JP4882551B2

JP4882551B2 - 液滴吐出装置

Info

Publication number: JP4882551B2
Application number: JP2006183606A
Authority: JP
Inventors: 茂荒井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-07-03
Also published as: JP2008012701A

Description

本発明は、液滴吐出装置に係り、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備えた液滴吐出装置に関する。

インクジェット記録装置等、複数のノズルから用紙等に液滴を吐出する液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドが用紙の記録面に沿った方向に回転するいわゆる「θズレ」を生じると、液滴の着弾位置が変化してしまい、記録画像の劣化を生じるおそれがある。従って、液滴吐出装置では、θズレ量を検出して、液滴吐出ヘッドの取付け角度を調整している。

この問題を解決するために、液滴吐出ヘッドの取付け角度を調整する方法が種々提案されている（特許文献１、２）。例えば、特許文献１には、ヘッドユニットの回転角度を調整可能にした機械構成が記載されている。この装置では、回転方向の位置決め手段はガイドピン等の機械的な機構である。また、特許文献２には、ヘッド固定部材に記されたアライメントマークをステージ上に固定されたカメラで読み込むことによって、角度方向も含んだアライメントを実施するアライメント機構が記載されている。

特開2001-713535号公報特開2004-066771号公報

しかしながら、単一の吐出ユニットを前提とする従来の角度調整方法は、複数の吐出ユニットが用紙幅に対応して配列されたＦＷＡ（Full Wide Array）の長尺状の液滴吐出ヘッド（以下、「バー（Bar）」ともいう。）には適用できない、という問題がある。バーと称される長尺状の液滴吐出ヘッドでは、吐出ユニット毎にθズレ量が異なるため、各々のθズレ量を考慮して調整角度を決定しなければならず、バーの取付け角度を調整するのは容易ではない。

単一の吐出ユニットであれば、目視により取付け角度を調整することも考えられる。しかしながら、ノズルがマトリクス状に配置された液滴吐出ヘッドでは、単一の吐出ユニットでも目視による調整は難しい。複数の吐出ユニットが配列されたバーでは、目視による調整は不可能に近い。

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、複数の吐出ユニットが用紙幅に対応して配列された長尺状の液滴吐出ヘッドを備え、吐出ユニット毎のθズレ量を光学的に検出して、液滴吐出ヘッドの取付け角度を容易且つ正確に調整することができる液滴吐出装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の液滴吐出装置は、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液滴吐出ユニットを有し、隣接する液滴吐出ユニットが前記用紙の搬送方向に一部重複す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と、前記液滴吐出ヘッドを所定の取付け角度で保持するヘッド保持手段と、前記液滴吐出ヘッドにより前記用紙上に記録された画像を光学的に読み取る画像読取手段と、前記取付け角度を調整するためのパターンとして、隣接する液滴吐出ユニットが重複しない領域にのみ、前記用紙の搬送方向に複数のラインが平行に配置されたパターンを生成するパターン生成手段と、前記パターンに応じて前記用紙上に記録された画像の画像データを取得し、該画像データから隣接するノズルの前記用紙の幅方向のノズル間隔を算出し、算出された前記ノズル間隔に基づいて前記液滴吐出ユニットの基準となる取付け角度からのズレ量を前記液滴吐出ユニット毎に算出し、前記液滴吐出ユニット毎に算出された複数のズレ量の平均値を算出し、算出された前記平均値を前記所定の取付け角度の調整値とする演算手段と、前記所定の取付け角度の調整値に基づいて、前記液滴吐出ヘッドを前記用紙の搬送方向に対して回転させ、前記液滴吐出ヘッドの取付け角度を調整する角度調整手段と、を備えている。

