JP2009154444A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出タイミング異常が発生した原因を容易に特定できるようにする。
【解決手段】インクジェットヘッドのインク吐出面に、主走査方向に配列した複数のノズルからなるノズル列＃１〜＃１６が形成されている。ノズル列＃１〜＃１６は、用紙搬送方向に関して互いに離隔している。検査パターン形成部が、ノズル列＃１〜＃１６毎に、ノズルから吐出されるインク滴によって形成された用紙搬送方向に延在する複数の直線が主走査方向に配列して直線群を形成する検査パターンを用紙に印刷させる。これらノズル列＃１〜＃１６に対応する複数の直線群が用紙搬送方向に互いに隣接して配置されている。
【選択図】図１１

Description

本発明は、液滴を吐出して記録を行う記録装置に関する。

記録用紙等の記録媒体にインク滴を吐出するインクジェットプリンタが有するインクジェットヘッドとしては、共通インク室及び共通インク室の出口から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成された流路ユニットと、複数の圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する複数のアクチュエータユニットと、アクチュエータユニットを駆動するための駆動信号を出力するドライバＩＣとを含むものがある。アクチュエータユニットは、圧力室の容積を変化させることにより圧力室内の液体（インク）に圧力を付加するものであり、複数の圧力室に跨る圧電シート（圧電層）と、各圧力室に対向する複数の個別電極と、複数の個別電極に圧電シートを介して対向する基準電位が付与された共通電極（グランド電極）とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このアクチュエータユニットは、ドライバＩＣから出力されたパルス状の駆動信号が個別電極に付与されることによって、その個別電極と共通電極との間に挟まれた圧電シートの部分に対してその厚み方向に電界が作用し、この部分の圧電シートを面方向に収縮（厚み方向に伸張）させる。このとき、圧力室の容積が変化して圧力室内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与される。

特開２００７−２６８７５１号公報（図３）

このようなインクジェットヘッドにおいては、共通インク室の形状の誤差、アクチュエータユニットの貼り付け位置の誤差、ドライバＩＣとアクチュエータユニットとを接続する信号線の不良などにより、ノズルからのインク滴の吐出タイミング異常が発生することがある。吐出タイミング異常が発生した場合、いずれの原因によって吐出タイミングの誤差が発生しているのかを特定することが難しい。

そこで、本発明は、吐出タイミング異常が発生した原因を容易に特定することができる記録装置を提供することを目的とする。

本発明の記録装置は、複数のノズルが開口する吐出面を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させる移動機構と、前記移動機構によって前記記録ヘッドと前記記録媒体とを相対移動させて、前記移動方向に延在する直線が形成されるように、前記ノズルから液滴を吐出させて前記記録媒体に検査パターンを形成するパターン形成手段とを備えている。前記パターン形成手段は、前記記録ヘッドにおいて前記移動方向に関する配置形態を共通にする複数の前記ノズルからなるノズル群毎に、前記移動方向に直交する方向に前記直線が配列する直線群がそれぞれ形成され、前記複数の直線群が前記移動方向に互いに隣接して配置されるように、前記ノズルから液滴を吐出させる。

本発明によると、ノズル群単位で液滴の吐出タイミング異常が発生したときに、検査パターンにおいて、当該ノズル群に対応する直線群が、隣接すべき他の直線群から離隔したり、部分的に重なり合ったりする。このため、吐出タイミング異常が当該直線群に対応する移動方向に関する配置形態に係る原因によって発生していることを容易に特定することができる。

本発明においては、前記パターン形成手段によって前記記録媒体上に形成された検査パターンを読み取る画像センサと、前記画像センサによって読み取られた前記直線群同士の間隔から、液滴の吐出タイミングに異常がある前記ノズル群を検出する吐出タイミング異常検出手段とをさらに備えていることが好ましい。これによると、吐出タイミング異常が発生したことを自動的に検出することができる。

このとき、前記吐出タイミング異常検出手段が液滴の吐出タイミングに異常がある前記ノズル群を検出したとき、当該ノズル群に属する前記ノズルの液滴吐出タイミングを補正する補正手段をさらに備えていることがより好ましい。これによると、吐出タイミング異常が発生したとしても、記録品質が低下するのを抑制することができる。

また、本発明においては、前記ノズルが、前記吐出面においてマトリックス状に配置されており、前記ノズル群が、前記移動方向に直交する方向に配列された複数の前記ノズルからなるノズル列毎に形成されていてもよい。これによると、ノズル列毎に生成される吐出指令信号の出力タイミングに異常が発生することによって、吐出タイミング異常が発生したことを容易に特定することができる。

