JP2007083445A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印字不具合の検出補正を比較的簡単な構造の検出器を用いて高精度に実現する。
【解決手段】液滴を吐出するノズルが２次元マトリクス状に配列された液滴吐出ヘッドと相対的に搬送される被吐出媒体に向けて前記液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置であって、細長い測定部を、その長い向きを前記被吐出媒体の相対的搬送方向と前記相対的搬送方向に垂直な方向の少なくとも２方向に回動可能に設けた反射型検出センサを、前記液滴吐出ヘッドの長手方向に移動可能に配置したことを特徴とする画像形成装置を提供することにより前記課題を解決する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に、液滴を吐出するノズルが２次元マトリクス状に配列された液滴吐出ヘッドに対し被吐出媒体を相対的に搬送しながら、前記ノズルから前記被吐出媒体にインク液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、各ノズルの打滴状態を高精度に検出して高画質な画像形成を実現するための技術に関する。

従来より、画像形成装置として、インク液滴を吐出する多数のノズルを配列させたインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）を有し、このインクジェットヘッドと被吐出媒体（被記録媒体）を相対的に移動させながら、ノズルから被吐出媒体（被記録媒体）に向けてインク液滴を吐出することにより画像を形成するインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）が知られている。

例えば、記録紙等の被記録媒体を搬送ベルトで平面性を保ちつつ搬送し、これに対して配置されたインクジェットヘッドからインク液滴を吐出して被記録媒体上に画像を形成するようにしたものや、被記録媒体を回転するドラムの表面に巻き付けて回転し、回転ドラムの周囲に配置されたインクジェットヘッドからインク液滴を吐出して被記録媒体上に画像を形成するようにしたものが知られている。

また、このように被記録媒体上に画像を直接形成するのではなく、中間転写回転ドラム等の中間転写体上にインクジェットヘッドからインク液滴を吐出して、中間転写体上に一旦反転画像を形成し、これを被記録媒体に転写して画像を形成するようにしたものも知られている。

これらの画像形成装置において、被吐出媒体（被記録媒体）の搬送系に、各ノズルからのインク液滴の吐出状態を検出する検出器を設置し、その検出結果に基いて吐出タイミングの補正や異常吐出の検出を行うようにして、より高画質な画像形成を行うようにしたものが従来より提案されている。

例えば、エンコーダセンサをドラム駆動モータに設け、エンコーダセンサから所定の周期で出力されるパルス信号を計数することにより、印字開始位置のズレを低減するようにし、また、前記パルス信号と同期する駆動信号を発生し、この駆動信号の発生に応じてインクを吐出するようにインクジェットヘッドの吐出タイミングを制御するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

また例えば、印字部によって印字された出力画の印字誤差（濃度ムラ）を検出する検出手段の検出結果に応じて印字部の異常個所を特定し、特定された印字部の異常個所に対応する出力画の部分を再印字することにより不吐出や飛翔曲がりなどで生じるプリント不良を低減するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２等参照）。

また例えば、回転ドラム走査式インクジェットプリンタに設けられたドットずれ補正データを設定する補正設定手段において、補正データとしてメンテナンス用とユーザ用の２種類のデータを有し、この補正データに応じて記録ドット位置調整を行うことによりユーザによる打滴位置調整を容易にするようにしたものが知られている（例えば、特許文献３等参照）。

また、あるいは、印字したテストパターンの濃度を検出し、検出したテストパターンの濃度が理想濃度から外れている場合には、その濃度が理想濃度となるように係数を演算して新しい係数に書き換えることにより、自動的に濃度補正を行うことで印字品質の安定化を図るようにしたものが知られている（例えば、特許文献４等参照）。
特開２００３−４８３５２号公報 特開２００３−９４６１５号公報 特開平２−４７０６５号公報 特開平２−１７２７５５号公報

しかしながら、上述したように従来のインクジェット記録においては、印字結果を測定し異常吐出や濃度階調を補正する考案が開示されているが、マトリクス型固定ヘッドなど広幅で搬送方向に長さのあるヘッドでは、取り付け誤差やノズル間バラツキなどによる印字不具合を生じやすいためそれに見合った補正が必要であり、また印字のタイミング検出や始点検出なども必要となり装置が大型化してコスト高になり易いという問題もある。

例えば、上記特許文献１に記載のものは、ドラム駆動モータに設けたエンコーダによってドラムの回転を検出しており、回転変動に対しては有効だがヘッドの取り付け誤差などの補正は難しいという問題がある。

また、上記特許文献２に記載のものは、検出した異常個所にヘッドを移動して再印字しているが、実施例においてはライン型センサを用いているためリアルタイムでの欠陥検出が可能だが、センサや光源あるいは周辺回路が高価であり、特に長尺記録には不向きであるという問題がある。

また、上記特許文献３に記載のものは、メンテナンス用とユーザ用の２種類の記録ドット位置調整手段を設けることでユーザによる打滴位置調整を容易にしているが、手動調整のため操作が煩雑であり、日内変動や経時などに伴うプリント品質の安定性確保も難しいという問題がある。

さらに、上記特許文献４に記載のものは、印字したテストパターンを自動的に濃度測定し打滴補正することで印字品質の安定化を図っており、濃度ムラの補正には有効だが、ヘッドの取り付け誤差などの補正は難しく、また、印字測定用センサやロータリエンコーダ等のタイミング検出センサも別置きのため装置の小型化や低コスト化も難しいという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、印字不具合の検出補正を比較的簡単な構造の検出器を用いて高精度に実現するとともに、前記検出器を用いて印字の原点検出や吐出の同期検出を行うことも可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液滴を吐出するノズルが２次元マトリクス状に配列された液滴吐出ヘッドに対し相対的に搬送される被吐出媒体に向けて前記液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置であって、細長い測定部を、その長い向きを前記被吐出媒体の略相対的搬送方向と前記相対的搬送方向に略垂直な方向の少なくとも２方向に設定可能に設けた反射型検出センサを、前記被吐出媒体の相対的搬送方向と略垂直な方向に移動可能に配置したことを特徴とする画像形成装置を提供する。

