JP4730066B2

JP4730066B2 - 液滴吐出装置

Info

Publication number: JP4730066B2
Application number: JP2005330307A
Authority: JP
Inventors: 正彦関本; 孝一斉藤; 直己森田; 博昭佐藤; 大祐辰巳; 徹西田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2025-11-15
Also published as: JP2007136722A

Description

本発明は、画像データに基づいてノズルから記録媒体へ液滴を吐出して画像を記録すると共に、画像データに基づいた液滴の吐出を所定時間行わない休止ノズルから記録媒体へ液滴を吐出して休止ノズルの吐出性能を回復させる液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置に関する。

液滴吐出装置としてのインクジェットプリンタでは、インク滴を吐出しない時間が長くなったノズルの中でインクの増粘が起こり、該ノズルの吐出性能が低下し、酷い場合には目詰まりが発生する。このため、印字前や印字中に、用紙搬送ベルト上やインク受け内やメンテナンス機構のキャップ内へ、画像記録とは無関係のノズルからインク滴を吐出させる所謂ダミージェットを行っている。

ここで、用紙搬送ベルト上にダミージェットを行う場合には、用紙搬送ベルトからインクを除去するクリーニング機構が必要となり、また、インク受けへダミージェットを行う場合には、インク受けをヘッド下とその外側との間で移動させる機構が必要となる。このため、装置の大型化、部品点数増加によるコストアップを招いてしまう。また、メンテナンス機構のキャップへダミージェットを行う場合には、メンテナンス機構をヘッド下へ移動させるために、用紙搬送ベルトとヘッドとの少なくとも一方を移動させる必要があるので、プリントが開始されるまでの時間、又は、プリント中断時間が長くなり、プリント処理のスループットが低下する。このため、上述したダミージェットの方法に替えて、用紙上へダミージェットを行うという方法が考案されている（例えば、特許文献１乃至４参照）。

しかし、用紙上へダミージェットを行う場合、ユーザにとっては不要なものが画像に入ってしまう。このため、特許文献２では、ダミージェットパターンを、綴じ代の部分に形成してダミージェットパターンを隠し、また、特許文献３、４では、ダミージェットのドットをできるだけ小さくすることで、ダミージェットパターンを目立ち難くしている。

しかし、特許文献２の方法は、綴じ代が無い通常のプリントを行う場合には適用できず、また、特許文献３、４の方法は、ドットを小さくしても、そのドットを重ねたり、隣接させたりすると、視認され易くなる。また、ダミージェットパターンの色合いや構成によっては視認され易くなる。
特開平６−１５８１５号公報特開２００２−２２５３０１号公報特開２００２−１４４５９９号公報特開２００１−２６１２３号公報

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、休止ノズルから記録媒体へ液滴が吐出されて記録媒体上に形成されるパターンの視認性を低下させることを目的とする。

請求項１に記載の液滴吐出装置は、画像データに基づいてノズルから記録媒体へ液滴を吐出して画像を記録すると共に、画像データに基づいた液滴の吐出を所定時間行わない休止ノズルから記録媒体へ液滴を吐出して前記休止ノズルの吐出性能を回復させる液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドを駆動させるヘッド駆動手段と、休止ノズル用吐出データを記憶したデータ記憶手段と、前記データ記憶手段に記憶された前記休止ノズル用吐出データと前記画像データとを合成し、前記ヘッド駆動手段へ送信するヘッド制御手段と、を有し、前記ヘッド制御手段は、複数ページの同一の前記画像データに対して同一の前記休止ノズル用吐出データを合成し、複数ページの異なる前記画像データに対して異なる前記休止ノズル用吐出データを合成し、前記液滴吐出ヘッドは、前記休止ノズルから記録媒体へ液滴を1ドット以上の間隔を空けて吐出することを特徴とする。

請求項１に記載の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドが、画像データに基づいてノズルから記録媒体へ液滴を吐出して画像を記録する。この際、画像データに基づいた液滴の吐出を所定時間行わない休止ノズルが存在し、この休止ノズルは、ノズル内のインクの増粘等により吐出性能が低下する。このため、画像記録と共に休止ノズルから記録媒体への液滴の吐出を行い、休止ノズルの吐出性能を回復させる。ここで、液滴吐出ヘッドは、休止ノズルから記録媒体へ液滴を1ドット以上の間隔を空けて吐出する。即ち、休止ノズルから吐出された記録媒体上の液滴が、隣接したり重なったりしない。これによって、画像記録とは別に記録媒体上に形成されたドットの拡大や濃度増加を防止でき、画像記録とは別に記録媒体上に形成されたパターンの視認性を低下できる。

