JP2005125505A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク滴の着弾位置を正確に補正できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａがビーム光７６の真上に到達したときキャリッジ２０の位置をリニアスケール１１の目盛りによって表わす。これにより、取付け誤差を含めた各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａの位置関係（互いに隣接するノズル列の間隔）を測定する。ブラックノズル列２２Ｋａを基準にした場合、シアンノズル列２２Ｃａのオフセット時間はＴ１＝ｄ１／ｖ、マゼンタノズル列２２Ｍａのオフセット時間はＴ１＝（ｄ１＋ｄ２）／ｖ、イエローノズル列２２Ｙａのオフセット時間はＴ１＝（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）／ｖとなる。また、各色のインク滴が吐出されるまでの吐出時間ｔ（μ秒）はブラックノズル列２２Ｋａを基準として、他の各ノズル列ごとに実測時間（ｔ＋Ｔ２）を測定して時間Ｔ２を補正値とする。
【選択図】 図４

Description

印字ヘッドに形成されたノズルから記録媒体にインクを吐出して画像を形成する画像形成装置に関する。

コンピュータやワークステーションの出力装置の一つとして、インクを吐出して記録紙などの記録媒体に画像を形成する画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、例えば、インクが吐出する複数のノズルが形成された印字ヘッド（記録ヘッド）と、この印字ヘッドを搭載して所定の主走査方向に往復動するキャリッジと、この所定方向に直交する方向（記録媒体搬送方向）に記録紙を搬送する記録媒体搬送装置とを備えている。

記録紙に画像を形成する際は、記録媒体搬送装置で搬送中の記録紙を一時的に停止させ、キャリッジを上記の主走査方向に往復動させながら、画像情報を担持した画像信号に基づいてノズルからインクを吐出し、記録紙のうち、ノズルの出口（インク吐出口）に向き合う画像形成領域に位置する部分に１バンド分の画像を形成する。その後、記録紙を１バンド分の幅だけ搬送して停止させ、再び、キャリッジを上記した所定方向に往復動させながら、画像信号に基づいてノズルからインクを吐出し、記録紙のうち、画像形成領域に新たに位置する部分に画像を形成する。このような動作を繰り返すことにより、記録紙に画像を形成する。

上記したように印字ヘッドに形成された複数のノズルからインクを吐出する方式としては、ピエゾ方式とバブルジェット方式が知られている。ピエゾ方式では、各ノズルにピエゾ素子を配置しておき、これらのピエゾ素子に選択的に電圧（駆動電圧）や電圧パルス（駆動パルス）などを印加することによりノズルからインクを吐出して画像を形成する。一方、バブルジェット方式では、各ノズルに吐出ヒータを配置しておき、これらの吐出ヒータに選択的に電圧（駆動電圧）や電圧パルス（駆動パルス）などを印加することによりノズルからインクを吐出して画像を形成する。このようなピエゾ方式やバブルジェット方式の画像形成装置では、ノズルの高精細化、使用するインク色の多色化によって年々画質が向上している。

ところで、高画質で印字する（画像形成する）ためには、吐出したインク滴が記録媒体に着弾する位置（着弾位置）の正確さが重要となる。例えば、印字ヘッドを往復動させながらノズルからインクを吐出して画像形成する往復印字における着弾位置のズレや各インク色毎の着弾位置のズレは、粒状感の悪化や色味の変化といった形で画質を低下させる。画質低下を防止するために、記録媒体上に調整用のパターンを印字し、このパターンを目視又は反射センサ等で読み取ってレジ調整（インクを吐出させるタイミングの調整）を行い、着弾位置を調整（補正）している。

しかし、従来の画像形成装置では、目視による調整や反射センサ等による自動調整を問わず、レジ調整を行うたびに記録媒体を消費して判定用パターンを印字する必要がある。また、印字解像度が向上して吐出するインク滴が小液滴化するに伴って、判定用パターンの印字解像度も上昇するので、判定用パターンを正確に読み取って判定することが難しい。このため、インク滴の着弾位置を正確に補正できないことがある。さらに、印字前に判定用パターンを形成するので、印字中に印字ヘッドの温度が上昇することに起因する着弾位置のずれを補正できない。

本発明は、上記事情に鑑み、インク滴の着弾位置を正確に補正できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第１の画像形成装置は、インク滴を吐出する複数のノズルが一列に並んだノズル列が複数列形成された印字ヘッドの前記ノズルから記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
（１）前記複数のノズルから吐出されたインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出機構と、
（２）該吐出状態検出機構で検出された吐出状態に基づいて、各ノズル列からインクを吐出するタイミングを各ノズル列ごとに調整する調整機構とを備えたことを特徴とするものである。

