JP2009051018A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走査方向(例えば、シリアルヘッド方式ならば主走査方向を指し、ラインヘッド方式ならば記録媒体の搬送方向を指す)の記録密度を疎にし、記録走査速度を上げても画像形成に不具合を生じず、かつ高速に画像形成が可能な画像形成装置に関する。 The present invention reduces the recording density in the scanning direction (for example, the main scanning direction in the case of the serial head method and the conveyance direction of the recording medium in the case of the line head method), and enables image formation even when the recording scanning speed is increased. The present invention relates to an image forming apparatus capable of forming an image at high speed without causing a problem.
従来、画像データを処理する画像処理装置として、パーソナルコンピュータやワークステーション等が知られており、このような画像処理装置で動作するアプリケーションソフトによって種々のオブジェクト(文字や塗り、線、写真など)からなる画像データの形成が行われている。
形成された画像データを出力する画像形成装置として、プリンタやファクシミリ、複写装置、またこれらの複合機等が知られている。
具体的な形成方法としては、例えば、インクジェット記録方式や電子写真方式等が広く用いられており、インクやトナー等が適用されている。
Conventionally, personal computers, workstations, and the like are known as image processing devices that process image data, and from various objects (characters, paint, lines, photographs, etc.) by application software that operates on such image processing devices. The image data is formed.
As an image forming apparatus that outputs formed image data, a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, a complex machine of these, and the like are known.
As a specific forming method, for example, an ink jet recording method, an electrophotographic method, or the like is widely used, and ink, toner, or the like is applied.
上述したような画像形成装置においては、入力された画像データによる画像形成の再現性、及び画像形成速度が重要な機能であるとされている。 In the image forming apparatus as described above, the reproducibility of image formation based on input image data and the image forming speed are considered to be important functions.
具体的な例として、インクジェット記録方式に注目すると、この方式においては、インク液滴を吐出して画像形成を行うため、画像形成を高速化するべく、液滴吐出周期や記録走査、記録媒体搬送の速度を高めると、品質が低下したり、あるいは画像形成機能そのものに不具合が生じたりするおそれがある。
画像形成機能は、液滴吐出周期や記録走査、記録媒体搬送の速度限界、および記録媒体の液滴受容特性に影響されるので、画像形成の高速化と画像形成の再現性の両立には限界があるためである。
As a specific example, attention is paid to an ink jet recording method. In this method, since ink droplets are ejected to form an image, in order to speed up image formation, a droplet ejection cycle, recording scanning, and recording medium conveyance are performed. If the speed is increased, the quality may be lowered, or the image forming function itself may be defective.
Since the image forming function is affected by the droplet discharge period, recording scan, recording medium transport speed limit, and recording medium droplet acceptance characteristics, there is a limit to achieving both high-speed image formation and reproducibility of image formation. Because there is.
画像形成の高速化に起因して生じる不具合としては、例えば、記録ヘッドの走査速度やインク吐出特性により、所定の周期以上で液滴を吐出すると、所望の滴量とならなかったり、あるいは記録媒体上の所望の位置に着弾しなくなったりし、ドットの大きさが不均一になり、意図しないテクスチャや着弾ずれが生じたりすることが挙げられる。 Problems that occur due to high-speed image formation include, for example, that when a droplet is ejected at a predetermined cycle or more due to the scanning speed of the recording head or ink ejection characteristics, the desired droplet amount is not obtained, or the recording medium For example, the desired position may not be landed, the size of the dots may be uneven, and an unintended texture or landing deviation may occur.
上述のような画像形成不具合を最小限に抑え、かつ記録走査速度を向上させるための方法としては、記録ヘッドの最高駆動周波数を越えないようにヘッドを駆動制御する方法が挙げられる。
また、記録印刷速度を高めた画像形成装置として、白黒記録や異なる色の塗りつぶし領域の輪郭部など限定条件下での画像形成の高速化を図ったものがある。例えば、白黒記録時に黒インクとそれ以外のインクを混色させ、同一インクドットの配置を所定の間隔にすることで記録走査速度を上げて画像形成を高速化したものがある(例えば、下記特許文献1参照。)。
As a method for minimizing the above-mentioned image formation defects and improving the recording scanning speed, there is a method of driving and controlling the head so as not to exceed the maximum driving frequency of the recording head.
In addition, as an image forming apparatus with an increased recording / printing speed, there is an apparatus that achieves high-speed image formation under limited conditions such as black-and-white recording or a contour portion of a painted area of a different color. For example, in black and white recording, black ink and other inks are mixed, and the same ink dot arrangement is set at a predetermined interval to increase the recording scanning speed to speed up image formation (for example, the following patent document) 1).
また、異なる色の塗りつぶし領域の輪郭部の近傍ドットを間引くことによって、画像形成の高速化を図った技術についての開示もなされている(例えば、下記特許文献2参照。)。 In addition, a technique for speeding up image formation by thinning out dots in the vicinity of contour portions of different color fill areas has been disclosed (for example, see Patent Document 2 below).
しかしながら、上記特許文献1、2に開示されている技術においては、極めて限られた設定条件の下でしか、画像品質を保持したまま画像形成速度を高速化するということが実現できず、実用面における汎用性に乏しいという問題があった。
そこで本発明においては、適用範囲の広い設定方法によって、高い画像品質を実現しながら画像形成速度の向上効果が得られる画像形成装置を提供することを目的とした。
However, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above, it is possible to increase the image forming speed while maintaining the image quality only under extremely limited setting conditions. There was a problem of poor versatility.
Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining an effect of improving an image forming speed while realizing high image quality by a setting method having a wide application range.
請求項1の発明においては、入力された画像情報をデータに処理する画像処理制御手段から送信される制御信号に従い、記録ヘッドから記録媒体上に、複数色のインク液を吐出させて画像形成を行う画像形成装置であって、走査方向における記録密度を、1/N(Nは1以上の実数)にする記録密度制御手段と、記録走査速度を、係数s(sは1以下の実数)と前記Nを乗じたM倍(M=s×N)に設定する記録走査速度制御手段と、前記記録媒体上に形成されるドット幅が、係数t(tは1以上の実数)と、前記Nを乗じたS(S=t×N)となるように、インク液の吐出量を制御する、液滴吐出量制御手段とを具備していることを特徴とする画像形成装置を提供する。 According to the first aspect of the present invention, image formation is performed by ejecting a plurality of colors of ink liquid from a recording head onto a recording medium in accordance with a control signal transmitted from image processing control means for processing input image information into data. An image forming apparatus for performing recording density control in which the recording density in the scanning direction is 1 / N (N is a real number of 1 or more), and the recording scanning speed is a coefficient s (s is a real number of 1 or less). A recording scanning speed control unit that sets M times (M = s × N) multiplied by N, a dot width formed on the recording medium, a coefficient t (t is a real number of 1 or more), and the N An image forming apparatus comprising: a droplet discharge amount control unit that controls the discharge amount of the ink liquid so that S (S = t × N) multiplied by.
請求項2の発明においては、前記s及び前記Nの値を変更する第1の変更手段を具備していることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first aspect, further comprising first changing means for changing the values of the s and the N.
請求項3の発明においては、いわゆるラインヘッド方式であり、前記記録走査速度は、液滴の吐出量と前記記録媒体の搬送速度とを制御することによって変更可能となされてい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を提供する。
The invention according to
請求項4の発明においては、いわゆるシリアルヘッド方式であり、前記記録走査速度は、液滴の吐出量と記録ヘッドの移動速度とを制御することによって、変更可能となされてい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を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, a so-called serial head system is used, and the recording scanning speed can be changed by controlling a droplet discharge amount and a moving speed of the recording head. An image forming apparatus according to claim 1 is provided.
請求項5の発明においては、前記tの値を変更する第2の変更手段を具備していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a second changing unit that changes the value of the t.
請求項6の発明においては、前記記録ヘッドは、インク液滴を吐出する複数のノズルが配列された構成を有しており、前記ノズルの配列方向における、偶数番目のノズルと、奇数番目のノズルとの、インク液滴吐出のタイミングを異ならせることが可能となされていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置を提供する。 According to a sixth aspect of the invention, the recording head has a configuration in which a plurality of nozzles that eject ink droplets are arranged, and the even-numbered nozzles and the odd-numbered nozzles in the nozzle arrangement direction. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the ink droplet ejection timing can be varied.
請求項7の発明においては、オブジェクトごとに前記Nの値を変更して、記録密度及び記録走査方向を制御する機能を具備していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像形成装置を提供する。 According to a seventh aspect of the invention, there is provided a function of controlling the recording density and the scanning direction by changing the value of N for each object. The image forming apparatus described in 1. is provided.
請求項8の発明においては、文字以外からなるオブジェクトに比して、文字オブジェクトを出力する場合の、Nの値が小さくするように、設定可能であることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置を提供する。 The invention according to claim 8 can be set so that the value of N in the case of outputting a character object is smaller than that of an object other than a character. An image forming apparatus is provided.
本発明の画像形成装置によれば、画像形成に不具合を生じさせずまた画像品質低下を最小限に抑えつつ高速に画像形成できた。 According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to form an image at a high speed without causing any trouble in image formation and minimizing a decrease in image quality.
本発明に係る画像形成装置は、複数色の液滴を吐出する複数のノズル列を有するヘッド又は異なる色の液滴を吐出する複数ヘッドからなる記録ヘッドを具備している。
記録走査方向(例えば、シリアルヘッド方式ならば主走査方向を指し、ラインヘッド方式ならば記録媒体の搬送方向を指す)の記録密度を、1/N(Nは1以上の実数)にする記録密度制御手段と、記録走査速度を、係数s(sは1以下の実数)と前記Nを乗じたM倍(M=s×N)に設定する記録走査速度制御手段と、前記記録媒体上に形成されるドット幅が、係数t(tは1以上の実数)と、前記Nを乗じたS(S=t×N)となるように、インク液の吐出量を制御する、液滴吐出量制御手段とを具備している。
ヘッドの最高駆動周波数を越えないように駆動を制御すると、N倍高速に記録走査することが可能となり、画像形成の高速化が図られる。
例えば、記録走査速度が2倍(M=2.0)で、s=1.0の場合、N=2.0である。
ノズル間隔が、600dpiで、記録走査方向の記録密度が600dpiであった場合、調整後は記録走査方向が300dpiとなり、ノズル配列方向は600dpiとなる。
An image forming apparatus according to the present invention includes a recording head including a head having a plurality of nozzle rows for discharging droplets of a plurality of colors or a plurality of heads for discharging droplets of different colors.
Recording density that makes the recording density in the recording scanning direction (for example, the main scanning direction in the case of the serial head method and the conveyance direction of the recording medium in the case of the line head method) 1 / N (N is a real number of 1 or more) A control means, a recording scanning speed control means for setting the recording scanning speed to M times (M = s × N) obtained by multiplying N by a coefficient s (s is a real number of 1 or less), and formed on the recording medium. Droplet discharge amount control for controlling the discharge amount of ink liquid so that the dot width to be obtained is S (S = t × N) obtained by multiplying the coefficient t (t is a real number of 1 or more) by the N described above. Means.
