(57)【要約】【課題】  記録媒体に対して非接触の加熱手段によって加熱する手段を備えるインクジェット記録装置において、記録媒体を過加熱すると反りが発生するどの問題があるので、加熱部分の温度を正確に測定し、加熱の制御をする必要がある。【解決手段】  複数の異なる位置に温度センサーを配置し、その中から測定条件に応じて最適に測定できる温度センサーを選択し、選択された温度センサーによって測定された温度に基づいて加熱手段の加熱制御を行い、好適な記録を可能にした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録媒体を支持するプラテンと、
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、前記記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復移動するキャリッジと、
前記プラテンに対向し、前記記録媒体に接触しない位置に配置され、前記記録媒体に前記記録ヘッドから吐出されて付着した前記インクを、該付着した面側から加熱する加熱手段と、
前記キャリッジに搭載され、前記記録媒体の温度を測定するメイン温度センサーと、
入力された温度に基づいて前記加熱手段の加熱を制御する温度制御手段と、
を有し、
前記メイン温度センサーは、前記キャリッジの移動方向の端部に配置され、前記メイン温度センサーが配置された側方向に前記キャリッジが移動する場合に前記記録媒体の温度を検出し、該検出された温度を前記温度制御手段に入力し、該入力された温度に基づいて前記温度制御手段が加熱手段の加熱を制御し、前記記録媒体を所定の温度に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】
前記キャリッジ外に配置され、前記プラテンに搬送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と、
前記メイン温度センサーの検出した温度か前記サブ温度センサーの検出した温度を選択する選択手段と、
をさらに有し、
前記温度制御手段は、前記選択手段によって選択された温度を入力し、該入力された温度に基づいて前記温度制御手段が加熱手段の加熱を制御し、前記記録媒体を前記所定の温度に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】
前記サブ温度センサーは、前記記録媒体の前記付着した面に対向し、前記記録媒体と接触しない位置であって、前記記録媒体に対して前記メイン温度センサーより離れた位置に配置され、前記記録媒体の表面温度を測定す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】
前記サブ温度センサーは、前記プラテンに配置され、前記プラテンの温度を測定し、該測定した温度に基づいて前記記録媒体の温度を推定する演算をし、該演算の結果を前記記録媒体の温度とす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５】
前記選択手段は、前記キャリッジが所定の位置に停止している場合は、前記サブ温度センサーで検出した温度を選択することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記選択手段は、前記記録媒体に画像を記録している場合は、前記メイン温度センサーで検出した温度を選択することを特徴とする請求項２から請求項５の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
外気を筐体内に吸入するファンをさらに備え、
前記選択手段が、前記サブ温度センサーで検出した温度を選択する場合は、前記ファンを停止することを特徴とする請求項２から請求項６の何れか１項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滴を吐出してイメージを記録媒体に記録するインクジェット記録装置に関するものである。特に、記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出した後に、記録媒体に付着したインクを加熱することで記録媒体に定着させるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、印刷データに基づいて記録ヘッドから所望のタイミングでインク滴を吐出して記録媒体表面に付着させることにより画像形成を行う構成となっている。加熱することで記録媒体に定着し乾燥する性質をもったインクを使用する場合には、記録ヘッドから吐出したインクが記録媒体に付着した直後に、ヒーターによって記録媒体及びインクを加熱する。加熱の制御は、温度センサーによって記録媒体の表面温度を測定し、測定した温度をフィードバックしてヒーターの加熱を制御する構成が採用されている。
【０００３】
ヒーターまたは、ヒーターを配置したプラテンによって記録媒体を記録面の裏側から加熱する方法があるが、記録媒体が湾曲したり皺が生じたりした場合に、接触している部分と非接触の部分とで伝熱にムラが生じ、顕著な温度差が生じ、形成された画像に色のむらなどの問題が発生する。そのため、記録媒体に接触せずに、記録面に対向する位置に赤外線照射方式の加熱装置が設置されたものがある。
