以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
1.基本構成
1.1 記録システムの概要
図1は、本発明の一実施形態で適用する記録システムにおける画像データ処理の流れを説明するための図である。この記録システムJ0011は、記録すべき画像を示す画像データの生成やそのデータ生成のためのUI(ユーザインタフェース)の設定等を行うホスト装置J0012を具える。またこのホスト装置J0012で生成された画像データに基づいて記録媒体に記録を行う記録装置J0013を具える。記録装置J0013は、シアン(C)、ライトシアン(Lc)、マゼンタ(M)、ライトマゼンタ(Lm)、イエロー(Y)、レッド(R)、グリーン(G)、第1ブラック(K1)、第2ブラック(K2)、グレー(Gray)の10色インクによって記録を行う。そのために、これら10色のインクを吐出する記録ヘッドH1001が用いられる。これら10色のインクは、色材として顔料を含む顔料インクである。
ホスト装置J0012のオペレーティングシステムで動作するプログラムとしてアプリケーションやプリンタドライバがある。アプリケーションJ0001は記録装置で記録するための画像データを作成する処理を実行する。この画像データもしくはその編集等がなされる前のデータは種々の媒体を介してPCに取り込むことができる。本実施形態のホスト装置は、まずデジタルカメラで撮像した例えばJPEG形式の画像データをCFカードによって取り込むことができる。また、スキャナで読み取った例えばTIFF形式の画像データやCD−ROMに格納される画像データをも取り込むことができる。さらには、インターネットを介してウェブ上のデータを取り込むことができる。これらの取り込まれたデータは、ホスト装置のモニタに表示されてアプリケーションJ0001を介した編集、加工等がなされ、例えばsRGB規格の画像データR、G、Bが作成される。ホスト装置J0012のモニタに表示されるUI画面において、ユーザは、記録に使用する記録媒体の種類や記録の品位等の設定を行うと共に記録指示を出す。この記録指示に応じて画像データR、G、Bがプリンタドライバに渡される。
プリンタドライバはその処理として、前段処理J0002、後段処理J0003、γ補正J0004、ハーフトーニングJ0005および記録データ作成J0006を有している。以下、プリンタドライバで行われる各処理J0002〜J0006について簡単に説明する。
(A)前段処理
前段処理J0002は色域(Gamut)のマッピングを行う。本実施形態では、sRGB規格の画像データR、G、Bによって再現される色域を、記録装置J0013によって再現される色域内に写像するためのデータ変換を行う。具体的には、R、G、Bのそれぞれが8ビットで表現された256階調の画像データR、G、Bを、3次元LUTを用いることにより、記録装置J0013の色域内の8ビットデータR、G、Bに変換する。
(B)後段処理
後段処理J0003では、上記色域のマッピングがなされた8ビットデータR、G、Bに基づき、このデータが表す色を再現するインクの組み合わせに対応した8ビット・10色の色分解データを求める。すなわち、Y、M、Lm、C、Lc、K1、K2、R、G、Grayの色分解データを求める。本実施形態では、この処理は前段処理と同様3次元LUTに補間演算を併用して行う。
(C)γ処理
γ補正J0004は、後段処理J0003によって求められた色分解データの各色のデータごとにその濃度値(階調値)変換を行う。具体的には、記録装置J0013の各色インクの階調特性に応じた1次元LUTを用いることにより、上記色分解データがプリンタの階調特性に線形的に対応づけられるような変換を行う。
(D)ハーフトーニング
ハーフトーニングJ0005は、γ補正がなされた8ビットの色分解データY、M、Lm、C、Lc、K1、K2、R、G、Grayそれぞれについて4ビットのデータに変換する量子化を行う。本実施形態では、誤差拡散法を用いて256階調の8ビットデータを9階調の4ビットデータに変換する。この4ビットデータは、記録装置におけるドット配置のパターン化処理における配置パターンを示すためのインデックスとなるデータである。
(E)記録データの作成処理
プリンタドライバで行う処理の最後には、記録データ作成処理J0006によって、上記4ビットのインデックスデータを内容とする記録画像データに記録制御情報を加えた記録データを作成する。
図2はかかる記録データの構成例を示した図である。記録データは、記録の制御を司る記録制御情報および記録すべき画像を示す記録画像データ(上述の4ビットのインデックスデータ)で構成されている。記録制御情報は、「記録媒体情報」、「記録品位情報」、および給紙方法等のような「その他制御情報」から構成されている。記録媒体情報には、記録の対象となる記録媒体の種類が記述されており、普通紙、光沢紙、はがき、プリンタブルディスクなどのうち、いずれか1種類の記録媒体が規定されている。記録品位情報には、記録の品位が記述されており、「きれい(高品位記録)」、「標準」、「はやい(高速記録)」等のうち、いずれか1種の品位が規定されている。なお、これらの記録制御情報は、ホスト装置J0012のモニタおけるUI画面にてユーザが指定した内容に基づいて形成されるものであり、これについては後に図22について詳述する。また、記録画像データは、前述のハーフトーン処理J0005によって生成された画像データが記述されているものとする。以上のようにして生成された記録データは、記録装置J0013へ供給される。
記録装置J0013は、ホスト装置J0012から供給された当該記録データに対して、次に述べるドット配置パターン化処理J0007およびマスクデータ変換処理J0008を行う。
(F)ドット配置パターン化処理
上述したハーフトーン処理J0005では、256値の多値濃度情報(8ビットデータ)を9値の階調値情報(4ビットデータ)まで階調レベル数を下げている。しかし、実際に記録装置J0013が記録できるデータは、インクドットを記録するか否かの2値データ(1ビットデータ)である。そこで、ドット配置パターン化処理J0007では、ハーフトーン処理J0005からの出力値である階調レベル0〜8の4ビットデータで表現される各画素ごとに、その画素の階調値(レベル0〜8)に対応したドット配置パターンを割当てる。これにより1画素内の複数のエリア各々にインクドットの記録の有無(ドットのオン・オフ)を定義し、1画素内の各エリアごとに「1」または「0」の1ビットの2値データを配置する。ここで、「1」はドットの記録を示す2値データであり、「0」は非記録を示す2値データである。
図3は、本実施形態のドット配置パターン化処理で変換する、入力レベル0〜8に対する出力パターンを示している。図の左に示した各レベル値は、ホスト装置側のハーフトーン処理部からの出力値であるレベル0〜レベル8に相当している。右側に配列した縦2エリア×横4エリアで構成される領域は、ハーフトーン処理で出力される1画素の領域に対応するものである。また、1画素内の各エリアは、ドットのオン・オフが定義される最小単位に相当するものである。なお、本明細書において「画素」とは、階調表現可能な最小単位のことであり、複数ビットの多値データの画像処理(上記前段、後段、γ補正、ハーフトーニング等の処理)の対象となる最小単位である。
図において、丸印を記入したエリアがドットの記録を行うエリアを示しており、レベル数が上がるに従って、記録するドット数も1つずつ増加している。本実施形態においては、最終的にこのような形でオリジナル画像の濃度情報が反映されていることになる。
(4n)〜(4n+3)は、nに1以上の整数を代入することにより、記録すべき画像データの左端からの横方向の画素位置を示している。その下に示した各パターンは、同一の入力レベルにおいても画素位置に応じて互いに異なる複数のパターンが用意されていることを示している。すなわち、同一のレベルが入力された場合にも、記録媒体上では(4n)〜(4n+3)に示した4種類のドット配置パターンが巡回されて割当てられる構成となっているのである。
図3においては、縦方向を記録ヘッドの吐出口が配列する方向、横方向を記録ヘッドの走査方向としている。このように同一レベルに対して複数の異なるドット配置で記録できる構成にしておくことは、ドット配置パターンの上段に位置するノズルと下段に位置するノズルとで吐出回数を分散させたり、記録装置特有の様々なノイズを分散させるという効果がある。
以上説明したドット配置パターン化処理を終了した段階で、記録媒体に対するドットの配置パターンが全て決定される。
(G)マスクデータ変換処理
上述したドット配置パターン化処理J0007により、記録媒体上の各エリアに対するドットの有無は決定されたので、このドット配置を示す2値データを記録ヘッドH1001の駆動回路J0009に入力すれば、所望の画像を記録することが可能である。この場合、記録媒体上の同一の走査領域に対する記録を1回の走査によって完成させる、いわゆる1パス記録が実行される。しかし、ここでは、記録媒体上の同一の走査領域に対する記録を複数回の走査によって完成させる、いわゆるマルチパス記録の例をとって説明する。
図4は、マルチパス記録方法を説明するために、記録ヘッドおよび記録パターンを模式的に示したものである。本実施形態に適用される記録ヘッドH1001は、実際に記録に関与し得るものとして、1色のインクあたり例えば1200dpi(ドット/インチ;参考値)の記録が可能となるよう配列された768個のノズルを有する。しかしここでは、簡単のため16個のノズルを有するものとして説明する。ノズルは、図のように第1〜第4の4つのノズル群に分割され、各ノズル群には4つずつのノズルが含まれている。マスクパターンP0002は、第1〜第4のマスクパターンP0002(a)〜P0002(d)で構成される。第1〜第4のマスクパターンP0002(a)〜P0002(d)は、それぞれ、第1〜第4のノズル群が記録可能なエリアを定義している。マスクパターンにおける黒塗りエリアは記録許容エリアを示し、白塗りエリアは非記録エリアを示している。第1〜第4のマスクパターンP0002(a)〜P0002(d)は互いに補完の関係にあり、これら4つのマスクパターンを重ね合わせると4×4のエリアに対応した領域の記録が完成される構成となっている。
P0003〜P0006で示した各パターンは、記録走査を重ねていくことによって画像が完成されていく様子を示したものである。各記録走査が終了するたびに、記録媒体は図の矢印の方向にノズル群の幅分(この図では4ノズル分)ずつ搬送される。よって、記録媒体の同一領域(各ノズル群の幅に対応する領域)は4回の記録走査によって初めて画像が完成される構成となっている。以上のように、記録媒体の各同一領域が複数回の走査で複数のノズル群によって形成されることは、ノズル特有のばらつきや記録媒体の搬送精度のばらつき等を低減させる効果がある。
図5は、本実施形態で実際に適用可能なマスクパターンの一例を示したものである。本実施形態で適用する記録ヘッドH1001は1色あたり768個のノズル(実際の記録に関与し得る最大数)を有しており、4つのノズル群にはそれぞれ192個ずつのノズルが属している。マスクパターン大きさは、縦方向がノズル数と同等の768エリア、横方向は256エリアとなっており、4つのノズル群それぞれに対応する4つのマスクパターンで互いに補完の関係を保つような構成となっている。
