(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のヘッドを配列したヘッドアレイを使用する場合のヘッド駆動時のピーク電流を低減する。【解決手段】２つのノズル列を有する各ヘッドをヘッド列１０Ａ〜１０Ｄを２列毎に千鳥状に配置し、ヘッド列１０Ａのヘッド１０１ａ１はノズル列１０２ｋでブラックの液滴を、ノズル列１０２ｍでシアンの液滴を、ヘッド１０１ａ２はノズル列１０２ｍでマゼンタの液滴を、ノズル列１０２ｙでイエローの液滴を、ヘッド１０１ａ３はノズル列１０２ｃでシアンの液滴を、ノズル列１０２ｋでブラックの液滴をそれぞれ吐出するというように、ノズル配列方向に並ぶ１ライン上のノズル列のうち、少なくとも１つのノズル列は、他のノズル列と異なる色の液滴を吐出するように割り当てている。【選択図】図３
2013193284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルが配列されたノズル列を有する複数のヘッドを、ノズル配列方向に並べて配置したヘッドアレイを有し、
前記ノズル配列方向で１ライン上に並ぶ複数のノズル列の少なくとも１つのノズル列は、他のノズル列と異なる色の液滴を吐出する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ノズル配列方向で１ライン上に並ぶ複数のノズル列は、それぞれ異なる色の液滴を吐出す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】
前記複数のヘッドを千鳥状に配置した複数のヘッド列を有し、
前記複数のヘッドを異なるタイミングで順次駆動する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
例えば、ライン型画像形成装置として、複数のヘッドを千鳥状に配置したヘッドアレイ（ヘッドモジュール）を使用し、ノズル配列方向で用紙搬送方向の位置が同じノズル列ないしヘッドは、同じ色の液滴を吐出するようにしたものが知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、複数のヘッドを使用する場合などの同時駆動によるピーク電流を低減するために、ヘッドのノズル列をずらして配置し、滴吐出タイミングを異ならせるもの（特許文献２）、ヘッドのノズル列を分割して駆動するもの（特許文献３）などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１６７５８６号公報
【特許文献２】特開２００４−２９９２５２号公報
【特許文献３】特開２０１０−０８３０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ノズル配列方向で用紙搬送方向の位置が同じノズル列ないしヘッドが同じ色の液滴を吐出するようにしたヘッドアレイを使用する場合、同時駆動したときのピーク電流が増大するという課題がある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドアレイを使用する場合にヘッド駆動時のピーク電流を低減することを目的とする。
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する複数のノズルが配列されたノズル列を有する複数のヘッドを、ノズル配列方向に並べて配置したヘッドアレイを有し、
前記ノズル配列方向で１ライン上に並ぶ複数のノズル列の少なくとも１つのノズル列は、他のノズル列と異なる色の液滴を吐出する
構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ヘッドアレイを使用する場合のヘッド駆動時のピーク電流を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】同装置の平面説明図である。
【図３】２ノズル列構成のヘッドを使用する場合の色の割り当ての一例の説明に供する平面説明図である。
【図４】４ノズル列構成のヘッドを使用する場合の色の割り当ての一例の説明に供する平面説明図である。
【図５】比較例の２ノズル列構成のヘッドを使用する場合の色の割り当ての一例の説明に供する平面説明図である。
【図６】比較例の４ノズル列構成のヘッドを使用する場合の色の割り当ての一例の説明に供する平面説明図である。
【図７】同画像形成装置と情報処理装置との構成される画像形成システムの構成を示す説明図である。
【図８】実施形態と比較例における消費電流波形の説明に供する説明図である。
【図９】比較例の吐出タイミングの説明に供する説明図である。
