JP5362381B2

JP5362381B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5362381B2
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Inventors: 健一佐武
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Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2013-12-11
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Description

本発明は、インクを吐出して画像を印字するインクジェット方式の画像形成装置に関するものである。

インクジェット式の画像形成装置において、インク滴の吐出が停止した状態のノズル内では、インクの分散媒が蒸発することにより、インクの粘度が増大する。この粘度の増大により、その後の印字において、インク滴が吐出されなかったり、画像が乱れたりすることがある。

この問題に対して、従来、インク滴が吐出しない程度に、インクのメニスカスを揺動させる技術が提案されている（例えば特許文献１）

特開２００６‐２６４０７５号公報

しかし、本発明者は、メニスカスの揺動を行っても、インクの吐出異常が発生するという新たな知見を得た。さらに、本発明者は、このような現象が起きる原因に、以下の事象が含まれることを見出した。

静止状態にあるインクでは、大気との接触面において、分散媒の蒸発によって粘度が増加した層が形成される。従来は、メニスカスの揺動によって、この層を拡散させて、インク滴を正常に吐出しようとしていた。しかし、このように層を拡散させることで、インクにおける大気との接触面付近の分散媒濃度が増加する（つまり、分散質濃度が低下する）。すると、この接触面からさらに分散媒が蒸発して、粘度の増加した層が新たに形成される。このように、従来の技術では、粘度の増加と揺動による分散媒蒸発の促進とが繰り返され、その結果、メニスカスを揺動させたにもかかわらず、ノズル内のインクの粘度が増大し、インク滴の吐出異常が発生する。

本発明は、以上の問題点に鑑み、インク滴の吐出異常を防止することができる新たな技術を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、記録媒体上に１画素分のインク滴を吐出する複数のノズルと、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と、各加圧室内のインクに圧力を加えることで、上記ノズルからインク滴を吐出させる吐出動作、及び上記ノズル内のインクのメニスカスを揺動させるがインク滴を吐出させない揺動動作を実行する圧力印加部と、を備えるヘッドと；上記圧力印加部を稼動させて、画像データを印字する印字制御部と；上記圧力印加部の動作を制御する揺動制御装置であって、メニスカスの揺動の後で最初に印字が予定されている画像データの印字において使用されるノズルのメニスカスを、印字が予定されている上記画像データの印字時に上記使用ノズルからインク滴が吐出される前に揺動させ、かつ、印字が予定されている上記画像データの印字において使用されないノズルのメニスカスを揺動させないように、上記圧力印加部を制御する揺動制御装置と；を備える。

また、本発明の画像形成装置は、上記揺動制御装置が、上記第２圧力印加部を制御して、ノズルのメニスカスの揺動を非印字中に実行させるようになっている。

また、本発明の画像形成装置は、上記ヘッドに対して、上記記録媒体を搬送する搬送部をさらに備える。

本発明の画像形成装置によると、インク滴の吐出異常が抑制される。その理由の１つに、以下のような作用があると推測される。

インクにおける大気との接触面付近では、分散媒の蒸発により粘度が増加した層が形成される。この層は、インクからの分散媒の更なる蒸発を抑制する作用を有する。本発明の画像形成装置において、揺動制御装置は、使用されないノズルのメニスカスを揺動させないことで、これらのノズルについては上述の層によりインクの分散媒の蒸発を抑制する。その一方で、揺動制御装置は、使用されるノズルのメニスカスを揺動させることにより、この層を拡散して、印字時のインク滴の吐出異常を抑制することができる。

本発明の第１実施形態のインクジェットプリンタ１の構成の構成を示す概略正面図。ヘッド２１のインク吐出面２３の平面図。ヘッド２１のＡ−Ａ矢視断面図。ヘッド駆動部２１０及び制御装置１０の要部構成を示すブロック図。画像データ解析の流れを示すフローチャート。揺動制御の流れを示すフローチャート。ヘッド２１に入力される信号の例を模式的に示す図面。ヘッド２１に入力される信号の他の例を模式的に示す図面。第２実施形態に係るインクジェットプリンタ１００のブロック図。画像データ加工の流れを示すフローチャート。第２実施形態においてヘッド２１に入力される信号の例を模式的に示す図面。比較形態においてヘッドに入力される信号を模式的に示す図面。

１．第１実施形態
本発明の実施の一形態に係るインクジェットプリンタ１について、図面を参照して以下に説明する。

〔１〕インクジェットプリンタ１
（1-1）インクジェットプリンタ１の全体構成
インクジェットプリンタ１の要部構成を図１に示す。図１は、インクジェットプリンタ１の構成を模式的に示す概略正面図である。

