JP2011230417A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体が斜行しても正常な吐出を維持し、記録の劣化を防ぐことができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】記録画像７０１〜７０４を基に記録媒体の斜行量を算出し、予め記録時に用いるノズル幅を決定する（８ノズル分）。決定したノズル幅から予備吐出で用いるノズルを決定し（ノズル１１〜１８）、決定したノズルによって予備吐出を行う。これによって、記録媒体が斜行しても正常な吐出を維持し、記録の劣化を防ぐことができるインクジェット記録装置を実現する。
【選択図】図４

Description

本発明は、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関する。

インクジェット記録方式では、入力画像データに基づいて記録ヘッドに備えられた複数の記録素子からインクが吐出され、これらインクが記録媒体においてドットを形成することによって記録が行われる。高品位な記録を安定して得るためには、記録ヘッドにおける正常な吐出動作の維持が求められるので、多くのインクジェット記録装置では、記録ヘッドに対するメンテナンス動作を適宜行っている。メンテナンス動作としては、記録ヘッドの個々の吐出口から強制的にインクを吸引する吸引回復動作や、記録とは無関係に記録ヘッドから予備的な吐出動作を実行させる予備吐出動作、吐出口表面を払拭するワイピング動作などが挙げられる。

ところで、従来、記録媒体の幅相当の長さ全体に渡って複数のインク吐出口を配置した、いわゆるフルラインタイプの記録装置が提案されている。フルラインタイプの記録装置の場合には、前述のメンテナンス動作のうち、予備吐出動作が短い時間で行える動作であり有効である。

特許文献１には、長尺の記録媒体に画像を記録する際に、通常記録画像の間に記録ヘッド回復用画像を挿入し、記録品位の低下を防ぐ技術が記載されている。

特開２００７−１６８０８２号公報

フルラインタイプの記録装置で一般的に使用される記録媒体は、長尺の紙をロール状に巻いた所謂ロール紙である。ロール紙はフルラインタイプの記録ヘッドの記録素子の配列方向にほぼ直角の方向に搬送されるよう構成されるが、ここに新規課題が発生する。すなわち、ロール紙は必ずしも理想的に記録ヘッドに直角に搬送されず、斜行することがある。ロール紙が斜行したときには、ロール紙に記録される画像位置を斜行に合わせてずらさないとインクの本来の着弾位置と実際に着弾する位置とが一致せず、画像が欠けたり余白が発生したりする。

以下図を用いて説明する。図９は記録ヘッド３０とロール紙Ｐと画像２０、２５との位置関係を示した図であり、（ａ）は斜行しない場合の位置関係であり、（ｂ）は斜行した場合の位置の関係を示している。記録ヘッド３０は１列に並んだ複数のインク吐出口（以下、「ノズル」とも称する）を備えており、このノズルの列はロール紙Ｐの搬送方向と略直行している。ここでは説明を容易にするためノズルの数を１０個とし、符号１０〜１９で区別する。図９（ａ）のように、ロール紙Ｐが斜行しない場合には、ノズル１４〜ノズル１８までが使用され、全画像をこれらの固定されたノズルで記録する。それに対して、図９（ｂ）に示すようにロール紙Ｐが斜行する場合には、ロール紙Ｐの位置により、画像形成に使用されるノズルの位置を変えなければならない。図９（ｂ）によれば、１枚目の画像２９はノズル１４〜ノズル１８、２枚目の画像２８はノズル１３〜ノズル１７、３枚目の画像２７はノズル１２〜ノズル１６‥‥というように画像形成に用いるノズルをシフトする必要がある。そのような処理を行うと、ロール紙の斜行につれ、これまで画像形成に使用されていなかった吐出口が新たに使用される。前述の例では、２枚目の画像２８においてはノズル１３が、３枚目の画像２７においてはノズル１２が新たに使用される。新たに使用されるノズルは、それまで使用されていなかったため、乾燥などによる吐出口部のインクの増粘などが発生し、正常な吐出が出来なくなることがある。正常な吐出が行われないと、記録結果にすじなどによる画像劣化が発生する恐れがある。一方、あらかじめ全ノズルについて乾燥などによる吐出不良がおきないようにメンテナンス動作を行うと、メンテナンス時間の増大や記録に寄与されないインク使用量の増大などの弊害が発生する。

