JP2020147015A

JP2020147015A - 液体を吐出する装置、印刷方法、プログラム

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Publication number: JP2020147015A
Application number: JP2019049225A
Authority: JP
Inventors: 公人安部; Kimihito Abe
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2019-03-16
Filing date: 2019-03-16
Publication date: 2020-09-17
Anticipated expiration: 2039-03-16
Also published as: JP7266783B2; US11173704B2; US20200290343A1

Abstract

【課題】所定領域内でムラの発生を抑制して画像品質を向上する。【解決手段】第１方向と交差する第２方向きに位置をずらして配置された３つのヘッドＨ１、Ｈ２、Ｈ３を有し、ヘッドＨ１〜Ｈ３を第１方向に複数回走査して、ヘッドの吐出巾よりも狭い所定領域（バンドＢ）の画像を完成させる制御を行うとき、ヘッド数の整数倍である９スキャンによってバンドＢの画像を完成させる制御を行い、ヘッドＨ１、Ｈ２、Ｈ３のつなぎ目がバンドＢの境界に位置するようにヘッド１１１とシートＰが相対移動されて印刷が行われる。【選択図】図６

Description

本発明は液体を吐出する装置、印刷方法、プログラムに関する。

液体を吐出する複数のヘッドを副走査方向に位置をずらしてつなぎ合わせ、つなぎ目の一部のノズルをオーバーラップさせ、１走査内のドットをオーバーラップさせたノズルで打ち分けることで、つなぎ目を目立たなくすることが行われている。

従来、オーバーラップ領域ではない非オーバーラップ領域のノズルにより形成されるラスタラインのうち、オーバーラップ領域に近接し、ラスタラインを形成するノズルのインク吐出量を制御し、ドットのサイズ又はドットの数を変更する制御を行う方法が知られている（特許文献１）。

特許第５６２５３３２号公報

ところで、３つ以上のヘッドを副走査方向につないだ場合、つなぎ目部分で完成する画像の形成に使用する各ヘッドの使用回数が異なることで、各ヘッドの吐出特性の違いなどによって画像ムラが発生するという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、画像品質を向上することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体を吐出する装置は、
第１方向と交差する第２方向に位置をずらして配置された液体を吐出する３つ以上のヘッドと、
前記３つ以上のヘッドを、前記ヘッドの数の整数倍の走査数で前記第１方向に走査させ、所定領域の画像を完成する制御を行う手段と、を備えている
構成とした。

本発明によれば、画像品質が向上する。

本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の一例の機構部の側面説明図である。同じく平面説明図である。同じく要部斜視説明図である。同じくヘッドの平面説明図である。同じく制御部のブロック説明図である。本発明の第１実施形態の説明に供する説明図である。同じく１バンド（所定領域）における各ドットに対するヘッドとスキャンの割り当ての一例を説明する説明図である。比較例１の説明に供する説明図である。同じく１バンド（所定領域）における各ドットに対するヘッドとスキャンの割り当ての一例を説明する説明図である。比較例１における画像ムラの一例の説明に供する説明図である。比較例１における画像ムラの他の例の説明に供する説明図である。本発明の第２実施形態の説明に供する説明図である。同じく１バンド（所定領域）における各ドットに対するヘッドとスキャンの割り当ての一例を説明する説明図である。本発明の第３実施形態の説明に供する説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の一例について図１ないし図４を参照して説明する。図１は同印刷装置の機構部の側面説明図、図２は同じく平面説明図、図３は同じく要部斜視説明図、図４はヘッドの平面説明図である。

この印刷装置１は、液体を吐出する装置としてのシリアル型インクジェット記録装置である。印刷装置１は、装置本体１００内に、ロール紙などのシート材２に印刷する印刷部１０と、シート材２を搬送する搬送部２０とを備えている。また、印刷装置１は、装置本体１００の外側に、シート材２がロール状に巻き回された繰り出しロール３を収容するロール収容部３０と、シート材２を巻き取った巻取りロール４を収容するロール巻き取り部４０を備えている。

