JP2020069761A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両面印刷時、生産性を維持しつつ、カールに起因するヘッドでの用紙の詰まりを防ぐ。【解決手段】制御部は第１面の特定領域に吐出するインク量（特定領域インク量）を確認し、インク量率を求める。インク量率が基準インク量率を超えているとき、制御部は、変換対象範囲の画素の黒変換処理を行う。特定領域は、副走査方向で向かい合う辺のうち、第１面の用紙の搬送方向の上流側の端辺を含み、副走査方向の幅が所定距離である短冊状の領域である。変換対象範囲は、第１面の画像データ内の特定領域に対応する範囲である。黒変換処理は、シアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素を、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換する処理である。【選択図】図６

Description

本発明は、ラインヘッドを含み、インクを用いて画像形成（印刷、描画）を行う画像形成装置に関する。

画像形成装置には、インクを用いて印刷するものがある。インクを用いて印刷する画像形成装置では、用紙に吹き付けたインクが用紙に染みこみ、裏写りが生ずることがある。また、用紙のうち、インクが付着した部分は膨らむ。膨らみによって、カール、波打ち（コックリング）が生ずることがある。裏写り、カール、波打ちを考慮したインクジェット記録装置の一例が特許文献１に記載されている。

特許文献１には、両面印刷可能であり、片面印刷と両面印刷とで同領域に印刷するパ
ス回数が異なり、両面印刷のパス回数が片面印刷のパス回数より多いインクジェット記録装置が記載されている。この技術は、パス回数を多くするほど、裏写りが減少し、カール量は少なくなり、コックリング量も少なくなる点に着目する。パス回数を片面印刷と両面印刷とで変え、それぞれの印刷で最適なパス回数を設定しようとする（特許文献１：請求項１、請求項２、段落［００５２］、［００５３］）。

特開特開２００１−０７１４７９号公報

用紙は、吹き付けられたインクを吸収する。インクを吸収した部分は膨らむ。その結果、用紙の副走査方向（用紙搬送方向）の端部がカールする（巻き上がる）ことがある。膨張した面（インクが吐出された面）と逆方向にカールする。例えば、インクが吐出された面が用紙の上側の面のとき、用紙の端部は下方向にカールする。また、一般に、用紙の端部に吐出されたインクが多いほど、カール量は多くなる。

両面印刷を行うとき、ヘッドは、最初に、用紙の一方の面にインクを吐出する。片面印刷後、用紙の表裏が反転される。表裏が反転した用紙は、ヘッドの上流に送り返される。そして、片面印刷済の用紙がヘッドに搬送される。ヘッドは、用紙のもう一方の面にインクを吐出する。これにより、用紙の両面に印刷がなされる。

ノズル（ヘッド）と用紙の間隔が広いほど、インクの着弾位置がずれる。そのため、ノズルと、用紙を搬送する搬送路の間隔は、短い。例えば、間隔は数ミリ以下とされる。間隔が狭いので、両面印刷のとき、片面印刷済の用紙の端部のカール量が多いと、ヘッドと搬送路の隙間で用紙が詰まるという問題がある。用紙が詰まると、用紙の除去作業が必要となる。画像形成装置の生産性が低下する。また、詰まった用紙により、ヘッドが傷つく場合もある。

特許文献１記載のインクジェット記録装置では、裏写りやカールを減らすため、パス回数を増加させる。例えば、１面あたり、４〜８パス程度増加させる（特許文献１：図２０、図２１参照）。特許文献１記載の技術では、両面印刷では１枚の印刷に要するパス回数が多くなり、生産性（印刷速度）がかなり低下するおそれがある。特許文献１記載の技術は、生産性の点で問題が残る。

本発明は上記の課題に鑑み、両面印刷時、生産性を維持しつつ、カールに起因するヘッドでの用紙の詰まりを防ぐ。

本発明に係る画像形成装置は、ラインヘッド、用紙搬送部、スイッチバック部、第１搬送部、第２搬送部、制御部を含む。前記ラインヘッドは、搬送される用紙にインクを吐出するノズルを含む。前記ラインヘッドは固定される。前記用紙搬送部は、搬送ローラーを含む。前記用紙搬送部は前記ラインヘッドに向けて用紙を搬送する。前記用紙搬送部は、間隔を設けつつ前記ノズルと用紙を向かい合わせて用紙を搬送する。前記スイッチバック部はスイッチバックローラー対を含む。前記スイッチバック部は両面印刷のため、用紙の表裏と用紙の前後を逆転させる。前記第１搬送部は、前記ラインヘッドが印刷した用紙を前記スイッチバック部に向けて搬送する。前記第２搬送部は、前記スイッチバック部がスイッチバックした用紙を搬送する。前記第２搬送部は、前記ラインヘッドの上流側の前記用紙搬送部に用紙を戻す。前記ラインヘッドは、インク色ごとに複数設けられる。前記インク色は、少なくとも、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを含む。両面印刷の場合、前記制御部は、表面と裏面のうち、何れか一方を第１面と設定し、他方を第２面と設定する。前記制御部は、前記第１面から印刷を開始し、前記第１面の印刷後、前記第２面を印刷させる。前記第１面の印刷に用いる第１面の画像データに基づき、前記制御部は、前記第１面のうち特定領域に吐出するインク量である特定領域インク量を確認する。前記制御部は、前記特定領域インク量を予め定められたベタ印刷時インク量で除してインク量率を求める。求めた前記インク量率が予め定められた基準インク量率を超えているとき、前記制御部は、前記第１面の画像データ内の変換対象範囲に含まれる画素について黒変換処理を行う。前記特定領域は、副走査方向において向かい合う辺のうち、前記第１面の用紙の搬送方向の上流側の端辺を含み、前記副走査方向の幅が所定距離である短冊状の領域である。前記変換対象範囲は、前記第１面の画像データ内の前記特定領域に対応する範囲である。前記黒変換処理は、シアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素を、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換する処理である。

