体１５が設けられている。なお、中間転写体１５のクリーニング手段として、転写体クリーニング部１９が設けられている。

そこで、処理液ヘッド１１、各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ処理液２８および異色のインク２７の２液を吐出し、中間転写体１５上に色材凝集体２１が生成された混合液を生成する。そして、吸収体１７により混合液中の溶媒２３を吸収して中間転写体１５の上に色材凝集体２１による画像を形成し、その後、中間転写体１５から記録紙１６に転写して画像を形成し得る。

また、図２は、本発明に係るインクジェット記録装置の他の実施形態を示す直接印刷型インクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１０Ｂは、処理液ヘッド１１、印字部１２、吸収体１７は、前記の中間転写型インクジェット記録装置１０Ａと共通するが、中間転写体１５が設けられておらず、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送するベルト搬送部２２が設けられている点で異なる。

そこで、ベルト搬送部２２により記録紙１６を搬送しつつ処理液ヘッド１１、各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ処理液２８および異色のインク２７の２液を吐出し、記録紙１６上に色材凝集体２１と溶媒２３からなる混合液を生成する。そして、吸収体１７により混合液中の溶媒２３を吸収して記録紙１６の上に色材凝集体２１による画像を形成する。

なお、インクジェット記録装置の全体構成の詳細な説明は改めて後述する。

〔吸収体の説明〕
図３は、本発明の吸収体１７の外観図である。図３に示すように、吸収体１７は円筒形状をなしており、円筒部分の表面には溶媒吸収孔１７Ｂを備える接触部１７Ａが形成されている。図４は、この接触部１７Ａの展開図（拡大図）であり２つの例を示している。図４（ａ）は等間隔に円形の孔を形成した例を示しており、図４（ｂ）はメッシュ状の孔を形成した例を示している。

図５は、吸収体１７の接触部１７Ａに形成される溶媒吸収孔１７Ｂの部分の断面図である。図５に示すように、溶媒吸収孔１７Ｂの口径Ｄは、打滴されたインク２７と処理液２８の１ドットの混合液中に生成された略円形の色材凝集体２１の拡がり幅である直径ｄ１より大きいものとしている。これにより、色材凝集体２１が溶媒吸収孔１７Ｂを全て覆ってしまうことは無くなる一方で、溶媒２３は色材凝集体２１の周囲より毛管力で吸収される。

また、形成された色材凝集体２１は溶媒２３より比重が大きく、しかも溶媒２３に対して溶解（もしくは分散）しない状態になっているため、色材凝集体２１と中間転写体１５（もしくは記録紙１６）の間に密着が取れ、色材凝集体２１が中間転写体１５（もしくは記録紙１６）に仮固定される。そのため、結果的に色材凝集体２１が吸収体１７に吸収されなくなる。したがって、溶媒２３が確実に吸収体１７に吸収される一方で、色材凝集体２１が溶媒吸収孔１７Ｂに詰まるおそれがなく吸収効率の低下を防止することができる。

ここで、インク２７と処理液２８の打滴により色材凝集体２１が生成された混合液を生成し、混合液中の溶媒２３の除去を行う一連の作用について、図６を用いて説明する。図６（ａ）に示すように、中間転写体１５（もしくは記録紙１６）に処理液２８を打滴した後、色材３７を包含したインク２７を打滴する。そして、図６（ｂ）に示すように中間転写体１５（もしくは記録紙１６）にインク２７が着弾した後、図６（ｃ）に示すように処理液２８の作用によりインク２７中の色材３７の凝集反応が進行するとともに、インク２７の溶媒が処理液２８の溶媒と混合する。その後、図６（ｄ）に示すように、色材３７の凝集反応が終了し、溶媒２３と色材凝集体２１とからなる混合液が中間転写体１５（もしくは記録紙１６）上に生成される。

そこで、図６（ｅ）に示すように、吸収体１７を中間転写体１５（もしくは記録紙１６）に接近させて、吸収体１７の接触部１７Ａを溶媒２３に接触させて溶媒吸収孔１７Ｂに溶媒２３を吸収して除去する。なお、溶媒２３を完全に除去するため、吸収体１７の接触部１７Ａは中間転写体１５（もしくは記録紙１６）に接触させたほうが望ましい。

