しかしながら、例えば乾燥装置による乾燥が不十分なまま記録実行後の被記録材が排出されてしまうと、噴射されたインクが充分に乾燥していない状態で被記録材が排出されることになる。この場合、排出された記録実行後の被記録材の記録面にユーザーの手が触れたときに、その被記録材の記録画像等が乱れてしまったり、被記録材に噴射されたインクの一部がユーザーの手に付着してしまったりする虞が生ずる。他方、例えば記録実行後の被記録材に乾燥装置で過剰な乾燥がなされてしまうと、熱によって被記録材の水分率が大きく低下して被記録材に許容範囲を超える収縮が生じてしまい、反りやカール等の変形が生ずる虞がある。また両面記録機能を備えた記録装置においては、表面記録時に被記録材が熱で収縮することによって、裏面記録実行時に記録ドットの形成位置精度が低下して記録精度が低下してしまう虞がある。さらに乾燥装置による被記録材の過剰な乾燥は、乾燥装置での無駄なエネルギー消費につながるため、省エネルギーの観点からも好ましくない。
上記のような乾燥不足や過剰乾燥を防止して記録実行後の被記録材の適度な乾燥を実現する上では、乾燥装置の制御パラメーターを適切に設定する必要がある。ここで乾燥装置の制御パラメーターとは、例えば温風を被記録材に送出して被記録材を乾燥させる乾燥装置においては、温風の温度、温風の風量等である。そして乾燥装置の適切な制御パラメーターは、使用されるインクの特性(水分率等)、使用される被記録材の特性(インク吸収性や水分率等)、記録装置が使用される環境の温度や湿度等に左右される。
この点について特許文献1には、これらの諸条件を考慮して乾燥装置が送出する温風の温度や風量を調整するのが好ましい旨が記載されている。しかし特許文献1には、記録実行後の被記録材と乾燥装置との間隔を所定間隔以上に設定すること、それによって温風による被記録材上のインク流れに起因した画質低下を防止できることが開示されている限りである。つまり特許文献1には、乾燥不足や過剰乾燥を防止して記録実行後の被記録材の適度な乾燥を実現する上で、上記の諸条件から具体的にどのような基準でどのように乾燥装置の制御パラメーターを調整するかについては、何ら一切開示されておらず示唆する記載もない。
また特許文献2には、搬送装置による被記録材の搬送速度に応じて乾燥装置の乾燥温度や風量を適切に増減調整すべき旨が記載されている。しかし特許文献2には、乾燥装置の乾燥温度や風量の設定は熟練者による経験値や実験値によると記載されている限りであり、具体的にどのような基準でどのように乾燥装置の乾燥温度や風量を設定するかについては、何ら一切開示されておらず示唆する記載もない。
本発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、記録実行後の被記録材を乾燥させるための乾燥装置を備えた記録装置において、乾燥不足や過剰乾燥を防止して記録実行後の被記録材の適度な乾燥を実現することにある。
上記課題を達成するため、本発明の第1の態様は、被記録材を所定の搬送方向へ搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送される被記録材にインクを噴射する記録ヘッドと、前記記録ヘッドでインクを噴射することが可能な領域より前記搬送方向の下流側で、前記記録ヘッドから被記録材に噴射されたインクを乾燥させるための乾燥装置と、前記乾燥装置により乾燥可能な領域内の所定位置に設定される第1温度測定領域及び前記乾燥装置により乾燥可能な領域内の前記第1温度測定領域より前記搬送方向の下流側に設定される第2温度測定領域で被記録材の温度を測定可能な温度測定装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、被記録材の前記第1温度測定領域にある部分の温度を測定して第1測定温度とする手段と、前記第1測定温度を測定した部分が前記第2温度測定領域内となる位置まで当該被記録材が搬送されたときに当該部分の温度を測定して第2測定温度とする手段と、前記第1測定温度と前記第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態を維持するように前記乾燥装置が発揮する乾燥能力を調整する手段と、を有する、ことを特徴とした記録装置である。
一般に材料の乾燥工程は、材料予熱期間、定率乾燥期間及び減率乾燥期間の3つの期間に分けることができる。材料予熱期間とは、乾燥の最初の段階であり、材料の温度が初期温度から平衡温度に達するまでの期間をいう。定率乾燥期間とは、材料予熱期間の次の段階であり、材料温度が一定のまま材料に流入する熱が全て水分蒸発に消費される期間をいう。減率乾燥期間とは、乾燥における最後の段階であり、熱の一部が水分蒸発に、残りが材料の温度上昇に消費される期間をいう。
記録ヘッドからインクを噴射されて記録が実行された被記録材は、乾燥装置で加熱され始めると温度が徐々に上昇する。しかし、被記録材の温度が一定の温度(平衡温度)に到達するまでは、熱エネルギーの大部分はインクの温度上昇に消費されるため、熱エネルギーによるインクの水分の気化はほとんど生じない。つまり、被記録材の温度は上昇していくが、被記録材に噴射されたインクの水分率はほとんど変化しない状態となる(材料予熱期間)。
つづいて、被記録材の温度が一定の温度に到達すると、今度は被記録材に噴射されたインクの水分が少しずつ気化し始め、インクが徐々に乾燥していく。このとき、被記録材に噴射されたインクの水分が気化することに熱エネルギーの大部分が消費されるため、被記録材の温度は略一定の温度に維持される状態となる。つまり、被記録材の温度は略一定の温度でほとんど変化しないが、被記録材に噴射されたインクの水分率は徐々に低下して徐々にインクが乾燥していく状態となる(定率乾燥期間)。
