JP2005271387A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の画像形成装置は、媒体搬送間隔が搬送方向における記録ヘッド間の間隔及びノズル列間の間隔が影響して容易に記録媒体間の間隔を狭くすることができず、スループットを上げることができなかった。
【解決手段】本発明は、各記録ヘッド毎又は各ヘッドユニット毎に画像データの転送やデータ処理回路のパラメータ設定を独立して行い、画像形成中の記録ヘット又はヘッドユニットがあっても、他の記録ヘッド又は他のヘッドユニットでは、画像データの書き換えやパラメータ設定が可能であり、記録ヘッド間距離又はヘッドユニット間距離（ノズル間距離）に影響されずに、データ転送やパラメータ設定に要する時間のみを考慮して、搬送される記録媒体の間隔を極めて狭めることが可能だスループットを向上させる画像形成装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット方式により記録媒体に画像形成を行う画像形成装置に関する。

一般に、インクジェット方式の画像形成装置は、複数の記録ヘッドが等間隔で配置され、記録媒体、例えば記録用紙にインクを吐出して画像を形成している。例えば、カラー画像を形成するために、少なくとも４色のインク［黒（Black)、シアン（Cyan）、マゼンタ（Magenta)、黄（Yellow）］を用いている。

図７は、従来の画像形成装置におけるカラー画像を形成するための４つの記録ヘッドと媒体搬送機構による概念的な構成例を示す図である。また、図８は、各記録ヘッドにおける画像データの画像形成タイミングを示す図である。

この画像形成装置は、媒体搬送機構における記録媒体の搬送経路上方に上記４色のインクをそれぞれに吐出する固定型記録ヘッドが上流側から記録ヘッドＫ（黒）、記録ヘッドＣ（シアン）、記録ヘッドＭ（マゼンタ）、記録ヘッドＹ（黄）の順に等間隔に離れて、即ちオフセットされて配設され、１つのデータコントローラにより駆動制御されている。また、記録ヘッドＫの上流側には記録媒体を検出するための透過型の入口ＴＯＦセンサ（媒体センサ）６１が設けられ、同様に記録ヘッドＹの下流側には透過型の出口ＴＯＦセンサ６２が設けられている。これらのセンサ６１，６２により、媒体搬送機構の搬送経路上を搬送されている記録媒体６３（６３ａ，６３ｂ）の前後の端部を検出する。

このような構成において、記録媒体６３に画像を形成する場合には、図示しない記録媒体カセットから記録媒体６３ａ、例えば記録用紙を１枚ずつ取り出して、媒体搬送機構により搬送方向Ｘに一定の速度で記録位置へ搬送する。この時、後述するように、データコントローラから各記録ヘッドＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙに、それぞれ１つのカラー画像データが色毎に割り振られて入力されている。

そして、図７に示す入口ＴＯＦセンサ６１によって記録媒体６３ａ先端が検出されると、予め定めたタイミングで各記録ヘッドＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙにより、順次異なる色のインクが吐出されて画像形成される。画像形成が終了した記録媒体６３ａは、そのまま搬送されて出口ＴＯＦセンサ６２によって記録媒体後端が検出された後、装置外へ排出され、図示しない収容カセット等に収納される。

この構成におけるカラー画像データは、画像形成の際に図示しないホスト機器から各記録ヘッドへ１ページ分の画像データがそれぞれ色毎に入力される。この画像データは、図７に示すように、各記録ヘッドのオフセット量Ｌに応じて余白部分を表す白データを各色の画像データの前後に付加されたものとなっている。

このような各記録ヘッドのカラー画像データは各記録ヘッドに対して転送され、図８に示すようなタイミングで各記録ヘッドによって画像形成が行われる。

図８では、各記録ヘッドに転送されるカラー画像データがどのように記録されるのか、また、各記録ヘッドにおける画像データ部分における画像形成時間との関係について示されている。

図８における時間ｔ11は、搬送方向において最初の記録ヘッドＫから最後の記録ヘッドＹまでの間のオフセット量Ｌ１を記録媒体の移動速度で除した時間であり、時間ｔ12は、先行して搬送されている記録媒体後端と、後から追随して搬送される記録媒体先端との間隔Ｌ２を該記録媒体の移動速度で除した時間を示している。記録媒体の移動速度は一定であるものとする。従って、時間ｔ11と時間ｔ12の長さは、相対的には距離を示唆するものでもある。

このようなカラー画像データを各記録ヘッドＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙに転送するが、各記録ヘッドが媒体搬送方向に沿ってオフセットされていても、各色の画像データがカラー画像データの中でそれぞれ記録ヘッド位置に応じてオフセットされているので、記録媒体６３に対して色ずれのないカラー画像を形成することができる。

そして、最も下流の記録ヘッドＹによる画像形成が終了し、次の記録媒体が搬送されてくると、各色の記録ヘッドにはそれぞれ次ページのカラー画像データが転送され、各記録ヘッドＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙによって画像形成が行われる。

