JP5534930B2

JP5534930B2 - インクジェットプリンタおよび画像記録方法

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Publication number: JP5534930B2
Application number: JP2010110124A
Authority: JP
Inventors: 清臣光木
Original assignee: Seiko Epson Corp; Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Seiko Epson Corp; Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-05-12
Also published as: JP2011235576A; US9463619B2; US20110279500A1

Description

本発明は、対象物上に画像を記録するインクジェットプリンタ、および、インクジェットプリンタにおいて実行される画像記録方法に関する。

複数の吐出口を有するヘッド部を対象物に対して相対的に移動しつつ、各吐出口からのインクの微小な液滴の吐出を制御することにより画像を記録するインクジェットプリンタが従来より用いられている。インクジェットプリンタでは、例えばヘッド部の吐出口近傍に設けられる圧電素子に吐出パルスを入力することにより、液滴が吐出される。特許文献１では、記録ヘッドにおける圧力発生室のヘルムホルツ周期を考慮して駆動信号を決定することにより、一定の周期で吐出される複数のインク滴を飛翔中に合体させてドットを形成する手法が開示されている。また、特許文献２では、メインインク滴に付随して吐出されるサテライトインク滴の飛翔速度がメインインク滴の飛翔速度よりも高くなるようにマイクロドット駆動パルス（吐出パルス）の波形形状を設定することにより、サテライトインク滴とメインインク滴の着弾位置を揃える手法が開示されている。

特開平８−３３６９７０号公報特開２００２−１１３８６０号公報

ところで、複数の液滴を飛翔中に合体させたり、サテライト液滴と主液滴の着弾位置を揃える場合、ほぼ円形のドットが規則的に配列されるため、複数のドットの集合により形成される領域のエッジが、がたついた状態となったり、最大階調レベルにて表現される領域（いわゆる、ベタ領域）の濃度が、ドット間の隙間の存在により低くなってしまう場合がある。液滴に含まれるインクの量を増大してドットを大きくすることにより、ベタ領域の濃度の低下を抑制することも考えられるが、当該領域の外縁が膨らんでしまう。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、対象物上の画像のエッジのがたつきや、ベタ領域における濃度の低下を抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、インクジェットプリンタであって、吐出口からインクの液滴を対象物に向けて吐出するヘッド部と、所定の走査方向へと前記対象物を前記ヘッド部に対して相対的に移動する走査機構と、前記対象物の前記ヘッド部に対する相対移動に並行して、液滴を吐出させる駆動信号を前記ヘッド部に順次入力し、エッジを有するベタ領域を形成するように制御を行う制御部とを備え、前記駆動信号の入力により、前記吐出口から先行液滴および後続液滴が吐出されるとともに、前記先行液滴と前記後続液滴とが前記対象物上に着弾し、前記先行液滴により前記対象物上に形成される先行ドット要素の中心から、前記先行液滴および前記後続液滴により形成されるドット要素群の最遠点までの平均距離が、前記先行ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタであって、前記駆動信号に含まれる一の吐出パルスにより、前記吐出口から主液滴である前記先行液滴が吐出され、前記主液滴に付随するサテライト液滴である前記後続液滴が吐出される。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタであって、前記駆動信号に含まれる一の吐出パルスにより前記吐出口から前記先行液滴が吐出され、前記駆動信号における前記吐出パルスの次の吐出パルスにより前記吐出口から前記後続液滴が吐出される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェットプリンタであって、前記先行液滴および前記後続液滴の少なくとも一方の液滴の吐出時に、主液滴に付随してサテライト液滴が吐出され、前記主液滴により前記対象物上に形成される主ドット要素の中心から前記主液滴および前記サテライト液滴により形成されるドット要素群の最遠点までの平均距離が、前記主ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下である。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、前記吐出口からインクの液滴を前記対象物に向けて吐出することにより、前記対象物上に複数のサイズのドットが形成可能であり、最大サイズのドット、または、最大階調レベルの領域の描画に用いられるドットが形成される際に、前記吐出口から前記先行液滴および前記後続液滴が吐出される。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、前記駆動信号とは異なる波形を有するもう１つの駆動信号が前記ヘッド部に選択的に入力可能であり、前記もう１つの駆動信号が前記ヘッド部に入力された場合に、前記吐出口から前記先行液滴および前記後続液滴が吐出され、前記先行液滴による前記先行ドット要素の中心から前記先行液滴および前記後続液滴による前記ドット要素群の最遠点までの平均距離が、前記先行ドット要素の平均半径の１．１倍未満となる、もしくは、前記吐出口から１つの液滴のみが吐出される、または、前記もう１つの駆動信号における前記平均距離が、前記先行ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下の範囲内にて前記駆動信号における前記平均距離と相違する。

請求項７に記載の発明は、インクジェットプリンタにおいて実行される画像記録方法であって、前記インクジェットプリンタが、吐出口からインクの液滴を対象物に向けて吐出するヘッド部を備え、前記画像記録方法が、ａ）所定の走査方向へと前記対象物を前記ヘッド部に対して相対的に移動する工程と、ｂ）前記ａ）工程に並行して、液滴を吐出させる駆動信号を前記ヘッド部に順次入力し、エッジを有するベタ領域を形成するように制御を行う工程とを備え、前記駆動信号の入力により、前記吐出口から先行液滴および後続液滴が吐出されるとともに、前記先行液滴と前記後続液滴とが前記対象物上に着弾し、前記先行液滴により前記対象物上に形成される先行ドット要素の中心から、前記先行液滴および前記後続液滴により形成されるドット要素群の最遠点までの平均距離が、前記先行ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下である。

