JP3972212B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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１０に示すように、各ノズル５１から吐出された飛翔液滴は帯電するので、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、記録媒体上に偏向して着弾する。

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を行うため、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させている。
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。

特許文献１に開示された記録装置及び記録方法では、特許文献２で指摘されているように、飛翔液滴間で静電反発力の影響がないように分散吐出が行われるので、ノズル固有の着弾位置ズレによって生じるスジムラの視認性は改善されない。

特許文献２に開示された記録装置では、ベタ部に対応する全ノズルを略同時に駆動した場合、不吐ノズルの場合と同様に、静電反発力の影響を利用することにより、以下に述べるように、ノズル固有の着弾位置ズレによって生じるスジムラの視認性は低減されるが、ベタ部の紙搬送方向と略直交する方向（主走査方向）の端部において新たにエッジ品質の低下が発生する場合がある。

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。

図９は、ベタ部１１０に対応する全ノズル５１-1、…、５１-12 を略同時に駆動した場合の印字結果である。

図９において、ノズル５１-1から打滴されたドットを、図９の上から１００-1、１０１-1、１０２-1、…、１０６-1とし、ノズル５１-2から打滴されたドットを、１００-2、１０１-2、１０２-2、…、１０６-2とし、以下同様に、ノズル５１-3、…、ノズル５１-12 から打滴されたドットを、それぞれ１００-3、…、１０６-3、…、１００-12 、…、１０６-12 とする。また、ノズル５１-6は、隣接ノズル５１-7の方向に、ノズル固有の着弾位置ズレが生じているノズル（以下、着弾位置ズレノズルという）とする。

ベタ部１１０に対応する全ノズル５１-1、…、５１-12 を略同時に駆動する場合、各ノズル５１-1、…、５１-12 の飛翔液滴はそれぞれ隣接ノズルの飛翔液滴から静電反発力Ｆを受ける（図１０参照）。ところが、図１１に示すように、隣接する少なくとも３つのノズルが略同時に打滴する場合、真ん中のノズルの飛翔液滴は、両側のノズルの飛翔液滴から静電反発力Ｆを受けるがその影響は相殺されるので、ノズル５１の真下の本来の着弾位置に着弾する。

従って、図９に示すように、ノズル５１-2、…、５１-11 （ノズル５１-6を除く）により形成されたドット列１２０-2、…、１２０-11 （ドット列１２０-6を除く）は、記録媒体の紙搬送方向と略直交する方向（主走査方向）の本来の着弾位置に形成される。

ところで、着弾位置ズレノズル５１-6の飛翔液滴は、両側の隣接ノズル５１-5及び５１-7の飛翔液滴から静電反発力の影響を受けるが、着弾位置ズレ方向にあるノズル５１-7の飛翔液滴との距離の方が短いので、ノズル５１-7の飛翔液滴からの静電反発力の影響がノズル５１-6の飛翔液滴に比べて大きくなる。そのため、着弾位置ズレノズル５１-6により形成されたドット列１２０-6は、主走査方向の本来の着弾位置に戻るようにシフトするので、ドット列１２０-5とドット列１２０-6の間に生ずるスジムラの視認性が軽減される。

一方、ベタ部１１０の主走査方向の端部に対応するノズル５１-1、５１-12 は、それぞれ片側に隣接ノズル５１-2、５１-11 が存在するだけなので、ノズル５１-1によって形成されたドット列１２０-1は、隣接ノズル５１-2により形成されたドット列１２０-2とは反対側にシフトし、ノズル５１-12 により形成されたドット列１２０-12 は、隣接ノズル５１-11 により形成されたドット列１２０-11 側とは反対側にシフトする。この結果、ドット列１２０-1とドット列１２０-2との間、及びドット列１２０-11 とドット列１２０-12 との間に隙間が発生し、ベタ部１１０とベタ部１１０に隣接した領域との主走査方向の境界領域がぼやけた状態となって観察されるようになる。

