JP2004175012A

JP2004175012A - インクジェット記録装置、プログラムおよび記録媒体

Info

Publication number: JP2004175012A
Application number: JP2002345766A
Authority: JP
Inventors: Koji Kuwata; 耕司桑田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】記録媒体を副走査方向へ移動する制御手段の精度をそのままに、副走査方向のノズル列を高密度化しても高速化が損なわれず高速印字可能なインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】同一色のドットを形成可能な複数のノズルを印刷媒体に対して副走査方向に所定の間隔で備えてインク滴を吐出できるインクジェット記録ヘッドを印刷媒体に対し主走査方向に移動させる機構と、印刷媒体を主走査方向と異なる副走査方向に移動させる機構を備え、インクジェット記録ヘッドは１つのノズル列に対し、副走査方向に印字する有効ノズルと休止する調整ノズルとを有し、１主走査単位ごとに印刷媒体の副走査方向目標移動量と実際の移動量との比較に基づいて有効ノズルと調整ノズルとを決定して印字することによって、精度の低い構造であっても正確な位置に記録印字できる。
【選択図】図１

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装置、プログラムおよび記録媒体に関し、具体的には、ノズルの副走査方向移動の位置精度、すなわち紙送り精度の低い構造であっても、またはメカ的な紙送り精度が記録ヘッドの記録ノズル間隔（密度）に追従できない場合でも、正確な位置に記録印字できるようにする印刷技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録時の振動、騒音が少ないことから、コンピュータ等のデジタル処理装置のデータ出力をするプリンタの他、ファクシミリやコピー等にも用いられるようになっている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置としては、例えば、副走査方向に配列した複数のノズルからなるノズル列を有する記録ヘッドを主走査方向に移動させるとともに、インク滴を付着させる記録媒体（例えば、紙、フィルム、布等）を主走査方向と直交する副走査方向に移動させながら、記録ヘッドのノズル列から記録信号に応じてインク滴を記録媒体に吐出することによって、高速、高密度、高品質の記録を行うようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２９１５０６号公報
【特許文献２】
特開２００２−２６４３１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、インクジェット記録装置では、ノズル列の高密度化あるいは記録ヘッドに搭載されるノズル数の大容量化により、高解像度化および高速化を図る傾向にある。これにより当然、ノズル列の高密度化に対しては、記録媒体を副走査方向へ移動させる紙送り等の制御手段の精度向上が求められるものとなる。
【０００６】
特許文献１の技術は、給紙ローラから用紙が外れた後の精度の低い紙送りに対して、使用ノズル数を減らしたインタレース方式による記録を実行し、１回当たりの副走査方向移動量を減らして紙送りの誤差をなくすことによって、画像の記録領域を拡張した際の用紙端部での画質を向上させている。
【０００７】
また、特許文献２の技術は、印刷媒体の搬送量を監視し、印刷媒体搬送量が不足した場合は、次の副走査方向へのプリントヘッド摺動時に描かれるデータを変換し、既に印刷済みの印字ドット上を走査するノズルからはインクを吐出させないでドットの重ね打ちをなくし、印刷媒体を搬送しすぎた場合は、印刷媒体搬送方向を逆転し、搬送量を監視しながら印刷媒体静止位置の調整を行うようにして、印刷品質の劣化を避けるようにしている。
【０００８】
上述した特許文献１および特許文献２では用紙の副走査方向への紙送り量を調整しながら印字するようにしている。
しかしながら、ノズル列を高密度化して尚且つ高速化する場合には、紙送りに用いられるサーボモータ制御の構成およびその制御方法等は、従来のものがそのままでは使えないこともあり得る。特に、ノズル数増加によって、副走査方向の紙搬送の高速化を求められながらも、移動量の精度向上を両立させるのは困難さを伴うものである。