これにより、検出目的に応じて測定部の向きを変えて測定することができ、一つのセンサで多機能の検出を行うことが可能となり、特に測定部が細長であるため、高分解能でＳＮ比の高い測定が可能となる。

また、請求項２に示すように、前記反射型検出センサは、前記液滴の吐出状態を測定する場合には、前記細長い測定部の長い向きを前記相対的搬送方向に設定し、また前記相対的搬送方向の位置ずれを測定する場合には、前記細長い測定部の長い向きを前記相対的搬送方向に垂直な方向に設定することを特徴とする。

これにより、各ノズルの打滴状態や搬送方向の着弾誤差を安価に精度良く測定することができる。

また、請求項３に示すように、前記反射型検出センサの検出幅は、前記２次元マトリクス状に配列されたノズルのうち前記液滴吐出ヘッドの短手方向に１列に配列されたノズルによって、前記被吐出媒体上の前記相対的搬送方向に垂直な方向に打滴される範囲である１周期よりも広い範囲に設定されたことを特徴とする。

これにより、マトリクス状に配置されたノズルの打滴の相対的搬送方向の位置ずれを精度良く測定することができる。

また、請求項４に示すように、前記搬送方向の位置ずれの測定を、前記搬送方向に垂直な方向の複数箇所で行うことを特徴とする。

このように、位置ずれの測定を複数箇所で行えば、スキュー（傾斜印字）の検出も可能となる。

また、請求項５に示すように、前記液滴の吐出状態の測定及び前記相対的搬送方向の位置ずれの測定を、前記液滴吐出ヘッド毎に行うことを特徴とする。

これにより、各ヘッド毎の吐出状態や打滴の位置ずれ検出が行え、色ずれの自動補正が可能となるため、特にムラが目立ちやすい一様濃度画像に有効である。

また、請求項６に示すように、前記被吐出媒体は中間転写型ドラムであり、その外周部に原点検出用のマーク、または吐出同期検出用のマークを付与し、前記反射型検出センサでこれらのマークを検出するようにしたことを特徴とする。

これにより、印字の原点出しと印字同期タイミングの検出を前記反射型検出センサで高精度、低コストで実現可能であり、特にドラム型の場合には、ロータリエンコーダを別付けするより構造の簡素化が図れ、直径を大きくしやすいため高分解能化も容易となる。

また、請求項７に示すように、前記液滴の吐出状態の測定及び前記相対的搬送方向の位置ずれの測定開始時に、前記反射型検出センサで前記回転原点検出用または吐出同期検出用のマーク近傍での反射率変化を検出することにより前記検出センサの測定部の傾きを検出するようにしたことを特徴とする。

これにより、前記反射型センサの検出精度を大きく向上させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、検出目的に応じて測定部の向きを変えて測定することができ、一つのセンサで多機能の検出を行うことが可能となり、特に測定部が細長であるため、高分解能でＳＮ比の高い測定が可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る画像形成装置について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。

なお、図１に示す実施形態においては、中間転写回転ドラムを用いたシステムを例にとって説明するが、本発明はこのような中間転写体を用いる系に限定されるものではなく、回転ドラムに巻き付けられた記録媒体や搬送ベルトによって搬送される記録媒体に対して直接画像を記録するようなシステムに対しても本発明は好適に適用可能である。

図１に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられインクを液滴として吐出する複数の印字ヘッド（液滴吐出ヘッド）５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）と、その表面に転写画像（反転画像）が形成される中間転写ドラム（中間転写回転ドラム）３２と、中間転写ドラム３２から転写画像が転写されて画像が記録される記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録後の記録紙１６を排出する排紙部２６とを主に有して構成される。

図１に示すように、中間転写ドラム３２の回転方向（図中矢印で示す方向）に沿って、上流側からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）が配置されている。各印字ヘッド５０には、その側面を囲むようにゴム等の柔軟部材で形成されたキャップ３０が取り付けられている。

中間転写ドラム３２を回転させながら、各印字ヘッド５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）からそれぞれ各色のインクを液滴として吐出することにより、中間転写ドラム３２の表面に転写画像（反転画像）が形成される。

また、印字ヘッド５０に対し、中間転写ドラム３２の回転方向下流側に、検出センサ２４が配置されている。検出センサ２４は、詳しくは後述するが多機能の反射型センサであり、中間転写ドラム３２の同期タイミングや回転原点の検出を行ったり、中間転写ドラム３２上に打滴された結果を読み取り、ノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックしたりする機能を有している。また、中間転写ドラム３２の側面の一部に、印字ヘッド５０のメンテナンス時に印字ヘッド５０内のインクを吸引するための吸引部３４及び印字ヘッド５０のノズル面を清掃するワイパー３６が設けられている。このように、中間転写ドラム３２に可動式のワイパー３６及び吸引部３４を設け、各印字ヘッド５０には可動式のキャップ３０を設けたことにより、装置を小型化し信頼性を向上させることができる。

