JP2007130932A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成時に記録ヘッドの往復の着弾位置ずれを常に一定にするために、記録ヘッドと記録媒体との距離を常に一定にすることにより、高精細な画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 記録媒体と記録ヘッド機構の距離を計測する手段をもち、記録媒体を切断手段または、記録媒体をデカールする手段、またはユーザにメッセージを表示する表示装置を持ち、計測した記録媒体と記録ヘッド機構との距離がカールなどで変動する部分を切断手段、デカール手段などを用いて排除することにより、記録媒体と記録ヘッド機構との距離を常に一定に保ち、記録ヘッド機構の往路と復路でのインク吐出の着弾位置を正確に補正して、往復インク吐出での着弾位置ずれを無くした高精細な画像を形成することが出来る。
【選択図】 図１

Description

本発明は複数のノズルからなるノズル列を複数備える記録ヘッドを持ち、記録媒体にインクを吐出して画像を形成する画像形成装置に関するものである。

なお、本発明は一般的なプリント装置のほか、複写機や通信システムを有するファクシミリ、さらに各種処理装置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に適用可能な他、捺染装置やエッチングなどの加工装置にも応用することができる。

ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行うプリンタが広く使用されている。

プリンタの記録方式としては様々な方式が知られているが、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能である、カラー化が容易である、静粛性に富む、等の理由でインクジェット方式が近年特に注目されており、又その構成としては所望される記録情報に応じてインクを吐出する記録ヘッドを装着すると共に用紙等の記録媒体の送り方向と直角な方向に往復走査しながら記録を行なうシリアル記録方式が安価で小型化が容易などの点から一般的に広く用いられている。

近年、パーソナルコンピュータが広く普及し、写真などの高精細で高画質な画像を記録する機会が増えたため、プリンタの記録画像にもより高精細化（高解像度化、高画質化）が求められている。

より高精細な画像を記録する方法の１つとして、ノズルから出るインク液を小さくし、解像度を高くすることが挙げられる。現在では１〜４pl（ピコリットル）といった小さなインク液滴を吐出し、4800dpi(dot per inch)の解像度で画像を形成することが可能である。

また、高画質な画像を記録するうえで大事なことが記録ヘッド機構の主走査方向の往方向印字と復方向印字でのインク着弾位置のずれである。記録ヘッド機構が主走査方向の左右に移動しているため、吐出したインクは真下に落下せず、記録ヘッド機構の移動方向にずれながら記録媒体に着く。このずれが常に一定であれば、あらかじめそのずれを補正したタイミングでインクを吐出すればよい。インクの着弾ずれを一定にするためには、常に記録ヘッド機構と記録媒体との距離を一定に保つ必要がある。そのためにカールの起こりやすいロール紙を用いた画像形成装置では、拍車のついたピンチローラで強制的に協力に抑えるか、カールに負けない強力なファンなどを用いて吸引し、記録媒体を抑えていた。また特開2000-95403のようにカール量がきつくなるロール紙残量が少ない場合に、記録媒体のデカール量を大きくして、カールを取るなどをしていた。
特開２０００−９５４０３号公報

しかしながら、上記従来例では、
（１）記録媒体がロール紙の場合、紙先端のカールがひどく、ファンを用いて吸引しても先端部が真直ぐにならず、記録ヘッド機構と記録媒体との距離を常に一定に保つことは難しかった。
（２）記録ヘッド機構により記録媒体に画像が形成された部分は、すでに画像が形成されており、強力に記録媒体を抑えると形成された画像を傷つけてしまう。

本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、
画像形成時に記録ヘッドの往復の着弾位置ずれを常に一定にするために、記録ヘッドと記録媒体との距離を常に一定にすることにより、高精細な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、次のように構成したものである。

インクを吐出するノズルを１列に並んだノズル列を複数備える記録ヘッド機構によって画像を形成する画像形成装置において、
記録媒体を切断する手段を持ち、記録ヘッド機構上に記録ヘッドと記録媒体との距離を計測する手段または一定以上離れていることを検知する手段と記録ヘッド機構を上下させる機構をもって、搬送された記録媒体と記録ヘッド機構との距離を搬送方向に沿って測り、記録媒体の高さがほぼ一定になったところで記録媒体を切断する手段を設ける。

