JP7589027B2 - 記録装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像を記録する記録装置およびその制御方法に関する。

従来、記録ヘッドから液体を吐出することで記録が行われる記録装置においては、記録ヘッドの吐出部と、インクを貯留するタンクと、の間でインクを循環する構成を備えているものがある。ここで、インク内に溶解している気体が気泡となり、さらにその気泡が流路や記録ヘッドの内部で成長した場合、インクの吐出部において目詰まりの原因となって吐出性能の低下や画像不良を招く。そのため、インク中の溶存気体を低減させる目的でインクを脱気する技術が知られている。

特許文献１には、バッファタンクからインクジェットヘッドへ向かう流路において、脱気モジュール、インク温度調整器が順に接続された液滴吐出装置が開示されている。

特開２０１２－１３５９２５号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、脱気後にインク温度調整器にてインクを冷却するため、温度低下により飽和溶存量が増加した液体に対して溶存気体が再溶解する虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、脱気後の液体に対する溶存気体の再溶解を抑制することができる記録装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る記録装置は、液体を貯留する貯留部と、前記貯留部から供給される液体を吐出する記録ヘッドと、前記貯留部と前記記録ヘッドを接続する供給流路と、前記供給流路を流れる液体を脱気する脱気手段と、前記貯留部と前記脱気手段の間に設けられ、前記供給流路を流れる液体の温度を低下させる調整手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、脱気後の液体に対する溶存気体の再溶解を抑制することができる記録装置を提供することができる。

第１実施形態に係る記録システムの概要図である。 第１実施形態に係る記録ユニットの斜視図である。 第１実施形態に係る記録ユニットの変位態様の説明図である。 第１実施形態に係る記録システムの制御系のブロック図である。 第１実施形態に係る記録システムの制御系のブロック図である。 第１実施形態に係る記録システムの動作例の説明図である。 第１実施形態に係る記録システムの動作例の説明図である。 第１実施形態に係る記録装置の供給ユニットの詳細構成を示す模式図である。 第１実施形態に係る記録装置のインクの温度調整及び脱気に係る制御のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。但し、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。また、実施形態に記載されている構成要素の相対配置、形状等はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。各図において、矢印ＸおよびＹは互いに直交する水平方向を示し、矢印Ｚは上下方向を示す。

＜記録システム＞
図１は本発明の一実施形態に係る記録システム１を概略的に示した正面図である。記録システム１は、転写体２を介して記録媒体Ｐにインク像を転写することで記録物Ｐ’を製造する、枚葉式のインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）である。記録システム１は、記録装置１Ａと、搬送装置１Ｂとを含む。本実施形態では、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が、それぞれ、記録システム１の幅方向（全長方向）、奥行き方向、高さ方向を示している。記録媒体ＰはＸ方向に搬送される。

なお、「記録」には、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も含まれ、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。また、本実施形態では「記録媒体」としてシート状の紙を想定するが、布、プラスチック・フィルム等であってもよい。

インクの成分については、特に限定はないが、本実施形態では、色材、水、樹脂を含む水性顔料インクを用いる場合を想定する。

＜記録装置＞
記録装置１Ａは、記録ユニット３、転写ユニット４および周辺ユニット５Ａ～５Ｄ、および、供給ユニット６を含む。

＜記録ユニット＞
記録ユニット３は、複数の記録ヘッド３０と、キャリッジ３１とを含む。図１と図２を参照する。図２は記録ユニット３の斜視図である。記録ヘッド３０は、転写体２に液体インクを吐出し、転写体２上に、記録画像のインク像を形成する。

本実施形態の場合、各記録ヘッド３０は、Ｙ方向に延設されたフルライン記録ヘッドであり、使用可能な最大サイズの記録媒体の画像記録領域の幅分をカバーする範囲にノズルが配列されている。記録ヘッド３０は、その端部に、ノズルが開口したインク吐出面を有しており、インク吐出面は、微小隙間（例えば数ｍｍ）を介して転写体２の表面に対向している。本実施形態の場合、転写体２は円軌道上を循環的に移動する構成であるため、複数の記録ヘッド３０は、放射状に配置されている。

各ノズルには吐出素子が設けられている。吐出素子は、例えば、ノズル内に圧力を発生させてノズル内のインクを吐出させる素子であり、公知のインクジェットプリンタのインクジェット記録ヘッドの技術が適用可能である。吐出素子としては、例えば電気－熱変換体によりインクに膜沸騰を生じさせ気泡を形成することでインクを吐出する素子、電気－機械変換体によってインクを吐出する素子、静電気を利用してインクを吐出する素子等が挙げられる。高速で高密度の記録の観点からは電気－熱変換体を利用した吐出素子を用いることができる。

本実施形態の場合、記録ヘッド３０は、９つ設けられている。各記録ヘッド３０は、互いに異なる種類のインクを吐出する。異なる種類のインクとは、例えば、色材が異なるインクであり、例えば、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインク等のインクである。各記録ヘッド３０は一種類のインクを吐出するが、複数種類のインクを吐出する構成であってもよい。このように複数の記録ヘッド３０を設けた場合、そのうちの一部が色材を含まないインク（例えばクリアインク）を吐出してもよい。

キャリッジ３１は、複数の記録ヘッド３０を支持する。各記録ヘッド３０は、インク吐出面側の端部がキャリッジ３１に固定されている。これにより、インク吐出面と転写体２との表面の隙間をより精密に維持することができる。キャリッジ３１は、案内部材ＲＬの案内によって、記録ヘッド３０を搭載しつつ変位可能に構成されている。本実施形態の場合、案内部材ＲＬは、Ｙ方向に延設されてレール部材であり、Ｘ方向に離間して一対設けられている。キャリッジ３１のＸ方向の各側部にはスライド部３２が設けられている。スライド部３２は案内部材ＲＬと係合し、案内部材ＲＬに沿ってＹ方向にスライドする。

