JP2008036903A - Recording head and positional deviation correcting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧力室に収容するインク液滴をノズルから吐出させるインク液滴吐出手段に圧電変換素子を用いる記録ヘッド、及びライン方式のインクジェットプリンタにおいてライン型記録ヘッドの各ノズルの着弾精度不良に起因する画像位置のずれを補正する位置ずれ補正装置に関するものである。 The present invention reduces the landing accuracy of each nozzle of a line type recording head in a recording head using a piezoelectric conversion element as an ink droplet ejecting means for ejecting ink droplets contained in a pressure chamber from a nozzle, and a line type ink jet printer. The present invention relates to a misregistration correction apparatus that corrects the resulting misregistration of an image position.
インクジェットプリンタは、広く知られているように、ノズルとこのノズルからインク滴を吐出させるインク滴吐出手段(電気熱変換手段や圧電変換素子等)とを備える記録ヘッド(インクジェットヘッドとも言う)にインクを供給し、その記録ヘッドが有するインク滴吐出手段を入力される画像情報に基づいて駆動することにより記録ヘッドからインクを吐出させ、その吐出されたインクドットを記録用紙上に走査して付着させてインクドットパターン画像を形成する印刷装置である。 As is widely known, an ink jet printer uses ink on a recording head (also referred to as an ink jet head) that includes a nozzle and ink droplet ejection means (such as an electrothermal conversion means or a piezoelectric conversion element) that ejects ink droplets from the nozzle. And the ink droplet ejection means of the recording head is driven based on the input image information to eject ink from the recording head, and the ejected ink dots are scanned and adhered onto the recording paper. A printing apparatus for forming an ink dot pattern image.
具体的には、このインクジェットプリンタでの画像記録動作では、まず、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から入力される各種データ及びコマンドを解析し、その解析結果に応じて印刷すべき画像のドット構成と一対一に対応したビットイメージデータである印刷データを作成し、その印刷データをメモリ内のプリントバッファに格納する。次に、当該プリントバッファから印刷データを読み出し、この印刷データに基づいて記録ヘッドを駆動して記録用紙に対してインクドットを吐出させる。これによって、記録用紙上に、その印刷データがインクドットのパターンによる画像として印刷記録される。 Specifically, in the image recording operation of this ink jet printer, first, various data and commands input from a host device such as a personal computer are analyzed, and a dot configuration and a pair of images to be printed are determined according to the analysis result. The print data which is bit image data corresponding to one is created, and the print data is stored in the print buffer in the memory. Next, the print data is read from the print buffer, and the recording head is driven based on the print data to eject ink dots onto the recording paper. Thus, the print data is printed and recorded as an image with an ink dot pattern on the recording paper.
このようなインクジェットプリンタには、シリアル方式とライン方式とがある。シリアル方式は、1つの記録ヘッドを記録用紙の幅方向(主走査方向)に移動させて印刷を行う方式である。ライン方式は、主走査方向への1ライン分の印刷を一括して行う方式であり、主に産業用インクジェットプリンタで採用されている。 Such inkjet printers include a serial method and a line method. The serial method is a method in which printing is performed by moving one recording head in the width direction (main scanning direction) of the recording paper. The line method is a method in which printing for one line in the main scanning direction is performed in a lump, and is mainly used in industrial inkjet printers.
インクジェットプリンタの記録ヘッドについては、種々の技術が提案されているが、ライン方式においては、記録用紙の全幅に渡る1つの記録ヘッドを、シリコンウェハやガラス等で一体に形成することは、製造方法、歩留まり、発熱、コスト等さまざまな問題があって現実的ではない。そのため、ライン方式では、小さな記録ヘッドの複数個を記録用紙の幅方向(主走査方向)に端部同士が繋がるように並べて配置して印刷幅分の長さを有する長尺のライン型記録ヘッドを形成し、それを用紙搬送方向(副走査方向)に必要な彩色成分数だけ並べて配置し、各ライン型記録ヘッドにおけるそれぞれの記録ヘッドに適当な信号処理を行うことにより、記録用紙に印刷する段階で、記録用紙の全幅に渡る一括記録が行えるようにしている。 Various techniques have been proposed for recording heads of ink jet printers. In the line system, a single recording head that covers the entire width of the recording paper is integrally formed of silicon wafer, glass, or the like. There are various problems such as yield, heat generation, and cost, which are not realistic. Therefore, in the line system, a long line type recording head having a length corresponding to the printing width by arranging a plurality of small recording heads side by side in the width direction (main scanning direction) of the recording paper. Are arranged side by side in the number of chromatic components required in the paper conveyance direction (sub-scanning direction), and printing is performed on recording paper by performing appropriate signal processing on each recording head in each line-type recording head. At this stage, batch recording over the entire width of the recording paper is made possible.
このようなライン型記録ヘッドの製造方法として、例えば(特許文献1)では、プリンタヘッドをモジュール化し、そのヘッドモジュールを複数直列に配置して長尺のライン型記録ヘッドを形成する技術を開示している。このヘッドモジュールを副走査方向に並べる方法では、様々な用紙サイズに対応するライン型記録ヘッドの製造が可能であるだけでなく、モジュール単位で性能のチェックができるという利点がある。また、ライン型記録ヘッドを組み立てる際に一部のモジュールに不都合があれば、不良モジュールだけの交換で済むので、生産上の歩留まりの向上が実現できる。このような構成のヘッドを搭載したインクジェットプリンタでは、主走査方向はキャリッジによるスキャンが必要ないので、高速化が図れ、特に産業用のオンデマンド印刷の分野で市場が拡大している。 As a method for manufacturing such a line type recording head, for example, (Patent Document 1) discloses a technique for forming a long line type recording head by modularizing a printer head and arranging a plurality of the head modules in series. ing. This method of arranging the head modules in the sub-scanning direction has an advantage that not only the line type recording head corresponding to various paper sizes can be manufactured but also the performance can be checked in units of modules. Further, if some of the modules are inconvenient when assembling the line-type recording head, only defective modules can be replaced, so that the production yield can be improved. Ink jet printers equipped with such a head do not require scanning by a carriage in the main scanning direction, so that the speed can be increased, and the market is expanding especially in the field of industrial on-demand printing.
ところで、この種のインクジェットプリンタでは、高品位な画像記録が求められているので、文字再現の明瞭性や、銀塩写真並みのカラー再現性が重要な課題である。以下、この課題に対処する従来の技術について概説する。 By the way, in this type of ink jet printer, high-quality image recording is required. Therefore, clarity of character reproduction and color reproducibility similar to a silver salt photograph are important issues. In the following, conventional techniques for dealing with this problem will be outlined.