印刷部１０は、左右の側板１０１Ａ、１０１Ｂに架け渡したステー部材１０３に取り付けたガイド部材１０２で移動体であるキャリッジ１０５を第１方向である主走査方向（矢印Ｘ方向）に往復移動可能に保持して案内する。キャリッジ１０５は、背面側に設けた嵌合部１０５ａがガイド部材１０２に移動可能に嵌合している。

キャリッジ１０５には、３つの液体吐出ユニット１１０（１１０Ａ〜１１０Ｃ）を搭載している。液体吐出ユニット１１０は、液体吐出手段としての液体吐出ヘッド（ヘッド）１１１と、ヘッド１１１に液体を供給するサブタンク１１２とを一体化して構成している。ヘッド１１１は、図４に示すように、液体を吐出する複数のノズル１１１ａが配列されたノズル列１１１ｂを有している。このノズル列１１１ｂの幅を吐出幅（ノズル列幅）とする。

これにより、第１方向である主走査方向と交差する第２方向であるシート材２の搬送方向（副走査方向）に３つのヘッド１１１が位置をずらして配置されている。このとき、ヘッド１１１、１１１のつなぎ目ではノズル１１１ａの一部をオーバーラップさせている。

装置本体１００の一端部側には、各色の液体を収容した複数のメインタンク（液体カートリッジ）１２０が交換可能に装着されるカートリッジホルダ１２１が配置されている。このカートリッジホルダ１２１に装着されたメインタンク１２０から送液ポンプなどによって各色の供給チューブ１２３を介して各液体吐出ユニット１１０のヘッド１１１に各色の液体が供給される。

搬送部２０は、印刷部１０のシート材搬送方向（矢印Ｙ方向：副走査方向）上流側に、搬送手段である搬送ローラ２０１及び対向ローラ２０２が配置され、シート材２を挟んで搬送する。

また、搬送部２０は、ヘッド１１１に対向するプラテン部材２０３と、プラテン部材２０３の吸引孔２０３ａを介してシート材２を吸着する吸引機構部２０４を備えている。なお、図２では吸引孔２０３ａは部分的に図示しているが、プラテン部材２０３の全体に配置される。

この搬送部２０の入口側には繰り出しロール３から繰り出されるシート材２を案内する搬送ガイド部材２０５が、出口側にはシート材２を巻取りロール４に案内する搬送ガイド部材２０６がそれぞれ配置されている。

また、キャリッジ１０５の主走査方向の一方側にはヘッド１１１の維持回復（メンテナンス）を行う維持回復機構１５０が配置されている。

維持回復機構１５０は、例えばヘッド１１１のノズル面をキャッピングするキャップ１５１と、ノズル面を払拭するウェブ１５３などを含む払拭ユニット１５２を備えている。

この印刷装置１においては、シート材２を搬送ローラ２０１と対向ローラ２０２によってプラテン部材２０３上を吸着しながら搬送方向に搬送する。

そこで、例えば、シングルパス印刷のときには、キャリッジ１０５を主走査方向に移動させながら印刷信号に応じてヘッド１１１を駆動することにより、停止しているシート材２に所要の色の液体を吐出して１行分を印刷し、シート材２を所定量搬送後、次の行の印刷を行うことを繰り返して印刷し、シート材２を排出する。また、マルチパス印刷のときには、キャリッジ１０５の走査とシート材２の搬送とを複数回繰り返して１行分の印刷を行う。

次に、印刷装置の制御部の一例について図５のブロック説明図を参照して説明する。

制御部５００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行する本発明に係るプログラムを含む各種プログラムなどの固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３とを含む本発明に係る制御を行う手段を兼ねる主制御部５００Ａを備えている。

また、制御部５００は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理する画像処理部５０５とを備えている。

また、制御部５００は、ヘッド１１１を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部５０８と、キャリッジ１０５側に設けたヘッド１１１を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９とを備えている。