または、本発明においては、前記記録ヘッドが、前記移動方向に直交する方向に延在した複数の延在領域を含む共通インク室と、各延在領域の出口から圧力室を介して前記ノズルに至る複数の個別インク流路とが形成された流路ユニットを有しており、前記ノズル群が、同一の前記延在領域と連通する複数の前記ノズル毎に形成されていてもよい。これによると、共通インク室の延在領域の形状に誤差があることによって、吐出タイミング異常が発生したことを容易に特定することができる。

さらには、本発明においては、前記記録ヘッドが、共通インク室と、前記共通インク室の出口から圧力室を介して前記ノズルに至る複数の個別インク流路とが形成された流路ユニットと、前記流路ユニットに固定されているとともに、前記圧力室に対向して配置された複数の個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記複数の個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含む、前記ノズルから液滴を吐出させる複数のアクチュエータユニットとを有しており、前記ノズル群が、同一の前記アクチュエータユニットに関する複数の前記ノズル毎に形成されていてもよい。これによると、アクチュエータユニットの配置位置にズレがあることによって、吐出タイミング異常が発生していることを容易に特定することができる。

加えて、本発明においては、前記記録ヘッドが、前記移動方向に直交する方向に延在した複数の延在領域を含む共通インク室と、各延在領域の出口から圧力室を介して前記ノズルに至る複数の個別インク流路とが形成された流路ユニットと、前記流路ユニットに固定されているとともに、前記圧力室に対向して配置された複数の個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記複数の個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含み、前記ノズルから液滴を吐出させる複数のアクチュエータユニットとを有しており、前記ノズルが、前記吐出面においてマトリックス状に配置されており、前記ノズル群が、同一の前記アクチュエータユニットに関しているとともに、同一の前記延在領域と連通しつつ前記移動方向に直交する方向に配列された複数の前記ノズル毎に形成されていてもよい。これによると、ノズル列毎に生成される吐出指令信号の出力タイミングがずれていること、共通インク室の延在領域の形状に誤差があること、及び、アクチュエータユニットの配置位置にズレがあることのいずれかによって、吐出タイミング異常が発生していることを容易に特定することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明に係る好適な実施形態であるインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。図２は、インクジェットプリンタ１０１の上面図である。図１及び図２に示すように、インクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。また、インクジェットプリンタ１０１は、インクジェットプリンタ１０１を制御する制御装置１６を有している。このインクジェットプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１が、図中右方に排紙部１２がそれぞれ構成されている。

インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙部１１から排紙部１２に向かって用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１のすぐ下流側には、用紙を狭持搬送する一対の送りローラ５ａ、５ｂが配置されている。一対の送りローラ５ａ、５ｂは、用紙Ｐを給紙部１１から図中右方に送り出す。用紙搬送経路の中間部には、搬送機構１３が設けられている。この搬送機構１３は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻き回されたエンドレスの搬送ベルト８と、搬送ベルト８によって囲まれた領域内に配置されたプラテン１５とを含む。プラテン１５は、インクジェットヘッド１と対向する位置において搬送ベルト８が下方に撓まないように搬送ベルト８を支持する。ベルトローラ７と対向する位置には、ニップローラ４が配置されている。ニップローラ４は、給紙部１１から送りローラ５ａ、５ｂによって送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付ける。

搬送モータ１９（図９参照）がベルトローラ６を回転させることによって、搬送ベルト８が走行する。これにより、搬送ベルト８が、ニップローラ４によって外周面８ａに押さえ付けられた用紙Ｐを粘着保持しつつ排紙部１２に向けて搬送する。なお、搬送ベルト８の表面には、弱粘着性のシリコン樹脂層が形成されている。

搬送ベルト８のすぐ下流側には、剥離プレート１４が設けられている。剥離プレート１４は、搬送ベルト８の外周面８ａに粘着されている用紙Ｐを外周面８ａから剥離して、図中右方の排紙部１２に向けて導くように構成されている。

また、図１及び図２に示すように、インクジェットヘッド１のすぐ下流側には、画像センサ１７が配置されている。画像センサ１７は、搬送ベルト８の幅方向に配列された複数のレンズ１７ａと、各レンズ１７ａからの光を検知する図示しない光センサデバイスとを有するラインセンサである。後述するように、この画像センサ１７は、インクジェットヘッド１に係るインク滴の吐出タイミング異常の検査において、用紙Ｐに印刷された検査パターンを読み取る。

