(57)【要約】【課題】種々の普通紙に対してインクの滲みや濃度ムラのない鮮明な画像が得られるインクジェット記録装置を提供することである。【解決手段】インクジェット記録装置１は、インクを吐出して用紙Ｐに画像を記録する記録ヘッド３０と、記録ヘッド３０よりも用紙搬送経路５上流側に配設され印刷前の用紙Ｐの透気度を測定する用紙透気度測定部材６と、用紙透気度測定部材６より得られた測定結果に基づいて記録ヘッド３０からのインクの吐出量を制御するインク吐出量調整手段と、透気度の値が複数のレベルに区分けされた透気度レベルとそれぞれの透気度レベルに対応したインクの吐出量とを記憶した記憶部とを備え、インク吐出量調整手段が、記録ヘッド３０からのインクの吐出量を、前記測定結果が属する透気度レベルに対応したインクの吐出量に制御する構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドからインクを吐出して用紙に画像を記録するインクジェット記録方法において、
前記記録ヘッドよりも用紙搬送経路上流側に配設された用紙透気度測定部材で用紙の透気度を測定し、該測定結果に基づいて前記記録ヘッドからのインクの吐出量を決定することを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項２】
前記測定結果の値が小さい程、単位面積当たりの前記記録ヘッドからのインクの吐出量を少なく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方法。
【請求項３】
予め透気度レベルとして透気度の値が複数のレベルに区分けされており、それぞれの透気度レベルに対応してインクの吐出量が設定されており、
前記記録ヘッドからのインクの吐出量を、前記測定結果が属する透気度レベルに対応したインクの吐出量に決定することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録方法。
【請求項４】
前記透気度レベルが低い程、インクの吐出量は少なく設定されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録方法。
【請求項５】
インクを吐出して用紙に画像を記録する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドよりも用紙搬送経路上流側に配設され印刷前の用紙の透気度を測定する用紙透気度測定部材と、
該用紙透気度測定部材より得られた測定結果に基づいて前記記録ヘッドからのインクの吐出量を制御するインク吐出量調整手段と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記インク吐出量調整手段は、前記測定結果の値が小さい程、単位面積当たりの前記記録ヘッドからのインクの吐出量を少なくすることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
透気度の値が複数のレベルに区分けされた透気度レベルと、それぞれの透気度レベルに対応したインクの吐出量とを記憶した記憶部を備え、
前記インク吐出量調整手段は、前記記録ヘッドからのインクの吐出量を、前記測定結果が属する透気度レベルに対応したインクの吐出量に制御することを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記透気度レベルが低い程、インクの吐出量は少なく設定されていることを特徴とする請求項７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、インクジェット記録方法及びインクジェット記録装置に関し、詳しくは、インクの滲みや濃度ムラを抑制するインクジェット記録方法及び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、記録ヘッドに形成された多数のノズルからインク滴を吐出して用紙に文字等の画像を記録するものであり、普通紙に直接記録することができること、ノンインパクト方式であることから騒音が少ないこと、多色のインクを使用することにより容易にカラー画像の記録ができること等の種々の利点を有している。
【０００３】
そして、インクジェット記録方法には、種々のインク吐出方式、例えば静電吸引方式、圧電素子を用いてインクに機械的振動又は変位を与える方式、インクに熱エネルギーを作用させる方式等がある。これらの方式によりインク滴を発生及び飛翔させ、それらの一部もしくは全部を用紙に付着させて記録する。
【０００４】
ところが、インクジェット記録方法はインク滴を用紙に吐出するため、用紙に付着したインクが滲みやすく、濃度ムラも生じやすいという問題がある。特に網点や写真等の絵柄画像のようにその画像領域全体に多くのインクが吐出されるような場合にはインクの滲みや濃度ムラがより顕著となり、鮮明な画像が得難くなる。
