(57)【要約】      （修正有）【課題】記録媒体の熱による変形を防止できるインクジェットプリンターを提供する。【解決手段】記録後の記録媒体に対して、記録された画像の濃度を検出する色検出センサー２４を備え、記録後の画像の濃度を測定する。１走査分検出し、その濃度と予め記憶されている濃度の閾値とを比較し、画像の濃淡を判断する。濃淡に大きな差がある場合は、記録媒体２が変形していると判断する。記録媒体２の温度を変えながら、濃淡の検出を行い、濃淡の差が出ないような温度を検出する。記録媒体２の記録は、その温度をかけることで行い、記録媒体２の変形を防止し、高画質の記録ができるようにする。【選択図】図１
2015178262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを記録媒体に吐出してドットを形成する複数のノズルを備える記録ヘッドと、
前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録ヘッドを搭載し、前記記録媒体の前記搬送方向に交差する方向に前記記録ヘッドを往復走査するキャリッジと、
前記記録ヘッドの走査方向に沿い、前記往復走査する前記記録ヘッドに対向する位置に配置され、前記記録媒体を支持するプラテンと、
前記プラテンに対向する位置であって前記記録ヘッドより離れた位置に配置され、前記プラテン方向に赤外線を照射するメインヒーターと、
前記プラテンに支持され、前記ヒーターによって加熱された前記記録媒体の温度を測定するメイン温度センサーと、
前記メインヒーターを前記メイン温度センサーの測定温度に基づいて前記メイン温度センサーの測定対象を予め決められた温度に制御し、前記記録媒体に前記記録ヘッドからインクを吐出する制御をする制御手段と、
を有し、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、
前記キャリッジに搭載され、前記記録媒体に記録された画像の濃度を検出する濃度センサーを有し、
前記制御手段は、前記記録媒体を前記メインヒーターで所定温度に加熱し、該所定温度の前記記録媒体にテストパターンを記録し、該記録したテストパターンの濃度を検出し、該検出結果に基づいて濃度の変化量を演算し、該変化量が所定の閾値の範囲内の場合に、該所定温度を前記メインヒーターの設定温度とし、前記範囲外の場合は、該所定温度以上を前記メインヒーターの設定温度とはしない検査制御を、前記所定温度を段階的に可変して行うことを特徴とするインクジェットプリンター。
【請求項２】
前記制御手段は、前記閾値の範囲を超えない最も高い温度を前記メインヒーターの前記設定温度とし、該設定温度に前記メインヒーターを制御し、前記記録媒体に画像を記録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プリンター。
【請求項３】
前記プラテンの前記記録媒体の搬送方向の下流側に、前記記録媒体を案内するペーパーガイドと、前記ペーパーガイドに対向する位置にサブヒーターと、前記サブヒーターによって加熱された前記記録媒体の温度を測定するサブ温度センサーを備え、
前記制御手段は更に前記サブヒーターを前記サブ温度センサーの測定温度に基づいて前記サブ温度センサーの測定対象を制御し、
前記制御手段は、前記サブヒーターを前記メインヒーターで加熱する前記記録媒体の温度と同じ温度になるように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンター。
【請求項４】
前記キャリッジに搭載され、前記記録媒体までの距離を検出する検出手段を有し、前記記録媒体が変形し、該距離が所定量以下となった場合に、前記キャリッジを停止させ、記録ヘッドと前記記録媒体の接触を防止することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを記録媒体に吐出するインクジェットヘッドを搭載する記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクカートリッジからインクジェット式の記録ヘッドにインクを供給し、記録ヘッドからインク滴を記録媒体に吐出して画像や文字等の記録を行うインクジェット方式の記録装置が普及している。このような記録装置は、家庭用や小規模なオフィスなどで利用される小型のものだけでなく、１メートル幅を超えるような大判の記録媒体への印刷が可能な大型のものまで幅広く採用されている。
