JP2004066468A - 記録装置及び記録ヘッド - Google Patents

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Abstract

【課題】インク滴の着弾ズレによる画像の劣化を視覚的に緩和し、より高画質の印刷を実現する。
【解決手段】記録ヘッドは、着弾ズレの影響が最も少ない配色として、少なくとも1色あたり2つのチップを使用して1つのヘッドユニットと見たとき、このヘッドユニットのチップ配列方向の中心線から外側に向かって線対称に、各色の均等色空間上の座標が原点から近い順に配色していく。
【選択図】   図5

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、インクを吐出して記録を行うインクジェット方式の記録装置及び当該記録装置に搭載される記録ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、画像データに基づいて、紙やプラスチック薄板等の記録媒体上にドットパタ−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、記録ヘッドのノズル(吐出口)からインク(記録液)滴を吐出飛翔させ、これを記録媒体に付着させて記録するように構成されている。
【0003】
インクジェット式の記録方式を採用する記録装置としては、ノズルが複数並べて配置された記録ヘッドを記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に往復移動させながら印刷していくシリアルスキャン方式のプリンタが一般的である。このシリアルスキャン方式のプリンタの印刷速度を上げるためには、ノズルを記録媒体の搬送方向に多く並べて長尺化する方法と、ノズルから吐出される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とが一般的である。
【0004】
また、インクジェット式のカラープリンタでは、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に対する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媒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。
【0005】
尚、以下の説明ではインクの吐出口をノズル、ノズルを直列に幾つか並べ一つの色を吐出するノズル群をチップ、チップを複数個集め複数の色を吐出できるようにしたものをヘッド、ヘッドを複数集めプリンタで駆動できるように動かすものをキャリッジと呼ぶ。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吐出周波数を上げると吐出が不安定になる。スキャン速度を上げると機械的に精度を出すのが難しくなる。そこで、簡単に速度を上げるために少なくとも2つ以上の吐出チップを搭載して連動して動作させ、見かけ上の吐出周波数を上げるようにすることで、印刷の高速化を達成することができる。
【0007】
しかし、一つの色を複数のチップで印刷することは複数のチップの位置関係を非常に厳密にあわせる必要がある。さらに複数のチップを並列に配置した場合には両端に配置されたチップほど吐出されたインク滴の着弾精度が悪くなってくることがわかっている。
【0008】
図1を参照して概要を説明すると、シリアルにスキャンしながら印刷するインクジェットプリンタが、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、淡シアン、淡マゼンタの6色を使い、この6色をそれぞれ2つのインク吐出チップに分けて像形成し、この中の一色がチップ5とチップ8に振り分けられて印刷する場合、プリンタは発光部2から発光させた赤外線を受光センサ4で読み取ることによりリニアエンコーダ1を読み取り、ヘッド6の位置が読み取り地点3であることを検知する。
【0009】
その時、チップ8からは所定の画像形成信号を受け、記録媒体7に分割された画像データを印刷する。その後、キャリッジは移動し、読み取り地点9に達する。そのときチップ8の対であるチップ5が分割された残りの画像データに基づいて画像を形成する。
【0010】
エンコーダには300dpi程度のものがよく使われるが、非常に精巧にできているもののバラツキは存在するため、実際の記録媒体上での印字位置は理論上の到達距離とパルス数加算上の距離とが異なり、画像が誤差分ずれて印字される。この結果特に黒やシアン、マゼンタなどの比較的濃度の高い色の場合、細線再現性の悪化による文字品位の低下、画像細部の再現性の低下、解像力の低下などを引き起こす原因となっている。
【0011】
この着弾ズレは分割されたチップ間の距離が大きいほどエンコーダの誤差が加算され大きくなる傾向がある。
【0012】
試作機を用いて検討した結果、最内側のチップとチップでは100mm程度離れているが、そのときの着弾ズレ量は120μm、最外側のチップとチップでは50mm程度離れていて40μm程度の着弾ズレがあった。
【0013】
【課題を解決するための手段】
