(57)【要約】【課題】隣接する吐出ユニットが紙送り方向に一部重なるように、複数の吐出ユニットが用紙の幅方向に配列された長尺状の液滴吐出ヘッドにおいて、重複領域下での色差による画質劣化を防止すると共に、重複領域下での濃度ムラの発生を抑制することができる液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】非線形計画法により隣接するヘッドユニットの最適な組合せを求め、求めた組合せからヘッドユニットの最適な配列順序を決定し、この順序に従って複数のヘッドユニットを配列して各色の記録ヘッドを作製する。【選択図】図９
2007331344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に対し液滴を吐出する複数のノズルを備え且つ該複数のノズルが前記用紙の搬送方向に列を成すようにマトリクス状に配列された吐出ユニットが、前記用紙の搬送方向で隣接する吐出ユニットの一部が重なるように、前記用紙の幅方向に複数配列された液滴吐出ヘッドを製造する製造方法において、
前記複数の吐出ユニットの各々の印字特性を測定する測定工程と、
測定された印字特性に基づいて、数学的な最適化手法を用いて、隣接する吐出ユニット間での色差が最小となるように、前記複数の吐出ユニットの配列順序を決定する決定工程と、
決定された吐出ユニットの配列順序に基づいて、前記複数の吐出ユニットを配列する配列工程と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記測定工程は、前記複数の吐出ユニットを任意の順序で配列した液滴吐出ヘッドによりテストパターンを印字させ、印字されたパターン画像から前記複数の吐出ユニットの各々の印字特性を測定することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記印字特性は、所定の表色系で表示された印字色と該印字色のばらつきとであることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記印字色は、ノズル毎に測定されることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記決定工程は、隣接する吐出ユニットについて下記式（１）で表される評価関数Ｅの総和が最小となる、最適な配列順序を決定することを特徴とする請求項３又は４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【数１】
2007331344.tif 000008
上記式（１）において、Ｅ１は、隣接する吐出ユニット間の印字特性の差に基づいて発生する重複領域下での色差を表し、下記式（２）で定義される。また、Ｅ２は、隣接する吐出ユニット間の印字特性の差に基づいて重複領域下で現れる所定の空間周波数を有する色差を表し、下記式（３）で定義される。また、Ｗ１とＷ２は重み関数である。
【数２】
2007331344.tif 000009
【数３】
2007331344.tif 000010
上記式（２）において、ｖave1は、隣接する吐出ユニットの内、一方の吐出ユニットユニットの印字色の平均値であり、ｖave2は、隣接する吐出ユニットの内、他方の吐出ユニットの印字色の平均値である。また、上記式（３）において、ｖfreは、所定範囲の空間周波数に対応するパワースペクトルである。
【請求項６】
前記所定範囲の空間周波数は、視覚系の変調伝達関数の値が、視認性を考慮して液滴吐出ヘッド毎に設定された閾値を超える空間周波数であることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記所定範囲の空間周波数は、０〜５サイクル／ｍｍの空間周波数であることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
用紙に対し液滴を吐出する複数のノズルを備え且つ該複数のノズルが前記用紙の搬送方向に列を成すようにマトリクス状に配列された吐出ユニットが、前記用紙の搬送方向で隣接する吐出ユニットの一部が重なるように、前記用紙の幅方向に複数配列された液滴吐出ヘッドにおいて、
前記複数の吐出ユニットの各々について測定された印字特性に基づいて、隣接する吐出ユニット間での色差が最小となるように数学的な最適化手法を用いて決定された配列順序で、前記複数の吐出ユニットが配列されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
用紙に対し液滴を吐出する複数のノズルを備え且つ該複数のノズルが前記用紙の搬送方向に列を成すようにマトリクス状に配列された吐出ユニットが、前記用紙の搬送方向で隣接する吐出ユニットの一部が重なるように、前記用紙の幅方向に複数配列された液滴吐出ヘッドにおいて、
