JP2004358682A

JP2004358682A - 液体吐出装置の濃度調整方法、液体吐出装置の濃度調整システム、及び液体吐出装置

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Publication number: JP2004358682A
Application number: JP2003156449A
Authority: JP
Inventors: Takeo Eguchi; 武夫江口; Kazuyasu Takenaka; 一康竹中; Takanori Takahashi; 貴範高橋; Ichiro Ujiie; 一朗氏家
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-02
Also published as: US20050001866A1; EP1484183A2; KR20040103498A; SG137685A1; CN1572497A; EP1484183A3; US7216950B2; CN101229725B; CN100417522C; KR101074591B1; CN101229725A; JP4241195B2

Abstract

【課題】液体吐出部の特性のばらつきに起因する濃度ムラを、印画速度の低下等を招くことなく、かつメモリ等の増大を招くことなく調整できるようにする。
【解決手段】ノズルを有する液体吐出部を複数並設したヘッドを備え、前記液体吐出部の前記ノズルから吐出された液滴を液滴着弾対象物上に着弾させてドットを形成するとともに、ドット配列によって中間階調を表現可能な液体吐出装置の濃度調整方法であって、主走査方向における全ての画素列について一定濃度の濃度測定パターンを形成し、その濃度を読み取り、画素列ごとの濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係を求める。そして、吐出命令信号を受けたときに、画素列ごとに、その画素列の濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、前記液体吐出部から実際に吐出する液滴の吐出数を異ならせることで、その吐出命令信号に対応する画素列の濃度を調整するように制御する。
【選択図】図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルを有する液体吐出部を複数並設したヘッドを備え、液体吐出部のノズルから吐出された液滴を液滴着弾対象物上に着弾させてドットを形成するとともに、ドット配列によって中間階調を表現可能な液体吐出装置と、この液体吐出装置の濃度を調整するための濃度調整方法及び濃度調整システムに関する。詳しくは、液体吐出装置における液体吐出部ごとの特性のばらつきによって濃度ムラが発生する場合に、その濃度ムラを調整する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液体吐出装置の１つとして、インクジェットプリンタが知られている。インクジェットプリンタでは、ノズルを有する液体吐出部を多数並設したヘッドを備え、各液体吐出部のノズルからインク液滴を吐出することで、印画紙上にドットを形成し、このドット配列により画像を形成するものである。
【０００３】
また、シリアル方式のインクジェットプリンタにおいて、主走査方向（印画紙の送り方向に垂直な方向）に印画を行う際に、ヘッドを複数回往復させることによってドットを重ねて配置する、いわゆる重ね打ちによって、中間階調を表現する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、主走査方向へのヘッドの移動において、最初の記録ではドットピッチがドット径より大きく、２回目の記録において、そのドット間を覆うようにドットを配置させていく方法である。
【０００４】
このような中間階調を表現するための重ね打ちでは、さらに、液体吐出部の特性が平均化され、濃度ムラを目立たなくするという効果がある。ここで、ヘッドに複数の液体吐出部を並設した場合には、液体吐出部間のばらつき、例えばインク液滴の吐出量のばらつきが生じる。しかし、インクジェットプリンタにおいて、一部のピエゾ技術による特殊な吐出機構を除き、例えばサーマル方式の液体吐出部を有するヘッドでは、ノズルからは、１回の吐出で一定量のインク液滴しか吐出させることができない。いいかえれば、１回のインク液滴の吐出量を制御することはできない。
【０００５】
そこで、重ね打ちを行うことによって、液体吐出部の特性が悪いもの、例えばノズルの目詰まり等により、インク液滴の吐出量が不十分であるものや、インク液滴の不吐出の液体吐出部が一部に存在したとしても、濃度ムラをほとんど目立たないようにすることができる。
【０００６】
しかし、上記の重ね打ちによる方法では、濃度ムラ等の液体吐出部の特性のばらつきの問題を完全に除去できるわけではない。
先ず第１に、印画紙のインク吸収量には一定の限界があるためである。すなわち、印画紙のインク吸収量を超えてドットを重ね合わせると、乾燥しにくくなるとともに、さらには、ドットのインクがにじみ出て隣接するドットのインクと混色してしまい、予定した濃度階調特性を得ることができないという問題がある。
【０００７】
また第２に、写真画のように高画質が求められるときには、ヘッド内のごく一部の液体吐出部にインク液滴の吐出が正常でないものが存在しただけでもスジ等が目立ってしまうという問題がある。例えば人の顔写真のような画像を印画した場合に、瞳の領域内に黒以外の色が入っていたり、赤いリンゴや花を表現しているその領域内に赤以外の色が入っていると、それがわずかであっても目立つようになる。
【０００８】
このような濃度ムラの問題に対し、ラインヘッド構造が一般化している昇華型プリンタ等では、例えば以下のような解決策が施されている。
図２１は、画像処理による濃度ムラの一般的な補正方法を説明する図である。先ず、各色における全画面の濃度ムラの状況を測定できるように、均一に一定濃度を与える濃度測定パターン（テストパターン）を印画する。そして、その印画結果を各色ごとに画像読み取り装置で読み取る。読み取られたデータには、濃度情報とムラの情報を含むので、平均濃度と、全ての画素についてのばらつき係数を求める。さらに、入力画像の該当する位置の全てに、その位置に該当するばらつき係数の逆数を掛けた（逆関数によって算出された）データテーブルを作成し、記憶しておく。
【０００９】
そして、画像が入力されると、画像処理をする前にこのデータテーブルによる掛け算処理を行って、補正後の画像ファイルを作成し、この補正後の画像ファイルの情報に基づき印画を行うことで、ヘッド特有の濃度ムラがキャンセルされる。
なお、この方法は、現に、インクジェットプリンタ以外で採用されており、インクジェットプリンタにも、もちろん採用することが可能である。
【００１０】
【特許文献１】
特公昭５６−６０３３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の従来の濃度ムラの補正方法では、入力画像に対して加工を施す必要があるので、特に大容量のデータを処理する場合には、印画前の処理に時間がかかり、印画速度が遅くなるという問題がある。
また、印画速度を向上させるためには、ハードウェアやメモリ等の増大を招き、プリンタが大型化するという問題がある。
【００１２】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、液体吐出部を複数並設したヘッドを備える液体吐出装置の濃度を調整する場合において、液体吐出部の特性のばらつきに起因する濃度ムラを、印画速度の低下等を招くことなく、かつハードウェアやメモリ等の増大を招くことなく調整できるようにすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１の発明は、ノズルを有する液体吐出部を複数並設したヘッドを備え、前記液体吐出部の前記ノズルから吐出された液滴を液滴着弾対象物上に着弾させてドットを形成するとともに、ドット配列によって中間階調を表現可能な液体吐出装置の濃度調整方法であって、主走査方向における全ての画素列について均一に一定濃度を与える液滴の吐出命令信号を与え、各前記液体吐出部から所定数の液滴を吐出することにより液滴着弾対象物上に濃度測定パターンを形成し、その濃度測定パターンの濃度を読み取ることにより、画素列ごとの濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係を求めておき、液滴の吐出命令信号を受けたときに、画素列ごとに、既に求めておいたその画素列の濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して前記液体吐出部から実際に吐出する液滴の吐出数を異ならせることで、その吐出命令信号に対応する画素列の濃度を調整するように制御することを特徴とする。
