JP2022037554A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷品質の低下を防止する。【解決手段】搬送ベルト２１上に用紙ＰＡをエア吸引しながら搬送する吸引搬送部３と、画像データに基づいて、吸引搬送部３により搬送される用紙ＰＡに対して吐出ノズルからインクを吐出する複数のインクジェットヘッド３１を、用紙ＰＡの搬送方向においてオーバーラップするように配置したヘッドユニットと、吸引搬送部３および複数のインクジェットヘッドを制御する制御部５と、を備え、複数のインクジェットヘッド３１は、オーバーラップする領域に吐出ノズルと、吐出ノズルを補完するための補完ノズルとを有し、制御部５は、画像データの印字率が所定の閾値以上の場合に、補完ノズルから吐出するように制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、印刷媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。

インクジェット方式の画像形成装置は、吸引ファンによるエア吸引により用紙を搬送ベルトに吸着させながら、画像データに基づいてインクジェットヘッドによりインクを吐出して用紙に印刷を行う。

このようなインクジェット方式の画像形成装置の一例として、特許文献１には、インクジェットヘッドを列方向にずらすことでオーバーラップしてジグザグ状（千鳥格子状）に２列に配列された液体吐出装置が開示されている。

特開２０１６－１２４２４５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、特に印字率が高い場合、用紙の搬送により発生する気流が吐出されるインクを回り込むことにより、インクジェットヘッドがオーバーラップしているインクジェットヘッドの端部付近のノズルから吐出されるインクの着弾位置に影響を及ぼす場合がある。

これにより、印刷画像に所謂白スジが発生したり、部分的に印刷ムラが発生するなど、印刷品質が低下することがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、印刷品質の低下を防止する画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置の特徴は、
印刷媒体を搬送する搬送手段と、
画像データに基づいて、前記搬送手段により搬送される印刷媒体に対して吐出ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドを有し、同色のインクを吐出する前記インクジェットヘッドの少なくとも端部付近において、前記吐出ノズルを前記印刷媒体の搬送方向においてオーバーラップするように配置したヘッドユニットと、
前記搬送手段および前記複数のインクジェットヘッドを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記画像データの印字率が所定の閾値以上の場合に、第１の前記吐出ノズルと前記第１の前記吐出ノズルに対して前記オーバーラップする第２の吐出ノズルとから吐出するように制御する
ことにある。

本発明に係る画像形成装置の特徴によれば、印刷品質の低下を防止することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置１の概略構成図である。 図１に示すインクジェット印刷装置の制御系の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置が備えるインクジェットヘッドの周辺の発生する気流を説明した説明図であり、（ｂ）は、比較のため、（ａ）に示した吐出ノズルのみでインクを吐出した場合の印刷画像であり、（ｃ）は、（ａ）に示した吐出ノズルと補完ノズルでインクを吐出した場合の印刷画像である。 本発明の一実施形態であるインクジェット印刷装置の処理内容を示したフローチャートである。 本発明の変形例に係るインクジェット印刷装置のインクジェットヘッドのオーバーラップ領域におけるノズル配置を説明した図である。（ｂ）は、（ａ）に示した吐出ノズルと補完ノズルでインクを吐出した場合の印刷画像である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一若しくは同等の部位や構成要素には、同一若しくは同等の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

（インクジェット印刷装置１の構成）
以下に添付図面を参照して、本発明に係る画像形成装置が適用されたインクジェット印刷装置の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置１の概略構成図、図２は、図１に示すインクジェット印刷装置の制御系の構成を示すブロック図である。

以下の説明において、ユーザが位置する図１の紙面表方向を左方向、紙面裏方向を右方向とする。また、図１における、ユーザから視て、上下を上下方向とする。また、図１において破線で示す経路が、印刷媒体である用紙ＰＡが搬送される搬送経路Ｒである。用紙ＰＡの搬送方向を前後方向とする。以下の説明における上流は前方向であり、下流は後ろ方向を意味する。

図１、図２に示すように、インクジェット印刷装置１は、給紙部２と、吸引搬送部３と、印刷部４と、制御部５と、排紙部６と、操作パネル部７等を備える。

給紙部２は、印刷媒体である用紙ＰＡの給紙を行う。給紙部２は、給紙台１１と、給紙ローラ１２と、レジストローラ１３とを備える。

給紙台１１は、印刷に用いられる用紙ＰＡが積載される。

給紙ローラ１２は、給紙台１１に積載された用紙ＰＡを１枚ずつピックアップしてレジストローラ１３に向けて搬送する。給紙ローラ１２は、給紙台１１の上側に配置されている。給紙ローラ１２は、図示しないモータにより回転駆動される。

