JPH11192734A - 画像形成装置および画像形成システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント素子を有したプリント手段を複数配
置し、その配置の方向とは異なる方向にプリント媒体に
対し走査することによりプリントを行う装置において、
当該走査を行うための立ち上げおよび立ち上げに要する
区間を短縮し、以て装置の小型化およびプリント速度の
向上を図る。 【解決手段】 走査の方向における複数のプリント手段
のそれぞれの位置を検出する手段（スケール６１および
エンコーダ６２）と、当該検出された情報に基づいて前
記複数のプリント手段のそれぞれに対してプリント素子
の駆動タイミングを独立に制御する手段とを設ける。こ
れにより、走査開始時および終了時の加減速期間にもプ
リント動作を行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報、例えば
原稿を読み取って得られた画像情報に基づいてプリント
媒体に画像を形成（記録）する画像形成装置および画像
形成システムに関し、例えばシアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、およびブラック（Ｋ）などの
プリント剤を用いてカラー画像を形成する装置に適用し
て好適ななものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としては、例えばシ
アン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインクを吐出す
る独立のヘッドを４本並置して一つのキャリッジ搭載
し、キャリッジを複数回相対移動させてプリント媒体上
にインクを吐出することにより画像を形成するカラーイ
ンクジェットプリンタがある。

【０００３】プリント媒体上の目的の位置にインクを吐
出するためには、プリント媒体上を移動するキャリッジ
の速度を常に一定にするため、キャリッジの負荷を一定
に保つように装置が設計されていたり、キャリッジを移
動させるモータの回転数を一定に保つ制御が実施されて
いた。さらに、等間隔の情報が形成されたスケールを準
備し、スケールを読み取ることでキャリッジが一定間隔
移動する毎にパルス信号を発生させ、パルス信号に基づ
いてインクの吐出タイミングを制御する方法を用いてい
る装置もあった。

【０００４】いずれの構成にしても、キャリッジを停止
時から目的の速度に立ち上げ、かつ一定速度を得るため
の助走距離が必要とされ、またキャリッジがプリント範
囲外に移動するまで、当該移動速度を一定に保つととも
に、その後キャリッジの速度を減速させ停止するまでの
距離が必要とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、画像形成装置
においては、キャリッジの移動する範囲としてプリント
範囲に加え、キャリッジの立ち上げおよび立ち下げに所
定の距離が必要となり、これが装置を小型化する上で制
約となっていた。また、実際のプリント動作時間以外
に、当該立ち上げおよび立ち下げの区間を移動するため
の時間がかかるので、プリントのスループットを向上す
る上での制約ともなっていた。

【０００６】本発明は、複数のプリント手段ないしはこ
れを搭載する部材をプリント媒体に対し相対的に走査す
ることによって画像を形成する装置にあって、当該走査
を行うための立ち上げおよび立ち上げに要する区間を短
縮し、以て装置の小型化およびプリント速度の向上を図
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
プリント素子を有したプリント手段を複数用い、該複数
のプリント手段を配置した方向とは異なる方向にプリン
ト媒体に対し相対的に走査することにより画像形成を行
う装置であって、前記走査の方向における前記複数のプ
リント手段のそれぞれの相対位置を検出する手段と、当
該検出された情報に基づいて前記複数のプリント手段の
それぞれに対して前記プリント素子の駆動タイミングを
独立に制御する手段と、を具えたことを特徴とする。

【０００８】ここで、前記検出手段は、前記走査の方向
に延在し所定間隔で情報が形成されたスケールと、前記
プリント手段とともに相対走査されて前記スケール上の
形成情報を検知するエンコーダとを有し、前記スケール
および前記エンコーダの組が前記複数のプリント手段に
対応して複数設けることができる。

【０００９】または、前記検出手段は、前記走査の方向
に延在し所定間隔で情報が形成された単一のスケール
と、前記プリント手段とともに相対走査されて前記スケ
ール上の形成情報を検知するエンコーダであって前記複
数のプリント手段に対応して複数設けられた当該エンコ
ーダとを有するものとすることもできる。

【００１０】以上において、前記相対走査の開始後の加
速中および／または前記相対走査を終了するための減速
中においても、前記プリント素子の駆動を許可する手段
を具えることができる。

【００１１】前記プリント手段は、色調を異にするプリ
ント剤に対応して前記複数個数を用いることができる。

【００１２】前記プリント手段は、前記プリント素子と
して、前記プリント媒体に付与するプリント剤としての
インクを吐出する吐出口と、前記インクを吐出するため
に利用されるエネルギを発生する手段とを有するものと
することができる。

【００１３】ここで、前記インクを吐出するために利用
されるエネルギを発生する手段は、通電に応じ熱エネル
ギを発生する電気熱変換体を有するものとすることがで
き、さらに前記電気熱変換体より印加される熱エネルギ
によってインクに生じる膜沸騰を利用して、前記吐出口
からインクをプリント媒体に向けて吐出させるものとす
ることができる。

【００１４】また、本発明画像形成システムは、上記い
ずれかの形態の画像形成装置と、該画像形成装置に対し
て画像情報を供給する手段と、を具えたことを特徴とす
る。

【００１５】ここで、前記画像情報供給手段は、原稿画
像を読み取る読み取り手段と、当該読み取った画像情報
を処理して前記画像形成装置に供給する手段とを有する
ものとすることができる。

