JP2012035525A - インクジェット画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高記録品位の記録が可能なインクジェット画像形成装置を提供すること。
【解決手段】記録媒体のバックフィードを行っている際に、その記録媒体の記録領域全域に対して紙面予備吐出を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェット技術を用いた画像形成装置に関し、特には、記録媒体を記録方向とは逆に搬送する機能を有するインクジェット画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置では、特許文献１に開示されている画像形成装置のように、記録処理後に記録媒体を記録方向とは逆方向に搬送するバックフィードを実行する際、スループットの低下を抑えるため、記録ヘッドをキャッピングポジションへ移動させずにバックフィードを行っている。そして特許文献１では、バックフィード時に記録媒体が記録ヘッドに接触することを恐れ、記録ヘッドが記録時のポジションより記録媒体から離れている退避ポジションを設け、バックフィード時には記録ヘッドを退避ポジションへ移動させることを提唱している。

特開平１０−０４４３９２号公報

しかしながら、従来技術はバックフィード後の記録処理再開前の記録ヘッドの回復を行わない。そのため、バックフィード中に記録ヘッドのノズル内においてインクが増粘することにより、不吐出等が生じて記録画像品位が劣化する場合がある。また、近年では記録ヘッドの高密度化が進み、ノズル開口径が小さく吐出量も少なくなっているので、インク増粘の影響を受けやすくなっており、記録品位の低下が懸念される。

よって本発明は、高記録品位の記録が可能なインクジェット画像形成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画像形成装置は、記録媒体を第１の方向に搬送しながら前記記録媒体に対して、記録ヘッドからインクを吐出することで第１の記録を行い、該第１の記録の停止後、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に前記記録媒体を搬送した後、第２の記録を開始し、前記第１の記録と前記第２の記録との間で、前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復するため、記録に寄与しないインクを吐出する予備吐出を行うことが可能なインクジェット画像形成装置において、前記第２の方向に前記記録媒体を搬送中に、前記記録媒体に対して前記予備吐出を実施することを特徴とする。

本発明によればインクジェット画像形成装置は、記録時の搬送方向とは逆の方向である第２の方向に記録媒体を搬送中に、記録媒体に対して予備吐出を実施する。これによって、高記録品位の記録が可能なインクジェット画像形成装置を実現することができる。

第１の実施形態のインクジェット画像形成装置を示した斜視図である。 第１の実施形態のインクジェット画像形成装置を示した断面図である。 第１の実施形態のインクジェット画像形成装置における制御ハードウェアの構成例を示した電気ブロック図である。 第１の実施形態の記録装置におけるバックフィード中紙面予備吐出の説明図である。 第１の実施形態に関わるバックフィード中に行う紙面予備吐出の制御フローチャートである。 第２の実施形態の重複画像データの生成と保存について説明する図である。 重複画像データを用いたバックフィード中に行う紙面予備吐出を説明するための図である。 所定時間を算出するためのテーブルを示した図である。

（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。尚、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本実施形態のインクジェット画像形成装置（以下、単に記録装置ともいう）を示した斜視図である。インクジェット画像形成装置１００は、操作部１０２が設けられた本体１０１とロール紙ホルダ１０３とを備えており、そのロール紙ホルダ１０３内には記録媒体が内蔵されている。インクジェット画像形成装置１００は、記録媒体であるロール紙を（第１の方向に）搬送しつつ、そのロール紙またはロール紙に貼付されたラベル（以下、ラベル紙と称する）に、ホストコンピュータ１０４から受信した画像データを記録する。インクジェット画像形成装置１００とホストコンピュータ１０４とは、プリンタケーブル１０５によってつながれている。

図２は、本実施形態のインクジェット画像形成装置１００を示した断面図である。インクジェット画像形成装置１００は、ロール紙ホルダ１０３内に内蔵している記録媒体であるロール紙２００を一対のロール紙搬送ローラ２０６上に載置し、その回転駆動により、画像形成装置本体１０１に供給する。画像形成装置本体１０１は、搬送ローラ２０３と、この搬送ローラ２０３に張設された無端の搬送ベルト２０４と、によりロール紙２００を搬送するよう構成されている。搬送ベルト２０４の記録媒体搬送面と対向する位置には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）用の４本の記録ヘッド２０１が搬送方向に等間隔に離間された状態で記録ヘッドユニット２０２に保持されている。そして、各色のインクカートリッジ２０５は、画像形成装置本体１０１において搬送ベルト２０４の下方に配置されており、不図示のフレキシブルチューブ等でそれぞれ対応する色の記録ヘッド２０１に接続されている。

