JP2008012874A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】副走査方向に対するヘッドの傾きによる画像ムラ、印字ズレを抑えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】主走査方向に往復移動するキャリッジ１に１つ又は複数のヘッド６を備えた画像記録手段１２と、キャリッジ１を主走査方向と直交する副走査方向に記録媒体を搬送する副走査方向搬送手段１１とを備えたインクジェット記録装置において、キャリッジ１の副走査方向の上端部及び下端部に主走査方向と平行に配置されたリニアスケール３ａ，３ｂを備え、これらのリニアスケール３ａ，３ｂに設けられた位置情報を読み取るセンサ４ａ,４ｂを有して、得られた位置情報に基づいて位置補正手段９で得られたキャリッジ１の傾きに応じて前記記録媒体上の画像記録位置を補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に主走査方向に往復移動するキャリッジに搭載された１つ又は複数のヘッドを備える画像記録手段と、前記主走査方向と直交する副走査方向に記録媒体を搬送する副走査方向搬送手段と、前記キャリッジの主走査方向と平行に設けられたリニアスケール、及び、前記キャリッジに搭載され、前記リニアスケールに設けられた位置情報を読み取るセンサからなる位置情報発生手段と、を備え記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来インクジェット記録方式等による記録装置では、キャリッジに搭載されたヘッドのノズルよりインクを吐出しながらキャリッジを主走査方向に走査し、主走査方向と直交する副走査方向に記録媒体を搬送して記録媒体上に画像を形成する。

このような画像形成装置において、主走査方向へ移動するキャリッジの位置を識別するためリニアエンコーダを使用している。このリニアエンコーダは、主走査方向に平行して設けられたリニアスケールと、リニアスケールに設けられた位置識別部を読み取るセンサとから構成されている。一般にこのような画像形成装置では、センサは前記キャリッジに設けられ、センサは、キャリッジの副走査方向上流側の片側に配置されたリニアスケールの情報を読み取り、キャリッジの主走査方向の位置情報を得るものとしている。

このような画像形成装置として図５に示すものがある。図５は従来のインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。本例では、インクジェットプリンタ記録装置はキャリッジ１を主走査方向xへ往復移動可能に案内する案内軸であるガイドロッド２と、主走査方向に平行して設けられた位置識別部を備えるリニアスケール３と、このリニアスケールの位置識別部を読み取るセンサ４と、センサが実装された基板５と、主走査方向xと直交する副走査方向yへ記録媒体を搬送する図示しない搬送手段を備えている。

図６は図５に示したインクジェット記録装置の概略構成を示す正面図である。本例では画像形成装置のキャリッジ１上には２つのヘッド６が固定され、ヘッド６には副走査方向ｙに沿って多数のノズル列７が配置されている。

ところで、このような画像形成装置にあっては、キャリッジ１に傾きが発生することがある。図７はガイドロッドとキャリッジのガタにより生じたヘッドの傾きを模式的に示し正面図である。この例では、キャリッジ１とキャリッジ１を主走査方向へ案内するためのガイドロッド２との隙間によるがたつき、キャリッジ移動時の振動、キャリッジ自体の捩れ等によっての傾きによって、キャリッジ１に配置したヘッド６に設けられたノズル列７が傾き、画像形成時の画像ムラ、印字ズレを発生する。また、キャリッジ１の往復移動時には振動等によりキャリッジ１の傾きも位置によって刻々と変化する。

このように、キャリッジの主走査方向の位置精度は、記録媒体上への画像形成時の印字位置精度に大きな影響を与え、画像ムラ、印字ズレ等の原因となるため、印字位置精度の向上を狙う目的で様々な工夫が試みられてきた。

特許文献１には、１つのリニアスケール上にリニアスケールを読み取る複数のセンサを異なる位置に配置することでキャリッジの位置精度の信頼性を確保しようとしたものが記載されている。

また、特許文献２には、複数個のヘッドのピッチに合わせてセンサをヘッドと同数個設け、ヘッド間の印字ズレを防ぐようにしたものが記載されている。
特開平８−２８２０４８号公報 特開２００１−２０５７９５号公報

しかし、上述した従来の技術は、キャリッジの副走査方向位置情報を１対のリニアスケール３及びセンサ４からを得るようにしたものであるため、キャリッジの傾き、つまりキャリッジの副走査方向両端の位置についての情報を得ることはできないという問題がある。

近年、ヘッドの副走査方向への多ノズル化（長尺化）により、キャリッジの１往復当たりの副走査方向の印字幅を増やし、キャリッジの走査回数を減らし印刷速度の増加を行う傾向にある。