ところで、本実施形態で適用するような、多数の小液滴を高周波数で吐出するようなインクジェット記録ヘッドにおいては、記録動作時に記録部近傍に気流が生じることが知られている。そして、この気流が特に記録ヘッドの端部に位置するノズルの吐出方向に影響を与えることが確認されている。よって、本実施形態のマスクパターンにおいては、図5からも判るように、各ノズル群また同一のノズル群の中でも、領域によって記録許容率の分布に偏りを持たせている。図5で示すように、端部のノズルの記録許容率を中央部の記録許容率よりも小さくした構成のマスクパターンを適用することにより、端部のノズルにより吐出されるインク滴の着弾位置ずれによる弊害を目立たなくすることが可能となるのである。
なお、マスクパターンで定められる記録許容率とは、つぎのようなものである。つまりマスクパターンを構成する記録許容エリア(図4のマスクパターンP0002の黒塗りエリア)と非記録許容エリア(図4のマスクパターンP0002の白塗りエリア)の合計数に対する記録許容エリアの数の割合を百分率で表したものである。すなわち、マスクパターンの記録許容エリアをM個、非記録許容エリアをN個とすると、そのマスクパターンの記録許容率(%)は、M÷(M+N)×100となる。
本実施形態においては、図5で示したマスクデータが記録装置本体内のメモリに格納してある。そして、マスクデータ変換処理J0008においては、当該マスクデータと上述したドット配置パターン化処理で得られた2値データとの間でAND処理をかけることにより、各記録走査での記録対象となる2値データが決定される。そして、その2値データを駆動回路J0009へ送る。これにより、記録ヘッドH1001が駆動されて2値データに従ってインクが吐出される。
なお、図1では、前段処理J0002、後段処理J0003、γ処理J0004、ハーフトーニングJ0005および記録データ作成処理J0006がホスト装置J0012で実行されるものとした。また、ドット配置パターン化処理J0007およびマスクデータ変換処理J0008が記録装置J0013で実行されるものとした。しかし本発明は、この形態に限られるものではない。例えば、ホスト装置J0012で実行している処理J0002〜J0005の一部を記録装置J0013にて実行する形態であってもよいし、すべてをホスト装置J0012にて実行する形態であってもよい。あるいは、処理J0002〜J0008を記録装置J0013にて実行する形態であってもよい。
1.2 機構部の構成
本実施形態で適用する記録装置における各機構部の構成を説明する。本実施形態における記録装置本体は、各機構部の役割から、概して、給紙部、用紙搬送部、排紙部、キャリッジ部、フラットパス記録部、およびクリーニング部等に分類することができ、これらは外装部に収納されている。
図6、図7、図8、図12および図13は、本実施形態で適用する記録装置の外観を示す斜視図である。ここで、図6は記録装置の非使用時における前面から見た状態、図7は記録装置の非使用時における背面から見た状態、図8は記録装置の使用時における前面から見た状態をそれぞれ示している。また、図12はフラットパス記録時における前面から見た状態、図13はフラットパス記録時における背面から見た状態をそれぞれ示している。また、図9〜図11および図14〜図16は、記録装置本体の内部機構を説明するための図である。ここで、図9は右上部からの斜視図、図10は左上部からの斜視図、図11は記録装置本体の側断面図である。図14はフラットパス記録時の断面図である。さらに、図15はクリーニング部の斜視図、図16はクリーニング部におけるワイピング機構の構成および動作を説明するための断面図、図17はクリーニング部におけるウエット液転写部の断面図をそれぞれ示したものである。
以下、これらの図面を適宜参照しながら、各部を順次説明する。
(A)外装部(図6、図7)
外装部は、給紙部、用紙搬送部、排紙部、キャリッジ部、クリーニング部、フラットパス部およびウエット液転写部の回りを覆うように取り付けられている。外装部は主に、下ケースM7080、上ケースM7040、アクセスカバーM7030、コネクタカバーおよびフロントカバーM7010から構成されている。
下ケースM7080の下部には、不図示の排紙トレイレールが設けられており、分割された排紙トレイM3160が収納可能に構成されている。また、フロントカバーM7010は、非使用時に排紙口を塞ぐ構成になっている。
上ケースM7040には、アクセスカバーM7030が取り付けられており、回動可能に構成されている。上ケースの上面の一部は開口部を有しており、この位置で、インクタンクH1900および記録ヘッドH1001(図21)が交換可能となるように構成されている。なお、本実施形態の記録装置においては、記録ヘッドH1001は、1色のインクを吐出可能な吐出部を複数色分、一体的に構成したユニットの形態である。そして、インクタンクH1900が色毎に独立に着脱可能な記録ヘッドカートリッジH1000として構成されている。上ケースM7040には、アクセスカバーM7030の開閉を検知用の不図示のドアスイッチレバー、LEDの光を伝達・表示するLEDガイドM7060、電源キーE0018、リジュームキーE0019およびフラットパスキーE3004等が設けられている。また、多段式の給紙トレイM2060が回動可能に取り付けられており、給紙部が使われない時は、給紙トレイM2060を収納することにより、給紙部のカバーにもなるように構成されている。
上ケースM7040と下ケースM7080は、弾性を持った嵌合爪で取り付けられており、その間のコネクタ部分が設けられている部分を、不図示のコネクタカバーが覆っている。
(B)給紙部(図8、図11)
図8および図11を参照するに、給紙部は次のように構成されている。すなわち、記録媒体を積載する圧板M2010、記録媒体を1枚ずつ給紙する給紙ローラM2080、記録媒体を分離する分離ローラM2041、記録媒体を積載位置に戻すための戻しレバーM2020等がベースM2000に取り付けられることで構成されている。
(C)用紙搬送部(図8〜図11)
曲げ起こした板金からなるシャーシM1010には、記録媒体を搬送する搬送ローラM3060が回動可能に取り付けられている。搬送ローラM3060は、金属軸の表面にセラミックの微小粒がコーティングされた構成となっており、両軸の金属部分を不図示の軸受けが受ける状態で、シャーシM1010に取り付けられている。搬送ローラM3060にはローラテンションバネ(不図示)が設けられており、搬送ローラM3060を付勢することにより、回転時に適量の負荷を与えて安定した搬送が行えるようになっている。
搬送ローラM3060には、従動する複数のピンチローラM3070が当接して設けられている。ピンチローラM3070は、ピンチローラホルダM3000に保持されているが、不図示のピンチローラバネによって付勢されることで、搬送ローラM3060に圧接し、ここで記録媒体の搬送力を生み出している。この時、ピンチローラホルダM3000の回転軸は、シャーシM1010の軸受けに取り付けられ、この位置を中心に回転する。
記録媒体が搬送されてくる入口には、記録媒体をガイドするためのペーパガイドフラッパM3030およびプラテンM3040が配設されている。また、ピンチローラホルダM3000には、PEセンサレバーM3021が設けられている。PEセンサレバーM3021は、記録媒体の先端および後端の検出をシャーシM1010に固定されたペーパエンドセンサ(以下PEセンサと称す)E0007に伝える役割を果たす。プラテンM3040は、シャーシM1010に取り付けられ、位置決めされている。ペーパガイドフラッパM3030は、不図示の軸受け部を中心に回転可能で、シャーシM1010に当接することで位置決めされる。
搬送ローラM3060の記録媒体搬送方向における下流側には、記録ヘッドH1001(図21)が設けられている。
上記構成における搬送の過程を説明する。用紙搬送部に送られた記録媒体は、ピンチローラーホルダM3000およびペーパガイドフラッパM3030に案内されて、搬送ローラM3060とピンチローラM3070とのローラ対に送られる。この時、PEセンサレバ−M3021が、記録媒体の先端を検知して、これにより記録媒体に対する記録位置が求められている。搬送ローラM3060とピンチローラM3070とからなるローラ対は、LFモータE0002の駆動により回転され、この回転により記録媒体がプラテンM3040上を搬送される。プラテンM3040には、搬送基準面となるリブが形成されており、このリブにより、記録ヘッドH1001と記録媒体表面との間のギャップが管理されている。また同時に、当該リブが、後述する排紙部と合わせて、記録媒体の波打ちを抑制する役割も果たしている。
搬送ローラM3060が回転するための駆動力は、例えばDCモータからなるLFモータE0002の回転力が、不図示のタイミングベルトを介して、搬送ローラM3060の軸上に配設されたプーリM3061に伝達されることによって得られている。また、搬送ローラM3060の軸上には、搬送ローラM3060による搬送量を検出するためのコードホイールM3062が設けられている。そして、隣接するシャーシM1010には、コードホイールM3062に形成されたマーキングを読み取るためのエンコードセンサM3090が配設されている。なお、コードホイールM3062に形成されたマーキングは、150〜300lpi(ライン/インチ;参考値)のピッチで形成されているものとする。
(D)排紙部(図8〜図11)
排紙部は、第1の排紙ローラM3100および第2の排紙ローラM3110、複数の拍車M3120およびギア列などから構成されている。
第1の排紙ローラM3100は、金属軸に複数のゴム部を設けて構成されている。第1の排紙ローラM3100の駆動は、搬送ローラM3060の駆動が、アイドラギアを介して第1の排紙ローラM3100まで伝達されることによって行われている。
第2の排紙ローラM3110は、樹脂の軸にエラストマの弾性体M3111を複数取り付けた構成になっている。第2の排紙ローラM3110の駆動は、第1の排紙ローラM3100の駆動が、アイドラギアを介して伝達すること行われる。
拍車M3120は、周囲に凸形状を複数設けた例えばSUSでなる円形の薄板を樹脂部と一体としたもので、拍車ホルダM3130に複数取り付けられている。この取り付けは、コイルバネを棒状に設けた拍車バネによって行われているが、同時に拍車バネのばね力は、拍車M3120を排紙ローラM3100およびM3110に対し所定圧で当接させている。この構成によって拍車M3120は、2つの排紙ローラM3100およびM3110に従動して回転可能となっている。拍車M3120のいくつかは、第1の排紙ローラM3100のゴム部、あるいは第2の排紙ローラM3110の弾性体M3111の位置に設けられており、主に記録媒体の搬送力を生み出す役割を果たしている。また、その他のいくつかは、ゴム部あるいは弾性体M3111が無い位置に設けられ、主に記録時の記録媒体の浮き上がりを抑える役割を果たしている。
また、ギア列は、搬送ローラM3060の駆動を排紙ローラM3100およびM3110に伝達する役割を果たしている。
以上の構成によって、画像形成された記録媒体は、第1の排紙ローラM3110と拍車M3120とのニップに挟まれ、搬送されて排紙トレイM3160に排出される。排紙トレイM3160は、複数に分割され、後述する下ケースM7080の下部に収納できる構成になっている。使用時は、引出して使用する。また、排紙トレイM3160は、先端に向けて高さが上がり、更にその両端は高い位置に保持されるよう設計されており、排出された記録媒体の積載性を向上し、記録面の擦れなどを防止している。
(E)キャリッジ部(図9〜図11)
