JP5968797B2 - ヘッド調整方法、ヘッド駆動装置および画像形成装置 - Google Patents

ヘッド調整方法、ヘッド駆動装置および画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5968797B2
JP5968797B2 JP2013008420A JP2013008420A JP5968797B2 JP 5968797 B2 JP5968797 B2 JP 5968797B2 JP 2013008420 A JP2013008420 A JP 2013008420A JP 2013008420 A JP2013008420 A JP 2013008420A JP 5968797 B2 JP5968797 B2 JP 5968797B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
head
head module
module
correction amount
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013008420A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014138983A (ja
JP2014138983A5 (ja
Inventor
悠太 住吉
悠太 住吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2013008420A priority Critical patent/JP5968797B2/ja
Priority to PCT/JP2013/084830 priority patent/WO2014112313A1/ja
Priority to EP13871918.2A priority patent/EP2946928B1/en
Publication of JP2014138983A publication Critical patent/JP2014138983A/ja
Publication of JP2014138983A5 publication Critical patent/JP2014138983A5/ja
Priority to US14/793,128 priority patent/US9227394B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5968797B2 publication Critical patent/JP5968797B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04505Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits aiming at correcting alignment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/21Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2132Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding
    • B41J2/2146Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding for line print heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04581Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/21Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2132Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding
    • B41J2/2135Alignment of dots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J25/001Mechanisms for bodily moving print heads or carriages parallel to the paper surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/20Modules

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

本発明は、複数個のヘッドモジュールから構成されるラインヘッド(ラインバー)の記録位置を調整するヘッド調整方法、及びこれが適用されるヘッド駆動装置及び画像形成装置に関する。
複数個のヘッドモジュールを繋ぎ合わせて長尺に構成されるラインヘッドにおいて、用紙搬送方向と平行な方向(副走査方向、或いはY方向ともいう。)についてのヘッドモジュールの取付位置のばらつき(位置ずれ)に起因する記録位置のずれを補正するために、ヘッドモジュール単位で吐出タイミングを調整する補正方法が知られている(特許文献1〜3参照)。
特許文献1、2は、複数個のヘッドモジュールのうち、ある特定のヘッドモジュールを基準にして、それ以外のモジュールの吐出タイミングを増減制御することで、Y方向の記録位置の調整を行う。
特許文献3は、印字パターンにおけるY方向の中線を基準にして、各ヘッドモジュールのタイミングを制御することでY方向補正を調整する。すなわち、引用文献3の[0045]によれば、各ヘッドモジュールが記録する単位パターンのパターン中心が主走査方向の同一線上(例えば、ヘッドユニットのユニット中心)に乗るように調整される(引用文献3の図9参照)。
特開2006−116845号公報 特開2005−053167号公報 特開2006−305763号公報
複数個のヘッドモジュールを用いて長尺のプリントヘッド(ラインヘッド)を構成する形態では、ランニングコスト抑制等のために、一部のヘッドモジュールが故障した際に、ラインヘッドのバー単位でなく、これを構成しているヘッドモジュール単位で交換を行うことが望まれる。
ラインヘッドに配置されているヘッドモジュールの一部を交換した場合も、交換後のラインヘッドについてY方向の記録位置の調整が必要である。例えば、特許文献1、2に記載の形態では、ヘッドモジュール単体を交換対象とした場合、交換したヘッドモジュールがY方向補正の吐出タイミングの制御上、基準となる「基準モジュール」である可能性がある。このように交換モジュールが「基準モジュール」であった場合、ラインヘッド中の全ヘッドモジュールの吐出タイミングを再調整する必要があり、その調整処理や作業が煩雑となる。
一方、特許文献3に記載の形態では、印字パターンにおけるY方向の「中線」(ユニット中心)を基準にして、各ヘッドモジュール(短尺ヘッド)のタイミングを制御するが、このユニット中心は印字パターンから見出される明確な基準点(基準線)が存在していない。そのため、調整処理が非常に煩雑であり、特に高解像度印字(例えば、1200dpi以上)の品質達成が困難になるリスクがある。また、引用文献3に記載の発明では、吐出タイミングを遅らせるだけでなく、早める処理も必要になるため、その分、制御部で画像データバッファ(画像データを一時記憶するメモリ領域)を多く持つ必要がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、上記の課題を解決し、モジュール交換時におけるY方向の記録位置の調整を簡易化することができるヘッド調整方法を提供することを目的とする。また、簡易かつ高精度に記録位置の補正処理が可能で回路規模を小さく構成することができるヘッド調整方法、ヘッド駆動装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、次の発明態様を提供する。
(第1態様):第1態様に係るヘッド調整方法は、複数個のヘッドモジュールが組み合わされて構成されるラインヘッドの各ヘッドモジュールの記録位置を調整するヘッド調整方法であって、複数個のヘッドモジュールのうち、ラインヘッドに対する記録媒体の搬送方向の最も下流側に配置された最遅モジュールの位置を基準として、各ヘッドモジュールの搬送方向と平行な方向の相対的な位置のずれ量に相当するヘッドモジュールごとの位置ずれ量を特定する位置ずれ量特定工程と、各ヘッドモジュールについて特定されたヘッドモジュールごとの位置ずれ量に、ヘッドモジュールの搬送方向と平行な方向の取付公差よりも大きいオフセット量を付加した量に対応する値を各ヘッドモジュールの補正量として定める補正量決定工程と、補正量を記憶部に記憶する補正量記憶工程と、記憶部に記憶された補正量に基づき、各ヘッドモジュールの記録タイミングを制御するタイミング制御工程と、を含む。
説明上の表記を簡単にするために、ラインヘッドに対して記録媒体が搬送される搬送方向と平行な方向を「第1方向」と呼び、この第1方向と直交する記録媒体の幅方向を「第2方向」と呼ぶことにする。第1方向は「Y方向」或いは「副走査方向」に相当する方向であり、第2方向は「X方向」或いは「主走査方向」に相当する方向である。
第1態様によれば、ラインヘッドを構成しているすべてのヘッドモジュールについて、それぞれ第1方向について記録位置を調整するための補正量を定めている。この補正量は最遅モジュールの位置を基準とする第1方向の相対的な位置のずれ量(「第1方向位置ずれ量」という。)に、ヘッドモジュールの第1方向の取付公差よりも大きいオフセット量を付加した量に対応する値として定められている。
このようにして定められた各ヘッドモジュールの補正量は、すべて同符号で、かつ取付公差より大きいオフセット量以上の値となる。当該補正量に基づいて各ヘッドモジュールの記録タイミングを調整することにより、最遅モジュールの位置からさらに記録媒体搬送方向の下流にオフセット量分だけオフセットした位置が各ヘッドモジュールの記録タイミングを制御する基準のライン(位置)となる。この基準のライン(位置)をオフセット基準ライン(位置)と呼ぶことにする。
上記のように初期の補正量が設定された複数個のヘッドモジュールのうち、一部のヘッドモジュールを交換した場合、その交換したヘッドモジュールは、取付公差の範囲で第1方向の取付位置が変動することになる。しかし、当初設定された各ヘッドモジュールの第1方向の補正量は、取付公差よりも大きいオフセット量が付加されているため、交換後のヘッドモジュールの取付位置は必ずオフセット基準ラインよりも記録媒体搬送方向の上流側に位置することになる。したがって、交換後のヘッドモジュールについて、オフセット基準ラインを基準にして補正量を修正するだけで、未交換のヘッドモジュールの補正量はそのまま同じ補正量を利用することができる。
(第2態様):第1態様に係るヘッド調整方法において、複数個のヘッドモジュールのうち一部のヘッドモジュールが交換された場合、当該交換したヘッドモジュールについて、交換後の取付状態にて搬送方向と平行な方向の相対的な位置のずれ量を把握する工程と、把握したずれ量に基づき、当該交換したヘッドモジュールについて、交換前のヘッドモジュールに対して設定されていた補正量に代わる交換後の補正量を決定する工程と、交換後の補正量を記憶部に記憶する工程と、を含み、交換したヘッドモジュールについては交換後の補正量に基づいて記録タイミングを制御し、未交換のヘッドモジュールについては、交換の前と同じ補正量に基づいて記録タイミングを制御する構成とすることができる。
(第3態様):第1態様又は第2態様に記載のヘッド調整方法において、タイミング制御工程は、補正量に応じて記録タイミングを遅延させる遅延処理を含む構成とすることができる。
すべてのヘッドモジュールに対して設定されている各補正量はすべて同符号であるため、遅延処理のみで記録位置を合わせることができる。