図３は記録ユニット３の変位態様を示しており、記録システム１の右側面を模式的に示した図である。記録システム１の後部には後部ユニット１１が設けられており、後部ユニット１１は回復ユニット１２を含む。回復ユニット１２は記録ヘッド３０の吐出性能を回復する機構を有する。そのような機構としては、例えば、記録ヘッド３０のインク吐出面をキャッピングするキャップ機構、インク吐出面をワイピングするワイパ機構、インク吐出面から記録ヘッド３０内の残留インクを負圧吸引する吸引機構を挙げることができる。

案内部材ＲＬは、転写体２の側方から回復ユニット１２に渡って延設されている。記録ユニット３は、案内部材ＲＬの案内により、実線で記録ユニット３を示した吐出位置ＰＯＳ１と、破線で記録ユニット３を示した回復位置ＰＯＳ２との間で変位可能であり、不図示の駆動機構により移動される。吐出位置ＰＯＳ１は、記録ユニット３が転写体２にインクを吐出する位置であり、記録ヘッド３０のインク吐出面が転写体２の表面に対向する位置である。回復位置ＰＯＳ２は、吐出位置ＰＯＳ１から退避した位置であり、回復ユニット１２上に記録ヘッド３０が位置する位置である。回復ユニット１２は記録ユニット３が回復位置ＰＯＳ２に位置した場合に、記録ヘッド３０に対する回復処理を実行可能である。

＜転写ユニット＞
図１を参照して転写ユニット４について説明する。転写ユニット４は、転写胴４１と圧胴４２とを含む。これらの胴は、Ｙ方向の回転軸周りに回転する回転体であり、円筒形状の外周面を有している。図１において、転写胴４１および圧胴４２の各図形内に示した矢印は、これらの回転方向を示しており、転写胴４１は時計回りに、圧胴４２は反時計回りに回転する。

転写胴４１は、その外周面に転写体２を支持する支持体である。転写体２は、転写胴４１の外周面上に、周方向に連続的にあるいは間欠的に設けられる。連続的に設けられる場合、転写体２は無端の帯状に形成される。間欠的に設けられる場合、転写体２は、有端の帯状に複数のセグメントに分けて形成され、各セグメントは転写胴４１の外周面に等ピッチで円弧状に配置することができる。

転写胴４１の回転により、転写体２は円軌道上を循環的に移動する。転写胴４１の回転位相により、転写体２の位置は、形成領域Ｒ１、転写前処理領域Ｒ２およびＲ３、転写領域Ｒ４、転写後処理領域Ｒ５、吐出前処理領域Ｒ６に区別することができる。転写体２はこれらの領域を循環的に通過する。

形成領域Ｒ１は、記録ユニット３が転写体２にインクを吐出してインク像を形成する領域である。転写前処理領域Ｒ２およびＲ３は転写前にインク像に対する処理を行う処理領域であり、転写前処理領域Ｒ２は周辺ユニット５Ａによる処理が行われる領域であり、転写前処理領域Ｒ３は周辺ユニット５Ｂによる処理が行われる領域である。転写領域Ｒ４は転写ユニット４により転写体２上のインク像が記録媒体Ｐに転写される領域である。転写後処理領域Ｒ５は、転写後に転写体２に対する後処理を行う領域であり、周辺ユニット５Ｃによる処理が行われる領域である。吐出前処理領域Ｒ６は、インクの吐出前に転写体２に対する前処理（本実施形態の場合反応液の付与）を行う領域であり、周辺ユニット５Ｄによる処理が行われる領域である。

本実施形態の場合、形成領域Ｒ１は、一定の区間を有する領域であり、他の領域Ｒ２～Ｒ４は実質的に点（換言すると線）の領域である。時計の文字盤に喩えると、本実施形態の場合、形成領域Ｒ１は概ね１１時から１時の範囲であり、転写前処理領域Ｒ２は概ね２時の位置であり、転写前処理領域Ｒ３は概ね４時の位置である。転写領域Ｒ４は概ね６時の位置であり、転写後処理領域Ｒ５は概ね８時の領域であり、吐出前処理領域Ｒ６は概ね１０時の位置である。

転写体２は、単層から構成してもよいが、複数層の積層体としてもよい。複数層で構成する場合、例えば、表面層、弾性層、圧縮層の三層を含んでもよい。表面層はインク像が形成される画像形成面を有する最外層である。圧縮層を設けることで、圧縮層が変形を吸収し、局所的な圧力変動に対してその変動を分散し、高速記録時においても転写性を維持することができる。弾性層は表面層と圧縮層との間の層である。

表面層の材料としては、樹脂、セラミック等各種材料を適宜用いることができるが、耐久性等の点で圧縮弾性率の高い材料を用いることができる。具体的には、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、フッ素含有樹脂、加水分解性有機ケイ素化合物を縮合して得られる縮合物等が挙げられる。表面層には、反応液の濡れ性、転写性等を向上させるために、表面処理を施して用いてもよい。表面処理としては、フレーム処理、コロナ処理、プラズマ処理、研磨処理、粗化処理、活性エネルギー線照射処理、オゾン処理、界面活性剤処理、シランカップリング処理などが挙げられる。これらを複数組み合わせてもよい。また、表面層に任意の表面形状を設けることもできる。

