JP2007268946A - Recording position dislocation correcting method for inkjet recording head and inkjet recording device with the function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録装置の記録補正方法に関するものであり、特にはインクジェット記録に用いられる記録ヘッドの傾きによる記録位置ずれを自動調整する方法に関するものである。 The present invention relates to a recording correction method for an ink jet recording apparatus, and more particularly to a method for automatically adjusting a recording position shift caused by a tilt of a recording head used for ink jet recording.
近年、一般的に用いられているインク等の液体を吐出する方法として、インクジェット記録装置が知られている。今日のインクジェット記録装置は、各色毎の複数の記録ヘッドを備えており、各色毎の記録ヘッドに対して記録制御を行うことにより、カラー記録が実現されるように構成されている。このように複数の記録ヘッドを備えている場合、記録ヘッドの取り付け位置のずれや、記録ヘッドを搭載するキャリッジの傾きによって記録ヘッドが傾くことで、インク滴の着弾位置がずれて記録品位が低下することがある。 2. Description of the Related Art In recent years, an ink jet recording apparatus has been known as a method for discharging a liquid such as ink that is generally used. Today's inkjet recording apparatus includes a plurality of recording heads for each color, and is configured to realize color recording by performing recording control on the recording head for each color. When a plurality of recording heads are provided as described above, the recording head tilts due to a shift in the mounting position of the recording head or a tilt of the carriage on which the recording head is mounted, so that the landing position of the ink droplets shifts and the recording quality decreases. There are things to do.
このような記録品位の低下を防止するために、各記録ヘッドで罫線を記録してその記録結果からユーザ等が最も適切な記録条件を選択して、記録装置やホストコンピュータ等でその条件を設定することで位置合わせを行う方法が知られている。しかしこのような従来の方法は、記録を行い、その記録結果からユーザ等が記録条件を選択して条件設定するという煩雑な作業を伴う。そこで、この煩雑な作業を無くす目的で、各記録ヘッド間のずれ量に対応して光学特性を示すパターンを記録して、そのパターンの光学特性を、光学特性測定手段を用いて取得して記録位置合わせを行う手段を有した記録装置が提案されている(特許文献1)。 In order to prevent such deterioration in recording quality, a ruled line is recorded by each recording head, the user selects the most appropriate recording condition from the recording result, and the condition is set by the recording apparatus or the host computer. A method of performing alignment by doing so is known. However, such a conventional method involves a complicated operation of recording, and a user or the like selects a recording condition from the recording result and sets the condition. Therefore, for the purpose of eliminating this troublesome work, a pattern showing optical characteristics corresponding to the amount of deviation between the recording heads is recorded, and the optical characteristics of the pattern are acquired and recorded using an optical characteristic measuring means. A recording apparatus having means for aligning has been proposed (Patent Document 1).
インクジェット記録装置における記録媒体への記録方法の1つとして、記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体上で主走査方向に走査させて、記録媒体を主走査方向と直交する副走査方向に送りながら記録を行うシリアルスキャン型の記録装置が知られている。このようなシリアルスキャン型の記録装置ではキャリッジの走査と記録媒体の搬送を交互に繰り返し行いながら記録が行われるため、記録が記録媒体の送り方向に不連続にならないようにすることが重要である。 As a method of recording on a recording medium in an inkjet recording apparatus, a carriage mounted with a recording head is scanned on the recording medium in the main scanning direction, and recording is performed while feeding the recording medium in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. There is known a serial scan type recording apparatus for performing the above. In such a serial scan type recording apparatus, since the recording is performed while alternately repeating the scanning of the carriage and the conveyance of the recording medium, it is important to prevent the recording from being discontinuous in the feeding direction of the recording medium. .
また、今日のインクジェット記録ヘッドは、1つの記録ヘッドが備えるインク吐出ノズル(以下、単にノズルともいう)の数を増加して多数のノズルによって長尺なノズル列を構成している。この構成によって同時に多数のインク滴を吐出することが可能になり、記録の高速化が図られている。最近では、600dpi(0.042mmピッチ)で300本から1280本のノズルが配列された記録ヘッドが実用化されている。 In addition, in today's inkjet recording heads, the number of ink ejection nozzles (hereinafter, also simply referred to as nozzles) provided in one recording head is increased to form a long nozzle row with a large number of nozzles. With this configuration, a large number of ink droplets can be discharged at the same time, and the recording speed can be increased. Recently, a recording head in which 300 to 1280 nozzles are arranged at 600 dpi (0.042 mm pitch) has been put into practical use.