(第4態様):第1態様から第3態様のいずれか1項に記載のヘッド調整方法において、少なくともオフセット量に相当する画素列分の画像データを画像データメモリ部に保有する工程と、補正量に応じて生成されるタイミング信号にしたがい、各ヘッドモジュール内のノズルの吐出動作を制御するためのノズル制御データを出力するノズル制御データ出力工程と、各ヘッドモジュール内の各ノズルに対応する吐出エネルギー発生素子に駆動電圧信号を出力して吐出エネルギー発生素子を駆動する駆動工程と、を含む構成とすることができる。
「吐出エネルギー発生素子」として、圧電素子を用いる態様(ピエゾジェット方式)や、静電アクチュータを用いる態様、サーマルジェット方式における発熱素子(ヒータ)を用いる態様などがある。
(第5態様):第1態様から第4態様のいずれか1項に記載のヘッド調整方法において、補正量は、ラインヘッドと記録媒体との相対的な移動によって実現される記録解像度から規定される画素の単位に換算された数値で表される構成とすることができる。
最遅モジュールの位置を基準として把握される各ヘッドモジュールの第1方向の位置ずれ量、オフセット量、補正量など各量を表記する単位としては、距離(長さ)の単位、記録解像度で規定される画素(ピクセル)の単位、ラインヘッドに対する記録媒体の相対的な移動速度を考慮した時間の単位など、適宜の単位を用いることができ、相互に換算可能である。
ヘッドモジュールの第1方向の取付公差は設計次第で適宜の値に定めることが可能であり、取付公差よりも大きいオフセット量も適宜の値に定めることが可能である。
オフセット量の上限は特に制限されないが、オフセット量を増やすほど、画像データを一時保存する画像データメモリ部(バッファ)の容量が多く必要となるため、容量削減の観点からオフセット量は画素換算で10画素以下とすることが好ましい。また、オフセット量は画素換算で8画素以下であることがより好ましく、さらに好ましくは6画素以下である。
(第6態様):第6態様に係るヘッド駆動装置は、複数個のヘッドモジュールが組み合わされて構成されるラインヘッドの各ヘッドモジュールの記録動作を制御するヘッド駆動装置であって、複数個のヘッドモジュールのうち、ラインヘッドに対する記録媒体の搬送方向の最も下流側に配置された最遅モジュールの位置を基準にして把握される各ヘッドモジュールの搬送方向と平行な方向の相対的な位置のずれ量に対応するヘッドモジュールごとの位置ずれ量に、ヘッドモジュールの搬送方向と平行な方向の取付公差よりも大きいオフセット量を付加した量に対応する値を各ヘッドモジュールの補正量として記憶する記憶部と、記憶部に記憶された補正量に基づき、ヘッドモジュールの記録タイミングを制御するタイミング制御部と、を備える。
第6態様によれば、モジュール交換時における第1方向(Y方向)の記録位置の調整を簡易化することができ、簡易かつ高精度に記録位置の補正処理が可能なヘッド駆動装置を提供することができる。また、比較的小さな回路規模で実現することができる。
(第7態様):第6態様に記載のヘッド駆動装置において、複数個のヘッドモジュールのうち一部のヘッドモジュールが交換された場合、当該交換したヘッドモジュールについて、交換前のヘッドモジュールに対して設定されていた補正量に代わる交換後の補正量が決定され、当該交換後の補正量が記憶部に記憶され、交換したヘッドモジュールについては交換後の補正量に基づいて記録タイミングが制御され、未交換のヘッドモジュールについては、交換の前と同じ補正量に基づいて記録タイミングが制御される構成とすることができる。
(第8態様):第6態様又は第7態様に記載のヘッド駆動装置において、タイミング制御部は、入力される画素単位の吐出トリガ信号を補正量に応じて遅延させる遅延処理部を含む構成とすることができる。
(第9態様):第6態様から第8態様のいずれか1項に記載のヘッド駆動装置において、少なくともオフセット量に相当する画素列分の画像データを保有することができる画像データメモリ部と、タイミング制御部からのタイミング信号にしたがい、各ヘッドモジュール内のノズルの吐出動作を制御するためのノズル制御データを出力するノズル制御データ出力部と、各ヘッドモジュール内の各ノズルに対応する吐出エネルギー発生素子に駆動電圧信号を出力して吐出エネルギー発生素子を動作させる駆動部と、を備える。
(第10態様):第10態様に係る画像形成装置は、複数個のヘッドモジュールが組み合わされて構成されるラインヘッドと、ラインヘッドに対して記録媒体を搬送する搬送部と、態様から第9態様のいずれか1項に記載のヘッド駆動装置と、を備える。
本発明によれば、ヘッドモジュールの取付位置に起因する記録位置のずれを簡易かつ高精度に補正することが可能である。本発明によれば、ヘッドモジュール交換時の補正処理を簡易にすることができる。また、比較的小さな回路規模で実現することができる。
複数個のヘッドモジュールを組み合わせて構成されるラインヘッドの平面模式図 ヘッドモジュールのY方向の取付位置が理想の位置からずれている場合の補正技術(Y方向補正)の例を示す概念図 本発明の実施形態に係るプリントヘッド調整方法によるY方向補正の概念図 ヘッドモジュールごとに定められたY方向補正量のデータの概念図 ヘッドモジュールのY方向補正量を求める際の手順を例示したフローチャート 一部のヘッドモジュールを交換した際にY方向補正量の修正を行う場合の手順を例示したフローチャート 本発明の実施形態に係るヘッド駆動装置の構成を示すブロック図 吐出タイミング制御部の構成例を示すブロック図 本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図 インクジェットヘッドの構成例を示す斜視図 図10のインクジェットヘッドをノズル面側から見た拡大図 ヘッドモジュールのノズル配列の例を示した平面図 インクジェットヘッドにおける1ノズル分の構造例を示した断面図 インクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図 ラインヘッドの他の構成例を示す平面模式図
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。
<具体例による技術課題の説明>
本発明の実施形態を説明する前に、まず、発明が解決しようとする技術課題について具体例を基に説明する。図1は、複数個のヘッドモジュールを組み合わせて構成されるラインヘッドの平面模式図である。図1は各ヘッドモジュールが設計どおりに、取付誤差なく取り付けが行われた理想的なラインヘッドのバーを示している。図示のように、ラインヘッド10は、複数個のヘッドモジュール12-i(i=1,2,…)を組み合わせて構成されている。
図1において、白抜き矢印で示した方向(上から下に向かう方向)が用紙搬送方向である。本明細書において、用紙搬送方向を「Y方向」と呼び、用紙搬送方向に直交する用紙幅方向(図1において横方向)を「X方向」と呼ぶ。用紙搬送方向(Y方向)に直交するX方向に沿って複数個のヘッドモジュール12-i(i=1,2,…)が並べられた配置構成により、1本のラインヘッド10(長尺のラインバー)が構成される。
図1では、5つのヘッドモジュール12-i(i=1,2,…5)を並べた構成を示しているが、1本のラインヘッド10を構成するために用いるヘッドモジュールの個数は特に制限はない。2個以上適宜の個数のヘッドモジュールを組み合わせることによって所望のX方向記録幅を持つプリントヘッドバーを構成することができる。なお、表記の便宜上、各ヘッドモジュール12-i(i=1,2,…5)について共通の内容を説明する場合に、符号12によってヘッドモジュールを表す場合がある。
ヘッドモジュール12は、インクジェット方式によってインク滴を吐出して記録媒体(用紙)上にドットを記録することができるインクジェットヘッドモジュールである。ヘッドモジュール12の詳細な構造は図示しないが、ヘッドモジュール12のインク吐出面には複数のインク吐出口(ノズル)が二次元配列されており、X方向について所定の記録解像度(例えば、1200dpi)を実現するノズル密度となっている。
ラインヘッド10において、X方向に隣り合うヘッドモジュール12の繋ぎ部分においてもヘッドモジュールと同等の記録解像度が実現されており、ラインヘッド10のバー全体で目的の記録解像度(例えば、1200dpi)が達成されるものとなっている。
図2はヘッドモジュールのY方向の取付位置が理想の位置からずれている場合の補正技術(「Y方向補正」という。)の例を示す概念図である。複数個のヘッドモジュール12をX方向に並べて長尺のラインヘッド10を構成する場合、ヘッドモジュール12の取り付け精度により、Y方向についてヘッドモジュール位置にばらつきが生じうる。なお、実際にはX方向についても取付位置のずれが生じ得るが、X方向についてのモジュール取付位置のばらつきに対する印字品質の補償(補正)は、濃度ムラ補正など別の補正技術で対応可能であるため、ここではY方向の取付位置のずれのみを取り扱うものとして説明する。
図2のようにY方向についてヘッドモジュール12の取付位置にばらつきがある場合の対処策として次の方法が考えられる。すなわち、ラインヘッド10を構成する複数個のヘッドモジュール12のうち、用紙搬送方向の取付位置が最も排紙側に位置しているヘッドモジュール(用紙搬送方向について最も下流に位置するヘッドモジュール)を基準として、他のヘッドモジュールの吐出タイミングを遅らせることで補正することが考えられる。
図2の例では、X方向に並ぶ5つのヘッドモジュール12-i(i=1,2,…5)のうち最右に示したヘッドモジュール12-5が最も排紙側の位置に取付られている。このように用紙搬送方向の最も排紙側に位置するヘッドモジュールを「最遅モジュール」と呼び、図2の例では符号12-5で表す。当該最遅モジュール12-5のY方向位置(図中の符号Laで示した直線のライン位置)が基準位置となる。このLaで示した位置を「最遅モジュール基準位置」と呼ぶことにする。最遅モジュール基準位置Laは、最遅モジュール12-5における特定の基準位置(例えば、ノズル領域のうちのY方向中心位置など)に定めることができる。
最遅モジュール12-5以外の他のヘッドモジュール12-i(i=1〜4)の吐出タイミングは、最遅モジュール基準位置Laからの相対的な位置のずれ量に応じて調整することができる。
図2において最遅モジュール12-5のY方向位置を示す基準ライン(最遅モジュール基準位置La)を定め、各ヘッドモジュール12-i(i=1〜5)のY方向取付位置と最遅モジュール基準位置LaとのY方向位置差Δyi(i=1〜5)を把握することができる。
Y方向位置差Δyi(i=1〜5)は、各ヘッドモジュール12のY方向特定位置(例えば、ノズル領域のうちのY方向中心位置など)と最遅モジュール基準位置Laとの距離で表される。そして、Y方向位置差Δyiと用紙搬送速度vから、各ヘッドモジュールの吐出タイミングの遅延時間tdi=Δyi/vが定まる。
なお、吐出タイミングの遅延量を表すパラメータは、上記tdiで示したように時間の単位で表す数値(遅延時間を表す数値)に限らず、Y方向の相対的な位置差Δyiに相当する「距離(長さ)」を表す数値や、その距離(長さ)を記録解像度に対応したピクセル(画素)の数に換算した値などであってもよい。時間単位、距離(長さ)単位、ピクセル単位、のいずれの指標で表すかについては任意性があり、相互に換算可能である。
このように、最遅モジュールの位置を基準にして、各ヘッドモジュールの位置に応じてモジュールごとに吐出タイミングを遅延させる構成を採用することが考えられる。
しかし、上述のような方法を採用すると、以下のような問題が発生する。すなわち、ラインヘッド10を構成するヘッドモジュールの故障などにより、ヘッドモジュール単位でヘッドモジュールを交換する場合、交換したモジュールの取り付け精度が悪く、その交換したモジュールが「最遅モジュール」となってしまった場合には、当該交換したヘッドモジュール以外のすべてのヘッドモジュールについてのY方向補正パラメータ(吐出タイミングを調整するための補正値)を変更する必要があり、処理が煩雑となる。
<本発明の実施形態によるY方向補正の概要>
