JP3815620B2

JP3815620B2 - 画像記録装置

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Publication number: JP3815620B2
Application number: JP2003330324A
Authority: JP
Inventors: 務高塚
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2023-09-22
Also published as: US20050063666A1; JP2005096137A; US7771009B2

Description

本発明は、画像記録装置に係り、特に、複数の画像記録素子が配列された記録ヘッドにより複数種類の幅の記録媒体に高速記録可能であるとともに欠陥画素に対する補修を可能とした画像記録装置に関する。

画像記録装置の一例として、多数のノズル（画像記録素子）を配列させたインクジェットヘッド（記録ヘッド）を有し、この記録ヘッドと記録媒体を相対的に移動させつつノズルからインクを吐出することにより、記録媒体上に画像を形成するインクジェットプリンタが知られている。

このようなインクジェットプリンタにおいて、高画質のプリントを得ようとすると、インクの吐出時の粒径を小さくし、記録媒体表面に吐出されるインク同士の間隔を狭くするのが好ましいが、インク吐出口の直径はインクの吐出時の粒径よりもさらに小さいものであり、インク吐出口同士の間隔は加工精度を確保する上で既に略限界に達している。

これに対して、インクジェットヘッドを記録媒体の搬送面と平行な面内において回転させて、搬送方向に対してインクジェットヘッドを所定角度だけ回転させて、記録媒体の搬送方向におけるインクジェットヘッドのインク吐出口の間隔を狭くし、その分プリントの画素密度を増大させて高画質のプリントが得られるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

また、一方上記インクジェットプリンタにおいては、印字ヘッドのノズル詰まりやインクのメニスカス面の汚れ等によって、インクが吐出しなかったり、吐出したインクの飛翔方向が正常でないことがあり、そのため印字のヌケが発生することがある。このような印字のヌケは、シャトルスキャン方式では多重度が大きいために目立ちにくいが、ラインヘッドの場合には、印字不良ムラが顕著になる。

これに対しては、記録媒体の幅相当の長さに複数のノズルを配置したインクジェットヘッドを有するライン型インクジェットプリンタにおいて、ノズル欠陥を検出する手段を持ち、ラインヘッドのノズルに欠陥がある場合には、ラインヘッドに併設された補助ヘッドを用いて画像記録を行うことにより欠陥画素の補修を行うようにしたもの（例えば、特許文献２等参照）や、あるいはドットマトリクス方式により画像を記録する画像記録装置において、記録済みの記録媒体を、記録ヘッドに対して所定量だけその幅方向に相対移動させつつスイッチバックし、印字不良があった場合には、記録済記録媒体を排出する時に、不良のドット印字素子に対して所定量離れた正常なドット印字素子のみを用いて、印字すべきドットデータを印字するようにして印字不良を補修するようにしたもの（例えば、特許文献３等参照）等が知られている。
特開２００２−１９３６号公報特開平１１−３３４０４７号公報特開平９−２４６２７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたもののように、記録ヘッドを所定角度回転して記録すると、見かけ上画素密度が増大して高画質プリントを得ることはできるものの、記録媒体の幅方向の記録領域が狭くなり、幅広の記録媒体に対しても高画質で記録しようとすると処理速度が低下し、また、狭幅の記録媒体に高画質で記録する場合においても、その処理速度を上げることはできず、生産性を向上させることはできないという問題がある。

また、前記特許文献２等に記載されたものでは、通常のラインヘッドの他に、これに併設された補修用の補助ヘッドが各色に対して必要となるため装置構成に無駄が多いという問題がある。さらに、前記特許文献３等に記載されたものでは、一度印字した記録済用紙をスイッチバックして、印字不良の検出を行い、再印字するかを判断しているため、印字不良のあるなしに関わらず、記録用紙が必ず印字ヘッドを往復することとなるので、生産性が悪いという問題がある。またさらに、不良のドット印字素子に対して所定量だけ離れた正常なドット印字素子のみを用いて印字するようにしているため、記録用紙のスキュー等の影響により、完全に印字不良が補修されるとは限らないという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、１つの記録ヘッドで、複数の幅サイズの記録媒体に対して、解像度を落とすことなく、高速記録が可能であるとともに、装置構成の複雑化やコストアップを招くことなく、欠陥画素の補修を行うことのできる画像記録装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の画像記録素子が配列されたライン型記録ヘッドにより記録媒体に画像記録を行う画像記録装置であって、前記ライン型記録ヘッドを、前記記録媒体の搬送面と平行な面内において、少なくとも、前記ライン型記録ヘッドの長手方向が前記記録媒体の搬送方向と略直交する直交位置、及び前記ライン型記録ヘッドの長手方向が前記記録媒体の搬送方向と略平行となる平行位置の間の任意の位置に回転し、配置する記録ヘッド配置手段と、前記ライン型記録ヘッドを、前記平行位置を保ちながら前記搬送方向と略直交する方向に走査させるシャトル走査機構と、前記搬送方向における前記記録媒体の幅を検出する幅検出手段とを備え、前記幅検出手段によって検出された前記記録媒体の幅が、前記ライン型記録ヘッドの長手方向における前記画像記録素子による有効記録幅の長さと略同じ場合には、前記ライン型記録ヘッドを前記直交位置として、前記ライン型記録ヘッドに対して略直交する方向に前記記録媒体を搬送しながら画像記録を行い、前記幅検出手段によって検出された前記記録媒体の幅が、前記ライン型記録ヘッドの長手方向における前記画像記録素子による有効記録幅の長さよりも大きい場合には、前記ライン型記録ヘッドを前記平行位置として、前記平行位置を保ちながら前記搬送方向と略直交する方向に前記ライン型記録ヘッドを走査して画像記録を行い、
前記幅検出手段によって検出された前記記録媒体の幅が、前記ライン型記録ヘッドの長手方向における前記画像記録素子による有効記録幅の長さよりも小さい場合には、前記ライン型記録ヘッドを、前記直交位置に対して所定角度傾けた位置に配置するとともに、前記ライン型記録ヘッドを所定角度傾けたことにより、前記記録媒体幅方向のドットピッチが小さくなった分、前記記録媒体の搬送速度を上げることにより前記記録媒体の搬送方向におけるドットピッチを増大させて、前記ライン型記録ヘッドを傾ける前後で、単位面積当たりの解像度が同等となるように画像記録を行うように制御する制御手段を有することを特徴とする画像記録装置を提供する。