図３は、本実施形態のインクジェット画像形成装置における制御ハードウェアの構成例を示した電気ブロック図である。制御部３００は、中央処理装置（ＣＰＵ）３０１を備え、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）３０２に格納されている制御プログラムを実行し、各周辺装置を制御する。また、制御部３００は、各種データ処理のワークエリアや受信バッファとして使用されるメモリ（ＲＡＭ）３０３や、画像展開部として使用されるイメージメモリ３０４等を備えている。更にこの制御部３００により、記録ヘッド２０１を駆動するヘッド駆動回路３０５や、記録ヘッドの回復動作や記録動作を制御する各種モータ３０６を駆動するモータドライバ３０７、用紙搬送部センサ３０８の制御部（Ｉ/Ｏ）３０９を制御する構成となっている。

また本記録装置は、基本的にホストコンピュータ１０４から送信された画像データや回復コマンドなどを、ＵＳＢなどのプリンタケーブル１０５を介して受信するＵＳＢコントローラ３１０を有し、この受信した各種コマンド命令に従って動作する。但し、インターフェースはＵＳＢに限るものではない。

図４は、本実施形態の記録装置におけるバックフィード中に行う紙面予備吐出の説明図である。本実施形態のインクジェット画像形成装置では、記録ヘッド２０１の吐出状態を良好な状態に維持するために、記録に寄与しないインクを記録ヘッド２０１から吐出する所謂予備吐出を行う。

本実施形態のような記録装置においては、記録処理が終了した後も一定量の記録媒体の搬送が行われる。これは記録が終了したものを取り出し口まで搬送する処理であり、記録部が装置内部にある記録装置で連続する記録媒体に記録を行う場合に一般的に行われる処理である。このように、いったん記録（第１の記録）を行って停止した場合に、再度記録（第２の記録）を始める時には、前回記録が終了した位置まで記録媒体を戻すために記録時とは逆方向（第２の方向）に搬送（バックフィード）することが必要になる。用紙位置４１０は、記録終了後に一定量の搬送が行われた後の停止位置であり、用紙位置４２０は、停止後に再度記録を行う場合にバックフィードを行った際の停止位置を示している。また用紙位置４３０は、３、４枚目のラベル紙４０３に記録処理を行い、搬送を停止した時の用紙位置である。

本実施形態の記録装置には、記録ヘッド２０１を挟むように給紙センサ４００と排紙センサ４０１が設置されている。給紙センサ４００は記録媒体２００である各ラベル紙の先端を検知することで、記録処理の開始タイミングとバックフィード終了時の搬送停止タイミングとをとる。このような給紙センサ４００の検知に基づいて、開始タイミングと不図示の搬送エンコーダー信号を基に記録ヘッドを駆動させる。排紙センサ４０１は、各ラベル紙２００の後端を検知し、記録処理の終了タイミングと記録処理終了時の搬送停止タイミングとをとる。

本実施形態の記録装置では、用紙位置４１０から用紙位置４２０へバックフィードする際、記録ヘッド２０１をキャッピングポジション（記録ヘッドのポジションに関しては後述する）へ移動せず、記録ポジションのまま搬送中のラベル紙に紙面予備吐出を行う。この紙面予備吐出は、記録ヘッド２０１より記録媒体搬送方向上流にあるラベル紙４０３、４０４に対して行われる。その際の紙面予備吐出用画像データは、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）３０２に格納されており、記録媒体２００の記録可能領域と同じ画像サイズに加工され、各記録ヘッド２０１に対して同じ紙面予備吐出用画像データが転送され記録される。画像サイズの加工は不図示の画像サイズ拡大縮小回路によって行われ、画像データが格納されているアドレスと、加工したいサイズを指定すれば、制御プログラムの任意とするサイズに変更することが可能である。

また紙面予備吐出用画像データ（第１の画像データ）は、記録媒体２００の記録可能領域に対して、単位記録領域あたりの最大吐出可能量を１００％としたときの３％分の画像データ量であり、１ピクセル単位のデータが等間隔に均一に配置されている。なお、紙面予備吐出用画像データの画像データ量は、これに限定するものではないが、多くすると記録画像品位の低下に繋がる恐れがある。本実施形態のように画像データ量が３％であれば、記録画像品位の低下にはならない。また、この画像データ量で紙面予備吐出したラベルは、紙面予備吐出していないラベルの記録結果と比較しても大きな色味の違いは無く不自然には見えない。