図1は、複数のノズルを有した記録ヘッドと、その記録ヘッドによって記録を行った、記録媒体の搬送方向と平行な罫線を表した図である。図1(a)は記録ヘッド1と記録ヘッドに備えられた複数のノズル2を表しており、図1(b)は図1(a)の記録ヘッド1による記録結果を表している。本図では記録ヘッドは傾きが無く取り付けられているため、記録結果の罫線に継ぎ目は無い。
FIG. 1 is a diagram showing a recording head having a plurality of nozzles and ruled lines that are recorded by the recording head and parallel to the conveyance direction of the recording medium. FIG. 1A shows a
図2は、記録ヘッド1が傾いて取り付けられた場合の、記録ヘッド1と記録結果を表している。図2(a)は傾いて取り付けられた記録ヘッド1と複数のノズル2を表しており、図2(b)は図2(a)の記録ヘッド1による記録結果を表している。このように記録ヘッド1が傾いて取り付けられた場合、その記録結果には継ぎ目が生じており、罫線が不連続になるため記録品位は著しく低下してしまう。
FIG. 2 shows the
このように、記録ヘッド1が傾いて取り付けられた場合には、その記録結果に不連続が生じるが、記録ヘッド1が傾いて取り付けられる以外にも記録結果に不連続が発生する要因がある。それは、キャリッジによる記録ヘッドの1回目の走査と2回目の走査とでキャリッジの走査速度に違いが生じた場合、記録媒体に対して吐出されるインクの着弾位置がずれることで記録結果に不連続が発生することがある。しかしながら、1回目の走査と2回目の走査とでキャリッジの走査速度に違いが生じることは実際にはほとんど無いため、記録結果に不連続が発生する原因となることはまれである。一方、1個の記録ヘッドの多ノズル化の傾向に伴い、記録ヘッドがノズルの吐出口面を含む面内で傾くことが原因となる記録結果の不連続の発生頻度は増加している。1つの記録ヘッドが有するノズルの数を多くすればするほどノズル列の長さは長くなり記録ヘッドが傾いている場合の記録結果における不連続は顕著になる。このことが更なる記録の高速化を阻んでいる。このような記録ヘッドの傾きを補正する補正手段を備えた記録装置が提案されている(特許文献2)。
As described above, when the
また、傾斜度の異なる並列バーを記録して所定のパターンを作成し、そのパターンの光学特性を、光学特性測定手段を用いて取得し、その光学特性を基に記録ヘッドの傾きを補正する補正手段を備えた記録装置が提案されている(特許文献3)。 In addition, a parallel bar with different inclinations is recorded to create a predetermined pattern, and the optical characteristics of the pattern are acquired using an optical characteristic measuring means, and correction for correcting the inclination of the recording head based on the optical characteristics A recording apparatus provided with means has been proposed (Patent Document 3).
しかしながら、特許文献2における記録ヘッドの傾きを補正する補正手段は、メカニカルな補正であり、自動的に補正を行うには不向きである。また、特許文献3における記録ヘッドの傾き量検出には、傾斜度の異なる並列バーを記録することからパターン記録時の吐出制御が複雑になる。
However, the correction means for correcting the tilt of the recording head in
よって本発明は、より簡易的な制御方法で作成することが可能なパターンを用いて記録ヘッドの傾き量、或いはずれ量を検出する。そして、その検出結果に応じて記録タイミングを変えることで記録ヘッドの傾き或いはずれを補正することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention detects the tilt amount or the shift amount of the recording head using a pattern that can be created by a simpler control method. It is another object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus that can correct the tilt or deviation of the recording head by changing the recording timing according to the detection result.
そのために、本発明のインクジェット記録ヘッドの記録位置ずれ補正方法は、複数のノズルがノズル列となって設けられた記録ヘッドを用いて、記録媒体上に前記ノズルからインクを吐出することで記録を行う前記記録ヘッドの位置ずれを補正する補正方法であって、前記記録ヘッドによる第1の記録と第2の記録とを重ね合わせたパターンであって、重ね合わせる量が異なる複数の検出パターンを記録し、該複数の検出パターンそれぞれの濃度を測定し、その測定結果を基に前記記録ヘッドの傾き補正を行う、ことを特徴とする。 For this purpose, the ink jet recording head recording position deviation correction method of the present invention uses a recording head in which a plurality of nozzles are provided in a nozzle row to perform recording by discharging ink from the nozzles onto a recording medium. A correction method for correcting a positional deviation of the recording head to be performed, wherein a plurality of detection patterns having different overlapping amounts are recorded, wherein the first recording and the second recording by the recording head are superimposed. Then, the density of each of the plurality of detection patterns is measured, and the inclination of the recording head is corrected based on the measurement result.
そして、本発明のインクジェット記録装置は、複数のノズルがノズル列となって設けられた記録ヘッドを用いて、記録媒体上に前記ノズルからインクを吐出することで記録を行う前記記録ヘッドの位置ずれを補正する手段を有するインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドによる第1の記録と第2の記録とを重ね合わせたパターンであって、重ね合わせる量が異なる複数の検出パターンを記録する手段と、該複数の検出パターンそれぞれの濃度を測定し、その測定結果を基に前記記録ヘッドの傾き補正を行う手段と、を有することを特徴とする。 The ink jet recording apparatus of the present invention uses a recording head in which a plurality of nozzles are provided in a nozzle row, and the recording head is displaced by ejecting ink from the nozzles onto a recording medium. An ink jet recording apparatus having means for correcting the image, wherein the first head recording and the second recording by the recording head are superposed on each other, and a plurality of detection patterns having different superposition amounts are recorded. And a means for measuring the density of each of the plurality of detection patterns and correcting the inclination of the recording head based on the measurement result.
本発明の補正方法およびインクジェット記録装置によれば、記録ヘッドの傾きや横位置ずれの補正を行う際に、記録ヘッドに複数個設けられたノズルを部分的に用いて、さらに補正する対象(傾き、横ずれ)によって用いるノズルを変えてパターンの記録を行う。その際の記録は簡易な制御で記録可能な記録である。そして、その記録されたパターンの濃度から記録ヘッドの補正を行うことで高品位記録を実現することができる。 According to the correction method and the ink jet recording apparatus of the present invention, when correcting the tilt or the lateral position deviation of the recording head, a correction target (inclination) is partially used by partially using a plurality of nozzles provided in the recording head. The pattern is recorded by changing the nozzle used by the lateral shift. The recording at that time can be recorded by simple control. High-quality recording can be realized by correcting the recording head from the density of the recorded pattern.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はこのような実施形態に限らず、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and may be included in the concept of the present invention described in the claims of this specification. It can be applied to other technologies.
