JP5783948B2 - Color image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドを用いて1画素当りのインクドロップ量を制御するカラー画像形成装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a color image forming apparatus that controls an ink drop amount per pixel using an inkjet head.
従来、画像形成装置は記録画素位置が格子状に配置されたものが一般的であった。しかしながらエンジンの高速化や、それに伴う駆動波形や画像処理の高速化、濃度の確保、記録特性の安定化等の理由により、記録画素位置が千鳥状に配置された画像形成装置や、
記録モードにしたがって格子状の記録と千鳥状の記録を切り替えるものも考えられている。
Conventionally, an image forming apparatus generally has recording pixel positions arranged in a grid pattern. However, because of the speed of the engine, the accompanying drive waveform and speed of image processing, ensuring the density, stabilizing the recording characteristics, etc., the image forming apparatus in which the recording pixel positions are arranged in a staggered manner,
It is also considered to switch between grid-like recording and staggered recording according to the recording mode.
しかしながら、これらの従来技術では、画像形成装置の記録画素位置が千鳥状に配置されるにもかかわらず、そのデータのハンドリング方法については詳しい記載は無い。 However, in these prior arts, there is no detailed description of the data handling method even though the recording pixel positions of the image forming apparatus are staggered.
カラーインクジェットプリンタは媒体によっては、そのインクの媒体への記録位置の相対関係から局所的に用紙の伸びが発生し、ヘッドや紙搬送を物理的に正しく制御したとしても実際に媒体に記録されるインクの着弾位置にズレが発生し、これが白スジの視認化やパターンの偏りによる粒状性悪化といったノイズの発生要因となってしまう場合がある。 In some color ink jet printers, the paper is locally stretched due to the relative recording position of the ink on the medium, and even if the head and paper transport are physically correctly controlled, the ink is actually recorded on the medium. Deviation occurs at the ink landing position, and this may cause noise such as visualizing white stripes and deterioration of graininess due to pattern deviation.
この発明が解決しようとする課題は、記録媒体に局所的な伸びが発生した場合もインクの着弾位置の制御を適切に行うことが可能なカラー画像形成装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a color image forming apparatus capable of appropriately controlling the ink landing position even when local elongation occurs in the recording medium.
前記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る画像形成装置は、所定の等間隔に配置された複数のノズルを有し、インクを吐出するヘッドと、異なる色のインクを有する複数の前記ヘッドを前記ノズル位置が互いに所定間隔ずつずれるように配置し、記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向へ往復移動するヘッドユニットと、前記ヘッドユニットが前記インクを吐出しながら移動することで1パス分の記録を行うごとに前記記録媒体を前記搬送方向へ搬送する搬送手段と、前記1パス分の記録を行う場合において、直前のパスの記録と比べて記録タイミングを前記主走査方向へ1画素分ずらして記録し、複数パス分の記録により、各色のインクを重ねることでドットを形成するヘッドユニット制御部とを備える。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention includes a plurality of nozzles arranged at predetermined equal intervals, a head that ejects ink, and a plurality of inks having different colors. The head is disposed such that the nozzle positions are shifted from each other by a predetermined interval, and a head unit that reciprocates in a main scanning direction orthogonal to the recording medium conveyance direction, and the head unit moves while ejecting the ink. When the recording medium is transported in the transport direction each time recording for one pass is performed, and when recording for one pass is performed, the recording timing is set in the main scanning direction as compared with the recording of the immediately preceding pass . A head unit control unit that records by shifting by one pixel , and forms dots by superimposing ink of each color by recording for a plurality of passes .
(本実施の形態)
以下、実施の形態について図1乃至図14参照して説明する。
(This embodiment)
Hereinafter, embodiments will be described with reference to FIGS.
以下、本発明をカラー複合機に応用した実施形態を示す。図1は、インクジェット画像形成装置を用いたMFP(複合機)に関する一般的なシステム構成を簡易的に示すものである。 Hereinafter, embodiments in which the present invention is applied to a color multifunction peripheral will be described. FIG. 1 schematically shows a general system configuration related to an MFP (multifunction peripheral) using an inkjet image forming apparatus.
