JP2008074101A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の全体に均一な画像品質を達成することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明は、画像形成装置において、用紙を第１の方向に供給する給紙部と、複数のノズルが形成されているノズル部を含むラインヘッドユニットと、前記ラインヘッドユニットを、前記第１の方向と交差する第２の方向にシフト可能に支持するヘッド支持部と、前記ラインヘッドユニットで画像が形成された用紙を配紙する配紙部と、設定されたｎ次の回数で画像が繰り返し形成されるように、前記用紙を前記ラインヘッドユニットにｎ回供給する用紙移送手段と、前記ラインヘッドユニットを前記第２の方向にｎ回シフトさせるように、前記ヘッド支持部を制御する制御部とを含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に係り、より詳しくは、画質の低下を補償できるラインヘッドを有する画像形成装置に関する。

画像形成装置は、インクが貯蔵されたインクカートリッジからインク液滴を噴射して用紙に画像を形成する。画像形成装置は、インクカートリッジのインク噴射方式に応じて、シャトルタイプとラインタイプとに分けられる。シャトルタイプは、インクカートリッジが用紙の幅方向に往復移動して用紙にインク液滴を噴射する。一方、ラインタイプは、用紙の幅に対応するように複数のノズルが列をなしてインクカートリッジに備えられ、この複数のノズルが同時にインク液滴を噴射する。

シャトルタイプの画像形成装置は、用紙の幅に対応する距離をインクカートリッジが往復移動するため、その移動に時間がかかって画像形成時間がラインタイプの画像形成装置に比べて長くなる。これにより、シャトルタイプの画像形成装置は、画像形成速度を高めるのに限界がある。従って、最近では画像形成速度を高めるために、ラインタイプの画像形成装置に対する開発が活発に行われている。

特開２００６−１３０９２２号公報 特開２００６−０５１７９４号公報 特開２００６−０６２３３１号公報

しかしながら、従来のラインタイプの画像形成装置は、図１に示したように、複数のノズル１２を有するラインヘッド１０から用紙にインクＩを噴射するとき、特定のノズル１４に不具合がある場合、不具合があるノズル１４はインクＩを噴射しないため、用紙に白色線（ｗｈｉｔｅ ｌｉｎｅ）が生じた不良画像Ｐが印刷される。このような白色線は、印刷密度の低い画像を印刷するときよりも、印刷密度の高い画像を印刷するときにさらに著しい。

また、従来のラインタイプの画像形成装置は、複数のノズル１２から一回だけのインク吐出により画像が形成されるため、用紙に白色線で示された不良画像Ｐは補償しにくいという問題点がある。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、複数の回数に分けて用紙に画像を形成して画像品質を向上させうるラインヘッドを有する画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、画像の形成時にラインヘッドを副走査方向に移動させて不良画像品質が補償できる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、用紙を第１の方向に供給する給紙部と、複数のノズルが形成されているノズル部を含むラインヘッドユニットと、前記ラインヘッドユニットを、前記第１の方向と交差する第２の方向にシフト可能に支持するヘッド支持部と、前記ラインヘッドユニットで画像が形成された用紙を配紙する配紙部と、設定されたｎ次の回数で画像が繰り返し形成されるように、前記用紙を前記ラインヘッドユニットにｎ回供給する用紙移送手段と、前記ラインヘッドユニットを前記第２の方向にｎ回シフトさせるように、前記ヘッド支持部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置が提供される。

ここで、前記ノズル部は、所定の個数のノズルを含む複数のノズル領域に分割され、前記制御部は、前記ｎ次の回数にかけて用紙の基準領域に対応するノズル領域間のインク噴射特性の差が最小となるように、前記画像の形成時に、前記ヘッド支持部のシフトを制御することが好ましい。

前記インク噴射特性は、前記各ノズル領域に含まれた不良ノズルの個数、前記各ノズル領域のノズルから吐出されるインク吐出量及び前記各ノズル領域に対応する用紙の画像濃度のうちの少なくとも一つを含むことが好ましい。

一方、前記各ノズルのインク噴射特性を感知する感知部と、前記感知部で感知された各ノズルのインク噴射特性を記憶するメモリ部と、をさらに備えることが好ましい。

また、前記制御部は、前記設定されたｎ次の回数及び前記ノズル領域に含まれたノズルの個数に基づいて、前記ラインヘッドユニットのシフト可能な場合の数を算出し、前記各場合において、前記用紙の基準領域に対応するノズル部のノズル領域のインク噴射特性を合算し、前記各場合のインク噴射特性の合算結果に基づいて、前記用紙の基準領域に対応するノズル部のノズル領域間のインク噴射特性の差が最小となる最適のシフトを決定し、前記最適のシフトだけ前記ラインヘッドユニットがシフトするように、前記ヘッド支持部を制御することが好ましい。

さらに、前記インク噴射特性は、不良ノズルの個数の場合は、前記用紙の基準領域に対応するノズル部のノズル領域間の不良ノズルの数の差が最小となる場合が複数個の場合、前記不良ノズルの和が最小となる場合を最適のシフトに決定することが好ましい。

一方、前記インク噴射特性は、ノズルのインク吐出量の場合は、前記用紙の基準領域に対応するノズル部のノズル領域間のインク吐出量の差が最小となる場合が複数である場合、前記インク吐出量の和が最大となる場合を最適のシフトに決定することが好ましい。

