JP2010269521A - ラインヘッド型インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ラインヘッド型インクジェット記録装置において、不吐ノズルの影響を、安価に軽減することができ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。
【解決手段】搬送方向にノズル列を複数列配置し、各ノズル列の1つのノズルがインクを概同一位置に配置できる構造のインクジェットヘッドを用い、各ノズル列のノズルを均等に使用するインクジェット記録装置において、ノズル列の中に不吐ノズルがあれば、他のノズル列の対応するノズルで吐出を補間する不吐補間手段の補間ノズル列位置の情報を、ノズル列中のノズルの数よりも少なくするラインヘッド型インクジェット記録装置である。
【選択図】図1
【解決手段】搬送方向にノズル列を複数列配置し、各ノズル列の1つのノズルがインクを概同一位置に配置できる構造のインクジェットヘッドを用い、各ノズル列のノズルを均等に使用するインクジェット記録装置において、ノズル列の中に不吐ノズルがあれば、他のノズル列の対応するノズルで吐出を補間する不吐補間手段の補間ノズル列位置の情報を、ノズル列中のノズルの数よりも少なくするラインヘッド型インクジェット記録装置である。
【選択図】図1
Description
本発明は、記録媒体にインクを吐出することによって記録するインクジェット記録装置に係り、特に、ラインヘッド型のインクジェットヘッドを具備するインクジェット記録装置の不吐ノズル補間に関する。
インクジェット記録方式は、記録ヘッドが記録媒体上を走査しながら記録するシリアル型と、装置本体に固定されている記録ヘッドによって記録するラインヘッド型とに分類することができる。
ラインヘッド型インクジェット記録装置では、装置本体内に備えられ、不図示の搬送手段によって、記録媒体が所定の記録位置まで搬送される。
図7は、従来例のラインヘッドLH2を示す模式図である。
図7に示す記録媒体の幅以上の記録領域を有するラインヘッドLH2の各ノズルA1〜Anが、1行分のドット列L1を、一括して記録する。そして、搬送手段によって、記録媒体が搬送方向(矢印X方向)に所定量搬送された後に、次の行のドット列L2を、さらに一括して記録する。
上記のような動作を、複数回、繰り返し、記録媒体全体を記録する。
これによって、記録媒体の幅方向に記録ヘッドが往復動作するシリアル型インクジェットヘッドに比べて、高速印字が可能である。
ここで、一括して1行分の記録を行うライン型インクジェット記録装置では、個々のノズルが正常である場合、問題無く印刷できる。しかし、記録媒体の幅以上の記録領域をカバーするノズル数が膨大な数になり、特に、昨今のインクジェット記録装置のように、高精細画像を実現するためには、ノズル密度が高い。たとえば、1200dpi間隔以上でノズルが配置されている。
したがって、製造上、全てのノズルが正常な状態であるヘッドを実現すると、歩留まりが低下し、結果的にコストが高くなるという問題がある。
また、異常なノズルを含んだ状態で印刷すると、たとえばインクが吐出しないノズル(不吐ノズル)を含んだ状態で印刷すると、不吐ノズルの箇所だけ印刷されない。また、ラインヘッドであるので、不吐ノズルの位置が記録媒体の幅方向に対して固定され、したがって、白筋等、画像に影響が出る。
そこで、ラインヘッド型インクジェット記録装置において、不吐ノズル等ノズル特性のバラツキの影響を低減する方法が種々提案されている。たとえば、不吐または吐出方向がずれているノズルの近辺のノズル吐出するインク吐出量を増加し、白筋等画像問題を目立たなくするインクジェット記録装置が知られている。
しかし、上記従来例において、周辺のノズルから吐出するインクのドット径を大きく超えるドットを形成することは、困難であり、また、周辺ノズルで見かけ上補う方法であるので、本質的に画像問題を解決してはいない。
また、複数のラインヘッドLH2を備え、1つのラインヘッドLH2の吐出不良を、他のラインヘッドLH2で補償するインクジェット記録装置が知られている。
この方法では、吐出不良を補償する回路が、各ドット毎に必要であり、ノズル密度の高いヘッドを用いる場合、回路規模が膨大になり、コストが高くなるという問題がある。
