JP2012030512A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録結果にテクスチャやモアレ、すじなどの画像劣化の発生を抑制するインクジェット記録装置を提供すること。
【解決手段】記録ヘッドのチップのつなぎ部に対して、着弾精度に応じてレベルを設定し、そのレベルに従ってつなぎ部における各チップの記録データ配分率を決定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェット方式を採用したインクジェット記録装置に関する。

従来インクジェット記録装置では、記録媒体の幅相当の長さ全体に渡って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に使用される長尺のインク吐出ヘッドを製造する際に、単一の基板に多数のノズルを高密度に一列に配列して構成することは、技術的、コスト的に多くの困難を伴う。そのため、比較的安価で製造が容易な短尺のインク吐出部（以下、「チップ」と称する）を複数配列することにより実現することが提案されている。チップは複数のインク吐出口（以下、「ノズル」とも言う）を有し、チップを相互にオーバーラップするように千鳥状に配置されたヘッドが提案されている。以下、上記のように短尺のチップをオーバーラップさせて配列するヘッドを「つなぎヘッド」、オーバーラップ領域を「つなぎ部」、オーバーラップしていない領域を「非つなぎ部」と称する。つなぎ部は複数のチップで画像形成するので、非つなぎ部に比較して多数の吐出口列で画像形成される。そのため、つなぎ部では吐出口を選択的に使用する方法が開示されている。

特許文献１には、まず、記録すべき画像の端部がオーバーラップしているチップのつなぎ部に含まれるか否かを判断する。そして、含まれる場合には使用するノズル群として、チップのつなぎ部に相当するオーバーラップノズルのうち、オーバーラップノズル以外のノズルも使用されているチップのノズル群について、それが含むノズルを全て連続して使用する方法が開示されている。

特開２００５−１６１７３３号公報

ところで、つなぎ部で記録を行う場合には以下のような利点がある。一般的には、つなぎ部の複数のチップを使用して画像形成すると、ノズルごとに有する吐出方向や吐出量のずれを緩和できる、いわゆるファインの効果を奏し、画像が良化する。また逆に、つなぎ部には不利な点もあり、つなぎ部を形成する双方のチップ間の着弾ずれによって画像が劣化することがある。このような着弾ずれが発生すると、テクスチャやモアレ、すじなどの画像劣化が発生する。このような点に関しては単一のチップによる記録が有利であるといえる。つまり、つなぎ部において、重なりあった双方のチップを使用する利点と、単一のチップを使用する利点はそれぞれにあり、トレードオフの関係になる。その要因はチップ同士の着弾精度とノズル単体での着弾精度である。

上記従来技術ではつなぎ部を単一のチップで形成することを開示している。これは片方の課題のみに着目したものであり、上記説明したようなトレードオフとなる課題に関してはなんら言及されていないし、解決していない。

そこで本発明は、記録結果にテクスチャやモアレ、すじなどの画像劣化の発生を抑制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。

そのため本発明のインクジェット記録装置は、ノズルが配列された複数のチップの配列におけるつなぎ部において、前記ノズルの配列方向と交差する方向に、前記チップの端部の前記ノズルがオーバーラップするように配列された前記チップを備えた記録部と、前記つなぎ部の前記ノズルに対して、前記つなぎ部に対応する記録データを選択的に配分して、前記ノズルから記録媒体に対してインク滴を吐出させる制御部と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記制御部は、前記記録媒体に着弾するインク滴の着弾精度を判定する判定手段と、前記つなぎ部の各チップに対する、前記記録データの配分率を決定する決定手段と、を備え、該決定手段は前記つなぎ部において、前記判定手段が、着弾精度が低いと判断した前記チップよりも、前記判断手段が、着弾精度が高いと判断した前記チップに対して、より多くの記録データを配分す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の制御部は、記録媒体に着弾するインク滴の着弾精度を判定する判定手段と、つなぎ部の各チップに対する、記録データの配分率を決定する決定手段と、を備えている。そして、決定手段はつなぎ部において、判定手段が、着弾精度が低いと判断したチップよりも、判断手段が、着弾精度が高いと判断したチップに対して、より多くの記録データを配分する。これによって、記録結果にテクスチャやモアレ、すじなどの画像劣化の発生を抑制するインクジェット記録装置を実現することができる。