以上により、図６（ｆ）に示すように、中間転写体１５（もしくは記録紙１６）上には色材凝集体２１のみが残され、画像が形成される。

なお、本実施形態では、中間転写体１５（もしくは記録紙１６）の表面上における混合液中の色材凝集体２１の拡がり幅として、色材３７の凝集反応が終了した時点において色材凝集体２１が略円形になる場合を考えその直径ｄ１を考えた。しかし、色材凝集体２１の形状は略円形に限らないことから、中間転写体１５（もしくは記録紙１６）の表面上における混合液中の色材凝集体２１の拡がり幅とは、中間転写体１５（もしくは記録紙１６）の表面上において色材３７の凝集反応が終了した時点の混合液中で拡がった平面領域の色材凝集体２１の領域幅の最大幅と考える。

そのため、例えば、色材凝集体２１の拡がった平面領域の形状が略楕円形状の場合には長径と考え、また、略円形状や略楕円形状では規定できない形状の場合にはその最大幅と考える。

また、色材凝集体２１は、インク２７の１ドットを単位として形成され、異なるインク２７のドット間の色材凝集体２１同士は凝集しない。そのため、ドットを重ねて打滴するベタ打滴画像においても同様に、色材凝集体２１が吸収体１７の溶媒吸収孔１７Ｂに詰まることによる吸収効率の低下を防止することができる。

次に、吸収体１７の材料について説明する。吸収体１７は、吸収体１７として使用する物質にレーザーなどで直接的に孔を空けて形成したものを用いてもよい。また、セラミックスやシリカなどの多孔質体、繊維を織った布地などを吸収体１７として用いてもよい。

なお、吸収体１７に多孔質体を用いることで吸収体１７の耐久性を上げることができ、繊維状物質を用いることで吸収体１７を安価に作製することができるメリットがある。吸収体１７として多孔質体と繊維状物質のいずれかを用いるかは、装置の仕様にあわせて適宜選択することが好ましい。

ここで、図４（ａ）に示すように、吸収体１７の接触部１７Ａの口径Ｄは、レーザーなどで直接的に孔を空けて使用する場合には、当該孔の直径と定義する。また、吸収体１７として多孔質体を用いる場合には、既存の気孔径分布測定装置（ポロシメータ）を用いることができ、水銀圧入法によって求めることが望ましい。また、図４（ｂ）に示すように、繊維状物質など開口部が略円形でない場合には、開口部の外接円の直径を口径Ｄと定義することが望ましい。

なお、以上は吸収体１７の接触部１７Ａの溶媒吸収孔１７Ｂの口径Ｄについて述べたものであり、接触部以外（吸収体の内側及び接触部の逆側）の口径については、色材凝集体２１の直径以上である必要はなく任意に定めることが出来る。好ましくは、吸収体１７の内側部は接触部１７Ａより口径が大きいほうが中央部での吸収速度が速くなる効果を得ることができる。

また、吸収体１７で吸収された溶媒２３は、溶媒回収手段によって吸収体１７から回収することで、吸収体１７は繰り返し使用することができる。具体的には、吸収体１７が溶媒２３を吸収した後に別の部材（回収部材）と接触させ、溶媒２３を吸収体１７から回収部材へと移動させた後に、回収部材を加圧ローラや弾性体のブレードなどで絞り取る方法がある。また、溶媒回収手段を持たずに吸収体１７が一定量の溶媒２３を吸収した後に吸収体自体を交換するとしてもよい。

〔処理液とインクの説明〕
使用するインク２７は、液体の溶媒に色材が分子の状態（イオンの状態でもよい）で溶解している染料インク、液体の溶媒に色材が微小な塊の状態で分散している顔料インクなどが挙げられる。

一方、処理液２８は、インク２７と混合した場合に色材の凝集体を生成する液体である。具体的には、インク２７と反応してインク中の色材を析出あるいは不溶化させる処理液２８、インク中の色材を含む半固体状の物質（ゲル）を生成する処理液２８等が挙げられる。

