JP4517766B2 - ライン式インクジェットプリンタにおけるインク吐出量補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、ライン式インクジェットプリンタにおけるインク吐出量補正方法に関する。

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。ノズルから被印刷媒体に対してインクを吐出することにより、被印刷媒体に所望の画像が形成される。このようなインクジェットヘッドにおいては、ノズルやインク流路の製作精度のばらつき、各インク流路の形状の違い、及び圧力室に圧力を発生させるアクチュエータの特性のばらつき等により、ノズルからのインク吐出量にはらつきが生じることがある。そして、このインク吐出量のばらつきは、印刷結果に濃度ムラが生じる原因となる。特に、被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、インク吐出量のばらつきが大きくなる傾向にある。そこで、複数のノズルを含むブロックを複数画定し、画定されたブロック単位でノズルから被印刷媒体にインク滴を吐出したときに形成された被印刷媒体上の印刷結果を光学センサで検出し、その検出結果に基づいて、ノズルからのインク吐出量をブロック単位で補正する技術が知られている。（特許文献１参照）。

特開２００１−１０５６９７号公報（図１）

上述した技術によると、ノズルからのインク吐出量をブロック単位で補正するため、容易にノズル間のインク吐出量のばらつきを抑制することができ、印刷結果における濃度ムラを低減することができる。しかしながら、被印刷媒体の表面状態にばらつきがある場合には、光学センサでドットの形状を正確に検出することができないため、ノズルからのインク吐出量を正確に補正することができず、結果として印刷結果における濃度ムラを抑制することが困難となる。

本発明の主たる目的は、印刷結果における濃度ムラを確実に抑制することができるライン式インクジェットプリンタにおけるインク吐出量補正方法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におけるインク吐出量補正方法は、搬送される印刷媒体にノズルからインクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドに対するインク吐出量補正方法であって、前記ノズルからのインク吐出量を、それぞれが一又は複数の前記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のそれぞれについて実測する第１のステップと、
前記第１のステップによって得られたインク吐出量の実測値に基づいて、前記ブロック同士における前記ノズル１つ当たりのインク吐出量の差が小さくなるような補正係数を求める第２のステップとを備えている。前記第１のステップにおいて、印刷媒体の搬送方向に延びたｎ−１本（ｎ：２以上の自然数）の仮想線によって区分されたｎ個の前記ブロックのそれぞれについて、前記ブロックを区分する前記仮想線を、前記インクジェットヘッドの長手方向に関する位置が互いに異なるように、且つ、前記長手方向の一方から順に配置しつつ前記インク吐出量の実測を行い、前記第２のステップにおいて、先に配置された前記仮想線に係る前記ノズル１つ当たりの前記インク吐出量と当該仮想線の次に配置された前記仮想線に係る前記ノズル１つ当たりの前記インク吐出量との差分である変化量が最も大きくなるときの先に配置された仮想線に対応する前記インク吐出量に基づいて、前記補正係数を求める。

本発明によると、インク吐出量をブロックごとに実測するので、印刷結果を検出する場合のように被印刷媒体の表面状態のばらつきによる誤差が発生しない。したがって、高精度な補正係数を求めて確実に印刷結果における濃度ムラを抑制することができる。また、インク吐出量を実測する装置が光学センサよりも簡易であるため、インク吐出量の補正係数を低コストで求めることができる。したがって、ライン式インクジェットプリンタの製造コストを低減することができる。また、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効率よく抑制することができる。さらに、最も効果的なブロックを決定することができるため、高精度なインク吐出量の補正を行うことが可能となる。

本発明においては、前記第２ステップにおいて、前記変化量が見られないとき、最初に配置された前記仮想線に対応する前記インク吐出量に基づいて、前記補正係数を求めることが好ましい。また、本発明においては、前記第１ステップにおいて、各仮想線について、前記インク吐出量を複数回実測することが好ましい。

本発明においては、前記仮想線の配置される位置が、前記長手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する位置を含んでいることがより好ましい。一例として、前記インクジェットヘッドが、前記ノズルに連通した複数の圧力室で構成された平面視台形状の圧力室群であって、前記長手方向に沿って配置されていると共に、隣接する台形の斜辺同士が前記搬送方向に関して重なり合う複数の前記圧力室群を有しており、前記仮想線の配置される位置が、前記圧力室群を画定する前記台形の斜辺と短辺とを接続する頂点を通過する位置を含んでいることがより好ましい。これによると、インクジェットヘッドの構造を考慮した、より適切なインク吐出量の補正を行うことが可能となる。