【００１４】
（作用）
上記発明においては、全ての画素列について均一に一定濃度を与える液滴の吐出命令信号を液体吐出装置に与え、液体吐出装置によって濃度測定パターンを形成する。その濃度測定パターンの濃度を読み取り、画素列ごとの濃度情報（例えば、全ての画素列の濃度を読み取ることで算出された、画素列ごとの平均濃度との差）を求め、液体吐出装置内部のメモリ、又は液体吐出装置に吐出命令信号を送信するコンピュータ等のメモリに記憶しておく。
【００１５】
そして、実際に液体吐出装置に吐出命令信号が送られるときは、液体吐出装置に吐出命令信号を入力するコンピュータ、又は液体吐出装置のメモリに記憶されている濃度情報に基づいて、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して液体吐出部から実際に吐出する液滴の吐出数が異なるようにすることで、その吐出命令信号に対応する画素列の濃度を調整するように制御される。例えば、濃度調整をすべき画素列の濃度が平均濃度より１０％低い場合には、液滴の吐出回数を１０％増加させるように制御される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。以下の説明では、本発明の液体吐出装置の一例として、インクジェットプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）を例に挙げて説明する。
なお、本明細書において、「インク液滴」とは、後述する液体吐出部のノズル１８から吐出される微少量（例えば数ピコリットル）のインク（液体）をいう。
また、「ドット」とは、１つのインク液滴が印画紙等の記録媒体に着弾して形成されたものをいう。
さらにまた、「画素」とは、画像の最小単位であり、「画素領域」とは、画素を形成するための領域となるものをいう。
【００１７】
そして、１つの画素領域に、所定数（０個、１個又は複数個）の液滴が着弾し、ドット無しの画素（１階調）、１つのドットからなる画素（２階調）、又は複数のドットからなる画素（３階調以上）が形成される。すなわち、１つの画素領域には、０個、１個又は複数個のドットが対応している。そして、これらの画素が記録媒体上に多数配列されることで、画像を形成する。
なお、画素に対応するドットは、その画素領域内に完全に入るものではなく、画素領域からはみ出す場合もある。
【００１８】
また、「主走査方向」とは、ラインヘッドを搭載したライン方式のプリンタにおいては、印画紙の搬送方向をいう。これに対し、シリアル方式のプリンタでは、ヘッドの移動方向（印画紙の横幅方向）を「主走査方向」とし、印画紙の搬送方向、すなわち主走査方向に垂直な方向を「副走査方向」と定義する。
【００１９】
さらにまた、「画素列」とは、主走査方向に並ぶ画素群をいう。したがって、ライン方式のプリンタでは、印画紙の搬送方向に並ぶ画素群が「画素列」となる。これに対し、シリアル方式のプリンタでは、ヘッドの移動方向に並ぶ画素群が「画素列」となる。
なお、「画素ライン」とは、画素列に垂直な方向をいい、例えばライン方式のプリンタでは、液体吐出部（又はノズル）の並設方向のラインをいう。
【００２０】
（ヘッドの構造）
図１は、プリンタのヘッド１１を示す分解斜視図である。図１において、ノズルシート１７は、バリア層１６上に貼り合わされるが、このノズルシート１７を分解して図示している。
【００２１】
ヘッド１１において、基板部材１４は、シリコン等からなる半導体基板１５と、この半導体基板１５の一方の面に析出形成された発熱抵抗体１３とを備えるものである。発熱抵抗体１３は、半導体基板１５上に形成された導体部（図示せず）を介して外部回路と電気的に接続されている。
【００２２】
また、バリア層１６は、例えば、感光性環化ゴムレジストや露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、半導体基板１５の発熱抵抗体１３が形成された面の全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることにより形成されている。
さらにまた、ノズルシート１７は、複数のノズル１８が形成されたものであり、例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成され、ノズル１８の位置が発熱抵抗体１３の位置と合うように、すなわちノズル１８が発熱抵抗体１３に対向するようにバリア層１６の上に貼り合わされている。
【００２３】
インク液室１２は、発熱抵抗体１３を囲むように、基板部材１４とバリア層１６とノズルシート１７とから構成されたものである。すなわち、基板部材１４は、図中、インク液室１２の底壁を構成し、バリア層１６は、インク液室１２の側壁を構成し、ノズルシート１７は、インク液室１２の天壁を構成する。これにより、インク液室１２は、図１中、右側前方面に開口領域有し、この開口領域とインク流路（図示せず）とが連通される。
【００２４】
上記の１個のヘッド１１には、通常、１００個単位のインク室１２と、各インク室１２内にそれぞれ配置された発熱抵抗体１３とを備え、プリンタの制御部からの指令によってこれら発熱抵抗体１３のそれぞれを一意に選択して発熱抵抗体１３に対応するインク液室１２内のインクを、インク液室１２に対向するノズル１８から吐出させることができる。
【００２５】
すなわち、ヘッド１１と結合されたインクタンク（図示せず）から、インク液室１２にインクが満たされる。そして、発熱抵抗体１３に短時間、例えば、１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、発熱抵抗体１３が急速に加熱され、その結果、発熱抵抗体１３と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。これによって、ノズル１８に接する部分の上記押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル１８から吐出され、印画紙上に着弾され、ドット（画素）が形成される。
【００２６】
なお、本明細書において、１つのインク液室１２と、そのインク液室１２内に配置された発熱抵抗体１３と、その上部に配置されたノズル１８とから構成される部分を、「液体吐出部」と称する。すなわち、ヘッド１１は、複数の液体吐出部を並設したものといえる。
【００２７】
さらに本実施形態では、複数のヘッド１１を記録媒体の幅方向に並べて、ラインヘッド１０を形成している。図２は、ラインヘッド１０の実施形態を示す平面図である。図２では、４つのヘッド１１（「Ｎ−１」、「Ｎ」、「Ｎ＋１」及び「Ｎ＋２」）を図示している。ラインヘッド１０を形成する場合には、図１中、ヘッド１１からノズルシート１７を除く部分（ヘッドチップ）を複数並設する。
【００２８】
そして、これらのヘッドチップの上部に、全てのヘッドチップの各液体吐出部に対応する位置にノズル１８が形成された１枚のノズルシート１７を貼り合わせることにより、ラインヘッド１０を形成する。ここで、隣接するヘッド１１の各端部にあるノズル１８間のピッチ、すなわち図２中、Ａ部詳細図において、Ｎ番目のヘッド１１の右端部にあるノズル１８と、Ｎ＋１番目のヘッド１１の左端部にあるノズル１８との間の間隔は、ヘッド１１のノズル１８間の間隔に等しくなるように、各ヘッド１１が配置される。
【００２９】
（吐出方向可変手段）
ヘッド１１は、吐出方向可変手段を備える。吐出方向可変手段は、本実施形態では、ノズル１８から吐出されるインク液滴の吐出方向を、ノズル１８（液体吐出部）の並び方向において複数の方向に可変としたものであり、以下のように構成されている。
【００３０】
図３は、ヘッド１１の発熱抵抗体１３の配置をより詳細に示す平面図及び側面の断面図である。図３の平面図では、ノズル１８の位置を１点鎖線で併せて示している。
図３に示すように、本実施形態のヘッド１１では、１つのインク液室１２内に、２つに分割された発熱抵抗体１３が並設されている。さらに、分割された２つの発熱抵抗体１３の並び方向は、ノズル１８の並び方向（図３中、左右方向）である。
【００３１】
このように、１つのインク液室１２内に２つに分割された発熱抵抗体１３を備えた場合には、各々の発熱抵抗体１３がインクを沸騰させる温度に到達するまでの時間（気泡発生時間）を同時にすれば、２つの発熱抵抗体１３上で同時にインクが沸騰し、インク液滴は、ノズル１８の中心軸方向に吐出される。
これに対し、２つの分割した発熱抵抗体１３の気泡発生時間に時間差が生じると、２つの発熱抵抗体１３上で同時にインクが沸騰しない。この場合には、インク液滴の吐出方向は、ノズル１８の中心軸方向からずれ、偏向して吐出される。これにより、偏向なくインク液滴が吐出されたときの着弾位置からずれた位置にインク液滴を着弾させることができる。