レジストローラ１３は、給紙ローラ１２により搬送されてきた用紙ＰＡを一旦止めた後、吸引搬送部３に向けて搬送する。レジストローラ１３は、給紙ローラ１２の下流側に配置されている。レジストローラ１３は、図示しないモータにより回転駆動される。

吸引搬送部３は、レジストローラ１３から搬送されてきた用紙ＰＡを印刷部４や排紙部６に向け搬送する。吸引搬送部３は、搬送ベルト２１と、駆動ローラ２２と、従動ローラ２３～２５と、ベルト駆動モータ２６と、プラテンプレート２７と、吸引ファン２８とを備える。

搬送ベルト２１は、駆動ローラ２２および従動ローラ２３～２５に掛け渡される環状の無端ベルトである。搬送ベルト２１には、用紙ＰＡを吸着保持するための貫通穴である吸気孔が、搬送ベルト２１の搬送方向に沿って所定の間隔で形成されている。搬送ベルト２１は、吸引ファン２８の駆動により吸気孔に発生する負圧（吸着力）により、用紙ＰＡを搬送ベルト２１上に吸着保持する。

搬送ベルト２１は、駆動ローラ２２の回転駆動により、図１における時計回り方向に回転する。これにより、搬送ベルト２１は、無端移動することで用紙ＰＡを右方向へ搬送する。

駆動ローラ２２および従動ローラ２３～２５は、搬送ベルト２１が掛け渡されるものである。駆動ローラ２２は、ベルト駆動モータ２６により回転駆動され、搬送ベルト２１を回転させる。従動ローラ２３～２５は、搬送ベルト２１を介して駆動ローラ２２に従動する。従動ローラ２３は、駆動ローラ２２と略同じ高さで、駆動ローラ２２から左右方向に所定間隔だけ離間して配置されている。従動ローラ２４，２５は、駆動ローラ２２および従動ローラ２３の下方において、互いに左右方向に所定間隔だけ離間して、略同じ高さに配置されている。

ベルト駆動モータ２６は、駆動ローラ２２を回転駆動させる。

プラテンプレート２７は、駆動ローラ２２と従動ローラ２３との間において搬送ベルト２１の下側に配置され、搬送ベルト２１の下面を摺動可能に支持する。

吸引ファン２８は、プラテンプレート２７の下方に配置され、下方向への気流を生じさせる。

印刷部４は、吸引搬送部３により搬送される用紙ＰＡに印刷を行う。印刷部４は、吸引搬送部３の上側に設けられている。印刷部４は、インクジェット印刷装置１の筐体（図示せず）内に固定されている。印刷部４は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のインクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙと、ヘッドホルダ３２とを備える。

インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙは、下部にノズルを複数有しており、吸引搬送部３により吸引されながら搬送される用紙ＰＡに対して、ノズルからインクを吐出することにより印刷する。

ヘッドホルダ３２は、吸引搬送部３の上方において、インクジェットヘッド３１を保持する。ヘッドホルダ３２は、中空状の略直方体形状に形成されている。

排紙部６は、印刷部４にて印刷された用紙ＰＡが排紙される。

操作パネル部７は、テンキー等の入力部や表示部等を備えており、ユーザによる入力操作を受け付けると共に、入力結果やインクジェット印刷装置１における動作状態等を表示する。

制御部５は、例えば、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えて構成され、給紙部２と、吸引搬送部３と、印刷部４と、排紙部６との動作を制御して印刷処理を実行する。

図３（ａ）は、本発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置１が備えるインクジェットヘッド３１Ｋの周辺の発生する気流を説明した説明図である。図３（ｂ）は、比較のため、図３（ａ）に示した吐出ノズルのみでインクを吐出した場合の印刷画像である。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示した吐出ノズルと補完ノズルでインクを吐出した場合の印刷画像である。ここでは、インクジェットヘッド３１Ｋを代表して説明するが、インクジェットヘッド３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙもインクジェットヘッド３１Ｋと同一の構成を有する。

インクジェットヘッド３１Ｋは、用紙ＰＡの搬送方向（前後方向）にオーバーラップするように千鳥格子状に複数配置されている。図３に示した例では、インクジェットヘッド３１Ｋ１とインクジェットヘッド３１Ｋ２とを示している。

