JP5707915B2 - 画像形成装置、画像形成方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット方式の画像形成装置、画像形成方法、及びプログラムに関する。

インクジェット方式の画像形成装置は、インクを吐出するための多数のノズルを備えた記録ヘッドを持ち、このノズルから記録用紙にインクを吐出することにより記録用紙上に画像を形成する。この記録ヘッドとして、シリアル型記録ヘッドとライン型記録ヘッドがある。

シリアル型記録ヘッドは、記録用紙の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に移動して記録用紙を走査（スキャン）し、スキャン毎に記録用紙上に所定幅の印刷領域を形成する。そして、１回のスキャンを完了する毎に、記録用紙を副走査方向へ移動させることにより、記録用紙全体に画像を形成する。

一方、ライン型記録ヘッドは、記録用紙の幅と同程度の長さに亘って主走査方向に並べたノズル列で構成され、自身は移動せず、その下を副走査方向に記録用紙を移動させて印刷を行う記録ヘッドである。このライン型記録ヘッドは、例えば、複数のヘッド（以下、単位ヘッド）を所定の長さに並べ、隣接する単位ヘッドの印刷領域が連続するように、これら複数の単位ヘッドを近接して配置することにより構成される。

上述したシリアル型記録ヘッド及びライン型記録ヘッドは、スキャン毎又は単位ヘッド毎に形成される印刷領域においては連続した画像を印刷することができるが、用紙送り量の誤差又は単位ヘッドの組み付け誤差に起因して、隣接する印刷領域の境界部に隙間が生じ印刷画像上にスジを生ずることがある。

このような印刷画像上のスジの発生を防止する方法として、シリアル型記録ヘッドを用いた画像形成装置では、隣接する印刷領域がその境界部において互いに重畳するように副走査方向への用紙送り量を調整し、この重畳領域に印刷するときは、スキャン毎に記録ヘッド内の異なるノズルを用いて印刷を行なうことにより、スジの発生を防止する方法（マルチパス方式）が知られている。

この方法では、隣接する２つの印刷領域をそれぞれ構成するドットの形成位置が、用紙送り量の誤差に起因してその重畳領域において互いに位置ズレを生じてしまう場合、各印刷領域を構成するドットを当該重畳領域内で分散させることにより、当該印刷領域間のつなぎ目をぼかしてスジの発生を防止している。

図２４は、従来のマルチパス方式における、重畳領域でのドットの分散による「ボカシ」の効果を説明する図である。
図２４Ａの上側に示されている黒及び白の棒は、それぞれ、連続する２つの印刷領域の範囲を示しており、黒棒は右側の印刷領域（印刷領域１）の範囲であり、白棒は左側の印刷領域（印刷領域２）の範囲を示している。また、これら２つの棒が重なった領域が重畳領域である。

重畳領域において印刷領域１と印刷領域２のドットを単純につなぎ合わせた場合、図２４Ａの下側に示すように、各印刷領域を構成するドットの形成位置にずれがないときは、印刷画像にスジは生じない。しかし、図２４Ｂに示すように、用紙送り量の誤差に起因して２つの印刷領域間でそのドット形成位置にずれを生じ、例えば、印刷領域２のドット形成位置が印刷領域１のドット形成位置より右方向にずれた場合には、印刷画像に黒いスジを生じてしまう。

これに対し、上述のマルチパス方式では、図２４Ｃに示すように、重畳領域において各印刷領域を構成するドットを分散させ、ドットの位置ずれによる濃度の偏りをぼかして、スジの発生を防止するのである。

一方、ライン型記録ヘッドを用いた画像形成装置では、印刷画像上でのスジの発生を防止する方法として、互いに隣接する単位ヘッドの印刷領域がその境界部で重畳するように各単位ヘッドを配置し、この重畳領域に印字するときは、隣接する２つのヘッドのノズルをランダムに使用することにより、印刷領域間のつなぎ目をぼかしてスジの発生を防止する方法が知られている（特許文献１参照）。

この方法では、重畳領域のドットを形成するノズルを乱数により決定することにより、図２４Ｃと同様に、隣接する２つの印刷領域を構成するドットをその重畳領域において分散させて、隣接する単位ヘッドのドット形成位置のずれに起因する印刷画像上のスジの発生を防止している。

ところで、印刷画像上に生じるスジには、用紙送り量の誤差や単位ヘッドの組み付け誤差に起因するもののほか、記録ヘッドを構成するノズルの一部にインクの吐出ができないノズル（以下、「不吐出ノズル」という）を生ずることに起因するものもある。この不吐出ノズルは、例えば長期間にわたって印刷要求が受信されないためインク吐出を行なわない状態が長く続くことにより、ノズル内部のインクが増粘して目詰まりを生じた場合や、印刷用紙から発生した紙粉等がノズルの先端部に付着して堆積することにより目詰まりを生じた場合に発生する。

この不吐出ノズルによるスジの発生も、上述した従来の方法において防止することが可能である。すなわち、上記従来の方法では、連続する２回のスキャン又は隣接する２つの単位ヘッドにより重畳領域の画像が形成されることから、重畳領域の印刷に使用される一のノズルが不吐出ノズルになったとしても、当該重畳領域に使用される他のノズルを代替ノズルとすることにより、原理的には、不吐出ノズルにより欠落することとなるドット（欠落ドット）を補完することができる。以下、欠落ドットを補完するための代替ノズルが形成するドットを「補完ドット」という。

例えば、シリアル型記録ヘッドでは、一のスキャンにおいて重畳領域を印刷するノズルの一部に不吐出ノズルを生じたときは、他のスキャンにおいて当該重畳部分を印刷する際に、不吐出ノズルの印刷位置に配される他のノズルを代替ノズルとして使用することにより、不吐出ノズルに起因するスジの発生を防止することができる。

また、例えばライン型記録ヘッドでは、一の単位ヘッドにおいて重畳領域の印刷に用いるノズルの一部に不吐出ノズルが生じたときは、当該重畳部分の印刷に使用される他の単位ヘッドのノズルのうち、印刷位置が不吐出ノズルと同じ印刷位置となるノズルを代替ノズルとして使用することにより、不吐出ノズルに起因するスジの発生を防止することができる。

しかしながら、上記従来の方法においても、上述した用紙送り量や単位ヘッドの組み付け位置に誤差を生じている場合には、欠落ドットと補完ドットの位置が僅かにずれることにより、やはり画像上にスジを生じてしまうという問題がある。

すなわち、上記従来の方法は、隣接する２つの印刷領域間でのドット形成位置のズレに起因して印刷画像上にスジが発生するのを防止すべく、２つの印刷領域を構成するドットを重畳領域において分散させて「ボカシ」の効果を得るものであるのに対し、上述のように、一方の印刷領域において生じた不吐出ノズルを他方の印刷領域のノズルにより単純に代替した場合には、その代替部分については、他方の印刷領域を構成するドットによってのみ画像が形成されるため、上記「ボカシ」の効果が低下して、新たなスジを発生することとなるのである。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、その目的は、インクジェット方式の画像形成装置において、記録ヘッドに不吐出ノズルを生じた場合でも、記録用紙上にスジのない印刷画像を形成することである。