【００３２】
図４（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のような分割した発熱抵抗体１３を有する場合に、各々の発熱抵抗体１３によるインクの気泡発生時間差と、インク液滴の吐出角度との関係を示すグラフである。このグラフでの値は、コンピュータによるシミュレーション結果である。このグラフにおいて、Ｘ方向（グラフ縦軸θｘで示す方向。注意：グラフの横軸の意味ではない。）は、ノズル１８の並び方向（発熱抵抗体１３の並設方向）であり、Ｙ方向（グラフ縦軸θｙで示す方向。注意：グラフの縦軸の意味ではない。）は、Ｘ方向に垂直な方向（印画紙の搬送方向）である。また、Ｘ方向及びＹ方向ともに、偏向がないときの角度を０゜とし、この０゜からのずれ量を示している。
【００３３】
さらにまた、図４（ｃ）は、２分割した発熱抵抗体１３のインクの気泡発生時間差として、２分割した発熱抵抗体１３間の電流量の差の２分の１を偏向電流として横軸に、インク液滴の吐出角度（Ｘ方向）として、インク液滴の着弾位置での偏向量（ノズル１８〜着弾位置間距離を約２ｍｍとして実測）を縦軸にした場合の実測値データである。図４（ｃ）では、発熱抵抗体１３の主電流を８０ｍＡとして、片方の発熱抵抗体１３に前記偏向電流を重畳し、インク液滴の偏向吐出を行った。
【００３４】
ノズル１８の並び方向に２分割した発熱抵抗体１３の気泡発生に時間差を有する場合には、インク液滴の吐出角度が垂直でなくなり、ノズル１８の並び方向におけるインク液滴の吐出角度θｘは、気泡発生時間差と共に大きくなる。
そこで、本実施形態では、この特性を利用し、２分割した発熱抵抗体１３を設け、各発熱抵抗体１３に流す電流量を変えることで、２つの発熱抵抗体１３上の気泡発生時間に時間差が生じるように制御して、インク液滴の吐出方向を偏向させるようにしている。
【００３５】
さらに、例えば２分割した発熱抵抗体１３の抵抗値が製造誤差等により同一値になっていない場合には、２つの発熱抵抗体１３に気泡発生時間差が生じるので、インク液滴の吐出角度が垂直でなくなり、インク液滴の着弾位置が本来の位置からずれる。しかし、２分割した発熱抵抗体１３に流す電流量を変えることにより、各発熱抵抗体１３上の気泡発生時間を制御し、２つの発熱抵抗体１３の気泡発生時間を同時にすれば、インク液滴の吐出角度を垂直にすることも可能となる。
【００３６】
図５は、インク液滴の吐出方向の偏向を説明する図である。図５において、インク液滴ｉの吐出面に対して垂直にインク液滴ｉが吐出されると、図５中、点線で示す矢印のように偏向なくインク液滴ｉが吐出される。これに対し、インク液滴ｉの吐出方向が偏向して、吐出角度が垂直位置からθだけずれると（図５中、Ｚ１又はＺ２方向）、インク液滴ｉの着弾位置は、
ΔＬ＝Ｈ×ｔａｎθ
だけずれることとなる。
このように、インク液滴ｉの吐出方向が垂直方向からθだけずれたときには、インク液滴の着弾位置がΔＬだけずれることとなる。
【００３７】
ここで、ノズル１８の先端と印画紙Ｐとの間の距離Ｈは、通常のインクジェットプリンタの場合、１〜２ｍｍ程度である。したがって、距離Ｈを、Ｈ＝略２ｍｍに、一定に保持すると仮定する。
なお、距離Ｈを略一定に保持する必要があるのは、距離Ｈが変動してしまうと、インク液滴ｉの着弾位置が変動してしまうからである。すなわち、ノズル１８から、印画紙Ｐの面に垂直にインク液滴ｉが吐出されたときは、距離Ｈが多少変動しても、インク液滴ｉの着弾位置は変化しない。これに対し、上述のようにインク液滴ｉを偏向吐出させた場合には、インク液滴ｉの着弾位置は、距離Ｈの変動に伴い異なった位置となってしまうからである。
【００３８】
（吐出方向制御手段）
以上の吐出方向可変手段を採用したヘッド１１を用い、本実施形態では、吐出方向制御手段により、以下のようなインク液滴の吐出制御を行う。
吐出方向制御手段は、近隣に位置する少なくとも２つの異なる液体吐出部からそれぞれ異なる方向にインク液滴を吐出して、同一画素列に各インク液滴を着弾させて画素列を形成するか、又は同一画素領域に各インク液滴を着弾させて画素を形成することにより、近隣に位置する少なくとも２つの異なる液体吐出部を用いて１つの画素列又は１つの画素を形成するように液滴の吐出を制御する手段である。
【００３９】
ここで、本発明では、第１の形態として、各ノズル１８から吐出されるインク液滴の吐出方向を、Ｊ（Ｊは、正の整数）ビットの制御信号によって、２^Ｊの異なる偶数個の方向に可変にするとともに、２^Ｊの方向のうち最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置の間隔が、隣接する２つのノズル１８の間隔の（２^Ｊ −１）倍となるように設定する。そして、ノズル１８からインク液滴を吐出するときに、２^Ｊの方向のうち、いずれか１つの方向を選択する。
【００４０】
あるいは、第２の形態として、ノズル１８から吐出される液滴の吐出方向を、Ｊ（Ｊは、正の整数）ビット＋１の制御信号によって（２^Ｊ＋１）の異なる奇数個の方向に可変にするとともに、（２^Ｊ＋１）の方向のうち最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置の間隔が、隣接する２つのノズル１８の間隔の２^Ｊ倍となるように設定する。そして、ノズル１８からインク液滴を吐出するときに、（２^Ｊ＋１）の方向のうち、いずれか１つの方向を選択する。
【００４１】
例えば上記第１の形態の場合に、Ｊ＝２ビットの制御信号を用いると仮定すると、インク液滴の吐出方向は、２^Ｊ＝４つの偶数個となる。また、２^Ｊの方向のうち最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置の間隔は、隣接する２つのノズル１８の間隔の（２^Ｊ −１）＝３倍となる。
【００４２】
また、上記第２の形態の場合に、Ｊ＝２ビット＋１の制御信号を用いると仮定すると、インク液滴の吐出方向は、２^Ｊ＋１＝５つの奇数個となる。また、（２^Ｊ＋１）の方向のうち最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置の間隔は、隣接する２つのノズル１８の間隔の２^Ｊ＝４倍となる。
【００４３】
図６は、上記第１の形態の場合において、Ｊ＝１ビットの制御信号を用いたときのインク液滴の吐出方向をより具体的に示した図である。上記第１の形態においては、インク液滴の吐出方向を、ノズル１８の並び方向において左右対称方向に設定することができる。
そして、最も離れた位置となる（２^Ｊ＝）２つのインク液滴の着弾位置の間隔が、隣接する２つのノズル１８の間隔の（２^Ｊ −１＝）１倍となるように設定すれば、図６に示すように、１画素領域に、隣接する液体吐出部のノズル１８からそれぞれインク液滴を着弾させることができる。すなわち、図６に示すように、ノズル１８間の間隔をＸとすると、隣接する画素領域間の距離は、（２^Ｊ −１）×Ｘ（図６の例では、（２^Ｊ −１）×Ｘ＝Ｘ）となる。
なお、この場合は、インク液滴の着弾位置は、ノズル１８間に位置することになる。
【００４４】
また、図７は、上記第２の形態の場合において、Ｊ＝１ビット＋１の制御信号を用いたときのインク液滴の吐出方向をより具体的に示した図である。上記第２の形態では、ノズル１８からの液滴の吐出方向を奇数個の方向にすることができる。すなわち、上記第１の形態では、インク液滴の吐出方向をノズル１８の並び方向において左右対称に偶数個の方向に設定することができるが、さらに＋１の制御信号を用いることで、ノズル１８からインク液滴を直下に吐出させることができる。したがって、インク液滴の左右対称方向への吐出（図７中、「ａ」及び「ｃ」の吐出）と、直下への吐出（図７中、「ｂ」の吐出）との双方により、奇数の吐出方向に設定することができる。
【００４５】
図７の例では、制御信号は、（Ｊ＝）１ビット＋１となり、吐出方向数は、（２^Ｊ＋１＝）３の異なる奇数個の方向となる。また、（２^Ｊ＋１＝）３つの吐出方向のうち、最も離れた位置となる２つのインク液滴の着弾位置間隔が、隣接する２つのノズル１８の間隔（図７中、Ｘ）の（２^Ｊ＝）２倍となるように設定し（図７中、２^Ｊ ×Ｘ）、インク液滴の吐出時に、（２^Ｊ＋１＝）３つの吐出方向のうち、いずれか１つの方向を選択する。
このようにすれば、図７に示すように、ノズルＮの真下に位置する画素領域Ｎの他に、その両側に位置する画素領域Ｎ−１、及びＮ＋１にインク液滴を着弾させることができる。
また、インク液滴の着弾位置は、ノズル１８に対向する位置となる。
【００４６】
以上のようにして、制御信号の用い方によって、近隣に位置する少なくとも２つの液体吐出部（ノズル１８）は、少なくとも１つの同一画素領域にインク液滴を着弾させることが可能となる。特に、液体吐出部の並び方向における並設ピッチを図６及び図７に示すように「Ｘ」としたとき、各液体吐出部は、自己の液体吐出部の中心位置に対して、液体吐出部の並び方向において、