そして、被記録材に噴射されたインクが略乾燥した状態になると、それまでインクの乾燥に消費されていた熱エネルギーが被記録材の温度上昇に消費される状態となる(減率乾燥期間)。この状態でさらに被記録材を乾燥し続けると、被記録材の温度が徐々に上昇して被記録材の水分率が低下し、それによって被記録材の収縮が生じて被記録材に反りやカール等の変形が生ずる虞がある。
搬送装置により搬送される被記録材は、記録ヘッドからインクを噴射されて記録が実行される。記録実行後の被記録材は、乾燥装置を通過する過程で乾燥が行われて記録装置外へ排出されることになる。ここで例えば、記録実行後の被記録材が乾燥装置を通過した時点で被記録材の乾燥工程が未だ材料予熱期間である場合には、被記録材に噴射されたインクはほとんど乾燥しておらず、従って乾燥装置における乾燥が不十分ということになる。例えば、乾燥装置における被記録材の乾燥温度が低い場合や乾燥装置の風量が少ない場合等である。逆に記録実行後の被記録材が乾燥装置を通過した時点で被記録材の乾燥工程が既に減率乾燥期間に達している場合には、記録実行後の被記録材の乾燥が過剰である可能性があり、被記録材に反りやカール等の変形が生じてしまう虞がある。例えば、乾燥装置における被記録材の乾燥温度が高い場合や乾燥装置の風量が多い場合等である。
すなわち、記録実行後の被記録材が乾燥不足の状態で排出されることを防止する観点からは、記録実行後の被記録材が乾燥装置を通過するまでの間に、少なくとも被記録材の乾燥工程が材料予熱期間から定率乾燥期間へ移行している必要がある。さらに被記録材の過剰乾燥を防止する観点からは、記録実行後の被記録材が乾燥装置を通過するまでの間に被記録材の乾燥工程が減率乾燥期間へ移行してしまう部分を極力少なくするのが望ましい。
そこで本発明は、上記のような記録実行後の被記録材の適度な乾燥を実現するべく、まず乾燥装置により乾燥中の状態にある被記録材の第1温度測定領域にある部分の温度を測定して第1測定温度とし、つづいて、第1測定温度を測定した部分が第2温度測定領域内となる位置まで当該被記録材が搬送されたときに当該部分の温度を測定して第2測定温度とする。
ここで第1温度測定領域及び第2温度測定領域は、いずれも乾燥装置により乾燥可能な領域内の所定位置に設定される。また第2温度測定領域は、第1温度測定領域よりも搬送方向の下流側にある。そして、第2測定温度として測定するのは、被記録材の第1測定温度を測定した部分と同じ部分の温度である。したがって第2測定温度は、第1温度測定領域と第2温度測定領域との搬送方向の間隔の分だけ、第1測定温度の測定時よりも長い乾燥時間を経た時点の温度ということになる。
このようなことから、例えば第1測定温度より第2測定温度の方が低いということは、乾燥装置による乾燥中に被記録材の温度が低下していることになるので、通常はあり得ないと考えられる。他方、例えば第1測定温度より第2測定温度の方が高い場合には、第1温度測定領域から第2温度測定領域までの間に被記録材の温度が上昇していることになる。したがって、この場合の被記録材の乾燥工程は、定率乾燥期間に至る手前の乾燥が不十分な状態(材料予熱期間)であるか、又は既に定率乾燥期間から減率乾燥期間に移行して乾燥が過剰な状態であると考えられる。そして、例えば第1測定温度と第2測定温度との温度差が十分に小さい場合には、第1温度測定領域から第2温度測定領域までの間に被記録材の温度が略一定でほとんど変化していないことになる。したがって、この場合の被記録材の乾燥工程は、定率乾燥期間に至っていると考えられる。
すなわち、第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態を維持するように乾燥装置が発揮する乾燥能力を調整することによって、記録実行後の被記録材の乾燥工程が定率乾燥期間に至っている状態にすることが可能になる。それによって、記録実行後の乾燥が不十分なまま被記録材が排出されてしまう虞を低減させることができる。また、乾燥工程が減率乾燥期間にまで移行する可能性を極力小さくすることができるので、記録実行後の乾燥が過剰になって被記録材に反りやカール等の変形が生じてしまう虞を低減させることができる。
これにより本発明の第1の態様に記載の発明によれば、記録実行後の被記録材を乾燥させるための乾燥装置を備えた記録装置において、乾燥不足や過剰乾燥を防止して記録実行後の被記録材の適度な乾燥を実現できるという作用効果が得られる。
本発明の第2の態様は、前述した第1の態様に記載の記録装置において、前記制御装置は、前記第1測定温度と前記第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態から前記第1測定温度が低下することにより前記第1測定温度と前記第2測定温度との相対的な温度差が生じたときは、前記乾燥装置が発揮する乾燥能力を向上させるように前記乾燥装置の制御パラメーターを変更する手段と、前記第1測定温度と前記第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態から前記第2測定温度が上昇することにより前記第1測定温度と前記第2測定温度との相対的な温度差が生じたときは、前記乾燥装置が発揮する乾燥能力を低下させるように前記乾燥装置の制御パラメーターを変更する手段と、を有する、ことを特徴とした記録装置である。
第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態から第1測定温度が低下することにより両者に相対的な温度差が生じたときは、被記録材の乾燥工程を材料予熱期間から定率乾燥期間に至らしめることができない状態になっていると考えられる。つまり、例えば環境温度の低下や環境湿度の上昇等によって、あるいは被記録材に対するインク噴射密度の上昇等によって、乾燥装置が発揮する乾燥能力が不足している状態になっていると考えられる。このときには、乾燥装置が発揮する乾燥能力を向上させるように乾燥装置の制御パラメーターを変更する。それによって、第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態、つまり乾燥装置により被記録材の適度な乾燥がなされる状態が維持されるように、乾燥装置が発揮する乾燥能力を調整することができる。