このようにベタ部１１０に対応する全ノズルを略同時に駆動して、不吐ノズルや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させようとすると、ベタ部１１０の主走査方向の境界部のエッジのボケやふとり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。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ベタ部を形成する場合に、ベタ部の主走査方向の境界部のエッジ品質を改善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、前記ノズルの駆動タイミングを制御する制御手段と、を備え、前記複数のノズルは紙搬送方向と略直交する方向である主走査方向に配列され、略一定濃度の領域又は濃度変化を伴うグラデーション領域からなるベタ部の前記主走査方向の端部及び端部近傍からなる領域を境界領域とし、前記ベタ部の前記境界領域を除いた領域を中央部領域とし、前記ベタ部を前記記録媒体に形成する場合、前記制御手段は、前記ベタ部の紙搬送方向と略直交する方向である主走査方向の端部及び端部近傍からなる境界領域を除いた中央部領域に対応する全てのノズルを略同じ駆動タイミングで駆動すると共に、前記ベタ部の前記主走査方向の端部のノズルの飛翔液滴が前記端部近傍のノズル及び前記中央部領域に対応するノズルの飛翔液滴から静電反発力の影響を受けないように、前記端部近傍のノズルの駆動タイミングを変化させると共に、前記端部のノズルを前記端部近傍のノズルの駆動タイミングから１／６周期以上１／２周期以下の位相が遅れた駆動タイミングで駆動する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、ベタ部の境界領域に対応するノズルは、ベタ部の中央部領域に対応するノズルと異なる駆動タイミングで駆動されるため、ベタ部の境界領域に対応するノズルの飛翔液滴は静電反発力の影響を受けず、ベタ部の境界領域における紙搬送方向のエッジのボケやふとりが改善される。

また、ベタ部の中央部領域に対応する全てのノズルは、略同じ駆動タイミングで駆動されるため、静電反発力の影響により、不吐ノズルや、ノズル固有の着弾位置ズレノズルを要因とする紙搬送方向のスジムラの視認性が低減する。

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、前記制御手段は、前記境界領域に対応するノズルの駆動タイミングを打滴毎に変化させることを特徴とする。

ベタ部の境界領域に対応するノズルの駆動タイミングを打滴毎に変化させる態様により、ベタ部の境界領域における紙搬送方向のエッジのボケやふとりが改善される。

請求項３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、前記ノズルの駆動タイミングを制御する制御手段と、を備え、略一定濃度の領域又は濃度変化を伴うグラデーション領域からなるベタ部を前記記録媒体に形成する場合、前記制御手段は、前記ベタ部の紙搬送方向と略直交する方向である主走査方向の端部及び端部近傍からなる境界領域を除いた中央部領域に対応する複数の隣接するノズルを略同じ駆動タイミングで駆動すると共に、前記ベタ部の前記主走査方向の端部に対応するノズルを駆動しないで、前記ベタ部の前記主走査方向の端部近傍に対応するノズルを、前記ベタ部の中央部領域に対応するノズルと前記略同じ駆動タイミングで駆動し、さらに、前記ベタ部の中央部領域に対応するノズルと異なる駆動タイミングで駆動することを特徴とする画像形成装置を提供する。

ベタ部の主走査方向の端部に対応するノズルの代わりに、ベタ部の主走査方向の端部近傍に対応するノズルを駆動する態様により、ベタ部の境界領域における紙搬送方向のエッジのボケやふとりが改善される。

本発明によれば、ベタ部の境界領域に対応するノズルは、ベタ部の中央部領域に対応するノズルと異なる駆動タイミングで駆動されるため、ベタ部の境界領域に対応するノズルの飛翔液滴は静電反発力の影響を受けず、ベタ部の境界領域における紙搬送方向のエッジのボケやふとりが改善される。

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（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、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。

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〕
図７は、本発明の第１の実施形態に係る印字ヘッド５０の打滴制御方法により、ベタ印刷を行った場合の印字結果を示した説明図である。図７において、ノズル５１-6は、ノズル５１-7側に偏向着弾する着弾位置ズレノズルである。

ベタ部１１０の主走査方向の境界領域（端部及びその近傍）以外に対応するノズル５１-4、…、５１-9は、略同じ駆動タイミングで打滴を行う。以下では、図７を用いて、ノズル５１-4、…、５１-9の駆動タイミングを基準にして、ベタ部１１０の主走査方向の左側境界領域に対応するノズル５１-1、５１-2、５１-3の駆動タイミングを説明する。なおベタ部１１０の主走査方向の右側境界領域に対応するノズル５１-10 、５１-11 、５１-12 の駆動タイミングは、ノズル５１-1、５１-2、５１-3と同様であるため、その説明を省略する。

まずノズル５１-4、…、５１-9の第１番目の駆動タイミングと略同じタイミングで、ノズル５１-2、５１-3が打滴を行い、第１番目の駆動タイミングから静電反発力の影響を受けない程度に吐出時間差のついたタイミングで、ノズル５１-1が打滴を行う。図７に示した例では、ノズル５１-1は、第１番目の駆動タイミングから１／２（打滴）周期だけ位相が遅れたタイミングで打滴を行っている。

このときノズル５１-3は、略同時に打滴するノズル群端部以外に位置するため、ノズル５１-3の飛翔液滴に対する静電反発力の影響は相殺されて、主走査方向の本来の着弾位置にドット１００-3が形成される。

