JP2005238556A - 画像形成装置、及び画像形成制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドの記録性能を超えた記録速度を得る。
【解決手段】記録媒体の搬送方向に対して直角に同一色の複数の記録ヘッド（２０１Ｂｋ−２０４Ｂｋ）を配置し、前記複数の記録ヘッドで同一色の画像データを分割形成する分割画像形成手段を設けた。該分割画像形成手段は、同一色の画像データを前記複数のヘッドで１ラスタ毎順次分担して画像を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、台紙とラベルまたはタグシートなどの連続シートである被記録媒体を搬送させ、記録を施す画像形成装置、及び画像形成制御プログラムに関する。

一般的に、台紙とラベルまたはタグシートなどの連続シートである被記録媒体を搬送させ、記録を施す画像形成装置では、記録ヘッドの数に合わせて画像データを色分解し、各色（記録ヘッド）毎の連続領域に画像データを格納している。
例えば、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色の記録ヘッド（第１図、１０４）を有する画像形成装置では、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色に色分解された画像データが、Ｋ成分の画像データはＫインクを吐出するヘッド用の画像領域（第１図、１０５Ｂｋ）に、またＣ成分の画像データはＣインクを吐出するヘッド用の画像領域（第１図、１０５Ｃ）に、またＭ成分の画像データはＭインクを吐出するヘッド用の画像領域（第１図、１０５Ｍ）に、またＹ成分の画像データはＹインクを吐出するヘッド用の画像領域（第１図、１０５Ｙ）に展開され、印字の際には、各々の画像展開領域（第１図１０５）から各記録ヘッド（第１図、１０４）に印字データを転送することで、印字がなされている。
（例えば特許文献１）

特開2003-145899、（第3頁、図1）

しかしながら、飛躍的に印字速度を上げたい場合、従来の構成では記録ヘッドの性能を超えるような印字速度の実現は難しい。
上記問題の対策として、複数の記録装置で並列に記録動作させて印刷物を得る方法があるが、例えばシリアル番号を含んだ印刷物を得たい場合、記録装置相互で分担するシリアル番号の重複防止等管理上の問題も顕在化する。

本発明による画像形成装置は、上記課題を解決するために下記に記載する画像形成装置、及び画像形成制御プログラムを実施した。

即ち被記録媒体を搬送する搬送手段と、前記被記録媒体の搬送方向に対して直角に配置された前記複数の記録ヘッド各々のノズル列から被記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成する本発明の画像形成装置は、
前記複数の記録ヘッドで同一色の画像データを分割形成する分割画像形成手段を有することを特徴とする。

また本発明による画像形成装置の前記分割画像形成手段は、同一色の画像データをｎ本の記録ヘッドで１ラスタ毎に順次分担して画像形成することを特徴とする。

また本発明による画像形成装置の前記分割画像形成手段は、同一色の画像データをｎ本の記録ヘッドで１ラスタ毎に順次分担して画像形成する手段であり、ラスタ制御において、ラスタ数の１／ｎ回のプログラム制御処理で、同解像度の画像を形成することを特徴とする。

また本発明による画像形成装置は、同一色の画像データを形成する画像形成手段として、１本の記録ヘッドで画像形成する単独画像形成手段と、ｎ本の記録ヘッドで分担して画像形成する分割画像形成手段とを有し、前記単独画像形成手段と前記分割画像形成手段とが選択可能であることを特徴とする。

また本発明による画像形成装置は、前記単独画像形成手段と、前記分割画像形成手段とを併用することを特徴とする。

また本発明による画像形成装置が備える前記複数の記録ヘッドは、前記被記録媒体の最大記録幅に相当するノズル列を有することを特徴とする。

また本発明による画像形成装置は、前記分割画像形成手段が選択された場合、前記単独画像形成手段選択時に比較し、ほぼn倍の記録速度を得ることを特徴とする。

また本発明による画像形成装置は記録動作中、前記被記録媒体がほぼ等速で搬送されることを特徴とする。

また本発明による画像形成装置は記録動作中、前記複数の記録ヘッドが静止することを特徴とする。

被記録媒体を搬送する搬送手段と、前記被記録媒体の搬送方向上流側から下流側にかけて配置される複数の記録ヘッドと、
前記搬送方向に対して直角に配置された前記複数の記録ヘッド各々のノズル列から被記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成する画像形成装置における本発明の画像形成制御プログラムは、
前記複数の記録ヘッドで同一色の画像データを分割形成する『分割画像形成工程』、
を有することを特徴とする。