図3は、本発明の一実施形態であるインクジェット記録装置の要部を示す概略斜視図である。キャリッジ200は、無端ベルト201に固定され且つガイドシャフト202にそって移動可能に備えられている。無端ベルト201は、プーリ203に巻回されており、そのプーリ203には、キャリッジモータ204の駆動軸が連結されている。したがって、キャリッジ200は、キャリッジモータ204の回転駆動によってガイドシャフト202にそって主走査方向(A方向)に走査される。キャリッジ200上には、複数のインク吐出ノズルが並設された記録ヘッド1とインクを収納する容器としてのインクタンク205が搭載されている。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a main part of the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention. The
記録ヘッド1には、記録媒体Pと対向する面に記録媒体Pの搬送方向に並設された複数個の不図示のインク吐出口(以下、単にノズルともいう)が形成されている。記録ヘッド1には、この複数個のインク吐出口のそれぞれに連通してインク路が設けられており、それぞれのインク路に対応して、インク吐出のための熱エネルギを発生する電気熱変換体が設けられている。電気熱変換体は、駆動データに応じて電気パルスを印可されることによって熱を発生し、これによりインクに膜沸騰を生じさせ、その気泡の生成に伴って上記吐出口からインクを吐出させる。各インク路には、これらに共通に連通する共通液室が設けられており、この共通液室は、インクタンク205に接続されている。
In the
また、この装置にはキャリッジの移動位置を検出するなどのためにリニアエンコーダ206が設けられている。すなわち、キャリッジ200の移動方向に沿ってリニアスケール207があり、このリニアスケール207には1インチ間に600個などの等間隔でスリットが形成されている。一方、キャリッジ200には、例えば、発光部および受光センサを有するスリットの検出部208および信号処理回路が設けられている。従って、エンコーダ206からは、キャリッジ200が移動するに従ってインクの吐出タイミングを示す信号およびキャリッジ200の位置情報が出力される。スリット検出毎にインクを吐出することで、主走査方向に600dpiの解像度の記録を実行することが可能となる。
Further, this apparatus is provided with a
また、記録媒体Pは、キャリッジ200の走査方向と直交する矢印B方向に間欠的に搬送される。また、記録媒体Pは搬送方向の上流側に設けられた一対のローラユニット209、210と、下流側に設けられた一対のローラユニット211、212とに挟まれることで一定の張力をもって支持され、記録ヘッド1に対する平面性を確保した状態で搬送される。各ローラユニット209,210、211,212に対する駆動力は、不図示の記録媒体搬送モータ(PFモータ)によって付与される。
Further, the recording medium P is intermittently conveyed in the direction of arrow B perpendicular to the scanning direction of the
このような構成によって、キャリッジ200の移動に伴ってインク吐出口の配列幅に対応した幅の記録と、記録媒体Pの搬送とを交互に繰り返しながら、記録媒体P全体に記録が行われる。
With such a configuration, recording is performed on the entire recording medium P while alternately recording the width corresponding to the arrangement width of the ink discharge ports and the conveyance of the recording medium P as the
キャリッジ200は、記録開始時または記録中に必要に応じてホームポジションで停止する。このホームポジションには、各ヘッドの吐出面側をキャッピングするキャップ部材213が設けられ、このキャップ部材213には、吐出口から強制的にインクを吸収して吐出口の目詰まりを防止するための不図示の吸引回復手段が接続されている。キャリッジ200がホームポジションで停止した際に必要に応じてこのような回復処理が行われる。
The
記録状態を確認するための読取手段107は、ランプ、LEDなどの発光素子とシリコンフォトダイオード(SPD)やフォトトランジスタ、電荷結合素子(CCD)、CMOSセンサなどの光センサとの対で構成されている。また、読取手段107はキャリッジ200に固定されており、主走査方向に移動可能であり、記録状態を確認するために検出パターンを記録した記録媒体に対してLEDで照射しその反射光を検知することで不吐や濃度むらの情報を得ることができる。
The reading means 107 for confirming the recording state is composed of a pair of a light emitting element such as a lamp or LED and an optical sensor such as a silicon photodiode (SPD), a phototransistor, a charge coupled device (CCD), or a CMOS sensor. Yes. Further, the reading means 107 is fixed to the
図4は、インクジュット記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。
CPU100は、中央演算装置で、ホスト装置から記録情報を受け取ると、記録装置各部の制御やデータ処理などを実行する。ROM101には、CPU100の各処理手順に関する処理プログラムが記憶され、RAM102はその処理手順実行の際のワークエリアなどとして用いられる。すなわち、CPU100は、ROM101に記憶されている制御プログラムにより、ホスト装置から受信した記録情報をRAM102などの周辺ユニットを用いて処理し、記録データに変換するなどの処理を実行する。またCPU100は、上記した電気熱変換体の駆動データすなわち記録データおよび駆動制御信号をヘッドドライバ103に出力する。ヘッドドライバ103は、入力された駆動データに基づき、記録ヘッド1の電気熱変換体を駆動してインクを吐出して記録を行う。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control system of the ink jet recording apparatus.
When the CPU 100 is a central processing unit and receives recording information from the host device, the CPU 100 executes control of each part of the recording device and data processing. The ROM 101 stores a processing program related to each processing procedure of the CPU 100, and the
またCPU100は、キャリッジ200を往復運動させるためのキャリッジ駆動モータ204および記録媒体Pを搬送するための記録媒体搬送モータ104を、モータドライバ105、106を介してそれぞれ制御する。ヘッドドライバ103は、エンコーダ206から吐出タイミング信号およびキャリッジ200の位置情報が入力される。読取手段107は、記録後の記録媒体の反射光を測定することにより反射濃度を読取ることができる。
The CPU 100 also controls a
読取手段107の詳細を、図5から図7を用いて説明する。図5は、読取手段107を縦方向に切段した断面図であり、図6は、読取手段107に用いられているセンサの受光部分の正面図であり、図7は、図5の中の光学関係部品の位置関係を表した図である。
図5において、110と111と112はそれぞれセンサで、リードフレーム112上にセンサチップ111が乗っており、周りを透明なパッケージ110にて封印されている。フレキシブル基板113は、ポリイミド樹脂上に銅箔パターンを印刷して回路を形成したもので、自由な形状に曲げることができる基板であり、LED114は、フレキシブル基板113に実装されている。そのLED114のそばには、LED114の光が直接レンズ115に入らない様にするための遮光版116が設けられている。これらの部品は、読取手段107の本体に内蔵されている。図6は、センサチップを示しており、受光エリア312はSPD(シリコンフォトダイオード)で構成されており、この範囲に照射された光がセンサ電流に変換される。本実施形態では、SPDを用いたが光を電流に変換する素子であればよいので、PSD(半導体位置検出器)やCCD(電荷結合素子)やCMOSセンサやフォトトランジスタなどを用いてもよい。このセンサ電流は不図示の電子回路にて増幅され、アナログデジタル変換(AD変換)されてCPU100に送られ計算によって記録結果の濃度を得ることができる。図7において、LED114で発光した光が記録後の記録媒体Pを照らす。記録媒体Pより反射した光は、レンズ115で集光されセンサチップ111上に結像する。
Details of the reading means 107 will be described with reference to FIGS. 5 is a cross-sectional view in which the
In FIG. 5,
次に、図8、図9、図10、図11、図12を用いて、後述の傾き調整で用いられる基本的な方法について説明する。 Next, a basic method used in tilt adjustment described later will be described with reference to FIGS. 8, 9, 10, 11, and 12.