尚、インク噴射密度とは、被記録材の記録面の単位面積当たりのインク噴射量を意味する。
他方、第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態から第2測定温度が上昇することにより両者に相対的な温度差が生じたときは、被記録材の一部の乾燥工程が定率乾燥期間を経て既に減率乾燥期間に至っていると考えられる。つまり、例えば環境温度の上昇や環境湿度の低下等によって、あるいは被記録材に対するインク噴射密度の低下等によって、乾燥装置が発揮する乾燥能力が過剰な状態になっていると考えられる。このときには、乾燥装置が発揮する乾燥能力を低下させるように乾燥装置の制御パラメーターを変更する。それによって、第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態、つまり乾燥装置により被記録材の適度な乾燥がなされる状態が維持されるように、乾燥装置が発揮する乾燥能力を調整することができる。
本発明の第3の態様は、前述した第1の態様又は第2の態様に記載の記録装置において、前記温度測定装置は、前記第1温度測定領域で被記録材の温度を測定可能な第1温度センサーと、前記第2温度測定領域で被記録材の温度を測定可能な第2温度センサーと、を有する、ことを特徴とした記録装置である。
このような特徴によれば、記録実行後の被記録材が乾燥装置により乾燥されながら排出される際に、第1測定温度及び第2測定温度をそれぞれシームレスに測定し続けることが可能になる。すなわち、乾燥装置による被記録材の乾燥状態が変化したときに、その乾燥状態の変化を常にリアルタイムで検出することが可能になる。それによって、例えば第1温度測定領域と第2温度測定領域との間で一の温度センサーを往復移動させて第1測定温度及び第2測定温度を交互に測定するような態様と比較して、乾燥状態の変化検出の応答性をより向上させることができる。したがって、乾燥装置により被記録材の適度な乾燥がなされる状態をより高精度に維持することができる。
本発明の第4の態様は、前述した第3の態様に記載の記録装置において、前記温度測定装置は、前記第1温度センサー及び前記第2温度センサーが前記搬送方向と交差する方向へ移動可能に支持されており、前記制御装置は、前記第1測定温度を測定するタイミングにおいて前記第1温度センサーで被記録材の温度を測定可能な範囲内で最もインク噴射密度が高い部分へ前記第1温度センサーを移動させて、当該部分の温度を前記第1測定温度として測定する、ことを特徴とした記録装置である。
このような特徴によれば、可能な範囲で最もインク噴射密度が高くなる部分の乾燥状態を基準として、すなわち被記録材の最も乾燥しにくい部分の乾燥状態を基準として、乾燥装置の制御パラメーターを調整することができる。それによって、乾燥装置を通過した記録実行後の被記録材全体の乾燥工程をより高い確率で定率乾燥期間に至らしめることが可能になる。したがって、記録実行後の乾燥が不十分なまま被記録材が排出されてしまう虞をさらに低減させることができる。
本発明の第5の態様は、被記録材を所定の搬送方向へ搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送される被記録材にインクを噴射する記録ヘッドと、前記記録ヘッドでインクを噴射することが可能な領域より前記搬送方向の下流側で、前記記録ヘッドから被記録材に噴射されたインクを乾燥させるための乾燥装置と、前記乾燥装置により乾燥可能な領域内の所定位置に設定される第1温度測定領域及び前記乾燥装置により乾燥可能な領域内の前記第1温度測定領域より前記搬送方向の下流側に設定される第2温度測定領域で被記録材の温度を測定可能な温度測定装置と、を備えた記録装置の制御方法において、前記乾燥装置により乾燥中の状態にある被記録材の前記第1温度測定領域にある部分の温度を測定して第1測定温度とする工程と、前記第1測定温度を測定した部分が前記第2温度測定領域内となる位置まで当該被記録材が搬送されたときに当該部分の温度を測定して第2測定温度とする工程と、前記第1測定温度と前記第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態を維持するように前記乾燥装置が発揮する乾燥能力を調整する工程と、を有する、ことを特徴とした記録装置の制御方法である。
本発明の第5の態様に記載の発明によれば、この制御方法により制御される記録装置において、前述した第1の態様に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
<インクジェットプリンターの概略構成>
まず、本発明に係る「記録装置」としてのインクジェットプリンター50の概略構成について、図1〜図3を参照しながら説明する。
図1は、インクジェットプリンター50の要部平面図であり、図2は、その要部側面図である。
インクジェットプリンター50は、いわゆるラインヘッド型インクジェットプリンターである。インクジェットプリンター50は、「被記録材」としての記録紙Pをインクジェットプリンター50の内部へ給送する自動給送装置70を備えている。またインクジェットプリンター50は、搬送方向Yへ記録紙Pを搬送する「搬送装置」を構成する搬送駆動ローラー51、搬送従動ローラー52及び排出装置57を備えている。さらにインクジェットプリンター50は、記録実行前の記録紙Pを所定温度に加熱するプレヒート駆動ローラー53及びプレヒート従動ローラー54を備えている。さらにインクジェットプリンター50は、第1プラテン55に支持された状態で搬送方向Yへ搬送される記録紙Pの記録面にドットを形成して記録を実行する第1記録ヘッド列61及び第2記録ヘッド列62を備えている。
