JP2006095773A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノズル固有の着弾位置バラツキを要因とするスジムラの視認性を低減する。
【解決手段】 複数のノズルが配列された長尺の液滴吐出ヘッドと、静電吸着により記録媒体を吸着させて搬送する搬送手段と、少なくとも２つの第１のノズルが略同じ駆動タイミングで駆動すると、前記第１のノズルからの吐出液滴が、前記第１のノズル以外の第２のノズルに対向する前記記録媒体上の打滴位置に着弾する場合において、前記第２のノズルに対向する前記記録媒体上の打滴位置にドットを形成する際に、前記第１のノズルを用いて適宜打滴する打滴置換手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図８

Description

本発明は画像形成装置に係り、特に、記録媒体に対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置に関する。

インクジェット方式の画像形成装置には、記録媒体の幅方向に対応して複数のノズルが配列されている長尺の印字ヘッド（ラインヘッド）を備え、記録媒体を印字ヘッドに対して相対的に搬送しながら、ノズルから液滴を記録媒体に対して吐出し、記録媒体上に画像を高速で形成するものがある。

このような画像形成装置において、静電吸着を利用して、記録媒体を搬送ベルト上に吸着して搬送する場合、図１３に示すように、隣接するノズル５１-1、５１-2から打滴された飛翔液滴はそれぞれ帯電する。そして、近くにある飛翔液滴同士は静電反発力Ｆにより互いに反発しあい、それぞれから離れるように飛翔しながら、記録媒体上に偏向着弾する。

特にラインヘッドは、シリアルヘッドと異なり、記録媒体の幅方向にヘッドを走査せずに、記録媒体の幅方向にヘッドを固定した状態で記録媒体に対して画像形成するので、隣接ノズルの飛翔液滴から静電反発力の影響を受けて、飛翔液滴の着弾位置がずれると、記録媒体の紙搬送方向にスジやムラが視認されやすい。その結果、印字品質を落とすことがある。

そこで、このようなスジムラの視認性を低減させるために様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２等参照）。

特許文献１では、離散的に選択したノズル群を略同時に駆動する分散吐出を行う打滴制御方法により、略同時に吐出された飛翔液滴同士の距離を大きくして、飛翔液滴間の静電反発力の影響を軽減して、着弾位置のズレを防止し、紙搬送方向のスジムラの視認性を低減している。

特許文献２に開示された記録装置は、断線やインク詰まり等によりインクを吐出できないノズル（不吐ノズル）が存在する場合には、特許文献１のような分散吐出を行わないで、ベタ部に対応する全ノズルを略同時に駆動又は特定された不吐ノズルの両近傍ノズルを略同時に吐出する打滴制御方法により、飛翔液滴間の静電反発力の影響を利用して、不吐ノズルによって生じる紙搬送方向のスジムラの視認性を低減している。
特開２００１−２６０３４２号公報 特開２００４−４２４７２号公報

ところで、各ノズルの製造上のバラツキ（位置のバラツキ、吐出口の加工バラツキ等）、ノズルの吐出口付近に付着した異物（汚れ）やインクの物性（粘度等）が不均一になる等の様々な原因によって、ノズルから吐出された飛翔液滴の飛翔方向にバラツキが生じて、記録媒体上の着弾位置にズレが起こることがある。このようなノズル固有の着弾位置ズレの生じたノズルが印字ヘッドに存在する場合、特許文献１及び特許文献２に開示された打滴制御方法で印字を行うと、以下に述べるようなスジムラが視認されるようになり、印字品質の低下を招く恐れがある。

図１１は、特許文献１に開示された打滴制御方法による印字結果を示した説明図である。ノズル５１Ｃは、ノズル５１Ｄ側に偏向する着弾位置ズレノズルである。以下では、各ノズル５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅの駆動タイミングについて、図１１を用いて説明する。

第１番目の駆動タイミングでノズル５１Ａ、５１Ｅが打滴を行い、第１番目の駆動タイミングから若干遅れた第２番目の駆動タイミングでノズル５１Ｂが打滴を行う。続いて、第２番目の駆動タイミングから若干遅れた第３番目の駆動タイミングでノズル５１Ｃが打滴を行い、さらに第３番目の駆動タイミングから若干遅れた第４番目の駆動タイミングでノズル５１Ｄが打滴を行う。