前記複数の吐出ユニットの各々について測定された印字特性に基づいて、隣接する吐出ユニットについて上記式（１）で表される評価関数Ｅの総和が最小となるように決定された配列順序で、前記複数の吐出ユニットが配列されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド及びその製造方法に係り、特に、ノズルからインク等の液滴を吐出して用紙に画像を記録する複数の液滴吐出ユニットを用紙幅方向に配列した液滴吐出ヘッドを製造する製造方法と、この製造方法により製造された液滴吐出ヘッドとに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の吐出ユニットが用紙幅に配列された長尺状の液滴吐出ヘッドはＦＷＡ（Full Wide Array）型の液滴吐出ヘッドと称される。このＦＷＡ型の液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置では、複数の吐出ユニット間の特性差が、用紙に記録される画像の画質を低下させる。特に、隣接する吐出ユニットが紙送り方向に一部重なるように配置された液滴吐出ヘッドでは、吐出ユニット間の特性差が、吐出ユニットが重なる領域（重複領域）で記録される画像の画質に、大きな影響を及ぼす。
【０００３】
この問題を解決するために、吐出ヘッドを製造する最終工程で、記録ヘッドに試験的に記録動作を行わせてテストパターンを記録し、記録された画像に基づいて記録ヘッドの各ノズルからのインク吐出量を調整する方法が提案されている（特許文献１）。この方法では、人間の目視識別能力を考慮して各ノズルからのインク吐出量を調整している。
【０００４】
【特許文献１】特開平8-118727号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＦＷＡ型の液滴吐出ヘッドの製造には、通常、所定の特性（例えば、着弾精度、液滴体積のばらつき等）が許容差内にある吐出ユニットを使用する。
【０００６】
しかしながら、個々の吐出ユニットの特性が許容差内に収まっていても、隣接する吐出ユニットが紙送り方向に一部重なるように複数の吐出ユニットを配置してＦＷＡ型の液滴吐出ヘッドを構成する場合には、隣接する吐出ユニットの組合せによっては、吐出ユニット間の特性差が、用紙に記録される画像の画質を予想外に低下させるという問題がある。特に、隣接する吐出ユニット間の特性差により、人間が感知し易い空間周波数に対応した濃度ムラが発生する場合には、画質が大幅に低下する。
【０００７】
要するに、ＦＷＡ型の液滴吐出ヘッドでは、隣接する吐出ユニット間の特性差に基づいて発生する以下の２点により、用紙に記録される画像の画質が低下する。
（１）重複領域下での色差による画質劣化
（２）重複領域下で現れる所定の空間周波数を有する濃度ムラ
【０００８】
一方、特性差が無い吐出ユニットを使用してＦＷＡ型の液滴吐出ヘッドを構成すれば上記問題は解決できるが、吐出ユニットの製造歩留まりが低下し、現実的ではないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、本発明の目的は、隣接する吐出ユニットが紙送り方向に一部重なるように、複数の吐出ユニットが用紙の幅方向に配列された長尺状の液滴吐出ヘッドにおいて、重複領域下での色差による画質劣化を防止すると共に、重複領域下での濃度ムラの発生を抑制することができる液滴吐出ヘッドの製造方法と、この製造方法により製造された液滴吐出ヘッドとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、用紙に対し液滴を吐出する複数のノズルを備え且つ該複数のノズルが前記用紙の搬送方向に列を成すようにマトリクス状に配列された吐出ユニットが、前記用紙の搬送方向で隣接する吐出ユニットの一部が重なるように、前記用紙の幅方向に複数配列された液滴吐出ヘッドを製造する製造方法において、前記複数の吐出ユニットの各々の印字特性を測定する測定工程と、測定された印字特性に基づいて、数学的な最適化手法を用いて、隣接する吐出ユニット間での色差が最小となるように、隣接する吐出ユニットの組合せを決定する決定工程と、決定された吐出ユニットの組合せに基づいて、前記複数の吐出ユニットを所定の順序で配列する配列工程と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、隣接する吐出ユニットが紙送り方向に一部重なるように、複数の吐出ユニットが用紙の幅方向に配列された長尺状の液滴吐出ヘッドにおいて、重複領域下での色差による画質劣化を防止すると共に、重複領域下で現れる所定の空間周波数を有する濃度ムラの発生を抑制することができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１３】
本実施の形態は、有効な記録領域が用紙の幅以上となるように複数のヘッドユニットが用紙の幅方向に亘って配列された、いわゆるＦＷＡ（Full Width Array）と称される長尺状の記録ヘッドを製造する製造方法に関するものである。複数のヘッドユニットを配列する際に、テストパターンを記録し、記録されたテストパターンを光学的に読み取り、読み取った結果に基づいて、複数のヘッドユニットの配列順序を最適化する点に特徴がある。まず、ＦＷＡ型の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置について説明する。
【００１４】
（インクジェット記録装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、インクジェット記録装置１１２の筐体１１４内の下部には給紙トレイ１１６が備えられており、給紙トレイ１１６内に積層された用紙Ｐをピックアップロール１１８で１枚ずつ取り出すことができる。取り出された用紙Ｐは、所定の搬送経路１２２を構成する複数の搬送ローラ対１２０で搬送される。以下、単に「搬送方向」というときは、記録媒体である用紙Ｐの搬送方向をいい、「上流」、「下流」というときはそれぞれ、搬送方向の上流及び下流を意味するものとする。