また、制御部５００は、キャリッジ１０５を移動走査する主走査モータ５５１、搬送ローラ２０１を駆動する送り副走査モータ５５２、維持回復機構１５０のキャップ１５１の移動（昇降）、吸引手段の駆動などを行なう維持回復モータ５５３を駆動するためのモータ駆動部５１０を備えている。

また、制御部５００は、払拭ユニット１５２を駆動する払拭制御部５２０を備えている。

また、制御部５００は、Ｉ／Ｏ部５１３を備えている。Ｉ／Ｏ部５１３は、温度センサ、その他装置に装着されている各種のセンサ群５７０からの情報を取得し、装置の制御に必要な情報を抽出し、各種の制御に使用する。

また、制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、画像読み取り装置、撮像装置などのホスト５９０のプリンタドライバ５９１側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。

そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、画像処理部５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。

印刷制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する。

この印刷制御部５０８は、ＲＯＭ５０２に格納されている駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含む。そして、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ５０９に対して出力する。

ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力されるヘッド１１１の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０８から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択してヘッド１１１の圧力発生手段に対して与える。これにより、ヘッド１１１を駆動する。このとき、駆動波形を構成するパルスの一部又は全部或いはパルスを形成する波形用要素の全部又は一部を選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

次に、本発明の第１実施形態におけるマルチパス印刷の制御について図６及び図７を参照して説明する。図６は同実施形態において２パス１／４インタレース＋１スキャン方式で印刷を行う場合の制御の説明に供する説明図、図７は１バンド（所定領域）における各ドットに対するヘッドとスキャンの割り当ての一例を説明する説明図である。なお、図７の数字はスキャンＳ１〜Ｓ９を示している。

本実施形態では、キャリッジ１０５の９スキャンによってヘッド１１１の吐出幅よりも狭い所定領域（これを「バンド」という。）Ｂ（バンドＢ１〜Ｂ８）の各画像を完成させる制御を行っている。なお、以下では、３つのヘッド１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１ＣをそれぞれヘッドＨ１、Ｈ２、Ｈ３とする。

つまり、ヘッド１１１の数（ヘッド数）の整数倍の第１方向への走査（スキャン）によって１つのバンドＢの画像を完成させる。これにより、ヘッドＨ１、Ｈ２、Ｈ３のつなぎ目がバンドＢの境界に位置するようにヘッド１１１とシートＰが相対移動されて印刷が行われる。

具体的には、１スキャン（走査）目Ｓ１から３スキャン目Ｓ３ではヘッドＨ１を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。４スキャン目Ｓ４から６スキャン目Ｓ６ではヘッドＨ２を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。７スキャン目Ｓ７から９スキャン目ＳではヘッドＨ３を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。

この場合、２パス１／４インタレース方式に対して、１スキャン目の領域とオーバーラップするように９スキャン目を設けている。そこで、１つのバンドＢは１スキャン目のヘッドＨ１と９スキャン目のヘッドＨ３で打ち分けている。例えば、図７に示すように、２パスに「９」、「５」と「１」、「５」を割り当てている。したがって、２パス１／４インタレース方式における１スキャン目の走査線は３スキャン（３パス）で完成させることになる。

このように、１回目の走査（１スキャン目Ｓ１）と最終回の走査（９スキャン目Ｓ９）で画像を完成する所定領域Ｂのドットは、１回目の走査で液体を吐出するヘッドＨ１と最終回の走査で液体を吐出するヘッドＨ３とで打ち分ける。

このとき、バンドＢ１の画像を完成するために使用するヘッドＨ１〜Ｈ３の使用回数は、バンドＢ１内でいずれも３回となり、図７示すように、バンドＢのドットを３つのヘッドに均等に割り当てることができる。