本発明においては、前記第１のステップにおいて、複数の入力信号値のそれぞれに対するインク吐出量を各前記ブロックについて実測し、前記第２のステップにおいて、同じ入力信号値に対して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小さくなるような補正係数を前記入力信号値ごとに求めることが好ましい。これによると、階調印刷を行うときなど複数の入力信号値が与えられる場合においても、より高精度なインク吐出量の補正を行うことが可能となる。

さらに、本発明においては、前記第１のステップにおいて、１つの前記ブロック内にある前記ノズルだけからインクを吐出させたときに前記インクジェットヘッドに接続されたインクタンクからのインク減少量を実測するというステップをすべての前記ブロックについて行うことが好ましい。これによると、各前記ブロックについてのインク吐出量を簡易に実測することができる。

加えて、本発明においては、前記第２のステップにおいて、ノズル１つ当たりのインク吐出量がどの前記ブロックについても同じになるような補正係数を求めることが好ましい。これによると、インク吐出量のばらつきをより抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る第１の実施の形態について説明する。

まず、図１を参照して、本発明に係る第１の実施の形態のインク吐出量補正方法の対象となる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（インク吐出領域）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印刷用紙Ｐ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領域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。このとき、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る。

次に、図７を参照して印刷制御部１４３について詳細に説明する。図７は、印刷制御部１４３の機能ブロック図である。図７に示すように、印刷制御部１４３は、６つのパルス生成部１４２〜１４７と、補正係数記憶部１４８と、マップ記憶部１４９と、波形選択部１５０とを備えている。

パルス生成部１４２〜１４７は、それぞれが互いに異なる６つの波形パターンのいずれかを有するパルスを生成するものである。本実施の形態においては、３階調（未吐出を含まず）の階調印刷が可能となっており、互いに体積の異なる小滴、中滴、及び大滴のインクを吐出することにより階調印刷が実現されるようになっている。以下、階調印刷おける各階調値を小滴、中滴、及び大滴で表す。６つの波形パターンは、階調毎に２種類ずつ設定されていると共に、波形パターンを特定するための３ビットの符号（００１〜１１０）が付されている。６つの波形パターンの例を表１に示す。

表１に示すように、波形パターン００１及び波形パターン０１０は、共に小滴を形成するためのものである。また、波形パターン００１及び波形パターン０１０は、波形パターン０１０を用いたときのインク吐出量が、波形パターン００１を用いたときのインク吐出量よりも多くなるように形成されている。波形パターン０１１及び波形パターン１００は、共に中滴を形成するためのものである。また、波形パターン０１１及び波形パターン１００は、波形パターン１００を用いたときのインク吐出量が、波形パターン０１１を用いたときのインク吐出量よりも多くなるように形成されている。波形パターン１０１及び波形パターン１１０は、共に大滴を形成するためのものである。また、波形パターン１０１及び波形パターン１１０は、波形パターン１１０を用いたときのインク吐出量が、波形パターン１０１を用いたときのインク吐出量よりも多くなるように形成されている。尚、小滴を形成するために吐出されるインク吐出量は、中滴及び大滴を形成するために吐出されるインク吐出量よりも少なくなっており、中滴を形成するために吐出されるインク吐出量は、大滴を形成するために吐出されるインク吐出量よりも少なくなっている。

そして、パルス生成部１４２が、波形パターン００１を有するパルスを生成し、パルス生成部１４３が、波形パターン０１０を有するパルスを生成し、パルス生成部１４４が、波形パターン０１１を有するパルスを生成し、パルス生成部１４５が、波形パターン１００を有するパルスを生成し、パルス生成部１４６が、波形パターン１０１を有するパルスを生成し、パルス生成部１４７が、波形パターン１１０を有するパルスを生成する。

