JP6790418B2

JP6790418B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6790418B2
Application number: JP2016070853A
Authority: JP
Inventors: 脩平鈴木; 和成松浦
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: JP2017177652A

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来から、被記録媒体に画像を形成する画像形成装置の記録ヘッドとして、複数のヘッドユニットが組み合わされて構成された、ラインタイプのインクジェットヘッドがある。上記ラインヘッドにおいては、複数のヘッドユニットが被記録媒体の幅方向に並べられている。また、前記幅方向に隣接する２つのヘッドユニットは前後にずれて配置され、その繋ぎ目部分において互いのノズルが連続的に繋がっている。

ところで、上記のインクジェットヘッドにおいて、２つのヘッドユニットの繋ぎ目部分では、それぞれのヘッドユニットから吐出されたインクの着弾位置がずれることにより、画像にスジ（白スジ、あるいは、黒スジ）が生じやすい。そこで、従来から、上記のスジを抑えるための様々な手法が提案されている。

特許文献１のラインヘッドでは、被記録媒体の幅方向に隣接する２つのヘッドユニットの間で、ノズルの配置領域が一部重なっている。また、一方のヘッドユニットのノズル配列間隔が、他方のノズル配列間隔よりも大きくなっている。この構成において、２つのヘッドユニットの重なり範囲内には、２つのヘッドユニットのノズルの位置が一致する部分が存在する。そこで、上記の部分を境界位置として、これよりも一方側においては一方側のヘッドユニットのノズルから吐出させ、他方側においては他方側のヘッドユニットのノズルから吐出させる。これにより、繋ぎ目部分におけるスジの発生を防止できる。

特許文献２にも、２つのヘッドユニットのノズル配置領域が一部重なったラインヘッドが開示されている。また、この特許文献２には、特に高密度でドットを形成する場合に起こりやすい、「端部よれ」と呼ばれる現象を抑制する技術が開示されている。「端部よれ」とは、ヘッドユニットの端部に位置するノズルから吐出された液滴が、内側に寄ってしまうことである。この端部よれによって、２つのヘッドユニットの繋ぎ目部分によって形成された画像に白スジが生じる。

そこで、特許文献２のラインヘッドにおいては、一方のヘッドユニットのノズル配列間隔が一定であるのに対して、他方のヘッドユニットでは、重なり範囲におけるノズル配列間隔が、その他の部分と比べて小さくなっている。その上で、重なり範囲のうちの前記他方のヘッドユニットの端側の範囲においては、２つのヘッドユニットからそれぞれインクを吐出させる。１つのヘッドユニットにおいて端部よれが発生した場合でも、その端部よれによってインクが着弾しなくなる領域を埋めるように、もう１つのヘッドユニットからのインクが着弾するため、白スジの発生が抑えられる。

特開２０００−１９０４８４号公報特開２００５−１６９６２８号公報（図２０）

特許文献１のヘッドでは、２つのヘッドユニットの重なり範囲において、所定の境界位置よりも一方側では、配列間隔が小さいノズルによって画像が形成され、他方側では、配列間隔が大きいノズルによって画像が形成される。ノズルの配列間隔が大きい部分では、配列間隔が小さい部分と比べて、被記録媒体の単位面積当たりのインク着弾量が少ないため、間隔が大きいノズルによって形成された画像部分の濃度は薄くなる。その結果、繋ぎ目部分によって形成された画像に濃度ムラが生じる。

一方、特許文献２のヘッドでは、２つのヘッドユニットの重なり範囲において、１つのヘッドユニットの端部よれによる白スジを埋めるように、もう１つのヘッドユニットからもインクを吐出させている。しかし、被記録媒体の同じ領域に対して２つのヘッドユニットからそれぞれインクを吐出させるのでは、画像の濃度が逆に濃くなってしまう。

また、被記録媒体の搬送においては、様々な要因により搬送量が変動することがある。主な要因としては、被記録媒体を搬送する搬送モータの回転変動や、搬送ローラのスリップ、あるいは、インクが着弾することによる被記録媒体の伸縮等が挙げられる。搬送量の変動が生じると、２つのヘッドユニットからそれぞれ吐出されたインクの着弾位置がずれ、２つの画像部分が搬送方向にずれて形成される（実施形態中の図８（ａ）参照）。しかし、上記特許文献２の構成では、上記のズレによる画質低下を抑制することは難しい。

本発明の目的は、２つのヘッドユニットの重なり範囲において、ノズル配列間隔の違いによる濃度ムラを抑制することである。また、本発明の別の目的は、搬送量の変動が生じた場合でも、それに起因する２つの画像部分の位置ズレを目立たせなくすることである。

本発明の画像形成装置は、第１方向に配列された複数の第１ノズルを有する、第１ヘッドユニットと、前記第１方向に配列された複数の第２ノズルを有し、且つ、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１ヘッドユニットと一部が重なるように、前記第１ヘッドユニットに対して前記第１方向にずれて配置された、第２ヘッドユニットと、前記第１ヘッドユニットと前記第２ヘッドユニットからそれぞれ液滴を吐出させる制御部と、を備え、前記第１ヘッドユニットの前記複数の第１ノズルは、前記第１方向に第１間隔で配列され、前記第２ヘッドユニットの前記複数の第２ノズルは、前記第１ノズルと重なる範囲において、前記第１方向に前記第１間隔よりも大きい第２間隔で配列され、
前記制御部は、前記第１ノズルと前記第２ノズルの重なり範囲において、所定の境界位置よりも前記第１方向の前記第１ヘッドユニット側では、前記第１ノズルから画像を形成するための液滴を吐出させて前記第２ノズルから前記液滴を吐出させず、前記境界位置よりも前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側では前記第１ノズル及び前記第２ノズルから前記液滴を吐出させ、前記液滴として、第１液滴と、前記第１液滴よりも小さい第２液滴とを選択的に吐出させ、さらに、前記重なり範囲の、前記境界位置よりも前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側に位置する前記第１ノズルからは、前記第２液滴を吐出させることを特徴とするものである。

