JP2011042051A - 画像処理装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１画素につき複数回のインク吐出を行って各画素の記録を行うインクジェット方式で、インクジェットヘッドの長寿命化及び消費電力低減を図りつつ、メニスカスの近傍のインクの粘度の上昇による弊害を解消して良好な画像を得る。
【解決手段】インク滴を吐出させない画素が予め定められた数以上連続した後に続いてインク滴吐出の対象となる画素である駆動波形変更候補画素を判定する判定回路１２０と、駆動波形変更候補画素として判定されない画素については、当該画素の階調に応じたインク吐出回数毎に予め定められた通常インク吐出用の第１駆動波形の印加とし、駆動波形変更候補画素については、ノズル内のメニスカスを揺動させてインク滴を吐出させる予め定められた第２駆動波形の印加とすることを示す駆動波形選択データを前記駆動波形選択データ記憶用バッファに格納する駆動波形選択回路１２３とを備える画像処理装置。
【選択図】図５

Description

本発明は、インクを吐出して画像を描画するインクジェット方式の画像形成装置と、当該画像形成装置のプリント対象とされる画像データに対して画像処理を行う画像処理装置とに関する。

インクジェット方式の画像形成装置には、印刷の指示があった場合に直ちに印刷を実行できるように、インクを吐出するノズルに常にインクが満たされている。このような画像形成装置において、ノズルの開口部におけるインクのメニスカス面では、インク中の溶媒が蒸発しやすく、インクの粘度が上昇しやすい。メニスカス面においてインクの粘度の上昇は、ノズルからのインクの吐出不良の原因となる。

そのため、メニスカス面の近傍におけるインクの粘度の上昇が起こらないように、従来様々な技術が提案されている。例えば、下記特許文献１に示される画像形成装置では、ノズル内のメニスカスを振動させる技術（一般的に揺動又はフラッシングなどと呼ばれる技術）が採用されている。すなわち、当該画像形成装置は、外部回路から出力される印刷対象の画像データに基づいて、ノズル開口からインク滴を吐出する第１の駆動波形、または、ノズル開口からインク滴を吐出しない場合であっても、ノズル開口からインク滴を吐出しない程度にメニスカスを振動させる第２の駆動波形のいずれかを選択しながら電極に電圧駆動波形を出力する駆動波形発生手段を有するインクジェットヘッドを備えている。

特開２００５−２４３６７号公報

しかし、特許文献１に示されるような従来の画像形成装置の場合、(1)圧電プレート（圧電素子）は、多い回数（一例では１０億回）駆動すると、変形力が弱まって寿命となるため、インクジェットヘッドの寿命を長くするために駆動回数は少なく方が好ましい、(2)圧電プレート（圧電素子）を駆動するにはエネルギーが必要であるため、省エネルギーの観点からは駆動回数を少なくしたい、という課題を有する。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、１画素につき複数回のインク吐出を行って各画素の記録を行うインクジェット方式であっても、インクジェットヘッドの長寿命化及び消費電力低減を図りつつ、メニスカスの近傍のインクの濃度の上昇による弊害を解消して良好な画像を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、１画素につき予め定められた複数回のインク吐出を行って記録媒体上に各画素の記録を行うインクジェット方式の画像形成装置でプリント対象とされる画像データに対して画像処理を行う画像処理装置であって、
前記画像データを一時的に格納する画像参照バッファ及び駆動波形選択データ記憶用バッファと、
前記画像参照バッファに格納された画像データについて、インクジェットヘッド内の同一のノズルにより順次記録の対象とされる複数画素のうち、インク滴を吐出させない画素が予め定められた数以上連続した後に続き、かつ当該ノズルによるインク滴吐出の対象となる画素である駆動波形変更候補画素を判定する判定回路と、
前記画像参照バッファに格納された画像データについて、上記各ノズルに対応する圧電素子に対し、前記判定回路によって駆動波形変更候補画素として判定されない画素については、前記画像データを構成する画素の階調に応じたインク吐出回数毎に予め定められた通常インク吐出用の第１駆動波形の印加とし、前記判定回路によって判定された駆動波形変更候補画素については、前記ノズル内のメニスカスを揺動させてインク滴を吐出させる予め定められた第２駆動波形の印加とすることを示す駆動波形選択データを前記駆動波形選択データ記憶用バッファに格納する駆動波形選択回路と
を備えるものである。

この発明によれば、インク滴を吐出しない画素が予め定められた数だけ続いた後の画素については、ノズルに対応する圧電素子に対し、メニスカスを揺動して且つインクを吐出する本来の駆動電圧波形とは異なる別個の第２駆動電圧波形を用い、これ以外の画素については、ノズルに対応する圧電素子に対し、インク吐出用に用意されている本来の駆動波形を用いるので、従来のようにノズル開口からインク滴を吐出しない場合にあえてメニスカスを振動させる動作を行わなくても（インク滴を吐出しない画素については、ノズルに対応する圧電素子は従来通り駆動しない）、インク滴を吐出しない画素が連続した後に続く画素の描画時であってもインク滴の吐出不良を起こり難くすることができる。

また、本発明によれば、判定回路及び階調変更回路の画像処理ロジック回路を、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等により実現可能になるので、例えばプリンタドライバ等のプログラムにより上記描画不良防止のためのデータ加工を行う場合よりも、高速に当該データ加工を行うことが可能になる。

これにより、本発明は、１画素につき複数回のインク吐出を行って各画素の記録を行うインクジェット方式の場合であっても、インクジェットヘッドの長寿命化及び消費電力低減を図りつつ、メニスカスの近傍のインクの粘度の上昇による弊害が解消されて良好な画像が得られる。

