JP2009056635A - 印字画素ヘッドの反り検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラインヘッドの反りを容易に、かつ安価な構成で検知すること。
【解決手段】主走査方向の印字幅またはそれ以上の長さにわたってラインヘッドが配列され、主走査方向にライン印字しながら副走査方向に搬送される記録媒体に印字する印字装置における印字画素ヘッドの反り検知装置であって、主走査方向に等間隔ピッチのドット画像でなるテスト画像パターンを印字出力するラインヘッド１０１と、主走査ライン方向に配置され、前記画像パターン出力手段で印字出力されたテスト画像パターンの主走査方向のパターンを読み取るパターン検知センサ１０６と、パターン検知センサ１０６で読み取ったテスト画像パターンとあらかじめ記憶されている基準パターンとを比較し、当該比較した結果、両者の差が所定量以上ずれている場合にラインヘッド１０１の反りとして検知するＣＰＵ２０１と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ラインヘッドを用いるインクジェットなどの画像形成装置における印字画素ヘッドの反り検知装置に関するものである。

昨今、パソコンの普及に伴い、一般家庭用、業務用を問わず日常生活へ著しく普及しているインクジェット方式の画像形成装置では、シリアルヘッド方式と呼ばれる印刷方式が主流である。その理由として、専用紙を用いることで写真画像が優れている点や、値段が安いという長所があげられる。しかしながら、紙送り方向と直行する方向に印刷ヘッドを何度も往復させるシリアルヘッド方式では、レーザー方式の画像形成装置と比較して印刷時間が長くなる傾向がある。このため、印刷速度を高速化できる技術の開発が急がれており、その高速化技術の一つとして、ラインヘッド方式があげられる。ラインヘッドとは、被記録媒体幅もしくはそれ以上の長さにわたって配列された複数の短尺ヘッドから構成される、あるいは単一の長尺ヘッドの事で、１ライン分の画像を一度に記録することができ、シリアルヘッド方式と比較して格段に短い時間で画像印刷することができる。

シリアルヘッド方式に通常用いられる短尺ヘッドは約１〜２ｉｎｃｈ程度と短いが、ラインヘッドは複数の短尺ヘッドを繋げるか、あるいは一つで被記録媒体幅もしくはそれ以上の長さであるため、ヘッド反りが懸念される。このため、ヘッド中央部とヘッド端部で液滴着弾位置でのドット間隔が同一でなくなり、スジが発生したり、複数のヘッドを用いて多色印字を行う場合は色ずれを生じたりして、画像品質を著しく低下させることがある。そこで、それらを解決すべく幾つかの技術が下記特許文献において提案されている。

特許文献１においては、あらかじめ非接触三次元測定器を用いてヘッド全体の反り量を測定し、ヘッド反り量に応じてあらかじめ定められた補正値により搬送量・インク滴吐出量を補正することが開示されている。また、特許文献２においては、ノズル抜けによる濃度再現性不具合防止を目的としたシリアルインクジェットの一般技術が開示されている。また、特許文献３においては、搬送手段を基準に考えてヘッドと逆側(搬送手段の内側)に検知手段を設けて、該検知手段でテストパターンを読み込み、不良ノズルを検出・補正する技術が開示されている。

