JP2006192883A - 記録位置間隔検出方法及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単一記録ヘッドに構成された記録素子配列が複数連なって構成された記録素子配列が記録する記録位置の間隔の変化を全体に亘り簡易に検出する。
【解決手段】複数記録ヘッドＨ１、Ｈ２による平行直線パターンと、複数記録ヘッド又は単数記録ヘッドＨ１による平行直線パターンを角度を持たせて重ね、干渉縞を生ぜしめる。この干渉縞の位置ずれ量が平行直線のピッチの変化、すなわち、記録位置の間隔の変化を現している。したがって、干渉縞の位置ずれ量を検出することにより記録位置の間隔変化を容易に検出できる。また、フォトセンサで記録媒体上を走査して干渉縞を読み取り、その読み取った干渉縞の濃淡情報とエンコーダの出力する搬送ステージの位置情報とにより干渉縞の位置を検出する干渉縞読取手段を備える記録装置を構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の記録素子による記録位置の間隔の変化を検出する方法、及び自己の複数の記録素子による記録位置の間隔の変化を検出できる記録装置に関する。

従来、複数のノズルが配列したインクジェットヘッドのように、複数の記録素子が配列した記録ヘッドが用いられている。このような記録ヘッドは単数又は走査幅を拡幅するように複数を並べて用いられている。この記録素子は、インクジェットプリンタにおけるノズルのように、印画の最小単位となる作用子である。
記録ヘッドを単数用いるにしても、複数並べて用いるにしても、記録品質上、記録素子による記録位置の等ピッチ度が高いことが求められる。
単一ヘッド内の記録素子による記録位置の等ピッチ度は、記録ヘッドの形成精度に依存する。例えば、単一ヘッド内での各記録素子による記録位置のバラツキが理想位置に対して±ａ（μｍ）であり、理想的なピッチ間隔がＰ（μｍ）であるとすれば、そのヘッドによる記録位置は、Ｐ±ａ（μｍ）の範囲に収まることになる。
記録ヘッドを複数並べて用いる場合、隣接する記録ヘッドの継ぎ目も含めて記録素子の等ピッチ度が高いことは、厳密な寸法精度が要求される印刷のほか、液晶カラーフィルターの色材や有機ＥＬの発光材を微細化したセルに確実に塗布するような産業用途では特に重要となる。記録ヘッドを複数並べて用いる場合、隣接する記録ヘッド間のピッチの精度は、記録ヘッドの配置精度によるものであり、従来、隣接する記録ヘッドの相対的な位置を検出する方法が提案されている。
特許文献１記載の発明にあっては、記録ヘッド同士をオーバーラップさせて配置し、記録ヘッドの両端の数ノズルでパターンを描画して、隣接する記録ヘッドの相対的な位置を検出した。
特許文献２記載の発明にあっては、同じく記録ヘッド同士をオーバーラップさせて配置し、センサで画像を読み取ることによって、隣接する記録ヘッドの相対的な位置を検出した。
なお、特許文献３記載の発明は、記録ヘッドの主走査方向に対する傾きを検出する技術であり、特許文献４記載の発明は、継ぎ合わされる複数記録ヘッドの平行度を検出する技術であり、隣接する記録ヘッドの継ぎ目における記録位置のピッチを検出することはできない。
特開２００２−７９６５７号公報 特開２００２−９６４６２号公報 特開平１０−１１５９５５号公報 特開２００３−１７０６４５号公報

以上の従来技術にあっては次のような問題があった。
図６〜図８に示す単純化したモデルについて考える。図６に示すように、記録ヘッドＨ１に、７つの記録素子ｎ１〜ｎ７が一列に並んでおり、同様に記録ヘッドＨ２に、７つの記録素子ｎ８〜ｎ１４が一列に並んでいる。これらからなるすべての記録素子ｎ１〜ｎ１４（計１４個）は主走査方向Ｘに見て等ピッチに配置されている。問題とすべきピッチは、記録媒体上での記録位置によって評価されるものである。例えば、記録素子がノズルである場合、ノズルの配列ピッチではなく、ノズルから吐出された液滴の記録媒体上の着弾位置によって評価される。図６は、記録素子ｎ１〜ｎ１４による記録パターン１〜１４がピッチＰで等ピッチに配置された理想的な状態を示している。

次に、図７に示す状態を考える。図７においては、記録パターン８が理想ピッチライン（図中破線で示す）よりａだけ記録パターン９寄りに偏在し、記録パターン１４が逆方向にａだけ偏在している。
この図７の状態を特許文献１又は２の発明によって位置ずれ検出すると、ずれ量ａを隣接する記録ヘッドの相対的な位置として検出するため、図８に示すように、ずれ量ａだけ２つの記録ヘッドＨ１、Ｈ２間の間隔を狭めて再配置することとなる。すると、記録ヘッドＨ２の他の記録パターン９〜１３が理想ピッチライン（図中破線で示す）に対しａだけずれてしまい、記録パターン１４が理想ピッチライン（図中破線で示す）に対し２ａだけずれてしまう。これは、記録ヘッド固有の特性としてずれ量ａを有する一の記録パターン８を基準にして、隣接する２つの記録ヘッドの相対的位置を合わせたために、その他の記録素子ｎ９〜ｎ１４による記録パターン９〜１４の位置に新たなずれ量ａを加算してしまったためである。
すべての記録パターン１〜１４がＰ±ａ（μｍ）の範囲で任意にばらついている場合を考えると、再配置により最大で２ａの誤差を発生させることになる。また、いずれか一の記録パターンにａより大きい誤差を発生させる可能性が非常に大きいことがわかる。これは、±ａ（μｍ）が許容誤差である場合に、各記録ヘッドの形成が許容誤差内に収まっていても、記録ヘッドの配置工程の不具合により許容誤差を超える誤差を発生させることを意味する。
この誤差は、印刷用途では画質に顕著に影響しない場合もあるが、これに比し、液晶カラーフィルターの色材や有機ＥＬの発光材を微細化したセルに塗布する場合のように、予め決められた微小領域に材料を付与することが求められている場合には、画素欠損等の欠陥の原因となり、要求される品質に応えられないことが顕著に懸念される。
図６〜７では、２つの記録ヘッドＨ１，Ｈ２を示したが、さらに記録ヘッドを増設し、記録ヘッドＨ１，Ｈ２、Ｈ３，・・・（図示せず）と記録素子配列を継ぎ足し延長するように連ねて配置していくと、継ぎ目における誤差が累積され、後端側の記録ヘッドほど記録素子による記録位置のずれ量が２ａをも超えた大きなものなる可能性が高いといえる。
したがって、記録ヘッドを多く連設するほど、要求される性能を叶えられず、要求される品質に応えられないことが顕著に懸念される。

