JP2011207176A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】揮発成分を有する液滴が着弾した際の面積を制御可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録媒体に対して揮発成分を有する液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、記録媒体の温度を検出する媒体温度検出手段と、記録媒体の温度と記録媒体に着弾した液滴の面積との対応関係を示す面積情報が記憶された記憶手段と、媒体温度検出手段により検出された記録媒体の温度、及び記憶手段により記録された面積情報に基づき、記録媒体に着弾した液滴の面積が予め定められた面積になるように、記録媒体の温度を制御する媒体温度制御手段と、を有する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に着弾した液滴の面積を制御する画像形成装置に関する。

インクジェット記録装置において、記録媒体に着弾した液滴の面積或いはドット径は画質に大きく影響を与えるものである。そこで特許文献１には、記録媒体表面エネルギーに対するインクの濡れ性によるドットの拡がり、及びインク粘度によるドットの拡がりを考慮して温度調整をすることで、所望のドット径を得る内容が記載されている。

具体的には、記録媒体の温度を上げ、インク粘度を低減することでドット径を拡大する（ドット高さを低くする）。なお、特許文献１に記載のインクはＵＶインクを前提として上げられているのでインク揮発成分はほとんど０である。

さらに、特許文献２には、インク打滴からＵＶ照射までの間に、インク粘度に応じてドット拡がりが異なるという趣旨が記載されている。この特許文献２には、予めドットの拡がりデータを記憶させ、温度調整により、所望のドット径を得る内容が記載されている。具体的には、記録媒体の温度を上げ、インク粘度を低減することでドット径を拡大する（ドット高さを低くする）。なお、特許文献２に記載のインクはＵＶインクを前提として上げられているのでインク揮発成分はほとんど０である。

また、特許文献３には、温度が変わると媒体の浸透速度が変わるので、ドット径が変わるが、この特性を考慮して、所望の発色特性（濃度）を得るために、インク吐出量を可変制御する内容が記載されている。例として記録媒体温度15℃、25℃の比較で温度の高い条件で「インク粘度は低下し、ドット径は広がる」等の内容が記載されている。

特開２００５−０９６２７７号公報 特開２００６−２４０００９号公報 特開２００５−０４１０１１号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された技術では、ＵＶインクなど揮発成分を含まないインク材料に対し、描画エリアで記録材料、もしくは着弾近傍温度を制御して、最適な画像となるドット径を得る内容が開示されているが、着弾ドット径は温度ＶＳ粘度特性とＵＶ硬化までの時間制約を受けるため、所望のドット径制御範囲が狭いという欠点と、ＵＶインクは揮発成分を含まないため、薄膜の画像層を得ることは出来ないなどの欠点を有している（光沢性の悪化）。

また、特許文献３に開示された技術では、インク粘度が異なる環境下（15℃、25℃）で着弾後のドット径差を吐出インク量の補正を行い着弾後のドット径が同一になるようにインク吐出量を補正し、画像を得る内容となっているが、インク量が異なるため、同一ドット径としたときには、色材厚みが異なることから、濃度差が生じる欠点を有し、またインク量を可変するため画像層の厚みが変化し（固体成分量）光沢性の変化が生じるという欠点を有する。

このように従来の技術においては、揮発成分を有する液滴が着弾した際の面積を制御できないという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、揮発成分を有する液滴が着弾した際の面積を制御可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、記録媒体に対して揮発成分を有する液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記記録媒体の温度を検出する媒体温度検出手段と、前記記録媒体の温度と前記記録媒体に着弾した液滴の面積との対応関係を示す面積情報が記憶された記憶手段と、前記媒体温度検出手段により検出された前記記録媒体の温度、及び前記記憶手段により記録された面積情報に基づき、前記記録媒体に着弾した液滴の面積が予め定められた面積になるように、前記記録媒体の温度を制御する媒体温度制御手段と、を有する。