複合機100は、主制御部101、スキャナ部102、プリンタ部103、及び操作パネル104を有する。
The
図1に示す共有バス111は、後述する各CPU(Central Processing Unit)等を接続し、これによりCPUを介したプログラムI/O転送、あるいは周辺デバイスがバスマスタとしてバスを制御し、直接メモリなどにアクセスするバスマスタによるデータ転送が可能である。 A shared bus 111 shown in FIG. 1 connects CPUs (Central Processing Units) and the like to be described later, whereby program I / O transfer via the CPU or a peripheral device controls the bus as a bus master, and directly to a memory or the like. Data transfer by the accessing bus master is possible.
主制御部101は、メインCPU110、記憶部112、画像処理部116、ページメモリ制御部117、及びページメモリ118を有する。
The
メインCPU110は、主制御部101全体の制御を司るものである。
The
記憶部112は、メインCPU110と後述するプリンタ部103のプリンタCPU130の間で、双方向通信を行い、メインCPU110の制御プログラムや各種データを記憶する。記憶部112は、読み取り専用メモリ(以下ROM)ならびに書き換え可能メモリ(以下RAM)の集合体であり、本実施形態の手順を実施するためのプログラムや固定データとともに、実施形態の手順を実施する過程で生成されたり変化したりするデータを記憶する。
The
画像処理部116は、画像処理を行う。ページメモリ制御部117は、ページメモリ118に対して画像情報を記憶させたり、読み出したりするものである。ページメモリ118は、複数ページ分の画像情報を記憶できる領域を有し、スキャナ部102からの画像情報を圧縮したデータを1ページごとに記憶可能に形成されている。
The
操作パネル104は、各種操作キー141、ソフトキー(タッチパネル)を有する液晶表示部142、及びこれらが接続されたパネルCPU140を有しており、後述するパラメータ変更の操作をここからユーザが行う。パネルCPU140は、メインCPU110に接続される。操作キー141あるいは液晶表示部142のソフトキー等から各種命令が入力され、パネルCPU140からメインCPU110に送信される。
The operation panel 104 includes
画像読取部であるスキャナ部102は、メインCPU110と接続されその制御の下にスキャナ部102の制御を司るスキャナCPU120、制御プログラム及び各種データを記憶されている記憶部122、原稿等を読取るためのCCD等のラインセンサを駆動するCCDドライバ123と、ラインセンサ、露光ランプ及びミラーなどを搭載したキャリッジ(図示せず)を移動する走査モータの回転を制御する走査モータドライバ124、画像認識部125、及び画像補正部126を有する。
A
図1に示すプリンタ部103は、例えば、従来周知の構成を有しており、プリンタCPU130、記憶部132、インクジェットエンジン133、ヘッドユニット制御部134、搬送制御部135、プロセス制御部136を有する。なお、以下に説明する周知構成については、図示しない。
The
プリンタCPU130は、メインCPUと接続されその制御の下にプリンタ部103全体の制御を司る。
記憶部132は、制御プログラム及び各種データを記憶する。
インクジェットエンジンは、例えば、電圧を加えて変形する素子(ピエゾ素子)を用い、その変形によりヘッド内のインク収納スペースを増加/減少させ、この圧力によりインク滴を吐出させる。
The
The
The ink jet engine uses, for example, an element (piezo element) that is deformed by applying a voltage, the ink storage space in the head is increased / decreased by the deformation, and ink droplets are ejected by this pressure.
ヘッドユニット制御部134は、複数のノズルをもつヘッドユニットを駆動し、主走査方向の着弾点を制御する。
The head
搬送制御部135は、各種ローラの駆動モータを制御して、周知の用紙カセットに収容されている記録媒体を用紙カセットから用紙搬送路に沿っての搬送を制御する。
The
プロセス制御部136は、周知の加圧器、ヘッドユニット制御部および搬送制御部を制御し、入力された画像データに従ってインク滴の吐出から記録媒体の搬送の調整を行う。
The
以下、上記構成を有する複合機100の画像形成について簡単に説明する。
Hereinafter, image formation of the
図2は、プリンタ部の一例の概略構成を示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an example of a printer unit.