これらを解決する手段として、絶対的な位置精度を向上させることは難しく、コストなどを考えると現実的ではない。また、センサを複数用いることは有効な手段ではあるが、センサ数が増加するため、コストが上昇する。そこで、これらの精度を直接向上させるのではなく、複数の色の特長に応じた配置(配色)を行うことで人間の目の特性を利用し解決する。
【0014】
インク滴の着弾ズレが人間の目の視覚に対しては等価ではなく、着弾ズレが目立ちやすい色、目立ちにくい色がある。特に着弾ズレが目立つのは一般的に明度の低い暗い色、彩度の低い色ほど目立ちやすい。
【0015】
これを定量的に測定するために均等色空間上の座標において原点に近いものほど影響が大きいとすると画像評価上、主観評価と一致する傾向にあった。そのためこれらを加味したチップの配色配置によって見た目の着弾ズレの影響を緩和することができる。
【0016】
一般的なカラープリンタの場合、カラー印刷を構成するインクの色はシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの4色であり、これに淡シアン、淡マゼンタを加えた6色が用いられる。
【0017】
これらの色については均等色空間上の原点からの距離はそれぞれブラック<シアン<淡シアン<マゼンタ<淡マゼンタ<イエローとなる。
【0018】
高速印刷を実現するためにはキャリッジの往路と復路の両方で印刷されることが望ましい。
【0019】
しかしながら、1色あたり、少なくとも2つのチップを割り当てるこの方式では往路と復路とで色順が違っていると往復の色ムラとなる。この問題を解決するために、少なくとも2つのチップをまとめて1つのヘッドユニットと見たとき、このヘッドユニットのチップ配列方向の中心線に対して線対称に配置することによってこの色ムラを解決している。
【0020】
この色ムラの解決方法はすでにいくつかの製品によって実現されている。
【0021】
しかしながら、その配色や色によってチップ間の距離が変わり、色によって着弾ズレの程度が変わる。それが色ズレとして視認される。
【0022】
そのため、色順としては色ズレの目立つ色は精度の高い内側へ配置し、目立ちにくい色をより外側へ配置することが必要となる。
【0023】
そこで、本発明に係る記録装置は、インク色ごとに割り当てられた複数のインク吐出口を有するノズル群が複数配列された記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、前記複数のノズル群をまとめて1つのユニットと見なしたとき、そのユニットにおけるノズル群の配列方向の中心線を基準として、当該中心線に近い方から順に色ずれの視認性が高い色から線対称に配列した。
【0024】
また、本発明に係る記録ヘッドは、インクを吐出して記録を行う記録装置に搭載される記録ヘッドであって、インク色ごとに割り当てられた複数のインク吐出口を有するノズル群が複数配列され、前記複数のノズル群をまとめて1つのユニットと見なしたとき、そのユニットにおけるノズル群の配列方向の中心線を基準として、当該中心線に近い方から順に色ずれの視認性が高い色から線対称に配列した。
【0025】
また、好ましくは、上記記録装置及び記録ヘッドにおいて、前記色ずれの視認性は、インク色の色度が均等色空間上において最も原点に近い色ほど高くなり、前記ユニットの中心線に近い方から順に前記インク色の均等色空間上の距離が小さい小さい色から線対称に配列した。
【0026】
また、好ましくは、上記記録装置及び記録ヘッドにおいて、前記均等色空間上における原点からの距離が50以下(ΔE≦50)のインク色を前記中心線に最も近い側に配置し、100以上(ΔE≧100)のインク色を前記中心線から最も遠い側に配置した。
【0027】
また、好ましくは、上記記録装置及び記録ヘッドにおいて、前記色ずれの視認性は、インク色の明度が低い色ほど高くなり、前記ユニットの中心線に近い方から順に前記インク色の明度が低い色から線対称に配列した。
【0028】
また、好ましくは、上記記録装置及び記録ヘッドにおいて、前記色ずれの視認性は、インク色の彩度が低い色ほど大きくなり、前記ユニットの中心線に近い方から順に前記インク色の彩度が低い色から線対称に配列した。
【0029】
また、好ましくは、上記記録装置及び記録ヘッドにおいて、前記インク色として少なくともシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色を含む場合、前記色ずれの視認性の高い色から順に前記ユニットの中心線から線対称にブラック、シアン、マゼンタ、イエローを配列した。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態について詳細に説明する。
【0031】
尚、以下では、本発明に係る実施形態として、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色のチップを持つ記録ヘッドを搭載し、この記録ヘッドを主走査方向に沿って移動させつつ、チップ配列方向(ライン方向)に印刷データを記録していくインクジェット記録装置に適用した例について説明する。
【0032】
