JP4835268B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に回転体ドラムに記録媒体を保持しつつ画像記録を行うインクジェット記録装置に関する。

近年、インクジェット記録装置には、回転体ドラムの外周面にシート状の記録媒体を保持しつつ画像記録を行うものが開発されている（例えば特許文献１参照）。このようなインクジェット記録装置の回転体ドラムには、その周囲に複数の吸引孔が形成されていて、内側から吸引することで記録媒体を回転体ドラムの外周面に吸着させるようになっている。
回転体ドラムの近傍には、ドラムを回転体及び記録媒体を加温する加温部が設けられていて、この加温部によって記録媒体が加温されることで、表面に着弾したインクの乾燥が促進されるのである。
特開平１０−１５７２９９号公報

しかしながら、回転体ドラムの熱容量は軸方向の場所（特に両端部と中央部）により異なっているため、放熱量も異なってドラム軸方向の温度分布が不均一となる。更にドラム外周面に記録媒体を吸着保持する場合には、記録媒体のサイズによってその覆われる範囲が異なるために、記録媒体が吸着保持されている部分の放熱特性も変動することになる。さらに、記録媒体のサイズが異なれば記録媒体に覆われる吸引孔の数も異なるが、覆われていない吸引孔が多い場合には、この部分の温度低下が激しくなって回転体ドラムの外周面や記録媒体の温度分布が不均一となる。
また、近年においては、光硬化性インクを用いるインクジェット記録装置も開発されているが、このような装置の場合、記録媒体に着弾した光硬化性インクに対して光を照射する光源が配置されているが、この光源からの輻射熱によって回転体ドラムの外周面や記録媒体の温度分布が不均一になっていた。

これらの要因によって温度分布が不均一になると、記録媒体の熱収縮による歪み、インク乾燥状態の不均一、光硬化性インクの硬化条件が不均一となり、画質を低下させることになっていた。

本発明の課題は、回転体ドラム全体の温度を均一とすることで、画質の安定化を図ることである。

請求項１記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
外周面に多数の吸引孔を有し、当該吸引孔を介して前記外周面にシート状記録媒体を保持する中空状の回転体ドラムと、
前記回転体ドラムに保持された前記記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドと、
前記回転体ドラムの外周面に前記記録媒体を吸着させるために、前記回転体ドラムの内部を負圧にして前記吸引孔に吸引力を付与する吸引部と、
前記回転体ドラムの外周面及び当該回転体ドラムに保持された前記記録媒体を加温する加温部と、
前記記録ヘッド、前記吸引部及び前記加温部を制御する制御部と、
前記記録媒体のサイズ及び吸着位置を認識する認識部とを備え、
前記加温部は、前記回転体ドラムの全幅に亘って配置されるとともに、前記回転体ドラムの軸方向に複数に分割配置されていて、前記制御部によりそれぞれ独立制御され、
前記制御部は、前記認識部の認識結果に基づいて、前記回転体ドラムの軸方向の温度が均一となるように前記複数の加温部を独立制御することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記回転体ドラムの外周若しくは前記回転体ドラムに保持された前記記録媒体の温度を測定する少なくとも１つの温度センサを備え、
前記制御部は、前記記録媒体のサイズ及び位置と、前記温度センサの測定結果との関係から前記加温部の加温状態を決定付けるテーブルを有していて、前記温度センサの測定結果、前記認識部の認識結果及び前記テーブルを基にして、前記回転体ドラムの軸方向の温度が均一となるように前記複数の加温部を独立制御することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドは光硬化性インクを前記記録媒体に吐出するものであり、
前記制御部の制御に基づいて前記記録ヘッドを前記軸方向に走査させるキャリッジと、
前記記録ヘッドに同期して前記軸方向に走査されることで、前記記録媒体上に光を照射する光源とを備え、
前記制御部は、前記キャリッジによる前記光源の位置に基づいて、前記回転体ドラムの軸方向の温度が均一となるように前記複数の加温部を独立制御することを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項３記載のインクジェット記録装置において、
前記回転体ドラムの外周若しくは前記回転体ドラムに保持された前記記録媒体の温度を測定する少なくとも１つの温度センサを備え、
前記制御部は、前記光源の位置と、前記温度センサの測定結果との関係から前記加温部の加温状態を決定付けるテーブルを有していて、前記温度センサの測定結果、前記光源の位置及び前記テーブルを基にして、前記回転体ドラムの軸方向の温度が均一となるように前記複数の加温部を独立制御することを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記温度センサは非接触式センサであることを特徴としている。