本発明の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドは保持手段により所定の取付け角度で保持されている。パターン生成手段は、液滴吐出ヘッドの取付け角度を調整するためのパターンを生成する。液滴吐出ヘッドにより前記パターンに応じた画像を用紙上に記録し、画像読取手段により用紙上に記録された画像を光学的に読み取る。そして、演算手段により、パターンに応じた画像の画像データを取得し、この画像データから隣接するノズルの用紙幅方向のノズル間隔を算出し、算出されたノズル間隔に基づいて液滴吐出ユニットの基準となる取付け角度からのズレ量（θズレ量）を液滴吐出ユニット毎に算出し、算出された複数のズレ量に基づいて所定の取付け角度の調整値を演算する。

本発明によれば、複数の吐出ユニットが用紙幅に対応して配列された長尺状の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、吐出ユニット毎のθズレ量を光学的に検出して、液滴吐出ヘッドの取付け角度を容易且つ正確に調整することができる、という効果がある。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。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。取付け角度を調整する際には、記録ヘッドアレイ１３０により、用紙Ｐ上にライン状のテストパターン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各々について取付け角度を調整する。

各記録ヘッド１３２は、後述する記録ヘッド制御手段（ここでは不図示）によって制御されている。記録ヘッド制御手段は、たとえば、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。

記録ヘッドアレイ１３０の上流側には、図示しない電源が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を挟みつつ従動し、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。

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。

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。

搬送ベルト１２８と排紙トレイ１４６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。

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。

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。

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。

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。

長尺部材１６８の他端側は、長尺部材１６８のそれぞれに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も階段状になっている。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。

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が取付けられている。したがって、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。

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、接着剤１８９によりスペーサ部材１８７に接着されている。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。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。

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。

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。

本実施の形態では、例えば、印字位置を調整するレジ調整モードが選択された場合等に、記録ヘッドアレイ１３０により用紙Ｐ上にライン状のテストパターン１３８が記録され、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θズレ量を演算し、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。なお、θズレ量の演算方法については後述する。

（制御系）
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。

ＲＯＭ１２は、不揮発性メモリであり、ＲＯＭ１２には、制御プログラム、角度調整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。なお、角度調整プログラムについては、後述する「取付け角度補正方法」のところで詳細に説明する。

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。

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。

テストパターン生成部２４は、記録ヘッド１３２の各ヘッドユニット１７８についてθズレ量を検出するための独自のテストパターンを生成する。テストパターンとしては、例えば、用紙Ｐの搬送方向に沿ったラインパターンを用いる。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、用紙Ｐの搬送方向（矢印ＰＦで示す）に沿ったラインパターンを印字する。

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。

（取付け角度の調整）
ユーザによりレジ調整モードが選択された場合等、実際に取付け角度の調整を行う場合には、角度調整プログラムに従って角度調整処理を実行する。図９は、角度調整処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。ここでは、θズレ量を検出するためのテストパターンとしてラインパターンを印字（記録）した場合について説明する。

まず、ステップ２００で、ラインパターンを印字する。具体的には、パターン生成部２４でテストパターンを生成し、ヘッドドライバ２０により記録ヘッド１３２の各ヘッドユニット１７８を駆動して、パターン生成部２４で生成したラインパターンを用紙Ｐ上に印字する。図８に示すように、用紙Ｐの搬送方向（矢印ＰＦで示す）に沿ったラインパターンが印字される。

次に、ステップ２０２で、記録された画像を光学センサ１３４により読み取り、画像データ（各画素の輝度値）をＲＡＭ１４に記憶する。各ラインの重心位置情報が画像データとして取得され、各ラインの位置が特定される。なお、ラインの重心位置情報とは、ライン幅方向の輝度分布の中心位置にある画素の座標値である。

各ラインの位置が特定されると、次のステップに進み、ステップ２０４で、特定されたラインの位置に基づいてヘッドユニット１７８毎に用紙Ｐに対するθズレ量を算出する。算出したθズレ量はＲＡＭ１４に記憶する。記録ヘッド１３２にはｎ個のヘッドユニット１７８が配列されているとして、ｉ番目のヘッドユニット１７８のθズレ量をθ_i（ｉ＝１〜ｎの整数）で表す。

