JP4764755B2 - 液体吐出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は液体吐出装置並びに画像形成装置に係り、特に多数の吐出口（ノズル）を２次元的に高密度に配列させて成る液体吐出ヘッドのノズル配列構造及びその液体吐出ヘッドを用いて記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置などの画像形成装置に関する。

インクジェット記録装置の分野においては、高品質の画像を高速に印字するために、多数のノズルを２次元配列させた液体吐出ヘッド（いわゆるマトリクス配列ヘッド）が提案されている。図１７は従来のマトリクス配列ヘッドの構成例を模式的に示した平面図である。図示のマトリクス配列ヘッド３００は、印字媒体３０２の搬送方向（副走査方向：矢印Ｓ方向）と直交する方向（主走査方向：矢印Ｍ方向）に沿って印字媒体３０２の全幅に対応する長さにわたり多数のノズル３１０を２次元配列させたフルライン型のヘッドである。

各ノズル３１０に対応した圧力室３１２は、それぞれ図示せぬ個別の供給口（不図示）を介してインク供給用の共通流路（不図示）と連通しており、該共通流路から各圧力室３１２にインクが充填されるようになっている。また、各圧力室３１２には図示せぬ圧力発生素子（例えば、圧電素子）が設けられており、印字データに応じて圧力発生素子を駆動制御することによってノズル３１０からインク滴を吐出させることができる。印字媒体を搬送しながら、各ノズルのインク吐出タイミングを制御することによって、印字媒体上に所望の画像を記録することができる。

従来のマトリクス配列ヘッド３００は、ノズル３１０と、これに対応する圧力室３１２及び圧力発生素子等からなるインク室ユニット（１つの記録素子単位となる液滴吐出素子）３１４を図１７に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度αを有する斜めの列方向とに沿って直線的に一定の配列パターンで斜めの格子状に多数配列させた構造を有している。ノズル面３００Ａ内で主走査方向に並ぶノズル列の副走査方向ノズル列間隔（副走査方向ノズルピッチ）をｄ_Nsとすると、主走査方向に沿って並ぶように投影される実質的なノズルの間隔（主走査方向投影ノズルピッチ）Ｐ_N はｄ_Ns／tan αとなる。かかる構成により、印字媒体３０２上で主走査方向に隣接して並ぶドットのドット間ピッチを狭め、記録密度の向上を達成している。

上記の如く構成されたマトリクス配列ヘッド３００を用いることにより、１回の副走査で（マトリクス配列ヘッド３００に対して印字媒体３０２を副走査方向に相対的に移動させる動作を１回行うだけで）、印字媒体３０２の全面に画像を記録することができる。

しかしながら、かかる従来のマトリクス配列ヘッド３００は、ヘッドの面内回転方向の角度誤差（取り付け回転位置誤差）や印字媒体３０２の斜行等に起因して、ノズル列のつなぎ目（折り返し部）に当たる印字媒体３０２上の部分にスジ状の濃度ムラが発生しやすいという課題を抱えている。

図１８を用いてその現象を概説する。図１８は、ヘッドが本来の設置位置（設計上の基準位置）からノズル面３００Ａと平行な面内で反時計回り方向に僅かに回転した状態で設置された場合（本来の主走査方向に対してヘッドの設置角度が傾いている場合）が示されている。なお、正常に（基準位置に）設置されたヘッドに対して印字媒体の搬送方向が傾いた場合（図１８の矢印方向Ｓ’に斜行又は蛇行搬送される場合）も相対的に同等の現象
となる。

図１８に示すように、マトリクス配列ヘッド３００が回転位置誤差を有して設置された場合に（印字媒体が副走査方向に対してある角度を持って搬送された場合（斜行，蛇行）も含む）、図１８中Ａ，Ｂと記載したノズル列のつなぎ目（折り返し部）のノズル対から打滴されるドットＤA ，ＤB の印字媒体上における主走査方向の間隔Ｐm が他の主走査方向隣接ドット間距離よりも大きくなる（図１９の拡大図参照）。このため、当該折り返し部のノズル対Ａ，Ｂに対応する印字媒体上の位置に濃度の薄いスジが発生する。なお、マトリクス配列ヘッド３００と印字媒体の相対的な角度ずれの回転方向が逆の場合には、折り返し部のノズル対から打滴されるドットの印字媒体上における主走査方向の隣接ドット間隔が狭くなるため、当該折り返し部に対応する印字媒体上の記録濃度が濃くなるスジが発生する。

ノズル列のつなぎ目（折り返し部）で発生する濃度ムラの視認性を低減させるために、幾つかの解決策が提案されている（特許文献１〜３）。特許文献１では、副走査方向に並んだノズルから吐出されるドットサイズが振動的に変化するようにノズルを配置すること、及びノズルの主走査方向の位置が振動するようにノズルを配置することを提案している。これにより、マトリクス配列のノズル列のつなぎ目周期に起こるムラを低減することができる。また、同文献１では、マトリクス配列のつなぎ目周期を視認性の低い高周波にするようにノズル配置することで、ムラを目立たなくすることも開示されている。

特許文献２は、ヘッドチップ上に列状（直線１列又は２列）のノズルを配置し、該ヘッドチップをヘッドのライン配列方向に沿って複数配列させてなるライン型インクジェットヘッドにおいて、各ヘッドチップのノズル配列方向がライン配列方向に対して所定の角度をなす傾斜状態で各ヘッドチップを同一基板上に配列させることを提案している。同文献２に開示の技術は、単一の基板上に複数のヘッドチップを配列させることで、製造精度を上げて、列のつなぎ目に発生するムラを低減することを目的としている。

特許文献３は、印字媒体上で主走査方向並びの同一径ドットの間に、別の径のドットを打滴できるようにノズルを配置して、ムラの周波数を変えることにより、視認性を下げることを提案している。
特開２００４−１６７９８２号公報 特開２００２−２７３８７８号公報 特開２００４−９０５０４号公報

しかし、特許文献１に開示の技術では、スジ発生部分に起こるドット間距離誤差を低減させることはできないため、局所的には濃度差が大きいという問題がある。また、ドット径を意図的に不均一にするため、印字結果の均一性が損なわれる。つまり、元々対策をとりたいつなぎ目の周期ムラに対し、ドットサイズの変化やドット位置の変化によって、別の周期のムラ（変動）を付加することで、つなぎ目の周期ムラの視認性を下げているにすぎない。

