JP4949094B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドを搭載したキャリッジを備えて搬送される被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
撥水性を有する撥水性部材上に、独立した複数の液滴で構成される着弾位置ずれ調整用パターンを形成するパターン形成手段と、
前記調整パターンに光を照射する発光手段及び前記調整パターンからの正反射光を受光する受光手段で構成される読取り手段と、
この読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドから吐出される前記液滴の着弾位置を補正する着弾位置補正手段と、を備え、
前記読取り手段は、前記キャリッジ上で前記キャリッジの移動を案内するガイド部材側に配置され、
前記調整パターンは前記記録ヘッドのノズル列の中央より前記ガイド部材側のノズルに よって形成する
構成とした。
液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドを搭載したキャリッジを備えて搬送される被 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
撥水性を有する撥水性部材上に、独立した複数の液滴で構成される着弾位置ずれ調整用 パターンを形成するパターン形成手段と、
前記調整パターンに光を照射する発光手段及び前記調整パターンからの正反射光を受光 する受光手段で構成される読取り手段と、
この読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドから吐出される前記液滴の着弾 位置を補正する着弾位置補正手段と、を備え、
前記読取り手段は、前記キャリッジ上で前記キャリッジの移動を案内するガイド部材側 に配置され、
前記調整パターンのキャリッジ移動方向幅は前記読取り手段の焦点範囲よりも大きい
構成とした。
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。本発明に係る画像形成装置の一例の概要について図1ないし図3を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図2は同装置の画像形成部及び副走査搬送部の平面説明図、図3は同じく一部透過状態で示す側面説明図である。
この制御部300は、CPU301と、CPU301が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM302と、画像データ等を一時格納するRAM303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不揮発性メモリ(NVRAM)304と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行な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ASIC305とを含む、この装置全体の制御を司るとともに本発明に係る調整パターンの形成、調整パターンの検出、着弾位置調整(補正)などに関わる制御を司る主制御部310を備えている。
まず、本発明における着弾位置検出(パターン検出)の原理について説明する。液滴(以下「インク滴」とする。)に対して光を照射したときに液滴からの光が拡散する様子について図10を参照して説明する。
図10に示すように、被着弾部材600に着弾したインク滴500(着弾状態ではインク滴は半球状となる。)に対して入射光601が当たると、インク滴500が丸みを帯びた光沢表面であるため、大部分は拡散反射光602となり正反射光603として検出されるものは僅かとなる。しかしながら、図11に示すように、インク滴500は時間経過とともに乾燥するため表面から光沢が失われ、更に半球形状から徐々に平らになってくるため、正反射光603が生じる範囲及び割合が拡散反射光602に対して相対的に多くなる。したがって、正反射光603を受光素子403で受光するとき、図12に示すように、時間の経過と共にセンサ出力電圧は低下し、時間の経過共に検知精度が低下することになる。
撥水性シート材700の表面は光沢を帯びており、発光素子401からの光が照射された場合に正反射光を返し易いものとする。このため、図13(b)で、インク滴500が着弾していない撥水性シート材700面の領域では、発光素子401からの入射光601は撥水性シート材700面にて殆んど正反射されることから正反射光603の量が多くなり、同図(a)に示すように、正反射光603を受光する受光素子403の出力(センサ出力電圧)が相対的に大きくなる。
電子写真方式におけるトナーは被付着部材に付着した状態でも形状が保持されるため、図15に示すように、被付着部材610上に調整パターンを構成するトナー611が重なるように形成した場合であっても、トナー付着面における正反射光の量は被付着部材610における正反射光の量に対して少なくなる(小さくなる)ので、正反射光を受光する受光手段の出力によって調整パターンを検出することができる。
図16に示す第1例において、図16(a)に示すように撥水性シート材700上に、例えば記録ヘッド24k1によってライン状のパターン400k1を形成し、記録ヘッド24k2によってライン状のパターン400k2を形成する。そして、これをセンサ走査方向(キャリッジ主走査方向)にパターン読取りセンサ401で走査することにより、パターン読取りセンサ401の受光素子403の出力結果から、同図(b)に示すように、パターン400k1、400k2で立ち下がるセンサ出力電圧Soが得られる。
図19に示す第1例は、複数の液滴500が1滴ずつ独立して格子状に配列されている例である。
先ず、調整パターン400からの反射光に占める拡散反射光の割合は一定とする。つまり、前述した図13の中央部分に示すインク滴着弾状態のように、調整パターン400からの反射光の散乱状態が一様となるように液滴500を着弾させる。これにより、処理アルゴリズムにかけるセンサ出力電圧(検出電位)の高い再現性が得られ、高精度の調整パターン400(液滴着弾位置)を高精度に検出して精度の高い液滴着弾位置ずれ調整を行うことができる。
