JP2012121175A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク吐出量の偏りを低減する。
【解決手段】副走査方向に並ぶ複数のノズルからなるノズル列を有するインクジェット式の記録ヘッドと、各ノズルからの吐出量を計測する計測手段と、主走査方向における記録ヘッドの一度の走査によって記録される画像データのうち、主走査方向の全てにおいて滴無しデータである空白領域を副走査方向の上端及び下端から検出する検出手段と、画像データから検出手段により検出された空白領域を除いた記録画像データの副走査方向のサイズ及び前記計測手段により計測された各ノズルの吐出量に基づいて、記録画像データの記録に用いるノズル群を選択する選択手段と、選択手段により選択されたノズル群の位置に応じて、記録媒体を副走査方向に搬送する搬送手段と、記録画像データに基づいて、選択手段により選択されたノズル群内のノズルにインクを吐出させる吐出手段と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェット方式の画像形成装置に関する。

従来からインクジェット方式の記録ヘッドを備えた画像形成装置は、比較的安価に構成できる事から、個人・業務用を問わず、様々なユーザに使用されている。この画像形成装置は、はがきの宛名印刷や、設計図面、伝票の印刷など、長時間の繰り返し印刷に使用されることも多い。そのため、印刷中に記録ヘッドの性能を長期間保つ事が重要視されている。

また、インクジェット方式の画像形成装置は、記録ヘッドの性能が発揮できなくなれば記録ヘッドの交換作業が必要となる。交換作業によって印刷が中断される機会が増えることは、ユーザにとって好ましくない。インクジェット式の記録ヘッドの寿命は、ノズルのインク吐出回数に依存することから、インク吐出の多いノズルが特定のノズルに集中すると、それらのノズルは短期間で寿命を迎え、性能が発揮できなくなる。特定のノズルの寿命が短くなると、ひいては記録ヘッドの性能を落とすことを意味し、記録ヘッドの性能を充分な期間保つことができない。

この問題に対し、記録ヘッドの長寿命化を実現しようとする技術が既に知られている。例えば、特許文献１（特開2005-81707号公報）には、ラインヘッド型記録ヘッドの長寿命化の目的で、専用の機構を用いて記録ヘッドを順次主走査方向へずらして異なるノズルの組み合わせで画像を記録する技術が開示されている。

しかし、従来技術のインクジェット方式の画像形成装置におけるライン型記録ヘッドの性能を保つ技術では、記録ヘッドを主走査方向にずらせる範囲が、記録ヘッドのノズル列の主走査幅と、画像記録領域の主走査幅の差分に限定されていた。よって、記録する画像データの主走査方向先端側、後端側が、上記差分以上の空白（滴なし）データである場合、主走査方向先端側、後端側に画像記録中にインクを吐出することができないノズルが生じ、インク吐出量の偏りを充分に低減できない。

この技術を、記録ヘッドを主走査方向に走査して画像を記録する画像形成装置に置き換えた場合、記録ヘッドを副走査方向にずらして画像記録を行うことを考える。この場合においても、記録ヘッドを副走査方向にずらせる範囲が、記録ヘッドのノズル列の副走査幅と、画像記録領域の副走査幅の差分に限定される。よって、記録する画像データの副走査方向先端側、後端側が差分以上の空白データである場合、副走査方向先端側、後端側に画像記録中にインクを吐出することができないノズルが生じ、インク吐出量の偏りを充分に低減することができないという問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、インク吐出量の偏りをより低減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一観点における画像形成装置は、副走査方向に並ぶ複数のノズルからなるノズル列を有するインクジェット式の記録ヘッドと、各ノズルからの吐出量を計測する計測手段と、主走査方向における前記記録ヘッドの一度の走査によって記録される画像データのうち、主走査方向の全てにおいて滴無しデータである空白領域を副走査方向の上端及び下端から検出する検出手段と、前記画像データから前記検出手段により検出された空白領域を除いた記録画像データの副走査方向のサイズ及び前記計測手段により計測された各ノズルの吐出量に基づいて、前記記録画像データの記録に用いるノズル群を選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたノズル群の位置に応じて、記録媒体を副走査方向に搬送する搬送手段と、前記記録画像データに基づいて、前記選択手段により選択されたノズル群内のノズルにインクを吐出させる吐出手段と、を備える。

本発明によれば、インク吐出量の偏りをより低減することができる。

実施例におけるインクジェット方式の記録ヘッドを備えた画像形成装置の概略構成例を示す図。 画像形成に関する機構の構成の一例を示す図。 記録ヘッドの一例を示す図。 実施例１における画像形成装置の制御に関する構成の一例を示すブロック図。 実施例１における印刷処理の一例を示すフローチャート。 記録ヘッドと記録紙の相対位置（その１）を示す図。 記録ヘッドと記録紙の相対位置（その２）を示す図 記録ヘッドのノズル番号の一例を示す図。 実施例１における吐出ノズル選択処理の一例を示すフローチャート。 使用するノズルのパターンの一例を示す図。 実施例１におけるノズル選択の具体例を説明するための図。 従来技術における各ノズルのインク吐出量の一例を示す図。 実施例１における各ノズルのインク吐出量の一例を示す図。 実施例２における画像形成装置の制御に関する構成の一例を示すブロック図。 実施例２における吐出ノズル選択処理の一例を示すフローチャート。 実施例２におけるノズル選択の具体例を説明するための図。 加算後の積算インク吐出量Ａｍ'を示す図。 実施例２における各ノズルのインク吐出量の一例を示す図。 記録ヘッドと、記録ヘッドが１走査で記録する画像記録領域について示した図。

以下、添付図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
＜構成＞
（全体構成）
図１は、実施例１におけるインクジェット方式の記録ヘッドを備えた画像形成装置１００の概略構成例を示す図である。