特開２００６−７５４８号公報 特開２００４−２５６３８号公報 特開２００６−６９０２７号公報

しかしながら、上記に示すような従来の技術にあっては、以下のような問題点があった。特許文献１においては、あらかじめ非接触三次元測定器を用いてヘッド全体の反り量を測定しなければならず、技術的難易度が非常に高く、現実的でない。また、特許文献２においては、ノズル抜けによる濃度再現性不具合防止を目的としたシリアルインクジェットの一般技術であり、ラインヘッドの反りを検出するものではない。また、特許文献３においては、インク滴の定着性・浸透性等は非記録媒体の印字面で最適化されているため、裏面でテストパターンを読み込んだのでは明らかに精度を欠くという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ラインヘッドの反りを容易に、かつ安価な構成で検知することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、主走査方向の印字幅またはそれ以上の長さにわたって印字画素ヘッドが配列され、主走査方向にライン印字しながら副走査方向に搬送される記録媒体に印字する印字装置における印字画素ヘッドの反り検知装置であって、主走査方向に等間隔ピッチのドット画像でなるテスト画像パターンを印字出力する画像パターン出力手段と、主走査ライン方向に配置され、前記画像パターン出力手段で印字出力されたテスト画像パターンの主走査方向のパターンを読み取る画像パターン読取手段と、前記画像パターン読取手段で読み取ったテスト画像パターンとあらかじめ記憶されている基準パターンとを比較し、当該比較した結果、両者の差が所定量以上ずれている場合に前記印字画素ヘッドの反りとして検知する反り検知手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、主走査方向に等間隔ピッチのドット画像でなるテスト画像パターンを印字出力する画像パターン出力手段と、主走査ライン方向に配置され、前記画像パターン出力手段で印字出力されたテスト画像パターンの主走査方向のパターンを読み取る画像パターン読取手段と、前記画像パターン読取手段で読み取ったテスト画像パターンとあらかじめ記憶されている基準パターンとを比較し、当該比較した結果、両者の差が所定量以上ずれている場合に前記印字画素ヘッドの反りとして検知する反り検知手段と、を備えることにより、印字画素ヘッドの反りを装置自体で検知することが可能になる。

また、請求項２にかかる発明は、前記画像パターン読取手段は、主走査ライン方向における両端部分にそれぞれ配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、請求項１において、主走査ライン方向における両端部分にそれぞれに画像パターン読取手段を配置することにより、被記録媒体幅方向の両端のドット間隔を確認することが可能になる。

また、請求項３にかかる発明は、前記テスト画像パターンは、走査ライン方向における両端部分に形成されることを特徴とする。

この発明によれば、請求項２において、走査ライン方向における両端部分にテスト画像パターンを形成することにより、画像パターン読取手段の部分のみに画像を形成でき、余分な画像部分がなくなる。

また、請求項４にかかる発明は、さらに、印字画素ヘッドの反り検知モードを入力する反り検知モード入力手段を備えることを特徴とする。

この発明によれば、請求項１、２または３において、印字画素ヘッドの反り検知モードを入力する反り検知モード入力手段を備えることにより、任意のタイミングで印字画素ヘッドの反り検知を行なうことが可能になる。

また、請求項５にかかる発明は、さらに、前記反り検知制御手段により印字画素ヘッドの反りが検知された場合、印字画素ヘッドの反りが発生したことを表示する反り表示手段を備えることを特徴とする。

この発明によれば、請求項１〜４のいずれか一つにおいて、反り検知制御手段により印字画素ヘッドの反りが検知された場合、印字画素ヘッドの反りが発生したことを表示する反り表示手段を備えることにより、印字画素ヘッドの反りが発生したことを的確に知らせることが可能になる。

本発明（請求項１）にかかる印字画素ヘッドの反り検知装置は、主走査方向に等間隔ピッチのドット画像でなるテスト画像パターンを印字出力する画像パターン出力手段と、主走査ライン方向に配置され、前記画像パターン出力手段で印字出力されたテスト画像パターンの主走査方向のパターンを読み取る画像パターン読取手段と、前記画像パターン読取手段で読み取ったテスト画像パターンとあらかじめ記憶されている基準パターンとを比較し、当該比較した結果、両者の差が所定量以上ずれている場合に前記印字画素ヘッドの反りとして検知する反り検知手段と、を備えることにより、印字画素ヘッドの反りを装置自体で検知することが可能になるため、印字画素ヘッドの反りを容易に、かつ安価な構成で検知することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項２）にかかる印字画素ヘッドの反り検知装置は、請求項１において、主走査ライン方向における両端部分にそれぞれに画像パターン読取手段を配置することにより、被記録媒体幅方向の両端のドット間隔を確認することが可能になるため、簡単な構成で印字画素ヘッドの反りを容易に検知することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項３）にかかる印字画素ヘッドの反り検知装置は、請求項２において、走査ライン方向における両端部分にテスト画像パターンを形成することにより、画像パターン読取手段の部分のみに画像を形成でき、余分な画像部分がなくなるため、必要最小限のサプライ消費に抑えることができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項４）にかかる印字画素ヘッドの反り検知装置は、請求項１、２または３において、印字画素ヘッドの反り検知モードを入力する反り検知モード入力手段を備えることにより、任意のタイミングで印字画素ヘッドの反り検知を行なうことが可能になるため、異常画像となる印字画素ヘッドの反り検知を容易に、かつ随時実行することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項５）にかかる印字画素ヘッドの反り検知装置は、請求項１〜４のいずれか一つにおいて、反り検知制御手段により印字画素ヘッドの反りが検知された場合、印字画素ヘッドの反りが発生したことを表示する反り表示手段を備えることにより、印字画素ヘッドの反りが発生したことを的確に知らせることが可能になるため、印字画素ヘッドの反り発生有無を容易に確認することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる印字画素ヘッドの反り検知装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の要部構成を示す説明図である。この画像形成装置はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のラインヘッドを用いたインクジェット方式で構成される。図１において、符号１０１は被記録媒体の幅あるいはそれ以上の長さにわたって配列された複数の短尺ヘッドから構成されるか、あるいは単一のラインヘッド、符号１０２はラインヘッド１０１から吐き出されるインク滴により画像が形成される紙などの被記録媒体、符号１０３は被記録媒体１０２を搬送する搬送ベルト、符号１０４、１０５は、搬送ベルト１０３を駆動するためのベルト用ローラ、符号１０６は主走査方向の同一ライン上に配置されたパターン検知センサ、符号２０１は本装置を統括的に制御するＣＰＵ，符号２０１はテストパターンおよび基準パターンなどが格納されているＲＯＭ、符号２０３はワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ、符号２０４は操作表示部である。

