JP2013018128A - 液体噴射装置及び記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周期的な特性を有するノズル列を用いてマルチパス法により記録する場合に、周期的な特性を分散させて記録品質を向上させる。
【解決手段】ノズル列７を有する液体吐出部２と、液体吐出部２を主走査方向に走査する走査部３と、被記録媒体９を副走査方向に搬送する搬送部４と、各部を制御する制御部５を備える液体噴射装置１であり、制御部５は、互いに搬送ピッチを異にする複数の周期搬送パターンＦが重畳された搬送パターンＦ０を構成する搬送情報と、ノズル列７を搬送パターンに対応する複数のノズル群Ｍに分割する分割情報を有し、搬送情報に基づいて被記録媒体９を搬送する毎に、分割情報に基づいて異なるノズル群Ｍを選択し、同一の記録領域１０を複数回走査することにより記録パターンを完成させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、同一の記録領域を複数回走査して記録密度を向上させた液体噴射装置及びその記録方法に関する。

近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を描画する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、チャンネルに充填したインクや液体材料をチャンネルに連通するノズルから吐出させる。インクの吐出の際には、液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。近年、この種の装置として、被記録媒体の同一の領域を液体噴射ヘッドを複数回走査して液体噴射ヘッドによる記録ドットのつなぎ目を目立たなくする、或いは液体噴射ヘッドの各ノズルのばらつきを目立たなくするとともに記録密度を向上させた液体噴射装置が実用化されている。

特許文献１には、電荷偏向型インクジェット記録装置を用いて被記録媒体である紙の同一の領域にヘッドを２回主走査して記録パターンを完成させる記録方法が記載されている。インクジェットヘッドは１６段偏向で縦方向のマトリクス位置を決め、インクジェットヘッドの横方向の主走査によってマトリクスの横方向の位置を決める。まず１回目の主走査Ａで１６段分印写し、次に８段分紙送りし（副走査）、２回目の主走査Ｂを行う。従って、１回目と２回目の走査により８段分重複する。この重複した部分を１回目の主走査Ａで印写するドットと、２回目の主走査Ｂで印写するドットに振り分ける。これにより、ドット間の全部又は一部が前の主走査または後の主走査とのつなぎ部分になるので、紙送りのばらつきやドット位置のばらつきの影響が一か所に集中することが無く、全範囲に分散され、行間のつなぎ目が目立たなくなり安定した画像が得られる、というものである。

特許文献２には、インクを吐出するノズルの形成ばらつきに起因する記録画素の濃度むら、特に中間調の印字で目立つ濃度むらを防止することを目的としたインクジェット記録装置が記載されている。被記録媒体である紙の同一領域を複数回走査して記録画像を完成させる際に、紙の送り量を乱数で決定する。例えばノズル１〜８の８個が紙送り方向に配列した記録ヘッドを紙送り方向と直交する走査方向に走査して印字する場合は次のとおりである。まず第１走査で記録領域Ａにノズル１、２、３により印字する。次にノズル４個分の紙送りを行った後に、第２走査で同じ記録領域Ａにノズル５、６、７により印字して記録領域Ａの記録を完成させるとともに、記録領域Ｂにノズル１、２、３、４により印字する。次にノズル１個分の紙送りを行った後に、第３走査で同じ記録領域Ｂにノズル２、３、４、５により印字して記録領域Ｂの記録を完成させるとともに、記録領域Ｃにノズル１により印字する。次に、ノズル７個分の紙送りを行った後に、第４走査で、同じ記録領域Ｃにノズル８により印字して記録領域Ｃの記録を完成させる。

この印字方法においては、それぞれの走査後の紙送り量であるノズル４個分、ノズル１個分、ノズル７個分の紙送り量が乱数で決定される。各記録領域の間につなぎ部が発生するが、各記録領域の幅は乱数で決定されるのでそのつなぎ部の位置も乱数性を有し、つなぎスジが周期的に表れることが無い。また、各記録領域は様々な吐出ノズルの組み合わせで印字されるマルチパス記録法なので、吐出方向がヨレているノズルが組み合わされる場合はあるが、それが周期的に繰り返されることが無いので濃度むら等の画像の弊害になり難い、というものである。

特許文献２には、上記のように紙送り量を乱数で決定することに加えて、同一記録領域を複数回走査して記録する際に、紙送り方向の記録とともに走査方向の記録において使用するノズルをランダムに選択する方法が記載されている。

特許文献３には、被記録媒体の同一記録領域を複数回走査して記録するマルチパス記録法が記載されている。この場合も、走査毎に間引き率を設定したマスクパターンを用いて紙送り方向とともに走査方向においても使用するノズルをランダムに選択して記録画素を形成することが記載されている。

特許文献４には、被記録媒体の同一記録領域を複数回走査して記録するマルチパス記録法が記載されている。例えばノズル密度が６００ｄｐｉのノズル列を２列形成して１色を１２００ｄｐｉの記録密度を可能とする記録ヘッドを使用して多色記録を行うと、記録画像の打ち込み順序差により記録画像の濃度が変化する。これは、記録画素の境界部分において後打ちインクが先打ちインクの下部に浸透することに起因している。そこで、打ち込み順序の異なる記録画素の境界部の長さを短くする。例えば、マスクパターンの最小単位を（２画素×２画素）のように複数画素を一単位とするマスクパターンを形成し、打ち込み順序の異なる記録画素の境界部分の長さを短くし、打ち込み順序差に起因する記録画素の濃度差を減少させる、というものである。

特開昭６０１０７９７５号公報 特開平７−５２４６５号公報 特開平７−５２３９０号公報 特開２００１−６３０１４号公報

記録ドットの基本解像度は液体吐出部に形成したノズル列のノズルピッチにより決まるが、マルチパス記録法を用いて実際の被記録媒体に記録する記録ドットの解像度を向上させることができる。例えば、基本解像度を有する記録ドットのドット間にマルチパス記録法により液体吐出部を複数回走査して複数の記録ドットを形成し、解像度を複数倍に向上させることができる。しかし、このように記録パターンを形成するとノズル列が持つ周期的な特性が増幅されて記録品質が低下してしまうことがある。以下、具体的に説明する。

