JP4576781B2 - インクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法及びインクジェットプリンタ - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、インクの液滴を吐出して文字や画像等を記録するインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法及びインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【背景技術】
インクジェットプリンタは、プリントヘッドに並べて設けた細いノズルからインクの液滴を吐出し、このインクの液滴を例えば用紙等の記録媒体に着弾させ、ドットで文字や画像等を記録する方式のプリンタである。このインクジェットプリンタは、記録速度が高速で、記録コストが安価で、カラー化が容易であるという特徴がある。
【０００３】
このインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドとしては、用紙のページ幅より短尺のいわゆるシリアルヘッドと、用紙のページ幅と略同寸の長尺のいわゆるラインヘッドとがある。また、インクの液滴の吐出方式としては、圧電素子を用いたピエゾ方式と、発熱素子を用いたサーマル方式とがある。
【０００４】
上述したラインヘッドは、シリアルヘッドのように記録時にモータ等の駆動手段によって用紙のページ幅方向に移動する必要がないことから、駆動手段が不要となり、プリンタ本体の小型化やコストダウン等が図り易いという特徴がある。また、サーマル方式は、ピエゾ方式に比べ、インクの液滴を吐出するための駆動素子の数や配列密度を比較的容易に大きくすることが可能であるため、ラインヘッド化に有利であるという特徴がある。このため、サーマル方式のラインヘッドを備えたインクジェットプリンタが提案されている。
しかしながら、サーマル方式は、ピエゾ方式に比べ、記録の際のエネルギ効率が低く、消費電力が大きくなってしまうという欠点がある。この欠点を解消するため、インクジェットプリンタにおいては、サーマル方式のシリアルヘッドにおいて採用されている複数の発熱素子をいくつかのブロックに分け、これらのブロック毎に時分割で駆動させる時分割駆動方式を、サーマル方式のラインヘッドにも適用する必要がある。
【０００５】
また、インクジェットプリンタにおいては、一般に階調を表現する際に、いわゆるディザ法や誤差拡散法等のディジタル画像処理を用いる。しかしながら、これらの方法では、原理的に複数のドットを用いて階調を表現することから、実質的な解像度を低下させ、さらに、ドットが目に見えることによるざらつき感や粒状感が残ることから、画質を低下させる。そのため、インクジェットプリンタにおいては、ドットの径を小さくし、ドットの配列密度を高めることにより、ざらつき感や粒状感を少なくして画質を向上させる必要がある。
【０００６】
【発明の開示】
【発明が敬決しようとする課題】
これらのうち、ドットの小径化に関しては、サーマル方式のラインヘッド及びシリアルヘッドともに、発熱素子のサイズ、ノズルの径及びチャンバの体積を小さくして、吐出するインクの粒子の体積を小さくすることによって対応することができる。しかしながら、ドットの配列高密度化に関しては、サーマル方式のラインヘッドでは、シリアルヘッドに比べて困難であるという問題がある。
【０００７】
すなわち、サーマル方式のシリアルヘッドでは、ヘッド走査方向については、インクの液滴の吐出周波数を上げ、若しくは、ヘッド走査速度を下げ、紙送り方向については、紙送りピッチを細かくすることにより、比較的容易に対応することができる。しかしながら、サーマル方式のラインヘッドでは、紙送り方向については、シリアルヘッドと同様の方法で対応することができるが、ページ幅方向については、発熱素子の配列密度を上げる必要がある。これは、ラインヘッドの加工組立の困難性増大や歩留まりの低下、ヘッド駆動回路の規模増大、それらにともなうコストアップ、信頼性低下等の原因となる。
【０００８】
また、サーマル方式のシリアルヘッドでは、１つのラインを複数のノズルで記録するいわゆるマルチパス方式により、インクの液滴の吐出量（ドットサイズ、印画濃度）や着弾位置のばらつきを目に見えにくくすることが高画質モード等においてしばしば行われるが、サーマル方式のラインヘッドでは、１回のスキャンで記録が完了するため、このような方法を適用することができない。そのため、サーマル方式のラインヘッドでは、高画質化のためにノズル毎の吐出量（ドットサイズ、印画濃度）や着弾位置のばらつきをいかに抑制できるかが重要な課題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ざらつき感や粒状感が少なくて画質が高い記録画像を高速に得ることができるインクジェットプリンタを実現することができるインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法及びインクジェットプリンタを提供することを目的とするものである。
【００１０】
上述した目的を達成する本発明にかかるインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法は、複数のノズルからインクの液滴を吐出させて記録媒体に着弾させ、この着弾によるドットで文字及び／又は画像を含む情報を記録するインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法である。
【００１１】
上記プリントヘッドは、ラインヘッドであり、駆動素子が複数形成されたヘッドチップが時分割駆動の分割数だけ設けられ、上記ヘッドチップが千鳥状に配列され、互いに隣接するヘッドチップのつなぎ目において、相対する側の同数のノズルを中心線を一致させるように配列させ、重複部分がオーバーラップ部とされ、上記駆動素子を駆動して上記インクの液滴を、上記ヘッドチップに対応して千鳥状に配列された上記ノズルから吐出させ、上記オーバーラップ部では、上記千鳥状に配列されて互いに隣接するヘッドチップのうちの一方のヘッドチップのノズルによって形成されたドットと、他方のヘッドチップのノズルによって形成されたドットとが、上記記録媒体の送り方向及び該送り方向と直交する方向において交互に配列されるように、上記インクの液滴を該一方及び他方のヘッドチップのノズルから吐出させる。
【００１２】
そして、上記プリントヘッドを、１回の印画にあたり上記記録媒体上の同一箇所を１回のみ走査させ、１つの上記ドットを形成するために１つ又は複数の上記インクの液滴を用い、１つの上記ドットを形成するために、上記記録媒体に最初に着弾したインクの液滴が乾燥する前に、次のインクの液滴を上記記録媒体に着弾させ、上記インクの液滴の数で上記ドットの径の変調を行うように駆動させる。
【００１３】
また、複数色分の上記プリントヘッドのそれぞれによって複数色の上記インクの液滴を混色する場合には、上記記録媒体に一の色の上記インクの液滴を着弾させると、着弾して記録された上記ドットが乾燥してから、異なる次の上記インクの液滴を上記記録媒体に着弾させる。
【００１４】
また、上述した目的を達成する本発明にかかるインクジェットプリンタは、複数のノズルからインクの液滴を吐出させて記録媒体に着弾させ、この着弾によるドットで文字及び／又は画像を含む情報を記録するインクジェットプリンタであり、駆動素子が複数形成されたヘッドチップが時分割駆動の分割数だけ設けられ、上記ヘッドチップが千鳥状に配列され、互いに隣接するヘッドチップのつなぎ目において、相対する側の同数のノズルを中心線を一致させるように配列させ、重複部分がオーバーラップ部とされ、上記駆動素子を駆動して上記インクの液滴を、上記ヘッドチップに対応して千鳥状に配列された上記ノズルから吐出させ、上記オーバーラップ部では、上記千鳥状に配列されて互いに隣接するヘッドチップのうちの一方のヘッドチップのノズルによって形成されたドットと、他方のヘッドチップのノズルによって形成されたドットとが、上記記録媒体の送り方向及び該送り方向と直交する方向において交互に配列されるように、上記インクの液滴を該一方及び他方のヘッドチップのノズルから吐出させるラインヘッドを備える。
【００１５】
上記ラインヘッドを、１回の印画にあたり上記記録媒体上の同一箇所を１回のみ走査させ、１つの上記ドットを形成するために１つ又は複数の上記インクの液滴を用い、１つの上記ドットを形成するために、上記記録媒体に最初に着弾したインクの液滴が乾燥する前に、次のインクの液滴を上記記録媒体に着弾させ、上記インクの液滴の数で上記ドットの径の変調を行うように駆動させる。