キャリッジ部は、記録ヘッドH1001を取り付けるためのキャリッジM4000を有しており、キャリッジM4000は、ガイドシャフトM4020およびガイドレールM1011によって支持されている。ガイドシャフトM4020は、シャーシM1010に取り付けられており、記録媒体の搬送方向に対して直角方向にキャリッジM4000を往復走査させるように案内支持している。ガイドレールM1011は、シャーシM1010に一体に形成されており、キャリッジM4000の後端を保持して記録ヘッドH1001と記録媒体との隙間を維持する役割を果たしている。また、ガイドレールM1011のキャリッジM4000との摺動側には、ステンレス等の薄板からなる摺動シートM4030が張設され、記録装置の摺動音の低減化を図っている。
キャリッジM4000は、シャーシM1010に取り付けられたキャリッジモータE0001によりタイミングベルトM4041を介して駆動される。また、タイミングベルトM4041は、アイドルプーリM4042によって張設、支持されている。さらに、タイミングベルトM4041は、キャリッジM4000とゴム等からなるキャリッジダンパを介して結合されており、キャリッジモータE0001等の振動を減衰することで、記録される画像のむら等を低減している。
キャリッジM4000の位置を検出するためのエンコーダスケールE0005(図18について後述)が、タイミングベルトM4041と平行に設けられている。エンコーダスケールE0005上には、150lpi〜300lpiのピッチでマーキングが形成されている。そして、当該マーキングを読み取るためのエンコーダセンサE0004(図18について後述)が、キャリッジM4000に搭載されたキャリッジ基板E0013(図18について後述)に設けられている。キャリッジ基板E0013には、記録ヘッドH1001と電気的な接続を行うためのヘッドコンタクトE0101も設けられている。また、キャリッジM4000には、電気基板E0014から記録ヘッドH1001へ、駆動信号を伝えるための不図示のフレキシブルケーブルE0012(図18について後述)が接続されている。
記録ヘッドH1001をキャリッジM4000に固定するための構成として次のものが設けられている。すなわち、記録ヘッドH1001をキャリッジM4000に押し付けながら位置決めするための不図示の突き当て部と、所定の位置に固定するための不図示の押圧手段が、キャリッジM4000上に設けられている。押圧手段は、ヘッドセットレバーM4010に搭載され、記録ヘッドH1001をセットする際に、ヘッドセットレバーM4010を回転支点を中心に回して、記録ヘッドH1001に作用する構成になっている。
さらに、キャリッジM4000には、CD−R等の特殊メディアへ記録を行う際や、記録結果や用紙端部等の位置検出用として、反射型の光センサからなる位置検出センサM4090が取り付けられている。位置検出センサM4090は、発光素子より発光し、その反射光を受光することで、キャリッジM4000の現在位置を検出することができる。
上記構成において記録媒体に画像形成する場合、行位置に対しては、搬送ローラM3060およびピンチローラM3070からなるローラ対が、記録媒体を搬送して位置決めする。また、列位置に対しては、キャリッジモータE0001によりキャリッジM4000を上記搬送方向と垂直な方向に移動させて、記録ヘッドH1001を目的の画像形成位置に配置させる。位置決めされた記録ヘッドH1001は、電気基板E0014からの信号に従って、記録媒体に対しインクを吐出する。記録ヘッドH1001についての詳細な構成および記録システムは後述する。本実施形態の記録装置においては、記録ヘッドH1001により記録を行いながらキャリッジM4000が列方向に走査する記録主走査と、搬送ローラM3060により記録媒体が行方向に搬送される副走査とを交互に繰り返す。これにより、記録媒体上に画像を形成していく構成となっている。
(F)フラットパス記録部(図12〜図14)
給紙部からの給紙は、図11に示したように記録媒体が通る経路がピンチローラに達するまで曲がっているため、記録媒体を曲げた状態で行われることになる。従って、例えば0.5mm程度以上の厚い記録媒体等を給紙部から給紙しようとすると、曲げられた記録媒体の反力が発生し、給紙抵抗が増えて給紙が行えない場合がある。また、給紙が可能であっても、排紙後の記録媒体が曲がったままとなったり、折れたりすることもある。
厚い記録媒体等、曲げたくない記録媒体や、CD−R等、曲げることのできない記録媒体に対して記録を行うのがフラットパス記録である。
ここで、フラットパス記録には本体背面のスリット上の開口部から(給紙装置の下)、手差し給紙の態様で記録媒体を本体のピンチローラにニップさせ、記録を行うタイプがある。しかし本実施形態のフラットパス記録は、記録媒体を本体手前の排紙口から記録位置まで給紙し、スイッチバックしてから記録を行う形態のものである。
フロントカバーM7010は、通常記録した記録媒体を数十枚程度積載しておくためのトレイを兼ねるために排紙部より下方にある(図8)。フラットパス記録時には、記録媒体を排紙口から水平に、通常の搬送方向とは反対方向に給紙するために、フロントトレイM7010を排紙口の位置まで上げる(図12)。フロントカバーM7010には不図示のフック等が設けられており、フラットパス給紙位置にフロントカバーM7010を固定可能である。フロントカバーM7010がフラットパス給紙位置にあることはセンサで検知可能であり、当該検知に応じてフラットパス記録モードと判断することができる。
フラットパス記録モードでは、記録媒体をフロントトレイM7010に載せて排紙口から記録媒体を挿入するために、まずフラットパスキーE3004を操作する。これによって、想定している記録媒体の厚みより高い位置まで、拍車ホルダM3130とピンチローラホルダM3000とを不図示の機構により持ち上げる。また通紙領域内にキャリッジM4000が存在するような場合などは、キャリッジM4000を不図示のリフト機構により持ち上げることにより、記録媒体を挿入し易くすることができる。またリアトレイボタンM7110を押すことによってリアトレイM7090を開き、さらにリアサブトレイM7091をV字に開くことも可能である(図13)。リアトレイM7090およびリアサブトレイM7091は、長い記録媒体を本体前面から挿入した場合は本体背面から突出するので、長い記録媒体を本体背面でも支えるためのトレイである。厚い記録媒体は記録中にフラットな姿勢を保たないとヘッドフェイス面と擦れたり、搬送負荷が変化したりすることから記録品位に影響を及ぼすおそれがあるので、これらのトレイの配設は有効である。しかし本体背面からはみ出ない程度の長さの記録媒体であれば、リアトレイM7090等を開く必要はない。
以上によって、記録媒体を排紙口から本体内に挿入可能となる。記録媒体の後端部(ユーザに最も近く位置する手前側の端部)と右端部とをフロントトレイM7010のマーカ位置に揃えて、フロントトレイM7010に載せる。
ここで再度フラットパスキーE3004を操作すると、拍車ホルダ3130が降りて排紙ローラM3100およびM3110と拍車3120とで記録媒体をニップする。その後、排紙ローラM3100,M3110で記録媒体を所定量本体内に引き込む(通常記録時の搬送方向とは逆方向)。最初に記録媒体をセットした際に記録媒体の手前側の端部(後端部)を揃えているので、短い記録媒体の前端部(ユーザから見て最も奥側の端部)は搬送ローラM3060まで届いていないことがある。従って所定量とは、想定している一番短い記録媒体の後端が搬送ローラM3060に届くまでの距離とする。所定量送られた記録媒体は搬送ローラM3060に届いているので、その位置でピンチローラホルダM3000を降ろして、搬送ローラM3060とピンチローラM3070とで記録媒体をニップさせる。そして記録媒体をさらに送り、その後端部が搬送ローラM3060とピンチローラM3070とでニップされるようにする。これで記録媒体のフラットパス記録のための給紙が終了したことになる(記録待機位置)。
排紙ローラM3100およびM3110と拍車M3120とのニップ力は、通常記録時の排紙時に形成画像に影響を与えないよう、比較的低く設定されている。従って、フラットパス記録時には記録を行うまでに記録媒体の位置がずれてしまうおそれがある。しかし本実施形態では、ニップ力が比較的高い搬送ローラM3060とピンチローラM3070とによって記録媒体をニップさせるので、記録媒体のセット位置が確保されたことになる。また、記録媒体を上記所定量だけ本体内に送るとき、フラットパス紙検知センサレバー(以下FPPEセンサレバーと称す)M3170が、ここでは図示しない赤外線センサであるFPPEセンサE9001の光路を遮蔽または形成する。これにより、記録媒体の後端位置(記録時の前端位置となる)を検知することができる。なお、FPPEセンサレバーはプラテンM3040と拍車ホルダM3130の間に回動可能に設けられたものとすることができる。
記録媒体が上記記録待機位置に設定されると、記録コマンドを実行する。すなわち、記録ヘッドH1001による記録位置まで搬送ローラM3060で記録媒体を搬送し、後は通常の記録動作と同じように記録を行い、記録後フロントトレイM7010に排紙することになる。
フラットパス記録をさらに行いたい場合は、記録した記録媒体をフロントトレイM7010から取り出し、次の記録媒体をセットして、後は前述した処理を繰り返せばよい。具体的には、フラットパスキーE3004を押すことによって、拍車ホルダM3130とピンチローラホルダM3000とを持ち上げて、記録媒体をセットすることから始まる。
一方、フラットパス記録を終了する場合は、フロントトレイM7010を通常記録位置に戻すことによって通常記録モードに戻すことができる。
(G)クリーニング部(図15、図16)
クリーニング部は記録ヘッドH1001のクリーニングを行うための機構である。これは、ポンプM5000、記録ヘッドH1001の乾燥を抑えるためのキャップM5010、記録ヘッドH1001の吐出口形成面をクリーニングするためのブレードM5020などから構成されている。
本実施形態では、クリーニング部の主な駆動力は、不図示のAPモータE3005から伝達される。そして不図示のワンウェイクラッチにより、一方向の回転でポンプM5000を作動させ、もう一方向の回転ではブレードM5020の移動およびキャップM5010の昇降を行わせるようになっている。なお、APモータE3005は記録媒体の給紙動作の駆動源にも用いられるものであるが、クリーニング部の動作を行うための専用のモータが設けられていてもよい。
キャップM5010はモータE0003から不図示の昇降機構を介して昇降可能に駆動される。そして、上昇位置では、記録ヘッドH1001に設けた数個の吐出部のフェイス面毎にキャッピングを施し、非記録動作時等においてその保護を行ったり、あるいは吸引回復を行うことが可能である。また、記録動作時には記録ヘッドH1001との干渉を避ける下降位置に設定され、またフェイス面との対向によって予備吐出を受けることが可能である。例えば記録ヘッドH1001に10個の吐出部が設けられ、5個の吐出部のフェイス面毎に一括してキャッピングを施すことが可能となるよう、図示の例ではキャップM5010は2つ設けられている。
ゴム等の弾性部材でなるワイパ部M5020は不図示のワイパホルダに固定されている。ワイパホルダは図16の+Yおよび−Y方向(吐出部における吐出口の配列方向)に移動可能である。そして、記録ヘッドH1001がホームポジションに到達したときに、矢印−Y方向にワイパホルダが移動することによって、ワイピングが可能である。ワイピング動作が終了すると、キャリッジをワイピング領域の外に退避させてから、ワイパがフェイス面等と干渉しない位置に戻す。なお、本例のワイパ部M5020には、全吐出部のフェイス面を含む記録ヘッドH1001の面全体をワイピングするワイパブレードM5020Aが設けられている。また、5つの吐出部のフェイス面毎に、ノズル近傍をするワイピングする2つのワイパブレードM5020B,M5020Cが設けられている。