４つのインクジェットヘッド１は、４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）に対応して、用紙Ｐの搬送方向に沿って配列されている。つまり、このインクジェットプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体２をそれぞれ有している。ヘッド本体２は、搬送方向に直交した方向である主走査方向に長尺な細長い直方体形状となっている。また、ヘッド本体２の底面が搬送ベルト８の外周面８ａに対向するインク吐出面２ａとなっている。搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐが４つのヘッド本体２のすぐ下方側を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面すなわち印刷面（印刷領域）に向けてインク吐出面２ａから各色のインク滴が吐出される。これにより、用紙Ｐの印刷領域に所望のカラー画像を形成できるようになっている。

次に、図３を参照しつつインクジェットヘッド１について詳細に説明する。図３は、インクジェットヘッド１の短手方向に沿った断面図である。図３に示すように、インクジェットヘッド１は、内部に流路が形成された流路部材、流路部材からインク滴を吐出させる電装部材および電装部材を保護するカバー部材とから構成されている。流路部材は、流路ユニット９とアクチュエータユニット２１とを含むヘッド本体２、及び、ヘッド本体２の上面に配置されているリザーバユニット７１を含む。リザーバユニット７１は、インクを一時的に貯溜してヘッド本体２に供給する。電装部材は、ドライバＩＣ５２が実装された４つのＣＯＦ（Chip On Film）５０、及び、ＣＯＦ５０と電気的に接続された基板５４を含む。ＣＯＦ５０の一端は、対応するアクチュエータユニット２１に接続され、ドライバＩＣ５２が生成する駆動信号が当該アクチュエータユニット２１に供給される。カバー部材は、サイドカバー５３及びヘッドカバー５５で構成されている。カバー部材は、電装部材を収納し、外部からインクやインクミストが侵入するのを防ぐ。

ＣＯＦ５０は、後述する個別電極１３５及び共通電極１３４と電気的に接続されるように、その一方端部近傍がアクチュエータユニット２１の上面に接着されている。さらに、ＣＯＦ５０は、アクチュエータユニット２１の上面からサイドカバー５３とリザーバユニット７１との間を通過するように上方に引き出されており、他方端部がコネクタ５４ａを介して基板５４に接続されている。基板５４は、制御装置１６からの駆動信号（後述のタイミング信号を含む）をドライバＩＣ５２に出力するものである。

リザーバユニット７１は、４枚のプレート９１〜９４が互いに位置合わせされて積層されたものであり、その内部に、図示しない流入流路、インクリザーバ６１、及び、１０個のインク流出流路６２が互いに連通するように形成されている。そして、流入流路を介してインクリザーバ６１に流れ込んだインクはインク流出流路６２を通過し、インク供給口１０５ｂ（後述）を介して流路ユニット９に供給される。

次に、図４〜図８を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。図４は、ヘッド本体２の平面図である。図５は、図４の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図５では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及びノズル１０８を実線で描いている。図６は、インク吐出面２ａの部分拡大図である。図７は、図５に示すVII−VII線に沿った部分断面図である。図８（ａ）はアクチュエータユニット２１の拡大断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）においてアクチュエータユニット２１の表面に配置された個別電極を示す平面図である。

図４及び図５に示すように、ヘッド本体２は、流路ユニット９と、流路ユニット９の上面９ａに固定された４つのアクチュエータユニット２１とを含んでいる。アクチュエータユニット２１は、流路ユニット９に形成された圧力室１１０に対向して設けられた複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。

アクチュエータユニット２１は、図４に示すように、略台形の形状を有している。また、圧力室１１０とノズル１０８も、各アクチュータに対応して、図５に示すように、略台形の配置領域にそれぞれ形成されている。各台形の配置領域は、各台形の上底を中央寄りにして、流路ユニット９の長手方向に沿って千鳥状に配置されている。

流路ユニット９の上面９ａには、リザーバユニット７１のインク流出流路６２（図３参照）に対応して、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐して主走査方向に延在する延在領域である複数の副マニホールド流路１０５ａが形成されている。流路ユニット９の下面には、図５及び図６に示すように、多数のノズル１０８がマトリクス状に配置されたインク吐出面２ａが形成されている。