図８の状態を特許文献１又は２の発明によって位置ずれ検出すると、検出対象でない中間のラインのずれ量ａ及び継ぎ目でない端部の記録パターン１４のずれ量２ａを検出できない。
センサにより位置検出を行う従来技術によれば、全記録素子による記録位置を所定の公差内に収めるためには、全記録素子による記録位置の各誤差をすべて検出する必要がある。
なお、狭ピッチ化等を目的に、図９に示すように各記録ヘッドの記録素子配列が走査方向Ｘに対して傾斜するように各記録ヘッドを傾斜配置する場合があるが、この場合も上述した問題について変わるところがない。

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、単一記録ヘッドに構成された記録素子配列が複数連なって構成された記録素子配列が記録する記録位置の間隔の変化を全体に亘り簡易に検出する方法及び自己の複数の記録素子による記録位置の間隔の変化を検出できる記録装置を提供することを課題とする。

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、単一記録ヘッドに構成された記録素子配列が複数連なって構成された記録素子配列が記録する記録位置の間隔の変化を検出する方法であって、
複数記録ヘッドに亘る前記記録素子配列を構成する記録素子全部又は等数置きの記録素子を作動させて、一定方向に記録媒体上を走査して、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを前記走査の方向と垂直な方向に沿って有した第１記録パターンを記録する第１の記録動作と、
複数記録ヘッドに亘る前記記録素子配列又は単一記録ヘッド内の前記記録素子配列を構成する記録素子全部又は等数置きの記録素子を作動させて、一定方向に前記記録媒体上を走査して、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを前記走査の方向と垂直な方向に沿って有した第２記録パターンを記録する第２の記録動作とを、
前記第１記録パターンと前記第２の記録パターンとが重なるようにいずれかを先とし、前記第１の記録動作の走査方向と前記第２の記録動作の走査方向とに垂直でない角度をもたせて記録装置に実行させることにより、前記記録媒体上に、前記第１記録パターンと前記第２の記録パターンとの重なりによる干渉縞を生ぜしめ、前記干渉縞の位置ずれを、前記記録位置の間隔の変化として検出することを特徴とする記録位置間隔検出方法である。

請求項２記載の発明は、前記第１記録パターン及び前記第２記録パターンを、一記録素子により一本分が記録され、作動する記録素子数に相当する数の本数よりなる平行直線パターンとすることを特徴とする請求項１記載の記録位置間隔検出方法である。

請求項３記載の発明は、前記第２の記録動作を単一記録ヘッドにより実行させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の記録位置間隔検出方法である。

請求項４記載の発明は、前記干渉縞の１ピッチに対する前記干渉縞の位置ずれ量の割合を、前記記録位置の１ピッチに対する記録位置の間隔の変化量の割合として検出することする請求項１、請求項２又は請求項３記載の記録位置間隔検出方法である。

請求項５記載の発明は、各記録ヘッドに構成された記録素子配列を複数連ねて記録素子配列を構成する複数の記録ヘッドを備え、
複数記録ヘッドに亘る前記記録素子配列を構成する記録素子全部又は等数置きの記録素子を作動させて、一定方向に記録媒体上を走査して、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを前記走査の方向と垂直な方向に沿って有した第１記録パターンを記録する第１の記録動作と、
複数記録ヘッドに亘る前記記録素子配列又は単一記録ヘッド内の前記記録素子配列を構成する記録素子全部又は等数置きの記録素子を作動させて、一定方向に前記記録媒体上を走査して、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを前記走査の方向と垂直な方向に沿って有した第２記録パターンを記録する第２の記録動作とを、
いずれかを先として前記記録ヘッドに実行させる記録動作制御手段を備え、
互いの走査方向に垂直でない角度をもった前記第１記録パターンと前記第２の記録パターンとの重なりにより生じた干渉縞の位置を検出する干渉縞読取手段を備えることを特徴とする記録装置である。

ここで、「干渉縞の位置を検出する」とは、記録媒体上における一定の濃度の発現位置を数量化することをいう。これには、記録媒体上における干渉縞の縞目の位置を数量化することのほか、「濃」のピークの位置や「淡」のピークの位置、或いは一定の中間濃度の位置を数量化することのいずれもが該当する。人間にとっては「淡」のピークが明確な縞目に感じられやすいが、いずれの濃度を基準にしても良い。

請求項６記載の発明は、前記干渉縞読取手段は、前記干渉縞の縞目方向の異なる複数の位置で前記干渉縞の位置を検出することを特徴とする請求項５記載の記録装置である。

請求項７記載の発明は、前記干渉縞読取手段は、一の記録ヘッドが記録した前記第１記録パターンと前記第２記録パターンとの重なりにより生じた干渉縞の位置と、前記一の記録ヘッドに隣接する他の一の記録ヘッドが記録した前記第１記録パターンと前記第２記録パターンとの重なりにより生じた干渉縞の位置とを検出することを特徴とする請求項５記載の記録装置である。

