(57)【要約】【課題】複雑な制御機構を用いることなく、良質な印刷物を得ることが出来る画像形成装置及びインクの吐出制御方法を提供すること。【解決手段】インクヘッドからインクを吐出して記録媒体３に記録を行うためのインクジェット記録装置に適用される画像形成装置おいて、前記記録媒体の厚さに応じて、前記インクヘッドを駆動するための駆動信号の周波数を変更する手段１８を備えた。【選択図】    図１
2005001123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行う画像形成装置において、
前記記録媒体の厚さに応じて、前記インクヘッドを駆動するための駆動信号の周波数を変更する手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記周波数を変更する手段は、任意の駆動信号の周波数を出力できるパルス変換器であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記録媒体の搬送は、円筒状のシリンダーを利用した搬送手段で行われ、かつインクジェットヘッドが前記シリンダーの外周側に回転軸の中心から各ノズルプレートまでが等距離になるよう放射状に並べられており、
前記周波数は、前記記録媒体の厚さ情報と前記記録媒体を搬送する前記シリンダーの直径の合計長で決定されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記周波数は、前記記録媒体の厚さと前記記録媒体を搬送する前記シリンダーの直径の合計長とローラの回転角度に対応する回転信号とに基づいて決定されることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット法による画像形成装置。
【請求項５】
インクヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行うための画像形成装置に適用されるインクの叶出制御方法において、
前記記録媒体の厚さを入力し、
前記記録媒体の厚さに応じて、前記インクヘッドを駆動するための駆動信号の周波数を変更することを特徴とする叶出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置及びインクの吐出制御方法に関し、特にインクジェット法によって記録媒体に画像を形成するための画像形成装置及びインクの吐出制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、紙などの記録媒体に対してプリントヘッドから微小なインク滴を吐出することにより、当該記録媒体上に文字や画像等を記録するものである。このようなインクジェット記録装置では、良質な印字物を得るために、各記録媒体の種類に応じて、記録ヘッドと記録媒体の記録面との間隔を調整したり、搬送速度を変化させたりして、制御を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように記録ヘッドと記録媒体の記録面との間隔を調整するだけで記録媒体への印字を行う場合には、ドット間隔が一定にならないなど印字物の画像品質にばらつきがあり、良質の印字物を得ることができない場合がある。
【０００４】
また、搬送速度を可変する方法で画像形成を行うと、印刷の速度が変化するため、所定の時間内における印字可能な枚数等が変わり、生産性に問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、複雑な制御機構を用いることなく、良質な印刷物を得ることが出来る画像形成装置及びインクの吐出制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一局面に係る画像形成装置（吐出制御方法）は、インクヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行うための画像形成装置に適用され、前記記録媒体の厚さに応じて、前記インクヘッドを駆動するための駆動信号の周波数を変更することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェット法による画像形成装置（以下、「インクジェット記録装置」と称する）の全体外観図及び内部の主要構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態に係るインクジェット記録装置では、シリンダー１上に図示しない数個のインクジェットヘッドが放射線上に配置されており、インクジェットヘッドと組み合わされた印字ヘッドユニット２がスライドユニット４およびスライドガイド５に沿って、印字位置に移動するように構成されている。
【０００８】
本実施形態に係るインクジェット記録装置による印字は、次のように行われる。記録媒体３はフィーダ部１４より給紙され、図示しないシリンダーにて記録媒体が印字位置へ搬送されて、インクジェットヘッドにより印字される。そして、ＵＶ硬化部１０にて硬化され、デリバリー部１５に硬化後の印字物（記録媒体３）が重ねられる。