これによりラインヘッドとしての通常の画像記録の他にライン型記録ヘッドの長手方向を搬送方向に平行にした平行位置を保ちながら搬送方向と略直交する方向に走査するシャトル走査をすることで大きな記録媒体に対しても高速で画像記録をすることができ生産性を向上させることができる。
また、ライン型記録ヘッドを回転させることにより、簡単にその位置を移動することができる。
また、複数の幅の異なる記録媒体に対しても、少なくとも１つのライン型記録ヘッドで高速に画像記録を行うことができる。さらに、記録媒体の幅がライン型記録ヘッドよりも狭い場合でも、解像度を落とすことなく、高速に画像記録を行うことができる。

また、本発明の画像記録装置は、さらに、前記ライン型記録ヘッドの前記搬送方向下流側に前記記録媒体に記録された画像の欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段を備え、欠陥画素を検出した場合には、前記記録ヘッド配置手段と前記シャトル走査機構との少なくとも一方を駆動して、前記欠陥画素を記録したノズルとは異なるノズルを用いて前記欠陥画素を再度画像記録を行うことにより欠陥画素を修復することを特徴とする。

これにより、欠陥画素が発生しても、正常な画像記録素子によって再度記録することにより欠陥画素を簡単に補修することができる。

以上説明したように本発明に係る画像記録装置によれば、１つの記録ヘッドで、複数の幅サイズの記録媒体に対して、解像度を落とすことなく、高速で画像記録を行うことが可能となる。また、欠陥画素に対して正常な画像記録素子で再度記録するようにした場合には、装置構成の複雑化やコストアップを招くことなく、欠陥画素の補修を行うことができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る画像記録装置について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る画像記録装置の一実施形態の要部を示す概略斜視図である。本実施形態においては、画像記録装置として、記録用紙に向けてインクを吐出する複数のノズル（画像記録素子）を直線上に配列したライン型インクジェットヘッド（記録ヘッド）を有するインクジェットプリンタを例にとって説明するが、本発明はインクジェットプリンタに限定されるものではない。

図１に示すように、本実施形態の画像記録装置（以下、インクジェットプリンタとする。）１０は、複数のノズル（インク吐出口）を直線上に配列したライン型のインクジェットヘッド１２を有し、図に矢印Ｑで示す方向に搬送される記録用紙（ペーパ）Ｐに画像記録（印字）を行うものである。

本実施形態のライン型のインクジェットヘッド１２は、図に示すように、その長手方向（ノズル配列方向）が記録用紙Ｐの搬送方向Ｑに略直交する方向（以下、これを直交位置Ｍとする。）に配置されて、ラインヘッドとしての画像記録を行うばかりでなく、図に二点鎖線で示したように、その長手方向が記録用紙Ｐの搬送方向Ｑと略平行になるような方向（以下、これを平行位置Ｗとする。）に配置されて、この搬送方向Ｑとの平行性を保持したまま記録用紙Ｐの搬送方向Ｑと略直交する方向にシャトルスキャン（シャトル走査）可能なように構成される。

これを可能とするために、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、インクジェットヘッド１２を上記直交位置Ｍ及び平行位置Ｗに配置するための記録ヘッド配置手段１４、及びインクジェットヘッド１２を記録用紙Ｐの搬送方向Ｑに略平行な方向に保ったまま、インクジェットヘッド１２を搬送方向Ｑと略直交する方向にシャトル走査するシャトル走査機構１６を有している。