文字再現の明瞭性を低下させる要因としては、エッジ部のシャギー感、揺らぎがあり、また、カラー再現性では、写真画の粒状感、色ずれ、テクスチャーが主要部分を占める。これらの画像欠陥の本質的な原因は、記録用紙上に印刷するドット位置が正規の位置に対しずれていることである。当該位置ずれについてさらに要因分析を進めると、用紙を搬送するための副走査駆動のピッチ変動、いわゆる副走査むら、及び記録ヘッド自体の着弾精度のばらつきが重畳してもたらす結果であることが分かる。 Factors that reduce the clarity of character reproduction include the shaggy feeling and fluctuations at the edges, and the color reproducibility is mainly due to the graininess, color shift, and texture of the photographic image. The essential cause of these image defects is that the dot positions printed on the recording paper are shifted from the normal positions. If the factor analysis is further advanced with respect to the positional deviation, it can be seen that this is a result of overlapping the fluctuation in the pitch of the sub-scanning drive for conveying the sheet, so-called sub-scanning unevenness, and the variation in the landing accuracy of the recording head itself.
副走査のピッチ変動は、機械的な伝達特性、いわゆるギア精度、搬送ローラの中心軸ずれや駆動制御系の伝達特性が最適化されていない等の複合要因で、副走査の特性に揺らぎが発生している。また、記録ヘッド単体では、吐出用ノズルの加工精度による同軸度のずれ、向きがばらつくので、吐出方向が一定方向に定まらない。さらに、記録ヘッド内に実装される圧電変換素子であるピエゾ素子等のアクチュエータは、その変位量がばらつくので、当然インクを吐出する速度が各ノズル間で異なり、主走査、副走査の両方向の成分でばらつきが発生し、その結果、副走査の着弾位置がばらつくことになる。 Sub-scan pitch fluctuations are caused by complex factors such as mechanical transmission characteristics, so-called gear accuracy, transport roller center axis deviation, and drive control system transmission characteristics are not optimized. is doing. In addition, in a single recording head, since the deviation and direction of the coaxiality due to the processing accuracy of the discharge nozzles vary, the discharge direction cannot be determined in a fixed direction. Furthermore, since the amount of displacement of actuators such as piezo elements, which are piezoelectric conversion elements mounted in the recording head, varies naturally among the nozzles, the components in both the main and sub-scan directions are different. As a result, the landing positions of sub-scanning vary.
以上挙げた問題に対し、記録ヘッド単体の加工精度、組み立て精度を向上させるためには工程での作業時間の長期化による生産効率の低下と、高価な量産装置の導入等で設備費用の経費増大とを招く。また、記録ヘッド内のアクチュエータとして機能するピエゾ素子は、量産レベルで材料の組成、物性を完全に均一化し、変位量のバラツキをゼロにすることは技術的に至難の技であるといわざるを得ない。これらの諸問題を打開することを目的として、従来から物理特性のばらつきの結果による当該位置ずれを前提として、補正するという方向の技術提案がなされている(例えば特許文献2,3)。
In order to improve the processing accuracy and assembly accuracy of the recording head alone in response to the problems mentioned above, the production cost decreases due to the prolonged work time in the process and the cost of equipment increases due to the introduction of expensive mass production equipment. Invite you. In addition, piezo elements that function as actuators in recording heads are said to be technically difficult to achieve uniform material composition and physical properties at the mass production level and to achieve zero variations in displacement. I don't get it. For the purpose of overcoming these problems, technical proposals have been conventionally made in the direction of correction on the premise of the positional deviation resulting from the variation in physical characteristics (for example,
即ち、(特許文献2)では、基準吐出タイミングから所定オフセット値だけずれたタイミングでC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック)の各色ノズル群から各色インクを吐出できるインクジェットプリンタにおいて、まず、各色ノズル群からのインク吐出タイミングを異なる複数のオフセット値に従って変化させることによって印刷位置の異なるサンプル画像を各色毎に作像してアライメントパターンを作成し、そのアライメントパターンを参照してオフセット値を決定する。その後、各色ノズル群からのインク吐出タイミングを異なる複数のオフセット値に従って変化させたときに作成される複数のグレーパターンをも参照して最終的なオフセット値を決定する技術が開示されている。 That is, in (Patent Document 2), each color ink can be ejected from each color nozzle group of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black) at a timing shifted by a predetermined offset value from the reference ejection timing. In an inkjet printer, first, an ink discharge timing from each color nozzle group is changed according to a plurality of different offset values to create sample images with different printing positions for each color to create alignment patterns, and refer to the alignment patterns. To determine the offset value. Thereafter, a technique is disclosed in which a final offset value is determined with reference to a plurality of gray patterns created when the timing of ejecting ink from each color nozzle group is changed according to a plurality of different offset values.
また、(特許文献3)では、各ノズル間のバラツキを補正する目的で、記録用紙上に位置ずれ検出用パターンを作成し、目標着弾位置とのずれ量を得て、図9に示す方法で当該ずれ量に応じて画像メモリのマップを更新する技術が開示されている。図9は、シリアル方式のインクジェットヘッドにおける副走査方向の画像位置ずれを補正する動作を説明する概念図(記録用紙上のテストパターン)である。 Further, in (Patent Document 3), for the purpose of correcting the variation between the nozzles, a misregistration detection pattern is created on the recording paper, the misalignment amount with respect to the target landing position is obtained, and the method shown in FIG. A technique for updating a map of an image memory in accordance with the shift amount is disclosed. FIG. 9 is a conceptual diagram (test pattern on recording paper) for explaining the operation of correcting the image position shift in the sub-scanning direction in the serial inkjet head.
要約すれば、この(特許文献3)では、実印時解像度が600dpiのインクジェットプリンタであれば、テストパターンを印刷するときは、補正精度をアップさせるために1200dpiの走査解像度で実行される。当該メモリーマップ(図9)に基づいてテストパターンが印刷され、ずれ検出動作によって各ノズルの印刷ドットずれが算出され、その数値に応じて図示しないRAM内にあるアドレス変換テーブル(画像メモリのアドレスの変更内容を指示する参照テーブル)を更新するという内容が説明されている。 In summary, in this (Patent Document 3), if the actual printing resolution is an ink jet printer with 600 dpi, when a test pattern is printed, it is executed at a scanning resolution of 1200 dpi in order to increase the correction accuracy. A test pattern is printed based on the memory map (FIG. 9), and the print dot shift of each nozzle is calculated by the shift detection operation. According to the numerical value, an address conversion table (address of the image memory) in the RAM (not shown) is calculated. The content of updating the reference table instructing the content of change is described.
次に、近年の産業用インクジェットプリンタでは、前述したような高画質化の要求に際し、特に単色での位置ずれや、各色重ね合わせたときの色ずれは、印刷密度の高解像度化に伴ってさらに特に重要な問題となっている。 Next, in recent industrial inkjet printers, when the above-mentioned demand for high image quality is required, in particular, color misregistration in single colors and color misregistration when each color is superimposed are further increased as the printing density is increased. It is a particularly important issue.