ところで、前述した記録ヘッドＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙとしてはそれぞれ、媒体の横幅方向Ｘに沿って延在する１本の記録ヘッドが用いられている。これに対して、１つの記録ヘッドが図９に示すような複数のヘッドユニットＫ１，Ｋ２，…を繋ぎ合わせて構成されるものがある。これらの記録ヘッドユニットＫ１，Ｋ２は、記録媒体６３の搬送方向Ｙで例えば、２列（Ｋ１列とＫ２列）で画像形成時に隙間ができないように配置され、各ヘッドユニットのノズル列７１の各端部が僅かに重なるように互い違いに配置されている。

このような記録ヘッドにおいても、ヘッドユニット（ノズル列）間のオフセット量Ｌ３及び記録媒体間のオフセット量（記録媒体間距離）Ｌ４を考慮することで、同様に色ずれのないカラー画像を形成することができる。
特開２００３−１８７９公報

前述した図７，８に示すような従来の画像形成装置においては、１つのデータコントローラの駆動制御により、出口ＴＯＦセンサ６２の検出信号即ち、最後の記録ヘッドＹによる画像形成が終了した後、再び全記録ヘッドＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙに対して白データを含むカラー画像データの転送をし始め、Ｋの画像データから画像形成が行われる。つまり、最後の記録ヘッドＹによる画像形成が終了しない限り、次の記録媒体への最初の記録ヘッドＫによる画像形成を開始することができない構成となっており、全記録ヘッドＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙを通じて記録ヘッドに対向させて搬送することができる記録媒体は１枚に限定される。

これが画像形成の高速化（スループット向上）を実現し難い要因となっている。即ち、記録ヘッドのオフセット量（記録ヘッドＫと記録ヘッドＹのノズル列間距離）Ｌ１がある場合、先に搬送する記録媒体と、次に続いて搬送される記録媒体との間隔（媒体搬送間隔）Ｌ２は、図示するように、オフセット量Ｌ１よりも大きく即ち、Ｌ２＞Ｌ１（ｔ12＞ｔ11）としなければならない。つまり、前に搬送する媒体と後に搬送する媒体との間の時間的な間隔は、いくら各色の画像形成に掛かる時間が短かくても、少なくとも時間ｔ11＋記録ヘッドＹによる画像形成の時間だけ必要となる。
従って、記録ヘッドＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙによりそれぞれ１色の画像が形成されるため、記録ヘッドＹによるインクの吐出が終了した後でなければ、各記録ヘッドに対して次のページのカラー画像データを転送することはできず、また画像形成もできない。

また、記録ヘッドにおけるオフセット量だけではなく、図９に示すように搬送方向で前後に互い違いに、例えば２列のヘッドユニットＫ１，Ｋ２が配置される記録ヘッドを搭載した場合には、画像形成時間の短縮のためには、両者のヘッドユニットＫ１列とＫ２列の間のオフセット量（ノズル列間の間隔）Ｌ３も考慮しなくてはならない。このオフセット量Ｌ３がある場合、先に搬送する記録媒体６３ａと、次に続いて搬送する記録媒体６３ｂとの間隔（媒体搬送間隔）Ｌ４は、図示するように、ノズル列間のオフセット量Ｌ３よりも大きく、即ち、Ｌ４＞Ｌ３としなければならない。つまり、ヘッドユニットＫ１列とＫ２列により１つの画像が形成するために、Ｋ２列によるインクの吐出が終了した後でなければ、各記録ヘッドユニットは次のページの画像データを受け入れることはできず、またその画像形成もできない。従って、Ｌ４＞Ｌ３の関係であれば、先の記録媒体に対して、第１の画像を形成した後に、後に続く記録媒体に対して第２の画像を形成する。

このように、記録媒体の媒体搬送間隔は、媒体搬送方向における記録ヘッド間の間隔及びノズル列間の間隔が影響し、安易に記録媒体間の間隔を狭くすることができず、単位時間あたりの画像形成処理枚数、つまりスループットを上げることができなかった。
そこで本発明は、媒体搬送方向において記録ヘッド間又はノズル列間の間隔に関係なく、先行する記録媒体と次に搬送される記録媒体との間隔を短く設定することが可能であり、画像形成効率を向上させてスループットを上げ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。

本発明は上記目的を達成するために、搬送される記録媒体に形成する画像の色毎に、媒体搬送方向にオフセットを有して設けられる複数の記録ヘッドと、前記記録ヘッドの各々に設けられ、該記録ヘッドを駆動して前記記録媒体に画像を形成する記録ヘッド駆動部と、搬送される前記記録媒体の位置情報を検出する媒体位置検出部と、前記記録ヘッド毎に設けられ、該記録ヘッド毎に固有で予め定められた画像形成に関するパラメータを画像データに適用し、該パラメータと前記媒体位置検出部からの検出信号に応じて前記オフセットに関連づけた画像形成遅延時間を決定し、該画像形成遅延時間に基づき、前記記録ヘッド駆動部をそれぞれに遅延させて駆動させるデータ制御部とを具備する画像形成装置を提供する。

さらに、搬送される記録媒体の画像形成領域を分割した分割領域にそれぞれに分割画像形成して１枚の画像を作成する、媒体搬送方向にオフセットを有して設けられる複数のヘッドユニットからなる記録ヘッドと、前記ヘッドユニットの各々に設けられ、該ヘッドユニットを駆動して前記記録媒体に分割画像を形成する記録ヘッド駆動部と、搬送される前記記録媒体の位置情報を検出する媒体位置検出部と、前記ヘッドユニット毎に設けられ、該ヘッドユニット毎に固有で予め定められた画像形成に関するパラメータを画像データに適用し、該パラメータと前記媒体位置検出部からの検出信号に応じて前記オフセットに関連づけた画像形成遅延時間を決定し、該画像形成遅延時間に基づき、前記ヘッドユニット駆動部をそれぞれに遅延させて駆動させるデータ制御部とを具備する画像形成装置を提供する。