そして、ワイピング後には、ワイパ部M5020がブレードクリーナM5060に当接することにより、ワイパブレードM5020A〜M5020C自身へ付着したインクなども除去することができる構成になっている。また、ワイピングに先立ってワイパブレードM5020A〜M5020Cにウエット液を転写させておくことによりワイピングによるクリーニング性を向上する構成(ウエット液転写部)が設けられている。このウエット液転写部の構成およびワイピング動作については後述する。
吸引ポンプM5000は、キャップM5010をフェイス面に接合させてその内部に密閉空間を形成した状態で負圧を発生させることが可能である。これにより、インクタンクH1900から吐出部内にインクを充填させたり、吐出口もしくはその内方のインク路に存在する塵埃、固着物、気泡等を吸引除去したりすることができる。
吸引ポンプM5000としては、例えばチューブポンプ形態のものが用いられる。これは、可撓性を有するものとしたチューブの少なくとも一部を沿わせて保持する曲面が形成された部材と、これに向けて可撓性チューブを押圧可能なローラと、このローラを支持して回転可能なローラ支持部とを有するものとすることができる。すなわち、ローラ支持部を所定方向に回転させることで、ローラは曲面形成部材上で可撓性チューブを押しつぶしながら転動する。これに伴い、キャップM5010が形成する密閉空間に負圧が生じてインクが吐出口より吸引され、キャップM5010からチューブないし吸引ポンプに引き込まれる。そして、引き込まれているインクはさらに下ケースM7080に設けた適宜の部材(廃インク吸収体)に向けて移送される。
なお、キャップM5010の内側部分には、吸引後の記録ヘッドH1001のフェイス面に残るインクを削減するために、吸収体M5011が設けられている。また、キャップM5010を開放した状態で、キャップM5010ないし吸収体M5011に残っているインクを吸引することにより、残インクによる固着およびその後の弊害が起こらないように配慮されている。ここで、インク吸引経路の途中に大気開放弁(不図示)を設け、キャップM5010をフェイス面から離脱させる際に予めこれを開放しておくことで、フェイス面に急激な負圧が作用しないようにしておくことが好ましい。
また、吸引ポンプM5000は、吸引回復だけでなく、キャップM5010がフェイス面に対向した状態で行われる予備吐出動作によってキャップM5010に受容されたインクを排出するためにも作動させることができる。すなわち、予備吐出されてキャップM5010に保持されたインクが所定量に達したときに吸引ポンプM5000を作動させることで、キャップM5010内に保持されていたインクをチューブを介して廃インク吸収体に移送することができる。
以上のワイパ部M5020の動作、キャップM5010の昇降および弁の開閉など、連続して行われる一連の動作は、モータE0003の出力軸上に設けた不図示のメインカムおよびこれに従動する複数のカム,アーム等によって制御可能である。すなわち、モータE0003の回転方向に応じたメインカムの回動によってそれぞれの部位のカム部,アーム等が作動することで、所定の動作を行うことが可能である。メインカムの位置はフォトインタラプタ等の位置検出センサで検出することができる。
(H)ウエット液転写部(図17、図16)
最近では、記録物の記録濃度、耐水性および耐光性等を向上する目的で、色材として顔料成分を含有するインク(以下、顔料インクという)が使用されることが多くなってきている。顔料インクは、元来固体である色材を、分散剤や、顔料表面に官能基を導入するなどして水中に分散させてなるものである。従って、フェイス面上でインク中の水分が蒸発し乾燥した顔料インクの乾燥物は、色材自体が分子レベルで溶解している染料系インクの乾燥固着物と比べ、フェイス面に与えるダメージが大きい。また、また顔料を溶剤中に分散させるために用いている高分子化合物がフェイス面に対して吸着されやすいという性質が見られる。これは、インクの粘度調整や、耐光性向上その他の目的でインクに反応液を添加する結果インク中に高分子化合物が存在する場合には、顔料インク以外でも生じる問題である。
この課題に対し、本実施形態では、ブレードM5020に液体を転写・付着させ、これによって濡れたブレードM5020でワイピングを行う。これにより、顔料インクによるフェイス面の劣化を防ぎ、かつワイパの磨耗を軽減し、さらにはフェイス面に蓄積したインク残渣を溶解させることによって蓄積物を除去するようにしている。かかる液体をその機能から本明細書ではウエット液と称し、これを用いるワイピングをウエットワイピングと称する。
本実施形態では、ウエット液を記録装置本体内部に貯蔵する構成がとられている。M5090はウエット液タンクであり、ウエット液としてグリセリン溶液等を収納している。M5100はウエット液保持部材で、ウエット液がウエット液タンクM5090から漏れないように適度な表面張力を有する繊維質部材等であり、ウエット液を含浸保持している。M5080はウエット液転写部材であり、例えば、多孔質であって適度な毛管力を備えた材質でなり、ワイパブレードと接触するウエット液転写部分M5081を有している。ウエット液転写部材M5080はウエット液が染み込んだウエット液保持部材M5100とも接しており、従ってウエット液転写部材M5080もウエット液が染み込むことになる。ウエット液転写部材M5080は、ウエット液が残り少なくなってもウエット液転写部分M5081へウエット液を供給できるだけの毛管力を有した材質である。
かかるウエット液転写部およびワイパ部の動作を説明する。
まず、キャップM5010を下降位置に設定し、キャリッジM4000がブレードM5020A〜M5020Cに触れない位置に退避させる。この状態で、ワイパ部M5020を−Y方向に移動させ、ブレードクリーナM5060の部位を通過させて、ウエット液転写部分M5081に接触させる(図17)。適切な時間だけ接触状態を維持することで、ブレードM5020にウエット液が適量転写される。
次にワイパ部M5020を+Y方向に移動させるが、ブレードがブレードクリーナM5060に触れるのはウエット液が付着していない面であるので、ウエット液はブレードに保持されたままになる。
ブレードをワイピング開始位置まで戻した後、キャリッジM4000をワイピング位置まで移動させる。再度、ワイパ部M5020を−Y方向に移動させることによって、ウエット液が付いた面で記録ヘッドH1001のフェイス面をワイピングすることが可能となる。
1.3 電気回路構成
次に本実施形態における電気的回路の構成を説明する。
図18は、記録装置J0013における電気的回路の全体構成を概略的に説明するためのブロック図である。本実施形態で適用する記録装置では、主にキャリッジ基板E0013、メイン基板E0014、電源ユニットE0015およびフロントパネルE0106等によって構成されている。
ここで、電源ユニットE0015は、メイン基板E0014と接続され、各種駆動電源を供給するものとなっている。
キャリッジ基板E0013は、キャリッジM4000に搭載されたプリント基板ユニットであり、ヘッドコネクタE0101を通じて記録ヘッドH1001との信号の授受、ヘッド駆動電源の供給を行うインターフェースとして機能する。ヘッド駆動電源の制御に供する部分として、記録ヘッドH1001の各色吐出部に対する複数チャネルのヘッド駆動電圧変調回路E3001を有しする。そして、フレキシブルフラットケーブル(CRFFC)E0012を通じてメイン基板E0014から指定された条件に従ってヘッド駆動電源電圧を発生する。また、キャリッジM4000の移動に伴ってエンコーダセンサE0004から出力されるパルス信号に基づいて、エンコーダスケールE0005とエンコーダセンサE0004との位置関係の変化を検出する。更にその出力信号をフレキシブルフラットケーブル(CRFFC)E0012を通じてメイン基板E0014へと出力する。
キャリッジ基板E0013には、図20に示すように、2つの発光素子(LED)E3011および受光素子E3013でなる光学センサE3010および周囲温度を検出するためのサーミスタE3020が接続されている。以下、これらのセンサをマルチセンサE3000として参照する。マルチセンサE3000により得られる情報は、フレキシブルフラットケーブル(CRFFC)E0012を通じてメイン基板E0014へと出力される。
メイン基板E0014は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の各部の駆動制御を司るプリント基板ユニットである。その基板上にホストインタフェース(ホストI/F)E0017を有しており、不図示のホストコンピュータからの受信データをもとに記録動作の制御を行う。また、キャリッジモータE0001、LFモータE0002、APモータE3005、PRモータE3006など、各種モータと接続されて各機能の駆動を制御している。キャリッジモータE0001は、キャリッジM4000を主走査させるための駆動源となるモータである。LFモータE0002、記録媒体を搬送するための駆動源となるモータである。APモータE3005は、記録ヘッドH1001の回復動作および記録媒体の給紙動作の駆動源となるモータである。PRモータE3006は、フラットパス記録動作の駆動源となるモータである。さらに、PEセンサ、CRリフトセンサ、LFエンコーダセンサ、PGセンサのような、プリンタ各部の動作状態を検出する様々なセンサに対して、制御信号および検出信号の送受信を行うためのセンサ信号E0104に接続される。また、メイン基板E0014は、CRFFC E0012および電源ユニットE0015にそれぞれ接続されるとともに、さらにパネル信号E0107を介してフロントパネルE0106と情報の授受を行うためのインターフェースを有している。
フロントパネルE0106は、ユーザ操作の利便性のために、記録装置本体の正面に設けたユニットである。これは、リジュームキーE0019、LED E0020、電源キーE0018およびフラットパスキーE3004を有するほか(図6)、さらにデジタルカメラ等の周辺デバイスとの接続に用いるデバイスI/F E0100を有している。
図19は、メイン基板E1004の内部構成を示すブロック図である。
図において、E1102はASIC(Application Specific Integrated Circuit)である。これは、制御バスE1014を通じてROM E1004に接続され、ROM E1004に格納されたプログラムに従って、各種制御を行っている。例えば、各種センサに関連するセンサ信号E0104や、マルチセンサE3000に関連するマルチセンサ信号E4003の送受信を行う。そのほか、エンコーダ信号E1020、フロントパネルE0106上の電源キーE0018、リジュームキーE0019およびフラットパスキーE3004からの出力の状態を検出している。また、ホストI/F E0017、フロントパネル上のデバイスI/F E0100の接続およびデータ入力状態に応じて、各種論理演算や条件判断等を行い、各構成要素を制御し、インクジェット記録装置の駆動制御を司っている。
E1103はドライバ・リセット回路である。これは、ASIC E1102からのモータ制御信号E1106に従って、CRモータ駆動信号E1037、LFモータ駆動信号E1035、APモータ駆動信号E4001およびPRモータ駆動信号E4002を生成し、各モータを駆動する。さらに、ドライバ・リセット回路E1103は、電源回路を有しており、メイン基板E0014、キャリッジ基板E0013、フロントパネルE0106など各部に必要な電源を供給する。さらには電源電圧の低下を検出して、リセット信号E1015を発生および初期化を行う。