本発明によれば、複数の液滴によるドットの形状を非円形とすることにより、対象物上の画像のエッジのがたつきや、ベタ領域における濃度の低下を抑制することができる。

請求項２および４の発明では、主液滴およびサテライト液滴によりドットの形状を非円形とすることができ、請求項３の発明では、連続する２つの吐出パルスに基づく液滴によりドットの形状を非円形とすることができ、請求項６の発明では、ドットの形状の変更の有無を選択する、または、ドットの形状の変更の度合いを選択することができる。

インクジェットプリンタの構成を示す図である。ヘッド部の底面図である。インクジェットプリンタの機能構成を示すブロック図である。駆動信号を示す図である。画像を記録する動作の流れを示す図である。第１主ドット要素および第２主ドット要素を示す図である。第２主ドット要素および第２サテライトドット要素を示す図である。記録用紙上に形成された複数のドットを示す図である。比較例に係る複数のドットを示す図である。比較例に係るバーコードの画像を撮影した写真である。記録用紙上に記録されたバーコードの画像を撮影した写真である。記録用紙上に形成された複数のドットを示す図である。駆動信号の他の例を示す図である。駆動信号のさらに他の例を示す図である。記録用紙上に形成された複数のドットを示す図である。比較例に係る複数のドットを示す図である。

図１は本発明の一の実施の形態に係るインクジェットプリンタ１の構成を示す図である。インクジェットプリンタ１は、本体１０および本体１０に接続されるコンピュータ５を備える。本体１０は、インクの微小な液滴を記録用紙９に向けて吐出する吐出部２、吐出部２の下方（（−Ｚ）側）にて図１中の（−Ｙ）方向へと記録用紙９を移動する紙送り機構３、並びに、吐出部２および紙送り機構３に接続される本体制御部４を備える。

紙送り機構３は、図示省略のモータに接続された２つのベルトローラ３１、および、２つのベルトローラ３１に掛けられたベルト３２を有する。連続紙である記録用紙９の各部位は（＋Ｙ）側のベルトローラ３１の上方に設けられたローラ３３を介してベルト３２上へと導かれて保持され、ベルト３２と共に吐出部２の下方を通過して（−Ｙ）側へと移動する。また、紙送り機構３のベルトローラ３１にはエンコーダ３４（図３参照）が設けられる。以下の説明では、吐出部２の記録用紙９に対する相対的な移動方向（Ｙ方向）を走査方向という。なお、紙送り機構３では、環状のベルト３２の内側において吐出部２に対向する位置に吸引部を設け、ベルト３２に微小な吸引孔を形成することにより、ベルト３２上において記録用紙９が吸引吸着により保持されてもよい。

吐出部２には、複数（本実施の形態では４個）のヘッド部２３を有するヘッドユニット２１が設けられる。複数のヘッド部２３はそれぞれＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の色のインクを吐出し、Ｙ方向に配列される。

図２は１つのヘッド部２３の底面図であり、図２では記録用紙９の吐出部２に対する走査方向（すなわち、Ｙ方向）を縦向きに図示している。各ヘッド部２３の底面には、複数（本実施の形態では２個）の吐出口列２５１，２５２が設けられ、各吐出口列２５１，２５２は複数の吐出口２４１を走査方向に垂直かつ記録用紙９に沿う方向（図１中のＸ方向であり、記録用紙９の幅に対応する方向であるため、以下、「幅方向」ともいう。）に一定のピッチにて配列して有する。また、複数の吐出口列２５１，２５２は走査方向に配列される。幅方向のみに着目すると、吐出口列２５２の各吐出口２４１の位置は、吐出口列２５１の対応する吐出口２４１に対して僅かにずれており、吐出口列２５１の隣接する２つの吐出口２４１の間に吐出口列２５２の１つの吐出口２４１が配置される。

ヘッド部２３には各吐出口２４１に対して圧電素子２３２（図３参照）が設けられており、圧電素子２３２を駆動することにより吐出口２４１からインクの液滴が記録用紙９に向けて吐出される。実際には、複数の吐出口２４１は幅方向に関して記録用紙９上の記録領域の幅全体に亘って並んでおり、インクジェットプリンタ１では、記録用紙９が吐出部２の下方を一回通過するのみで（いわゆる、ワンパスにて）画像記録が短時間にて完了する。なお、本実施の形態では、複数の吐出口列２５１，２５２が一体的に形成されたヘッド部２３が設けられるが、１または数個の吐出口列が一体的に形成されたヘッド要素をＸ方向およびＹ方向に配列することにより、ヘッド部２３が構築されてもよい。

また、図１の吐出部２は、ヘッドユニット２１を幅方向に移動するヘッド移動機構２２を備える。ヘッド移動機構２２には幅方向に細長い環状のタイミングベルト２２２が設けられ、モータ２２１がタイミングベルト２２２を回転することにより、ヘッドユニット２１が幅方向に滑らかに移動する。インクジェットプリンタ１における非記録時には、ヘッド移動機構２２はヘッドユニット２１を所定の退避位置へと配置し、退避位置において各ヘッド部２３の複数の吐出口２４１が蓋部材にて閉塞され、吐出口２４１近傍のインクが乾燥して吐出口２４１が詰まることが防止される。

