JP5265239B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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、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、
インクジェット方式の画像形成装置であって、
前記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と、
インク滴を記録媒体上に吐出して１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、を備え、
前記画像処理装置は、
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画像出力バッファと、
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、前記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、所定数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階調変更候補画素を判定する判定回路と、
前記判定回路によって判定された階調変更候補画素については、当該画素の階調を、上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ことを示す階調に変更して、前記画像参照バッファに格納された画像データを前記画像出力バッファに格納する階調変更回路と、を含み、
前記インクジェット方式の画像形成装置は、さらに、
前記画像出力バッファに格納された画像データに基づいて、上記各ノズルに対応する圧電素子に対し、前記インク滴が吐出される階調の画素についてはインク滴を吐出させる第１駆動波形を有する第一駆動信号を印加し、前記メニスカス揺動かつインク吐出の対象となる階調の画素についてはメニスカスを揺動させ、かつインク滴を前記第１駆動波形よりも大きいインク吐出速度で吐出させる第２駆動波形を有する第二駆動信号を印加し、前記インク滴不吐出の階調を示す画素については前記第一及び第二駆動信号のいずれも印加しない駆動信号印加部を備え、
前記第２駆動波形は、前記第１駆動波形と波高値が等しく、かつ、前記第１駆動波形よりもグランドレベルのパルス幅が短い画像形成装置である。

この発明によれば、インク滴を吐出しない画素に続く画素についてはメニスカスを揺動して且つインクを吐出するようにデータを加工するので、この画素の描画においてインク滴の吐出不良が起こり難い画像データを生成することができる。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、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、
前記インクジェットヘッドは、主走査方向である吐出面の長手方向の大きさが用紙の印字領域の最大幅より大きいライン型ヘッドであり、
前記判定回路は、
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、前記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副走査方向の複数画素のうち、当該ノズル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非吐出数カウンタと、
当該ノズルにより今回記録の対象とされる画素の階調データが、前記判定回路により前記画像参照バッファから読み込まれて格納される階調データレジスタと、
前記非吐出数カウンタのカウント値が、当該ノズル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が前記所定数以上であることを示し、かつ、前記階調データレジスタに格納されている階調値が、インク滴吐出の対象とされる画素を示す場合、当該画素を階調変更候補画素と判定する階調判定回路と、を含む請求項１に記載の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、所定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メニスカスを揺動して且つインクを吐出する駆動信号を印加することで、当該画素の描画において、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ができる。

また、請求項３に記載の発明は、インク滴を記録媒体上に吐出して１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、画像参照バッファに格納された画像データについて、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、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インク滴を吐出させる第１駆動波形を有する第一駆動信号を印加し、当該インク滴吐出の対象とされる画素のうち、所定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、上記ノズル内のメニスカスを揺動させて且つインク滴を前記第１駆動波形よりも大きいインク吐出速度で吐出させる第２駆動波形を有する第二駆動信号を印加する駆動信号印加部と、
を備え、
前記第２駆動波形は、前記第１駆動波形と波高値が等しく、かつ、前記第１駆動波形よりもグランドレベルのパルス幅が短い画像形成装置である。

この発明によれば、インク滴を吐出しない画素に続く画素についてはメニスカスを揺動して且つインクを吐出するので、この画素の描画においてインク滴の吐出不良を起こり難くすることができる。メニスカスを揺動することで、メニスカスの近傍のインクの粘度の上昇を解消することができる。これにより、本発明は、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が解消されて良好な画像が得られる。

本発明によれば、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が解消されて良好な画像が得られる。

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、画像データから階調数２（後述）の第一印字データ（ｉ）を生成する画像処理部１１と、第一印字データ（ｉ）に３番目の階調を加えて第二印字データ（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、駆動パルス（１）又は（２）を発生する駆動パルス発生部２１ａ、及び、駆動パルス（１）又は（２）のいずれかを、第二印字データ（ｉｉ）が示す階調に応じて選択し、抵抗を介して、ヘッド２２の圧電素子２２ａに印加するセレクタ２１ｂを備える。ヘッド２２の構造の詳細については後述する。