また、請求項２に記載の発明は、１画素につき前記複数回のインク吐出を行って記録媒体上に各画素の記録を行う複数のノズル、各ノズルに連通して内部にインクを収容可能な複数の加圧室、及び、各加圧室内のインクに圧力をかけて上記ノズルから上記インク滴を吐出させる複数の圧電素子を有するインクジェットヘッドと、
請求項１に記載の画像処理装置と、
前記画像参照バッファに格納された画像データを構成する各画素に対応するそれぞれのノズルの圧電素子に対して、前記駆動波形選択データ記憶用バッファに格納された駆動波形選択データが示す前記第１駆動波形又は第２駆動波形を印加する駆動信号印加部と
を備える画像形成装置である。

この発明によれば、駆動信号印加部により、予め定められた数以上連続してインク滴を吐出させない画素に続く画素については、当該画素に対応するノズルの圧電素子に対して、メニスカスを揺動して且つインクを吐出する第２駆動波形を印加するため、１画素につき複数回のインク吐出を行って各画素の記録を行う場合であっても、インク滴を吐出しない画素が連続した後に続く画素の描画において、メニスカスの近傍のインクの粘度の上昇による弊害を解消して良好な画像を得ることが可能である。

また、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、前記第１駆動波形は、インク滴を吐出させる第１駆動信号を予め定められた第１の時間間隔で前記複数回印加する波形とされ、前記第２駆動波形は、前記メニスカス揺動及びインク滴吐出が可能な第２駆動信号を、前記第１の時間間隔よりも短い予め定められた第２の時間間隔で前記複数回印加する波形とされているものである。

この発明によれば、駆動信号印加部により、予め定められた数以上連続してインク滴を吐出させない画素に続く画素については、当該画素に対応するノズルの圧電素子に対して、メニスカスを揺動して且つインクを吐出する第２駆動信号を上記第２の時間間隔で複数回印加するため、１画素につき複数回のインク吐出を行って各画素の記録を行う場合であっても、インク滴を吐出しない画素に続く画素の描画において、メニスカスの近傍のインクの粘度の上昇による弊害を解消して良好な画像を得ることができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置であって、前記第２の時間間隔は、１画素に対する前記複数回のインク吐出であって前記第２駆動信号印加での前記ノズルによるインク吐出で当該加圧室内に発生した圧力波の位相に、当該画素に対して次に行うインク吐出のタイミングを合致させた時間間隔とされている。

この発明によれば、１画素につき複数回のインク吐出を行って各画素の記録を行う場合であって、インク滴を吐出させない画素が連続した後に続く画素についてインク吐出を行うときに、当該複数回のインク吐出を構成する後続のインク吐出についての吐出速度を的確に向上させることができ、このインク吐出速度の向上により、的確にメニスカスを揺動させてメニスカス近傍のインク粘度上昇による弊害を解消することができる。

また、請求項５に記載の発明は、１画素につき予め定められた複数回のインク吐出を行って記録媒体上に各画素の記録を行う複数のノズル、各ノズルに連通し、内部にインクを収容可能な複数の加圧室、及び、各加圧室内のインクに圧力をかけて上記ノズルから上記インク滴を吐出させる複数の圧電素子を有するインクジェットヘッドと、
上記ノズルに対応する各圧電素子に対して、プリント対象とされる画像データを構成する画素であって、インクジェットヘッド内の同一のノズルにより順次記録の対象とされる複数画素のうち、インク滴吐出の対象とされる画素については、当該画像データを構成する画素の階調に応じたインク吐出回数毎に予め定められた通常インク吐出用の第１駆動波形であって、インク滴を吐出させる第１駆動信号を予め定められた第１の時間間隔で前記複数回印加する波形を印加し、インク滴を吐出させない画素が予め定められた数以上連続した後に続き、かつ当該ノズルによるインク滴吐出の対象とされる画素については、前記メニスカス揺動及びインク滴吐出が可能な第２駆動信号を、前記第１の時間間隔よりも短い予め定められた第２の時間間隔で前記複数回印加する第２駆動波形を印加する駆動信号印加部と、
を備える画像形成装置である。

この発明によれば、１画素につき複数回のインク吐出を行って各画素の記録を行うインクジェット方式であっても、従来のようにノズル開口からインク滴を吐出しない場合にあえてメニスカスを振動させる動作を行わずにメニスカスを揺動でき、メニスカスの近傍のインクの粘度の上昇を解消できるので、インク滴を吐出しない画素に続く画素の描画において、インク滴の吐出不良が起こり難くなる。これにより、本発明は、１画素につき複数回のインク吐出を行って各画素の記録を行うインクジェット方式の場合であっても、インクジェットヘッドの長寿命化及び消費電力低減を図りつつ、メニスカスの近傍のインクの粘度の上昇による弊害が解消されて良好な画像が得られる。