本発明は、主走査方向に移動して記録用紙上をスキャンするインクジェット方式の記録ヘッドを備え、前記スキャン毎に形成される印刷領域の境界部が、隣接する前記印刷領域と互いに重畳するように、前記記録用紙を副走査方向へ所定距離ずつ搬送し、かつ、前記重畳領域においては、スキャン毎に前記記録ヘッド内の異なるノズルを用いてドットを形成することにより印刷を行う画像形成装置であって、前記スキャン毎の、前記重畳領域において形成するドットの分布を決定する分布決定手段と、前記重畳領域のドット形成に使用される一のノズルが不吐出ノズルとなったときに、前記重畳領域のドット形成に使用される他のノズルのうち、前記不吐出ノズルによりドットが欠落する部分の直近の位置に補完ドットを形成し得るノズルを代替ノズルとして決定するノズル決定手段と、前記重畳領域における印刷位置、及び、前記分布決定手段が決定した前記ドットの分布に基づいて、前記代替ノズルが形成する前記補完ドットの偏在を避けて前記ドットの分布が一様になるよう、前記補完ドットのサイズ又は密度を決定するドット決定手段と、を有する画像形成装置である。

本発明によれば、インクジェット方式の画像形成装置において、記録ヘッドに不吐出ノズルを生じた場合でも、記録用紙上にスジのない印刷画像を形成することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における、画像出力部の機構部の構成を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における、画像出力部の機構部の構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における、記録ヘッド７を構成する液体吐出ヘッドの、液室長手方向に沿う断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における、記録ヘッド７を構成する液体吐出ヘッドの、液室短手方向に沿う断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における、制御部２００の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における、制御部を構成する印刷制御部及びヘッドドライバの構成の一例を示すブロック図である。 図７の印刷制御部における駆動波形生成部で生成される駆動波形を示す図である。 図８の駆動波形から選択される小滴、中滴、大滴、微駆動の各駆動信号を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における、制御部が備える機能実現手段を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置における、分布決定手段が使用するマスクパターンの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の、動作手順を示すフロー図である。 エッジシュータ方式のヘッドの一例を示す斜視図及び断面図である。 サイドシュータ方式のヘッドの一例を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置における、画像出力部の機構部の構成を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置における、記録ヘッドの構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置における、制御部が備える機能実現手段を示す機能ブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の動作手順を示すフロー図である。 本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置に適用される記録ヘッドにおける、単位ヘッドの配置の例を示す図である。 第１ないし第４の実施形態に係る画像形成装置により形成されるドット配列の、第１の例を示す図である。 第１ないし第４の実施形態に係る画像形成装置により形成されるドット配列の、第２の例を示す図である。 第１ないし第４の実施形態に係る画像形成装置により形成されるドット配列の、第３の例を示す図である。 従来のマルチパス方式における、重畳領域でのドットの分散による効果を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
本画像形成装置６０は、インクジェット方式のシリアル型記録ヘッドを備えた画像出力部７０と、通信ケーブルを介してホストコンピュータ等の外部機器から画像データを受信し、受信した画像データを画像出力部７０により印刷する制御部２００と、を有している。

図２は、画像出力部７０の機構部の構成を示す側面図であり、図３は同機構部の平面図である。
画像出力部７０は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とガイドレール２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、記録ヘッド走査手段として、主走査モータ４で駆動プーリ６Ａと従動プーリ６Ｂとの間に張架したタイミングベルト５を介して図３で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。

キャリッジ３には、例えば、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド７ｙ、７ｃ、７ｍ、７ｋ（色を区別しないときは「記録ヘッド７」という。）を複数のインク吐出口を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。キャリッジ３には、記録ヘッド７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク８を搭載している。このサブタンク８にはインク供給チューブ９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。

記録ヘッド７を構成する液体吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。また、色毎に独立したヘッド構成に限るものではなく、複数の色の液滴を吐出する複数のノズルで構成されるノズル列を有する１又は複数のヘッド部材（液体吐出ヘッド）で構成することもできる。

一方、給紙カセット１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１３及び給紙ローラ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド７の下方側で搬送する搬送手段として、用紙１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト２１上に倣わせるための搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された押さえコロ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２６を備えている。

ここで、搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転されることで、図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト２１の裏面側には記録ヘッド７による画像形成領域に対応してガイド部材２９を配置している。また、帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置されている。

また、図３に示すように、搬送ローラ２７の軸には、スリット円板３４を取り付け、このスリット円板３４のスリットを検知するセンサ３５を設けて、これらのスリット円板３４及びセンサ３５によってロータリエンコーダ３６を構成している。

さらに、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離爪５１と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備えている。

また、両面給紙ユニット６１が画像形成装置に着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット６１は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。

さらに、図３に示すように、キャリッジ３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド７のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構５６を配置している。
この維持回復機構５６は、記録ヘッド７の各ノズル面をキャピングするための各キャップ５７と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード５８と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け５９などを備えている。

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３で案内されて押さえコロ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御部によってＡＣバイアス供給部から帯電ローラ２６に対して正負が交互に繰り返す交番電圧を印加して、搬送ベルト２１を交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが交互に所定の幅で繰り返されるパターンで帯電させる。この帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２が搬送ベルト２１に静電力で吸着され、搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ３を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド７を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行なう。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ５４に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１２を両面給紙ユニット６１内に送り込み、用紙１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ５４に排紙する。

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３は維持回復機構５６側に移動されて、キャップ５７で記録ヘッド７のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ５７で記録ヘッド７をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド７のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード５８でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行なう。これによって、記録ヘッド７の安定した吐出性能を維持する。

次に、記録ヘッド７を構成する液体吐出ヘッドの一例について図４及び図５を参照して説明する。
図４は、液体吐出ヘッドの液室長手方向に沿う断面図、図５は同ヘッドの液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面図である。

本液体吐出ヘッドは、例えば単結晶シリコン基板を異方性エッチングして形成した流路板１０１と、この流路板１０１の下面に接合した例えばニッケル電鋳で形成した振動板１０２と、流路板１０１の上面に接合したノズル板１０３とを接合して積層し、これらによって液滴（インク滴）を吐出するノズル１０４が連通する流路であるノズル連通路１０５及び圧力発生室である液室１０６、液室１０６に流体抵抗部（供給路）１０７を通じてインクを供給するための共通液室１０８に連通するインク供給口１０９などを形成している。

また、振動板１０２を変形させて液室１０６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての２列の積層型圧電素子１２１と、この圧電素子１２１を接合固定するベース基板１２２とを備えている。なお、圧電素子１２１の間には支柱部１２３を設けている。この支柱部１２３は圧電素子部材を分割加工することで圧電素子１２１と同時に形成した部分であるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。
さらに、圧電素子１２１には図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）を搭載したＦＰＣケーブル１２６を接続している。

そして、振動板１０２の周縁部をフレーム部材１３０に接合し、このフレーム部材１３０には、圧電素子１２１及びベース基板１２２などで構成されるアクチュエータユニットを収納する貫通部１３１及び共通液室１０８となる凹部、この共通液室１０８に外部からインクを供給するためのインク供給穴１３２を形成している。このフレーム部材１３０は、例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂或いはポリフェニレンサルファイドで射出成形により形成している。