【００１５】
給紙トレイ１１６の上方には、駆動ロール１２４及び従動ロール１２６に張架された無端状の搬送ベルト１２８が配置されている。搬送ベルト１２８の上方には記録ヘッドアレイ１３０が配置されており、搬送ベルト１２８の平坦部分１２８Ｆに対向している。この対向した領域が、記録ヘッドアレイ１３０からインク滴が吐出される吐出領域ＳＥとなっている。搬送経路１２２を搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト１２８で保持されてこの吐出領域ＳＥに至り、記録ヘッドアレイ１３０に対向した状態で、記録ヘッドアレイ１３０から画像情報に応じたインク滴が付着される。
【００１６】
そして、用紙Ｐを搬送ベルト１２８で保持した状態で周回させることで、吐出領域ＳＥ内に複数回通過させて、いわゆるマルチパスによる画像記録を行うことも可能となっている。もちろん、用紙Ｐを吐出領域ＳＥ内に１回のみ通過させて、いわゆる１パスで画像記録を行っても良い。
【００１７】
記録ヘッドアレイ１３０内には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の４色それぞれに対応した４つのインクジェット記録ヘッド１３２Ｙ、１３２Ｍ、１３２Ｃ、１３２Ｋと、インクのにじみ等を抑制する処理液を吐出する処理液ヘッド１３２Ｓとが、搬送方向に沿って配置されている。これらによりフルカラーの画像を記録可能になっている。なお、各ヘッドを区別する必要がない場合には、記録ヘッド１３２と総称する。
【００１８】
記録ヘッド１３２の各々は、後述する通り、有効な記録領域が用紙Ｐの幅以上となるように複数のヘッドユニットが用紙Ｐの幅方向に亘って配列された、いわゆるＦＷＡ（Full Width Array）と称される長尺状の記録ヘッドである。なお、それぞれの記録ヘッド１３２においてインク滴を吐出する方法は特に限定されず、いわゆるサーマル方式や圧電方式等、公知のものを適用できる。
【００１９】
処理液ヘッド１３２Ｓの下流側には、記録ヘッドアレイ１３０により画像が記録された用紙Ｐに対向して、用紙Ｐ上の画像を光学的に読み取る光学センサ１３４が配置されている。光学センサ１３４としては、例えばＣＣＤラインセンサ、ＣＣＤイメージセンサ等を用いることができる。
【００２０】
図２は、用紙Ｐが光学センサ１３４の下方を通過する様子を示す図である。複数のヘッドユニットの配列順序を最適化する際には、記録ヘッドアレイ１３０により、用紙Ｐ上にテストパターン１３８が記録される。後述する通り、光学センサ１３４で用紙Ｐ上のテストパターン１３８を光学的に読み取り、記録ヘッド１３２Ｙ、１３２Ｍ、１３２Ｃ、１３２Ｋ、処理液ヘッド１３２Ｓ各々について、複数のヘッドユニットの配列順序を決定する。
【００２１】
各記録ヘッド１３２は、後述するヘッドドライバ２０によって駆動されている。ヘッドドライバ２０は、例えば、画像情報に応じてインク滴の吐出タイミングや使用するインク吐出口（ノズル）を決め、駆動信号を記録ヘッド１３２に送る。また、記録ヘッドアレイ１３０は、搬送方向と直交する方向に不動とされていてもよいが、必要に応じて移動するように構成しておくと、マルチパスによる画像記録で、より解像度の高い画像を記録したり、記録ヘッド１３２の不具合を記録結果に反映させないようにしたりできる。
【００２２】
記録ヘッドアレイ１３０の上流側には、図示しない電源に接続された帯電ロール１３６が配置されている。帯電ロール１３６は、従動ロール１２６との間で搬送ベルト１２８及び用紙Ｐを挟みながら従動し、用紙Ｐを搬送ベルト１２８に押圧する押圧位置と、搬送ベルト１２８から離間した離間位置との間を移動可能とされている。押圧位置では、接地された従動ロール１２６との間に所定の電位差が生じるため、用紙Ｐに電荷を与えて搬送ベルト１２８に静電吸着させることができる。電源は、用紙Ｐを所定電位に帯電させることが可能であれば、直流電源でも交流電源でもよい。
【００２３】
帯電ロール１３６よりもさらに上流側には、図示しないレジロールが設けられており、用紙Ｐが搬送ベルト１２８と帯電ロール１３６との間に至る前に位置合わせされる。記録ヘッドアレイ１３０及び光学センサ１３４の下流側には、剥離プレート１４０が配置されており、用紙Ｐを搬送ベルト１２８から剥離することができる。剥離された用紙Ｐは、剥離プレート１４０の下流側で排出経路１４４を構成する複数の排出ローラ対１４２で搬送され、筐体１１４の上部に設けられた排紙トレイ１４６に排出される。
【００２４】
剥離プレート１４０の下方には、駆動ロール１２４との間で搬送ベルト１２８を挟持可能なクリーニングロール１４８が配置されており、搬送ベルト１２８の表面をクリーニングするようになっている。給紙トレイ１１６と搬送ベルト１２８との間には、複数の反転用ローラ対１５０で構成された反転経路１５２が設けられており、片面に画像記録された用紙Ｐを反転させて搬送ベルト１２８に保持させることで、用紙Ｐの両面への画像記録を容易に行えるようになっている。
【００２５】
搬送ベルト１２８と排紙トレイ１４６との間には、４色の各インクをそれぞれ貯留するインクタンク１５４Ｙ、１５４Ｍ、１５４Ｃ、１５４Ｋと、処理液を貯留する処理液タンク１５４Ｓとが、設けられている。各タンクを区別する必要がない場合には、インクタンク１５４と総称する。インクタンク１５４のインクは、図示しないインク供給配管によって、記録ヘッドアレイ１３０に供給される。インクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、公知の各種インクを使用できる。