なお、本実施例における記録ヘッドのキャップポジションや記録ポジションへの移動手段や各ポジションの役割の詳細、バックフィードの方法は特許文献１記載のものと同様である。

図５は、本実施形態に関わるバックフィード中に行う紙面予備吐出の制御フローチャートである。この制御フローチャートは大きく分けると、記録処理開始から記録処理一時停止、バックフィード、記録処理再開のための搬送フォワードフィードまでの制御フローを表している。また、本フローチャートの処理は、中央処理装置（ＣＰＵ）３０１が不揮発性メモリ（ＲＯＭ）３０２に格納されている制御プログラムを実行することで実施される。

以下、このフローチャートに沿って、本実施形態のバックフィード中に行う紙面予備吐出の制御について説明する。まず、記録処理が開始されると、ステップＳ５２４で記録処理を開始するために記録ヘッド２０１の回復を実行し、その後、ステップＳ５０１に移行して記録ポジションへ移動させる。そしてステップＳ５０２で、記録媒体Ｐをフォワードフィードさせる。その後、ステップＳ５０３において給紙センサ４００で用紙先端を検知し記録処理開始タイミングを計り、記録処理開始タイミングになったらステップＳ５０４で記録処理を開始する。そして、ステップＳ５０５に移行して、排紙センサで用紙後端を検知し記録処理終了タイミングを計り、記録処理終了タイミングになったらステップＳ５０６で搬送を停止し、ステップＳ５０７で記録処理を終了する。なお、ステップＳ５０５で記録処理終了タイミングを計るには、イメージメモリ３０４に画像データが残っているか、あるいは操作部１０２にて記録処理一時停止命令を受けたか等を確認する必要もある。

次に、ステップＳ５０８で所定時間内にバックフィードが可能かを判断し、不可能と判断した場合は、ステップＳ５０９に移行して記録ヘッドのインク吐出部をキャップするキャップポジションへ移動させで記録処理が終了する。なお、ここでの所定時間の計測は不図示のタイマーなどによって行われる。ステップＳ５０８でバックフィードが可能か不可能を判断するには、所定時間内に操作部１０２にて記録処理一時停止命令の解除を受けたか等を確認する。またステップＳ５０８で、所定時間が経過する前にバックフィードが可能と判断した場合は、ステップＳ５１６に移行して、記録ヘッド２０１の移動を行わず記録媒体Ｐをバックフィードさせる。そしてそのフィードバックの際に、ステップＳ５１７で記録ヘッド２０１より上流にある用紙に対して紙面予備吐を行う。なお、ここでステップＳ５０８における所定時間は、記録が中断されて記録ヘッドが大気に曝露された状態が継続している時間であり、装置に合わせて適宜選定される時間である。そしてこの所定時間は、不図示の時間設定手段によって任意の時間に設定することができる。

そしてステップＳ５１８で、給紙センサで用紙先端を検知しバックフィード終了タイミングを計り、バックフィード終了タイミングになったら、ステップＳ５１９で搬送を停止させて、ステップＳ５２０で紙面予備吐出を終了する。

その後、ステップＳ５２１で所定時間内に記録処理の再開が可能かを判断し、可能と判断した場合はステップＳ５０２に移行して記録媒体Ｐをフォワードフィードさせる。また、ステップＳ５２１で所定時間内に記録処理の再開が不可能と判断した場合は、ステップＳ５２３で記録ヘッドをキャップポジションへ移動させ、記録処理再開の条件が揃ったのを確認した後、ステップＳ５２４で回復を実行する。なお、ステップＳ５２１で記録処理再開の条件が揃ったのを判断するには、イメージメモリ３０４に画像データが追加されたか等を確認する。

また、ステップＳ５０８とステップＳ５２１における所定時間のタイムアウトは、制御プログラムが持つ時間カウンタを使用してそれぞれの所定時間をカウントし、時間カウンタが各所定時間に達することで検知される。そして各所定時間は、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）３０２に格納されており、操作部１０２から任意の設定に変更可能である。

なお本実施形態では、図４に示したように３枚のラベルに対して紙面予備吐出を行った。これは、記録後に行われる一定量の搬送に起因するものであり、図からも分かるように、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態になるまでには記録ヘッド２０１は３枚のラベルにしかインクを吐出することができない。従って、記録後の搬送量によって紙面予備吐出を行うことができる最大ラベル枚数は決まってくる。もちろん適宜少ない枚数のラベルに対して紙面予備吐出を行ってもよい。また、記録後に行われる一定量の搬送が多い場合には、適宜紙面予備吐出を行うラベルの枚数を増やしてもよい。