【０００９】
本発明は、上述の実情を考慮してなされたものであって、記録媒体を副走査方向へ移動する制御手段の精度をそのままに、副走査方向のノズル列を高密度化しても高速化が損なわれず高速印字可能なインクジェット記録装置、インクジェット記録装置の機能を実行するプログラムおよびそのプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を達成するために、本発明の請求項１は、複数のノズル開口が設けられたノズルプレートと、同一色のドットを形成可能な複数のノズルを印刷媒体に対して副走査方向に所定の間隔で備えてインク滴を吐出できるインクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドを印刷媒体に対し主走査方向に移動させる機構と、印刷媒体を主走査方向と異なる副走査方向に移動させる機構を備えたインクジェット記録装置であって、前記インクジェット記録ヘッドは、１つのノズル列に対し、副走査方向に印字する有効ノズルと休止する調整ノズルとを有し、１主走査単位ごとに前記印刷媒体の副走査方向目標移動量と実際の移動量との比較を行い、その結果に基づいて有効ノズルと調整ノズルとを決定して印字制御することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、１主走査単位ごとに１スキャンで印字されるライン数を可変とすることを特徴とする。
また、本発明の請求項３は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記印刷媒体の副走査方向移動量が所定の移動量を超えた場合、その位置では全ノズルを吐出対象とした印字制御を行うことを特徴とする。
また、本発明の請求項４は、請求項３に記載のインクジェット記録装置において、前記所定の移動量は、１スキャン印字領域の副走査方向の幅であることを特徴とする。
また、本発明の請求項５は、コンピュータに、請求項１、２、３または４に記載のインクジェット記録装置の機能を実行させるためのプログラムである。
また、本発明の請求項６は、請求項５に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００１２】
以上の構成により、記録媒体副走査方向の移動制御の精度については、従来レベルの構成および制御方法を改善せずに、ノズル列の高密度化（副走査方向）に対応できる。
また、記録媒体副走査方向の移動制御において多少の精度を犠牲にしても高速性を優先させて、微妙な位置調整をノズルへのデータ転送形式を調整することで、解像度に追従した位置調整ができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明のインクジェット記録装置の好適な実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の制御部２０の概略構成を示すブロック図である。
図１において、ＨｏｓｔＩ／Ｆ部２２は、ＰＣ等のＨｏｓｔ１０から送られてくる印刷データをネットワーク、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）、ＳＣＳＩ（ＳｍａｌｌＣｏｍｐｕｔｅｒＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｒｆａｃｅ）等のパラレルインタフェースやその他のインタフェースによって受け付ける。
【００１４】
ＨｏｓｔＩ／Ｆ部２２で受けたデータは、制御系のデータであればＭＰＵ部２１に読み取られる。また、印刷画像データであればＤＭＡ（ＤｉｒｅｃｔＭｅｍｏｒｙＡｃｃｅｓｓ）チャネルを用いてデータバッファ部２３に転送される。このとき、圧縮形式の画像データであれば伸張も同時に行う。
【００１５】
データバッファ部２３は、ＨｏｓｔＩ／Ｆ部２２で受けた印刷画像データを一時的に格納する。このとき、印刷装置が使用される環境に応じて、受信した印刷画像データごとにバッファエリアを割り付けるようにしてもよい。
【００１６】
ビデオＩ／Ｆ部２４は、データバッファ部２３に一時的に格納されている印刷画像データを、インクジェットのヘッド形状に合わせたデータフォーマットに変換してヘッド制御部２５にデータを転送する。