また、前記ノズル部は、複数のノズルを有する複数のヘッドチップを含み、前記ラインヘッドユニットは、前記用紙の両側に前記ヘッドチップの幅の１／２以上だけ伸びた幅を有することが好ましい。

ここで、前記制御部は、前記ラインヘッドユニットが少なくとも一つのノズル領域に対応してシフトするように、前記ヘッド支持部を制御することが好ましい。

一方、前記制御部は、前記ラインヘッドユニットの単一シフトの最大値が、前記ヘッドチップの幅の１／４を超えないように、前記ヘッド支持部を制御することが好ましい。

また、前記制御部は、前記ノズル部にインク噴射特性の異なっているノズルが連続して配列されている場合、前記インク噴射特性の異なっているノズルが分離されるように、前記ノズル領域を設定することが好ましい。

さらにまた、前記制御部は、前記ノズル領域に含まれるノズルの個数が最小限４となるように、前記ノズル部のノズル領域を設定することが好ましい。

本発明によれば、用紙に複数回に分けて画像を形成してノズル間のインク噴射特性の差を最小化して印刷品質を補償する画像形成装置を提供することができる。

また、画像の形成時にラインヘッドユニットが用紙の副走査方向に移動してノズル間のインク噴射特性の差を低減させる画像形成装置を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２及び図３は、本発明の一実施形態による画像形成装置１００の構成を示した断面図及びブロック図である。図２及び図３に示したように、本実施形態による画像形成装置１００は、ユーザーにより信号が入力される入力部１１０と、ラインヘッドユニット１４０のノズル１４６のインク噴射特性を感知する感知部１２０と、感知部１２０で感知したインク噴射特性に関する情報が記憶されているメモリ部１３０と、積載された用紙Ｐを第１の方向に供給する給紙部１６０と、用紙Ｐをラインヘッドユニット１４０にｎ次に分けて供給する用紙移送部１７０と、用紙移送部１７０から移送された用紙に画像を形成するラインヘッドユニット１４０と、ラインヘッドユニット１４０で画像の形成された用紙Ｐを配紙する配紙部１８０と、ラインヘッドユニット１４０のノズル１４６のインク噴射特性を判断してラインヘッドユニット１４０をシフトさせるように、ヘッド支持部１５０を制御する制御部２００とを含む。

入力部１１０は、ユーザーから信号を入力される。入力部１１０は、ユーザーからラインヘッドユニット１４０の画像形成回数を入力されて制御部２００に通知する。この際、ユーザーが画像形成回数を入力しない場合、デフォルト値として記憶されている回数で画像を形成することができる。入力部１１０は、画像形成装置１００の外部に備えられるが、信号が入力される入力パネルと、画像形成装置１００の動作を表示する表示パネルとを含むことができる。

感知部１２０は、制御部２００の制御信号に応じて、ラインヘッドユニット１４０のノズル部１４５（図４Ａ、図４Ｂ等を参照）のインク印刷特性を感知する。ここで、インク印刷特性は、例えば、ノズル部１４５における不良ノズルの有無、各ノズル１４６（図４Ａ、図４Ｂ等を参照）のインク吐出量、またノズル１４６を通じて印刷された用紙Ｐの印刷濃度等とすることができる。

不良ノズルとは、インクを噴射しない損なわれたノズル（ｍｉｓｓｉｎｇ ｎｏｚｚｌｅ）や機能が弱化しているノズル（ｗｅａｋ ｎｏｚｚｌｅ）のように正常的にインクを噴射しないノズルを意味する。インクを噴射するときに作用するヒーター（ｈｅａｔｅｒ）が断線しているか、ヒーターの駆動回路が故障した場合、あるいは、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のような電気的な構成要素の損傷により発生するノズルの不良は容易に感知できる。同様に、圧電素子の駆動によりインクを噴射する場合、圧電素子の自体の不良や圧電素子を駆動する駆動回路の損傷により発生するノズルの不良も容易に感知することができる。これとは異なり、不良ノズルの発生原因を容易に感知できない場合もある。不良ノズルの発生原因を容易に感知できない場合としては、例えば、インクジェットプリンタの使用の際に、インクが噴出しながらインクがノズルの入口を塞いでインクが噴出されない場合や、インクジェットプリンタの最初の製造時から不良ノズルとして製造される場合などがある。一般に、不良ノズルが発生した場合、これを感知するために試験印刷を行う。不良ノズルにより印刷される部分は、印刷濃度が低いため、光センサーのような感知部１２０を用いると、これを容易に感知することができる。光センサーは、用紙Ｐに光を照射する発光センサー（たとえば、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ））と、用紙Ｐから反射された光を受光する受光センサーとを含む。受光センサーからの出力信号は感知部１２０に入力され、これは制御部２００に伝えられる。発光センサーと受光センサーとは一体型または分離して構成できる。ここで、光センサーの自体の構成及び作用は、本発明の属する技術分野における当業者にはよく知られているため、その詳細については説明を省略する。

感知部１２０がインク吐出量及びインク濃度を感知する場合、ノズルから吐出されるインク量または印刷濃度を実測しうる。これは、上述したように、光センサーを通じてテストページを読み取り、各インク量または印刷濃度を感知することにより実現されるか、他の公知方法によっても感知が可能である。一方、感知部１２０がインク吐出量を実測できない場合には、各ノズルの一般的なインク吐出分布傾向を予め蓄えて、その蓄えられたインク吐出分布傾向をすべてのノズルに一括して適用できる。

