JPH08142346A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録ヘッドの各ドット形成手段の温度が、ド
ット形成時に同じになって、濃度むらのない画像形成が
行える。 【構成】 画像データＶＩＤは、シフトレジスタ７０２
でパラレルデータに変換され、ラッチ７０５にラッチさ
れる。このラッチされたパラレルデータは、ＤＳＥＬ信
号が“Ｈ”のとき、セレクタ７０５，ドライブトランジ
スタ７０６を介してノズルヒータ７０７を駆動する。続
くＤＳＥＬ信号が“Ｌ”のとき、セレクタ７０５が切り
替わり、正規の画像データによる前記パラレルデータ
を、インバータ７０８で反転したデータにより、ノズル
ヒータ７０７を駆動する。この際、インク吐出に至らな
いエネルギレベルになるようにパルス幅を狭くする。こ
のようにして画像データによらず全ノズルがドット形成
タイミングに同期してドライブされ、ノズルドライブの
際の各ノズルの温度が同じになり、濃度むらがなくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ，複写機等の
画像形成装置に関し、特にインライン（直列）に複数ノ
ズルを配置したサーマルインクジェットマルチ記録ヘッ
ド（以下マルチヘッドという）等の駆動に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】マルチヘッドにより画像形成を行う場
合、記録する画像により各ノズルの吐出頻度に差が生
じ、その結果各ノズルの温度がそれぞれ異なってしま
う。この各ノズルの温度差は記録画像の濃度むらとなっ
て現れる。近年、複写機，プリンタの高画質化，カラー
化に伴いこれらの濃度むらの発生を防止するための様々
の提案がなされている。

【０００３】ドット形成用以外にマルチヘッドにヒータ
と冷却素子を設け、マルチヘッドが一定温度となる様に
温調を行うもの、あるいはマルチヘッドの発熱素子を吐
出に至らない範囲で駆動し温調を行うもの等が提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例では、吐出タイミングや画像データに関係無く、
全ノズルに対して一律に処理を行っていたり、画像デー
タに応じて発熱素子を吐出に至らない範囲で駆動する構
成であってもドット形成タイミングとは非同期に駆動し
ているため、完全に各ノズルの温度を等しくする事はで
きない。

【０００５】本発明は、このような従来例の問題に鑑み
なされたものであり、記録ヘッドの各ドット形成手段の
温度が、ドット形成時に同じになって、濃度むらのない
画像形成が行える画像形成装置を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では画像形成装置を次の（１），（２），
（３）のとおりに構成する。

【０００７】（１）複数の、電気−熱変換素子で駆動さ
れるドット形成手段を配列した記録ヘッドにより画像を
形成する画像形成装置であって、前記複数のドット形成
手段のうちの、画像形成時にドット形成を行わないドッ
ト形成手段の電気−熱変換素子を、ドット形成タイミン
グと同期をとって、ドット形成に至らないレベルで付勢
する付勢手段を備えた画像形成装置。

【０００８】（２）ドット形成手段は、インクジェット
方式のものであることを特徴とする前記（１）記載の画
像形成装置。

【０００９】（３）付勢手段は、記録ヘッドの端部に配
列したドット形成手段の方を、中央部に配列したドット
形成手段よりも高いレベルで付勢するものである前記
（１）または前記（２）記載の画像形成装置。

【００１０】

【作用】前記（１），（２），（３）の構成により、画
像形成時にドット形成を行わないドット形成手段は、ド
ット形成タイミングと同期をとって、ドット形成に至ら
ないレベルで付勢される。

【００１１】前記（３）の構成では、付勢手段により記
録ヘッドの端部に配置したドット形成手段の方が、中央
部に配置したドット形成手段より高いレベルで付勢され
る。

【００１２】

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する。

【００１３】（実施例１）図１は実施例１である“デジ
タルフルカラー複写機”の外観斜視図である。同図の上
部は、原稿像を読み取り、デジタルフルカラー画像デー
タを出力するカラーイメージスキャナ部１（以下スキャ
ナ部という）と、スキャナ部１に内蔵されデジタルカラ
ー画像データの各種の画像処理を行うと共に、外部装置
とのインターフェース等の処理機能を有するコントロー
ラ部２より構成される。

