JP2013067031A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 機械的なゆがみを要因とする画質低下を、インクの吐出制御を行わなくとも抑制する。
【解決手段】
インクジェット記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドを少なくとも一つ有するヘッドユニットと、複数色のインクを個別に吐出する複数のヘッドユニットを走査方向に沿って配列した状態で搭載し、ガイドレールによって走査方向に往復移動するキャリッジとを備えている。複数色のインクのうち最も濃度の濃いインクを１番として、濃度が薄くなる順に順位付けする。基準ヘッドユニットの一側方には、当該基準ヘッドユニット以外のヘッドユニットのうち、半数以下のヘッドユニットが、基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの順位が大きくなるように配列され、基準ヘッドユニットの他側方には、残りのヘッドユニットが、基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの順位が大きくなるように配列されている。
【選択図】 図３

Description

本発明はインクジェット記録装置に関する。

従来、インクジェット記録装置においては、色毎に対応した記録ヘッドがキャリッジに搭載されていて、このキャリッジがガイドレールに沿って往復動作することで、記録ヘッドが記録媒体上を走査するようになっている（特許文献１参照）。

特開２００５−３４３００９号公報

ところで、近年においてはサイズの大きい布に対しても画像形成を可能とするため、捺染用のインクジェット記録装置では大型化が進められている。装置自体が大きくなると、ガイドレールの機械的なゆがみの影響も大きくなってしまい、インクの着弾位置が色毎に位置ズレしてしまう。特に色の異なるインクを同位置に重ね打ちする場合には、この影響は大きく画質の低下を招いている。
これを防止するにはガイドレールの機械的なゆがみを完全に無くせばよいが、完全に取り除くのは現実的でない。また、ゆがみの発生する箇所毎にインクの吐出タイミングをずらし位置ズレを抑制することも考えられるものの、ゆがみの箇所は装置毎に異なるために、装置毎に適した吐出制御を行うには技術的な困難が伴ってしまうのが実状である。
本発明の課題は、機械的なゆがみを要因とする画質低下を、インクの吐出制御を行わなくとも抑制することである。

請求項１に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
インクを吐出する記録ヘッドを少なくとも一つ有するヘッドユニットと、
記録媒体の搬送方向に直交する走査方向に沿って延在するガイドレールと、
複数色のインクを個別に吐出する複数の前記ヘッドユニットを前記走査方向に沿って配列した状態で搭載し、前記ガイドレールによって前記走査方向に往復移動するキャリッジとを備え、
前記複数色のインクのうち最も濃度の濃いインクを１番目として、濃度が薄くなる順に順位付けし、
前記複数の前記ヘッドユニットのうち、最も濃度の濃いインクを吐出する前記ヘッドユニットを基準ヘッドユニットとすると、
前記基準ヘッドユニットの一側方には、当該基準ヘッドユニット以外のヘッドユニットのうち、半数以下のヘッドユニットが、前記基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの前記順位が大きくなるように配列され、
前記基準ヘッドユニットの他側方には、当該基準ヘッドユニット以外のヘッドユニットのうち、残りのヘッドユニットが、前記基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの前記順位が大きくなるように配列されていることを特徴としている。

本発明によれば、機械的なゆがみを要因とする画質低下を、インクの吐出制御を行わなくとも抑制する。

本実施形態に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るキャリッジを下方から見た概略説明図である。 図２のキャリッジを正面から見た概略説明図である 本実施形態のガイドレールが機械的なゆがみのない理想的な状態である場合のインクの着弾位置を示す説明図である。 本実施形態のガイドレールに機械的なゆがみのある場合のインクの着弾位置を示す説明図である。 画質劣化の判定結果を各条件毎にまとめた表である。 走査方向の下流側から上流側に向けて、濃度の濃い１番目のインクを吐出するヘッドユニット、２番目のインクを吐出するヘッドユニット、３番目のインクを吐出するヘッドユニットを配列した場合を示す説明図である。 濃度の濃い１番目のインクを吐出するヘッドユニットを中央に配置し、２番目のインクを吐出するヘッドユニットを走査方向の下流側、３番目のインクを吐出するヘッドユニットを走査方向の上流側に配列した場合を示す説明図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は本実施形態のインクジェット記録装置１の全体を示した斜視図である。図１に示すように、インクジェット記録装置１は、記録媒体を水平方向に沿って搬送する搬送装置２と、搬送される記録媒体に上方からインクを吐出するヘッドユニット３（図２参照）を搭載するキャリッジ４と、キャリッジ４を記録媒体の搬送方向に直交する水平方向に沿って搬送する走査装置５と、キャリッジ４に搭載された各ヘッドユニット３のメンテナンスを行うメンテナンス部６、キャリッジ４に搭載された各ヘッドユニット３の保湿を行うノズル保湿部７と、これら各構成を制御する制御装置（図示省略）と、全体を支持するフレーム１００を備えている。
なお、以下の説明では、水平方向であって記録媒体の搬送方向に沿った方向をＹ軸方向、水平方向であってキャリッジ４の搬送方向に沿った方向をＸ軸方向又は走査方向というものとする。