【０００４】
また、記録媒体の表面温度を測定する温度センサーは、記録媒体に接触させる方式であると記録した画像に傷をつけることが危惧されるため、例えば非接触の放射温度計を用いることが一般的である。
例えば、特開２００６−２６４３２８号公報には、記録媒体の上部にヒーターを配置してインクの定着をさせるプリンターが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６４３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ヒーターの加熱を制御する場合に、記録媒体の正確な温度を取得する必要がある。熱に弱い記録媒体の場合に、加熱しすぎると皺が生じてしまう。皺が生じた記録媒体上にインクを吐出するとインクが記録媒体の表面の凹凸に応じて流れ、濃度の差が生じ、その結果、記録された画像に色むらが生じてしまう。このような問題が生じないように、記録媒体の表面の温度を正確に取得し、表面温度が一定になる様にヒーターの制御をする必要がある。非接触の温度センサーは、測定対象物からの赤外線の他に周囲からの赤外線も拾ってしまい測定誤差を生じる等の問題もある。
【０００７】
そこで本発明では、記録媒体の表面温度を正確に取得し、取得した温度に基づいてヒーターを制御するインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体にインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録媒体を支持するプラテンと、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、前記記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復移動するキャリッジと、前記プラテンに対向し、前記記録媒体に接触しない位置に配置され、前記記録媒体に前記記録ヘッドから吐出されて付着した前記インクを、該付着した面側から加熱する加熱手段と、前記キャリッジに搭載され、前記記録媒体の温度を測定するメイン温度センサーと、入力された温度に基づいて前記加熱手段の加熱を制御する温度制御手段と、を有し、前記メイン温度センサーは、前記キャリッジの移動方向の端部に配置され、前記メイン温度センサーが配置された側方向に前記キャリッジが移動する場合に前記記録媒体の温度を検出し、該検出された温度を前記温度制御手段に入力し、該入力された温度に基づいて前記温度制御手段が加熱手段の加熱を制御し、前記記録媒体を所定の温度にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のインクジェット記録装置によると、記録媒体の表面温度を好適に測定でき、その測定結果に基づいてヒーターを制御することで、記録媒体の記録面を好適に加熱でき、表面の反りや皺の防止ができ、高画質の画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、インクジェット記録装置の構成を説明する図である。
【図２】図２は、インクジェット記録装置の構成を示す概略構成図である。
【図３】図３は、インクジェット記録装置のブロック図である。
【図４】図４は、温度の測定位置を説明する図である。
【図５】図５は、動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、インクジェット記録装置の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のインクジェット記録装置について図を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、インクジェット記録装置の構成を説明する断面図である。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記録装置１の全体構成について説明する。
【００１２】
図１において、回転軸を有する記録媒体設置台２にロール状に巻かれた記録媒体３が設置される。記録媒体３はリヤペーパーガイド４とプラテン５の間に備えられている搬送ローラーとピンチローラーを備えるローラー対６によって搬送される。記録媒体３は、リヤペーパーガイド４、プラテン５、フロントペーパーガイド７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８が記録媒体３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９に支持されている。キャリッジ８には記録ヘッド１０が１つ以上搭載されており、プラテン５の上の記録媒体３にインク滴を吐出する。
【００１３】
