JP2016020064A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルが副走査方向に斜めにＮ行に亘り配列されたラインヘッド型の記録ヘッドで、主走査方向の１ラインの画像をＮ行に亘るノズルでＮ回に分けて形成する場合におけるＮドット周期の記録ドットの位置ズレを軽減する。【解決手段】画像形成装置１は、ノズルが用紙搬送方向に斜めにＮ行に亘って配列され、前記ノズルからＮ回に分けてインクを吐出して前記用紙搬送方向に直交する主走査方向の１ラインの画像を形成するライン型の記録ヘッド７０と、用紙を搬送する搬送ベルト２１の用紙搬送速度を検出するエンコーダー３２と、記録ヘッド７０のＮ回のインク吐出に対応するエンコーダー３２の速度検出値に基づいて、記録ヘッド７０の記録周期を設定するヘッド制御部とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、ライン型の記録ヘッドを備えた画像形成装置に関する。

インクジェットプリンターのような画像形成装置においては、指定された用紙搬送速度で用紙を副走査方向（用紙搬送方向）に移動させ、記録ヘッドに設けられたノズルからインクを吐出して用紙に画像を記録している。例えば、シリアル方式の画像形成装置の場合では、記録ヘッドが主走査方向（副走査方向に直交する方向）に移動するため、記録ヘッドの移動位置をエンコーダーにより検出し、エンコーダーから出力されるパルス信号に基づいて記録ヘッドの記録周期（インク吐出タイミング）を設定している（例えば、特許文献１、２を参照）。

一方、ライン方式の画像形成装置では、記録ヘッドが固定された状態で用紙に画像を記録する。用紙は指定された用紙搬送速度で搬送ベルトにより記録ヘッドまで搬送される。記録ヘッドの記録周期は搬送ベルトにおける指定された用紙搬送速度に設定されている。搬送ベルトは、指定された用紙搬送速度で用紙を搬送するため、搬送ベルトの搬送速度を検出するエンコーダーから出力されるパルス信号に基づいて速度制御される。

特開2002-225253号公報 特開平08-258339号公報

図７は、ノズル７１が副走査方向（用紙搬送方向）にＮ行に亘り斜めにＮ列ずつ配置されたライン型の記録ヘッド７０の一例である。記録ヘッド７０では、主走査方向の端部側におけるＮ列のノズル７１において、用紙搬送方向の最も上流側に設けられた１行目のノズル７１が主走査方向の最も端部側に配置され、Ｎ行目のノズル７１がこのＮ列のノズル７１の中で最も主走査方向の中側に配置されるように、副走査方向にＮ行に亘って斜めに配置された例を示している。この記録ヘッド７０では、一斉に１〜Ｎ行のノズル７１からインクが吐出されるが、主走査方向の１ラインを画像形成するにあたって、Ｎ行に亘るノズル７１によりＮ回に分けて画像形成している。つまり、用紙Ｓにおける主走査方向のＮドットの記録ドットは用紙搬送速度に合わせて１ドットずつ順に形成される。

しかしながら、搬送ベルトの搬送速度にブレが生じて、実際の用紙の搬送速度が指定された用紙搬送速度から変動した場合には、記録ヘッド７０の記録周期が用紙搬送速度と合わなくなり、図８に示すようにＮドット周期で記録ドットに位置ズレが発生するという問題があった。なお、図８では、用紙搬送速度が指定された用紙搬送速度よりも速くなった場合の記録ドットの位置ズレを示している。

上記の従来技術では、ノズルが副走査方向に斜めにＮ行に亘り配列されたライン型の記録ヘッドにより、主走査方向の１ラインの画像をＮ行に亘るノズルでＮ回に分けて形成する場合、Ｎドット周期の記録ドットの位置ズレを防ぐことができなかった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる技術を提供することを目的とする。

本発明は、ノズルが用紙搬送方向に斜めにＮ行に亘って配列され、前記ノズルからＮ回に分けてインクを吐出して前記用紙搬送方向に直交する主走査方向の１ラインの画像を形成するライン型の記録ヘッドと、用紙を搬送する搬送ベルトの用紙搬送速度を検出するエンコーダーと、前記記録ヘッドの前記Ｎ回のインク吐出に対応する前記エンコーダーの速度検出値に基づいて、前記記録ヘッドの記録周期を設定するヘッド制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ノズルが副走査方向に斜めにＮ行に亘り配列されたラインヘッド型の記録ヘッドで、主走査方向の１ラインの画像をＮ行に亘るノズルでＮ回に分けて形成する場合におけるＮドット周期の記録ドットの位置ズレを軽減することができる。

