JP2006062165A - 液滴吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ノズルから吐出される液滴の飛行曲がりを容易な制御で補正をすることができる液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】 記録用紙Pに画像を形成するヘッドユニット31Y〜31Kを構成する複数の記録ヘッド311に、吐出される液滴の吐出量及び吐出タイミングを制御するための第1の駆動源と、吐出される液滴の飛行方向を制御するための第2の駆動源とを備え、第1の駆動源を印刷データに基づいて駆動制御し、第2の駆動源をインク液滴の飛行曲がり量に応じて駆動制御する。
【選択図】 図2
【解決手段】 記録用紙Pに画像を形成するヘッドユニット31Y〜31Kを構成する複数の記録ヘッド311に、吐出される液滴の吐出量及び吐出タイミングを制御するための第1の駆動源と、吐出される液滴の飛行方向を制御するための第2の駆動源とを備え、第1の駆動源を印刷データに基づいて駆動制御し、第2の駆動源をインク液滴の飛行曲がり量に応じて駆動制御する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、液体をノズルから液滴として記録媒体に吐出する液滴吐出装置に関する。
この種の液滴吐出装置においては、ノズルから液体を液滴として記録媒体に吐出するので、ノズルに軽微な歪みが生じたときには、吐出されるインク滴が記録媒体に着弾するまでに飛行曲がりが生じ、図6(b)及び(c)に示すように、記録媒体上に記録される液滴の着弾位置と正規の着弾位置との間にズレが生じる。この着弾位置ズレにより、この液滴吐出装置のヘッドユニットがラインヘッドである場合、印刷された画像全体を見たときに、着弾位置ズレが画像内でスジ状となって現れてしまう。また、ヘッドユニットがシリアルヘッドである場合にも、近傍領域にある他のノズルから吐出されるインク滴が着弾するのでラインヘッド式の液滴吐出装置よりは目立たないが、確実に印刷された画像に乱れが生じてしまう。
このような飛行曲がりを補正する液滴吐出装置としては、例えばインク液滴を吐出するノズルを備えたインク室(キャビティ)内に、ノズルに対向させて個別に駆動可能な複数のヒータ(発熱体)を配置したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この従来例では、複数のヒータは、ノズルと対向する面に、ヒータの中心線がノズルの中心線より所定値だけずれるように備えられていると共に、液滴吐出装置の制御部からの通常の駆動信号を、各ヒータにそれぞれ対応した駆動信号に変換し、変換した駆動信号を個別にヒータに出力するように構成されている。
この従来例では、各ヒータを加熱することにより、膜沸騰現象が個別に起き、インク室内の圧力変化によって液滴がノズルより吐出される。このとき、ノズルの中心線とヒータの中心線とが所定値だけずれていることにより、各ヒータの駆動を制御することで吐出軌道の角度ずれを調整して飛行曲がりを補正することができる。
特開2002−240287号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来例にあっては、インク室内にノズルの中心線より中心線をずらして複数のヒータを配置しているので、インク液滴を吐出させるための制御部からの駆動信号を、各ヒータに対応させて、ノズルから吐出される液滴の量を一定に保ちながら吐出される液滴の飛行曲がりを補正する駆動信号へと変換する必要があり、その変換処理に多くの時間がかかり制御部の負担が多くなるという未解決の課題がある。
また、上記従来例では、駆動源となる複数のヒータをノズルと対向する面に装着しており、このヒータ装着面の面積は、ヒータの個数に比例して増大する。このため、これら複数のヒータを備えるインク室の大きさもヒータの個数に比例して増大するので、ノズル間の間隔がヒータの個数に比例して広くなる。つまり、キャビティ内に備わるヒータの個数に比例してノズル間の間隔を広げざるを得ず、精密な画像情報を記録媒体に記録できなくなるという課題がある。
第1の発明は、内部に液体が充填されているキャビティと、前記キャビティに連通し、前記液体をノズルから液滴として記録媒体に吐出する複数の液滴吐出ヘッドとを有するヘッドユニットを備える液滴吐出装置において、前記キャビティ内の圧力を変化させて前記ノズルから液滴を吐出させる第1の駆動源と、前記キャビティ内の圧力を前記ノズルから吐出される液滴の飛行方向を制御するように変化させる第2の駆動源と、前記第1及び第2の駆動源を駆動制御する駆動源制御手段とを備えたことを特徴としている。
この第1の発明では、第1の駆動源を駆動することでキャビティ内の圧力を変化させて液滴をノズルから吐出させるときに、第2の駆動源を個別に駆動させて吐出される液滴の飛行方向を制御するので、第1の駆動源はインク液滴の吐出制御のみを行い、第2の駆動源は液滴の飛行曲がり補正のみを行うので、両者を個別に制御することが可能となり、容易な制御で飛行曲がりを補正することができる。
また、第2の発明は、第1の発明において、前記ノズルから吐出された液滴によって記録媒体に形成された画像を読取る画像読取手段と、該画像読取手段で読取った画像情報に基づいて吐出された液滴の飛行曲がり量を検出する飛行曲がり量検出手段と、前記飛行曲がり量検出手段で検出された前記飛行曲がり量に基づいて当該飛行曲がり量を補正するように前記第2の駆動源の駆動制御値を算出する駆動制御値算出手段とを有し、前記駆動源制御手段は、前記駆動制御値算出手段で算出した前記第2の駆動源の駆動制御値に基づいて該第2の駆動源を前記第1の駆動源と同期させて制御することを特徴としている。
この第2の発明では、ノズルから液滴を吐出することで記録媒体に形成された画像の画像情報をイメージセンサ等の画像読取手段で読取り、読取った画像情報に基づいて飛行曲がり量検出手段で飛行曲がり量を検出し、検出した飛行曲がり量を補正するような第2の駆動源の駆動制御値を駆動制御値算出手段で算出し、算出した駆動制御値に基づいて第2の駆動源を第1の駆動源と同期させて制御するので、飛行曲がり量を確実に補正することができる。
さらに、第3の発明は、前記第1又は第2の発明において、前記飛行曲がり量検出手段で検出した飛行曲がり量と当該飛行曲がり量に対応した前記駆動源制御手段による前記第2の駆動源の駆動制御値との関係を表す飛行曲がり量補正テーブルを有し、前記飛行曲がり量をもとに前記飛行曲がり量補正テーブルを参照して該第2の駆動源の駆動制御値を求めることを特徴としている。
この第3の発明では、駆動制御値算出手段は、飛行曲がり量とこの飛行曲がり量に対応した第2の駆動源の駆動制御値との関係を示した飛行曲がり量補正テーブルを有すると共に、前記飛行曲がり量検出手段により検出された飛行曲がり量に基づいてこのテーブルを参照することにより、第2の駆動源の駆動制御値を求めるので、前記駆動制御値算出手段で駆動制御値を容易に算出することができる。
さらにまた、第4の発明は、第2又は第3の発明において、前記駆動源制御手段が、前記第2の駆動源が制御されたときに、前記駆動制御値算出手段で算出した当該第2の駆動源の駆動制御値を記憶する制御値記憶手段を有し、該制御値記憶手段に記憶された前記第2の駆動源の駆動制御値に基づいて該第2の駆動源を制御することを特徴としている。
この第4の発明では、第2の駆動源が駆動されたときに、第2の駆動源を駆動するための駆動制御値算出手段により算出した駆動制御値を駆動源制御手段が有する制御値記憶手段に記憶させることにより、この制御値記憶手段に記憶された駆動制御値に基づいて第2の駆動源を制御することができ、例えば出荷時の最終調整時に算出した駆動制御値を制御値記憶手段に記憶しておくことにより、飛行曲がりを補正したインク液滴の吐出を行うことができる。
この第4の発明では、第2の駆動源が駆動されたときに、第2の駆動源を駆動するための駆動制御値算出手段により算出した駆動制御値を駆動源制御手段が有する制御値記憶手段に記憶させることにより、この制御値記憶手段に記憶された駆動制御値に基づいて第2の駆動源を制御することができ、例えば出荷時の最終調整時に算出した駆動制御値を制御値記憶手段に記憶しておくことにより、飛行曲がりを補正したインク液滴の吐出を行うことができる。