本発明によれば、１画素につき複数回のインク吐出を行って各画素の記録を行うインクジェット方式であっても、インクジェットヘッドの長寿命化及び消費電力低減を図りつつ、メニスカスの近傍のインクの粘度の上昇による弊害が解消されて良好な画像が得られる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成の要部構成を示すブロック図である。 画像形成装置の画像処理装置及び画像形成部の構成を示すブロック図である。 ヘッドの要部構成を示す平面図である。 ヘッドの要部構成を示す断面図である。 データ加工部の概略構成を示すブロック図である。 第１印字データ（ｉ）の一例を示す図である。 駆動波形選択データ（ｉｉ）の一例を示す図である。 データ加工部による処理を中心とした画像処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。 階調変更回路が階調変更処理に用いる真理表を示す図である。 判定回路のブロック図である。 １画素に対してインク吐出が１回行われる場合の第１及び第２駆動波形を示す図である。 １画素に対してインク吐出が２回行われる場合の第１及び第２駆動波形を示す図である。 １画素に対してインク吐出が３回行われる場合の第１及び第２駆動波形を示す図である。 １画素に対してインク吐出が４回行われる場合の第１及び第２駆動波形を示す図である。 （ａ）は、仮に図６の第１印字データ（ｉ）に基づいてセレクタが駆動パルスを選択するとしたときのヘッドの動作を示す図面であり、（ｂ）は、図７の駆動波形選択データ（ｉｉ）に基づいてセレクタが選択した駆動パルスによるヘッドの動作を示す図面である。

本発明の一実施形態である画像形成装置について、図面を参照して以下に説明する。

図１は本実施形態に係る画像形成装置１の構成の要部構成を示すブロック図である。インクジェットプリンタ方式のプリンタ等でなる画像形成装置１は、ＣＰＵ１１と、画像処理装置１０と、画像形成部２０とを備える。

ＣＰＵ１１は、画像形成装置１の全体的な動作制御を司る。ＣＰＵ１１には、温度・湿度センサ３７と、Ａ／Ｄコンバータ３２と、モータ３３と、モータ制御ＩＣ３４と、主電源３５と、ＲＩＰ（プリンタコントーラ）４４と、画像処理装置１０とが直接的又は間接的に接続されている。

温度・湿度センサ３７は、画像形成部２０の周囲温度及び湿度を検出する。Ａ／Ｄコンバータ３２は、温度・湿度センサ３７によって検出された周囲温度及び湿度をディジタル信号に変換し、ＣＰＵ１１に出力する。モータ３３は、図略の用紙搬送ベルトの駆動ローに回転駆動源を供給する駆動源である。モータ制御ＩＣ３４は、モータ３３及びＣＰＵ１１の間に介在してモータ３３の駆動を制御するドライバである。

また、主電源３５は、画像形成装置１の各部が動作するために必要な電力を供給するものであり、ＣＰＵ１１及び画像処理装置１０は、当該主電源３５からの電力を受けて動作する。

画像処理装置１０は、主に画像処理に関する制御を行う。画像処理装置１０には、インクタンク４１と、エンコーダ４３と、ＲＩＰ（プリンタコントーラ）４４と、画像形成部２０が接続されている。

インクタンク４１は、画像形成部２０に備えられるヘッド２２（後述）に供給するインクを貯留する。なお、インクタンク４１に設けられているＲＯＭ４１ａは、当該インクタンク４１のシリアル番号や、貯留されているインク種別情報、適合するプリンタ情報等が記憶されており、必要に応じて画像処理装置１０によって読み出される。

ＲＩＰ４４は、画像形成装置１にネットワーク接続等されるパーソナルコンピュータで作成されたプリント対象の画像データを当該画像形成装置１が理解可能なデータ形式（例えばビットマップデータ等）に変換する。画像処理装置１０は、ＲＩＰ４４から送られてくる画像データに対して必要な画像処理を行い、当該画像データに基づいて、画像形成部２０を動作制御する。

なお、ＣＰＵ１１に内蔵されるタイマ・カウンタ１１ａ及びエンコーダ４３は、画像形成部２０による用紙に対する画像形成と、上記用紙搬送ベルトによる用紙搬送とのタイミングの調整に用いられる。

画像形成部２０は、画像処理装置１０からの制御指示に従って、画像処理装置１０によって画像処理された画像データについて画像形成動作を行う。

図２は、画像形成装置１の画像処理装置１０及び画像形成部２０の構成を示すブロック図である。

画像処理装置１０は、主に画像処理に関する制御を行う。画像処理装置１０は、プリント対象となる画像データを構成する各画素を多値階調で示した第１印字データ（ｉ）を生成する画像処理部１１と、第１印字データ（ｉ）を構成する各画素について、当該各画素に対応したインク吐出を行う各ノズルのそれぞれの圧電素子に対して後述する第１駆動波形又は第２駆動波形のいずれの駆動電圧を印加するかを示す駆動波形選択データ（ｉｉ）を生成するデータ加工部１２とを備える。

画像形成部２０は、インクを用紙上に吐出して画像を描くヘッド２２、及びヘッド２２を駆動するヘッド駆動部２１を備える。

ヘッド駆動部２１は、プリント対象となる画像データを構成する１つの画素につき当該画素の階調に応じて定まる複数回のインク吐出をヘッド２２に行わせて、記録媒体上に当該画素の記録を行わせる。

ヘッド駆動部２１は、後述する第１駆動波形（１）及び第２駆動波形（２）を発生させる駆動パルス発生部２１ａと、駆動波形選択データ（ｉｉ）に従って第１駆動波形（１）又は第２駆動波形（２）のいずれかを選択し、選択した駆動波形の駆動電圧をヘッド２２の圧電素子２２ａに印加する、或いはその両方ともを選択せずいずれの駆動波形もヘッド２２の圧電素子２２ａに印加しない動作を行うセレクタ２１ｂを備える。