パターン乱反射率とは、前述した図23に示すように、パターン読取りセンサ401による検出範囲(検出領域)内で乱反射する部分(拡散光を発生させる部分)の割合を意味する。つまり、パターン乱反射率=乱反射部分面積の総和/検出範囲面積で算出される値とする。
まず、図示しない操作パネルなどから液滴着弾位置ずれ補正動作が指示されたときには、給紙トレイ(あるいは手差しトレイ)に撥水性シート材700があるか否かを判別し、撥水性シート材700がなければ撥水性シート材700のセットをユーザに要求する。
前述したようにこの画像形成装置における着弾位置ずれ補正方法では、基準となる記録ヘッド(色)で搬送ベルトの送り方向にライン状のパターンを送り方向と直交する方向に形成し、その他の記録ヘッド(色)を一定間隔で同様なライン状のパターンを形成して、基準ヘッドとの距離を算出(計測)する。
図29に示す罫線ずれ調整パターン400Bは、基準方向(往路とする)のパターンFK1の位置を基準にして(パターンK1を基準パターンとして)決められた間隔で復路のパターンBK1、往路のパターンFK1、復路のパターンBK2(これらが被測定パターンとなる)を印字することで、これらのパターンFK1、BK1、FK1、BK2の各位置情報から基準パターンであるパターンK1に対しての着弾位置ずれを検出することができる。なお、センサ走査方向(読取り方向)は片方向だけで読取る場合の例を示している。
まず、キャリッジ23の走査方向は、図2に示すように装置背面側から装置正面側に向かう方向を往路方向、装置正面側から装置背面側に向かう方向を復路方向とし、キャリッジ23には往路方向下流側(装置正面側)から記録ヘッド24c、24k1、24k2、24m、24yの順に配置されているものとする。
図32に示す撥水性シート材700Aは、表面の一部に撥水剤をコーティングして撥水性領域701を形成したものである。この例では、シート材700Aの搬送方向で、上部700a、中央部700b、下部700cにそれぞれ3箇所、計9箇所には撥水性領域701を形成している。そして、撥水性シート材700Aの搬送方向先端部及び後端部に、撥水性シート材であることを示す識別手段であるマーク703を設けている。なお、マーク703としては、バーコード等の二次元パターン、凹凸のある三次元的なパターン、磁気的なパターンなどを用いることができる。
まず、被搬送部材が搬送されて先端位置を検知するとき、キャリッジ23を作像領域の主走査方向中央部に移動して、被搬送部材を搬送し、シート材検知センサ330によって先端検知を行う。このとき、マーク703が検知されたか否か判別し、マーク703が検知されないときには通常の被記録媒体であるとして通常の印刷動作を行う。
パターン読取センサ401は、キャリッジ23上(キャリッジに搭載されているという意味、ここではキャリッジ23の側面)でキャリッジ23の移動を案内する主ガイド部材であるガイドロッド21側に配置されている(取り付けられている。)。
パターン読取りセンサ401は、その焦点範囲451が記録ヘッド24のノズル列24Nの範囲内に位置するようにキャリッジ23に取り付ける。これにより、調整パターン400を形成しながらパターン読取りセンサ401で読取りを行うことができるようになる。
調整パターン400は、記録ヘッド24のノズル列24の中央部よりガイドロッド21側のノズル列部分(ノズル)を使用して形成する。これにより、キャリッジ23のガイドロッド21に沿う方向での傾きの検出精度への影響を低減できる。
調整パターン400の主走査方向の幅W及び副走査方向の幅(長さ)Lは、パターン読取りセンサ401の焦点範囲451よりも広く(大きく)している。これにより、パターン読取りセンサ401のパターン存在位置での電圧の落ち込みを最大とすることができて、検出精度を向上することができる。
図42はキャリッジ23に1個のパターン読取りセンサ401を取り付けたもので、この場合、パターン読取りセンサ401はキャリッジ23を移動させて調整パターン400を形成するときのキャリッジ23の移動方向の上流側に配置する。
パターン読取りセンサ401は、キャリッジ23の移動方向と直交する方向に発光素子402と受光素子403が並ぶ方向に取り付けている。これによって、キャリッジ23の移動速度による影響を低減することができる。
前述した実施形態では、パターン読取りセンサ401とシート材検知センサ(先端検知センサ)330とを別個のセンサとしているが、本発明では前述したように調整パターン400を複数の独立した液滴で構成するので、受光素子403で正反射光を受光するようにすることによって調整パターン400の読取が可能になることから、パターン読取りセンサ401とシート材検知センサ(先端検知センサ)330とを兼用して1つのフォトセンサで構成することができるようになる。これにより、構成が簡単になり、低コスト化を図れる。
ここでは、パターン読取りセンサ401をキャリッジ23の主走査方向の重心位置230を通る線231上に配置している。これによって、キャリッジ23が主走査方向に移動するときに生じるガイドロッド21に沿う方向での首振りの影響による往路及び復路間でのバラツキを低減することができる。
ここでは、パターン読取りセンサ401のセンサ面(光の射出面及び入射面)を覆うセンサカバー471をカバー駆動用ソレノイド472によって水平方向に移動されるように構成されている。そして、パターン読取りセンサ401を使用するときのみ、センサカバー471をスライドさせてパターン読取りセンサ401のセンサ面を露出させる。これによって、通常使用されないパターン読取りセンサ401がインクミストなどで汚れて検出精度が低下することを防止できる。
ここでは、2個の第1、第2のパターン読取りセンサ401A,401Bをキャリッジ23の一方の側面に副走査方向に位置をずらして配置している。これによって、調整パタン400が同図に示すように傾いている場合でもパターンの検出ができるため,例えばキャリッジ23の画像形成時の傾きをノズル毎の吐出タイミングを調整することで補正することもできる。なお,図49では分かりやすくするために第2のパターン読取りセンサ401Bをガイドロッド21から遠い地点に配置したが,できるだけガイドロッド21に近い側に設けた方がよいことは既に述べたとおりである.