【００１６】
また、複数色分の上記プリントヘッドのそれぞれによって複数色の上記インクの液滴を混色する場合には、上記記録媒体に一の色の上記インクの液滴を着弾させると、着弾して記録された上記ドットが乾燥してから、異なる次の上記インクの液滴を上記記録媒体に着弾させる。
【００１７】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
この実施の形態は、図１及び図２に示すように、インクの液滴を吐出させる駆動素子を備えるプリントヘッドであり、１回の印画にあたり記録媒体である用紙Ｐ上の同一箇所を１回のみ走査、すなわち、いわゆる１パス記録を行い、１つのドットを形成するために１つ又は複数のインクの液滴を用い、インクの液滴の数でドットの径の変調を行うＰＮＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｎｕｍｂｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）機能を有するプリントヘッドを備えるインクジェットプリンタ１００である。このインクジェットプリンタ１００は、ＰＮＭを行うことにより、ざらつき感や粒状感が少なくて画質が高い記録画像を高速に得ることができるものである。
【００１９】
なお、以下では、インクジェットプリンタ１００におけるプリントヘッドとして、用紙Ｐのページ幅と略同寸の記録範囲を有するラインヘッド１２０を採用して説明するものとする。すなわち、インクジェットプリンタ１００は、ラインヘッド１２０を備えることにより、１回の印画にあたり用紙Ｐ上の同一箇所を１回のみ走査して記録を行うものである。また、以下では、インクジェットプリンタ１００は、サーマル方式によってインクの液滴を吐出する方式を採用し、駆動素子として発熱素子を用いるものとして説明する。
【００２０】
インクジェットプリンタ１００は、当該インクジェットプリンタ１００の外観を形成する筐体１１０の内部に、用紙Ｐのページ幅と略同寸の記録範囲を有するラインヘッド１２０と、用紙Ｐを所定の方向へと送り出すための紙送り部１３０と、用紙Ｐをラインヘッド１２０へと給紙するための給紙部１４０と、用紙Ｐを収納するペーパトレイ１５０と、これら各部の駆動制御を行う電気回路部１６０等が配設されて構成される。
【００２１】
筐体１１０は、例えば直方体状に形成されている。筐体１１０の側面のうち一側面には用紙Ｐを排紙する排紙口１１１が設けられ、この一側面と対向する他側面にはペーパトレイ１５０を着脱するためのトレイ出入口１１２が設けられている。
【００２２】
ラインヘッド１２０は、例えばＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の４色分を備えている。ラインヘッド１２０は、ここでは図示しないノズルが下方を向くようにして、筐体１１０の内部における排紙口１１１側の端部上方に配設されている。
【００２３】
紙送り部１３０は、用紙Ｐを送る際の供給路を構成する紙送りガイド１３１と、用紙Ｐを挟み込んで送り出す紙送りローラ１３２，１３３と、後述するプーリ１３５，１３６を回転駆動させる駆動源としての紙送りモータ１３４と、ローラ１３２，１３３を回転駆動させるためのプーリ１３５，１３６と、紙送りモータ１３４の駆動をプーリ１３５，１３６に伝達するためのベルト１３７，１３８とを備え、筐体１１０の内部における排紙口１１１側の端部下方に配設されている。紙送りガイド１３１は、平板状に形成されており、ラインヘッド１２０の下方に所定の間隔だけ離隔されて配設されている。紙送りローラ１３２，１３３は、それぞれ、互いに接触した１対のローラからなり、紙送りガイド１３１の両側、すなわち、トレイ出入口１１２側と排紙口１１１側とに配設されている。紙送りモータ１３４は、紙送りガイド１３１の下方に配設されており、プーリ１３５，１３６とベルト１３７，１３８とを介して紙送りローラ１３２，１３３に連結されている。
【００２４】
給紙部１４０は、用紙Ｐを紙送り部１３０へと給紙するための給紙ローラ１４１と、後述するギヤ１４３を回転駆動させる駆動源としての給紙モータ１４２と、この給紙モータ１４２によって回転駆動するギヤ１４３とを備えており、紙送り部１３０に対してトレイ出入口１１２側に配設されている。給紙ローラ１４１は、略半円筒形状に形成されており、トレイ出入口１１２側の紙送りローラ１３２に近接して配設されている。給紙モータ１４２は、給紙ローラ１４１の上方に配設されており、ギヤ１４３を介して給紙ローラ１４１に連結されている。
【００２５】
ペーパトレイ１５０は、例えばＡ４サイズの用紙Ｐを複数枚重ねて収納可能な箱状に形成され、底面の一端部には、ばね１５１によって係止された紙支え１５２が設けられており、給紙部１４０の下方からトレイ出入口１１２にわたる空間に装着される。
【００２６】
電気回路部１６０は、各部の駆動を制御する部位であり、ペーパトレイ１５０の上方に配設されている。
【００２７】
このようなインクジェットプリンタ１００は、以下のようにして、印画動作を行う。
【００２８】
まず、インクジェットプリンタ１００においては、使用者が、電源を入れ、トレイ出入口１１２からペーパトレイ１５０を引き出して所定枚数の用紙Ｐを収納し、このペーパトレイ１５０を押し入れることにより、ペーパトレイ１５０が装着される。すると、インクジェットプリンタ１００においては、ばね１５１の付勢力によって紙支え１５２が用紙Ｐの一端部を持ち上げることにより、用紙Ｐの一端部が給紙ローラ１４１に押し付けられる。そして、インクジェットプリンタ１００においては、給紙モータ１４２の駆動によって給紙ローラ１４１が回転駆動することにより、１枚の用紙Ｐがペーパトレイ１５０から紙送りローラ１３２へと送り出される。
【００２９】
続いて、インクジェットプリンタ１００においては、紙送りモータ１３４の駆動によって紙送りローラ１３２，１３３が回転駆動し、紙送りローラ１３２がペーパトレイ１５０から送り出された用紙Ｐを１対のローラで挟み込むことにより、用紙Ｐが紙送りガイド１３１へと送り出される。すると、インクジェットプリンタ１００においては、ラインヘッド１２０が所定のタイミングで動作して、ノズルからインクの液滴を吐出して用紙Ｐ上に着弾させることにより、用紙Ｐ上にドットで文字及び／又は画像等を含む情報が記録される。そして、インクジェットプリンタ１００においては、紙送りローラ１３３が紙送りガイド１３１に沿って送り出されてきた用紙Ｐを１対のローラで挟み込むことにより、用紙Ｐが排紙口１１１から排紙される。
【００３０】
インクジェットプリンタ１００は、このような動作を記録が完了するまで繰り返し、印刷物を生成する。
【００３１】
さて、インクジェットプリンタ１００における上述した電気回路部１６０について説明する。
【００３２】
電気回路部１６０は、図３に示すように、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）構成としてソフトウェアによる信号処理及び制御処理を行う信号処理・制御回路１６１と、予め決められた補正データがいわゆるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）マップ方式で格納されている補正回路１６２と、ラインヘッド１２０を駆動するためのヘッドドライブ回路１６３と、上述した紙送りモータ１３４や給紙モータ１４２の駆動やその他を制御する各種制御回路１６４と、例えばラインバッファメモリや１画面メモリ等のメモリ１６５と、記録データ等の信号が入力される信号入力部１６６とを備える。信号処理・制御回路１６１には、補正回路１６２、ヘッドドライブ回路１６３、各種制御回路１６４及びメモリ１６５が接続されている。
【００３３】
電気回路部１６０は、信号入力部１６６を介して信号処理・制御回路１６１に記録データ等の信号が入力されると、この信号を信号処理・制御回路１６１によって記録順番に揃えて補正回路１６２に供給し、この補正回路１６２によっていわゆるγ補正、色補正、各ノズルのばらつき補正等の補正処理を施す。この補正後の記録データ等の信号は、例えば、ノズル番号、温度、入力信号といった外部条件に応じて信号処理・制御回路１６１に取り出される。そして、電気回路部１６０は、信号処理・制御回路１６１に取り出された信号を駆動信号としてヘッドドライブ回路１６３及び各種制御回路１６４に供給する。電気回路部１６０は、ヘッドドライブ回路１６３によって駆動信号に基づいてラインヘッド１２０を駆動制御する。また、電気回路部１６０は、各種制御回路１６４によって駆動信号に基づいて紙送りモータ１３４及び給紙モータ１４２の駆動制御を行う他、ラインヘッド１２０のクリーニング処理等の際の駆動制御を行う。なお、電気回路部１６０においては、記録データ等の信号は、必要に応じてメモリ１６５に一旦記録され、信号処理・制御回路１６１に取り出される。