本発明によれば、両面印刷時、生産性を下げることなく、カールに起因するヘッドでの用紙の詰まりを防ぐことができる。

実施形態に係るプリンターの一例を示す図である。 実施形態に係るプリンターの一例を示す図である。 実施形態に係るプリンターの片面印刷時の処理の流れの一例を示す図である。 実施形態に係るプリンターの両面印刷時の第１面と第２面の設定の流れの一例を示す図である。 実施形態に係る表面端領域と裏面端領域の一例を示す図である。 実施形態に係るプリンターの両面印刷時の処理の流れの一例を示す図である。 実施形態に係るプリンターの両面印刷時の処理の流れの一例を示す図である。 用紙のカールの一例を示す図である。 インク量率に対するカール量の一例を示す図である。 インク吐出からカール量の変化の一例を示す図である。

以下、図１〜図１０を用いて、本発明の実施形態を説明する。画像形成装置として、プリンター１００を例に挙げて説明する。プリンター１００は、インクジェット方式のものである。なお、プリンター１００は、例えば、スキャナーを含む複合機でもよい。

（プリンター１００の概要）
まず、図１及び図２を用いて、実施形態に係るプリンター１００の概要を説明する。図１、図２は、実施形態に係るプリンター１００の一例を示す図である。

プリンター１００は制御部１、記憶部２、操作パネル３、印刷部４、通信部１０を含む。制御部１はプリンター１００の各部を制御する。制御部１は、制御回路１１と画像処理回路１２を含む。制御回路１１は、例えば、ＣＰＵである。制御回路１１は、記憶部２に記憶される制御プログラムや制御データに基づき演算、処理を行う。記憶部２は、ＲＯＭ、ストレージ（ＨＤＤ、フラッシュＲＯＭ）のような不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭのような揮発性の記憶装置を含む。

操作パネル３は、表示パネル３１、タッチパネル３２を含む。表示パネル３１は設定画面や情報を表示する。制御部１は、キー、ボタン、タブのような操作用画像を表示パネル３１に表示させる。タッチパネル３２は、表示パネル３１へのタッチ操作を検知する。タッチパネル３２の出力に基づき、制御部１は、操作された操作用画像を認識する。制御部１は、使用者が行った設定操作を認識する。

プリンター１００は印刷部４を含む。制御部１は印刷部４の動作を制御する。印刷部４は、給紙部４ａ、用紙搬送部５、画像形成部６、第１搬送部７、スイッチバック部８、第２搬送部９を含む。給紙部４ａは用紙束を収容する。給紙部４ａは給紙ローラー４１を含む。給紙ローラー４１は給紙部４ａ内にセットされた用紙束のうち、最上位の用紙と接する。給紙ローラー４１を回転させるための給紙モーター（不図示）が設けられる。印刷ジョブのとき、制御部１は、給紙モーターを回転させて給紙ローラー４１を回転させる。これにより、給紙部４ａから用紙が用紙搬送部５に送り出される。

用紙搬送部５は用紙を搬送する。制御部１は、画像形成部６に向けて、給紙部４ａから供給された用紙を用紙搬送部５に搬送させる。図２において用紙搬送経路を太線で示す。搬送経路に沿って、搬送ローラー５０と複数の用紙搬送ローラー対５１が設けられる。これらの回転体を回転させるための用紙搬送モーター（不図示）が設けられる。印刷ジョブのとき、制御部１は、用紙搬送モーターを回転させて、搬送ローラー５０と用紙搬送ローラー対５１を回転させる。

用紙搬送部５は搬送ユニット５３を含む。搬送ユニット５３は駆動ローラー５４と複数の従動ローラー５５と搬送ベルト５６を含む。搬送ベルト５６は、駆動ローラー５４と各従動ローラー５５に架け回される。印刷ジョブのとき、制御部１は、ベルトモーターを回転させる。ベルトモーターは駆動ローラー５４を回転させる。その結果、給紙部４ａから供給された用紙は、搬送ベルト５６上で搬送される。なお、搬送ユニット５３は吸着部を含む。吸着部は空気の吸入、又は、静電力により、搬送ベルト５６に用紙を吸着させる。吸着により、用紙の位置及び各ノズルと用紙の距離が固定される。印刷時、制御部１は吸着部を動作させる。

画像形成部６は、搬送用紙にインクを吐出して画像を記録する。画像形成部６は、複数のラインヘッド６０を含む。具体的に、プリンター１００は、４本のラインヘッド６０（６Ｂｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ）を含む。ラインヘッド６Ｂｋはブラックのインクを吐出する。ラインヘッド６Ｃはシアンのインクを吐出する。ラインヘッド６Ｍはマゼンタのインクを吐出する。ラインヘッド６Ｙはイエローのインクを吐出する。

搬送ベルト５６の上方に各ラインヘッド６０が設けられる。各ラインヘッド６０固定される。各ラインヘッド６０は複数のノズルを含む。ノズルは主走査方向（搬送方向と垂直な方向）で並べられる。各ノズルは搬送される用紙にインクを吐出する。各ノズルの開口は搬送ベルト５６と向かい合う。印刷のとき、用紙搬送部５は、ラインヘッド６０に向けて用紙を搬送するとともに、ノズルと向かい合わせで用紙を搬送する。

各ラインヘッド６０と搬送ベルト５６の間には隙間（間隔）が設けられる。間隔の長さは、予め定められる。間隔は、例えば、１ミリ〜数ミリ程度である。ノズルから吐出されたインクは搬送用紙に着弾する。これにより、画像が記録（形成）される。なお、ラインヘッド６０ごとに、インクを供給するインクタンクが設けられる。