【００１６】なお、本明細書において、「プリント」お
よび「記録」とは、文字，図形等有意の情報を形成する
場合のみならず、広く画像，模様，パターン等を媒体上
に形成（プリント）する場合も言うものとする。また、
「プリント媒体」とは、一般的な記録装置で用いられて
いる紙のみならず、広く布，プラスチックフィルム，金
属板等、ヘッドによって吐出されるインクや加工剤その
他のプリント剤を受容可能なものも言うものとする。

【００１７】

【発明の実施形態】以下、図面を参照して本発明を詳細
に説明する。

【００１８】なお、以下においては、原稿画像の読み取
り部を一体に具えた複写装置形態の画像形成システムに
本発明を適用したいくつかの実施形態について説明する
が、本発明はそれらに限られない。例えば、画像形成シ
ステムの形態としてはプリントヘッドと並置または置換
されて走査部材としてのキャリッジに搭載される読み取
りセンサを用いるものでもよいし、画像形成装置の形態
としては読み取り部とは別体にまたは独立して設けら
れ、読み取り部やコンピュータその他の画像情報供給手
段から画像データを受容してプリント動作を実行するも
のでもよい。

【００１９】（第１例） （１）画像形成システム 図１は画像形成装置に対して画像情報の供給源をなす読
み取り部の構成の一例を示す模式図、図２は当該読み取
り部および画像形成装置を含む複写装置形態の画像形成
システムの信号処理系の構成例を示すブロック図であ
り、これら図を用いて複写装置における画像処理の流れ
について説明する。

【００２０】原稿台ガラス５２上には、原稿をセットす
るための読み取り領域とシェーディング補正に用いる白
色板５３の領域とが設けられる。原稿台ガラス５２に置
かれた原稿や白色板５３の情報は、原稿照明ランプ５４
を点灯させてその光を原稿台ガラス５２を介して原稿や
白色板５３に照射し、反射された光をロッドレンズアレ
ーないしは集束性光ファイバアレー（日本板硝子社製の
セルフォックレンズなど）５５を通過させてＣＣＤ（画
像読み取りセンサ）１に導き、光信号から電気信号に変
換されることによって読み取られる。

【００２１】本例においては、ＣＣＤ１、ロッドレンズ
アレー５５、および原稿照明ランプ５４は、主走査キャ
リッジ５１に配置され、主走査キャリッジが読み取り領
域を走査することにより画像を読み取る構成になってい
る。

【００２２】ＣＣＤ１により電気信号に変換された画像
信号は、次段のアナログ信号処理回路２に入力される。
アナログ信号処理回路２は、入力された信号を次段のＡ
／Ｄ変換器３の入力ダイナミックレンジに適合するよう
に増幅する。一般に、アナログ信号処理回路２は、複数
のＯＰアンプ等を使用した回路や専用のＩＣを使用した
回路が用いられ、任意の増幅率が選択できるように構成
されている。

【００２３】Ａ／Ｄ変換器３は、入力されたアナログ量
の画像信号をデジタル量の画像信号に変換する。デジタ
ル信号に変換された画像信号は、シェーディング補正回
路４により原稿照明ランプ５４の光量分布ムラやＣＣＤ
１の各読み取り画素の感度差による画像信号のバラツキ
を補正する。当該シェーディング補正された画像信号
は、入力マスキング回路５によりＣＣＤ１のカラーフィ
ルタ（レッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ））
による色空間をカラーの標準色空間に変換する。

【００２４】カラーの標準色空間に変換された画像信号
は、変倍回路６により目的とする画像サイズに変倍され
る。変倍された画像信号は、対数変換回路７によりＲ，
Ｇ，Ｂの輝度信号からＣ，Ｍ，Ｙの濃度信号に変換され
る。Ｃ，Ｍ，Ｙの濃度信号に変換された画像信号は、出
力マスキング／ＵＣＲ回路８により、カラーの標準色空
間からプリンタの特性を考慮した色空間、すなわちＣ，
Ｍ，Ｙ信号からＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの信号に変換される。

【００２５】そして、当該Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの画像信号
は、γ変換回路９により目的とする濃度に変換され、さ
らに２値化処理回路１０により例えば８ビットの多値信
号から２値信号に変換された後、画像形成装置の主要部
をなすプリンタ１１によりプリント媒体上に画像形成さ
れる。

【００２６】（２）プリント手段および読み取り手段 次に、プリンタ１１において使用されているプリント手
段と、プリントに先立つ画像読み取り手段の動作とにつ
いて説明する。本例において使用したプリンタ１１は、
複数の吐出口を直線状に配列し、プリントする画像に応
じて吐出口よりインクを吐出して画像の形成を行なうオ
ンデマンド方式のインクジェットプリントヘッドを用い
るものである。

【００２７】図３はインクジェットプリントヘッドの構
成例を示す。本例のヘッド２２は、図に示すように、例
えば一端部の第１ノズルから他端部の第５１２ノズルま
で、５１２個の吐出口を直線状に配した吐出部２０２を
有し、当該配列の方向とは異なる方向に走査されてライ
ンプリントを行なう。すなわち、ヘッド２２ないしその
搭載部材であるキャリッジを不図示の駆動制御手段によ
り図３の矢印Ａ方向に移動（主走査）させ、１回の主走
査が終了するとプリント媒体をＡ方向とは異なる方向に
所定量搬送し、これらの走査を交互に行って行くことで
プリント媒体に順次バンド幅（吐出口配列範囲に対応）
分のラインプリントが行なわれる。

