JP7371418B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

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本発明は、液体吐出装置に関する。
従来、インクジェット方式のプリンターに代表されるように、インク等の液体を液滴として吐出する液体吐出装置が知られている。例えば、特許文献1には、第1部分、第2部分および第3部分を有する液体噴射ユニットを備える液体噴射装置が開示される。当該液体噴射ユニットでは、第1部分が第2部分と第3部分との間に位置しており、第2部分および第3部分のそれぞれの幅は、第1部分の幅よりも短い。そして、第1部分、第2部分および第3部分には、これらにわたって複数のノズルが設けられる。
特開2017-136720号公報
特許文献1の液体噴射ユニットでは、第2部分の幅が第1部分の幅よりも短いため、第2部分の熱容量が第1部分に比べて小さくなり、この結果、第2部分が第1部分に比べて放熱しやすい。このため、第2部分を流通する液体は、第1部分を流通する液体と比較して、温度が低くなる傾向がある。ここで、液体噴射ユニットからの液体の吐出量は、温度の低下に伴い、当該液体の粘度上昇の影響により減少する。従来では、第1部分と第2部分との温度差について何ら考慮がないため、当該温度差が第1部分と第2部分との液体吐出量の差として現れ、この結果、画質低下を招くという課題がある。
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体吐出装置は、液体を吐出する複数のノズルが設けられるヘッドユニットと、前記ヘッドユニットにおける液体の吐出動作を制御する制御部と、有する液体吐出装置であって、前記ヘッドユニットは、第1部分と、第1方向における位置が前記第1部分とは異なり、前記第1部分よりも前記第1方向に交差する第2方向における幅が短い第2部分と、を有し、前記複数のノズルは、前記第1部分に設けられる第1ノズル群と、前記第2部分に設けられる第2ノズル群と、を含み、前記制御部は、前記第1ノズル群に対応する入力値として第1入力値が入力される場合、前記第1ノズル群に対応する出力値として第1出力値を出力し、前記第2ノズル群に対応する入力値として前記第1入力値が入力される場合、前記第2ノズル群に対応する出力値として前記第1出力値よりも大きい第2出力値を出力する。
第1実施形態に係る液体吐出装置の構成を例示する概略図である。 ヘッドモジュールの斜視図である。 ヘッドユニットの分解斜視図である。 ヘッドユニットをZ1方向からみた平面図である。 ヘッドユニットをZ2方向からみた平面図である。 ヘッドの平面図である。 ヘッドユニットについてY軸での位置と液体の吐出量との関係を示す図である。 第1実施形態における制御部を説明するための図である。 第1パルスおよび第2パルスの例1を示す図である。 第1パルスおよび第2パルスの例2を示す図である。 第1パルスおよび第2パルスの例3を示す図である。 第1パルスおよび第2パルスの例4を示す図である。 第2実施形態における制御部を説明するための図である。 第2実施形態における制御部の処理の流れを示す図である。 第1階調情報の値と第2階調情報の値との関係の一例を示すグラフである。 第1階調情報の値と第2階調情報の値との関係の一例を示すテーブルである。 N値情報の値とM値情報の値との関係の一例を示す図である。 第1色空間情報の値と第2色空間情報の値との関係の一例を示すテーブルである。 ヘッドユニットが2個のヘッドを備える構成を例示する図である。
以下の説明では、相互に直交するX軸とY軸とZ軸とを想定する。図2に例示される通り、任意の地点からみてX軸に沿う一方向をX1方向と表記し、X1方向の反対の方向をX2方向と表記する。同様に、任意の地点からY軸に沿って相互に反対の方向をY1方向およびY2方向と表記し、任意の地点からZ軸に沿って相互に反対の方向をZ1方向およびZ2方向と表記する。X軸とY軸とを含むX-Y平面は水平面に相当する。Z軸は鉛直方向に沿う軸線であり、Z2方向は鉛直方向の下方に相当する。なお、X軸、Y軸、Z軸は、相互に略90度の角度で交差していれば良い。
1.第1実施形態
1-1.液体吐出装置100
図1は、第1実施形態に係る液体吐出装置100の構成を例示する概略図である。液体吐出装置100は、液体の一例であるインクを液滴として媒体11に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。媒体11は、典型的には印刷用紙である。ただし、例えば樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体11として利用され得る。
図1に例示される通り、液体吐出装置100には、インクを貯留する液体容器12が設置される。例えば液体吐出装置100に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、または、インクを補充可能なインクタンクが、液体容器12として利用される。図1に例示される通り、液体容器12は、液体容器12aと液体容器12bとを含む。液体容器12aには第1インクが貯留され、液体容器12bには第2インクが貯留される。第1インクと第2インクとは相異なる種類のインクである。例えば、第1インクおよび第2インクは、シアンインク、マゼンタインク、イエローインクおよびブラックインクから選択される2つのインクである。
液体吐出装置100には、インクを一時的に貯留するサブタンク13が設けられる。サブタンク13には、液体容器12から供給されたインクが貯留される。サブタンク13には、第1インクが貯留されるサブタンク13aと、第2インクが貯留されるサブタンク13bと、を含む。サブタンク13aは液体容器12aと接続され、サブタンク13bは液体容器12bと接続される。また、サブタンク13はヘッドモジュール25と接続され、ヘッドモジュール25にインクを供給し、かつ、ヘッドモジュール25からインクを回収する。サブタンク13とヘッドモジュール25の間のインクの流れについては後に詳細に説明する。
図1に例示される通り、液体吐出装置100は、制御ユニット21と搬送機構23と移動機構24とヘッドモジュール25とを具備する。制御ユニット21は、液体吐出装置100の各要素を制御する。制御ユニット21は、制御部211とパルス生成部212とを有する。制御部211は、ヘッドモジュール25におけるインクの吐出動作を制御する制御信号Sと、入力値Sinを含む信号に基づいてパルス生成部212における発生波形を規定する出力値Soutを含む信号とを生成する。制御部211は、例えばCPU(Central Processing Unit)またはFPGA(Field Programmable Gate Array)等の1または複数の処理回路と半導体メモリー等の1または複数の記憶回路とを具備する。パルス生成部212は、出力値Soutに基づいて、ヘッドモジュール25からインクを吐出させるための駆動信号Dを発生させる回路である。なお、制御部211および駆動信号Dについては、後に詳述する。
搬送機構23は、制御ユニット21による制御のもとで媒体11をY軸に沿って搬送する。移動機構24は、制御ユニット21による制御のもとでヘッドモジュール25をX軸に沿って往復させる。本実施形態の移動機構24は、ヘッドモジュール25を収容する略箱型の搬送体241と、搬送体241が固定された無端ベルト242とを具備する。なお、液体容器12、サブタンク13をヘッドモジュール25とともに搬送体241に搭載した構成も採用され得る。
ヘッドモジュール25は、サブタンク13から供給されるインクを制御ユニット21による制御のもとで複数のノズルの各々から媒体11に吐出する。搬送機構23による媒体11の搬送と搬送体241の反復的な往復とに並行してヘッドモジュール25が媒体11にインクを吐出することで、媒体11の表面に画像が形成される。
図2は、ヘッドモジュール25の斜視図である。図2に例示される通り、ヘッドモジュール25は、支持体251と複数のヘッドユニット252とを具備する。支持体251は、複数のヘッドユニット252を支持する板状部材である。支持体251には、複数の取付孔253と複数のねじ孔254とが形成される。各ヘッドユニット252は、取付孔253に挿入された状態で支持体251に支持される。複数のねじ孔254は、取付孔253ごとに2つずつ対応して設けられる。図2に例示される通り、各ヘッドユニット252は、支持体251に対して、2箇所でねじ256およびねじ孔254を用いるねじ留めにより固定される。複数のヘッドユニット252は、X軸およびY軸に並んで配列する。ただし、ヘッドユニット252の個数、および複数のヘッドユニット252の配列の態様は、以上の例示に限定されない。
1-2.ヘッドユニット252