そして、インク２７と処理液２８との反応を引き起こす手段は、インク中のアニオン性の色材と処理液中のカチオン性の化合物を反応させる方法、互いにｐＨの異なるインク２７と処理液２８を混合させることでインク２７のｐＨを変化させてインク中の顔料の分散破壊を起こし顔料を凝集させる方法、処理液中の多価金属塩との反応によりインク中の顔料の分散破壊を起こし顔料を凝集させる方法、などがある。

〔処理液付与方法〕
処理液２８の付与方法としては、インク２７の打滴と無関係に中間転写体１５や記録紙１６に対して一様に塗布するという方法もあるが、処理液２８もインク２７と同様にヘッドから打滴するという態様の方が、処理液２８の使用量を削減できるので望ましい。その際、処理液２８の打滴領域としては、インク２７の各色（例えば４色画像ならば、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の打滴パターンの論理和に対して大きくとることが望ましい。図７は、処理液２８の打滴領域の仕様を示す図である。例えば、インク打滴手段により図７（ａ）に示すような画素に打滴パターンのインク２７のドットを打滴する場合を考える。

このとき、図７（ｂ）に示すように、インク２７のドットの打滴画素に加えて上下左右の画素にも処理液２８のドットを打滴する仕様が考えられる。また、図７（ｃ）に示すように、インク２７のドットの打滴画素に加えて上下左右の画素および斜めに位置する全ての画素にも処理液２８のドットを打滴する仕様としてもよい。また、図７（ｄ）に示すように、インク２７のドットの打滴画素に対して半画素分ずらした位置の上下左右に４ドット打滴する仕様としてもよい。また、図７（ｅ）に示すように、処理液２８のドット径の大きさをインク２７のドット径より大きくして、インク２７のドットの打滴画素を中心にしてインク２７のドットの打滴画素の外まで処理液２８の打滴領域を拡げる仕様としてもよい。

以上、処理液２８の打滴領域を図７に示すように設定することにより、インク２７の全体を処理液２８と反応させることができる。

なお、図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示した処理液２８の打滴仕様の場合には、処理液２８のドット同士が互いに合一し、図８に示すように、結果的に１つの略円形のドットになることが考えられる。図８は、１つの略円形のドットになった処理液２８のドットの合一物を示す図であり、図８（ａ）が図７（ｂ）に示すように処理液２８のドットを打滴した場合を示し、図８（ｂ）が図７（ｃ）に示すように処理液２８のドットを打滴した場合を示し、図８（ｃ）が図７（ｄ）に示すように処理液２８のドットを打滴した場合を示している。

このとき、色材３７の凝集反応が終了した時点においてインク２７と処理液２８の混合液も同様に略円形になる場合を考えると、色材３７の凝集反応が終了した時点における混合液の直径ｄ２に対して吸収体１７の口径Ｄは小さく設計することが望ましい。そこで、その理由を以下に説明する。

図９は、混合液の直径ｄ２に対して吸収体１７の口径Ｄを大きく設計した場合を示す図であり、図９（ａ）は、吸収体１７を中間転写体１５（もしくは記録紙１６）に接近させる前の状態を示し、図９（ｂ）は、吸収体１７を中間転写体１５（もしくは記録紙１６）に接近させた後の状態を示している。一方、図１０は、混合液の直径ｄ２に対して吸収体１７の口径Ｄを小さく設計した場合を示す図である。図１０（ａ）は、吸収体１７を中間転写体１５（もしくは記録紙１６）に接近させる前の状態を示し、図１０（ｂ）は、吸収体１７を中間転写体１５（もしくは記録紙１６）に接近させた後の状態を示している。なお、説明の便宜上、図９、図１０では色材凝集体２１を省略している。

図９（ｂ）に示すように、混合液の直径ｄ２に対して吸収体１７の口径Ｄを大きく設計した場合には、混合液の溶媒２３が吸収体１７と触れ合わない状況が出る可能性がある。そのため、溶媒２３に毛管力が働かず、溶媒２３を中間転写体１５（もしくは記録紙１６）から吸収体１７に吸収させることが出来なくなるおそれがある。