上記目的を達成するための本発明の第２の画像形成装置は、インク滴を吐出する複数のノズルが千鳥状に配列された千鳥配列のノズル列が形成された印字ヘッドの前記複数のノズルから記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
（３）前記千鳥配列の複数のノズルのうち一方の列に並んだ第１ノズル列及び他方の列に並んだ第２ノズル列双方から吐出されたインク滴の吐出状態を別々に検出する吐出状態検出機構と、
（４）前記第１ノズル列及び前記第２ノズル列双方からインクが吐出されるタイミングを、前記第１及び第２ノズル列ごとに別々に調整する調整機構とを備えたことを特徴とするものである。

上記目的を達成するための本発明の第３の画像形成装置は、インク滴を吐出するノズルが形成された印字ヘッドを所定の往方向と復方向に往復させながら前記ノズルから記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
（５）前記往方向及び前記復方向双方に移動中の印字ヘッドのノズルから吐出されたインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出機構と、
（６）該吐出状態検出機構で検出された吐出状態に基づいて、前記往方向に移動中の印字ヘッドのノズルからインクを吐出するタイミング、及び前記復方向に移動中の印字ヘッドのノズルからインクを吐出するタイミングを調整する調整機構とを備えたことを特徴とするものである。

ここで、
（７）前記吐出状態検出機構は、前記印字ヘッドのノズルからインクを吐出して画像を形成中に、該ノズルから吐出されたインク滴の吐出状態を検出するものであってもよい。

また、
（８）前記吐出状態検出機構は、
（８―１）所定の光軸を通過する光を発する発光部と、
（８−２）該発光部が発した光を受ける受光部とを備え、
（９）前記ノズルから吐出されたインク滴を、前記光軸を横切らせることにより、インク滴の吐出状態を検出するものであってもよい。

さらに、
（１０）前記ノズルからインクを吐出させるために電圧若しくは電圧パルスが印加される吐出手段を該ノズル内に備え、
（１１）前記調整機構は、前記吐出手段に電圧若しくは電圧パルスを印加するタイミングを調整することにより該ノズルからインクを吐出するタイミングを調整するものであってもよい。

さらにまた、
（１２）前記吐出状態検出機構は、前記ノズルからインクが吐出される吐出方向に移動するものであってもよい。

本発明の第１の画像形成装置によれば、吐出状態検出機構で検出された吐出状態に基づいて各ノズル列からインクを吐出するタイミングを各ノズル列ごとに調整できるので、各ノズル列から吐出されたインクの着弾位置がずれないように、印字中であっても調整できる。従って、印字ヘッドの温度が上昇しても、この温度上昇に起因して着弾位置がずれることを防止できるので、画質の劣化を防止できることとなる。また、インク滴が微細化されても着弾位置のずれを防止できる。また、吐出状態検出機構でインク滴の吐出状態を検出するので、インク滴を検出するための記録媒体が不要となる。

本発明の第２の画像形成装置によれば、吐出状態検出機構で検出された吐出状態に基づいて第１及び第２ノズル列からインクを吐出するタイミングを別々に調整できる（即ち、千鳥配列のノズル列内において調整できる）ので、第１及び第２ノズル列から吐出されたインクの着弾位置がずれないように調整できる。従って、印字ヘッドの温度が上昇しても、この温度上昇に起因して着弾位置がずれることを防止できるので、画質の劣化を防止できることとなる。また、インク滴が微細化されても着弾位置のずれを防止できる。また、吐出状態検出機構でインク滴の吐出状態を検出するので、インク滴を検出するための記録媒体が不要となる。

本発明の第３の画像形成装置によれば、吐出状態検出機構で検出された吐出状態に基づいて、往方向のときと復方向のときにおけるインクを吐出するタイミングを別々に調整できるので、印字ヘッドが往復しながらノズルから吐出されたインクの着弾位置がずれないように調整できる。従って、印字ヘッドの温度が上昇しても、この温度上昇に起因して着弾位置がずれることを防止できるので、画質の劣化を防止できることとなる。また、インク滴が微細化されても着弾位置のずれを防止できる。また、吐出状態検出機構でインク滴の吐出状態を検出するので、インク滴を検出するための記録媒体が不要となる。

図１を参照して本発明の画像形成装置の一例であるプロッタを説明する。

図１は、バブルジェット方式の印字ヘッド（記録ヘッド）を搭載したプロッタの概略構成を示す斜視図である。

プロッタ１０は、矢印Ａ方向に搬送される記録紙１２が載置されるプラテン１４を備えている。このプラテン１４の上方には、プラテン１４に対して平行に２本の走査レール（ガイドレール）１６が掛け渡されている。この走査レール１６にはモータ（図示せず）とベルト１８によって矢印Ｂ，Ｃ方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に往復動するキャリッジ２０がスライド軸受け（図示せず）を介して取り付けられている。

