JP6064514B2 - 液滴乾燥装置、印刷装置およびプログラム - Google Patents

液滴乾燥装置、印刷装置およびプログラム Download PDF

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本発明は、液滴乾燥装置、印刷装置およびプログラムに関する。
特許文献１には、対象物に対向する面を有するヘッド本体と、前記面に配列されて前記対象物上の対向する各位置に液滴を吐出する複数のノズルと、前記面に配設されて前記対象物に向けて光を照射する照射部とを備える液滴吐出ヘッドであって、前記ノズルの配列方向に沿って配列されるｉ個（ｉは１以上の整数）の照射部と、前記配列方向と交差する所定方向に沿って前記ノズルの前記所定方向に配列されるｊ個（ｊは２以上の整数）の照射部とからなるｉ×ｊ個の照射部を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドが開示されている。
一方、特許文献２には、複数のノズルを主走査方向に並べてなるインクジェットヘッドを用いて、記録紙又はインクジェットヘッドを副走査方向に送り、前記各ノズルからインクを吐出して記録紙に画像を記録するインクジェットプリンタにおいて、前記ノズルの配列方向で分割され、前記記録紙を加熱するための複数の加熱手段と、前記各加熱手段による前記記録紙への加熱エリアに対する前記ノズルからのインク吐出量に応じて、前記加熱手段の加熱量を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするインクジェットプリンタが開示されている。
特開２００９−０２２８３１号公報 特開２００２−０１１８６０号公報
本発明は、画質を損なうことなく、効率よく低エネルギーで液滴を乾燥させることができる液滴乾燥装置、印刷装置およびプログラム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、請求項１に記載の液滴乾燥装置は、対象物に液滴を吐出する、予め定められた方向に配設された複数のノズルを含む液滴吐出手段と、前記複数のノズルを、少なくとも１つのノズルが含まれるように複数のノズル群に分割した場合の各ノズル群に対応し、前記予め定められた方向とは交差する方向に配設され、前記交差する方向に搬送される前記対象物上において前記ノズル群の対向する位置を通り、前記交差する方向に延伸された直線上の異なる各位置において、当該各位置に到達した前記対象物上の前記液滴に対し順次光を照射する複数の光源を含む光源群が前記予め定められた方向に沿って複数設けられた光源手段と、前記液滴の吐出量を制御するとともに、吐出量が制御された前記ノズル群に対応する前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを吐出量に応じて制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを制御することにより、前記光源群からの光の照射開始後、前記液滴の吐出時の温度から前記液滴の沸騰温度に漸近する温度立ち上がり領域、および前記温度立ち上がり領域と連続し、前記沸騰温度を維持する沸騰温度維持領域を含む前記液滴の温度の時間軸に対する分布を形成すると共に、前記温度立ち上がり領域を形成する前記光源の前記照射エネルギーが、前記沸騰温度維持領域を形成する前記光源の照射エネルギーよりも大きくなるように制御するものである。
上記目的を達成するために、請求項２に記載の液滴乾燥装置は、対象物に液滴を吐出する、予め定められた方向に配設された複数のノズルを含む液滴吐出手段と、前記複数のノズルを、少なくとも１つのノズルが含まれるように複数のノズル群に分割した場合の各ノズル群に対応し、前記予め定められた方向とは交差する方向に配設され、前記交差する方向に搬送される前記対象物上において前記ノズル群の対向する位置を通り、前記交差する方向に延伸された直線上の異なる各位置において、当該各位置に到達した前記対象物上の前記液滴に対し順次光を照射する複数の光源を含む光源群が前記予め定められた方向に沿って複数設けられた光源手段と、前記液滴の吐出量を制御するとともに、吐出量が制御された前記ノズル群に対応する前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを吐出量に応じて制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを制御することにより、前記光源群からの光の照射開始後、前記液滴の吐出時の温度から前記液滴の沸騰温度に漸近する温度立ち上がり領域、および前記温度立ち上がり領域と連続し、前記沸騰温度を維持する沸騰温度維持領域を含む前記液滴の温度の時間軸に対する分布を形成すると共に、前記沸騰温度維持領域を形成する前記光源のうち、最後に照射する光源または最後に照射する光源を含む予め定められた個数の光源の照射エネルギーが、前記沸騰温度維持領域を形成する他の光源の照射エネルギーよりも小さくなるように制御するものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御手段が、前記沸騰温度維持領域を形成する前記光源のうち、最後に照射する光源または最後に照射する光源を含む予め定められた個数の光源の照射エネルギーが、前記沸騰温度維持領域を形成する他の光源の照射エネルギーよりも小さくなるように制御するものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記制御手段が、吐出された前記液滴ごとに、前記光源の点灯および消灯を切り替えて照射エネルギーを制御するものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記制御手段が、前記光源群における各々の光源の光強度を制御することにより照射エネルギーを制御するものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記光源群における各々の光源はパルス状の光を出射し、前記制御手段は、前記各々の光源のパルス状の光の数を制御することにより照射エネルギーを制御するものである。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発明において、前記光源が、面発光レーザであるものである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の発明において、前記光源群を構成する各々の光源の光出射面に対応させて、前記光源から出射された光を集光する集光手段をさらに有するものである。
一方、請求項９に記載の印刷装置は、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の液滴乾燥装置と、前記液滴乾燥装置により乾燥対象とされる印刷物を搬送する搬送手段と、を有するものである。
さらに、上記目的を達成するために、請求項１０に記載のプログラムは、コンピュータを、対象物に液滴を吐出する、予め定められた方向に配設された複数のノズルを含む液滴吐出手段から吐出さる前記液滴の吐出量を制御する第１の制御手段と、前記複数のノズルを、少なくとも１つのノズルが含まれるように複数のノズル群に分割した場合の各ノズル群に対応し、前記予め定められた方向とは交差する方向に配設され、前記交差する方向に搬送される前記対象物上において前記ノズル群の対向する位置を通り、前記交差する方向に延伸された直線上の異なる各位置において、当該各位置に到達した前記対象物上の前記液滴に対し順次光を照射する複数の光源を含む光源群が前記予め定められた方向に沿って複数設けられた光源手段の、吐出量が制御された前記ノズル群に対応する前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを吐出量に応じて制御し、かつ、前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを制御することにより、前記光源群からの光の照射開始後、前記液滴の吐出時の温度から前記液滴の沸騰温度に漸近する温度立ち上がり領域、および前記温度立ち上がり領域と連続し、前記沸騰温度を維持する沸騰温度維持領域を含む前記液滴の温度の時間軸に対する分布を形成すると共に、前記温度立ち上がり領域を形成する前記光源の前記照射エネルギーが、前記沸騰温度維持領域を形成する前記光源の照射エネルギーよりも大きくなるように制御する第２の制御手段と、として機能させるためのものである。