特に、ラインヘッドLH2の数を増やし(または、ノズル列の数を増やし)、ラインヘッドLH2の固有の特性のバラツキを、ラインヘッドLH2の数(または、ノズル列の数)で分散し、画像問題を軽減する構成には適していない。
また、記録媒体搬送方向と直交する方向にヘッドを動かし、同一ノズルで形成されるドット位置をずらす方法が知られている。
しかし、この方法では、ヘッドを移動させるので、印刷速度が低下するという問題がある。
さらに、複数ラインのノズル列を配置したヘッドで、ライン毎にノズル列を打ち分け、不吐ノズルの影響を軽減する方法が知られている。
この方法では、各ノズル列が、記録媒体上で異なるラインの印字を受け持っているので、白筋等の画像問題を軽減することができるが、本質的に画像問題を解決してはいない。
また、シリアル型インクジェット記録装置において不吐ノズルが存在しているヘッドを用いた場合における改善方法が知られている。つまり、印刷データをパス分割する場合におけるマスクパターンによって、不良ノズルを使用しないようにする方法が知られている。
この方法を、ラインヘッド型インクジェット記録装置に適用しようとすると、ヘッドを移動させることと等価になり、印刷速度が低下する。また、マスクパターンによって、不良ノズルを使用しないようにするためには、マスクパターンの構成が複雑になり、回路規模が膨大になるという問題がある。
不吐ノズルの色以外の色のヘッドのノズルを組み合わせること(複数色の組み合わせ)によって、不吐ノズルの位置を補間する方法が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
しかし、この方法では、不吐ノズルの色と同じ色を再現できないので、疑似的な補間であり、本質的な補正ではない。また、色間に渡って補正するので、補正色の構成、色間に渡る補正位置情報の伝達等、回路構成が複雑であり、回路規模が膨大になり、コストが高くなるという問題がある。
本発明は、ラインヘッド型インクジェット記録装置において、不吐ノズルの影響を、安価に軽減することができ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、搬送方向にノズル列を複数列配置し、各ノズル列の1つのノズルがインクを概同一位置に配置できる構造のインクジェットヘッドを用い、各ノズル列のノズルを均等に使用するインクジェット記録装置において、ノズル列の中に不吐ノズルがあれば、他のノズル列の対応するノズルで吐出を補間する不吐補間手段の補間ノズル列位置の情報を、ノズル列中のノズルの数よりも少なくするラインヘッド型インクジェット記録装置である。
本発明によれば、不吐補間手段の補間ノズル列位置の情報を、ノズル列中のノズルの数よりも少なくするので、記憶容量が少なく、より安価で良好な不吐補間制御が可能であるという効果を奏する。
また、本発明によれば、不吐ノズル以外のノズルの使用頻度が、特定のノズルに集中することがないので、概ね均等に配分され、ヘッドの寿命劣化が軽減されるという効果を奏する。
発明を実施するための形態は、次の実施例である。
図1は、本発明の実施例1であるラインヘッド型インクジェット記録装置100におけるラインヘッドLH1の概念と、ラインヘッドLH1によって記録媒体上に形成されるドットの概念とを示す図である。
ラインヘッドLH1は、ノズル列A、B、……、Hによって構成され、ノズル列A、B、……、Hのそれぞれは、搬送方向に並設されている。ノズル列A、B、……、Hのそれぞれは、複数個のノズルによって構成されている。つまり、ノズル列Aは、複数のノズルa1〜anによって構成され、ノズル列Bは、複数のノズル列b1〜bnによって構成され、……、ノズル列Hは、複数のノズル列h1〜hnによって構成されている。
以下、搬送方向のノズルの並び(zk:z=a〜h、k=1〜n)を、「ノズル行」と呼ぶ。
また、記録媒体上のドットの模式図において、ドット列L1、L2、……Lmにおける1つのドット、たとえば、ドットL1kは、ラインヘッドLH1に対応しているノズル行のノズルak〜hkのどれか(複数も可)によって形成される。
ここで、同一ドット上にインクを吐出するノズルの数は、ノズル列の数よりも少なく設定されている。