【００３４】
ここで、ヘッドドライブ回路１６３とラインヘッド１２０との詳細を図４に示す。
【００３５】
ヘッドドライブ回路１６３は、図４に示すように、ＰＮＭと後述する時分割駆動とを行う構成となっており、データ読み出し部１６３ａと、パルスジェネレータ１６３ｂと、コンパレータ１６３ｃと、シリアル／パラレル変換部１６３ｄとを備えている。
【００３６】
データ読み出し部１６３ａは、信号処理・制御回路１６１から供給された駆動信号から、ＰＮＭを行うためのパルス数の情報を示すデータを読み出す。データ読み出し部１６３ａは、読み出したデータをコンパレータ１６３ｃに供給する。
【００３７】
パルスジェネレータ１６３ｂは、図５に示すように、ＰＮＭを行うためのパルスを所定個だけ所定間隔で生成する。例えば、パルスジェネレータ１６３ｂは、常に８パルスを所定間隔で自発的に生成する。すなわち、ヘッドドライブ回路１６３は、パルスジェネレータ１６３ｂによって生成するパルスに基づいて、吐出するインクの液滴の数を決定し、階調毎のドットの並びを決定する。パルスジェネレータ１６３ｂは、生成したパルスをコンパレータ１６３ｃに供給する。
【００３８】
コンパレータ１６３ｃは、データ読み出し部１６３ａによって信号処理・制御回路１６１を介してメモリ１６５から読み出したデータを入力するとともに、パルスジェネレータ１６３ｂによって生成されるパルス数を入力し、これらのデータとパルス数とを比較する。コンパレータ１６３ｃは、比較した結果、データがパルス数以上の場合には、図５に示すように、ハイ信号「Ｈ」をシリアル／パラレル変換部１６３ｄに供給する。例えば、コンパレータ１６３ｃは、データが“５”であった場合には、パルスジェネレータ１６３ｂによって生成されるパルス数が“１〜５”まではハイ信号「Ｈ」を出力し、パルス数が“６”以降ではロー信号「Ｌ」を出力する。
【００３９】
シリアル／パラレル変換部１６３ｄは、詳細は後述するが、ラインヘッド１２０におけるヘッドチップが時分割駆動の分割数だけ設けられることにともない備えられるものである。シリアル／パラレル変換部１６３ｄは、コンパレータ１６３ｃから供給されたシリアルのデータに対してパラレル変換を施し、パラレル変換して得られた複数のデータＤ０，・・・，Ｄｎを、それぞれ、ラインヘッド１２０における各ヘッドチップに供給する。
【００４０】
一方、ラインヘッド１２０は、図４に示したように、複数のヘッドチップ１２１_０，・・・，１２１_ｎを備えている。１つのヘッドチップ１２１は、時分割駆動における１ブロックを構成するものであり、その内部に当該１ブロックを構成するための各部が複数個タイリングされている。具体的には、ヘッドチップ１２１_０，・・・，１２１_ｎは、それぞれ、時分割駆動フェーズ発生回路１２１ａと、ゲート回路１２１ｂと、スイッチング素子１２１ｃと、発熱素子１２１ｄとを備えている。
【００４１】
時分割駆動フェーズ発生回路１２１ａは、全フェーズ数、すなわち、１ブロックを構成するノズル数と同数の出力を有し、各フェーズ毎に順次フェーズ信号を発生し、このフェーズ信号をゲート回路１２１ｂに供給する。
【００４２】
ゲート回路１２１ｂは、いわゆるアンドゲートであり、分割駆動フェーズ発生回路１２１ａから供給されたフェーズ信号と、シリアル／パラレル変換部１６３ｄから供給されたデータとの論理積をとる。ゲート回路１２１ｂは、分割駆動フェーズ発生回路１２１ａから供給されたフェーズ信号と、シリアル／パラレル変換部１６３ｄから供給されたデータとの両者がハイ信号「Ｈ」である場合には、スイッチング素子１２１ｃをＯＮにする。
【００４３】
スイッチング素子１２１ｃは、発熱素子１２１ｄを駆動してノズルからインクの液滴を吐出させるか否かを切り替えるものであり、ゲート回路１２１ｂによってＯＮ／ＯＦＦ制御がなされる。
【００４４】
発熱素子１２１ｄは、スイッチング素子１２１ｃがＯＮ状態になると駆動して発熱し、対応するノズルからインクの液滴を吐出させる。
【００４５】
ここで、インクジェットプリンタ１００は、サーマル方式を採用するため、消費電力を抑えるために、上述した時分割駆動を行う。インクジェットプリンタ１００は、この時分割駆動とＰＮＭとを行うために、以下のような構成を備えて動作する。
【００４６】
すなわち、インクジェットプリンタ１００は、図６に概略を示すように、ラインヘッド１２０において複数のノズルが略直線上に配列されており、これらの複数のノズルを所定個ずつ区切り、時分割駆動の分割数だけ上述したブロック、すなわち、ヘッドチップ１２１を構成する。同図においては、左からブロックＢ_０，Ｂ_１，・・・，Ｂ_ｎと記し、各ブロックにおいて左からノズルＮ_０，Ｎ_１，Ｎ_２，・・・，Ｎ_ｍ−１，Ｎ_ｍと記す。なお、上述したフェーズとは、各ブロックにおけるノズルの位置を示す。例えば、ブロックＢ_０におけるノズルＮ０と、ブロックＢ_１におけるノズルＮ_０と、ブロックＢ_ｎにおけるノズルＮ_０とは、同じフェーズである。
【００４７】
このようなインクジェットプリンタ１００は、シリアル／パラレル変換部１６３ｄにより、図７に示すように、パルスジェネレータ１６３ａによるパルス毎に、各ブロックＢ_０，Ｂ_１，・・・，Ｂ_ｎに対応するデータＤ０，・・・，Ｄｎを生成し、これらのデータＤ０，・・・，Ｄｎを、それぞれ、各ブロックＢ_０，Ｂ_１，・・・，Ｂ_ｎに供給する。
【００４８】
これに応じて、インクジェットプリンタ１００は、時分割駆動フェーズ発生回路１２１ａによって各フェーズ毎に順次フェーズ信号を発生することにより、全てのノズルＮについて、１パルス分のインクの液滴、すなわち、１つのインクの液滴を吐出させるか又は吐出させない。このとき、時分割駆動フェーズ発生回路１２１ａは、各ブロックＢ_０，Ｂ_１，・・・，Ｂ_ｎにおけるノズルＮ_０に対応する発熱素子１２１ｄの駆動処理を行った後、各ブロックＢ_０，Ｂ_１，・・・，Ｂ_ｎにおけるノズルＮ_１に対応する発熱素子１２１ｄの駆動処理を行うといったように、各フェーズ毎に順次フェーズ信号を発生する。
【００４９】
インクジェットプリンタ１００は、このような動作をパルスジェネレータ１６３ａによって生成されるパルス毎に繰り返し、パルス数に応じた径を有する１ドットを形成する。
このようにすることにより、インクジェットプリンタ１００は、ＰＮＭと時分割駆動とを同時に実現することができる。なお、インクジェットプリンタ１００におけるＰＮＭの動作については、さらに詳述する。
【００５０】
つぎに、インクジェットプリンタ１００におけるラインヘッド１２０の構造について詳細に説明する。
【００５１】
インクジェットプリンタ１００における１色分のラインヘッド１２０の構造を図８Ａ乃至図１２に示す。なお、図８Ａには、ラインヘッド１２０の外観側面図を示し、図８Ｂには、ラインヘッド１２０の外観底面図を示す。また、図９には、上述したヘッドチップ１２１の詳細構造を示す。さらに、図１０Ａには、図８Ｂに示すラインヘッド１２０のＡ−Ａ線断面側面図を示し、図１０Ｂには、図８Ｂに示すラインヘッド１２０のＢ−Ｂ線断面側面図を示す。さらにまた、図１１には、図８Ａ及び図８Ｂに示すラインヘッド１２０を底面側から見た部分斜視図を示し、図１２には、図８Ａ及び図８Ｂに示すラインヘッド１２０におけるノズル近傍の詳細構造を示すために、ラインヘッド１２０をヘッドチップ１２１側から見た部分斜視図を示す。
【００５２】
ラインヘッド１２０は、図８Ａに示すように、後述するインクタンク１２６を構成する外筐１２６ｂによって被覆されており、且つ、その下部が後述する電気配線１２７によって被覆されている。
【００５３】
また、ラインヘッド１２０には、図８Ｂに示すように、ライン状のヘッドフレーム１２２の中央部にスリット状のインク供給孔１２２ａが穿設されている。ヘッドフレーム１２２の一方の面には、Ｓｉ基板によって形成された複数個のヘッドチップ１２１が配設されている。ヘッドチップ１２１は、それぞれ、ヘッドを長尺化するために、ヘッドフレーム１２２に穿設されるインク供給孔１２２ａを中央として、そのインク供給孔１２２ａの両側に千鳥状に配列されている。そして、ヘッドチップ１２１は、それぞれ、図８Ｂ及び図９に示すように、インク供給孔１２２ａ側に上述した複数個の発熱素子１２１ｄを一列に配列し、インク供給孔１２２ａとは反対側、すなわち、外筐１２６ｂ側に発熱素子１２１ｄに対応した接続端子１２１ｅを一列に配列して構成されている。
【００５４】
