記録装置
【課題】 記録動作中の記録ヘッドの保湿を適切に維持しインクの乾燥を抑制することができ、且つ、エネルギ効率の高い記録装置の提供。
【解決手段】 加湿空気を生成するための加湿部と、搬送されるシートに対して第１の加湿空気を供給する第１の供給口と、インクジェット記録ヘッドのノズルが露出する空間に第２の加湿空気を供給するための第１の供給口よりも記録ヘッドに近い位置に設けられた第２の供給口と、第1の供給口から供給された第１の加湿空気の一部を回収して加湿部に再導入させるための回収ダクトとを有する。
【解決手段】 加湿空気を生成するための加湿部と、搬送されるシートに対して第１の加湿空気を供給する第１の供給口と、インクジェット記録ヘッドのノズルが露出する空間に第２の加湿空気を供給するための第１の供給口よりも記録ヘッドに近い位置に設けられた第２の供給口と、第1の供給口から供給された第１の加湿空気の一部を回収して加湿部に再導入させるための回収ダクトとを有する。
【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ヘッドのインクの乾燥を抑制することができる記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数のインクジェット記録ヘッドがシート搬送方向に沿って並べて配置されたプリンタにおいて、上流側から記録ヘッドのノズルの近傍に加湿気体を供給して流すことで記録ヘッドを保湿しインク乾燥を抑制する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２５５０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
紙などの材質からなるシートは、湿度に応じた平衡水分を有しており（シートの水分がこれ以上変化しない状態）、湿度が高ければ空気中の水分を吸着し、湿度が低ければシート中の水分を放出する。加湿空気が送り込まれて湿度が高くなった状態の記録ヘッド近傍にシートが供給されると、シートによる水分の吸着が起きる。そのため、雰囲気の湿度低下が起きて、記録ヘッドを適切に保湿できなくなる畏れがある。とくに、複数の記録ヘッドが加湿空気の導入方向に沿って並べて設けられている構成では、上流から供給された加湿気体が下流側に伝わるまでには時間を要し、その間にシートで水分が吸着されると、下流側の記録ヘッドの保湿が不十分になりがちである。保湿が不十分であると、インクが吐出不能になったり吐出方向が乱れたりなど、インク吐出不良の原因となる。また、加湿空気の生成には大きなエネルギを必要とするので、効率のよい加湿がなされる工夫が望まれる。
【０００５】
本発明は、上述の課題の認識に基づいてなされたものである。本発明の目的は、記録ヘッドの保湿を適切に維持することができ吐出不良を抑制することができ、且つ、エネルギ効率の高い記録装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の記録装置は、ノズルが形成されたインクジェット記録ヘッドを含む記録部と、加湿空気を生成するための加湿部と、搬送されるシートに対して第１の加湿空気を供給する第１の供給口と、前記ノズルが露出する空間に第２の加湿空気を供給するための、前記第１の供給口よりも前記インクジェット記録ヘッドに近い位置に設けられた第２の供給口と、前記第1の供給口から供給された前記第１の加湿空気の一部を回収して前記加湿部に再導入させるための回収ダクトとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、記録部よりも手前でシートを事前に加湿することでシートによる水分の吸着が抑制され、記録ヘッドの保湿を適切に維持することができ吐出不良を抑制することができる。この際、シートへの吸着が行われなかった加湿空気の一部を回収して再利用するので、使用する水分の利用効率が高くエネルギ効率の高い装置となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】シートのヒステリシス特性を示す図である。
【図２】インクジェット記録装置の実施形態の構成図である。
【図３】記録部をＡ方向からみた図である。
【図４】加湿空気生成部の構成図である。
【図５】制御系のブロック図である。
【図６】記録画像の模式図である。
【図７】記録を行ったときの記録画像の書き出し部の拡大概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態の説明に先立ち、記録媒体であるシート、例えばインクジェット光沢紙のヒステリシス特性について説明する。図１は、水分の吸着と脱離に関するヒステリシス特性を示している。インクジェット光沢紙などの紙は、相対湿度の変化による水分の吸着と脱離の関係は線形ではない。相対湿度が低いＡ点から相対湿度の高いＢ点へ雰囲気湿度が変化した場合、インクジェット光沢紙が雰囲気中の水分を吸着する。一方、相対湿度のより高いＣ点から、Ｂ点と同じ相対湿度まで相対湿度を下げると、インクジェット光沢紙が含有する水分量は、Ｂ点より多いＤ点の量まで水分を含有している。つまり、インクジェット光沢紙をある相対雰囲気湿度に曝す場合、相対湿度が低い状態から変化させるよりも、相対湿度が高い状態から変化させたほうがより多くの水分をインクジェット光沢紙は含有することができる。さらに、相対湿度のより高いＣ点から、Ｄ点の相対湿度に変化させた場合、インクジェット光沢紙から離脱する水分量が少ない。そのため、Ｃ点あるいはそれ以上の相対湿度に再度インクジェット光沢紙が曝される場合、Ｂ点から変化させるよりもＤ点から変化させる方が、インクジェット光沢紙が吸着する水分量は少ない。
【００１０】
つまり、シートが記録部内に搬送される前に意図的にシートに水分を吸着させておけば、記録部内の相対湿度が高い状態でもシートへの水分の吸着を抑制することができる。そのため、記録ヘッドからインクが蒸発しないように、記録ヘッド周囲の相対湿度を高めておいた場合でも、シートによる水分の吸着が抑制されているので、記録ヘッド周囲の相対湿度を高めた状態を保つことができ、インクの乾燥を抑制できる。本発明はこのような考察を基になされている。
【００１１】
図２は本発明の実施形態にかかるインクジェット記録装置の構成図であり、図３は図２のインクジェット記録装置の記録部9をＡ方向から見たときの構成図である。図中の黒い矢印は、加湿された加湿空気の流れを示している。なお、本実施形態では加湿空気としているが、空気以外の加湿ガスであってもよい。本明細書で「空気」とは空気および空気以外のガスを総称した意味とする。また、本明細書では、シート搬送経路の任意の位置においてシート供給の側に近い方向を「上流」、その逆側を「下流」という。
【００１２】
本例の記録装置はいわゆるロールｔｏロール方式である。供給ローラ４１はロール状に巻かれた連続シートであるシート２を供給する。巻取りローラ４２は記録部９で記録の済んだシートをロール状に巻き取っていく。
【００１３】
記録部９は、図２の点線で示される筐体を有し、筐体の内部に記録部９には搬送機構と記録部が設けられユニット化されている。搬送機構は、シート２の支持を補助するプラテン７と、駆動ローラ６および従動ローラ５からなる複数のローラ対有する。駆動ローラ６は、回転可能な状態でプラテン７に一部が埋め込まれ、駆動源により回転してシートの搬送させる。従動ローラ５は、支持部材８（ホルダ）に支持され、シート２を挟んで駆動ローラ６と対向する位置に配置されている。駆動ローラ６と従動ローラ５とのローラ対同士の間には、記録部を構成する記録ヘッド１が設けられている。記録ヘッド１は、シート２の幅方向で最大記録幅にわたってインクを吐出するノズルが形成された固定式のフルラインタイプのライン型インクジェット記録ヘッドである。インクジェット方式は、本例では発熱体を用いる方式であるが、これに限らず、ピエゾ素子、静電素子、またはＭＥＭＳ素子を用いる方式等にも適用可能である。シートの搬送方向に沿って色数分（図２では６色分）だけ記録ヘッド１が搬送方向に並んでおり、複数の記録ヘッド１は支持部材８に一体的に保持されている。記録ヘッド１には、インクタンクなどのインク供給手段（不図示）からインクが供給される。なお、それぞれの記録ヘッド１は対応する色のインクを貯蔵するインクタンクと一体のユニットとしてもよい。記録部９は、ラインプリント方式で、移動するシート２に対して各色の記録ヘッド１により各色のインクを付与して画像を形成していく。なお、本例ではシート２としてロール紙を使用したが、単位長さ毎に折りたたまれた連続紙、あるいはカット紙など種類は問わない。