記録ヘッド配置手段１４は、主に、インクジェットヘッド１２を、図に実線で表された直交位置Ｍと図に二点鎖線で表された平行位置Ｗの間で回転させる回転用モータ１８、及びインクジェットヘッド１２の一端を保持して回転を確実に行わせるための案内板２０によって構成される。

すなわち、インクジェットヘッド１２は、その一方の端部１２ａを支持部材２２に軸支され、端部１２ａを軸支する軸（回転用モータ１８の回転軸に直結、図示省略）を中心として回転用モータ１８によって回転される。このとき、インクジェットヘッド１２の他方のＬ字状に形成された端部１２ｂが、案内板２０の上に位置し、案内板２０によってガイドされつつ、その上を移動する。ここで、インクジェットヘッド１２は、支持部材２２によって軸支されており、端部１２ｂは必ずしも案内板２０に接してその上を摺動する必要はないが、案内板２０があるため端部１２ｂがそれ以上下へ下がることはない。これにより、インクジェットヘッド１２は、その下側に設けられた不図示のノズル面が記録用紙Ｐの搬送面と略一定距離を保ちながら直交位置Ｍと平行位置Ｗの間を回転する。

図に二点鎖線で示した平行位置Ｗにおいては、インクジェットヘッド１２の他方の端部１２ｂは、もう１つの支持部材２４によって支持される。支持部材２４は、搬送方向Ｑと略直交する方向に延設されたスライダー（例えば、直動レール等）２６上を移動可能となっている。インクジェットヘッド１２は、平行位置Ｗにあるときは、搬送方向Ｑとの平行性を保ったまま、搬送方向Ｑと略直交する方向に移動してシャトル走査（シャトルスキャン）を行うようになっている。

インクジェットヘッド１２にシャトル走査を行わせるためのシャトル走査機構１６は、インクジェットヘッド１２の一方の端部１２ａが軸支された支持部材２２がその上を移動するように搬送方向Ｑと略直交する方向に延設されたボールネジ２８と、これを駆動する移動用モータ３０を有して構成される。

移動用モータ３０によりボールネジ２８が駆動されると、インクジェットヘッド１２の一方の端部１２ａを軸支した支持部材２２がボールネジ２８上を移動し、これにともなって他方の端部１２ｂを支持する支持部材２４がスライダー２６を同様に移動してシャトル走査が行われる。このとき、支持部材２４は、インクジェットヘッド１２の端部１２ｂを例えば電磁石で固定し、移動の際インクジェットヘッド１２ががたつかないようにしている。インクジェットヘッド１２を直交位置Ｍに戻すときには、電磁石をオフにし、端部１２ｂの固定を解除する。

図２（ａ）に、図１に示したインクジェットプリンタの要部の平面図を示し、図２（ｂ）に、同じく図１に示したインクジェットプリンタの要部の右側から見た（搬送方向Ｑの上流側から見た）側面図を示す。

図２（ａ）に示すように、インクジェットヘッド１２の一方の端部１２ａを軸支する支持部材２２がその上を移動するボールネジ２８と、平行位置Ｗにおいてインクジェットヘッド１２の他方の端部１２ｂを支持する支持部材２４がその上を移動するスライダー２６とが、略平行に配置され、その間に案内板２０が四分円状に配置されている。そして、インクジェットヘッド１２が回転用モータ１８の回転軸を中心として、端部１２ｂが案内板２０にガイドされて直交位置Ｍと平行位置Ｗとの間を回転するようになっている。

また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のインクジェットヘッド１２が直交位置Ｍにある場合を図２（ａ）の下側から見た側面図となっている。図２（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１２の、その下側にノズル面１２ｃを有するヘッド本体１２ｄは、案内板２０よりも下に位置するように配置されている。これにより、インクジェットヘッド１２が、図２（ａ）に二点鎖線で示した平行位置Ｗから平行性を保ったまま右方向に移動して（さらに左右方向の移動を繰り返し）シャトル走査をするときでも、ヘッド本体１２ｄが案内板２０の下側を通過するため、ヘッド本体１２ｄが案内板２０と衝突することはない。なお、案内板２０は、インクジェットヘッド１２の動きを阻害しないような固定部材（図示省略）に固定されている。

また、インクジェットヘッド１２のＬ字状に形成された端部１２ｂの垂直部１２ｅは、案内板２０との間に、わずかな隙間δを有している。これにより、インクジェットヘッド１２の案内板２０に沿った回転がなめらかに行われるとともに、後述する欠陥画素の修復時にインクジェットヘッド１２をボールネジ２８の軸方向に少しだけ移動（シフト）することが可能となる。

図３に、本実施形態のインクジェットプリンタ１０のシステム構成をブロック図で示す。図３に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、システム全体の動作を制御する制御部４０を有し、制御部４０に対して、画像信号を始めとする各種信号が入力され、これらの入力信号を基に、各駆動部等の動きが制御される。図３においては、制御部４０の左側が制御部４０に対する入力系、右側が制御部４０からの出力系である。