特許文献２の方法によって低減できるムラは、ノズル配置の誤差に起因するムラだけであるので、ヘッドの面内傾きや媒体の斜行等に起因するムラを低減することはできない。

特許文献３の技術は、別の径のドットを打つなどの構成が必要である。周波数を変更するだけであり、ミクロ的に見たときにドット間隔の誤差は大きいため、理想的な印字結果との差が大きくなる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ヘッドの面内回転方向の取り付け位置誤差や媒体の斜行等によって発生するムラを低減することができる液体吐出装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明は、液体を吐出するための複数のノズルが２次元配列されたノズル面を有する液体吐出ヘッドであって、当該液体吐出ヘッドに対して被吐出媒体を相対移動させる方向を第１方向とするとき、前記被吐出媒体上で前記第１方向と略直交する第２方向に並ぶ隣接ドットを打滴する関係にあるノズル対の前記ノズル面上における前記第１方向の距離をＬ＿pitch 、前記ノズル面内における前記第１方向のノズル間最大距離をＬ、前記ノズル面内における前記第１方向へのノズル数をｎ（ただし、ｎは４以上の整数とする）、前記ノズル対の前記第１方向の距離間に挟まれて配置されるノズルの前記第１方向への数を表すノズル飛ばし数をｍ（ただし、ｍは、１≦ｍ≦ｎ／２を満たす整数）、ｋを１以上の整数としたとき、次式
Ｌ＿pitch ＝Ｌ×ｋ／（ｎ−１）
ｋ≦ｍ＋１
を満たす条件で前記複数のノズルが２次元的に配置されている液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッド及び前記被吐出媒体の少なくとも一方を搬送し、前記液体吐出ヘッドに対して前記被吐出媒体を前記第１方向に相対移動させる搬送手段と、前記搬送手段による前記相対移動に合わせて前記液体吐出ヘッドの前記ノズルから液体を吐出させる制御を行う吐出制御手段と、前記搬送手段によって前記液体吐出ヘッドに対して被吐出媒体を前記第１方向に相対移動させながら前記ノズルから吐出した液滴を前記被吐出媒体に付着させることにより、前記被吐出媒体上で前記第２方向に沿ってドットが並ぶ第２方向ドットラインを形成する場合に、当該第２方向ドットラインの前記第２方向に隣接するドットの並び順を追って各ドットに対応するノズルを前記ノズル面内で追跡したとき、前記並び順で次のドットを打つノズルが前記第１方向の上流側に配置されているノズルグループと、前記並び順で次のドットを打つノズルが前記第１方向の下流側に配置されているノズルグループと、を分けて前記複数のノズルをグループ化し、各グループ毎に、記録濃度を補正する吐出補正手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、被吐出媒体上で第２方向に並ぶ隣接ドットを打滴するノズル対の第１方向ノズル間ピッチが著しく大きくなる特異的なノズル対が存在しなくなるため、ヘッドと印字媒体の相対的な角度誤差が発生した場合でも、吐出媒体上において第２方向に隣接して並ぶドット間のドット間距離の誤差を低減させることができる。これにより、ヘッドの取り付け回転位置誤差、又は被吐出媒体の斜行や蛇行等による媒体搬送スキュー誤差、若しくはこれらの組合せによる角度誤差（以下、「回転誤差」と総称する。）によって発生するムラを低減することができる。

第２方向ドットラインのドットの並び順で次のドットを打つノズルが前記第１方向の上流側に配置されているノズルグループと、下流側に配置されているノズルグループとでは、ある回転誤差に対する被吐出媒体上での第２方向ドット間距離の増減方向が逆になる。回転誤差により、被吐出媒体上での第２方向ドット間距離が増加するノズルグループで打滴するエリアのドット密度は低下する傾向にあるため、当該ノズルグループに対しては吐出量（又は打滴数）を増加させる補正を行うことが好ましい。

その一方、回転誤差により、被吐出媒体上での第２方向ドット間距離が減少するノズルグループで打滴するエリアのドット密度は上昇する傾向にあるため、当該ノズルグループに対しては吐出量（又は打滴数）を減少させる補正を行うことが好ましい。

このように、回転誤差に対する第２方向ドット間距離の増減傾向の違いに応じて、ノズルグループ毎に吐出状態を補正することにより、より一層のムラの低減を図ることができる。

本発明の一態様に係る液体吐出装置は、前記液体吐出ヘッドの取り付け角度を特定するヘッド角度特定手段及び前記被吐出媒体の前記液体吐出ヘッドに対する前記相対移動の搬送方向角度を特定する媒体角度特定手段のうち少なくとも一方の角度特定手段を有し、前記少なくとも一方の角度特定手段の特定結果に基づいて前記記録濃度を補正するための補正量を制御する補正量制御手段と、を備えたことを特徴とする。

ヘッド角度特定手段又は媒体角度特定手段、若しくはこれらの組合せによって回転誤差の量を把握し、その誤差量に応じて各ノズルグループの吐出補正量を適応的に制御する態様が好ましい。

また、前記目的を達成する画像形成装置は、本発明の液体吐出装置を有し、前記ノズルから吐出したインク液によって前記被吐出媒体上に画像を形成することを特徴とする。

高解像度の画像出力を実現するためには、インク液を吐出する吐出口（ノズル）と、該ノズルに対応した圧力室及び圧力発生素子とを含んで構成される液滴吐出素子（インク液室ユニット）を高密度に多数配置した液体吐出ヘッド（印字ヘッド）を用いる態様が好ましい。

かかる印字用の液体吐出ヘッドの構成例として、被吐出媒体の全幅に対応する長さにわたって複数のノズルを配列させたフルライン型のヘッドを用いることができる。フルライン型のヘッドは、通常、被吐出媒体（記録紙などの記録媒体）の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。

インクジェット方式の液体吐出ヘッド（印字ヘッド）を用いてカラー画像を形成する場合は、複数色のインクの色別にヘッドを配置してもよいし、１つのヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。

「被吐出媒体」は、液体吐出ヘッドのノズルから吐出される液の付着を受ける媒体であり、画像形成装置においては、記録紙等の記録媒体がこれに相当する。すなわち、「被吐出媒体」は、記録媒体、印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体など呼ばれ得るものであり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、中間転写媒体、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

被吐出媒体と液体吐出ヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した（固定された
）ヘッドに対して被吐出媒体を搬送する態様、停止した被吐出媒体に対してヘッドを移動させる態様、或いは、ヘッドと被吐出媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。

本発明によれば、ヘッドの取り付け回転位置誤差や媒体の斜行等によって発生するムラを低減することができる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔第１実施形態：液体吐出ヘッドの構造〕
図１は本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの構造を模式的に示した平面図である。図示のヘッド５０は、インクジェット記録装置に用いられるフルライン型の印字ヘッドであり（記録ヘッド、或いはプリントヘッドとも呼ばれる）、印字媒体６０の搬送方向（副走査方向：矢印Ｓ方向）と直交する方向（主走査方向：矢印Ｍ方向）に沿って印字媒体６０の全幅Ｗm に対応する長さにわたり多数のノズル５１を２次元配列させた構造を有している。図中、符号５２は各ノズル５１に対応した圧力室である。また、印字媒体６０は図の上から下に向かって搬送されるものとする。

図２は１つの液滴吐出素子（１ノズルに対応したインク室ユニット）５３の拡大図であり、図３は図２中の３−３線に沿う断面図である。図２に示したように、各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部の一方にノズル５１への流出口（ノズル流路）が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。ただし、本発明の実施に際して、圧力室５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