また、本実施形態では、ヘッド数の整数倍である９回の走査で、ヘッド数の整数倍の走査回数よりも少ない８バンド分のドットを形成している。

このように、第１方向と交差する第２方向に位置をずらして配置された、液体を吐出する３つ以上のヘッド１１１を、ヘッド１１１の数の整数倍の走査数で第１方向に走査して、ヘッド１１１の第２方向における吐出幅よりも狭い所定領域（バンド）の画像を完成する印刷方法を行っている。この制御の処理は本発明に係るプログラムに従ってコンピュータ（主制御部５００Ａ）によって実行される。

ここで、比較例１について図８及び図９を参照して説明する。図８は２パス１／４インタレース方式による印刷を行う場合の制御の説明に供する説明図、図９は同方式による場合の１バンドにおける各ヘッドに対するドットの割り当ての一例を説明する説明図である。

比較例１では、８スキャンでバンドＢを完成させるので、１スキャン目Ｓ１、２スキャン目Ｓ２ではヘッドＨ１を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。３スキャン目Ｓ３ではヘッドＨ１及びＨ２を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。４スキャン目Ｓ４及び５スキャン目Ｓ５ではヘッドＨ２を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。６スキャン目Ｓ６ではヘッドＨ２及びＨ３を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。７スキャン目Ｓ７及び８スキャン目Ｓ８ではヘッドＨ３を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。

このように、比較例１では、ヘッドＨ１〜Ｈ３の使用回数は、バンドＢの上側領域Ｂｕにおいては、ヘッドＨ１：３回、ヘッドＨ２：３回、ヘッドＨ３：３回となる。同様に、バンドＢの中央領域Ｂｃにおいては、ヘッドＨ１：３回、ヘッドＨ２：２回、ヘッドＨ３：３回となり、バンドＢの下側領域Ｂｄにおいては、ヘッドＨ１：２回、ヘッドＨ２：３回、ヘッドＨ３：３回となる。

この比較例１では、バンドＢ内にヘッドＨ１〜Ｈ３のつなぎ目が位置するので、バンドＢ内のドット形成に使用するヘッドに一部で差が生じることになる。例えば、図９（ａ）は上側領域Ｂｕのドットのヘッドに対する割り当て、（ｂ）は中央領域Ｂｃのドットのヘッドに対する割り当て、（ｃ）は下側領域Ｂｄのドットのヘッドに対する割り当てを示している。

このとき、例えば図９に太線で囲んで示すドットについてみると、図９（ａ）の上側領域Ｂｕ及び図９（ｂ）に示す中央領域Ｂｃでは、３スキャン目Ｓ３のヘッドＨ１及び６スキャン目Ｓ６のヘッドＨ２で形成される。これに対し、図９（ｃ）に示す下側領域Ｂｄでは、３スキャン目Ｓ３のヘッドＨ２及び６スキャン目のヘッドＨ３で形成される。

そのため、ヘッドＨ１〜Ｈ３に吐出特性の差があるときには、例えば図１０（ａ）〜（ｃ）に示すようにドット径や違いや着弾ずれの差による被覆面積に差が生じて、ムラが発生する。また、ヘッドＨ１〜Ｈ３の実装位置にずれがある場合、例えば図１１（ａ）に示すように、ヘッドＨ２がヘッドＨ１側に偏り、ヘッドＨ３がヘッドＨ２から離れて実装されている場合には、例えば図１１（ｂ）〜（ｄ）に示すようにドットの偏りによって白スジが生じるなどして、ムラが発生する。

次に、本発明の第２実施形態におけるマルチパス印刷の制御について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は２パス１／８インタレース＋２スキャン方式で印刷を行う場合の制御の説明に供する説明図、図１２は１バンドにおける各ドットに対するヘッドとスキャンの割り当ての一例を説明する説明図である。なお、図１２の数字はスキャンＳ１〜Ｓ１８を示している。

本実施形態でも、ヘッド１１１の数（ヘッド数）の整数倍である１８回のスキャンによって１つのバンドＢの画像を完成させる。これにより、ヘッドＨ１、Ｈ２、Ｈ３のつなぎ目がバンドＢの境界に位置するようにヘッド１１１とシートＰが相対移動されて印刷が行われる。

