JP5656816B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録ヘッドのノズルからインクを吐出して、用紙等の記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置の記録部は、複数の記録ヘッドにより構成される。記録ヘッドは、ノズルと、加圧室と、圧電素子と、を備える。ノズルは、インク液滴を吐出する吐出口である。加圧室は、インクが充填される空間であり、ノズルと連通している。圧電素子は、供給される駆動信号に応じて変形する部材であり、加圧室に併設されている。加圧室に充填されたインクは、圧電素子の変形により加圧されて押し出され、ノズルからインク液滴として吐出する。

このような記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置では、ノズルからインク液滴を吐出した際に、主なインク液滴（以下、「主滴」ともいう）に付随して微小なサテライト滴が飛翔することがある。サテライト滴の飛翔は、画質を劣化させる要因となる。

そこで、サテライト滴が着弾する位置に必ず主滴を着弾させることにより、画質の劣化を低減させるインクジェット記録装置が提案されている（特許文献１参照）。また、画像の記録モードとして高画質モード及び高速モードを備えた構成において、サテライト滴の発生しやすい高速モードでは、サテライト滴と主滴とがなるべく重なるような画像処理を行うことにより、画質の劣化を低減させるインクジェット記録装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００６−３４１４０６号公報 特開２００７−１６８２０２号公報

上記特許文献１及び２に記載された従来技術では、記録ヘッドの制御が複雑になるという課題がある。

一方、主滴の吐出速度は、圧電素子に供給する駆動信号の電圧値やパルス幅により変化する。このため、圧電素子に供給する駆動信号の波形を適宜に選択して、主滴の吐出速度を速くすることにより、主滴の飛翔を安定させることができる。しかし、主滴の吐出速度を速くすると、着弾の乱れは少なくなるが、サテライト滴が発生しやすくなる。

また、圧電素子に供給する駆動信号の波形を適宜に選択して、主滴の吐出速度を遅くすることにより、サテライト滴の発生を抑制することができる。しかし、主滴の吐出速度を遅くすると、主滴の飛翔が不安定になり、着弾の乱れが多くなる。このように、主滴の飛翔が安定する駆動信号の波形と、サテライト滴の発生が抑制される駆動信号の波形とは、必ずしも一致しない。従って、駆動信号の波形を適宜に選択する手法では、主滴の着弾の乱れやサテライト滴の発生による画像の劣化を低減することは難しい。

本発明は、複雑な制御を行うことなしに、主滴の着弾の乱れやサテライト滴の発生による画像の劣化を低減することができるインクジェット装置を提供することを目的とする。

本発明は、記録媒体に向けてインク液滴を吐出する複数のノズルと、複数の前記ノズルに連通してそれぞれ設けられ、内部にインクが充填される加圧室と、駆動信号の印加により変形して前記加圧室に充填されたインクを前記ノズルからインク液滴として吐出させる圧電素子と、前記ノズルからインク液滴としての主滴を吐出させる第１駆動信号及び前記ノズルから主滴を吐出させると共に、当該主滴に付随するサテライト滴の発生を許容する第２駆動信号を記憶する駆動信号記憶手段と、画像データを構成する複数の画素の中から、駆動信号として前記第１又は第２駆動信号が設定される対象画素を抽出する対象画素抽出手段と、前記対象画素抽出手段で抽出された前記対象画素に近接する周辺画素の階調を取得する周辺階調取得手段と、主滴を吐出する前記ノズルに設けられた前記圧電素子に対し前記第１駆動信号又は第２駆動信号を供給する駆動信号供給手段と、前記周辺階調取得手段で取得された前記周辺画素の階調が基準値未満の場合には、前記対象画素に主滴を吐出する前記ノズルに設けられた前記圧電素子に対し前記駆動信号供給手段から前記第１駆動信号を供給させ、前記周辺画素の階調が基準値以上の場合には、前記対象画素に主滴を吐出する前記ノズルに設けられた前記圧電素子に対し前記駆動信号供給手段から前記第２駆動信号を供給させる駆動信号制御手段と、を備えるインクジェット装置に関する。

また、前記周辺階調取得手段は、前記対象画素抽出手段で抽出された前記対象画素に近接する周辺画素として、前記対象画素に隣接する画素の階調を取得することが好ましい。

また、前記駆動信号制御手段は、前記周辺画素の階調が最小の場合には、前記対象画素に主滴を吐出する前記ノズルに設けられた前記圧電素子に対し前記駆動信号供給手段から前記第１駆動信号を供給させ、前記周辺画素の階調が最大の場合には、前記対象画素に主滴を吐出する前記ノズルに設けられた前記圧電素子に対し前記駆動信号供給手段から前記第２駆動信号を供給させることが好ましい。

本発明によれば、複雑な制御を行うことなしに、主滴の着弾の乱れやサテライト滴の発生による画像の劣化を低減することができるインクジェット装置を提供することができる。

実施形態におけるインクジェット装置１の全体構成を示す説明図である。 インクジェット装置１における記録部２０及び用紙搬送部３０の平面図である。 ノズルユニット２１０の概略断面図である。 インクジェット装置１の電気的な構成を示すブロック図である。 （Ａ）は第１駆動信号の波形図である。（Ｂ）は第２駆動信号の波形図である。 制御部１００が画素の階調に基づいて駆動信号を選択する場合の処理手順を示すフローチャートである。 第２駆動信号のみで形成された画像の例を示す模式図である。 第１駆動信号のみで形成された画像の例を示す模式図である。 第１及び第２駆動信号により形成された画像の例を示す模式図である。 第２駆動信号のみで形成された文字画像の例を示す模式図である。 第１及び第２駆動信号により形成された文字画像の例を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るインクジェット装置の実施形態について説明する。まず、インクジェット装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェット装置１の全体構成を示す説明図である。図２は、記録部２０及び用紙搬送部３０の平面図である。図３は、ノズルユニット２１０の概略断面図である。図４は、インクジェット装置１の電気的な構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態のインクジェット装置１は、本体２の内部に、主要部として、記録部２０と、用紙搬送部３０と、を備える。また、インクジェット装置１は、給紙カセット３と、給紙ローラー４と、用紙搬送路５と、レジストローラー対６と、乾燥装置７と、排紙ローラー対８と、排紙口９と、排紙トレイ１０と、を備える。