図3は本発明の実施形態に係るプリントヘッド調整方法によるY方向補正の概念図である。上述した課題に対し、本発明の実施形態では次のような補正方法を採用する。すなわち、図2で説明した最遅モジュールの位置を基準にして求めた各ヘッドモジュールのY方向の相対的な位置のずれ量(Y方向位置差Δyi)に対応した補正量だけでなく、図3に示すように、予め全てのヘッドモジュール12-i(i=1,2…5)のY方向補正パラメータに、ヘッドモジュール12のY方向の取付公差よりも大きいオフセット量Fsを付加しておく。
図2との関係で説明すると、最遅モジュール12-5を基準として定められる各ヘッドモジュールの相対的な位置ずれ量に相当する値Δyi(i=1,2…)に対して、ヘッドモジュールのY方向の取付公差TLよりも大きい一定のオフセット量Fsを加えて、これを各ヘッドモジュールのY方向補正量Ci(i=1,2…)とする。
このY方向補正量Ciは、図3のSLで示した基準ライン(オフセット基準ライン)の位置を基準にして各ヘッドモジュールの吐出タイミング(「記録タイミング」と同義)を遅らせる調整を行うものとなる。
Y方向補正量Ciは、距離(長さ)の単位で表される値とすることができる。或いはまた、Y方向補正量Ciは、距離(長さ)の単位で表される値を記録解像度で規定される画素の単位に変換(ピクセル換算)した値とすることができる。本実施形態では、ピクセル換算した値を用いる。一例として、記録解像度が1200dpiのとき、1画素(ピクセル)の幅は約20.4μmであるため、このような関係を用いて、長さの単位をピクセルの単位に変換することができる。
最遅モジュールを基準として定められる各ヘッドモジュールのY方向の相対的な位置ずれ量Δyiは、例えば、マイクロメートル単位で計測され、ヘッドモジュールのY方向の取付公差TLもマイクロメートル単位で規定される。これらマイクロメートル単位の数値はピクセル換算して画素単位の数値に変換することができる。
図3の例では、モジュール番号i=5のヘッドモジュール12-5が最遅モジュールである。この最遅モジュール(12-5)を基準にして各ヘッドモジュール12−iの相対的な位置ずれ量を示す値Δyiが定まる。
最遅モジュールについてのΔy5は「0」である。その他のΔy1、Δy2、Δy3、Δy4はいずれも正の値として設定される。Δyiは、長さ(距離)の単位であってもよいし、記録解像度の1画素の大きさを単位とするピクセル換算した値であってもよい。吐出タイミングを遅延させる制御を行う上ではピクセル換算した値を取り扱う方が簡易であるため、本例ではピクセル換算した値を用いる。
オフセット量Fsは取付公差TLよりも大きい値に定められる。例えば、取付公差240μm(±120μm)に定められている場合に、オフセット量を12ピクセル分(〔25400μm/1200pix〕×12=254μm)と定めておくことができる。取付公差は設計によって定められる「定数」であるため、オフセット量は取付公差に基づいても事前に設定しておくことが可能である。また、オフセット量は取付公差よりも大きいことを条件に適宜の値に変更することも可能である。オフセット量は、画像データを保持できるバッファメモリの容量の範囲で設定される。オフセット量を増やすほど、バッファメモリの容量が多く必要となるため、メモリ容量削減の観点からオフセット量は画素換算で10画素以下とすることが好ましい。また、オフセット量は画素換算で8画素以下であることがより好ましく、さらに好ましくは6画素以下とする。
各ヘッドモジュール12-iのY方向相対位置ずれ量Δyiにオフセット量Fsを加えた値「Δyi+Fs」を各ヘッドモジュール12-iのY方向補正量Ciとして定める(Ci=Δyi+Fs)。
Y方向補正量Ciを求めるに際し、上述のように、Δyi、Fsの値をそれぞれピクセル換算してから加算してもよいし、長さの単位で加算した後にピクセル換算してもよい。
例えば、取付公差240μm(±120μm)に定められているとして、オフセット量を12ピクセル分(約254μm)と定めておくことができる。
このように、各ヘッドモジュール12-iのY方向補正量Ciを定めることにより(i=1〜5)、図3のSLで示したラインの位置(オフセット基準位置)を基準にしてすべてのヘッドモジュール12の吐出タイミングが調整されることになる。
また、取付公差を超えるY方向補正オフセットを持たせることで、ラインヘッド10内のどのヘッドモジュールを交換しても、交換後の当該モジュールは図3のSLで示す基準ラインよりも用紙搬送方向の上流側に配置されることになる(SLのラインよりも下流側に位置することはない)。したがって、モジュール交換後のラインヘッド10について、Y方向補正の基準ラインSLを修正する必要がなく、交換したヘッドモジュールのみについて、Y方向補正量(Y方向補正パラメータ)を修正すればよい。
つまり、交換したモジュール以外のヘッドモジュールについてはY方向補正量を修正することなく、そのまま元の値を利用することができる。
図4は、各ヘッドモジュール12-i(i=1〜5)について定められたY方向補正量のデータの概念図である。図4に示すように、ヘッドモジュールごとにY方向補正量Ciが定められる。既述のとおり、Y方向補正量Ciは、最遅モジュールを基準とするY方向位置ずれ量Δyiにオフセット量Fsを加えた値となっており、すべてのヘッドモジュールについて必ず同符号の値(ここでは正の値)として定義される(Ci=Δyi+Fs>0)。
図4のような各ヘッドモジュールの補正値データを不揮発性メモリや磁気ディスクその他の記憶手段に保持しておき、吐出動作時の吐出タイミングの制御に利用する。
初期のラインヘッド10における各ヘッドモジュール12のY方向位置ずれ量Δyiの測定や、交換したヘッドモジュールについての最適なY方向補正量の導出については、各ヘッドモジュール12にセンサを取り付けて相対位置を測定して算出してもよいし、テストチャートを出力してその印字結果を確認する構成でもよい。テストチャートを印字確認する場合は、1ページ内で補正量を段階的に変化させて、各補正量に対応するパターン(チャート)を印字することにより、複数回印字しなくてよく効率的である。
なお、ヘッドモジュールに搭載する位置検出用のセンサとして、例えば、磁気センサを用いることができる。
<Y方向補正量の導出例>
図5は、ラインヘッドを構成するヘッドモジュールのY方向補正量を求める際の手順を例示したフローチャートである。
まず、各ヘッドモジュール12のY方向位置のばらつきを調べるために所定のテストチャートを印字する(ステップS12)。例えば、各ヘッドモジュール12でX方向と平行な線分のパターンを描画し、ヘッドモジュールごとに印字される線分のY方向の記録位置のずれを調べる。
1枚の用紙(記録媒体)の中に、吐出タイミングの遅延量を多段階に変更して複数の線分を描画し、吐出タイミングの遅延量に対する記録位置の変化を調べることができる。
ステップS12で出力されたテストチャートをスキャナ等の画像読取装置にて読み取り(ステップS14)、最遅モジュールを確定する(ステップS16)。そして、最遅モジュールの位置を基準として、それ以外の各ヘッドモジュールの相対的な位置ずれ量を測定する(ステップS18)。
ステップS12〜ステップS18の一連の工程が「位置ずれ量特定工程」に相当する。なお、ステップS12〜ステップS18による各モジュールの相対的な位置ずれ量の把握プロセスに代えて、又はこれと組み合わせて、ヘッドモジュールに磁気センサなどを用いた位置検出手段を取り付けておき、位置センサの情報からヘッドモジュールの位置ずれ量を把握する構成を採用することができる。
次に、ヘッドモジュールの取付公差の情報を取得する(ステップS20)。取付公差の情報は設計値から特定することができる。この取付公差の情報を基に、これよりも大きいY方向オフセット量が決定される(ステップS22)。なお、予め取付公差を考慮したY方向オフセット量を定めておくことにより、ステップS20〜S22の処理は省略することができる。設計によって定まる取付公差の情報から自動的に適切なオフセット量を決定するプログラムを搭載していることも可能である。
図5に示した各ステップの工程順は、適宜変更可能である。例えば、取付公差の情報を取得する工程は、テストチャート出力工程よりも前であってもよい。
次いで、ステップS24に進み、最遅モジュールを基準として求めた各ヘッドジュールのY方向の相対的な位置ずれ量に一定のオフセット量を加算することにより、各ヘッドモジュールのY方向補正量を決定する(ステップS24、「補正量決定工程」に相当)。
本例では、プリンタ記録解像度の1画素を単位とするピクセル数の単位でY方向補正量を特定している。
こうして求めた各ヘッドモジュールのY方向補正量をメモリ等の記憶部に記憶し、Y方向補正パラメータとして保存する(ステップS26)。このような作業は、例えば、インクジェット記録装置の製造時や設置時などに行われ、ラインヘッド10における初期のY方向補正量として記憶される。
印字動作時には、このY方向補正量にしたがって、各ヘッドモジュールの吐出タイミングの制御が行われる(「タイミング制御工程」に相当)。すなわち、Y方向補正量で特定されている画素数分だけ吐出タイミングを遅らせる処理が行われる。
<ヘッドモジュール交換後のY方向補正量の修正について>
図6はラインヘッド10を構成する複数個のヘッドモジュールのうち、一部のヘッドモジュールを交換した際にY方向補正量の修正を行う場合の手順を例示したフローチャートである。
ヘッドモジュールを交換した場合には、当該交換したモジュールのみについて、Y方向補正量の変更が行われる。すなわち、モジュール交換後のラインヘッド10によって、テストチャートを出力し(ステップS42)、出力されたテストチャートの読み取りを行う(ステップS44)。例えば、図5のステップS12〜S14と同様に、X方向と平行な線分(ライン)のパターンを描画し、その印字結果を調べる。
交換したヘッドモジュールによって記録されたラインと、他のモジュールによって記録されたラインとを比較して、Y方向の記録位置のずれ量を計測する(ステップS50、「相対的な位置のずれ量を把握する工程」に相当)。
なお、ステップS42〜S50で示したテストチャートの測定によって交換対象のヘッドモジュールの相対的な位置ずれ量を把握する方法に代えて、ヘッドモジュール等に設けたセンサによってヘッドモジュールのY方向の相対的な位置のずれ量を検出する構成も可能である。
この場合、1枚の用紙の中に、交換対象ヘッドモジュールについての吐出タイミングの遅延量を段階的に変化させたラインパターンを描画することにより、効率的な測定が可能である。
交換したヘッドモジュールの取付位置は、取付公差の範囲内に収まっているため、図3で説明したオフセット基準ラインSLを超えてY方向下流側の位置になることはない。つまり、図5で説明した初期のヘッド調整において、取付公差よりも大きいオフセット量Fsを与えて各ヘッドモジュール12のY方向補正量を定めているため、交換後のヘッドモジュールの取付位置は、必ずオフセット基準ラインSLよりも用紙搬送方向の上流側の位置に配置される。したがって、当該交換したヘッドモジュールについての新たなY方向補正量は、他の未交換ヘッドモジュールと同じオフセット基準ラインSLを基準にして、同符号の値として定めることができる。そして、交換対象外の他のヘッドモジュールについては、それぞれ元のY方向補正量をそのまま利用することができる。
図6のステップS54では、交換したヘッドモジュールについてのみY方向補正量を決定し直す(「交換後の補正量を決定する工程」に相当)。こうして、交換したヘッドモジュールのY方向補正量を記憶部に記憶し(ステップS56、「交換後の補正量を記憶部に記憶する工程」)、Y方向補正量のデータの更新が行われる。
こうして、モジュール交換後の印字動作時には、更新されたY方向補正量のデータにしたがって、各ヘッドモジュールの吐出タイミングの制御が行われる。
図5および図6で説明したとおり、Y方向補正パラメータに取付公差を超えるオフセットを付加するのは、初期のY方向補正量を設定するときだけで十分である。その後、ヘッドモジュールの交換を実施したときには、当該交換モジュールだけY方向補正量を修正すればよい。
<本実施形態に係るヘッド駆動装置の構成>
図7は、本発明の実施形態に係るヘッド駆動装置の構成を示すブロック図である。記録ヘッド(プリントヘッド)に相当するラインヘッド10は、複数個のヘッドモジュール12を備える。図7では、図示の簡略化のために、最小構成単位としての1つのヘッドモジュール12のみを示しているが、実際のラインヘッド10は、図1〜図3で説明したとおり、複数個のヘッドモジュール12から構成されている。
