JP2005022383A - インクジェット記録装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 インクジェット記録装置における吐出特性を補正して高品位なバーコード(例えばカスタマバーコード)を記録できるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 インクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、記録データに基づき被記録媒体上にバーコードを含む画像を記録するインクジェット記録装置において、前記被記録媒体を所定の方向に搬送する搬送手段と、前記記録データにバーコードが含まれる場合には、前記被記録媒体の搬送方向に対する前記バーコードの配列方向が、略直交方向であるか、略平行方向であるかを判別する配列方向判別手段と、前記配列方向判別手段が略平行方向であると判別した場合に、前記バーコードの記録方法を変更する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図7

Description

本発明は、記録手段から被記録材ヘ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する。
従来の画像記録装置としては、記録手段により種々のプリンタ、複写機等が知られている。このような記録装置は、使用する記録手段の記録方法によりインクジェット式、ワイヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザービーム式等に分けることができる。そのうちインクジェット式は、吐出媒体としてのインクを微細なインクとして吐出するための複数の吐出口を有するインクジェット方式の液体吐出ヘッド(以下、ヘッドという)からインクを被記録媒体上に吐出して記録を行なうものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも多色のインクを使用してカラー画像を記録することが容易であるなどの利点を有している。(例えば特許文献1の2頁、図5)
特開平6‐44393号公報
しかしながら、インクジェット記録装置においては、インクジェットプリンタ特有の、メインパルス印加によるインク吐出時に発生する副次的なインク液滴(以下、サテライトと呼ぶ)の吐出が、不要な画像を被記録媒体に形成してしまい、バーコード等の高品位記録が要求される記録物の印字品位を下げるだけでなく、印字されたバーコードが規格を満足出来ないという問題が生じる場合がある。
図3は高度の印字品質が要求されるバーコードの一つであるカスタマバーコードを説明する模式図である。
カスタマバーコードとは、平成10年2月2日よりスタートした新郵便番号制度の導入に伴って採用され、住所を区分機で読み取りやすいバーコードの形で郵便物に印字し、このバーコードを読み取って道順組立作業までを機械化することを可能とするためのバーコードである。
図3に示すように、カスタマバーコード3000は、上下にバーを伸ばしたロングバー3001、上方向のみに伸ばしたセミロングバー(上)3002、下方向のみに伸ばしたセミロングバー(下)3003及び、タイミングバー3004の4種類から1キャラクタが構成され、合計23キャラクタから構成される。
また、バーの幅と、それぞれのバー(ロングバー、セミロングバー、タイミングバー)の長さの比率は1:3:2:1と規格化されている。印字されたバーコードは、バーの長さとバーの幅等の相対的な比率からバーコードサイズA(8≦A≦11.5ポイントで有効)が決定され、バーコードサイズがAポイントである時のバー幅の有効範囲規格は(0.50×A÷10)mm〜(0.70×A÷10)mm、同様にバーの高さTの有効範囲規格は(3.40×A÷10)mm〜(3.60×A÷10)mmと厳密に規定されている。
次に、サテライトが形成される原理を説明する。
図1はインクジェット記録ヘッドノズル内に設けられた電気熱変換体に通電して、そのノズル内のインクの急激な膨張によりインク滴を吐出するプロセスを説明する図である。
図1(a)はノズル1000にインク1001が充満している状態を示し、図1(b)は電気熱変換体1002にエネルギーを極めて短時間だけ与えた状態を示し、この時、電気熱変換体1002付近のインクが急激に加熱されて微小の気泡1003が発生する。
次に、図1(c)に示すように、インク1001が急激に気化し、微小気泡1003が成長する。
図1(d)は気泡1003が最大に膨張し、インク滴1004が吐出口から押し出される状態を示す。
図1(e)は電気熱変換体1002への通電が終了して気泡1003がインクによって急激に縮み、液状になった状態を示す。
図1(f)はインク滴1004が押し出されて矢印方向に飛翔する状態を示し、図1(g)はインク滴1004が主インク滴1005と、渦状となった尾部のインク滴(サテライト)1006とが形成された状態を示す。
このようなインクジェット記録方法に限らず、一般的なインクジェット記録方法であっても、インク液滴の吐出時においては、主インク滴が吐出された時の尾部がインク自身の表面張力によって小さなインク滴となり、本来の記録に必要な主インク滴とは別に、サテライトとなる。
このサテライトは、搬送方向に対して主液滴よりも前方向にオフセットされた位置に飛翔することが実測されている。