また、中間転写ドラム３２の回転方向に沿った印字ヘッド５０の上流側に、転写画像を記録紙１６に転写した後の中間転写ドラム３２の表面の汚れを清掃するための、吸引ローラ４０及び吸引除去ローラ４２が配置されている。吸引ローラ４０は、洗浄水を含み吸水性を有しており、中間転写ドラム３２の表面を濡らしながら洗浄するものであり、吸引除去ローラ４２は、中間転写ドラム３２の表面上の水滴やゴミなどの異物を吸引除去するものである。

図１に示すように、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジン（ロール紙が装填された容器）を用いてもよいし、この他に、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給するようにしてもよい。

本実施形態においては、中間転写ドラム３２上に一度転写画像を形成し、これを記録紙に転写するようにしているため、いろいろな種類の記録紙が利用可能であり、用いることのできる記録紙の自由度が向上する。更に、中間転写ドラムには微細な撥水部が設けてあり、非撥水部はインク溶媒の浸透性を有しているため、ドラムの内側から吸引することで記録媒体の滲みやべたつきが軽減される。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はロール紙としてマガジン内に装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、給紙部１８の下流側にデカール処理部２０が設けられている。デカール処理部２０はマガジンの巻き癖の方向と逆方向に加熱ドラムで記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する場合には、図１に示したようにデカール処理部２０の下流側に裁断用のカッター２８が設けられており、カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カットされた記録紙１６は、印字面が図の上側になるようにして搬送され、搬送ローラ３８上の転写位置において中間転写ドラム３２上に形成された転写画像が転写される。なお、カット紙を使用する場合にはカッター２８は不要である。

各印字ヘッド５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）は、中間転写ドラム３２の軸方向の最大画像形成可能幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを中間転写ドラム３２の軸方向に沿って、その長手方向を中間転写ドラム３２の回転方向と略直交する方向に配置したライン型ヘッドであり、詳しくは後述するが、そのインク吐出面（ノズル面）には多数のノズルが２次元マトリクス状に高密度に配置されている。

なお、図１に示した例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアンやライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加した構成としてもよい。

また、図示を省略したが、各印字ヘッド５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）に対応する色のインクを貯蔵するインクタンクが設けられており、やはり図示を省略したインク管路を通じて各印字ヘッド５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）にインクが供給されるようになっている。またインクタンクを有するインク貯蔵／装填部（図示省略）には、インク残量が少なくなると、その旨を報知する表示手段あるいは警告音発生手段などの報知手段や各色間の誤装填を防止するための機構が設けられていることが好ましい。

次に、印字ヘッド５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）の構造について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッド５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）の構造は共通しているので、以下単に印字ヘッド５０として説明する。

図２（ａ）に、一つの印字ヘッド５０と中間転写ドラム３２の位置関係を斜視図で示す。なお、図２（ａ）では、印字ヘッド５０の概形をわかり易く示すために、印字ヘッド５０を大きく表しており、印字ヘッド５０と中間転写ドラム３２の大きさの比率は正確ではない。また印字ヘッド５０の周囲に設置されるキャップ３０も図示を省略している。

図２（ａ）に示すように、印字ヘッド５０は、インクを吐出する複数のノズルが形成されたノズル面５０Ａを中間転写ドラム３２の側面に対向させて、その長手方向が中間転写ドラム３２の軸方向に平行になるように配置され、ノズル面５０Ａは短手方向において中間転写ドラム３２の周にあわせて湾曲した形状となっている。

図２（ｂ）に、図２（ａ）の印字ヘッド５０を図の矢印方向から見た平面透視図を示す。図２（ｂ）に示すように、印字ヘッド５０は、インクを液滴として吐出するノズル５１と、インクを吐出する際にインクに圧力を付与する圧力室（圧力発生室）５２と、図２（ｂ）では図示を省略した共通流路から圧力室５２にインクを供給するインク供給口５３を含んで構成される圧力室ユニット５４が千鳥状の２次元マトリクス状に配列され、ノズル５１の高密度化が図られている。

図２（ｂ）に示す例においては、各圧力室５２を上方から見た場合に、その平面形状は概略平行四辺形の形状をしているが、圧力室５２の平面形状はこのような平行四辺形に限定されるものではない。圧力室５２には、図２（ｂ）に示すように、その対角線の一方の端にノズル５１が形成され、他方の端にインク供給口５３が設けられている。

また、図３に他の印字ヘッドの構造例を平面透視図で示す。図３に示すように、複数の短尺ヘッド５０’を２次元の千鳥状に配列して繋ぎ合せて、これらの複数の短尺ヘッド５０’全体で中間転写ドラム３２の転写画像形成範囲の全幅に対応する長さとなるようにして１つの長尺のフルラインヘッドを構成するようにしてもよい。

次に、検出センサ２４について説明する。

図４に、中間転写ドラム３２に取り付けられた検出センサ２４を斜視図で示す。

図４に示すように、検出センサ２４は反射型センサであり、その詳しい構造については後述するが、検出センサ２４の筐体内部に細長の測定部を有し、この細長の測定部の長手方向（長い向き）を少なくともドラム回転方向（転写体搬送方向あるいは簡単に搬送方向とも言う。）及びドラム軸方向（幅方向あるいは主走査方向とも言う。）に向けるように回動させるための回動用パルスモータ２４ｂが設けられている。検出センサ２４は、中間転写ドラム３２の軸に平行に配置されたガイド２４ａに沿って移動可能に設置されている。また、検出センサ２４は、２つのプーリ２５ａ、２５ａに掛け渡されたタイミングベルト２５ｂに固定され、一方のプーリ２５ａに設置されたモータ２５ｃによって、中間転写ドラム３２の軸方向に平行に側面に沿って移動しながら、中間転写ドラム３２の側面（表面）に打滴されたインク液滴を検出するようになっている。