一方、図１０（ｂ）に示すように、混合液の直径ｄ２に対して吸収体１７の口径Ｄを小さく設計した場合には、必ず吸収体１７と溶媒２３が触れ合うことになる。そのため、確実に溶媒２３を中間転写体１５（または記録紙１６）から吸収体１７に吸収させることが出来る。

したがって、混合液の直径ｄ２に対して吸収体１７の口径Ｄを小さく設計することが望ましいといえる。

なお、本実施形態では、中間転写体１５（もしくは記録紙１６）の表面上における混合液の溶媒２３の拡がり幅として、色材３７の凝集反応が終了した時点おいて混合液が略円形になる場合を考えその直径ｄ２を考えた。しかし、混合液の形状は略円形に限らないことから、中間転写体１５（もしくは記録紙１６）の表面上における混合液の溶媒２３の拡がり幅とは、中間転写体１５（もしくは記録紙１６）の表面上において色材３７の凝集反応が終了した時点における混合液が拡がった平面領域の領域幅の最小幅と考える。

そのため、例えば、混合液の拡がった平面領域の形状が略楕円形状の場合には短径と考え、また、略円形状や略楕円形状では規定できない形状の場合にはその最小幅と考える。

〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造について説明する。色別の各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。

図１１(ａ) はインクヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図１１(ｂ) はその一部の拡大図であり、図１１(ｃ) はインクヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図である。図１２は、１つの液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図１１(ａ) 中の１２−１２線に沿う断面図）である。

記録紙１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、インクヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のインクヘッド５０は、図１１(ａ)、(ｂ) に示したように、インク吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

記録紙１６の送り方向と略直交する方向に記録紙１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図１１(ａ) の構成に代えて、図１１(ｃ) に示すように、複数のノズル５１が２次元に配列された短尺のヘッドモジュール５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図１１(ａ)、(ｂ) 参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。なお、圧力室５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

図１２に示したように、各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインク２７は共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。

そして、圧力室５２に対する加圧方式としてベンドモード型を採用し、圧力室５２の一部の面（図１２において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）５６に個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。個別電極５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインク２７が吐出される。なお、アクチュエータ５８には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク２７吐出後、アクチュエータ５８の変位が元に戻る際に、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインク２７が圧力室５２に再充填される。

上述した構造を有するインク室ユニット５３を図１３に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。

すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× ｃｏｓθとなり、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり２４００個（２４００ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図１３に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）、記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙１６の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。

〔インクジェット記録装置の構成〕
続いて、本発明のインクジェット記録装置についての詳細な説明を行う。図１は、本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を示す中間転写型インクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１０Ａは、処理液２８に対応して設けられた処理液ヘッド１１と、処理液ヘッド１１に供給する処理液２８を貯蔵しておく処理液貯蔵／装填部１３と、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色材３７を含む各インク２７に対応して設けられた複数の各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２とを備えている。また、溶媒吸収のための吸収体１７が設けられている。さらに、無端状であって複数のローラ（３８〜４１）により張架されている中間転写体１５、中間転写体１５のクリーニングを行う転写体クリーニング部１９、中間転写体１５に対向して配置され記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送するベルト搬送部４３、記録紙１６に対して加圧することにより中間転写体１５に形成される画像を転写するローラ３９、４０、４６、４８を備える転写機構も備えている。

中間転写体１５の素材としては、中間転写体１５と色材凝集体２１との付着エネルギーが、吸収体１７と色材凝集体２１との付着エネルギーより大きく（従って、吸収体１７と色材凝集体２１が接触しても色材凝集体２１が吸収体１７へ付着しない）、記録紙１６と色材凝集体２１との付着エネルギーより小さい（従って、記録紙１６と色材凝集体２１が接触した際には、色材凝集体２１は記録紙１６へ転写される）ような材料であることが好ましい。

ベルト搬送部４３は、ローラ４６、４７、４８間に無端状のベルト２９が巻き掛けられた構造を有し、記録紙１６はこのベルト搬送部４３へと送られる。

ベルト２９が巻かれているローラ４６、４７、４８の少なくとも一つにモータの動力が伝達されることにより、ベルト２９は図１の時計回り方向に駆動され、ベルト２９上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。