本実施形態に係るプリンタ１の概略的な平面図である。プリンタ１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。１つのインクジェットヘッド４の平面図である。２つのヘッドユニット１１の重なり範囲における拡大図である。制御部７とヘッドユニット１１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。３種類の第１液滴及び第２液滴にそれぞれ対応する駆動信号の波形図である。重なり範囲Ａのノズル１２から吐出された液滴の着弾位置を示す図であり、（ａ）は第２液滴を吐出させない場合、（ｂ）は第２液滴を吐出させる場合をそれぞれ示す。搬送量の変動がある場合に、重なり範囲Ａのノズル１２から吐出された液滴の着弾位置を示す図であり、（ａ）は第２液滴を吐出させない場合、（ｂ）は第２液滴を吐出させる場合をそれぞれ示す。変更形態の３種類の第２液滴にそれぞれ対応する駆動信号の波形図である。別の変更形態の重なり範囲のノズル１２から吐出された液滴の着弾位置を示す図である。別の変更形態における、ノズル間距離の変動と第１液滴と第２液滴の着弾位置を示す図である。別の変更形態のシリアルタイプのインクジェットヘッド２４の平面図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。尚、図１において記録用紙１００が搬送される方向を、プリンタ１の前後方向と定義する。また、記録用紙１００の搬送方向と直交する幅方向をプリンタ１の左右方向と定義する。さらに、前後方向及び左右方向と直交する、図１の紙面垂直方向をプリンタ１の上下方向と定義する。

＜プリンタの概略構成＞
図１に示すように、プリンタ１は、筐体２内に収容されたプラテン３、４つのインクジェットヘッド４、２つの搬送ローラ５，６、及び、制御部７等を備えている。

プラテン３の上面には、記録用紙１００が載置される。４つのインクジェットヘッド４は、プラテン３の上方において、搬送方向に並べて配置されている。各インクジェットヘッド４には、図示しないインクタンクからインクが供給される。インクジェットヘッド４は、用紙幅方向に配列された複数のノズル１２（図３参照）を有し、プラテン３の上で搬送される記録用紙１００に対してノズル１２からインクを吐出させる、いわゆるラインタイプのヘッドである。尚、４つのインクジェットヘッド４には、４色（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）のインクの何れかが供給される。つまり、４つのインクジェットヘッド４は、互いに異なる色のインクを吐出するものである。

図１に示すように、２つの搬送ローラ５，６は、プラテン３に対して後側と前側にそれぞれ配置されている。２つの搬送ローラ５，６は、搬送モータ８（図２参照）によってそれぞれ駆動され、プラテン３上の記録用紙１００を前方へ搬送する。

図２の制御部７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、各種制御回路を含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を備える。また、制御部７は、ＰＣ等の外部装置９とデータ通信可能に接続されており、外部装置９から送られた画像データに基づいて、４つのインクジェットヘッド４や搬送モータ８等の、プリンタ１の各部を制御する。

より具体的には、制御部７は、搬送ローラ５，６を駆動する搬送モータ８を制御して、２つの搬送ローラ５，６に記録用紙１００を搬送方向に搬送させる。また、この用紙搬送とともに、制御部７は、４つのインクジェットヘッド４を制御して記録用紙１００に向けてインクを吐出させる。これにより、記録用紙１００に画像が印刷される。

＜インクジェットヘッドの詳細構成＞
次に、インクジェットヘッド４について詳細に説明する。図３に示すように、各インクジェットヘッド４は、左右方向に並んで配置された４つのヘッドユニット１１（１１ａ〜１１ｄ）を備えている。４つのヘッドユニット１１は、ユニット保持板１０に取り付けられている。

図２、図３に示すように、各ヘッドユニット１１（１１ａ〜１１ｄ）は、左右方向に配列された複数のノズル１２（１２ａ〜１２ｄ）と、複数のノズル１２からそれぞれインクを吐出させるアクチュエータ１３と、アクチュエータ１３を駆動する駆動装置１４とを備えている。

４つのヘッドユニット１１は、搬送方向において前側と後側に分かれて配置されている。また、後側のヘッドユニット１１と前側のヘッドユニット１１は、一方が他方に対して、左右方向に一部ずれるように配置されており、前後２つのヘッドユニット１１の間で、前後方向においてノズル１２の配置領域が部分的に重なっている。

左右方向に隣接する２つのヘッドユニット１１の繋ぎ目部分においては、２つのヘッドユニット１１間でのインクの着弾位置ズレに起因して、スジ（白スジ又は黒スジ）が生じやすい。そこで、このようなスジを抑制するために、以下のような構成が採用されている。

先にも触れたが、図３、図４に示すように、左右に隣接する２つのヘッドユニット１１間では、ノズル１２の配置領域が部分的に重なっている。尚、２つのヘッドユニット１１の、ノズル１２の配置領域が重なった範囲を「重なり範囲Ａ」と称する。

