JP2005119013A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 淡いインク用のヘッドや金、銀色などの特定の色のヘッドを備えているだけであるため、キャリッジの重量が増加して高速印字をできなかったり、追跡パターンを印写する場合に画像に影響を与えない印写を行うことができなかったりする。
【解決手段】 キャリッジ３には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド７ｃ、７ｍ、７ｙ、７ｋと、ホワイト（Ｗ）のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなる記録ヘッド７ｗとを備え、白色を用いて淡い色を印写したり、追跡パターンを印写できるようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プリンタ／ファックス／複写機の複合機等の画像形成装置として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、インク記録ヘッドから記録媒体（用紙、被記録媒体、記録紙などとも称される。）にインク滴を吐出して画像形成（記録、印字、印刷、印写も同義で使用する。）を行うものであり、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、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のが容易であるなどの利点を有している。

このようなインクジェット記録装置においては、通常、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（エイロー）、Ｋ（ブラック）の４色の組み合わせによって、フルカラーを実現しているが、４色の組み合わせでは再現できない色は数多くあり、それらの色に関しては、４色を組み合わせることで、より近い色で表現することで代用させている。

さらに、より多くの色を再現できるように、特許文献１に記載されているように、これらの４色に拡張色としての薄いシアン、薄いマゼンタを組み合わせたもの、さらに、特許文献２に記載されているように金、銀などの特定色を組み合わせたものなども知られている。
特開平６−２４６９０９号公報 特開平６−２０９４１６号公報

また、カラー画像形成装置では高品質画像を形成することができるため、偽造のおそれがあることから、記録画像とともに真偽を判定するための追跡パターンを印写することが行われ、この追跡パターンの印写には見た目には分かりにくい黄色（Ｙ）を使用している。

通常のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のインクを用いてカラー画像を形成する場合に、淡い色を表現するときには、図１１に示すように、ドットの大きさを変化させて、一定の面積に対する色の割合を減らしていくことで、用紙の白に打ち消されて淡い色を表現することができる。そのため、淡い色をよく見ると、細かい点の集まりで形成されるために、画像がザラザラした感じとなる。

そこで、特許文献１、２などにも記載されているが、図１２に示すように、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のヘッドＨｃ１、Ｈｍ１、Ｈｙ１、Ｈｋ１以外に、それぞれの淡いインク用のヘッドＨｃ２、Ｈｍ２、Ｈｙ２、Ｈｋ２を搭載することで、ザラザラした感じを低減させることが行われる。しかしながら、インクの種類を増やすと、その分ヘッドの数が増えてしまってキャリッジの全体重量が重くなり、動作時の負荷となり、高速記録を行うことが難しくなるという課題が生じる。

また、記録物の真偽を判定するための追跡パターンをイエロー（Ｙ）のインクで印写した場合、イエローは見えにくいインクであるものの、若干ではあるが、画像に影響を与えるおそれがある。

これらの場合、特許文献１に記載の画像形成装置などでは、特定の色（特色）を使用することができるようにしているが、金色や銀色などの色が想定されているだけで、上述したような課題を解決できるものではなかった。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、高速で高画質画像を記録することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、複数の色を組み合わせることによってカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、白色の液滴を吐出する記録ヘッドを搭載可能としたものである。

ここで、白色の液滴を吐出する記録ヘッドによって追跡パターンを印字できることが好ましい。

本発明に係る画像形成装置によれば、白色を印写することができるので、淡い色でも粒状感を低減して再現することができ、高速で高画質画像を得ることができるようになる。

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。図１は本発明に係る画像形成装置の一例を示すインクジェット記録装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同記録装置の要部平面説明図である。
このインクジェット記録装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とガイドレール２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ４でタイミングベルト５を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ３には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド７ｃ、７ｍ、７ｙ、７ｋと、ホワイト（Ｗ）のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなる記録ヘッド７ｗとを、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。なお、色を特定しないときは単に「記録ヘッド７」という。

記録ヘッド７を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインクを吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。