ヘッドモジュール12のインク吐出面には、複数のノズル(インク吐出口)が高密度で二次元配置されている。また、ヘッドモジュール12には、各ノズルに対応した吐出エネルギー発生素子(本実施形態では、圧電素子)が設けられている。
記録媒体としての用紙(図示せず)の幅方向(X方向)に対して、複数個のヘッドモジュール12を繋ぎ合わせることにより、紙幅方向の全記録可能範囲(描画可能幅の全域)について所定の記録解像度(例えば、1200dpi(dot per inch))で描画可能なノズル列を有する長尺のラインヘッド(シングルパス印字が可能なページワイドヘッド)が構成可能である。
ラインヘッド10に接続されているヘッド制御部20(「ヘッド駆動装置」に相当)は、複数個のヘッドモジュール12の各ノズルに対応する圧電素子の駆動を制御し、ノズルからのインク吐出動作(吐出の有無、液滴吐出量)を制御する。
ヘッド制御部20は、画像データメモリ22(「画像データメモリ部」に相当)、ノズル制御データ出力部24、吐出タイミング制御部25(「タイミング制御部」に相当)、波形データメモリ26、駆動電圧制御回路28、D/A変換器29を備える。図7に示した、波形データメモリ26、駆動電圧制御回路28、D/A変換器29の組み合わせが「駆動部」に相当する。なお、本実施形態では、ノズル制御データ出力部24が「ラッチ信号送信回路」を含んでおり、ノズル制御データ出力部24から各ヘッドモジュール12に適宜のタイミングでデータラッチ信号が出力される。
画像データメモリ22には、印刷用イメージデータ(ドットデータ)に展開された画像データが記憶される。画像データメモリ22は、少なくともY方向補正量に相当する画素列分の画像データを保持できる記憶容量を有する。波形データメモリ26には、圧電素子を駆動するための駆動電圧波形のデジタルデータが記憶される。画像データメモリ22に入力される画像データや、波形データメモリ26に入力される波形データは、上位データ制御部30(「上位制御装置」に相当)によって管理される。上位データ制御部30は、例えば、パソコンやホストコンピュータにより構成することができる。ヘッド制御部20は、上位データ制御部30からデータを受け取るためのデータ通信手段として、通信インターフェース(例えば、USB(Universal Serial Bus))を備えている。
図1では、説明を簡単にするために、1つのラインヘッド10(1色分)のみを示しているが、複数色のインクの各色に対応した複数本の(色別の)プリントヘッドを備えるインクジェット記録装置の場合、各色のラインヘッド10について個別に(ヘッド単位で)ヘッド制御部20が設けられる。そして、これら各色のヘッド制御部20を1つの上位データ制御部30が管理する。例えば、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の4色に対応した色別のプリントヘッドを備える構成では、CMYK各色のプリントヘッドにそれぞれヘッド制御部20が設けられ、これら各色のヘッド制御部を1つの上位データ制御部30が管理する構成が採用される。
システム起動時に、上位データ制御部30から各色のヘッド制御部20に対して波形データや画像データが転送される。なお、画像データについては、印刷実行時の用紙搬送と同期して、データ転送が行われるようにしてもよい。そして、プリント動作時には、各色の吐出タイミング制御部25が用紙の搬送部32からの吐出トリガ信号(画素単位吐出トリガ)を受信し、ノズル制御データ出力部24および駆動電圧制御回路28へ、吐出動作開始の吐出スタートトリガを出力する。ノズル制御データ出力部24および駆動電圧制御回路28は、このスタートトリガを受けて、ヘッドモジュール12に対して、それぞれ波形データおよび画像データの転送を解像度単位で行う。これにより、画像データに応じた選択的な吐出動作(オンデマンドの吐出駆動制御)が行われ、1ページの印刷が実現される。
本実施形態におけるY方向補正量を反映させた吐出タイミングの遅延制御は吐出タイミング制御部25によって行われる。上位データ制御部30にて各ヘッドモジュール12のY方向補正量のデータを保持しており、システム起動時に上位データ制御部30から吐出タイミング制御部25にその情報が送られる。吐出タイミング制御部25はY方向補正量のデータを保持し、搬送部32から得られる画素単位の吐出トリガ信号に対してY方向補正量に応じた遅延処理を行って吐出スタートトリガを出力する。
駆動電圧制御回路28は、プリントタイミング信号(吐出スタートトリガ信号)に合わせてD/A変換器29に駆動電圧波形データを出力する。これにより、駆動電圧波形データは、D/A変換器29によってアナログ電圧波形へと変換される。D/A変換器29から出力されるアナログ電圧波形は、不図示のアンプ回路(電力増幅回路)によって圧電素子の駆動に適した所定の電流・電圧に増幅された後にヘッドモジュール12に供給される。
なお、本実施形態では、ヘッドモジュール12に供給される駆動電圧波形データを共通としたが、ヘッドモジュール12ごとに異なる駆動電圧波形データを用いるようにしてもよい。この場合、ヘッドモジュール12の個体差に応じた駆動電圧波形データを用いることで、より高品位の描画を行うことが可能になる。
ノズル制御データ出力部24は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)によって構成することができる。
本実施形態では、図7における画像データメモリ22、ノズル制御データ出力部24、吐出タイミング制御部25、波形データメモリ26、駆動電圧制御回路28の各機能がFPGAによって実現されている。
ノズル制御データ出力部24は、画像データメモリ22に記憶したデータに基づいて、各ヘッドモジュールのノズル制御データ(ここでは、記録解像度のドット配置に対応した画像データ)を各ヘッドモジュールに転送する制御を行う。ノズル制御データは、ノズルのON(吐出駆動)/OFF(非駆動)を決定する画像データ(ドットデータ)である。ノズル制御データ出力部24は、このノズル制御データを各ヘッドモジュールに転送することで、ノズルごとの開閉(ON/OFF)を制御する。
画像データ伝送路(符号42)は、ノズル制御データ出力部24から出力されるノズル制御データを各ヘッドモジュールに伝送する。画像データ伝送路(符号42)は、「画像データバス」、「データバス」または「画像バス」などと呼ばれ、複数の信号線(n本)で構成されている(n≧2)。本実施形態では、以下「データバス」(符号42)と呼ぶ。
データバス42は、ノズル制御データ出力部24からラインヘッド10に画像データを伝送する。すなわち、データバス42は、複数のヘッドモジュールへの画像データ伝送路として共用することができる。例えば、データバス42の一端はノズル制御データ出力部24の出力端子(ICピン)に接続され、他端は各ヘッドモジュール12の手前で分岐され、この分岐された共通のデータバス42に複数のヘッドモジュール12が並列に接続される。
データバス42は、ノズル制御データ出力部24、駆動電圧制御回路28等を実装した電気回路基板40の配線パターンによって構成してもよいし、ワイヤーハーネスで構成してもよく、或いは、これらの組み合わせであってもよい。このように、データバス42は、ノズル制御データ出力部24のICピンを信号源として、各ヘッドモジュール12に接続される。
転送クロックの信号線45は、各ヘッドモジュール12に対応して個別に設けられている。また、データラッチ信号の信号線46は、各ヘッドモジュール12に対応して個別に設けられている。データラッチ信号は、データバス42経由で転送したデータ信号を各ヘッドモジュール12のノズルデータとして設定するために、ノズル制御データ出力部24から各ヘッドモジュール12に対し、必要なタイミングで送信される。ノズル制御データ出力部24からデータバス42を介してヘッドモジュール12に一定量の画像データを送信した時点で、データラッチと呼ばれる信号(ラッチ信号)をヘッドモジュール12に送信する。このデータラッチ信号のタイミングで各モジュールにおける圧電素子の変位のオン(ON)/オフ(OFF)のデータが確定される。その後、ヘッドモジュール12に駆動電圧を印加することで、ON設定に係る圧電素子を変位させ、インク滴を吐出させる。こうして吐出したインク滴を用紙に付着(着弾)させることで、所望の記録解像度の印刷が行われる。なお、OFF設定した圧電素子は駆動電圧を印加しても変位が起こらず、液滴が吐出されない。
<吐出タイミング制御部25の詳細構成例>
図8は吐出タイミング制御部25における処理の概要を示すブロック図である。図8に示したように吐出タイミング制御部25は、Y方向補正量のデータ(「Y方向補正パラメータ」という。)を保持するパラメータ記憶部60と、パラメータ記憶部60に記憶されたY方向補正量のデータに基づき吐出タイミングの遅延処理を行う遅延処理部70とを備える。
パラメータ記憶部60は、上位データ制御部30から提供されるY方向補正量のデータを一時記憶するレジスタで構成されている。パラメータ記憶部60は、ピクセル換算値で表されたY方向補正量の整数部を保持する整数部記憶領域62と、Y方向補正量の小数部を保持する小数部記憶領域64とを有する。例えば、Y方向補正量(ピクセル換算値)がa.b[pix]で表されるとき(ただし、aとbはa>0、b≧0を満たす整数)、整数部の「a」が整数部記憶領域62に保持され、小数点以下の数値部分である小数部の「b」が小数部記憶領域64に保持される。
遅延処理部70は、搬送部32(図7参照)から得られる画素単位吐出トリガ信号76に対してY方向補正量に応じたパルスの遅延を行い、生成した吐出タイミング信号78(吐出スタートトリガ)をノズル制御データ出力部24に与える。
遅延処理部70は、整数部記憶領域62に保持されている整数のパルス数分だけ入力パルスを無視するパルス無視部72と、パルス無視部72から出たパルスに対して小数部記憶領域64に保持されている小数値が示す1画素未満の位置調整に相当する時間的遅延を与える小数遅延部74とを備える。
パルス無視部72には搬送部32から連続的に画素単位の吐出トリガ信号76(パルス信号)が入力している。パルス無視部72は、入力した吐出トリガ信号76のパルス数をカウントして整数部記憶領域62の整数値(ここでは整数「a」とする。)だけパルスを無視し、「a+1」番目のタイミングでパルス信号を出す。
小数遅延部74は、画素単位の吐出トリガ信号の時間間隔よりもさらに細かい時間分解で遅延を行うため、FPGAのクロック信号をカウントする。FPGAのクロックは、吐出トリガ信号の周波数よりも十分に高い周波数であり、少なくとも吐出トリガ信号の周波数の10倍以上であることが好ましい。一例として、FPGAのクロック周波数は60MHzとし、吐出トリガ信号の周波数は25kHzとする。
小数部記憶領域64に保持されている小数部分([b])の時間をFPGAのクロックのパルス数に変換し、小数遅延部74にて、当該パルス数をカウントしたら吐出タイミング信号78が出力される。
こうして、Y方向補正量に相当する時間遅延が行われた吐出タイミング信号78が生成される。なお、この遅延処理分の画像データは、画像データメモリ22に蓄えられる。
[インクジェット記録装置の構成例]
図9は、本発明の実施形態に係るヘッド駆動装置が適用されるインクジェット記録装置を示す全体構成図である。図9に示すインクジェット記録装置100(「画像形成装置」に相当)は、給紙部112、処理液付与部114、描画部116、乾燥部118、定着部120、および排紙部122を備えている。インクジェット記録装置100は、描画部116の描画ドラム170に保持された記録媒体124(以下、便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。)にインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成するシングルパス方式のインクジェット記録装置である。インクジェット記録装置100は、インクの打滴前に記録媒体124上に処理液(ここでは凝集処理液)を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体124上に画像形成を行う2液反応(凝集)方式が適用されたオンデマンドタイプのインクジェット記録装置である。