圧縮層の材料としては、例えばアクリロニトリル－ブタジエンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。このようなゴム材料の成形時には、所定量の加硫剤、加硫促進剤等を配合し、さらに発泡剤、中空微粒子或いは食塩等の充填剤を必要に応じて配合し、多孔質のゴム材料としてもよい。これにより、様々な圧力変動に対して気泡部分が体積変化を伴って圧縮されるため、圧縮方向以外への変形が小さく、より安定した転写性、耐久性を得ることができる。多孔質のゴム材料としては、各気孔が互いに連続した連続気孔構造のものと、各気孔がそれぞれ独立した独立気孔構造のものがあるが、いずれの構造であってもよく、これらの構造を併用してもよい。

弾性層の部材としては、樹脂、セラミック等、各種材料を適宜用いることができる。加工特性等の点で、各種エラストマー材料、ゴム材料を用いることができる。具体的には、例えばフルオロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム等が挙げられる。また、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、スチレンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン／プロピレン／ブタジエンのコポリマー、ニトリルブタジエンゴム等が挙げられる。特に、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フェニルシリコーンゴムは、圧縮永久ひずみが小さいため、寸法安定性、耐久性の面で有利である。また、温度による弾性率の変化が小さく、転写性の点でも有利である。

表面層と弾性層の間、弾性層と圧縮層の間には、これらを固定するために各種接着剤や両面テープを用いることもできる。また、転写体２は、転写胴４１に装着する際の横伸びの抑制や、コシを保つために圧縮弾性率が高い補強層を含んでもよい。また、織布を補強層としてもよい。転写体２は前記材質による各層を任意に組み合わせて作製することができる。

圧胴４２は、その外周面が転写体２に圧接される。圧胴４２の外周面には、記録媒体Ｐの先端部を保持するグリップ機構が少なくとも一つ設けられている。グリップ機構は圧胴４２の周方向に離間して複数設けてもよい。記録媒体Ｐは圧胴４２の外周面に密接して搬送されつつ、圧胴４２と転写体２とのニップ部を通過するときに、転写体２上のインク像が転写される。

＜周辺ユニット＞
周辺ユニット５Ａ～５Ｄは転写胴４１の周囲に配置されている。本実施形態の場合、周辺ユニット５Ａ～５Ｄは、順に、吸収ユニット、加熱ユニット、清掃ユニット、付与ユニットである。

吸収ユニット５Ａは、転写前に、転写体２上のインク像から液分を吸収する機構であり、本実施形態の場合、特に、インク像から水分を吸収することを目的とした機構である。インク像の水分を減少することで、記録媒体Ｐに記録される画像のにじみ等を抑制することができる。吸収ユニット５Ａは、例えば、インク像に接触してインク像の水分量を減少させる吸収部材を含む。収部材はローラの外周面に形成されてもよいし、吸収部材が無端のシート状に形成され、循環的に走行されるものでもよい。インク像の保護の点で、吸収部材は転写体２と同期して移動してもよく、その移動速度は転写体２の周速度と同じであってもよい。吸収部材は、インク像に接触する多孔質体を含んでもよい。インク固形分付着を抑制するため、多孔質体の平均孔径は、１０μｍ以下であってもよい。

加熱ユニット５Ｂは、転写前に、転写体２上のインク像を加熱する機構である。インク像を加熱することで、インク像中の樹脂が溶融し、インク像の膜が像膜され、記録媒体Ｐへの転写性を向上する。加熱温度は、樹脂の最低像膜温度（ＭＦＴ）以上とすることができる。ＭＦＴは一般的に知られている手法、例えばＪＩＳ Ｋ ６８２８－２：２００３や、ＩＳＯ２１１５：１９９６に準拠した各装置で測定することが可能である。転写性及び画像の堅牢性の観点から、ＭＦＴよりも１０℃以上高い温度で加熱してもよく、更に、２０℃以上高い温度で加熱してもよい。加熱ユニット５Ｂは、例えば、赤外線等の各種ランプ、温風ファン等、公知の加熱デバイスを用いることができる。加熱効率の点で、赤外線ヒータを用いることができる。

清掃ユニット５Ｃは、転写後に転写体２上を清掃する機構である。清掃ユニット５Ｃは、転写体２に残留したインクや、転写体２上のごみ（例えば紙粉）等を除去する。清掃ユニット５Ｃは、例えば、多孔質部材を転写体２に接触させる方式、ブラシで転写体２の表面を擦る方式、ブレードで転写体２の表面をかきとる方式等の公知の方式を適宜用いることができる。また、清掃に用いる清掃部材は、ローラ形状、ウェブ形状等、公知の形状を用いることができる。

付与ユニット５Ｄは、清掃ユニット５Ｃによる清掃後、記録ユニット３によるインクの吐出前に、転写体２上に反応液を付与する機構である。反応液は色材の凝集を促進させる液体であり、例えば、インク高粘度化成分を含有する。インク高粘度化成分は、金属イオン、高分子凝集剤など、特に制限はないが、インクのｐＨ変化を引き起こして、インク中の色材を凝集させる物質を用いることができ、有機酸を用いることができる。

反応液の付与機構としては、例えば、ローラ、記録ヘッド、ダイコーティング装置（ダイコータ）、ブレードコーティング装置（ブレードコータ）などが挙げられる。転写体２に対するインクの吐出前に反応液を転写体２に付与することで、隣接するインク同士が混ざり合うブリーディングや、先に着弾したインクが後に着弾したインクに引き寄せられてしまうビーディングを抑制することができる。

以上の通り、本実施形態では、吸収ユニット５Ａ、加熱ユニット５Ｂ、清掃ユニット５Ｃ、付与ユニット５Ｄを周辺ユニットとして備えるが、これらの一部のユニットに転写体２の冷却機能を付与するか、あるいは、冷却ユニットを追加してもよい。本実施形態では、加熱ユニット５Ｂの熱により転写体２の温度が上昇する場合がある。記録ユニット３により転写体２にインクを吐出した後、インク像がインクの主溶剤である水の沸点を超えると、吸収ユニット５Ａによる水分の吸収性能が低下する場合がある。吐出されたインクが水の沸点未満に維持されるように転写体２を冷却することで、水分の吸収性能を維持することができる。