液体吐出部は、インク等の液体を加圧する圧力室と、各圧力室に連通するノズルが形成されたノズルプレートを備えている。ノズルプレートには多数のノズルが形成されている。この多数のノズルに周期的な性質、例えば液滴の吐出速度、吐出量、或いは吐出方向に周期的なばらつきが形成される場合がある。

図９は、液体吐出部５０のノズル列５２の長さＬを２πとしたときに、各位置のノズル５１から吐出される液体、例えばインクの吐出量の誤差の一例を表している。図９において横軸がノズル５１の位置であり、縦軸が吐出量の誤差である。吐出量は２π／８＝０．２５πの周期を持って変化する。このような周期性は、例えばノズル列５２の長さＬの１／８を一単位として複数ノズルをレーザー光等により一括形成し、これを８回繰り返してノズル列５２を形成する場合などに表れる。

図１０は、吐出量の誤差が０．２５πの周期性を有する液体吐出部５０を用いて被記録媒体５４の同一の記録領域５５に記録パターンを形成するマルチパス記録法を説明するための図である。本例は、隣接するノズル５１により形成される記録ドットのドット間に他のパスにより記録ドットを記録して、ノズル列５２のノズルピッチの８倍の解像度を達成する。液体吐出部５０に形成したノズル列５２は、第１ノズル群Ｍ１〜第８ノズル群Ｍ８の８つのノズル群に分割されている。図１０（ａ）に示すように、液体吐出部５０の第１ノズル群Ｍ１を第１走査して（Ｓ１）被記録媒体５４の記録領域５５に記録する。例えば、図１０（ｂ）に示すように、第１ノズル群Ｍ１の第１ノズルと第２ノズルにより記録ドットＤ₁₁とＤ₁₂が記録される。つまり、記録ドットＤ₁₁とＤ₁₂の間隔は、ノズル列５２で隣り合うノズル５１のノズルピッチに等しい。次に、被記録媒体５４を概ね第１ノズル群Ｍ１の幅の送り量を搬送し、第２ノズル群Ｍ２を第２走査して（Ｓ２）同一の記録領域５５に第１走査において記録した記録ドットＤ₁₁とＤ₁₂のドット間に記録ドットＤ₂₁を形成する。これを第８ノズル群Ｍ８の第８走査Ｓ８まで繰り返す。従って、図１０（ｂ）に示すように、記録ドットＤ₁₁とＤ₁₂の間に、第２走査Ｓ２から第８走査Ｓ８による記録ドットＤ₂₁〜Ｄ₈₁が記録される。

図１０（ｃ）は、記録領域５５に記録される液体の吐出量の誤差を表し、横軸が記録媒体５４の記録位置であり、縦軸が各位置のノズル５１から吐出された液体の吐出量の誤差を表す。実線５６はノズル列５２が本来有している吐出量の誤差の周期性を表し、破線５７はマルチパス記録法により記録領域５５に吐出された吐出量の誤差を表す。その結果、ノズル列５２が有する周期的な特徴が８倍に増幅されて記録領域５５に記録される。これは、液体吐出部５０がもともと有している周期的特性が増幅されたことを表し、記録パターンに周期性が強調された結果、記録品質が低下した。

特許文献１にはマルチパス記録法の原理的な発明が記載されているが、上記のような液体吐出部の特性に周期性がある場合、ノズル列の分割数に応じてその周期性が強調され、記録パターンの品質低下として表れる。

特許文献２の記録法では紙送り量を乱数に基づいてランダムに設定している。しかし、上記例ではノズルピッチにより決まる記録ドットのドット間に他の走査により記録ドットを記録する。そのため、引用文献２のように紙送り量を乱数化してもノズル列が有している周期性が分散されない。仮に、第２〜第８ノズル群Ｍ２〜Ｍ８の１番目の記録ドットＤ₂₁〜Ｄ₈₁以外の記録ドットを、紙送り量を乱数化して第１走査の記録ドットＤ₁₁とＤ₁₂の間に記録する場合を想定すると、液体吐出部５０の走査回数が増化し、記録領域５５の記録パターンを完成するのに多大の時間を要することになる。

また、引用文献３、４の記録法では同一領域を記録するノズルをランダムに選択している。この方式を上記例に適用しようとすると、例えば記録ドットＤ₂₁の位置に記録する場合に、第２〜第８ノズル群Ｍ２〜Ｍ８のいずれかを複数回走査してどれか一つのノズル群のノズルをランダムに選択する必要がある。従って、上記特許文献２の場合と同様に、記録領域５５の記録パターンを完成するのに多大の時間を要することになる。

本発明は、マルチパス記録法による高密度記録を迅速に行うことができ、且つ液体吐出部の有する周期的な特性を分散させて目立たなくすることができる液体噴射装置及びその記録方法を提供することを目的とする。

本発明の液体吐出装置は、複数のノズルにより構成されるノズル列を有する液体吐出部と、前記液体吐出部を主走査方向に走査する走査部と、被記録媒体を主走査方向と交差する副走査方向に搬送する搬送部と、前記液体吐出部と前記走査部と前記搬送部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、互いに搬送ピッチを異にする複数の周期搬送パターンが重畳された搬送パターンを構成する搬送情報と、前記ノズル列を前記搬送パターンに対応する複数のノズル群に分割する分割情報を有し、前記搬送情報に基づいて前記被記録媒体を搬送する毎に、前記分割情報に基づいていずれか一又は複数のノズル群を選択して前記液体吐出部を走査し、同一の記録領域を異なるノズル群により複数回記録して記録パターンを完成させることとした。

また、前記複数の周期搬送パターンの数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、前記複数のノズル群の副走査方向における幅をｒ₀とし、前記複数の周期搬送パターンの搬送ピッチをそれぞれＰ₁、Ｐ₂、・・・、Ｐ_nとしたときに、ｋ₁＝ｒ₀／Ｐ₁、ｋ₂＝ｒ₀／Ｐ₂、・・・、ｋ_n＝ｒ₀／Ｐ_nにおけるｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nが１を除く略整数値であり、且つ、互いに素の関係を有することとした。