If the drive is controlled so as not to exceed the maximum drive frequency of the head, it is possible to perform recording scanning at N times higher speed, and the speed of image formation can be increased.
For example, when the recording scanning speed is double (M = 2.0) and s = 1.0, N = 2.0.
When the nozzle interval is 600 dpi and the recording density in the recording scanning direction is 600 dpi, after adjustment, the recording scanning direction is 300 dpi, and the nozzle arrangement direction is 600 dpi.
また、記録速度を高速化する手段としては、(1)記録媒体の搬送速度制御あるいは(2)液滴の吐出制御(吐出の周期や強さの調整)、(3)記録ヘッドの移動速度制御であって、ラインヘッド方式の場合は(1)と(2)の制御を併用し、シリアルヘッド方式の場合は(2)と(3)の制御を併用することが好ましい。 In addition, as a means to increase the recording speed, (1) recording medium conveyance speed control or (2) droplet ejection control (adjustment of ejection cycle and strength), (3) recording head movement speed control In the case of the line head system, it is preferable to use the controls (1) and (2) together, and in the case of the serial head system, it is preferable to use the controls (2) and (3) together.
更に記録媒体上に形成されるドットの記録走査方向の幅が、係数t(tは1以上の実数)とNを乗じたS(S=t×N)となるように液滴吐出量の制御を変更し、かつノズル配列方向の偶数番目ノズルと奇数番目ノズルの液滴吐出時期を異ならせるようにすることが好ましい。 Further, the droplet discharge amount is controlled so that the width of the dots formed on the recording medium in the recording scanning direction becomes S (S = t × N) obtained by multiplying N by a coefficient t (t is a real number of 1 or more). It is preferable to change the droplet discharge timings of the even-numbered nozzles and the odd-numbered nozzles in the nozzle arrangement direction.
更には、オブジェクトごとにNの値を制御して記録密度を調整し、それに応じて記録速度を変更することが望ましい。特に文字オブジェクトのNの値を文字以外のオブジェクトよりも小さくなるようにすることが好ましい。 Furthermore, it is desirable to adjust the recording density by controlling the value of N for each object, and change the recording speed accordingly. In particular, it is preferable to make the value of N of a character object smaller than an object other than a character.
次に、本発明に係る画像形成装置について、図を参照して具体的に説明する。
図1は、インクジェット記録装置の機構部全体の概略構成図、図2は同記録装置の要部平面説明図、図3は同記録装置のヘッド構成を説明するための概略斜視図、図4は同記録装置の搬送ベルトの模式的断面説明図である。
Next, the image forming apparatus according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the entire mechanism of the ink jet recording apparatus, FIG. 2 is a plan view of an essential part of the recording apparatus, FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining the head configuration of the recording apparatus, and FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional explanatory diagram of a conveyance belt of the recording apparatus.
図1のインクジェット記録装置は、装置本体1の内部に画像形成部2等を有し、装置本体1の下方側に多数枚の記録媒体(以下「用紙」という。)3を積載可能な給紙トレイ4を備え、この給紙トレイ4から給紙される用紙3を取り込み、搬送機構5によって用紙3を搬送しながら画像形成部2によって所要の画像を記録した後、装置本体1の側方に装着された排紙トレイ6に用紙3を排紙するようになされている。
The ink jet recording apparatus of FIG. 1 has an image forming unit 2 and the like inside an apparatus main body 1, and can feed a large number of recording media (hereinafter referred to as “paper”) 3 below the apparatus main body 1. A tray 4 is provided, the
また、このインクジェット記録装置は、装置本体1に対して着脱可能な両面ユニット7を備えており、両面印刷を行うときには、一面(表面)印刷終了後、搬送機構5によって用紙3を逆方向に搬送しながら両面ユニット7内に取り込み、反転させて他面(裏面)を印刷可能面として再度搬送機構5に送り込み、他面(裏面)印刷終了後排紙トレイ6に用紙3を排紙するようになされている。
In addition, the inkjet recording apparatus includes a
ここで、画像形成部2は、ガイドシャフト11,12に、キャリッジ13を摺動可能に保持し、主走査モータ(図示せず)でキャリッジ13を用紙3の搬送方向と直交する方向に移動(主走査)させる。
このキャリッジ13には、液滴を吐出する複数の吐出口であるノズル孔14n(図3参照)を配列した液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッド14を搭載し、また、この記録ヘッド14に液体を供給するインクカートリッジ15を着脱自在に搭載している。
なお、インクカートリッジ15に代えてサブタンクを搭載し、メインタンクからインクをサブタンクに補充供給する構成としてもよい。
Here, the image forming unit 2 holds the
The
A configuration may be adopted in which a sub tank is mounted instead of the
記録ヘッド14としては、例えば、図2(a)、(b)、及び図3に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドである独立した4個のインクジェットヘッド14y、14m、14c、14kとしているが、各色のインク滴を吐出する複数のノズル列を有する1又は複数のヘッドを用いた構成としてもよい。なお、色の数及び配列順序は図示の例に限定されない。
As the
また、図2(a)に示すシリアルヘッド方式に限定されず、図2(b)に示すラインヘッド方式と呼ばれる記録方式も適用できる。
ラインヘッド方式においては、記録用紙の搬送方向に対して直交する方向にノズル列を有するものとし、ノズル列の長さは用紙幅分となっている。
Further, the present invention is not limited to the serial head method shown in FIG. 2A, and a recording method called a line head method shown in FIG.
