JP4163846B2 - インクジェット記録方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録方法及び装置に関し、特に余白のない縁無しプリントが簡単に得られるインクジェット記録方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタでは、各ノズルからインクを記録紙へ吐出することで、記録紙に画像を記録している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなインクジェットプリンタにおいて、画像を記録紙に余白なく記録するいわゆる縁無しプリントを行う場合には、記録紙の縁を検出して、この縁のぎりぎりのところまで記録を行うことで、余白を最小にして見かけ上、縁無しのプリントを作成していた。このため、記録紙の蛇行などが発生すると、余白が大きくなる場合もあり、これによりプリント品質を低下させていた。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、記録紙の蛇行などが発生しても確実に縁無しのプリントを作成することができるようにしたインクジェット記録方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、複数のノズルを主走査方向に並べてなるノズル列を副走査方向に離間して有するインクジェットヘッドを用いて、記録紙またはインクジェットヘッドを副走査方向に送り、前記記録紙に画像を記録するインクジェット記録方法において、前記各ノズルに対面する位置にインク受け手段を配置し、前記インク受け手段は、前記記録紙を支持するとともに、前記インクジェットヘッドの各ノズル列に対応する位置で副走査方向に離間して配置される複数のインク受け溝を有し、前記記録紙の主走査方向における長さを超えて前記画像の記録範囲を設定し、前記記録紙の主走査方向における長さを超えてインクを吐出させ前記画像を記録している。
【０００６】
なお、前記画像の記録範囲が前記記録紙からはみ出るはみ出し量を前記記録紙の最大蛇行量よりも大きくすることが好ましい。また、前記記録紙の副走査方向における長さを超えて前記画像の記録範囲を設定し、前記記録紙の副走査方向における長さを超えてインクを吐出させ前記画像を記録することが好ましい。また、前記インク受け手段は、前記各ノズルに対面する位置で、インク受け溝を有し、このインク受け溝は、前記各ノズルから吐出されるインクドロップ径の２倍以上で、記録紙と各ノズルとの隙間の２倍以上の深さを有することが好ましい。
【０００７】
また、本発明のインクジェット記録装置では、複数のノズルを主走査方向に並べてなるノズル列を副走査方向に離間して有するインクジェットヘッドを用いて、記録紙またはインクジェットヘッドを副走査方向に送り、前記記録紙に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記記録紙を支持するとともに、前記インクジェットヘッドの各ノズル列に対応する位置で副走査方向に離間して配置される複数のインク受け溝を有するインク受け手段と、前記記録紙の主走査方向における長さを超えて前記画像の記録範囲を設定し、前記記録紙の主走査方向における長さを超えてインクを吐出させ前記画像を記録する制御手段とを有する。また、本発明は、主走査方向に発熱素子が配置されるサーマルヘッドを有し、インク吐出による記録の際に、吐出されたインクを乾燥するために記録紙を前記発熱素子により予熱することを特徴とする。さらに、前記予熱は、インク吐出量が多い画素に対する画素記録エリアに対し大きな予熱エネルギを与え、インク吐出量が少ない画素に対する画素記録エリアに対し小さな予熱エネルギを与える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のインクジェットプリンタを示す概略図である。インクジェットプリンタ１０は、給紙部１１、画像記録部１２から構成されている。給紙部１１は、給紙ローラ１６を回転させて、記録紙マガジン１５から記録紙１７を引き出す。引き出された記録紙１７は、画像記録部１２に送られる。記録紙１７は本実施形態ではＡ４サイズのカットシートを用いているが、この記録紙１７のサイズは適宜変更してよい。なお、給紙ローラ１６は画像記録部１２の送りモータ１９からクラッチ１８を介して駆動を受けており、記録紙１７の先端が画像記録部１２に送られた後はクラッチ１８が切られて給紙ローラ１６はフリーに回転する。
【０００９】