例えば、ＤＭＡによってラスタイメージで画像データをデータバッファ部２３から取り込み、ノズル配列の形状に合わせてデータを並び替え（縦横変換）、各ノズル列単位でヘッド制御部２５にデータを転送する。転送タイミングは、主・副走査モータの位置情報からヘッドと記録媒体の相関位置を判断して転送される。これらの技術はインクジェット記録装置で実施されている周知の技術で構成される。
【００１７】
ヘッド制御部２５は、ビデオＩ／Ｆ部２４から転送される画素データと制御系のタイミング信号に合わせて、ヘッド上の全ノズルを駆動させてインクを吐出させる。本実施形態で使用するヘッドの形状は、図２に示すように、色（Ｋ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー））ごとに、副走査方向にノズルがＮ個並んだノズル列からなっている。
【００１８】
このヘッドの４色分のノズル列をヘッドのホームポジション位置（図３参照）から主走査方向にスキャンさせながら印字操作が実行され、１スキャンが終了すると、ヘッドをホームポジション位置へ戻すともに記録媒体（例えば、紙）を移動して、同様に印字操作を繰り返す。
図４に示すように、例えば、一回の主走査スキャンでＮライン（ラスタ）分のノズルのうちＬライン（ラスタ）分（Ｌ＜Ｎ）の印字を実行する場合は、ビデオＩ／Ｆ部２４からヘッド制御部２５へ縦方向（副走査方向）１列分の画素データを連続して転送する。１スキャンでＴ列分の印字を行うのであれば、この１列分の画素データ転送をＴ回繰り返すことになる。
【００１９】
ＭＰＵ部２１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、周辺回路、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等からなり、システム全体の制御を司る。
【００２０】
エンジン制御部２６は、例えば、記録装置の場合、紙搬送、モータ制御、インク維持・供給等のメカ制御を主に実行する。
【００２１】
位置検出回路２７は、副走査モータの場合には円盤形状のエンコーダ、主走査モータの場合にはヘッドに連動するリニア形状のエンコーダからのフィードバック信号により、記録媒体とヘッドの相関位置関係を検出し、同時にエンコーダからのフィードバック信号でモータの回転速度を検出する回路である。
これらのエンコーダからの信号を用いてフィードバック制御する技術は、既存のインクジェット記録装置に搭載されている周知の技術を使用する。
【００２２】
次に、ビデオＩ／Ｆ部２４からヘッド制御部２５へ画素データを転送するときのノズル列の制御動作について説明する。
先に説明したように、ヘッドに設けられたＮ本のノズルのうち、一回のスキャンでＬ本のノズルからインクを吐出して印字に用いるものとし、調整用ノズルとしてＬ本のノズルの前後にそれぞれｎ本持つようにする（すなわち、Ｎ＝Ｌ＋２ｎである）。以下、インクを吐出して印字に使用するノズルのことを有効ノズルという。
例えば、通常の場合、図５のように、ｎ＝２とした場合、１番目と２番目のノズルおよび（Ｎ−１）番目とＮ番目のノズルを調整用とし、３番目から（Ｎ−２）番目のＬ本の有効ノズルを使って印字するものとする。
【００２３】
用紙のサイズや、厚み、紙質、平滑度等々の相違に起因して発生する用紙搬送系の搬送負荷変動のため、副走査方向の移動量による目標位置と記録媒体の実際の停止位置がずれることがある。
このため、このずれを位置検出回路２７で計測し、その位置ずれ結果をビデオＩ／Ｆ部２４に出力する。
ビデオＩ／Ｆ部２４は、この位置ずれ結果によって、ヘッドに備えたＮ本のノズル中からどのノズルを用いるかを決定し、調整用ノズルには非吐出データ（例えば、００）を、残りの有効ノズルには画素データを設定して、ヘッド制御部２５へ転送する。
【００２４】
すなわち、位置ずれのドット数を今ｋドットとした場合、次のように有効ノズルと調整用ノズルとを決定する。
（１）ｋ≦ｎの場合
ずれがマイナス方向であれば、有効ノズルを（ｎ−ｋ＋１）番目から（Ｌ＋ｎ−ｋ）番目までのＬ本のノズルとし、調整用ノズルを１番目から（ｎ−ｋ）番目および（Ｌ＋ｎ−ｋ＋１）番目からＮ番目のノズルとする。
ずれがプラス方向であれば、有効ノズルを（ｎ＋ｋ＋１）番目から（Ｌ＋ｎ＋ｋ）番目までのＬ本のノズルとし、調整用ノズルを１番目から（ｎ＋ｋ）番目および（Ｌ＋ｎ＋ｋ＋１）番目からＮ番目のノズルとする。
