JP2006044113A - ライン式インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 インク吐出量のばらつきを簡単に補正する。
【解決手段】 ノズル及び圧力室を含む個別インク流路が複数形成された流路ユニット、及び圧力室に関連して設けられた個別電極を有するヘッド本体を備えている。ヘッド本体には複数のノズルを含むブロックが複数設定されている。３階調印刷において４種類の吐出波形を生成するパルス生成部１４８と、ブロックにおけるノズル１つ当たりのインク吐出量の差が、全てのブロックにおいて各階調の波形パターンが同じ場合よりも小さくなるような波形パターンの組み合わせを、各ブロックについて記憶する波形記憶部１４６と、波形記憶部１４６に基づいて波形パターンを選択し、選択された波形パターンを個別電極に出力する選択部１４７とを備えている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ノズルからインクを吐出して画像を形成するライン式インクジェットプリンタに関する。

インクジェットヘッドは、インクが吐出される多数のノズルと各ノズルに連通するインク流路とを備えている。インク流路には、インクを吐出するための圧力を発生させる圧力室が含まれている。ノズルから印刷媒体に対して所望の量のインクを吐出することにより、印刷媒体に画像を形成することができる（階調印刷）。このようなインクジェットヘッドにおいては、流路ユニットの寸法精度及び組み立て精度のばらつき等により、ノズル毎のインク吐出量にばらつきが生じることがある。特に、印刷媒体に対してシングルパスで画像を形成するライン式インクジェットプリンタのインクジェットヘッドにおいては、インク吐出面が一方向に長く延在しているため、流路ユニットの寸法精度及び組み立て精度のばらつきが大きくなりやすい。このインク吐出量のばらつきは、印刷媒体に形成される画像において濃度ムラとなって表れることがある。そこで、ノズル毎のインク吐出量を検出して補正テーブルを作成し、印刷時に補正テーブルを用いてノズル毎にインク吐出量の補正を個別に行う技術が知られている。（特許文献１参照）。これにより、ノズル間のインク吐出量のばらつきを確実に抑制し、印刷媒体に形成された画像の濃度ムラを効率よく低減することができる。

特開平５−６９５４５号公報（図１）

上述した技術によると、全てのノズルにおけるインク吐出量のばらつきに対応するため、全てのノズルに個別の補正を行うことになる。ライン式インクジェットプリンタはシリアル式インクジェットプリンタと比較してノズルの数が多くなるため、補正するための計算量が膨大になり、印刷時のスループットが低下する。

本発明の主たる目的は、ノズルのインク吐出量のばらつきを簡単に補正することができるライン式インクジェットプリンタを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のライン式インクジェットプリンタは、それぞれがノズルに連通した複数の圧力室が形成された流路ユニット、及び、それぞれが前記圧力室に関連して設けられた複数の個別電極を有するインクジェットヘッドと、前記ノズルから互いに異なる量のインクを吐出させるためのｎ種類（ｎ：３以上の自然数）の吐出波形を生成する吐出波形発生手段と、前記ｎ種類の吐出波形の中のｍ種類（ｍ：２以上ｎ−１以下の自然数）の前記吐出波形を用いて前記ノズルからインクを吐出する階調印刷が行われたときに、それぞれが一又は複数のノズルを含むように前記インクジェットヘッドに設けられた複数のブロック同士におけるノズル１つ当たりのインク吐出量の差が、すべての前記ブロックについてｍ種類の前記吐出波形の組み合わせが同じ場合よりも小さくなるように、前記複数のブロックの各々についてｍ種類の前記吐出波形の組み合わせを記憶する吐出波形記憶手段と、前記ｎ種類の吐出波形の中から前記吐出波形記憶手段に記憶された組み合わせに係るｍ種類の前記吐出波形を前記複数のブロックの各々について選択し、選択された吐出波形を前記個別電極に出力する選択手段とを備えている。

本発明によると、ブロック単位で吐出波形の組み合わせを変えることにより、階調印刷が行われたときのブロック同士におけるノズル１つ当たりのインク吐出量のばらつきを簡単に補正することができる。これにより、印刷時のスループットを維持しつつ濃度ムラの少ない高画質画像を印刷することが可能となる。