搬送装置２は、駆動ローラ２１及び従動ローラ（図示略）と、駆動モータ２２と、搬送ベルト２３と、を備えている。
駆動ローラ２１及び従動ローラは、回転自在に軸支されており、駆動ローラ２１は、走査方向Ｘに延在するように配置されている。駆動モータ２２は、駆動ローラ２１を回転駆動するための駆動源であり、駆動ローラ２１の一端側に取り付けられている。
搬送ベルト２３は、無端状に形成され、駆動ローラ２１と従動ローラとの間に架け渡されている。搬送ベルト２３は、駆動ローラ２１が回転すると駆動ローラ２１と従動ローラとの間を周回してその上面に載置された記録媒体をＹ軸方向に沿った搬送方向Ｆに向かって搬送し、駆動ローラ２１の回転が停止すると、両ローラ間での周回を停止し、記録媒体の搬送を停止する。
駆動モータ２２は、制御装置の制御に従って、ヘッドユニット３がＸ軸方向に沿った片道１回分の走査が終了すると、駆動ローラ２１を所定量だけ回転させて記録媒体を搬送方向に所定距離だけ搬送させて停止させ、ヘッドユニット３が走査方向Ｘの反対方向への走査を開始して終了すると、駆動ローラ２１を再度所定量だけ回転させて記録媒体を搬送方向Ｆに所定距離だけ搬送させて停止させることを繰り返し、記録媒体をいわゆる間欠搬送する。
なお、記録媒体としては、紙や布帛のほか、樹脂フィルムや金属類等を用いることが可能である。

図１に示すように、フレーム１００は、Ｘ軸方向に沿って延在する矩形の本体部１０１と、本体部１０１におけるＸ軸方向一端部を支持する第一の土台部１０２と、本体部１０１におけるＸ軸方向他端部を支持する第二の土台部１０３とから主に構成されている。
第一の土台部１０２は、その内部にノズル保湿部７を格納保持しつつ本体部１０１の一端部を下方から支持している。また、第二の土台部１０３は、その内部にメンテナンス部６を格納保持しつつ本体部１０１の他端部を下方から支持している。
本体部１０１は、後述する走査装置５の一対のガイドレール５１，５１をＸ軸方向に向けた状態で内側に格納保持しており、キャリッジ４は本体部１０１の内部でＸ軸方向に沿って搬送される。
また、第一の土台部１０２と第二の土台部１０３は、前述した搬送装置２を挟んでＸ軸方向の両側に配置され、本体部１０１は搬送装置２の上方に架設されている。これにより、搬送装置２による記録媒体の搬送方向に直交する方向でキャリッジ４を搬送しつつ当該キャリッジ４に搭載された各ヘッドユニット３からインクを吐出して画像形成を行うことを可能としている。

走査装置５は、フレーム１００の本体部１０１の内部において、Ｘ軸方向に沿って延在するように支持された棒状の一対のガイドレール５１，５１を備えている。これら一対のガイドレール５１，５１は、搬送装置２の搬送ベルト２３の上方を跨ぐように設けられている。そして、ガイドレール５１，５１には、箱状のキャリッジ４がＸ軸方向に沿って往復移動可能に支持されている。

キャリッジ４は上部が開放された略矩形の筐体であり、その底板に複数のヘッドユニット３が搭載される。キャリッジ４は、図１に示すように、Ｙ軸方向における両側面の上部においてＹ軸方向両側に向かって腕部４１，４１が延出されており、当該各腕部４１，４１がそれぞれリニアガイドを介してガイドレール５１，５１の上部に載置されており、これによってガイドレール５１，５１上をＸ軸方向に沿って滑動可能となっている。
また、ガイドレール５１，５１とキャリッジ４の腕部４１，４１の間にはリニアモータ（図示省略）が装備されている。即ち、各ガイドレール５１，５１にはリニアモータの固定子が装備され、キャリッジ４の各腕部４１，４１には可動子が装備されており、固定子側のコイルの電流制御によりキャリッジ４はＸ軸方向に沿った搬送動作が付与される。