インクジェットプリンタ１は、画像形成装置の一例であり、図１に示すように、画像形成部２と、用紙収納部３と、用紙搬送部４と、排出部５と、昇降装置７と、を備える。なお、このインクジェットプリンタ１に使用されるインクは、水を主成分とする分散媒に、分散質として表面を樹脂で被覆した顔料を分散させたものである。

画像形成部２は、画像情報に基づいて画像を形成する部分であって、４つのヘッド２１を備える。

４つのヘッド２１は、インク吐出面２３を備え、後述する用紙搬送部４の用紙搬送ベルト４２の上方に、用紙搬送部４の用紙搬送方向に沿って並べて配置される。ヘッド２１は、インク吐出面２３を用紙搬送部４に向けて配置される。各ヘッド２１は、それぞれ異なる色のインクを収納しており、収納されているインクを吐出することで、図示しない上位装置から送信された画像データに応じた印字を行う。ヘッド２１全体は、一方向（図１の紙面に直交する方向、図２等に方向Ｅとして示す）に延びた部材であって、略直方体形状である。

用紙収納部３は、記録媒体の一例である用紙を収納する。また、用紙収納部３は、用紙供給側の先端部上方に、回転することで用紙搬送部４に用紙を送り出す供給ローラ３ａを有している。

用紙搬送部４は、記録媒体の搬送部の一例であり、用紙収納部３の用紙を画像形成部２に搬送し、さらに、画像形成部２で表面に画像が形成された用紙を排出部５に搬送する。具体的には、用紙搬送部４は、複数の搬送ローラ４１と、搬送ベルト４２と、ベルト支持部材４３と、ベルト用ローラ４４及び４５と、を備える。搬送ローラ４１は、回転することで用紙を図１中の左方向（方向Ｄ）に向けて搬送する。搬送ベルト４２は、無端ベルトであり、ヘッド２１の下方に、ベルト用ローラ４４及び４５に架け渡された状態で配置される。ベルト用ローラ４４が回転することによって搬送ベルト４２及びベルト用ローラ４５は回転し、この回転により、用紙が搬送される。なお、ベルト用ローラ４４は不図示の駆動用モータによって駆動される。ベルト用ローラ４４及び４５は、ベルト支持部材４３に回転可能に固定されている。つまり、搬送ベルト４２は、ベルト用ローラ４４及び４５を介して、ベルト支持部材４３に支持される。

昇降装置７は、搬送ベルト４２の下方に配置されており、搬送ベルト４２を上下に昇降させる。具体的には、昇降装置７は、一対の偏心カム７１，７２を有している。一対の偏心カム７１，７２のうち図１において左側に位置する偏心カム７１（以下、「第１偏心カム７１」と呼ぶ）は、軸部７３を中心に回転可能に設けられており、図示しないモータによって回転駆動される。第１偏心カム７１には複数のベアリング７４が設けられており、第１偏心カム７１は、ベアリング７４を介してベルト支持部材４３を支持している。なお、図１では、ベアリング７４の１つのみに符号を付して他は省略している。図１において右側に位置する偏心カム７２（以下、「第２偏心カム７２」と呼ぶ）は、第１偏心カム７１と同様の構造であり、第１偏心カム７１と図１における左右方向に対象な形状を有している。図１は、搬送ベルト４２が上昇した状態を示しており、この状態から、一対の偏心カム７１，７２が内側向きに回転することにより、搬送ベルト４２が下降する。昇降装置７は、画像形成部２によって用紙上に画像を形成する際には、搬送ベルト４２を図１に示す上昇状態として、ヘッド２１と用紙との間隙を、印刷に好適な大きさ（例えば約１ｍｍ）とする。また、昇降装置７は、搬送ベルト４２上で発生した用紙のジャムの処理を行う際や、後述するクリーニング装置によるヘッド２１のクリーニングを行う際には、搬送ベルト４２を下降状態として、ヘッド２１と用紙との間隙を広げる。

排出部５は、画像形成部２で画像が形成された用紙を排出する。具体的には、排出部５は、インクジェットプリンタ１の上部に配置されており、複数のローラ５１を備える。画像形成部２で画像が形成された用紙は、用紙搬送部４の搬送ベルト４２および排出部５のローラ５１によって搬送され、排出口５２からインクジェットプリンタ１の上面に配設された排紙トレイ５３へ排出される。