【００２８】インクジェットプリンタのプリント解像度
は、プリントヘッドのノズルの配列ピッチおよび図３の
矢印Ａ方向への移動精度によって定まる。例えばプリン
トヘッドの吐出口の配列ピッチが０．０６３５ｍｍであ
れば基本的に４００ｄｐｉの解像度を有するプリンタを
構成できる。ここで、矢印Ａの方向には０．０６３５ｍ
ｍピッチの移動精度が要求される。このインクジェット
プリンタのプリントヘッドのノズル数が前述の如く５１
２個であるとすると、１バンドのプリント幅は０．０６
３５×５１２＝３２．５１２ｍｍとなる。従って、副走
査方向についても上記解像度を得る場合、１回の主走査
による１バンドのプリントが終了したら、不図示の紙送
り機構により、矢印Ａと直交する矢印Ｂの方向にプリン
ト媒体を３２．５１２ｍｍだけ紙送りし、次のバンドプ
リントを行なうことができる。インクジェットプリンタ
は、以上の走査およびプリント制御を繰り返すことによ
って所望の量のプリントを行なうことができる。

【００２９】このようなインクジェットプリンタに対す
る画像読み取り装置（以下スキャナという）の適切な読
み取り方式は、プリンタのバンドプリントに対応したバ
ンド読み取り方式である。すなわち、図４に示すよう
に、一端部の第１画素から他端部の第５１２画素まで、
直線状に読み取り素子を配した５１２画素の画像読み取
りセンサ１を有した読み取り部２１２を具備するスキャ
ナを用いることにより、所望の読み取り画像の読み取り
をプリントヘッドの構成にあわせて行なうことができ
る。本例では、図３の吐出部２０２と同様に、画素の配
列ピッチを０．０６３５ｍｍ、矢印Ａ方向ヘの移動ピッ
チを０．０６３５ｍｍとすることにより、４００ｄｐｉ
のスキャナが構成されている。

【００３０】（３）本例のプリントヘッドおよびプリン
ト動作の前提技術 ここで、本実施形態の主要部の説明をする前に、その前
提となる技術を説明する。

【００３１】まず、図５を用いてプリント媒体上に吐出
されるインクドットの位置関係を説明する。ここで、説
明の簡略化のため、同図（Ａ）に示すように、ヘッドは
４個のインク吐出口を有したものとする。

【００３２】ヘッドが矢印で示す方向に移動する過程
で、吐出口は、、、、、・・・の順にイン
クを吐出する。その結果、〜の駆動時間に遅延が発
生し、その遅延時間にもキャリッジが移動するので、同
図（Ｂ）に示すように、〜の駆動期間で移動方向に
対し斜めに傾いたインクドットがプリント媒体上に形成
される。

【００３３】吐出口〜から同時吐出を行うようにす
れば、インクドットは移動方向に対して傾かず垂直とな
るが、実際のヘッドにおいては、多数（本例では各色毎
に５１２個）の吐出口が存在するため、同時吐出を行う
べくインク吐出に利用されるエネルギを発生する素子の
すべてを同時駆動すると、瞬間的に大電流が流れること
になる。このため、ヘッド内のエネルギ発生素子群をを
いくつかのブロックに分割し、ブロック単位で時分割駆
動を行い、ブロック間のインク吐出タイミングをずらす
ことでヘッドに流れる電流が瞬間的に集中しないように
している。

【００３４】簡略のために４個本の吐出口から時分割に
吐出が行われるものとして説明すると、図５（Ｂ）に示
すように、キャリッジの移動方向に対してプリント結果
が傾き、例えば本来直線であるべき画像部分に段差が発
生してしまうので、実際の装置においては、図６（Ａ）
に示すように、矢印方向に進むヘッドの速度と各吐出口
に対応したエネルギ発生素子を駆動する時間の遅延を考
慮して、ヘッド内の吐出口の配列方向をヘッドの移動方
向に対して傾けることで対応している。

【００３５】すなわち、図６（Ａ）に示すように吐出口
配列方向を傾けてヘッドを取り付けることにより、同図
（Ｂ）に示すようにヘッドの移動方向に対して垂直方向
にインクドットが整列したプリント結果が得られるよう
に構成されている。

【００３６】次に、図７を用いて、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４
色のヘッドを独立にキャリッジ６０に搭載し、キャリッ
ジ６０を移動させながらインクを吐出させてプリントを
行っている過程で、位置Ａにおいてキャリッジ６０の移
動速度低下が生じた場合の問題点を説明する。

【００３７】Ｃ色のインクを吐出するヘッドは、キャリ
ッジ６０が位置Ａに到達するまでは一定速度で移動して
いるため、Ｃ色についてのプリント結果が示すように、
垂直な線を等間隔にてプリントする。しかしキャリッジ
６０が位置Ａの直前において何らかの理由により移動速
度が遅くなった場合、本来垂直な線をプリントするはず
の破線で示した位置よりも手前に垂直な線をプリントす
ることになる。Ｋ色のインクを吐出するヘッドは、キャ
リッジ６０が位置Ａに到達するまでは一定速度で移動し
ているため、Ｋ色についてのプリント結果が示すよう
に、垂直な線を等間隔にてプリントする。しかし、キャ
リッジ６０が位置Ａの直前において、何らかの理由によ
り移動速度が遅くなった場合、本来垂直な線をプリント
するはずの破線で示した位置よりも手前に垂直な線をプ
リントすることになる。