自動給送装置70は、給送用カセット71、給送用ローラー72、案内斜面73及び給送用中間ローラー対74、75を備えている。給送用カセット71は、複数の記録紙Pが積重された状態で載置されて収容される。給送用ローラー72は、図示していないモーターの回転駆動力で回転する。案内斜面73は、給送用中間ローラー対74のニップ点に記録紙Pの先端を案内するための斜面である。給送用中間ローラー対74、75は、図示していないモーターの回転駆動力で回転する駆動ローラーと回転自在に軸支された従動ローラーとからなるローラー対である。
給送用カセット71に積重された記録紙Pは、最上位にある記録紙Pが給送用ローラー72の外周面に当接し、その給送用ローラー72の回転により、案内斜面73に沿って給送用中間ローラー対74のニップ点に送出される。そして記録紙Pは、給送用中間ローラー対74、75により給送経路に沿って進行し、搬送駆動ローラー51と搬送従動ローラー52とのニップ点に先端が到達する位置まで給送される。
搬送駆動ローラー51は、図示していないモーターの回転駆動力が伝達されて回転する。搬送従動ローラー52は、従動回転可能に軸支され、図示していないばね等の付勢手段の付勢力で搬送駆動ローラー51の外周面に当接している。プレヒート駆動ローラー53は、図示していないモーターの回転駆動力が伝達されて回転する。プレヒート従動ローラー54は、従動回転可能に軸支され、図示していないばね等の付勢手段の付勢力でプレヒート駆動ローラー53の外周面に当接している。自動給送装置70により給送された記録紙Pは、搬送駆動ローラー51の駆動回転によって、第1プラテン55上を搬送方向Yへ搬送される。また記録紙Pは、第1プラテン55の上流側において、プレヒート駆動ローラー53とプレヒート従動ローラー54とにより所定温度に加熱される。
第1記録ヘッド列61は、搬送方向Yの上流側に配設された複数の記録ヘッド611〜614からなるヘッド列である。記録ヘッド611〜614は、幅方向X(搬送方向Yと交差する方向)に一定の間隔をもって配置されている。第2記録ヘッド列62は、搬送方向Yの下流側に配設された複数の記録ヘッド621〜623からなるヘッド列である。記録ヘッド621〜623は、幅方向Xに一定の間隔をもって配置されている。記録ヘッド621は、記録ヘッド611と記録ヘッド612との間に対応する位置に配設されている。同様に、記録ヘッド622は、記録ヘッド612と記録ヘッド613との間に対応する位置に、記録ヘッド623は、記録ヘッド613と記録ヘッド614との間に対応する位置に、それぞれ配設されている。記録ヘッド611〜614、621〜623は、第1プラテン55と対面するヘッド面に、インクを噴射するための多数のインク噴射ノズル(図示せず)からなるノズル列がインク色ごとに配設されている。各色(シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック等)のインクは、図示していないインクカートリッジからインクチューブ等を介して記録ヘッド611〜614、621〜623へ供給される。
第1プラテン55は、第1記録ヘッド列61及び第2ヘッド列62と対向する位置に配設されており、搬送方向Yに搬送される記録紙Pを裏面側から支持する。記録ヘッド611〜614、621〜623のヘッド面と記録紙Pの記録面との間隔は、この第1プラテン55によって規定される。また第1プラテン55には、記録ヘッド611〜614、621〜623の各々に対応するキャップCP1〜CP7が配設されている。このキャップCP1〜CP7は、図示していない駆動機構により上下動可能に配設されており、待機時には上昇して記録ヘッド611〜614、621〜623のヘッド面を封止する。それによって、インク噴射ノズルのインクが固化することによるノズル詰まり等が防止される。またキャップCP1〜CP7は、いわゆる縁なし記録の実行時や記録実行前の予備噴射時におけるインク打ち捨て孔としても機能する。
防風板56は、後述する温風ユニット11と第2記録ヘッド列62との間の空間を遮るように配設された板状部材であり、温風ユニット11が送出する温風が記録ヘッド611〜614、621〜623のインク噴射領域に流入することを防止するための部材である。
排出装置57は、従動ローラー571、駆動ローラー572、テンションローラー573、搬送ベルト574及び吸引ファン575を有している。従動ローラー571は、従動回転可能に軸支されており、駆動ローラー572は、図示していないモーターの回転駆動力が伝達されて回転する。搬送ベルト574は、図示の如く従動ローラー571と駆動ローラー572とテンションローラー573との間に掛架されており、テンションローラー573によって所定のテンションが付与される。搬送ベルト574は、小さな貫通孔が多数形成されており、内周面側から吸引ファン575で吸引することによって、外周面側に吸引力が発生する。それによって記録実行後の記録紙Pは、搬送ベルト574の外周面に吸着し、搬送ベルト574が回転することによって搬送方向Yへ搬送され排出される。
さらにインクジェットプリンター50は、温風ユニット11、第2プラテン12、第1温度センサー13及び第2温度センサー14を備えている。