図９の例では、発熱素子１２１ｄは、それぞれ、例えば６００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）で配列されている。さらに、ヘッドチップ１２１には、それぞれ、発熱素子１２１ｄと接続端子１２１ｅとの間に、当該ヘッドチップ１２１（発熱素子１２１ｄ）が時分割駆動を行うための上述したゲート回路１２１ｂとスイッチング素子１２１ｃとが配設されている。
【００５５】
ヘッドチップ１２１の下部には、図１０Ａ乃至図１２に示すように、部材１２３を介して複数個のノズル１２４ａを有するノズルプレート１２４が配設されている。部材１２３は、インクを溜めるための液室１２３ａと、インクを液室１２３ａまで流すための流路１２３ｂとを複数個形成するために設けられる。部材１２３は、図１２に詳細を示すように、いわゆるドライフィルムフォトレジスト等の感光性樹脂によって形成され、ヘッドチップ１２１に配設された各発熱素子１２１ｄが各液室１２３ａ上に対応して位置するように配設され、且つ、各流路１２３ｂが各液室１２３ａからヘッドチップ１２１の端部、すなわち、図１０Ｂに示すように、ラインヘッド１２０の中央部側の端部まで延びるように形成されている。
【００５６】
ノズルプレート１２４は、ニッケルの電鋳によって形成されたものであり、インクによる腐食を防止するため、金又はバラジウム等によって耐蝕メッキが施されている。ノズルプレート１２４は、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１１に示すように、ヘッドチップ１２１、ヘッドフレーム１２２、部材１２３、及び、後述するフィルタ１２５によって形成される空間からなるインク供給孔１２２ａを閉塞し、且つ、図１２に詳細を示すように、各ノズル１２４ａが各液室１２３ａを介して各発熱素子１２１ｄに１対１で対応するように形成されている。すなわち、各液室１２３ａは、部材１２３に形成された流路１２３ｂ及びノズルプレート１２４に形成されたノズル１２４ａに連通されている。
【００５７】
ヘッドフレーム１２２の他方の面には、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、フィルタ１２５を介してインクタンク１２６が配設されている。フィルタ１２５は、インク供給孔１２２ａを閉塞するように配設されており、インクタンク１２６からのごみやインク成分の凝集物等がノズル１２４ａ側に混入することを防止する役目を果たす。
【００５８】
インクタンク１２６は、図１０Ｂに示すように、袋１２６ａと外筐１２６ｂとの二重構造となっている。袋１２６ａと外筐１２６ｂとの間には、袋１２６ａを外側に拡げるように付勢するばね部材１２６ｃが設けられている。これにより、ラインヘッド１２０においては、インクタンク１２６内のインクに負圧がかかるようになり、インクがノズル１２４ａから自然漏出することを防止することができる。また、ラインヘッド１２０においては、この負圧がノズル１２４ａの毛細管力より小さくなるように設定されており、これにより、インクがノズル１２４ａに引き込まれてしまうことを防止することができる。
【００５９】
また、ラインヘッド１２０においては、ヘッドチップ１２１の一部端面、ヘッドフレーム１２２の外周面及びインクタンク１２６の外周面にわたる領域が、いわゆるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）からなる上述した電気配線１２７によって被覆されている。電気配線１２７は、ヘッドチップ１２１に対して電源や電気信号を供給するために設けられるものであり、上述したヘッドチップ１２１における接続端子１２１ｅに接続されている。
【００６０】
このようなラインヘッド１２０を備えるインクジェットプリンタ１００においては、インクがインクタンク１２６からインク供給孔１２２ａに供給され、さらに、流路１２３ｂを通過して液室１２３ａに供給される。ここで、ノズル１２４ａは、図１２に示すように、断面が円形状の円錐の先端を底面と平行な面で切り落とした形状を呈しており、ノズル１２４ａの先端では、インクの負圧によってインク面の中央部が凹んだ、いわゆるメニスカスが形成される。インクジェットプリンタ１００においては、発熱素子１２１ｄに駆動電圧は供給されて発熱素子１２１ｄの表面に気泡が発生すると、ノズル１２４ａからインクの粒子が吐出される。
【００６１】
なお、インクジェットプリンタ１００においては、上述したように、ヘッドチップ１２１が千鳥状に配列されていることから、１つのヘッドチップ１２１に対応する複数のノズル１２４ａ（以下、ノズル群という。）の配列もこれに応じて千鳥状とされる。
【００６２】
ここで、従来のヘッドチップとしても千鳥状に配列されたものが存在するが、これらのヘッドチップは、単に平行にずらされて配列されていたため、図１３に示すように、互いに隣接する２つのノズル群ＮＧ_Ａ，ＮＧ_Ｂも単に平行にずらされて配列されていた。そして、この配列を適用したインクジェットプリンタにおいては、ヘッドチップの特性ばらつきや、位置決め誤差等に起因して、ヘッドチップ間でのインクの吐出量のばらつきや、用紙に対するインクの着弾位置の誤差等が生じる場合があった。
【００６３】
インクジェットプリンタにおいては、インクの吐出量のばらつきが生じる状態で用紙に記録すると、用紙上におけるヘッドチップのつなぎ目に相当する領域において、吐出量、すなわち、ドットの径（印画濃度）の変化点（線）が生じる。具体的には、インクジェットプリンタにおいては、吐出量が多いノズルからなるノズル群と、吐出量が少ないノズルからなるノズル群とが隣接しているヘッドチップを用いている場合には、例えば図１４Ａに示すように、吐出量が多いノズルからなるノズル群によって記録されたドット群ＤＧ_Ａと、吐出量が少ないノズルからなるノズル群によって記録されたドット群ＤＧ_Ｂとの境界において、ドットの径の変化点（線）Ｖが生じる。このようなドットの変化点（線）は、用紙の送り方向への縦すじ、すなわち、いわゆる帯状ノイズ（ｂａｎｄｉｎｇ ｎｏｉｓｅ）の原因となる。
【００６４】
また、インクジェットプリンタにおいては、用紙に対するインクの着弾位置の誤差が生じる状態で用紙に記録すると、用紙上におけるヘッドチップのつなぎ目に相当する領域において、ドットの重なり、ドットの隙間又はドットの段差等が生じる。具体的には、インクジェットプリンタにおいては、例えば図１４Ｂに示すように、一方のノズル群によって記録されたドット群ＤＧ_Ａと、他方のノズル群によって記録されたドット群ＤＧ_Ｂとの境界において、ドットの重なりＯが生じたり、例えば図１４Ｃに示すように、ドットの隙間Ｃが生じたり、例えば図１４Ｄに示すように、ドットの段差Ｌが生じる。これらドットの重なり、ドットの隙間又はドットの段差も、用紙の送り方向への縦すじの原因となる。
【００６５】
そこで、インクジェットプリンタ１００においては、図１５に示すように、互いに隣接するヘッドチップ１２１のそれぞれに対応する複数のノズル１２４ａからなるノズル群１２４_Ａとノズル群１２４_Ｂとのつなぎ目に、オーバーラップ部１２４_Ｃを設けている。すなわち、インクジェットプリンタ１００においては、千鳥状に配列されて互いに隣接するヘッドチップ１２１のそれぞれに対応するノズル群のうち、左側に位置するノズル群１２４_Ａにおける右から所定個のノズルと、右側に位置するノズル群１２４_Ｂにおける左から同数のノズルとを、互いに中心線が一致するように配列し、これらのノズルの重複部分をオーバーラップ部１２４_Ｃとして設けている。
【００６６】
このオーバーラップ部１２４_Ｃでは、一方のノズル群１２４_Ａを構成する各ノズル１２４ａと、他方のノズル群１２４_Ｂを構成する各ノズル１２４ａとを、例えば横方向及び縦方向ともに、交互にインクを吐出させるように用いる。これにより、インクジェットプリンタ１００は、例えば図１６に示すように、白丸で示す一方のノズル群１２４_Ａによって記録したドット群ＤＧ_Ａと、黒丸で示す他方のノズル群１２４_Ｂによって記録したドット群ＤＧ_Ｂとのつなぎ目において、オーバーラップ部１２４_Ｃに相当するドット群ＤＧ_Ｃを形成することができる。ドット群ＤＧ_Ｃは、ノズル群１２４_Ａによって記録したドットと、他方のノズル群１２４_Ｂによって記録したドットとが、交互に配列されたものとなる。したがって、インクジェットプリンタ１００は、上述した縦すじ、すなわち、帯状ノイズが生じるのを低減、緩和することができる。
【００６７】
さて、以下では、インクジェットプリンタ１００におけるＰＮＭの動作について詳細に説明する。
【００６８】
ＰＮＭは、１画素内に連続的に打ち込むインクの液滴の数（パルス数）でドットの径を変調して階調印画（グレースケール・プリンティング）を行う方法である。この方法は、ディジタル的に階調表現する場合に有利となるものである。