記録媒体３の幅よりも長い１次ヒーター１１によって、記録ヘッド１０から吐出され記録媒体３に着弾した直後のインクと、プラテン５上の記録媒体３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、さらに熱によってインク中の樹脂が被膜を作る。次にフロントペーパーガイド７の上まで記録媒体３のインクが着弾した部分を搬送し、主走査方向の長さが記録媒体３よりも長い２次ヒーター１２によってフロントペーパーガイド７の上の記録媒体３と着弾しているインクを１次ヒーター１１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、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３に定着する。また、１次ヒーター１１と２次ヒーター１２によってインクジェット記録装置１の内部の温度が上昇し、記録ヘッド１０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、インクジェット記録装置１の筐体１６の背面の外壁に背面ファン１３を取付けて、外気をインクジェット記録装置１の内に取り込み冷却できるようになっている。
【００１４】
また、１次ヒーター１１と２次ヒーター１２は赤外線放射式ヒーターであり、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１４とリフレクター１５が夫々１次ヒーター１１と２次ヒーター１２を覆うように設置されている。
【００１５】
１次ヒーター１１と２次ヒーター１２で加熱する温度は、１次温度センサー１７と２次温度センサー１８によってそれぞれ１次ヒーター１１と２次ヒーター１２が加熱する部分の記録媒体３の表面温度を測定する。この測定温度を基にして１次ヒーター１１と２次ヒーター１２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。さらに、キャリッジ８にはキャリッジ温度センサー１９が搭載され、記録媒体３の表面温度を測定する。この測定温度を基にして、記録中の１次ヒーター１１の供給電力を制御する事で、記録媒体３の表面温度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。
【００１６】
図２は、インクジェット記録装置の構成を示す概略構成図である。筐体１６はインクジェット記録装置１の外装を構成する。記録ヘッド１０はインクを吐出するインクジェットヘッドである。この記録ヘッド１０はキャリッジ８に搭載され、記録媒体３の上空を往復走査する。ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色夫々のインクに対応する４台の記録ヘッド１０が、キャリッジ８に搭載されている。４色以上のカラーでもよい。記録媒体３は、平板のプラテン５に吸着されながら間欠搬送される。プラテン５に支持された記録媒体３に記録ヘッド１０からインクを吐出して画像を記録する。搬送と走査を交互に繰り返しながら所望の画像を完成させる。
【００１７】
キャリッジ８は、直線状のレール９に案内されて、記録媒体３の搬送方向に対して交差する方向に往復走査する。この例では直角方向である。キャリッジ８は、ベルト２０に固定されている。ベルト２０は１対のプーリー２１に掛け回されている。一方のプーリー２１にはモーター２２が接続され、その駆動によりレール９に沿って往復走査する。キャリッジ８の位置は、キャリッジ８の移動方向に沿って配置されたリニアスケール２３をリニアエンコーダー２４によって検出することで検出している。
【００１８】
プラテン５には、複数の吸引孔が設けられ、プラテン５の下部にあるダクト２５に連通している。ダクト２５は、吸着ファン２６に接続され、吸着ファン２６よって吸引孔から空気を吸引し、排出口２７から筐体１６の外部に排気する。
【００１９】
この図では示していないが、プラテン５の前後、紙面奥行き方向の前側には図１で示したフロントペーパーガイド７が、後側にはリヤペーパーガイド４が配置されている。また、記録ヘッド１０のインク詰まりの防止、復帰をさせるためにメンテナンスステーション２８が備わる。メンテナンスステーション２８は、記録ヘッド１０に対して離接するキャップを備え、そのキャップによってノズル面を封止してインクの乾燥を防止する。また、キャップを吸引することで、記録ヘッド１０のノズルからインクを吸引することができる。吸引することで詰まりを解消することができ、また、ノズル面を払拭するワイパーが備わり、記録ヘッド１０のメンテナンスが行われる。
【００２０】
プラテン温度センサー２９はプラテン５の温度を測定する。測定した温度はプラテン５の温度なので、そのままでは、記録媒体３の温度とはならない。記録媒体３の温度は、プラテン温度センサー２９で測定した温度から推定する演算をすることが必要になる。プラテン温度センサー２９を設置した場合は、先述した推定する演算を行うことで、図１で説明した１次温度センサー１７の代りとし用いることができる。
【００２１】
図３は、インクジェット記録装置のブロック図である。制御回路３０はインクジェット記録装置１の全体の制御を司る制御回路である。記録手段３１は、記録ヘッド１０、記録ヘッド１０を搭載するキャリッジ８、記録ヘッド１０を記録媒体３の幅方向に往復走査させる機構を含み、記録媒体３に画像を記録する手段である。記録手段３１は制御回路３０によって制御される。キャリッジ８はキャリッジ移動手段３２によって記録媒体３の幅方向に、レール９に沿って移動する。キャリッジ移動手段３２は制御回路３０によって制御される。キャリッジ移動手段３２はベルト２０、プーリー２１、モーター２２を含む。