インクジェットプリンタ１は、図示しないクリーニング装置及びキャップ装置を備える。クリーニング装置は、ヘッド２１と下降状態にある搬送ベルト４２との間に入り込んで、ヘッド２１のインク吐出面２３をクリーニングする。キャップ装置は、キャップと、このキャップをインク吐出面２３に装着したり外したりする脱着部とを備える。キャップ装置はインクジェットプリンタ１を使用しないときに、ヘッド２１を覆うことによってヘッド２１を保護し、後述のノズル２４からインクの分散媒が過度に蒸発することを防止するために設けられている。

（1-2）ヘッド２１
図２にヘッド２１のインク吐出面２３の平面図を、図３にヘッド２１のＡ−Ａ矢視断面図を示す。

図２に示すように、吐出面２３には、後述のノズル２４の開口部であって、微小径を有する複数の吐出口２５が設けられている。吐出口２５は、インク滴が用紙上に吐出されたときに隣り合う画素間に空白が生じないように、吐出面２３上に千鳥状に配置される。また、吐出口２５は、吐出面２３の長手方向（方向Ｅ）において、少なくとも用紙の最大幅に渡って並べられる。

図３に示すように、ヘッド２１は、吐出面２３の吐出口２５以外の部分を覆う撥水膜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、をさらに備える。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と加圧室２６とは、ノズル流路２６ａよって接続されている。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いる。振動板２９上には、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、加圧室２６毎に別個の個別電極３１が設けられている。

後述の吐出信号の印加によって、インクは吐出口２５から用紙上に吐出されるが、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。インクの吐出及びメニスカスＭの揺動については、後述する。

（1-3）印字及び揺動制御
インクジェットプリンタ１は、ヘッド駆動部２１０及び制御装置１０をさらに備える。図４は、ヘッド駆動部２１０及び制御装置１０の要部構成を示すブロック図である。

＜ヘッド駆動部２１０＞
図４に示すように、ヘッド駆動部２１０は、２種類の駆動パルス（ｉ）及び（ｉｉ）を発生する駆動信号発生回路２１０ａと、駆動パルス（ｉ）又は（ｉｉ）のいずれかを、制御装置１０の制御に応じて選択し、抵抗及びコンデンサ等を介して、ヘッド２１の圧電素子２２ａに印加するセレクタ２１０ｂと、を備える。

駆動パルス（ｉ）は、その波形がインク滴が吐出される程度の圧力を、圧電素子２２ａを介して加圧室２６に印加するように設定されている。具体的には、駆動パルス（１）は１のパルスからなる。駆動パルス（ｉ）のパルス幅は、ヘッド流路の固有振動周期（本例では13 usec）の半周期に近い長さ（本例では約7 usec）となるように設定される。ここで「ヘッド流路」とは、ノズル２４、ノズル流路２６ａ、加圧室２６、及び供給孔２８を含む部分を意味する。よって、圧電素子２２ａに印加される駆動電圧のパルス幅も、同様にヘッド流路の固有振動周期の半分に近い長さになる。このような駆動電圧によると、ノズル内流速は１０ｍ／ｓを超えるので、１つのインク滴が吐出口２５から吐出される。

駆動パルス（ｉｉ）は、インク滴が吐出されずにメニスカスＭが揺動されるように設定されている。具体的には、駆動パルス（ｉｉ）は、駆動パルス（ｉ）のパルス幅よりも小さい幅のパルスが複数回繰り返されてなる。駆動パルス（ｉｉ）の個々のパルスのパルス幅は、ヘッド流路の固有振動周期よりかなり短く設定される。よって、圧電素子２２ａに印加される駆動電圧のパルス幅も、同様にヘッド流路の固有振動周期よりかなり短くなる。このような短いパルスが連続すると、ノズル内流速は、メニスカス面Ｍが揺動されるもののインク滴が吐出されない程度の値となる。

以下、駆動パルス（ｉ）を吐出信号、駆動パルス（ｉｉ）を揺動信号と称する。

より詳細には、信号（ｉ）及び（ｉｉ）によるヘッド２１の動作は以下の通りである。ヘッド駆動部２１０からの吐出信号（ｉ）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。こうしてインク滴が用紙上に付着すると共に、用紙搬送部４が用紙を移動させるので、白紙部分に次々にインク滴が吐出される。その結果、1枚の用紙全体に画像が印刷される。上述の供給ローラ３ａが所定の間隔を開けて回転されることで、用紙は所定の間隔を開けて次々に搬送され、各用紙上に順次画像が印刷される。