【００６９】
図１７に、ＰＮＭの原理を説明する概念図を示す。
【００７０】
インクジェットプリンタ１００は、ＰＮＭを行う際には、ノズル１２４ａから１つ又は複数のインクの液滴Ｉを吐出して用紙Ｐに着弾させてドットＤを記録する。この際、インクジェットプリンタ１００は、複数のインクの液滴Ｉを吐出する場合には、用紙Ｐに最初に着弾したインクの液滴Ｉが乾燥する前に、次のインクの液滴Ｉを用紙Ｐに着弾させることにより、ドットＤの径の変調を行う。すなわち、インクジェットプリンタ１００は、パルス毎に対応して用紙Ｐに着弾した各インクの液滴Ｉによるドットｄが、例えば同図中矢印Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，Ｓ_４，Ｓ_５，Ｓ_６に示すように、乾燥する前には３６０°全方向へにじみ拡がることを利用して、ドットＤの径の変調を行う。この例では、インクジェットプリンタ１００は、用紙Ｐに最初に着弾して記録されたドットｄ_１が乾燥する前に、次のインクの液滴Ｉを用紙Ｐに着弾させ、ドットｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，・・・を記録する。なお、ここでの乾燥とは、インクのにじみが許容範囲を超えて生じない状態を示しており、インクジェットプリンタ１００は、複数のインクの液滴Ｉが一体となってにじみ拡がる状態において、ドットＤの径の変調を行う。このとき、用紙Ｐが同図中矢印ＳＤの方向へとラインヘッド１２０に対して相対的に連続して移動していることから、用紙Ｐに記録される各ドットｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，・・・は、それぞれ、用紙Ｐの送り方向とは逆方向へと少しずつずれて記録される。
【００７１】
なお、用紙Ｐに対するインクの液滴Ｉの着弾の周期が所定の周期よりも短い場合には、インクは等方的ににじむことから、ドットＤは、真円に近い形状を呈する。また、用紙Ｐに対するインクの液滴Ｉの着弾の周期が長くなると、ドットＤは、用紙Ｐの送り方向に長軸を有する略楕円の形状を呈する。用紙Ｐに対するインクの液滴Ｉの着弾の周期と、ドットＤの径の縦横比との関係は、例えば用紙Ｐに対するインクの吸収特性といったインク及び用紙Ｐの物性に依存して変化する。インクジェットプリンタ１００は、実験値に基づいて用紙Ｐに対するインクの液滴Ｉの着弾の周期を決定しており、十分な大きさまでドットＤの径を大きくしたい場合には周期を長くするといったように、望ましい使用条件に応じて決定している。例えば、インクジェットプリンタ１００は、用紙Ｐに対するインクの液滴Ｉの着弾の周期として、約１００ミリ秒程度若しくはそれ未満を採用している。
【００７２】
なお、インクジェットプリンタ１００におけるラインヘッド１２０は、上述したように、例えばＣＭＹＫの４色分を備えているが、インクジェットプリンタ１００は、複数色のインクの液滴を混色する場合には、用紙Ｐにある一色のインクの液滴を着弾させると、着弾して記録されたドットが乾燥してから、異なる次の色のインクの液滴を用紙Ｐに着弾させる。これは、次の色のインクの液滴を着弾させるまでの時間が短い場合には、カラーブリードと称されるにじみが生じ、画質の劣化を招くことに起因するものである。このとき、インクジェットプリンタ１００は、黒色（Ｋ）のインクの液滴を用紙Ｐに最後に着弾させるようにするのが望ましい。これは、黒色のインクが、通常、乾燥しにくい性質を有しているためである。インクジェットプリンタ１００は、黒色のインクの液滴を用紙Ｐに最後に着弾させることにより、シャープな記録画像を得ることができる。また、インクジェットプリンタ１００は、この黒色に対して目立つ色である黄色（Ｙ）のインクの液滴を用紙Ｐに最初に着弾させることにより、より自然な記録画像を得ることもできる。
【００７３】
ここで、上述した１パス記録を行わない通常のシリアルヘッドは、用紙上を往復走査する際に同一箇所を複数回重ね打ちして階調数を増やすことが可能であるが、重ね打ち回数に応じて記録時間が長くなるという難点がある。一方、ラインヘッドは、１回の走査で記録を完了することができることから、記録時間を著しく短縮することができる。ラインヘッドを用いて例えば６００ｄｐｉの解像度で１０ｋＨｚの画素（ライン）記録周波数で記録を行うものとすると、Ａ４サイズの用紙の長手方向（縦方向）を走査するのに要する時間は、１つのインクの液滴を吐出した場合において１色当たり約０．７秒となる。
【００７４】
しかしながら、インクの乾燥時間を考慮すると、ラインヘッドを用いた場合における記録時間は、例えば１０秒程度が妥当と考えられる。この場合、画素（ライン）記録周波数は、例えば解像度３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ及び１２００ｄｐｉでそれぞれ３５０Ｈｚ、７００Ｈｚ及び１．４ｋＨｚ程度となる。したがって、ラインヘッドを適用したインクジェットプリンタは、通常のシリアルヘッドを適用したインクジェットプリンタに比べ、画素（ライン）記録周波数内でＰＮＭを行うことが可能である。このことから、ＰＮＭは、ラインヘッドに適した階調表現方法であると考えられる。
【００７５】
つぎに、ＰＮＭを適用したインクジェットプリンタ１００による記録画像の画質について検討する。
【００７６】
画質を向上させるためには、本来であれば記録画像の解像度を上げて印画を行いたい。しかし、製造コストや信頼性の面からは、ノズル数をなるべく少なくする方が望ましく、この結果、記録画像の解像度を上げることができないという設計上の要望がある。
【００７７】
そこで、インクジェットプリンタ１００は、ＰＮＭを用いて印画を行うことにより、画素内で階調を表現することができ、２値記録の場合に比べ解像度を低く設定したとしても、ざらつき感や粒状感が少なくて画質が高い記録画像を得ることが可能である。さらに、インクジェットプリンタ１００は、１ドットを形成するにあたっての最大パルス数で決定されるＰＮＭによる階調数を補うために、ＰＮＭといわゆるドット密度変調とを組み合わせることもできる。このとき、インクジェットプリンタ１００は、ＰＮＭを用いていることによって画素内での多値化が可能であることから、２値のみではなく多値のディザ処理や誤差拡散処理等を行うことができ、より滑らかな高画質の階調印画を行うことができる。
【００７８】
つぎに、ＰＮＭを適用したインクジェットプリンタ１００における用紙に対するインクの着弾位置の誤差や、ノズル間でのインクの吐出量のばらつきへの対応について説明する。なお、ここでの説明では、次表１に示す設計仕様によるインクジェットプリンタ１００について説明する。
【００７９】
【表１】

【００８０】
インクジェットプリンタ１００は、この設計仕様によると、６００ｄｐｉの画素に対して、最大で８パルス分のインクの液滴を打ち込む。１パルスは、３ｐｌのインクの液滴に相当し、１画素に対しては、最大で２４ｐｌのインクの液滴が打ち込まれることとなる。このときのドットの径は、評価に用いた市販インクジェット用光沢紙では、１パルスで約４０μｍであり、理想ドット径は、その√２倍である約６０μｍである。ここで、インクジェットプリンタ１００は、１つのインクの液滴で１ドットを形成するときの用紙上の位置を仮想的な格子点として用紙上に想定しており、理想的には、これらの格子点を中心としてドットを形成する。インクジェットプリンタ１００においては、これらの格子点からのドットのずれを許容する範囲として、用紙上に２０μｍのドットずれマージンをとっている。インクジェットプリンタ１００は、用紙に対するインクの液滴の着弾位置のずれに関する問題を、このマージンによって対応している。
【００８１】
また、高画質の記録画像を得るためには、ノズル毎の特性ばらつきを極小化することが必要である。ノズル毎の吐出量のばらつき、すなわち、印画濃度のばらつきを小さくする方法としては、発熱素子に印加する電力やパルス幅をノズル毎に変化させることが考えられる。
【００８２】
しかし、例えば図１８中実線部に示すように、ノズルからのインクの液滴の吐出量Ｓは、通常、発熱素子に印加する電力Ｖの増加にともなって単調に増加することはなく、所定の電力値を超えると急激に増加する傾向を呈する。また、同図中破線部に示すように、パルス幅Ｗに対するインクの液滴の吐出量Ｓの変化も、通常、同様の傾向を呈する。すなわち、インクジェットプリンタにおいては、発熱素子に印加する電力やパルス幅によってインクの液滴の吐出量を制御することは困難である。
【００８３】