キャリッジ２０には、それぞれから互いに異なる色のインクを吐出する４つの記録ヘッド２２Ｋ（ブラック）、２２Ｃ（シアン）、２２Ｍ（マゼンタ）、２２Ｙ（イエロー）が搭載されている。４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにはそれぞれ、インク滴を吐出する複数のノズルが一列に並んだノズル列が形成されている。従って、４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙには、４列のノズル列２２Ｋａ、２２Ｃａ、２２Ｍａ、２２Ｙａ（図３参照）が形成されていることとなる。ノズルの出口（インク吐出口）の前方は、画像が形成される画像形成領域２３である。記録紙１２のうち画像形成領域２３に位置する部分にノズルからインクが吐出され、これにより、この部分に画像が形成される。

また、キャリッジ２０の移動可能な範囲の片隅の、画像形成領域２３から離れた位置には、各ノズルからインクを強制的に吸引し、記録ヘッド２２に形成されたインク供給経路やノズルなどをクリーニングして記録ヘッド２２のインク吐出状態を初期の吐出状態にする回復装置３０が配置されている。

回復装置３０は、４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの各ノズルの出口それぞれを着脱自在に覆うゴム製の４つのキャップ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙを備えている。各キャップ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙにはチューブ（図示せず）の一端が接続されており、このチューブの他端は吸引ポンプ（図示せず）に接続されている。４つのキャップ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙはキャップ台３２に固定されている。

ロール紙などの記録紙１２に画像を形成するに当たっては、プラテン１４に記録紙１２を載置し、プラテン１４に形成された開口部（図示せず）から外周面の一部を露出した搬送ローラ２４と、記録紙１２の両端部を上方から押えるピンチローラ２６とによって記録紙１２を挟持しながら、搬送モータ（図示せず）によって搬送ローラ２４を回転させて記録紙１２を搬送する。記録紙１２の上方でキャリッジ２０を矢印Ｂ，Ｃ方向に往復動させ（即ち、記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙを往復動させ）、制御装置５０から各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに送信された画像情報を担持する画像信号に基づいて各ノズルからインクを吐出して、記録紙１２のうち、画像形成領域２３に位置する部分に画像を形成する。画像形成動作中、ノズルなどをクリーニングするために、ノズルからインクを吸引することが必要な状態になると、キャリッジ２０を回復装置３０の上方に移動させる。画像を形成し終ると、キャリッジ２０に搭載されたカッタ（図示せず）を所定位置まで飛び出させて記録紙１２を所定サイズに裁断する。

上記した制御装置５０について図２を参照して説明する。

図２は、制御装置を示すブロック図である。

制御装置５０は、図２に示すように、ホストコンピュータ３８から送られてきた画像情報を担持した印字データ（画像データ）等を制御するイメージコントローラ５２、記録紙１２の搬送やキャリッジ２０の移動を制御するエンジンコントローラ６０、及び各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから吐出されるインクの吐出信号を制御する記録ヘッドコントローラ５４などから構成されている。エンジンコントローラ６０は、イメージコントローラ５２から送られてきた印字データを分割するデータラスタライズ部６２、記録紙の種類や出力品位に応じて印字パラメータを変更する印字パラメータ変更部６４、インクを吐出させるために吐出ヒータ（本発明にいう吐出手段の一例であり、図示せず）に印加する電圧パルスを生成する吐出（電圧）パルスジェネレータ６８、及び、搬送ローラ２４を回転させる搬送モータ３６を制御する搬送制御部６６などから構成されている。

イメージコントローラ５２には、多数のメモリなどを有するホストコンピュータ３８から種々の印字データ等が送られてくる。これら種々の印字データ等はデータラスタライズ部６２に送られる。データラスタライズ部６２では、記録ヘッド２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙのノズル幅や印字パス数に応じて印字データが分割される。

また、プロッタ１０には、各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに形成されたノズル列を構成する複数のノズルから吐出されたインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出機構７０を備えており、この吐出状態検出機構７０で検出された検出結果はエンジンコントローラ６０内の補正回路６９に送られる。補正回路６９では、吐出状態検出機構７０で検出された吐出状態に基づいて、各ノズル列からインクを吐出するタイミングを各ノズル列ごとに調整する。この調整に当たっては、吐出状態検出機構７０で検出された吐出状態に基づいて、吐出ヒータに電圧パルスを印加するタイミングが吐出パルスジェネレータ６８で調整される。本発明にいう調整機構の一例は、吐出パルスジェネレータ６８と補正回路６９で構成されている。

図３と図４を参照して吐出状態検出機構７０について説明する。

図３は、吐出状態検出機構を示す上面図である。図４は、吐出状態検出機構を示す斜視図である。

吐出状態検出機構７０は、図３に示すように、画像形成領域２３（図１参照）から外れた位置に設置された予備吐受け８０の近傍に配置されている。吐出状態検出機構７０は、予備吐受け８０の幅方向（矢印Ａ，Ｂ方向）中央において、この幅方向に直交する方向（矢印Ａ方向）に光を発する発光素子７２（本発明にいう発光部の一例である）と、この発光素子７２が発した光を受光する受光素子７４（本発明にいう受光部の一例である）とを備えた透過型フォトインタラプタである。発光素子７２としては、赤外線ＬＥＤが用いられている。ＬＥＤ発光面にはレンズが一体成形されており、ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａに平行なビーム光７６が受光素子７４に向けて投射されるように構成されている。ビーム光７６の真上に位置するときの各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａからビーム光７６までの距離は、ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａから記録紙１２のうち画像形成領域２３に位置する部分までの距離と同じである。

