(57)【要約】【課題】  コックリングによる記録媒体の浮き上がりは、形成する画像、使用する記録媒体の種類で異なり、打ち込み量の少ない画像を印刷した場合でも余分に吸引駆動させ騒音の増大になってしまうという問題があった。【解決手段】  記録ヘッドから吐出される前記インク滴の吐出量に応じて、負圧発生装置の駆動を制御すること特徴とする。メディアのインク打ち込み量や搬送位置あるいは印刷品位さらには湿度等条件に応じてメディア吸引条件を制御してコックリングによる紙浮きを防止できる。また吸引圧を高める等の設定を細かい制御により余剰な設定を抑え、高品質の画像を維持しつつ騒音低減したインクジェット記録装置が提供される。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルからインク滴を吐出し、記録媒体に画像を形成する記録ヘッドと、前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置と、前記記録媒体を保持するプラテンと、前記記録媒体を前記プラテンに負圧によって吸着させるための負圧発生装置を備えたインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドから吐出される前記インク滴の吐出量に応じて、前記負圧発生装置の駆動を制御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】
前記記録媒体の種類に応じて、前記負圧発生装置の駆動を制御す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】
前記記録媒体搬送装置による前記記録媒体の搬送位置に応じて、前記負圧発生装置の駆動を制御することを特徴とする請求項１〜２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記記録ヘッドにより記録される画像品位に応じて、前記負圧発生装置の駆動を制御することを特徴とする請求項１〜３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記記録装置内部に設置された環境（温湿度）センサーにより計測された環境条件に応じて、
前記負圧発生装置の駆動を制御することを特徴とする請求項１〜４に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置に関し、特に、記録媒体をプラテンに吸着させるための吸引力発生手段を備えたインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ、スキャナ、あるいはこれらの複合機器やシステムなどでは、画像情報に基づいて記録紙等の記録媒体に画像を形成する記録装置が使用されている。かかる記録装置の一形態として、記録手段である記録ヘッドの吐出口から記録媒体へインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置が広く使用されている。インクジェット記録装置においては、安定した記録を行うために、記録紙にインクが付着した際に紙の伸びにより発生する皺や波打ち状の変形（コックリングともいう）の影響を極力除く必要がある。そのために、記録紙の表面と記録ヘッドとの間隔を一定に保持するための種々の方法が提案されている。また、湿気等により元々カールを発生している記録媒体を使用する場合を考慮して、画像形成部におけるプラテンから記録ヘッドへ向けての紙浮きを防止する手段も提案されている。これは、記録媒体に浮きが生じると、この浮き部分が記録ヘッド、キャリッジ、あるいはその付近のガイド機構等に接触して擦られ、記録面が損傷したり汚損されて画質低下の原因となるからである。また、この浮き部分と記録ヘッドの吐出口面（吐出口が配列された面）との接触により、吐出性能に影響を与える可能性もある。
【０００３】
そこで、記録ヘッドと対向して配置されるプラテンに、記録媒体を該プラテンに吸着させるための吸引手段を設けることで、記録媒体のカールやコックリングを抑える構成が提案されている。このような吸引プラテンとして、例えば、中空の筐体からなるプラテンの記録媒体支持面に支持面から凹形状となる吸着溝を設け、この吸着溝内に多数の吸引孔を形成し、ファン等の吸引力発生手段により筐体内部に負圧を発生させて吸着する構成が、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−９５９６６号公報