この図に示すとおり、記録媒体は図示しない給紙ローラよりプリンタ部103へ供給される。さらにMFP100の制御をつかさどるメインCPU110はプリンタCPU130に対して画像データに従った画像形成の命令を与える。記録媒体201は回転する記録媒体搬送ローラ202に巻きつけられ、固定ローラ203にて記録媒体搬送ローラ202に固定されながら矢印で示す搬送方向に搬送される間に、例えば、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)のインクジェットノズルを有するヘッドユニット204から吐出されるインク滴によって画像が形成される。このヘッドユニット204は主走査方向複数のインク収容室と対応するインク滴を吐出するノズルを有しており、図3に示すように記録媒体が副走査方向に1回転分搬送される間に、主走査方向に42μm(600dpiの1ドット相当)ずつ移動し、さらに移動した位置でノズルは記録媒体上にインクを吐出して画像を形成する。
As shown in this figure, the recording medium is supplied to the
この実施形態において画像形成は600dpi(dot per inch)のエンジンを用いて420dpi相当の千鳥格子パターンを作成する。 In this embodiment, the image formation uses a 600 dpi (dot per inch) engine to create a houndstooth pattern equivalent to 420 dpi.
図4はインクの1画素ごとにON(インク吐出)とOFF(インク非吐出)を切り替えて420dpiを実現させるための模式図である。格子状のハッチングがなされている画素をOFFとしたうえで、ONとする画素は黒丸で表わすようにその中央の位置に併せてインク滴を吐出し、再現濃度が高くなるにつれて斜め格子で示す方向に画点を拡大していくよう、プリンタCPUより命令が与えられる。 FIG. 4 is a schematic diagram for realizing 420 dpi by switching ON (ink ejection) and OFF (ink non-ejection) for each pixel of ink. After turning off pixels with grid-like hatching, the pixels that are turned on eject ink droplets along the center as shown by the black circle, and the direction indicated by the diagonal lattice as the reproduction density increases The printer CPU gives an instruction to enlarge the image point.
図5は、画像記録側が千鳥配置に対して、信号フロー側の画像データのハンドリング方法について示した図である。一般に、デジタルの画像機器は、ラスタライズされた画像を格子状にハンドリングするのが最も効率が良い。例えばスキャナ等で読み取った画像を画像記録装置で記録する場合や、プリンタとして原稿をRIP(Raster Image Processor)、例えば、ソフトRIPによりビットマップデータ化された画像を扱う場合これに当てはまる。 FIG. 5 is a diagram illustrating a method for handling image data on the signal flow side with respect to the staggered arrangement on the image recording side. In general, it is most efficient for a digital imaging device to handle rasterized images in a grid pattern. This is the case, for example, when an image read by a scanner or the like is recorded by an image recording apparatus, or when a document is handled as an image converted into bitmap data by a RIP (Raster Image Processor), for example, software RIP as a printer.
ここに紹介する実施形態ではなるべくエンジンに近い処理ブロック、つまり階調処理の前−具体的には階調処理に強く関連するガンマ変換等その他の処理もこの階調処理に含まれる−で、600x300dpi変換を行なうことで、600dpiの画像の対称性を確保したまま、600x300dpiの変換を行い、最終的に対称性のある420dpiの記録を実現する。 In the embodiment introduced here, a processing block as close to the engine as possible, that is, before gradation processing-specifically, other processing such as gamma conversion strongly related to gradation processing is also included in this gradation processing--600 × 300 dpi By performing the conversion, the 600 × 300 dpi conversion is performed while the symmetry of the 600 dpi image is ensured, and finally a symmetrical 420 dpi recording is realized.
