JP2006150708A

JP2006150708A - 記録装置

Info

Publication number: JP2006150708A
Application number: JP2004343469A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Udagawa; 宇田川兼一
Original assignee: Canon Finetech Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】ラインヘッドを用いて印刷する複数の記録ヘッドモジュールからなる印刷装置では、印字品位を確保するため、印刷した量、もしくはラインヘッドの大気中への一定の暴露時間によって、回復処理を行う必要がある。
ラインヘッド回復処理はすべてのラインヘッドに対して、例えばページ間で同時に回復処理を行っているので、その回復処理中は、印刷を止める、また連続紙の場合は紙を戻す必要もあった。
【解決手段】各記録ヘッド毎に累積記録画素数を求める手段をもち、記録密度が低い記録ヘッドモジュールではワイパブレードによるワイプを伴う回復動作の頻度を小さくするようにした。
【選択図】図７

Description

本発明は、記録ヘッドを有する記録モジュールを複数用いて大判の記録装置に関する。

従来、インクジェット方式の記録ヘッドを有する記録モジュールを複数組用いてなる記録装置では、高画質の記録性能を維持するため、記録した量、もしくはインク吐出ノズルの大気中での暴露時間によって、回復処理を行う必要があるが、回復動作に使用する比較的多量のインクが無効となる。

これを改善するため、例えば記録ヘッド全体でなく構成する複数のヘッドユニットを選択的に回復動作するようにした提案が為されている。
（例えば特許文献１）

特開平８−１２７１３７

しかしながら、上述した従来の方法では記録動作を一旦中断して回復動作を行い、その後記録動作を再開といった過程を経なければならないので、高速記録が必要な記録装置のアプリケーションには、その時間的なロスの点で不向きであった。

本発明は、記録装置を構成する記録ヘッドモジュール毎に独立した回復機構を具え、選択的に回復動作し、画像の内容によっては、他の記録ヘッドモジュールで記録動作を継続可能な記録装置を提供する。

上記を実現するために本発明の記録装置は、
記録ヘッドと、記録ヘッドの回復手段を有する複数の記録手段から構成し、
前記回復手段は他の記録手段の回復手段とは独立に動作することを特徴とする。

又本発明の記録装置は
記録ヘッドと、前記記録ヘッドで記録される記録画素数を計測する記録画素数計測手段と、
前記記録画素数計測手段で計測された記録画素数を累積する累積記録画素数演算手段と、
前記記録ヘッドの回復手段を有する複数の記録手段から構成する記録装置において、
前記累積記録画素数演算手段で累積された累積記録画素数が所定値を超えたら、当該記録ヘッドの回復手段を動作することを特徴とする。

さらに本発明の記録装置は、
前記記録画素数計測手段と、前記記録画素数計測手段で計測された記録画素数を累積する累積記録画素数演算手段を、一つの記録ヘッドにつき複数有することを特徴とする。

本発明を実施することによって記録ヘッドの過剰な回復動作を削減出来るので、結果的に記録動作中の時間的なロスが減少する。

又回復動作に使用する無駄なインク量を減らすことが出来る。

本発明を実施するための最良の形態について図に基づき詳細に説明する。

図１は、ラインヘッドを用いた複数の記録ヘッドモジュールからなる記録装置の構成図である。

記録装置の記録ヘッドモジュール101に、4インチのラインヘッド103〜106がK(ブラック)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)の順にヘッドユニット102として固定されている。図１は、回復ユニット107の上にヘッドが置かれ、印刷しない時(待機時)、もしくはヘッド回復処理時は図1の状態に保たれる。

用紙108は、記録ヘッドモジュール101の下を図の方向に搬送される。なお図1は連続用紙の例である。

図2は、上記記録ヘッドモジュール101の記録動作時の状態図である。

記録する場合は、まず回復ユニット107が左方向水平に動作し、ヘッド・ホルダ102に固定された各記録ヘッド103〜106が回復ユニットの櫛歯状の通過口から下方向に用紙108近くまで移動し、記録(インクの吐出)を開始する。
記録動作終了後、又は記録動作中に回復動作が必要となった場合には、逆の順で動作し、図1の状態に戻り、各ラインヘッド103〜106は回復ユニット107に密着され、待機状態状態、もしくはヘッド回復動作可能状態となる。