上記図１では、被記録媒体１０２の搬送ベルト１０３、ベルト用ローラ１０４，１０５で構成しているが、回転ドラムのような回転体で構成してもよい。また、パターン検知センサ１０６は、通常、スキャナや密着センサのように印字ドットを読み込むことができる解像度を有するものが適している。また、ＲＯＭ２０２に本発明のヘッド反り検知時に用いるテストパターンおよびこのテストパターンに対応する基準パターンが格納されている。このテストパターンには主走査方向のドットパターンが等間隔で設けられ、また、副走査方向のラインが等間隔で設けられている。

図２は、図１に示した画像形成装置の電装系の構成を示すブロック図である。図２において、符号２０１は本画像形成装置のシステム制御を行うＣＰＵである。ＣＰＵ２０１はＲＯＭ２０２に格納されているプログラムにしたがってＲＡＭ２０３をワークエリアに使用しながら、本画像形成装置を統括的に制御する。符号２０４はオペレータが各種設定などを行なうための操作表示部、符号２０７はＩ／Ｏ制御部であり、紙サイズ検知やジャム検知などを行う各種センサー２０５の入力および負荷を駆動する各種モーター２０６の出力制御信号をＣＰＵ２０１の命令に基づいて制御する。符号２０８は原稿画像を読み取るスキャナ、符号２０９はスキャナ２０８を制御する読み取り制御部、符号２１０はラインヘッド１０９によって被記録媒体１０１に画像を形成するプロッタ、符号２１１はプロッタ２１０の制御を行う印字制御部、符号２１２は電話回線とのＩ／Ｆ制御を行う網制御装置、符号２１３は網制御装置２１２の制御も含めて各種ファクシミリ通信制御を行う通信制御部である。

図３は、パターン検知センサ１０６の配置を主走査方向からみた図である。図示するように、主走査方向の前後にＸｍｍの検知幅を有するパターン検知センサ１０６が設けられている。図４は、操作表示部２０４の反り検知モード入力キー２１５を設けた例および表示パネル２１６の表示例を示す図である。

パターン検知センサ１０６は各種センサー２０５（図２参照）のうちの１つであり、パターン検知センサ１０６から読み取られたテストパターンのデータはＩ／Ｏ制御部２０７に取り込まれ画像処理部１１０で所定の処理を施された後、ＣＰＵ２０１はＲＯＭ２０２またはＲＡＭ２０３に記憶されている正しいパターンと比較し、ラインヘッド１０１の反り有無を判断する。