制御部１は、ラインヘッド６０を通過した用紙を第１搬送部７に搬送させる。第１搬送部７は、排出トレイ７３、又は、スイッチバック部８に向けて用紙を搬送する。第１搬送部７は、複数の第１搬送ローラー対７０、第１切替ガイド７１、第２切替ガイド７２を含む。各第１搬送ローラー対７０を回転させるため、第１搬送モーター(不図示)が設けられる。第１切替ガイド７１、第２切替ガイド７２は、用紙の搬送経路を切り替えるためのガイド板である。第１切替ガイド７１は、排出トレイ７３、又は、スイッチバック部８に用紙を導く。第１切替ガイド７１を回動させるため、第１切替モーター（不図示）が設けられる。第２切替ガイド７２は、用紙をスイッチバック部８、又は、用紙搬送部５（画像形成部６の上流）に導く。また、第２切替ガイド７２を回動させるため、第２切替モーター（不図示）が設けられる。

スイッチバック部８は、スイッチバックローラー対８０を含む。両面印刷のため、制御部１は、用紙の表裏と用紙の前後をスイッチバック部８に逆転させる。

第２搬送部９は、スイッチバック部８がスイッチバックした用紙を搬送する。第２搬送部９は、第２搬送ローラー対９０を含む。第２搬送ローラー対９０を回転させるため、第２搬送モーター（不図示）が設けられる。制御部１は、スイッチバックされた用紙を第２搬送部９に搬送させる。第２搬送部９は、ラインヘッド６０の上流側にスイッチバックされた用紙を戻す。第２搬送部９は、スイッチバックされた用紙を用紙搬送部５に合流させる。

制御部１は通信部１０と接続される。通信部１０は通信用のハードウェア（コネクタ、通信用回路）とソフトウェアを含む。通信部１０はコンピューター２００と通信する。コンピューター２００は、例えば、ＰＣやサーバーである。制御部１はコンピューター２００から印刷用データを受信する。印刷用データは、例えば、ページ記述言語で記述されたデータと印刷設定情報を含む。印刷設定情報は、印刷ジョブの設定情報である。使用者がコンピューター２００で行った印刷設定が印刷設定情報に含まれる。例えば、コンピューター２００で両面印刷を行う設定がなされたとき、両面印刷を行う旨の印刷設定情報が印刷用データに含まれる。

制御部１（画像処理回路１２）は、受信した（入力された）印刷用データ（ページ記述言語で記述されたデータ）を解析する。ページ記述言語で記述されたデータに基づき、制御部１は、印刷用画像データ（ラスターデータ）を生成する。制御部１は、印刷用画像データに基づき、画像処理を行う。最終的に、制御部１は、網点処理のような画像処理を行い、インク吐出用画像データを生成する。インク吐出用画像データは、インクを吐出すべきノズルの位置と吐出タイミングを示すデータである。インク吐出用画像データに基づき、制御部１は、１ラインごとにラインヘッド６０にインクを吐出させる。

（片面印刷時の処理）
次に、図３を用いて、実施形態に係るプリンター１００の片面印刷時の処理の流れの一例を示す。図３は、実施形態に係るプリンター１００の片面印刷時の処理の流れの一例を示す図である。なお、複数枚の用紙に連続して印刷するとき、制御部１は図３の処理を並行して行ってもよい。

まず、制御部１は、受信した印刷用データに基づき、印刷するページのインク吐出用画像データを生成する（ステップ♯１１）。次に、制御部１は、給紙部４ａに用紙を供給させる（ステップ♯１２）。これにより、用紙が給紙部４ａから送り出させる。次に、制御部１は、画像形成部６に向けて、用紙を用紙搬送部５に搬送させる（ステップ♯１３）。用紙が画像形成部６に到達すると、制御部１は、生成したインク吐出用画像データに基づき、インク吐出を各ラインヘッド６０に行わせる（ステップ♯１４）。各ラインヘッド６０のインク吐出により、用紙の片面の印刷（描画）が完了する。

そして、制御部１は、排出トレイ７３に向けて、第１搬送部７に用紙を搬送させる（ステップ♯１５）。このとき、制御部１は、複数の第１搬送ローラー対７０を回転させる。また、制御部１は、排出トレイ７３に用紙が排出される位置に、第１切替ガイド７１を回動させる。言い換えると、制御部１は、スイッチバック部８への通路を第１切替ガイド７１に閉じさせる。最終的に、第１搬送部７は、印刷済の用紙を排出トレイ７３に排出する（ステップ♯１６、図２のＡ方向に排出）。これにより、１ページの用紙の片面印刷が完了する（エンド）。

（第１面と第２面の設定）
次に、図４、図５を用いて、実施形態に係るプリンター１００の両面印刷時の第１面と第２面の設定の流れの一例を示す。図４は、実施形態に係るプリンター１００の両面印刷時の第１面と第２面の設定の流れの一例を示す図である。図５は、実施形態に係る表面端領域Ｆ１と裏面端領域Ｆ２の一例を示す図である。

図４のスタートは、受信した印刷用データに基づき、両面印刷を開始する時点である。この場合、印刷用データは、両面印刷を行うことが定義された印刷設定情報を含む。制御部１は、印刷設定情報を解析し、両面印刷を行うべきことを認識する。

まず、制御部１は、受信した印刷用データに基づき、表面と裏面の各ページのインク吐出用画像データを生成する（ステップ♯２１）。両面印刷のとき、印刷用データは、表側のページのページ記述言語で記述されたデータと、裏側のページのページ記述言語で記述されたデータを含む。制御部１（画像処理回路１２）は、表と裏の各ページの印刷用画像データ（ラスターデータ）を生成する。そして、制御部１は、表と裏の各ページのインク吐出用画像データを生成する。カラー印刷の場合、制御部１は、表面については、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのインク吐出用画像データを生成する。また、制御部１は、裏面についても、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのインク吐出用画像データを生成する。

次に、１ページ目の表面のインク吐出用画像データに基づき、制御部１は、表面のうちの表面端領域Ｆ１に吐出する表面インク量を求める（ステップ♯２２）。また、１ページ目の裏面のインク吐出用画像データに基づき、制御部１は、裏面のうちの裏面端領域Ｆ２に吐出する裏面インク量を求める（ステップ♯２３）。