また、４つのヘッドユニット１１のうち、左端に位置するヘッドユニット１１ａにおいては、全てのノズル１２が第１間隔Ｐ１で等間隔に配置されている。これに対して、他の３つのヘッドユニット１１（１１ｂ〜１１ｄ）の各々においては、その左端部を除く部分で、ノズル１２が前記第１間隔Ｐ１で等間隔に配置されている。一方、左端部においては、ノズル１２が、第１間隔Ｐ１よりも大きい第２間隔Ｐ２で配置されている。例えば、Ｐ１＝４２μｍ、Ｐ２＝４４μｍである。

左右方向に隣接する２つのヘッドユニット１１の重なり範囲Ａでは、一方のヘッドユニット１１の、ノズル１２が第１間隔Ｐ１で配列された部分と、他方のヘッドユニットの、ノズル１２が第２間隔Ｐ２で配列された部分とが、前後方向に重なっている。例えば、左側２つのヘッドユニット１１ａ，１１ｂであれば、ヘッドユニット１１ａの、ノズル１２ａが第１間隔Ｐ１で配列された右端部と、ヘッドユニット１１ｂの、ノズル１２ｂが第２間隔Ｐ２で配列された左端部とが重なっている。

上記の構成において、重なり範囲Ａにおいて２つのヘッドユニット１１間でノズル１２の配列間隔が異なっているため、一方のヘッドユニット１１の複数のノズル１２の間で、他方のヘッドユニット１１のノズル１２との位置関係が異なってくる。逆に言えば、重なり範囲Ａ内に、２つのヘッドユニット１１の間で、左右方向におけるノズル１２の位置が最も小さい箇所が存在する。そこで、上記の位置を境界位置Ｂとし、この境界位置Ｂよりも左側では左側のヘッドユニット１１のノズル１２からインクを吐出させ、境界位置Ｂよりも右側では右側のヘッドユニット１１のノズル１２からインクを吐出させる。これにより、２つのヘッドユニット１１間の繋ぎ目部分によって形成される画像にスジが生じるのを防止できる。重なり範囲Ａにおける吐出制御については、後でさらに詳しく説明する。

尚、重なり範囲Ａ内における１つのヘッドユニット１１のノズル数が少なすぎると、２つのヘッドユニット１１の間でノズル１２の位置を一致させることが難しくなる。この観点からは、重なり範囲Ａ内において第１間隔Ｐ１で配列されるノズル１２の数をｎとしたときに、ｎ≧Ｐ２／（Ｐ２−Ｐ１）であることが好ましい。

アクチュエータ１３は、複数のノズル１２にそれぞれ対応した複数の圧電素子１５を有する、圧電式アクチュエータである。圧電素子１５は、インクジェットの分野で一般的に用いられているものであり詳細な説明は省略するが、一般に、圧電層と、圧電層を挟むように配置された２つの電極を有する。そして、圧電素子１５は、上記２つの電極間に所定の電圧が印加されたときに、圧電層に生じる逆圧電効果による変形を利用してインクを加圧する。

駆動装置１４は、アクチュエータ１３の複数の圧電素子１５のそれぞれに対して、電圧を印加するための駆動信号を生成し、アクチュエータ１３へ出力する。図５に示すように、制御部７は、波形が異なる４種類の波形データ（ＷＡＶＥ）と、４種類の波形から１つを選択して圧電素子１５を駆動するための選択データ（ＳＩＮ）を生成し、駆動装置１４へ出力する。

図６に示すように、駆動装置１４は、制御部７から入力された波形データに基づき、波形が異なる４種類の駆動信号を生成可能である。図６に示される４種類の駆動信号のうち、（ａ）小玉、（ｂ）中玉、（ｃ）大玉の駆動信号は、記録用紙１００に画像を形成するための３種類の第１液滴に対応する駆動信号である。

図６（ａ）の信号は、パルス高さがＶ０の１つのパルスを含むパルス信号、（ｂ）の信号は２つのパルスを含むパルス信号、（ｃ）の信号は３つのパルスを含むパルス信号である。圧電素子１５に印加されるパルスの数が多いほど、インク流路内に発生するエネルギーが重なり合って大きくなり、ノズル１２から大きな液滴が吐出される。即ち、パルス数が１つの（ａ）では、最も小さな第１液滴（小玉）が吐出される。パルス数が２つの（ｂ）では小玉よりも大きな第１液滴（中玉）が吐出される。パルス数が３つの（ｃ）では中玉よりもさらに大きな第１液滴（大玉）が吐出される。例えば、小玉の液滴量は、３ｐｌ、中玉の液滴量は５ｐｌ、大玉の液滴量は１５ｐｌである。

図６（ｄ）の第２液滴用の駆動信号は、画像データに基づいてドットを形成するための（ａ）〜（ｃ）の信号とは、異なる目的で用いられるものである。後でも説明するが、２つのヘッドユニット１１の間の重なり範囲Ａのうち、大きな間隔（第２間隔Ｐ２）で配列されたノズル１２によって画像が形成される領域では、画像の濃度が薄くなる。そこで、この第２液滴の信号は、上記領域に対して微小な液滴を着弾させて画像の濃度を高めるために使用される。

図６（ｄ）の駆動信号では、ピーク電圧Ｖｐが、上記パルス高さ（電圧Ｖ０）よりも低い電圧までしか上がらない波形となっている。この場合、（ａ）〜（ｃ）のパルスを含む信号と比べて、インクに与えられるエネルギーはかなり小さく、ノズル１２から吐出される液滴量も少なくなる。即ち、（ｄ）の駆動信号が圧電素子１５に印加されたときには、（ａ）〜（ｃ）の画像印刷用の駆動信号の印加時よりも小さい第２液滴がノズル１２から吐出される。