図５は、本発明の実施の形態にかかるラインヘッド１０１の反り検知動作を示すフローチャートである。この動作はＣＰＵ２０１によって実行される。まず、ヘッド反り検知モードに入るか否かを判断する（ステップＳ１１）。このヘッド反り検知モードに入るかの判断は、操作表示部２０４の反り検知モード入力キー２１５による入力あるいは画像形成装置に出力要求するパーソナルコンピュータなどの外部接続機器によって判断する。ここでのヘッド反り検知モードに移行すると判断した場合、さらにラインヘッド１０１の反り検知を実施するか否かを判断する（ステップＳ１２）。ラインヘッド１０１の反り検知を実施すると判断すると、所定のテストパターンを各色で印字する（ステップＳ１３）。続いて、パターン検知センサ１０６で各色のテストパターンを読み込み（ステップＳ１４）、この読み込んだテストパターンを画像処理する（ステップＳ１５）。続いて、読み取ったテストパターンとテストパターンの元データ（基準パターン）とを比較する（ステップＳ１６）。そして、比較した結果の差異はあらかじめ定めた許容範囲内であるかを判断する(ステップＳ１７)。ここで許容範囲内であると判断した場合、ラインヘッド１０１の反りがない旨を操作表示部２０４に表示する(ステップＳ１８)。一方、ステップＳ１７において許容範囲を超えた場合、ラインヘッド１０１に反りがある旨を操作表示部２０４に表示する(ステップＳ１９)。

ラインヘッド１０１に反りがあると検知した場合、図４の操作表示部２０４の表示パネル２１６に、たとえば、「ヘッドに反りがあります。所定の処理を行なってください」といった表示を行なう。なお、この所定の処理とは、装置を保守するサービス区あるいは担当のサービスマンに連絡し、ラインヘッド１０１の交換などを行なうものである。

このように、画像形成装置に具備されている操作表示部２０４、あるいはこの画像形成装置に出力要求するパーソナルコンピュータなどの操作表示手段からオペレータが所定の操作を行なうことにより、ヘッド反り検知モードに入り、所定の値（Ｘｍｍ）以下のテストパターンが各色、順次、被記録媒体１０２に印字される。これをラインヘッド１０１の後段の被記録媒体幅両端に配置されているパターン検知センサ１０６で読み取る。さらに読み取られたテストパターンのデータはＲＯＭ２０２またはＲＡＭ２０３に記録されている正しいテストパターンと比較する。正しい場合はラインヘッド１０１に反りがない旨を、他方、正しくない場合はラインヘッド１０１に反りがある旨を操作表示部２０４あるいはこの画像形成装置に出力要求するパーソナルコンピュータなどに表示部に表示する。

つぎに、ラインヘッド１０１の反りおよび検知原理について説明する。図６は、ラインヘッド１０１が被記録媒体１０２に対してインク滴を吐出するのを、被記録媒体幅方向からみた図である。ラインヘッド１０９においては等間隔に並んだ同列のノズルが一気に吐出され、被記録媒体に対して高速印字することができる。全ノズル吐出する場合、被記録媒体上では等間隔でドットが形成される。

しかしながら、ラインヘッド１０１は細長くて反りが発生しやすいという欠点があるため、もし何らかの原因でヘッドに上反りが発生した場合、図７に示すように被記録媒体１０２上では幅方向の端部へいく程ドット間隔が広がってしまう。これは、例えば図８に示すような短尺ヘッド１０１ａを複数配列したラインヘッド１０１においても、本来、図９に示すように等間隔で着弾すべきドットが、該ラインヘッド１０１の端部の反りにより図１０に示すに被記録媒体１０１上でより端部に広がってしまう。

ドット間隔が広がってしまうと、図１２に示すように被記録媒体１０２の端部になるほど大きな縦白スジや色ずれとなって現れてしまう。また、反対にラインヘッド１０１が下反りしている場合、図１１に示すようにドット間隔が狭くなって重なるドットが発生するため、濃色の縦スジや色ずれとなって現れる。

以上説明したように本発明の実施の形態によれば、主走査方向に等間隔ピッチのドット画像でなるテスト画像パターンを印字出力するラインセンサ１０１と、主走査ライン方向に配置され、ラインセンサ１０１で印字出力されたテスト画像パターンの主走査方向のパターンを読み取るパターン検知センサ１０６と、パターン検知センサ１０６で読み取ったテスト画像パターンとあらかじめ記憶されている基準パターンとを比較し、当該比較した結果、両者の差が所定量以上ずれている場合にラインヘッド１０１の反りとして検知するＣＰＵ２０１と、を備えることにより、ラインヘッド１０１の反りを装置自体で検知することが可能になるため、ラインヘッド１０１の反りを容易に、かつ安価な構成で検知することができる。

