JP2013052631A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】双方向色差の低減のためにヘッドや装置が大型化する。
【解決手段】双方向印刷を行うとき、往路印刷では、先にマゼンタの液滴ＭＤが着弾し、後にシアンの液滴ＣＤが先に着弾したマゼンタの液滴ＭＤに対して半ドット分ずれた位置に着弾し、復路印刷では、先にシアンの液滴ＣＤが着弾し、後にマゼンタの液滴ＭＤが先に着弾したシアンの液滴ＣＤに対して半ドット分ずれた位置に着弾するように、後に着弾する色の液滴の滴吐出タイミングを制御する。
【選択図】図８

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてのインクジェット記録装置が知られている。

このような画像形成装置においては、記録ヘッドの往路及び復路の双方向で印刷を行う場合、液滴の吐出順序が往路と復路で逆になるために、往路印刷部分と復路印刷部分とでバンド（帯状）に色差が異なる所謂双方向色差が生じる。

そこで、記録ヘッド自体に同色の液滴を吐出するノズル列を複数配列することなどで往路印刷と復路印刷とて滴の着弾順序が同じになるようにするなどのことが行われている（特許文献１）。

特開平８−２９５０３４号公報

しかしながら、記録ヘッド自体の構成によって双方向色差の低減を図ることは、記録ヘッドや装置が大型化し、コストが高くなるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、記録ヘッドや装置の大型化を招くことなく双方向色差を低減することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
異なる色の液滴を吐出する１または複数のノズル列を有する１又は複数の記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを搭載して主走査方向に移動されるキャリッジと、
前記キャリッジの往路及び復路で印刷する双方向印刷を行うときに、前記記録ヘッドからの滴吐出タイミングを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、同じドットを形成する複数の色の液滴について、液滴の色重ね順で、先に着弾する色の液滴の着弾位置と後に着弾する色の液滴の着弾位置が予め定めたずれた位置になる滴吐出タイミングで液滴を吐出させる制御をする
構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、同じドットを形成する複数の色の液滴について、液滴の色重ね順で、先に着弾する色の液滴の着弾位置と後に着弾する色の液滴の着弾位置が予め定めたずれた位置になる滴吐出タイミングで液滴を吐出させる制御をする構成としたので、双方向色差を低減できる。

本発明に係る画像形成装置の一例の機構部の平面説明図である。 同機構部の要部側面説明図である。 同装置の同制御部のブロック説明図である。 制御部による印刷制御の説明に供するフロー図である。 双方向色差の発生の説明に供する模式的断面説明図である。 同じく模式的平面説明図である。 本発明による双方向色差の低減の説明に供する模式的断面説明図である。 同じく模式的平面説明図である。 本発明を実施した場合の印刷例の説明図である。 比較例を実施した場合の印刷例の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の機構部の平面説明図、図２は同機構部の要部側面説明図である。

この画像形成装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、左右の側板１００Ｌ，１００Ｒ間に架け渡した主ガイド部材１及び図示しない従ガイド部材でキャリッジ３を移動自在に保持し、主走査モータ５によって、駆動プーリ６と従動プーリ７間に渡したタイミングベルト８を介して主走査方向に移動走査する。

このキャリッジ３には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｋ（区別しないときは「記録ヘッド４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、滴吐出方向を下方に向けて装着している。

なお、この例では、各記録ヘッドが２列のノズル列を有し、各ノズル列が同色の液滴を吐出するものとしているが、これに限るものではない。例えば、各色の液滴を吐出する複数（例えば４つ）のノズル列を有する１つの記録ヘッドとすることもできるし、あるいは、２列のノズル列がそれぞれ異なる色の液滴を吐出する２つの記録ヘッドを使用して４色分の液滴を吐出することもできる。また、色数は４色に限るものではなく、２色、３色、色以上であってもよい。

また、キャリッジ３には、記録ヘッド４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク３５を搭載している。このヘッドタンク３５には、装置本体側に着脱自在に装着される各色のメインタンクであるインクカートリッジ１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット３０によって各色の可撓性チューブからなる供給チューブ３６を介して、各色の液体が供給される。

一方、用紙９を搬送するために、用紙９を静電吸着して記録ヘッド４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト１２を備えている。この搬送ベルト１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ1３とテンションローラ１４との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成し、周回移動しながら帯電ローラ１５によって帯電（電荷付与）される。

また、搬送ベルト１２は、副走査モータ１６によってタイミングベルト１７及びタイミングプーリ１８を介して搬送ローラ１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。

さらに、キャリッジ３の主走査方向の一方側には搬送ベルト１２の側方に記録ヘッド４の維持回復を行う維持回復機構２１が配置され、他方側には搬送ベルト１２の側方に記録ヘッド４から空吐出を行う空吐出受け２１がそれぞれ配置されている。