ここで、流路板１０１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路１０５、液室１０６となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。

振動板１０２は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）で作製しているが、この他、金属板や金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板１０２に圧電素子１２１及び支柱部１２３を接着剤接合し、更にフレーム部材１３０を接着剤接合している。

ノズル板１０３は各液室１０６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル１０４を形成し、流路板１０１に接着剤接合している。このノズル板１０３は、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。

圧電素子１２１は、圧電材料１５１と内部電極１５２とを交互に積層した積層型圧電素子（ここではＰＺＴ）である。この圧電素子１２１の交互に異なる端面に引き出された各内部電極１５２には個別電極１５３及び共通電極１５４が接続されている。なお、この実施形態では、圧電素子１２１の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室１０６内インクを加圧する構成としているが、圧電素子１２１の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室１０６内インクを加圧する構成とすることもできる。また、１つの基板１２２に１列の圧電素子１２１が設けられる構造とすることもできる。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子１２１が収縮し、振動板１０２が下降して液室１０６の容積が膨張することで、液室１０６内にインクが流入し、その後圧電素子１２１に印加する電圧を上げて圧電素子１２１を積層方向に伸長させ、振動板１０２をノズル１０４方向に変形させて液室１０６の容積／体積を収縮させることにより、液室１０６内の記録液が加圧され、ノズル１０４から記録液の滴が吐出（噴射）される。

そして、圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板１０２が初期位置に復元し、液室１０６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０８から液室１０６内に記録液が充填される。そこで、ノズル１０４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。

なお、この液滴吐出ヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。

図６は、制御部２００の構成を示すブロック図である。
制御部２００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ２０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ２０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なう画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ２０５とを備えている。画像形成装置は、キャリッジ３側に設けた記録ヘッド７を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバ）ＩＣ２０８を備える。

また、制御部２００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行なうためのＩ／Ｆ２０６と、記録ヘッド７を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動波形を生成する駆動波形生成手段を含む印刷制御部２０７と、主走査モータ４及び副走査モータ３１を駆動するためのモータ駆動部２１０と、帯電ローラ２６にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部２１２と、エンコーダセンサ４３、３５からの各検出信号、環境温度を検出する温度センサ２１５などの各種センサからの検出信号を入力するためのＩ／Ｏ２１３などを備えている。

また、制御部２００には、画像形成装置に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作パネル２１４が接続されている。ここで、制御部２００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データ等をケーブル或いはネットを介してホストＩ／Ｆ２０６で受信する。

そして、制御部２００のＣＰＵ２０１は、ホストＩ／Ｆ２０６に含まれる受信バッファ内の画像データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ２０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ない、これらの処理が行われた印字データを印刷制御部２０７からヘッドドライバ２０８に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータ（印字データ）の生成は後述するようにホスト側のプリンタドライバで行なってもよい。

印刷制御部２０７は、上述した印字データをシリアルデータでヘッドドライバ２０８に転送するとともに、この印字データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、滴制御信号（マスク信号）などをヘッドドライバ２０８に出力する。また、印刷制御部２０７は、ＲＯＭ２０２に格納されている駆動信号のパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部及びヘッドドライバ２０８に与える駆動波形選択手段を含み、１の駆動パルス（駆動信号）或いは複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ２０８に対して出力する。

ヘッドドライバ２０８は、シリアルに入力される記録ヘッド７の１行分に相当する印字データに基づいて印刷制御部２０７から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を選択的に記録ヘッド７の液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（例えば前述したような圧電素子）に対して印加することで記録ヘッド７を駆動する。このとき、駆動波形を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴（大ドット）、中滴（中ドット）、小滴（小ドット）など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

また、ＣＰＵ２０１は、リニアエンコーダを構成するエンコーダセンサ４３からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて主走査モータ４に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介して主走査モータ４を駆動する。同様に、ロータリエンコーダ３６を構成するエンコーダセンサ３５からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて副走査モータ３１に対する駆動出力値（制御値）を算出してモータ駆動部２１０を介しモータドライバを介して副走査モータ３１を駆動する。

次に、図７は、印刷制御部２０７及びヘッドドライバ２０８の構成の一例を示すブロック図である。
印刷制御部２０７は、上述したように、１印刷周期内に複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形（共通駆動波形）を生成して出力する駆動波形生成部３０１と、印刷画像に応じた２ビットの印字データ（階調信号０、１）と、クロック信号、ラッチ信号（ＬＡＴ）、滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３を出力するデータ転送部３０２とを備えている。

なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ２０８の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ３１５の開閉を滴毎に指示する２ビットの信号であり、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべき波形でＨレベル（ＯＮ）に状態遷移し、非選択時にはＬレベル（ＯＦＦ）に状態遷移する。

ヘッドドライバ２０８は、データ転送部３０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル印字データ（階調データ：２ビット／ＣＨ）を入力するシフトレジスタ３１１と、シフトレジスタ３１１の各レジスト値をラッチ信号によってラッチするためのラッチ回路３１２と、階調データと滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコードして結果を出力するデコーダ３１３と、デコーダ３１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ３１５が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ３１４と、レベルシフタ３１４を介して与えられるデコーダ３１３の出力でオン／オフ（開閉）されるアナログスイッチ３１５と、を備えている。

このアナログスイッチ３１５は、各圧電素子１２１の選択電極（個別電極）１５３に接続され、駆動波形生成部３０１からの共通駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された印字データ（階調データ）と滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコーダ３１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ３１５をオンにすることにより、共通駆動波形を構成する所要の駆動信号が通過して（選択されて）圧電素子１２１に印加される。

次に、圧電素子１２１に印加される駆動信号について図８及び図９を参照して説明する。
図８は、駆動波形生成部３０１で生成される共通駆動波形を示す図であり、図９は、図８の駆動波形からアナログスイッチ３１５で選択される小滴、中滴、大滴、微駆動の各駆動信号を示す図である。

駆動波形生成部３０１からは１印刷周期（１駆動周期）内に、図８に示すように、基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素と、立ち下がり後の状態から立ち上がる波形要素などで構成される、８個の駆動パルスＰ１乃至Ｐ８からなる駆動波形（駆動信号）を生成して出力する。一方、データ転送部３０２からの滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３によって使用する駆動パルスを選択する。ここで、駆動パルスの電位Ｖが基準電位Ｖｅから立ち下がる波形要素は、これによって圧電素子１２１が収縮して加圧液室（図示せず）の容積が膨張する引き込み波形要素である。また、立ち下がり後の状態から立ち上がる波形要素は、これによって圧電素子１２１が伸長して加圧液室の容積が収縮する加圧波形要素である。

そして、データ転送部３０２からの滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３によって、小滴（小ドット）を形成するときには図９Ａに示すように駆動パルスＰ１を選択し、中滴（中ドット）を形成するときには図９Ｂに示すように駆動パルスＰ４乃至Ｐ６を選択し、大滴（大ドット）を形成するときには図９Ｃに示すように駆動パルスＰ２乃至Ｐ８を選択し、微駆動の（滴吐出を伴わないでメニスカスを振動させる）ときには図９Ｄに示すように駆動パルスＰ２を選択して、それぞれ記録ヘッド７の圧電素子１２１に印加させるようにする。