図8は、記録ヘッド1を示す図であり、説明を簡単にするために2個の記録ヘッドの間のレジ調整について説明する。1aと1bは記録ヘッドであり、記録位置合わせの基準となる記録ヘッド1aに、記録ヘッド1bを合わせる。記録位置調整(以下、レジ調整ともいう)の際はレジ調整用の検出パターンを記録して、それを読取手段107で読みこんだ結果から、傾き或いは位置ずれ量(以後、両者を合わせて単に記録位置ずれともいう)を計算してインクの吐出タイミングを変えて調整する。次に、記録位置ずれ量を検知するための位置ずれ検出パターンを、図9、図10を用いて説明する。図9は、記録位置合わせの基準となる記録ヘッド1aで記録を行った位置ずれ検出パターンの図で、(a)は横に4画素、縦に8画素分のインクを打ち込んで記録した長方形状の検出パターンが主走査方向に3つ並んでおり、各パターンの間にはパターンと同じサイズの空白がある。同様なパターンの組み合わせを副走査方向に7パターン記録し、各パターンを順に(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)とした。次に、図10の位置ずれ検出パターンを説明する。図10は、基準となる記録ヘッド1aに合わせる記録ヘッド1bの位置ずれ検出パターンを表した図であり、図10の(d)のパターンは、図9の(d)のパターンと同じである。図10の(a)のパターンは、図9の(a)のパターンと同じドット群であるが画像の位置が主走査方向に−3画素ずらしてある。図10の(b)のパターンは、図9の(b)のパターンと同じドット群であるが画像の位置が主走査方向に−2画素ずらしてある。図10の(c)のパターンは、図9の(c)のパターンと同じドット群であるが画像の位置が主走査方向に−1画素ずらしてある。図10の(e)のパターンは、図9の(e)のパターンと同じドット群であるが画像の位置が主走査方向に+1画素ずらしてある。図10の(f)のパターンは、図9の(f)のパターンと同じドット群であるが画像の位置が主走査方向に+2画素ずらしてある。図10の(g)のパターンは、図9の(g)のパターンと同じドット群であるが画像の位置が主走査方向に+3画素ずらしてある。
FIG. 8 is a diagram showing the
図11は、両者の位置ずれ検出パターンを重ねて記録した図であり、各記録ヘッドの位置がずれていない場合に記録される図を表している。このとき、図11(d)では、記録ヘッド1aで記録されたドットと記録ヘッド1bで記録されたドットは重なっているが、図11(c)は、−1画素分、主走査方向にずれている。図11(b)は、−2画素分、主走査方向にずれている。図11(a)は、−3画素分、主走査方向にずれている。図11(e)は、+1画素分主走査方向にずれている。図11(f)は、+2画素分、主走査方向にずれている。図11(g)は、+3画素分主走査方向にずれている。 FIG. 11 is a diagram in which both positional deviation detection patterns are recorded in an overlapping manner, and is a diagram recorded when the positions of the recording heads are not displaced. At this time, in FIG. 11 (d), the dots recorded by the recording head 1a and the dots recorded by the recording head 1b overlap, but FIG. 11 (c) shifts by -1 pixel in the main scanning direction. ing. FIG. 11B is shifted in the main scanning direction by −2 pixels. FIG. 11A is shifted in the main scanning direction by -3 pixels. FIG. 11E is shifted in the main scanning direction by +1 pixel. In FIG. 11F, +2 pixels are shifted in the main scanning direction. FIG. 11G shows a shift of +3 pixels in the main scanning direction.
このように記録された検出パターンで読取り手段107を用いて検出パターンの濃度を測定する。図11の状態で測定を行えば、記録されていない部分が多い図11(d)の部分で濃度が薄くなり、略全面に記録されている図11(a)、図11(g)の部分では濃度は濃くなる。 The density of the detection pattern is measured using the reading means 107 with the detection pattern thus recorded. If the measurement is performed in the state of FIG. 11, the density of the portion of FIG. 11 (d) where there are many unrecorded portions becomes light, and the portions of FIG. 11 (a) and FIG. Then, the density becomes deeper.