補正係数記憶部１４８は、ヘッド本体１３のインク吐出領域において、複数のノズル８を含むように画定された各ブロックにおいて、階調毎に設定された補正係数を補正係数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ブロックを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。後述するように、補正係数は、ヘッド本体１３の製造工程におけるインク吐出量補正工程において決定される。そして、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８に示す。図８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８に示すように、インク吐出領域が、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８に示すブロックＡ〜Ｉに対応する補正係数テーブルの一例を表２に示す。

表２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、階調値毎に、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。

マップ記憶部１４９は、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小さくなるような波形パターンの組み合わせを、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、各ブロックについて階調毎に決定された選択マップとして記憶するものである。選択マップの例を表３に示す。

表３に示すように、補正係数記憶部１４８に記憶されている補正係数テーブルで、小滴階調における補正係数が「０」となっているブロックＡ〜Ｄ及びブロックＦ〜Ｉにおいては、小滴階調を形成するために使用される波形パターンをインク吐出量が標準的な波形パターン００１としている。他方、小滴階調における補正係数が「１」となっているブロックＥにおいては、小滴階調を形成するために使用される波形パターンをインク吐出量が波形パターン００１のときより多い波形パターン０１０としている。また、補正係数テーブルで、中滴階調における補正係数が「０」となっているブロックＡ〜Ｃ及びブロックＧ〜Ｉにおいては、中滴階調を形成するために使用される波形パターンをインク吐出量が標準的な波形パターン０１１としている。他方、中滴階調における補正係数が「１」となっているブロックＤ〜Ｆにおいては、中滴階調を形成するために使用される波形パターンをインク吐出量が波形パターン０１１のときより多い波形パターン１００としている。さらに、補正係数テーブルで、大滴階調における補正係数が「０」となっているブロックＡ、Ｂ及びブロックＨ、Ｉにおいては、大滴階調を形成するために使用される波形パターンをインク吐出量が標準的な波形パターン１０１としている。他方、大滴階調における補正係数が「１」となっているブロックＣ〜Ｇにおいては、大滴階調を形成するために使用される波形パターンをインク吐出量が波形パターン１０１のときより多い波形パターン１１０としている。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各階調で小さくすることができる。

波形選択部１５０は、通信部１４１からの印刷指令（インク滴を吐出すべきノズル８が含まれているブロック、及び形成すべき階調データ）により、マップ記憶部１４９に記憶されている選択マップを参照して使用すべき波形パターンを決定する。そして、パルス生成部１４２〜１４７から生成されたパルスから対応する波形パターンを有するパルスを選択してアクチュエータ２１の対応する個別電極３５に供給する。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から補正された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。

次に、ヘッド本体１３の製造後に行われるインク吐出量補正方法について説明する。インク吐出量補正方法は、補正係数記憶部１４８に記憶させる補正係数テーブルの内容である各補正係数を決定する方法である。まず、各ブロックＡ〜Ｉについて、ノズル８からのインク吐出量を計測（実測）する（第１ステップ）。具体的には、インク吐出量を計測する構成を図９に示す。図９に示すように、製造されたヘッド本体１３の流路ユニット４にインク供給管１１１の一端部が接続されている。そして、インク供給管１１１の他端部がインクタンク１１０に接続されている。これにより、インクタンク１１０が貯溜しているインクが、インク供給管１１１を介して流路ユニット４に供給される。また、ヘット本体１３のアクチュエータユニット２１が、アクチュエータユニット２１を駆動可能な測定用制御装置（図示せず）に接続されている。そして、インクタンク１１０が計量器１１２にセットされており、インクタンク１１０の総重量が測定可能となっている。

尚、ノズル８からのインク吐出量を測定する構成は上述の構成に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、ヘッド本体１３が、計量器１１２にセットしたトレイ１１３に直接インク滴を吐出して計量器１１２がインク吐出量を計測する構成でもよい。

以上の構成で、測定用制御装置が、アクチュエータユニット２１を駆動して、ブロックＡ〜Ｉごとにノズル８からインク滴を吐出させる。測定用制御装置が、ブロックＡ〜Ｉごとにノズル８からインク滴を吐出させたとき、その前後におけるインクタンク１１０の総重量を計量器１１３で計測する。これにより、ブロックＡ〜Ｉごとのノズル８からのインク滴の吐出により消費されたインクタンク１１０のインクの量（減少量）、言い換えればブロックＡ〜Ｉごとのノズル８からのインク吐出量を計測することができる。また、ブロックＡ〜Ｉごとのノズル８からのインク吐出量の計測は、各階調（小滴、中滴、大滴）について行う（複数の入力信号値のそれぞれに対するインク吐出量を計測）。

