JP3172303B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、画像形成装置に関し、より詳細
には、複数の記録ヘッドを用い、温度変化による色ズレ
を抑えるようにした画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来技術】本発明に係る従来技術を記載した公知文献
として、例えば、特開平４−４１２５２号公報に「画像
形成装置」が提案されている。この公報のものは、複数
の記録ヘッドによりカラー画像形成を行う画像形成装置
であり、各記録ヘッドを基準ドット状態に対応した条件
で駆動し、得られたパターン画像に基づいて各ヘッドの
ドット記録の状態を最適な基準ドット状態に補正するよ
うにしたものである。また、特公平４−９６７６号公報
に提案されている「記録装置における記録ヘッドの位置
ずれ補正のためのテストパターン記録方法」は、複数の
ヘッドの相対位置ずれを検出するためのテストパターン
を記録する方法で、テストパターンはヘッドの副走査方
向に少なくとも複数ライン分の幅を有するパターンとな
っている。

【０００３】一般に、複数個の記録ヘッドを備えた記録
装置、例えば、カラーインクジェット記録装置において
は、記録ヘッドに形成した複数のインク吐出口からデー
タ信号に基づいてインクを吐出し、インク液滴を記録媒
体に付着させて記録を行っている。この記録方式は、例
えば、プリンタやファクシミリあるいは複写機などに広
く使用されるようになってきている。インクジェット記
録装置の記録型式としては、他の方式によるものと同
様、記録媒体に沿って移動するキャリッジ上に記録ヘッ
ドを搭載し、記録媒体の幅方向に走査することによって
１ライン毎の記録を行なうシリアル型式と、記録ヘッド
に１ライン分のインク吐出口を配列した所謂フルマルチ
ヘッドを用いて記録を行なうライン型式とがある。

【０００４】ところで、近年、シリアル型式のプリンタ
においては、記録ヘッド本体、または該記録ヘッド本体
とインク供給源をなすインクタンクとを一体化したカー
トリッジを、記録装置利用者の故障またはインク残量無
しとなったときに交換可能とするものが増加しつつあ
る。しかしながら、前述した従来の記録装置において
は、各色の記録ドット位置が理想的な位置からずれてし
まい、色ずれあるいは解像度の低下が原因となって記録
画像の品位が低下するという問題点がある。この色ずれ
には種々な要因があるが、特にヘッドホルダの熱膨張に
よるヘッド間ピッチのずれが大きな影響を与えている。
例えば、一例として試算すると、下記のような数値が得
られる。

【０００５】

【数１】

【０００６】４ヘッドでヘッド間ピッチを２３ｍｍとす
ると最大伸縮量となる両端のヘッドのピッチ間距離は２
３×３＝６９で約７０となる。つまり、何も対策をこう
じなければ、ＭＡＸ５２μｍ程度の伸びが発生すること
があることになる。

【０００７】

【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みなされたも
ので、温度変化による色ズレを抑えるようにした画像形
成装置を提供することを目的としてなされたものであ
る。

【０００８】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
複数の記録ヘッドにより画像信号に応じて画像を形成す
る画像形成装置において、前記記録ヘッドをホールドす
るホルダの温度を検出する温度検出手段と、該温度検出
手段による検出温度とあらかじめ設定されている基準値
とを比較する比較手段と、該比較手段により得られた差
によって記録ヘッドの駆動タイミングを所定量補正して
駆動するように制御する制御手段とを備えたこと、更に
は、（２）前記記録ヘッドの駆動タイミングの補正サイ
クルは、最短でも１ページ単位もしくは１ジョブ単位よ
り長くしたこと、更には、（３）前記（１）又は（２）
において、前記温度検出手段としての温度センサは、基
準ヘッドに対して最も距離が離れた記録ヘッドをホール
ドするホルダの温度を測定するように設けられたこと、
或いは、（４）複数の記録ヘッドにより画像信号に応じ
て画像を形成する画像形成装置において、画像形成装置
のスイッチオンからの時間経過に伴い、徐々に記録ヘッ
ドの駆動タイミングが変化して色ずれを抑えるように設
定されたプログラムに従って制御する制御手段を設けた
こと、更には、（５）前記（４）において、ヒータ又は
ヒータローラを備え、該ヒータ温度のコントロール用温
度センサの温度データをスイッチオンの初期時のみ参照
するようにしたこと、更には、（６）複数の記録ヘッド
により画像信号に応じて画像を形成する画像形成装置に
おいて、前記記録ヘッドをホールドするホルダの、該記
録ヘッド固定部周辺にヒータを設置し、該記録ヘッドの
ホルダを加熱し、該ホルダを略一定温度にするようにし
たことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例
に基づいて説明する。