また、別の観点から見て本発明のライン式インクジェットプリンタは、それぞれがノズルに連通した複数の圧力室が形成された流路ユニット、及び、それぞれが前記圧力室に関連して設けられた複数の個別電極を有するインクジェットヘッドと、前記ノズルから互いに異なる量のインクを吐出させるためのｎ種類（ｎ：３以上の自然数）の吐出波形を生成する吐出波形発生手段と、それぞれが一又は複数のノズルを含むように前記インクジェットヘッドに設けられた複数のブロックを、各ブロックにおけるノズル１つ当たりのインク吐出量に応じてランク分けしたテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、前記テーブル記憶手段に記憶された前記テーブルに基づいて、前記ｎ種類の吐出波形の中のｍ種類（ｍ：２以上ｎ−１以下の自然数）の前記吐出波形を用いて前記ノズルからインクを吐出する階調印刷が行われたときに、前記ブロック同士におけるノズル１つ当たりのインク吐出量の差が、すべての前記ブロックについてｍ種類の前記吐出波形の組み合わせが同じ場合よりも小さくなるような吐出波形の組み合わせを前記複数のブロックの各々について決定する吐出波形決定手段と、前記吐出波形決定手段によって決定された吐出波形の組み合わせを、前記複数のブロックの各々について記憶する吐出波形記憶手段と、前記ｎ種類の吐出波形の中から前記吐出波形記憶手段に記憶された組み合わせに係るｍ種類の前記吐出波形を前記複数のブロックの各々について選択し、選択された吐出波形を前記個別電極に出力する選択手段とを備えている。

本発明によると、印刷環境の変化に応じて、吐出波形の組み合わせを適宜変更することにより、ブロック単位で吐出波形の組み合わせを変えることができる。これにより、階調印刷が行われたときのブロック同士におけるノズル１つ当たりのインク吐出量のばらつきを簡単に補正することができる。

本発明においては、前記インクジェットヘッドが、印刷媒体の搬送方向に延びたＮ−１本（Ｎ：２以上の自然数）の仮想線によってＮ個の前記ブロックに区分されていることが好ましい。これによると、画質に大きな悪影響を与えるインクジェットヘッドの長手方向に関するインク吐出量のばらつきを抑制することができる。

このとき、前記仮想線が、前記搬送方向と直交する方向に沿った前記インクジェットヘッドの構造上の変化点を通過していることがより好ましい。一例として、前記複数の圧力室に跨るように延在した圧電シートと、前記複数の個別電極と共に前記圧電シートを挟む共通電極とをさらに備えており、前記複数の個別電極のそれぞれが、前記圧電シート上において各圧力室に対向する位置に配置されており、前記インクジェットヘッドが、前記圧電シート、前記共通電極及び前記個別電極を含んでおり且つそれぞれが台形形状を有する複数のアクチュエータユニットが隣接する前記アクチュエータユニットと斜辺同士が前記搬送方向に関して重なり合うように前記流路ユニット上に配置されたものであるときに、前記仮想線が、各アクチュエータユニットを画定する斜辺と短辺とを接続する頂点を通過していることが好ましい。これによると、インクジェットヘッドの構造を考慮した、より適切な補正を行うことが可能となる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。

まず、図１を参照して、本発明に係る実施の形態のインクジェットプリンタについて説明する。図１に示すプリンタ１は、平面視において図１紙面と直交する方向に細長い矩形である４つの固定されたインクジェットヘッド２を有するラインヘッド型カラーインクジェットプリンタである。プリンタ１には、図中下方に給紙装置１４が、図中上方に紙受け部１６が、図中中央部に搬送ユニット２０がそれぞれ設けられている。さらに、プリンタ１には、これらの動作を制御する制御部１００（図６参照）が備えられている。

給紙装置１４は、積層された複数の矩形印刷用紙Ｐを収容可能な用紙収容部１５と、用紙収容部１５内において最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ搬送ユニット２０に向けて送り出す給紙ローラ４５とを有している。用紙収容部１５内には、印刷用紙Ｐがその長辺と平行な方向に給紙されるように収容されている。用紙収容部１５と搬送ユニット２０との間には、搬送経路に沿って、二対の送りローラ１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂが配置されている。給紙装置１４から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１８ａ、１８ｂによって図１中上方へ送られ、その後送りローラ１９ａ、１９ｂによって搬送ユニット２０に向けて左方へと送られる。