また、画像を形成開始する前に、搬送された記録媒体と記録ヘッド機構との距離を搬送方向に沿って測り、記録媒体の高さがほぼ一定になるまで、デカール機構に通す手段を設ける。

また、画像を形成開始する前に、搬送された記録媒体と記録ヘッド機構との距離を搬送方向に沿って測り、記録媒体の高さ変移がある一定以上になったら、ユーザにメッセージを出す手段を設ける。

以上説明したように、本発明によれば、記録媒体と記録ヘッド機構の距離を計測し、その距離がカールなどで変動する部分を排除することにより、記録媒体と記録ヘッド機構との距離を常に一定に保ち、記録ヘッド機構の往路と復路でのインク吐出の着弾位置を正確に補正することが出来、往復インク吐出での着弾位置ずれを無くした高精細な画像を形成することが出来る。

（実施例１）
図１は、本実施例の画像形成装置の電気回路の構成を示すブロック図である。図1において、１０はＲＯＭなどの不揮発性メモリとＲＡＭなどの揮発性のメモリとで構成されるメモリユニットで、１１のＣＰＵが動作するために必要なプログラムを記憶している部分、１２の通信ユニットを通して送られてくる画像データを１次蓄えておく画像バッファ、各処理回路のワーク領域、および記録ヘッドへの画像出力のためのスプールバッファ領域として使用される。１１は本画像形成装置のすべての制御を行なうＣＰＵである。このＣＰＵが１０に格納されているプログラムに従って、各回路に内蔵されているレジスタに適時適切な値を設定することにより、本画像形成装置のすべてを制御する。１２はＬＡＮ、ＩＥＥＥ１２８４、ＵＳＢなどに代表される通信を制御するユニットで、本画像形成装置とホストであるコンピュータとのデータ特に画像データの通信制御を司るユニットである。１３は画像処理回路で、送られてきた画像データを記録ヘッドが画像を記録媒体に形成できるようデータを加工する回路ブロックである。例えば、RGB多値で送られてきた画像データを記録インク色２値に変換し、色合いを変えたり、定着性をよくするなどの画像処理および、画像データをヘッドの並び順にあうように並び替える画像処理を行ない、１7の記録ヘッドが動くたびに、23のエンコーダセンサがその動きを感知し、その動きに同期して記録ヘッドで吐出すべきインクに合わせた画像データを１０のメモリの所定のアドレスからＣＰＵの介在なしに画像データＤＭＡ回路を用いて読み出し、ヘッドにあわせたタイミングで17の記録ヘッド機構に送り出す。１４はメカトロニクス制御回路で記録媒体の搬送のためにモータ、記録ヘッドを移動するためのモータ、それらの動き量をカウントするエンコーダセンサー、記録媒体の進入、排出などを感知するセンサーなどを制御するものである。18、19、２０、２1はステッピングモータやＤＣモータなどに代表されるモータで歯車、ギア、ベルト等を用いて、18のモータは１７の記録ヘッドの移動、1９のモータは記録媒体の搬送を、20は記録ヘッド機構が取り付けられているローラを偏芯した受け軸で受け、その偏芯した受け軸を回転させることにより、17の記録ヘッド機構を上下させるリフトモータである。21のモータは記録ヘッド機構上に取り付けられたカッタの刃の出し入れを行なうものである。22は記録媒体搬送経路に取り付けられた記録媒体の有無を検知するフォトインタラプタセンサである。このセンサを用いて、記録媒体がどこにあるかを検知する。23は１７の記録ヘッドが実際にどれだけ動いたかを検知する記録ヘッド上に取り付けられたエンコーダセンサーで、記録ヘッドの移動に沿って、スリットの入ったエンコーダが配置されており、そのエンコーダのスリットを23のエンコーダセンサーで読み取り、そのスリットが何本横切ったかをカウントすることで、実際の動いた量を読み取る。15はデカール目的で構成しているヒータ回路でローラの中に配置され、設定された温度にローラーを暖める回路である。16は本画像処理装置を使用するユーザにエラーメッセージなどを出すＬＣＤなどで代表される表示回路であり、適時ユーザにメッセージを表示する。２4は距離計測回路でＬＥＤと複数の明るさ度合いを計測できる光学センサから構成されている。1はＬＡＮケーブルやＵＳＢケーブルに代表される通信ケーブルである。２は１０から１６、２４を接続する通信内部バスで、アドレスやデータ、それらを制御する信号線から構成されている。