また、前記ｎが２であることとした。

また、前記搬送パターンの最小の搬送長が概ねｒ_d＝ｒ₀／（２×ｋ₁×ｋ₂）であることとした。

また、前記複数のノズル群の数が８であり、前記ｋ₁が略３であり、前記ｋ₂が略５であることとした。

また、前記ｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nを加算した加算値をｋｍとしたときに、前記搬送部は、搬送ピッチが略ｒ₀／ｋｍである第二の搬送パターンを構成する第二の搬送情報と、幅の等しいｋｍ個のノズル群に分割する第二の分割情報を有し、前記搬送情報及び前記分割情報を前記第二の搬送情報及び前記第二の分割情報に切り換えて前記各部を制御することとした。

また、前記制御部は、前記搬送パターンと異なる第三の搬送パターンを構成する第三の搬送情報と、前記ノズル列を前記第三の搬送パターンに対応する前記複数のノズル群に分割する第三の分割情報を有し、前記搬送情報及び前記分割情報を前記第三の搬送情報及び前記第三の分割情報に切り換えて前記液体吐出部と前記走査部と前記搬送部とを制御することとした。

また、前記複数のノズルから吐出される液体の吐出特性が副走査方向における位置に関して周期性を有し、前記吐出特性の一周期の長さが前記複数の周期搬送パターンのいずれの搬送ピッチとも異なることとした。

また、前記複数の周期搬送パターンの数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、前記複数のノズル群の副走査方向における幅をｒ₀とし、前記複数の周期搬送パターンの搬送ピッチをそれぞれＰ₁、Ｐ₂、・・・、Ｐ_nとしたときに、ｋ₁＝ｒ₀／Ｐ₁、ｋ₂＝ｒ₀／Ｐ₂、・・・、ｋ_n＝ｒ₀／Ｐ_nにおけるｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nが１を除く略整数値であり、且つ、前記ｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nを加算した加算値をｋｍとしたときに、前記吐出特性の一周期の長さが略ｒ₀／ｋｍであることとした。

本発明の記録方法は、ノズル列を有する液体吐出部と、前記液体吐出部を主走査方向に走査する走査部と、被記録媒体を主走査方向と交差する副走査方向に搬送する搬送部と、前記液体吐出部と前記走査部と前記搬送部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部が、搬送ピッチの異なる周期搬送パターンが複数重畳された搬送パターンを有する搬送情報と、前記ノズル列を前記搬送パターンに対応する複数のノズル群に分割する分割情報を設定する設定ステップと、前記搬送部が前記搬送情報に基づいて前記被記録媒体を搬送する搬送ステップと、前記走査部が前記液体吐出部を走査するとともに、前記分割情報に基づいて選択されるノズル群から液体を吐出して記録する走査ステップと、を備えることとした。
記録方法。

本発明の液体吐出装置は、ノズル列を有する液体吐出部と、液体吐出部を主走査方向に走査する走査部と、被記録媒体を主走査方向と交差する副走査方向に搬送する搬送部と、上記各部を制御する制御部と、を備える。制御部は、互いに搬送ピッチを異にする複数の周期搬送パターンが重畳された搬送パターンを構成する搬送情報と、ノズル列を前記搬送パターンに対応する複数のノズル群に分割する分割情報を有している。そして、搬送情報に基づいて被記録媒体を搬送する毎に、分割情報に基づいてノズル群を選択して液体吐出部を走査し、同一の記録領域を異なるノズル群により複数回記録して記録パターンを完成させる。これにより、液体噴射部が有している液体吐出特性の周期性を分散させた高密度の記録を迅速に行うことができる。

本発明の第一実施形態に係る液体噴射装置の構成を示す概念図である。 本発明の第一実施形態に係る記録方法を表すフローチャートである。 本発明の第一実施形態に係る記録方法の説明図である。 本発明の第一実施形態に係る液体噴射装置により記録した記録ドット列を表す。 本発明の第一実施形態に係る液体噴射装置により記録した被記録媒体の記録位置に対する吐出量の誤差を表すグラフである。 本発明の第二実施形態に係る液体噴射装置の構成を示す概念図である。 本発明の第二実施形態に係る液体噴射装置により記録した被記録媒体の記録位置に対する吐出量の誤差を表すグラフである。 本発明の第三実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。 従来公知の液体吐出部のノズル位置に対する吐出量の誤差を表す図である。 従来公知のマルチパス記録法を説明するための図である。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る液体噴射装置１の構成を示す概念図である。液体噴射装置１は、液体吐出部２と走査部３と搬送部４とこれら各部を制御する制御部５を備えている。液体吐出部２は、Ｙ方向の副走査方向に配列する複数のノズル６からなるノズル列７を有している。走査部３は液体吐出部２をＸ方向の主走査方向に走査する。搬送部４は被記録媒体９を主走査方向と交差する副走査方向に搬送する。

制御部５は、互いに搬送ピッチの異なる複数の周期搬送パターンが重畳された搬送パターンを構成する搬送情報と、ノズル列７を当該搬送パターンに対応する複数のノズル群に分割する分割情報を有している。本第一実施形態においては、搬送パターンＦ０は、搬送長ｒ₁〜ｒ₅により構成され、搬送ピッチＰ₁の第１周期搬送パターンＦ１と搬送ピッチＰ₂の第２周期搬送パターンＦ２が重畳された構造を有している。ノズル列７は副走査方向であるＹ方向に配列し、第１ノズル群Ｍ１〜第５ノズル群Ｍ５に５分割されている。液体吐出部２の副走査方向であるＹ方向におけるノズル列７の幅、つまり第１ノズル群Ｍ１〜第５ノズル群Ｍ５の副走査方向における幅をｒ₀とする。第１〜第５ノズル群Ｍ１〜Ｍ５のそれぞれの幅は、概ね搬送長ｒ₁〜ｒ₅のそれぞれの長さを有している。従って、制御部５が有する搬送情報は、例えば搬送パターンＦ０の搬送回数や搬送長ｒ₁〜ｒ₅のデータであり、分割情報は、ノズル列７を分割する分割数や第１ノズル群Ｍ１〜第５ノズル群Ｍ５を構成するノズル６を特定するための情報である。