E1010は電源制御回路であり、ASIC E1102からの電源制御信号E1024に従って発光素子を有する各センサ等への電源供給を制御する。
ホストI/F E0017は、ASIC E1102からのホストI/F信号E1028を、外部に接続されるホストI/FケーブルE1029に伝達し、またこのケーブルE1029からの信号をASIC E1102に伝達する。
一方、電源ユニットE0015からは電力が供給される。供給された電力は、メイン基板E0014内外の各部へ、必要に応じて電圧変換された上で供給される。また、ASIC E1102からの電源ユニット制御信号E4000が電源ユニットE0015に接続され、記録装置本体の低消費電力モード等を制御する。
ASIC E1102は1チップの演算処理装置内蔵半導体集積回路であり、前述したモータ制御信号E1106、電源制御信号E1024および電源ユニット制御信号E4000等を出力する。そして、ホストI/F E0017との信号の授受を行うとともに、パネル信号E0107を通じて、フロントパネル上のデバイスI/F E0100との信号の授受を行う。さらに、センサ信号E0104を通じてPEセンサ、ASFセンサ等各部センサ類により状態を検知する。さらに、マルチセンサ信号E4003を通じてマルチセンサE3000を制御するとともに状態を検知する。またパネル信号E0107の状態を検知して、パネル信号E0107の駆動を制御してフロントパネル上のLED E0020の点滅を行う。
さらにASIC E1102は、エンコーダ信号(ENC)E1020の状態を検知してタイミング信号を生成し、ヘッド制御信号E1021で記録ヘッドH1001とのインターフェースをとり記録動作を制御する。ここにおいて、エンコーダ信号(ENC)E1020はCRFFC E0012を通じて入力されるエンコーダセンサE0004の出力信号である。また、ヘッド制御信号E1021は、フレキシブルフラットケーブルE0012を通じてキャリッジ基板E0013に接続される。そして、前述のヘッド駆動電圧変調回路E3001およびヘッドコネクタE0101を経て記録ヘッドH1001に供給されるとともに、記録ヘッドH1001からの各種情報をASIC E1102に伝達する。このうち吐出部毎のヘッド温度情報については、メイン基板上のヘッド温度検出回路E3002で信号増幅された後、ASIC E1102に入力され、各種制御判断に用いられる。
図中、E3007はDRAMであり、記録用のデータバッファ、ホストコンピュータからの受信データバッファ等として、また各種制御動作に必要なワーク領域としても使用されている。
1.4 記録ヘッド構成
以下に本実施形態で適用するヘッドカートリッジH1000の構成について説明する。 本実施形態におけるヘッドカートリッジH1000は、記録ヘッドH1001と、インクタンクH1900を搭載する手段およびインクタンクH1900から記録ヘッドにインクを供給するための手段を有している。そして、キャリッジM4000に対して着脱可能に搭載される。
図21は、本実施形態で適用するヘッドカートリッジH1000に対し、インクタンクH1900を装着する様子を示した図である。本実施形態の記録装置は、10色の顔料インクによって画像を形成する。10色とはシアン(C)、ライトシアン(Lc)、マゼンタ(M)、ライトマゼンタ(Lm)、イエロー(Y)、第1ブラック(K1)、第2ブラック(K2)、レッド(R)、グリーン(G)およびグレー(Gray)である。従ってインクタンクT0001もこれら10色分のものが独立に用意されている。そして、図に示すように、インクタンクそれぞれがヘッドカートリッジH1000に対して着脱自在となっている。なお、インクタンクH1900の着脱は、キャリッジM4000にヘッドカートリッジH1000が搭載された状態で行えるようになっている。
1.5 インク構成
以下に本発明で使用する10色のインクについて説明する。
本発明に用いられる10色とは、シアン(C)、ライトシアン(Lc)、マゼンタ(M)、ライトマゼンタ(Lm)、イエロー(Y)、第1ブラック(K1)、第2ブラック(K2)、グレー(Gray)、レッド(R)およびグリーン(G)である。各色に用いられる着色剤は全てが顔料であることが好ましい。ここで、顔料の分散を行うためには、公知一般の分散剤を用いてもよいし、また公知一般の方法で顔料表面を改質し、自己分散性を付与してもよい。本発明の主旨にあえば、少なくとも一部の色に用いられる着色剤が染料であってもよい。また、少なくとも一部の色に用いられるの着色剤が顔料と染料を調色した形でもよく、顔料を複数種ふくんでもよい。また本発明に用いられる10色インクには、本発明の主旨にある範疇で、水溶性有機溶剤・添加剤・界面活性剤・バインダー・防腐剤から選ばれる少なくとも1種以上が含まれてもよい。
2.特徴構成
2.1 偏心むらの抑制
本発明は基本的に、搬送ローラの偏心などによる搬送精度不足に起因したドット形成位置のずれを抑制できる構成を提供することを目的としている。
図22は搬送ローラM3060の回転中心軸Ecが幾何学的な中心軸に対して偏心している状態を示している。このような偏心があると、搬送ローラM3060を等しい角度θだけ回転させても、図22(a)および(b)に示すように、角度θに対応した周方向の長さ(弧の長さ)PLが異なることになるので、記録媒体の搬送量に誤差が生じてしまう。
図23は搬送精度の誤差を模式的に表したグラフである。この図に示すように、偏心による搬送誤差は、正規の搬送量(誤差「0」の状態)に対して加算される方向(正方向)と減算される方向(負方向)との双方に生じる。ここで、搬送誤差が正方向に大きくなるほど、インクの形成位置が疎になるため白スジが現れ、逆に負方向に大きくなるほど、形成位置が密になって黒スジが現れる。そして搬送誤差は、搬送ローラが回転駆動されることから、その1周分の長さを周期として現れることになる。なお、搬送精度の低下は、搬送ローラ自身の偏心に加えて、搬送ローラの取り付け位置の偏りなどが複合して生じるものであるが、いずれにしても、搬送誤差は図23に示すように搬送ローラの1周分の長さを周期として現れるものとなる。
すると、理想的な搬送精度が得られていれば図24(a)の模式図のように記録されるべき画像が、図24(b)に示すような、搬送ローラの1周分の搬送量を周期として搬送方向に周期的に現れる縞状のむら(偏心むら)のある画像として記録されてしまう。そしてこれは、上述したように、特に低濃度領域からKのインクを用いて無彩色画像の記録を行うモノクローム画像の記録時に認識され易いものである。なお、Kのインクとは、上述した第1ブラックK1または第2ブラックK2のインクである。ここで、第1ブラックK1および第2ブラックK2のインクが、それぞれ、光沢紙に対して光沢感の高い記録を実現するフォトブラックインクおよび光沢感のないマット紙に適したマットブラックインクであれば、第1ブラックK1のインクを用いることができる。
かかる問題に対し、本発明者は、記録媒体の搬送誤差による画像品位への影響は、記録ヘッドH1001の1回の記録走査(スキャン)で記録される領域の、記録媒体搬送方向における長さ(記録幅)に依存することに想到した。すなわち、偏心むらは記録幅が大きいほど顕著になり、記録幅が小さいほど現れにくくなるとの知見を得た。記録に関与するノズル数の低減は、換言すれば、各スキャン間での記録媒体搬送量の低減である。搬送量を低減することで、例えばマルチパス記録で記録媒体上の領域の記録を完成させる場合、マルチパス記録を行うのに要するトータルの搬送量が小さく、搬送量の誤差の積算量が小さくてすむことになる。以下、この点についてさらに説明する。
上述したように、記録ヘッドH1001には記録に関与し得るノズルが1色あたり768個、1200dpiの密度の記録が可能となるように配列されている。そしてこの記録ヘッドを用い、1回の記録走査を行うたびに、例えば64(=768÷12)ノズル分の幅だけ記録媒体を搬送するという工程を12回繰り返す場合を考える。すなわち、上記記録ヘッドH1001を用い、記録媒体上の同一画像領域の記録を完成するのに12パス記録を行う場合を考える。
この場合、図23に示す搬送誤差は、記録に使用する768ノズル分積算されて記録媒体上の各記録領域に影響を与えていると考えられる。768ノズル分の積算値を、64ノズル分づつずらしながら求めていった結果得られる移動積算値は、図25の「768Nでの積算誤差」の曲線に示すようになる。この曲線が示す周期が偏心むらの周期を示し、この振幅の大きさが偏心むらの程度に対応すると考えられる。
そしてこの偏心むらは、記録に関与し得るノズル数を低減し、1回のスキャンによる記録幅を縮小することで改善できる。記録に関与するノズル数を低減して1回のスキャンによる記録幅を縮小することは、各スキャン間での記録媒体搬送量が小さくなることを意味する。搬送ローラM3060に関して言えば、各スキャン間での回転角度を小さくすることである。
図26(a)および(b)は、図22(a)および(b)の場合よりも搬送ローラM3060の回転角度θを小さくした場合を示している。図26(a)および(b)から明らかなように、搬送ローラM3060の回転中心軸Ecが偏心していることで、角度θに対応した周方向の長さ(弧の長さ)PLには差が生じるものの、その差は図22(a)および(b)の場合よりも小さくなる。このように搬送量を低減することで、例えばマルチパス記録で記録媒体上の領域の記録を完成させる場合、マルチパス記録を行うのに要するトータルの搬送量も小さくなり、搬送量の誤差の積算量も小さくてすむことになる。
一例として、記録ヘッドH1001が有する768ノズルの配列範囲に対応した記録可能な最大幅のうち、その1/4が記録範囲となるように、記録に関与し得るノズル数を192(=768÷4)に低減した場合を考察する。この場合についても、図23に示す搬送誤差を上述と同様に192ノズル分積算し、上述と同様の移動積算値を求めることにより、図25の「192Nでの積算誤差」に示すような特性が得られる。これらの結果から、768ノズルすべてを使用した場合に比べて、ノズルを192個に低減して使用した場合の方が振幅が1/4程度に小さくなり、偏心むらの程度も小さくなることが理解できる。この結果は、実際に768ノズルを使用して記録した画像に現れる偏心むらと、192ノズルを使用して記録した画像に現れる偏心むらの見え方にも対応している。
上述したように、偏心むらは、特にKのインクを低濃度領域から支配的に用いたモノクローム画像を形成する際に視認されやすい。また、カラー画像を記録する場合であっても、視認性の程度の差はあれ偏心むらは生じる。そして本発明は、画像記録に際して使用されるインクの色数や、望まれる記録品位に応じて、むらが適切に抑制された記録画像が得られるようにすることを目的としている。
本実施形態では、画像記録に際して使用されるインクの色数が少なくなるモノクローム画像記録モード(特に無彩色画像を記録するモード)や、高級な記録媒体に対して高品位のカラー記録を行うモードの選択を可能としている。そして、そのモード選択に応じて記録に関与し得るノズル数の低減ないし記録媒体搬送量の低減を行うようにする。
2.2 記録モード等の設定
記録を行うに際し、ユーザによる種々の選択設定を受容するための構成について説明する。
図27は、ホスト装置J0012のモニタに表示され、記録に使用する記録媒体の種類や記録の品位等の設定を行う際に使用することのできるUI画面の一例を示す。ここで、D0001は、使用する記録媒体の種類を指定する箇所であり、メニュー表示ボタンの操作に応じて表示されるプルダウンメニューから記録媒体の種類(高級光沢紙、廉価光沢紙、普通紙、コート紙など)を選択することができる。D0002は、記録品位に関わる記録モードの選択を行う箇所であり、ラジオボタンによって「きれい」(高品位記録)、「標準」、「速い」(高速記録)、「カスタム」などを選択することができる。