産業用インクジェットプリンタで用いられているライン型記録ヘッドでは、ヘッドモジュール内のノズルからの着弾精度が重要であり、文字部のシャギー、カラー画像であれば色ずれとなって現れる。しかし、(特許文献3)に開示される技術は、シリアル方式のインクジェットヘッドにおける副走査方向の着弾位置ずれを補正する技術であり、ライン方式のインクジェットヘッドにおける全ノズル個々から主走査方向への着弾位置ずれには対処できない。そのため、ノズルからインク滴を吐出させるインク滴吐出手段に圧電変換素子を用いるライン方式のインクジェットヘッドでは、製造工程において各ラインヘッドの着弾バラツキを作業員が治具等を用いた手作業によって調整する方法を用いている。 In line type recording heads used in industrial inkjet printers, landing accuracy from the nozzles in the head module is important, and shading of character portions and color images appear as color shifts. However, the technique disclosed in (Patent Document 3) is a technique for correcting landing position deviation in the sub-scanning direction of the serial type ink jet head, and landing in the main scanning direction from all nozzles in the line type ink jet head. Misalignment cannot be dealt with. For this reason, in a line-type inkjet head that uses a piezoelectric conversion element as an ink droplet ejection means for ejecting ink droplets from a nozzle, an operator adjusts the landing variation of each line head manually by using a jig or the like in the manufacturing process. The method is used.
このライン方式のインクジェットヘッドにおける着弾位置制御に関しては、ノズルからインク滴を吐出させるインク滴吐出手段に電気熱変換手段を用いたサーマル方式のライン型記録ヘッドについて提案がなされている(例えば特許文献4)。以下、図10を参照して、その概要を説明する。 Regarding the landing position control in this line type ink jet head, a thermal type line type recording head using an electrothermal conversion means as an ink drop discharge means for discharging ink drops from nozzles has been proposed (for example, Patent Document 4). ). Hereinafter, the outline will be described with reference to FIG.
図10では、着弾位置制御に使用するサーマル方式のプリンタヘッドチップの内部構成が示されている。即ち、(特許文献4)では、吐出すべき液体を収容する液室32と、液室32内に配置され、エネルギーの供給により液室32内の液体に気泡を発生させる発熱抵抗体33と、発熱抵抗体33による気泡の生成に伴って液室32内の液体を吐出させるためのノズル38とを含む液体吐出部を特定方向に複数並設したヘッド31を備える液体吐出装置において、発熱抵抗体33は、1つの液室32内で2分割されており、1つの液室32内の2つの発熱抵抗体33にエネルギーを供給するとともに、一方の発熱抵抗体33と、他方の発熱抵抗体33とにエネルギーを供給するときのエネルギーの与え方に差異を設け、その差異によってノズル38から吐出される液体の飛翔特性を制御する技術が開示されている。
しかしながら、(特許文献4)に記載の技術では、発熱抵抗体は気泡発生のためにかなり大きな電流を必要とし、例えば、圧電変換素子を駆動してインクを吐出させた場合の2倍〜10倍の電流消費となる。その結果、駆動回路の大型化やコストアップを招来する。 However, in the technique described in (Patent Document 4), the heating resistor requires a considerably large current for generating bubbles, and is, for example, 2 to 10 times that when the piezoelectric conversion element is driven to eject ink. Current consumption. As a result, the drive circuit is increased in size and cost.
また、ノズルからのインク液滴吐出量は、一般に、発熱抵抗体に印加する電力の増加に伴って単調に増加することはなく、所定の電力値を超えると急激に増加する傾向を呈するので、気泡発生も急激となる。したがって、複数の発熱抵抗体各々の電流値のバランスを調整するだけでは微妙な高分解能の飛翔方向制御が困難である。 In addition, the amount of ink droplets discharged from the nozzle generally does not increase monotonously with an increase in power applied to the heating resistor, but tends to increase rapidly when a predetermined power value is exceeded. Bubble generation is also rapid. Therefore, it is difficult to finely control the flight direction with high resolution by simply adjusting the balance of the current values of the plurality of heating resistors.
加えて、発熱抵抗体の電力量と発生する気泡体積との関係は非線形であるので、電気的・物理的外乱に対して脆弱であり、所定電力量に対する飛翔方向の再現性が悪い。したがって、着弾位置のバラツク確率が高くなるという問題もある。 In addition, since the relationship between the electric energy of the heating resistor and the generated bubble volume is non-linear, it is vulnerable to electrical and physical disturbances and the reproducibility of the flight direction for a predetermined electric energy is poor. Therefore, there is also a problem that the landing position variation probability increases.
要するに、(特許文献4)に記載の技術では、複数の発熱抵抗体の通電制御による気泡形状バランスによる高分解能な着弾位置制御は困難であるといわざるを得ない。加えて、発熱抵抗体を使用したライン型記録ヘッドは、製造時に作業者が治具を用いてその位置ずれ特性を計測して補正電流比を設定する必要があるので、生産効率が悪い。その上、一旦設定された補正値は更新できないので、市場での環境変動や経時変化による着弾位置ずれの変化に対応できない。 In short, with the technique described in (Patent Document 4), it is unavoidable that high-resolution landing position control based on bubble shape balance by energization control of a plurality of heating resistors is difficult. In addition, a line-type recording head using a heating resistor is inferior in production efficiency because it is necessary for an operator to set its correction current ratio by measuring its misalignment characteristics using a jig at the time of manufacture. In addition, since the correction value once set cannot be updated, it is not possible to cope with changes in landing position deviation due to environmental fluctuations and changes with time in the market.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、圧力室に収容するインク液滴をノズルから吐出させるインク液滴吐出手段に圧電変換素子を用いる記録ヘッドにおいて、ノズルから吐出されるインク液滴の主走査方向への飛翔特性を制御できる構成を備えた記録ヘッドを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an ink droplet ejected from a nozzle in a recording head using a piezoelectric conversion element as an ink droplet ejecting means for ejecting an ink droplet accommodated in a pressure chamber from the nozzle. An object of the present invention is to obtain a recording head having a configuration capable of controlling the flight characteristics in the main scanning direction.
また、本発明は、ライン方式のインクジェットプリンタにおけるライン型記録ヘッドの各モヘッドジュールを上記発明による記録ヘッドで構成し、インクジェット記録における位置ずれの中でも、ライン型記録ヘッドの各ノズルでの着弾精度不良による位置ずれ、色ずれ等の印刷不良を防止することのできる位置ずれ補正装置を得ることを目的とする。 According to the present invention, each module of the line type recording head in the line type ink jet printer is configured by the recording head according to the above invention, and the landing accuracy at each nozzle of the line type recording head among the positional deviations in the ink jet recording. It is an object of the present invention to provide a misregistration correction apparatus capable of preventing printing defects such as misregistration and color misregistration.