【０００５】
そこで、高画質化を目的として、表面がコート剤で覆われたコート紙が用いられている。また、普通紙でも高画質化を実現するために、非イオン界面活性剤を含んだインクを用いることも提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２４１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コート紙を用いれば高品位の画像を得ることはできる。しかしながら、普通紙は生産国やメーカーによって様々な紙質を有している。インクの滲み方は紙質の違いによって大きく異なるため、特許文献１のようにインクの組成を換えるだけで種々の普通紙に対応することは難しい。
【０００７】
この問題に対応するため、例えば、用紙の密度を測定し、その結果に応じてインクの吐出量を制御する手法がある。普通紙においては用紙の繊維密度と比較して填料の比重が大きいので、填料が用紙の密度に与える影響が大きい。従って、用紙の密度は添加剤（填料やサイズ剤）の量で大きく変化する。しかし、インクの滲み方は用紙の透気度の影響を大きく受けるので、用紙の密度に応じてインクの吐出量を制御すると、用紙の透気度は変わらない場合でも添加剤の量が変わるとインクの吐出量が変化するため、良好な画像を得ることができない場合がある。
【０００８】
本発明は、種々の普通紙に対してインクの滲みや濃度ムラのない鮮明な画像が得られるインクジェット記録方法を提供することを目的とする。また、そのインクジェット記録方法を用いたインクジェット記録装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、記録ヘッドからインクを吐出して用紙に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記記録ヘッドよりも用紙搬送経路上流側に配設された用紙透気度測定部材で用紙の透気度を測定し、該測定結果に基づいて前記記録ヘッドからのインクの吐出量を決定するインクジェット記録方法を提供する。
【００１０】
上記のインクジェット記録方法において、インクの滲みや濃度ムラをなくす観点からは、前記測定結果の値が小さい程、単位面積当たりの前記記録ヘッドからのインクの吐出量を少なくすることが望ましい。
【００１１】
また、予め透気度レベルとして透気度の値を複数のレベルに区分けし、それぞれの透気度レベルに対応してインクの吐出量を設定しておき、前記記録ヘッドからのインクの吐出量を、前記測定結果が属する透気度レベルに対応したインクの吐出量に決定するようにしてもよい。
【００１２】
なお上記のインクジェット記録方法において、インクの滲みや濃度ムラをなくす観点からは、前記透気度レベルが低い程、インクの吐出量は少なく設定することが望ましい。
【００１３】
また本発明は、インクを吐出して用紙に画像を記録する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドよりも用紙搬送経路上流側に配設され印刷前の用紙の透気度を測定する用紙透気度測定部材と、該用紙透気度測定部材より得られた測定結果に基づいて前記記録ヘッドからのインクの吐出量を制御するインク吐出量調整手段と、を備えたインクジェット記録装置を提供する。
【００１４】
上記のインクジェット記録装置において、インクの滲みや濃度ムラをなくす観点からは、前記インク吐出量調整手段は、前記測定結果の値が小さい程、単位面積当たりの前記記録ヘッドからのインクの吐出量を少なくすることが望ましい。
【００１５】
上記のインクジェット記録装置に更に、透気度の値が複数のレベルに区分けされた透気度レベルと、それぞれの透気度レベルに対応したインクの吐出量とを記憶した記憶部を備え、前記インク吐出量調整手段は、前記記録ヘッドからのインクの吐出量を、前記測定結果が属する透気度レベルに対応したインクの吐出量に制御するようにしてもよい。
【００１６】
なお上記のインクジェット記録装置において、前記透気度レベルが低い程、インクの吐出量は少なく設定することが望ましい。
【００１７】
ここで用紙の透気度とは、用紙の多孔性構造を示す尺度であり、用紙の一定面積を一定容積の空気が通過するのに要する時間で表される。この値が小さい程用紙は多孔性であり、インクが滲みやすいといえる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、測定した透気度に基づいて最適な量のインクを吐出することにより、種々の普通紙に対してインクの滲みや濃度ムラのない鮮明な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明者は、普通紙など表面にインク受容層をもたない用紙におけるインクの滲みや濃度ムラの原因の一つが用紙の繊維の気密性にあることに着目した。用紙の気密性は透気度で表すことができる。