「乾燥装置」としての温風ユニット11及び第2プラテン12は、記録ヘッド611〜614、621〜623でインクを噴射することが可能な領域より搬送方向Yの下流側に配設されている。温風ユニット11は、インク噴射後の記録紙Pの記録面に温風を送出して、記録紙Pの記録面に噴射されたインクを乾燥させる。第2プラテン12は、図示していないヒーターやサーミスター、ヒーターの制御回路等を有しており、インク噴射後の記録紙Pを排出装置57の搬送ベルト574を介して裏面側から所定温度で加熱して、記録紙Pの記録面に噴射されたインクを乾燥させる。
尚、本発明に係るインクジェットプリンター50は、「乾燥装置」として、温風ユニット11又は第2プラテン12のいずれか一方だけを備えた構成としても良い。
「温度測定装置」を構成する第1温度センサー13は、温風ユニット11及び第2プラテン12により記録紙Pを乾燥可能な領域内に配設される。第1温度センサー13は、幅方向Xへ移動可能にスライドレール15に支持されている。この第1温度センサー13が記録紙Pの温度を測定可能な領域(第1温度センサー13の可動領域)を第1温度測定領域とする。
「温度測定装置」を構成する第2温度センサー14は、温風ユニット11及び第2プラテン12により記録紙Pを乾燥可能な領域内の第1温度測定領域より搬送方向Yの下流側に配設される。第2温度センサー14は、幅方向Xへ移動可能にスライドレール15に支持されている。この第2温度センサー14が記録紙Pの温度を測定可能な領域(第2温度センサー14の可動領域)を第2温度測定領域とする。第1温度測定領域から第2温度測定領域までの搬送方向Yの距離は、可能な範囲でより長い距離に設定するのが好ましい。また第2温度センサー14による第2温度測定領域は、温風ユニット11及び第2プラテン12による記録紙Pの乾燥状態をより正確に把握する上では、温風ユニット11及び第2プラテン12により記録紙Pを乾燥可能な領域内で、可能な限り搬送方向Yの下流側に設けるのが好ましい。
第1温度センサー13及び第2温度センサー14は、記録紙Pの温度を測定可能なセンサーであればどのようなセンサーでも良いが、公知の放射温度計を採用するのがより好ましい。放射温度計は、記録紙Pから放射される赤外線や可視光線の強度を測定して記録紙Pの温度を測定することから、測定が高速に行えることと非接触で測定が可能という利点がある。
またインクジェットプリンター50には、モーターの回転駆動力で第1温度センサー13及び第2温度センサー14を幅方向Xへ移動させる機構が設けられている(図示せず)。具体的には、回転可能にプーリ間に掛架した無端ベルトがスライドレール15に沿って配設されており、その無端ベルトには、第1温度センサー13及び第2温度センサー14が連結されている。無端ベルトをモーターで双方向回転させることによって、第1温度センサー13及び第2温度センサー14を幅方向Xの双方向へ移動させることができる。また第1温度センサー13及び第2温度センサー14の移動位置は、例えば公知のリニアエンコーダ(図示せず)で検出することができる。
公知のマイコン制御回路を有する「制御装置」としての記録制御部100は、記録紙Pの給送制御、記録紙Pの搬送制御、記録ヘッド611〜614、621〜623からのインク噴射制御等を行って記録紙Pへの記録を実行する。また記録制御部100は、プレヒート駆動ローラー53とプレヒート従動ローラー54とによる記録前の記録紙Pの加熱温度を制御する。さらに記録制御部100は、温風ユニット11及び第2プラテン12の乾燥温度並びに温風ユニット11が送出する温風の風量(風速)を制御する。第1温度センサー13及び第2温度センサー14の出力信号は記録制御部100に入力される。
図3は、温風ユニット11の構造を図示した要部側断面図である。
温風ユニット11は、ユニット本体111、送風ファン112及びヒーター113を有している。ユニット本体111は、図示の如く側断面形状が略U字管形状の温風流路を構成する。送風ファン112が回転することによって吸引口114から空気が吸引され、吸引された空気は、ヒーター113で加熱され、加熱された空気が温風として温風口116から記録紙Pの記録面に送出される。また温風口116から送出されなかった温風は、排出口115から排出される。送風ファン112の回転制御及びヒーター113の温度制御は、記録制御部100によって実行される。
<乾燥装置により乾燥される記録紙の温度とインク水分量との関係>
温風ユニット11の温風及び第2プラテン12の加熱により記録紙Pのインクが乾燥するときに、記録紙Pに噴射されたインクの水分量と記録紙Pの温度がどのように変化していくかについて、図4を参照しながら説明する。
図4は、温風ユニット11の温風及び第2プラテン12の加熱により乾燥される記録紙Pの温度とインク水分量との関係を模式的に図示したグラフである。
記録ヘッド611〜614、621〜623からインクを噴射されて記録が実行された記録紙Pは、温風ユニット11の温風及び第2プラテン12の加熱によって温度が徐々に上昇していく。しかし、記録紙Pの温度が一定の温度(平衡温度)に到達するまでは、熱エネルギーの大部分はインクの温度上昇に消費されるため、熱エネルギーによるインクの水分の気化はほとんど生じない。つまり、記録紙Pの温度は上昇していくが、記録紙Pに噴射されたインクの水分率はほとんど変化しない状態となる(材料予熱期間)。
つづいて、記録紙Pの温度が一定の温度に到達すると、今度は記録紙Pに噴射されたインクの水分が少しずつ気化し始め、インクが徐々に乾燥していく。このとき、記録紙Pに噴射されたインクの水分が気化することに熱エネルギーの大部分が消費されるため、記録紙Pの温度は略一定の温度に維持される状態となる。つまり、記録紙Pの温度は略一定の温度でほとんど変化しないが、記録紙Pに噴射されたインクの水分率は徐々に低下して徐々にインクが乾燥していく状態となる(定率乾燥期間)。