制御部５は、搬送情報に基づいて搬送部４を制御して被記録媒体９を副走査方向に順次搬送する。制御部５は、搬送情報に基づいて被記録媒体９を搬送する毎に、分割情報に基づいて第１ノズル群Ｍ１〜第５ノズル群Ｍ５から一つ又は複数のノズル群を選択し、走査部３を制御して液体吐出部２を主走査方向に走査し記録する。このように、記録領域１０に異なるノズル群により複数回記録して記録パターンを完成させる。

図２及び図３を用いて本発明の液体噴射装置１の記録方法を具体的に説明する。図２は本発明に係る記録方法を表すフローチャートであり、図３は被記録媒体９を搬送しながら幅ｒ₀の領域を複数のノズル群により記録する方法の説明図である。まず、設定ステップＳＴ１において、制御部５は搬送情報と分割情報を設定する。搬送情報は搬送長ｒ₁〜ｒ₅の５個のデータからなる。分割情報は搬送長ｒ₁〜ｒ₅に対応する第１ノズル群Ｍ１〜第５ノズル群Ｍ５のノズル位置のデータからなる。次に、搬送ステップＳＴ２において、制御部５の搬送情報に基づいて搬送部４は被記録媒体９を副走査方向に搬送長ｒ₁の距離を搬送する。次に、走査ステップＳＴ３において、制御部５は分割情報に基づいて第１ノズル群Ｍ１を選択し、走査部３は液体吐出部２を主走査方向に走査して、記録領域Ｒａに液体を吐出して記録する第１走査Ｓ１を行う。次に、判定ステップＳＴ４において、制御部５は、記録が終了したか否かを判定し、記録が終了いていないと判定したときは（ＮＯ）、搬送ステップＳＴ２及び走査ステップＳＴ３を繰り返す。制御部５は、記録が終了したと判定したときは（ＹＥＳ）終了する。

制御部５は記録が終了していないと判定したときは（判定ステップＳＴ４においてＮＯ）、搬送部４は紙面である被記録媒体９を略搬送長ｒ₂の距離を搬送する（搬送ステップＳＴ２）。次に、制御部５が第２ノズル群Ｍ２を追加して選択し、走査部３が液体吐出部２を主走査方向に走査して、記録領域ＲａとＲｂに記録する第２走査Ｓ２を行う（走査ステップＳＴ３）。これにより、記録領域Ｒａは２回記録され、記録領域Ｒｂは１回記録される。次に、制御部５は記録が終了していないと判定し（判定ステップＳＴ４においてＮＯ）、搬送部４は被記録媒体９を略搬送長ｒ３の距離を搬送する（搬送ステップＳＴ２）。次に、制御部５が第３ノズル群Ｍ３を追加して選択し、走査部３が液体吐出部２を主走査方向に走査して、記録領域Ｒａ〜Ｒｃに記録する第３走査Ｓ３を行う（走査ステップＳＴ３）。これにより、記録領域Ｒａは３回記録され、記録領域Ｒｂは２回記録され、記録領域Ｒｃは１回記録される。次に、制御部５は記録が終了していないと判定し（判定ステップＳＴ４においてＮＯ）、搬送部４は被記録媒体９を略搬送長ｒ４の距離を搬送する（搬送ステップＳＴ２）。次に、制御部５が第４ノズル群Ｍ４を追加して選択し、走査部３が液体吐出部２を主走査方向に走査して、記録領域Ｒａ〜Ｒｄに記録する第４走査Ｓ４を行う（走査ステップＳＴ３）。これにより、記録領域Ｒａは４回記録され、記録領域Ｒｂは３回記録され、記録領域Ｒｃは２回記録され、記録領域Ｒｄは１回記録される。次に、制御部５は記録が終了していないと判定し（判定ステップＳＴ４においてＮＯ）、搬送部４は被記録媒体９を略搬送長ｒ₅の距離を搬送する（搬送ステップＳＴ２）。次に、制御部５が第５ノズル群Ｍ５を追加して選択し、走査部３が液体吐出部２を主走査方向に走査して、記録領域Ｒａ〜Ｒｅに記録する第５走査Ｓ５を行う（走査ステップＳＴ３）。これにより、記録領域Ｒａは５回記録され、記録領域Ｒｂは４回記録され、記録領域Ｒｃは３回記録され、記録領域Ｒｄは２回記録され、記録領域Ｒｅは１回記録される。記録領域Ｒａは第１ノズル群Ｍ１〜第５ノズル群Ｍ５により５回記録され、記録パターンが完成する。

以降は、被記録媒体９を略搬送長ｒ₁の距離を搬送し、第１ノズル群Ｍ１を非選択として記録領域Ｒｂ〜Ｒｅに記録する（第６走査Ｓ６）。次に、被記録媒体９を略搬送長ｒ₂の距離を搬送し、第２ノズル群Ｍ２を非選択として記録領域Ｒｃ〜Ｒｅに記録する（第７走査Ｓ７）。次に、被記録媒体９を略搬送長ｒ₃の距離を搬送し、第３ノズル群Ｍ３を非選択として記録領域Ｒｄ、Ｒｅに記録する（第８走査Ｓ８）。次に被記録媒体９を搬送長ｒ₄の距離を搬送し、第４ノズル群Ｍ４を非選択として記録領域Ｒｅを記録して（第９走査Ｓ９）、幅ｒ₀への記録を完成する。各記録領域Ｒａ〜Ｒｅはそれぞれ５回記録される。