以上のような構成の画像形成装置は、各記録ヘッド毎又は各ヘッドユニット毎に画像データの転送やデータ処理回路のパラメータ設定が独立して行われ、画像形成中の記録ヘット又はヘッドユニットがあっても、他の記録ヘッド又は他のヘッドユニットでは、画像データの書き換えやパラメータ設定が行われる。

本発明によれば、各記録ヘッドへの画像データの転送やデータ処理回路のパラメータ設定を独立して行うことにより、記録ヘッド間距離に影響されずに、データ転送やパラメータ設定に要する時間のみを考慮して、搬送される記録媒体の間隔を極めて狭めることが可能となり、スループットの向上が実現できる画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示している。
この画像形成装置は、インクジェット方式であって、少なくとも４組の記録ヘッド１（１ａ〜１ｄ）を備えており、異なる４色のインク［例えば、黒（Ｋ：Black)、シアン（Ｃ：Cyan）、マゼンタ（Ｍ：Magenta)、黄（Ｙ：Yellow）］を用いて、カラー画像を形成する。本実施形態では、記録媒体の搬送機構の上流側から下流側に向かって、記録ヘッド１ａが黒Ｋ、記録ヘッド１ｂがシアンＣ、記録ヘッド１ｃがマゼンタＭ、記録ヘッド１ｄが黄Ｙの各色のインクを吐出するように配設されるものとする。

本実施形態における図１に示す構成例では、記録ヘッド１ａ〜１ｄは、それぞれの複数のノズルが記録媒体の横幅を越えた長さで一列に配列されたノズル列（図示せず）を有している。

これらの記録ヘッド１ａ〜１ｄは、それぞれ記録ヘッド駆動回路２（２ａ〜２ｄ）により駆動されて、搬送されている記録媒体（図示せず）にインクを吐出して画像を形成する。これらの記録ヘッド１及び記録ヘッド駆動回路２は、それぞれデータコントローラ３（３ａ〜３ｄ）により駆動制御される。

本実施形態では、データコントローラ３が記録ヘッド１毎に少なくとも１台設けられている。即ち、４組の記録ヘッド１ａ〜１ｄを備えた構成であれば、少なくとも４台のデータコントローラ３ａ〜３ｄが設けられており、各記録ヘッド１毎に画像データの転送、画像形成タイミング設定やパラメータ設定を行うことが可能な構成となっている。

図２に示すように、これらのデータコントローラ３ａ〜３ｄは、それぞれに、複数の画像の画像データを記憶可能なプレーンメモリ４と、記録ヘッド１ａ〜１ｄを適正に駆動するためのパラメータを記憶するパラメータメモリ５と、記録ヘッド駆動回路２ａ〜２ｄへ駆動用同期信号を生成し送出するヘッド駆動同期信号発生回路６と、プレーンメモリ４から指定されたエリア（又は、範囲を示すアドレス）に基づく画像データを読み出し、記録ヘッド１ａ〜１ｄへ転送するデータ処理回路７とで構成される。

上記パラメータは、それぞれの記録ヘッドに固有で画像形成に関する情報であり、具体的には、画像データの始端及び終端情報、形成する画像データ領域を示すアドレス又は、駆動させる記録ヘッド１ａ〜１ｄのノズルのアドレス（ノズル番号）、各ノズルを駆動させるタイミング補正情報等からなっている。また、この画像形成情報のパラメータには、記録ヘッド１ａ〜１ｄにおける製造上のばらつきを補正するための補正パラメータを含めてもよい。

さらに各データコントローラ３ａ〜３ｄには、画像メモリ１２から形成する画像データをプレーンメモリ４に入力するためのインターフェースとして機能するＵＳＢコントローラ８と、パラメータ設定を行うためのＣＰＵ９と、記録媒体を搬送経路上で記録ヘッド１ａよりも上流側に設けられ、記録媒体の前後端を検出する媒体位置センサ１０と、その搬送機構に付設され、記録媒体の移動量における基準信号を生成するエンコーダ１１が設けられている。また、画像形成された記録媒体の排出を検出するセンサを設けてもよい。

次に、図３に示す画像形成のタイミングチャートを参照して、第１の実施形態における画像形成について説明する。

図３は、連続的に搬送される４枚の記録媒体に対して、４組の記録ヘッドにそれぞれ転送された各画像データを、それぞれ画像形成するタイミング及びその画像形成時間を示している（横軸が時間）。

ここでは、インクが黒Ｋの画像データを２１Ｋ，２２Ｋ，２３Ｋ，２４Ｋとし、これらのデータの画像形成にかかる時間を２１K1，２２K2，２３K3，２４K4とする。また、シアンＣの画像データを２１Ｃ，２２Ｃ，２３Ｃ，２４Ｃとし、これらの画像形成にかかる時間を２１C1，２２C2，２３C3，２４C4とする。マゼンタＭの画像データを２１Ｍ，２２Ｍ，２３Ｍ，２４Ｍとし、これらの画像形成にかかる時間を２１M1，２２M2，２３M3，２４M4とする。さらに、黄Ｙの画像データを２１Ｙ，２２Ｙ，２３Ｙ，２４Ｙとし、これらの画像形成にかかる時間を２１Y1，２２Y2，２３Y3，２４Y4として示している。