ここで、請求項１に記載の発明では、液滴吐出ヘッドにより記録媒体に対して揮発成分を有する液滴を吐出し、媒体温度検出手段により前記記録媒体の温度を検出し、記憶手段には、前記記録媒体の温度と前記記録媒体に着弾した液滴の面積との対応関係を示す面積情報が記憶され、媒体温度制御手段により、前記媒体温度検出手段により検出された前記記録媒体の温度、及び前記記憶手段により記録された面積情報に基づき、前記記録媒体に着弾した液滴の面積が予め定められた面積になるように、前記記録媒体の温度を制御するので揮発成分を有する液滴が着弾した際の面積を制御可能な画像形成装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記面積情報は、前記記録媒体の種類毎に設けられたものである。

請求項２に記載の発明によれば、同じ温度であっても、記録媒体の種類により面積が異なるので、記録媒体の種類毎に設けておくことで、さらに精度良く面積を制御できる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において前記媒体温度制御手段は、前記記録媒体の温度を、前記液滴が揮発する温度の範囲内で制御する。

請求項３に記載の発明によれば、揮発する温度の範囲内で制御することで、揮発成分を揮発させることができるため、さらに精度良く面積を制御できる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記液滴の温度を制御する液滴温度制御手段をさらに有し、前記液滴温度制御手段は、前記液滴の温度が、前記記録媒体の温度と略等しくなるように制御する。

請求項４の発明によれば、記録媒体と液滴の温度を略等しくすることで、温度が上下されることを回避できるため、さらに精度良く面積を制御できる。

また、上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、記録媒体に対して揮発成分を有する液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドにより吐出された液滴が前記記録媒体に着弾する着弾領域の温度を検出する着弾領域温度検出手段と、前記着弾領域の温度と前記記録媒体に着弾した液滴の面積との対応関係を示す面積情報が記憶された記憶手段と、前記着弾領域温度検出手段により検出された前記着弾領域の温度、及び前記記録手段により記憶された面積情報に基づき、前記記録媒体に着弾した液滴の面積が予め定められた面積になるように、前記着弾領域の温度を制御する着弾領域温度制御手段と、を有する。

ここで、請求項５に記載の発明では、液滴吐出ヘッドにより記録媒体に対して揮発成分を有する液滴を吐出し、着弾領域温度検出手段により前記液滴吐出ヘッドにより吐出された液滴が前記記録媒体に着弾する着弾領域の温度を検出し、着弾領域温度調整手段により前記着弾領域の温度を調整し、記憶手段には前記着弾領域の温度と前記記録媒体に着弾した液滴の面積との対応関係を示す面積情報が記憶され、着弾領域温度制御手段により前記着弾領域温度検出手段により検出された前記着弾領域の温度、及び前記記録手段により記憶された面積情報に基づき、前記記録媒体に着弾した液滴の面積が予め定められた面積になるように、前記着弾領域の温度を制御するので揮発成分を有する液滴が着弾した際の面積を制御可能な画像形成装置を提供することができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記面積情報は、前記記録媒体の種類毎に設けられたものである。

請求項６の発明によれば、同じ温度であっても、記録媒体の種類により面積が異なるので、記録媒体の種類毎に設けておくことで、さらに精度良く面積を制御できる。

また、請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記着弾領域温度制御手段は、前記着弾領域の温度を、前記液滴が揮発する温度の範囲内で制御する。

請求項７の発明によれば、揮発する温度の範囲内で制御することで、揮発成分を揮発させることができるため、さらに精度良く面積を制御できる。

また、請求項８の発明は、請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の発明において、前記液滴の温度を制御する液滴温度制御手段をさらに有し、前記液滴温度制御手段は、前記液滴の温度が、前記着弾領域の温度と略等しくなるように制御する。

請求項８の発明によれば、着弾領域と液滴の温度を略等しくすることで、温度が上下されることを回避できるため、さらに精度良く面積を制御できる。

また、請求項９の発明は、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の発明において、前記液滴吐出ヘッドにより吐出された液滴が前記記録媒体に着弾する着弾領域の温度以上の温度で、前記記録媒体に着弾した液滴に含まれる揮発成分を揮発させる揮発手段をさらに有する。