画像形成装置１００は、カッター１、搬送ローラ２、空気吸引装置３、キャリッジ４、記録ヘッド５、ガイドロット６、プラテン７、キャリッジモータ８、紙送りモータ９、モータ制御部１０、記録紙（記録媒体）１１を含む。

記録紙１１は、ロール状に巻かれた紙の筒である。搬送ローラ２は、記録紙１１を副走査方向に搬送する。副走査方向は、Ｙ方向である。搬送ローラ２は、紙送りモータ９の駆動により回転する。紙送りモータ９は、モータ制御部１０により制御される。

プラテン７は、搬送ローラ２により搬送された記録紙１１を支持する。空気吸引装置３は、プラテン７の下部に設けられ、プラテン７上に空けられた空気穴より空気を吸引する。これにより、記録紙１１は、たわむことなくプラテン７上を搬送される。

キャリッジ４は、記録紙１１が一定量搬送されると、主走査方向に走査される。主走査方向は、Ｘ方向である。ガイドロット６は、キャリッジ４を支持する。キャリッジ４は、記録ヘッド５を支持する。キャリッジ４は、キャリッジモータ８により主走査方向に駆動する。キャリッジモータ８は、モータ制御部１０により制御される。

モータ制御部１０は、キャリッジモータ８及び紙送りモータ９を制御する。キャリッジ４が主走査方向に走査すると同時に、記録ヘッド５に備えられた複数のノズルからインクが吐出され、記録紙１１上に画像を形成する。この記録紙１１の搬送と、キャリッジ４の走査を繰り返して画像形成を実現する。

記録紙１１へ画像形成するべきデータが無くなると、画像形成動作を終了する。記録紙１１は、カッター１によって裁断され、後段の搬送ローラ２によって排出される。

なお、図１に示すインクジェット方式以外に、Ａ３やＢ５などの記録紙を紙送り機構に配置する一般的なインクジェット方式の画像形成装置にも、本発明は適用できることは言うまでもない。

（画像形成に関する機構の構成）
図２は、画像形成に関する機構の構成の一例を示す図である。図２に示すように、キャリッジ４は、ガイドロッド６によって支持され、キャリッジ４が主走査方向（Ｘ方向）に移動する。キャリッジ４は、移動しながら複数の記録ヘッド５を用いて記録紙１１に微少なインク滴を吐出することで、画像形成を行う。

記録紙１１は、プラテン７に支えられ、画像形成動作の開始時に副走査方向（Y方向）へと搬送される。記録紙１１の搬送と、キャリッジ４の移動を繰り返し、画像形成動作を実現する。

（記録ヘッド）
図３は、記録ヘッドの一例を示す図である。記録ヘッド５は、複数のノズル１２を有する。ノズル１２は、キャリッジ４の移動方向（主走査方向：Ｘ方向）に対して垂直な方向（副走査方向：Ｙ方向）に並び、ノズル列を形成している。

ｎ１，ｎ３，ｎ５，・・・，ｎ１９で構成されるノズル列と、ｎ２，ｎ４，ｎ６，・・・，ｎ２０で構成されるノズル列は、同色、もしくは異色のインクを吐出する事ができ、図２に示すように、キャリッジ４内に複数個配置された各記録ヘッド５の各ノズル１２列からインクが吐出されることで、記録紙１１上に画像を形成する。

（制御に関する構成）
次に、画像形成装置１００の制御に関する構成について説明する。図４は、実施例１における画像形成装置１００の制御に関する構成の一例を示すブロック図である。画像形成装置１００は、画像処理部１０１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、画像形成部１０３を有する。ＣＰＵ１０２は、外部の情報処理装置内部にあってもよい。

画像処理部１０１は、ヘッド構成に合わせた画像データの変換処理を行い、例えば、一つの基板上に実装されうる。画像形成部１０３は、記録ヘッド５に画像データを出力し、記録紙１１の搬送、キャリッジ４の移動を制御し、例えば、一つの基板上に実装されうる。

画像処理部１０１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１１、第１画像データ変換部１１２、第２画像データ変換部１１３、不吐領域検出部１１４、インターフェース１１５、計測部１１６、吐出ノズル選択部１１７を含む。

ＲＡＭ１１１は、記憶手段であり、多値の画像データや、１スキャン分の画像単位に変換された画像データ等を記憶する。

第１画像データ変換部１１２は、ＲＡＭ１１１に記憶される多値の画像データを、小値の画像データに変換する。多値の画像データは、吐出する滴の種類に等しい階調数に変換される。インターフェース１１５は、ＣＰＵ１０２や画像形成部１０３と通信を行なう。

第２画像データ変換部１１３は、インターフェース１１５を介してＣＰＵ１０２により与えられた印刷モードに応じて、一度のヘッド走査（１スキャン）で出力する画像単位に小値の画像データを変換する。変換された画像データはＲＡＭ１１１に記憶される。

不吐領域検出部１１４は、1スキャン分の画像単位に変換された画像データ中の、副走査方向先端側、および後端側の、主走査方向全領域における滴なしデータが格納されている範囲の検出を行う。この滴なしデータを空白領域という。不吐領域検出部１１４は、この検出結果によって画像形成を行うのに必要な連続ノズルの数を決定し、決定した連続ノズル数を吐出ノズル選択部１１７に出力する。

計測部１１６は、記録ヘッド５の各ノズルから吐出された吐出量をノズル毎に計測する。また、計測部１１６は、計測した吐出量をノズル毎に積算し、積算値を記憶する。計測される吐出量は、例えば、インク滴数である。各ノズルの吐出量は、１スキャン分に変換された画像データにより決まる。

吐出ノズル選択部１１７は、1スキャン分の画像データを記録するために使用する連続ノズル（ノズル群）を選択する。例えば、吐出ノズル選択部１１７は、画像データから空白領域を除いた記録画像データの副走査方向のサイズと、計測部１１６により計測された吐出量とに基づいて、記録画像データの記録に用いる連続ノズルを選択する。これにより、各ノズルの吐出量の均一化を図ることができる。