また、受光素子７４としてはフォトトランジスタが用いられており、発光素子７２から受光素子７４までの距離（間隔）は各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａの長さよりも長い。発光素子７２から受光素子７４までの間を、図４に示すように、各ノズルから吐出されたインク滴Ｄを通過させて、このインク滴Ｄが発光素子７２から発せられたビーム光７６を遮り、受光素子７４が受光する光量を減少させ、受光素子７４のフォトトランジスタの出力を変化させる。吐出ヒータに電圧パルスが印加された印加時刻（又は印加時点）は吐出パルスジェネレータ６８（図２参照）から補正回路６９に送られてこの補正回路６９に記憶され、その直後に、インク滴Ｄがビーム光７６に到達してこれを遮る到達時刻（又は到達時点）が吐出状態検出機構７０により検出される。この検出された到達時刻は補正回路６９に送られる。上記した印加時刻から到達時刻までの時間が着弾までに要する着弾時間となる。

なお、受光素子７４の受光面の前面に例えば０．７ｍｍ×０．７ｍｍ程度の孔（ピンホール）が形成されたモールド部材７８を設置して、受光素子７４が受光するビーム光７６を絞り込んでも良い。この孔によってビーム光７６の光束における検出領域を絞ることにより、インク滴Ｄがその検出領域に存在する場合と存在しない場合とのフォトトランジスタ出力差（Ｓ／Ｎ比）を大きくとれる。検出領域を絞り込む手段としてはピンホールに限らずにスリットなどを使用しても良い。

上記した吐出状態検出機構７０を用いたレジ調整について説明する。

上述したように、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａにはそれぞれ複数のノズルが一列に並んで形成されており、各ノズルからインクを吐出させるために、各ノズルには吐出ヒータなどの吐出手段が配置（又は形成）されている。記録紙１２に画像を形成する際は、上記した印字データに基づいて複数のノズルのうちのどのノズルからインクを吐出させるかが決められ、記録ヘッドコントローラ５４（図２参照）によって、インクを吐出させるノズルの吐出手段のみに電圧パルス等が印加される。電圧パルス等が印加された吐出手段を有するノズルのみからインクが吐出することにより印字データに基づく画像が記録紙１２に形成される。

吐出手段に電圧パルス等が印加された場合、この印加と同時にノズルからインクが吐出するわけではなく、この印加から極短時間（数μ秒）後にノズルからインクが吐出する。従って、例えばブラックノズル列２２Ｋａとシアンノズル列２２Ｃａから吐出されるインク滴によって、矢印Ａ方向（記録紙１２の搬送方向）に直線を形成する場合、即ち、ブラックノズル列２２Ｋａから吐出されたインクの着弾位置及びシアンノズル列２２Ｃａから吐出されたインクの着弾位置双方を一直線上にする場合、ブラックノズル列２２Ｋａ及びシアンノズル列２２Ｃａは矢印Ｂ，Ｃ方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に互いにずれた位置に形成されているので、これら双方の各ノズルの吐出手段には、着弾位置が一直線上になるように電圧パルス等を所定の時間だけずらして（タイミングをずらして）印加する必要がある。ここでいうレジ調整とは、上記した吐出手段に電圧パルス等を印加するタイミングを調整して（即ち、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａからインクを吐出するタイミングを調整して）、印字データに基づいた着弾位置になるように調整することをいう。

各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａのレジ調整を行う手順を説明する。

キャリッジ２０（図１等参照）の位置（記録ヘッド２２の位置）を検知するために、キャリッジ２０の走査方向（矢印Ａ，Ｂ方向）に延びるリニアスケール１１がプロッタ１０には備えられている。このリニアスケール１１には、キャリッジ２０の位置を示すための目盛りが刻まれている（若しくは表示されている）。一方、キャリッジ２０には、リニアスケール１１の目盛りを読み取る読取センサ２１が固定されている。読取センサ２１でリニアスケール１１の目盛りを読み取ることにより、キャリッジ２０の位置が検知される。

レジ調整に際しては、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａそれぞれがビーム光７６の真上に到達したときのキャリッジ２０の位置をリニアスケール１１と読取センサ２１で検知し、この検知結果に基づいて、互いに隣り合うノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａの間隔（距離）を測定して、この測定値とキャリッジ２０の走査速度とに基づいて、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａそれぞれにおいて吐出ヒータ等の吐出手段に吐出パルスを印加するタイミングのずれ時間（パルスオフセット時間）Ｔ１を求める。さらに、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａそれぞれにおいて、吐出ヒータ等の吐出手段に吐出パルスを印加してからインク滴がビーム光７６に到達するまでの吐出時間Ｔ２も求める。この吐出時間Ｔ２は、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａによって相違することもある。