一方、ノズル５１-2は、略同時に打滴するノズル群端部に位置すると共に、隣接ノズル５１-1とは駆動タイミングがずれているため、静電反発力の影響により、主走査方向のノズル５１-1側に偏向された位置にドット１００-2が形成される。なお図７では、主走査方向にドットピッチの３／４だけ偏向した様子を表している。また、ノズル５１-1は、隣接ノズル５１-2とは駆動タイミングがずれているため、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にドット１００-1が形成される。

次に、ノズル５１-4、…、５１-9の第２番目の駆動タイミングと略同じタイミングでノズル５１-3が打滴を行い、第２番目の駆動タイミングから１／６周期だけ位相が遅れて、ノズル５１-2が打滴を行う。さらに、第２番目の駆動タイミングから３／６周期だけ位相が遅れたタイミングで、ノズル５１-1が打滴を行う。

ノズル５１-3は、略同時に打滴するノズル群端部に位置すると共に、隣接ノズル５１-2とは駆動タイミングがずれているため、静電反発力の影響により、主走査方向のノズル５１-2側に偏向された位置にドット１０１-3が形成される。

一方、ノズル５１-1、５１-2は、それぞれ隣接ノズルとは駆動タイミングがずれているため、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に１０１-1、１０１-2が形成される。

次に、ノズル５１-4、…、５１-9の第３番目の駆動タイミングから１／６周期だけ位相が遅れたタイミングでノズル５１-3が打滴を行い、第３番目の駆動タイミングから２／６周期だけ位相が遅れたタイミングでノズル５１-2が打滴を行う。さらに、第３番目の駆動タイミングから３／６周期だけ位相が遅れたタイミングで、ノズル５１-1が打滴を行う。

このときノズル５１-4は略同時に打滴を行うノズル群端部に位置するため、静電反発力の影響により、主走査方向のノズル５１-3側に偏向された位置にドット１０２-4が形成される。

一方、ノズル５１-1、５１-2、５１-3は、それぞれの隣接ノズルとは駆動タイミングがずれているため、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にドット１０２-1、１０２-2、１０２-3が形成される。

第４番目の駆動タイミング以降は、第１番目から第３番目の駆動タイミングと同じ打滴動作が順次繰り返される。

このようにベタ部１１０の主走査方向の境界領域に対応するノズル５１-1、５１-2、５１-3、５１-10 、５１-11 、５１-12 の駆動タイミングを各打滴毎に変化させることによって、図９に示した場合と比べて、ベタ部１１０の主走査方向の境界領域における副走査方向に連続する隙間が低減されているので、エッジのボケやふとりの視認性が低減する。

また略同時に打滴するノズル群の端部以外に位置する着弾位置ズレノズル５１-6の飛翔液滴は、両側の隣接ノズル５１-5、５１-7の飛翔液滴から静電反発力を受けるが、着弾位置ズレ方向にあるノズル５１-7の飛翔液滴からの静電反発力の方が大きいため、主走査方向の本来の着弾位置に戻るようにしてドット列１２０-6が形成され、ドット列１２０-5とドット列１２０-6の間が狭まる。

このようにベタ部１１０の主走査方向の境界領域以外に対応するノズル５１-4、…、５１-9を略同じ駆動タイミングで打滴することによって、不吐ノズルはもちろん、リアルタイムで特定が困難なノズル固有の着弾バラツキを要因とするスジムラの視認性が低減する。

さらに高画質モードで印字を行う場合には、記録紙１６（図１参照）の搬送速度を遅くすることが望ましい。記録紙１６の搬送速度が速く各ノズルの吐出周期が短い場合、例えば、ノズル５１-2のドット１０２-2とドット１０３-2の吐出間隔やノズル５１-11 のドット１０２-11 とドット１０３-11 の吐出間隔がさらに短くなるのでインクのリフィルが間に合わなくなり、液滴吐出量の乱れが生じる。記録紙１６の搬送速度を遅くすることで、各ノズルの吐出周期をリフィルに影響がない程度に長くすることができるので、液滴吐出量の乱れが生じることなく、印字を行うことが可能となる。

なお本発明の実施に際して、ベタ部１１０の主走査方向の境界領域に対応するノズル５１-1、５１-2、５１-3、５１-10 、５１-11 、５１-12 と、ベタ部１１０の主走査方向の境界領域以外に対応するノズル５１-4、…、５１-9との駆動タイミングの位相差は、図７に示した例に限定されない。また、ベタ部１１０の境界領域に対応するノズル数も、図７に示した例に限定されない。

図８は、発明の第２の実施形態に係る印字ヘッド５０の打滴制御方法により、ベタ印刷を行った場合の印字結果を示した説明図である。図８において、ベタ部１１０の主走査方向の境界領域（端部及びその近傍）以外に対応するノズル５１-3、…、５１-10 は、略同じ駆動タイミングで打滴を行う。また、ベタ部１１０の主走査方向の端部に対応するノズル５１-1、５１-12 は打滴を行わない。以下では、図８を用いて、ノズル５１-3、…、５１-10 の駆動タイミングを基準にして、ノズル５１-2の駆動タイミングを説明する。なお、５１-11 の駆動タイミングはノズル５１-2と同様であるため、その説明を省略する。