図４に示すように、中間転写ドラム３２の表面を軸方向にスキャンして打滴検出するようなセンサの場合、検出時には、検出すべき打滴位置が検出センサ２４の位置まで中間転写ドラム３２を回転し、その位置で中間転写ドラム３２を停止して、検出センサ２４でスキャンして検出を行う。

またさらに、図４に示したように、検出センサ２４と同様の追加検出センサ１２４を設けて検出を一層高速化、高精度化することも可能である。すなわち、追加検出センサ１２４も、その筐体内部に細長の測定部を有し、これを回動させるための回動用パルスモータ１２４ｂが設けられている。そして、追加検出センサ１２４は、中間転写ドラム３２の軸に平行に配置されたガイド１２４ａに沿って移動可能に設置されており、２つのプーリ１２５ａ、１２５ａに掛け渡されたタイミングベルト１２５ｂに固定され、一方のプーリ１２５ａに設置されたモータ１２５ｃによって中間転写ドラム３２の軸方向に平行に側面に沿って移動する。

また、中間転写ドラム３２の側面の軸方向両端部には、検出センサ２４および追加検出センサ１２４で検出するための、中間転写ドラム３２の同期マーク１００及び原点マーク１０２が周に沿って設けられている。このとき、図４に破線１０２ａで示すように原点マークは同期マーク１００よりも一つ内側に設けるようにしてもよい。

次に、検出センサ２４あるいは追加検出センサ１２４の測定部について説明する。

図５に、検出センサ２４あるいは追加検出センサ１２４の測定部の概略構成を示す。図５（ａ）は、測定部の第１の例を示すもので、ＲＧＢ型ＬＥＤから成る光源６０と、光源６０から照射された光を絞って中間転写ドラム３２上の被測定面に当てるシリンダレンズ６２と、被測定面で反射された反射光を受光する受光センサ６４とで構成されている。ここで、シリンダレンズ６２及び受光センサ６４は、図の紙面に垂直な方向に細長い形状をしており、中間転写ドラム３２上の被測定面における、図の紙面に垂直な方向に細長い領域を測定するようになっている。

また、この光源６０、シリンダレンズ６２及び受光センサ６４からなる測定部全体は、前述した回動用パルスモータ２４ｂ（あるいは１２４ｂ）によって、被測定面の法線Ｘの回りに回動可能となっている。

図５（ｂ）は、測定部の第２の例を示すもので、中間転写ドラム３２上の被測定面に光を照射するＲＧＢ型ＬＥＤから成る光源６６と、被測定面で反射した光を集めるシリンダレンズ６８と、シリンダレンズ６８を通過した光を絞るスリット７０と、スリット７０を通過した光を受光する受光センサ７２とで構成されている。

ここで、シリンダレンズ６８及び受光センサ７２は図の紙面に垂直な方向に細長い形状をしており、スリット７０も同様に図の紙面に垂直な方向に細長の開口を有している。これにより、測定部の第２の例においても、中間転写ドラム３２上の被測定面における、図の紙面に垂直な方向に細長い領域を測定する。

また、これら光源６６、シリンダレンズ６８、スリット７０、受光センサ７２から成る測定部全体は、回動用パルスモータ２４ｂ（あるいは１２４ｂ）によって、被測定面の法線Ｘの回りに回動可能である。

検出センサ２４及び追加検出センサ１２４は、図５にその一例を示したように、中間転写ドラム３２上の被測定面上において、少なくとも２方向以上の細長い領域を測定可能なように回動可能な構造を有する測定部を備えている。

本実施形態では、一つの検出センサ２４（あるいは検出センサ２４と追加検出センサ１２４とを一組の検出センサとして）により、ヘッドの取り付け誤差（記録紙をヘッドに対して相対的に搬送しながら記録するような場合には、記録紙の斜行搬送による誤差）の検出、ノズルの不吐出や吐出方向のバラツキの検出、及び回転ドラムの同期検出という主に３つの検出機能を行おうとするものである。

この検出シーケンスには次の５つのモードがある。

すなわち、（１）同期タイミング検出モード、（２）回転原点検出モード、（３）吐出測定基準測定モード、（４）不吐出・濃度ムラ検出モード、（５）搬送方向位置ずれ検出モードの５つのモードである。

以下、各モードについて説明する。

（１）同期タイミング検出モードは、検出センサ２４、追加検出センサ１２４を用いて、中間転写ドラム３２の外周端部に施したマーキングを検出することで印字同期タイミング検出をするものであり、（２）回転原点検出モードは、同じく中間転写ドラム３２の外周端部に施した同期タイミング検出のマーキングとは反射率の異なるマーキングを検出することで始点検出をするものである。

回転ドラムの同期タイミング検出及び回転原点検出のために、前述したように、中間転写ドラム３２の側面端部の周に沿って同期マーク１００、原点マーク１０２が設けられている（図４参照）。

図６に、中間転写ドラム３２の側面端部の周に沿って設けられる同期マーク１００及び原点マーク１０２の一部を拡大して示す。

図６に示すように、同期マーク１００及び原点マーク１０２は、それぞれ細長い長方形状をしており、その長手方向をドラム軸方向に平行に向けて、ドラム周方向（ドラム回転方向）に等間隔で並んで配置されている。

同期マーク１００は、中間転写ドラム３２の回転状態を検出し打滴タイミングを図るために、ドラム回転との同期タイミングを検出するためのものである。検出センサ２４の測定エリア１０１は、同期マーク１００より狭い領域になるよう設定してある。同期マーク１００は、たとえばレーザ加工によりマーキングしたり、印刷やインクジェットヘッドによる塗布などによって設けられるドラム上の低反射率のマークである。

