JP2007090714A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】縦線若しくは斜め線のギザギザ感を緩和することができ、またヘッド毎に駆動ブロック順序を変えたため発熱素子の駆動順序にランダム性が増し、ブロック順序に依存したテクスチャーの発生を押さえることができるインクジェット記録装置。
【解決手段】複数ヘッドへの印字データの振り分けを異なるブロック単位で行い、且つ複数のヘッドのブロック駆動順序を全く異なる順序で駆動するように構成したことを特徴とするインクジェット記録装置。
【選択図】図１

Description

本発明は複数の吐出口を配する記録手段を備え、記録材にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関し、特に各色の記録を行う記録ヘッドを２つ以上持つ複数記録ヘッド構成によるインクジェット記録装置の記録ヘッド駆動方式に関するものである。

インクジェット方式のカラープリンタの記録に係わる主要部は一例として図２のように構成されている。

プラテン１０６上の記録紙１０５に記録を行う場合、まずモータ１０３を駆動し、駆動ベルト１０９により主走査キャリッジ１０２をホームポジションセンサ１０８の位置まで移動し、次に矢印Ａ方向に往路動作を行い、所定の位置よりブラックＢｋ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹのインクをそれぞれ記録ヘッド１２０、１２１、１２２、１２３から吐出することで画像記録を行う。

所定の長さ分の画像記録を終えたら主走査キャリッジ１０２を停止し、逆に矢印Ｂ方向に復路走査を開始し、主走査キャリッジ１０２をホームポジションセンサ１０８の位置まで復帰させる。復路走査の間、記録ヘッド１２０〜１２３で記録した長さ分の紙送りを紙送りモータ１０７により、紙送りローラ１０１を駆動することで矢印Ｃ方向に行う。

上記動作を繰り返す事でカラー画像の記録が完成されることになる。なお、１００は給紙第２ローラ、１１１は紙検知センサをそれぞれ示している。

この種のインクジェット記録方式では、前記記録ヘッド１２０〜１２３はインクが満たされているノズル内にヒータが数個装着されており、このヒータにパルス信号を印加することによりヒータを加熱して、インクを沸騰させ、これによって生じる気泡圧でインクを吐出させるもので、通常画像形成装置として使用する場合、上記ノズルを数個並べて１つのヘッドを構成し、画像の形成を行っている。

ヘッドからのインクの吐出タイミングは図示しないリニアエンコーダからの信号に同期して行われる。このリニアエンコーダは主走査キャリッジ１０２上にセンサ部が取り付けられており、主走査キャリッジ１０２の移動と共に信号が出力され、その信号をカウントすることで主走査キャリッジ１０２の位置を検知することができる。

しかし近年印字時間を短縮するために、上記従来例で説明したキャリッジの復路走査時にも印字動作を行うことで高速化を計る方式も行われている。この場合には記録ヘッドの並びから往路時の印字がブラックＢｋ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの順に行われるのに対して、復路走査時には全く逆のイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの順番に印字が行われることになり、これは１スキャン印字毎に画像上で色ムラとして現れてしまう。

この解決方法として特許文献１や特許文献２では、図３に示すように同じ色を印字する記録ヘッドを２重に持ち、色が対称に成るように配置しそれぞれ往路用に使用する記録ヘッドと復路用に使用する記録ヘッドを別々に構成したことで、往路印字時と復路印字時のインクの重ね合わせ順序が全く同じ順序になるようにし、これにより色ムラの発生を回避する方式が提案されている。

図３において４０４はブラックインク、４０３と４０５はイエローインク、４０２と４０６はマゼンタインク、４０１と４０７はシアンインクを吐出するためのヘッドであり、副走査方向にそれぞれノズル４０１ａ〜４０７ａが並んでおり、主走査方向にヘッドを移動させながらインクを吐出することにより、ノズル幅の印字を行う。このような記録ヘッドにより、記録方向が左から右の場合には、ブラックヘッド４０４、イエローヘッド４０５、マゼンタヘッド４０６、シアンヘッド４０７を使用し、記録方向が右から左の場合には、ブラックヘッド４０４、イエローヘッド４０３、マゼンタヘッド４０２、シアンヘッド４０１を使用する。