図２は、キャリッジ４を下方から見た概略説明図である。図３は、キャリッジ４を正面から見た概略説明図である。図２及び図３に示すように、このインクジェット記録装置１では、Ｙ（イエロー）、Ｌｍ（ライトマゼンタ）、Ｏｒ（オレンジ），Ｍ（マゼンタ），Ｂｋ（ブラック），Ｂｌ（ブルー），Ｌｋ（ライトブラック），Ｃ（シアン），Ｌｃ（ライトシアン）の九色のカラーにそれぞれ対応するように九つのヘッドユニット３が搭載されている。
図３に示すように、各ヘッドユニット３には、９つの記録ヘッド３１がＹ軸方向に沿って千鳥状に配置されている。これによりキャリッジ４には合計８１基の記録ヘッド３１が搭載されている。各記録ヘッド３１は、制御装置からの吐出制御に基づいてキャリッジ４の往復走査の往動時、復動時のいずれにおいてもインクを吐出するようになっている。

図４は、ガイドレール５１，５１が機械的なゆがみのない理想的な状態である場合のインクの着弾位置を示す説明図である。図４（ａ）はキャリッジ４が走査方向Ｘ１に一回走査される際に、最初に記録媒体Ｐに着弾するインクＡの着弾位置を示す説明図である。図４（ｂ）は、キャリッジ４が走査方向Ｘ１に一回走査される際に、最後に記録媒体Ｐに着弾するインクＢの着弾位置を示す説明図である。
インクＡの着弾位置をインクＢの着弾位置が同じになるように、各ヘッドユニット３の記録ヘッド３１の吐出制御を行ったとしても、ガイドレール５１，５１にゆがみがなければ、記録媒体Ｐ上でインクＡとインクＢとに位置ズレは生じない。

図５は、ガイドレール５１，５１に機械的なゆがみのある場合のインクの着弾位置を示す説明図である。図５（ａ）はキャリッジ４が走査方向Ｘ１に一回走査される際に、最初に記録媒体Ｐに着弾するインクＡの着弾位置を示す説明図である。図５（ｂ）は、キャリッジ４が走査方向Ｘ１に一回走査される際に、最後に記録媒体Ｐに着弾するインクＢの着弾位置を示す説明図である。
図５に示すようにガイドレール５１，５１は、製造時、あるいは環境温度や経時劣化によって一部分がゆがんだ状態となっている。このため、インクＡとインクＢとを同じ位置に着弾させようと各ヘッドユニット３の記録ヘッド３１を吐出制御したとしても、図５（ｂ）に示すように記録媒体Ｐ上でインクＡとインクＢとに位置ズレが生じてしまう。同じ位置に着弾させようとしたインクＡ，Ｂ同士に位置ズレが生じていると、画像のエッジがぼやけてしまい画質が劣化させてしまう。

そこで、本発明者らは、異なる色のインクを吐出する記録ヘッド３１の間隔Ｈと、インクの濃度差とを異ならせて、位置ズレがあったとしても画質の劣化が目視上で判定できるかどうかを検討した。ここで、記録ヘッド３１の間隔Ｈとしては、一対の記録ヘッド３１のノズル間の長さである。インクの濃度としては、例えばＣＩＥＬＡＢ色空間の座標であるＬ＊を用いている。濃度の濃いインクはＬ＊＜４０、中濃度のインクは４０≦Ｌ＊＜６０、濃度の薄いインクは６０≦Ｌ＊である。
そして、各濃度のインクＡに対し、濃いインクＢ、中濃度のインクＢ、薄いインクＢを用いて、ゆがみのあるガイドレール５１，５１でインクＡ、インクＢを同位置に着弾するように吐出させ、目視によって位置ズレによる画質劣化を判定する。これを間隔Ｈを異ならせて実行している。