図2はこのサテライトが被記録媒体上に着弾する模様を示す模式図である。このようにサテライトは、特にバーコードの様な高品位記録が要求される記録においては、不要な画像を形成してしまうため、印字品位を下げてしまい、時には規格を満足出来ないという悪影響を及ぼす。
更にサテライトが印字品質に及ぼす影響はバーコードの印字方向(配列方向)によって、その度合いが異なる。すなわち図6(a)に示されるように、水平方向でバーコードを記録する場合は、サテライトがバーコードの印字品質に与える影響は少ない。しかしながら、図6(b)に示されるように、垂直方向でバーコードを記録する場合は、サテライトがバーコードの品質に与える影響が無視できない。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、インクジェット記録装置における吐出特性を補正して高品位なバーコード(例えばカスタマバーコード)を記録できるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、記録データに基づき被記録媒体上にバーコードを含む画像を記録するインクジェット記録装置において、前記被記録媒体を所定の方向に搬送する搬送手段と、前記記録データにバーコードが含まれる場合には、前記被記録媒体の搬送方向に対する前記バーコードの配列方向が、略直交方向であるか、略平行方向であるかを判別する配列方向判別手段と、前記配列方向判別手段が略平行方向であると判断した場合に、前記バーコードの記録方法を変更する制御手段と、を備えることを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、インクジェット記録におけるサテライトの影響を最小限に抑えるように、吐出特性を補正して記録を行うので、高品位なバーコード記録を行なうことができる。
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実施形態を説明する。
なお、本明細書中で、水平方向とは、被記録媒体の搬送方向に対して、略直交する方向をいい、垂直方向とは、被記録媒体の搬送方向に対して、略平行な方向をいうものとする。
(第1の実施の形態)
図4(a)は本発明のインクジェット記録装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置を示す模式図であり、図4(b)はその内部構造を示す断面図である。
図4(a)において、4000はインクジェット記録装置であり、4001は被記録媒体を収納するためのフィーダーカバーであり、4002は後述のヘッドステーションおよび被記録媒体の搬送部を開閉するための上部カバーであり、4003は後述のヘッドステーションのヘッドに供給される液体としてのインクを貯蓄するためのタンク部を開閉するための前カバーであり、4004は記録装置の電源スイッチ部であり、4005は記録装置における操作環境の設定、変更等を行なうための操作パネルである。
図4(b)に示されるように、本実施形態におけるヘッドステーションは、複数の記録素子を直線状に配列した長尺タイプのインクジェットラインヘッド(K,C,M,Y)を被記録媒体の搬送方向に直行する方向に互いに平行に配列してなるものである。具体的には、イエローラインヘッドYと、マゼンタラインヘッドMと、シアンラインヘッドCと、ブラックラインヘッドKから構成される。この下側に位置する搬送手段である搬送ユニットUは、フィーダーユニットFに積載された被記録媒体Paをラインヘッドによる記録位置に向けて一定の速度で搬送し、記録位置に到達すると、各ヘッド(K,C,M,Y)によってインクが吐出され、被記録媒体上に画像が記録される。その後、被記録媒体PaはスタッカーS上に搬出されるように構成されている。この搬送ユニットUの下側には、各ヘッド(K,C,M,Y)に供給される専用のインクを貯蓄するタンク部Rが着脱自在に固定されている。
図5は図4に示すインクジェット記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。図5において、5000はホストコンピューターなどの外部装置から入力するインターフェース、5001は処理部のMPU,5002は、メモリで、MPU5001がプログラムを読み込み、プログラムを実行する制御プログラムおよび図10に示すフローに示す制御プログラム(必要によっては文字フォントを含む)を格納するROM,5003は各種データ(上記記録データや記録ヘッドに供給される記録信号等)を一時的に保存しておくDRAMである。5004は各記録ヘッドK,C,M,Yに対する記録信号の供給制御を行なうゲートアレイであり、インターフェース5000,MPU5001,DRAM5003間のデータの転送制御も行なう。5008は被記録媒体搬送のための搬送モータである。5005は各記録ヘッドK,C,M,Yを駆動するヘッドドライバ、5006は搬送モータ5008を駆動するためのモータドライバである。
上記制御回路の動作概要を説明すると、ホストコンピューター(不図示)の入力部において、ユーザーによって入力された記録データがインターフェース5000に入ると、制御部により解析され(例えば、記録するバーコードの配列方向が水平方向であるのか、あるいは垂直方向であるのか等)、画像データがDRAM5003に展開される。ゲートアレイ5004とMPU5001との間で画像データが記録用の記録信号に変換される。そして、モータドライバ5006が駆動される共に、ヘッドドライバ5005に送られた記録信号に従って各記録ヘッドK,C,M,Yが駆動され、記録動作が行われる。
