JP6652128B2 - インクジェット記録装置、インクジェットヘッド駆動方法及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット記録装置、インクジェットヘッド駆動方法及び画像形成方法に関し、詳しくは、吐出不良ノズルを補間するために別のノズルからの液滴吐出によって補間ドットを形成するようにしたインクジェット記録装置、インクジェットヘッド駆動方法及び画像形成方法に関する。

複数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて、記録媒体上の所定の画像形成領域にシングルパス方式で画像を形成するインクジェット記録装置がある。このインクジェット記録装置は、ノズルに目詰りや吐出曲がり等の吐出不良があると、記録媒体上にドットが全く形成されず又は適正な位置にドットが形成されず、白スジ等が発生して画質低下につながる。このため、従来、ノズルからの液滴の吐出状態を定期的に検査し、吐出不良ノズルが発生した場合に、その吐出不良ノズルによって形成されるべきドットを、別のノズルによって形成されるドットで補間することが行われている。

従来、吐出不良ノズルを補間する技術として、特許文献１、２には、吐出不良ノズルがある場合に、吐出不良ノズルの両隣の２つのノズルを充て、それらのノズルによって吐出された液滴が記録媒体上で広がることを利用して、白スジ等を目立たなくさせる補間用の記録を、通常記録の他に行うことが記載されている。

また、特許文献３には、ノズルから吐出された液滴によって形成されるドットの径を、ノズルの配列間隔よりも大きくすることにより、スジむらを目立たなくさせることが記載されている。

特開２００６−３４１４５８号公報 特開２００６−２３１８５７号公報 特開２００５−１２５７６１号公報

特許文献１、２記載のように、通常記録の他に補間用記録を行うものでは、記録速度が大幅に低下する問題がある。一方、補間ドットのドット径を特許文献３記載のように大きく設定すれば、記録速度を低下させることなく、補間ドットの大きな広がりによって吐出不良ノズルの補間ができると考えられる。しかしながら、本発明者が確認したところ、補間ドットのドット径を大きく設定しても、白スジ等を抑制できない場合があることがわかった。

この問題を図１５、図１６を用いて説明する。

図１５は、正常に機能している各ノズルから液滴を吐出させて記録媒体上の所定の領域に画像を形成する様子を拡大して示す図である。図中の格子状模様は画素領域を表している。

ヘッドモジュールＨは、複数のノズルが配列された２つのノズル列Ｌ１、Ｌ２を有している。ノズルはノズル列Ｌ１、Ｌ２に亘って千鳥配置されている。このヘッドモジュールＨは、ノズル列方向（図中の左右方向）と直交する搬送方向に記録媒体Ｐが搬送される過程で、各ノズルＮから液滴を吐出させることにより、印刷対象の画像データに基づく所定の画像を形成する。記録媒体Ｐを基準にすると、２列のノズル列Ｌ１、Ｌ２が主走査方向に移動していることになる。ノズル列Ｌ１とＬ２は幅Ｗだけ離間している。従って、記録媒体の搬送方向下流側に配置されるノズル列Ｌ２から吐出される液滴は、この幅Ｗの距離だけノズル列Ｌ１の各ノズルからの液滴よりも遅れて吐出される。

まず、最初にノズル列Ｌ１の所定のノズルＮ１〜Ｎ３から液滴が吐出されて複数のドットＤ１が形成される（図１５（ａ））。このうち、重なり合うように着弾したドットＤ１同士は直後に液寄りして合一し、合一ドットＤ１０を形成する（図１５（ｂ））。次いで、記録媒体がノズル列Ｌ２の直下を通過した際、ノズル列Ｌ２の所定のノズルＮ１２〜Ｎ１５から液滴が吐出されてさらにドットＤ２が形成される（図１５（ｃ））。そして、最終的に重なり合う全てのドット同士は液寄りして合一し、これが定着することによって所定の画像Ｍ１が形成される（図１５（ｄ））。

一方、図１６は、吐出不良が発生したノズルを除く各ノズルから液滴を吐出させて記録媒体上の所定の領域に、上記と同一の画像を形成する様子を拡大して示す図である。

例えばノズル列Ｌ１のノズルＮ３に吐出不良が発生していると、このノズルＮ３によって形成されるべきドットＤ０が形成されない（図１６（ａ））。このため、ドットＤ０に隣接するドットを形成可能な、例えばノズルＮ１４から液滴を吐出させて新たに補間ドットＤＳを形成することになる（図１６（ｂ））。補間ドットＤＳは、通常の画像形成時の液滴よりも液滴量が多い大液滴によって形成される。したがって、補間ドットＤＳは、通常の液滴によって形成されるドットよりも大きなドット径を有している。この補間ドットＤＳが記録媒体上で広がることにより、ドットＤ０の画素を実質的に埋め、白スジ等の発生を抑制することができる。

ところが、着弾直後の補間ドットＤＳは、同じノズル列Ｌ２から当該補間ドットＤＳに一部重なるように接する隣接ドットＤ２ａに引っ張られて重心が移動する液寄りの現象が起こる場合がある。この現象は、補間ドットＤＳが隣接ドットＤ２ａよりも後に吐出された場合に起こる。ここでは、補間ドットＤＳを形成するノズルと同じノズルＮ１４から、補間ドットＤＳよりも先に吐出された液滴によって隣接ドットＤ２ａが形成されているため、補間ドットＤＳが隣接ドットＤ２ａ側に液寄りする。このように補間ドットＤＳの液寄りが発生すると、意図した場所に補間ドットＤＳを広げることができず、得られる画像Ｍ２に白スジＷＬ等が発生してしまう（図１６（ｃ））。このため、補間ドットＤＳのドット径を大きくしても、目的とする図１５（ｄ）の画像Ｍ１を形成できなくなってしまう。

このような問題は、どのような液体や記録媒体を使用しても同様に見られるが、特にドットを形成する液体の粘度が低いものであるほど顕著である。また、記録媒体が、例えばプラスチックシート等のようなインク吸収性の少ないものであるほど顕著である。

そこで、本発明は、吐出不良ノズルを補間するための補間ドットの液寄りを抑制して、画像品質の低下を防止できるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。