図３はインクジェットプリンタ１の機能構成を示すブロック図である。本体制御部４は、ヘッド移動機構２２および紙送り機構３の駆動制御を行う駆動機構制御部４１、紙送り機構３のエンコーダ３４からのエンコーダ信号が入力されるとともにヘッド部２３の吐出口２４１からの液滴の吐出のタイミングを制御するタイミング制御部４２、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介してコンピュータ５から入力される記録対象の元画像データからヘッド部２３用の描画データを生成する画像データ処理部４３、ヘッド部２３に接続されるとともに描画データに基づいてヘッド部２３の制御を行うヘッド制御部４４、並びに、本体制御部４の全体制御を担う全体制御部４５を備える。なお、図３では図示の便宜上１つのヘッド部２３のみを示しているが、実際には、ヘッド制御部４４から複数のヘッド部２３に信号が入力される。以下、１つのヘッド部２３に着目して説明を行うが、他のヘッド部２３においても同様の処理が行われる。

ヘッド部２３では、複数の吐出口２４１のそれぞれの圧電素子２３２に対して素子駆動回路２３１が設けられており、ドットの形成の要否を指示する値（以下、「出力値」という。）、および、液滴を吐出させるための所定の駆動信号が、ヘッド制御部４４から各素子駆動回路２３１に一定の周期にて繰り返し入力される。なお、図３では、１つの素子駆動回路２３１および圧電素子２３２のみを図示している。

図４は、ヘッド制御部４４からヘッド部２３に入力される駆動信号を示す図である。図４の縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。駆動信号は複数（図４では３個）のパルスを含むものであり、図４では３個のパルスの期間を符号Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２を付す矢印にてそれぞれ示している。各パルスは圧電素子２３２に一連の動作を行わせるものであり、後述するように、期間Ｐ１，Ｐ２におけるパルスにより吐出口２４１から液滴が吐出され、期間Ｐ０におけるパルスにより吐出口２４１における所定の非吐出動作が行われるため、以下の説明では、期間Ｐ１，Ｐ２におけるパルスをそれぞれ第１吐出パルスＰ１、および、第２吐出パルスＰ２と呼び、期間Ｐ０におけるパルスを非吐出パルスＰ０と呼ぶ。

ヘッド部２３の素子駆動回路２３１では、ヘッド制御部４４からの出力値に応じて駆動信号から非吐出パルスＰ０、または、第１および第２吐出パルスＰ１，Ｐ２が抽出されて、対応する圧電素子２３２に入力される。具体的には、ドットの形成を指示する出力値が入力される素子駆動回路２３１では、駆動信号から第１および第２吐出パルスＰ１，Ｐ２が抽出されて対応する圧電素子２３２に出力される。これにより、吐出口２４１では、第１吐出パルスＰ１に対応する液滴の吐出動作、および、第２吐出パルスＰ２に対応する液滴の吐出動作が短時間に連続して行われ、記録用紙９上にドットが形成される。また、ドットの非形成を指示する出力値が入力される素子駆動回路２３１では、駆動信号から非吐出パルスＰ０のみが抽出されて対応する圧電素子２３２に出力される。これにより、吐出口２４１では、非吐出動作（例えば、吐出口２４１から液滴が吐出されない程度の微小な振動運動）が行われ、記録用紙９上にドットは形成されない。

後述するように、インクジェットプリンタ１では、タイミング制御部４２から出力される吐出タイミング信号に同期して、出力値および駆動信号がヘッド制御部４４からヘッド部２３に入力される。このとき、一の吐出タイミング信号に応じて図２の一方の吐出口列２５１に含まれる複数の吐出口２４１の素子駆動回路２３１に出力値および駆動信号が入力され、当該吐出タイミング信号の次の吐出タイミング信号に応じて他方の吐出口列２５２に含まれる複数の吐出口２４１の素子駆動回路２３１に出力値および駆動信号が入力される。すなわち、インクジェットプリンタ１では、吐出口列２５１に含まれる複数の吐出口２４１、および、吐出口列２５２に含まれる複数の吐出口２４１により交互に描画が行われる。

図５は、インクジェットプリンタ１が記録用紙９上に画像を記録する動作の流れを示す図である。インクジェットプリンタ１が画像記録動作を実行する際には、まず、駆動機構制御部４１がヘッド移動機構２２を駆動することにより図１のヘッドユニット２１が退避位置からＸ方向の所定の基準位置へと移動する。続いて、紙送り機構３を駆動することにより記録用紙９の移動が開始され（ステップＳ１１）、記録用紙９の吐出部２に対する相対移動に並行して、図３のヘッド制御部４４が出力値および駆動信号をヘッド部２３に順次入力することにより、インクの吐出制御が繰り返し行われる（ステップＳ１２）。

詳細には、記録用紙９が走査方向に所定の距離だけ移動する毎に、エンコーダ３４からの出力に基づいてタイミング制御部４２により吐出タイミング信号が生成される。そして、吐出タイミング信号に同期して、ヘッド制御部４４から出力値および駆動信号が、吐出口列２５１の複数の素子駆動回路２３１と吐出口列２５２の複数の素子駆動回路２３１とに交互に入力される。このとき、ドットの非形成を指示する出力値が（対応する）素子駆動回路２３１に入力される吐出口２４１では、非吐出パルスＰ０による非吐出動作のみが行われ、記録用紙９上にドットは形成されない。一方で、ドットの形成を指示する出力値が素子駆動回路２３１に入力される吐出口２４１では、第１吐出パルスＰ１による液滴の吐出動作、および、第２吐出パルスＰ２による液滴の吐出動作が短時間に連続して行われ、記録用紙９上にドットが形成される。

実際には、第１吐出パルスＰ１による液滴の吐出動作では、吐出口２４１から比較的大きな主液滴と比較的小さなサテライト液滴（以下、それぞれ「第１主液滴」および「第１サテライト液滴」という。）がほぼ同時に吐出され、第１吐出パルスＰ１に続く第２吐出パルスＰ２による液滴の吐出動作では、吐出口２４１から比較的大きな主液滴と比較的小さなサテライト液滴（以下、それぞれ「第２主液滴」および「第２サテライト液滴」という。）がほぼ同時に吐出される。本実施の形態では、ミスト状に吐出されて、記録用紙９上に後述のドット要素を形成しないインクは、「液滴」に含まれないものとする。