先ず、図５を参照してパルスオフセット時間Ｔ１について説明する。

図５（ａ）は、インク滴がビーム光を遮ったとき（ビーム光に到達したとき）に受光素子が出力する出力信号のアナログ値を表わすグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のデジタル値を表わすグラフであり、これらの横軸は時間を表わし、縦軸は受光素子の出力信号の大きさを表わす。

予備吐受け８０（図３参照）上で、ブラックノズル列２２Ｋａの各ノズルからインク滴を吐出させながらキャリッジ２０を移動させる。吐出したインク滴がビーム光７６を遮ることにより、図５に示すように受光素子７４の出力に変化が生じる。この出力に対して閾値７４ａを設定してＡ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）して、デジタル信号７４ｂとして出力信号を取り出す。最大値のデジタル信号７４ｂが検出されたときのリニアスケール１１の目盛りを読取センサ２１で読み取る。これにより、ブラックノズル列２２Ｋａがビーム光７６の真上に到達したときキャリッジ２０の位置が検知される。

上記した方法を他のノズル列２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａについても行うことにより、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａがビーム光７６の真上に到達したときキャリッジ２０の位置がリニアスケール１１の目盛りによって表わせる。これにより、取付け誤差を含めた各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａの位置関係（互いに隣接するノズル列の間隔）が測定される。ここでは、図３に示すように、ブラックノズル列２２Ｋａとシアンノズル列２２Ｃａとの間隔をｄ１とし、シアンノズル列２２Ｃａとマゼンタノズル列２２Ｍａとの間隔をｄ２とし、マゼンタノズル列２２Ｍａとイエローノズル列２２Ｙａとの間隔をｄ３とする。

ここで、印字中のキャリッジ２０の移動速度（走査速度）をｖとすれば、ブラックノズル列２２Ｋａ及びシアンノズル列２２Ｃａ双方の吐出手段に印加する吐出パルスを時間的にずらすオフセット時間（ずれ時間）はＴ１＝ｄ１／ｖとなる。即ち、ブラックノズル列２２Ｋａの各ノズルの吐出手段に吐出パルスを印加した時刻よりも、時間Ｔ１＝ｄ１／ｖだけ遅れてシアンノズル列２２Ｃａの各ノズルの吐出手段に吐出パルスを印加する。これにより、ブラックノズル列２２Ｋａの各ノズルから吐出されたインク滴の着弾位置とシアンノズル列２２Ｃａの各ノズルから吐出されたインク滴の着弾位置が同じ位置になる。

ブラックノズル列２２Ｋａを基準にした場合、マゼンタノズル列２２Ｍａのオフセット時間はＴ１＝（ｄ１＋ｄ２）／ｖとなり、イエローノズル列２２Ｙａのオフセット時間はＴ１＝（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）／ｖとなる。即ち、ブラックノズル列２２Ｋａの各ノズルの吐出手段に吐出パルスを印加した時刻よりも、時間Ｔ１＝（ｄ１＋ｄ２）／ｖだけ遅れてマゼンタノズル列２２Ｍａの各ノズルの吐出手段に吐出パルスを印加する。これにより、ブラックノズル列２２Ｋａの各ノズルから吐出されたインク滴の着弾位置とマゼンタノズル列２２Ｍａの各ノズルから吐出されたインク滴の着弾位置が同じ位置になる。

同様に、ブラックノズル列２２Ｋａを基準にした場合、イエローノズル列２２Ｙａのオフセット時間はＴ１＝（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）／ｖとなる。即ち、ブラックノズル列２２Ｋａの各ノズルの吐出手段に吐出パルスを印加した時刻よりも、時間Ｔ１＝（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）／ｖだけ遅れてイエローノズル列２２Ｙａの各ノズルの吐出手段に吐出パルスを印加する。これにより、ブラックノズル列２２Ｋａの各ノズルから吐出されたインク滴の着弾位置とイエローノズル列２２Ｙａの各ノズルから吐出されたインク滴の着弾位置が所望の位置になる。

次に、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａそれぞれにおいて、吐出ヒータ等の吐出手段に吐出パルスを印加してからインク滴がビーム光７６に到達するまでの吐出時間（ｔ＋Ｔ２）について図６を参照して説明する。インク滴がビーム光７６に到達したか否かは、上述したように、受光素子７４から最大値のデジタル信号７４ｂが検出されたときをもって到達したと判断する。

図６（ａ）は、吐出手段に吐出パルスを印加し始めた時刻ｔ１を示すグラフであり、（ｂ）は、吐出手段に吐出パルスを印加し始めてからインク滴がビーム光に到達するまでの設計上の時間ｔを示すグラフであり、（ｃ）は、吐出手段に吐出パルスを印加し始めてからインク滴がビーム光に到達するまでの実測の時間（ｔ＋Ｔ２）を示すグラフであり、横軸は時間を表わし、縦軸は受光素子の出力信号の大きさを表わす。