また、本発明は、吐出不良ノズルを補間するための補間ドットの液寄りを抑制して、画像品質の低下を防止できるインクジェットヘッド駆動方法を提供することを課題とする。

さらに、本発明は、吐出不良ノズルを補間するための補間ドットの液寄りを抑制して、画像品質の低下を防止できる画像形成方法を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．複数のノズルの各々から大液滴、中液滴、小液滴を打ち分け可能なインクジェットヘッドと、前記複数のノズルから各々中液滴を吐出させることによりシングルパス方式で画像を形成し、吐出不良ノズルがある場合に、別のノズルから液滴を吐出して該吐出不良ノズルを補間するための補間ドットを形成する制御部とを有するインクジェット記録装置であって、
前記制御部は、前記吐出不良ノズルを補間するための補間ドットを前記大液滴によって形成すると共に、前記補間ドットに一部重なるように接する少なくとも一つの隣接ドットを、前記小液滴によって形成するインクジェット記録装置。
２．前記隣接ドットは、前記記録媒体上において、前記補間ドットに対して、前記吐出不良ノズルによって本来形成されるべきドットから遠い側に接するドットである前記１記載のインクジェット記録装置。
３．前記大液滴によって形成される前記補間ドットの前記記録媒体上におけるドット径は、前記中液滴によって形成されるドット径の１１５％〜２５０％である前記１又は２記載のインクジェット記録装置。
４．前記小液滴によって形成されるドットの前記記録媒体上におけるドット径は、前記中液滴によって形成されるドット径の５０％〜８５％である前記１、２又は３記載のインクジェット記録装置。
５．前記インクジェットヘッドは、前記ノズルに連通する圧力室と、駆動波形の印加によって前記圧力室の容積を膨張又は収縮させて前記圧力室内の液体に吐出圧力を付与する圧力発生手段とを有し、
前記大液滴を吐出させる駆動波形は、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスと、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスとをこの順に有する駆動波形を含む前記１〜４の何れかに記載のインクジェット記録装置。
６．前記第１の膨張パルスのパルス幅は、前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２をＡＬとしたとき、０．５ＡＬ以上３．５ＡＬ以下である前記５記載のインクジェット記録装置。
７．前記制御部は、前記第１の膨張パルスのパルス幅を調整することにより、前記大液滴の液滴量を変更可能である前記５又は６記載のインクジェット記録装置。
８．前記制御部は、前記中液滴を吐出させるための中液滴駆動波形の駆動電圧を低くして用いることによって、前記小液滴を吐出させる前記１〜７の何れかに記載のインクジェット記録装置。
９．大液滴、中液滴、小液滴を各々打ち分け可能な複数のノズルから各々中液滴を吐出させて記録媒体上にシングルパス方式で画像を形成し、吐出不良ノズルがある場合に、別のノズルから液滴を吐出して該吐出不良ノズルを補間するための補間ドットを形成するインクジェットヘッド駆動方法であって、
前記補間ドットを形成する際、前記別のノズルから前記大液滴を吐出させると共に、前記補間ドットに一部重なるように接する少なくとも一つの隣接ドットを形成する際、前記小液滴を吐出させるインクジェットヘッド駆動方法。
１０．前記隣接ドットは、前記記録媒体上において、前記補間ドットに対して、前記吐出不良ノズルによって本来形成されるべきドットから遠い側に接するドットである前記９記載のインクジェットヘッド駆動方法。
１１．前記大液滴によって形成されるドットの前記記録媒体上におけるドット径は、前記中液滴によって形成されるドット径の１１５％〜２５０％である前記９又は１０記載のインクジェットヘッド駆動方法。
１２．前記小液滴によって形成されるドットの前記記録媒体上におけるドット径は、前記中液滴によって形成されるドット径の５０％〜８５％である前記９、１０又は１１記載のインクジェットヘッド駆動方法。
１３．前記インクジェットヘッドは、前記ノズルに連通する圧力室と、駆動波形の印加によって前記圧力室の容積を膨張又は収縮させて前記圧力室内の液体に吐出圧力を付与する圧力発生手段とを有し、
前記大液滴を吐出させる駆動波形は、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスと、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスとをこの順に有する駆動波形を含む前記９〜１２の何れかに記載のインクジェットヘッド駆動方法。
１４．前記第１の膨張パルスのパルス幅は、前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２をＡＬとしたとき、０．５ＡＬ以上３．５ＡＬ以下である前記１３記載のインクジェットヘッド駆動方法。
１５．前記第１の膨張パルスのパルス幅を調整することにより、前記大液滴の液滴量を変更する前記１３又は１４記載のインクジェットヘッド駆動方法。
１６．前記中液滴を吐出させるための中液滴駆動波形の駆動電圧を低くして用いることによって、前記小液滴を吐出させる前記９〜１５の何れかに記載のインクジェットヘッド駆動方法。
１７．大液滴、中液滴、小液滴を各々打ち分け可能な複数のノズルから各々中液滴を吐出させて記録媒体上にシングルパス方式で画像を形成し、吐出不良ノズルがある場合に、別のノズルから液滴を吐出して該吐出不良ノズルを補間するための補間ドットを形成する画像形成方法であって、
前記補間ドットを、前記大液滴からなるドットによって形成すると共に、前記補間ドットに一部重なるように接する少なくとも一つの隣接ドットを、前記小液滴からなるドットによって形成する画像形成方法。
１８．前記隣接ドットは、前記記録媒体上において、前記補間ドットに対して、前記吐出不良ノズルによって本来形成されるべきドットから遠い側に接するドットである前記１７記載の画像形成方法。
１９．前記大液滴によって形成されるドットの前記記録媒体上におけるドット径は、前記中液滴によって形成されるドット径の１１５％〜２５０％である前記１７又は１８記載の画像形成方法。
２０．前記小液滴によって形成されるドットの前記記録媒体上におけるドット径は、前記中液滴によって形成されるドット径の５０％〜８５％である前記１７、１８又は１９記載の画像形成方法。

本発明によれば、吐出不良ノズルを補間するための補間ドットの液寄りを抑制することができ、画像品質の低下を防止できるインクジェット記録装置を提供することができる。

また、本発明によれば、吐出不良ノズルを補間するための補間ドットの液寄りを抑制することができ、画像品質の低下を防止できるインクジェットヘッド駆動方法を提供することができる。

さらに、本発明によれば、吐出不良ノズルを補間するための補間ドットの液寄りを抑制することができ、画像品質の低下を防止できる画像形成方法を提供することができる。

画像形成時のヘッドモジュールと記録媒体の関係を説明する図 ヘッドモジュールの各ノズルから液滴を吐出させて記録媒体上に形成した所定の画像形成領域を拡大して示す図 （ａ）は本発明における補間ドットと該補間ドットに接するドットを示す図、（ｂ）は従来における補間ドットと該補間ドットに接するドットを示す図 （ａ）（ｂ）は補間ドットの隣接ドットとの関係を説明する図 インクジェット記録装置の一例を示す概略構成図 図５に示すインクジェット記録装置の内部構成を説明するブロック図 インクジェットヘッドにおける記録媒体との対向面（ノズル面）を示す底面図 制御部により実行される補間設定処理の手順を示すフローチャート 補間設定処理で実行される吐出不良検査に係るテスト画像が含まれる形成画像の一例を示す図 （ａ）は、液滴吐出部の一側面を断面で示す斜視図、（ｂ）は液滴吐出部の断面図 （ａ）〜（ｃ）は液滴吐出部のチャネルの液滴吐出動作を説明する図 （ａ）（ｂ）は中液滴駆動波形のそれぞれ一例を示す図 小液滴駆動波形の一例を示す図 （ａ）大液滴駆動波形の一例を示す図、（ｂ）は大液滴駆動波形によって吐出される液滴の概念図 正常に機能している各ノズルから液滴を吐出させて記録媒体上の所定の領域に画像を形成する様子を拡大して示す図 吐出不良が発生したノズルを除く各ノズルから液滴を吐出させて記録媒体上の所定の領域に画像を形成する従来例の様子を拡大して示す図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（画像形成方法）
まず、本発明における画像形成方法について、図１、図２を用いて説明する。

図１は、画像形成時のヘッドモジュールと記録媒体の関係を説明する図、図２は、ヘッドモジュールの各ノズルから液滴を吐出させて記録媒体上に画像を形成する様子を拡大して示す図である。

なお、本発明において吐出不良ノズルとは、ノズルの目詰り等によって液滴が全く吐出されない不吐出ノズルに限らず、ノズルから液滴は吐出されるが、吐出された液滴に曲がり（吐出曲がり）が発生して正常な位置に着弾しない場合等の異常状態で液滴が吐出される異常吐出ノズルも含む。以下の説明では不吐出ノズルを例に挙げて説明するが、異常吐出ノズルの場合も同様に適用できる。

ヘッドモジュールＨは、既に説明したように、それぞれ複数のノズルが配列され、幅Ｗだけ離間した２列のノズル列Ｌ１、Ｌ２を有している。白抜き矢印で示すように、ノズル列方向（図中の左右方向）と直交する搬送方向に記録媒体Ｐが搬送される過程で、各ノズルＮから液滴を吐出させることにより、印刷対象の画像データに基づく所定の画像を形成する。記録媒体Ｐを基準にすると、２列のノズル列Ｌ１、Ｌ２が主走査方向に移動していることになる。ノズルＮの各々は、それぞれ液滴量が異なる大液滴、中液滴、小液滴を打ち分け可能である。印刷対象の画像データに基づく通常の画像形成時は、このうちの中液滴をノズルＮから吐出するようになっている。大液滴は、中液滴よりも液滴量が多い液滴であり、小液滴は、中液滴よりも液滴量が少ない液滴である。

図２は、図１５と同一の画像を形成する場合を示している。なお、図２及び図１５は、液滴を吐出するチャネルを挟む両隣のチャネルがダミーチャネルとなっているヘッドモジュールによって形成される画像を示している。ダミーチャネルは、ノズルＮが形成されておらず、液滴の吐出を行わない。記録媒体上に着弾した中液滴はドットＤ１を形成する。このうち、互いに接するドットＤ１、Ｄ１は、着弾後に液寄りして合一したドットＤ１０を形成する。

ここで、ノズル列Ｌ１のノズルＮ３に吐出不良が発生した場合、このノズルＮ３によって形成されるべきドットＤ０は形成されなくなる（図２（ａ））。なお、吐出不良が発生したノズルＮ３は、画像データがノズルＮ３に液滴を吐出させるものであっても駆動させない。そして、吐出不良ノズルＮ３とは別のノズル、具体的には、記録媒体Ｐ上においてドットＤ０が形成されるべきだった位置に隣接するドットを形成可能なノズル列Ｌ２のノズルＮ１４から大液滴を吐出させることによって、ドットＤ０の位置に対して、主走査方向に直交する記録媒体Ｐの幅方向に隣接する補間ドットＤＳを形成する（図２（ｂ））。