【０００３】
また、記録に使うインクは、様々なものがある。例えば、顔料を有機溶剤に分散させ、有機溶剤を蒸発させることで定着する溶剤インクや、紫外線で硬化する紫外線硬化型インクや、熱によって硬化する熱硬化型インクなどがある。
【０００４】
また、インクジェット式の記録装置では、記録媒体の幅方向、すなわち主走査方向に往復移動するキャリッジに記録ヘッドを搭載し、往路と復路とで記録媒体にインクを吐出する。また、記録媒体を往復方向に直行した方向、すなわち副走査方向に搬送する。記録ヘッドを複数等分した量毎に記録媒体を搬送し、主走査方向にキャリッジを移動させながらインクを吐出し、これを繰り返して記録する。キャリッジの位置はキャリッジの移動方向に沿って設けられたリニアスケールをキャリッジに搭載したセンサーによって読取り、キャリッジの位置を取得する。一般にリニアエンコーダーと呼ばれる装置を用いている。また、記録ヘッドのノズル列の長さ相当する以上の幅の平板プラテンに記録媒体を吸着させて、記録媒体を平坦に保ち、そこへインクを吐出することで、画像を記録している。リニアエンコーダーで測定されたキャリッジの位置に基づき、平坦に保たれた記録媒体に対して、インクを吐出することで、一定の条件で画像を記録することができ、画像品質を一定以上に保っている。
【０００５】
例えば、特開２０１３−１９３３７３号号公報には、記録媒体にインクを吐出したあとに、記録媒体に対向する位置に配置されたヒーターによって、記録媒体にインクを定着させる記録装置が開示されている。この種のインクは主溶剤に水を用いるので、環境に良く、また、樹脂フィルムへの定着性も良いなどの特性から、市場から望まれている記録装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１９３３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のような記録装置では、記録媒体を高熱にするので、その熱により記録媒体が変形してしまう場合がある。変形した状態の記録媒体に画像を記録した場合に、定着前のインクが流れたり、所望の位置に着弾しなかったりすることで、画質が悪くなるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされ、記録媒体に対して加える熱を好適に調整し、記録媒体の変形を防止するインクジェットプリンターを提供することにある。
【０００９】
本発明のインクジェットプリンターは、インクを記録媒体に吐出してドットを形成する複数のノズルを備える記録ヘッドと、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録ヘッドを搭載し、前記記録媒体の前記搬送方向に交差する方向に前記記録ヘッドを往復走査するキャリッジと、前記記録ヘッドの走査方向に沿い、前記往復走査する前記記録ヘッドに対向する位置に配置され、前記記録媒体を支持するプラテンと、前記プラテンに対向する位置であって前記記録ヘッドより離れた位置に配置され、前記プラテン方向に赤外線を照射するメインヒーターと、前記プラテンに支持され、前記ヒーターによって加熱された前記記録媒体の温度を測定するメイン温度センサーと、前記メインヒーターを前記メイン温度センサーの測定温度に基づいて前記メイン温度センサーの測定対象を予め決められた温度に制御し、前記記録媒体に前記記録ヘッドからインクを吐出する制御をする制御手段と、を有し、前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記キャリッジに搭載され、前記記録媒体に記録された画像の濃度を検出する濃度センサーを有し、前記制御手段は、前記記録媒体を前記メインヒーターで所定温度に加熱し、該所定温度の前記記録媒体にテストパターンを記録し、該記録したテストパターンの濃度を検出し、該検出結果に基づいて濃度の変化量を演算し、該変化量が所定の閾値の範囲内の場合に、該所定温度を前記メインヒーターの設定温度とし、前記範囲外の場合は、該所定温度以上を前記メインヒーターの設定温度とはしない検査制御を、前記所定温度を段階的に可変して行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のインクジェットプリンターによれば、記録媒体が変形しない様に好適に加熱し、高画質の記録が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、インクジェットプリンターの構成図である。