また、図３における時間ｔ１は、記録ヘッド間のオフセット量（記録ヘッド間の距離）を記録媒体の搬送速度で除した時間であり、時間ｔ２は、搬送されている記録媒体間の間隔（またはページ単位の画像領域間の間隔）を該記録媒体の搬送速度で除した時間として示している。なお、記録媒体の搬送速度は一定であるものとする。従って、時間ｔ１と時間ｔ２の長さは、相対的には距離を示唆するものでもある。

尚、この例では、記録ヘッド間のオフセット量（又は時間ｔ１）が、記録媒体間隔（又は時間ｔ２）よりも大きい（長い）状態を示している。ここでは、オフセット量が記録ヘッドを構成する部材や周辺の部材による物理的な大きさに規定されるものであり、記録媒体間隔は、データ転送等の処理時間により規定されている。従って、大小関係に拘わらず、共に小さい（短い）程良く、記録媒体の搬送速度が一定であるものとすれば、時間ｔ１が短いほど記録媒体１枚当たりに掛かる画像形成時間が短くなり、時間ｔ２が短い即ち、記録媒体間隔が狭いほどスループットを向上させることができる。

まず、初期設定として、ホストコンピュータ１２から複数の記録媒体に画像形成するための複数のカラー画像データがＵＳＢコントローラ８を経てプレーンメモリ４に記憶される。これと同時に、ＣＰＵ９から記録ヘッド１ａ〜１ｄで１枚目の記録媒体２１に画像形成するために必要なパラメータがそれぞれのパラメータメモリ５に記憶される。尚、パラメータメモリ５へのパラメータ設定は、媒体位置センサ１０による記録媒体の検出信号を受けた後、記憶させてもよい（図２参照）。

また、各記録ヘッド１ａ〜１ｄにおいて、同時に異なる記録媒体の画像データが形成できるように、記録媒体毎にそれぞれ異なるパラメータを設定することもできる。つまり、通常、画像データは、記録媒体単位（ページ単位）で考えた場合には、記録ヘッドに対する画像形成情報（パラメータ）は同じであるが、記録媒体毎に画像形成情報（パラメータ）が異なる場合があり、これに対応することもできる。

次に、媒体位置センサ１０が搬送機構により搬送されている１枚目の記録媒体を検出した際に、プレーンメモリ４に複数記憶されている画像データの中からその記録媒体に形成する画像データが読み出され、データ処理回路７へ転送される。この場合、媒体搬送方向の最上流の記録ヘッド（ここでは、記録ヘッド１ａ）のヘッド駆動同期信号に同期してプレーンメモリ４からパラメータで指定されたエリア（アドレス）の画像データが読み出される。尚、この時、読み出される画像データは、記録媒体１枚分に亘る画像データ全体であってもよいし、その一部分でもよい。

次に、ヘッド駆動同期信号発生回路６は、媒体位置センサ１０から記録媒体有り信号を受け取ると、指定されたパラメータに応じて、記録媒体有り信号に記録ヘッド１ａ〜１ｄ間のオフセット量に対応する遅延（ここでは、時間ｔ１）を発生させて、各記録ヘッド１ａ〜１ｄに対応するヘッド駆動同期信号を発生させる。これらの遅延量は、エンコーダ１１により生成される媒体搬送速度に同期したエンコーダ信号をカウントして決定する。記録ヘッド駆動回路２ａ〜２ｄは、ヘッド駆動同期信号を参照し、記録媒体の搬送に同期したエンコーダ信号に同期させて駆動ヘッド１ａ〜１ｄを駆動する。

従って、ヘッド駆動同期信号発生回路６により生成されるヘッド駆動同期信号は、記録ヘッド１ａ〜１ｄ間のオフセット量、即ち、時間ｔ１を媒体有り信号から遅延してアサートし、画像形成終了によりネゲートする。

具体的には、記録ヘッド１ａへ最初のＫの画像データ２１Ｋが転送され、この画像データ２１Ｋに基づき、図３に示されるように記録媒体上に２１K1で示される時間に画像形成が行われる。その後、記録媒体は下流側へ移動され、次の記録媒体との間隔、即ち、時間ｔ２の間に、次の画像データ２２Ｋが記録ヘッド１ａに対して転送されはじめる。この時、パラメータを変更するのであれば、その変更を行う。その後、後から搬送されてくる記録媒体に対して画像形成２２K1を行う。

また、媒体搬送方向の下流側に配置された記録ヘッド１ｂには、オフセット量に相当する時間ｔ１内に画像データ２１Ｃが転送されはじめ、先の記録媒体に既に形成された画像２１K1上に、画像データ２１Ｃに基づく画像形成が２１C1で示される時間に行われる。以下、記録ヘッド１ｃ，１ｄにおいて、それぞれオフセット量に相当する時間ｔ１後に、画像データＭ，Ｙの転送と画像形成が行われる。