本発明に係る実施形態の画像形成装置の断面模式図である。 図１に示すエンコーダーの模式図である。 指定された用紙搬送速度におけるエンコーダーの出力パルス波形図である。 用紙搬送速度にぶれがある場合のエンコーダーの出力パルス波形図である。 図１に示す記録ヘッドを制御するヘッド制御部の処理の流れを示したフローチャートである。 エンコーダーが２つ配置された場合を示した模式図である。 ノズルが用紙搬送方向に斜めにＮ行に亘って配置されたライン型の記録ヘッドにより主走査方向の１ラインの画像形成が行われる様子を示したイメージ図である。 図７に示す記録ヘッドでＮドット周期の記録ドットの位置ズレが生じる様子を示したイメージ図である。

以下、図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付してある。

画像形成装置１は、インクジェット式プリンターであり、図１に示すように、本体２の内部下方に用紙収容部である給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３の内部には、記録媒体の一例である印字前のカットペーパーなどの用紙Ｓが所定枚数（例えば５００枚程度）積載して収容されている。給紙カセット３の用紙搬送方向下流側、すなわち図１における給紙カセット３の右側の上方には給紙装置４が配置されている。この給紙装置４により、用紙Ｓは図１において給紙カセット３の右上方に向け、１枚ずつ分離されて送り出される。給紙カセット３は本体２の正面側から水平に引き出して用紙Ｓを補充することが可能である。

本体２の右側面外部には手差し給紙トレイ５が備えられている。手差し給紙トレイ５には給紙カセット３内の用紙Ｓとは異なるサイズの用紙や、厚紙、ＯＨＰ（Overhead Projector）シート、封筒、はがき、送り状のように屈曲した搬送経路を通過することが困難な記録媒体、１枚ずつ手で送り込みたい記録媒体などが載置される。手差し給紙トレイ５の用紙搬送方向下流側、すなわち図１における手差し給紙トレイ５の左側には給紙装置６が配置されている。この給紙装置６により、手差し給紙トレイ５上の用紙は図１において左方に向け、１枚ずつ分離されて送り出される。

また、画像形成装置１はその内部に第１用紙搬送路７を備えている。第１用紙搬送路７は、給紙カセット３に関して言えばその給紙方向である右上方に位置し、手差し給紙トレイ５に関して言えばその左方に位置する。給紙カセット３から送り出された用紙Ｓは第１用紙搬送路７により本体２の側面に沿って垂直上方に、手差し給紙トレイ５から送り出された用紙は略水平左方に向けて搬送される。

用紙搬送方向に対し第１用紙搬送路７の下流端にはレジストローラー対８が備えられている。さらにレジストローラー対８の用紙搬送方向下流側直近には第１ベルト搬送部２０及び記録部３０が配置されている。記録部３０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の画像を形成する記録ヘッド（ラインヘッド）７０が配置されている。記録ヘッド７０は、図７に示すように、ノズル７１が副走査方向にＮ行に亘り斜めにＮ列ずつ配置されたライン型の記録ヘッドであり、主走査方向の１ラインを画像形成するにあたって、Ｎ行に亘るノズル７１によりＮ回に分けて画像形成する。なお、本実施形態においてＮは自然数である。

給紙カセット３（または手差し給紙トレイ５）から送り出された用紙Ｓは第１用紙搬送路７を通ってレジストローラー対８に到達する。レジストローラー対８は用紙Ｓの斜め送りを矯正しつつ記録部３０が実行するインク吐出動作とのタイミングを計り、第１ベルト搬送部２０に向かって用紙Ｓを送り出す。なお、第１用紙搬送路７には用紙Ｓを搬送するための搬送ローラー対１３ａが適所に設けられている。

また、記録部３０は、記録ヘッド７０の乾燥や目詰まりによるインクの吐出不良を防止するために、長期間停止後の印字開始時は全ての記録ヘッド７０のノズル７１から、また印字動作の合間にはインク吐出量が規定値以下のノズル７１から、ノズル７１内の粘度が高くなったインクを吐出するパージを実行して、次の印字動作に備える。