±（１／２×Ｘ）×Ｐ（ここで、Ｐは、正の整数）
の位置にインク液滴を着弾させることが可能となる。
【００４７】
図８は、上述した第１の形態（偶数個の異なる方向にインク液滴を吐出可能としたもの）において、Ｊ＝１ビットの制御信号を用いたときの画素形成方法（２方向吐出）を説明する図である。
図８は、ヘッド１１にパラレルに送出される吐出命令信号を、液体吐出部によって、印画紙上に、各画素を形成する過程を示している。吐出命令信号は、画像信号に対応するものである。
図８の例では、画素「Ｎ」の吐出命令信号の階調数を３、画素「Ｎ＋１」の吐出命令信号の階調数を１、画素「Ｎ＋２」の吐出命令信号の階調数を２としている。
【００４８】
各画素の吐出命令信号は、ａ、ｂの周期で、所定の液体吐出部に送出され、かつ、各液体吐出部からは、上記ａ、ｂの周期でインク液滴が吐出される。ここで、ａ、ｂの周期は、タイムスロットａ、ｂに対応し、本実施形態では、例として、ａ、ｂ１周期で１画素領域内に吐出命令信号の階調数に対する複数のドットが形成される。例えば、周期ａでは、画素「Ｎ」の吐出命令信号は液体吐出部「Ｎ−１」に送出され、画素「Ｎ＋２」の吐出命令信号は液体吐出部「Ｎ＋１」に送出される。
【００４９】
そして、液体吐出部「Ｎ−１」からは、ａ方向にインク液滴が偏向して吐出され、印画紙上の画素「Ｎ」の位置に着弾する。液体吐出部「Ｎ＋１」からも、ａ方向にインク液滴が偏向して吐出され、印画紙上の画素「Ｎ＋２」の位置に着弾する。
【００５０】
これにより、タイムスロットａにおける印画紙上の各画素位置に、階調数２に相当するインク液滴が着弾する。画素「Ｎ＋２」の吐出命令信号の階調数は２であるので、これで、画素「Ｎ＋２」が形成されることになる。同様の工程を、タイムスロットｂ分だけ繰り返す。
この結果、画素「Ｎ」は、階調数３に相当する数（２つ）のドットから形成される。
【００５１】
以上のようにすれば、階調数がいずれのときでも、１つの画素番号に対応する画素領域には、同一の液体吐出部によって連続して（２回続けて）インク液滴が着弾して画素が形成されることがないので、液体吐出部ごとのばらつきを少なくすることができる。また、例えばいずれかの液体吐出部からのインク液滴の吐出量が不十分であっても、各画素のドットによる占有面積のばらつきを少なくすることができる。
【００５２】
さらにまた、図９は、上述した第２の形態（奇数個の異なる方向にインク液滴を吐出可能としたもの）において、Ｊ＝１ビット＋１の制御信号を用いたときの画素形成方法（３方向吐出）を示す図である。
図９に示す画素の形成工程は、上述した図８のものと同様であるので、説明を省略するが、このように、上記第２の形態においても、第１の形態と同様に、吐出方向制御手段を用いて、近隣に位置する少なくとも２つの異なる液体吐出部を用いて１つの画素列又は１つの画素を形成するように液滴の吐出を制御することができる。
【００５３】
続いて、本実施形態における濃度調整方法について説明する。
図１０は、本実施形態における濃度調整方法の概略を説明する図であり、従来技術の図２１に対応する図である。
本実施形態の濃度調整方法は、インク液滴の吐出命令信号を受けたときに、画素列ごとに、既に求めておいたその画素列の濃度情報、及びインク液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、その吐出命令信号に係るインク液滴の吐出数に対して液体吐出部から実際に吐出するインク液滴の吐出数を異ならせることで、その吐出命令信号に対応する画素列の濃度を調整するように制御するものである。
【００５４】
すなわち、液体吐出部単位で濃度調整を行うのではなく、画素列単位で濃度調整を行う。特に本実施形態のように、１つの画素列を複数の液体吐出部を用いて形成する場合には、画素列単位で濃度調整を行うことで、液体吐出部固有の特性を特に意識することなく濃度調整を行うことができる。また、画素列単位で濃度調整を行うことにより、インク液滴を偏向吐出させるか否かにかかわらず、同じ信号処理で濃度調整を行うことができる。
【００５５】
さらにまた、従来技術と大きく異なる点は、濃度調整処理を、画像処理や階調処理を行った後に実行する点である。すなわち、入力画像があったときに、画像処理（明るさ・コントラスト調整、ガンマ特性の補正等）や、誤差拡散を含む階調処理は、全ての液体吐出部の特性が均一であるものとして行い、画像処理以降の、インク液滴の吐出にできるだけ近い部分で、濃度調整処理を行うようにしている。
【００５６】
すなわち、入力画像情報に対し、画像処理、及び誤差拡散を含む階調処理を、全ての液体吐出部により形成されるドット配列の濃度が一定であるものとして行った後に変換された吐出命令信号に対して、その吐出命令信号に係るインク液滴の吐出数と異なる吐出数のインク液滴を液体吐出部から吐出することで、その吐出命令信号に対応する画素列の濃度を調整するように制御するものである。
【００５７】
以下に、本実施形態の濃度調整方法の具体例について説明する。
先ず、本実施形態のようなプリンタでは、インク液滴の積算吐出量がインク液滴数に比例すること、及び濃度がインク液滴のγ（ガンマ）乗で表すことができること、から、記録信号、特に本実施形態ではインク液滴の吐出数と、得られる濃度とが関数関係にある、ということが成り立つ。
【００５８】
液体吐出部からインク液滴を吐出して印画する場合に、いずれか１つの液体吐出部により画素列を形成したときは、その画素列では特性が揃う。これに対し、それ以外の液体吐出部により画素列を形成したときは、液体吐出部の特性のばらつきによって、前記いずれか１つの液体吐出部による特性とは同一にならない。
しかし、これらの違いを考えると、同じ吐出命令信号に対して吐出されるインク液滴の吐出数は一定である。よって、インク液滴の一滴あたりの吐出量が液体吐出部ごとにばらつくこととなる。
【００５９】
図１１は、インク液滴の吐出数（個）と、相対吐出液滴量との関係を示す図である。図１１において、標準吐出の場合を図中、「２」で表すと、一滴あたりの吐出量が多いものは「１」のような直線で表すことができ、逆に、一滴あたりの吐出量が少ないものは「３」のような直線で表すことができる。
このことより、各液体吐出部ごとに、上記「１」〜「３」のように特性がばらつき、各液体吐出部ごとにそれを物理的に調整することはできないが、吐出数については任意に選択することができる。すなわち、一滴あたりの吐出量が液体吐出部ごとに異なっていても、総吐出量を合わせることができる。
【００６０】
ここで、図１１における「１」〜「３」の特性をそれぞれ、
Ｍ１＝Ａ１×Ｎ
Ｍ２＝Ａ２×Ｎ
Ｍ３＝Ａ３×Ｎ
（Ａｎ（ｎ＝１、２、３）；比例定数。Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３；各液体吐出部におけるＮ個の吐出回数でのインク液滴の総吐出量。）
で表されるとすると、
Ｍ＝Ａ１×Ｎ１＝Ａ２×Ｎ２＝Ａ３×Ｎ３
が成り立つＮ１〜Ｎ３が存在するので、液体吐出部の特性、すなわち１回のインク液滴の吐出量が異なっても、総吐出量を同一にすることができる。
【００６１】
また、濃度をＩとし、吐出数をＮとしたとき、係数γ（ガンマ）を用いて、
Ｉ＝Ａｎ×Ｎ^γ
の形で表すことができると考えられる。
この考えに基づき、各液体吐出部から４色のインクでの吐出数ごとの濃度分布特性を測定した。その結果の一部を図１２に示す。図１２の例では、黄色（Ｙ）のインクを用いたときの例である。
図１２において、縦軸は、画像読み取り装置の８ビット出力（２５５レベル）から出力（明るさ）レベルを減算したものである。また、横軸は、１画素当たりのインク液滴の吐出数（０〜６）を示す。さらにまた、図１２中、楕円で囲む範囲は、濃度の分布領域である。
【００６２】
また、図１３は、黄色（Ｙ）、赤紫（Ｍ）、緑青（Ｃ）、及び黒（Ｋ）について測定したデータとその平均値、相対濃度、全色の平均相対濃度、γ（ガンマ）＝（平均相対濃度の自然対数）／（吐出数の自然対数）、γ＝０．５７１（インク液滴数が４のときの値）での関数値を示す。さらに図１４は、図１３をグラフ化したものである。図１４に示すように、各色のγ特性は、γ＝０．５７１の関数で近似できる。すなわち、各色のγ特性は、
Ｉ＝Ａｎ×Ｎ^{０．５７１}
と表すことができる。
【００６３】
この式において、変数は、Ａｎ及びＮであるので、濃度変動が生じたときには、Ｎ（インク液滴の吐出数）を変化させることにより、その濃度変動をなくすことができる。
例えば、Ａｎが変動してＡｎ’になったと仮定したとき、その変動分を吸収するために、吐出数をＮからＮ’に変化させるとすれば、
Ａｎ×Ｎ^{０．５７１} ＝Ａｎ’×Ｎ’^{０．５７１}
を満たせば良い。
したがって、
Ｎ’＝Ｎ（Ａｎ／Ａｎ’）^１．７５
となる。