また、感知部１２０は、各ノズルから吐出されるインクの量を実測した結果と一般的なインク吐出分布傾向とを組み合わせて、各ノズルのインク吐出量を設定することができる。さらに、不良ノズルの数を感知した場合、その感知された不良ノズルの数と一般的なインク吐出分布傾向とを組み合わせて、各ノズルのインク吐出量を設定することも可能である。

メモリ部１３０には、感知部１２０で感知した各ノズルのインク噴射特性が蓄えられる。また、メモリ部１３０には、ホスト（図示せず）から受信された画像データも蓄えられる。メモリ部１３０は、揮発性メモリまたは不揮発性メモリで備えられる。

ラインヘッドユニット１４０は、用紙Ｐにインクを噴射して画像を印刷するものであって、インクの貯蔵されるヘッド本体１４１と、ヘッド本体１４１の底面に備えられて複数のノズルを有するラインヘッド１４３とを含む。

ラインヘッド１４３は、図４Ａ及び図４Ｂに示したように、用紙Ｐにインクを吐出する複数のノズル１４６を有するノズル部１４５を備える。ラインヘッド１４３は、ヒーターや圧電素子などをインク噴射動力源として用いる。ラインヘッド１４３は、エッチング、蒸着及びスパッタリングなどの半導体製造工程により高解像度を有するように製造される。また、ノズル部１４５には、用紙Ｐにインクを噴射して画像を印刷する複数のノズル列（ｎｏｚｚｌｅ ａｒｒａｙ）１４６ａ，１４６ｂが備えられる。ノズル部１４５の長さ（ｌ_ｈ）は、用紙Ｐの幅（ｌ_Ｐ）より長く形成されることが好ましく、用紙Ｐの移送方向の第１の方向（ｘ）に対して第２の方向（ｙ）に設けられる。ここで、ラインヘッド１４３は、第１の方向と垂直する方向に設けられることが好ましい。

ノズル部１４５は、図４Ａに示したように、ノズル１４６が一つの連続する列１４６ａ，１４６ｂで配置され、ノズル１４６の大きさは一定にまたは相異なるように備えられることができる。さらに、ノズル部１４５は、図４Ｂに示したように、複数のノズル１４６を含んでいるヘッドチップ１４７Ｙ，１４７Ｍ，１４７Ｃ，１４７Ｋに分けられて各ヘッドチップ１４７Ｙ，１４７Ｍ，１４７Ｃ，１４７Ｋが互いにすれ違うように配置されることもできる。ここで、各ヘッドチップ１４７Ｙ，１４７Ｍ，１４７Ｃ，１４７Ｋは、各色相別に分離して配列される。この際、ノズル部（ｌ_ｈ）の長さは、用紙Ｐの幅の両方にヘッドチップ１４７Ｙ，１４７Ｍ，１４７Ｃ，１４７Ｋの長さ（ｌ_ｃ）の１／２以上伸びて備えられることが好ましい。これは、ラインヘッドユニット１４０が最大シフトとなる場合にも、用紙Ｐの幅（ｌ_Ｐ）に対応するノズルを確保するためである。

ヘッド本体１４１には、図５Ａ及び図５Ｂに示したように、インクが収容されるインクカートリッジ１４２が備えられる。ここで、インクカートリッジ１４２は、図５Ａに示したように、各色相によるインクカートリッジ１４２Ｙ，１４２Ｍ，１４２Ｃ，１４２Ｋが並んで配置されるか、図５Ｂに示したように、用紙Ｐの幅に対応する長さで並列配置されることができる。ヘッド本体１４１には、ノズル部１４５の各ノズル１４６と連通し、インクを噴射するための圧力を提供する噴射手段（たとえば、圧電方式のピエゾ素子、熱駆動方式のヒーター）が備えられたチェンバーと、ヘッド本体１４１に収容されたインクをチェンバーに供給するための流路（たとえば、オリフィス（ｏｒｉｆｉｃｅ））と、流路を通じて流れ込んだインクをチェンバーに供給する共通流路のマニホールドと、マニホールドから各々のチェンバーにインクを供給するための個別流路のリストリクタなどとがさらに備えられる。チェンバー、噴射手段、流路、マニホールド及びリストリクタなどは、本発明の属する技術分野における当業者にはよく知られているため、その詳細についての説明は省略する。

ヘッド支持部１５０は、制御部２００の制御信号に応じて画像の形成時にラインヘッドユニット１４０をシフトさせる。ヘッド支持部１５０は、図５Ａに示したように、制御部２００の制御信号に応じてラインヘッドユニット１４０をシフトさせるヘッド駆動部１５１と、ラインヘッドユニット１４０のシフトを案内するガイド部１５３とを含む。

ヘッド駆動部１５１は電源供給部（図示せず）から電源が供給されて動作し、ラインヘッドユニット１４０に結合してラインヘッドユニット１４０を第２の方向に往復移動させる。本発明の一実施形態によるヘッド駆動部１５１は、光学ミラー（ｏｐｔｉｃａｌ ｍｉｒｒｏｒ）のような精密素子の駆動に用いられる圧電素子アクチュエーターを用いることができる。圧電素子は電圧により駆動される素子であって、位置精密度が数μｍであり、また、高い周波数応答特性を有する。従って、ヘッド駆動部１５１として圧電素子アクチュエーターを用いると、移送されるラインヘッドユニット１４０を用紙Ｐの所望位置に正確にシフトさせうる。ヘッド駆動部１５１は、その他にもベルトとベルト滑車を用いるか、ラックとピニオンなどの相対運動に用いられる当業者に公知されている技術が用いられる。