しかしこの場合２重に記録ヘッドを持ちながら往路印字と復路印字で使う記録ヘッドを切替えて使うので、半分の記録ヘッドが使われず、実際に実装された記録ヘッドの使用効率としては大きな無駄を発生させているおそれがある。近年のインクや記録紙の改良、印字速度の向上という状況をふまえると、マルチパス印字であれば上記色対称な２重の記録ヘッドの全記録ヘッドを用いて往復印字を行っても、記録ヘッドの色配置が対称であるため往復での色ムラは殆ど目立たないことが確認されている。この方式を採用した製品も既に市場に出されている。

また近年においては印字時間の高速化を果たすために上記記録ヘッドのノズル数も増加する傾向にあり、一色当たり１０００以上のノズルを実装する記録ヘッドが実用化され、これを実装したインクジェット記録装置も出現している。しかしこの状況は記録ヘッドを駆動するための電源容量が膨大になるというあらたな問題も発生させることになる。

この解決方法として例えば、特許文献３に記載されているように、発熱素子をある個数ずつ複数のブロックに分割し、ブロック毎に時分割でインク吐出を行うことで使用電源の負荷を分散させ、瞬間的に発生する最大電源容量を小さく押さえる方式が提案されている。この場合駆動するブロックは、デコーダによるデコード信号によって指定し、配線数を簡略化している。

また、インク吐出時のクロストークを低減するため、例えば、特許文献４では、全体の発熱素子を隣接したある個数ずつ複数のブロックに分け、ブロック毎に時分割駆動する際に、隣のブロックを駆動せずになるべく離れたブロックを順次駆動して行く手段も提案されている。さらに、例えば、特許文献５では、全体の発熱素子を３個おきに４つのブロックに分け、ブロック毎に時分割駆動する手段が提案されている。

すなわち、特許文献４では、ブロック内の各発熱素子は隣接しており、ブロック毎の駆動が離散的に構成されているに対し、特許文献５では、ブロック内の各発熱素子が３個おきの離散的に構成され、隣接ブロックを順次駆動して行く構成になっている。このようなブロック駆動に関する提案もなされている。

またブロック駆動の駆動順序に関するものとして、特許文献６では往復印字時において往路のブロック駆動順序と復路印字時のブロック駆動の順序を全く逆順序で駆動する方式が提案されている。これは記録ヘッドがブロック駆動を前提として各ブロックの駆動順に合わせてノズル位置をブロック毎にオフセット分ずらして構成されているために、縦線若しくは斜め線の直線性を保証するために当然の処理と言えるが、ノズル毎にオフセットが存在しない記録ヘッドにおいても効果があることが開示されている。
特開平８−２９５０３４号公報 特開２００１−１７１１５１号公報 特開平７−７６０７８号公報 特開平６−１９１０３９号公報 特開平６−１９８８９３号公報 特開平１１−１７９８８６号公報

しかしながら、上記のようなヘッド駆動方式においては従来回路構成を簡略化し、信号線数を減らすために各色のヘッドに関しても同じブロック駆動順序を採用するように構成されることが多かった。このため同色のヘッドを２重に持つツイン構成の場合に関しても、往路印字時と復路印字時とでブロックの駆動順序を逆順序に駆動するようには構成されていたが、それぞれのヘッドが全く同じブロック駆動順序で駆動されるため縦線や斜め線に関してのギザギザ感が残る結果となっていた。

図４に特許文献６に示されている図４を示す。

この図は往路印字時における紙面上に記録される縦線を示したものであるが、特許文献４示されている往路印字時と復路印字時とでブロックの駆動順序を逆順で構成した場合には往復印字でも同じ結果となる。図４では記録ヘッドの各ノズルを４つのブロックに分割しているが必ずしも滑らかな縦線が形成されているとは言い難く、これは各ブロックを時分割で駆動するために発生する根本的な問題であり記録ヘッドの駆動方式を根本的に変えない限り解決されない問題であるとも言える。

また同様にブロック駆動を行うためにブロック駆動の順番に起因したテクスチャーが画像中に現れ、これが画質を劣化させる要因となっているという問題もある。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、ブロック分割駆動を行いながらもブロック駆動順序に起因するムラや縦線のギザギザ感が緩和され高画質な印字を実現するインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、請求項１記載の本発明のインクジェット記録装置は、複数の吐出口を有する記録ヘッドを各色毎に複数個用い、前記各色毎の複数個の記録ヘッドを個別に駆動するヘッド駆動部からの出力信号に応じて該記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記各色毎の複数個のヘッド駆動部はヘッド内のノズルを複数のブロックに分割しブロック駆動を行うヘッド駆動部であり更に前記各色毎の複数個のヘッド駆動部における駆動ブロック順序が全て異なる順で駆動を行う第一の駆動方式と、それぞれ時分割で異なるブロックの駆動を行う第二の駆動方式とにより記録ヘッドの駆動を行うことを特徴とする。