用紙搬送部３０は、搬送ベルト３１と、駆動ローラー３２と、従動ローラー３３と、テンションローラー３４と、を備える。

搬送ベルト３１は、用紙Ｔを記録ヘッド２２（後述）に沿って水平に搬送するベルトである。搬送ベルト３１としては、両端部を接合して無端状としたベルトや、継ぎ目のないシームレスのベルト等が用いられる。搬送ベルト３１は、駆動ローラー３２、従動ローラー３３及びテンションローラー３４に掛け渡されている。

駆動ローラー３２は、搬送ベルト３１を回転させるローラーである。駆動ローラー３２は、搬送ベルト３１の搬送方向において下流側に設けられている。駆動ローラー３２は、駆動用モーター（不図示）から付与された駆動力により回転する。従動ローラー３３は、搬送ベルト３１と連動して回転するローラーである。従動ローラー３３は、搬送ベルト３１の搬送方向において上流側に設けられている。テンションローラー３４は、従動ローラー３３と駆動ローラー３２との間で搬送ベルト３１が弛まないように張力を与えるローラーである。

搬送ベルト３１を間に挟んで、記録ヘッド２２と反対側には、吸着ユニット（不図示）が設けられている。吸着ユニットは、搬送ベルト３１に形成された通気孔（不図示）に吸引力（下向きの気流）を発生させ、搬送ベルト３１の表面において用紙Ｔを吸着する装置である。搬送ベルト３１に送り出された用紙Ｔは、吸着ユニットで発生する吸引力により、搬送ベルト３１の載置搬送面３１Ａ（図２参照）に吸着された状態で記録ヘッド２２の下を搬送される。このように、搬送ベルト３１の載置搬送面３１Ａに吸着された状態で搬送される用紙Ｔに向けて、記録ヘッド２２からインク液滴を吐出することにより、用紙Ｔに画像が形成される。

給紙カセット３は、記録媒体としての用紙Ｔを積載した状態で収容する。給紙カセット３は、本体２の内部において、下方に配置されている。給紙ローラー４は、給紙カセット３の上方に配置されている。給紙ローラー４は、給紙カセット３に積載された用紙Ｔを１枚ずつ取り出し、搬送路５へ送り出す。給紙ローラー４は、駆動用モーター（不図示）から付与された駆動力により回転する。

用紙搬送路５、レジストローラー対６、記録部２０及び用紙搬送部３０は、給紙カセット３よりも、用紙Ｔの搬送方向Ｐの下流側に配置されている。給紙カセット３から送り出された用紙Ｔは、用紙搬送路５を通過してレジストローラー対６に到達する。レジストローラー対６は、用紙Ｔの斜め送りを矯正し、用紙Ｔを搬送方向Ｐへ送り出す。

乾燥装置７は、用紙Ｔに形成された画像のインクを乾燥させる装置である。乾燥装置７は、用紙搬送部３０よりも、用紙Ｔの搬送方向Ｐの下流側に配置されている。

排紙ローラー対８、排紙口９及び排紙トレイ１０は、乾燥装置７よりも、用紙Ｔの搬送方向Ｐの下流側に配置されている。乾燥装置７によりインクの乾燥が終了した用紙Ｔは、排紙ローラー対８により搬送方向Ｐの下流側に送られる。更に、用紙Ｔは、排紙口９から排紙トレイ１０に送られ、本体２の外部に排出される。

記録部２０は、イエロー用の記録ヘッド２２Ｙ、マゼンタ用の記録ヘッド２２Ｍ、シアン用の記録ヘッド２２Ｃ及びブラック用の記録ヘッド２２Ｋを備える。記録部２０は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのインク液滴を、記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋから用紙Ｔに向けて吐出する。記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋは、図２に示すように、用紙Ｔの搬送方向Ｐ（水平方向Ｘ）と直交する方向（用紙幅方向Ｙ）に沿って延出している。記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋは、図２に示すように、ヘッドフレーム２１を介して、本体２に固定されている。

また、記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋには、図２に示すように、用紙Ｔの搬送方向Ｐ（水平方向Ｘ）と直交する方向（用紙幅方向Ｙ）に沿って複数のノズルユニット２１０がライン状に配置されている。図２では、記録ヘッド２２Ｙを代表してノズルユニット２１０を図示する。なお、図２では、ノズルユニット２１０の配置を模式的に示している。

記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋに配置された各ノズルユニット２１０は、用紙Ｔに向けてインク液滴を吐出する。記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋは、１行分のインク液滴を一括して吐出する。なお、ノズルユニット２１０から吐出されるインク液滴の色は、ノズルユニット２１０が配置された記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋに対応する。例えば、記録ヘッド２２Ｙに配置された各ノズルユニット２１０からは、イエローのインク液滴が吐出される。

なお、以下の説明において、４色の記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋの識別記号である「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」及び「Ｋ」を省略して、適宜に「記録ヘッド２２」と記載する。

