(57)【要約】【課題】  特に幅広の記録ヘッドで高速に印刷するラインプリンタ等の記録装置では、用紙の吸収性、定着性が環境条件等により大きくバラつくので排紙部、又は排紙直後にてインクの乾燥が不充分になって、印刷部分の汚れが発生し易い。  【解決手段】  記録ヘッドで印字した直後、用紙に近接した位置から超音波を照射して、画像部を透過した超音波の受信量により、使用する用紙のインク吸収特性を測定、その結果に基づき用紙搬送速度を決定するようにした。  【選択図】    図２
2006305918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一種類の記録ヘッドを有する記録手段、超音波発信手段、超音波受信手段、記録媒体搬送手段を含むインクジェット記録装置において、超音波受信手段から得られた情報によって搬送手段の搬送速度を制御する制御手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記超音波発信手段と前記超音波受信手段は、前記記録ヘッドに対して記録媒体の搬送方向下流側に記録媒体の表裏に対で配置されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記超音波発信手段と前記超音波受信手段を２対以上含み、記録媒体の搬送方向に対し、それぞれ異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記超音波強度情報は、前記複数配置された超音波受信手段により検出された複数の超音波強度の変化率であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記インクジェット記録ヘッドは印刷幅に対応した記録素子列を有する固定型フルマルチヘッドであることを特徴とした請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
少なくとも一種類の記録ヘッドを有する記録手段、超音波発信手段、超音波受信手段、記録媒体搬送手段、乾燥手段を含むインクジェット記録装置において、超音波受信手段から検出された超音波強度情報によって乾燥手段を制御する制御手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記超音波発信手段と前記超音波受信手段は、前記記録ヘッドに対して記録媒体の搬送方向下流側に記録媒体の表裏に対で配置されることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記超音波発信手段と前記超音波受信手段を２対以上含み、記録媒体の搬送方向に対し、それぞれ異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記超音波強度情報は、前記複数配置された超音波受信手段により検出された複数の超音波強度の変化率であることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記インクジェット記録ヘッドは印刷幅に対応した記録素子列を有する固定型フルマルチマルチヘッドであることを特徴とした請求項９に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
少なくとも一種類のインクジェット記録ヘッドを有する記録手段によって記録媒体に印刷をする工程、
複数の超音波発信手段により印刷面に超音波を当て、それぞれ印刷物の表裏に対に設けられた受信部にて強度を検出する工程、
前記検出信号を演算して超音波強度情報を獲得する工程、
超音波強度情報によって印刷媒体の搬送速度を制御する工程
を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項１２】
少なくとも一種類のインクジェット記録ヘッドを有する記録手段によって記録媒体に印刷をする工程、
複数の超音波発信手段により印刷面に超音波を当て、それぞれ対に設けられた受信手段にて超音波強度を検出する工程、
前記検出結果を演算して超音波強度情報を獲得する工程、
超音波強度情報によって乾燥手段を制御する工程、
