JP2013223973A

JP2013223973A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2013223973A
Application number: JP2012097298A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Nakahara; 信彦中原
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2032-04-23
Also published as: JP5783948B2

Abstract

【課題】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。
【解決手段】記録媒体の搬送手段と、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に千鳥状に並べて配置された複数のノズルを有し異なる色のインクを吐出するヘッドユニットと、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動させてインクを吐出する際に色毎に主走査方向に相対的にずらして記録を行なうよう制御するヘッドユニット制御部とを備える画像形成装置。
【選択図】図７

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。

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。

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。

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。

特開平０４−１４２８７８号公報特許第３３９６９９２号公報

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。

前記目的を達成するために、本発明による画像形成装置は、記録媒体の搬送手段と、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に千鳥状に並べて配置された複数のノズルを有し異なる色のインクを吐出するヘッドユニットと、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動させてインクを吐出する際に色毎に走査方向に相対的にずらして記録を行なうよう制御するヘッドユニット制御部とを備える。

本実施形態に係るＭＦＰ構成図。プリンタ部の構成を示す断面図。インクジェットヘッドの動作を説明するための模式図。千鳥パターン形成の模式図。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。画像データのハンドリング方法について示した工程図。ラインインクジェットヘッドの各色間のノズル並びを示す模式図。ラインインクジェットヘッドの各色間のノズル並びを示す模式図。ラインインクジェットヘッドの並びを示す図。ラインインクジェットヘッドの記録ドット形成過程を示す図。ラインインクジェットヘッドの並びを示す図。ラインインクジェットヘッドの記録ドット形成過程を示す図。画素記録密度の選択を促す操作パネル上表示の一例を示す図。２００ｄｐｉ選択時のパターン形成の模式図。

（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。

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。

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。

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。

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。

メインＣＰＵ１１０は、主制御部１０１全体の制御を司るものである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

記録媒体の搬送手段と、
前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に千鳥状に並べて配置された複数のノズルを有し異なる色のインクを吐出するヘッドユニットと、
前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動させてインクを吐出する際に色毎に主走査方向に相対的にずらして記録を行なうよう制御するヘッドユニット制御部と
を備える
ことを特徴とするカラー画像形成装置。
画素記録密度の切り替えの指定が可能な指示手段を備え、選択した前記画素記録密度によってヘッドノズルの位置をずらす制御方法を切り替えることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
起動条件でヘッドノズルの位相を変更する場合は、駆動信号における奇数、偶数ラインの位相制御を変更することを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形成装置。
ノズルが吐出するインク量をシングルパスで記録する場合よりも少量に抑え、複数パスに分けて記録することを特徴とする請求項３に記載のカラー画像形成装置。
前記位相制御の変更は、前記ヘッドユニットが記録媒体上の主走査方向を順方向に移動する奇数パスと、主走査方向を逆方向に移動する偶数パスとでそれぞれ記録タイミングをずらすことを特徴とする請求項３に記載のカラー画像形成装置。