印刷装置および印刷処理方法
【課題】ライン型のインクジェットヘッドを備えた印刷装置において、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロックと正常なブロックとの濃度差を、全濃度にわたって少なくする。
【解決手段】インク吐出機構群が配置された複数のブロックで構成されるライン型のインクジェットヘッドと、画素毎のインク吐出数を示すデータに基づいて前記インクジェットヘッドのインク吐出機構群に印加するプリパルスを含む駆動電圧信号を生成する駆動信号生成手段とを備えた印刷装置であって、駆動電圧値とプリパルス幅とに関する、ブロックごとの駆動信号調整値を記憶する記憶手段を備え、前記駆動信号生成手段は、前記記憶手段を参照し、それぞれのインク吐出機構について、配置されているブロックに対応した駆動信号調整値を用いて、前記駆動電圧信号を生成することを特徴とする。
【解決手段】インク吐出機構群が配置された複数のブロックで構成されるライン型のインクジェットヘッドと、画素毎のインク吐出数を示すデータに基づいて前記インクジェットヘッドのインク吐出機構群に印加するプリパルスを含む駆動電圧信号を生成する駆動信号生成手段とを備えた印刷装置であって、駆動電圧値とプリパルス幅とに関する、ブロックごとの駆動信号調整値を記憶する記憶手段を備え、前記駆動信号生成手段は、前記記憶手段を参照し、それぞれのインク吐出機構について、配置されているブロックに対応した駆動信号調整値を用いて、前記駆動電圧信号を生成することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライン型のインクジェットヘッドを備えた印刷装置および印刷処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、ライン型のインクジェットヘッドを備えた印刷装置が知られている。ライン型のインクジェットヘッドは、印刷用紙幅に対応したサイズを有し、印刷装置本体に固定されており、ライン方向（主走査方向）に垂直な方向（副走査方向）に搬送される印刷用紙に対してインクを吐出することで画像を形成する。
【０００３】
図１４（ａ）は、ライン型のインクジェットヘッドの構成の一例と吐出されるインクドットを説明する図である。本図に示すように、解像度を高めるために所定の数単位（本図では３個）で斜めに配置されたノズルがライン方向に多数設けられたノズルユニット２４０ａ、２４０ｂが張り合わされて１つのブロック２３０が形成される。そして、図１４（ｂ）に示すように、このブロック２３０がライン方向に複数個（本図では１ブロック〜６ブロックの６個）並べられてライン型のインクジェットヘッド２２０が形成される。
【０００４】
図１４（ａ）に示すように、ノズルユニット２４０ａとノズルユニット２４０ｂとは、ライン方向に間隔ｐ１でずらして張り合わされている。間隔ｐ１は、ノズルのピッチｄｐの１／２となるように設定されており、ライン方向においてノズルユニット２４０ａのノズルとノズルの中間にノズルユニット２４０ｂのノズルが配置されるようになっている。これにより、ノズルユニット２４０ａの各ノズルとノズルユニット２４０ｂの各ノズルから吐出されるインク滴によって、等間隔で濃度むらのないドットが形成される。
【特許文献１】特開平８−１３２６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクジェットヘッド２２０は、工業製品であるから製品毎に多少のバラツキが生じる。このため、図１５（ａ）に示すように、ノズルユニット２４０ａとノズルユニット２４０ｂとの間隔ｐ２が、ノズルのピッチｄｐの１／２よりも広かったり、狭かったりするブロックが存在し得る。このようなブロック２３０では、<A NAME="OLE_LINK3">ノズルピッチに周期的な偏りが生じる。すなわち、隣り合う２個のノズルがセットとなって、セット内のドットの間隔が狭まり、セット間のドットの間隔が広まることになる。
【０００６】
図１５（ｂ）に示すように、ブロック２３０がライン方向に対して傾いて配置される場合も起こり得る。このようなブロック２３０でもノズルピッチに周期的な偏りが生じる。すなわち、隣り合う２個のノズルがセットとなって、セット内のドットの間隔が狭まり、セット間のドットの間隔が広まることになる。
また、ノズルユニット２枚を張り合わせずに、２系列のノズル列を設けた１枚のノズルユニット２４０でブロック２３０を形成した場合には、図１５（ａ）のような２枚のノズルユニットの張り合わせ精度に起因するドット間隔の不均一を防ぐことができるが、図１５（ｃ）に示すように、傾斜配置に起因するドット間隔の不均一は生じ得る。
【０００７】
ところで、インクジェット方式の印刷装置では、ドットに対するインクドロップ数を調整することで濃度階調を表現している。例えば、色の薄いハイライト部分はドロップ数を少なくし、色の濃いシャドウ部分はドロップ数を多くしている。また、１ドロップ当たりに吐出されるインクの量は、ノズルに対応して設けられた圧電素子に印加するパルス電圧の大きさに応じており、ブロック単位で調整することが可能である。
【０００８】
図１６（ａ）は、正常なブロック２３０とノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０とのドロップ数と印刷結果を示している。本図では、１ドロップのベタで印刷した色の薄い部分と、７ドロップのベタで印刷した色の濃い部分との比較を模式的に示している。
【０００９】
本図に示すように、１ドロップのベタで印刷した色の薄い部分では、ノズルピッチの不均一の影響は少なく、正常なブロック２３０とノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０とで見かけ上ほぼ同じ濃度が得られる。一方で、７ドロップのベタで印刷した色の濃い部分では、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０ではドットの隙間が印刷結果に影響を及ぼし、正常なブロック２３０よりも濃度が薄くなってしまう。
【００１０】
この濃度差を調整するために、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０に含まれる圧電素子に印加するパルス電圧値を大きくすると、不均一ブロック２３０の濃度が全体として濃くなるため、図１６（ｂ）に示すように、色の濃い部分での濃度は揃うが、
１ドロップのベタで印刷した色の薄い部分で正常なブロック２３０よりも色が濃くなり、濃度差が生じることになる。
【００１１】
そこで、本発明は、ライン型のインクジェットヘッドを備えた印刷装置において、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロックと正常なブロックとの濃度差を、全濃度にわたって少なくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様である印刷装置は、インク吐出機構群が配置された複数のブロックで構成されるライン型のインクジェットヘッドと、画素毎のインク吐出数を示すデータに基づいて前記インクジェットヘッドのインク吐出機構群に印加するプリパルスを含む駆動電圧信号を生成する駆動信号生成手段とを備えた印刷装置であって、駆動電圧値とプリパルス幅とに関する、ブロックごとの駆動信号調整値を記憶する記憶手段を備え、前記駆動信号生成手段は、前記記憶手段を参照し、それぞれのインク吐出機構について、配置されているブロックに対応した駆動信号調整値を用いて、前記駆動電圧信号を生成することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、ブロックごとに駆動電圧値を調整することで、濃い部分の濃度差を少なくし、さらに、プリパルス幅を調整することで駆動電圧値の調整により生じた薄い部分での濃度差を少なくすることができるため、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロックと正常なブロックとの濃度差を、全濃度にわたって少なくすることできる。
【００１４】
前記ブロックごとの駆動信号調整値は、印刷媒体の種類に応じて定められている画素毎のインク吐出数の最大値ごとに設定されていることが望ましい。調整値は、最も濃度が濃い画素、すなわち、インク吐出数の最大値に応じて変わってくるためである。
【００１５】
このとき、前記画素毎のインク吐出数の最大値ごとに設定されているブロックごとの駆動信号調整値を不揮発的に記憶する第２記憶手段をさらに備え、前記記憶手段は、前記第２記憶手段から読み出したブロックごとの駆動信号調整値を記憶することが望ましい。駆動信号調整値は、固体ごとに異なるため、出荷前に不揮発的に設定する必要があるためである。