図5(a)は図2で示されたブロックにおける上流側の処理が施された600dpiの画像データであり、図5(b)はこれを600x300dpiに解像度変換する様子を示したものである。主走査方向に副走査方向のラインが奇数ラインと偶数ラインとのそれぞれにおいて2画素単位で変換対象としており、いるのがわかる。なおこのずらし方は図5(d)に示す千鳥420dpi記録の位相と同調するようにズラされている。次に、図5(b)によって内部的に変換された画像は、図5(c)に示す、デジタル処理のデータハンドリングとして扱い易い600x300dpiの画像に変換される。その後、後述する階調処理を行なった後、千鳥420dpi記録になるようにドライバ(図6参照)によりデータの配置が再構成されて図5(d)に示す記録がされる。 FIG. 5A shows 600 dpi image data subjected to upstream processing in the block shown in FIG. 2, and FIG. 5B shows how the resolution is converted to 600 × 300 dpi. It can be seen that the lines in the sub-scanning direction in the main scanning direction are to be converted in units of two pixels in each of the odd lines and the even lines. This shift is shifted so as to synchronize with the phase of the staggered 420 dpi recording shown in FIG. Next, the image internally converted in FIG. 5B is converted into a 600 × 300 dpi image that is easy to handle as data processing for digital processing shown in FIG. 5C. Thereafter, after performing gradation processing to be described later, the data arrangement is reconfigured by the driver (see FIG. 6) so that the staggered 420 dpi recording is performed, and the recording shown in FIG. 5D is performed.
図6は画像記録側が千鳥配置に対して、画像データのハンドリング方法について示した工程図である。千鳥格子パターンを生成する際にはこの図の工程ブロック図で示すように圧縮・伸張などの処理301の後に解像度変換302を実行したうえで、γ補正303、5値ハーフトーン化304、ドライバ305を経て画像データがエンジン306に出力され、千鳥配置を実現するための位置指定が行われる。
FIG. 6 is a process diagram showing the image data handling method for the staggered arrangement on the image recording side. When generating a houndstooth pattern, as shown in the process block diagram of this figure, after performing
図7および図8は、ラインインクジェットヘッドの各色((C:シアン)、(K:ブラック)、(M:マゼンタ)、(Y:イエロー))間のノズル並びの相対位置関係の一部を切り出して示したものである。図7は、各色間の相対ノズル位置は、600dpiの例である。図8の例では、ノズル間は150dpiの間隔で記録媒体の有効最大印字幅分の長さに対応して並んでいるものとする。1パス記録毎にヘッドを600dpi分ノズルの並び方向に位置をシフトさせ、これを4回繰り返すことにより、ノズルの並び方向に600dpiの画像を記録することが出来る。例えば、図3に示すようにヘッドユニットが主走査方向に記録媒体上を移動する間にインクが4回吐出され、4回の記録がなされる。ノズルの並び方向に対して垂直方向(紙搬送方向)には、駆動信号を制御することによって、必要となる解像度の信号を形成することができるが、千鳥印刷の場合は、奇数パス、偶数パスでそれぞれ記録タイミングを600dpi分ずらし、各パス毎に300dpiの駆動信号で制御することにより千鳥記録を実現することができる。 7 and 8 show a part of the relative positional relationship of the nozzle arrangement between the colors ((C: cyan), (K: black), (M: magenta), (Y: yellow)) of the line inkjet head. It is shown. FIG. 7 shows an example in which the relative nozzle position between the colors is 600 dpi. In the example of FIG. 8, it is assumed that the nozzles are arranged at intervals of 150 dpi corresponding to the length corresponding to the effective maximum print width of the recording medium. By shifting the position of the head in the nozzle arrangement direction by 600 dpi for each pass recording and repeating this four times, an image of 600 dpi can be recorded in the nozzle arrangement direction. For example, as shown in FIG. 3, while the head unit moves on the recording medium in the main scanning direction, ink is ejected four times and recording is performed four times. In the direction perpendicular to the nozzle alignment direction (paper transport direction), a signal with the required resolution can be formed by controlling the drive signal. Thus, staggered recording can be realized by shifting the recording timing by 600 dpi and controlling each pass with a drive signal of 300 dpi.