給紙ローラ４５の回転軸は、用紙収容部１５の内側壁（図示せず）と直交する方向に対して、内側壁から遠いほど搬送ユニットに近づくように３°傾いている。そのため、給紙ローラ４５によってピックアップされた印刷用紙Ｐは、印刷用紙Ｐの一方の長辺が用紙収容部１５の内側壁に強制的に近づけられるように、用紙収容部１５の内側壁からやや傾いた方向に進行する。用紙収容部１５の内側壁は、搬送ユニット２０による印刷用紙Ｐの搬送方向と平行である。そして、印刷用紙Ｐの一方の短辺が送りローラ１８ａ、１８ｂに達する前に、印刷用紙Ｐの一方の長辺が用紙収容部１５の内側壁と当接する。その後、印刷用紙Ｐは、印刷用紙Ｐの一方の長辺と用紙収容部１５の内側壁とが当接した状態のまま、用紙収容部１５の内側壁に沿って送りローラ１８ａ、１８ｂに向けて進行する。このように給紙ローラ４５を用紙収容部１５の内側壁に対して傾けるという簡単な構成によって、印刷用紙Ｐの連続供給を確保しつつ、印刷用紙Ｐの斜行を補正することができるようになっている。そして、送りローラ１８ａ、１８ｂによって狭持された印刷用紙Ｐは、送りローラ１９ａ、１９ｂを経て搬送ユニット２０に向けて送り出される。

搬送ユニット２０は、エンドレスの搬送ベルト１１と、搬送ベルト１１が巻き掛けられた２つのベルトローラ６、７とを備えている。搬送ベルト１１の長さは、２つのベルトローラ６、７間に巻き掛けられた搬送ベルト１１に所定の張力が発生するような長さに調整されている。２つのベルトローラ６、７に巻き掛けられることによって、搬送ベルト１１には、ベルトローラ６、７の共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面が形成されている。これら２つの平面のうちインクジェットヘッド２と対向する方が印刷用紙Ｐの搬送面２７となる。給紙装置１４から送り出された印刷用紙Ｐは、その上面（印刷面）にインクジェットヘッド２によって印刷が施されつつ搬送ベルト１１によって形成された搬送面２７上を搬送されて、紙受け部１６に到達する。紙受け部１６では、印刷が施された複数の印刷用紙Ｐが重なり合うように載置される。

４つのインクジェットヘッド２は、それぞれ、その下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３は、後述するように、ノズル８に連通した圧力室を１０含む個別インク流路３２が多数形成された流路ユニット４（図４参照）と、多数の圧力室１０のうち、所望の圧力室１０内のインクに圧力を与えることができるアクチュエータユニット２１とが貼り合わされたものである。

ヘッド本体１３は、平面視において図１紙面と直交する方向に細長い直方体形状を有している。４つのヘッド本体１３は、図１紙面における左右方向に沿って互いに近接配置されている。４つのヘッド本体１３の各底面（インク吐出面）には、微小径を有する多数のノズル８が設けられている（図２参照）。ノズル８から吐出されるインク色は、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかであって、１つのヘッド本体１３に属する多数のノズル８から吐出されるインク色は同じである。なおかつ、４つのヘッド本体１３に属する多数のインク吐出口からは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色から選択された互いに異なる色のインクが吐出される。

ヘッド本体１３の底面と搬送ベルト１１の搬送面２７との間には、僅かな隙間が形成されている。印刷用紙Ｐは、この隙間を貫通する搬送経路に沿って図１中右から左へと搬送される。４つのヘッド本体１３の下方を印刷用紙Ｐが順次通過する際、印刷用紙Ｐの上面に向けてノズル８からインクが画像データに応じて吐出されることで、印刷用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。

搬送ベルト１１の外周面１１ａには、粘着性のシリコンゴムによる処理が施されている。したがって、搬送ユニット２０は、一方のベルトローラ６が図中反時計回り（図１中の矢印Ａ方向）に回転することによって、送りローラ１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂによって搬送されてくる印刷用紙Ｐを、搬送ベルト１１の外周面１１ａにその粘着力によって保持しながら紙受け部１６に向けて搬送できる。

２つのベルトローラ６、７は、搬送ベルト１１の内周面１１ｂと接している。搬送ユニット２０の２つのベルトローラ６、７のうち、搬送経路の下流側に位置するベルトローラ６は、搬送モータ７４と接続されている。搬送モータ７４は、制御部１００の制御に基づいて回転駆動される。他方のベルトローラ７は、ベルトローラ６の回転に伴って搬送ベルト１１から付与される回転力によって回転する従動ローラである。

ベルトローラ７の近傍にはニップローラ３８とニップ受けローラ３９とが、搬送ベルト１１を挟むように配置されている。ニップローラ３８及びニップ受けローラ３９は、ベルトローラ７の軸方向の長さと略同等の長さを有する回転自在の筒体を備えている。ニップローラ３８は、搬送ユニット２０に供給された印刷用紙Ｐを搬送面２７に押し付けることができるように、図示しないばねによって下方に付勢されている。そしてニップローラ３８とニップ受けローラ３９とが、搬送ベルト１１と共に印刷用紙Ｐを挟み込むため、印刷用紙Ｐは搬送面２７に確実に粘着させられる。