また、第5の発明は、第1乃至4の何れか1つの発明において、前記第1の駆動源は、前記キャビティ内のノズルに対向する位置に配設され、前記第2の駆動源は、前記キャビティ内の前記第1の駆動源と前記ノズルとを結ぶ線と交差する線上に配設されていることを特徴としている。
この第5の発明では、第1の駆動源は、ノズルと対向する位置に配設されているので、ノズルから吐出される液滴の吐出量及び吐出タイミングを確実に制御することができ、また第2の駆動源は、ノズルと第1の駆動源とを結ぶ線と交差する線上、つまり液滴を吐出する方向と交差する方向に配設されているので、ノズルから液滴が吐出される際に、ノズルから吐出される液滴の飛行方向を制御する速度ベクトルを確実に与えることができると共にキャビティを形成する側壁に第2の駆動源を配置することができ、キャビティのノズル対向面の面積増加を抑制することができる。
この第5の発明では、第1の駆動源は、ノズルと対向する位置に配設されているので、ノズルから吐出される液滴の吐出量及び吐出タイミングを確実に制御することができ、また第2の駆動源は、ノズルと第1の駆動源とを結ぶ線と交差する線上、つまり液滴を吐出する方向と交差する方向に配設されているので、ノズルから液滴が吐出される際に、ノズルから吐出される液滴の飛行方向を制御する速度ベクトルを確実に与えることができると共にキャビティを形成する側壁に第2の駆動源を配置することができ、キャビティのノズル対向面の面積増加を抑制することができる。
さらに、第6の発明は、第1乃至第5の何れか1つの発明において、前記第1の駆動源が前記ノズルに対向する位置に配設される振動板と、該振動板を変位させるアクチュエータとを備えていることを特徴としている。
この第6の発明では、第1の駆動源は、ノズルと対向する位置にある振動板をアクチュエータにより変位することでキャビティ内の体積を変化させ、キャビティ内の体積が変化することによりキャビティ内の圧力を変化するので、液滴の吐出量及び吐出タイミングを確実に制御することができる。
この第6の発明では、第1の駆動源は、ノズルと対向する位置にある振動板をアクチュエータにより変位することでキャビティ内の体積を変化させ、キャビティ内の体積が変化することによりキャビティ内の圧力を変化するので、液滴の吐出量及び吐出タイミングを確実に制御することができる。
さらにまた、第7の発明は、第1乃至第5の何れか1つの発明において、前記第1の駆動源が前記キャビティ内に膜沸騰現象を発生させる発熱体を前記ノズルと対向する位置に備えていることを特徴としている。
この第7の発明では、ノズルと対向する位置にある発熱体が駆動することでキャビティ内に膜沸騰現象が発生し、発生した膜沸騰現象によりキャビティ内の圧力変化が起きるので液滴の吐出量及び吐出タイミングを確実に制御することができる。
この第7の発明では、ノズルと対向する位置にある発熱体が駆動することでキャビティ内に膜沸騰現象が発生し、発生した膜沸騰現象によりキャビティ内の圧力変化が起きるので液滴の吐出量及び吐出タイミングを確実に制御することができる。
また、第8の発明は、第1乃至第7の何れか1つの発明において、前記第2の駆動源が圧電素子及び発熱体の何れかを前記キャビティの側面に備えていることを特徴としている。
この第8の発明では、キャビティの側壁に圧電素子及び発熱体の何れかを配設し駆動するので、圧電素子を備えている場合には、圧電素子を駆動制御することにより振動をキャビティ内に伝動することで、発熱体を備えている場合には、発熱体を加熱制御することにより膜沸騰現象をキャビティ内に発生することで、キャビティ内の圧力変化を制御することにより吐出される液滴の飛行方向を確実に制御することができる。
この第8の発明では、キャビティの側壁に圧電素子及び発熱体の何れかを配設し駆動するので、圧電素子を備えている場合には、圧電素子を駆動制御することにより振動をキャビティ内に伝動することで、発熱体を備えている場合には、発熱体を加熱制御することにより膜沸騰現象をキャビティ内に発生することで、キャビティ内の圧力変化を制御することにより吐出される液滴の飛行方向を確実に制御することができる。
以下、本発明の液滴吐出装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の液滴吐出装置をインクジェットプリンタに適用した場合の実施形態を示す概略構成図であり、図中、1は、記録媒体としての記録用紙Pを給紙する給紙部であり、記録用紙Pを多数枚収納したインクジェットプリンタから着脱可能な給紙カセット11と、給紙カセット11に隣接され給紙モータ121によって回転駆動するピックアップローラ12と、電動モータ131によって回転駆動するゲートローラ13と、ピックアップローラ12及びゲートローラ1413間で記録用紙Pを案内する案内部15と、ゲートローラ13から後述する紙搬送部2へ記録用紙Pを案内する案内部16とで構成されている。
図1は本発明の液滴吐出装置をインクジェットプリンタに適用した場合の実施形態を示す概略構成図であり、図中、1は、記録媒体としての記録用紙Pを給紙する給紙部であり、記録用紙Pを多数枚収納したインクジェットプリンタから着脱可能な給紙カセット11と、給紙カセット11に隣接され給紙モータ121によって回転駆動するピックアップローラ12と、電動モータ131によって回転駆動するゲートローラ13と、ピックアップローラ12及びゲートローラ1413間で記録用紙Pを案内する案内部15と、ゲートローラ13から後述する紙搬送部2へ記録用紙Pを案内する案内部16とで構成されている。
そして、この給紙部1において、記録用紙Pが1枚ずつ給紙カセット11からピックアップローラ12によりゲートローラ13に搬送される。そして、互いに転接する上下一対のローラで構成されたゲートローラ13は、ピックアップローラ12で搬送された記録用紙Pの先端がゲートローラ13に接触するまでは停止又は待機状態にあり、記録用紙Pが接触してから一対のローラの何れか一方をモータ131で回転駆動することにより、記録用紙Pの先端を搬送方向と直交する方向に一致させると共に記録用紙Pを整列させるスキュー補正を行ってから案内部16を通って、記録用紙Pを後段の記録媒体搬送手段としての紙搬送部2に受け渡す。
また、紙搬送部2は、ゲートローラ13側に回転自在に配設された従動ローラ21と、この従動ローラ21に対してゲートローラ13とは反対側の記録用紙Pの排紙側に所定間隔を保って並行に配設された紙送りモータ221によって回転駆動される駆動ローラ22と、これら従動ローラ21及び駆動ローラ22間に張設された幅広帯状で誘電体層を有する静電吸着搬送ベルト23と、静電吸着搬送ベルト23の張力を調整するテンションローラ24と、搬送ベルト23と一定の張力で接し高圧電源251により高電圧を印加された帯電ローラ25とで構成されている。なお、従動ローラ21及び駆動ローラ22は互いに同一外径に形成されている。
そして、紙搬送部2は、従動ローラ21及び駆動ローラ22間で搬送ベルト23の誘電体層が、帯電ローラ25により帯電され、ゲートローラ13により搬送された記録用紙Pを、圧着ローラ26で帯電した搬送ベルト23に密着させることにより一定の速度で安定して搬送する。
一方、紙搬送部2の搬送ベルト23で密着保持されて搬送される記録用紙Pに僅かな間隔(例えば1〜2mm)を保って対向する位置に記録用紙Pに対してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインク液滴を吐出する4つのヘッドユニット31Y、31M、31C、31Kが、記録用紙Pの搬送方向の上流側から順に所定間隔を保って配設されている。これら各ヘッドユニット31Y〜31Kの夫々は、記録用紙Pの搬送方向と直交する方向即ち記録用紙Pの幅方向にインク液滴を吐出するノズルを微小間隔で多数配置した記録領域が形成され、黒色についてはブラックのヘッドユニット31Kのみでインク液滴を吐出し、黒を除く他の色では残りのヘッドユニット31Y〜31Cで吐出したインク液滴を記録用紙P上で重畳させることにより、カラー印刷を行うことができる。
