JP2006168197A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録媒体の種類に拘らず高品位の画像を記録する。
【解決手段】 印字を行なう用紙種類を判別し、用紙種類ごとに紙すべり等が発生しないように最適な紙送りトルク制御を行なう。
【選択図】 図１

Description

本発明は複数の吐出口を配する記録手段を備え、記録材にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関し、特に記録材の特性に合わせて、記録材の搬送速度を可変で制御できるように構成したインクジェット記録装置に関するものである。

インクジェット方式のカラープリンタの記録に係わる主要部は一例として図２のように構成されている。プラテン106上の記録紙105に記録を行う場合、まずモータ103を駆動し、駆動ベルト109により主走査キャリッジ102をホームポジションセンサ108の位置まで移動し、次に矢印Ａ方向に往路動作を行い、所定の位置よりブラックＢｋ、シアンＣ,マゼンタＭ,イエローＹのインクをそれぞれ記録ヘッド120、121、122、123から吐出することで画像記録を行う。所定の長さ分の画像記録を終えたら主走査キャリッジ102を停止し、逆に矢印Ｂ方向に復路走査を開始し、主走査キャリッジ102をホームポジションセンサ108の位置まで復帰させる。復路走査の間、記録ヘッド120〜123で記録した長さ分の紙送りを紙送りモータ107により、紙送りローラ101を駆動することで矢印Ｃ方向に行う。上記動作を繰り返す事でカラー画像の記録が完成されることになる。なお、100は給紙第2ローラ、111は紙検知センサーをそれぞれ示している。

この種のインクジェット記録方式では、前記記録ヘッド120〜123はインクが満たされているノズル内にヒータが数個装着されており、このヒータにパルス信号を印加することによりヒータを加熱して、インクを沸騰させ、これによって生じる気泡圧でインクを吐出させるもので、通常画像形成装置として使用する場合、上記ノズルを数個並べて１つのヘッドを構成し、画像の形成を行っている。
ヘッドからのインクの吐出タイミングは図示しないリニアエンコーダからの信号に同期して行われる。このリニアエンコーダは主走査キャリッジ102上にセンサー部が取り付けられており、主走査キャリッジ102の移動と共に信号が出力され、その信号をカウントすることで主走査キャリッジ102の位置を検知することができる。

また近年においては記録ヘッド120、121、122、123は複数の記録素子を集積配列してなり、記録速度の向上のためインク吐出口及び液路を多数集積したものを用いている。

また、インクジェット記録装置の記録媒体として、インクの発色性や定着性等を考慮して作られたコート層を持つ専用紙があるが、近年では普通紙やＯＨＰ用のトランスパレンシーフィルム（Ｔｒａｎｓ ｐａｒｅｎｃｙ ｆｉｌｍ 以下ＴＰと称す）等、幅広い媒体への需要が増えて来ている。そして、これに伴い、記録装置自体に、様々な媒体への適応化（高画質化）が求められている。しかし、各媒体に対するインク適応性は様々であるので、全ての媒体に対し同様の印字方法を用いると、媒体によっては数々の弊害を及ぼすことになる。特にＴＰはインク吸収速度が種々の媒体の中でも遅く、ＴＰ上のコート層への吸収力より、着弾はされたが吸収しきれていないインク滴同士の凝縮力の方が上回ってしまう。従って、図７に示す如く互いに接する距離にこの様な２つ以上のインク滴が存在すると、インク滴同士が互いに引き寄せ合い、結合し、本来着弾された位置とはズレた位置に大きな１つのインク滴を形成してしまう現象が起こる。これはＴＰ等のインクの吸収速度の遅い記録媒体に特有な現象であり、ビーディングと称している。