【００１４】
記録部９よりもシート搬送経路の上流側には、第１の加湿ダクト４及び回収ダクト４３が設けられている。第１の加湿ダクト４は、加湿空気生成部２１によって作られた加湿空気を供給口４ａ（第１の供給口）から噴出してシート２に吹き付ける。第１の加湿ダクト４は、記録部９に進入する前のシート２に加湿空気（第１の加湿空気）を供給し、シートの水分含有量を高めるものである。第１の加湿ダクト４の途中には気流を発生させるための送風ファン４ｂが設けられている。
【００１５】
第１の加湿ダクト４からシート２へと吹き付けられた加湿空気のうち、シート２への吸着が行われなかった加湿空気の一部は、回収ダクト４３の回収口４３ａから吸い込まれて回収され、加湿空気生成部２１の吸気口２３へと戻される。戻すための気流を発生させるために、回収ダクト４３の途中には送風ファン４３ｂが設けられている。なお、回収ダクト４３は、シート２への吸着が行われなかった第１の加湿ダクト４からの加湿空気を回収することができれば、吸込口４３ａの位置はどこであってもよい。供給口４ａから供給される加湿空気の流量と、回収ダクト４３によって回収される加湿空気の流量は等価（等しいまたは概ね等しいを意味する）となるように、送風ファン４ｂ及び送風ファン４３が回転する。回収ダクト４３によって戻された加湿空気は、加湿空気生成部２１に導入されて再利用される。再利用によって加湿空気の利用効率が高まるので加湿水の消費が抑えられる。また、加湿空気が記録装置の別のユニットに拡散することが抑制されるので、結露による電気系統のトラブルや長期間の使用に伴なう金属部の腐食などが発生し難い。
【００１６】
第１の加湿ダクト４とは別に、記録部９内の記録ヘッド１のノズルが露出する狭空間に加湿空気を送り込むための第２の加湿ダクト３が設けられている。第２の加湿ダクト３により、記録部９のシート導入口から加湿空気（第２の加湿空気）を送り込んで、複数の記録ヘッド１のノズルが露出する狭空間の雰囲気湿度を高めるためことができる。これにより、複数の記録ヘッドのノズルが保湿され乾燥が抑制される。第２の加湿ダクト３は、途中に送風ファン３ｂを具え 加湿空気生成部２１によって作られた加湿空気を供給口３ａ（第２の供給口）から噴出す。供給口３ａは、記録部９のシート２のシート導入口の付近に設けられている。第１の加湿ダクト４の供給口４ａ及び回収ダクト４３の回収口４３ａ、第２の加湿ダクト３の供給口３ａよりも、記録部９からみて上流側に位置している。
【００１７】
第２の加湿ダクト４により供給された加湿空気は、記録部９の、シート２の搬送経路およびその付近の狭空間を上流から下流に流れる。具体的には、記録ヘッド１の位置では、記録ヘッド１の先端（ノズルが形成された面）とシート２との隙間（以下、「記録ギャップ」と称す）を通過する。また、隣り合う記録ヘッド１同士の間では、加湿空気は支持部材８とシート２との間に形成される隙間を通過する。２種類の隙間を通過しながら加湿空気が下流側の記録ヘッド１まで伝達されることになる。インクジェット方式においては記録ギャップが通常１ｍｍ前後と狭い。加湿した空気が記録ギャップを通過するときには、加湿した空気の流速が上がることとなり、記録を行うときに記録ヘッド１から吐出される吐出液滴（主滴、及びサテライト滴）の着弾精度に悪影響を及ぼす場合がある。したがって、第２の加湿ダクト３から供給される加湿空気は、記録ギャップにおける流速が１ｍ／秒以下となるよう設定することが望ましい。
【００１８】
記録部９の、シート２の搬送経路およびその付近の狭空間を上流から下流に流れて通過した加湿空気の一部を回収して、加湿空気生成部２１に再導入させるため還流ダクト４４が設けられている。還流ダクト４４には吸込口４４ａと気流を発生させるための送風ファン４４ｂが設けられている。吸込口４４ａは、記録部９のシート導出口の近傍に設けられ、シート搬送路に沿って上流から下流に流れた加湿空気を効率よく回収するようになっている。還流ダクト４４によって戻された加湿空気は、加湿空気生成部２１に導入されて再利用される。上述した回収ダクト４３と還流ダクト４４の２つの回収機構により、加湿空気の利用効率が非常に高く、加湿水の消費量が少なく、且つ加湿空気が記録装置の別のユニットに拡散することが抑制される。
【００１９】
図４は加湿空気生成部２１の詳細な構造を示す構成図である。加湿空気生成部２１は、第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂとが直列に接続され、第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂとは１つの筐体に収められ一体化されている。筐体内部で第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂとは壁３０によって仕切られている。第１加湿室２１ａには、導入口２３ａ、発熱体２４ａ（ヒータ）、加湿フィルタ２６ａ、ファン２７ａ、噴出口２７が設けられている。第１加湿室２１ａにはさらに、第１加湿室２１ａ内の温度を検出して発熱体２４ａの発熱量を制御するための温度センサ２８ａ、第１加湿室２１ａ内の気体湿度を測定する温湿度センサ２９ａが設けられている。第２加湿室２１ｂには、発熱体２４ｂ、加湿フィルタ２６ｂ、ファン２７ｂ、噴出口２３ｂが設けられている。第２加湿室２１ｂにはさらに、第２加湿室２１ｂ内の温度を検出して発熱体２４ｂの発熱量を制御するための温度センサ２８ａ、第２加湿室２１ｂ内の気体湿度を測定する温湿度センサ２９ｂが設けられている。第１加湿室２１ａおよび第２加湿室２１ｂの底部には、加湿用の加湿水２５が蓄積されている。加湿水２５は不図示のタンクから供給される。第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂは底部で接続されており、底部に溜まった加湿水２５は第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂで共有される。加湿水２５が蓄積された状態で、第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂとの間には部屋を仕切るための壁３０があるが、加湿水２５の水面下には壁がなく、加湿水２５は第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂで共用される。なお別の形態として、第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂをすべて壁３０で仕切って、両者の水面下となる部分をチューブで接続するようにしてもよい。このように共用することで、加湿水２５の水面高さは第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂとで同一となり、どちらか一方が先に無くなることはない。加湿水２５は低コストで供給が容易な水（例えば水道水）であるが、これに限らず、記録ヘッドのインクの乾燥を防止する成分等が含まれた溶液であればよい。
【００２０】
加湿空気生成部２１はハイブリット型の気化式加湿方式である。加湿フィルタ２６ａ、２６ｂはともに、高い吸水性を有し且つ気体が通過する材料からなる中空円筒形状（ローラ形状）の回転体である。加湿フィルタ２６ａ、２６ｂ下部は加湿水２５に浸漬され、回転することで全体が濡れた状態となる。加湿フィルタに昇温した気体を吹き付けると、気体は１つの加湿フィルタを外側から内側に通過し次いで内側から外側に通過し、計２回通過して加湿される。加湿フィルタ２６ａ、２６ｂでそれぞれ２回ずつ通過するので計４回通過する。加湿フィルタ２６ａ、２６ｂはともに同一方向に回転する。回転方向は、図３における反時計周り、すなわち加湿フィルタの中空円筒を左右に二分してみたとき、加湿室への導入口（発熱体）により近い側（右側）が加湿水２５の水面から上に登り出て、且つより遠い側（左側）が水面下に沈むような回転方向である。水面から出た直後の方がフィルタの水分保持量が多く、回転とともに徐々に減少していく。したがって、より水分保持量が多い状態（右側にある状態）のフィルタに対して、発熱体により昇温された直後のより高温の気体が通過するので、加湿効率が高くなる。第１加湿室２１ａ、第２加湿室２１ｂともに高効率で加湿されるので全体として極めて高い加湿効率が得られる。ファン２７ａとファン２７ｂを同時に作動することで、導入口２３ａより外気が第１加湿室２１ａに導入され内部を通過して、高湿度に加湿された加湿空気が噴出口２３ｂから噴出する。ファン２７ａ、２７ｂの回転数、発熱体２４ａ、２４ｂの発熱量、および加湿フィルタ２６ａ、２６ｂの回転速度はそれぞれ可変に設定するよう制御が可能である。これらの制御によって加湿空気生成部２１の稼働能力が可変に調整される。