各色のインク滴が吐出されるまでの吐出時間ｔ（μ秒）は、例えばブラックノズル列２２Ｋａを基準として予め設計上で決められている。しかし、各ノズルに形成（配置）された吐出ヒータなどの吐出手段のサイズや抵抗値のばらつきに起因して、各ノズルでの吐出時間には誤差が生じる。このため、吐出手段に吐出パルスを印加し始めてからインク滴がビーム光７６に到達するまでの実測の時間（ｔ＋Ｔ２）（μ秒）は各ノズル列のノズルによって相違することがある。このような相違がある場合、吐出手段に吐出パルスを印加し始めてからインク滴がビーム光７６を遮る位置に到達するまでの所要時間（着弾時間）がインク滴の色によって相違するので、実際の出力画像（記録媒体に形成された画像）上においてはインク滴の着弾位置のズレとして現われ、出力画像のがさつきの原因となる。そこで、例えばブラックノズル列２２Ｋａを基準として、他の各ノズル列ごとに実測時間（ｔ＋Ｔ２）を測定して時間Ｔ２を補正値とする。

この補正時間Ｔ２を測定する際は、各ノズル列を順にビーム光７６の真上に停止させて全ノズルについて補正時間Ｔ２を測定して平均の補正時間Ｔ２を算出することが望ましい。しかし、測定時間（検出時間）を短縮するために中央の１ノズルで行うか、あるいは先端、中央、後端の３つのノズルの平均を取って時間Ｔ２としても良い。

上記のようにして求めた各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａのオフセット時間Ｔ１と補正時間Ｔ２を補正回路６９（図２参照）を通してエンジンコントローラ６０内の吐出パルスジェネレータ６８に送る。吐出吐出パルスジェネレータ６８における動作について図７を参照して説明する。

図７（ａ）は、１つのノズル列において吐出パルスを付与する補正前のタイミングを示すグラフであり、（ｂ）は、１つのノズル列において吐出パルスを付与する補正後のタイミングを示すグラフである。図７の横軸は時間を表わし、縦軸は吐出パルスの大きさを表わしており、符号Ｘは、吐出パルスが付与されていない状態（吐出電圧が印加されていない状態）を示し、符号Ｙは、吐出パルスが付与された状態（吐出電圧が印加された状態）を示す。

吐出パルスジェネレータ６８には、上述したように、補正回路６９からオフセット時間Ｔ１と補正時間Ｔ２が送られてくる。吐出パルスジェネレータ６８では、図７に示すように、オフセット時間Ｔ１と補正時間Ｔ２に基づいて各ノズル列に与える吐出パルスを補正する。各ノズル列によってオフセット時間Ｔ１と補正時間Ｔ２は相違するので、図７は１つのノズル列の例である。

以上のように各ノズル列の吐出手段に吐出パルスを付与するタイミングを適宜に補正することにより、記録媒体上に測定用パターンを印字することなく各ノズル列間の着弾位置を正確に補正できる。これにより、着弾位置のずれが防止されて高画質の画像が形成されることとなる。

なお、記録ヘッドに形成されたノズル数が多くなるほど発光素子７２から受光素子７４までの間隔が長くなって高い指向性をもつビーム光が必要となるので、赤外線ＬＥＤに代えてレーザ光源等を用いることによってインク滴を正確に検出してオフセット時間Ｔ１と補正時間Ｔ２を安定して測定できる。

上記した実施例１では、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａにはそれぞれ、複数のノズルが一列に形成されていた。実施例２では、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａに複数のノズルが千鳥状の配列された例を説明する。

図８は、複数のノズルが千鳥状の配列されたノズル列の一例を拡大して示す底面図である。ここでは、ブラックノズル列２２Ｋａが千鳥状の配列された複数のノズルで構成されているものとする。

記録ヘッドにおけるノズルの高集積化を図るため、図８に示すように、複数のノズルを千鳥状に配列することがある。この場合、偶数ノズル列２２Ｋｂ及び奇数ノズル２２Ｋｃ双方のノズルに同時に吐出パルスを付与したときは、偶数ノズル列２２Ｋｂから吐出されたインク滴の着弾位置と、奇数ノズル列２２Ｋｃから吐出されたインク滴の着弾位置とが、各ノズル列２２Ｋｂ，２２Ｋｃの距離Ｌに起因して相違する。このため、これらの着弾位置を調整する必要がある。

上記のような千鳥配列のノズルが形成された記録ヘッドでは、先ず、どちらかのノズル列（例えば偶数ノズル列２２Ｋｂ）をビーム光７６の光軸上に位置させて、上記したオフセット時間Ｔ１と補正時間Ｔ２を測定する。続いて、残りのノズル列（奇数ノズル列２２Ｋｃ）を光軸上に位置させてオフセット時間Ｔ１と補正時間Ｔ２を測定する。このようにして得られた偶数ノズル列２２Ｋｂ（又は奇数ノズル列２２Ｋｃ）のオフセット時間Ｔ１と補正時間Ｔ２を基準として、他方のノズル列について実施例１と同様にして着弾位置を補正する。