【００１６】
より具体的には、前記駆動信号調整値は、同じ駆動電圧信号を印加した場合に、最大インク吐出数における濃度が他のブロックより薄くなるブロックについて、駆動電圧値が大きくなり、プリパルス幅が狭くなるように設定されている。
【００１７】
本発明は、前記ブロックが、インク吐出機構がライン方向に並べられたユニットが２枚張り合わされて構成されている場合に特に効果的である。張り合わせのバラツキにより、前記インク吐出機構のライン方向の配置に周期的な偏りが生じると、そのブロックの前記最大インク吐出数における濃度が薄くなるが、本発明により適正に補正することができるからである。また、本発明は、インク吐出機構がライン方向に２系列並べられたユニットにより構成されている場合にも効果的である。
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明の第２の態様である印刷処理方法は、インク吐出機構群が配置された複数のブロックで構成されるライン型のインクジェットヘッドを備え、画素毎のインク吐出数を示すデータに基づいて前記インクジェットヘッドのインク吐出機構群に印加するプリパルスを含む駆動電圧信号を生成する印刷装置における印刷処理方法であって、駆動電圧値とプリパルス幅とに関する、ブロックごとの駆動信号調整値を記憶するステップと、それぞれのインク吐出機構について、配置されているブロックに対応した駆動信号調整値を用いて、前記駆動電圧信号を生成するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ライン型のインクジェットヘッドを備えた印刷装置において、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロックと正常なブロックとの濃度差を、全濃度にわたって少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る循環搬送路を備えたインクジェットプリンタ１０の概要を示す図である。本図では特に印刷用紙搬送経路を示している。本図に示すようにインクジェットプリンタ１０は、印刷用紙の供給を行なう給紙機構として、筐体側面の外部に露出したサイド給紙台３２０と、筐体内部に設けられた複数の給紙トレイ（３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ）とを備えている。また、印刷済の印刷用紙を排出する排紙機構として排紙口３４０を備えている。
【００２１】
インクジェットプリンタ１０は、印字機構として用紙搬送方向に直交する方向に伸び、多数のノズルが形成された印字ヘッドを複数本備え、それぞれの印字ヘッドから黒またはカラーインクを吐出してライン単位で印刷を行なうインクジェット方式のラインカラープリンタである。ただし、ライン方向に走査して画像形成を行なうシリアルカラープリンタとしてもよい。
【００２２】
サイド給紙台３２０および給紙トレイ３３０のいずれかの給紙機構から１枚ずつ給紙された印刷用紙は、ローラ等の駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路（図中の黒太線経路）に沿って搬送され、レジスト部Ｒｇに導かれる。ここでレジスト部Ｒｇは、印刷用紙の先端の位置あわせと斜行修正を行なうために設けられており、１対のレジストローラを備えて構成される。給紙された印刷用紙はレジスト部Ｒｇで一時停止し、所定のタイミングで印字機構方向に搬送される。
【００２３】
レジスト部Ｒｇのさらに搬送方向側には、複数本のヘッドユニット２００が設けられている。印刷用紙は、ヘッドユニット２００の対向面に設けられた環状の搬送ベルト３６０によって印刷条件により定められる速度で搬送されながら、各ヘッドユニットのインクジェットヘッド２２０から吐出されたインクによりライン単位で画像形成される。
【００２４】
印刷済の印刷用紙は、さらに、ローラ等の駆動機構によって筐体内を搬送される。印刷用紙の片側の面のみに印刷を行なう片面印刷の場合は、そのまま排紙口３４０に導かれて排紙され、排紙口３４０の受台として設けられた排紙台３５０に印刷面を下にして積載されていく。排紙台３５０は、筐体から突出したトレイ形状をしており、ある程度の厚みを有している。排紙台３５０は傾斜しており、傾斜の下位置に形成された壁により、排紙口３４０から排紙され、傾斜に沿って滑落する印刷用紙が自然に整えられて重なっていくようになっている。
【００２５】
印刷用紙の両面に印刷を行なう両面印刷の場合は、表面（最初に印刷される面を「表面」、次に印刷される面を「裏面」とする）印刷終了時には排紙口３４０に導かれずに、さらに筐体内を搬送される。このため、インクジェットプリンタ１０は、裏面印刷用に搬送路を切り替えるための切替機構３７０を備えている。切替機構３７０によって排出されなかった印刷用紙は、スイッチバック経路ＳＲに引き込まれ、スイッチバックを行ない、搬送路に対して表裏が反転する。そして、ローラ等の駆動機構によって再度レジスト部Ｒｇに導かれ、一時停止する。その後、所定のタイミングで印字機構方向に搬送され、表面と同様の手順によって裏面の印刷が行なわれる。裏面の印刷が行なわれ、両面に画像が形成された印刷用紙は、排紙口３４０に導かれて排紙され、排紙口３４０の受台として設けられた排紙台３５０に積載されていく。
【００２６】
インクジェットプリンタ１０では、両面印刷時におけるスイッチバックを、排紙台３５０内に設けられた空間を利用して行なうようにしている。排紙台３５０内に設けられた空間は、スイッチバック時に印刷用紙が外部から取り出せないように覆われた構成となっている。これにより、利用者が誤ってスイッチバック動作中の印刷用紙を引き抜いてしまうことを防ぐことができる。また、排紙台３５０は、本来インクジェットプリンタ１０に備えられているものであり、排紙台３５０内の空間を利用してスイッチバックを行なうことにより、インクジェットプリンタ１０内に、別途スイッチバック用の空間を設ける必要がなくなる。したがって、筐体のサイズが増大してしまうことを防ぐことができる。さらには、排紙口とスイッチバック経路とを共用しないため、スイッチバック処理と他の用紙の排紙とを並行して行なうことができる。
【００２７】
図２は、インクジェットプリンタ１０のインク流路関連の構成を説明するためのブロック図である。本図に示すようにインクジェットプリンタ１０は、ＣＭＹＫ４色のインクを用いて印刷を行なうカラープリンタとしている。各インクは着脱可能なインクボトルから供給され、シアンのインクを供給するインクボトル５１０Ｃ、マゼンタのインクを供給するインクボトル５１０Ｍ、イエローのインクを供給するインクボトル５１０Ｙ、黒のインクを供給するインクボトル５１０Ｋが備えられている。
【００２８】
インクボトル５１０から供給されたインクは、樹脂、金属等のパイプにより形成された流路を通って、ヘッドユニット２００の下流側に設けられた下流タンクに一旦溜められる。このため、インクジェットプリンタ１０には、シアンのインクを溜める下流タンク５２２Ｃ、マゼンタのインクを溜める下流タンク５２２Ｍ、イエローのインクを溜める下流タンク５２２Ｙ、黒のインクを溜める下流タンク５２２Ｋが備えられている。
【００２９】
下流タンク５２２に溜められたインクは、ポンプ５７０によりヘッドユニット２００の上流側に設けられた上流タンクに送られる。このため、インクジェットプリンタ１０には、ポンプ５７０Ｃ、ポンプ５７０Ｍ、ポンプ５７０Ｙ、ポンプ５７０Ｋおよび上流タンク５２０Ｃ、上流タンク５２０Ｍ、上流タンク５２０Ｙ、上流タンク５２０Ｋが備えられている。上流タンク５２０に送られたインクは、インクを吐出する多数のノズルが設けられているインクジェットヘッドに送られて印刷に用いられる。本図に示すようにインクジェットプリンタ１０には、シアンのインクを吐出するインクジェットヘッド２２０Ｃ、マゼンタのインクを吐出するインクジェットヘッド２２０Ｍ、イエローのインクを吐出するインクジェットヘッド２２０Ｙ、黒のインクを吐出するインクジェットヘッド２２０Ｋが備えられている。本実施形態では、ピエゾ素子を用いてインクを噴射させる方式のインクジェットヘッドが用いられているものとする。
【００３０】
各ヘッドユニット２００には、画像データに基づいてピエゾ素子を駆動するヘッドドライバ２１０（２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｙ、２１０Ｋ）が備えられている。なお、インクジェットプリンタ１０は、インクを循環させる循環方式を採用しており、インクジェットヘッド２２０で印刷の際に消費されなかったインクは下流タンク５２２に戻される。上流タンク５２０からインクジェットヘッド２２０を経由した下流タンク５２２へのインク帰還は、上流タンク５２０と下流タンク５２２との水頭差を利用している。