この補間ドットＤＳは、ノズルＮ１４から大液滴が吐出されることによって形成され、中液滴からなるドット（中ドット）よりもドット径の大きい大ドットである。これにより、補間ドットＤＳを、ドットＤ０の位置まで容易に広げることができ、補間効果を向上させることができる。しかし、補間ドットＤＳよりも先に形成され、該補間ドットＤＳに記録媒体Ｐ上において接する少なくとも一つの隣接ドットがある場合、従来では、着弾直後の補間ドットＤＳは、この隣接ドット側に液寄りしてしまい、本来形成されるべきドットＤ０の位置を埋めることができなくなる。

従来問題であったドットの液寄りによる移動量は、記録媒体Ｐ上において互いに一部重なるように接する２つのドット間の重なり量（重なり部の面積）に依存する。そこで、本発明は、この補間ドットＤＳに一部重なるように接する隣接ドットに着目し、この隣接ドットを小液滴によって形成する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、補間ドットＤＳよりも先に形成され該補間ドットＤＳに記録媒体Ｐ上において一部重なるように接する隣接ドットＤ２ｂがある場合には、この隣接ドットＤ２ｂを、中ドットよりもドット径が小さい小ドットによって形成する。すなわち、隣接ドットＤ２ｂを形成するノズルＮ１４から小液滴を吐出させる。

これにより、図３（ａ）に示すように、補間ドットＤＳと隣接ドットＤ２ｂとの重なり部Ｘ１の面積は、図３（ｂ）に示すように、補間ドットＤＳと、従来例である中液滴からなる隣接ドットＤ２ａとの重なり部Ｘ２の面積よりも小さくなる。ここでは補間ドットＤＳよりも隣接ドットＤ２ｂの方が先に形成されるため、補間ドットＤＳの重心が隣接ドットＤ２ｂ側に引き寄せられて大きく移動するおそれがあるが、このように重なり部Ｘ１の面積が小さくなるため、補間ドットＤＳの移動量は従来に比べて抑制される。これにより、補間ドットＤＳを目的の場所にとどめておくことができ、この補間ドットＤＳの広がりによってドットＤ０が形成されない位置を実質的に埋めることができる。従って、得られる画像Ｍ３は、白スジ等が発生することがなく、画像品質の低下が防止される。

補間ドットに一部重なるように接する小ドットの数は少なくとも一つあればよく特に限定されない。具体的な小ドットの数は、印刷対象の画像データに基づいて補間ドットに一部重なるように接するドットの数及び位置に応じて適宜決定することができる。液寄りの現象は、記録媒体Ｐ上に先に形成されたドットに後からに形成されるドットが引き寄せられることによって起こるので、小液滴からなる小ドットは、補間ドットＤＳよりも先に形成されて該補間ドットＤＳに一部重なるように接する少なくとも一つのドットである。

より具体的には、補間ドットＤＳによる確実な補間効果を得る上では、吐出不良ノズルによって形成されるべきだったドットＤ０の位置から離れる方向に補間ドットＤＳが液寄りすることを防止する必要がある。補間ドットＤＳの液寄りを効果的に抑制して補間効果を確実にする観点から、小液滴によって形成する隣接ドットは、記録媒体Ｐ上において、補間ドットＤＳよりも先に形成する隣接ドットであって、該補間ドットＤＳに対して、本来形成されるべきドットＤ０から遠い側に接する少なくとも一つの隣接ドットであることが好ましい。したがって、図２に示した例では、補間ドットＤＳに対して一つの隣接ドットＤ２ｂを小液滴によって形成した。

一方、図４（ａ）に示すように、ノズルＮ１４によって補間ドットＤＳよりも後に形成され、補間ドットＤＳと接する隣接ドットＤ２ｃも小液滴によって形成することが好ましい。この隣接ドットＤ２ｃは、補間ドットＤＳよりも後に形成されるため、着弾後に補間ドットＤＳ側に液寄りし易い。この隣接ドットＤ２ｃを小液滴によって形成することにより、当該隣接ドットＤ２ｃが本来のドット位置から補間ドットＤＳ側に移動することを抑えることができる。これによって、画像品質の低下をさらに抑制することができる。

また、図４（ｂ）に示すように、ノズルＮ１３によって補間ドットＤＳよりも後に形成され、補間ドットＤＳと接する隣接ドットＤ２ｄを小液滴の吐出によって形成することも好ましい。この隣接ドットＤ２ｄも、隣接ドットＤ２ｃと同様、着弾後に補間ドットＤＳ側に液寄りし易い。この隣接ドットＤ２ｄを小液滴によって形成することにより、当該隣接ドットＤ２ｄが本来のドット位置から補間ドットＤＳ側に移動することを抑えることができる。これによって、画像品質の低下をさらに抑制することができる。

大液滴によって形成される補間ドットＤＳは、中液滴によって形成されるドットよりも大きいものであればよいが、具体的な補間ドットＤＳのドット径は、中液滴によって形成されるドット径の１１５％〜２５０％であることが好ましい。補間ドットＤＳのドット径をこの範囲にすることにより、吐出不良ノズルを補間して白スジ等を確実に抑制できると共に、画質の粒状性を保つことができる。

また、小液滴によって形成される小ドットは、中液滴によって形成されるドットよりも小さいものであればよいが、具体的な小ドットのドット径は、中液滴によって形成されるドット径の５０％〜８５％であることが好ましい。小ドットのドット径をこの範囲にすることにより、ドットとしての視認性を保つことができると共に、液寄りを回避して諧調性を得ることができる。

なお、ドット径は、ドットが円形状である場合はその直径を指す。ドットが円形状でない場合は、同じ面積の円に置き換えた場合のその円の直径を指す。

液滴量は、記録媒体Ｐの種類によって適宜調整することが好ましい。例えば、記録媒体Ｐがキャストコート紙等のような表面エネルギーの低い媒体である場合、上記と同一の液滴量であっても形成されるドット径は小さくなる。この場合は、記録媒体Ｐ上において所望のドット径となるように液滴量を増加させることが好ましい。

逆に、記録媒体Ｐが上質紙や布帛等のように毛細管力によって液滴を吸収するものである場合は、少ない液滴量で大きなドットを形成することができる。この場合は、印刷コストの低減や液滴の裏抜け防止等のために液滴量を少なくすることが好ましい。

実際の画像形成は、図２に示す画像に限らず、インクジェットヘッドと記録媒体とのシングルパス方式による相対的な移動によって、印刷対象の画像データに基づく２次元の様々な画像が形成される。本発明は、この２次元の様々な画像を形成する際において、上記のように吐出不良ノズルを補間する補間ドットＤＳを形成する場合に適用することができる。すなわち、補間ドットＤＳを大液滴によって形成し、この補間ドットＤＳに一部重なるように接する少なくとも一つの隣接ドットを小液滴によって形成することにより、補間ドットＤＳの液寄りを抑制して画像品質の低下を防止することができる。

（インクジェット記録装置、インクジェットヘッド駆動方法）
次に、以上説明した画像形成方法を実施する際に好ましく用いられるインクジェット記録装置の一例について図５、図６を用いて説明する。

図５は、インクジェット記録装置の一例を示す概略構成図、図６は、図５に示すインクジェット記録装置の内部構成を説明するブロック図である。

このインクジェット記録装置１００は、搬送部１、インクジェットヘッド２、画像読取部３、制御部４、操作表示部５等を備えている。

搬送部１は、図５に示すように、搬送ベルト１１と、搬送ベルト１１が架け渡される一対の搬送ローラー１２と、搬送ローラー１２を周回移動させる搬送モーター１３等を備えている。搬送ベルト１１上に載置された記録媒体Ｐは、搬送モーター１３の回転動作により、図５中の白抜き矢印で示す一方向に搬送される。なお、記録媒体Ｐは、所定サイズに裁断されたシート状のものに限らず、長尺状のものであってもよい。また、搬送部１は、図示しない円筒状の搬送ドラムを回転させることで、当該搬送ドラムの表面に配置された記録媒体Ｐを回転方向に移動させる構成であってもよい。

