(57)【要約】【課題】  サテライトインクによる風紋状の画質劣化を防ぎ、高速高画質印刷を実現する。【解決手段】  複数の吐出部を並べて一つの吐出装置を形成し、さらにそれらを複数並列に配置した画像形成ユニットにあって、そこから吐出される画像形成上適さないインク滴を選択的に排除または拡散させるための風を送るための風送り機構を記録ユニット上に有し、記録ユニットの吐出部から吐出されるインクの吐出間隔と記録体の相対速度に応じて風送り機構を制御することを特徴とする画像形成装置。【選択図】  図１
2005271557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク等を吐出して画像を形成する装置において、複数の吐出部を並べて一つの吐出装置を形成し、さらにそれらを複数並列に配置して、吐出部の配列方向に対して垂直にシリアルに移動しながら、記録メディアを一定距離送りながら画像を形成する複数のまたは、少なくとも一つ以上の画像形成ユニットにあって、そこから吐出されるインク等で画像を形成するときに吐出されるインク等のなかで、画像形成上適さないインク滴を選択的に排除または拡散させるための風を送るための風送り機構を有し、その風送り機構は記録ユニット上に有し、風速、風量を制御する御装置を有し、記録ユニットの印字動作に伴って移動する記録ユニットの吐出部から吐出されるインクの吐出間隔と記録体の相対速度に応じて風送り機構を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記請求項１に記載の画像形成装置であって画像形成ユニットの移動速度の制御に連動して風送り機構を制御し、移動速度に応じて風速、風量を可変制御することを特徴とする画像形成装置、または画像形成方法。
【請求項３】
上記請求項２に記載の画像形成装置であって、ユニットの移動速度に連動して風送り機構を制御し、記録ユニットが非印字状態での画像形成装置のメンテナンス動作、記録準備動作時には風速、風量を停止するよう制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
上記請求項１記載の画像形成装置であって、複数の吐出装置によって記録ユニットを形成するときに、吐出装置によって吐出間隔が違う場合、吐出間隔の短い吐出装置に連動して風速、風量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主にインクジェット記録装置、及び記録方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンター、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、画像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板等の記録体上にドットパタ−ンからなる画像を記録していくように構成されている。前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サ−マル式、レ−ザ−ビ−ム式等に分けることができ、そのうちのインクジェット式（インクジェット記録装置）は、記録ヘッドの吐出口からインク（記録液）滴を吐出飛翔させ、これを被記録材に付着させて記録するように構成されている。
【０００３】
インクジェットの記録方法としては、ノズルを複数並べて配置して記録体の搬送方向に対して直角に往復しながら印刷していくプリンターが一般的である。
【０００４】
このシリアルスキャン方式の記録装置の記録速度を上げようとすると、ノズルを搬送方向に多く並べて長尺化していく方法と、ノズルからのインクの吐出周波数を短くして、スキャンスピードを高速にする方法が一般的である。
【０００５】
また、カラーインクジェットプリンターでは複数のチップをいくつかまとめたもので一つのヘッドユニットを形成し、複数のチップから同時にインクを吐出することでカラー印刷を実現している。カラー印刷用のヘッドの各チップの色の配置は印刷時の各色の混色時における発色性や記録体上でのブリーディング、インクの特性などを加味して決定される。
【０００６】
上記インクジェット方式では記録される印刷方式では画像形成に寄与するインク滴の他に画像形成に寄与しない極小滴のインクミストが発生し、画像品位を下げてしまうことがあった。
【０００７】