以下に示す特許においては、同画像領域への記録を複数回に分割し、以上の様な弊害を軽減させる方法が技術開示されている。

各走査では縦横方向交互に配列する綾目状（千鳥、逆千鳥）パターンしか印字せず、往路と復路の記録走査で画像完結させる構成を開示している（特許文献１）。そして、この件では隣接するドットを連続して印写しないようにし、それによって印写ドットが乾かないうちに隣接するドットを印写してドット歪が生じるのを防止することを目的としている。よってここでは、間引きマスクが綾目状に限定されている。

また、記録媒体として、本発明と同様に特にＴＰ等のインク吸収速度の遅い媒体に対する記録を重視したものも開示されている（特許文献２）。

ここでは、第１と第２（或いはそれ以上）に分割した記録走査で同記録領域に水平垂直方向に交互に位置する画素への補完的な記録をすることで、ＴＰ等の媒体上でのインクのビーディングを防止するとともに、カラー画像を形成するときには、混色画素のインク打ち込み順を第１走査と第２走査で逆転させることにより（往復記録）、カラーバンディング（色ムラ）を防止することができる効果を述べている。この件においては主な目的が各画素間のビーディングの防止であるので、１回の走査で記録される画素同士は、水平垂直方向において交互である（互いに隣接しない）ことが特徴づけられている。

ここに上げた以上２つの特許に共通する構成は、同画像領域の画素群の記録を複数回の記録走査で完成させていくことである。この様な構成は、ＴＰのようなインク吸収速度の遅い記録媒体にとっては、各走査で少しずつ蒸発・吸収させながら画像を完成させることができるので、有効な手段となる。特に各走査で千鳥状にドットを配列すれば、同記録走査で印字された各ドット同士が媒体上で互いに引き寄せ合うこともないまま、時間を持って真の画素位置に吸収されるので、ＴＰ特有のビーディング弊害も防止することができる。また、一度に多くのインクが記録領域に溢れることが無いので、異色境界部のにじみも防止できている。
以上説明してきたように従来においては分割記録法によって、ＴＰの様なインク吸収速度の遅い記録媒体において、異色境界にじみ、或いはビーディングを防止した画像を得ようとしてきていた。
特開昭５５−１１３５７３号公報 ＵＳＰ４７４８４５３

しかし、以上のような２つの記録走査に分割した分割記録法では記録紙の吸収速度によっては必ずしも十分ではなく、２パス程度の分割記録では真に問題の克服に及んでいない。

記録媒体によっては更に画像を完成させるための走査回数を増し、８パス若しくは１２パス程度の処理を必要するのが現状である。

このように多パス化することで記録紙でのビーディング弊害が解消され、画像としてにじみがない高画質の印字ができる反面、各印字パス毎に生じるバンドムラが顕著に表れ、これがかえって画質の劣化要因として発生する。これは現状のインクジェット記録装置における記録紙の搬送制御が固定の搬送制御のみしか行っていないためである。従来記録装置の搬送制御は記録紙毎に贈り量の微調整を可能とした制御が行なわれてきたが、これは記録紙の厚みの差による、送り量の違いを補正しているのみであり、記録紙の腰や表面特性に応じて発生する紙すべりや搬送ムラの補正に関しては十分に考慮されてはいなかった。

また単に多パス化しビーディングの発生を押さえる処理は記録紙の記録面が走査キャリッジの下に滞留する時間が長くなり、走査キャリッジの走査回数も増えるため記録紙がコックリングを起こし記録ヘッドと記録紙が接触する不具合が発生する頻度が多くなるという問題もあった。

本発明は上記の欠点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、記録媒体の種類に拘らず高品位の画像を記録することが可能なインクジェット記録方法を提供することにある。

このため本発明は、インクを吐出するための複数の記録素子を配列した記録ヘッドを前記記録素子の配列方向と異なる方向に移動させて主走査し、前記主走査と異なる方向に前記記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させて副走査しながら記録を完成させて行くインクジェット記録方法において、印字を行う記録紙の種類に応じて前記記録媒体の搬送速度を可変に設定して印字動作を行うことができることを特徴とする。