次に、ノズルユニット２１０の構造について説明する。ここでは、１画素分のインク液滴を吐出するノズルユニット２１０の構造について説明する。

図３に示すように、ノズルユニット２１０は、加圧室２１６と、ノズル２１７と、圧電素子２１８と、個別電極２１９と、を備える。

加圧室２１６は、ノズル２１７（後述）に連通して設けられる。加圧室２１６は、内部にインク２１５が充填される。加圧室２１６は、供給口２２０を介して共通流路２１４と連通している。共通流路２１４には、１つの記録ヘッド２２に配置されたすべてのノズルユニット２１０と連通する。

また、共通流路２１４には、インクタンク２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ及び２３Ｋ（後述）から延出された供給チューブが接続される。１つの記録ヘッド２２において、対応する色のインクタンク２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ及び２３Ｋからそれぞれ送り出されたインクは、共通流路２１４を介して各ノズルユニット２１０の加圧室２１６に供給される。

加圧室２１６の上壁には、振動板２２１が設けられている。振動板２２１は、複数の加圧室２１６（不図示）に渡って形成されている。振動板２２１の上には、共通電極２２２が積層されている。共通電極２２２は、複数の加圧室２１６に渡って形成されている。共通電極２２２の上には、圧電素子２１８が積層されている。圧電素子２１８は、加圧室２１６毎に個別に設けられている。圧電素子２１８としては、例えば、ピエゾ素子を用いることができる。更に、圧電素子２１８の上には、共通電極２２２と共に圧電素子２１８を挟むように個別電極２１９が積層されている。個別電極２１９は、加圧室２１６毎に個別に設けられている。

ノズル２１７は、用紙Ｔに向けてインク液滴を吐出する円錐状の流路である。ノズル２１７の先端には、インク液滴の吐出口２１３が設けられている。吐出口２１３は、ノズル面２１１に形成された円形の開口である。ノズル面２１１において、吐出口２１３を除く領域には、インクの付着を防止する撥水膜２１２が形成されている。

ノズルユニット２１０の各圧電素子２１８は、記録ヘッド駆動部６０（後述）とフレキシブルケーブル（不図示）により電気的に接続されている。各圧電素子２１８には、記録ヘッド駆動部６０から駆動信号が個別に供給される。圧電素子２１８に駆動信号が供給されると、圧電素子２１８が変形（振動）し、その変形が振動板２２１へ伝えられる。振動板２２１が変形すると、加圧室２１６が圧縮される。そして、加圧室２１６の圧縮により、加圧室２１６の内部に充填されたインク２１５が加圧される。その結果、インク２１５は、ノズル２１７から吐出口２１３に押し出され、インク液滴となって用紙Ｔ（不図示）の上に吐出される。

また、図１に示すように、用紙搬送部３０の下方には、記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋのそれぞれに対応して、４台のインクタンク２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ及び２３Ｋが配置されている。４色のインクは、それぞれ４台のインクタンク２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ及び２３Ｋから供給チューブ（不図示）を介して、対応する記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋに供給される。

上述した記録ヘッド２２は、記録ヘッド駆動部６０（後述）から供給される駆動信号に基づいて、４色のインクを順次吐出する。記録ヘッド２２からインクを吐出するタイミングと、搬送ベルト３１が用紙Ｔを搬送するタイミングとを同期させることにより、用紙Ｔには、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のインクが重ね合わせられる。これにより、用紙Ｔにカラー画像が印刷される。

次に、インクジェット装置１の電気的な構成について説明する。図４に示すように、インクジェット装置１は、記録部２０、用紙搬送部３０、記憶部４０、画像処理部５０、記録ヘッド駆動部６０、入力操作部７０、ネットワークＩ／Ｆ部８０と、制御部１００と、を備える。

記憶部４０は、インクジェット装置１の機能を実現するためのプログラムやデータを記憶する。また、記憶部４０は、駆動信号記憶手段として、画素の階調に応じた複数の駆動信号（後述）を記憶する。

記憶部４０は、６４階調の画素を形成する駆動信号、１２８階調の画素を形成する駆動信号、１９２階調の画素を形成する駆動信号及び２５５階調（黒画素）の画素を形成する駆動信号を記憶する。このうち、６４階調〜１９２階調の画素を形成する駆動信号は、中間トーンの画素を形成する駆動波形である。２５５階調の画素を形成する駆動信号は、黒画素を形成する駆動波形である。

上述した６４階調〜２５５階調の画素は、すべて印字画素である。これに対し、ゼロ階調（白画素）となる画素は、非印字画素である。非印字画素にはインクを吐出しないため、記録ヘッド２２に駆動信号は供給されない。なお、後述するように、２５５階調の印字画素は、対象画素とも呼ばれる。

記録部２０では、用紙Ｔに１画素を形成する際に、記録ヘッド２２の各ノズルユニット２１０（圧電素子２１８）に供給する駆動信号を切り換えることにより、ノズル２１７から吐出されるインク液滴の量及び吐出速度を変化させることができる。本実施形態では、１画素において、５段階（０階調、６４階調、１２８階調、１９２階調、２５５階調）の階調表現が可能となる。

上述した６４階調〜２５５階調の駆動信号は、それぞれ電圧値が異なる。本実施形態では、６４階調〜１９２階調の印字画素については、駆動信号制御部１０３（後述）において、それぞれに対応して設定された１つの駆動信号が選択される。また、２５５階調（黒画素）の印字画素（対象画素）については、駆動信号制御部１０３において、周辺画素（後述）の階調に基づいて、２つの駆動信号のうちの１つが選択される。２つの駆動信号の１つは、ノズル２１７から主滴のみを吐出させる第１駆動信号である。もう１つは、ノズル２１７から主滴を吐出させると共に、当該主滴に付随するサテライト滴の発生を許容する第２駆動信号である。