他のノズル列２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａについても上記と同様にして着弾位置を補正する。これにより、記録媒体上に測定用パターンを印字することなく各ノズル列間の着弾位置を正確に補正できる。これにより、着弾位置のずれが防止されて高画質の画像が形成されることとなる。

上記した実施例１，２では、キャリッジ２０（図１参照）が矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向のうちの一方向（例えば矢印Ｂ方向）に移動中にのみ各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａからインクが吐出される。実施例３では、キャリッジ２０が矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向双方に移動中に各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａからインクが吐出される往復印字の場合を例に挙げて説明する。なお、各ノズル列２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａには、実施例１と同様に、複数のノズルが一列に形成されているとする。

図９は、往復印字の際にキャリッジが同じ位置のときにインクを吐出した例を示す模式図である。図１０（ａ）は、復印字の際に吐出パルスを付与するタイミングを示すグラフであり、（ｂ）は、往印字の際に吐出パルスを付与するタイミングを示すグラフであり、横軸は時間を表わし、縦軸は吐出パルスの大きさを表わす。

往復印字を行う場合、往印字（キャリッジ２０が例えば矢印Ｂ方向に移動中にインクを吐出する）と復印字（キャリッジ２０が例えば矢印Ｃ方向に移動中にインクを吐出する）とでキャリッジ２０が同じ位置でインクを吐出したときは、図９に示すように、往印字の着弾位置が９２となり、復印字の着弾位置が９４となって着弾位置にズレが生じる。このズレは、キャリッジ２０の移動速度をｖとし、２つの着弾位置９２，９４の距離をＬとし、上記の補正時間をＴ２としたときには、距離Ｌ＝２×ｖ×Ｔ２で表わされる。そこで、図１０に示すように、往印字を基準として、復印字におけるインクの吐出タイミングを時間Ｔ２×２だけ早める。これにより往復印字におけるドット着弾位置を補正できる。この結果、記録媒体上に測定用パターンを印字することなく往復印字の際の着弾位置を正確に補正でき、着弾位置のズレが防止されて高画質の画像が形成されることとなる。

実施例１のインクジェット記録装置において、画像の印字中においてもレジ調整が可能なものについて説明を行う。

一般に、インク滴を吐出するための圧力を吐出ヒータ上の膜沸騰によって得るバブルジェット方式の記録ヘッドでは、ヘッド温度が上昇することにより液体の温度が上昇しインク粘度が低下して発泡エネルギーの伝達効率が高くなる。このため、吐出ヒータに吐出パルスが印加されてからインク滴が吐出するまでの速度（インク滴の吐出速度）が速くなる。従って、印字中に吐出ヒータが加熱されることよってヘッド温度が上昇した場合、吐出ヒータに吐出パルスが印加されてからインク滴が記録媒体に着弾するまでの着弾時間が変化し、印字前に調整した上記の補正時間Ｔ２では着弾位置がずれる。また、画像によっては各色毎のインク吐出比率が異なるので、ノズル列毎に温度差が生じて、着弾位置のズレ（レジずれ量）にも差が出る。

そこで、スキャン毎にノズル列がビーム光７６（図３参照）の上を通過するタイミングで調整値測定のための吐出を行い上記の補正時間Ｔ２を随時更新する。実施例１で説明したノズル列間レジ調整、実施例２で説明したノズル列内レジ調整、実施例３で説明した往復レジ調整では、この更新されたＴ２を用いて行う。これにより、印字中にヘッド温度が上昇してもレジ調整値を正しく保てる。

又は、記録ヘッド内に設けられた温度調整用のヒータを利用して各ノズル列におけるヘッド温度毎の着弾時間ｔを予め測定しておき、表１のようなテーブルとして補正回路６９に記憶させておく。印字中は各ノズル列の温度を測定し、測定された温度に基づいてＴ２を決定してレジ調整に使用する。この場合は印字中のスキャン内においてもレジ調整値の更新が可能となる。なお、表１において「−（マイナス）」は、吐出ヒータに吐出パルスを印加するタイミングを遅らせることを表わす。

実施例１の記録装置において、吐出状態検出機構７０（発光素子７２、受光素子７４、モールド部材７８等であり、図３参照）の上下移動が可能なものについて説明を行う。

記録媒体（メディア）のコックリング（波うち）に起因して記録媒体と記録ヘッドとが接触することを防止するために、記録ヘッドの高さを変更することがある。この場合、ノズルから記録媒体の記録面（表面）までの距離が変化する。また、使用する記録媒体の種類を変更した場合も、記録媒体によって厚さが異なるのでノズルから記録面までの距離が変化する。