ここで、図１０を参照してθズレ量の算出原理を説明する。回転基準ノズルの位置を点Ａとし、隣接するノズルの位置（θズレが無い場合）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。また、ヘッドユニット１７８が角度θだけ回転したことによる「θズレ」が生じると、ノズル位置はθズレにより点Ｂ´に移動する。点Ｂ、点Ｂ´を通る直線がＹ方向となす角度はφ₂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、点Ｂ´に位置するノズルにより印字されるラインを４４とする。θズレが無い場合には、隣接するライン４０とライン４２との間隔は、ノズル間のＹ方向の距離と同じｂとなる。これに対し、θズレが生じた場合には、隣接するライン４０とライン４４との間隔は、ノズル間の距離ｂに距離Ｄを加えた（ｂ＋Ｄ）となる。距離Ｄは、点Ｂよるライン４２と点Ｂ´によるライン４４との間隔であり、本来のライン４２からのＹ方向のズレ量である。

距離ａ，ｂ、角度θ、及び距離Ｄの関係は下記式（１）で表される。

距離ａ，ｂはノズルを配置したときに定まる定数であるから、特定されたラインの位置から求めた距離Ｄを入力することにより、上記式（１）からθズレ量を算出することができる。例えば、ａ＝５４９．９μｍ、ｂ＝４２．３μｍ、Ｄ＝１μｍの場合には、角度θは約０．１°となる。

次に、ステップ２０６で、記録ヘッド１３２を用紙Ｐに対して回転させる角度（調整角度）θ_aveを算出する。算出された調整角度θ_aveを補正値としてＲＯＭ１２に記憶する。調整角度θ_aveが算出されると、次のステップ２０８に進む。ステップ２０８で、記録ヘッド１３２が用紙Ｐに対して角度θ_aveだけ回転するように、調整モータ１８５を駆動し、記録ヘッド１３２の取付け角度を調整して、ルーチンを終了する。

ここで、図１１を参照して、図１０のステップ２０６で実行される調整角度の算出処理のサブルーチンを説明する。まず、ステップ３００で、ｎ個のヘッドユニット１７８の各々のθズレ量（θ₁〜θ_n）をＲＡＭ１４から読み出し、ステップ３０２で、ｎ個のθズレ量θ₁〜θ_nの平均値である平均ずれ量θ_aveと、標準偏差σ_θとを算出する。次のステップ３０４で、標準偏差σ_θ（又はその倍数）が閾値を超えたか否かを判断する。ここでは、３σ_θが閾値を超えたか否かを判断している。閾値は、上限として許容されるθズレ量の角度（許容値）であり、例えば０．０１°とすることができる。

３σ_θの閾値は、ｎ個のヘッドユニット１７８の各々について、対応するθズレ量（θ₁〜θ_n）によって許容される「着弾ずれ量」から算出される。画質を重視する観点から「着弾ずれ量」は小さいほど好ましく、少なくとも１２μｍ以下とすることが好ましい。従って、３σ_θ（θズレ量の標準偏差σ_θの３倍数）の閾値（上限値）は、０〜０．０５°の範囲に設定することが好ましく、０〜０．０１°の範囲が特に好ましい。

例えば、１個のヘッドユニットで、紙送り方向（Ｘ方向）に２３ｍｍ、ユニット並び方向（Ｙ方向）に７０ｍｍの範囲にノズルをマトリクス配置した場合には、１個のヘッドユニットにおける「着弾ずれ量」の許容範囲を３μｍとすると、θズレ量は０．０１°となる。即ち、θズレ量が０．０１°になると、ヘッドユニットの着弾位置は、局地的には理想値から最大約３μｍずれる。また、１個のヘッドユニットにおける「着弾ずれ量」の許容範囲を１２μｍとすると、θズレ量は０．０５°となる。即ち、θズレ量が０．０５°になると、ヘッドユニットの着弾位置は、局地的には理想値から最大約１２μｍずれる。