In the line head system, nozzle rows are provided in a direction orthogonal to the recording paper conveyance direction, and the length of the nozzle rows is equal to the paper width.
記録ヘッド14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や発熱抵抗体などの電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がインクを吐出するためのエネルギー発生手段として適用できる。
電熱変換素子には、低い電圧が加わっても抵抗値が変化しにくく、一定以上の電圧が加わった際に抵抗値が大きく変化する非線形な特性を有する電熱変換素子が好適である。 線形な特性を有する電熱変換素子では、複数の発熱手段を選択的に駆動する際に、非選択の発熱手段にノイズ電圧が加わり、エネルギーを浪費したり、また駆動電圧に影響を与えてインクの吐出量が変化したりし、記録画像に影響を与える恐れがある。特に、複数の縦配線と複数の横配線とに電圧を印加して、縦配線と横配線との交点にマトリクス状に配置された発熱手段を選択的に駆動するインクジェット記録ヘッドでは、駆動の過程で非選択の発熱手段に駆動電圧より低い電圧が印加される恐れがあり、この電圧が順方向である場合には、非選択の発熱手段に不要な発熱が生じることになる。不要な発熱が生じて熱が蓄積されると、いざ吐出される際に加熱すると規定以上に発熱してしまい、その結果必要以上の量のインクが吐出されてしまう。そのため、ノズル毎のインク吐出量にばらつきが生じてしまう。
かかる不都合を鑑みて、非線形な特性を有する電熱変換素子を用いれば、ノイズなどの駆動電圧よりも低い電圧が発熱手段に加わっても不要な発熱が生じないため、インクの吐出量のばらつきが抑制でき、印刷物の粒状性、階調性が良好となる。また、不必要な発熱を防ぐことができるため、エネルギーの浪費を防ぐことができる。
また、記録ヘッドの各電熱変換素子の抵抗値を測定し、その抵抗値に基づいて各電熱変換素子に印加する駆動電圧を調整することができる。特に記録ヘッドが長尺化した場合には、ノズル毎の電熱変換素子の抵抗値にばらつきが生じやすくなり、その結果、吐出されるインク量にばらつきが生じてしまう。しかし、各電熱抵抗素子の抵抗値をフィードバックして印加電圧を調整することで、狙いの大きさのインク滴を吐出することができる。
As the ink jet head constituting the
As the electrothermal conversion element, an electrothermal conversion element having a non-linear characteristic in which the resistance value hardly changes even when a low voltage is applied and the resistance value largely changes when a voltage of a certain level or more is applied is suitable. In an electrothermal conversion element having a linear characteristic, when a plurality of heat generating means are selectively driven, noise voltage is applied to the non-selected heat generating means, energy is wasted, and the drive voltage is affected to affect the ink. There is a possibility that the discharge amount may change and affect the recorded image. In particular, in an inkjet recording head that applies voltages to a plurality of vertical wirings and a plurality of horizontal wirings and selectively drives heating means arranged in a matrix at intersections of the vertical wirings and the horizontal wirings, the driving process In this case, a voltage lower than the driving voltage may be applied to the non-selected heat generating means. If this voltage is in the forward direction, unnecessary heat generation occurs in the non-selected heat generating means. If unnecessary heat is generated and heat is accumulated, if it is heated when it is discharged, it generates more heat than specified, and as a result, an amount of ink more than necessary is discharged. As a result, the ink discharge amount varies from nozzle to nozzle.
In view of such inconvenience, if an electrothermal conversion element having a non-linear characteristic is used, unnecessary heat generation does not occur even when a voltage lower than the driving voltage such as noise is applied to the heat generating means, and thus variation in the ink discharge amount is suppressed. And the graininess and gradation of the printed matter are good. Moreover, since unnecessary heat generation can be prevented, waste of energy can be prevented.
Further, the resistance value of each electrothermal conversion element of the recording head can be measured, and the drive voltage applied to each electrothermal conversion element can be adjusted based on the resistance value. In particular, when the recording head is lengthened, the resistance value of the electrothermal conversion element for each nozzle tends to vary, and as a result, the amount of ejected ink varies. However, by adjusting the applied voltage by feeding back the resistance value of each electrothermal resistance element, it is possible to eject ink droplets of a target size.
更に、サーマル方式の記録ヘッドを用いる場合、電熱変換素子(吐出エネルギー発生体)に保護層を設けても良い。
保護層を設けることにより、インクによる浸食、コゲーション(インク成分の焦げ付き)やキャビテーション(気泡収縮時の衝撃による破壊)が直接電熱変換素子に作用しなくなるという効果が得られる。これにより、電熱変換素子の耐久性の向上効果が得られる。
Furthermore, when a thermal recording head is used, a protective layer may be provided on the electrothermal conversion element (discharge energy generator).
By providing the protective layer, it is possible to obtain an effect that erosion by ink, kogation (burning of the ink component) and cavitation (destruction due to shock at the time of bubble contraction) do not directly act on the electrothermal conversion element. Thereby, the improvement effect of durability of an electrothermal conversion element is acquired.
