(57)【要約】【課題】例え全ノズルが使用されないモードで長期間使用される場合でも、一部のノズルが長期間印字に使用されない状態を回避し、印字に使用されない状態に起因するインクの突出不良を抑制防止できる画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の微小な画像形成要素からなる画像形成手段を具備し、記録媒体に画像を形成する装置において、複数の微小な画像形成要素の一部を使用しない第一の状態と、第一の状態で使用しない画像形成要素とは異なる画像形成要素を含む画像形成要素を使用しない第二の状態の少なくとも２つ以上の状態を切り替えて画像を形成する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の微小な画像形成要素からなる画像形成手段を具備し、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
複数の微小な画像形成要素の一部を使用しない第一の状態と、この第一の状態で使用しない画像形成要素とは異なる画像形成要素の少なくとも一部を含む画像形成要素を使用しない第二の状態の少なくとも２つ以上の状態を切り替えて画像を形成するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
少なくとも２つ以上の状態の切り替えを、装置外部の情報に基づいて行うようにした請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
少なくとも２つ以上の状態の切り替えを、直接又は間接に切り替えを指定する情報を含む装置外部の情報に基づいて行うようにした請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
少なくとも２つ以上の状態の切り替えを、装置内部の情報に基づいて行うようにした請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
少なくとも２つ以上の状態の切り替えを、記録媒体の単位毎に行うようにした請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の微小な画像形成要素からなる画像形成手段を具備する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像、特にカラー画像に関しては、熱転写、電子写真、あるいはインクジェットプリンタを始めとする様々な記録方法が採用されている。これらの中でも、インクジェットプリンタは、高精細な画像を低コストで提供できるので、近年特に注目され、使用されている。このインクジェットプリンタのカラータイプは、例えば特開平７−２５８７４号公報に代表されるように、複数色のインクをそれぞれ異なるノズル列から突出させ、複数回のヘッドスキャンにより記録紙上に画像を形成するよう構成されるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインクジェットプリンタは、以上のように構成されているので、以下に示す問題がある。
先ず、従来のインクジェットプリンタは、印字に使用する各色のノズルの一色ずつに対して複数のノズルからなるノズル列を配置している。しかしながら、必ずしもノズルの全てが使用されるとは限らず、印字条件にしたがい使用するノズルが変更される。これは、印字条件が常に一定している場合には、使用されないノズルも常に一定であることを意味する。
【０００４】
例えば、各色のノズル列がそれぞれ６４ノズルの場合には、ある印字条件では６３ノズルしか使用されない。したがって、１ノズルに対してインクの突出が行われないこともあり得る。この印字条件でユーザーが数多くの印字を行った場合には、不使用のノズルは、その間インクが突出しないこととなる。このような一定条件下で長時間印字が行われると、不使用のノズルに、目詰まりやインクの突出が他のノズルと異なる不具合が発生し易くなる。また、係る状態で印字条件が変わり、今まで不使用だったノズルを使用して印字するような印字条件となった場合、不使用ノズルだったノズルが目詰まりして画像の欠落が発生したり、インクの突出方向や突出量が所定値から変化して筋状のムラが発生し、当該ノズルの周期によるノイズが現れて画像劣化を招くおそれがある。
【０００５】
これを直接回避するためには、全ノズルについて同様のインク突出を行うしか方法がなく、そのためには、定期的にクリーニング清掃を繰り返すか、あるいは全ノズルを使用して不突出ノズルを生じないようなプリントモードを使用せざるを得ない。しかし、前者の場合には、度重なるクリーニング動作によるスループットの低下と排インクの激増とを招くという問題がある。これに対して後者の場合には、使用する印字モードが制限され、エンジン仕様に制限することとなり、好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、例え全ノズルが使用されないモードで長期間使用される場合でも、一部のノズルが長期間印字に使用されない状態を回避し、印字に使用されない状態に起因するインクの突出不良を抑制防止することのできる画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を達成するため、複数の微小な画像形成要素からなる画像形成手段を具備し、記録媒体に画像を形成する装置において、