図６は、画質劣化の判定結果を各条件毎にまとめた表である。間隔Ｈが大きいと、ガイドレール５１，５１のゆがみの影響が大きくなるため着弾位置の位置ズレは大きくなるが、インクＡ、インクＢのいずれかが濃度の薄いインクであれば間隔Ｈが大きくとも目視による判定にはさほど影響がないことがわかる。また、判定結果がＮＧとなっている条件はいずれも間隔Ｈが４００ｍｍ以上であり、インクＡ，インクＢのうち少なくとも一方が濃度が濃くなっている。つまり、濃度の濃いインク同士は極力近くから吐出させ、濃度の薄いインクは濃度の濃いインクから離れた位置で吐出させても目視上の画質劣化には影響が小さいことがわかる。

例えば、本実施形態で用いられる複数色のインクのうち、最も濃度の濃いＢｋのインクを１番目として濃度が薄くなる順に順位づけすると、２番目がＢｌのインク、３番目がＭのインク、４番目がＬｋのインク、５番目がＣのインク、６番目がＯｒのインク、７番目がＬｍのインク、８番目がＬｃのインク、９番目がＹのインクとなる。
ここで、濃度の濃いインク同士を近くから吐出させ、濃度の薄いインクを濃度の濃いインクから離れた位置で吐出させるには、単に各インクを吐出するヘッドユニット３を濃度の順番通りに走査方向Ｘ１に沿って配列させることも可能である。しかしながらこの場合、複数色のインクを同じ位置に吐出させると、キャリッジ４の往復走査の往動時、復動時で１番目のインクの位置が、記録媒体Ｐの奥行き方向で異なる。例えば、便宜上３色のインクを吐出する場合を例示する。図７は、走査方向Ｘ１の下流側から上流側に向けて、濃度の濃い１番目のインクを吐出するヘッドユニット３、２番目のインクを吐出するヘッドユニット３、３番目のインクを吐出するヘッドユニット３を配列した場合を示す説明図である。この場合、キャリッジ４の往復走査の往動時に全てのインクを同じ位置に吐出させる際には、キャリッジ４が走査方向Ｘ１に移動するので図７（ａ）に示すように、記録媒体Ｐ上では、下から順に１番目のインクＩ１、２番目のインクＩ２、３番目のインクＩ３が配置される。一方、キャリッジ４の往復走査の復動時に全てのインクを同じ位置に吐出させる際には、キャリッジ４が走査方向Ｘ２に移動するので図７（ｂ）に示すように、記録媒体Ｐ上では、下から順に３番目のインクＩ３、２番目のインクＩ２、１番目のインクＩ１が配置される。
このように、往動時、復動時によって最も濃い１番目のインクの位置が記録媒体Ｐの奥行き方向で大きく異なると、画質に影響が出てしまい好ましくない。
このため、走査方向が異なることで最も濃い１番目のインクの位置が大きく異なってしまうのを抑制するには、当該１番目のインクを吐出するヘッドユニット３を中央に配列すればよい。例えば、図８は、濃度の濃い１番目のインクを吐出するヘッドユニット３を中央に配置し、２番目のインクを吐出するヘッドユニット３を走査方向Ｘ１の下流側、３番目のインクを吐出するヘッドユニット３を走査方向Ｘ１の上流側に配列した場合を示す説明図である。この場合、キャリッジ４が走査方向Ｘ１，Ｘ２のどちらに走査されたとしても、１番目のインクＩ１は記録媒体Ｐの奥行き方向に対してほぼ同位置に配置される。

つまり、複数のヘッドユニット３のうち、最も濃度の濃いインクを吐出するヘッドユニット３を基準ヘッドユニットとすると、基準ヘッドユニットの一側方には、当該基準ヘッドユニット以外のヘッドユニット３のうち、半数以下のヘッドユニット３が、基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの順位が大きくなるように配列され、基準ヘッドユニットの他側方には、当該基準ヘッドユニット以外のヘッドユニットのうち、残りのヘッドユニット３が、基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの順位が大きくなるように配列されていればよい。
これを本実施形態のインクジェット記録装置１に適用すると、図３に示すように１番目のインク（Ｂｋ）を吐出するヘッドユニット３が基準ヘッドユニットとなる。なお、図３においては、ヘッドユニット３内に示される数字が順位を示している。そして、基準ヘッドユニットの一側方には、当該基準ヘッドユニットに近い方から順に、２番目のインク（Ｂｌ）を吐出するヘッドユニット３、４番目のインク（Ｌｋ）を吐出するヘッドユニット３、５番目のインク（Ｃ）を吐出するヘッドユニット３、８番目のインク（Ｌｃ）を吐出するヘッドユニット３が配列される。また、基準ヘッドユニットの他側方には、当該基準ヘッドユニットに近い方から順に、３番目のインク（Ｍ）を吐出するヘッドユニット３、６番目のインク（Ｏｒ）を吐出するヘッドユニット３、７番目のインク（Ｌｍ）を吐出するヘッドユニット３、９番目のインク（Ｙ）を吐出するヘッドユニット３が配列される。この配列順序であると、Ｃのインクを吐出するヘッドユニット３と、Ｌｃのインクを吐出するヘッドユニット３とが隣接して配置されているので、これらのヘッドユニット３が離れて配置される場合よりも画質を高めることができる。