【図１０】実施形態の吐出タイミングの説明に供する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。図１は同装置の概略構成図、図２は同装置の平面説明図である。
【００１２】
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、インク滴を吐出してカラー画像を形成可能な画像形成ユニット１と、画像形成ユニット１に対向して用紙を搬送する搬送ユニット２と、搬送ユニット２に対して用紙を給紙する給紙手段としての給紙搬送ユニット３と、画像が形成された用紙が排紙ユニット４と、画像形成ユニット１の維持回復を行う維持ユニット５などとを備えている。
【００１３】
画像形成ユニット１は、複数（この例では３個とする）のヘッド１０１を並べて配置した４つのヘッド列１０Ａ〜１０Ｄ（以下、区別しないときは「ヘッド列１０」という。）をベース部材５１に配置したヘッドアレイ（記録ヘッド）５０を有している。ヘッドアレイ５０のヘッド列１０Ａ〜１０Ｂの各ヘッド１０１で、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の液滴を吐出させる。なお、ヘッド列１０Ａ〜１０Ｄの各ヘッド１０１のノズル列に対する色の割り当ては後述する。
【００１４】
ヘッドアレイ５０は、各ヘッド１０１の液滴を吐出するノズルの配列方向を用紙搬送方向と直交する方向として、各ヘッド列１０Ａ〜１０Ｄを用紙搬送方向に順次配置し、また滴吐出方向を下方に向けて装着されている。なお、液体の色の数及び用紙搬送方向に対する配置順序はこれに限るものではない
【００１５】
また、この画像形成ユニット１には、図示しないが、ヘッドアレイ５０の各ヘッド１０１に各色のインクを供給するためのサブタンクを搭載している。この各色のサブタンクにはインク供給チューブを介して、カートリッジ装填部に装着された図示しないインクカートリッジ（インクタンク）からインクが、供給ポンプユニットなどで送液されて補充される。
【００１６】
搬送ユニット２は、搬送駆動ローラ２１と搬送従動ローラ２２との間に掛け回された無端状の搬送ベルト２３とを備えている。この搬送ベルト２３の表面には複数の図示しない穴が形成されており、搬送ベルト２３の下部には用紙を吸引する吸引ファン２４が配置されている。搬送ベルト２３は、搬送駆動ローラ２１が図示しないモータにより回転されることで周回移動し、用紙は搬送ベルト２３上に吸引ファン２４により吸い付けられ、搬送ベルト２３の周回移動によって搬送される。
【００１７】
給紙搬送ユニット３は、記録させたい用紙を搭載しセットする給紙トレイが搭載されており、この給紙トレイから用紙を１枚ずつ分離し給送するようになっている。この給紙トレイはあらゆる用紙のサイズに適用できるような構成になっており、用紙をセットする時にセンサで検知して用紙サイズと用紙の方向（縦か横か）も検出できる構成としている。また、用紙が無くなった時や給紙時のエラ−も検知できる構成としている。さらに、連続で印字する時は、紙間も変更可能であり用紙サイズや搬送速度（印字速度）に応じてその都度調整することも可能である。
【００１８】
維持ユニット５は、ヘッドアレイ５０の各ヘッド列１０に対応して、４列分のクリーニング手段が配置され、１つのクリーニング手段はヘッド列１０のノズル面をキャッピングするキャップ部材、ノズル面を払拭するワイパ部材などで構成され、更にキャップ部材でノズル面をキャッピングした状態でヘッド列１０の各ヘッド１０１のノズルから液体を吸引するための吸引ポンプが配置されている。
【００１９】
この維持ユニット５の上方には開閉可能な搬送ガイド部材６が配置されている。この搬送ガイド部材６は、印刷時には閉じて維持ユニット５の上方を覆って用紙をガイドする状態となり、維持回復時には矢印Ｃ方向に回動して維持ユニット５の上方を開放して維持回復可能な状態とする。
【００２０】
そして、この画像形成装置においては、印刷終了後維持回復を行う場合には、搬送ガイド部材６が開放状態にされた後、画像形成ユニット１が矢印Ａ方向に維持ユニット５上まで移動し、その後維持ユニット５による維持回復動作が行われ、印刷状態に戻るときには画像形成ユニット１が矢印Ａ方向と反対方向の図示の位置（この位置をホームポジションとする。）に移動するようにしている。
【００２１】
次に、このヘッドアレイの各ヘッド列の各ヘッドのノズル列に対する色の割り当ての異なる例について図３及び図４を参照して説明する。
【００２２】
まず、図３は２つのノズル列１０２を有するヘッド１０１を１列当たり３個ずつ配置したヘッド列１０Ａ〜１０Ｄを有し、ヘッド列１０Ａと１０Ｂ、１０Ｃと１０Ｄとはそれぞれ千鳥状に配置されている。
【００２３】