次に、上述した方法で計測されたブロックＡ〜Ｉごとの各階調におけるノズル８からのインク吐出量に基づいて補正係数を決定する（第２のステップ）。具体的には、計測された各インク吐出量を、対応するブロックＡ〜Ｉにおけるノズル８の数で除して、１つのノズル８当たりのインク吐出量を算出する。そして、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が小さくなるように補正係数を決定する。例えば、各ブロックＡ〜Ｉにおいて、算出された各階調における１つのノズル８当たりの各インク吐出量が標準的である場合は、補正係数を「０」に決定する。逆に、標準よりも少ない場合は補正係数を「１」に決定する。決定された補正係数は、補正係数記憶部１４８の補正係数テーブルに記憶される。このとき、補正係数テーブルに基づいて選択マップが生成されるとともに、マップ記憶部１４９に選択マップが記憶される。

以上説明した第１の実施の形態によると、インク吐出量をブロックＡ〜Ｉごとに計量器１１２で計測するので、印刷された画像の濃度を検出する場合のように印刷用紙Ｐの表面状態のばらつきによる誤差が発生しない。したがって、高精度な補正係数を求めて確実に印刷結果における濃度ムラを抑制することができる。また、計量器１１２が光学センサよりも簡易であるため、インク吐出量の補正係数を低コストで求めることができる。したがって、ヘッド本体１３の製造コストを低減することができる。

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。

さらに、インク吐出量を計測する工程（第１のステップ）を１回だけ行うだけで補正係数を決定することができるため、インク吐出量の測定を短時間で実行することができる。これにより、プリンタ１の製造コストを低減することができる。

加えて、階調毎に補正係数を決定するため、階調印刷においてより高精度なインク吐出量の補正を行うことが可能となる。

また、インクタンク１１０の総重量を計量器１１２で計測するという簡単な方法でインク吐出量を計測することができるため、インク吐出量の測定をより短時間で実行することができる。

そして、１つのノズル８当たりのインク吐出量がブロックＡ〜Ｉ間において同じになるよう補正係数を決定しているため、インク吐出量のばらつきを効率よく抑制することができる。

以下、図１１を参照して、本発明に係る第２の実施の形態のインク吐出量補正方法について説明する。図１１は、第２の実施の形態のインク吐出量補正方法について説明するための図である。尚、インク吐出量補正方法の対象となるプリンタの構成は、第１の実施の形態と同様であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。

インク吐出量補正方法は、補正係数記憶部１４８に記憶させる補正係数テーブルの内容である各補正係数を決定する方法である。まず、各ブロックＡ〜Ｉについて、ノズル８からのインク吐出量を計測する（第１ステップ）。インク吐出量を計測するための構成、及び計測方法は第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

そして、この各ブロックＡ〜Ｉにおけるインク吐出量の計測を、図１１に示すように、仮想線の位置をヘッド本体１３の長手方向に沿ってＸ１、Ｘ２、Ｘ３の順に変化させながら３回づつ行う。

次に、上述した方法で計測されたインク吐出量に基づいて補正係数を決定する（第２のステップ）。まず、各ブロックＡ〜Ｉにおいて仮想線Ｘ１〜Ｘ３毎に計測された３つのインク吐出量に基づいて、いずれの仮想線Ｘ１〜Ｘ３を補正係数を求める基準とするかを決定する。具体的には、各インク吐出量を対応する仮想線Ｘ１〜Ｘ３におけるノズル８の数で除して、１つのノズル８当たりのインク吐出量を算出する。そして、算出した１つのノズル８当たりのインク吐出量を仮想線Ｘ１〜Ｘ３の順に並べたとき、変化量が最も大きくなった１つのノズル８当たりのインク吐出量に対応する仮想線の1つ手前の仮想線を基準として決定する。尚、変化量が見られなかったときは、仮想線Ｘ１を基準として決定する。インク吐出量から補正係数を決定する方法は第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

