JP2005161821A - インクジェットプリンタ記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェットプリンタ用の記録ヘッドから吐出されるインク液滴の着弾位置を精度良く測定する、簡便で安価な手段を提供する。
【解決手段】 画像情報に基づいて記録用紙に記録を行なうインクジェット方式の記録ヘッドと該記録ヘッド部に前記記録用紙を通過させる用紙搬送手段とを備える記録装置において、インクジェット記録用記録ヘッドと、前記記録ヘッドから吐出されたインクと反応して発色する検査液を吐出する検査液吐出ヘッドと、を備えるインクジェットプリンタ記録ヘッド評価装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像情報に基づいて記録用紙に記録を行なうインクジェット記録装置の評価装置及びそれを内蔵するインクジェット記録装置に関する。

インクジェット方式による記録は、低騒音、低ランニングコスト、また装置が小型化しやすい、カラー化が容易である等の特徴から、プリンタや複写機等としてオフィスユースからホームユースに至るまで幅広く利用されている。さらに近年、銀塩写真を超える高品位なデジタル画像の出力手段としてインクジェット方式による記録への要求が高まってきている。

これらのニーズに応えてインクジェット方式による記録はその画質を年々向上しつつあるものの、いまだに写真画質を十分超えるレベルには達してはいない場合が多い。インクジェットプリンタの画質は、インク材料の発色の度合い、インク液滴の大きさ・着弾精度、インクの記録用紙への浸透・拡散等、多数の複雑な要素によって決定されている。したがってこれらのプリンタ特性を精度よく把握することが、更なる画質向上への第一歩となる。しかし従来、個々のプリンタ特性を分離して精度よく測定する手段が構築されていなかったため、人間の目が感じる画像品質がどのようにプリンタの印字特性と関わっているか、必ずしも明確ではなかった。例えば、ヘッドの印字特性を評価方法に関わるものがあるが（例えば特許文献１参照。）、この特許は、出荷前のヘッド評価を目的としたものであり、インク滴の着弾精度を消費者が測定できるものではなかった。
特開２０００−６２１５８号公報

上述したようにインクジェットプリンタによって形成された画像の画質を決定する要素の１つに記録ヘッドから吐出されるインクの着弾精度がある。すなわち、実際の記録ヘッドから吐出される液滴の軌道は必ずしも同一ではなく、個々のヘッドによりばらつきが存在することがある。この軌道のばらつきは画質に悪影響を与える。したがって高品位な画質を得るためには第１にインク液滴の軌道のばらつきを小さくすることが必要である。また第２に個々のばらつきに応じてインク吐出のタイミングを駆動制御側で補正することが望ましい。上記第１と第２の課題を解決するためには、先ず着弾位置を定量的に把握する手段が必要である。着弾位置は印字されたドットを計測することにより求められるが、従来、記録用紙上に着弾したインク液滴は記録用紙中に浸透、拡散してしまうため、印字ドットから精確な着弾位置を特定することが難しかった。

このような状況に鑑み、インクジェットプリンタ用の記録ヘッドから吐出されるインク液滴の着弾位置を精度良く測定する、簡便で安価な手段を有するインクジェットプリンタ記録ヘッド評価装置を提供することを本発明の目的とする。

上記目的を達成するための本発明によれば、画像情報に基づいてインクを記録用紙に付与して記録を行なうインクジェット方式の記録ヘッドと、該記録ヘッドを前記記録用紙に対して相対的に移動させるための移動手段と、を備える記録装置において、検査液を吐出する検査液用ヘッドと、該検査液を前記インクの前記記録紙上の着弾位置に付与するための制御手段と、を有し、該検査液と前記インクとの反応による発色を生じさせる成分がこれらの少なくとも一方に含有されている前記記録ヘッドからのインクの前記記録用紙への着弾位置の評価装置を更に有することを特徴とする記録装置が提供される。

本発明にかかる評価装置は、記録ヘッドからの前記記録用紙へのインクの着弾状態を評価するために、インクジェット記録装置中に付加して用いることができるものであり、検査液を吐出する検査液用ヘッドと、該検査液を前記インクの前記記録紙上の着弾位置に付与するための制御手段と、を有し、該検査液と前記インクとの反応による発色を生じさせる成分がこれらの少なくとも一方に含有されていることを特徴とするものである。

本発明における評価装置を用いることにより、インクジェット記録装置(インクジェットプリンタ)用の記録ヘッドから吐出されるインク液滴の着弾位置を精度良く測定する、簡便で安価な手段を提供することができる。

以上説明したように、本発明における画像情報に基づいて記録用紙に記録を行なうインクジェット方式の記録ヘッドと該記録ヘッド部に前記記録用紙を通過させる用紙搬送手段とを備える記録装置において、インクジェット記録用記録ヘッドと、前記記録ヘッドから吐出されたインクと反応して発色する検査液を吐出する検査液吐出ヘッドと、を備えるインクジェットプリンタ記録ヘッド評価装置により、記録ヘッドの吐出特性を簡便かつ正確に評価する装置および評価方法を提供することができる。

以下、実施の態様を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

本発明のインクジェットプリンタ記録ヘッド評価装置は、画像情報に基づいてインクを記録用紙に吐出して記録を行なうインクジェット方式の記録ヘッドと、記録ヘッドを記録用紙に対して相対的に移動させるための移動手段と、を備える記録装置において、記録ヘッドと、記録ヘッドから吐出されたインクと反応して発色する検査液を吐出する検査液吐出ヘッドと、を備える。インクには様々な種類があり、淡色インクやイエローインクの場合、着弾位置の確認がしにくいが、本発明の評価装置を用いると、着弾したインク液滴は検査液と反応して発色するため、着弾位置が容易に測定できるようになる。

本発明にかかる検査液はインクとの反応により発色するものであり、インクと検査液との少なくとも一方に、これらの反応による発色を生じさせる成分が含有されていればよい。このような検査液とインクとをセットとして、検査液付インクセットとすることもできる。

検査液には、前記記録ヘッドから吐出されたインクと反応して発色する発色剤を含有することができ、発色剤としては、チオシアン酸アンモニウム、ヨウ化カリウム、フェノールフタレインなどの呈色反応を示す指示薬を用いることができる。チオシアン酸アンモニウムは鉄と反応して赤色に発色する特性をもつため、発色剤としてチオシアン酸アンモニウムを用いる場合、インク中に鉄イオンを含有させると、チオシアン酸アンモニウムが反応し、インク着弾領域が明瞭に可視化される。

発色剤は、チオシアン酸アンモニウムの場合で、検査液に対して１００ppmから１％の割合で添加することが好ましい。

本発明におけるインクジェットプリンタ記録ヘッド評価装置において、検査液にはさらに記録ヘッドから吐出されたインク液滴が記録用紙上での浸透、拡散を抑制し、速やかに定着させる定着剤を含有することができる。上記検査液吐出ヘッドから検査液を吐出し、該検査液が着弾した領域にインクを吐出させると、インクは前記検査液と反応することにより、インク液滴が用紙上で広がらずに瞬時に定着される。すなわち、着弾位置がぼけることなく保持される。本発明はこの性質を吐出ムラの検出に利用するものである。すなわち、上記検査液を用いるとインクの着弾位置が直接印字ドットに反映され、精度よくヨレ特性を計測できる。

本発明は定着剤の種類を限定するものではないが、たとえば硝酸イットリウムを用いることができる。硝酸イットリウムはインク液滴と反応してすばやく定着し、インクが用紙中に浸透、拡散することを防ぐものである。

定着剤は、検査液に対して０．２％〜２０％の割合で添加することができ、定着性の観点から２％〜１０％で添加することが好ましい。

本発明におけるインクジェットプリンタ記録ヘッド評価装置において、検査液にはさらに記録用紙上の印字ドットを着色するために着色剤を含むことができる。検査液が着色されることにより、記録用紙上の検査液ドットとインクドットとの相対位置関係を容易に確認できるようになる。本発明は上記の着色剤の材料を限定するものではなく、たとえば染料や顔料を用いることができる。

また、本発明における、インクジェットプリンタ記録ヘッド評価装置において、検査液吐出ヘッドから吐出される検査液の液滴の体積は、記録ヘッドから吐出されるインク液滴の体積より大きい。具体的には検査液の液滴体積は、インク液滴体積に対して、１．５倍〜５倍であることが好ましい。

本発明にかかる記録ヘッドによるインクの液滴の着弾位置を評価するための方法は、
記録ヘッドからインクを記録用紙に付与する工程と、
インクを付与する前、またはインクを付与した後に、記録用紙のインクの着弾位置に、インクとの反応により発色を生じさせることのできる検査液を、検査液用のヘッドから付与して、これらを反応させて発色部を形成する工程と、
を有する。

この方法によれば、記録用紙上に得られた発色部の位置からインクの着弾位置を評価することができ、その結果に基づいて、この記録装置における記録ヘッドの移動手段や吐出信号の記録ヘッドへの入力などの駆動制御の補正を行なうことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の実施形態によるインクジェット方式に従うカラープリンタの外観斜視図を示す。図１において、１Ａ及び１Ｆは検査液用の記録ヘッド、１Ｂはブラック用記録ヘッド、１Ｃはシアン用記録ヘッド、１Ｄはマゼンタ用記録ヘッド、１Ｅはイエロー用記録ヘッドを表している。２は記録ヘッドを搭載したキャリッジ、３はプリンタ本体から電気信号を記録ヘッドに送るためのフレキシブルケーブル、４は記録ヘッドのノズル内に付着したインクを吸引して記録ヘッドの吸引回復を行なうキャップユニット、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ及び５Ｆは記録ヘッド１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ及び１Ｆ(以下、記録ヘッド全体に言及する場合には記録ヘッドを総称する参照番号として“１”を用いる)に対応したキャップ部材、６はゴム等の部材でできたワイパーブレードである。ここで、濃インクとは染料や顔料等の色材濃度が相対的に高いインク、淡インクとは前記色材濃度が相対的に低いインクのことである。用いられる前記インク及び検査液における、発色剤及びその反応成分の例を表１に示す。

また、７は記録用紙カセット、８はキャリッジ２をａ方向、ｂ方向に往復運動させるためのキャリッジモータ、９はキャリッジモータ８の回転を伝えるプーリ、１０はプーリ９に回転を伝えるベルト、１１はキャリッジ２の移動をサポートする補助棒、Ｐは記録用紙である。これらから、記録ヘッドの記録用紙に対する相対移動を可能とする移動手段が形成されている。

なお、カラープリンタ内には記録用紙Ｐを搬送する搬送モータ(不図示)やホストコンピュータ(以下、ホストという)からの画像信号を受信するインタフェースや、記録ヘッド及び検査液吐出用のヘッドの制御(液滴の体積の調整手段を含む)、記録用紙の搬送制御、画像信号の信号処理等を行なう制御回路が設けられている。ここで、キャリッジ２の移動方向を主走査方向、記録用紙Ｐの搬送方向を副走査方向という。

本実施例は、上述の構成に基づき、双方向印字において往復両方向でさきがけ印字を行なうものである。本実施例では、600分の１インチピッチで256個並んだ吐出口列を持ったヘッドがＡからＦまで６ヘッド並んでいる。このユニットが往方向及び復方向に走査しながら記録を実施する。Ａ及びＦは検査液、Ｂはブラックインク、Ｃはシアンインク、Ｄはマゼンタインク、Ｅはイエローインクをそれぞれ吐出する。ここで、Ａ及びＦは同一の検査液であり、着色剤として0.2％シアン染料、定着剤として6％硝酸イットリウム、発色剤として0.5％チオシアン酸アンモニウムを含む。またＢ、Ｃ、Ｄ、Ｅに対応するインクには、各インク染料に鉄を検査液との反応成分として含んでいる。上記の検査液はそれ自身シアンに着色されているが、インクとの反応領域ではすみやかにインクを定着させると同時に、その定着領域を赤く発色させる作用をもつ。各ヘッド間の距離は0.5 inchであり、ヘッドの周波数は10 KHzである。ヘッドは主走査方向に16.7 inch/secの速度で移動しながら600分の１インチのピッチで印字を行なう。各ヘッドから吐出される液滴の体積はＢからＥの記録ヘッドでは4ピコリットルであり、Ａ及びＦの検査液ヘッドではこれらの3倍の12ピコリットルに設定されている。

以下に本実施例における印字プロセスを説明する。本実施例は、往復印字においてインクの付与に先立って検査液を付与することを特徴とした印字を行なう。

図２(ａ)及び図２(ｂ)は、本実施例においてシアンインクを印字する際の印字方法を示したものである。この図においてヘッドは左方向に主走査する。この際にまず図２(ａ)のように主走査方向の先行側のヘッドであるＡヘッドによって、検査液をシアンインクの付与に先立って付与する。次に図２(ｂ)のようにヘッドが１ inch移動した後に、Ｃヘッドによって同じ場所にシアンインクを付与する。これによりインクの付与に先立って検査液を付与することができる。図２(ｃ)及び図２(ｄ)はヘッドを右方向に走査しながら印字を行なう場合を示したものである。同様にシアンインクを印字する場合を示す。この場合、主走査方向の先行側のヘッドはＦヘッドであるため、Ｆヘッドにより処理液を付与する。次にヘッドが1.5 inch移動した後にＣヘッドによりシアンインクを付与する。以上のような方法をとることにより、双方向印字をする際に、常に走査方向の先行側に配置されたヘッドから検査液を吐出することが可能となり、往復両方向において印字を行なうことができる。したがって、インク着弾直後に被記録材上で検査液とインクが反応することになるため、インク液滴は殆ど滲まず、その結果吐出ムラが直接観察できるので、ヘッド特性の評価を簡便に行なうことが可能になる。

図３は本実施例を用いて吐出ヘッドの吐出ムラを評価するための説明図である。Ａは検査液が吐出ヘッドＡから吐出され紙面上で定着した領域を示し、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、は各々ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクの定着領域を示す。検査液Ａの領域は、検査液Ａの成分であるシアン染料によりシアン色に着色されている。インクの定着領域Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、各インク染料と検査液Ａに含まれる硝酸イットリウムとが反応することにより広がることがないため、吐出状態をそのまま反映している。この定着領域Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは、検査液中の発色剤チオシアン酸アンモニウムとインク成分である鉄が反応して赤色に観察される。

この印字状態から各記録ヘッドの吐出ムラを評価する方法には、インク定着領域の絶対位置を評価する方法と、インク定着領域の検査液定着領域に対する相対位置を評価する方法と、のいずれかを用いることができる。

インク定着領域の絶対位置を評価するときは、印字される紙自身に対する位置を計測するので、予め座標位置を特定するためのメッシュ等が表示された紙を用いることが便利である。この場合は検査液として定着剤を含むことが本質であり、検査液中の着色剤、発色剤、また発色剤と反応するインク中の鉄はとくに必要ではない。

検査液定着領域に対するインク定着領域の相対位置を評価する場合、図３に示すように検査液ドットの中心位置とインク液ドットの中心位置のずれを計測することになる。ただし、検査液ヘッド自身が吐出ムラを持つ可能性があるので、予め検査液ドットの中心位置のずれを計測しておき、これにインクドットの相対位置を足し合わせた量が、最終的な吐出ムラの量となる。この方法の利点は印字する紙に位置を計測するための座標が必要ないことであり、画像計測装置を用いて簡単かつ自動的に吐出ムラを評価できることが検討の結果わかっている。

本発明の実施例であるインクジェット方式に従うカラープリンタの外観斜視図を示す。 本実施例においてシアンインクを印字する際の印字方法を示したものである。 本実施例を用いて吐出ヘッドの吐出ムラを評価するための説明図である。

符号の説明

１Ａ、１Ｆ 検査液用の記録ヘッド
１Ｂ ブラック用記録ヘッド
１Ｃ シアン用記録ヘッド
１Ｄ マゼンタ用記録ヘッド
１Ｅ イエロー用記録ヘッド
２ キャリッジ
３ フレキシブルケーブル

Claims (13)

1. 画像情報に基づいてインクを記録用紙に付与して記録を行なうインクジェット方式の記録ヘッドと、該記録ヘッドを前記記録用紙に対して相対的に移動させるための移動手段と、を備える記録装置において、
   検査液を吐出する検査液用ヘッドと、該検査液を前記インクの前記記録紙上の着弾位置に付与するための制御手段と、を有し、該検査液と前記インクとの反応による発色を生じさせる成分がこれらの少なくとも一方に含有されていることを特徴とする記録装置。
2. 前記検査液が、さらに前記記録ヘッドから吐出されたインク液滴が印字用紙上で浸透、拡散するのを抑制し、速やかに定着させる定着剤を含有する、請求項１記載の記録装置。
3. 前記検査液が、前記記録ヘッドから吐出されたインクと反応して発色する発色剤を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
4. 前記記録ヘッドに搭載されるインクが鉄を含有し、前記検査液に含まれる前記発色剤がチオシアン酸アンモニウムであることを特徴とする、請求項３記載の記録装置。
5. 前記検査液が、さらに記録用紙上の印字ドットを着色するための着色剤を含有する請求項１〜４のいずれかに記載の記録装置。
6. 前記検査液用ヘッドから吐出される液滴体積を、前記記録ヘッドから吐出される液滴体積より大きくする液滴調整手段を更に有する請求項１〜５のいずれかに記載の記録装置。
7. 画像情報に基づいてインクを記録用紙に付与して記録を行なうインクジェット方式の記録ヘッドと、該記録ヘッドを前記記録用紙に対して相対的に移動させるための移動手段と、を備える記録装置における前記記録ヘッドからの前記記録用紙へのインクの着弾状態を評価するための評価装置であって、
   検査液を吐出する検査液用ヘッドと、該検査液を前記インクの前記記録紙上の着弾位置に付与するための制御手段と、を有し、該検査液と前記インクとの反応による発色を生じさせる成分がこれらの少なくとも一方に含有されている
   ことを特徴とする評価装置。
8. 前記検査液が、さらに前記記録ヘッドから吐出されたインク液滴が印字用紙上で浸透、拡散するのを抑制し、速やかに定着させる定着剤を含有する、請求項７記載の評価装置。
9. 前記検査液が、前記記録ヘッドから吐出されたインクと反応して発色する発色剤を含有することを特徴とする請求項７または８に記載の評価装置。
10. 前記記録ヘッドに搭載されるインクが鉄を含有し、前記検査液に含まれる前記発色剤がチオシアン酸アンモニウムであることを特徴とする、請求項９記載の評価装置。
11. 前記検査液が、さらに記録用紙上の印字ドットを着色するための着色剤を含有する請求項７〜１０のいずれかに記載の評価装置。
12. 前記検査液用ヘッドから吐出される液滴体積を、前記記録ヘッドから吐出される液滴体積より大きくする液滴調整手段を更に有する請求項７〜１１のいずれかに記載の評価装置。
13. インクジェット記録方式による記録装置の記録ヘッドから記録用紙へのインクの着弾位置を評価するための検査液であって、
    記録ヘッドから記録用紙に付与されるインクと反応して発色する成分を含むことを特徴とする検査液。

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