【特許文献２】特開平３−２９３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の吸引プラテンを備えたインクジェット記録装置においては、以下の問題を有していた。コックリングによる記録媒体の浮き上がりは、形成する画像によって異なり、また、使用する記録媒体の種類によっても大きく異なる。例えば、インク滴の打ち込み量が多い場合はコックリングによる浮き上がりが大きくなり、インク滴の打ち込み量が少ない場合や文字などの場合は浮き上がりが小さい。さらに、普通紙やコート紙などの記録媒体ではコックリングが起こりやすく、光沢紙やフィルム系の記録媒体ではコックリング起こり難い。従来の吸引プラテンを備えたインクジェット記録装置では、打ち込み量の少ない場合でも打ち込み量が多い場合の紙浮きを抑えることができるよう、最大打ち込み量に合わせた吸引制御を行っていた。そのため、打ち込み量の少ない画像を印刷した場合でも余分に吸引駆動させ、消費エネルギーや騒音の増大になってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、インク滴の打ち込み量に応じて吸引駆動を制御することにより、必要な吸引圧を維持しながら騒音を低減するインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、ノズルからインク滴を吐出し、記録媒体に画像を形成する記録ヘッドと、前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置と、前記記録ヘッドの画像形成範囲において前記記録媒体を保持するプラテンと、前記記録媒体を前記プラテンに負圧によって吸着させるための負圧発生装置を備えたインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドから吐出される前記インク滴の吐出量に応じて、前記負圧発生装置の駆動を制御すること特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、メディアのインク打ち込み量や搬送位置あるいは印刷品位さらには湿度等の環境条件といったコックリングが発生しやすい印刷条件において吸引条件を制御することで紙浮きを防止できる。また必要な条件において吸引圧を高める等の設定を細かく制御することで余剰な制御を抑えることができ、高品質の画像を維持しつつ騒音低減したインクジェット記録装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の内部構成を示す斜視図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置を同図中の矢印２−２から見た左側面図である。
【図３】図１のインクジェット記録装置の中央部縦断面図である。
【図４】図１の本体上面から見たの吸引プラテンを示す上面図である。
【図５】本発明の一実施形態の制御系ブロック図である。
【図６】本発明を適用したインクジェット記録装置のＰＷＭ制御（Ｄｕｔｙ）と吸引圧（ｋＰａ）の関係を示した図である。
【図７】本発明を説明するインク打ちこみ量が少ない時の吸引状態の図である。
【図８】本発明を説明するインク打ちこみ量が多い時の吸引状態の図である。
【図９】本発明を説明するインク打ちこみ量が多い状態のメディアの先端が先端抑えコロの位置に達する吸引状態の図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る負圧発生装置の制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。図１は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の内部構成を示す斜視図である。図２は図１のインクジェット記録装置を同図中の矢印２−２から見た左側面図である。図３は図１のインクジェット記録装置の中央部縦断面図である。図４は図１の本体上面から見たの吸引プラテンを示す上面図である。図１〜図３において、本実施形態に係るインクジェット記録装置１００では、記録媒体としてロール状に巻回された長尺のロール紙Ｐｒが使用され、ロール紙Ｐｒは回転可能なスプール１１上に巻き出し可能に装着されている。巻き出される記録媒体Ｐｒは、搬送ローラ２３とピンチローラ２４の間に挟持され、搬送ローラの回転により、給紙ガイドに沿って給紙されるとともに装置本体内部を通して搬送される。装置本体内部には、記録媒体の給紙、搬送及び排紙の動作を行うための搬送機構２０が設けられている。搬送ローラ２３の搬送方向下流側には、プラテン２８に支持された記録媒体に記録ヘッド４１により画像を記録する画像記録部４０が設けられている。記録された記録媒体は、排紙ガイド２９及びロール紙カバー３３の上面に沿って搬送される間に、プラテン２８の搬送方向下流側に隣接配置された自動カッタにより所定長さに切断される。切断された記録媒体（カット紙）は装置本体外へ排出される。