冷却ユニットは、転写体２に送風する送風機構や、転写体２に部材（例えばローラ）を接触させ、この部材を空冷または水冷で冷却する機構であってもよい。また、清掃ユニット５Ｃの清掃部材を冷却する機構であってもよい。冷却タイミングは、転写後、反応液の塗布前までの期間であってもよい。

＜供給ユニット＞
供給ユニット６は、記録ユニット３の各記録ヘッド３０にインクを供給する機構である。供給ユニット６は後部ユニット１１側に構成されてもよい。供給ユニット６は、インクの種類毎に、インクを貯留する貯留部ＴＫを備える。貯留部ＴＫは、インクタンク１１０とバッファタンク１００とによって構成されてもよい（図８参照）。各貯留部ＴＫと各記録ヘッド３０とは流路６ａで連通し、貯留部ＴＫから記録ヘッド３０へインクが供給される。

流路６ａは、貯留部ＴＫと記録ヘッド３０との間でインクを循環させる流路であってもよく、供給ユニット６はインクを循環させるポンプ等を備えてもよい。流路６ａの途中または貯留部ＴＫには、インク中の気泡を脱気する脱気機構を設けてもよい。流路６ａの途中または貯留部ＴＫには、インクの液圧と大気圧との調整を行うバルブを設けてもよい。貯留部ＴＫ内のインク液面が、記録ヘッド３０のインク吐出面よりも低い位置となるように、貯留部ＴＫと記録ヘッド３０のＺ方向の高さが設計されてもよい。

＜搬送装置＞
搬送装置１Ｂは、記録媒体Ｐを転写ユニット４へ給送し、インク像が転写された記録物Ｐ’を転写ユニット４から排出する装置である。搬送装置１Ｂは、給送ユニット７、複数の搬送胴８、８ａ、二つのスプロケット８ｂ、チェーン８ｃおよび回収ユニット８ｄを含む。図１において、搬送装置１Ｂの各構成の図形の内側の矢印はその構成の回転方向を示し、外側の矢印は記録媒体Ｐまたは記録物Ｐ’の搬送経路を示している。記録媒体Ｐは給送ユニット７から転写ユニット４へ搬送され、記録物Ｐ’は転写ユニット４から回収ユニット８ｄへ搬送される。給送ユニット７側を搬送方向で上流側と呼び、回収ユニット８ｄ側を下流側と呼ぶ場合がある。

給送ユニット７は、複数の記録媒体Ｐが積載される積載部を含むと共に、積載部から一枚ずつ記録媒体Ｐを、最上流の搬送胴８に給送する給送機構を含む。各搬送胴８、８ａはＹ方向の回転軸周りに回転する回転体であり、円筒形状の外周面を有している。各搬送胴８、８ａの外周面には、記録媒体Ｐ（または記録物Ｐ’）の先端部を保持するグリップ機構が少なくとも一つ設けられている。各グリップ機構は、隣接する搬送胴間で記録媒体Ｐを受け渡されるように、その把持動作および解除動作が制御される。

二つの搬送胴８ａは、記録媒体Ｐの反転用の搬送胴であり、片面記録の場合、記録媒体Ｐの搬送には用いられない。記録媒体Ｐを両面記録する場合、表面への転写後に、圧胴４２から下流側に隣接する搬送胴８へ記録媒体Ｐを渡さずに、搬送胴８ａに渡す。記録媒体Ｐは、二つの搬送胴８ａを経由して表裏が反転され、圧胴４２の上流側の搬送胴８を経由して再び圧胴４２へ渡される。これにより、記録媒体Ｐの裏面が転写胴４１に面することになり、裏面にインク像が転写される。

チェーン８ｃは、二つのスプロケット８ｂ間に巻き回されている。二つのスプロケット８ｂの一方は駆動スプロケットであり他方は従動スプロケットである。駆動スプロケットの回転によりチェーン８ｃが循環的に走行する。チェーン８ｃには、その長手方向に離間して複数のグリップ機構が設けられている。グリップ機構は、記録物Ｐ’の端部を把持する。下流端に位置する搬送胴８からチェーン８ｃのグリップ機構に記録物Ｐ’が渡され、グリップ機構に把持された記録物Ｐ’はチェーン８ｃの走行により回収ユニット８ｄへ搬送され、把持が解除される。これにより記録物Ｐ’が回収ユニット８ｄ内に積載される。

＜後処理ユニット＞
搬送装置１Ｂには、後処理ユニット１０Ａ、１０Ｂが設けられている。後処理ユニット１０Ａ、１０Ｂは転写ユニット４よりも下流側に配置され、記録物Ｐ’に対して後処理を行う機構である。後処理ユニット１０Ａは、記録物Ｐ’の表面に対する処理を行い、後処理ユニット１０Ｂは、記録物Ｐ’の裏面に対する処理を行う。処理の内容としては、例えば、記録物Ｐ’の画像記録面に、画像の保護や艶出し等を目的としたコーティングを挙げることができる。コーティングの内容としては、例えば、液体の塗布、シートの溶着、ラミネート等を挙げることができる。

＜検査ユニット＞
搬送装置１Ｂには、検査ユニット９Ａ、９Ｂが設けられている。検査ユニット９Ａ、９Ｂは転写ユニット４よりも下流側に配置され、記録物Ｐ’の検査を行う機構である。