【図２】図２は、インクジェットプリンターのブロック図である。
【図３】図３は、記録媒体の状態を説明する図である。
【図４】図４は、記録媒体の状態の検出について説明する図である。
【図５】図５は、動作を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、インクジェットプリンターの外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態について、図を参照して説明する。
図１は、インクジェットプリンターの構成を説明する図である。以下、本発明のインクジェットプリンターについて図を参照しつつ詳しく説明する。まず、図１を参照しつつ本実施形態に係るインクジェットプリンターの全体構成について説明する。図１はインクジェットプリンターの基本的な構成を示す構成図である。回転軸を有する記録媒体設置台１にロール状に巻かれた記録媒体２が設置される。記録媒体２はリアペーパーガイド３とプラテン５の間に備えられている搬送ローラー４とピンチローラー１４によって搬送され、リアペーパーガイド３、プラテン５、フロントペーパーガイド１９の上を通過し排出される。プラテン５の上部にはキャリッジ６が記録媒体２の搬送方向と直交する主走査方向に往復動作可能となるようにレール７に支持されている。キャリッジ６にはインクジェット式の記録ヘッドであるプリントヘッド２２が１つ以上搭載されており、プラテン５上の記録媒体２にインク滴を吐出する。まず、主走査方向の長さが記録媒体２よりも長い１次ヒーター８によってプリントヘッド２２から吐出され、記録媒体２に着弾した直後のインクとプラテン５上の記録媒体２を加熱することによって、インクに含まれる水分を蒸発させると共にインクを固めて記録媒体２に定着させる。次にフロントペーパーガイド１９上にインクが着弾した記録媒体２が搬送され、主走査方向の長さが記録媒体よりも長い２次ヒーター１３によってフロントペーパーガイド１９上の記録媒体２とその部分に着弾しているインクを、１次ヒーター８で加熱した温度よりも高い温度で加熱することによって、さらに水分を蒸発させると共にインクに含まれる樹脂同士が結合することで成膜し、記録媒体２に定着する。また、１次ヒーター８と２次ヒーター１３によってインクジェットプリンター内部の温度が上昇し、プリントヘッド２２の図示しないノズルプレートが乾燥するなどの弊害を防止するために、インクジェットプリンターの外壁に背面ファン１５を取付けて外気をインクジェットプリンター内に取り込むようになっている。
【００１３】
また、１次ヒーター８と２次ヒーター１３は赤外線放射式ヒーターであり、被加熱物に非接触である。また、１次ヒーター８と２次ヒーター１３は被加熱物に対する赤外線照射効率を高めるために、赤外線反射率の高いアルスター鋼鈑やステンレス材で形成されたリフレクター９ａとリフレクター９ｂが１次ヒーター８と２次ヒーター１３を覆うように設置されている。１次ヒーター８と２次ヒーター１３で加熱する温度は、１次温度センサー１０ａと２次温度センサー１０ｂによってそれぞれ１次ヒーター８と２次ヒーター１３が加熱する部分の記録媒体２の表面温度を測定し、１次ヒーター８と２次ヒーター１３への供給電力を制御することで測定箇所が所定の温度に保たれるように制御している。供給電力の制御は、例えばＯＮ、ＯＦＦ制御または供給電力の増減制御をする。また、１次温度センサー１０ａは１次ヒーター支持部材１２に、２次温度センサー１０ｂは温度センサー支持部材１７に固定されており、さらに１次温度センサー１０ａの記録媒体に対向する面と反対側の面に送風ファン２３ａ、２次温度センサー１０ｂにおける同様の箇所に送風ファン２３ｂが備えられている。