【０００９】
また、キャッピングユニット１１、パージユニット１２、及びフラッンングユニット１３が各インクジェットヘッドに対して設けられており、それぞれ対応するインクジェットヘッドの待機時のキャッピングや、ヘッドノズル回復目的の加圧回復処理や吸引回復処理、及びヘッドの予備吐出等のメンテナンスを行うものである。なお、インクジェット記録装置の操作用に操作パネル７が用意されており、操作パネル７上には、メインコントローラとして機能する制御部８（以下、「メインコントローラ」とも称する）が設けられている。
【００１０】
図２は、本実施形態に係るインクジェット記録構成の機能構成を示すブロック図である。
【００１１】
図２に示すように、本発明の実施形態に係わるインクジェット記録装置の制御手段は、大きく分けてメインコントローラ８と、メカコントローラ３０と、インクヘッドコントローラ４０とから構成されている
メインコントローラ８は、メカコントローラ３０及びインクヘッドコントローラ４０と連携し、インクシェット記録装置全体を制御する機能を備え、図示しないキーボードやマウスを含む人力部と、ＣＲＴ等の表示部と、ＣＰＵと、ハードディスク等からなる記憶装置とを備えている。
【００１２】
具体的には、メインコントローラ８がオペレータからのマニュアル操作要求を入力部から受け付けて、メカコントローラ３０に対して制御信号を送る。具体的には、メインコントローラ８は、印刷すべき記録媒体３の枚数情報あるいは搬送用ローラや印刷胴の回転停止指令等の情報をメカコントローラ３０に送る。記録媒体３の厚さ情報ｔを入力すると、シリンダー円周面を基準に厚さ情報ｔに基づいてメインコントローラ８中の計算機で計算された倍数値がパルス変換器１８へ信号Ａとして送られる。
【００１３】
また、オペレータから入力部を介して記録媒体３上において、印刷する印刷場所情報を受け付け、記憶装置に記憶する。さらにメンテナンスコマンドをオペレータから入力部を介して受け付けると、このメンテナンスコマンドを、インクヘッドコントローラ４０を介して、ヘッドメンテナンス機構部４２に出力して、印字ヘッドのメンテナンスをさせる。更にまた、印刷場所に印刷する画像データを入力部を介して、オペレータから受け付け、この画像データを画像記録ユニット４３へ出力する。
【００１４】
図３は、回転信号（入力信号）及びその入力信号を任意の周波数に変換するパルス変換器１８周辺の詳細拡大図である。
【００１５】
シャフト１９は、回転軸１６を中心としてシャフト１９が回転すると、その回転を検知するエンコーダ９を備えている。このエンコーダ９はシャフト１９の回転角度に対応する動作信号であるエンコーダ信号Ｂをパルス変換器１８に送信する。
【００１６】
更に、パルス変換器１８は、前述した記録媒体３の厚さより得られた倍数値信号Ａをメインコントローラ８から受け取り、この情報をもとにパルス変換器１８へ入ってくるエンコーダ９からの回転角度に対応する回転信号Ｂを任意の周波数に変換し、変換された信号Ｃがインクヘッドコントローラ４０ヘ送信される。インクヘッドコントローラ４０は、信号Ｃに基づいて、図示しないヘッドドライブを介してインクジェットヘッド２０の駆動を制御する。
なお、インクジェットヘッド２０と記録媒体３との間隔については、Ｚ軸方向の図示しないマイクロメータにて調整を行う。
【００１７】
図４はインクジェットヘッド２０と記録媒体３の位置関係を示す。また、図５はインクジェットヘッド２０の各軸の調整機構を示す。図４に示すように、記録媒体３が、厚さｔであれば、その分、記録媒体３の記録面がインクジェットヘッド２０に近づくことになる。そこで、記録媒体３の記録面とインクジェットヘッド２０との距離が一定になるように、厚さｔに応じてインクジェットヘッド２０を搭載する印字ヘッドユニット２を移動させる。なお、この場合において、インクの吐出方向がローラの中心に一致するように調整する必要があるため、印字ヘッドユニット２がそのための調整機構２１〜２３を備えている。調整機構２１〜２３はそれぞれ次のような機能を有する。シリンダの軸方向をＸ軸、シリンダの円周方向をＹ軸、Ｘ軸に対するＹ軸の大きさをθ、シリンダ表面に垂直な方向をＺ軸とすると、調整機構２１はＸ軸方向の調整機構であって、Ｘ軸方向にインクジェットヘッド２０を平行移動する機構を有する。この移動には、実際には、例えばマイクロメータを用いる。調整機構２２は、θの調整機構であって、インクジェットヘッド２０をある点を中心として円弧状に移動させる機構を有する。調整機構２３は、Ｚ軸方向の調整機構であって、例えば、マイクロメータで調整を行う。
【００１８】
上記の構成において、インクヘッドコントローラ４０に送られてきた信号をヘッドドライブ回路に送信し、各インクジェットヘッド２０ヘ信号が送られてきたタイミングにより印字を行う。この場合において、シャフト１９の回転数が同じ回転数であっても、搬送ローラの径が大きくなるとその回転面における見かけ上の速度は大きくなる。すなわち、記録媒体３の厚さが変わることによって、記録媒体３の記録面のインクジェットヘッド２０に対する相対的な速度が変化することになる。そこで、本発明の一実施形態では、印字品質を一定に保つように、インクジェットヘッド２０の駆動周波数を変化させることによって、一定間隔でインクが記録面に吐出するようにしている。図６にその一例を示す。