ここで、２５５階調の印字画素において選択される第１駆動信号及び第２駆動信号について説明する。図５（Ａ）は、第１駆動信号の波形図である。図５（Ｂ）は、第２駆動信号の波形図である。図５（Ａ）及び（Ｂ）において、横軸は時間（μｓ）、縦軸は電圧（Ｖ）を示している。

図５（Ａ）に示す第１駆動信号は、電圧値Ｖ１を有する。この電圧値Ｖ１は、ノズル２１７から主滴を吐出させた際に、サテライト滴を発生させることのない電圧値である。このため、電圧値Ｖ１により圧電素子２１８（図３参照）を駆動した場合には、ノズル２１７から主滴のみを吐出させることができる。第１駆動信号は、主に、黒画素と白画素との境目となる領域（例えば、最終行となる領域）の印字画素を形成する場合に選択される。第１駆動信号により圧電素子２１８を駆動した場合に、ノズル２１７から吐出されるインクの吐出速度は、後述する第２駆動信号で駆動した場合よりも遅くなる。従って、電圧値Ｖ１により圧電素子２１８を駆動した場合には、ノズル２１７から主滴のみが吐出され、当該主滴に付随するサテライト滴の発生は抑制される。

一方、図５（Ｂ）に示す第２駆動信号は、電圧値Ｖ２を有する。第２駆動信号の電圧値Ｖ２は、第１駆動信号の電圧値Ｖ１よりも大きな電圧値である。圧電素子２１８に供給する電圧値を大きくするに従い、ノズル２１７から吐出するインクの吐出速度は速くなる。そのため、電圧値Ｖ２により圧電素子２１８を駆動した場合には、ノズル２１７から主滴が吐出されると共に、当該主滴に付随するサテライト滴が発生しやすくなる。第２駆動信号は、主に、黒画素が密集しているベタ部（後述）の印字画素を形成する場合に選択される。なお、上述した第１駆動信号により形成された画像及び第２駆動信号により形成された画像については後述する。

再び、図４の構成について説明する。
画像処理部５０は、パーソナルコンピューター等の外部装置（不図示）から受信した画像データに対して各種の画像処理を実施する。画像処理部５０は、画像処理を行う専用回路としてのＡＳＩＣ５１と、画像データを一時的に記憶する画像メモリー５２と、を備える。

ＡＳＩＣ５１は、ＲＧＢ形式で表現された画像データを、ＹＭＣＫで表現された画像データに変換する。また、ＡＳＩＣ５１は、ＹＭＣＫで表現された画像データに基づいて、画素毎にインク液滴量データを演算する。また、ＡＳＩＣ５１は、インク液滴量データを量子化することにより、０〜２５５階調の画素を５段階（０階調、６４階調、１２８階調、１９２階調、２５５階調）の画素に変換する。更に、ＡＳＩＣ５１は、記録ヘッド２２の１ライン毎に画素を形成する順序を決定し、各画素をその順序で並び替える。ここでは、画像データの各画素が１ライン毎に並び替えられる。ＡＳＩＣ５１により画像処理された画像データは、画像メモリー５２に記憶される。画像メモリー５２に記憶される画像データには、画素毎の階調に関する情報も含まれる。

記録ヘッド駆動部６０は、駆動信号制御部１０３（後述）の制御により、記録ヘッド２２の各ノズルユニット２１０（圧電素子２１８）に、６４階調〜２５５階調の印字画素を形成する駆動信号を供給する。

入力操作部７０は、各種のメッセージを表示する表示パネルや、電源キー、リセットキー等の操作ボタン等（いずれも不図示）を備える。

ネットワークＩ／Ｆ部８０は、ＬＡＮボード等（不図示）の通信モジュールにより構成される。ネットワークＩ／Ｆ部は、接続されたネットワーク（不図示）を介して、外部装置との間で相互にデータの送受信を行う。

制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えたマイクロプロセッサにより構成される。制御部１００は、用紙搬送部３０、記憶部４０、画像処理部５０、記録ヘッド駆動部６０、入力操作部７０、ネットワークＩ／Ｆ部８０と電気的に接続されている。

制御部１００は、用紙搬送部３０においては、各駆動部（例えば、給紙ローラー４や駆動ローラー３２の駆動用モーター）と電気的に接続されている。制御部１００は、記憶部４０に記憶されているインクジェット装置１の制御プログラムに従って、各駆動部の駆動量や駆動タイミング等を制御する。

また、制御部１００は、対象画素抽出手段としての対象画素抽出部１０１と、周辺階調取得手段としての周辺階調取得部１０２と、駆動信号制御手段としての駆動信号制御部１０３と、を備える。

対象画素抽出部１０１は、ＡＳＩＣ５１により画像処理された画像データを記憶部４０から読み出し、画素の並び順に従って１画素ずつ画素の階調を取得する。対象画素抽出部１０１は、画像データから読み出した画素のうち、主滴を吐出する画素、すなわち６４階調〜２５５階調の画素を印字画素として抽出する。

また、対象画素抽出部１０１は、印字画素の中から、更に対象画素を抽出する。対象画素は、駆動信号として前記第１又は第２駆動信号が設定される印字画素である。本実施形態では、６４階調〜２５５階調の印字画素の中から２５５階調（黒画素）の印字画素を対象画素として抽出する。最大階調となる２５５階調の画素は、他の階調に比べてサテライト滴が発生しやすいためである。なお、対象画素は、本実施形態のように２５５階調に限らず、６４階調〜１９２階調の印字画素の中から適宜に設定することができる。

