JP2024071155A - 液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１回の相対移動時に生じる画像濃度ズレを抑制する。【解決手段】複数のノズルが配列されたノズル列のノズル配列方向を横切る相対移動方向に相対移動される記録材に対し、複数のノズルから液体を吐出する装置において、複数のノズルの中からドットパターンに従って選択される駆動ノズルの各駆動部に対して駆動波形を出力する駆動波形出力部２０８と、記録材に形成される画像の濃度ズレが発生したとき、前記ドットパターンに含まれる第一サイズドットの少なくとも一部を第一サイズドットよりも大きな第二サイズドットに置き換えた置換ドットパターンを生成するドットパターン生成部２００とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、液体を吐出する装置に関するものである。

従来、複数のノズルが配列されたノズル列のノズル配列方向を横切る相対移動方向に相対移動される記録材に対し、該複数のノズルから液体を吐出する装置が知られている。

例えば、特許文献１には、複数の液体吐出ヘッドをノズル配列方向に沿って並べて配置した長尺の記録ヘッドを用いて、いわゆるマルチパス記録方式（記録ヘッドと記録材とを複数回相対移動させて画像を記録する方式）により画像を形成する場合の画像濃度ムラを抑制する画像処理装置（液体を吐出する装置）が開示されている。この装置には、小ドット（第一サイズドット）の液体を吐出するための小ドットノズル列と、大ドット（第二サイズドット）の液体を吐出するための大ドットノズル列とが、記録ヘッド上に予め設けられている。この装置では、ドットの記録位置ズレに起因した画像濃度ムラを抑制するために、大ドットと小ドットとの割合を、目標の濃度を実現するための割合を維持しつつ、大ドット同士あるいは小ドット同士の重複ドットが適量な数だけ記録されるように調整する。

ところが、従来の液体を吐出する装置では、１回の相対移動時に生じる画像濃度ズレ（目標濃度からのズレ）を抑制することはできていない。

上述した課題を解決するために、本発明は、複数のノズルが配列されたノズル列のノズル配列方向を横切る相対移動方向に相対移動される記録材に対し、該複数のノズルから液体を吐出する装置において、前記複数のノズルの中からドットパターンに従って選択される駆動ノズルの各駆動部に対して駆動波形を出力する駆動波形出力部と、前記記録材に形成される画像の濃度ズレが発生したとき、前記ドットパターンに含まれる第一サイズドットの少なくとも一部を該第一サイズドットよりも大きな第二サイズドットに置き換えた置換ドットパターンを生成するドットパターン生成部とを有することを特徴とするものである。

本発明によれば、１回の相対移動時に生じる画像濃度ズレを抑制することができる。

実施形態に係る画像形成装置を示す外観斜視説明図。 同画像形成装置の機構部を示す要部平面説明図。 同機構部の要部側面説明図。 同画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図。 （ａ）は、１スキャン時に本来記録されるべき画像（理想画像）の一例を示す説明図。（ｂ）は、同図（ａ）に示す理想画像を形成するときに１スキャン内で濃度ズレが生じた場合の一例を示す説明図。 駆動ノズル数（駆動ｃｈ数）と、クロストーク特性に起因して変化する液体吐出速度Ｖｊとの関係を示すグラフ。 駆動ノズル数（駆動ｃｈ数）と、クロストーク特性に起因して変化する液体吐出速度Ｖｊとの関係を、駆動ノズルから吐出される滴サイズごとに示したグラフ。 ロール紙上に出力画像イメージを記録する様子を示す説明図。 同出力画像イメージのドットパターンデータに従って適切に液体が着弾した場合の着弾位置（理想の着弾位置）を示す説明図。 同ドットパターンデータにおいて、エレキ的クロストークによる濃度ズレが発生した実際の着弾位置を示す説明図。 図１０に示す実際着弾位置画像における液体の被覆面積を示す説明図。 同出力画像イメージに対応する置換ドットパターンに従って適切に液体が着弾した場合の着弾位置（理想の着弾位置）を示す説明図。 同置換ドットパターンデータにおいて、エレキ的クロストークによる濃度ズレが発生した実際の着弾位置を示す説明図。 図１３に示す実際着弾位置画像における液体の被覆面積を示す説明図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る液体を吐出する装置としての画像形成装置を示す外観斜視説明図である。
図２は、本実施形態の画像形成装置の機構部を示す要部平面説明図である。
図３は、同機構部の要部側面説明図である。

本実施形態の画像形成装置は、シリアル型の画像形成装置であり、装置本体１０１と、装置本体１０１の下側に配置した給紙装置１０２とを備えている。装置本体１０１の内部には、両側板にガイド部材であるガイドロッド１及びガイドステー２が掛け渡され、これらのガイドロッド１及びガイドステー２にキャリッジ５が相対移動方向である矢印Ａの方向（主走査方向、キャリッジ移動方向）に移動可能に保持されている。