揺動信号（ｉｉ）が個別電極３１に印加されたときは、加圧室２６が圧縮されることで、メニスカスＭが揺動するが、インク滴は吐出されない。

なお、本実施形態では、説明の便宜上、階調数を“２”としている。すなわち、吐出信号（ｉ）の印加及び非印加により、ノズル２４からインク滴の吐出はそれぞれ吐出及び非吐出の２つの状態に切り替えられる。しかし、実際の装置において、階調数Ｎの画像を形成する場合には、駆動信号発生回路２１０ａは、各階調値に応じて又はパルス数等が互いに異なる（Ｎ−１）種の吐出信号（ｉ_１）、（ｉ_２）、（ｉ_３）・・・・（ｉ_{（Ｎ-１）}）を生成することができ、セレクタ２１０ｂはこれらの複数の吐出信号のいずれかを選択するようになっていてもよい。この場合も、印字しないゼロ階調では吐出信号を印加しなければよい。

＜制御装置１０＞
次に、制御装置１０について説明する。制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、インクジェットプリンタ１、特にヘッド駆動部２１０の動作を制御する。

具体的には、図４に示すように、制御装置１０は、印字制御部１１、画像データ解析部１２、揺動制御部１３を備える。なお、本明細書において、「画像データ」とは、スキャナで得られた画像データ、又は外部装置から送信されてきた画像データを指すこともあるが、以下の説明では特に、これらの画像データを基に、制御装置１０に含まれる図示しない印字データ作成部において作成される、所定数の階調を有する印字データを指すものとする。

（印字制御）
印字制御部１１は、画像データに基づいてセレクタ２１０ｂを制御する。印字制御について、図７を参照して説明する。

図７は、ヘッド２１に入力される信号の例を模式的に示す図面である。また、この図は、画素を模式的に示した図面であるともいえる。図７中、Ｐ１及びＰ２は印字対象となる頁を示し、横方向つまり行の成分は主走査方向の画素を、縦方向つまり列の成分は副走査方向の画素を示す。また、図７において、第１列〜第ｎ列の成分はそれぞれ、同一のノズル２４に対応した画素を表す。つまり、或るノズルは、例えば第２列の第１行から第ｍ行の用紙上の画素に対応し、他のノズルは、例えば第ｎ列の第１行から第ｍ行の用紙上の画素に対応する。

なお、図７及び後述の図８等、本明細書で参照する図面において、各画素は簡略化されている。実際のプリンタでは、非常に小さい画素が多数印字されることで、例えば横４８００ｄｐｉ、縦１２００ｄｐｉの解像度を実現することができる。

図７に黒丸（●）で示す箇所は印字すべき画素であり、印字制御部１１は、黒丸の画素に対応するノズル２４については、インク滴が吐出されるように、セレクタ２１０ｂを制御して、吐出信号（ｉ）を個別電極３１に印加させる。

また、図７に白丸（○）で示す箇所は印字せずに白紙としておくべき画素であり、印字制御部１１は、白丸の画素に対応するノズル２４については、インク滴が吐出されないように、セレクタ２１０ｂを制御して、個別電極３１に信号（ｉ）及び（ｉｉ）のいずれも印加されないようにする。

なお、印字制御部１１が制御を行うのは、本実施形態では、印字中に限られる。ここで「印字中」とは、頁Ｐ１及びＰ２等の印字領域２０４中の白丸又は黒丸に対応する信号を、ヘッド駆動部２１０からヘッド２１に印加している期間を意味する。つまり、「印字中」とは、用紙がヘッド２１により印字可能な位置にある期間を意味する、といってもよい。すなわち、「印字中」であっても、個々のノズル２４は、インク滴を吐出中であったり、吐出していなかったりする。本明細書では、「印字中」に対して、「非印字中」との文言も使用されるが、その説明は後述する。

次に、揺動制御について、図４〜図７を併せて参照して説明する。図５は画像データ解析の流れを示すフローチャートであり、図６は揺動制御の流れを示すフローチャートである。

（揺動制御）
図４及び図５に示すように、画像データ解析部１２は、１の頁において、第１列に含まれる画像データを参照する（ステップＳ１０及びＳ１１）。第１列内に印字すべき画素が含まれていれば（ステップＳ１２でＹｅｓ）、画像データ解析部１２は、第１列の揺動フラグを、参照した頁についてＯＮにする（ステップＳ１３）。一方、第１列内に、印字すべき画素が含まれていなければ（ステップＳ１２でＮｏ）、揺動フラグをＯＦＦのまま維持する。この処理が全ての列（第１列〜第ｎ列）について実行される（ステップＳ１４〜Ｓ１５）ことで、１頁全体の画像データ解析が終了する。また、同様の処理は、さらには印字すべき全ての頁について実行される。揺動フラグのＯＮ／ＯＦＦは、画像データ解析部１２の有する図示しないメモリに保持される。