処理液ヘッド１１および印字部１２の各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０Ａが対象とする中間転写体１５の最大幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録紙の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。

処理液ヘッド１１、各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、中間転写体１５の送り方向に沿って上流側から処理液２８、および黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色のインク２７の順に配置され、それぞれの処理液ヘッド１１、各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが中間転写体１５の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

まず、中間転写体１５を搬送しつつ、処理液ヘッド１１で処理液２８を吐出した上に、各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ異色のインク２７を吐出することにより中間転写体１５上に色材凝集体２１によるカラー画像を形成する。その後、処理液２８及びインク２７の混合液の溶媒２３を吸収体１７により取り除き、中間転写体１５上の色材凝集体２１をベルト搬送部４３により搬送される記録紙１６に対して転写し、記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、最終的に転写により画像形成される記録紙の幅全域をカバーするノズル列を有するフルライン型の各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について中間転写体１５と印字部１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

また図２は、本発明のインクジェット記録装置の他の実施形態を示す直接印刷型インクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１０Ｂは、色材３７を含まない処理液２８に対応して設けられた処理液ヘッド１１と、処理液ヘッド１１に供給する処理液２８を貯蔵しておく処理液貯蔵／装填部１３と、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色材を含む各インク２７に対応して設けられた複数の各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインク２７を貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、溶媒吸収のための吸収体１７と、被記録媒体たる記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送するベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６とを備えている。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図２ように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター４５によってロール紙は所望のサイズにカットされる。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、ベルト搬送部２２へと送られる。ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図２に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１６がベルト３３上に吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータの動力が伝達されることにより、ベルト３３は図２上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図２の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインク２７が付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４２が設けられている。加熱ファン４２は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インク２７が着弾後乾き易くなる。

処理液ヘッド１１および印字部１２の各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０Ｂが対象とする記録紙１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録紙の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。

処理液ヘッド１１、各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、記録紙１６の送り方向に沿って上流側から処理液２８、および黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色のインク２７の順に配置され、それぞれの処理液ヘッド１１、各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが記録紙１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

ベルト搬送部２２により記録紙１６を搬送しつつ処理液ヘッド１１、各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ処理液２８および異色のインク２７を吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型の各インクヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

図２に示した印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ又はエリアセンサ）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや着弾位置誤差などの吐出特性をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４には、受光面に複数の受光素子（光電変換素子）が２次元配列されてなるＣＣＤエリアセンサを好適に用いることができる。

こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０Ｂでは、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４９によってテスト印字の部分を切り離す。また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

〔制御系の説明〕
図１４は、インクジェット記録装置１０Ａ、１０Ｂのシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置１０Ａ、１０Ｂは、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、ＲＯＭ７５、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信する画像入力手段として機能するインターフェース部（画像入力部）である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０Ａ、１０Ｂに取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０Ａ、１０Ｂの全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４及びＲＯＭ７５の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

ＲＯＭ７５には、システムコントローラ７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ（着弾位置誤差等の測定用テストパターンのデータを含む）などが格納されている。ＲＯＭ７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。

画像メモリ７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従って搬送系のモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示に従って加熱ファン４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データ（多値の入力画像のデータ） から打滴制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データをヘッドドライバ８４に供給してインクヘッド５０の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図１４において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース７０を介して外部から入力され、画像メモリ７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の画像データが画像メモリ７４に記憶される。

インクジェット記録装置１０Ａ、１０Ｂでは、インク２７（色材） による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、画像メモリ７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ７２を介してプリント制御部８０に送られ、インク色ごとのドットデータに変換される。

すなわち、プリント制御部８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ８２に蓄えられる。この色別ドットデータは、インクヘッド５０のノズルからインク２７を吐出するためのＣＭＹＫ打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。また、この色別ドットデータから前述の手法により、処理液２８のドットデータが生成される。

ヘッドドライバ８４は、プリント制御部８０から与えられるインク吐出データ及び駆動波形の信号に基づき、印字内容に応じてインクヘッド５０や処理液ヘッド１１の各ノズル５１に対応するアクチュエータ５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