一方、紙搬送部2の搬送ベルト23で密着保持されて搬送される記録用紙Pに僅かな間隔(例えば1〜2mm)を保って対向する位置に記録用紙Pに対してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインク液滴を吐出する4つのヘッドユニット31Y、31M、31C、31Kが、記録用紙Pの搬送方向の上流側から順に所定間隔を保って配設されている。これら各ヘッドユニット31Y〜31Kの夫々は、記録用紙Pの搬送方向と直交する方向即ち記録用紙Pの幅方向にインク液滴を吐出するノズルを微小間隔で多数配置した記録領域が形成され、黒色についてはブラックのヘッドユニット31Kのみでインク液滴を吐出し、黒を除く他の色では残りのヘッドユニット31Y〜31Cで吐出したインク液滴を記録用紙P上で重畳させることにより、カラー印刷を行うことができる。
また、ヘッドユニット31Y〜31Kの夫々は、図2(a)に示すように、記録用紙Pの搬送方向と直交する方向に千鳥状に固定配置した多数の、夫々が1つのノズル50を備えた記録ヘッド311で構成されている。これら記録ヘッド311は、図2(b)及び(c)に示すように、ノズル50を有するノズルプレート51と、ノズル50に連通し内部に液体(インク)が充填されたキャビティ52と、ノズル50とキャビティ52を挟んで対向する位置に配設されていると共に、薄肉に形成され図5(b)における縦方向に弾性変位(弾性変形)が可能な振動板53と、この振動板53に弾性変位を起こす、第1の駆動源である、積層型の圧電素子54と、キャビティ52の記録用紙の搬送方向と直交するX方向の対向側壁に夫々配設された圧電素子55X1及び55X2と、キャビティ52の記録用紙Pの搬送方向即ちY方向の対向側壁に配設された圧電素子55Y1及び55Y2と、で構成されている。なお、各圧電素子54、55X1、55X2、55Y1及び55BY2は、夫々駆動回路に個別に接続されており、駆動回路からの駆動信号に基づいて駆動される。
さらに、圧着ローラ26とヘッドユニット31Yとの間に搬送ベルト23で静電吸着搬送される記録用紙Pの先端を光学的に検出する用紙通過センサ14が配設されている。また、ヘッドユニット31Kの下流側に紙搬送部2の搬送ベルト23によって搬送されてくるヘッドユニット31Y〜31Kによって吐出されたインク液滴によって画像が形成された記録用紙Pの画像を読取るCCD素子を有するイメージセンサ32が固定配置されている。
なお、図1で展開して示すように、ヘッドユニット31Y〜31Kの後方側に各色に対応したクリーニング部33Y〜33Kが隣接配置されており、ヘッドユニット31Y〜31Kの夫々は、ノズルの不良状態を改善するためにクリーニング部33Y〜33Kに任意に移動可能に構成されている。さらに、各ヘッドユニット31Y〜31Kには、各ヘッドユニットに夫々対応したインクカートリッジ34Y〜34Kが、クリーニング部33Y〜33Kに移動するために長さに余裕をもたせたインクチューブ35Y〜35Kを介して連通しており、各ヘッドユニット31Y〜31Kにインクを供給している。
そして、紙搬送部2の静電吸着搬送ベルト23で搬送された記録用紙Pは、ヘッドユニット31Y〜31Kで吐出されたインク液滴によって画像が形成され、イメージセンサ32下を通って駆動ローラ22側に達すると、駆動ローラ22より記録用紙Pの搬送方向の下流側に配設された紙排出部4に受け渡される。
この紙排出部4は、駆動ローラ22側に備えられた剥離爪41と、この剥離爪41と併設され、搬送されてきた記録用紙Pを保持する排紙トレイ42とで構成されている。ここで、剥離爪41は、記録用紙Pの搬送方向と直交する方向に幅広に配設されており、搬送ベルト23に静電吸着されている記録用紙Pを搬送ベルト23から剥離して、剥離した記録用紙Pを排紙トレイ42に受け渡す。
この紙排出部4は、駆動ローラ22側に備えられた剥離爪41と、この剥離爪41と併設され、搬送されてきた記録用紙Pを保持する排紙トレイ42とで構成されている。ここで、剥離爪41は、記録用紙Pの搬送方向と直交する方向に幅広に配設されており、搬送ベルト23に静電吸着されている記録用紙Pを搬送ベルト23から剥離して、剥離した記録用紙Pを排紙トレイ42に受け渡す。
そして、ピックアップローラ12、ゲートローラ13、紙搬送部2、ヘッドユニット31Y〜31Kの駆動制御が制御部100によって制御される。
この制御部100は、図3に示すように、ピックアップローラ12及びゲートローラ13間のピックアップローラ12寄りの位置に配設された記録用紙Pの先端を例えば光学的に検出する用紙通過センサ14で検出した用紙先端検出信号が入力されると共に、イメージセンサ32で読取った画像情報が入力され、さらに外部のホストコンピュータ70からの印刷情報が入力され、これらに基づいて図4に示す印刷制御処理及び図5に示す記録ヘッド311で発生する飛行曲がりを補正する飛行曲がり補正設定処理を実行するマイクロコンピュータ60と、このマイクロコンピュータ60に接続された制御値記憶手段としての不揮発性の記憶装置61と、マイクロコンピュータ60から出力される駆動指令が入力されるピックアップローラ12の給紙モータ121を制御する給紙モータドライバ122と、ゲートローラ13のゲートローラモータ131を制御するゲートローラドライバ132と、駆動ローラ22の紙送りモータ221を制御する紙送りモータドライバ222と、帯電ローラ25の高圧電源251を制御する高圧電源ドライバ252と、圧電素子54を駆動するヘッドドライバ312と、圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2を駆動するヘッドドライバ313と、イメージセンサ32を制御する画像処理回路320と、クリーニング部33のクリーニングモータ331を制御するクリーニングモータドライバ332と、インク残量センサ341を制御するインク残量検出回路342とを有する。
この制御部100は、図3に示すように、ピックアップローラ12及びゲートローラ13間のピックアップローラ12寄りの位置に配設された記録用紙Pの先端を例えば光学的に検出する用紙通過センサ14で検出した用紙先端検出信号が入力されると共に、イメージセンサ32で読取った画像情報が入力され、さらに外部のホストコンピュータ70からの印刷情報が入力され、これらに基づいて図4に示す印刷制御処理及び図5に示す記録ヘッド311で発生する飛行曲がりを補正する飛行曲がり補正設定処理を実行するマイクロコンピュータ60と、このマイクロコンピュータ60に接続された制御値記憶手段としての不揮発性の記憶装置61と、マイクロコンピュータ60から出力される駆動指令が入力されるピックアップローラ12の給紙モータ121を制御する給紙モータドライバ122と、ゲートローラ13のゲートローラモータ131を制御するゲートローラドライバ132と、駆動ローラ22の紙送りモータ221を制御する紙送りモータドライバ222と、帯電ローラ25の高圧電源251を制御する高圧電源ドライバ252と、圧電素子54を駆動するヘッドドライバ312と、圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2を駆動するヘッドドライバ313と、イメージセンサ32を制御する画像処理回路320と、クリーニング部33のクリーニングモータ331を制御するクリーニングモータドライバ332と、インク残量センサ341を制御するインク残量検出回路342とを有する。
マイクロコンピュータ60で実行する印刷制御処理は、図4に示すように、先ず、ステップS1で、ホストコンピュータ60からインターフェイス80を介して記録データが入力されか又は後述する飛行曲がり補正処理からのテストパターンデータが入力されたか否かを判定し、記録データ又はテストパターンデータが入力されていないときにはこれが入力されるまで待機し、記録データ又はテストパターンデータが入力されたときにはステップS2に移行する。
このステップS2では、ピックアップローラ12の給紙モータドライバ122に駆動信号を出力して、給紙カセット11から記録用紙Pを、ピックアップローラ12を介して給紙する。