このように前記各色毎の複数個の記録ヘッドを駆動するヘッド駆動部が、第一の駆動方式により別々のブロック順序で駆動するように構成したことにより、１つの色の記録を行う複数のヘッドのノズルの駆動順序にランダム性が増し、距離的に分散されたノズルの順序による駆動が実現される。これにより従来駆動ブロック順序に起因して発生していたテクスチャーを緩和することが可能となる。

さらに、第二の駆動方式によりより前記複数のヘッド駆動部に関して別々のブロックを駆動するように構成すことで複数のヘッドを時分割で駆動させることができるため吐出から次の吐出までに数ブロック分の吐出に要する時間分のウエイトが得られるため、ヘッドのリフィールに必要な時間を確保することができる。

また請求項２に記載の本発明のインクジェット記録装置では、複数個の記録ヘッドが２つにより構成させる場合、前記第一の駆動方式として２つのヘッド駆動部におけるブロック駆動順序を全く逆順序になるように構成したことを特徴とする。

これにより本発明はブロック分割駆動を行いながらもブロック駆動順序に起因するムラや縦線のギザギザ感が緩和され高画質な印字を実現するインクジェット記録装置を提供することを目的とするものである。

本発明によれば、記録ヘッドが記録色に関して対称に構成されたツインヘッド構成のインクジェット記録装置において、それぞれ対称のツインヘッドのブロック駆動順序を別々のブロック順序で駆動するように構成したことにより、記録を行う２つのヘッドの発熱素子の駆動順序にランダム性が増し、距離的に分散されたノズルの順序による駆動が実現される。

これにより、例えば同じ色を印字するための２つのヘッドに関してブロック駆動順序を全く逆の順番に駆動することで駆動順序に起因するムラや縦線のギザギザ感が緩和され高画質な印字を実現することができる。

本発明の実施例のインクジェット記録装置に係るプリントエンジン部の構成の一例を図５に示す。

図５において従来例で示した図２と同じものに関しては同じ番号を付している。異なる点は記録ヘッドが１２０、１２１、１２２、１２３の４つから１２４、１２５、１２６、１２７が追加されて倍の８個になっている点のみである。記録ヘッド１２０、１２１、１２２、１２３と対称になるように記録ヘッド１２４、１２５、１２６、１２７は順番にイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋのインクをそれぞれ記録するための記録ヘッドでる。

また各記録ヘッドからインクを吐出させ画像記録を行う印字動作シーケンスは従来例での説明と同様に行われる。

本発明の方式は１つの色に関して２つ以上の記録ヘッドを実装する記録装置において印字を行うための印字データの分配方式並びにそれぞれの記録ヘッドに分配された印字データのブロック駆動方式に関するものである。

本発明の一実施例として図５に示した記録ヘッドが２つで左右対称に実装されている例に関して以下に説明を行う。

まず印字データの２つの記録ヘッドへの振り分けに関して説明を行う。

図６は各色の印字を行うヘッドのノズル構成を示す図である。

図６においては４つのブロックに分割されている例を示しているが、これは説明しやすいように４つのブロックで示しているが本発明はこのブロック数に拘束されるものではなく、ブロック数が幾つであっても良い。

また以下の説明は印字処理に関しては１パスでの印字の例であり、またブラックの印字を行う記録ヘッドを例に２つのヘッドの駆動を行う処理に関して説明する。印字がマルチパス印字になった場合には通常のマルチパス印字の処理が追加されるだけであり、本発明の方式の趣旨としてはマルチパス印字であるかどうかは大きな問題ではない。また１色についてのみ説明を行うが、これもそれぞれ４色に関して同じ方式を採用すれば良いだけなので大きな問題ではない。

まず２つの記録ヘッドで１つの色の印字を行うため、印字すべきデータを２つの記録ヘッドに振り分ける必要がある。本発明の処理方式では同じ色の印字を行う複数の記録ヘッドへの印字データの割り振りは、異なるブロックを割り当てることを特徴とするため、２つの記録ヘッドへ均等に印字データを振り分けることを考えると図７、図８の２種類の振り分け方が考えられる。