本実施形態の構成では、記録ヘッド毎にデータコントローラを設けることにより、画像データ処理回路へのパラメータ設定、記録ヘッド１ａ〜１ｄへの画像データの転送が記録ヘッド個々に独立して行うことができる。このため、前述した様に記録ヘッド１ａよりも下流側の記録ヘッド１ｂが画像データＣ（例えば、２１Ｃ）による画像形成途中等であっても、上流側の記録ヘッド１ａに対して、次のページの画像データＫ（例えば、２２Ｋ）の転送やパラメータ変更、さらに画像形成が可能となっている。

これにより、従来のような、画像データの前後などに白データを付加した各色のカラー画像データを、同一タイミングで転送及び画像形成することはなくなり（実際には各色の画像データがそれぞれオフセットされており、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの順で画像形成されるが）、搬送される記録媒体間の間隔が上流側の記録ヘッドから下流側の記録ヘッドまでの距離に制限される、ということがなくなる。

以上のことから、第１の実施形態の画像形成装置によれば、各記録ヘッドへの画像データの転送やデータ処理回路のパラメータ設定を独立して行い、且つ各記録ヘッド毎に独立して画像形成を行うことで、従来のような空白の白データを画像データに付加する必要がなくなり、該当色以外の他色の記録ヘッドによる画像形成に関わらず、該当色の画像形成を行うことが可能となり、搬送される記録媒体の間隔を極めて狭めることが可能となり、スループットの向上が実現できる。

次に、本発明による第２の実施形態について説明する。
図４は、第２の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示している。
前述した第１の実施形態では、記録ヘッドのノズル列が一列に配列された構成例であったが、本実施形態は、図９に示したような互い違いに媒体搬送方向にノズル列間隔Ｌ３の間隔をあけて２列に配列された複数のヘッドユニットにより構成される記録ヘッドを例としている。これらの記録ヘッドは、例えばインクジェット方式であって、少なくとも４組の記録ヘッドを備えており、異なる４色のインク［例えば、黒（Ｋ：Black)、シアン（Ｃ：Cyan）、マゼンタ（Ｍ：Magenta)、黄（Ｙ：Yellow）］を用いて、カラー画像を形成する。ここでは、図１に示した記録ヘッド１ａについて構成例を説明し、他の記録ヘッド１ｂ〜１ｄについては同様であり、説明を省略する。

また、記録ヘッド１ａについても、ｎ個のＫ１〜Ｋｎヘッドユニットで構成されており、それぞれのヘッドユニットにより形成される分割画像により１枚の画像が作成される。ここでは、ノズル列間隔Ｌ３を持つＫ１ヘッドユニット及びＫ２ヘッドユニットをその代表として説明する。尚、図４に示す構成部位で図２に示す構成部位と同等のものには、同じ参照符号を付している。

これらのＫ１，Ｋ２ヘッドユニット３１ａ，３１ｂは、それぞれＫ１，Ｋ２ヘッドユニット駆動回路３２ａ，３２ｂで駆動されて、搬送されている記録媒体（図示せず）に黒（Ｋ）色インクを吐出して分割画像を形成する。これらのＫ１，Ｋ２ヘッドユニット３１ａ，３１ｂ及びＫ１，Ｋ２ヘッドユニット駆動回路３２ａ，３２ｂは、Ｋデータコントローラ３３により駆動制御される。本実施形態では、Ｋデータコントローラ３３は、ヘッドユニット毎に少なくとも１台設けられている。即ち、４組のヘッドユニットを備えた記録ヘッドであれば、少なくとも４台のデータコントローラが設けられている。この構成により、後述するように各記録ヘッドのヘッドユニット毎に記録タイミングやパラメータ設定を行うことが可能となっている。

このＫデータコントローラ３３は、複数の画像の画像データを記憶するプレーンメモリ３４と、Ｋ１，Ｋ２ヘッドユニット３１ａ，３１ｂを適正に駆動するためのパラメータを記憶するＫ１，Ｋ２パラメータメモリ３５ａ，３５ｂと、Ｋ１，Ｋ２ヘッドユニット駆動回路３２ａ，３２ｂへヘッド駆動同期信号を生成し送出するＫ１，Ｋ２ヘッド駆動同期信号発生回路３６ａ，３６ｂと、プレーンメモリ３４から指定されたエリア（又は、範囲を示すアドレス）に基づく画像データを読み出し、Ｋ１，Ｋ２ヘッドユニット３１ａ，３１ｂへ転送するＫ１，Ｋ２データ処理回路３７ａ，３７ｂとで構成される。
さらにＫデータコントローラ３３には、前述したＵＳＢコントローラ８と、ＣＰＵ９と、媒体位置センサ１０と、エンコーダ１１が設けられている。

上記パラメータは、画像形成に関する情報であり、具体的には、画像データの始端及び終端情報、形成する画像データ領域を示すアドレス又は、駆動させるヘッドユニットのノズルのアドレス（ノズル番号）、各ノズルを駆動させるタイミング補正情報等からなっている。また、この画像形成情報のパラメータに記録ヘッドの製造上のばらつきを補正するための補正パラメータを含めてもよい。