インクミストに対し、送風手段によって記録媒体の未記録領域にインクミストを分散させて画像品位を防止する提案がなされている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平６−１６６１７３号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記インクジェット方式では記録される印刷方式では画像形成に寄与するインク滴の他に画像形成に寄与しない極小滴のインクミストや、画像形成には寄与するが画像品位を下げてしまうインクミストよりやや大きいサテライトインクといったものが発生する。インクミストについては回収の手法が過去いくつもの発明がなされている。サテライトインクはキャリッジの移動による空気の乱流に乗って画像形成中のメディアに風紋のような跡を残す。このサテライトインクはキャリッジの移動によって起こる乱流によりやや規則的な形を残す。このためこの風紋は比較的濃度の低い領域で目に付くようになる。これらを解決するためには本体上ファンを配置しても効果なく、従来のようなミスト吸引手段においても軽減できる効果はない。また、サテライトインクは筆者らの検討により、記録ユニットのノズルから連続的に吐出されるインク滴の吐出間隔時間によって量が変化することが認められている。すなわち吐出間隔が短いほうがサテライトインク滴が多く、吐出間隔が長いほうがサテライトインクが少なくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
サテライトはインク主滴に対して後から発生し、主滴より吐出速度が遅いことがすでに知られている。そこで主滴が印刷媒体に到達しながらも、サテライトインクミストが印刷媒体に到達できないあるいはその規則的な風紋状の模様を破壊し、特定の模様にならないように拡散させることが効果的である。そのために吐出ユニットの吐出口と印刷媒体上の空間に風を送ってサテライトを拡散させればよい。しかし拡散させるためには所定の風量を所定の配置から送らなければならない。もっとも効率よく風を吐出口付近に送り込むためにキャリッジに風量、風速を制御できるファンユニットなどを取り付けこれらのサテライトインクミストを拡散させる必要がある。しかしながら、インク滴の吐出している空間に風を送るために風が強すぎる場合にはインク主滴をも拡散させてしまうため、インク主滴の着弾精度を悪くして、画像劣化を引き起こす。主滴には影響が少なく、サテライトインクを拡散させる効果的な風速、風量を制御する必要がある。さらにインクの吐出間隔によってサテライトインクのミスト量が増減するので吐出間隔にあわせて風速、風量を調整すればサテライトミストを効果的に取り除くことができ、画像の劣化を防ぐことができる。
【００１０】
記録ユニットの吐出間隔の最小時間は記録ヘッドの印字後のインクのリフィール時間や、印字のヒート信号間隔や、ヒーター基板の電気抵抗などによって決定される。その数値を最小にして、実機上での吐出間隔は画像の解像度と記録ユニットのシリアルスキャンの速度によって決まる。そのため、画像解像度を一定にするならば、吐出間隔は記録ユニットのシリアルスキャン速度によって決定される。サテライトインク滴がある場合、その画像劣化はかなり大きなものであり、これを取り除くための風送り機構の効果は非常に大きい。しかしながら非常に厳密に調整するも、インク主滴への風を送ることの弊害はゼロではないため、サテライトインク滴が発生しない領域では風送り機構は停止させることが望ましい。そのため、サテライトインク滴が出ないときは風送り機構を止め、少ないときは弱めに送り、多いときは強く送るといった吐出間隔に応じた風送り機構の制御が欠かせない。
【発明の効果】
【００１１】
上記の構成をとることで、サテライトインクによる風紋状の画質劣化を防ぎ、高速高画質印刷を実現できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施形態１）
次に本発明にかかわる実施形態を示す。
【００１３】
本発明の実施形態１を図１乃至図５に基づいて説明する。
【００１４】
なお、この実施形態では、ブラック、淡シアン、シアン、淡マゼンタ、マゼンタ、イエローの６色のチップを持ったヘッドを用い、そのヘッドを主走査方向に沿って移動させることによってライン記録を行うようにしたインクジェット記録装置に本発明を適用した場合を例に説明する。
【００１５】
図１は、インクジェット記録装置を概略的に示す斜視図である。ここに示すインクジェット記録装置では、ステッピングモータからなる紙送りモータ１の駆動がギアなどを介して上下一対の紙送りローラ１２に伝達され、その紙送りローラ１２の間に供給された印刷メディア１３が副走査方向（図中、矢印Ｂに示す方向）へと送り出される。そして、紙送りローラ１２によって送り出された用紙は、プラテン板１４によって下方を支持され、平面性を保ちつつ上下一対の紙押さえローラ１５の間に導入され、以後、記録動作時には、前記紙送りローラ１２と紙押さえローラ１５とによって平面的に保持されつつ前方へと送り出される。