用紙搬送方向に対し第１ベルト搬送部２０の下流側（図１の左側）には第２ベルト搬送部４０が配置されている。記録部３０にてインク画像が記録された用紙Ｓは第２ベルト搬送部４０へと送られ、第２ベルト搬送部４０を通過する間に用紙Ｓ上に吐出されたインクが乾燥される。

用紙搬送方向に対し第２ベルト搬送部４０の下流側であって本体２の左面近傍にはデカーラー部９が備えられている。第２ベルト搬送部４０にてインクが乾燥された用紙Ｓはデカーラー部９へと送られる。デカーラー部９では、用紙幅方向の略全域に亘って配置されるローラーと、用紙搬送方向に並ぶ複数のローラーに掛け回される無端状のベルトとのニップ部に用紙Ｓが狭持されることで用紙Ｓのカールが矯正される。

用紙搬送方向に対しデカーラー部９の下流側（図１の上方）には、用紙Ｓを機外へ排出するための第２用紙搬送路１０が備えられている。デカーラー部９を通過した用紙Ｓは両面記録を行わない場合、第２用紙搬送路１０から排出ローラー対６０を介して画像形成装置１の左側面外部に設けられた用紙排出トレイ１１に排出される。なお、第２用紙搬送路１０には、第１用紙搬送路７と同様に、用紙Ｓを搬送するための搬送ローラー対１３ｂが適所に設けられている。

また、第２ベルト搬送部４０の下方にはメンテナンスユニット５０が配置されている。メンテナンスユニット５０は、上述したパージを実行する際に記録部３０の下方に移動し、記録部３０に設けられた記録ヘッド７０のノズル７１から吐出されたインクを拭き取って回収する。

本体２の上部であって記録部３０及び第２ベルト搬送部４０の上方には、両面記録を行うための反転搬送路１２が備えられている。両面記録を行う場合には、切換爪１４ａが用紙Ｓを第２用紙搬送路１０から反転搬送路１２側へ送るように切り換わり、第一面（表面）への記録が終了した用紙Ｓが、第２用紙搬送路１０から反転搬送路１２へと送られる。

反転搬送路１２にはスイッチバック搬送路１５が設けられており、ローラー対１３ｃｘにより、用紙Ｓがスイッチバック搬送路１５に向けて矢印Ａの方向に送られる。用紙Ｓの後端部がローラー対１３ｃｘに狭持された状態になると、ローラー対１３ｃｘの回転が停止して、用紙Ｓの搬送が一旦停止する。つづいて、切換爪１４ｂが用紙Ｓをスイッチバック搬送路１５から本体２の上部側に送るように切り換わるとともに、ローラー対１３ｃｘが逆回転して、用紙Ｓがスイッチバック搬送路１５から本体２の上部側に向けて矢印Ｂの方向へと搬送される。

用紙Ｓは本体２の上部を通過して右側に向かって送られ、反転搬送路１２、及びレジストローラー対８を経て第二面を上向きにした状態で再び第１ベルト搬送部２０へと送られる。

第１ベルト搬送部２０の搬送ベルト２１には、搬送ベルト２１の用紙搬送速度を検出するためのエンコーダー３２が設けられている。第１ベルト搬送部２０は、搬送ベルト２１の用紙搬送速度に応じてエンコーダー３２から出力されたパルス信号に基づいて、指定された用紙搬送速度と同一速度となるように搬送ベルト２１の回転を制御している。

図２に示すように、エンコーダー３２は、外周に沿って多数の孔３４が設けられた円盤３３と、円盤３３を挟むように発光部３６と受光部３７が設けられたフォトインタラプター３５とで構成されている。円盤３３は、搬送ベルト２１の上面に圧接して設けられており、搬送ベルト２１の回転に従動する。なお、エンコーダー３２は、搬送ベルト２１を回転させる回転軸と同軸に設けられてもよい。

図３は、エンコーダー３２から出力された矩形波パルス信号を示した波形図であり、指定された用紙搬送速度におけるエンコーダー３２の出力波形図である。エンコーダー３２は、発光部３６から出力された光が孔３４を通過して受光部３７で受光されている間、Ｈｉｇｈのパルス信号を出力し、発光部３６から出力された光が円盤３３で遮られて受光部３７で受光できない場合、Ｌｏｗのパルス信号を出力する。