次いで、ステップS3に移行して、ピックアップローラ12によって給紙された記録用紙Pの先端がゲートローラ13のローラ間に到達して記録用紙Pの先端を用紙搬送方向と直交する方向に揃えるスキュー補正を行うに十分な整列時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときにはこれが経過するまで待機し、所定時間が経過したときにはステップS4に移行する。
次いで、ステップS3に移行して、ピックアップローラ12によって給紙された記録用紙Pの先端がゲートローラ13のローラ間に到達して記録用紙Pの先端を用紙搬送方向と直交する方向に揃えるスキュー補正を行うに十分な整列時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときにはこれが経過するまで待機し、所定時間が経過したときにはステップS4に移行する。
このステップS4では、ゲートローラ13のゲートローラモータドライバ132に対して駆動指令を出力すると共に、紙搬送部2における駆動ローラ22の紙送りモータドライバ222及び帯電ローラ25に高電圧を印加する高圧電源251の高圧電源ドライバ252に対して駆動指令を出力してからステップS5に移行する。
このステップS5では、用紙通過センサ14から用紙先端検出信号が入力されたか否かを判定し、用紙先端検出信号が入力されていないときには用紙先端検出信号が入力されるまで待機し、用紙先端検出信号が入力されたときにはステップS6に移行する。
このステップS5では、用紙通過センサ14から用紙先端検出信号が入力されたか否かを判定し、用紙先端検出信号が入力されていないときには用紙先端検出信号が入力されるまで待機し、用紙先端検出信号が入力されたときにはステップS6に移行する。
このステップS6では、用紙通過センサ14から用紙先端検出信号が入力されてから所定時間が経過して記録用紙Pの情報記録領域が先頭のヘッドユニット31Yにおける千鳥配列に配設された記録ヘッド311のうち上流側の記録ヘッド311による記録領域に達したか否かを判定する。この判定は、ゲートローラ13を回転駆動して記録用紙Pを送り出しててから記録用紙Pの情報記録領域がヘッドユニット31Yの上流側の記録ヘッド311に達するまでの所定時間が経過したか否かによって判定し、所定時間が経過していないときにはこれが経過するまで待機し、所定時間が経過したときにはステップS7に移行し、ヘッドユニット31Yにおいて、記録データに基づいて記録ヘッド311の圧電素子54を駆動する駆動信号をヘッドドライバ312に出力すると共に、後述する飛行曲がり補正設定処理により設定された圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2の駆動制御値に基づいて各圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2を駆動する駆動信号をヘッドドライバ313に出力する。
次いでステップS8に移行して、記録用紙Pの情報記録領域の先端がヘッドユニット31Yから次のヘッドユニット31Mの記録領域に達するまでの所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときにはこれが経過するまで待機し、所定時間が経過したときにはステップS9に移行する。
このステップS9では、ヘッドユニット31Mにおいて、前記ステップS7と同様に、記録データに基づいて記録ヘッド311の圧電素子54を駆動する駆動信号をヘッドドライバ312に出力すると共に、後述する飛行曲がり補正設定処理により設定された圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2の駆動制御値に基づいて各圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2を駆動する駆動信号をヘッドドライバ313に出力する。
このステップS9では、ヘッドユニット31Mにおいて、前記ステップS7と同様に、記録データに基づいて記録ヘッド311の圧電素子54を駆動する駆動信号をヘッドドライバ312に出力すると共に、後述する飛行曲がり補正設定処理により設定された圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2の駆動制御値に基づいて各圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2を駆動する駆動信号をヘッドドライバ313に出力する。
次いで、ステップS10に移行して、記録用紙Pの情報記録領域の先端がヘッドユニット31Mから次のヘッドユニット31Cの記録領域に達するまでの所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときにはこれが経過するまで待機し、所定時間が経過したときにはステップS11に移行して、前記ステップS7及びS9と同様に、ヘッドユニット31Cにおいて、記録データに基づいて記録ヘッド311の圧電素子54を駆動する駆動信号をヘッドドライバ312に出力すると共に、後述する飛行曲がり補正設定処理により設定された圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2の駆動制御値に基づいて各圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2を駆動する駆動信号をヘッドドライバ313に出力する。
次いで、ステップS12に移行して、記録用紙Pの情報記録領域の先端がヘッドユニット31Cから次のヘッドユニット31Kの記録領域に達するまでの所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときにはこれが経過するまで待機し、所定時間が経過したときにはステップS13に移行して、ヘッドユニット31Kにおいて、前記ステップS7、S9及びS11と同様に、記録データに基づいて記録ヘッド311の圧電素子54を駆動する駆動信号をヘッドドライバ312に出力すると共に、後述する飛行曲がり補正設定処理により設定された圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2の駆動制御値に基づいて各圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2を駆動する駆動信号をヘッドドライバ313に出力してから前記ステップS1に戻る。
また、マイクロコンピュータ60で実行する飛行曲がり補正処理は、図5に示すように、先ず、ステップS21で、例えば各ヘッドユニット31Y〜31Kの夫々の記録ヘッド311からインク液滴を同時に一回吐出させるテストパターンデータを、図4に示す印刷制御処理に出力して、テストパターンデータ印刷処理を実行させてからステップS22に移行する。
このステップS22では、記録用紙Pがイメージセンサ32に到達したか否かを判定し、記録用紙Pがイメージセンサ32に到達していないときには、イメージセンサ32に到達するまで待機し、記録用紙Pがイメージセンサ32に到達したときにはステップS23に移行する。
このステップS22では、記録用紙Pがイメージセンサ32に到達したか否かを判定し、記録用紙Pがイメージセンサ32に到達していないときには、イメージセンサ32に到達するまで待機し、記録用紙Pがイメージセンサ32に到達したときにはステップS23に移行する。
このステップS23では、イメージセンサ32で記録用紙Pに形成されたテストパターンのドット画像情報の読取りを開始させて、読取ったドット画像情報を順次読込む。次いで、ステップS24に移行して、各ヘッドユニット31Y〜31Kで形成した全てのドット画像情報の読取りを完了したか否かを判定し、ドット画像情報の読取りが完了していないときには、画像情報の読取りが完了するまで待機し、ドット画像情報の読取りが完了したときにはステップS25に移行し、読取ったドット画像情報を記憶装置61に記憶させる。
次いでステップS26に移行し、駆動制御値設定回数を表す変数Mを“1”に設定し、次いでステップS27に移行して、記憶装置61に記憶したドット画像情報を画像処理して各ドットの中心位置座標(Xi,Yj)を算出し、次いでステップS28に移行して、左端を基準とするように変数iを“1”に設定して、次いでステップS29に移行して、ステップS27で算出した各ドットの中心位置座標(Xi,Yj)と予め設定した各ドットの基準中心位置座標(Xib,Yjb)とを比較することにより、各記録ヘッド311から吐出されたインク液滴の着弾位置ズレを表すX方向及びY方向の飛行曲がり量と飛行曲がり方向とを算出し、これらを記憶装置61の所定記憶領域に記憶する。
