JP2007152783A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 印字データや温湿度に依存するコックリング量に対応する最適なプラテンギャップで印字が可能となるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 印字データの最も吐出濃度の高い色を選択して、予備印字として、１パスで印字して、一定時間後キャリッジに搭載の光学式変位センサでコックリング量を計り、最小プラテンギャップに調整する。
この場合の一定時間とは、１バンド分印字する時間のこと。
印字画像や印字環境（温湿度）によらず最小プラテンギャップに調整することが出来る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、用紙上に画像を形成するインクジェット記録装置における印字制御技術に係り、特に、使用する用紙や印字する温湿度環境に適した印字制御を行うための技術に関する。

インクを吐出して用紙上に画像を形成する方式の記録装置では、インクを吐出する記録ヘッドと、プラテンと称される用紙を支持して位置を出す部分とが対向して配置される。この種の記録装置では、制御要素として、用紙表面と記録ヘッドとの距離が挙げられる。この距離は、印字ヘッドから吐出されるインク滴を正確に目的位置に到達させるためには、できる限り近い方がよい。この距離は、記録装置自体としては、印字ヘッドとプラテンとの間の距離として規定される。そのため、プラテンギャップと呼ばれる。

ところで、用紙はその種類に応じて種々の厚さをもつため、印字精度を保つためには、用紙ごとにプラテンギャップを設定する必要がある。

従来、プラテンギャップは、使用が想定される用紙ごとに予め設定されており、印字を指示するホスト装置側で、使用すべき用紙を選択すると、それに応じて、一定のプラテンギャップが選ばれ、記録装置では、その指示に応じて、プラテンギャップの設定を行っている。

しかし、用紙は、同じ種類に属するものであっても、必ずしも同じ厚さとは限らない。そのため、プラテンギャップをより正確に設定するため、用紙厚を検出する機構を設け、この検出する機構を設け、この検出機構によって検出された変位に基づいて、機械的にプラテンギャップを調整することが行われている。
特開平７−２９０７９６号公報 特開平６−１０１４号公報

しかしながら、上記従来例では、用紙厚に関しては対応がなされているが、吐出されたインク滴を用紙が吸収した際に生じる波打ち（コックリング）についてまでは対応がなされていない。この用紙のコックリングはプラテン上で記録ヘッドから吐出されたインクを吸収することで生じる用紙の波打ちで、用紙が平面である事が前提にプラテンギャップの設定がなされていると、盛り上がってきた用紙に記録ヘッドが擦ってしまい、最悪、吐出不良を生じてしまうこともある。

コックリングは用紙に印字するインク滴の多少に最も依存するものであり、印字する画像データによってコックリング量もまちまちである。そのため予めコックリング量を考慮したプラテンギャップの設定は不可能に近い。さらに加えて、コックリングは用紙に印字された場所の温度や湿度にも強く依存するものであり、予めコックリング量を考慮したプラテンギャップの設定はさらに不可能である。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであり、印字データや温湿度に依存するコックリング量に対応する最適なプラテンギャップで印字が可能となるインクジェット記録装置を提供することを目的としている。

本発明は前述の目的を達成するために提案されたもので、インクを用紙上に吐出して記録を行う記録ヘッドと、前記用紙から前記記録ヘッドへの距離を検知するセンサを一体的に装着された前記記録ヘッドを移動させるキャリッジと、前記記録ヘッドで記録する画像の画像形成を制御する手段と、前記キャリッジを上下動させる手段と、を備えるインクジェット記録装置において、前記画像形成を制御する手段により印字データを精査して最も吐出濃度の高くなる色を選択して、本印字前に１パスで印字して、一定時間後、前記キャリッジを動作させて前記記録ヘッドと前記用紙との距離を測定し、前記キャリッジを上下動させる手段により、最も近かった距離に微小量加えた距離となるようにキャリッジを上下動させてから本印字させることを特徴とする。

また、前記一定時間とは、前記記録ヘッドが１バンド分記録する時間であることを特徴とする。

本発明によれば、印字データや印字時の温湿度環境に依存するコックリング量に対応する最適なプラテンギャップで印字が可能となるインクジェット記録装置を提供することができる。

以下、本発明の形態について図面を参照して説明する。

（記録装置の内部構成）
図１および図２に、本発明のインクジェット記録装置の内部機構の概要を示す。図１に示すように、記録装置内部には、キャリジ１０１と、キャリッジ１０１に支持される、インクジェット式の記録ヘッド１１０と、キャリッジ１０１を支持すると共に、ライン方向に往復移動させるキャリッジ移動機構１２０と、用紙Ｐを送る紙送り機構１３０と、後述するプラテンギャップ調整機構１９０を構成するキャリッジ軸１９１および支持軸１９２とが配置される。