なお、以下に示す本実施形態では、第一印字データ（ｉ）の最大階調数Ｎは２、第二印字データ（ｉｉ）の最大階調数Ｎ’は（Ｎ＋１）つまり３、駆動パルスは（１）又は（２）の２種類であるとするが、本発明はこれらに限定されるものではない。

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、階調変更回路１２３と、内部ＲＡＭ１２４とを備える。内部ＲＡＭ１２４は、画像参照バッファ１２４１と、画像出力バッファ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階調変更候補画素を判定する。

階調変更回路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の階調を変更して、画像出力バッファ１２４２に書き込む。例えば、階調変更回路１２３は、判定回路１２０によって階調変更候補画素と判定された当該画素については、当該画素の階調を、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ことを示す階調に変更して、画像参照バッファ１２４１に格納された画像データを画像出力バッファ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。画像出力バッファ１２４２は、データ加工部１２によって加工された後の上記プリント対象の画像データ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１１を参照してより詳細に説明する。図６は、それぞれ（ａ）は第一印字データ（ｉ）の一例を示す図、（ｂ）は第二印字データ（ｉｉ）の一例を示す図である。図７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８は階調変更回路１２３が階調変更処理に用いる真理表を示す図、図９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２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（ａ）に示すように、第一印字データ（ｉ）は、“０（ゼロ）”、“１”の２階調からなる。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”は、インクを吐出する画素（描画される画素）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。なお、階調“２”（図６（ｂ））は、メニスカスを揺動させて且つインクを吐出させる画素に付される階調である。

図７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及び階調変更回路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階調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９を用いて説明する。なお、図９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、階調判定回路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。

階調判定回路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階調を変更するか否かを判定する。すなわち、階調判定回路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の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階調変更候補画素として判定し、その判定結果を「真」として階調変更回路１２３に出力する。

階調変更回路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８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）の階調データを変更し（Ｓ５，具体的には当該画素の階調を“２”にする）、画像出力バッファ１２４２に格納する（Ｓ６）。なお、階調変更回路１２３は、判定回路１２０の判定結果が「偽」である場合は（Ｓ４でＮＯ）、図８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）の階調データは変更しない。

ヘッド駆動部２１は、上記画像出力バッファ１２４２に格納された階調データに基づいてインクジェットヘッド２２を駆動する（Ｓ７）。

データ加工部１２は、Ｓ１乃至Ｓ８の処理を、画像参照バッファ１２４１に格納されている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）、当該データ加工処理（階調変更処理）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。

この結果、階調変更回路１２３は、例えば図６（ａ）に示す第一印字データ（ｉ）中で、列方向に階調“０”の画素が所定数K（ここでは7）以上連続するときには、これに続き且つインクが吐出される画素について、その階調“１”を、メニスカスを揺動させて且つインクを吐出させる階調を“２”に変更する。こうして、データ加工部１２は、階調が変更された第二印字データ（ｉｉ）を生成する（図６（ｂ））。

ここで、ヘッド駆動部２１による当該階調データに基づいたインクジェットヘッド２２の駆動について説明する。図１０は第１駆動波形を示す図、図１１は第２駆動波形を示す図、図１２はインク吐出速度と駆動波形パルス幅との関係を示す図である。

第１駆動波形は、上記階調“１”（インクを吐出させる）の画素をインク吐出させるための駆動波形である。第１駆動波形は、駆動電源の電圧からパルス幅Ｔ1の間、グランド(0V)になり、駆動電源の電圧に戻る。

第２駆動波形は、上記階調“２”（メニスカスを揺動させて且つインクを吐出させる）の画素をインク吐出させるための駆動波形である。第２駆動波形は、駆動電源の電圧から、パルス幅Ｔ2の間、グランド(0V)になり、駆動電源の電圧に戻る。

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（図１２）。したがって、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。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ため、上記階調“２”の画素についての駆動波形として用いられる。

なお、第２駆動波形は、図１１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。

セレクタ２１ｂは、画像処理装置１０からの第二印字データ（ｉｉ）中、階調“１”については駆動パルス（１）を、階調“２”については駆動パルス（２）を選択して圧電素子２２ａに印加し、階調“０”についてはいずれの駆動パルスも印加しないようになっている。