【００３８】実際のプリント動作においては、Ｃのプリ
ント結果とＫのプリント結果がプリント媒体上で合成さ
れるため、ＣとＫについてのプリント結果が示すよう
に、キャリッジ６０が一定速度で移動している限りにお
いては、ＣとＫのインクが重なり合う。しかし、キャリ
ッジ６０の移動速度が遅くなることにより、ＣとＫのプ
リント結果に示すように、矢印で示すズレｂおよびズレ
ｃの位置において、ＣとＫのインクが重なり合わなくな
り、図の最下段に示すプリントデータ（本来のプリント
例）と異なる結果になってしまう。このように位置Ａに
おいてキャリッジ６０の移動速度が低下した場合のみな
らず、位置Ａにおいて、何らかの理由でキャリッジ６０
の移動速度が目的の速度より速くなってしまった場合に
おいては本来垂直な線をプリントするはずの破線で示さ
れる位置よりも先に垂直な線をプリントすることになる
ので、同様にＣとＫのプリント位置がずれることは明ら
かである。また、図７には示していないが、ＭおよびＹ
色のインクを吐出するヘッドによるプリント結果も位置
Ａにおいてキャリッジ６０の移動速度変動により影響を
受けることは明白である。

【００３９】すなわち、キャリッジ６０を移動させるだ
けの制御系においては、プリント範囲においてキャリッ
ジ６０の移動速度に変動が発生すると、インクの吐出位
置がずれてしまうので、従来、図８に示すように、スケ
ール６１と光学式エンコーダ６２（以下、特にことわら
ない限り、この光学式エンコーダを単にエンコーダと言
う）との組み合わせを使用することにより、キャリッジ
６０の移動速度が変動した場合において、その影響を受
けないようにする手法が用いられていた。例えば、キャ
リッジ６０のＣ色用ヘッドの位置にエンコーダ６２を搭
載し、スケール６１に予め書き込まれている位置情報を
エンコーダ６２によって読み取り、当該読み取られた位
置情報を元にヘッドのインク吐出タイミングを制御する
ことにより、キャリッジ６０の移動速度が目的の速度に
対して変動してもその影響を受けずにインクをプリント
媒体６３上の目的の位置に吐出するようにする制御が行
われていた。

【００４０】図９はスケール６０の構成を示す。スケー
ル６０は、透明のテープ上に、黒色の線群を平行に描い
たものであって、各線は一定間隔αで並んでいる。エン
コーダ６２はスケール６１の上を移動し、黒の線を横切
る毎に信号を出力するようになっている。すなわち、キ
ャリッジ６０がスケール６１に示す黒線の間隔α（本例
に対応させれば０．０６３５ｍｍ）を移動する毎にエン
コーダ６２が信号を発生することになり、エンコーダ６
２の出力する信号のタイミングを基準にしてヘッドのイ
ンクを吐出することにより、キャリッジ６０の速度に変
動があっても、インクを目的の位置に吐出することを可
能にしている。

【００４１】次に、エンコーダ６２を１個用いた上記制
御において生じる不都合について説明する。

【００４２】図１０は、キャリッジ６０が停止している
位置から矢印方向に移動を開始してプリントを行う例に
ついて示している。同図（Ａ）はキャリッジ６０の移動
開始直後からプリントを開始した場合のＣ色のプリント
結果とＫ色のプリント結果とを示したもので、キャリッ
ジ６０が移動を開始した場合、キャリッジ６０は徐々に
移動速度を上げていくが（広い意味での速度変動）、エ
ンコーダ６２を使用しているので、ＣとＫのインクの吐
出位置はずれないようにも考えられる。しかし実際に
は、ＣとＫのインクドットの形成位置にはずれが生じて
しまう。これは次の理由による。

【００４３】図１０（Ｂ）は、キャリッジ６０が矢印の
方向に移動を開始した直後、ヘッドＣが位置ｄに至った
時点におけるインクの吐出結果を示したものである。ヘ
ッドＣが位置ｄにある時点で、キャリッジ６０の移動速
度は目的の速度より遅いため、目的の速度において最適
な画像が得られるように吐出口配列方向をヘッドの移動
方向に対して傾けた上記図６の手法が影響し、本図に示
すように、移動方向に対して本来垂直であるべき線が斜
めにプリントされてしまうことになる。

【００４４】図１０（Ｃ）は、キャリッジ６０が矢印の
方向に移動を開始し、ヘッドＫが位置ｄに至った時点に
おけるインクの吐出結果を示したものである。ヘッドＫ
が位置ｄにある時点では、キャリッジ６０の移動速度が
同図（Ｂ）に示した場合よりは目的の速度に近づいてい
るため、上記図６の手法の影響が少なくなる。この結
果、移動方向に対して本来垂直であるべき線が斜めにプ
リントされてしまう影響が軽減される。

【００４５】図１０（Ｄ）は、位置ｄにおけるＣインク
とＫインクのプリント結果を合成した状態を示してい
る。の位置において、ＣインクとＫインクのプリント
ドットは、同じ位置に形成されているが、の位置にお
いてはＣインクとＫインクのプリント位置がずれている
ことがわかる。すなわち、エンコーダ６２を使用しない
でインクを吐出する方法に比ベ、エンコーダ６２を１個
使用してインクの吐出位置制御を実施した場合の方が、
キャリッジ６０に速度変動が発生した場合の影響は少な
いが、影響を完全に排除することができない。このた
め、エンコーダ６２を使用してインクの吐出位置を制御
する場合においても、キャリッジ６０に極力速度変動が
発生しないような装置構成を採用することが必須であっ
た。