例えば、黒インクを使用する記録ヘッド24k1、24k2の維持回復を行う(K1又はK2)クリーニング実施完了、装置が所定時間放置されたときに行う放置後クリーニング実施完了、環境温度の温度変化量が所定以上のときにこの液滴着弾位置ずれ調整処理を開始する。
2…画像形成部
3…副走査搬送部
4…給紙部
5…用紙(被記録媒体)
6…排紙搬送部
8…排紙トレイ
7…画像読取部
23…キャリッジ
24…記録ヘッド
27…主走査モータ
31…搬送ベルト
32…搬送ローラ
131…副走査モータ
330…シート材検知センサ(シート材検出手段)
400…調整パターン(調整パターン)
401、401A、401B…パターン読取りセンサ(読取り手段)
402…発光素子
403…受光素子
500…液滴(インク滴)
501…調整パターン形成/読み取り制御手段
502…液滴吐出制御手段
503…着弾位置ずれ量演算手段
504…吐出タイミング補正量演算手段
700…撥水性シート材
Claims (11)
- 液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドを搭載したキャリッジを備えて搬送される被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
撥水性を有する撥水性部材上に、独立した複数の液滴で構成される着弾位置ずれ調整用パターンを形成するパターン形成手段と、
前記調整パターンに光を照射する発光手段及び前記調整パターンからの正反射光を受光する受光手段で構成される読取り手段と、
この読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドから吐出される前記液滴の着弾位置を補正する着弾位置補正手段と、を備え、
前記読取り手段は、前記キャリッジ上で前記キャリッジの移動を案内するガイド部材側に配置され、
前記調整パターンは前記記録ヘッドのノズル列の中央より前記ガイド部材側のノズルに よって形成する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドを搭載したキャリッジを備えて搬送される被 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
撥水性を有する撥水性部材上に、独立した複数の液滴で構成される着弾位置ずれ調整用 パターンを形成するパターン形成手段と、
前記調整パターンに光を照射する発光手段及び前記調整パターンからの正反射光を受光 する受光手段で構成される読取り手段と、
この読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドから吐出される前記液滴の着弾 位置を補正する着弾位置補正手段と、を備え、
前記読取り手段は、前記キャリッジ上で前記キャリッジの移動を案内するガイド部材側 に配置され、
前記調整パターンのキャリッジ移動方向幅は前記読取り手段の焦点範囲よりも大きい
ことを特徴とする画像形成装置。 - 液滴を吐出するノズルを有する記録ヘッドを搭載したキャリッジを備えて搬送される被 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
撥水性を有する撥水性部材上に、独立した複数の液滴で構成される着弾位置ずれ調整用 パターンを形成するパターン形成手段と、
前記調整パターンに光を照射する発光手段及び前記調整パターンからの正反射光を受光 する受光手段で構成される読取り手段と、
この読取り手段の読取り結果に基づいて前記記録ヘッドから吐出される前記液滴の着弾 位置を補正する着弾位置補正手段と、を備え、
前記読取り手段は、前記キャリッジ上で前記キャリッジの移動を案内するガイド部材側 に配置され、
前記調整パターンのキャリッジ移動方向と直交する方向の幅は前記読取り手段の焦点範 囲よりも大きい
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記読取り手段の焦点位置が前記記録ヘッドのノズル列の範囲内に位置することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記読取り手段は、前記 キャリッジを移動して前記調整パターンを印字するとき、前記キャリッジの後方側になる 側面に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記読取り手段はキャリッジの両側に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記読取り手段の発光手段と受光手段はキャリッジ移動方向と直交する方向に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記読取り手段は前記被記録媒体の先端を検知する手段を兼ねていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載の画像形成装置において、前記読取り手段を覆うカバーを備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項9に記載の画像形成装置において、前記カバーは前記読取り手段の表面を清掃する清掃手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2ないし10のいずれかに記載の画像形成装置において、前記記録ヘッドのノズル列に沿う方向に複数の読取り手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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