本実施形態の場合、検査ユニット９Ａは、記録物Ｐ’に記録された画像を撮影する撮影装置であり、例えば、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を含む。検査ユニット９Ａは、連続的に行われる記録動作中に、記録画像を撮影する。検査ユニット９Ａが撮影した画像に基づいて、記録画像の色味などの経時変化を確認し、記録データの補正の可否を判断することができる。本実施形態の場合、検査ユニット９Ａは、圧胴４２の外周面に撮像範囲が設定されており、転写直後の記録画像を部分的に撮影可能に配置されている。検査ユニット９Ａにより全記録画像の検査を行ってもよいし、所定数毎に検査を行ってもよい。

本実施形態の場合、検査ユニット９Ｂも、記録物Ｐ’に記録された画像を撮影する撮影装置であり、例えば、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を含む。検査ユニット９Ｂは、テスト記録動作において記録画像を撮影する。検査ユニット９Ｂは、記録画像の全体を撮影し、検査ユニット９Ｂが撮影した画像に基づいて、記録データに関する各種の補正の基本設定を行うことができる。本実施形態の場合、チェーン８ｃで搬送される記録物Ｐ’を撮影する位置に配置されている。検査ユニット９Ｂにより記録画像を撮影する場合、チェーン８ｃの走行を一時的に停止して、その全体を撮影する。検査ユニット９Ｂは、記録物Ｐ’上を走査するスキャナであってもよい。

＜制御ユニット＞
次に、記録システム１の制御ユニットについて説明する。図４および図５は記録システム１の制御ユニット１３のブロック図である。制御ユニット１３は、上位装置（ＤＦＥ）ＨＣ２に通信可能に接続され、また、上位装置ＨＣ２はホスト装置ＨＣ１に通信可能に接続される。

ホスト装置ＨＣ１では、記録画像の元になる記録データが生成される。ここでの記録データは、例えば、文書ファイルや画像ファイル等の電子ファイルの形式で生成される。この記録データは、上位装置ＨＣ２へ送信され、上位装置ＨＣ２では、受信した記録データを制御ユニット１３で利用可能なデータ形式（例えば、ＣＭＹＫカラーのデータ）に変換する。変換後の記録データが上位装置ＨＣ２から制御ユニット１３へ送信され、制御ユニット１３は受信した記録データに基づき、記録動作を開始する。

本実施形態の場合、制御ユニット１３は、メインコントローラ１３Ａと、エンジンコントローラ１３Ｂとに大別される。メインコントローラ１３Ａは、処理部１３１、記憶部１３２、操作部１３３、画像処理部１３４、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）１３５、バッファ１３６および通信Ｉ／Ｆ１３７を含む。

処理部１３１は、ＣＰＵ等のプロセッサであり、記憶部１３２に記憶されたプログラムを実行し、メインコントローラ１３Ａ全体の制御を行う。記憶部１３２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、ＳＳＤ等の記憶デバイスであり、ＣＰＵ１３１が実行するプログラムや、データを格納し、また、ＣＰＵ１３１にワークエリアを提供する。操作部１３３は、例えば、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力デバイスであり、ユーザの指示を受け付ける。

画像処理部１３４は例えば画像処理プロセッサを有する電子回路である。バッファ１３６は、例えば、ＲＡＭ、ハードディスクやＳＳＤである。通信Ｉ／Ｆ１３５は上位装置ＨＣ２との通信を行い、通信Ｉ／Ｆ１３７はエンジンコントローラ１３Ｂとの通信を行う。図４において破線矢印は、記録データの処理の流れを例示している。上位装置ＨＣ２から通信Ｉ／Ｆ１３５を介して受信された記録データは、バッファ１３６に蓄積される。画像処理部１３４はバッファ１３６から記録データを読み出し、読み出した記録データに所定の画像処理を施して、再びバッファ１３６に格納する。バッファ１３６に格納された画像処理後の記録データは、通信Ｉ／Ｆ１３７からエンジンコントローラ１３Ｂへ送信される。

図５に示すように、エンジンコントローラ１３Ｂは、制御部、１５Ａ～１５Ｅ、１６Ａ～１６Ｉを含み、記録システム１が備えるセンサ群およびアクチュエータ群１７の検知結果の取得および駆動制御を行う。これらの各制御部は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェースを含む。なお、制御部の区分けは一例であり、一部の制御を更に細分化した複数の制御部で実行してもよいし、逆に、複数の制御部を統合して、それらの制御内容を一つの制御部で行うように構成してもよい。

エンジン制御部１４は、エンジンコントローラ１３Ｂの全体の制御を行う。吐出制御部１５Ａは、記録ヘッド３０毎に設けられた記録ヘッド制御部１６Ａの制御を行う。吐出制御部１５Ａは、また、メインコントローラ１３Ａから受信した記録データをラスタデータ等、記録ヘッド３０の駆動に適したデータ形式に変換する。各記録ヘッド制御部１６Ａは、対応する記録ヘッド３０の吐出制御を行う。

転写制御部１５Ｂは、ＬＰ制御部１６Ｂ、ＤＦ制御部１６ＣおよびＲ／Ｃ制御部１６Ｄの制御を行う。ＬＰ制御部１６Ｂは、吸収ユニット５Ａの制御を行う。ＤＦ制御部１６Ｃは加熱ユニット５Ｂの制御を行う。Ｒ／Ｃ制御部１６Ｄは、清掃ユニット５Ｃおよび付与ユニット５Ｄの制御を行う。

信頼性制御部１５Ｃは、ＩＳ制御部１６Ｅ、ＰＧ制御部１６ＦおよびＣＲ制御部１６Ｇの制御を行う。ＩＳ制御部１６Ｅは、供給ユニット６の制御を行う。ＰＧ制御部１６Ｆは回復ユニット１２の制御を行う。ＣＲ制御部１６Ｇは、記録ユニット３を吐出位置ＰＯＳ１と回復位置ＰＯＳ２との間で移動する駆動機構の制御を行う。