さらに、ヘッド制御手段によって、データ記憶手段に記憶された休止ノズル用吐出データと画像データとが合成されてヘッド駆動手段へ送信される。そして、ヘッド駆動手段が、液滴吐出ヘッドを受信したデータに基づいて駆動させることで、画像が記録され、また、休止ノズルの吐出性能が回復される。

また、制御手段によって、データ記憶手段に記憶された休止ノズル用吐出データと画像データとが合成されてヘッド駆動手段へ送信される。そして、ヘッド駆動手段が、液滴吐出ヘッドを受信したデータに基づいて駆動させる。ここで、制御手段は、複数ページの同一の画像データに対しては同一の休止ノズル用吐出データを合成する。これによって、同じ画像であるのに全体的な画像イメージが異なって見えることを防止できる。

また、制御手段によって、データ記憶手段に記憶された休止ノズル用吐出データと画像データとが合成されて液滴吐出ヘッドへ送信され、液滴吐出ヘッドが、この合成されたデータに基づいてノズルから液滴を吐出する。ここで、制御手段は、複数ページの異なる画像データに対しては異なる休止ノズル用吐出データを合成する。これによって、画像記録とは別に形成された同じパターンが連続することにより画像記録とは別に記録媒体上に形成されたパターンが認識され易くなることを防止できる。

請求項２に記載の液滴吐出装置は、請求項１に記載の液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドは、各休止ノズルから記録媒体へ液滴を所定時間に1回吐出することを特徴とする。

請求項２に記載の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドは、各休止ノズルから記録媒体へ液滴を所定時間に1回吐出する。ここで、この所定時間を、液滴の吐出を休止しているノズルにおいて液滴の吐出不良が発生する時間未満に設定することで、各休止ノズルにおいて液滴の吐出不良が発生することのない範囲で、各休止ノズルから記録媒体へ吐出される液滴の間隔を最大限に広くすることができ、画像記録とは別に記録媒体上に形成されたパターンの視認性を低下できる。

請求項３に記載の液滴吐出装置は、請求項１又は２に記載の液滴吐出装置であって、前記休止ノズル用吐出データでは、ドットが不規則に配置されていることを特徴とする。

請求項３に記載の液滴吐出装置では、休止ノズル用吐出データでは、ドットが不規則に配置されることで、画像記録とは別に記録媒体上に形成されるパターンの視認性が低下されている。

請求項４に記載の液滴吐出装置は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドは、前記休止ノズルから記録媒体へ吐出可能な最少量の液滴を吐出することを特徴とする。

請求項４に記載の液滴吐出装置では、休止ノズルから記録媒体へ吐出可能な最小量の液滴が吐出されることで、画像記録とは別に記録媒体上に形成されるパターンの視認性が低下されている。

本発明は上記構成にしたので、休止ノズルから記録媒体へ液滴が吐出されて記録媒体上に形成されるパターンの視認性を低下できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１には、本実施形態のインクジェット記録装置１２が示されている。インクジェット記録装置１２の筐体１４内の下部には給紙トレイ１６が備えられており、給紙トレイ１６内に積層された用紙Ｐをピックアップロール１８で１枚ずつ取り出すことができる。取り出された用紙Ｐは、所定の搬送経路２２を構成する複数の搬送ローラ対２０で搬送される。

給紙トレイ１６の上方には、無端状の搬送ベルト２８が、駆動ロール２４及び従動ロール２６に張架されている。搬送ベルト２８の上方には記録ヘッドアレイ３０が配置されており、搬送ベルト２８の平坦部分２８Ｆに対向している。この対向した領域が、記録ヘッドアレイ３０からインク滴が吐出される吐出領域ＳＥとなっている。搬送経路２２を搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト２８で保持されてこの吐出領域ＳＥに至り、記録ヘッドアレイ３０に対向した状態で、記録ヘッドアレイ３０から画像情報に応じたインク滴が付着される。