図12は、検出パターンの反射濃度をグラフに表した図である。実線で示されたグラフは、ずれが無い記録ヘッドで記録を行った検出パターンの濃度分布であり、破線で示されたグラフは、ずれのある記録ヘッドで記録を行った検出パターンの濃度分布である。横軸にパターンのずらし量、縦軸に反射濃度をとっている。横軸のパターンのずらし量は、主走査方向のずらし量で記録位置のずれ量に相当する。反射濃度の最も薄い部分の検出パターンのずれ量を読むことで、測定した検出パターンを記録した記録ヘッドのずれ量を知ることができる。つまり、破線で示されたグラフのパターンを記録した記録ヘッドは+1画素分ずれていることが分かる。このように、パターンの濃度結果を基にして記録時に主走査方向での記録タイミングを変えることでインク滴の着弾位置を補正することができる。このようにして記録ヘッドの傾きや横位置ずれを確認するわけであるが、ここで更に具体的に記録ヘッドの傾きを検出する場合と、横位置ずれを検出する場合とに分けて説明する。 FIG. 12 is a graph showing the reflection density of the detection pattern. The graph indicated by the solid line is the density distribution of the detection pattern recorded by the recording head without deviation, and the graph indicated by the broken line is the density distribution of the detection pattern recorded by the recording head having deviation. is there. The horizontal axis represents the pattern shift amount, and the vertical axis represents the reflection density. The shift amount of the pattern on the horizontal axis is the shift amount in the main scanning direction and corresponds to the shift amount of the recording position. By reading the shift amount of the detection pattern of the thinnest reflection density, it is possible to know the shift amount of the recording head on which the detected detection pattern is recorded. That is, it can be seen that the recording head that records the pattern of the graph indicated by the broken line is shifted by +1 pixel. In this way, the landing position of the ink droplet can be corrected by changing the recording timing in the main scanning direction during recording based on the pattern density result. In this way, the inclination and lateral position deviation of the recording head are confirmed. Here, the case where the inclination of the recording head is detected more specifically and the case where the lateral position deviation is detected will be described separately.
以上説明した基本的なずれ量検出方法を用いた本実施形態の記録ヘッドの傾き検出方法を次に説明する。 Next, a method for detecting the inclination of the recording head according to the present embodiment using the basic deviation amount detection method described above will be described.
図13は、記録ヘッド1の傾きを検出する場合に本発明の一実施形態に係る、検出パターンを記録する際の記録方法を表した図である。図13(a)は傾いた記録ヘッド1を表しており、図13(b)はそれによる記録結果を表している。通常記録が行われる際には、記録媒体が副走査方向に搬送されることで記録が行われるが本図、図14、および後述する図20においては、説明を容易にするために記録ヘッドが動いたように表している。図13(a)において点線で表されている記録ヘッドは、実線で表されている記録ヘッドの前の記録位置を表している。傾きを検出する際も図11に示したものと同様の検出パターンを形成するが、前述の図11の説明と少し異なる。前述の説明では1aの記録ヘッドに対する1bの記録ヘッドの関係(傾き、位置ずれ)ということで説明したが、傾きを検出する際は実際には1つの記録ヘッドで図11のような検出パターンの形成を行う。この傾きを検出する際の検出パターンの形成方法について説明する。
FIG. 13 is a diagram illustrating a recording method when recording a detection pattern according to an embodiment of the present invention when detecting the tilt of the
傾きを検出する場合には、まず傾きを確認する記録ヘッドにおいて、副走査方向に対して上流側に位置する所定数(図に示す例では4個)インク吐出口を用いて記録(第1の記録)を行う。その後記録媒体を記録ヘッドにおける吐出口列の長さよりも短い距離だけ搬送し、再び同じ記録ヘッドでこんどは副走査方向に対して下流側に位置する同じ数のインク吐出口を用いて記録(第2の記録)を行う。このように記録を行うと、傾きの無い記録ヘッドでは第1の記録と第2の記録は重なり合うが、記録ヘッドがある傾きを有している場合には、図13のように第1の記録と第2の記録とが重なり合わなくなる。図13においては第1の記録と第2の記録とが隣接した状態になっているが、記録ヘッドが更に大きな傾きを有している場合には第1の記録と第2の記録との間はその傾きの分だけ離れたものとなる。このような記録方法を図11に示したような検出パターン形成に適用する。つまり第1の記録で図9に示したパターンを形成し、第2の記録で図10に示した検出パターンを形成し、それらが重なり合うようにすることで適用することができる。 When detecting the inclination, first, in the recording head for checking the inclination, recording is performed using a predetermined number (four in the example shown in the figure) of ink discharge ports located on the upstream side with respect to the sub-scanning direction. Record). Thereafter, the recording medium is transported by a distance shorter than the length of the ejection port array in the recording head, and recording is again performed using the same number of ink ejection ports positioned on the downstream side with respect to the sub-scanning direction. Record 2). When recording is performed in this manner, the first recording and the second recording overlap with a recording head having no tilt, but when the recording head has a certain tilt, the first recording is performed as shown in FIG. And the second recording do not overlap. In FIG. 13, the first recording and the second recording are adjacent to each other. However, when the recording head has a larger inclination, the interval between the first recording and the second recording is shown. Is separated by the inclination. Such a recording method is applied to detection pattern formation as shown in FIG. That is, it can be applied by forming the pattern shown in FIG. 9 in the first recording and forming the detection pattern shown in FIG. 10 in the second recording so that they overlap each other.
本実施形態では検出パターンを記録する際の第1の記録と第2の記録のずらし方が前述した例と異なるが、記録ヘッドのずれを記録結果の濃度で見るという原理としては同じものである。図14(a)および図14(c)は、記録ヘッドの傾きを検出する検出パターンを記録する際の記録ヘッドと記録された検知パターンを表した図である。図14(a)は記録ヘッドが傾いていない場合、図14(c)は記録ヘッドが傾いている場合をそれぞれ表している。本実施形態で用いた検出パターンを拡大して示したものが図14(b)および図14(d)である。 In this embodiment, the method of shifting the first recording and the second recording at the time of recording the detection pattern is different from the above-described example, but the principle of viewing the displacement of the recording head by the density of the recording result is the same. . FIG. 14A and FIG. 14C are diagrams showing a recording head and a recorded detection pattern when recording a detection pattern for detecting the inclination of the recording head. FIG. 14A shows the case where the recording head is not tilted, and FIG. 14C shows the case where the recording head is tilted. FIGS. 14B and 14D are enlarged views of the detection pattern used in the present embodiment.