インク吐出面２ａにおける各アクチュエータユニット２１に対向する領域においては、多数のノズル１０８が、主走査方向に関して６００ｄｐｉの間隔で千鳥状に、且つ、連続したパターンで配置されている（なお、図６においては、１パターンのみが表れている）。これにより、インク吐出面２ａにおける各アクチュエータユニット２１に対向する領域には、主走査方向に配列された複数のノズル１０８からなるノズル群であるノズル列＃１〜＃１６が、副走査方向に互いに離隔するように１６個形成されている。そして、圧力室１１０も、流路ユニット９におけるアクチュエータユニット２１の固定面において、ノズル１０８と同様マトリクス状に多数配列されている。

本実施形態では、ノズル１０８（圧力室１１０）は、上述のように配置されて、流路ユニット９の長手方向（主走査方向）に配列された４つの台形の配置領域を作っている。ノズル１０８同士は、互いに３７．５ｄｐｉの間隔で配列して、長手方向に延びる１６本のノズル列を形成している。このように、各ノズル列は、複数のノズル１０８から構成され、４つに分断されつつ４つの台形の配置領域を形成している。

そして、図６に示すように、ノズル列＃１、＃２、＃３、＃５が同一の副マニホールド流路１０５ａの両側に配置されており、ノズル列＃１、＃２、＃３、＃５の各ノズル１０８ａが当該副マニホールド流路１０５ａに連通している。また、ノズル列＃４、＃６、＃７、＃９が同一の副マニホールド流路１０５ａの両側に配置されており、ノズル列＃４、＃６、＃７、＃９の各ノズル１０８ａが当該副マニホールド流路１０５ａに連通している。さらに、ノズル列＃８、＃１０、＃１１、＃１３が同一の副マニホールド流路１０５ａの両側に配置されており、ノズル列＃８、＃１０、＃１１、＃１３の各ノズル１０８ａが当該副マニホールド流路１０５ａに連通している。加えて、ノズル列＃１２、＃１４、＃１５、＃１６が同一の副マニホールド流路１０５ａの両側に配置されており、ノズル列＃１２、＃１４、＃１５、＃１６の各ノズル１０８ａが当該副マニホールド流路１０５ａに連通している。

このように、１つの副マニホールド流路１０５ａを共通にして、その両側に２つずつのノズル列が配置されている。これを１つの組にして、４組が副走査方向（用紙搬送方向）に部分的に重なり合って配置されている。

図７に示すように、流路ユニット９は、９枚のステンレス鋼等の金属プレート１２２〜１３０から構成されている。これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、プレート１２２〜１３０に形成された貫通孔が連結されて、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経てノズル１０８に至る多数の個別インク流路１３２が形成される。

なお、リザーバユニット７１からインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から、各個別インク流路１３２に流れ込み、アパーチャ１１２及び圧力室１１０を介してノズル１０８に至る。

アクチュエータユニット２１について詳細に説明する。図４に示すように、４つのアクチュエータユニット２１は、それぞれ台形の平面形状を有しており、インク供給口１０５ｂを避けるよう千鳥状に配置されている。さらに、各アクチュエータユニット２１の平行対向辺は流路ユニット９の長手方向（主走査方向）に沿っており、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士は流路ユニット９の幅方向（副走査方向）に関して互いにオーバーラップしている。

図８（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる３枚の圧電シート（圧電層）１４１〜１４３から構成されている。圧電シート１４１の上面には、圧力室１１０に対向する位置に個別電極１３５が形成されている。最上層の圧電シート１４１とその下側の圧電シート１４２との間には、シート全面に形成された共通電極（グランド電極）１３４が介在している。個別電極１３５は、図８（ｂ）に示すように、圧力室１１０と相似な略菱形の平面形状を有する。個別電極１３５における鋭角部の一方は延出され、その先端には円形で導電性のランド１３６が設けられている。

共通電極１３４は、グランド電位（基準電位）が付与されている。一方、個別電極１３５は、各ランド１３６及びＣＯＦ５０の内部配線を介して、ドライバＩＣ５２と電気的に接続されている。つまり、アクチュエータユニット２１において、個別電極１３５と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働く。

