JP4646643B2

JP4646643B2 - 記録装置

Info

Publication number: JP4646643B2
Application number: JP2005022414A
Authority: JP
Inventors: 仲原康則
Original assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Current assignee: Canon Finetech Nisca Inc
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-01-31
Also published as: JP2006205607A

Description

本発明は、記録ヘッドを有する記録モジュールを複数用いる大判の記録システムに関する。

ラインヘッドを搭載したインクジェットプリンタにおいては、記録ヘッドの寿命低下を防止するため、従来特定のノズルに負荷が集中しないように所定ページ毎に画像をシフトすることで、インクの吐出を分散させているものがある。
（例えば特許文献１）
また、同一色のヘッドを複数本搭載してより高速な記録を行ない、且つラスタ分割という方法でインクの吐出を分散する方法も提案されている。
（例えば特許文献２）

特開平０７−０４７７１４特願２００４−０４９４４７

しかしながら上記特許文献１の方法では記録媒体上の画像位置が水平方向にシフトされるため、画像内容によっては僅かなシフトでも問題になることが考えられる。又僅かなシフト量では記録ヘッドの耐久性（寿命）向上に対する効果が低いこともある。
一方、特許文献2の方法によれば同一色のラインヘッドを複数本搭載してラスタ（記録媒体の搬送方向に対して直角な行）毎に分割して記録するので、耐久性はかなり向上できるが各記録ヘッドの担当ラスタは一義的に固定されている。
この種の記録装置は非常に高い生産性が求められており、記録速度はほぼ記録ヘッドの搭載数に比例する。従って寿命による記録ヘッドの交換頻度が高いので、寿命を向上させる手段は重要である。そもそも記録ヘッドの寿命は1個のインク吐出ノズルから累積的に吐出が何回行なわれたかが目安となっており、公称値が例えば５×１０^８ [回／Nozzle]近傍の例がある。
２５６０[Nozzle]を有するラインヘッドを考えると、隈なく平均的に使用すれば
５×１０^８ [回／Nozzle] × ２５６０[Nozzle]
分の画像を累積的に記録できる性能を有することになるので、記録ヘッドの寿命としては累積的な総記録画素数を上記理想値に近づけることが重要である。
又、ノズルをヒータで加熱するサーマルインクジェット方式ではヒータ自身或いはヒータ近傍の最高到達温度が耐久性を決める大きな要因にもなるので、ノズル近傍の蓄熱を平均化するためにも特定のノズルへのバースト的な記録信号を避け、分散させる方が好ましいことは言うまでもない。

上記の課題を解決することを目的とし、本発明は考案され、以下の手段を実現した。

即ち、本発明は長尺記録媒体を所定搬送方向に搬送する媒体搬送手段と、同一色のインクを吐出する４本の記録ヘッドと、を備え、前記４本の記録ヘッドは、夫々が担当する、前記搬送方向と交差する方向のラスタに記録することにより、連続する４ラスタを分担して記録媒体に画像を完成させるものであって、前記搬送方向と交差する方向のラスタ毎に分割した記録データを生成し、夫々の前記４本の記録ヘッドが担当するラスタに対応する分割した記録データを、対応する夫々の前記４本の記録ヘッドに転送する制御手段と、を有し、前記制御手段は、ページ毎に、前記４本の記録ヘッドが担当するラスタを変更する際、夫々のラスタに対する記録を前記４本の記録ヘッドの夫々があらかじめ決められた順番に従って担当するように変更することを特徴とする。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素の相対配置、数式、数値等は、特に特定的な記載がない限りは、この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は本発明を実施した記録装置の記録部を模式的に説明する斜視図である。

本記録装置の記録部１００は同一色のインク（例えばブラック）を吐出する４本の記録ヘッド１０１〜１０４を具え、記録動作中これらは図の位置に静止したまま画像を記録する。
用紙はロール状に巻かれたロール紙１０５の台紙上に仮付けされた複数のラベル１０６が記録ヘッド方向に繰り出され、その後搬送モータ１０８〜フィードローラ１０９により定速度搬送され、記録ヘッド１０１〜１０４の下部を通過後、記録済みのラベル１０７が連続的に排紙される。１１１は用紙先端検知センサでラベル１０６の先端が検知されると搬送モータ１０８のモータ軸に結合されたロータリエンコーダ１１０の出力に同期して各記録ヘッド１０１〜１０４は各々の担当ラスタを記録する。
１１２はやはり用紙先端検知センサで用紙のジャム検出などに用いられる。