請求項８記載の発明は、前記干渉縞読取手段が検出した位置情報に基づき、前記記録ヘッドの位置を調整する位置調整装置を備えることを特徴とする請求項７に記載の記録装置である。

請求項９記載の発明は、前記干渉縞読取手段は、
前記干渉縞の濃淡の変化を検出することが可能なセンサと、
前記センサに記録媒体上を走査及び副走査させる走査手段と、
前記センサと当該センサが走査する記録媒体との相対的な移動距離を所定の分解能で出力するエンコーダと、
前記センサの出力値及び前記エンコーダの出力値に基づき、前記干渉縞の位置を数値化する干渉縞位置演算手段とを備えることを特徴とする請求項５から請求項８のうちいずれか一に記載の記録装置である。

本発明の記録位置間隔検出方法の実施にあたり、第１記録パターン内の濃淡の繰り返しが等ピッチで、第２記録パターン内の濃淡の繰り返しが等ピッチであれば、干渉縞は直線で現れる。すなわち、記録位置の間隔に変化がなければ、干渉縞は直線で現れる。
したがって、本発明によれば、干渉縞の位置ずれを見ることにより、記録位置の間隔の変化を読み取ることができる。
本発明の記録装置によれば、記録媒体に対し第１記録パターンの記録及び第２記録パターンの記録を行うことができると共に、第１記録パターンと第２の記録パターンとの重なりにより生じた干渉縞の記録媒体上における位置を検出するができる。干渉縞の位置を読むことにより、記録精度の評価や改善に応用することができる。

以下にいくつかの実施形態を交えながら本発明の記録位置間隔検出方法（以下「本方法」という。）の原理説明を行う。

本方法を実施するためには、第１記録パターン及び第２記録パターンは、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを走査方向と垂直な方向に沿って有した記録パターンである必要がある。例えば、平行直線パターンである。実線による平行直線パターンであれば、干渉縞が最もクリアに現れ、干渉縞の位置ずれも検出しやすい。破線による平行直線パターンであっても、干渉縞が現れる。ドットを分散したパターンであっても、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを走査方向と垂直な方向に沿って有した記録パターンとなっていれば、干渉縞が現れ、干渉縞の位置ずれを見ることにより、記録位置の間隔の変化を読み取ることができる。
破線や、ドット分散パターンの場合のように、走査方向の白抜き部分が多くなるほど干渉縞は見えにくくなる。走査方向の白抜き部分がなく、走査方向と垂直な方向の濃淡のコントラストが最も高い、平行実直線パターンが最も読み取りやすいパターンとなる。
記録素子配列を構成する記録素子全部を所定の条件で作動させて記録した場合に、隣接する記録素子が記録する領域間に隙間がなく、濃淡変化もない場合は、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを走査方向と垂直な方向に沿って有した記録パターンが形成できないため、本発明を実施できない。この場合、一記録素子による記録幅（ドット径などが相当する）を調整することができれば、一記録素子による記録幅を小さくして、一記録素子による記録パターンと隣りの一記録素子による記録パターンとの間に隙間又は淡色部分を形成するか、等数置き（例えば、１つ置き）の記録素子を作動させて隙間又は淡色部分を形成する。干渉縞をよりクリアに出現させるためには、淡色部分でなく完全な隙間が好ましいが、発色のピークに対して薄い淡色部分が間にあれば、干渉縞が現れる。等数置きの記録素子を作動させた場合、干渉縞を読み取ることにより検出されるのは、作動した記録素子による記録位置の間隔の変化である。

本発明においては、第１記録パターンと第２の記録パターンとは、いずれが先であるかを問わない。結果的に、第１記録パターンと第２の記録パターンとが垂直でない角度をもって重なり干渉縞が出現すればよい。そのために、第１の記録動作の走査方向と第２の記録動作の走査方向とに垂直でない角度をもたせる必要がある。
第１記録パターンと第２の記録パターンの交差する角度は垂直でない角度である。垂直とすると、干渉縞が現れない。

ここで、図１を参照する。図１は平行実直線パターンを角度θ傾かせて重ねたときに出現する干渉縞を説明した図である。各直線に番号１〜８を付けた。直線間のピッチをＰとする。直線１〜４に対し直線５〜８が交差すると白地部分の面積が増え「淡」のピークとなり、直線１〜８が最も間隔を隔てている部分が「濃」のピークとなる。この「淡」のピークが縞目となった干渉縞が現れる（図２〜図５を参照）。なお、図２〜図５は、実際の記録パターンを２０倍程度粗くしたものであり、干渉縞が見にくい場合は遠目で見ると良い。

図１に示すように、干渉縞の理論ピッチは、Ｐ／｛２sin（θ／２）｝で表される。干渉縞の位置ずれ量を読み取りやすくするためには、Ｐ／｛２sin（θ／２）｝を大きくすることが好ましい。そのためには、θ（０°＜θ＜９０°）を小さくする、すなわち、交差する角度を浅くする。

図２は、２つの記録ヘッドＨ１，Ｈ２による第１の記録バターンＴ１を平行実直線で描き、その上に記録媒体を傾かせて１つの記録ヘッドＨ１による第２の記録バターンＴ２を重ねて描いたものである。各記録ヘッドによる記録位置の間隔を等ピッチ（理想ピッチ「Ｐ」とする。）にしてあり、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２との間の隣接する記録位置の間隔を１．４Ｐにしてある。
図２の場合、記録ヘッドＨ１自身の重なり領域における縞目に対し、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２の重なり領域における縞目が、干渉縞のピッチＺの０．４だけ下にずれている。ずれ量をＹで示す（図３，４において同じ）。