次に本実施の形態におけるインクジェット記録装置によるカスタマバーコード記録方法について図10を参照しながら説明する。
インターフェース5000がホストコンピューター(不図示)からカスタマバーコードを含む記録データを受信した場合は、前述した通りMPU5001が読み込み、DRAM5003にカスタマバーコードの画像データを展開し、その画像データに従い記録動作が行われる。
まずバーコードかの判断がステップ10001で行なわれ、YESであれば、方向判別のステップに行く。図6(a)は水平方向にカスタマバーコードを記録する場合、図6(b)は垂直方向にカスタマバーコードを記録する場合のそれぞれのサテライトとバーコードの関係を説明する模式図に示すように、前述したサテライトが発生しない場合においては、カスタマバーコードのバー幅をXドットで構成すると、バーの長さは3Xとして構成すれば理想的なカスタマバーコードが印字されるはずである。しかし実際には、上述したドット構成で水平方向、垂直方向にカスタマバーコードを記録すると、図6(a)、(b)に示すようなサテライトがそれぞれ発生する。
ここで、図6中の6000が前述したサテライト(大きさをαとする)であり、搬送方向に対して不要な画像を形成していることが分かる。すなわち、図6(a)に示すように、水平方向にカスタマバーコードを記録する場合は、所望のバーの長さが3Xドットであるのに対し、記録結果は3X+αドットとなるが、この場合サテライトの形成する画像はバーコードの品質にはさほど大きな影響は与えない。一方、図6(b)に示すように、垂直方向にカスタマバーコードを記録する場合は、所望のバー幅がXドットであるのに対し、記録結果はX+αドットとなるため、サテライトの形成する画像がカスタマバーコードの品質に大きな影響を与えてしまう。
そこで図7に、本発明の第1の実施の形態に係るカスタマバーコードのドット構成を示す。
本実施の形態では、図7(b)に示すように、サテライトがカスタマバーコードの品質に大きな影響を及ぼす場合、つまり方向判別ステップで、垂直方向でカスタマバーコードを記録する際は、ステップ10003で、サテライトが形成する画像を考慮して、1ドット分バー幅の構成を少なくして印字する。それに対し、図7(a)に示すように水平方向にカスタマバーコード記録する際には、ステップ10005で、サテライトがバーコードサイズに及ぼす影響が少ないため、サテライトの影響を無視してカスタマバーコードを構成する。バーコードでない場合、ステップ10006で文字の印字かの判断がされ、文字の幅に応じて印字を行なう。ステップ10004で印字エンドであれば、処理を終了し、印字終了でなければ、ステップ10002に戻り、印字を再開する。
以上説明したように本発明によれば、ホストコンピューターからの指示されたカスタマバーコードの印字方向(配列方向)によりDRAMに展開するカスタマバーコードの記録データの構成を、印字する方向に応じて変更することでサテライトが印字品質に及ぼす影響を最小化し、高品位なカスタマバーコード記録を可能にすることが出来る。
(第2の実施の形態)
本実施の形態におけるハードウェア構成は、第1の実施のブロック図を流用して、説明する。本実施の形態のインクジェットプリントにおけるインク滴の吐出プロセスは前述した通りであり、電気熱変換体にパルス信号によるエネルギーを印加することによってインクを発泡させてインク吐出液を得ている。
図8は本実施の形態の記録ヘッドの電気熱変換体に印加されるパルス波形を示す波形図である。(a)でまずヘッド駆動回路(ヘッドドライバ)に記録タイミング信号8000と、記録データが入力される。記録タイミング信号8000により、(b)において電圧V1で幅T1のサブヒートパルス8001が電気熱変換体1002に印加される。この時ノズル1000内の電気熱変換体1002付近ではインク液滴の噴射に寄与する発泡は起こらない。すなわち、インクの噴射は起こらない。サブヒートパルスはノズル1000内のインクを加熱し、特にインクの粘度を下げる役割をする。続いて、電圧が0でT2時間経過後、電圧V2で幅T3のメインヒートパルス8002が電気熱変換体1002に印加される。ここで、サブヒートパルス8001とメインヒートパルス8002の電圧は等しい。即ち、V1=V2である。また、サブヒートパルス幅8001よりメインヒートパルス8002幅は長く、T1<T2である。メインヒートパルス8002は、印加した電気エネルギーがノズル1000内で発泡を起こさせ、インクがノズル1000から噴射するのに十分である電圧と幅である。
図9はサブヒートパルス8001のパルス幅T1とインク噴射体積の特性をプロットしたグラフである。図9から解かるように、サブヒートパルス8001のパルス幅T1に応じてインク噴射体積が変化する。即ちインク噴射体積は、サテライトを含めた被記録媒体に対するインク染色面積に比例する。
そこで本実施の形態では、垂直方向でカスタマバーコードを記録する場合は、図5のヘッドドライバに図11に示すような駆動回路5005aを設け、記録データを入力し、さらに方向データを入力し、方向データに応じて、図8b又は、図8cに示すパルスを発生させるようにする。したがって、垂直方向に記録する場合は、図8(c)に示すように、カスタマバーコードを構成する各バーの先頭ラインのドットを小さく形成する。サブヒートパルス8001のパルス幅T1を通常のパルス幅より小さくし、インクの噴射体積を小さくすることで、サテライトを含むインク染色面積を小さくして、印字する。