また、吐出ノズル選択部１１７は、計測部１１６により記憶された積算値に基づいて、記録画像データの記録に用いる連続ノズルを選択するようにしてもよい。これにより、今まで吐出した吐出量の積算値に基づくので、各ノズルの吐出量をより均一化させることができる。

また、吐出ノズル選択部１１７は、計測部１１６により記憶された積算値が最小のノズルを含む連続ノズルを選択するようにしてもよい。これにより、各ノズルの吐出量をさらに均一化させることができる。

吐出ノズル選択部１１７は、決定した連続ノズル（ノズル群）で画像形成を行うための記録紙１１の搬送量（紙送り量）を、ＣＰＵ１０２に通知する。

第２画像データ変換部１１３は、使用するノズルの副走査先頭位置に応じて、1スキャン分の変換された画像データを、再度画像変換処理を行う。

ＣＰＵ１０２は、ユーザなどにより設定された印刷モードを画像処理部１０１に通知したり、紙送り量を画像形成部１０３に通知したりする。

画像形成部１０３は、インターフェース１３１を介して画像処理部１０１から画像データを受信し、ＲＡＭ１３３に記録する。

モータ制御部１３４（図１に示すモータ制御部１０）は、ＣＰＵ１０２により通知される紙送り量に応じて、紙送りモータ９を制御する。これにより、記録紙１１は、副走査方向に送られる。

記録ヘッド制御部１３２は、ＲＡＭ１３３に記憶された画像データを、記録ヘッド５に転送し、インクを吐出させる。この画像データの転送と同期して、モータ制御部１３４は、キャリッジモータ８を制御する。これにより、記録ヘッド５を有するキャリッジ４は、主走査方向に移動する。

記録ヘッド５は、記録ヘッド制御部１３２から転送される画像データに応じて、記録紙１１上へとインクを吐出し、画像形成を行う。

紙送りモータ９と搬送ローラ２は、例えば搬送手段として機能する。搬送手段は、吐出ノズル選択部１１７が選択したノズル群の位置に応じて、記録紙１１を副走査方向に搬送する。これは、吐出ノズル選択部１１７が選択したノズル群の位置に応じ、ＣＰＵ１０２により紙送りモータ９が制御され、紙送りモータ９は、搬送ローラ２を駆動して記録紙１１を副走査方向に搬送することで実現できる。

＜動作＞
次に、実施例１における画像形成装置の動作について説明する。図５は、実施例１における印刷処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１で、ＣＰＵ１０２は、画像形成部１０３及び画像処理部１０１に１ページ分の記録サイズを設定する。

ステップＳ１０２で、ＣＰＵ１０２は、画像処理部１０１に印刷モードを設定する。印刷モードは、印刷枚数、印刷色数、解像度等を含んだ設定群である。

ステップＳ１０３で、画像処理部１０１（第１画像データ変換部１１２）は、印刷画像である多値の画像データに画像処理を行い、小値の画像データに変換する。

ステップＳ１０４で、画像処理部１０１（第２画像データ変換部１１３）は、小値の画像データを、次回１スキャンで記録する画像単位に、画像変換処理を行う。

ステップＳ１０５で、画像処理部１０１（不吐領域検出部１１４）は、次回1スキャン分に変換された画像データ中の、副走査方向先端側及び後端側の、主走査方向全領域が滴なしデータである空白領域を検出し、使用ノズル数ｎを決定する（図６，７参照）。

ステップＳ１０６で、画像処理部１０１（吐出ノズル選択部１１７）は、次回の1スキャンでインク吐出に使用するノズルを選択し、選択されたノズルに応じた紙送り量をＣＰＵ１０２に通知する。

ステップＳ１０７で、画像処理部１０１（第２画像データ変換部１１３）は、使用するノズル、記録ヘッド５の構成に応じた画像変換処理を行う。

ステップＳ１０８で、画像処理部１０１（計測部１１６）は、各ノズルから吐出された吐出量（例えばインク滴数）をノズル毎に計測する。

ステップＳ１０９で、画像形成部１０３（モータ制御部１３４）は、ＣＰＵ１０２より通知された紙送り量に応じて紙送りモータ９を制御し、記録紙１１を搬送させる。

ステップＳ１１０で、画像処理部１０１は、変換処理後の画像データを1スキャン分、画像形成部１０３に転送する。画像形成部１０３は、画像データを記録ヘッド５に出力させ、キャリッジモータ８を制御してキャリッジ４を移動させ、１スキャン分の画像データを記録紙１１上へ印刷する。

ステップＳ１１１で、画像処理部１０１は、設定された記録サイズ分の印刷が終了していなければ、Ｓ１０３へ戻り、終了していれば画像形成を終了する。

これにより、画像処理部１０１が、画像データに基づきインク吐出に使用するノズル数および、ノズル位置を決定すること、そして決定されたノズル位置に応じた紙送り量を求めることができる。画像形成部１０３は、画像処理部１０１により決められた紙送り量だけ紙送りを行う。

（記録ヘッドと記録紙の相対位置）
図６は、記録ヘッドと記録紙の相対位置（その１）を示す図である。記録ヘッド５を用いて１走査分の画像データ２１を記録紙１１に記録（画像形成）する場合を考える。このとき、１走査分の画像データ２１の記録領域の副走査方向（Ｙ方向）のサイズ（以下、副走査サイズともいう）が、記録ヘッド５の全ノズルが存在する領域未満である場合、記録紙１１に対する記録ヘッド５の相対位置は一意に決めることができない。