本発明の実施にあたっては、まず、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２の隣接する記録位置の間隔が理想ピッチＰ±０．５Ｐ内の範囲に入るように両記録ヘッドを配置した後、記録動作を行わせ、図２に示すような記録パターンを得る。
第１記録パターンＴ１と第２の記録パターンＴ２とが重なるようにいずれかを先とする。記録媒体に対する第１の記録動作の走査方向と第２の記録動作の走査方向とに垂直でない角度をもたせて記録装置に実行させることは、記録装置自体に変更を加えず、第１の記録動作時と第２の記録動作時とで単に記録媒体をその方向を変えて設置することにより容易に行える。
次に、図２のような干渉縞の位置ずれ量Ｙの干渉縞ピッチＺに対する割合を目視又は必要により拡大鏡を用いて読み取る。
図２の場合、＋０．４と読み取られる。
次に、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２との間隔を０．４Ｐだけ近づける。
以上により、記録ヘッドＨ１及び記録ヘッドＨ２により構成される記録素子配列全体を等ピッチに近づけることができる。

図３は、図２に示した記録パターンに対し、第２の記録パターンＴ２を２つの記録ヘッドＨ１，Ｈ２によって記録したものである。その他の条件は、図２と同じである。図３の記録パターンでも同様に実施できる。図３の場合、縞目の断裂が対称に現れるので、測定ミスしないように測定には注意を要する。
実際には、記録ヘッド内の記録素子配列もある程度高精度な測定レベルにおいてはバラツキがあるのが常である。第１の記録パターンＴ１に重なる相手パターンＴ２の記録ヘッドを一つに特定することによって、第２の記録パターンＴ２の記録素子配列のバラツキ方を特定し、干渉縞の位置ずれの測定に支障が生じないようにすることができ、その結果、干渉縞の位置ずれの測定誤差が生じないようにすることができる。また、第２の記録パターンＴ２を記録する単一の記録ヘッドとして、より高精度な記録素子配列を有する記録ヘッドを選択することにより、干渉縞の位置ずれの測定誤差が生じないようにすることができる。より高精度な記録素子配列を有する記録ヘッドを選択するには、自己同士の重なり領域における干渉縞の縞目の直線度が高い記録ヘッドを選択することが一つの有効な方法となる。

図４は、２つの記録ヘッドＨ１，Ｈ２による第１の記録バターンＴ１を平行実直線で描き、その上に記録媒体を傾かせて１つの記録ヘッドＨ１による第２の記録バターンＴ２を重ねて描いたものである。各記録ヘッドによる記録位置の間隔を等ピッチＰにしてあり、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２との間の隣接する記録位置の間隔を０．６Ｐにしてある。
図４の場合、記録ヘッドＨ１自身の重なり領域における縞目に対し、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２の重なり領域における縞目が、干渉縞のピッチＺの０．４だけ上にずれている。

本発明の実施にあたっては、まず、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２の隣接する記録位置の間隔が理想ピッチＰ±０．５Ｐ内の範囲に入るように両記録ヘッドを配置した後、記録動作を行わせ、図４に示すような記録パターンを得る。
次に、図４のような干渉縞の位置ずれ量Ｙの干渉縞ピッチＺに対する割合を目視又は必要により拡大鏡を用いて読み取る。
図４の場合、−０．４と読み取られる。
次に、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２との間隔を０．４Ｐだけ遠退ける。
以上により、記録ヘッドＨ１及び記録ヘッドＨ２により構成される記録素子配列全体を等ピッチに近づけることができる。

図５は、２つの記録ヘッドＨ１，Ｈ２による第１の記録バターンＴ１を平行実直線で描き、その上に記録媒体を傾かせて１つの記録ヘッドＨ１による第２の記録バターンＴ２を重ねて描いたものである。記録ヘッドＨ１による記録位置の間隔を等ピッチＰにしてあり、記録ヘッドＨ２の記録ヘッドＨ１側に隣接する端部の記録位置の間隔を０．６Ｐにし、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２との間の隣接する記録位置の間隔を１．４Ｐにしてある（図５（ｂ）の部分拡大図参照）。
図５の場合、記録ヘッドＨ１自身の重なり領域における縞目と、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２の重なり領域における縞目は、全体的には同一直線上にのるが、記録ヘッドＨ２の記録ヘッドＨ１側に隣接する端部の偏在する記録ラインＬ（図５（ｂ）の部分拡大図参照）の位置で、干渉縞の縞目に断裂が入り、直線度が崩れているため、隣接する記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２と間の継ぎ目において記録位置のピッチが崩れていることがわかる。

本発明の実施にあたって、図５に示すような干渉縞が出現した場合、次の（１）〜（３）のように対処する。
（１）許容できる場合はそのまま採用する。（２）許容できない場合は、記録ヘッドＨ１と記録ヘッドＨ２との間隔を調整することにより、縞目の全体的な直線度や連続度を上げて、全体の記録素子配列を許容できるものにする。（３）許容できず、（２）によっても許容できるものに調整できない場合は、記録ヘッドＨ２を交換して、再び本発明の記録パターンを記録出力し、干渉縞の観察、測定を行う。

なお、以上の図１〜図５においては記録ヘッドを図示しないが、本発明は、図６〜図８に示すような記録ヘッドの記録素子配列が走査方向Ｘに対して垂直である構成であると図９に示すような記録ヘッドの記録素子配列が走査方向Ｘに対して傾斜した構成であるとを問わず適用可能である。

次に、記録装置の一例を参照しつつ本方法の一実施形態につき説明する。
図１０に本方法の実施に使用できる記録装置の一例を示す。記録装置２０は、主走査方向Ｘに移動可能な搬送ステージ２１と、キャリッジ２２と、キャリッジ２２を副走査方向Ｓに移動させる移動装置２３とを備える。搬送ステージ２１に記録媒体Ｍが載置される。キャリッジ２２には、６つのインクジェット式の記録ヘッドＨを備える。各記録ヘッドＨには基板Ｂを介して信号ケーブルＣが接続される。また、各記録ヘッドＨにはインク供給管Ｌが接続される。図１１は記録媒体Ｍを垂直に見下ろした図である。図１１に示すように各記録ヘッドの符号をＨ１〜Ｈ６とする。図１２に本方法の実施フローを示す。