これにより、記録紙の腰や表面特性により発生する紙すべりによる送り量ムラの発生を除去し、バンドムラの発生しない高画質の印字を行うことができる。また吸収速度の遅い記録紙に対してはその吸収速度に合わせた速度で紙送りを行うことで、合わせて記録紙でのインク溢れにより発生するビーディングを防止した良好な画像を得ることができるようにしたものである。

以上説明したように、本出願に係わる発明の装置においては、印字する記録紙の種類に応じて、印字時の記録紙の搬送速度を可変で印字動作を行えるようにしたことにより、記録紙の腰や表面特性により発生する紙すべりによる送り量ムラの発生を除去し、バンドムラの発生しない高画質の印字を行うことができる。また吸収速度の遅い記録紙に対してはその吸収速度に合わせた速度で紙送りを行うことで、合わせて記録紙でのインク溢れにより発生するビーディングを防止した良好な画像を得ることができるようにしたものである。

（第１の実施の形態）
本発明の第一の実施例のインクジェット記録装置に係るプリントエンジン部の構成は従来例で示した図２と同様な構成であり、また各記録ヘッドからインクを吐出させ画像記録を行う印字動作シーケンスは従来例での説明と同様に行われる。

図１は、本発明の第一の実施例を示すインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。図１において10が本記録装置全体の制御を行う制御部である。14はI/F(インターフェース)部であり、このI/F部14と図示しないホストコンピュータが接続され、ホストコンピュータからコマンド及び印字（記録）を行う記録データが送られ、そのコマンドに応じて本インクジェット記録装置が動作することで記録データの記録紙上への記録を行うよう構成されている。一般的にI／F部14としてセントロニクス及びUSBインターフェースが多く用いられる。11はI／F部14から送られてくる記録データ（多値画像データ）に関してγ補正、色処理、拡大／縮小処理、２値化等を行う画像処理部であり、一例として メモリ、ＡＳＩＣ及びＤＳＰ、ＲＩＳＣチップ等で構成される。この画像処理部の構成及び機能に関しては、本体コストを下げるためにホスト側のドライバーやRIP（Raster Image Processor）により処理されるように構成される場合も多い。

画像処理部11における処理の最終段でドットパターンに展開された印字データはメモリ部16に一旦蓄積される。このメモリ部16は図示しない記録ヘッドが主走査方向に1回スキャンして記録を行うために必要な1バンド分以上のメモリから構成されおり、もし記録ヘッドの副走査方向のノズル数が128ノズルで、主走査方向に1回スキャンで記録できる最大ドット数が8kドットであれば、
１２８（ノズル）＊８ｋ（ドット）＊４（色）＝４ＭＢｉｔ
のメモリ容量を持つ事になる。またこのメモリ部16への印字データの書込み／読み出しは画像処理部11のＤＳＰ若しくはＲＩＳＣチップの制御の下にメモリコントローラ15により行われ、メモリ部16に対してアドレス信号及び書込み/読み出しタイミング信号が生成される。またメモリ部16からの印字データの読み出しは、ヘッドコントローラ17からの読み出し信号に同期してヘッドコントローラ17に出力される。ヘッドコントローラ17は、図示しないリニアスケールからの信号を基にして、ヘッド部18でのインク吐出のタイミング信号やヒートパルスを制御部10の制御の基に生成する。18はヘッド部であり各色インクに対応する記録ヘッドからなり、制御部10及びヘッドコントローラ17によりヒータ部を加熱してインクを吐出することで紙面上への画像記録を行う。このヘッド部18は実際にはメカ駆動部13のキャリッジ上に取り付けられている。