図3は、ヘッドユニット252の分解斜視図である。図3に例示される通り、ヘッドユニット252は、流路部材31と配線基板32とホルダー33と複数の循環ヘッドHnと固定板36と補強板37とカバー38とを具備する。配線基板32とホルダー33との間に流路部材31が位置する。具体的には、流路部材31に対してZ2方向にホルダー33が設置され、流路部材31に対してZ1方向に配線基板32が設置される。本実施形態では、各ヘッドユニット252に具備される循環ヘッドHnの数が4個である。以下では、この4個の循環ヘッドHnを循環ヘッドH1、H2、H3およびH4とも表記する。
流路部材31は、サブタンク13に貯留されたインクを複数の循環ヘッドHnに供給するための流路が内部に形成された構造体である。流路部材31は、流路構造体311と接続管312、313、314および315とを具備する。図3では図示を省略するが、流路構造体311には、第1インクを複数の循環ヘッドHnに供給するための供給流路と、第2インクを複数の循環ヘッドHnに供給するための供給流路と、複数の循環ヘッドHnから第1インクを排出するための排出流路と、複数の循環ヘッドHnから第2インクを排出するための排出流路とが設けられる。流路構造体311は、複数の基板Su1~Su5の積層により構成される。流路構造体311を構成する複数の基板Su1~Su5は、例えば樹脂材料の射出成形で形成される。当該複数の基板Su1~Su5は、例えば接着剤により相互に接合される。以上の流路構造体311は、Y軸に沿う長手形状をなす。流路構造体311の長手方向での一端側の部分には、接続管312および313が設けられ、一方、流路構造体311の長手方向での他端側の部分には、接続管314および315が設けられる。接続管312、313、314および315のそれぞれは、流路構造体311から突出する管体である。接続管312は、流路構造体311に第1インクを供給するための供給口Sa_inが設けられる供給管である。同様に、接続管313は、流路構造体311に第2インクを供給するための供給口Sb_inが設けられる供給管である。一方、接続管314は、流路構造体311から第1インクを排出するための排出口Da_outが設けられる排出管である。同様に、接続管315は、流路構造体311から第2インクを排出するための排出口Db_outが設けられる排出管である。
配線基板32は、ヘッドユニット252を制御ユニット21に電気的に接続するための実装部品である。配線基板32は、例えば、フレキシブル配線基板またはリジッド配線基板等で構成される。配線基板32は、流路部材31上に配置される。配線基板32の一方の面は、流路部材31に対向する。配線基板32の他方の面には、コネクター35が設置される。コネクター35は、ヘッドユニット252と制御ユニット21とを電気的に接続するための接続部品である。また、図示しないが、配線基板32には、複数の循環ヘッドHnに接続される配線が接続される。当該配線は、例えば、フレキシブル配線基板およびリジッド配線基板の組み合わせで構成される。なお、当該配線は、配線基板32と一体で構成されてもよい。
ホルダー33は、複数の循環ヘッドHnを収容および支持する構造体である。ホルダー33は、例えば、樹脂材料または金属材料等で構成される。ホルダー33には、複数の凹部331と複数のインク孔332と複数の配線孔333と1対のフランジ334とが設けられる。当該複数の凹部331のそれぞれは、Z2方向に向けて開口し、循環ヘッドHnが配置される空間である。当該複数のインク孔332のそれぞれは、凹部331に配置される循環ヘッドHnと前述の流路部材31との間でインクを流通させる流路である。当該複数の配線孔333のそれぞれは、循環ヘッドHnと配線基板32とを接続する図示しない配線が通される孔である。1対のフランジ334は、支持体251に対してホルダー33を固定するための固定部である。図3に例示される1対のフランジ334には、支持体251に対するねじ留めのための孔335が設けられる。孔335には、前述のねじ256が通される。
各循環ヘッドHnは、インクを吐出する。すなわち、図3では図示を省略するが、各循環ヘッドHnは、第1インクを吐出する複数のノズルと、第2インクを吐出する複数のノズルと、を有する。なお、循環ヘッドHnの構成については、後述する。
固定板36は、複数の循環ヘッドHnをホルダー33に対して固定するための板部材である。具体的には、固定板36は、ホルダー33との間に複数の循環ヘッドHnを挟む状態で配置され、ホルダー33に対して接着剤により固定される。固定板36は、例えば、金属材料等で構成される。固定板36には、当該複数の循環ヘッドHnのノズルを露出させるための複数の開口部361が設けられる。図3の例示では、当該複数の開口部361は、循環ヘッドHnごとに個別に設けられる。なお、開口部361は、2以上の循環ヘッドHnで共用される態様でもよい。
補強板37は、ホルダー33と固定板36との間に配置され、固定板36を補強する板状部材である。補強板37は、固定板36上に重ねて配置され、固定板36に対して接着剤により固定される。補強板37には、当該複数の循環ヘッドHnが配置される複数の開口部371が設けられる。補強板37は、例えば、金属材料等で構成される。固定板36の補強の観点から、補強板37の厚さは、固定板36の厚さよりも厚いことが好ましい。
カバー38は、流路部材31の流路構造体311と配線基板32とを収容する箱状の部材である。カバー38は、例えば、樹脂材料等で構成される。カバー38には、4個の貫通孔381と開口部382とが設けられる。当該4個の貫通孔381は、流路部材31の4個の接続管312に対応しており、各貫通孔381には、対応する接続管312、313、314または315が通される。開口部382には、カバー38内から外部にコネクター35が通される。
図4は、ヘッドユニット252をZ1方向からみた平面図である。図4に例示される通り、各ヘッドユニット252は、Z1方向からみて、第1部分U1と第2部分U2と第3部分U3とを含む外形に構成される。第1部分U1は、第2部分U2と第3部分U3との間に位置する。具体的には、第2部分U2は第1部分U1に対してY2方向に位置し、第3部分U3は第1部分U1に対してY1方向に位置する。本実施形態では、流路部材31およびホルダー33のそれぞれは、Z1方向からみて、ヘッドユニット252に対応した外形をなす。配線基板32は、Z1方向からみて、第1部分U1に対応した外形をなす。
図4には、Y軸に沿って第1部分U1の中心を通る線分である中心線Lcが図示されている。第2部分U2は中心線Lcに対してX1方向に位置し、第3部分U3は中心線Lcに対してX2方向に位置する。すなわち、第2部分U2と第3部分U3とは、中心線Lcを挟んで互いにX軸の反対側に位置する。図4に例示される通り、各ヘッドユニット252の第3部分U3と他のヘッドユニット252の第2部分U2とがY軸に沿って一部重なるように、複数のヘッドユニット252がY軸に沿って並ぶ。
図5は、ヘッドユニット252をZ2方向からみた平面図である。図5では、説明の便宜上、1対のフランジ334の図示が省略される。図5に例示される通り、X軸に沿う第2部分U2の幅W2は、X軸に沿う第1部分U1の幅W1よりも短い。同様に、X軸に沿う第3部分U3の幅W3は、X軸に沿う第1部分U1の幅W1よりも短い。図4に例示される幅W2および幅W3は、互いに等しい。なお、幅W2および幅W3は、互いに異なってもよい。ただし、幅W2および幅W3が互いに等しい場合、ヘッドユニット252の形状の対称性を高めることができ、この結果、複数のヘッドユニット252を密に配列しやすいという利点がある。ここで、第1部分U1、第2部分U2、第3部分U3それぞれの幅W1、W2、W3は、各部分のX軸に沿った一方側の端部と他方側の端部の間の幅である。
第1部分U1におけるX1方向の端面E1aは、第2部分U2におけるX1方向の端面E2と連続する平面である。一方、第1部分U1におけるX2方向の端面E1bは、第3部分U3におけるX2方向の端面E3と連続する平面である。なお、これらの端面には、適宜に凹部または凸部が設けられてもよい。また、端面E1aと端面E2との間に段差が設けられてもよいし、端面E1bと端面E3との間に段差が設けられてもよい。
図5に例示される通り、ヘッドユニット252のホルダー33には、4個の循環ヘッドHn(n=1~4)が保持される。各循環ヘッドHn(n=1~4)は、複数のノズルNからインクを吐出する。図5に例示される通り、複数のノズルNは、ノズル列Laとノズル列Lbとに区分される。ノズル列Laおよびノズル列Lbの各々は、Y軸に沿って配列する複数のノズルNの集合である。ノズル列Laとノズル列Lbとは、X軸の方向に相互に間隔をあけて併設される。以下の説明では、ノズル列Laに関連する要素の符号に添字aを付加し、ノズル列Lbに関連する要素の符号に添字bを付加する。
また、4個の循環ヘッドH1~H4に設けられる複数のノズルNは、第1ノズル群GN1と第2ノズル群GN2と第3ノズル群GN3とに区分される。第1ノズル群GN1は、4個の循環ヘッドH1~H4に設けられる複数のノズルNのうち、第1部分U1設けられる複数のノズルNの集合である。第2ノズル群GN2は、4個の循環ヘッドH1~H4に設けられる複数のノズルNのうち、第2部分U2設けられる複数のノズルNの集合である。第3ノズル群GN3は、4個の循環ヘッドH1~H4に設けられる複数のノズルNのうち、第3部分U3設けられる複数のノズルNの集合である。