制御部４０に対する入力系としては、ペーパ幅判断部４２、データ変換部４４、欠陥画素検出部４６、補修用ノズル位置演算部４８等があり、制御部４０に対する出力系としては、ヘッド駆動部５０、ヘッド回転機構５２、搬送機構５４、ヘッド移動機構５６等がある。

ペーパ幅判断部４２は、記録用紙Ｐの紙幅を検出するものである。その検出方法は特に限定はされず、さまざまな方法が適用可能である。例えば、画像記録開始時に記録用紙Ｐをマガジン（ロール紙の場合）あるいはカセット（シート状のカット紙の場合）等の記録用紙供給部にセットすると装置がマガジンＩＤ情報から紙幅を特定する機能を有していて、その検出信号をペーパ幅判断部４２に送るようにしてもよいし、記録用紙供給部から供給され、記録ヘッド（インクジェットヘッド１２）へ搬送される記録用紙Ｐの幅をセンサ（例えば、ＣＣＤセンサ等）によって検出し、ペーパ幅判断部４２において、その検出信号からペーパ幅を判断するようにしてもよい。あるいは、オペレータが直接、ペーパ幅判断部４２に紙幅を入力するようにしてもよい。

データ変換部４４は、インクジェットヘッド１２を直交位置Ｍに位置させて通常のラインヘッドとして記録する場合と、インクジェットヘッド１２を平行位置Ｗに位置させてシャトル走査により記録する場合とで、インクジェットヘッド１２に送る（記録用）データを変える必要があるが、その変換を行うものである。

欠陥画素検出部４６は、インクジェットプリンタ１０において、インクジェットヘッド１２の搬送方向Ｑ下流側に設けられた欠陥画素検出センサ（図示省略）からの信号に基づいて、どの画素に欠陥があるか、どのノズルが不良かを検出するものである。欠陥画素を検出するセンサは、特に限定はされず、ＣＣＤによって記録画像を読み込んで、読み込んだ画像を解析して欠陥画素を検出するようにしてもよいし、インクジェットヘッド１２の直後に設置した不吐出検出センサにより、不吐出ノズルを検出するようにしてもよい。

補修用ノズル位置演算部４８は、欠陥画素検出部４６によって検出された欠陥画素を補修するのに、インクジェットヘッド１２をどのように移動（回転あるいは回転と移動の組み合わせ等）させてどのノズルを用いて補修するかを演算して決定するものである。

ヘッド駆動部５０は、インクジェットヘッド１２を駆動するものであり、各ノズルからのインク吐出を制御して、入力された画像信号に応じて各ノズルからインクを吐出して画像記録を行うものである。

ヘッド回転機構５２は、前述した記録ヘッド配置手段１４に相当するものであり具体的には、図１あるいは図２を用いて説明したように、インクジェットヘッド１２を直交位置Ｍと平行位置Ｗとの間で所定の角度に回転させる機能を有する回転用モータ１８、及び案内板２０によって構成される。

搬送機構５４は、記録用紙Ｐを記録用紙供給部から引き出してインクジェットヘッド１２に搬送するとともに、画像記録済みの記録用紙Ｐを記録用紙排出部に搬送するものである。ここで用いられる記録用紙Ｐとしては、長尺なロール紙を装填したマガジンから引き出して所定長にカットしたもの（あるいはカットせずにそのまま）を用いるようにしてもよいし、予め所定長のシート状にカットされてカセットに装填されたカット紙を用いるようにしてもよい。

ヘッド移動機構５６は、シャトル走査機構１６に相当し、移動モータ３０によってボールネジ２８を駆動して、インクジェットヘッド１２を、搬送方向Ｑと略直交する方向に移動させるものである。これにより、インクジェットヘッド１２を図２（ａ）に示す平行位置Ｗにあるインクジェットヘッド１２をそのまま左右に移動することによりシャトル走査が実現される。また、詳しくは後述するが、このヘッド移動機構５６によって、欠陥画素修復時には、インクジェットヘッド１２をボールネジ２８方向にわずかだけ移動させて欠陥のない正常なノズルで欠陥画素を再印字することにより欠陥画素の補修を行うこともできる。

このように本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、ペーパ幅判断部４２を備えており、前述したようにＣＣＤ等のセンサによって記録用紙Ｐの幅を検出し、その幅に応じた画像記録を行うことができる。以下、記録用紙の紙幅に応じた画像記録の方法について説明する。

なお、ここでは、簡単のために、紙幅は、狭幅、中幅、広幅の３種類とする。狭幅とは、幅１２７ｍｍ×８９ｍｍのＬサイズをいい、中幅とは、幅２９７ｍｍ×２１０ｍｍのＡ４サイズをいい、広幅とは、幅４２０ｍｍ×５９４ｍｍのＡ２サイズを言うものとする。