図２は本実施例の画像形成装置の機構を真横から見た図で、37の記録媒体は左右方向に移動し、33の記録ヘッドは紙面の手前、奥方向に移動する。30はデカール機構の一部でロール紙が曲がっている方向と逆に矯正する搬送経路を作っている。３１はデカール機構のローラでこのローラの中に１５のヒータ回路が内蔵され、ローラの温度を高温に保っている。３２は記録ヘッド機構に装着されている37の記録媒体を切断するための刃であり、２１のモータによって出し入れを行う。３３は複数のインクを吐出するノズル列とインクが装着されている記録ヘッドである。この記録ヘッドを移動させながらインクを吐出することにより、記録媒体に画像を形成する。３４は記録ヘッド機構と３７の記録媒体との距離を計測するセンサ回路である。３５は３７の記録媒体を支えるプラテンである。３６は３７の記録媒体を抑え、搬送経路に沿って記録媒体を搬送するＬＦローラであり、１９のモータにより回転する。３８はロール紙である。ここの画像が形成される前の記録媒体を丸めて保管している。

図３は図１の２４の距離計測回路の原理を横から見た図である。５３が距離計測本体であり、４０〜４３の４つの光学センサを備えている。４４はＬＥＤなどの発光素子であり、斜めに光が照射されるように構成されている。４５は記録媒体である。４４から照射した光は５４の光路をとおって４５の記録媒体上の４９に光を照射する。この光を４０〜４３の光学センサで読み取ると、４３の光学センサが一番明るく読み取る。また、記録媒体が４６の位置にあった場合には、４４から照射した光は５４の光路をとおって４６の記録媒体上の５０に光を照射する。この光を４０〜４３の光学センサで読み取ると、４２の光学センサが一番明るく読み取る。また、記録媒体が４８の位置にあった場合には、４４から照射した光は５４の光路をとおって４８の記録媒体上の５２に光を照射する。この光を４０〜４３の光学センサで読み取ると、４０の光学センサが一番明るく読み取る。このような原理で５３の記録ヘッド機構と記録媒体との距離を測ることが出来る。

図４のフローチャートを用いて本実施例を説明する。本フローチャートは１１のＣＰＵの制御により実行される。Ｓ１で１２の通信i/F回路の制御により、本実施例の画像形成装置が１の通信ケーブルで接続されているホストコンピュータから画像データを受信し、１０のメモリに格納する。Ｓ２で２０のリフトモータにより３２，３３，３４からなる記録ヘッド機構を３７の記録媒体が接触しないと考えられる位置まで持ち上げる。Ｓ３で４７の記録媒体を３６のＬＦローラに噛むようにセットする。Ｓ１3で変数である計測回数を０とする。Ｓ４で３７の記録媒体を３６のＬＦローラを用いて１０ｍｍ程度搬送する。Ｓ５で３２，３３，３４からなる記録ヘッド機構を３７の記録媒体の中心まで移動させ、３４の距離計測回路を用いて記録ヘッド機構と記録媒体との距離を計測し、その値を１０のメモリに格納する。Ｓ６でＳ５で測った距離の変移が落ち着いたかどうかを格納しているメモリを参照して判断する。落ち着いたと判断した場合には、Ｓ７に進み、記録ヘッドと記録媒体との距離の変移が落ち着いた位置に３２の刃が来るように３７の記録媒体を３６のＬＦローラを用いて移動させ、２０のリフトモータにより３２の刃が３７の記録媒体を切断できる位置に、記録ヘッド機構を上下し、２１のモータを利用して刃を出して、記録ヘッド機構を図２の手前から置く方向に移動することにより、３７の記録媒体を切断する。Ｓ９に進み、切断した記録媒体の先頭から１０のメモリに格納した画像データを１３の画像処理回路で１７の記録ヘッドで画像形成できるように２値化処理、記録ヘッドノズルの並び列にデータを組み合わせ、１８のＣＲモータ、１９のＬＦモータを用いて、記録ヘッドの移動とともにインクを吐出することにより３７の記録媒体に画像を形成する。Ｓ１０で変数である計測回数をインクリメントする。Ｓ１１でＳ１０でインクリメントした計測回数があらかじめ決められた回数以上であるかどうかを判断する。決められた回数以上の場合Ｓ１２に進み、決められた回数以下の場合はＳ４に戻る。Ｓ１２で３７の記録媒体を３１の高温に保たれたローラとカール方向と逆向きに形成された搬送路をゆっくり通すことにより、デカールを行い、元の位置まで記録媒体を巻き戻し、Ｓ４に戻る。