【００１４】図１の下部は、コントローラ部２より出力
されたカラーデジタル画像信号を記録紙に記録するため
のプリンタ部３である。

【００１５】前述の２つの部分は分離可能であり、接続
ケーブルを延長することによっては離れた場所に設置す
ることも可能になっている。

【００１６】図２は図１のデジタルカラー複写機の内部
構成を示す側断面図である。

【００１７】まず、露光ランプ１４，レンズ１５，フル
カラーでラインイメージの読み取りが可能なＣＣＤによ
るイメージセンサ１６によって、原稿台ガラス１７上に
置かれた原稿像，プロジェクタによる投影像、または送
り機構１２によるシート原稿像を読み取る。次に、各種
の画像処理をスキャナ部１とコントローラ部２で行い、
プリンタ部３で記録紙に記録する。

【００１８】図２において、記録紙は小型定型サイズ
（本実施例ではＡ４〜Ａ３サイズまで）のカット紙を収
納する給紙カセット２０と、大型サイズ（本実施例では
Ａ２〜Ａ１まで）の記録を行うためのロール紙２９より
給紙される。また給紙は図１の手差し口２２より１枚ず
つ記録紙を給紙部カバー２１に沿って入れることによ
り、装置外部よりの給紙（手差し給紙）も可能にしてい
る。

【００１９】ピックアップローラ２４は、給紙カセット
２０よりカット紙を１枚ずつ給紙するためのローラであ
り、給紙されたカット紙はカット紙送りローラ２５によ
り給紙第１ローラ２６まで搬送される。ロール紙２９は
ロール給紙ローラ３０により送り出され、カッタ３１に
より定型長にカットされ、給紙第１ローラ２６まで搬送
される。同様に、手差しローラ３２によって給紙第１ロ
ーラ２６まで搬送される。

【００２０】ピックアップローラ２４，カット紙送りロ
ーラ２５，ロール給紙ローラ３０，給紙第１ローラ２
６，手差しローラ３２は不図示の給紙モータ（例えば、
ＤＣサーボモータ）により駆動され、各々のローラに付
帯した電磁クラッチにより随時オン，オフ制御が行える
ようになっている。

【００２１】プリント動作がコントローラ部２より指示
されると、前述の給紙経路のずれかにより選択給紙され
た記録紙を給紙第１ローラ２６まで搬送する。記録紙の
斜行を取り除くため所定量の紙ループをつくった後に給
紙第１ローラ２６をオンして給紙第２ローラ２７に記録
紙を搬送する。

【００２２】給紙第１ローラ２６と給紙第２ローラ２７
の間では、紙送りローラ２８と給紙第２ローラ２７の間
で正確な紙送り動作を行うために記録紙を所定量たるま
せてバッファを作る。バッファ量検知センサ３３は、そ
のバッファ量を検知するためのセンサである。バッファ
を紙搬送中、常に作ることにより、特に大判サイズの記
録紙を搬送する場合の紙送りローラ２８，給紙第２ロー
ラ２７にかかる負荷を低減することができ、正確な紙送
り動作が可能になる。

【００２３】記録ヘッド３７によるプリントの際には、
記録ヘッド３７等が装着される走査キャリッジ３４がキ
ャリッジレール３６上を走査モータ３５により往復の走
査を行う。この時、給紙モータによって前述の駆動系を
バッファ量検知センサ３３により検知しながら常に所定
のバッファ量となるように制御を行う。プリントされた
記録紙は、排紙トレイ２３に排出されプリント動作を完
了する。