【００４６】すなわち、図１１に示すように、プリント
媒体６３上に画像を形成する場合、キャリッジ６０が位
置ｅから位置ｆまで移動する間は、キャリッジ６０を一
定速度にて移動させることが必要になってくる。また、
キャリッジ６０を移動させるには、一般に駆動源にモー
タが使用されているが、キャリッジ６０の移動開始から
一定の目標速度に到達させるためには助走距離が必要に
なる。また、１ラインプリントの終了後にキャリッジ６
０を停止する場合、キャリッジ６０ないしヘッドの慣性
により瞬時の停止を行うことはできず、停止距離が必要
になる。

【００４７】従って、図１３に示すようなキャリッジ６
０の速度制御が要求され、図１２に示すようにプリント
媒体６３の存在空間の側部にキャリッジ６０の助走距離
および停止距離に見合った制御を行うための空間が必要
であったのである。

【００４８】さらに、キャリッジ６０に対して単一のエ
ンコーダ６２のみが設けられているために、図１１に示
したように、例えばエンコーダ６２とＣヘッドの位置と
を整合させた場合、キャリッジ６０の移動方向における
Ｃのプリント結果に対してＹ，Ｍ，Ｋのプリント結果を
合わせるため、Ｃヘッドを基準にしたＹ，Ｍ，Ｋの各ヘ
ッドまでの距離は、図９のスケール６１に示す間隔αの
正数倍にする必要もあった。

【００４９】（４）第１の実施形態の主要部 次に本発明の第１の実施形態の主要部図の内容を説明す
る。

【００５０】図１４は本実施形態の基本的構成例を示し
たものである。本例においては、キャリッジ６０にＣ，
Ｍ，Ｙ，Ｋの各色インクをそれぞれ吐出するヘッドを搭
載し、各ヘッド毎にそれぞれ専用のエンコーダ６２を搭
載し、かつ各ヘッド専用のスケール６１を用いること
で、各ヘッド毎に独立したエンコーダ出力を得られるよ
うに構成している。また、図１７に示すヘッド駆動ブロ
ックを各色毎に使用することにより、キャリッジ６０の
移動に速度変動が生じたとしても、インクの吐出位置に
影響を与えないような構成を採用している。

【００５１】図１７のヘッド駆動ブロックの構成および
動作について、図１８および図１９を参照しつつ説明す
る。

【００５２】クロック発生部６４は、エンコーダ６２信
号の間隔を測定するための基準クロックを生成するため
のものである。クロック発生部６４の出力は、カウンタ
６５に入力される。カウンタ６５は、クロック発生部６
４から供給されるクロック数をカウントし、エンコーダ
信号の立ち上がり時において、カウント値をゼロクリア
するように構成されている。そして、カウンタ６５の出
力はフリップフロップ６６とＲＯＭ６７とにそれぞれ加
えられている。

【００５３】フリップフロップ６６はエンコーダ信号の
立ち上り時の値を記憶する。すなわち、エンコーダ信号
の立ち上がりから次のエンコーダ信号の立ち上がりまで
の区間に対応するクロック発生部６４のクロック数を記
憶することにより、エンコーダ信号の間隔を測定する。

【００５４】また、ＲＯＭ６７には、様々なエンコーダ
信号の間隔に対応する各エネルギ発生素子の駆動信号の
タイミング情報が前もって記憶されている。ＲＯＭ６７
の上位アドレスにはフリップフロップ６６の出力（エン
コーダの間隔情報）信号線が接続されており、下位アド
レスには、カウンタ６５の出力（エンコーダ信号の１区
間（Ａ〜Ｃ）のどの位置にあたるかの情報）信号線が接
続されている。

【００５５】ＲＯＭ６７からは、吐出口〜に対応し
たエネルギ発生素子の駆動タイミング信号Ｑ１〜Ｑ４が
出力され、ＡＮＤゲート６８に加えられる。また、各Ａ
ＮＤゲート６８の他の入力端には、各色プリントデータ
が供給され、プリントデータがある場合のみ各吐出口に
対応したエネルギ発生素子（以下、吐出口およびこれに
対応した吐出のためのエネルギ発生素子を含むプリント
素子を「ノズル」とも称する）に向けてノズルの駆動信
号を通過させるようになっている。図１９にはＲＯＭ６
７の出力例が示されている。

【００５６】図２０および図２１を用いてキャリッジ６
０の移動速度が異なった場合のＲＯＭ６７から読み出さ
れたノズル駆動信号の出力例を説明する。

【００５７】図２０に示す駆動信号例は、キャリッジ６
０が所定の目標速度で移動している状態のものである。
エンコーダ６２の出力信号は時間ｔ毎に出力され、時間
ｔに対応するエネルギ発生素子の駆動信号がＲＯＭ６７
より出力されている。このとき全プリントデータがイン
クを吐出する条件になっていれば、吐出されたインク
は、図１０（Ｃ）に示したようにプリントドットがキャ
リッジ６０の移動方向に対して垂直方向に並ぶ。

【００５８】一方図２１に示す駆動信号例は、キャリッ
ジ６０が目標速度の半分の速度で移動しているとした状
態のものである。エンコーダ６２の出力信号は時間２ｔ
毎に出力され、時間２ｔに対応するノズルの駆動信号が
ＲＯＭ６７より出力されている。すなわち、図２０に示
すノズル の駆動信号の立ち上がりからノズル の駆動
信号の立ち上がりまでの時間をＺとすると、図２１に示
すノズルの駆動信号の立ち上がりからノズルの駆動
信号の立ち上がりまでの時間が２Ｚとなる。