ここで、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。圧電シート１４１は、多数の個別電極１３５と共通電極１３４とに挟持されており、圧電シート１４２、１４３は、共通電極１３４と流路ユニット９の上面とに挟持されている。ここで、個別電極１３５と共通電極１３４とに挟まれた圧電シート１４１の部分が、活性層として働き、両電極間に電圧を印加すると平面方向に伸縮する。また、この活性層として働く部分は、圧力室１１０側の圧電シート１４２、１４３と協働して、圧力室１１０の容積を変化するように変形する。活性層の分極方向と電界の方向とが共に厚み方向であれば、活性層が面方向に縮み、個別電極１３５に対応した部分は圧力室１１０の内側方向に凸状に変形する（ユニモルフ変形）。これにより、圧力室１１０内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与され、圧力室１１０内に圧力波が発生する。そして、発生した圧力波が圧力室１１０からノズル１０８まで伝播することによってノズル１０８からインク滴が吐出される。

なお、本実施形態においては、予め個別電極１３５に駆動電位を付与しておき、圧力室１１０の容積を縮めておく。その後、吐出要求があるごとに一旦個別電極１３５にグランド電位を付与し、これに続く所定のタイミングにて再び駆動電位を個別電極１３５に付与するような駆動信号がドライバＩＣ５２から出力される。この場合、個別電極１３５がグランド電位になるタイミングで、圧力室１１０内のインクの圧力が降下（圧力室１１０の容積が拡大）して、副マニホールド流路１０５ａから個別インク流路１３２へとインクが吸い込まれる。その後、再び個別電極１３５を駆動電位にしたタイミングで、圧力室１１０内のインクの圧力が上昇（圧力室１１０の容積が縮小）し、ノズル１０８からインク滴が吐出される。

次に、図９を参照しつつ、制御装置１６について説明する。図９は、制御装置１６の機能ブロック図である。図９に示すように、制御装置１６は、画像データ記憶部８１と、搬送モータ制御部８６と、ヘッド制御部８２と、検査パターン形成部８３と、吐出タイミング異常検出部８４と、補正部８５とを有している。

以下、各機能部について順に説明する。画像データ記憶部８１は、用紙Ｐに印刷されるべき画像に関する画像データを記憶するものである。画像データは、印刷されるべき画像の各ドットに関するドットデータを含んでいる。このドットデータは、ノズル１０８から用紙Ｐに吐出されるインク滴の体積を示している。

搬送モータ制御部８６は、所定の速度パターンで搬送ベルト８が走行するように搬送モータ１９の駆動速度を制御するものである。駆動モータ１９の駆動は、アクチュエータユニット２１の駆動（後述）と同期しており、搬送される用紙Ｐの所定位置に所定画像が記録可能となっている。

ヘッド制御部８２は、画像データ記憶部８１に記憶された画像データにしたがって、所望のタイミングで各ノズル１０８からインク滴が吐出されるように、基板５４及びドライバＩＣ５２を介してアクチュエータユニット２１の駆動、すなわち、インクジェットヘッド１に係るインク滴の吐出を制御するものである。

図１０を参照しつつ、基板５４について詳細に説明する。図１０は、基板５４の機能ブロック図である。なお、図１０においては、１つのアクチュエータユニット２１に対応する部分のみを示している。図１０に示すように、基板５４は、ファイヤ信号生成回路５６と、１６個の遅延回路５７と、波形信号生成回路５８と、データ信号出力回路５９とを有している。ファイヤ信号生成回路５６は、ノズル１０８からインク滴を吐出するタイミングを決定するファイヤ信号を生成するものである。１６個の遅延回路５７は、ファイヤ信号生成回路５６に生成されたファイヤ信号を順に遅延させるとともにドライバＩＣ５２に出力するものである。また、各遅延回路５７の遅延時間は、外部から書き換え可能となっている。波形信号生成回路５８は、ドットデータに対応する複数種類の駆動波形を生成するとともにドライバＩＣ５２に出力するものである。データ信号出力回路５９は、画像データ記憶部８１に記憶された画像データの各ドットデータに対応するものであって、波形信号生成回路５８が生成する複数の駆動波形のいずれかを選択するためのデータ信号をドライバＩＣ５２に出力するものである。

上述したように、インク吐出面２ａには、用紙搬送方向に関して互いに異なる位置に配置された１６個のノズル列＃１〜＃１６が形成されている。このため、用紙Ｐにおける用紙搬送方向に関する所定の位置にドットを形成する場合、ノズル列＃１〜＃１６毎にインク滴の吐出タイミングを異ならせる必要がある。