図５に示すように、表面端領域Ｆ１は、副走査方向において向かい合う辺のうち、用紙搬送方向の上流側（後尾側）の端辺を含む。用紙搬送方向の上流側（後尾側）は、表面を印刷する場合の上流側である。表面端領域Ｆ１は副走査方向の幅が所定距離Ｌ１である。表面端領域Ｆ１は短冊状の領域である。一方、図６に示すように、裏面端領域Ｆ２は表面端領域Ｆ１の裏の領域である。表面端領域Ｆ１と裏面端領域Ｆ２のサイズは同じである。

そして、所定距離Ｌ１は、用紙搬送方向で最も上流側のラインヘッド６０に最も近い搬送ローラー５０から用紙搬送方向で最も上流側のラインヘッド６０までの用紙搬送距離である。図２において、ラインヘッド６０に最も近い搬送ローラーには、符号５０を付している。所定距離Ｌ１は、搬送ローラー５０から、用紙搬送方向で最も上流側のラインヘッド６０の主走査方向と平行な側面までの距離である。このように、所定距離Ｌ１は、搬送ローラー５０と搬送ベルト５６のニップから、間隔が始まる場所までの距離である。

表面インク量と裏面インク量の算出について説明する。まず、１画素に吐出するインクの量は、色ごとに決まっている。また、本実施形態のプリンター１００では、１画素に吐出するインクの量は、各色同じである（異なっていてもよい）。例えば、１画素に吐出するインクの量は、１色あたり、５〜７．５ｐＬ程度である。

制御部１は、表面のインク吐出用画像データの表面端領域Ｆ１に相当する領域のうち、インクを吐出する画素数を色ごとに数える。制御部１は、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのそれぞれについて、インクを吐出する画素の数を求める。制御部１は、各色の画素数の合計値を求める。制御部１は、１色かつ１画素に吐出するインク量と求めた合計値を乗じて、表面インク量を求める（ステップ♯２２）。

また、制御部１は、裏面のインク吐出用画像データの裏面端領域Ｆ２に相当する領域のうち、インクを吐出する画素数を色ごとに数える。制御部１は、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのそれぞれについて、インクを吐出する画素の数を求める。制御部１は、各色の画素数の合計値を求める。制御部１は、１色かつ１画素に吐出するインク量と求めた合計値を乗じて、裏面インク量を求める（ステップ♯２３）。

次に、制御部１は、表面インク量が裏面インク量以下か否かを確認する（ステップ♯２４）。言い換えると、制御部１は、表面端領域Ｆ１と裏面端領域Ｆ２のうち、インク吐出量の多い方の領域は何れかを確認する。

表面インク量が裏面インク量以下のとき（ステップ♯２４のＹｅｓ）、制御部１は、表面を第１面、裏面を第２面と設定する（ステップ♯２５）。一方、表面インク量が裏面インク量を超えているとき（ステップ♯２４のＮｏ）、制御部１は、表面を第１面、裏面を第２面と設定する（ステップ♯２６）。ステップ♯２５、又は、ステップ♯２６により、本フローは終了する（エンド）。制御部１は、表面と裏面のうち、何れか一方を第１面と設定し、他方を第２面と設定する。以後、制御部１は、第１面から各用紙の印刷を開始し、第１面の印刷後、第２面を印刷させる。これにより、制御部１は、表面と裏面のうち、何れの面から印刷するかを定める。

なお、複数枚の用紙を連続して両面印刷する印刷ジョブのとき、１枚目で表面を第１面と設定したとき、制御部１は、全てのページで表面を第１面と設定する。１枚目で裏面を第１面と設定したとき、制御部１は、全てのページで裏面を第１面と設定する。これにより、排出された用紙の全てのページの表裏が揃う。

（両面印刷の流れ）
次に、図６〜図１０を用いて、実施形態に係るプリンター１００での両面印刷の流れの一例を説明する。図６、図７は実施形態に係るプリンター１００の両面印刷時の処理の流れの一例を示す図である。図８は、用紙のカールの一例を示す図である。図９は、インク量率に対するカール量の一例を示す図である。図１０は、インク吐出からカール量の変化の一例を示す図である。

第１面と第２面の設定後、制御部１は、特定領域のインク量である特定領域インク量を確認する（ステップ♯３１）。ここで、特定領域は、用紙のうち、副走査方向において向かい合う辺のうち、用紙搬送方向の上流側（後尾側）の端辺を含む。用紙搬送方向の上流側（後尾側）とは、第１面を印刷する場合の上流側である。特定領域は副走査方向の幅が所定距離Ｌ１である。特定領域は短冊状の領域である。

表面が第１面のとき、表面端領域Ｆ１が特定領域に相当する。裏面が第１面のとき、特定領域は、副走査方向において向かい合う辺のうち、裏面印刷時の用紙搬送方向の上流側（後尾側）の端辺を含む。用紙搬送方向の上流側（後尾側）とは、裏面を印刷する場合の上流側である。

表面が第１面のとき、制御部１は、表面インク量を特定領域インク量とする。裏面が第１面のとき、制御部１は、裏面のインク吐出用画像データのうち、特定領域に相当する領域でインクを吐出する画素数を色ごとに数える。制御部１は、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのそれぞれについて、インクを吐出する画素の数を求める。制御部１は、各色の画素数の合計値を求める。制御部１は、１色かつ１画素に吐出するインク量と求めた合計値を乗じて、特定領域インク量を求める（ステップ♯３１）。

そして、制御部１は、インク量率を求める（ステップ♯３２）。制御部１は、特定領域インク量を、ベタ印刷時インク量２１で除した値を、インク量率として求める。ベタ印刷時インク量２１は、予め定められる。記憶部２はベタ印刷時インク量２１を不揮発的に記憶する（図１参照）。制御部１は、記憶部２に記憶されたベタ印刷時インク量２１を用いて算出を行う。