図６に示した例では、記録ヘッド５の全ノズル数は２６であるのに対し、画像データ２１の記録領域の副走査サイズは、記録ヘッド５の２３ノズル相当分である。よって、画像形成に使用するノズル数ｎｒは、２３である。この場合、記録紙１１に対する記録ヘッド５の位置は、図６に示す（１）〜（４）のいずれかのパターンの位置で画像形成を行うことが可能である。
（１） 副走査方向上端３ノズルを不吐出ノズルにするパターン
（２） 副走査方向上端２ノズル、副走査方向下端１ノズルを不吐出ノズルにするパターン
（３） 副走査方向上端１ノズル、副走査方向下端２ノズルを不吐出ノズルにするパターン
（４） 副走査方向下端３ノズルを不吐出ノズルにするパターン
図７は、実施例１の特長である、インク不吐領域検出を行った場合の、記録ヘッドと記録紙の相対位置（その２）を示す図である。

１走査分の画像データ２１の記録領域における、副走査方向先端側の主走査方向全領域が滴なしデータである空白領域３１と、副走査方向後端側の空白領域３２とが検出される。ここで、空白領域３１、３２を記録領域から除外することで、記録紙１１に対する記録ヘッド５の位置の候補を増やす事ができる。

図７に示す例の場合、記録ヘッド５の全ノズル数は２６であるのに対し、画像データ２１の全記録領域から空白領域３１、３２を除外した領域の副走査サイズは１８ノズル相当である。よって、インク不吐領域検出後の画像形成に使用するノズル数ｎは、１８ノズルである。この場合、記録紙１１に対する記録ヘッド５の位置は、（１）'〜（９）'の位置で画像形成を行う事が可能である。空白領域３１、３２を除外しない場合に比べて、５種類もノズル群のパターンが増えている。

図７に示したインク不吐領域検出は、図５に示した処理のステップＳ１０５で行われ、滴なしの空白領域と使用ノズル数ｎが決まる。その後、ステップＳ１０６の吐出ノズル選択部１１７で使用するノズルの位置が決まる。そして、ステップＳ１０７の画像データ変換２の処理で、画像処理部１０１は、画像変換処理を行う。

画像データ変換処理２は、1走査分の記録領域に記録する画像データ２１中の、インク不吐領域（空白領域）を除いた画像データ（記録画像データ）を、ステップＳ１０６で決まったノズル位置のノズルに対して出力するように画像変換処理を行う。インク不吐領域の除去は、ＲＡＭ１３３に格納されている1走査分の記録領域に記録する画像データ２１の読み出し先アドレスを変更する事などで、画像データ読み出し時に空白領域を読み飛ばして実現する。

（吐出ノズル選択処理）
次に、図５に示すステップＳ１０６の吐出ノズル選択の具体的な処理について説明する。図８は、記録ヘッド２０のノズル番号の一例を示す図である。図９に示す処理では、図８に示す記録ヘッド２０を用いて説明する。

図９は、実施例１における吐出ノズル選択処理の一例を示すフローチャートである。吐出ノズル選択は、次回の１スキャンで使用する記録ヘッド２０のノズル群を決定する処理である。

ステップＳ２０１で、吐出ノズル選択部１１７は、不吐領域検出部１１４によって決定された、インク吐出に使用するノズル数ｎが、記録ヘッド２０の全ノズル数N未満であるか否かを判定する。

使用ノズル数ｎが全ノズル数N未満ではない時、すなわちｎ＝Nの場合（ステップＳ２０１−ＮＯ）ステップＳ２１１に進む。使用ノズル数ｎが全ノズル数Ｎ未満である場合（ステップＳ２０１−ＹＥＳ）ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２で、吐出ノズル選択部１１７は、計測部１１６によりノズル毎に積算されたインク滴数が最小のノズルを検索する。吐出ノズル選択部１１７は、図５に示すステップＳ１０８で計測されたノズル毎のインク滴数の積算値を計測部１１６から取得し、この積算値が最小のノズルのノズル番号をＸとする。

ステップＳ２０３で、吐出ノズル選択部１１７は、ノズル番号Ｘが、使用ノズル数ｎに等しいかを判定する。ノズル番号Ｘが使用ノズル数ｎに等しければ（ステップＳ２０３−ＹＥＳ）ステップＳ２０９に進み、ノズル番号Ｘが使用ノズル数ｎに等しくなければ（ステップＳ２０３−ＮＯ）ステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４で、吐出ノズル選択部１１７は、次の設定を行う。
最上流の使用ノズル番号Ｕｆ＝Ｘ
最下流の使用ノズル番号Ｕｅ＝Ｘ
ここで、ノズル番号が若い方を上流とする。

ステップＳ２０５で、吐出ノズル選択部１１７は、その次にインク滴数の積算値が少ないノズルを検索する。ここで検索されたノズルのノズル番号をＸ'とする。

ステップＳ２０６で、吐出ノズル選択部１１７は、次の条件を満たすかを判定する。
｜Ｕｆ−Ｘ'｜＋１≦ｎ かつ
｜Ｕｅ−Ｘ'｜＋１≦ｎ
つまり、吐出ノズル選択部１１７は、検出されたノズル番号Ｘ'と、最上流使用ノズル番号Ｕｆ、最下流使用ノズル番号Ｕｅとの距離を計算し、これが使用ノズル数ｎ以下であるかどうか判定する。この条件を満たす場合（ステップＳ２０６−ＹＥＳ）ステップＳ２０７に進み、この条件を満たさない場合（ステップＳ２０６−ＮＯ）ステップＳ２０５に戻る。

ステップＳ２０７で、吐出ノズル選択部１１７は、次の設定を行う。
Ｘ'＜Ｕｆ ならば Ｕｆ＝Ｘ'
Ｘ'＞Ｕｅ ならば Ｕｅ＝Ｘ'
つまり、吐出ノズル選択部１１７は、Ｘ'とＵｆを比較し、Ｘ'のほうが上流側のノズルであれば、最上流使用ノズル番号ＵｆをＸ'に更新する。また、吐出ノズル選択部１１７は、Ｘ'とＵｅを比較し、Ｘ'のほうが下流側のノズルであれば、最下流使用ノズル番号ＵｅをＸ'に更新する。