図14(a)および図14(b)の場合、記録ヘッドは傾いていない。そのためパターンdでは第1の記録における副走査方向に対して上流側に位置するインク吐出口から吐出されたインクによる記録と、第2の記録における副走査方向に対して下流側に位置するインク吐出口から吐出されたインクによる記録とが同じ位置に記録される。その記録結果はパターンd’のように第1の記録と第2の記録とが略重なることになり、記録部と記録部との間に記録されない領域が多くなるため、その結果記録部全体の濃度は低くなる。逆に第1の記録と第2の記録とで位置をずらして記録を行ったパターンd以外のパターンでは、そのずらした量に伴って記録されない領域が少なくなっていき、パターンaおよびパターンgでは記録されない領域は略無くなってしまい記録結果の濃度は最も高くなる。 In the case of FIGS. 14A and 14B, the recording head is not inclined. For this reason, in the pattern d, the recording by the ink ejected from the ink ejection port located on the upstream side in the sub-scanning direction in the first recording and the ink ejection located in the downstream in the sub-scanning direction in the second recording. Recording with ink ejected from the outlet is recorded at the same position. As a result of the recording, the first recording and the second recording are substantially overlapped as in the pattern d ′, and there is a large area that is not recorded between the recording unit and the recording unit. The concentration is lowered. On the contrary, in the patterns other than the pattern d in which the positions are shifted in the first recording and the second recording, the non-recorded area decreases with the shift amount, and in the patterns a and g, The area that is not recorded is almost lost, and the density of the recorded result is the highest.
図14(c)および図14(d)の場合、記録ヘッドは傾いている。そのため傾いていなければ重なるはずの、パターンkでの第1の記録と第2の記録とは重ならずに記録され、パターンk’のように記録されない部分は略無くなり記録結果の濃度は高くなる。逆にこれに対して、第1の記録と第2の記録とにおいて記憶ヘッドの位置をずらして記録を行った、パターンk以外のパターンでは、そのずらした量に伴って、第1の記録と第2の記録とが徐々に重なることになる。その結果、パターンhおよびパターンnでは、第1の記録と第2の記録とが略重なることから、記録されない領域が最も多くなり記録結果の濃度は最も低くなる。 In the case of FIGS. 14C and 14D, the recording head is tilted. For this reason, the first recording and the second recording in the pattern k, which should overlap if not tilted, are recorded without overlapping, and the portion that is not recorded like the pattern k ′ is almost eliminated and the density of the recording result is increased. . On the other hand, in the first recording and the second recording, recording is performed by shifting the position of the storage head. In patterns other than the pattern k, the first recording and the recording are performed in accordance with the shifted amount. The second recording will gradually overlap. As a result, in the pattern h and the pattern n, the first recording and the second recording substantially overlap each other, so that the area not recorded is the largest and the density of the recording result is the lowest.
図15は、記録ヘッド傾きに起因した2つの記録ヘッド間のずれ検出する場合に、検出パターンを記録する際の記録方法を表した図である。この場合には、基準となる記録ヘッドと、ずれを確認する記録ヘッドとの2つの記録ヘッドを用いて検出パターンを形成する。図15(a)は基準記録ヘッドS1とずれを確認する確認記録ヘッドS2とを表しており、図15(b)はそれぞれの記録ヘッドでの記録結果を表している。横のずれ検出する場合には、基準記録ヘッドS1、確認記録ヘッドS2共に各記録ヘッドの吐出口列の中央部に位置する所定数のインク吐出口のみを用いて記録を行う。つまり、まず基準記録ヘッドS1の中央部に備えられた所定数のインク吐出口によって第1の記録を行い、その後同じ位置に確認記録ヘッドS2の中央部に備えられた所定数のインク吐出口によって第2の記録を行う。基準記録ヘッドS1に対して確認記録ヘッドS2がずれていなければ第1の記録と第2の記録とは略重なり合うことになる。図15の(b)の記録結果では、基準記録ヘッドS1に対して確認記録ヘッドS2は傾いてはいるものの、横ずれは無いため中央部で略重なり合っている。 FIG. 15 is a diagram illustrating a recording method for recording a detection pattern when detecting a shift between two recording heads due to the recording head tilt. In this case, the detection pattern is formed by using two recording heads, that is, a reference recording head and a recording head for confirming the deviation. FIG. 15A shows the reference recording head S1 and the confirmation recording head S2 for confirming the deviation, and FIG. 15B shows the recording result of each recording head. In the case of detecting lateral deviation, recording is performed using only a predetermined number of ink ejection ports located at the center of the ejection port array of each recording head in both the reference recording head S1 and the confirmation recording head S2. That is, first, the first recording is performed by a predetermined number of ink discharge ports provided in the central portion of the reference recording head S1, and then the predetermined number of ink discharge ports provided in the central portion of the confirmation recording head S2 at the same position. A second recording is performed. If the confirmation recording head S2 is not displaced from the reference recording head S1, the first recording and the second recording substantially overlap. In the recording result of FIG. 15B, the confirmation recording head S2 is tilted with respect to the reference recording head S1, but is substantially overlapped at the center because there is no lateral shift.
このような記録方法を図11に示したような検出パターン形成に適用する。つまり第1の記録で図9に示したパターンを形成し、第2の記録で図10に示した検出パターンを形成し、それらが重なり合うようにすることでそれは可能となる。図16(a)および図16(c)は、記録ヘッドの横位置のずれを検出する検出パターンを記録する際の記録ヘッドと記録された検知パターンを表した図である。図16(a)は記録ヘッドがずれていない場合、図16(c)は記録ヘッドがずれている場合をそれぞれ表している。本実施形態で用いた検出パターンを拡大して示したものが図16(b)および図16(c)である。 Such a recording method is applied to detection pattern formation as shown in FIG. That is, it is possible by forming the pattern shown in FIG. 9 in the first recording, forming the detection pattern shown in FIG. 10 in the second recording, and making them overlap. FIG. 16A and FIG. 16C are diagrams showing the recording head and the recorded detection pattern when recording the detection pattern for detecting the deviation of the lateral position of the recording head. FIG. 16A illustrates a case where the recording head is not displaced, and FIG. 16C illustrates a case where the recording head is displaced. FIGS. 16B and 16C are enlarged views of the detection pattern used in the present embodiment.