ここで、ヘッド列１０Ａのヘッド１０１ａ１は、ノズル列１０２ｋでブラックの液滴を、ノズル列１０２ｃでシアンの液滴をそれぞれ吐出する。ヘッド１０１ａ２は、ノズル列１０２ｍでマゼンタの液滴を、ノズル列１０２ｙでイエローの液滴をそれぞれ吐出する。ヘッド１０１ａ３は、ノズル列１０２ｃでシアンの液滴を、ノズル列１０２ｋでイエローの液滴をそれぞれ吐出する。
【００２４】
この例では、ヘッド列１０Ａの右側のノズル列（ノズル配列方向で１ライン上に並ぶ）複数のヘッド１０１ａ１〜１０１ａ３のノズル列は、それぞれ、ブラック、マゼンタ、シアンの液滴を吐出することになる。
【００２５】
つまり、ノズル配列方向で１ライン上に並ぶ複数（この例では３つ）のノズル列１０２のうち、少なくとも１つのノズル列１０２は、他のノズル列１０２と異なる色の液滴を吐出するように割り当てている。なお、この例では、３つのノズル列がすべて異なる色の液滴を吐出するようにしているが、少なくとも１つのノズル列１０２が他のノズル列１０２と異なる色の液滴を吐出するように配置（色を割り当て）すればよい。
【００２６】
その他のヘッド列１０Ｂ〜１０Ｄの各ヘッド１０１ｂ１〜１０１ｂ３、１０１ｃ１〜１０１ｃ３、１０１ｄ１〜１０１ｄ３の各ノズル列１０２に対する色の割り当ても同様であり、符号「１２０」に、ブラックの液滴を吐出ノズル列は「ｋ」、マゼンタの液滴を吐出するノズル列は「ｍ」、シアンの液滴を吐出するノズル列は「ｃ」、イエローの液滴を吐出するノズル列は「ｙ」を付記してその説明を省略する。
【００２７】
図４は４つのノズル列１０２を有するヘッド１０１を１列辺り３個並べて２列千鳥状に配置した場合の例である。
【００２８】
ノズル配列方向で１ライン上に並ぶノズル列に対する吐出する液滴の色の割り当てについては、図３と同様に、符号「１２０」に、ブラックの液滴を吐出ノズル列は「ｋ」、マゼンタの液滴を吐出するノズル列は「ｍ」、シアンの液滴を吐出するノズル列は「ｃ」、イエローの液滴を吐出するノズル列は「ｙ」を付記してその説明を省略する。
【００２９】
これに対し、図５及び図６に示す比較例では、ノズル配列方向で１ライン上に並ぶノズル列１０２は同じ色の液滴を吐出するように割り当てられている。なお、図５は２つのノズル列を有するヘッドを１列当たり３個並べたヘッド列１０Ａ〜１０Ｄを、２列毎に千鳥状に配置した例（図３に対応する）、図６は４つのノズル列を有するヘッドを１列当たり３個並べたヘッド列１０Ａ、１０Ｂを千鳥状に配置した例である（図４に対応する）。
【００３０】
次に、この画像形成装置を含む画像形成システムについて図７の全体構成を参照して説明する。
【００３１】
画像形成装置２００側は、前述したように、画像形成ユニット１、給紙搬送ユニット３、維持ユニット５及びヘッド列１０に対するインク供給制御を行う供給ユニットを含む維持供給ユニット７を備えている。
【００３２】
画像形成ユニット１は、ヘッド列１０と、ヘッド列１０の各ヘッド１０１を駆動制御する制御手段が設けられたヘッドコントロールボード１１とを含む。ヘッド列１０は、前述したように用紙搬送方向と直交する方向（ノズル配列方向）に、３個の液体吐出ヘッドからなるヘッド１０１を各列で千鳥状に配置したマルチヘッドアレイ構成のヘッドとしている。１つのヘッドコントロールボード１１は、１つの色に対応して１２個のヘッド１０１を制御する。なお、印字サイズ等により１枚のヘッドコントロールボード１１で制御できるヘッドの数はこれに限定されるものではない。
【００３３】
画像形成装置２００の画像形成ユニット１の各ヘッドコントロールボード１１、給紙搬送ユニット３、維持供給ユニット７と、情報処理装置であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）３００とは、ＵＳＢで接続され、ＰＣ３００と画像形成装置２００の各ヘッドコントロールボード１１、給紙搬送ユニット３、維持供給ユニット７とのデータやコマンドのやりとりはＵＳＢ通信によって行われる。
【００３４】
なお、給紙搬送ユニット３と維持供給ユニット７はＲＳ２３２Ｃで通信しているが、共通化を図るため、ＲＳ２３２ＣをＵＳＢに変換する変換部２０１を設けている。変換部２０１は変換ケーブルを使用している。
【００３５】
これにより、ＰＣ３００と画像形成ユニット１の各ヘッドコントロールボード１１、給紙搬送ユニット３、維持供給ユニット７の全てがＵＳＢハブ４００を介してＵＳＢ通信できることになり、ＰＣ３００では接続された全てのヘッドコントロールボード１１、給紙搬送ユニット３、維持供給ユニット７をそれぞれ異なるＵＳＢ機器として認識し、ヘッドコントロールボード１１、給紙搬送ユニット３、維持供給ユニットに割り当てた各識別ＩＤ（識別情報）により通信、制御することができる。
【００３６】