以上より、Ａｎ’に対して、濃度の変動分の逆数を１．７５乗したものをＮに掛けた数だけの吐出数Ｎ’とすれば、Ａｎの画素とＡｎ’の画素との濃度を等しくすることができる。
【００６４】
また、本実施形態では、液体吐出装置により、濃度調整等を全く行わない状態で、全ての画素列が一定濃度の吐出命令信号で構成された濃度測定パターン（テストパターン）を印画する。この濃度測定パターンの印画は、各色ごとに行う。
そして、その印画結果を、画像読み取り装置、例えばイメージスキャナで読み取り、各画素列ごとの濃度を検知する。
【００６５】
なお、印画結果の読み取りは、プリンタとは別個に設けられたイメージスキャナの他、デジタルカメラ等を用いて読み取ることが可能であるが、それ以外に、プリンタの内部に例えばラインヘッド１０に並設するように画像読み取り装置を実装し、この画像読み取り装置により行うことも可能である。これにより、例えば印画の終了後に、再度、その印画結果をプリンタに挿入し、印画紙の搬送駆動系を利用して印画紙を搬送するとともに、その搬送中に、画像読み取り装置で濃度を読み取ることも可能である。
【００６６】
あるいは、ラインヘッド１０よりも下流側に画像読み取り装置を実装し（すなわち、印画の終了後にその画像を読み取ることができるようにし）、印画とともに画像読み取り装置による濃度測定を行うことで、濃度測定パターンの印画完了と同時に画像読み取りも完了するようにしても良い。
【００６７】
図１５は、濃度測定パターンを説明する図である。
濃度測定パターンは、各色ごとに、所定間隔を隔てた２本のパターン（液体吐出部の並び方向に帯状に延在するようにドットを配列したもの）から構成したものである。なお、１色あたり、２本のパターンを記録する理由は、各パターンの所定位置にマーカー（ドットが存在しない画素列）を入れ、このマーカーを基準として何番目の画素列であるかを判別するためである。ここで、マーカーを入れた部分では、その画素列の濃度測定ができなくなるため、２本のパターンを記録するようにしている。すなわち、マーカーのある画素列では、マーカーのない他方のパターンの濃度を読み取る。また、マーカーのない画素列では、いずれか一方のパターンの濃度を読み取っても良く、あるいは双方の濃度を読み取り、その平均値を算出するようにしても良い。
【００６８】
なお、本実施形態では、各パターンのマーカーは、３２画素列ごとに配置されるようにした。また、１色における２本のパターンのうち、１本のパターンのマーカー間の中央に、他の１本のパターンのマーカーが位置するようにした。これにより、１色における２つのパターンを１つのものとして見ると、１６画素列ごとに、マーカーが存在することとなる。
【００６９】
ここで、マーカーを形成しない場合には、何番目の画素列であるかを正確に検知することができなくなるおそれがある。例えば、図１５中、左端部から１番目、２番目、・・と画素列の濃度を順次読み取っていく場合に、左端部からの距離が長くなるに従い、位置誤差が生じてしまうおそれがある。そして、位置誤差が生じて、濃度情報と画素列の位置とが正しく対応しないと、正しい濃度調整を行うことができなくなる。したがって、定期的にマーカーの位置を読み取り、そのマーカーを基準として何番目の画素列であるかを検知するようにしている。
【００７０】
例えば、図１５中、左端部から濃度を読み取る場合には、最初のマーカーまでの画素列は、１５個ある。そして、最初のマーカー（２本のパターンのうち、図中、下側のパターンのマーカー）の真上に位置する画素列は、左側から数えて１６番目の画素列であると検知する。
ここで、マーカー数は、少なすぎると、何番目の画素列であるかを正しく認識することができなくなる。一方、マーカー数が多すぎると、効率が悪くなる。したがって本実施形態では、上下合わせて１６個の画素列ごとに１つのマーカーが存在するようにした。
【００７１】
また、濃度測定パターンにおいて１つの画素内のドット数は、１以上であって最高吐出数のうち、適当な数で良い。各ドットの液滴量の揺らぎによる誤差を少なくするためには、ドット数は多い方が良いが、多すぎると隣のドットと重なり合ってしまい、各画素の濃度を測定しにくくなる。図１５の例では、１つの画素を、２つのドットから形成した例を示している。なお、本実施形態の液体吐出部は、１回の吐出で４．５ｐｌ（ピコリットル）の液滴量を有するものである。
【００７２】
以上のようにして濃度測定パターンの濃度を読み取ることで、全ての画素列について、各画素列の濃度情報（その画素列の濃度を特定することができる値）を得ることができる。また、全ての画素列の濃度情報がわかれば、平均濃度を算出することができる。さらに、その平均濃度と、各画素列の濃度との比又は差を算出する。そして、その濃度比又は濃度差に基づいて、各画素列の吐出命令信号に係るインク液滴の吐出数を変化させるように制御する。なお、このようなインク液滴の吐出数を変化させる制御は、各色ごとに独立して行う。
【００７３】
例えば、ある画素列では濃度が平均濃度より低い場合においては、その画素列の吐出命令信号に係るインク液滴の吐出数がＮであるときは、吐出数をＮより大きい数とする。これに対し、ある画素列では濃度が平均濃度より高い場合においては、その画素列の吐出命令信号に係るインク液滴の吐出数がＮであるときは、吐出数をＮより小さい数とする。
【００７４】
なお、インク液滴の吐出数を変化させる場合には、濃度情報をプリンタのメモリに予め記憶しておき、コンピュータ等の外部装置からプリンタが吐出命令信号を受信した後に、記憶された濃度情報に基づいて、インク液滴の吐出数を変化させることが挙げられる。あるいは、コンピュータ等の外部装置に濃度情報を記憶しておき、その濃度情報に基づいて濃度調整を行った（インク液滴の吐出数を変えた）吐出命令信号をプリンタに送信するようにしても良い。
【００７５】
図１６は、吐出命令信号（電気信号列）と、液体吐出部と、画素列との関係を説明する図である。
図１６において、液体吐出部列（ノズル１８列）をそれぞれＮ１〜Ｎ７とする。また、吐出命令信号をＳ１〜Ｓ６とする。さらに、これらの吐出命令信号Ｓ１〜Ｓ６に基づき形成された画素列をＰ１〜Ｐ６とする。
図中、吐出命令信号Ｓｎ（ｎ＝１〜６）は、ｎ個のドットを画素領域に形成することを示す信号である。
したがって、例えば吐出命令信号Ｓ２により、２つのドットからなる画素列Ｐ２が形成される。
【００７６】
また、図１６の例では、上述したように、１つの吐出命令信号を、隣接する複数の液体吐出部に送り、これら複数の液体吐出部によって１つの画素列を形成するようにしている。すなわち、図１６の例では、１つの吐出命令信号に対し、形成すべき画素列の真上に位置する液体吐出部からインク液滴を吐出するとともに、その両隣の液体吐出部を用いてインク液滴を吐出するように制御するものである。したがって、図１６の例では、上述した図９に示す例と同様に、本実施形態の第２形態の例を示している。
【００７７】
図１６において、例えば、吐出命令信号Ｓ３は、３つのドットからなる画素列Ｐ３を形成する信号であるが、吐出命令信号Ｓ３のうち、最初の吐出命令信号は液体吐出部Ｎ４に送られ、液体吐出部Ｎ４からインク液滴を図中、左方向に偏向吐出して、画素列Ｐ３の１つのドットを形成する。また、次の吐出命令信号は液体吐出部Ｎ３に送られ、液体吐出部Ｎ３からインク液滴を偏向なく吐出して、画素列Ｐ３の１つのドットを形成する。さらにまた、次の吐出命令信号は液体吐出部Ｎ２に送られ、液体吐出部Ｎ２からインク液滴を図中、右方向に偏向吐出して、画素列Ｐ３の１つのドットを形成する。
【００７８】
このように、複数の液体吐出部を用いて偏向吐出により画素列を形成する場合においては、Ｐｎの画素列は、３つの液体吐出部の特性の平均化されたものとなる。したがって、１つの液体吐出部が吐出不良となっている場合でも、補正できる可能性がある。
【００７９】
ここで、本発明では、必ずしも複数の液体吐出部を用いて画素列を形成する必要はない。例えばヘッドの構造としては、１つのインク液室１２に１つの発熱抵抗体１３を設け、全ての液体吐出部のノズル１８から、印画紙面に対して垂直な方向にインク液滴を吐出することで、画素列を形成しても良い。
ただし、この場合には、１つの液体吐出部が吐出不良となったときには、その液体吐出部に対応する画素列の濃度を補正することができなくなる。例えば、その両隣の液体吐出部の吐出数を増加させることでカバーできる可能性はあるが、少なくとも、吐出不良となっている液体吐出部に対応する画素列の濃度は、他の画素列に対して変化しているのであるから、目立たなくするのは困難である。
【００８０】
これに対し、本実施形態のように、１つの吐出命令信号を複数の（図１６の例では３つの）液体吐出部に割り振り、複数の液体吐出部によって１つの画素列を形成する場合には、完全に補正することができる。