図３に示したように、圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。

圧力室５２の一部の面（図３において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。個別電極５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ５８には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、アクチュエータ５８の変位が元に戻る際に、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に再充填される。

また、吐出安定性並びに吐出面（ノズル面５０Ａ）のクリーニング性を向上させる等の観点から、ヘッド５０のノズル面５０Ａには撥液層５９が設けられている。ノズル面５０Ａに撥液性を付与する方法（撥液処理方法）は、特に限定されず、例えば、フッ素系の撥液材を塗布する方法や、フッ素系高分子粒子（ＰＴＦＥ）等の撥液材を真空中で蒸着し表面に薄層を形成する方法等がある。

印字データに応じて各ノズル５１に対応したアクチュエータ５８の駆動を制御することにより、ノズル５１からインク滴を吐出させることができる。図１で説明したように、印字媒体６０を一定の速度で副走査方向に搬送しながら、その搬送速度に合わせて各ノズル５１のインク吐出タイミングを制御することによって、印字媒体６０上に所望の画像を記
録することができる。

図３では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

図４は、図１に示したヘッド５０における２次元ノズル配列の拡大図である。図２及び図３で説明した構造を有するインク室ユニット５３を図４に示すように２次元配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッド（図１における符号５０）が実現されている。図４では、図１８で説明した従来の構成との比較を容易にするため、図１８と同等の回転誤差量（ヘッド傾斜量或いは媒体の斜行量・蛇行量）を有する場合を示してある。

図４に示したヘッド５０の２次元ノズル配列について、説明の便宜上、図４の横方向（主走査方向）を行方向、縦方向（副走査方向）を列方向とし、同図の上から下に向かって順に、第１行、第２行、…第１０行と行番号（ｉ＝１〜１０）を定める。また、列方向（略縦方向）に直線上に並ぶノズル列について左から右に向かって列番号（ｊ＝１，２，…Ｊ）を定め、ノズル５１の位置を行番号ｉと列番号ｊの組合せによって「５１-ij 」と表記する。ただし、i ＝１０の場合については、表記の都合上「５１-Xj 」と記載することにした。

本例では、副走査方向のノズル数（行数）ｎを「１０」としているが、本発明の実施に際して、副走査方向のノズル数（行数）ｎはｎ＝１０に限定されない。ただし、後述する理由により、ｎは４以上の整数であることを前提とする。

各行内における主走査方向のノズル間隔ＮLmは一定であるとし（各行の主走査方向ノズル間隔は全て同じＮLmとし) 、各行のノズル５１-ij は主走査方向に沿って互いのノズル位置を行間で異ならせながら千鳥状に配置される。すなわち、ヘッド５０のノズル行数（副走査方向のノズル数）をｎ（図４の場合、ｎ＝１０）、印字媒体上で主走査方向に沿って並ぶドットを打滴するノズルの実質的な主走査方向ノズル間ピッチをＮm とすると、ＮLm＝ｎ×Ｎm の関係を満たす。また、副走査方向（ノズル配列の列方向）について各行の行間隔（副走査方向のノズル間距離）Ｌs は一定であるとし、副走査方向のノズル間最大距離をＬとするとき、Ｌ＝ｎ×Ｌs である。

図４で示した例では、第１行のノズル５１-1j の並びを基準として、第１行→第３行→第５行→第７行→第９行→第１０行→第８行→第６行→第４行→第２行の順に各行間で主走査方向のノズル位置が図４の右方向にＮm ずつシフトして配置されている。

図示のノズル配列において、印字媒体の搬送に同期して、ノズル５１-ij からの打滴タイミングを制御し、第１行→第２行→第３行→…第１０行目の順に各行のノズル５１-ij を順次駆動することによって、印字媒体の幅方向（主走査方向）に沿ってドット６４が直線上に並ぶ１ラインのドット列（主走査方向ドットライン）６６が印字される。

印字媒体上で主走査方向に沿って互いに隣接しながら並ぶように形成される各ドット６４の並び順を図４の左から右に追って、各ドット６４に対応するノズル番号を追跡すると、５１-X1 →５１-81 →５１-61 →５１-41 →５１-21 →５１-12 →５１-32 →５１-52 →５１-72 →５１-92 →５１-X2 →５１-82 →５１-62 →５１-42 →５１-22 →５１-13 →５１-33 →…になる。こうして主走査方向ドットライン６６の各ドット６４に対応するノズル５１-ij をドット６４の並び順を追って順次結んで描かれるノズル配列パターンは、「Ｗ」字型（三角波形型）の折れ線状となる。すなわち、印字媒体上で主走査方向に隣接して並ぶドット６４を打つノズル５１-ij のノズル面５０Ａ内での実質的な配列形態は、Ｗ文字型（三角波形型）の折れ線状ノズル列となっている。

このノズル配列は主走査方向に周期性を有している。第１行目のノズル５１-1j を始点として、主走査方向ドットライン６６の各ドット６４の並び順に対応するノズル５１-ij の行番号に注目すると、第１行→第３行→第５行→第７行→第９行→第１０行→第８行→第６行→第４行→第２行→第１行…の繰り返しとなる。

印字媒体上に印字される主走査方向ドットライン６２を見ると、第１行→第３行→第５行→第７行→第９行→第１０行→第８行→第６行→第４行→第２行…の各行のノズルから打滴されたｎ個のドット６４が印字媒体上で互いに隣接しながら直線上に並んだドット群（ｎ個の連続するドットによるライン状のドット群）６７を繰り返しの単位として、当該繰り返し単位のドット群６７が主走査方向につながったものになっている。

ドット群６７に対応するノズル配置上の繰り返し単位（１周期分）を考えると、第１行→第３行→第５行→第７行→第９行→第１０行の各ノズルを順に結ぶ線（繰り返し単位の前半のノズル列に相当し、図４において右肩下がり方向の略直線上に並ぶノズル列）が第１０行のノズル位置でＶ字状に折り返され、折り返し後に第１０行→第８行→第６行→第４行→第２行→第１行の各ノズルを順に結ぶ線（繰り返し単位の後半のノズル列に相当し、図４において右肩上がり方向の略直線上に並ぶノズル列）とつながっている。かかるＶ字型の繰り返し単位が主走査方向に複数繰り返されることにより、Ｗ字型のノズル列が形成されている。

図４に示したノズル配列によれば、印字媒体上で主走査方向に隣接して並ぶドットを打つノズル対の副走査方向のノズル間距離Ｌ＿pitch の最小値はＬs 、最大値は２Ｌs となる。ここで、Ｌs はヘッド内で副走査方向に隣接して並ぶ圧力室同士間の副走査方向のノズルピッチである。