【００５９】この結果、キャリッジ６０が一定の距離を
移動する時間が速度が半減したため２倍になっても、ノ
ズルから吐出されるインクの吐出間隔を２倍にすること
により、キャリッジ６０の速度変動によるインクの吐出
位置への影響をキャンセルすることができ、各色インク
による形成ドットの位置ずれを防止することが可能にな
る。また、キャリッジ６０の移動方向における各色イン
クによる形成ドットのレジストレーション調整を行うた
めに、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色専用のスケール６１上のプ
リント吐出タイミング情報を合わせる調整を行うことが
可能となり、キャリッジ６０やヘッドの寸法精度、ある
いは配置ないし組み立て精度を厳格に行う条件が緩和さ
れる。

【００６０】この結果、図１５に示すように、プリント
媒体６３の主走査方向上のプリント開始位置の先端にキ
ャリッジ６０のＣヘッドが位置するようにキャリッジ６
０を停止させておき、キャリッジ６０をそのプリント開
始位置の先端から移動を開始させ、目標速度まで加速す
る過程でも、一方、プリント媒体６３のプリント終了位
置にキャリッジ６０のＫヘッドが停止するようにキャリ
ッジ６０の速度を目標速度から減速させる過程でも、色
ずれのない高品位の画像形成を行うことが可能となる。

【００６１】すなわち、図１６に示すように、プリント
範囲に加減速の期間を重畳させたキャリッジ６０の速度
制御を実施しても、所期のプリント結果が得られるので
ある。

【００６２】以上のように、本実施形態によれば、各色
ヘッド毎にスケールを準備し、各色ヘッド毎にスケール
を読み取り、各色毎にインクの吐出タイミングを独立に
制御するようにしたので、キャリッジ６０を停止状態か
ら目標速度に立ち上げ、かつ速度を一定にするための助
走距離や、すべてのプリントヘッドがプリント範囲外に
相対移動するまで移動速度を一定に保ち、その後キャリ
ッジの速度を減速させ停止させるまでの距離が不要にな
る。また、キャリッジの立ち上げ立ち下げに必要な距離
を移動するための時間が不要になったため、プリントを
行うのに必要な時間が短縮でき、単位時間内のプリント
量を増加できる。すなわち、ほぼプリント範囲とキャリ
ッジ６０の寸法とを加算した幅で装置を構成することが
可能になり、装置の小型化およびプリント速度の向上に
資することができるのである。

【００６３】なお、上記エネルギ発生素子の駆動タイミ
ングを定めるための情報は、ヘッドの交換や装置毎の取
付精度のばらつき等を考慮して調整に応じ更新可能なよ
うにしてもよく、この場合にはデバイス６７として書き
換え可能なものを用いればよい。また、そのような調整
を容易とするために、所定のテストパターン等を形成
し、これを上述のような画像読み取り手段で読み取って
その結果に応じて上記情報の更新を行うようにすること
もできる。

【００６４】また、以上ではＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のイ
ンクを吐出するヘッドを用いた画像形成装置について説
明したが、ヘッドに使用されるインク色はそれらにのみ
限定されるものではなく、所望の色調（濃度を含む）の
ものを所望の数だけ用いることができる。例えば、４個
のヘッドについてすべてＫ色のインクを吐出するものを
用意した場合でも同様の効果が得られるし、また同じ色
のインクについて濃淡２種以上のものを用意した構成、
例えばＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのうちの少なくとも一部の色につ
いて濃淡２種のインクを用いて多値のカラープリントを
行う構成に対しても、同様に本実施形態で述べたような
技術を適用することが可能である。

【００６５】また、キャリッジ６０上に搭載されるプリ
ントヘッドないしはヘッドに対するインク供給源をなす
インクタンクの形態については、両者を完全に一体とし
たカートリッジとなしてインクタンクのインク残量が無
くなったとき等にカートリッジごと交換できるようにす
ることもできるし、両者を分離可能としてインクタンク
のみを取り外して交換できるようにしてもよい。あるい
はこれらのように両者を一体とするほか、これらを別体
としてインクタンクを装置の他の部位に設け、両者間を
チューブ等で連通してプリントヘッドへのインク供給が
なされるようなものでもよい。

【００６６】（第２例）図２２は本発明の第２の実施形
態の構成例を示す。

【００６７】本例においては、上記第１例と同様Ｃ、
Ｍ，Ｙ，Ｋ各ヘッド毎にエンコーダ６２を設けている
が、スケール６１を各色共通で使用するように構成され
ている。すなわち、共通のスケール６１を各色のヘッド
に対応したエンコーダ６２で読み取り、読み取ったエン
コーダ信号をもとに、各色毎に用意されている図１７に
示したヘッド駆動ブロックを用いることでプリントを行
うように構成した例である。

【００６８】本例においても速度変動（加減速を含む）
の影響をキャンセルすることが可能であるが、エンコー
ダ６２を各色共通で使用しているため、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ
のキャリッジ６０の移動方向におけるプリント結果を合
わせる目的で、Ｃヘッドを基準にしてＹ，Ｍ、Ｋヘッド
の間隔を図９のスケール６１に示す間隔αの正数倍にな
るようにキャリッジ６０やヘッドの寸法精度等を精密に
定めるのが好ましい。 （第３例）図２３は本発明の第３の実施形態の構成例を
示す。