図７、図８は紙面上で形成されるドット位置を示す図であり、○が一方の記録ヘッドで印字を行う位置で、●がもう一方の記録ヘッドでの印字を行う位置を示している。記録ヘッドのブロック構成が図６のようになっている時に図７の振り分けを実現するには、片側の記録ヘッドでは黒い三角印と△である偶数ブロックのみ印字を行い、もう一方の記録ヘッドでは●と○である奇数ブロックのみ印字を行うことになる。この方式では各記録ヘッドとも半分のノズルしか使わないことになる。

これに対して図８の振り分け方式は各記録ヘッドとも奇数ブロックの印字、偶数ブロックの印字を交互に繰り返し、同じカラム位置においては２つの記録ヘッドがそれぞれ奇数ブロックと偶数ブロックを分担して印字することにより実現される。ノズルの使用効率に関しては図８の印字の様に駆動した方が使用ノズルが分散するため印字品位及び記録ヘッドの高寿命化の点から望ましいと言える。

もし記録ヘッドが２つ以上の場合においても同様であり、それそれのヘッドが同じカラム位置において異なるブロックを印字するように制御することで実装された記録ヘッドの全てのノズルを有効に使い且つ複数の記録ヘッドによる効率的な印字が実現できる。

次に２つの記録ヘッドにおけるブロックの駆動順序に関して説明を行う。

画像上に１ドットの太さの縦線がある場合、この縦線を図７，８の方式で２つの記録ヘッドにデータを振り分け、２つの記録ヘッドの駆動ブロック順序を同じ順序とした場合における印字される様子を図９に示す。

また２つの記録ヘッドのブロック駆動順序を逆順序で駆動した場合に印字される様子を図１に示す。

図から分かるように２つの記録ヘッド駆動ブロック順序が逆順に駆動される方が印字される縦線の直線性が保たれていることが分かる。

以上は２つの記録ヘッドで構成される場合を例に説明を行ったが、１つの色の記録を行うヘッドが更に多くの記録ヘッドから構成される場合に関しても同様であり、各記録ヘッドのブロック駆動順序を変えることにより縦線若しくは斜め線のギザギザ感の改善や、印字される画像のテクスチャーパターンの発生を抑止することが可能である。

本発明の実施例に係わる縦線の印字例を示す図 従来例を説明するための走査キャリッジの要部斜視図 従来例を説明するためのツイン構成での記録ヘッドの色配置を示す図 従来例を説明するためのブロック駆動による縦線の印字例を示す図 本発明の実施例に係わる走査キャリッジの要部斜視図 本発明の実施例の処理を説明するための記録ヘッドのブロック構成の一例を示す図 本発明の実施例の処理を説明するための２つのヘッドへのデータ振り分けの一例を示す図 本発明の実施例の処理を説明するための２つのヘッドへのデータ振り分けの一例を示す図 ２つの記録ヘッドを同じブロック順序で駆動した時の縦線の印字例を示す図

符号の説明

１００ 給紙第２ローラ
１０１ 紙送りローラ
１０２ 主走査キャリッジ
１０３ モータ
１０５ 記録紙
１０６ プラテン
１０７ 紙送りモータ
１０８ ホームポジションセンサ
１０９ 駆動ベルト
１１１ 紙検知センサ
１２０，１２１，１２２，１２３ 記録ヘッド
１２４，１２５，１２６，１２７ 記録ヘッド

Claims (2)

1. 複数の吐出口を有する記録ヘッドを各色毎に複数個用い、前記複数個の記録ヘッドを個別に駆動するヘッド駆動部からの駆動信号に応じて該記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記ヘッド駆動部はヘッド内のノズルを複数のブロックに分割しブロック駆動を行うと共に前記各色毎の複数個のヘッド駆動部における駆動ブロック順序が全て異なる順で駆動を行う第一の駆動方式と、それぞれ時分割で異なるブロックの駆動を行う第二の駆動方式とにより記録ヘッドの駆動を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記各色毎の複数個の記録ヘッドが２つにより構成される場合、前記第一の駆動方式として、２つの記録ヘッドに関してブロック駆動順序を全く逆順序になるように構成したことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。

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