なお図１１では、異なる駆動タイミングで打滴された飛翔液滴同士は、静電反発力の影響を受けず、同じ駆動タイミングで打滴された飛翔液滴のうち、隣接するノズルから打滴された場合は静電反発力の影響を受け、隣接するノズル以外のノズルから打滴された場合は静電反発力の影響を受けないように構成されている。

第１番目の駆動タイミングで打滴するノズル５１Ａ、５１Ｅは隣接していないので、それらの飛翔液滴同士は静電反発力の影響を受けずに、主走査方向の本来の着弾位置（図１１中ノズル５１Ａ、５１Ｅの真下位置）にドット１０１Ａ、１０１Ｅがそれぞれ形成される。なおノズル５１Ａ、５１Ｅは略同じ駆動タイミングで打滴を行うため、ドット１０１Ａ、１０１Ｅの副走査方向の位置は略同じとなる。

同様に、第２番目乃至第４番目の駆動タイミングでそれぞれ打滴されたノズル５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄの飛翔液滴も静電反発力の影響を受けない。このときノズル５１Ｃは着弾位置ズレノズルであるため、その飛翔液滴は着弾位置ズレ方向であるノズル５１Ｄ側に偏向する。従って、ノズル５１Ｂ、５１Ｄによって、主走査方向の本来の着弾位置（図１１中ノズル５１Ｂ、５１Ｄの真下位置）にドット１０１Ｂ、１０１Ｄがそれぞれ形成されると共に、着弾位置ズレノズル５１Ｃによって、主走査方向の本来の着弾位置（図１１中ノズル５１Ｃの真下位置）からノズル５１Ｄ側に偏向した位置にドット１０１Ｃが形成される。なおドット１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄの副走査方向の形成位置は、各ノズルの駆動タイミングの時間的なズレに応じて、ドット１０１Ａ、１０１Ｅから副走査方向（紙搬送方向）上流側に若干量ずれた位置となる。

このようにして主走査方向に配列されたドット列１３０-1が形成される。続いて、ドット列１３０-1と同様にして、ドット列１３０-2、…、１３０-10 が順次形成される。

なお図１１中、各ドットの中に記載された数字は、主走査方向に配列された各ドット列１３０-1、…、１３０-10 における各ドットの駆動タイミングの順序を表しており、主走査方向で同じ数字が記載されたドット（例えば、ドット１０１Ａとドット１０１Ｅ等）は同じ駆動タイミングで打滴されたことを表している。

この結果、ノズル５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｄ、５１Ｅによって副走査方向のドット列１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｄ、１２０Ｅがそれぞれ主走査方向の本来の着弾位置にそれぞれ形成され、着弾位置ズレノズル５１Ｃによって副走査方向のドット列１２０Ｃがノズル５１Ｄ側にシフトした位置に形成される。このため、副走査方向のドット列１２０Ｂとドット列１２０Ｃとの間に、ノズル固有の着弾位置ズレノズル５１Ｃを要因とする副走査方向のスジムラ１４０が視認されるようになる。

図１２は、特許文献２に開示された打滴制御方法による印字結果を示した説明図である。ノズル５１Ｃは、ノズル５１Ｄ側に偏向する着弾位置ズレノズルである。以下では、各ノズル５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅの駆動タイミングについて、図１２を用いて説明する。

第１番目の駆動タイミングでノズル５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅが打滴を行う。そして第２番目の駆動タイミング以降も、第１番目の駆動タイミングと同様に各ノズル５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅが打滴を行う。

ところで、図１３に示したように、隣接するノズル５１-1、５１-2が略同時に打滴する場合、ノズル５１-1、５１-2の飛翔液滴は静電反発力Ｆの影響を受け、それぞれ離れるようにして記録媒体上に偏向着弾する。また図１４に示すように、隣接する３つのノズル５１-1、５１-2、５１-3が略同時に打滴する場合、真ん中のノズル５１-2の飛翔液滴は、両側のノズル５１-1、５１-3の飛翔液滴から受ける静電反発力Ｆの影響は相殺されるので、ノズル５１-2の真下の本来の着弾位置に着弾する。

第１番目の駆動タイミングにおいて、略同時に打滴するノズル群端部に位置するノズル５１Ａ、５１Ｅの飛翔液滴は、それぞれ隣接するノズル５１Ｂ、５１Ｄの飛翔液滴から静電反発力の影響を受けるので、主走査方向の本来の着弾位置（図１２中ノズル５１Ａ、５１Ｅの真下位置）からドット１０１Ｂ、１０１Ｄから離れた位置にドット１０１Ａ、１０１Ｅが形成される。

