JPH0811301A - インクジェット式画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像印刷における白筋の発生を防止すること。 【構成】記録媒体の幅方向に往復動するとともに、紙送
り方向に印刷ピッチＰのＫ倍の間隔で配置されたＮ個
（ただし、Ｎは、２以上の整数であり、またＮとＫとは
互いに素の関係）のノズル開口列を備えるとともに、記
録媒体に形成されるドットが印刷ピッチよりも１．４倍
以上大きくなるインク滴を吐出するインクジェット式記
録ヘッドと、１パスの印刷が終了した時点で、Ｐ×Ｎ分
の紙送りを実行する制御手段を備える。図６（イ）に示
したように紙送りに誤差±ΔＰが生じた状態で印刷され
たラインＬ４であっても、上下に隣接する他のラインＬ
３、及びＬ５との間隔の誤差に起因して重なり量にばら
つきが生じるものの、空白を形成するには至らない．

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，印刷ラインピッチより
も大きなピッチでで紙送り方向に配列された複数のノズ
ル開口を備えたインクジェット式記録ヘッドを用いて画
像や文字を印刷するインクジェット式画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録ヘッドを用いてグラ
フィックデータを印刷する場合には、ノズル開口の配列
ピッチよりも高い密度でドットを形成する必要があるた
め、例えば米国特許第4,198,642号明細書に示されたよ
うにノズル開口を１ドットライン幅のＫ倍のピッチでＮ
個配置したインクジェット式記録ヘッドを用い、１パス
分の印刷が終了した段階で、１ドットライン幅のＮ倍の
長さで記録用紙を紙送りし、前のパスで印刷された領域
に一部重なるようして次のパスを印刷するインクジェッ
ト式記録記録装置が提案されている。これによれば、ノ
ズル開口の配列ピッチの如何に関りなく、高い密度での
印刷が可能とはなるが、記録用紙の搬送量が１ドットラ
イン幅のＮ倍に正確に制御されない場合には、上下に隣
接して印刷されたライン間の間隙にばらつきが生じて、
筋状の空白部、いわゆる白線が形成されて印刷品質を低
下させるという問題がある。このような問題は、特に７
２０ｄｐｉという極めて高い密度での印刷においては致
命的な欠陥となる．もとより、このような問題を解消す
るために、紙送りを極めて精密に行うことができる機構
を用いれば或程度解消できるものの、コストが極めて高
くなるばかりでなく、印刷中におけるインクや環境の湿
度の影響による記録用紙の伸び率の変動や、また紙送り
機構の温度膨張に起因する紙送り量の誤差には対処がで
きないという問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情に鑑みてなされたものであって，紙送り誤差に起因す
る白線の発生を確実に防止して印刷品質を向上させるこ
とができるインクジェット式画像形成装置を提供するこ
とである．

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、記録媒体の幅方向に往復動
するとともに、紙送り方向に印刷ピッチＰのＫ倍の間隔
で配置されたＮ個（ただし、Ｎは、２以上の整数であ
り、またＮとＫとは互いに素の関係）のノズル開口列を
備えるとともに、前記記録媒体に形成されるドットが前
記印刷ピッチよりも１．４倍以上大きくなるインク滴を
吐出するインクジェット式記録ヘッドと、１パスの印刷
が終了した時点で、Ｐ×Ｎ分の紙送りを実行する制御手
段を備えるようにした。

【０００５】

【作用】隣接して印刷されたドットラインがそれぞれ上
下で４０％程度相互に重なりあうため、この重なり分に
相当する紙送り誤差が生じても、隣接するドットライン
間には空白が発生せず、また元々２０％の重なりが存在
する場合に正常が画像として視認できるものの、重なり
比率の若干変動は画像全体に分散して及ぶので人の視覚
特性上これを見分けが困難となり、画像品質を低下させ
る要因とはならない。

【０００６】

【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例を示すも
のであって、図中符号１は、インクジェット記録ヘッド
で、圧電振動子を駆動源として、圧力発生室のインクを
圧電振動子で押圧してインク滴を吐出するように構成さ
れている。このような圧電振動子を使用したインクジェ
ット式記録ヘッドは、圧電振動子に印加する駆動信号の
大きさや、また駆動信号を印加するタイミングを変更す
ることにより、ノズル開口から吐出されるインク滴の体
積を調整できるため、この特性を積極的に利用すると、
記録用紙に印刷されるドットのサイズ、またはドットラ
インの太さを容易に制御することができる。さらにはイ
ンク滴の体積が同一であっても、インク浸透性が異なる
記録用紙を使用することによって印刷されるドットの径
やドットラインの太さを調整することができる。