次いで、ステップS30に移行して、X方向及びY方向の飛行曲がり量が許容範囲内であるか否かを判定し、許容範囲内であるときには、ステップS31に移行して、変数iをインクリメントし、次いでステップS32に移行して、中心位置座標Xiが右端のドット座標Xkを超えたか否かを判定し、Xi≦Xkであるときに前記ステップS29に戻り、Xi>XkであるときにはステップS33に移行して、全てのヘッドユニット31Y〜31Kの記録ヘッド311における飛行曲がり量が許容範囲内であるか否かを判定し、全ての記録ヘッド311における飛行曲がり量が許容範囲内であるときには飛行曲がり補正処理を終了し、そうでないときにはステップS34に移行して、記録変数Mをインクリメントし、次いでステップS35に移行して、変数Mが所定値Msに達したか否かを判定し、M<Msであるときには前記ステップS21に戻り、M≧MsであるときにはステップS36に移行してエラー表示を行ってから処理を終了する。
また、ステップS30の判定結果が、X方向及びY方向の飛行曲がり量の何れかが許容範囲外であるときにはステップS37に移行して、変数Mが“1”であるか否かを判定し、M=1であるときにはステップS38に移行して、後述する図7の駆動制御値設定処理を実行してから前記ステップS31に移行し、変数Mが“1”を越えているときにはステップS39に移行して、現在の飛行曲がりを補正する駆動制御値CVxが“0”より大きいか否かを判定し、CVx>0であるときにはステップS40に移行して、駆動制御値CVxに所定値ΔCVを加算した値を新たな駆動制御値CVxとして設定してからステップS41に移行し、CVx<0であるときには直接ステップS41に移行する。
ステップS41では、現在の飛行曲がりを補正する駆動制御値CVyが“0”より大きいか否かを判定し、CVy>0であるときにはステップS42に移行して、駆動制御値CVyに所定値ΔCVを加算した値を新たな駆動制御値CVyとして設定してから前記ステップS31に移行する。なお、このΔCV値は、CVxやCVyの1/5〜1/2の値を採用することが好ましいが、これは予め実験により求めておくことができる。
ここで、ステップS38の駆動制御値設定処理は、図7に示すように、先ず、ステップS51で、前記ステップS29で記憶した、記録用紙2上に吐出した液滴の実際のX方向及びY方向の飛行曲がり量と飛行曲がり方向とを記憶装置61から読出し、ステップS52に移行する。
このステップS52では、前記ステップS51で読出したX方向及びY方向の飛行曲がり量と飛行曲がり方向とに基づいて、X方向の飛行曲がり量があるか否かを判定し、X方向の飛行曲がり量がない場合には後述するステップS57にジャンプし、X方向の飛行曲がり量がある場合にはステップS53に移行する。
このステップS52では、前記ステップS51で読出したX方向及びY方向の飛行曲がり量と飛行曲がり方向とに基づいて、X方向の飛行曲がり量があるか否かを判定し、X方向の飛行曲がり量がない場合には後述するステップS57にジャンプし、X方向の飛行曲がり量がある場合にはステップS53に移行する。
このステップS53では、X方向の飛行曲がり量に基づいて、図8に示す、飛行曲がり量と飛行曲がり量に対応した駆動源の駆動制御値との関係を表わす制御マップを参照して飛行曲がりを補正するための圧電素子55X1,55X2に対する駆動制御値を求める。
次いで、ステップS54に移行し、X方向飛行曲がり量が正であるか否かを判定し、X方向飛行曲がり量が正であるときには圧電素子55X1に対して駆動制御値を設定してからステップS57に移行し、X方向飛行曲がり量が負であるときにはステップS56に移行して、圧電素子55X2に対して駆動制御値を設定してからステップS57に移行する。
次いで、ステップS54に移行し、X方向飛行曲がり量が正であるか否かを判定し、X方向飛行曲がり量が正であるときには圧電素子55X1に対して駆動制御値を設定してからステップS57に移行し、X方向飛行曲がり量が負であるときにはステップS56に移行して、圧電素子55X2に対して駆動制御値を設定してからステップS57に移行する。
ステップS57では、前記ステップS51で読出したX方向及びY方向の飛行曲がり量と飛行曲がり方向とに基づいて、Y方向の飛行曲がり量があるか否かを判定し、Y方向の飛行曲がり量がない場合には後述するステップS62にジャンプし、Y方向の飛行曲がり量がある場合にはステップS58に移行する。
このステップS58では、Y方向の飛行曲がり量に基づいて、図8に示す、飛行曲がり量と飛行曲がり量に対応した駆動源の駆動制御値との関係を表わすグラフを参照して飛行曲がりを補正するための圧電素子55Y1,55Y2に対する駆動制御値を求める。
このステップS58では、Y方向の飛行曲がり量に基づいて、図8に示す、飛行曲がり量と飛行曲がり量に対応した駆動源の駆動制御値との関係を表わすグラフを参照して飛行曲がりを補正するための圧電素子55Y1,55Y2に対する駆動制御値を求める。
次いで、ステップS59に移行し、Y方向飛行曲がり量が正であるか否かを判定し、Y方向飛行曲がり量が正であるときには圧電素子55Y1に対して駆動制御値を設定してからステップS62に移行し、Y方向飛行曲がり量が負であるときにはステップS61に移行して、圧電素子55Y2に対して駆動制御値を設定してからステップS62に移行する。
ステップS62では、設定した駆動制御値を記録ヘッド311の識別番号と関連付けて記憶装置61に記憶してから前述した図5のステップS34に移行する。
これら図4、図5及び図7の処理において、ステップS5〜ステップS13の処理が駆動源制御手段に対応し、ステップS22〜ステップS24の処理及びイメージセンサ32とが画像読取手段に対応し、ステップS29の処理が飛行曲がり量検出手段に対応し、ステップS37〜ステップS42の処理が駆動制御値算出手段に対応し、ステップS62の処理が制御値記憶手段に対応している。
上記の飛行曲がりは再現性のある現象であり、ライン型ヘッドの場合には図6(b)に示す中心位置座標については、ノズルによって飛行曲がりの現象が決まってしまい、Y方向の中心位置座標についてはほとんど同じ位置に飛行曲がりしている。それゆえ、X方向の行についていくつか補正を行えば良いことになる。
これら図4、図5及び図7の処理において、ステップS5〜ステップS13の処理が駆動源制御手段に対応し、ステップS22〜ステップS24の処理及びイメージセンサ32とが画像読取手段に対応し、ステップS29の処理が飛行曲がり量検出手段に対応し、ステップS37〜ステップS42の処理が駆動制御値算出手段に対応し、ステップS62の処理が制御値記憶手段に対応している。
上記の飛行曲がりは再現性のある現象であり、ライン型ヘッドの場合には図6(b)に示す中心位置座標については、ノズルによって飛行曲がりの現象が決まってしまい、Y方向の中心位置座標についてはほとんど同じ位置に飛行曲がりしている。それゆえ、X方向の行についていくつか補正を行えば良いことになる。
次に、上記実施形態の動作を説明する。
先ず、通常状態では、インクジェットプリンタの電源が投入されると、制御部100が作動状態となって、図4の印刷制御処理を実行開始する。
このとき、外部のホストコンピュータ70からインターフェイス80を介して記録データが制御部100に入力されていないときには、これが入力されるまで待機し(ステップS1)、ピックアップローラ12、ゲートローラ13、紙搬送部2及びヘッドユニット31Y〜31Kが作動停止状態にある。
先ず、通常状態では、インクジェットプリンタの電源が投入されると、制御部100が作動状態となって、図4の印刷制御処理を実行開始する。
このとき、外部のホストコンピュータ70からインターフェイス80を介して記録データが制御部100に入力されていないときには、これが入力されるまで待機し(ステップS1)、ピックアップローラ12、ゲートローラ13、紙搬送部2及びヘッドユニット31Y〜31Kが作動停止状態にある。