【００２６】
記録ヘッドアレイ１３０は、図３に示すように、長方形の枠体１５６を有している。枠体１５６は、用紙Ｐの搬送方向（矢印ＰＦで示す）と直交する方向が長手方向となる向きで、搬送ベルト１２８の平坦部分１２８Ｆと対向するように配置されている。枠体１５６の一方の短辺１６０Ａには、ブロック状の第一支持部材１６４が複数取付けられており、他方の短辺１６０Ｂにも、同じくブロック状の第二支持部材１６６が第一支持部材１６４と同数取付けられている。そして、第一支持部材１６４と第二支持部材１６６との下面側において、これらの間に、第一支持部材１６４と同数の長尺部材１６８が掛け渡されている。長尺部材１６８は、用紙Ｐの搬送方向に一定間隔をあけて配置されている。
【００２７】
長尺部材１６８は、ＹＭＣＫ各色と処理液とに対応して５本配置されており、それぞれ長さが異なっている。第一支持部材１６４にはネジ孔１６４Ｈが形成されており、ネジ１７０を長尺部材１６８の一端に形成された図示しない遊孔に挿通してナット止めすることで、長尺部材１６８は一端側を中心として回転（揺動）可能で、且つ長手方向には不動な状態で第一支持部材１６４に取付けられる。取付け状態では、それぞれの長尺部材１６８の一端側の位置は揃えられている。
【００２８】
これに対し、図４、図５にも詳細に示すように、第二支持部材１６６には、長尺部材１６８の他端側が挿入される挿入孔１７２が形成されている。長尺部材１６８と挿入孔１７２との間には、長尺部材１６８の幅方向に隙間が構成されており、一方の隙間に板バネ１７４が配置されて、長尺部材１６８を矢印Ｆ１方向に付勢している。また、第二支持部材１６６には、板バネ１７４の反対側にネジ孔１６６Ｈが形成されており、このネジ孔１６６Ｈに螺合された調整用ネジ棒１８２の一端が、長尺部材１６８に接触している。
【００２９】
調整用ネジ棒１８２の他端は、回転数を調整するためのギアボックス１８３を介して、調整モータ１８５に接続されている。調整モータ１８５の回転数に応じて、調整用ネジ棒１８２を回転させる。調整用ネジ棒１８２を回転させることで、長尺部材１６８の他端側の位置を矢印Ｆ１方向及びその反対方向に移動させて、長尺部材１６８を、ひいては記録ヘッド１３２を所望の取付け角度に回転させることができる。これにより、長尺部材１６８の他端側は、挿入孔１７２内の任意の位置で、板バネ１７４と調整用ネジ棒１８２に挟持されて固定されることになる。なお、これら部材（調整モータ１８５を除く）により構成される取付け角度の調整装置を、角度調整装置１９３という。
【００３０】
長尺部材１６８の他端側は、長尺部材１６８のそれぞれの長さに応じて平面視で階段状になるように配置されており、それぞれに対応する第二支持部材１６６も階段状に配置されている。これにより、長尺部材１６８に対応する調整用ネジ棒１８２に対し、図５での下側から容易にアクセスして調整用ネジ棒１８２を回転させることができる。
【００３１】
長尺部材１６８には、長手方向に沿って複数のヘッド取付部１７６が形成されており、このヘッド取付部１７６のそれぞれに、ヘッドユニット１７８が着脱可能に取付けられている。ヘッドユニット１７８のそれぞれは、単体で用紙Ｐの紙幅を有していないが、複数のヘッドユニット１７８を紙幅方向に並べて配置することで、紙幅以上の画像記録領域を得られるようになっている。即ち、記録ヘッド１３２が用紙Ｐの幅方向に沿って移動しなくても、用紙Ｐの移動のみによって用紙Ｐの全面に画像が形成できるので、高い生産性を得ることができる。また、ヘッドユニット１７８をヘッド取付部１７６に着脱可能に取付けることで、ヘッドユニット１７８の配列順序を変更することができる。
【００３２】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ヘッドユニット１７８は、ノズル１７９が形成されたノズル面１８１を外側（裏面側）にして、剥離可能な接着剤等の仮留め部材１８９によりスペーサ部材１８７に固定されている。ヘッドユニット１７８は、平面視した形状が略平行四辺形であり、ノズル面１８１の中央部にインクを吐出するノズル１７９がマトリクス状に多数形成されている。１個のヘッドユニット１７８につき一対のスペーサ部材１８７が、紙送り方向Ｘに離間されて斜め向かいに配置されている。
【００３３】
ヘッドユニット１７８は、一対のスペーサ部材１８７間に架け渡されている。これらのスペーサ部材１８７の各々は、ネジ１９１により長尺部材１６８に複数箇所でネジ留めされている。これにより、互いに隣り合う２個のヘッドユニット１７８が、紙送り方向Ｘに一部重なるように配置され、複数のヘッドユニット１７８が長尺部材１６８に取付けられている。
【００３４】
上述したインクジェット記録装置１１２では、給紙トレイ１１６から取り出された用紙Ｐが搬送され、搬送ベルト１２８に至る。そして、帯電ロール１３６によって搬送ベルト１２８に押し付けられると共に、帯電ロール１３６からの印加電圧によって搬送ベルト１２８に吸着（密着）して保持される。この状態で、搬送ベルトの循環によって用紙Ｐが吐出領域ＳＥを通過しつつ、記録ヘッドアレイ１３０からインク滴が吐出されて、用紙Ｐ上に画像が記録される。
【００３５】
１パスのみで画像記録する場合には、剥離プレート１４０で用紙Ｐを搬送ベルト１２８から剥離し、排出ローラ対１４２で搬送して排紙トレイ１４６に排出する。これに対し、マルチパスで画像記録を行う場合には、必要な回数に達するまで用紙Ｐを周回させて吐出領域ＳＥを通過させた後、剥離プレート１４０で用紙Ｐを搬送ベルト１２８から剥離し、排出ローラ対１４２で搬送して排紙トレイ１４６に排出する。