画像記録部１２は、第１及び第２搬送ローラ対２０，２１と、記録紙センサ２３と、予熱用サーマルヘッド２４と、インクジェットヘッド２５とから構成されている。第１及び第２搬送ローラ対２０，２１はモータ１９により回転駆動され、記録紙１７をニップして搬送する。モータ１９はドライバ１９ａを介してシステムコントローラ（以下、単にコントローラという）２６により回転制御される。記録紙センサ２３は、第１搬送ローラ対２０の記録紙出口近くに設けられている。この記録紙センサ２３は記録紙１７の先端を検出し、この先端検出信号をコントローラ２６に送る。コントローラ２６は、先端検出信号に基づきモータ１９の回転を制御して、記録紙１７を搬送する。また、コントローラ２６は、この搬送中にモータ１９の駆動パルス数に基づき、記録紙１７が各ヘッド２４，２５を通過するタイミングを検出し、記録開始位置及び乾燥開始位置を特定する。
【００１０】
前記予熱用サーマルヘッド２４と、インクジェットヘッド２５とは、第１及び第２搬送ローラ対２０，２１の間で、記録紙送り方向に順に取り付けられている。各ヘッド２４，２５は、記録紙１７の送り方向に直交する記録紙幅方向（主走査方向）に平行に配置されている。予熱用サーマルヘッド２４の下方にはプラテンローラ２７が配置されており、このプラテンローラ２７は記録紙１７を支持する。
【００１１】
予熱用サーマルヘッド２４はシフト機構３０により昇降自在に構成されている。そして、インクジェットヘッド２５による記録時には下降して、プラテンローラ２７との間で記録紙１７を挟持して、各発熱素子２４ａにより記録紙１７を予熱する。また、記録時以外は記録紙１７から離れた退避位置にシフト機構３０によりセットされる。図２に示すように、サーマルヘッド２４には主走査方向Ａに多数の発熱素子２４ａがライン状に並べて設けられている。予熱は、インク吐出による記録の際に、吐出されたインクを記録紙１７上で短時間に乾燥するために行う。
【００１２】
このため、図１に示すように、サーマルヘッド２４の各発熱素子２４ａは、ヘッド駆動部３１を介して駆動制御される。ヘッド駆動部３１には、各発熱素子２４ａ毎の駆動データがコントローラ２６から送られる。駆動データは、インクジェットヘッド２５によるインク吐出量に基づき決定される。そして、インク吐出量が大きい画素に対しては、この画素記録エリアに対して、サーマルヘッド２４の発熱素子２４ａにより、比較的大きな予熱エネルギが印加される。また、インク吐出量が小さい画素に対しては、この画素記録エリアに対して、サーマルヘッド２４の発熱素子２４ａにより比較的に小さな予熱エネルギが印加される。
【００１３】
予熱後の冷却の観点からは、サーマルヘッド２４とインクジェットヘッド２５との記録紙送り方向における距離はできるだけ小さい方が好ましい。そして、この距離に応じてサーマルヘッド２４の予熱開始位置とインクジェットヘッド２５の記録開始位置とが特定され、記録紙１７における予熱開始位置に合わせてインクジェットヘッド２５による記録が開始されるように制御される。
【００１４】
図３に示すように、インクジェットヘッド２５には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のライン記録用のノズル３５，３６，３７，３８が主走査方向に並べて設けられている。インクジェットヘッド２５内には、周知のように、これら各ノズル３５〜３８近くのインク流路にピエゾ素子が配置されている。このピエゾ素子によりインク流路を収縮・伸長させることにより、インクの吐出と供給とが行われる。
【００１５】
図１に示すように、各ピエゾ素子はインクジェットヘッド駆動部３９により駆動制御される。インクジェットヘッド駆動部３９は、画像データに応じた駆動信号を各ピエゾ素子に与える。このインクジェットヘッド駆動部３９にはコントローラ２６が接続されている。コントローラ２６にはフレームメモリ４０が接続されており、このフレームメモリ４０に、画像読取装置や画像出力装置からの画像データが書き込まれる。
【００１６】
インクジェットヘッド２５の下方には、インク受けパッド４５が配置されている。図４に示すように、このインク受けパッド４５は、インクジェットヘッド２５による記録の際に記録紙１７を支持するとともに、記録紙１７を超えて吐出されたインクをインク受け溝４６〜４９によって受ける。インク受け溝４６〜４９は、インクジェットヘッド２５の各ノズル３５〜３８に対応して、各色毎に設けられており、その幅Ｗ１はインクドロップ径の２倍以上、その深さＤ１はインクジェットヘッド２５と記録紙１７との隙間Ｇ１の２倍以上、長さは主走査方向における各ノズル総数の長さよりも僅かに長くされている。
【００１７】
各インク受け溝４６〜４９にはチューブ５０を介して廃インクタンク５１、バキューム吸引装置５１が接続されており、インク受け溝４６〜４９に吐出されたインクは廃インクタンク５１に貯留される。
【００１８】
図１に示すように、コントローラ２６は、各色の画像データに基づき各色のノズル３５〜３８毎のピエゾ素子の駆動データを求める。この駆動データはインクジェットヘッド駆動部３９に送られる。そして、コントローラ２６は、記録紙１７の送りに同期してヘッド駆動部３９を介して各ピエゾ素子を駆動する。これにより、画像データに応じたサイズ及び数量のインク液滴が記録紙１７に向けて吐出され、このインク液滴が記録紙１７に付着する。