インクジェットヘッド３１Ｋ１は、左右方向に直線的に４列に配置されたノズル列３１Ｋ１ａ, ３１Ｋ１ｂ, ３１Ｋ１ｃ, ３１Ｋ１ｄを有している。ノズル列３１Ｋ１ａ, ３１Ｋ１ｂ, ３１Ｋ１ｃ, ３１Ｋ１ｄは、左右方向に各ノズルが１／４ピッチずつずらして配置されている。

ノズル列３１Ｋ１ｂは、上流側（前側）のノズル列３１Ｋ１ａに対して、左方向に１／４ピッチずらして配置されており、ノズル列３１Ｋ１ｃは、上流側（前側）のノズル列３１Ｋ１ｂに対して、左方向に１／４ピッチずらして配置されており、ノズル列３１Ｋ１ｄは、上流側（前側）のノズル列３１Ｋ１ｃに対して、左方向に１／４ピッチずらして配置されている。そのため、下流側（後側）のノズル列ほど左側にずらして配置されている。

インクジェットヘッド３１Ｋ２も同様に、左右方向に直線的に配置されたノズル列３１Ｋ２ａ, ３１Ｋ２ｂ, ３１Ｋ２ｃ, ３１Ｋ２ｄを有している。ノズル列３１Ｋ２ａ, ３１Ｋ２ｂ, ３１Ｋ２ｃ, ３１Ｋ２ｄは、前後方向において各ノズルが１／４ピッチずつずらして配置されている。

ノズル列３１Ｋ２ｂは、上流側（前側）のノズル列３１Ｋ２ａに対して、左方向に１／４ピッチずらして配置されており、ノズル列３１Ｋ２ｃは、上流側（前側）のノズル列３１Ｋ２ｂに対して、左方向に１／４ピッチずらして配置されており、ノズル列３１Ｋ２ｄは、上流側（前側）のノズル列３１Ｋ２ｃに対して、左方向に１／４ピッチずらして配置されている。そのため、下流側（後側）のノズル列ほど左側にずらして配置されている。これにより、気流が発生しないと仮定すると、用紙ＰＡに隙間なくインクが着弾する。

インクジェットヘッド３１Ｋ１，３１Ｋ２は、それぞれ黒丸で示す吐出ノズルと、白丸と斜線で示す補完ノズルとを有している。

吐出ノズル（第１の吐出ノズル）は、画像データに基づいてインクを吐出するノズルである。補完ノズル（第２の吐出ノズル）は、吐出ノズルのインクジェットヘッド端部側に設けられ、吐出ノズルを補完するノズルである。

この吐出ノズルと補完ノズルとを含む、用紙ＰＡの搬送方向（前後方向）においてオーバーラップしている領域をオーバーラップ領域３１０という。

上述したように、用紙ＰＡは吸引搬送部３によりエア吸引されながら搬送されるので、この吸引搬送部３によるエア吸引や、用紙ＰＡの搬送により気流Ｆ１，Ｆ２が発生する。

気流Ｆ１は、吐出ノズルからインクが吐出されているとき、吐出による自己気流の影響で図３（ａ）に示すように吐出ノズル３１１を右側から回り込むように形成される。また、気流Ｆ２は、吐出ノズルからインクが吐出されているとき、同じく吐出による自己気流の影響で図３（ａ）に示すように吐出ノズル３１２を左側から回り込むように形成される。

この気流Ｆ１，Ｆ２の発生により、インクジェットヘッドがオーバーラップ領域３１０において、インクジェットヘッドの端部付近の吐出ノズルから吐出されるインクの着弾位置がずれる場合がある。

例えば、気流Ｆ１は、インクジェットヘッド３１Ｋ１の右側端部付近の吐出ノズル３１１を右側から回り込むように流れる。このとき、吐出ノズル３１１のなかでも下流側(後側)ほど気流Ｆ１の影響を強く受ける。そのため、吐出ノズル３１１の吐出ノズルから吐出されたインクの着弾位置が左右方向に広がるので、図３（ｂ）示す印刷濃度が低下した濃度低下領域３２１，３２２が出現する可能性がある。

一方、気流Ｆ２は、インクジェットヘッド３１Ｋ２の左側端部付近の吐出ノズル３１２を左側から回り込むように流れる。このとき、吐出ノズル３１２のなかでも下流側(後側)ほど気流Ｆ２の影響を強く受ける。そのため、吐出ノズル３１２の吐出ノズルから吐出されたインクの着弾位置が左右方向に狭まり、狭まった着弾位置の左側に、図３（ｂ）に示す白スジとなる白スジ領域３２３，３２４，３２５が出現する可能性がある。