また略同時に打滴するノズル群端部以外に位置するノズル５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄのうち、着弾位置ズレノズル５１Ｃを除いたノズル５１Ｂ、５１Ｄの飛翔液滴は、前述のとおり、静電反発力の影響が相殺される。従って、ノズル５１Ｂ、５１Ｄによって、主走査方向の本来の着弾位置（図１２中ノズル５１Ｂ、５１Ｄの真下位置）にドット１０１Ｂ、１０１Ｄがそれぞれ形成される。

着弾位置ズレノズル５１Ｃの飛翔液滴は、両側に隣接するノズル５１Ｂ、５１Ｄの飛翔液滴から静電反発力の影響を受けるが、着弾位置ズレ方向のノズル５１Ｄの飛翔液滴との距離の方が短いので、ノズル５１Ｄの飛翔液滴からの静電反発力の方がノズル５１Ｂの飛翔液滴に比べて大きくなる。従って、着弾位置ズレノズル５１Ｃにより形成されるドット１０１Ｃの主走査方向の形成位置は、静電反発力の影響がないように打滴した場合の図１１に示したドット１０１Ｃの形成位置に比べて、図１２に示すように、ドット１０１Ｂ側にシフトした位置にとなる。

このようにして、第１の駆動タイミングで主走査方向に配列されたドット１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ、１０１Ｅから成るドット列１３０-1が形成される。続いて、ドット列１３０-1と同様にして、ドット列１３０-2、…、１３０-10 が順次形成される。この結果、図１２に示すように、副走査方向に配列されたドット列１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅが形成される。

このとき着弾位置ズレノズル５１Ｃにより形成された副走査方向のドット列１２０Ｃと隣接する副走査方向のドット列１２０Ｂとの間のスジムラ１４０の主走査方向の幅は、図１１に示した場合と比べて狭くなるので、着弾位置ズレノズル５１Ｃを要因とする副走査方向のスジムラ１４０の視認性が低減するが、ノズル５１Ａ、…、５１Ｅが略同時に打滴した場合の静電反発力の影響によって、副走査方向のドット列１２０Ａとドット列１２０Ｂとの間、及びドット列１２０Ｄとドット列１２０Ｅとの間にそれぞれ副走査方向のスジムラ１５０が新たに視認されようになり、印字品質の低下を招く恐れがある。

なお特許文献２では、特定された不吐ノズルの両近傍ノズルを略同時に吐出することも提案しているが、不吐ノズルの場合とは異なり、ノズル固有の着弾位置ズレが生じているノズルをリアルタイムで特定することは困難であるため適用することが難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ノズル固有の着弾位置バラツキを要因とするスジムラの視認性を低減する画像形成装置を提供する。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数のノズルが配列された長尺の液滴吐出ヘッドと、静電吸着により記録媒体を吸着させて搬送する搬送手段と、少なくとも２つの第１のノズルが略同じ駆動タイミングで駆動すると、前記第１のノズルからの吐出液滴が、前記第１のノズル以外の第２のノズルに対向する前記記録媒体上の打滴位置に着弾する場合において、前記第２のノズルに対向する前記記録媒体上の打滴位置にドットを形成する際に、前記第１のノズルを用いて適宜打滴する打滴置換手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、少なくとも２つの第１のノズルから略同時に打滴された飛翔液滴が、第１のノズル以外の第２のノズルに対向する記録媒体上の打滴位置に偏向して着弾することにより、第２のノズルに対向する記録媒体上の打滴位置には副走査方向に複数のノズルによる打滴が混合される。従って、着弾位置ズレノズルが存在する場合であっても、着弾位置ズレノズルを要因とするスジムラの視認性を低減することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置であって、さらに、前記第２のノズルの打滴を、前記第１のノズルの打滴に置き換える複数の打滴パターンを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記複数の打滴パターンから、画像データに応じて任意の打滴パターンを選択する選択手段と、を備え、前記打滴置換手段は、前記選択手段により選択された打滴パターンに基づいて、前記第２のノズルの打滴を前記第１のノズルの打滴に置き換えることを特徴とする。