ヘッド２２について説明する。図３はヘッド２２の要部構成を示す平面図、図４はヘッド２２の要部構成を示す断面図である。

ヘッド２２はいわゆるライン型ヘッドである。図４に示すように、ヘッド２２は、用紙に対向する吐出面２３をさらに備える。用紙は、図示しない搬送部によって図３中に示す方向Ｄに搬送されるようになっており、吐出面２３から吐出されたインク滴を受けるようになっている。吐出面２３の長手方向（方向Ｄに直行する方向）の大きさは用紙の印字領域の最大幅Ｅより大きくなっている。吐出面２３には、ノズル２４の開口部である微小径を有する吐出口２５が、吐出面２３の長手方向（主走査方向）において少なくとも最大幅Ｅに渡って複数設けられる。すなわち、主走査方向には、複数のノズル２４及びこれに対応する吐出口２５が並べて設けられている。

また、図４に示すように、ヘッド２２は、吐出面２３の吐出口２５以外の覆う撥水膜２３ａと、吐出口２５に対して１つずつ設けられた加圧室２６と、インクを貯留する図示しないインク槽と、インク槽から複数の加圧室２６にインクを供給する共通流路２７とを備える。加圧室２６と共通流路２７とは供給孔２８で繋げられており、この供給孔２８を介して共通流路２７から加圧室２６にインクが供給される。ノズル２４は加圧室２６内から吐出口２５まで連続している。加圧室２６の壁のうち吐出面２３と逆側の壁は振動板２９で構成されており、振動板２９は複数の加圧室２６に渡って連続して形成されており、振動板２９には同様に複数の加圧室２６に渡って連続して形成された共通電極３０が積層されている。共通電極３０上には、加圧室２６毎に別個の圧電素子２２ａが設けられており、共通電極３０と共に圧電素子２２ａを挟むようにこれも加圧室２６毎に別個の個別電極３１が設けられる。

上述のヘッド駆動部２１からの駆動パルスが個別電極３１に、印加されることで、各圧電素子２２ａは個別に駆動される。この駆動による圧電素子２２ａの変形が振動板２９に伝えられ、振動板２９の変形によって加圧室２６は圧縮される。その結果、加圧室２６内のインクに圧力が加わり、ノズル２４を通ったインクが吐出口２５からインク滴となって用紙上に吐出される。

インク滴が吐出されない間も、ノズル２４内にはインクが入っており、ノズル２４内でインクはメニスカス面Ｍを形成している。

続いて、上記データ加工部１２の構成を説明する。図５はデータ加工部１２の概略構成を示すブロック図である。

データ加工部１２は、判定回路１２０と、駆動波形選択回路１２３と、内部ＲＡＭ１２４とを備える。内部ＲＡＭ１２４は、画像参照バッファ１２４１と、駆動波形選択データ記憶用バッファ１２４２とを備える。

判定回路１２０は、画像参照バッファ１２４１に格納された画像データについて、インクジェットヘッド２２内の同一のノズル２４により順次記録の対象とされる複数画素のうち、所定数K以上（本実施形態ではK=7とする。但し、当該所定数Kを7に限定する趣旨ではない）連続してインク滴を吐出させない画素に続き、かつ当該ノズルによるインク滴吐出の対象とされる画素を、駆動波形変更候補画素として判定する。

駆動波形選択回路１２３は、判定回路１２０の判定結果に応じて、画像参照バッファ１２４１に格納されている画像データを構成する各画素について、当該各画素のインク吐出を行うノズルに対応する圧電素子に印加する駆動電圧の駆動波形を、第１駆動波形又は第２駆動波形のいずれとするかの情報を駆動波形選択データ記憶用バッファ１２４２に書き込む。例えば、駆動波形選択回路１２３は、判定回路１２０によって駆動波形変更候補画素と判定された当該画素については、当該画素のインク吐出を行うノズルの駆動波形を、上記ノズル２４内のメニスカスを揺動させて且つインク滴を吐出させる予め定められた第２駆動波形とすることを示す情報を駆動波形選択データ記憶用バッファ１２４２に格納する。或いは、駆動波形選択回路１２３は、判定回路１２０によって駆動波形変更候補画素と判定されない画素については、当該画素のインク吐出を行うノズルの駆動波形を、当該画素の階調に応じて行うインク吐出に用いる第１駆動波形とすることを示す情報を駆動波形選択データ記憶用バッファ１２４２に格納する。

内部ＲＡＭ１２４は、プリントの対象とされる画像データを一時的に格納する記憶部である。画像参照バッファ１２４１は、画像形成装置１にネットワーク接続等される図略のパーソナルコンピュータから画像処理部１１を経て送られてくるプリント対象の画像データを一時的に格納する。駆動波形選択データ記憶用バッファ１２４２は、上述したように、画像参照バッファ１２４１に格納されている第１印字データ（ｉ）を構成する各画素について、上記第１駆動波形又は第２駆動波形のいずれを用いるかを示す情報で構成される駆動波形選択データ（ｉｉ）を一時的に格納する。

画像処理装置１０の動作について、データ加工部１２の動作を中心に、図６乃至図１２を参照してより詳細に説明する。図６は第１印字データ（ｉ）の一例を示す図、図７は駆動波形選択データ（ｉｉ）の一例を示す図である。図８は、データ加工部１２による処理を中心とした画像処理装置１０の処理の流れを示すフローチャートである。また、図９は駆動波形選択回路１２３が駆動波形変更処理に用いる真理表を示す図、図１０は判定回路１２０のブロック図である。