搬送ユニット２０の図１中左方には剥離プレート４０が設けられている。剥離プレート４０は、その右端が印刷用紙Ｐと搬送ベルト１１との間に入り込むことによって、搬送ベルト１１の搬送面２７に粘着させられているカット紙を搬送面２７から剥離する。

搬送ユニット２０と紙受け部１６との間には、二対の送りローラ２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂが配置されている。搬送ユニット２０から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ２１ａ、２１ｂによって図１中上方へ送られ、送りローラ２２ａ、２２ｂによって紙受け部１６へ送られる。

図１に示すように、ニップローラ３８と最も上流側にあるインクジェットヘッド２との間には、発光素子と受光素子とから構成される光学センサである紙面センサ３３が配置されている。紙面センサ３３は、搬送経路上の検出位置に向けて発光素子から光を照射し、受光素子で反射光を受光する。紙面センサ３３からの出力信号レベルは、検出位置上における印刷用紙Ｐの有無による反射光の強さの違いを反映している。つまり、出力信号レベルが急激に増加した時刻に、印刷用紙Ｐの先端が検出位置に到達したことになる。紙面センサ３３からの出力信号によって印刷用紙Ｐの先端が検出位置に到達したことが分かるので、それに合わせて印刷信号がインクジェットヘッド２に供給される。

次に、図２及び図３を参照して、ヘッド本体１３の詳細について説明する。図２は、図１に示したヘッド本体１３の平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれたブロックの拡大平面図である。図２及び図３に示すように、ヘッド本体１３は、圧力室群９を構成する多数の圧力室１０やノズル８が形成された流路ユニット４を有している。流路ユニット４の上面には、千鳥状になって２列に配列された複数の台形のアクチュエータユニット２１が接着されている。より詳細には、各アクチュエータユニット２１は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士が、流路ユニット４の幅方向にオーバーラップしている。

アクチュエータユニット２１の接着領域に対向した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。図３に示すように、インク吐出領域の表面には、多数のノズル８がマトリクス状に多数配列されている。１つのノズル８に連通された圧力室１０もマトリクス状に配列されており、１つのアクチュエータユニット２１の接着領域に対向した流路ユニット４の下面に存在する複数の圧力室１０が、１つの圧力室群９を構成している。

また、各ノズル８は、先細形状のノズルとなっており、平面形状が略菱形の圧力室１０、及びアパーチャ１２を介してマニホールド５の分岐流路である副マニホールド５ａと連通している。流路ユニット４の上面に設けられているマニホールド５の開口部５ｂは、図示しないインク流出流路と接合されている。そして、図示しないインクタンクからインク流出流路を介して流路ユニット４にインクが供給されるようになっている。尚、図２及び図３において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１０（圧力室群９）、開口部５ｂ、アパーチャ１２を実線で描いている。

次に、図４を参照して、ヘッド本体１３の断面構造について詳細に説明する。図４は、図３のIV−IV線における断面図である。図４に示すように、ヘッド本体１３は、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とが貼り合わされたものである（図２参照）。そして、流路ユニット４は、上から、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０が積層された積層構造を有している。

キャビティプレート２２は、圧力室１０となるほぼ菱形の孔が多数形成された金属プレートである。ベースプレート２３は、各圧力室１０とこれに対応するアパーチャ１２とを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。アパーチャプレート２４は、各アパーチャ１２となる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。サプライプレート２５は、各アパーチャ１２と副マニホールド５ａとを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、副マニホールド５ａとなる孔、及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための多数の連通孔が形成された金属プレートである。カバープレート２９は、各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。ノズルプレート３０は、ノズル８が多数形成された金属プレートである。これら９枚の金属プレートは、個別インク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層される。

次に、図５を参照して、アクチュエータユニット２１の構成について説明する。図５（ａ）はアクチュエータユニット２１と圧力室１０との部分拡大断面図であり、図５（ｂ）はアクチュエータユニット２１の表面に形成された個別電極の形状を示す平面図である。

図５（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４が積層された積層構造を有している。これら圧電シート４１〜４４は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成されている。いずれの圧電シート４１〜４４も、ヘッド本体１３内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。

最上層の圧電シート４１上には、各圧力室１０に対向する個別電極３５が形成されている。最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、シート全面に形成された略２μｍの厚みの共通電極３４が介在している。なお、圧電シート４２と圧電シート４３の間に、電極は配置されていない。これら個別電極３５及び共通電極３４は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。