【００１１】
なお、図２及び図３において、２１は搬送ローラ２３を駆動するための搬送モータであり、２２は搬送モータ２１の駆動を搬送ローラ２３に伝達するために搬送ローラ軸に固定された搬送プーリである。また、２５はピンチローラ２４を回転自在に支持するためのピンチローラアームであり、２６はピンチローラ２４を搬送ローラ２３に対して圧接可能にピンチローラアーム２５を弾性支持するためのピンチローラホルダである。図１において、本実施形態に係るインクジェット記録装置では、プラテン２８の記録領域を外れた位置（両側の位置）に、予備吐出により記録ヘッド４１から吐出されたインクを受けるための予備吐出受け用プラテン３４が設けられている。ここで予備吐出は以下の理由で行なわれる。画像データにより記録ヘッドの吐出口の中で殆ど吐出されない部分があると、吐出口内のインクが乾燥・増粘し他の吐出口と吐出性能が変化する。すると画像に濃度ムラが生じる場合があるため、これを防ぐために記録領域外にインクを吐出し、常に吐出性能を一定に維持するものである。記録ヘッド４１は、記録媒体に沿って主走査方向（記録媒体の幅方向）に往復移動可能なキャリッジ４２に搭載されている。キャリッジ４２は、装置本体に設置されたガイドシャフト１２及びガイドレール１３に沿って摺動移動可能に案内支持されている。記録ヘッド４１は画像情報に基づいてインクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録ヘッドである。記録ヘッドの記録媒体と対面する吐出口面には、複数の吐出口を所定の配列を成して構成された吐出口列（ノズル列）が形成されている。この吐出口列を構成する各吐出口を画像情報に基づいて選択的に駆動してインクを吐出することにより、所望の画像が形成されていく。ここでインクジェット記録装置の画像形成では、画像ムラや画像スジなどの画像劣化を解消するためにマルチパス記録方法が一般に採用されている。マルチパス記録では、記録ヘッドが１回の記録走査で記録可能な画像領域を複数回の記録走査と副走査とを交互に繰り返すことにより、段階的に画像を完成させて行く。パス数を多くすると画質が向上するがその反面印刷時間が延びるという弊害も生じる。従って一般的に必要とされる画質と印刷時間に応じて、低いパス数の高速モードと多いパス数の高画質モード及びそれらの中間の標準モードが使い分けられている。さらに、往復印字と片方向印字という異なる印字方法がある。片方向印字とはキャリッジが往復動作するうちの往方向あるいは復方向いずれかの走査時のみに印字を行なうというものであり、往と復の双方向から吐出する場合に比べ同一方向からの吐出の方がインクが紙面上に着弾するときの位置精度が向上することになる。従って片方向の方がさらに画質の向上を図ることができるが、デメリットとして印刷時間が２倍に伸びてしまう。従って本モードは一般的にユーザーによる選択が可能な構成をとっている。
【００１２】
前記プラテン２８は、画像形成部において記録ヘッド４１と記録媒体Ｐｒとの間に所定の隙間を形成するように記録媒体を案内支持するものである。本実施形態におけるプラテン２８は、記録媒体を該プラテンの案内支持面に吸着させることができる吸引プラテンで構成されている。この吸引プラテン２８は中空状の筐体３０の上面に支持されている。そして、吸引プラテン２８の記録媒体支持面には、筐体３０の内部を通して吸引力発生手段（負圧発生手段）に接続された複数の吸引溝３８（図４参照）が設けられている。筐体３０は装置本体の幅方向にプラテン２８と対応する範囲にわたって延びており、本実施形態における上記吸引力発生手段は、筐体３０の一端部（図１中の右側端部）に装着された吸引ファン３７を有する吸引ファンユニット３６で構成されている。なお、排紙ガイド２９の搬送方向下流側端部の上方にはダストカバー３１が開閉可能に装着されており、このダストカバー３１の内面には、記録媒体を排紙口１４に向けてガイドするための案内コロ３２が取り付けられている。この案内コロ３２は、プラテン２８の吸引領域より搬送された記録媒体の浮き上がりを抑制するためのものである。この浮き上がりを抑制することにより、記録媒体が記録ヘッド４１又はキャリッジ４２等に接触して擦れるのを防止することができる。特に、高濃度画像形成のために大量のインクが吐出されたときにカール（印字カールと呼ぶ）が発生する記録媒体（トレーシングペーパーや厚口コート紙など）や低湿時などコックリングに対して厳しい環境条件にて記録を行った場合の浮き上がりに有効である。印字動作が行われていないときはヘッドの性能を維持するためにヘッドのノズル列をキャップする回復系１６６が画像記録部の４０範囲外に設けられている。