【０００９】図１は、本発明による画像形成装置の一実
施例を説明するための構成図で、カラーインクジェット
プリンタの構成図である。図中、１はキャリッジ（ヘッ
ドホルダ）、２-1〜２-4 はノズルヘッド、３は可撓性
チューブ、４はインクリザーバ、４-1〜４-4 は可撓性
絶縁ベルト、５は中継板、６は総合通電ベルト、７はレ
ール、８は無端ベルト、９，１４はパルスモータ、１０
-1，１０-2 はストッパ、１１は記録用紙、１２，１３
はローラ対、１５は温度センサである。

【００１０】キャリッジ１上に、図中左側から順に第１
〜第４のノズルヘッド２-1〜２-4を配列して設け、シア
ンＣ、マゼンタＭ、イエローＹおよびブラックＢＫ各色
のインクをそれぞれ突出させ、それらの各ノズルヘッド
には、可撓性チューブ３をそれぞれ介してインクリザー
バ４から各色のインクを供給するとともに、多数のリー
ド線をそれぞれに配列した可撓性絶縁ベルト４-1〜４-
4、中継板５および総合通電ベルト６を介して駆動信号
をそれぞれ供給する。このような構成のキャリッジ１を
２本のレール７上に載せて連結した無端ベルト８をパル
スモータ９により駆動し、キャリッジ１を図中Ｘ方向に
往復走行させることにより主走査を行なうとともに、ロ
ーラ対１２および１３を介して展張した記録用紙１１を
ローラ対１３に連結したパルスモータ１４により図中Ｙ
方向に送給して副走査を行ない、記録用紙１１上に各ノ
ズルヘッド２-1〜２-4 から噴射した各色インクにより
カラー画像を記録する。なお、キャリッジ１の往復走行
路の両端にはストッパ１０-1，１０-2 を配置して主走
査の範囲を確定してある。

【００１１】温度センサ１５は、複数のノズルヘッド２
-1〜２-4 をホールドするキャリッジ１の周辺に配置さ
れている。該温度センサ１５による検出温度と予め設定
された基準値とを比較し、その差によってノズルヘッド
２-1〜２-4 の駆動タイミングを所定量補正する。

【００１２】図２は、本発明による画像形成装置の制御
系の一構成例を示す図で、図中、３１はＣＰＵ（中央処
理装置）、３２はホスト装置、３３はＲＯＭ（Read Onl
y Memory）、３４はＲＡＭ（Random Access Memory）、
３５はセンサ類、３６は表示部、３７は画像処理部、３
８はヘッド制御部、３９はヘッドドライバ、４０は記録
ヘッド、４１は回復装置駆動機構、４２は回復装置、４
３は記録媒体搬送系駆動部、４４は各部モータである。

【００１３】ホスト装置３２は画像形成装置に対して記
録に係る画像データや各種指令を供給する。コンピュー
タやイメージリーダその他の形態を有する。ＣＰＵ３１
は、画像形成装置の主制御部をなし、マイクロコンピュ
ータの形態を有し、処理手順等に従って各部を制御す
る。ＲＯＭ２３はその処理手順に対応したプログラムそ
の他の固定データを格納する。ＲＡＭ３４は画像データ
の一時保存領域や各種制御の過程で作業用に用いられる
領域を有する。センサ類３５は記録媒体の有無、搬送状
態やインク残量の有無、その他の動作状態を検知する。
表示部３６は、装置の動作状態や設定状態、異常発生の
有無を報知するのに用いられる。画像処理装置３７は、
記録に係る画像データに対し、対数変換、マスキング、
ＵＣＲ、色バランス調整を行う。ヘッドドライバ３９は
記録ヘッド（前記ノズルヘッド２-1〜２-4 を総括して
示す）のインク吐出エネルギ発生素子を駆動する。ヘッ
ド制御部３８の構成は図３に示してある。回復装置駆動
機構４１は回復装置の駆動機構であり、記録媒体搬送系
駆動部４３は記録媒体搬送系を駆動するモータの駆動部
である。