給紙トレイ4の用紙3は、給紙コロ(半月コロ)21と分離パッド(図示せず)によって1枚ずつ分離され装置本体1内に給紙され、搬送機構5に送り込まれる。
搬送機構5は、給紙された用紙3をガイド面23aに沿って上方にガイドし、また両面ユニット7から送り込まれる用紙3をガイド面23bに沿ってガイドする搬送ガイド部23と、用紙3を搬送する搬送ローラ24と、この搬送ローラ24に対して用紙3を押し付ける加圧コロ25と、用紙3を搬送ローラ24側にガイドするガイド部材26と、両面印刷時に戻される用紙3を両面ユニット7に案内するガイド部材27と、搬送ローラ24から送り出す用紙3を押圧する押し付けコロ28とを具備している。
The
The transport mechanism 5 guides the fed
更に、搬送機構5は、記録ヘッド14で用紙3の平面性を維持したまま搬送するために、駆動ローラ31と従動ローラ32との間に掛け渡した搬送ベルト33と、この搬送ベルト33を帯電させるための帯電ローラ34と、この帯電ローラ34に対向するガイドローラ35と、搬送ベルト33を画像形成部2に対向する部分で案内するガイド部材(プラテンプレート)と、搬送ベルト33に付着した記録液(インク)を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラ等を具備している。
Further, in order to convey the
ここで、搬送ベルト33は無端状ベルトであり、駆動ローラ31と従動ローラ(テンションローラ)32との間に掛け渡されて、図1の矢示方向(用紙搬送方向)に周回するように構成されている。
Here, the
搬送ベルト33は、単層構成又は図4に示すように第1層(最表層)33aと第2層(裏層)33bの2層構成あるいは3層以上の構成とすることができる。例えば、搬送ベルト33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)とで構成することができる。
The
帯電ローラ34は、搬送ベルト33の表層に接触し、搬送ベルト33の回動に従動して回転するように配置されている。帯電ローラ34には高圧回路(高圧電源:図示せず)から高電圧が所定のパターンで印加されるようになされている。
また、搬送機構5から下流側には、画像が記録された用紙3を排紙トレイ6に送り出すための排紙ローラ38を備えている。
The charging
Further, on the downstream side from the transport mechanism 5, a
上述したような構成を有する画像形成装置において、搬送ベルト33は矢示方向に周回し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ34と接触することで正に帯電されるようになされている。この場合、帯電ローラ34からは所定の時間間隔で極性を切り替えることによって所定の帯電ピッチで帯電させることができる。
高電位に帯電した搬送ベルト33上に用紙3が給送されると、用紙3内部が分極状態になり、搬送ベルト33上の電荷と逆極性の電荷が用紙3のベルト33と接触している面に誘電され、ベルト33上の電荷と搬送される用紙3上に誘電された電荷同士が互いに静電的に引っ張り合い、用紙3は搬送ベルト33に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト33に強力に吸着した用紙3は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。
そこで、搬送ベルト33を周回させて用紙3を移動させ、キャリッジ13を片方向又は双方向に移動走査しながら画像信号に応じて記録ヘッド14を駆動し、図5(a)、(b)に示すように、記録ヘッド14からインクの液滴14iを吐出(噴射)させ、停止状態にある用紙3に着弾させて、ドットDiを形成することにより、1行分の記録を行い、続いて用紙3を所定量搬送した後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙3の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了する。なお、図5(b)は、図5(a)のドットDi形成部分の拡大図を示す。
上述のようにして画像記録がなされた用紙3は、排紙ローラ38によって排紙トレイ6に排紙される。
In the image forming apparatus having the above-described configuration, the
When the
Accordingly, the
The
次に、インクジェット記録装置の制御部について、図6を参照して説明する。なお、図6は制御部の全体ブロック説明図である。
制御部100は、インクジェット記録装置全体の制御を司るCPU101と、CPU101が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM102と、画像データ等を一時格納するRAM103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)104と、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ASIC105とを具備している。
Next, the control unit of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an overall block diagram of the control unit.
The
また、制御部100は、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置であるホスト90側とのデータや信号の送受を行うためのI/F106と記録ヘッド14を駆動制御するためのヘッド駆動制御部107、及びヘッドドライバ108、主走査モータ110を駆動するための主走査モータ駆動部111、副走査モータ112を駆動するための副走査モータ駆動部123、環境温度及び/又は環境湿度を検出する環境センサ118、図示しない各種センサからの検知信号を入力するためのI/O116等を具備している。
また、制御部100には、所定の情報の入力及び表示を行うための操作パネル117が接続されている。
更に制御部100は、帯電ローラ34に対する高電圧を印加する高圧回路(高圧電源)114のオン/オフの切り替え及び出力極性の切り替え制御を行う機能を具備している。
The
The
Further, the
ここで、制御部100は、パーソナルコンピュータ等のデータ処理装置、イメージスキャナ等の画像読み取り装置、デジタルカメラ等の撮像装置等のホスト90側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットを介してI/F106で受信するようになされている。
なお、制御部100に対する印刷データの生成出力は、ホスト90側のプリンタドライバ91によって行うようになされている。
そして、CPU101は、I/F106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、ASIC105にてデータの並び替え処理等を行って、ヘッド駆動制御部107に画像データを転送する。
なお、画像出力するための印刷データのビットマップデータへの変換は、前述したようにホスト90側のプリンタドライバ91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いるが、他の変形例としては、例えばROM102にフォントデータを格納して行うこともできる。
Here, the
Note that print data generation output for the
Then, the
Note that the conversion of print data for image output into bitmap data is performed by developing the image data into bitmap data by the
ヘッド駆動制御部107は、記録ヘッド14の、1行分に相当する画像データ(ドットパターンデータ)を受信すると、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108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108に送出する。
このヘッド駆動制御部107は、駆動波形(駆動信号)のパターンデータを格納したROM(ROM102で構成することもできる。)と、このROMから読み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んでいる。
また、ヘッドドライバ108は、ヘッド駆動制御部107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107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)等を含んでおり、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14のアクチュエータ手段に印加して、記録ヘッドを駆動するようになされている。
When the head
The head
The
また、本発明に係るインクジェット記録装置は、記録媒体(用紙)の少なくとも一部の縁部に対して余白を設けない形式として印刷を行うこともできるものとする。
このような形式を選択する場合、縁部をプリントする際には、必然的に記録媒体(用紙)の外にもインクが吐出されることになる。これは、用紙の縁部限界まで印刷するようにインクを噴射しても、実際には用紙の搬送系の送り誤差、キャリッジの駆動誤差等により理想とする着弾位置にインクを着弾されない場合があるためである。このような印刷位置の誤差を加味して理想より広めに印刷することとなり、どうしてもプリント媒体外にもインクを吐出することになるのである。
Further, the ink jet recording apparatus according to the present invention can perform printing in a format in which no margin is provided for at least a part of the edge of the recording medium (paper).