具体的には、１スキャン目Ｓ１から６スキャン目Ｓ６ではヘッドＨ１を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。７スキャン目Ｓ７から１２スキャン目Ｓ１２ではヘッドＨ２を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。１３スキャン目Ｓ１３から１８スキャン目Ｓ１８ではヘッドＨ３を使用してバンドＢ１の領域にドットを形成する。

このとき、バンドＢ１の画像を完成するために使用するヘッドＨ１〜Ｈ３の使用回数は、バンドＢ１内でいずれも６回となり、図１３に示すように、バンドＢ１の全体のドットを３つのヘッドに均等に割り当てることができる。

また、本実施形態では、２パス１／８インタレース方式に対して２スキャン多くなっているため、１，２スキャン目と１７，１８スキャン目がオーバーラップする。そこで、１つのバンドＢはヘッドＨ１とヘッドＨ３とで打ち分けている。

ここでは、１スキャン目、２スキャン目のドットを半分に間引いて、１７スキャン目及び１８スキャン目のドットを入れ込んでいる。例えば、図１３に示すように、２パスに「１」、「９」と「１７」、「９」、「１０」、「２」と「１０」、「１８」を割り当てている。したがって、２パス１／８インタレース方式における１スキャン目、２スキャン目の走査線は３スキャン（３パス）で完成させることになる。

次に、本発明の第３実施形態について図１４を参照して説明する。図１４は同説明に供するモードと本発明に係る走査数をヘッド数の整数倍にするための処理（これを「ＯＬＰ」：オーバーラップ処理という。）との関係の一例を示す説明図である。

本実施形態では、モード１〜５を有し、各モード１〜５とスキャン数の関係が設定されたテーブルをＮＶＲＡＭ５０４などの不揮発性格納手段に格納しており、指定されたモードに従って設定されたスキャン数での走査を行う。

ここでは、図１４に示すように、モード２、４についてオーバーラップ処理を行っている。モード２は前記第１実施形態を実施するモードであり、モード４は前記第２実施形態を実施するモードである。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

１印刷装置
２シート材
１０印刷部
２０搬送部
１００装置本体
１０５キャリッジ
１１１ヘッド
５００制御部
５００Ａ主制御部（制御を行う手段）

Claims

第１方向と交差する第２方向に位置をずらして配置された液体を吐出する３つ以上のヘッドと、
前記３つ以上のヘッドを、前記ヘッドの数の整数倍の走査数で前記第１方向に走査させ、所定領域の画像を完成する制御を行う手段と、を備えている
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
前記所定領域における前記３つ以上のヘッドの走査数が各ヘッドで同じである
ことを特徴とする請求項１に記載の液体を吐出する装置。
前記３つ以上のヘッドのつなぎ目が前記第２方向で隣り合う前記所定領域の境目に位置する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体を吐出する装置。
前記ヘッドの数の整数倍の走査数で走査し、前記走査数よりも少ない数の前記所定領域のドットを形成する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体を吐出する装置。
前記３つ以上のヘッドの１回目の走査と最終回の走査で前記画像を完成する前記所定領域のドットは、１回目の走査で液体を吐出する前記ヘッドと最終回の走査で液体を吐出する前記ヘッドとで打ち分ける
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体を吐出する装置。
第１方向と交差する第２方向に位置をずらして配置された、液体を吐出する３つ以上のヘッドを、前記ヘッドの数の整数倍の走査回数で前記第１方向に走査して、所定領域の画像を完成する
ことを特徴とする印刷方法。
第１方向と交差する第２方向に位置をずらして配置された、液体を吐出する３つ以上のヘッドを第１方向に複数回走査して、所定領域の画像を完成する制御をする処理をコンピュータに行わせるためのプログラムであって、
前記３つ以上のヘッドを、前記ヘッドの数の整数倍の走査回数で前記第１方向に走査させ、前記所定領域の画像を完成する制御をする処理をコンピュータに行わせる
ことを特徴とするプログラム。