【００３１】
インクは印刷品質が保証される温度範囲が定められており、インク温度が低く、保証温度範囲を下回っているとインクを加熱する必要がある。このため、インク流路中にヒータ５４０が設けられている。一方、ヘッドドライバ２１０やピエゾ素子は動作することにより発熱する。これらの発熱やインク振動のジュール熱により、高温時におけるインク温度上昇の影響等を抑制するために、インクを冷やすための冷却器５６０が設けられている。そして、ヒータ５４０、冷却器５６０を通ったインクは上流タンク５２０に送られる。
図３は、本発明を適用したライン型<A NAME="OLE_LINK2"><A NAME="OLE_LINK1">インクジェットプリンタ１０の画像形成処理関連の主要な構成の一部を示すブロック図である。本図に示すように、インクジェットプリンタ１０は、制御部１００とヘッドユニット２００とを備えている。
【００３２】
制御部１００は、インクジェットプリンタ１０における各種処理を制御する機能部であり、ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１２０、ＲＡＭ１３０、通信処理部１４０、ヘッド画像処理部１５０、フレームメモリ１６０、調整値記憶部１７０を備えている。ここで、通信処理部１４０は、外部装置等との通信を行なう処理部であり、例えば、接続されたホストコンピュータから印刷データ等を受信する。ヘッド画像処理部１５０は、ヘッドユニット２００と接続されており、印刷データに基づいて画像データをフレームメモリ１６０上に生成し、ヘッドユニット２００に出力する。調整値記憶部１７０は、インクジェットプリンタ１０の個体毎のヘッド制御用調整値を記憶しておく領域であり、例えばＥＥＰＲＯＭで構成することができる。調整値は、出荷前に個体毎に行なわれ、調整値記憶部１７０に不揮発的に記録される。調整値記憶部１７０に記録する情報については後述する。
【００３３】
ヘッドユニット２００は、ヘッドドライバ２１０とインクジェットヘッド２２０とを備えている。ヘッドユニット２００は、インク色毎に設けられる。本実施形態ではインクジェットプリンタ１０はシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋの４色のインクを用いて印刷を行なうカラープリンタであり、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋの４色に対応したヘッドユニット２００が備えられている。
【００３４】
インクジェットヘッド２２０は、電圧により微小に伸縮するピエゾ素子にパルス電圧を与えることでインク室内のインクをノズルから噴射させる方式を採用している。すなわち、ピエゾ素子とノズルとでインク吐出機構を形成している。ヘッドドライバ２１０は、ヘッド画像処理部１５０から出力された画像データに基づいてピエゾ素子を駆動するための波形を生成することで各ノズルからのインク吐出を制御する。
【００３５】
図４は、インクジェットヘッド２２０の配置を示す図である。本図に示すように、インクジェットヘッド２２０は、シアンＣ、黒Ｋ、マゼンタＭ、イエローＹの４色のインクに対応して４本（２２０ｃ、２２０ｋ、２２０ｍ、２２０ｙ）が、印刷用紙４００の搬送方向に並べて配置されている。すなわち、印刷用紙４００の搬送方向はライン方向と垂直に交わることになる。
【００３６】
それぞれのインクジェットヘッド２２０は、図５（ａ）に示すようなブロック２３０が複数個（本例では６個）並んで構成される。ここで、ブロック２３０は、解像度を高めるために所定単位（本例では３個）で斜めに配置されたノズルがライン方向に多数設けられたノズルユニット２４０ａ、２４０ｂが、わずかにずらして張り合わされて形成されている。ただし、図５（ｂ）に示すように、ノズルユニット２枚を張り合わせずに、２系列のノズル列をわずかにずらして設けた１枚のノズルユニット２４０でブロック２３０を形成するようにしてもよい。この場合、２系列のノズル列の間隔を、２枚のノズルユニットを張り合わせる場合（図５（ａ））よりも狭くすることが可能となり、ブロック２３０がライン方向に対して傾いて配置されてしまった場合でも、ドットの不均一の度合いを少なくすることができる。
【００３７】
図６は、ヘッドドライバ２１０の構成を示すブロック図である。本図に示すように、ヘッドドライバ２１０は、調整値設定回路２１１と、レジスタ群２１２と、駆動波形生成回路２１３と、駆動トランジスタ群２１４とを備えている。駆動波形生成回路２１３は、ヘッド画像処理部１５０が出力した画像データに基づいてピエゾ素子を駆動するための波形を生成し、駆動トランジスタ群２１４に出力する。駆動トランジスタ群２１４は、ヘッド画像処理部１５０が出力した駆動波形に基づいてピエゾ素子に印加する電圧を制御する。
【００３８】
なお、ヘッド画像処理部１５０が出力する画像データは、画素毎にノズルから吐出するインクのドロップ数を示したデータである。すなわち、インクジェットヘッド２２０は、階調をインクのドロップ数で表わしており、画像のハイライト部分は少ないドロップ数で表現し、シャドウ部分は多くのドロップ数で表現する。１つの画素に対する最大ドロップ数は、印刷用紙の種類、印刷品質等に基づいて定められている。調整値設定回路２１１およびレジスタ群２１２については後述する。
【００３９】
つぎに、インクジェットプリンタ１０が行なうインク吐出量の調整処理について説明する。図１６（ａ）に示したように、あるブロック２３０においてノズルピッチに周期的な偏りがあると、濃度が高い部分で濃度むらが生じる。これを補正するためにノズルピッチに周期的な偏りがあるブロックについてピエゾ素子に印加する電圧を高くすると、ベタ部分等の濃度が高い部分での濃度むらは解消されるものの、図１６（ｂ）に示したように、１ドロップで表現される濃度が低い部分で濃度むらが生じる。
【００４０】
そこで、本実施形態では、ノズルピッチに周期的な偏りがあるブロック２３０についてピエゾ素子に印加する電圧を高くするとともに、プリパルスの時間幅を短くする。これにより、１ドロップで表現される濃度が低い部分の濃度が低下するため、図７に示すように、１ドロップの濃度の薄い部分と多ドロップの濃度の濃い部分との両方において、正常なブロック２３０と、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０との濃度差を少なくすることができる。
【００４１】
ここで、プリパルスについて説明する。図８は、ピエゾ素子に印加するパルス電圧を示している。一般に、インクジェットプリンタでは、１ドロップについて、インク室を拡大させる負電圧パルスとインク室を収縮させる正電圧パルスを１セットとしてピエゾ素子に印加する。したがって、図８（ａ）に示すように、複数のドロップの画素に対しては、このパルスセットを上記複数回の繰り返し印加することになる。しかしながらこの方式は、最初のパルスセットのインク吐出量が、後続するパルスセットのインク吐出量よりも少なくなるという特徴を有している。これは、２ドロップ以降はそれ以前のドロップの吐出動作の残留振動が利用され、液滴量が設計値になるのに対して。1ドロップ目は残留振動が使えず吐出量がこれよりも小さくなるためである。
このため、図９の実線に示すように、ドロップ数とインク吐出量との関係が線形にならず、１ドロップの部分が落ち込む特性となる。
【００４２】
この特性を補正するために、従来からプリパルスが用いられている。プリパルスとは図８（ｂ）に示すように、インクの吐出量を安定させるために最初のパルスセットの前に挿入する短いパルスである。プリパルスを挿入することで、図９の点線に示すように１ドロップ目の吐出量が増加し、ドロップ数とインク吐出量との関係における線形性が向上することになる。
【００４３】
本実施形態では、ノズルピッチに周期的な偏りがあるブロック２３０についてピエゾ素子に印加する電圧を高くするとともに、プリパルスの時間幅を短くする、あるいは、プリパルスを行なわないことで、あえて１ドロップにおける線形性を低下させ、１ドロップで表現される濃度が低い部分の濃度を低下するようにしている。
【００４４】
具体的な制御方法について説明する。図１０は、ピエゾ素子に印加するパルス電圧の調整について説明する図である。ノズルピッチに周期的な偏りがあるブロック２３０は製造後に判明する。このため、出荷前にブロック２３０毎に検査を行ない、ノズルピッチに周期的な偏りがあるブロック２３０を検出する。そして検出されたノズルピッチに周期的な偏りがあるブロック２３０に対して、濃度が高い部分での濃度むらを防ぐために、印加するパルス電圧の増加値Ｘを設定する。増加値Ｘは、偏りの度合い、濃度むらの度合い等に応じて定めることができる。もちろんノズルピッチに偏りがなく調整の必要がないブロック２３０に対しては増加値Ｘを０とすることができる。