個別電極３５は、略１μｍの厚みで、図５（ｂ）に示すように、図３に示した圧力室１０とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。略菱形の個別電極３５における鋭角部の一方は延出され、その先端に、個別電極３５と電気的に接続された、略１６０μｍの径を有する円形のランド部３６が設けられている。ランド部３６は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図５（ａ）に示すように、個別電極３５における延出部表面上に接着されている。

共通電極３４は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。また、個別電極３５は、各圧力室１０に対応して選択的に電位を制御することができるように、各個別電極３５ごとに、制御部１００の一部である図示しないドライバＩＣに電気的に接続されている。

次に、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット２１における圧電シート４１の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、圧力室１０とは離れた）１枚の圧電シート４１を活性部が存在する層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い）３枚の圧電シート４２〜４４を非活性部とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極３５を正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート４１中の電極に挟まれた電界印加部分が活性部として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まない。そのため、上層の圧電シート４１と下層の圧電シート４２〜４４との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、図５（ａ）に示したように、圧電シート４１〜４４の下面は圧力室を区画するキャビティプレート２２の上面に固定されているので、結果的に圧電シート４１〜４４は圧力室側へ凸になるように変形する。さらに、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。その後、個別電極３５を共通電極３４と同じ電位に戻すと、圧電シート４１〜４４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド５側から吸い込む。

実際の駆動手順は、予め個別電極３５を共通電極３４より高い電位（以下高電位と称す）にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位（以下低電位と称す）とし、その後所定のタイミングにて再び高電位とする。これにより、個別電極３５が低電位になるタイミングで、圧電シート４１〜４４が元の形状に戻り、圧力室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、圧力室１０内に負圧が与えられ、インクがマニホールド５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を高電位にしたタイミングで、圧電シート４１〜４４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下により圧力室１０内の圧力が正圧となりインクへの圧力が上昇し、インク滴が吐出される。つまり、インク滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを個別電極３５に供給することになる。このパルス幅は、圧力室１０内において圧力波がマニホールド５からノズル８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これによると、圧力室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力でインク滴を吐出させることができる。

また、階調印刷においては、ノズル８から吐出されるインク滴の数、つまりインク吐出回数で調整されるインク量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数のインク吐出を、指定されたドット領域に対応するノズル８から連続して行う。一般に、インク吐出を連続して行う場合は、インク滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとすることが好ましい。これにより、先に吐出されたインク滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させるインク滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳してインク滴を吐出するため圧力を増幅させることができる。

次に、図６を参照して、制御部１００の詳細について説明する。図６は、制御部１００の機能ブロック図である。制御部１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）と、アクチュエータユニット２１を駆動するためのドライバＩＣとを備えており、これらが一体となって機能することにより以下に説明する機能部を機能させる。

制御部１００は、ＰＣ２００からの指示に基づいて動作するものであり、図６に示すように、通信部１４１と、動作制御部１４２と、印刷制御部１４３とを備えている。尚、これら各機能部はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等で構成されているハードウェアであるが、機能部の全て、又は一部がソフトウェアで構成されていてもよい。

通信部１４１は、ＰＣ２００との通信を行うものである。ＰＣ２００から送信される動作に関する指示は動作制御部１４２に出力され、印刷に関する指示は印刷制御部１４３に出力される。動作制御部１４２は、ＰＣ２００及び印刷制御部１４３からの指示に基づいて、搬送モータ７４等を制御するものである。印刷制御部１４３は、ＰＣ２００からの印刷に関する指示に基づいて印刷を実行するものであり、補正係数記憶部１４４と、波形決定部１４５と、波形記憶部１４６と、波形選択部１４７と、パルス生成部１４８とを備えている。

補正係数記憶部１４４は、ヘッド本体１３のインク吐出面において、複数のノズル８を含むように画定されたブロック毎に設定された補正係数をテーブルとして記憶するものである。補正係数は、ブロックにおける１つのノズル８当たりのインク吐出量に応じてランク分けするためのものであり、１つのノズル８から吐出される理想的なインク吐出量に対する各ブロックにおける１つのノズル８当たりのインク吐出量の比に基づいて決定される。補正係数は、例えば、ヘッド本体１３の製造工程においてブロック毎にインク吐出量を測定して決定される構成でもよいし、プリンタ１にインク吐出量を測定するセンサを設けて、適宜ブロック毎にインク吐出量を測定して決定される構成でもよい。後述するように、補正係数に基づいて、ブロック単位でノズル８のインク吐出量を補正することにより、ブロック間の１つのノズル８当たりのインク吐出量の差を小さくすることができる。