また、吸気穴を有するフロントカバー２０と送風ファン２３ａを連通させる１次吸気ダクト１１と、吸気穴を有する２次ヒーターカバー２１と送風ファン２３ｂを連通させる２次吸気ダクト１６が備えられており、これらの吸気ダクトを介して外気を１次温度センサー１０ａと２次温度センサー１０ｂに送り込む仕組みになっている。また、２次温度センサー１０ｂと記録媒体２の間にある２次ヒーターカバー２１には穴１８が設けられ、２次温度センサー１０ｂは該穴１８を通して記録媒体２の表面温度を測定する。なお、１次温度センサー１０ａと２次温度センサー１０ｂ、送風ファン２３ａと送風ファン２３ｂは同一仕様のものを使用している。プラテン５上の温度すなわち記録媒体２の温度を一次ヒーター８のみならず、空気の流れを調整することによって一定に保つことができるので、高画質の記録が可能となる。
【００１４】
プラテン５に支持されている記録媒体２の測色を行う測色センサー２４がキャリッジ６に備わっている。測色センサー２４はレッド、ブルー、グリーンの３色を別々に発光し、反射光を検出することができる。
【００１５】
ジャム防止センサー５５はキャリッジ６に搭載され、記録媒体２までの距離を測定する。記録媒体２の変形量が大きく、プリントヘッド２２を傷つける恐れがある距離の場合にキャリッジ６の走査を緊急停止することでプリントヘッド２２を保護する。
【００１６】
また、このインクジェットプリンター１の１次ヒーター８は、プラテン５の上部からプラテン５の方向を熱する構造となっているので、プラテン５上の記録媒体２は、全幅に亘ってほぼ均等に加熱することができる。
【００１７】
図２は、インクジェットプリンターのブロック図である。制御回路２５はインクジェットプリンターの全体の制御を司る制御回路である。記録手段２７は、記録ヘッド２２、記録ヘッド２２を搭載するキャリッジ６、記録ヘッド２２を記録媒体２の幅方向に往復走査させる機構を含み、記録媒体２に画像を記録する手段である。記録手段２７は制御回路２５によって制御される。キャリッジ６はキャリッジ移動手段２８によって記録媒体２の幅方向に、レール７に沿って移動する。キャリッジ移動手段２８は制御回路２５によって制御される。
【００１８】
搬送手段２９は、搬送ローラー４を含み、記録媒体２を搬送させる手段である。搬送手段２９は制御回路２５によって制御される。リニアエンコーダー２６はレール７に沿って配置された不図示のリニアスケールを検出し、キャリッジ６及び記録ヘッド２２の位置を検出する。検出結果は制御回路２５に出力され、制御回路２５がキャリッジ６及び記録ヘッド２２の位置を演算する。リニアエンコーダー２６は制御回路２５によって制御される。検出された位置に応じて記録手段２７からインクを吐出することで、所望の画像を記録することができる。
【００１９】
ＲＯＭ３１は、不揮発性メモリーであり、インクジェットプリンターを制御するプログラム、初期設定値などを記憶する。制御回路２５はこのプログラムに従って動作する。ＲＡＭ３０は、制御回路２５のワークメモリー、データの一時記憶などに使うメモリーである。
【００２０】
ヒーター制御手段３２は、１次ヒーター８と２次ヒーター１３への電力供給を制御し、温度を上下させることができる。ヒーター制御手段３２は制御回路２５の制御によって動作する。
【００２１】
非接触温度センサー３３は、１次温度センサー１０ａと２次温度センサー１０ｂを含む。非接触温度センサー３３は制御回路２５の制御によって動作し、計測した温度を制御回路２５に出力する。また、１次温度センサー１０ａはプラテン５上の記録媒体２の温度を計測し、２次温度センサー１０ｂは、フロントペーパーガイド１９上の記録媒体２の温度を計測し、夫々制御回路２５に出力する。制御回路２５は取得した温度に基づいてヒーター制御手段３２を制御して、１次ヒーター８と２次ヒーター１３への電力供給を制御する。すなわち目標温度より低ければ供給電力を増やし、目標温度より高ければ供給電力を下げる制御を行う。
【００２２】
測色センサー２４は、プラテン５に支持された記録媒体２の表面の色を検出する。インクの濃度、色の彩度などの色の情報を検出することができる。測色センサー２４は制御回路２５の制御によって動作し、計測した値を制御回路２５に出力する。測色センサー２４によって取得した値に基づいて、制御回路２５は演算を行う。