請求項１、請求項２、請求項９および請求項１０に記載の発明によれば、本発明を適用しない場合に比較して、画質を損なうことなく、効率よく低エネルギーで液滴を乾燥させることができるという効果を得ることができる。また、吐出された液滴の温度の時間軸に対する分布を形成しない場合に比較して、液滴を乾燥するのに適した温度プロファイルを得ることができるという効果が得られる。さらに、請求項１に記載の発明によれば、液滴の温度の立ち上がり時間を、より短くすることができるという効果が得られ、請求項２に記載の発明によれば、液滴の吐出量のばらつきを、より吸収できるという効果が得られる。
また、請求項３に記載の発明によれば、本発明の構成を有しない場合に比較して、液滴の吐出量のばらつきを、より吸収できるという効果が得られる。
また、請求項４に記載の発明によれば、点灯および消灯を切り替えない場合に比較して、照射エネルギーの制御を、より確実に実行できるという効果が得られる。
また、請求項５に記載の発明によれば、光源群における各々の光源の光強度を制御しない場合に比較して、照射エネルギーの制御を、より簡便かつ確実に実行できるという効果が得られる。
また、請求項６に記載の発明によれば、各々の光源のパルス状の光の数を制御しない場合に比較して、照射エネルギーの制御を、より精度よく実行できるという効果が得られる。
また、請求項７に記載の発明によれば、光源が面発光レーザでない場合に比較して、より適切に光を照射できるという効果が得られる。
また、請求項８に記載の発明によれば、本発明の集光手段を有しない場合に比較して、光源からの光をより有効に用いることができるという効果が得られる。
実施の形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す正面断面図である。 実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッドの構成を示す平面図である。 実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッドの構成を示す断面図である。 実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッドの駆動部の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係るインクジェット記録装置の電気系の要部構成を示すブロック図ある。 実施の形態に係る光照射によるインク滴の温度の時間に対する変化を示すグラフである。 実施の形態に係る光照射によるインク滴の温度の時間に対する変化のインク滴の吐出量による違いを示すグラフである。 実施の形態に係る光照射によるインク滴の温度の時間に対する変化の光強度による違いを示すグラフである。 実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッドにおけるインク滴の吐出とＶＣＳＥＬによる光照射の関係の説明に供する説明図である。 第１の実施の形態に係るインク滴が大滴の場合の乾燥ヘッドによる光の照射の説明に供する説明図である。 第１の実施の形態に係るインク滴が大滴の場合の光の強度とインク滴の温度との関係を示すグラフである。 第１の実施の形態に係るインク滴が中滴の場合の乾燥ヘッドによる光の照射の説明に供する説明図である。 第１の実施の形態に係るインク滴が中滴の場合の光の強度とインク滴の温度との関係を示すグラフである。 第１の実施の形態に係るインク滴が小滴の場合の乾燥ヘッドによる光の照射の説明に供する説明図である。 第１の実施の形態に係るインク滴が小滴の場合の光の強度とインク滴の温度との関係を示すグラフである。 第１の実施の形態に係るインク滴列に対する乾燥ヘッドによる光の照射の説明に供する説明図である。 第１の実施の形態に係るインク滴列に対する各ＶＣＳＥＬによる光の強度の説明に供する説明図である。 第１の実施の形態に係る液滴乾燥制御処理のためのＬＵＴの構成を示す模式図である。 実施の形態に係る液滴乾燥制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るインク滴が大滴の場合の乾燥ヘッドによる光の照射の説明に供する説明図である。 第２の実施の形態に係るインク滴が大滴の場合の光照射とインク滴の温度との関係を示す模式図である。 第３の実施の形態に係るインク滴が大滴の場合の乾燥ヘッドによる光の照射の説明に供する説明図である。 第４の実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッドの構成を示す断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、インク滴を吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に適用した場合について説明する。
［第１の実施の形態］
図１には、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１２が示されている。インクジェット記録装置１２の筐体１４内の下部には給紙トレイ１６が備えられており、給紙トレイ１６内に積層された用紙Ｐはピックアップロール１８により１枚ずつ取り出される。取り出された用紙Ｐは、予め定められた搬送経路２２を構成する複数の搬送ローラ対２０で搬送される。以下、単に「搬送方向」というときは、記録媒体である用紙Ｐの搬送方向をいい、「上流」、「下流」というときはそれぞれ、搬送方向の上流及び下流を意味するものとする。
給紙トレイ１６の上方には、駆動ロール２４及び従動ロール２６に張架された無端状の搬送ベルト２８が配置されている。搬送ベルト２８の上方には複合ヘッドアレイ３０が配置されており、搬送ベルト２８の平坦部分２８Ｆに対向している。この対向した領域が、複合ヘッドアレイ３０からインク滴が吐出される吐出領域ＳＥとなっている。搬送経路２２を搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト２８で保持されてこの吐出領域ＳＥに至り、複合ヘッドアレイ３０に対向した状態で、複合ヘッドアレイ３０から画像データに応じたインク滴が付着される。
そして、用紙Ｐを搬送ベルト２８で保持した状態で周回させることで、吐出領域ＳＥ内に複数回通過させて、いわゆるマルチパスによる画像記録が行われる。
なお、搬送ベルト２８は、一例として、半導電性ポリイミド材（表面抵抗値１０8〜１０13Ω／□、体積抵抗値１０9〜１０14Ω・ｃｍ）を、厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長１０００ｍｍに成形したものが使用される。また、駆動ロール２４及び従動ロール２６としては、一例として、φ５０ｍｍのＳＵＳロールが使用される。
また、記録媒体を周回させる手段としては、搬送ベルト２８に限られない。たとえば円筒状あるいは円柱状に形成された搬送ローラの外周に、記録媒体（用紙Ｐ）を吸着保持して回転させる構成でもよい。ただし、本実施の形態のように搬送ベルト２８を使用すると平坦部分２８Ｆが構成されるので、この平坦部分２８Ｆに対応させて複合ヘッドアレイ３０を配置でき、好ましい。
複合ヘッドアレイ３０は、本実施の形態では、有効な記録領域が用紙Ｐの幅（搬送方向と直交する方向の長さ）以上とされた長尺状とされ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４色それぞれに対応した４つの記録・乾燥複合ヘッド３２が搬送方向に沿って配置されており、フルカラーの画像が記録される。なお、それぞれの記録・乾燥複合ヘッド３２においてインク滴を吐出する方法は特に限定されず、いわゆるサーマル方式や圧電方式等、公知のものが適用される。
各記録・乾燥複合ヘッド３２は、後述する複合ヘッドコントローラ７８（図５参照。）によって作動が制御される。複合ヘッドコントローラ７８は、たとえば、画像データに応じてインク滴の吐出タイミングや使用するインク吐出口（ノズル）を決め、駆動信号を記録・乾燥複合ヘッド３２に送る。駆動方式としては、たとえばマトリクス駆動方式が用いられる。複合ヘッドコントローラ７８は、さらに、光照射によりインク滴を乾燥させる光源を制御するための制御信号を記録・乾燥複合ヘッド３２に送る。
また、複合ヘッドアレイ３０は、搬送方向と直交する方向に不動とされていてもよいが、必要に応じて移動するように構成しておき、マルチパスによる画像記録で、より解像度の高い画像を記録したり、記録・乾燥複合ヘッド３２の不具合を記録結果に反映させないようにしてもよい。
複合ヘッドアレイ３０の近傍（本実施の形態では搬送方向の両側）には、それぞれの記録・乾燥複合ヘッド３２に対応した４つのメンテナンスユニット３４が配置されている。記録・乾燥複合ヘッド３２に対してメンテナンスを行う場合には、複合ヘッドアレイ３０が上方へ移動し、搬送ベルト２８との間に構成された間隙にメンテナンスユニット３４が移動して入り込む。そして、ノズル面に対向した状態で、予め定められたメンテナンス動作（バキューム、ダミージェット、ワイピング、キャッピング等）を行う。ここで、ノズル面とは、各記録・乾燥複合ヘッド３２の、上記搬送ベルト２８の平坦部分２８Ｆに対向する面をいう。