インクジェットヘッド２は、図６に示すように、駆動回路２１と液滴吐出部２２とを有する。駆動回路２１は、インクジェットヘッド２の各ノズルから液滴を吐出するための駆動波形のデータが記憶された駆動波形記憶部２１ａを含んでいる。この駆動波形記憶部２１ａに記憶される駆動波形には、印刷対象の画像データに基づく通常の画像形成を行う際に使用される中液滴駆動波形の他に、補間ドットを形成する際に使用される大液滴駆動波形を含む。そして、駆動回路２１は、制御部４からの制御信号に基づいて、駆動波形記憶部２１ａに記憶されている駆動波形のうちの何れかの駆動波形を所定のタイミングで液滴吐出部２２に出力する。

液滴吐出部２２は、詳細には後述するが、ノズルに連通して液体（インク）が貯留される圧力室と、圧力室内の液体に圧力を付与する圧力発生手段とを備えている。液滴吐出部２２は、駆動回路２１から出力された上記何れかの駆動波形の印加によって圧力発生手段が動作し、圧力室内の液体に吐出のための圧力を付与する。これにより、記録媒体Ｐに対向するノズル面に配列された各ノズルから所定のタイミングで液滴が吐出される。

図７は、インクジェットヘッドにおける記録媒体との対向面（ノズル面）を示す底面図である。このインクジェットヘッド２は、図７に示すように、記録媒体Ｐの搬送方向に直交する記録媒体Ｐの幅方向に亘って液滴を吐出可能となるように複数のノズルが配列されたラインヘッドによって構成されている。複数のノズルは、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）等の複数色のインクをそれぞれ独立に吐出可能に設けることができる。

このインクジェット記録装置１００は、記録媒体Ｐの上方に固定されたインクジェットヘッド２に対し、記録媒体Ｐが一方向に搬送される。インクジェット記録装置１００は、この記録媒体Ｐの搬送過程でインクジェットヘッド２のノズルから液滴を吐出し、画像をシングルパス方式で形成する。このインクジェットヘッド２は、各々のノズルから大液滴、中液滴、小液滴を打ち分け可能である。印刷対象の画像データに基づく通常の画像を形成する時は、ノズルから中液滴を吐出する。

このインクジェットヘッド２には、それぞれ複数のノズルＮが配列されたヘッドモジュールＨが幅方向に千鳥配置で複数配列されている。各ヘッドモジュールＨは、図１に示したものと同様の構造を有する。各々のヘッドモジュールＨの幅方向端部に配置されるノズルＮは、他のヘッドモジュールＨの幅方向端部に配置されるノズルＮと幅方向の位置が重複するように配置されている。このような配置により、全体として幅方向に切れ目無く液体が吐出可能となっている。

画像読取部３は、図６に示すように、記録媒体Ｐに対向し、その搬送方向についてインクジェットヘッド２の下流側に配置されたイメージセンサー３１を有する。このイメージセンサー３１は、例えば、光電変換を用いた撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳセンサーが記録媒体Ｐの幅方向に亘り複数個配列されて一次元画像が取得されるラインセンサーである。インクジェットヘッド２がＹＭＣＫの複数色のインクによりカラー画像を形成可能である場合は、画像を複数の波長成分ごと、例えば、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３波長でそれぞれ取得可能であることが好ましい。

制御部４は、所定のプログラムに従って搬送部１、インクジェットヘッド２及び画像読取部３に制御信号を出力し、画像形成に係る各種処理を実行する。この制御部４は、吐出不良検査部４１、吐出不良ノズル特定部４２、補間設定部４３等を備えている。

吐出不良検査部４１は、所定のプログラムに従って搬送部１、インクジェットヘッド２及び画像読取部３を制御することにより、インクジェットヘッド２の複数のノズルＮのうちのいずれかに吐出不良ノズルが発生しているか否かを検査するための処理を行う。具体的な処理内容の詳細は後述するが、インクジェットヘッド２の駆動を制御して記録媒体Ｐ上の所定の領域にテスト画像を形成させ、このテスト画像を画像読取部３のイメージセンサー３１が読み取ることによって行われる。

吐出不良ノズル特定部４２は、吐出不良検査部４１による検査の結果、吐出不良ノズルが発生していると判別された場合に、所定のプログラムに従って搬送部１、インクジェットヘッド２及び画像読取部３を制御することにより、吐出不良ノズルが何れのノズルであるかを特定するための処理を行う。具体的な処理内容の詳細は後述するが、インクジェットヘッド２の駆動を制御して記録媒体Ｐ上に所定のノズル特定チャートを形成させ、このノズル特定チャートを画像読取部３のイメージセンサー３１が読み取ることによって行われる。

この吐出不良ノズル特定部４２は、特定された吐出不良ノズルの位置を記憶するノズル位置記憶部４２ａを含んでいる。

補間設定部４３は、吐出不良ノズル特定部４２によって特定された吐出不良ノズルを補間するための設定処理を行う。具体的には、印刷対象の画像データが吐出不良ノズルに液滴を吐出させるものであっても吐出不良ノズルは駆動させず、印刷対象の画像データに基づいて、吐出不良ノズルに隣接するノズルから大液滴を吐出させて補間ドットを形成する。また、この補間ドットに一部重なるように接する隣接ドットがある場合に、この隣接ドットを小液滴からなる小ドットにすべく、インクジェットヘッド２の駆動制御プログラムのデータを設定する。

操作表示部５は、制御部４からの制御信号に応じた表示を行わせる表示パネル、外部からの入力操作を受け付ける操作キー等を備える。表示パネルは、特に限定されないが、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。また、操作キーの代わりに、あるいは、操作キーと共に、ＬＣＤのパネルに積層配置されたタッチセンサーを備えてタッチパネルとして用いることで、表示と操作受付とを併用する構成であってもよい。

また、制御部４は通信部６を介して外部のプリンタサーバーやパーソナルコンピューター（ＰＣ）といった電子計算機や記憶デバイスと接続され、各種のプリントジョブや印刷対象の画像データ等の送受信を行う。

次に、インクジェット記録装置１００における吐出不良ノズルの検査及び補間のための処理（以下、これらを補間設定処理という。）の一例について説明する。

補間設定処理は、制御部４の吐出不良検査部４１によって実行されるインクジェットヘッド２の吐出不良ノズルの有無の検査のための処理と、吐出不良ノズル特定部４２によって実行される吐出不良ノズルの特定のための処理と、補間設定部４３によって実行される吐出不良ノズルを補間するための処理とを含んでいる。

この補間設定処理は、制御部４によって、所定の間隔毎、例えば、記録媒体Ｐに１単位又は複数単位の画像が形成される毎や、記録媒体Ｐがシート状である場合は、１枚の記録媒体Ｐ毎あるいは複数枚の記録媒体Ｐ毎等に自動的に実行される。

図８は、制御部４により実行される補間設定処理の手順を示すフローチャート、図９は、補間設定処理で実行される吐出不良検査に係るテスト画像が含まれる形成画像の一例を示す図である。

補間設定処理が開始されると、制御部４は、補間設定処理に関するフラグＦを確認し、Ｆ＝０であるか否かを判別する（ステップＳ１）。Ｆ＝０、すなわち、前回までの処理で吐出不良検査がなされていない場合又は特定された吐出不良ノズルの補間設定が既に行われている場合には（ステップＳ１でＹＥＳ）、吐出不良検査部４１によって、今回取得されたテスト画像を使用して吐出不良検査を行う（ステップＳ２）。

吐出不良ノズルの有無を検査するためのテスト画像Ｔは、図９に示すように、記録媒体Ｐ上に設定された画像形成領域Ｐ１（印刷対象の画像データに基づく画像を形成する領域）の外側の余白領域Ｐ２に形成される。ここではシート状の記録媒体Ｐの画像形成領域Ｐ１よりも搬送方向先頭側の余白領域としたが、末尾側の余白領域であってもよい。記録媒体Ｐが長尺状である場合は、テスト画像Ｔは、印刷対象の画像データに基づいて形成された画像の先頭側又は末尾側に形成すればよい。

このテスト画像Ｔのデータは、例えば吐出不良検査部４１に記憶されている。吐出不良検査部４１は、画像形成領域Ｐ１に印刷対象の画像データに基づく通常の画像を形成するのに先立って、このテスト画像Ｔのデータを読み出し、各ノズルＮから液滴を順番に吐出するようにインクジェットヘッド２の駆動を制御することによって、テスト画像Ｔを幅方向に帯状に形成する。