【００３６】
本実施の形態では、記録ヘッド１３２の製造工程で、製造中の記録ヘッド１３２を記録ヘッドアレイ１３０の枠体１５６に取り付け、記録ヘッドアレイ１３０により用紙Ｐ上にテストパターン１３８を記録する。光学センサ１３４により記録されたテストパターン１３８が光学的に読み取られる。ここで、読み取った結果に基づいて、記録ヘッド１３２の各々について、複数のヘッドユニット１７８の配列順序を決定する。
【００３７】
図７は、上述したインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。
インクジェット記録装置１１２は、装置全体の制御を行うＣＰＵ１０、制御プログラム及び各種データを格納したＲＯＭ１２、作業領域や一時記憶領域として利用されるＲＡＭ１４、画像データを入力する画像入力部１６、入力された画像データに画像処理を施す画像処理部１８、記録ヘッド１３２を駆動するヘッドドライバ２０、モータを駆動するモータドライバ２２、テストパターンを生成するパターン生成部２４、及び入出力ポート（Ｉ／Ｏ）２６を備えている。ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１４、画像入力部１６、画像処理部１８、ヘッドドライバ２０、モータドライバ２２、パターン生成部２４、及び入出力ポート２６の各々は、バス３４を介して互いにデータの入出力が可能に接続されている。
【００３８】
ＲＯＭ１２は、不揮発性メモリであり、ＲＯＭ１２には、制御プログラム等のインクジェット記録装置の動作に必要な各種プログラムと、ノズルの特性値（例えばノズル毎のγテーブル）等の各種データとが格納されている。画像入力部１６には、イメージスキャナ、パーソナル・コンピュータ、ＣＡＤ等の外部装置２８が接続されている。この画像入力部１６は、外部装置２８から画像データを入力するインターフェイスとして機能する。また、画像処理部１８は、画像入力部１６から入力された画像データを、インクジェット記録装置１１２で記録可能な階調数の画像データに変換する。
【００３９】
ヘッドドライバ２０には、記録ヘッド１３２が接続されている。ヘッドドライバ２０は、ＣＰＵ１０からの指示に従い、画像データに基づいて記録ヘッド１３２の各ノズル１７９からのインクの吐出を制御する。モータドライバ２２には、用紙Ｐを搬送する搬送モータ３０と調整モータ１８５とが接続されている。上記の通り、調整モータ１８５は、角度調整装置１９３の調整用ネジ棒１８２を回転させて、記録ヘッド１３２を所望の取付け角度に回転させることができる。モータドライバ２２は、搬送モータ３０を駆動して用紙Ｐを搬送すると共に、調整モータ１８５を駆動して記録ヘッド１３２の取付け角度を調整する。
【００４０】
テストパターン生成部２４は、記録ヘッド１３２により記録（印字）されたパターン画像の「印字色」や「濃度ムラ」を検出するためのテストパターンを生成する。テストパターンとしては、ハーフトーンのベタパターンが好ましい。図８は、記録ヘッド１３２を上方から見た図である。搬送ベルト１２８と光学センサ１３４は図示を省略した。長尺部材１６８に取付けられたヘッドユニット１７８の各々は、図８に示すように、テストパターン生成部２４で生成されたパターンに基づいて、テストパターン（画像）１３８を、用紙Ｐの紙幅にわたって印字する。
【００４１】
入出力ポート２６には、操作や各種の設定を行うための操作部３２と、上記の光学センサ１３４とが接続されている。操作部３２には、メニューと共にスタートキー等の各種キーが表示されたタッチパネル等を用いることができる。
【００４２】
（記録ヘッドの製造方法）
上述した通り、本実施の形態では、記録ヘッド１３２の製造工程で、製造中の記録ヘッド１３２を記録ヘッドアレイ１３０の枠体１５６に取り付け、記録ヘッドアレイ１３０により用紙Ｐ上にテストパターン１３８を記録する。記録されたテストパターン１３８は、光学センサ１３４により光学的に読み取られる。ここで、読み取った結果に基づいて、記録ヘッド１３２Ｙ、１３２Ｍ、１３２Ｃ、１３２Ｋの各々について、複数のヘッドユニット１７８の配列順序を決定する。以下、記録ヘッド１３２の製造工程を順を追って説明する。
【００４３】
図９は、記録ヘッド１３２の製造工程を示す流れ図である。
まず、ステップ１００で、複数のヘッドユニット１７８が適当に配列された記録ヘッド１３２を、記録ヘッドアレイ１３０の枠体１５６に取り付け、記録ヘッドアレイ１３０により用紙Ｐ上にテストパターン１３８を印字する。テストパターンとしては、例えば、デューティ（duty）比が５０％のハーフトーンのベタパターンを用いる。なお、テストパターンの印字は、ＹＭＣＫ各色毎に、即ち、記録ヘッド１３２Ｙ、１３２Ｍ、１３２Ｃ、１３２Ｋの各々について実施する。
【００４４】
次に、ステップ１０２で、光学センサ１３４により記録された画像を光学的に読み取り、ヘッドユニット１７８のノズル１７９毎に「印字色（色レベル）」と「濃度ムラ」とを検出する。ここでは、印字色はｒｇｂ値で表示する。また、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系の色空間座標（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）を用いて印字色を表示してもよい。本実施の形態では、テストパターンとしてベタパターンを用いているので、ヘッドユニット１７８間に特性差が無ければ、「濃度ムラ」は発生しない。しかしながら、ヘッドユニット１７８間に特性差が有れば、その特性差に基づいて濃度ムラが発生する。例えば、印字色をｒｇｂ値で表示する場合には、重複領域でｒｇｂ値のばらつきが大きくなる。