そして、ペーパ幅判断部４２によって紙幅がインクジェットヘッド１２の記録幅と略同じ中幅と判断された場合には、図４に示すように、インクジェットヘッド１２を直交位置Ｍに配置して、通常のラインヘッドとして画像記録を行うこととする。

また、紙幅がインクジェットヘッド１２の記録幅よりも大きい広幅と判断された場合には、図４に示すように、インクジェットヘッド１２を平行位置Ｗ１まで直交位置Ｍから９０°回転して、そのまま横方向（ボールネジ２８方向）に、符号Ｗ２で示す位置まで移動し、この間でシャトル走査を行うこととする。これにより、記録用紙Ｐの幅がインクジェットヘッド１２の記録幅よりも大きい場合でも同じインクジェットヘッド１２を用いて画像記録することができる。

また、記録用紙Ｐの幅がインクジェットヘッド１２よりも狭い、狭幅と判断された場合には、図４に符号Ｓで示すように、インクジェットヘッド１２を搬送方向Ｑに略直交する直交位置Ｍから所定角度θだけ回転し、インクジェットヘッド１２を傾けた位置Ｓとして、インクジェットヘッド１２をこのように傾けた状態で画像記録を行う。このようにすると、見かけ上、図の横方向における記録密度が増大する。そこで、記録用紙Ｐの搬送方向Ｑ（図１参照）におけるドットピッチを、上記インクジェットヘッド１２を傾けた角度θに応じて所定量疎にして画像記録を行うようにすることで、解像度を低下させることなく高速で記録することが可能となる。

いまこれを、図５に示すように、インクジェットヘッド１２のノズルが１列Ａに配列された場合を例にとって説明する。インクジェットヘッド１２が図５（ａ）に符号Ｍで示す直交位置（θ＝０°）にある場合、記録用紙Ｐを搬送速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］で搬送し、Ａ列のノズルｎ１〜ｎ４をそれぞれ同時に吐出し、吐出周波数をｆ₀［Ｈｚ］として、全面ベタ画像を形成するとする。このときの記録用紙上での着弾後のインク位置を図５（ｂ）に示す。記録用紙上に着弾したインク滴の、図に矢印で示す用紙搬送方向のピッチｘは、ｘ＝Ｖ／ｆ₀［ｍｍ］となる。また、用紙搬送方向に直交する方向（用紙幅方向）のピッチはａ［ｍｍ］であったとする。

一方、このインクジェットヘッド１２を、例えばθ＝６０°回転した位置Ｓにおいて、記録用紙Ｐの搬送速度を２Ｖ［ｍｍ／ｓ］（すなわち、２倍）として、Ａ列のノズルｎ１、ｎ３、ｎ５をそれぞれ同時に吐出する。このときの記録用紙上での着弾後のインク位置を図５（ｃ）に示す。このとき、着弾したインクの記録用紙搬送方向のピッチは、２ｘ＝２Ｖ／ｆ₀［ｍｍ］となる。また、用紙幅方向のピッチはａ／２［ｍｍ］となる。このようにＡ列のノズルを同時に駆動するとインクジェットヘッド１２上に並んだノズルと同じ形で用紙搬送方向にピッチ２ｘで記録される。また、このとき、Ａ列の各ノズルの吐出タイミングを左側から順次１つずつ駆動した場合の着弾後のインク位置を図５（ｄ）に示す。この場合は、用紙搬送向の同じ位置で、用紙幅方向にピッチａ／２［ｍｍ］で横１列に並んだインク滴が用紙搬送方向に２ｘのピッチで記録される。これらの図からわかるように、いずれの場合も、単位面積当たりの着弾ドット数は同じとなる。すなわち、インクジェットヘッド１２を６０度回転した位置Ｓにおいては、用紙幅方向のピッチが２倍となったため、同等の解像度を確保しながら、用紙搬送方向については、例えば用紙搬送速度を２倍にして、搬送方向のドットピッチを２倍と疎にすることができる。

このようにインクジェットヘッド１２を直交位置Ｍにおいて搬送速度Ｖで記録した場合と、インクジェットヘッド１２を直交位置Ｍから６０°回転した位置Ｓにおいて、搬送速度を２倍にして各ノズルを用いて記録した場合とでは、同等の解像度となる。すなわち、インクジェットヘッド１２を回転することにより、吐出周波数ｆ₀を一定で変えずに記録用紙Ｐの搬送速度を上げることができ、画像の用紙の単位面積当たりのドット着弾数である解像度（画像品質）を落とすことなく、生産性を向上させることができる。

もちろん、このようにインクジェットヘッドを所定角度回転した状態で画像記録したり、９０°回転してシャトル走査で画像記録する場合には、それに応じて画像データを変換しなければならない。前述したように、この画像データの変換はデータ変換部４４において行われる。