図６は、第１吐出パルスＰ１および第２吐出パルスＰ２を用いて吐出される第１主液滴および第２主液滴が付着する記録用紙９上の領域を示す図である。図６では、第１主液滴が記録用紙９上に着弾してインクにより形成される領域を第１主ドット要素として符号６１１を付す円（実線と破線にて描く円であり、後述の円６２１および図７中の円６２２において同様。）にて示し、第２主液滴が記録用紙９上に着弾してインクにより形成される領域を第２主ドット要素として符号６２１を付す円にて示している。図６の第１主ドット要素６１１および第２主ドット要素６２１は部分的に重なっており（すなわち、一方の液滴が付着する記録用紙９上の領域と、他方の液滴が付着する領域とが一部重畳している。）、実際には、両者が重なった部分における各ドット要素の外縁は明確ではないが、図６では、太い破線にて当該外縁を示している（後述の図７において同様）。なお、吐出口２４１における吐出方向等はある程度ばらつくため、第１主ドット要素６１１の中心Ｃ１１と、中心Ｃ１１よりも（＋Ｙ）側に位置する第２主ドット要素６２１の中心との相対的な位置関係は厳密には一定ではない。

第１および第２吐出パルスＰ１，Ｐ２による液滴の吐出動作において、主液滴のみに着目すると、インクジェットプリンタ１では、第１主液滴と第２主液滴とが飛翔中に合体して着弾時に円形にならないようにするために、駆動信号における第１および第２吐出パルスＰ１，Ｐ２の形状が調整される。詳細には、図６中にて太い実線にて囲む第１および第２主ドット要素６１１，６２１の集合をドット要素群として、第１主ドット要素６１１の中心Ｃ１１からドット要素群の最遠点α１までの距離β１の平均値（全ての吐出口２４１における全てのドット形成時における平均値である。以下同様。）が、第１主ドット要素６１１の半径Ｒの平均値のおよそ１．５倍（例えば、１．３倍以上１．７倍以下）となるように、駆動信号の波形が設定される。

このような駆動信号の波形を決定する際には、ヘルムホルツ周期を考慮して、連続する２つの吐出パルスにより吐出される２個の液滴を飛翔中に合体させることが可能な一般的な駆動信号（実際には、サテライト液滴と主液滴との着弾位置を揃えることも可能となっている。）の波形において、例えば、第２吐出パルスＰ２の電圧が最大となる時間（図４中にて符号Ｔ１を付す期間）を複数通りに変更して複数の駆動信号が準備される。そして、複数の駆動信号を順に用いて、吐出口２４１から液滴を実際に吐出しつつ、高速度カメラにて液滴を撮像して液滴の飛翔速度等を取得し、さらに、記録用紙９上に形成されたドットの状態を確認（印字確認）することにより、第１主ドット要素６１１の中心Ｃ１１からドット要素群の最遠点α１までの平均距離が、第１主ドット要素６１１の平均半径のおよそ１．５倍となる駆動信号の波形が決定される。実際には、後述するように、第１主液滴と第１サテライト液滴との着弾位置の関係、および、第２主液滴と第２サテライト液滴との着弾位置の関係も考慮して、最終的な駆動信号の波形が決定される。もちろん、吐出パルスの電圧やパルス間の時間等を変更しつつ液滴の実際の飛翔状態を撮像する等により、最終的な駆動信号が決定されてもよい。

図７は、第２主液滴および第２サテライト液滴が付着する記録用紙９上の領域を示す図である。図７では、図６と同様に第２主ドット要素を符号６２１を付す円にて示し、第２サテライト液滴が記録用紙９上に着弾してインクにより形成される領域を第２サテライトドット要素として符号６２２を付す円にて示している。なお、第２主ドット要素６２１の中心Ｃ２１と、中心Ｃ２１よりも（＋Ｙ）側に位置する第２サテライトドット要素６２２の中心との相対的な位置関係は一定ではなく、実際には、当該位置関係はある程度ばらついている。

第２吐出パルスＰ２による液滴の吐出動作のみに着目すると、インクジェットプリンタ１では、第２主液滴と第２サテライト液滴とが記録用紙９上に個別に着弾し、また、第２サテライトドット要素６２２が第２主ドット要素６２１の外縁近傍に位置するように、駆動信号における第２吐出パルスＰ２の形状が調整される。詳細には、図７中にて太い実線にて囲む第２主ドット要素６２１および第２サテライトドット要素６２２の集合をドット要素群として、第２主ドット要素６２１の中心Ｃ２１からドット要素群の最遠点α２までの距離β２の平均値が、第２主ドット要素６２１の半径ｒの平均値のおよそ１．５倍（例えば、１．３倍以上１．７倍以下）となるように、駆動信号の波形が設定される。

本実施の形態では、第１吐出パルスＰ１による液滴の吐出動作においても、第２吐出パルスＰ２による吐出動作と同様に、第１主ドット要素６１１および第１サテライトドット要素の集合をドット要素群として、第１主ドット要素６１１の中心Ｃ１１からドット要素群の最遠点までの平均距離が、第１主ドット要素６１１の平均半径のおよそ１．５倍となるように、駆動信号の波形が設定される。