ステップＳ２０８で、吐出ノズル選択部１１７は、次の条件を満たすかを判定する。
Ｕｆ−Ｕｅ＋１＝ｎ
つまり、吐出ノズル選択部１１７は、最上流使用ノズル番号Ｕｆと最下流使用ノズル番号Ｕｅの距離が、使用ノズル数ｎに一致しているかを判定する。この条件を満たす場合（ステップＳ２０８−ＹＥＳ）ステップＳ２１０に進み、この条件を満たさない場合（ステップＳ２０８−ＮＯ）ステップＳ２０５に戻る。

ステップＳ２０９で、吐出ノズル選択部１１７は、ノズル番号１〜Ｘを使用ノズルに決定する。

ステップＳ２１０で、吐出ノズル選択部１１７は、ノズル番号Ｕｆ〜Ｕｅを使用ノズルに決定する。

ステップＳ２１１で、吐出ノズル選択部１１７は、ノズル番号１〜Ｎを使用ノズルに決定する。

ステップＳ２１２で、吐出ノズル選択部１１７は、決定された使用ノズルに応じて紙送り量を決め、ＣＰＵ１０２に通知する。この場合、ノズル番号Ｕｆのノズルが、画像記録領域先端側の位置になるように紙送り量が決定される。

以上の制御処理によって、使用するノズルが決定される。図９に示す処理では、これまでに吐出したノズル毎のインク吐出量に基づいて、インク吐出を行うノズル群を選択することを可能とする。

なお、ステップＳ２０７〜Ｓ２０８の代わりに、吐出ノズル選択部１１７は、簡易的な方法として、ノズル番号ＸとＸ'とを含むノズル群を選択してもよい。また、吐出ノズル選択部１１７は、最も簡易的な方法として、ノズル番号Ｘを少なくとも含むノズル群ｎを選択するようにしてもよい。これにより、積算値が最小のノズルを少なくとも含むノズル群を選択することができる。

（使用するノズル例）
図１０は、使用するノズルのパターンの一例を示す図である。図１０に示す例は、インク不吐出（未使用）となるノズル数が最大５ノズル（Ｎ−ｎ＝５）生じる場合に、使用ノズルのパターンを示す。この場合、使用ノズル数ｎに応じて、記録ヘッド２０の点線で示した先頭ノズル位置からｎノズルを使用ノズルとする、（１）〜（６）の使用ノズルのパターンが存在する。

図１０に示す（１）パターンは、副走査方向下端５ノズルを使用しない例である。（２）パターンは、副走査方向上端１ノズル、下端４ノズルを使用しない例である。（３）パターンは、副走査方向上端２ノズル、下端３ノズル使用しない例である。（４）パターンは、副走査方向上端３ノズル、下端２ノズル使用しない例である。（５）パターンは、副走査方向上端４ノズル、下端１ノズル使用しない例である。（６）パターンは、副走査方向上端５ノズル使用しない例である。（１）〜（６）パターンが、不吐出ノズル数が５の時の全パターンである。

＜ノズル選択の具体例＞
図１１は、実施例１におけるノズル選択の具体例を説明するための図である。図１１（Ａ）は、インク滴数の定義を示す。図１１に示す例では、大滴、中滴、小滴、の３種類の滴量のインクを打ち分けて記録を行う画像形成装置において、滴量が小滴：中滴：大滴＝１：２：３という関係であるとする。このとき、カウントを簡単化するため、滴量を図１１（Ａ）に示すように、滴なし＝０、小滴＝１、中滴＝２、大滴＝３というように置き換えて、計測部１１６は計測してもよい。

図１１（Ｂ）は、各ノズルで吐出されたインク滴数の積算値（積算吐出インク滴数ともいう）を示す。図１１（Ｂ）に示す例は、図１１（Ａ）に示す例に従って、計測部１１６がノズル毎に計測した例である。

なお、インク滴数は相対的な滴数の差が分かればいいため、図１１（Ｂ）では、カウンタ値の肥大化を防ぐため、インク滴数最小となるノズルの滴数を、各ノズルのインク滴数から減算したものを記録するとする。

図１１（Ｃ）では、具体例で用いる記録ヘッド４０を示す。図１１（Ｃ）に示す記録ヘッド４０は、Ｎ≧２６とする。以下、図１１に示す例を基に、図９のフローに従って使用ノズルを選択する具体例について説明する。

まず、吐出ノズル選択部１１７は、使用ノズル数ｎが全ノズル数Ｎに一致しない（ｎ＝Ｎ−５）ため、積算吐出インク滴数が最小のノズルを検索する。このとき、ノズル番号５のノズルが検出される。よって、吐出ノズル選択部１１７は、ノズル番号Ｘ＝５とする。

次に、吐出ノズル選択部１１７は、ノズル番号Ｘ＝５が、使用ノズル数ｎ＝Ｎ−５に等しくないため、最上流使用ノズル番号Ｕｆ＝５、最下流使用ノズル番号Ｕｅ＝５とする。

次に、吐出ノズル選択部１１７は、ノズル番号Ｘ＝５の次に、積算吐出インク滴数が少ないノズルを検索する。このとき、ノズル番号Ｎ−２のノズルが検出される。よって、吐出ノズル選択部１１７は、Ｘ'＝Ｎ−２とする。

次に、吐出ノズル選択部１１７は、条件式｜Ｕｆ−Ｘ'｜＋１≦ｎ、｜Ｕｅ−Ｘ'｜＋１≦ｎ を満たし、Ｘ'＞５ であるから、ＵｅをＮ−２に更新する。

次に、吐出ノズル選択部１１７は、Ｕｅ−Ｕｆ＋１＝（Ｎ−２）−５＋１＝Ｎ−６がｎ（Ｎ−５）ではないため、再度ノズルを検索する。

次に、吐出ノズル選択部１１７は、ノズル番号Ｎ−２の次に、積算吐出インク滴数が少ないノズルを検索する。このとき、ノズル番号Ｎ−４のノズルが検出される。よって、吐出ノズル選択部１１７は、Ｘ'＝Ｎ−４とする。