図16(a)および図16(b)の場合、基準となる記録ヘッド514と、ずれを確認する記録ヘッド515との位置はずれていない。そのためパターンrでは第1の記録におけるノズル列の中間部に位置するインク吐出口から吐出されたインクによる記録と、第2の記録におけるノズル列の中間部に位置するインク吐出口から吐出されたインクによる記録とが同じ位置に記録される。その記録結果はパターンr’のように第1の記録と第2の記録とが略重なることになり、記録部と記録部との間に記録されない領域が多くなるため、その結果記録部全体の濃度は低くなる。逆に、第1の記録と第2の記録とで位置をずらして記録を行ったパターンr以外のパターンでは、そのずらした量に伴って記録されない領域が少なくなっていく。パターンoおよびパターンuでは記録されない領域は略無くなってしまい記録結果の濃度は最も高くなる。
In the case of FIGS. 16A and 16B, the position of the
図16(c)および図16(d)の場合、基準となる記録ヘッド514と、ずれを確認する記録ヘッド515との位置はずれている。ずれていなければ重なるはずの、パターンyでの第1の記録と第2の記録とは重ならずに記録され、パターンy’のように記録されない部分は略無くなり記録結果の濃度は高くなる。逆にこれに対して、第1の記録と第2の記録とにおいて記憶ヘッドの位置をずらして記録を行った、パターンy意外のパターンでは、そのずらした量に伴って、第1の記録と第2の記録とが徐々に重なる部分が多くなる。その結果、パターンvおよびパターンβでは、第1の記録と第2の記録とが略重なることから、記録されない領域が最も多くなり記録結果の濃度は最も低くなる。
In the case of FIGS. 16C and 16D, the positions of the
このような方法で形成した検出パターンを読取り手段107を用いて検出パターンの濃度を測定し、濃度の最も薄い部分を確認することで、それぞれの傾き量、または横ずれ量を知ることができる。 The detection pattern formed by such a method is measured by using the reading means 107 to measure the density of the detection pattern, and by confirming the portion with the lowest density, the amount of inclination or the amount of lateral deviation can be known.
次に、図17、図18、図19、を用いて、傾き補正方法について説明する。各図中(a)は、ヘッドの傾きを示す図で、(b)は、ノズルがインクを吐出するタイミングチャートで、制御を簡単にするために3ノズルを1グループにして、グループ内のノズルは、同一タイミングで吐出される。(c)は、縦罫線の記録結果である。図17は、記録ヘッドの傾きが無いときの、各ノズルの吐出タイミングと縦罫線の記録結果である。(b)のタイミングチャートから全ノズル同じタイミングで吐出されているのがわかる。図18と図19は、記録ヘッドが傾いているときの各ノズルの吐出タイミングと縦罫線の記録結果である。図19でTは、1ノズルの吐出周期を示している。図中上から3ノズルずつグループ化し、ノズルグループを、G1、G2、G3、G4とする。ノズルグループG1とノズルグループG2の吐出タイミングのずれ時間をt1とし、ノズルグループG1とノズルグループG3の吐出タイミングのずれ時間をt2とし、ノズルグループG1とノズルグループG3の吐出タイミングのずれ時間をt3とする。 Next, the tilt correction method will be described with reference to FIGS. 17, 18, and 19. In each figure, (a) is a diagram showing the tilt of the head, and (b) is a timing chart in which the nozzles eject ink. For ease of control, three nozzles are grouped into one group, and the nozzles in the group Are discharged at the same timing. (C) is a result of recording vertical ruled lines. FIG. 17 shows the ejection timing of each nozzle and the recording result of the vertical ruled line when the recording head is not inclined. From the timing chart of (b), it can be seen that all nozzles are ejecting at the same timing. 18 and 19 show the ejection timing of each nozzle and the recording result of the vertical ruled lines when the recording head is tilted. In FIG. 19, T indicates the ejection cycle of one nozzle. Three nozzles are grouped from the top in the figure, and the nozzle groups are G1, G2, G3, and G4. The time difference between the discharge timings of the nozzle group G1 and the nozzle group G2 is t1, the time difference between the discharge timings of the nozzle group G1 and the nozzle group G3 is t2, and the time difference between the discharge timings of the nozzle group G1 and the nozzle group G3 is t3. To do.