When such a format is selected, ink is inevitably ejected from the recording medium (paper) when the edge is printed. This is because even if ink is ejected so as to print to the edge of the sheet, the ink may not actually land at an ideal landing position due to a feeding error of the sheet conveying system, a driving error of the carriage, or the like. Because. In consideration of such printing position errors, printing is performed wider than ideal, and ink is inevitably ejected outside the print medium.
上述したような印刷誤差により用紙外にはみ出すインクは、記録に寄与しないものであるため、無駄なインク消費であり、はみ出しインクを極力減らす必要がある。
用紙からのインクのはみ出しを減らす方法としては、例えば、用紙の搬送精度を向上させる方法が挙げられる。具体的には、用紙端部を印刷する際には、用紙の送り量を微小にする方法がある。
The ink that protrudes out of the paper due to the printing error as described above does not contribute to the recording, and therefore is a wasteful ink consumption, and it is necessary to reduce the protruding ink as much as possible.
As a method for reducing the protrusion of ink from the paper, for example, there is a method for improving the paper conveyance accuracy. Specifically, there is a method of making the paper feed amount minute when printing the edge of the paper.
次に、画像を形成するために画像データを転送するホスト側となるプリンタドライバを含む画像処理装置の例について、図7を参照して説明する。
データ処理装置のプリンタドライバ91は、アプリケーションソフト等から与えられた画像データ130をモニター表示用の色空間から記録装置用の色空間への変換(RGB表色系→CMY表色系)を行うCMM(Color Management Module)処理部131、CMYの値から黒生成/下色除去を行うBG/UCR(Black Generation/Under Color Removal)処理部132、記録装置の特性やユーザの嗜好を反映した入出力補正を行うγ補正部133、記録装置の解像度に合わせて拡大処理を行うズーミング(Zooming)部134、画像データを記録装置から噴射するドットのパターン配置に置き換える多値・少値マトリクスを含む中間調処理部135を含んでいる。
Next, an example of an image processing apparatus including a printer driver on the host side that transfers image data to form an image will be described with reference to FIG.
The
次に、上述した本発明に係る画像形成装置(インクジェット記録装置)を用いた具体的な操作形態について説明する。
記録走査方向(例えばシリアルヘッド方式ならば主走査方向、ラインヘッド方式ならば記録媒体の搬送方向を示す)の記録密度を疎にすることによって記録速度を高めることができるが、本発明においては、高い画像品質を維持しつつ、この高速化を実現する。
Next, a specific operation mode using the above-described image forming apparatus (inkjet recording apparatus) according to the present invention will be described.
The recording speed can be increased by reducing the recording density in the recording scanning direction (e.g., the main scanning direction if the serial head method is used, and the conveyance direction of the recording medium if the line head method is used). This high speed is achieved while maintaining high image quality.
本発明に係る画像形成装置(インクジェット記録装置)の操作の構成のブロック図を図8に示す。
図8中、記録密度設定部200において、記録走査方向の記録密度が設定される。この情報は、画像の解像度情報として画像処理部203へ送られる。画像処理部203は、図7に示した画像処理装置のことを指すものとする。
次に、記録走査方向の記録密度についての情報が、記録調整量設定部201に送られ、記録走査速度調整とインク液滴吐出量調整、ノズル吐出時期調整についての情報が、制御部100に伝えられる。同時に制御部100は画像処理部からドット配置データを受け取り、画像形成が開始される。
FIG. 8 shows a block diagram of an operation configuration of the image forming apparatus (inkjet recording apparatus) according to the present invention.
In FIG. 8, the recording
Next, information about the recording density in the recording scanning direction is sent to the recording adjustment
記録走査方向の記録密度を低くし、走査速度を高める手法について図9(a)、(b)を参照して説明する。
記録密度を1/N(Nは1以上の実数)にする。
記録ヘッドの最高駆動周波数が同じ場合、理想的にはN倍高速に記録走査できることとなる。実際には記録走査速度はM倍(M=s×Nであり、係数sは1以上の実数)に調整される。
A method for reducing the recording density in the recording scanning direction and increasing the scanning speed will be described with reference to FIGS.
The recording density is 1 / N (N is a real number of 1 or more).
When the maximum drive frequency of the recording head is the same, ideally, the recording scanning can be performed N times faster. Actually, the recording scanning speed is adjusted to M times (M = s × N, and the coefficient s is a real number of 1 or more).