複数の微小な画像形成要素の一部を使用しない第一の状態と、この第一の状態で使用しない画像形成要素とは異なる画像形成要素の少なくとも一部を含む画像形成要素を使用しない第二の状態の少なくとも２つ以上の状態を切り替えて画像を形成するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。本実施形態においては、インクジェットプリンタからなる画像形成装置を示すが、なんらこれに限定されるものではなく、例えば複写機やファックスの印字部にも有効に使用することができる。
また、本実施形態では図１に示すように、図示しないＰＣのデータ出力用インクジェットプリンタを例に示すが、複数の微小な画像形成要素からなる画像形成手段を有する画像形成装置であれば良い。また、プリンタに限定されるものではなく、コピー機の印字部、ファックス、ビデオプリンタ、さらにはこれらの複合機を使用することもできる。
【０００９】
インクジェットプリンタは、図１に示すように本体１を備え、この本体１には、複数枚の記録紙Ｐを積層収納する給紙トレー２、印刷された記録紙Ｐを収納する排紙トレー３、電源スイッチ４、メンテナンス口を開閉するカバー５が配設されている。このインクジェットプリンタの本体１内には図２に示すように、記録紙Ｐを１枚取り出して一対のレジストローラ６まで送り出すピックアップローラ７と、画像形成要素であるヘッド８とが配設され、このヘッド８は、インクタンク９と共にキャリッジ１０に装着されている。
【００１０】
キャリッジ１０は、図２に示すように、駆動ガイド軸１１とガイド軸１２とにスライド可能に貫通保持され、駆動ガイド軸１１が図示しない駆動系により回転駆動することにより、軸方向にスライドして印字するよう機能する。キャリッジ１０の下方には、記録紙Ｐ用のペーパーガイド１３が設置され、このペーパーガイド１３の下流には、排紙トレー３に記録紙Ｐを搬送する一対の排紙ローラ１４が軸支されている。
【００１１】
次に、動作について説明する。先ず、図示しないＰＣからの印字コマンドの実行及び印字データの転送が行われると、これと同期してピックアップローラ７が回転して１枚の記録紙Ｐをレジストローラ６まで供給し、レジストローラ６が記録紙Ｐをペーパーガイド１３に案内させてヘッド８の下方に搬送する。また、印字データに基づき、ヘッド８が駆動ガイド軸１１の回転に伴い、図面の表から裏、あるいは裏から表に向かう方向に移動するキャリッジ１０の移動に従って移動する。レジストローラ６はキャリッジ１０の移動に対応して記録紙Ｐを所定のピッチで送り、ヘッド８が印字データに基づいてインクを記録紙Ｐの表面にドロップさせ、所定の画像が順次形成される。そして、最終的に必要なインクドロップが終了すると、記録紙Ｐは、排紙ローラ１４により排紙トレー３に排紙され、これにより１枚の印字が完了する。
【００１２】
図３は本実施形態で使用されるヘッド８を示す。このヘッド８の基板８０には、微小画像形成要素である６１個のインク突出ノズルからなる４本のノズル列８１・８２・８３・８４が並設されている。複数のノズル列８１・８２・８３・８４は、イエロー・マゼンダ・シアン・ブラックのインクタンク９から供給され、それぞれの色のインクを突出させる。図４はノズル列８１の拡大図である。図のようにノズル列８１は、６１個のノズル８１−１〜８１−６１が一直線に配列されており、各ノズルの間隔が３００ｄｐｉの間隔とされている。なお、ノズル列８２・８３・８４も同様の構成である。
【００１３】
次に、ノズルの使用形態を説明する。本実施形態のインクジェットプリンタは、大きく分けて、高速モードと高画質モードの２種類の印字モードを有している。高速モードでは、各ノズル列８１・８２・８３・８４の全ノズルを使用して印字を行う。これに対して、高画質モードでは各ノズル列８１・８２・８３・８４の６１ノズルを全部使用する訳ではなく、各ノズル列８１・８２・８３・８４の６１ノズル中、６０ノズル（４色で計２４０ノズル）のみ使用する。例えば図４において、ノズル列８１では８１−１〜８１−６０までを使用する（すなわち、８１−６１は使用されないこととなる）。
【００１４】