本実施形態においては、ファイヤ信号生成回路５６に生成されたファイヤ信号が、全ての遅延回路５７（＃１〜＃１６）に供給される。例えば、遅延回路５７（＃１）は、入力されたファイヤ信号を、所定の遅延量（遅延時間）を付加して後段のドライバＩＣ５２に出力する。これによって、ノズル列＃１に係わるノズル１０８からインク滴を吐出するタイミングが決定される。このとき、上位の遅延回路５７（＃１）に比べて、下位の遅延回路５７（＃２〜＃１６）ほど付加される遅延量が大きくなっている。このように、各ノズル列＃１〜＃１６に係るノズル１０８からのインク滴の吐出タイミングが、各遅延回路５７から出力されるファイヤ信号によって決定される。また、各遅延回路５７（＃１〜＃１６）毎に、係わるノズル列に対応して遅延量が決められており、個別に遅延量を変更可能に構成されている。これによって、遅延量の調整が、ノズル列毎や副マニホールド流路１０５ａ毎に、あるいはアクチュエータユニット２１毎に容易にできる。

ドライバＩＣ５２は、データ信号出力回路５９から出力されたデータ信号に基づいて、波形信号生成回路５８から出力された駆動波形のいずれかを選択するとともに、各遅延回路５７から出力されるファイヤ信号のタイミングで、選択された駆動波形を有する駆動信号をアクチュエータユニット２１の各個別電極１３５に出力する。これにより、アクチュエータユニット２１が駆動される。

図１１を参照しつつ、検査パターン形成部８３について説明する。図１１は、検査パターン形成部８３によって用紙Ｐに印刷される検査パターンの一例を示している。検査パターン形成部８３は、ノズル１０８に係る吐出タイミング異常の検査のための検査パターンが用紙Ｐに印刷されるように、搬送モータ制御部８６を介して用紙Ｐを搬送させつつ、ヘッド制御部８２を介してノズル１０８からインク滴が吐出されるようにインクジェットヘッド１を制御するものである。図１１に示すように、検査パターンは、各アクチュエータユニット２１に係るノズル列＃１〜＃１６毎に対応する直線群が、用紙搬送方向に互いに隣接して配置されている。１つの直線群は、主走査方向に配列された複数の直線からなり、各直線は、用紙搬送方向に同じ長さで延在している。１つの直線は、ノズル列中の特定のノズル１０８によって形成されている。インク滴の吐出はノズル列毎に行われ、隣接ノズル列同士では、搬送方向上流側の直線の書き終わりが下流側の直線の書き始めに合わせて行われる。

図１２を参照しつつ、吐出タイミング異常検出部８４について説明する。図１２は、検査パターンの一部を示した図である。吐出タイミング異常検出部８４は、ノズル列＃１〜＃１６単位で、ノズル１０８のインク滴の吐出タイミング異常を検出するものである。具体的には、検査パターン形成部８３によって検査パターンが印刷された用紙Ｐが、排紙部１２に向かって搬送されることによって画像センサ１７の下方を通過する。このとき、吐出タイミング異常検出部８４は、画像センサ１７を介して用紙Ｐに印刷された検査パターンを読み取る。

例えば、図１２（ａ）に示すように、正常時においては、ノズル列＃１〜＃３に対応する直線群が用紙搬送方向に関して互いに隣接した状態、すなわち、各直線群の直線の上流側端部と、当該直線群の上流側に形成された直線群の直線の下流側端部とが用紙搬送方向に関してドット単位で隣接した状態で形成されている。そして、図１２（ｂ）に示すように、ノズル列＃２のノズル１０８からのインク滴の吐出タイミング異常が発生して、例えば、インク滴の吐出タイミングが遅れると、ノズル列＃２に対応する直線群が、正常時と比較して用紙搬送方向に関する上流側に移動する。これにより、ノズル列＃２に対応する直線群が、ノズル列＃１に対応する直線群から離隔するとともに、ノズル列＃３に対応する直線群と部分的に重なり合う。

吐出タイミング異常検出部８４は、画像センサ１７の読み取り結果に基づいて、ノズル列＃１〜＃１６に対応する各直線群が位置ズレを起こしているか否かを判断することによって、ノズル列＃１〜＃１６単位でインク滴の吐出タイミング異常が発生しているか否かを検出する。そして、吐出タイミング異常検出部８４は、吐出タイミング異常を検出したとき、当該異常の内容を、インクジェットプリンタ１０１の図示しない表示パネルに表示させるとともに図示しない上位のコンピュータに送信する。