そこで、インクジェットプリンタ１００は、ＰＮＭを利用した印画濃度のばらつき補正を行っている。すなわち、インクジェットプリンタ１００は、吐出量の異なる複数のノズルを用いて所定の階調を有する記録画像を作成する場合には、ＰＮＭを利用してパルス数を変化させることにより、ノズルからのインクの液滴の吐出量を制御し、ノズル毎の吐出量のばらつきを補正する。
【００８４】
例えば、１パルス当たりのノズル毎の目標吐出量である３ｐｌのインクの液滴をパルス毎に吐出するノズルと、パルス毎に２．５ｐｌしかインクの液滴を吐出できないノズルとがあったとする。１画素に対しては、最大で８パルス分のインクの液滴を用いて記録することから、８レベルの吐出量は、本来それぞれ、３ｐｌ，６ｐｌ，９ｐｌ，１２ｐｌ，１５ｐｌ，１８ｐｌ，２１ｐｌ，２４ｐｌとなる。しかし、パルス毎の吐出量が２．５ｐｌのノズルからは、それぞれ、２．５ｐｌ，５ｐｌ，７．５ｐｌ，１０ｐｌ，１２．５ｐｌ，１５ｐｌ，１７．５ｐｌ，２０ｐｌのインクの液滴しか吐出されない。したがって、吐出量の差は、それぞれのレベルで、−０．５ｐｌ，−１ｐｌ，−１．５ｐｌ，−２ｐｌ，−２．５ｐｌ，−３ｐｌ，−３．５ｐｌ，−４ｐｌとなる。
【００８５】
ここで、パルス毎の吐出量が２．５ｐｌのノズルからインクの液滴を吐出させる場合には、生成するパルスを１パルス、２パルス、４パルス、５パルス、６パルス、７パルス、８パルス、１０パルスにすれば、吐出量は、それぞれ、２．５ｐｌ，５ｐｌ，１０ｐｌ，１２．５ｐｌ，１５ｐｌ，１７．５ｐｌ，２０ｐｌ，２５ｐｌとなる。したがって、パルス毎の吐出量が３ｐｌのノズルに対する吐出量の差は、それぞれのレベルで、−０．５ｐｌ，−１ｐｌ，＋１ｐｌ，＋０．５ｐｌ，０ｐｌ，−０．５ｐｌ，−１ｐｌ，＋１ｐｌとなり、吐出量の差を最大で１ｐｌ以内に抑えることができる。
【００８６】
また、パルス毎の吐出量が３．５ｐｌであるノズルがあったとする。８レベルの吐出量は、それぞれ、３．５ｐｌ，７ｐｌ，１０．５ｐｌ，１４ｐｌ，１７．５ｐｌ，２１ｐｌ，２４．５ｐｌ，２８ｐｌとなる。したがって、パルス毎の吐出量が３ｐｌのノズルに対する吐出量の差は、それぞれのレベルで、＋０．５ｐｌ，＋１ｐｌ，＋１．５ｐｌ，＋２ｐｌ，＋２．５ｐｌ，＋３ｐｌ，＋３．５ｐｌ，＋４ｐｌとなる。
【００８７】
ここで、パルス毎の吐出量が３．５ｐｌのノズルからインクの液滴を吐出させる場合には、生成するパルスを１パルス、２パルス、３パルス、３パルス、４パルス、５パルス、６パルス、７パルスにすれば、吐出量は、それぞれ、３．５ｐｌ，７ｐｌ，１０．５ｐｌ，１０．５ｐｌ，１４ｐｌ，１７．５ｐｌ，２１ｐｌ，２４．５ｐｌとなる。したがって、パルス毎の吐出量が３ｐｌのノズルに対する吐出量の差は、それぞれのレベルで、＋０．５ｐｌ，＋１ｐｌ，＋１．５ｐｌ，−１．５ｐｌ，−１ｐｌ，−０．５ｐｌ，０ｐｌ，＋０．５ｐｌとなり、吐出量の差を最大で１．５ｐｌ以内に抑えることができる。
【００８８】
インクジェットプリンタ１００は、このようにして、吐出量の異なる複数のノズルを用いて所定の階調を有する記録画像を作成する場合には、各ノズルから吐出させるインクの液滴の数を変化させてノズル毎の吐出量のばらつきを補正することにより、ノズルからのインクの液滴の吐出量を制御することができ、１画素当たりの吐出量の差を抑えることができる。
【００８９】
図１９Ａに、ノズルの吐出量に応じてパルス数を補正する前の階調レベルに対する吐出量の関係を示し、図１９Ｂに、ノズルの吐出量に応じてパルス数を補正した後の階調レベルに対する吐出量の関係を示す。これらの図からもわかるように、ノズルの吐出量に応じてパルス数を補正しない場合には、同じ階調レベルを表現するのに必要な吐出量が各ノズル毎に異なるのに対して、ノズルの吐出量に応じてパルス数を補正した場合には、同じ階調レベルを表現するのに必要な吐出量が各ノズル毎に略同量となる。
【００９０】
ここで、各ノズルからの吐出量は、全てのノズルについて吐出テストを行い、用紙に記録された各ドットの径に基づいて測定される。吐出量とドットの径との関係は、検量線グラフを別途作成しておくことによって求められる。ドットの径の測定は、例えば図２０に示すように、顕微鏡２０２と画像処理装置２０３とを少なくとも備える自動測定装置２００によって行われる。
【００９１】
すなわち、自動測定装置２００は、自動ステージ２０１上の用紙Ｐに記録されたドットを顕微鏡２０２を用いて画像処理装置２０３によって読み取り、そのドットの径に基づいて吐出量をコンピュータ２０４によって算出する。自動測定装置２００は、全てのノズルについて、このような動作を行い、各ノズルに対応してパルス数に関する補正テーブルを作成する。
【００９２】
インクジェットプリンタ１００は、このようにして作成された補正テーブルを、上述した補正データとして補正回路１６２に格納しており、記録時には、補正データに基づいて、各ノズルのパルス数を決定し、インクの液滴の吐出量を制御して記録する。
【００９３】
ここで、補正されたパルス数は、上表１に標準の最大パルス数として示した８パルスを超える場合がある。このため、インクジェットプリンタ１００は、予め記録できる最大パルス数を多めに設定しておく必要があり、吐出量のばらつきに応じてこの最大パルス数を決定する。例えば上述した例のように、ばらつきが３±０．５ｐｌの範囲であれば、最小パルス吐出量は、２．５ｐｌであることから、最大パルス数は、１０パルスとすればよい。この場合、６００Ｈｚのライン記録周波数に対応するには、吐出周波数を６ｋＨｚ（以上）とする必要がある。
【００９４】
このように、インクジェットプリンタ１００は、吐出量の異なる複数のノズルを用いて所定の階調を有する記録画像を作成する場合には、ＰＮＭを利用してパルス数を変化させることにより、ノズルからのインクの液滴の吐出量を制御し、ノズル毎の吐出量のばらつきを補正することができる。したがって、インクジェットプリンタ１００は、印画濃度のばらつき補正を行うことにより、より滑らかな高画質の記録画像を得ることができる。
【００９５】
つぎに、インクジェットプリンタ１００におけるインクの液滴の打ち方について説明する。
【００９６】
インクジェットプリンタにおいては、上述したように、ラインヘッドに対して用紙が相対的に移動していることから、ＰＮＭを行う場合には、図２１に示すように、ある時点を基準としてパルス数を増加させていくと、パルス毎に対応して用紙に着弾した各インクの液滴によるドットｄによって形成されるドットＤの中心が紙送り方向に対して後方にシフトしていく傾向が顕著になる。
【００９７】
例えば、図２２Ａに示すように、用紙に対して、各格子点上に各ドットの中心が位置されるように記録されるべきものとする。ここで、同図において、径が大きいドットＤ_１と、径が小さいドットＤ_２とに着目すると、これらのドットＤ_１，Ｄ_２は、それぞれ、記録されるべき所定の格子点Ｇ_１，Ｇ_２上に記録されているため、当該ドットＤ_１，Ｄ_２が重複することはない。
【００９８】
しかし、ＰＮＭを行う場合に、同図中矢印Ｒで示す記録方向（紙送り方向とは逆方向）を考慮せずに、ある時点を基準としてパルス数を増加させていった場合には、図２２Ｂに示すように、径が大きいドットＤ_１の中心が、記録されるべき所定の格子点Ｇ_１上に位置されるように記録されない。すなわち、ドットＤ_１は、同図中矢印Ｒで示す記録方向へとシフトして記録される。その結果、ドットＤ_１が次に記録されるドットＤ_２につながって記録される現象が生じる。
【００９９】
このように、インクジェットプリンタにおいては、ＰＮＭを行う場合に、記録方向を考慮せずに、ある時点を基準としてパルス数を増加させていった場合には、径が大きいドットの中心が当該ドットが形成されるべき格子点からずれる問題が生じ、このような現象に起因して、例えば直線が記録されるべきところが曲線として記録されてしまうといった事態が発生し、正確な記録を行うことができない。
【０１００】
そこで、インクジェットプリンタ１００は、このような現象を回避するために、ＰＮＭを行う際に、インクの液滴を、格子点を中心にして紙送り方向に振り分けて用紙に着弾させ、記録を行う。
【０１０１】
例えば、インクジェットプリンタ１００は、パルス数が“８”の場合には、図２３Ａに示すように、１パルス目乃至８パルス目では、奇数発目のパルスと偶数発目のパルスとで、それぞれ、同図中一点鎖線で示す格子点を中心にして紙送り方向に振り分けて順次インクの液滴を着弾させてドットｄを形成し、最終的な径を有するドットＤを記録する。
【０１０２】
また、インクジェットプリンタ１００は、パルス数が“５”の場合には、図２３Ｂに示すように、１パルス目では、同図中一点鎖線で示す格子点上にインクの液滴を着弾させてドットｄを形成する。そして、インクジェットプリンタ１００は、以降の２パルス目乃至８パルス目では、奇数発目のパルスと偶数発目のパルスとで、それぞれ、格子点を中心にして紙送り方向に振り分けて順次インクの液滴を着弾させてドットｄを形成し、最終的な径を有するドットＤを記録する。