を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置、及び、インクジェット記録方法に関する。より詳しくは、印刷幅に対応した記録素子列を有する固定型フルマルチ記録ヘッドを有し、高速インクジェット印刷を行う印刷装置において、印刷媒体のインク吸収特性に応じて記録装置を制御するインクジェット記録装置及び記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷幅に対応した記録素子列を有する固定型フルマルチ記録ヘッドを用いたインクジェット印刷方式は、従来のアナログ印刷方式に比べ、可変データの印刷が可能であり、版の作成、インクの色替えなどが省略できるため、帳票印刷、物流印刷、アドレス印刷等に広く用いられてきている。一般に、このような印刷装置は、オフセット、フレキソ印刷機などに連続して設置され、可変データ部だけを印刷するものから、帳票の罫線、レイアウトなどすべての画像を印刷するものまで用途が拡大している。
【０００３】
これらの印刷装置は高速印刷だけでなく、インクジェットインク受容層のない一般の印刷媒体にも文字、バーコード、図形、写真などの繊細な画像を高速に印刷することが要求される。
【０００４】
こうした印刷装置では、水溶性染料や、水溶性樹脂で分散した顔料、マイクロカプセル化した顔料、親水基を表面に吸着させた顔料を色材として用い、溶媒としては、主成分として水、これに乾燥防止、目詰まり防止などの目的でグリコールなどの水溶性高沸点溶剤、及び界面活性剤などの添加剤を含有したインクを使用するのが一般的でありこのようなインクを用いて一般の印刷媒体に記録を行う場合、吸収性の悪い印刷媒体ではインクが印刷媒体に浸透する前に印刷物が巻き取られたり、重ねられることにより、印刷物がインクで汚れてしまうという不具合が生じている。こうした不具合を防止するために、印刷部の下流側に乾燥機を設置し、十分に乾燥させるなどの工夫がされている。
印刷物を乾燥させるために連続印刷システムに乾燥機を配置したインクジェットプリンタが開示されている。
（例えば特許文献１）
また、乾燥手段としてマイクロ波を利用した提案も為されている。
（例えば特許文献２）
又、印刷機の下流側に乾燥機を設け、印刷した面積や印刷に使用されたインクの質量に応じて、搬送時間や定着時間を可変にする技術が開示されている。
（例えば特許文献３）
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−２１６４６７号
【特許文献２】特開平０７−１９５６８３号
【特許文献３】特開平０５−２７０１００号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般の印刷用紙は種類が多様であることに加えて、インクジェット適性が考慮されていないため、同種類の記録媒体であっても製造ロット間のインク吸収性のばらつきが大きく、同一の印刷条件で乾燥しても、インクの定着性の不足により印刷物の汚染（裏移りなど）が発生する場合がある。これは、印刷媒体表面の填料、サイズ剤の不均一な分布などが原因と考えられる。
【０００７】
上述のように、従来の印刷用紙にインクジェット方式で高速の連続印刷を行う場合、印刷物の汚染を防止するためには、あらかじめ、使用するインクの印刷用紙に対する定着時間を測定し、適正な印刷条件を決定するか、特開平０５−２７０１００号に開示されているように、印刷した面積や印刷に使用されたインクの質量に応じて、搬送時間や定着時間を可変にすることが必要である。しかし、インクの定着時間は、印刷媒体の種類、製造ロットや、装置の設置されている環境の変化などで大きく変動するため、このような方法では、こうした変動要素に対処していくことができない。その結果、印刷物の裏移りなどの不具合が発生してしまう。
【０００８】
そこで本発明の目的は、印刷幅に対応した記録素子列を有する固定型フルマルチヘッドを用いた高速連続インクジェット印刷において、印刷媒体の種類、印刷媒体の製造ロットばらつき、装置の稼働環境の変動によりインクの印刷媒体への吸収性が変化しても、巻き取り、積載後に裏移りのない良好な印刷物を提供するインクジェット記録装置及び、インクジェット記録方式を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的は、以下の本発明によって達成される。即ち本発明は、少なくとも一種類の記録ヘッドを有する記録手段、超音波発信手段、超音波受信手段、記録媒体搬送手段を含むインクジェット記録装置において、超音波受信手段から検出された超音波強度情報によって搬送手段の搬送速度を制御する制御手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置であり、前記超音波発信手段と前記超音波受信手段が、前記記録ヘッドに対して記録媒体の搬送方向下流側に記録媒体の表裏に対で配置されているインクジェット記録装置である。また、本発明は前記超音波発生手段と前記超音波受信手段を２対以上含み、記録媒体の搬送方向に対してそれぞれ異なる位置に配置されており、これらの複数配置された超音波受信手段により検出された複数の超音波強度の変化率によって搬送速度を制御するインクジェット記録装置である。