この状態で高画質モードが長期間使用されると、ノズル８１−６１が常に使用されない状態が続き、当該ノズル８１−６１が目詰まりを起こす。目詰まりが起きないまでも、インクの突出方向や突出量が所定の状態から変化して画像の劣化を招くのは明らかである。この不具合を解消するため、複数回のヘッドスキャンや印字開始又は終了時に全ノズルに対するインク突出を行い、目詰まりやインクの突出不良を防止する対策が採られているが、これはインクの突出不良に関する問題を全て解決することにつき、必ずしも有効ではなく、しかも、インクの不要な消費が不可避であり、好ましくない。また、インクの突出不良が発生した場合には、クリーニング作業が必ず必要となり、インクの消費がさらに高まることとなる。
【００１５】
通常の使用では、印字する画像の特性に合わせてプリントモードを変更する、例えば本実施形態では高速モードと高画質モードとをユーザーが適宜切り替えて使用するので、特定のノズルが常に使用されないような状況はないように思われる。しかしながら、実際には、常に高画質モードで使用するユーザーも少なくないので、そのためにある特定のノズルが使用されない状況が長時間に亘ることとなる。この場合には、インクの突出不良が容易に発生し、この状態で高速モードにより全ノズルを使用して印字したときには、当該ノズルの突出不良により、画像欠落や色再現不良等の不具合が発生している。
【００１６】
一度このような不具合が生じた場合には、上記クリーニング動作が最も効果的であるが、クリーニング処理時のインク消費量が非常に多いだけではなく、クリーニング処理によるスループットの低下が実に大きな問題となる。このような突出不良回避策としては、全ノズルを常に印字に使用する構成が最も効果的ではあるが、本実施形態のような高画質モードでは全ノズルを常に使用する訳にも行かない。
【００１７】
ところが、このようにノズル列８１・８２・８３・８４の全ノズルを使用しない場合でも、本実施形態においては、ノズルを必ず不使用とする必要はなく、例えばノズル８１−６１を不使用としてノズル８１−１〜ノズル８１−６０までの６０ノズルを使用しても、印字には支障を来さない。そこで、本実施形態では、上記のようにノズル８１−１〜ノズル８１−６０までを使用してノズル８１−６１を使用しない「第一の状態」（図５（ａ）参照）と、ノズル８１−２〜ノズル８１−６１までを使用してノズル８１−１を使用しない「第二の状態」（図５（ｂ）参照）の２つの状態を設定し、これらを所定の切り替えタイミングで切り替えることにより、全ノズルが使用されないモードでも、一部のノズルが長時間印字に使用されない状態を回避して上記インク突出不良を抑制防止するようにしている。
【００１８】
本実施形態では、転送するノズルを一つずらすのではなく、使用ノズルの変更に関する印字データの加工に伴う回路的な変更は非常に僅かであり、さらに印字データの変更に必要なソフト的な変更は全く発生しない。例えば、第一の状態ではヘッド８に転送するデータをノズルの１番目から転送するが、第二の状態では２番目のノズルから転送するようにノズルの転送開始番号を切り替える回路構成があれば良い（ファームウェアの設定変更は必要だが、当該処理に関しては、僅かな機能追加であり、システムの負荷は全く変わらない）。さらに、使用するノズルが変動するものの、ノズル数は、第一、第二の状態で全く変動しないので、紙送りピッチも同一で良い。
【００１９】
また、使用するノズルが変動するために、印字する画像の位置が変動するように思われるが、画像の先頭部分で転送を開始するノズルの番号を調整するだけで、画像の位置ずれは全く発生しない。例えば通常の場合、画像の０行目は図４におけるノズルの先頭番号１番の位置にあるとは限らず、分割印字を考慮してノズル列８１の下方の例えばノズル５８番の位置にある場合もあり、この場合には、画像上部にあるノズル１〜５７番に対してはダミーデータを転送する。この場合、本実施形態を施すときは、転送するダミーデータの量を増減すれば良く、画像の位置ずれは発生しない。このようにダミーデータを調整しない場合には、印字開始の記録用紙の位置を調整することでも、画像の位置ずれを抑制防止することができる。
【００２０】
本実施形態では、これら２つの状態を以下のように切り替えて使用する。先ず、本実施形態のインクジェットプリンタは、内部情報に相当する印字枚数をカウントするカウンターを有するカウンター部が設置され、給紙トレー２から記録紙Ｐを１枚レジストローラ６に送り出す毎にカウンターをインクリメントして行く。そして、カウンターから印字枚数を取得（図６のＳ２）し、印字枚数に対して奇数か偶数かの判定を行い（図６のＳ３）、印字枚数が奇数の場合には、第一の状態で印字するよう、印字データを転送するノズルの転送開始番号を設定する（図６のＳ４）。これに対し、印字枚数が偶数の場合には、第二の状態で印字するよう、印字データを転送するノズルの転送開始番号を設定する（図６のＳ５）。
【００２１】
但し、２つの状態の切り替えは印字モードにより切り替えるため、高画質モードか否かの判定を行い（図６のＳ１）、この判定結果が高画質モードの場合のみに対して行い、高速モードの設定されている場合には、２つの状態の切り替え動作は行わない。