【００１３】
次に図５を参照して、インクジェット印刷装置の制御系を説明する。図５は、制御系１６１の概要を示すブロック図である。インクジェット印刷装置には、装置全体を制御するＣＰＵ１５１、制御用のプログラム及び各種データを不揮発的に格納するＲＯＭ１５２、ＣＰＵ１５１における処理に使用される作業領域やデータの一時記憶領域などとして使用されるＲＡＭ１５３が内蔵されている。外部から入力される画像データ１６０はＣＰＵ１５１により印刷用の画像信号に各種変換され、この画像信号がヘッドドライバ１６５を介して記録ヘッド４１に送り出される。そして各ノズルからインクが吐出され印刷が行なわれる。ＣＰＵ１５１内では画像データに応じ吐出されるインク量が計測（ドットカウント）され、これに基づき後述するような装置内の動作制御が行なわれる。なお、インクジェット印刷装置には、操作や装置にセットされた記録媒体の種類など各種事項を設定するための操作部１５５も設けられている。ここで表示部１５６はインクジェット印刷装置に搭載しているが、インクジェット印刷装置にコンピュータを接続してこのコンピュータに表示してもよい。
【００１４】
記録媒体を搬送する用紙搬送制御はＣＰＵ１５１が画像情報に応じてモータドライバ１６３  に制御信号を送信し、搬送モータ２１を駆動する。駆動状態をエンコーダ１７１で検出し、ＣＰＵ１５１はこの情報を基に制御を行う。このとき、ヘッド下の前記吸引溝３８、吸引口３９に接続する吸引ファンユニット３６には吸引ファン３７があり、ファンドライバ１７３によりＣＰＵ１５１の指令するファン回転数で駆動し、これにより搬送する記録媒体を吸着する。キャリッジ４２の駆動はＣＰＵ１５１からの制御条件に基づくモータドライバ１６４への指令によりなされる。キャリッジ用位置検出をエンコーダ１７２で行い速度、位置といった情報のフィードバックを行う。さらにこのエンコーダ１７２を基に吐出タイミングを発生させる。またヘッド内ノズルの回復時にはキャリッジ用モータ５０でキャリッジ４２を駆動して記録ヘッド４１をヘッド回復装置１６６の対向位置へ移動する。その後ＣＰＵ１５１は回復系駆動ドライバ１６２へ指令し、回復系駆動部を駆動させて記録ヘッド１６９への吸引回復動作を行う。（本回復機構は公知の技術によるので、詳細説明は省略する。）
図６は、本発明を適用したインクジェット記録装置の負圧発生手段によるＰＷＭ制御（Ｄｕｔｙ）とプラテン２８上で発生する吸引圧（ｋＰａ）の関係を示した図である。これによれば、負圧発生手段を最大（１００％）で駆動させた際に発生する本体上での吸引圧は０．６８ｋＰａ程度であり、コックリングの大きい記録媒体、例えば普通紙やコート紙、アート紙などで最大打ち込み量となる記録を行った場合に記録ヘッドとの接触を防止するために必要な吸引圧となる。また、コート紙やアート紙で打ち込み量の少ない場合、例えば文字や線など、また、光沢紙やフィルム系のようにコックリングの小さい記録媒体に記録する際に必要な吸引圧は０．３０〜０．５０ｋＰａ程度であり、図６にあるように負圧発生手段は６０〜８０％程度に抑えることができる。
【００１５】
図７〜図９を参照して記録媒体へのインク打ちこみ量の状態と吸引状態あるいは記録媒体の搬送位置と吸引状態について説明する。
【００１６】
図７はインク打ちこみ量の少ない印刷条件の搬送状態の断面図で、インク打ちこみ量の少ない記録媒体２０１は搬送ローラ２３とピンチローラ２４で矢印の方向に搬送される。このとき記録媒体２０１の吸引機構２００は発生するコックリング量が少ないことから吸引ファン３７の制御Ｄｕｔｙを小さい条件（例えば６０％）に設定する。図８は同様に印刷中の記録媒体のインク打ちこみ量が多い位置ではコックリングが発生しやすくなるため、吸引機構２００は吸引ファン３７の制御Ｄｕｔｙを大きい条件に設定する。ただし紙種によりその設定は変化し、コックリングが発生し易い紙種はより大きく（９０ないし１００％）、コックリングし難い紙種の場合はあまり大きくは設定しない（８０％）。図９は印字カールが発生し易い記録媒体２０２を用いインク打ちこみ量が大きい場合であり、記録媒体の先端が先端抑えコロ３２の位置に到達するまでは印字カールを防ぐために吸引機構２００は吸引ファン３７の制御Ｄｕｔｙを大きい条件に設定する（９０ないし１００％）。しかし記録媒体の先端が先端抑えコロを通過した後は、カールが押えられるために吸引ファンＤｕｔｙを小さくすることができる（８０％）。