ガイド部１５３は、ヘッド駆動部１５１により往復運動するラインヘッドユニット１４０をガイドする。ガイド部１５３は、結合部１５３ａとガイド軸１５３ｂとを含む。結合部１５３ａは、ヘッド本体１４１の一側に貫通して形成される。ガイド軸１５３ｂは中空状の結合部１５３ａに挿入されてラインヘッドユニット１４０のシフトをガイドする。ガイド部１５３ｂは、その他にもラインヘッドユニット１４０の側面に複数のガイドレール（図示せず）を備えてラインヘッドユニット１４０のシフトをガイドすることができる。

給紙部１６０は用紙Ｐを積載する。給紙部１２０は、積載された用紙Ｐを用紙移送部１７０によりラインヘッドユニット１４０に移送する。本実施形態において、用紙Ｐは、図２に示したように、第１の方向（ｘ）に移送され、第２の方向（ｙ）は用紙Ｐの幅方向を意味する。第１の方向と第２の方向とは垂直して配置されることが好ましい。しかしながら、第１の方向と第２の方向とは所定の角度だけ傾斜して配置されることもできる。

給紙部１６０は画像形成装置１００に着脱自在に備えられることができ、場合によっては外部で手動にてラインヘッドユニット１４０に用紙Ｐを供給するように備えられることもできる。

用紙移送部１７０は、設定されたｎ次にかけて用紙Ｐをラインヘッドユニット１４０に供給する。用紙移送部１７０は、用紙Ｐを給紙部１６０からピックアップするピックアップローラー１７１と、ピックアップローラー１７１でピックアップされた用紙Ｐをラインヘッドユニット１４０に案内する移送ローラー部１７３と、画像が形成されている用紙Ｐを配紙させる配紙ローラー部１７５とを含む。用紙移送部１７３は、駆動部１９０により駆動力を受けて用紙Ｐを移送させる。用紙移送部１７３は、画像が形成されている用紙Ｐをｎ次にかけてラインヘッドユニット１４０に供給するべきなので、ピックアップローラー１７１、移送ローラー部１７３及び配紙ローラー部１７５は正・逆回転が可能に備えられることが好ましい。

ピックアップローラー１７１は、給紙部１６０の一側に備えられ、給紙部１６０に積載された用紙Ｐに摩擦力を与えて用紙Ｐをピックアップする。また、ピックアップローラー１７１は、用紙Ｐの上面を加圧した状態で回転することによって、用紙との摩擦力により用紙Ｐを給紙部１６０の外側にピックアップし、給紙部１６０の他方に備えられた重送防止部材（図示せず）により用紙Ｐの繰返し移送を防止することが可能である。

移送ローラー部１７３は、ピックアップローラー１７１とラインヘッドユニット１４０との間に備えられる。移送ローラー部１７３は正回転してピックアップローラー１７１により引き出された用紙Ｐをラインヘッドユニット１４０に移送し、逆回転して配紙ローラー部１７５を通じてラインヘッドユニット１４０に移送された画像の形成された用紙Ｐを給紙部１６０側へ移送させる。移送ローラー部１７３は、用紙Ｐがラインヘッドユニット１４０を通過するまえに用紙Ｐの所望部分にインクが噴射されるように、用紙Ｐを整列する機能を行うこともできる。移送ローラー部１７３は、用紙Ｐを移送させる移送力を提供する駆動ローラー１７３ｂと、これに弾力的に噛み合って回転するアイドルローラー１７３ａとを含む。駆動ローラー１７３ｂは、駆動部１９０により正回転または逆回転し、アイドルローラー１７３ａはこれに噛み合って回転する。

移送ローラー部１７３は、ピックアップローラー１７１とラインヘッドユニット１４０との間の用紙移送経路を考慮して複数個設置され得る。

配紙ローラー部１７５は、ラインヘッドユニット１４０と配紙部１８０との間に備えられる。配紙ローラー部１７５は正回転して画像の形成された用紙Ｐを配紙部１８０に配紙するか、逆回転して画像の形成された用紙Ｐをラインヘッドユニット１４０に再び供給する。配紙ローラー部１７５は、用紙Ｐの幅方向に設けられるスターホイール１７５ａと、これに対向して配置されて用紙Ｐの背面を支持する支持ローラー１７５ｂとを備える。ここで、ラインヘッド１４３を通過しながら、その上面にインクの噴射された用紙Ｐは、インクにより濡れてウエーブが生ずることもある。ウエーブが激しくなると、用紙Ｐがノズル部１４５またはラインヘッド本体１４１の底面に接触してまだ乾燥していないインクが染みて画像が汚染する。さらに、ウエーブにより用紙Ｐとノズル部１４５との間隔が保持しない可能性も極めて高い。

スターホイール１７５ａは、ラインヘッド１４３の下方に移送される用紙Ｐがノズル部１４５またはラインヘッド本体１４１の底面に接触するか、用紙Ｐとノズル部１４５との間隔が変わることを防止するためのものであって、少なくとも一部分はノズル部１４５より突き出るように設けられて用紙Ｐの上面に点接触する。すなわち、スターホイール１７５ａは用紙Ｐの上面に点接触することによって、用紙Ｐの上面に噴射してまだ乾いていないインクの画像が汚染することを防止しうる。

一方、スターホイール１７５ａは、用紙Ｐのスムーズな移送のために複数個設置され得る。この場合、各々のスターホイール１７５ａに対応するように、複数の支持ローラー１７５ｂが備えられることが好ましい。