以上、図7乃至図8ではヘッドの並び順をCKMYとしてあるが、これは一例であり別の任意の並び順でも構わない。 As described above, in FIG. 7 to FIG. 8, the head arrangement order is CKMY, but this is an example, and another arbitrary arrangement order may be used.
インクジェット記録の場合、記録する媒体の種類によって、そのインクの媒体への記録位置の相対関係から局所的に用紙の伸びが発生し、ヘッドや紙搬送を物理的に正しく制御したとしても実際に媒体に記録されるインクの着弾位置にズレが発生し、これが白スジの視認化やパターンの偏りによる粒状性悪化といったノイズの発生要因となってしまう場合がある。 In the case of ink-jet recording, depending on the type of recording medium, even if the paper stretches locally due to the relative relationship of the recording position of the ink on the medium, even if the head and paper transport are physically correctly controlled, the medium Deviation occurs in the landing position of the ink recorded on the recording medium, and this may cause noise such as visualization of white stripes and deterioration of graininess due to pattern deviation.
従来手法のように1パス目で紙搬送方向に対して同じ列に全ての色が記録すると、残りのノズル並び方向600dpiの3画素分の領域は完全に空白の状態となる。この様な記録の場合、4色分のインクを局所的に同じ列に印字してしまうと、用紙の伸びが発生し、残りの2〜4パスの記録時におけるインクの着弾位置にずれ、偏りが生じ、筋等が発生してしまう可能性がある。特に普通紙や再生紙ではその可能性は高い。
When all the colors are recorded in the same row in the first pass in the first pass as in the conventional method, the remaining three pixels in the
これに対処するべく本実施の形態では、ラインインクジェットヘッドの色間のノズル並びの相対位置関係を変更することで上記問題点の解決を図っている。たとえば図7では、4色のヘッドをそれぞれノズルの並び方向に600dpiずつずらした例である。なお、600dpiそれぞれの色の着弾点ずれるのであれば、色の順番はどのような組合せでも良い。 In order to cope with this, in the present embodiment, the above problem is solved by changing the relative positional relationship of the nozzle arrangement between the colors of the line inkjet head. For example, FIG. 7 shows an example in which the four color heads are shifted by 600 dpi in the nozzle arrangement direction. Note that the order of the colors may be any combination as long as the landing points of the respective colors of 600 dpi are shifted.
また、図8はヘッドを2系統に分けCとMをノズルの並び方向に同じ位置とし、KとYを前記C,Mヘッドに対して、ノズルの並び方向に600dpiずつ位置をずらしたものである。こちらも、同様に色の順は問わない。 In FIG. 8, the heads are divided into two systems, C and M are set to the same position in the nozzle arrangement direction, and K and Y are shifted from the C and M heads by 600 dpi in the nozzle arrangement direction. is there. Similarly, the order of the colors does not matter.
図7に示すヘッドの構成にて4色全ての千鳥記録の位相を合わせ、4色が全て同じ千鳥の位置に記録する例を図9および図10に示す。図9はヘッドの並びを示し、図10は1パスごと回数を重ねるごとに記録ドットが形成されていく様子を示している。 FIG. 9 and FIG. 10 show examples in which the phases of all four colors of the staggered recording are adjusted in the head configuration shown in FIG. 7 and all four colors are recorded at the same staggered position. FIG. 9 shows the arrangement of the heads, and FIG. 10 shows how recording dots are formed each time the number of passes is repeated.
図8に示すヘッドの構成にて4色を2色ずつに分けたうえで、それぞれ千鳥の記録位置の位相を異ならせた例の実際の記録例を図11および図12に示す。図11はヘッドの並びを示し、図12は1パスごと回数を重ねるごとに記録ドットが形成されていく様子を示している。 FIG. 11 and FIG. 12 show actual recording examples in which the four colors are divided into two colors in the head configuration shown in FIG. 8 and the phases of the staggered recording positions are made different from each other. FIG. 11 shows the arrangement of the heads, and FIG. 12 shows how recording dots are formed each time the number of passes is repeated.