【０００７】図２は、上述した記録ヘッド１の一実施例
をノズルプレート側から見た構造で示しすものであっ
て、各ノズル開口列は、所定のピッチ、この実施例では
１／３６０×４インチ＝１／９０インチ，つまり記録媒
体に形成されるドットのサイズが第１のサイズ，この実
施例では１００μｍ乃至１２０μｍの場合には４ドット
ライン分，また記録媒体に形成されるドットのサイズが
第２のサイズ，この実施例では５０μｍ乃至６０μｍの
場合には８ドットライン分となり，図２（イ），（ロ）
に示したように，上下に隣接して印刷されるドットＤ
１、Ｄ１、Ｄ１’Ｄ１’、Ｄ２、Ｄ２、Ｄ２’、Ｄ２’
が少なくとも径方向で相互に４０％重なるように，また
同一ラインに印刷されるドットも一部重なるようにＮ
個，この実施例では１５個のノズル開口２−１，２−
２，‥‥２−１５，３−１，３−２，‥‥３−１５，４
−１，４−２‥‥４−１５，５−１，５−２，‥‥５−
１５がそれぞれ紙送り方向に１列に形成されたノズル開
口列２，３，４，５が，それぞれのノズル開口が横一線
に並ぶように副走査方向に，小さい方、つまり第２のド
ット径の倍数，例えば１／７２０×１２８インチの間隔
でプラテンの軸方向、つまり主走査方向に４列分配列し
て構成されていて、キャリッジ３に搭載されてプラテン
４の主走査方向に往復動可能に設けられている。これら
ノズル開口列２、３、４、５は、図示しないインクタン
クからブラック、シアン、イエロー及びマゼンタのイン
クの供給を受けてカラー印刷ができるようになってい
る。

【０００８】そして、各ノズル開口列２、３、４、５を
形成しているノズル開口の数Ｎ（Ｎは２以上の整数）
と、各ノズル開口間のピッチを印刷されるライン数で現
わした時の値Ｋは、互いに素となるように選択されてい
る。すなわち、この実施例ではＮは１５であり、またＫ
は４及び８に選択されている。

【０００９】キャリッジ３は、プラテン４の軸方向に平
行に設けられた案内部材５に往復動可能に取り付けら
れ、タイミングベルト６を介して接続されたモータ７に
より所定の速度で走行するように構成されている。

【００１０】８は、紙送りモータで、この実施例では伝
導機構を介してプラテン４に接続し，後述する紙送り制
御手段１４により印刷すべき１ドットライン×ノズル開
口数Ｎ、この実施例では１／７２０×１５インチ、及び
１／３６０インチ×１５インチを単位として正確に記録
用紙を紙送りするものである．

【００１１】１０は、データ抽出手段で、図示しないホ
ストから送られて来たり，またコードデータをビットマ
ップデータに展開して画像メモリ１１に格納されている
ビットマップデータから，後述する印刷制御手段１２の
指令に基づいて各ノズル開口列２、３、４、５のノズル
開口２−１、２−２、２−３‥‥２−１５、‥‥５−
１、５−２、５−３‥‥５−１５に対応するデータ、つ
まり各列のノズル開口列のノズル開口のピッチが４ドッ
トラインとして使用される場合には、４ラインおきの、
またピッチが８ドットラインして使用される場合には８
ラインおきのデータを抽出してヘッド駆動回路１３に出
力するものである。

【００１２】ヘッド駆動回路１３は、後述する印刷制御
手段１４からの記録密度に対応して記録用紙に形成する
ドットの径を、ノズル開口２−１、２−２、２−３‥‥
２−１５、‥‥５−１、５−２、５−３‥‥５−１５か
ら吐出させるインク滴の体積により調整できるように、
圧電振動子に印加する駆動信号の大きさや、また圧力発
生室を一旦膨張させてインクを圧力発生室に吸引した
後、インク吐出のために圧力発生室を収縮させるタイミ
ング等を制御する機能を備えている。

【００１３】１２は、前述の印刷制御手段で、後述する
印刷工程を実現するように選択されている記録密度，こ
の実施例では３６０ｄｐｉ，または７２０ｄｐｉに対応
してキャリッジ制御手段１４からの信号により記録ヘッ
ド１の送り量が１／３６０インチ，または１／７２０イ
ンチとなる度に印字タイミング信号を出力し、また紙送
り制御手段１５により，紙送り量を記録ヘッド１のノズ
ル開口２−１、２−２、２−３‥‥２−１５‥‥５−
１、５−２、５−３‥‥５−１５の配列ピッチ×ノズル
数，この実施例では３６０ｄｐｉでの印刷が選択された
場合には１／３６０×１５インチを，また７２０ｄｐｉ
が選択された場合には１／７２０×１５インチの紙送り
を実行させるように構成されている．