図４，図９及び、図５に示す画像形成のタイミングチャートを参照して、第２の実施形態における画像形成について説明する。
この図５は、連続的に搬送される４枚の記録媒体に対する黒Ｋの画像データの画像形成のタイミング及び画像形成時間を示している。なお、ここでは、Ｋ１ヘッドユニット３１ａへ転送される画像データを４１Ｋａ，４２Ｋａ，４３Ｋａ，４４Ｋａとし、Ｋ２ヘッドユニット３１ｂへ転送される画像データを４１Ｋｂ，４２Ｋｂ，４３Ｋｂ，４４Ｋｂとした場合に、Ｋ１ヘッドユニット３１ａによる画像形成にかかる時間を、４１K1，４２K1，４３K1，４４K1とし、Ｋ２ヘッドユニット３１ｂによる画像形成にかかる時間を４１K2，４２K2，４３K2，４４K2として示している。

また、図５における時間ｔ３は、図９に示すようなノズル列間のオフセット量Ｌ３（ノズル列間の間隔）を記録媒体の搬送速度で除した時間であり、時間ｔ４は、搬送されている２枚の記録媒体間の間隔（先に搬送されている記録媒体の後端と、後から搬送される記録媒体の先端との間隔）Ｌ４を該記録媒体の搬送速度で除した時間を示している。ここでは記録媒体の搬送速度は一定であるものとする。従って、時間ｔ３と時間ｔ４の長さは、相対的には距離を示唆するものでもある。尚、この例では、記録媒体間隔（又は時間ｔ４）がノズル列の間隔（又は時間ｔ３）がよりも小さい（短い）状態を示しており、記録媒体の先端から画像形成がスタートするようになっている。

まず、ホストコンピュータ１２から複数の記録媒体に画像形成するための複数のカラー画像データの一部となるＫ画像データがＵＳＢコントローラ８を経てプレーンメモリ３４に記憶される。これと同時に、ＣＰＵ９からＫ１，Ｋ２ヘッドユニット３１ａ，３１ｂで１枚目の記録媒体４１に画像形成するために必要なパラメータがそれぞれのパラメータメモリ３５ａ，３５ｂに記憶される。尚、Ｋ１，Ｋ２パラメータメモリ３５ａ，３５ｂへのパラメータ設定は、媒体位置センサ１０による記録媒体の検出信号を受けた後、記憶させてもよい。

また、各Ｋ１，Ｋ２ヘッドユニット３１ａ，３１ｂにおいて、同時に異なる記録媒体の画像データが形成できるように、記録媒体毎にそれぞれ異なるパラメータを設定することもできる。これにより、記録媒体毎に画像形成情報（パラメータ）が異なる場合には、変更することが可能となる。

次に、媒体位置センサ１０が搬送機構により搬送されている１枚目の記録媒体を検出した際に、プレーンメモリ３４に複数記憶されている画像データの中から画像データ４１Ｋが読み出され、Ｋ１データ処理回路３７ａへ転送される。この場合、Ｋ１ヘッドユニット３１ａに対するヘッド駆動同期信号に同期して、プレーンメモリ３４からパラメータで指定されたエリア（アドレス）の画像データが読み出されている。

次に、Ｋ１ヘッド駆動同期信号発生回路３６ａは、媒体位置センサ１０から記録媒体有り信号を受け取ると、指定されたパラメータに応じて、その記録媒体有り信号のタイミングに合わせたＫ１ヘッド駆動同期信号を発生させる。Ｋ１ヘッドユニット３１ａは、最上流側に配設されているため、オフセットＬ３による遅延を行う必要はない。

また、Ｋ２ヘッド駆動同期信号発生回路３６ｂは、媒体位置センサ１０から記録媒体有り信号を受け取ると、指定されたパラメータに応じて、その記録媒体有り信号のタイミングにオフセット量Ｌ３、即ちヘッドユニット間の間隔に対応する遅延（ここでは、時間ｔ３）を与えたＫ２ヘッド駆動同期信号を発生させる。尚、このヘッド駆動同期信号は、媒体有り信号を受け取ってから発生させ、その記録媒体への画像形成処理終了により無効化する。

これを具体例について説明すると、例えば図９に示すように、画像データ４１Ｋが２列６個のヘッドユニットで画像形成される場合には、画像データ４１Ｋは記録媒体の幅方向（記録ヘッドのノズル配列方向）に６分割された画像データとなる。画像形成のタイミングは前列のヘッドユニットに比べて後列のヘッドユニットが遅延したものとなり、ここでは、前列であるＫ１列に対して転送される部分画像データを４１Ｋａ、後列であるＫ２列に対して転送される部分画像データを４１Ｋｂとまとめて称している。なお、これ以降は、説明の便宜上、記録ヘッドユニットは前列・後列の２列２個のヘッドユニット構成として説明を行うものとする。

図５に示すように、Ｋ１ヘッドユニット３１ａへ部分画像データ４１Ｋａが転送され始め、この画像データ４１Ｋａに基づく部分画像形成（４１K1）が、Ｋ１ヘッドユニット３１ａによって先に搬送される記録媒体に対して行われる。その画像形成後、当該記録媒体は下流側へと搬送され、時間ｔ４の後に、次の記録媒体がＫ１ヘッドユニット３１ａに達する。この時間ｔ４の間に、プレーンメモリ３４からパラメータで指定されたエリア（アドレス）の部分画像データ４２Ｋａが読み出され、Ｋ１データ処理回路３７ａへ転送され始める。その後、Ｋ１ヘッドユニット３１ａによって、次の記録媒体への部分画像形成（４２K1）が開始される。