（ステップＳ１）まず、隣接する記録ヘッド（Ｈ１とＨ２、Ｈ２とＨ３、Ｈ３とＨ４、Ｈ４とＨ５、Ｈ５とＨ６のそれぞれ）の隣接する記録位置の間隔が理想ピッチＰ±０．５Ｐ内の範囲に入るように各記録ヘッドＨを配置する。

（ステップＳ２）次に、記録媒体Ｍを図１１中のＭ１で示すように搬送ステージ２１上に置き、記録装置２０に第１記録バターンを記録させる。記録装置２０は、すべての記録ヘッドＨ１〜Ｈ６を作動させて第１記録パターンを記録媒体Ｍ上に記録する。

（ステップＳ３）次に、記録媒体Ｍ上の第１記録バターンの間隔を測定し、隣接する記録ヘッド（Ｈ１とＨ２、Ｈ２とＨ３、Ｈ３とＨ４、Ｈ４とＨ５、Ｈ５とＨ６のそれぞれ）の隣接する記録位置の間隔が理想ピッチＰ±０．５Ｐ内の範囲に入っているか否かを確認する。
入っていなければ、記録ヘッドＨの位置を再調整して、ステップＳ１から繰り返す。
入っていれば、次のステップに進む。

（ステップＳ４）次に、隣接する記録ヘッド（Ｈ１とＨ２、Ｈ２とＨ３、Ｈ３とＨ４、Ｈ４とＨ５、Ｈ５とＨ６のそれぞれ）の隣接する記録位置の間隔が理想ピッチＰ±０．５Ｐ内の範囲に入っている状態で、第１の記録パターンを記録媒体Ｍに記録する。既にステップＳ３でかかる記録媒体を得ている場合は、それを用いてもよい。

（ステップＳ５）次に、図１１に示すように、記録媒体ＭをＭ１の配置に対して角度θ（０°＜θ＜９０°）傾けたＭ２の配置にして搬送ステージ２１上に置く。

（ステップＳ６）次に、記録装置２０に第２記録バターンを記録媒体Ｍに対して記録させる。記録装置２０は、一つの記録ヘッドＨ（例えばＨ３）を作動させて第２記録パターンを記録媒体Ｍ上に記録する。これにより、第１記録パターンに対し角度θで交差する第２記録パターンが記録媒体Ｍ上に記録される。

（ステップＳ７）次に、第１記録パターンと第２記録パターンによってできる濃淡の干渉縞（図２，４，５参照）、観察しながら、隣接ヘッドごとにできる縞の相対的な位相ずれを量Ｙと干渉縞のピッチ長Ｚとの比率Ｙ／Ｚを定量的に把握する。目視や必要により拡大鏡を用いて観察し、定規を当てて読み取るとよい。
（ステップＳ８）次に、比率Ｙ／ＺとピッチＰから実際のずれ量（Ｙ／Ｚ）・Ｐを求める。
（ステップＳ９）次に、実際のすれ量に従って記録ヘッドＨの位置を補正する。

次に、本発明の記録装置の一実施形態につき説明する。
本実施形態の記録装置は、図１０に示したインクジェット式の記録装置２０の構成のすべてを含み、さらに干渉縞読取手段の要素としてフォトセンサを有する。図１３に本実施形態の記録装置３０の外観図を示す。図１３に示すように、キャリッジ２２にフォトセンサ３１が記録ヘッドＨと共に搭載されている。
図１４のブロック図に示すように、本実施形態の記録装置３０の機器構成は、制御／演算部Ｄ、表示部Ｅ、操作部Ｆと、記憶部Ｇと、記録ヘッドＨと、ヘッド位置調整機構２４と、ヘッド駆動制御部２５と、キャリッジ２２と、キャリッジ２２を副走査方向に移動させる移動装置２３と、キャリッジ移動制御部２６と、搬送ステージ２１と、搬送ステージの移動装置２７と、搬送ステージ移動制御部２８と、エンコーダカウンタ２９と、フォトセンサ３１と、フォトセンサ受光増幅回路３２と、パルス生成回路３３とを備える。

制御／演算部Ｄは、予め書き込まれたプログラムを実行するＩＣ等で構成され、各部を制御して記録動作や干渉縞の読取動作を行わせるとともに干渉縞の位置を算出する演算を行う。すなわち、制御／演算部Ｄは、記録動作制御手段であるとともに、干渉縞読取手段の制御や演算を担う部分である。
記憶部Ｇに第１記録パターン、第２記録パターンその他の画像データが記憶されている。制御／演算部Ｄは、記憶部Ｇから適時に画像データを読み出し、操作部Ｆから入力されるオペレータからの操作信号に従って各部を制御し記録動作や干渉縞の読取動作を行わせ、要求される演算処理をする。
表示部には、操作ガイドや干渉縞の測位結果が表示される。

記録時においては、制御／演算部Ｄがヘッド駆動制御部２５に画像信号を入力し、ヘッド駆動制御部２５が入力された画像信号に基づいて記録ヘッドＨに駆動電圧を印加する。このようにして、制御／演算部Ｄはヘッド駆動制御部２５を介して記録ヘッドＨの動作を制御する。