図７の例を参照して、揺動フラグのＯＮ／ＯＦＦについて具体的に説明する。

図７に示すように、複数の頁Ｐ１及びＰ２に渡って画像を形成する場合、頁Ｐ１の印字前に、画像データ解析部１２は、頁Ｐ１の画像データを参照する。図７に示すように、頁Ｐ１の第１列には、印字すべき画素（黒丸）が含まれていない（第１列の第１行〜第ｍ行）。そこで、画像データ解析部１２は、第１列の揺動フラグを、頁Ｐ１についてはＯＦＦのままとする。第２列及び第３列についても同様に、揺動フラグはＯＦＦとされる。一方、第４列〜第ｎ列には、印字すべき画素（黒丸）が含まれているので、これらの列については、画像データ解析部１２は、揺動フラグをそれぞれＯＮにする。

また、画像データ解析部１２は、頁Ｐ２の印字前に頁Ｐ２の画像データを参照する。図７に示すように、頁Ｐ１の次の頁Ｐ２の画像データにおいては、全ての列に印字すべき画素（黒丸）が含まれている。よって、画像データ解析部１２は、第１〜第ｎ列のそれぞれの揺動フラグを、頁Ｐ２についてはＯＮとする。

本実施形態において、揺動制御部１３は、非印字中にセレクタ２１０ｂの動作を制御する。「非印字中」とは、印字中でない期間を指し、いわゆる「紙間」である。「紙間」とは、１）印字すべき画像データが確定してから、最初の用紙が搬送されてくるまでの間、又は２）複数用紙に渡って連続して印字を行う場合には、或る用紙の印字終了後、次の用紙への印字開始までの間、のいずれかに該当する期間を指す。なお、上記１）の「印字すべき画像データが確定」とは、図示しない操作パネルや外部装置を介して、ユーザから印刷すべき画像データを指定した印刷依頼がなされたことを指す。

図６に示すように、揺動制御部１３は、非印字中に、各列に対して設定された揺動フラグのうち、直近に印字すべき頁に対応する揺動フラグを参照する（ステップＳ２０〜Ｓ２１、Ｓ２４〜Ｓ２５）。揺動制御部１３は、揺動フラグがＯＮになっている列のノズル２４に対応する個別電極３１に揺動信号（ｉｉ）を印加するように、セレクタ２１０ｂを制御する（ステップＳ２１でＹｅｓ→Ｓ２２）。その結果、このノズル２４ではメニスカスＭが揺動される。その後、ＯＮになっていた揺動フラグは、ＯＦＦとされる（ステップＳ２３）。一方、揺動フラグがＯＦＦになっている列のノズル２４に対応する個別電極３１には、信号（ｉ）及び（ｉｉ）のいずれも印加されず、このノズル２４のメニスカスＭは静止状態を保つ（ステップＳ２４）。

図７の例を参照して、揺動制御について具体的に説明する。図７において、頁Ｐ１の上方に符号“２００”で示す領域が、上記１）で述べた「紙間」であり、頁Ｐ１とＰ２との間に同符号“２００”で示す領域が、上記２）で述べた「紙間」である。これらの紙間領域２００は、３つの領域２０１〜２０３に分けられる。第１空白領域２０１は印字領域２０４から最も離れた領域であり、第２空白領域２０３は印字領域２０４の第1行目の直前の行を含む領域であり、揺動領域２０２は第１空白領域２０１と第２空白領域２０３との間の領域である。

なお、図７では、説明の便宜上、領域２０１〜２０３を１行として描いているが、実際には複数のラインが含まれる。各領域の長さは、例えば、紙間領域２００の副走査方向の長さを２８００行（ライン）程度、第１空白領域２０１の長さを１３００ライン程度、揺動領域２０２の長さを１０００ライン程度、第２空白領域２０３の長さを５００ライン程度とすることができる。

図７中に白丸（○）で示すように、揺動制御部１３は、空白領域２０１及び２０３ではメニスカスＭの静止状態を維持し、揺動領域２０２において、揺動フラグに応じた制御を行う。

上述したように、図７の例において、第１〜第３列の揺動フラグは、頁Ｐ１についてはＯＦＦになっている。一方、第４〜第ｎ列の揺動フラグは、頁Ｐ１についてはＯＮになっている。よって、揺動制御部１３は、図７の上方の揺動領域２０２において、第１〜第３列のノズル２４についてはメニスカスＭを静止状態に保ち（白丸（○））、第４〜第ｎ列のノズル２４のメニスカスＭを揺動させる（二重丸（◎））。