指定された用紙搬送速度に基づいて設定された記録周期で、記録ヘッド７０がＮ行に亘るノズル７１によりＮ回インクを吐出する（主走査方向の１ラインを画像形成する）場合におけるエンコーダー３２のパルス区間をＮ回区間とした場合、搬送ベルト２１が指定された用紙搬送速度で一定であれば、Ｎ回区間内のパルス周期は一定であり、規定のパルス数（Ｐｓ）となる。

図４は、搬送ベルト２１の用紙搬送速度にブレが生じた場合のエンコーダー３２のパルス信号を示した図である。搬送ベルト２１が指定された用紙搬送速度からずれると、エンコーダー３２のＮ回区間内のパルス周期が変動する。そのため、ヘッド制御部は、主走査方向の１ラインを画像形成する毎に、エンコーダー３２のＮ回区間内のパルス平均周期を算出し、算出したパルス平均周期に基づいて記録ヘッド７０の記録周期を設定する。なお、記録ヘッド７０の用紙搬送方向におけるノズル７１間のピッチ間隔（行間隔）とエンコーダー３２のパルス周期とが対応するように（例えば公倍数となるように）、予めエンコーダー３２を設定しておくと、記録ヘッド７０の記録周期を求めやすくなる。

具体的に図５を参照して、ヘッド制御部の処理の流れを説明する。

ヘッド制御部は、Ｎ行に亘るノズル７１からＮ回に分けてインクを吐出して主走査方向の１ラインを画像形成すると（ステップｓ１１）、１回目のインクを吐出後すぐのエンコーダー３２のパルス立ち上がりからＮ回目のインクを吐出後すぐのエンコーダー３２のパルス立ち上がりまでのパルス区間を、記録ヘッド７０のＮ回記録周期に対応するエンコーダー３２のＮ回区間として取得する（ステップｓ１２）。

つづいて、ヘッド制御部は、エンコーダー３２のＮ回区間内の各パルスについて１パルス当たりの平均周期（Ｐａｖ）を求める（ステップｓ１３）。Ｎ回区間内において各パルスのパルス周期が異なる場合があるからである。

つづいて、ヘッド制御部は、算出した１パルス当たりの平均周期（Ｐａｖ）を指定された用紙搬送速度である場合におけるエンコーダー３２のＮ回区間のパルス数（Ｐｓ）に乗じ、更にＮで割った値（Ｐａｖ＊Ｐｓ/Ｎ）を求める。この値（Ｐａｖ＊Ｐｓ/Ｎ）が、次の主走査方向の１ラインを画像形成する際の記録ヘッド７０の記録周期として取得される（ステップｓ１４）。

つづいて、ヘッド制御部は、算出した記録周期を記録ヘッド７０に設定し（ステップｓ１５）、ジョブが終了したか判定する（ステップｓ１６）。ジョブが終了していなければ（ステップｓ１６でＮｏ）、ステップｓ１１からｓ１６までの処理が繰り返され、ジョブが終了した場合（ステップｓ１６でＹｅｓ）、本処理が終了する。

このように、本実施形態の画像形成装置１は、ノズル７１が副走査方向に斜めにＮ行に亘り配列され、主走査方向の１ラインの画像をノズル７１からＮ回に分けてインクを吐出して形成するライン型の記録ヘッド７０を備えている。また、用紙を搬送する搬送ベルト２１には、用紙搬送速度を検出するエンコーダー３２が設けられている。ヘッド制御部は、前記記録ヘッドの前記Ｎ回のインク吐出に対応する前記エンコーダーの速度検出値に基づいて記録ヘッド７０の記録周期を設定する。そのため、画像形成装置１は、用紙搬送速度のブレに対応するように設定された記録周期で画像を形成するので、主走査方向の１ラインを画像形成した場合にＮドット周期で発生する記録ドットの位置ズレを軽減することができる。

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々様々に変更が可能であることは言うまでもない。

たとえば、上記実施形態では、ヘッド制御部は、主走査方向の１ラインを画像形成する毎に、その１ラインを画像形成する際のエンコーダー３２の速度検出値に基づいて、次の主走査方向の１ラインを画像形成する際の記録ヘッド７０の記録周期を設定したが、主走査方向の複数ラインを画像形成する毎に、記録ヘッド７０の記録周期を設定するようにしてもよい。