このようにヘッドの長尺化を行った場合、良好な画像を得るためには、副走査方向に対するキャリッジ、及び、キャリッジに固定されたヘッドの傾きを考慮して位置精度を保つことが求められている。

また、ヘッドの位置精度を、ヘッドの固定位置精度の向上により対処しようとすると、製造、組立コストが増大する他、キャリッジとその案内部材とのガタを小さくすることにより対処しようとすると、案内部材の部品精度の管理の問題やキャリッジ移動時の摺動抵抗の増大を招くという問題があった。

本発明は、前記したような状況に鑑みなされたもので、副走査方向に対するヘッドの傾きによる画像ムラ、印字ズレを抑えた画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、主走査方向に往復移動するキャリッジに搭載された１つ又は複数のヘッドを備える画像記録手段と、前記主走査方向と直交する副走査方向に記録媒体を搬送する副走査方向搬送手段と、前記キャリッジの主走査方向と平行に設けられたリニアスケール、及び、前記キャリッジに搭載され、前記リニアスケールに設けられた位置情報を読み取るセンサからなる位置情報発生手段と、を備え記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、前記位置情報発生手段を複数組備えると共に、前記複数の位置情報発生手段から得られた位置情報に基づいて前記記録媒体上の画像記録位置を補正する位置補正手段を備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記位置情報発生手段を、キャリッジの副走査方向の上流側端部及び下流側端部のそれぞれに備えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記ヘッドが液滴を吐出して画像を記録する液滴吐出ヘッドであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置において、前記位置補正手段は、前記ヘッドの記録タイミングを補正することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置において、前記位置補正手段は、前記キャリッジの移動速度を補正することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置において、前記位置補正手段は、液滴吐出ヘッドの液滴吐出速度を補正することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか記載の画像形成装置において、前記位置識別部は、光学式リニアエンコーダであることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１乃至６のいずれか記載の画像形成装置において、前記位置識別部は、磁気式リニアエンコーダであることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置によれば、位置情報発生手段を複数組備えると共に、前記複数の位置情報発生手段から得られた位置情報に基づいて前記記録媒体上の画像記録位置を補正するようにしたから、副走査方向に対するヘッドの傾きによる画像ムラ、印字ズレを防止することができるという効果がある。

以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。

以下本発明に係る画像形成装置の実施例を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は本発明の実施例に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す正面図、図２は本発明の実施例に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す正面図である。本例においてインクジェット記録装置２０は主走査方向ｘに往復移動するキャリッジ１に搭載された２つのヘッド６を備える画像記録手段１２と、主走査方向xと直交する副走査方向ｙに記録媒体である記録用紙１３を搬送する副走査方向搬送手段１１とを備えている。

本例では画像記録手段１２は、インクジェット記録装置２０に固定された枠体１０に配置されたガイドロッド２に沿って駆動される。また、枠体１０には、主走査方向の位置情報を記録したリニアスケール３ａ及びリニアスケール３ｂがガイドロッド２と平行に配置されている。このリニアスケール３ａは前記キャリッジ１の副走査方向上流側に、リニアスケール３ｂは副走査方向の下流側に配置されている。

また、キャリッジ１には、前記リニアスケール３ａの位置情報を読み取るセンサ４ａと、リニアスケール３ｂの位置情報を読み取るセンサ４ｂが配置されており、センサ４ａ，４ｂの信号は位置補正手段９に入力される。位置補正手段９は外部からの印刷情報と、前記読み取った位置情報とから、ヘッド６の傾斜に対して補正された印刷情報が出力される。

本例では、位置補正手段９は、センサ４ａ及びセンサ４ｂから得られた位置情報に基づいてキャリッジ１の傾きを計算し、その傾き量からノズルの噴射タイミングを補正することで印字ズレ等を防ぐ。また、キャリッジ１の移動時に際し、キャリッジの振動等によってその傾き量がキャリッジの位置によって変化した場合にも対応するものとしている。

本例では、前記リニアスケール及び前記センサは、複数の遮光マスクと透光マスクとが所定のピッチで主走査方向に交互に並べて配置された位置識別部を持つリニアスケールと、その位置識別部を読み取るリニアエンコーダセンサを使用している。なお、リニアスケール及びセンサとしては、Ｓ極、Ｎ極を交互に着磁した位置識別部を持つリニアスケールと、磁気を読み取るセンサや、静電容量を使用したリニアスケール及びセンサを用いることができる。