そして、記録紙Pに噴射されたインクが略乾燥した状態になると、それまでインクの乾燥に消費されていた熱エネルギーが記録紙Pの温度上昇に消費される状態となる(減率乾燥期間)。この状態でさらに記録紙Pを乾燥し続けると、記録紙Pの温度が徐々に上昇して記録紙Pの水分率が低下し、それによって記録紙Pの収縮が生じて記録紙Pに反りやカール等の変形が生ずる虞がある。
すなわち、記録実行後の記録紙Pが乾燥不足の状態で排出されることを防止する観点からは、記録実行後の記録紙Pが温風ユニット11及び第2プラテン12を通過するまでの間に、少なくとも記録紙Pの乾燥工程が材料予熱期間から定率乾燥期間へ移行しているのが望ましい。さらに記録紙Pの過剰乾燥を防止する観点からは、記録実行後の記録紙Pが温風ユニット11及び第2プラテン12を通過するまでの間に記録紙Pの乾燥工程が減率乾燥期間へ移行してしまう部分を極力少なくするのが望ましい。
<記録制御部100による温風ユニット11の制御>
記録制御部100による温風ユニット11の制御について、図5〜図7を参照しながら説明する。
図5は、温風ユニット11及び第2プラテン12による乾燥時間と記録紙Pの温度との関係を模式的に図示したグラブである。
図5において、符号Aで示したグラフ(実線で図示したグラフ)は、記録紙Pが適度な乾燥状態で排出されるときの状態を図示したグラフである。符号Bで示したグラフ(一点鎖線で図示したグラフ)は、例えば環境温度の低下や環境湿度の上昇あるいは通常よりインク噴射密度が高い記録が実行された場合等によって、温風ユニット11及び第2プラテン12が発揮する乾燥能力が不足している状態を図示したグラフである。符号Cで示したグラフ(破線で図示したグラフ)は、例えば環境温度の上昇や環境湿度の低下あるいは通常よりインク噴射密度が低い記録が実行された場合等によって、温風ユニット11及び第2プラテン12が発揮する乾燥能力が過剰になっている状態を図示したグラフである。
第2温度センサー14で記録紙Pの温度を測定可能な領域(第2温度測定領域)は、第1温度センサー13で記録紙Pの温度を測定可能な領域(第1温度測定領域)よりも搬送方向Yの下流側にある。そして、第2温度センサー14で第2測定温度として測定するのは、第1温度センサー13で第1測定温度を測定した部分と同じ部分の温度である。したがって第2測定温度は、第1温度センサー13と第2温度センサー14との搬送方向Yの間隔の分だけ、第1測定温度の測定時よりも長い乾燥時間を経た時点の温度ということになる。
まず、記録紙Pが適度な乾燥状態で排出されるときは、記録紙Pの乾燥工程は、定率乾燥期間に至っているとともに減率乾燥期間に至る手前の状態である。そして前記の通り、定率乾燥期間においては乾燥時間に対して記録紙Pの温度が略一定の温度でほとんど変化しない状態となる。したがって、例えば第1温度センサー13で測定した第1測定温度と第2温度センサー14で測定した第2測定温度とがともに温度T1であり、両者の温度差が十分に小さい場合には(図5の符号Aで示したグラフ)、この温度T1は平衡温度であり、記録紙Pの大部分は温度が平衡温度T1に達している状態であると考えられる。すなわち、この状態においては、記録紙Pの大部分は乾燥工程が定率乾燥期間に至っている可能性が高く、記録紙Pが適度な乾燥状態で排出される可能性が高い。
それに対して記録紙Pの乾燥が不十分な状態であるときは、記録紙Pの一部又は全体の乾燥工程が定率乾燥期間に至る手前の材料予熱期間であると考えられる。そして前記の通り、材料予熱期間においては乾燥時間に対して記録紙Pの温度が平衡温度T1へ向けて上昇する。したがって、例えば第2温度センサー14で測定した第2測定温度が平衡温度T1であり、第1温度センサー13で測定した第1測定温度が平衡温度T1より低い温度T2である場合には(図5の符号Bで示したグラフ)、少なくとも記録紙Pの一部の乾燥工程が定率乾燥期間に至る手前の材料予熱期間であるため、乾燥が不十分な状態で記録紙Pが排出される可能性が高い。
他方、記録紙Pの乾燥が過剰な状態であるときは、記録紙Pの一部又は全体の乾燥工程が定率乾燥期間を超えて減率乾燥期間に至っていると考えられる。そして前記の通り、減率乾燥期間においては記録紙Pの温度が平衡温度T1を超えて上昇する。したがって、例えば第1温度センサー13で測定した第1測定温度が平衡温度T1であり、第2温度センサー14で測定した第2測定温度がその平衡温度T1よりも高い温度T3である場合には(図5の符号Cで示したグラフ)、少なくとも記録紙Pの一部の乾燥工程が減率乾燥期間に至っているため、乾燥が過剰な状態で記録紙Pが排出される可能性が高い。
図6は、温風ユニット11が送出する温風の風速と記録紙Pの温度との関係を模式的に図示したグラブである。
本発明は、環境温度や環境湿度の変動あるいはインク噴射密度の変動等に応じて温風ユニット11の「制御パラメーター」としての温風の風速(風量)を増減調整して、記録紙Pが適度な乾燥状態で排出される状態を維持する。その上では、例えば標準的な環境温度や湿度等において記録紙Pが適度な乾燥状態(乾燥工程が定率乾燥期間に至っている状態)で排出される温風ユニット11の温風の風速を予め特定し、それを基準値(初期値)として温風ユニット11の温風の風速を増減調整していくのが好ましい。以下、温風ユニット11の風速の基準値を予め決定する手順の一例について、図6を参照しながら説明する。