次に、制御部２００が備える機能実現手段について、図１０を参照して説明する。
図１０に示す各手段は、ＣＰＵ２０１でプログラムを実行することにより実現される、制御部（コンピュータ）２００の機能実現手段である。また、コンピュータ・プログラムは、コンピュータ読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。

制御部２００は、画像出力部７０の動作を制御して印刷動作を行わせる印刷制御手段６０２と、ホストＩ／Ｆ２０６により印刷要求と共に受信した印刷データに基づき、記録ヘッド７の各ノズルにより形成すべきドットの配列（ドットパターン）を生成するドットパターン生成手段６０４と、を有している。

また、制御部２００は、記録ヘッド７のスキャン毎の、上記重畳領域に形成するドットの分布を決定する分布決定手段６０６を有している。ここで、ドットの分布を決定する方法としては、例えば、スキャン毎の重畳領域におけるドット形成位置を乱数により決定する方法や、マスクパターンを用いて決定する方法を用いることができる。ここに、マスクパターンとは、重畳領域内の各ドット位置に対応するマス目を備え、各マス目に、そのドットを形成させるスキャン動作を識別するための符号を付した表をいう。

図１１は、分布決定手段６０６が使用するマスクパターンの一例を示す図である。
図１１Ａ左側に示された黒及び白の２つの棒は、２回のスキャンにおける印刷領域の範囲を表しており、それぞれ、１回目及び２回目のスキャンにより形成される印刷領域の範囲を示している。また、黒色と白色の棒が重なった範囲が、２つの印刷領域の重畳領域であり、この重畳領域に対して、図１１Ａ右側に示すマスクパターンが作成される。

マスクパターンの各マス目は、重畳領域に形成される各ドットの位置に対応しており、各マス目には、その位置のドットを形成するスキャン動作を識別するための数字が記載されている。例えば、数字１が記載されていれば、そのマス目に対応するドット位置のドットは、１回目のスキャンにおいて形成され、数字０が記載されていれば、２回目のスキャンにおいて形成される。その結果、重畳領域及びその上下にある印刷領域には、図１１Ｂに示すようなドットが形成される。

また、制御部２００は、記録ヘッド７における不吐出ノズルの有無を検出すると共に、不吐出ノズルがある場合にはその位置を特定する不吐出ノズル検出手段６０８と、検出した不吐出ノズルが重畳幅領域内の画像形成に使用するものであるときに、その不吐出ノズルの代替ノズルを決定するノズル決定手段６１０と、前記重畳領域における代替ノズルの印刷位置、及び、分布決定手段６０６が決定したドット分布に基づいて、代替ノズルに形成させる補完ドットのサイズ又は密度を決定するドット決定手段６１２と、を有している。

ここで、不吐出ノズル検出手段６０８における不吐出ノズルの検出方法としては、例えば、記録ヘッド７を構成する各ノズルのインク吐出口の前方を横切るように光ビームを発生する光源と、この光ビームを受ける受光器とにより、ノズルにインク吐出動作を行なわせたときの光ビームの強度変化を検出して、ノズルからのインクの吐出／不吐出を検知する方法（例えば、特開２００７―２９６６７０号公報参照）や、予め記録ヘッドによりテストパターンを印刷し、光学センサ等により、印刷されたテストパターンにおけるドット抜けを検出して、ノズルからのインクの吐出／不吐出を検知する方法（例えば、特開２０１０―２３４５９号公報参照）等を用いることができる。

上記の構成を備える画像形成装置６０は、記録ヘッド７がスキャン毎に形成する印刷領域の重畳領域において不吐出ノズルを検出すると、その代替ノズルを決定し、その代替ノズルの当該重複領域における印刷位置、及び、分布決定手段６０６が決定したドット分布に基づいて、その代替ノズルに形成させる補完ドットのサイズ又は密度を決定する。

これにより、補完ドットにより形成される画像（補完画像）の濃度を、その周辺画像の濃度と同程度とすることができるので、印刷画像上のスジの発生を防止することができる。

次に、本画像形成装置６０の動作手順について、図１２に示すフロー図に従って説明する。
まず、ユーザが画像形成装置６０の電源を投入すると（Ｓ１０１）、制御部２００は、ホストＩ／Ｆ２０６における印刷要求の受信を確認した後（Ｓ１０２）、ドットパターン生成手段６０４により、その印刷要求に含まれる画像データから、次に行うスキャン動作により記録用紙に形成する印刷領域のドット配列（ドットパターン）を生成する（Ｓ１０３）。

次に、分布決定手段６０６は、予めＲＡＭ等の記憶装置（不図示）に記憶させたマスクパターンを読み出して、重畳領域に形成するスキャン毎のドットの分布、具体的には重畳領域におけるスキャン毎のドットの形成位置を決定し（Ｓ１０４）、ドットパターン生成手段６０４は、決定したドット分布に基づいて、ステップＳ１０３で生成したドットパターンの重畳領域のパターンを変更して、新たなドットパターンを生成する（Ｓ１０５）。

続いて、不吐出ノズル検出手段６０８により、重畳領域のドット形成に使用されるノズルに不吐出ノズルがあるか否かを判断し（Ｓ１０６）、不吐出ノズルがあるときは（Ｓ１０６、Ｙｅｓ）、不吐出ノズルの位置を特定して（Ｓ１０７）、ノズル決定手段６１０により代替ノズルを決定する（Ｓ１０８）。

また、ステップＳ１０８で決定された代替ノズルの、重畳領域における印刷位置、及びステップＳ１０４で決定されたドット分布に基づき、ドット決定手段６１２により、代替ノズルにより形成する補完ドットの密度を決定し（Ｓ１０９）、決定した密度で補完ドットが形成されるように、補完ドットの形成位置を乱数により決定する（Ｓ１１０）。

ここで、補完ドットの密度の決定方法としては、補完ドットの形成領域を挟んで両側にある周辺画像の濃度変化を、例えば濃度曲線として求め、この濃度曲線を内挿することにより、補完ドットの形成領域に与えるべき濃度を求めた後、その濃度が得られるように、ドット密度を決定することができる。なお、補完ドットの形成位置を乱数により決定するのは、補完ドットの偏在を避けてドットを一様に分布させるためである。

ステップＳ１１０により補完ドットの形成位置を決定した後、ドットパターン生成手段６０４は、決定した補完ドットの形成位置に基づいて、ステップＳ１０５で生成したドットパターンを変更し（Ｓ１１１）、変更後のドットパターンを印刷用ドットパターンとして決定する（Ｓ１１２）。

一方、ステップＳ１０６において不吐出ノズルがないときは（Ｓ１０６、Ｎｏ）、ステップＳ１０５で生成したドットパターンを印刷用ドットパターンとして決定する（Ｓ１１３）。

次に、印刷制御手段６０２は、記録ヘッド７を１回スキャンさせ、決定した印刷用ドットパターンに基づいてドットを形成した後、記録用紙を用紙送り量だけ副走査方向へ搬送する（Ｓ１１４）。ここで、用紙送り量は、記録ヘッド７の１回のスキャンで形成される印刷領域の幅と、ユーザ所望の重複領域の幅に基づいて、予め、画像出力部２０又は印刷制御手段６０２に与えられているものとする。