特許文献１では、予備吐出を行う間隔については開示されているが、記録媒体の斜行によって今まで使用されていなかったノズルが使用されるという新規課題に対する解決はなんら開示されていない。従って、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、記録媒体が斜行しても正常な吐出を維持し、記録の劣化を防ぐ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。

そのため本発明のインクジェット記録装置は、搬送される記録媒体に列を成した複数のノズルからインクを吐出して記録を行う記録部と、前記記録媒体の搬送において斜めに搬送される場合の斜行量を算出する斜行量算出手段と、記録に寄与しない前記インクを吐出することで前記ノズルからの前記インクの吐出状態を回復する予備吐出を実施する予備吐出手段と、を備え、所定量の記録を行う前に前記記録媒体に対して前記予備吐出を行うインクジェット記録装置において、前記斜行量算出手段が算出した前記記録媒体の斜行量を基に、前記複数のノズルのうち前記予備吐出で用いるノズルを選択する予備吐出ノズル決定手段を備えていることを特徴とする。

本発明によればインクジェット記録装置は、斜行量算出手段が算出した記録媒体の斜行量を基に、複数のノズルのうち予備吐出で用いるノズルを選択する予備吐出ノズル決定手段を備えている。これによって、記録媒体が斜行しても正常な吐出を維持し、記録の劣化を防ぐことができるインクジェット記録装置を実現することができる。

（ａ）は記録装置の記録部であり、（ｂ）から（ｄ）は、記録ヘッドの概略構成を示すものである。 第１の実施形態の記録装置の記録システムを説明するブロック図である。 使用ノズル制御部の構成を説明する図である。 記録媒体上の記録および予備吐出の結果を示した図である。 第２の実施形態における使用ノズル制御部の構成を説明する図である。 第２の実施形態での記録および予備吐出による記録結果を示した図である。 第３の実施形態の記録装置におけるノズル制御部の構成を示した図である。 第３の実施形態での記録および予備吐出の結果を示した図である。 （ａ）、（ｂ）は記録ヘッドとロール紙と画像の位置関係を示した図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
図１（ａ）は、本発明に係るインクジェット記録装置（以下、単に記録装置ともいう）の記録部の概略構成を示した図である。本実施形態の記録装置では、記録ヘッド３０Ｋ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙが相互に平行に並び、それぞれの記録ヘッドはブラック（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクの貯蔵タンク（不図示）と連結されている。そして記録装置は、それぞれの色のインクを画像データに従って吐出して記録媒体Ｐに付与することが出来る。記録媒体Ｐは、記録ヘッドのノズル列方向に対して垂直方向に搬送される。また、記録ヘッドは記録媒体Ｐの幅よりも長くなっている。本実施形態の記録装置は、さらに斜行センサ３１を備えている。斜行センサ３１は記録ヘッドに対して記録媒体Ｐの搬送における上流側と下流側で、記録媒体Ｐの両側端に設置され、記録媒体Ｐの側端位置を定期的に検出することができる。斜行センサ３１は例えば、発光部と受光部とを備え、記録媒体側端での反射光量をあらかじめ決められた閾値によって二値化することにより、記録媒体の位置を検出することが出来る。

各記録ヘッド３０Ｋ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙは、略同一の構成を有するものとなっており、以下の説明に置いて、特に区別の必要がない場合には、これらをまとめて記録ヘッド３０と記述する。図１（ｂ）から（ｄ）は、記録ヘッド３０の概略構成を示すものであり、図に示すとおり、ライン状にインク吐出口（ノズル）２１を複数備える。記録ヘッドの構成は図１（ｂ）に示す形態に限るものではなく、図１（ｃ）に示すようなノズル列が複数列併設する形態であっても良いし、図１（ｄ）に示すような複数の短尺の記録チップを複数並べてラインヘッドを構成する形態でも良い。

図２は、本実施形態の記録装置の記録システムを説明するブロック図である。この記録システムは、概略、画像処理部５０、使用ノズル制御部５１、記録装置を有して構成されるものである。画像処理部５０は記録システム外部から、記録する画像を受け付け、所定の画像処理を行って、使用ノズル制御部５１および記録装置に渡す。使用ノズル制御部５１は所定の演算を行って、記録装置での画像形成や予備吐出動作にかかわるノズルを決定する。記録装置は、記録すべき画像データと、使用ノズル制御部で決定された使用すべきノズルの情報とを受け取り、画像形成および予備吐出動作を行う。使用ノズル制御部５１は、インターフェースＩＦ５４、中央演算処理装置ＣＰＵ５５、メモリ５６、ハードディスク装置ＨＤ５７等を備えている。ＣＰＵ５５は、メモリ５６やＨＤ５７に格納されている各種の信号処理を実行するためのソフトウェアに従って信号処理を実行する。