【０１０３】
このように、インクジェットプリンタ１００は、パルス数に応じて、格子点を中心にして紙送り方向に振り分けて順次インクの液滴を着弾させて記録を行う。このとき、インクジェットプリンタ１００は、偶数発のインクの液滴でドットＤを形成する場合には、奇数発目のインクの液滴と偶数発目のインクの液滴とを、それぞれ、格子点を中心にして紙送り方向に振り分けて順次着弾させ、奇数発のインクの液滴でドットＤを形成する場合には、１発目のインクの液滴を格子点上に着弾させ、以降、奇数発目のインクの液滴と偶数発目のインクの液滴とを、それぞれ、格子点を中心にして紙送り方向に振り分けて順次着弾させる。これにより、インクジェットプリンタ１００は、形成されるドットの格子点からのずれを最小限に抑えることができ、直線の曲がりやドットの不要なつながりを防止することができる。
【０１０４】
以上説明したように、インクジェットプリンタ１００は、ＰＮＭを行うことにより、画素内での多値化が可能となるため、従来のインクジェットプリンタに比べ、ざらつき感や粒状感が少なくて画質が高い記録画像を高速に得ることができる。
【０１０５】
また、インクジェットプリンタ１００は、ＰＮＭとドット密度変調とを組み合わせることで、２値のみではなく多値のドット密度変調を行うことができ、より滑らかな高画質の階調印画を行うことができる。この結果、インクジェットプリンタ１００は、少ないノズル数であっても高画質化が可能となることから、ノズル数を少なくでき、加工組立コストを低減することができる。
【０１０６】
さらに、インクジェットプリンタ１００は、インクの乾燥時間を考慮した記録時間を設定し、この時間を最大限利用した多分割の時分割駆動を行うことにより、消費電力を低減することができる。
【０１０７】
さらにまた、インクジェットプリンタ１００は、ＰＮＭを利用した吐出量、すなわち、印画濃度の補正を行うこともでき、より滑らかな高画質の記録画像を得ることができる。
【０１０８】
また、インクジェットプリンタ１００は、格子点を中心にして紙送り方向に振り分けて順次インクの液滴を着弾させて記録を行うことにより、より正確で高画質の記録画像を得ることが可能となる。
【０１０９】
また、インクジェットプリンタ１００は、複数のヘッドチップ１２１を千鳥状に配列し、オーバーラップ部１２４Ｃを設けることにより、ヘッドチップ１２１、すなわち、ノズル群のつなぎ目で生じる帯状ノイズを抑えることができる。
【０１１０】
このように、インクジェットプリンタ１００は、総合的に、画質、速度及び消費電力等の面でバランスのとれたものであり、使用者に高い利便を提供するものである。
【０１１１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、ラインヘッドを用いるものとして説明したが、本発明は、１回の印画にあたり用紙上の同一箇所を１回のみ走査、すなわち、いわゆる１パス記録を行うプリントヘッドであれば、シリアルヘッドにも適用できるものである。
【０１１２】
また、上述した実施の形態では、サーマル方式によってインクの液滴を吐出する方式を採用し、駆動素子として発熱素子を用いるものとして説明したが、サーマル方式に比べ規模の増大と解像度の低下があるものの、駆動素子として圧電素子を用いたピエゾ方式にも適用可能である。
【０１１３】
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【０１１４】
【産業上の利用可能性】
以上詳細に説明したように、本発明にかかるインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法は、複数のノズルからインクの液滴を吐出させて記録媒体に着弾させ、この着弾によるドットで文字及び／又は画像を含む情報を記録するインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法であって、インクの液滴をノズルから吐出させる駆動素子を備えるプリントヘッドを、１回の印画にあたり記録媒体上の同一箇所を１回のみ走査させ、１つのドットを形成するために１つ又は複数のインクの液滴を用い、インクの液滴の数でドットの径の変調を行うように駆動させる。
【０１１５】
したがって、本発明にかかるインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法は、ドットの径をインクの液滴の数で変調するようにプリントヘッドを駆動させることにより、画素内で階調を表現することができ、ざらつき感や粒状感が少なくて画質が高い記録画像を高速に得ることができる。
【０１１６】
また、上述した目的を達成する本発明にかかるインクジェットプリンタは、複数のノズルからインクの液滴を吐出させて記録媒体に着弾させ、この着弾によるドットで文字及び／又は画像を含む情報を記録するインクジェットプリンタであって、インクの液滴をノズルから吐出させる駆動素子を有するプリントヘッドを備え、プリントヘッドを、１回の印画にあたり記録媒体上の同一箇所を１回のみ走査させ、１つのドットを形成するために１つ又は複数のインクの液滴を用い、インクの液滴の数でドットの径の変調を行うように駆動させる。
【０１１７】
したがって、本発明にかかるインクジェットプリンタは、プリントヘッドを駆動させ、ドットの径をインクの液滴の数で変調することにより、画素内で階調を表現することが可能となり、ざらつき感や粒状感が少なくて画質が高い記録画像を高速に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態として示すインクジェットプリンタの全体構成を説明する一部断面斜視図である。
【図２】 同インクジェットプリンタの断面側面図である。
【図３】 同インクジェットプリンタにおける電気回路部の記録及び制御系の構成を説明するブロック図である。
【図４】 図３に示すヘッドドライブ回路とラインヘッドとの詳細な構成を説明するブロック図である。
【図５】 図４に示すヘッドドライブ回路によるＰＮＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｎｕｍｂｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の処理を説明するための図であって、ヘッドドライブ回路が備えるパルスジェネレータによって生成したパルスと、ヘッドドライブ回路が備えるデータ読み出し部によって読み出したデータと、ヘッドドライブ回路が備えるコンパレータから出力される信号との関係を示す図である。
【図６】 ラインヘッドにおけるノズル配列の概略を示す図であり、複数のノズルが所定個ずつ区切られてブロックを構成している様子を示す図である。
【図７】 図４に示すヘッドドライブ回路によるＰＮＭの処理を説明するための図であって、ヘッドドライブ回路が備えるシリアル／パラレル変換部における動作を説明するための図である。
【図８Ａ】 １色分のラインヘッドの構造を説明する外観側面図である。
【図８Ｂ】 １色分のラインヘッドの構造を説明する外観底面図である。
【図９】 ヘッドチップの詳細構造を説明する図である。
【図１０Ａ】 図８Ｂに示すラインヘッドのＡ−Ａ線断面側面図である。
【図１０Ｂ】 図８Ｂに示すラインヘッドのＢ−Ｂ線断面側面図である。
【図１１】 図８Ａ及び図８Ｂに示すラインヘッドを底面側から見た部分斜視図である。
【図１２】 図８Ａ及び図８Ｂに示すラインヘッドにおけるノズル近傍の詳細構造を説明する図であり、ラインヘッドをヘッドチップ側から見た部分斜視図である。
【図１３】 従来のラインヘッドにおける互いに隣接する２つのノズル群の配列を示す図である。
【図１４Ａ】 図１２に示す配列のヘッドチップを用いて記録したドット群の状態を示す図であり、異なるノズル群によって記録されたドット群の境界において、ドットの径の変化点（線）が生じる様子を示す図である。
【図１４Ｂ】 図１２に示す配列のヘッドチップを用いて記録したドット群の状態を示す図であり、異なるノズル群によって記録されたドット群の境界において、ドットの重なりが生じる様子を示す図である。
【図１４Ｃ】 図１２に示す配列のヘッドチップを用いて記録したドット群の状態を示す図であり、異なるノズル群によって記録されたドット群の境界において、ドットの隙間が生じる様子を示す図である。
【図１４Ｄ】 図１２に示す配列のヘッドチップを用いて記録したドット群の状態を示す図であり、異なるノズル群によって記録されたドット群の境界において、ドットの段差が生じる様子を示す図である。