以上のように、ドットの形成を指示する出力値が素子駆動回路２３１に入力される吐出口２４１では、一の駆動信号に応答して、第１吐出パルスＰ１による吐出動作、および、第２吐出パルスＰ２による吐出動作が短時間に連続して行われることにより、第１主ドット要素６１１、第１サテライトドット要素、第２主ドット要素６２１および第２サテライトドット要素６２２が記録用紙９上に形成され、これらのドット要素の集合が当該駆動信号に対応する１つのドットとなる。

図８は、記録用紙９上に形成された複数のドット６を示す図である。図８では、第１主ドット要素６１１、第１サテライトドット要素６１２、第２主ドット要素６２１および第２サテライトドット要素６２２のそれぞれを内部に平行斜線を付す実線の円にて示している。また、図８では、図示の都合上、第１および第２サテライトドット要素６１２，６２２を、第１および第２主ドット要素６１１，６２１の上に重ねて図示している。既述のように、実際には、これらのドット要素６１１，６１２，６２１，６２２が重なった部分における各ドット要素の外縁は明確ではない。

インクジェットプリンタ１では、図２の吐出口列２５１および吐出口列２５２に対して交互にインクの吐出制御が行われるため、図８に示すように、記録用紙９上に形成される複数のドット６では、吐出口列２５１により形成されるドット６と、吐出口列２５２により形成されるドット６との幅方向（Ｘ方向）の位置が相違している。

上記のようにして、記録対象の元画像データが示す画像の全体が記録用紙９上に記録されると、記録用紙９の移動が停止され、インクジェットプリンタ１による画像記録動作が完了する（図５：ステップＳ１３）。

ここで、インクジェットプリンタにおける比較例の画像記録動作について述べる。連続する２つの吐出パルスにより吐出される２個の主液滴を飛翔中に合体させるとともに、主液滴とサテライト液滴との着弾位置も揃える比較例の画像記録動作では、図９に示すように、ほぼ円形のドット９１が規則的に配列される。したがって、これらのドット９１により最大階調レベルにて一様な領域（いわゆる、ベタ領域）等、比較的高い階調レベルの領域を表現する場合、当該領域のエッジが、がたついた状態となってエッジ近傍におけるコントラストが低下したり、当該領域の濃度（または、インクが付着する部分と付着していない部分との面積比）が、ドット９１間の隙間の存在により低くなってしまう。

これに対し、インクジェットプリンタ１では、ドットの形成を指示する出力値が素子駆動回路２３１に入力される吐出口２４１において、一の駆動信号の入力により、複数の液滴が吐出されるとともに、これらの液滴が記録用紙９上の互いに近接した位置に着弾する。これにより、ドットの形状を非円形とすること（すなわち、１つの主液滴による円形の主ドット要素に他の液滴による円形のドット要素を付加して、ドットの形状を円形から変更することであり、ドットの形状を僅かにぼかしていると捉えることもできる。）ができ、その結果、記録用紙９上の画像のエッジのがたつきや、ベタ領域における濃度の低下を抑制（軽減）することができる。また、濃度ムラ等がある場合でも、ぼかして低濃度の部分を埋めることにより、ムラを軽減することが可能となる。

図１０および図１１は、記録用紙９上に記録されたバーコードの画像を撮影した写真である。図１０および図１１では、走査方向に長い複数のバーが幅方向に並ぶバーコード（ピケとも呼ばれる。）が記録されており、図１０は、ドットの形状が円形となる比較例の画像記録動作により記録されたバーコードであり、図１１は、インクジェットプリンタ１によりドットの形状を非円形として記録されたバーコードである。図１１の黒いバーでは、図１０の黒いバーに比べてエッジのがたつきが緩和され、エッジ近傍におけるコントラストが向上しているのが判る。したがって、図１１のバーコードでは、図１０のバーコードよりもバーコード品質のグレードが向上している。

また、比較例の画像記録動作にて記録されるベタ領域において、所定の濃度計を用いて測定した濃度が１．１８であるのに対し、インクジェットプリンタ１にて記録されるベタ領域では、濃度が１．２３に増大し、これにより、ベタ領域の濃度ムラも改善される。インクジェットプリンタ１では、記録される画像における文字等のエッジのがたつきも抑制されるため、記録用紙９上の画像の品質が向上する。

ところで、第１および第２吐出パルスＰ１，Ｐ２による主液滴の吐出において、図６に示す第１主ドット要素６１１の中心Ｃ１１からドット要素群の最遠点α１までの平均距離が、第１主ドット要素６１１の平均半径の１．１倍よりも小さくなると、これらの主液滴によるドットの形状がほぼ円形のまま維持されてしまう。したがって、当該平均距離は第１主ドット要素６１１の平均半径の１．１倍以上であることが好ましい。一方で、第１主ドット要素６１１の中心Ｃ１１からドット要素群の最遠点α１までの平均距離が第１主ドット要素６１１の平均半径の３．０倍よりも大きくなると、第１主ドット要素６１１と第２主ドット要素６２１とが分離してしまうため、当該平均距離は第１主ドット要素６１１の平均半径の３．０倍以下であることが好ましい。また、画像中の細線が太ることを防止するという観点では、当該平均距離は当該平均半径の２．０倍以下であることがより好ましい。

また、第２吐出パルスＰ２（または、第１吐出パルスＰ１）による主液滴およびサテライト液滴の吐出において、図７に示す第２主ドット要素６２１の中心Ｃ２１からドット要素群の最遠点α２までの平均距離が、第２主ドット要素６２１の平均半径の１．１倍よりも小さくなると、主液滴およびサテライト液滴によるドットの形状がほぼ円形のまま維持されてしまう。したがって、当該平均距離は第２主ドット要素６２１の平均半径の１．１倍以上であることが好ましい。一方で、第２主ドット要素６２１の中心Ｃ２１からドット要素群の最遠点α２までの平均距離が、第２主ドット要素６２１の平均半径の３．０倍よりも大きくなると、第２サテライトドット要素６２２が第２主ドット要素６２１の外縁近傍に位置するとはいえなくなる、換言すれば、第２サテライトドット要素６２２が第２主ドット要素６２１に付随するものとは捉えられなくなる。したがって、当該平均距離は第２主ドット要素６２１の平均半径の３．０倍以下であることが好ましい。また、画像中の細線が太ることを防止するという観点では、当該平均距離は当該平均半径の２．０倍以下であることがより好ましい。