これに対し、図１７乃至図１９で説明した従来の構成では、印字媒体上で主走査方向に隣接して並ぶように打滴されるドットの並び順を追って、各ドットに対応するノズルを追跡すると、吐出面内で第１行から第１０行までのノズルが斜め方向（図１８において右肩上がり）の一直線上に並んで配置されており、第１０行のノズルから第１行のノズルへと急激にノズル列が折り返される。このような、鋸波形状に並ぶ従来のノズル配列では、印字媒体上で主走査方向に隣接して並ぶドットを打つノズル対の副走査方向ノズル間距離の最小値はＬs であるが、最大値は１０Ｌs となり、両者の差異は大きい。このため、従来のヘッドでは、ヘッドの面内回転取り付け位置誤差、或いは媒体の斜行等が発生した場合に、当該最大値のノズル対（折り返し部のノズル対）に対応する印字媒体上の位置でムラが発生していたことは、既に説明したとおりである。

この点、図１乃至図４で説明した実施形態によれば、印字媒体上で主走査方向に隣接して並ぶドットを打つノズル対の副走査方向ノズル間距離のばらつき（最小値と最大値の差）が小さいため、ヘッドの面内回転取り付け位置誤差、或いは媒体の斜行等が発生した場合でも、ドット間ピッチの変化が小さく、ムラの発生が抑制される。

図５は、図４に示した主走査方向ドットライン６６の拡大図である。図５に示した主走査方向ドットライン６６の拡大図と、図１９の従来の主走査方向ドットラインを比較すると明らかなように、本実施形態によれば、図１９と比較して、ドット間距離が著しく広がることがなく濃度ムラの発生が抑えられていることが分かる。

本実施形態に係る液体吐出ヘッド５０のノズル配列の条件を以下にまとめる。

２次元配列されたノズル５１を有する液体吐出ヘッド５０において、印字媒体上に打滴されたドットが主走査方向に隣接する関係にあるノズル対について、ノズル面上での副走査方向ノズル間距離をＬ＿pitch とすると、ノズル面内における全ノズルの副走査方向ノズル間最大距離Ｌとしたとき、下記式（式１）を満たす条件にてノズル５１が配置される。

Ｌ＿pitch ＝Ｌ×ｋ／（ｎ−１） …（式１）
ｋ≦ｍ＋１
各パラメータの意味は下記のとおりである。

Ｌ＿pitch ：印字媒体上で隣接する関係となるドットを打つノズルのノズル面内での副走査方向への距離
ｍ：副走査方向のノズル飛ばし数（ただし、１≦ｍ≦ｎ／２を満たす整数）
ｎ：副走査方向へのノズル数（行数）
ｋ：１以上の整数
Ｌ：副走査方向のノズル間最大距離
なお、「ノズル飛ばし数」とは、印字媒体上で隣接するドットを打滴するノズル対に対して、その間に挟む「圧力室等のノズル構成要素」の数を表す。図４の場合、例えば、第８のノズル５１-81 と第１０行のノズル５１-X1 は、印字媒体上で隣接するドットを打滴するノズル対の関係にあるが、当該ノズル対の副走査方向の距離間（Ｌ＿pitch ＝２Ｌs ）に、１行（ｍ＝１）のノズル列（第９行目のノズル列）が挟まれて配置されている。このような配置関係を一般的に記述するためにパラメータ「ｍ」の概念を導入した。本例の場合の「ノズル構成要素」は、図３で説明した液滴吐出素子（インク室ユニット５３）であり、ノズル５１、圧力室５２、アクチュエータ５８及びアクチュエータ５８の個別電極５７を含んだ記録素子単位である。

また、上記の（式１）の条件は、ｎ≧４の場合に適用する。その理由は、ｎ＝３では（式１）が、
Ｌ＿pitch ＝Ｌ×ｋ／２
ｋ≦２
となり、Ｌ＿pitch が最大値Ｌをとる場合が存在してしまうため、本発明の特性が活かされないからである。ｎ＝２，ｎ＝１の場合も同様である。

上述したとおり、本実施形態による液体吐出ヘッド５０を用いれば、従来型のマトリクス配列ヘッド３００の印字結果に比べて、スジ部の濃度が下がり、視認性を低下させることができる。

また、上述した実施形態では、各ノズル５１に対応する圧力室５２は、ノズル面５０Ａと平行な平面上に２次元配置されているものとしたが、本発明の実施に際しては、各ノズルに対応する圧力室の配置構造は特に限定されない。つまり、本発明では、吐出口（ノズル）の配列形態について上記２次元配列となっていることが必要であるが、圧力室については、印字媒体から離れる方向に階層的に配置されていてもよい。

〔打滴制御との組合せ〕
上記した実施形態に係る液体吐出ヘッド５０と打滴制御（吐出制御）とを組み合わせることによって、更なるムラの低減効果を得ることができる。例えば、ノズル面５０Ａ上において略副走査方向に沿って略直線上に配置されたノズル列を１つのノズルグループと見なし、各ノズルグループ毎に後述のような制御を行うことにより、一層のムラ低減を図る
ことができる。

すなわち、図４で説明したＷ字型折り返しノズル配列において、ノズル番号｛５１-X1 ，５１-81 ，５１-61 ，５１-41 ，５１-21 ｝を一つのグループ、ノズル番号｛５１-12 ，５１-32 ，５１-52 ，５１-72 ，５１-92 ｝を他のグループ、ノズル番号｛５１-X2 ，５１-82 ，５１-62 ，５１-42 ，５１-22 ｝を更に他のグループ、…という具合に、「Ｗ」字型折り返しノズル配列の各線分（副走査方向に対する線分の傾き方向が同じ略直線部分）に対応するノズル列単位でノズル群をグループ化する。

図４において、右肩下がり方向の線分に沿って並ぶノズルの列（行番号で言うと、第１行→第３行→第５行→第７行→第９行→第１０行のノズル列）と、右肩上がり方向の線分に沿って並ぶノズルの列（行番号で言うと、第１０行→第８行→第６行→第４行→第２行→第１行のノズル列）と、にグループ分けされる。このとき、グループの境界のノズル（第１行のノズル及び第１０行のノズル）については、どちらのグループに含めてもよい。

かかるグループ分けを別の表現で記述すると、あるノズルから次の隣接ドット（図４において右隣のドット）を打つノズルを考えたときに、副走査方向の上流側に配置されているか、下流側に配置されているかでグループ分けをしていることに相当している。

図４のＷ字型折り返しノズル配列において、右肩下がり方向の略直線上に並んで配置されるノズル列では、当該ノズル列内の注目ノズルで打滴したドットに対して印字媒体上で主走査方向の右隣に接するドットを打つノズルが注目ノズルよりも副走査方向の下流側に配置されている。これに対し、図４のＷ字型折り返しノズル配列において、右肩上がり方向の略直線上に並んで配置されるノズル列では、当該ノズル列内の注目ノズルで打滴したドットに対して印字媒体上で主走査方向の右隣に接するドットを打つノズルが注目ノズルよりも副走査方向の上流側に配置されている。

このような観点で、主走査方向ドットラインの並び順で次のドットを打つノズルがノズル面上で副走査方向の上流側に配置されているノズルグループと、下流側に配置されているノズルグループとを分ける。