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも一種類の記録ヘッドを有する記録手段、超音波発生手段、超音波受信手段、記録媒体搬送手段、乾燥手段を含むインクジェット記録装置において、超音波受信手段から検出された超音波強度情報によって乾燥手段を制御する制御手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置であり、前記超音波発生手段と前記超音波受信手段は、前記記録ヘッドに対して記録媒体の搬送方向下流側に記録媒体の表裏に接触して配置されているインクジェット記録装置である。また、本発明は前記超音波発生手段と前記超音波受信手段を２対以上含み、記録媒体の搬送方向に対してそれぞれ異なる位置に配置されており、これらの複数配置された超音波受信手段により検出された複数の超音波強度の変化率によって乾燥手段を制御するインクジェット記録装置である。
【００１１】
さらに本発明は、少なくとも次の工程からなるインクジェット記録方法である。
なくとも一種類のインクジェット記録ヘッドを有する記録手段によって記録媒体に印刷をする工程、
複数の超音波発生手段により印刷面に超音波を当て、それぞれ対に設けられた受信部にて強度を検出する工程、
前記検出信号を演算して超音波強度情報を獲得する工程、
超音波強度情報によって搬送速度を制御する工程
さらに本発明は、少なくとも次の工程からなるインクジェット記録方法である。
（１）  少なくとも一種類のインクジェット記録ヘッドを有する記録手段によって記録媒体に印刷をする工程
（２）複数の超音波発生手段により印刷面に超音波を当て、それぞれ対に設けられた受信部にて強度を検出する工程
（３）前記検出信号を演算して超音波強度情報を獲得する工程
（４）超音波強度情報によって乾燥手段を制御する工程
【発明の効果】
【００１２】
本発明のインクジェット記録装置及び記録方法は、印刷媒体の種類、製造ロット、また装置の稼動している環境に応じて変動するインクの吸収特性を超音波により、リアルタイムで測定し、記録装置の搬送速度、あるいは乾燥機の制御を実施することにより、巻き取り、積載によって発生する裏移り等の汚染のない良好な画像の印刷物を提供することができる。また、吸収特性により乾燥機の制御をするため、不要時には随時、乾燥機の電源を落とすことができるため、省エネルギー化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の最良の形態を述べる。
【００１４】
一般に印刷媒体の印刷面上にインクが着弾し、画像が形成された場合、
１.記録媒体中の毛細管現象で印刷媒体繊維間の空気がインクに置換される
２.インクが紙繊維に吸収される、
３.インクの吸収に伴い、紙繊維が膨潤し、繊維構造中の空気がインクと置換する、
という過程を経てインクが印刷媒体に定着する。このインクの印刷媒体への吸収特性は超音波を利用して測定することが可能である。つまり、密度が大きい（硬い）ものほど超音波透過量が大きいという性質を利用して、印刷媒体中の空気がインクに置き換わる過程を経時的に測定することができる。
【００１５】
インクは空気に比べ超音波透過量が大きいことから、インクで紙繊維間の空気が置換されると超音波透過量は増加し、続いて紙繊維へのインクの吸収が進行すると、紙こわさが減少し、印刷部の繊維は柔軟となり超音波透過量は減少する。
【００１６】
本発明は上記現象を利用し、記録装置内に複数の超音波発信部と受信部を設け、超音波強度の時間に対する変化率をリアルタイムに測定し、印刷媒体に対する吸収特性情報を得ることにより、印刷媒体の最適な搬送速度、あるいは乾燥条件を設定するものである。
【００１７】
本発明の第一の実施例に関して、図１を用いて説明する。
【００１８】
本発明のインクジェット記録装置が有する記録ヘッド１０１は、多数のインク吐出口を有する固定型ラインヘッドである。
【００１９】
記録ヘッド１０１は熱エネルギによりインクを吐出するサーマルインクジェット方式、あるいは圧力室の物理的変形を利用したピエゾ方式でも良い。
【００２０】
また、このような記録ヘッドを搬送方向に複数配置し、カラー印刷装置とすることも可能である。また、高い記録速度を得るために、複数の記録ヘッドから同色のインクを分担して吐出することも好ましい。
【００２１】
本実施例の記録ヘッド１０１は黒色インクを吐出する。ヘッドの解像度は印刷物の種類によって異なるが、例えば２次元バーコードや、図柄などを印刷する場合は、300dpi（dot／inch）以上の解像度が好ましい。