また、原点マーク１０２は、記録あるいは転写時の書き出しを検出するために回転原点を検出するためのものである。原点マーク１０２は、金属の蒸着やメッキ、印刷などで設けられるドラム上の高反射率のマークである。

図７に、同期タイミング検出及び回転原点検出の手順をフローチャートで示す。

まず、図７のステップＳ１００において、検出センサ２４（追加検出センサ１２４）を、中間転写ドラム３２の外周端部のマーキング位置まで移動する。図４に示す例では、例えば、検出センサ２４を中間転写ドラム３２の左端側のマーキング位置へ移動し、追加検出センサ１２４を中間転写ドラム３２の右端側のマーキング位置へ移動する。

次に、ステップＳ１１０において、中間転写ドラム３２を駆動し、一定速度で回転させる。そして、ステップＳ１２０において、中間転写ドラム３２を回転させながら、外周端部に形成された低反射率の同期マーク１００を、一定周期で検出センサ２４（追加検出センサ１２４）で検出する。

そして、ステップＳ１３０において、外周端部に形成された高反射率の原点マーク１０２を、一回転周期で検出センサ２４（追加検出センサ１２４）で検出する。

なお、このとき中間転写ドラム３２の外周端部に形成するマーク（同期マーク１００及び原点マーク１０２）を図４に示すように、複数両端に設ける場合には、両端のマークで位相をずらして配置すると検出の高分解能化が図れ、回転方向の判別も容易となる。

図８に、両端のマーク間で位相を１／２周期ずらして配置した場合の左右の検出センサ（検出センサ２４及び追加検出センサ１２４）の検出信号を示す。このように、両端のマークを位相をずらして配置することで、高精度な同期検出が可能となる。

次に、（３）吐出測定基準測定モードは、この後行われる（４）不吐出・濃度ムラ検出モード、（５）搬送方向位置ずれ検出モードの前提として、濃度測定の基準となる打滴する前の中間転写ドラム３２表面の反射濃度を測定するものである。

すなわち、吐出測定基準測定モードは、まだ印字ヘッド５０から中間転写ドラム３２に向けてインクを吐出していない状態で、中間転写ドラム３２の表面の反射濃度を検出センサ２４（あるいは追加検出センサ１２４）で測定し、濃度測定の基準を設定する。

図１３の破線Ｄに後述する搬送方向位置ずれ検出モードにおける検出信号の一例を示す。

次の（４）不吐出・濃度ムラ検出モードは、中間転写ドラム（転写体）３２を回転しながら、設計タイミングで中間転写ドラム３２の全幅にテスト印字を行い、検出センサ２４（追加検出センサ１２４）で反射濃度を測定して不吐出や濃度ムラを検出して、メンテナンスや吐出制御補正を行うものである。

図９に、不吐出・濃度ムラ検出モードにおける検出の様子を示す。

図９に示すように、印字ヘッド５０の各ノズル５１から、同期マーク１００、原点マーク１０２上に検出センサ２４（追加センサ１２４）の信号を基準に回転する中間転写ドラム３２に向けてインクを吐出し、中間転写ドラム３２の全幅に対して印字を行う。なお、このとき中間転写ドラム３２の回転方向（転写体搬送方向）についての印字幅は、検出センサ２４の測定エリア１０１より長く設定してある。

また、検出センサ２４（追加検出センサ１２４）は、図に示すように、その細長の測定部の長手方向をドラム回転方向（転写体搬送方向）に向けている。別の言葉で言えば、検出センサ２４は、測定部を幅方向に狭い向きに設定している。

このように測定部を転写体搬送方向に長い向きにした検出センサ２４を中間転写ドラム３２の軸方向に沿って全幅分走査して、中間転写ドラム３２上に印字されたドットの反射濃度を測定し、不吐出や、着弾位置ずれ、吐出体積バラツキによる濃度ムラなどを検出する。図９に示す例では、ノズル５１ａが不吐出となっており、印字されたドットはその部分が搬送方向に１列抜けており、搬送方向に長い位置に設定された検出センサ２４によってこれが検出される。また、ノズル５１ｂは吐出体積が少なく、印字されたドットの径が小さくなっている。

このような、不吐出や濃度ムラの検出は、例えば電源投入時、ジョブ待機時、ヘッド交換時あるいはメンテナンス時等に行うと効果的である。

また、（５）搬送方向位置ずれ検出モードは、中間転写ドラム３２を回転しながら設計タイミング補正値で印字ヘッド５０のノズル配列のマトリクス１周期分以上のテスト印字を行い、検出センサ２４（追加検出センサ１２４）で反射濃度を測定して搬送方向の位置ずれを検出し、マトリクス型ヘッドの打滴タイミングの補正を行うものである。

ここで、印字ヘッド５０のノズル配列のマトリクス１周期について説明する。

図１０に、印字ヘッド５０と中間転写ドラム３２の一部を模式的に示す。印字ヘッド５０には、ノズル５１が、２次元マトリクス状に配列されている。図１０に示す例では、簡単のため、それぞれ斜めに７個のノズル５１が並んだ列（ノズル列）が幅方向（主走査方向）に複数並んで配置されて、２次元マトリクスを形成している。このとき斜めにノズル５１が並んだノズル列の、各ノズル５１から中間転写ドラム３２上に打滴される各ドット７４は、中間転写ドラム３２上で幅方向に隣接するようになっており、打滴タイミングを調整することにより、図に示すように中間転写ドラム３２上で幅方向（主走査方向）に１列に並ぶように打滴される。