搬送制御部１５Ｄは、搬送装置１Ｂの制御を行う。検査制御部１５ＥはＳＣ制御部１６ＨおよびＣＡ制御部１６Ｉの制御を行う。ＳＣ制御部１６Ｈは、検査ユニット９Ｂの制御を行う。ＣＡ制御部１６Ｉは検査ユニット９Ａの制御を行う。

センサ群およびアクチュエータ群１７のうち、センサ群には、可動部の位置や速度を検知するセンサ、温度を検知するセンサ、撮像素子等が含まれる。アクチュエータ群にはモータ、電磁ソレノイド、電磁バルブ等が含まれる。

＜動作例＞
図６は記録動作の例を模式的に示す図である。転写胴４１および圧胴４２が回転されつつ、以下の各工程が循環的に行われる。状態ＳＴ１に示すように、始めに転写体２上に付与ユニット５Ｄから反応液Ｌが付与される。転写体２上の反応液Ｌが付与された部位は転写胴４１の回転に伴って移動していく。反応液Ｌが付与された部位が記録ヘッド３０の下に到達すると、状態ＳＴ２に示すように記録ヘッド３０から転写体２にインクが吐出される。これによりインク像ＩＭが形成される。その際、吐出されるインクが転写体２上の反応液Ｌと混ざりあうことで、色材の凝集が促進される。吐出されるインクは、供給ユニット６の貯留部ＴＫから記録ヘッド３０に供給される。

転写体２上のインク像ＩＭは転写体２の回転に伴って移動していく。インク像ＩＭが吸収ユニット５Ａに到達すると状態ＳＴ３に示すように吸収ユニット５Ａによりインク像ＩＭから水分が吸収される。インク像ＩＭが加熱ユニット５Ｂに到達すると状態ＳＴ４に示すように加熱ユニット５Ｂによりインク像ＩＭが加熱され、インク像ＩＭ中の樹脂が溶融し、インク像ＩＭの膜が像膜される。このようなインク像ＩＭの形成に同期して、搬送装置１Ｂにより記録媒体Ｐが搬送される。

状態ＳＴ５に示すように、インク像ＩＭと記録媒体Ｐとが転写体２と圧胴４２とのニップ部に到達し、記録媒体Ｐにインク像ＩＭが転写され、記録物Ｐ’が製造される。ニップ部を通過すると、記録物Ｐ’に記録された画像が検査ユニット９Ａにより撮影され、記録画像が検査される。記録物Ｐ’は搬送装置１Ｂにより回収ユニット８ｄへ搬送される。

転写体２上のインク像ＩＭが形成されていた部分は、清掃ユニット５Ｃに到達すると状態ＳＴ６に示すように清掃ユニット５Ｃにより清掃される。清掃後、転写体２は一回転したことになり、同様の手順で記録媒体Ｐへのインク像の転写が繰り返し行われる。上記の説明では理解を容易にするために、転写体２の一回転で一枚の記録媒体Ｐへのインク像ＩＭの転写が一回行われるように説明したが、転写体２の一回転で複数枚の記録媒体Ｐへのインク像ＩＭの転写が連続的に行うことができる。

このような記録動作を継続していくと、各記録ヘッド３０のメンテナンスが必要となる。図７は各記録ヘッド３０のメンテナンスの際の動作例を示している。状態ＳＴ１１は、吐出位置ＰＯＳ１に記録ユニット３が位置している状態を示す。状態ＳＴ１２は、記録ユニット３が回復位置ＰＯＳ２に変位された状態を示す。その後、状態ＳＴ１３に示すように、回復ユニット１２により記録ユニット３の各記録ヘッド３０の性能を回復する処理が実行される。

〔第１実施形態〕
図８は、記録装置１Ａで採用する供給ユニット６の詳細構成を示す模式図である。供給ユニット６において、インクはバッファタンク１００と記録ヘッド３０の間を循環する。記録ヘッド３０は画像データに基づいてインクの吐出を行い、吐出されなかったインクはバッファタンク１００に回収される。

インクタンク１１０は、バッファタンク１００へ供給されるインクを貯留するタンクであり、記録装置１Ａ本体に対して着脱可能な構成である。インクタンク１１０からバッファタンク１００へのインクの供給は、ＩＳ制御部１６Ｅからの指示に基づいて行われてもよいし、インクタンク１１０が交換された際に行われてもよい。また、インクタンク１１０内部には、インクを撹拌するための撹拌部やインクの貯留量を検知するための検知部などを備えてもよい。バッファタンク１００とインクタンク１１０を接続するタンク接続流路Ｃ５には、インクタンク１１０からバッファタンク１００へインクを補充するための補充ポンプＰ５が接続されている。

バッファタンク１００の内部には、フロートスイッチ、静電容量センサなどの液面検知手段１０１が設けられている。液面検知手段１０１によりバッファタンク１００のインク量が所定量より減少したことを検知した場合、またはバッファタンク１００内のインクの濃度が所定濃度より変化した場合に、インクタンク１１０バッファタンク１００へインクを補充する。また、インクタンク１１０内部には、インクを撹拌するための撹拌部（不図示）やインクの貯留量を検知するための検知部（不図示）などを備えてもよい。

バッファタンク１００は、インクタンク１１０から供給されたインクが貯留される貯留部である。バッファタンク１００には、バッファタンク１００から記録ヘッド３０へインクを供給するための上流供給流路Ｃ０が接続されている。上流供給流路Ｃ０は、記録ヘッド３０の第一の流入口３０１ａへインクを供給するための第一供給流路Ｃ１と、記録ヘッド３０の第二の流入口３０１ｂへインクを供給するための第二供給流路Ｃ２と、に分岐する。