メカ駆動部13は従来例の説明で用いた図２とほぼ同様の構成からなり、図示しない記録ヘッドを主走査方向に移動させるためのキャリッジ部及びキャリッジ駆動部と、記録用紙の給紙部、紙搬送部、排紙部、記録ヘッドのインク詰りを回復するための回復ユニット部から構成されている。 12は給紙、排紙やメニューの選択を行うためのスイッチ類及び本インクジェット記録装置の状態表示やメニューの表示を行う表示装置からなる操作パネルであり、制御部10の制御によりスイッチ類のモニタ及び状態／メニュー表示が行われる。本実施例においてはインクジェット記録装置全体の制御を画像処理部11、制御部10で分担して制御する構成になっており、主にI／F部14から入力されたコマンドの処理及び記録データを処理してメモリ部16への格納までの処理に関しては画像処理部11で行い、その後のヘッドコントローラ17及びメカ駆動部13を制御して印字動作を行う部分ならびに操作パネル12の制御を制御部10で行うようになっている。そのため画像処理部11と制御部10は定期的に通信を行い制御情報のやり取りを行うように構成されている。

次に本発明の第一の実施例に関わる方式の詳細に関して以下に図３を用いて説明する。図３は本発明の実施例を示すフローチャートである。図３において、
ステップ３０１ まず本発明の処理の開始である。これはプリンタの電源ＯＮのタイミングでも記録用紙を入れ替えたタイミングでも良い。

ステップ３０２ まず操作パネル１２から用紙種類の指定を行う。これは通常、ロール紙に関しては給紙時に指定を行う。また多段の給紙カセットが装着される機種に関しては各カセット毎に用紙種類の指定を行う。

この操作はＩ／Ｆ部１４を介してコマンドとしてホストから指定して行へるように構成しても良い。また複数の給紙カセットを持つ構成においては各カセットにセットされている用紙種類の全てを一度に指定できるようにしても、用紙種類を入れ替えたカセットに関してのみ指定できるように構成しても良い。

ステップ３０３ そして印字指示がホストからくるのを待つ。ホストからの印字指示がきたらステップ３０４に進む。

ステップ３０４ 印字に指定されている用紙種類から印字時の用紙搬送速度を決める。用紙種類と用紙搬送速度の関係を示す一例を図４に示す。図４の用紙搬送速度が各用紙のインク吸収速度のみに依存しているとすれば、図４において各用紙のインク吸収速度は
用紙Ａ＞用紙Ｂ＞用紙Ｃ＞用紙Ｄ
の関係となっている。

しかし、単に用紙のインク吸収速度速度のみを解決する手法を提示するのみに留まらず、印字用紙の給紙／搬送系における送り特性の補正をも考量しているため、各用紙の腰や表面特性による搬送系における紙すべり等の特性の補正も可能である。従来の用紙の搬送処理は用紙によらず一定速度により搬送を行っていたため、用紙特性によっては所望搬送量よりも搬送量が増減し、これが送りムラとして画像上に現れ画質劣化要因となっていた。本発明の方式においてはこの補正のため各用紙毎に最適な用紙搬送を実現する搬送速度を事前に測定し、図４に示すような最適な用紙搬送速度テーブルを装置内に持たせている
ステップ３０５ ステップ３０４により決定された用紙搬送速度により１走査毎に行われるバンド毎の用紙搬送を行い印字動作を行う。また同様に給紙、排紙動作においても指定された用紙種類に応じて最適な用紙の搬送速度が選択されることで紙すべり等による搬送ずれを起こさないように制御を行うことは言うまでもない。

ステップ３０６ 本発明の処理の終了である。この後は記録用紙が変えられない限りステップ３０３から３０５を繰り返す。また用紙の変更がある場合にはステップ３０２が行われる。

以上の３０１から３０６の処理により、記録用紙に応じて印字時の用紙搬送速度を変化させることで用紙の送りムラの発生を抑へ、更に記録用紙のインク吸収速度に応じた印字動作が行えるようになる。