一方、先の記録媒体は、前述したオフセット量Ｌ３に対応する遅延時間ｔ３の後に、次のＫ２ヘッドユニット３１ｂに達する。この時間ｔ３の間に、プレーンメモリ３４からパラメータで指定されたエリア（アドレス）の部分画像データ４１ＫｂがＫ２データ処理回路３７ａへ転送され始める。そしてｔ３経過後に、先の記録媒体の画像（４１K1で示される画像形成時間中に形成された画像）に隣接して、Ｋ２ヘッドユニット３１ｂによる部分画像形成が行われる（４１K2）。

本実施形態の構成では、ヘッドユニット毎にデータコントローラを設けることにより、画像データ処理回路へのパラメータ設定、Ｋ１，Ｋ２ヘッドユニット３１ａ，３１ｂへの画像データの転送が個々に独立して行うことができ、従来のように、画像データに空白の白データを付加する必要がない。このため、黒Ｋの画像を形成する記録ヘッド１ａであった場合、Ｋ１ヘッドユニット３１ａよりも下流側のＫ２ヘッドユニット３１ｂが部分画像データ４１Ｋｂによる画像形成中であっても、上流側のＫ１ヘッドユニット３１ａに対して、次の部分画像データ４２Ｋａの転送やパラメータ変更、画像形成が可能となっている。これにより、従来における、同一ページの白データが付加された画像データを一括的に複数のヘッドユニットに転送したり、パラメータ設定をしていたことを原因とする、搬送される記録媒体間の間隔がノズル列の間隔よりも大きくならなければならないという制限がなくなる。

以上のことから、第２の実施形態の画像形成装置によれば、各ヘッドユニットへの画像データの転送やデータ処理回路のパラメータ設定を独立して行うと共に、各ヘッドユニット毎に独立して画像形成を行うことにより、搬送される記録媒体の間隔を極めて狭めることが可能となり、スループットの向上が実現できる。

次に、第３の実施形態について説明する。
前述した第１，第２の実施形態では、ヘッド駆動同期信号を発生させて、記録媒体を検出したタイミングに基づき、記録ヘッド又はヘッドユニットをオフセット量に応じて、画像データの転送と画像形成を行っている。これに対して、本実施形態では、構成が簡易な遅延回路を用いて実現するものである。

図６は、第３の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示している。
前述した第２の実施形態と同じ配列のヘッドユニットを備える記録ヘッドを構成例としてる。従って、この構成例では、黒Ｋの画像を形成する例である。尚、図６に示す構成部位で図４に示す構成部位と同等のものには、同じ参照符号を付している。

この構成において、Ｋ１，Ｋ２ヘッドユニット駆動回路３２ａ，３２ｂを駆動するための駆動タイミングは、Ｋデータコントローラ５０内に設けられた遅延時間設定回路５１ａ，５１ｂ及び遅延回路５２ａ，５２ｂにより行われる。これらの遅延時間設定回路５１及び遅延回路５２は、ヘッドユニット毎又は、ヘッドユニット列毎に少なくとも１組設けられている。即ち、ヘッドユニット毎に遅延時間設定回路５１及び遅延回路５２を１組ずつ設けてもよいし、２列に配置された複数のヘッドユニットであれば、列毎に遅延時間設定回路５１及び遅延回路５２が設けてもよい。

遅延時間設定回路５１は、媒体位置センサ１０による記録媒体の検出信号を基準として、予め記録媒体の移動速度に基づき定められた遅延時間を遅延回路５２に設定する。遅延回路による遅延時間によりヘッドユニットへの画像データの転送及びヘッドユニット駆動回路による画像形成が行われる。

以上のことから、第３実施形態によれば、簡単な制御により第２の実施形態と同様に、各ヘッドユニット毎に独立して画像形成タイミングやパラメータ設定を行うことが可能であり、あえて従来のような空白の白データを画像データに付加する必要はない。従って、搬送される記録媒体の間隔を極めて狭めることが可能となり、スループットの向上が実現できる。尚、パラメータ設定がなく、単に画像形成タイミング（画像形成位置）を合わせるだけであれば、図１に示したデータコントローラ３に換わって、遅延時間設定回路及び遅延回路をそれぞれの記録ヘッドに対して設けてもよい。

尚、前述した各実施形態では、４つの記録ヘッドを用いて４色によるカラー画像であるがこれに限定されるものではなく、適宜仕様に合わせて配置順や個数を変更することができる。また各実施形態では、記録媒体に画像を形成するものとして、インクヘッドを用いたプリンタを例としているが、勿論これに限定されず、コピー機などの画像形成装置においても容易に適用することができる。記録媒体は、主として記録紙等の紙によるものや樹脂によるものなど、表面に画像形成できる平坦な部材であればよい。さらに、記載されている各実施形態や各変形例の構成部位を組み合わせてもよいし、また、それらの構成部位から所望に応じて、幾つかの構成部位を削除して実施することもできる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 第１の実施形態におけるデータコントローラの構成例を示す図である。 第１の実施形態における画像形成について説明するためのデータ転送及び画像形成のタイミングチャートである。 第２の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 第２の実施形態における画像形成について説明するためのデータ転送及び画像形成のタイミングチャートである。 第３の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 従来の画像形成装置における概念的な記録ヘッドと記録媒体との画像形成位置の関係を示す図である。 従来の画像形成装置における記録ヘッドと記録媒体との画像形成位置の関係を示す図である。 複数のヘッドユニットが記録媒体の搬送方向で互い違いに配置される構成の記録ヘッドの一構成例を示す図である。