【００２４】図３は実施例１における走査キャリッジ３
４まわりの構成を示す図である。

【００２５】図３において、紙送りモータ４０は記録紙
を間欠送りするための駆動源であり、紙送りローラ２
８，給紙第２ローラクラッチ４３を介して給紙第２ロー
ラ２７を駆動する。走査モータ３５は走査キャリッジ３
４を走査ベルト３４を介して矢印のＡ，Ｂ方向に走査さ
せるための駆動源である。本実施例では正確な紙送り制
御が必要なことから、紙送りモータ４０，走査モータ３
５にパルスモータを使用している。記録紙が給紙第２ロ
ーラ２７に到達すると、給紙第２ローラクラッチ４３，
紙送りモータ４０をオンし、記録紙を紙送りローラ２８
までプラテン３９上を搬送する。記録紙はプラテン３９
上に設けられた紙検知センサ４４によって検知され、セ
ンサ情報は位置制御，ジャム制御に利用される。

【００２６】記録紙が紙送りローラ２８に到達すると、
給紙第２ローラクラッチ４３，紙送りモータ４０をオフ
し、プラテン３９の内側から不図示の吸引モータにより
吸引動作を行い、記録紙をプラテン３９上に密着させ
る。

【００２７】記録紙への画像記録動作に先だって、ホー
ムポジションセンサ４１の位置に走査キャリッジ３４を
移動し、次に、矢印Ａの方向に往路走査を行い、所定の
位置よりシアンＣ，マゼンダＭ，イエロＹ，ブラックＫ
のインクを記録ヘッド３７より吐出し画像記録を行う。
所定の長さ分の画像記録を終えたら走査キャリッジ３４
を停止し、逆に矢印Ｂの方向に復路走査を介し、ホーム
ポジョンセンサ４１の位置まで走査キャリッジ３４を戻
す。復路走査の間、記録ヘッド３７で記録した長さ分の
紙送りを紙送りモータ４０により紙送りローラ２８を駆
動することにより矢印Ｃの方向に行う。

【００２８】本実施例では、記録ヘッド３７は前述した
方式のインクジェットノズルであり、２５６本のノズル
がＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各々にアセンブリされたものを４本使
用している。

【００２９】走査キャリッジ３４がフォトセンサ４１で
検知されるホームポジションに停止すると、記録ヘッド
３７のノズル内に残留しているインクの粘度変化等から
生じる吐出開始時のムラを防止するために、給紙時間，
装置内温度，吐出時間等の予めプログラムされた条件に
より、記録ヘッド３７への加圧動作，インクの空吐出動
作等を行う処理である。

【００３０】以上説明の動作を繰り返すことにより記録
紙上全面に画像記録を行う。

【００３１】次に、スキャナ部１の動作説明を行う。

【００３２】図４は実施例１におけるスキャナ部１内部
の機構を示す図である。ＣＣＤユニツト１８は、ＣＣＤ
１６，レンズ１５等より構成されるユニットであり、レ
ール５４上に固定された主走査モータ５０，プーリ５
１，プーリ５２，ワイヤ５３よりなる主走査方向の駆動
系により移動し読み取りを行う。遮光板５５，ホームポ
ジションセンサ５６は図の補正エリア６８にある主走査
のホームポジションにＣＣＤユニット１８を移動する際
の位置制御に使用される。

【００３３】レール５４は、レール６５，６９に載って
おり、副走査モータ６０，プーリ６７，６８，７１，７
６，軸７２、７３，ワイヤ６６，７０よりなる副走査方
向の駆動系により移動する。遮光板５７、ホームポジシ
ョンセンサ５８，５９は原稿第ガラス１７におかれた本
等の原稿を読み取るブックモード時のそれぞれの副走査
のホームポジションにレール５４を移動する際の位置制
御に使用される。