さらにバッファタンク１００には、記録ヘッド３０からインクを回収するための下流回収流路Ｃ８が接続されている。下流回収流路Ｃ８は、記録ヘッド３０の第一の回収口３０２ａからインクを回収するための第一回収流路Ｃ３と、第二の回収口３０２ｂからインクを回収するための第二回収流路Ｃ４と、が合流した地点とバッファタンク１００とを接続する流路である。

すなわち、バッファタンク１００、上流供給流路Ｃ０、第一供給流路Ｃ１、第二供給流路Ｃ２、記録ヘッド３０、第一回収流路Ｃ３、第二回収流路Ｃ４及び下流回収流路Ｃ８によってインクが循環する循環流路が構成される。上流供給流路Ｃ０、第一供給流路Ｃ１及び第二供給流路Ｃ２をまとめて供給流路３００とし、第一回収流路Ｃ３、第二回収流路Ｃ４及び下流回収流路Ｃ８をまとめて回収流路３０８とする。

供給流路３００のうち上流供給流路Ｃ０には、記録ヘッド３０に流入するインクの温度を検知する温度検知手段ＴＳが設けられている。なお、温度検知手段ＴＳは記録ヘッド３０に設けられていてもよい。

バッファタンク１００には、タンク内のインクを撹拌するための撹拌手段１０２が設けられており、撹拌手段１０２によりインクの濃度が均一化される。また、バッファタンク１００はタンク内部と外部とを連通する大気連通口（不図示）を有し、インク中の気泡を外部に排出することが可能である。

さらに、バッファタンク１００には、タンク内のインクの濃度を測定する濃度測定部２０が流路Ｃ７を介して接続されている。濃度測定部２０には、濃度測定の対象となるインクを通過させるための透明な流路が形成されている。透明な流路は、例えば石英ガラスやサファイアガラスなどにより構成される。流路Ｃ７に配置されたポンプＰ７によって、濃度測定部２０とバッファタンク１００との間でインクが循環される。

また、バッファタンク１００内のインクの濃度が上昇した場合に、タンク内のインクを希釈するための希釈水を貯留する希釈水タンク１１１がバッファタンク１００に接続されている。本実施形態では、希釈水として純水が用いられる。濃度測定部２０により測定されたバッファタンク１００内のインクの濃度が所定値よりも高い場合は、ポンプＰ６により流路Ｃ６を介して希釈水タンク１１１から希釈水を供給する。これにより、バッファタンク１００内のインクの濃度が、記録ヘッド３０による記録動作に適切な濃度に維持される。なお、希釈水タンク１１１の内部に、希釈水の貯留量を検知するための検知部を備える構成でもよい。

供給流路３００のうち第一供給流路Ｃ１には第一供給ポンプＰ１が配置され、第二供給流路Ｃ２には第二供給ポンプＰ２が配置されている。第一供給ポンプＰ１及び第二供給ポンプＰ２は、記録ヘッド３０へインクを供給しつつ、循環流路においてインクを循環するための循環手段として機能する。

記録ヘッド３０の内部には、流路を流れるインクの圧力が所望の圧力範囲内で変動するように制御する圧力制御機構を備えている。本実施形態では、圧力制御機構として高圧制御ユニットＨと、高圧制御ユニットＨより制御圧が低い低圧制御ユニットＬとを備える。

第一の流入口３０１ａから記録ヘッド３０へ流入したインクは、フィルタ３０４ａと共通供給流路３０５ａを流れた後、高圧制御ユニットＨを通過して、第一の回収口３０２ａから第一回収流路Ｃ３へ流出する。第二の流入口３０１ｂから記録ヘッド３０へ流入したインクは、フィルタ３０４ｂと共通回収流路３０５ｂを流れた後、低圧制御ユニットＬを通過して、第二の回収口３０２ｂから第四回収流路Ｃ４へ流出する。

２つの圧力制御機構（高圧制御ユニットＨと低圧制御ユニットＬ）及び２つの供給ポンプ（第一供給ポンプＰ１と第二供給ポンプＰ２）により、共通供給流路３０５ａと共通回収流路３０５ｂの間に差圧が生じるように制御される。これにより、共通供給流路３０５ａから複数の吐出部３０６へ繋がる吐出部流路３０７を介して共通回収流路３０５ｂへ至るインク流れが発生すると共に、各流入口３０１から供給されたインクの一部が吐出部３０６を介さずに各回収口３０２へと流れる。吐出部流路３０７は、吐出部３０６の開口部近傍を液体が通過する流路である。上述した循環流路には、共通供給流路３０５ａ、吐出部流路及び共通回収流路３０５ｂが含まれる。

このような構成において、インク内に溶解している気体が吐出部流路３０７に残存している気泡に溶け込み、さらにその気泡が記録ヘッド３０の内部で成長した場合、吐出部３０６や流路において気泡が詰まることで、吐出性能の低下や画像不良が発生する。そのため、本実施形態の供給流路３００（上流供給流路Ｃ０）には、インクを脱気するための脱気手段２１と、脱気手段２１とバッファタンク１００との間でインクの温度を調整する温度調整手段２２と、が設けられている。

脱気手段２１は、脱気モジュールを含み、脱気モジュールに負圧を発生させる負圧発生手段として減圧ポンプＰ８が脱気モジュールと接続されている。脱気モジュールは、内部に多孔質の中空糸膜を含み、減圧ポンプＰ８の駆動によって中空糸膜内を減圧することが可能となっている。中空糸膜が減圧ポンプＰ８によって減圧された状態で脱気モジュールにインクが流入すると、溶解している気体（溶存酸素）が中空糸膜内部へ吸引されて減圧ポンプＰ８から外部へと回収される。