ベタ印刷時インク量２１は、特定領域の全画素に全色のインクに吐出したときのインク量である。言い換えると、ベタ印刷時インク量２１は、特定領域の全画素に、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのインクを吐出するときに消費されるインク量である。特定領域の全画素数と、１色の１画素当たりのインク吐出量と、４（４色）とを乗ずることにより、ベタ印刷時インク量２１を求めることができる（インク量４００％）。インク量率は、４色ベタ印刷時のインク量に対する特定領域のインク量の比率を示す。

そして、制御部１は、求めたインク量率が基準インク量率２２を超えているか否かを確認する（ステップ♯３３）。基準インク量率２２は、用紙のカール量がラインヘッド６０と用紙（搬送ベルト５６）の隙間（間隔）となるときのインク量率である。基準インク量率２２は予め定められる。記憶部２は、基準インク量率２２を不揮発的に記憶する。制御部１は、記憶部２に記憶された基準インク量率２２を参照する。

まず、図８を用いて、用紙のカールについて説明する。インクは用紙に吐出される。用紙は吐出されたインクを吸収する。インクを吸収した部分は膨らむ。用紙の一方の面と他方の面の膨張率が異なる場合、用紙はカールする。図８の例は、上側の面にインクが吐出される例を示す。例えば、用紙搬送方向上流側の上面にインクが吐出された場合、用紙の上流側端部が下向きにカール（湾曲）する。

図８に示すように、カール量は、用紙端部が持ち上がる量（高さ）である。カール量は、水平面に用紙を置いたとき、垂直方向での水平面と用紙端部の距離ともいえる。そして、図９に示すように、特定領域に吐出されるインクが多いほど、カール量は多くなる。用紙に吸収される液体が増え、膨張の程度が強まるためである。

ここで、図９に基準インク量率２２の一例を破線で示す。実験を繰り返すことにより、カール量が間隔と等しくなるインク量率を確認することができる。インク量率が基準インク量率２２のときに両面印刷を行うと、用紙がラインヘッド６０で詰まる確率が高くなる。基準インク量率２２は、用紙がラインヘッド６０で詰まるか否かを判定するための基準となる。

求めたインク量率が基準インク量率２２を超えているとき（ステップ♯３３のＹｅｓ）、制御部１は、第１面の画像データ（第１面のインク吐出用画像データ）の内、変換対象範囲に含まれる画素について黒変換処理を行う（ステップ♯３４）。変換対象範囲は、第１面のインク吐出用画像データの内、特定領域に対応する範囲である。

一方、求めたインク量率が基準インク量率２２以下のとき（ステップ♯３３のＮｏ）、制御部１は、ステップ♯３４、ステップ♯３５をスキップする。つまり、制御部１は、変換対象範囲の画素の黒変換処理を行わない。

黒変換処理は、シアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素を、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換する処理である。黒を再現する場合、１つの画素にシアン、マゼンタ及びイエローのインクを重ねることがある。シアン、マゼンタ及びイエローのインクを重ねる画素にブラックのインクのみが吐出されるようにする。具体的に、制御部１は、シアン、マゼンタ及びイエローのインク吐出用画像データのうち、シアン、マゼンタ及びイエローの３色が重なる画素を、不吐出（白）に変換する。また、制御部１は、ブラックのインク吐出用画像データのうち、不吐出に変換した画素と同じ位置の画素を吐出（黒）とする。これにより、当該画素については、使用されるインク量が１／３に減る。黒変換処理を行うことにより、特定領域のカール量を減らすことができる。

ここで、制御部１（画像処理回路１２）は、変換対象範囲内のシアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素の全てを、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換してもよい（第１の手法）。この場合、制御部１は、特定領域に吐出されるインク量ができるだけ減るように、黒変換処理を行う。

また、制御部１（画像処理回路１２）は、インク量率が基準インク量率２２以下となるように、変換対象範囲内のシアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素を、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換してもよい（第２の手法）。第２の黒変換手法では、目標インク量率が予め定められる。目標インク量率は、基準インク量率２２でもよい。また、目標インク量率は、基準インク量率２２よりも小さい値であり、予め定められた値でもよい。

例えば、制御部１は、求められたインク量率と基準インク量率２２の差の絶対値を求める。制御部１は、絶対値にベタ印刷時インク量２１を乗じて削減目標値を求める。削減目標値は、インク量率を目標インク量率とするために減らすべきインク量を示す。目標減少値を黒変換処理したときの１画素あたりの使用インクの減少量で除すことにより、制御部１は、黒変換処理すべき画素数を求めることができる。制御部１は、求めた黒変換処理すべき画素数の黒変換処理を行う。なお、黒変換処理可能な画素数が黒変換処理すべき画素数よりも少ないとき、制御部１は、全ての黒変換処理可能な画素の黒変換処理を行う。

また、制御部１（画像処理回路１２）は、変換対象範囲内のシアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素のうち、予め定められた変換数（上限数）の画素をブラックのインクのみを吐出する画素に変換するようにしてもよい（第３の手法）。黒変換処理により、画像の色味、雰囲気が変わることがある。上限の変換数を定めておくことにより、画像の色味、雰囲気の変化を減らすことができる。

操作パネル３は、第１〜第３の手法のうち、用いる黒変換処理の選択を受け付けてもよい。この場合、制御部１（画像処理回路１２）は、選択された黒変換処理を実行する。

黒変換処理を行った場合、制御部１は、変換後の第１面の画像データ（第１面のインク吐出用画像データ）に基づき、変換後インク量率を求める（ステップ♯３５）。具体的に、制御部１は、特定領域に吐出するインク量である変換後インク量を求める。制御部１は、変換後の第１面のインク吐出用画像データのうち、特定領域に相当する領域でインクを吐出する画素数を色ごとに数える。制御部１は、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのそれぞれについて、インクを吐出する画素の数を求める。制御部１は、各色の画素数の合計値を求める。制御部１は、１色かつ１画素に吐出するインク量と求めた合計値を乗じて、変換後インク量を求める。そして、制御部１は、求めた変換後インク量を、ベタ印刷時インク量２１で除して、変換後インク量率を求める。