ここで、第1ノズル群GN1は、循環ヘッドH1に設けられる複数のノズルNのうちの一部からなるノズル群GN1aと、循環ヘッドH2に設けられる複数のノズルNのうちの一部からなるノズル群GN1bと、循環ヘッドH3に設けられる複数のノズルNの全部からなるノズル群GN1cと、循環ヘッドH4に設けられる複数のノズルNの全部からなるノズル群GN1dと、で構成される。また、第2ノズル群GN2は、循環ヘッドH1に設けられる複数のノズルNのうちノズル群GN1aを除く複数のノズルNからなる。同様に、第3ノズル群GN3は、循環ヘッドH2に設けられる複数のノズルNのうちノズル群GN1bを除く複数のノズルNからなる。
なお、本実施形態では、循環ヘッドH1のほとんどの部分が第2部分U2に設けられることから、概略的には、循環ヘッドH1に設けられる複数のノズルNの全部の集合を第2ノズル群GN2と捉えてもよい。同様に、概略的には、循環ヘッドH2に設けられる複数のノズルNの全部の集合を第3ノズル群GN3と捉えてもよい。また、循環ヘッドH1およびH2の一方または両方に設けられる複数のノズルNを含まずに、循環ヘッドH3およびH4に設けられる複数のノズルNの全部の集合を第1ノズル群GN1と捉えてもよい。
1-3.循環ヘッドHn
図6は、循環ヘッドHnの平面図である。図6には、Z1方向からみた循環ヘッドHnの内部の構造が模式的に図示される。図6に例示される通り、各循環ヘッドHnは、液体吐出部Qaと液体吐出部Qbとを具備する。各循環ヘッドHnの液体吐出部Qaは、サブタンク13aから供給される第1インクをノズル列Laの各ノズルNから吐出する。各循環ヘッドHnの液体吐出部Qbは、サブタンク13bから供給される第2インクをノズル列Lbの各ノズルNから吐出する。
液体吐出部Qaは、液体貯留室Raと複数の圧力室Caと複数の駆動素子Eaとを具備する。液体貯留室Raは、ノズル列Laの複数のノズルNにわたり連続する共通液室である。圧力室Caと駆動素子Eaとは、ノズル列LaのノズルN毎に形成される。圧力室Caは、ノズルNに連通する空間である。液体貯留室Raから供給される第1インクが複数の圧力室Caの各々に充填される。駆動素子Eaは、圧力室Ca内の第1インクの圧力を変動させる。例えば圧力室Caの壁面を変形させることで当該圧力室Ca内の圧力を変化させる圧電素子、または、圧力室Ca内の第1インクの加熱により圧力室Ca内に気泡を発生させる発熱素子が、駆動素子Eaとして好適に利用される。駆動素子Eaが圧力室Ca内の第1インクの圧力を変動させることで、当該圧力室Ca内の第1インクがノズルNから吐出される。すなわち、駆動素子Eaは、圧力室Caに連通するノズルNからインクを吐出させるためのエネルギーを生成するエネルギー生成素子として機能する。
液体吐出部Qbは、液体吐出部Qaと同様に、液体貯留室Rbと複数の圧力室Cbと複数の駆動素子Ebとを具備する。液体貯留室Rbは、ノズル列Lbの複数のノズルNにわたり連続する共通液室である。圧力室Cbと駆動素子Ebとは、ノズル列LbのノズルN毎に形成される。液体貯留室Rbから供給される第2インクが複数の圧力室Cbの各々に充填される。駆動素子Ebは、例えば前述の圧電素子または発熱素子である。駆動素子Ebが圧力室Cb内の第2インクの圧力を変動させることで、当該圧力室Cb内の第2インクがノズルNから吐出される。すなわち、駆動素子Ebは、圧力室Cbに連通するノズルNからインクを吐出させるためのエネルギーを生成するエネルギー生成素子として機能する。
図6に例示される通り、各循環ヘッドHnには、供給口Ra_inと排出口Ra_outと供給口Rb_inと排出口Rb_outとが設置される。供給口Ra_inおよび排出口Ra_outは液体貯留室Raに連通する。供給口Rb_inおよび排出口Rb_outは液体貯留室Rbに連通する。
以上の各循環ヘッドHnの液体貯留室Raに貯留される第1インクのうちノズル列Laの各ノズルNから吐出されない第1インクは、排出口Ra_out→流路部材31の第1インクのための排出流路→ヘッドユニット252の外部に設けられたサブタンク13a→流路部材31の第1インクのための供給流路→供給口Ra_in→液体貯留室Ra、という経路で循環する。同様に、各循環ヘッドHnの液体貯留室Rbに貯留される第2インクのうちノズル列Lbの各ノズルNから吐出されない第2インクは、排出口Rb_out→流路部材31の第2インクのための排出流路→ヘッドユニット252の外部に設けられたサブタンク13b→流路部材31の第2インクのための供給流路→供給口Rb_in→液体貯留室Rb、という経路で循環する。
1-4.ヘッドユニット252からの吐出量
図7は、ヘッドユニット252についてY軸での位置とインクの吐出量との関係を示す図である。ヘッドユニット252における複数の駆動素子EaおよびEbのすべてに共通の駆動信号を用いる場合、図7中の吐出量分布Jで示すように、第2ノズル群GN2または第3ノズル群GN3からのインクの吐出量Vm2は、第1ノズル群GN1からのインクの吐出量Vm1よりも少ない。このような吐出量分布Jは、第1部分U1と第2部分U2との温度差、および第1部分U1と第3部分U3との温度差により、第1部分U1と第2部分U2の間、および第1部分U1と第3部分U3の間でインクの粘度差が生じることに起因すると考えられる。なお、第2部分U2と第3部分U3は同様の特性(第1部分U1との幅の違いや温度差、インクの粘度差等)を有する。この点を鑑み、以降の説明においては特筆ない限り第3部分U3については第2部分U2と同じ扱いをするものとして、第3部分U3や、第3部分U3に対応する第3ノズル群GN3についての説明を割愛する。
より具体的に説明すると、第2部分U2の幅が第1部分U1の幅が短いため、第2部分U2の熱容量が第1部分U1の熱容量よりも小さい。このため、第2部分U2は、第1部分U1に比べて放熱しやすい。この結果、第2部分U2の温度が第1部分U1の温度に比べて低くなる。特にホルダー33が金属で構成されている場合、金属自体の熱容量が大きいため、第2部分U2の熱容量と第1部分U1の熱容量の差は顕著に大きくなる。
一方、インクは、一般に、温度低下に伴い、粘度上昇する。このため、第2部分U2の温度が第1部分U1の温度よりも低くなることにより、第2部分U2を流通するインクの粘度は、第1部分U1を流通するインクの粘度よりも高くなる。この結果、同じ駆動信号を用いても、第2ノズル群GN2からのインクの吐出量Vm2が第1ノズル群GN1からのインクの吐出量Vm1よりも少なくなる。
なお、図7に示す吐出量分布Jは、説明の便宜上、吐出量Vm1またはVm2がY軸における位置によらず一定であるが、実際には、ヘッドユニット252の温度分布等に応じて、吐出量Vm1またはVm2がY軸における位置によって異なる場合がある。
以上のような吐出量分布Jにおける吐出量Vm1と吐出量Vm2との差は、媒体11に印刷される画像の画質低下を招く原因となる。例えば、媒体11に均一な濃度の画像を印刷しようとしても、すべてのノズルNについて同じ駆動信号を用いると、媒体11に印刷される画像における局所的な濃度差または全体的な濃度ムラ等が生じてしまう。
そこで、本実施形態の液体吐出装置100では、媒体11に均一な濃度の画像を印刷しようとする場合、図7中の吐出量分布Kで示すように、第1ノズル群GN1、第2ノズル群GN2および第3ノズル群GN3にわたりインクの吐出量が吐出量Vm1で一定となるように、ヘッドユニット252における駆動を制御する。以下、この点を詳述する。なお、媒体11に均一でない濃度の画像を印刷しようとする場合においても、所望の濃度の画像が印刷されるように、当該制御に準じた制御が行われる。
1-5.制御部211
図8は、第1実施形態における制御部211を説明するための図である。図8に例示される通り、制御ユニット21は、制御信号Sと駆動信号Dとを含む複数の信号をヘッドユニット252に供給する。制御信号Sは、制御部211から出力され、複数の駆動素子EaまたはEbの各々についてインクの吐出の有無を所定長の単位期間ごとに指示する信号である。制御部211は、印刷情報等に基づく入力値Sinが入力され、入力値Sinに基づく出力値Soutを出力する。本実施形態では、出力値Soutは、パルスにより与えられるエネルギー量に対応する。ここで、第1ノズル群GN1に対応する入力値Sinと、第2ノズル群GN2に対応する入力値Sinとが互いに同じであっても、前述の吐出量分布Jにおける吐出量Vm1と吐出量Vm2との差を低減するように、第2ノズル群GN2に対応する出力値Soutが、第1ノズル群GN1に対応する出力値Soutよりも大きい。つまり、第2ノズル群GN2に印加されるパルスにより生成されるエネルギーが、第1ノズル群GN1に印加されるパルスにより生成されるエネルギーよりも大きくなるようにする。