図６においては、横方向つまり各行の成分は主走査方向の画素を、縦方向つまり各列の成分は副走査方向の画素を示す。また、これらの図面において、１列〜ｎ列の各列内に並べて示される成分は、同一のノズルにより記録される画素をそれぞれ表す。つまり、１のノズルは例えば１列目の１行目からｍ行目の画素を用紙上に記録し、他のノズルは例えばｎ列目の１行目からｍ行目の画素を用紙上に記録する。

また、図６に示すように、第１印字データ（ｉ）は、0〜255までの256階調の多値データからなる。階調“0”は、インクを吐出しない画素（描画されない画素）に付される階調である。階調“1”〜“255”は、インクを吐出する画素に付される階調である。画像データを構成する各画素についての当該階調は、ＲＩＰ４４から送られてくる画像データを解析して、各画素に対して画像処理部１１が付与する。

図８を参照して説明する。データ加工部１２は、画像処理部１１から送られてきた上記階調付与済みの画像データを画像参照バッファ１２４１に格納する（Ｓ１）。判定回路１２０及び駆動波形選択回路１２３は、それぞれ画像参照バッファ１２４１に格納されている当該画像データを読み込む（Ｓ２）。

判定回路１２０は、読み込んだ画像データについて、画像参照バッファ１２４１に格納された画像データについて、インクジェットヘッド２２内の同一のノズル２４により順次記録の対象とされる複数画素のうち、上記所定数K以上連続してインク滴を吐出させない画素に続き、かつ当該ノズルによるインク滴吐出の対象とされる駆動波形変更候補画素を判定する（Ｓ３）。

ここで、判定回路１２０の概略構成を、図１０を用いて説明する。なお、図１０には、1画素分の回路を示している。判定回路１２０は、非吐出数カウンタ１２１と、階調データレジスタR0と、駆動波形判定回路１２２とを備える。

Ｓ３の処理では、非吐出数カウンタ１２１は、画像参照バッファ１２４１に格納された画像データについて、インクジェットヘッド２２内の同一のノズル２４により順次記録の対象とされる複数画素のうち、当該ノズル２４によるインク滴吐出の対象とされない画素が連続する数を計測する。

そして、階調データレジスタR0は、上記ノズル２４により今回記録の対象とされる画素の階調データが、判定回路１２０により画像参照バッファ１２４１から読み込まれて格納される。

駆動波形判定回路１２２は、非吐出数カウンタ１２１のカウント値及び階調データレジスタR0に格納されている階調値に基づいて、上記ノズル２４により今回記録の対象とされる画素の駆動波形を変更するか否かを判定する。すなわち、駆動波形判定回路１２２は、非吐出数カウンタ１２１のカウント値≧K and R0＞0（階調データ）の条件が満たされているときは、今回記録の対象とされる画素（階調データレジスタR0に階調データが格納されている画素）を、上記所定数K以上連続してインク滴を吐出させない画素に続く直ぐ後の画素であり、且つ当該ノズル２４によるインク滴吐出の対象とされる駆動波形変更候補画素として判定し、その判定結果を「真」として駆動波形選択回路１２３に出力する。

駆動波形選択回路１２３は、判定回路１２０の判定結果が「真」であるかを判断し（Ｓ４）、判定回路１２０の判定結果が「真」である場合は（Ｓ４でＹＥＳ）、図９の真理表に従って、対応する画素（上記今回記録の対象とされる画素）のインク吐出に用いる駆動波形を第２駆動波形とする（Ｓ５，具体的には当該画素に対してフラグ“1”を立てる。当該画素の階調に応じて用意された本来の駆動波形を、当該画素の階調に応じて用意された別個の第２駆動波形に変更することを示す。）。

なお、駆動波形選択回路１２３は、判定回路１２０の判定結果が「偽」である場合は（Ｓ４でＮＯ）、図９の真理表に従って、対応する画素（上記今回記録の対象とされる画素）のインク吐出に用いる駆動波形を第１駆動波形とする（Ｓ５，具体的には当該画素に対してフラグ“1”を立てない。当該画素の階調に応じて用意された本来の駆動波形を変更しないことを示す。）。

駆動波形選択回路１２３は、上記変更処理により生成した、第１印字データ（ｉ）を構成する各画素について上記第１駆動波形又は第２駆動波形のいずれを用いるかを示す情報からなる駆動波形選択データ（ｉｉ）を駆動波形選択データ記憶用バッファ１２４２に格納する（Ｓ６）。

駆動波形選択データ（ｉｉ）は、例えば、図７に示すように、各画素について、当該画素の階調に応じてインク吐出に用いられる本来の駆動波形である第１駆動波形を維持することを示す“0”（上記フラグが立てられていないことを示す）、又は、当該画素の階調に応じてインク吐出に用いられる本来の駆動波形を別個の第２駆動波形に変更することを示す“1”（上記フラグが立っていることを示す）で表現される。

ヘッド駆動部２１は、画像参照バッファ１２４１に格納された第１印字データ（ｉ）と、駆動波形選択データ記憶用バッファ１２４２に格納された駆動波形選択データ（ｉｉ）とに基づいて、インクジェットヘッド２２を駆動する（Ｓ７）。

当該ヘッド駆動部２１によるインクジェットヘッド２２の駆動を説明する。ヘッド駆動部２１は、プリント対象の画像データを構成する１つの画素に対して、各画素の階調値に応じて、本実施形態では、予め定められた複数回数まで（ヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を0〜4回）、インク吐出を行わせることが可能とされている。１画素に対してインク吐出を何回行わせるかの選択を、画像参照バッファ１２４１に格納されている第１印字データ（ｉ）を参照し、当該第１印字データ（ｉ）、すなわち、プリント対象の画像データを構成する各画素が示す階調値に応じて、公知の方法によりヘッド駆動部２１が行う。なお、ヘッド駆動部２１は、第１印字データ（ｉ）が示す画素の階調が「0」の場合、１画素に対してインク吐出0回を選択する。