このとき、図１０に示すように、斜めにノズル５１が並んだ１列のノズル列をマトリクスノズル配列の１周期と呼ぶ。図１０の例では、マトリクス１周期のノズル５１から中間転写ドラム３２上に７個のドット７４が幅方向に１列に形成される。

次に、搬送方向位置ずれ検出モードにおける、搬送方向打滴ずれ及びスキュー測定について説明する。

図１１に、搬送方向打滴ずれ及びスキュー測定の手順をフローチャートで示す。

まず、図１１のステップＳ２００において、印字ヘッド５０のマトリクスの１周期（第１の周期）をとり、次のステップＳ２０２において、この第１の周期を含めて少なくとも１周期分以上のノズルに対応する印字を中間転写ドラム３２上に行う。このとき、幅方向についてはこのようにマトリクス１周期分以上であるが、ドラム回転方向（転写体搬送方向）については打滴数（打滴幅）はマトリクス１周期分に相当する測定が可能な範囲で任意である。

次に、ステップＳ２０４において、検出センサ２４（追加検出センサ１２４）を印字部へ移動する。このとき、検出センサ２４（追加検出センサ１２４）は、図１２（ａ）に示すように、その細長の測定部を幅方向に長く（搬送方向に狭く）なるように設定する。

次に、ステップＳ２０６において、中間転写ドラム３２を回転しながら印字部の反射濃度を測定する。このとき、中間転写ドラム３２の回転は、前述した中間転写ドラム３２の外周面端部に設けられた同期マーク１００を利用する場合には、この同期マーク１００の間隔による間欠送りをしながら測定することとなる。

このようにして測定を行い、次のステップＳ２０８において、搬送方向（ドラム回転方向）における印字端部の反射濃度の変化（変化率）を検出する。次にステップＳ２１０において、この変化率を設定値と比較する。

このとき、例えば印字部が図１２（ａ）に示すように、各ドット７４がきちんと打滴されている場合に、搬送方向における印字部の端部を検出した場合の検出信号は、図１３の実線Ａで示すように、その信号の端部がシャープに落ち込むような形状となっている。すなわち、このような場合には変化率は大きく、設定値を超えている。

これに対し、図１３の破線Ｂのように、その信号の端部がなだらかな形状の場合には、変化率は小さく、設定値より小となっている。このような場合は、例えば図１５（ｂ）に示すように、印字ヘッド１５０が搬送方向に対し斜めに取り付けられていたり、図１５（ａ）に示すように、印字ヘッド１５０の曲率が中間転写ドラム３２と一致しておらず、図１２（ｂ）に示すように印字部が傾斜して印字されていることが考えられる。

また、図１３の実線Ａと破線Ｃのように、印字部の左右でその検出信号がずれているような場合には、図１４に示すように印字部の左右でのスキュー（斜め印字）と考えられる。このようにして左右差から斜め印字が検出される。

ここで、図１５（ａ）のように印字ヘッド１５０に反りがある場合や、図１５（ｂ）のように印字ヘッド１５０に傾斜がある場合には、転写体１３２（例えば中間転写ドラム３２等）の搬送方向に対する位置によって、印字ヘッド１５０から転写体１３２までの距離が異なり、更に、各ノズルから吐出されるインク液滴の打滴方向と、飛翔時間が変わるために搬送方向の位置ずれを生じ易い。

このような搬送方向の位置ずれは、印字ヘッド１５０の反りだけでなく、転写体１３２の精度によっても発生する。また、印字ヘッド１５０の反りとしては、曲面状のノズル面を有する印字ヘッド５０が逆方向に変形するような場合も含んでいる。

ステップＳ２１０の判断で、変化率が設定値より大きくない場合には、上述したように搬送方向の位置ずれが発生していると考えられるため、ステップＳ２１２で、搬送方向打滴タイミングを補正する。そしてステップＳ２０２へもどり、再度印字を行って再度検出をしてその補正でよいかどうか判断する。

ステップＳ２１０の判断で、変化率が設定値よりも大きい場合には、マトリクス周期については印字結果は良好なので、次のステップＳ２１４で検出センサ２４を幅方向に移動して両測定を行い、図１３のＡとＣの差分だけ印字データを補正する。

また、その印字ヘッド５０の測定が終了した場合には、ステップＳ２１８で次の印字ヘッド５０（すなわち、他の色のインクを吐出する印字ヘッド）の測定へ移る。ステップＳ２２０で、全ての印字ヘッド５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）についての測定が終了したか否か判断し、まだ終了していない場合には、ステップＳ２００へもどり次の印字ヘッド５０についての測定を行い、全ての印字ヘッド５０についての測定が終了した場合には、搬送方向打滴ずれ及びスキュー測定の処理を終了する。

このような、搬送方向位置ずれ検出は、出荷調整時、ヘッド交換時あるいはメンテナンス時に行うと効果的である。前述したように、位置ずれ測定を中間転写ドラム３２の外周面端部に設けられた同期マーク１００を利用して行う場合には、この同期マーク１００の間隔による間欠送りをしながら測定することとなるため、動作が遅くなるが、出荷調整時、ヘッド交換時あるいはメンテナンス時などに行うとすれば、実使用には支障はない。

追加センサ１２４を同期マーク検出や幅方向の同時測定に利用すれば測定を高速化することも可能である。

上記測定によるメンテナンス及び補正設定を各印字ヘッド５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）に対して行い、搬送方向の誤差分を色ずれ補正値として設定する。また、吐出体積で打滴バラツキが異なる場合は、使用する吐出体積毎に上記測定を行い、補正を実施することが好ましい。