キャリッジ５を移動走査する主走査機構部は、主走査方向の一方側に配置される駆動モータ６と、駆動モータ６によって回転駆動される駆動プーリ７と、主走査方向他方側に配置された従動プーリ８と、駆動プーリ７と従動プーリ８との間に掛け回された牽引部材であるタイミングベルト９とを備えている。キャリッジ５には、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の液滴を吐出する複数（ここでは５個）の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１１ａ～１１ｅ（区別しないときは「記録ヘッド１１」という。）が、ノズル列を構成する複数のノズルの配列方向が主走査方向と直交する副走査方向になるように、液体吐出方向を下方に向けて装着している。なお、記録ヘッドの数は特に限定されるものではない。

記録ヘッド１１ａと記録ヘッド１１ｂ～１１ｅは、副走査方向に１記録ヘッド分だけ位置をずらして配置されている。本実施形態の記録ヘッド１１ａ～１１ｅは、いずれも２列のノズル列を有し、各ノズル列には１９２個のノズル数（チャンネル数（ｃｈ数）ともいう。）が配列されている。記録ヘッド１１ａと記録ヘッド１１ｂは、いずれも同色である黒色の液体（液滴）を吐出し、記録ヘッド１１ｃ～１１ｅはそれぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の液滴を吐出する。

モノクロ画像を記録材上に形成する場合、記録ヘッド１１ａ，１１ｂを使用して、１スキャン（１回の相対移動、１回の主走査）で２ヘッド分の幅の画像を形成できる。一方、カラー画像を記録材上に形成する場合、例えば記録ヘッド１１ｂ～１１ｅを使用して形成することができる。

また、記録ヘッド１１ａ～１１ｄには、それぞれの液体吐出ヘッドに液体を供給するヘッドタンク１２がそれぞれ設けられている。ヘッドタンク１２には、装置本体１０１に交換可能に装着されるメインタンクであるインクカートリッジ１０ｋ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｙから供給チューブ１６を介して各色のインクが供給される。このとき、同じ色の液滴を吐出する２つの記録ヘッド１１ａ，１１ｂには１つのインクカートリッジ１０ｋからインクが供給される。

キャリッジ５が主走査する領域のうちの画像記録領域では、ロール紙２０が吸引搬送部２１によって副走査方向（用紙搬送方向：矢印Ｂ方向）に間欠的に搬送される。吸引搬送部２１は、給紙装置１０２から給紙されるロール紙２０を搬送する搬送ローラ２３及び搬送ローラ２３に対向配置した加圧ローラ２４と、複数の吸引穴が形成された搬送ガイド部材２５と、搬送ガイド部材２５の吸引穴から吸引を行う吸引ファン２６と、排紙側ローラ２８とを有している。

キャリッジ５の主走査方向の一方側において、搬送ガイド部材２５の側方には、記録ヘッド１１の維持回復を行う維持回復機構３０が配置されている。また、キャリッジ５の主走査方向の他方側において、搬送ガイド部材２５の側方には、記録ヘッド１１から画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出を行う空吐出受け３４が配置されている。

また、キャリッジ５には、ロール紙２０の端部（用紙端部）を検知する光学センサ３５が搭載されている。この光学センサ３５は、異常画像やその兆候を検知するものであり、本実施形態では、画像中の濃度ズレを検知する検知手段として機能する。この光学センサ３５としては、画像の反射濃度から濃度ズレを検知するものや、光学カメラによって取得される画像を処理して濃度ズレを検知するものなどが挙げられる。

図４は、本実施形態における画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
プリンタドライバ１００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末や、イメージスキャナ等の画像読取装置、デジタルカメラ等の撮像装置等のホスト装置において、印刷データを生成する。

制御部２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）２０４、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２０５、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）２０６、ホストＩ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２０７、ヘッド制御部２０８、主走査モータ駆動部２０９、副走査モータ駆動部２１１、垂直モータ駆動部２１２を備える。

ＣＰＵ２０１は演算手段であり、本実施形態の画像形成装置全体の動作を制御する。例えば、ＣＰＵ２０１は、用紙の搬送動作及び記録ヘッド１１の移動動作に関する制御を行う。ＲＯＭ２０２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＲＡＭ２０３は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ２０１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＮＶＲＡＭ２０４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納される。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ２０２やＮＶＲＡＭ２０４若しくは光学ディスク等の記憶媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ２０３に読み出され、ＣＰＵ２０１がＲＡＭ２０３にロードされたプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置の機能を実現する機能ブロックが構成される。

ＡＳＩＣ２０５は、画像形成装置全体を制御する各種インタフェースや、画像処理回路、画像データの入出力を制御する回路を内蔵し、ＣＰＵ２０１によって制御される。ＡＳＩＣ２０５は、画像データに対する各種信号処理、データの並び替え処理等を行う画像処理やその他画像形成装置全体を制御するための入出力信号を処理する。