脱気モジュールは減圧ポンプＰ８によって約－９０～－６０ｋｐａ程度に減圧され、脱気モジュールを通過した後は１～５ｐｐｍ程度の溶存酸素量に脱気される。従って、供給流路３００のうち、脱気手段２１よりも下流の上流供給流路Ｃ０、第一供給流路Ｃ１及び第二供給流路Ｃ２を流れるインクの溶存酸素量は、脱気手段２１によって所定の範囲内に保たれる。

温度調整手段２２は、熱交換器２３と温調装置２４とによって構成される。熱交換器２３の内部には恒温媒体が貯蔵されている。また、熱交換器２３内には、恒温媒体に浸漬する形で金属管（不図示）が配置されており、金属管の両端が上流供給流路Ｃ０に接続されることで、金属管が上流供給流路Ｃ０の一部を担っている。供給流路３００を循環するインクは、金属管を通過する最中に恒温媒体と熱交換されることで温度が低下する。なお、熱交換器２３は恒温媒体を貯蔵できる水槽構成であってもよい。また、多管式熱交換器、プレート式、フィンチューブ式などであってもよく、これらを複数組み合わせたものでもよい。

熱交換器２３には、恒温媒体の温度を調整するための温調装置２４が接続されており、温度調整された恒温媒体が、温調装置２４と熱交換器２３との間で循環する。温調装置２４は、恒温媒体の温度調整に寄与すべく構成されている不図示の冷却器、加熱ヒータ、恒温媒体循環ポンプ、温度センサを含むものからなっている。また、温調装置２４には、不図示のブレーカーが接続されており、温調装置２４のトラブルによる他の機器へのトラブル波及を防止し得るようになっている。

本実施形態では、インクの供給方向において、脱気手段２１よりも上流に温度調整手段２２を配置する。これにより、バッファタンク１００から供給されたインクは、温度調整手段２２によりインクの温度が調整された後に、脱気手段２１により脱気される。従って、所定温度よりも高温のインクがバッファタンク１００から供給された場合でも、温度調整手段２２によりインク温度が下がった状態で脱気されるため、脱気後の温度低下による溶存気体の再溶解を抑制することができる。

＜インク温度調整・脱気フロー＞
図９は、インクの温度調整及び脱気に係る制御のフローチャートを示す。記録装置１Ａは、温度調整手段２２を制御する温調制御部を備えており、温調制御部は温度調整手段２２のうち温調装置２４の運転や停止、温度設定を制御する。

温調制御部により温度調整手段２２の運転を開始した（Ｓ１００）後、温度検知手段ＴＳによりインク温度に関する情報を取得する（Ｓ１０１）。

取得したインク温度が所定温度以上か否かを判定し（Ｓ１０２）、所定温度以上である場合は、温度調整手段２２の運転（駆動）を継続することでインクの温度を低下させる。温度調整手段２２により温度が低下したインクは、脱気手段２１によりインクに溶解している気体（溶存酸素）が脱気処理される（Ｓ１０３）。

一方、Ｓ１０２にて取得したインク温度が所定温度より低い場合（Ｓ１０２）、インクの温度を上昇させる必要ために、温度調整手段２２の運転（駆動）を停止させる（Ｓ１０４）。これは例えば、低温環境下において記録装置１Ａが使用される場合や、またインクタンク１１０から低温のインクがバッファタンク１００に供給された場合などがある。

本実施形態では、温度調整手段２２を停止することでインクの温度を上昇させる構成としたが、インクの加熱手段として、記録ヘッド３０内のインクを所定温度に加熱するためのヒータを使用してもよい。なお、加熱手段として使用するヒータは、記録動作のためにインクを発砲させる記録素子が兼ねる構成であってもよい。

〔他の実施形態〕
第１実施形態では、記録ユニット３が複数の記録ヘッド３０を有する構成を説明したが、一つの記録ヘッド３０のみを有する構成でも採用可能である。また、記録ヘッド３０は、移動可能なキャリッジに搭載されて、キャリッジと共に移動しながらインクを吐出して記録するシリアル方式であってもよい。

１Ａ 記録装置
２１ 脱気手段
２２ 温度調整手段
３０ 記録ヘッド
１００ バッファタンク
３００ 供給流路

Claims (8)

1. 液体を貯留する貯留部と、
   前記貯留部から供給される液体を吐出する記録ヘッドと、
   前記貯留部と前記記録ヘッドを接続する供給流路と、
   前記供給流路を流れる液体を脱気する脱気手段と、
   前記貯留部と前記脱気手段の間に設けられ、前記供給流路を流れる液体の温度を低下させる調整手段と、を備えることを特徴とする記録装置。
2. 前記記録ヘッドへ流入する液体の温度を検知する検知手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記検知手段は、前記貯留部と前記調整手段の間に設けられることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記検知手段により検知された温度が第１温度の場合は前記調整手段を駆動させ、前記検知された温度が前記第１温度より低い第２温度の場合は前記調整手段を停止させることを特徴とする請求項２または３に記載の記録装置。
5. 前記記録ヘッドから前記貯留部へ液体を回収するための回収流路を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記貯留部、前記供給流路、前記記録ヘッド及び前記回収流路を含む循環流路において液体が循環されることを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記記録ヘッドは、液体を吐出する吐出部と、前記吐出部の開口部近傍を液体が通過する吐出部流路と、を有し、
   前記吐出部流路を含む循環流路において液体が循環されることを特徴とする請求項５または６に記載の記録装置。
8. 液体を貯留する貯留部と、前記貯留部から供給される液体を吐出する記録ヘッドと、前記貯留部と前記記録ヘッドを接続する供給流路と、を備える記録装置の制御方法であって、
   前記供給流路を流れる液体の温度を低下させる調整工程と、
   前記調整工程の後に前記供給流路を流れる液体を脱気する脱気工程と、を有することを特徴とする制御方法。

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