【００２２】
搬送手段３３は、搬送ローラーとピンチローラーを含むローラー対６を含み、記録媒体３を搬送させる手段である。搬送手段３３は制御回路３０によって制御される。リニアエンコーダー２４はレール９に沿って配置されたリニアスケール２３の目盛を検出し、キャリッジ８、記録ヘッド１０、キャリッジ温度センサー１９の位置を検出する。検出結果は制御回路３０に出力され、制御回路３０がキャリッジ８、記録ヘッド１０、キャリッジ温度センサー１９の位置を演算し、その位置を把握することができる。リニアエンコーダー２４は制御回路３０によって制御される。検出された位置に応じて記録手段３１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。また、キャリッジ温度センサー１９の位置が分かるので、所望の位置で記録媒体３の表面温度を測定できる。
【００２３】
ＲＯＭ３５は、不揮発性メモリーであり、インクジェット記録装置１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３０はこのプログラムに従って動作する。ＲＡＭ３４は、制御回路３０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。
【００２４】
ヒーター制御手段３６は、１次ヒーター１１と２次ヒーター１２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３６は制御回路３０の制御によって動作する。
【００２５】
１次温度センサー１７と２次温度センサー１８は非接触の温度センサーであり、制御回路３０の制御によって動作し、計測した温度を制御回路３０が取得する。また、１次温度センサー１７はプラテン５上の記録媒体３の温度を計測し、２次温度センサー１８は、フロントペーパーガイド７上の記録媒体３の温度を計測し、夫々制御回路３０に出力する。制御回路３０は取得した温度に基づいてヒーター制御手段３６を制御して、１次ヒーター１７と２次ヒーター１８への電力供給の制御をする。予めＲＯＭ３５に記憶している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。
【００２６】
キャリッジ温度センサー１９は、プラテン５またはプラテン５上の記録媒体３の温度を測定する。キャリッジ８を移動させることで、キャリッジ８の移動範囲の任意の位置で温度を測定することができる。キャリッジ温度センサー１９は制御回路３０の制御によって動作し、計測した温度を制御回路３０に出力する。キャリッジ温度センサー１９によって取得した温度に基づいて、１次ヒーター１１への電力出力を可変して記録媒体３の表面温度が目標温度になるように制御する。
【００２７】
１次温度センサー１７は記録前の記録媒体３の温度を測定し、１次ヒーター１１の加熱制御の基となる温度を測定するサブ温度センサーとして、また、キャリッジ温度センサー１９は記録中の記録媒体の温度を測定し、１次ヒーター１１の加熱制御の基となる温度を測定するメイン温度センサーとして用いる。
【００２８】
吸着ユニット制御手段３７は制御回路３０によって制御され、プラテン５に設けられた記録媒体３を吸引する図２で示した吸着ファン２６を制御する手段である。記録媒体３を平板上のプラテン５に設けられた無数の吸引孔から、吸着ファン２６を回すことでプラテン５の下に空気を吸い、負圧にし、吸引孔によって記録媒体３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３７は、図１で示した背面ファン１３の制御も行い、筐体１６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１６内の温度制御もできる。
【００２９】
１次温度センサー１７の代りに、プラテン温度センサー２９を用いる場合は、プラテン温度センサー２９で測定した温度を制御回路３０が取得し、記録媒体３の温度を推定する演算を行う。記録媒体３の種類や厚みによって熱抵抗が異なる。予め記録媒体３の種類と厚みに応じた補正値を関連付けてＲＯＭ３５に記憶させておく。使用される記録媒体３を入力することで、補正値を取得し、測定した温度にこの補正値を用いて補正する演算を行い、記録媒体３の温度を推定する。求めた温度を用いて、他の制御処理を行う。記録媒体３がプラテン５から浮くなどした場合に、誤差が生じる可能性がある。後述するが、メインとサブの２段階の温度制御をすることで正確に１次ヒーター１１の加熱制御ができる。
【００３０】