周辺階調取得部１０２は、対象画素抽出部１０１で抽出された対象画素（２５５階調の画素）に隣接する周辺画素の階調を取得する。本実施形態では、用紙Ｔの搬送方向Ｐ（図２参照）において、対象画素よりも上流側で隣接する画素を周辺画素とし、この周辺画素の階調を取得する。

駆動信号制御部１０３は、印字画素（対象画素を含む）に主滴を吐出するノズル２１７に設けられた圧電素子２１８に選択した駆動信号を供給するように記録ヘッド駆動部６０を制御する。

駆動信号制御部１０３は、６４階調〜１９２階調の印字画素については、それぞれの階調数に対応した駆動信号を選択する。すなわち、６４階調の印字画素を形成する駆動信号、１２８階調の印字画素を形成する駆動信号、１９２階調の印字画素を形成する駆動信号のうち１つを選択する。そして、駆動信号制御部１０３は、印字画素に主滴を吐出するノズル２１７に設けられた圧電素子２１８に選択した駆動信号を供給するように記録ヘッド駆動部６０を制御する。

また、駆動信号制御部１０３は、対象画素抽出部１０１で抽出された対象画素については、周辺階調取得部１０２で取得された周辺画素の階調に応じて駆動信号を選択する。

すなわち、駆動信号制御部１０３は、対象画素に隣接する周辺画素の階調が１２８階調未満（６４階調以下）であれば、第１駆動信号を選択する。これは、周辺画素の階調が１２８階調未満（比較的明るい画素）の場合には、主滴の着弾の乱れよりも、サテライト滴を目立ちにくくすることを優先するためである。そして、駆動信号制御部１０３は、対象画素に主滴を吐出するノズル２１７に設けられた圧電素子２１８に第１駆動信号を供給するように記録ヘッド駆動部６０を制御する。

また、駆動信号制御部１０３は、対象画素に隣接する周辺画素の階調が１２８階調以上であれば、第２駆動信号を選択する。周辺画素の階調が１２８階調以上（比較的暗い画素）の場合には、サテライト滴の発生よりも、黒筋や白筋を目立ちにくくすることを優先するためである。そして、駆動信号制御部１０３は、対象画素に主滴を吐出するノズル２１７に設けられた圧電素子２１８に第２駆動信号を供給するように記録ヘッド駆動部６０を制御する。

次に、制御部１００において、印字画素の階調に基づいて駆動信号を選択する場合の動作について説明する。図６は、制御部１００が印字画素の階調に基づいて駆動信号を選択する場合の処理手順を示すフローチャートである。

図６に示すステップＳＴ１０１において、制御部１００（対象画素抽出部１０１）は、画像メモリー５２に記憶されている画像データを読み出し、１画素ずつ順番に画素の階調を取得する。そして、制御部１００（対象画素抽出部１０１）は、画像データから読み出した画素の中から、印字画素（６４階調〜２５５階調の画素）を抽出する。ここで、ゼロ階調となる画素（非印字画素）は、印字画素として抽出されない。

ステップＳＴ１０２において、制御部１００（対象画素抽出部１０１）は、抽出した印字画素の階調が２５５階調未満であるか否かを判定する。このステップＳＴ１０２において、制御部１００により、印字画素の階調が２５５階調未満である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。また、ステップＳＴ１０２において、制御部１００により、印字画素の階調が２５５階調以上である（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０６へ移行する。このステップＳＴ１０２において、制御部１００（対象画素抽出部１０１）は、階調が２５５階調の印字画素を対象画素として抽出する。

ステップＳＴ１０３において、制御部１００（駆動信号制御部１０３）は、抽出した印字画素の階調に対応する駆動信号を選択する。すなわち、制御部１００は、印字画素の階調に応じて、６４階調の印字画素を形成する駆動信号、１２８階調の印字画素を形成する駆動信号、１９２階調の印字画素を形成する駆動信号から１つを選択する。

ステップＳＴ１０４において、制御部１００（駆動信号制御部１０３）は、印字画素（対象画素を含む）に主滴を吐出するノズル２１７に設けられた圧電素子２１８に選択した駆動信号を供給するように記録ヘッド駆動部６０を制御する。

ステップＳＴ１０５において、制御部１００は、画像データのすべての画素について処理を終了したか否かを判定する。このステップＳＴ１０５において、制御部１００により、すべての画素について処理を終了した（ＹＥＳ）と判定された場合に、本フローチャートの処理は終了する。また、ステップＳＴ１０５において、制御部１００により、すべての画素について処理を終了していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０１へ戻る。

一方、ステップＳＴ１０６（ステップＳＴ１０２：ＮＯ判定）において、制御部１００（周辺階調取得部１０２）は、対象画素に隣接する周辺画素の階調を取得する。

ステップＳＴ１０７において、制御部１００（駆動信号制御部１０３）は、取得した周辺画素の階調が１２８階調未満か否かを判定する。このステップＳＴ１０７において、制御部１００により、取得した周辺画素の階調が１２８階調未満である（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０８へ移行する。また、ステップＳＴ１０７において、制御部１００により、取得した周辺画素の階調が１２８階調以上である（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０９へ移行する。

ステップＳＴ１０８（ステップＳＴ１０７：ＹＥＳ判定）において、制御部１００（駆動信号制御部１０３）は、対象画素の駆動信号として第１駆動信号を選択する。このように、周辺画素が１２８階調未満（すなわち６４階調以下）の場合には、サテライト滴が目立ちやすい。そのため、制御部１００は、サテライト滴の発生を抑制するために第１駆動信号を選択する。