記録ヘッドアレイ３０は、本実施形態では、有効な記録領域が用紙Ｐの幅（搬送方向と直交する方向の長さ）以上とされた長尺状とされ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、サイアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４色それぞれに対応した４つのインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）３２が搬送方向に沿って配置されており、フルカラーの画像を記録可能になっている。

各記録ヘッド３２は、ヘッド用ドライバ３３（図４参照）によって駆動される。図４に示すように、ヘッド用ドライバ３３には、制御部１００が接続され、制御部１００は、ホストコンピュータ１１０に接続されている。制御部１００には、メモリ１０２とＣＰＵ１０４が設けられており、ホストコンピュータ１１０から制御部１００へ画像データが送信されると、メモリ１０２に記憶される。また、メモリ１０２には、予めダミージェット吐出データが記憶されており、ＣＰＵ１０４は、画像データとダミージェット吐出データを合成し、それをヘッド用ドライバ３３へ送信する。なお、この点については詳細に後述する。

そして、ヘッド用ドライバ３３は、制御部１００から受信したデータに応じてインク滴の吐出タイミングや使用するインク吐出口（ノズル）を決め、駆動信号を記録ヘッド３２に送る。

また、記録ヘッドアレイ３０は、搬送方向と直交する方向に不動とされていてもよいが、必要に応じて移動するように構成しておくと、マルチパスによる画像記録で、より解像度の高い画像を記録したり、記録ヘッド３２の不具合を記録結果に反映させないようにしたりできる。

記録ヘッドアレイ３０の両側には、それぞれの記録ヘッド３２に対応した４つのメンテナンスユニット３４が配置されている。図２に示すように、記録ヘッド３２に対してメンテナンスを行う場合には、記録ヘッドアレイ３０が上方へ移動され、搬送ベルト２８との間に構成された間隙にメンテナンスユニット３４が移動して入り込む。そして、ノズル面に対向した状態で、所定のメンテナンス動作（吸引、ワイピング、キャッピング等）を行う。

図３に示すように、記録ヘッドアレイ３０の上流側には、電源３８が接続された帯電ロール３６が配置されている。帯電ロール３６は、従動ロール２６との間で搬送ベルト２８及び用紙Ｐを挟みつつ従動し、用紙Ｐを搬送ベルト２８に押圧する押圧位置と、搬送ベルト２８から離間した離間位置との間を移動可能とされている。押圧位置では、接地された従動ロール２６との間に所定の電位差が生じるため、用紙Ｐに電荷を与えて搬送ベルト２８に静電吸着させることができる。

記録ヘッドアレイ３０の下流側には、剥離プレート４０が配置されており、用紙Ｐを搬送ベルト２８から剥離させる。剥離された用紙Ｐは、剥離プレート４０の下流側で排出経路４４を構成する複数の排出ローラ対４２で搬送され、筐体１４の上部に設けられた排紙トレイ４６に排出される。

また、図１、図２に示すように、記録ヘッドアレイ３０の上方には、各色のインクを貯留するインクタンク３５が配置されている。各インクタンク３５には、各記録ヘッド３２が接続されている。

ここで、ダミージェットの実施方法の第1実施例について説明する。

図４に示すように、制御部１００は、ホストコンピュータ１１０から受信した画像データとダミージェット吐出データを合成して、ヘッド用ドライバ３３へ送信するのは、上述したとおりだが、この際、各ノズルにおけるインク滴の吐出は、画像データに基づいたものとダミージェットとで合わせて所定時間Ｔ内に所定回数Ｎ（例えば、Ｔ＝１０秒、Ｎ＝５０回）以上行われ、また、画像データに基づいたインク滴の吐出を所定時間Ｔ内に所定回数Ｎ以上行うノズルに関しては、ダミージェットがキャンセルされるように、制御部１００において処理される。

なお、ダミージェット吐出データは、上述したように、予めメモリ１０２に記憶させておく以外に、制御部１００において乱数等によりランダムに生成しても良い。

図５に示すように、ダミージェットパターンは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色のドットＤｙ、Ｄｍ、Ｄｃ、Ｄｋが、用紙搬送方向Ｙ及び用紙幅方向（用紙搬送方向Ｙと直交する方向）Ｘへ1ドット以上の間隔で不規則に配置されたパターンになっている。即ち、各ドットが隣接したり重なったりしないようにすることで、ドットの拡大や濃度増加が防止されており、ダミージェットパターンが認識され難くなっている。また、各ドットの配置に規則性が無いことによっても、ダミージェットパターンが認識され難くなっている。なお、図中の白丸（○）は、ダミージェットのドットＤｙ、Ｄｍ、Ｄｃ、Ｄｋや印字のドットが存在しない空白部を示している。