ブロックの設定の一例を図７に示す。図７は、ヘッド本体１３のインク吐出領域を示す平面図である。アクチュエータユニット２１に対向する範囲を破線で示している。この範囲は、圧力室群９を画定する範囲であり台形状を有している。圧力室群９を画定する範囲内にはノズル８が多数形成されている（図２及び図３参照）。図７に示すように、インク吐出面が、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って延びた８本の仮想線によって９個のブロックＡ〜Ｉに区分されている。この仮想線は、圧力室群９を画定する台形の斜辺と短辺とを接続する頂点を通過している。つまり、仮想線は、印刷用紙Ｐの搬送方向と直交する方向に沿ったヘッド本体１３の構造上の変化点を通過するように設定されている。図７に示すブロックＡ〜Ｉに対応する補正係数の一例を表１に示す。

表１に示すように、ヘッド本体１３のインク吐出領域における各ブロックが、１つのノズル８当たりのインク吐出量が標準的であることを示す補正係数「０」と、１つのノズル８当たりのインク吐出量が標準よりも少ないことを示す補正係数「１」とにランク分けされている。尚、補正係数は任意のランク数で設定されていてもよい。

波形決定部１４５は、補正係数記憶部１４４に記憶された補正係数のテーブルに基づいて、階調印刷が行われたときにブロック同士における１つのノズル８当たりのインク吐出量の差が、すべてのブロックについて各階調のパルスの波形パターン（吐出波形）の組み合わせが同じ場合よりも小さくなるように、パルスの波形パターンの組み合わせを各ブロックについて決定するものである。決定される対象となる波形パターンの種類の数ｎは、階調印刷における階調の数ｍよりも多くなっている。例えば、階調の数ｍが３のとき（未吐出を含まず）は、波形パターンの種類の数ｎは４以上となる。これらの波形パターンはノズルからのインク吐出量が互いに異なるように決定されている。

階調の数ｍが３の場合で、波形パターンの種類の数ｎが４のときの波形パターンの一例を図８に示す。尚、縦軸は個別電極３５への印加電圧を、横軸は時間をそれぞれ示している。前述したように、本実施の形態においては、インク滴を吐出するために高電位を基準とするパルスが個別電極３５に供給される。図８に示すように、波形パターンｉ〜ｉｖは、吐出パルスとキャンセルパルスとから構成されている。吐出パルスはノズル８からインク滴を吐出するためのものであり、1つのパルスで１つのインク滴を吐出することができる。波形パターンｉには１つの吐出パルスが、波形パターンｉｉには２つの吐出パルスが、波形パターンｉｉｉには３つの吐出パルスが、波形パターンｉｖには４つの吐出パルスがそれぞれ含まれている。つまり、波形パターンｉ〜ｉｖの順にインク吐出量が多くなるようになっている。キャンセルパルスは、インク吐出後に個別インク流路３２内に残留する残留圧力を除去するためのものである。キャンセルパルスは、残留圧力の周期に対して反転した周期のタイミングで、個別インク流路３２に新たな圧力を発生させる。これにより残留圧力がキャンセルパルスにより生成された圧力により相殺される。また、表２に示すように、波形パターンｉ〜ｉｖには、波形パターンを特定するための３ビットの符号（００１〜１００）が付されている。

波形記憶部１４６は、波形決定部１４５によって決定された波形パターンの組み合わせを、各ブロックについて記憶するものである。表１及び表２のデータに基づいて波形決定部１４５により決定された波形パターンの組み合わせを表３に示す。尚、階調印刷において使用される３種類の階調データを、印刷用紙Ｐに着弾するインク滴の大きさである小滴、中滴、大滴で表している。

表３に示すように、１つのノズル８当たりのインク吐出量が標準的な（補正係数「０」：表１参照）、ブロックＡ〜Ｃ及びブロックＧ〜Ｃにおいては、小滴から大滴にかけて波形パターンｉ〜ｉｉｉが順に割り当てられている。１つのノズル８当たりのインク吐出量が少ない（補正係数「１」：表１参照）ブロックＤ〜Ｆにおいては、１つのノズル８当たりのインク吐出量を多くするため、小滴から大滴にかけて波形パターンｉｉ〜ｉｖが順に割り当てられている。これにより、ブロックＡ〜Ｉにおいて、１つのノズル８当たりのインク吐出量の差を、すべてのブロックＡ〜Ｉについて各階調の波形パターンｉｉ〜ｉｖの組み合わせが同じ場合よりも小さくすることができる。