パルス生成部212は、この出力値Soutに基づいて駆動信号Dを生成する。駆動信号Dは、パルス生成部212から出力され、当該単位期間を周期として変動する電圧信号である。駆動信号Dは、当該単位期間ごとに第1パルスPA1と第2パルスPA2とを含む。第1パルスPA1は、第1ノズル群GN1からインクを噴射させるための電圧波形である。第2パルスPA2は、第2ノズル群GN2からインクを噴射させるための電圧波形である。なお、第1パルスPA1および第2パルスPA2の具体的な波形の例については、後述する。
図8に例示される通り、ヘッドユニット252には、切換部39が設けられる。切換部39は、制御信号Sに基づいて駆動信号Dの第1パルスPA1または第2パルスPA2を複数の駆動素子EaまたはEbの各々に対して単位期間毎に供給するスイッチング回路である。具体的には、切換部39は、第1ノズル群GN1に対応する駆動素子EaまたEbである第1駆動素子E_GN1に第1パルスPA1を供給する。また、切換部39は、第2ノズル群GN2に対応する駆動素子EaまたEbである第2駆動素子E_GN2と、第3ノズル群GN3に対応する駆動素子EaまたEbである第3駆動素子E_GN3とのそれぞれに第2パルスPA2を供給する。
なお、図8では、1つの駆動信号Dの単位期間内に第1パルスPA1および第2パルスPA2の双方が含まれる場合が例示されるが、この例示に限定されない。例えば、第1パルスPA1を含む駆動信号と、第2パルスPA2を含む駆動信号とを別々にパルス生成部212で発生させてもよい。この場合、第1パルスPA1を含む駆動信号を第1駆動素子E_GN1に供給し、第2パルスPA2を含む駆動信号を第2駆動素子E_GN2および第3駆動素子E_GN3のそれぞれに供給すればよい。また、切換部39は、ヘッドユニット252の外部に設けられてもよい。
1-6.第1パルスPA1および第2パルスPA2
以下、第1パルスPA1および第2パルスPA2の具体的な波形の例1、2、3および4を順に説明する。
(例1)
図9は、第1パルスPA1および第2パルスPA2の例1を示す図である。図9に例示される通り、例1における第1パルスPA1および第2パルスPA2のそれぞれの電位は、第1タイミングT1まで降下した後、第2タイミングT2から第3タイミングT3まで上昇し、その後、第4タイミングT4から降下する。ここで、第1パルスPA1または第2パルスPA2は、第2タイミングT2までの期間において前述の圧力室CaまたはCb内を減圧し、第2タイミングT2から第3タイミングT3までの期間において圧力室CaまたはCb内を加圧する。以上のような圧力室CaまたはCb内の圧力の変化により、圧力室CaまたはCb内のインクの一部がノズルNから液滴として吐出される。
例1では、第1パルスPA1における第3タイミングT3から第4タイミングT4までの電位が電位VH1であるのに対し、第2パルスPA2における第3タイミングT3から第4タイミングT4までの電位が電位VH1よりも高い電位VH2である。つまり、第2パルスPA2が印加された場合、第1パルスPA1に比べて加圧時により高圧になるよう加圧を行う。加圧したときにより高圧になる方が、吐出時にインクを押し出す量が大きくなるので、吐出量は多くなる。よって、第1ノズル群GN1に例1における第1パルスPA1を、第2ノズル群GN2に例1における第2パルスPA2を印加することにより、図7に示す吐出量分布Jにおける吐出量Vm1と吐出量Vm2との差を低減することができる。
なお、図9では、第1パルスPA1における第1タイミングT1から第2タイミングT2までの電位と第2パルスPA2における第1タイミングT1から第2タイミングT2までの電位とが電位VL1で互いに等しい。したがって、電位VH2と電位VL1の差で表される第2パルスPA2の振幅A2は、電位VH1と電位VL1の差で表される第1パルスPA1の振幅A1よりも大きくなる。なお、電位VH1およびVH2のそれぞれは、基準電位V0よりも高い電位である。電位VL1は、基準電位V0よりも低い電位である。
電位VH1と電位VH2との差は、固定でもよいし可変でもよい。当該差が可変である場合、例えば、ヘッドユニット252に設けた温度センサーにより第1部分U1と第2部分U2との温度差を測定し、その測定値に基づいて、電位VH1と電位VH2との差を変更してもよい。
(例2)
図10は、第1パルスPA1および第2パルスPA2の例2を示す図である。図10に例示される通り、例2における第1パルスPA1は、前述の例1における第1パルスPA1と同じである。例2では、第1パルスPA1における第1タイミングT1から第2タイミングT2までの電位が電位VL1であるのに対し、第2パルスPA2における第1タイミングT1から第2タイミングT2までの電位が電位VL1よりも低い電位VL2である。つまり、第2パルスPA2パルスが印加された場合、第1パルスPA1に比べて減圧時により低圧になるよう減圧を行う。減圧したときにより低圧になる方が、吐出のために液体を圧力室CaまたはCb内に引き込む量が増えるため、吐出量は多くなる。よって、第1ノズル群GN1に例2における第1パルスPA1を、第2ノズル群GN2に例2における第2パルスPA2を印加することにより、図7に示す吐出量分布Jにおける吐出量Vm1と吐出量Vm2との差を低減することができる。
なお、図10では、第1パルスPA1における第3タイミングT3から第4タイミングT4までの電位と第2パルスPA2における第3タイミングT3から第4タイミングT4までの電位とが電位VH1で互いに等しい。したがって、電位VH1と電位VL2の差で表される第2パルスPA2の振幅A2は、電位VH1と電位VL1の差で表される第1パルスPA1の振幅A1よりも大きくなる。なお、電位VL2は、基準電位V0よりも低い電位である。
(例3)
図11は、第1パルスPA1および第2パルスPA2の例3を示す図である。図11に例示される通り、例3における第1パルスPA1は、前述の例1における第1パルスPA1と同じである。例3における第2パルスPA2は、前述の例1および例2の第2パルスPA2を組み合わせたような波形をなす。すなわち、例3では、前述の例2と同様、第1パルスPA1における第1タイミングT1から第2タイミングT2までの電位が電位VL1であるのに対し、第2パルスPA2における第1タイミングT1から第2タイミングT2までの電位が電位VL1よりも低い電位VL2である。これに加え、前述の例1と同様、第1パルスPA1における第3タイミングT3から第4タイミングT4までの電位が電位VH1であるのに対し、第2パルスPA2における第3タイミングT3から第4タイミングT4までの電位が電位VH1よりも高い電位VH2である。
以上の例3によっても、前述の吐出量分布Jにおける吐出量Vm1と吐出量Vm2との差を低減することができる。なお、第2パルスPA2の振幅A2は、第1パルスPA1の振幅A1よりも大きければ、第2パルスPA2における第1タイミングT1から第2タイミングT2までの電位が電位VL1よりも高い電位VL3でもよい。
(例4)
図12は、第1パルスPA1および第2パルスPA2の例4を示す図である。図12に例示される通り、例4における第1パルスPA1は、前述の例1における第1パルスPA1と同じである。例4では、第1パルスPA1における第2タイミングT2から第3タイミングT3までの時間長が時間長TL1であるのに対し、第2パルスPA2における第2タイミングT2から第3タイミングT3までの時間長が時間長TL1よりも短い時間長TL2である。
つまり、第2パルスPA2が印加された場合、第1パルスPA1に比べて、加圧時に急峻に加圧することになる。ゆっくりと加圧するよりも、急峻に加圧した方が当然ながら吐出量は多くなる。よって、第1ノズル群GN1に例4における第1パルスPA1を、第2ノズル群GN2に第2パルスPA2を印加することにより、図7に示す吐出量分布における吐出量Vm1と吐出量Vm2の差を低減することができる。
なお、例4は、前述の例1から3のいずれかと組み合わせてもよい。
以上から理解される通り、液体吐出装置100は、液体の一例であるインクを吐出する複数のノズルNが設けられるヘッドユニット252と、ヘッドユニット252におけるインクの吐出動作を制御する制御部211と、有する。
ヘッドユニット252は、第1部分U1と第2部分U2とを有する。第2部分U2は、第1方向に相当するY1方向またはY2方向における位置が第1部分U1とは異なり、かつ、第1部分U1よりもY1方向またはY2方向に交差する第2方向に相当するX1方向またはX2方向における幅が短い。
ここで、ヘッドユニット252に設けられる複数のノズルNは、第1部分U1に設けられる第1ノズル群GN1と、第2部分U2に設けられる第2ノズル群GN2と、を含む。前述のように、制御部211は、第1ノズル群GN1に対応する入力値Sinと第2ノズル群GN2に対応する入力値Sinとが互いに同じである場合、第2ノズル群GN2に対応する出力値Soutが、第1ノズル群GN1に対応する出力値Soutよりも大きい。すなわち、制御部211は、第1ノズル群GN1に対応する入力値Sinとして第1入力値が入力される場合、第1ノズル群GN1に対応する出力値Soutとして第1出力値を出力するのに対し、第2ノズル群GN2に対応する入力値Sinとして第1入力値が入力される場合、第2ノズル群GN2に対応する出力値Soutとして第1出力値よりも大きい第2出力値を出力する。このため、第1部分U1と第2部分U2との温度差に起因する第1ノズル群GN1と第2ノズル群GN2との吐出量の差を低減することができる。この結果、第1ノズル群GN1に対応する出力値Soutと、第2ノズル群GN2に対応する出力値Soutとが互いに等しい場合に比べて、画質を向上させることができる。