また、図６に示すように、各ノズルから吐出されたドットの間隔Ｌが、所定距離Ｌ０未満となっている。ここで、インク滴を吐出しない時間が長くなったノズルでは吐出不良が発生するので、インク滴を吐出しない時間が、吐出不良が発生する可能性がある時間である閾値Ｈよりも短くなるように、所定距離Ｌ０を設定する。即ち、所定距離Ｌ０は、閾値Ｈに用紙搬送速度Ｖを乗じた値未満に設定されている。これによって、各ノズル内でのインクの増粘を防止でき、各ノズルにおける吐出不良を防止できる。

なお、複数ページをプリントする際のページ間においても、前ページの最後のドットから後ページの最初のドットまでの間隔Ｌが、所定距離Ｌ０未満になるように設定されている。

ここで、図７に示すように、同じ画像を複数ページ連続してプリントする際、また、図８に示すように、複数ページに亘る画像を複数部印字する際には、同じ画像に対して同じダミージェットパターンを形成する。これによって、同じ画像であるのに全体的な画像イメージが異なって見えることを防止できる。

また、違う画像に対しては異なるダミージェットパターンを形成する。これによって、同じダミージェットパターンが連続することにより、ダミージェットパターンが認識され易くなることを防止できる。なお、図中の黒丸（●）は、印字のドットを示している。

また、図５乃至図８に示すように、モノクロの画像に対しては、Ｙ、Ｍ、Ｃ色のダミージェットのドットＤｙ、Ｄｍ、Ｄｃの配分がページ内で均等になるようにする。これによって、ダミージェットパターンの全体的なイメージが黒っぽくなるので、ダミージェットパターンが画像に違和感無く入り込み、認識され難くなる。

また、図示は省略するが、赤みが強い画像に対しては、Ｍ、Ｙ色のダミージェットのドットＤｍ、Ｄｙの配分を多くし、ダミージェットパターンの赤みを強くする。これによって、ダミージェットパターンが画像に違和感無く入り込み、認識され難くなる。

次に、ダミージェットの実施方法の第２実施例について説明する。

図９に示すように、本実施形態では、第１実施形態と同様、ダミージェットパターンのドットＤｙ、Ｄｍ、Ｄｃ、Ｄｋが用紙搬送方向Ｔ及び用紙幅方向Ｘへ１ドット以上の間隔で不規則に配置され、また、各ノズルから吐出されたドットの間隔が所定距離未満となっている。

また、本実施形態では、ダミージェットパターンのドットＤｙ、Ｄｍ、Ｄｃ、Ｄｋの径を、吐出可能な最小径とすることにより、第１実施形態よりもドットＤｙ、Ｄｍ、Ｄｃ、Ｄｋを目立ち難くしている。

ここで、１回のダミージェットによって吐出されるインク量を第１実施形態よりも少なくしたことで、ノズルの回復能力が第１実施形態と比較すると低下し、各ノズルにおいて所定時間内に必要な吐出回数が、第１実施形態よりも多くなる。このため、本実施形態では、各ノズルにおける所定時間Ｔ当りのインク滴の吐出回数Ｎ´を、第１実施形態の所定時間Ｔ当りのインク滴の吐出回数である所定回数Ｎよりも多くしている。

次に、ダミージェットの実施方法の第３実施例について説明する。

本実施形態では、印刷モードや用紙の種類に応じて、第１実施形態と同様に用紙Ｐ上へダミージェットを行うか、又は、搬送ベルト２８上へダミージェットを行うかが選択される。

例えば、画質優先のモードが選択された場合には、図１０に示すように、ダミージェットを搬送ベルト２８上へ行い、搬送ベルト２８上に付着したインクをベルトクリーニング機構１１２によってクリーニングする。また、画質優先のモードが選択されていない場合には、図１１に示すように、ダミージェットを用紙Ｐ上へ行う。これによって、搬送ベルト２８上へのダミージェットの回数を減らすことができるので、ベルトクリーニング機構１１２のブレードや搬送ベルト２８の磨耗を減らすことができ、これらの耐久性が向上する。