なお、図６では印字枚数が奇数の場合に、第一の状態を選択しているが、印字枚数が奇数の場合に、第二の状態を選択し、印字枚数が偶数の場合に、第一の状態を選択するようにしても良い。
【００２２】
さらに、図６では印字枚数をカウントすることにより、第一、第二の状態を切り替えているが、通常のインクジェットプリンタでは、突出したインク滴数をカウントしてインクタンク９内のインク残量を検知するためのピクセルカウンターを備えている。したがって、ピクセルカウンター、あるいはこのピクセルカウンターから算出されるインク残量を使用して２つの状態を切り替えることもできる。さらに、新たに印字コマンドが実行される度（又はドキュメントの１ページの印字毎）に第一の状態から第二の状態、又は第二の状態から第一の状態に切り替えても良い。
【００２３】
この他、複数ページのドキュメントを印字する場合に、例えば１ページ目は第一の状態、２ページ目は第二の状態、３ページ目は第一の状態…のように切り替えても良い。また、１ページ目〜５ページ目までは第一の状態で印字し、６ページ目〜１０ページ目までは第二の状態で印字し、１１ページ目〜１５ページ目までは第一の状態で印字…のように切り替えても良く、ヘッド８の構成や特性により切り替え方法を適宜選択すれば良い。
【００２４】
さらに、図７のようなフローにより、副走査方向のホワイトスペースキャップ（又はＷＳＳ）された量により、切り替えることもできる。この図７の場合には、ＷＳＳがあるか否かをＷＳＳ判定部から取得（Ｓ１）してＷＳＳの有無を判定（Ｓ２）し、ＷＳＳのある場合には、ホワイトスペースキャップされた量を取得（Ｓ３）してＷＳＳされた行数をカウントする（Ｓ４）。ＷＳＳ量がまとめて１スワス分以上になったことを判定する（Ｓ５）と、第一の状態から第二の状態、あるいは第二の状態から第一の状態への切り替えを行うべく、現在の状態が第一の状態か、第二の状態かを判定する（Ｓ６）。
【００２５】
第一の状態の場合には、ノズルの転送開始番号をインクリメント（Ｓ７）し、第二の状態の場合には、ノズルの転送開始番号をデクリメント（Ｓ８）する。ＷＳＳを行わない場合やＷＳＳ量が１スワス以下の場合には、切り替えを行わないものとする（Ｓ９）。このように容易に切り替えが可能であり、必要な切り替えは僅かでも、複雑なソフトウェアの変更は全く発生しない。
【００２６】
但し、この方法では使用するノズルがホワイトスペースする度に異なるので、使用するノズルが１ノズルずつではあるが、異なることとなり、これらのノズルが印字には問題ないが、突出量等に僅かながらの差異がある場合には、これに由来する画質の違いが１枚の印字内で発生する可能性がある。１枚の中にこのような画像の揺らぎがあると、画質に悪影響を及ぼして問題になる場合がある。これが問題になる場合には、記録媒体単位以下である１枚の印字内では使用するノズルの２つの状態を変更しないほうが好ましく、図６のような記録媒体単位である所定の印字枚数、又は使用したインク量で切り替えるほうがより好ましい。
【００２７】
以上の実施形態では２つの状態は、プリンタ内の内部情報に基づいて切り替えているが、プリンタに接続された外部機器からの情報に基づいて切り替えても良い。例えば、図１のインクジェットプリンタは、ＰＣからの画像データを印字するが、この画像データの転送時に、ノズルに対する２つの状態に関する情報を同時に転送するような構成でも良い。また例えば、ＰＣは画像転送の際にデータのヘッダ部分に２つの状態のうち、どちらの状態で印字するかの情報を入力し、インクジェットプリンタに転送するような構成でも良く、又は印字する各ページをどの状態で印字するかの情報に対応させた情報を送っても良い。このような外部情報により状態を切り替える場合には、インクジェットプリンタの内部に切り替え判定する手段が不要となるので、装置の簡素化、信頼性の向上、及びコストダウンが大いに可能となる。
【００２８】
さらに、例えば外部の情報をインクジェットプリンタの内部で解析して２つの印字状態を変更するような構成でも良く、日付や曜日により変更（例えば、奇数日は第一の状態等）しても良い。上記一定印字モードでの長期間の使用によるノズル突出不良や目詰まりの不具合は、１０枚単位・１００枚単位、あるいは何日間も同一の印字条件により使用された場合に発生する傾向の強いときには、例えば１日の印字枚数が数枚程度のときには、このような１日、又は数日単位の切り替えで十分に不具合を解消することができる。
但し、数枚程度の使用により、上記目詰まりやインクの突出不良の派生する特性のある場合には、１枚印字の毎、あるいは１スワス以上のＷＳＳの度に切り替えて使用するのが好ましい。
【００２９】
このように外部情報によって情報を切り替える場合には、インクジェットプリンタの内部に切り替え判定に必要な情報を発生管理する手段が不要になり、装置の簡素化、信頼性の向上、コストダウンが期待できる。