また、図７に示す頁Ｐ２については、第１〜第ｎ列の全てについて揺動フラグがＯＮになっているので、揺動制御部１３は、頁Ｐ１とＰ２との間の揺動領域２０２では、第１〜第ｎ列のノズル２４のメニスカスＭを揺動させる（二重丸（◎））。

このように、頁Ｐ１の印字に用いられない第１〜第３列のノズルで、頁Ｐ１の印字前に、インクのメニスカスが静止状態に保たれることにより、第１〜第３列の画素のうち、頁Ｐ２で最初に印字される画素（図７中の第１〜第３列第３行の画素）における印字不良が抑制される。これは、おそらく、頁Ｐ１の印字前に揺動を行わないことによって、ノズル２４のメニスカスＭ付近に生じた分散質濃度の高い層が、頁Ｐ１の印字中、第１〜第３列のノズルにおけるインクからの分散媒の蒸発を抑制するからであると考えられる。

以上のように、本実施形態では、画像データ解析部１２及び揺動制御部１３が、揺動制御装置の一例として機能する。すなわち、画像データ解析部１２及び揺動制御部１３は、揺動領域２０２の後で最初に印字される画像データの印字に使用されるノズルのメニスカスを、この揺動領域２０２中に揺動させ、使用されないノズルのメニスカスは静止状態に保つ。

なお、画像データ解析部１２による各頁の画像データについて解析実行のタイミングは、各頁の印字実行開始より前であればよく、揺動制御が行える範囲で適宜設定される。また、このタイミングは、画像データ解析部１２の有するメモリの大きさに応じても変更可能である。

例えば、画像データ解析部１２のメモリが１０頁分の揺動フラグを保持できるとする。この場合、互いに異なる画像データで構成される１０頁分の画像データの印字が依頼されると、画像データ解析部１２は、印字開始前に全ての頁の画像データを解析し、各頁について揺動フラグを設定してこれを記憶することができる。そして、揺動制御部１３が、各頁の直前の揺動領域２０２において、この揺動フラグを参照して、揺動制御を行えばよい。

また、例えば、画像データ解析部１２は、直近の２頁の画像の揺動フラグを保持できるようになっていてもよい。この場合は、１０頁分の画像データを印字するとき、画像データ解析部１２は印字順序に沿って２頁ずつ解析及び揺動フラグの設定を行い、この揺動フラグによる揺動制御が完了して、もはやこの２頁分の揺動フラグを保持する必要が無くなったときに、次の２頁分の解析と揺動フラグの設定を行えばよい。

また、同一の画像を複数部印刷するような場合には、画像データ解析部１２が１つの画像データについて得た解析結果を用いて、複数頁についての揺動制御が行われてもよい。すなわち、同一の画像データを頁Ｐ１とＰ２とに連続して印字する場合は、画像データ解析部１２がこの画像データに基づいて設定した揺動フラグに基づいて、図８に示すように、揺動制御部１３は、最初の頁Ｐ１の直前の揺動パターンと、次の頁Ｐ２の直前の揺動パターンとを、同一のパターンとすることができる。

２．第２実施形態
本実施形態のインクジェットプリンタ１００は、制御装置１０に代えて制御装置１０１を備える以外は、第１実施形態のインクジェットプリンタ１と同様の構成である。よって、既に説明した部材と同様の構成を有する部材については、同符号を付してその説明を省略する。

図９にインクジェットプリンタ１００のブロック図を示す。図９に示すように、インクジェットプリンタ１００の制御装置１０１は、画像データ解析部１１１と、画像データ加工部１１２と、セレクタ制御部１１３とを備える。

画像データ解析部１１１は、上述の画像データ解析部１２と同様に、印字対象となる画像データを解析して、各頁の各画素列について、揺動フラグを設定する（図５）。

画像データ加工部１１２の処理について、図１０のフローチャートを参照して説明する。

図１０に示すように、各列に対して設定された揺動フラグのうち、直近で印字する頁に対応する揺動フラグを参照する（ステップＳ３０〜Ｓ３１、Ｓ３４〜Ｓ３５）。そして、画像データ加工部１１２は、揺動フラグがＯＮになっている列の画像データを参照し、この列の画素のうち、この列で最初に印字される画素よりも所定数前の画素の階調を、揺動階調に設定する（ステップＳ３２）。

揺動階調とは、例えば画像データの階調数がＮであれば、（Ｎ＋１）番目の階調であって、通常の階調のいずれにも含まれない。階調信号の画素では、セレクタ制御部１１３は、セレクタ２１０ｂに揺動信号（ｉｉ）を選択させる。