【００６９】本例においては、Ｃ、Ｍ、Ｙの３色につい
て一体型としたヘッドとＫ色用ヘッドとを用いる構成に
あって、これら２つのヘッドに対し各別にスケールおよ
びエンコーダ６２を使用するように構成したものであ
る。すなわち本例は、３色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）一体型ヘッド
はキャリッジ６０の移動方向に対して垂直にＣインク吐
出部、Ｍインク吐出部、およびＹインク吐出部を同一ラ
イン上に設けたものであり、かかるヘッドに取り付けら
れたエンコーダ６２によって読み取られた信号をもと
に、各色毎に用意されている図１７に示すヘッド駆動ブ
ロックを用いることでプリントを行うように構成してい
る。同様に、Ｋヘッドに取り付けられたエンコーダ６２
によって読み取られた信号をもとＫヘッド用に用意され
ている図１７に示すヘッド駆動ブロックを用いることで
Ｋ色についてのプリントを行うように構成している。

【００７０】かかる構成にあっても第１例と同様の効果
を得ることができる。

【００７１】（第４例）図２４は本発明の第４の実施形
態の構成例を示す。

【００７２】本例においては、Ｃ、Ｍ、ＹおよびＫの吐
出部を一体型ヘッドに設けた構成にあって各色の吐出部
に対し各別にスケールとエンコーダ６２とを使用するよ
うにしている。本例の動作は第１例と同様であり、同様
の効果を得ることができる。

【００７３】（第５例）本発明に関するさらに他の実施
形態では、スケール６１としてオーディオテープやビデ
オテープ等で使用されている磁気テープを用いる。磁気
テープには、図９のスケールの構成例で示したのと同様
に一定間隔毎に磁化された情報が書き込まれている。そ
して、磁気テープに書き込まれた情報は、ホール素子等
を用いて磁気を読み取ることが可能なエンコーダ６２に
よって読み取られ、読み取られたた結果をもとに、上記
諸例と同様の方式にてプリントを行うように構成するこ
とが可能である。すなわち、このように、本発明に適用
されるスケールおよびエンコーダには光学式に限らず適
宜のものを用いることができるのである。

【００７４】（制御系の構成）図２５は上記各実施形態
を適用可能な画像形成装置の制御系の構成例を示す。図
において、５００および５０１は、それぞれ、プリント
制御部およびヘッド部である。また、４００は画像読み
取り手段その他のホスト装置との間でプリントデータ等
の送受信を行うためのインターフェース、４０１は装置
の主制御部をなすＭＰＵ、４０２はＭＰＵが実行する制
御手順に対応したプログラムその他の固定データを格納
したＲＯＭ、４０３は各種データ（プリント動作の制御
信号やプリントヘッド２０１に供給すべきプリントデー
タ等）を保存するためのダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡ
Ｍ）である。

【００７５】４０４はプリントヘッドに対するプリント
データの供給制御を行うゲートアレイであり、インター
フェース４００、ＭＰＵ４０１、ＤＲＡＭ４０３間のデ
ータ転送制御も行う。４０５は副走査方向に紙を搬送す
るための駆動源をなす紙送りモータである。４０７およ
び４０８は、それぞれ、、キャリッジモータ８および紙
送りモータ４０５を駆動するためのモータドライバであ
る。４０９はプリントヘッド１駆動するためのヘッドド
ライバであり、図１７に示したような制御回路をここに
設けておくこともできる。

【００７６】（その他）なお、本発明は、プリント素子
を有したプリントヘッド部を複数並置し、その配置の方
向とは異なる方向にプリント媒体に対し相対的に走査す
ることによりプリントを行う装置であれば、上述のよう
なインクジェットプリント方式に限らず、熱転写方式、
ワイヤドット方式その他の種々の方式を採用した装置に
適用できるのは勿論である。

【００７７】また、インクジェット記録（プリント）装
置としては種々のものがあるが、インク吐出を行わせる
ために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する
手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記
熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の
記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすも
のである。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細
化が達成できるからである。

【００７８】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００７９】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００８０】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても、プリント媒体の相対搬送方向に対し
て複数の記録ヘッドが並置されるのであれば、当該搬送
速度の変動を打ち消す上で本発明は有効に適用できる。
そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合
せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成され
た１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００８１】さらに、上例のようなシルアルタイプの装
置において、装置本体に固定された記録ヘッド、あるい
は装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接
続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在
のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体
に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイ
プの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００８２】また、本発明に適用できる記録装置の構成
として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段
等を付加することは本発明の効果を一層安定できるの
で、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング
手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別
の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段
を挙げることができる。

【００８３】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、上述のように記録色や濃度を異にする
複数のインクに対応して複数個数設けられるものであっ
てよい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとして
は黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録
ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによる
かいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混
色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを
備えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００８４】さらに加えて、以上説明した本発明実施形
態においては、インクを液体として説明しているが、室
温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化も
しくは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範
囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲に
あるように温度制御するものが一般的であるから、使用
記録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【００８５】さらに加えて、本発明に適用できるインク
ジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情
報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、
リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよ
い。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プリント素子を有したプリント手段を複数配置し、その
配置の方向とは異なる方向にプリント媒体に対し相対的
に走査することによりプリントを行う装置において、各
プリント手段毎にプリント素子の駆動タイミングを独立
に制御するようにしたので、走査の停止時から目標速度
に立ち上げ、かつ速度を一定にするための助走距離や、
すべてのプリント手段がプリント範囲外に相対移動する
まで移動速度を一定に保ち、その後キャリッジの速度を
減速させ停止させるまでの距離が不要になる。すなわ
ち、走査を行うための立ち上げおよび立ち上げに要する
区間を短縮したことにより、以て装置の小型化およびプ
リント速度ないしスループットの向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置に対して画像情報の供給源をなす
読み取り部の構成の一例を示す模式図である。