【００１７】
このように、インクの打ち込み量や記録媒体の種類、記録媒体の搬送位置などによって紙浮き（コックリング、印字カール等）による記録ヘッドとの接触を防止するために必要な吸引圧があり、これらをパラメータとしてテーブルに格納している。また、これらのパラメータは印刷品位や温湿度環境等により異なるパラメータを有するものである。例えば、印刷品位として高画質モード（多パスあるいは片方向印字）の場合は印刷時間を要するためコックリングが成長しやすいのでＤｕｔｙを高い条件にし、高速モード（低パスあるいは往復印字）ではコックリングが成長する前に紙が排出されるのでＤｕｔｙは低めに設定する。さらに、温湿度環境については、低湿度環境ではコックリングが成長しやすいのでＤｕｔｙは高めに設定する。これは装置内に温湿度センサー１８０（図５）を設け、その検出信号に基づきＣＰＵ１５１にてＤｕｔｙを設定すれば良い。
【００１８】
以上をすべて組合せ、それぞれの吸引Ｄｕｔｙを設定することで、いかなる条件でも最適な搬送条件を実現することができる。
【００１９】
吸引Ｄｕｔｙを変更するためのインク打込み量（ドットカウント値）の閾値については、記録装置の条件（インクの成分や印刷速度、プラテン形状など）や記録媒体の種類、環境条件などにより様々に変化するので、それぞれ本発明を適用する記録システムに適した値を設定すれば良い。
【００２０】
ここで、画像濃度に応じて閾値を決定する方法も考えられるが、本発明においてドットカウント値にて設定している理由を２つ述べる。一つめは、近年のインクジェットプリンターは画像品位向上のため同色であるが高濃度と低濃度（薄い）のインクを使用している。すると濃度と打込み量とは必ずしも比例せず、中間色が最も打込み量が多いということが考えられる。もう一つの理由として、コックリングや印字カールは記録媒体上に打込まれるインクの量の増加に応じてより成長するが、ある量を超えるとその後の成長度合いは減少し、さらに量が増すと場合によって軽減されることもある。これは、水分量が増すにつれ紙の繊維が伸びていくがあるところから飽和状態になること及び紙の剛性が低下しコックリングが大きく低周波なものから小さく高周波なものに変化することによる。また印字カールも同様に剛性低下により山がつぶれやすくなることによる。つまりインク打込み量により極大値が存在する。以上の点から画像濃度という指標では紙浮きの現象を判断することが難しいためである。
【００２１】
図１０は、本発明の一実施形態に係る負圧発生装置の制御を示すフローチャートである。本発明を適用したインクジェット記録装置では、画像データをもとにＣＰＵ１５１にてインク滴吐出量を算出（ドットカウント）する。そしてその算出されたインク滴吐出量より、閾値に対するドット数を判断する。例えば、ドット数が閾値１以下の場合は、負圧発生手段の駆動制御（ＰＷＭ制御）をＤｕｔｙ６０％とし、上回る場合は更に高い閾値２と比較する。そしてそれ以下であれば紙浮き量が最大となるのでＤｕｔｙ１００％とし、閾値２を超える場合は前記のように紙浮きが良化するため駆動Ｄｕｔｙを９０％に設定、印刷を開始する。勿論、ドットカウントと同時に、紙種や設定された印刷モード、センサーから検出された環境条件の組合せにより駆動条件を判断することも可能である。
【００２２】
以上のように、記録ヘッドから吐出されるインク滴の吐出量（ドットカウント）に応じて、負圧発生手段の駆動を制御することで記録ヘッドと記録媒体が接触してしまうのを防止しつつ、消費エネルギー及び騒音の低減を実現することが可能となる。
【符号の説明】
【００２３】
１４  排紙口
２０  搬送機構
２１  搬送モータ
２３  搬送ローラ
２４  ピンチローラ
２７  給紙ガイド
２８  プラテン（吸引プラテン）
２９  排紙ガイド
３０  筐体
３１  ダストカバー
３２  案内コロ
３３  ロール紙カバー
３６  吸引ファンユニット（吸引力発生手段）
３７  吸引ファン
３８  吸引溝
３９  吸引孔
４０  画像記録部
４１  記録ヘッド（記録手段）
４２  キャリッジ
４８  インク受け
４９  開口部
５８  連通溝
１００  インクジェット記録装置
Ｐｒ  記録媒体（ロール紙）
Ａ  搬送方向（副走査方向）を示す矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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