D0003はカラー画像記録モードまたはモノクローム画像記録モードを選択する箇所である。この「グレースケール印刷」のチェックボックスD0003をチェックした場合にはモノクローム画像記録モードでの記録(本実施形態では無彩色画像の記録)が行われ、チェックがされていない場合にはカラー記録モードでの記録を行うことができる。そして、「グレースケール印刷」のチェックボックスD0003をチェックした場合には、入力画像がカラー画像であっても、モノクローム画像として出力させることが可能となる。
なお、ここでは各種設定を行うためにホスト装置J0012のモニタに表示されるUI画面を用いるものとしたが、これに限られることはなく、例えば記録装置に用意された操作部を用いるものでもよい。
そして本実施形態では、カラー画像記録モードが選択された場合と、モノクローム画像記録モードが選択された場合とで、同じ無彩色の画像もしくは画像部分を記録する場合であっても、使用する色変換LUTが異なる。
図28(a)および(b)は、それぞれ、カラー画像記録モードが選択された場合およびモノクローム画像記録モードが選択された場合にグレーラインを表現するために後段J0003で用いられる色変換LUTの内容を示す。6色(K,C,M,Y,Lm,Lc)を用いる場合の従来の色変換ルックアップテーブル(LUT)の内容を示す。これらの図において、横軸は(R,G,B)=(0,0,0)で示すものとした白(W)から、(R,G,B)=(255,255,255)で示すものとしたブラック(K)までの範囲を示している。また縦軸は後段J0003で出力される各色の濃度信号に対応している。そして図28(a)に示す色変換LUTでは、Gray、Lc、Lm、C、M、YおよびK(K1またはK2)の7色のインクが各濃度領域に対して適切に選択されて用いられる。これに対し、図28(b)に示す色変換LUTでは、Gray、Lc、Lm、YおよびK(K1またはK2)の5色のインクが各濃度領域に対して適切に選択されて用いられる。
2.3 使用ノズル決定の条件
本実施形態では、モード選択に応じて、記録に関与し得るノズル数の低減(制限)ないし記録媒体搬送量の低減を行う。また本実施形態では、使用ノズル決定の条件として、モード選択の他にも、さらに次のものを採用する。
まず、ノズル数を制限したときに使用するノズル群を固定しないようにすることである。これは次の理由による。
使用ノズルを限定して記録を続けていった場合、当該記録に用いられるノズルとその他のものとでは、累積吐出動作回数に大きな差が生じてしまう。ノズルのインク吐出状態は、累積吐出動作回数の多寡によって変化することがわかっている。これは、累積吐出動作回数が増えるに従いノズルに備えられる吐出機構(インク吐出に利用されるエネルギを発生するための素子等)の耐久性が劣化することを主な原因として、インクの吐出量や吐出速度が変化してしまうことによると考えられている。
図29(a)〜(c)は、使用ノズルを限定した状態で記録を続けていった場合の画像への影響を説明するための模式図である。同図(a)および(b)はある1色のインクに対応したノズル列であり、768個のノズルが配列されている。そして同図(a)は、記録に関与するノズル数の低減時に、図の上端側にある192個のノズルに限定して使用することを、同図(b)は記録に関与するノズル数を低減せず、全ノズルを使用することを示している。
本実施形態では、上述のようにモード選択に応じて、記録に際し全ノズルを使用するか、あるいは一部のノズルを使用するかを定めている。そして、使用ノズル数を低減し、図29(a)のように限定したノズル群を用いて記録を継続した後、同図(b)のように全ノズルを使用して一様な画像を記録すると、1回の記録走査で記録される画像が同図(c)のようになることが考えられる。これは、同図(a)の上端側の192ノズルの累積吐出動作回数が他のノズルよりも多くなっているために、耐久性の劣化が進んでインク吐出量が小さくなり、当該192ノズルによって記録が行われた部分だけ薄く見えることが要因となっている。1回の記録走査で記録画像にこのような濃度差が生じている場合、最終的に完成した画像には、いわゆるバンドむらが現れてしまう。
そこで本実施形態では、使用ノズル数を制限して記録を行うモードでは、当該記録に使用されるノズルを固定せず、全ノズルについて極力均等な累積吐出動作回数が得られるようにする。
さらに本実施形態では、記録媒体の先端部あるいは後端部の記録において、適切に使用ノズル数を低減するようにする。
図30は、本実施形態の記録装置でA4サイズの記録媒体に余白無し記録を実行する際の、先端部、中央部および後端部の領域をそれぞれ示した図である。ここで、図14に示した搬送ローラM3060および排紙ローラM3100の双方にて記録媒体が保持された状態で記録を行うことができる領域を中央部としている。また、記録媒体の先端が排紙ローラM3100に支持される以前に記録される領域を先端部、さらに記録媒体の後端が搬送ローラM3060から外れた後に記録される領域を後端部としている。
先端部と後端部とで使用ノズル数を制限するのは、一つには搬送ローラM3060および排紙ローラM3100間に配置されたプラテンM3040の構成による。
本実施形態の記録装置は、銀塩写真と同等の品位の出力物を提供するものであり、また、余白のない画像、所謂「余白無し記録」を実現可能な記録装置として構成される。
図31はプラテンM3040を上方から見た場合の模式的平面図であり、記録媒体は矢印で示す搬送方向に沿って、図の下側から上側に向けて搬送される。すなわち、この図の下側および上側に、それぞれ、搬送ローラM3060および排紙ローラM3100が配置されていることになる。
HNは記録ヘッドH1001に設けられるノズル列であり、図では簡単のために1色のインクに対応したもののみを示している。このノズル列HNが走査される記録領域を通過する記録媒体を支持するプラテンM3040は開口を有している。この開口内には、記録媒体を支持するための複数のリブP001が立設されるとともに、余白無し記録を実行する際に記録媒体の先後縁や側縁からはみ出して吐出されたインクを受容するためのインク吸収体P002が設置されている。
リブP001は、プラテンM3040の開口内で、搬送方向上流側の端部と下流側の端部とに沿って複数設けられている。上流側の端部にあるリブと下流側の端部にあるリブとの間隔は、記録媒体中央部の記録時に用いられる最大ノズル数(本実施形態の場合は768ノズル)に対応した長さよりも大とする。これにより、記録媒体左右側縁からはみ出して吐出されるインクによってリブが汚れないようにする。
またリブP001は、開口208内の記録媒体搬送方向の略中央部にも複数配置されて記録媒体を支持する。この中央部に配置されるリブは、余白無し記録記録時において記録媒体の先後縁や左右側縁からはみ出して吐出されるインクによって汚されないように配置されている。そして、このようなリブの配置と、記録媒体先後端部の記録に関与し得る最大ノズル数とは、相互の関係を考慮しながら適切に定められる。
記録媒体先後端部の記録時に使用ノズル数を制限する他の理由は、記録媒体の先端部あるいは後端部を記録する際、記録媒体が搬送ローラM3060および排紙ローラM3100の双方によっては支持されていないこともある。記録媒体が一方のローラのみによって支持されている状態では、記録媒体の平坦性が確保されず、支持されていない端部(先端部または後端部)と記録ヘッドとの距離(以下、紙間距離と称す)は少なからず変動し、不安定な状態となっている。中央部では、前後のローラによってプラテン上で維持される所定の紙間距離に対応したタイミングでインクを吐出しながら記録走査を行う。そして、適切なタイミングで吐出されたインクが記録媒体上でドットとなり、適切なピッチで配列されることによって画像が形成される。これに対し、先後端部では、紙間距離が不安定となっているために記録幅内での紙間距離の変動が大きかったりすると、記録媒体におけるドットの位置も不安定になり、白スジや黒スジあるいはザラツキ感などの画像弊害が発生してしまう。
そこで本実施形態では、先後端部の記録に際し、記録ヘッドの記録幅(すなわち、記録に使用するノズル数)を抑制し、これに合わせて記録媒体の搬送量も低減する。これにより記録ヘッドの記録幅を狭くし、記録幅内での紙間距離の変動を抑えることができる。
図32は、以上の諸条件を勘案して定めたノズル使用範囲を説明するための図であり、本実施形態で採用した記録ヘッドH1001のノズル形成面側から見た状態を模式的に示している。本例の記録ヘッドH1001は上記10色のうち5色ずつのノズル列を形成した2つの記録素子基板H3700および記録素子基板H3701を有している。H2700〜H3600は、それぞれ異なる10色のインクに対応するノズル列である。
一方の記録素子基板H3700には、グレー、ライトシアン、第1ブラック、第2ブラックおよびライトマゼンタのインクが供給されて吐出動作を行う各ノズル列H3200、H3300、H3400、H3500およびH3600が形成されている。他方の記録素子基板H3701には、シアン、レッド、グリーン、マゼンタおよびイエローのインクが供給されて吐出動作を行うノズル列H2700、H2800、H2900、H3000およびH3100が形成されている。各ノズル列は、記録媒体の搬送方向に1200dpiの間隔で並ぶ768個のノズルによって構成され、約2ピコリットルのインク滴を吐出させる。各ノズル吐出口における開口面積は、およそ100平方μmに設定されている。
使用ノズル数を制限(低減)して記録が実行されるモードでは、図の左側部分に示すように、中央部の記録に関して各ノズル列の全範囲Mすなわち768ノズルが4つに等分割され、その分割領域(搬送方向下流側すなわち記録媒体先端側から符号Em0〜Em3で示す)が使用される。これらノズル領域Em0〜Em3夫々は、連続する192個のノズルで構成されている。そして本実施形態では、中央部に関して使用する分割領域は固定せず、領域Em0〜Em3を適宜切り換えて使用する。また、先後端部に関しては最下流側端部から64ノズル分内側に偏倚した位置から内側に連続する192個のノズルを含む領域Em’を用いる。なお、本実施形態では記録媒体の先後端部および中央部とも、192個のノズルを含む分割領域が用いられるが、先後端部での使用ノズル数が中央部よりも少なくなるようにしてもよい。
使用ノズル数を制限(低減)しないで記録が実行されるモードでは、記録媒体中央部の記録に際しては各ノズル列の全範囲Mすなわち768個のノズルが使用されるようにする。しかし先後端部の記録に関しては、図32の右側部分に示すように、記録媒体搬送方向下流側(排紙ローラ側)に位置する256個のノズルを含む領域Ecfを用いる。
2.4 設定記録モード等に応じた記録動作の実施形態
以上のノズル使用条件に基づいて行われる記録動作の具体例を説明する。
(記録動作の第1実施形態)
記録動作の第1例では、ユーザが図27のチェックボックスD0003をチェックし、モノクローム画像記録(グレースケール印刷)モードを選択した場合には、記録媒体中央部も含めて使用ノズル数を制限(低減)して記録を行うものとする。以下では、これを「全面ノズル制限記録(あるいは制限記録モード)」と称する。また、その他の場合には、少なくとも記録媒体中央部に対して使用ノズル数を制限(低減)しないで記録を行うものとする。以下では、これを「通常記録(あるいは非制限記録モード)」と称する。
図33は本実施形態の記録システムで実行される記録処理手順の一例を示すフローチャートである。まずステップS1では、モノクローム画像記録モードが選択されているか否かを判定する。