請求項２の態様によれば、画像データに応じて選択された任意の打滴パターンに基づいて、少なくとも２つの第１のノズルから略同時に打滴された飛翔液滴は、第２のノズルに対向する記録媒体上の打滴位置に偏向着弾する。これにより、第２のノズルに対向する記録媒体上の打滴位置には複数のノズルによる打滴が混合される。従って、着弾位置ズレノズルが存在する場合であっても、着弾位置ズレノズルを要因とするスジムラの視認性を低減することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置であって、前記選択手段は、紙搬送時間に伴って、前記打滴パターンをランダムに選択することを特徴とする。

請求項３の態様によれば、紙搬送時間に伴って打滴パターンがランダムに変化するので、紙搬送方向のスジムラの視認性をより低減することができる。

本発明によれば、少なくとも２つの第１のノズルから略同時に打滴された飛翔液滴が、第１のノズル以外の第２のノズルに対向する記録媒体上の打滴位置に偏向して着弾することにより、第２のノズルに対向する記録媒体上の打滴位置には副走査方向に複数のノズルによる打滴が混合される。従って、着弾位置ズレノズルが存在する場合であっても、着弾位置ズレノズルを要因とするスジムラの視認性を低減することができる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は、本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。図１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状の静電吸着ベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。

静電吸着ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、不図示の電極が内設されており、該電極はローラ３１と接触するように構成されている。またローラ３１には、直流高圧発生器４６が接続されており、直流高圧発生器４６からローラ３１に対して直流高電圧が印加されると、ローラ３１に巻き掛けられている静電吸着ベルト３３は帯電し、静電吸着効果によって、記録紙１６は静電吸着ベルト３３上に吸着保持される。

静電吸着ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、静電吸着ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、静電吸着ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字すると静電吸着ベルト３３上にもインクが付着するので、静電吸着ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。

図２に示すように、印字部１２を構成する各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定等で構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

なおインク色毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを表すものとする。

〔制御系の説明〕
図３は、インクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなどの磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒーター８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示に従って後乾燥部４２等のヒーター８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０の液滴（インク滴）の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。本発明の特徴である打滴パターンの記憶手段、選択手段、打滴置換手段も、このプリント制御部８０で行われる。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図３において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０の発熱素子（図３中不図示、図５中符号５８として記載）を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサー（不図示）を含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴の大きさのばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供するものである。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいて印字ヘッド５０に対する各種補正を行うようになっている。

〔印字ヘッドの構造〕
次に、印字ヘッド５０の構造について説明する。

図４は、印字ヘッド５０をノズル面から見た場合の平面図である。図４に示すように、印字ヘッド５０には、インク滴を吐出するノズル５１が長手方向に沿って多数形成されている。なお、このようなノズル列は１列に限定されず、複数のノズル列として記録密度の向上を図ることも可能である。

図５は、図４中５−５線に沿う断面図である。図５に示すように、印字ヘッド５０には、インク供給路５３を介して、各ノズル５１と連通する共通液室５５が設けられている。共通液室５５は、インク供給タンク（不図示）と接続されており、各ノズル５１に対して供給するインクを貯留する。

また印字ヘッド５０には、ノズル５１と１対１に対応して発熱素子５８が設けられている。発熱素子５８は、その真上（図５中上方）にノズル５１が配置され、発熱素子５８に対して略垂直方向がノズル５１の液滴飛翔方向と一致するように構成されている。発熱素子５８は、印字ヘッド５０に配設される不図示の給電配線と電気的に接続されており、画像データに応じた駆動信号が発熱素子５８に供給されると、発熱素子５８が発熱するように構成されている。

なお本発明の実施に際して、発熱素子５８の配置構成は図示の例に限定されない。例えば、図６に示した印字ヘッド５０の他の構造例のように、発熱素子５８に対して略平行方向がノズル５１の液滴飛翔方向となるような形態でもよい。

次に、上記のように構成された印字ヘッド５０の作用を図５を用いて説明する。

共通液室５５に貯留されたインクは、インク供給路５３を通って、ノズル流路６０内に充填される。画像データに応じた駆動信号がヘッドドライバ８４（図３参照）から発熱素子５８に対して送られると、その駆動信号は不図示の給電配線を通って、発熱素子５８に供給され、発熱素子５８が発熱する。発熱素子５８からの熱エネルギーによってインク中に気泡が発生すると、気泡発生時の圧力によってインクの一部がノズル５１よりインク滴となって印字ヘッド５０外部に吐出され、記録紙１６上にドットが形成される。このようなことが繰り返されることにより、記録紙１６上に所定の画像が形成される。