選択データは、複数の圧電素子１５の各々について、インクの吐出／不吐出の選択、及び、吐出させる場合の駆動信号の選択を行わせるためのデータであり、外部装置９から入力された画像データに基づいて生成される。より具体的には、選択データは、ノズル１２から吐出させない不吐出態様と、図６の４つの駆動信号に対応する４つの吐出態様の、５つの態様を区別するための３ビットのデータである。

３ビットの選択データと、上記５つの態様は、例えば、次のように対応付けられる。
（０００）→不吐出
（００１）→第１液滴（小玉）吐出
（０１０）→第１液滴（中玉）吐出
（０１１）→第１液滴（大玉）吐出
（１００）→第２液滴吐出

駆動装置１４は、制御部７から入力された選択データに基づき、各圧電素子１５に対して駆動信号を生成して出力する。例えば、ある圧電素子１５に対して、制御部７から（０１０）の選択データが入力された場合は、駆動信号は、制御部７から送信される波形データを参照して図６（ｂ）の中玉の駆動信号を生成し、駆動対象の圧電素子１５へ駆動信号を出力する。

（重なり範囲における吐出制御）
次に、２つのヘッドユニット１１の重なり範囲Ａにおける吐出制御について説明する。尚、以下では、図７、図８を参照し、４つのヘッドユニット１１ａ〜１１ｄのうちの、２つのヘッドユニット１１ａ，１１ｂの重なり範囲Ａについて説明するが、他の重なり範囲Ａにおいても制御内容は同じである。

上述したように、重なり範囲Ａにおいては、ヘッドユニット１１ａのノズル１２ａの配列間隔がＰ１、ヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂの配列間隔がＰ２（＞Ｐ１）であり、２つのヘッドユニット１１ａ，１１ｂの間でノズル１２の配列間隔が異なっている。この場合に、図７に示すように、重なり範囲Ａ内に、２つのヘッドユニット１１ａ，１１ｂの間で、用紙幅方向におけるノズル１２の位置がほぼ一致する箇所が存在する。この位置を、２つのヘッドユニット１１ａ，１１ｂの間で使用するノズル１２を切り換えるための境界位置Ｂとする。尚、図３に示すように、１つのインクジェットヘッド４には３つの重なり範囲Ａが存在するが、それぞれにおいてヘッドユニット１１の組付誤差等の条件が異なるために、３つの重なり範囲Ａのそれぞれについて境界位置Ｂが設定される。

重なり範囲Ａ内の境界位置Ｂは、例えば、次のようにして特定する（特開２０１４−１８８９７９号公報参照）。工場出荷前の段階で、重なり範囲Ａ内のノズル１２ａとノズル１２ｂの両方からインクを吐出させて検査パターンを印刷する。次に、検査パターンをスキャナで読み取って濃度分布（輝度分布）の情報を取得する。ここで、ヘッドユニット１１ａのノズル１２ａとヘッドユニットの１１ｂのノズル１２ｂの位置が最も一致する部分において、濃度分布は極値を取る。そこで、この濃度が極値となるノズル１１の位置を「境界位置Ｂ」に決定する。決定された境界位置Ｂの情報は、制御部７のＲＯＭなどのメモリに記憶される。

制御部７は、重なり範囲Ａ内の境界位置Ｂよりも左側では、左側のヘッドユニット１１ａのノズル１２ａから、画像を形成するための第１液滴Ｄ１を吐出させる。また、境界位置Ｂよりも右側では、右側のヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂから、第１液滴Ｄ１を吐出させる。図７では、第１液滴Ｄ１を吐出させるノズル１２を黒く塗りつぶしている。

より詳細には、制御部７は、境界位置Ｂよりも左側では、左側のヘッドユニット１１ａのノズル１２ａに対して、（ａ）〜（ｃ）の何れかに対応した選択データを駆動装置１４へ出力する。また、境界位置Ｂよりも右側では、右側のヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂに対して、（ａ）〜（ｃ）の何れかに対応した選択データを駆動装置１４へ出力する。尚、境界位置Ｂでは、左側のヘッドユニット１１ａのノズル１２ａと右側のヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂの位置が一致していることから、何れのノズル１２からインクを吐出させてもよい。本実施形態では、図７に示すように、境界位置Ｂにおいては、左側のヘッドユニット１１ａのノズル１２ａからインクを吐出させている。

上記の制御を行うことで、図７（ａ）に示すように、２つのヘッドユニット１１の繋ぎ目において、画像にスジが生じることを防止できる。但し、境界位置Ｂよりも右側においては、左側よりもノズル１２ｂの配列間隔が大きいため、この部分のノズル１２ｂによって形成された画像部分Ａ２ではインクの着弾量が少なく、ノズル１２ａによって形成された画像部分Ａ１よりも濃度が低くなる。

上記の問題を解決するために、本実施形態では、図７（ｂ）のように、本来、画像形成の目的では吐出させる必要のない、ヘッドユニット１１ａの境界位置Ｂよりも右側のノズル１２ａからも液滴を吐出させる。尚、これらのノズル１２ａからも、第１液滴Ｄ１と同じ大きさの液滴を吐出させると、境界位置Ｂよりも右側のノズル１２から吐出されるインクの総量が多くなりすぎ、画像部分Ａ２の濃度が逆に高くなる。そこで、境界位置Ｂよりも右側のノズル１２ａからは、第１液滴Ｄ１よりも小さい第２液滴Ｄ２を吐出させる。第２液滴Ｄ２は、第１液滴Ｄ１中の最小液滴である小玉よりも小さい液滴である。境界位置Ｂの右側のノズル１２からも小さな第２液滴Ｄ２を吐出させることにより、画像部分Ａ１，Ａ２間の濃度差を小さくすることができる。