図４は、上記のように同一の記録領域を５回走査して記録した記録ドット列を表す。実際は、この記録ドット列が主走査方向に並んで記録されている。記録領域Ｒａを例として説明すると、第１走査Ｓ１において第１記録ドットＤ₁₁、Ｄ₁₂・・・が記録され、第２走査Ｓ２において第２記録ドットＤ₂₁、Ｄ₂₂・・・が記録され、第３走査Ｓ３において第３記録ドットＤ₃₁、Ｄ₃₂・・・が記録され、第４走査Ｓ４において第４記録ドットＤ₄₁・・・が記録され、第５走査Ｓ５において第５記録ドットＤ₅₁・・・が記録される。各走査において記録される記録ドットのドット間隔、例えばＤ₁₁とＤ₁₂の間隔やＤ₂₁とＤ₂₂の間隔は、隣接するノズル６の間隔、即ちノズルピッチＮ_Pにより定まる。つまり、各走査において記録する記録ドットは他の走査において記録されたノズルピッチＮ_Pにより定まる記録ドット間に位置する。従って、記録パターンの解像度が向上する。本第一実施形態の場合は、同一の記録領域を５回重ねて走査して５倍の解像度を実現する。

第１ノズル群Ｍ１〜第５ノズル群Ｍ５の各幅は搬送パターンＦ０の各搬送長と略等しい。より具体的には、搬送長ｒ₂を、第２ノズル群Ｍ２の幅からＮ_P／５の値を差し引いた距離とする。搬送長ｒ₂を第２ノズル群Ｍ２の幅と一致させると、第１ノズル群Ｍ１により記録した記録ドットＤ₁₁に重畳して記録ドットＤ₂₁を記録することになる。そこで、搬送長ｒ２からＮ_p／５を差し引くことにより、図４に示すように第１ノズル群Ｍ１により記録した記録ドットＤ₁₁に重ならないように第２ノズル群Ｍ２により記録ドットＤ₂₁を記録することができる。搬送長ｒ₃、ｒ₄、ｒ₅も同様に第３、第４、第５ノズル群Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５の各幅のそれぞれからＮ_P／５の値を差し引いた距離とする。その結果、同一の記録領域に複数回重ねて記録する際に、各記録ドットの間隔を等しく配列することができる。

なお、記録ドットの配列順序やドット間の距離は図４に示すものに限定されない。記録位置の順序やドット間距離を変更してもよい。例えば、第２走査Ｓ２において記録する記録ドットの位置をＤ₁₁とＤ₁₂の間であってＤ₂₁以外の位置としてもよいし、各記録ドットのドット間距離やドットの大きさを変えてもよい。また各記録ドットを重ねて記録してもよい。本発明は、ノズルピッチＮ_Pを単位として記録される記録ドットの特性ばらつきを低減、又は分散させるものであり、ノズルピッチＮ_P内の記録ドットの配列や配置を対象としていない。

図５は、被記録媒体の記録位置と吐出される液体の吐出量の誤差を表すグラフである。横軸が被記録媒体９の記録位置であり縦軸が吐出される液体の吐出量の誤差である。液体吐出部２が、ノズル位置に対してグラフ１５の吐出量の誤差を有する場合に、グラフ１６が本発明の搬送パターンＦ０に基づいて記録した吐出量の誤差の積算値を表し、グラフ１７が従来の搬送パターンにより記録した吐出量の誤差の積算値を表す。グラフ１６は、第１ノズル群Ｍ１の吐出量の誤差（グラフ２１）と、第２ノズル群Ｍ２の吐出量の誤差（グラフ２０）と、第３ノズル群Ｍ３の吐出量の誤差（グラフ１９）と、第４ノズル群Ｍ４の吐出量の誤差（グラフ１８）と、第５ノズル群Ｍ５の吐出量の誤差（グラフ１５）を積算して得た。本発明の搬送パターンＦ０によれば、第１周期搬送パターンＦ１と第２周期搬送パターンＦ２を重畳したことにより吐出量の誤差の周期的な変化が相殺されて吐出量の誤差がほぼ一定の０となる。これに対して各搬送長を略ｒ₀／５の均等に分割した従来の搬送パターンによれば、１回の走査では目立たなかった吐出量の分布が積算され、増幅されて目立つようになり、記録品質が低下した。

次に、第一実施形態における搬送パターンＦ０を図１を参照して説明する。搬送パターンＦ０は第１周期搬送パターンＦ１と第２周期搬送パターンＦ２を重畳して構成した５個の搬送長を有する。ここで、第１周期搬送パターンＦ１は幅ｒ₀を３分割した略ｒ₀／３（＝ｋ₁）の搬送ピッチＰ₁を有し、第２周期搬送パターンＦ２は幅ｒ₀を２分割した略ｒ₀／２（＝ｋ₂）の搬送ピッチＰ₂を有している。そして、第１周期搬送パターンＦ１の搬送点１-１、１-２、１-３、・・・と第２周期搬送パターンＦ２の搬送点２-１、２-２、２-３、・・・が重ならないように重畳する。また、搬送パターンＦ０の最小の搬送長を概ねｒ_d＝（Ｐ₁×Ｐ₂）／（２×ｒ₀）＝ｒ₀／（２×ｋ₁×ｋ₂）＝ｒ₀／１２に設定した。本第一実施形態においては、最小の搬送長は搬送長ｒ₂とｒ₄である。これにより、液体吐出部２がもともと有している周期的な特性ばらつき、例えば液体吐出量の誤差を複数回の走査により相殺して最小に低減させることができる。更に、同一の記録領域を５回の走査により記録パターンを完成させることができる。言い変えると、液体吐出部２の幅ｒ₀を９回の走査により記録パターンを完成させることができるので、ノズル群をランダムに選択する場合と比較して迅速に記録することができる。なお、第一実施形態において、各搬送長ｒ₁、ｒ₂、ｒ₃、ｒ₄、ｒ₅は、それぞれ概ねｒ₀／４、ｒ₀／１２、ｒ₀／３、ｒ₀／１２、ｒ₀／４である。