ここで否定判定された場合には、ステップS11に進んでカラー画像記録用の色変換LUTを選択し、ステップS13にてこれに基づく色変換処理を実施する。この場合、記録しようとする画像が、無彩色の画像もしくは画像部分を有するものであっても、当該画像もしくは画像部分には図28(a)に示したLUTが適用される。
一方、ステップS1にて肯定判定された場合には、ステップS21に進んでモノクローム画像記録用の色変換LUTを選択し、ステップS23にてこれに基づく色変換処理を実施する。この場合、記録しようとする画像がカラーもしくは画像部分を有するものであっても、当該画像もしくは画像部分には図28(b)に示したLUTが適用される。
ステップS30では、以上のように色変換されたデータに対し所要の処理を施して印刷データを作成する。以上はホスト装置J0012が実施する処理であり、ホスト装置J0012は当該作成した印刷データを、図2に示したような設定情報とともに記録装置J0013に供給する。
記録装置J0013では、これに応じて以下のような制御を実行する。
本手順では、まずモノクローム画像記録モードであるか否かを認識する(ステップS100)。
ここで否定判定された場合には、通常記録を実行する。本例において通常記録を行う場合は、記録媒体中央部の記録に際しては各ノズル列の768個のノズルを使用し、8回の記録走査で記録(8パス記録)を行うものとする。また、先後端部の記録に関しては、図32の右側部分に示した256個のノズルを含む領域Ecfを用い、8パス記録を行うものとする。なお、8パス記録とは、マルチパス記録に際して同一画像領域に8回の記録走査(スキャン)を適用することを言う。先に図4および図5を参照して4パス記録を説明したが、8パス記録についても同様である。すなわち、使用ノズル(768個または256個)を8分割し、この8つのノズル群それぞれに互いに補完の関係を保つようなマスクパターンを上述と同様に適用してスキャンを行い、各スキャン間で分割領域の長さに対応した記録媒体搬送を行えばよい。
通常記録では、記録媒体先端部、中央部および後端部の記録に使用されるノズル範囲に対応した適切な吐出データを作成し(ステップS115)、記録媒体1ページについての記録動作を実行する(ステップS117)。そして1ページの記録毎に印刷ジョブ終了の有無を判定し(ステップS119)、印刷ジョブに次ページがあればステップS115に復帰して以上の処理を繰り返す。また次ページがなければ本手順を終了する。
図34(a)〜(c)および図35(a)および(b)を用いて通常記録時に行われる動作をより具体的に説明する。
記録媒体先端部を記録する際には、図34(a)に示すように、記録媒体の搬送方向の下流側に位置する領域Ecfの256個のノズルを使用する。後端部記録時にも同様である(図34(c))。このように使用するノズルを記録媒体の先後端部の記録時に制限することで、リブP001の上にインクが吐出されることがない。また、記録媒体中央部を記録する際には、図34(b)に示すように、記録に関与可能な全範囲Mの758個のノズルを使用する。この場合にも、リブP001が適切に配置されている(換言すれば、例えば定形サイズの記録媒体に対応した位置にはリブを配していない)ことから、リブP001の上にインクが吐出されることがない。
図35は通常記録動作におけるスキャンおよびノズル使用の態様を説明するための図である。ここで、同図(a)は記録媒体の先端部付近の記録から中央部の記録に移行してゆく状態、同図(b)は記録媒体の中央部から後端部付近の記録に移行してゆく状態を示している。これらの図においては、上下方向に768個の全ノズルに対応した領域が示され、そのうちハッチングを施した部分が使用されるノズル領域を示す。また、図の左から右に行くに従って記録媒体が搬送されていく様子が示され、ノズル列を記録走査ごとにずらすことによって表現している。
先端部記録時には、図35(a)に示すように、当初(図の左側部分)は搬送方向下流側の256ノズルを使用してスキャンを行うとともに、各スキャン間では32ノズル分(=256/8)の搬送を繰り返して記録を行う。そして徐々に使用するノズル数を拡張し、搬送量もそれにあわせて変化させて行き、先端部の記録が終了した(中央部の記録に移行した)後には、768個の全ノズルを使用したスキャンと、96ノズル分(=768/8)の搬送とを繰り返して記録を行う。
後端部記録への移行時には、図35(b)に示すように、中央部の記録を行っていた状態(図の左側部分)から、後端部記録に向けて使用ノズル範囲を徐々に縮小してスキャンを行う一方、各スキャン間での適切な量の搬送を行う。そして後端部にいたると、すなわち記録媒体の後縁が搬送ローラM30600を越えた後には、搬送方向下流側の256ノズルを使用してスキャンを行うとともに、各スキャン間では32ノズル分の搬送を繰り返して記録を行う。
後端部のノズル制限を開始するタイミングは、PEセンサE0007が記録媒体の後縁を検出するタイミングに基づいて割り出すことができる。すなわち、まずこのタイミングに基づいて記録媒体後縁が搬送ローラM3060とピンチローラM3070とによる挟持位置を離脱する時点(後縁離脱時)を認識する。そして、図に示す「後縁離脱時の記録走査」から後端部記録を開始することができる。これにより、記録媒体が搬送ローラM3060とピンチローラM3070とによる拘束を解かれる瞬間に発生しがちな衝撃に起因したむらの発生を抑制することが可能である。
再び図33を参照するに、ステップS100にてモノクローム画像記録モードが認識された場合には、全面ノズル制限記録を実行する。本例において全面ノズル制限記録を行う場合は、記録媒体先後端部および中央部の記録に際し、連続する192個のノズルを使用し、12回の記録走査で記録(12パス記録)を行うものとする。ここで、先後端部の記録に関しては、図32の左側部分に示した連続する192個のノズルを含む領域Em’を用いる。しかし中央部に関しては使用領域を固定せず、印刷ジョブに含まれるページ毎に、領域Em0〜Em3のいずれかが用いられるようにする。なお、12パス記録とは、マルチパス記録に際して同一画像領域に12回の記録走査(スキャン)を適用することを言う。すなわち、この場合は、使用ノズル(192個)を12分割し、この12のノズル群それぞれに上述と同様のマスクパターンを適用してスキャンを行い、各スキャン間で分割領域の長さに対応した記録媒体搬送を行う。
全面ノズル制限記録では、まずステップS121にて、印刷ジョブで実行する記録の枚数をカウントするためのページカウンタを+1インクリメントする。そしてステップS123にて、このカウント値に基づき、当該ページの記録媒体中央部の記録に関与する領域を設定する。これは、例えば4Nページ目(Nは0以上の整数)であれば、搬送方向最下流側の領域Em0を使用し、4N+1ページ目であれば搬送方向最下流から2番目の領域Em1を使用し、また4N+2ページ目であれば領域Em2を、4N+3ページ目であれば領域Em3を使用するものとすることができる。
次に、記録媒体先端部、中央部および後端部の記録に使用されるノズル範囲に対応した適切な吐出データを作成し(ステップS125)、記録媒体1ページについての記録動作を実行する(ステップS127)。そして1ページの記録毎に印刷ジョブ終了の有無を判定し(ステップS129)、印刷ジョブに次ページがあればステップS121に復帰して以上の処理を繰り返す。また次ページがなければ本手順を終了する。
図36(a)〜(c)、図37(a)および(b)〜図40(a)および(b)を用いて全面ノズル制限記録時に行われる動作をより具体的に説明する。
記録媒体先端部および後端部を記録する際には、それぞれ、図36(a)および(c)に示すように、記録媒体の搬送方向の最下流位置から64ノズル分、内側に偏倚した領域Em’の192個のノズルを使用する。また、記録媒体中央部を記録する際には、図36(b)に示すように、ページ毎に領域Em0〜Em3を切り換えて使用する。これらの場合、通常記録時と同様、リブP001の上にインクが吐出されることがない。
図37〜図40は全面ノズル制限記録動作の4Nページ目〜4N+3ページ目におけるスキャンおよびノズル使用の態様を説明するための図である。これらにおいて(a)は記録媒体の先端部付近の記録から中央部の記録に移行してゆく状態、(b)は記録媒体の中央部から後端部付近の記録に移行してゆく状態を示している。また、これらの図においては、上下方向に768個の全ノズルに対応した領域が示され、そのうちハッチングを施した部分が使用されるノズル領域を示す。また、図の左から右に行くに従って記録媒体が搬送されていく様子が示され、ノズル列を記録走査ごとにずらすことによって表現している。
なお、図37は4Nページ目に記録を行う場合を示しており、記録媒体中央部に対する記録時に使用するノズル領域をEm0に設定している。同様に、図38は4N+1ページ目に記録を行う場合を示しており、記録媒体中央部に対する記録時に使用するノズル領域をEm1に設定している。図39は4N+2ページ目に記録を行う場合を示しており、記録媒体中央部に対する記録時に使用するノズル領域をEm2に設定している。図40は4N+3ページ目に記録を行う場合を示しており、記録媒体中央部に対する記録時に使用するノズル領域をEm4に設定している。
これらの図に示すように、先後端記録時にはどのページも搬送方向の下流側に位置する領域Em’にある192ノズルを使用してスキャンを行うとともに、各スキャン間では16ノズル分(=192/12)の搬送を繰り返して記録を行う。また、中央部では、設定された領域Em0〜Em3のいずれかにある192ノズルを使用してスキャンを行うとともに、各スキャン間では16ノズル分の搬送を繰り返して記録を行う。先端部から中央部への移行時および中央部から後端部への移行時には、それぞれ、領域Em’から設定された領域に向けて、および設定された領域から領域Em’に向けて使用ノズルをシフトしながら記録を行う。なお、後端部のノズル制限を開始するタイミングは、上述と同様に定められる。
以上の構成によれば、モノクローム画像記録モードにおいて、記録に関与し得るノズル数の低減ないし記録媒体搬送量の低減を行うことで記録を行うようにしたので、モノクローム画像において特に視認されやすい偏心むらを抑制することができる。
図41(a)および(b)は、全面ノズル制限記録を行わない場合と行った場合とのモノクローム画像記録結果を示している。ここで、全面ノズル制限記録を行わない場合には768個の全ノズルを用い、全面ノズル制限記録を行う場合には768個のうち192個のノズルを用いてスキャンを行い、各スキャン間ではそれぞれの使用ノズル範囲に対応した搬送を行った。また、搬送ローラの断面直径は11.847mm、搬送量64ノズル単位の場合に搬送ローラの偏心に起因して搬送量の振幅が4μmである状態のもと、記録媒体には光沢紙を用いた。
全面ノズル制限記録を行わない場合には、図41(a)から明らかなように、種々の濃度の画像部分で偏心むらが見られる。これに対し、全面ノズル制限記録を行った場合には、図41(b)から明らかなように、どの濃度の画像でも殆どむらが視認されないものとなっている。
また、上例では、全面ノズル制限記録に用いるノズル使用領域を固定せず、ページ毎に切り替えて使用するようにしたので、ノズルの累積吐出動作回数の偏りを防止することができる。
なお、ページカウントは印刷ジョブ毎に実行することが可能である。しかしEEPROMなどの不揮発性メモリにカウンタ領域を設けてカウント値を累積的に管理し、装置の電源オフ時にもその内容が保持されるようにすることが好ましい。これによれば、時間の流れの中で様々なタイミングで発生する様々な印刷ジョブに含まれる記録枚数の大小によらず、中央部の記録に関して領域Em0〜Em3をほぼ均等に使用することができる。すなわち、ノズルの累積吐出動作回数の偏りを一層効果的に防止することができる。