なお本実施形態では、発熱素子５８によってノズル内に気泡を発生させ、その圧力でインク滴を吐出するサーマルジェット方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出する方式は限定されず、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータの変形によって、圧力室内のインクに圧力を加えて、ノズルからインク滴を吐出するピエゾ方式など、各種方式を適用できる。

〔打滴制御の方法〕
次に、印字ヘッドの打滴制御方法について説明する。

図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る印字ヘッドの打滴制御方法の打滴パターンを表した説明図である。図７（ａ）は、通常の打滴パターンを表す。また図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、第１、第２、第３の打滴パターンを表す。

図７（ａ）に示した通常の打滴パターンは、後述する偏向ノズル群への置き換えを行う前の初期状態で設定されている打滴パターンである。通常の打滴パターンでは、ノズル５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆ、５１Ｇ、５１Ｈが順番に打滴を行い、ドット１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈが主走査方向に順番に形成される。なお各ドット１００Ａ、…、１００Ｈの中に記載された数字は、対応するノズル５１Ａ、…、５１Ｈの打滴順序を表している。例えば、ドット１００Ａ中に記載された数字１は、ドット１００Ａに対応するノズル５１Ａの打滴順序が第１番目であることを表し、ドット１００Ｈ中に記載された数字８は、ドット１００Ｈに対応するドット５１Ｈの打滴順序が第８番目であることを表している。

本実施形態では、通常は、自ノズルの飛翔液滴が他ノズルの飛翔液滴から静電反発力の影響を受けない程度となるように各ノズル５１Ａ、…、５１Ｈの駆動タイミングが設定されている。

従って、各ノズル５１Ａ、…、５１Ｈの飛翔液滴はそれぞれ静電反発力の影響を受けないので、ドット１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈは主走査方向の本来の打滴位置（図７（ａ）の各ノズル５１Ａ、…、５１Ｈの真下位置）にそれぞれ形成される。

また各ドット１００Ａ、…、１００Ｈは、各ノズル５１Ａ、…、５１Ｈの駆動タイミングの違いに応じて、それぞれ副走査方向（紙搬送方向）にずれて形成される。なお図７（ａ）では、各ノズル５１Ａ、…、５１Ｈの駆動タイミングの違いを説明する関係上、副走査方向のずれを大きく表現したが、実際の副走査方向のずれは各ドットの大きさに比べて十分小さく、実質的には主走査方向の１ラインとして表現される。以下に説明する図７（ｂ）〜（ｄ）についても同様である。

図７（ｂ）に示した第１の打滴パターンは、第２番目乃至第７番目の駆動タイミングでそれぞれノズル５１Ｂ、…、５１Ｇが打滴を行う点は図７（ａ）に示した通常の打滴パターンと共通するが、ノズル５１Ａ、５１Ｈの打滴が、ノズル５１Ｄ、５１Ｅの略同時の打滴に置き換えられている点で異なる。

本実施形態では、ノズル５１Ｄと、隣接するノズル５１Ｅとが略同時に打滴した場合に、静電反発力の影響を受けた飛翔液滴の偏向距離が主走査方向のドットピッチＰの３倍となるように、ノズル間ピッチやノズル面から印字面までの距離等が構成されている。

従って、他ノズルと異なる第８番目の駆動タイミングでノズル５１Ｄ、５１Ｅが略同時に打滴を行うと、それらの飛翔液滴は偏向して、それぞれノズル５１Ａ、５１Ｈの主走査方向の本来の打滴位置（図７（ｂ）中ノズル５１Ａ、５１Ｈの真下位置）にドット１００Ｄ’、１００Ｅ’が形成される。

なお、少なくとも２つのノズルから成るノズル群が略同時に打滴した場合に、それらの飛翔液滴が静電反発力の影響を受けて偏向するようなノズル群を偏向ノズル群という。
第１の打滴パターンでは、ノズル５１Ｄ、５１Ｅが偏向ノズル群を構成する。

図７（ｃ）に示した第２の打滴パターンは、第２番目乃至第６番目、及び第８番目の駆動タイミングでそれぞれノズル５１Ｂ、…、５１Ｆ及び５１Ｈが打滴を行う点は図７（ａ）に示した通常の打滴パターンと共通するが、ノズル５１Ａ、５１Ｇの打滴が、ノズル５１Ｃ、５１Ｅから成る偏向ノズル群の打滴に置き換えられている点で異なる。