請求項９の発明によれば、より早く揮発させることが可能となるため、形成された画像の質を向上することができる。

また、請求項１０の発明は、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の発明において、前記液滴は、顔料、染料、及びポリマーを含むものである。

請求項１０の発明によれば、液滴として顔料、染料、及びポリマーを含むものを用いることができる。

また、請求項１１の発明は、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の発明において、記録媒体加熱装置を着弾エリア上流側に配置し、着弾領域温調温度と略同等に記録媒体を昇温することを特徴とする。

請求項１１の発明によれば、記録媒体の温度と着弾領域の温度を略同等にすることで、記録媒体の温度がより早く着弾領域の温度になるため、さらに精度良く面積を制御できる。

本発明によれば、揮発成分を有する液滴が着弾した際の面積を制御可能な画像形成装置を提供することができるという効果が得られる。

実施の形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図の一例である。 インクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 ヘッドの構造例を示す平面透視図である。 ヘッドの構造例の一部を拡大した拡大図である。 液滴吐出素子の立体的構成を示す断面図である。 インクジェット記録装置のシステム構成の一例を示すブロック図である。 温度とドット径又は面積の関係例を示す図である。 インクが広がる様子を示す模式図である。 濃度と光沢、面積と光沢との関係例を示す図である。 面積制御処理の流れを示すフローチャートである。 パイルハイト制御処理の流れを示すフローチャートである。 シャトル方式における各ヒータの構成例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態における液滴（以下、インクと記す）は常温における粘度が１１ｃｐであり、顔料、染料、及びポリマーを含み、その成分は顔料６％、樹脂７％、有機溶剤８０％となっているが、これに限るものではない。ただし、揮発成分を必ず含むインクである。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１１０は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド：以下、ヘッドという。）１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、記録媒体たる記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送するベルト搬送部１２２と、記録紙１１６の温度を調整するプレヒータ１４０と、インクが記録紙に着弾する着弾領域の温度を調整する着弾領域ヒータ１３４と、記録済みの記録紙１１６に着弾したインクに含まれる揮発成分を揮発させる乾燥ヒータ１４２と、記録紙の温度を検出する媒体温度検出部２００と、着弾領域の温度を検出する着弾領域温度検出部２０２と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６とを備えている。なお、本明細書でいう「印字」とは、文字の印刷の他に画像の印刷も含む。

インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

図１では、給紙部１１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。なお、カット紙を使用する場合には、カッター１２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、ベルト搬送部１２２へと送られる。ベルト搬送部１２２は、ローラ１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有するように構成されている。

ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。ローラ１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３は吸引吸着方式又は静電吸着方式によって記録紙１１６がベルト１３３上に吸着保持される。

ベルト１３３が巻かれているローラ１３１、１３２の少なくとも一方に図示しないモータの動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。ベルト清掃部１３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組合せなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、ベルト搬送部１２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、上述したプレヒータ１４０が設けられている。プレヒータ１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹き付けることで、記録紙１１６の温度を調整する。

印字部１１２の各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１１０が対象とする記録紙１１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録紙１１６の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。

図２に示されるように、ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、記録紙１１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙが記録紙１１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

ベルト搬送部１２２により記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。従って、インクが記録紙１１６に着弾する領域は同図に示される着弾領域２１０となる。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

図１の説明に戻り、印字部１１２の下部に設けられた、インクが記録紙に着弾する着弾領域２１０の温度を調整する着弾領域ヒータ１３４は、弾着直後における温度を調整するもので、インクの乾燥蒸発に伴う粘度と表面エネルギーのバランスをとるようになっている。着弾領域ヒータ１３４の具体例として、例えば着弾領域２１０を直接加熱するフィルムヒータ或いは、着弾領域２１０における描画面を直接輻射熱で加熱するＩＲヒータ、カーボンヒータなどが挙げられる。