図６に、データ変換部４４における画像データ変換の概念を示す。図６（ａ）は、記録用紙Ｐの幅が中幅の場合、インクジェットヘッド１２を直交位置Ｍに配置して、通常のラインヘッドとして画像記録する場合のデータであるＹ、Ｍ、Ｃの各色ビットマップデータを示す。また、図６（ｂ）は、記録用紙Ｐの幅が狭幅の場合、インクジェットヘッド１２を所定角度θだけ回転して、インクジェットヘッド１２を傾けた場合のデータを表すものであり、データ変換部４４において、図６（ａ）のデータからデータ変換した場合のＹ、Ｍ、Ｃの各色ビットマップデータを示す。また、図６（ｃ）は、記録用紙Ｐの幅が広幅の場合、インクジェットヘッド１２を平行位置Ｗとして、シャトル走査による画像記録をする場合のデータであり、やはりデータ変換部４４において図６（ａ）のデータからデータ変換した場合の、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色ビットマップデータを示すものである。

中幅、狭幅、広幅それぞれの記録用紙の幅に応じて配置されたインクジェットヘッド１２の各位置における画像記録を行う場合には、上に示したそれぞれの場合に応じて変換されたデータが各位置に配置されたインクジェットヘッドに送られ各色のノズルからそれぞれのデータに応じてインクが吐出され画像記録が行われる。

また、広幅の場合、上に述べたように、インクジェットヘッド１２を直交位置Ｍから９０°回転した位置（平行位置Ｗ）に配置するようにしているが、この９０°回転した位置に、メンテナンスエリアを設けるようにしてもよい。すなわち、このメンテナンスエリアで、キャップ、吸引、ワイピング等のメンテナンス処理を行うようにしてもよい。このように９０°回転した位置であれば、記録用紙Ｐの搬送等にも支障はなく、メンテナンス関係の設備を設置することができる。

以下、図７のフローチャートに沿って、本実施形態の作用を説明する。

画像記録をスタートする際、まず、図７のステップＳ１００において、ペーパ幅判断部４２で記録用紙Ｐの幅を検出し、以下、記録用紙Ｐの紙幅が、狭幅、中幅、広幅に応じてそれぞれの処理が行われる。ところで、前述したようにペーパ幅判断部４２における紙幅の検出方法は特に限定はされず、様々な方法があるが、図７のフローチャートで示したのは、記録用紙Ｐを搬送する前に紙幅を検出する場合であり、ここでは、例えば、記録用紙Ｐを記録用紙供給部にセットすると装置が自動的に紙幅を検出し、その検出信号をペーパ幅判断部４２に送るか、あるいはオペレータが直接紙幅を入力するようにすればよい。

記録用紙Ｐの幅が中幅（例えば、幅１２７ｍｍのＬサイズ）の場合には、ステップＳ１０２へ進み、記録用紙Ｐの搬送を開始し、次のステップＳ１０４において、インクジェットヘッド１２を直交位置Ｍとして通常のラインヘッドとしての画像記録（印字）を行う。また、この場合には、通常の印字であり、特にデータ変換部４４における画像データの変換は必要なく、例えば図６（ａ）に示すようなデータを用いて画像記録が行われる。

なお、上に述べたように、ここでは記録用紙Ｐの搬送前に紙幅を検出する例としたため、ペーパ幅検出の後でペーパ搬送開始となっているが、記録用紙Ｐを搬送し、搬送されている記録用紙Ｐをセンサで検出して紙幅を検出するようにした場合には、図７のフローチャートとは順番が入れ代わり、まずペーパ搬送開始、その後にペーパ幅検出を行うこととなる。

ステップＳ１００において、記録用紙Ｐの幅が狭幅と判断された場合には、前述したようにインクジェットヘッド１２を所定角度θ回転して記録することとなるため、ステップＳ１０６へ進み、それに応じたデータとなるようにデータ変換部４４において画像データ変換を行う。例えば、図６（ｂ）に示すようなデータに変換する。

次に、ステップＳ１０８において、回転用モータ１８を駆動して、インクジェットヘッド１２を所定角度θだけ回転した位置Ｓ（図４参照）に配置する。次に、ステップＳ１０４において、記録用紙Ｐを所定速度で搬送し、画像記録を行う。前述したように、この場合、横方向（搬送方向に略直交する方向）における画素密度が増えているため搬送速度を大きくし、ドットピッチを疎にして記録することができ、記録速度を上げることができ、生産性を向上させることができる。

また、ステップＳ１００において、記録用紙Ｐの幅が広幅と判断された場合には、前述したようにインクジェットヘッド１２を９０°回転し平行位置Ｗとして、そこでシャトル走査を行って画像記録するため、ステップＳ１１０へ進み、データ変換部４４において、画像データを、それに対応したデータ、例えば図６（ｃ）に示すようなデータに変換する。

次にステップＳ１１２において、回転用モータ１８を駆動して、インクジェットヘッド１２を直交位置Ｍから平行位置Ｗまで９０°回転する。そしてステップＳ１１４において、ペーパの間欠搬送を開始し、ステップＳ１１６において、移動用モータ３０を駆動してインクジェットヘッド１２を搬送方向Ｑと略直交する方向にスキャン移動させる。このようにして、ステップＳ１０４においてシャトル走査により画像記録を行う。