記録ヘッドは、キャリッジ200により主走査方向に走査され、吐出周波数12kHzで、走査方向に600dpiで記録する。このときの吐出周期Tは、
T=1/吐出周波数(Hz)
と表すことができるため、吐出周波数が12kHzのときの吐出周期Tは、
T=1/12000(Hz)=83.33μsec
である。傾いた記録ヘッドを補正するためのt3は、
t3(秒)=記録ヘッド傾き量(dot)×T
と表すことができる。t3は、走査方向により正負が逆になり、図19の例だと図中記録ヘッドが、左から右に走査するときには、t3>0で、右から左に走査するときには、t3<0になる。ここでt3を吐出周波数(Hz)を用いて表すと、
t3(秒)=記録ヘッド傾き量(dot)/吐出周波数(Hz)
と求められる。記録ヘッドの傾き量が1dotで、12kHzの吐出周波数の時には、
t3=1/12000=83.33μsec
t1、t2を、t3を用いて表すと、
t1=t3/(4−1)
t2=t3×2/(4−1)
となる。そして、ノズルグループがn個あるときには、
tn(秒)=ヘッドの傾き量(画素)/吐出周波数(Hz)
t1=tn/(n−1)
t2=tn×2/(n−1)
t3=tn×3/(n−1)
t4=tn×4/(n−1)
・
・
・
t(n−2)=tn×(n−2)/(n−1)
t(n−1)=tn×(n−1)/(n−1)
このように表すことができ、ノズルのグループ数をn個としたとき、m番目のグループと先頭のノズルグループの吐出タイミングのずれ時間を一般化した式で表すと、
tm=tn×m/(n−1)
と表すことができる。
The recording head is scanned in the main scanning direction by the
T = 1 / Discharge frequency (Hz)
Therefore, the discharge cycle T when the discharge frequency is 12 kHz is
T = 1/12000 (Hz) = 83.33 μsec
It is. T3 for correcting the inclined recording head is
t3 (seconds) = recording head tilt amount (dot) × T
It can be expressed as. The sign t3 is reversed depending on the scanning direction. In the example of FIG. 19, t3> 0 when the recording head scans from left to right and t3 <0 when scanning from right to left. . Here, when t3 is expressed using a discharge frequency (Hz),
t3 (seconds) = print head tilt amount (dot) / ejection frequency (Hz)
Is required. When the recording head tilt amount is 1 dot and the discharge frequency is 12 kHz,
t3 = 1/12000 = 83.33 μsec
When t1 and t2 are expressed using t3,
t1 = t3 / (4-1)
t2 = t3 × 2 / (4-1)
It becomes. And when there are n nozzle groups,
tn (seconds) = head tilt amount (pixels) / ejection frequency (Hz)
t1 = tn / (n-1)
t2 = tn × 2 / (n−1)
t3 = tn × 3 / (n−1)
t4 = tn × 4 / (n−1)
・
・
・
t (n-2) = tn * (n-2) / (n-1)
t (n-1) = tn * (n-1) / (n-1)
In this way, when the number of nozzle groups is n, the deviation time of the discharge timing of the m-th group and the first nozzle group can be expressed by a generalized expression:
tm = tn × m / (n−1)
It can be expressed as.
図20は、傾いた記録ヘッドを走査して上記補正方法で補正したときの縦罫線の記録結果であり、説明を容易にするために記録ヘッドが動いたように表している。図20(a)は、記録ヘッドの傾きを示す図で、図20(b)は、その記録結果である。図2(a)と図20(a)とは記録ヘッドに傾きは同じであるが、図2(b)の補正前の縦罫線が、補正後の図20(a)の縦罫線のように補正されていることが分かる。 FIG. 20 shows the result of recording the vertical ruled lines when the inclined recording head is scanned and corrected by the above correction method, and the recording head is shown as moved for ease of explanation. FIG. 20A shows the tilt of the recording head, and FIG. 20B shows the recording result. 2A and 20A have the same inclination in the recording head, but the vertical ruled lines before correction in FIG. 2B are like the vertical ruled lines in FIG. 20A after correction. You can see that it has been corrected.
以上説明してきたように本実施形態によれば、ノズル列中のノズルを部分的に用いて、検出する対象(傾き、横ずれ)によって検出に用いるノズルを変えて、複雑な制御ではなく単純な制御によって記録することが可能な検出パターンを記録する。そして、その検出パターンの反射濃度をセンサにて読込むことで、記録ヘッドの横ずれや記録ヘッドの傾きを自動で補正することができ、高画質の記録が可能なインクジェット記録装置を実現することができた。 As described above, according to the present embodiment, the nozzles in the nozzle array are partially used, and the nozzles used for detection are changed depending on the object to be detected (tilt, lateral deviation). The detection pattern that can be recorded by is recorded. Then, by reading the reflection density of the detection pattern with a sensor, it is possible to automatically correct the lateral deviation of the recording head and the inclination of the recording head, thereby realizing an ink jet recording apparatus capable of high-quality recording. did it.
1 記録ヘッド
100 CPU
101 ROM
102 RAM
107 読取手段
200 キャリッジ
201 無端ベルト
202 ガイドシャフト
203 プーリ
204 キャリッジモータ
205 インクタンク
206 リニアエンコーダ
209 ローラユニット
210 ローラユニット
211 ローラユニット
212 ローラユニット
213 キャップ部材
P 記録媒体
S1 基準記録ヘッド
S2 確認記録ヘッド
1 Recording head 100 CPU
101 ROM
102 RAM
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記記録ヘッドによる第1の記録と第2の記録とを重ね合わせたパターンであって、重ね合わせる量が異なる複数の検出パターンを記録し、
該複数の検出パターンそれぞれの濃度を測定し、その測定結果を基に前記記録ヘッドの傾き補正を行う、
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの記録位置ずれ補正方法。 A correction method for correcting a positional deviation of the recording head that performs recording by discharging ink from the nozzle onto a recording medium using a recording head provided with a plurality of nozzles in a nozzle row,
A pattern in which the first recording and the second recording by the recording head are superposed, and a plurality of detection patterns having different superposition amounts are recorded,
Measuring the density of each of the plurality of detection patterns, and correcting the inclination of the recording head based on the measurement result;
A method for correcting a recording position deviation of an ink jet recording head.
前記記録ヘッドによる第1の記録と第2の記録とを重ね合わせたパターンであって、重ね合わせる量が異なる複数の検出パターンを記録する手段と、
該複数の検出パターンそれぞれの濃度を測定し、その測定結果を基に前記記録ヘッドの傾き補正を行う手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
An inkjet recording apparatus having means for correcting a positional deviation of the recording head that performs recording by ejecting ink from the nozzle onto a recording medium using a recording head in which a plurality of nozzles are provided in a nozzle row. There,
Means for recording a plurality of detection patterns in which the first recording and the second recording by the recording head are superposed, and different superposition amounts;
Means for measuring the density of each of the plurality of detection patterns, and correcting the inclination of the recording head based on the measurement result;
An ink jet recording apparatus comprising:
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