なお、維持回復機構２０は、例えば記録ヘッド４のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングする４個のキャップ部材３１、ノズル面を払拭するワイパ部材３２、画像形成に寄与しない液滴（空吐出滴）を受ける空吐出受け３３などで構成されている。

また、キャリッジ３の主走査方向に沿って両側板間に、所定のパターンを形成したエンコーダスケール２３を張り渡し、キャリッジ３にはエンコーダスケール２３のパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ２４を設け、これらのエンコーダスケール２３とエンコーダセンサ２４によってキャリッジ３の移動を検知するリニアエンコーダ（主走査エンコーダ）２５を構成している。

また、搬送ローラ１３の軸にはコードホイール２６を取り付け、このコードホイール２６に形成したパターンを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ２７を設けて、これらのコードホイール２６とエンコーダセンサ２７によって搬送ベルト１２の移動量及び移動位置を検出するロータリエンコーダ（副走査エンコーダ）２８を構成している。

このように構成したこの画像形成装置においては、図示しない給紙トレイから用紙９が帯電された搬送ベルト１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト１２の周回移動によって用紙９が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド４を駆動することにより、停止している用紙９にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙９を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙９の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙９を図示しない排紙トレイに排紙する。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図３を参照して説明する。なお、同図は同制御部のブロック説明図である。
この制御部２００は、この装置全体の制御を司り、本発明における制御手段を兼ねるＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１が実行する本発明に係る制御プログラムを含む各種プログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ２０３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書き換え可能な不揮発性メモリ２０４と、画像データに対する各種信号処理、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ＡＳＩＣ２０５とを備えている。

また、この制御部２００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ２０６と、記録ヘッド４を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動波形を生成する駆動波形生成手段を含む印刷制御部２０７と、キャリッジ３側に設けた記録ヘッド４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）２０８と、主走査モータ５及び副走査モータ１６を駆動するためのモータ駆動部（ドライバ）２１０と、帯電ローラ１５にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部２１２と、エンコーダ２５、２８からの各検出信号、環境温度を検出する温度センサ２１５などの各種センサからの検出信号を入力するためのＩ／Ｏ２１３などを備えている。また、この制御部２００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル２１４が接続されている。

ここで、制御部２００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データ等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ２０６で受信する。

そして、制御部２００のＣＰＵ２０１は、Ｉ／Ｆ２０６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、ＡＳＩＣ２０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部２０７からヘッドドライバ２０８に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト側のプリンタドライバで行っている。

印刷制御部２０７は、上述した画像データをシリアルデータでヘッドドライバ２０８に転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、滴制御信号（マスク信号）などをヘッドドライバ２０８に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動信号のパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部及びヘッドドライバに与える駆動波形選択手段を含み、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ２０８に対して出力する。

ヘッドドライバ２０８は、シリアルに入力される記録ヘッド４の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部２０７から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を選択的に記録ヘッド４の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば前述したような圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド４を駆動する。このとき、駆動波形を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

また、ＣＰＵ２０１は、リニアエンコーダ２５を構成するエンコーダセンサ２４からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて主走査モータ５に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介して主走査モータ５を駆動する。同様に、ロータリエンコーダ２８を構成するエンコーダセンサ２７からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて副走査モータ１６に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介して副走査モータ１６を駆動する。

Ｉ／Ｏ部２１３は、装置に装着されている温度センサ２１５及び図示しない各種センサからの情報を取得し、装置の制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部２０７やモータ駆動部２１０、ＡＣバイアス供給部２１２の制御、ヘッドタンク３５に対するインク供給の制御などに使用する。

次に、この画像形成装置における印刷制御について図４のフロー図を参照して説明する。

印刷開始であれば、印刷方向が片方向印刷か双方向印刷かを判別する。そして、片方向印刷であれば、インク重ね合わせ位置を同一に設定する。これに対して、双方向印刷であれば、インク重ね合わせを半ドットずらして設定する。

すなわち、双方向印刷の場合には、この例では、同じドットを形成する複数の色の液滴について、液滴の色重ね順で、先に着弾させる色の液滴の着弾位置に対して後に着弾させる色の液滴が半ドット分ずれた位置になるように、後に着弾させる色の液滴の滴吐出タイミングを制御する。

ここで、滴吐出タイミングは、主走査エンコーダ２５（エンコーダセンサ２４）の出力信号（エンコーダ信号）に対して、クロック周期単位で滴吐出タイミングを変更可能とする。例えば、キャリッジ駆動速度が、８４７ｍｍ／ｓｅｃ、描画解像度が３００ｄｐｉであった場合、ドット間は、１０ＫＨｚの駆動周期で吐出される。この場合、後に着弾する色の液滴の吐出タイミングを半ドット分遅らせるときの滴吐出タイミング遅延量は５ＫＨｚ相当分となる。