【００１９】
本実施形態では、階調表現方法として、ドット径制御法とドット密度制御法とを併用して高画質なプリントを実現しているが、これはドット径制御法、ドット密度制御法の一方を採用してもよい。なお、図３に示すように、各色のノズル３５〜３９は一定ピッチで副走査方向Ｂに離れて形成されており、この分だけ、記録する画像データをずらしたもので各色のピエゾ素子が駆動される。したがって、最終的には、同一ラインには同一の各色画像データに基づくインク液滴が記録されることになる。
【００２０】
図５に示すように、本発明では縁無しプリントを作成するために、インクジェットヘッド２５の各ノズル３５〜３９（図３参照）によるインクの吐出エリア６０は記録紙１７の記録面（記録紙全面）を僅かに超える範囲に設定される。この記録紙１７を超えて吐出される幅Ｗ２は、記録紙１７を送る際の最大蛇行量よりも僅かに長く設定してある。したがって、記録紙１７が蛇行しても、記録紙１７の縁に余白ができることがなく、縁無しプリントを確実に作成することができる。また、記録紙１７から外れたインク液滴は、インク受けパッド４５のインク受け溝４６〜４９で受けられ、バキューム吸引装置５２により、チューブ５０を介して廃インクタンク５１に溜められる。
【００２１】
次に本実施形態の作用を説明する。プリントでは、サーマルヘッド２４により記録紙１７に対してインク吐出量に応じた予熱が行われる。次に、予熱された記録紙１７に対してインクジェットヘッド２５によりインクが吐出され、フルカラー画像が記録される。また、吐出されたインクは予め記録紙１７が予熱されているため、インクが効率よく乾燥される。図５に示すように、画像の記録範囲としてのインク吐出エリア６０は記録紙１７の全面に対して僅かに大きく設定されるため、記録紙１７には縁無しで画像が記録され、縁無しプリント７５が得られる。この縁無しプリント７５は、トレー７６に排出される。
【００２２】
上記実施形態では、インク吐出量に応じて各発熱素子の駆動データを変えて、インクの吐出量が多いエリアに対しては予熱量を大きくしてインクの乾燥を効率よく行うようにしたが、サーマルヘッド２４による予熱は単に各発熱素子２４ａを一律に駆動して行ってもよい。また、サーマルヘッド２４による予熱の他に、プラテンローラにヒータを内蔵させて予熱を行ってもよい。
【００２３】
また、予熱する代わりに、または予熱と併用して、インク吐出後に温風を吹き付けることで、インクを乾燥させてもよい。この場合には、乾燥装置例えば温風ヘッドを設けて、インク吐出後の記録紙に対して温風を吹き付ける。なお、予熱装置や乾燥装置を用いることなく、インクを自然乾燥させてもよい。
【００２４】
上記実施形態では、図３に示すように、１個のインクジェットヘッド２５に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ノズル３５〜３８をライン状に形成したが、これに限らず、各色のノズルを複数個に分けて配置した複数のインクジェットヘッドを用いたものに対して本発明を実施してもよい。例えば、図６に示すように、黒インク用のノズルを有するＫ用インクジェットヘッド１１０と、Ｙ，Ｍ，Ｃの各色ノズルを有する各色インクジェットヘッド１１１を用いて２つのプリントステージ１１２，１１３を構成し、これら各プリントステージ１１２，１１３の各ヘッド１１０，１１１それぞれに、その記録紙送り方向上流側で記録面側にサーマルヘッド１１４，１１５を設ける。なお、符号１１６は記録紙１７の先端を検出する先端センサを示しており、この先端センサ１１６の出力信号に基づき記録開始位置を特定している。
【００２５】
また、各プリントステージ１１２，１１３の間の記録紙１７には弛み１７ａを設けておき、各プリントステージ１１２，１１３における記録紙１７の僅かな送り変動が他のプリントステージへ伝達されることがないようにしている。
【００２６】
この実施形態においても、図５に示すように、記録紙１７の全面を僅かに超えた画像記録エリア（インク吐出エリア６０）を設定し、記録紙１７の全面を超えてインクを吐出させることで、余白無しの縁無しプリントが作製される。なお、図６，図７において、図１に示す実施形態と同一構成部材には同一符号を付して重複した説明を省略している。また、サーマルヘッド１１４，１１５の代わりに、図７に示すような温風ヘッド１３０を用いてもよく、この場合には、インクジェットヘッド１１０，１１１に対して記録紙送り方向下流側に温風ヘッドを配置する。
【００２７】