図４は、温度の測定位置を説明する図である。キャリッジ８はプラテン５上空を往復走査する。すなわちキャリッジ８は、メンテナンスステーション２８の位置に破線で示したキャリッジ４３から、プラテン５を間に置いて破線で示したキャリッジ４２の位置の間を往復走査できる。１次温度センサー１７の測定位置４１は記録媒体３の中央の位置であり、この位置は固定されている。また測定位置４１は、キャリッジ温度センサー１９の測定位置と重なる場所でもよい。またキャリッジ８に搭載されているキャリッジ温度センサー１９は、キャリッジ８の移動範囲の任意の位置で温度を測定できる。また、図中の矢印は記録媒体３の搬送方向である。記録媒体３上の記録エリア４０で示された位置に、１回の走査で記録ヘッド１０からインクを吐出できる。キャリッジ温度センサー１９は、この記録エリア４０に対して記録媒体３の搬送方向の上流側に配置し、記録前の記録媒体３の表面温度を測定する。記録エリア４０上の温度測定も可能であるが、記録エリア４０上を測定する様に配置すると、吐出直後のインクが蒸発した成分やインクミストで温度測定の誤測定する可能性がある。着弾したインクにより温度低下も考えられ、誤測定する可能性がある。また、インクミスト等により汚れる可能性もある。
【００３１】
図５は、動作を説明するためのフローチャートである。１次ヒーター１１を制御して記録媒体３の表面温度を一定の温度に維持する動作を説明する。
まずステップＳ１で、ヒーター制御手段３６を制御して１次ヒーター１１を加熱する。１次温度センサー１７によって温度を測定しながら、予め決められた温度になるように加熱する。例えば、６０℃になるように加熱する。ステップＳ２では、目標温度になったか否かを判断し、なっていなければ加熱をし、なっていれば次のステップＳ３に移行する。最初の段階では、１次温度センサー１７の測定温度に基づいて制御する。このときキャリッジ８はメンテナンスステーション２８に待機している。好ましくは、このときに背面ファン１３と吸着ファン２６を停止させて、外気を筐体１６内に入れないようにすることで温度低下を防ぎ、昇温を早める。
【００３２】
ステップＳ３で、背面ファン１３と吸着ファン２６を動作せる。この時、温度低下するので、ヒーター制御手段３６によって、１次ヒーター１１にかける電力を所定量大きくする。この所定量大きくするための値は、予め実験などによって求め、初期値としてＲＯＭ３５に値を記憶させておく。次にステップＳ４で、記録媒体３を搬送する。
【００３３】
次にステップＳ５でキャリッジ８を移動させて、キャリッジ温度センサー１９によって記録媒体３の表面温度を測定する。好ましくは、キャリッジ温度センサー１９が配置されている側にキャリッジ８が移動しているときだけ温度測定をする。キャリッジ８によって１次ヒーター１１からの熱を遮り、記録媒体３の温度が低下してしまい、正確な温度を測定できないからである。また、キャリッジ温度センサー１９の測定温度を用いるか、１次温度センサー１７の測定温度を用いるかは、上述のように選択されることになる。すなわち、記録前に所定の温度に記録媒体３を昇温させる必要があるが、キャリッジ８を頻繁に移動させることは昇温の妨げになりあまり好ましくない。そのため、記録媒体３の温度が上がるまでは、距離が離れた分測定精度が劣る１次温度センサー１７の測定温度を用い、記録中は測定精度の高いキャリッジ温度センサー１９の測定温度を選択して制御することをする。１次温度センサー１７の測定温度とキャリッジ温度センサー１９の測定温度を選択する一種の選択手段を構成する。
【００３４】
次にステップＳ６では、キャリッジ温度センサー１９の測定値を用いて、記録媒体３の表面温度が目標温度になるように、ヒーター制御手段３６を制御する。キャリッジ温度センサー１９の測定は複数個所行い平均値を演算して制御に用いることが好ましい。ステップＳ７では、目標温度になっているか確認し、目標温度になっていなければ温度制御を続けるためにステップＳ６に移行し、目標温度になっていればステップＳ８に移行する。
【００３５】
ステップＳ８では、記録媒体３に画像を記録する。記録しながら記録媒体３の温度を測定する。次に、ステップＳ９で、画像記録が全て終了したか否かを判断し、画像記録が終了していれば処理を終了させ、画像記録が終了していなければステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、記録中に測定したキャリッジ温度センサー１９の値を基にヒーター制御手段３６で１次ヒーター１１を制御する。
【００３６】
図６は、インクジェット記録装置の外観図である。インクジェット記録装置１は、筐体１６を脚部４４で支えている。脚部４４は筐体１６の下面の両端方に固定される。フロントペーパーガイド７に沿って、フロントペーパーガイド７と２次ヒーター１２が配置されているカバー４６との間の隙間から、記録媒体３が矢印４５で示される方向に排出される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
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】
【００３８】
１  インクジェット記録装置
２  記録媒体設置台
３  記録媒体
４  リヤペーパーガイド
５  プラテン
６  ローラー対
７  フロントペーパーガイド
８  キャリッジ
９  レール
１０  記録ヘッド
１１  １次ヒーター
１２  ２次ヒーター
１７  １次温度センサー
１８  ２次温度センサー
１９  キャリッジ温度センサー
【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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