そこで、上記した発光素子７２、受光素子７４、モールド部材７８等から構成される吐出状態検出機構７０を、インク滴が吐出される方向に上下動させる構成にする。このように上下動させて、ノズルから記録媒体の記録面までの距離と、ノズルからビーム光７６（測定用光軸）までの距離とを等しくする。これら２つの距離が等しくなった状態で上記したノズル列間、ノズル列内、往復印字の各レジ調整を行う。

ノズルから記録面までの距離の計測は、記録ヘッドの位置（ヘッドポジションといい、ノズルが記録面に最も近い低位置、低位置よりも離れた中位置、記録面から最も離れた高位置の３種類を予め決めておく。）と記録媒体の厚さをユーザに入力させて算出する構成にしても良いし、キャリッジ２０にレーザ測長器等を搭載して自動的に計測する構成にしても良い。

バブルジェット方式の印字ヘッド（記録ヘッド）を搭載したプロッタの概略構成を示す斜視図である。 プロッタの制御装置を示すブロック図である。 吐出状態検出機構を示す上面図である。 吐出状態検出機構を示す斜視図である。 （ａ）は、インク滴がビーム光を遮ったとき（ビーム光に到達したとき）に受光素子が出力する出力信号のアナログ値を表わすグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のデジタル値を表わすグラフである。 （ａ）は、吐出手段に吐出パルスを印加し始めた時刻ｔ１を示すグラフであり、（ｂ）は、吐出手段に吐出パルスを印加し始めてからインク滴がビーム光に到達するまでの設計上の時間ｔを示すグラフであり、（ｃ）は、吐出手段に吐出パルスを印加し始めてからインク滴がビーム光に到達するまでの実測の時間（ｔ＋Ｔ２）を示すグラフである。 （ａ）は、１つのノズル列において吐出パルスを付与する補正前のタイミングを示すグラフであり、（ｂ）は、１つのノズル列において吐出パルスを付与する補正後のタイミングを示すグラフである。 複数のノズルが千鳥状の配列されたノズル列の一例を拡大して示す底面図である。 往復印字の際にキャリッジが同じ位置のときにインクを吐出した例を示す模式図である。 （ａ）は、復印字の際に吐出パルスを付与するタイミングを示すグラフであり、（ｂ）は、往印字の際に吐出パルスを付与するタイミングを示すグラフである。

符号の説明

１０ プロッタ
２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 記録ヘッド（印字ヘッド）
２２Ｋａ，２２Ｃａ，２２Ｍａ，２２Ｙａ ノズル列
７２ 発光素子
７４ 受光素子
７６ ビーム光
７８ モールド部材

Claims (7)

1. インク滴を吐出する複数のノズルが一列に並んだノズル列が複数列形成された印字ヘッドの前記ノズルから記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
   前記複数のノズルから吐出されたインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出機構と、
   該吐出状態検出機構で検出された吐出状態に基づいて、各ノズル列からインクを吐出するタイミングを各ノズル列ごとに調整する調整機構とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. インク滴を吐出する複数のノズルが千鳥状に配列された千鳥配列のノズル列が形成された印字ヘッドの前記複数のノズルから記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
   前記千鳥配列の複数のノズルのうち一方の列に並んだ第１ノズル列及び他方の列に並んだ第２ノズル列双方から吐出されたインク滴の吐出状態を別々に検出する吐出状態検出機構と、
   前記第１ノズル列及び前記第２ノズル列双方からインクが吐出されるタイミングを、前記第１及び第２ノズル列ごとに別々に調整する調整機構とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. インク滴を吐出するノズルが形成された印字ヘッドを所定の往方向と復方向に往復させながら前記ノズルから記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
   前記往方向及び前記復方向双方に移動中の印字ヘッドのノズルから吐出されたインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出機構と、
   該吐出状態検出機構で検出された吐出状態に基づいて、前記往方向に移動中の印字ヘッドのノズルからインクを吐出するタイミング、及び前記復方向に移動中の印字ヘッドのノズルからインクを吐出するタイミングを調整する調整機構とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記吐出状態検出機構は、
   前記印字ヘッドのノズルからインクを吐出して画像を形成中に、該ノズルから吐出されたインク滴の吐出状態を検出するものであることを特徴とする請求項１，２，又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記吐出状態検出機構は、
   所定の光軸を通過する光を発する発光部と、
   該発光部が発した光を受ける受光部とを備え、
   前記ノズルから吐出されたインク滴を、前記光軸を横切らせることにより、インク滴の吐出状態を検出するものであることを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記ノズルからインクを吐出させるために電圧若しくは電圧パルスが印加される吐出手段を該ノズル内に備え、
   前記調整機構は、
   前記吐出手段に電圧若しくは電圧パルスを印加するタイミングを調整することにより該ノズルからインクを吐出するタイミングを調整するものであることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記吐出状態検出機構は、
   前記ノズルからインクが吐出される吐出方向に移動するものであることを特徴とする請求項１から６までのうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。

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