一方、ステップＳＴ１０９（ステップＳＴ１０７：ＮＯ判定）において、制御部１００（駆動信号制御部１０３）は、対象画素の駆動信号として第２駆動信号を選択する。このように、周辺画素が１２８階調以上の場合には、サテライト滴が目立ちにくい。そのため、制御部１００は、サテライト滴が発生しても、主滴の着弾の乱れが少なくなるように第２駆動信号を選択する。

ステップＳＴ１０８及びステップＳＴ１０９に続いて、処理はステップＳＴ１０４へ移行する。

次に、本実施形態のインクジェット装置１により画像を形成する場合の具体例について説明する。図７は、第１駆動信号のみで形成された画像の例を示す模式図である。図８は、第２駆動信号のみで形成された画像の例を示す模式図である。図９は、第１及び第２駆動信号により形成された画像の例を示す模式図である。

図７〜図９において、格子の各交点（以下、「格子点」という）は、主滴が着弾すべき画素の位置を示している。また、図７〜図９において、ドットで描かれた主滴Ｄｍは、黒画素（２５５階調）を表している。

図７に示すように、ノズル２１７（図３参照）から主滴のみを吐出させる第１駆動信号により画素を形成した場合には、主滴Ｄｍのみが着弾しており、サテライト滴Ｄｓは着弾していない。しかし、記録ヘッド２２において、ノズル２１７から吐出されるインクの吐出方向や吐出量は必ずしも均一ではなく、ノズル２１７毎にばらつきがある。このため、着弾精度の悪いノズル２１７が存在する場合には、図７に示すように、主滴Ｄｍが格子点に対して上下左右の様々な方向にずれてしまう。

すなわち、図７に示すように、Ｌａの領域は白筋に、またＬｂの領域は黒筋のように視認されてしまう。白筋や黒筋は、黒画素が密集している領域Ａ（ベタ部）において目立ちやすい。このように、第１駆動信号を供給して主滴Ｄｍの吐出速度を遅くした場合は、サテライト滴Ｄｓの発生を抑制することができる。しかし、主滴Ｄｍの着弾の乱れは多くなる。このため、第１駆動信号により画素を形成した場合には、主滴Ｄｍの着弾の乱れにより画像が劣化する。

一方、図８に示すように、ノズル２１７から主滴を吐出させると共に、当該主滴に付随するサテライト滴の発生を許容する第２駆動信号により画素を形成した場合、各格子点に主滴Ｄｍが着弾するが、同時にサテライト滴Ｄｓも発生する。図８に示す例において、サテライト滴Ｄｓは、用紙Ｔの搬送方向Ｐにおいて、主滴Ｄｍの着弾する位置よりも上流側に発生する。

なお、図８に示すように、黒画素が密集している領域Ｂでは、サテライト滴Ｄｓと主滴Ｄｍとが重なる。このため、サテライト滴Ｄｓが単独のドットとして視認されにくくなる。しかし、最終ラインＬｓにおいては、サテライト滴Ｄｓが主滴Ｄｍと重なっていない。このため、サテライト滴Ｄｓが、単独のドットとして視認される場合もある。このように、第２駆動信号を供給して主滴Ｄｍの吐出速度を速くした場合には、主滴Ｄｍの飛翔が安定する。このため、着弾の乱れを少なくすることができる。しかし、サテライト滴Ｄｓが発生しやすくなる。従って、第２駆動信号により画像を形成した場合には、サテライト滴Ｄｓの発生により画像が劣化する。

一方、本実施形態においては、図９に示すように、黒画素が密集している領域Ｂでは、主滴Ｄｍの着弾の乱れが少ない第２駆動信号により画素が形成される。黒画素が密集している領域Ｂは、対象画素に隣接する周辺画素の階調が１２８階調以上となる領域である。なお、図９では、領域Ｂにおける周辺画素のすべてが２５５階調となる例を示す。

上述したように、第２駆動信号により画素を形成した場合には、サテライト滴Ｄｓは発生するが、主滴Ｄｍの着弾の乱れが少なくなる。このため、白筋や黒筋が視認されにくくなる。また、サテライト滴Ｄｓが発生しても、サテライト滴Ｄｓと主滴Ｄｍとが重なる。このため、サテライト滴Ｄｓが単独のドットとして視認されにくくなる。

また、本実施形態では、最終行となる領域Ａでは、サテライト滴画が発生しにくい第１駆動信号により画素が形成される。最終行となる領域Ａは、対象画素に隣接する周辺画素の階調が１２８階調未満となる領域である。なお、図９では、領域Ａにおける周辺画素のすべてが０階調となる例を示す。

上述したように、第１駆動信号で画素を形成した場合には、サテライト滴Ｄｓが発生しにくくなる。また、第１駆動信号で画素を形成した場合には、主滴Ｄｍの着弾の乱れは多くなるが、最終行は１ラインである。このため、図７に示すような白筋や黒筋は視認されにくくなる。

本実施形態においては、黒画素が密集している領域Ｂでは第２駆動信号により画素が形成され、最終行となる領域Ａでは第１駆動信号により画素が形成されるため、主滴Ｄｍの着弾の乱れやサテライト滴Ｄｓの発生による画像の劣化を低減することができる。

なお、サテライト滴Ｄｓによる画像の劣化は、上述したベタ部に限らず、文字等の細線を表現する領域でも起こり得る。ここで、アルファベットの「Ａ」を印字する例について説明する。図１０は、第２駆動信号のみで形成された文字画像の例を示す模式図である。図１１は、第１及び第２駆動信号により形成された文字画像の例を示す模式図である。