波形選択部１４７は、印刷用紙Ｐ上におけるドットの階調データ（小滴、中滴、及び大滴）に基づいて、波形パターンｉｉ〜ｉｖの中から波形記憶部１４６に記憶された組み合わせに係る波形パターンをブロックＡ〜Ｉの各々について選択し、選択された波形パターンを有するパルスをパルス生成部１４８に生成させると共に、生成させたパルスをアクチュエータ２１の対応する個別電極３５に供給させる。これにより、アクチュエータユニット２１が駆動され、対応するノズル８から波形パターンに応じてインク滴が吐出され、印刷用紙Ｐ上に所望の階調のドットが形成される。

パルス生成部１４８は、波形選択部１４７に選択された波形パターンｉ〜ｉｖを有するパルスを生成するものである。生成したパルスは波形選択部１４７によりアクチュエータ２１の対応する個別電極３５に供給される。

以上説明した実施の形態によると、ブロックＡ〜Ｉ単位で波形パターンｉ〜ｉｖの組み合わせを変更することでノズル８のインク吐出量を補正するため、階調印刷が行われたときのブロックＡ〜Ｉ同士における１つのノズル８当たりのインク吐出量のばらつきを簡単に補正することができる。これにより、印刷時のスループットを維持しつつ濃度ムラの少ない高画質画像を印刷することが可能となる。

また、環境の変化に応じて、補正係数記憶部１４４に記憶されている補正係数を適宜変更することにより、確実にブロックＡ〜Ｉ同士における１つのノズル８当たりのインク吐出量のばらつきを抑制することができる。

さらに、ブロックを印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って延びた仮想線により画定しているため、画質に大きな悪影響を与えるヘッド本体１３の長手方向に関するインク吐出量のばらつきを抑制することができる。

加えて、仮想線が、ヘッド本体１３の構造上の変化点であるアクチュエータユニット２１を画定する台形領域の斜辺と短辺とを接続する頂点を通過しているため、ヘッド本体１３の構造を考慮した、より適切な補正を行うことが可能となる。

次に、図９を参照して、本実施の形態の変形例について説明する。本実施の形態においては、制御部１００の印刷制御部１４３が、補正係数記憶部１４４、及び波形決定部１４５を備え、波形記憶部１４６に記憶する内容を補正係数記憶部１４４の記憶内容に基づいて波形決定部１４５が決定する構成であるが、このような構成に限定されるものはではなく、図９に示すように、補正係数記憶部１４４、及び波形決定部１４５を備えず、波形記憶部１４６に予め定められた内容を記憶する構成でもよい。

以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の実施の形態においては、仮想線を印刷用紙Ｐの搬送方向に直交する方向に延びるように設定しているが、仮想線は任意の方向に延びるように設定してもよい。また、仮想線が１つの直線で構成されているが、複数の直線で構成されてもよいし、曲線を含むように構成されもよい。

また、上述した実施の形態においては、仮想線がヘッド本体１３の構造上の変化点を通過するように構成されているが、このような構成に限定されず、仮想線が構造上の変化点を通過しない構成でもよい。このとき、仮想線の配置が印刷用紙Ｐの搬送方向に直交する方向の距離に基づいて決定されるのが好ましい。

さらに、上述した実施の形態においては、ブロックＡ〜Ｉのすべてに複数のノズル８が含まれる構成であるが、ノズル８が１つのみ含まれるブロックを設定してもよい。

加えて、上述した実施の形態においては、階調の数ｍが３で波形パターンの種類の数ｎが４となっているが、このような構成に限定されるものではない。波形パターンの種類の数ｎが３以上であり、階調の数ｍが２以上且つ波形パターンの種類の数ｎよりも小さければ、階調の数ｍ及び波形パターンの種類の数ｎは任意の数であってよい。例えば、階調の数ｍが４で波形パターンの種類の数ｎが６であってもよいし、階調の数ｍが３で波形パターンの種類の数ｎが５であってもよい。このとき、補正係数によるインク吐出量のランク分けの数を３とすることができる。

本発明に係る一実施の形態であるプリンタの概略構成図である。 図１に示すヘッド本体の平面図である。 図２に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図３のIV−IV線に沿った断面図である。 図２に描かれたアクチュエータユニットの拡大図である。 図１に示す制御部の機能ブロック図である。 図１に示すヘッド本体のインク吐出領域を示す平面図である。 図６に示すパルス生成部が生成するパルスの波形パターンを示す図である。 図１に示す制御部の変形例である制御部の機能ブロック図である。