同一ドット上にインクを吐出する数は、記録媒体のインクの受容能力によって、予め決められているので、その数よりも多くのノズル列を持つように、ラインヘッドLH1を構成している。
図2は、本発明の実施例1であるラインヘッド型インクジェット記録装置100を示すブロック図である。
ラインヘッド型インクジェット記録装置100は、不吐補間手段1と、不吐補間位置記憶手段2と、データ処理手段3と、不吐データ一時記憶手段4と、印刷データ生成手段5と、バッファ6とを有する。また、ラインヘッド型インクジェット記録装置100は、インクジェットヘッド7と、IF制御手段8と、タイミング制御手段9と、同期信号生成手段10とを有する。
データ処理手段3は、1つのドット上にインクを吐出するノズルは、1つのドット上にインクを吐出する数が同じである場合でも、どのノズルを使用するかを、固定せずに、不規則にノズルを使用するように、制御する。
このように制御するのは、特定のノズルの使用頻度が高くならないようにすることによって、インクジェットヘッド7の寿命を制約せず、つまり、特定のノズルの寿命を短くしないようにするためである。
図1では、ノズル行方向の各ノズルによるドット位置が、簡単のために、全て同一箇所になる。
しかし、概ね同一領域(理想的にドットが形成されたときに、各ドットの一部が重なる領域)にドットが形成されるように、インクジェットヘッド7が構成されていてもよい。
上記実施例において、まず、同期信号系について、簡単に説明する。
図示しない記録媒体の搬送量に応じたデータ(記録媒体搬送量)が、図示しない搬送ローラの回転に対応したロータリーエンコーダの信号として、同期信号生成手段10へ入力される。
同期信号生成手段10は、搬送方向の印刷解像度に応じた印刷のための基準信号や、印刷ページに関係する基準信号を生成し、必要な各ブロックへ送出する。
図2に明示的に示されている出力信号は、説明のために記載され、その他、随時必要なブロックで使用している。
同期信号生成手段10が出力した信号は、タイミング制御手段9へ送られ、データ処理手段3が、バッファ6からラインデータを読み出すときの基準として使用する。
また、タイミング制御手段9からデータ処理手段3へ送られる基準信号の中には、不吐補間手段1へデータを送り、不吐データ一時記憶手段4からのデータと同期を取るための画素単位のタイミング情報も含まれている。
タイミング制御手段9から、不吐データ一時記憶手段4へも基準データが送られ、データ処理手段3からの情報との間で、画素単位で、同期を取り、不吐情報を不吐補間手段1へ送る。
同期信号生成手段10から、印刷データ生成手段5へも基準信号が送られる。
印刷データ生成手段5は、同期信号生成手段10からの基準信号を使い、インクジェットヘッド7へ送る信号のノズル列毎の空間的な位置の違いに伴う時間の違いを制御するために使用されている。
次に、データ処理系について、簡単に説明する。
図示しないPC等によって、外部から入力された印刷データが、IF制御手段8へ入力される。IF制御手段8が受信したデータを、バッファ6へ一旦保存する。
バッファ6へ保存されたデータは、タイミング制御手段9が出力した印刷タイミングの情報に応じて、ラインデータが、順次、データ処理手段3から読み出される。
データ処理手段3は、インクジェットヘッド7へデータを送るために必要なデータ処理を実行する。データ処理手段3は、たとえば、色毎に異なるインクジェットヘッド7へ、ヘッド解像度に合うように、データ処理し、記録媒体上の概同一位置に印刷するドット数を決める。さらに、データ処理手段3は、インクジェットヘッド7のどのノズル列で印刷するかを決め、不吐補間手段1へ出力する。
たとえば、図1に示すノズル列が、インクジェットヘッド7において8列設けられている場合、8bitのデータを用い、各bitがノズル列に対応するように割り付けて、データを出力する。
図3は、bit割り付けの例を示す図である。
1画素(1つの印刷ドット領域)当たり、図3に示すデータが、データ処理手段3から順次、出力される。
ノズル列が8列である場合における割り付けの例において、ノズル列A列、B列、C列、……H列が使用される。