本実施形態では、ノズル５１Ｃと、ノズル５１Ｃから２つ隣りに位置するノズル５１Ｅとが略同時に打滴した場合に、静電反発力の影響を受けた飛翔液滴の偏向距離が主走査方向のドットピッチＰの２倍となるように、ノズル間ピッチやノズル面から印字面までの距離等が構成されている。

従って、他ノズルと異なる第１番目の駆動タイミングで、ノズル５１Ｃ、５１Ｅが略同時に打滴を行うと、それらの飛翔液滴は偏向して、それぞれノズル５１Ａ、５１Ｇの主走査方向の本来の打滴位置（図７（ｃ）中ノズル５１Ａ、５１Ｇの真下位置）にドット１００Ｃ’、１００Ｅ’が形成される。

図７（ｄ）に示した第３の打滴パターンは、ノズル５１Ａ、５１Ｅ、５１Ｉの打滴が、ノズル５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆから成る偏向ノズル群の打滴に置き換えられている。

本実施形態では、前述したように、隣接する２つのノズルの飛翔液滴の偏向距離は、主走査方向のドットピッチＰの３倍となるように構成されている。また隣接する３つのノズルが略同時に打滴する場合、図１４で説明したように、真ん中のノズルの飛翔液滴に対する静電反発力の影響は相殺される。

従って、第１番目の駆動タイミングでノズル５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆから成る偏向ノズル群が略同時に打滴を行うと、図７（ｄ）に示すように、真ん中に位置するノズル５１Ｅの飛翔液滴に対する静電反発力の影響は相殺されるので、主走査方向の本来の着弾位置（図７（ｄ）中ノズル５１Ｅの真下位置）にドット１００Ｅ’が形成される。またノズル５１Ｅの両側に位置するノズル５１Ｄ、５１Ｆの飛翔液滴は偏向して、ノズル５１Ａ、５１Ｉの真下位置にそれぞれドット１００Ｄ’、１００Ｆ’が形成される。

ノズル５１Ｂと、ノズル５１Ｂから９ノズル離れたノズル５１Ｊは、第２番目の駆動タイミングで略同時に打滴を行うが、それらの飛翔液滴は静電反発力の影響を受けないように構成されている。従って、それぞれ主走査方向の本来の着弾位置（図７（ｄ）中ノズル５１Ｂ、５１Ｊの真下位置）にドット１００Ｂ、１００Ｊが形成される。

なお、ノズル５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｇ、５１Ｈの打滴については、図７（ａ）〜（ｃ）と同様であるので、その説明を省略する。

このように偏向ノズル群が略同時に打滴した場合に、それらの飛翔液滴が静電反発力の影響を受けて偏向し、置換対象ノズルの主走査方向の本来の打滴位置にドットが形成される場合、適宜、置換対象ノズルの打滴を、偏向ノズル群の打滴に置き換えることが可能となる。

特に、着弾位置ズレノズルが存在する場合であっても、着弾位置ズレノズルの打滴は偏向ノズル群の打滴に適宜置き換えられるので、着弾位置ズレノズルを要因とする副走査方向のスジムラの視認性を低減することができる。

なお置換対象ノズルの打滴の偏向ノズル群の打滴への置き換えは、図７（ａ）〜（ｄ）に示したように全ノズルが打滴を行う場合に限定されるものでなく、少なくとも置換対象ノズルが打滴を行う場合であればよい。例えば、図７（ｂ）では、ノズル５１Ｂ、５１Ｃが打滴を行わなくても、置換対象ノズル５１Ａ、５１Ｈの打滴が存在する場合であれば、ノズル５１Ｃ、５１Ｅから成る偏向ノズル群の打滴に置き換え可能である。

また打滴パターンは、図７（ｂ）〜（ｄ）に示した第１乃至第３の打滴パターンに限定されるものでなく、略同時に打滴する偏向ノズル群の偏向距離等に応じて任意の打滴パターンを構成することが可能である。

また説明の便宜上、図７（ａ）〜（ｃ）ではノズル数が８、図７（ｄ）ではノズル数が１０の場合の打滴パターンを示したが、本発明の実施に際してはこれに限定されるものでない。

図８は、任意のノズルの打滴を偏向ノズル群の打滴に置き換えるためのフロー図である。以下では、画像データに応じて主走査方向のドット列を形成する場合に、偏向ノズル群に置き換えられていない置換候補のノズルを任意に選択して、その置換候補のノズルの打滴を偏向ノズル群の打滴に置き換える方法について図８を用いて説明する。