【００２３】
吸着ユニット制御手段３４は、プラテン５に設けられた記録媒体２の吸引する不図示のファンを制御する手段である。記録媒体２を平板上のプラテン５に設けられた無数の吸引孔から、ファンを回すことでプラテン下に空気を吸い、負圧にし、吸引孔によって記録媒体を吸い付けることでインクの着弾面を平面状に維持する。また、吸着ユニット制御手段３４は、背面ファン１５の制御も行い、筐体内に供給する外気の量を調節することができる。これにより、筐体内の温度制御もできる。
【００２４】
ジャム防止センサー５５はキャリッジ６に配置され、キャリッジ６が走査中に記録媒体が一定量以上変形し、キャリッジ６もしくはプリントヘッド２２に接触する恐れがある場合にそれを検出し、制御回路２５に出力する。これをもって制御回路２５はキャリッジ６の走査を緊急停止し、プリントヘッド２２を保護する。例えば、ジャム防止センサー５５は、距離を測定するセンサー、ある一定距離より近い場合に反応するセンサーなどである。
【００２５】
図３は、記録媒体の状態を説明する図である。プラテン５上の記録媒体２の凹凸の状態を説明する図である。記録媒体２を許容温度以上に加熱すると、撓んでしまい、元に戻らなくなる。撓んだ状態でインクを吐出すると、凹凸に沿ってインクが流、記録画像が滲み、濃淡となって表れる。平坦部３５では、インクの滲みは無い。それに対して、凸部の頂点３７およびその斜面３６、斜面３８の部分では、インクの濃度は一定ではない。すなわち頂点３７の部分は薄く、斜面３６と斜面３８の部分もインクが流れるので薄く、斜面３６と斜面３８の基底部にインクが溜り濃くなる。これは斜面３６と平坦部３５の境の部分及び斜面３８と平坦部３９の境の部分で濃くなる。また、小凸部の頂点４１、及びその斜面４１、４２の部分でも同様に濃淡が生じるが、斜面の角度がなだらかなのでインクの濃度の差が頂点３７周辺よりは小さくなる。このような形成された画像の濃度の差が生じる。凹凸が斜面の角度が急なほど濃度の差が出やすい。これは、記録媒体２への加熱の条件によって変わる。
【００２６】
次に、図４を用いて記録媒体表面の凹凸とインクのドットの広がり及び濃度の関係について説明する。図４は、記録媒体の状態の検出について説明する図である。図４のＹ方向４３は記録媒体２の幅方向を示している。Ｚ方向４４はプラテン５上の記録媒体２の高さ方向を示している。Ｘ方向４５は記録媒体２の搬送方向を示している。頂点３７にインク滴が着弾した場合に、記録媒体２の斜面に沿ってインクが流れ、ドット４７が広がる。そのため濃度の高い部分と低い部分が生じる。同様に平坦部３９ではドット４８は、インクが斜面によって流れないので、ほぼ円形になる。また、頂点４１では、頂点３７に比べ斜面が急でないので、インクの流れが小さいものとなり、ドット４９のように広がりが小さくなる。このように、斜面の角度によってインクが流れ、ドットサイズ及び画像の濃度に差が生じる。
【００２７】
形成されたドットの一点鎖線の部分の濃度は、Ｙ方向４３と濃度４６の関係のグラフ５１に示された通りである。地肌部分の濃度５０に対して、頂点３７の前後では、斜面に沿ってインクが流れるので頂点部分の濃度が低く、流れ出た部分が高くなる。また、平坦部ではドット４８の中央部が高く周縁部が低くなる。頂点４１の前後では、斜面に沿ってインクが流れるので頂点部分の濃度が低く、流れ出た部分が高くなる。記録媒体２が扁平であったら、記録媒体２の幅方向に一定間隔でインクを吐出した場合に平坦部３９で形成さるドットの連なることになり、塗りつぶすようにベタ印刷をした場合に、濃度の変化が無い印刷ができる。しかし、記録媒体２の表面が波打っていれば、サイズと濃度の異なるドットが形成されることになり、塗りつぶすようにベタ印刷をした場合に、濃度変化のある印刷となる。この濃度変化を検出することで、すなわち、記録媒体２の表面が、平坦か否かを判断することができる。記録媒体２は１次ヒーター８の温度に応じて表面に歪みや反りが発生するので、高品質の画像を得るには、この１次ヒーター８の定着温度を記録媒体毎に正確に設定する必要がある。
【００２８】