このようなことを繰り返すことにより、記録媒体と記録ヘッド機構との距離を常に一定に保ち、インクの着弾位置を正確に補正することが出来、高精細な画像を形成することが出来る。

（実施例２）
実施例２を実施例１で用いた図１、図２と、図５、図６のフローチャートを用いて説明する。図１と図２は実施例１と同様である。図５は図２の３４の記録ヘッド機構と記録媒体との距離を計測する電気構成図にあたる。６４が記録ヘッドであり、図２の３３に相当する。６０、６１は記録媒体の位置を示しており、６３はタクトＳＷなどである一定以上押されると信号を出力するスイッチである。６２は６４を支点にして、記録媒体と記録ヘッド機構との距離がある一定以下になったときに６３のＳＷがはいるように構成されている指示棒である。この構成では記録ヘッドと記録媒体との距離関係が６０の時にＳＷが入り、それ以上距離が離れると、ＳＷが入らないように構成されている。

図６のフローチャートを用いて実施例２の説明をする。Ｓ２0で１２の通信i/F回路の制御により、本実施例の画像形成装置が１の通信ケーブルで接続されているホストコンピュータから画像データを受信し、１０のメモリに格納する。Ｓ２1で２０のリフトモータにより３２，３３，３４からなる記録ヘッド機構を３７の記録媒体が接触しないと考えられる位置まで持ち上げる。Ｓ２２で４７の記録媒体を３６のＬＦローラに噛むようにセットする。Ｓ２３で変数である計測回数を０とする。Ｓ２４で３７の記録媒体を３６のＬＦローラを用いて１０ｍｍ程度搬送する。Ｓ２5で２０のリフトモータにより３２，３３，３４からなる記録ヘッド機構を上下方向をＴＯＰの位置に、左右方向を３７の記録媒体の中心まで移動させる。Ｓ２６で記録ヘッドを少し下げ、Ｓ２７で６３のＳＷが押されたかどうかを判断する。即ち、記録ヘッド機構と記録媒体との距離が６０の位置に来ているかどうかを判断する。押されていない場合にはＳ２６に戻る。Ｓ２７でＳＷが押されたと判断した場合、Ｓ２８に進み、そのときの記録ヘッドの上下方向の位置を１０のメモリに格納する。Ｓ２９でＳ２８で測った距離の変移が落ち着いたかどうかを格納しているメモリを参照して判断する。落ち着いたと判断した場合には、Ｓ３０に進み、記録ヘッドと記録媒体との距離の変移が落ち着いた位置に３２の刃が来るように３７の記録媒体を３６のＬＦローラを用いて移動させ、２０のリフトモータにより３２の刃が３７の記録媒体を切断できる位置に、記録ヘッド機構を上下し、２１のモータを利用して刃を出して、記録ヘッド機構を図２の手前から置く方向に移動することにより、３７の記録媒体を切断する。Ｓ３２に進み、切断した記録媒体の先頭から１０のメモリに格納した画像データを１３の画像処理回路で１７の記録ヘッドで画像形成できるように２値化処理、記録ヘッドノズルの並び列にデータを組み合わせ、１８のＣＲモータ、１９のＬＦモータを用いて、記録ヘッドの移動とともにインクを吐出することにより３７の記録媒体に画像を形成する。Ｓ３３で変数である計測回数をインクリメントする。Ｓ３４でＳ３３でインクリメントした計測回数があらかじめ決められた回数以上であるかどうかを判断する。決められた回数以上の場合Ｓ３５に進み、決められた回数以下の場合はＳ２４に戻る。Ｓ３５に進んだ場合、１６の表示装置にカールがつきすぎており、往路と復路でのインクずれの補正がうまくいかないことを表示する。