尚、境界位置Ｂよりも右側の、第２間隔Ｐ２で配列されているノズル１２ｂについて、各ノズル１２ｂから第１液滴Ｄ１よりも大きな液滴を吐出させることによって、画像部分Ａ１，Ａ２間の濃度差を小さくするということも可能である。しかし、この場合、第１液滴Ｄ１の中の最大液滴（大玉）よりも、さらに大きな液滴を吐出可能な構成とする必要がある。図６において、（ｃ）の大玉よりもパルス数を増やした駆動信号を別に準備することで対応は可能であるが、パルス数が増えることによって吐出周期が長くなり、印刷速度低下に繋がる。また、電圧を高くすることによる対応も可能であるが、その場合は、より高い駆動電圧を準備する必要がある。また、一部の圧電素子１５に高い電圧が印加され続けることにより、素子の劣化が進む要因ともなる。以上より、配列間隔の大きいノズル１２ｂから吐出させる液滴をさらに大きくすることは、あまり好ましいことではない。

また、本実施形態では、搬送ローラ５，６による記録用紙１００の搬送量が変動することによる画質低下に対しても効果がある。搬送方向上流側のヘッドユニット１１ａからインクを吐出した後、下流側のヘッドユニット１１ｂからインクを吐出するまでの、記録用紙１００の搬送量が所定量からずれると、図８（ａ）に示すよう、２つのヘッドユニット１１ａ，１１ｂでそれぞれ形成された２つの画像部分Ａ１，Ａ２が搬送方向にずれてしまう。２つの画像部分Ａ１，Ａ２の間の段付状のズレは、画質低下の大きな要因となる。

この点、本実施形態では、ヘッドユニット１１ａの、境界位置Ｂの右側に位置するノズル１２ａからも第２液滴Ｄ２を吐出させる。これにより、図８（ｂ）に示すように、２つの画像部分Ａ１，Ａ２の間の段付き部の周辺に、小さな第２液滴Ｄ２が着弾することにより、上記２つの画像部分Ａ１，Ａ２間のズレが目立ちにくくなる。

尚、制御部７は、重なり範囲Ａの境界位置Ｂよりも左側において、右側のヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂから第２液滴Ｄ２を吐出させることはない。境界位置Ｂよりも左側では、ヘッドユニット１１ａの、第１間隔Ｐ１で配列されたノズル１２ａから第１液滴Ｄ１が吐出され、これらのノズル１２によって形成される画像部分Ａ１の濃度は低くならないためである。

重なり範囲Ａにおいて、右側のヘッドユニット１１ｂのノズル配列間隔である第２間隔Ｐ２が大きいほど、境界位置Ｂの右側のノズル１２で形成された画像部分Ａ２の濃度が低くなるため、濃度を補うための第２液滴Ｄ２の大きさを大きくすることが好ましい。即ち、第２液滴Ｄ２の大きさは、ノズル配列間隔Ｐ１，Ｐ２に応じて決定されるのがよい。具体的には、第１液滴Ｄ１の液滴量をＶ１、第２液滴Ｄ２の液滴量をＶ２としたときに、
Ｖ２／Ｖ１＝Ｆ（Ｐ１，Ｐ２）・・・・・（１）
で定められてもよい。尚、Ｆは、Ｐ１，Ｐ２を変数とする関数である。

上記関数の例を以下に挙げる。まず、配列間隔Ｐ１で配列されたノズル１２ａによって記録用紙１００を埋めるには、各ノズル１２ａによって直径Ｐ１のドットを形成すればよい。ここで、直径Ｐ１の半球状の液滴を各ノズル１２ａから吐出すると仮定すると、各ノズル１２ａから吐出すべき液滴量は、２π（Ｐ１／２）³／３となる。同様に、配列間隔Ｐ２で配列されたノズル１２ｂによって記録用紙１００を埋めるには、各ノズル１２ｂによって直径Ｐ２のドットを形成すればよい。この場合は、各ノズル１２ｂから吐出すべき液滴量は、２π（Ｐ２／２）³／３となる。

実際には、配列間隔Ｐ２で配列されたノズル１２ｂからは、配列間隔Ｐ１で配列されたノズル１２ａと同じく第１液滴Ｄ１が吐出される。そこで、足りないインク量を、ノズル１２ａからの第２液滴Ｄ２の吐出で補うことになる。この考えに従えば、第２液滴Ｄ２の液滴量Ｖ２は、直径Ｐ２のドットを形成するために必要な液滴量から、直径Ｐ１のドットを形成するために必要な液滴量Ｖ１の差となる。つまり、Ｖ２＝（２π（Ｐ２／２）³／３）−（２π（Ｐ１／２）³／３）である。
従って、
Ｖ１：Ｖ２＝（２π（Ｐ１／２）³／３）：［（２π（Ｐ２／２）³／３）−（２π（Ｐ１／２）³／３）］
であり、
Ｖ２／Ｖ１＝（Ｐ２³／Ｐ１³）−１・・・・・（２）
となる。
例えば、Ｐ１＝４２μｍ、Ｐ２＝４４μｍの場合は、Ｖ２／Ｖ１＝０．１５となる。