次に、吐出ノズル選択部１１７は、条件式｜Ｕｆ−Ｘ'｜＋１≦ｎ，｜Ｕｅ−Ｘ'｜＋１≦ｎを満たすが、Ｘ'＞Ｕｆ、Ｘ'＜Ｕｅであるため、Ｕｆ，Ｕｅの更新は行わない。吐出ノズル選択部１１７は、再度ノズルを検索する。

次に、吐出ノズル選択部１１７は、ノズル番号Ｎ−４の次に、積算吐出インク滴数が少ないノズルを検索する。このとき、ノズル番号Ｎのノズルが検出される。よって、吐出ノズル選択部１１７は、Ｘ'＝Ｎとする。

次に、吐出ノズル選択部１１７は、｜Ｕｆ−Ｘ'｜＋１≦ｎを満たさないため、再度ノズルを検索する。

前述したように、吐出ノズル選択部１１７は、ノズルの検索と、最上流使用ノズル番号、最下流側のノズル番号の更新とを繰り返すと、Ｕｆ＝３、Ｕｅ＝Ｎ−２のときに、条件式Ｕｅ−Ｕｆ＋１＝ｎを満たす。

よって、吐出ノズル選択部１１７は、ノズル番号３〜ノズル番号Ｎ−２を使用ノズルとして選択し、決定する。この使用ノズル群は、図１０に示す（４）のパターンに相当する。

これにより、吐出インク滴数の少ないノズルの使用頻度を上げることができ、各ノズルのインク吐出量の偏りを分散させることが可能となる。図１０、１１では、未使用となるノズルが最大５ノズル生じる場合の例について説明したが、本発明では未使用となるノズル数は限定されず、０〜Ｎの全ての場合に対応して、使用ノズルパターンを選択する事ができる。

＜各ノズルのインク吐出量＞
図１２は、従来技術における各ノズルのインク吐出量の一例を示す図である。図１２（Ａ）に示す記録ヘッド４１を用いて、図１２（Ａ）に示す画像２２を２０回連続して記録を行った。図１２（Ｂ）は、この場合の各ノズルのインク吐出量を表すグラフを示す。

図１２では、１走査分の画像記録領域が記録ヘッド４１の全ノズル数Ｎと等しい副走査サイズである場合の例を示す。この場合、記録紙に対する記録ヘッド４１の副走査方向における相対位置は常に一定であるため、インク吐出量の偏りが大きい（図１２（Ｂ）参照）。

図１３は、実施例１における各ノズルのインク吐出量の一例を示す図である。図１３（Ａ）に示す記録ヘッド４１を用いて、図１３（Ａ）に示す画像２２を２０回連続して記録を行った。図１３（Ｂ）は、この場合の各ノズルのインク吐出量を表すグラフを示す。

図１３では、図７で示したインク不吐領域検出に従って、上端２ラインと下端３ラインの空白領域が、画像記録領域から除外される。図９で説明した使用ノズルの選択処理に従って画像形成を行う場合、例えば、図１０に示す（１）〜（６）に示したパターンのいずれかを選択し、画像形成を行う。前述した実施例１を用いることで、図１３（Ｂ）に示すインク吐出量の偏りが、図１２（Ｂ）に示すインク吐出量の偏りに比べて、大幅に低減していることがわかる。更に記録回数を増やせば、本実施例１の効果がより顕著になることは明らかである。

以上、実施例１によれば、記録紙への画像形成時に、１走査分の画像データ中の、副走査方向上端、下端部の主走査方向全領域が空白（滴なし）領域である領域を検出し、検出された領域を画像記録領域外とし、画像記録領域を副走査方向に狭める。また、前回の記録ヘッド走査による画像形成時のノズル位置から、副走査方向にずらした位置のノズルを用いて画像記録を行う。

これにより、空白領域検出によって画像記録領域を副走査方向に狭めることで、使用するノズル位置をずらせる範囲が広がるので、ノズル間のインク吐出量の偏りを低減することができる。

また、記録ヘッドと記録紙の副走査相対位置をずらす処理を、記録紙の副走査方向の紙送り量を調整する事で実現するので、記録ヘッドと記録紙の副走査相対位置をずらす専用の機構が不要となる。

［実施例２］
次に、実施例２における画像形成装置について説明する。実施例２では、ノズル選択をするのに、各ノズルのインク吐出量の積算値により求められる偏りを用いる。

＜構成＞
実施例２における画像形成装置の全体構成、画像形成に関する機構の構成、記録ヘッドについては実施例１と同様であるため、その説明を省略する。

（制御に関する構成）
図１４は、実施例２における画像形成装置２００の制御に関する構成の一例を示すブロック図である。画像形成装置２００は、画像処理部２０１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、画像形成部１０３を有する。図１４に示す構成で、図４に示す構成と同様のものは同じ符号を付し、その説明を省略する。

画像処理部２０１は、ＲＡＭ１１１、第１画像データ変換部１１２、第２画像データ変換部１１３、不吐領域検出部１１４、インターフェース１１５、計測部１１６、吐出量検出部２０２、吐出ノズル選択部２０３を含む。以下、吐出量検出部２０２と吐出ノズル選択部２０３を主に説明する。

吐出量検出部２０２は、第１画像データ変換部１１２により変換された次回の１スキャン分の画像データのインク吐出量を検出する。１スキャン分の画像データは、副走査画素数ｎラインで構成されている。吐出量検出部２０２は、この画像データのインク吐出量を副走査方向の画素毎に検出する。吐出量検出部２０２は、副走査画素毎に検出したインク吐出量を吐出ノズル選択部２０３に出力する。