これは、特に、画像データが所謂ベタ画像など印字率が高い場合に、印刷品質への影響が大きくなる。

そこで、制御部５は、画像データの印字率が所定の閾値以上の場合に、画像データに基づいて吐出ノズルからインクを吐出するとともに、補完ノズルからインクを吐出するように、インクジェットヘッド３１Ｋを制御する。

具体的には、制御部５は、補完ノズルのうち、図３（ａ）に示した補完ノズル３１３，３１４からインクを吐出するように制御する。

このように、濃度低下領域３２１，３２２を補完するように、補完ノズル３１４からインクを吐出することにより、図３（ｂ）に示すように、補完画像３３１，３３２が印字される。また、白スジ領域３２３，３２４，３２５を補完するように、補完ノズル３１３からインクを吐出することにより、図３（ｂ）に示すように、補完画像３３３～３３５が印字される。

これにより、特にベタ画像など印字率の高い画像について、白スジや黒スジの発生や、濃度低下などを防止することができるので、印刷品質の低下を防止することができる。

（インクジェット印刷装置１の作用）
図４は、本発明の一実施形態であるインクジェット印刷装置１の処理内容を示したフローチャートである。

図４に示すように、制御部５は、ステップＳ１０１において、画像領域抽出処理を実行する。具体的には、制御部５は、画像データから所定のサイズごとに分割した画像領域を抽出する。

ステップＳ１０３において、制御部５は、印字率判定処理を実行する。具体的には、制御部５は、分割した画像領域のそれぞれについて印字率を算出し、算出した印字率が所定の閾値以上か否かを判定する。

ステップＳ１０５において、制御部５は、印字率判定処理により印字率が所定の閾値以上であると判定された画像領域のうち、インクジェットヘッド端部近傍の領域を補正領域として決定する。

ステップＳ１０７において、制御部５は、補正領域が単一のインクジェットヘッド内に収まっているか、または複数のインクジェットヘッドに跨っているかを判定する。

補正領域が複数のインクジェットヘッドに跨っている場合（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、制御部５は、それぞれのインクジェットヘッド用の画像データとして分割する（ステップＳ１０９）。

ステップＳ１１１において、制御部５は、補完ノズルを決定する（ステップＳ１０９）。具体的には、濃度低下領域や白スジ領域を補完するように、補完ノズルを決定する。

ステップＳ１１３において、制御部５は、画像データに基づいて吐出ノズルからインクを吐出するとともに、決定した補完ノズルからインクを吐出するようにインクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙを制御する。

＜変形例＞
図５（ａ）は、本発明の変形例に係るインクジェット印刷装置１のインクジェットヘッドのオーバーラップ領域におけるノズル配置を説明した図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した吐出ノズルと補完ノズルでインクを吐出した場合の印刷画像である。なお、図１および図２の示した構成のうち、インクジェットヘッドのノズル配置以外は同一の構成を有するので、説明を省略する。

図５（ａ）に示すように、インクジェットヘッド４１Ｋ１は、左右方向に直線的に６列に配置されたノズル列４１Ｋ１ａ, ４１Ｋ１ｂ, ４１Ｋ１ｃ, ４１Ｋ１ｄ，４１Ｋ１ｅ，４１Ｋ１ｆを有している。ノズル列４１Ｋ１ａ, ４１Ｋ１ｂ, ４１Ｋ１ｃ, ４１Ｋ１ｄ，４１Ｋ１ｅ，４１Ｋ１ｆは、左右方向に各ノズルが１／４ピッチずつずらして配置されている。

ノズル列４１Ｋ１ａは、吐出ノズルよりノズル径の小さい補完ノズルである。ノズル列４１Ｋ１ｂ, ４１Ｋ１ｃ, ４１Ｋ１ｄ，４１Ｋ１ｅは、吐出ノズルである。４１Ｋ１ｆは、吐出ノズルと同一のノズル径の補完ノズルである。

上述したように、用紙ＰＡは吸引搬送部３によりエア吸引されながら搬送されるので、この吸引搬送部３によるエア吸引や、用紙ＰＡの搬送により気流Ｆ３，Ｆ４が発生する。

気流Ｆ３は、吐出ノズルからインクが吐出されているとき、図５（ａ）に示すように吐出ノズルと補完ノズルとを右側から回り込むように形成される。また、気流Ｆ４は、吐出ノズルからインクが吐出されているとき、図５（ａ）に示すように吐出ノズルと補完ノズルとを左側から回り込むように形成される。