テスト画像Ｔの具体的な構成は、全てのノズルＮから液滴の吐出を行うようにインクジェットヘッド２が駆動制御されることで形成されるものであれば特に問わない。例えば、所定の濃度（階調）となるように形成されたハーフトーン画像等を用いることができる。

テスト画像Ｔは、記録媒体Ｐの搬送によって画像読取部３の下を通過する際、イメージセンサー３１によって読み取られる。吐出不良ノズルがある場合、当該吐出不良ノズルから液滴が吐出されない又は液滴が正常な位置に着弾しないことによって、白スジ等が発生し、画像濃度が所定の濃度から変化する。吐出不良検査部４１は、イメージセンサー３１によって読み取られたテスト画像Ｔの濃度値と所定の濃度値（吐出不良がない正常な画像の濃度値）との比較によって、吐出不良ノズルがあるか否かを判別する（ステップＳ３）。

吐出不良ノズルがなかったと判別された場合には（ステップＳ３でＮＯ）、制御部４による補間設定処理は終了する。吐出不良ノズルがあったと判別された場合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、制御部４は、吐出不良ノズル特定部４２によって、吐出不良ノズルを特定するための吐出不良ノズル特定チャートを出力する命令を行う（ステップＳ４）。その後、制御部４はフラグＦをＦ＝１に設定し（ステップＳ５）、補間設定処理を一旦終了する。

一方、ステップＳ１のフラグＦの判別処理で、Ｆ＝０ではないと判別された場合には（ステップＳ１でＮＯ）、制御部４は吐出不良ノズル特定チャートを読み込む処理を行うべきことを判別し、ステップＳ４で形成した吐出不良ノズル特定チャートを、イメージセンサー３１によって読み込む（ステップＳ６）。

吐出不良ノズル特定チャートのデータは、例えば吐出不良ノズル特定部４２に記憶されている。吐出不良ノズル特定部４２は、このデータ読み出し、記録媒体Ｐ上に各ノズルＮから液滴吐出を行うことにより、吐出不良ノズル特定チャートを形成する。具体的なチャート画像は特に限定されず、吐出不良ノズルを特定するための適宜公知のチャート画像を用いることができる。例えば梯子状や格子状等のパターンを形成したチャート画像を使用することができる。

吐出不良ノズル特定部４２は、イメージセンサー３１によって読み込まれた吐出不良ノズル特定チャートの撮像データを解析し、実際に吐出不良ノズルが存在するか否かを判別する（ステップＳ７）。吐出不良ノズルが存在していないと判別された場合には（ステップＳ７でＮＯ）、その他の異常状態であり、制御部４の処理は当該異常に対応するその他の処理に移行する。

吐出不良ノズル特定部４２は、吐出不良ノズルが存在していると判別された場合には（ステップＳ７でＹｅｓ）、吐出不良ノズルに起因するドット欠位置を特定し、このドット欠位置からインクジェットヘッド２における吐出不良ノズルを特定する。特定された吐出不良ノズルに関するデータ（例えばノズル番号等）はノズル位置記憶部４２ａに記憶される（ステップＳ８）。その後、制御部４は、補間設定部４３によって、その吐出不良ノズルを補間するための設定を行う（ステップＳ９）。

吐出不良ノズルを補間するための設定は、吐出不良ノズルから吐出を行うべき画像データがある場合にも、吐出不良ノズルからは液滴を吐出させずに、図２に示したように、吐出不良ノズルＮ３に隣接する何れかのノズル（図２ではノズルＮ１４）から大液滴を吐出させて補間ドットＤＳを形成する。また、駆動制御プログラムのデータを設定し直し、補間ドットＤＳに一部重なるように接する隣接ドットが形成される場合、その隣接ドットを形成するノズル（図２ではノズルＮ１４）から小液滴を吐出させる。その後、制御部１４はフラグＦをＦ＝０に戻し（ステップＳ１０）、補間設定処理を終了する。

補間設定部４３による駆動制御プログラムのデータの設定は、具体的には、例えば次のようにして行うことができる。図２に示す吐出不良ノズルＮ３から液滴を吐出すべきデータがある場合、制御部４は、まず、吐出不良ノズルＮ３から液滴を吐出しないようにする。また、補間ノズルとして選択されたノズルＮ１４により補間ドットＤＳを形成する。すなわち、駆動回路２１から液滴吐出部２２に出力する駆動波形を大液滴駆動波形に切り替えさせる。駆動回路２１は、切り替えられた大液滴駆動波形を、選択されたノズルＮ１４に対応する液滴吐出部２２の圧力発生手段に印加する。これによりノズルＮ１４からは、補間ドットＤＳを形成するタイミングで大液滴が吐出される。

また、補間設定部４３は、印刷対象の画像データの解析結果から、補間ドットＤＳに一部重なるように接する隣接ドットがある場合、当該隣接ドットを形成するノズルについて、駆動回路２１から液滴吐出部２２に出力する駆動波形を小液滴駆動波形に切り替えさせる。駆動回路２１は、切り替えられた小液滴駆動波形を、隣接ドットを形成するノズルに対応する液滴吐出部２２の圧力発生手段に印加する。これにより当該ノズルからは、補間ドットＤＳに一部重なるように接する隣接ドットを形成するタイミングで小液滴が吐出される。

次に、具体的なインクジェットヘッド２の液滴吐出部２２の一例について説明する。

図１０（ａ）は、液滴吐出部２２の一側面を断面で示す斜視図、（ｂ）は液滴吐出部２２の断面図である。なお、ここでは１列のノズル列を構成する部位のみを示す。

液滴吐出部２２は、チャネル基板７０に細溝状の複数のチャネル７１と隔壁７２とが交互となるよう並設されている。チャネル基板７０の上面にはカバー基板７３が設けられ、全てのチャネル７１の図中上方を塞いでいる。チャネル基板７０とカバー基板７３の端面にはノズルプレート７４が接合されている。各チャネル７１の一端は、このノズルプレート７４に形成されたノズルＮを介して外部と連通している。

各チャネル７１の他端は、チャネル基板７０に対して徐々に浅溝となるように形成されている。カバー基板７３には、各チャネル７１の他端と連通する共通流路７５が形成されている。共通流路７５には、不図示の供給管等を介して液体が供給される。

隔壁７２は、電気・機械変換手段であるＰＺＴ等の圧電素子からなる。この隔壁７２は、上壁部７２ａと下壁部７２ｂとが互いに反対方向に分極処理された圧電素子によって形成されているものを例示している。しかし、圧電素子によって形成される部分は例えば上壁部７２ａのみであってもよい。隔壁７２とチャネル７１は交互に並設されているため、１つの隔壁７２はその両隣のチャネル７１、７１で共用されている。

チャネル７１の内面には、両隔壁７２、７２の壁面から底面に亘って、それぞれ駆動電極（図１０おいては不図示）が形成されている。隔壁７２を挟んで配置される２つの駆動電極に、駆動回路２１からそれぞれ膨張パルス及び収縮パルスを含む駆動波形が印加されると、隔壁７２が上壁部７２ａと下壁部７２ｂとの接合面を境にしてせん断変形する。隣り合う２つの隔壁７２、７２が互いに反対方向にせん断変形すると、該隔壁７２、７２に挟まれたチャネル７１の容積が膨張又は収縮し、内部に圧力波が発生する。これによってチャネル７１内の液体に吐出のための圧力が付与される。

この液滴吐出部２２は、隔壁７２がせん断変形することによってチャネル７１内の液体をノズルＮから吐出させるせん断モード型のヘッドであり、本発明において好ましい態様である。せん断モード型のヘッドは、駆動波形として後述する矩形波を使用することにより、効率良く液滴を吐出させることができる。

なお、この液滴吐出部２２において、チャネル基板７０、隔壁７２、カバー基板７３、ノズルプレート７４で囲まれるチャネル７１が、本発明における圧力室を構成し、隔壁７２及びその表面の駆動電極が、本発明における圧力発生手段を構成している。

図１１は、かかる液滴吐出部２２の液滴吐出動作を説明する図である。図１１は、図１０に示す液滴吐出部２２をチャネル７１の長さ方向と直交する方向に切断した断面の一部を示している。ここでは中央のチャネル７１Ｂから液滴を吐出させる場合の動作について説明する。