各吐出パルスＰ１，Ｐ２による吐出動作では、同時に吐出される液滴により形成されるドット要素群において、主ドット要素の中心から最遠点までの平均距離が、主ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下となるのであるならば、複数のサテライト液滴が主液滴に付随して吐出されてもよい。例えば、第２主液滴に付随して２個（もちろん、３個以上であってもよい。）の第２サテライト液滴が吐出される場合、記録用紙９上には図７に示す第２主ドット要素６２１および第２サテライトドット要素６２２と共に、符号６２２ａを付す二点鎖線の円にて示す第２サテライトドット要素が形成される。この場合も、インクジェットプリンタ１では、第２主ドット要素６２１の中心Ｃ２１から、第２主ドット要素６２１および２個の第２サテライトドット要素６２２，６２２ａの集合であるドット要素群の最遠点（図７の例では、点α２）までの平均距離が、第２主ドット要素６２１の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下となるように、駆動信号が調整される。

インクジェットプリンタ１の上記動作例では、図８に示すように第１主ドット要素６１１、第１サテライトドット要素６１２、第２主ドット要素６２１および第２サテライトドット要素６２２によりドット６が形成されるが、図１２に示すように、第１主ドット要素６１１および第２主ドット要素６２１のみによりドット６が形成されてもよい。この場合も、第１主ドット要素６１１の中心からドット要素群（第１および第２主ドット要素６１１，６２１の集合）の最遠点までの平均距離が、第１主ドット要素６１１の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下とされることにより、図９の比較例に比べて、記録用紙９上の画像のエッジのがたつきや、ベタ領域における濃度の低下を抑制することができる。なお、図１２の例では、原則として、サテライト液滴が飛翔中に主液滴と合体して記録用紙９上に着弾する、または、サテライト液滴は発生しない。

また、図１３に示すように、非吐出パルスＰ０、並びに、第１ないし第３吐出パルスＰ１〜Ｐ３を有する駆動信号が用いられてもよい。この場合、第１ないし第３吐出パルスＰ１〜Ｐ３を用いて吐出口２４１から吐出される第１ないし第３主液滴において、第１および第２主液滴の関係、および、第２および第３主液滴の関係が、図６を参照して説明した場合における第１および第２主液滴の関係と同様となることにより、記録用紙９上の画像のエッジのがたつきや、ベタ領域における濃度の低下をさらに抑制することが可能となる。

このように、インクジェットプリンタ１では、駆動信号に含まれる一の吐出パルスにより吐出口２４１から主液滴である先行液滴が吐出され、駆動信号における当該吐出パルスの次の吐出パルスにより吐出口２４１から主液滴である後続液滴が吐出され、先行液滴と後続液滴とが記録用紙９上に個別に（すなわち、分離した状態で）着弾する。そして、先行液滴により記録用紙９上に形成される先行ドット要素の中心から、先行液滴および後続液滴により形成されるドット要素群の最遠点までの平均距離が、先行ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下とされる。これにより、連続する２つの吐出パルスに基づく液滴によりドットの形状を非円形とし、記録用紙９上の画像のエッジのがたつきや、ベタ領域における濃度の低下を抑制することができる。

なお、３以上の主ドット要素により１つのドットを形成する場合において、当該ドットの画素に隣接する画素への過度の影響を抑制するには、最初に着弾する主液滴による先行ドット要素の中心から、当該主液滴と同じ駆動信号にて吐出される全ての主液滴（または、全ての主液滴およびサテライト液滴）により形成されるドット要素群の最遠点までの平均距離が、先行ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下となることが好ましい。

また、図１４に示すように、非吐出パルスＰ０、および、第１吐出パルスＰ１のみを有する駆動信号が用いられてもよい。この場合、一の駆動信号の入力により、第１主液滴および第１サテライト液滴のみが吐出されるとともに、第１主ドット要素および第１サテライトドット要素の集合をドット要素群として、第１主ドット要素の中心からドット要素群の最遠点までの平均距離が、第１主ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下となるように、駆動信号の波形が設定される。これにより、ドットの形状を非円形とすることができ、図９の比較例に比べて、記録用紙９上の画像のエッジのがたつきや、ベタ領域における濃度の低下を抑制することができる。

さらに、図１５に示すように、幅方向（Ｘ方向）における位置が一定となるように、複数のドット６が形成されるインクジェットプリンタにおいて、ドットの形状を非円形とする上記手法が用いられてもよい。図１５では、１つのドット６が１つの主ドット要素６１１およびサテライトドット要素６１２により構成される。この場合も、円形のドット９１が形成される図１６の比較例に比べて、記録用紙９上の画像のエッジのがたつきや、ベタ領域における濃度の低下を抑制することができる。