この作動停止状態から、外部のホストコンピュータ90から記録データがインターフェイス80を介して制御部100に入力されると、記録データが記憶装置61に記憶されると共に、給紙モータドライバ122に駆動指令を出力してピックアップローラ12が駆動され(ステップS2)、これによって給紙カセット11に収納されている記録用紙Pが1枚だけ給紙されてピックアップローラ12によりゲートローラ13側に搬送される。
このとき、ピックアップローラ12より給紙された記録用紙Pの先端がゲートローラ13に接触してその先端が搬送方向と直交する幅方向に一致して整列するスキュー補正が行われるに充分な整列時間が経過したときに、ゲートローラモータドライバ132、紙送りモータドライバ222及び高圧電源ドライバ252に駆動指令を出力して、ゲートローラ13及び紙搬送部2の駆動ローラ22が駆動開始される。
これによって、ゲートローラ13に先端が接触している記録用紙Pがゲートローラ13によって紙搬送部2側に搬送され、この紙搬送部2の搬送ベルト23上に受け渡される。
搬送ベルト23上に載置された記録用紙Pは、帯電ローラ25により搬送ベルト23の誘電体層が帯電されることで、搬送ベルト23上に発生する静電気により載置された記録用紙Pを搬送ベルト23に密着させることで、記録用紙Pが搬送ベルト23上に密着した状態で搬送される。
搬送ベルト23上に載置された記録用紙Pは、帯電ローラ25により搬送ベルト23の誘電体層が帯電されることで、搬送ベルト23上に発生する静電気により載置された記録用紙Pを搬送ベルト23に密着させることで、記録用紙Pが搬送ベルト23上に密着した状態で搬送される。
そして、記録用紙Pの先端が用紙検出センサ14位置に達すると、この用紙通過センサ14から用紙先端検出信号がマイクロコンピュータ60に入力され、この用紙先端検出信号から所定時間経過して記録用紙Pの情報記録領域の先端がヘッドユニット31Yの記録領域に到達すると、記録データに基づいてヘッドドライバ312及び313に対して駆動信号が出力されることにより、ヘッドユニット31Yから記録データに基づいてイエローのインク液滴が記録用紙Pの情報記録領域に吐出されて印刷が開始される。その後、記録用紙Pの情報記録領域の先端が順次ヘッドユニット31M、31C及び31Kの記録領域に到達すると、記録データに基づいて各ヘッドユニット31M、31C及び31Kからのマゼンタ、シアン及びブラックのインク液滴の吐出が制御されることにより、記録用紙Pの情報記録領域に記録データに基づいてカラー印刷が行われる。
その後、記録用紙Pがさらに搬送ベルト23によって後方に搬送されて、記録用紙Pの先端が駆動ローラ22の位置に達すると、記録用紙Pが搬送ベルト23から剥離爪41によって剥離されてから排紙トレイ42内に収納される。
ところで、各ヘッドユニット31Y〜31Kに多数備わる記録ヘッド311が有するインク液滴を吐出するノズルについて、ノズルの形状を高精度に製作することにより、記憶用紙2上に吐出される液滴の着弾位置と正規の着弾位置との誤差量は小さい値に抑制することができるが、量産品の場合、記録ヘッド311の製造精度を向上させるには一定の限度があるため、記録ヘッド311のノズル50の歪みによる液滴の着弾位置ズレが生じることは回避できない。
ところで、各ヘッドユニット31Y〜31Kに多数備わる記録ヘッド311が有するインク液滴を吐出するノズルについて、ノズルの形状を高精度に製作することにより、記憶用紙2上に吐出される液滴の着弾位置と正規の着弾位置との誤差量は小さい値に抑制することができるが、量産品の場合、記録ヘッド311の製造精度を向上させるには一定の限度があるため、記録ヘッド311のノズル50の歪みによる液滴の着弾位置ズレが生じることは回避できない。
そこで、本実施形態では、インクジェットプリンタの生産が完了した時点で、又はユーザがインクジェットプリンタによる印刷結果に画像の乱れを確認した時点で、例えば操作パネル90から飛行曲がり補正設定処理を実行する起動メニューを選択することにより、図5の飛行曲がり補正設定処理を実行することができる。
この飛行曲がり補正設定処理では、先ず、記憶装置61の駆動制御量記憶領域に記憶されている各ヘッドユニット31Y〜31Kの各記録ヘッド311に対するX方向駆動制御値CVx及びY方向駆動制御値CVyを全て“0”にクリアし、次いでヘッドユニット31Y〜31Kにおける全ての記録ヘッド311のノズル50を使用してインク液滴を同時に吐出させて、記録用紙Pのヘッドユニット31Y〜31K毎に異なる領域に搬送方向と直交するX方向のテストパターンを印刷幅方向の印刷させるテストパターンデータを図4の印刷制御処理に出力する。
この飛行曲がり補正設定処理では、先ず、記憶装置61の駆動制御量記憶領域に記憶されている各ヘッドユニット31Y〜31Kの各記録ヘッド311に対するX方向駆動制御値CVx及びY方向駆動制御値CVyを全て“0”にクリアし、次いでヘッドユニット31Y〜31Kにおける全ての記録ヘッド311のノズル50を使用してインク液滴を同時に吐出させて、記録用紙Pのヘッドユニット31Y〜31K毎に異なる領域に搬送方向と直交するX方向のテストパターンを印刷幅方向の印刷させるテストパターンデータを図4の印刷制御処理に出力する。
これによって、各ヘッドユニット31Y〜31Kから記録用紙2に吐出されるインク液滴によって各記録ヘッド311に対応するドット画像でなるテストパターンが印刷される。
そして、記録用紙2に記録されたテストパターンをイメージセンサ32で読取って、読取ったドット画像情報を画像処理することにより、各ドット画像の中心位置座標(Xi,Yj)を求める。
そして、記録用紙2に記録されたテストパターンをイメージセンサ32で読取って、読取ったドット画像情報を画像処理することにより、各ドット画像の中心位置座標(Xi,Yj)を求める。
このとき、ヘッドユニット31Y〜31Kの何れかのヘッドユニットで、これを構成する記録ヘッド311のノズル50に軽微な歪もなく正常にインク液滴が吐出されている状態では、このヘッドユニットで印刷されたテストパターンは図6(a)に示すように、各記録ヘッド311から吐出されて記録用紙2上に着弾して形成されるドット画像の中心位置座標(Xi,Yj)の全てが、記録ヘッド311が正常であるときの基準中心位置座標(Xib,Yjb)と略一致することになり、図5の処理を実行したときに、ステップS29からステップS30〜S32を経てステップS33に移行し、全てのドット画像の中心位置座標が許容範囲内であることからステップS38の駆動制御値設定処理を行うことなく、飛行曲がり補正処理を終了する。
このため、記憶装置61の駆動制御値記憶領域には、初期状態で設定された全ての記録ヘッド311が正常であることを表すX方向駆動制御値CVx及びY方向駆動制御値CVyが“0”として記憶された状態を維持する。
このため、記憶装置61の駆動制御値記憶領域には、初期状態で設定された全ての記録ヘッド311が正常であることを表すX方向駆動制御値CVx及びY方向駆動制御値CVyが“0”として記憶された状態を維持する。
したがって、各ヘッドユニット31Y〜31Kにおける全ての記録ヘッド311のノズル50から吐出されるインク液滴に飛行曲がりが存在しない場合には、図4の印刷処理が実行されたときに、各ヘッドユニット31Y〜31K位置に記録用紙2の記録領域が到達したときに、各記録ヘッド311の第1の駆動源としての圧電素子54を駆動するヘッドドライバ312に対してのみ、印刷データに基づいて、図9(a)に示すように、所定のオフセット電圧VOFから設定電圧V1 まで所定勾配で増加した後所定時間設定電圧V1 を維持してから所定勾配でオフセット電圧VOFより低い下限電圧VL まで減少され、この状態を所定時間維持してから所定勾配でオフセット電圧VOFに戻る駆動信号を圧電素子54に出力する駆動指令が出力され、第2の駆動源としての圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2を駆動するヘッドドライバ313に対して図9(a)に示すように駆動信号が出力されない状態となり、各記録ヘッド311からインク液滴56が図10(a)に示すように正常に吐出される。