ヘッドユニット252は、第1エネルギー生成素子である第1駆動素子E_GN1と、第2エネルギー生成素子である第2駆動素子E_GN2と、パルス生成部212と、を有する。第1駆動素子E_GN1は、第1ノズル群GN1からインクを吐出させるためのエネルギーを生成する。第2駆動素子E_GN2は、第2ノズル群GN2からインクを吐出させるためのエネルギーを生成する。パルス生成部212は、第1駆動素子E_GN1および第2駆動素子E_GN2を駆動するパルスを発生させる。
本実施形態では、制御部211における第1ノズル群GN1および第2ノズル群GN2のそれぞれに対応する入力値が前述の第1入力値である場合、パルス生成部212から第1駆動素子E_GN1に供給されるパルスが第1パルスPA1である。また、この場合、パルス生成部212から第2駆動素子E_GN2に供給されるパルスが第2パルスPA2である。
第1パルスPA1および第2パルスPA2のそれぞれの電位は、第1タイミングT1まで降下し、第1タイミングT1よりも後の第2タイミングT2から、第2タイミングT2よりも後の第3タイミングT3まで上昇し、第3タイミングT3よりも後の第4タイミングT4から降下する。このように電位が変化する第1パルスPA1および第2パルスPA2を用いることにより、第1ノズル群GN1および第2ノズル群GN2から効率的にインクを吐出することができる。また、第1パルスPA1および第2パルスPA2の振幅または各部の時間幅等を互いに異ならせることで、第1部分U1と第2部分U2との温度差に起因する第1ノズル群GN1と第2ノズル群GN2との吐出量の差を低減することができる。
前述の図9または図11に例示される通り、第2パルスPA2における第3タイミングT3と第4タイミングT4との間の電位VH2は、第1パルスPA1における第3タイミングT3と第4タイミングT4との間の電位VH1よりも高いことが好ましい。この場合、電位VH1と電位VH2とが互いに等しい場合に比べて、第2ノズル群GN2からの吐出量を多くしやすい。
また、前述の図10または図11に例示される通り、第2パルスPA2における第1タイミングT1と第2タイミングT2との間の電位VL2は、第1パルスPA1における第1タイミングT1と第2タイミングT2との間の電位VL1よりも低いことが好ましい。この場合、電位VL1と電位VL2とが互いに等しい場合に比べて、第2パルスPA2の振幅A2を大きくしやすい。
さらに、前述の図12に例示される通り、第2パルスPA2における第2タイミングT2と第3タイミングT3との間の時間長は、第1パルスPA1における第2タイミングT2と第3タイミングT3の間の時間長よりも短いことが好ましい。この場合、第2パルスPA2の振幅A2を小さくしても、第2パルスPA2が第1パルスPA1と同一波形である場合に比べて、第2ノズル群GN2からの吐出量を多くすることができる。
また、ヘッドユニット252は、第1部分U1よりもX1方向またはX2方向における幅が短い第3部分U3をさらに有する。第2部分U2および第3部分U3は、Y1方向またはY2方向における位置が互いに異なる。さらに、図4および図5に例示される通り、ヘッドユニット252に設けられる複数のノズルNのそれぞれは、第1部分U1、第2部分U2および第3部分U3のいずれかに設けられる。すなわち、ヘッドユニット252における第1部分U1、第2部分U2および第3部分U3以外の部分には、ノズルNが設けられていない。このため、複数のヘッドユニット252の設置スペースを小さくすることが容易である。
また、図4および図5に例示される通り、第2部分U2は、第1部分U1に対してY2方向で第1部分U1に接続され、一方、第3部分U3は、第1部分U1に対してY1方向で第1部分U1に接続される。このため、前述のような設置スペースを小さくすることが可能なヘッドユニット252の設計が容易である。ここで、Y2方向は、Y1方向またはY2方向の一方側である「第1側」に相当し、Y1方向は、Y1方向またはY2方向の他方側である「第2側」に相当する。
さらに、図5に例示される通り、第2部分U2におけるX1方向またはX2方向の一方側である第3側の端面E2は、第1部分U1における第3側の端面E1aとX1方向またはX2方向における位置が同じである。言い換えると、端面E2と端面E1aとが連続する平面をなす。同様に、第3部分U3におけるX1方向またはX2方向の他方側である第4側の端面E3は、第1部分U1における第4側の端面E1bとX1方向またはX2方向における位置が同じである。このため、端面E2と端面E1aとの間に段差が設けられたり端面E3と端面E1bとの間に段差が設けられたりする場合に比べて、複数のヘッドユニット252をX1方向またはX2方向に密に配置することができる。
図5に例示される通り、ヘッドユニット252は、一部が第2部分U2に他部が第1部分U1に位置する循環ヘッドH1と、一部が第3部分U3に他部が第1部分U1に位置する循環ヘッドH2と、を有する。このため、第1部分U1と第2部分U2と第3部分U3とにわたって複数のノズルNをY軸に沿って均等に配置することができる。ここで、循環ヘッドH1は、ヘッドユニット252が備える複数のノズルNのうち一部が設けられる「第1ヘッド」に相当する。循環ヘッドH2は、ヘッドユニット252が備える複数のノズルNのうち一部が設けられる「第2ヘッド」に相当する。
図5に例示される通り、ヘッドユニット252は、前述の循環ヘッドH1およびH2のほか、第1部分U1に位置する循環ヘッドH3と、Y1方向またはY2方向における位置が循環ヘッドH3とは異なり、第1部分U1に位置する循環ヘッドH4と、を有する。循環ヘッドH1~H4を用いる構成では、循環ヘッドH1およびH2のみを用いる構成に比べて、循環ヘッドH1およびH2におけるノズルNの数を多くしなくても、ヘッドユニット252が有するノズルNの数を多くすることができる。このため、ヘッドユニット252が有するノズルNの数を多くすることが容易である。ここで、循環ヘッドH3は、ヘッドユニット252が備える複数のノズルNのうち一部が設けられる「第3ヘッド」に相当する。循環ヘッドH4は、ヘッドユニット252が備える複数のノズルNのうち一部が設けられる「第4ヘッド」に相当する。
また、図3に例示される通り、ヘッドユニット252は、循環ヘッドH1およびH2が配置されるホルダー33をさらに有する。このため、循環ヘッドH1およびH2をホルダー33により一体化することができる。本実施形態のホルダー33には、循環ヘッドH1およびH2のほか、循環ヘッドH3およびH4も配置される。このため、循環ヘッドH1~H4がホルダー33により一体化される。
さらに、図3に例示される通り、ヘッドユニット252は、循環ヘッドH1およびH2をホルダー33に固定する固定板36をさらに有する。このため、固定板36を用いない構成に比べて、循環ヘッドH1およびH2の一体性を高めることができる。本実施形態の固定板36は、循環ヘッドH1およびH2のほか、循環ヘッドH3およびH4もホルダー33に固定する。このため、循環ヘッドH1~H4の一体性が高まる。
図5に例示される通り、循環ヘッドH1およびH2のそれぞれは、ノズル列LaおよびLbを有する。ノズル列LaおよびLbのそれぞれは、ヘッドユニット252が備える複数のノズルNのうちの一部がY1方向またはY2方向に配列される。このため、ノズル列LaまたはLbが循環ヘッドH1と循環ヘッドH2とに跨る構成に比べて、ノズル列LaまたはLbにおけるノズルN間のピッチを小さくすることができる。
2.第2実施形態
前述の実施形態では、第1パルスPA1および第2パルスPA2を直接的に互いに異ならせることで、第1ノズル群GN1と第2ノズル群GN2との吐出量の差を低減したが、本実施形態では第1ノズル群GN1に対応する補正前データと第2ノズル群GN2に対応する補正前データでγ補正を異ならせることにより吐出量分布Jに示す吐出量の差を低減する。
図13は、第2実施形態における制御部211を説明するための図である。図13に例示される通り、本実施形態の制御部211は、γ補正部211aと色変換部211bと量子化部211cとを有する。
また、図14は、第2実施形態における制御部211の処理の流れを示す図である。制御部211は、図14に示すように、色変換部211bによる色変換処理ST1とγ補正部211aによるγ補正処理ST2と量子化部211cによる量子化処理ST3とをこの順で実行する。
まず、色変換部211bにより、色変換処理ST1を行う。当該色変換処理ST1は、少なくともレッド、グリーン、ブルーを含む第1色空間に対応する第1色空間データSin1を、少なくともシアン、マゼンタ、イエローを含む第2色空間に対応する第2色空間データSout1に変換する。