図２は本発明を実施した記録装置の電気的ブロック図である。用紙への記録データはホストＰＣ２００で作成され記録装置のインタフェースコントローラ２０１に転送される。
インタフェースコントローラ２０１にて受信する記録データは従来の記録データと何ら変わらない。メモリコントローラ２０６はＣＰＵ２０２の指示によって受信データを一旦イメージバッファ２０７に高速に書き込む。
所定量の記録データを受信後、ＣＰＵ２０２は記録部１００の記録動作準備に入る。

先ず、駆動部２１０を介してヘッドＵ／Ｄモータ２１１とキャップモータ２１２とを相互に動作させ、それまで不図示のキャップ機構にて待機中キャッピングされていた記録ヘッド１０１〜１０４を記録位置に移動する。記録ヘッド１０１〜１０４はこの時上下方向に、不図示のキャップ機構は用紙搬送方向と平行な向きに正逆移動する。
続いて不図示のロール紙供給モータにてロール紙１０５の用紙を繰り出し、
更に駆動部２１７を介して搬送モータ１０８も起動する。搬送モータ１０８の起動はＣＰＵ２０２からサーボロジック回路２１６にサーボモータである搬送モータ１０８の速度指示値が書き込まれることをきっかけとする。

そしてその後はロータリエンコーダ１１０の出力がサーボロジック回路２１６にフィードバックされて、駆動部２１７〜搬送モータ１０８〜ロータリエンコーダ１１０〜サーボロジック回路２１６のフィードバックループにて定速度制御される。

サーボロジック回路２１６ではロータリエンコーダ１１０の出力から搬送位置パルスに変換、出力して各記録ヘッド１０１〜１０４が各々のラスタ記録するための切り出し信号とする。

そして搬送方向上流側の先端検知センサ１１１にてラベル１０６の先頭が検知されると、先端検知センサ１１１から各記録ヘッド１０１〜１０４各々の距離に相当する搬送位置パルスを受信したら、メモリコントローラ２０６にてイメージバッファ２０７を読み出し開始し、記録ヘッド制御回路２０８に転送する。記録ヘッド制御回路２０８内部では各記録ヘッド１０１〜１０４に切り出しタイミングが異なる全ラスタ分の記録データを生成しようとするが、記録ヘッド１０１〜１０４への転送出力部にて各々の記録ヘッドが担当しないラスタ
（４ラスタ中３ラスタ）分の記録データをマスクする。マスク方法は本発明の特徴的な部分であり、図３〜７にて後述する。

記録ヘッド１０１〜１０４の搭載部には予備の搭載スペースを持たせることもある。図２の記録ヘッド（予備１、２）を参考に示す。

ＣＰＵ２０２の処理はＲＯＭ２０３に書き込まれた制御プログラムによるが、作業用としてＲＡＭ２０４も用いる。ＥＥＰＲＯＭ２０５は記録ヘッド相互の微小記録位置（レジストレーション）を電気的に調整する調整値など装置固有の数値を記憶する不揮発性のメモリである。記録装置にはＬＣＤ等の表示器や記録動作の一時停止、再開、緊急停止キーを含むオペレーションパネル２１９が具えられ入出力ポート２０９を介して表示データの書き込みやキーのＯＮ／ＯＦＦ状態の読み出し可能である。

用紙の先端検知センサ１１１，１１２及び記録装置の内部温度センサ等（２２０）の出力アナログ値はＡＤコンバータ２１８を介してほぼリアルタイムに読み出しできる。

ポンプモータ２１３は不図示のインクタンクから記録ヘッド１０１〜１０４へインクを供給時、又は記録ヘッドの内部を加圧して、吐出ノズルからインクの強制排出によって健全な記録性能を回復する際使用する不図示のポンプを駆動する。

次に本発明に関わる各記録ヘッド１０１〜１０４夫々が担当するラスタが所定の区切り毎に変更される方法に関して図３〜７を用いて説明する。

図３では１ページ目のラベルに画像が順次形成される様子を示し、搬送方向最上流側の記録ヘッド１０１通過後の画像が図３ａ、その後記録ヘッド１０２通過後の画像が図３ｂ、続いて記録ヘッド１０３通過後の画像が図３ｃ、そして搬送方向最下流側の記録ヘッド１０４通過後の完成された画像が図３ｄである。