なお、図を分かり易くするため、図１０では、ドットで表された主滴Ｄｍが第２駆動信号により形成した黒画素を示す。また、同じくドットで表されたサテライト滴Ｄｓは、第２駆動信号により発生したサテライト滴を示す。主滴Ｄｍとサテライト滴Ｄｓが重なる部分は濃いドットで表している。図１１では、ドットで表された主滴Ｄｍが第１駆動信号により形成した黒画素を示し、白地で表された主滴Ｄｍが第２駆動信号により形成した黒画素を示す。また、ドットで表されたサテライト滴Ｄｓは、第２駆動信号により発生したサテライト滴を示す。

図１０に示すように、第２駆動信号により画素を形成した場合には、各格子点に主滴Ｄｍが着弾するが、同時にサテライト滴Ｄｓも発生する。図１０に示す例では、画像の中に黒画素を形成しない領域Ｃにサテライト滴Ｄｓが発生している。このため、領域Ｃでは、サテライト滴Ｄｓにより細線がつぶれたように視認されてしまう場合がある。

しかし、図１１に示すように、第１駆動信号及び第２駆動信号により画素を形成した場合には、領域Ｃにおけるサテライト滴Ｄｓの発生を抑制することができる。このため、図１１に示す文字画像では、領域Ｃがサテライト滴Ｄｓによりつぶれることがなく、白地の領域として視認される。

上述した実施形態に係るインクジェット装置１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。

本実施形態に係るインクジェット装置１において、制御部１００は、対象画素に近接する周辺画素の階調が１２８階調（基準値）未満の場合には第１駆動信号により画素を形成させ、周辺画素の階調が１２８階調以上の場合には第２駆動信号により画素を形成させる。

これによれば、周辺画素の階調が１２８階調以上となる対象画素では、ノズル２１７から主滴Ｄｍを吐出させると共に、サテライト滴Ｄｓの発生を許容する第２駆動信号により画素が形成される。そのため、対象画素では主滴Ｄｍの着弾の乱れが少なくなり、白筋や黒筋が視認されにくくなる。また、周辺画素の階調が１２８階調未満となる対象画素では、ノズル２１７から主滴Ｄｍのみを吐出させる第１駆動信号により画素が形成される。そのため、階調の低い周辺画素においてサテライト滴Ｄｓが発生しにくくなる。また、第１及び第２駆動信号は、周辺画素の階調に基づいて容易に選択することができる。

従って、本実施形態に係るインクジェット装置１では、複雑な制御を行うことなしに、主滴Ｄｍの着弾の乱れやサテライト滴Ｄｓの発生による画像の劣化を低減することができる。

また、制御部１００は、対象画素に隣接する画素を周辺画素とし、この周辺画素の階調を取得する。これによれば、例えば、黒画素の領域と白画素の領域との境目の領域において、サテライト滴Ｄｓの発生が抑制される。このため、白画素にサテライト滴Ｄｓが発生することによる画質の劣化をより効果的に低減することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

本実施形態では、用紙Ｔの搬送方向Ｐ（図２参照）において、対象画素よりも上流側で隣接する画素を周辺画素とした。しかし、サテライト滴Ｄｓは、図８に示すように、主滴Ｄｍの上流側の領域で発生するとは限らない。サテライト滴Ｄｓは、主滴Ｄｍの下流側の領域や主滴Ｄｍの横方向で発生することもある。これは、ノズルから吐出されたインク液滴が１つにまとまりきれずに分断されてしまう際に、先行して吐出されたインク液滴の量や吐出速度等の影響を受けるためである。そのため、記録ヘッド２２において、サテライト滴Ｄｓがどの方向に発生するかを事前に試験印字等で把握することにより、周辺画素とすべき画素の位置を適切に決めることができる。例えば、用紙Ｔの搬送方向Ｐにおいて、対象画素よりも下流側でサテライト滴Ｄｓが発生する場合には、対象画素よりも下流側に隣接する画素を周辺画素とすればよい。

本実施形態では、対象画素に隣接する画素を周辺画素とする例について説明した。しかし、周辺画素の位置は、サテライト滴Ｄｓの発生する位置に応じて適宜に設定することができる。例えば、サテライト滴Ｄｓが対象画素から１画素以上離れた位置に発生する場合には、対象画素から１画素離れた位置（対象画素から２画素目）に存在する画素を周辺画素としてもよい。対象画素から何画素離れた画素を周辺画素とするかは、画素データを展開するラインバッファ（不図示）の容量に応じて適宜に選択することができる。

本実施形態では、周辺画素の階調が１２８階調未満の場合に第１駆動信号を選択する例について説明した。これに限らず、例えば、周辺画素の階調がゼロ階調の場合にのみ第１駆動信号を選択するようにしてもよい。この場合に、周辺画素の階調が６４階調以上であれば、すべて第２駆動信号が選択される。

また、本実施形態では、周辺画素の階調が１２８階調以上の場合に第２駆動信号を選択する例について説明した。これに限らず、例えば、周辺画素の階調が２５５階調の場合にのみ第２駆動信号を選択するようにしてもよい。この場合に周辺画素の階調が１９２階調以下であれば、すべて第１駆動信号が選択される。

本実施形態では、対象画素の階調が２５５階調の場合に、周辺画素の階調に応じて第１又は第２駆動信号を選択する例について説明した。この例に限らず、例えば、対象画素の階調が１９２階調以上の場合に、周辺画素の階調に応じて第１又は第２駆動信号を選択するようにしてもよい。この場合には、１９２階調の駆動信号と、２５５階調の駆動信号とにおいて、それぞれ個別に第１駆動信号と第２駆動信号が設定される。