また本発明による画像形成制御プログラムの前記分割画像形成工程は、同一色の画像データをｎ本の記録ヘッドで１ラスタ毎に順次分担して画像形成することを特徴とする。

また本発明による画像形成制御プログラムの前記分割画像形成工程は、同一色の画像データをｎ本の記録ヘッドで１ラスタ毎に順次分担して画像形成する工程であり、ラスタ制御において、ラスタ数の１／ｎ回のプログラム制御処理で、同解像度の画像を形成することを特徴とする。

また本発明の画像形成制御プログラムは、同一色の画像データを形成する画像形成工程として、１本の記録ヘッドで画像形成する単独画像形成工程と、ｎ本の記録ヘッドで分担して画像形成する分割画像形成工程とを有し、前記単独画像形成工程と前記分割画像形成工程とが選択可能であることを特徴とする。

また本発明による画像形成制御プログラムは前記単独画像形成工程と、前記分割画像形成工程とを併用することを特徴とする。

また本発明の画像形成制御プログラムは前記分割画像形成工程が選択された場合、前記単独画像形成工程選択時に比較し、ほぼn倍の記録速度を得ることを特徴とする。

以上説明したように、本発明の画像形成装置、及び画像形成制御プログラムによれば、メカ／ハードを変更する事無く、印字速度を飛躍的に高めることができる。

また、本発明による派生的な利点として、高速記録動作中であっても記録ヘッドの温度上昇を抑制できること、例え偶発的な不吐があったとしても画質への影響が軽減できること、加えて記録ヘッドの耐久性向上等、有意義な効果が得られる。
また、本構成によれば、記録ヘッドに供給するインク色を変更するだけで（共通のメカ／ハード構成で）、単色高速機（ブラックヘッド6本）、カラー機（ブラックヘッド3本、シアン／マゼンタ／イエローのヘッド各1本）、高画質機（ブラック／シアン／マゼンタ／イエロー／淡シアン／淡マゼンタのヘッド各１本）、究極的には高速／超高画質機（ブラック／シアン／マゼンタ／イエロー／淡シアン／淡マゼンタの各色複数ヘッド）等、ラインナップが容易に実現できる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。
（第１実施例）

第２図は、本実施例で使用する印刷装置にホストコンピュータを接続した印刷システムの主要部分を説明する為の構成図である。
本印刷装置としては、長尺のラインヘッドを４本用いたインクジェット方式によるモノクロ印刷装置を用いている。
印刷装置（２０７）とホストコンピュータ（２０６）とは、プリンタケーブル（２０８）で接続され、ホストコンピュータ（２０６）にて処理された各種データを印刷装置（２０７）にて記録するとともに、印刷装置（２０７）のエラー情報などのプリンタステータスをホストコンピュータ（２０６）で検知出来るように構成されている。
印刷装置（２０７）は、記録手段として、インクジェット方式のラインヘッドをブラック４本（２０１BK〜２０４BK）内蔵しており、共通のインクタンク（不図示）からインクを供給し、搬送ユニット（１０２）を駆動することによって連続紙である被記録媒体（１０１）を記録ヘッド下に給送し、被記録媒体検知センサ（１０３）の被記録媒体検出をトリガーにして、各記録ヘッド（２０１〜２０４）により被記録媒体（１０１）に記録をおこなっている。
第３図は、本実施例で使用した画像形成装置の電気的ブロック図である。
制御部（３０１）は、処理部ＣＰＵ（３０２）を備え、メモリＲＯＭ（３０３）に格納されている制御プログラムを実行し、各周辺装置を制御する。また、制御部（３０１）は、各種データ処理のワークエリアや受信バッファとして使用されるメモリＲＡＭ（３０４）や、画像展開部として使用されるイメージメモリ（３０５）等を備える。更に制御部について説明すると、この制御部（３０１）により、各記録ヘッド（２０１ＢＫ〜２０４ＢＫ）や、記録ヘッドを印刷に最適な状態に保つためのクリーニング動作や印刷動作を制御する各種モータ（３０６）、記録ヘッド下部を通過する記録媒体を高速に搬送可能な搬送モータ（３１１）を駆動するサーボモータ駆動回路（３１０）、搬送モータ（３１１）のモータ軸に結合する回転を検知するためのロータリエンコーダ（３１２）、更にフィードバックされたエンコーダ出力により搬送モータ（３１１）の速度コントロールやヘッド駆動回路（３１３）への記録データ転送制御などを掌る制御回路（３０７）から構成されている。
また、本画像形成装置は、基本的にホストコンピュータ（２０６）から送信された画像データやクリーニングコマンドなどを、ＵＳＢなどのプリンタケーブルを介してＵＳＢインタフェース（３０８）で受信し、受信した各種コマンド命令に従って動作する。
第４図を用いて、本発明の特徴的な印字制御を以下に説明する。