また、ここでは、図２にも示すように、各色の液滴を吐出するための、多数のノズルＮからなるノズル列７ａ（２列以上でも良い。）をそれぞれ有する複数の記録ヘッド７ｃｈ、７ｍｈ、７ｙｈ、７ｋｈ、７ｗｈをキャリッジ３に搭載しているが、図４に示すように各色の液滴を吐出するための、多数のノズルＮからなる複数のノズル列７ｃｎ、７ｍｎ、７ｙｎ、７ｋｎ、７ｗｎを有する１つの記録ヘッド７を設ける構成とすることもできる。

さらに、キャリッジ３には、記録ヘッド７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク８を搭載している。このサブタンク８には図示しないインク供給チューブを介してメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。

一方、給紙トレイ１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１３及び給紙ローラ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト２１上に倣わせるための搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された先端加圧コロ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２６を備えている。

ここで、搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転されることで、図２の矢示方向（ベルト（用紙）搬送方向：副走査方向）に周回するように構成している。

この搬送ベルト２１は、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。

また、搬送ローラ２７とカウンタローラ２２とで搬送ローラニップ部１８を形成し、この搬送ローラニップ部１８よりも用紙搬送方向上流側の所定の位置に用紙１２を検出する用紙検出センサ１６を配置している。この用紙検出センサ１６は用紙１２が検知レバー１７を変位させることで用紙１２を検出する（図１の破線図示の位置がオン位置である）。

帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。また、搬送ローラ２７はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト２１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。

また、搬送ベルト２１の裏側には、記録ヘッド４による印写領域に対応してガイド部材３６を配置している。このガイド部材３６は、上面が搬送ベルト２１を支持する２つのローラ（搬送ローラ２７とテンションローラ２８）の接線よりも記録ヘッド７側に突出している。これにより、搬送ベルト２１は印写領域ではガイド部材３６の上面にて押し上げられてガイドされる。

さらに、キャリッジ３の前方側には、図１に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール４２を設け、キャリッジ３の前面側にはエンコーダスケール４２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ４３を設け、これらによって、キャリッジ３の主走査方向位置（ホーム位置に対する位置）を検知するためのエンコーダ４４を構成している。

さらに、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離部と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備えている。

また、背部には両面給紙ユニット６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット６１は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。

さらに、図示しないが、キャリッジ３の走査方向両側の非印字領域には、記録ヘッド７のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構を配置している。この維持回復機構は、記録ヘッド３のノズル面をキャピングするためのキャップ部材と、ノズル面をワイピングするためのワイパーブレード等とを備えている。

このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３で案内されて先端加圧コロ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２が搬送ベルト２１に静電的に吸着され、搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド７を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ５４に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１２を両面給紙ユニット６１内に送り込み、用紙１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ５４に排紙する。

次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図５を参照して説明する。なお、図５は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部８０は、装置全体の制御を司るＣＰＵ８１と、ＣＰＵ８１が実行するプログラム、追跡パターンのデータ、その他の固定データを格納するＲＯＭ８２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ８３と、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不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）８４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ＡＳＩＣ８５と、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ８６と、記録ヘッド７を駆動制御するためのヘッド駆動制御部８７及びヘッドドライバ８８と、主走査モータ４を駆動するための主走査モータ駆動部８９と、副走査モータ３１を駆動するための副走査モータ駆動部９０等とを備えている。また、この制御部８０には、この装置に必要な情報の入力及び表示をおこなうための操作パネル９１が接続されている。

制御部８０は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの印刷データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ８６で受信する。

そして、ＣＰＵ８１は、Ｉ／Ｆ８６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、ＡＳＩＣ８５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部８７に画像データを転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ８２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。

ヘッド駆動制御部８７は、記録ヘッド７の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッドドライバ８８にシリアルデータで送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ８８に送出する。

このヘッド駆動制御部８７は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭ（ＲＯＭ８２で構成することもできる。）と、このＲＯＭから読出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。