このようなことを繰り返すことにより、記録媒体と記録ヘッド機構との距離を常に一定に保ち、インクの着弾位置を正確に補正することが出来、高精細な画像を形成することが出来る。

実施例１で用いた画像形成装置の電気回路の構成を示すブロック図。 実施例１で用いた画像形成装置の機構を真横から見た図。 図１の２４の距離計測回路の原理を横から見た図。 実施例１の説明に用いたフローチャート。 図２の３４の記録ヘッド機構と記録媒体との距離を計測する電気構成図。 実施例２の説明に用いたフローチャート。

Claims (3)

1. 画像データを受信する機構と、その受信した画像データを蓄えるメモリ機構と、インクを吐出するノズルを１列に並んだノズル列を複数備える記録ヘッド機構と、記録媒体および前記記録ヘッドを動かす機構と、記録ヘッド機構上に記録ヘッドと記録媒体との距離を計測する手段または一定以上離れていることを検知する手段と記録ヘッド機構を上下させる機構と、記録媒体を切断する手段を持ち、随時、記録ヘッドを動かしながら、メモリ機構に蓄えられた画像データに則って、前記記録ヘッドのノズルからインクを吐出することにより、記録媒体に画像を形成させる画像形成装置において、
   画像を形成開始する前に、搬送された記録媒体と記録ヘッド機構との距離を搬送方向に沿って測り、記録媒体の高さがほぼ一定になったところで記録媒体を切断することを特徴とする画像形成装置。
2. 画像データを受信する機構と、その受信した画像データを蓄えるメモリ機構と、インクを吐出するノズルを１列に並んだノズル列を複数備える記録ヘッド機構と、記録媒体および前記記録ヘッドを動かす機構と、記録ヘッド機構上に記録ヘッドと記録媒体との距離を計測する手段または一定以上離れていることを検知する手段と記録ヘッド機構を上下させる機構と、記録媒体の反りを直すデカール機構を持ち、随時、記録ヘッドを動かしながら、メモリ機構に蓄えられた画像データに則って、前記記録ヘッドのノズルからインクを吐出することにより、記録媒体に画像を形成させる画像形成装置において、
   画像を形成開始する前に、搬送された記録媒体と記録ヘッド機構との距離を搬送方向に沿って測り、記録媒体の高さがほぼ一定になるまで、デカール機構に通すことを特徴とする画像形成装置。
3. 画像データを受信する機構と、その受信した画像データを蓄えるメモリ機構と、インクを吐出するノズルを１列に並んだノズル列を複数備える記録ヘッド機構と、記録媒体および前記記録ヘッドを動かす機構と、記録ヘッド機構上に記録ヘッドと記録媒体との距離を計測する手段または一定以上離れていることを検知する手段と記録ヘッド機構を上下させる機構とを持ち、随時、記録ヘッドを動かしながら、メモリ機構に蓄えられた画像データに則って、前記記録ヘッドのノズルからインクを吐出することにより、記録媒体に画像を形成させる画像形成装置において、
   画像を形成開始する前に、搬送された記録媒体と記録ヘッド機構との距離を搬送方向に沿って測り、記録媒体の高さ変移がある一定以上になったら、ユーザにメッセージを出すことを特徴とする画像形成装置。

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