この気流Ｆ３，Ｆ４の発生により、インクジェットヘッドがオーバーラップ領域において、インクジェットヘッドの端部付近の吐出ノズルから吐出されるインクの着弾位置がずれる場合がある。

例えば、気流Ｆ３は、インクジェットヘッド４１Ｋ１の右側端部付近の吐出ノズルと補完ノズルとを右側から回り込むように流れる。このとき、吐出ノズルのなかでも下流側(後側)ほど気流Ｆ３の影響を強く受ける。そのため、特に、ノズル列４１Ｋ１ｅの吐出ノズル４１１から吐出されたインクの着弾位置が左方向に狭まり、黒スジとなる黒スジ領域が出現する可能性がある。

そこで、制御部５は、黒スジ領域を発生させないように、吐出ノズル４１１からのインクの吐出を禁止し、その代わりに、ノズル径の小さい補完ノズル４１３からインクを吐出する。

一方、気流Ｆ４は、インクジェットヘッド４１Ｋ１の左側端部付近の吐出ノズルと補完ノズルとを左側から回り込むように流れる。このとき、吐出ノズルのなかでも下流側(後側)ほど気流Ｆ４の影響を強く受ける。そのため、特に、ノズル列４１Ｋ１ｅの吐出ノズル４１１から吐出されたインクの着弾位置が左右方向に狭まり、狭まった着弾位置の左側が白スジとなる白スジ領域が出現する可能性がある。

そこで、制御部５は、白スジ領域を発生させないように、補完ノズル４１４からインクを吐出する。

このように、黒スジを発生させないように、吐出ノズル４１１からのインクの吐出を禁止し、その代わりに、補完ノズル４１３からインクを吐出することにより、図５（ｂ）に示すように、補完画像４３３，４３４が印字される。また、白スジ領域を補完するように、補完ノズル４１４からインクを吐出することにより、図５（ｂ）に示すように、補完画像４３１，４３２が印字される。

（付記）
本出願は、以下の発明を開示する。

（付記１）
印刷媒体を搬送する搬送手段と、
画像データに基づいて、前記搬送手段により搬送される印刷媒体に対して吐出ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドを有し、同色のインクを吐出する前記インクジェットヘッドの少なくとも端部付近において、前記吐出ノズルを前記印刷媒体の搬送方向においてオーバーラップするように配置したヘッドユニットと、
前記搬送手段および前記複数のインクジェットヘッドを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記画像データの印字率が所定の閾値以上の場合に、第１の前記吐出ノズルと前記第１の前記吐出ノズルに対して前記オーバーラップする第２の吐出ノズルとから吐出するように制御する
ことを特徴とする画像形成装置。

これにより、特にベタ画像など印字率の高い画像について、白スジや黒スジの発生や、濃度低下などを防止することができるので、印刷品質の低下を防止することができる。

１ インクジェット印刷装置
２ 給紙部
３ 吸引搬送部
４ 印刷部
５ 制御部
６ 排紙部
７ 操作パネル部
１１ 給紙台
１２ 給紙ローラ
１３ レジストローラ
２１ 搬送ベルト
２２ 駆動ローラ
２３～２５ 従動ローラ
２６ ベルト駆動モータ
２７ プラテンプレート
２８ 吸引ファン
３１Ｋ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙ，４１Ｋ１ インクジェットヘッド
３１Ｋ１ａ～３１Ｋ１ｄ，３１Ｋ２ａ～３１Ｋ２ｄ，４１Ｋ１ａ～ ４１Ｋ１ｆ ノズル列
３２ ヘッドホルダ
３１０ オーバーラップ領域
３１１，３１２，４１１ 吐出ノズル
３１３，３１４，４１３，４１４ 補完ノズル

Claims (1)

1. 印刷媒体を搬送する搬送手段と、
   画像データに基づいて、前記搬送手段により搬送される印刷媒体に対して吐出ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドを有し、同色のインクを吐出する前記インクジェットヘッドの少なくとも端部付近において、前記吐出ノズルを前記印刷媒体の搬送方向においてオーバーラップするように配置したヘッドユニットと、
   前記搬送手段および前記複数のインクジェットヘッドを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記画像データの印字率が所定の閾値以上の場合に、第１の前記吐出ノズルと前記第１の前記吐出ノズルに対して前記オーバーラップする第２の吐出ノズルとから吐出するように制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。

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