図７は、各色毎のインクジェットヘッドを個別に設けた実施形態を示している。この実施形態では、Ｋ用インクジェットヘッド１２０、Ｙ用インクジェットヘッド１２１と、Ｍ用インクジェットヘッド１２２と、Ｃ用インクジェットヘッド１２３とを設けてプリントステージ１２５〜１２８を構成し、これら各プリントステージ１２５〜１２８の各ヘッド１２０〜１２３の記録紙送り方向の下流側にそれぞれ温風ヘッド１３０，１３１，１３２，１３３を設ける。なお、符号１３５は各温風ヘッド１３０〜１３３の下方に配置されるプラテンローラを示している。そして、記録紙１７の全面を超えた記録範囲（インク吐出範囲）を設定して、上記実施形態と同じように、縁無しプリントを作製する。なお、この実施形態においても、図６に示すような位置でサーマルヘッドを配置することで、温風ヘッド１３０〜１３３の代わりにサーマルヘッドで記録紙を予熱し、吐出されたインクを乾燥させてもよい。
【００２８】
図３に示すように各色毎のノズル３５〜３８を１列に形成する他に、複数ラインで形成してもよい。この場合には、ライン数を増やした分だけ主走査方向におけるノズル密度が低くなるので、その製作が容易になる。また、記録紙１７の全幅分の長さを有するノズルの代わりに、記録紙の幅方向の長さが短いインクジェットヘッドを複数個用いて、これらを組み合わせることで、記録紙の幅方向に長いインクジェットヘッドを構成してもよい。このようなインクジェットヘッドの場合には、各ノズルの配列に合わせてインク受け溝を形成したインク受けパッドを用いる。
【００２９】
上記実施形態では記録紙を外して吐出されたインクの回収用としてインク受けパッドを用いたが、この他に、インクジェットヘッドを使用しない状態では各ノズルを塞いで外気から遮断させるキャップとしてインク受けパッドを用いることが好ましい。また、ノズル内で乾燥して詰まったインクを吸引するプライミング用にインク受けパッドを用いることが好ましい。このように、インク受けパッドを、キャップ用、プライミング用に兼用することで、部品点数を減らして構成を簡単にすることができる。
【００３０】
上記実施形態ではカットシートタイプの記録紙を用いた例を説明したが、この他にロール状に巻取り収納したロール記録紙に対して、縁無し画像を記録する場合に本発明を実施してもよい。この場合にも、記録紙の幅を僅かに超えた画像記録エリアを設定し、この記録エリアに対しインクを吐出することで、縁無しプリントを作製する。また、プリンタにカッタを内蔵させて、ロール記録紙を所定の長さに切断してカットシートにし、このカットシートに対し、上記実施形態と同じように縁無しプリントを行ってもよい。
【００３１】
上記実施形態では、ピエゾ素子を有するインクジェットヘッド２５，１１０，１１１，１２０〜１２３を用いたが、インクを吐出する機構は各種のものを適用してよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、記録紙の主走査方向における長さを超えて、インクジェットヘッドの各ノズルからインクを吐出させて画像を記録したから、縁無しプリントを簡単に作製することができる。また、記録紙の最大蛇行量を超えて、前記画像を記録紙からはみ出して記録することで、蛇行が発生しても余白が発生することがない縁無しプリントを作製することができる。しかも、各ノズルに対面する位置にインク受け手段を配置したから、記録紙を外れて吐出されたインク液滴はインク受け手段で受けられるので、記録紙などが余分に吐出されたインクで汚されることがなくなる。
【００３３】
記録紙の副走査方向における長さを超えて、インクジェットヘッドの各ノズルからインクを吐出させて前記画像を記録することにより、記録紙の左右側縁部のみならず、前後端縁部にも余白を無くすことができる。
【００３４】
また、各ノズルに対面する位置でインク受け溝を有し、このインク受け溝は、各ノズルから吐出されるインクドロップ径の２倍以上で、記録紙と各ノズルとの隙間の２倍以上の深さを有するインク受け手段を設けることで、余分に吐出されたインクを確実に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェットプリンタを示す概略図である。
【図２】予熱用サーマルヘッドを示す拡大した正面図である。
【図３】インクジェットヘッドを示す拡大した正面図である。
【図４】インクジェットヘッドとインク受けパッドとを示す概略図である。
【図５】記録紙とインク吐出エリアとインク受け溝との位置関係を示す平面図である。
【図６】２組のインクジェットヘッドとサーマルヘッドとを用いた別の実施形態を示す概略図である。
【図７】４組のインクジェットヘッドと温風ヘッドとを用いた別の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ インクジェットプリンタ
１１ 給紙部
１２ 画像記録部
１７ 記録紙
２０，２１ 搬送ローラ対
２４，１１４，１１５ サーマルヘッド