同様にして、制御／演算部Ｄは、搬送ステージ移動制御部２８を介して搬送ステージの移動装置２７を制御し、搬送ステージ２１の移動を制御する。制御／演算部Ｄは、搬送ステージ２１を移動させることにより、記録時には記録ヘッドＨの主走査方向Ｘへの移動を、干渉縞読取時にはフォトセンサ３１の主走査方向Ｘへの移動を行わせる。
搬送ステージ２１の動作に連動してエンコーダカウンタ２９から移動距離が所定の分解能で出力され、制御／演算部Ｄに入力される。制御／演算部Ｄはエンコーダカウンタ２９からの出力情報により搬送ステージ２１の位置を判断できる。

また、制御／演算部Ｄは、キャリッジ移動制御部２６を介してキャリッジの移動装置２３を制御し、キャリッジ２２の移動を制御する。制御／演算部Ｄは、キャリッジ２２を移動させることにより、記録時には記録ヘッドＨの副走査方向Ｓへの移動を、干渉縞読取時にはフォトセンサ３１の副走査方向Ｓへの移動を行わせる。

フォトセンサ３１は、反射式フォトセンサで、記録媒体Ｍで反射した光を受光して、記録媒体Ｍ上の濃淡に応じた受光量を電気的信号に変換する。干渉縞の濃淡の変化を検出するために、フォトセンサ３１の検知範囲は記録パターンのチッピＰの一倍以上有ることが好ましく、さらに好ましくは数ピッチ分を包含する大きさである。
フォトセンサ３１の出力信号は、フォトセンサ受光増幅回路３２で増幅される。図１５(a)にフォトセンサ及びフォトセンサ受光増幅回路の回路図を示す。図１５(b)にフォトセンサ受光増幅回路３２の出力信号波形を示す。フォトセンサ受光増幅回路３２の出力値Ｖ₀は、パルス生成回路３３に入力される。パルス生成回路３３はこれを一定の閾値ＴＨでＯＮ/ＯＦＦの２値に分け図１５(c)に示すようにパルス波を生成する。図１５(b)(c)の波形は、フォトセンサ３１に干渉縞上を走査させた際の波形例である。干渉縞を走査したため、ステージ移動位置に伴って値が上下する。

ヘッド位置調整機構２４は、マイクロメータ測量器と同様の構成を有し記録ヘッドＨの副走査方向Ｓの位置を微調整するものである。

次に、記録装置３０による第１記録パターン及び第２記録パターンの記録動作及び干渉縞の読取動作につき説明する。以下の記録動作では、第２記録パターンの記録を先とし、第２記録パターンの記録時には一の記録ヘッドＨ３のみを動作させるものとする。

まず、図１６に示すように、搬送ステージ２１上に記録媒体Ｍを配置して、記録ヘッドＨ３により第２記録パターンＴ２を記録媒体Ｍ上に記録する。
次に、図１７に示すように、記録媒体Ｍをθ回転させて配置し、全記録ヘッドＨ１〜Ｈ６を動作させて第１記録パターンＴ１を記録媒体Ｍ上に記録する。これで記録動作は終了である。
次に、干渉縞の読取動作を行うために、図１８に示すように記録媒体をθ／２だけ戻して配置する。これにより干渉縞は主走査方向Ｘに対して直角になる。

以上説明した図１６、図１７、図１８にそれぞれ示した記録媒体Ｍの配置は、人が読み取る場合と異なり、機械による干渉縞の読取を成功させるために正確である必要がある。記録媒体Ｍの配置の正確を確保するために、次のようにすると良い。一つには、記録媒体Ｍの角や縁を合わせると記録媒体Ｍを位置決めできる印を搬送ステージ２１上に油性インクや刻印等の手段により付設しておき、この印に記録媒体Ｍを合わせて置く。この印は、図１６、図１７、図１８に示す３つの配置に対応してそれぞれ設けなければならないから、それぞれが区別できるように記しておく。
他の方法としては、搬送ステージ２１の記録媒体Ｍを載置する部分を少なくとも角度θだけ回動するターンテーブルに構成し、ステッピングモータなどの駆動機器を付設して制御／演算部Ｄにより前記ターンテーブルの角度を制御する。

予め、フォトセンサ３１の記録ヘッドＨに対する相対位置を決定するとともに、図１６、図１７、図１８に示す記録媒体Ｍの３つの配置を決定しておく。その一方で、第１，第２記録パターンＴ１，Ｔ２及びフォトセンサ３１の位置を既知としてキャリッジ２２の移動制御プログラムを作成し、干渉縞の読取制御プログラムの一部として制御／演算部Ｄに書き込んでおく。また、フォトセンサ３１を決定した位置に固定する。

記録媒体Ｍを図１６、図１７、図１８に示す３つの配置を正確に配置できたとき、制御／演算部Ｄは、プログラムに基づきキャリッジ２２の位置を制御して、第１，第２記録パターントＴ１，Ｔ２とフォトセンサ３１との位置関係を、図１９の部分拡大図に示すようにすることができる。図中、Ｔ１−Ｈ１は、記録ヘッドＨ１による第１記録パターン、Ｔ１−Ｈ２は、記録ヘッドＨ２による第１記録パターン、Ｔ１−Ｈ３は、記録ヘッドＨ３による第１記録パターン、Ｔ２−Ｈ３は、記録ヘッドＨ３による第２記録パターンであり、それぞれ記録幅ＨＷを有する。Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・各記録ヘッドによる第１記録パターンと第２記録パターンとの重なり領域を示す。

次に、制御／演算部Ｄは、干渉縞の読取動作を制御する。まず、制御／演算部Ｄは、キャリッジ２２の位置を制御して、フォトセンサ３１を走査ラインＸ１上に配置する。走査ラインＸ１、Ｘ２，Ｘ３・・・は、各重なり領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の中心を通る走査ラインを示す。副走査量Ｓ１、Ｓ２・・・は、それぞれ隣接する走査ラインへの移動量を示す。副走査量Ｓ１、Ｓ２・・・の理論値は、それぞれ、ＨＷ・（１／sinθ）・sin（θ/２）となる。