Ｗ字型折り返しノズル配列における繰り返しノズル列単位（Ｖ字型配列）の前半のノズル列（図４において右肩下がり方向の線上に並んで配置されるノズル列）のグループと、後半のノズル列（図４において右肩上がり方向の線上に並んで配置されるノズル列）のグループとでは、ヘッドの面内回転方向の取り付け角度誤差、或いは、ヘッドに対する印字媒体の斜行，蛇行による傾き、若しくはこれらの組合せによる相対的な傾き誤差（以下、これらを総称して、「回転誤差」という。）による影響が異なる（逆になる）。

例えば、図４の紙面上でヘッドが反時計回り方向に回転した角度誤差を持って設置された場合、前者のグループは主走査方向の隣接ドット間隔が広がるのに対し、後者のグループは主走査方向の隣接ドット間隔が狭くなる。このため、回転誤差による影響が同じノズル群の列を単位にノズルブロックとしてグループ化し、グループ毎に回転誤差による影響を考慮した打滴制御（濃度補正）を行う態様が好ましい。

打滴制御の例としては、（１）ドットサイズを大きく又は小さくする態様、（２）打滴数を増減する（追加ドット、間引きドットを設ける）態様、などがある。グループ内の全てのノズルについて、上記の制御を行ってもよいし、グループ内から抽出（又は選択）した一部のノズルについて制御を行ってもよい。更に、グループ全体の傾向（補正後の結果）が、目標の結果（記録濃度を高める、或いは記録濃度を下げるなどの補正傾向）となるようにできれば、グループ内の任意のノズル（一部のノズル）が逆方向の補正となってもかまわない。すなわち、グループ内のノズルを必ず同じ方向に補正することにすると、極端な補正（過補正）により、補正による効果がかえって目立ってしまうという弊害（悪影響）も起こり得るため、かかる弊害を防止する観点から、グループ内の一部のノズルについて逆方向の補正を行い、グループ全体として適度な補正を実現することも考えられる。

図６は、グループ毎にドットサイズを変更する制御を行った場合の打滴結果の例である。図示のように、回転誤差に起因して主走査方向の隣接ドット間隔が広がる傾向を示すノズルグループに対してはドットサイズを基準値よりも大きくする補正を行い、逆に、回転誤差に起因して主走査方向の隣接ドット間隔が狭まる傾向を示すノズルグループに対してはドットサイズを基準値よりも小さくする補正を行うことにより、グループ間の濃度バラツキを略均一に調整することができる。

図７は、グループ毎に打滴数を増減させる制御を行った場合の打滴結果の例である。図の破線で示した区切りが各グループの境界（区切り）を表している。また、図中の破線円で示したドット位置は打滴が休止される間引きドット（非打滴ドット）であり、図中黒塗りの丸（●）は追加的に打滴される追加ドット（追加打滴ドット）である。

図示のように、回転誤差に起因して主走査方向に並ぶドット列の隣接ドット間距離が狭まる区間に対応するグループについて、適宜、ドットの間引きを行い記録濃度を下げる。その一方で、隣接ドット間距離が広がる区間に対応するグループについては、追加ドットを打滴して濃度を高める。こうすることで、グループ間の濃度バラツキを略均一に調整することができる。

図６及び図７で説明した打滴制御を実施する場合には、ヘッド５０の面内回転方向の取り付け角度、印字媒体６０の斜行量（蛇行による斜行量も含む）を検出して、両者の相対的な関係に基づいて打滴制御の補正量を制御することが好ましい。すなわち、図６及び図７で例示した打滴制御は、回転誤差を特定し、その特定した回転誤差に応じて補正量（ドットサイズの変更や打滴数の追加による濃度の補正量）が決定される。

図８は、回転誤差を把握するための手段の例を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

ヘッド５０の面内回転方向Ａの傾き（取り付け角度誤差）については、ヘッド５０をインクジェット記録装置に取り付けた後に図示せぬ測定装置を用いて、印字媒体６０の搬送方向に対するヘッド５０の傾き角度を計測することによって把握する。この計測に用いるセンサには、レーザダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を光源とし、フォトトランジスタ、又はＣＣＤなどのフォトディテクタを有する位置センサを用いることができる。

或いはまた、ヘッド５０の傾きは、取り付け後に基準プリント（テストプリント）を行い、プリントされた印字媒体（印字結果）を測定することで計測してもよい。

上述のような計測によって得られたヘッド５０の取り付け角度誤差の情報をＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性の記憶手段に格納しておき、必要に応じてその情報を読み出すことにより、ヘッド５０の取り付け角度の情報を得る。

また、印字媒体６０の斜行量を把握するために、斜行量を計測するための少なくとも１つのセンサ７１〜７４を備える。図８では、印字媒体６０の表面（記録面又は裏面）にて媒体の移動方向を計測するセンサ７１〜７３と、印字媒体６０の端面にて媒体の移動方向を計測するセンサ７４を例示したが、本発明の実施に際しては、少なくとも１つのセンサ
を備えていればよい。また、センサの設置位置についても、図示の例に限定されず、ヘッド５０の副走査方向直前（上流側）、ヘッド５０の副走査方向直後（下流側）、或いは、印字媒体６０を挟んでヘッド５０の直下（ノズル面５０Ａと対向する位置）など、適宜の場所に設置することができる。

斜行量を計測するセンサ７１〜７４としては、レーザダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を光源とし、フォトトランジスタ、又はＣＣＤなどのフォトディテクタを有する位置センサを用いることができる。例えば、印字媒体６０の表面を計測するセンサ７１〜７３は、ＬＤ等の光源（投光部）から印字媒体６０面に光を照射し、ＣＣＤなどで表面粗さの移動を観測することにより、印字媒体６０の斜行量を測定する。

図９は、ヘッド５０の駆動を制御する制御系の構成を示したブロック図である。画像入力部７６は、印刷用の画像データを取り込む手段であり、通信インターフェースや外部記憶媒体（メモリカードや光ディスクなど）のメディアインターフェースがこれに該当する。画像入力部７６から入力された画像データは、画像処理部７８に送られる。画像処理部７８は、色変換部７８Ａ，ハーフトーニング処理部７８Ｂ，打滴データ生成部７８Ｃを含んで構成される。

色変換部７８Ａは、入力された画像データ内の各画素のＲＧＢデータをこれに対応するＫＣＭＹデータに変換する処理を行う。色変換部７８Ａで生成されたＫＣＭＹデータは、階調補正等の処理が行われた後、デジタルハーフトーニング部７８Ｂへ送られる。

デジタルハーフトーニング部７８Ｂは、多値のＫＣＭＹデータをより低階調の画像データ（２値或いはドットサイズの変更を考慮した多値のドットデータ）に変換する処理部である。インクジェット記録装置では、インク（色材) による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。デジタルハーフトーニング部７８Ｂは、ディザ法、誤差拡散法、ブルーノイズマスク法などに代表されるデジタルハーフトーニングの手法を用いて多値データを量子化して各色のドットデータを生成する。

デジタルハーフトーニング部７８Ｂで得られた結果は、打滴データ生成部７８Ｃに送られ、ここでヘッド５０のノズル配列を考慮した各ノズルの打滴データ（インク吐出の駆動制御に用いられる吐出データ）に変換される。こうして、補正前の打滴データが生成される。