次に、制御部２００は、すべての画像の印刷を完了したか否かを判断し（Ｓ１１５）、完了したときは（Ｓ１１５、Ｙｅｓ）、処理を終了し、完了していないときは（Ｓ１１５、Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻って処理を繰り返す。

なお、本実施形態では、ドット決定手段６１２は補完ドットの密度を決定するものとしたが（図１２のステップＳ１０９）、密度を決定する代わりに、補完ドットのサイズを決定するものとしてもよい。この場合には、補完ドットの形成位置を乱数により決定する必要はない。また、補完ドットを形成する際にそのサイズを調整する方法としては、例えば、圧電素子を用いた記録ヘッドを用いた場合には、上述したように、圧電素子に印加する電圧パルスの振幅又はパルス数を増減する方法を用いることができる。

さらに、本実施形態では、圧電素子により圧力を加えてインクを吐出する記録ヘッドを用いたが、これらヘッドの構成によらず、熱素子によって圧力を加えインク吐出するサーマル型ヘッドを適用することもできる。

ここで、サーマル型ヘッドの異なる例について図１３及び図１４を参照して説明する。ここで、図１３は、エッジシュータ方式のヘッドの一例を示す斜視図及び断面図であり、図１４は、サイドシュータ方式のヘッドの一例を示す断面図である。

図１３に示すように、エッジシュータ方式のヘッドは、吐出エネルギー発生体５０１（該発生体に吐出信号を印加する電極および該発生体に必要に応じて設けられる保護層などは省略してある）を有する基板５０２に、流路５０３の側壁およびノズル５０４を構成する壁材５０５及び流路５０３の覆いを構成する天板５０６を積層して構成されている。

エッジシュータ方式のヘッドでは、図１３Ｂの断面図に一点鎖線５０７で示すように、インクが流路５０３からノズル５０４に向かって直進する。このヘッドにおいては、インクが貯えられている図示しない液室から流路５０３にインクが充填された状態で、図示しない電極を介して記録信号を吐出エネルギー発生体５０１に印加すると、該発生体５０１から発生した吐出エネルギーが流路５０３内のインクに吐出エネルギー発生体５０１上方（吐出エネルギー作用部）で作用し、その結果、インクがノズル５０４から液滴として吐出される。また、エッジシュータ方式のヘッドにおいては、各部分の精度良い微細化やノズルのマルチ化、あるいは小型化が極めて容易であり、また量産性に富むという利点を有する。

図１４に示すように、サイドシュータ方式のヘッドは、吐出エネルギー発生体５１１（該発生体に吐出信号を印加する電極および該発生体に必要に応じて設けられる保護層などは省略してある）を有する基板５１２に、流路５１３の側壁を構成する流路形成部材５１５を積層し、この流路形成部材５１５上にノズル５１４を形成したノズル板５１６を積層して構成している。

サイドシュータ方式のヘッドでは、一点鎖線５１７で示すように、流路５１３内の吐出エネルギー作用部へのインクの流れ方向とノズル５１４の開口中心軸とが直角をなしている。上記構成とすることによって、吐出エネルギー発生体５１１からのエネルギーをより効率良くインク滴の形成とその飛翔の運動エネルギーへと変換でき、またインクの供給によるメニスカスの復帰も速いという構造上の利点を有し、吐出エネルギー発生体に発熱素子を用いた場合に特に効果的である。また、エッジシュータ方式において問題となる気泡が消滅する際の衝撃により吐出エネルギー発生体を徐々に破壊する、所謂キャビテーション現象をサイドシュータ方式であれば回避することができる。つまり、サイドシュータ方式において、気泡が成長し、その気泡がノズルに達すれば気泡が大気に通じることになり温度低下による気泡の収縮が起こらないことから、ヘッドの寿命が相対的に長くなる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本画像形成装置では、第１の実施形態に係る画像形成装置６０におけるドット決定手段６１２は、補完ドットの密度を決定して補完ドットの形成位置を決定する代わりに（図１２のステップＳ１０９及びＳ１１０）、予め記憶装置（不図示）に記憶された、不吐出ノズルの位置に応じたマスクパターンを、不吐出ノズル検出手段６０８が特定した不吐出ノズルの位置に応じて読み出し、補完ドットの形成位置を決定するものとする。

本実施形態によれば、不吐出ノズルの発生位置毎に、予め、代替ノズルにより補完ドットを形成したときの印刷画像の劣化の程度を把握しておき、その影響を解消するための最適な補完ドットの配列を決定しておくことができる。このため、不吐出ノズル発生時に、その不吐出ノズルの位置に応じた最適な印刷画像を即座に得ることができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本画像形成装置は、第１の実施形態における画像形成装置６０がシリアル型の記録ヘッド７を有していたのに対し、複数の単位ヘッドで構成されたライン型の記録ヘッドを有しているものとする。

図１５は、本実施形態に係る画像形成装置６０’の構成を示すブロック図である。
本画像形成装置６０’は、ライン型記録ヘッドを備えた画像出力部７０’と、制御部２００’とを有している。
図１６は、画像出力部７０’の機構部構成を示す平面図である。
画像出力部７０’は、ライン型の記録ヘッド７’と、記録ヘッド７’のインク吐出方向に記録用紙を搬送する搬送ベルト２１と、搬送ベルト２１を回転させる副走査モータ３１と、副走査モータ３１によりタイミングベルト３２を介して駆動されるタイミングローラ３３と、タイミングローラ３３と共に回転する搬送ローラ２７と、を有している。

図１７は、記録ヘッド７’の構成を示す図である。
記録ヘッド７’は、複数の単位ヘッド７２から成り、各単位ヘッド７２は、千鳥状に配置された複数のノズル７４を有している。また、各単位ヘッド７２は、その単位ヘッド７２を構成するノズル７４の一部が、隣接する他の単位ヘッド７２のノズル７４の一部と、主走査方向において重なるように配置されており、この重なり部分により、各単位ヘッド７２が記録用紙上に形成する印刷領域の境界部に重畳領域が形成される。

次に、制御部２００’が備える機能実現手段について、図１８を参照して説明する。
制御部２００’の構成は、第１の実施形態に係る画像形成装置６０における制御部２００の構成（図６）と同一であるが、本画像形成装置６０’の制御部２００’は、ライン型の記録ヘッド７’を制御するため、ＣＰＵ２０１で実行されるプログラムを異にし、制御部２００’が備える機能実現手段が異なっている。

図１８は、制御部２００’が備える機能実現手段を示す機能ブロック図である。
図１８に示す各手段は、ＣＰＵ２０１でプログラムを実行することにより実現される、制御部（コンピュータ）２００’の機能実現手段である。また、コンピュータ・プログラムは、コンピュータ読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。

制御部２００’は、画像出力部７０’の動作を制御して印刷動作を行わせる印刷制御手段６０２’と、ホストＩ／Ｆ２０６により受信した印刷データから、記録ヘッド７’を構成する各単位ヘッド７２が形成すべきドットパターンを生成するドットパターン生成手段６０４’と、を有している。