液滴を吐出するチャネル７１Ｂを挟む両隣のチャネル７１Ａ，７１Ｂは、ダミーチャネルである。ダミーチャネル７１Ａ，７１Ｂは、ノズルＮが形成されておらず、液滴の吐出を行わない。まず、図１１（ａ）に示す隔壁７２Ｂ、７２Ｃの中立状態から、図１１（ｂ）に示すように、駆動電極７６Ａ及び７６Ｃを接地すると共に駆動電極７６Ｂに膨張パルスを印加する。すると、隔壁７２Ｂ、７２Ｃは、互いに外側に向けて屈曲変形し、隔壁７２Ｂ、７２Ｃに挟まれたチャネル７１Ｂの容積が膨張する。これによりチャネル７１Ｂ内に負の圧力が発生し、共通流路７５からチャネル７１Ｂ内に液体が流れ込む。その後、膨張パルスの印加を終了すると、チャネル７１Ｂは膨張状態から収縮し、図１１（ａ）に示す元の中立状態に戻る。

次に、図１１（ｃ）に示すように、駆動電極７６Ａ及び７６Ｃを接地すると共に駆動電極７６Ｂに収縮パルスを印加する。すると、隔壁７２Ｂ、７２Ｃは、互いに内側に向けて屈曲変形し、隔壁７２Ｂ、７２Ｃに挟まれたチャネル７１Ｂの容積が収縮する。これによりチャネル７１Ｂ内に正の圧力が発生する。この圧力がチャネル７１Ｂ内の液体をノズルＮから吐出させる程に大きくなると、ノズルＮから液滴が吐出される。その後、収縮パルスの印加を終了すると、チャネル７１Ｂは収縮状態から膨張し、図１１（ａ）に示す元の中立状態に戻る。

次に、画像形成時に使用される大液滴駆動波形、中液滴駆動波形及び小液滴駆動波形の実施形態について説明する。

まず、本発明において印刷対象の画像データに基づく通常の画像形成時に使用される中液滴駆動波形の例を図１２（ａ）（ｂ）に示す。

図１２（ａ）に示す中液滴駆動波形２００Ａは、１画素周期内に、チャネル７１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる（戻す）膨張パルス２０１と、チャネル７１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる（戻す）第１の収縮パルス２０２と、チャネル７１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる（戻す）第２の収縮パルス２０３とをこの順に有する駆動波形である。

膨張パルス２０１は、基準電位から立ち上がり、一定時間後に基準電位まで立ち下がるパルスである。第１の収縮パルス２０２及び第２の収縮パルス２０３は、基準電位から立ち下がり、一定時間後に基準電位まで立ち上がるパルスである。膨張パルス２０１と第１の収縮パルス２０２は、間に休止期間を置かずに連続している。第１の収縮パルス２０２と第２の収縮パルス２０３との間には、基準電位を一定期間維持する休止期間２０４が設けられている。

各パルス２０１、２０２、２０３及び休止期間２０４の幅は、特に限定されないが、チャネル７１が高さ２００μｍ×幅６５μｍ×長さ１．８ｍｍであり、ノズルＮの直径が２２μｍである場合、膨張パルス２０１のパルス幅を１ＡＬ、第１の収縮パルス２０２のパルス幅を０．５ＡＬ、第２の収縮パルス２０３のパルス幅を１ＡＬ、休止期間２０４の幅を０．５ＡＬとすると、ノズルＮから３．８ｐｌの液滴が吐出される。例えば記録媒体がコート紙である場合、この３．８ｐｌの液滴によって形成される中ドットのドット径はおよそ６０μｍとなる。

なお、ＡＬとは、Acoustic Lengthの略であり、チャネル７１における圧力波の音響的共振周期の１／２のことである。ＡＬは、駆動電極に矩形波の駆動信号を印加した際に吐出される液滴の飛翔速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、液滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。パルス幅は、基準電圧を０％、波高値電圧を１００％とした場合に、基準電圧からの立ち上がり１０％と波高値電圧からの立ち下がり１０％との間の時間として定義する。

図１２（ｂ）に示す中液滴駆動波形２００Ｂは、１画素周期内に、チャネル７１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる（戻す）膨張パルス２０５と、チャネル７１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる（戻す）収縮パルス２０６のみを有する駆動波形である。

膨張パルス２０５は、基準電位から立ち上がり、一定時間後に基準電位まで立ち下がるパルスである。収縮パルス２０６は、基準電位から立ち下がり、一定時間後に基準電位まで立ち上がるパルスである。膨張パルス２０５と収縮パルス２０６は、間に休止期間を置かずに連続している。

各パルス２０５、２０６のパルス幅は、特に限定されないが、チャネル７１及びノズルＮが上記同様の寸法である場合、膨張パルス２０５のパルス幅を１ＡＬ、収縮パルス２０６のパルス幅を２ＡＬとすると、ノズルＮから４．０ｐｌの液滴が吐出される。この４．０ｐｌの液滴によって形成される中ドットのドット径も、コート紙上ではおよそ６０μｍとなる。

次に、小液滴駆動波形の一例を図１３に示す。

小液滴駆動波形３００は、１画素周期内に、チャネル７１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる（戻す）第１の膨張パルス３０１と、チャネル７１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる（戻す）収縮パルス３０２と、チャネル７１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる（戻す）第２の膨張パルス３０３をこの順に有する駆動波形である。

第１の膨張パルス３０１及び第２の膨張パルス３０３は、基準電位から立ち上がり、一定時間後に基準電位まで立ち下がるパルスである。収縮パルス３０２は、基準電位から立ち下がり、一定時間後に基準電位まで立ち上がるパルスである。第１の膨張パルス３０１と収縮パルス３０２との間及び収縮パルス３０２と第２の膨張パルス３０３との間は、休止期間を置かずに連続している。

各パルス３０１、３０２、３０３のパルス幅は、特に限定されないが、チャネル７１及びノズルＮが上記同様の寸法である場合、第１の膨張パルス３０１のパルス幅を１ＡＬ、収縮パルス３０２のパルス幅を０．４ＡＬ、第２の膨張パルス３０３のパルス幅を０．４５ＡＬとすると、ノズルＮから、中液滴駆動波形２００Ａ、２００Ｂの場合よりも液滴量が少ない３．３ｐｌの小液滴が吐出される。この３．３ｐｌの液滴によって形成される小ドットのドット径は、コート紙上ではおよそ５０μｍとなる。

なお、ノズルＮから吐出される液滴量を少なくする方法としては、小液滴駆動波形３００のような専用の駆動波形を使用する方法に限らず、例えば中液滴駆動波形２００Ａ又は２００Ｂの駆動電圧を低くする方法も挙げられる。この調整は、制御部４が駆動回路２１に、駆動電圧を低くする旨の制御信号を出力することによって行うことができる。この場合、小液滴専用の駆動波形３００を用意する必要がないため、駆動波形記憶部２１ａ等の負荷を低減することができる。

ノズルＮから吐出される液滴量を少なくすると、この液滴がコート紙に着弾するまでの液滴の平均速度が遅くなる。このため、ノズルＮから小液滴を吐出する場合には、着弾位置が中液滴を吐出する場合と同じになるように調整しておくことも好ましい。

次に、図１４を用いて大液滴駆動波形について説明する。図１４（ａ）は大液滴駆動波形の一例を示し、（ｂ）は大液滴駆動波形によって吐出される液滴の概念図を示している。

図１４（ａ）に示す大液滴駆動波形４００は、１画素周期内に２種類の駆動波形４００ａ、４００ｂを組み合わせることによって構成されている。

前半の駆動波形４００ａは、チャネル７１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる（戻す）第１の膨張パルス４０１と、チャネル７１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる（戻す）第１の収縮パルス４０２と、チャネル７１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる（戻す）第２の膨張パルス４０３と、チャネル７１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる（戻す）第２の収縮パルス４０４と、チャネル７１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる（戻す）第３の収縮パルス４０５をこの順に有している。

また、後半の駆動波形４００ｂは、上記の中液滴駆動波形２００Ａと同一の波形構成を有している。すなわち、チャネル７１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる（戻す）第３の膨張パルス４０７と、チャネル７１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる（戻す）第４の収縮パルス４０８と、チャネル７１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる（戻す）第５の収縮パルス４０９とをこの順に有している。