図９に示した媒体角度検出部８０は、図８で説明したセンサ７１〜７４に相当するものであり、印字媒体６０の斜行量を検出する手段である。図９の媒体角度検出部８０で得られた検出信号は媒体角度算出部８１に送られ、当該検出信号に基づき媒体角度算出部８１において印字媒体６０の斜行量（媒体角度）が求められる。こうして求めた媒体角度の情報はムラ補正コントロール部８２に与えられる。

同様に、ヘッド角度検出部８４から得られた信号に基づきヘッド角度算出部８５においてヘッド５０の取り付け角度誤差が求められ、その情報がムラ補正コントロール部８２に与えられる。なお、ヘッド角度検出部８４は、インクジェット記録装置に備えられたセンサであってもよいし、図８で説明したように、製造工程などにおいてヘッド取り付け後に使用する測定装置であってもよい。或いはまた、図９のヘッド角度検出部８４及びヘッド角度算出部８５に代えて、予めヘッドの取り付け角度誤差の情報を格納しておいた記憶部を用いることも可能である。

ムラ補正コントロール部８２は、取得した媒体角度の情報と、ヘッド取り付け角度誤差の情報から、角度補正データ記憶部８７内のテーブルを参照して各ノズルの補正量を決定する。角度補正データ記憶部８７には、媒体角度及びヘッド取り付け角度と補正量を関連付けるテーブルデータが保持されている。それぞれの角度に対して補正量をいくつに取るかのパラメータを持っている。例えば、ノズル間の距離を含むノズル配置データをもってもよいし、打滴する液体の濃度、粘度との相関係数を持っていてもよい。打滴の重なり度などによってムラの見え方が影響するため、かかるパラメータを考慮する態様が好ましい。

こうして、ムラ補正コントロール部８２において回転誤差に応じた補正量が決定され、その補正量に従って打滴データが補正される。ヘッド吐出制御部８８は、補正後の打滴データに基づいてヘッドドライバ８９を制御し、ヘッド５０からのインク吐出動作を制御する。上記の構成により、図６乃至図７で説明した打滴制御が実現される。なお、図９中、一点鎖線で囲んだ範囲は、ＣＰＵ及びメモリ等の周辺回路を含むプロセッサとソフトウエアの組合せによって実現することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの構造について説明する。図１０は、本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列を模式的に示した拡大図である。図１０の記載において、図４と同様の記載方法を採用した。ただし、図１０では、副走査方向のノズル数（行数）ｎを「１２」とした。このため、ノズル位置の表記に際して、第１１行目（i ＝１１）のノズルを「５１-Yj 」と記載し、第１２行目のノズルを「５１-Zj 」と記載することにした。

図１０において、各行内における主走査方向のノズル間隔ＮLmは一定であるとし（各行の主走査方向ノズル間隔は全て同じＮLmとし) 、各行のノズル５１-ij は主走査方向に沿って互いのノズル位置を行間で異ならせながら千鳥状に配置される。印字媒体上で主走査方向に沿って並ぶドットを打滴するノズルの実質的な主走査方向ノズル間ピッチをＮm とすると、ＮLm＝ｎ×Ｎm の関係を満たす。また、副走査方向（ノズル配列の列方向）について各行の行間隔（副走査方向のノズル間距離）Ｌs は一定であるとし、副走査方向のノズル間最大距離をＬとするとき、Ｌ＝ｎ×Ｌs である。この点は、図４で説明した例と同様である。

図１０に示した例では、第１行のノズル５１-1j の並びを基準として、第１行→第５行→第９行→第１１行→第７行→第３行→第２行→第６行→第１０行→第１２行→第８行→第４行の順に各行間で主走査方向のノズル位置が図１０の右方向にＮm ずつシフトして配置されている。

図示のノズル配列において、印字媒体の搬送に同期して、ノズル５１-ij からの打滴タイミングを制御し、第１行→第２行→第３行→…第１２行目の順に各行のノズル５１-ij を順次駆動することによって、印字媒体の幅方向（主走査方向）に沿ってドットが直線上に並ぶ１ラインのドット列（主走査方向ドットライン）が印字される。

当該主走査方向ドットラインの並び順を追って、各ドットに対応するノズル番号を追跡すると、図の「５１-12 」のノズルを始点とすれば、５１-12 →５１-52 →５１-92 →５１-Y2 →５１-72 →５１-32 →５１-22 →５１-62 →５１-X2 →５１-Z2 →５１-82 →５１-42 →５１-13 →…になる。

かかるＷ字型の折れ線状ノズル列は、印字媒体上で主走査方向に隣接して並ぶドットを打つノズル対の副走査方向のノズル間距離Ｌ＿pitch の最小値はＬs 、最大値は４Ｌs と
なる。

図１７乃至図１９で説明した従来の構成では、印字媒体上で主走査方向に隣接して並ぶドットを打つノズル対の副走査方向ノズル間距離の最小値はＬｓ、最大値は１０Ｌs であり、これを１２行に適用した場合には、最大値が１２Ｌｓとなり、両者の差異は大きい。

この点、図１０に示した実施形態によれば、印字媒体上で主走査方向に隣接して並ぶドットを打つノズル対の副走査方向ノズル間距離のばらつき（最小値と最大値の差）が小さいため、ヘッドの面内回転取り付け位置誤差、或いは媒体の斜行等が発生した場合でも、ドット間ピッチの変化が小さく、ムラの発生が抑制される。

なお、図１０の構成と、図４の例と比較すると、図１０の構成は、印字媒体上で主走査方向に隣接して並ぶドットを打つノズル対の副走査方向ノズル間距離のばらつき（最小値と最大値の差）は大きくなるが、繰り返し単位内での折り返し回数が多くなっている（折り返し周波数が２倍になっている）。ノズル面上におけるノズル列の折り返し周波数を高周波化することにより、印字媒体上のムラの視認性が低下するため、主走査方向の隣接ドットを打滴するノズル対の副走査方向ノズル間距離の変動量の抑制と相まって、ムラが目立ち難くなる。

図１１は、スジ状のムラの繰り返し周波数（空間周波数）と、ムラとして視認される濃度差ΔＤとの関係を示す視認曲線のグラフである。同図の横軸は、ムラの繰り返し周波数（空間周波数） [単位：本／mm] を表し（ただし、対数目盛）、縦軸は視認される濃度差を表す。

視認曲線ｇよりも下の領域はムラとして視認されない領域であり、視認曲線ｇよりも上の領域はムラとして視認される領域である。

図示のように、ムラの空間周波数を高周波とすると（好ましくは、３本／mm以上、より好ましくは４本／mm以上とすると）、ムラは視認されにくい。

印字媒体６０上でのスジの発生位置は、ノズル面５０Ａ上におけるノズル列の折り返し点（特異点）の位置に対応しているため、ノズル列の折り返し点の周期を、視認されにくい３〜数本／mm以上の高周波とすることで、ムラの視認性を低減できる。