(給紙部)
給紙部112には、枚葉紙である記録媒体124が積層されている。給紙部112の給紙トレイ150から記録媒体124が一枚ずつ処理液付与部114に給紙される。本実施形態では、記録媒体124として、枚葉紙(カット紙)を用いるが、連続用紙(ロール紙)から必要なサイズに切断して給紙するようにしてもよい。
(処理液付与部)
処理液付与部114は、記録媒体124の記録面に処理液を付与する。処理液は、描画部116で付与されるインク中の色材(例えば、顔料)を凝集させる色材凝集剤を含んでいる。この処理液とインクとが接触することによって、インクの色材と溶媒との分離が促進される。
処理液付与部114は、給紙胴152、処理液ドラム154、および処理液塗布装置156を備えている。処理液ドラム154は、記録媒体124を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム154は、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)155を備える。この保持手段155の爪と処理液ドラム154の周面の間に記録媒体124を挟み込むことによって記録媒体124の先端が保持可能となっている。処理液ドラム154は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体124を処理液ドラム154の周面に密着保持することができる。
処理液ドラム154の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置156が設けられる。処理液塗布装置156は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラ(計量ローラ)と、該アニックスローラと処理液ドラム154上の記録媒体124に圧接されて計量後の処理液を記録媒体124に転移するゴムローラとで構成される。この処理液塗布装置156によれば、処理液を計量しながら記録媒体124に塗布することができる。
本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、インクジェット方式などの各種方式を適用することも可能である。
処理液付与部114で処理液が付与された記録媒体124は、処理液ドラム154から中間搬送部126を介して描画部116の描画ドラム170へ受け渡される。
(描画部)
描画部116は、描画ドラム170(「搬送部」に相当)、用紙抑えローラ174、およびインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yを備えている。各色のインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yおよびその制御装置として、図1から図3により説明したラインヘッド10の構成と図7で説明したヘッド制御部20の構成が採用されている。
描画ドラム170は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)171を備えている。描画ドラム170に固定された記録媒体124は、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yからインクが付与される。
インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Y(「ラインヘッド」に相当)はそれぞれ、記録媒体124における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッドであり、そのインク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列(2次元配列ノズル)が形成されている。各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yは、記録媒体124の搬送方向(描画ドラム170の回転方向)と直交する方向に延在するように設置される。
各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yには、対応する色インクのカセットが取り付けられる。インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yから、描画ドラム170の外周面に保持された記録媒体124の記録面に向かってインク滴が吐出される。
これにより、予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材(顔料)が凝集され、色材凝集体が形成される。インクと処理液の反応の一例として、本実施形態では、処理液に酸を含有させPHダウンにより顔料分散を破壊し凝集するメカニズムを用い、色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。こうして、記録媒体124上での色材流れなどが防止され、記録媒体124の記録面に画像が形成される。
各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yの打滴タイミングは、描画ドラム170に配置された回転速度を検出するエンコーダ(図9中不図示、図14の符号294)に同期させる。このエンコーダの検出信号に基づいて画素単位の吐出トリガ信号(図8の符号76)が発せられる。この画素単位吐出トリガ信号をY方向補正量に応じて遅延させて各ヘッドモジュールの吐出タイミング信号(図8の符号78)が生成される。これにより、高精度に着弾位置を決定することができる。また、予め描画ドラム170のフレなどによる速度変動を学習し、エンコーダで得られた打滴タイミングを補正して、描画ドラム170のフレ、回転軸の精度、描画ドラム170の外周面の速度に依存せずに打滴ムラを低減させることができる。
さらに、各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yのノズル面の清掃、増粘インク排出などのメンテナンス動作は、ヘッドユニットを描画ドラム170から退避させて実施するとよい。
本実施形態では、CMYKの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについてはこれに限定されるものではない。必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
描画部116で画像が形成された記録媒体124は、描画ドラム170から中間搬送部128を介して乾燥部118の乾燥ドラム176へ受け渡される。
(乾燥部)
乾燥部118は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構である。乾燥部118は、乾燥ドラム176、および溶媒乾燥装置178を備えている。乾燥ドラム176は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)177を備える。この保持手段177によって記録媒体124の先端が保持可能になっている。
溶媒乾燥装置178は、乾燥ドラム176の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ180と、各ハロゲンヒータ180の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル182とで構成される。各温風噴出しノズル182から記録媒体124に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ180の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。
乾燥ドラム176の外周面に、記録媒体124の記録面が外側を向くように(即ち、記録媒体124の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で)記録媒体124を保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体124のシワや浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。
乾燥部118で乾燥処理が行われた記録媒体124は、乾燥ドラム176から中間搬送部130を介して定着部120の定着ドラム184へ受け渡される。
(定着部)
定着部120は、定着ドラム184、ハロゲンヒータ186、定着ローラ188、およびインラインセンサ190を備えている。定着ドラム184は、処理液ドラム154と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)185を備え、この保持手段185によって記録媒体124の先端を保持できるようになっている。
定着ドラム184の回転により、記録媒体124は記録面が外側を向くようにして搬送される。そして、記録媒体124の記録面に対して、ハロゲンヒータ186による予備加熱と、定着ローラ188による定着処理と、インラインセンサ190による検査が行われる。
定着ローラ188は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材である。定着ローラ188は、記録媒体124を加熱加圧する。
インラインセンサ190は、記録媒体124に記録された画像(テストパターンなども含む)について、吐出不良チェックパターンや画像の濃度、画像の欠陥などを計測するための読取手段であり、CCD(Charge Coupled Device)ラインセンサなどが適用される。
なお、高沸点溶媒およびポリマー微粒子(熱可塑性樹脂粒子)を含んだインクに代えて、紫外線(UV)露光にて重合硬化可能なモノマー成分を含有していてもよい。この場合、インクジェット記録装置100は、ヒートローラによる熱圧定着部(定着ローラ188)の代わりに、記録媒体124上のインクにUV光を露光するUV露光部を備える。このように、UV硬化性樹脂などの活性光線硬化性樹脂を含んだインクを用いる場合には、加熱定着の定着ローラ188に代えて、UVランプや紫外線LD(レーザダイオード)アレイなど、活性光線を照射する手段が設けられる。
(排紙部)
定着部120に続いて排紙部122が設けられている。排紙部122は、排出トレイ192を備えており、この排出トレイ192と定着部120の定着ドラム184との間に、これらに対接するように渡し胴194、搬送ベルト196、張架ローラ198が設けられている。記録媒体124は、渡し胴194により搬送ベルト196に送られ、排出トレイ192に排出される。搬送ベルト196による用紙搬送機構の詳細は図示しないが、印刷後の記録媒体124は無端状の搬送ベルト196間に渡されたバー(不図示)のグリッパーによって用紙先端部が保持され、搬送ベルト196の回転によって排出トレイ192の上方に運ばれてくる。
また、インクジェット記録装置100は、各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yにインクを供給するインク貯蔵/装填部、処理液付与部114に対して処理液を供給する手段を備えている。さらに、インクジェット記録装置100は、各インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yのクリーニング(ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等)を行うヘッドメンテナンス部、用紙搬送路上における記録媒体124の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサを備えている。
<インクジェットヘッドの構成例>