ところが、あるヘッドユニット例えば31Yの第3番目の記録ヘッド311にノズル50に僅かな歪が発生して、図10(b)に示すようにノズル50から吐出されるインク液滴56に飛行曲がりが発生したときには、印刷したテストバターンが図6(b)で実線図示のように第3番目の記録ヘッド311のドット画像がX方向の負方向に変位した状態で印刷される。
このとき、第3番目のドット画像の中心位置座標(X3,Yj)と基準中心位置座標(X3b,Y3b)とを比較したときに、両者のX方向の飛行曲がり量ΔX(=X3b−X3)が正値となって許容範囲を超える値となるので、図7の駆動制御値設定処理によって、ステップS53で飛行曲がり量に基づいて図8に示す制御マップを参照して駆動制御値CVxを算出し、次いで、飛行曲がり量ΔXが正値であるので、ステップS54からステップS55に移行して、圧電素子55X1に対して駆動制御値CVxが設定される。
一方、Y方向の飛行曲がり量ΔY(=Y3b−Y3)は略“0”となるので、図7の駆動制御値設定処理でステップS57からステップS62に移行して、圧電素子55X1に対する駆動制御値CVxのみが記憶装置61の駆動制御値記憶領域に該当ヘッドユニット31Yの第3番目の記録ヘッド311に関連付けされて記憶される。
一方、Y方向の飛行曲がり量ΔY(=Y3b−Y3)は略“0”となるので、図7の駆動制御値設定処理でステップS57からステップS62に移行して、圧電素子55X1に対する駆動制御値CVxのみが記憶装置61の駆動制御値記憶領域に該当ヘッドユニット31Yの第3番目の記録ヘッド311に関連付けされて記憶される。
このため、図5の飛行曲がり補正処理で、ステップS22に戻ったときに、再度パターンデータの印刷指令が図4の印刷制御処理に対して出力されることにより、図4の印刷処理で各ヘッドユニット31Y〜31Kの全ての記録ヘッド311から一斉にインク液滴が吐出されるが、ヘッドユニット31Yの第3番目の記録ヘッド311についてはヘッドドライバ312に対して図9(b)に示す前述した印刷データに基づく駆動信号を圧電素子54に出力する駆動指令が出力され、これより所定の遅延時間Δtだけ遅れた時点でヘッドドライバ313に対して圧電素子55X1に対して図9(b)に示す台形状の駆動信号を出力する駆動指令が出力される。
このため、図10(b)に示すように、圧電素子54によって印刷データに基づく大きさのインク液滴を吐出させる圧力変化をキャビティ52に与えると共に、圧電素子55X1でノズル50から吐出されるインク液滴に+X方向の速度ベクトルを与える圧力が加えられることになり、ノズル50から吐出されるインク液滴の飛翔方向が一点鎖線図示のように飛行曲がり量ΔXを解消する+X方向に補正されて正常な飛翔状態として、記録用紙2に着弾される。
このため、再度イメージセンサ32で読取ったドット画像情報では、ヘッドユニット31Yの第3番目の記録ヘッド311の飛行曲がりが補正されているので、前述した図9(a)に示す正常状態どなり、図5の飛行曲がり補正処理において、全てのヘッドユニット31Y〜31Kの記録ヘッドにおける飛行曲がりが許容範囲内になったものと判断されて飛行曲がり補正処理を終了する。
その後は、記憶装置61の駆動制御値記憶領域にヘッドユニット31Yの第3番目の記録ヘッド311に対する圧電素子55X1の駆動制御値CVxが記憶されているので、図4の印刷処理が実行される毎に、ヘッドユニット31Yの第3番目の記録ヘッド311からインク液滴を吐出する際に、圧電素子54と圧電素子55X1とが同時に作動させて、飛行曲がりを補正した正常なインク液滴吐出状態を維持することができる。
また、図6(c)に示すように、例えばヘッドユニット31Yの第5番目のノズルにY方向の飛行曲がり量ΔYが発生した場合には、これに応じて図7の駆動制御値設定処理で、ステップS52からステップS57にジャンプし、ステップS57からステップS58に移行することにより、Y方向の飛行曲がり量ΔYに基づいてY方向駆動制御値CVyが算出され、このY方向駆動制御値CVyが圧電素子55Y1に対して設定される。このため、ヘッドユニット51Yにおける第5番目の記録ヘッド311の圧電素子54に対して印刷データに基づいて駆動信号が出力されるときに、これに同期して圧電素子55Y1に対して図9(b)に示す駆動信号と同様の駆動信号が遅延時間Δtだけ遅れて出力されることにより、第5番目の記録ヘッド311から吐出されるインク液滴の飛行曲がりを解消する速度ベクトルを与える圧力が圧電素子55Y1で発生されてインク液滴が正常状態で吐出される。
なお、図5に示す飛行曲がり補正処理が一回実行されると変数MがインクリメントされてM=2となってM=1より大きい値となるので、最初の飛行曲がり補正処理で飛行曲がりが十分に解消されない場合には、図5の飛行曲がり補正処理において、ステップS37からステップS39に移行し、現在のX方向駆動制御値CVx及び/又はY方向駆動制御値CVyを増加させる処理が行われ、これによって第2の駆動源としての圧電素子55X1(又は55X2)及び/又は圧電素子55Y1(又は55Y2)を駆動する駆動信号の電圧が増加されることにより、ノズルから吐出されるインク液滴に対してより大きな速度ベクトルを与えて、飛行曲がり補正を行うことができる。
しかしながら、変数Mが所定値Msに達するまで図5の補正処理を繰り返した場合には、飛行曲がり補正が不可能であると判断して、ステップS35からステップS36に移行して、エラー表示を行って飛行曲がり補正処理を終了する。
しかしながら、変数Mが所定値Msに達するまで図5の補正処理を繰り返した場合には、飛行曲がり補正が不可能であると判断して、ステップS35からステップS36に移行して、エラー表示を行って飛行曲がり補正処理を終了する。
このように、上記実施形態によれば、各ヘッドユニット31Y〜31Kの全ての記録ヘッド311からインク液滴を同時に吐出させてテストパターンを記録用紙2に印刷した状態で、このテストパターンをイメージセンサ32で読取り、読取ったドット画像情報を画像処理して、ドット画像の中心座標と正規の基準中心座標とを比較することにより、各記録ヘッド311から吐出されたインク液滴の飛行曲がり量ΔX及びΔYを算出し、算出した飛行曲がり量ΔX及びΔYに基づいてテーブルを参照して飛行曲がり補正を行う駆動制御値CVx及びCVyを算出し、算出した駆動制御値CVx及びCVyを制御対象となる第2の駆動源となる圧電素子55X1〜55Y2に設定して記憶装置61に記憶するようにし、この記憶装置61に記憶された圧電素子55X1〜55Y2に設定された駆動制御値CVx及びCVyに基づいて圧電素子55X1〜55Y2を駆動することにより、記録ヘッド311のノズル50から吐出されるインク液滴の飛行曲がりを補正する速度ベクトルを与える圧力を発生させるようにしたので、インク液滴の飛行曲がりを正確に補正することができる。
しかも、印刷データに基づくインク液滴の吐出は第1の駆動源としての圧電素子54を駆動制御することにより、インク液滴の飛行曲がり補正は、第2の駆動源としての圧電素子55X1〜55Y2を圧電素子54に同期させて駆動制御することにより行うので、第1及び第2の駆動源の駆動信号を容易に形成することができ、インク液滴の飛行曲がり補正時の制御処理を簡略化することができる。
また、第2の駆動源としての圧電素子55X1〜55Y2がキャビティ52を囲む側壁に形成されているので、ノズルプレート51に投影したキャビティ52の面積を狭くすることができ、この分記録ヘッド311の構成を小さくして、隣接する記録ヘッド311のノズル50同士の間隔を狭く設定することができ、高印刷品質の画像を形成することができる。
なお、上記実施形態では、ラインヘッド型のヘッドユニットに本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、シリアルヘッド型のヘッドユニットに本発明を適用してもよい。
なおさらに、上記実施形態では、各駆動源に圧電素子を備えたが、これに限定されるものではなく、図11に示すように、振動板52に代えて天板57を、各圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2に代えて発熱体55C及び55Dを備えることで、キャビティ51内で膜沸騰現象を発生することにより、キャビティ51内の圧力を変化させてインク液滴を吐出すると共に、飛行曲がりを補正する速度ベクトルを与えるようにしてもよい。