【００２１】
１つの加湿室で上述の数値範囲の湿度を持った加湿気体を生成しようとすると、本例の２室構造よりも大きな加湿部が必要となる。仮に、1つの加湿室で同等の加湿気体を生成する場合は、気化効率を高めるために加湿フィルタを通過させる空気の流速を遅くしなければならない。そのため、所望の流量を確保するためには加湿フィルタの通過面積を大きくとる必要があり、結果として加湿フィルタのサイズが非常に大きくなる。本例によれば、加湿室を分割して直列に接続することで、加湿フィルタを通過する回数を増やすことができるので加湿効率が高く、且つ、小さな加湿フィルタで済むため全体としてもコンパクトとなる。そのため、装置全体のサイズ、コスト、エネルギ効率に優れた記録装置が実現する。
【００２２】
加湿水に含まれるカルキ成分や微細なゴミなどは、インクノズルにとっては目詰まり等の要因となる不要成分であるため、狭空間に導入されると好ましくない。加湿フィルタ２６ａ、２７ｂは気化式であるので、水以外の成分は加湿フィルタの吸水体にトラップされ、空間への飛散が抑制される。つまり、本例のようなフィルタを用いた気化式の加湿は、インクジェット方式の記録ヘッドの保湿に好適である。見方を変えると、気化式の加湿を採用することで、不要成分が多いが低コストで供給が容易な水道水を、加湿水として利用することが可能となる。
【００２３】
第１の加湿ダクト４から供給される第１の加湿空気と、第２の加湿ダクト３から供給される第２の加湿空気の湿度について説明する。記録ヘッド１の周囲の雰囲気は、記録ヘッド１からインクが蒸発しにくい雰囲気にする必要がある。例えば、温度が３０〜４０℃であるならば、相対湿度が６０〜７０％程度である。そのため、第２の加湿ダクト３においては、相対湿度として６０〜７０％程度に設定することが好ましいが、記録ヘッド１からインクが蒸発することを抑制することができれば、この限りではない。第１の加湿ダクト４では、平衡水分量になるようにシート２に水分を吸着させることが好ましい。シート２の種類によって吸着できる水分量は変化するので、目安としては、第２の加湿ダクト３から供給される加湿空気の絶対湿度と同程度か、それ以上の絶対湿度に加湿した空気を第１の加湿ダクト４からシート２に供給すればよい。
【００２４】
図５は、本例のインクジェット記録装置の制御系のブロック図である。ホストコンピュータ１０から記録すべき文字や画像のデータがインクジェット記録装置の受信バッファ１１に入力される。また、正しくデータが転送されているかなどを確認するデータや、インクジェット記録装置の動作状態を知らせるデータがインクジェット記録装置からホストコンピュータ１０に出力される。受信バッファ１１のデータは制御部であるＣＰＵ１２の管理のもとで、メモリ部１３に転送されＲＡＭに一時的に記憶される。メカコントロ一ル部１４はＣＰＵ１２からの指令により、ラインヘッドキャリッジ、キャップおよびワイパ等の機構部（メカ部）１５を駆動する。センサ／ＳＷ（スイッチ）コントロール部１６は、各種センサやＳＷ（スイッチ）からなるセンサ／ＳＷ部１７からの信号をＣＰＵ１２に送る。表示素子コントロール部１８は、ＣＰＵ１２からの指令により、表示パネルのＬＥＤや液晶表示素子等からなる表示素子部１９を制御する。加湿コントロール部２０は、ＣＰＵ１２からの指令により加湿空気生成部２１を制御する。この時、ＣＰＵ１２では、様々な情報、例えば、環境温度、シート２の種類や厚み、ラインヘッドの温度、および記録される画像データの打ち込み量等から、シート２へ供給する水分量を決定し、加湿空気生成部２１の加湿条件の設定が行われている。記録ヘッドコントロール部２２はＣＰＵ１２からの指令により記録ヘッド１を駆動制御するとともに、記録ヘッド１の状態を示す温度情報等を検出してこれらをＣＰＵ１２に伝える。
【００２５】
以上の構成において、第１の加湿ダクト４は、記録部９よりもシートの搬送経路の上流側に設けられ、記録部９に進入する前のシートに第１の加湿空気を供給する。これにより、記録部９に進入する前にシートの水分含有量が高められる。第２の加湿ダクト３は、記録部９のシートの搬送経路を加湿空気が上流から下流に流れるようにシート導入口から第２の加湿空気を供給する。記録部９では、シートが導入される前に予め第２の加湿空気が送り込まれて記録ヘッド１のノズルが露出する狭空間の雰囲気湿度が高められ、記録ヘッドの保湿がなされる。ここで、記録のためのシートが記録部を通過する際には、シートはすでに第１の加湿ダクト４により水分含有量が高められた状態であるので、シート２が狭空間の水分を吸着することが抑制される。そのため、上流側の記録ヘッド１から下流側の記録ヘッド１に至るまでの狭空間は高い湿度が維持され続けて、記録ヘッドが確実に保湿（インクの水分蒸発の抑制）される。その結果、インクが吐出不能になったり吐出方向が乱れたりなどの、インク吐出不良の発生が抑制される。
【００２６】
以上の構成において、第１の加湿ダクト４は、記録部９よりもシートの搬送経路の上流側に設けられ、記録部９に進入する前のシートに第１の加湿空気を供給する。これにより、記録部９に進入する前にシートの水分含有量が高められる。第２の加湿ダクト３は、記録部９の搬送経路を加湿空気が上流から下流に流れるようにシート導入口から第２の加湿空気を供給する。記録部９では、シートが導入される前に予め第２の加湿空気が送り込まれて記録ヘッド１のノズルが露出する狭空間の雰囲気湿度が高められ、記録ヘッドの保湿がなされる。また、動作として捉えると、第１ステップでは、搬送されるシートに対して第１の供給口から第１の加湿空気を供給してシートの水分含有量を高める。同時に、第２ステップでは、第１の供給口よりも記録ヘッドに近い位置に設けられた第２の供給口から、ノズルが露出する狭空間に第２の加湿空気を供給して狭空間の雰囲気湿度を高め、ノズルの保湿を行う。そして、第３ステップでは、第１ステップで水分含有量が高められたシートの部位を、第２ステップで雰囲気湿度が高められた狭空間に進入させて、インクジェット記録ヘッドで記録を行う。
【００２７】
これにより、記録の際にシートが空間を通過する際には、シートは事前に第１の加湿空気により水分含有量が高められた状態であるので、シートが第２の加湿空気の水分を吸着することが抑制される。そのため、上流側の記録ヘッドから下流側の記録ヘッドに至るまでの狭空間は高い湿度が維持され続けて、ノズルは確実に保湿される。その結果、インクが吐出不能になったり吐出方向が乱れたりなどの、インク吐出不良の発生が抑制される。
【００２８】
加えて、回収ダクト４３によって戻された加湿空気は、加湿空気生成部２１に戻されて再利用される。また、還流ダクト４４によっても加湿空気の一部は加湿空気生成部２１に戻されて再利用される。このため、加湿空気の利用効率が高まって、加湿水の消費が抑えられる。また、加湿空気が記録装置の別のユニットに拡散することが抑制されるので、結露による電気系統のトラブルや長期間の使用に伴なう金属部の腐食などが発生し難い。
【００２９】
加えて、加湿空気生成部２１は、複数の加湿室を直列に接続した構造であるので加湿効率が高く、且つ、小さな加湿フィルタで済むため全体としてもコンパクトとなる。さらに、加湿空気生成部２１は第１の加湿ダクト４と第２の加湿ダクト３で共用されている。そのため、装置全体のサイズ、コスト、エネルギ効率に優れた記録装置が実現する。
【００３０】
以下に、上述の構成のインクジェット記録装置を用いて実験した例を説明する。
【００３１】
（実施例１）
記録ヘッド１は、６インチの記録幅を有するブラック，シアン，フォトシアン、マゼンタ、フォトマゼンタ、イエローの６色とする。シート２として、幅５インチのインクジェット用光沢ロール紙をセットし、画像サイズ５×７インチの連続画像記録を行った。この時、インクジェット記録装置の周囲の雰囲気は温度２５℃、相対湿度５５％であった。シート２であるロール紙の含有水分率に関して株式会社サンコウ電子研究所製の電気式水分計（本体：ＭＲ−２００、プローブ：ＫＧ−ＰＡ）を用いてロール紙の含有水分率を計測したところ、約６％であった。画像の記録に先立ち、記録ヘッド１の「捨て吐出」をキャップ内に行うことでノズル内のインクをリフレッシュさせた後、キャップを退避させ、記録ヘッド１を画像記録位置に移動させた。
【００３２】