ステップＳ１０４以降は、記録用紙Ｐの幅が、狭幅、中幅、広幅いずれの場合も同様である。次にステップＳ１１８において、画像記録（印字）がすべて終了したか否か判断する。画像記録がまだ終了していない場合には、ステップＳ１０４に戻り、画像記録を続行する。

画像記録が終了した場合には、次のステップＳ１２０において、欠陥画素検出部４６において、欠陥画素の検出を行い欠陥画素があったか否か判断する。欠陥画素が検出されなかった場合には、直ちに、ステップＳ１３２へ進み、記録済みの記録用紙Ｐを排出して処理を終了する。

ステップＳ１２０の判断において、欠陥画素が検出された場合には、次のステップＳ１２２において、補修用データを生成する。これには、欠陥画素検出部４６の検出データに基づいて、補修用ノズル位置演算部４８において、どのノズルを用いてどのように補修するかを決定し、それに応じた画像データを生成（あるいはデータ変換）する。

補修方法が決まったら、次のステップＳ１２４において、欠陥画素を有する記録用紙Ｐを逆搬送する。次のステップＳ１２６において、上で決定した補修方法に応じた位置にインクジェットヘッド１２を配置する。すなわち、欠陥画素を正常なノズルで再印字できるようにインクジェットヘッド１２を配置する。

例えば、記録用紙Ｐの幅が狭幅の場合、インクジェットヘッド１２を所定角度回転した位置で記録しているが、このとき欠陥画素が検出された場合には、インクジェットヘッド１２の角度はそのままでヘッド全体を横方向にシフトしたり、角度を少し回転したり、平行位置に移動してシャトル走査を行うことができるようにしたり、あるいは、これらのいくつかを適当に組み合わせて、欠陥ノズルとは異なる正常なノズル（修復ノズル）で欠陥画素を再度記録できるようにインクジェットヘッド１２を配置する。

また、記録用紙Ｐの幅が中幅の場合、インクジェットヘッド１２は直交位置で記録しているが、このとき欠陥画素が検出された場合には、インクジェットヘッド１２を少し回転したり、直交位置のまま横方向に少しシフトしたり、平行位置に移動してシャトル走査を行うことができるようにしたり、あるいは、これらのいくつかを適当に組み合わせて、欠陥ノズルとは異なる正常な修復ノズルで欠陥画素を再度記録できるようにインクジェットヘッド１２を配置する。

また、記録用紙Ｐの幅が広幅の場合、インクジェットヘッド１２は平行位置でシャトル走査を行って記録しているが、このとき欠陥画素が検出された場合には、インクジェットヘッド１２を平行位置のままシャトル走査したり、角度を少し回転したり、回転とシフトを組み合わせた移動をしたりすることにより、欠陥ノズルとは異なる正常な修復ノズルで欠陥画素を再度記録できるようにインクジェットヘッド１２を配置するようにする。

なお、ここで図２（ｂ）に示したように、インクジェットヘッド１２のＬ字状に形成された端部１２ｂの垂直部１２ｅと案内板２０との間には隙間δが存在するため、少なくともこの隙間δ分だけは、インクジェットヘッド１２をその長手方向にシフトすることが可能である。このようにすることで、紙の幅方向位置を変えずに補修することが可能であり、紙位置移動機構を不要とすることができる。

次にステップＳ１２８において、再印字する前に、その補修位置でよいか判断し、補修位置がよくない場合には、ステップＳ１２６に戻り、再度インクジェットヘッド１２の位置を配置し直す。そして補修位置がＯＫとなったら次のステップＳ１３０において、逆搬送してあった記録用紙Ｐを再度搬送しながら補修位置に配置されているインクジェットヘッド１２により欠陥画素を再印字することにより補修を行う。

このとき、欠陥ノズルの回復動作は行わずに、正常なノズルで欠陥画素の周囲を再度画像記録する。欠陥画素を有する記録済みの記録用紙に再度記録することで記録用紙の無駄を省くことができる。また、ノズルの回復動作には時間を要するため、処理を急ぐ場合にはこのように正常なノズルで再印字することが好ましい。

補修済みの記録用紙及び欠陥画素を有しない良好な記録用紙は、次のステップＳ１３２において、排出され処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、１つのインクジェットヘッドで、複数の幅の記録用紙（例えば、狭幅、中幅、広幅の３種類等）に対する記録が可能であり、例えば、インクジェットヘッドの幅よりも広幅の記録を行う場合には、インクジェットヘッドを９０°回転してそのままシャトル走査を行って画像記録することで広幅の記録も可能であるため、広幅の記録を行うために長尺のインクジェットヘッドを製造しなければならないという負荷を低減することができる。

また、中幅と同等の幅を有するインクジェットヘッドを用意すれば、中幅に対しては、通常のラインヘッドとして画像記録を行うことができ、さらに狭幅に対しては、インクジェットヘッドを傾けて（所定角度だけ回転して）記録するようにすれば、記録用紙の搬送速度を上げて生産性を向上させることができる。