【００１９】
図６（ａ）に示すように、例えば、シリンダー上（すなわち、記録媒体３がない状態）では、最も相対速度が遅く、図６（ｂ）や（ｃ）に示すように、記録媒体３がある場合には、記録媒体３の厚さが１ｍｍ及び１０ｍｍといったように、その厚さが厚くなるにつれて、相対速度が速くなる。従って、例えば、図６（ａ）において、パルスの周期が１０１．６μｓの場合に、（ｂ）と（ｃ）の場合には、パルスの周期が、それぞれ、１０１．０μｓ、９７．２μｓとすることによって、記録媒体３の記録面とインクジェットヘッド２０との相対速度が変化しても、インクの記録間隔が変化しないようになっている。
【００２０】
図７を参照して、上記のように構成された本発明に係る装置の制御の流れを説明する。
まず、図示しない入力部から印字情報を入力すると（ステップＳ１）、その情報がフォーマット変換される（ステップＳ２）。次に、印刷装置のエラーステータスを確認して（ステップＳ３）、エラーがないことが確認されると、印字用紙（記録媒体）の位置情報を取得する（ステップＳ４）。そして、印刷装置への画像転送が終了するまで画像の転送が行われる（ステップＳ５、Ｓ６）。印刷装置は、転送された画像データに基づいてヘッド印字位置を移動して（ステップＳ７、Ｓ８）、印字動作が実行される（ステップＳ９）。
【００２１】
ここで、印刷中においては、逐次パルス変換器１８へエンコーダ９の回転信号が出力され（ステップＳ１０）、これと共に、パルス変換器１８に記録媒体３の厚さ情報が入力する。この厚さ情報に基づいて、図６に示したように、パルスの周期が調整（変換）されて、その変換された信号がパルス変換器１８から出力される（ステップＳ１１）。そして、当該信号がヘッドドライブ４４に入力して（ステップＳ１２）、当該信号に基づいて、インクがインクジェットヘッド２０から吐出される。ステップＳ９からステップ１２が印刷が終了するまで行われる（ステップＳ１３）。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態によれば、各記録媒体３の厚さ情報から得られた所定の信号（すなわち、記録媒体の厚さに応じた任意倍数の値）をパルス変換器１８へ入力し、当該信号に基づいてヘッド吐出信号を制御することにより、いかなる厚さの記録媒体３に対しても、良質な印字を行うことができる。
【００２３】
（具体例）
具体的な制御例を説明する。なお本具体例で使用したパルス変換器１８の仕様は以下の通りである。
【００２４】
１．入力
周波数；１ＫＨｚ〜１２ｋＨｚ
周波数変動；±２．６％以下
最小パルス帽；１０μｓ
検出エッジ；立ち上がり（ディップスイッチで立ち下がり変更可）
レベル：ＴＴＬレベル
２．設定
倍率設定；１．０００〜３０．０００
設定方法；ロータリデジスイッチ  ５桁１０進
３．周波数出力
周波数：１ＫＨｚ〜３０ＫＨｚ
周波数偏差；０．２％以下
デューティ；５０％±５％
レベル；ＴＴＬレベル
同期周波数：９００〜１３ｋＨｚ
同期応答；最小３クロック
４．同期出力
同期出力；同期状態でＬ
レベル；ＴＴＬレベル
エラー出力；エラーでＬ
レベル：ＴＴＬレベル
５．電源
電源：ＤＣ５Ｖ
３００ｍＡ以下
６．外形
プリント基盤∴１２０×１４０ｍｍ
（１）  第１の具体例
本第１の具体例では搬送シリンダー径φ４４０を用い、シリンダー搬送面を記録媒体３の記録面と過程した場合のヘッドの駆動信号の制御例を示す。
【００２５】
図４において、ａ＝４４０ｍｍであるので、搬送面の円周は４４０π（ｍｍ）＝１３８２ｍｍとなる。この装置の記録媒体３を搬送する搬送速度は２５ｍ／分の設定であることから、シリンダーは４１６．６７ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転することになる。従って、シリンダーが一回転するのに３．３１７秒かかることになる。なお、本第１の具体例では、画像の解像度は６００ｄｐｉと仮定すると、ドット間隔は４２．８μｍとなる。以上より、ヘッドからインクを吐出させる駆動信号の周波数は（１３８２．３÷０．０４２３）÷３．３２＝９８４２Ｈｚ（９．８ｋＨｚ：すなわち１０１．６μｓの周期）となる。これを基準とする。
【００２６】
上記を基準として、記録媒体３の厚さ情報をまずメインコントローラ８に入力する。そして、その入力情報に基づいてメインコントローラ８で計算が行われ、その計算結果Ａがパルス変換器１８へ送られる。パルス変換器１８はエンコーダ９からの回転信号Ｂを厚さ情報Ａをもとに、生成してインクヘッドコントローラ４０ヘ出力する。インクヘッドコントローラ４０は、制御信号Ｃをインクジェットヘッド２０に出力する。また、記録ヘッドと記録媒体３の記録面との間隔がインクジェットヘッドＺ軸調整部２３で１ｍｍに調整され、この状態で印字が行われる。  （２）  第２の具体例
上記と同様の装置で、記録媒体３の厚さｔが１０ｍｍの場合の例を示す。
【００２７】