符号の説明

１ プリンタ
４ 流路ユニット
５ マニホールド
５ａ 副マニホールド
１０ 圧力室
１３ ヘッド本体
１００ 制御部
１４１ 通信部
１４２ 動作制御部
１４３ 印刷制御部
１４４ 補正係数記憶部
１４５ 波形決定部
１４６ 波形記憶部
１４７ 波形選択部
１４８ パルス生成部

Claims (5)

1. それぞれがノズルに連通した複数の圧力室が形成された流路ユニット、及び、それぞれが前記圧力室に関連して設けられた複数の個別電極を有するインクジェットヘッドと、
   前記ノズルから互いに異なる量のインクを吐出させるためのｎ種類（ｎ：３以上の自然数）の吐出波形を生成する吐出波形発生手段と、
   前記ｎ種類の吐出波形の中のｍ種類（ｍ：２以上ｎ−１以下の自然数）の前記吐出波形を用いて前記ノズルからインクを吐出する階調印刷が行われたときに、それぞれが一又は複数のノズルを含むように前記インクジェットヘッドに設けられた複数のブロック同士におけるノズル１つ当たりのインク吐出量の差が、すべての前記ブロックについてｍ種類の前記吐出波形の組み合わせが同じ場合よりも小さくなるように、前記複数のブロックの各々についてｍ種類の前記吐出波形の組み合わせを記憶する吐出波形記憶手段と、
   前記ｎ種類の吐出波形の中から前記吐出波形記憶手段に記憶された組み合わせに係るｍ種類の前記吐出波形を前記複数のブロックの各々について選択し、選択された吐出波形を前記個別電極に出力する選択手段とを備えていることを特徴とするライン式インクジェットプリンタ。
2. それぞれがノズルに連通した複数の圧力室が形成された流路ユニット、及び、それぞれが前記圧力室に関連して設けられた複数の個別電極を有するインクジェットヘッドと、
   前記ノズルから互いに異なる量のインクを吐出させるためのｎ種類（ｎ：３以上の自然数）の吐出波形を生成する吐出波形発生手段と、
   それぞれが一又は複数のノズルを含むように前記インクジェットヘッドに設けられた複数のブロックを、各ブロックにおけるノズル１つ当たりのインク吐出量に応じてランク分けしたテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
   前記テーブル記憶手段に記憶された前記テーブルに基づいて、前記ｎ種類の吐出波形の中のｍ種類（ｍ：２以上ｎ−１以下の自然数）の前記吐出波形を用いて前記ノズルからインクを吐出する階調印刷が行われたときに、前記ブロック同士におけるノズル１つ当たりのインク吐出量の差が、すべての前記ブロックについてｍ種類の前記吐出波形の組み合わせが同じ場合よりも小さくなるような吐出波形の組み合わせを前記複数のブロックの各々について決定する吐出波形決定手段と、
   前記吐出波形決定手段によって決定された吐出波形の組み合わせを、前記複数のブロックの各々について記憶する吐出波形記憶手段と、
   前記ｎ種類の吐出波形の中から前記吐出波形記憶手段に記憶された組み合わせに係るｍ種類の前記吐出波形を前記複数のブロックの各々について選択し、選択された吐出波形を前記個別電極に出力する選択手段とを備えていることを特徴とするライン式インクジェットプリンタ。
3. 前記インクジェットヘッドが、印刷媒体の搬送方向に延びたＮ−１本（Ｎ：２以上の自然数）の仮想線によってＮ個の前記ブロックに区分されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のライン式インクジェットプリンタ。
4. 前記仮想線が、前記搬送方向と直交する方向に沿った前記インクジェットヘッドの構造上の変化点を通過していることを特徴とする請求項３に記載のライン式インクジェットプリンタ。
5. 前記複数の圧力室に跨るように延在した圧電シートと、
   前記複数の個別電極と共に前記圧電シートを挟む共通電極とをさらに備えており、
   前記複数の個別電極のそれぞれが、前記圧電シート上において各圧力室に対向する位置に配置されており、
   前記インクジェットヘッドが、前記圧電シート、前記共通電極及び前記個別電極を含んでおり且つそれぞれが台形形状を有する複数のアクチュエータユニットが隣接する前記アクチュエータユニットと斜辺同士が前記搬送方向に関して重なり合うように前記流路ユニット上に配置されたものであるときに、
   前記仮想線が、各アクチュエータユニットを画定する斜辺と短辺とを接続する頂点を通過していることを特徴とする請求項４に記載のライン式インクジェットプリンタ。

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