また、それぞれ異なる箇所で搬送ベルト２１の用紙搬送速度を検出するように複数のエンコーダー３２を配置し、複数のエンコーダー３２の速度検出値に基づいて記録ヘッド７０の記録周期を設定してもよい。

図６は主走査方向に対し搬送ベルト２１の両端側にそれぞれ第１のエンコーダー３２ａと第２のエンコーダー３２ｂを設けた例を示した図である。この場合、ヘッド制御部は、主走査方向の１ラインを画像形成する毎に、第１のエンコーダー３２ａと第２のエンコーダー３２ｂのそれぞれについてＮ回区間内の１パルス当たりの平均周期を算出する。つづいて、ヘッド制御部は、搬送される用紙Ｓの用紙中央を基準とした場合に、用紙中央から第１のエンコーダー３２ａまでの距離をａとし、用紙中央から第２のエンコーダー３２ｂまでの距離をｂとして、「（ａ／ｂ）×第１のエンコーダー３２ａのＮ回区間内における１パルス当たりの平均周期＋（ｂ／ａ）×第２のエンコーダー３２ｂのＮ回区間内における１パルス当たりの平均周期」を求め、エンコーダーのＮ回区間内の１パルス当たりの平均周期（Ｐａｖ）として取得する。これにより、ヘッド制御部は、基準位置に対し第１のエンコーダー３２ａが配置された距離と第２のエンコーダー３２ｂが配置された距離に応じて、Ｎ回区間内における１パルス当たりの平均周期（Ｐａｖ）に重み付けを行う。つづいて、ヘッド制御部は、重み付けした平均周期（Ｐａｖ）と指定された用紙搬送速度における第１のエンコーダー３２ａ又は第２のエンコーダー３２ｂのＮ回区間のパルス数（Ｐｓ）を乗じ（Ｐａｖ＊Ｐｓ）、Ｎで割った値（Ｐａｖ＊Ｐｓ／Ｎ）を求める。ヘッド制御部は、求めた値（Ｐａｖ＊Ｐｓ／Ｎ）を、次の主走査方向の１ラインを画像形成する際の記録ヘッド７０の記録周期に設定する。これによれば、ヘッド制御部は、主走査方向に対し搬送ベルト２１の両端側における搬送速度のバランスを取って記録ヘッド７０の記録周期を設定することができる。

１ 画像形成装置
２ 本体
３ 給紙カセット
４、６ 給紙装置
５ 手差し給紙トレイ
７ 第１用紙搬送路
８ レジストローラー対
９ デカーラー部
１０ 第２用紙搬送路
１１ 用紙排出トレイ
１２ 反転搬送路
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 搬送ローラー対
１４ａ、１４ｂ 切換爪
１５ スイッチバック搬送路
２０ 第１ベルト搬送部
２１ 搬送ベルト
３０ 記録部
３２ エンコーダー
３２ａ 第１のエンコーダー
３２ｂ 第２のエンコーダー
３３ 円盤
３４ 孔
３５ フォトインタラプター
３６ 発光部
３７ 受光部
４０ 第２ベルト搬送部
５０ メンテナンスユニット
６０ 排出ローラー対
７０ 記録ヘッド
７１ ノズル

Claims (4)

1. ノズルが用紙搬送方向に斜めにＮ行に亘って配列され、前記ノズルからＮ回に分けてインクを吐出して前記用紙搬送方向に直交する主走査方向の１ラインの画像を形成するライン型の記録ヘッドと、
   用紙を搬送する搬送ベルトの用紙搬送速度を検出するエンコーダーと、
   前記記録ヘッドの前記Ｎ回のインク吐出に対応する前記エンコーダーの速度検出値に基づいて、前記記録ヘッドの記録周期を設定するヘッド制御部とを備えた
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. それぞれ異なる箇所で前記搬送ベルトの用紙搬送速度を検出するように配置された複数の前記エンコーダーを備え、
   前記ヘッド制御部は、前記複数のエンコーダーの速度検出値に基づいて前記記録ヘッドの記録周期を設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 指定された用紙搬送速度における前記エンコーダーのパルス周期と前記記録ヘッドの前記ノズルの配列ピッチとの間隔が対応するように前記エンコーダーが設定されている
   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。
4. 前記エンコーダーは、前記搬送ベルトの上面に接して設けられ、前記搬送ベルトの回転に従動する
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の画像形成装置。

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