紙送り機構１３０は、図２に示すように、給紙ローラ１３１およびこれに対向するガイドローラ１３２と、排紙ローラ１３３およびこれに対向するガイドローラ１３４等を有する。

キャリッジ移動機構１２０は、キャリッジ１０１と連結されるタイミングベルト１２１と、このタイミングベルト１２１を往復移動させるキャリッジモータ１２３とを有する。キャリッジモータ１２３は、タイミングベルト１２１を介してキャリッジ１０１を、ガイド部材１０４に案内されて記録用紙Ｐ（媒体）の紙幅方向に往復移動させる。

キャリッジ１０１には、記録用紙Ｐと対向する面、この図に示す例では、下面にインクジェット式の記録ヘッド１１０が取り付けられている。記録ヘッド１１０は、キャリッジ１０１の上に保持される。記録ヘッド１１０は、インクカートリッジ１０７Ｋ、１０７Ｆからインクの補給を受け、キャリッジ１０１の移動に合わせて記録用紙Ｐにインク滴を吐出してドットを形成し、記録用紙Ｐに画像や文字を印刷する。図２に示すように、記録ヘッド１１０の対向面には、プラテン１１２が配置されている。

インクカートリッジ１０７Ｋのインク収容室１０７Ｋ’には、黒（Ｋ）のインクが充填されている。また、インクカートリッジ１０７Ｆには、複数のインク収容室１０７Ｃ、１０７ＬＣ、１０７Ｍ、１０７ＬＭ、１０７Ｙがそれぞれ独立して形成され、これらのインク収容室１０７Ｃ、１０７ＬＣ、１０７Ｍ、１０７ＬＭ、１０７Ｙには、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、イエロー（Ｙ）のインクがそれぞれ充填されている。従って、インク収容室１０７Ｃ、１０７ＬＣ、１０７Ｍ、１０７ＬＭ、１０７Ｙからは、各色のインクがそれぞれ記録ヘッド１１０に供給される。これらのインクは、それぞれ記録ヘッド１１０から各色のインク滴として吐出されてカラー印刷が行われる。

記録ヘッド１１０では、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、イエロー（Ｙ）に対応するノズル開口（図示せず）が列毎に並んでいる。

キャリッジ１０１には、記録ヘッド１１０が持つ不図示のノズル開口列の紙搬送方向の最後位置の上方にコックリンク測定用の光学式変位センサ１０００が具備されている。この変位センサ１０００はキャリッジ１０１上に不図示のノズル開口列からの高さ方向で精度良く取り付けられており、プラテン１１２に対して垂直に発光・受光面が向けられている。この光学式変位センサ１０００によりノズル面から用紙Ｐの表面の距離、つまりプラテンギャップを随時測定することが可能となっている。

プラテンギャップ調整機構１９０は、図２に示すように、キャリッジ軸１９１と、これを偏心した状態で支持する支持軸１９２と、図示していないが、キャリッジ軸１９１の回動に伴う偏心による変位を受けて、キャリッジ１０１を昇降させて、印刷ヘッド１１０とプラテン１１２とを、図２に示す矢印のように、相対変位させて、それらの間隔を変更する機構とを有する。変位は、例えば、キャリッジ軸１９１の回動に伴う偏心を、キャリッジ軸１９１自体から受ける場合と、支持軸１９２から受ける場合とがある。そのいずれであってもよい。

なお、プラテンギャップの調整は、上述した構成に限られない。例えば、ソレノイドを設けて、これによりキャリッジ１０１を変位させる構成とすることができる。また、ギヤ機構によりキャリッジ１０１を変位させる構成とすることもできる。一方、印刷ヘッド側ではなく、プラテン１１２側を変位させる構成としてもよい。

（最適プラテンギャップ調整）
次に図３のフローチャートに従って、本発明の最適なプラテンギャップ調整について説明する。

本インクジェット記録装置のホストとして接続されている不図示のＰＣより、画像データの印刷命令が下されると、記録装置内で受け取ったデータを適宜処理する際に、不図示の制御部により、印字データを精査し、最も吐出濃度の高い色を検出する（以後、検出色とする。Ｓ１）。そして、本印字前に、最適プラテンギャップを検出するための予備印字を行う。まず用紙Ｐがプラテン上に搬送されてくる（Ｓ２）。なお、この用紙Ｐは本印字で使用する用紙と同じ種類の用紙でなければならない。次にＳ１で検出した検出色で用紙Ｐ上に１パスでベタ印字を行う（Ｓ３）。この際、キャリッジはホームポジションよりスタートする往路印字で行う方が、動作の無駄がなく消費電力的にも望ましい。