ヘッド１１２Ｙの後段には上述した乾燥ヒータ１４２が設けられている。乾燥ヒータ１４２は、着弾したインクに含まれる揮発成分を揮発させるものであるが、特に本実施の形態では記録紙１１６を媒体温度検出部２００により検出された温度以上で暖めることで揮発させるようになっている。或いは、実験により予め着弾領域２１０の温度を検出しておき、その温度以上で暖めることで揮発させるようにしても良い。

以上説明したプレヒータ１４０、着弾領域ヒータ１３４、及び乾燥ヒータ１４２はいずれも記録紙１１６を暖めるものであり、特に着弾領域ヒータ１３４は、記録紙１１６に加え、着弾領域２１０を暖めるものである。なお、本実施の形態では、記録紙１１６等を暖めるもののみを示しているが、必要に応じて冷却する手段を加えるようにしても良い。

多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

乾燥ヒータ１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。

なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター１４８によってテスト印字の部分を切り離す。また、図には示さないが、本画像の排出部１２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号１５０によってヘッドを示すものとする。

図３はヘッド１５０の構造例を示す平面透視図であり、図４はその一部の拡大図である。また、図５は１つの液滴吐出素子（１つのノズル１５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図４中の３３−３３線に沿う断面図）である。

記録紙１１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド１５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド１５０は、図３、図４に示したように、インク吐出口であるノズル１５１と、各ノズル１５１に対応する圧力室１５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）１５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

なお、記録紙１１６の送り方向と略直交する方向に記録紙１１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。

各ノズル１５１に対応して設けられている圧力室１５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図３、図４参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル１５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）１５４が設けられている。なお、圧力室１５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

図５に示したように、各圧力室１５２は供給口１５４を介して共通流路１５５と連通されている。共通流路１５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路１５５を介して各圧力室１５２に分配供給される。

圧力室１５２の一部の面（図５において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）１５６には個別電極１５７を備えたアクチュエータ１５８が接合されている。個別電極１５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ１５８が変形して圧力室１５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル１５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ１５８には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、アクチュエータ１５８の変位が元に戻る際に、共通流路１５５から供給口１５４を通って新しいインクが圧力室１５２に再充填される。

画像情報から生成さるドット配置データに応じて各ノズル１５１に対応したアクチュエータ１５８の駆動を制御することにより、ノズル１５１からインク滴を吐出させることができる。図１で説明したように、記録媒体たる記録紙１１６を一定の速度で副走査方向に搬送しながら、その搬送速度に合わせて各ノズル１５１のインク吐出タイミングを制御することによって、記録紙１１６上に所望の画像を記録することができる。

上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙１１６の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示した例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ１５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

図６は、インクジェット記録装置１１０のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置１１０は、大きく分けて、システム制御部２５０、及びプリント制御部１８０を含んで構成される。

システム制御部２５０は、通信インタフェース１７０、システムコントローラ１７２、画像メモリ１７４、ＲＯＭ１７５、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、ヒータ１８９等を備えている。なお、ここでのヒータ１８９は、上述したプレヒータ１４０、着弾領域ヒータ１３４、及び乾燥ヒータ１４２をまとめて表現したものである。

通信インタフェース１７０は、ユーザが当該インクジェット記録装置１１０に対して印刷の指示等を行うため等に用いられるホスト装置１０とのインタフェース部である。通信インタフェース１７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインタフェースやセントロニクスなどのパラレルインタフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホスト装置１０から送出された画像情報は通信インタフェース１７０を介してインクジェット記録装置１１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１７４に記憶される。画像メモリ１７４は、通信インタフェース１７０を介して入力された画像を記憶する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１７２は、通信インタフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０等の各部を制御し、ホスト装置１０との間の通信制御、画像メモリ１７４及びＲＯＭ１７５の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。なお、プリント制御部１８０に対しては、制御信号の他に、画像メモリ１７４に記憶された画像情報を送信する。

また、ＲＯＭ１７５には、システムコントローラ１７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ１７５は、書換不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段を用いることが好ましい。