まず、双方向色差の発生について図５及び図６を参照して説明する。なお、図５は着弾滴の模式的断面説明図、図６は着弾滴の模式的平面説明図である。また、説明を分かり易くするため、液滴の符号及び当該液滴が着弾した状態の符号は同じものを使用する。

例えば、往路印刷では、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、先にマゼンタの液滴ＭＤが着弾し、後にシアンの液滴ＣＤが着弾する。この場合、先に着弾した液滴は、紙面Ｐの表面付近に定着するため、同一位置に重なるように後で着弾した液滴は、先に着弾した液滴の周りから紙面Ｐの下方に浸透する結果、先に着弾した色が支配的になる。その結果、往路印刷では、マゼンタの色が支配的になる。

これに対し、復路印刷では、滴吐出順が往路印刷とは逆になるので、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、先にシアンの液滴ＣＤが着弾し、後にマゼンタの液滴ＭＤが着弾する。この場合、同様の理由から、先に着弾したシアンの色が支配的になる。

したがって、往路印刷と復路印刷とで支配的な色が変わり、色差が発生することになる。

次に、本発明に係る制御を行ったときの双方向色差の低減について図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は着弾滴の模式的断面説明図、図８は着弾滴の模式的平面説明図である。

本発明では、同じドットを形成する複数の色の液滴について、液滴の色重ね順で、先に着弾する色の液滴の着弾位置と後に着弾する色の液滴の着弾位置とが予め定めたずれ量（前記の例では、半ドット分）になる滴吐出タイミングで吐出させる。

この場合、先に着弾する色の液滴を目標とする着弾位置に対して半ドット分ずれるように滴吐出タイミングを速くしてもよいし、前述したように、後に着弾する色の液滴を目標とする着弾位置に対して半ドット分ずれるように滴吐出タイミングを遅くしてもよい。いずれにしても先後の液滴の着弾位置は所定量ずれることになる。

ここで、例えば、往路印刷では、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、先にマゼンタの液滴ＭＤが着弾し、後にシアンの液滴ＣＤが半ドット分ずれた位置に着弾する。一方、復路印刷では、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、先にシアンの液滴ＣＤが着弾し、後にマゼンタの液滴ＭＤが半ドット分ずれた位置に着弾する。

いずれの場合も、２つの色の重なり度合いは半ドット分であるため、先に着弾した液滴に対して、後で着弾した液滴は半ドットずれて、紙面の表面付近に定着することになる。 この結果、先に着弾した液滴が支配する色成分が半減されて、色重ね順による色の違い（双方向色差）を低減することができる。

この制御を実施した場合の双方向印刷の印刷例を図９に示している。この例は、往路印刷領域７０４、７０６ではマゼンタ→シアンの順で着弾させ、復路印刷領域７０５ではシアン→マゼンタの順で着弾させている。また、比較例（マゼンタ、シアンを同じ位置に重ね合わせた例）の印刷例を図１０に示している。

このように、同じドットを形成する複数の色の液滴について、液滴の色重ね順で、先に着弾する色の液滴の着弾位置と後に着弾する色の液滴の着弾位置が予め定めたずれた位置になる滴吐出タイミングで液滴を吐出させる制御をすることで、先に着弾する液滴の色成分を減少することができ、双方向色差を低減できる。

なお、上記実施形態では、先に着弾する色の液滴の着弾位置と後に着弾する色の液滴の着弾位置が半ドット分ずれるように滴吐出タイミングを制御しているが、これに限るものではなく、例えば、重なり度合いが１／３ドット、あるいは、３／４ドットなどとすることもできる。

本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。

また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

３ キャリッジ
４、４ｋ、４ｃ、４ｍ、４ｙ 記録ヘッド
５ 主走査モータ
２００ 制御部

Claims (5)

1. 異なる色の液滴を吐出する１または複数のノズル列を有する１又は複数の記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを搭載して主走査方向に移動されるキャリッジと、
   前記キャリッジの往路及び復路で印刷する双方向印刷を行うときに、前記記録ヘッドからの滴吐出タイミングを制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、同じドットを形成する複数の色の液滴について、液滴の色重ね順で、先に着弾する色の液滴の着弾位置と後に着弾する色の液滴の着弾位置が予め定めたずれた位置になる滴吐出タイミングで液滴を吐出させる制御をする
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ドットの形成位置に対して、前記後に着弾する色の液滴の着弾位置が予め定めたずれた位置になる滴吐出タイミングで前記後に着弾する色の液滴を吐出させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ドットの形成位置に対して、前記先に着弾する色の液滴の着弾位置が予め定めたずれた位置になる滴吐出タイミングで前記先に着弾する色の液滴を吐出させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記往路印刷及び復路印刷のいずれでも、前記先に着弾する色の液滴の着弾位置と後に着弾する色の液滴の着弾位置がずれていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記先に着弾する色の液滴の着弾位置と後に着弾する色の液滴の着弾位置とは半ドット分ずれていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。

Images