ここで、先頭ラインとは、バーコードがスペースからバーに切り替わる際の境界位置に配置される記録ドットのラインをいう。
先頭ライン以降は、図8(b)に示すように通常通りのパルス幅T1で印加する。水平方向に記録する場合は、サテライトがカスタマバーコードに及ぼす影響が少ないため、先頭ラインのドットを形成する際も、図8(b)に示すように通常通りのパルス幅T1で印加する。
以上説明したように、本発明によれば、垂直方向でカスタマバーコードを記録する場合は、カスタマバーコードの各バーを構成する記録ドットの順番に応じて、電気熱変換体1002に印加するパルス幅を制御して、インク染色面積を小さくすることで、サテライトが印字品質に及ぼす影響を最小化し、高品位なカスタマバーコード記録を可能にすることが出来る。
なお、以上説明した実施形態では、サブヒートパルス8001のパルス幅T1をコントロールしてインク噴射体積を制御したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばメインヒートパルス8002のパルス幅T2に応じてインク噴射体積が変化する特性も一般に知られており、その特性を用いて、サテライトが印字品質に及ぼす影響を最小化しても良い。
また、サブヒートパルス8001とメインヒートパルス8002間のパルスの休止時間T2に応じてインク噴射体積が変化する特性も一般に知られており、その特性を用いてサテライトが印字品質に及ぼす影響を最小化しても良い。
(第3の実施の形態)
本実施の形態におけるハードウェア構成は、第1の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。また本実施の形態におけるインク滴の吐出原理は第2の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。
本実施の形態におけるインクジェット記録装置の記録方法を説明する。被記録媒体上の同一個所にインク滴を記録濃度に応じて複数個重ねて記録するいわゆるマルチドロップ方式がすでに一般に広く知られており、本実施の形態におけるインクジェット記録装置も、該記録方式を採用している。
図5を用いて本実施の形態における動作概要を説明する。ホストコンピューター(不図示)の入力部において、ユーザーによって入力された記録データがインターフェース5000に入ると、制御部により解析され、画像データがDRAM5003に“吐出しない”、‘1回のみ吐出する”、“2回吐出する”として3値化されて展開される。ゲートアレイ5004とMPU5001との間で記録データが記録用の記録信号に変換される。そして、モータドライバ5006が駆動されると共に、ヘッドドライバ5005に送られた記録データに従って各記録ヘッドK,C,M,Yが駆動され、記録動作が行われる。その際、記録されているDRAMの記録データに応じてインク吐出動作は“インクを吐出しない”、“1回のみのインクを吐出する”、“2回インクを吐出する”の3種類に分類される。インクの吐出回数に比例して、記録紙上の記録濃度は濃くなると共に、インク染色面積はインクの吐出回数に比例して広くなる。
そこで本実施の形態では、サテライトがカスタマバーコードの品質に大きな影響を及ぼす場合、即ち垂直方向でカスタマバーコードを記録する際は、サテライトが形成するドット滴を最小にするために、各バーの先頭ラインは、インクを1回のみ吐出することで、インクの染色体積を小さくしてサテライトを含むインク染色面積を小さくする。また先頭ライン以降のラインはインクを2回吐出することで、印字濃度が高く、反射率の高いカスタマバーコードを記録する。一方、水平方向に記録する際には、サテライトがカスタマバーコードに及ぼす影響が少ないため、各バーの先頭ラインも含めて全ラインを形成するには、インクを2回吐出して印字濃度が高く、反射率の高いバーコードを記録する。
以上にように本発明によれば、カスタマバーコードの印字方向(配列方向)により、同一個所に吐出するインクの吐出回数によって印字濃度を制御し、インク染色面積を小さくすることで、サテライトが印字品質に及ぼす影響を最小化し、高品位なバーコード記録を可能にすることが出来る。
(他の実施の形態)
前記実施例は、それぞれ排他的に実施されるだけでなく、例えば、第2の実施例と第3の実施例とを組み合わせて実施することも可能である。また、前記実施例においては、カスタマバーコードについてのみ論じているが、その他各種バーコードでも同様であり、カスタマバーコードに限定されるものではない。
本発明の様々な実施例を説明したが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本発明書内の特定の説明と図に限定されるものではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