Ｉ／Ｏ２０６は、リニアエンコーダ６００及びホイールエンコーダ８００からの検出パルス、用紙検知センサやその他の各種センサからの検知信号を制御部２００に入力する。ホストＩ／Ｆ２０７は、前記ホスト装置とネットワークやＵＳＢケーブル等を介してデータの送受信を行う。リニアエンコーダ６００はキャリッジ５の主走査方向の位置を検知し、ホイールエンコーダ８００は搬送ローラ２３の副走査方向の位置を検知する。

本実施形態に係る画像形成装置は、用紙検知センサによる用紙つまりの検知の他に、リニアエンコーダ６００及びホイールエンコーダ８００により用紙つまりを検知することができる。例えば、キャリッジ５が用紙に引っ掛かることにより用紙の詰まりが発生した場合には、リニアエンコーダ６００による検出パルスのずれにより用紙詰まりを検知することができる。また、例えば、用紙が画像形成装置の内部構造に引っ掛かって、搬送ローラ２３の動きに影響を与えることにより用紙の詰まりが発生した場合には、ホイールエンコーダ８００による検出パルスのずれにより用紙つまりを検知することができる。

ヘッド制御部２０８は、記録ヘッド１１の各液体吐出ヘッドを駆動するための駆動波形を生成して出力する駆動波形出力部として機能する。また、ヘッド制御部２０８は、各液体吐出ヘッドのノズルごとの駆動部（圧力発生手段）を選択的に駆動させるための画像データ（ドットパターンデータなど）及びそれに伴う各種データをヘッドドライバ４００に出力する。主走査モータ駆動部２０９は主走査モータ５００を駆動させる。

操作パネル３００は、ユーザが画像形成装置の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。また、操作パネル３００は、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置を直接操作し、若しくは画像形成装置に対して情報を入力する際の入力インタフェースでもある。操作パネル３００は、ユーザによる操作を受けるための画像を表示する機能を含む。

ヘッドドライバ４００は、シリアルに入力される記録ヘッド１１の１行分（当該記録ヘッド１１のノズル列長さに相当する画像部分）に相当する画像データ（ドットパターンデータ）に基づいて、ヘッド制御部２０８から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド１１の各液体吐出ヘッドの圧力発生手段としての圧電素子（駆動ノズルの駆動部）に対して印加することで、記録ヘッド１１の各液体吐出ヘッドを駆動する。

本実施形態のヘッド制御部２０８の駆動波形出力部を構成する部分は、ＲＯＭ２０２に格納されている駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び増幅器等で構成され、１つの駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動波形をヘッドドライバ４００に対して出力する。

ヘッドドライバ４００は、例えば、クロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、レベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含み、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで、駆動波形に含まれる所要の駆動パルスを選択的に記録ヘッド１１の各液体吐出ヘッドの圧電素子（ノズルごとに設けられる圧電素子のうち、液体を吐出する駆動ノズルに対応する圧電素子）に印加する。

このような構成により、本実施形態に係る画像形成装置では、ホストＩ／Ｆ２０７を介して受信される受信バッファ内の印刷データをＣＰＵ２０１が読み出して解析し、ＡＳＩＣ２０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行って、ヘッド制御部２０８に転送する。ヘッド制御部２０８は、転送されてきたデータに従って、所要のタイミングでヘッドドライバ４００に画像データや駆動波形を出力する。

画像を出力するためのドットパターンデータの生成は、例えば、ＲＯＭ２０２にフォントデータを格納するなどして画像形成装置内で行っても良いし、ホスト装置側のプリンタドライバ１００で画像データをビットマップデータに展開して画像形成装置の制御部２００に転送することで行っても良い。

本実施形態の画像形成装置においては、ホスト装置から入力される画像データ（入力画像）に対応して作成されるドットパターンデータに従って、記録ヘッド１１の各液体吐出ヘッド上のノズルの中から、液体の吐出を行う駆動ノズルの圧電素子（駆動部）が選択される。そして、駆動ノズルの圧電素子に対してヘッド制御部２０８からの駆動波形が入力されると、この駆動波形に従って圧電素子が駆動し、駆動ノズルに連通する圧力室内の圧力が変化して、圧力室内の液体が駆動ノズルから吐出される。その結果、駆動ノズルから吐出された液体がロール紙２０に着弾することで、ロール紙２０上には入力画像のドットパターンに従った画像が形成（記録）される。

図５（ａ）は、１スキャン（１回の相対移動）時に本来記録されるべき画像（理想画像）の一例を示す説明図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す理想画像を形成するときに、１スキャン内で目標濃度からズレた濃度ズレが生じた場合の一例を示す説明図である。

図５（ａ）において、黒塗りの画像部分は均一な画像濃度の部分である。しかしながら、図５（ｂ）に示す画像では、図５（ｂ）中の符号Ｅで示す点線で囲った部分は、目標濃度よりも濃い状態になった濃度ズレが発生している。このような濃度ズレの発生は、例えば、光学センサ３５又は他の検知手段により、形成した画像から明度、濃度あるいはドット径などを取得することで判断することができる。