また、欠陥画素が検出された場合には、インクジェットヘッドを回転したり、横方向にシフトしたり、シフトと回転を組み合わせることにより、欠陥画素を欠陥を有するノズル（不吐出ノズル等）以外の正常なノズルで再度記録することにより欠陥画素を容易に補修することができる。

以上、本発明の画像記録装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る画像記録装置の一実施形態の要部を示す概略斜視図である。（ａ）は、図１の画像記録装置（インクジェットプリンタ）の要部の平面図であり、（ｂ）は、同要部の側面図である。本実施形態のインクジェットプリンタのシステム構成を示すブロック図である。本実施形態のインクジェットヘッドで複数の幅の記録を行う様子を示す平面図である。本実施形態のインクジェットヘッドで狭幅の記録を高速に行うことを示す説明であり、（ａ）はインクジェットヘッドの回転を示す平面図、（ｂ）は直交位置で記録した場合のインク着弾位置を示す平面図、（ｃ）はインクジェットヘッドを回転した状態で各ノズル同時に駆動した場合のインク着弾位置を示す平面図、（ｄ）インクジェットヘッドを回転した状態で各ノズルを順次に駆動した場合のインク着弾位置を示す平面図である。データ変換部における画像データ変換の様子を示す概念図であり、（ａ）は通常のラインヘッドとしての中幅の記録の場合、（ｂ）はインクジェットヘッドを所定角度回転した狭幅の記録の場合、（ｃ）はインクジェットヘッドを９０°回転してシャトル走査により広幅の記録をする場合を示すものである。本実施形態の作用を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…画像記録装置（インクジェットプリンタ）、１２…インクジェットヘッド、１４…記録ヘッド配置手段、１６…シャトル走査機構、１８…回転用モータ、２０…案内板、２２、２４…支持部材、２６…スライダー、２８…ボールネジ、３０…移動用モータ、４０…制御部、４２…ペーパ幅判断部、４４…データ変換部、４６…欠陥画素検出部、４８…補修用ノズル位置演算部、５０…ヘッド駆動部、５２…ヘッド回転機構、５４…搬送機構、５６…ヘッド移動機構

Claims

複数の画像記録素子が配列されたライン型記録ヘッドにより記録媒体に画像記録を行う画像記録装置であって、
前記ライン型記録ヘッドを、前記記録媒体の搬送面と平行な面内において、少なくとも、前記ライン型記録ヘッドの長手方向が前記記録媒体の搬送方向と略直交する直交位置、及び前記ライン型記録ヘッドの長手方向が前記記録媒体の搬送方向と略平行となる平行位置の間の任意の位置に回転し、配置する記録ヘッド配置手段と、
前記ライン型記録ヘッドを、前記平行位置を保ちながら前記搬送方向と略直交する方向に走査させるシャトル走査機構と、
前記搬送方向における前記記録媒体の幅を検出する幅検出手段とを備え、
前記幅検出手段によって検出された前記記録媒体の幅が、前記ライン型記録ヘッドの長手方向における前記画像記録素子による有効記録幅の長さと略同じ場合には、前記ライン型記録ヘッドを前記直交位置として、前記ライン型記録ヘッドに対して略直交する方向に前記記録媒体を搬送しながら画像記録を行い、
前記幅検出手段によって検出された前記記録媒体の幅が、前記ライン型記録ヘッドの長手方向における前記画像記録素子による有効記録幅の長さよりも大きい場合には、前記ライン型記録ヘッドを前記平行位置として、前記平行位置を保ちながら前記搬送方向と略直交する方向に前記ライン型記録ヘッドを走査して画像記録を行い、
前記幅検出手段によって検出された前記記録媒体の幅が、前記ライン型記録ヘッドの長手方向における前記画像記録素子による有効記録幅の長さよりも小さい場合には、前記ライン型記録ヘッドを、前記直交位置に対して所定角度傾けた位置に配置するとともに、前記ライン型記録ヘッドを所定角度傾けたことにより、前記記録媒体幅方向のドットピッチが小さくなった分、前記記録媒体の搬送速度を上げることにより前記記録媒体の搬送方向におけるドットピッチを増大させて、前記ライン型記録ヘッドを傾ける前後で、単位面積当たりの解像度が同等となるように画像記録を行うように制御する制御手段を有することを特徴とする画像記録装置。
請求項１に記載の画像記録装置であって、さらに、前記ライン型記録ヘッドの前記搬送方向下流側に前記記録媒体に記録された画像の欠陥画素を検出する欠陥画素検出手段を備え、欠陥画素を検出した場合には、前記記録ヘッド配置手段と前記シャトル走査機構との少なくとも一方を駆動して、前記欠陥画素を記録したノズルとは異なるノズルを用いて前記欠陥画素を再度画像記録を行うことにより欠陥画素を修復することを特徴とする画像記録装置。