第１の具体例と同様の計算方法により、シリンダー径φ４４０、シリンダー径と記録媒体厚ｔ＝１０を含めた円周長は４６０π＝１４４５．１ｍｍとなるので、ヘッドからインクを吐出させる駆動信号の周波数として（１４４５．１÷０．０４２３）÷３．３２＝１０２８９Ｈｚ（１０．３ｋＨｚ）が得られる。
【００２８】
よって、第１の具体例の駆動信号周波数の１．０５倍の周波数でヘッドからインクを吐出させれば良いことになる。従って、この１．０５倍という倍率を、メインコントローラ８中の計算機にて計算を行い、任意倍率調整可能なパルス変換器１８へ、必要倍率情報Ａとして信号を出力し、これに基づいて印字を行う。このように記録媒体３の厚さによってインクジェットヘッド２０の駆動周波数を調整することによって、いかなる厚さの記録媒体であってもドット間隔にばらつきのない良質な印字物を得ることができる。
【００２９】
上記のように、本発明の各実施形態によれば、各種厚さの違う記録媒体を用い、そこにインクを吐出して画像を形成する場合において、記録媒体の厚さが異なる場合でも、その記録媒体に対応した厚さ情報に基づいてプリントヘッドの吐出駆動信号の周波数を調整することにより、搬送速度を可変する必要なく、良好な印刷物を得ることができる。
【００３０】
上記の各実施形態から下記の発明が抽出できる。なお、下記の各発明は単独で適用しても良いし、適宜組み合わせて適用しても良い。
【００３１】
本発明の第１の局面に係る画像形成装置は、インクヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行う画像形成装置であって、前記記録媒体の厚さに応じて、前記インクヘッドを駆動するための駆動信号の周波数を変更する手段を具備することを特徴とする。第１の局面に係る画像形成装置において、好ましい実施態様は以下の通りである。
（１）  前記周波数を変更する手段は、任意の駆動信号の周波数を出力できるパルス変換器であること。
（２）  前記記録媒体の搬送は、円筒状のシリンダーを利用した搬送手段で行われ、かつインクジェットヘッドが前記シリンダーの外周側に回転軸の中心から各ノズルプレートまでが等距離になるよう放射状に並べられており、前記周波数は、前記記録媒体の厚さ情報と前記記録媒体を搬送する前記シリンダーの直径の合計長で決定されること。
（３）  前記周波数は、前記記録媒体の厚さと前記記録媒体を搬送する前記シリンダーの直径の合計長とローラの回転角度に対応する回転信号とに基づいて決定されること。
【００３２】
本発明の第２の局面に係るインクの叶出制御方法は、インクヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行うための画像形成装置に適用されるインクの叶出制御方法であって、前記記録媒体の厚さを入力し、前記記録媒体の厚さに応じて、前記インクヘッドを駆動するための駆動信号の周波数を変更することを特徴とする。
【００３３】
本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範図で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００３４】
また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、記録媒体の厚さに基づいて吐出制御を行うようにしたので、複雑な制御機構を用いることなく、良質な印刷物を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に適用される記録装置の概要を示す説明図。
【図２】本発明の一実施形態の機能構成を示すブロック図。
【図３】エンコーダの回転信号を任意の周波数に変換するパルス変換器周辺の詳細拡大図。
【図４】印字ヘッドと記録媒体の位置関係を示す説明図。
【図５】印字ヘッドの各軸の調整機構を示す説明図。
【図６】記録媒体の厚さに応じた波形例。
【図７】本発明に係る装置の制御の流れを説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…シリンダー
２…印字ヘッドユニット
３…記録媒体
４…スライドユニット
５…スライドガイド
７…操作パネル
８…制御部
８…メインコントローラ
９…エンコーダ
１０…ＵＶ硬化部
１１…キャッピングユニット
１２…パージユニット
１３…フラッンングユニット
１４…フィーダ部
１５…デリバリー部
１６…回転軸
１８…パルス変換器
１９…シャフト
２０…インクジェットヘッド
２１〜２３…調整機構
２３…Ｚ軸調整部
３０…メカコントローラ
４０…インクヘッドコントローラ
４２…ヘッドメンテナンス機構部
４３…画像記録ユニット
４４…ヘッドドライブ
【図１】
2005001123.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005001123.tif 000007
【図６】
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【図７】
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