第1色空間は、PC等における色再現に用いられるsRGB色空間等の色空間である。第1色空間データSin1は、RGB値(輝度値)等によって表現されるデータである。第2色空間は、印刷装置等における色再現に用いられるCMYK色空間等の色空間である。第2色空間データSout1は、CMY値(濃度値)等によって表現されるデータである。すなわち、色変換処理ST1は、PC等で表現された画像を印刷装置にて記録できるように、PC等のデータ形式を印刷装置等のデータ形式に変換するための処理である。
色変換処理ST1を行うためには、輝度値と濃度値の対応関係を規定する色変換LUT(Look Up Table)が用いられる。色変換LUTには、例えば(R,G,B)=(0,0,0)の値の第1色空間データSin1が入力された場合には、(C,M,Y)=(255,255,255)の値の第2色空間データSout1を生成するように、第1色空間データSin1と第2色空間データSout1の対応関係が規定されている。色変換処理ST1では、輝度値によって示される第1色空間データSin1が入力されたとき、当該色変換LUTを参照することで対応する濃度値によって示される第2色空間データSout1に変換するのである。
次に、γ補正部211aにより、γ補正処理ST2を行う。当該γ補正処理は、少なくともシアン、マゼンタ、イエローを含む第2色空間に対応する補正前データSin2を補正して、補正後データSout2を生成する処理である。補正後データSout2は、少なくとも一部で補正前データSin2と階調値が異なる。
ここで、本実施形態では簡単のため、色変換処理ST1とγ補正処理ST2の間に別の処理は行わない。よって、色変換処理ST1によって生成される第2色空間データSout1とγ補正処理ST2を行う補正前データSin2とは一致する。但し、色変換処理ST1とγ補正処理ST2の間に別の処理を行い、第2色空間データSout1と補正前データSin2が異なっていても良い。
印刷装置ではドットにより画像を再現するため、低階調(低Duty)の画像を記録するときと、高階調(高Duty)の画像を記録するときとで、階調を上げたときの記録画像の濃度変化は一致しない。階調値、すなわちその時のドットの個数や記録媒体の種類によって、記録媒体の紙白に対するドットの被覆面積が占める割合は異なってくるからである。そのため、例えば補正前データSin2によって記録画像の濃度が線形変化するように設計したつもりでも、階調値や記録媒体種によっては実際に記録される画像濃度が異なることがある。
この点を鑑み、γ補正処理ST2では、補正前データSin2が変化するに伴い記録画像の濃度も所望の変化をするように、補正前データSin2を補正して補正後データSout2を生成する。例えば、補正前データSin2の値が低いときには記録画像の濃度が低くなり易く、補正前のデータが高いときには記録画像の濃度が高くなり易いときには、補正前データSin2の値が低い場合には補正後データSout2がある程度大きくなるように補正し、補正前データSin2の値が高い場合には補正後データSout2がある程度小さくなるように補正する。
そして、量子化部211cにより、量子化処理ST3を行う。当該処理化処理は、少なくともシアン、マゼンタ、イエローを含む第2色空間に対応し、N(Nは、整数である)値を示すN値データSin3を量子化して、M(Mは、Nよりも小さく1よりも大きい整数である)値を示すM値データSout3を生成する。
ここで、本実施形態では簡単のため、γ補正処理ST2と量子化処理ST3の間に別の処理は行わない。よって、γ補正処理ST2によって生成される補正後データSout2と量子化処理ST3を行うN値データSin3とは一致する。但し、γ補正処理ST2と量子化処理ST3の間に別の処理を行い、補正後データSout2とN値データSin3が異なっていても良い。
PC等では一般に多値、例えば256値でデータは保持されている。よってN値データSin3も256値等で表される。これに対し、印刷装置等で画像を記録するときは、印刷装置ではそれよりも少ない値、一般には2値(あるいは4値)でデータは保持する必要がある。そのため、補正処理にて256値等のN値データSin3を2値等のM値データSout3に変換する必要がある。
したがって、量子化処理ST3においてN値データSin3をM値データSout3に量子化する。このとき、量子化の方法としてはインデックスパターン法、誤差拡散法、ディザ法等を適用可能であるが、ここではディザ法について説明する。
256値のN値データSin3を2値のM値データSout3に量子化するときに行うディザ法では、複数画素それぞれに0~255の閾値が定められたディザパターンを用いる。N値データの1画素は、ディザパターンの複数画素に対応する。そして、N値データSin3が所定値の場合、所定値よりも小さい閾値が定められた画素に対してインクの吐出を規定し、所定値以上の閾値が定められた画素に対してインクの非吐出を規定するように、M値データSout3を生成する。このとき、ディザパターンにおいて0~255の閾値が定められた画素の数がおおよそ同程度であれば、N値データSin3をM値データSout3に量子化したとしても、おおよその濃度再現が可能となる。
以上の色変換処理ST1、γ補正処理ST2、量子化処理ST3を行うことにより、印刷装置による記録に用いる記録データを生成する。
なお、以降の説明では簡単のため、第1色空間データSin1が示す入力値のことを単に第1色空間データSin1とも称する。また、第2色空間データSout1が示す出力値のことを単に第2色空間データSout1とも称する。また、補正前データSin2が示す入力値のことを単に補正前データSin2とも称する。また、補正後データSout2が示す出力値のことを単に補正後データSout2とも称する。また、N値データSin3が示す入力値のことを単にN値データSin3とも称する。また、M値データSout3が示す出力値のことを単にM値データSout3とも称する。
また、第1色空間データSin1が示す入力値、第2色空間データSout1が示す出力値とは、少なくともある1つの色を示す値、好ましくは第1色空間データSin1はRGB値の3つ全て、第2色空間データSout1はCMY値の3つ全てを指す。
また、補正前データSin2が示す入力値、補正後データSout2が示す出力値とは、少なくともある1つの色を示す値、好ましくはCMY値の3つ全てを指す。
また、N値データSin3が示す入力値とは、少なくともある1つの色を示す値、好ましくはCMY値の3つ全てを指す。
また、M値データSout3が示す出力値とは、少なくともある1つの色を示す値、好ましくはCMY値の3つ全てを指す。ここで、M値データSout3では、出力値は各画素に対する値ではなく、複数画素により構成される画素群におけるM値データSout3のトータルを指す。つまり、2画素×2画素から構成される画素群がM値データSout3の単位であるときに、当該2画素×2画素それぞれにおいてM値データSout3がいずれも「1」である場合、M値データSout3が示す値は1×4=「4」となる。M値データSout3は他のデータに対して階調数(2値であるか256値であるか)が違うため、他のデータと異なる方法にてM値データSout3が示す値を評価するのである。
ここで、上述のとおり、本実施形態では第1ノズル群GN1に対応する補正前データSin2と第2ノズル群GN2に対応する補正前データSin2でγ補正を異ならせる。
図15は、本実施形態におけるγ補正処理ST2で行われる補正を説明するための図である。言い換えると、図15には、補正前データSin2と補正後データSout2の対応関係を示している。なお、図15において実線が第1ノズル群GN1に、破線が第2ノズル群GN2に対応する。図16は、補正前データSin2と補正後データSout2の関係の一例を示すテーブルである。
図15、図16からわかるように、同じ補正前データSin2が入力されたとしても、第2ノズル群GN2で生成される補正後データSout2は第1ノズル群GN1で生成される補正後データSout2よりも大きい。したがって、図7の吐出量分布Jに示す第1ノズル群GN1と第2ノズル群GN2の吐出量の差を低減することができるのである。
3.第3実施形態
本実施形態では、第1ノズル群GN1に対応するN値データと第2ノズル群GN2に対応するN値データで量子化処理を異ならせることにより吐出量分布Jに示す吐出量の差を低減する。
図17は、本実施形態における量子化処理ST3で用いるディザパターンを説明するための図である。図17中の左側には、第1ノズル群GN1における量子化処理ST3に関するディザパターンとN値データSin3とM値データSout3との関係が例示される。また、図17中の右側側には、第2ノズル群GN2における量子化処理ST3に関するディザパターンとN値データSin3とM値データSout3との関係が例示される。なお、図17では、4×4で細分化されたディザマトリクスが例示されるが、ディザマトリクスのパターンは、これに限定されない。