このように、記録媒体のバックフィードを行っている際に、その記録媒体の記録領域全域に対して紙面予備吐出を行う。これによって、高記録品位の記録が可能なインクジェット画像形成装置を実現することができた。

（実施の形態２）
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、記録媒体２００の記録可能領域の全域に紙面予備吐出を行っていたが、本実施形態では、記録処理再開後に記録する画像データを考慮して紙面予備吐出を実行する。

第１の実施形態ではラベル全体に対して紙面予備吐出を行ったが、本実施形態では、ラベルに対して部分的に紙面予備吐出を行うものである。以下にその詳細を説明する。
図６は、重複画像データの生成と保存について説明する図である。紙面予備吐出用画像データ６００は、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）３０２に格納されていて、記録処理再開後に記録する記録用画像データ（第２の画像データ）６０１、６０２はイメージメモリ３０４に格納されている。これらの記録用画像データ６０１、６０２は、１枚または複数の記録媒体２００毎に変化する所謂可変モードの画像データである。紙面予備吐出用画像データ６００と、これら記録用画像データ６０１、６０２との画像データを合成し、重複した画像データ（第３の画像データ）のみを抜き出し、重複画像データ６０３、６０４を生成し、イメージメモリ３０４に保存する。本実施形態ではこの重複した画像データによって紙面予備吐出を行う。重複した画像データの抜き出しには不図示の画像データアンド回路によって行われ、それぞれの画像データが格納されているアドレスを指定すれば、制御プログラムが任意とする画像データの合成と重複画像データの抜き出しが可能である。また、合成に使用する紙面予備吐出用画像データは、記録媒体２００の記録可能領域に対して１０％分の画像データ量であり、１ピクセル単位のデータが等間隔に均一に配置されている。紙面予備吐出用画像データ６００の画像データ量は、これに限定するものではないが、比較的多い方が回復としての効果は高くなる。

なお、本実施形態では、単色の重複画像データ６０３、６０４の生成と保存を説明したが、これに限定するものではない。つまり、記録用画像データ６０１、６０２にＣ、Ｍ、Ｙ等のカラー画像データが含まれている場合、合成する紙面予備吐出用画像データ６００は同一だが、記録用画像データ６０１、６０２は、各色毎に重複画像データ６０３、６０４の生成と保存が行われる。そして、それぞれのカラーに対応した記録ヘッド２０１に転送、記録される。

図７は、重複画像データを用いたバックフィード中に行う紙面予備吐出を説明するための図である。図４（ｂ）では、３、４、５枚目のラベル紙４０３、４０４の記録可能領域の全域に紙面予備吐出用画像データを記録していたが、図７（ｂ）では、記録可能領域全域ではなく重複画像データ６０３、６０４を紙面予備吐出として記録する。また、記録する重複画像データ６０３、６０４は、重複画像データ６０３、６０４を生成する際使用した記録用画像データ６０１、６０２と同じ記録媒体２００に記録する。

（その他の実施の形態）
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、図６における説明では、各色毎に重複画像データ６０３、６０４の生成と保存を行ったが、ブラック（Ｂ）インクでの記録域にカラーインク（Ｃ、Ｍ、Ｙ）を記録してもよい。これは、ブラック（Ｂ）インクでの記録域にカラーインク（Ｃ、Ｍ、Ｙ）を吐出しても目立たないためである。この方法では、紙面予備吐出用画像データ６００とブラック（Ｂ）の記録用画像データ６０１、６０２で重複画像データ６０３、６０４の生成と保存を行い、各記録ヘッド２０１に対して同じ重複画像データ６０３、６０４を転送して記録する。

また、図６と図７における説明では、記録用画像データ６０１、６０２が１枚または複数の記録媒体毎に変化する可変モードの場合ついて説明した。しかし、一つの記録用画像データ６０１、６０２を複数枚の記録媒体２００に記録する所謂コピーモードであってもよい。つまり記録する重複画像データ６０３、６０４が全ての記録媒体２００で同一となる場合は、重複画像データ６０３、６０４の生成、保存を一回だけ行い、バックフィード時に紙面予備吐出を行う際、保存した前記重複画像データ６０３、６０４を使い回してもよい。

なお、前述の第１、第２実施形態では、バックフィード中に記録済み記録媒体２００が記録ヘッド直下を搬送される構成について説明されていない。しかし、記録済み記録媒体２００に既に記録した記録用画像データ６０１、６０２を保持し、記録用画像データ６０１、６０２から生成、保存した重複画像データ６０３、６０４を、記録済み記録媒体２００に記録してもよい。また、第１の実施形態では、ステップＳ５０８とステップＳ５２１における所定時間は、操作部１０２から変更するとあったが、画像形成装置本体１０１の周囲の環境情報、例えば温度や湿度などから自動的に算出し、設定するようにしてもよい。

図８は、ステップＳ５２１における所定時間を算出するためのテーブルを示した図であり、このテーブルは不揮発性メモリ（ＲＯＭ）３０２に格納されている。不図示の温度センサや湿度センサから取得した温度や湿度などの環境情報を基に、中央処理装置（ＣＰＵ）３０１によって採用するステップＳ５２１における所定時間を算出する。また、本例ではテーブルからの算出を説明したが、予め前記制御プログラムに内蔵された計算式を基に算出してもよい。

このように、記録媒体のバックフィードを行っている際に、その記録媒体の記録領域の一部に対して紙面予備吐出を行う。これによって、高記録品位の記録が可能なインクジェット画像形成装置を実現することができた。

１０１ 画像形成装置本体
２００ 記録媒体
２０１ 記録ヘッド
２０２ 記録ヘッドユニット
６００ 紙面予備吐出用画像データ
６０１ 記録用画像データ
６０２ 記録用画像データ
６０３ 重複画像データ
６０４ 重複画像データ

Claims (12)

1. 記録媒体を第１の方向に搬送しながら前記記録媒体に対して、記録ヘッドからインクを吐出することで第１の記録を行い、該第１の記録の停止後、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向に前記記録媒体を搬送した後、第２の記録を開始し、前記第１の記録と前記第２の記録との間で、前記記録ヘッドのインク吐出状態を回復するため、記録に寄与しないインクを吐出する予備吐出を行うことが可能なインクジェット画像形成装置において、
   前記第２の方向に前記記録媒体を搬送中に、前記記録媒体に対して前記予備吐出を実施することを特徴とするインクジェット画像形成装置。
2. 前記予備吐出に用いられる画像データは、単位記録領域あたりに記録可能な最大の画像データ量よりも少ない量の画像データであり、前記記録媒体の記録領域の全域に前記予備吐出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画像形成装置。
3. 前記予備吐出に用いられる画像データは、前記記録媒体の記録領域の全域に対して前記予備吐出を行う際に用いる第１の画像データと、前記第２の記録で記録する第２の画像データとが、重複する部分に対応した画像データによって形成された第３の画像データであり、前記記録媒体の記録領域に対して前記第３の画像データによって部分的に前記予備吐出を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット画像形成装置。
4. １つの画像データを複数の記録媒体に記録するコピーモードの記録において、前記第３の画像データを用いて前記予備吐出を前記記録媒体に対して行うことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット画像形成装置。
5. 記録に用いる画像データを１枚あるいは複数枚の前記記録媒体毎に変化させて記録する可変モードの記録において、前記第３の画像データを用いて前記予備吐出を前記記録媒体に対して行うことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット画像形成装置。
6. 第２の方向に前記記録媒体の搬送を行う際に、前記記録媒体における前記第１の記録で記録を実施した記録部が、前記記録ヘッドと対向する位置を搬送される場合には、前記第１の記録で用いた画像データを基に、前記第１の記録で記録を行った前記記録部に前記予備吐出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画像形成装置。
7. 前記記録ヘッドは複数の色に対応した複数の記録ヘッドであり、各色の前記記録ヘッドが前記予備吐出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画像形成装置。
8. 前記第１に方向への搬送の終了から、前記第２の方向への搬送の開始までの時間を計測する計測手段を備え、該計測手段による計測で所定時間が経過した場合には、前記記録ヘッドは、前記記録ヘッドのインク吐出部をキャップするキャッピングポジションに移動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画像形成装置。
9. 前記第２の方向への搬送の終了から前記第２の記録の開始までの時間を計測する計測手段を備え、該計測手段による計測で所定時間が経過した場合には、前記記録ヘッドは、前記記録ヘッドのインク吐出部をキャップするキャッピングポジションに移動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画像形成装置。
10. 前記所定時間を任意の時間に設定する時間設定手段を備えていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のインクジェット画像形成装置。
11. 前記時間設定手段は、環境情報を基に前記所定時間を設定することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット画像形成装置。
12. 前記環境情報は湿度と温度であることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット画像形成装置。

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