記録走査方向の記録密度を1/Nに変更したことの情報は、画像処理部203に伝えられ、図7に示して説明した手順に従い、画像データ130からドットのパターン配置に置き換えられる。
また、記録走査速度をM倍(M=s×N、係数sは1以上の実数)にするために、制御部100で、インク液滴吐出速度や記録媒体搬送速度、記録ヘッド移動速度、液滴の吐出周期を制御する。
記録ヘッドの最高駆動周波数が同じ場合、理想的には係数sは1.0である。しかし、機械的特性(記録ヘッド速度や記録媒体搬送速度の高速化による位置精度悪化あるいは機械の速度限界など)や、インク液滴の記録媒体への受容特性(記録媒体へ一度に多くの液滴を着弾させることによる滲み等の発生)により、係数sを1.0とすると、画像不具合を生じることがある。
Information that the recording density in the recording scanning direction has been changed to 1 / N is transmitted to the
Further, in order to increase the recording scanning speed by a factor of M (M = s × N, coefficient s is a real number of 1 or more), the
When the maximum drive frequency of the recording head is the same, the coefficient s is ideally 1.0. However, the mechanical properties (such as deterioration in positional accuracy due to increased recording head speed and recording medium conveyance speed or machine speed limit) and the acceptance characteristics of ink droplets on the recording medium (many droplets on the recording medium at one time) If the coefficient s is set to 1.0 due to the occurrence of bleeding or the like caused by landing), an image defect may occur.
画像不具合の具体例を図10(a)〜(c)に示して説明する。
図10(a)は液滴が正常に着弾した状態を示し、図10(b)は、着弾ずれがあり、画像としてチリが発生した状態を示し、図10(c)は、着弾したインクのドットが不均一であった状態を示す。実際の画像においては、これらの不具合が複合して現れる。
そこで、上述した係数sについては、s=1.0に設定して高速記録を行う際に不具合が生じる場合には、sを1.0よりも小さい値に設定し、記録走査速度を低下させて画像を実用上充分な水準に維持するようにする。
A specific example of the image defect will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 (a) shows a state in which the droplets have landed normally, FIG. 10 (b) shows a state in which there is a landing deviation and dust is generated as an image, and FIG. 10 (c) shows the state of the landed ink. This shows a state where dots are non-uniform. In an actual image, these defects appear in combination.
Therefore, with respect to the coefficient s described above, if a problem occurs when high speed recording is performed with s = 1.0, s is set to a value smaller than 1.0 to reduce the recording scanning speed. So that the image is maintained at a practically sufficient level.
上述したように、使用する画像形成装置の機械的特性や、インク液滴の記録媒体への受容特性により、良質な画像形成を行うことを目的として最適化されるsおよびNの値は変動するものである。
このため、sおよびNの値は、あらかじめ最適な値を、ROM102などに初期値を保持しておくことが望ましい。ネットワークやプリンタドライバ91から読み込むようにしてもよく、さらには、プリンタドライバ91を介してユーザが設定し、RAM103に保持できるようにしてもよい。
本発明の画像形成装置は、前記s及びNの値に関し、最適値を適宜選定して変更可能な機能を有する第1の変更手段を具備している。
As described above, the values of s and N, which are optimized for the purpose of forming a high-quality image, vary depending on the mechanical characteristics of the image forming apparatus to be used and the accepting characteristics of ink droplets to the recording medium. Is.
For this reason, it is desirable that the values of s and N are optimal values in advance and initial values are held in the
The image forming apparatus of the present invention includes a first changing unit having a function capable of appropriately selecting and changing the optimum values for the values of s and N.
上述したように、記録走査方向の記録密度に応じて記録走査速度が決定されるが、これは、画像形成毎のみならず、オブジェクトごとに記録密度を変更・設定することも可能である。
すなわち、文字の品質(輪郭部の鮮鋭性や微小文字の再現性など)を確保するために、文字のみ記録密度を変更しない(文字オブジェクトのみN=1.0に設定する)で、文字以外のオブジェクト(例えば、文字以外の塗りおよび線オブジェクトや、イメージオブジェクト、グラフィクスオブジェクトなども含む)の記録密度を変更する(Nを1.0よりも大きい値に設定する)こともできる。
As described above, the recording scanning speed is determined in accordance with the recording density in the recording scanning direction, but this can be changed and set not only for each image formation but also for each object.
That is, in order to ensure the quality of characters (sharpness of outlines, reproducibility of minute characters, etc.), the recording density only for characters is not changed (only character objects are set to N = 1.0), and other than characters. It is also possible to change the recording density of objects (including fill and line objects other than characters, image objects, graphics objects, etc.) (N is set to a value larger than 1.0).
ところで、記録走査方向の記録密度を疎にすると、記録媒体上に形成されるドット間に隙間が発生する。かかる点に鑑みて、記録媒体上に形成されるドットの記録走査方法の幅がS=t×Nとなるように、係数t(tは1以上の実数)を調整し、インク液の吐出量を制御する。
すなわち、図11(a)、(b)に示すように、記録走査方向のドット間の隙間が無いように係数tを調整し、その調整量を基に制御部100で液滴吐出量を制御する。
但し、記録走査方向のドット間の隙間を埋めるために記録走査方向と直交する方向のドットの重なりが大きくなり、記録媒体上で液滴があふれて色むらとなり画像不具合となる場合があるので、このような場合も考慮してtを調整することが望ましい。
本発明の画像形成装置は、前記tの値に関し、最適値を適宜選定して変更可能な機能を有する第2の変更手段を具備している。
By the way, when the recording density in the recording scanning direction is sparse, a gap is generated between dots formed on the recording medium. In view of this point, the coefficient t (t is a real number of 1 or more) is adjusted so that the width of the recording scanning method of dots formed on the recording medium is S = t × N, and the ejection amount of the ink liquid To control.