本発明者は、図５（ｂ）のような濃度ズレの発生原因について検討したところ、画像記録中（１スキャン中）にヘッド制御部２０８により駆動される駆動ノズル数が変動したときに、駆動ノズルの圧電素子（駆動部）に入力される駆動波形が歪み、歪んだ駆動波形が入力される駆動ノズルにおいて液体吐出速度が変化することが原因であることを見出した。

図６は、駆動ノズル数を示す駆動チャンネル数（駆動ｃｈ数）と、クロストーク特性に起因して変化する液体吐出速度Ｖｊとの関係を示すグラフである。
クロストーク特性とは、駆動ノズルに対応する圧電素子を駆動させて圧力室（個別液室）内の液体を駆動ノズルから吐出させるにあたり、他の駆動ノズルの影響を受けて液体吐出特性が変化することをいう。このクロストーク特性には、記録ヘッド１１の構造に由来する隣接クロストークと、駆動波形の歪みなどの電気的特性（エレキ）に由来するエレキ的クロストークの２種類がある。

図６には、ノズル列を構成する全ノズル（１９２個のノズル）を駆動したときの液体吐出速度Ｖｊを基準にして、駆動ノズル数（駆動ｃｈ数）を変化させたときの液体吐出速度Ｖｊの変化率（％）が示されている。駆動ノズル数（駆動ｃｈ数）が少ないとき（図６の符号Ａで示す箇所）、液体吐出速度Ｖｊの変化が大きい。これは、駆動ノズルが互いに隣接しているため、いわゆる隣接クロストークによるものである。

一方、図６によれば、駆動ノズル数（駆動ｃｈ数）が所定数（例えば２０個や３０個程度）以上になると、隣接クロストークの影響がなくなってくるが、液体吐出速度Ｖｊの変化は生じている。これは、駆動ノズル数の変化に応じてヘッド制御部２０８の負荷が変化し、出力される駆動波形の歪みの程度が変わって液体吐出速度Ｖｊが変化するエレキ的クロストークによるものである。このようなエレキ的クロストークは、ヘッド制御部２０８の駆動波形生成回路の能力に依存しており、一般に抑制することが難しい。図５（ｂ）に示した濃度ズレは、エレキ的クロストークに起因して発生したものである。

図７は、駆動ノズル数（駆動ｃｈ数）と、クロストーク特性に起因して変化する液体吐出速度Ｖｊとの関係を、駆動ノズルから吐出される液体（液滴）のサイズ（以下「滴サイズ」という。）ごとに示したグラフである。
図７に示すように、クロストーク特性（隣接クロストーク、エレキ的クロストーク）は、ノズルから吐出される液体量（液滴量）すなわち滴サイズによって変わってくることがわかる。具体的には、ノズルから小滴サイズの液体を吐出する時は、ノズルから中滴サイズ及び大滴サイズの液体を吐出する時よりもクロストークの影響が大きく、駆動ノズル数（駆動ｃｈ数）に応じた液体吐出速度Ｖｊの変化が大きい。

そのため、小滴に対応する小ドット（第一サイズドット）と中滴又は大滴に対応する中ドット又は大ドット（第二サイズドット）とが混在するドットパターンに従った画像記録を行う場合、ロール紙２０上で小滴と中滴又は大滴との合一が生じ得る。例えば、小滴を吐出する前又は後に大滴の吐出を行うノズルにおいては、大滴は、エレキ的クロストークの影響が少ないのでロール紙２０上の着弾位置が目標位置からズレないが、小滴はエレキ的クロストークによる駆動波形の歪みの影響で吐出速度Ｖｊが変化し、ロール紙２０上の着弾位置が主走査方向（相対移動方向）にズレる。その結果、ロール紙２０上において小滴と大滴の着弾位置が重なってしまい、小滴と大滴の合一が生じ得る。この合一が生じると、小滴と大滴とが互いに独立する本来の状態と比べて、これらの液滴がロール紙２０を被覆する面積（被覆面積）が変わってしまい（通常は面積が増大するが、減少することもあり得る。）、ロール紙２０上の画像濃度が目標濃度から外れてしまう濃度ズレが発生する。

したがって、ロール紙２０に形成される画像の濃度ズレが発生したとき、ドットパターンに含まれる小サイズドットの少なくとも一部を中サイズドットや大サイズドット（第二サイズドット）に置き換え、エレキ的クロストークの影響を受けやすい小サイズドットを減らすことにより、エレキ的クロストークに起因した濃度ズレの発生を抑制することが可能である。

図８は、ロール紙２０上に出力画像イメージＡを記録する様子を示す説明図である。
ここでは、キャリッジ５を図中右側から左側（主走査方向）へ１回移動させることにより、キャリッジ５上の記録ヘッド１１ａを用いてロール紙２０上に出力画像イメージＡを記録する例である。