次に、制御部１は、給紙部４ａに用紙を供給させる（ステップ♯３６）。これにより、用紙が給紙部４ａから送り出させる。次に、制御部１は、画像形成部６に向けて、用紙を用紙搬送部５に搬送させる（ステップ♯３７）。用紙が画像形成部６に到達すると、制御部１は、第１面のインク吐出用画像データに基づき、インク吐出を各ラインヘッド６０に行わせる（ステップ♯３８）。各ラインヘッド６０のインク吐出により、用紙の片面の印刷（描画）が完了する。

そして、制御部１は、スイッチバック部８に向けて、第１搬送部７に用紙を搬送させる（ステップ♯３９）。制御部１は、用紙をスイッチバック部８に進入させる。制御部１は、複数の第１搬送ローラー対７０を回転させる。また、制御部１は、スイッチバック部８に用紙が送られる位置に、第１切替ガイド７１を回動させる。言い換えると、制御部１は、スイッチバック部８への通路を第１切替ガイド７１に開かせる。また、制御部１は、用紙がスイッチバック部８に進入するように、第２切替ガイド７２を回動させる。その結果、図２において、Ｂ方向に用紙が搬送される。

そして、制御部１は、スイッチバック部８にスイッチバック動作を行わせる（ステップ♯３１０）。まず、制御部１は、スイッチバック部８の奥側に進入するように、スイッチバックローラー対８０を回転させる。そして、制御部１は、用紙がスイッチバックローラー対８０のニップを通過する前にスイッチバックローラー対８０を停止させる。用紙の後端が第１搬送部７とスイッチバック部８と第２搬送部９の分岐点を超えた時点で、制御部１はスイッチバックローラー対８０を停止させる。これにより、以後の搬送では、用紙のうち、特定領域のある端部が用紙搬送方向下流側（先頭側）となる。特定領域のある端部がラインヘッド６０（ノズルと搬送ベルト５６の間隔）に最初に進入する。

そして、制御部１は黒変換処理を行ったか否かを確認する（ステップ♯３１１）。黒変換処理を行った場合（ステップ♯３１１のＹｅｓ）、制御部１は、変換後インク量率が基準インク量率２２を超えているか否かを確認する（ステップ♯３１２）。変換後インク量率が基準インク量率２２を超えているとき（ステップ♯３１２のＹｅｓ）、制御部１は、予め定められた待ち時間２３、スイッチバック部８で片面印刷済用紙を待機させる（ステップ♯３１３）。

図１０に示すように、インク吐出から時間が経過するほど、用紙端部のカール量が減ってゆく傾向がある。第１面へのインク吐出後、スイッチバックした用紙のラインヘッド６０への進入を遅らせることにより、ラインヘッド６０での用紙の詰まりを避けられる場合がある。記憶部２は、待ち時間２３を不揮発的に記憶する。制御部１は、記憶部２に記憶された待ち時間２３を参照する。待ち時間２３は、適宜定めることができる。待ち時間２３は複数種類、定められてもよい。例えば、変換後インク量率が大きいほど、長い待ち時間２３が定義されてもよい。また、特定領域にベタ印刷時インク量２１を吐出した場合、特定領域のカール量がノズルと搬送ベルト５６の間隔以下となる時間が待ち時間２３と定義されてもよい。

片面印刷済用紙の待機後（ステップ♯３１３）、制御部１は、用紙（片面印刷済）をラインヘッド６０の上流側に戻す（ステップ♯３１４）。また、黒変換処理を行っていない場合（ステップ♯３１１のＮｏ）、又は、変換後インク量率が基準インク量率２２を超えていないとき（ステップ♯３１２のＮｏ）、制御部１は、待たずに（待ち時間２３を設けずに）、用紙（片面印刷済）をラインヘッド６０の上流側に戻す（ステップ♯３１４）。

制御部１は、用紙搬送部５（画像形成部６の上流）に導く角度に第２切替ガイド７２を回動させる。また、制御部１は、スイッチバック部８から排出する方向にスイッチバックローラー対８０を回転させる。また、制御部１は、第２搬送ローラー対９０（第２搬送モーター）を回転させ、用紙を用紙搬送部５の搬送経路に合流させる。

第２面の印刷を開始するため、制御部１は、画像形成部６に向けて、用紙を用紙搬送部５に搬送させる（ステップ♯３１５）。第１面の印刷時とは、用紙の前後、表裏が逆転された用紙が搬送される。スイッチバックされた用紙が画像形成部６に到達すると、制御部１は、第２面のインク吐出用画像データに基づき、インク吐出を各ラインヘッド６０に行わせる（ステップ♯３１６）。各ラインヘッド６０のインク吐出により、用紙の第２面の印刷（描画）が完了する。

そして、制御部１は、排出トレイ７３に向けて、第１搬送部７に用紙を搬送させる（ステップ♯３１７）。やがて、両面印刷された用紙は、排出トレイ７３に排出される。次に、制御部１は、印刷ジョブが完了したか否かを確認する（ステップ♯３１８）。言い換えると、制御部１は、印刷ジョブで印刷すべき両面印刷し終えたか否かを確認する。印刷ジョブが完了したとき（ステップ♯３１８のＹｅｓ）、本フローは終了する（エンド）。印刷ジョブが未完了のとき（ステップ♯３１８のＮｏ）、フローは、ステップ♯３１に戻る。