【００４５】
次に、ステップ１０４で、複数のヘッドユニット１７８の各々について、ｒｇｂ値のばらつきに応じてヘッドランクを判定する。例えば、ｒｇｂ値のばらつきの小さい順から、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５ランクとし、ｒｇｂ値のばらつきに応じて、各ヘッドユニット１７８がどのランクかを判定することができる。
【００４６】
次に、ステップ１０６で、記録ヘッド１３２に使用するヘッドユニット１７８を選別する。ヘッドユニット１７８の選別は、充填するインク色毎に行う。例えば、記録ヘッド１３２Ｍ、１３２Ｃ用等、可視波長帯域の広い色インクを充填するためのヘッドユニット１７８には、ｒｇｂ値のばらつきが小さいＡランク、Ｂランクのものを使用する。また、記録ヘッド１３２Ｙ用等、可視波長帯域の狭い色インクを充填するためのヘッドユニット１７８には、ｒｇｂ値のばらつきの少し大きいＣランク、Ｄランクのものを使用する。また、ｒｇｂ値のばらつきの大きいＥランクのヘッドユニット１７８は、記録ヘッド１３２には使用しないようにする。
【００４７】
次に、ステップ１０８で、記録ヘッド１３２Ｙ、１３２Ｍ、１３２Ｃ、１３２Ｋの各々について、複数のヘッドユニット１７８の配列順序を決定する。なお、配列順序の決定方法については後述する。
【００４８】
最後に、ステップ１１０で、決定された配列順序に従って複数のヘッドユニット１７８をヘッド取付部１７６に取り付けて、新しい記録ヘッド１３２を作製する。作製した記録ヘッド１３２を記録ヘッドアレイ１３０の枠体１５６に取り付けて、記録ヘッドアレイ１３０により用紙Ｐ上にテストパターン１３８を再度印字し、記録ヘッドアレイ１３０を検査する（Bar-Assay）。光学センサ１３４により記録された画像を光学的に読み取り、ヘッドユニット１７８のノズル１７９毎に「印字色」と「濃度ムラ」とが確認されると記録ヘッド１３２が完成し、記録ヘッド１３２の製造工程が終了する。
【００４９】
ここで、複数のヘッドユニット１７８の配列順序を決定する方法について説明する。本実施の形態では、配列順序は、隣接するヘッドユニット１７８の最適な組合せから決定する。また、隣接するヘッドユニット１７８の最適な組合せは、非線形計画法によって求められる。非線形計画法とは、評価関数を作って最大値又は最小値を求める最適化手法（数理計画法）の一種であり、制約条件式・評価関数が非線形（一次関数でない）の場合の計画手法を意味する。非線形計画法では、評価関数の決定が非常に重要である。
【００５０】
本実施の形態では、下記式（１）で表される評価関数Ｅを用いる。評価関数Ｅが最小となるヘッドユニット１７８の組合せが非線形計画法の解である。即ち、上記の最適化手法により、重複領域下での色差による画質劣化を防止すると共に、重複領域下での濃度ムラの発生を抑制することができる、ヘッドユニット１７８の最適な組合せを決定することができる。
【００５１】
【数１】
2007331344.tif 000003
【００５２】
上記式（１）において、Ｅ１は、隣接するヘッドユニット１７８間の特性差に基づいて発生する重複領域下での色差を表し、下記式（２）で定義される。また、Ｅ２は、隣接するヘッドユニット１７８間の特性差に基づいて重複領域下で現れる所定の空間周波数を有する色差を表し、下記式（３）で定義される。また、Ｗ１とＷ２は重み関数である。
【００５３】
【数２】
2007331344.tif 000004
【００５４】
【数３】
2007331344.tif 000005
【００５５】
上記式（２）において、ｖave1は、隣接するヘッドユニット１７８の内、一方のユニットのｒｇｂ値の平均値であり、ｖave2は、隣接するヘッドユニット１７８の内、他方のユニットのｒｇｂ値の平均値である。また、上記式（３）において、ｖfreは、所定範囲の空間周波数（ｆｒｅ）に対応するパワースペクトルの振幅である。
【００５６】
図１０は、上記のインクジェット記録装置で記録された画像の空間周波数と変調伝達関数（ＭＴＦ）との相関関係を示すグラフである。横軸は空間周波数ｕ（サイクル／ｍｍ）、縦軸はＭＴＦである。ＭＴＦは視覚系の変調伝達関数であり、空間周波数ｕの関数Ｖ（ｕ）で表される。関数Ｖ（ｕ）の値が大きいほど、その空間周波数での濃度ムラの視認性が高い。ここでは、ＭＴＦは観察距離を３０ｃｍとして測定されている。
【００５７】
図１０から分かるように、上記のインクジェット記録装置で記録された画像では、０〜５サイクル／ｍｍの空間周波数で視認性が高くなる。この範囲の空間周波数の濃度ムラが発生すると、人間の目に敏感に察知されてしまう。従って、ｖfreは、空間周波数が０〜５サイクル／ｍｍの範囲で求めることが好ましい。
【００５８】
なお、濃度ムラが発生する空間周波数は、ヘッドユニット１７８のノズル特性や記録ヘッド１３２の構造により異なるため、記録ヘッド毎に設定することが好ましい。例えば、ノズルがマトリクス状に配置されたマトリクスヘッドの場合には、１行に対する１列間距離に依存する空間周波数となる。例えば６００ｄｐｉで１行に３２個のノズルがあると仮定すると、３２×２５．４／６００＝約１．３５４ｍｍの空間周波数に対する濃度ムラの頻出度合いが最も高いことになる。