まず、図2と図3を用いて、インクジェット記録装置の主な構成を説明する。
【0033】
図2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(LFモータ)13の駆動がギアなどを介して上下一対の紙送りローラ10に伝達され、その紙送りローラ10の間に供給された記録紙11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10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10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。
【0034】
また、この記録紙11の搬送動作に応じて、キャリッジ17は、記録ヘッド100,200と共に往復動作を行ない、記録紙11への記録動作を行う。すなわち、キャリッジ17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)16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12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。
【0035】
また、前記ヘッド100には、インク吐出用のチップ111〜116がキャリッジ17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インクタンク101〜106が着脱可能に保持される一方、記録ヘッド200には、チップ211〜216がキャリッジ17の移動方向(主走査方向)Aに対して一定の間隔で配置され、ブラック、シアン、淡シアン、マゼンタ、淡マゼンタ、イエローのインクで満たされたインクタンク201〜206が着脱可能に保持されている。
【0036】
ここで、記録ヘッド100、200の構成について、図4と図5を用いて説明する。
【0037】
図4は、インクジェット記録装置の記録ヘッド100、200の断面図である。
【0038】
前記記録ヘッド100及び200は、大まかに分けて吐出口を形成するインク吐出チップ111〜116、211〜216と、インクタンク101〜106、201〜206からなる。インク吐出チップは6色分の111〜116、211〜216からなり、対応する6色分のインクタンク101〜106、201〜206と、インク流路121〜126、221〜226で連結されている。インクタンクに蓄えられたインクは、インク流路を経由してインク吐出チップに供給され、インク吐出チップに形成されている吐出口から吐出されて記録媒体に記録される。図中に示させた△印はキャリッジのホームポジション側である。
【0039】
図5は、記録ヘッド100及び200をインクの吐出口側からみた図である。この例は、1列あたり600dpiピッチで128個のノズルを配列したノズル列を、1色あたり2列(偶数列・奇数列)設けてあり、1色あたり合計256個の吐出口から各色のインク滴を記録媒体に吐出している。この256個の吐出口を各インク吐出チップ111〜116、211〜216が各々有する。
【0040】
図3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。
【0041】
そして、前記入出力ポート304には、前述の記録紙搬送モータ(LFモータ)13、キャリッジモータ(CRモータ)16、及び記録ヘッド100,200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100、200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100,200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309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310を介して図外のホストコンピュータに接続されている。
【0042】
次に、上記構成のインクジェット記録装置による画像の記録動作について説明する。
【0043】
図2において、まず、LFモータ13によって所定の位置に搬送された記録紙11が停止している状態で、駆動回路306を介してCRモータ16を回転させ、ヘッドキャリッジ17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、インク吐出チップ116、211からブラックインクを、インク吐出チップ115、212からシアンインクを、インク吐出チップ114,213から淡シアンインクを、インク吐出チップ113,214からマゼンタインクを、インク吐出チップ112,215から淡マゼンタインクを、インク吐出チップ111,216からイエローインクをそれぞれ吐出させ、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。
【0044】