例えば、図１６の例のように、３つの液体吐出部を用いて１つの画素列を形成する場合において、そのうちの１つの液体吐出部に吐出不良が発生しているときには、濃度は、約２／３（３３％低い濃度）となる。しかし、例えば吐出命令信号に係るインク液滴の吐出数を、上記した関係（Ｎ’＝Ｎ（Ａｎ／Ａｎ’）^１．７５）より、約２／３の逆数の１．７５乗、すなわち２倍にすれば、元の濃度に戻すことができる。例えば吐出数が３である場合には、吐出数を６に変化させれば、１つの液体吐出部が不吐出となっていても、正常な濃度の画素列を形成することができるようになる。
【００８１】
ただし、現実には、インク液滴の吐出数は、整数でなければならない。このため、吐出数を算出して小数点以下の数値が出た場合には、四捨五入により吐出数を整数に変換する処理を行う。
ここで、従来の単純な四捨五入による方法では、演算ごとに発生する誤差は、切り捨てていたので、累積誤差が大きくなる可能性があった。
そこで本実施形態では、演算誤差を次の入力に還元するようにしている。
【００８２】
本実施形態では、インク液滴の吐出命令信号を受けたときに、その画素列の濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して濃度調整後の液滴の吐出数を演算し、その演算により得られた演算結果を四捨五入することにより、液体吐出部から吐出すべきインク液滴の吐出数に対応する上位部のみを抽出し、抽出された上位部に対応する数のインク液滴を液体吐出部から吐出するように制御するとともに、得られた演算結果と、抽出された上位部との差を算出し、算出された差を、次のインク液滴の吐出命令信号に係るインク液滴の吐出数に対して加算するように制御する。
【００８３】
図１７は、本実施形態における四捨五入の演算の例を説明する図である。この例は、入力値を１、補正数を１４０としたときの演算例である。
図１７において、先ず、誤差拡散処理後の３ビットのデータ「００１」が入力レジスター５１に入力されると、８ビットのうちの上位３ビット（「００１０００００」）に変換される。次に、補正数である１４０の値（８ビットでは、「１０００１１００」）と、上記８ビットの入力値とが掛け算され、上位８ビットの値である「００１０００１１」が掛け算出力レジスター５２から出力される。
【００８４】
この値と、前回の演算結果の端数（図１７の例では端数が０）とが加算器５３によって加算される。そして、端数加算レジスター５４から出力される。この出力された値（「００１０００１１」）は、四捨五入処理される。この例では、４ビット目を四捨五入し、上位３ビットを出力として取り出す例を示している。したがって、上位３ビットの「００１」が出力としてラインヘッド１０側に送られる。また、四捨五入の処理の結果は、符号を合わせるために２の補数を取り、出力レジスター５５に保存され、端数処理のための加算器５６に入力される。一方、端数加算レジスター５４の出力値は、加算器５６に入力され、両者の値が加算されて端数出力レジスター５７により保存される。この値は、次回の演算において、加算器５３に入力されることにより、誤差が帰還されることとなる。
【００８５】
図１８は、本実施形態における四捨五入（誤差を次の入力に還元する方法）と、単純な四捨五入との差を説明する図である。
図１８において、「外部入力」として、
Ｙ＝１．２−ｓｉｎ（π／８０）ｘ
の値を用いた。なお、この外部入力は、上記の例でいえば、ある画素列の濃度差を算出し、その濃度差を打ち消すためのインク液滴の吐出数に該当するものであり、例えば、最初の外部入力で「１．２００」とあるのは、インク液滴の吐出数を１．２とすれば、濃度差が打ち消されることを意味している。
【００８６】
ここで、外部入力が「１．２００」である場合に、単純な四捨五入では、吐出数が「１」とされ、小数点以下の０．２は切り捨てられる。
しかし本実施形態では、四捨五入によって吐出数が「１」とされるのは上記と同様であるが、発生した誤差である「０．２」を、次の外部入力に加算するようにしている。
【００８７】
したがって、次の外部入力は「１．１６１」であるが、単純な四捨五入では、前回の演算結果とは無関係に、この１．１６１を四捨五入し、その結果発生する誤差である０．１６１を再度、切り捨てる。
これに対し、本実施形態では、「１．１６１」に前回の誤差である「０．２」を加算し、「１．３６１」とした上で四捨五入を行うようにしている。
このようにすることにより、図１８の例において、単純な四捨五入では、外部入力が変動しているにもかかわらず、出力「１」が連続してしまっているが、本実施形態の四捨五入では、出力が「０」〜「２」の範囲で変動している。
このように、端数を次に還元することで、全体として誤差のない演算が可能となる。
【００８８】
図１９は、図１８の出力値をグラフにして示すものである。図１９では、上記式に対して、単純な四捨五入の出力値と、本実施形態の誤差を還元する四捨五入の出力値とを対比して示している。
図１９に示すように、サイン波のような滑らかな入力に対して、単純な四捨五入の出力は、矩形波のような角張ったものとなる。すなわち、サイン波からの隔たりは全て演算誤差を示しているので、入力信号の変化が滑らかになればなるほど誤差が目立つ部分が多くなることを示している。
【００８９】
これに対し、本実施形態の四捨五入による出力値は、一度出力の状態が決まっても誤差が多い状態ではすぐに出力がその誤差を緩和する方向に動くので、細かい変化を繰り返しながら移動平均値が入力に合うように変化する。
図２０は、図１９の両出力値を、適当なローパスフィルターを通して高域成分を減衰させた例を示すものである。
【００９０】
ここで、四捨五入の誤差を無視できない場合に、それを軽減、あるいは実用上問題のないレベルに抑えるためには、通常、その系で用いられている処理ビット数よりも大きなビットを割り当てるようにしている。
図１９の例では、小数点以下で四捨五入したので誤差が目立つが、小数点以下を何桁用いても良ければ、単純な四捨五入であっても問題のないレベルにまで誤差を小さくすることができる。
【００９１】
しかし、プリンタの吐出命令数のようなものでは、ビット数の選択余地がほとんどなく、特にサーマル方式のような単一の吐出でのインク液滴量が固定されている場合には、２値しかとれないと考えて良い。それに加え、ドット密度が上がればドット同士が重なり合ったり融合したりして濃度が変調される。それを人間の目が持つ積分効果で、実質、ローパスフィルターを通したことと同じ状況が印画結果として得られる。このような観点から、図２０のような見方は現実に近いものを見ることになる。したがって、このローパスフィルターも有効に作用する結果、図２０に見られるように、誤差還元を含む四捨五入は、単純な四捨五入よりもはるかに誤差の少ない結果を提供することができる。
【００９２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）本実施形態では、全ての画素列について、平均濃度の差を求め、それに応じて濃度調整を行うようにしたが、どの程度の差があれば濃度調整を行うようにするかは、任意である。例えば、画素列の濃度が平均濃度に対してわずかに差がある程度であっても濃度調整を行うようにすれば、処理がそれだけ多くなるが、より均一な濃度を得ることができる。これに対し、目視で（人間の目で）濃度不良と判定される程度に濃度ムラのある画素列に対してだけ濃度調整を行うようにすれば、濃度調整処理を少なくすることができる。
【００９３】
（２）本実施形態では、ラインヘッド１０を適用した例を示したが、ラインヘッド１０に限らず、主走査方向にヘッドを移動させつつインク液滴を吐出し、副走査方向に印画紙を搬送する構造を有する、シリアル方式のプリンタに対しても、本発明を適用することができる。
シリアル方式のヘッドは、ラインヘッド１０の１つのヘッド１１を、ライン方式に対して９０度回転させた位置に取り付けたものである。すなわち、シリアル方式では、液体吐出部の並び方向は、シリアル方式における副走査方向となる。
そして、ヘッドの移動方向（シリアル方式における主走査方向）に並ぶ全ての画素列について均一に一定濃度を与えるインク液滴の吐出命令信号を与え、各液体吐出部から所定数のインク液滴を吐出させて印画紙上に濃度測定パターンを形成する。その濃度測定パターンの濃度を読み取ることにより、画素列ごとの濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係を求める。
【００９４】
そして、本実施形態と同様に、インク液滴の吐出命令信号を受けたときに、画素列ごとに、既に求めておいたその画素列の濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、その吐出命令信号に係るインク液滴の吐出数に対して液体吐出部から実際に吐出する液滴の吐出数を異ならせることで、その吐出命令信号に対応する画素列の濃度を調整するように制御すれば良い。
【００９５】