この場合、副走査方向移動量が目標位置に対して±ｎドット相当以内であれば、（Ｌ＋２ｎ）本のノズルのうちから最適位置のＬ本のノズルを吐出対象に選択して、副走査方向位置ずれを補正できる。
【００２５】
（２）ｋ＞ｎの場合
ずれがマイナス方向であれば、有効ノズルを１番目から（Ｌ＋ｎ−ｋ）番目のノズルとし、調整用ノズルを（Ｌ＋ｎ−ｋ＋１）からＮ番目のノズルとする。
ずれがプラス方向であれば、有効ノズルを（ｎ＋ｋ＋１）番目からＮ番目のノズルとし、調整用ノズルを１番目から（ｎ＋ｋ）番目のノズルとする。
この場合、副走査方向移動量のずれが発生しても１行目のラスタ位置がノズルの存在する範囲内であれば、その回のスキャンで形成させるラスタ数（すなわち吐出対象となるノズル数）を可変とし、移動量の誤差を吸収できる。
【００２６】
（３）ｋ＞Ｌの場合
記録媒体の副走査方向移動量が所定の移動量、例えば、１スキャン印字領域の副走査方向の幅（Ｌ）を超えた場合には、上述のような印字用のノズル調整を行わずに、全ノズル（Ｎ本）を吐出対象とする。
【００２７】
例えば、ビデオＩ／Ｆ部２４は、記録媒体の副走査方向移動量を正確に制御でき、副走査方向移動による記録媒体の停止位置が目標位置にずれがない場合には、図５に示すように中央部分のＬ本（図では、Ｎ−４）のノズルから画素データを、残りの１、２、（Ｎ−１）、Ｎの各ノズルには非吐出データ（例えば、００）を図で示した転送タイミングでヘッド制御部２５へ転送する。
【００２８】
また、ビデオＩ／Ｆ部２４は、記録媒体の副走査方向移動量を正確に制御できず、副走査方向移動による記録媒体の停止位置が目標位置に対して２ｄｏｔ相当分だけマイナス方向にずれて止まってしまった場合には、ヘッドのＮ本のノズルのうち前方の２本の調整用ノズルを利用し、そこから連続したＬ本のノズルで画素データをヘッド制御部２５へ転送する。
【００２９】
すなわち、図６に示すように印字用のＬ本のノズルを中央部分から前方へ２本ずらし、１，２，・・・，Ｌ（＝Ｎ−４）番目のノズルへは画素データを、後端の（Ｎ−３），（Ｎ−２），（Ｎ−１），Ｎ番目の４本のノズルを調整用ノズルとして非吐出データ（例えば、００）を図で示した転送タイミングで転送する。
【００３０】
また、ビデオＩ／Ｆ部２４は、記録媒体の副走査方向移動量を正確に制御できず、副走査方向移動による記録媒体の停止位置が目標位置に対して１ｄｏｔ相当分だけプラス方向にずれて止まってしまった場合には、Ｌ本のノズルを１本分後方へずらして画素データをヘッド制御部２５へ転送する。
【００３１】
すなわち、図７に示すように印字用のＬ本のノズルを中央部分から後方へ１本ずらし、４番目のノズルからＬ（＝Ｎ−４）本のノズルへ画素データを、残りの１，２，３およびＮ番目の４本のノズルを調整用ノズルとして非吐出データ（例えば、００）を図で示した転送タイミングで転送する。
【００３２】
このようにマイナス方向またはプラス方向にずれた場合、従来はモータで記録媒体移動の微調整を停止位置直前のシーケンスに加えることで対処していたが、モータによる副走査方向搬送に関わる時間が長くなり、印字生産性の効率が低下していた。
しかし、上述した実施形態のように構成すると、記録媒体副走査方向の移動制御の精度については、従来レベルの構成および制御方法を改善せずに、ノズルへのデータ転送形式を調整することで、解像度に追従した位置調整が可能となり、ノズル列が高密度化（副走査方向）されても高速化を達成できる。
【００３３】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されたものではない。上述した実施形態のインクジェット記録装置の印字制御機構を構成する各機能をそれぞれプログラム化し、予めＲＯＭの記録媒体に書き込んでおき、インクジェット記録装置にこのＲＯＭを装着して、これらのプログラムをマイクロプロセッサで実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
この場合、記録媒体から読み出され、実行された状態が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体も本発明を構成することになる。
【００３４】