図９は、出力画像イメージＡのドットパターンデータに従って適切に液体が着弾した場合の着弾位置（理想の着弾位置）を示す説明図である。この理想の着弾位置を示す理想着弾位置画像Ｂから分かる通り、出力画像イメージＡのドットパターンデータには、小滴Ｓに対応する小サイズドットと、大滴Ｌに対応する大サイズドットとが混在している。

このドットパターンデータは、例えば、すべて小サイズドットで構成したり、すべて大サイズドットで構成したり、小サイズドットと大サイズドットとの割合を変化させたりしても、同一濃度の出力画像イメージＡを記録することが可能である。ただし、小サイズドットを多く用いることで、画像のエッジ鮮明度が向上するなどの画質向上を図ることができる一方、吐出動作が複雑化してしまう。逆に、大サイズドットを多く用いることで、吐出動作の簡単化を図ることができる一方、画像のエッジ鮮明度が低下するなどの画質の低下を引き起こし得る。したがって、小サイズドットや大サイズドットを用いることによるメリット、デメリットのバランスをとって、ドットパターンにおける小サイズドットと大サイズドットとの割合が適宜決定される。

図１０は、エレキ的クロストークによる濃度ズレが発生した実際の着弾位置を示す説明図である。
濃度ズレが発生した実際の着弾位置を示す実際着弾位置画像Ｃは、図１０に示すように、図中右側から左側（主走査方向）へ１回移動させることによりロール紙２０上に記録される。そのため、出力画像イメージＡを記録する場合、図１０中符号ａ，ｃ，ｅの画像部分については、その画像部分に対応するノズルは連続的に駆動し、大滴Ｌと小滴Ｓを交互に吐出し続けるように動作する。一方、図１０中符号ｂ，ｄの画像部分については、その画像部分に対応するノズルはまずは液体吐出を行わない非駆動ノズルであるが、スキャン途中から液体吐出を開始して、その語は連続的に駆動して大滴Ｌと小滴Ｓを交互に吐出し続けるように動作する。

出力画像イメージＡの例では、スキャン（１回の相対移動）の最初の時期は、ノズル列を構成する全ノズルのうちの３／５個のノズルだけが駆動し、スキャンの途中から全ノズルが駆動することになる。このとき、図１０に示すように、実際着弾位置画像Ｃ中の画像部分ａ，ｃ，ｅについては小滴Ｓの着弾位置がズレていないが、実際着弾位置画像Ｃ中の画像部分ｂ，ｄについては小滴Ｓの着弾位置がズレていることがわかる。

すなわち、スキャン（１回の相対移動）の途中で駆動ノズル数が増加した場合、この増加のタイミングの前後で連続して液体を吐出するノズル（画像部分ａ，ｃ，ｅに対応するノズル）については、駆動ノズル数の増加による駆動波形の歪みの影響（エレキ的クロストークの影響）が小さく、液体吐出速度Ｖｊの変化が少ない。しかしながら、増加のタイミングになってから液体の吐出を開始するノズル（画像部分ｂ，ｄに対応するノズル）については、駆動ノズル数の増加による駆動波形の歪みの影響（エレキ的クロストークの影響）が大きく、液体吐出速度Ｖｊの変化が大きい。

具体的には、エレキ的クロストークの影響で、増加のタイミング後における画像部分ｂ，ｄのノズルからの小滴Ｓの吐出速度Ｖｊは、画像部分ａ，ｃ，ｅに対応するノズルの吐出速度Ｖｊよりも速くなっている。その結果、画像部分ｂ，ｄでは、図１０に示すように、小滴Ｓが先に着弾した大滴Ｌと重なってしまっている。

図１１は、図１０に示す実際着弾位置画像Ｃにおける液体の被覆面積を示す説明図である。
実際着弾位置画像Ｃにおける液体の被覆面積を示す被覆面積画像Ｄにおいて、画像部分ａ，ｃ，ｅでは、着弾した小滴Ｓ及び大滴Ｌが互いに独立しているため、本来の被覆面積（理想の被覆面積）が実現されており、本来の画像濃度が得られる。これに対し、画像部分ｂ，ｄでは、上述したようにエレキ的クロストークの影響で小滴Ｓと大滴Ｌとが重なった箇所で合一が生じ、ロール紙２０上で液体が広がって、本来の被覆面積（理想の被覆面積）よりも被覆面積が大きくなってしまっている。そのため、画像部分ｂ，ｄの画像濃度が、本来の画像濃度よりも高く（濃く）なってしまっており、この箇所で濃度ズレが発生している。

このように画像部分ｂ，ｄでは濃度ズレが生じる一方で、画像部分ａ，ｃ，ｅでは濃度ズレが生じないことから、１つの画像内で濃度ムラが発生することになる。このような濃度ムラは、１つの画像内で一様に濃度ズレが発生している場合よりも、画像品質の低下が顕著に認識されやすい。そのため、画像部分ｂ，ｄで生じる濃度ズレを抑制することが望まれる。