まず、標準的な環境温度や環境湿度等において、温風ユニット11の温風の温度を一定に固定し、温風ユニット11の温風の風速を変化させながら、インク噴射密度が一様なテストパターンを記録紙Pに記録する。例えば温風ユニット11の温風の風速を1〜10m/sまで少しずつ(例えば、2m/sずつ5段階に)変化させながら、一定のインク噴射密度でインクドットを形成するテストパターンを記録紙Pに記録する。このとき、テストパターンを記録した記録紙Pが温風ユニット11及び第2プラテン12で乾燥されて排出される間、第1温度センサー13の測定温度の変化及び第2温度センサー14の測定温度の変化をそれぞれ取得する。図6のグラフは、この第1温度センサー13の測定温度の変化及び第2温度センサー14の測定温度の変化を模式的に図示したものである。そして、第1温度センサー13の測定温度が平衡温度で一定となる範囲(定率乾燥期間)と、第2温度センサー14の測定温度が平衡温度で一定となる範囲(定率乾燥期間)とが重複する風速の範囲(風速VL〜VHの範囲)内で、温風ユニット11の風速の基準値を決定すれば良い。
図7は、記録制御部100による記録制御の手順を図示したフローチャートである。以下、図7のフローチャートを参照しながら、図5も適宜参照しつつ説明する。図7のフローチャートに示した手順は、記録紙Pが給送されてから排出されるまでの間、所定周期で繰り返し実行される手順である。
まず、温風ユニット11及び第2プラテン12により乾燥中の状態にある記録紙Pに対して、第1温度測定領域にある部分の温度を第1温度センサー13で測定して第1測定温度とし、第1測定温度を測定した部分が第2温度測定領域内となる位置まで記録紙Pが搬送されたときに当該部分の温度を第2温度センサー14で測定して第2測定温度とする(図7のステップS1)。より具体的には、第1温度センサー13で測定するのは、第1温度測定領域(第1温度センサー13の可動領域)内で任意に選択した測定点の温度である。この測定点は、第1温度センサー13を幅方向Xへ移動させることによって選択可能であり、第1温度測定領域内で最もインク噴射密度が高い部分を選択するのが好ましい。それによって、記録実行後の乾燥が不十分なまま記録紙Pが排出されてしまう虞をより低減させることができる。記録実行後の記録紙Pのインク噴射密度は、例えば、記録した画像データの内容から特定することが可能である。また第2温度センサー14で測定するのは、第1温度センサー13で温度を測定した部分と同じ部分の温度である。
つづいて、第1温度センサー13で測定した第1測定温度と第2温度センサー14で測定した第2測定温度とに温度差があるか否かを判定する(図7のステップS2)。この温度差があるか否かの判定においては、第1温度センサー13と第2温度センサー14の検出特性のばらつき等も考慮して、温度差が一定の範囲(例えば±1℃の範囲)内であるか否か、つまり温度差が十分に小さいか否かを判定する。
第1温度センサー13で測定した第1測定温度と第2温度センサー14で測定した第2測定温度との温度差が十分に小さいと判定した場合には(図7のステップS2でNo)、記録紙Pが適度な乾燥状態で排出される可能性が高い(図5のグラフAの状態)。この場合は、温風ユニット11の温風の風速を変更せずに当該手順を終了し、現状の風速設定を維持する。他方、第1温度センサー13で測定した第1測定温度と第2温度センサー14で測定した第2測定温度とに、一定の範囲(例えば±1℃の範囲)を超える温度差があると判定した場合には(図7のステップS2でYes)、つづいて、第1測定温度と第2測定温度との温度差が十分に小さい状態から第1測定温度が低下することによって温度差が一定の範囲を超えるに至ったのか否かを判定する(図7のステップS3)。
第1測定温度が低下することによって温度差が一定の範囲を超えるに至った場合には(図7のステップS3でYes)、温風ユニット11及び第2プラテン12が発揮する乾燥能力が不足している状態であると考えられる(図5のグラフBの状態)。したがって、この場合は温風ユニット11の温風の風速を上げる(図7のステップS4)。温風ユニット11の温風の風速を上げることで、温風ユニット11が発揮する乾燥能力が向上する。それによって、第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態、つまり記録紙Pの適度な乾燥がなされる状態が維持されるように、温風ユニット11が発揮する乾燥能力を調整することができる。
他方、第1測定温度が低下することによって温度差が一定の範囲を超えるに至ったのでない場合、つまり第2測定温度が上昇することによって温度差が一定の範囲を超えるに至った場合には(図7のステップS3でNo)、温風ユニット11及び第2プラテン12が発揮する乾燥能力が過剰な状態であると考えられる(図5のグラフCの状態)。したがって、この場合は温風ユニット11の温風の風速を下げる(図7のステップS5)。温風ユニット11の温風の風速を下げることで、温風ユニット11が発揮する乾燥能力が低下する。それによって、第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態、つまり記録紙Pの適度な乾燥がなされる状態が維持されるように、温風ユニット11が発揮する乾燥能力を調整することができる。
尚、第1測定温度と第2測定温度との温度差が一定の範囲を超える場合として、第1測定温度より第2測定温度の方が低いという状態が生ずることは通常はないと考えられる。しかし誤検出等の虞もあることから、そのような状態が検出された場合には、例えば図7のステップS1の手順に戻って、第1測定温度及び第2測定温度を再度測定するようにすれば良い。あるいは、第1温度センサー13又は第2温度センサー14が故障していると判定しても良い。
以上説明したように本発明は、第1温度センサー13で測定した第1測定温度と第2温度センサー14で測定した第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態を維持するように温風ユニット11の温風の風速(風量)を調整する。それによって、環境温度や環境湿度の変動等が生じても、それに応じて記録実行後の記録紙Pの乾燥工程が定率乾燥期間に至っている状態にすることが可能になる。すなわち、記録実行後の乾燥が不十分なまま記録紙Pが排出されてしまう虞を低減させることができる。また、乾燥工程が減率乾燥期間にまで移行する可能性を極力小さくすることができるので、記録実行後の乾燥が過剰になって記録紙Pに反りやカール等の変形が生じてしまう虞を低減させることができる。