【００２２】
記録ヘッドの記録幅は所望の印刷物の印刷幅以上であることが高速プリントを実現するためには必須である。
【００２３】
カラー印刷を行うためには各色毎に独立した複数の記録ヘッド群を用い、各ヘッド群は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、計４セットの記録ヘッドが必要になるが、モノクロ印刷あるいは特色の複数色印刷の場合は少なくとも使用する記録液の種類と同数の記録ヘッドが必要である。各カラーの淡色インクを別途用いることも可能である。
【００２４】
情報処理装置１００は、画像データを作成するアプリケーションプログラム、それに記録装置を制御するプリンタドライバ等を有し、カラー印刷の場合は、アプリケーションプログラムで作成されたＲＧＢ画像データを、プリンタドライバにて例えばＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、に色変換した後、更に各記録ヘッドから吐出されるインクのあり、なし（２値化信号）に該当する記録データを作成する。
【００２５】
尚、上記略号はＲ：レッド、Ｇ：グリーン、Ｂ：ブルー、そしてＣ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：ブラックの各色を示す。
【００２６】
印刷媒体１０２は搬送ステージ１０７上を下流に設けられた巻き取りローラ１０３で搬送される。コントローラ１０６と巻き取りローラ１０３は不図示のケーブルで結合され、記録媒体の頭出し信号の送受信、記録媒体の搬送と印刷の同期をはかるよう配置される。巻き取りローラ１０３には不図示の駆動モータが結合されている。
【００２７】
記録ヘッド１０１に対して搬送方向の下流側に超音波発信手段１０４-１、１０４-２と超音波受信手段１０５-１,１０５-２が、それぞれ印刷媒体を挟む位置で各々二組配置されている。超音波受信手段１０４-１、１０４-２は、記録ヘッド１０１が吐出したインクによって形成された画像がそれぞれの超音波送受信手段間を通過する時点の超音波受信強度を検出する。超音波信号の発振周波数としては１〜１０ＭＨｚ、とりわけ１〜２MHｚがインク吸収による超音波強度の変化を検出するには好ましい。
【００２８】
検出された２つ以上の超音波強度は情報装置１００に送られ、超音波強度の変化率が計算される。検出された超音波強度は相対的なものであるために２つ以上の超音波対で測定した値の変化率としてみることが好ましい。
演算された変化率は超音波強度情報として情報処理装置にあらかじめ格納されている強度情報と搬送速度情報のテーブルに照会され、強度情報に応じた搬送速度情報が得られ、搬送速度指示値としてコントローラ１０６に送られる。
【００２９】
上側から見た超音波受信部１０４-１、１０４-２と記録ヘッド１０１、及び印刷媒体１０２の位置関係を図３に示す。
図２には本発明の第二の実施例を示す。第一の実施態様に記載されている記録ヘッド１０１と同じ記録ヘッド２０１〜２０４が印刷媒体の搬送路上に配置されている。記録ヘッドの搬送方向下流側には、やはり2つの超音波発信手段２０５-１、２０５-２、そして超音波受信手段２０６-１、２０６-２が配置され、さらに下流には乾燥機２０７が配置されている。乾燥機２０７は、ハロゲンランプ、赤外ランプ、マイクロ波発振機が使用できる。第一の実施態様と同様に超音波強度情報から強度変化率を演算し、演算された変化率は超音波強度情報として情報処理装置にあらかじめ格納されている強度情報と乾燥機制御情報のテーブルに照会され、強度情報に応じた乾燥機制御情報を獲得する。乾燥機制御情報はコントローラ１０６に送られ、不図示のケーブルで結合されている乾燥機２０７に伝達され所定の制御を受ける。具体的には乾燥機の作動の有無、ランプの強度の制御等である。
【００３０】
図４に、本発明のインクジェット記録装置の印刷フローチャートを示す。
情報処理装置１００は、超音波強度測定用パターンのデータを作成し、ユーザが表示画面上で印刷開始指令すると記録装置にパターンデータを送信する（Ｓ１０２）。
【００３１】
情報処理装置１００は印刷媒体巻き取りローラ１０３を起動するための搬送開始命令、及び超音波送信部に送信開始命令をほぼ同時に送信する（Ｓ１０３）。
【００３２】
搬送開始（Ｓ１１２）後、不図示のセンサで印刷媒体１０２の先端検知したら（Ｓ１１３）、記録装置に先端検知信号を送信する（Ｓ１１４）。
【００３３】