このように、インクジェットプリンタでは、駆動信号に含まれる一の吐出パルスにより、主液滴である先行液滴、および、主液滴に付随するサテライト液滴である後続液滴が吐出口２４１から吐出され、先行液滴と後続液滴とが記録用紙９上に個々に（個別の液滴として）着弾する。そして、先行液滴により記録用紙９上に形成される先行ドット要素の中心から、先行液滴および後続液滴により形成されるドット要素群の最遠点までの平均距離が、先行ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下とされる。これにより、主液滴およびサテライト液滴によりドットの形状を非円形とする（実際には、円形から不規則に相違させる）ことができ、その結果、記録用紙９上の画像のエッジのがたつきや、ベタ領域における濃度の低下を抑制することができる。なお、主液滴により形成される円形の主ドット要素と、サテライト液滴により形成される円形のサテライトドット要素とが全く重なっていない状態であっても、これらのドット要素の集合であるドットの形状は、非円形であるものとする。

インクジェットプリンタ１では、吐出口２４１から異なる量のインクを記録用紙９に向けて吐出することにより、記録用紙９上に複数のサイズのドットが形成可能であってもよく、この場合に、ドットの形状を非円形とする上記手法が一部のサイズのドットに対してのみ用いられてよい。例えば、図８のドット６よりも小さいサイズ（面積）の小ドットを形成するための吐出パルスが、図４の駆動信号に第３吐出パルスとして追加され、ヘッド制御部４４からの出力値が小ドットを示す場合には、圧電素子２３２の駆動に第３吐出パルスが用いられる。小ドットは、主液滴のみが吐出されることにより、または、主液滴に付随するサテライト液滴が飛翔中に主液滴と合体して着弾することにより形成され、高い記録解像度が求められる領域では、小ドットを用いて精細な画像が表現される。また、濃度が高い領域等では、第１および第２吐出パルスＰ１，Ｐ２が用いられ、最大サイズのドットである図８のドット６が形成される。

このように、インクジェットプリンタ１では、最大サイズのドットを形成する際に、記録用紙９上に各々着弾する先行液滴および後続液滴（すなわち、連続して吐出される２つの主液滴、または、主液滴およびこれに付随するサテライト液滴）が吐出口２４１から吐出されることにより、ドットの形状を非円形として、記録用紙９上のベタ領域における濃度の低下や、ベタ領域のエッジのがたつきを抑制することが可能となる。

また、中サイズのドット（中ドット）と大サイズのドットのみが画像記録に用いられる場合に、中ドットが最大階調レベルの領域の描画に用いられることがある。このような場合には、中ドットが形成される時に、記録用紙９上に個々に着弾する先行液滴と後続液滴とを吐出口２４１から吐出させて、非円形のドットが形成されてもよい。もちろん、全てのサイズのドットが非円形とされてもよい。以上のように、少なくとも１つのサイズのドットが形成可能なインクジェットプリンタでは、当該少なくとも１つのサイズのうち任意のサイズのドットに対して、その形状を非円形とする上記手法が用いられてよい。

次に、インクジェットプリンタ１の他の例について述べる。他の例に係るインクジェットプリンタ１では、図４の駆動信号（以下、「第１駆動信号」という。）とは異なる波形を有するもう１つの駆動信号（以下、「第２駆動信号」という。）が準備される。第２駆動信号がヘッド部２３に入力される場合に、出力値がドットの形成を指示する時には、吐出口２４１から先行液滴および後続液滴（すなわち、連続して吐出される２つの主液滴、または、主液滴およびこれに付随するサテライト液滴）が吐出され、先行液滴により形成される先行ドット要素の中心から、先行液滴および後続液滴により形成されるドット要素群の最遠点までの平均距離が、先行ドット要素の平均半径の１．１倍未満となる、または、吐出口２４１から１つの液滴のみが吐出される。これにより、ほぼ円形のドットが形成される。

インクジェットプリンタ１では、コンピュータ５の入力部を介して第１駆動信号または第２駆動信号が操作者により選択され、実際の画像記録の際には、選択された駆動信号に基づいて吐出口２４１から液滴が吐出される。このように、第１駆動信号または第２駆動信号がヘッド部に選択的に入力可能とされることにより、用途に応じてドットの形状の変更（円形からの変更）の有無を選択することができ、多様な画像記録を実現することができる。

また、インクジェットプリンタ１では、第２駆動信号がヘッド部２３に入力される場合に、吐出口２４１から先行液滴および後続液滴が吐出され、先行液滴による先行ドット要素の中心から先行液滴および後続液滴によるドット要素群の最遠点までの平均距離が、先行ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下の範囲内にて、第１駆動信号における当該平均距離（図６および図７を参照して説明した例では、先行ドット要素の平均半径のおよそ１．５倍）と相違してもよい。これにより、実際の画像記録に用いる駆動信号が選択可能なインクジェットプリンタ１では、用途に応じてドットの形状の変更の度合いを選択することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

図８を参照して説明した動作例では、第１吐出パルスＰ１により第１主液滴および第１サテライト液滴が吐出され、第２吐出パルスＰ２により第２主液滴および第２サテライト液滴が吐出されるが、例えば、第１吐出パルスＰ１により第１主液滴のみが吐出され、または、合体して着弾する第１主液滴および第１サテライト液滴が吐出され、第２吐出パルスＰ２により、個々に着弾する第２主液滴および第２サテライト液滴が吐出されてもよい。すなわち、駆動信号に含まれる一の吐出パルスにより吐出口２４１から先行の主液滴が吐出され、駆動信号における当該吐出パルスの次の吐出パルスにより吐出口２４１から後続の主液滴が吐出される場合には、先行の主液滴および後続の主液滴の少なくとも一方の液滴の吐出時に、主液滴に付随するとともに、主液滴とは個別に着弾するサテライト液滴が吐出されることが好ましい。