画像メモリ１７４は、画像情報の一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示に従って搬送系のモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示に従ってヒータ１８９を駆動するドライバである。ヒータ１８９を駆動すれば着弾領域２１０や記録紙１１６の温度は上昇し、駆動しなければ着弾領域や記録紙１１６の温度は低下するので、これにより着弾領域２１０や記録紙１１６の温度を調整することができる。

プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、システム制御部２５０から送信された画像情報から吐出制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データに基づいてヘッド１５０の吐出駆動を制御する。

次に、図７を用いて着弾領域２１０又は記録紙１１６の温度と、記録紙１１６に着弾したインクの面積との対応関係を示す面積情報、及び着弾領域２１０又は記録紙１１６の温度と、記録紙１１６に着弾したインクのパイルハイトとの対応関係を示すパイルハイト情報について説明する。なお、本実施の形態では、着弾したインクであるドットはほぼ円形であるので、ドットの面積とドット径とを同一視して表現している。

同図（ａ）は、着弾領域２１０又は記録紙１１６の温度（横軸）と、記録紙１１６に着弾したドット径（縦軸）との対応関係を示し、同図（ｂ）は、着弾領域２１０又は記録紙１１６の温度（横軸）と、記録紙１１６に着弾したドットのパイルハイト（縦軸）との対応関係を示している。

なお、いずれのグラフにおいても、記録紙１１６は塩ビシートを用い、インクは上述したように常温における粘度が１１ｃｐであり、その成分は顔料６％、樹脂７％、有機溶剤８０％となっている。

ドット径は、表面エネルギーとインク粘度のバランスにより決定される。記録紙１１６の表面エネルギーが低い場合、図８（ａ）に示されるように、濡れ広がりによりドット径は大きくなる。一方、インク粘度が大きい場合、図８（ｂ）に示されるように、表面エネルギーの広がり力を増粘効果により抑制することでドット径は小さくなる。

図７（ａ）、（ｂ）のいずれもおよそ２５℃を境に、２５度以上（領域Ｂ）で揮発成分の蒸発による増粘効果によりドット径が定まる傾向があることを示している。

一方、２５℃以下（領域Ａ）では蒸発による増粘効果は小さく、インクの粘度と温度特性の影響が大きい。従って、２５℃以下で温度制御した場合、環境等の外乱により、安定したドット径の制御は困難である。よって、本実施の形態では、インクが揮発する温度の範囲である領域Ｂの範囲でドット径を制御する。

次にパイルハイトであるが、パイルハイトはドット径に反比例するので、同図（ｂ）に示されるグラフとなる。パイルハイトは、光沢に影響を及ぼす。具体的に図９を用いて説明する。図９（ａ）に示されるグラフは横軸が濃度、縦軸が光沢度を示している。また、図９（ｂ）は横からドットを見た図であり、パイルハイトを示している。いずれの図も、点線が着弾領域２１０又は記録紙１１６の温度が３５℃の場合を示し、実線が着弾領域２１０又は記録紙１１６の温度が４５℃の場合を示している。

同図（ａ）に示されるように、３５℃の場合は、濃度が大きくなるほど緩やかに低下していくのに対し、４５℃の場合は、ある濃度（１．８付近）より大きくなると急激に低下している。

また、パイルハイトは、同図（ｂ）に示されるように、より多く蒸発する４５℃におけるドットの方が広がりにくいため、３５℃のパイルハイトと比較して大きいパイルハイトとなる。このようにパイルハイトが大きいほど光沢は低下するので、光沢が必要な場合は図７（ｂ）に示される領域Ｂの範囲内におけるより低い温度とすれば良い。

以上説明した図７（ａ）、（ｂ）の各々に示される面積情報、及びパイルハイト情報は、予め実験により得ておき、テーブルとして、或いは数式示す情報としてＲＯＭ１７５に記憶しておく。また、記録紙１１６の種類により面積情報及びパイルハイト情報は異なるので、記録紙１１６の種類毎に面積情報及びパイルハイト情報を設け、それらを記憶しておくようにしても良い。