この図10と図12とから、媒体上における局所的に偏った位置に最初の1,2回のパス間に複数色の多量のインクが集中して吐出されていないことがわかる。また、600dpiで3画素幅の広域の空白領域も存在していない。従って、用紙の伸びによる実際に媒体に記録されるインクの物理的な着弾位置のずれがかたまって発生し難くなり、筋等のむらの発生を抑えることが可能となる。 From FIG. 10 and FIG. 12, it can be seen that a large amount of ink of a plurality of colors is not concentrated and ejected between the first and second passes at locally biased positions on the medium. In addition, there is no wide blank area of 600 dpi and a width of 3 pixels. Accordingly, it becomes difficult for the deviation of the physical landing position of the ink actually recorded on the medium due to the elongation of the paper to be generated, and it is possible to suppress the occurrence of unevenness of the streaks or the like.
さらにこの実施形態においてプリンタドライバもしくは操作パネル上にて記録密度の変更を指示すると、図13のように印字する再に使用する記録密度の選択を促す画面が現れる。 Further, in this embodiment, when the recording density is instructed on the printer driver or the operation panel, a screen for prompting selection of the recording density to be used again for printing appears as shown in FIG.
たとえば、ここで200dpiを選択した場合は、図14の模式図に示すような画点形成パターンをインクの1画素ごとにON(インク吐出)とOFF(インク非吐出)を切り替えて200dpiを実現させる。この場合は図4の模式図にて示した例と同様に格子状のハッチングがなされている画素をOFFとしたうえで、ONとする画素は黒丸で表わすようにその中央の位置に併せてインク滴を吐出し、再現濃度が高くなるにつれて斜め格子で示す方向に画点を拡大していくよう、プリンタCPUより命令が与えられる。 For example, when 200 dpi is selected here, an image dot formation pattern as shown in the schematic diagram of FIG. 14 is switched between ON (ink ejection) and OFF (ink non-ejection) for each pixel of ink to realize 200 dpi. . In this case, similarly to the example shown in the schematic diagram of FIG. 4, after turning off the pixels that are lattice-shaped hatched, the pixels that are turned on are indicated by black circles along with the center position of the ink. A command is given from the printer CPU to eject droplets and enlarge the image point in the direction indicated by the diagonal grid as the reproduction density increases.
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
100…複合機(MFP)
110…メインCPU
103…プリンタ部
130…プリンタCPU
131…インクジェットエンジン
132…記憶部
133…インクジェットエンジン
134…ヘッドユニット制御部
135…プロセス制御部
202…記録媒体搬送ローラ
204…ヘッドユニット
1300…記録密度の切り替え指示画面
100 ... MFP (MFP)
110 ... Main CPU
103:
131 ...
Claims (3)
異なる色のインクを有する複数の前記ヘッドを前記ノズル位置が互いに所定間隔ずつずれるように配置し、記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向へ往復移動するヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットが前記インクを吐出しながら移動することで1パス分の記録を行うごとに前記記録媒体を前記搬送方向へ搬送する搬送手段と、
前記1パス分の記録を行う場合において、直前のパスの記録と比べて記録タイミングを前記主走査方向へ1画素分ずらして記録し、複数パス分の記録により、各色のインクを重ねることでドットを形成するヘッドユニット制御部と、
を備えるカラー画像形成装置。 A head having a plurality of nozzles arranged at predetermined equal intervals and ejecting ink;
A plurality of heads having different color inks arranged such that the nozzle positions are shifted from each other by a predetermined interval, and a head unit that reciprocates in a main scanning direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium;
Transport means for transporting the recording medium in the transport direction each time recording is performed for one pass by moving the head unit while discharging the ink ;
When printing for one pass, printing is performed by shifting the printing timing by one pixel in the main scanning direction as compared with the printing of the previous pass, and by superimposing the ink of each color by printing for a plurality of passes. A head unit controller that forms
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