上記第一実施形態においては、２種類の第１及び第２周期搬送パターンＦ１、Ｆ２から液体吐出部２の幅ｒ₀を５分割する搬送パターンＦ０を構成したが、本発明はこれに限定されない。一般に、周期搬送パターンＦの数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、副走査方向における幅をｒ₀とし、周期搬送パターンの搬送ピッチをＰ₁、Ｐ₂、・・・、Ｐ_nとし、ｋ₁＝ｒ₀／Ｐ₁、ｋ₂＝ｒ₀／Ｐ₂・・・、ｋ_n＝ｒ₀／Ｐ_nとしたときに、ｋ₁、ｋ₂・・、ｋ_nは１を除く略整数値とし、且つ、互いに素の関係とする。ｋ₁、ｋ₂・・・、ｋ_nを略整数値としたので、周期搬送パターンＦを複数重畳した搬送パターンＦ０も幅ｒ₀を単位として周期的に構成することができる。これにより、ノズル列７を一定幅のノズル群に固定し、搬送情報や分割情報の情報量を縮小することができる。また、ｋ₁、・・・、ｋ_nを互いに素としたので液体吐出部２の周期的な特性ばらつきを効果的に分散させて平均化することができる。

また、周期搬送パターンＦを２つの周期搬送パターンにより重畳して構成する場合に、最小の搬送長を概ねｒ_d＝ｒ₀／（２×ｋ₁×ｋ₂）とすることにより、液体吐出量の誤差（ばらつき）を相殺し、目立たなくすることができる。なお、一般的に周期搬送パターンＦの数をｎとしたときの最小の搬送長は概ねｒ_d＝ｒ₀／（ｎ×ｋ₁×・・・×ｋ_n）とすればよい。

また、制御部５は、複数の搬送パターンＦ０を構成する複数の搬送情報と、これらの搬送情報に対応する複数の分割情報を備えるように構成することができる。そして、制御部５が、搬送情報及びこれに対応する分割情報を切り替えて液体吐出部２、走査部３及び搬送部４を制御するように液体噴射装置１を構成することができる。

例えば、ｋ₁、・・・、ｋ_nを加算し加算値をｋｍとしたときに、制御部５は、搬送ピッチが略ｒ₀／ｋｍである第二の搬送パターンを構成する第二の搬送情報と、ノズル長が等しいｋｍ個のノズル群に分割する第二の分割情報を備える。そして、制御部５は、ｎ個の周期搬送パターンＦが重畳された搬送パターンＦ０を構成する搬送情報とこれに対応する分割情報を、上記第二の搬送情報と第二の分割情報に切り替えて液体吐出部２、走査部３及び搬送部４を制御する。また、上記第二の搬送情報や第二の分割情報の他に、液体吐出部２のノズル特性の周期性を分散させる第三の搬送情報及びこれに対応する第三の分割情報をあらかじめ記憶しておく。そして、実際の液体吐出部２の周期的特性に応じていずれかの搬送情報や分割情報を適宜選択し、周期的な吐出特性が重畳されない液体噴射装置１を構成することができる。

なお、本第一実施形態の場合は、ノズルから吐出される液体の吐出量の誤差は図５のグラフ１５に示す周期性を有している。即ち、吐出量の誤差の一周期の長さはｒ₀／５であり、第１周期搬送パターンＦ１や第２周期搬送パターンＦ２のいずれの搬送ピッチとも異なる長さを有している。また、ｋ₁＝３、ｋ₂＝２から、ｋｍ＝ｋ₁＋ｋ₂＝５となり、誤差の１周期の長さはｒ₀／ｋｍ＝ｋｍ／５となる。一般的に、ノズル６から吐出される吐出量誤差の一周期の長さをＬｃとしたときに、複数のノズル群の副走査方向における幅をｒ₀とし、Ｌｃ＝ｒ₀／ｋｍ、即ちｋｍ＝ｒ₀／Ｌｃとなるように正数ｋｍを定める。その上で、周期搬送パターンの数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、各周期搬送パターンの搬送ピッチをＰ₁、・・・、Ｐ_nとして、ｋ₁＝ｒ₀／Ｐ₁、・・・、ｋ_n＝ｒ₀／Ｐ_nにおけるｋ₁、・・・、ｋ_nの加算値がｋｍとなるように各周期搬送パターンを選定すればよい。

（第二実施形態）
図６は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射装置１の構成を示す概念図である。液体噴射装置１は、液体吐出部２、走査部３、搬送部４及びこれら各部を制御する制御部５を備えている。図６では走査部３、搬送部４及び制御部５を省略した。制御部５は、第１周期搬送パターンＦ１と第２周期搬送パターンＦ２を重畳して合成した搬送パターンＦ０を構成する搬送情報と、この搬送パターンＦ０の各搬送長ｒ₁〜ｒ₈に対応する第１ノズル群Ｍ１〜第８ノズル群Ｍ８に分割する分割情報を有している。

液体吐出部２は、一般的には複数の周期成分が重なった吐出特性を有している。そこで吐出特性を実際に検査し、この検査結果をフーリエ変換等により周波数解析を行って吐出特性の周期性を特定する。以下、このように特定された吐出特性が図９に示される記録位置に対する吐出量の誤差であるとして、第１周期搬送パターンＦ１と第２周期搬送パターンＦ２を選択し、これらを重畳した搬送パターンＦ０について説明する。

第１周期搬送パターンＦ１は、一定の搬送ピッチＰ₁を有し、ｋ₁＝ｒ₀／Ｐ₁は略５である。即ち、第１周期搬送パターンＦ１はノズル列７を５分割する周期性を有している。第２周期搬送パターンＦ２は、一定の搬送ピッチＰ₂を有し、ｋ₂＝ｒ₀／Ｐ₂は略３である。即ち、第２周期搬送パターンＦ２はノズル列７を３分割する周期性を有している。従って、ｋ₁とｋ₂は互いに素の関係を有している。搬送パターンＦ０の最小の搬送長は概ね、ｒ_d＝ｒ₀／（２×ｋ₁×ｋ₂）＝ｒ₀／３０であり、搬送長ｒ₂とｒ₇が該当する。