【００４５】
また、パルス電圧調整の結果生じる濃度が低い部分での濃度むらを防ぐために、適用するプリパルスの幅ｐｐを設定する。適用するプリパルスの幅ｐｐは、濃度むらの度合い、パルス電圧の増加値Ｘ等に応じて定めることができる。ノズルピッチに偏りがなく調整の必要がないブロック２３０に対しては標準のプリパルス幅を設定する。また、濃度むらの度合いによってはプリパルスを行なわないように設定することもできる。
【００４６】
なお、印加するパルス電圧の調整値Ｘと適用するプリパルスの幅ｐｐとは最も濃度が濃い画素、すなわち、最大ドロップ数に応じて変わってくるため最大ドロップ数毎に設定する。最大ドロップ数は印刷用紙の種類等の用紙特性、印刷品質等に応じて定められている。また、調整値の表し方はパルス電圧の増加値、プリパルスの幅に限られない。
【００４７】
設定されたパルス電圧の増加値Ｘおよびプリパルスの幅ｐｐは、制御部１１０の調整値記憶部１７０にインクジェットプリンタ１０の出荷前に不揮発的に記録される。図１１は、調整値記憶部１７０に記録される調整値の例を示している。本例では、ブロックごとに、最大ドロップ数と電圧増加量とプリパルス幅とが対応したテーブルを用いて調整値を記録するようにしている。本例では、最大ドロップ数は用紙特性等に応じて４から７の間の値をとるものとしている。
【００４８】
出荷後においてユーザが実際に印刷を行なう際のインクジェットプリンタ１０の処理について図１３のフローチャートを参照して説明する。印刷処理では、ＣＰＵ１１０が、ホストコンピュータから送られた印刷データあるいはインクジェットプリンタ１０で受け付けた設定等に基づいて印刷に用いる印刷用紙、印刷品質等を判別し、最大ドロップ数を決定する（Ｓ１０１）。
【００４９】
そして、調整値記憶部１７０を参照し、決定された最大ドロップ数に対応するブロック２３０毎の調整値、すなわち、電圧増加量とプリパルス幅とを取得し（Ｓ１０２）、ヘッド画像処理部１５０を介してヘッドドライバ２１０に送信する（Ｓ１０３）。
【００５０】
ヘッドドライバ２１０の調整値設定回路２１１は、ブロック２３０毎の調整値を受信すると、レジスタ群２１２に記録する（Ｓ１０４）。図１２は、レジスタ群２１２に記録される調整値、すなわち、本印刷処理において用いられる調整値の一例を示す図である。本図では、ブロックと電圧増加量とプリパルス幅とが対応したテーブルを用いて調整値を記録するようにしている。本例では図１１に示したテーブルから最大ドロップ数が６の調整値を抽出したものとなっている。
【００５１】
そして、ヘッド画像処理部１５０が印刷データに基づいて各画素のドロップ数を示した画像データを生成し（Ｓ１０５）、ヘッドユニット２００に逐次送信する（Ｓ１０６）。ヘッドドライバ２１０の駆動波形生成回路２１３は、レジスタ群２１２に記録されているドロップ数に対応した電圧増加量とプリパルス幅に応じた駆動信号を生成する（Ｓ１０７）。インクジェットヘッド２２０が駆動信号に基づいてインクを吐出する（Ｓ１０８）ことで、濃度むらのない印刷が行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】インクジェットプリンタ１０の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】インクジェットプリンタ１０のインク流路関連の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】ライン型インクジェットプリンタ１０の画像形成処理に関する主要な構成の一部を示すブロック図である。
【図４】インクジェットヘッド２２０の配置を示す図である。
【図５】インクジェットヘッド２２０のブロック２３０を示す図である。
【図６】ヘッドドライバ２１０の構成を示すブロック図である。
【図７】正常なブロック２３０とノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０との本発明を適用した印刷結果を示す図である。
【図８】ヘッドに印加するパルス電圧を示す図である。
【図９】ドロップ数とインク吐出量との関係を示す図である。
【図１０】ピエゾ素子に印加するパルス電圧の調整について説明する図である。
【図１１】調整値記憶部１７０に記録される調整値の一例を示す図である。
【図１２】レジスタ群２１２に記録される調整値の一例を示す図である。
【図１３】印刷を行なう際のインクジェットプリンタ１０の処理について説明するフローチャートである。
【図１４】ライン型のインクジェットヘッドの構成と吐出されるインクドットを説明する図である。
【図１５】インクジェットヘッド２２０のバラツキを説明する図である。
【図１６】正常なブロック２３０とノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０とのドロップ数と印刷結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…インクジェットプリンタ１０、１００…制御部、１１０…制御部、１１０…ＣＰＵ、１２０…ＲＯＭ、１３０…ＲＡＭ、１４０…通信処理部、１５０…ヘッド画像処理部、１６０…フレームメモリ、１７０…調整値記憶部、２００…ヘッドユニット、２１０…ヘッドドライバ、２１１…調整値設定回路、２１２…レジスタ群、２１３…駆動波形生成回路、２１４…駆動トランジスタ群、２２０…インクジェットヘッド、２３０…ブロック、２４０…ノズルユニット、３２０…サイド給紙台、３３０…給紙トレイ、３４０…排紙口、３５０…排紙台、３６０…搬送ベルト、３７０…切替機構、４００…印刷用紙、５１０…インクボトル、５２０…上流タンク、５２２…下流タンク、５４０…ヒータ、５６０…冷却器、５７０…ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライン型のインクジェットヘッドを備えた印刷装置および印刷処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、ライン型のインクジェットヘッドを備えた印刷装置が知られている。ライン型のインクジェットヘッドは、印刷用紙幅に対応したサイズを有し、印刷装置本体に固定されており、ライン方向（主走査方向）に垂直な方向（副走査方向）に搬送される印刷用紙に対してインクを吐出することで画像を形成する。
【０００３】
図１４（ａ）は、ライン型のインクジェットヘッドの構成の一例と吐出されるインクドットを説明する図である。本図に示すように、解像度を高めるために所定の数単位（本図では３個）で斜めに配置されたノズルがライン方向に多数設けられたノズルユニット２４０ａ、２４０ｂが張り合わされて１つのブロック２３０が形成される。そして、図１４（ｂ）に示すように、このブロック２３０がライン方向に複数個（本図では１ブロック〜６ブロックの６個）並べられてライン型のインクジェットヘッド２２０が形成される。
【０００４】
図１４（ａ）に示すように、ノズルユニット２４０ａとノズルユニット２４０ｂとは、ライン方向に間隔ｐ１でずらして張り合わされている。間隔ｐ１は、ノズルのピッチｄｐの１／２となるように設定されており、ライン方向においてノズルユニット２４０ａのノズルとノズルの中間にノズルユニット２４０ｂのノズルが配置されるようになっている。これにより、ノズルユニット２４０ａの各ノズルとノズルユニット２４０ｂの各ノズルから吐出されるインク滴によって、等間隔で濃度むらのないドットが形成される。
【特許文献１】特開平８−１３２６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクジェットヘッド２２０は、工業製品であるから製品毎に多少のバラツキが生じる。このため、図１５（ａ）に示すように、ノズルユニット２４０ａとノズルユニット２４０ｂとの間隔ｐ２が、ノズルのピッチｄｐの１／２よりも広かったり、狭かったりするブロックが存在し得る。このようなブロック２３０では、<A NAME="OLE_LINK3">ノズルピッチに周期的な偏りが生じる。すなわち、隣り合う２個のノズルがセットとなって、セット内のドットの間隔が狭まり、セット間のドットの間隔が広まることになる。
【０００６】
図１５（ｂ）に示すように、ブロック２３０がライン方向に対して傾いて配置される場合も起こり得る。このようなブロック２３０でもノズルピッチに周期的な偏りが生じる。すなわち、隣り合う２個のノズルがセットとなって、セット内のドットの間隔が狭まり、セット間のドットの間隔が広まることになる。
また、ノズルユニット２枚を張り合わせずに、２系列のノズル列を設けた１枚のノズルユニット２４０でブロック２３０を形成した場合には、図１５（ａ）のような２枚のノズルユニットの張り合わせ精度に起因するドット間隔の不均一を防ぐことができるが、図１５（ｃ）に示すように、傾斜配置に起因するドット間隔の不均一は生じ得る。