ｎ個のθズレ量θ₁〜θ_nのばらつきが大きく、標準偏差σ_θが閾値を超えた場合には、ステップ３０４で否定判定してステップ３０６に進む。次のステップ３０６で、θズレ量（絶対値）の最も大きいものを除外してステップ３０２に戻る。ステップ３０２で、（ｎ−１）個のθズレ量について、平均ずれ量θ_aveと標準偏差σ_θとを再び算出し、ステップ３０４で、３σ_θが閾値を超えたか否かを判断する。そして、ステップ３０４で、３σ_θが閾値以内に納まるまで、ステップ３０２〜ステップ３０６の手順を繰り返す。

一方、閾値を超えていない場合には、ｎ個のθズレ量θ₁〜θ_nのばらつきは小さいと考えられるので、ステップ３０４で肯定判定してステップ３０８に進む。次のステップ３０８で、平均ずれ量θ_aveを、記録ヘッド１３２を用紙Ｐに対して回転させる角度（調整角度θ_ave）と決定し、ルーチンを終了する。

平均ずれ量θ_aveと標準偏差σ_θとを計算する際に、θズレ量の絶対値が大きいもの除外することにより、偏差の大きなθズレ量が影響を与えることを防止する。即ち、偏差の大きなθズレ量によって全体的に調整角度が引っ張られることを防止する。これにより、適切な調整角度θ_aveを算出することができる。

以上説明した通り、本実施の形態では、ヘッドユニットにラインパターンを印字させ、印字されたラインパターンを光学センサで読み取って、ヘッドユニットのθズレ量を検出し、記録ヘッドを用紙に対して回転させる角度（調整角度）を算出するので、記録ヘッドの取付け角度を正確に調整することができる。また、調整角度が算出された場合に、角度調整装置を駆動して記録ヘッドの取付け角度の調整を自動で行うので、記録ヘッドの取付け角度を容易に調整することができる。

特に、複数のヘッドユニットが用紙幅に対応して配列されたＦＷＡタイプの記録ヘッドの場合には、複数のヘッドユニットの各々にラインパターンを印字させ、印字されたラインパターンを光学センサで読み取って、ヘッドユニット毎のθズレ量を同時に検出し、複数のヘッドユニットについてθズレ量の平均値を求めて、記録ヘッドの調整角度を算出するので、ＦＷＡタイプの記録ヘッドであっても、記録ヘッドの取付け角度を容易且つ正確に調整することができる。θズレ量の平均値を求める場合に、θズレ量の絶対値が大きいもの除外することにより、より正確な調整角度を算出することができる。

なお、上記の実施の形態では、図８に示すように、隣接するヘッドユニット１７８が紙送り方向に一部重なるように配置されているので、ヘッドユニット１７８が重なる領域（重複領域）でラインパターンを印字すると、２個のヘッドユニット１７８のラインパターンが混ざり合い、正確なθズレ量を算出することができない。従って、図８に示すように、ヘッドユニット１７８と重ならない領域（単独領域）でラインパターンを印字することが好ましい。

また、上記の実施の形態では、ユーザによりレジ調整モードが選択された場合等に角度調整プログラムを実行する例について説明したが、他のタイミングで角度調整プログラムを実行してもよい。上述した通り、ＦＷＡと称される長尺状の記録ヘッドは、用紙に対して記録ヘッドが回転するθズレに非常に弱い。また、ヘッドユニットのノズルピッチも環境温度により変化する。隣接ユニット間のノズルピッチの収縮が小さくても、ユニット全体の領域になるとかなりの大きさになる。かかる場合にも、記録ヘッドの取付け角度を調整することで、画質を向上させることができる。