但し、当該情報から切り替えを判定する機能が必要なので、切り替えを指示する情報を含んだ情報として、例えばＰＣから転送される画像データにどの状態で使用するかを含ませるような構成が最も好ましい。
【００３０】
なお、本実施形態であげたようなプリンタの場合には、外部の情報を元に容易に変えることができるが、例えばコピー機やファックスの印字部として使用されるときには、外部の情報を取得しにくいので、例えば図６のように装置内部の情報を使用するのが好ましい。
【００３１】
本実施形態ではインクジェットプリンタが装着されているヘッド８の各列当たりのノズル数は６１であるが、例えば各列当たりのノズル数が６３の場合で上記高画質モードのように６０ノズル使用するときでは、使用するノズルの状態は上記２つの状態に限定されるものではない。ノズル番号だけを使用して記載すると、例えばノズル１〜６０を使用してノズル６１〜６３を使用しない第一の状態、ノズル４〜６３を使用してノズル１〜３を使用しない第二の状態の２つの状態から使用するノズルの状態を選択する方法、ノズル１〜６０を使用してノズル６１〜６３を使用しない第一の状態、ノズル２〜６１を使用してノズル１、ノズル６２、ノズル６３を使用しない第二の状態、ノズル３〜６２を使用してノズル１、ノズル２、ノズル６３を使用しない第三の状態、ノズル４〜６３を使用してノズル１〜３を使用しない第四の状態、のように２つ以上のノズルの使用状態を適宜選択して使用するような構成となる場合もある。これらは、装置やヘッド８の特性により適宜変更して使用するのが好ましい。
【００３２】
さらに、本実施形態ではインクジェットプリンタに使用されているインク突出ノズルを例にあげて説明したが、例えばトナージェットプリンタや熱転写プリンタのように、微小な画像形成要素を複数個使用する印字手段を有する画像形成装置にも応用することが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、例え全ノズルが使用されないモードで長期間使用される場合でも、一部のノズルが長期間印字に使用されない状態を回避し、印字に使用されない状態に起因するインクの突出不良を有効に抑制防止することができるという効果がある。
また、装置外部の情報により状態を切り替える場合には、インクジェットプリンタ等からなる画像形成装置の内部に、切り替え判定に必要な情報を取得する手段を設置する必要がないので、装置の簡素化、信頼性の向上、及びコストダウンを図ることができる。
【００３４】
また、装置外部の情報が状態切り替えの情報を有する場合には、インクジェットプリンタ等からなる画像形成装置の内部に、切り替え判定を行う手段が不要になるので、装置の簡素化、信頼性の向上、及びコストダウンを図ることができる。
また、画像形成装置がプリンタの場合には、装置外部の情報を容易に得ることができるが、例えばコピー機やファックスの印字部として使用されるときには、装置外部の情報を取得しにくい。この点、装置内部の情報を使用すれば、上記効果を実現することが可能になる。
【００３５】
さらに、１枚の記録紙内で２つ以上の状態を切り替えることがなければ、使用するノズルが１ノズルずつではあるが、相違することとなり、これらのノズルが印字には問題ないが、突出量等に僅かながらの差異がある場合でも、これに起因する画質の相違が１枚の記録紙内で発生することがない。したがって、良好な画質の維持が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施形態におけるインクジェットプリンタを示す斜視説明図である。
【図２】図１の模式断面説明図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の実施形態におけるインクジェットプリンタのヘッドを示す説明図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の実施形態におけるインクジェットプリンタのノズル列を示す拡大説明図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の実施形態における第一、第二の状態を示す模式説明図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の実施形態を示す切り替えフローチャートである。
【図７】本発明に係る画像形成装置の実施形態を示す切り替えフローチャートである。
【符号の説明】
１　　　　　本体
２　　　　　給紙トレー
３　　　　　排紙トレー
４　　　　　電源スイッチ
５　　　　　カバー
８　　　　　ヘッド
９　　　　　インクタンク
１０　　　　キャリッジ
８０　　　　基板
８１　　　　ノズル列
８２　　　　ノズル列
８３　　　　ノズル列
８４　　　　ノズル列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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