インクジェットプリンタ１では、走査機構である紙送り機構３により記録用紙９がヘッド部２３に対して走査方向に移動するが、ヘッド部２３をＹ方向に移動する走査機構が設けられてもよい。また、記録用紙９がローラにて保持され、当該ローラを回転するモータにより記録用紙９がヘッド部２３に対して走査方向に移動してもよい。このように、記録用紙９をヘッド部２３に対して相対的に走査方向に移動する走査機構は様々な構成にて実現可能である。

インクジェットプリンタは、枚葉の記録用紙に画像を記録するものであってもよい。例えば、ステージ上に記録用紙を保持するインクジェットプリンタにおいて、幅方向に関して、複数の吐出口が配列される幅が記録用紙の記録領域よりも狭くされるとともに、ヘッド部を走査方向および幅方向に記録用紙に対して相対的に移動する走査機構が設けられる。そして、ヘッド部がインクを吐出しつつ走査方向に相対移動（主走査）し、記録用紙の端部へと到達した後に幅方向に所定距離だけ相対移動（副走査）し、その後、ヘッド部がインクを吐出しつつ走査方向の直前の主走査とは逆向きに相対移動する。このように、上記インクジェットプリンタでは、ヘッド部が記録用紙に対して走査方向に主走査するとともに、主走査が完了する毎に、幅方向に間欠的に副走査することにより、記録用紙の全体に画像が印刷される。

インクジェットプリンタ１における画像記録の対象物は、記録用紙９以外にプラスチック等にて形成される板状またはフィルム状の基材等であってもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。

１インクジェットプリンタ
３紙送り機構
４本体制御部
６ドット
９記録用紙
２３ヘッド部
２４１吐出口
６１１，６１２，６２１，６２２，６２２ａドット要素
Ｃ１１，Ｃ２１（ドット要素の）中心
Ｐ１〜Ｐ３吐出パルス
Ｓ１１〜Ｓ１３ステップ
α１，α２（中心からの）最遠点

Claims

インクジェットプリンタであって、
吐出口からインクの液滴を対象物に向けて吐出するヘッド部と、
所定の走査方向へと前記対象物を前記ヘッド部に対して相対的に移動する走査機構と、
前記対象物の前記ヘッド部に対する相対移動に並行して、液滴を吐出させる駆動信号を前記ヘッド部に順次入力し、エッジを有するベタ領域を形成するように制御を行う制御部と、
を備え、
前記駆動信号の入力により、前記吐出口から先行液滴および後続液滴が吐出されるとともに、前記先行液滴と前記後続液滴とが前記対象物上に着弾し、
前記先行液滴により前記対象物上に形成される先行ドット要素の中心から、前記先行液滴および前記後続液滴により形成されるドット要素群の最遠点までの平均距離が、前記先行ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
請求項１に記載のインクジェットプリンタであって、
前記駆動信号に含まれる一の吐出パルスにより、前記吐出口から主液滴である前記先行液滴が吐出され、前記主液滴に付随するサテライト液滴である前記後続液滴が吐出されることを特徴とするインクジェットプリンタ。
請求項１に記載のインクジェットプリンタであって、
前記駆動信号に含まれる一の吐出パルスにより前記吐出口から前記先行液滴が吐出され、前記駆動信号における前記吐出パルスの次の吐出パルスにより前記吐出口から前記後続液滴が吐出されることを特徴とするインクジェットプリンタ。
請求項３に記載のインクジェットプリンタであって、
前記先行液滴および前記後続液滴の少なくとも一方の液滴の吐出時に、主液滴に付随してサテライト液滴が吐出され、
前記主液滴により前記対象物上に形成される主ドット要素の中心から前記主液滴および前記サテライト液滴により形成されるドット要素群の最遠点までの平均距離が、前記主ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
前記吐出口からインクの液滴を前記対象物に向けて吐出することにより、前記対象物上に複数のサイズのドットが形成可能であり、
最大サイズのドット、または、最大階調レベルの領域の描画に用いられるドットが形成される際に、前記吐出口から前記先行液滴および前記後続液滴が吐出されることを特徴とするインクジェットプリンタ。
請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
前記駆動信号とは異なる波形を有するもう１つの駆動信号が前記ヘッド部に選択的に入力可能であり、
前記もう１つの駆動信号が前記ヘッド部に入力された場合に、前記吐出口から前記先行液滴および前記後続液滴が吐出され、前記先行液滴による前記先行ドット要素の中心から前記先行液滴および前記後続液滴による前記ドット要素群の最遠点までの平均距離が、前記先行ドット要素の平均半径の１．１倍未満となる、もしくは、前記吐出口から１つの液滴のみが吐出される、または、前記もう１つの駆動信号における前記平均距離が、前記先行ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下の範囲内にて前記駆動信号における前記平均距離と相違することを特徴とするインクジェットプリンタ。
インクジェットプリンタにおいて実行される画像記録方法であって、
前記インクジェットプリンタが、吐出口からインクの液滴を対象物に向けて吐出するヘッド部を備え、
前記画像記録方法が、
ａ）所定の走査方向へと前記対象物を前記ヘッド部に対して相対的に移動する工程と、
ｂ）前記ａ）工程に並行して、液滴を吐出させる駆動信号を前記ヘッド部に順次入力し、エッジを有するベタ領域を形成するように制御を行う工程と、
を備え、
前記駆動信号の入力により、前記吐出口から先行液滴および後続液滴が吐出されるとともに、前記先行液滴と前記後続液滴とが前記対象物上に着弾し、
前記先行液滴により前記対象物上に形成される先行ドット要素の中心から、前記先行液滴および前記後続液滴により形成されるドット要素群の最遠点までの平均距離が、前記先行ドット要素の平均半径の１．１倍以上３．０倍以下であることを特徴とする画像記録方法。