通常の印字では１パスで印字することはなく、４パスや８パスと言った、１バンドを1/4や1/8濃度で２往復や４往復で往路・復路印字してバンドむらや色むらを抑えて良好な画像を得るものだが、この予備印字では１パス・往路印字で１バンド分を全て印字させてしまう。こうする事で１バンド分の吐出インク量を１度のキャリッジの往路移動だけで済ませることが出来、キャリッジ１０１の移動距離を抑えているので消費電力的により望ましいことである。

Ｓ３の往路印字でキャリッジが反転位置に到着した後、キャリッジはその位置で待機に入る（Ｓ４）。Ｓ３で記録ヘッドから吐出された１バンド分のインクを用紙Ｐが吸収・膨潤することで、コックリングが生じ、そのコックリングが時間と共に成長してくる。本印字の際に１バンド分の最後のパス（４パス印字なら４パス目、８パス印字なら８パス目等）印字する時に成長してくるコックリングに寸での所で擦っしないプラテンギャップが最も最適なプラテンギャップである。よってそのコックリング量を測定するために、Ｓ３の印字後、本来の１バンド分の印字が終了する時間Ｔだけ待機する（Ｓ４）。待機時間Ｔは不図示のＰＣで設定された印字モードによって決定された何パスで印字するかにより、１バンド印字し終える時間は変わってくる。そのパス数を考慮した時間、例えば４パスなら何秒、８パスなら何秒といったパス数による様々な待機時間Ｔが過ぎた直後（Ｓ５）、キャリッジは復路移動を開始し、キャリッジに搭載したコックリング測定用の変位センサでコックリング量を用紙Ｐの紙端から紙端への前面に渡って測定する（Ｓ６）。測定したコックリング量の最も大きい（成長した、盛り上がった）量に若干の余裕値を含めてプラテンギャップが決定される（Ｓ７）。この余裕値はセンサの微小誤差や予備印字時と本印字時の同一種用紙での紙厚ばらつきを考慮した微小量である。

プラテンギャップ量にするために、前述のプラテンギャップ調整機構によって、キャリッジ軸１９１を上下移動させて、決定されたプラテンギャップ量に調整される（Ｓ７）。

最後に不必要となった予備印字された用紙Ｐを排出して、すぐに通常の本印字のスタートとなる。

この予備印字で決定した直後に本印字のスタートという事が非常に重要である。なぜならコックリングは記録ヘッドから用紙に吐出されるインク量に加えて、用紙のおかれる温湿度に強く依存するものであるからである。つまり予備印字と本印字の時間的な間隔が少なければ少ないほど、ほぼ同一温湿度環境であると言えるので、予備印字で得られたコックリング量が本印字で生ずるコックリング量と同量となるわけで、予備印字で得られたプラテンギャップが最も少ないプラテンギャップであり、それ故最も良好なインク滴の着弾精度が得られるからである。

その次の通常の印字については、良く知られたインクジェット記録装置の印字と同一であるので、本発明では割愛する。

本発明の実施形態によるインクジェット記録装置の内部機構の概要図である。 本発明の実施形態によるインクジェット記録装置のプラテン上下機構の概要図である。 本発明を実施形態によるインクジェット記録装置の動作フローである。

符号の説明

１００ インクジェット記録装置
１０１ キャリッジ
１０４ ガイド部材
１０７ インクカートリッジ
１１０ 記録ヘッド
１２０ キャリッジ移動機構
１２１ タイミングベルト
１２３ キャリッジモータ
１３０ 紙送り機構
１３１ 給紙ローラ
１３２ ガイドローラ
１３３ 排紙ローラ
１３４ ガイドローラ
１９０ プラテンギャップ調整機構
１９１ キャリッジ軸
１９２ 支持軸
Ｐ 用紙

Claims (2)

1. インクを用紙上に吐出して記録を行う記録ヘッドと、前記用紙から前記記録ヘッドへの距離を検知するセンサを一体的に装着された前記記録ヘッドを移動させるキャリッジと、前記記録ヘッドで記録する画像の画像形成を制御する手段と、前記キャリッジを上下動させる手段と、を備えるインクジェット記録装置において、
   前記画像形成を制御する手段により印字データを精査して最も吐出濃度の高くなる色を選択して、本印字前に１パスでベタ印字して、一定時間後、前記キャリッジを動作させて前記記録ヘッドと前記用紙との距離を測定し、前記キャリッジを上下動させる手段により、最も近かった距離に微小量加えた距離となるようにキャリッジを上下動させてから本印字させることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１に記載の一定時間とは、前記記録ヘッドが１バンド分記録する時間であることを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット記録装置。

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