そこで本発明者は、用紙の透気度に対応してインクの吐出量を制御することを考え、本発明をなすに至った。以下、本発明を図に基づいて説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本発明のインクジェット記録装置の要部模式図である。インクジェット記録装置１は、図面右方に用紙Ｐが収納された給紙カセット２０を配設した用紙収納部２と、図面左方に用紙を搬送しつつ画像の記録を行う記録部３と、図面左方に排出された用紙Ｐを載置する排紙トレイ４と、複数のローラによって給紙カセット２０から排紙トレイ４まで用紙Ｐを搬送する用紙搬送経路５と、記録部３と給紙カセット２０との間に配設された用紙透気度測定部材６とを備えている。
【００２１】
記録部３は、画像の記録を行う記録ヘッド３０と、記録ヘッド３０にインクを供給するインクカートリッジ（不図示）とを備えている。記録ヘッド３０は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色のヘッドを備えている。各ヘッドは、インクを吐出する多数のノズル（不図示）と、各ノズルのインクの上流側に配設された加圧室（不図示）と、加圧室に加圧する圧電素子（不図示）とを備えている。
【００２２】
このような構成の記録ヘッド３０において、所定の圧電素子に駆動信号が与えられてその圧電素子が駆動すると、加圧室の一部を構成している振動板（不図示）が振動して加圧室内部のインクが加圧され、それによってインク滴がノズルから吐出され、用紙に画像が記録される。
【００２３】
用紙透気度測定部材６としては、例えば、ＪＩＳなどに定められたガーレーデンソメータやそれを改良したものを用いることができる。用紙透気度測定部材６を設ける箇所としては、記録ヘッド３０よりも用紙搬送経路上流側であれば特に限定はない。
【００２４】
図２は、用紙透気度測定部材６の透過図である。用紙透気度測定部材６はガーレーデンソメータを改良したものである。すなわち、用紙透気度測定部材６は図２に示すように、軽スピンドル油６０を規定量だけ満たした外筒（シリンダ）６１と、この外筒６１中を自由に上下滑動できる内筒（ピストン）６２と、外筒６１の下に取り付けられたゴム製の上側圧接体６３と、用紙Ｐを介して上側圧接体６３に圧接するゴム製の下側圧接体６４とを備えてなる。
【００２５】
上側圧接体６３はリング状である。下側圧接体６４は有底リング状であって、２つの水平な貫通孔６４ａ・６４ａが設けられている。上側圧接体６３及び下側圧接体６４は上下移動式になっており、進入してきた用紙Ｐを圧接するようになっている。下側圧接体６４の貫通孔６４ａ・６４ａは空気排出用の孔である。
【００２６】
内筒６２の周壁上部には発光センサ６５が設けられている。また、外筒６１の上端から上方へ突出して外筒６１と一体に設けられた突出壁６１ａには、発光センサ６５と向き合うように上側受光センサ６６及び下側受光センサ６７が取り付けられている。上側受光センサ６６と下側受光センサ６７との距離は内筒６２がその内部の空気を１００ｃｃ押し出すのに要する内筒６２の移動距離に等しくなるように設定されている。
【００２７】
次に、用紙透気度測定部材６の使用法を説明する。上側圧接体６３と下側圧接体６４とで用紙Ｐを挟み込むと、内筒６２が５６７±１．０ｇの一定押圧力で内部空気を下方へ押す。この空気は矢印のように、上側圧接体６３から用紙Ｐを通過して下側圧接体６４へ進み、下側圧接体６４の貫通孔６４ａ・６４ａから外部へ押し出される。空気が１００ｃｃ押し出されると、内筒６２の発光センサ６５は上側受光センサ６６に向き合った位置から下側受光センサ６７に向き合った位置まで移動する。この移動に要した時間を測定する。その時間を秒で表した値が用紙Ｐの透過度である。
【００２８】
図３は、インクジェット記録装置１の主要な制御構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置１は、パソコン等の外部機器から入力された画像データによって動作するようになっている。
【００２９】
制御部７は、ＣＰＵ７０、記憶部７１、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部７２等から構成され、ＣＰＵ７０の内部クロックに同期してそれらの動作が制御されるようになっている。
【００３０】
ＣＰＵ７０は、記録制御部７３と、機構制御部７４とを有しており、これら記録制御部７３と機構制御部７４とは互いに同期して制御動作を行うようになっている。記録制御部７３は、インク吐出量調整手段７５を備えている。
【００３１】
記憶部７１は、インクジェット記録装置１の動作を制御するプログラムが格納されたＲＯＭや一時的にデータを保管するＲＡＭ等から構成されており、ＣＰＵ７０はこのＲＯＭに格納された制御プログラムに基づいて装置全体の動作を制御する。
【００３２】