エンコーダ（３１２）から順次出力される被記録媒体（１０１）の位置信号に同期して、ブラックイメージメモリ（２０５）から１ラスタ分の記録データを先ずブラックヘッド１（２０１）に転送し、ラスタ描画１（４０１）が得られる。同様に、次の位置信号に同期、ブラックイメージメモリ（２０５）から次の１ラスタ分のデータをブラックヘッド２（２０２）に転送してラスタ描画２（４０２）が、さらに次の位置信号に同期してブラックイメージメモリ（２０５）の１ラスタ分のデータをブラックヘッド３（２０３）に転送し、ラスタ描画３（４０３）が、そしてさらに次の位置信号に同期してブラックイメージメモリ（２０５）のデータをブラックヘッド４（２０４）に転送することによって、ラスタ描画４（４０４）が得られる。以降、同様にブラックヘッド１〜４（４０１〜４０４）を１ラスタ単位で分担して出力画像が得られる。

第５図の詳細なタイムチャートに基づき一連の印字（記録）動作を説明する。

先ず記録媒体の先端検知センサ（１０３）の検知位置から搬送方向最も上流側の記録ヘッド（２０１BK）迄の物理的な寸法は２インチ、各記録ヘッド間の間隔を１インチと設定、各記録ヘッド（２０１BK〜２０４BK）のノズル間ピッチ（分解能）は６００[dot／inch]であり、最大記録（印字）幅は４インチである。従って各記録ヘッド（２０１BK〜２０４BK）は記録用として２４００[Nozzle]を用いる。

記録速度（搬送速度）：２４[inch／sec] （約６１０[mm／秒]）である。

又記録媒体搬送方向に関しても印字（記録）分解能を６００[dot／inch]とするので、搬送方向にも１インチあたり６００ライン（ラスタ）分の印字が為される。

搬送モータ（３１１）のモータ軸に結合されたロータリエンコーダ（３１２）の出力分解能は例えば搬送路１インチあたり150パルス、即ち印字４ラスタ毎に１個の位置パルスを出力する
従って記録速度（搬送速度）：２４[inch／sec]に設定すると、エンコーダ（３１２）から毎秒３６００パルス（平均値）の位置パルスが出力（不図示）される。

位置パルスは例えば最上流の記録ヘッド（２０１ＢＫ）で印字する各ラスタのトリガ（印字開始）信号として用い、残り３本の記録ヘッド（２０２ＢＫ〜２０４ＢＫ）には、上記位置パルスから夫々７０[μsec]、１３９[μsec]、２０８[μsec]の遅れをもった印字開始信号が生成される。尚これら遅れの時間は記録速度に伴い変更される。

さて再度図５に戻り、等速度で進入する記録媒体の先端が先端検知センサ（１０３）で検知され、更に２インチ分搬送されると最上流の記録ヘッド（２０１BK）で先頭ラスタ（ラスタ０００１）が印字され、次にラスタ０００５⇒０００９、の順に記録媒体上には間引きされた印字が進行する。