なお、上で説明した不吐出・濃度ムラ検出モードや搬送方向位置ずれ検出モードの測定を開始する時に、中間転写ドラム３２の外周端部に設けられたマークの濃度変化を検出することにより、検出センサ２４（追加検出センサ１２４）の測定部の傾きを検出して、測定部の傾きを補正するようにすることが好ましい。

すなわち、図１６に示すように、検出センサ２４（追加検出センサ１２４）を中間転写ドラム３２の外周端部のマーキングの位置に移動して、例えば同期マーク１００を測定する。このとき、図１６に示すように、検出センサ２４が傾いていた場合には、図１３から類推されるように検出センサ２４が正しく置かれていた場合の濃度とは異なるため、正しい濃度値が得られるまで検出センサ２４の測定部を回動用パルスモータ２４ｂによって回動して正しい位置に補正するようにする。これにより、検出センサ２４の測定部の傾き補正が可能となり、測定精度が向上する。なお、図１６（ａ）は位置ずれ測定用の場合、図１６（ｂ）は印字状態測定用の場合の検出センサ２４の配置を示すものである。

なお、全ての測定が終了したら、検出センサ２４（追加センサ１２４）は、同期マーク１００及び原点マーク１０２の位置に移動する。

次に、図１の印字ヘッド５０の側面に取り付けられたキャップについて説明する。

キャップ３０は印字ヘッド５０の側面に対して密着して周囲を囲むように印字ヘッド５０に取り付けられている。

図１７（ａ）に、印字ヘッド５０にキャップ３０を取り付けた様子を斜視図で示し、その１７Ｂ−１７Ｂ’線に沿った断面図を図１７（ｂ）に示す。

図１７（ａ）に示すように、キャップ３０は印字ヘッド５０の周囲を囲む四角い枠状の部材であり、印字ヘッド５０の側面にぴったり密着して印字ヘッド５０の側面に沿って上下に移動可能なように設置されている。インク吸引時には、中間転写ドラム３２の側面に設けられた吸引部３４が印字ヘッド５０の下に位置するところまで中間転写ドラム３２が回転したところで、キャップ３０が下方へ移動し、キャップ３０の下部が中間転写ドラム３２の側面に密着するようになっている。

そのため、キャップ３０の下部は、中間転写ドラム３２の周方向において、その側面の湾曲に合わせて湾曲した形状となっている。このように、キャップ３０は、インク吸引時において、印字ヘッド５０の側面及び中間転写ドラム３２の側面（周面）と密着する必要があるため、ゴム等の柔軟部材で形成される。

図１７（ｂ）は、インク吸引時の様子を示すものである。図１７（ｂ）に示すように、インク吸引時には、キャップ３０が下方（中間転写ドラム３２の側面側）に移動して、キャップ３０の下部が中間転写ドラム３２の側面に密着して、吸引部３４をその中に含み、吸引部３４と印字ヘッド５０のノズル面５０Ａとの間の空間を密閉する。この状態で、吸引部３４と連通する図示を省略するポンプを駆動して印字ヘッド５０内のインクを吸引部３４内へ吸引する。

次に、ワイパー３６について説明する。図１８（ａ）に、中間転写ドラム３２に設けられたワイパー３６の斜視図を示す。

図１８（ａ）に示す例では、ワイパー３６は、吸引部３４の中に中間転写ドラム３２の軸方向に沿って、印字ヘッド５０（図示省略）の長手方向に対応する長さを有し、軸３６ａの回りに回転可能に取り付けられている。

図１８（ｂ) は、ワイパー３６の駆動時（ワイピング時）の様子を示す側断面図である。図１８（ｂ）に示すように、ワイパー３６は、例えば断面が卵型の形状をしており、その一方の端に寄った側に軸３６ａが配置されている。ワイピング時には、ワイパー３６は、軸３６ａの回りに図に矢印で示すように回転し、他方の端が印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに当接する。そして、中間転写ドラム３２が図に矢印で示す方向に回転するのにともない、ノズル面５０Ａ上に付着したインク３５等を掻き落すようになっている。

このように、ワイパー３６は、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに接しながら移動してインク３５を掻き落すため、ノズル面５０Ａへの密着度を上げるため、少なくともワイパー３６のノズル面５０Ａへの接触部分は、ゴム等の柔軟部材で構成されていることが好ましい。

なお、ワイパー３６の取り付け位置は、このように吸引部３４の中に限定されるものではない。吸引部３４の中にワイパー３６を取り付けることにより、インク吸引時に邪魔になるような場合には、図１８（ｃ）に示すように、吸引部３４とは別に、特にワイパー３６を設置するための空隙部３７を設けるようにしてもよい。この場合には、空隙部３７と吸引部３４とを連通する通路３７ａを設けて、ワイパー３６が掻き落したインクを吸引部３４に流して回収するようにすることが好ましい。

また、印字ヘッド５０のワイピング時に中間転写ドラム３２の外周端部に設けられた同期マーク１００及び原点マーク１０２のクリーニングも行うように、例えば検出センサ２４にワイピング手段を取り付けておくようにしてもよい。

なお、以上説明した実施形態においては、一つの中間転写ドラム３２に各色毎の印字ヘッド５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ）が全て配置された系であったが、各一つの印字ヘッド５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ毎に中間転写ドラムを配置したものを直列に並べたいわゆるタンデム型のシステムにも本発明は好適に適用可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、細長の測定部を有する反射型の検出センサを回動可能に配置するようにし、細長の測定部をドラム幅方向に狭い向き（ドラム回転方向に長い向き）に設定して、不吐出や濃度ムラ等の吐出状態を測定するとともに、細長の測定部をドラム回転方向に狭い向き（ドラム幅方向に長い向き）に設定して（転写体）搬送方向（ドラム回転方向）の位置ずれを測定するようにしたため、各ノズルの打滴状態や搬送方向の着弾位置誤差を安価に精度良く測定することが可能である。