次に、制御／演算部Ｄは、搬送ステージ２１の移動、キャリッジ２２の移動を制御して、走査ラインＸ１、Ｘ２，Ｘ３・・・上を順次フォトセンサ３１に走査させるととともに、フォトセンサ３１が重なり領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・からの反射光を受光する際のパルス生成回路３３が出力するパルス波形を、演算の基礎とするデータとして取得する。記録媒体Ｍの配置に誤差が出るので、各重なり領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・の中央部を通る際のパルス波形をサンプリングするように制御プログラムを設計することが好ましい。

次に、制御／演算部Ｄは取得したパルス波形の基準となる一定の位置、例えば、波形の中央などの位置を、エンコーダカウンタ２９が出力する位置情報に従って特定し、干渉縞の位置を示す数値として算出する。制御／演算部Ｄは、各重なり領域Ｒ，Ｒ２，Ｒ３・・・における干渉縞の位置を示す数値を表示部Ｅに出力する。

一つの重なり領域内の異なるＳ座標において干渉縞を測位し平均をとって出力するのもよい。この場合、干渉縞の位置を示す数値の正確度が上がる。また、一つの重なり領域内の異なるＳ座標において干渉縞を測位しそのまま出力するのもよい。この出力データのばらつきは、単一記録ヘッド内における記録位置のばらつきを示し、記録ヘッドの良否を判断できる。

ところで、干渉縞からは隣接する記録位置のずれの一ピッチ以下の値しか読み取れない。例えば、1.8ピッチずれている場合に、干渉縞を読み取って記録ヘッドの位置を補正すると、2.0ピッチにずらしてしまうこととなる。したがって、干渉縞を生じさせる第１，第２記録パターンを記録する前に、隣接する記録ヘッドの隣接する記録位置の間隔を理想ピッチＰ±０．５Ｐ内の範囲に入るように各記録ヘッドＨを配置する必要がある。記録ピッチの微細度によってはＰ±０．５Ｐ内の範囲内か否かを、肉眼や拡大鏡を介して記録パターンを観察することにより判断可能な場合がある。しかし、自動化するために例えば次のようにして、Ｐ±０．５Ｐ内の範囲内か否かを記録装置自身が判断できるようにしてもよい。
すなわち、図２０(a1)(b1)に示すようにフォトセンサ３１により、各記録素子が描画したパターンを横断するように第１記録パターンＴ１を走査し、そのセンサ出力（図２０(a2)(b2)）によって判断する。
図２０(a1)(b1)に、隣接する記録ヘッドＨ１，Ｈ２の記録した第１記録パターンＴ１−Ｈ１，Ｔ１−Ｈ２のつなぎ目部分を示す。隣接する記録ヘッドＨ１，Ｈ２の記録した第１記録パターンＴ１−Ｈ１，Ｔ１−Ｈ２のつなぎ目部分の間隔が各第１記録パターンＴ１−Ｈ１，Ｔ１−Ｈ２内の記録位置間隔より広い場合（図２０(a1)）や狭い場合（図２０(b1)）はそれぞれ、図２０(a2)(b2)に示すようにセンサ出力に際立った変化が見られる。制御／演算部Ｄはこの変化に基づき実際のピッチが理想チッピＰ＋０．５Ｐより大であるか否か及びＰ−０．５Ｐより小であるか否かを判断する。制御／演算部Ｄはこの判断結果を表示部Ｅに出力するか、次に説明するような記録ヘッドの搭載位置の自動調整に利用する。

次に、記録ヘッドの位置を調整する位置調整装置を備えた記録装置につき説明する。図２１に、記録ヘッドの位置を調整する位置調整装置を備えた記録装置のブロック図を示す。記録装置４０は、上述した記録装置３０の機能、構成をすべて含み、さらに、ヘッド移動制御４１を介してヘッド位置調整機構２４を制御する機能を有する。この機能は例えば、ヘッド位置調整機構２４を操作するステッピングモータなどのアクチュエータをキャリッジに搭載し、これを制御するインターフェースを制御／演算部Ｄに接続することにより実現する。
制御／演算部Ｄは、上述したように隣接する記録ヘッドのつなぎ目部分の間隔が理想チッピＰ＋０．５Ｐより大であるか否か及びＰ−０．５Ｐより小であるか否かを判断した後、大であると判断したときは隣接する記録ヘッドを近づけ、小であると判断したときは隣接する記録ヘッドを遠退けるように、ヘッド位置調整機構２４を制御して記録ヘッドの位置を調整する。制御／演算部Ｄは、理想チッピＰ±０．５Ｐ内であると判断したときは、次に説明する干渉縞に基づくヘッド位置の調整を行う。

上述したように制御／演算部Ｄは、各部を制御して干渉縞を読み取り、干渉縞の位置を示す数値を算出する。そして制御／演算部Ｄは、干渉縞の位置を示す数値に基づきヘッド位置を微調整する。
すなわち、制御／演算部Ｄは、干渉縞の位置示す数値に基づきヘッド位置の補正量を算出し、ヘッド位置調整機構２４を制御して記録ヘッドの位置を調整する。