各ノズル列に対応するbitが、“1”であれば、対応するノズル列の対応するノズルに、吐出するデータがあり、各ノズル列に対応するbitが、“0”であれば、吐出するデータが無いことを意味する。
不吐補間手段1は、不吐データ一時記憶手段4から入力した不吐ノズルの位置情報と、不吐補間位置記憶手段2から入力した前回不吐補間したノズルの位置情報(ノズル列の情報)とに基づいて、不吐補間を施したデータを出力する。つまり、今の印刷する画素に対応するノズルデータの中に、不吐ノズルの位置に対応するデータが有れば、不吐では無いノズルに対応するデータを振り分けて不吐補間を施したデータを出力する。
図4は、不吐補間手段1で利用される不吐データ一時記憶手段4のデータ構造を示す図である。
不吐データ一時記憶手段4は、データ処理手段3からの出力データ構造に対応して、図4に示すデータ構造で、予め検知した不吐データを一時保存している。
予め検知した不吐データは、不揮発性メモリである不吐データ記憶手段710に保存され、印刷動作に入る前に(たとえば、電源投入から、印刷データを受信するまでの間に)データが読み出され、不吐データ一時記憶手段4へ保存される。上記印刷動作に入る前とは、たとえば、電源投入から、印刷データを受信するまでの間である。不吐データ記憶手段710は、たとえば、EEPROMである。
図4に示す構造のデータは、データ処理手段3が出力する1画素に対応するデータである。
インクジェットヘッド7の構造に対応させると、図1に示す或る行に対応する不吐ノズルの位置を示す。たとえば、k列の場合、ak、bk〜hkの各ノズルに対応する不吐データが、それぞれb0、b1〜b7に保存されている。
したがって、インクジェットヘッド7の不吐データは、全ての行のデータが保存され、データ処理手段3が出力するデータの位置(「画素位置」または「ノズル行位置」と呼ぶ)に対応して、順次読み出される。
不吐補間手段1から出力されたデータは、印刷データ生成手段5へ送られる。印刷データ生成手段5は、インクジェットヘッド7の対応するノズル列A〜Hへデータを送出する。つまり、不吐補間手段1が出力したデータについて、印字データタイミング調整手段501が、各ノズル列のデータの空間的な位置ズレに対応した時間間隔を、記憶手段等を用いて、適正な位置で、インクジェットヘッド7を駆動するように補正する。そして、印刷データ生成手段5が、インクジェットヘッド7の対応するノズル列A〜Hへデータを送出する。
また、印刷データ生成手段5におけるヒート駆動制御手段502が、加熱用のパルス信号を生成する。この生成された加熱用のパルス信号が、インクジェットヘッド7の各ノズル列A〜Hへ送られ、印字データタイミング調整手段501のデータが存在するノズルが加熱され、加熱されたノズルのインクが吐出され、印刷する。
次に、不吐補間手段1の一例について、簡単に説明する。
図5は、不吐補間手段1の動作を説明するデータ模式図である。
また、実施例1は、複数列に配置されているノズル列の数Lが8であり(図1参照)、概同一位置に、インクを配置する最大数Mが4である実施例である。
説明中、概同一位置にインクを配置する数を固定して説明することが理解し易いので、概同一位置にインクを配置する数を、最大数と同じ数である4として説明する。簡単のために、不吐データは、1つのノズル行当たり、1つであるとする。
図5(1)は、データ処理手段3の出力データが、1つのドット領域に、4つのインクを吐出させる場合におけるデータの例を示す図である。
図5(1)に示す例は、B列(b1)、E列(b4)、G列(b6)、H列(b7)で、インクを吐出させるデータである。
また、図5(2)は、不吐データ一時記憶手段4のデータが、データ処理手段3が出力したデータに対応する画素に対応する不吐データを示し、図5(2)に示す例では、E列(b4)のノズルが、不吐である。
不吐ノズルデータ除去手段101は、データ処理手段3が出力したデータから、不吐データ一時記憶手段4に記憶されているデータ箇所を除去したデータを出力する。すなわち、入力データ中の不吐ノズルに対応するデータを除去したデータを生成する。
たとえば、データ処理手段3が出力したデータと、不吐データ一時記憶手段4が出力したデータの反転データ(図5(4))とを、bit毎にANDを取ることによって、入力データ中から、不吐の位置のノズルのデータを除去する(図5(5))。