また、ヘッドドライバ８８は、ヘッド駆動制御部８７からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部８７からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に記録ヘッド７に印加してヘッドを駆動する。

この画像形成装置においては、インクジェット記録装置の一般的な動作方法と同様に、図６に示すように、用紙Ｐの給紙方向に対して垂直にヘッドＨが移動しながら描画し（画像を形成し）、一定の幅（１ライン）を同時に描画し、１ライン描画すると用紙を移動させ、同様に一定の幅を描画することを繰り返して用紙１枚の描画を完成する。

通常のインクジェット記録では、図７に示すように、Ｃ，Ｍ，Ｙの色の３原色にＫを合わせた４色の組み合わせによって、フルカラーを実現しているが、図８に示すように、４色の組み合わせでは再現できない色が数多くあり、それらの色に関しては、４色を組み合わせることで、より近い色を表現させて代用させている。

しかし、あくまでも代用された色であり、その色が特徴となるような印刷物に関しては、ユーザーの満足を得ることはできないため、上記４色に加え、更に特別な色を搭載可能な構造にしておくことが行われ、各ユーザーが必要とする色を実装し、その色に関しては４色の組み合わせにて表現するのではなく、加えられた色にて印字することで、代用でなくユーザーの求める色により近い色を再現するようにしている。

特殊な色を必要する場面としては、金色や銀色、蛍光色などの色の３原色では表現できない色を必要とする場合や、朱肉のような特殊な素材を必要とする場合などである。

さらに、前述したように、通常のカラー印字では、薄い色を表現する場合に、色の点の大きさを変化させることで、一定の面積に対する色の割合を減らしていくことで、用紙の白に打ち消されて薄い色を表現するが、粒状感が生じることになる。この場合、薄い色のインクを使用することで画質は向上するが、キャリッジの重量が重くなるなど、負荷が大きくなる。

そこで、本発明に係る画像形成装置では、前述したように、白インクを吐出することができる記録ヘッド７ｗ（７ｗｈ又は７ｗｎ）使用することで、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの組み合わせの際に、白色（Ｗ）も組み合わせることができ、Ｗの割合を調節することで、図９に示すように、点のサイズを小さくすることなく色の階調を表すことが可能となって、高画質画像を記録できる。そして、通常よりも一色増えるだけのため、キャリッジの高速動作にも影響を与えることなく、高速記録が可能となる。

また、白色は用紙の白に隠れて分かり難いので、例えば図１０に示すように、他の色に先立って、白色（Ｗ）で追跡パターンＡＰ（文字、記号などを含む）を印写することによって、色味に影響を与えずに、見た目にも、用紙の白に隠れて分からない追跡パターンを印字することができる。

これにより、印字物に問題が生じた際に、出力した装置を特定することができるようになり、高画質な印刷を行うことが可能になっても、印写画像に影響を与えることなく、紙幣などの偽造に使用されることを防止できる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す機構部の概略構成図である。 同機構部の要部平面説明図である。 同装置に搭載する記録ヘッドの一例を説明する説明図である。 同装置に搭載する記録ヘッドの他の例を説明する説明図である。 同装置の制御部の概略ブロック説明図である。 同装置の動作説明に供する説明図である。 色の三原色の説明図である。 色の範囲の説明図である。 白（Ｗ）を使用した淡い色の印写の説明に供する説明図である。 追跡パターンの印写の説明に供する説明図である。 従来の画像形成装置における薄い色の印写の説明に供する説明図である。 従来の画像形成装置における淡い色のヘッドを備えた構成の説明図である。

符号の説明

３…キャリッジ
４…主走査モータ
７…記録ヘッド
７ｗｈ…白色用のヘッド
１２…用紙
２１…搬送ベルト

Claims (2)

1. 複数の色の液滴を吐出する記録ヘッドを備え、複数の色を組み合わせることによってカラー画像を形成するカラー画像形成装置において、白色の液滴を吐出する記録ヘッドを搭載可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記白色の液滴を吐出する記録ヘッドによって追跡パターンを印字することを特徴とする画像形成装置。
   
   

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