一連の動作と並行して、加湿空気生成部２１によって作られた、温度３０℃、相対湿度８５％の加湿空気を、第２の加湿ダクト３を介して秒速０．２ｍで記録部９内に送り出し始めた。このとき、記録ヘッド１の下の風速は秒速０．９ｍであり、主滴の着弾制度悪化や、サテライト滴が主滴と分離して着弾することによる画像に対する弊害と言った問題が生じない流速であった。なお、温度３０℃、相対湿度８５％の空気の露点は２７℃であるため、インクジェット記録装置の運転開始後に記録装置内の温度が２７℃を超えてから、第２の加湿ダクト３を介し、加湿空気の供給を開始した。具体的な記録装置内の雰囲気は、温度３２℃、相対湿度３７％であった。インクジェット記録装置内では、記録ヘッド１の温度調節や乾燥機等の使用により装置内の温度が上昇するが、冬場など装置外部の温度が低い場合、装置が温まるまでに時間を要するため、装置内に別途ヒータなどによる加温手段を設けても良い。
【００３３】
次いで、加湿空気生成部２１によって作られた、温度３０℃、相対湿度８５％（絶対湿度２５．８ｇ／ｍ３）に加湿した空気を秒速１．３ｍで１５０×４０ｍｍの第１の加湿ダクト４を介してロール紙表面に供給した。なお、このときロール紙への水分供給量は約０．２ｇ／ｓｅｃであり、水分供給量が１時間当り約７２０ｇと多くなる。しかし、第１の加湿ダクト４から供給された空気のうちロール紙に吸着されなかた空気は、回収ダクトを介し加湿空気生成部２１の吸気口に戻される。このときの水分回収率はおおよそ９５％であり、実施系での消費水分量は１時間当たり３６ｇまで低減される。第１の加湿ダクト４による加湿空気の吹き付けによって加湿されたロール紙の含有水分率を計測したところ、約１３％となっていた。
【００３４】
このように、第１の加湿ダクト４と第２の加湿ダクト３を介して、加湿空気生成部２１で作られた加湿空気が供給されている状態で、記録ヘッド１先端付近における温度と相対湿度を測定した。その結果、最も上流側の記録ヘッド１で温度が３０℃、相対湿度が８０％であり、最も下流側の記録ヘッド１で温度が３０℃、相対湿度が７５％となっており、記録ヘッド１が配置されている全域にわたり、加湿がなされていることが分かった。
【００３５】
そしてこの状態において、シートである光沢ロール紙の搬送を開始し、図６に示すように、画像サイズ５×７インチの記録画像を含め複数種の記録画像３２の記録を行った。記録画像３２同士の間に置いては「捨て吐出３１」を行うと共に秒速１．５インチの速度で連続記録を行った。その結果、不使用ノズルが突然使用された場合の記録画像３２の書き出し部３４においても、使用されていたノズルの記録画像３２の書き出し部３３と同様、記録ドットの１発目から着弾精度と濃度共に問題のない画像が得られていた（図７（ａ）参照）。
【００３６】
（実施例２）
実施例１において、加湿空気生成部２１で作られる加湿空気を、温度４０℃、相対湿度６０％（絶対湿度３０．６ｇ／ｍ３）とした以外は、実施例１と同様の方法でシートに記録を行った。なお、このときのロール紙への水分供給量は０．２４ｇ／ｓｅｃである。第１の加湿ダクト４によって加湿空気を吹き付けられたロール紙の含有水分率について測定したところ、約１５％となっていた。
【００３７】
また、第１の加湿ダクト４及び第２の加湿ダクト３を介し、加湿空気生成部２１で作られた加湿空気が供給されている状態で、記録ヘッド１先端付近における温度と相対湿度を測定した。その結果、最も上流側の記録ヘッド１で温度３０℃、相対湿度９５％、最も下流側の記録ヘッド１で温度３０℃、相対湿度９０％となっており、記録ヘッド１が配置されている全域にわたり加湿がなされていることが分かった。
【００３８】
この状態において、実施例１と同様に画像の記録を行った。その結果、不使用ノズルが突然使用された場合の記録画像３２の書き出し部３４においても使用していたノズルの記録画像３２の書き出し部３３と同様、記録ドットの１発目から記録ドットの着弾精度と濃度共に問題のない画像が得られていた（図７（ａ）参照）。
【００３９】
（比較例１）
比較例１では、実施例１とは異なり、第１の加湿ダクト４によるロール紙に対する加湿空気の吹き付けを行わず、それ以外は実施例１と同様の方法でロール紙に記録を行った。つまり、従来技術（特許文献１）とほぼ同条件である。
【００４０】
第２の加湿ダクト３を介してのみ、加湿空気生成部２１によって作られた加湿空気が供給されている状態で、記録ヘッド１の先端付近における温度と相対湿度を測定した。その結果、最も上流側の記録ヘッド１で温度３０℃、相対湿度７０％、最も下流側の記録ヘッド１で温度３０℃、相対湿度４５％であった。
【００４１】
比較例１では、第１の加湿ダクト４によるロール紙に対する加湿空気の吹き付けが意図的に行われていないため、記録部９内の空気中の水分がロール紙に吸収されてしまい、記録開始前の記録ヘッド１の先端付近の湿度が、実施例１や実施例２よりも低くなる。特に最も下流側の記録ヘッド１先端付近ではその傾向が著しくなっている。
【００４２】
この状態において、実施例１と同様に画像の記録を行った。その結果、使用していたノズルの記録画像３２の書き出し部３３に置いては問題のない画像（図７（ａ）参照）が得られた。しかし、不使用ノズルが突然使用された場合の記録画像３２の書き出し部３４では図７（ｂ）に示すように記録ドットの着弾精度が低下し、濃度も一定ではない画像となった。
【符号の説明】
【００４３】
１ 記録ヘッド
２ シート
３ 第２の加湿ダクト
４ 第１の加湿ダクト
９ 記録部
２１ 加湿空気生成部
４３ 回収ダクト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドのインクの乾燥を抑制することができる記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数のインクジェット記録ヘッドがシート搬送方向に沿って並べて配置されたプリンタにおいて、上流側から記録ヘッドのノズルの近傍に加湿気体を供給して流すことで記録ヘッドを保湿しインク乾燥を抑制する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２５５０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
紙などの材質からなるシートは、湿度に応じた平衡水分を有しており（シートの水分がこれ以上変化しない状態）、湿度が高ければ空気中の水分を吸着し、湿度が低ければシート中の水分を放出する。加湿空気が送り込まれて湿度が高くなった状態の記録ヘッド近傍にシートが供給されると、シートによる水分の吸着が起きる。そのため、雰囲気の湿度低下が起きて、記録ヘッドを適切に保湿できなくなる畏れがある。とくに、複数の記録ヘッドが加湿空気の導入方向に沿って並べて設けられている構成では、上流から供給された加湿気体が下流側に伝わるまでには時間を要し、その間にシートで水分が吸着されると、下流側の記録ヘッドの保湿が不十分になりがちである。保湿が不十分であると、インクが吐出不能になったり吐出方向が乱れたりなど、インク吐出不良の原因となる。また、加湿空気の生成には大きなエネルギを必要とするので、効率のよい加湿がなされる工夫が望まれる。
【０００５】
本発明は、上述の課題の認識に基づいてなされたものである。本発明の目的は、記録ヘッドの保湿を適切に維持することができ吐出不良を抑制することができ、且つ、エネルギ効率の高い記録装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の記録装置は、ノズルが形成されたインクジェット記録ヘッドを含む記録部と、加湿空気を生成するための加湿部と、搬送されるシートに対して第１の加湿空気を供給する第１の供給口と、前記ノズルが露出する空間に第２の加湿空気を供給するための、前記第１の供給口よりも前記インクジェット記録ヘッドに近い位置に設けられた第２の供給口と、前記第1の供給口から供給された前記第１の加湿空気の一部を回収して前記加湿部に再導入させるための回収ダクトとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、記録部よりも手前でシートを事前に加湿することでシートによる水分の吸着が抑制され、記録ヘッドの保湿を適切に維持することができ吐出不良を抑制することができる。この際、シートへの吸着が行われなかった加湿空気の一部を回収して再利用するので、使用する水分の利用効率が高くエネルギ効率の高い装置となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】シートのヒステリシス特性を示す図である。
【図２】インクジェット記録装置の実施形態の構成図である。
【図３】記録部をＡ方向からみた図である。
【図４】加湿空気生成部の構成図である。
【図５】制御系のブロック図である。
【図６】記録画像の模式図である。