更に１インチ分搬送されると２番目の記録ヘッド（２０２BK）によって先頭から２番目のラスタ（ラスタ０００２）の印字が開始され、続いてラスタ０００６⇒００１０の順でやはり間引きされた印字が加わる。

更に１インチ分搬送が進むと３番目の記録ヘッド（２０３BK）によって先頭から３番目のラスタ（ラスタ０００３）の印字が開始され、続いてラスタ０００７⇒００１１の順でやはり間引きされた印字が加わる。

そして、更に１インチ分搬送が進むと最も下流側（４番目）の記録ヘッド（２０４BK）によって先頭から４番目のラスタ（ラスタ０００４）の印字が開始され、続いてラスタ０００８⇒００１２の順でやはり間引きされた印字が加わり、この時点から完成された画像の形成が始まる。

その後所定長さの高速で連続的な印字が続き、印字最終部近傍に達すると、先ず記録ヘッド２０１BKでは、ラスタ：Fin−１１（最終ラスタより１１ラスタ分手前のラスタ）⇒ラスタ：Fin−７⇒ラスタ：Fin−３の順で印字完了する。

記録動作は続き更に１インチ分搬送されると、記録ヘッド２０２BKでは、ラスタ：Fin−１０（最終ラスタより１０ラスタ分手前のラスタ）⇒ラスタ：Fin−６⇒ラスタ：Fin−２の順で印字完了する。

更に１インチ分搬送されると、今度は記録ヘッド２０３BKにて、ラスタ：Fin−９（最終ラスタより９ラスタ分手前のラスタ）⇒ラスタ：Fin−５⇒ラスタ：Fin−１の順で印字完了する。

そして更に１インチ分搬送されると、最も下流側の記録ヘッド２０４BKにより、ラスタ：Fin−８（最終ラスタより８ラスタ分手前のラスタ）⇒ラスタ：Fin−４⇒ラスタ：Fin（最終ラスタ）の順で印字され、この時点で所定長（ラスタ０００１〜ラスタ：Fin迄）の画像形成が完了する。

以上のように、連続領域に展開されたモノクロ画像データを、例えば４本のブラック記録ヘッドを用いて、１ラスタ単位で分担して印字することによって、１本の記録ヘッドが持つ記録速度：６[inch／sec]の４倍の印字スループット、つまり２４[inch／sec]の記録速度が得られる。

更に分担する派生的な効果として、記録ヘッド（２０１BK〜２０４BK）の各ノズルがもつ固有の記録特性が連続せず、例えば４ラスタ毎に分散されて記録するので、画質が飛躍的に向上する。

このことは偶発的な吐出不良に対する画質の信頼性が向上することに他ならない。。
（その他の実施例）

第一の実施形態では、記録ヘッドとしてブラックヘッド4本を用いた例を説明したが、本発明は、同一色の記録を担当する記録ヘッドが2本以上存在する構成において応用できることは言うまでもない。例えば、ブラックヘッドを６本用いれば、第一実施形態の更に１．５倍の効果が得られる。

また、第１実施例では、モノクロ印刷機を例に挙げて説明したが、ブラックヘッド3本、シアンヘッド1本、マゼンタヘッド1本、イエローヘッド1本の構成でフルカラー印刷機に応用しても良い。この場合、例えば、モノクロ印刷モード時はブラックヘッド3本によるラスタ分割制御を適用することで高速印刷を、フルカラー印刷モード時はラスタ分割制御を適用しないで高画質印刷を、等いくつもの選択肢を持った画像形成装置（印刷装置）が考えられる。

従来例による画像形成装置の構成図である。 本発明を実施した画像形成装置の構成図である。 本発明を実施した画像形成装置の電気ブロック図である。 本発明を実施した画像形成装置の印字制御を説明する為の図である。 図４の詳細を説明するタイムチャート図である。

符号の説明

２０１ＢＫ 記録ヘッド（ブラック１）
２０２ＢＫ 記録ヘッド（ブラック２）
２０３ＢＫ 記録ヘッド（ブラック３）
２０４ＢＫ 記録ヘッド（ブラック４）
２０５ＢＫ イメージ画像格納メモリ（ブラック）
２０６ ホストコンピュータ
２０７ 画像形成装置（印刷装置）
２０８ プリンタケーブル