本発明によれば、加温部が、回転体ドラムの全幅に亘って配置されるとともに、回転体ドラムの軸方向に複数に分割配置されていて、制御部によりそれぞれ独立制御されるので、回転体ドラムの温度調整を軸方向に細分化して実行することが可能となる。これにより、軸方向における温度分布を均一化することができ、画質を安定化することが可能となる。

以下、本実施形態におけるインクジェット記録装置について図を参照して説明する。図１はインクジェット記録装置の概略構成を表す側面図である。この図１に示すようにインクジェット記録装置１には、画像記録を行うための各部材を支持する装置架台２が設けられている。装置架台２には、外周面で記録媒体３を保持する回転体ドラム４が設けられている。

図２は回転体ドラム４の概略構成を表す正面図である。この図２に示すように回転体ドラム４はその略中心に回転軸４１を備えていて、この回転軸４１が回転機構４４（図４参照）により回転させられることによって、回転体ドラム４自体が所定の回転方向Ｘに一定速度で回転するようになっている。また、回転体ドラム４は、内部が中空となっていてその中空部４２には回転体ドラム４の外周面に形成された多数の吸引孔４３が貫通している。

また、回転体ドラム４には、中空部４２を負圧にすることで吸引孔４３に吸引力を付与する吸引部５（図４参照）が接続されている。吸引部５が中空部４２を負圧にすると、吸引孔４３に吸引力が付与されることになり、その表面を覆う記録媒体３を回転体ドラム４の外周面に吸引保持するようになっている。

ここで、記録媒体３としては、例えば普通紙、再生紙、光沢紙等の各種紙、各種布地、各種不織布、樹脂、金属等の種々の材質からなるシート状の記録媒体が適用可能である。

装置架台２の上には、図１に示すように回転体ドラム４の軸方向Ｙに沿って延在するキャリッジガイド部材６が、回転体ドラム４と対向するように載置されている。キャリッジガイド部材６には、キャリッジ７を支持するキャリッジ支持体１９が往復走査自在に支持されている。キャリッジ支持体１９は、例えばリニアモータ等で構成されるキャリッジ移動機構９（図４参照）によりキャリッジガイド部材６に沿って主走査方向Ｘに直交する副走査方向Ｙに往復移動するようになっている。

キャリッジ７には、複数の記録ヘッド８が上下方向に並ぶように配列されている。記録ヘッド８は、回転体ドラム４に保持された記録媒体３に向けて光硬化性インクを吐出するようになっている。

また、回転体ドラム４の外周面と対向する位置であって、キャリッジ７に対して主走査方向Ｘの下流側には、回転体ドラム４の軸方向に延在する光源ガイド部材２０が配置されている。光源ガイド部材２０には、記録媒体３上に着弾した光硬化性インクを硬化定着させる光として紫外線を照射する光源１０が支持されている。光源１０は、光源移動機構１１（図４参照）により記録ヘッド８と同期して光源ガイド部材２０に沿って副走査方向Ｙに往復移動するようになっている。

光源１０としては、例えば高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、半導体レーザ、冷陰極菅、エキシマーランプ又はＬＥＤなどが挙げられる。

また、回転体ドラム４の外周面と対向する位置であって、キャリッジ７に対して主走査方向Ｘの上流側には、非接触にて記録媒体３及び回転体ドラム４を加温する加温部１２が設けられている。加温部１２は、例えばハロゲンヒータ等の輻射型ヒータである。図３は加温部１２と回転体ドラム４との位置関係を表す図である。この図３に示すように加温部１２は、回転体ドラム４の全幅に亘って配置されるとともに、回転体ドラム４の軸方向に３つに分割配置されている。以下、便宜上、図上左側に配置されている加温部１２を第１加温部１２ａとし、中央に配置されている加温部１２を第２加温部１２ｂとし、右側に配置されている加温部１２を第３加温部１２ｃとする。