図１２は、出力画像イメージＡに対応する置換ドットパターンに従って適切に液体が着弾した場合の着弾位置（理想の着弾位置）を示す説明図である。
本実施形態においては、光学センサ３５によりロール紙２０に形成される画像の濃度ズレが検知されたとき、制御部２００は、ドットパターン生成部として機能し、ヘッド制御部２０８に送られるドットパターンデータを、検知前におけるドットパターンデータよりも、小サイズドット（第一サイズドット）の少なくとも一部を当該小サイズドットよりも大きな大サイズドット（第二サイズドット）に置き換えた置換ドットパターンを生成する。

図１２に示される理想着弾位置画像Ｅから分かる通り、本実施形態における置換ドットパターンデータは、検知前（置換前）におけるドットパターンデータ（図９参照）に含まれていた小サイズドットのすべてを大サイズドットに置き換えたものである。なお、置き換えの前後において、画像濃度が変化しないように、被覆面積は変わらないような置換ドットパターンデータが生成される。

置換ドットパターンデータによれば、出力画像イメージＡを記録するにあたり、エレキ的クロストークの影響を受けやすい小滴を無くすことができる。その結果、図１３に示すように、実際着弾位置画像Ｆにおいても、画像部分ｂ，ｄにおいて液滴の重なりが発生しない。よって、図１４に示す被覆面積画像Ｇにおいて、液滴の重なりによる合一が生じておらず、画像部分ｂ，ｄについても、本来の画像濃度が得られている。したがって、本実施形態によれば、１つの画像内で濃度ズレが生じる画像部分がなく、１つの画像内での濃度ムラの発生が抑制される。

なお、本実施形態においては、小サイズドットのすべてを大サイズドットに置き換えた例であるが、これに限らず、小サイズドットの一部だけを大サイズドットあるいは中サイズドットに置き換えた例であってもよい。この場合でも、エレキ的クロストークの影響を受けやすい小滴の数が少なくなるので、液滴の合一が抑制され、置換前のドットパターンデータの場合よりも、画像濃度ズレが抑制される。

また、本実施形態では、説明の簡単化のため、小滴に対応する小サイズドットと大滴に対応する大サイズドットとが規則的に配置されるドットパターンの例で説明したが、３つ以上の互いにサイズが異なるドットを配置したドットパターンであってもよい。また、小滴に対応する小サイズドットを大滴に対応する大サイズドットに置き換えるにあたり、単に小サイズドットの箇所に大サイズドットに配置するのではなく、他のドットの配置も含めて全体的にドット配置を変更するようにしてもよい。特に、小サイズドットと大サイズドットとが主走査方向で互いに隣接する部分が置換前よりも少なくなるように、置換ドットパターンを生成すれば、小滴と大滴との合一を適切に抑制でき、濃度ズレを効率よく抑制することができる。

本実施形態における置換ドットパターンの生成処理は、例えば、画像形成装置における画像形成動作を開始する前に、濃度ズレの発生を検知するのに適した濃度補正用チャートを印刷し、この印刷した濃度補正用チャートから濃度ズレの発生を検知してもよい。この場合、ユーザが所望する画像を記録する前に濃度ズレの発生が検知されることで、ユーザの画像記録開始当初から、置換ドットパターンを使用して濃度ズレの発生を抑制することができる。

また、画像形成装置における連続画像形成動作中に、濃度ズレの発生を検知してもよい。この場合、ユーザの画像記録開始後に濃度ズレが発生する事態が生じても、その発生後の画像については置換ドットパターンを使用して濃度ズレの発生を抑制することができる。