第１の膨張パルス４０１、第２の膨張パルス４０３及び第３の膨張パルス４０７は、基準電位から立ち上がり、一定時間後に基準電位まで立ち下がるパルスである。第１の収縮パルス４０２、第２の収縮パルス４０４、第３の収縮パルス４０５、第４の収縮パルス４０８及び第５の収縮パルス４０９は、基準電位から立ち下がり、一定時間後に基準電位まで立ち上がるパルスである。第１の膨張パルス４０１と第１の収縮パルス４０２との間、第１の収縮パルス４０２と第２の膨張パルス４０３との間、第２の膨張パルス４０３と第２の収縮パルス４０４との間、第３の膨張パルス４０７と第４の収縮パルス４０８との間は、それぞれ休止期間を置かずに連続している。第２の収縮パルス４０４と第３の収縮パルス４０５との間、第３の収縮パルス４０５と第３の膨張パルス４０７との間、第４の収縮パルス４０８と第５の収縮パルス４０９との間には、基準電位を一定期間維持する休止期間４０６、４１１、４１０が設けられている。

この大液滴駆動波形４００は、前半の駆動波形４００ａにおける第１の膨張パルス４０１と第１の収縮パルス４０２によって、図１４（ｂ）に示すように、ノズルＮから第１の液滴ＤＲ１が吐出され、続く第２の膨張パルス４０３と第１の収縮パルス４０４によって、同じノズルＮから、第１の液滴ＤＲ１よりも大きな第２の液滴ＤＲ２が吐出される。第１の液滴ＤＲ１と第２の液滴ＤＲ２は、第１の液滴ＤＲ１の方が相対的に液滴速度は遅い。このため、第１、第２の液滴ＤＲ１、ＤＲ２は、吐出直後の飛翔中に合体する。

これら第１、第２の液滴ＤＲ１、ＤＲ２の吐出後、図１４（ｂ）に示すように、引き続いて後半の駆動波形４００ｂによってさらにもう１個の第３液滴ＤＲ３が吐出される。この第３の液滴ＤＲ３は、先に吐出された第１、第２の液滴ＤＲ１、ＤＲ２が合体した液滴よりも液滴速度が速い液滴であり、飛翔中に合体し又は記録媒体Ｐ上のほぼ同じ位置に着弾して合体する。その結果、記録媒体Ｐ上に、十分に大きな液滴量を持つ大液滴ＤＲからなる大ドットを形成することができる。

この大液滴駆動波形４００によれば、得られる大液滴ＤＲは、前半の駆動波形４００ａだけでも比較的大きな液滴を形成するが、この大液滴ＤＲは、相対的に液滴速度の遅い第１の液滴ＤＲ１と相対的に液滴速度が速い第２の液滴ＤＲ２からなり、その後さらに第３の液滴ＤＲ３が合体することによって形成されるため、この液滴と同じ液滴量の１個の液滴を吐出する場合に比べて液滴速度は遅くなり、サテライト量も抑制できる。

一般にサテライトは、吐出された主滴に付随して後方に伸びるように形成される尾が主滴から分離することによって発生する。サテライトが主滴に近接して分離する限り、両者はほぼ同一位置に着弾するため画質に影響を与えることは少ない。しかし、サテライトが主滴から離れた位置で分離すると、着弾位置も主滴から大きく離れてしまい、画質を低下させる。液滴速度が速くなるほど、尾は長くなり、サテライトが主滴から離れた位置で分離し易くなる。この大液滴ＤＲを吐出する大液滴駆動波形４００によれば、比較的大きな液滴量を低速で吐出できるため、液滴に付随する尾の長さを短くでき、サテライトの影響を抑制できる。

大液滴駆動波形４００の各パルス４０１〜４０５、４０７〜４０９及び休止期間４０６、４１０の幅は、特に限定されないが、チャネル７１及びノズルＮが上記同様の寸法である場合、前半の第１の膨張パルス４０１のパルス幅を０．８ＡＬ、第１の収縮パルス４０２のパルス幅を０．４ＡＬ、第２の膨張パルス４０３のパルス幅を１ＡＬ、第２の収縮パルス４０４のパルス幅を０．５ＡＬ、第３の収縮パルス４０５のパルス幅を１ＡＬ、休止期間４０６の幅を０．５ＡＬとし、休止期間４１１の幅を１．３ＡＬとし、後半の各パルス４０７〜４０９及び休止期間４１０を、上記例示した中液滴駆動波形２００Ａの通りとして、第１の膨張パルス４０１の立ち上がりから５．５ＡＬ経過後に第３の膨張パルス４０７が立ち上がるようにすると、ノズルＮから、中液滴駆動波形２００Ａ、２００Ｂの場合よりも十分に液滴量が多い９．２ｐｌの大液滴を吐出することができる。この９．２ｐｌの液滴によって形成される大ドットのドット径は、コート紙上ではおよそ７０μｍとなる。

これらの各駆動波形やパルス幅はあくまで一例であり、これらに何ら限定されない。大液滴駆動波形は、チャネル７１の容積を膨張させ一定時間後に戻す第１の膨張パルスと、チャネル７１の容積を収縮させ一定時間後に戻す第１の収縮パルスと、チャネル７１の容積を膨張させ一定時間後に戻す第２の膨張パルスと、チャネル７１の容積を収縮させ一定時間後に戻す第２の収縮パルスとをこの順に有する駆動波形を含むものであればよい。画像形成時及び補間設定時に使用される各駆動波形は、液滴吐出部２２の具体的な構造、使用される液体の種類等によって適宜変更することができる。例えば、小液滴駆動波形３００の第１の膨張パルス３０１のパルス幅を適宜調整することにより、小液滴の液滴量を増減することができる。従って、制御部４は、この小液滴駆動波形３００によって小液滴を吐出させる場合、第１の膨張パルス３０１のパルス幅を調整することにより、小液滴の液滴量を変更可能とすることも好ましい。なお、膨張パルスは、チャネル７１の容積を膨張させた後の一定時間後に戻すパルスに限定されず、一定時間後に収縮させるパルスであればよい。また、収縮パルスは、チャネル７１の容積を収縮させた後の一定時間後に戻すパルスに限定されず、一定時間後に膨張させるパルスであってもればよい。

また、大液滴駆動波形４００の第１の膨張パルス４０１は、０．５ＡＬ以上３．５ＡＬ以下で調整することも好ましい。これにより大液滴を効率良く吐出させることができる。制御部４は、この大液滴駆動波形４００によって大液滴を吐出させる場合、第１の膨張パルス４０１のパルス幅を調整することにより、大液滴の液滴量を変更可能とすることも好ましい。例えば上記のように０．５ＡＬ以上３．５ＡＬ以下の範囲で適宜調整することにより、液滴量が適宜調整された大液滴を効率良く吐出させることができる。

各駆動波形は矩形波であることが好ましい。矩形波は、簡単なデジタル回路を用いることで容易に生成可能であるため、傾斜波を有する台形波を用いる場合に比べ、回路構成も簡素化できる。また、本実施形態に示すせん断モード型のインクジェットヘッド２は、矩形波からなる駆動波形の印加に対して、圧力波を位相を揃えて発生させることができるため、液滴を効率良く吐出することができると共に、駆動電圧を低く抑えることが可能である。一般に吐出、非吐出を問わずインクジェットヘッド２には常に電圧が掛かるので、低い駆動電圧はインクジェットヘッド２の発熱を抑え、液滴を安定的に吐出させる上で重要である。

なお、矩形波とは、基準電圧０％、波高値電圧を１００％とした場合に、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがＡＬの１／２以内、好ましくは１／４以内であるような波形を指す。

以上の説明では、せん断モード型のインクジェットヘッド２の液滴吐出部２２として、隣り合うチャネル７１、７１間の隔壁７２をせん断変形させる構造を例示したが、特に限らない。例えば、チャネルの上壁又は下壁をＰＺＴ等の圧電素子によって構成し、この上壁又は下壁をせん断変形させる構造であってもよい。

その他、本発明におけるインクジェットヘッドは、せん断モード型に何ら限定されない。例えば、圧力室の一壁面を振動板によって形成し、この振動板をＰＺＴ等の圧電素子によって振動させ、圧力室内の液体に吐出圧力を付与する構造のインクジェットヘッドであってもよい。また、圧力室内に発熱素子を備え、圧力室内の液体を加熱した際に生成される気泡の破裂作用を利用して液滴を吐出させる構造のインクジェットヘッドであってもよい。