【００１６】
また、この用紙の搬送動作に応じて、図示されていない各色カートリッジ下部にある記録ヘッドと共にキャリッジ４は往復動作を行ない、用紙への記録動作を行う。
【００１７】
すなわち、キャリッジ４は、後述の制御系回路によって制御されるキャリッジモータ（ＣＲモータ）２の駆動により、前記プラテン板１４と平行に設けられたガイドシャフト３に沿って主走査方向（図中、矢印Ａに示す方向）に往復移動する。
【００１８】
また、キャリッジ４にはこの図に図示しないインク吐出用のチップがキャリッジ４の移動方向（矢印Ａに示す方向）に対して一定の間隔で配置され、イエロー、淡マゼンタ、マゼンタ、淡シアン、シアン、ブラック（以後、Ｙ、ＬＭ、Ｍ、ＬＣ、Ｃ、Ｂｋと略することもある）のインクで満たされたカートリッジ５〜１０が着脱可能に保持されている。
【００１９】
図２は、この実施形態における制御系回路の構成を示すブロック図である。この実施形態において、３００は主制御部であり、この主制御部３００は後述の演算、制御、判別、設定、制御などの処理動作を実行するＣＰＵ３０１と、このＣＰＵ３０１によって実行すべき制御プログラム等を格納するＲＯＭ３０２と、記録データのバッファやＣＰＵ３０１による処理のワークエリア等として用いられるＲＡＭ３０３、及び入出力ポート３０４などを備えるものとなっている。
【００２０】
そして、前記入出力ポート３０４には、前述の搬送モータ（ＬＦモータ）１、キャリッジモータ（ＣＲモータ）２、及び記録ヘッドなどの各駆動回路３０５，３０６，３０７が接続されると共に、記録ヘッドの温度を検出するヘッド温センサ（ヘッド温検出手段）３０８、及び記録ヘッドキャリッジ４のホームポジションを検出するホームポジションセンサ３１０などのセンサ類が接続されている。さらに、前記主制御部３００はインターフェース回路３１１を介して図外のホストコンピュータに接続されている。
【００２１】
以上の構成を有するインクジェット記録装置において、記録動作を説明する。
【００２２】
まず、ＬＦモータ１によって所定の位置に搬送された印刷メディア１３が停止している状態で、駆動回路３０６を介してＣＲモータ２を回転させ、キャリッジ４を主走査方向の一方向Ａ１（以下、単に往路方向と称す）へと移動させながら、記録データに基づいて必要な個所の電気熱変換体に通電を行うことにより、各色ヘッドからインクを吐出して、各インクを重ね合わせることによって１スキャン分のカラー記録を行う。
【００２３】
次に１スキャン分のカラー記録が終了すると、次の画像を記録するために、ＬＦモータ１は印刷メディア１３を所定量搬送して停止させ、駆動回路３０６を介してＣＲモータ２を逆に回転させ、キャリッジを元のホームポジションに戻して次の印字を行う（片道印字）。
【００２４】
また、往復印字を行う場合は、キャリッジ４を主走査方向のもう一方向Ａ２（以下、単に復路方向と称す）へと移動させながら、記録データに基づいて必要な個所の電気熱変換体に通電を行うことにより、各色ヘッドから各色インクを吐出させ、同様に１スキャン分のカラー画像を形成する。このような往復印字動作を連続させ、所望サイズの画像の記録を行う。
【００２５】
ここで、記録データの扱いについて説明する。各インク（Ｂｋ、Ｃ、ＬＣ、Ｍ、ＬＭ、Ｙ）を吐出するインク吐出チップを駆動する駆動回路３０７の内部と記録回路３０７に与える記録データは、各インク色に対応して６個のブロックと信号系列に分かれているおり、記録データは、ＲＡＭ３０３に分かれて記憶されている。インク色に対応する駆動回路３０７の内部とＲＡＭ３０３のインク色に分かれた記録データが対応するようにＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０２のプログラムとＲＡＭ３０３内の記録ヘッドの数及びインク吐出チップの数とインク色の配置情報を基に制御する。記録データは、ホストコンピュータから各インク色に分かれた形の画像データで送信されてくる場合や、ホストコンピュータから送られてくる画像データを主制御部３００内で各インク色及び記録ヘッドへの分配を行う場合もある。
【００２６】
ここで吐出間隔は記録解像度とキャリッジの移動速度によって決定される。本発明の場合、記録解像度はキャリッジの移動方向には６００ｄｐｉ（４２．３ミクロン）である。そしてキャリッジの移動速度は５０インチ毎秒（１２７０ｍｍ／ｓｅｃ）、２５インチ毎秒（６３５ｍｍ／ｓｅｃ）、１２．５インチ毎秒（３１７．５ｍｍ／ｓｅｃ）の３つの速度を持つように設定されている。
【００２７】