まずＳ１０において、検索打滴パターン表の中から初めに検索を行う任意の打滴パターンを選択する。検索打滴パターン表は、複数の打滴パターンから構成されている。なお各打滴パターンは、ノズルピッチ、打滴間隔等、液滴の飛翔距離等に応じて決定される。

図９に、検索打滴パターン表の一例を示す。同図は、図７（ａ）〜（ｄ）に示した打滴パターンに対応するものであり、各打滴パターン番号毎に、自ノズルと共に打滴のあるノズルの相対位置を表している。

打滴パターン番号が０の場合は、図７（ａ）に示した通常の打滴パターンに相当し、自ノズルは偏向ノズル群に置換されないため、相対位置は空欄となっている。

打滴パターン番号が１の場合は、図７（ｂ）に示した第１の打滴パターンに相当する。すなわち自ノズルと共に、自ノズルから７ノズル隣りのノズルの打滴も存在する打滴パターンである。同様に、打滴パターン番号が２の打滴パターンは、図７（ｃ）に示した第２の打滴パターンに相当し、自ノズルと共に、自ノズルから６ノズル隣りのノズルの打滴も存在する打滴パターンである。

打滴パターン番号が３の場合は、図７（ｄ）に示した第３の打滴パターンに相当し、自ノズルと共に、自ノズルから４ノズル隣りのノズル及び８ノズル隣りのノズルの打滴も存在する打滴パターンである。

Ｓ１４では、画像データに応じた置換候補のノズルの打滴及び他ノズルの打滴が、Ｓ１０（又は後述するＳ２４）において選択された打滴パターンと一致するか否かを判断する。

例えば、画像データに応じて、置換候補のノズル５１Ａ及びノズル５１Ａから７ノズル隣りのノズル５１Ｈの打滴が行われるようなとき、図９の打滴パターン番号１が選択されている場合には、検索打滴パターン表の中から選択された打滴パターンと一致する。

一方、画像データに応じて、置換候補のノズル５１Ａ及びノズル５１Ｈの打滴だけが行われるときに、図９の打滴パターン番号２が選択されている場合には、検索打滴パターンの中から選択された打滴パターンと一致しない。

画像データに応じた置換候補のノズルの打滴及び他ノズルの打滴が、Ｓ１０（又は後述するＳ２４）において選択された打滴パターンと一致する場合はＳ１５に移行し、検索打滴パターンと一致しない場合はＳ２４に移行する。

ここで置換候補のノズルを偏向ノズル群に置き換える際に用いる置き換えノズル表について説明する。図１０は、置き換えノズル表の一例を表す。同図は、図７（ａ）〜（ｄ）に示した各打滴パターンに相当し、自ノズルから偏向ノズル群の相対位置をそれぞれ表している。

打滴パターン番号が０の場合は、図７（ａ）に示した通常の打滴パターンに相当し、偏向ノズル群への置き換えは行われないため、偏向ノズル群の相対位置は空欄となっている。

打滴パターン番号が１の場合は、図７（ｂ）に示した第１の打滴パターンに相当し、自ノズル及び自ノズルから７ノズル隣りのノズルの打滴が存在する場合である（図９参照）。この場合、図１０に示すように、自ノズルから３ノズル隣りのノズル及び自ノズルから４ノズル隣りのノズルから成る偏向ノズル群の打滴に置き換えられる。

同様に、打滴パターンが２の場合、自ノズル及び自ノズルから６ノズル隣りのノズルの打滴は（図９参照）、自ノズルから２ノズル隣りのノズル及び４ノズル隣りのノズルから成る偏向ノズル群の打滴に置き換えられる。

打滴パターンが３の場合、自ノズル、自ノズルから４ノズル隣りのノズル及び自ノズルから８ノズル隣りのノズルの打滴は、自ノズルから３ノズル隣りのノズル、自ノズルから４ノズル隣りのノズル、自ノズルから５ノズル隣りのノズルから成る偏向ノズル群の打滴に置き換えられる。

このように図１０に示した置き換えノズル表を利用して、置換候補のノズルを偏向ノズル群の打滴に置き換えが行われる。

なお、ノズルの置き換えを実施しない打滴パターン番号０が、検索打滴パターン表（図９参照）及び置き換えノズル表（図１０参照）に加えられているのは、一定の確率でノズルの置き換えを発生させないためである。これにより、置き換えノズルばかりで打滴が構成されることを防ぐことができる。