以上のように、本発明によれば、吐出不良ノズルを補間するための補間ドットの液寄りを抑制することができ、画像品質の低下を防止できるインクジェット記録装置を提供することができる。また、本発明によれば、吐出不良ノズルを補間するための補間ドットの液寄りを抑制することができ、画像品質の低下を防止できるインクジェットヘッド駆動方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、吐出不良ノズルを補間するための補間ドットの液寄りを抑制することができ、画像品質の低下を防止できる画像形成方法を提供することができる。

１００：インクジェット記録装置
１：搬送部
１１：搬送ベルト
１２：搬送ローラー
１３：搬送モーター
２：インクジェットヘッド
２１：駆動回路
２１ａ：駆動波形記憶部
２２：液滴吐出部
３：画像読取部
３１：イメージセンサー
４：制御部
４１：吐出不良検査部
４２：吐出不良ノズル特定部
４２ａ：ノズル位置記憶部
４３：補間設定部
５：操作表示部
６：通信部
７０：チャネル基板
７１：チャネル
７２：隔壁
７２ａ：上壁部
７２ｂ：下壁部
７３：カバー基板
７４：ノズルプレート
７５：共通流路
７６：駆動電極
２００Ａ、２００Ｂ：中液滴駆動波形
２０１：膨張パルス
２０２：第１の収縮パルス
２０３：第２の収縮パルス
２０４：休止期間
２０５：膨張パルス
２０６：収縮パルス
３００：小液滴駆動波形
３０１：第１の膨張パルス
３０２：収縮パルス
３０３：第２の膨張パルス
４００：大液滴駆動波形
４００ａ：前半の駆動波形
４００ｂ：後半の駆動波形
４０１：第１の膨張パルス
４０２：第１の収縮パルス
４０３：第２の膨張パルス
４０４：第２の収縮パルス
４０５：第３の収縮パルス
４０６：休止期間
４０７：第３の膨張パルス
４０８：第４の収縮パルス
４０９：第５の収縮パルス
４１０：休止期間
Ｄ０：吐出不良ノズルによって本来形成されるべきドット
Ｄ１、Ｄ２：ドット
ＤＳ：補間ドット
Ｄ２ａ〜Ｄ２ｄ：隣接ドット
ＤＲ：大液滴
ＤＲ１：第１の液滴
ＤＲ２：第２の液滴
ＤＲ３：第３の液滴
Ｈ：ヘッドモジュール
Ｌ１、Ｌ２：ノズル列
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３：画像
Ｎ：ノズル
Ｐ：記録媒体
Ｐ１：画像形成領域
Ｐ２：余白領域
Ｔ：テスト画像
Ｘ１、Ｘ２：重なり部

Claims (22)

1. 複数のノズルの各々から大液滴、中液滴、小液滴を打ち分け可能なインクジェットヘッドと、前記複数のノズルから各々中液滴を吐出させることによりシングルパス方式で記録媒体上に画像を形成し、吐出不良ノズルがある場合に、該吐出不良ノズルとは異なる第１のノズルから液滴を吐出して該吐出不良ノズルを補間するための補間ドットを形成する制御部とを有するインクジェット記録装置であって、
   前記制御部は、前記吐出不良ノズルを補間するための補間ドットを前記大液滴によって形成すると共に、
   前記記録媒体上において前記補間ドットに一部重なるように接する隣接ドットであって前記補間ドットよりも先に形成されるドットを含む少なくとも一つの隣接ドットを、前記吐出不良ノズルとは異なる第２のノズルから前記小液滴を吐出して形成するインクジェット記録装置。
2. 前記第１のノズルと前記第２のノズルとは、同一のノズルである請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記制御部は、一つの前記補間ドットに対して前記隣接ドットを複数形成する請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
4. 前記制御部は、前記隣接ドットを、前記記録媒体上の１画素全体を覆う大きさの小液滴により形成する請求項１、２又は３記載のインクジェット記録装置。
5. 前記隣接ドットは、前記記録媒体上において、前記補間ドットに対して、前記吐出不良ノズルによって本来形成されるべきドットから遠い側に接するドットである請求項１〜４の何れかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記大液滴によって形成される前記補間ドットの前記記録媒体上におけるドット径は、前記中液滴によって形成されるドット径の１１５％〜２５０％である請求項１〜５の何れかに記載のインクジェット記録装置。
7. 前記小液滴によって形成されるドットの前記記録媒体上におけるドット径は、前記中液滴によって形成されるドット径の５０％〜８５％である請求項１〜６の何れかに記載のインクジェット記録装置。
8. 前記インクジェットヘッドは、前記ノズルに連通する圧力室と、駆動波形の印加によって前記圧力室の容積を膨張又は収縮させて前記圧力室内の液体に吐出圧力を付与する圧力発生手段とを有し、
   前記大液滴を吐出させる駆動波形は、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスと、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスとをこの順に有する駆動波形を含む請求項１〜７の何れかに記載のインクジェット記録装置。
9. 前記第１の膨張パルスのパルス幅は、前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２をＡＬとしたとき、０．５ＡＬ以上３．５ＡＬ以下である請求項８記載のインクジェット記録装置。
10. 前記制御部は、前記第１の膨張パルスのパルス幅を調整することにより、前記大液滴の液滴量を変更可能である請求項８又は９記載のインクジェット記録装置。
11. 前記制御部は、前記中液滴を吐出させるための中液滴駆動波形の駆動電圧を低くして用いることによって、前記小液滴を吐出させる請求項１〜１０の何れかに記載のインクジェット記録装置。
12. 大液滴、中液滴、小液滴を各々打ち分け可能な複数のノズルから各々中液滴を吐出させて記録媒体上にシングルパス方式で記録媒体上に画像を形成し、吐出不良ノズルがある場合に、該吐出不良ノズルとは異なる第１のノズルから液滴を吐出して該吐出不良ノズルを補間するための補間ドットを形成するインクジェットヘッド駆動方法であって、
    前記補間ドットを形成する際、前記第１のノズルから前記大液滴を吐出させると共に、前記記録媒体上において前記補間ドットに一部重なるように接する隣接ドットであって前記補間ドットよりも先に形成するドットを含む少なくとも一つの隣接ドットを形成する際、前記吐出不良ノズルとは異なる第２のノズルから前記小液滴を吐出させるインクジェットヘッド駆動方法。
13. 前記第１のノズルと前記第２のノズルとは、同一のノズルである請求項１２記載のインクジェットヘッド駆動方法。
14. 一つの前記補間ドットに対して前記隣接ドットを複数形成する請求項１２又は１３記載のインクジェットヘッド駆動方法。
15. 前記隣接ドットを、前記記録媒体上の１画素全体を覆う大きさの小液滴により形成する請求項１２、１３又は１４記載のインクジェットヘッド駆動方法。
16. 前記隣接ドットは、前記記録媒体上において、前記補間ドットに対して、前記吐出不良ノズルによって本来形成されるべきドットから遠い側に接するドットである請求項１２〜１５の何れかに記載のインクジェットヘッド駆動方法。
17. 前記大液滴によって形成されるドットの前記記録媒体上におけるドット径は、前記中液滴によって形成されるドット径の１１５％〜２５０％である請求項１２〜１６の何れかに記載のインクジェットヘッド駆動方法。
18. 前記小液滴によって形成されるドットの前記記録媒体上におけるドット径は、前記中液滴によって形成されるドット径の５０％〜８５％である請求項１２〜１７の何れかに記載のインクジェットヘッド駆動方法。
19. 前記インクジェットヘッドは、前記ノズルに連通する圧力室と、駆動波形の印加によって前記圧力室の容積を膨張又は収縮させて前記圧力室内の液体に吐出圧力を付与する圧力発生手段とを有し、
    前記大液滴を吐出させる駆動波形は、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスと、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスとをこの順に有する駆動波形を含む請求項１２〜１８の何れかに記載のインクジェットヘッド駆動方法。
20. 前記第１の膨張パルスのパルス幅は、前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２をＡＬとしたとき、０．５ＡＬ以上３．５ＡＬ以下である請求項１９記載のインクジェットヘッド駆動方法。
21. 前記第１の膨張パルスのパルス幅を調整することにより、前記大液滴の液滴量を変更する請求項１９又は２０記載のインクジェットヘッド駆動方法。
22. 前記中液滴を吐出させるための中液滴駆動波形の駆動電圧を低くして用いることによって、前記小液滴を吐出させる請求項１２〜２１の何れかに記載のインクジェットヘッド駆動方法。

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