なお、本実施形態では、用紙Ｐ以外にダミージェットが行われる場所として搬送ベルト２８を選択したが、メンテナンスユニット４４のキャップを選択しても良い。この場合、メンテナンスユニット４４をダミージェットが行われるタイミングで記録ヘッド３２の下まで移動させなければならないので、スループットは落ちるが、搬送ベルト２８のクリーニングが不要となるので、搬送ベルト２８の耐久性が向上する。

なお、第１乃至第３実施形態では、インクジェット記録装置を例に取って本発明を説明したが、本発明は、インクジェット記録装置に限らず、高分子フィルム上に着色インクを吐出して行うディスプレイ用のカラーフィルターの作製、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行うＥＬディスプレイパネルの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴吐出装置一般に対して、適用可能である。

また、本発明の液滴吐出装置において画像記録の対象となる「記録媒体」には、液滴吐出ヘッドが液滴を吐出する対象物であれば広く含まれる。したがって、記録媒体には、記録用紙やＯＨＰシートなどが含まれるのはもちろんであるが、これら以外にも、たとえば、高分子フィルムなどが含まれる。

さらに、第１乃至第３実施形態では、用紙Ｐの幅よりも短尺のインクジェット記録ヘッドを用紙Ｐの幅方向に複数配列してユニット化した構成を例に取って本発明を説明したが、これに限らず、例えば、用紙Ｐの幅よりも短尺のインクジェット記録ヘッドを用紙Ｐの幅方向に移動させる構成等にも本発明を適用可能である。

本発明の実施形態のインクジェット記録装置の概略を示す側面図である。本発明の実施形態のインクジェット記録装置の概略を示す側面図である。本発明の実施形態のインクジェット記録装置の印字部の概略を示す側面図である。本発明の実施形態のインクジェット記録装置の電気系の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるダミージェットの実施方法の第1実施例によって用紙上に形成されるダミージェットパターンを拡大して示す図である。本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるダミージェットの実施方法の第1実施例によって用紙上に形成されるダミージェットパターンを拡大して示す図である。本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるダミージェットの実施方法の第1実施例によって用紙上に形成されるダミージェットパターンを拡大して示す図である。本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるダミージェットの実施方法の第1実施例によって用紙上に形成されるダミージェットパターンを拡大して示す図である。本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるダミージェットの実施方法の第２実施例によって用紙上に形成されるダミージェットパターンを拡大して示す図である。本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるダミージェットの実施方法の第３実施例の概略を示す側面図である。本発明の実施形態のインクジェット記録装置におけるダミージェットの実施方法の第３実施例の概略を示す側面図である。

符号の説明

１２インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
３２インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
３３ヘッド用ドライバ（ヘッド駆動手段）
１００制御部（ヘッド制御手段）
１０２メモリ（データ記憶手段）
１０４ＣＰＵ（ヘッド制御手段）
Ｐ用紙（記録媒体）

Claims

画像データに基づいてノズルから記録媒体へ液滴を吐出して画像を記録すると共に、画像データに基づいた液滴の吐出を所定時間行わない休止ノズルから記録媒体へ液滴を吐出して前記休止ノズルの吐出性能を回復させる液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドを駆動させるヘッド駆動手段と、
休止ノズル用吐出データを記憶したデータ記憶手段と、
前記データ記憶手段に記憶された前記休止ノズル用吐出データと前記画像データとを合成し、前記ヘッド駆動手段へ送信するヘッド制御手段と、
を有し、
前記ヘッド制御手段は、複数ページの同一の前記画像データに対して同一の前記休止ノズル用吐出データを合成し、複数ページの異なる前記画像データに対して異なる前記休止ノズル用吐出データを合成し、
前記液滴吐出ヘッドは、前記休止ノズルから記録媒体へ液滴を１ドット以上の間隔を空けて吐出することを特徴とする液滴吐出装置。
前記液滴吐出ヘッドは、各休止ノズルから記録媒体へ液滴を所定時間に１回吐出することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
前記休止ノズル用吐出データでは、ドットが不規則に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
前記液滴吐出ヘッドは、前記休止ノズルから記録媒体へ吐出可能な最少量の液滴を吐出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液滴吐出装置。