図８において、Ｓ１５では、ノズルの置き換えを実施しない打滴パターンがセットされたか否か判断され、ノズルの置き換えを実施しない打滴パターン番号がセットされた場合には、ノズルの置き換えを実施しないで処理を終了する。

Ｓ１６では、置換候補のノズルの打滴が、既に決定された副走査方向に同一ノズルで３連続続くか否かを判断する。副走査方向に同一ノズルの打滴が連続すると、そのノズルの打滴位置ばらつきや吐出量ばらつきの影響が強くなり、スジムラとして視認されやすくなるためである。同一ノズルが３連続続く場合はＳ２４に移行し、３連続続かない場合はＳ１８に移行する。

Ｓ１８では、置換候補のノズル及び他ノズルの打滴を偏向ノズル群の打滴に置き換えた場合、偏向ノズル群と略同時に打滴した場合に静電反発力の影響が及ぶような偏向ノズル群以外のノズルと異なる駆動タイミングが存在するか否かを判断する。駆動タイミングが存在する場合は、その駆動タイミングを選択してＳ２０に移行し、駆動タイミングが存在しない場合はＳ２４に移行する。

Ｓ２０では、図１０に示した置き換えノズル表を用いて、置換候補のノズル及び他ノズルの打滴を、Ｓ１０（又はＳ２４）において選択されている打滴パターン番号に該当する偏向ノズル群の打滴に置き換える。置き換えられた偏向ノズル群の駆動タイミングは、Ｓ１８で選択された駆動タイミングとなる。そして置換候補のノズルに対する処理を終了し、隣りのノズルが偏向ノズル群に置き換えられていない場合は前述と同様の処理を行う。

Ｓ２４では、検索打滴パターン表の中から、まだ検索されていない打滴パターン番号を選択し、Ｓ１４に移行する。

以上、画像データに応じて主走査方向に沿ったドット列を形成する場合について説明したが、このような処理は紙搬送時間に伴って順次繰り返される。

このときＳ１０又はＳ２４において選択される打滴パターン番号は、紙搬送時間に伴って（すなわち紙搬送方向に沿って）、ランダムに選択されることが望ましい。副走査方向のドット列を、特定の偏向ノズル群でなく、ランダムに選択された偏向ノズル群によって形成することにより、偏向ノズル群に着弾位置ズレノズルが含まれているような場合であっても、副走査方向のスジムラの視認性を低減することが可能となる。

以上、本発明の画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。 図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。 印字ヘッドをノズル面から見た場合の平面図である。 図４中５−５線に沿う断面図である。 印字ヘッドの他の構造例を示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る印字ヘッドの打滴制御方法の打滴パターンを表した説明図である。 任意のノズルの打滴を偏向ノズル群の打滴に置き換えるためのフロー図である。 検索打滴パターン表の一例である。 ノズル置き換え表の一例である。 従来の打滴制御方法による印字結果を示した説明図である。 従来の打滴制御方法による印字結果を示した説明図である。 ２つの隣接ノズルから同時に液滴が吐出された場合の説明図である。 ３つの隣接ノズルから同時に液滴が吐出された場合の説明図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、５０…印字ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５３…インク供給路、５５…共通液室、５８…発熱素子

Claims (3)

1. 複数のノズルが配列された長尺の液滴吐出ヘッドと、
   静電吸着により記録媒体を吸着させて搬送する搬送手段と、
   少なくとも２つの第１のノズルが略同じ駆動タイミングで駆動すると、前記第１のノズルからの吐出液滴が、前記第１のノズル以外の第２のノズルに対向する前記記録媒体上の打滴位置に着弾する場合において、前記第２のノズルに対向する前記記録媒体上の打滴位置にドットを形成する際に、前記第１のノズルを用いて適宜打滴する打滴置換手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、さらに、
   前記第２のノズルの打滴を、前記第１のノズルの打滴に置き換える複数の打滴パターンを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記複数の打滴パターンから、画像データに応じて任意の打滴パターンを選択する選択手段と、を備え、
   前記打滴置換手段は、前記選択手段により選択された打滴パターンに基づいて、前記第２のノズルの打滴を前記第１のノズルの打滴に置き換えることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記選択手段は、紙搬送時間に伴って、前記打滴パターンをランダムに選択することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
   
   

Images