【０００７】
ところで、インクジェット方式の印刷装置では、ドットに対するインクドロップ数を調整することで濃度階調を表現している。例えば、色の薄いハイライト部分はドロップ数を少なくし、色の濃いシャドウ部分はドロップ数を多くしている。また、１ドロップ当たりに吐出されるインクの量は、ノズルに対応して設けられた圧電素子に印加するパルス電圧の大きさに応じており、ブロック単位で調整することが可能である。
【０００８】
図１６（ａ）は、正常なブロック２３０とノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０とのドロップ数と印刷結果を示している。本図では、１ドロップのベタで印刷した色の薄い部分と、７ドロップのベタで印刷した色の濃い部分との比較を模式的に示している。
【０００９】
本図に示すように、１ドロップのベタで印刷した色の薄い部分では、ノズルピッチの不均一の影響は少なく、正常なブロック２３０とノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０とで見かけ上ほぼ同じ濃度が得られる。一方で、７ドロップのベタで印刷した色の濃い部分では、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０ではドットの隙間が印刷結果に影響を及ぼし、正常なブロック２３０よりも濃度が薄くなってしまう。
【００１０】
この濃度差を調整するために、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０に含まれる圧電素子に印加するパルス電圧値を大きくすると、不均一ブロック２３０の濃度が全体として濃くなるため、図１６（ｂ）に示すように、色の濃い部分での濃度は揃うが、
１ドロップのベタで印刷した色の薄い部分で正常なブロック２３０よりも色が濃くなり、濃度差が生じることになる。
【００１１】
そこで、本発明は、ライン型のインクジェットヘッドを備えた印刷装置において、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロックと正常なブロックとの濃度差を、全濃度にわたって少なくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様である印刷装置は、インク吐出機構群が配置された複数のブロックで構成されるライン型のインクジェットヘッドと、画素毎のインク吐出数を示すデータに基づいて前記インクジェットヘッドのインク吐出機構群に印加するプリパルスを含む駆動電圧信号を生成する駆動信号生成手段とを備えた印刷装置であって、駆動電圧値とプリパルス幅とに関する、ブロックごとの駆動信号調整値を記憶する記憶手段を備え、前記駆動信号生成手段は、前記記憶手段を参照し、それぞれのインク吐出機構について、配置されているブロックに対応した駆動信号調整値を用いて、前記駆動電圧信号を生成することを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、ブロックごとに駆動電圧値を調整することで、濃い部分の濃度差を少なくし、さらに、プリパルス幅を調整することで駆動電圧値の調整により生じた薄い部分での濃度差を少なくすることができるため、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロックと正常なブロックとの濃度差を、全濃度にわたって少なくすることできる。
【００１４】
前記ブロックごとの駆動信号調整値は、印刷媒体の種類に応じて定められている画素毎のインク吐出数の最大値ごとに設定されていることが望ましい。調整値は、最も濃度が濃い画素、すなわち、インク吐出数の最大値に応じて変わってくるためである。
【００１５】
このとき、前記画素毎のインク吐出数の最大値ごとに設定されているブロックごとの駆動信号調整値を不揮発的に記憶する第２記憶手段をさらに備え、前記記憶手段は、前記第２記憶手段から読み出したブロックごとの駆動信号調整値を記憶することが望ましい。駆動信号調整値は、固体ごとに異なるため、出荷前に不揮発的に設定する必要があるためである。
【００１６】
より具体的には、前記駆動信号調整値は、同じ駆動電圧信号を印加した場合に、最大インク吐出数における濃度が他のブロックより薄くなるブロックについて、駆動電圧値が大きくなり、プリパルス幅が狭くなるように設定されている。
【００１７】
本発明は、前記ブロックが、インク吐出機構がライン方向に並べられたユニットが２枚張り合わされて構成されている場合に特に効果的である。張り合わせのバラツキにより、前記インク吐出機構のライン方向の配置に周期的な偏りが生じると、そのブロックの前記最大インク吐出数における濃度が薄くなるが、本発明により適正に補正することができるからである。また、本発明は、インク吐出機構がライン方向に２系列並べられたユニットにより構成されている場合にも効果的である。
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明の第２の態様である印刷処理方法は、インク吐出機構群が配置された複数のブロックで構成されるライン型のインクジェットヘッドを備え、画素毎のインク吐出数を示すデータに基づいて前記インクジェットヘッドのインク吐出機構群に印加するプリパルスを含む駆動電圧信号を生成する印刷装置における印刷処理方法であって、駆動電圧値とプリパルス幅とに関する、ブロックごとの駆動信号調整値を記憶するステップと、それぞれのインク吐出機構について、配置されているブロックに対応した駆動信号調整値を用いて、前記駆動電圧信号を生成するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ライン型のインクジェットヘッドを備えた印刷装置において、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロックと正常なブロックとの濃度差を、全濃度にわたって少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る循環搬送路を備えたインクジェットプリンタ１０の概要を示す図である。本図では特に印刷用紙搬送経路を示している。本図に示すようにインクジェットプリンタ１０は、印刷用紙の供給を行なう給紙機構として、筐体側面の外部に露出したサイド給紙台３２０と、筐体内部に設けられた複数の給紙トレイ（３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ、３３０ｄ）とを備えている。また、印刷済の印刷用紙を排出する排紙機構として排紙口３４０を備えている。
【００２１】
インクジェットプリンタ１０は、印字機構として用紙搬送方向に直交する方向に伸び、多数のノズルが形成された印字ヘッドを複数本備え、それぞれの印字ヘッドから黒またはカラーインクを吐出してライン単位で印刷を行なうインクジェット方式のラインカラープリンタである。ただし、ライン方向に走査して画像形成を行なうシリアルカラープリンタとしてもよい。
【００２２】
サイド給紙台３２０および給紙トレイ３３０のいずれかの給紙機構から１枚ずつ給紙された印刷用紙は、ローラ等の駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路（図中の黒太線経路）に沿って搬送され、レジスト部Ｒｇに導かれる。ここでレジスト部Ｒｇは、印刷用紙の先端の位置あわせと斜行修正を行なうために設けられており、１対のレジストローラを備えて構成される。給紙された印刷用紙はレジスト部Ｒｇで一時停止し、所定のタイミングで印字機構方向に搬送される。
【００２３】
レジスト部Ｒｇのさらに搬送方向側には、複数本のヘッドユニット２００が設けられている。印刷用紙は、ヘッドユニット２００の対向面に設けられた環状の搬送ベルト３６０によって印刷条件により定められる速度で搬送されながら、各ヘッドユニットのインクジェットヘッド２２０から吐出されたインクによりライン単位で画像形成される。
【００２４】
印刷済の印刷用紙は、さらに、ローラ等の駆動機構によって筐体内を搬送される。印刷用紙の片側の面のみに印刷を行なう片面印刷の場合は、そのまま排紙口３４０に導かれて排紙され、排紙口３４０の受台として設けられた排紙台３５０に印刷面を下にして積載されていく。排紙台３５０は、筐体から突出したトレイ形状をしており、ある程度の厚みを有している。排紙台３５０は傾斜しており、傾斜の下位置に形成された壁により、排紙口３４０から排紙され、傾斜に沿って滑落する印刷用紙が自然に整えられて重なっていくようになっている。
【００２５】