なお、このような機能を実現するプログラムは、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリ等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ等）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれの形態の記録媒体で提供されてもよい。
あるいは、ネットワーク等の通信網を介して記憶装置に格納されたプログラムをサーバコンピュータから直接供給されるようにしてもよい。この場合、このサーバコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。
【００３５】
このような記録媒体で提供された場合は、その記録媒体からプログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置にインストールし、そのインストールされたプログラムをマイクロプロセッサが実行することによって上述した実施形態の機能が実現される。または、記録媒体に記録されたプログラムを直接実行するようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、記録媒体副走査方向の移動制御の精度については、従来レベルの構成および制御方法を改善せずに、ノズル列の高密度化（副走査方向）に対応できる。
また、記録媒体副走査方向の移動制御において多少の精度を犠牲にしても高速性を優先させて、微妙な位置調整をノズルへのデータ転送形式を調整することで、解像度に追従した位置調整ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ヘッドの形状を説明するための図である。
【図３】ヘッドの移動方向と記録媒体（紙）の移動方向を説明するための図である。
【図４】１列分のノズルの画素データを転送するタイミングを説明するための図である。
【図５】副走査方向移動による記録媒体の停止位置が目標位置に止まった場合に、有効なノズルと画素データ転送タイミングを説明するための図である。
【図６】副走査方向移動による記録媒体の停止位置が目標位置に対して２ｄｏｔ相当分だけマイナス方向にずれて止まってしまった場合に、有効なノズルと画素データ転送タイミングを説明するための図である。
【図７】副走査方向移動による記録媒体の停止位置が目標位置に対して１ｄｏｔ相当分だけプラス方向にずれて止まってしまった場合に、有効なノズルと画素データ転送タイミングを説明するための図である。
【符号の説明】
１０…Ｈｏｓｔ、２０…インクジェット記録装置の制御部、２１…ＭＰＵ部、２２…ＨｏｓｔＩ／Ｆ部、２３…データバッファ部、２４…ビデオＩ／Ｆ部、２５…ヘッド制御部、２６…エンジン制御部、２７…位置検出回路。

Claims

複数のノズル開口が設けられたノズルプレートと、同一色のドットを形成可能な複数のノズルを印刷媒体に対して副走査方向に所定の間隔で備えてインク滴を吐出できるインクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドを印刷媒体に対し主走査方向に移動させる機構と、印刷媒体を主走査方向と異なる副走査方向に移動させる機構を備えたインクジェット記録装置であって、前記インクジェット記録ヘッドは、１つのノズル列に対し、副走査方向に印字する有効ノズルと休止する調整ノズルとを有し、１主走査単位ごとに前記印刷媒体の副走査方向目標移動量と実際の移動量との比較を行い、その結果に基づいて有効ノズルと調整ノズルとを決定して印字制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、１主走査単位ごとに１スキャンで印字されるライン数を可変とすることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記印刷媒体の副走査方向移動量が所定の移動量を超えた場合、その位置では全ノズルを吐出対象とした印字制御を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項３に記載のインクジェット記録装置において、前記所定の移動量は、１スキャン印字領域の副走査方向の幅であることを特徴とするインクジェット記録装置。
コンピュータに、請求項１、２、３または４に記載のインクジェット記録装置の機能を実行させるためのプログラム。
請求項５に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。