【図７】記録を行ったときの記録画像の書き出し部の拡大概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態の説明に先立ち、記録媒体であるシート、例えばインクジェット光沢紙のヒステリシス特性について説明する。図１は、水分の吸着と脱離に関するヒステリシス特性を示している。インクジェット光沢紙などの紙は、相対湿度の変化による水分の吸着と脱離の関係は線形ではない。相対湿度が低いＡ点から相対湿度の高いＢ点へ雰囲気湿度が変化した場合、インクジェット光沢紙が雰囲気中の水分を吸着する。一方、相対湿度のより高いＣ点から、Ｂ点と同じ相対湿度まで相対湿度を下げると、インクジェット光沢紙が含有する水分量は、Ｂ点より多いＤ点の量まで水分を含有している。つまり、インクジェット光沢紙をある相対雰囲気湿度に曝す場合、相対湿度が低い状態から変化させるよりも、相対湿度が高い状態から変化させたほうがより多くの水分をインクジェット光沢紙は含有することができる。さらに、相対湿度のより高いＣ点から、Ｄ点の相対湿度に変化させた場合、インクジェット光沢紙から離脱する水分量が少ない。そのため、Ｃ点あるいはそれ以上の相対湿度に再度インクジェット光沢紙が曝される場合、Ｂ点から変化させるよりもＤ点から変化させる方が、インクジェット光沢紙が吸着する水分量は少ない。
【００１０】
つまり、シートが記録部内に搬送される前に意図的にシートに水分を吸着させておけば、記録部内の相対湿度が高い状態でもシートへの水分の吸着を抑制することができる。そのため、記録ヘッドからインクが蒸発しないように、記録ヘッド周囲の相対湿度を高めておいた場合でも、シートによる水分の吸着が抑制されているので、記録ヘッド周囲の相対湿度を高めた状態を保つことができ、インクの乾燥を抑制できる。本発明はこのような考察を基になされている。
【００１１】
図２は本発明の実施形態にかかるインクジェット記録装置の構成図であり、図３は図２のインクジェット記録装置の記録部9をＡ方向から見たときの構成図である。図中の黒い矢印は、加湿された加湿空気の流れを示している。なお、本実施形態では加湿空気としているが、空気以外の加湿ガスであってもよい。本明細書で「空気」とは空気および空気以外のガスを総称した意味とする。また、本明細書では、シート搬送経路の任意の位置においてシート供給の側に近い方向を「上流」、その逆側を「下流」という。
【００１２】
本例の記録装置はいわゆるロールｔｏロール方式である。供給ローラ４１はロール状に巻かれた連続シートであるシート２を供給する。巻取りローラ４２は記録部９で記録の済んだシートをロール状に巻き取っていく。
【００１３】
記録部９は、図２の点線で示される筐体を有し、筐体の内部に記録部９には搬送機構と記録部が設けられユニット化されている。搬送機構は、シート２の支持を補助するプラテン７と、駆動ローラ６および従動ローラ５からなる複数のローラ対有する。駆動ローラ６は、回転可能な状態でプラテン７に一部が埋め込まれ、駆動源により回転してシートの搬送させる。従動ローラ５は、支持部材８（ホルダ）に支持され、シート２を挟んで駆動ローラ６と対向する位置に配置されている。駆動ローラ６と従動ローラ５とのローラ対同士の間には、記録部を構成する記録ヘッド１が設けられている。記録ヘッド１は、シート２の幅方向で最大記録幅にわたってインクを吐出するノズルが形成された固定式のフルラインタイプのライン型インクジェット記録ヘッドである。インクジェット方式は、本例では発熱体を用いる方式であるが、これに限らず、ピエゾ素子、静電素子、またはＭＥＭＳ素子を用いる方式等にも適用可能である。シートの搬送方向に沿って色数分（図２では６色分）だけ記録ヘッド１が搬送方向に並んでおり、複数の記録ヘッド１は支持部材８に一体的に保持されている。記録ヘッド１には、インクタンクなどのインク供給手段（不図示）からインクが供給される。なお、それぞれの記録ヘッド１は対応する色のインクを貯蔵するインクタンクと一体のユニットとしてもよい。記録部９は、ラインプリント方式で、移動するシート２に対して各色の記録ヘッド１により各色のインクを付与して画像を形成していく。なお、本例ではシート２としてロール紙を使用したが、単位長さ毎に折りたたまれた連続紙、あるいはカット紙など種類は問わない。
【００１４】
記録部９よりもシート搬送経路の上流側には、第１の加湿ダクト４及び回収ダクト４３が設けられている。第１の加湿ダクト４は、加湿空気生成部２１によって作られた加湿空気を供給口４ａ（第１の供給口）から噴出してシート２に吹き付ける。第１の加湿ダクト４は、記録部９に進入する前のシート２に加湿空気（第１の加湿空気）を供給し、シートの水分含有量を高めるものである。第１の加湿ダクト４の途中には気流を発生させるための送風ファン４ｂが設けられている。
【００１５】
第１の加湿ダクト４からシート２へと吹き付けられた加湿空気のうち、シート２への吸着が行われなかった加湿空気の一部は、回収ダクト４３の回収口４３ａから吸い込まれて回収され、加湿空気生成部２１の吸気口２３へと戻される。戻すための気流を発生させるために、回収ダクト４３の途中には送風ファン４３ｂが設けられている。なお、回収ダクト４３は、シート２への吸着が行われなかった第１の加湿ダクト４からの加湿空気を回収することができれば、吸込口４３ａの位置はどこであってもよい。供給口４ａから供給される加湿空気の流量と、回収ダクト４３によって回収される加湿空気の流量は等価（等しいまたは概ね等しいを意味する）となるように、送風ファン４ｂ及び送風ファン４３が回転する。回収ダクト４３によって戻された加湿空気は、加湿空気生成部２１に導入されて再利用される。再利用によって加湿空気の利用効率が高まるので加湿水の消費が抑えられる。また、加湿空気が記録装置の別のユニットに拡散することが抑制されるので、結露による電気系統のトラブルや長期間の使用に伴なう金属部の腐食などが発生し難い。
【００１６】
第１の加湿ダクト４とは別に、記録部９内の記録ヘッド１のノズルが露出する狭空間に加湿空気を送り込むための第２の加湿ダクト３が設けられている。第２の加湿ダクト３により、記録部９のシート導入口から加湿空気（第２の加湿空気）を送り込んで、複数の記録ヘッド１のノズルが露出する狭空間の雰囲気湿度を高めるためことができる。これにより、複数の記録ヘッドのノズルが保湿され乾燥が抑制される。第２の加湿ダクト３は、途中に送風ファン３ｂを具え 加湿空気生成部２１によって作られた加湿空気を供給口３ａ（第２の供給口）から噴出す。供給口３ａは、記録部９のシート２のシート導入口の付近に設けられている。第１の加湿ダクト４の供給口４ａ及び回収ダクト４３の回収口４３ａ、第２の加湿ダクト３の供給口３ａよりも、記録部９からみて上流側に位置している。
【００１７】
第２の加湿ダクト４により供給された加湿空気は、記録部９の、シート２の搬送経路およびその付近の狭空間を上流から下流に流れる。具体的には、記録ヘッド１の位置では、記録ヘッド１の先端（ノズルが形成された面）とシート２との隙間（以下、「記録ギャップ」と称す）を通過する。また、隣り合う記録ヘッド１同士の間では、加湿空気は支持部材８とシート２との間に形成される隙間を通過する。２種類の隙間を通過しながら加湿空気が下流側の記録ヘッド１まで伝達されることになる。インクジェット方式においては記録ギャップが通常１ｍｍ前後と狭い。加湿した空気が記録ギャップを通過するときには、加湿した空気の流速が上がることとなり、記録を行うときに記録ヘッド１から吐出される吐出液滴（主滴、及びサテライト滴）の着弾精度に悪影響を及ぼす場合がある。したがって、第２の加湿ダクト３から供給される加湿空気は、記録ギャップにおける流速が１ｍ／秒以下となるよう設定することが望ましい。
【００１８】
記録部９の、シート２の搬送経路およびその付近の狭空間を上流から下流に流れて通過した加湿空気の一部を回収して、加湿空気生成部２１に再導入させるため還流ダクト４４が設けられている。還流ダクト４４には吸込口４４ａと気流を発生させるための送風ファン４４ｂが設けられている。吸込口４４ａは、記録部９のシート導出口の近傍に設けられ、シート搬送路に沿って上流から下流に流れた加湿空気を効率よく回収するようになっている。還流ダクト４４によって戻された加湿空気は、加湿空気生成部２１に導入されて再利用される。上述した回収ダクト４３と還流ダクト４４の２つの回収機構により、加湿空気の利用効率が非常に高く、加湿水の消費量が少なく、且つ加湿空気が記録装置の別のユニットに拡散することが抑制される。
【００１９】