【００１４】次ぎにこのように構成した装置の動作を、
図４に基づいて説明する。なお，記録ヘッド１は，４列
のノズル開口列２、３、４、５を備えて、各ノズル開口
列がブラック，シアン，イエロー，及びマゼンタのイン
クが吐出可能で、カラー印刷用として構成されている
が、各ノズル開口列２，３，４，５により形成されるド
ットは，それぞれ同一点に重なるように印刷されるの
で，１列のノズル開口列２の印刷動作は、他のノズル開
口列にもそのまま適用されるので、このノズル開口列２
に着目して動作を説明する．

【００１５】［通常解像度による印刷］通常解像度、こ
の実施例では３６０ｄｐｉを選択すると、制御手段１２
は、制御データ記憶手段１５に格納されているデータに
基づいて、キャリッジ２が１／３６０インチが移動する
たびに印字タイミング信号を出力させ、また紙送り制御
手段１５により１回の紙送り量をノズル開口のドットラ
イン密度×ノズル開口数、この実施例では１／３６０×
１５インチとなる制御モードを選択する。

【００１６】データ抽出手段１０は、画像メモリ１１か
ら記録ヘッド１のノズル開口２−１、２−２、２−３‥
‥２−１５に、これらノズル開口が担当する第１、５、
９‥‥５７ラインのデータを抽出してヘッド駆動回路１
３に出力する。

【００１７】これにより、記録ヘッド１の各ノズル開口
２−１、２−２、２−３‥‥２−１５は、第１、５、９
‥‥５７ラインを、記録ヘッド１が主走査方向に１／３
６０インチ移動する度にインク滴を吐出して各ラインを
水平方向に隣接するドットＤ１、Ｄ１を一部重なるよう
に（図２（イ））により印刷する（図４（I））。

【００１８】このようにして１パスの印刷が終了した段
階で、紙送り制御手段１５は、モータ８を駆動して記録
用紙を１／３６０×１５インチ分紙送りする。これによ
り記録ヘッド１の上端のノズル開口２−１が第１６ライ
ン目、つまり前回印刷された第５本目のライン（ライン
番号１７）の１ドットライン分上に位置することにな
る。

【００１９】この状態で前述と同様にデータ抽出手段１
０は第１６、２０、２４、‥‥７２ラインのデータを画
像メモリ１１から抽出して記録ヘッド１のノズル開口２
−１、２−２、２−３‥‥２−１５に出力する。これに
より、記録ヘッド１は１／３６０インチ移動する度にイ
ンク滴を吐出して第１６、２０、２４、‥‥７２ライン
を印刷する。

【００２０】紙送り量は、記録ヘッド１の有効印字幅１
／３６０インチ×ノズル開口数（１５）、つまり有効印
字幅の１／４に選択されているから、前回印刷されたラ
インの本数の約３／４に相当する１７、２１、２５‥‥
５７のラインに隣接して紙送り後のライン１６、２０、
２４、‥‥、５２、５６が印刷される（図４（II））。
そして前回印刷されたラインを構成するドットＤ１、Ｄ
１と次ぎに印刷されたライン１６、２０、２４‥‥５
２、５６のドットＤ１’、Ｄ１’は、図３（イ）に示し
たように上下方向で約２０％程度が重なる。

【００２１】このようにして１パスの印刷が終了する
と、前述と同様に１／３６０×１５インチの紙送り動作
を実行して、第３１、３５、３９‥‥８３、８７の印刷
を行う（図４（III））。このような動作を４回繰返し
て第４６、５０、５４、‥‥９８、１０２の印刷が終了
すると（図４（IV））、記録ヘッド１の上端のノズル開
口２−１が前述した第１の印刷工程（図４（I））によ
り印刷された最下端のライン５７から４ドット分離れた
箇所に位置する。そして、（Ｎ−１）×（Ｋ−１）＋１
ライン目、この実施例では４３ライン以降のラインが全
て印刷されるようになる。なお、第１ラインから第（Ｎ
−１）×（Ｋ−１）＝４２ラインまでは、歯抜け状態と
なるが、実際の装置においては、この領域をオフセット
領域として記録ヘッド１の位置を記録用紙に対して相対
的にオフセットさせておき、この領域に対向するノズル
開口に対してはＮＵＬＬデータを出力することにより不
要なラインの印刷を防止し、記録用紙の先端から所定の
印刷密度で印刷できることはいうまでもない。