【図２】読み取り部および画像形成装置を含む複写装置
形態の画像形成システムの信号処理系の構成例を示すブ
ロック図である。

【図３】インクジェットプリントヘッドの構成例および
プリント動作を説明するための説明図である。

【図４】画像読み取りセンサの構成例および読み取り動
作を説明するための説明図である。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、従来のイン
ク吐出口の配列および当該配列によるプリントドットの
形成状態を説明するための説明図である。

【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本発明の一
実施形態で用いたインク吐出口の配列および当該配列に
よるプリントドットの形成状態を説明するための説明図
である。

【図７】キャリッジに速度変動が生じた場合のプリント
例を説明するための説明図である。

【図８】本発明の前提となるプリントヘッド走査系の説
明図である。

【図９】図８の走査系で採用可能なスケールの構成例を
示す図である。

【図１０】（Ａ）〜（Ｄ）は、図８の走査系を用いてキ
ャリッジ立ち上げ時にプリント動作を行った場合のプリ
ント例を説明するための説明図である。

【図１１】図８の走査系を用いた場合のプリント範囲を
説明するための説明図である。

【図１２】図８の走査系を用いた場合のキャリッジ移動
範囲を説明するための説明図である。

【図１３】図８の走査系を用いた場合のキャリッジ位置
と移動速度との関係を示す線図である。

【図１４】本発明の一実施形態によるプリントヘッド走
査系の説明図である。

【図１５】図１４の走査系を用いた場合のプリント範囲
およびキャリッジ移動範囲を説明するための説明図であ
る。

【図１６】図１４の走査系を用いた場合のキャリッジ位
置と移動速度との関係を示す線図である。

【図１７】図１４の走査系に対応したプリントヘッド駆
動ブロックの構成例を示すブロック回路図である。

【図１８】図１７の回路の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。

【図１９】図１７の回路で生成されるノズル駆動信号の
例を示すタイミングチャートである。

【図２０】キャリッジ移動速度変動に応じたノズル駆動
信号の出力例を示すタイミングチャートである。

【図２１】キャリッジ移動速度変動に応じたノズル駆動
信号の出力例を示すタイミングチャートである。

【図２２】本発明の第２の実施形態によるプリントヘッ
ド走査系の説明図である。

【図２３】本発明の第３の実施形態によるプリントヘッ
ド走査系の説明図である。

【図２４】本発明の第４の実施形態によるプリントヘッ
ド走査系の説明図である。

【図２５】本発明の各実施形態を適用可能な画像形成装
置の制御系の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ ＣＣＤ １１ プリンタ ２２ プリントヘッド ６０ キャリッジ ６１ スケール ６２ エンコーダ ６３ プリント媒体 ６４ クロック発生部 ６５ カウンタ ６６ フリップフロップ ６７ ＲＯＭ ６８ ＡＮＤゲート ２０２ 吐出部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント素子を有したプリント手段を複
   数用い、該複数のプリント手段を配置した方向とは異な
   る方向にプリント媒体に対し相対的に走査することによ
   り画像形成を行う装置であって、 前記走査の方向における前記複数のプリント手段のそれ
   ぞれの相対位置を検出する手段と、 当該検出された情報に基づいて前記複数のプリント手段
   のそれぞれに対して前記プリント素子の駆動タイミング
   を独立に制御する手段と、を具えたことを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記走査の方向に延在
   し所定間隔で情報が形成されたスケールと、前記プリン
   ト手段とともに相対走査されて前記スケール上の形成情
   報を検知するエンコーダとを有し、前記スケールおよび
   前記エンコーダの組が前記複数のプリント手段に対応し
   て複数設けら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。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、前記走査の方向に延在
   し所定間隔で情報が形成された単一のスケールと、前記
   プリント手段とともに相対走査されて前記スケール上の
   形成情報を検知するエンコーダであって前記複数のプリ
   ント手段に対応して複数設けられた当該エンコーダとを
   有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 前記相対走査の開始後の加速中および／
   または前記相対走査を終了するための減速中において
   も、前記プリント素子の駆動を許可する手段を具えたこ
   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。
5. 【請求項５】 前記プリント手段は、色調を異にするプ
   リント剤に対応して前記複数個数が用いられることを特
   徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成
   装置。
6. 【請求項６】 前記プリント手段は、前記プリント素子
   として、前記プリント媒体に付与するプリント剤として
   のインクを吐出する吐出口と、前記インクを吐出するた
   めに利用されるエネルギを発生する手段とを有すること
   を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像
   形成装置。
7. 【請求項７】 前記インクを吐出するために利用される
   エネルギを発生する手段は、通電に応じ熱エネルギを発
   生する電気熱変換体を有することを特徴とする請求項６
   に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記電気熱変換体より印加される熱エネ
   ルギによってインクに生じる膜沸騰を利用して、前記吐
   出口からインクをプリント媒体に向けて吐出させること
   を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の画
   像形成装置と、 該画像形成装置に対して画像情報を供給する手段と、を
   具えたことを特徴とする画像形成システム。
10. 【請求項１０】 前記画像情報供給手段は、原稿画像を
    読み取る読み取り手段と、当該読み取った画像情報を処
    理して前記画像形成装置に供給する手段とを有すること
    を特徴とする請求項９に記載の画像形成システム。