図４は加湿空気生成部２１の詳細な構造を示す構成図である。加湿空気生成部２１は、第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂとが直列に接続され、第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂとは１つの筐体に収められ一体化されている。筐体内部で第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂとは壁３０によって仕切られている。第１加湿室２１ａには、導入口２３ａ、発熱体２４ａ（ヒータ）、加湿フィルタ２６ａ、ファン２７ａ、噴出口２７が設けられている。第１加湿室２１ａにはさらに、第１加湿室２１ａ内の温度を検出して発熱体２４ａの発熱量を制御するための温度センサ２８ａ、第１加湿室２１ａ内の気体湿度を測定する温湿度センサ２９ａが設けられている。第２加湿室２１ｂには、発熱体２４ｂ、加湿フィルタ２６ｂ、ファン２７ｂ、噴出口２３ｂが設けられている。第２加湿室２１ｂにはさらに、第２加湿室２１ｂ内の温度を検出して発熱体２４ｂの発熱量を制御するための温度センサ２８ａ、第２加湿室２１ｂ内の気体湿度を測定する温湿度センサ２９ｂが設けられている。第１加湿室２１ａおよび第２加湿室２１ｂの底部には、加湿用の加湿水２５が蓄積されている。加湿水２５は不図示のタンクから供給される。第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂは底部で接続されており、底部に溜まった加湿水２５は第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂで共有される。加湿水２５が蓄積された状態で、第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂとの間には部屋を仕切るための壁３０があるが、加湿水２５の水面下には壁がなく、加湿水２５は第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂで共用される。なお別の形態として、第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂをすべて壁３０で仕切って、両者の水面下となる部分をチューブで接続するようにしてもよい。このように共用することで、加湿水２５の水面高さは第１加湿室２１ａと第２加湿室２１ｂとで同一となり、どちらか一方が先に無くなることはない。加湿水２５は低コストで供給が容易な水（例えば水道水）であるが、これに限らず、記録ヘッドのインクの乾燥を防止する成分等が含まれた溶液であればよい。
【００２０】
加湿空気生成部２１はハイブリット型の気化式加湿方式である。加湿フィルタ２６ａ、２６ｂはともに、高い吸水性を有し且つ気体が通過する材料からなる中空円筒形状（ローラ形状）の回転体である。加湿フィルタ２６ａ、２６ｂ下部は加湿水２５に浸漬され、回転することで全体が濡れた状態となる。加湿フィルタに昇温した気体を吹き付けると、気体は１つの加湿フィルタを外側から内側に通過し次いで内側から外側に通過し、計２回通過して加湿される。加湿フィルタ２６ａ、２６ｂでそれぞれ２回ずつ通過するので計４回通過する。加湿フィルタ２６ａ、２６ｂはともに同一方向に回転する。回転方向は、図３における反時計周り、すなわち加湿フィルタの中空円筒を左右に二分してみたとき、加湿室への導入口（発熱体）により近い側（右側）が加湿水２５の水面から上に登り出て、且つより遠い側（左側）が水面下に沈むような回転方向である。水面から出た直後の方がフィルタの水分保持量が多く、回転とともに徐々に減少していく。したがって、より水分保持量が多い状態（右側にある状態）のフィルタに対して、発熱体により昇温された直後のより高温の気体が通過するので、加湿効率が高くなる。第１加湿室２１ａ、第２加湿室２１ｂともに高効率で加湿されるので全体として極めて高い加湿効率が得られる。ファン２７ａとファン２７ｂを同時に作動することで、導入口２３ａより外気が第１加湿室２１ａに導入され内部を通過して、高湿度に加湿された加湿空気が噴出口２３ｂから噴出する。ファン２７ａ、２７ｂの回転数、発熱体２４ａ、２４ｂの発熱量、および加湿フィルタ２６ａ、２６ｂの回転速度はそれぞれ可変に設定するよう制御が可能である。これらの制御によって加湿空気生成部２１の稼働能力が可変に調整される。
【００２１】
１つの加湿室で上述の数値範囲の湿度を持った加湿気体を生成しようとすると、本例の２室構造よりも大きな加湿部が必要となる。仮に、1つの加湿室で同等の加湿気体を生成する場合は、気化効率を高めるために加湿フィルタを通過させる空気の流速を遅くしなければならない。そのため、所望の流量を確保するためには加湿フィルタの通過面積を大きくとる必要があり、結果として加湿フィルタのサイズが非常に大きくなる。本例によれば、加湿室を分割して直列に接続することで、加湿フィルタを通過する回数を増やすことができるので加湿効率が高く、且つ、小さな加湿フィルタで済むため全体としてもコンパクトとなる。そのため、装置全体のサイズ、コスト、エネルギ効率に優れた記録装置が実現する。
【００２２】
加湿水に含まれるカルキ成分や微細なゴミなどは、インクノズルにとっては目詰まり等の要因となる不要成分であるため、狭空間に導入されると好ましくない。加湿フィルタ２６ａ、２７ｂは気化式であるので、水以外の成分は加湿フィルタの吸水体にトラップされ、空間への飛散が抑制される。つまり、本例のようなフィルタを用いた気化式の加湿は、インクジェット方式の記録ヘッドの保湿に好適である。見方を変えると、気化式の加湿を採用することで、不要成分が多いが低コストで供給が容易な水道水を、加湿水として利用することが可能となる。
【００２３】
第１の加湿ダクト４から供給される第１の加湿空気と、第２の加湿ダクト３から供給される第２の加湿空気の湿度について説明する。記録ヘッド１の周囲の雰囲気は、記録ヘッド１からインクが蒸発しにくい雰囲気にする必要がある。例えば、温度が３０〜４０℃であるならば、相対湿度が６０〜７０％程度である。そのため、第２の加湿ダクト３においては、相対湿度として６０〜７０％程度に設定することが好ましいが、記録ヘッド１からインクが蒸発することを抑制することができれば、この限りではない。第１の加湿ダクト４では、平衡水分量になるようにシート２に水分を吸着させることが好ましい。シート２の種類によって吸着できる水分量は変化するので、目安としては、第２の加湿ダクト３から供給される加湿空気の絶対湿度と同程度か、それ以上の絶対湿度に加湿した空気を第１の加湿ダクト４からシート２に供給すればよい。
【００２４】
図５は、本例のインクジェット記録装置の制御系のブロック図である。ホストコンピュータ１０から記録すべき文字や画像のデータがインクジェット記録装置の受信バッファ１１に入力される。また、正しくデータが転送されているかなどを確認するデータや、インクジェット記録装置の動作状態を知らせるデータがインクジェット記録装置からホストコンピュータ１０に出力される。受信バッファ１１のデータは制御部であるＣＰＵ１２の管理のもとで、メモリ部１３に転送されＲＡＭに一時的に記憶される。メカコントロ一ル部１４はＣＰＵ１２からの指令により、ラインヘッドキャリッジ、キャップおよびワイパ等の機構部（メカ部）１５を駆動する。センサ／ＳＷ（スイッチ）コントロール部１６は、各種センサやＳＷ（スイッチ）からなるセンサ／ＳＷ部１７からの信号をＣＰＵ１２に送る。表示素子コントロール部１８は、ＣＰＵ１２からの指令により、表示パネルのＬＥＤや液晶表示素子等からなる表示素子部１９を制御する。加湿コントロール部２０は、ＣＰＵ１２からの指令により加湿空気生成部２１を制御する。この時、ＣＰＵ１２では、様々な情報、例えば、環境温度、シート２の種類や厚み、ラインヘッドの温度、および記録される画像データの打ち込み量等から、シート２へ供給する水分量を決定し、加湿空気生成部２１の加湿条件の設定が行われている。記録ヘッドコントロール部２２はＣＰＵ１２からの指令により記録ヘッド１を駆動制御するとともに、記録ヘッド１の状態を示す温度情報等を検出してこれらをＣＰＵ１２に伝える。
【００２５】