上述した目的を達成するために、本発明は、圧力室に収容するインク液滴をノズルから吐出させるインク液滴吐出手段に圧電変換素子を用いる記録ヘッドにおいて、各圧力室に設ける前記圧電変換素子は、ノズル位置に対して主走査方向の両側において個別に駆動電圧を印加して駆動制御可能に配置した少なくとも2つの圧電変換素子で構成されることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a recording head using a piezoelectric conversion element as an ink droplet discharge means for discharging an ink droplet stored in a pressure chamber from a nozzle. Is composed of at least two piezoelectric transducer elements arranged so as to be capable of driving control by individually applying a driving voltage on both sides in the main scanning direction with respect to the nozzle position.
本発明によれば、2つの圧電変換素子は、電圧Va,Vbを個別に印加して駆動することができる。したがって、ノズルから吐出されるインク液滴の吐出方向を、Va>Vbとすることで、例えば主走査方向の一端側に向かう方向とすることができ、Vb>Vaとすることで、主走査方向の他端側に向かう方向とすることができ、Va=Vbとすることで、ノズル配置直下に向かう方向とすることができるので、電圧Va,Vbを、等値を含み適切な値とすることで、ノズルから吐出されるインク液滴の主走査方向への飛翔特性を所望の特性に制御することができ、ノズル毎に記録用紙上の着弾位置が制御できるようになる。 According to the present invention, the two piezoelectric conversion elements can be driven by individually applying the voltages Va and Vb. Therefore, by setting the discharge direction of the ink droplets discharged from the nozzles to Va> Vb, for example, the direction toward one end in the main scanning direction can be set, and by setting Vb> Va, the main scanning direction. The direction can be the direction toward the other end of the nozzle, and by setting Va = Vb, the direction can be the direction directly below the nozzle arrangement. Thus, the flight characteristics of the ink droplets ejected from the nozzles in the main scanning direction can be controlled to desired characteristics, and the landing position on the recording paper can be controlled for each nozzle.
本発明による圧力室に収容するインク液滴をノズルから吐出させるインク液滴吐出手段に圧電変換素子を用いる記録ヘッドによれば、ノズルから吐出されるインク液滴の主走査方向への飛翔特性を制御してノズル毎に記録用紙上の着弾位置が制御できるという効果を奏する。 According to the recording head using the piezoelectric conversion element as the ink droplet ejection means for ejecting the ink droplet accommodated in the pressure chamber from the nozzle according to the present invention, the flying characteristic of the ink droplet ejected from the nozzle in the main scanning direction is improved. This has the effect that the landing position on the recording paper can be controlled for each nozzle.
以下に図面を参照して、本発明にかかる記録ヘッド及び位置ずれ補正装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a recording head and a misregistration correction apparatus according to the present invention are explained in detail below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態による記録ヘッド及び位置ずれ補正装置を装備するライン方式のインクジェットプリンタの構成を示すブロック図である。図2は、図1に示す各ライン型記録ヘッドの構成を示す概念図である。図3は、図2に示すヘッドモジュールにおいて本発明の要部構成を示す図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a line-type inkjet printer equipped with a recording head and a positional deviation correction device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of each line type recording head shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a main configuration of the present invention in the head module shown in FIG.
図1において、インクジェットプリンタ本体のフレーム1には、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー),K(ブラック)の各彩色成分用のライン型記録ヘッド2が、記録用紙3の搬送方向(副走査方向)4に沿って記録用紙3上を幅方向(主走査方向)に跨ぐように、記録用紙3の幅方向両側のフレーム1に固定配置されるが、図1では、理解を容易にするため、K印刷用のライン型記録ヘッド2−kとC印刷用のライン型記録ヘッド2−cの2つが示されている。
In FIG. 1, a line
各ライン型記録ヘッド2は、図2に示すように、小さな記録ヘッドであるヘッドモジュール6の複数個(6−1〜6−m)を主走査方向7に端部同士が繋がるように配置し、それを用紙搬送方向(副走査方向)に必要な彩色成分数だけ並べて配置した構成である。
As shown in FIG. 2, each line
各ヘッドモジュール6は、記録用紙3との対向面に、主走査方向7に沿って多数のノズルを一定間隔で配置したノズル列6aが副走査方向に複数個(図2では、2列を例示)一定間隔で設けられている。
Each
そして、各ノズル列6aにおける1つのノズルと1対1の関係で、図3に示すように、吐出すべきインク液を収容する圧力室8を備えている。各圧力室8には、この実施の形態では、インク滴吐出手段として2つの圧電変換素子9a,9bが設けられている。2つの圧電変換素子9a,9bは、1つのノズルを挟んで主走査方向7の両側にほぼ対称に配置されている(図4参照)。
In addition, as shown in FIG. 3, a
図1に戻って、このようなライン型記録ヘッド2のノズルから吐出されるインク液滴の飛翔特性を制御して位置ずれ補正を実施する制御系として、位置ずれセンサ11と、ずれ量検出回路12と、制御回路13と、ヘッド駆動回路14とを備えている。そのうち、ヘッド駆動回路14はノズル吐出制御手段に対応し、位置ずれセンサ11及びずれ量検出回路12は全体として位置ずれ量検出手段に対応し、制御回路13は位置ずれ補正データ収集手段に対応している。
Returning to FIG. 1, as a control system for correcting the misalignment by controlling the flight characteristics of the ink droplets ejected from the nozzles of such a line
位置ずれセンサ11は、主走査方向と平行した状態で記録用紙3の上方に位置するように、記録用紙3の幅方向両端側のフレーム1に固定されている。位置ずれセンサ11は、記録用紙3に投光する光源(例えばLED)と、受光センサ(例えばCCD)と、記録用紙3からの反射光を前記受光センサに導くロッドレンズアレイなどの光学系とを備え、所定の画像読み取りシーケンスで、下方を副走査方向4に通過する記録用紙3上におけるテストパターン画像(ライン画像)における各ノズルからの各着弾位置を検出する(図5(a),(b)参照)。
The
ずれ量検出回路12は、位置ずれセンサ11が検出した画像レベルから、各着弾位置の基準位置からの主走査方向への位置ずれ量を検出する(図5(c)、図6、図7参照)。
The displacement