印刷用紙の両面に印刷を行なう両面印刷の場合は、表面（最初に印刷される面を「表面」、次に印刷される面を「裏面」とする）印刷終了時には排紙口３４０に導かれずに、さらに筐体内を搬送される。このため、インクジェットプリンタ１０は、裏面印刷用に搬送路を切り替えるための切替機構３７０を備えている。切替機構３７０によって排出されなかった印刷用紙は、スイッチバック経路ＳＲに引き込まれ、スイッチバックを行ない、搬送路に対して表裏が反転する。そして、ローラ等の駆動機構によって再度レジスト部Ｒｇに導かれ、一時停止する。その後、所定のタイミングで印字機構方向に搬送され、表面と同様の手順によって裏面の印刷が行なわれる。裏面の印刷が行なわれ、両面に画像が形成された印刷用紙は、排紙口３４０に導かれて排紙され、排紙口３４０の受台として設けられた排紙台３５０に積載されていく。
【００２６】
インクジェットプリンタ１０では、両面印刷時におけるスイッチバックを、排紙台３５０内に設けられた空間を利用して行なうようにしている。排紙台３５０内に設けられた空間は、スイッチバック時に印刷用紙が外部から取り出せないように覆われた構成となっている。これにより、利用者が誤ってスイッチバック動作中の印刷用紙を引き抜いてしまうことを防ぐことができる。また、排紙台３５０は、本来インクジェットプリンタ１０に備えられているものであり、排紙台３５０内の空間を利用してスイッチバックを行なうことにより、インクジェットプリンタ１０内に、別途スイッチバック用の空間を設ける必要がなくなる。したがって、筐体のサイズが増大してしまうことを防ぐことができる。さらには、排紙口とスイッチバック経路とを共用しないため、スイッチバック処理と他の用紙の排紙とを並行して行なうことができる。
【００２７】
図２は、インクジェットプリンタ１０のインク流路関連の構成を説明するためのブロック図である。本図に示すようにインクジェットプリンタ１０は、ＣＭＹＫ４色のインクを用いて印刷を行なうカラープリンタとしている。各インクは着脱可能なインクボトルから供給され、シアンのインクを供給するインクボトル５１０Ｃ、マゼンタのインクを供給するインクボトル５１０Ｍ、イエローのインクを供給するインクボトル５１０Ｙ、黒のインクを供給するインクボトル５１０Ｋが備えられている。
【００２８】
インクボトル５１０から供給されたインクは、樹脂、金属等のパイプにより形成された流路を通って、ヘッドユニット２００の下流側に設けられた下流タンクに一旦溜められる。このため、インクジェットプリンタ１０には、シアンのインクを溜める下流タンク５２２Ｃ、マゼンタのインクを溜める下流タンク５２２Ｍ、イエローのインクを溜める下流タンク５２２Ｙ、黒のインクを溜める下流タンク５２２Ｋが備えられている。
【００２９】
下流タンク５２２に溜められたインクは、ポンプ５７０によりヘッドユニット２００の上流側に設けられた上流タンクに送られる。このため、インクジェットプリンタ１０には、ポンプ５７０Ｃ、ポンプ５７０Ｍ、ポンプ５７０Ｙ、ポンプ５７０Ｋおよび上流タンク５２０Ｃ、上流タンク５２０Ｍ、上流タンク５２０Ｙ、上流タンク５２０Ｋが備えられている。上流タンク５２０に送られたインクは、インクを吐出する多数のノズルが設けられているインクジェットヘッドに送られて印刷に用いられる。本図に示すようにインクジェットプリンタ１０には、シアンのインクを吐出するインクジェットヘッド２２０Ｃ、マゼンタのインクを吐出するインクジェットヘッド２２０Ｍ、イエローのインクを吐出するインクジェットヘッド２２０Ｙ、黒のインクを吐出するインクジェットヘッド２２０Ｋが備えられている。本実施形態では、ピエゾ素子を用いてインクを噴射させる方式のインクジェットヘッドが用いられているものとする。
【００３０】
各ヘッドユニット２００には、画像データに基づいてピエゾ素子を駆動するヘッドドライバ２１０（２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｙ、２１０Ｋ）が備えられている。なお、インクジェットプリンタ１０は、インクを循環させる循環方式を採用しており、インクジェットヘッド２２０で印刷の際に消費されなかったインクは下流タンク５２２に戻される。上流タンク５２０からインクジェットヘッド２２０を経由した下流タンク５２２へのインク帰還は、上流タンク５２０と下流タンク５２２との水頭差を利用している。
【００３１】
インクは印刷品質が保証される温度範囲が定められており、インク温度が低く、保証温度範囲を下回っているとインクを加熱する必要がある。このため、インク流路中にヒータ５４０が設けられている。一方、ヘッドドライバ２１０やピエゾ素子は動作することにより発熱する。これらの発熱やインク振動のジュール熱により、高温時におけるインク温度上昇の影響等を抑制するために、インクを冷やすための冷却器５６０が設けられている。そして、ヒータ５４０、冷却器５６０を通ったインクは上流タンク５２０に送られる。
図３は、本発明を適用したライン型<A NAME="OLE_LINK2"><A NAME="OLE_LINK1">インクジェットプリンタ１０の画像形成処理関連の主要な構成の一部を示すブロック図である。本図に示すように、インクジェットプリンタ１０は、制御部１００とヘッドユニット２００とを備えている。
【００３２】
制御部１００は、インクジェットプリンタ１０における各種処理を制御する機能部であり、ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１２０、ＲＡＭ１３０、通信処理部１４０、ヘッド画像処理部１５０、フレームメモリ１６０、調整値記憶部１７０を備えている。ここで、通信処理部１４０は、外部装置等との通信を行なう処理部であり、例えば、接続されたホストコンピュータから印刷データ等を受信する。ヘッド画像処理部１５０は、ヘッドユニット２００と接続されており、印刷データに基づいて画像データをフレームメモリ１６０上に生成し、ヘッドユニット２００に出力する。調整値記憶部１７０は、インクジェットプリンタ１０の個体毎のヘッド制御用調整値を記憶しておく領域であり、例えばＥＥＰＲＯＭで構成することができる。調整値は、出荷前に個体毎に行なわれ、調整値記憶部１７０に不揮発的に記録される。調整値記憶部１７０に記録する情報については後述する。
【００３３】
ヘッドユニット２００は、ヘッドドライバ２１０とインクジェットヘッド２２０とを備えている。ヘッドユニット２００は、インク色毎に設けられる。本実施形態ではインクジェットプリンタ１０はシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋの４色のインクを用いて印刷を行なうカラープリンタであり、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋの４色に対応したヘッドユニット２００が備えられている。
【００３４】
インクジェットヘッド２２０は、電圧により微小に伸縮するピエゾ素子にパルス電圧を与えることでインク室内のインクをノズルから噴射させる方式を採用している。すなわち、ピエゾ素子とノズルとでインク吐出機構を形成している。ヘッドドライバ２１０は、ヘッド画像処理部１５０から出力された画像データに基づいてピエゾ素子を駆動するための波形を生成することで各ノズルからのインク吐出を制御する。
【００３５】
図４は、インクジェットヘッド２２０の配置を示す図である。本図に示すように、インクジェットヘッド２２０は、シアンＣ、黒Ｋ、マゼンタＭ、イエローＹの４色のインクに対応して４本（２２０ｃ、２２０ｋ、２２０ｍ、２２０ｙ）が、印刷用紙４００の搬送方向に並べて配置されている。すなわち、印刷用紙４００の搬送方向はライン方向と垂直に交わることになる。
【００３６】
それぞれのインクジェットヘッド２２０は、図５（ａ）に示すようなブロック２３０が複数個（本例では６個）並んで構成される。ここで、ブロック２３０は、解像度を高めるために所定単位（本例では３個）で斜めに配置されたノズルがライン方向に多数設けられたノズルユニット２４０ａ、２４０ｂが、わずかにずらして張り合わされて形成されている。ただし、図５（ｂ）に示すように、ノズルユニット２枚を張り合わせずに、２系列のノズル列をわずかにずらして設けた１枚のノズルユニット２４０でブロック２３０を形成するようにしてもよい。この場合、２系列のノズル列の間隔を、２枚のノズルユニットを張り合わせる場合（図５（ａ））よりも狭くすることが可能となり、ブロック２３０がライン方向に対して傾いて配置されてしまった場合でも、ドットの不均一の度合いを少なくすることができる。
【００３７】