なお、加温部１２は、非接触で記録媒体３及び回転体ドラム４を加温するものでなくともよく、加温部１２を配設する位置及びその種類は特に限定されない。例えば、加温部１２として回転体ドラム４の内部にシート状のヒートプレート等を配置して、記録媒体３の非記録面側から記録媒体３を加温するようにしてもよい。

また、図２に示すように、回転体ドラム４の一端上方には、記録媒体３若しくは回転体ドラム４の温度を測定する非接触式の温度センサ１３が設けられている。温度センサ１３が非接触であるために記録媒体３上に記録された画像を擦ることがない。温度センサ１３の測定領域は、当該温度センサ１３と対向する記録媒体３や、回転体ドラム４の一部分である。

図１に示すように回転体ドラム４の外周面と対向する位置であって、光源１０よりも主走査方向Ｘの下流側であり、さらに記録ヘッド８よりも主走査方向Ｘの上流側には、回転体ドラム４の外周面に保持された記録媒体３を押圧する押圧ローラ１４が回転体ドラム４の外周面に接するように設けられている。押圧ローラ１４は、回転体ドラム４の回転に追従して回転駆動するようになっている。

また、インクジェット記録装置１には、記録媒体３を回転体ドラム４に供給する供給部１５（図４参照）と、回転体ドラム４から画像記録後の記録媒体３を取り外して装置外に排出する排出部１６（図４参照）とが設けられている。供給部１５は、記憶媒体３のサイズ及び当該記録媒体３が回転体ドラム４の軸方向におけるどの位置に吸着されるのかを認識している。つまり、供給部１５が本発明に係る認識部である。具体的には、供給部１５は、図３に示すように第１加温部１２ａに対向する位置（第１位置Ａ）、第２加温部１２ｂに対向する位置（第２位置Ｂ）、第３加温部１２ｃに対向する位置（第３位置Ｃ）のいずれかに記録媒体３が吸着されるのかを検出している。

図４は、インクジェット記録装置１の主制御構成を表すブロック図である。この図４に示すようにインクジェット記録装置１には、各部を制御する制御部１７が備えられている。制御部１７には、吸引部５、回転機構４４、記録ヘッド８、キャリッジ移動機構９、光源１０、光源移動機構１１、温度センサ１３、供給部１５、排出部１６が電気的に接続されている。制御部１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されていて、ＣＰＵがＲＯＭ内の制御プログラム、制御データをＲＡＭに展開することで各部を制御するようになっている。

また、制御部１７には、第１加温部１２ａ、第２加温部１２ｂ、第３加温部１２ｃが個別に接続されており、それぞれが制御部１７によって独立制御されるようになっている。制御部１７は、供給部１５の認識結果（記録媒体３のサイズ及び記録媒体３の吸着位置）と、温度センサ１３の測定結果とを基にして、回転体ドラム４の軸方向の温度が均一となるように、各加温部１２を独立制御するようになっている。

具体的には、制御部１７のＲＯＭ内には制御データとしての温度テーブル（図５，図６参照）が格納されている。この温度テーブルは、記録媒体３の吸着位置と、温度センサ１３の測定結果とによって、その後の各加温部１２の加温状態を決定付けている。図５は温度センサ１３の測定結果が設定温度よりも低い状態における温度テーブルを表していて、図６は温度センサ１３の測定結果が設定温度よりも高い状態における温度テーブルを表している。

図５の温度テーブルでは、記録媒体３の吸着位置が第１位置Ａである場合には、第１加温部１２ａのみを現状の加温状態よりも低くして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも高くする。同様に、吸着位置が第２位置Ｂである場合には、第２加温部１２ｂのみを現状の加温状態よりも低くして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも高くし、吸着位置が第３位置Ｃである場合には、第３加温部１２ｃのみを現状の加温状態よりも低くして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも高くする。

一方、図６の温度テーブルでは、記録媒体３の吸着位置が第１位置Ａである場合には、第１加温部１２ａのみをＯＦＦとして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも低くする。同様に、吸着位置が第２位置Ｂである場合には、第２加温部１２ｂのみをＯＦＦとして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも低くし、吸着位置が第３位置Ｃである場合には、第３加温部１２ｃのみをＯＦＦとして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも低くする。このように制御部１７が各加温部１２を制御することで、回転体ドラム４の軸方向の温度が均一化されることになる。