制御回路13は、ずれ量検出回路12が検出した位置ずれ量に基づき、各圧力室8における2つの圧電変換素子9a,9bへの各印加電圧レベルの比を求める(図8参照)。そして、C,M,Y,Kの各ライン型記録ヘッド2について求めた「各圧力室8における2つの圧電変換素子9a,9bへの各印加電圧レベルの比」を画像形成時に用いる補正データとしてメモリに蓄積する。
The
ヘッド駆動回路14には、位置ずれ補正時に、外部の図示省略したテストパターン発生回路からテストパターンが入力される。このテストパターンに従って記録用紙3上に印刷したテストパターン画像(ライン画像)は、2ドット以上の連続欠落ドットを挟んで1ドット印刷を繰り返した歯抜けのドット画像となる。なお、この実施の形態では、テストパターン画像(ライン画像)は、2ドットの連続欠落ドットを挟んで1ドット印刷を繰り返した2ドット歯抜けのドット画像であるとしている。
A test pattern is input to the
ヘッド駆動回路14は、所定の印刷シーケンスの下で、位置ずれ補正時に対象とする1つライン型記録ヘッド2における各圧力室8に設けた2つの圧電変換素子9a,9bをライン毎に交互に駆動(図4、図6参照)して記録用紙3上に上記のような歯抜けのドット画像であるテストパターン画像を印刷形成させる。これを、C,M,Y,Kの各ライン型記録ヘッド2について実施する。そして、画像形成時では、制御回路13から補正データを得て2つの圧電変換素子9a,9bを同時に駆動する。
The
以下、図4〜図8を参照して、以上のように構成されるこの実施の形態による記録ヘッド及び位置ずれ補正装置の動作について具体的に説明する。なお、図4は、図3に示す1つの圧力室の天井側に設けた2つの圧電変換素子と床面側に設けるノズルとの関係を示す主走査方向断面図及び2つの圧電変換素子による吐出制御態様を説明する概念図である。図5は、図1に示す位置ずれセンサの構成及びずれ量検出回路での位置ずれ検出動作を説明する概念図である。図6は、図5に示す位置ずれ検出動作の詳細を説明する概念図である。図7は、図1に示す位置ずれセンサの検出レベルの比と位置ずれ量との関係特性図である。図8は、図1に示す制御回路が1つの圧力室に設けた2つの圧電変換素子への最適な印加電圧比と着弾位置との関係を説明する図である。 Hereinafter, the operations of the recording head and the misregistration correction apparatus according to this embodiment configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 4 is a cross-sectional view in the main scanning direction showing the relationship between the two piezoelectric transducers provided on the ceiling side of one pressure chamber shown in FIG. 3 and the nozzle provided on the floor surface, and ejection by the two piezoelectric transducers. It is a conceptual diagram explaining a control aspect. FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the positional deviation sensor shown in FIG. 1 and the positional deviation detection operation in the deviation amount detection circuit. FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating details of the misregistration detection operation shown in FIG. FIG. 7 is a relationship characteristic diagram between the detection level ratio of the misregistration sensor shown in FIG. 1 and the misregistration amount. FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the optimum applied voltage ratio to the two piezoelectric transducer elements provided in one pressure chamber and the landing position by the control circuit shown in FIG.
図4において、圧力室8の床面には1つのノズル16が設けられる。圧力室8の天井側には、下から上に向かって全圧力室に共通の振動板(例えばクロム製薄膜)17及び共通の電極である下部電極膜(銅などの導電体薄膜)18が形成される。そして、下部電極膜18の上部面にPZTなどのセラミック材料を用いて成膜した圧電変換素子9a,9bがノズル16の孔径中心19に対して主走査方向7の両側に適宜距離を置いて対称に積層され、圧電変換素子9a,9bの上端面に個別の電極である上部電極膜(白金などの導電体薄膜)19a,19bがそれぞれ積層されている。つまり、1つの圧力室8は、2つの圧電アクチュエータを備えている。
In FIG. 4, one
今、ヘッド駆動回路14は、上部電極膜19aと下部電極膜18との間に圧電変換素子9aに対する電圧Vaを印加し、上部電極膜19bと下部電極膜18との間に圧電変換素子9bに対する電圧Vbを印加するとする。そして、説明の容易化を図るため、圧電変換素子9a,9bは、電界の印加方向である図4中上下方向に伸縮する縦振動モードの圧電効果を呈するとする。その結果、圧力室8の天井板である振動板17は、圧電変換素子9a,9bの配置位置直下における部分が図4中上下方向に変位し、圧力室8内の容積(つまり圧力)を増加・減少させ、ノズル16から記録用紙3に向けてのインク液滴20の吐出動作が行われる。
Now, the
図4では、Va>Vbの場合を示すので、圧電変換素子9aの配置位置直下での振動板変位量21aは圧電変換素子9bの配置位置直下での振動板変位量21bよりも大きくなる。この場合には、圧力室8では、圧電変換素子9aの配置位置直下での圧力増加割合が大きくなるので、ノズル16から記録用紙3に向けて吐出されるインク液滴20は、図4に示すようにノズル16の孔径中心19から主走査方向7の一端側(図中右側)にΔxずれた記録用紙3上の位置x1に着弾する飛翔軌跡を描く。
Since FIG. 4 shows the case of Va> Vb, the
一方、Va<Vbの場合は、上記とは逆の現象が起こり、圧電変換素子9bの配置位置直下での振動板変位量22bが圧電変換素子9aの配置位置直下での振動板変位量22aよりも大きくなるので、図示してないが、ノズル16から記録用紙3に向けて吐出されるインク液滴20は、ノズル16の孔径中心19から主走査方向7の他端側(図中左側)に所定量ずれた記録用紙3上の位置に着弾する飛翔軌跡を描く。
On the other hand, when Va <Vb, the reverse phenomenon occurs, and the
そして、以上の説明から理解できるように、Va=Vbの場合は、圧電変換素子9aの配置位置直下での振動板変位量と圧電変換素子9bの配置位置直下での振動板変位量とが等しくなるので、ノズル16から記録用紙3に向けて吐出されるインク液滴20は、ノズル16の孔径中心19と一致した記録用紙3上の位置x0に着弾する飛翔軌跡を描く。
As can be understood from the above description, when Va = Vb, the diaphragm displacement amount immediately below the
圧電変換素子の変位量は、印加する電圧レベルに対してほぼ線形に変化するので、図4に示した例で言えば、Va=VbからVa>Vbの方向へ変化させる場合、上記のずれ量Δxは、Va/Vbの増加に対して単調増加傾向を示す。したがって、印加電圧Va,Vbの比を変化させることで、インク液滴20の主走査方向両側における吐出方向(飛翔方向)を制御することが可能となる。これが、制御回路13が求める補正データの内容である。
Since the displacement amount of the piezoelectric transducer changes substantially linearly with respect to the applied voltage level, in the example shown in FIG. 4, when changing from Va = Vb to Va> Vb, the above-described displacement amount. Δx shows a monotone increasing tendency with respect to an increase in Va / Vb. Therefore, by changing the ratio of the applied voltages Va and Vb, it is possible to control the ejection direction (flying direction) of the
次に、図5を参照して位置ずれセンサ11及びずれ量検出回路12の構成と動作について説明する。位置ずれセンサ11は、図5(a),(b)に示すように、記録用紙3上に投光する光源11aと、記録用紙3からの反射光を図示しない光学系を通して受け取り記録用紙3上のライン画像(ドット画像)3aを検出する受光センサ11bとを備えている。受光センサ11bは、ライン記録型ヘッド2のノズル数と同数の受光素子を同様の配置態様で備えており、記録用紙3上のライン画像(ドット画像)3aを1ドット単位で検出できるようになっている。