そして、ヘッド駆動部２１は、各画素の階調値に応じて当該１画素に対するインク吐出の回数を決定すると、駆動パルス発生部２１ａが、当該決定されたインク吐出回数に対応する第１駆動波形（１）及び第２駆動波形（２）を発生させる。

セレクタ２１ｂは、上記データ加工部１２から送られてくる各画素毎の駆動波形選択データ（ｉｉ）が“0”又は“1”のいずれを示しているかに応じて、第１駆動波形（１）又は第２駆動波形（２）のいずれかを選択し、選択した駆動波形の駆動電圧をヘッド２２の圧電素子２２ａに印加する。なお、第１印字データ（ｉ）が示す画素の階調が「0」であって、当該画素についての駆動波形選択データ（ｉｉ）が“0”を示す場合、ヘッド駆動部２１は、第１印字データ（ｉ）に従って１画素に対してインク吐出0回を選択し、駆動パルス発生部２１ａが、当該インク吐出0回に対応するインクを吐出しない駆動波形（駆動電圧をノズルの圧電素子に印加しない）を第１駆動波形（１）として発生させ、セレクタ２１ｂが駆動波形選択データ（ｉｉ）の“0”に応じて当該第１駆動波形（１）を選択するので、インク吐出は行われない。

データ加工部１２は、画像参照バッファ１２４１に格納されている第１印字データ（ｉ）、すなわち、プリント対象の画像データを構成する全ての画素についてＳ１乃至Ｓ７の処理を行い（Ｓ８でＮＯ）、当該全ての画素についてＳ１乃至Ｓ７の処理を終了すると（Ｓ８でＹＥＳ）、当該駆動波形変更処理を終了する。なお、上記処理は、主走査方向に並ぶ全てのノズル２４が記録を担当する画素について行われる。

ここで、上記インク吐出回数に対応する第１駆動波形（１）及び第２駆動波形（２）について説明する。図１１は１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を１回行わせる場合の第１及び第２駆動波形を示す図、図１２は１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を２回行わせる場合の第１及び第２駆動波形を示す図、図１３は１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を３回行わせる場合の第１及び第２駆動波形を示す図、図１４は１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を４回行わせる場合の第１及び第２駆動波形を示す図である。

ヘッド駆動部２１は、プリント対象の画像データを構成する１つの画素に対して、本実施形態では、予め定められた複数回数まで（ヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を0〜4回）、インク吐出を行わせることが可能とされている。１画素に対してインク吐出を何回行わせるかの選択は、第１印字データ（ｉ）、すなわち、プリント対象の画像データを構成する各画素が示す階調値に応じて、公知の方法によりヘッド駆動部２１が行う。

上述した第１駆動波形及び第２駆動波形は、１画素に対してインク吐出が行われる上記予め定められた複数回数毎に予め定められて用意されており、駆動パルス発生部２１ａに記憶されている。

第１駆動波形は、プリント対象となる画像データを構成する画素の階調毎に予め定められた通常のインク吐出時に用いられる波形である。第１駆動波形は、インク滴を吐出させる第１駆動信号を、予め定められた第１の時間間隔毎に、当該画素が示す本来の多値階調に応じた回数分だけ印加する波形である。

例えば、図１１に示すように、１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を１回行わせる場合、第１駆動波形として、第１回目の第１駆動信号は、駆動電源の電圧からパルス幅Ｔ1（7μs）の間グランド(0V)になって駆動電源の電圧に戻るものが用意されている。

例えば、図１２に示すように、１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を２回行わせる場合、第１駆動波形として、第１回目の第１駆動信号は、駆動電源の電圧からパルス幅Ｔ1（7μs）の間グランド(0V)になって駆動電源の電圧に戻り、第１の時間間隔（10μs）経過後に第２回目の第１駆動信号が出力されるものが用意されている。

また、例えば、図１３に示すように、１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を３回行わせる場合、第１駆動波形として、第１回目の第１駆動信号は、駆動電源の電圧からパルス幅Ｔ1（7μs）の間グランド(0V)になって駆動電源の電圧に戻り、第１の時間間隔（10μs）経過後に第２回目の第１駆動信号が出力され、第１の時間間隔（7μs）経過後に第３回目の第１駆動信号が出力されるものが用意されている。

例えば、図１４に示すように、１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を４回行わせる場合、第１駆動波形として、第１回目の第１駆動信号は、駆動電源の電圧からパルス幅Ｔ1（7μs）の間グランド(0V)になって駆動電源の電圧に戻り、第１の時間間隔（10μs）経過後に第２回目の第１駆動信号が出力され、第１の時間間隔（7μs）経過後に第３回目の第１駆動信号が出力され、さらに、第１の時間間隔（7μs）経過後に第４回目の第１駆動信号が出力されるものが用意されている。

一方、第２駆動波形は、ノズル内のメニスカスを揺動させてインク滴を吐出させることが可能となるように予め定められた駆動波形であって第１駆動波形とは異なる波形からなる。第２駆動波形は、メニスカス揺動及びインク滴吐出が可能な予め定められた位相幅を有する第２駆動信号を、上記第１駆動波形の第１の時間間隔よりも短い予め定められた第２の時間間隔毎に、当該画素が示す本来の多値階調に応じた回数分だけ印加する波形である。