図5(5)は、不吐ノズルの箇所(b4)のデータが除去されている状態を示す図である。
補間候補抽出手段103は、入力データにおいて使用しないノズルのうちで、不吐ノズルでないノズルに対応するデータ位置を抽出して出力する。たとえば、図5(3)に示すように、データ処理手段3が出力したデータの反転データと、図5(4)に示すように、不吐データ一時記憶手段4が出力したデータの反転データとについて、bit毎にANDを取る。すなわち、入力データで使用しないノズルに対応するデータと、不吐ではないノズルに対応するデータとについて、bit毎にANDを取る。そして、図5(6)に示すように、不吐補間するための位置の候補として出力する。
巡回型補間データ生成手段104は、補間候補抽出手段103からの補間候補位置情報に基づいて、補間すべき位置を決定し、不吐補間データ生成手段102へ送る。
このときに、不吐データ一時記憶手段4の対応する画素(ノズル行に対応)の不吐データ中の不吐の数に応じて、補間すべき位置の数が決められる。
図5には、簡単のために、補間すべき位置(すなわち、不吐の数)が1つである場合について示す。
なお、対応する画素(ノズル行に対応)の不吐データが無ければ、巡回型補間データ生成手段104は処理しない。すなわち、補間すべき位置のデータは、全て“0”であるとして出される。
次に、巡回型補間データ生成手段104が補間すべき位置を決定する方法について説明する。
簡単のために、昇順型を例に取って説明する。不吐補間位置記憶手段2の出力、すなわち、前回補間位置に決定した位置が、仮に、b1の位置であるとする。図5(7)では、bit配置の下であって、m画素目の欄に矢印「↑」で、その位置を記載してある。図に記載してある「画素」は、「ノズル行」に相当するデータである。
すると、巡回型補間データ生成手段104は、前回の位置(「補間基準位置」と呼ぶ)よりも大きい側のbitで、最初に候補になるbitを探し出し、補間すべき位置(bit)として出力する。
図では、b2の位置になる(丸印(○)を記載してある)。このときの、巡回型補間データ生成手段104が出力したデータを、図5(8)に示す。
以下、今回決めた補間位置を、次回(すなわち次の画素以降で不吐ノズルの存在する行のデータを処理する時)の補間位置の補間基準位置として、補間候補を探し出す。図5(7)は、この様子を示す図である。図では、分かり易くするために、入力データが全て同じである場合について記載してある。
したがって、補間候補抽出手段103の出力も同じであるので、不吐データが存在する画素の番号のみを左側に、m+a画素、m+b画素、m+c画素、m+d画素、m+e画素と記載してある。各画素m+z(z=a〜e)の間は、連続していても、連続していなくてもよい。
連続していない場合、すなわち、不吐データが無いノズル行(画素)であることを意味し、補間基準位置は変化しない。前回の補間候補(○印)の位置が、今回の補間基準位置(↑)になっている様子が記載されている。
このように構成して、補間基準位置の情報を、各画素(各ノズル行)で共用すると、不吐補間位置記憶手段2は、1画素分(1ノズル行分)でよく、各画素毎(各ノズル行毎)に不吐補間位置記憶手段2を備えている場合よりも、記憶容量が遥かに少なくて済む。
特に、ラインヘッド型のインクジェットヘッド7では、画素の数(ノズル行の数)が膨大になり、不吐補間位置記憶手段2のための記憶容量の削減効果は大きい。
実施例1では、不吐補間位置記憶手段のデータ構造については言及していない。しかし、実施例1のような場合であれば、8ヶ所のノズル列を指定できればよいので、3bitのデータであれば十分である。
また、処理回路の都合で、bit割付して位置を示すようにしてもよい。この場合でも、少なくともノズル列分のbit(すなわち、実施例1の場合8bit)があれば十分である。
補間候補位置を巡回させているので、補間用に採用されたノズルは、不吐以外のノズルに均等に分配され、インクジェットヘッド7の寿命が極端に短くはならない。