記録装置では記録ヘッド１０１により印刷動作を実行し（Ｓ１０９）、超音波強度測定用パターンを印刷する。情報処理装置１００では超音波強度測定用パターンが各超音波送信手段１０４-１、１０４-２の下側を通過する所定のタイミングに超音波受信手段１０５-１、及び１０５-２に強度情報を取得するように超音波強度取得命令を送信する（Ｓ１０４、１０５）。
【００３４】
超音波受信手段１０５-１、及び１０５-２は夫々取得した超音波強度を情報処理装置１００へ送信する（Ｓ１１８、１２０）。情報処理装置１００では検出された２つの超音波強度の変化率が演算され、あらかじめ格納されている強度変化率情報と搬送速度情報のテーブルに照会され、強度変化率情報に応じた搬送速度を設定し、搬送速度指示値を巻き取りローラの駆動制御部に送信する（Ｓ１０６）。
【００３５】
同時に情報処理装置１００は、印刷データを作成する（Ｓ１０７）。所望の搬送速度になった時点で、巻き取りローラの駆動部は、記録装置に印刷開始命令を送リ、印刷が実行される（Ｓ１１０）。
【００３６】
所定の印刷動作終了後、情報処理装置１００は、記録装置から終了ステイタス（Ｓ１１１）を受け、搬送モータ停止信号を送信（Ｓ１２１）、巻き取りローラを停止させ（Ｓ１２２）、動作を終了する。
【００３７】
図５には本発明のインクジェット記録装置の別な印刷フローチャートを示す。
情報処理装置１００は、超音波強度測定用パターンのデータを作成し、ユーザが表示画面上で印刷開始指令すると記録装置にパターンデータを送信する（Ｓ２０２）。
【００３８】
情報処理装置１００は印刷媒体巻き取りローラ１０３を起動するための搬送開始命令、及び超音波送信部に送信開始命令をほぼ同時に送信する（Ｓ２０３）。
【００３９】
搬送開始（Ｓ２１３）後、不図示のセンサで印刷媒体１０２の先端検知したら（Ｓ２１４）、記録装置に印刷開始すべく、先端検知信号を送信する（Ｓ２１５）。
【００４０】
記録装置では記録ヘッド１０１により印刷動作を実行し（Ｓ２０９）、超音波強度測定用パターンを印刷する。情報処理装置１００では超音波強度測定用パターンが各超音波送信手段１０４-１、１０４-２の下側を通過する所定のタイミングに超音波受信手段１０５-１、及び１０５-２に強度情報を取得するように超音波強度取得命令を送信する（Ｓ２０４、２０５）。
【００４１】
超音波受信手段１０５-１、及び１０５-２は夫々取得した超音波強度を情報処理装置１００へ送信する（Ｓ２１９、２２１）。検出された２つの超音波強度を基に変化率を演算し、あらかじめ格納されている強度情報と乾燥条件情報のテーブルに照会され、強度情報に応じた乾燥条件を設定し、乾燥機２０７に送信する（Ｓ２０６）。
【００４２】
続いて情報処理装置１００は、印刷データを作成する（Ｓ２０７）。所望の搬送速度になった時点で、巻き取りローラの駆動部は、記録装置に印刷開始命令を送リ、印刷が実行される（Ｓ２１０）。
【００４３】
所定の印刷動作終了後、情報処理装置１００は、記録装置から終了ステイタス（Ｓ２１１）を受け、搬送モータ停止信号を送信（Ｓ２２２）、巻き取りローラを停止させ（Ｓ２１６）、動作を終了する。
上記では、搬送速度制御と乾燥手段の制御を別々に行ったが、併用して実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、主として高速のラインプリンタ、とりわけインクジェット方式の記録装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明を実施したインクジェット記録装置の模式図である。
【図２】本発明を実施した別のインクジェット記録装置の模式図である。
【図３】本発明を実施したインクジェット記録装置の上面図である。
【図４】本発明を実施したインクジェット記録方法のフローチャートである。
【図５】本発明を実施したインクジェット記録方法の別のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
100  情報処理装置（ホストPC）
101  記録ヘッド
102  印刷媒体
103  巻き取りローラ（リワインダ）
104-1,104-2  超音波発信手段
105-1,105-2  超音波受信手段
106  コントローラ
107  搬送ステージ
201,202,203,204  記録ヘッド
205-1,205-2  超音波発信手段
206-1,206-2  超音波受信手段
207  乾燥手段
【図１】
2006305918.tif 000003
【図２】
2006305918.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006305918.tif 000006
【図５】
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