更には、第２駆動波形は、以下の図１１乃至図１４に示すように、第２回目の第２駆動信号までの時間間隔（第２の時間間隔）は、１画素に対する直前の第２駆動信号印加でのノズルによるインク吐出で当該加圧室内に発生した圧力波の位相に、当該画素に対して次に行うインク吐出のタイミングを合致させた時間間隔とされていることが好ましい。

例えば、図１１に示すように、１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を１回行わせる場合、第２駆動波形として、第１回目の第２駆動信号は、駆動電源の電圧からパルス幅Ｔ1（5μs）の間グランド(0V)になって駆動電源の電圧に戻ものが用意されている。

例えば、図１２に示すように、１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を２回行わせる場合、第２駆動波形として、第１回目の第２駆動信号は、駆動電源の電圧からパルス幅Ｔ1（5μs）の間グランド(0V)になって駆動電源の電圧に戻り、第２の時間間隔（5μs）経過後に第２回目の第１駆動信号が出力されるものが用意されている。

また、例えば、図１３に示すように、１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を３回行わせる場合、第２駆動波形として、第１回目の第２駆動信号は、駆動電源の電圧からパルス幅Ｔ1（5μs）の間グランド(0V)になって駆動電源の電圧に戻り、第２の時間間隔（5μs）経過後に第２回目の第２駆動信号が出力され、第２の時間間隔（5μs）経過後に第３回目の第２駆動信号が出力されるものが用意されている。

さらに、例えば、図１４に示すように、１画素に対してヘッド駆動部２１がヘッド２２のノズルによりインク吐出を４回行わせる場合、第２駆動波形として、第１回目の第２駆動信号は、駆動電源の電圧からパルス幅Ｔ1（5μs）の間グランド(0V)になって駆動電源の電圧に戻り、第１の時間間隔（5μs）経過後に第２回目の第２駆動信号が出力され、第１の時間間隔（5μs）経過後に第３回目の第２駆動信号が出力され、さらに、第１の時間間隔（5μs）経過後に第４回目の第２駆動信号が出力されるものが用意されている。

すなわち、第１駆動波形としては、インク吐出速度が第２駆動波形より遅いパルス幅T1を使用し、第２駆動波形としては、インク吐出速度が最も速くなるパルス幅Ｔ2を使用するものとされる。さらに、第２駆動波形としては、第２回目の第２駆動信号までの時間間隔（第２の時間間隔）が、第１駆動波形における第２回目の第１駆動信号までの時間間隔よりも短いものとされ、更には、第２回目の第２駆動信号までの時間間隔（第２の時間間隔）は、１画素に対する直前の第２駆動信号印加でのノズルによるインク吐出で当該加圧室内に発生した圧力波の位相に、当該画素に対して次に行うインク吐出のタイミングを合致させた時間間隔であることが好ましいとされている。これにより、第２駆動波形は、第１駆動波形より強くメニスカスを振動させることが可能である。第２駆動波形は、このように第１駆動波形より強くメニスカスを振動させる（メニスカスを揺動させる）ことで、さほど印刷品質を低下させずに、インク粘度の増加による目詰まりを防止できる。

なお、第２駆動波形、第２駆動信号は、図１１乃至図１４の波形に限定されるものではなく、ノズル２４内のメニスカス面Ｍを揺動させ、かつインク滴を吐出させるものであればよい。

図１５（ａ）は、仮に図６の第１印字データ（ｉ）に基づいてセレクタ２１ｂが駆動パルスを選択するとしたときのヘッド２２の動作を示す図面であり、図１５（ｂ）は、図７の駆動波形選択データ（ｉｉ）に基づいてセレクタ２１ｂが選択した駆動パルスによるヘッド２２の動作を示す図面である。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）において、丸はそれぞれ図６及び図７の画素に対応する。また、黒丸（●）はインク滴が吐出される画素を示し、一重丸（○）は、インク滴の吐出もメニスカス面Ｍの揺動も行われない画素を示し、二重丸（◎）は黒丸より強くメニスカスを振動させインク滴が吐出される画素を示す。

セレクタ２１ｂが上述したように駆動波形選択データ（ｉｉ）に基づいて駆動パルスを選択すると、図１５（ｂ）に示すように、列方向において、所定数K以上（ここでは7）の一重丸（○）が続いた後は二重丸（◎）となる。

例えば、描画しない画素について、全くメニスカス面Ｍを揺動させなければ、ノズル２４内ではインクの粘度が増加し、吐出不良が起きる。ここで、当該インク吐出不良を防ぐために、例えば、インクを吐出させずにメニスカス面Ｍを揺動させることが可能な駆動波形を用いてメニスカス面Ｍを揺動させたとすると、これにより発生するノズル内流速の振動が充分に小さくなる前に、次の画素に対して、インク吐出を行わせるために第１駆動波形による印加が行われると、所望の大きさのインク滴を安定に形成することができず、吐出不良が起きる、或いは、ノズルの圧電素子の駆動回数が増加してしまい、インクジェットヘッドの寿命が短くなるという問題がある。

これに対して、本実施形態の画像形成装置１では、上述したとおり、インク吐出を行う画素の前の画素に対しては、メニスカス面Ｍを揺動させる駆動波形による印加は行わず、所定数K以上インク吐出を行わない画素が続いた後にインク吐出を行う画素に対して上記第２駆動波形による印加を行い、メニスカス面Ｍを揺動させてノズル内のインクを振動させつつインクを吐出する（図１５（ｂ））。よって、画像形成装置１では、上記吐出不良等の問題は起こりにくくなる。