Next, the configuration and operation of the
図5(c)は、ずれ量検出回路12の動作を示す。前記したようにこの実施の形態によるヘッド駆動回路14がテストパターンに従って印刷形成する1ラインの歯抜けドット画像は、主走査方向に2ドットの連続欠落ドットを置いて1ドット印刷を繰り返した2ドット歯抜けのドット画像であるので、図5(c)に示すように、ずれ量検出回路12には、2ドット置きに検出されたドット画像(イ),(ロ),(ハ)の検出信号が入力される。
FIG. 5C shows the operation of the deviation
図5(c)において、ドット画像(イ)は、受光センサ11bの隣接する2つ受光素子に跨ることなく1つ受光素子で完全に検出されたドット画像であり、その検出レベル(受光センサ11bのセンサアナログ出力)は電圧V0であることが示されている。
In FIG. 5C, a dot image (A) is a dot image that is completely detected by one light receiving element without straddling two adjacent light receiving elements of the
その後の2ドット歯抜け後のドット画像(ロ)は、受光センサ11bの隣接する2つ受光素子で検出された場合を示すが、大部分が一方の受光素子で検出され、残りの小部分が他方の受光素子で検出されたことを示している。この場合には、大部分を検出した一方の受光素子の検出レベルV2は残りの小部分を検出した他方の受光素子の検出レベルV1よりも相当に大きくなることが示されている。
The subsequent dot image (2) after missing two dots shows the case where the light is detected by two light receiving elements adjacent to the
そして、その後の2ドット歯抜け後のドット画像(ハ)は、受光センサ11bの隣接する2つ受光素子が等分に検出した場合を示す。この場合は、双方の受光素子の検出レベルV3,V4は、等しくなる。
The subsequent dot image (c) after missing two dots shows a case where two adjacent light receiving elements of the
以上のように、2つの受光素子で検出できた場合の2つの検出電圧は、共に1つの受光素子で完全に検出できた場合の検出電圧よりも小さい。そして、2つの受光素子で検出できた場合の2つの検出電圧は、等値である場合と、等値でない場合とがある。等値でない場合は、その大小関係から、主走査方向のどの側にどれだけずれているかがわかる。 As described above, the two detection voltages when detected by two light receiving elements are smaller than the detection voltages when both can be completely detected by one light receiving element. When two light receiving elements can detect the two detection voltages, there are a case where they are equal and a case where they are not equal. When the values are not equal, it can be determined from the magnitude relationship how much the main scanning direction is shifted to what side.
ヘッド駆動回路14は、2番目のライン画像印刷では、使用する圧電変換素子を切り替えるので、以上に示した1番目のライン画像と同様に、各ノズルに対する印刷ドット位置のずれ量が検出される。
Since the
そこで、ずれ量検出回路12は、対象とする1つのライン型記録ヘッド2の一方の端部に位置するノズルから吐出されたインク液滴のドット画像が対応する1つの受光素子で検出できるので、その検出レベル(受光センサ11bのアナログ出力レベル)を基準に「ずれ量及びその方向」を検出し、以降の2ドット歯抜けの位置では隣接2つの受光素子の一方を基準にして「ずれ量及びその方向」を検出するように構成されている。
Therefore, the deviation
図6を参照して、ずれ量検出回路12の動作をより具体的に説明する。図6では、(a)対象とするライン型記録ヘッド2のノズル位置と、(b)記録用紙3上のドット着弾位置と、(c)ずれ量検出回路12に入力する受光センサ11bのアナログ出力レベルと、(d)各ノズル位置に対する受光センサ11bの受光位置との関係が示されている。
With reference to FIG. 6, the operation of the deviation
位置ずれ量の検出は、2つのライン画像を用いて行うが、各ノズルでの吐出制御は、図6に示す例で言えば、ノズル#1,#4,#7を用いた2つのライン画像形成、ノズル#2,#5,#8を用いた2つのライン画像形成、・・という順序で行われる。ここでは、ノズル#1,#4,#7を用いた2つのライン画像を用いる場合について説明する。
The detection of the amount of misalignment is performed using two line images. In the example shown in FIG. 6, the discharge control at each nozzle is performed using two line images using
第1番目のライン画像形成では、各ノズルにおける2つの圧電変換素子にそれぞれ印加する電圧Vpl,Vprのうち、例えば主走査方向の一端側(図中左側)に配置される圧電変換素子に電圧Vplを印加する。ノズル#1,#4,#7からインク液滴が、実線矢印で示す方向(主走査方向の他端側に向かう方向)に吐出されるとする。
In the first line image formation, of the voltages Vpl and Vpr applied to the two piezoelectric conversion elements in each nozzle, for example, the voltage Vpl is applied to the piezoelectric conversion element disposed on one end side (left side in the figure) in the main scanning direction. Apply. It is assumed that ink droplets are ejected from
ノズル#1から吐出されたインク液滴の着弾位置Xlは、センサ位置N+2,N+3に跨っているので、センサ位置N+2では検出電圧V1が得られ、センサ位置N+3では検出電圧V2が得られる。この場合、着弾位置Xlは、大部分がセンサ位置N+2側に位置し、残りの少部分がセンサ位置N+3側に位置しているので、センサ位置N+2での検出電圧V1がセンサ位置N+3の検出電圧V2よりも大きい。このときの検出電圧V1,V2の比「V2/V1」は、着弾位置Xlがセンサ位置N+2の中心から主走査方向の他端側に向かって所定量Δxlずれていることを示す。
Since the landing position Xl of the ink droplet ejected from the
第2番目のライン画像形成では、主走査方向の他端側(図中右側)に配置される圧電変換素子に電圧Vprを印加する。ノズル#1,#4,#7からインク液滴が、破線矢印で示す方向(主走査方向の一端側に向かう方向)に吐出されるとする。
In the second line image formation, the voltage Vpr is applied to the piezoelectric transducer arranged on the other end side (right side in the figure) in the main scanning direction. Assume that ink droplets are ejected from
ノズル#1から吐出されたインク液滴の着弾位置Xrは、センサ位置N+1,N+2に跨っているので、センサ位置N+1では検出電圧V1’が得られ、センサ位置N+2では検出電圧V2’が得られる。この場合、着弾位置Xrは、大部分がセンサ位置N+1側に位置し、残りの少部分がセンサ位置N+2側に位置しているので、センサ位置N+1での検出電圧V1’がセンサ位置N+2の検出電圧V2’よりも大きい。このときの検出電圧V1’,V2’の比「V1’/V2’」は、着弾位置Xrがセンサ位置N+2の中心から主走査方向の一端側に向かって所定量Δxrずれていることを示す。
Since the landing position Xr of the ink droplet ejected from the
以下同様に、ノズル#4に対してはセンサ位置N+5を基準して位置ずれ量を検出し、ノズル#7に対してはセンサ位置N+8を基準して位置ずれ量を検出するが、ノズル#1での比「V2/V1」に対する位置ずれ量Δxlの値、比「V1’/V2’」に対する位置ずれ量Δxrの値は、それぞれ、例えば図7に示す変換テーブルを参照して求める。
Similarly, for the
図7では、第1番目のライン画像でのノズル#1での比「V2/V1」と位置ずれ量Xとの関係が示されている。これは、実際に着弾位置Xlをずらしながら比「V2/V1」の変化をプロットしたものであり、単調増加特性となる。V2/V1=1の場合の位置ずれ量Xは、受光センサ11bの受光位置N+2の中心から主走査方向の他端側に1/2ドットずれていることを示す。ノズル密度が600dpiであれば、受光センサ11bも同数の600dpiであるが、画素ピッチは42μmであるので、この場合の1/2ドットは、21μmということになる。