支持部材１７７は、ノズル部１４５と用紙Ｐとが所定の間隔を保持するように、ラインヘッド１４１の下方に備えられて、移送される用紙Ｐの背面を支持する。

一方、本発明の好ましい実施形態における用紙移送部１７０は、図２に示したように、複数のローラー１７１，１７３，１７５の正・逆回転により用紙Ｐを移送しているが、用紙移送部１７０としては、用紙Ｐに静電気力を与えて表面に用紙Ｐを吸着して移動する静電ベルトが用いられることができる。静電ベルトとしてはＰＴＢ（ｐａｐｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｅｌｔ）が用いられてベルトの移動方向に応じてベルト表面の帯電により給紙部１６０の用紙Ｐをラインヘッドユニット１４０に移動させるか、画像の形成された用紙Ｐを再びラインヘッドユニット１４０に移送させうる。

配紙部１８０は、ラインヘッドユニット１４０においてｎ次の画像が形成された用紙を配紙する。図示してはいないが、配紙部１８０は、用紙を乾燥させる乾燥ユニットを含むことができる。

駆動部１９０は、制御部２００の制御信号に応じて電源供給部（図示せず）から電源が供給されて給紙部１６０、用紙移送部１７０及び配紙部１８０を駆動する。一般に、駆動部１９０はモーターで備えられるが、モーターの回転方向に応じて給紙部１６０、用紙移送部１７０及び配紙部１８０の回転方向を変更させうる。

制御部２００は、画像形成装置１００のマザーボード（Ｍｏｔｈｅｒ ｂｏａｒｄ）上に備えられ、ラインヘッドユニット１４０に備えられたノズル部１３５の噴射動作、駆動部１９０を制御して給紙部１６０、用紙移送部１７０の移送動作、移送タイミング及び移送方向を制御し、ヘッド支持部のシフトを制御する。

制御部２００は、ユーザーが選択した画像形成回数（ｎ）に対応して用紙Ｐに最適の印刷品質が形成できるラインヘッドユニット１４０の最適シフトを算出し、その算出された最適シフトに基づいて、各回次の画像形成時に、ヘッド支持部１５０がラインヘッドユニット１４０をシフトさせるように制御する。

制御部２００は、図８Ａに示したように、ノズル部１４５を所定の個数のノズル１４６を含む複数のノズル領域ｅ，ｆ，ｇ，ｈに分割する。ノズル部１４５が複数のヘッドチップ１４７を含む場合、各ヘッドチップ１４７に含まれたノズル部１４５を複数のノズル領域ｅ，ｆ，ｇ，ｈに分離する。この際、制御部２００は、感知部１２０を通じて受け収めた各ノズル１４６のインク噴射特性を考慮して、インク噴射特性の異なっている二つのノズルが一つのノズル領域に含まれないように分割する。例えば、インク噴射特性が不良ノズルの個数であり、隣接した二つのノズルが不良ノズルの場合、制御部２００は、二つのノズルが相異なっているノズル領域に含まれるように、二つのノズルの間を基準にしてノズル領域を分割する。

制御部２００は、分割した各ノズル領域ｅ，ｆ，ｇ，ｈに含まれたインク噴射特性を、図８Ｂのように表に作成して記憶する。ここで、表の第１のラインは、各ノズル領域の番号１，２，３，．．を示し、第２のラインは、各番号のノズル領域に含まれたインク噴射特性を表示する。インク噴射特性が不良ノズルの場合、不良ノズルの個数を示し、インク噴射特性がインク吐出量の場合、インク吐出量を示す。また、インク噴射特性が不良ノズルとインク吐出量との組み合わせの場合、各ノズル領域に対する二つのインク噴射特性をそれぞれ表示する。

また、制御部２００は、図８Ｄに示したように、ラインヘッドユニット１４０がｎ次にかけて画像を形成する間にシフト可能な場合の数を算出し、各場合に対して用紙Ｐの基準領域に対応するノズル領域のインク噴射特性を算出する。ここで、ラインヘッドユニット１４０のシフトする量は、各ノズル領域を基準にして移動することが好ましい。すなわち、図８Ｃに示したように、第１の画像形成の際には、二つのノズル領域をシフトした位置で画像を形成し、第２の画像形成の際には四つのノズル領域をシフトした位置で画像を形成する。

この際、用紙Ｐの基準領域は、ラインヘッドユニット１４０の最小シフトの際と最大シフトの際とに、インクが吐出される共通領域（図８ＣのＰ領域）に設定することが好ましい。ここで、ラインヘッドユニット１４０がｎ次にかけて画像を形成する間にシフト可能な場合の数は、予め設定された最大シフトと予め設定された画像形成回数（ｎ）とに基づいて決定される。図８Ｄは、最大のシフトが五つのノズル領域で２回にかけて画像を形成するときの用紙Ｐの基準領域に対応するインク噴射特性（不良ノズルの数）の和を示した表である。この表は、ラインヘッドユニット１４０が、各画像を形成するごとにシフトなしに同一の位置に存在する場合と、最初の位置とその後の位置とが取り換えられる場合とを除いた場合である。すなわち、ラインヘッドユニット１４０の最大シフトされるノズル領域の数はｍであり、ｎ回にかけて画像を形成するときにシフト可能な場合の数はｍＣｎである。