また、記録ヘッドの構成を変更したい場合、ヘッドコントロールボード１１をＵＳＢで接続するだけで対応することができるようになる。また、情報処理装置としてのＰＣからみれば、ＵＳＢ機器（ＵＳＢデバイス）として認識できれば、これまでとおり容易に対応が可能となる。
【００３７】
また、給紙搬送ユニット３からのディスクリート信号をヘッドコントロールボード１１にパラレルに接続する構成となっている。これにより、ヘッドコントロールボード１１を追加したい場合、この信号をパラレルに接続していけば容易に対応することができる。
【００３８】
次に、１頁の印刷を行っている時のヘッド駆動時の消費電流について図８を参照して説明する。
【００３９】
まず、前述した比較例では、１つのノズル配列方向のライン上で３個のヘッド１０１のノズル列１０２を同時に駆動し、次のタイミングで最大計６個のヘッド１０１のノズル列１０２を駆動するため、用紙１枚を搬送させて、ヘッド１０１を駆動している時の消費電流のピーク電流Ｉｐは、図９（ｂ）に示すようにピーク電流Ｉｐ２となる。
【００４０】
これに対し、本実施形態では、１つのノズル配列方向のライン上で、３個のヘッド１０１のノズル列１０２が色毎に同時駆動されることがない。用紙１枚を搬送させて、ヘッド１０１を駆動しているときの消費電流のピーク電流Ｉｐは、図９（ａ）に示すようにピーク電流Ｉｐ１（Ｉｐ１＜Ｉｐ２）なる。
【００４１】
つまり、同じ画像データを印字した場合、本実施形態の電流波形は比較例の電流波形より小さい値となり、消費電流を低減することができる。
【００４２】
なお、印字する画像データにより消費電流波形は変わってくるが、傾向としては概ね図８（ａ）、（ｂ）に示すような波形となり、画像データが多ければ電流波形も大きくなり、画像データが少なければ電流波形も小さくなる。
【００４３】
次に、滴吐出タイミングについて図９及び図１０を参照して説明する。
【００４４】
ここでは、前述した４ノズル列を有するヘッドを配置した例で、Ｙ（イエロー）の吐出タイミングを示している。なお、他の色（Ｍ、Ｃ、Ｋ）についても同様である。図中のヘッド１はヘッド列１０Ｂのヘッド１０１ｂ１、ヘッド２はヘッド列１０Ａのヘッド１０１ａ１、ヘッド３はヘッド列１０Ｂのヘッド１０１ｂ２、ヘッド４はヘッド列１０Ａのヘッド１０１ａ２、ヘッド５はヘッド列１０Ｂのヘッド１０１ｂ３、ヘッド６はヘッド列１０Ａのヘッド１０１ａ３、にそれぞれ対応するものとする。
【００４５】
まず、図９に示す比較例では、ヘッド１、３、５とヘッド２、４、６は同じ色で１つのノズル配列方向のライン上に配置されているため、同時に駆動することになる。そのため、同時駆動するノズル数が多くなり、ヘッド駆動時のピーク電流が大きくなる。
【００４６】
これに対し、図１０に示す本実施形態では、ヘッド番号１、２、３、４、５、６は、全て同じ色が同じライン上に配置されていないため、タイミングをずらして順次駆動する。駆動する順番はこの例に限るものではないが、基本的にはタイミングがずれていれば色の順番は関係ない。
【００４７】
つまり、１つのノズル配列方向のライン上で色毎に同じ配列にせず、ノズル列の色をずらして配置して吐出タイミングを異ならせることで、同時に駆動するノズル数が低減して、ヘッド駆動時のピーク電流を低減できる。
【００４８】
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
【００４９】
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。
【００５０】
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
【００５１】
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【００５２】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１  画像形成ユニット
２  搬送ユニット
３  給紙搬送ユニット（給紙手段）
４  排紙ユニット
５  維持ユニット
１０  ヘッド列
１１  ヘッドコントロールボード
５０  ヘッドアレイ
１００  ヘッド
１０２  ノズル列
【図１】
2013193284.tif 000003
【図２】
2013193284.tif 000004
【図３】
2013193284.tif 000005
【図４】
2013193284.tif 000006
【図５】
2013193284.tif 000007
【図６】
2013193284.tif 000008
【図７】
2013193284.tif 000009
【図８】
2013193284.tif 000010
【図９】
2013193284.tif 000011
【図１０】
2013193284.tif 000012