制御部２００’は、また、単位ヘッド７２毎の、上記重畳領域に形成するドットの分布を決定する分布決定手段６０６’と、各単位ヘッド７２における不吐出ノズルの有無を検出すると共に、不吐出ノズルがある場合にはその位置を特定する不吐出ノズル検出手段６０８’と、検出した不吐出ノズルが重畳領域内の画像形成に使用するものであるときに、その不吐出ノズルの代替ノズルを決定するノズル決定手段６１０’と、を有している。なお、重畳領域は２つの単位ヘッド７２により構成されるため、重畳領域を構成する一の単位ヘッド７２に不吐出ノズルを生じたとき、代替ノズルは、その重畳領域を構成する他の単位ヘッド７２のノズルから選択して決定されることとなる。

制御部２００’は、さらに、前記重畳領域における代替ノズルの印刷位置、及び、分布決定手段６０６’が決定したドット分布に基づいて、代替ノズルに形成させる補完ドットのサイズ又は密度を決定するドット決定手段６１２’を有している。

上記の構成を備える画像形成装置６０’は、記録ヘッド７’の単位ヘッド７２が形成する印刷領域の重畳領域において不吐出ノズルを検出すると、その代替ノズルを決定し、その代替ノズルの、当該重複領域における印刷位置、及び、分布決定手段６０６’が決定したドット分布に基づいて、その代替ノズルに形成させる補完ドットのサイズ又は密度を決定する。

これにより、画像形成装置６０’は、第１の実施形態に係る画像形成装置６０と同様に、補完ドットにより形成される画像（補完画像）の濃度を、その周辺画像の濃度と同程度とすることができるので、印刷画像上のスジの発生を防止することができる。

次に、本画像形成装置６０’の動作手順について、図１９のフロー図にしたがって説明する。
まず、ユーザが画像形成装置６０’の電源を投入すると（Ｓ２０１）、制御部２００’は、ホストＩ／Ｆ２０６における印刷要求の受信を確認した後（Ｓ２０２）、ドットパターン生成手段６０４’により、その印刷要求に含まれる画像データから、各単位ヘッド７２により記録用紙上に形成する印刷領域のドット配列（ドットパターン）を生成する（Ｓ２０３）。

次に、分布決定手段６０６’は、予めＲＡＭ等の記憶装置（不図示）に記憶させたマスクパターンを読み出して、各重畳領域におけるドット分布を決定し（Ｓ２０４）、決定したドット分布に基づいて、ステップＳ２０３で生成したドットパターンのうち重畳領域のパターンを変更して、新たなドットパターンを生成する（Ｓ２０５）。

続いて、不吐出ノズル検出手段６０８’により、いずれかの重畳領域のドット形成に使用されるノズルに不吐出ノズルがあるか否かを判断し（Ｓ２０６）、不吐出ノズルがあるときは（Ｓ２０６、Ｙｅｓ）、不吐出ノズルの位置を特定して（Ｓ２０７）、ノズル決定手段６１０’により代替ノズルを決定する（Ｓ２０８）。

また、ステップＳ２０８で決定された代替ノズルの、重畳領域における印刷位置及びステップＳ２０４で決定されたドット分布に基づき、ドット決定手段６１２’により、代替ノズルにより形成する補完ドットの密度を決定し（Ｓ２０９）、決定した密度で補完ドットが形成されるように、補完ドットの形成位置を乱数により決定する（Ｓ２１０）。

次に、ドットパターン生成手段６０４’は、決定した補完ドットの形成位置に基づいて、ステップＳ２０５で生成したドットパターンを変更し（Ｓ２１１）、変更後のドットパターンを印刷用ドットパターンとして決定する（Ｓ２１２）。

一方、ステップＳ２０６において不吐出ノズルがないときは（Ｓ２０６、Ｎｏ）、ステップＳ２０５で生成したドットパターンを印刷用ドットパターンとして決定する（Ｓ２１３）。

次に、印刷制御手段６０２’は、画像出力部７０’を動作させ、記録用紙を副走査方向に搬送しつつ、決定したドットパターンに基づいて各単位ヘッド７２のノズルによりドット形成を行い、記録用紙上に印刷画像を形成して（Ｓ２１４）、処理を終了する。

次に、本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本画像形成装置では、第１の実施形態に係る画像形成装置６０におけるシリアル型の記録ヘッド７として、複数の単位ヘッドから構成された長尺のシリアル型記録ヘッドを用い、隣接する単位ヘッド間の重畳領域については、上述した第３の実施形態において示したと同様の補完ドット形成を行うものとする。

本実施形態によれば、複数の単位ヘッドを用いて長尺化したシリアル型記録ヘッドについても、第１又は第３の実施形態に係る画像形成装置と同様に、不吐出ノズルが生じた場合の、印刷画像上でのスジの発生を防止することができる。

図２０は、本実施形態に適用される記録ヘッドにおける、単位ノズルの配置の例を示す図である。
図２０Ａに示す記録ヘッドは、ＹＭＣＫの４色のノズルを備えた単位ヘッドを２つ使用し、一方の単位ヘッドの下端部と他方の単位ヘッドの上端部をオーバラップさせた例である。
図２０Ｂに示す記録ヘッドは、図２０Ａと比べ、単位ヘッド間でオーバラップするノズルの数を増やしている。

図２０Ｃに示す記録ヘッドは、ＹＭＣＫの４色にＬＣ（ライトシアン）及びＬＭ（ライトマゼンタ）２つの色を加え、６色のインク吐出ノズルを備えた単位ヘッドを２つ使用し、一方の単位ヘッドの下端部と他方の単位ヘッドの上端部をオーバラップさせた例である。

図２０Ｄに示す記録ヘッドは、ＹＭＣＫの色毎の吐出ノズルの間に間隙を設けた単位ヘッドを２つ使用し、一方の単位ヘッドの間隙に、他方の単位ヘッドの色毎のインク吐出ノズルが入り込むように配置した例である。

また、図２０Ｅに示す記録ヘッドは、Ｋ（ブラック）のインクを吐出する部分を２つ設けた単位ヘッドを２つ使用した例である。このＫのインクを吐出する２つの部分は、そのノズルの位置が、一方のノズルの間隔の半分だけ上下方向にずれるように配置されている。これにより、本記録ヘッドは、ＣＭＹにくらべてＫのドットを２倍の密度（２倍の解像度）で形成することができる。

一般に、図２０Ｃのように色数の多い単位ヘッドや図２０Ｅのように左右に並ぶノズル列の多い単位ヘッドを用いた記録ヘッドにおいては、重畳領域におけるスジが発生しやすく、本発明に係る画像形成装置がより効果を発揮する。

次に、第１ないし第４の実施形態に係る画像形成装置の作用について説明する。
図２１は、第１ないし第４の実施形態に係る画像形成装置により形成されるドット配列の、第１の例を示す図である。
図２１Ａの上側に示されている黒及び白の棒は、それぞれ、右側の印刷領域（印刷領域１）の範囲、及び、左側の印刷領域（印刷領域２）の範囲を示しており、これら２つの棒が重なった領域が重畳領域である。これらの印刷領域は、第１の実施形態においては連続する２回のスキャン動作により、第３の実施形態においては隣接する２つの単位ヘッド７２により形成される。