表８ｄにおいて、縦方向の第１の列は、ラインヘッドユニット１４０の最初の画像形成時にシフトされた位置を示し、縦方向の第２の列は、最初の画像形成後にラインヘッドユニット１４０がシフトされる位置を示す。第１の列と第２の列とに表示された数字は、ラインヘッドユニット１４０がシフトされるノズル領域の数を示す。また、表の横方向の数字は、用紙Ｐの基準領域の番号を示す。最大値は、各シフト場合の基準領域に含まれる最大インク噴射特性を示し、和は各シフト場合のインク噴射特性の和を表す。表８ｄの場合、最大値は、各基準領域に対応するシフトされたノズル領域に含まれた不良ノズルの最大個数を示し、和は基準領域の全体における不良ノズルの和を示す。

制御部２００は、シフト可能な場合に対する表を算出し、インク噴射特性の差が最も小さい場合を最適シフト（ｂｅｓｔ）に設定する。例えば、図８Ｄの場合、最適シフトは、不良ノズルの最も多い領域の不良ノズルの数が１の場合、すなわち、第１のシフトが３、第２のシフトが４の場合である。

一方、上記した表に基づいて最適シフトを決定するとき、最大値が同じ場合が複数の場合は、和の値が最大のものに選択する。また、和の値が同じ場合も複数の場合、標準偏差の値が最小のものに決定することが好ましい。標準偏差の値が最小の場合、各基準領域に対応するノズル領域のインク噴射特性が平均値に類似している値を有するため、印刷品質を用紙の全体にかけて均一に実現できて好ましい。

一方、図８Ｄは、画像形成が２回のシフトを通じて完了する場合について説明したが、作成される表は、ユーザーから入力される画像形成回数及びインク噴射特性に応じて相異なることがある。すなわち、画像形成回数が３〜４回の場合、表８ｄの縦方向の列は、３回、４回シフト可能な場合をさらに含み、これにより、全体のラインヘッドユニット１４０のシフト可能な場合の数も変わる。

一方、制御部２００は、ノズル部１４５を複数のノズル領域に分割するとき、一つのノズル領域に含まれるノズル１４６の個数は４〜８程度が好ましい。ノズルの数が４未満の場合、シフトによるインク噴射特性の補償結果がわずかであり、ノズル１４６の数が８を超える場合、ノズル領域の数が少なくなり、シフト可能な場合の数も減る。これにより、インク噴射特性を補償することのできる場合の数も減る。

制御部２００は、決定された最適シフトに応じてｎ次の画像が形成されるように、ヘッド支持部１５０、駆動部１９０及び用紙移送部１７０を制御する。すなわち、図８Ｄの場合、制御部２００は、第１の画像形成の際に、ラインヘッドユニット１４０がノズル領域３だけシフトされた状態で用紙にインクを噴射し、第２の画像形成の際に、ラインヘッドユニット１４０がノズル領域４だけシフトされた状態で用紙にインクを噴射するように制御する。

このような構成を有する本発明の様々な実施形態による最適シフト決定過程を図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明する。

まず、図６Ａにおいて、感知部１２０は、ラインヘッドユニット１４０の各ノズル１４６のインク噴射特性を感知して制御部２００に通知する（Ｓ１０）。制御部２００は、ノズル１４６のインク噴射特性を鑑みて複数のノズル領域に分割する（Ｓ２０）。その後、ユーザーから画像形成回数ｎが入力される（Ｓ３０）。画像形成回数は印刷時ごとにユーザーから入力されるか、製品の出庫時ごとに最適の回数に設定されることができる。制御部２００は、画像形成回数と最大シフトとを考慮してラインヘッドユニット１４０のシフト可能な場合の数を算出し（Ｓ４０）、用紙Ｐの基準領域に対応するシフトされたノズル領域のインク噴射特性の和を表に作成する（Ｓ５０）。制御部２００は、インク噴射特性の和に基づいて最適シフトを設定する（Ｓ６０）。

図６Ｂは、インク噴射特性が不良ノズルの数である場合、最適シフトの決定過程を示したフローチャートである。説明の便宜上、図８Ａ〜図８Ｅを参照して説明する。

まず、感知部１２０は、図８Ａのラインヘッド１４３の不良ノズル１４６’を感知して制御部２００に通知する（Ｓ１１）。制御部２００は４つのノズルを有するようにラインヘッド１４３を複数のノズル領域ｅ，ｆ，ｇ，ｈに分割する（Ｓ２１）。また、各ノズル領域に含まれる不良ノズルの数を図８Ｂのように表を作成して記憶する。その後、ユーザーから画像形成回数２が入力される（Ｓ３１）。制御部２００は、入力された画像形成回数２と、最大シフト５に対応するラインヘッドユニット１４０のシフト可能な場合の数を算出する（Ｓ４１）。さらに、算出された各場合に対して用紙Ｐの基準領域Ａ，Ｂ，Ｃ，…にシフトされるノズル領域に含まれた不良ノズルの数を加算して、図８Ｄのような表を作成する（Ｓ５１）。

制御部２００は、各場合において用紙Ｐの基準領域Ａ，Ｂ，Ｃ，．．に含まれた最大不良ノズルの数と最小不良ノズルの数との差が最小となる場合を選択して最適シフトに設定する（Ｓ６１）。

一方、インク噴射特性がノズルのインク吐出量の場合、制御部２００は、各ノズル領域ｅ，ｆ，ｇ，ｈに対応するインク吐出量を記憶する。また、ラインヘッドユニット１４０のシフト可能な場合の数を算出し、その算出された各場合に対して用紙Ｐの基準領域にシフトされるノズル領域に含まれるインク吐出量を合算して表に作成する。