こうして、ヘッドドライバ８４から出力された駆動信号がインクヘッド５０や処理液ヘッド１１に加えられることによって、該当するノズル５１からインク２７や処理液２８が吐出される。中間転写体１５（もしくは記録紙１６）の搬送速度に同期してインクヘッド５０や処理液ヘッド１１からのインク吐出を制御することにより、中間転写体１５（もしくは記録紙１６）上に画像が形成される。

上記のように、プリント制御部８０における所要の信号処理を経て生成されたインク２７や処理液２８の吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ８４を介して各ノズルからのインク２７や処理液２８の液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

印字検出部２４は、図２で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０及びシステムコントローラ７２に提供する。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいてインクヘッド５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。

以上、本発明のインクジェット記録装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示す中間転写型の全体構成図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示す直接転写型の全体構成図である。 吸収体の外観図である。 吸収体の接触部の展開図（拡大図）である。 吸収体の接触部に形成される溶媒吸収孔の部分の断面図である。 インクと処理液の打滴により色材凝集体を形成し溶媒除去を行う一連の作用を示す図である。 処理液の打滴領域の仕様を示す図である。 処理液ドットの合一物を示す図である。 混合液の直径に対して吸収体の口径を大きく設計した場合を示す図である。 混合液の直径に対して吸収体の口径を小さく設計した場合を示す図である。 ヘッドの構造例を示す平面透視図である。 図１１(a) 中の１２−１２線に沿う断面図である。 ヘッドのノズル配列を示す拡大図である。 インクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０Ａ…インクジェット記録装置（中間転写型）、１０Ｂ…インクジェット記録装置（直接印刷型）、１１…処理液ヘッド、１２…印字部、１２Ｐ、１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ…インクヘッド、１５…中間転写体、１６…記録紙、１７…吸収体、
１７Ａ…接触部、１７Ｂ…溶媒吸収孔、２１…色材凝集体、２３…溶媒、２７…インク、２８…処理液、３７…色材、Ｄ…溶媒吸収孔の口径、ｄ１…色材凝集体の直径、ｄ２…混合液の直径

Claims (4)

1. 中間転写体もしくは被記録媒体の表面に色材を含有するインクを打滴するインク打滴手段と、前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面に打滴された前記インクと反応して、前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面に溶媒と、該溶媒より比重が大きく、該溶媒に対して溶解もしくは分散しない状態の色材凝集体とからなる混合液を生成する処理液を前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面に打滴する処理液付与手段と、前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面上に生成された前記混合液の中の前記溶媒を吸収する吸収体と、を有するインクジェット記録装置において、
   前記処理液付与手段は、（１）前記インクのドットの打滴位置、（２）前記インクのドットの打滴位置及びその上下左右位置、（３）前記インクのドットの打滴位置及びその上下左右、斜め位置、（４）前記インクのドットの打滴位置から半画素ずらした位置のいずれかの位置に前記処理液のドットを打滴し、
   前記吸収体の表面には、前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面上の前記混合液の中の前記色材凝集体の拡がり幅よりも大きく、かつ、１つの孤立したインクのドットに前記処理液のドットを打滴したときに前記中間転写体もしくは前記被記録媒体の表面上に生成される前記混合液の中の溶媒の拡がり幅であって、前記吸収体が前記混合液に接触する時点での前記混合液の中の溶媒の拡がり幅よりも小さな口径の溶媒吸収孔が形成されていること、
   を特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１に記載のインクジェット記録装置において、
   前記溶媒吸収孔は、前記吸収体の表面側よりも前記吸収体の内側の口径が大きく形成されること、
   を特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１または２に記載のインクジェット記録装置において、
   前記処理液付与手段により処理液を付与した後に、前記インク打滴手段によりインクを打滴すること、
   を特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置において、
   前記混合液の中の前記色材凝集体により画像を形成し、該画像を被記録媒体に転写する中間転写体を有し、
   前記吸収体は、前記中間転写体上にて前記混合液の中の溶媒を吸収すること、
   を特徴とするインクジェット記録装置。

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