（３）また、本発明をシリアル方式に適用する場合には、本実施形態で説明した偏向吐出が可能なヘッドでも良く、あるいは、ノズルから印画紙面に対して略垂直な方向にのみインク液滴を吐出させる（偏向吐出を行わない）ヘッドでも良い。
（４）本実施形態の吐出方向制御手段は、２方向吐出及び３方向吐出の例を示したが、何方向吐出であっても良い。いいかえれば、１つの画素列を形成する場合に、何個の液体吐出部を用いても良い。
【００９６】
（５）本実施形態では、２分割した発熱抵抗体１３のそれぞれに流れる電流値を変えて、２分割した発熱抵抗体１３上でインク液滴が沸騰するに至る時間（気泡発生時間）に時間差を設けるようにしたが、これに限らず、同一の抵抗値を有する２分割した発熱抵抗体１３を並設するともに、電流を流す時間のタイミングに差異を設けるものであっても良い。例えば２つの発熱抵抗体１３ごとに、それぞれ独立したスイッチを設け、各スイッチを時間差をもってオンにすれば、各発熱抵抗体１３上のインクに気泡が発生するに至る時間に時間差を設けることができる。さらには、発熱抵抗体１３に流れる電流値を変えることと、電流を流す時間に時間差を設けたものとを組み合わせて用いても良い。
【００９７】
（６）本実施形態では、１つのインク液室１２内で発熱抵抗体１３を２つ並設した例を示したが、２分割としたのは、耐久性を有することが十分に実証されており、かつ回路構成も簡素化できるからである。しかし、これに限らず、１つのインク液室１２内において３つ以上の発熱抵抗体１３を並設したものを用いることも可能である。
【００９８】
（７）本実施形態では発熱抵抗体１３を例に挙げたが、抵抗以外のものから構成した発熱素子を用いても良い。また、発熱素子に限らず、他の方式のエネルギー発生素子を用いたものでも良い。例えば、静電吐出方式やピエゾ方式のエネルギー発生素子が挙げられる。
静電吐出方式のエネルギー発生素子は、振動板と、この振動板の下側に、空気層を介した２つの電極を設けたものである。そして、両電極間に電圧を印加し、振動板を下側にたわませ、その後、電圧を０Ｖにして静電気力を開放する。このとき、振動板が元の状態に戻るときの弾性力を利用してインク液滴を吐出するものである。
【００９９】
この場合には、各エネルギー発生素子のエネルギーの発生に差異を設けるため、例えば振動板を元に戻す（電圧を０Ｖにして静電気力を開放する）ときに２つのエネルギー発生素子間に時間差を設けるか、又は印加する電圧値を２つのエネルギー発生素子で異なる値にすれば良い。
また、ピエゾ方式のエネルギー発生素子は、両面に電極を有するピエゾ素子と振動板との積層体を設けたものである。そして、ピエゾ素子の両面の電極に電圧を印加すると、圧電効果により振動板に曲げモーメントが発生し、振動板がたわみ、変形する。この変形を利用してインク液滴を吐出するものである。
【０１００】
この場合にも、上記と同様に、各エネルギー発生素子のエネルギーの発生に差異を設けるため、ピエゾ素子の両面の電極に電圧を印加するときに２つのピエゾ素子間に時間差を設けるか、又は印加する電圧値を２つのピエゾ素子で異なる値にすれば良い。
【０１０１】
（８）上記実施形態では、ノズル１８の並び方向にインク液滴の吐出方向を偏向できるようにした。これは、ノズル１８の並び方向に分割した発熱抵抗体１３を並設したからである。しかし、ノズル１８の並び方向とインク液滴の偏向方向とは、必ずしも完全に一致している必要はなく、多少のずれがあっても、ノズル１８の並び方向とインク液滴の偏向方向とが完全に一致しているときと略同一の効果が期待できる。したがって、この程度のずれがあっても差し支えない。
（９）本実施形態で示した四捨五入等の処理は、ハードウェア（演算回路等）を用いて実現することの他に、ソフトウェアを用いても実現することもできる。
【０１０２】
（１０）上記実施形態ではヘッド１１をプリンタに適用した例に挙げたが、本発明のヘッド１１は、プリンタに限ることなく、種々の液体吐出装置に適用することができる。例えば、生体試料を検出するためのＤＮＡ含有溶液を吐出するための装置に適用することも可能である。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば、液体吐出部の特性のばらつきに起因する濃度ムラを、印画速度の低下等を招くことなく、かつハードウェアやメモリ等の増大を招くことなく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体吐出装置を適用したインクジェットプリンタのヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】ラインヘッドの実施形態を示す平面図である。
【図３】ヘッドの発熱抵抗体の配置をより詳細に示す平面図及び側面の断面図である。
【図４】分割した発熱抵抗体を有する場合に、各々の発熱抵抗体によるインクの気泡発生時間差と、インク液滴の吐出角度との関係を示すグラフである。
【図５】インク液滴の吐出方向の偏向を説明する図である。
【図６】１画素に隣接する液体吐出部からそれぞれインク液滴を着弾させた例であって、偶数個の吐出方向に設定した例を示す図である。
【図７】インク液滴の左右対称方向への偏向吐出と、直下への吐出方向との双方により、奇数個の吐出方向に設定した例を示す図である。
【図８】２方向吐出（吐出方向数が偶数）の場合において、吐出命令信号に基づき、液体吐出部によって印画紙上に各画素を形成する過程を示す図である。
【図９】３方向吐出（吐出方向数が奇数）の場合において、吐出命令信号に基づき、液体吐出部によって印画紙上に各画素を形成する過程を示す図である。
【図１０】本実施形態における濃度調整方法の概略を説明する図である。
【図１１】インク液滴の吐出数（個）と、相対吐出液滴量との関係を示す図である。
【図１２】各液体吐出部から４色のインクでの吐出数ごとの濃度分布特性を測定した結果の一部を示す図である。
【図１３】黄色（Ｙ）、赤紫（Ｍ）、緑青（Ｃ）、及び黒（Ｋ）について測定したデータとその平均値、相対濃度、全色の平均相対濃度等を示す図である。
【図１４】図１３をグラフ化したものである。
【図１５】濃度測定パターンを説明する図である。
【図１６】吐出命令信号と、液体吐出部と、画素列との関係を説明する図である。
【図１７】本実施形態における四捨五入の演算の例を説明する図である。
【図１８】本実施形態における四捨五入（誤差を次の入力に還元する方法）と、単純な四捨五入との差を説明する図である。
【図１９】図１８の出力値をグラフにして示す図であり、単純な四捨五入の出力値と、本実施形態の誤差を還元する四捨五入の出力値とを対比して示すものである。
【図２０】図１９の両出力値を、適当なローパスフィルターを通して高域成分を減衰させた例を示す図である。
【図２１】画像処理による濃度ムラの一般的な補正方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０ラインヘッド
１１ヘッド
１２インク液室
１３発熱抵抗体
１８ノズル

Claims

ノズルを有する液体吐出部を複数並設したヘッドを備え、前記液体吐出部の前記ノズルから吐出された液滴を液滴着弾対象物上に着弾させてドットを形成するとともに、ドット配列によって中間階調を表現可能な液体吐出装置の濃度調整方法であって、
主走査方向における全ての画素列について均一に一定濃度を与える液滴の吐出命令信号を与え、各前記液体吐出部から所定数の液滴を吐出することにより液滴着弾対象物上に濃度測定パターンを形成し、その濃度測定パターンの濃度を読み取ることにより、画素列ごとの濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係を求めておき、
液滴の吐出命令信号を受けたときに、画素列ごとに、既に求めておいたその画素列の濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して前記液体吐出部から実際に吐出する液滴の吐出数を異ならせることで、その吐出命令信号に対応する画素列の濃度を調整するように制御する
ことを特徴とする液体吐出装置の濃度調整方法。
請求項１に記載の液体吐出装置の濃度調整方法において、
入力画像情報に対し、画像処理、及び誤差拡散を含む階調処理を、全ての前記液体吐出部により形成されるドット配列の濃度が一定であるものとして行った後に変換された吐出命令信号に対して、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数と異なる吐出数の液滴を前記液体吐出部から吐出することで、その吐出命令信号に対応する画素列の濃度を調整するように制御する
ことを特徴とする液体吐出装置の濃度調整方法。
請求項１に記載の液体吐出装置の濃度調整方法において、
前記液体吐出装置は、
各前記液体吐出部の前記ノズルから吐出する液滴の吐出方向を、前記液体吐出部の並び方向において複数の方向に可変とした吐出方向可変手段と、