なお、クロストークや使用環境温度の変化によりチリやミストが多い場合、小滴が悪さをすることがある。この場合も、可能な限り小滴を減らすようにドットパターンデータを再生成し、低減させることが可能である。
チリやミストも光学センサあるいは光学カメラなどで読み取ることで、濃度ズレと同様に検知できる。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［第１態様］
第１態様は、複数のノズルが配列されたノズル列のノズル配列方向を横切る相対移動方向（例えば主走査方向）に相対移動される記録材（例えばロール紙２０）に対し、該複数のノズルから液体を吐出する装置（例えば画像形成装置）において、前記複数のノズルの中からドットパターンに従って選択される駆動ノズルの各駆動部（例えば圧電素子）に対して駆動波形を出力する駆動波形出力部（例えばヘッド制御部２０８）と、前記記録材に形成される画像の濃度ズレが発生したとき、前記ドットパターンに含まれる第一サイズドット（例えば小サイズドット）の少なくとも一部を該第一サイズドットよりも大きな第二サイズドット（例えば大サイズドット）に置き換えた置換ドットパターンを生成するドットパターン生成部（例えば制御部２００）を有することを特徴とするものである。
従来の液体を吐出する装置では、入力画像に対応して作成されるドットパターンに従って選択される駆動ノズルの各駆動部に対し、駆動波形出力部から駆動波形を出力することで、各駆動ノズルから液体を吐出させ、記録材上に当該ドットパターンに従った画像の記録を行う。このとき、１回の相対移動時に記録される画像中に、目標濃度からズレた濃度ズレが生じる箇所が発生することが確認された。この濃度ズレの原因について検討したところ、本発明者は、画像記録中に駆動波形出力部により駆動させる駆動ノズル数が変動したときに、駆動ノズルの駆動部に入力される駆動波形が歪み、歪んだ駆動波形が入力される駆動ノズルにおいて液体吐出速度が変化してしまうこと（以下「エレキ的クロストーク」という。）が原因であることを見出した。
一般に、駆動波形出力部により駆動させる駆動ノズル数が変化すると、駆動波形出力部の負荷が変化して、出力される駆動波形が歪みやすい。例えば、画像記録の途中（１回の相対移動の途中）で駆動ノズル数が増加した場合、この増加のタイミングの前後いずれも駆動ノズルであるノズル（当該タイミングの前後で連続して液体を吐出するノズル）については、駆動ノズル数の増加による駆動波形の歪みの影響が小さく、当該ノズルからの液体吐出速度の変化は生じにくい。しかしながら、増加のタイミングの前に駆動していなかった非駆動ノズルが当該タイミングの後に駆動ノズルとなるノズル（当該タイミングの後に液体の吐出を開始するノズル。以下「特定ノズル」という。）については、駆動ノズル数の増加による駆動波形の歪みの影響が大きく、当該特定ノズルからの液体吐出速度は変化しやすい。なお、このときに液体吐出速度が速くなるか遅くなるかは液体吐出ヘッドの特性によって左右される。
ここで、駆動ノズル数の増加による駆動波形の歪みの影響は、ノズルから吐出される液体量（液滴量）によって変わってくる。具体的には、ノズルから吐出される液体量（液滴量）が少ない時（ノズルから小ドット用の液体を吐出する時）ほど影響が大きく、液体吐出速度の変化が生じやすい。そのため、小ドット（第一サイズドット）と大ドット（第二サイズドット）とが混在するドットパターンに従った画像記録を行う場合において、当該小ドット用の液体を吐出する前又は後に大ドット用の液体吐出が行われると、駆動波形の歪みの影響で当該小ドット用の液体の吐出速度が変化したとき、記録材上の液体の着弾位置が相対移動方向にズレて、記録材上で当該小ドット用の液体と当該大ドット用の液体との合一が生じ得る。この合一が生じると、小ドット用の液体と大ドット用の液体とが独立する本来の状態と比べて、液体が記録材を被覆する面積（被覆面積）が変わってしまい（通常は面積が増大するが、減少することもあり得る。）、画像の濃度が目標濃度から外れてしまう濃度ズレが発生する。
このような濃度ズレは、上述したように、駆動ノズル数の増加タイミングの前に駆動していなかった非駆動ノズルが当該タイミングの後に駆動ノズルとなる特定ノズルに対応する画像位置において発生するものであり、特定ノズル以外の画像位置では発生しない。そのため、１つの画像内において、特定ノズルの画像位置では濃度ズレが生じ、特定ノズル以外の画像位置では濃度ズレが生じないという状況になり、画像の濃度ムラを引き起こすものである。なお、以上の説明は、画像記録の途中（１回の相対移動の途中）で駆動ノズル数が増加する場合であったが、駆動ノズル数が減少する場合であっても同様に考えられる。
本態様においては、記録材に形成される画像の濃度ズレが発生したとき、ドットパターン生成部により、ドットパターンに含まれる第一サイズドットの少なくとも一部を該第一サイズドットよりも大きな第二サイズドットに置き換えた置換ドットパターンが生成される。この置換ドットパターンによれば、置換前のドットパターンよりも、駆動波形の歪みの影響を受けやすい第一サイズドットを減らすことができるので、この影響に起因した濃度ズレの発生を抑制することができる。

［第２態様］
第２態様は、第１態様において、前記置換ドットパターンは、記録材との１回の相対移動で作成される画像のドットパターンであることを特徴とするものである。
記録材との１回の相対移動で作成される画像に生じる濃度ズレを抑制することができる。

［第３態様］
第３態様は、第１又は第２態様において、前記記録材に形成される画像の濃度ズレを検知する検知手段（例えば光学センサ３５）を有し、前記ドットパターン生成部は、前記検知手段が前記濃度ズレを検知したときに、前記置換ドットパターンを生成することを特徴とするものである。
これによれば、本液体を吐出する装置において、検知手段により濃度ズレが発生したことを把握できるので、濃度ズレが発生したときに置換ドットパターンを生成して濃度ズレを抑制する一連の処理を自動化することが容易となる。