なお、本実施の形態では、４つのメンテナンスユニット３４を２つずつの２組に分割し、複合ヘッドアレイ３０による画像記録時には複合ヘッドアレイ３０の上流側及び下流側にそれぞれ配置されるようにしている。
一方、複合ヘッドアレイ３０の上流側には、図示しない電源が接続された帯電ロール３６が配置されている。帯電ロール３６は、従動ロール２６との間で搬送ベルト２８及び用紙Ｐを挟みつつ従動し、用紙Ｐを搬送ベルト２８に押圧する押圧位置と、搬送ベルト２８から離間した離間位置との間を移動可能とされている。押圧位置では、接地された従動ロール２６との間に予め定められた電位差が生じるため、用紙Ｐに電荷を与えることにより、用紙Ｐが搬送ベルト２８に静電吸着される。
複合ヘッドアレイ３０の下流側には、剥離プレート４０が配置されており、用紙Ｐが搬送ベルト２８から剥離される。剥離プレート４０としては、たとえば、厚さ０．５ｍｍ、幅３３０ｍｍ、長さ１００ｍｍのアルミプレートが使用される。
剥離された用紙Ｐは、剥離プレート４０の下流側で排出経路４４を構成する複数の排出ローラ対４２で搬送され、筐体１４の上部に設けられた排紙トレイ４６に排出される。
給紙トレイ１６と搬送ベルト２８の間には、複数の反転用ローラ対５０を含んで構成された反転経路５２が設けられており、片面に画像が記録された用紙Ｐを反転させて搬送ベルト２８に保持させることで、用紙Ｐの両面への画像記録が容易に行える。
搬送ベルト２８と排紙トレイ４６との間には、４色の各インクをそれぞれ貯留するインクタンク５４が設けられている。インクタンク５４のインクは、図示しないインク供給配管によって、複合ヘッドアレイ３０に供給される。インクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、公知の各種インクが使用される。
つぎに、図２および図３を参照して、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド３２の構成を説明する。図２は、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド３２の、上記搬送ベルト２８の平坦部分２８Ｆに対向する面であるノズル面の平面図であり、図３は、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド３２の、図１において紙面に直行する方向から見た断面図である。
図２に示すように、この記録・乾燥複合ヘッド３２は、記録ヘッド１００および乾燥ヘッド２００を含んで構成されている。記録ヘッド１００は、４個のノズルアレイ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃおよび１０２ｄ（以下、各ノズルアレイを区別しない場合には、単に「ノズルアレイ１０２」という。）を含んで構成され、各ノズルアレイ１０２は、４個のノズル１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃおよび１０４Ｄ（以下、各ノズルを区別しない場合には、単に「ノズル１０４」という。）を含んで構成されている。
各ノズル１０４は、インク滴の吐出機構であるインク滴イジェクタ１３０に接続されている。図３に、本実施の形態に係るインク滴イジェクタ１３０の具体的な構成の一例を示す。インク滴イジェクタ１３０は、アクチュエータとする圧力発生素子として、圧電素子（ピエゾ素子）１２０を適用している。また、インク滴イジェクタ１３０は圧力室１１０、共通電極（振動板）１２２、個別電極１２４およびノズル１０４Ａを含んで構成されている。
圧電素子１２０は、共通電極１２２および個別電極１２４から印加された電圧によって変形して、インク滴イジェクタ１３０の圧力室１１０の壁面の一部を形成している共通電極１２２を振動させる。このとき、圧電素子１２０は、共通電極１２２に対する個別電極１２４の電圧が下降することにより、圧力室１１０が膨張するように共通電極１２２を変形させ、また、前記電圧が上昇することにより圧力室１１０を収縮させるように共通電極１２２を変形させる。インク滴イジェクタ１３０は、共通電極１２２の膨張、収縮がなされることにより、圧力室１１０内のインクをインク滴１１２としてノズル１０４Ａから吐出する。なお、アクチュエータとしての圧電素子は、この例に限らず、積層体の片側を共通電極、他方を個別電極としてもよい。また、圧電素子の分極方向により、電位の下降、上昇による圧力室の膨張、収縮が本実施の形態と異なる場合があるが問題なく適用される。
なお、記録ヘッド１００の構成は、これに限らず、ノズルアレイ１０２およびノズル１０４は任意の個数でよく、また、ノズルアレイ１０２やノズル１０４の配置は、千鳥状に限られず直線状等他の配置であってもよい。
一方、乾燥ヘッド２００は、図２に示すように、４個のＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：面発光レーザ）アレイ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、および２０２ｄ（以下、各ＶＣＳＥＬアレイを区別しない場合には、単に「ＶＣＳＥＬアレイ２０２」という。）を含んで構成されている。そして、各ＶＣＳＥＬアレイ２０２は、５個のＶＣＳＥＬ２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、２０４Ｄおよび２０４Ｅ（以下、各ＶＣＳＥＬを区別しない場合には、単に「ＶＣＳＥＬ２０４」という。）を含んで構成されるＶＣＳＥＬ群２０６が４個千鳥状に配列されて合計２０個のＶＣＳＥＬを含んで構成されている。
以上のように構成された記録ヘッド１００および乾燥ヘッド２００においては、記録ヘッド１００を構成する各ノズルアレイ１０２の各ノズル１０４に対して、乾燥ヘッド２００を構成する各ＶＣＳＥＬアレイ２０２の各ＶＣＳＥＬ群２０６が、図２に示す用紙Ｐの搬送方向において対応するように構成されている。そして、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド３２においては、図３に示すように、ノズル１０４から吐出されたインク滴１１２に対し、ＶＣＳＥＬ群２０６の各ＶＣＳＥＬ２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、２０４Ｄおよび２０４Ｅから光の照射２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄおよび２１０Ｅ（以下、各光照射を区別しない場合には、単に「光照射２１０」という。）を行い、該光照射２１０の照射エネルギーを制御して乾燥させるように構成されている。
つぎに、図４を参照して、記録ヘッド１００および乾燥ヘッド２００の駆動部の構成について説明する。
図４に示すように、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド３２の駆動部は、画像処理部３０２、量子化部３０４、ノズルドライバ１５０およびＶＣＳＥＬドライバ２５０を含んで構成されている。画像処理部３０２および量子化部３０４は、後述するＣＰＵ７０（図５も参照）の機能の一部であり、ノズルドライバ１５０およびＶＣＳＥＬドライバ２５０は、記録・乾燥複合ヘッド３２に内蔵されている。ノズルドライバ１５０およびＶＣＳＥＬドライバ２５０は、後述するＣＰＵ７０（図５も参照）が制御命令を発することにより、後述する複合ヘッドコントローラ７８（図５も参照）を介して制御される。ただし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、画像処理部３０２および量子化部３０４を、たとえば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等による専用のハードウエアを用いて構成してもよい。また、ノズルドライバ１５０およびＶＣＳＥＬドライバ２５０を、記録・乾燥複合ヘッド３２内ではなく、インクジェット記録装置１２の本体側に設けてもよい。
そして、記録すべき画像データが書き込まれた、図示しないフレームメモリから画像データが画像処理部３０２に入力される。画像データとしては、たとえば、各画素の赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）色の各々の階調値を８ビットを用いて、０から２５５までの２５６階調で表したデータを用いる。ただし、階調の値は２５６に限らず任意の値を用いてよい。
画像処理部３０２は、入力された画像データに、解像度の変換処理、色変換処理等を施し、８ビットのＲ，Ｇ，Ｂの画像データを８ビットのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各々の階調値で表された画素ごとのデータに変換する。