液体噴射装置１は、図２に示すフローチャートに従って記録する。以下、被記録媒体９の記録領域１０に記録する記録方法を説明する。制御部５は、上記のとおり、搬送情報と分割情報を設定する（設定ステップＳＴ１）。次に、搬送部４は被記録媒体９を搬送長ｒ₁の距離を副走査方向に搬送する（搬送ステップＳＴ２）。次に、制御部５は第１ノズル群Ｍ１を選択し、走査部３が液体吐出部２を副走査方向に走査して、第１ノズル群Ｍ１により記録領域１０に記録する（走査ステップＳＴ３）。次に、搬送部４は被記録媒体９を略搬送長ｒ₂の距離を副走査方向に搬送し（搬送ステップＳＴ２）、制御部５は第２ノズル群Ｍ２を追加して選択し、走査部３が液体吐出部を副走査方向に走査して、第１ノズル群Ｍ１と第２ノズル群Ｍ２により記録領域１０に記録する（走査ステップＳＴ３）。以降、搬送長ｒ₈まで順次搬送し、搬送毎に対応するノズル群を追加して選択し、液体吐出部２を走査して、記録領域１０に８回記録して記録パターンを完成する。

なお、各搬送長ｒ₁〜ｒ₈は各第１ノズル群Ｍ１〜第８ノズル群Ｍ８のそれぞれの幅にほぼ一致する。搬送長ｒ₂以降の実際の搬送長は、各ノズル群の幅からノズルピッチＮ_P／８の距離を差し引いた距離とする。これにより、各走査において記録する記録ドットを副走査方向に均等間隔で配列させ、記録パターンの分解能を向上させることができる。なお、第二実施形態において、各搬送長はｒ₁、ｒ₂、ｒ₃、ｒ₄、ｒ₅、ｒ6、ｒ7、ｒ₈は、それぞれ概ねｒ₀／６、ｒ₀／３０、ｒ₀／５、ｒ₀／１０、ｒ₀／１０、ｒ₀／５、ｒ₀／３０、ｒ₀／６である。また、ノズルから吐出される液体の吐出量誤差の一周期の長さＬｃはｒ₀／８＝ｒ₀／ｋｍ＝ｒ₀／（ｋ₁＋ｋ₂）である。

図７は、被記録媒体の記録位置と吐出された液体の吐出量の誤差を表す。横軸が被記録媒体９の位置であり、縦軸が吐出量の誤差である。横軸は、ノズル列７の幅を２πとした時の位置を表し、搬送幅ｒ₁〜ｒ₈に分割されている。液体吐出部２は、そのノズル列７の幅をｒ₀としたときにｒ₀／８の周期で変化する吐出特性を有している（図１０（ｃ）に示すグラフ５６）。図７に示される各曲線は各走査において吐出する吐出量の誤差を表し、各グラフに示される吐出量の誤差を積算すると吐出量の誤差がほぼ０となるグラフ２２が得られる。その結果、液体吐出部２がもともと有していた周期的ばらつきを相殺して最小に低減させることができる。

なお、以上の第一及び第二実施形態において液体吐出部２の吐出特性としてノズル６から吐出される液体の吐出量の誤差を例として説明してきたが、本発明は液体の吐出量の誤差を低減させることに限定されない。例えば、複数のノズル６の吐出方向が周期的に偏向する場合にも、本発明の構成を採用することにより吐出方向の偏向が分散して平均化され、記録品質が向上する。例えば、液体吐出部２の複数のノズル６から吐出される液体の吐出方向が主走査方向に周期的に偏向する場合に、従来法では偏向の位相が揃うので記録ドットが副走査方向に波打つうねりが観察される。これに対して本発明の構成にすれば、吐出の偏向方向がノズルピッチ単位で平均化され、記録ドットのうねりが解消して記録品質が向上する。また、複数のノズル６から吐出される液体の吐出方向が副走査方向に周期的に偏向する場合にも、同様に、吐出の偏向方向がノズルピッチ単位で平均化される。その結果、従来法では副走査方向に縞状の記録ドットの濃淡が現れるのに対して、本発明の構成にすればこの縞状の濃淡が解消し、記録品質が向上する。

即ち、液体吐出部２の複数のノズル６から吐出される液体の吐出特性が複数のノズル６の副走査方向における位置に関して周期性を有している場合に、上記吐出特性の一周期の長さと異なる搬送ピッチを有し、かつ、互いに搬送ピッチを異にする複数の周期搬送パターンを重畳して搬送パターンを構成する。これにより、液体吐出部２が有している吐出特性の周期性を分散させて、高品質で高密度の記録を迅速に行うことができる。更に、複数の周期搬送パターンの数をｎとし、複数のノズル群の副走査方向における幅をｒ₀とし、複数の周期搬送パターンの搬送ピッチをそれぞれＰ₁、Ｐ₂、・・・、Ｐ_nとしたときに、ｋ₁＝ｒ₀／Ｐ₁、ｋ₂＝ｒ₀／Ｐ₂、・・・、ｋ_n＝ｒ₀／Ｐ_nにおけるｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nが１を除く略整数値であり、且つ、ｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nを加算した加算値をｋｍとしたときに、吐出特性の一周期の長さを略ｒ₀／ｋｍの関係とする。これにより、吐出特性の周期性を効果的に解消させ記録品質を向上させることができる。加えて、ｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nを互いに素の関係とすれば吐出特性の周期性を一層効果的に解消させることができる。

（第三実施形態）
図８は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射装置１の模式的な斜視図である。液体噴射装置１は、液体吐出部２、２’を往復走査する走査部３と、液体吐出部２、２’に液体を供給する液体供給管３３、３３’と、液体供給管３３、３３’に液体を供給する液体タンク３１、３１’と、紙等の被記録媒体９を副走査方向に搬送する搬送部４と、液体吐出部２、２’、走査部３、搬送部４を制御する図示しない制御部５を備えている。制御部５は、互いに搬送ピッチを異にする複数の周期搬送パターンが重畳された搬送パターンを構成する搬送情報と、ノズル列を搬送パターンに対応する複数のノズル群に分割する分割情報を有している。

液体噴射装置１は、紙等の被記録媒体９を副走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２からなる搬送部４と、被記録媒体９に液体を吐出する液体吐出部２、２’と、液体タンク３１、３１’に貯留した液体を液体供給管３３、３３’に押圧して供給するポンプ３２、３２’と、液体吐出部２、２’を副走査方向と交差する主走査方向に走査する走査部３を備えている。