図１７で説明した従来のマトリクス配列において、仮に、主走査方向の記録密度2400dpi を実現すべく、ノズル面上で副走査方向に４８行のノズル列を配置した場合、ノズル列の折り返し点の周期は、2400dpi ×48ノズル＝0.5mm ピッチとなり、スジムラの周波数は２本／mmとなって、視認されやすい。

これに対し、図４で説明したＷ字型折れ線状ノズル配列では、同条件（2400dpi ，48行）でスジムラの周波数は４本／mm、図１０で説明したＷ字２倍周波数型の折れ線状ノズル配列では、同条件（2400dpi ，48行）スジムラの周波数は８本／mmとなり、図１１で説明した視認曲線の観点からも、従来と比較してムラの視認性は低下する。

なお、図１０のノズル配列についても、グループ毎に打滴制御（濃度補正）を行うことで、一層のムラ低減が可能である点は、図１乃至図９で説明した例と同様である。

図１乃至図４で説明した第１実施形態の構成、図１０で説明した第２実施形態の構成、及び図１７乃至図１９で説明した従来型の構成の３種類のノズル配列に関する特徴を比較するために、同一条件（2400dpi ，副走査方向に４８行，回転誤差β）で印字媒体上の主
走査方向隣接ドット間のピッチ誤差を示したグラフを図１２〜図１４に示す。なお、回転誤差βは、図１の紙面上でヘッド５０が正規の取り付け位置から時計回り方向に角度βだけ傾いて取り付けられたものとしている。

図１２は第１実施形態の構成によるもの、図１３は第２実施形態の構成によるもの、図１４は従来型の構成によるものである。各図において、横軸は主走査方向ノズル番号を示し、縦軸は主走査方向の隣接ドット間のピッチ誤差を示している。それぞれのノズル配置において、行内の主走査方向のノズル間隔ＮLmは480 μｍ、印字媒体上で主走査方向に沿って並ぶドットを打滴するノズルの実質的な主走査方向ノズル間ピッチＮm は10μｍ、副走査方向のノズル間距離Ｌs は500 μｍとなっている。

各図において、縦軸のプラス領域は、隣接ドット間距離が広がることを意味しており、その値が大きいほど、印字結果としては濃度が低くなる。逆に縦軸のマイナス領域は、隣接ドット間距離が狭くなることを意味しており、その絶対値が大きいほど、印字結果としては濃度が高くなる。

図１２に示したとおり、第１実施形態の構成によれば、ノズル列の折り返し点の位置でドット誤差の符号が反転しており、ドット誤差の絶対値は非常に小さい値に収まっている。すなわち、折り返し点の位置で発生するスジの濃度差を非常に小さくすることができ、濃度ムラの発生が抑制されていることがわかる。

図１３に示した第２実施形態の構成によれば、ノズル列の折り返し点の位置でドット誤差の符号が反転している点は図１２と同様であるが、その周期は短くなっている（周波数は高くなっている）。これは、ノズル列の折り返し回数が増加していることによるものである。また、ドット誤差の絶対値は図１２の場合と比較すると大きくなっているが、既に説明したとおり、視認曲線との関係で濃度ムラは視認されにくいものになっている。

図１４に示した従来の構成によれば、ノズル列の折り返し点の位置でドット誤差が急激に変化し、その絶対値も非常に大きいものとなっている。このため、周辺部との濃度差が大きく、ムラが視認され易いものとなっている。

〔インクジェット記録装置の構成〕
次に、上記の第１実施形態及び第２実施形態で説明した液体吐出ヘッドを用いたインクジェット記録装置の構成について説明する。

図１５は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェット記録ヘッド（以下、ヘッドという。）１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、記録媒体たる記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送するベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６とを備えている。

印字部１１２の各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙについて、上記の第１実施形態或いは第２実施形態で説明した液体吐出ヘッド５０が用いられる。

インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

図１５では、給紙部１１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録媒体（メディア）を利用可能な構成にした場合、メディアの種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１５のように、裁断用のカッター（第１のカッター）１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。なお、カット紙を使用する場合には、カッター１２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、ベルト搬送部１２２へと送られる。ベルト搬送部１２２は、ローラ１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１５に示したとおり、ローラ１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ１３４が設けられており、この吸着チャンバ１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１１６がベルト１３３上に吸着保持される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式を採用してもよい。

ベルト１３３が巻かれているローラ１３１、１３２の少なくとも一方にモータ（図１６中符号１８８）の動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図１５上の時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は図１５の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。ベルト清掃部１３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組合せなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、ベルト搬送部１２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１１２の各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１１０が対象とする記録紙１１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図１参照）。

図１５において、ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙは、記録紙１１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙが記録紙１１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

ベルト搬送部１２２により記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

図１５に示した印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ又はエリアセンサ）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや着弾位置ずれなどの吐出不良をチェックする手段として機能する。また、この印字検出部１２４を利用してヘッドの取り付け回転誤差を計測することも可能である。

各色のヘッド１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部１２４により読み取られ、各ヘッドの吐出判定が行われる。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。

印字検出部１２４の後段には後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）１４８によってテスト印字の部分を切り離す。また、図１５には示さないが、本画像の排出部１２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

〔制御系の説明〕
図１６は、インクジェット記録装置１１０のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置１１０は、通信インターフェース１７０、システムコントローラ１７２、画像メモリ１７４、ＲＯＭ１７５、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０、画像バッファメモリ１８２、ヘッドドライバ８９等を備えている。なお、図１６では、図示の簡略化のため、符号１５０によって各色のヘッドを代表的に示している。

通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース１７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。なお、この通信インターフェース部１７０は、図９で説明した画像入力部７６に相当している。

図１６に示したホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース１７０を介してインクジェット記録装置１１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１７４に記憶される。画像メモリ１７４は、通信インターフェース１７０を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１７２は、通信インターフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、画像メモリ１７４及びＲＯＭ１７５の読み書き制御等を行うとともに、
搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。

ＲＯＭ１７５には、システムコントローラ１７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ１７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。画像メモリ１７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示に従って搬送系のモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示に従って後乾燥部１４２等のヒータ１８９を駆動するドライバである。

プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、画像メモリ１７４内の画像データ（元画像のデータ) から印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成したドットデータ（打滴データ）をヘッドドライバ８９に供給する制御部である。

プリント制御部１８０には画像バッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１８２に一時的に格納される。なお、図１６において画像バッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ１７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１７０を介して外部から入力され、画像メモリ１７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データが画像メモリ１７４に記憶される。

画像メモリ１７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ１７２を介してプリント制御部１８０に送られ、該プリント制御部１８０において色変換及びハーフトーン化処理を経てインク色毎のドットデータに変換される。

すなわち、プリント制御部１８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部１８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ１８２に蓄えられる。

ヘッドドライバ８９は、図９でも説明したとおり、図１６のプリント制御部１８０から与えられる打滴データ（すなわち、画像バッファメモリ１８２に記憶されたドットデータ）に基づき、ヘッド１５０の各ノズル５１に対応するアクチュエータ５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ８９にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