なおさらに、上記実施形態では、各駆動源に圧電素子を備えたが、これに限定されるものではなく、図11に示すように、振動板52に代えて天板57を、各圧電素子55X1,55X2,55Y1,55Y2に代えて発熱体55C及び55Dを備えることで、キャビティ51内で膜沸騰現象を発生することにより、キャビティ51内の圧力を変化させてインク液滴を吐出すると共に、飛行曲がりを補正する速度ベクトルを与えるようにしてもよい。
また、上記本実施形態では、記録紙Pの搬送方向に圧電素子55Y1及び圧電素子55Y2を配設して、この方向における飛行曲がり量補正値設定を行う場合について説明したが、図9(a)に示す、第1の駆動源における駆動波形の発生するタイミングを調整し、ノズルから吐出される液滴の吐出タイミングを制御することで、記録媒体の搬送方向に対する飛行曲がり補正を行うようにしてもよい。
さらに、上記実施形態では、イメージセンサ32をインクジェットプリンタに備えているが、所望時に飛行曲がり量の補正制御を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、インクジェットプリンタの出荷時に各記録ヘッドの飛行曲がり量を正確に計測して、計測した飛行曲がり量に基づいて第2の駆動源としての圧電素子55X1〜55Y2の駆動制御値CVx及びCVyを設定し、これを記憶装置61の駆動制御値記憶領域に格納することにより、ユーザ側での飛行曲がり量補正処理を省略するようにしてもよい。
さらにまた、飛行曲がり量のX軸方向の成分及びY軸方向の成分それぞれを補正するのに適した圧電素子の駆動制御値を図8に示す制御マップを参照して求める場合について説明したが、これに限定されるものではなく、制御マップの特性線に対応する方程式を使用して駆動制御値を演算するようにしてもよい。
なおさらに、キャビティ52内のインクは、その粘度をキャビティ内の温度によって変化させるため、例え飛行曲がり量補正値設定をしたとしても、温度変化が原因で飛行曲がりを発生させる場合がある。そこで、温度と温度変化によるインクの粘度変化に基づいて変化する圧電素子の駆動制御値との関係を示す制御マップ又はテーブルを用意し、キャビティ52内の温度を、図示しない温度計により検出し制御部100に入力することで、制御部100で、このグラフ又はテーブルを用いてキャビティ内の温度に基づく駆動制御値を求めるようにしてもよい。
なおさらに、キャビティ52内のインクは、その粘度をキャビティ内の温度によって変化させるため、例え飛行曲がり量補正値設定をしたとしても、温度変化が原因で飛行曲がりを発生させる場合がある。そこで、温度と温度変化によるインクの粘度変化に基づいて変化する圧電素子の駆動制御値との関係を示す制御マップ又はテーブルを用意し、キャビティ52内の温度を、図示しない温度計により検出し制御部100に入力することで、制御部100で、このグラフ又はテーブルを用いてキャビティ内の温度に基づく駆動制御値を求めるようにしてもよい。
23……搬送ベルト、31……ヘッドユニット、32……イメージセンサ、50……ノズル、51……キャビティ、52……振動板、53……ノズルプレート、54……圧電素子(第1の駆動源)、55X1,55X2,55Y1,55Y2…圧電素子(第2の駆動源)、55C、55D……発熱体、56……液滴、57……天板、100…制御部
Claims (8)
- 内部に液体が充填されているキャビティと、前記キャビティに連通し、前記液体をノズルから液滴として記録媒体に吐出する複数の液滴吐出ヘッドとを有するヘッドユニットを備える液滴吐出装置であって、前記キャビティ内の圧力を変化させて前記ノズルから液滴を吐出させる第1の駆動源と、前記キャビティ内の圧力を前記ノズルから吐出される液滴の飛行方向を制御するように変化させる第2の駆動源と、前記第1及び第2の駆動源を駆動制御する駆動源制御手段とを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
- 前記ノズルから吐出された液滴によって記録媒体に形成された画像を読取る画像読取手段と、該画像読取手段で読取った画像情報に基づいて吐出された液滴の飛行曲がり量を検出する飛行曲がり量検出手段と、前記飛行曲がり量検出手段で検出された前記飛行曲がり量に基づいて当該飛行曲がり量を補正するように前記第2の駆動源の駆動制御値を算出する駆動制御値算出手段とを有し、前記駆動源制御手段は、前記駆動制御値算出手段で算出した前記第2の駆動源の駆動制御値に基づいて該第2の駆動源を前記第1の駆動源と同期させて制御することを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
- 前記駆動制御値算出手段は、前記飛行曲がり量検出手段で検出した飛行曲がり量と当該飛行曲がり量に対応した前記駆動源制御手段による前記第2の駆動源の駆動制御値との関係を表す飛行曲がり量補正テーブルを有し、前記飛行曲がり量をもとに前記飛行曲がり量補正テーブルを参照して該第2の駆動源の駆動制御値を求めるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の液滴吐出装置。
- 前記駆動源制御手段は、前記第2の駆動源が制御されたときに、前記駆動制御値算出手段で算出した当該第2の駆動源の駆動制御値を記憶する制御値記憶手段を有し、該制御値記憶手段に記憶された前記第2の駆動源の駆動制御値に基づいて該第2の駆動源を制御するように構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の液滴吐出装置。
- 前記第1の駆動源は、前記キャビティ内のノズルに対向する位置に配設され、前記第2の駆動源は、前記キャビティ内の前記第1の駆動源と前記ノズルとを結ぶ線と交差する線上に配設されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1つに記載の液滴吐出装置。
- 前記第1の駆動源は、前記ノズルに対向する位置に配設される振動板と、該振動板を変位させるアクチュエータとを備えていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1つに記載の液滴吐出装置。
- 前記第1の駆動源は、前記キャビティ内に膜沸騰現象を発生させる発熱体を前記ノズルと対向する位置に備えていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1つに記載の液滴吐出装置。
- 前記第2の駆動源は、圧電素子及び発熱体の何れかを前記キャビティの側面に備えていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1つに記載の液滴吐出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004246352A JP2006062165A (ja) | 2004-08-26 | 2004-08-26 | 液滴吐出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
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JP2010042629A (ja) * | 2008-08-15 | 2010-02-25 | Sony Corp | 液体吐出装置及び液体吐出方法 |
JP2010195031A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | インクジェットヘッド |
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2004
- 2004-08-26 JP JP2004246352A patent/JP2006062165A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
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