一対の搬送手段４１、４２は主走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体９を副走査方向に搬送する。走査部３は、主走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット３８と、キャリッジユニット３８を連結し主走査方向に移動させる無端ベルト３９と、この無端ベルト３９を図示しないプーリを介して周回させるモータ４０を備えている。

キャリッジユニット３８は、複数の液体吐出部２、２’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク３１、３１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ３２、３２’、液体供給管３３、３３’を介して液体吐出部２、２’に供給する。各液体吐出部２、２’は駆動電圧に応じて各色の液滴を吐出する。制御部が、液体吐出部２、２’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット３８を駆動するモータ４０の回転及び被記録媒体９の搬送位置を制御することにより、被記録媒体９上に任意のパターンを記録することできる。

具体的には、制御部５は、搬送情報に基づいて搬送部４により被記録媒体９を搬送する毎に、分割情報に基づいて液体吐出部２のノズル群を選定するとともに走査部３を走査して、同一の記録領域に複数回記録して記録パターンを完成させる。これにより、液体吐出部が有している液体吐出特性の周期性を分散させ又は相殺して、高密度の記録を迅速に行うことができる。

１ 液体噴射装置
２ 液体吐出部
３ 走査部
４ 搬送部
５ 制御部
６ ノズル
７ ノズル列
９ 被記録媒体
１０ 記録領域
Ｍ１ 第１ノズル群、Ｍ２ 第２ノズル群、Ｍ３ 第３ノズル群、Ｍ４ 第４ノズル群、Ｍ５ 第５ノズル群
ＳＴ１ 設定ステップ、ＳＴ２ 搬送ステップ、ＳＴ３ 走査ステップ、ＳＴ４ 判定ステップ

Claims (10)

1. 複数のノズルにより構成されるノズル列を有する液体吐出部と、
   前記液体吐出部を主走査方向に走査する走査部と、
   被記録媒体を主走査方向と交差する副走査方向に搬送する搬送部と、
   前記液体吐出部と前記走査部と前記搬送部とを制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   互いに搬送ピッチを異にする複数の周期搬送パターンが重畳された搬送パターンを構成する搬送情報と、前記ノズル列を前記搬送パターンに対応する複数のノズル群に分割する分割情報を有し、
   前記搬送情報に基づいて前記被記録媒体を搬送する毎に、前記分割情報に基づいていずれか一又は複数のノズル群を選択して前記液体吐出部を走査し、同一の記録領域を異なるノズル群により複数回記録して記録パターンを完成させる液体噴射装置。
2. 前記複数の周期搬送パターンの数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、前記複数のノズル群の副走査方向における幅をｒ₀とし、前記複数の周期搬送パターンの搬送ピッチをそれぞれＰ₁、Ｐ₂、・・・、Ｐ_nとしたときに、ｋ₁＝ｒ₀／Ｐ₁、ｋ₂＝ｒ₀／Ｐ₂、・・・、ｋ_n＝ｒ₀／Ｐ_nにおけるｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nが１を除く略整数値であり、且つ、互いに素の関係を有する請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記ｎが２である請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記搬送パターンの最小の搬送長が概ねｒ_d＝ｒ₀／（２×ｋ₁×ｋ₂）である請求項３に記載の液体噴射装置。
5. 前記複数のノズル群の数が８であり、前記ｋ₁が略３であり、前記ｋ₂が略５である請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
6. 前記ｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nを加算した加算値をｋｍとしたときに、
   前記搬送部は、搬送ピッチが略ｒ₀／ｋｍである第二の搬送パターンを構成する第二の搬送情報と、幅の等しいｋｍ個のノズル群に分割する第二の分割情報を有し、前記搬送情報及び前記分割情報を前記第二の搬送情報及び前記第二の分割情報に切り換えて前記各部を制御する請求項２〜５のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
7. 前記制御部は、前記搬送パターンと異なる第三の搬送パターンを構成する第三の搬送情報と、前記ノズル列を前記第三の搬送パターンに対応する前記複数のノズル群に分割する第三の分割情報を有し、前記搬送情報及び前記分割情報を前記第三の搬送情報及び前記第三の分割情報に切り換えて前記液体吐出部と前記走査部と前記搬送部とを制御する請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
8. 前記複数のノズルから吐出される液体の吐出特性が副走査方向における位置に関して周期性を有し、前記吐出特性の一周期の長さが前記複数の周期搬送パターンのいずれの搬送ピッチとも異なる請求項１に記載の液体噴射装置。
9. 前記複数の周期搬送パターンの数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、前記複数のノズル群の副走査方向における幅をｒ₀とし、前記複数の周期搬送パターンの搬送ピッチをそれぞれＰ₁、Ｐ₂、・・・、Ｐ_nとしたときに、ｋ₁＝ｒ₀／Ｐ₁、ｋ₂＝ｒ₀／Ｐ₂、・・・、ｋ_n＝ｒ₀／Ｐ_nにおけるｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nが１を除く略整数値であり、且つ、前記ｋ₁、ｋ₂、・・・、ｋ_nを加算した加算値をｋｍとしたときに、前記吐出特性の一周期の長さが略ｒ₀／ｋｍである請求項８に記載の液体噴射装置。
10. ノズル列を有する液体吐出部と、前記液体吐出部を主走査方向に走査する走査部と、被記録媒体を主走査方向と交差する副走査方向に搬送する搬送部と、前記液体吐出部と前記走査部と前記搬送部とを制御する制御部と、を備え、
    前記制御部が、搬送ピッチの異なる周期搬送パターンが複数重畳された搬送パターンを有する搬送情報と、前記ノズル列を前記搬送パターンに対応する複数のノズル群に分割する分割情報を設定する設定ステップと、
    前記搬送部が前記搬送情報に基づいて前記被記録媒体を搬送する搬送ステップと、
    前記走査部が前記液体吐出部を走査するとともに、前記分割情報に基づいて選択されるノズル群から液体を吐出して記録する走査ステップと、を備える記録方法。

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