尚、左側のヘッドユニット１１ａのノズル１２ａから吐出されるインクと、右側のヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂから吐出されるインクは、記録用紙１００への着弾のタイミングが異なる。また、液滴の着弾タイミングの時間差が大きくなるほど、記録用紙１００上に形成される画像の濃度が高くなることが一般に知られている。つまり、２つのヘッドユニット１１ａ，１１ｂからそれぞれインクを吐出させた場合では、一方のヘッドユニット１１のみからインクを吐出させた場合と比べて、画像が濃くなる傾向にある。そこで、第１液滴Ｄ１と第２液滴Ｄ２の両方が着弾する領域において画像が濃くなりすぎることを防止するため、第２液滴Ｄ２の液滴量を小さめにしてもよい。
即ち、上記（２）の式において、
Ｖ２／Ｖ１≦（Ｐ２³／Ｐ１³）−１・・・・・（３）
としてもよい。

また、上では、第１液滴Ｄ１の液滴量Ｖ１を一定として説明しているが、実際には、画像データに基づいて、制御部７は、各ノズル１２に対して小玉、中玉、及び、大玉の何れかを選択することから、ノズル１２毎に、吐出される第１液滴Ｄ１の液滴量は異なる。

この場合に、第１液滴Ｄ１の実際の液滴量（小玉、中玉、大玉）に応じて、第２液滴Ｄ２の液滴量を変化させてもよいのだが、その場合は、第２液滴Ｄ２を吐出させるために複数種類の駆動信号を準備する必要がある。そこで、制御の簡素化という観点では、第２液滴Ｄ２の吐出は１種類の駆動信号で行い、第２液滴Ｄ２の液滴量を固定とするのがよい。この場合、上記（１）式において、第１液滴Ｄ１の液滴量Ｖ１としては、小玉、中玉、大玉のうちの最も使用頻度の高い液滴の液滴量とするとよい。例えば、中玉の使用頻度が最も高い場合は、（１）式のＶ１に、中玉の液滴量を代入してＶ２を求める。

以上説明した実施形態において、プリンタ１が、本発明の「画像形成装置」に相当する。用紙幅方向が本発明の「第１方向」に相当し、搬送方向が本発明の「第２方向」に相当する。

図７，図８において、第１間隔Ｐ１でノズル１２ａが配列されているヘッドユニット１１ａが、本発明の「第１ヘッドユニット」に相当し、そのノズル１２ａが本発明の「第１ノズル」に相当する。このヘッドユニット１１のアクチュエータ１３の圧電素子１５が本発明の「第１駆動素子」に相当する。一方、重なり範囲Ａにおいて第２間隔Ｐ２でノズル１２ｂが配列されているヘッドユニット１１ｂが、本発明の「第２ヘッドユニット」に相当し、そのノズル１２ｂが本発明の「第２ノズル」に相当する。このヘッドユニット１１のアクチュエータ１３の圧電素子１５が本発明の「第２駆動素子」に相当する。

また、制御部７から駆動装置１４へ送られる３ビットの選択データのうち、３種類の第１液滴を吐出させるための（００１）（０１０）（０１１）の選択データが、本発明の「第１選択データ」に相当し、第２液滴を吐出させるための（１００）の選択データが、本発明の「第２選択データ」に相当する。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］先にも少し触れたが、第２液滴の液滴量Ｖ２は固定である必要はなく、様々な条件に応じて制御部７が第２液滴の液滴量を変更する構成であってもよい。例えば、３種類の第２液滴を選択的に吐出させる構成とするのであれば、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、制御部７は、ピーク電圧（Ｖａ，Ｖｂ、Ｖｃ）が互いに異なる第２液滴用の３種類の駆動波形を生成する。その上で、制御部７は、境界位置Ｂよりも右側に位置するノズル１２の各々に対して、図９の駆動波形の何れか１つを選択させるための選択データを生成し、駆動装置１４に送信する。第２液滴の液滴量を異ならせる例として、次の（ａ）、（ｂ）の２つを挙げる。

（ａ）前記実施形態では、３種類の第１液滴が使い分けられているが、これら３種類の第１液滴に対して第２液滴が１種類のみであると、２つのヘッドユニット１１の繋ぎ目における濃度ムラを抑制する効果が低くなる場合がある。

例えば、図１０において、境界位置Ｂよりも右側で、右側のヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂから大玉が吐出される場合に、ヘッドユニット１１ａのノズル１２ａから吐出される第２液滴Ｄ２が小さいと、画像部分Ａ２における、大玉の密度が低いことによる濃度の低さを十分に補うことができない。逆に、右側のヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂから小玉が吐出される場合に、ヘッドユニット１１ａのノズル１２ａから吐出される第２液滴が大きいと、第２液滴が吐出されることによって、逆に画像部分Ａ２の濃度が高くなりすぎる。

そこで、境界位置Ｂよりも右側のノズル１２から吐出される第１液滴Ｄ１の液滴量の大きさに応じて、第２液滴Ｄ２の大きさを変化させてもよい。図１０では、重なり範囲Ａ内の各ノズル１２から、第１液滴として、小玉（Ｄ１Ｓ）、中玉（Ｄ１Ｍ）、及び、大玉（Ｄ１Ｌ）の何れかが吐出される。この場合に、制御部７は、境界位置Ｂよりも右側において、ヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂから小玉（Ｄ１Ｓ）を吐出させる場合には、このノズル１２ｂに最も近い位置にあるヘッドユニット１１ａのノズル１２ａについては、３種類の第２液滴のうち最も小さな第２液滴（Ｄ２Ｓ）を吐出させる。ノズル１２ｂから中玉（Ｄ１Ｍ）を吐出させる場合には、対応するノズル１２ａから中間の第２液滴（Ｄ２Ｍ）を吐出させる。ノズル１２ｂから大玉（Ｄ１Ｌ）を吐出させる場合には、対応するノズル１２ａから最も大きな第２液滴（Ｄ２Ｌ）を吐出させる。例えば、小玉Ｄ１Ｓの液滴量が３ｐｌ、中玉Ｄ１Ｍの液滴量が５ｐｌ、大玉Ｄ１Ｌの液滴量が１５ｐｌの場合には、小玉：中玉：大玉の液滴量の比（３：５：１５）に応じて、３種類の第２液滴（Ｄ２Ｓ，Ｄ２Ｍ，Ｄ２Ｌ）の液滴量を異ならせる。具体的には、Ｄ２Ｓの液滴量を０．４５ｐｌ、Ｄ２Ｍの液滴量を０．７５ｐｌ、Ｄ２Ｌの液滴量を２．２５ｐｌとする。