また、主走査ライン方向における両端部分にそれぞれにパターン検知センサ１０６を配置することにより、被記録媒体幅方向の両端のドット間隔を確認することが可能になるため、簡単な構成でラインヘッド１０１の反りを容易に検知することができる。

また、走査ライン方向における両端部分にテスト画像パターンを形成することにより、パターン検知センサ１０６の部分のみに画像を形成でき、余分な画像部分がなくなるため、必要最小限のインク消費量に抑えることができる。

また、ラインヘッド１０１の反り検知モードを入力する反り検知モード入力キー２１５を備えることにより、任意のタイミングでラインヘッド１０１の反り検知を行なうことが可能になるため、異常画像となるラインヘッド１０１の反り検知を容易に、かつ随時実行することができる。

また、ＣＰＵ２０１により印字画素ヘッドの反りが検知された場合、ラインヘッド１０１の反りが発生したことを表示する反り表示パネル２１６を備えることにより、ラインヘッド１０１の反りが発生したことを的確に知らせることが可能になるため、ラインヘッド１０１の反り発生有無を容易に確認することができる。

以上のように、本発明にかかる印字画素ヘッドの反り検知装置は、ラインヘッドを搭載した印字装置に有用であり、特に、ラインヘッドの反り検知を行う装置に適している。

本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の要部構成を示す説明図である。 図１に示した画像形成装置の電装系の構成を示すブロック図である。 パターン検知センサの配置を主走査方向からみた図である。 本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の操作表示部例を示す説明図である。 本発明の実施の形態にかかるラインヘッドの反り検知動作を示すフローチャートである。 反りなし時のラインヘッドによる印字ドット例を示す説明図である。 上反り発生時のラインヘッドによる印字ドット例を示す説明図である。 短尺ヘッドを配列したラインヘッド例を示す説明図である。 短尺ヘッドを配列したラインヘッドの反りなし時の印字ドット例を示す説明図である。 短尺ヘッドを配列したラインヘッドの上反り発生時の印字ドット例を示す説明図である。 下反り発生時のラインヘッドによる印字ドット例を示す説明図である。 反り発生時のラインヘッドによる印字画像例を示す説明図である。

符号の説明

１０１ ラインヘッド
１０２ 被記録媒体
１０３ 搬送ベルト
１０６ パターン検知センサ
２０１ ＣＰＵ
２０２ ＲＯＭ
２０４ 操作表示部
２１１ 印字制御部

Claims (5)

1. 主走査方向の印字幅またはそれ以上の長さにわたって印字画素ヘッドが配列され、主走査方向にライン印字しながら副走査方向に搬送される記録媒体に印字する印字装置における印字画素ヘッドの反り検知装置であって、
   主走査方向に等間隔ピッチのドット画像でなるテスト画像パターンを印字出力する画像パターン出力手段と、
   主走査ライン方向に配置され、前記画像パターン出力手段で印字出力されたテスト画像パターンの主走査方向のパターンを読み取る画像パターン読取手段と、
   前記画像パターン読取手段で読み取ったテスト画像パターンとあらかじめ記憶されている基準パターンとを比較し、当該比較した結果、両者の差が所定量以上ずれている場合に前記印字画素ヘッドの反りとして検知する反り検知手段と、
   を備えることを特徴とする印字画素ヘッドの反り検知装置。
2. 前記画像パターン読取手段は、主走査ライン方向における両端部分にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の印字画素ヘッドの反り検知装置。
3. 前記テスト画像パターンは、走査ライン方向における両端部分に形成されることを特徴とする請求項２に記載の印字画素ヘッドの反り検知装置。
4. さらに、印字画素ヘッドの反り検知モードを入力する反り検知モード入力手段を備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載の印字画素ヘッドの反り検知装置。
5. さらに、前記反り検知制御手段により印字画素ヘッドの反りが検知された場合、印字画素ヘッドの反りが発生したことを表示する反り表示手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の印字画素ヘッドの反り検知装置。

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