That is, as shown in FIGS. 11A and 11B, the coefficient t is adjusted so that there is no gap between dots in the recording scanning direction, and the
However, since the overlap of dots in the direction orthogonal to the recording scanning direction becomes large in order to fill the gaps between the dots in the recording scanning direction, the liquid droplets overflow on the recording medium, resulting in image irregularities, which may cause image defects. It is desirable to adjust t in consideration of such a case.
The image forming apparatus of the present invention includes a second changing unit having a function capable of appropriately selecting and changing the optimum value with respect to the value of t.
ドット間に生じる隙間を補完するためには、ドットを大きくすることと、ノズル配列方向の偶数ノズルと奇数ノズルの吐出時期を異ならせることを、併用すると効果的であることが確かめられた。
すなわち、単にドットを大きくするのみだけでは、図11(a)から明らかなように、記録走査方向と直交する方向にドットが一直線に配置されるため、ドットの重なり部が大きくなってしまう。一方、この吐出時期を異ならせる方法を併用すると、図11(b)に示すように、記録走査方向と直交する方向にドットが千鳥状に配置されるので、ドットの重なり部が少なくなる。これによりドット間の隙間のない画像を形成でき、記録走査方向の記録密度を疎にしたことによる画像品質低下を最小限に抑えることができる。
In order to compensate for the gap generated between the dots, it has been confirmed that it is effective to use a combination of increasing the size of the dots and changing the discharge timing of the even-numbered nozzles and the odd-numbered nozzles in the nozzle arrangement direction.
That is, when the dots are simply enlarged, as is apparent from FIG. 11A, the dots are arranged in a straight line in the direction orthogonal to the recording scanning direction, so that the overlapping portion of the dots becomes large. On the other hand, when this method of changing the discharge timing is used in combination, as shown in FIG. 11B, dots are arranged in a staggered manner in a direction orthogonal to the recording scanning direction, so that overlapping portions of dots are reduced. As a result, it is possible to form an image with no gaps between dots, and it is possible to minimize deterioration in image quality due to the sparse recording density in the recording scanning direction.
1 装置本体
2 画像形成部
3 記録媒体(用紙)
4 給紙トレイ
5 搬送機構
6 排紙トレイ
7 両面ユニット
11,12 ガイドシャフト
13 キャリッジ
14 記録ヘッド
15 インクカートリッジ
21 給紙コロ(半月コロ)
23 搬送ガイド部
24 搬送ローラ
25 加圧コロ
26 ガイド部材
27 ガイド部材
28 押し付けコロ
31 駆動ローラ
32 従動ローラ
33 搬送ベルト
34 帯電ローラ
35 ガイドローラ
38 排紙ローラ
100 制御部
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 不揮発性メモリ(NVRAM)
105 ASIC
106 I/F
107 ヘッド駆動制御部
108 ヘッドドライバ
110 主走査モータ
111 主走査モータ駆動部
112 副走査モータ
118 環境センサ
116 I/O
117 操作パネル
123 副走査モータ駆動部
130 画像データ
131 CMM処理部
132 BG/UCR処理部
133 γ補正部
134 ズーミング部
135 中間調処理部
200 記録密度設定部
201 記録調整量設定部
203 画像処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus main body 2
4 Feeding tray 5 Conveying mechanism 6 Discharging
DESCRIPTION OF
102 ROM
103 RAM
104 Nonvolatile memory (NVRAM)
105 ASIC
106 I / F
107 Head
117 Operation panel 123 Sub-scanning
Claims (8)
走査方向における記録密度を、1/N(Nは1以上の実数)にする記録密度制御手段と、
記録走査速度を、係数s(sは1以下の実数)と前記Nを乗じたM倍(M=s×N)に設定する記録走査速度制御手段と、
前記記録媒体上に形成されるドット幅が、係数t(tは1以上の実数)と、前記Nを乗じたS(S=t×N)となるように、インク液の吐出量を制御する、液滴吐出量制御手段とを具備していることを特徴とする画像形成装置。 In accordance with a control signal transmitted from image processing control means for processing input image information into data, an image forming apparatus that forms an image by ejecting ink liquids of a plurality of colors from a recording head onto a recording medium,
Recording density control means for setting the recording density in the scanning direction to 1 / N (N is a real number of 1 or more);
A recording scanning speed control means for setting the recording scanning speed to M times (M = s × N) obtained by multiplying the coefficient s (s is a real number of 1 or less) and the N;
The discharge amount of the ink liquid is controlled so that the dot width formed on the recording medium becomes S (S = t × N) obtained by multiplying N by a coefficient t (t is a real number of 1 or more). An image forming apparatus comprising: a droplet discharge amount control unit.
前記ノズルの配列方向における、偶数番目のノズルと、奇数番目のノズルとの、インク液滴吐出のタイミングを異ならせることが可能となされていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The recording head has a configuration in which a plurality of nozzles that eject ink droplets are arranged,
6. The ink droplet ejection timing of the even-numbered nozzles and the odd-numbered nozzles in the nozzle arrangement direction can be made different. The image forming apparatus described in the item.
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