また以上では、中央部の記録に関与する領域Em0〜Em3をページ毎に切り替えるものとしたが、これは複数ページ毎に行われるものでもよい。また、ドットカウントを併用して使用ノズル制限位置の切り替えを制御してもよい。
図42はドットカウントを併用した場合の記録処理手順の要部を示すフローチャートである。本手順では、ステップS100においてモノクローム画像記録モードを認識した後、ステップS131においてドットカウント値についての判定を行う。ここで、ドットカウント値とは、各色インクのノズルの吐出動作回数の累積値である。そして、ステップS131では、いずれか色のドットカウント値が、例えば図43に示すように定められた閾値を超えたか否かが判定される。ここで肯定判定された場合には、ステップS133に進んでページカウンタを+1インクリメントし、さらにステップS135にてドットカウント値をリセットしてから、ステップS123の使用ノズル領域設定処理に移行する。また、ステップS131にて、いずれの色のドットカウント値についても閾値を超えていないと判定された場合には、直ちにステップS123に移行する。
このような制御手順では、中央部の記録に関与する領域Em0〜Em3は必ずしもページ毎に切り替えられるのではなく、各色のドットカウント値のうち1色でも閾値を超えたものがある場合に、ページカウント値を歩進することで領域切り替えが行われる。このようにドットカウント値を併用することにより、ページ毎に異なるデューティで記録が行われた場合であっても、累積吐出動作回数の偏りを防止することができる。
また、以上の説明においては、モノクローム画像記録を行う記録枚数のみをカウントするものとした。しかし、通常記録を行う場合も含めたあらゆる記録枚数をカウントすることによっても、モノクローム画像記録時に使用されるノズルが偏ることを概ね回避できると考えられるので、効果は期待できる。さらに、カウント対象を記録枚数ではなく印刷ジョブの受付回数としてもよい。この場合、1回の印刷ジョブには様々な記録枚数がふくまれていると考えられるが、長期にわたり多数の印刷ジョブを処理して行くうちには、累積吐出動作回数はほぼ均等化されて行くと考えられるので、使用されるノズルが偏ることを概ね回避できる。
また、ノズル使用領域の切り替えをページ単位とするのではなく、例えば搬送方向において1ページ内に空白(非記録領域)を挟んだ複数の記録領域が存在する場合などでは、その記録領域毎に切り替えが行われるようにすることも可能である。つまり、ノズル使用領域の切り替えを1ページ内で行う形態であってもよい。また、この際、上述したドットカウントが併用されるようにしてもよい。
さらに、ノズル使用領域の切り替え形態は、上述したEm0,Em1,Em2,Em3の順序で規則的に切り替えていく規則的切り替えの形態には限られるものではない。最初に使用される領域はEm0以外のものでもよいし、また、例えば、ノズル使用領域Em0〜Em3をランダムに選択するようなランダム切り替えの形態も採用できる。
また、先後端の記録に使用するノズル範囲は、リブに吐出してしまうような不都合がない範囲で、適宜定めることができる。すなわち、リブP001の配設位置や、リブの有無は適宜定められるものであり、これに応じて先後端の記録に使用するノズル範囲を適切に定めることができる。そして上述の実施形態のように、中央部で使用するノズル範囲とは別に定めてもよいし、中央部の記録に使用するEm0〜Em3のいずれかを固定的に、もしくは変更しながら使用することもできる。さらに、1枚の記録媒体に対する記録に際しては、先後端・中央部とも同じ範囲(ブロック)が使用されてもよい。また、先端部と後端部とで別の範囲が使われてもよいし、使用ノズル数(連続する範囲の大きさ)が異なっていてもよい。
加えて、偏心むらはKのインクを支配的に用いた無彩色のモノクローム画像を記録する場合に顕著に目立ち得るものであるので、上例ではグレースケール印刷の場合に全面ノズル制限記録が実施されるものとした。しかしながら、他の色のインクを支配的に用いてモノクローム画像を記録する場合、あるいは若干の色味の付いたモノクローム画像(セピア色の写真など)を記録する場合にも、視認性の程度の差はあれ偏心むらは生じ得る。概して、用いるインク色数が少ないために記録媒体の被覆率が低くなるような画像を記録する場合には、視認性の程度の差はあれ偏心むらは生じ得るものとなり得る。従って、Kのインクを支配的に用いたグレースケール印刷を行う場合だけでなく、それらの記録モードを認識することで全面ノズル制限記録が実施されるようにしてもよい。
(変形例1)
上例では、無彩色のモノクローム画像記録(グレースケール印刷)モードが選択される場合に一律に全面ノズル制限記録が実施されるものとした。しかし、グレースケール印刷モードが選択される場合であっても、条件(例えば、記録媒体の種類やユーザ設定等)によっては、全面ノズル制限記録が実施されないようにしてもよい。そこで、この変形例1では、全面ノズル制限記録を利用したグレースケール印刷モードの他に、全面ノズル制限記録を利用しないグレースケール印刷モードも選択できるようにしている。
(i)記録媒体の種類
主に写真の記録に利用される記録媒体(高級光沢紙、廉価光沢紙等)は高レベルの画質が求められる。一方、普通紙はそれ程の高レベルの画質が求められるわけでない。このように記録媒体の種類によって求められる画質のレベルが異なることから、記録媒体の種類に応じて偏心むらの許容度を異ならせることもできる。つまり、普通紙においては、光沢紙やプロフォトペーパーよりも、偏心むらの許容範囲を大きくすることもできる。
そこで、本例では、記録媒体の種類に応じて、偏心むら対策である「全面ノズル制限記録」の実施の有無を選択可能にしている。具体的には、図27のUI画面における「グレースケール印刷」のチェックボックスD0003がチェックされ、且つD0001の「用紙の種類」として高級光沢紙や廉価光沢紙が選択された場合には、全面ノズル制限記録を設定する。つまり、高級光沢紙、廉価光沢紙に対して記録する場合には、使用ノズルを制限することで偏心むらを極力生じさせないようにする。一方、グレースケール印刷」のチェックボックスD0003がチェックされ、且つD0001の「用紙の種類」として普通紙が選択された場合には、全面ノズル制限記録は設定せず、通常記録を設定する。つまり、普通紙に対して記録する場合には、ノズル制限は行なわず、全ノズルを使用する。これにより速度優先の記録を実施する。なお、図27のUI画面における「グレースケール印刷」のチェックボックスD0003がチェックされない場合、通常記録を設定する。以上の事項をまとめると表1のようになる。
(ii)ユーザ設定
ここでは、全面ノズル制限記録を利用したグレースケール印刷モードと、全面ノズル制限記録を利用しないグレースケール印刷モードとをユーザが自由に選択できる構成について説明する。
この構成を実現するためには、「全面ノズル制限記録」を実行するためのチェックボックスXを図27のUI画面内に設ける。このチェックボックスXは、「グレースケール印刷」のチェックボックスD0003がチェックされたときだけ指定可能になるように構成されている。つまり、「グレースケール印刷」のチェックボックスD0003がチェックされていないとき、チェックボックスXはグレーアウトされ状態になっており、指定不可になっている。そして、チェックボックスD0003がチェックされ且つチェックボックスXがチェックされた場合、「全面ノズル制限記録」が実行される。つまり、ユーザが「全面ノズル制限記録」を望めば、記録媒体の種類に関係なく、「全面ノズル制限記録」を実行できるのである。この構成によれば、ユーザの選択範囲が広がり、幅広いユーザニーズに対応することが可能となる。
(記録動作の第2実施形態)
上記第1の実施形態は、モノクローム画像記録(グレースケール印刷)モードが実行される場合にのみ、全面ノズル制限記録を実行するようにしたものである。しかし、カラー画像を記録する場合であっても、視認性の程度の差はあれ偏心むらは生じる。上述した記録装置では、記録を行うに際しユーザによる種々の選択設定を可能としている。例えば、使用する記録媒体の種類の選択や、記録品位より記録速度を優先させた記録モードあるいは記録速度より記録品位を優先させた記録モードを選択可能な構成となっている。そして一般には、高級な記録媒体が選択され、高品位の記録モードが選択されている場合ほど、ユーザは高画質の記録を望んでいると言い得る。従ってそれらの場合には、搬送むらが極力抑制されていることが強く望ましい。
そこで本実施形態では、モノクローム画像以外の記録の際にも、記録品位に応じて、全面ノズル制限記録を行うか、あるいは通常記録を行うかを定めるようにする。すなわち、高品位の記録モードが選択されている場合には、全面ノズル制限記録を行うことで搬送むらを一層視認されにくくし、ユーザの望む高画質の記録物が得られるようにする。
ここでは、図27に示した設定画面に対し、ユーザが記録媒体の種類を指定するメニュー表示D0001において「高級光沢紙」を選択し、チェックボックスD0003に対してチェックを行わなかった場合、すなわちカラー画像記録を行う場合について説明する。なお、入力信号値に対する色変換LUTはカラー画像記録用のものが用いられる。
ユーザが図27の表示部分D0002に対し、ラジオボタンによって「きれい」以外のもの(例えば「標準」)を選択した場合には、通常記録を実施する。すなわち、記録媒体中央部の記録に際しては各ノズル列の768個の全ノズルを使用し、8パス記録を行うとともに、先後端部の記録に関しては、図32の右側部分に示した256個のノズルを含む領域Ecfを用い、8パス記録を行う。この際の記録動作は、第1の実施形態において図34(a)〜(c)、図35(a)および(b)について説明したものと同様である。また、先後端部の記録に関して使用ノズル数を低減する理由も第1実施形態と同様である。
一方、ユーザが「きれい」を選択した場合には、全面ノズル制限記録を実施する。この場合、図32の左側部分に示したように、各ノズル列の全範囲Mすなわち768ノズルを4分割して適宜用いる。すなわち、先後端部の記録に関しては、図32の左側部分に示した192個のノズルを含む領域Em’を用いるとともに、中央部に関しては使用領域を固定せず、印刷ジョブに含まれるページ毎に、領域Em0〜Em3のいずれかを用い、12パス記録を行う。この際の記録動作は、第1の実施形態において図36〜図40について説明したものと同様である。
なお、本実施形態でも上述と同様の制御手順を採用することが可能である。また、本実施形態についても第1の実施形態と同様の変形を加え得ることは勿論である。
2.5 その他
本発明は、記録媒体の搬送誤差に起因して記録画像に発生するむらを抑制するべく、記録領域全体にわたって使用ノズル数の低減ないし搬送量の低減を行うことを要旨とするものである。従って、上述した各実施形態においては、余白無し記録を実現可能な記録装置について説明したが、本発明はこれを必須とするものではない。また、搬送機構としてローラを用いたものを例示し、またむらが発生する要因として搬送ローラの偏心による周期的搬送量変動を例示したが、搬送機構の構成や搬送量変動の周期性の有無に拘らず本発明は適用可能である。すなわち、使用ノズル数の低減ないし搬送量の低減を行うことで、搬送量の誤差の積算量が小さくなるからである。
また、用いるインクの色数、ノズル(記録素子)の数、使用ノズル数や記録媒体の搬送量の低減割合、マルチパス記録のパス数および適用されるマスクパターンの種類などは、あくまでも例示であって、適宜のものを採用することができるのは言うまでもない。