また、データ処理手段3でのデータ配分は、比較的不規則に、全ノズルが使用されるように配分されている(元々、不吐ノズルが無い場合にノズルの使用頻度を均等に、かつ、配分によるテクスチャが出ないように比較的不規則に配分している)。つまり、不吐補間位置記憶手段2を、各入力画素(各ノズル行)で共用することによる周期性が発生し、特定ノズルの使用頻度が極点に高くなることは無く良好な不吐ノズルの補間配分が可能である。
さらに、入力画像が自然画像である場合、入力データ自体が比較的不規則であるので、使用ノズルの周期性は、さらに少なくなり、より良好な不吐ノズルの補間配分ができる。
不吐補間データ生成手段102は、不吐補間手段1のデータ(図5(9))を出力する。この不吐補間手段1のデータは、不吐ノズルデータ除去手段101からの、不吐ノズル箇所を除いたデータ(図5(5))と、巡回型補間データ生成手段104からの不吐ノズルを補間するデータ(図5(8))とを足し合わせたデータである。
図2に示す例は、1つの不吐補間位置記憶手段2で、補間基準位置をノズル列方向の画素(ノズル行)の処理に共用した例である。しかし、処理速度上、1つのデータでは間に合わない場合がある。この場合、複数個の不吐補間記憶手段を使用しても、同様の効果を得ることができる。
たとえば、奇数画素(奇数行)と偶数画素(偶数行)とについて、それぞれ独立に不吐補間手段1と不吐補間位置記憶手段2とを設け、並列処理するように構成すれば、見かけ上の処理速度は倍になる。
複数の持ち方は、画素単位でなく、画素領域で区切って分担してもよいので、説明を省く。
図1に示す例は、ラインヘッドが、記録媒体上に、1つの連続したヘッドユニットで構成されている例である。図6に示すように、複数のユニットでラインヘッドを構成した場合でも、上記と同様の処理ができる。
つまり、ラインヘッド型インクジェット記録装置100は、記録媒体の搬送方向に対し直交する方向に配列された複数のノズルからなるラインノズル列が、同一色印刷ヘッド上に複数列(L列)配置されているインクジェットヘッドを有する。また、ヘッドの複数列の各1つのノズルが記録媒体上の概同一位置にインクを配置できるように構成されている。そして、印刷時に概同一位置にインクを配置する最大数(M)と、吐出不良(不吐)のノズルの数(N)との関係が、M+N≦Lの関係にあるように構成されている。
そして、M個以下の使用ノズルを、L個のノズルの中で印刷中に均等に配分するように構成するデータ処理手段と、不吐ノズルの位置を記憶する不吐データ記憶手段とが設けられている。M個以下の印刷に配分されたデータの中に不吐ノズルに対応するデータがある場合、上記データを他のノズル列の不使用ノズルに配分する不吐補間手段が設けられている。前回不吐補間を行ったノズル列位置を記憶する不吐補間位置記憶手段が設けられている。また、不吐補間位置記憶手段の情報に基づいて、不吐補間位置を配分する不吐補間手段であって、ラインヘッドのライン方向のノズル列数よりも少ない数の不吐補間位置記憶手段を有する。
100…ラインヘッド型インクジェット記録装置、
1…不吐補間手段、
2…不吐補間位置記憶手段、
4…不吐データ一時記憶手段、
101…不吐ノズルデータ除去手段。
1…不吐補間手段、
2…不吐補間位置記憶手段、
4…不吐データ一時記憶手段、
101…不吐ノズルデータ除去手段。
Claims (1)
- 記録媒体を搬送する搬送手段と;
記録媒体の搬送方向と直交する方向に配列されている複数のノズルからなるラインノズル列を具備し、上記ラインノズル列が、同一色印刷用に搬送方向に複数列配置されているインクジェットヘッドであって、上記ラインノズル列を構成している複数のノズルのそれぞれが記録媒体上の概同一位置にインクを配置できるように構成されているインクジェットヘッドと;
吐出不良ノズルの位置を記憶する不吐データ記憶手段と;
印刷に使用するデータの中に、吐出不良ノズルに対応するデータがあれば、上記データを、他のノズル列の不使用ノズルに配分する不吐補間手段と;
不吐補間を行ったノズル列の位置を記憶する不吐補間位置記憶手段と;
を有し、上記不吐補間手段は、不吐補間位置記憶手段の情報に基づいて、不吐補間位置を配分する不吐補間手段であり、ラインヘッドのライン方向のノズル数よりも少ない数の不吐補間位置記憶手段を有することを特徴とするラインヘッド型インクジェット記録装置。
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