画像処理部５０は以下の処理を行う。まず、記録システム外部から記録すべき画像データを受け取る。この画像データに対し、記録媒体Ｐの大きさと記録モードとによって画像サイズを決定する画像サイズ決定処理を行う。さらに、画像データを、記録装置において最適な色が再現されるように、記録媒体の種類や記録モードに応じて色変換する色変換処理が行われる。前記処理において、画像データは各色多値のＲＧＢデータとなる。次に、該ＲＧＢ画像データを、記録装置で使用するＣＭＹＫインクに合わせてＣＭＹＫデータに変換する、インクデータ分解処理が行われる。更に、ＣＭＹＫデータの量子化処理、量子化された画像データをドットパターンに展開するドットパターン展開処理が行われる。上記各処理を経て、記録すべき画像はＣＭＹＫ各色の、各画素をドットのＯＮまたはＯＦＦで表されたビットマップ画像に変換される。

図３は、使用ノズル制御部５１の構成を説明する図である。まず、斜行量算出手段６０によってロール紙の斜行量を算出する。この算出には、あらかじめロール紙を搬送させて斜行センサ３１により検出されたロール紙の位置からロール紙の長さ方向の位置に対応付けて斜行量が計算されるなどの操作を行えばよい。画像形成ノズル決定手段６２は、複数の連続して記録される画像群に対し、画像サイズデータ設定手段６１で設定された画像サイズと、それぞれの画像を記録する際の斜行量から、ロール紙上への画像形成の際に使用するノズルを決定する。最大斜行量算出手段６５は、１回の記録におけるロール紙の規定の長さ（例えば、１００ｍ）の搬送の際に、初期から比べて最大のずれ量（斜行量）を計算する。予備吐出ノズル決定手段６３は、算出された最大斜行量を元に、予備吐出ノズルを決定する。さらに、予備吐出タイミング制御手段６４が予備吐出動作のタイミングを決定し、決定されたタイミングに従って予備吐出動作が行われる。

図４は、記録媒体上の記録および予備吐出の結果を示した図であり、ロール紙Ｐに、画像７０１〜７０４を連続して形成する際に使用するノズルと、画像の合間に挿入する予備吐出動作７０の際に使用するノズルの位置を示したものである。簡単のため、記録ヘッド３０は１０個のノズル（ノズル１０〜１９）を備え、ロール紙Ｐの斜行量は画像１枚分（所定量）を搬送するごとに約１ノズル分の距離を斜行することとする。画像はノズル５個分の幅であるとする。まず、最初の画像７０１を記録する際には、ノズル１４〜１８が使用される。２番目の画像７０２を記録する際には、斜行量算出手段の出力から、１ノズルずらした位置、すなわち、ノズル１３〜１７を使用する。使用するノズルは画像形成ノズル決定手段によって決定される。同様の処理を行い、画像７０３には更に１ノズルずらした位置であるノズル１２〜１６を、画像７０４にはノズル１１〜１５を使用して画像形成を行う。

ところで本実施形態では、４枚の画像を記録する際に、画像ごとの斜行量は１ノズル分であることから、最大斜行量は３ノズル分であると計算できる。このように最大斜行量を算出することによって、予備吐出ノズル決定手段で決定される予備吐出用のノズル幅は、画像サイズと最大斜行量とから５ノズル＋３ノズル＝８ノズル分と決定され、ノズル１１〜１８が選択されることになる。また、図４で示すように、画像の合間に適宜予備吐出動作７０が挿入されるが、その際にインク吐出を行うノズルは、予備吐出ノズル決定手段の出力に従って、８ノズル分のノズル１１〜１８が用いられる。

なお、記録中随時斜行センサの検出を行うことで、随時斜行量の算出を行ってもよい。このような制御を行うと、実際のロール紙の搬送量に合わせて予備吐出幅を最適にすることが出来る。また、本実施形態では４色のインクを使用する系で説明したが、インクの色はこれに限らない。高画質化のために同系色のより薄いインクを使用しても良いし、レッドやグリーンなどの特色を使用しても良い。