本実施形態では、ＡＳＩＣ５１の画像処理において、０〜２５５階調の画素を５段階（０階調、６４階調、１２８階調、１９２階調、２５５階調）の画素に変換する例について説明した。これに限らず、０〜２５５階調の画素をｎ段階（ｎ＞５又はｎ＜５）の画素に変換してもよい。

本実施形態では、ゼロ階調（白画素）の画素を形成する場合には、記録ヘッド２２に駆動信号を供給しない例について説明した。これに限らず、ゼロ階調の画素を形成する場合において、ノズル２１７からインクが吐出しない程度にインク液面を振動させるような駆動波形の駆動信号を記録ヘッド２２に供給してもよい。これにより、ノズル２１７におけるインクの目詰まりを抑制することができる。

本実施形態では、４色の記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋにおいて、それぞれ１個の記録ヘッドが配置された例について説明した。これに限らず、４色の記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋにおいて、それぞれ３個の記録ヘッドが、例えば、用紙幅方向Ｙに沿って千鳥状に配置されていてもよい。

本実施形態では、４色の記録ヘッド２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ及び２２Ｋを備えたインクジェット装置１について説明した。これに限らず、１つの記録ヘッドを備えたモノクロ（白黒）用のインクジェット装置に適用してもよい。この場合には、対象画素に隣接する周辺画素の階調が最小、すなわちゼロ階調（２５５階調未満）の場合に第１駆動信号を選択する。また、周辺画素の階調が最大、すなわち２５５階調（２５５階調以上）の場合に第２駆動信号を選択する。このように、本発明をモノクロ（二値）のインクジェット装置に適用した場合には、２５５階調が基準値となる。また、本発明は、モノクロにより０〜２５５階調の画素を形成可能なインクジェット装置に適用することもできる。

本発明をモノクロ用のインクジェット装置に適用した場合において、２５５階調の黒画素が形成される領域では、白筋や黒筋がより視認されにくくなる。また、ゼロ階調の白画素が形成される領域では、サテライト滴Ｄｓがより目立ちにくくなる。従って、主滴Ｄｍの着弾の乱れやサテライト滴Ｄｓの発生による画像の劣化を低減することができる。

本発明に係るインクジェット装置は、プリンターに限らず、コピーやファクシミリに適用することもできる。また、コピー機能、ファクシミリ機能、プリンター機能及びスキャナ機能を備えた複合機に適用することもできる。

１…インクジェット装置、２０…記録部、２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）…記録ヘッド、３０…用紙搬送部、４０…記憶部（駆動信号記憶手段）、５０…画像処理部、５１…ＡＳＩＣ、５２…画像メモリー、６０…記録ヘッド駆動部（駆動信号供給手段）、１００…制御部、１０１…対象画素取得部（対象画素取得手段）、１０２…周辺階調取得部（周辺階調取得手段）、１０３…駆動信号制御部（駆動信号制御手段）、２１０…ノズルユニット、２１６…加圧室、２１７…ノズル、２１８…圧電素子

Claims (3)

1. 記録媒体に向けてインク液滴を吐出する複数のノズルと、
   複数の前記ノズルに連通してそれぞれ設けられ、内部にインクが充填される加圧室と、
   駆動信号の印加により変形して前記加圧室に充填されたインクを前記ノズルからインク液滴として吐出させる圧電素子と、
   前記ノズルからインク液滴としての主滴を吐出させると共に、前記主滴に付随するサテライト滴の発生を抑制する第１駆動信号及び前記ノズルから主滴を吐出させると共に、当該主滴に付随するサテライト滴の発生を許容する第２駆動信号を記憶する駆動信号記憶手段と、
   画像データを構成する複数の画素の中から、駆動信号として前記第１又は第２駆動信号が設定される対象画素を抽出する対象画素抽出手段と、
   前記第２駆動信号が設定されるように前記対象画素抽出手段で抽出された前記対象画素に近接する周辺画素であって、前記主滴に付随するサテライト滴が発生する方向においてサテライト滴が着弾する周辺画素の階調を取得する周辺階調取得手段と、
   主滴を吐出する前記ノズルに設けられた前記圧電素子に対し前記第１駆動信号又は第２駆動信号を供給する駆動信号供給手段と、
   前記周辺階調取得手段で取得された前記周辺画素の階調が基準値未満であり、前記対象画素の階調との関係において、サテライト滴が目立ちやすい階調の場合には、前記対象画素に主滴を吐出する前記ノズルに設けられた前記圧電素子に対し前記駆動信号供給手段から前記第１駆動信号を供給させ、前記周辺画素の階調が基準値以上の階調であり、前記対象画素の階調との関係において、サテライト滴が目立ちにくい階調の場合には、前記対象画素に主滴を吐出する前記ノズルに設けられた前記圧電素子に対し前記駆動信号供給手段から前記第２駆動信号を供給させる駆動信号制御手段と、
   を備えるインクジェット装置。
2. 前記周辺階調取得手段は、前記対象画素抽出手段で抽出された前記対象画素に近接する周辺画素として、前記対象画素に隣接する画素の階調を取得する、
   請求項１に記載のインクジェット装置。
3. 前記駆動信号制御手段は、前記周辺画素の階調がサテライト滴が目立ちやすい最小の階調の場合には、前記対象画素に主滴を吐出する前記ノズルに設けられた前記圧電素子に対し前記駆動信号供給手段から前記第１駆動信号を供給させ、前記周辺画素の階調がサテライト滴が目立ちにくい最大の階調の場合には、前記対象画素に主滴を吐出する前記ノズルに設けられた前記圧電素子に対し前記駆動信号供給手段から前記第２駆動信号を供給させる、
   請求項１又は２に記載のインクジェット装置。
   

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