【００３４】シート送りモータ６１，シート送りローラ
７４，７５、プーリ６２，６４、ワイヤ６３はシート原
稿を送るための機構である。この機構は、原稿第ガラス
１７上にあり、下向きに置かれたシート原稿をシート送
りローラ７４，７５で所定量づつ送る為の機構である。
図５は本実施例によるブックモード，シートモード時の
読取り動作を説明する図である。ブックモード時には、
図５に６８で示す補正エリアの中にある図示のブックモ
ードホームポジション（図中、ブックモードＨＰで示
す）にＣＣＤユニット１８を移動し、ここから原稿台ガ
ラス１７に置かれた原稿全面の読取り動作を開始する。

【００３５】原稿の走査に先立って補正エリア６８で、
シェーディング補正，黒レベルの補正，色補正等の処理
に必要なパラメータの設定を行う。その後、図示の矢印
の方向に主走査モータ５０により主走査方向の走査を開
始する。で示したエリアの読取り動作が終了した、主
走査モータ５０を逆転させるとともに、副走査モータ６
０を駆動し、のエリアの補正エリア６８に副走査方向
の移動を行う。続いて、のエリアの主走査と同様に、
必要に応じてシェーディング補正，黒レベルの補正，色
補正等の処理を行い、のエリアの読取り動作を行う。

【００３６】以上の走査を繰り返すことにより〜の
エリア全面の読み取り動作を行い、のエリアの読取り
動作を終えた後、再びＣＣＤユニット１８をブックモー
ドホームポジションに戻す。

【００３７】本実施例において原稿台ガラス１７は最大
Ａ２サイズの原稿が読み取れるために、実際はもっと多
くの回数の走査を行わなければならないが、本説明では
動作を理解しやすくするために簡略化している。

【００３８】シートモード時には、ＣＣＤユニット１８
を図示のシートモードホームポジション（シートモード
ＨＰ）に移動し、のエリアをシート原稿をシート送り
モータ６１を間欠動作させながら繰り返し読み取り、シ
ート原稿全面を読み取る。

【００３９】原稿の走査に先だって補正エリア６８で、
シェーディング補正，黒レベルの補正，色補正等の処理
を行い、その後、図示の矢印の方向に主走査モータ５０
により主走査方向の走査を開始する。のエリアの往路
の読取り動作が終了したら主走査モータ５０を逆転さ
せ、この復路の走査の間にシート送りモータ６１を駆動
し、シート原稿を所定量だけ副走査方向に移動する。引
き続いて同様の動作を繰り返し、シート原稿全面を読み
取る。

【００４０】以上、説明した読取り動作が等倍の読取り
動作であるとすると、ＣＣＤユニット１８で読み取れる
エリアは、図５の左に矢印で示すように実際は広いエリ
アである。これは、本実施例のデジタルカラー複写機が
拡大，縮小の変倍機能を内蔵しているためである。即
ち、前述の如く、記録ヘッド３７で記録できる領域が１
回に２５６ビットと固定されている為に、例えば５０％
の縮小動作を行う場合、最低、２倍の５１２ビットの領
域の画像情報が必要となるためである。したがって、ス
キャナ部１は１回の主走査読み取りで任意の画像領域の
画像情報を読み取り出力する機能を内蔵している。

【００４１】図６は実施例１のデジタルカラー複写機の
構成を示すブロック図である。同図において、制御部１
０２，１１１，１２１は、それぞれスキャナ部１，コン
トローラ部２，プリンタ部３の制御を行う制御回路であ
り、マイクロコンピュータ，プログラムＲＯＭ，データ
メモリ，通信回路等により構成される。制御部１０２，
１１１間と制御部１１１，１２１間は通信回線により接
続されており、制御部１１１の指示により制御部１０
２，１２１が動作を行う、所謂、マスタースレーブの制
御形式を採用している。