この際、用紙Ｐの基準領域に含まれた最大インク吐出量と最小インク吐出量との差が最小となる場合を最適シフトに設定する。この場合、最大インク吐出量と最小インク吐出量との差が最小となる場合、濃度の均一化を図る一方、不良ノズルの補償も達成できるため好ましい。

一方、制御部２００は、インク噴射特性により不良ノズルの数とインク吐出量とを同時に設定することができる。この際、感知部２００は、ノズルに対して不良ノズルの数とインク吐出量とを同時に知らせる。制御部２００は、２つの変数を有する表を図８Ｂのように作成し、ラインヘッドユニット１４０のシフト可能な場合の数を算出し、そのうち、二つの変数に対応する最適シフトを選択する。

この場合、不良ノズルの数とともに吐出量も補償可能なので、最適の印刷品質を図ることができる。

一方、制御部２００は、インク噴射特性により用紙に吐出されたインクの濃度を設定することができる。この際、用紙に吐出されたインクの最低濃度と最高濃度のうちの一つを設定しうるが、最低濃度の場合、ノズルの駆動量が少ないため、最高濃度に設定することが好ましい。感知部１２０は、インクが噴射されて画像の形成された用紙をスキャンして用紙の基準領域に対応するノズルのインク濃度を表に作成する。制御部２００は感知部１２０で感知されたインク濃度を基準にしてノズル部１４５をノズル領域に分割し、上述したように、最適シフトを選択する。

上述した過程により最適のシフトが決定された本発明による画像形成装置１００の画像形成過程について、図７を参照しながら説明する。

ホスト（図示せず）から出力信号と共に画像形成回数ｎが入力される。また、出力される画像データが受信される。感知部１２０は、ラインヘッドユニット１４０の各ノズル１３６ａ，１３６ｂのインク噴射特性を感知する（Ｓ１１０）。制御部２００は、図６Ａ及び図６Ｂに示した方法によりｎ次に対応するラインヘッドユニット１４０の最適シフトを決定する（Ｓ１２０）。

ピックアップローラー１７１が回転し、給紙部１６０の用紙をフィードする（Ｓ１３０）。移送ローラー部１７３を通じて用紙はラインヘッド１４３の下方に位置する。説明の便宜上、ラインヘッドユニット１４０の画像形成回数ｎが２であり、制御部２００で決定した最適シフトが１回に３、２回に４の場合と仮定して説明する。

制御部２００は、ラインヘッドユニット１４０がノズル領域３だけシフトするように、ヘッド支持部１５０を制御する。ヘッド駆動部１５１はガイド部１５３に沿ってラインヘッドユニット１４０を第２の方向にノズル領域３だけシフトさせる（Ｓ１４０）。シフトされたラインヘッドユニット１４０は用紙にインクを吐出して画像を形成し、配紙ローラー部１７５は回転しながら、インクの吐出された用紙の先端を配紙部１８０側に移動させる（Ｓ１５０）。

ラインヘッドユニット１４０で用紙の後端までインクの噴射が完了すると、制御部２００は、画像形成回数が設定された画像形成回数に対応する２回であるか否かを判断する（Ｓ１６０）。その結果、２回でない場合には、移送ローラー部１７３と配紙ローラー部１７５とを逆回転させて用紙を給紙部１６０側に移送する（Ｓ１４５）。

給紙部１６０に再供給された用紙は、再び移送ローラー部１７３によりラインヘッドユニット１４０に供給され、ラインヘッドユニット１４０は、２回の最適シフトである４だけヘッド支持部１５０によりシフトする。シフトされたラインヘッドユニット１４０は、用紙にインクを噴射して画像を形成する（Ｓ１５０）。

制御部２００は、画像形成回数が２回であるか否かを判断するが、２回の場合、配紙して画像形成を終了する（Ｓ１７０）。

上述した過程によりインクの吐き出された用紙は、インク噴射特性が用紙の全体にかけて均一に分布するため、画像品質も均一になることができる。

図８Ａは、ラインヘッドユニット１４０を同一の位置に置き用紙に画像を形成させた場合と、ラインヘッドユニット１４０を一つのノズル領域にシフトさせて画像を形成させた場合とのインク噴射特性を比較した結果を示す。ノズル部１４５は四つのノズル領域ｅ，ｆ，ｇ，ｈに分離し、第２のノズル領域ｆに不良ノズル１４６’が含まれる。

図８Ｅ及び図８Ｆは、用紙の基準領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する不良ノズルの数とインク吐出量とを示した図である。図８Ｅに示したように、ラインヘッドユニット１４０を同一の位置に置き、２回画像を形成した場合（ａ＋ｂ）、基準領域２（Ｂ）には不良ノズル１４６’が２つも重なるため、図８Ｆに示したように、基準領域２（Ｂ）は他の領域に比べてインク吐出量が著しく減ることがわかる。一方、本発明でのようにラインヘッドユニット１４０を初めの位置ａと、一つのノズル領域だけシフトした場合ｃとにより２回画像を形成した場合、基準領域２（Ｂ）及び基準領域３（Ｃ）にそれぞれ一つずつの不良ノズル１４６’が含まれるため、インク吐出量が他の領域に比べて大きな差が生じないことがわかる。