（ｂ）図１１に示すように、重なり範囲Ａにおいては、ヘッドユニット１１ａのノズル１２ａの配列間隔Ｐ１と、ヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂの配列間隔Ｐ２とが異なるため、境界位置Ｂからの位置によってノズル１２ａ，１２ｂ間の距離が変わってくる。そこで、境界位置Ｂからの位置に応じて、ノズル１２ａから吐出させる第２液滴Ｄ２の大きさを異ならせてもよい。

上記ノズル間距離が小さい場所では、記録用紙１００に着弾した第１液滴Ｄ１と第２液滴Ｄ２とが大きく重なることから、第２液滴Ｄ２は小さくてよい。一方、ノズル間距離が大きい場所では、第１液滴Ｄ１と第２液滴Ｄ２の着弾位置が離れることから、濃度を補うために第２液滴Ｄ２は大きくてよい。そこで、境界位置Ｂよりも右側のノズル１２ａから吐出させる第２液滴Ｄ２の液滴量を、最も近い位置にあるノズル１２ｂとの左右方向における離間距離に応じて変化させればよい。尚、上記の離間距離は、ノズル１２ａとノズル１２ｂの中心間距離である。

図１１を参照して具体的に説明する。まず、境界位置Ｂにおいては、左側のヘッドユニット１１ａのノズル１２ａと右側のヘッドユニット１１ｂのノズル１２ｂの、用紙幅方向の位置が一致している。また、説明の便宜上、境界位置Ｂから右側に並ぶノズル１２ａの各々に対して、境界位置Ｂからの順番を示す番号Ｎを付与する。

Ｎが増えるにつれて、ノズル１２ａ，１２ｂ間の距離は大きくなっていく。例えば、Ｎ＝１の場合には、上記ノズル間距離はＰ２−Ｐ１であるが、Ｎ＝２の場合は、ノズル間距離は２×（Ｐ２−Ｐ１）となる。但し、Ｎがある値を超えると、ノズル１２ａは左側のノズル１２ｂに近づいていくため、逆に、ノズル間距離は小さくなっていく。例えば、Ｎ＝６の場合のノズル間距離は、Ｎ＝１のときと同程度である。

このノズル間距離の変動を、Ｎを用いて一般化する。ノズル間距離の増減の変動周期はＸ＝Ｐ２／（Ｐ２−Ｐ１）と表すことができ、ＮがＸ／２となる地点でノズル間距離が極大値をとる。言い換えれば、ＮがＸ／２よりも小さい間は、Ｎが増えるにつれてノズル間距離が増加し、ＮがＸ／２を超えるとノズル間距離は減少に転じる。そこで、制御部７は、Ｎ≦Ｘ／２のノズル１２ａについては、Ｎが大きくなるに従って第２液滴Ｄ２の液滴量を増加させる。一方、Ｘ／２＜Ｎ≦Ｘのノズル１２ａについては、Ｎが大きくなるに従って第２液滴Ｄ２の液滴量を減少させる。例えば、Ｐ１＝４２μｍ、Ｐ２＝４４μｍの場合は、Ｘ＝２２であり、第２液滴Ｄ２の液滴量の増減境界となるＮ（＝Ｘ／２）は１１となる。

また、Ｎが上記の変動周期Ｘを超えると、Ｎ≦Ｘと同じように、ノズル間距離が変動する。従って、制御部７は、Ｎ＞Ｘのノズル１２ａについては、ＮがＸの整数倍を超えるごとに、Ｎ≦Ｘにおける第２液滴の液滴量の増加と減少を繰り返す。

２］第２液滴Ｄ２の液滴量は、第１液滴Ｄ１の液滴量よりも小さければよく、前記実施形態で説明したように、第１間隔Ｐ１、第２間隔Ｐ２の関数である必要は必ずしもない。

３］前記実施形態では、本発明を、ラインタイプのインクジェットヘッドに適用した例であるが、図１２に示すように、用紙幅方向に移動しながら、各ノズル１２からインクを吐出させる、シリアルタイプのインクジェットヘッド２４に適用することも可能である。

４］前記実施形態では、図２に示すように、インクジェットヘッド４の各ヘッドユニット１１が、個々に、アクチュエータ１３を駆動する駆動装置１４を備えている。これに対して、インクジェットヘッドが、複数のヘッドユニットのアクチュエータをそれぞれ駆動する、共通の駆動装置を備えてもよい。

１プリンタ
４インクジェットヘッド
７制御部
１１ヘッドユニット
１２ノズル
１３アクチュエータ
１４駆動装置
１５圧電素子
２４インクジェットヘッド
Ａ重なり範囲
Ｂ境界位置
Ｄ１第２液滴
Ｄ２第２液滴