プリンターの記録モードはこのような高速モードのほか、画像解像度を３００ｄｐｉにした定解像度モードやキャリッジ速度を１／２程度、１／４程度に遅くしてメカ的な精度を確保して振動などを押え、インク滴の着弾精度などを高めた高画質モードなどがある。
【００２８】
また、速度を下げることで、記録体へのインクの吸収を助けたり、インクの吐出総量を高めたり、更なる高画質化を達成することもできる。
【００２９】
また、本実施例では、記録ヘッド内のインク吐出チップは６個で６色のインクを扱っているが、この限りでなく、インク吐出チップの数が４個でも８個でも良く、複数個あれば良く、インク色の数もインク吐出チップの数と同等である場合やインク吐出チップの数より少ない場合も同様に構成は可能である。
【００３０】
図３は風送り機構である、キャリッジ４とガイドシャフト３、サテライトミスト拡散ファン１７、ダクト１６を概略的に示す図である。キャリッジ進行方向後ろ側に進行方向とは垂直の方向にダクト１６とダクトに所定の風量を送れるように制御回路を備えた駆動回路３０８を有するファン１７を配置する。このファンは印字信号を受け取ると駆動回路３０８はファンを駆動する。これらはキャリッジ上に取り付けられ共に移動する。図４で正面からこれらの位置関係を示す。
【００３１】
図５でファン１７、ダクト１６からキャリッジ４〜プラテン１４間に流れる風路を示す。
【００３２】
ファン１７で風速を制御された風は１６で風速をあげインクジェットヘッド１８から吐出されたインクとサテライトミストインクのうち小さいサテライトインクを拡散させる。ヘッドから吐出される主滴は吐出速度も速く、インク滴も大きいので、制御された風速では拡散することなく印刷メディア１３に着弾する。
【００３３】
ダクト１６は開口部の面積が噴出し口より大きくとられファンで起した風の風速を上げるように工夫されている。
【００３４】
このファンの配置はヘッドの位置関係と密接に関係している。この実施例の場合、キャリッジの印字方向の後方から送ると所望の性能を得ることができた。
【００３５】
またこの間に送る風の風速も強すぎるとインク滴自体の着弾精度を悪化させ、画質を低下させる。弱い場合は十分な効果が得られなかった。
【００３６】
上記に示したキャリッジ速度５０ｉｎ／ｓｅｃ記録ではサテライトインク滴が発生し、画像に影響を及ぼす。
【００３７】
この記録モードの場合、主制御部３００から印字に関する制御が入出力ポート３０４に入り、各駆動回路に信号がいくときにファンの駆動回路３０８がファン１７を制御して所定の風速をヘッド−プラテン間に送り、サテライトミストを拡散させる。本発明者が検討したところ最適な風速は１．５〜４ｍ／ｓｅｃ程度が良好な効果を示した。
【００３８】
次に３．７５ＫＨｚ印字以下の場合にはサテライトミストによる画像の劣化はほとんど生じないため、駆動回路を制御してファンを停止させる。
【００３９】
これらの検討結果について、キャリッジ速度と画像の劣化具合の関係を図９に示す。
【００４０】
ここで画像の評価は筆者の官能評価によるもので、×が風紋状のミスト劣化が発生している状態、△が発生しているが軽微なもの、○が問題のないものを表す。本実施例のようにファンスイッチをＯＮにすることで、比較例としてあげている従来の状態と比較して、風紋状のミスト劣化が改善さていることをあらわす。またそのときの、ファンの制御に用いているファンの駆動電圧とそのときのファンから吹き出す風速もあわせて図９に示す。
【００４１】
印字中はキャリッジがＡ１方向に印字しながら進むときに、キャリッジ速度が５０ｉｎ／ｓｅｃ（１２７０ｍｍ／ｓｅｃ）のときは３ｍ／ｓｅｃ程度の風速を発生させるよう駆動回路３０８を制御する。その制御を受けてファン１７が回転を始める。キャリッジ速度が２５ｉｎ／ｓｅｃ（６３５ｍｍ／ｓｅｃ）のときは１．５ｍ／ｓｅｃの風速でヘッド−プラテン間の間に風が流れるよう駆動回路３０８を制御する。他の速度については図９に示すように駆動する。
【００４２】
上記のように印字時のキャリッジ速度に応じた風速を制御することで、主滴には影響が少なく、ミストには効果的な駆動制御が達成される。
【００４３】
上記の数値は一般的な数値ではなく、プリンターに固有のものであり、本発明にて限定されるものではない。また使用する印字モードの吐出周波数の数によっては制御を４段階以上のものしてもよい。
【００４４】
印字を完了すると入出力ポート３０４から信号を受け、駆動回路３０８はファン１７を停止する。
【００４５】