このようにして、実施形態に係る画像形成装置（プリンター１００）は、ラインヘッド６０、用紙搬送部５、スイッチバック部８、第１搬送部７、第２搬送部９、制御部１を含む。ラインヘッド６０は、搬送される用紙にインクを吐出するノズルを含む。ラインヘッド６０は固定される。用紙搬送部５は、搬送ローラー５０を含む。用紙搬送部５はラインヘッド６０に向けて用紙を搬送する。用紙搬送部５は、間隔を設けつつノズルと用紙を向かい合わせて用紙を搬送する。スイッチバック部８はスイッチバックローラー対８０を含む。スイッチバック部８は両面印刷のため、用紙の表裏と用紙の前後を逆転させる。第１搬送部７は、ラインヘッド６０が印刷した用紙をスイッチバック部８に向けて搬送する。第２搬送部９は、スイッチバック部８がスイッチバックした用紙を搬送する。第２搬送部９は、ラインヘッド６０の上流側の用紙搬送部５に用紙を戻す。ラインヘッド６０は、インク色ごとに複数設けられる。インク色は、少なくとも、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを含む。両面印刷の場合、制御部１は、表面と裏面のうち、何れか一方を第１面と設定し、他方を第２面と設定する。制御部１は、第１面から印刷を開始し、第１面の印刷後、第２面を印刷させる。第１面の印刷に用いる第１面の画像データに基づき、制御部１は、第１面のうち特定領域に吐出するインク量である特定領域インク量を確認する。制御部１は、特定領域インク量を予め定められたベタ印刷時インク量２１で除してインク量率を求める。求めたインク量率が予め定められた基準インク量率２２を超えているとき、制御部１は、第１面の画像データ内の変換対象範囲に含まれる画素について黒変換処理を行う。特定領域は、副走査方向において向かい合う辺のうち、第１面の用紙の搬送方向の上流側の端辺を含み、副走査方向の幅が所定距離Ｌ１である短冊状の領域である。変換対象範囲は、第１面の画像データ内の特定領域に対応する範囲である。黒変換処理は、シアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素を、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換する処理である。

この構成によれば、特定領域に吐出するインク量に基づき、インク量率を求めることができる。特定領域は、第１面を印刷するときの用紙搬送方向上流側（副走査方向で後尾側）の領域である。両面印刷のためにスイッチバックされたとき（第２面の印刷のとき）、特定領域は、用紙搬送方向下流側（副走査方向で先頭側）となる。つまり、特定領域は、第２面の印刷時に最初にラインヘッド６０に到達する部分となる。そして、求めたインク量率と基準インク量率２２と比較し、第２面の印刷時に特定領域のカールが大きいか否かを判定することができる。言い換えると、２回目のパス（用紙のラインヘッド６０下方の通過）のとき、第２面を印刷する用紙の先頭（搬送方向下流側）のカールが大きいか否かを判定することができる。

第２面の印刷時、特定領域のカールが大きいと予測されるとき、黒変換処理を行うことができる。黒変換処理により、第２面の印刷時（２回目のパス時）、特定領域のカール量を抑えることができる。カール量を抑えることができるので、ラインヘッド６０での用紙の詰まりを防ぐことができる。また、カールを抑えるために、パス回数を増やす必要はない。両面印刷時、生産性を維持しつつ、ヘッドでの用紙の詰まりを防ぐことができる。

基準インク量率２２は、用紙のカール量が間隔となるときのインク量率である。制御部１は、求めたインク量率が基準インク量率２２以下のとき、変換対象範囲に含まれる画素について黒変換処理を行わない。ラインヘッド６０で用紙が詰まらない程度のカール量のとき、黒変換処理を行わないようにすることができる。両面印刷の第２面の印刷のとき（２回目のパスのとき）、用紙の詰まりが生ずるほどのカールが生ずるときのみ、黒変換処理を行うことができる。

制御部１は、表面のうちの表面端領域Ｆ１に吐出する表面インク量を求める。制御部１は、裏面のうちの表面端領域Ｆ１の裏の領域である裏面端領域Ｆ２に吐出する裏面インク量を求める。表面インク量が裏面インク量以下のとき、制御部１は、表面を第１面、裏面を第２面と設定する。表面インク量が裏面インク量を超えているとき、制御部１は、裏面を第１面、表面を第２面と設定する。表面端領域Ｆ１は、副走査方向において向かい合う辺のうち、表面を印刷するときの用紙搬送方向の上流側の端辺を含み、副走査方向の幅が所定距離Ｌ１である短冊状の領域である。表面と裏面のうち、特定領域に対応する領域で使用されるインクが少ない方を第１面に設定することができる。両面印刷の第２面の印刷のとき（２回目のパスのとき）、用紙搬送方向下流側（副走査方向で先頭側）の端部のカールがより少ない面から印刷を開始することができる。

所定距離Ｌ１は、用紙搬送方向で最も上流側のラインヘッド６０に最も近い搬送ローラー５０から用紙搬送方向で最も上流側のラインヘッド６０までの用紙搬送距離である。搬送ローラー５０は用紙と接する。搬送ローラー５０を通過すると、用紙の押さえがなくなる。その結果、搬送ローラー５０のニップを通過すると、用紙の端部のカールが再びカールする。ラインヘッド６０に最も近い搬送ローラー５０を通過してから、ラインヘッド６０に到達するまでにカールする部分に基づき、特定領域、表面端領域Ｆ１、裏面端領域Ｆ２の副走査方向の幅を定めることができる。

制御部１は、変換対象範囲内のシアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素の全てを、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換してもよい。第１面の特定領域に吐出するインクの量を最も少なくすることができる。特定領域のカールをできるだけ抑えることができる。

制御部１は、インク量率が基準インク量率２２以下となるように、変換対象範囲内のシアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素を、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換してもよい。両面印刷の第２面の印刷のとき（２回目のパスのとき）、用紙搬送方向下流側（副走査方向で先頭側）の端部のカールを、用紙の詰まりが生じない程度に抑えることができる。しかも、黒変換処理する画素の数をできるだけ少なくすることもできる。

制御部１は、変換対象範囲内のシアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素のうち、予め定められた変換数の画素をブラックのインクのみを吐出する画素に変換してもよい。両面印刷の第２面の印刷のとき（２回目のパスのとき）、ラインヘッド６０で用紙の詰まりが生じない程度にカールを抑えることができる。一定数の画素を黒変換処理することができる。