そして記憶部７１には、透気度の値が複数のレベルに区分けされた透気度レベルと、それぞれの透気度レベルに対応したインクの吐出量とが記憶されている。例えば、表１のようなデータが記憶されている。インクジェット記録装置１は、この表１を参照して測定した用紙の透気度からインクの吐出量を決定する。表１の詳細な内容については後述する。
【００３３】
【表１】
2008023842.tif 000003
【００３４】
インターフェース部７２は、パソコン等の外部機器から入力されたデータを受信するもので、画像データを記録制御部７３に、用紙サイズ等のデータを機構制御部７４にそれぞれ出力するようになっている。
【００３５】
記録制御部７３は、入力された画像データをＣＰＵ７０の制御動作に基づいて記憶部７１に一旦保存するとともに、記憶部７１から読み出した画像データを各色成分に応じて記録ヘッド３０の所定の駆動回路３０ａにシリアル送信する。
【００３６】
また記録制御部７３は、用紙透気度測定部材６から用紙の透気度の測定結果を受け取り、その測定結果が記憶部７１に記憶されている表１のどの透気度レベルに属するか判定し、該当する透気度レベルに対応したインク吐出量に決定し、インク吐出量調整手段７５に決定したインク吐出量を伝送する。
【００３７】
駆動回路３０ａは、１つのノズル毎に設けられており、それぞれラッチ部を有するとともに、各ヘッド内の適所に配置されている。そして、受信した、例えば、１ライン分の画像データを一旦ラッチし、パラレル信号に変換する。記録制御部７３は、駆動回路３０ａで変換されたパラレル信号を各ヘッドの対応する圧電素子３０ｂにパルス駆動信号として出力し、ノズルからのインク滴の吐出量を制御する。上記１ライン分の画像データは、所定周期で順次伝送され、これによって二次元の画像の記録が行われる。
【００３８】
機構制御部７４は、インクジェット記録装置１の適所に設けられている位置センサ（不図示）等の複数の検知手段８からの検知信号に基づき、駆動回路９を介して用紙搬送経路５などに設けられた各駆動モータ（不図示）を駆動する。駆動回路９は、電源部、トランジスタ等の所定の電子部品を含む電子回路等から構成され、機構制御部７４からの指示を受けて所定の駆動信号を生成出力するものである。
【００３９】
インク吐出量調整手段７５は、全てのノズルの駆動回路３０ａを駆動させ、全てのノズルからインクを吐出させたり、いくつかのノズルの駆動回路３０ａを駆動させ、それらのノズルからインクを吐出させたりして、インクの吐出量を総量的に調整するようにしたものである。即ち、このインク吐出量調整手段７５は、所定のノズルからインクの吐出を停止してインクの吐出されるノズルを間引くことによりインク吐出量を調整するようにしたものである。
【００４０】
またインク吐出量調整手段７５は、上記の制御によってインク吐出量を調整する換わりに、各ノズルから吐出されるインクの吐出量を少なくすることによってインクの吐出量を調整するようにしてもよい。即ち、記録ヘッド３０の各加圧室に対応して設けられた圧電素子に印加される駆動信号の大きさ（電圧値）を複数段に切り替えられるようにし、電圧値を小さくした場合には圧電素子の振動が小さくなってインクの吐出量が少なくなるようにしておく。これにより、ノズルからのインクの吐出量を減少させることができる。
【００４１】
そしてインク吐出量調整手段７５は、記録制御部７３が決定したインク吐出量になるように、上記のような手法で制御する。
【００４２】
上記のように構成されたインクジェット記録装置１は次のように動作する。印刷開始の指示があると、用紙Ｐは、給紙カセット２０から用紙搬送経路５に搬送され、用紙透気度測定部材６で透気度が測定され、続いて記録部３に搬送され、外部機器から送信されてきた画像データに基づいてインクの吐出により画像が記録され、その後排紙トレイ４に排出される。ここで、透気度が測定された後インクが吐出されるまでの間に、測定した透気度に基づいて制御部７が最適なインク吐出量を決定する。そして記録ヘッド３０は用紙Ｐに対して最適な量のインクを吐出する。
【００４３】
なお、用紙透気度測定部材６が透気度を測定する頻度は、印刷の品質面からは、用紙１枚毎に行い、且つ各用紙の複数箇所の透気度を測定するのが最も望ましい。しかし、そのためには印刷に時間が掛かる。そこで印刷速度を考慮すれば、透気度の測定は、用紙１枚に付き１箇所の測定にしたり、何枚かの印刷毎にしたり、給紙カセット２０をセットし直した際の最初の印刷時だけにしたり、その日の最初の印刷時だけにしたりして、許容範囲内で測定頻度を少なくしてもよい。この透気度を測定する頻度は、予めインクジェット記録装置１に１パターンだけ登録しておいてもよいし、複数パターン登録しておきユーザが選択したり、複数パターン登録しておきインクジェット記録装置１が自動で選択するようにしてもよい。
【００４４】