【００１４】図３は、ヘッド制御部の構成例を示す図
で、図中、２１ａ〜２１ｄは記録ヘッド及びドライバ、
２２ａ〜２２ｄはイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）、２３は２値化処理部２４
ａ〜２４ｄは信号、２５ａ〜２５ｄはバッファ、２６ａ
〜２６ｄはシフトレジスタ、２７ａ〜２７ｄは信号、２
８は濃度検知回路、２９は吐出タイミング設定・制御回
路である。

【００１５】記録ヘッド及びドライバ２１ａからはイエ
ローＹの色インクを吐出し、２１ｂからはマゼンタＭの
色インクを吐出し、２１ｃからはシアンＣの色インクを
吐出し、２１ｄからはブラックＢＫの色インクを吐出す
る。イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣおよびブラック
ＢＫの画像濃度信号２２ａ〜２２ｄは、２値化処理部２
３で２値化され、それぞれイエローＹ、マゼンタＭ、シ
アンＣおよびブラックＢＫの信号２４ａ〜２４ｄを出力
する。該信号２４ａ〜２４ｄはインクの吐出タイミング
を制御するためのバッファ２５ａ〜２５ｄを介して、シ
フトレジスタ２６ａ〜２６ｄに入力され、各記録ヘッド
のインク吐出を行わせるための素子に振り分けられるイ
エローＹ、マゼンタＭ、シアンＣおよびブラックＢＫの
信号２７ａ〜２７ｄとなって記録ヘッド及びドライバ２
１ａ〜２１ｄに入力される。なお、シフトレジスタ２６
ａ〜２６ｄの各シフトレジスタの段数はそれぞれの記録
ヘッドの数と同数となるように構成されている。

【００１６】次に、本発明の具体的な実施例について説
明する。第１の実施例 （請求項１〜３に対応） 図１における温度センサ１５は各ヘッドのホルダ部分の
温度を測定する。この温度センサの信号は図３における
温度検知回路２８に送られる。ここで基準温度との比較
が行なわれ、その差の情報が吐出タイミング設定・制御
回路２９に送られる。該吐出タイミング設定・制御回路
２９では温度差情報に基づき、あらかじめ設定されたテ
ーブルより各色ヘッドへのタイミング補正量を決め、そ
れぞれ各色ヘッド用バッファ２５ａ〜２５ｄに指示を与
えるようになっている。あらかじめ設定されたテーブル
とは、ヘッドホルダの材料によって決まる材料の熱膨張
係数に温度差とヘッドピッチを乗じて得られる数値が各
色ヘッド毎に準備されているものである。

【００１７】さらに、吐出タイミング設定・制御回路２
９には、図示しないが別途改頁信号、ジョブ区切り信号
が入力されるように構成されており、温度変化によるタ
イミングの変更を実行するか否かの判断も行う機能をも
有している。すなわち、改頁信号もしくはジョブの終了
信号のいずれかのうち早くきた信号毎に前記温度による
補正を行うようにコントロールしている。こうすること
により、印字途中でタイミングが切換り、印字品質（線
のつなぎ等が食い違う等）の低下を招いたりすることな
く補正を行うことができる。

【００１８】図１で主走方向はＸ矢印方向であるから、
ノズルヘッド２-4 が最初に書き出すことになるので、
ノズルヘッド２-4 を基準ヘッドとすると温度センサ１
５は最も離れた位置にあるノズルヘッド２-1 の近傍に
設置するのが良い。これは同じヘッドホルダ内でも位置
によって多少の温度の差があり、伸び縮みの最も大きい
影響を受けるノズルヘッドは最も離れた位置のノズルヘ
ッド２-1 である。従って補正誤差をできるだけ少なく
するためにはノズルヘッド２-1 の近傍に設置するのが
良い。

【００１９】第２の実施例（請求項４に対応） 第１の実施例ではヘッドホルダの温度を検出してフィー
ドバックをかける方法を示したが、これではセンサやフ
ィードバック回路等コストがかさむので、フィードバッ
クはやめてあらかじめ設定されたプログラムに従って制
御するようにする。装置のスイッチＯＮ以降のヘッドホ
ルダ部の温度上昇の状況を実験的につかみ、その上昇パ
ターンにより経過時間を上昇温度を実施例１での吐出タ
イミング設定・制御回路に入力することにより補正を行
う。