また、斜行量算出手段６０による斜行量の算出は、記録中の任意のタイミングで行うことができる。

このように、記録媒体の斜行量を基に予め記録時に用いるノズルから予備吐出で用いるノズルを決定しておき、その決定したノズルによって予備吐出を行う。これによって、記録媒体が斜行しても正常な吐出を維持し、記録の劣化を防ぐことができるインクジェット記録装置を実現することができた。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。第１の実施形態では、あらかじめ用紙の最大斜行量を算出し、使用される予定の全ノズルについて予備吐出を行う例を示した。本実施形態では予備吐出で吐出するノズル数を削減し、インクの消費量を低減するものである。

図５は、本実施形態における使用ノズル制御部５１の構成を説明する図である。図３と同様の構成には同様の符号を付与する。第１の実施形態との相違は、予備吐出に用いるノズルを決定するに当たり、最大斜行量を計算しないことにある。第１の実施形態と同様に斜行量算出手段６０を用いて画像形成ノズル決定手段６２により画像形成に使用されるノズルが決定される。予備吐出ノズル決定手段６３は、画像形成ノズル決定手段６２の結果を受けて、予備吐出ノズルを決定する。具体的には、画像形成時と同じノズルを用いて予備吐出を実施する。

図６は、本実施形態における実際の記録および予備吐出による記録結果を示した図である。第１の実施形態と同様に、ロール紙Ｐに、画像７０１〜７０４を連続して形成する際の位置と、画像の合間に挿入する予備吐出動作７１〜７４の位置を示したものである。第１の実施形態と同様に、最初の画像７０１を記録する際にはノズル１４〜１８、２番目の画像７０２を記録する際にはノズル１３〜１７、画像７０３を記録する際にはノズル１２〜１６、画像７０４を記録するにはノズル１１〜１５を使用して画像形成を行う。その際の使用ノズルの決定は、画像形成ノズル決定手段６２が行う。予備吐出動作タイミングは各画像を記録する直前に挿入するよう制御され、予備吐出動作を行うノズルは、画像記録に使用するノズルと同じノズルになるように予備吐出ノズル決定手段６３が決定する。すなわち、画像７０２の直前に、画像７０２で使用するノズル１３〜１７を予備吐出し、画像形成に支障のないように吐出状態を良好にしておく。同様に、画像７０３の直前に、画像７０３で使用するノズル１２〜１６を、画像７０４の直前に、画像７０４で使用するノズル１１〜１５を、それぞれ予備吐出し、吐出状態を良好にしておくよう制御する。なお、斜行量の算出はロール紙の給紙時でもよいし、記録中随時行っても良い。

以上説明した方法によれば、画像形成の前に画像形成に使用するノズルを予備吐出することで吐出状態を良好にすることが出来るので、吐出不良のない良好な画像が形成できる。さらに、予備吐出を行うノズルも少なくてすむので、インク消費量の増大を防ぐことが出来る。

このように、予め、予備吐出の直後に行われる記録に用いるノズルと、予備吐出に用いるノズルとを同じに設定し、その設定されたノズルによって予備吐出を行う。これによって、記録媒体が斜行しても正常な吐出を維持し、記録の劣化を防ぐことができるインクジェット記録装置を実現することができた。

（第３の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。第２の実施形態では、画像形成に使用するノズルのみ、画像形成の直前に予備吐出する例を示した。しかしながら、インクの吐出性能によっては、それまで使用していなかったノズルは１回の予備吐出回復では完全に正常な吐出まで回復しない場合がある。以下に本課題に対する実施形態を示す。

図７は、本実施形態のインクジェット記録装置における使用ノズル制御部５１の構成を示した図である。図３と同様の構成には同様の符号を付与してある。本実施形態の記録装置は、必要な予備吐出動作の回数を設定する吐出性能設定手段６６を備えている。予備吐出ノズル決定手段６３は、斜行量算出手段の出力による画像形成に使用されるノズルの情報と、吐出性能の情報とから予備吐出を行うノズルを決定する。