２５，１１０，１１１，１２０〜１２３ インクジェットヘッド
４５ インク受けパッド
４６〜４９ インク受け溝

Claims (12)

1. 複数のノズルを主走査方向に並べてなるノズル列を副走査方向に離間して有するインクジェットヘッドを用いて、記録紙またはインクジェットヘッドを副走査方向に送り、前記記録紙に画像を記録するインクジェット記録方法において、
   前記各ノズルに対面する位置にインク受け手段を配置し、
   前記インク受け手段は、前記記録紙を支持するとともに、前記インクジェットヘッドの各ノズル列に対応する位置で副走査方向に離間して配置される複数のインク受け溝を有し、
   前記記録紙の主走査方向における長さを超えて前記画像の記録範囲を設定し、前記記録紙の主走査方向における長さを超えてインクを吐出させ前記画像を記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
2. 前記画像の記録範囲が前記記録紙からはみ出るはみ出し量を前記記録紙の最大蛇行量よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録方法。
3. 前記記録紙の副走査方向における長さを超えて前記画像の記録範囲を設定し、前記記録紙の副走査方向における長さを超えてインクを吐出させ前記画像を記録することを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット記録方法。
4. 前記インク受け手段は、前記各ノズルに対面する位置で、インク受け溝を有し、このインク受け溝は、前記各ノズルから吐出されるインクドロップ径の２倍以上で、記録紙と各ノズルとの隙間の２倍以上の深さを有することを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載のインクジェット記録方法。
5. 主走査方向に発熱素子が配置されるサーマルヘッドを有し、インク吐出による記録の際に、吐出されたインクを乾燥するために記録紙を前記発熱素子により予熱することを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つ記載のインクジェット記録方法。
6. 前記予熱は、インク吐出量が多い画素に対する画素記録エリアに対し大きな予熱エネルギを与え、インク吐出量が少ない画素に対する画素記録エリアに対し小さな予熱エネルギを与えることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録方法。
7. 複数のノズルを主走査方向に並べてなるノズル列を副走査方向に離間して有するインクジェットヘッドを用いて、記録紙またはインクジェットヘッドを副走査方向に送り、前記記録紙に画像を記録するインクジェット記録装置において、
   前記記録紙を支持するとともに、前記インクジェットヘッドの各ノズル列に対応する位置で副走査方向に離間して配置される複数のインク受け溝を有するインク受け手段と、
   前記記録紙の主走査方向における長さを超えて前記画像の記録範囲を設定し、前記記録紙の主走査方向における長さを超えてインクを吐出させ前記画像を記録する制御手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
8. 前記制御手段は、前記画像の記録範囲が前記記録紙からはみ出るはみ出し量を、前記記録紙の最大蛇行量よりも大きくすることを特徴とする請求項７記載のインクジェット記録装置。
9. 前記制御手段は、前記記録紙の副走査方向における長さを超えて前記画像の記録範囲を設定し、前記記録紙の副走査方向における長さを超えてインクを吐出させ前記画像を記録することを特徴とする請求項７または８記載のインクジェット記録装置。
10. 前記インク受け手段は、前記各ノズルに対面する位置で、インク受け溝を有し、このインク受け溝は、前記各ノズルから吐出されるインクドロップ径の２倍以上で、記録紙と各ノズルとの隙間の２倍以上の深さを有することを特徴とする請求項７ないし９いずれか１つ記載のインクジェット記録装置。
11. 主走査方向に配置される発熱素子を有するサーマルヘッドと、インク吐出による記録の際に、吐出されたインクを乾燥するために前記記録紙を予熱するように前記発熱素子を駆動するヘッド駆動部とを有することを特徴とする請求項７ないし１０いずれか１つ記載のインクジェット記録装置。
12. 前記ヘッド駆動部は、インク吐出量が多い画素に対する画素記録エリアに対し大きな予熱エネルギを与え、インク吐出量が少ない画素に対する画素記録エリアに対し小さな予熱エネルギを与えるように前記発熱素子を駆動することを特徴とする請求項１１記載のインクジェット記録装置。

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