吐出ノズル選択部２０３は、各ノズルのインク吐出量の積算値Ａｍに、吐出量検出部２０２で検出されたインク吐出量Ｄを加算する。このとき、吐出ノズル選択部２０３は、ノズル番号Ａ〜Ａ＋ｎ−１のノズルの積算値Ａｍに対して検出されたインク吐出量Ｄを加算する。

吐出ノズル選択部２０３は、加算後の各ノズルの積算値Ａｍ'から標準偏差Ｖ（Ａ）を求める。吐出ノズル選択部２０３は、この処理をＡが１〜Ｎ−ｎ＋１まで行い、標準偏差Ｖ（Ａ）が最小のＶ（ａ）を求める。吐出ノズル選択部２０３は、ノズル番号ａ〜ａ＋ｎ−１のノズルを使用ノズルに決定する。これは、ノズル番号ａ〜ａ＋ｎ−１ノズルを使用した場合、ノズル間のインク吐出量の標準偏差が最も小さいからである。

吐出ノズル選択部２０３は、ノズル番号ａのノズルが、画像記録領域先端側の位置になるよう紙送り量をＣＰＵ１０２に通知する。

＜動作＞
次に、実施例２における画像形成装置の動作について説明する。実施例２における印刷処理の全体フローは、図５に示すフローと同様であるためその説明を省略する。以下では、実施例２における吐出ノズル選択処理について説明する。

（吐出ノズル選択処理）
まず、図１５に示す処理では、図８に示す記録ヘッド２０を用いて説明する。図１５は、実施例２における吐出ノズル選択処理の一例を示すフローチャートである。吐出ノズル選択は、次回の１スキャンで使用する記録ヘッド２０のノズル群を決定する処理である。

ステップＳ３０１で、吐出ノズル選択部２０３は、不吐領域検出部１１４によって決定された、インク吐出に使用するノズル数ｎが、記録ヘッド２０の全ノズル数N未満であるか否かを判定する。

使用ノズル数ｎが全ノズル数N未満ではない時、すなわちｎ＝Nの場合（ステップＳ３０１−ＮＯ）ステップＳ３０２に進む。使用ノズル数ｎが全ノズル数Ｎ未満である場合（ステップＳ２０１−ＹＥＳ）ステップＳ３１１に進む。ステップＳ３０２以降では、吐出ノズル選択部２０３は、最もインク吐出量の偏りの少ないノズル使用パターンを検索する。

ステップＳ３０２で、吐出ノズル選択部２０３は、カウンタ値Ａを１に設定する。ステップＳ３０３で、吐出ノズル選択部２０３は、１〜Ｎノズルのこれまでの積算インク吐出量Ａｍを参照する。インク吐出量は、計測部１１６によって記録されている。

ステップＳ３０４で、吐出量検出部２０２は、次に１スキャンする画像データ（１スキャン画像データともいう）の副走査座標毎にインク吐出量（出力滴数）Ｄを検出する。

ステップＳ３０５で、吐出ノズル選択部２０３は、積算インク吐出量Ａｍに、１スキャン画像データのインク吐出量Ｄを加算した値Ａｍ'を求める。
Ａｍ'（１） ＝Ａｍ（１）
Ａｍ'（２） ＝Ａｍ（２）
・・・
Ａｍ'（Ａ） ＝Ａｍ（Ａ）＋Ｄ（１）
Ａｍ'（Ａ＋１） ＝Ａｍ（Ａ＋１）＋Ｄ（２）
・・・
Ａｍ'（Ａ＋ｎ−１）＝Ａｍ（Ａ＋ｎ−１）＋Ｄ（ｎ）
Ａｍ'（ｎ） ＝Ａｍ（Ａ＋ｎ）
・・・
Ａｍ'（Ｎ） ＝Ａｍ（Ｎ）
ここで、Ａは１〜Ｎ−ｎ＋１である。

ステップＳ３０６で、吐出ノズル選択部２０３は、Ａｍ'（１）〜Ａｍ'（Ｎ）の標準偏差Ｖ（Ａ）を求める。

ステップＳ３０７で、吐出ノズル選択部２０３は、Ａ＞Ｎ−ｎであるかを判定する。ＡがＮ−ｎ以下であれば（ステップＳ３０７−ＹＥＳ）ステップＳ３０９に進み、ＡがＮ−ｎより小さければ（ステップＳ３０７−ＮＯ）ステップＳ３０８に進む。

ステップＳ３０８で、吐出ノズル選択部２０３は、Ａに１を加算する。ステップＳ３０８の処理後はステップＳ３０５に戻る。

ステップＳ３０９で、吐出ノズル選択部２０３は、求めたＶ（１）〜Ｖ（Ｎ−ｎ＋１）の中で、標準偏差が最小のものを選択する。ここでは、最小の標準偏差がＶ（ａ）であったとする。

ステップＳ３１０で、吐出ノズル選択部２０３は、ノズル番号ａ〜ａ＋ｎ−１を使用ノズルに決定する。

ステップＳ３１１で、吐出ノズル選択部２０３は、ノズル番号１〜Ｎを使用ノズルに決定する。

ステップＳ３１２で、吐出ノズル選択部２０３は、決定された使用ノズルに応じて紙送り量を決め、ＣＰＵ１０２に通知する。この場合、ノズル番号ａのノズルが、画像記録領域先端側の位置になるように紙送り量が決定される。

以上の制御処理によって、使用するノズルが決定される。図１５に示す処理では、これまでに吐出したノズル毎のインク吐出量及びこれから吐出する１スキャン画像データのインク吐出量に基づいて、インク吐出を行うノズル群を選択することを可能とする。

＜ノズル選択の具体例＞
図１６は、実施例２におけるノズル選択の具体例を説明するための図である。図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）に示す記録ヘッド４１のノズル１〜２２の、これまでの積算インク吐出量Amを示したものである。