［第４態様］
第４態様は、第３態様において、前記検知手段は、連続画像形成動作中に、記録材上に形成された画像の濃度ズレを検知することを特徴とするものである。
これによれば、液体を吐出する装置が連続画像形成動作を開始した後に濃度ズレが発生するような事態が生じても、同連続画像形成動作中における当該濃度ズレ発生後の画像について置換ドットパターンを適用し、濃度ズレの抑制を行うことができる。

［第５態様］
第５態様は、第３又は第４態様において、前記検知手段により濃度ズレが検知される画像は、濃度補正用チャートであることを特徴とするものである。
これによれば、濃度ズレに適した濃度補正用チャートを用いて濃度ズレを検知するので、濃度ズレの発生をより適切に検知することができる。

［第６態様］
第６態様は、第１乃至第５態様のいずれかにおいて、前記ドットパターン生成部は、前記記録材に形成される画像の濃度ズレが発生するたびに、前記置換ドットパターンを生成することを特徴とするものである。
これによれば、濃度ズレの発生が繰り返される状況であっても、そのたびに濃度ズレの抑制を行うことができる。

［第７態様］
第７態様は、第１乃至第６態様のいずれかにおいて、前記ドットパターン生成部は、前記第一サイズドットと前記第二サイズドットとが前記相対移動方向で互いに隣接する部分が少なくなるように、前記置換ドットパターンを生成することを特徴とする液体を吐出するものである。
これによれば、第一サイズドットに対応する液滴と第二サイズドットに対応する液滴との合一を適切に抑制でき、濃度ズレを効率よく抑制することができる。

５ ：キャリッジ
１０ ：インクカートリッジ
１１ ：記録ヘッド
１２ ：ヘッドタンク
２０ ：ロール紙
３０ ：維持回復機構
３５ ：光学センサ
１００ ：プリンタドライバ
１０１ ：装置本体
１０２ ：給紙装置
２００ ：制御部
２０１ ：ＣＰＵ
２０２ ：ＲＯＭ
２０３ ：ＲＡＭ
２０４ ：ＮＶＲＡＭ
２０５ ：ＡＳＩＣ
２０６ ：Ｉ／Ｏ
２０７ ：ホストＩ／Ｆ
２０８ ：ヘッド制御部
２０９ ：主走査モータ駆動部
２１１ ：副走査モータ駆動部
２１２ ：垂直モータ駆動部
３００ ：操作パネル
４００ ：ヘッドドライバ
５００ ：主走査モータ
６００ ：リニアエンコーダ
８００ ：ホイールエンコーダ
Ａ ：出力画像イメージ
Ｂ，Ｅ ：理想着弾位置画像
Ｃ，Ｆ ：実際着弾位置画像
Ｄ，Ｇ ：被覆面積画像
Ｌ ：大滴
Ｓ ：小滴
Ｖｊ ：吐出速度
ａ～ｅ ：画像部分

特開２０１４－１３６３３５号公報

Claims (7)

1. 複数のノズルが配列されたノズル列のノズル配列方向を横切る相対移動方向に相対移動される記録材に対し、該複数のノズルから液体を吐出する装置において、
   前記複数のノズルの中からドットパターンに従って選択される駆動ノズルの各駆動部に対して駆動波形を出力する駆動波形出力部と、
   前記記録材に形成される画像の濃度ズレが発生したとき、前記ドットパターンに含まれる第一サイズドットの少なくとも一部を該第一サイズドットよりも大きな第二サイズドットに置き換えた置換ドットパターンを生成するドットパターン生成部とを有することを特徴とする液体を吐出する装置。
2. 請求項１に記載の液体を吐出する装置において、
   前記置換ドットパターンは、記録材との１回の相対移動で作成される画像のドットパターンであることを特徴とする液体を吐出する装置。
3. 請求項１又は２に記載の液体を吐出する装置において、
   前記記録材に形成される画像の濃度ズレを検知する検知手段を有し、
   前記ドットパターン生成部は、前記検知手段が前記濃度ズレを検知したときに、前記置換ドットパターンを生成することを特徴とする液体を吐出する装置。
4. 請求項３に記載の液体を吐出する装置において、
   前記検知手段は、連続画像形成動作中に、記録材上に形成された画像の濃度ズレを検知することを特徴とする液体を吐出する装置。
5. 請求項３に記載の液体を吐出する装置において、
   前記検知手段により濃度ズレが検知される画像は、濃度補正用チャートであることを特徴とする液体を吐出する装置。
6. 請求項１又は２に記載の液体を吐出する装置において、
   前記ドットパターン生成部は、前記記録材に形成される画像の濃度ズレが発生するたびに、前記置換ドットパターンを生成することを特徴とする液体を吐出する装置。
7. 請求項１又は２に記載の液体を吐出する装置において、
   前記ドットパターン生成部は、前記第一サイズドットと前記第二サイズドットとが前記相対移動方向で互いに隣接する部分が少なくなるように、前記置換ドットパターンを生成することを特徴とする液体を吐出する装置。

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