FIG. 7 shows the relationship between the ratio “V2 / V1” at the
比「V1’/V2’」に対する位置ずれ量Δxrの値も同様に、実際に測定して用意することができる。つまり、ずれ量検出回路12では、第1番目のライン画像に対する図7に示す変換テーブルと、第2番目のライン画像に対する図7に相当する変換テーブルとをそれぞれメモリに記憶しており、ノズル毎に、得られた比「V2/V1」から位置ずれ量Δxlを求め、得られた比「V1’/V2’」から位置ずれ量Δxrを求め、それぞれを制御回路13に与える。
Similarly, the value of the positional deviation amount Δxr with respect to the ratio “V1 ′ / V2 ′” can be actually measured and prepared. That is, the shift
ここで、上記したノズル#1での吐出制御では、実際に2つの圧電変換素子を同じ電圧(Vpl=Vpr)で同時に駆動したときの着弾位置は、Δxr=Δxlであれば位置ずれはゼロであるが、ここではΔxr>Δxlであるので、主走査方向の一端側(図中左側)にずれることになる。
Here, in the ejection control by the
即ち、制御回路13では、図8(b)に示す変換テーブルを用いて、ノズル毎に、位置ずれ量の比「Δxl/Δxr」から最適な印加電圧の比「Vpr/Vpl」を求め、それをメモリに蓄積する。図8(a)は、図6に示したノズル#1に関する受光センサ位置N+2での検出状態を抜き出して示したものである。前記したように、第1番目のライン画像では、電圧Vpr=0として電圧Vplを印加した場合の着弾位置Xlは、受光センサ位置N+2の中心から主走査方向の他端側(図中右側)にΔxlだけずれている。また、第2番目のライン画像では、電圧Vpl=0として電圧Vprを印加した場合の着弾位置Xrは、受光センサ位置N+2の中心から主走査方向の一端側(図中左側)にΔxrだけずれている。
That is, the
図8(b)では、縦軸が位置ずれ量Xを示し、横軸が2つの圧電変換素子への印加電圧の比「Vpr/Vpl」を示している。2つの圧電変換素子への印加電圧の比「Vpr/Vpl」を変えて2つの圧電変換素子を同時に駆動して吐出動作を行わせると、着弾位置は、一般に図8(b)に示すように変化する。図8(b)において、印加電圧Vpr=0での着弾位置の位置ずれ量XはΔxlである。印加電圧Vpl=0での着弾位置の位置ずれ量Xは−Δxrである。印加電圧Vpr=Vplでの着弾位置の位置ずれ量XはΔxl−Δxrの中間点である。そして、位置ずれ量X=0となるための比「Vpr/Vpl」は、比「Δxl/Δxr」であることが解る。以上の方法で、制御回路13では、ノズル毎に、2つの圧電変換素子の最適な印加電圧比を求め、メモリにノズルと1対1の関係で蓄積する。
In FIG. 8B, the vertical axis represents the positional deviation amount X, and the horizontal axis represents the ratio “Vpr / Vpl” of the voltages applied to the two piezoelectric transducers. When the ratio of applied voltages to the two piezoelectric transducers “Vpr / Vpl” is changed and the two piezoelectric transducers are driven simultaneously to perform the ejection operation, the landing position is generally as shown in FIG. Change. In FIG. 8B, the positional deviation amount X of the landing position at the applied voltage Vpr = 0 is Δxl. The positional deviation amount X of the landing position when the applied voltage Vpl = 0 is −Δxr. The positional deviation amount X of the landing position at the applied voltage Vpr = Vpl is an intermediate point of Δxl−Δxr. It can be seen that the ratio “Vpr / Vpl” for achieving the positional deviation amount X = 0 is the ratio “Δxl / Δxr”. With the above method, the
ところで、ヘッドモジュール6は、環境変動によるインク粘度の特性変化等によって着弾位置が変化する。その場合に備えて、インクジェットプリンタ内に環境特性をモニターする手段を設け、所定の温度変化・湿度変化に応じて前述した複数ドット歯抜けのテストパターン画像を形成し、前記の方法で着弾位置ずれを確認し、そのレベルに応じて位置ずれを補正できるようにしている。
By the way, the landing position of the
また、経時変化における着弾位置ずれの変動については、電源投入時など所定の時に、ヘッド駆動回路14を起動し、位置ずれセンサ11,ずれ量検出回路12及び制御回路13にそれぞれの動作を行わせる動作プログラムを備え、常に位置ずれのない画像品質が得られるようにしている。
As for fluctuations in the landing position deviation with time, the
以上、説明したように、この実施の形態によれば、ノズルからインク液滴を吐出させるインク液滴吐出手段に圧電変換素子を用いる記録ヘッド(ライン方式のインクジェットヘッド(ライン型記録ヘッド)を構成する各ヘッドモジュール)では、各圧力室に、ノズル位置に対して主走査方向の両側において個別に駆動電圧を印加して駆動制御可能に配置した2つの圧電変換素子を設けたので、各ノズルから吐出されるインク液滴の主走査方向への飛翔特性を制御することが可能となる。 As described above, according to this embodiment, a recording head (line-type ink-jet head (line-type recording head)) that uses a piezoelectric conversion element for ink droplet discharge means for discharging ink droplets from nozzles is configured. In each head module), each pressure chamber is provided with two piezoelectric conversion elements arranged so as to be capable of driving control by individually applying a driving voltage on both sides in the main scanning direction with respect to the nozzle position. It is possible to control the flight characteristics of the ejected ink droplets in the main scanning direction.
そして、各圧力室に2つの圧電変換素子を設けたライン型記録ヘッドを装備したインクジェットプリンタでは、記録用紙に印刷した2つの圧電変換素子の一方と他方を交互に用いた2つのテストパターンライン画像からノズル毎に着弾位置の位置ずれ量を検出し、各ノズルにおける2つの圧電変換素子に印加する電圧の最適値を求める手段を備え、画像形成時には前記求めた最適値を用いて各ノズルにおける2つの圧電変換素子を同時に駆動するので、ノズル毎に着弾位置にずれが生じないようにすることができる。 In an ink jet printer equipped with a line type recording head provided with two piezoelectric conversion elements in each pressure chamber, two test pattern line images using one and the other of the two piezoelectric conversion elements printed on the recording paper alternately 2 is provided for detecting the amount of displacement of the landing position for each nozzle and obtaining the optimum value of the voltage applied to the two piezoelectric transducers in each nozzle, and using the obtained optimum value, 2 for each nozzle. Since the two piezoelectric conversion elements are driven simultaneously, it is possible to prevent the landing positions from being shifted for each nozzle.