量子化部３０４では、８ビットのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各々の階調値で表された画素ごとのデータを閾値と比較することによって、たとえば２ビットのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各々の階調値で表されたデータに変換（量子化）する。２ビットの階調値は、「０」、「１」、「２」および「３」の４値のいずれかを表す。「０」はインク滴吐出なし（吐出量０）を表し、「１」は小滴吐出（吐出量小）を表し、「２」は中滴吐出（吐出量中）を表し、そして、「３」は大滴吐出（吐出量大）を表す。なお、量子化のビット数は２ビットに限られず、具体的な適用において適切な値を採用してよい。
量子化部３０４で量子化された量子化データは、２分岐され、一方はノズルドライバ１５０に送られ、該ノズルドライバ１５０が記録ヘッド１００を駆動する。
また、２分岐された量子化データの他方はＶＣＳＥＬドライバ２５０に送られ、該ＶＣＳＥＬドライバ２５０が乾燥ヘッド２００を駆動する。
つぎに、図５を参照して、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１２の電気系の要部構成を説明する。
同図に示されるように、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１２には、装置全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）７０と、各種プログラムの実行時におけるワークエリア等として用いられるＲＡＭ７２と、各種プログラムやパラメータ情報等が予め記憶されたＲＯＭ７４と、不揮発性で、かつ書き換え可能なメモリ７６とが備えられている。また、インクジェット記録装置１２には、記録・乾燥複合ヘッド３２の作動を制御する複合ヘッドコントローラ７８と、ピックアップロール１８、搬送ローラ対２０、駆動ロール２４等の各部を回転駆動させる複数のモータ（図示省略）の作動を制御するモータコントローラ８０と、パーソナル・コンピュータ等の外部装置を電気的かつ機械的に接続する外部インタフェース８８も備えられている。
そして、これらＣＰＵ７０、ＲＡＭ７２、ＲＯＭ７４、メモリ７６、複合ヘッドコントローラ７８、モータコントローラ８０および外部インタフェース８８は、システムバスＢＵＳを介して電気的に相互に接続されている。
従って、ＣＰＵ７０は、ＲＡＭ７２、ＲＯＭ７４、及びメモリ７６に対するアクセスと、複合ヘッドコントローラ７８およびモータコントローラ８０の作動の制御と、外部インタフェース８８を介した外部装置との間の各種情報の授受とが各々行われる。なお、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１２には、以上の構成の他に、帯電ロール３６に電圧を印加する電源装置等、多数の電気系の構成要素が含まれているが、錯綜を回避するために、これらの説明については省略する。
以上のような構成とされた本実施の形態のインクジェット記録装置１２では、前述したように、給紙トレイ１６から取り出された用紙Ｐが搬送され、搬送ベルト２８に至る。そして、帯電ロール３６によって搬送ベルト２８に押し付けられると共に、帯電ロール３６からの印加電圧によって搬送ベルト２８に吸着（密着）して保持される。この状態で、搬送ベルト２８の循環によって用紙Ｐが吐出領域ＳＥを通過しつつ、複合ヘッドアレイ３０からインク滴１１２が吐出されて、用紙Ｐ上に画像が記録される。１パスのみで画像記録する場合には、剥離プレート４０で用紙Ｐを搬送ベルト２８から剥離し、排出ローラ対４２で搬送して排紙トレイ４６に排出する。これに対し、マルチパスで画像記録を行う場合には、必要な回数に達するまで用紙Ｐを周回させて吐出領域ＳＥを通過させた後、剥離プレート４０で用紙Ｐを搬送ベルト２８から剥離し、排出ローラ対４２で搬送して排紙トレイ４６に排出する。
ところで、ノズル１０４から用紙Ｐに向けて吐出されたインク滴１１２は、特にその吐出量が多い場合には、速やかに乾燥させることが求められる。用紙Ｐ上の隣接する未乾燥インクが混じり、彩度の低下や画像のぼけが発生したり、また、未乾燥のインクが搬送ローラ対２０等に付着すると、用紙Ｐ等が汚れてしまったりすることがあるからである。
ここで、用紙Ｐ上に着弾したインク滴１１２を、たとえば、半導体レーザ等の光源を用いた、一定強度の光の照射による加熱源で乾燥させる場合を考える。この場合のインク滴１１２の温度の推移は、一例として、図６のようになる。図６においては、横軸は時間、縦軸はインク滴１１２の温度を示している。 図６では、時刻ｔ０において光照射を開始し、初期温度（吐出時温度）Ｔ０であったインク滴１１２の温度は、時間に対する立ち上がり部を形成しつつ、ある一定の時間ｔ１−ｔ０経過後の時刻ｔ１において、インクの沸騰温度Ｔｂに達する。沸騰温度Ｔｂは、たとえば１０５℃である。
その後、インク滴１１２に含まれる水分が蒸発するまでの時間ｔ２−ｔ１の間、該沸騰温度Ｔｂを維持する。そして、時刻ｔ２において、インク滴１１２に含まれる水分が蒸発しきるともはや沸騰温度Ｔｂを維持できなくなり、インク滴１１２の温度は急激に上昇する。時刻ｔ２以降の温度上昇によって、インク滴１１２の温度が、たとえば３００℃近くに達すると、インク滴１１２が変色したり、用紙Ｐのインク滴１１２近傍部分が焦げて変色したりする。
ここで、便宜上、図６における時刻ｔ０からｔ１までの領域Ｘを「温度立ち上がり領域」、時刻ｔ１からｔ２までの領域Ｙを「沸騰温度維持領域」、時刻ｔ２以降の領域Ｚを「温度上昇領域」と称することにする。
つぎに、上記のように一定の光強度の加熱光源をインク滴１１２に向けて照射する場合において、ノズル１０４からのインク滴１１２の吐出量が、大（たとえば、１０ｐＬ）、中（たとえば、７ｐＬ）、および小（たとえば、４ｐＬ）と変化した場合を考える。図７に、各吐出量のインク滴１１２（図７ではそれぞれ、「大滴」、「中滴」および「小滴」と表記）の温度の推移の一例を示している。
図７において、他のインク滴吐出量に比較して最も水分量の少ない小滴の場合は、光照射開始時刻ｔ０より速やかに加熱され、他のインク滴吐出量の場合よりも速く沸騰温度Ｔｂに達する。また、水分の蒸発時間も最も短く、したがって最も速く乾燥し、その後急激に温度が上昇する。すなわち、温度立ち上がり領域の傾きは最も急峻であり、沸騰温度維持領域の時間は最も短い。
一方、他のインク滴吐出量に比較して最も水分量の多い大滴の場合は、光照射開始時刻ｔ０より最もなだらかに過熱され、他のインク滴吐出量の場合よりも遅く沸騰温度Ｔｂに達し、水分の蒸発時間も最も長いので乾燥するまでに時間を要し、その後急激に温度が上昇する。すなわち、温度立ち上がり領域の傾きは最も緩やかであり、沸騰温度維持領域の時間は最も長い。
中滴の場合には、上記小滴、大滴の中間の温度プロファイル（特徴）を示す。
また、温度上昇領域における温度上昇の傾きの大きさは、用紙Ｐへの熱拡散の影響のため、大滴＞中滴＞小滴の順となる。
さらに、図８を参照して、インク滴１１２の吐出量を一定として、光強度を変えた場合について考える。図８は、一定の吐出量のインク滴１１２に対し光強度をＰａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄと変化させた場合のインク滴１１２の温度の時間変化を示しており、Ｐａ＞Ｐｂ＞Ｐｃ＞Ｐｄである。
まず、光強度が最大のＰａでは、光のパワーが強すぎるために、温度立ち上がり領域において、温度が沸騰温度Ｔｂを逸脱するオーバーシュート（行き過ぎ）を生じている。このオーバーシュート部分ではインク滴１１２の温度が沸騰温度Ｔｂよりもさらに上昇し、いわゆる突沸を生じて激しく沸騰しているため、インク滴１１２が周囲に飛び散り印刷の劣化を発生させる。
つぎに、光強度をＰｂ、ＰｃおよびＰｄと減少させていくと、それに応じて温度立ち上がり領域の時間、および沸騰温度維持領域の時間が長くなり、温度上昇領域までの到達時間も長くなる。光強度Ｐｂの場合が温度立ち上がり領域の時間、および沸騰温度維持領域の時間が短く突沸も生じていないので、理想的な温度プロファイルともいえるが、沸騰温度維持領域の時間が短すぎても蒸発に伴う温度制御が難しくなるので、たとえば光強度がＰｃの場合のように、適度な時間の沸騰温度維持領域を形成するのがよい。
以上の考察によれば、上述のインク滴の温度プロファイルを考慮すると、光照射開始後、温度立ち上がり領域を極力短時間にして速く沸騰温度Ｔｂまで到達させ、温度上昇領域に限りなく近くかつ温度上昇領域に達する前の沸騰温度維持領域において光照射を停止させることが、インク滴の乾燥において理想的であることがわかる。このようにすれば、インク滴や用紙Ｐに変色が生ずることもなく、彩度の低下や画像のぼけが発生したり、また用紙Ｐ等が汚れてしまったりすることもない。さらに、インク滴の温度プロファイルはインク滴の吐出量により異なるので、吐出量に応じた温度プロファイルを形成すること、および適度な時間の沸騰温度維持領域を設けた温度プロファイルを形成することが肝要であることもわかる。
ここで、インク滴の吐出量、光源の光強度等のパラメータについての数値例を表１に示す。ただし、これらの数値はあくまで一例であり、また簡単のため、１ドット当たりに配列されている５個の光源からの光強度は一定と仮定している。
表１は、インク滴最大吐出量Ｖを１０ｐＬ、１０ｐＬの液滴を乾燥させるのに必要なエネルギーＥを２Ｊ／ｃｍ２、用紙Ｐの搬送速度ｖを５００ｍｍ／ｓ、搬送方向光源照射幅Ｗ（図２参照）を１ｍｍ、ノズルピッチｐｉｔｃｈ（図２参照）を２０μｍ、１ドット当たりの光源個数ｎを５個とした前提に基づく各パラメータの計算例を示している。
上記前提によれば、１ドット当たりの照射エリアの面積Ｓは、Ｓ＝ｐｉｔｃｈ×Ｗ＝２０μｍ×１ｍｍ＝０．０２ｍｍ２、照射時間ｔは、ｔ＝Ｗ／ｖ＝１ｍｍ／（５００ｍｍ／ｓ）＝２ｍｓとなる。また、１ドットの照射エリアに供給するエネルギーｅは、ｅ＝Ｅ×Ｓ＝（２Ｊ／ｃｍ２）×０．０２ｍｍ２＝０．４ｍＪ、必要となるトータルの光強度Ｐは、Ｐ＝ｅ／ｔ＝０．４ｍＪ／２ｍｓ＝２００ｍＷとなる。したがって、光源１素子当たりの光強度Ｐ０は、Ｐ０＝Ｐ／ｎ＝２００ｍＷ／５＝４０ｍＷと求まる。
つぎに、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１２の作用を説明する。
図９は、記録・乾燥複合ヘッド３２におけるインク滴１１２の吐出とＶＣＳＥＬ２０４による光照射の関係を模式的に示す図である。
図９（ａ）は、ノズル１０４Ａから用紙Ｐに向けてインク滴１１２が吐出され、用紙Ｐに着弾した直後の状態を示している。また、同図には、ノズル１０４Ａに対して用紙Ｐの搬送方向に対応したＶＣＳＥＬ２０４ＡないしＶＣＳＥＬ２０４Ｅを含むＶＣＳＥＬ群２０６が示されている。
図９（ｂ）は、用紙Ｐが同図の矢印の方向に搬送されたことにより、インク滴１１２に対しＶＣＳＥＬ２０４Ｂによって光強度Ｐ０のパルス状の光が照射されている状態を示している。ここで、搬送ベルト２８上のＶＣＳＥＬ２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、２０４Ｄおよび２０４Ｅに対応する位置を、それぞれＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４およびＫ５とする。また、光強度Ｐｉの光が位置Ｋｊにおいて照射された場合の光の照射をＰｉｊと表記することにする。同図では、インク滴１１２は、位置Ｋ２において光強度Ｐ０の光の照射を受けているので、Ｐ０２の光の照射を受けていることになる。
まず、図１０および図１１を参照して、本実施の形態に係る乾燥ヘッド２００の作用について説明する。
本実施の形態では、打滴したインク滴１１２の量に応じ、ノズル１０４に対応するＶＣＳＥＬ群２０６の各ＶＣＳＥＬ２０４を個別に制御し、照射する光の強度に時間的な変化を与えて加熱することにより乾燥工程を構成し、上述した適切な乾燥を実現する温度プロファイルを形成する。
図１０はインク滴１１２が大滴の場合の、ＶＣＳＥＬ群２０６による光の照射の状態の一例を示している。図１０（ａ）は、用紙Ｐ上のインク滴１１２が、位置Ｋ１において、光強度Ｐ１の光の照射Ｐ１１を受けている状態を示している。同様に図１０（ｂ）は、インク滴１１２がＰ１２の光の照射を受けている状態を示している。図１０（ｃ）では、光強度がＰ１より小さいＰ２に変えられ、インク滴１１２が光照射Ｐ２３を受けている状態を示しており、同様に図１０（ｄ）、図１０（ｅ）では、光照射Ｐ２４およびＰ２５を受けている状態を示している。
以上のように、本実施の形態に係る乾燥ヘッド２００では、記録ヘッド１００から吐出された各インク滴１１２に対し、ＶＣＳＥＬ群２０６の各ＶＣＳＥＬ２０４の光強度を個別に制御して光を照射し、また位置Ｋ１ないしＫ５に対応させて、ＶＣＳＥＬ２０４ＡないしＶＣＳＥＬ２０４Ｅの少なくとも１つを点灯させるようにしている。
図１１は、ＶＣＳＥＬ２０４Ａないし２０４Ｅによる光照射とインク滴１１２の温度との関係を示している。図１１（ａ）は、図１０における光照射Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２３、Ｐ２４およびＰ２５を時系列で示した図であり、同図（ｂ）は、該光照射によるインク滴１１２の温度の時間に対する変化を示した図である。
図１１（ａ）に示すように、本実施の形態では、時刻ｔ０および時刻ｔ１において、最も大きな光強度Ｐ１の光照射Ｐ１１、Ｐ１２をインク滴１１２に付与している。同図（ｂ）に示すように、光照射Ｐ１１およびＰ１２により、時刻ｔｂにおいて、インク滴１１２の温度が沸騰温度Ｔｂに達している。すなわち、光照射Ｐ１１およびＰ１２により、温度立ち上がり領域の時間ｔｂ−ｔ０が短時間にされ、インク滴１１２の温度が速やかに沸騰温度Ｔｂに到達している。この際の光強度Ｐ１および温度立ち上がり領域の時間は、あらかじめ実験やコンピュータシミュレーション等により、オーバーシュートが生じない時間を求めて設定してもよい。先述したように、光強度Ｐ１を極端に強く、あるいは温度立ち上がり領域の時間を極端に短時間にすると、突沸が発生する。
さらに、図１１（ａ）に示すように、つぎの時刻ｔ２、ｔ３およびｔ４では、光強度Ｐ１より小さい光強度Ｐ２の光照射Ｐ２３、Ｐ２４、およびＰ２５を付与し、時刻ｔｓにおいて光照射を停止している。これらの光照射により、同図（ｂ）に示すように、インク滴１１２の温度は、沸騰温度維持領域の時間ｔｓ−ｔｂだけ沸騰温度に保たれる。沸騰温度維持領域の時間ｔｓ−ｔｂは、先述したように、温度上昇領域に達する前に光照射が停止するように設定する。この沸騰温度維持領域の時間は、温度立ち上がり領域の時間と同様実験やコンピュータシミュレーション等によってあらかじめ設定しておいてもよい。光照射を停止したことにより、時刻ｔｓ以降、インク滴１１２の温度は下降する。図では時刻ｔｅにおいてインク滴１１２の温度が吐出時温度Ｔ０になるように示されているが、当然ながら収束する温度は周囲温度等によって変わり得る。
温度立ち上がり領域の時間、および沸騰温度維持領域の時間の具体的な値としては、たとえば、それぞれ０．５ｍｓないし１ｍｓ、および１ｍｓないし１．５ｍｓとすればよい。
図１２および図１３にはインク滴１１２が中滴およびの場合の、そして、図１４および図１５にはインク滴１１２が小滴の場合の、本実施の形態に係る乾燥装置２００のＶＣＳＥＬ群２０６の各ＶＣＳＥＬ２０４による光の照射とインク滴１１２の温度との関係を示している。
図１２においては、まず、インク滴１１２に対し、光強度Ｐ１より相対的に弱い光強度Ｐ２の光で、光照射Ｐ２１およびＰ２２を連続して付与する。つぎに、光強度Ｐ２より相対的に弱い光強度Ｐ３の光で光照射Ｐ３３、Ｐ３４およびＰ３５をインク滴１１２に付与する。この場合の光照射Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ３３、Ｐ３４およびＰ３５における光照射パルスの時系列とインク滴１１２の温度との関係は、図１３のようになる。
一方、図１４においては、まず、インク滴１１２に対し、光強度Ｐ２より相対的に弱い光強度Ｐ３の光で、光照射Ｐ３１およびＰ３２を連続して付与する。つぎに、光強度Ｐ３より相対的に弱い光強度Ｐ４の光で光照射Ｐ４３、Ｐ４４およびＰ４５をインク滴１１２に付与する。この場合の光照射Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ４３、Ｐ４４およびＰ４５における光照射パルスの時系列とインク滴１１２の温度との関係は、図１５のようになる。図１３（ａ）および図１５（ａ）における各パルスの作用については、大滴の場合の図１１（ａ）と同様である。
本実施の形態においては、図１１、図１３および図１５に示すように、インク滴１１２の吐出量（大滴、中滴、小滴）にかかわらず、インク滴１１２の温度の時間軸に対するプロファイルが概略同様の形状となるように、ＶＣＳＥＬ群２０６の各ＶＣＳＥＬ２０４を制御するようにしている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、必要に応じてインク滴の吐出量ごとにインク滴の温度のプロファイルを異ならせてもよい。
また、インク滴の温度のプロファイルは、記録媒体の種類、厚さ等、さらには周囲の温度、湿度などによっても異なってくるので、それぞれに応じて最適な温度プロファイルを設定すればよい。
ここで、本実施の形態における各パラメータ、すなわち光強度Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４や各照射光のパルス幅等は、後述するＣＰＵ７０による液滴乾燥制御処理プログラムの実行において、ＣＰＵ７０が参照するＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）として、あらかじめＲＯＭ７４に記憶しておいてもよい。
つぎに、図１６および図１７を参照して、インク滴列に対する乾燥ヘッド２００における各ＶＣＳＥＬ２０４の光の照射について説明する。
図１６は、インク滴１１２が、小滴１１２Ａ、大滴１１２Ｂ、インク滴吐出なし、および中滴１１２Ｃと打滴され、インク滴列を形成した場合の各ＶＣＳＥＬ２０４Ａないし２０４Ｅの光の照射の状態を示した図である。
図１６（ａ）では、時刻ｔ１において、ＶＣＳＥＬ２０４Ａの直下に小滴１１２Ａが位置した場合を示しており、このときＶＣＳＥＬ２０４Ａは光強度Ｐ３の光を出射している。つぎの図１６（ｂ）は、時刻ｔ２において、ＶＣＳＥＬ２０４Ｂの直下に小滴１１２Ａが移動した場合を示しており、このときＶＣＳＥＬ２０４Ｂは光強度Ｐ３の光を出射している。一方、ＶＣＳＥＬ２０４Ａは、インク滴１１２が大滴に移動しているので、光強度Ｐ１の光照射に切り替えられている。
さらに、つぎの図１６（ｃ）は、時刻ｔ３において、ＶＣＳＥＬ２０４Ｃの直下に小滴１１２Ａが移動した場合を示しており、このときＶＣＳＥＬ２０４Ｃは光強度Ｐ４の光を出射している。一方、ＶＣＳＥＬ２０４Ａは、インク滴吐出なしの状態に移動しているので、光照射を停止しており、ＶＣＳＥＬ２０４Ｂは、光強度Ｐ１の光照射に切り替えられている。同様に、図１６（ｄ）ないし図１６（ｈ）は、それぞれ時刻ｔ４ないし時刻ｔ８の状態を示している。ここで、時刻ｔ１ないし時刻ｔ８は、各ＶＣＳＥＬ２０４の光強度の切り替えタイミングである。
以下同様にして、インク滴列が移動するにつれて、各ＶＣＳＥＬ２０４Ａないし２０４Ｅは、その直下に移動してきたインク滴１１２の吐出量に応じて光強度を切り替える。光照射なしを「０」で表すと、ＶＣＳＥＬ２０４Ａの光強度は、（Ｐ３、Ｐ１、０、Ｐ２、０、０、０、０）と変化する。同様に、ＶＣＳＥＬ２０４Ｂの光強度は、（０、Ｐ３、Ｐ１、０、Ｐ２、０、０、０）と変化し、ＶＣＳＥＬ２０４Ｃの光強度は、（０、０、Ｐ４、Ｐ２、０、Ｐ３、０、０）と変化する。また、ＶＣＳＥＬ２０４Ｄの光強度は、（０、０、０、Ｐ４、Ｐ２、０、Ｐ３、０）と変化し、ＶＣＳＥＬ２０４Ｅの光強度は、（０、０、０、０、Ｐ４、Ｐ２、０、Ｐ３）と変化する。
この各ＶＣＳＥＬ２０４における光強度の時間に対する変化の様子を図１７に示す。図１７（ａ）ないし図１７（ｅ）は、それぞれＶＣＳＥＬ２０４Ａないし２０４Ｅに対応している。図１７に示されるように、光強度（Ｐ３、Ｐ１、０、Ｐ２）の列、または光強度（Ｐ４、Ｐ２、０、Ｐ３）の列が、吐出タイミングの変化とともに用紙Ｐの搬送方向に移動していく。
各ＶＣＳＥＬ２０４の光照射パターンが上記のように制御されることにより、大滴、中滴および小滴に対し、インク滴の吐出量に応じた温度プロファイルが形成される。すなわち、図１７において、たとえば小滴の場合には、各ＶＣＳＥＬ２０４Ａないし２０４Ｅから、それぞれ光強度（Ｐ３、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ４、Ｐ４）の光照射が付与される。この照射パターンは、図１４に示す照射パターンと同じのものとなっていることがわかる。同様に、大滴の場合には図１０に示す照射パターンと同じであり、また中滴の場合には、図１２に示す照射パターンと同じになっていることがわかる。
つぎに、図１８および図１９を参照して、本実施の形態に係る液滴乾燥制御処理プログラムに基づき、本実施の形態に係る乾燥ヘッド２００の作用について説明する。
ここで、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１２は、上述したＶＣＳＥＬ群２０６の各ＶＣＳＥＬ２０４を個別に制御する処理である液滴乾燥制御処理を実行するものとされており、該処理は、プログラムを実行することによる、コンピュータを利用してのソフトウエア構成により実現してもよい。また、ソフトウエア構成による実現に限らず、たとえばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を採用したハードウエア構成や、ハードウエア構成とソフトウエア構成の組み合わせによって実現してもよい。
以下では、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１２のＣＰＵ７０が、上記プログラムを実行することによって各ＶＣＳＥＬ２０４に対する個別の制御処理を実現する場合について説明する。この場合、当該プログラムをＲＯＭ７４に予めインストールしておく形態や、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線または無線による通信手段を介して配信される形態等を適用してもよい。
まず、図１８に、先述したＶＣＳＥＬ２０４の制御の際に用いるＬＵＴの一例を示す。同図（ａ）は、インク滴の吐出量ごとに、各ＶＣＳＥＬ２０４の光照射の設定値（光パルスの光強度およびパルス幅、すなわち本実施の形態では、光強度およびパルス幅により光照射エネルギーを制御している。）ＰＬＳ１、ＰＬＳ２、ＰＬＳ３およびＰＬＳ４を示すものであり、同図におけるＡないしＥは、ＶＣＳＥＬ２０４ＡないしＶＣＳＥＬ２０４Ｅに対応している。インク滴吐出量は、大滴１０ｐＬ、中滴７ｐＬおよび小滴４ｐＬの３種としている。
図１８（ｂ）は、光照射の設定値ＰＬＳ１、ＰＬＳ２、ＰＬＳ３およびＰＬＳ４の各光パルスの光強度およびパルス幅を規定するテーブルであり、光強度Ｐ１ないしＰ４は、図１０ないし図１５におけるＰ１ないしＰ４に対応している。
図１８（ｂ）において、たとえばＰＬＳ１は、光強度Ｐ１＝２３０ｍＷ（ピーク値）、パルス幅４００μｓ（半値幅）の光パルスである。したがって、たとえば、図１８（ａ）の大滴では、ＶＣＳＥＬ２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ、２０４Ｄおよび２０４Ｅの光パルスを、それぞれ、２３０ｍＷ／４００μｓ、２３０ｍＷ／４００μｓ、１８０ｍＷ／４００μｓ、１８０ｍＷ／４００μｓおよび１８０ｍＷ／４００μｓと設定していることを意味している。ただし、図１８における設定方法、設定値はあくまで一例であり、具体的な適用において、光強度値やパルス幅値を変更してよいし、各ＶＣＳＥＬ２０４ごとにパルス幅を変えてもよい。
なお、本実施の形態では、光強度をピーク値で、パルス幅を半値幅で規定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、それぞれ平均値、光強度のピーク値から１０％ダウンした時間幅等で規定してもよい。
また、本実施の形態では、ＶＣＳＥＬ２０４の制御の際に用いるＬＵＴを図１８（ａ）および図１８（ｂ）のように分割しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１８（ａ）および図１８（ｂ）を一緒にしたＬＵＴとしてもよいし、さらには、図１８（ｂ）を光強度とパルス幅に分割してＬＵＴとしてもよい。
図１９は、本実施の形態に係る液滴乾燥制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
図１９において、インクジェット記録装置１２の電源が投入されると、ＣＰＵ７０は、まずステップＳ５００で上記ＬＵＴを読み込む。
つぎに、ステップＳ５０２で、１ドットに対する吐出データ（インク滴吐出量、図４参照）を読み込み、つぎのステップＳ５０４にて、前記ＬＵＴを参照し、前記吐出量に対応する光パルスパターン、すなわちＶＣＳＥＬ群２０６の各ＶＣＳＥＬ２０４Ａないし２０４Ｅの光強度およびパルス幅を決定する。
つぎのステップＳ５０６で、ＶＣＳＥＬ群２０６の各ＶＣＳＥＬ２０４に供給する電流を制御するＶＣＳＥＬドライバ２５０（図４参照）を制御して、各ＶＣＳＥＬ２０４を前記ＬＵＴ（図１８（ａ）参照）の設定にしたがって発光させる。
つぎのステップＳ５０８では、本液滴乾燥制御処理プログラムを終了するタイミングが到来したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップＳ５０２に戻る一方、肯定判定となった時点で本液滴乾燥制御処理プログラムを終了する。本液滴乾燥制御処理プログラムを終了するタイミングとしては、たとえば、一連の印刷処理が終了したタイミングとすればよい。