以上の構成において、第１の加湿ダクト４は、記録部９よりもシートの搬送経路の上流側に設けられ、記録部９に進入する前のシートに第１の加湿空気を供給する。これにより、記録部９に進入する前にシートの水分含有量が高められる。第２の加湿ダクト３は、記録部９のシートの搬送経路を加湿空気が上流から下流に流れるようにシート導入口から第２の加湿空気を供給する。記録部９では、シートが導入される前に予め第２の加湿空気が送り込まれて記録ヘッド１のノズルが露出する狭空間の雰囲気湿度が高められ、記録ヘッドの保湿がなされる。ここで、記録のためのシートが記録部を通過する際には、シートはすでに第１の加湿ダクト４により水分含有量が高められた状態であるので、シート２が狭空間の水分を吸着することが抑制される。そのため、上流側の記録ヘッド１から下流側の記録ヘッド１に至るまでの狭空間は高い湿度が維持され続けて、記録ヘッドが確実に保湿（インクの水分蒸発の抑制）される。その結果、インクが吐出不能になったり吐出方向が乱れたりなどの、インク吐出不良の発生が抑制される。
【００２６】
以上の構成において、第１の加湿ダクト４は、記録部９よりもシートの搬送経路の上流側に設けられ、記録部９に進入する前のシートに第１の加湿空気を供給する。これにより、記録部９に進入する前にシートの水分含有量が高められる。第２の加湿ダクト３は、記録部９の搬送経路を加湿空気が上流から下流に流れるようにシート導入口から第２の加湿空気を供給する。記録部９では、シートが導入される前に予め第２の加湿空気が送り込まれて記録ヘッド１のノズルが露出する狭空間の雰囲気湿度が高められ、記録ヘッドの保湿がなされる。また、動作として捉えると、第１ステップでは、搬送されるシートに対して第１の供給口から第１の加湿空気を供給してシートの水分含有量を高める。同時に、第２ステップでは、第１の供給口よりも記録ヘッドに近い位置に設けられた第２の供給口から、ノズルが露出する狭空間に第２の加湿空気を供給して狭空間の雰囲気湿度を高め、ノズルの保湿を行う。そして、第３ステップでは、第１ステップで水分含有量が高められたシートの部位を、第２ステップで雰囲気湿度が高められた狭空間に進入させて、インクジェット記録ヘッドで記録を行う。
【００２７】
これにより、記録の際にシートが空間を通過する際には、シートは事前に第１の加湿空気により水分含有量が高められた状態であるので、シートが第２の加湿空気の水分を吸着することが抑制される。そのため、上流側の記録ヘッドから下流側の記録ヘッドに至るまでの狭空間は高い湿度が維持され続けて、ノズルは確実に保湿される。その結果、インクが吐出不能になったり吐出方向が乱れたりなどの、インク吐出不良の発生が抑制される。
【００２８】
加えて、回収ダクト４３によって戻された加湿空気は、加湿空気生成部２１に戻されて再利用される。また、還流ダクト４４によっても加湿空気の一部は加湿空気生成部２１に戻されて再利用される。このため、加湿空気の利用効率が高まって、加湿水の消費が抑えられる。また、加湿空気が記録装置の別のユニットに拡散することが抑制されるので、結露による電気系統のトラブルや長期間の使用に伴なう金属部の腐食などが発生し難い。
【００２９】
加えて、加湿空気生成部２１は、複数の加湿室を直列に接続した構造であるので加湿効率が高く、且つ、小さな加湿フィルタで済むため全体としてもコンパクトとなる。さらに、加湿空気生成部２１は第１の加湿ダクト４と第２の加湿ダクト３で共用されている。そのため、装置全体のサイズ、コスト、エネルギ効率に優れた記録装置が実現する。
【００３０】
以下に、上述の構成のインクジェット記録装置を用いて実験した例を説明する。
【００３１】
（実施例１）
記録ヘッド１は、６インチの記録幅を有するブラック，シアン，フォトシアン、マゼンタ、フォトマゼンタ、イエローの６色とする。シート２として、幅５インチのインクジェット用光沢ロール紙をセットし、画像サイズ５×７インチの連続画像記録を行った。この時、インクジェット記録装置の周囲の雰囲気は温度２５℃、相対湿度５５％であった。シート２であるロール紙の含有水分率に関して株式会社サンコウ電子研究所製の電気式水分計（本体：ＭＲ−２００、プローブ：ＫＧ−ＰＡ）を用いてロール紙の含有水分率を計測したところ、約６％であった。画像の記録に先立ち、記録ヘッド１の「捨て吐出」をキャップ内に行うことでノズル内のインクをリフレッシュさせた後、キャップを退避させ、記録ヘッド１を画像記録位置に移動させた。
【００３２】
一連の動作と並行して、加湿空気生成部２１によって作られた、温度３０℃、相対湿度８５％の加湿空気を、第２の加湿ダクト３を介して秒速０．２ｍで記録部９内に送り出し始めた。このとき、記録ヘッド１の下の風速は秒速０．９ｍであり、主滴の着弾制度悪化や、サテライト滴が主滴と分離して着弾することによる画像に対する弊害と言った問題が生じない流速であった。なお、温度３０℃、相対湿度８５％の空気の露点は２７℃であるため、インクジェット記録装置の運転開始後に記録装置内の温度が２７℃を超えてから、第２の加湿ダクト３を介し、加湿空気の供給を開始した。具体的な記録装置内の雰囲気は、温度３２℃、相対湿度３７％であった。インクジェット記録装置内では、記録ヘッド１の温度調節や乾燥機等の使用により装置内の温度が上昇するが、冬場など装置外部の温度が低い場合、装置が温まるまでに時間を要するため、装置内に別途ヒータなどによる加温手段を設けても良い。
【００３３】
次いで、加湿空気生成部２１によって作られた、温度３０℃、相対湿度８５％（絶対湿度２５．８ｇ／ｍ３）に加湿した空気を秒速１．３ｍで１５０×４０ｍｍの第１の加湿ダクト４を介してロール紙表面に供給した。なお、このときロール紙への水分供給量は約０．２ｇ／ｓｅｃであり、水分供給量が１時間当り約７２０ｇと多くなる。しかし、第１の加湿ダクト４から供給された空気のうちロール紙に吸着されなかた空気は、回収ダクトを介し加湿空気生成部２１の吸気口に戻される。このときの水分回収率はおおよそ９５％であり、実施系での消費水分量は１時間当たり３６ｇまで低減される。第１の加湿ダクト４による加湿空気の吹き付けによって加湿されたロール紙の含有水分率を計測したところ、約１３％となっていた。
【００３４】
このように、第１の加湿ダクト４と第２の加湿ダクト３を介して、加湿空気生成部２１で作られた加湿空気が供給されている状態で、記録ヘッド１先端付近における温度と相対湿度を測定した。その結果、最も上流側の記録ヘッド１で温度が３０℃、相対湿度が８０％であり、最も下流側の記録ヘッド１で温度が３０℃、相対湿度が７５％となっており、記録ヘッド１が配置されている全域にわたり、加湿がなされていることが分かった。
【００３５】
そしてこの状態において、シートである光沢ロール紙の搬送を開始し、図６に示すように、画像サイズ５×７インチの記録画像を含め複数種の記録画像３２の記録を行った。記録画像３２同士の間に置いては「捨て吐出３１」を行うと共に秒速１．５インチの速度で連続記録を行った。その結果、不使用ノズルが突然使用された場合の記録画像３２の書き出し部３４においても、使用されていたノズルの記録画像３２の書き出し部３３と同様、記録ドットの１発目から着弾精度と濃度共に問題のない画像が得られていた（図７（ａ）参照）。
【００３６】
（実施例２）
実施例１において、加湿空気生成部２１で作られる加湿空気を、温度４０℃、相対湿度６０％（絶対湿度３０．６ｇ／ｍ３）とした以外は、実施例１と同様の方法でシートに記録を行った。なお、このときのロール紙への水分供給量は０．２４ｇ／ｓｅｃである。第１の加湿ダクト４によって加湿空気を吹き付けられたロール紙の含有水分率について測定したところ、約１５％となっていた。
【００３７】
また、第１の加湿ダクト４及び第２の加湿ダクト３を介し、加湿空気生成部２１で作られた加湿空気が供給されている状態で、記録ヘッド１先端付近における温度と相対湿度を測定した。その結果、最も上流側の記録ヘッド１で温度３０℃、相対湿度９５％、最も下流側の記録ヘッド１で温度３０℃、相対湿度９０％となっており、記録ヘッド１が配置されている全域にわたり加湿がなされていることが分かった。
【００３８】
この状態において、実施例１と同様に画像の記録を行った。その結果、不使用ノズルが突然使用された場合の記録画像３２の書き出し部３４においても使用していたノズルの記録画像３２の書き出し部３３と同様、記録ドットの１発目から記録ドットの着弾精度と濃度共に問題のない画像が得られていた（図７（ａ）参照）。
【００３９】
（比較例１）
比較例１では、実施例１とは異なり、第１の加湿ダクト４によるロール紙に対する加湿空気の吹き付けを行わず、それ以外は実施例１と同様の方法でロール紙に記録を行った。つまり、従来技術（特許文献１）とほぼ同条件である。
【００４０】
第２の加湿ダクト３を介してのみ、加湿空気生成部２１によって作られた加湿空気が供給されている状態で、記録ヘッド１の先端付近における温度と相対湿度を測定した。その結果、最も上流側の記録ヘッド１で温度３０℃、相対湿度７０％、最も下流側の記録ヘッド１で温度３０℃、相対湿度４５％であった。
【００４１】