３０１ 制御部
３０２ CPU
３０３ プログラム格納メモリ
３０４ 受信及びワークメモリ
３０５ イメージ画像格納メモリ
３０６ 各種モータ
３０７ 制御回路（ゲートアレイ等）
３０８ USBコントローラ
３１０ サーボモータ駆動回路
３１１ 搬送モータ
３１２ エンコーダ
３１３ 記録ヘッド駆動回路

４０１ ブラック１記録ヘッドで得られるラスタイメージ
４０２ ブラック１記録ヘッドで得られるラスタイメージ
４０３ ブラック１記録ヘッドで得られるラスタイメージ
４０４ ブラック１記録ヘッドで得られるラスタイメージ

Claims (15)

1. 被記録媒体を搬送する搬送手段と、前記被記録媒体の搬送方向に対して直角に配置された前記複数の記録ヘッド各々のノズル列から被記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
   前記複数の記録ヘッドで同一色の画像データを分割形成する『分割画像形成手段』、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記分割画像形成手段は、同一色の画像データをｎ本の記録ヘッドで１ラスタ毎に順次分担して画像形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記分割画像形成手段が、同一色の画像データをｎ本の記録ヘッドで１ラスタ毎に順次分担して画像形成する手段であり、ラスタ制御において、ラスタ数の１／ｎ回のプログラム制御処理で、同解像度の画像を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 同一色の画像データを形成する画像形成手段として、１本の記録ヘッドで画像形成する単独画像形成手段と、ｎ本の記録ヘッドで分担して画像形成する分割画像形成手段とを有し、前記単独画像形成手段と前記分割画像形成手段とが選択可能であることを特徴とする請求項１〜３に記載の画像形成装置。
5. 前記単独画像形成手段と、前記分割画像形成手段とを併用することを特徴とする請求項１〜４に記載の画像形成装置。
6. 前記複数の記録ヘッドは、前記被記録媒体の最大記録幅に相当するノズル列を有することを特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装置。
7. 前記分割画像形成手段が選択された場合、前記単独画像形成手段選択時に比較し、ほぼn倍の記録速度を得ることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
8. 記録動作中、前記被記録媒体はほぼ等速で搬送されることを特徴とする請求項１〜７に記載の画像形成装置。
9. 記録動作中、前記複数の記録ヘッドは静止することを特徴とする請求項１〜７に記載の画像形成装置。
10. 被記録媒体を搬送する搬送手段と、前記被記録媒体の搬送方向上流側から下流側にかけて配置される複数の記録ヘッドと、
    前記搬送方向に対して直角に配置された前記複数の記録ヘッド各々のノズル列から被記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
    前記複数の記録ヘッドで同一色の画像データを分割形成する『分割画像形成工程』、
    を有することを特徴とする画像形成制御プログラム。
11. 前記分割画像形成工程は、同一色の画像データをｎ本の記録ヘッドで１ラスタ毎に順次分担して画像形成することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成制御プログラム。
12. 前記分割画像形成工程は、同一色の画像データをｎ本の記録ヘッドで１ラスタ毎に順次分担して画像形成する工程であり、ラスタ制御において、ラスタ数の１／ｎ回のプログラム制御処理で、同解像度の画像を形成することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成制御プログラム。
13. 同一色の画像データを形成する画像形成工程として、１本の記録ヘッドで画像形成する単独画像形成工程と、ｎ本の記録ヘッドで分担して画像形成する分割画像形成工程とを有し、前記単独画像形成工程と前記分割画像形成工程とが選択可能であることを特徴とする請求項１０〜１２に記載の画像形成制御プログラム。
14. 前記単独画像形成工程と、前記分割画像形成工程とを併用することを特徴とする請求項１０〜１３に記載の画像形成制御プログラム。
15. 前記分割画像形成工程が選択された場合、前記単独画像形成工程選択時に比較し、ほぼn倍の記録速度を得ることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成制御プログラム。