本発明に係る記録装置の記録部の概略構成を示した図である。 本発明に係る記録ヘッドの構成を説明する図である。 （ａ）は、レジ調整時の、記録ヘッドを構成する複数のチップと、記録媒体の位置関係とを説明する図であり、（ｂ）はレジ調整パターンの一例を示す図である。 本実施形態の記録装置の記録システムを示すブロック図である。 吐出データ制御部の構成を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は、つなぎ部におけるチップＡおよびＢの記録データの配分比率と着弾精度との関係を示した図である。 記録媒体に対して分割した各領域を示した図である。

（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は、本発明に係る記録装置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。記録装置は、これらの各記録ヘッド３０Ｋ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｙから各色のインクを記録媒体Ｐに付与することで記録を行う。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、以下の説明において、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。記録ヘッドのノズル列方向に対して垂直方向に記録媒体Ｐが搬送される。記録ヘッド３０は記録媒体Ｐの幅よりも長くすることで、記録媒体全面の記録が可能になる。

図２は、本発明に係る記録ヘッド３０の構成を説明する図である。チップ２１、２２、２３、２４、２５は、それぞれインク吐出する複数のノズルで構成されたノズル列１１を有する。チップ２１とチップ２２とは、ノズル列方向に略平行して、かつノズル列方向と交差する方向に間隔をおいて配置される。チップ２１とチップ２２は、各チップの端部におけるノズル列の一部がオーバーラップして配置され、そのオーバーラップした部分によってつなぎ部が形成されている。同様に、チップ２２とチップ２３、チップ２３とチップ２４、チップ２４とチップ２５もそれぞれ交互に配置され、チップ２１〜チップ２５が千鳥状に配置された長尺の記録ヘッド３０が形成される。記録ヘッドの長さ、チップの個数、つなぎ部の幅、ノズル列の数、ノズル数などは用途に合わせて適宜構成される。

ところで、複数のインク吐出部を備える記録装置において、記録ドットの着弾位置のずれは画像形成に大きな影響を及ぼす。ドット着弾位置のずれは、製造時のインク吐出部の位置精度が十分でない場合や、インク滴の吐出スピードのずれ、更には記録媒体Ｐの搬送のずれなどにより起こる。従来、吐出タイミングを意図的にずらしたり、使用するノズルをずらすなどの操作を行うことにより、着弾位置ずれを極力合わせる操作を行っていた。この操作を「レジ調整」と呼ぶ。このレジ調整には、合わせたい双方のインク吐出部により所定のパターンを描き、そのパターンを目視またはセンサ等の出力で検査することで行う方法が一般的である。

図３（ａ）は、レジ調整時の、記録ヘッド３０を構成する複数のチップと、記録媒体Ｐの位置関係とを説明する図である。チップおよび記録ヘッドは、図２と同一の番号で説明する。チップ２１とチップ２２のつなぎ部を領域ａ１、チップ２２とチップ２３のつなぎ部を領域ａ２、チップ２３とチップ２４のつなぎ部を領域ａ３、チップ２４とチップ２５のつなぎ部を領域ａ４とする。チップ２１、２２、２３、２４の非つなぎ部をそれぞれ領域ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４とする。

ここでレジ調整時の動作について説明する。記録媒体Ｐに図３（ａ）に示すようにチップ間レジ調整用パターン４１、４２、４３、４４を描く。パターン４２、４３、４４はパターンが欠けずに描けるのに対し、パターン４１は記録媒体Ｐの幅が足りないため、パターンを完成させることが出来ない。そのため、レジ調整パターンを目視またはセンサでの読み取りで行うなどの検出方法にかかわらず、チップ２１とチップ２２の間の精密なレジ調整はむずかしい。チップ２２とチップ２３、チップ２３とチップ２４、チップ２４とチップ２５それぞれのチップ間レジ調整値は算出され、記録時に設定および反映される。それに対し、チップ２１とチップ２２の最適なチップ間レジ調整値は算出されず、記録時も反映できない。つまり、領域ａ１はチップ間のレジ調整が出来ていない領域、領域ａ２〜ａ４はチップ間のレジ調整が出来ている領域である。

また、図３（ｂ）はレジ調整パターンの一例を示すものであり、チップ２２とチップ２３のチップ間レジ調整パターン４２を示した図である。チップ２２で複数のラインが並んだパターン４５を描き、チップ２３で同様に複数のラインが並んだパターン４６を描く。このようなパターンでは、パターン４５とパターン４６とのずれ量がチップ間のレジずれ量となる。レジが最適に調整されていれば、双方のパターンにずれは無く、略同一の位置に描かれる。