次に、透気度とインク吐出量との関係について説明する。インクの組成は、Ｃ．Ｉ．フードブラック２が３ｗｔ％、分散剤（スチレン−アクリル共重合体）が１．５ｗｔ％、グリセリンが１５ｗｔ％、エチレングリコールが５ｗｔ％、サーフィノール４６５が０．８ｗｔ％、２−ピロリドンが５ｗｔ％、純水が残量であるものを用いる。
【００４５】
上記のインクを用いて透気度とインク吐出量との最適な関係を見つけるため以下のような実験を行った。用紙は透気度が異なる市販の３種の用紙（Ａ〜Ｃ）を用いた。この３種の用紙の透気度を用紙透気度測定部材６を用いて測定した結果、Ａ用紙の透気度は４．０秒、Ｂ用紙の透気度は１４．０秒、Ｃ用紙の透気度は２３．０秒であった。
【００４６】
これらＡ〜Ｃ用紙と様々なインク吐出量とを組み合わせてインクジェット記録装置１にて印刷し、その結果を評価した。その結果の中から参考になる５つのサンプルを表２に示す。フェザリング（滲み）及び濃度ムラの評価は目視で行い、特に良好なものを◎とし、良好なものを○、やや難があるものを△、難があるものを×とした。なお、インク吐出量は１ドット当たりの量を示している。
【００４７】
【表２】
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【００４８】
サンプル１は、透気度の値が最小の用紙とインク吐出量が最少の組み合わせである。サンプル２は、透気度の値が中間の用紙とインクの吐出量が中間の組み合わせである。サンプル３は、透気度の値が最大の用紙とインク吐出量が最大の組み合わせである。サンプル４は、透気度の値が最小の用紙とインク吐出量が中間の組み合わせである。サンプル５は、透気度の値が最大の用紙とインク吐出量が最少の組み合わせである。
【００４９】
表２の結果からわかるように、サンプル１〜３がインクの滲みと濃度ムラと両方とも良好又は特に良好であり、サンプル４、５はインクの滲み又は濃度ムラに難があった。サンプル４は透気度に対してインクの吐出量が多すぎたため、滲みや濃度ムラが生じたものと考えられる。サンプル５は透気度に対してインクの吐出量が少なすぎたため、滲みは生じなかったが濃度ムラが生じたものと考えられる。
【００５０】
これらの結果から最適なインク吐出量を決定したのが表１である。表１に示すように、透気度が１０秒未満のレベルの場合はインク吐出量を１６ｐｌとしている。これはサンプル１の実験結果を参考に決定した。また、透気度が１０〜２０秒のレベルの場合はインク吐出量を２０ｐｌとしている。これはサンプル２の実験結果を参考に決定した。また、透気度が２０秒以上のレベルの場合はインク吐出量を２５ｐｌとしている。これはサンプル３の実験結果を参考に決定した。インクジェット記録装置１は表１に基づいてインクの吐出量を制御することにより、種々の普通紙に対してインクの滲みや濃度ムラのない鮮明な画像を実現することができる。
【００５１】
なお、透気度の値に対する最適なインクの吐出量は表１に限定されることはなく、透気度の値が小さい程、単位面積当たりのインクの吐出量が少なければよい。例えば、表１のレベル分けを更に多くしたり、透気度の値に１対１に対応してインクの吐出量を定めてもよい。何れの場合も表１のように整理して記憶部７１に記憶させておけばよい。そうすることによって、種々の普通紙に対してインクの滲みや濃度ムラのない鮮明な画像を実現することができる。
【００５２】
また、上記の実施形態ではインクジェット記録装置１はパソコン等の外部機器から送信された画像データに基づき画像を用紙に記録するようにしたプリンタとしての機能を有するものであるが、コピー機としての機能を有するものとすることもできる。この場合は、画像読み取り部を設ければよい。
【００５３】
更に、上記のインクジェット記録装置１はファクシミリ機能を有するものとすることもでき、この場合は、画像読み取り部と、読み取った画像を送信する送信部と、画像を受信する受信部と、送受信する画像データを記憶する記憶部とを設ければよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、インクジェット記録装置に利用でき、インクジェット記録装置としては、例えば、プリンタ、コピー機、ファクシミリ、それらの複合機などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の要部模式図である。
【図２】本発明の用紙透気度測定部材の透過図である。
【図３】本発明のインクジェット記録装置の主要な制御構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    インクジェット記録装置
５    用紙搬送経路
６    用紙透気度測定部材
３０    記録ヘッド
７１    記憶部
７５    インク吐出量調整手段
【図１】
2008023842.tif 000005
【図２】
2008023842.tif 000006
【図３】
2008023842.tif 000007