（第２の実施の形態）
第一の実施例は、記録用紙が交換された時等に記録用紙種類をユーザーが指定する構成に関して説明したが、第二の実施例では、記録用紙交換時若しくは印字開始前に給紙動作を行い自動で記録用紙種類を判定することを特徴とする。

図５に第二の実施例のブロック図を示す。図５においては図１と同じ処理に関しては同じ番号を付している。図５において第一の実施例を示す図１との違いは用紙判定部１９のみである。用紙判定部１９は本発明においては、用紙交換時若しくは印字開始前に用紙の給紙動作を行い、用紙上で複数の色フィルターを持つ発光部を順次発光させて用紙上での反射光を受光し、その受光レベルから用紙種類の判定をなっている。この各色フィルターで切り替えて発光させ、この受光レベルの組み合わせからコート紙、光沢紙、ＯＨＰフィルム等複数の用紙種類を判別することができる。

図６は第二の実施例の処理の一例を示すフローチャートである。

図６の各処理においては、第一の実施例の説明で用いた図３のフローチャートと同じ処理に関して同じ番号を付している。図６のフローチャートは印字開始時に必ず印字用紙の種類を判別する場合の処理を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、用紙種類の判定動作は用紙交換時等に１度のみ行うように構成しても良い。

ステップ３０１ 第一の実施例と同様にまず本発明の処理の開始である。これはプリンタの電源ＯＮのタイミングでも用紙を入れ替えたタイミングでも良い。

ステップ３０３ そして印字指示がホストからくるのを待つ。ホストからの印字指示がきたらステップ６０１に進む。

ステップ６０１ まず印刷する用紙の給紙動作を行い、給紙後に紙面上に用紙種別識別センサーを移動させて用紙の種別判定を行う。具体的な構成は図５の用紙判定部１９の説明で述べた通りである。

ステップ３０４ ステップ６０１で判定された用紙種類から印字時の用紙搬送速度を決める。この構成は第一の実施例で説明した通りである。

ステップ３０５ ステップ３０４により決定された用紙搬送速度により印字動作を行う。これは１走査毎に行われる紙送り動作や給紙、排紙動作全てに関して指定された用紙種類に最適な用紙搬送速度が適用される。

ステップ３０６ まず本発明の処理を示す処理の終了である。この後は用紙が変えられない限りステップ３０３から３０５を繰り返す。また用紙の変更がある場合にはステップ３０２が行われる。

以上の３０１から３０６の処理により、印字用紙に応じて印字時の用紙搬送速度を変化させることで印字用紙のインク吸収速度に応じた印字動作が行えるようになる。

本発明の第一の実施例に係わるインクジェットプリンタ装置の構成を説明するブロック図。 従来例の説明するための走査キャリッジの要部斜視図。 本発明の第一の実施例の処理を示すフローチャート。 本発明の一例として用紙種類とキャリッジ速度の関係を示す図。 本発明の第二の実施例に係わるインクジェットプリンタ装置の構成を説明するブロック図。 本発明の第二の実施例の処理を示すフローチャート。 従来例の説明するための２つインク滴紙面上で結合する様子を示す図。

符号の説明

１０ 制御部
１１ 画像処理部
１２ 操作パネル
１３ メカ駆動部
１４ I/F部
１５ メモリコントローラ
１６ メモリ部
１７ ヘッドコントローラ
１８ ヘッド部

Claims (2)

1. 複数の吐出口を有する記録ヘッドを用い、該記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記被記録媒体の種類を指定する記録媒体指定手段と、前記記録媒体指定手段により指定された記録媒体種類に応じて、前記被記録媒体の搬送時間を可変で切替えることが可能な搬送速度可変手段とを具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 複数の吐出口を有する記録ヘッドを用い、該記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記被記録媒体の種類を自動で判別する記録媒体判別手段と、前記記録媒体判別手段により判別された記録媒体種類に応じて、前記被記録媒体の搬送時間を可変で切替えることが可能な搬送速度可変手段とを具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

Images