次に、面積制御処理、及びパイルハイト制御処理の流れをフローチャートを用いて説明する。なお、面積制御処理、及びパイルハイト制御処理は、システムコントローラ１７２のＣＰＵにより実行される。

まず、面積制御処理の流れを、図１０を用いて説明する。ステップ１０１で、予め定められた面積Ｓを取得する。この予め定められた面積とは、例えばオペレータが指定した面積などである。このとき、記録紙１１６の種類も取得するようにしても良い。記録紙１１６の種類は、オペレータによる入力、光沢による自動検出、記録紙１１６の先端或いは予め記録紙１１６に付与された判別マーキングを用いて検出してもよい。

次のステップ１０２で、着弾領域温度検出部２０２により着弾領域２１０の温度か、若しくは媒体温度検出部２００により記録紙１１６の温度Ｔを検出する。次のステップ１０３で、図７に示した面積情報から面積Ｓとなる温度を取得する。

そして、ステップ１０４で、温度Ｔとなるようにヒータ１８９を制御した後に、ステップ１０５で画像形成を行なって処理を終了する。

このように、ステップ１０２〜ステップ１０４では、着弾領域２１０又は記録紙１１６の温度、及び図７に示した面積情報に基づき、記録紙１１６に着弾したインクの面積が予め定められた面積Ｓになるように、ヒータ１８９を制御する。

次に、パイルハイト制御処理の流れを、図１１を用いて説明する。ステップ２０１で、予め定められたパイルハイトＰを取得する。この予め定められたパイルハイトとは、例えばオペレータが指定したパイルハイトなどである。このとき、記録紙１１６の種類も取得するようにしても良いことは図１０と同様である。

次のステップ２０２で、着弾領域温度検出部２０２により着弾領域２１０の温度か、若しくは媒体温度検出部２００により記録紙１１６の温度を検出する。次のステップ２０３で、図７に示したパイルハイト情報からパイルハイトがＰとなる温度Ｔを取得する。

そして、ステップ２０４で、温度Ｔとなるようにヒータ１８９を制御した後に、ステップ２０５で画像形成を行なって処理を終了する。

このように、ステップ２０２〜ステップ２０４では、着弾領域２１０又は記録紙１１６の温度、及び図７に示した面積情報に基づき、記録紙１１６に着弾したインクのパイルハイトが予め定められたパイルハイトＰになるように、ヒータ１８９を制御する。

なお、以上説明した各フローチャートの処理の流れは一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で処理順序を入れ替えたり、新たなステップを追加したり、不要なステップを削除したりすることができることは言うまでもない。

さらに、システムコントローラ１７２が、インク貯蔵／装填部１１４にインクの温度を制御するようにしても良い。この場合、インク貯蔵／装填部１１４を暖めるヒータを設け、システムコントローラ１７２は、インクの温度が、記録紙１１６又は着弾領域２１０の温度と略等しくなるようにインクの温度を制御するようにしても良い。なお、略等しくとは、等しいか若しくは機差や検知機器等により生じる誤差等を含んでほぼ等しいことを意味する。着弾領域の温度については、着弾領域温度検出部２０２により着弾領域２１０の温度を検出してその温度とインクの温度を略等しくしても良いし、実験により予め着弾領域２１０の温度を検出しておき、その温度とインクの温度を略等しくしても良い。

また、上述した実施の形態では、シングルパス方式を用いたインクジェット記録装置１０を例にしたが、ヘッドを往復走査し画像を形成するいわゆるシャトル方式であっても良い。

具体的に、図１２を用いて説明する。図１２は、シャトル方式における各ヒータの構成例を示す図である。シャトル方式の場合の構成は、同図に示されるように、ヘッド３１０、プラテン３００、副走査ローラ３１４、ロール給紙部３１０、記録紙巻き取り部３１２、プレヒータ１４０、着弾領域ヒータ１３４、及び乾燥ヒータ１４２を含んで構成される。