【００５９】
重み関数であるＷ１とＷ２は、評価結果から以下の範囲にするのが好ましい。Ｗ１は５〜１０の範囲が好ましく、Ｗ２は１が好ましい。Ｗ２よりＷ１の方が値が大きいのは、隣接するヘッドユニット１７８間で印字色が違うと、それに伴って上記の空間周波数に依存した濃度ムラも大きくなるためである。
【００６０】
（改善効果の検証実験）
図１〜図８に示した上記のインクジェット記録装置１１２と同じ構成の装置を用いて、本発明による改善効果の検証実験を実施した。図１１は、実験に用いた記録ヘッド１３２の隣接する２個のヘッドユニット１７８を示す図である。記録ヘッド１３２には、この２個を含め、全部で８個のヘッドユニット１７８が配列されている。１個のヘッドユニット１７８のノズル面１８１には、１行に３２個、３２行３２列で１０２４個のノズル１７９がマトリクス状に形成されている。１列３２個のノズルの内、端から１４個は重複領域を印字する。
【００６１】
図１２は、図１１の破線で囲まれた領域Ｘの２個のノズルの位置関係を示す図である。一方のノズルの位置を点Ａとし、これに隣接するノズルの位置を点Ｂとする。隣接するノズル間の距離は、紙送り方向（Ｘ方向）でａ、ユニット並び方向（Ｙ方向）でｂである。点Ａ、点Ｂを通る直線がＸ方向となす角度はφ１である。点Ａに位置するノズルにより印字されるラインを４０、点Ｂに位置するノズルにより印字されるラインを４２とする。距離ａ，ｂはノズルを配置したときに定まる定数である。実験に用いたヘッドユニット１７８では、ａ＝５４９．９μｍ、ｂ＝４２．３μｍである。
【００６２】
まず、記録ヘッド１３２を記録ヘッドアレイ１３０の枠体１５６に取り付け、記録ヘッドアレイ１３０により用紙Ｐ上に、デューティ（duty）比が５０％のハーフトーンのベタパターンを印字した。光学センサ１３４により記録された画像を光学的に読み取り、任意に選択した１個のヘッドユニット１７８について、ノズル１７９毎にｒｇｂ値を求めた。結果を図１３に示す。図１３のグラフでは、横軸はノズル番号を表し、縦軸はｒｇｂ値を表す。ノズル番号は、隣接する他方のヘッドユニット１７８側から順にカウントした値である。
【００６３】
図１３から分かるように、重複領域でｒｇｂ値のばらつきが大きくなる。その理由は、ヘッドユニット１７８間に特性差（色差）が有り、その特性差に基づいて記録された画像に濃度ムラが発生するためである。この例では、濃度ムラは約１．３ｍｍの周期で発生している。空間周波数に換算すると０．７７サイクル／ｍｍと視認性の高い空間周波数であるため、目視でも画質劣化を確認することができた。
【００６４】
２００個のヘッドユニット１７８の各々についてｒｇｂ値のばらつき（σ）を求め、そのばらつきσの値が２以下のものＡランク、２より大きく且つ２．５以下のものをＢランク、２．５より大きく且つ４以下のものをＣランク、４より大きく且つ５以下のものをＤランク、５より大きく且つ８以下のものをＥランクとして、ｒｇｂ値のばらつきに応じて、各ヘッドユニット１７８のランク判定を行った。記録ヘッド１３２Ｍ、１３２Ｃ用にはＡランク、Ｂランクのユニットを選別し、記録ヘッド１３２Ｙ用にはＣランク、Ｄランクのユニットを選別した。
【００６５】
色毎に選別したヘッドユニット１７８群の中から８個のユニットを選択し、上述した非線形計画法により評価関数Ｅが最小となる最適な組合せを決定し、これに基づいて８個のユニットの配列順序を決定した。以下では、記録ヘッド１３２Ｃに用いる８個のユニットの配列順序を決定した例について、最適化に用いた数値を示す。この配列順序のときに、評価関数の総和が最も小さくなる。
【００６６】
８個のヘッドユニット１７８の隣接するユニット間の平均ｒｇｂ値の差を表１に示す。平均ｒｇｂ値の差は、ａｂｓ(ｖave1−ｖave2）で表される。８個のヘッドユニット１７８は、配列順序に従って、ユニット１、ユニット２、・・・ユニット８とする。また、隣接するヘッドユニット１７８による重複領域でのパワースペクトルの振幅を表２に示す。パワースペクトルは１．３５４ｍｍの空間周波数の範囲に対応するものである。また、隣接するヘッドユニット１７８を最適化したときの重み関数は、Ｗ１＝７．５、Ｗ２＝１．０とした。
【００６７】
【表１】
2007331344.tif 000006
【００６８】
【表２】
2007331344.tif 000007
【００６９】
決定された配列順序に従って複数のヘッドユニット１７８をヘッド取付部１７６に取り付けて、新しい記録ヘッド１３２を作製し、作製した記録ヘッド１３２を記録ヘッドアレイ１３０の枠体１５６に取り付けて、用紙Ｐ上にデューティ比が５０％のハーフトーンのベタパターンを印字した。光学センサ１３４により記録された画像を光学的に読み取り、ヘッドユニット１７８のノズル１７９毎にｒｇｂ値を求めた。結果を図１４に示す。図１４のグラフでは、横軸はノズル番号を表し、縦軸はｒｇｂ値を表す。
【００７０】
図１４と図１３とを比較すれば分かるように、ヘッドユニット１７８の配列順序を最適化したことにより、重複領域でのｒｇｂ値のばらつきが低減された。約１．３ｍｍの周期で発生していた濃度ムラも減少した。
【００７１】
また、最適化後の記録ヘッド１３２Ｃについて、ユニット１とユニット２の重複領域での画像の空間周波数に対応したスペクトルの振幅を、以下の方法により求めた。即ち、５０％のハーフトーンベタパターンのｒｇｂ値を、ノズル位置毎に紙送り方向に対して平均化する。その平均化されたｒｇｂ値を持って一次元フーリエ解析を行う。解析結果を、図１５（Ａ）に示す。