比較例１では、第１の加湿ダクト４によるロール紙に対する加湿空気の吹き付けが意図的に行われていないため、記録部９内の空気中の水分がロール紙に吸収されてしまい、記録開始前の記録ヘッド１の先端付近の湿度が、実施例１や実施例２よりも低くなる。特に最も下流側の記録ヘッド１先端付近ではその傾向が著しくなっている。
【００４２】
この状態において、実施例１と同様に画像の記録を行った。その結果、使用していたノズルの記録画像３２の書き出し部３３に置いては問題のない画像（図７（ａ）参照）が得られた。しかし、不使用ノズルが突然使用された場合の記録画像３２の書き出し部３４では図７（ｂ）に示すように記録ドットの着弾精度が低下し、濃度も一定ではない画像となった。
【符号の説明】
【００４３】
１ 記録ヘッド
２ シート
３ 第２の加湿ダクト
４ 第１の加湿ダクト
９ 記録部
２１ 加湿空気生成部
４３ 回収ダクト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルが形成されたインクジェット記録ヘッドを含む記録部と、
加湿空気を生成するための加湿部と、
搬送されるシートに対して第１の加湿空気を供給する第１の供給口と、
前記ノズルが露出する空間に第２の加湿空気を供給するための、前記第１の供給口よりも前記インクジェット記録ヘッドに近い位置に設けられた第２の供給口と、
前記第1の供給口から供給された前記第１の加湿空気の一部を回収して前記加湿部に再導入させるための回収ダクトと、
を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記記録部では複数の前記インクジェット記録ヘッドがシートが搬送される方向に沿って上流から下流に並べて保持され、
前記第２の供給口から供給された前記第２の加湿空気の一部は、複数の前記記録ヘッドの前記ノズルとシートとの間を含む狭空間を前記上流から前記下流に向けて流れることを特徴とする、請求項１記載の記録装置。
【請求項３】
前記第２の供給口から前記空間に供給された前記第２の加湿空気の一部を回収して前記加湿部に再導入させるための還流ダクトをさらに有することを特徴とする、請求項１または２記載の記録装置。
【請求項４】
前記第１の加湿空気の絶対湿度は、前記第２の加湿空気の絶対湿度よりも高いことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の記録装置。
【請求項５】
前記第１の加湿空気で平衡水分量になるまでシートが加湿されることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の記録装置。
【請求項６】
前記加湿部は、加湿空気を生成するための第１加湿室と、前記第１加湿室に接続された第２加湿室を備え、前記第１加湿室で生成された加湿気体が前記第２加湿室に導入されて前記第２加湿室においてさらに加湿された加湿気体が生成されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の記録装置。
【請求項７】
前記加湿部は筐体内部に壁で仕切られた第１加湿室と前記第２加湿室が設けられ、前記第１加湿室と前記第２加湿室の底には、前記第１加湿室と前記第２加湿室で共用される加湿用の加湿水が蓄積されることを特徴とする、請求項６記載の記録装置。
【請求項８】
前記第１加湿室と第２加湿室はそれぞれ、発熱体、加湿フィルタ、ファンを備え、前記筐体に設けられた導入口から導入された気体は、前記第１加湿室において前記発熱体で昇温され前記加湿フィルタにて加湿されて前記ファンにより前記第２加湿室に送られ、次いで、前記第２加湿室において前記発熱体で昇温され前記加湿フィルタにてさらに加湿されて前記ファンにより前記筐体に設けられた噴出口から噴き出すことを特徴とする、請求項７記載の記録装置。
【請求項９】
前記第１加湿室と第２加湿室に設けられる前記加湿フィルタはそれぞれ吸水性を有し且つ気体が通過する材料からなる中空円筒形状の回転体を有し、前記回転体の一部が前記加湿水に浸漬しながら回転するものであり、
前記発熱体で昇温され前記加湿フィルタに吹き付けられた気体は、中空円筒形状の外側から内側に通過し次いで内側から外側に通過して加湿されることを特徴とする、請求項８記載の記録装置。
【請求項１０】
前記第１加湿室と第２加湿室のそれぞれにおいて、前記回転体は前記発熱体により近い側が前記加湿水の水面から上に登り出て、且つ前記発熱体からより遠い側が前記加湿水の水面下に沈むような回転方向であることを特徴とする、請求項９記載の記録装置。
【請求項１】
ノズルが形成されたインクジェット記録ヘッドを含む記録部と、
加湿空気を生成するための加湿部と、
搬送されるシートに対して第１の加湿空気を供給する第１の供給口と、
前記ノズルが露出する空間に第２の加湿空気を供給するための、前記第１の供給口よりも前記インクジェット記録ヘッドに近い位置に設けられた第２の供給口と、
前記第1の供給口から供給された前記第１の加湿空気の一部を回収して前記加湿部に再導入させるための回収ダクトと、
を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記記録部では複数の前記インクジェット記録ヘッドがシートが搬送される方向に沿って上流から下流に並べて保持され、
前記第２の供給口から供給された前記第２の加湿空気の一部は、複数の前記記録ヘッドの前記ノズルとシートとの間を含む狭空間を前記上流から前記下流に向けて流れることを特徴とする、請求項１記載の記録装置。
【請求項３】
前記第２の供給口から前記空間に供給された前記第２の加湿空気の一部を回収して前記加湿部に再導入させるための還流ダクトをさらに有することを特徴とする、請求項１または２記載の記録装置。
【請求項４】
前記第１の加湿空気の絶対湿度は、前記第２の加湿空気の絶対湿度よりも高いことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の記録装置。
【請求項５】
前記第１の加湿空気で平衡水分量になるまでシートが加湿されることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の記録装置。
【請求項６】
前記加湿部は、加湿空気を生成するための第１加湿室と、前記第１加湿室に接続された第２加湿室を備え、前記第１加湿室で生成された加湿気体が前記第２加湿室に導入されて前記第２加湿室においてさらに加湿された加湿気体が生成されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の記録装置。
【請求項７】
前記加湿部は筐体内部に壁で仕切られた第１加湿室と前記第２加湿室が設けられ、前記第１加湿室と前記第２加湿室の底には、前記第１加湿室と前記第２加湿室で共用される加湿用の加湿水が蓄積されることを特徴とする、請求項６記載の記録装置。
【請求項８】
前記第１加湿室と第２加湿室はそれぞれ、発熱体、加湿フィルタ、ファンを備え、前記筐体に設けられた導入口から導入された気体は、前記第１加湿室において前記発熱体で昇温され前記加湿フィルタにて加湿されて前記ファンにより前記第２加湿室に送られ、次いで、前記第２加湿室において前記発熱体で昇温され前記加湿フィルタにてさらに加湿されて前記ファンにより前記筐体に設けられた噴出口から噴き出すことを特徴とする、請求項７記載の記録装置。
【請求項９】
前記第１加湿室と第２加湿室に設けられる前記加湿フィルタはそれぞれ吸水性を有し且つ気体が通過する材料からなる中空円筒形状の回転体を有し、前記回転体の一部が前記加湿水に浸漬しながら回転するものであり、
前記発熱体で昇温され前記加湿フィルタに吹き付けられた気体は、中空円筒形状の外側から内側に通過し次いで内側から外側に通過して加湿されることを特徴とする、請求項８記載の記録装置。
【請求項１０】
前記第１加湿室と第２加湿室のそれぞれにおいて、前記回転体は前記発熱体により近い側が前記加湿水の水面から上に登り出て、且つ前記発熱体からより遠い側が前記加湿水の水面下に沈むような回転方向であることを特徴とする、請求項９記載の記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２３５４６８（Ｐ２０１１−２３５４６８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０６７１７（Ｐ２０１０−１０６７１７）
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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