【図１５】 図８Ａ及び図８Ｂに示すラインヘッドにおける互いに隣接する２つのノズル群の配列を示す図である。
【図１６】 図８Ａ及び図８Ｂに示すラインヘッドを用いて記録したドット群の状態を示す図である。
【図１７】 ＰＮＭの原理を説明する概念図である。
【図１８】 ノズルからのインクの液滴の吐出量と、発熱素子に印加する電力又はパルス幅との関係を示す図である。
【図１９Ａ】 ノズルの吐出量に応じてパルス数を補正する前の階調レベルに対する吐出量の関係を示す図である。
【図１９Ｂ】 ノズルの吐出量に応じてパルス数を補正した後の階調レベルに対する吐出量の関係を示す図である。
【図２０】 ドットの径の測定を行う自動測定装置の構成を説明するブロック図である。
【図２１】 ＰＮＭを行う際に、記録方向を考慮せずに、ある時点を基準としてパルス数を増加させていった場合に形成されるドットの状態を示す図である。
【図２２Ａ】 用紙に対して記録されるべき各ドットの状態を示す図であり、各格子点上に各ドットの中心が位置されるように記録されている様子を示す図である。
【図２２Ｂ】 用紙に対して記録される各ドットの状態を示す図であり、径が大きいドットの中心が、記録されるべき所定の格子点上に位置されるように記録されない様子を示す図である。
【図２３Ａ】 ＰＮＭを行う際に、インクの液滴を、格子点を中心にして紙送り方向に振り分けて用紙に着弾させ、記録を行う場合に形成されるドットの状態を示す図であり、パルス数が“８”の場合におけるドットの状態を示す図である。
【図２３Ｂ】 ＰＮＭを行う際に、インクの液滴を、格子点を中心にして紙送り方向に振り分けて用紙に着弾させ、記録を行う場合に形成されるドットの状態を示す図であり、パルス数が“５”の場合におけるドットの状態を示す図である。

Claims (10)

1. 複数のノズルからインクの液滴を吐出させて記録媒体に着弾させ、この着弾によるドットで文字及び／又は画像を含む情報を記録するインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法であって、
   上記プリントヘッドは、ラインヘッドであり、駆動素子が複数形成されたヘッドチップが時分割駆動の分割数だけ設けられ、上記ヘッドチップが千鳥状に配列され、互いに隣接するヘッドチップのつなぎ目において、相対する側の同数のノズルを中心線を一致させるように配列させ、重複部分がオーバーラップ部とされ、上記駆動素子を駆動して上記インクの液滴を、上記ヘッドチップに対応して千鳥状に配列された上記ノズルから吐出させ、上記オーバーラップ部では、上記千鳥状に配列されて互いに隣接するヘッドチップのうちの一方のヘッドチップのノズルによって形成されたドットと、他方のヘッドチップのノズルによって形成されたドットとが、上記記録媒体の送り方向及び該送り方向と直交する方向において交互に配列されるように、上記インクの液滴を該一方及び他方のヘッドチップのノズルから吐出させ、
   上記プリントヘッドを、１回の印画にあたり上記記録媒体上の同一箇所を１回のみ走査させ、１つの上記ドットを形成するために１つ又は複数の上記インクの液滴を用い、１つの上記ドットを形成するために、上記記録媒体に最初に着弾したインクの液滴が乾燥する前に、次のインクの液滴を上記記録媒体に着弾させ、上記インクの液滴の数で上記ドットの径の変調を行うように駆動させ、
   複数色分の上記プリントヘッドのそれぞれによって複数色の上記インクの液滴を混色する場合には、上記記録媒体に一の色の上記インクの液滴を着弾させると、着弾して記録された上記ドットが乾燥してから、異なる次の上記インクの液滴を上記記録媒体に着弾させるインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法。
2. 上記インクジェットプリンタは、上記駆動素子として発熱素子を用いている請求項１記載のインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法。
3. 上記インクジェットプリンタは、吐出量の異なる複数のノズルを用いて所定の階調を有する記録画像を作成する場合には、各ノズルから吐出させる上記インクの液滴の数を変化させてノズル毎の上記吐出量のばらつきを補正する請求項１又は請求項２記載のインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法。
4. 上記インクジェットプリンタは、１つの上記インクの液滴で１つの上記ドットを形成するときの上記記録媒体上の位置である格子点を中心にして、上記インクの液滴を上記記録媒体の送り方向に振り分けて上記記録媒体に着弾させ、記録を行う請求項１−請求項３のうち何れか１項記載のインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法。
5. 上記インクジェットプリンタは、偶数発の上記インクの液滴で１つの上記ドットを形成する場合には、奇数発目のインクの液滴と偶数発目のインクの液滴とを、それぞれ、上記格子点を中心にして、上記記録媒体の送り方向に振り分けて順次着弾させ、
   奇数発の上記インクの液滴で１つの上記ドットを形成する場合には、１発目のインクの液滴を上記格子点上に着弾させ、以降、奇数発目のインクの液滴と偶数発目のインクの液滴とを、それぞれ、上記格子点を中心にして、上記記録媒体の送り方向に振り分けて順次着弾させる請求項４記載のインクジェットプリンタにおけるプリントヘッドの駆動方法。
6. 複数のノズルからインクの液滴を吐出させて記録媒体に着弾させ、この着弾によるドットで文字及び／又は画像を含む情報を記録するインクジェットプリンタであって、
   駆動素子が複数形成されたヘッドチップが時分割駆動の分割数だけ設けられ、上記ヘッドチップが千鳥状に配列され、互いに隣接するヘッドチップのつなぎ目において、相対する側の同数のノズルを中心線を一致させるように配列させ、重複部分がオーバーラップ部とされ、上記駆動素子を駆動して上記インクの液滴を、上記ヘッドチップに対応して千鳥状に配列された上記ノズルから吐出させ、上記オーバーラップ部では、上記千鳥状に配列されて互いに隣接するヘッドチップのうちの一方のヘッドチップのノズルによって形成されたドットと、他方のヘッドチップのノズルによって形成されたドットとが、上記記録媒体の送り方向及び該送り方向と直交する方向において交互に配列されるように、上記インクの液滴を該一方及び他方のヘッドチップのノズルから吐出させるラインヘッドを備え、
   上記ラインヘッドを、１回の印画にあたり上記記録媒体上の同一箇所を１回のみ走査させ、１つの上記ドットを形成するために１つ又は複数の上記インクの液滴を用い、１つの上記ドットを形成するために、上記記録媒体に最初に着弾したインクの液滴が乾燥する前に、次のインクの液滴を上記記録媒体に着弾させ、上記インクの液滴の数で上記ドットの径の変調を行うように駆動させ、
   複数色分の上記プリントヘッドのそれぞれによって複数色の上記インクの液滴を混色する場合には、上記記録媒体に一の色の上記インクの液滴を着弾させると、着弾して記録された上記ドットが乾燥してから、異なる次の上記インクの液滴を上記記録媒体に着弾させるインクジェットプリンタ。
7. 上記ラインヘッドは、上記駆動素子として発熱素子を用いている請求項６記載のインクジェットプリンタ。
8. 該インクジェットプリンタは、吐出量の異なる複数のノズルを用いて所定の階調を有する記録画像を作成する場合には、各ノズルから吐出させる上記インクの液滴の数を変化させてノズル毎の上記吐出量のばらつきを補正する請求項６又は請求項７記載のインクジェットプリンタ。
9. 該インクジェットプリンタは、１つの上記インクの液滴で１つの上記ドットを形成するときの上記記録媒体上の位置である格子点を中心にして、上記インクの液滴を上記記録媒体の送り方向に振り分けて上記記録媒体に着弾させ、記録を行う請求項６−請求項８のうち何れか１項記載のインクジェットプリンタ。
10. 該インクジェットプリンタは、偶数発の上記インクの液滴で１つの上記ドットを形成する場合には、奇数発目のインクの液滴と偶数発目のインクの液滴とを、それぞれ、上記格子点を中心にして、上記記録媒体の送り方向に振り分けて順次着弾させ、
    奇数発の上記インクの液滴で１つの上記ドットを形成する場合には、１発目のインクの液滴を上記格子点上に着弾させ、以降、奇数発目のインクの液滴と偶数発目のインクの液滴とを、それぞれ、上記格子点を中心にして、上記記録媒体の送り方向に振り分けて順次着弾させる請求項９記載のインクジェットプリンタ。

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