以上の説明で明らかなように、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド３２では、ＶＣＳＥＬ群２０６の各ＶＣＳＥＬ２０４を個別に制御し、照射する光の強度に時間的な変化を与えて加熱することにより乾燥工程を構成し、上述した適切な乾燥を実現する温度プロファイルが形成される。そのため、光照射開始後、温度立ち上がり領域を極力短時間にして速く沸騰温度Ｔｂまで到達させ、温度上昇領域にできるだけ近くかつ温度上昇領域に達する前の沸騰温度維持領域において光照射を停止させる。
その結果、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド３２では、画質を損なうことなく、効率よく低エネルギーで液滴が乾燥する。
［第２の実施の形態］
本実施の形態は、第１の実施の形態における各ＶＣＳＥＬ２０４の光照射エネルギーの制御方法を変更したものである。第１の実施の形態においては、光照射エネルギーの制御方法として、光パルスの光強度およびパルス幅を制御する方法を採用していたが、本実施の形態では、各光照射において、光パルスの個数を変化させる方式を採用している。なお、本実施の形態における光パルスのパルス幅は、各照射エネルギーに対応する光パルスの個数との関係で、適切な値を設定しておけばよい。
図２０は、本実施の形態に係るインク滴１１２が大滴の場合の乾燥ヘッド２００による光の照射の状態を示している。
図２０（ａ）では、位置Ｋ１において、ＶＣＳＥＬ２０４Ａからピーク値Ｐ１の光パルスが５個発せられて、インク滴１１２に光照射Ｐ１１が付与されている。同様に、位置Ｋ２ではＶＣＳＥＬ２０４Ｂから光照射Ｐ１２が付与されている。
また、位置Ｋ３では、ＶＣＳＥＬ２０４Ｃからピーク値Ｐ１の光パルスが３個発せられて、インク滴１１２に光照射Ｐ２３が付与されている。同様に、位置Ｋ４および位置Ｋ５では、それぞれＶＣＳＥＬ２０４Ｄおよび２０４Ｅから、光照射Ｐ２４およびＰ２５が付与されている。
本実施の形態における液滴乾燥制御処理プログラムを実行する場合には、図１８に示すＬＵＴにおいて、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４の値をＰ１と同じ値２３０ｍＷとし、パルス幅の代わりに上記パルス数を格納しておけばよい。本実施の形態の場合は、ＰＬＳ１およびＰＬＳ２のパルス数は上記のとおり各々５個および３個であり、ＰＬＳ３およびＰＬＳ４のパルス数は、たとえば各々２個、１個とすればよい。したがって、インク滴１１２が中滴および小滴の場合の光照射の状態は、図２０におけるパルスの個数をそれぞれに応じた個数にしたものとなる。
液滴乾燥制御処理プログラム自体は図１９と同様なのでその説明を省略する。
図２１は、上記の光照射によるインク滴の温度の時間に対する変化の状態を示している。本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド３２によっても、ＶＣＳＥＬ群２０６の各ＶＣＳＥＬ２０４を個別に制御し、照射する光の強度に時間的な変化を与えて加熱することにより乾燥工程を構成し、先述した適切な乾燥を実現する温度プロファイルが形成される。
その結果、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド３２によっても、画質を損なうことなく、効率よく低エネルギーで液滴が乾燥する。
なお、本実施の形態では、各光照射における光強度をＰ１の一定値とし、光パルスの個数のみを変えたが、本発明はこれに限定されるものではなく、光パルスの個数を変えると同時に光強度を変えてもよい。つまり、第１の実施の形態における光照射の制御方法と第２の実施の形態における光照射の制御方法を組み合わせてもよい。
［第３の実施の形態］
本実施の形態は、第１の実施の形態における各ＶＣＳＥＬ２０４の光照射の制御において、沸騰温度維持領域における光パルスのうち最後の予め定められた個数（本実施の形態では１個）について、光強度を弱くするようにしたものである。
図２２に、本実施の形態に係るインク滴１１２が大滴の場合の乾燥ヘッド２００による光の照射の状態を示している。
図２２（ａ）ないし図２２（ｄ）は、図１０（ａ）ないし図１０（ｄ）と同様であるが、図２２（ｅ）では、図１０（ｅ）の光強度がＰ２であるのに対し、Ｐ２より光強度の弱いＰ３に変更されている。
本実施の形態では、照射終了直前において光強度を弱くすることにより、インク滴の吐出量のばらつきの影響を低減している。すなわち、何らかの原因により吐出されたインク滴の吐出量が少ない方向にずれると、特に沸騰温度維持領域を温度立ち上がり領域の間際まで設定していた場合、温度立ち上がり領域に入ってしまい、インク滴が変色したり、用紙Ｐが焦げてしまう場合もある。それを回避するために、沸騰温度維持領域における光パルスのうち最後の１個について、光強度を弱くし、インク滴の温度が過剰に上昇しないようにしている。
以上のように、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド３２によっても、画質を損なうことなく、効率よく低エネルギーで液滴が乾燥する。本実施の形態ではさらに、インク滴の吐出量がばらついても、インク滴の温度が過剰に上昇することが抑制される。
［第４の実施の形態］
本実施の形態は、第１の実施の形態において、各ＶＣＳＥＬ２０４に対応させてレンズを設けた形態である。
図２３に、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド４００の断面図を示す。図２３に示すように、本実施の形態では、乾燥ヘッド５００に含まれる各ＶＣＳＥＬ２０４Ａないし２０４Ｅの光出射面に対応させて、集光用のレンズ２３０Ａ、２３０Ｂ、２３０Ｃ、２３０Ｄおよび２３０Ｅ（以下、各レンズを区別しない場合には、単に「レンズ２３０」という。）を設けている。
レンズ２３０を設けることにより、各ＶＣＳＥＬ２０４からの光が発散せず、また、必要に応じ各ＶＣＳＥＬ２０４の集光径が個別に調整される。
さらに、図２３に示すように、各ＶＣＳＥＬ２０４からの出射光の光路を変更して、必要に応じ用紙上の照射位置を調整してもよい。
なお、本実施の形態では、個別のレンズ２３０を採用しているが、これに代えて、光出射面にレンズを作り込んだレンズ付ＶＣＳＥＬを用いてもよい。
以上のように、本実施の形態に係る記録・乾燥複合ヘッド４００によっても、画質を損なうことなく、効率よく低エネルギーで液滴が乾燥する。本実施の形態ではさらに、光源からの光がより有効に用いられる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）に係る発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の組み合わせにより種々の発明が抽出される。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
たとえば、上記各実施の形態においては、本発明をインク滴を吐出して画像を形成するインクジェット記録装置に適用した形態を例示して説明したが、これに限られず、インクジェット記録装置において処理液を吐出する形態に適用してもよい。
また、上記各実施の形態においては、ノズルが記録媒体の搬送方向に１個である形態を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、搬送方向にノズルが複数個配列された形態に適用してもよい。また、上記実施の形態においては、１個のノズルに対し５個の光源を対応させる形態を例示して説明したが、これに限られず、液滴の温度プロファイルに応じ、対応させる光源の個数は任意に設定してよい。さらに、上記各実施の形態においては、ノズルに対し光源を搬送方向に１列配置する形態を例示して説明したが、これに限られず、複数列配置してもよい。
また、上記各実施の形態においては、光源としてＶＣＳＥＬを例示して説明したが、本発明はこれに限られず、端面発光型レーザダイオード、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等を用いてもよい。さらに、上記各実施の形態においては、アレイ状の光源を個別に点灯制御する形態を例示して説明したが、これに限られず、複数個ずつまとめて点灯制御する形態としてもよい。
また、上記各実施の形態においては、各光源から照射する光の強度を個別に変える形態を例示して説明したが、本発明はこれに限られず、目的とする液滴の温度プロファイルが実現されれば各光源について同一の光強度とする形態でもよい。さらに、上記各実施の形態においては、パルス状の光照射を例示して説明したが、これに限られず、目的とする液滴の温度プロファイルが実現されれば、一定強度の光照射とする形態でもよい。また、搬送されてくる液滴ごとに光照射を停止させる必要もなく、常時点灯させておく形態としてもよい。
また、上記各実施の形態においては、記録ヘッドと乾燥ヘッドを一体化した構成を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、別体として構成してもよい。この場合でも上記各実施の形態と同様の液滴乾燥制御処理が適用される。