次に、本実施形態のインクジェット記録装置１の作用について説明する。
画像記録開始タイミングになると制御部１７は、供給部１５を制御して記録媒体３を回転体ドラム４に供給する。この際、制御部１７は、回転機構４４及び吸引部５を制御して、回転体ドラム４を回転させながら、吸引部５による吸引を実行させている。

記録媒体３が回転体ドラム４の外周面に吸着されて保持されると、制御部１７は、キャリッジ移動機構９を制御してキャリッジ７を走査させる。制御部１７はこの走査に同期させて記録ヘッド８を制御して、記録媒体３上にインクを吐出させて画像を記録させる。

さらに制御部１７は、光源移動機構１１を制御して光源１０を走査させる。制御部１７はこの走査に同期させて光源１０を制御して、記録媒体３上に光を照射させる。これにより、記録媒体３のインクが硬化することになる。

この画像記録時には、制御部１７は供給部１５の認識結果、温度センサ１３の測定結果及びＲＯＭ中の温度テーブルを基にして各加温部１２の加温状態を決定し、その決定に応じた加温状態となるように各加温部１２を制御している。

以上のように本実施形態によれば、加温部１２が、回転体ドラム４の全幅に亘って配置されるとともに、回転体ドラム４の軸方向に複数に分割配置されていて、制御部１７によりそれぞれ独立制御されるので、回転体ドラム４の温度調整を軸方向に細分化して実行することが可能となる。特に、供給部１５によって記録媒体３の吸着位置を検出し、その認識結果と温度センサ１３の測定結果と、温度テーブルとを基に、回転体ドラム４の軸方向の温度が均一となるように各加温部１２が独立制御されているので、現在の状況をフィードバックした温度制御を実現することができ、より画質を安定化することが可能となる。
記録媒体３のサイズや位置によってはロス孔となる吸引孔４３に空気が流入することでこの部分の温度が低下し、回転体ドラム４の温度分布が不均一となる場合もあるが、本実施形態では、記録媒体のサイズ及び吸着位置を検出する供給部の認識結果に基づいて、回転体ドラム４の軸方向の温度が均一となるように複数の加温部１２が独立制御されているので、ロス孔の影響を低減することができ、軸方向の温度分布を均一化することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では記録媒体３の吸着位置に基づいて各加温部１２を独立制御した場合を例示して説明したが、光源１０の位置に基づいて各加温部１２を独立制御することで、回転体ドラム４の軸方向の温度が均一となるように加温させることも可能である。この場合、制御部１７は、光源移動機構１１からの出力信号により光源１０の位置を認識し、その位置に基づいて各加温部１２を制御している。具体的には、制御部１７のＲＯＭに光源位置用の温度テーブルが記憶されている（図８、図９参照）。

図８の温度テーブルでは、光源１０の位置が第１位置Ｄである場合には、第１加温部１２ａのみを現状の加温状態よりも低くして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも高くする。同様に、光源位置が第２位置Ｅである場合には、第２加温部１２ｂのみを現状の加温状態よりも低くして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも高くし、光源位置が第３位置Ｆである場合には、第３加温部１２ｃのみを現状の加温状態よりも低くして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも高くする。

一方、図９の温度テーブルでは、記録媒体３の光源位置が第１位置Ｄである場合には、第１加温部１２ａのみをＯＦＦとして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも低くする。同様に、吸着位置が第２位置Ｂである場合には、第２加温部１２ｂのみをＯＦＦとして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも低くし、吸着位置が第３位置Ｃである場合には、第３加温部１２ｃのみをＯＦＦとして、他の加温部１２は現状の加温状態よりも低くする。このように制御部１７が各加温部１２を制御することで、光源１０の位置が変動して輻射熱による影響があったとしても、それに応じて各加温部１２の加温状態を切り替えることで回転体ドラム４の軸方向の温度が均一化されることになる。