図５は、動作を説明するフローチャートである。まずステップＳ１で、１次ヒーター８を予め決められた定着温度の初期値に昇温する。次にステップＳ２で目標温度になったか確認する。目標温度になったらステップＳ３に移行する。
ステップＳ３で、確認パターンを印刷する。これは、記録媒体２の幅方向にベタ印刷を行う。
【００２９】
ステップＳ１３で印刷時に記録媒体２の変形が所定量を超えていないか、をジャム防止センサー５５から入力した値で判断する。このとき、記録媒体２の変形量が所定量以下であればステップＳ４に進み、所定量以上である場合はステップＳ１４に進み、キャリッジを緊急停止する。その後、ステップＳ１５で制御を終了する。例えば、ジャム防止センサー５５が距離を測定するセンサーであれば、接触しそうな距離を設定しておく。例えば０．５ｍｍより近づけば危険なので停止する様に制御する。予め所定量をＲＯＭなどに記憶してそれと比較する。また、ある距離まで記録媒体２が近づいた場合に、信号を発するようなセンサーであれば、その信号を入力した場合に停止する様に制御する。
【００３０】
次にステップＳ４で、記録した確認パターンを測色する。すなわち濃度の測定を行う。測定は所定間隔毎に行う。例では１０ｍｍ毎に行っている。この所定間隔は短いほど精度が高くなるが、時間がかかるので、結果に影響ない範囲で、間隔を決定する必要がある。
【００３１】
次にステップＳ５で、測定結果をＲＡＭ３０に一時的に格納する。
次にステップＳ６で、次の測定位置に移動して、濃度を測定する。
次にステップＳ７で、測定結果をＲＡＭ３０に格納し、１回前の測色結果と比較を行う。
次にステップＳ８で、比較結果が閾値以内か判断する閾値以内であればステップＳ９、閾値を超えればステップＳ１１に移行する。
【００３２】
ステップＳ９では、記録媒体２の確認パターンの再端部まで測定したか否かを判断し、測定していなければステップＳ６に移行し、測定していればステップＳ１０に移行する。
ステップＳ１０では、現在のヒーター温度を適正値としてＲＡＭ３０に格納し、以後の画像形成の際に、この適正値を１次ヒーターの定着温度として用いる。
【００３３】
ステップＳ１１では、１次ヒーターの温度を所定値低くする。この所定値は、例えば５℃で、記録媒体２の種類に応じて最適な温度の刻みで測定する。このステップを実行するということは、記録媒体２に撓みがあり、歪みや反りで凸部が発生したことを表しているので、記録媒体２に与える熱を小さくする必要がある。また、歪みや反りで凸部が発生した温度以上の温度をヒーター温度の適正値として、設定しない処理となっている。温度を低くし、ステップＳ１２で記録媒体２を熱による歪みや反りの影響ない部分がプラテン５に載るまで搬送する。その後ステップＳ１に進み、低くした温度を目標温度として再度処理を実施する。
【００３４】
図６は、インクジェットプリンターの外観図である。インクジェットプリンターの外観図である。インクジェットプリンター５５は、筐体５４を脚部５２で支えている。脚部５２は筐体５４の下面の両端方に固定される。フロントペーパーガイド１９に沿って、フロントペーパーガイド１９と２次ヒーターカバー２１の間の隙間から、記録媒体２が矢印５３で示される方向に排出される。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、インクジェットプリンターに利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１  記録媒体設置台
２  記録媒体
３  リアペーパーガイド
４  搬送ローラー
５  プラテン
６  キャリッジ
７  レール
８  １次ヒーター
９ａ  リフレクター
９ｂ  リフレクター
１０ａ  １次温度センサー
１０ｂ  ２次温度センサー
１３  ２次ヒーター
１４  ピンチローラー
１９  フロントペーパーガイド
２２  プリントヘッド
２３ａ  送風ファン
２３ｂ  送風ファン
２４  測色センサー
【図１】
2015178262.tif 000003
【図２】
2015178262.tif 000004
【図３】
2015178262.tif 000005
【図４】
2015178262.tif 000006
【図５】
2015178262.tif 000007
【図６】
2015178262.tif 000008