本発明の原理を説明するための記録パターンを描いた図である。 本発明による記録パターンの一例を描いた図である。 本発明による記録パターンの他の一例を描いた図である。 本発明による記録パターンの他の一例を描いた図である。 本発明による記録パターンの他の一例を描いた図である。 従来技術の問題点を説明するための簡易モデルを示す図（その１）である。 従来技術の問題点を説明するための簡易モデルを示す図（その２）である。 従来技術の問題点を説明するための簡易モデルを示す図（その３）である。 図６に対し各記録ヘッドを傾斜配置した場合の図である。 本発明の記録位置間隔検出方法の実施に使用できる記録装置の斜視図である。 図１０の記録装置上における記録ヘッドと記憶媒体との位置関係を示した平面図である。 本発明の一実施形態に係る記録位置間隔検出方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る干渉縞読取手段を搭載した記録装置の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る干渉縞読取手段を搭載した記録装置のブロック図である。 (a)はフォトセンサ及びフォトセンサ受光増幅回路の回路図であり、(b)はフォトセンサ受光増幅回路の出力信号波形であり、(c)はパルス生成回路が出力するパルス波形である。 第２記録パターンを記録する時の搬送ステージ上の記録媒体と記録ヘッドとの位置関係を示した平面図である。 第１記録パターンを記録する時の搬送ステージ上の記録媒体と記録ヘッドとの位置関係を示した平面図である。 干渉縞の読取時の搬送ステージ上の記録媒体と記録ヘッドとの位置関係を示した平面図である。 図１８の一部を拡大した平面図である。 第１記録パターンを直角に走査するフォトセンサの様子を示す平面図(a1)(b1)と、対応する位置でのフォトセンサの出力波形(a2)(b2)である。 本発明の一実施形態に係る記録ヘッドの位置を調整する位置調整装置を備えた記録装置のブロック図である。

符号の説明

Ｈ 記録ヘッド
Ｈ１〜Ｈ６ 記録ヘッドを示す。 但し、図２〜図５において記録ヘッドによる記録パターンを示す。
Ｔ１ 第１の記録パターン
Ｔ２ 第２の記録パターン
ｎ１〜ｎ１４ 記録素子
Ｍ 記録媒体
Ｘ 主走査方向
Ｓ 副走査方向
２１ 搬送ステージ
２２ キャリッジ
３１ フォトセンサ

Claims (9)

1. 単一記録ヘッドに構成された記録素子配列が複数連なって構成された記録素子配列が記録する記録位置の間隔の変化を検出する方法であって、
   複数記録ヘッドに亘る前記記録素子配列を構成する記録素子全部又は等数置きの記録素子を作動させて、一定方向に記録媒体上を走査して、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを前記走査の方向と垂直な方向に沿って有した第１記録パターンを記録する第１の記録動作と、
   複数記録ヘッドに亘る前記記録素子配列又は単一記録ヘッド内の前記記録素子配列を構成する記録素子全部又は等数置きの記録素子を作動させて、一定方向に前記記録媒体上を走査して、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを前記走査の方向と垂直な方向に沿って有した第２記録パターンを記録する第２の記録動作とを、
   前記第１記録パターンと前記第２の記録パターンとが重なるようにいずれかを先とし、前記第１の記録動作の走査方向と前記第２の記録動作の走査方向とに垂直でない角度をもたせて記録装置に実行させることにより、前記記録媒体上に、前記第１記録パターンと前記第２の記録パターンとの重なりによる干渉縞を生ぜしめ、前記干渉縞の位置ずれを、前記記録位置の間隔の変化として検出することを特徴とする記録位置間隔検出方法。
2. 前記第１記録パターン及び前記第２記録パターンを、一記録素子により一本分が記録され、作動する記録素子数に相当する数の本数よりなる平行直線パターンとすることを特徴とする請求項１記載の記録位置間隔検出方法。
3. 前記第２の記録動作を単一記録ヘッドにより実行させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の記録位置間隔検出方法。
4. 前記干渉縞の１ピッチに対する前記干渉縞の位置ずれ量の割合を、前記記録位置の１ピッチに対する記録位置の間隔の変化量の割合として検出することする請求項１、請求項２又は請求項３記載の記録位置間隔検出方法。
5. 各記録ヘッドに構成された記録素子配列を複数連ねて記録素子配列を構成する複数の記録ヘッドを備え、
   複数記録ヘッドに亘る前記記録素子配列を構成する記録素子全部又は等数置きの記録素子を作動させて、一定方向に記録媒体上を走査して、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを前記走査の方向と垂直な方向に沿って有した第１記録パターンを記録する第１の記録動作と、
   複数記録ヘッドに亘る前記記録素子配列又は単一記録ヘッド内の前記記録素子配列を構成する記録素子全部又は等数置きの記録素子を作動させて、一定方向に前記記録媒体上を走査して、作動する記録素子に応じた濃淡の繰り返しを前記走査の方向と垂直な方向に沿って有した第２記録パターンを記録する第２の記録動作とを、
   いずれかを先として前記記録ヘッドに実行させる記録動作制御手段を備え、
   互いの走査方向に垂直でない角度をもった前記第１記録パターンと前記第２の記録パターンとの重なりにより生じた干渉縞の位置を検出する干渉縞読取手段を備えることを特徴とする記録装置。
6. 前記干渉縞読取手段は、前記干渉縞の縞目方向の異なる複数の位置で前記干渉縞の位置を検出することを特徴とする請求項５記載の記録装置。
7. 前記干渉縞読取手段は、一の記録ヘッドが記録した前記第１記録パターンと前記第２記録パターンとの重なりにより生じた干渉縞の位置と、前記一の記録ヘッドに隣接する他の一の記録ヘッドが記録した前記第１記録パターンと前記第２記録パターンとの重なりにより生じた干渉縞の位置とを検出することを特徴とする請求項５記載の記録装置。
8. 前記干渉縞読取手段が検出した位置情報に基づき、前記記録ヘッドの位置を調整する位置調整装置を備えることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
9. 前記干渉縞読取手段は、
   前記干渉縞の濃淡の変化を検出することが可能なセンサと、
   前記センサに記録媒体上を走査及び副走査させる走査手段と、
   前記センサと当該センサが走査する記録媒体との相対的な移動距離を所定の分解能で出力するエンコーダと、
   前記センサの出力値及び前記エンコーダの出力値に基づき、前記干渉縞の位置を数値化する干渉縞位置演算手段とを備えることを特徴とする請求項５から請求項８のうちいずれか一に記載の記録装置。

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