黒変換処理を行った場合、制御部１は、変換後の第１面の画像データに基づき、特定領域に吐出するインク量である変換後インク量を求める。制御部１は、求めた変換後インク量を、ベタ印刷時インク量２１で除して、変換後インク量率を求める。求めた変換後インク量率が基準インク量率２２を超えているとき、制御部１は、予め定められた待ち時間２３、スイッチバック部８で片面印刷済用紙を待機させる。インクの吐出後、時間が経過するほど、一般的に、カール量は少なくなる。この構成によれば、黒変換処理を行っても、ラインヘッド６０で用紙が詰まるほど第１面の特定領域にインクが吐出されたとき、スイッチバック部８で用紙を待機することができる。両面印刷の第２面の印刷のとき（２回目のパスのとき）、用紙搬送方向下流側（副走査方向で先頭側）の端部のカール量を減らしてから、ラインヘッド６０下側に用紙を進入させることができる。

複数の用紙を連続して印刷する場合、制御部１は、１枚目で表面を第１面と設定したとき、全てのページで表面を第１面と設定する。１枚目で裏面を第１面と設定したとき、制御部１は、全てのページで裏面を第１面と設定する。印刷済用紙の表裏の関係を全てのページで統一することができる。

本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、インクを用いて両面印刷する画像形成装置に利用可能である。

１００ プリンター（画像形成装置） １ 制御部
２１ ベタ印刷時インク量 ２２ 基準インク量率
２３ 待ち時間 ５ 用紙搬送部
５０ 搬送ローラー ６０ ラインヘッド
７ 第１搬送部 ８ スイッチバック部
８０ スイッチバックローラー対 ９ 第２搬送部
Ｆ１ 表面端領域 Ｆ２ 裏面端領域
Ｌ１ 所定距離

Claims (9)

1. 搬送される用紙にインクを吐出するノズルを含み、固定されるラインヘッドと、
   搬送ローラーを含み、前記ラインヘッドに向けて用紙を搬送するとともに、間隔を設けつつ前記ノズルと用紙を向かい合わせて用紙を搬送する用紙搬送部と、
   スイッチバックローラー対を含み、両面印刷のため、用紙の表裏と用紙の前後を逆転させるスイッチバック部と、
   前記ラインヘッドが印刷した用紙を前記スイッチバック部に向けて搬送する第１搬送部と、
   前記スイッチバック部がスイッチバックした用紙を搬送し、前記ラインヘッドの上流側の前記用紙搬送部に用紙を戻す第２搬送部と、
   制御部と、を含み、
   前記ラインヘッドは、インク色ごとに複数設けられ、
   前記インク色は、少なくとも、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを含み、
   両面印刷の場合、
   前記制御部は、
   表面と裏面のうち、何れか一方を第１面と設定し、他方を第２面と設定し、
   前記第１面から印刷を開始し、前記第１面の印刷後、前記第２面を印刷させ、
   前記第１面の印刷に用いる第１面の画像データに基づき、前記第１面のうち特定領域に吐出するインク量である特定領域インク量を確認し、
   前記特定領域インク量を予め定められたベタ印刷時インク量で除してインク量率を求め、
   求めた前記インク量率が予め定められた基準インク量率を超えているとき、前記第１面の画像データ内の変換対象範囲に含まれる画素について黒変換処理を行い、
   前記特定領域は、副走査方向において向かい合う辺のうち、前記第１面の用紙の搬送方向の上流側の端辺を含み、前記副走査方向の幅が所定距離である短冊状の領域であり、
   前記変換対象範囲は、前記第１面の画像データ内の前記特定領域に対応する範囲であり、
   前記黒変換処理は、シアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素を、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換する処理であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記基準インク量率は、用紙のカール量が前記間隔となるときのインク量率であり、
   前記制御部は、求めた前記インク量率が前記基準インク量率以下のとき、前記変換対象範囲に含まれる画素について前記黒変換処理を行わないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、
   前記表面のうちの表面端領域に吐出する表面インク量を求め、
   前記裏面のうちの前記表面端領域の裏の領域である裏面端領域に吐出する裏面インク量を求め、
   前記表面インク量が前記裏面インク量以下のとき、前記表面を第１面、前記裏面を第２面と設定し、
   前記表面インク量が前記裏面インク量を超えているとき、前記裏面を前記第１面、前記表面を前記第２面と設定し、
   前記表面端領域は、副走査方向において向かい合う辺のうち、前記表面を印刷するときの用紙搬送方向の上流側の端辺を含み、前記副走査方向の幅が前記所定距離である短冊状の領域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. 前記所定距離は、用紙搬送方向で最も上流側の前記ラインヘッドに最も近い前記搬送ローラーから用紙搬送方向で最も上流側の前記ラインヘッドまでの用紙搬送距離であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記変換対象範囲内のシアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素の全てを、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記インク量率が前記基準インク量率以下となるように、前記変換対象範囲内のシアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素を、ブラックのインクのみを吐出する画素に変換することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記変換対象範囲内のシアン、マゼンタ及びイエローの３色を吐出する画素のうち、予め定められた変換数の画素をブラックのインクのみを吐出する画素に変換することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記黒変換処理を行った場合、
   前記制御部は、
   変換後の前記第１面の画像データに基づき、前記特定領域に吐出するインク量である変換後インク量を求め、
   求めた前記変換後インク量を、前記ベタ印刷時インク量で除して、変換後インク量率を求め、
   求めた前記変換後インク量率が前記基準インク量率を超えているとき、
   予め定められた待ち時間、前記スイッチバック部で前記片面印刷済用紙を待機させることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 複数の用紙を連続して印刷する場合、
   前記制御部は、
   １枚目で前記表面を前記第１面と設定したとき、全てのページで表面を前記第１面と設定し、
   １枚目で前記裏面を前記第１面と設定したとき、全てのページで裏面を前記第１面と設定することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。

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