シャトル方式では、副走査ローラ３１４で、ロール給紙部３１０から送られた記録紙１１６を間欠送りして記録紙巻き取り部３１２に巻き取らせ、ヘッド３１０を主走査方向（記録紙１１６の移動方向の垂直方向）に移動させながら、記録紙１１６にインクを打滴して画像を描画するようになっている。

そして、着弾領域ヒータ１３４は、プラテン３００を介して着弾領域を昇温する。乾燥ヒータ１４２は、記録済みの記録紙１１６に着弾したインクに含まれる揮発成分を揮発させる。プレヒータ１４０は、記録紙１１６の温度を調整する。プレヒータ１４０は、記録紙１１６の温度を事前に、着弾領域ヒータ１３４の温度まで昇温調整する。

このように、記録媒体加熱装置（プレヒータ１４０）を着弾エリア（着弾領域２１０）上流側に配置し、着弾領域温調温度（着弾領域ヒータ１３４の温度）と略同等に記録紙１１６を昇温する。

このようなシャトル方式のインクジェット記録装置であっても、本実施の形態を適用することができる。

１１０ インクジェット記録装置
１１２ 印字部
１３４ 着弾領域ヒータ
１４０ プレヒータ
１４２ 乾燥ヒータ
１７２ システムコントローラ
１７４ 画像メモリ
１７５ ＲＯＭ
１７８ ヒータドライバ
１８０ プリント制御部
２００ 媒体温度検出部
２０２ 着弾領域温度検出部
２５０ システム制御部

Claims (11)

1. 記録媒体に対して揮発成分を有する液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
   前記記録媒体の温度を検出する媒体温度検出手段と、
   前記記録媒体の温度と前記記録媒体に着弾した液滴の面積との対応関係を示す面積情報が記憶された記憶手段と、
   前記媒体温度検出手段により検出された前記記録媒体の温度、及び前記記憶手段により記録された面積情報に基づき、前記記録媒体に着弾した液滴の面積が予め定められた面積になるように、前記記録媒体の温度を制御する媒体温度制御手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記面積情報は、前記記録媒体の種類毎に設けられた請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記媒体温度制御手段は、前記記録媒体の温度を、前記液滴が揮発する温度の範囲内で制御する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記液滴の温度を制御する液滴温度制御手段をさらに有し、
   前記液滴温度制御手段は、前記液滴の温度が、前記記録媒体の温度と略等しくなるように制御する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 記録媒体に対して揮発成分を有する液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
   前記液滴吐出ヘッドにより吐出された液滴が前記記録媒体に着弾する着弾領域の温度を検出する着弾領域温度検出手段と、
   前記着弾領域の温度と前記記録媒体に着弾した液滴の面積との対応関係を示す面積情報が記憶された記憶手段と、
   前記着弾領域温度検出手段により検出された前記着弾領域の温度、及び前記記録手段により記憶された面積情報に基づき、前記記録媒体に着弾した液滴の面積が予め定められた面積になるように、前記着弾領域の温度を制御する着弾領域温度制御手段と、
   を有する画像形成装置。
6. 前記面積情報は、前記記録媒体の種類毎に設けられた請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記着弾領域温度制御手段は、前記着弾領域の温度を、前記液滴が揮発する温度の範囲内で制御する請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記液滴の温度を制御する液滴温度制御手段をさらに有し、
   前記液滴温度制御手段は、前記液滴の温度が、前記着弾領域の温度と略等しくなるように制御する請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記液滴吐出ヘッドにより吐出された液滴が前記記録媒体に着弾する着弾領域の温度以上の温度で、前記記録媒体に着弾した液滴に含まれる揮発成分を揮発させる揮発手段をさらに有する請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記液滴は、顔料、染料、及びポリマーを含む請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 記録媒体加熱装置を着弾エリア上流側に配置し、着弾領域温調温度と略同等に記録媒体を昇温することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の画像記録装置。

Images