図２１Ａの下側は、不吐出ノズルを生じていないときの、各領域のドット分布状態を示している。ここでは、印刷領域１を構成するドットと印刷領域２を構成するドットとが、重複領域において一様に分布している（このドット分布は、第１の実施形態においては分布決定手段６０６により、第２の実施形態においては分布決定手段６０６’により決定される）。

図２１Ｂは、印刷領域１の重畳領域の右端部にあるノズル（図２１Ａの黒棒に示した白い丸の位置のノズル）が不吐出ノズルとなって重複領域にドットの欠落を生じた場合のドット分布を示しており、図２１Ｃは、従来の方法として、欠落ドットの全てを補完ドット（代替ノズルにより形成されるドット）に置き換えた場合のドット分布を示している。

なお、印刷領域２を構成するドットは印刷領域１を構成するドットに対し、図２１の右方向へ距離Δｄだけずれているものとする。この位置ズレ量Δｄは、第１の実施形態においては副走査方向の用紙送り量の誤差に、第２の実施形態においては単位ヘッド７２の主走査方向における組付け誤差に対応する。

図２１Ｃに示すとおり、補完ドットとその右側に隣接する重畳領域外の印刷領域１のドットとの間隔が、他の部分におけるドット間隔に比べて狭いため、欠落ドットのすべてを補完ドットに置き換える従来の方法では、印刷画像上に黒いスジを生じ易い。

図２１Ｄは、第１又は第２の実施形態に係る画像形成装置６０又は６０’のドット決定手段６１２又は６１２’により、重畳領域における代替ノズルの印刷位置、及び、重複領域におけるドット分布に基づいて、補完ドットの密度を、周囲のドット密度と同程度となるように調整した場合のドット分布を示している。

図２１Ｄにおいては、補完ドットと、隣接する印刷領域１のドットとの間隔が狭くドット密度が高いことから、補完ドットが間引いて形成されることとなる。一例として、図２１Ｄでは、左から１番目及び５番目の、計２ドット分が間引かれている状態を示している。これにより、重畳領域の右端部分におけるドット密度（又は画像濃度）が周囲のドット密度（又は画像濃度）と同等となり、印刷画像上のスジの発生が防止される。

図２１に示したように、不吐出ノズルが重畳領域の右端部に生じたときは、補完ドットは欠落ドットよりΔｄだけ右側に形成されることから、補完ドットの右側にある印刷領域１のドットと近接し、印刷画像上にスジを生じやすい。このため、補完ドットの密度調整が、スジ発生の防止に大きな効果を発揮する。

なお、図２１では、補完ドットの密度を調整したが、補完ドットのサイズを変更することにより、補完ドットの周囲における濃度と等しい濃度で補完ドットを形成してスジの発生を防止することもできる。

また、図２１では、補完ドットが右側へ位置ズレする場合を示したが、左側へ位置ズレする場合には、補完ドットは印刷領域１のドットから離れるため、重複部分の右端部分に白いスジが生じやすくなる。この場合には、補完ドットの数を増加させて密度を高めることでスジの発生を防止することができる。

ただし、例えば、既にドット形成が可能な全ての位置にドットを形成しており、補完ドットの数を増加させて密度を高めることができない場合もあり得るので、そのような場合には、補完ドットのサイズを大きくすることにより、補完ドット形成部分の画像濃度を高めて、上記のような白いスジの発生を防止することができる。

図２２は、第１ないし第４の実施形態に係る画像形成装置により形成されるドット配列の、第２の例を示す図である。
図２２Ａは、印刷領域１の範囲を示す黒い棒の中に、不吐出ノズルの位置を示す白丸が、重複領域の左右中央部にあること以外は、図２１Ａと同じである

図２２Ｂは、不吐出ノズルの発生により重畳領域にドットの欠落が生じた状態、図２２Ｃは、従来方法により欠落ドットの全てを補完ドットに置き換えた状態、図２２Ｄは、第１又は第２の画像形成装置６０又は６０’により、重畳領域における代替ノズルの印刷位置、及び、重複領域におけるドット分布に基づいて、補完ドットの密度を調整した状態を示している。

図２２のように、不吐出ノズルが重畳領域の左右の中央部に生じた場合、補完ドットの周囲に形成されているドットは、１回目のスキャンで形成されるドットと２回目のスキャンで形成されるドットとが混在しているため、補完ドットと他のドットとの距離はばらばらであり、その結果、補完ドットを形成しても印刷画像上に発生するスジは目立ち難い。このため、図２２の場合には、図２１の場合に比べて補完ドットを間引く数、すなわち密度調整量は、少なくなる。一例として、図２２Ｄでは、左から２番目の１ドットが間引かれた状態を示している。

図２３は、第１ないし第４の実施形態に係る画像形成装置により形成されるドット配列の、第３の例を示す図である。
図２３では、印刷領域１を構成するドットと印刷領域２を構成するドットが、重複領域において一様でなく、重複領域の左右方向に対して変化している。
図２３Ａの上側に示された黒及び白の棒は、図２１Ａと同様に、それぞれ、右側の印刷領域１の範囲及び左側の印刷領域２の範囲を示し、図２３Ａの下側の図は不吐出ノズルがない場合のドット分布を示している。この重複領域では、重複領域の右から左に向かって、印刷領域１を構成するドットが徐々に少なくなり、印刷領域２を構成するドットが徐々に多くなるように、ドットが分布している。

図２３Ｂは、重複領域の右端及び左端に位置する印刷領域１のノズルが不吐出ノズルとなり、ドットの欠落が生じた状態を示している。また、図２３Ｃは、従来の方法として、欠落ドットのすべてを代替ノズルによる補完ドットに置き換えた状態を、図２３Ｄは、第１又は第２の実施形態に係る画像形成装置６０又は６０’により、重畳領域における代替ノズルの印刷位置、及び、重複領域におけるドット分布に基づいて、補完ドットの密度を調整し、補完ドットの数を調整した状態を示している。なお、不吐出ノズルの位置は、図２３Ａの黒棒の中の白い丸で示している。

図２３Ｃにおいて、重複領域の右端部においては印刷領域１のドットが多く分布しているため、印刷領域１のノズルが不吐出となったことにより欠落ドットが多く発生する。そして、それら欠落ドットの全てを補完ドットにより置き換えたことにより、重畳領域の右端部に黒いスジが生じやすくなっている。一方、印刷領域１のドットが少ない重畳領域の左端部においては、欠落ドットは少なく、すべての欠落ドットを補完ドットに置き換えても、補完ドットの密度と周辺のドット密度との差は少なく、画像上にスジは生じにくい。

このため、図２３Ｄに示すように、補完ドットの密度調整量（すなわち間引かれるドットの数）は、重畳領域の右端部では多くなり左端部では少なくなる。図２３Ｄでは、一例として、右端部の補完ドットについては上から１番目及び３番目の２つのドットが間引かれ、左端部の補完ドットについては間引かずそのままの数で示されている。

以上説明したように、第１ないし第４の実施形態では、隣接する２つの印刷領域の重畳領域に不吐出ノズルが生じてドットが欠落した場合、その欠落ドットを補完する代替ノズルを決定し、重畳領域における代替ノズルの印刷位置と重畳領域におけるドット分布に基づいて、補完ドットのサイズ又は密度が決定される。このため、補完ドットにより形成される画像（補完画像）の濃度を、その周辺画像の濃度と同程度とすることができるので、印刷画像上のスジの発生を防止することができる。