(a)〜(g)は、本発明の実施の形態に係わるインクジェット記録装置におけるインク吐出プロセスを説明する概略図である。 本発明の実施の形態に係わるインクジェット記録装置におけるサテライトを説明する概略図である。 カスタマバーコードを説明する概略図である。 (a)は本発明の実施の形態に係わるインクジェット記録装置の斜視図であり、(b)は本発明の実施の形態に係わるインクジェット記録装置の模式的断面図である。 本発明の実施の形態に係わるインクジェット記録装置の電気的ブロック図である。 サテライトとカスタマバーコードの関係を説明する模式図であり、(a)は水平方向にバーコードを記録した場合を示し、(b)は垂直方向にバーコードを記録した場合を示す図である。 本発明の第1の実施の形態に係るカスタマバーコードのドット構成を説明する模式図であり、(a)は水平方向にバーコードを記録した場合の実施例を示し、(b)は垂直方向にバーコードを記録した場合の実施例を示す図である。 (a)〜(c)は、本発明の第2の実施の形態に係る電気熱変換体に印加するパルス信号の波形図である。 本発明の第2の実施の形態に係る電気熱変換体に印加するパルス信号とインクの吐出体積との関係を示すグラフ図である。 本発明の第1の実施形態に係るフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態に係る電気熱変換体に印加するパルス信号の発生回路を示す図である。
符号の説明
1000 ノズル
1001 インク
1002 電気熱変換体
1003 気泡
1004 インク
1005 主滴
8000 記録タイミング信号
8001 サブヒートパルス
8002 メインヒートパルス
K インクジェット記録ヘッド(ブラック)
C インクジェット記録ヘッド(シアン)
M インクジェット記録ヘッド(マゼンタ)
Y インクジェット記録ヘッド(イエロー)
R インクカートリッジ
S スタッカー
U 搬送ユニット
Pa 被記録媒体
F フィーダーユニット

Claims (12)

  1. インクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、記録データに基づき被記録媒体上にバーコードを含む画像を記録するインクジェット記録装置において、
    前記被記録媒体を所定の方向に搬送する搬送手段と、
    前記記録データにバーコードが含まれる場合には、前記被記録媒体の搬送方向に対する前記バーコードの配列方向が、略直交方向であるか、略平行方向であるかを判別する配列方向判別手段と、
    前記配列方向判別手段が略平行方向であると判別した場合に、前記バーコードの記録方法を変更する制御手段と、
    を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記制御手段は、前記記録データを変更することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記制御手段は、さらに前記バーコードのバーを構成する記録ドットの前記バーの配列方向における配列順序に応じて、前記バーコードの記録方法を変更することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記制御手段は、前記記録ドットが前記バーの配列方向において、各バーの少なくとも先頭に配列される場合は、前記バーコードの記録方法を変更することを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記制御手段は、前記記録ヘッドにより吐出されるインク量を変化させることを特徴とする請求項3または4に記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記制御手段は、前記記録ヘッドの駆動方法を変更することを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  7. 前記制御手段は、前記記録ヘッドを駆動するパルス信号のパルス幅を変化させることを特徴とする請求項6に記載のインクジェット記録装置。
  8. 前記パルス信号は、プレヒートパルスとメインヒートパルスとを含み、前記制御手段は、前記プレヒートパルスおよび/またはメインヒートパルスのパルス幅を変化させることを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。
  9. 前記パルス信号は、プレヒートパルスとメインヒートパルスとを含み、前記制御手段は、前記プレヒートパルスとメインヒートパルスとの間の休止時間を変化させることを特徴とする7に記載のインクジェット記録装置。
  10. 前記制御手段は、前記被記録媒体上の同一個所に吐出するインク滴数を変更することを特徴とする請求項3または4に記載のインクジェット記録装置。
  11. 前記バーコードは、カスタマバーコードを含むことを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  12. インクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、記録データに基づき被記録媒体上にバーコードを含む画像を記録するインクジェット記録方法において、
    前記被記録媒体を所定の方向に搬送し、
    前記記録データにバーコードが含まれる場合には、前記被記録媒体の搬送方向に対する前記バーコードの配列方向が、略直交方向であるか、略平行方向であるかを判別し、
    前記配列方向が略平行方向であると判別された場合に、前記バーコードの記録方法を変更する、
    ことを特徴とするインクジェット記録方法。
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