したがって、従来のように製造工程において作業員が各ライン型記録ヘッドの着弾バラツキを手作業で治具等を用いて調整する必要がなく、大幅なコストの低減が可能になる。また、2つの圧電変換素子を用いた場合は、(特許文献4)に開示されるようなサーマル方式に比べて、着弾位置の微妙な調整が可能であるので、文字再現の向上、色ずれ低減によるカラー画質の向上が期待できる。 Accordingly, it is not necessary for an operator to manually adjust the landing variation of each line type recording head by using a jig or the like in the manufacturing process as in the prior art, and the cost can be greatly reduced. In addition, when two piezoelectric transducers are used, it is possible to finely adjust the landing position as compared with the thermal method disclosed in (Patent Document 4), thereby improving character reproduction and reducing color misregistration. The improvement of color image quality can be expected.
さらに、市場での環境変動や経事変化においても、これらの要素を加味した起動シーケンスを設けることで、自動的に着弾位置を補正できるようにする措置を簡単に採ることができ、ライン型記録ヘッドのヘッドモジュール交換においてもサービスマンのメンテナンス作業が非常に楽になるという効果もある。 Furthermore, even in the case of environmental fluctuations and changes in the market, it is possible to easily take measures to automatically correct the landing position by providing a startup sequence that takes these factors into account. There is also an effect that the maintenance work of the service person becomes very easy even when the head module is replaced.
以上のように、本発明にかかる記録ヘッドは、ノズルから吐出されるインク液滴の主走査方向への飛翔特性を制御してノズル毎に記録用紙上の着弾位置を制御するのに有用であり、特に着弾位置ずれが問題になるライン型記録ヘッドのヘッドモジュールとして好適である。 As described above, the recording head according to the present invention is useful for controlling the landing characteristics on the recording paper for each nozzle by controlling the flight characteristics of the ink droplets ejected from the nozzle in the main scanning direction. Particularly, it is suitable as a head module of a line type recording head in which landing position deviation is a problem.
また、本発明にかかる位置ずれ補正装置は、ライン方式のインクジェットプリンタにおいて、ライン型記録ヘッドの各ノズルの着弾精度不良による位置ずれ、色ずれ等の印刷不良を防止するのに有用である。 The misregistration correction apparatus according to the present invention is useful for preventing misprinting such as misregistration and color misregistration due to poor landing accuracy of each nozzle of a line type recording head in a line type ink jet printer.
1 装置本体のフレーム
2 ライン型記録ヘッド
2−k K印刷用のライン型記録ヘッド
2−c C印刷用のライン型記録ヘッド
3 記録用紙
3a ドット画像
4 用紙搬送方向(副走査方向)
6(6−1〜6−m) ヘッドモジュール
6a ノズル列
7 主走査方向
8 圧力室
9a,9b 圧電変換素子
11 位置ずれセンサ
11a 光源
11b 受光センサ
12 ずれ量検出回路
13 制御回路
14 ヘッド駆動回路
16 ノズル
17 振動板
18 下部電極膜(共通電極)
19a,19b 上部電極膜(個別電極)
20 インク液滴
21a,21b,22a,22b 振動板変位量
DESCRIPTION OF
6 (6-1 to 6-m)
19a, 19b Upper electrode film (individual electrode)
20
Claims (6)
各圧力室に設ける前記圧電変換素子は、ノズル位置に対して主走査方向の両側において個別に駆動電圧を印加して駆動制御可能に配置した少なくとも2つの圧電変換素子で構成される、
ことを特徴とする記録ヘッド。 In a recording head using a piezoelectric conversion element as ink droplet discharge means for discharging ink droplets stored in a pressure chamber from a nozzle,
The piezoelectric conversion element provided in each pressure chamber is composed of at least two piezoelectric conversion elements arranged so as to be capable of driving control by individually applying a drive voltage on both sides in the main scanning direction with respect to the nozzle position.
A recording head characterized by that.
ライン型記録ヘッドが、圧力室に収容するインク液滴をノズルから吐出させるインク液滴吐出手段である圧電変換素子として、圧力室毎に、ノズル位置に対して主走査方向の両側において個別に駆動電圧を印加して駆動制御可能に配置した少なくとも2つの圧電変換素子を備え、
通常の画像形成時には主走査方向の両側に配置した前記少なくとも2つの圧電変換素子を同時に駆動して記録用紙上に1つのライン画像を印刷形成する一方、位置ずれ補正データ収集時には主走査方向の一端側に配置した前記少なくとも1つの圧電変換素子と主走査方向の他端側に配置した前記少なくとも1つの圧電変換素子とを交互に駆動して記録用紙上に2つライン画像を印刷形成するノズル吐出制御手段と、
前記ノズル吐出制御手段が位置ずれ補正データ収集時に印刷形成した記録用紙上の2つライン画像それぞれにおいて対応するインク液滴の各着弾位置のずれ量をそれぞれ検出する位置ずれ量検出手段と、
前記ずれ量検出手段が検出した各着弾位置の2つの位置ずれ量から前記2つの圧電変換素子にそれぞれ印加する最適な駆動電圧を求め、それを通常の画像形成時に前記ノズル吐出制御手段の利用に供する位置ずれ補正データ収集手段と、
を備えていることを特徴とする位置ずれ補正装置。 A misalignment correction apparatus that corrects misalignment in the main scanning direction in a line-type inkjet printer,
The line-type recording head is individually driven on both sides in the main scanning direction with respect to the nozzle position for each pressure chamber as a piezoelectric conversion element that is an ink droplet ejection means for ejecting ink droplets contained in the pressure chamber from the nozzles. Comprising at least two piezoelectric transducer elements arranged to be able to be driven and controlled by applying a voltage;
During normal image formation, the at least two piezoelectric transducers arranged on both sides in the main scanning direction are simultaneously driven to print and form one line image on recording paper, while when misalignment correction data is collected, one end in the main scanning direction is formed. Nozzle ejection for printing two line images on recording paper by alternately driving the at least one piezoelectric transducer arranged on the side and the at least one piezoelectric transducer arranged on the other end in the main scanning direction Control means;
A positional deviation amount detecting means for detecting a deviation amount of each landing position of the corresponding ink droplet in each of the two line images on the recording paper printed and formed when the positional deviation correction data is collected by the nozzle ejection control means;
An optimum driving voltage to be applied to each of the two piezoelectric transducers is obtained from the two positional deviation amounts of the respective landing positions detected by the deviation amount detection means, and is used for the nozzle ejection control means during normal image formation. Misalignment correction data collection means to be provided;
A misalignment correction apparatus comprising:
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