また、本実施形態では、加温部１２が３つ分割配置されている場合を例示して説明したが、4つ以上分割配置されていてももちろんよく、分割数が多ければ多いほどより細かな温度制御が実現されることになる。
そして、温度センサ１３を２つ以上種々の場所に配置すると、温度制御の精度をより高めることができる。

本実施形態に係るインクジェット記録媒体の概略構成を表す側面図である。 図１のインクジェット記録装置に備わる回転体ドラムの概略構成を表す正面図である。 図１のインクジェット記録装置に備わる加温部の配置例を表す正面図である。 図１のインクジェット記録装置の主制御構成を表すブロック図である。 図１のインクジェット記録装置で用いられる温度テーブルの一例を表す図である。 図１のインクジェット記録装置で用いられる温度テーブルの一例を表す図である。 図１のインクジェット記録装置に備わる光源の位置と回転体ドラムとの関係を表す図である。 図１のインクジェット記録装置で用いられる温度テーブルの一例を表す図である。 図１のインクジェット記録装置で用いられる温度テーブルの一例を表す図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ 装置架台
３ 記録媒体
４ 回転体ドラム
５ 吸引部
６ キャリッジガイド部材
７ キャリッジ
８ 記録ヘッド
９ キャリッジ移動機構
１０ 光源
１１ 光源移動機構
１２ 加温部
１３ 温度センサ
１４ 押圧ローラ
１５ 供給部（認識部）
１６ 排出部
１７ 制御部
１９ キャリッジ支持体
２０ 光源ガイド部材
４１ 回転軸
４２ 中空部
４３ 吸引孔
４４ 回転機構

Claims (5)

1. 外周面に多数の吸引孔を有し、当該吸引孔を介して前記外周面にシート状記録媒体を保持する中空状の回転体ドラムと、
   前記回転体ドラムに保持された前記記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドと、
   前記回転体ドラムの外周面に前記記録媒体を吸着させるために、前記回転体ドラムの内部を負圧にして前記吸引孔に吸引力を付与する吸引部と、
   前記回転体ドラムの外周面及び当該回転体ドラムに保持された前記記録媒体を加温する加温部と、
   前記記録ヘッド、前記吸引部及び前記加温部を制御する制御部と、
   前記記録媒体のサイズ及び吸着位置を認識する認識部とを備え、
   前記加温部は、前記回転体ドラムの全幅に亘って配置されるとともに、前記回転体ドラムの軸方向に複数に分割配置されていて、前記制御部によりそれぞれ独立制御され、
   前記制御部は、前記認識部の認識結果に基づいて、前記回転体ドラムの軸方向の温度が均一となるように前記複数の加温部を独立制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、
   前記回転体ドラムの外周若しくは前記回転体ドラムに保持された前記記録媒体の温度を測定する少なくとも１つの温度センサを備え、
   前記制御部は、前記記録媒体のサイズ及び位置と、前記温度センサの測定結果との関係から前記加温部の加温状態を決定付けるテーブルを有していて、前記温度センサの測定結果、前記認識部の認識結果及び前記テーブルを基にして、前記回転体ドラムの軸方向の温度が均一となるように前記複数の加温部を独立制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、
   前記記録ヘッドは光硬化性インクを前記記録媒体に吐出するものであり、
   前記制御部の制御に基づいて前記記録ヘッドを前記軸方向に走査させるキャリッジと、
   前記記録ヘッドに同期して前記軸方向に走査されることで、前記記録媒体上に光を照射する光源とを備え、
   前記制御部は、前記キャリッジによる前記光源の位置に基づいて、前記回転体ドラムの軸方向の温度が均一となるように前記複数の加温部を独立制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項３記載のインクジェット記録装置において、
   前記回転体ドラムの外周若しくは前記回転体ドラムに保持された前記記録媒体の温度を測定する少なくとも１つの温度センサを備え、
   前記制御部は、前記光源の位置と、前記温度センサの測定結果との関係から前記加温部の加温状態を決定付けるテーブルを有していて、前記温度センサの測定結果、前記光源の位置及び前記テーブルを基にして、前記回転体ドラムの軸方向の温度が均一となるように前記複数の加温部を独立制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
   前記温度センサは非接触式センサであることを特徴とするインクジェット記録装置。

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