ここで吐出性能とはどの程度の量のインクを予備吐出で吐出すれば吐出不良が回復するかによって決まるものであり、例えば、周囲の温度や湿度などの環境、前回の記録やメンテナンスからの時間、インクの粘度等の物性、記録ノズルの吐出量などによって決まる。一般的に、周囲の環境や、前回の記録やメンテナンスからの経過時間等により、ノズルにおけるインクの乾燥状態が変わる。乾燥状態が変わると、吐出不良解消に必要な予備吐出動作回数が変わる。さらに、インクの物性やノズルの吐出量によっても吐出不良解消に必要な予備吐出動作回数が決まる。吐出性能は別に備える検知手段や設定手段によって設定され、それぞれのインクや記録モードに合わせた予備吐出回数が算出される。

図８は、本実施形態の記録装置における記録および予備吐出の記録結果を示した図である。前述の第１および第２の実施形態と同様に、ロール紙Ｐに、画像７０１〜７０４を連続して形成する際に使用するノズルと、画像の合間に挿入する予備吐出動作７５〜７８の位置を示している。画像７０１〜７０４の記録に使用されるノズルは、第１の実施形態および第２の実施形態と同様である。予備吐出動作タイミングは各画像を記録する直前に挿入するよう制御する。

本実施形態では、吐出性能設定手段６６により設定された必要な予備吐出動作の回数が２回であるとする。これは、吐出性能改善には第２の実施形態よりも多くの予備吐出動作が必要であることを示している。画像７０２で画像形成に使用するノズルはノズル１３〜１７であるが、最端のノズルであるノズル１３は直前の画像７０１を記録する際には使用されていない。第２の実施形態と同様に画像７０２の直前の予備吐出７６のみでノズル１３を予備吐出すると、吐出状態回復に足りないことがある。そこで本実施形態では、予備吐出７６の前の予備吐出である予備吐出７５でノズル１３も予備吐出するように制御する。つまり、画像７０１の前の予備吐出７５では、ノズル１３〜１８が予備吐出される。予備吐出に寄与するノズルの数は、画像形成に必要なノズルの数よりも大きい。

本実施形態では、画像形成に必要なノズルをあらかじめ復数枚前から予備吐出を行うことで、吐出不良改善に十分な量の予備吐出を行うことが出来る。なお、必要な予備吐出動作の回数（何枚前から予備吐出を行うか）は前述のインク吐出性能によって決まるものであり、本実施形態で説明した２回に限定するものではなく、インク種類ごとや吐出量、周囲環境などで適切に決めることが望ましい。

このように、予め、予備吐出の直後と更にその後に行われる記録に用いるノズルと、予備吐出に用いるノズルとを同じに設定し、その設定されたノズルによって予備吐出を行う。これによって、記録媒体が斜行しても正常な吐出を維持し、記録の劣化を防ぐことができるインクジェット記録装置を実現することができた。

３０ 記録ヘッド
３１ 斜行センサ
５０ 画像処理部
５１ 使用ノズル制御部
６３ 予備吐出ノズル決定手段
６６ 吐出性能設定手段
Ｐ ロール紙

Claims (6)

1. 搬送される記録媒体に列を成した複数のノズルからインクを吐出して記録を行う記録部と、前記記録媒体の搬送において斜めに搬送される場合の斜行量を算出する斜行量算出手段と、記録に寄与しない前記インクを吐出することで前記ノズルからの前記インクの吐出状態を回復する予備吐出を実施する予備吐出手段と、を備え、所定量の記録を行う前に前記記録媒体に対して前記予備吐出を行うインクジェット記録装置において、
   前記斜行量算出手段が算出した前記記録媒体の斜行量を基に、前記複数のノズルのうち前記予備吐出で用いるノズルを選択する予備吐出ノズル決定手段を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記斜行量算出手段は、１回の記録での前記記録媒体の搬送における最大の斜行量を算出す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。
3. 前記予備吐出において、吐出状態を回復するために必要な前記インクの吐出量を設定する吐出性能設定手段を備え、前記予備吐出ノズル決定手段は、前記斜行量算出手段が算出した斜行量と、前記吐出性能設定手段が設定した吐出性能と、を基に、前記予備吐出で用いるノズルを決定す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。
4. 前記予備吐出で用いられる前記ノズルは、記録の際に用いるノズルと同様のノズルであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 前記列を成した複数のノズルにおける前記予備吐出で用いられる前記ノズルの列の長さは、記録する画像の幅よりも長いことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記斜行量算出手段による斜行量の算出は、記録中の任意のタイミングで行われることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。

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