【００２０】第３の実施例（請求項５に対応） 前述の第２の実施例では、装置の外気温度による影響は
無視することになるため、誤差がどうしても大きくな
る。最近のインクジェット装置でも印字後の乾燥を促進
して画像品質をあげるため、ヒータを持つ装置が増えて
いる。ヒータを持つ装置にはほぼ確実に温度センサがあ
り、ヒータ温度をコントロールしている。本発明の実施
例では、スイッチＯＮ時の温度として、前記ヒータ用温
度センサのデータを用いるものであり、これにより外気
温による誤差を少なくすることができる。ヒータ用温度
センサも通常のスイッチＯＮ時には装置内温度を代表す
る温度を検出していると考えられる。ヒータが立上がっ
た後は局部的に高くなっている温度を検出しているので
そのままデータとして使うことはできない。一旦、スイ
ッチＯＦＦし、まだ温度が高いうちにスイッチＯＮする
場合もあるが、この場合には、ある一定温度以上となっ
たら無視するように回路設定にしておけば良い。

【００２１】第４の実施例（請求項６に対応） 外気温や周囲温度によってヘッドホルダの温度がどんど
ん変ると補正が必要となる。従って、ヘッドホルダを強
制的に加熱し、いつも一定温度となるようにする。例え
ば、ヘッドホルダ内部にヒータを内蔵し、ヘッドホルダ
そのものを周囲温度より少し高くなる程度に加熱する。
こうすれば、使用時の温度のバラツキは少なくなり、ヘ
ッドの位置誤差はあまり問題とならないレベルにでき
る。

【００２２】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 （１）画像読取装置などを用いることなく安価に、温度
変化による色ズレ（ドット位置ズレ）を押えることが可
能となる。 （２）文章もしくはグラフィックパターン等の印字途中
からヘッドの駆動タイミングが切り換わることを防げる
ので、これが理由の印字品質の劣化がない。 （３）より精度の高いヘッド駆動タイミング補正が可能
となる。 （４）温度センサを取り付けたフィードバック制御がな
くなるため安価で装置も簡単となる。 （５）新たに専用の温度センサを設ける必要がなく、他
の機能のものを兼用するため安価となる。 （６）使用時ではいつも安定したヘッドピッチが得られ
るため補正制御が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による画像形成装置の一実施例を説明
するための構成図である。

【図２】 本発明による画像形成装置の制御系を示す図
である。

【図３】 図２におけるヘッド制御部の構成図である。

【符号の説明】

１…キャリッジ（ヘッドホルダ）、２-1〜２-4 …ノズ
ルヘッド、３…可撓性チューブ、４…インクリザーバ、
４-1〜４-4 …可撓性絶縁ベルト、５…中継板、６…総
合通電ベルト、７…レール、８…無端ベルト、９，１４
…パルスモータ、１０-1，１０-2 …ストッパ、１１…
記録用紙、１２，１３…ローラ対、１５…温度センサ。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の記録ヘッドにより画像信号に応じ
   て画像を形成する画像形成装置において、前記記録ヘッ
   ドをホールドするホルダの温度を検出する温度検出手段
   と、該温度検出手段による検出温度とあらかじめ設定さ
   れている基準値とを比較する比較手段と、該比較手段に
   より得られた差によって記録ヘッドの駆動タイミングを
   所定量補正して駆動するように制御する制御手段とを備
   えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記記録ヘッドの駆動タイミングの補正
   サイクルは、最短でも１ページ単位もしくは１ジョブ単
   位より長くしたことを特徴とする請求項１記載の画像形
   成装置。
3. 【請求項３】 前記温度検出手段としての温度センサ
   は、基準ヘッドに対して最も距離が離れた記録ヘッドを
   ホールドするホルダの温度を測定するように設けられた
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 複数の記録ヘッドにより画像信号に応じ
   て画像を形成する画像形成装置において、画像形成装置
   のスイッチオンからの時間経過に伴い、徐々に記録ヘッ
   ドの駆動タイミングが変化して色ずれを抑えるように設
   定されたプログラムに従って制御する制御手段を設けた
   ことを特徴とするヘッドをホールドするホルダを持つ画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 ヒータ又はヒータローラを備え、該ヒー
   タ温度のコントロール用温度センサの温度データをスイ
   ッチオンの初期時のみ参照するようにしたことを特徴と
   する請求項４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 複数の記録ヘッドにより画像信号に応じ
   て画像を形成する画像形成装置において、前記記録ヘッ
   ドをホールドするホルダの、該記録ヘッド固定部周辺に
   ヒータを設置し、該記録ヘッドのホルダを加熱し、該ホ
   ルダを略一定温度にするようにしたことを特徴とする画
   像形成装置。