図４は、本実施形態の記録装置の記録システムを示すブロック図である。本システムは、概略、画像入力部５０、記録データ生成部５１、吐出データ制御部５２、記録装置５３、記録装置情報設定部５４を有して構成されるものである。画像入力部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、記録データ生成部５１に渡す。記録データ生成部５１は各種画像処理を行い、記録装置５３で記録できる形式にデータ変換を行う。吐出データ制御部５２は記録データを記録データ生成部５１より受け取り、記録ヘッドと関連付ける。記録装置５３は吐出データを受け取り、インクを吐出して記録を行う。記録装置情報設定部５４は記録装置５３の状態情報を取得し、吐出データ制御部５２に渡す。記録装置の状態情報とは、レジ情報、不吐出ノズル情報、紙搬送精度情報など、記録装置の状態を表す情報である。吐出データ制御部５２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。

記録データ生成部５１は従来既知の方法を用いて、画像データを記録装置で記録できるようなビットマップデータに変換する。まず、画像入力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、記録媒体の大きさと記録モード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で表したビットマップ画像に変換される。

図５は、吐出データ制御部５２の構成を示すブロック図である。吐出データ制御部５２は概略、ドット着弾精度判定手段６０、記録データ配分率決定手段６１、ノズルデータ決定手段６２を有して構成されるものである。

以下、本実施形態の特徴的な構成について説明する。つなぎ部を構成する二つのチップをチップＡおよびチップＢとすると、つなぎ部におけるチップＡおよびＢの記録データの配分比率と着弾精度との関係は、図６（ａ）のようになっている。図６（ａ）は横軸がチップ間のドット着弾精度、縦軸が記録データ配分比率になっている。チップ間のドット着弾精度が悪い場合には、つなぎ部を構成する双方のチップで均等に記録すると、テクスチャやモアレなどが発生する。そのため、どちらか着弾精度の良い方のチップのみで記録した方が良好な画像が得られる。よって、チップ間のドット着弾精度が悪い場合には、記録データ配分比率は片方のチップでは１００％、他方のチップでは０％とする。これに対し、チップ間のドット着弾精度が良い場合には、つなぎを構成する双方のチップ両方を使用し、均等に記録したほうが、ファインの効果が現れて良好な画像が得られる。そのため、チップ間のドット着弾精度が良い場合には、記録データ配分比率は、双方のチップで５０％ずつとする。このように、記録データ配分比率は図６（ａ）で示されるように、ドット着弾精度に応じて、１００：０から５０：５０までの値をとることができる。このように、従来、単に選択的に使用ノズルを決めていたのに対し、本実施形態では、着弾精度に応じてつなぎ部における記録データの配分率を変更する。

図６（ｂ）は図６（ａ）の関係を示したテーブルである。チップ間のドット着弾精度を６段階のレベルに分け、それぞれにチップＡとチップＢに対応する記録データの配分率を設定する。レベル１が最も着弾精度の良いレベルであり、記録データ配分比率は５０：５０となる。レベル６は最も着弾精度の悪いレベルであり、記録データ配分比率は１００：０と設定される。ドット着弾精度判定手段６０は記録装置情報設定部５４からレジ調整情報を受け取り、それに従ってドット着弾精度を判定し、レベル１〜６を決定する。なお、前述のレジ調整情報も、この着弾精度のレベルに合わせて、パターンのずれ量によって６段階に分かれて設定されている。従って、レジ調整情報と記録データ配分率とは１対１で対応させることができる。

記録データ配分率決定手段６１は、決定されたレベルから、図６（ｂ）を参照し、つなぎ部を構成する各チップに対する記録データ配分率を決定する。ノズルデータ決定手段６２は記録データ生成部５１から渡されたビットマップ画像データに対し、決定された記録データ配分率で間引き処理を行い、記録装置５３に渡す。間引き処理は従来公知のマスク処理などを用いると良い。