インク不吐領域を除いた1スキャン分の画像データ２３を出力する場合、使用ノズル数ｎは１７で、全ノズル数はＮ（２２）でありｎ＜Ｎとなる。吐出量検出部２０２は、画像データ２３の副走査方向の座標毎に、各ノズルの出力滴数Dを検出する。検出された吐出量（滴数）は、図１６（Ｃ）に示す「滴数」の欄に記載した値とする。

この滴数を、使用ノズルの全組み合わせにおいて、図１６（Ｂ）に示す積算インク吐出量Ａｍに加算する。

図１７は、加算後の積算インク吐出量Ａｍ'を示す図である。図１７に示す例の場合、図１７の（１）〜（６）に示す使用ノズルの組み合わせが存在する。
（１）は、ノズル番号１〜１７のノズルを使用ノズルとする。
（２）は、ノズル番号２〜１８のノズルを使用ノズルとする。
・・・
（６）は、ノズル番号６〜２２のノズルを使用ノズルとする。

各（１）〜（６）で画像データ２３を出力した場合の加算結果Ａｍ'が、図１７の（１）〜（６）に示してある。

吐出ノズル選択部２０３は、標準偏差V（１）〜V（６）を比較し最小を求める。この場合、図１７の（３）を使用して記録を行う場合がインク吐出量の標準偏差が小さくなるため、図１７の（３）の使用ノズルが選択される。

上記動作によって、各ノズルのインク吐出量の偏りを分散させる事が可能となる。実施例２では標準偏差を用いたが、それ以外の方法を用いてインク吐出量の偏りを分散させるようなノズルを選択することも可能である。

＜各ノズルのインク吐出量＞
図１８は、実施例２における各ノズルのインク吐出量の一例を示す図である。図１８（Ａ）に示す記録ヘッド４１を用いて、図１８（Ａ）に示す画像２２を２０回連続して記録を行った。図１８（Ｂ）は、この場合の各ノズルのインク吐出量を表すグラフを示す。

図１８では、図７で示したインク不吐領域検出に従って、上端２ラインと下端３ラインの空白領域が、画像記録領域から除外される。図９で説明した使用ノズルの選択処理に従って画像形成を行う場合、例えば、図１７に示す（１）〜（６）に示した使用ノズルのいずれかを選択し、画像形成を行う。前述した実施例２を用いることで、図１８（Ｂ）に示すインク吐出量の偏りが、図１２（Ｂ）に示すインク吐出量の偏りに比べて、大幅に低減していることがわかる。更に記録回数を増やせば、本実施例２の効果がより顕著になることは明らかである。

以上、実施例２によれば、これまでに吐出したノズル毎のインク吐出量及びこれから吐出する１スキャン画像データのインク吐出量に基づいて、インク吐出を行うノズル群を選択することで、高精度にインク吐出量の均一化を図ることができる。

［変形例］
図１９は、記録ヘッドと、記録ヘッドが１走査で記録する画像記録領域について示した図である。

図１９に示す例では、記録ヘッド４３の副走査幅に対して、１走査で記録できる最大の副走査幅６１を副走査方向に数ノズル分狭めるように、吐出ノズル選択部に対して設定しておく。これにより、最大副走査幅で記録を行う際にも、複数の使用ノズルパターンの中から使用ノズルを選択する事が可能となる。

上記構成で、空白データの領域検出を行う事で、選択可能な使用ノズルパターンの数をさらに増やす事ができ、各ノズルのインク吐出量の偏りを分散させるための、より最適な使用ノズルの選択が可能となる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、実施例以外にも種々の変形・変更が可能である。

４ キャリッジ
５ 記録ヘッド
８ キャリッジモータ
９ 紙送りモータ
１０ モータ制御部
１０１ 画像処理部
１０２ ＣＰＵ
１０３ 画像形成部
１１１ ＲＡＭ
１１２ 第１画像データ変換部
１１３ 第２画像データ変換部
１１４ 不吐領域検出部
１１５ インターフェース
１１６ 計測部
１１７、２０３ 吐出ノズル選択部
１３１ インターフェース
１３２ 記録ヘッド制御部
１３３ ＲＡＭ
１３４ モータ制御部
２０２ 吐出量検出部

特開２００５−８１７０７号公報

Claims (5)

1. 副走査方向に並ぶ複数のノズルからなるノズル列を有するインクジェット式の記録ヘッドと、
   各ノズルからの吐出量を計測する計測手段と、
   主走査方向における前記記録ヘッドの一度の走査によって記録される画像データのうち、主走査方向の全てにおいて滴無しデータである空白領域を副走査方向の上端及び下端から検出する検出手段と、
   前記画像データから前記検出手段により検出された空白領域を除いた記録画像データの副走査方向のサイズ及び前記計測手段により計測された各ノズルの吐出量に基づいて、前記記録画像データの記録に用いるノズル群を選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択されたノズル群の位置に応じて、記録媒体を副走査方向に搬送する搬送手段と、
   前記記録画像データに基づいて、前記選択手段により選択されたノズル群内のノズルにインクを吐出させる吐出手段と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記計測手段は、
   計測した吐出量をノズル毎に積算し、
   前記選択手段は、
   前記記録画像データの記録に用いるノズル群を、前記計測手段により計測された各ノズルの積算値に基づいて選択する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記選択手段は、
   前記積算値が最小のノズルを含むノズル群を選択する請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記記録画像データを記録する際の各ノズルからの吐出量を、インク吐出前に検出する吐出量検出手段をさらに備え、
   前記選択手段は、
   前記計測手段により積算された各ノズルの積算値に、前記吐出量検出手段により検出された各ノズルの吐出量を加算した加算値により算出される偏りが最小になるノズル群を選択する請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記記録ヘッドの副走査方向のノズル領域が、１走査分の副走査方向における画像記録領域よりも大きい請求項1乃至４いずれか一項に記載の画像形成装置。

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