図６は、ヘッドドライバ２１０の構成を示すブロック図である。本図に示すように、ヘッドドライバ２１０は、調整値設定回路２１１と、レジスタ群２１２と、駆動波形生成回路２１３と、駆動トランジスタ群２１４とを備えている。駆動波形生成回路２１３は、ヘッド画像処理部１５０が出力した画像データに基づいてピエゾ素子を駆動するための波形を生成し、駆動トランジスタ群２１４に出力する。駆動トランジスタ群２１４は、ヘッド画像処理部１５０が出力した駆動波形に基づいてピエゾ素子に印加する電圧を制御する。
【００３８】
なお、ヘッド画像処理部１５０が出力する画像データは、画素毎にノズルから吐出するインクのドロップ数を示したデータである。すなわち、インクジェットヘッド２２０は、階調をインクのドロップ数で表わしており、画像のハイライト部分は少ないドロップ数で表現し、シャドウ部分は多くのドロップ数で表現する。１つの画素に対する最大ドロップ数は、印刷用紙の種類、印刷品質等に基づいて定められている。調整値設定回路２１１およびレジスタ群２１２については後述する。
【００３９】
つぎに、インクジェットプリンタ１０が行なうインク吐出量の調整処理について説明する。図１６（ａ）に示したように、あるブロック２３０においてノズルピッチに周期的な偏りがあると、濃度が高い部分で濃度むらが生じる。これを補正するためにノズルピッチに周期的な偏りがあるブロックについてピエゾ素子に印加する電圧を高くすると、ベタ部分等の濃度が高い部分での濃度むらは解消されるものの、図１６（ｂ）に示したように、１ドロップで表現される濃度が低い部分で濃度むらが生じる。
【００４０】
そこで、本実施形態では、ノズルピッチに周期的な偏りがあるブロック２３０についてピエゾ素子に印加する電圧を高くするとともに、プリパルスの時間幅を短くする。これにより、１ドロップで表現される濃度が低い部分の濃度が低下するため、図７に示すように、１ドロップの濃度の薄い部分と多ドロップの濃度の濃い部分との両方において、正常なブロック２３０と、ノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０との濃度差を少なくすることができる。
【００４１】
ここで、プリパルスについて説明する。図８は、ピエゾ素子に印加するパルス電圧を示している。一般に、インクジェットプリンタでは、１ドロップについて、インク室を拡大させる負電圧パルスとインク室を収縮させる正電圧パルスを１セットとしてピエゾ素子に印加する。したがって、図８（ａ）に示すように、複数のドロップの画素に対しては、このパルスセットを上記複数回の繰り返し印加することになる。しかしながらこの方式は、最初のパルスセットのインク吐出量が、後続するパルスセットのインク吐出量よりも少なくなるという特徴を有している。これは、２ドロップ以降はそれ以前のドロップの吐出動作の残留振動が利用され、液滴量が設計値になるのに対して。1ドロップ目は残留振動が使えず吐出量がこれよりも小さくなるためである。
このため、図９の実線に示すように、ドロップ数とインク吐出量との関係が線形にならず、１ドロップの部分が落ち込む特性となる。
【００４２】
この特性を補正するために、従来からプリパルスが用いられている。プリパルスとは図８（ｂ）に示すように、インクの吐出量を安定させるために最初のパルスセットの前に挿入する短いパルスである。プリパルスを挿入することで、図９の点線に示すように１ドロップ目の吐出量が増加し、ドロップ数とインク吐出量との関係における線形性が向上することになる。
【００４３】
本実施形態では、ノズルピッチに周期的な偏りがあるブロック２３０についてピエゾ素子に印加する電圧を高くするとともに、プリパルスの時間幅を短くする、あるいは、プリパルスを行なわないことで、あえて１ドロップにおける線形性を低下させ、１ドロップで表現される濃度が低い部分の濃度を低下するようにしている。
【００４４】
具体的な制御方法について説明する。図１０は、ピエゾ素子に印加するパルス電圧の調整について説明する図である。ノズルピッチに周期的な偏りがあるブロック２３０は製造後に判明する。このため、出荷前にブロック２３０毎に検査を行ない、ノズルピッチに周期的な偏りがあるブロック２３０を検出する。そして検出されたノズルピッチに周期的な偏りがあるブロック２３０に対して、濃度が高い部分での濃度むらを防ぐために、印加するパルス電圧の増加値Ｘを設定する。増加値Ｘは、偏りの度合い、濃度むらの度合い等に応じて定めることができる。もちろんノズルピッチに偏りがなく調整の必要がないブロック２３０に対しては増加値Ｘを０とすることができる。
【００４５】
また、パルス電圧調整の結果生じる濃度が低い部分での濃度むらを防ぐために、適用するプリパルスの幅ｐｐを設定する。適用するプリパルスの幅ｐｐは、濃度むらの度合い、パルス電圧の増加値Ｘ等に応じて定めることができる。ノズルピッチに偏りがなく調整の必要がないブロック２３０に対しては標準のプリパルス幅を設定する。また、濃度むらの度合いによってはプリパルスを行なわないように設定することもできる。
【００４６】
なお、印加するパルス電圧の調整値Ｘと適用するプリパルスの幅ｐｐとは最も濃度が濃い画素、すなわち、最大ドロップ数に応じて変わってくるため最大ドロップ数毎に設定する。最大ドロップ数は印刷用紙の種類等の用紙特性、印刷品質等に応じて定められている。また、調整値の表し方はパルス電圧の増加値、プリパルスの幅に限られない。
【００４７】
設定されたパルス電圧の増加値Ｘおよびプリパルスの幅ｐｐは、制御部１１０の調整値記憶部１７０にインクジェットプリンタ１０の出荷前に不揮発的に記録される。図１１は、調整値記憶部１７０に記録される調整値の例を示している。本例では、ブロックごとに、最大ドロップ数と電圧増加量とプリパルス幅とが対応したテーブルを用いて調整値を記録するようにしている。本例では、最大ドロップ数は用紙特性等に応じて４から７の間の値をとるものとしている。
【００４８】
出荷後においてユーザが実際に印刷を行なう際のインクジェットプリンタ１０の処理について図１３のフローチャートを参照して説明する。印刷処理では、ＣＰＵ１１０が、ホストコンピュータから送られた印刷データあるいはインクジェットプリンタ１０で受け付けた設定等に基づいて印刷に用いる印刷用紙、印刷品質等を判別し、最大ドロップ数を決定する（Ｓ１０１）。
【００４９】
そして、調整値記憶部１７０を参照し、決定された最大ドロップ数に対応するブロック２３０毎の調整値、すなわち、電圧増加量とプリパルス幅とを取得し（Ｓ１０２）、ヘッド画像処理部１５０を介してヘッドドライバ２１０に送信する（Ｓ１０３）。
【００５０】
ヘッドドライバ２１０の調整値設定回路２１１は、ブロック２３０毎の調整値を受信すると、レジスタ群２１２に記録する（Ｓ１０４）。図１２は、レジスタ群２１２に記録される調整値、すなわち、本印刷処理において用いられる調整値の一例を示す図である。本図では、ブロックと電圧増加量とプリパルス幅とが対応したテーブルを用いて調整値を記録するようにしている。本例では図１１に示したテーブルから最大ドロップ数が６の調整値を抽出したものとなっている。
【００５１】
そして、ヘッド画像処理部１５０が印刷データに基づいて各画素のドロップ数を示した画像データを生成し（Ｓ１０５）、ヘッドユニット２００に逐次送信する（Ｓ１０６）。ヘッドドライバ２１０の駆動波形生成回路２１３は、レジスタ群２１２に記録されているドロップ数に対応した電圧増加量とプリパルス幅に応じた駆動信号を生成する（Ｓ１０７）。インクジェットヘッド２２０が駆動信号に基づいてインクを吐出する（Ｓ１０８）ことで、濃度むらのない印刷が行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】インクジェットプリンタ１０の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】インクジェットプリンタ１０のインク流路関連の構成を説明するためのブロック図である。
【図３】ライン型インクジェットプリンタ１０の画像形成処理に関する主要な構成の一部を示すブロック図である。
【図４】インクジェットヘッド２２０の配置を示す図である。
【図５】インクジェットヘッド２２０のブロック２３０を示す図である。
【図６】ヘッドドライバ２１０の構成を示すブロック図である。
【図７】正常なブロック２３０とノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０との本発明を適用した印刷結果を示す図である。
【図８】ヘッドに印加するパルス電圧を示す図である。
【図９】ドロップ数とインク吐出量との関係を示す図である。
【図１０】ピエゾ素子に印加するパルス電圧の調整について説明する図である。
【図１１】調整値記憶部１７０に記録される調整値の一例を示す図である。
【図１２】レジスタ群２１２に記録される調整値の一例を示す図である。
【図１３】印刷を行なう際のインクジェットプリンタ１０の処理について説明するフローチャートである。