インクジェットの記録ヘッドは健全な記録性能を維持するために、所定時間インクを吐出しないノズルに対する予備的な吐出、吐出が累積的に継続し、ノズル近傍にインク滴が成長しそれらを払拭するためのワイパブレードによるワイプ（払拭）動作、ノズル内部に成長する気泡の外部への排出、或いはノズル近傍の増粘インクの除去を目的とする強制加圧回復を定期的に行う必要がある。

これらの回復は前述図1の状態や、回復ユニット107に取り付けられたワイパブレード(図示しない)を左右に移動させてワイプ（払拭）動作している。

図3は、本実施例における記録装置301の構成例である。

図1の記録ヘッドモジュール101に相当する記録ヘッドモジュール302〜307を図3のように配置して、幅の広い紙308を印刷できるようにした記録装置である。本実施例においては4インチラインヘッドを4本搭載した記録ヘッドモジュール302〜307を用紙幅方向へ千鳥状に並べてあるため、記録装置301は最大約24インチ幅を記録できる。

309〜312は、幅広用紙308に記録した文字309、図形310〜312である。

図4は、例えば隣接する記録ヘッドモジュール302、303のK（ブラック）ヘッドの相対的な配置と、画像に対する各々の担当ノズルを示す印字方式詳細図である。異なる記録ヘッド401、402のノズル403、404からインク滴405、406が吐出され、そのインク滴によって、図4のように画像が結合される。なお、405、406ように吐出された場合は、例えば横線の一部となる。

図5は、図4の第二の例である。画像結合部分507、508を異なる記録ヘッド501、502のノズルで印字するのは同様であるが、図5の例では、画像507部分を複数のノズル504、そして画像508部分は複数のノズル506から吐出するインク滴で形成する。

この場合、双方の記録ヘッドの端に位置する各ノズル503、505は、ラインヘッド501、502が夫々異なるヘッドホルダ102に取り付けられるために用紙幅方向の物理的な位置に僅かながらばらつきが生じるので電気的に補正するレジストレーション調整用の冗長ノズルである。例えばラインヘッド501が左方向に1ドットずれていた場合は、507をノズル504の右から3ドットと、ノズル503の一番左の1ドットを使用して記録することになる。

用紙搬送方向においても用紙幅方向と同様、異なる記録ヘッド間の物理的な位置のばらつきが生じるが、その補正は例えば用紙搬送位置、搬送速度制御するための不図示のエンコーダ出力を使用する。

なお、本実施例においては、記録ヘッドモジュール302〜307は、図3の如く並べられているが、記録の方向、記録データの転送順などを考慮して、変更しても同様に実現可能である。

図6は、記録ヘッドモジュール101を制御する基板601の構成図である。CPU602は、フラッシュメモリ603に格納されたプログラムで動作し、パーソナルコンピュータ(PC)(図示しない)からUSB制御部605を介して受信した記録データを一旦メモリ604に展開して処理し、ヘッド制御部608に記録データ転送して記録を行う。なお、記録の際にモータ、センサをモータ制御部606、センサ制御部607を用いてヘッドユニット102や回復ユニット107等を総括的に制御しながら、記録を行う。

この基板601は、記録ヘッドモジュール302〜307それぞれに搭載されており、PC（情報処理装置）から送信された記録ヘッドモジュール302〜307それぞれのデータを記録する。図3の記録装置301の例ではPCから記録データを6分割されて、記録ヘッドモジュール302〜307それぞれに送信される。

図7は、本実施例における用紙708上に記録される画像の例である。

記録装置701を用いて、記録ヘッドモジュール702〜707で、用紙708に1ページ目の印刷物709と、2ページ目の印刷物710が記録された結果である。

本実施例においては、まずPCから1ページ目709の記録データを記録装置701の記録ヘッドモジュール702〜707の各ユニット基板601が受信してから、1ページ目709の記録を開始する。なお、2ページ目710は、1ページ目709の記録動作中に受信は完了している。
そして1ページ目709記録後、引き続き2ページ目710を連続的に記録する。

1ページ目709の記録時には、記録ヘッドモジュール702〜707をすべて利用して記録するが、2ページ目710記録の場合、2ページ目710の記録データを受信後、記録ヘッドモジュール706、707の各CPU602は、その記録すべきデータがないことを判断して、2ページ目710記録時には、図2の印刷状態には移行せず、印刷装置ヘッドモジュール702〜705で印刷を行うようになる。なお、711の印刷すべきデータがない部分においては、PCからデータ無しコマンドを送信して、記録ヘッドモジュールのCPU602が印刷すべきデータが無いことを検出せずに処理できるようにする。

一方、記録データ709のような画像を連続して記録する場合、記録ヘッドモジュール702〜707に搭載した各ラインヘッド103〜106の各ノズルで吐出される累積的な記録画素数は概ね均等になるので、各ラインヘッド103〜106の健全な記録性能を維持するための回復処理間隔、回復処理内容共、ほぼ均等で良いが、記録データ710の如く不均一な記録データが連続する場合、記録ヘッドモジュール702〜705と、記録すべきデータの無い706、707では、記録枚数が多くなるにつれて、累積記録画素数の差が拡がると同時に、記録データ710の場合は、記録ヘッドモジュール706、707は、記録状態には移行しないため、回復動作すべき動作処理間隔、回復処理内容は大きく異なるべきである。

即ち、各記録ヘッドモジュール702〜707各々のラインヘッド103〜106が吐出する累積記録画素数を、各記録ヘッドモジュール毎にCPU602が読み出し、各基板601内のメモリ603に継続的に上書き、管理すれば各記録ヘッドモジュール702〜707夫々は、回復処理間隔、処理内容が一律でなく、結果回復動作による無効時間が減少し、且つ無駄に消費されるインク量が減ることになる。

そして派生的な効果として所定枚数の記録動作を完了するための実質的な所要時間は減り、且つ印刷物1枚当りの印刷コストが低減する。

ここで記録ヘッドの記録画素数、累積記録画素数のカウント方法について図8を用いて説明する。

記録ヘッドモジュール702〜706を構成する各記録ヘッド800の内部は図8Aに示す如く、インクを各ノズルから吐出するためのノズルヒータ804、ドライブトランジスタによるノズルヒータドライバ803、ノズルヒータドライバのON、OFFを決定するラッチ802、それに記録データSD0〜SD7をシフトクロックCLKによりシフトレジスタ（不図示）に取り込む制御ロジック801を含む。VHはノズルヒータを駆動する駆動電圧で、例えば+24[V]が供給される。

本実施例による記録ヘッド800は2560[Nozzle]（インク吐出口）をもち、その各々に対応したノズルヒータ＃1〜＃2560、及びノズルヒータドライバを具える。記録分解能は600[dot／inch]である。従って最大記録幅は約4.3[inch]となる。

画像を記録するための記録データを転送する際、2560[Nozzle]を電気的に320[Nozzle]からなる8ブロックに分割し、各々のブロックに記録データ信号（SD0〜SD7）を接続し、図8Bに示す如く共通のクロック信号（CLK）の立ち上がり時点で320[Nozzle]分のシリアルデータを順次取り込み、記録ヘッド800の1ライン（ラスタ）分（2560[Nozzle]分）の記録信号を得る。

記録データ信号（SD0〜SD7）は１で『吐出する』、０で『吐出しない』を意味する。

これらの信号は記録ヘッド制御部（制御回路）608から制御・出力される。記録ヘッド制御部608内部には1本の記録ヘッド800毎に8個の記録画素カウンタをもち、図8Bの記録データ信号（SD0〜SD7）の各１（印字あり）レベルのカウントを行うことによって、１ラスタ内での各ブロック単位の記録画素数をカウントする。

続いて上記ハードウェアを使って、CPU602が記録ヘッドの記録動作〜回復処理を実行するフローに関して図9を基に説明する。

先ずCPU602はRAM604領域にある全記録ヘッド、全ブロックの累積記録画素数を初期値（例えば零）に設定（S901）、記録動作を開始する。

次に記録ヘッド制御部608内で1ライン（ラスタ）分の記録画素数の取り込みが済んだら（S902-Yes）、記録画素数カウンタ出力値を読み出し（S903）、RAM604領域の累積記録画素数に加算する（S904）。尚記録画素数カウンタ出力の読み出し直後に当該カウンタはクリアされる。