以下に具体的に説明する。領域ａ３（図３参照）のつなぎ部で一方のチップの着弾精度が悪く、レジ調整情報として着弾精度の「レベル５」に対応する情報をドット着弾精度判定手段６０が受け取ったとする。その場合、記録データ配分率決定手段６１は「レベル５」、つまりチップＡが９０％でチップＢが１０％の記録分配率に設定する。ここでチップ２３の着弾精度が良く、チップ２４の着弾精度が悪い場合、チップＡすなわちチップ２３の記録データ配分率が９０％となり、チップＢすなわちチップ２４の記録データ配分率が１０％となる。ノズルデータ決定手段は決定された記録データ配分率を受けて、チップ２３とチップ２４それぞれに９０％と１０％の記録率を設定する。チップ２３とチップ２４で、どちらが９０％でどちらが１０％とするかは、記録したレジ調整パターンから判断して、より着弾精度の良い方のチップを記録データ配分率が多い方とする。つまり、着弾精度の高いチップにより多くの記録データを配分し、着弾精度の低いチップには、より少ない記録データを配分する。

一方領域ａ２は、チップ２２と２３のつなぎ部であり、両方のチップの着弾精度が良く、レジ調整情報として着弾精度の「レベル１」に対応する情報をドット着弾精度判定手段６０が受け取ったとする。その場合、記録データ配分率決定手段６１は「レベル１」、つまりチップＡが５０％でチップＢが５０％の記録分配率に設定する。ノズルデータ決定手段は決定された記録データ配分率を受けて、チップ２２とチップ２３双方に５０％の記録率を設定する。これはつまり、つなぎ部ａ２を記録する際には、チップ２２とチップ２３に割当てられた記録データが均等であることを示している。

また、領域ａ１のように、記録媒体Ｐの幅が足りずにパターンが完成されていない場合、記録装置はレジ調整情報としてレジ調整が出来ていないと判断して、ドット着弾精度判定手段６０に通知される。ドット着弾精度判定手段は、この情報を元に、チップ間のドット着弾精度が悪いと判断し、領域ａ１を「レベル６」と判定する。記録データ配分率決定手段は、レベル６という判定を受けて、記録データ配分率を図６（ｂ）より、１００％−０％であると決定する。ノズルデータ決定手段は決定された記録データ配分率を受けて、チップ２１とチップ２２それぞれに０％と１００％の記録率を設定する。これはつまり、つなぎ部ａ１を記録する際には、チップ２２のみを用いることを示している。本実施形態の場合、チップ２２は領域ａ２においてチップ２３との間でレジ調整が行えているので、チップ２１よりもドット着弾精度が良いことになり、チップ２２の方を記録データ配分率が高くなるようにした。つまりチップ２２に配分される記録データが１００％であり、チップ２１に配分される記録データが０％となる。

なお、制御方法は上記説明した方法に限らない。図６に示した記録データ配分率は一例であり、記録装置に合わせて任意に設計することが出来る。２つのチップへの振り分け方法も上記マスクによる記録データ配分率の方法に限らない。使用しないノズルに対するエネルギーの投入を行わなかったり、画像に白データを付加するなどの任意の方法でよい。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。

このように、記録ヘッドのチップのつなぎ部に対して、着弾精度に応じてレベルを設定し、そのレベルに従ってつなぎ部における各チップの記録データ配分率を決定する。これによって、記録結果にテクスチャやモアレ、すじなどの画像劣化の発生を抑制するインクジェット記録装置を実願することができた。

（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、精度に関する情報をレジ調整出来ているか否かに基づいてレベル判定した。しかし、ドット着弾精度を左右するのはレジ調整のみではない。紙送り精度などの機械精度によってもドット着弾精度が変化する。なお、本実施形態では、第１の実施形態で説明された記録装置、記録ヘッド、記録システムが使用される。以下の説明では第１の実施形態で説明した符号と同じ符号を用いる。

記録媒体Ｐは、通常複数の紙送りローラ等で押えられ搬送される。その際に、記録媒体Ｐの搬送方向において記録ドットの着弾位置のずれに変動がある場合がある。これは、記録媒体の押さえ方により記録媒体に反りやたわみなどが発生したり、記録媒体搬送ローラの径の変動などで搬送量に変動が発生したりするためである。記録媒体Ｐに反りやたわみなどが発生すると、記録ヘッドのインク吐出口面と記録媒体Ｐとの距離が変動する。インク吐出口面と記録媒体面の距離が変動すると、インク吐出口から吐出されたインクドットが記録媒体面に到達する時間が変動するため、あらかじめ想定していたドット着弾位置とずれる現象が発生する。同様に記録媒体の搬送量が変動すると、予定した着弾位置とずれた位置にドットが着弾してしまう。

このような現象に対応するために、本実施形態では記録媒体Ｐの記録領域を、記録媒体搬送方向と直行する方向に、いくつかの領域に分割し、それぞれに対してドット着弾精度のレベルを設定する。そして、そのレベルの設定に従って、各領域に対する記録分配率を決定する。