前記吐出方向可変手段を用いて、近隣に位置する少なくとも２つの異なる前記液体吐出部からそれぞれ異なる方向に液滴を吐出して、同一画素列に各液滴を着弾させて画素列を形成するか又は同一画素領域に各液滴を着弾させて画素を形成することにより、近隣に位置する少なくとも２つの異なる前記液体吐出部を用いて１つの前記画素列又は１つの前記画素を形成するように液滴の吐出を制御する吐出方向制御手段とを備える
ことを特徴とする液体吐出装置の濃度調整方法。
請求項１に記載の液体吐出装置の濃度調整方法において、
液滴の吐出命令信号を受けたときに、その画素列の濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して濃度調整後の液滴の吐出数を演算し、
その演算により得られた演算結果を四捨五入することにより、前記液体吐出部から吐出すべき液滴の吐出数に対応する上位部のみを抽出し、
抽出された上位部に対応する数の液滴を、前記液体吐出部から吐出するように制御するとともに、
得られた前記演算結果と、抽出された前記上位部との差を算出し、
算出された差を、次の液滴の吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して加算する
ことを特徴とする液体吐出装置の濃度調整方法。
請求項１に記載の液体吐出装置の濃度調整方法において、
前記液体吐出装置は、画像読み取り装置を備え、
前記画像読み取り装置により、液滴着弾対象物上に形成した濃度測定パターンの濃度を読み取る
ことを特徴とする液体吐出装置の濃度調整方法。
ノズルを有する液体吐出部を複数並設したヘッドを備え、前記液体吐出部の前記ノズルから吐出された液滴を液滴着弾対象物上に着弾させてドットを形成するとともに、ドット配列によって中間階調を表現可能な液体吐出装置と、
前記液体吐出装置により形成されたドット配列の濃度を読み取り可能な画像読み取り装置と
を含む、液体吐出装置の濃度調整システムであって、
前記液体吐出装置に対し、主走査方向における全ての画素列について均一に一定濃度を与える液滴の吐出命令信号を与え、各前記液体吐出部から所定数の液滴を吐出することにより、液滴着弾対象物上に濃度測定パターンを形成させる第１手段と、
前記第１手段により形成された濃度測定パターンの濃度を、前記画像読み取り装置により読み取らせる第２手段と、
前記第２手段による濃度測定パターンの読取り結果に基づいて、画素列ごとの濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係を取得する第３手段と、
前記第３手段により取得した濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係を記憶しておく第４手段と、
液滴の吐出命令信号を受けたときに、画素列ごとに、前記第４手段により記憶された濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して前記液体吐出部から実際に吐出する液滴の吐出数を異ならせることで、その吐出命令信号に対応する画素列の濃度を調整するように制御する第５手段と
を備えることを特徴とする液体吐出装置の濃度調整システム。
請求項６に記載の液体吐出装置の濃度調整システムにおいて、
前記第５手段は、入力画像情報に対し、画像処理、及び誤差拡散を含む階調処理を、全ての前記液体吐出部により形成されるドット配列の濃度が一定であるものとして行った後に変換された吐出命令信号に対して、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数と異なる吐出数の液滴を前記液体吐出部から吐出することで、その吐出命令信号に対応する濃度を調整するように制御する
ことを特徴とする液体吐出装置の濃度調整システム。
請求項６に記載の液体吐出装置の濃度調整システムにおいて、
前記液体吐出装置は、
各前記液体吐出部の前記ノズルから吐出する液滴の吐出方向を、前記液体吐出部の並び方向において複数の方向に可変とした吐出方向可変手段と、
前記吐出方向可変手段を用いて、近隣に位置する少なくとも２つの異なる前記液体吐出部からそれぞれ異なる方向に液滴を吐出して、同一画素列に各液滴を着弾させて画素列を形成するか又は同一画素領域に各液滴を着弾させて画素を形成することにより、近隣に位置する少なくとも２つの異なる前記液体吐出部を用いて１つの前記画素列又は１つの前記画素を形成するように液滴の吐出を制御する吐出方向制御手段とを備える
ことを特徴とする液体吐出装置の濃度調整システム。
請求項６に記載の液体吐出装置の濃度調整システムにおいて、
前記第５手段は、
液滴の吐出命令信号を受けたときに、前記第４手段により記憶されたその画素列の濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して濃度調整後の液滴の吐出数を演算する第６手段と、
前記第６手段により得られた演算結果を四捨五入することにより、前記液体吐出部から吐出すべき液滴の吐出数に対応する上位部のみを抽出する第７手段と、
前記第７手段により抽出された上位部に対応する数の液滴を、前記液体吐出部から吐出する第８手段と、
前記第６手段による演算結果と、前記第７手段により抽出された上位部との差を算出する第９手段と、
前記第９手段により算出された差を、次の液滴の吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して加算する第１０手段とを備える
ことを特徴とする液体吐出装置の濃度調整システム。
請求項６に記載の液体吐出装置の濃度調整システムにおいて、
前記画像読み取り装置は、前記液体吐出装置に設けられている
ことを特徴とする液体吐出装置の濃度調整システム。
ノズルを有する液体吐出部を複数並設したヘッドを備え、前記液体吐出部の前記ノズルから吐出された液滴を液滴着弾対象物上に着弾させてドットを形成するとともに、ドット配列によって中間階調を表現可能な液体吐出装置であって、
主走査方向における全ての画素列について均一に一定濃度を与える液滴の吐出命令信号に従い、各前記液体吐出部から所定数の液滴を吐出することにより、液滴着弾対象物上に濃度測定パターンを形成させる第１手段と、
前記第１手段により形成された濃度測定パターンの濃度が読み取られることによって求められた、画素列ごとの濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係を記憶しておく第２手段と、
液滴の吐出命令信号を受けたときに、画素列ごとに、前記第２手段によって記憶された濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して前記液体吐出部から実際に吐出する液滴の吐出数を異ならせることで、その吐出命令信号に対応する画素列の濃度を調整するように制御する第３手段と
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１１に記載の液体吐出装置において、
各前記液体吐出部の前記ノズルから吐出する液滴の吐出方向を、前記液体吐出部の並び方向において複数の方向に可変とした吐出方向可変手段と、
前記吐出方向可変手段を用いて、近隣に位置する少なくとも２つの異なる前記液体吐出部からそれぞれ異なる方向に液滴を吐出して、同一画素列に各液滴を着弾させて画素列を形成するか又は同一画素領域に各液滴を着弾させて画素を形成することにより、近隣に位置する少なくとも２つの異なる前記液体吐出部を用いて１つの前記画素列又は１つの前記画素を形成するように液滴の吐出を制御する吐出方向制御手段と
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
請求項１１に記載の液体吐出装置において、
前記第３手段は、
液滴の吐出命令信号を受けたときに、前記第２手段により記憶されたその画素列の濃度情報、及び液滴の吐出数と濃度との関係に基づいて、その吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して濃度調整後の液滴の吐出数を演算する第４手段と、
前記第４手段により得られた演算結果を四捨五入することにより、前記液体吐出部から吐出すべき液滴の吐出数に対応する上位部のみを抽出する第５手段と、
前記第５手段により抽出された上位部に対応する数の液滴を、前記液体吐出部から吐出する第６手段と、
前記第４手段による演算結果と、前記第５手段により抽出された上位部との差を算出する第７手段と、
前記第７手段により算出された差を、次の液滴の吐出命令信号に係る液滴の吐出数に対して加算する第８手段とを備える
ことを特徴とする液体吐出装置。
請求項１１に記載の液体吐出装置において、
前記第１手段により形成された濃度測定パターンの濃度を読み取る第９手段を備える
ことを特徴とする液体吐出装置。