また、ステップＳ３２の「所定数」とは、揺動階調の画素が、図１０の処理の対象となっている頁の印字される画素に対するインクの吐出に揺動が影響を及ぼさない程度の数値に設定される。具体的には、所定数とは、１以上かつこの頁の直前の紙間領域２００の行数（長さ）以下に設定され、よりに具体的には２００以上かつ紙間領域２００の行数の１／４以下に設定される。

揺動階調を設定すると揺動フラグはＯＦＦされる（ステップＳ３３）。

以上の処理は、１頁の画像データの全ての列について行われる（ステップＳ３４〜Ｓ３５）。この処理により、元の画像データに揺動階調が付加された加工画像データが作成される。

セレクタ制御部１１３は、加工画像データに基づいて、セレクタ２１０ｂを制御する。すなわち、セレクタ２１０ｂは、加工画像データ中、通常の階調の画素については、その階調値に応じて、印字する画素では吐出信号（ｉ）を選択し、印字しない画素では信号（ｉ）及び（ｉｉ）のいずれも選択しないことで、インクの吐出も揺動もさせない。また、揺動階調の画素については、上述したようにセレクタ２１０ｂは揺動信号（ｉｉ）を選択して、メニスカス揺動を行う。

図１１に具体例を挙げる。図１１は、図７の頁Ｐ１及びＰ２と同一の画像データに基づく加工画像データを模式的に示す図面である。なお、図１１では、ステップＳ３２の“所定数”は説明の便宜上“２”に設定されている。

図１１に示すように、各頁の各印字画素（●）よりも前に、この印字画素を印字するノズルのメニスカスが揺動される（◎）。図１１に示すように、頁Ｐ２の画像データに基づいて設定された揺動階調は、頁Ｐ２の印字領域２０4内か、頁Ｐ２と直前の頁Ｐ１との間の紙間領域２００内に配置される。つまり、或る頁の画像データに基づいて設定された揺動階調は、その頁の直前の頁の印字領域２０４よりも後に配置される。

なお、本実施形態では、制御装置１０１の各機能部１１１〜１１３が、揺動制御装置として機能し、セレクタ制御部１１３が印字制御部として機能する。

〔３〕比較形態
図１２に、比較形態におけるヘッドへの入力信号の模式図を示す。

図１２に示すように、本比較形態では、揺動後に最初に印字する画像データの内容に関わらず、全てのノズル内のメニスカスを、揺動領域２０２中に揺動させる。

この場合、図１２の頁Ｐ２にバツ（×）印で示すように、直前の頁Ｐ１で白紙であり、頁Ｐ２で印字される列（第１列〜第３列）において、印字不良が起こることがある。

これは、これらの列のノズルでは、メニスカス付近において分散質濃度が上昇した層が、頁Ｐ１の前の揺動によって分散されることで、頁Ｐ１の印字領域２０４中でインク吐出を行わずに静止状態にある間のインクの分散媒が促進されたためであると考えられる。

〔４〕その他の実施形態
（ａ）第1及び第２実施形態では、１の頁は１の用紙と対応している。つまり、第１及び第２実施形態においては、“１頁の画像データ”とは、“１枚の用紙に印字される画像データ”と言い換えることができる。つまり、２ｉｎ１のように複数の頁を１枚の用紙に印字する場合には、１枚の用紙に印字される複数の頁を合わせて“１頁”と見なすことができる。

ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、１枚の用紙に印字される複数の頁が、それぞれ独立した画像データとして処理されてもよい。通常、１枚の用紙中に複数の頁を印字する場合、各頁間には用紙搬送方向Ｄにおいて白紙領域が設けられる。よって、他の実施形態として、この白紙領域を上述の紙間領域２００と見なして、第１及び第２実施形態と同様の処理を行うこともできる。

（ｂ）第１及び第２実施形態では、ヘッド駆動部２１０、共通電極３０、個別電極３１、及び圧電素子２２ａが、インクの吐出及びメニスカスの揺動を行う圧力印加部として機能する。圧力印加部は、インクの吐出を行う第１圧力印加部と、メニスカスの揺動を行う第２圧力印加部とを備えると言い換えてもよい。第１及び第２実施形態では、吐出および揺動で単一の電極及び圧力素子が用いられたが、第１及び第２圧力印加部は、それぞれ固有の電極や圧電素子等を備えていてもよい。