【００４２】制御部１１１は、カラー複写機として動作
する場合には、制御部１０，デジタイザ１１４よりの入
力指示に従い動作を行う。

【００４３】図６の１１６がヘッド１１７〜１２０の吐
出をコントロールするブロックであり、本発明を適用し
た吐出コントロールを行う。図７が図６のブロック１１
６におけるヘッド１個分を詳細に記述したブロック図で
あり、図８はそのタイミングを説明する図である。（他
のヘッドについても同一の回路であるので説明を省略す
る）図７及び図８を用いて詳細な説明を行う。図７の破
線で囲んだ部分７０８は１チップ化され記録ヘッド１１
７〜１２０にそれぞれ実装されている部分であり、その
前段が図６の吐出コントロール部１１６となる。

【００４４】図７において、７０２は２５６ビットのシ
フトレジスタであり、画像クロック（ＶＣＬＫ）に同期
してシリアルに送られて来る画像データ（ＶＩＤ）を、
記録ヘッドのノズル数分である２５６ドットのパラレル
データに変換する。パラレル変換された画像データはラ
ッチ回路７０３にラッチされた後セレクタ７０５及びド
ライブトランジスタ７０６を経由して各ノズルのノズル
ヒータ（電気−熱変換素子）７０７を駆動する（これに
よりインクが吐出し記録ドットを形成する）。記録ヘッ
ドは６４ノズルを１ブロックとして４ブロックにより構
成される。駆動はこのブロック単位にタイミングをずら
しながら行われる。これはノズルを駆動する際のＶｏｐ
電流のピーク値を小さくおさえるためであり、吐出タイ
ミングはずれるが形成された画像ではこのずれは判定で
きない程微小なものである。次に図８を併用して記録ヘ
ッドの駆動タイミングについて説明する。ＨＳＹＮＣ信
号８０２は画像クロック８０１に同期した画像データの
２５６個毎に出力される信号であり、ラッチ７０３のラ
ッチクロックとして使用する。これによりラッチ７０３
にはシフトレジスタ７０２によりパラレル変換された画
像データが、ＨＳＹＮＣ信号８０２の１周期分保持され
ていることになる。この画像データはタイミング制御部
７０１により生成された８０４〜８１２の信号により、
記録ヘッドの各ノズルに供給される。なおＨＳＹＮＣ信
号８０２は、記録速度が最も早くなる様に記録ヘッドの
最大吐出周波数と等しくなる様に設定されているのは無
論である。

【００４５】ＨＳＹＮＣ信号８０２によりラッチ７０３
にラッチされた画像データは、ＤＲＶ０〜ＤＲＶ３ ８
０４〜８０７のパルス信号によりドライブトランジスタ
Ｔｒ７０６を駆動し、ノズルヒータ７０７がパルス状に
加熱され、これによりインクに状態変化を生起させるこ
とによってインク滴を吐出口より吐出する。続いてＤＲ
Ｖ０〜ＤＲＶ３ ８０８〜８１１のパルス信号によりノ
ズルヒータ７０７がドライブされるが、この時はインク
吐出に至らないエネルギを供給する様にそのパルス幅を
狭くする。さらにこの非吐出パルスの印加時にはＤＳＥ
Ｌ信号８１２によりセレクタ７０５を切り替え、正規の
画像データをインバータ７０８で反転した画像データを
供給することで８０４〜８０７の吐出パルス印加時に、
画像データが“０”でインク吐出がなかったノズルに対
してのみエネルギを供給する。これにより画像データに
依らず全ノズルがドット形成タイミングに同期してドラ
イブされ、各ノズルに供給される熱エネルギはほぼ等し
くなるため、各ノズルの温度差に起因する濃度差の発生
を防止することができ、濃度むらの無い高画質な記録画
像を得ることができる。

【００４６】又、本実施例では図示していないが、記録
ヘッド全体を加熱，冷却するためのヒータ及びクーリン
グファンと温度検知センサを設け、それらを図６の制御
部１２１により一定の温度となる様に温調を行ってい
る。これにより記録ヘッド全体を温調すると共に、前述
の各ノズルの駆動パルスコントロールによりノズル間の
温度ばらつきを補正する構成になっている。