最上流側の記録ヘッド１０１で記録されるのは印字ラスタ：４ｎ（ｎ＝0,1,2,・・・）のみで、間の各３ラスタ分はマスクされた画像３０１が形成される。便宜上１ラスタ分はあたかも搬送方向の幅が大きく描かれているが実際には記録ヘッドのノズル１ドット分に該当し、例えば分解能６００ [dpi] の記録ヘッドならば４２.３[μm]である。

次の記録ヘッド１０２を通過すると印字ラスタ：４ｎ+１部分が補完され、間の各２ラスタ分は未だ記録されないままの画像３０２が形成される。

続いて記録ヘッド１０３を通過すると印字ラスタ：４ｎ+２部分が補完され、間の残り１ラスタ分は未だ記録されないままの画像３０３が形成される。

そして搬送方向最下流側の記録ヘッド１０４を通過すると印字ラスタ：４ｎ+３部分が補完され、記録データに一致した画像３０４が完成する。

図４は２ページ目のラベルに画像が順次形成される様子を示す。このページでは各記録ヘッドの担当ラスタは、
記録ヘッド１０１：４ｎ＋１（ｎ＝0,1,2,・・・）
記録ヘッド１０２：４ｎ＋２
記録ヘッド１０３：４ｎ＋３
記録ヘッド１０４：４ｎ
と変更された。

記録ヘッド１０１通過後の画像４０１を、図４ａに示す
記録ヘッド１０２通過後の画像４０２を、図４ｂに示す
記録ヘッド１０３通過後の画像４０３を、図４ｃに示す
記録ヘッド１０４通過後の画像４０４を、図４ｄに示す
画像が完成されるのは搬送方向最下流側の記録ヘッド１０４の通過後である。

図５は３ページ目のラベルに画像が順次形成される様子を示す。このページでは各記録ヘッドの担当ラスタは、
記録ヘッド１０１：４ｎ＋２（ｎ＝0,1,2,・・・）
記録ヘッド１０２：４ｎ＋３
記録ヘッド１０３：４ｎ
記録ヘッド１０４：４ｎ＋１
と更に変更された。

記録ヘッド１０１通過後の画像５０１を、図５ａに示す
記録ヘッド１０２通過後の画像５０２を、図５ｂに示す
記録ヘッド１０３通過後の画像５０３を、図５ｃに示す
記録ヘッド１０４通過後の画像５０４を、図５ｄに示す
画像の完成はやはり、搬送方向最下流側の記録ヘッド１０４の通過後である。

図６は４ページ目のラベルに画像が順次形成される様子を示す。このページでは各記録ヘッドの担当ラスタは、
記録ヘッド１０１：４ｎ＋３（ｎ＝0,1,2,・・・）
記録ヘッド１０２：４ｎ
記録ヘッド１０３：４ｎ＋１
記録ヘッド１０４：４ｎ＋２
と更に変更された。

記録ヘッド１０１通過後の画像６０１を、図６ａに示す
記録ヘッド１０２通過後の画像６０２を、図６ｂに示す
記録ヘッド１０３通過後の画像６０３を、図６ｃに示す
記録ヘッド１０４通過後の画像６０４を、図６ｄに示す
画像の完成はやはり、搬送方向最下流側の記録ヘッド１０４の通過後である。

図７は５ページ目のラベルに画像が順次形成される様子を示す。このページでは各記録ヘッドの担当ラスタは、
記録ヘッド１０１：４ｎ（ｎ＝0,1,2,・・・）
記録ヘッド１０２：４ｎ＋１
記録ヘッド１０３：４ｎ＋２
記録ヘッド１０４：４ｎ＋３
と更に変更され、１ページ目と同じ担当に戻った。

記録ヘッド１０１通過後の画像７０１を、図７ａに示す
記録ヘッド１０２通過後の画像７０２を、図７ｂに示す
記録ヘッド１０３通過後の画像７０３を、図７ｃに示す
記録ヘッド１０４通過後の画像７０４を、図７ｄに示す
画像の完成はやはり、搬送方向最下流側の記録ヘッド１０４の通過後である。

各記録ヘッド担当ラスタを上記図３〜７のように変更する手段は、説明の如く殆どの場合に、サーボロジック回路２１６から記録ヘッド制御回路２０８に送出されるロータリエンコーダ１１０の出力に基づく同期化信号と、記録ヘッド制御回路２０８内部のハードウェアによって実現できたが、例えばラベルのページ毎に担当ラスタを変更するには用紙先端検知センサ１１１でのラベル先端検知から記録ヘッド制御回路２０８への反映の部分でＣＰＵ２０２の処理を伴う方法もあり、その処理フローに関して、図８で説明する。