（ｃ）第１実施形態の画像データ解析部１２及び揺動制御部１３は、揺動制御装置の一例として、１頁の画像データ毎にその頁の前にメニスカスの揺動領域２０２を設けている。すなわち、画像データ解析部１２及び揺動制御部１３は、図７の上方の揺動領域２０２の後に最初に印字が予定されている頁Ｐ１の画像データ（Ｐ１の印字領域２０４）に基づいて、この画像データの印字に使用されるノズル（第４〜第ｎ列）のメニスカスを、この揺動領域２０２中に揺動させている。このように、第１実施形態での揺動の実行タイミングは、“この画像データ（頁Ｐ１）の印字時において使用ノズル（第４〜第ｎ列）からインク滴が吐出される前”の一例として、各頁の紙間に設けられた揺動領域２０２である。

また、第２実施形態では、画像データ解析部１１１、画像データ加工部１１２及びセレクタ制御部１１３が、揺動制御装置の一例として機能する。上述したように、第２実施形態では、揺動の実行タイミングは、紙間だけではなく、各頁の印字中であってもよいものとされる。

このように、揺動実行のタイミングは、その揺動を実行した後、最初に印字される画像データが、その揺動を実行するか否かの判断対象となった画像データであるように設定されていればよく、紙間又は印字中のいずれであってもよい。

（ｄ）第１及び第２実施形態では、“メニスカスの揺動の後で最初に印字が予定されている画像データ”は、頁毎の画像データである。つまり、印字において各ノズルが使用されるかどうかの判断の対象範囲は１頁である。

しかし、本発明の揺動制御装置はこれに限定されるものではなく、例えば、２以上の所定数頁を画像解析の対象単位として、この対象単位の画像データにおいて使用されるノズルのメニスカスを、対象単位毎の印字前に揺動させるものであってもよい。このとき、対象単位の画像データの印字に使用されないノズルについては、揺動は実行されない。

例えば、２頁を対象単位として、４頁の印字を行うのであれば、第１〜第２頁の印字で使用されるノズルのメニスカスのみを印字前に揺動し、次いで第１〜第２頁を印字し、その後第３〜第４頁の印字で使用されるノズルのメニスカスのみを揺動し、次いで第３〜第４頁を印字すればよい。

（ｅ）本発明はインクジェットプリンタの他に、複写機、ファクシミリ装置等の各種画像形成装置に適用可能である。

（ｆ）以上、異なる実施形態で説明した技術を、適宜組み合わせることもできる。

１インクジェットプリンタ
１０、１０１制御装置
１１印字制御部
１２、１１１画像データ解析部
１３揺動制御部
１１２画像データ加工部
１１３セレクタ制御部
２画像形成部
２１ヘッド
２１０ヘッド駆動部
２１０ａ駆動パルス発生部
２１０ｂセレクタ
２２ａ圧電素子
２３吐出面
２３ａ撥水膜
２４ノズル
２５吐出口
２６加圧室
２７共通流路
２８供給孔
２９振動板
３０共通電極
３１個別電極
Ｍメニスカス面
（ｉ）吐出信号
（ｉｉ）揺動信号

Claims

記録媒体上に１画素分のインク滴を吐出する複数のノズルと、
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と、
各加圧室内のインクに圧力を加えることで、上記ノズルからインク滴を吐出させる吐出動作、及び上記ノズル内のインクのメニスカスを揺動させるがインク滴を吐出させない揺動動作を実行する圧力印加部と、
を備えるヘッドと；
印字対象となる頁において、印字が予定されている画像データが含まれる列に関する情報を、画像データの主走査方向における１ライン分のフラグ情報として取得する画像データ解析部と；
前記画像データ解析部で取得された前記フラグ情報を記憶するメモリと；
上記圧力印加部を稼動させて、画像データを印字する印字制御部と；
上記圧力印加部の動作を制御する揺動制御装置であって、印字対象となる頁をメニスカスの揺動の後に印字させる際に、前記メモリに記憶されている前記フラグ情報を参照して、印字が予定されている画像データの印字において使用されるノズルのメニスカスを、印字が予定されている上記画像データの印字時に上記使用ノズルからインク滴が吐出される前に揺動させ、かつ、印字が予定されている上記画像データの印字において使用されないノズルのメニスカスを揺動させないように、上記圧力印加部を制御する揺動制御装置と；を備える画像形成装置。
上記揺動制御装置は、上記圧力印加部を制御して、ノズルのメニスカスの揺動を非印字中に実行させるようになっている
請求項１に記載の画像形成装置。
上記ヘッドに対して、上記記録媒体を搬送する搬送部をさらに備える
請求項１又は２に記載の画像形成装置。