またプリンターには記録動作以外にも、メンテナンス動作や、記録メディアの種類、幅などを読み取る動作などがある。これらを検知するセンサはキャリッジに取り付けられていたり、キャリッジの移動が必要な動作だったりする。しかしながらこれらの動作は記録ヘッドからインクを吐出しない場合なので、インクミストは発生しない。その場合、ヘッド−プラテン間に風を送るとノズル開口部のインクを蒸発させ、不吐現象や画像上の部分的な濃度上昇などの弊害を招くことが考えられるため、駆動回路３０８はファン１７を停止させておく。
【００４６】
（実施形態２）
往復印字の場合、実施形態１の動作に加え、図６のようにキャリッジ４上にファンを複数備え、往路印字の場合は（キャリッジ移動方向Ａ１のとき）、駆動回路３０８は、ファン１７を駆動し、復路印字（Ａ２方向印字）では駆動回路３０８はファン１７を停止して、ファン２０を駆動する。ファンを切り替え印刷方向の後方側のファンを駆動するよう駆動回路を切り替える。筆者の検討によれば、印字後方から風を送ることがもっとも効率よく風紋状のミスト劣化を対策することができた。
【００４７】
（実施形態３）
上記の実施例１の場合のほかに、印字のヘッドユニットを少なくとも２つ以上持って印字するプリンターが存在する。
【００４８】
その場合、ファンを２つのヘッドユニットの中央に配置することで、実施例１の時と同じような効果が得られることが、筆者の検討よりわかった。この場合の最適な配置を図７、図８に示す。
【００４９】
またこの場合、往復の印字に関してファンを切り替えるという制御が不要であることもわかった。そのため往復印字の場合、駆動切り替えを省くことができ、印字方向にかかわらず同一の駆動条件で駆動できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】インクジェット記録装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】制御系回路の構成を示すブロック図である。
【図３】キャリッジに取り付けたサテライトインク対策ファンを概略的に示す図である。
【図４】キャリッジとサテライトファンとプラテンの位置関係を示す正面概略図である。
【図５】インクジェットヘッドユニットを二つ搭載したときのキャリッジとサテライトインク対策ファンを概略的に示す図である。
【図６】往復印字用のファンの位置を示す概略図である。
【図７】複数個の印刷ユニットを用いて印字するプリンターにおいてファンの位置を効果的に配置する図である。
【図８】図７における配置を正面から見た図である。
【図９】本実施例におけるキャリッジファンの設定と効果を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  搬送モータ
２  キャリッジモータ
３  ガイドシャフト
４  ヘッドキャリッジ１
５  イエローカートリッジ
６  マゼンタカートリッジ
７  フォトマゼンタカートリッジ
８  シアンカートリッジ
９  フォトシアンカートリッジ
１０  ブラックカートリッジ
１１  キャリッジ搬送ベルト
１２  紙送りローラ
１３  印刷メディア
１４  プラテン
１５  紙押さえローラ
１６  ダクト
１７  ファン
１８  インクジェットヘッド
１９  ヘッドキャリッジ２
２０  切り替え用ファン
２１  切り替え用ファンダクト
３００  搬送モータ
３０１  キャリッジモータ
３０２  ガイドシャフト
３０３  ヘッドキャリッジ１
３０４  イエローカートリッジ
３０５  マゼンタカートリッジ
３０６  フォトマゼンタカートリッジ
３０７  シアンカートリッジ
３０８  フォトシアンカートリッジ
３０９  ブラックカートリッジ
３１０  キャリッジ搬送ベルト
３１１  紙送りローラ
３１２  印刷メディア
３１３  プラテン
３１４  紙押さえローラ
３１５  ダクト
３１６  ファン
３１７  インクジェットヘッド
３１８  ヘッドキャリッジ２
３１９  切り替え用ファン
３２０  切り替え用ファンダクト
３２１  主制御部
３２２  ＣＰＵ
３２３  ＲＯＭ
３２４  ＲＡＭ
３２５  入出力ポート
３０８  駆動回路
３０９  ヘッド温センサ
３１０  ホームポジションセンサ
３１１  インターフェース回路
【図１】
2005271557.tif 000003
【図２】
2005271557.tif 000004
【図３】
2005271557.tif 000005
【図４】
2005271557.tif 000006
【図５】
2005271557.tif 000007
【図６】
2005271557.tif 000008
【図７】
2005271557.tif 000009
【図８】
2005271557.tif 000010
【図９】
2005271557.tif 000011