また、測定部の受光部が一つなので、安価でラインセンサのような画素バラツキも生じることがなく、さらに細長なため高分解能でＳＮ比の高い測定が可能である。

また、検出センサの測定部の測定幅（長手方向）を印字ヘッドのノズル配列のマトリクス１周期以上に設定したので、搬送方向の位置ずれを精度良く測定することができ、マトリクス型ヘッドの搬送方向の打滴タイミングを自動補正することが可能となる。

また、吐出状態の測定を開始する時に、中間転写ドラム外周端部に設けられたマークの濃度変化を測定することにより検出センサの測定部の傾きを検出するようにしたため、測定部の傾きを容易に補正することが可能となり、測定精度を向上させることができる。また、位置ずれ測定を複数箇所で行うことにより、スキュー（傾斜印字）の検出や印字データの自動補正も可能となる。

また、上記測定を複数の印字ヘッドに対して行うことにより、色ずれの自動補正が可能となるため、特にムラが目立ちやすい一様濃度画像に対して有効である。

また、中間転写ドラムの外周に原点検出又は印字同期検出用のマークをレーザなどで付与し、検出センサでこれらのマークを検出するようにしたため、印字の原点出しと、同期タイミングの検出を検出センサで高精度、低コストに実現可能である。また、ドラム型では、ロータリエンコーダを別付けするより構造の簡素化が図れ直径を大きくしやすいため、高分解能化も容易となる。

さらに、検出センサ又は上記マークを複数配置し、特に複数のマーキングは転写体（中間転写ドラム）の両端に搬送方向（ドラム回転方向）の位相をずらして配置することにより、吐出状態や位置ずれの測定の高速化が可能となるとともに、同期タイミング検出の高分解能化が図れ、回転方向の判別も容易となる。

以上、本発明の画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。 （ａ）は、印字ヘッドと中間転写ドラムの位置関係を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の印字ヘッドを図の矢印方向から見た平面透視図である。 他の印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。 中間転写ドラムに取り付けられた検出センサを示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ検出センサ内に設けられる測定部の例を示す概略構成図である。 同期マーク、原点マークの拡大図である。 同期タイミング検出及び原点検出の手順を示すフローチャートである。 検出センサによる検出信号の例を示す線図である。 不吐出・濃度ムラ検出モードにおける検出の様子を示す説明図である。 マトリクス１周期を説明するための図である。 搬送方向打滴ずれ及びスキュー測定の手順を示すフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）は搬送方向打滴ずれ検出の様子を示す説明図である。 搬送方向打滴ずれ検出における検出信号の例を示す線図である。 スキュー測定の様子を示す説明図である。 （ａ）は印字ヘッドの反りを示す説明図であり、（ｂ）は印字ヘッドの傾斜を示す説明図である。 検出センサ内の測定部の傾きを補正する様子を示す説明図であり、（ａ）は位置ずれ測定用の場合、（ｂ）は印字状態測定用の場合である。 （ａ）は、印字ヘッドにキャップを取り付けた様子を示す斜視図であり、（ｂ）は、その１７Ｂ−１７’Ｂ線に沿った断面図である。 （ａ）はワイパーを示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図であり、（ｃ）は他のワイパーを示す断面図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２４…検出センサ、２６…排紙部、２８…カッター、３０…キャップ、３２…中間転写ドラム、３４…吸引部、３６…ワイパー、３８…搬送ローラ、４０…吸引ローラ、４２…吸引除去ローラ、５０…印字ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…インク供給口、５４…圧力室ユニット、６０、６６…光源、６２、６８…シリンダレンズ、６４、７２…受光センサ、７０…スリット、７４…ドット、１００…同期マーク、１０２…原点マーク、１２４…追加検出センサ

Claims (7)

1. 液滴を吐出するノズルが２次元マトリクス状に配列された液滴吐出ヘッドに対し相対的に搬送される被吐出媒体に向けて前記液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置であって、
   細長い測定部を、その長い向きを前記被吐出媒体の略相対的搬送方向と前記相対的搬送方向に略垂直な方向の少なくとも２方向に設定可能に設けた反射型検出センサを、前記被吐出媒体の相対的搬送方向と略垂直な方向に移動可能に配置したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記反射型検出センサは、前記液滴の吐出状態を測定する場合には、前記細長い測定部の長い向きを前記相対的搬送方向に設定し、また前記相対的搬送方向の位置ずれを測定する場合には、前記細長い測定部の長い向きを前記相対的搬送方向に垂直な方向に設定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. 前記反射型検出センサの検出幅は、前記２次元マトリクス状に配列されたノズルのうち前記液滴吐出ヘッドの短手方向に１列に配列されたノズルによって、前記被吐出媒体上の前記相対的搬送方向に垂直な方向に打滴される範囲である１周期よりも広い範囲に設定されたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送方向の位置ずれの測定を、前記搬送方向に垂直な方向の複数箇所で行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記液滴の吐出状態の測定及び前記相対的搬送方向の位置ずれの測定を、前記液滴吐出ヘッド毎に行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記被吐出媒体は中間転写型ドラムであり、その外周部に原点検出用のマーク、または吐出同期検出用のマークを付与し、前記反射型検出センサでこれらのマークを検出するようにしたことを特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装置。
7. 前記液滴の吐出状態の測定及び前記相対的搬送方向の位置ずれの測定開始時に、前記反射型検出センサで前記回転原点検出用または吐出同期検出用のマーク近傍での反射率変化を検出することにより前記検出センサの測定部の傾きを検出するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
   

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