図17からわかるように、第2ノズル群GN2に適用するディザパターンの方が、第1ノズル群GN1に適用するディザパターンよりも、低い閾値が定められた画素の数が多くなっている。したがって、図17にも示すように、同じN値データSin3が入力されたとしても、第2ノズル群GN2で生成されるM値データSout3が第1ノズル群GN1で生成されるM値データSout3よりも大きくなる。言い換えると、第2ノズル群GN2の方が、第1ノズル群GN1よりもM値データSout3によってインクの吐出を示す画素の数が多くなる。したがって、図7の吐出量分布Jに示す第1ノズル群GN1と第2ノズル群GN2の吐出量の差を低減することができる。
4.第4実施形態
本実施形態では、第1ノズル群GN1に対応するN値データと第2ノズル群GN2に対応する第1色空間データで色変換処理を異ならせることにより吐出量分布Jに示す吐出量の差を低減する。
図18は、本実施形態における色変換処理ST1で用いる色変換LUTを説明するための図である。
図18からわかるように、第2ノズル群GN2に適用する色変換LUTの方が、第1ノズル群GN1に適用する色変換LUTよりも、第2色空間データSout1の値が大きくなるように設計されている。したがって、同じ第1色空間データSin1が入力されたとしても、第2ノズル群GN2で生成される第2色空間データSout1が第1ノズル群GN1で生成される第2色空間データSout1よりも大きくなる。したがって、図7の吐出量分布Jに示す第1ノズル群GN1と第2ノズル群GN2の吐出量の差を低減することができる。
5.変形例
以上に例示した形態は多様に変形され得る。前述の形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
(1)前述の形態では、1つのヘッドユニット252が備える循環ヘッドHnの数が4個であるが、1つのヘッドユニット252が備える循環ヘッドHnの数は、3個以下または5個以上でもよい。
図19は、ヘッドユニット252が2個の循環ヘッドH1およびH2を備える構成を例示する図である。図19の吐出量分布Jに示すように、ヘッドユニット252において、第1部分U1に設けられるノズルNからの吐出量Vm1は、第2部分U2および第3部分U3に設けられるノズルNからの吐出量Vm2より多い。
ここで、循環ヘッドH1およびH2が有する複数のノズルNのうち、第1部分U1に位置する複数のノズルNの集合が第1ノズル群GN1である。循環ヘッドH1が有する複数のノズルNのうち、第2部分U2に位置する複数のノズルNの集合が第2ノズル群GN2である。循環ヘッドH2が有する複数のノズルNのうち、第3部分U3に位置する複数のノズルNの集合が第3ノズル群GN3である。
以上の図19に示すヘッドユニット252においても、前述の形態と同様の処理を行うことで、第1部分U1と第2部分U2との温度差に起因する第1ノズル群GN1と第2ノズル群GN2または第3ノズル群GN3との吐出量の差を低減することができる。
(2)前述の形態では、支持体251に支持される複数のヘッドユニット252が互いに同じ構成であるが、複数のヘッドユニット252の一部または全部が互いに異なる構成でもよい。
(3)前述の形態では、ヘッドユニット252の外部にサブタンク13が設けられており、ヘッドユニット252とサブタンク13の間でインクを循環させたが、サブタンクでなくとも、ヘッドユニット252の外部の間でインクを循環させる系であれば良い。例えばヘッドユニット252と液体容器12の間でインクを循環させても良い。
(4)前述の形態では、ヘッドユニット252を搭載した搬送体241を往復させるシリアル方式の液体吐出装置を例示したが、複数のノズルNが媒体11の全幅にわたり分布するライン方式の液体吐出装置にも本発明を適用することが可能である。
(5)前述の形態で例示した液体吐出装置は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を吐出する液体吐出装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。
(6)前述の形態で例示した循環ヘッドHnは、図示しないが、循環ヘッドHnの前述の各構成要素が適宜に設けられる複数の基板の積層で構成される。例えば、ノズル列Laおよびノズル列Lbは、ノズル基板に設けられる。液体貯留室Raおよび液体貯留室Rbは、リザーバー基板に設けられる。複数の圧力室Caおよび複数の圧力室Cbは、圧力室基板に設けられる。複数の駆動素子Eaおよび複数の駆動素子Ebは、素子基板に設けられる。以上のノズル基板、リザーバー基板、圧力室基板および素子基板のうちの1以上の基板が循環ヘッドHnごとに個別に設けられる。例えば、ノズル基板が循環ヘッドHnごとに個別に設けられる場合、リザーバー基板、圧力室基板および素子基板のうちの1以上の基板がヘッドユニット252内の複数の循環ヘッドHnに共通して設けられてもよい。また、リザーバー基板および圧力室基板が循環ヘッドHnごとに個別に設けられる場合、ノズル基板等がヘッドユニット252内の複数の循環ヘッドHnに共通して設けられてもよい。さらに、複数の駆動素子Eaおよび複数の駆動素子Ebを駆動する駆動回路は、循環ヘッドHnごとに個別に設けられてもよいし、ヘッドユニット252内の複数の循環ヘッドHnに共通して設けられてもよい。
100…液体吐出装置、211…制御部、212…パルス生成部、252…ヘッドユニット、E_GN1…第1駆動素子、E_GN2…第2駆動素子、E_GN3…第3駆動素子、GN1…第1ノズル群、GN2…第2ノズル群、GN3…第3ノズル群、H1…循環ヘッド、H2…循環ヘッド、H3…循環ヘッド、H4…循環ヘッド、Hn…循環ヘッド、La…ノズル列、Lb…ノズル列、N…ノズル、PA1…第1パルス、PA2…第2パルス、ST1…色変換処理、ST2…γ補正処理、ST3…量子化処理、Sin…入力値、Sin1…第1色空間データ、Sin2…補正前データ、Sin3…N値データ、Sout…出力値、Sout1…第2色空間データ、Sout2…補正後データ、Sout3…M値データ、T1…第1タイミング、T2…第2タイミング、T3…第3タイミング、T4…第4タイミング、TL1…時間長、TL2…時間長、U1…第1部分、U2…第2部分、U3…第3部分、VH1…電位、VH2…電位、VL1…電位、VL2…電位、VL3…電位、Vm1…吐出量、Vm1…吐出量、Vm2…吐出量、Vm2…吐出量。

Claims (18)

  1. 液体を吐出する複数のノズルが設けられるヘッドユニットと、
    前記ヘッドユニットにおける液体の吐出動作を制御する制御部と、有する液体吐出装置であって、
    前記ヘッドユニットは、
    第1部分と、
    第1方向における位置が前記第1部分とは異なり、前記第1部分よりも前記第1方向に交差する第2方向における幅が短い第2部分と、
    前記第1方向における位置が前記第1部分とは異なり、前記第1部分よりも前記第2方向における幅が短い第3部分と、を有し、
    前記複数のノズルは、
    前記第1部分に設けられる第1ノズル群と、
    前記第2部分に設けられる第2ノズル群と、を含み、
    前記複数のノズルのぞれぞれは、前記第1部分、前記第2部分および前記第3部分のいずれかに設けられ、
    前記第2部分における前記第2方向の一方側である第3側の端面は、前記第1部分における前記第3側の端面と前記第2方向における位置が同じであり、
    前記第3部分における前記第2方向の他方側である第4側の端面は、前記第1部分における前記第4側の端面と前記第2方向における位置が同じであり、
    前記制御部は、
    前記第1ノズル群に対応する入力値として第1入力値が入力される場合、前記第1ノズル群に対応する出力値として第1出力値を出力し、
    前記第2ノズル群に対応する入力値として前記第1入力値が入力される場合、前記第2ノズル群に対応する出力値として前記第1出力値よりも大きい第2出力値を出力することを特徴とする液体吐出装置。
  2. 前記制御部は、
    前記第1ノズル群に対応する入力値として前記第1入力値よりも大きい第2入力値が入力される場合、前記第1ノズル群に対応する出力値として第3出力値を出力し、
    前記第2ノズル群に対応する入力値として前記第2入力値が入力される場合、前記第2ノズル群に対応する出力値として前記第3出力値を出力することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
  3. 前記第2部分は、前記第1部分に対して前記第1方向の一方側である第1側で前記第1部分に接続され、
    前記第3部分は、前記第1部分に対して前記第1方向の他方側である第2側で前記第1部分に接続されることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出装置。
  4. 前記ヘッドユニットは、
    前記複数のノズルのうち一部が設けられ、一部が前記第2部分に他部が前記第1部分に位置する第1ヘッドと、