【００４７】（実施例２）実施例１ではブロック駆動タ
イプの記録ヘッドに対して本発明を適用した例であり、
吐出／非吐出のパルスを交互に記録ヘッドに印加する実
施例であったのに対して、本実施例では各ノズルを独立
に駆動できる記録ヘッドに対する例を説明する。この様
な記録ヘッドの場合、実施例１による駆動を行うことも
できるが本実施例で説明する駆動方式をとることで、よ
り簡便に実施することができる。

【００４８】図９及び図１０が本実施例を説明する図で
ある。タイミング制御部９０１では、図１０の１００
２，１００１のＤＲＶ０，ＤＲＶ１の各信号をＨＳＹＮ
Ｃ信号８０２に同期をとって生成する。ＤＲＶ０信号は
吐出パルスであり、ＤＲＶ１信号は非吐出パルスであ
る。ＤＲＶ０信号は個々の画像データ（ＶＩＤ）とアン
ドを取られ、画像データが“１”の時のみインク吐出を
する。画像データが“０”の時はＤＲＶ０による吐出パ
ルスは出ないが、次段のオア回路に接続されているＤＲ
Ｖ１信号により非吐出パルスが印加される。この様に本
実施例では、より簡単な構成で全ノズルをドライブする
ことができ実施例１と同様の効果を得ることが可能であ
る。

【００４９】（実施例３）実施例１，２を適応した系で
あっても、厳密に記録ヘッドの温度勾配を見ると端部に
位置するノズルの温度は他のノズルに比べて低くなって
いる。これは各ノズルに印加する非吐出パルスが一定で
あるため、端部のノズル程熱エネルギの蓄積が小さいこ
とによる。これを補正するには端部ノズルに対しては非
吐出パルスの幅を広くし、中央部ではパルス幅を狭くす
ることで各ノズルの温度勾配を小さくすることができ、
より高い濃度ムラの防止効果を得ることができる。

【００５０】（その他）本発明は、サーマルインクジェ
ット記録ヘッド以外にも、感熱記録ヘッド等のサーマル
記録ヘッド一般に広く適用でき、濃度むらの少ない高画
質記録を行う上で効果的である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明では、記録ヘ
ッドに対してドット形成タイミングに同期をとって、ド
ット形成を行わないドット形成手段に対してもドット形
成に至らないレベルで付勢することにより、全てのドッ
ト形成手段の温度をほぼ同じに保つことが可能となり、
各ドット形成手段の温度差に起因する濃度むらの発生を
防止することができ、記録画像の画質を向上させる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の外観斜視図

【図２】 実施例１の側断面図

【図３】 実施例１におけるキャリッジまわりの構成を
示す図

【図４】 実施例１におけるスキャナ内部の機構を示す
図

【図５】 実施例１におけるブックモード，シートモー
ド時の読取り動作の説明図

【図６】 実施例１の構成を示す図

【図７】 図６のブロック１１６の詳細図

【図８】 図７の回路のタイミングチャート

【図９】 実施例２の要部のブロック

【図１０】 実施例２の要部のタイミングチャート

【符号の説明】

７０３ ラッチ回路 ７０５ セレクタ ７０７ ノズルヒータ ７０８ インバータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の、電気−熱変換素子で駆動される
   ドット形成手段を配列した記録ヘッドにより画像を形成
   する画像形成装置であって、前記複数のドット形成手段
   のうちの、画像形成時にドット形成を行わないドット形
   成手段の電気−熱変換素子を、ドット形成タイミングと
   同期をとって、ドット形成に至らないレベルで付勢する
   付勢手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 ドット形成手段は、インクジェット方式
   のものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 付勢手段は、記録ヘッドの端部に配列し
   たドット形成手段の方を、中央部に配列したドット形成
   手段よりも高いレベルで付勢するものであることを特徴
   とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。