そして加算後の累積記録画素数がもしも所定値以上になったなら（S905-Yes）、即座に記録ヘッドの回復動作を要求し（S908）、全カウンタ、累積記録画素数値を零クリアした後（S909）、動作を終了する。
S905でNoなら次に記録ヘッド内の全ブロックにおいて累積記録画素数の加算が終了したかを判断し否なら（S906-No）、次のブロックに進み、S903に戻って同様の処理を行なう。

記録ヘッド内の全ブロックの加算処理が済んだら（S906-Yes）、続いて全ての記録ヘッドの加算処理も済んだかを判定、もし否なら（S910-No）次の記録ヘッドに進み（S911）、S903に戻って同様の処理を行なう。

1ライン（ラスタ）分における全ての記録ヘッド内全ブロックの累積記録画素数値の加算が終了したら、次に所定の記録動作が完了したかを判定し、もし否ならS902に戻り、次のライン（ラスタ）の処理に進む。

そして所定の記録動作が終了するまで以上の処理を繰り返して（S912-Yes）、終了する。

以上に説明した如く、本発明の実施によって、累積的な記録画素数が少ないブロック、或いは記録ヘッドであればインク吐出ノズル近傍のミスト等に起因するインク滴の成長は遅いと考えられるので、高い画質を維持したまま、ワイパブレードによる記録ヘッドの払拭を伴う回復動作回数をより小さくすることができるので、結果記録動作の中断頻度は減少する。

本発明は段ボール等比較的大判の印刷物を高速に、且つ極めて高画質の画像を記録可能な記録装置に利用可能である。

本発明を実施した記録ヘッドモジュールの待機中／回復動作時の位置関係を示す図である。本発明を実施した記録ヘッドモジュールの記録動作時の位置を示す図である。本発明を実施した記録装置の画像出力例を示す図である。本発明を実施した記録ヘッドモジュールの画像繋ぎ目部の記録方式を説明する図である。本発明を実施した記録ヘッドモジュール相互の微小記録位置調整方式を説明する図である。本発明を実施した記録装ヘッドモジュールの制御部を示す電気的なブロック図である。本発明を実施した記録装置の特殊な画像出力例を示す図である。本発明を実施した記録装置の記録画素数のカウントに関わるハードウェアを説明する図である。本発明を実施した記録装置の記録動作〜回復動作への動作フローである。

符号の説明

１０１記録装置記録ヘッドモジュール
１０２ヘッド・ホルダ
１０３記録ヘッドＫ（ブラック）
１０４記録ヘッドＣ（シアン）
１０５記録ヘッドＭ（マゼンタ）
１０６記録ヘッドＹ（イエロー）
１０７回復ユニット（回復機構）
１０８用紙
３０１記録装置
６０１制御基板（ＰＣＢ）
６０２ＣＰＵ
６０３フラッシュメモリ（ＲＯＭ）
６０４メモリ（ＲＡＭ）
７０１記録装置
７０８用紙
７０９１ページ目の画像
７１０２ページ目の画像
７１１画像の空白部

Claims

記録ヘッドと、記録ヘッドの回復手段を有する複数の記録手段から構成する記録装置において、
前記回復手段は他の記録手段の回復手段とは独立に動作することを特徴とする記録装置。
前記記録ヘッドで記録される記録画素数を計測する記録画素数計測手段を有することを特徴とする請求項1記載の記録装置。
前記記録画素数計測手段で計測された記録画素数を累積する累積記録画素数演算手段をさらに具える請求項２記載の記録装置。
記録ヘッドと、前記記録ヘッドで記録される記録画素数を計測する記録画素数計測手段と、
前記記録画素数計測手段で計測された記録画素数を累積する累積記録画素数演算手段と、
前記記録ヘッドの回復手段を有する複数の記録手段から構成する記録装置において、
前記回復手段は他の記録手段の回復手段とは独立に動作することを特徴とする記録装置。
前記累積記録画素数演算手段で累積された累積記録画素数が所定値を超えたら、当該記録ヘッドの回復手段を動作することを特徴とする、
請求項４に記載の記録装置。
前記記録画素数計測手段と、前記記録画素数計測手段で計測された記録画素数を累積する累積記録画素数演算手段を、一つの記録ヘッドにつき複数有することを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
前記記録ヘッドを複数有する複数の記録手段からなることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。