なお、上記画像処理装置１０内の各ブロックは、ハードウェアロジックによって実現されてもよいし、コンピュータを用いてソフトウェアによって実現されてもよい。ソフトウェアによって実現される場合、画像処理装置１０は、ＣＰＵ（central processing unit
）、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）等を備え、各ブロックは、ＣＰＵがＲＯＭから読み出したプログラムをＲＡＭ上で展開することで実現される。すなわち、コンピュータをデータ加工部１２として機能させるプログラムによっても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上の実施形態では、本発明の目的を画像形成装置１という一つの装置にて達成するものとしたが、これ以外にも、画像処理装置１０の機能を果たす装置と、この装置とは別に画像形成部２０の機能を果たす装置とを備える画像形成システムも、本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 画像形成装置
１０ 画像処理装置
１２ データ加工部
１２０ 判定回路
１２１ 非吐出数カウンタ
１２２ 駆動波形判定回路
１２３ 駆動波形選択回路
１２４ 内部ＲＡＭ
１２４１ 画像参照バッファ
１２４２ 駆動波形選択データ記憶用バッファ
２０ 画像形成部
２１ ヘッド駆動部
２１ａ 駆動パルス発生部
２１ｂ セレクタ
２２ インクジェットヘッド
２２ａ 圧電素子
２３ 吐出面
２３ａ 撥水膜
２４ ノズル
２５ 吐出口
Ｍ メニスカス面
R0 階調データレジスタ

Claims (5)

1. １画素につき予め定められた複数回のインク吐出を行って記録媒体上に各画素の記録を行うインクジェット方式の画像形成装置でプリント対象とされる画像データに対して画像処理を行う画像処理装置であって、
   前記画像データを一時的に格納する画像参照バッファ及び駆動波形選択データ記憶用バッファと、
   前記画像参照バッファに格納された画像データについて、インクジェットヘッド内の同一のノズルにより順次記録の対象とされる複数画素のうち、インク滴を吐出させない画素が予め定められた数以上連続した後に続き、かつ当該ノズルによるインク滴吐出の対象となる画素である駆動波形変更候補画素を判定する判定回路と、
   前記画像参照バッファに格納された画像データについて、上記各ノズルに対応する圧電素子に対し、前記判定回路によって駆動波形変更候補画素として判定されない画素については、前記画像データを構成する画素の階調に応じたインク吐出回数毎に予め定められた通常インク吐出用の第１駆動波形の印加とし、前記判定回路によって判定された駆動波形変更候補画素については、前記ノズル内のメニスカスを揺動させてインク滴を吐出させる予め定められた第２駆動波形の印加とすることを示す駆動波形選択データを前記駆動波形選択データ記憶用バッファに格納する駆動波形選択回路と
   を備える画像処理装置。
2. １画素につき前記複数回のインク吐出を行って記録媒体上に各画素の記録を行う複数のノズル、各ノズルに連通して内部にインクを収容可能な複数の加圧室、及び、各加圧室内のインクに圧力をかけて上記ノズルから上記インク滴を吐出させる複数の圧電素子を有するインクジェットヘッドと、
   請求項１に記載の画像処理装置と、
   前記画像参照バッファに格納された画像データを構成する各画素に対応するそれぞれのノズルの圧電素子に対して、前記駆動波形選択データ記憶用バッファに格納された駆動波形選択データが示す前記第１駆動波形又は第２駆動波形を印加する駆動信号印加部と
   を備える画像形成装置。
3. 前記第１駆動波形は、インク滴を吐出させる第１駆動信号を予め定められた第１の時間間隔で前記複数回印加する波形とされ、前記第２駆動波形は、前記メニスカス揺動及びインク滴吐出が可能な第２駆動信号を、前記第１の時間間隔よりも短い予め定められた第２の時間間隔で前記複数回印加する波形とされている請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２の時間間隔は、１画素に対する前記複数回のインク吐出であって前記第２駆動信号印加での前記ノズルによるインク吐出で当該加圧室内に発生した圧力波の位相に、当該画素に対して次に行うインク吐出のタイミングを合致させた時間間隔とされている請求項３に記載の画像形成装置。
5. １画素につき予め定められた複数回のインク吐出を行って記録媒体上に各画素の記録を行う複数のノズル、各ノズルに連通し、内部にインクを収容可能な複数の加圧室、及び、各加圧室内のインクに圧力をかけて上記ノズルから上記インク滴を吐出させる複数の圧電素子を有するインクジェットヘッドと、
   上記ノズルに対応する各圧電素子に対して、プリント対象とされる画像データを構成する画素であって、インクジェットヘッド内の同一のノズルにより順次記録の対象とされる複数画素のうち、インク滴吐出の対象とされる画素については、当該画像データを構成する画素の階調に応じたインク吐出回数毎に予め定められた通常インク吐出用の第１駆動波形であって、インク滴を吐出させる第１駆動信号を予め定められた第１の時間間隔で前記複数回印加する波形を印加し、インク滴を吐出させない画素が予め定められた数以上連続した後に続き、かつ当該ノズルによるインク滴吐出の対象とされる画素については、前記メニスカス揺動及びインク滴吐出が可能な第２駆動信号を、前記第１の時間間隔よりも短い予め定められた第２の時間間隔で前記複数回印加する第２駆動波形を印加する駆動信号印加部と、
   を備える画像形成装置。

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