ノズル５１-2は、ノズル５１-3、…、５１-10 の第１番目の駆動タイミングと略同じタイミングで打滴を行い、さらに、第１番目の駆動タイミングから１／４周期だけ位相が遅れたタイミングで打滴を行う。すなわち、ノズル５１-2は、ノズル５１-3、…、５１-10 よりも２倍の回数の打滴を行う。

なお本発明の実施に際して、ノズル５１-2の駆動タイミングは、本例に限定されるものでなく、ノズル５１-2の飛翔液滴が静電反発力の影響を受けない程度に設定されていればよい。

第１番目の駆動タイミングと略同じタイミングでの打滴では、ノズル５１-2は、略同時に打滴するノズル群端部に位置するため、静電反発力の影響により、主走査方向のノズル５１-1側に偏向された位置にドット１００-2a が形成される。なお図８では、主走査方向にドットピッチの３／４だけ偏向した様子を表している。

一方、第１番目の駆動タイミングから１／４周期だけ位相が遅れたタイミングでの打滴では、ノズル５１-2は、隣接ノズル５１-3と駆動タイミングがずれているため、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にドット１００-2b が形成される。

ノズル５１-3、…、５１-10 の第２番目の駆動タイミング以降は、第１番目の駆動タイミングと同様にして、ノズル５１-2が打滴を行う。

このようにベタ部１１０の主走査方向の端部に対応するノズル５１-1、５１-12 を駆動しないで、ノズル５１-1、５１-12 に隣接するノズル５１-2、５１-11 がノズル５１-3、…、５１-10 と略同じ駆動タイミングで打滴し、さらにノズル５１-3、…、５１-10 が次の打滴を行うまでの間にノズル５１-2、５１-11 が打滴を行うことによって、図７に示した場合と同様に、ベタ部１１０の主走査方向の境界領域におけるエッジのボケやふとりの視認性が低減すると共に、不吐ノズルやノズル固有の着弾位置ズレノズルを要因とするスジムラの視認性が低減する。

なおベタ部以外（例えば、線等）を印字する場合は、上述したような打滴制御は行わず、特許文献１や特許文献２に開示されている分散吐出方法を用いる。これにより、線品質の劣化を防止することができる。

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。 本発明の第１の実施形態に係る印字ヘッドの打滴制御方法により、記録紙上にベタ印刷を行った場合の印字結果を示した説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る印字ヘッドの打滴制御方法により、記録紙上にベタ印刷を行った場合の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、
   前記ノズルの駆動タイミングを制御する制御手段と、を備え、
   前記複数のノズルは紙搬送方向と略直交する方向である主走査方向に配列され、
   略一定濃度の領域又は濃度変化を伴うグラデーション領域からなるベタ部の前記主走査方向の端部及び端部近傍からなる領域を境界領域とし、前記ベタ部の前記境界領域を除いた領域を中央部領域とし、
   前記ベタ部を前記記録媒体に形成する場合、前記制御手段は、前記ベタ部の前記中央部領域に対応する全てのノズルを略同じ駆動タイミングで駆動すると共に、
   前記ベタ部の前記主走査方向の端部のノズルの飛翔液滴が前記端部近傍のノズル及び前記中央部領域に対応するノズルの飛翔液滴から静電反発力の影響を受けないように、前記端部近傍のノズルの駆動タイミングを変化させると共に、前記端部のノズルを前記端部近傍のノズルの駆動タイミングから１／６周期以上１／２周期以下の位相が遅れた駆動タイミングで駆動することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記境界領域に対応するノズルの駆動タイミングを打滴毎に変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 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、
   前記ノズルの駆動タイミングを制御する制御手段と、を備え、
   略一定濃度の領域又は濃度変化を伴うグラデーション領域からなるベタ部を前記記録媒体に形成する場合、前記制御手段は、前記ベタ部の紙搬送方向と略直交する方向である主走査方向の端部及び端部近傍からなる境界領域を除いた中央部領域に対応する複数の隣接するノズルを略同じ駆動タイミングで駆動すると共に、
   前記ベタ部の前記主走査方向の端部に対応するノズルを駆動しないで、前記ベタ部の前記主走査方向の端部近傍に対応するノズルを、前記ベタ部の中央部領域に対応するノズルと前記略同じ駆動タイミングで駆動し、さらに、前記ベタ部の中央部領域に対応するノズルと異なる駆動タイミングで駆動することを特徴とする画像形成装置。

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