ヘッドドライバ８９から出力された駆動信号がヘッド１５０に加えられることによって、該当するノズル５１からインクが吐出される。記録紙１１６の搬送速度に同期してヘッド１５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙１１６上に画像が形成される。

上記のように、プリント制御部１８０における所要の信号処理を経て生成されたドットデータに基づき、ヘッドドライバ８９を介して各ノズルからのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現さ
れる。

また、本例のインクジェット記録装置１１０は、媒体角度検出部８０及びヘッド角度検出部８４を備えている。媒体角度検出部８０及びヘッド角度検出部８４の機能については、図９で説明したとおりである。これらの検出部ら得られる情報はプリント制御部１８０に送られ、各ノズルの打滴制御（吐出状態の補正）に用いられる。

すなわち、図１６に示したシステムコントローラ１７２、又はプリント制御部１８０若しくはこれらの組合せによる構成が、図９の画像処理部７８、媒体角度算出部８１，ムラ補正コントロール部８２、ヘッド角度算出部８５、角度補正データ記憶部８７、ヘッド吐出制御部８８の機能を果たしている。

印字検出部１２４は、図１５で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録媒体１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０に提供する。なお、この印字検出部１２４に代えて、又はこれと組み合わせて他の吐出検出手段（吐出異常検出手段に相当）を設けてもよい。

他の吐出検出手段としては、例えば、ヘッド１５０の各圧力室内又はその近傍に圧力センサを設け、インク吐出時或いは圧力測定用のアクチュエータ駆動時などに、この圧力センサから得られる検出信号から吐出異常を検出する態様（内部検出方法）、或いは、レーザ発光素子などの光源と受光素子から成る光学検出系を用い、ノズルから吐出された液滴にレーザ光等の光を照射し、その透過光量（受光量）によって飛翔液滴を検出する態様（外部検出方法）などがあり得る。

プリント制御部１８０は、必要に応じて印字検出部１２４或いは図示しない他の吐出検出手段から得られる情報に基づいて、ヘッド１５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。

上記構成のインクジェット記録装置１１０によれば、ムラの発生が抑制され、良好な画像形成が可能である。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの構造を模式的に示した平面図 １つの液滴吐出素子（１ノズルに対応したインク室ユニット）の拡大図 図２中の３−３線に沿う断面図 図１に示したヘッドにおける２次元ノズル配列の拡大図 図４に示した主走査方向ドットラインの拡大図 グループ毎にドットサイズを変更する制御を行った場合の打滴結果の例を示す図 グループ毎に打滴数を増減させる制御を行った場合の打滴結果の例を示す図 回転誤差を把握するための手段の例を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図 ヘッドの駆動を制御する制御系の構成を示したブロック図 本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列を模式的に示した拡大図 スジ状のムラの繰り返し周波数（空間周波数）と、ムラとして視認される濃度差ΔＤとの関係を示す視認曲線のグラフ 第１実施形態の構成によるノズル位置と主走査方向隣接ドット間のピッチ誤差を示したグラフ 第２実施形態の構成によるノズル位置と主走査方向隣接ドット間のピッチ誤差を示したグラフ 従来の構成によるノズル位置と主走査方向隣接ドット間のピッチ誤差を示したグラフ 本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図 図１５に示したインクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図 従来のマトリクス配列ヘッドの構成例を模式的に示した平面図 従来のマトリクス配列ヘッドのノズル配列の拡大図 図１８に示した主走査方向ドットラインの拡大図

符号の説明

５０…液体吐出ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…インク室ユニット、６０…印字媒体、７１〜７４…センサ、８０…媒体角度検出部、８４…ヘッド角度検出部、８２…ムラ補正コントロール部、８７…角度補正データ記憶部、８８…ヘッド吐出制御部、１１０…インクジェット記録装置、１１２Ｋ，１１２Ｃ，１１２Ｍ，１１２Ｙ…ヘッド、１１６…記録紙、１１８…メディア供給部、１１２…印字部、１２２２…ベルト搬送部、１２４…印字検出部

Claims (5)

1. 液体を吐出するための複数のノズルが２次元配列されたノズル面を有する液体吐出ヘッドであって、
   当該液体吐出ヘッドに対して被吐出媒体を相対移動させる方向を第１方向とするとき、前記被吐出媒体上で前記第１方向と略直交する第２方向に並ぶ隣接ドットを打滴する関係にあるノズル対の前記ノズル面上における前記第１方向の距離をＬ＿pitch 、
   前記ノズル面内における前記第１方向のノズル間最大距離をＬ、
   前記ノズル面内における前記第１方向へのノズル数をｎ（ただし、ｎは４以上の整数とする）、
   前記ノズル対の前記第１方向の距離間に挟まれて配置されるノズルの前記第１方向への数を表すノズル飛ばし数をｍ（ただし、ｍは、１≦ｍ≦ｎ／２を満たす整数）、
   ｋを１以上の整数としたとき、次式
   Ｌ＿pitch ＝Ｌ×ｋ／（ｎ−１）
   ｋ≦ｍ＋１
   を満たす条件で前記複数のノズルが２次元的に配置されている液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッド及び前記被吐出媒体の少なくとも一方を搬送し、前記液体吐出ヘッドに対して前記被吐出媒体を前記第１方向に相対移動させる搬送手段と、
   前記搬送手段による前記相対移動に合わせて前記液体吐出ヘッドの前記ノズルから液体を吐出させる制御を行う吐出制御手段と、
   前記搬送手段によって前記液体吐出ヘッドに対して被吐出媒体を前記第１方向に相対移動させながら前記ノズルから吐出した液滴を前記被吐出媒体に付着させることにより、前記被吐出媒体上で前記第２方向に沿ってドットが並ぶ第２方向ドットラインを形成する場合に、当該第２方向ドットラインの前記第２方向に隣接するドットの並び順を追って各ドットに対応するノズルを前記ノズル面内で追跡したとき、前記並び順で次のドットを打つノズルが前記第１方向の上流側に配置されているノズルグループと、前記並び順で次のドットを打つノズルが前記第１方向の下流側に配置されているノズルグループと、を分けて前記複数のノズルをグループ化し、各グループ毎に、記録濃度を補正する吐出補正手段と、を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記吐出補正手段は、前記各グループ毎に、ドットサイズを変更する補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記吐出補正手段は、前記各グループ毎に、打滴数を増減させる補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
4. 前記液体吐出ヘッドの取り付け角度を特定するヘッド角度特定手段及び前記被吐出媒体の前記液体吐出ヘッドに対する前記相対移動の搬送方向角度を特定する媒体角度特定手段のうち少なくとも一方の角度特定手段を有し、
   前記少なくとも一方の角度特定手段の特定結果に基づいて前記記録濃度を補正するための補正量を制御する補正量制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の液体吐出装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項記載の液体吐出装置を有し、前記ノズルから吐出したインク液によって前記被吐出媒体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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