【００７２】
参考までに、最適化前の記録ヘッド１３２Ｃについて、隣接する任意の２個のヘッドユニット１７８を選び、対応する画像の空間周波数を解析した。解析結果を、図１５（Ｂ）に示す。図１５（Ｂ）と比較すれば分かるように、最適化後の記録ヘッド１３２Ｃでは、図１５（Ａ）に示すように、目立つ濃度ムラを生じ易い０〜５ｃｙｃｌｅ／ｍｍの空間周波数に対応するパワースペクトルを抑制することができた。
【００７３】
以上説明した通り、本実施の形態では、非線形計画法により隣接するヘッドユニットの最適な組合せを求め、求めた組合せからヘッドユニットの最適な配列順序を決定し、この順序に従って複数のヘッドユニットを配列して各色の記録ヘッドを作製するので、ｒｇｂ値のばらつきを抑制することができる。また、ヘッドユニットのｒｇｂ値に応じて各ヘッドユニットのランク判定を行い、記録ヘッドに使用するユニットを選別することで、ｒｇｂ値のばらつきをより一層抑制することができる。
【００７４】
これらにより、隣接するヘッドユニットが紙送り方向に一部重なるように配置されていても、重複領域下での色差による画質劣化を防止することができ、視認性の高い空間周波数を有する濃度ムラの発生を抑制することができる。
【００７５】
なお、上記の実施の形態では、ランク判定によるヘッドユニットの選別を行っているが、ランク判定によるヘッドユニットの選別は省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】用紙が光学センサの下方を通過する様子を示す図である。
【図３】記録ヘッドアレイを部分的に示す斜視図である。
【図４】記録ヘッドアレイを示す部分拡大分解斜視図である。
【図５】記録ヘッドアレイを部分的に破断して示す平面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、記録ヘッドの断面図と裏面図である。
【図７】上述したインクジェット記録装置の制御ブロック図である。
【図８】記録ヘッドで印字したテストパターンを示す図である。
【図９】記録ヘッドの製造工程を示す流れ図である。
【図１０】空間周波数と変調伝達関数との相関関係を示すグラフである。
【図１１】検証実験で用いた記録ヘッドの隣接するヘッドユニットを示す図である。
【図１２】領域Ｘの２個のノズルの位置関係を示す図である。
【図１３】最適化前のヘッドユニットのノズル毎のｒｇｂ値を示すグラフである。
【図１４】最適化後のヘッドユニットのノズル毎のｒｇｂ値を示すグラフである。
【図１５】（Ａ）は最適化後の重複領域での空間周波数の解析結果を示す図であり、（Ｂ）は最適化前の重複領域での空間周波数の解析結果を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０      ＣＰＵ
１２      ＲＯＭ
１４      ＲＡＭ
１６      画像入力部
１８      画像処理部
２０      ヘッドドライバ
２２      モータドライバ
２４      パターン生成部
２６      入出力ポート
２８      外部装置
３０      搬送モータ
３２      操作部
３４      バス
４０、４２  ライン
１１２    インクジェット記録装置
１１４    筐体
１１６    給紙トレイ
１１８    ピックアップロール
１２０    搬送ローラ対
１２２    搬送経路
１２４    駆動ロール
１２６    従動ロール
１２８    搬送ベルト
１２８Ｆ  平坦部分
１３０    記録ヘッドアレイ
１３２    記録ヘッド
１３４    光学センサ
１３６    帯電ロール
１３８    テストパターン
１４０    剥離プレート
１４２    排出ローラ対
１４４    排出経路
１４６    排紙トレイ
１４８    クリーニングロール
１５０    反転用ローラ対
１５２    反転経路
１５４    インクタンク
１５６    枠体
１６０Ａ  短辺
１６０Ｂ  短辺
１６４Ｈ  ネジ孔
１６４    第一支持部材
１６６Ｈ  ネジ孔
１６６    第二支持部材
１６８    長尺部材
１７０    ネジ
１７２    挿入孔
１７４    板バネ
１７６    ヘッド取付部
１７８    ヘッドユニット
１７９    ノズル
１８１    ノズル面
１８２    調整用ネジ棒
１８３    ギアボックス
１８５    調整モータ
１８７    スペーサ部材
１８９    仮留め部材
１９１    ネジ
１９３    角度調整装置
【図１】
2007331344.tif 000011
【図２】
2007331344.tif 000012
【図３】
2007331344.tif 000013
【図４】
2007331344.tif 000014
【図５】
2007331344.tif 000015
【図６】
2007331344.tif 000016
【図７】
2007331344.tif 000017
【図８】
2007331344.tif 000018
【図９】
2007331344.tif 000019
【図１０】
2007331344.tif 000020
【図１１】
2007331344.tif 000021
【図１２】
2007331344.tif 000022
【図１３】
2007331344.tif 000023
【図１４】
2007331344.tif 000024
【図１５】
2007331344.tif 000025