【００２２】したがってここから前述の（I）乃至（I
V）の工程、つまり記録ヘッド１の有効印字高さの約１
／４程度の微小紙送りを実行しながら、前回印刷された
ラインの３／４にラップするようにして印刷を実行する
という動作を繰返す。

【００２３】ところで、本発明においては上述したよう
にノズル開口２−１、２−２、２−３、‥‥２−１５か
らのインク滴により印刷されるドットＤ１、Ｄ１、Ｄ
１’、Ｄ１’のサイズを、印刷ラインのピッチＰよりも
約１．４倍程度大きくなるように設定しているため、図
６（イ）に示したように紙送りが正確に行われた領域の
上下方向に隣接するラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、上下で
均等に重なり合い所定の品質の画像を形成する．

【００２４】一方、たとえ紙送りに誤差±ΔＰが生じた
状態で印刷されたラインＬ４であっても、上下に隣接す
る他のラインＬ３、及びＬ５との間隔の誤差に起因して
重なり量にばらつきが生じるものの、空白を形成するに
は至らない．そして、このような重なり量のばらつき
は、画像全体に及ぶから、人の視覚特性上、特定の一部
に重なりが生じた場合よりも見分けが困難で、実用上、
画像全体の印刷品質を左右することにはならない。

【００２５】これに対して印刷ラインのピッチと記録ヘ
ッドからのインク滴により形成されるドットのピッチと
がほぼ同一に設定されている従来のインクジェット式画
像形成装置では、図６（ロ）に示したように前述と同程
度の紙送り誤差ΔＰが生じた場合には、隣接する一方の
ラインＬ’３側に濃度の高いラインＢが、また隣接する
他方のラインＬ’５に白帯Ｈが生じ、濃線と白線とが極
めて接近して形成されるため、コントラストが高く極め
て目立ちやすくなり、画像の品質を低下させることにな
る．

【００２６】［高解像度での印刷］高解像度で印刷する
場合には、記録用紙に形成されるドットのサイズが小さ
くなるように、この実施例では上述の通常印刷の場合の
１／２となるように（図３（ロ））、ノズル開口から吐
出させるインク滴の量を少なくさせたり、また記録用紙
としてにじみの少ない用紙を選択する。

【００２７】一方、印刷制御手段１２は、制御データ記
憶手段１５に格納されている高解像度制御用データに基
づいて、１パスの印刷終了後の紙送り量が、ノズル開口
のドット密度×ノズル開口の数、この実施例では１／７
２０×１５インチとなるモードを選択する。

【００２８】データ抽出手段１０は、画像メモリ１１に
展開されているビットマップデータから各ノズル開口２
−１、２−２、２−３、‥‥２−１５が担当する第１、
９、１７、‥‥、１１３ラインのデータを８ライン間隔
で抽出してヘッド駆動回路１３に出力する。各ノズル開
口２−１、２−２、２−３、‥‥２−１５は、キャリッ
ジ制御手段１４からの印字タイミング信号に基づいてこ
れらライン１、９、１７‥‥１１３を、ドットＤ２、Ｄ
２の一部が水平方向で隣接するように（図３（ロ））印
刷する。

【００２９】このようにして１パスの印刷が終了した段
階で、紙送り制御手段１５は、記録用紙を１／７２０イ
ンチ×ノズル開口数、この実施例では１／７２０×１５
インチ分だけ紙送りする。

【００３０】これにより、記録ヘッド１の第１ノズル開
口２−１が、前回印刷された第３ライン（図５（Ｉ）の
ライン１７）の１ドットライン分上、つまり第１６ライ
ン目に位置する。この状態で第２パスの印刷に必要なデ
ータがデータ抽出手段１０により抽出されて記録ヘッド
１に出力されると、各ノズル開口２−１、２−２、２−
３、‥‥２−１５により第１６、２４、３２‥‥１２８
のラインのドットＤ２’、Ｄ２’が、前回印刷されたラ
インを構成するドットＤ２、Ｄ２と上下方向で２０％程
度ずつ重なるように印刷される。

【００３１】以下、このように一行印刷が終了すると、
記録用紙を１／７２０×１５インチだけ紙送りして各ノ
ズル開口２−１、２−２、２−３‥‥２−１５による印
刷を実行するという動作を繰返す。

【００３２】このようにして合計８回の紙送りが実行さ
れ、記録ヘッドの最上端のノズル開口２−１が第１２１
ライン目に位置（図５（I'））し、再び前述の工程
（Ｉ）乃至（VIII）を繰返すことになる。