    前記複数のノズルのうち一部が設けられ、一部が前記第3部分に他部が前記第1部分に位置する第2ヘッドと、を有することを特徴とする請求項からのいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  5. 前記ヘッドユニットは、
    前記複数のノズルのうち一部が設けられ、前記第1部分に位置する第3ヘッドと、
    前記複数のノズルのうち一部が設けられ、前記第1方向における位置が前記第3ヘッドとは異なり、前記第1部分に位置する第4ヘッドと、を有することを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  6. 前記ヘッドユニットは、前記第1ヘッドおよび前記第2ヘッドが配置されるホルダーを有することを特徴とする請求項またはに記載の液体吐出装置。
  7. 前記ヘッドユニットは、前記第1ヘッドおよび前記第2ヘッドを前記ホルダーに固定する固定板をさらに有することを特徴とする請求項に記載の液体吐出装置。
  8. 前記第1ヘッドおよび前記第2ヘッドのそれぞれは、前記複数のノズルのうちの一部が前記第1方向に配列されるノズル列を有することを特徴とする請求項からのいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  9. 前記第1ノズル群は、前記第2ヘッドに設けられ、前記第2ノズル群は、前記第1ヘッドに設けられることを特徴とする請求項からのいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  10. 液体を吐出する複数のノズルが設けられるヘッドユニットと、
    前記ヘッドユニットにおける液体の吐出動作を制御する制御部と、有する液体吐出装置であって、
    前記ヘッドユニットは、
    第1部分と、
    第1方向における位置が前記第1部分とは異なり、前記第1部分よりも前記第1方向に交差する第2方向における幅が短い第2部分と、を有し、
    前記複数のノズルは、
    前記第1部分に設けられる第1ノズル群と、
    前記第2部分に設けられる第2ノズル群と、を含み、
    前記制御部は、
    前記第1ノズル群に対応する入力値として第1入力値が入力される場合、前記第1ノズル群に対応する出力値として第1出力値を出力し、
    前記第2ノズル群に対応する入力値として前記第1入力値が入力される場合、前記第2ノズル群に対応する出力値として前記第1出力値よりも大きい第2出力値を出力し、
    前記第1ノズル群に対応する入力値として前記第1入力値よりも大きい第2入力値が入力される場合、前記第1ノズル群に対応する出力値として第3出力値を出力し、
    前記第2ノズル群に対応する入力値として前記第2入力値が入力される場合、前記第2ノズル群に対応する出力値として前記第3出力値を出力することを特徴とする液体吐出装置。
  11. 前記ヘッドユニットは、
    前記第1ノズル群から液体を吐出させるためのエネルギーを生成する第1エネルギー生成素子と、
    前記第2ノズル群から液体を吐出させるためのエネルギーを生成する第2エネルギー生成素子と、
    前記第1エネルギー生成素子および前記第2エネルギー生成素子を駆動するパルスを発生させるパルス生成部と、を有し、
    前記制御部における前記第1ノズル群および前記第2ノズル群のそれぞれに対応する入力値が前記第1入力値である場合、前記パルス生成部から前記第1エネルギー生成素子に供給されるパルスが第1パルスであり、かつ、前記パルス生成部から前記第2エネルギー生成素子に供給されるパルスが第2パルスであり、
    前記第1パルスおよび前記第2パルスのそれぞれの電位は、
    第1タイミングまで降下し、
    前記第1タイミングよりも後の第2タイミングから、前記第2タイミングよりも後の第3タイミングまで上昇し、
    前記第3タイミングよりも後の第4タイミングから降下することを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  12. 前記第2パルスにおける前記第3タイミングと前記第4タイミングとの間の電位は、前記第1パルスにおける前記第3タイミングと前記第4タイミングとの間の電位よりも高いことを特徴とする請求項11に記載の液体吐出装置。
  13. 前記第2パルスにおける前記第1タイミングと前記第2タイミングとの間の電位は、前記第1パルスにおける前記第1タイミングと前記第2タイミングとの間の電位よりも低いことを特徴とする請求項11または12に記載の液体吐出装置。
  14. 前記第2パルスにおける前記第2タイミングと前記第3タイミングとの間の時間長は、前記第1パルスにおける前記第2タイミングと前記第3タイミングの間の時間長よりも短いことを特徴とする請求項11から13のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  15. 前記制御部は、少なくともレッド、グリーン、ブルーを含む第1色空間に対応する第1色空間データを、少なくともシアン、マゼンタ、イエローを含む第2色空間に対応する第2色空間データに変換する色変換処理を行い、
    前記第1ノズル群および前記第2ノズル群のそれぞれに対応する前記第1色空間データの値が前記第1入力値である場合、前記第2ノズル群に対応する前記第2色空間データの値は、前記第1ノズル群に対応する前記第2色空間データの値よりも大きいことを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  16. 前記制御部は、少なくともシアン、マゼンタ、イエローを含む第2色空間に対応する補正前データを補正して、前記補正前データと少なくとも一部で階調値が異なる補正後データを生成する補正処理を行い、
    前記第1ノズル群および前記第2ノズル群のそれぞれに対応する前記補正前データの値が前記第1入力値である場合、前記第2ノズル群に対応する前記補正後データの値は、前記第1ノズル群に対応する前記補正後データの値よりも大きいことを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  17. 前記制御部は、少なくともシアン、マゼンタ、イエローを含む第2色空間に対応し、N(Nは、整数である)値を示すN値データを量子化し、M(Mは、Nよりも小さく1よりも大きい整数である)値を示すM値データを生成する量子化処理を行い、
    前記第1ノズル群および前記第2ノズル群のそれぞれに対応する前記N値データの値が前記第1入力値である場合、前記第2ノズル群に対応する前記M値データの値は、前記第1ノズル群に対応する前記M値データよりも大きいことを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  18. 液体を吐出する複数のノズルが設けられるヘッドユニットと、
    前記ヘッドユニットにおける液体の吐出動作を制御する制御部と、有する液体吐出装置であって、
    前記ヘッドユニットは、
    第1部分と、
    第1方向における位置が前記第1部分とは異なり、前記第1部分よりも前記第1方向に交差する第2方向における幅が短い第2部分と、を有し、
    前記複数のノズルは、
    前記第1部分に設けられる第1ノズル群と、
    前記第2部分に設けられる第2ノズル群と、を含み、
    前記制御部は、
    前記第1ノズル群に対応する入力値として第1入力値が入力される場合、前記第1ノズル群に対応する出力値として第1出力値を出力し、
    前記第2ノズル群に対応する入力値として前記第1入力値が入力される場合、前記第2ノズル群に対応する出力値として前記第1出力値よりも大きい第2出力値を出力し、
    前記ヘッドユニットは、
    前記第1ノズル群から液体を吐出させるためのエネルギーを生成する第1エネルギー生成素子と、
    前記第2ノズル群から液体を吐出させるためのエネルギーを生成する第2エネルギー生成素子と、
    前記第1エネルギー生成素子および前記第2エネルギー生成素子を駆動するパルスを発生させるパルス生成部と、を有し、
    前記制御部における前記第1ノズル群および前記第2ノズル群のそれぞれに対応する入力値が前記第1入力値である場合、前記パルス生成部から前記第1エネルギー生成素子に供給されるパルスが第1パルスであり、かつ、前記パルス生成部から前記第2エネルギー生成素子に供給されるパルスが第2パルスであり、
    前記第1パルスおよび前記第2パルスのそれぞれの電位は、
    第1タイミングまで降下し、
    前記第1タイミングよりも後の第2タイミングから、前記第2タイミングよりも後の第3タイミングまで上昇し、
    前記第3タイミングよりも後の第4タイミングから降下し、
    前記第2パルスにおける前記第2タイミングと前記第3タイミングとの間の時間長は、前記第1パルスにおける前記第2タイミングと前記第3タイミングの間の時間長よりも短いことを特徴とする液体吐出装置。
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