また、上記各実施の形態においては、液滴乾燥制御処理のための各種パラメータをＬＵＴとしてあらかじめＲＯＭ７４に記憶しておく形態を例示して説明したが、本ＬＵＴは必ずしも単一のものに限る必要はない。記録媒体の種類、周囲の温度や湿度等の条件に起因する液滴の吐出量のばらつきを考慮した複数のＬＵＴを格納しておき、前記条件に応じて最適なパラメータの組み合わせを選択するようにしてもよい。この場合、たとえば、記録媒体の種類、周囲の温度や湿度等のセンサをインクジェット記録装置１２の適切な箇所に設けておき、センサによる検知結果をＣＰＵ７０等に送る。そして、該検知結果に応じ、ＣＰＵ７０がＬＵＴを選択するようにすればよい。
その他、上記実施の形態で説明したインクジェット記録装置１２の構成（図１ないし図５参照）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりしてもよい。
さらに、上記実施の形態で説明した液滴乾燥制御処理プログラムの処理の流れ（図１９参照）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。
１２ インクジェット記録装置
３０ 複合ヘッドアレイ
３２ 記録・乾燥複合ヘッド
７０ ＣＰＵ
７２ ＲＡＭ
７４ ＲＯＭ
７８ 複合ヘッドコントローラ
１００ 記録ヘッド
１０２ａから１０２ｄ ノズルアレイ
１０４Ａから１０４Ｄ ノズル
１１２ インク滴
１３０ インク滴イジェクタ
１５０ ノズルドライバ
２００ 乾燥ヘッド
２０２ａから２０２ｄ ＶＣＳＥＬアレイ
２０４Ａから２０４Ｅ ＶＣＳＥＬ
２０６ ＶＣＳＥＬ群
２１０Ａから２１０Ｅ 光照射
２３０Ａから２３０Ｅ レンズ
２５０ ＶＣＳＥＬドライバ
３０２ 画像処理部
３０４ 量子化部
４００ 記録・乾燥複合ヘッド
５００ 乾燥ヘッド
Ｐ 用紙
Ｐｉｊ 光照射

Claims (10)

  1. 対象物に液滴を吐出する、予め定められた方向に配設された複数のノズルを含む液滴吐出手段と、
    前記複数のノズルを、少なくとも１つのノズルが含まれるように複数のノズル群に分割した場合の各ノズル群に対応し、前記予め定められた方向とは交差する方向に配設され、前記交差する方向に搬送される前記対象物上において前記ノズル群の対向する位置を通り、前記交差する方向に延伸された直線上の異なる各位置において、当該各位置に到達した前記対象物上の前記液滴に対し順次光を照射する複数の光源を含む光源群が前記予め定められた方向に沿って複数設けられた光源手段と、
    前記液滴の吐出量を制御するとともに、吐出量が制御された前記ノズル群に対応する前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを吐出量に応じて制御する制御手段と、を具備し、
    前記制御手段は、前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを制御することにより、前記光源群からの光の照射開始後、前記液滴の吐出時の温度から前記液滴の沸騰温度に漸近する温度立ち上がり領域、および前記温度立ち上がり領域と連続し、前記沸騰温度を維持する沸騰温度維持領域を含む前記液滴の温度の時間軸に対する分布を形成すると共に、前記温度立ち上がり領域を形成する前記光源の前記照射エネルギーが、前記沸騰温度維持領域を形成する前記光源の照射エネルギーよりも大きくなるように制御する
    液滴乾燥装置。
  2. 対象物に液滴を吐出する、予め定められた方向に配設された複数のノズルを含む液滴吐出手段と、
    前記複数のノズルを、少なくとも１つのノズルが含まれるように複数のノズル群に分割した場合の各ノズル群に対応し、前記予め定められた方向とは交差する方向に配設され、前記交差する方向に搬送される前記対象物上において前記ノズル群の対向する位置を通り、前記交差する方向に延伸された直線上の異なる各位置において、当該各位置に到達した前記対象物上の前記液滴に対し順次光を照射する複数の光源を含む光源群が前記予め定められた方向に沿って複数設けられた光源手段と、
    前記液滴の吐出量を制御するとともに、吐出量が制御された前記ノズル群に対応する前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを吐出量に応じて制御する制御手段と、を具備し、
    前記制御手段は、前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを制御することにより、前記光源群からの光の照射開始後、前記液滴の吐出時の温度から前記液滴の沸騰温度に漸近する温度立ち上がり領域、および前記温度立ち上がり領域と連続し、前記沸騰温度を維持する沸騰温度維持領域を含む前記液滴の温度の時間軸に対する分布を形成すると共に、前記沸騰温度維持領域を形成する前記光源のうち、最後に照射する光源または最後に照射する光源を含む予め定められた個数の光源の照射エネルギーが、前記沸騰温度維持領域を形成する他の光源の照射エネルギーよりも小さくなるように制御する
    液滴乾燥装置。
  3. 前記制御手段は、前記沸騰温度維持領域を形成する前記光源のうち、最後に照射する光源または最後に照射する光源を含む予め定められた個数の光源の照射エネルギーが、前記沸騰温度維持領域を形成する他の光源の照射エネルギーよりも小さくなるように制御する 請求項１に記載の液滴乾燥装置。
  4. 前記制御手段は、吐出された前記液滴ごとに、前記光源の点灯および消灯を切り替えて照射エネルギーを制御する
    請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の液滴乾燥装置。
  5. 前記制御手段は、前記光源群における各々の光源の光強度を制御することにより照射エネルギーを制御する
    請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の液滴乾燥装置。
  6. 前記光源群における各々の光源はパルス状の光を出射し、前記制御手段は、前記各々の光源のパルス状の光の数を制御することにより照射エネルギーを制御する
    請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の液滴乾燥装置。
  7. 前記光源が、面発光レーザである
    請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の液滴乾燥装置。
  8. 前記光源群を構成する各々の光源の光出射面に対応させて、前記光源から出射された光を集光する集光手段をさらに有する
    請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の液滴乾燥装置。
  9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の液滴乾燥装置と、
    前記液滴乾燥装置により乾燥対象とされる印刷物を搬送する搬送手段と、
    を有する印刷装置。
  10. コンピュータを、
    対象物に液滴を吐出する、予め定められた方向に配設された複数のノズルを含む液滴吐出手段から吐出さる前記液滴の吐出量を制御する第１の制御手段と、
    前記複数のノズルを、少なくとも１つのノズルが含まれるように複数のノズル群に分割した場合の各ノズル群に対応し、前記予め定められた方向とは交差する方向に配設され、前記交差する方向に搬送される前記対象物上において前記ノズル群の対向する位置を通り、前記交差する方向に延伸された直線上の異なる各位置において、当該各位置に到達した前記対象物上の前記液滴に対し順次光を照射する複数の光源を含む光源群が前記予め定められた方向に沿って複数設けられた光源手段の、吐出量が制御された前記ノズル群に対応する前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを吐出量に応じて制御し、かつ、前記光源群を構成する各々の光源の照射エネルギーを制御することにより、前記光源群からの光の照射開始後、前記液滴の吐出時の温度から前記液滴の沸騰温度に漸近する温度立ち上がり領域、および前記温度立ち上がり領域と連続し、前記沸騰温度を維持する沸騰温度維持領域を含む前記液滴の温度の時間軸に対する分布を形成すると共に、前記温度立ち上がり領域を形成する前記光源の前記照射エネルギーが、前記沸騰温度維持領域を形成する前記光源の照射エネルギーよりも大きくなるように制御する第２の制御手段と、
    として機能させるためのプログラム。
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