次に、インクジェットヘッドの構造について説明する。各色に対応するインクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号172によってヘッドを示すものとする。
図10は本発明の実施形態に用いられるインクジェットヘッドの斜視図である。図10では、ヘッドの下方(斜め下方向)からノズル面を見上げた様子が図示されている。このインクジェットヘッド172は、複数個(n個)のヘッドモジュール172−i(i=1,2…n)を用紙幅方向に並べて繋ぎ合わせて長尺化したフルライン型のラインヘッド(シングルパス印字方式のページワイドヘッド)となっている。ここでは17個のヘッドモジュール172−iを繋ぎ合わせた例を示しているが、モジュールの構成、モジュールの個数および配列形態については、図示の例に限定されない。図中の符号310は、複数のヘッドモジュール172−iを固定するための枠体となるハウジング(バー状のラインヘッドを構成するためのハウジング)、符号312は、各ヘッドモジュール172−iに接続されたフレキシブル基板である。
図11は、インクジェットヘッド172をノズル面172A側から見た拡大図である。各ヘッドモジュール172−iは、インクジェットヘッド172における短手方向の両側からヘッドモジュール支持部材172Bによって支持されている。また、インクジェットヘッド172の長手方向における両端部はヘッド保護部材172Dによって支持されている。
各ヘッドモジュール172−i(n番目のヘッドモジュール172−n)は、複数のノズルがマトリクス状に配列された構造を有している。図11において符号351Aを付して図示した斜めの実線は、複数のノズルが一列に並べられたノズル列を表している。
インクジェットヘッド172を構成しているヘッドモジュール172−iは、モジュール単位で交換が可能である。
図12はヘッドモジュール172−iにおけるノズル面172Aの平面図(吐出側から見た図)である。図12ではノズル数を省略して描いているが、1個のヘッドモジュール172−iのインク吐出面には、例えば、32×64個のノズル350が二次元配列されている。図12においてY方向が記録媒体(用紙)の送り方向(副走査方向)であり、X方向は記録媒体の幅方向(主走査方向)である。このヘッドモジュール172−iは、X方向に対して角度γの傾きを有するv方向に沿った長辺側の端面と、Y方向に対して角度αの傾きを持つw方向に沿った短辺側の端面とを有する平行四辺形の平面形状となっている。このようなヘッドモジュール172−iをX方向(用紙幅方向)に複数個繋ぎ合わせることにより(図11参照)、用紙幅について全描画範囲をカバーするノズル列が形成され、1回の描画走査で所定の記録解像度(例えば、1200dpi)による画像記録が可能なフルライン型のヘッドが構成される。
なお、シングルパス印字用のフルライン型プリントヘッドは、記録媒体124の全面を描画範囲とする場合に限らず、記録媒体124の面上の一部が描画領域となっている場合(例えば、用紙の周囲に非描画領域(余白部)を設ける場合など)には、所定の描画領域内の描画に必要なノズル列が形成されていればよい。
二次元ノズル配列を有するインクジェットヘッド(マトリクスヘッド)の場合、当該二次元ノズル配列における各ノズルを用紙搬送方向と直交する方向(「主走査方向」に相当)に沿って並ぶように投影(正射影)した投影ノズル列は、主走査方向(媒体幅方向)について、記録解像度を達成するノズル密度でノズルが概ね等間隔で並ぶ一列のノズル列と等価なものと考えることができる。「概ね等間隔」とは、インクジェット印刷システムで記録可能な打滴点として実質的に等間隔であることを意味している。例えば、製造上の誤差や着弾干渉による媒体上での液滴の移動を考慮して僅かに間隔を異ならせたものなどが含まれている場合も「等間隔」の概念に含まれる。投影ノズル列(「実質的なノズル列」ともいう。)を考慮すると、主走査方向に沿って並ぶ投影ノズルの並び順に、ノズル位置(ノズル番号)を対応付けることができる。
本発明の実施に際してヘッドモジュール172−iにおけるノズル350の配列形態は図12に示した例に限定されず、様々なノズル配置構造を適用できる。例えば、図12で説明したマトリクス配列に代えて、一列の直線配列、V字状のノズル配列、V字状配列を繰り返し単位とするジグザク状(W字状など)のような折れ線状のノズル配列なども可能である。
<ヘッドの内部構造例>
図13は、インクジェットヘッドにおける記録素子単位(吐出素子単位)となる1チャンネル分の液滴吐出素子の構造例を示す断面図である。図13に示したように、インクジェットヘッド172には、インク吐出口であるノズル350と、各ノズル350に対応する圧力室252を備える複数のインク室ユニット(液滴吐出素子)253が二次元配置されている。
インクジェットヘッド172は、ノズル350が形成されたノズルプレート251Aと、圧力室252、共通流路255等の流路が形成された流路板252Pを含んでいる。ノズルプレート251Aと流路板252Pは積層接合されている。ノズルプレート251Aは、ヘッド250のノズル面(インク吐出面)250Aを構成し、各圧力室252にそれぞれ連通する複数のノズル350が形成されている。
流路板252Pは、圧力室252の側壁部を構成するとともに、共通流路255から圧力室252にインクを導く個別供給路の絞り部(最狭窄部)としての供給口254を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図13では簡略的に図示しているが、流路板252Pは一枚又は複数の基板を積層した構造である。ノズルプレート251Aおよび流路板252Pは、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。
共通流路255はインク供給源たるインクタンク(不図示)と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路255を介して各圧力室252に供給される。
圧力室252の一部の面(図13において天面)を構成する振動板256には、個別電極257を備えたピエゾアクチュエータ(圧電素子)258が接合されている。本例の振動板256は、ピエゾアクチュエータ258の下部電極に相当する共通電極259として機能するニッケル(Ni)導電層付きのシリコン(Si)から成り、各圧力室252に対応して配置されるピエゾアクチュエータ258の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。また、ステンレス鋼(SUS)など、金属(導電性材料)によって共通電極を兼ねる振動板を構成してもよい。
個別電極257に駆動電圧を印加することによってピエゾアクチュエータ258が変形して圧力室252の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル350からインクが吐出される。インク吐出後、ピエゾアクチュエータ258が元の状態に戻る際、共通流路255から供給口254を通って新しいインクが圧力室252に再充填される。
<吐出方式について>
なお、インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力(吐出エネルギー)を発生させる手段は、ピエゾアクチュエータ(圧電素子)に限らず、サーマル方式(ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させる方式)におけるヒータ(加熱素子)や他の方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子(吐出エネルギー発生素子)を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
<インクジェット記録装置100の制御系>
14は、インクジェット記録装置100のシステム構成を示す要部ブロック図である。
インクジェット記録装置100は、通信インターフェース270、システムコントローラ272、プリント制御部274、画像バッファメモリ(不図示)、ヘッドドライバ278、モータドライバ280、ヒータドライバ282、処理液付与制御部284、乾燥制御部286、定着制御部288、メモリ290、ROM(Read Only Memory)292、エンコーダ294を備えている。
通信インターフェース270は、ホストコンピュータ380から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース270にはUSB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、イーサネット(登録商標)、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。ホストコンピュータ380から送出された画像データは通信インターフェース270を介してインクジェット記録装置100に取り込まれ、一旦メモリ290に記憶される。
メモリ290は、通信インターフェース270を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ272を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ290は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
システムコントローラ272は、中央演算処理装置(CPU)およびその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置100の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ272は、通信インターフェース270、プリント制御部274、モータドライバ280、ヒータドライバ282、処理液付与制御部284等の各部を制御し、ホストコンピュータ380との間の通信制御、メモリ290の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ296やヒータ298を制御する制御信号を生成する。
ROM292にはシステムコントローラ272のCPUが実行するプログラムおよび制御に必要な各種データなどが格納されている。ROM292は、書換不能な記憶手段であってもよいし、書換可能な記憶手段であってもよい。メモリ290は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域およびCPUの演算作業領域としても利用される。
モータドライバ280は、システムコントローラ272からの指示に従ってモータ296を駆動するドライバである。図14では、装置内の各部に配置される様々なモータを代表して符号296で図示している。例えば、図14に示すモータ296には、図9の給紙胴152,処理液ドラム154、描画ドラム170、乾燥ドラム176、定着ドラム184、渡し胴194などの回転を駆動するモータ、描画ドラム170の吸引孔から負圧吸引するためのポンプの駆動モータ、インクジェットヘッド172M,172K,172C,172Yのヘッドユニットを、描画ドラム170外のメンテナンスエリアに移動させる退避機構のモータが含まれている。
ヒータドライバ282は、システムコントローラ272からの指示に従って、ヒータ298を駆動するドライバである。図14では、装置内の各部に配置される様々なヒータを代表して符号298で図示している。例えば、図14に示すヒータ298には、給紙部112において記録媒体124を予め適温に加熱しておくための不図示のプレヒータが含まれている。
プリント制御部274は、システムコントローラ272の制御にしたがい、メモリ290内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ(ドットデータ)をヘッドドライバ278に供給する制御部である。
ドットデータは、一般に多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、sRGBなどで表現された画像データ(例えば、RGB各色について8ビットの画像データ)をインクジェット記録装置100で使用するインクの各色の色データ(例えば、KCMYの色データ)に変換する処理である。
ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータ(例えば、KCMYのドットデータ)に変換する処理である。
プリント制御部274において所要の信号処理が施され、得られたドットデータに基づいて、ヘッドドライバ278を介してヘッド250のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。ここでいうドットデータは、「ノズル制御データ」に相当している。
プリント制御部274には画像バッファメモリ(不図示)が備えられており、プリント制御部274における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリに一時的に格納される。また、プリント制御部274とシステムコントローラ272とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース270を介して外部から入力され、メモリ290に蓄えられる。この段階では、例えば、RGBの画像データがメモリ290に記憶される。インクジェット記録装置100では、インク(色材)による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調(画像の濃淡)をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、メモリ290に蓄えられた元画像(RGB)のデータは、システムコントローラ272を介してプリント制御部274に送られ、該プリント制御部274において閾値マトリクスや誤差拡散法などを用いたハーフトーニング処理によってインク色ごとのドットデータに変換される。即ち、プリント制御部274は、入力されたRGB画像データをK,C,M,Yの4色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部274で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ(不図示)に蓄えられる。
ヘッドドライバ278は、プリント制御部274から与えられる印字データ(即ち、画像バッファメモリ(不図示)に記憶されたドットデータ)に基づき、インクジェットヘッド172の各ノズルに対応するアクチュエータを駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ278にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
ヘッドドライバ278から出力された駆動信号がヘッド250に加えられることによって、該当するノズルからインクが吐出される。記録媒体124を所定の速度で搬送しながらヘッド250からのインク吐出を制御することにより、記録媒体124上に画像が形成される。なお、本例に示すインクジェット記録装置100は、インクジェットヘッド172を構成する各ヘッドモジュール172−i(i=1,2…n)のノズル350に対応したピエゾアクチュエータ258に対して、モジュール単位で共通の駆動電力波形信号を印加し、各ピエゾアクチュエータ258の吐出タイミングに応じて各ピエゾアクチュエータ258の個別電極に接続されたスイッチ素子(不図示)のオンオフを切り換えることで、各ピエゾアクチュエータ258に対応するノズル350からインクを吐出させる駆動方式が採用されている。
このヘッドドライバ278、プリント制御部274(画像バッファメモリ内蔵)の部分が図7で説明したヘッド制御部20に相当する。また、図14のシステムコントローラ272が図7で説明した上位データ制御部30に相当する。
処理液付与制御部284は、システムコントローラ272からの指示にしたがい、処理液塗布装置156(図9参照)の動作を制御する。乾燥制御部286は、システムコントローラ272からの指示にしたがい、溶媒乾燥装置178(図9参照)の動作を制御する。
定着制御部288は、システムコントローラ272からの指示にしたがい、定着部120のハロゲンヒータ186、定着ローラ188(図9参照)を含む定着加圧部299の動作を制御する。
インラインセンサ190は、図9で説明したように、イメージセンサを含むブロックである。インラインセンサ190は、記録媒体124に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況(吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など)を検出し、その検出結果をシステムコントローラ272およびプリント制御部274に提供する。
プリント制御部274は、インラインセンサ190から得られる情報に基づいてヘッド250に対する各種補正(不吐出補正や濃度補正など)を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作(ノズル回復動作)を実施する制御を行う。
<変形例1>
複数個のヘッドモジュールから構成されるラインヘッドの形態は図1〜図3や図10、図11で例示した形態に限らない。例えば、図15に示したように、複数個のヘッドモジュール412−iが千鳥状に配置された構造を持つラインヘッド410についても本発明を適用することができる。
<変形例2>
上記実施形態では、記録媒体124に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式(直接記録方式)のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像(一次画像)を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型のインクジェット記録装置についても本発明を適用することができる。
<他の応用例について>
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画するインクジェット方式の画像形成装置に広く適用できる。
以上説明した本発明の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜構成要件を変更、追加、削除することが可能である。本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有するものにより、多くの変形が可能である。
10…ラインヘッド、12…ヘッドモジュール、20…ヘッド制御部、22…画像データメモリ、24…ノズル制御データ出力部、25…吐出タイミング制御部、26…波形データメモリ、28…駆動電圧制御回路、30…上位データ制御部、32…搬送部、60…パラメータ記憶部、70…遅延処理部、100…インクジェット記録装置、124…記録媒体、170…描画ドラム、172M,172K,172C,172Y…インクジェットヘッド、258…アクチュエータ、272…システムコントローラ、274…プリント制御部、278…ヘッドドライバ、350…ノズル、410…ラインヘッド、412…ヘッドモジュール

Claims (10)

  1. 複数個のヘッドモジュールが組み合わされて構成されるラインヘッドの各ヘッドモジュールの記録位置を調整するヘッド調整方法であって、
    前記複数個のヘッドモジュールのうち、前記ラインヘッドに対する記録媒体の搬送方向の最も下流側に配置された最遅モジュールの位置を基準として、各ヘッドモジュールの前記搬送方向と平行な方向の相対的な位置のずれ量に相当するヘッドモジュールごとの位置ずれ量を特定する位置ずれ量特定工程と、
    前記各ヘッドモジュールについて特定されたヘッドモジュールごとの前記位置ずれ量に、前記ヘッドモジュールの前記搬送方向と平行な方向の取付公差よりも大きいオフセット量を付加した量に対応する値を各ヘッドモジュールの補正量として定める補正量決定工程と、
    前記補正量を記憶部に記憶する補正量記憶工程と、
    前記記憶部に記憶された前記補正量に基づき、各ヘッドモジュールの記録タイミングを制御するタイミング制御工程と、
    を含み、
    前記ヘッドモジュールごとの前記位置ずれ量が前記オフセット量よりも小さいヘッド調整方法。
  2. 前記複数個のヘッドモジュールのうち一部のヘッドモジュールが交換された場合、
    当該交換したヘッドモジュールについて、交換後の取付状態にて前記搬送方向と平行な方向の相対的な位置のずれ量を把握する工程と、
    前記把握した前記ずれ量に基づき、当該交換したヘッドモジュールについて、交換前のヘッドモジュールに対して設定されていた前記補正量に代わる交換後の補正量を決定する工程と、
    前記交換後の補正量を前記記憶部に記憶する工程と、
    を含み、
    前記交換したヘッドモジュールの取付位置は、前記取付公差の範囲内に収まっており、
    前記交換したヘッドモジュールについては前記交換後の補正量に基づいて記録タイミングを制御し、
    未交換のヘッドモジュールについては、前記交換の前と同じ補正量に基づいて記録タイミングを制御する請求項1に記載のヘッド調整方法。
  3. 前記タイミング制御工程は、前記補正量に応じて記録タイミングを遅延させる遅延処理を含む請求項1又は2に記載のヘッド調整方法。
  4. 少なくとも前記オフセット量に相当する画素列分の画像データを画像データメモリ部に保有する工程と、
    前記補正量に応じて生成されるタイミング信号にしたがい、各ヘッドモジュール内のノズルの吐出動作を制御するためのノズル制御データを出力するノズル制御データ出力工程と、
    前記各ヘッドモジュール内の前記各ノズルに対応する吐出エネルギー発生素子に駆動電圧信号を出力して前記吐出エネルギー発生素子を駆動する駆動工程と、
    を含む請求項1から3のいずれか1項に記載のヘッド調整方法。
  5. 前記補正量は、前記ラインヘッドと前記記録媒体との相対的な移動によって実現される記録解像度から規定される画素の単位に換算された数値で表される請求項1から4のいずれか1項に記載のヘッド調整方法。
  6. 複数個のヘッドモジュールが組み合わされて構成されるラインヘッドの各ヘッドモジュールの記録動作を制御するヘッド駆動装置であって、
    前記複数個のヘッドモジュールのうち、前記ラインヘッドに対する記録媒体の搬送方向の最も下流側に配置された最遅モジュールの位置を基準にして把握される各ヘッドモジュールの前記搬送方向と平行な方向の相対的な位置のずれ量に相当するヘッドモジュールごとの位置ずれ量に、前記ヘッドモジュールの前記搬送方向と平行な方向の取付公差よりも大きいオフセット量を付加した量に対応する値を各ヘッドモジュールの補正量として記憶する記憶部と、
    前記記憶部に記憶された前記補正量に基づき、前記ヘッドモジュールの記録タイミングを制御するタイミング制御部と、
    を備え、
    前記ヘッドモジュールごとの前記位置ずれ量が前記オフセット量よりも小さいヘッド駆動装置。
  7. 前記複数個のヘッドモジュールのうち一部のヘッドモジュールが交換された場合、
    当該交換したヘッドモジュールについて、交換前のヘッドモジュールに対して設定されていた前記補正量に代わる交換後の補正量が決定され、当該交換後の補正量が前記記憶部に記憶され、
    前記交換したヘッドモジュールの取付位置は、前記取付公差の範囲内に収まっており、
    前記交換したヘッドモジュールについては前記交換後の補正量に基づいて記録タイミングが制御され、
    未交換のヘッドモジュールについては、前記交換の前と同じ補正量に基づいて記録タイミングが制御される請求項6に記載のヘッド駆動装置。
  8. 前記タイミング制御部は、入力される画素単位の吐出トリガ信号を前記補正量に応じて遅延させる遅延処理部を含む請求項6又は7に記載のヘッド駆動装置。
  9. 少なくとも前記オフセット量に相当する画素列分の画像データを保有することができる画像データメモリ部と、
    前記タイミング制御部からのタイミング信号にしたがい、各ヘッドモジュール内のノズルの吐出動作を制御するためのノズル制御データを出力するノズル制御データ出力部と、