Claims

第１方向に配列された複数の第１ノズルを有する、第１ヘッドユニットと、
前記第１方向に配列された複数の第２ノズルを有し、且つ、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１ヘッドユニットと一部が重なるように、前記第１ヘッドユニットに対して前記第１方向にずれて配置された、第２ヘッドユニットと、
前記第１ヘッドユニットと前記第２ヘッドユニットからそれぞれ液滴を吐出させる制御部と、を備え、
前記第１ヘッドユニットの前記複数の第１ノズルは、前記第１方向に第１間隔で配列され、前記第２ヘッドユニットの前記複数の第２ノズルは、前記第１ノズルと重なる範囲において、前記第１方向に前記第１間隔よりも大きい第２間隔で配列され、
前記制御部は、
前記第１ノズルと前記第２ノズルの重なり範囲において、所定の境界位置よりも前記第１方向の前記第１ヘッドユニット側では、前記第１ノズルから画像を形成するための液滴を吐出させて前記第２ノズルから前記液滴を吐出させず、前記境界位置よりも前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側では前記第１ノズル及び前記第２ノズルから前記液滴を吐出させ、
前記液滴として、第１液滴と、前記第１液滴よりも小さい第２液滴とを選択的に吐出させ、
さらに、前記重なり範囲の、前記境界位置よりも前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側に位置する前記第１ノズルからは、前記第２液滴を吐出させることを特徴とする画像形成装置。
前記第１間隔をＰ１、前記第２間隔をＰ２、前記第１液滴の液滴量をＶ１、前記第２液滴の液滴量をＶ２としたときに、Ｖ２／Ｖ１が、Ｐ１及びＰ２を変数とする所定の関数で定められることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
Ｖ２／Ｖ１≦（Ｐ２³／Ｐ１³）−１であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記制御部は、
前記境界位置よりも前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側に位置する前記第１ノズルのそれぞれから吐出させる前記第２液滴の液滴量を、前記第１ノズルと前記第２ノズルとの前記第２方向における離間距離に応じて、変化させることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
前記境界位置では、前記重なり範囲内のその他の位置と比べて、前記第１ノズルと前記第２ノズルの前記第１方向の位置が最も近く、前記制御部は、前記境界位置では、前記第１ノズルと前記第２ノズルの何れか一方から前記第１液滴を吐出させ、
さらに、前記制御部は、
前記第１間隔をＰ１、前記第２間隔をＰ２としたときに、前記境界位置から前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側にＮ番目に位置する前記第１ノズルについて、
Ｘ＝Ｐ２／（Ｐ２−Ｐ１）としたときに、
Ｎ≦Ｘ／２の場合は、Ｎが大きくなるに従って、前記第１ノズルから吐出させる前記第２液滴の液滴量を増加させ、
Ｘ／２＜Ｎ≦Ｘの場合は、Ｎが大きくなるに従って、前記第１ノズルから吐出させる前記第２液滴の液滴量を減少させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記制御部は、
Ｎ＞Ｘの場合は、ＮがＸの整数倍を超えるごとに、Ｎ≦Ｘにおける前記第２液滴の液滴量の増加と減少を繰り返すことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記制御部は、
前記重なり範囲内の、前記境界位置よりも前記第１方向の前記第１ヘッドユニット側の前記第１ノズル、及び、前記境界位置よりも前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側の前記第２ノズルについては、大きさが異なる複数種類の前記第１液滴の中から１つを選択して吐出させ、
前記重なり範囲内の、前記境界位置よりも前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側に位置する前記第１ノズルについては、前記第２液滴として、前記複数種類の第１液滴の中の最小液滴よりもさらに小さい液滴を吐出させることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。
前記制御部は、
前記重なり範囲のうちの前記境界位置よりも前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側において、前記第２ノズルから吐出させる前記第１液滴の大きさに応じて、前記第１ノズルから吐出させる前記第２液滴の大きさを変化させることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
前記第１ヘッドユニットは、前記第１ノズルから液滴を吐出させる第１駆動素子を有し、
前記第２ヘッドユニットは、前記第２ノズルから液滴を吐出させる第２駆動素子を有し、
前記第１駆動素子と前記第２駆動素子をそれぞれ駆動する駆動装置をさらに備え、
前記制御部は、入力された画像データに基づいて、前記駆動装置に駆動対象となる駆動素子を選択させるための選択データを生成し、
前記選択データは、前記重なり範囲において、前記境界位置よりも前記前記第１方向の前記第１ヘッドユニット側に位置する、前記第１ノズルに対応する前記第１駆動素子を駆動し、前記第２ノズルに対応する前記第２駆動素子を駆動させず、前記境界位置よりも前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側に位置する、前記第２ノズルに対応する前記第２駆動素子を駆動するための第１選択データと、前記重なり範囲の、前記境界位置よりも前記第２ヘッドユニット側に位置する前記第１ノズルに対応する、前記第１駆動素子を駆動するための第２選択データとを含み、
前記駆動装置は、
前記制御部から入力された前記第１選択データに基づいて、前記境界位置よりも前記前記第１方向の前記第１ヘッドユニット側に位置する、前記第１ノズルに対応する前記第１駆動素子及び前記境界位置よりも前記第１方向の前記第２ヘッドユニット側に位置する、前記第２ノズルに対応する前記第２駆動素子に対して、前記第１液滴を吐出させるための第１駆動信号を出力し、
前記制御部から入力された前記第２選択データに基づいて、前記重なり範囲の、前記境界位置よりも前記第２ヘッドユニット側に位置する前記第１ノズルに対応する前記第１駆動素子に対して、前記第１駆動信号とは異なる、前記第２液滴を吐出させるための第２駆動信号を出力することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像形成装置。