図１３（ａ）は、仮に図６（ａ）の第一印字データ（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１３（ｂ）は、図６（ｂ）の第二印字データ（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１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、丸はそれぞれ図６（ａ）及び図６（ｂ）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（◎）はメニスカス面Ｍが揺動され、且つインク滴が吐出される画素を示す。

セレクタ２１ｂが上述したように第二印字データ（ｉｉ）に基づいて駆動パルスを選択すると、図１３（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。

図１３（ａ）に示すように、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、吐出不良が起きるという問題ことがある。

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１３（ｂ））。よって、画像形成装置１では、上記吐出不良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。

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。 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。 （ａ）は第一印字データ（ｉ）の一例を示す図、（ｂ）は第二印字データ（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。 第１駆動波形を示す図である。 第２駆動波形を示す図である。 インク吐出速度と駆動波形パルス幅との関係を示す図である。 （ａ）は、仮に図６（ａ）の第一印字データ（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６（ｂ）の第二印字データ（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。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 画像処理装置
１２ データ加工部
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
１２０ 判定回路
１２１ 非吐出数カウンタ
１２２ 階調判定回路
１２３ 階調変更回路
１２４ ＲＡＭ
１２４１ 画像参照バッファ
１２４２ 画像出力バッファ
R0 階調データレジスタ

Claims (3)

1. インクジェット方式の画像形成装置であって、
   前記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と、
   インク滴を記録媒体上に吐出して１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、を備え、
   前記画像処理装置は、
   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画像出力バッファと、
   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、前記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、所定数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階調変更候補画素を判定する判定回路と、
   前記判定回路によって判定された階調変更候補画素については、当該画素の階調を、上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ことを示す階調に変更して、前記画像参照バッファに格納された画像データを前記画像出力バッファに格納する階調変更回路と、を含み、
   前記インクジェット方式の画像形成装置は、さらに、
   前記画像出力バッファに格納された画像データに基づいて、上記各ノズルに対応する圧電素子に対し、前記インク滴が吐出される階調の画素についてはインク滴を吐出させる第１駆動波形を有する第一駆動信号を印加し、前記メニスカス揺動かつインク吐出の対象となる階調の画素についてはメニスカスを揺動させ、かつインク滴を前記第１駆動波形よりも大きいインク吐出速度で吐出させる第２駆動波形を有する第二駆動信号を印加し、前記インク滴不吐出の階調を示す画素については前記第一及び第二駆動信号のいずれも印加しない駆動信号印加部を備え、
   前記第２駆動波形は、前記第１駆動波形と波高値が等しく、かつ、前記第１駆動波形よりもグランドレベルのパルス幅が短い画像形成装置。
2. 前記インクジェットヘッドは、主走査方向である吐出面の長手方向の大きさが用紙の印字領域の最大幅より大きいライン型ヘッドであり、
   前記判定回路は、
   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、前記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副走査方向の複数画素のうち、当該ノズル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非吐出数カウンタと、
   当該ノズルにより今回記録の対象とされる画素の階調データが、前記判定回路により前記画像参照バッファから読み込まれて格納される階調データレジスタと、
   前記非吐出数カウンタのカウント値が、当該ノズル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が前記所定数以上であることを示し、かつ、前記階調データレジスタに格納されている階調値が、インク滴吐出の対象とされる画素を示す場合、当該画素を階調変更候補画素と判定する階調判定回路と、を含む請求項１に記載の画像形成装置。
3. インク滴を記録媒体上に吐出して１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、画像参照バッファに格納された画像データについて、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、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インク滴を吐出させる第１駆動波形を有する第一駆動信号を印加し、当該インク滴吐出の対象とされる画素のうち、所定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、上記ノズル内のメニスカスを揺動させて且つインク滴を前記第１駆動波形よりも大きいインク吐出速度で吐出させる第２駆動波形を有する第二駆動信号を印加する駆動信号印加部と、
   を備え、
   前記第２駆動波形は、前記第１駆動波形と波高値が等しく、かつ、前記第１駆動波形よりもグランドレベルのパルス幅が短い画像形成装置。
   

Images