すなわち、本発明による画像形成装置は、ノズル間のインク噴射特性の差により用紙の印刷品質に大きな差が生じたことを、ラインヘッドユニットをシフトさせてから複数回にかけて用紙にインクを噴射することによって、インク噴射特性を補償することが可能である。これにより、画像を形成した後にユーザーがよく発見した白色線のような画質不良を補償することができる。また、インク噴射特性の種類に応じて、不良ノズルの数を補償するか、濃度を向上させることを選択しうるため、画質品質の向上を選択的に図ることができる。

さらに、ノズル部を所定の個数のノズルを有するノズル領域に分離して補償過程を処理するため、処理に必要な時間も減らすことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

従来の画像形成装置のインク噴射過程を示した例示図である。 本発明の一実施形態による画像形成装置の構成を示した断面図である。 本発明の一実施形態による画像形成装置の構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態によるラインヘッドユニットのノズル部の構成を示した平面図である。 本発明の一実施形態によるラインヘッドユニットのノズル部の構成を示した平面図である。 本発明の一実施形態によるラインヘッドユニットの構成を示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるラインヘッドユニットの構成を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による画像形成装置の最適シフトを決定する方法を示したフローチャートである。 本発明の一実施形態による画像形成装置の最適シフトを決定する方法を示したフローチャートである。 本発明の一実施形態による画像形成装置の画像形成過程を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態による画像形成装置の最適シフトを決定する方法を例示した例示図である。 本発明の一実施形態による画像形成装置の最適シフトを決定する方法を例示した例示図である。 本発明の一実施形態による画像形成装置の最適シフトを決定する方法を例示した例示図である。 本発明の一実施形態による画像形成装置の最適シフトを決定する方法を例示した例示図である。 本発明の一実施形態による画像形成装置の最適シフトを決定する方法を例示した例示図である。 本発明の一実施形態による画像形成装置の最適シフトを決定する方法を例示した例示図である。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１１０ 入力部
１２０ 感知部
１３０ メモリ部
１４０ ラインヘッドユニット
１５０ ヘッド支持部
１６０ 給紙部
１７０ 用紙移送部
１８０ 配紙部
１９０ 駆動部
２００ 制御部

Claims (12)

1. 用紙を第１の方向に供給する給紙部と、
   複数のノズルが形成されているノズル部を含むラインヘッドユニットと、
   前記ラインヘッドユニットを、前記第１の方向と交差する第２の方向にシフト可能に支持するヘッド支持部と、
   前記ラインヘッドユニットで画像が形成された用紙を配紙する配紙部と、
   設定されたｎ次の回数で画像が繰り返し形成されるように、前記用紙を前記ラインヘッドユニットにｎ回供給する用紙移送手段と、
   前記ラインヘッドユニットを前記第２の方向にｎ回シフトさせるように、前記ヘッド支持部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする、画像形成装置。
2. 前記ノズル部は、所定の個数のノズルを含む複数のノズル領域に分割され、
   前記制御部は、前記ｎ次の回数にかけて用紙の基準領域に対応するノズル領域間のインク噴射特性の差が最小となるように、前記画像の形成時に、前記ヘッド支持部のシフトを制御することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記インク噴射特性は、前記各ノズル領域に含まれた不良ノズルの個数、前記各ノズル領域のノズルから吐出されるインク吐出量及び前記各ノズル領域に対応する用紙の画像濃度のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記各ノズルのインク噴射特性を感知する感知部と、
   前記感知部で感知された各ノズルのインク噴射特性を記憶するメモリ部と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、
   前記設定されたｎ次の回数及び前記ノズル領域に含まれたノズルの個数に基づいて、前記ラインヘッドユニットのシフト可能な場合の数を算出し、前記各場合において、前記用紙の基準領域に対応するノズル部のノズル領域のインク噴射特性を合算し、
   前記各場合のインク噴射特性の合算結果に基づいて、前記用紙の基準領域に対応するノズル部のノズル領域間のインク噴射特性の差が最小となる最適のシフトを決定し、
   前記最適のシフトだけ前記ラインヘッドユニットがシフトするように、前記ヘッド支持部を制御することを特徴とする、請求項２または請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記インク噴射特性は、不良ノズルの個数であり、
   前記用紙の基準領域に対応するノズル部のノズル領域間の不良ノズルの数の差が最小となる場合が複数個の場合、前記不良ノズルの和が最小となる場合を最適のシフトに決定することを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記インク噴射特性は、ノズルのインク吐出量であり、
   前記用紙の基準領域に対応するノズル部のノズル領域間のインク吐出量の差が最小となる場合が複数である場合、前記インク吐出量の和が最大となる場合を最適のシフトに決定することを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記ノズル部は、複数のノズルを有する複数のヘッドチップを含み、
   前記ラインヘッドユニットは、前記用紙の両側に前記ヘッドチップの幅の１／２以上だけ伸びた幅を有することを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記ラインヘッドユニットが少なくとも一つのノズル領域に対応してシフトするように、前記ヘッド支持部を制御することを特徴とする、請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記ラインヘッドユニットの単一シフトの最大値が、前記ヘッドチップの幅の１／４を超えないように、前記ヘッド支持部を制御することを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、前記ノズル部にインク噴射特性の異なっているノズルが連続して配列されている場合、前記インク噴射特性の異なっているノズルが分離されるように、前記ノズル領域を設定することを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
12. 前記制御部は、前記ノズル領域に含まれるノズルの個数が最小限４となるように、前記ノズル部のノズル領域を設定することを特徴とする、請求項１１に記載の画像形成装置。

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