次に本例に係るインクジェット記録装置の画像記録位置の位置補正について説明する。図３はヘッドの傾きを補正する方法の説明図である。

図３に示す状態において、キャリッジ１の先端が右方向へ傾いた場合、センサ４ａがリニアスケール３ａから読み取った位置ａと、センサ４ｂがリニアスケール３ｂから読み取った位置ｂには、ズレＸ１が生じる。この時、ノズル列７の副走査方向上流側のノズル８ａと下流側のノズル８ｂにもズレＸ２が同様に生じる（ノズルは両端の２つのみを図示している）。この場合Ｘ１とＸ２は比例関係を持つため、Ｘ１が得られれば、両側のセンサのスパンと、ノズル両端のスパンからＸ２を求めることができる。

図４は各ノズルの噴射タイミング補正の実施例を示した図である。pはノズルの副走査方向のピッチ、Ｌｎは１番目のノズルからｎ番目のノズルまでの距離である。またＬntはノズル列の長さを示している。説明を簡略化するため、キャリッジが右から左へ移動しながらＭ−Ｍの位置に1本の線を引く場合を考える。また、ノズルの駆動周期ｋとリニアスケールの解像度は同じとする。キャリッジ先端側は右側へ傾いており、ノズルの駆動タイミングＡにおける副走査方向上流側の先端のノズル１と下流側の先端のノズルｎにはズレＸｎが生じている。駆動タイミングＡで全てのノズルを噴射した場合、ヘッドの傾きに応じた傾きでラインが曲がってしまう。ｎt−３番目のノズルで考えると、駆動タイミングＡではなく、ラインＭ−Ｍに一番近い駆動タイミングＣのタイミングへ補正する。補正量は、１〜ｎt−３番目のノズルまでの距離Ｌｎｔ−３より求められたズレ量Ｘｎｔ−３をノズルの駆動周期で割り、整数に四捨五入した値（ノズルの駆動周期の整数倍）となる。

このように、全てのノズルに対して補正を加えればヘッドの傾き等による印字ズレを防ぐことができる（図中補正後の位置を黒丸で図示した）。

従って本実施例に係るインクジェット記録装置によれば、副走査方向に対するヘッドの傾きによる画像ムラ、印字ズレを防止することができ、良好な印刷を行うことができる。

なお、上記実施例では、補正の例として、ヘッドの記録タイミングを補正する場合について説明したが、本発明では、位置補正として、キャリッジの移動速度を補正することや、液滴吐出ヘッドの液滴吐出速度を補正することができる。

また、上記例ではキャリッジに搭載されるヘッドとしてインクジェットヘッドについて説明したが、本発明はヘッドとして熱転写ヘッド、インパクトヘッド等のシリアル型記録ヘッドとすることができる

本発明の実施例に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す正面図である 本発明の実施例に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す正面図である。 キャリッジと案内部材とのガタ等によって生じたヘッドの傾きを補正する方法の説明図である。 各ノズルの噴射タイミング補正の実施例を示した図である。 従来のインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。 図４に示したインクジェット記録装置の概略構成を示す正面図である。 ガイドロッドとキャリッジのガタにより生じたヘッドの傾きを模式的に示し正面図である。

符号の説明

１・・・キャリッジ
２・・・ガイドロッド
３ａ，３ｂ・・・リニアスケール
４ａ，４ｂ・・・センサ
５・・・基板
６・・・ヘッド
７・・・ノズル列
８ａ・・・ノズル
８ｂ・・・ノズル
９・・・位置補正手段
１０・・・枠体
１１・・・副走査方向搬送手段
１２・・・画像記録手段
１３・・・記録用紙
２０・・・インクジェット記録装置

Claims (8)

1. 主走査方向に往復移動するキャリッジに搭載された１つ又は複数のヘッドを備える画像記録手段と、
   前記主走査方向と直交する副走査方向に記録媒体を搬送する副走査方向搬送手段と、
   前記キャリッジの主走査方向と平行に設けられたリニアスケール、及び、前記キャリッジに搭載され、前記リニアスケールに設けられた位置情報を読み取るセンサからなる位置情報発生手段と、
   を備え記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
   前記位置情報発生手段を複数組備えると共に、
   前記複数の位置情報発生手段から得られた位置情報に基づいて前記記録媒体上の画像記録位置を補正する位置補正手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記位置情報発生手段を、キャリッジの副走査方向の上流側端部及び下流側端部のそれぞれに備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ヘッドが液滴を吐出して画像を記録する液滴吐出ヘッドであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記位置補正手段は、前記ヘッドの記録タイミングを補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置。
5. 前記位置補正手段は、前記キャリッジの移動速度を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置。
6. 前記位置補正手段は、液滴吐出ヘッドの液滴吐出速度を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置。
7. 前記位置識別部は、光学式リニアエンコーダであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の画像形成装置。
8. 前記位置識別部は、磁気式リニアエンコーダであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の画像形成装置。