以上、説明した第２の実施の形態によると、最も効果的なブロックを決定することができるため、高精度なインク吐出量の補正を行うことが可能となる。これにより、印刷結果の濃度ムラを確実に抑制することができる。

以上、本発明の好適な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てもよい。

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、計量器１１２によりインク吐出量を計測する構成であるが、吐出したインク滴の体積を計測する構成でもよい。

本発明に係る第１の実施の形態のインク吐出量補正方法の対象とな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６に示す印刷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８に示す各ブロックにおけるノズルからのインク吐出量を計測するためのシステム構成図である。 図８に示す各ブロックにおけるノズルからのインク吐出量を計測するためのシステム構成の変形例である。 本発明に係る第２の実施の形態のインク吐出量補正方法を説明するための図である。

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
１１０ インクタンク
１１２ 計量器
１４１ 通信部
１４２〜１４７ パルス生成部
１４８ 補正係数記憶部
１４９ マップ記憶部
１５０ 波形選択部

Claims (8)

1. 搬送される印刷媒体にノズルからインクを吐出して画像を形成するインクジェットヘッドに対するインク吐出量補正方法であって、
   前記ノズルからのインク吐出量を、それぞれが一又は複数の前記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のそれぞれについて実測する第１のステップと、
   前記第１のステップによって得られたインク吐出量の実測値に基づいて、前記ブロック同士における前記ノズル１つ当たりのインク吐出量の差が小さくなるような補正係数を求める第２のステップとを備えており、
   前記第１のステップにおいて、印刷媒体の搬送方向に延びたｎ−１本（ｎ：２以上の自然数）の仮想線によって区分されたｎ個の前記ブロックのそれぞれについて、前記ブロックを区分する前記仮想線を、前記インクジェットヘッドの長手方向に関する位置が互いに異なるように、且つ、前記長手方向の一方から順に配置しつつ前記インク吐出量の実測を行い、
   前記第２のステップにおいて、先に配置された前記仮想線に係る前記ノズル１つ当たりの前記インク吐出量と当該仮想線の次に配置された前記仮想線に係る前記ノズル１つ当たりの前記インク吐出量との差分である変化量が最も大きくなるときの先に配置された仮想線に対応する前記インク吐出量に基づいて、前記補正係数を求めることを特徴とするライン式インクジェットプリンタにおけるインク吐出量補正方法。
2. 前記第２ステップにおいて、前記変化量が見られないとき、最初に配置された前記仮想線に対応する前記インク吐出量に基づいて、前記補正係数を求めることを特徴とする請求項１に記載のインク吐出量補正方法。
3. 前記第１ステップにおいて、各仮想線について、前記インク吐出量を複数回実測することを特徴とする請求項１又は２に記載のインク吐出量補正方法。
4. 前記仮想線の配置される位置が、前記長手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する位置を含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のライン式インクジェットプリンタにおけるインク吐出量補正方法。
5. 前記インクジェットヘッドが、前記ノズルに連通した複数の圧力室で構成された平面視台形状の圧力室群であって、前記長手方向に沿って配置されていると共に、隣接する台形の斜辺同士が前記搬送方向に関して重なり合う複数の前記圧力室群を有しており、
   前記仮想線の配置される位置が、前記圧力室群を画定する前記台形の斜辺と短辺とを接続する頂点を通過する位置を含んで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におけるインク吐出量補正方法。
6. 前記第１のステップにおいて、複数の入力信号値のそれぞれに対するインク吐出量を各前記ブロックについて実測し、
   前記第２のステップにおいて、同じ入力信号値に対して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小さくなるような補正係数を前記入力信号値ごとに求めることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のライン式インクジェットプリンタにおけるインク吐出量補正方法。
7. 前記第１のステップにおいて、１つの前記ブロック内にある前記ノズルだけからインクを吐出させたときに前記インクジェットヘッドに接続されたインクタンクからのインク減少量を実測するというステップをすべての前記ブロックについて行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のライン式インクジェットプリンタにおけるインク吐出量補正方法。
8. 前記第２のステップにおいて、ノズル１つ当たりのインク吐出量がどの前記ブロックについても同じになるような補正係数を求めることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のライン式インクジェットプリンタにおけるインク吐出量補正方法。
   

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