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13は記録紙11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16を逆に回転させ、ヘッドキャリッジ17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、インク吐出チップ116、211からブラックインクを、インク吐出チップ115、212から淡シアンインクを、インク吐出チップ114,213からシアンインクを、インク吐出チップ113,214から淡マゼンタインクを、インク吐出チップ112,215からマゼンタインクを、インク吐出チップ111,216からイエローインクをそれぞれ吐出させ、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。
【0045】
ここで、記録データの扱いについて説明する。
【0046】
各インク(Bk、C、LC、M、LM、Y)を吐出するインク吐出チップ111〜116、211〜216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6×2=12個のブロックと信号系列に分かれており、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。
【0047】
記録データは、ホストコンピュータから各インク色ごとに分けられた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100、200への分配を行う場合もある。
【0048】
本実施形態では、2つの記録ヘッド100、200を使用して同じインク色を2つのインク吐出チップで使用している(2ヘッドのツイン構成)場合での往復印字で動作を説明したが、この限りではなく、記録ヘッドを1つで構成するインクジェット記録装置でも良いし、往復印字でなく、往路または復路の片方印字でも良い。
【0049】
また、本実施形態では、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。
【0050】
次に、本発明の特徴点であるチップに対する色の割り当てについて説明する。
【0051】
この実施形態ではシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、淡シアン、淡マゼンタの6色の色を用いてその一つの色に各2チップ割り当て合計12チップのヘッドで印刷する構成を例示している。
【0052】
この場合、各色の均等色空間上の原点からの距離は図6の通りである。
【0053】
上記6色について、着弾ズレによる色ズレの影響度を調べると、色ズレの影響が最も少ないイエローが300μm程度の許容があるのに対し、最も影響が大きい黒の場合、100μm程度で目に付くといったことがわかった。それらの結果、着弾ズレの影響が最も少ない配色としては、少なくとも1色あたり2つのチップを使う場合、このヘッドユニットのチップ配列方向の中心線に対して外側から線対称に、Y、LM、M、LC、C、K、K、C、LC、M、LM、Yという配色で割り当てることが望ましいことになる。この場合、Yの着弾ズレの大きさは実測で120μm程度に抑えられるため、視覚特性上問題ないレベルに入る。またKの着弾ズレの範囲は40μm程度に抑えられるため、こちらも視覚特性上問題ないレベルが達成できる。
【0054】
即ち、色ずれには視覚効果があり、色ずれの影響は、インク色の色度が均等色空間上において原点に近い色ほど大きくなるため、ユニットの中心線に近い方から順にインク色の原点からの色差が小さい色から線対称に配列する。特に、均等色空間上における原点からの距離ΔEが50以下(ΔE≦50)のインク色を前記中心線に最も近い側に配置し、100以上(ΔE≧100)のインク色を前記中心線から最も遠い側に線対称に配置している。
【0055】
また、色ずれの視認性は、インク色の明度が低い色ほど高くなるため、ユニットの中心線に近い方から順にインク色の明度が低い色から線対称に配列する。
【0056】
更に、色ずれの視認性は、インク色の彩度が低い色ほど高くなるため、ユニットの中心線に近い方から順にインク色の彩度が低い色から線対称に配列する。
【0057】
【実施形態2】
上記実施形態1の態様によってツインヘッドに対する色配列が行われるのが、最も効果的であるが、他の要素により完全実施が困難な場合が多く存在する。そのため、色の特性に応じて6色中、最も均等色空間上原点に近いブラックをユニットの中心線に対して最内側に配置し、最も原点から遠いイエローを最外側に配置するだけでも一定の効果を上げることができる。
【0058】
また、この6色以外に特色などを配置する場合においても、例えば、オレンジ、グリーン等の場合にもこの手法により色順を決定することで着弾ズレの視覚効果の緩和を実現できる。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えば、インクジェット方式においてより高速に画像が記録される場合であっても、インク滴の着弾ズレによる色ずれの画像劣化を視覚的に緩和し、より高画質の印刷を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】チップ間の着弾ズレが起こる要因の概念図である。