【図１４】ライン型のインクジェットヘッドの構成と吐出されるインクドットを説明する図である。
【図１５】インクジェットヘッド２２０のバラツキを説明する図である。
【図１６】正常なブロック２３０とノズルピッチに周期的な偏りが生じたブロック２３０とのドロップ数と印刷結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…インクジェットプリンタ１０、１００…制御部、１１０…制御部、１１０…ＣＰＵ、１２０…ＲＯＭ、１３０…ＲＡＭ、１４０…通信処理部、１５０…ヘッド画像処理部、１６０…フレームメモリ、１７０…調整値記憶部、２００…ヘッドユニット、２１０…ヘッドドライバ、２１１…調整値設定回路、２１２…レジスタ群、２１３…駆動波形生成回路、２１４…駆動トランジスタ群、２２０…インクジェットヘッド、２３０…ブロック、２４０…ノズルユニット、３２０…サイド給紙台、３３０…給紙トレイ、３４０…排紙口、３５０…排紙台、３６０…搬送ベルト、３７０…切替機構、４００…印刷用紙、５１０…インクボトル、５２０…上流タンク、５２２…下流タンク、５４０…ヒータ、５６０…冷却器、５７０…ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出機構群が配置された複数のブロックで構成されるライン型のインクジェットヘッドと、
画素毎のインク吐出数を示すデータに基づいて前記インクジェットヘッドのインク吐出機構群に印加するプリパルスを含む駆動電圧信号を生成する駆動信号生成手段とを備えた印刷装置であって、
駆動電圧値とプリパルス幅とに関する、ブロックごとの駆動信号調整値を記憶する記憶手段を備え、
前記駆動信号生成手段は、前記記憶手段を参照し、それぞれのインク吐出機構について、配置されているブロックに対応した駆動信号調整値を用いて、前記駆動電圧信号を生成することを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
<A NAME="OLE_LINK5"><A NAME="OLE_LINK4"> 請求項１に記載の印刷装置であって、
前記ブロックごとの駆動信号調整値は、印刷媒体の種類に応じて定められている画素毎のインク吐出数の最大値ごとに設定されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項２に記載の印刷装置であって、
前記画素毎のインク吐出数の最大値ごとに設定されているブロックごとの駆動信号調整値を不揮発的に記憶する第２記憶手段をさらに備え、
前記記憶手段は、前記第２記憶手段から読み出したブロックごとの駆動信号調整値を記憶することを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の印刷装置であって、
前記駆動信号調整値は、各ブロックに対して、同じ駆動電圧信号を印加した場合に、最大インク吐出数における濃度が他のブロックより薄くなるブロックについて、駆動電圧値が大きくなり、プリパルス幅が狭くなるように設定されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項５】
請求項４に記載の印刷装置であって、
前記ブロックは、インク吐出機構がライン方向に並べられたユニットが２枚張り合わされて構成されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項６】
請求項４に記載の印刷装置であって、
前記ブロックは、インク吐出機構がライン方向に２系列並べられたユニットにより構成されていることを特徴とする印刷装置。
<A NAME="OLE_LINK7"><A NAME="OLE_LINK6">
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の印刷装置であって、
前記最大インク吐出数における濃度が薄くなるブロックは、前記インク吐出機構のライン方向の配置に周期的な偏りがあることを特徴とする印刷装置。
【請求項８】
インク吐出機構群が配置された複数のブロックで構成されるライン型のインクジェットヘッドを備え、画素毎のインク吐出数を示すデータに基づいて前記インクジェットヘッドのインク吐出機構群に印加するプリパルスを含む駆動電圧信号を生成する印刷装置における印刷処理方法であって、
駆動電圧値とプリパルス幅とに関する、ブロックごとの駆動信号調整値を記憶するステップと、
それぞれのインク吐出機構について、配置されているブロックに対応した駆動信号調整値を用いて、前記駆動電圧信号を生成するステップとを有することを特徴とする印刷処理方法。
【請求項１】
インク吐出機構群が配置された複数のブロックで構成されるライン型のインクジェットヘッドと、
画素毎のインク吐出数を示すデータに基づいて前記インクジェットヘッドのインク吐出機構群に印加するプリパルスを含む駆動電圧信号を生成する駆動信号生成手段とを備えた印刷装置であって、
駆動電圧値とプリパルス幅とに関する、ブロックごとの駆動信号調整値を記憶する記憶手段を備え、
前記駆動信号生成手段は、前記記憶手段を参照し、それぞれのインク吐出機構について、配置されているブロックに対応した駆動信号調整値を用いて、前記駆動電圧信号を生成することを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
<A NAME="OLE_LINK5"><A NAME="OLE_LINK4"> 請求項１に記載の印刷装置であって、
前記ブロックごとの駆動信号調整値は、印刷媒体の種類に応じて定められている画素毎のインク吐出数の最大値ごとに設定されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項２に記載の印刷装置であって、
前記画素毎のインク吐出数の最大値ごとに設定されているブロックごとの駆動信号調整値を不揮発的に記憶する第２記憶手段をさらに備え、
前記記憶手段は、前記第２記憶手段から読み出したブロックごとの駆動信号調整値を記憶することを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の印刷装置であって、
前記駆動信号調整値は、各ブロックに対して、同じ駆動電圧信号を印加した場合に、最大インク吐出数における濃度が他のブロックより薄くなるブロックについて、駆動電圧値が大きくなり、プリパルス幅が狭くなるように設定されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項５】
請求項４に記載の印刷装置であって、
前記ブロックは、インク吐出機構がライン方向に並べられたユニットが２枚張り合わされて構成されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項６】
請求項４に記載の印刷装置であって、
前記ブロックは、インク吐出機構がライン方向に２系列並べられたユニットにより構成されていることを特徴とする印刷装置。
<A NAME="OLE_LINK7"><A NAME="OLE_LINK6">
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の印刷装置であって、
前記最大インク吐出数における濃度が薄くなるブロックは、前記インク吐出機構のライン方向の配置に周期的な偏りがあることを特徴とする印刷装置。
【請求項８】
インク吐出機構群が配置された複数のブロックで構成されるライン型のインクジェットヘッドを備え、画素毎のインク吐出数を示すデータに基づいて前記インクジェットヘッドのインク吐出機構群に印加するプリパルスを含む駆動電圧信号を生成する印刷装置における印刷処理方法であって、
駆動電圧値とプリパルス幅とに関する、ブロックごとの駆動信号調整値を記憶するステップと、
それぞれのインク吐出機構について、配置されているブロックに対応した駆動信号調整値を用いて、前記駆動電圧信号を生成するステップとを有することを特徴とする印刷処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−１９６２７６（Ｐ２００９−１９６２７６Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４２１０８（Ｐ２００８−４２１０８）
【出願日】平成２０年２月２２日（２００８．２．２２）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２２日（２００８．２．２２）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
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