    前記各ヘッドモジュール内の前記各ノズルに対応する吐出エネルギー発生素子に駆動電圧信号を出力して前記吐出エネルギー発生素子を動作させる駆動部と、
    を備える請求項6から8のいずれか1項に記載のヘッド駆動装置。
  10. 複数個のヘッドモジュールが組み合わされて構成されるラインヘッドと、
    前記ラインヘッドに対して前記記録媒体を搬送する搬送部と、
    請求項6から9のいずれか1項に記載のヘッド駆動装置と、
    を備える画像形成装置。
JP2013008420A 2013-01-21 2013-01-21 ヘッド調整方法、ヘッド駆動装置および画像形成装置 Expired - Fee Related JP5968797B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013008420A JP5968797B2 (ja) 2013-01-21 2013-01-21 ヘッド調整方法、ヘッド駆動装置および画像形成装置
PCT/JP2013/084830 WO2014112313A1 (ja) 2013-01-21 2013-12-26 ヘッド調整方法、ヘッド駆動装置および画像形成装置
EP13871918.2A EP2946928B1 (en) 2013-01-21 2013-12-26 Head adjustment method, head-driving device and image-forming device
US14/793,128 US9227394B2 (en) 2013-01-21 2015-07-07 Head adjustment method, head-driving device and image-forming device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013008420A JP5968797B2 (ja) 2013-01-21 2013-01-21 ヘッド調整方法、ヘッド駆動装置および画像形成装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2014138983A JP2014138983A (ja) 2014-07-31
JP2014138983A5 JP2014138983A5 (ja) 2015-07-02
JP5968797B2 true JP5968797B2 (ja) 2016-08-10

Family

ID=51209415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013008420A Expired - Fee Related JP5968797B2 (ja) 2013-01-21 2013-01-21 ヘッド調整方法、ヘッド駆動装置および画像形成装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9227394B2 (ja)
EP (1) EP2946928B1 (ja)
JP (1) JP5968797B2 (ja)
WO (1) WO2014112313A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6074549B2 (ja) * 2014-06-23 2017-02-01 富士フイルム株式会社 記録ヘッド、記録ヘッド調整システム、及び記録ヘッド調整方法
WO2017057436A1 (ja) * 2015-10-01 2017-04-06 コニカミノルタ株式会社 インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法
JP2018089920A (ja) * 2016-12-07 2018-06-14 セイコーエプソン株式会社 印刷方法および印刷装置
CN113059794A (zh) * 2019-12-30 2021-07-02 四川蓝光英诺生物科技股份有限公司 生物打印机和生物打印机的喷口余料刮除方法
JP7413849B2 (ja) 2020-03-09 2024-01-16 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置、その制御方法及びコンピュータプログラム
WO2022026847A1 (en) 2020-07-31 2022-02-03 Digimarc Corporation Encoding signals on flexographic printing plates to enable tracking and management

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3782625B2 (ja) * 1999-11-05 2006-06-07 株式会社小糸製作所 自動車用ヘッドランプのオートレベリング装置
TW523465B (en) * 2001-02-06 2003-03-11 Olympus Optical Co Image forming apparatus
JP4590841B2 (ja) * 2003-08-07 2010-12-01 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置
US20050073539A1 (en) * 2003-10-07 2005-04-07 Mcgarry Mark Ink placement adjustment
JP2006116845A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置の制御方法
JP4750460B2 (ja) 2005-04-26 2011-08-17 オリンパス株式会社 記録装置の調整方法、記録装置
JP4632247B2 (ja) * 2005-07-14 2011-02-16 キヤノンファインテック株式会社 記録装置およびレジストレーション調整方法
US7819494B2 (en) * 2006-10-10 2010-10-26 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead IC with multi-stage print data loading and firing
JP2009119713A (ja) * 2007-11-14 2009-06-04 Canon Inc インクジェット記録装置、および記録ヘッドの高さ方向位置決定方法
JP2010064466A (ja) * 2008-09-13 2010-03-25 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
JP2010115783A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Seiko Epson Corp 画像形成装置
US7871145B1 (en) * 2009-07-20 2011-01-18 Eastman Kodak Company Printing method for reducing stitch error between overlapping jetting modules
US8292398B2 (en) * 2010-05-14 2012-10-23 Xerox Corporation Method and system for printhead alignment to compensate for dimensional changes in a media web in an inkjet printer
US20110316930A1 (en) * 2010-06-29 2011-12-29 Corley Richard E Modular micro-fluid ejection device
JP5815929B2 (ja) * 2010-08-05 2015-11-17 キヤノン株式会社 記録装置及び記録方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9227394B2 (en) 2016-01-05
EP2946928B1 (en) 2017-04-05
US20150306870A1 (en) 2015-10-29
JP2014138983A (ja) 2014-07-31
EP2946928A4 (en) 2016-10-12
WO2014112313A1 (ja) 2014-07-24
EP2946928A1 (en) 2015-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5560253B2 (ja) インクジェット記録装置及び方法並びに異常ノズル検知方法
JP5473704B2 (ja) テストパターン印刷方法及びインクジェット記録装置
JP5477954B2 (ja) 画像記録装置及び画像記録装置のヘッド調整方法
JP5334271B2 (ja) 液体吐出ヘッドの駆動装置、液体吐出装置及びインクジェット記録装置
JP5425246B2 (ja) 液体吐出ヘッドの駆動装置、液体吐出装置及びインクジェット記録装置
JP5410490B2 (ja) 液体吐出ヘッドの駆動装置及び駆動方法、液体吐出装置、並びにインクジェット装置
JP5968797B2 (ja) ヘッド調整方法、ヘッド駆動装置および画像形成装置
JP5952704B2 (ja) ヘッド駆動方法、ヘッド駆動装置およびインクジェット記録装置
JP2010083007A (ja) 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び画像記録装置
JP2011161646A (ja) 画像記録方法及び装置
JP2010201638A (ja) 画像記録装置、画像処理装置、画像処理方法及びプログラム
JP6761545B2 (ja) 画像形成装置及びその制御方法
JP5638320B2 (ja) 液体吐出ヘッドの駆動装置、液体吐出装置、及びインクジェット記録装置
JP2014136319A (ja) 記録ヘッドの位置ズレ検知方法及び画像記録装置
JP5354801B2 (ja) ヘッド制御装置及びインクジェット記録装置
JP2010082989A (ja) 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び画像記録装置
JP2012250472A (ja) インクジェット記録ヘッドの状態監視装置及びインクジェット記録装置
JP5042081B2 (ja) 画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法
JP5436369B2 (ja) 記録装置及び記録方法
JP2023067385A (ja) 記録ヘッドの制御装置及び制御方法、印刷装置
JP5649460B2 (ja) 記録ヘッド、画像形成装置及び液体吐出装置
JP2012240306A (ja) 液体吐出装置及びその吐出制御方法並びにインクジェット装置
JP2007062246A (ja) 画像形成装置
JP2016002711A (ja) インク吐出装置、制御装置およびインク吐出制御方法
JP2009234222A (ja) 画像記録装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150508

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150519

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160323

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160706

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5968797

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees