JP2013169760A - インクジェット記録装置及びその画像記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インクジェットヘッド27の各ノズルのうちの曲がりノズルN(E)を検出可能な異常ノズル検出部53を設ける。曲がりノズルN(E)の出力濃度(吐出されるインクの滴量)に上限を設ける。曲がりノズルN(E)の出力濃度が上限値UL以下に制限され、かつ曲がりノズルN(E)に隣接する隣接ノズルN(A)の出力濃度が増加するように画像データに信号変換処理を施す。曲がりノズルN(E)を不吐出化することなく、出力濃度が制限された状態で画像記録を行う。着弾干渉により隣接ノズルの打滴の間隔が広がった場合でも、曲がりノズルN(E)による画像記録が行われることにより、一本スジムラの発生が抑えられる。
【選択図】図10
Description
図1は本発明の第1実施形態に係るインクジェット印刷システム(以下、単に印刷システムという、インクジェット記録装置)10の構成例を示すブロック図である。印刷システム10は、本発明の記録ヘッドに相当するインクジェットヘッドを用いて、シングルパス方式で画像を記録するシステムである。すなわち、インクジェットヘッドに対して記録媒体を相対的に移動させる動作を1回行うだけで(1回の副走査で)、記録媒体の画像形成領域に所定記録解像度(例えば、1200dpi)の画像を形成する。印刷システム10では、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の4色のインクを用いるものとし、各色のインクを吐出する手段として、色別にインクジェットヘッドを備える場合を説明する。ただし、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されない。
プリンタ12は、PC14を介して入力される印刷用の画像データ50をマーキング信号に変換する信号処理を行う画像処理回路20(各種処理部22,23,24)と、マーキング信号に従って色別のインクジェットヘッド27を駆動して画像記録を実行するマーキング部(画像記録手段)28と、マーキング部28で記録されたテストチャートなどを読み取るインラインセンサ29とを備える。
PC14は、大別して、プリント処理制御部30、ユーザーインターフェース(UI)制御部32、LUT/テーブル生成部34、階調変換LUT格納部40、ノズル吐出補正データ格納部(記憶手段)42、ハーフトーンテーブル格納部44を備える。これらの各部は、PC14のハードウエア又はソフトウェア、若しくはこれらの組み合わせによって構成される。
不吐出ノズル補正LUT生成部52は、インラインセンサ29で読み取られたスジムラ補正用テストチャート55の読取結果に基づき、不吐出ノズル補正LUT46を生成する。なお、不吐出ノズル補正LUT46を生成するタイミングは任意であり、例えば、入力装置18で不吐出ノズル補正LUT46の生成開始操作がなされたときに生成する態様、印刷JOBの開始前に生成する態様、一定期間の経過ごとに生成する態様、所定枚数のプリントを実施するごとに生成する態様、記録媒体の種類やサイズを切り替えるごとに生成する態様などがあり得る。不吐出ノズル補正LUT46は、プリント処理制御部30からの指令に基づき、前述の適当なタイミングで更新される。
図2及び図4(A)、(B)に示すように、異常ノズル検出部53は、インラインセンサ29による異常ノズル検知用テストチャート(テストチャート)56の読取結果に基づき、インクジェットヘッド27の各ノズルの中の異常ノズルを検出する。
図2に戻って、ノズル吐出補正データ格納部42には、前述の不吐出ノズル補正LUT46及び異常ノズル情報テーブル47の他に、曲がりノズルN(E)に起因する画像のスジムラの補正に用いられる曲がりノズル補正データ(補正値)60が格納されている。
図2に戻って、プリンタ12のノズル吐出補正処理部23には、不吐出ノズル補正処理部65と、曲がりノズル補正処理部66とが設けられている。不吐出ノズル補正処理部65及び曲がりノズル補正処理部66は、画像データ出力時(例えば画像データ50がPC14(画像処理回路20)に入力されたときなど)に作動する。
不吐出ノズル補正処理部65には、停止処理部65aと信号変換処理部65bとが設けられている。停止処理部65aは、異常ノズル情報テーブル47内の不吐出ノズルのノズル番号に基づき、不吐出ノズルに対して不吐出補正処理(例えば画像設定値を0にする)を行う。これにより、不吐出ノズルが不吐出化される。
図2に戻って、曲がりノズル補正処理部66には、制限処理部(滴量制限手段)66aと信号変換処理部(滴量補正手段)66bとが設けられている。制限処理部66aは、異常ノズル情報テーブル47内の曲がりノズルN(E)のノズル番号と着弾位置ずれ量と出力濃度とに基づき、曲がりノズル補正データ60を参照して、曲がりノズルN(E)の出力濃度(吐出されるインクの滴量)を制限する出力濃度制限処理を行う。具体的には、曲がりノズルN(E)の着弾位置ずれ量に対応する出力濃度制限LUT61aを参照して、曲がりノズルN(E)の出力濃度が出力濃度制限LUT61aで定められる上限値UL以下となるように、階調変換処理部22による信号変換処理済みの画像信号に対して信号変換処理を施す。なお、出力濃度が上限値UL以下の曲がりノズルN(E)については、出力濃度制限処理は行わない。
図9に示すフローチャートを用いて上記構成の印刷システム10の作用について説明を行う。画像データ50の出力前(画像記録前)に、前述の不吐出ノズル補正LUT生成処理により得られた不吐出ノズル補正LUT46と、外部の検査装置等で得られた曲がりノズル補正データ60とがそれぞれノズル吐出補正データ格納部42に格納される(ステップS1、S2)。
曲がりノズル補正処理部66の制限処理部66aは、異常ノズル情報テーブル47を参照して、インクジェットヘッド27に曲がりノズルN(E)が含まれているか否かをチェックし、曲がりノズルN(E)が含まれている場合にはそのノズル番号と着弾位置ずれ量と出力濃度とを取得する(ステップS6)。これにより、曲がりノズルN(E)の位置と着弾位置ずれ量と出力濃度とが判別される。
不吐出ノズル補正処理部65の停止処理部65aは、異常ノズル情報テーブル47を参照して、インクジェットヘッド27に不吐出ノズルが含まれているか否かをチェックし、曲がりノズルが含まれている場合にはそのノズル番号を取得する(ステップS11)。これにより、不吐出ノズルの位置が判別される。
ハーフトーン処理部24は、ノズル吐出補正処理部23の各部で信号変換処理等された多階調の画像信号を多値(例えば4値)の信号に変換するハーフトーン処理を行う(ステップS13)。ハーフトーン処理により生成された多値の信号はマーキング部28に送られる。
図10(A)に示すように、本実施形態では曲がりノズルN(E)が発生している場合に、この曲がりノズルN(E)を不吐出化せずに出力濃度を上限値UL以下に制限した上で、隣接ノズルN(A)の出力濃度を増加させている。このため、図21及び図22で説明した着弾干渉により隣接ノズルN(A)から吐出されるインクの間隔が広がってしまう場合でも、曲がりノズルN(E)から吐出されるインクにより描画記録を行うことができる。その結果、図21に示したようなスジムラの発生を抑えることができる。また、曲がりノズルN(E)の出力濃度は制限されているので、図20に示したスジムラの発生も抑えられる。これにより、図10(B)に示すように、曲がりノズルに起因する画像のムラ(スジムラ)を抑えることができるので、良好な画像が得られる。
上記第1実施形態では、曲がりノズルN(E)の着弾位置ずれ量に応じてこの曲がりノズルN(E)の出力濃度(吐出されるインクの滴量)の上限値ULを変えているが、着弾位置ずれ量に関係なく、ある一定の上限値ULを設定してもよい。この場合には、多数の出力濃度制限LUT61aを求める手間を省くことができる。さらに、上限値ULを一定にすることで、吐出補正LUT62aをより簡単に求める(例えば、曲がりノズルN(E)の出力濃度は考慮せず、着弾位置ずれ量ごとに求める)ことができる。
次に、図11を用いて本発明の第2実施形態の印刷システム70について説明を行う。上記第1実施形態の印刷システム10では、曲がりノズルN(E)の出力濃度を上限値UL以下に制限するためにハーフトーン処理前の画像データに画像処理(信号変換処理)を施している。これに対して、印刷システム70ではハーフトーン処理後の多値(例えば4値)の信号を修正することにより、曲がりノズルN(E)から小滴のみを吐出させる。
第2実施形態のPC14は、第1実施形態とは異なる曲がりノズル補正データ72がノズル吐出補正データ格納部42に格納されている点を除けば、第1実施形態のPC14と基本的に同じ構成である。
第2実施形態のプリンタ12は、ノズル吐出補正処理部23に第1実施形態とは異なる曲がりノズル補正処理部(滴量補正手段)75が設けられているとともに、ハーフトーン処理部24に制限処理部(滴量制限手段)76が設けられている点を除けば、第1実施形態のプリンタ12と基本的に同じ構成である。
図12に示すフローチャートを用いて上記構成の印刷システム70の作用について説明を行う。なお、ハーフトーン処理(ステップS13)までの処理の流れは、図9に示した第1実施形態の処理の流れと基本的に同じであるので、ここでは説明は省略する。ただし、印刷システム70では、曲がりノズル補正処理部75による出力濃度制限処理(図9のステップS7、S8に相当)は実施されない。また、不吐出ノズル補正処理(図9のステップS11、S12)についても第1実施形態と同様であるので、ここでは説明は省略する。
第1実施形態と同様に、曲がりノズルN(E)の出力濃度を制限するとともに、隣接ノズルN(A)の出力濃度を増加させているので、第1実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。
上記第2実施形態では、曲がりノズルN(E)に対応する信号が「吐出しない」の場合には修正を行っていないが、「吐出しない」の信号も「小滴インクを吐出する」の信号に修正してもよい。また、上記第2実施形態では、出力濃度が上限値ULを上回る曲がりノズルN(E)に対応する「大滴・中滴インクを吐出する」の信号を「小滴インクを吐出する」の信号に修正しているが、出力濃度に関係なく全ての曲がりノズルN(E)についての信号を修正してもよい。
次に、図13を用いて本発明の第3実施形態の印刷システム80について説明を行う。上記第1及び第2実施形態の印刷システム10,70では画像処理により曲がりノズルN(E)の出力濃度の制限と隣接ノズルN(A)の出力濃度の補正とを行っている。これに対して、印刷システム80では、インクジェットヘッド27の各ノズルを駆動する駆動信号を調整することにより、曲がりノズルN(E)の出力濃度の制限と隣接ノズルN(A)の出力濃度の補正とを行う。
第3実施形態のPC14は、第1実施形態とは異なる曲がりノズル補正データ82と、不吐出ノズル補正LUT83とがノズル吐出補正データ格納部42に格納されている点を除けば、第1実施形態のPC14と基本的に同じ構成である。
第3実施形態のプリンタ12は、マーキング部90にて曲がりノズル補正処理及び不吐出ノズル補正処理を行う点を除けば、第1実施形態のPC14と基本的に同じ構成である。
図13に示すフローチャートを用いて上記構成の印刷システム80の作用について説明を行う。なお、ハーフトーン処理(ステップS13)までの処理の流れは、図9に示した第1実施形態の処理の流れと基本的に同じであるので、ここでは説明は省略する。ただし、印刷システム80では、ハーフトーン処理前の曲がりノズル補正処理(ステップS6〜S10)と、不吐出補正処理(ステップS11、S12)は実施されない。
第1実施形態と同様に、曲がりノズルN(E)の出力濃度を制限するとともに、隣接ノズルN(A)の出力濃度を増加させているので、第1実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。
上記第3実施形態では、曲がりノズルN(E)の出力濃度の制限や隣接ノズルN(A)の出力濃度を増加させるために、ノズルの駆動信号の大きさ(振幅)を調整しているが、例えば駆動信号のパルス幅や周波数などを調整してもよい。
次に、図1に示したプリンタ12の一例であるインクジェット記録装置の構成例について説明する。
給紙部112には、枚葉紙である記録媒体Pが積層されている。給紙部112の給紙トレイ150から記録媒体Pが一枚ずつ処理液付与部114に給紙される。記録媒体Pとして、枚葉紙(カット紙)を用いているが、連続用紙(ロール紙)から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。
処理液付与部114は、記録媒体Pの記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部116で付与されるインク中の色材(本例では顔料)を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
描画部116は、描画ドラム170、用紙抑えローラ174、及びインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yを備えている。描画ドラム170は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)171を備える。
乾燥部118は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、乾燥ドラム176、及び溶媒乾燥装置178を備えている。乾燥ドラム176は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)177を備え、この保持手段177によって記録媒体Pの先端を保持できるようになっている。
定着部120は、定着ドラム184、ハロゲンヒータ186、定着ローラ188、及びインラインセンサ190で構成される。定着ドラム184は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)185を備え、この保持手段185によって記録媒体Pの先端を保持できるようになっている。
定着部120に続いて排紙部122が設けられている。排紙部122は、排出トレイ192を備えており、この排出トレイ192と定着部120の定着ドラム184との間に、これらに対接するように渡し胴194、搬送ベルト196、張架ローラ198が設けられている。記録媒体Pは、渡し胴194により搬送ベルト196に送られ、排出トレイ192に排出される。搬送ベルト196による用紙搬送機構の詳細は図示しないが、印刷後の記録媒体Pは無端状の搬送ベルト196間に渡されたバー(不図示)のグリッパーによって用紙先端部が保持され、搬送ベルト196の回転によって排出トレイ192の上方に運ばれてくる。
次に、ヘッドの構造について説明する。各ヘッド172M、172K、172C、172Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号250によってヘッドを示すものとする。
沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をLsとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル251が一定のピッチP=Ls/tanθで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。
本実施形態によれば、曲がりノズルなどの吐出異常ノズルを不吐出化させることなく、出力濃度(吐出されるインクの滴量)を制限している。
上記実施形態では、記録媒体Pに直接インク滴を打滴して画像を形成する方式(直接記録方式)のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像(一次画像)を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型の画像形成装置についても本発明を適用することができる。
上述の実施形態では、停止したインクジェットヘッドに対して記録媒体を搬送する構成を例示したが、本発明の実施に際しては、停止した記録媒体(被描画媒体)に対してヘッドを移動させる構成も可能である。
「記録媒体」は、インクジェットヘッドから吐出された液滴によってドットが記録される媒体の総称であり、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フィルム、布、不織布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。
なお、インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力(吐出エネルギー)を発生させる手段は、ピエゾアクチュエータ(圧電素子)に限らない。圧電素子の他、静電アクチュエータ、サーマル方式(ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させる方式)におけるヒータ(加熱素子)や他の方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子(吐出エネルギー発生素子)を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
上記の各実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画するインクジェット装置に広く適用できる。
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書は少なくとも以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
Claims (11)
- 液滴の吐出を行う複数のノズルを有する記録ヘッドと、
前記複数のノズルのうちの吐出異常を示す吐出異常ノズルを検出する異常ノズル検出手段と、
前記吐出異常ノズルに起因する前記画像のムラの補正に用いられる補正値を記憶する記憶手段と、
前記異常ノズル検出手段で検出された前記吐出異常ノズルから吐出される前記液滴の滴量を、前記吐出異常ノズル以外の他の正常ノズルから吐出される前記液滴の滴量よりも小さい所定の上限値以下に制限する滴量制限手段と、
前記記憶手段に記憶された前記補正値に基づき、前記正常ノズルから吐出される前記液滴の滴量を補正する滴量補正手段と、
前記記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させながら、前記記録ヘッドの前記吐出異常ノズル及び前記正常ノズルからそれぞれ吐出された液滴を前記記録媒体上に付着させることにより、前記記録媒体上に画像を記録する画像記録手段と、
を備えるインクジェット記録装置。 - 前記滴量補正手段は、前記吐出異常ノズルに対応するドットの隣接ドットを記録する前記正常ノズルから吐出される前記液滴の滴量を増加させる請求項1記載のインクジェット記録装置。
- 前記吐出異常ノズルは、前記液滴の飛翔曲がりが発生する曲がりノズルであり、
前記曲がりノズルから前記記録媒体上に吐出された前記液滴の着弾位置のずれ量を検出するずれ量検出手段を備え、
前記滴量制限手段は、前記ずれ量検出手段が検出した前記ずれ量の大きさに応じて、前記上限値を変更する請求項1または2記載のインクジェット記録装置。 - 前記滴量補正手段は、前記ずれ量検出手段が検出した前記ずれ量の大きさに応じて、前記正常ノズルから吐出される前記液滴の滴量の補正量を変更する請求項3記載のインクジェット記録装置。
- 前記滴量制限手段は、画像データに画像処理を施すことにより、前記吐出異常ノズルから吐出される前記液滴の滴量を前記上限値以下に制限する請求項1から4のいずれか1項記載のインクジェット記録装置。
- 前記複数のノズルは、液滴サイズが異なる複数種類の前記液滴を選択的に吐出可能であり、
前記滴量制限手段は、前記上限値以下の滴量に対応する前記液滴サイズの前記液滴を前記吐出異常ノズルから吐出させる請求項1から4のいずれか1項記載のインクジェット記録装置。 - 前記滴量制限手段は、前記液滴サイズが最小の前記液滴を前記吐出異常ノズルから吐出させる請求項6記載のインクジェット記録装置。
- 前記複数のノズルに対してそれぞれ駆動信号を送るヘッドドライバを備えており、
前記滴量制限手段は、前記ヘッドドライバを制御して前記吐出異常ノズルに送る前記駆動信号を調整することにより、前記吐出異常ノズルから吐出される前記液滴の滴量を前記上限値以下に制限する請求項1から4のいずれか1項記載のインクジェット記録装置。 - 前記異常ノズル検出手段は、前記複数のノズル毎にそれぞれ記録されたラインパターンにより構成されるテストチャートの読み取り結果に基づき、前記吐出異常ノズルの検出を行う請求項1から8のいずれか1項記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録ヘッドは、前記記録媒体に対する1回の相対移動で前記画像を記録するシングルパス方式のヘッドである請求項1から9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
- 液滴の吐出を行う複数のノズルを有する記録ヘッドから吐出異常を示す吐出異常ノズルを検出する異常ノズル検出ステップと、
前記異常ノズル検出ステップで検出された前記吐出異常ノズルから吐出される前記液滴の滴量を、前記吐出異常ノズル以外の他の正常ノズルから吐出される前記液滴の滴量よりも小さい所定の上限値以下に制限する滴量制限ステップと、
予め記憶されかつ前記吐出異常ノズルに起因する前記画像のムラの補正に用いられる補正値に基づき、前記正常ノズルから吐出される前記液滴の滴量を補正する滴量補正ステップと、
前記記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させながら、前記記録ヘッドの前記吐出異常ノズル及び前記正常ノズルからそれぞれ吐出された液滴を前記記録媒体上に付着させることにより、前記記録媒体上に画像を記録する画像記録ステップと、
を有するインクジェット記録装置の画像記録方法。
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