JP5081339B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、同じ色の液滴を吐出させる複数の記録ヘッドを搭載して、往路及び復路で印字を行うと、1つの記録ヘッドの往路及び復路での着弾位置ずれに比べて、同色の記録ヘッド間で着弾位置がずれる可能性が高く、このような同色複数ヘッド構成ではより高い精度での着弾位置ずれの補正が必要になってくる。
液滴を吐出する記録ヘッド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、着弾位置ずれを検出する最小項目毎のブロックパターンからなる調整用パターンを形成するパターン形成手段と、
前記撥水部材に光を照射する発光手段及び前記撥水部材上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、
前記調整用パターンを構成する前記独立した複数の液滴の外表面が丸みを帯びた状態で前記読取り手段の前記発光手段から光を照射して、
前記撥水性部材の表面の内の前記調整用パターンが形成されていない領域で前記照射された光を正反射させ、前記調整用パターンを形成した領域では前記独立した複数の液滴の丸みを帯びた外表面で前記照射された光を拡散反射させて、
前記読取り手段の前記受光手段で前記正反射される光を受光して前記拡散反射領域となる前記調整用パターンを読取る
構成とした。
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。
搬送ベルト31の表面(ベルト表面)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が着弾していない搬送ベルト31面の領域では、発光素子401からの入射光601はベルト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)に示すように搬送ベルト31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。
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28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。
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。
そして、前処理1として搬送ベルト31のクリーニングを実施し、更に前処理2としてパターン読取りセンサ401のキャリブレーションを実施し、キャリッジ23で走査されるパターン読取りセンサ401(発光素子402、受光素子403)の正反射の出力レベルが搬送ベルト31面上で一定値になるように発光素子402の出力を調整する。
パターン読取りセンサ401は、キャリッジ23に搭載した記録ヘッド24による搬送ベルト送り方向での画像形成領域(印字領域)内すなわち記録ヘッド24のノズル列の範囲内に検出範囲450が位置するように取り付けている。また、調整パターン400の形成領域(送り方向の幅内)内に検出範囲が位置するように取り付けている。また、この例では、パターン読取りセンサ401はキャリッジ23の往路走査方向上流側に取り付けている。
ここでは、キャリッジ23の主走査方向両側部に第1パターン読取りセンサ401A,第2パターン読取りセンサ401Bを取り付けている。これらの第1、第2パターン読取りセンサ401A、401Bは、搬送ベルトの送り方向でオフセットして(位置をずらして)取付けることも、同じ位置に取付けることもできるが、前述したように印字領域範囲、パターン形成領域内に読取り位置(検出範囲)が入るように取付けている。
まず、図28で説明したモノクロの罫線ずれ調整パターン400B(パターン1)を第1スキャン(走査)で往路印字し、同時に記録ヘッド24より上流側に取付けているパターン読取りセンサ401Aでパターン1を読取る。次に、キャリッジ23を第1スキャンの開始位置(印字前の位置)に戻し2回目の読取り(1回目の読取り方向と同じ)を行う。この動作をN回繰り返して、第1スキャンで印字したパターン1の読取りを終了する。
まず、図28で説明したモノクロの罫線ずれ調整パターン400B(パターン1)を第1スキャン(走査)で往路印字し、同時に記録ヘッド24より上流側に取付けているパターン読取りセンサ401Aで同時にパターン1を読取る。次に、キャリッジ23を第1スキャンの開始位置(印字前の位置)に戻し2回目の読取り(1回目の読取り方向と同じ)を行う。この動作をN回繰り返して、第1スキャンで印字したパターン1の読取りを終了する。
まず、図27(a)に示すブロックパターン(パターン1)を第1スキャンで往路印字し、図27(b)に示すブロックパターン(パターン2)を第2スキャンで復路印字して図28のモノクロ罫線ずれ調整パターン400Bを完成させて、その第2スキャンにおいてパターン読取りセンサ401Bで復路読取りを行う。その後、同一パターンをパターン読取りセンサ401Aで往路方向に読取りを行い、また、復路方向にパターン読取りセンサ401Bにて読取りを行う。この読取り動作をN回実施しそのパターン1,2の読取りを完了する。パターンが複数ある場合はその一連の動作を繰返し行う。
まず、図28で説明したモノクロの罫線ずれ調整パターン400B(パターン1)を第1スキャン(走査)で往路印字し、同時に記録ヘッド24より上流側に取付けているパターン読取りセンサ401Aでパターン1を読取る。次に、キャリッジ23を第1スキャンの開始位置(印字前の位置)に戻した後、搬送ベルト31を所定量回転させ、パターン読取りセンサ401Aで2回目の読取り(1回目の読取り方向と同じ)を行う。この動作をN回繰り返して、第1スキャンで印字したパターン1の読取りを終了する。
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
505…着弾位置補正手段
Claims (9)
- 液滴を吐出する記録ヘッド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、着弾位置ずれを検出する最小項目毎のブロックパターンからなる調整用パターンを形成するパターン形成手段と、
前記撥水部材に光を照射する発光手段及び前記撥水部材上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、
前記調整用パターンを構成する前記独立した複数の液滴の外表面が丸みを帯びた状態で前記読取り手段の前記発光手段から光を照射して、
前記撥水性部材の表面の内の前記調整用パターンが形成されていない領域で前記照射された光を正反射させ、前記調整用パターンを形成した領域では前記独立した複数の液滴の丸みを帯びた外表面で前記照射された光を拡散反射させて、
前記読取り手段の前記受光手段で前記正反射される光を受光して前記拡散反射領域となる前記調整用パターンを読取る
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記調整用パターンを構成する液滴の外表面が丸みを帯びた状態で前記読取り手段の前記発光手段から光を照射するとき、前記液滴は、前記丸みを帯びた外表面の頂部では前記照射された光を正反射する状態にあることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記撥水性部材の表面は光沢を帯びており、
前記撥水性部材上に着弾した前記液滴は前記丸みを帯びた状態で光沢を帯び、前記丸みを帯びた状態から平らな状態になることで光沢が失われる
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。 - 前記調整用パターンは、前記丸みを帯びた状態の表面が独立した状態の複数の前記液滴が配列され、
前記独立した複数の液滴が配列されている領域全域に対応する前記読取り手段の出力は、前記調整用パターンが形成されていない領域に対応する前記読取り手段の出力と異なる
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記拡散反射領域は、前記液滴が形成されている部分と前記液滴が形成されていない部分とで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記調整用パターンの形成領域の面積の少なくとも10%以上の面積は前記拡散反射領域であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 異なる色の液滴を吐出させる記録ヘッドを有し、
色に応じた滴体積の液滴で前記調整用パターンを形成する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記記録ヘッド及び前記読取り手段は、前記被記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動走査されるキャリッジに搭載され、
前記キャリッジを移動させて前記パターン形成手段にて前記記録ヘッドから前記液滴を吐出させて前記各パターンを形成するときの、前記キャリッジの移動方向において前記記録ヘッドの後方になる前記キャリッジの側面に前記読取り手段が設けられ、
前記各パターンを形成した直後に前記読取り手段で前記各パターンを順次読取る
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記記録ヘッド及び前記読取り手段は、前記被記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動走査されるキャリッジに搭載され、
前記調整用パターンを形成するときの前記キャリッジの移動速度と前記読取り手段で前記調整用パターンを読取るときの前記キャリッジの移動速度とが異なる
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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