以上のように、本実施形態によれば、複数のヘッドユニット３のうち、最も濃度の濃いインクを吐出するヘッドユニット３を基準ヘッドユニットとすると、基準ヘッドユニットの一側方には、当該基準ヘッドユニット以外のヘッドユニット３のうち、半数以下のヘッドユニット３が、基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの順位が大きくなるように配列され、基準ヘッドユニットの他側方には、当該基準ヘッドユニット以外のヘッドユニット３のうち、残りのヘッドユニットが、基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの順位が大きくなるように配列されているので、濃度の濃いインク同士は極力近くから吐出させ、濃度の薄いインクは濃度の濃いインクから離れた位置で吐出させることができる。これにより、ガイドレール５１，５１に機械的なゆがみが生じていたとしても、インクの吐出制御を行わず単にヘッドユニット３の配列を調整するだけで目視上では画質低下を判定しにくくすることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、ヘッドユニット３が９つの記録ヘッド３１を有している場合を例示して説明したが、ヘッドユニット３が有する記録ヘッド３１の総数は１つ以上であれば如何様でもよい。
また、ヘッドユニット３の総数も９個に限定されるものでもない。インクの種類に対応させてヘッドユニット３の総数を変更することも可能である。例えば、インクの種類が８色であればヘッドユニット３の総数も８個となる。
また、基準ヘッドユニットの一側方に当該基準ヘッドユニット以外のヘッドユニット３のうち、半数以下のヘッドユニット３が、基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの順位が大きくなるように配列され、基準ヘッドユニットの他側方に残りのヘッドユニット３が、基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの前記順位が大きくなるように配列されているのであれば、ヘッドユニット３の配列順序は如何様であってもよい。上記した以外の配列順序としては、例えば、順位が奇数番のインクを吐出するヘッドユニット３を、基準ヘッドユニットから離れるにつれて順位が大きくなるように基準ヘッドユニットの一側方に配列し、順位が偶数番のインクを吐出するヘッドユニット３を、基準ヘッドユニットから離れるにつれて順位が大きくなるように基準ヘッドユニットの他側方に配列することが挙げられる。

１ インクジェット記録装置
２ 搬送装置
３ ヘッドユニット
４ キャリッジ
５ 走査装置
６ メンテナンス部
７ ノズル保湿部
１０ インクジェット記録装置
２１ 駆動ローラ
２２ 駆動モータ
２３ 搬送ベルト
３１ 記録ヘッド
４１ 腕部
５１ ガイドレール
１００ フレーム
１０１ 本体部
１０２ 土台部
１０３ 土台部
Ｈ 間隔
Ｐ 記録媒体

Claims (1)

1. インクを吐出する記録ヘッドを少なくとも一つ有するヘッドユニットと、
   記録媒体の搬送方向に直交する走査方向に沿って延在するガイドレールと、
   複数色のインクを個別に吐出する複数の前記ヘッドユニットを前記走査方向に沿って配列した状態で搭載し、前記ガイドレールによって前記走査方向に往復移動するキャリッジとを備え、
   前記複数色のインクのうち最も濃度の濃いインクを１番目として、濃度が薄くなる順に順位付けし、
   前記複数の前記ヘッドユニットのうち、最も濃度の濃いインクを吐出する前記ヘッドユニットを基準ヘッドユニットとすると、
   前記基準ヘッドユニットの一側方には、当該基準ヘッドユニット以外のヘッドユニットのうち、半数以下のヘッドユニットが、前記基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの前記順位が大きくなるように配列され、
   前記基準ヘッドユニットの他側方には、当該基準ヘッドユニット以外のヘッドユニットのうち、残りのヘッドユニットが、前記基準ヘッドユニットから離れるにつれて、吐出するインクの前記順位が大きくなるように配列されていることを特徴とするインクジェット記録装置。

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