【００３３】この実施例においては、ノズル開口２−
１、２−２、２−３、‥‥、２−１５のドットライン数
で現わしたピッチが相対的に大きく、つまり通常解像度
での印刷時２倍となった分だけ、物理的紙送り量が少な
くなり、８回の紙送りで１周期を形成することになる．
このため各紙送り前後において、前回に印刷されたライ
ンに上下方向に隣接して印刷されるラインの本数が多く
なるため、紙送り誤差に起因する筋をよりいっそう広い
範囲に分散させることでき、高解像度での印刷品質を高
いものに維持することに役立つ。

【００３４】なお、この実施例においては、記録ヘッド
のインク滴の体積を少なくしたり、また記録用紙として
にじみの少ないものを選択し、これによりドット径を小
さくして、ノズル開口間のピッチを実質的に大きくする
ようにしているが、ノズル開口間の物理的距離を大きく
して、ノズル開口のピッチを８ドットライン、１６ドッ
トラインというように大きくしたものに適用しても同様
の作用を奏すことは明らかである。

【００３５】また，上述の実施例においは，４列のノズ
ル開口列を備えた記録ヘッドに例を採って説明したが，
１列，もしくは水平方向に一致するようにノズル開口が
配置された複数のノズル開口列を備えた記録ヘッドに適
用しても同様の作用を奏することは明らかである．

【００３６】

【発明の効果】以上，説明したように本発明において
は、記録媒体の幅方向に往復動するとともに、紙送り方
向に印刷ピッチＰのＫ倍の間隔で入れるされたノズル開
口をＮ個（ただし、Ｎは、２以上の整数であり、またＮ
とＫとは互いに素の関係）備えるとともに、記録媒体に
形成されるドットが前記印刷ピッチよりも１．４倍以上
大きくなるインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘ
ッドと、１パスの印刷が終了した時点で、Ｐ×Ｎ分の紙
送りを実行する制御手段とを備えたので、たとえ紙送り
に若干の誤差が生じたとしても、その誤差をドットライ
ンの重なり量として吸収し、コントラストが付きやすい
白筋の発生に至るのを防止して、ベタ画像のような前面
にドットの形成が必要なデータの印刷品質を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す装置の構成図である。

【図２】本発明に使用する記録ヘッドの構造を，ノズル
開口の配列で示す図である．

【図３】同上記録ヘッドにより記録用紙に印刷されるド
ットのサイズ、及び上下方向に隣接して印刷されたライ
ンとの関係を示すもので，同図（イ）は，第１のドット
サイズでの印刷形態を，また同図（ロ）は高解像度印刷
に使用する第２のドットサイズでの印刷形態を模式的に
示す図である．

【図４】図（I）乃至（IV）、及び（I'）は，それぞれ
本発明による印刷形態を、１パス分について示す図であ
る．

【図５】図（Ｉ）乃至（VIII）、及び（I'）は、それぞ
れ本発明による印刷形態の他の実施例を１パス分につい
て示す図である。

【図６】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明の装置に
よる印刷された上下方向に隣接するラインの関係、及び
従来のインクジェット式画像形成装置による印刷ライン
の関係を模式的に示す図である．

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２，３，４，５ ノズル開口列 ２−１，２−２‥‥２−１５‥‥５−１５ ノズル開口 ３ キャリッジ ４ プラテン ７ キャリッジ駆動用のモータ ８ 紙送り用のモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/485 Ｂ４１Ｊ 3/10 １０１ Ｅ 3/12 Ｇ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体の幅方向に往復動するとともに、
   紙送り方向に印刷ピッチＰのＫ倍の間隔で配置されたＮ
   個（ただし、Ｎは、２以上の整数であり、またＮとＫと
   は互いに素の関係）のノズル開口列を備えるとともに、
   前記記録媒体に形成されるドットが前記印刷ピッチより
   も１．４倍以上大きくなるインク滴を吐出するインクジ
   ェット式記録ヘッドと、 １パスの印刷が終了した時点で、Ｐ×Ｎ分の紙送りを実
   行する制御手段を備えてなるインクジェット式画像形成
   装置。
2. 【請求項２】 前記インクジェット式記録ヘッドは、前
   記印刷ピッチＰと記録用紙に印刷されるドットの径とが
   ２の倍数で変更可能であるとともに、前記制御手段は紙
   送り量を２の倍数で変更可能に構成されている請求項１
   のインクジェット式記録ヘッド。
3. 【請求項３】前記インクジェット式記録ヘッドは、複数
   のノズル開口列を備え、各ノズル開口列相互間でノズル
   開口が同一線上に位置するように構成されている請求項
   １のインクジェット式画像形成装置．