従って、環境温度に応じて自動で角度調整を行うようにしてもよい。例えば、図１に示すインクジェット記録装置１１２の記録ヘッドアレイ１３０の近傍に、環境温度を計測するための温度センサを配置し、環境温度とノズルピッチの収縮率との関係から環境温度の許容範囲を設定して、環境温度が許容範囲を逸脱した場合に、自動で角度調整を行うようにしてもよい。或いは、環境温度が許容範囲を逸脱した場合に、角度調整プログラムの実行が必要である旨の警告（メッセージ）を、図示しない操作パネルに表示するようにしてもよい。

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。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。記録ヘッドアレイを部分的に示す斜視図である。記録ヘッドアレイを示す部分拡大分解斜視図である。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。（Ａ）及び（Ｂ）は、記録ヘッドの断面図と裏面図である。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。記録ヘッドで印字したテストパターンを示す図である。角度調整処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 θズレ量の算出原理を説明するための図である。調整角度の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ＣＰＵ
１２ＲＯＭ
１４ＲＡＭ
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（Ｉ/Ｏ）
２８外部機器
３０搬送モータ
３２操作部
３４バス
４０ライン
４２ライン
４４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
１３０記録ヘッドアレイ
１３２インクジェット記録ヘッド
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接着剤
１９１ネジ
１９３角度調整装置

Claims

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液滴吐出ユニットを有し、隣接する液滴吐出ユニットが前記用紙の搬送方向に一部重複す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と、
前記液滴吐出ヘッドを所定の取付け角度で保持するヘッド保持手段と、
前記液滴吐出ヘッドにより前記用紙上に記録された画像を光学的に読み取る画像読取手段と、
前記取付け角度を調整するためのパターンとして、隣接する液滴吐出ユニットが重複しない領域にのみ、前記用紙の搬送方向に複数のラインが平行に配置されたパターンを生成するパターン生成手段と、
前記パターンに応じて前記用紙上に記録された画像の画像データを取得し、該画像データから隣接するノズルの前記用紙の幅方向のノズル間隔を算出し、算出された前記ノズル間隔に基づいて前記液滴吐出ユニットの基準となる取付け角度からのズレ量を前記液滴吐出ユニット毎に算出し、前記液滴吐出ユニット毎に算出された複数のズレ量の平均値を算出し、算出された前記平均値を前記所定の取付け角度の調整値とする演算手段と、
前記所定の取付け角度の調整値に基づいて、前記液滴吐出ヘッドを前記用紙の搬送方向に対して回転させ、前記液滴吐出ヘッドの取付け角度を調整する角度調整手段と、
を備えた液滴吐出装置。
前記演算手段は、前記液滴吐出ユニット毎に算出された複数のズレ量の平均値と標準偏差とを算出し、
前記標準偏差が許容範囲内の場合には、前記平均値を前記所定の取付け角度の調整値と決定し、
前記標準偏差が許容範囲を超えた場合には、前記標準偏差が許容範囲内となるまで、偏差値が最大の前記ズレ量を除外する手順と、残りの複数の前記ズレ量の平均値と標準偏差とを算出する手順とを繰り返し行う、請求項１に記載の液滴吐出装置。
前記パターンに応じて前記用紙上に記録された画像の画像データを取得し、前記画像データから隣接するラインの前記用紙の幅方向のライン間隔を算出し、算出された前記ライン間隔に基づいて前記液滴吐出ユニットの基準となる取付け角度からのズレ量を前記液滴吐出ユニット毎に算出する、請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
前記画像データの輝度分布から各ラインの重心位置を特定し、特定された重心位置に基づいて前記ライン間隔を算出する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
前記演算手段は、所定時間毎に前記所定の取付け角度の調整値を演算する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
前記液滴吐出ヘッド周囲の環境温度を検出する温度検出手段を更に備え、前記演算手段は、前記温度検出手段で検出された環境温度が許容範囲を超えた場合に、前記所定の取付け角度の調整値を演算する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。