記録動作が開始されるとＣＰＵ２０２は各記録ヘッドの最初の担当ラスタを次のように設定する（８０１）。

記録ヘッド１０１：４ｎ（ｎ＝0,1,2,・・・）
記録ヘッド１０２：４ｎ＋１
記録ヘッド１０３：４ｎ＋２
記録ヘッド１０４：４ｎ＋３
その後１ページの記録を行い（８０２）、所定枚数が未終了なら（８０３-No）、各記録ヘッドの担当ラスタを次のように変更、設定する（８０４）。

記録ヘッド１０４：４ｎ（ｎ＝0,1,2,・・・）
記録ヘッド１０１：４ｎ＋１
記録ヘッド１０２：４ｎ＋２
記録ヘッド１０３：４ｎ＋３
そして該当ページの記録し（８０５）、所定枚数が未終了なら（８０６-No）、各記録ヘッドの担当ラスタを次のように変更、設定する（８０７）。

記録ヘッド１０３：４ｎ（ｎ＝0,1,2,・・・）
記録ヘッド１０４：４ｎ＋１
記録ヘッド１０１：４ｎ＋２
記録ヘッド１０２：４ｎ＋３
そして該当ページの記録し（８０８）、所定枚数が未終了なら（８０９-No）、各記録ヘッドの担当ラスタを次のように変更、設定する（８１０）。

記録ヘッド１０２：４ｎ（ｎ＝0,1,2,・・・）
記録ヘッド１０３：４ｎ＋１
記録ヘッド１０４：４ｎ＋２
記録ヘッド１０１：４ｎ＋３
そして該当ページの記録し（８１１）、所定枚数が未終了なら（８１２-No）、（８０１）に戻り再度初期値に設定される。

所定枚数の記録が完了したら（８０３-Yes、８０６-Yes、８０９-Yes、或いは８１２-Yes）、処理は終了する。

以上説明した如く、所定の区切り毎に記録ヘッド１０１〜１０４の担当ラスタを変更することにより、各々のノズルから吐出されるインクの累積的なドット数は更に平均化され、各記録ヘッドの寿命は結果的に改善される。

本発明の記録装置は高速で且つ高画質のラベルプリンタや大判のカラープリンタへの利用が可能である。

本発明を実施した記録装置記録部の概念を示す斜視図である。本発明を実施した記録装置の電気的なブロック図である。１ページ目のラベルに画像が順次形成される様子を示す図である。２ページ目のラベルに画像が順次形成される様子を示す図である。３ページ目のラベルに画像が順次形成される様子を示す図である。４ページ目のラベルに画像が順次形成される様子を示す図である。５ページ目のラベルに画像が順次形成される様子を示す図である。本発明を実施したＣＰＵの動作フローである。

符号の説明

１０１記録ヘッド（Ｂｋ１）
１０２記録ヘッド（Ｂｋ２）
１０３記録ヘッド（Ｂｋ３）
１０４記録ヘッド（Ｂｋ４）
１０５ロール紙
１０６ラベル
１０７記録済みのラベル
１０８搬送モータ
１０９フィードローラ
１１０ロータリエンコーダ
１１１先端検知センサ

２００ホストＰＣ
２０１インタフェースコントローラ
２０２ＣＰＵ
２０３ＲＯＭ
２０８記録ヘッド制御回路
２１６サーボロジック回路

Claims

長尺の記録媒体を所定搬送方向に搬送する媒体搬送手段と、
同一色のインクを吐出する４本の記録ヘッドと、を備え、
前記４本の記録ヘッドは、夫々が担当する、前記搬送方向と交差する方向のラスタに記録することにより、連続する４ラスタを分担して記録媒体に画像を完成させるものであって、
前記搬送方向と交差する方向のラスタ毎に分割した記録データを生成し、夫々の前記４本の記録ヘッドが担当するラスタに対応する分割した記録データを、対応する夫々の前記４本の記録ヘッドに転送する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、ページ毎に、前記４本の記録ヘッドが担当するラスタを変更する際、夫々のラスタに対する記録を前記４本の記録ヘッドの夫々があらかじめ決められた順番に従って担当するように変更することを特徴とする記録装置。
前記媒体搬送手段は前記記録媒体の搬送方向上の位置検知手段を含み、
前記位置検出手段から、前記記録ヘッドで分担するラスタの画像を記録開始する同期化信号を送出することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。