【図2】ツインヘッドタイプの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3】制御系回路の構成を示すブロック図である。
【図4】インクジェット記録装置の記録ヘッドの断面図である。
【図5】2つの記録ヘッドをインクの吐出口から見た図である。
【図6】6色プリンターの各インク色における色度と均等色空間上の原点からの距離を表した図である。
【符号の説明】
1 リニアエンコーダ
2 発光部
3、9 読み取り地点
4 受光部
5、8 インク吐出チップ
6 ヘッドユニット
7、11 記録媒体
10 紙送りローラ
12 ガイドシャフト
13 LFモータ
14 プラテン板
15 紙押えローラ
16 CRモータ
17 キャリッジ
100,200 記録ヘッド
101〜106,201〜206 インクタンク
111〜116,211〜216 インク吐出部
121〜126,221〜226 インク流路
300 主制御部
301 CPU
302 ROM
303 RAM
304 入出力ポート
305〜307 駆動回路
308 ヘッド温センサ
309 ホームポジションセンサ
310 インターフェース回路

Claims (12)

  1. インク色ごとに割り当てられた複数のインク吐出口を有するノズル群が複数配列された記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置であって、
    前記複数のノズル群をまとめて1つのユニットと見なしたとき、そのユニットにおけるノズル群の配列方向の中心線を基準として、当該中心線に近い方から順に色ずれの視認性が高い色から線対称に配列したことを特徴とする記録装置。
  2. 前記色ずれに対する視認性は、インク色の色度が均等色空間上において最も原点に近い色ほど高くなり、前記ユニットの中心線に近い方から順に前記インク色の均等色空間上の距離が小さい色から線対称に配列したことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  3. 前記均等色空間上における原点からの距離が50以下(ΔE≦50)のインク色を前記中心線に最も近い側に配置し、100以上(ΔE≧100)のインク色を前記中心線から最も遠い側に配置したこと特徴とする請求項2に記載の記録装置。
  4. 前記色ずれの視認性は、インク色の明度が低い色ほど高くなり、前記ユニットの中心線に近い方から順に前記インク色の明度が低い色から線対称に配列したことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  5. 前記色ずれの視認性は、インク色の彩度が低い色ほど高くなり、前記ユニットの中心線に近い方から順に前記インク色の彩度が低い色から線対称に配列したことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  6. 前記インク色として少なくともシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色を含む場合、前記色ずれの視認性の高い色から順に前記ユニットの中心線から線対称にブラック、シアン、マゼンタ、イエローを配列したことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  7. インクを吐出して記録を行う記録装置に搭載される記録ヘッドであって、
    インク色ごとに割り当てられた複数のインク吐出口を有するノズル群が複数配列され、
    前記複数のノズル群をまとめて1つのユニットと見なしたとき、そのユニットにおけるノズル群の配列方向の中心線を基準として、当該中心線に近い方から順に色ずれの視認性が高い色から線対称に配列したことを特徴とする記録ヘッド。
  8. 前記色ずれの視認性は、インク色の色度が均等色空間上において最も原点に近い色ほど高くなり、前記ユニットの中心線に近い方から順に均等色空間上の距離が小さい色から線対称に配列したことを特徴とする請求項7に記載の記録ヘッド。
  9. 前記均等色空間上における原点からの距離が50以下のインク色を前記中心線に最も近い側に配置し、100以上のインク色を前記中心線から最も遠い側に配置したこと特徴とする請求項8に記載の記録ヘッド。
  10. 前記色ずれの視認性は、インク色の明度が低い色ほど高くなり、前記ユニットの中心線に近い方から順に前記インク色の明度が低い色から線対称に配列したことを特徴とする請求項7に記載の記録ヘッド。
  11. 前記色ずれの視認性は、インク色の彩度が低い色ほど高くなり、前記ユニットの中心線に近い方から順に前記インク色の彩度が低い色から線対称に配列したことを特徴とする請求項7に記載の記録ヘッド。
  12. 前記インク色として少なくともシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色を含む場合、前記色ずれの視認性の高い色から順に前記ユニットの中心線から線対称にブラック、シアン、マゼンタ、イエローを配列したことを特徴とする請求項7に記載の記録ヘッド。
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