したがって本発明によれば、記録実行後の記録紙Pを乾燥させるための乾燥装置を備えた記録装置において、乾燥不足や過剰乾燥を防止して記録実行後の記録紙Pの適度な乾燥を実現することができる。
また本発明において「温度測定装置」は、上記実施例のように、第1温度測定領域で記録紙Pの温度を測定するセンサーと第2温度測定領域で記録紙Pの温度を測定するセンサーとを別個に設けるのが好ましい。それによって、第1測定温度及び第2測定温度を個々にシームレスに測定し続けることが可能になる。すなわち、温風ユニット11及び第2プラテン12による記録紙Pの乾燥状態が変化したときに、その乾燥状態の変化を常にリアルタイムで検出することが可能になる。したがって、温風ユニット11及び第2プラテン12により記録紙Pの適度な乾燥がなされる状態をより高精度に維持することができる。
さらに本発明においては、記録紙Pが乾燥不足の状態で排出される虞をより低減させる上では、第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい範囲(定率乾燥期間)において、第2測定温度が上昇し始める(減率乾燥期間に移行する)直前の状態を維持するのがより好ましい。より具体的には、例えば第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態から、温風ユニット11が発揮する乾燥能力を向上させるように温風ユニット11の制御パラメーター(温風の温度又は風速等)を段階的に変化させ、第2測定温度が上昇し始めたところで、その一段乃至数段手前の制御パラメーターに戻すように調整すれば良い。
<変形例>
本発明は、上記説明した実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。例えば本発明は、上記説明したラインヘッド型インクジェットプリンターにおいてのみならず、公知のシリアルヘッド型インクジェットプリンターにおいても実施可能であり、同様の作用効果を得ることができる。
また本発明において「乾燥装置」は、記録紙Pに噴射されたインクを乾燥させることが可能な装置であれば、どのような装置でも良く、上記実施例の温風ユニット11や第2プラテン12に特に限定されるものではない。例えば、公知の除湿乾燥機等を用いて構成しても良いし、温風ユニットと除湿乾燥機等とを組み合わせて構成しても良い。
また本発明において「温度測定装置」は、第1温度測定領域の温度及び第2温度測定領域の温度を一の温度センサーで交互に測定する構成としても良い。例えば、第1温度測定領域と第2温度測定領域との間を移動可能に温度センサーを支持し、モーターの回転駆動力でその温度センサーを移動可能な機構を設けることで実現することができる。
また本発明において「温度測定装置」は、上記実施例のように第1温度センサー13と第2温度センサー14との2つの温度センサーを設けた場合には、例えば第2温度センサー14を搬送方向Yへも移動可能な支持構造で支持し、第1温度センサー13と第2温度センサー14との搬送方向Yの相対的な間隔を調整可能な構成としても良い。
また上記実施例においては、「制御パラメーター」として温風ユニット11の温風の風速(風量)を例示して説明したが、例えば温風ユニット11又は第2プラテン12の温度についても全く同じ原理で本発明を適用することができる。温風ユニット11又は第2プラテン12の温度を調整することによって、これらが発揮する乾燥能力を調整できるからである。したがって、例えば第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態を維持するように、温風ユニット11又は第2プラテン12の温度を調整することでも本発明は実施可能である。
より具体的には、第1温度センサー13で測定した第1測定温度と第2温度センサー14で測定した第2測定温度との温度差が十分に小さいと判定した場合には(図7のステップS2でNo)、温風ユニット11及び第2プラテン12の乾燥温度を変更せずに当該手順を終了し、現状の温度設定を維持する。また、第1測定温度が低下することによって温度差が一定の範囲を超えるに至った場合には(図7のステップS3でYes)、温風ユニット11又は第2プラテン12の乾燥温度を上げる。他方、第2測定温度が上昇することによって温度差が一定の範囲を超えるに至った場合には(図7のステップS3でNo)、温風ユニット11又は第2プラテン12の乾燥温度を下げる。それによって、第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態、つまり記録紙Pの適度な乾燥がなされる状態が維持されるように、温風ユニット11及び第2プラテン12が発揮する乾燥能力を調整することができる。
さらに本発明は、上記実施例のインクジェットプリンター50において、温風ユニット11及び第2プラテン12の乾燥温度と、温風ユニット11の温風の風速(風量)との両方を調整して、第1測定温度と第2測定温度との相対的な温度差が十分に小さい状態を維持するようにしても良い。それによって、温風ユニット11及び第2プラテン12が発揮する乾燥能力の増減調整の幅をより広くすることができるので、記録紙Pの適度な乾燥がなされる状態をより確実に維持することが可能になる。特に環境温度の変動に対しては、温風ユニット11及び第2プラテン12の乾燥温度の調整がより効果的であり、環境湿度の変動に対しては、温風ユニット11の温風の風速(風量)の調整がより効果的である。