７、７’・・・記録ヘッド、６０、６０’・・・画像形成装置、７０、７０’・・・画像出力部、７２・・・単位ヘッド、２００、２００’・・・制御部、２０６・・・ホストＩ／Ｆ、６０２、６０２’・・・印刷制御手段、６０４、６０４’・・・ドットパターン生成手段、６０６、６０６’・・・分布決定手段、６０８、６０８’・・・不吐出ノズル検出手段、６１０、６１０’・・・ノズル決定手段、６１２、６１２’・・・ドット決定手段。

特開２００６−２４００４３号公報

Claims (7)

1. 主走査方向に移動して記録用紙上をスキャンするインクジェット方式の記録ヘッドを備え、前記スキャン毎に形成される印刷領域の境界部が、隣接する前記印刷領域と互いに重畳するように、前記記録用紙を副走査方向へ所定距離ずつ搬送し、かつ、前記重畳領域においては、スキャン毎に前記記録ヘッド内の異なるノズルを用いてドットを形成することにより印刷を行う画像形成装置であって、
   前記スキャン毎の、前記重畳領域において形成するドットの分布を決定する分布決定手段と、
   前記重畳領域のドット形成に使用される一のノズルが不吐出ノズルとなったときに、前記重畳領域のドット形成に使用される他のノズルのうち、前記不吐出ノズルによりドットが欠落する部分の直近の位置に補完ドットを形成し得るノズルを代替ノズルとして決定するノズル決定手段と、
   前記重畳領域における印刷位置、及び、前記分布決定手段が決定した前記ドットの分布に基づいて、前記代替ノズルが形成する前記補完ドットの偏在を避けて前記ドットの分布が一様になるよう、前記補完ドットのサイズ又は密度を決定するドット決定手段と、
   を有する画像形成装置。
2. インクジェット方式による複数の単位ヘッドから成る記録ヘッドを備え、前記単位ヘッドは、互いに隣接する前記単位ヘッドの印刷領域の境界部が、互いに重畳するように並べて配置されており、前記重畳領域においては、隣接する前記単位ヘッドの双方のノズルを用いてドットを形成することにより印刷を行う画像形成装置であって、
   前記単位ヘッド毎の、前記重畳領域において形成するドットの分布を決定する分布決定手段と、
   前記重畳領域のドット形成に使用される一方の前記単位ヘッド内のノズルに不吐出ノズルを生じたときに、前記重畳領域のドット形成に使用される他方の前記単位ヘッド内のノズルのうち、前記不吐出ノズルによりドットが欠落する部分の直近の位置に補完ドットを形成し得るノズルを代替ノズルとして決定するノズル決定手段と、前記重畳領域における印刷位置、及び、前記分布決定手段が決定した前記ドットの分布に基づいて、前記代替ノズルが形成する前記補完ドットの偏在を避けて前記ドットの分布が一様になるよう、前記代替ノズルの前記補完ドットのサイズ又は密度を決定するドット決定手段と、
   を有する画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載された画像形成装置において、
   前記分布決定手段は、前記重畳領域を構成する２つの印刷領域の、当該重畳領域におけるドットの形成位置を規定するマスクパターンにより、前記ドットの分布を決定し、
   前記ドット決定手段は、前記マスクパターンを変更することにより、前記代替ノズルに形成させる前記補完ドットの密度を決定する画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載された画像形成装置において、
   前記ドット決定手段は、前記代替ノズルの前記重畳領域における印刷位置が当該重畳領域の端部にあり、かつ、前記代替ノズルが形成する前記補完ドットと、当該前記補完ドットに隣接し前記重畳領域外の印刷領域に形成されるドットとの最小間隔が、前記重畳領域外の印刷領域におけるドット間隔より狭いときは、前記代替ノズルにより形成する前記補完ドットのサイズ又は密度を、それぞれ、前記不吐出ノズルにより形成されるべきドットのサイズ又は密度よりも小さく又は低くする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載された画像形成装置において、
   前記ドット決定手段は、前記重畳領域における前記代替ノズルの印刷位置が当該重畳領域の端部にあり、かつ、前記代替ノズルが形成する前記補完ドットと、当該前記補完ドットに隣接し前記重畳領域外の印刷領域に印刷されるドットとの最小間隔が、前記重畳領域外の印刷領域におけるドット間隔より広いときは、前記代替ノズルにより形成する前記補完ドットのサイズ又は密度を、それぞれ、前記不吐出ノズルにより形成されるべきドットのサイズ又は密度より大きく又は高くする画像形成装置。
6. 主走査方向に移動して記録用紙上をスキャンするインクジェット方式の記録ヘッドを備え、前記スキャン毎に形成される印刷領域の境界部が、隣接する前記印刷領域と互いに重畳するように、前記記録用紙を副走査方向へ所定距離ずつ搬送し、かつ、前記重畳領域においては、スキャン毎に前記記録ヘッド内の異なるノズルを用いてドットを形成することにより印刷を行う画像形成装置における画像形成方法であって、
   前記スキャン毎の、前記重畳領域において形成するドットの分布を決定する工程と、
   前記重畳領域のドット形成に使用される一のノズルが不吐出ノズルとなったときに、前記重畳領域のドット形成に使用される他のノズルのうち、前記不吐出ノズルによりドットが欠落する部分の直近の位置に補完ドットを形成し得るノズルを代替ノズルとして決定する工程と、
   前記代替ノズルとして決定する工程が決定した前記代替ノズルの、前記重畳領域における印刷位置、及び、前記分布を決定する工程が決定した前記ドットの分布に基づいて、前記代替ノズルが形成する補完ドットの偏在を避けて前記ドットの分布が一様になるよう、前記代替ノズルの前記補完ドットのサイズ又は密度を決定する工程と、
   を有する画像形成方法。
7. 主走査方向に移動して記録用紙上をスキャンするインクジェット方式の記録ヘッドを備え、前記スキャン毎に形成される印刷領域の境界部が、隣接する前記印刷領域と互いに重畳するように、前記記録用紙を副走査方向へ所定距離ずつ搬送し、かつ、前記重畳領域においては、スキャン毎に前記記録ヘッド内の異なるノズルを用いてドットを形成することにより印刷を行う画像形成装置のコンピュータを、
   前記スキャン毎の、前記重畳領域において形成するドットの分布を決定する分布決定手段と、
   前記重畳領域のドット形成に使用される一のノズルが不吐出ノズルとなったときに、前記重畳領域のドット形成に使用される他のノズルのうち、前記不吐出ノズルによりドットが欠落する部分の直近の位置に補完ドットを形成し得るノズルを代替ノズルとして決定するノズル決定手段と、
   前記重畳領域における印刷位置、及び、前記分布決定手段が決定した前記ドットの分布に基づいて、前記代替ノズルが形成する前記補完ドットの偏在を避けて前記ドットの分布が一様になるよう、前記代替ノズルの前記補完ドットのサイズ又は密度を決定するドット決定手段、
   として機能させるプログラム。

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