図７は、記録媒体Ｐに対して分割した各領域を示した図である。記録ヘッド３０に対し、記録媒体Ｐをノズル配列方向に領域ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５と分け、それぞれの位置における記録媒体搬送精度を検出する。検出には、例えば既知のパターンを記録媒体上に記録し、それぞれの着弾精度を測定するなどの方法を用いる。記録媒体搬送精度が、ドット着弾精度判定手段６０に渡される記録装置情報となる。ドット着弾精度判定手段６０は記録媒体搬送精度から、それぞれの領域ｃ１〜ｃ５に対して、ドット着弾位置精度レベルを判定する。判定の結果、領域ｃ１およびｃ５は、レベル３、領域ｃ２およびｃ４はレベル２、領域ｃ３はレベル１であった。そこで記録データ配分率決定手段６１は、これらのレベル判定を受けて、各領域に対応したつなぎ部を構成するチップに対する記録データ配分率を決定する。すなわち、領域ｃ１およびｃ５に位置するつなぎ部には７０％−３０％、領域ｃ２およびｃ４に位置するつなぎ部には６０％−４０％、領域ｃ３に位置するつなぎ部には５０％−５０％の記録データ配分率をそれぞれ設定する。ノズルデータ決定手段６２は、それぞれのつなぎ部に対して、設定された記録データ配分率に従って画像データを配分する。

なお、本実施形態では、記録媒体中央部はドット着弾精度が良く、左右対称に端に行くに従ってドット着弾精度が悪くなる例を示したが、もちろん、この限りではない。実際の装置によって着弾精度の傾向は変わるのはもちろんである。また、領域の分け方、記録媒体搬送精度の検出の仕方は上記方法に限らない。また、記録媒体の幅が変わると記録媒体搬送ローラの使用位置等が変わるので、記録媒体搬送精度が異なる場合が多い。記録媒体の幅に応じて領域分けの数やレベル判定の判定基準となる閾値を変えると良い。更に、インクの色や、記録媒体の種類、記録媒体の幅、記録モードなどによって、記録媒体搬送精度とレベル判定の閾値を変えても良い。ずれが目立ちやすい色と目立ちにくい色で変えるのは有効である。いずれにしろ、記録装置の構成や精度、記録媒体や記録ヘッドに応じて適宜決定すればよい。

このように、記録ヘッドのチップのつなぎ部に対して、着弾精度に応じてレベルを設定し、そのレベルに従ってつなぎ部における各チップの記録データ配分率を決定する。これによって、記録結果にテクスチャやモアレ、すじなどの画像劣化の発生を抑制するインクジェット記録装置を実願することができた。

２１ チップ
２２ チップ
２３ チップ
２４ チップ
３０ 記録ヘッド
５３ 記録装置
６０ ドット着弾精度判定手段
６１ 記録データ配分率決定手段
６２ ノズルデータ決定手段

Claims (5)

1. ノズルが配列された複数のチップの配列におけるつなぎ部において、前記ノズルの配列方向と交差する方向に、前記チップの端部の前記ノズルがオーバーラップするように配列された前記チップを備えた記録部と、前記つなぎ部の前記ノズルに対して、前記つなぎ部に対応する記録データを選択的に配分して、前記ノズルから記録媒体に対してインク滴を吐出させる制御部と、を備えたインクジェット記録装置であって、
   前記制御部は、前記記録媒体に着弾するインク滴の着弾精度を判定する判定手段と、
   前記つなぎ部の各チップに対する、前記記録データの配分率を決定する決定手段と、を備え、
   該決定手段は前記つなぎ部において、前記判定手段が、着弾精度が低いと判断した前記チップよりも、前記判断手段が、着弾精度が高いと判断した前記チップに対して、より多くの記録データを配分することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記判定手段は、前記記録媒体に記録されたパターンを読み取って、着弾位置ずれに関するレジ調整情報を取得することで、着弾精度の判定を行う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. 前記判定手段は、前記記録媒体に記録されたパターンを読み取って、前記記録媒体の搬送精度に関する情報を取得することで、着弾精度の判定を行う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. 前記判定手段の判定基準は、記録を行うインクの色や、記録媒体の種類、記録媒体の幅、記録モードによって変わ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１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記決定手段は、記録を行うインクの色や、記録媒体の種類、記録媒体の幅、記録モードによって、記録データの配分を変えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

Images