符号の説明

１，１ａ〜１ｄ…記録ヘッド、２，２ａ〜２ｄ…記録ヘッド駆動回路、３，３ａ〜３ｄ…データコントローラ、４…プレーンメモリ、５…パラメータメモリ、６…ヘッド駆動同期信号発生回路、７…データ処理回路、８…ＵＳＢコントローラ、９…ＣＰＵ、１０…媒体位置センサ、１１…エンコーダ。

Claims (6)

1. 搬送される記録媒体に形成する画像の色毎に、媒体搬送方向にオフセットを有して設けられる複数の記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドの各々に設けられ、該記録ヘッドを駆動して前記記録媒体に画像を形成する記録ヘッド駆動部と、
   搬送される前記記録媒体の位置情報を検出する媒体位置検出部と、
   前記記録ヘッド毎に設けられ、該記録ヘッド毎に固有で予め定められた画像形成に関するパラメータを画像データに適用し、該パラメータと前記媒体位置検出部からの検出信号に応じて前記オフセットに関連づけた画像形成遅延時間を決定し、該画像形成遅延時間に基づき、前記記録ヘッド駆動部をそれぞれに遅延させて駆動させるデータ制御部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置において、
   前記データ制御部は、
   複数枚分の画像データを記憶可能な画像データ記憶部と、
   設定された前記記録ヘッド毎に固有な前記パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、
   前記パラメータ及び前記記録媒体の位置情報に基づき、画像データ記憶部から１枚分又は一部分の画像データを取り込み且つ、前記記録ヘッドに対する画像領域設定や画像補正を行うデータ処理部と、
   前記パラメータと前記媒体位置検出部からの検出信号に応じて前記オフセットに関連づけた画像形成タイミングの遅延時間を決定し、該遅延時間を適用した前記記録ヘッド駆動部への駆動同期信号を生成するヘッド駆動同期信号発生部と、
   で構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置において、さらに、
   前記記録媒体の搬送速度に同期する基準信号を発生するエンコーダを具備し、
   前記ヘッド駆動同期信号発生部は、前記エンコーダによる基準信号を前記駆動同期信号の基準とすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 搬送される記録媒体の画像形成領域を分割した分割領域にそれぞれに分割画像形成して１枚の画像を作成する、媒体搬送方向にオフセットを有して設けられる複数のヘッドユニットからなる記録ヘッドと、
   前記ヘッドユニットの各々に設けられ、該ヘッドユニットを駆動して前記記録媒体に分割画像を形成する記録ヘッド駆動部と、
   搬送される前記記録媒体の位置情報を検出する媒体位置検出部と、
   前記ヘッドユニット毎に設けられ、該ヘッドユニット毎に固有で予め定められた画像形成に関するパラメータを画像データに適用し、該パラメータと前記媒体位置検出部からの検出信号に応じて前記オフセットに関連づけた画像形成遅延時間を決定し、該画像形成遅延時間に基づき、前記ヘッドユニット駆動部をそれぞれに遅延させて駆動させるデータ制御部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記画像形成装置において、
   前記データ制御部は、
   複数枚分の画像データを記憶可能で、前記ヘッドユニットのそれぞれへ画像データを読み出し可能な画像データ記憶部と、
   前記ヘッドユニット毎に設けられ、該ヘッドユニットに固有な前記パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、
   前記ヘッドユニット毎に設けられ、前記パラメータ及び前記記録媒体の位置情報に基づき、画像データ記憶部から分割された画像データを取り込み且つ、前記ヘッドユニットに対する画像領域設定や画像補正を行うデータ処理部と、
   前記パラメータと前記媒体位置検出部からの検出信号に応じて前記オフセットに関連づけた画像形成タイミングの遅延時間を決定し、該遅延時間を適用した前記ヘッドユニット駆動部への駆動同期信号を生成するヘッド駆動同期信号発生部と、
   で構成されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置において、
   前記データ制御部は、
   複数枚分の画像データを記憶可能で、前記ヘッドユニットのそれぞれへ画像データを読み出し可能な画像データ記憶部と、
   前記ヘッドユニット毎に設けられ、該ヘッドユニットに固有な前記パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、
   前記ヘッドユニット毎に設けられ、前記パラメータ及び前記記録媒体の位置情報に基づき、画像データ記憶部から分割された画像データを取り込み且つ、前記ヘッドユニットに対する画像領域設定や画像補正を行うデータ処理部と、
   前記パラメータと前記媒体位置検出部からの検出信号に応じて前記オフセットに関連づけた画像形成タイミングの遅延時間を設定する遅延時間設定部と、
   前記遅延時間設定部による遅延信号に基づき、前記ヘッドユニット駆動部を駆動させる遅延部と、
   で構成されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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