上述したように、各ノズル列＃１〜＃１６に係るノズル１０８からのインク滴の吐出タイミングは、遅延回路５７から出力されるファイヤ信号によって決定されている。ところで、遅延回路５７に不具合が発生したり、ＣＯＦ５０におけるファイヤ信号を伝達する各信号線又は信号線の接続部に不純物が付着して当該信号線の電気特性が変化したりすることによって、ファイヤ信号のタイミングが遅れると、各ノズル列＃１〜＃１６に対応する直線群単位で位置ズレが発生する。また、上述したように、各ノズル列＃１〜＃１６は、同一の副マニホールド流路１０５ａに連通している。このため、例えば、ノズル列＃１、＃２、＃３、＃５に連通する副マニホールド流路１０５ａの形状に誤差が生じている場合には、ノズル列＃１、＃２、＃３、＃５に対応する４つの直線群単位で位置ズレが発生する。したがって、位置ズレが発生した直線群が特定されれば、インクジェットヘッド１の上記不具合の内容が特定される。

図９に戻って、補正部８５は、吐出タイミング異常検出部８４が、吐出タイミング異常があるノズル列＃１〜＃１６を検出したとき、以降の印刷動作において、当該ノズル列＃１〜＃１６に属するノズル１０８のインク吐出タイミングを補正するものである。

具体的には、補正部８５は、吐出タイミング異常検出部８４によって検出された吐出タイミング異常を発生するノズル列＃１〜＃１６のインク滴の吐出タイミングが正常になるように、対応する遅延回路５７の遅延時間を書き換える。例えば、補正部８５は、画像センサ１７が検出した直線群同士の離隔量（重なり量）が吐出タイミング異常検出部８４によって与えられるので、搬送モータ制御部８６によって与えられる用紙搬送速度に基づいて、適正な遅延時間（付加すべき遅延量）を決定する。なお、用紙搬送速度は、搬送モータ１９や搬送ベルト８に設けられたエンコーダ（不図示）からの出力によって求められる。

以上、説明した本実施形態によると、検査パターン形成部８３が、各アクチュエータユニット２１に係るノズル列＃１〜＃１６毎に、ノズル１０８から吐出されるインク滴によって形成された用紙搬送方向に延在する複数の直線が、主走査方向に配列されて直線群をそれぞれ形成しているとともに、これらノズル列＃１〜＃１６に対応する複数の直線群が用紙搬送方向に互いに隣接して配置された検査パターンを形成する。このため、遅延回路５７に不具合が発生したり、ＣＯＦ５０におけるファイヤ信号を伝達する各信号線の電気特性が変化したりすることによって、または、副マニホールド流路１０５ａの形状に誤差があることによって、吐出タイミング異常が発生したときに、当該吐出タイミング異常の原因を容易に特定することができる。

また、吐出タイミング異常検出部８４が、画像センサ１７を介して用紙Ｐに印刷された検査パターンを読み取り、各ノズル列＃１〜＃１６に対応する直線群単位で位置ズレが発生しているか否かによって、ノズル列＃１〜＃１６単位のインク滴の吐出タイミング異常を検出するため、吐出タイミング異常が発生していることを自動的に検出することができる。

さらに、補正部８５が、吐出タイミング異常検出部８４によって検出された吐出タイミング異常があるノズル列＃１〜＃１６のノズル１０８からのインク滴の吐出タイミングが正常になるように、当該吐出タイミングを決定しているファイヤ信号を出力する遅延回路５７の遅延時間を書き換えるため、印刷画像品質が低下するのを抑制することができる。

＜変形例＞
上述した実施形態においては、検査パターン形成部８３が、ノズル列＃１〜＃１６毎に、ノズル１０８に対応する複数の直線が主走査方向に配列された直線群が形成された検査パターンを印刷させる構成であるが、ノズル１０８が用紙搬送方向に関して複数の配置形態を取り得る場合に、検査パターン形成部が、用紙搬送方向に関する配置形態を共通とする複数のノズル１０８に対応する直線が主走査方向に配列された直線群が形成された検査パターンを印刷する構成であってもよい。例えば、図１３に示すように、検査パターン形成部が、用紙搬送方向に関する異なる位置に配置された主走査方向に延在する４つの各副マニホールド流路１０５ａ（図４参照）について、共通の副マニホールド流路１０５ａに連通する複数のノズル１０８からなるノズル群（ノズル列＃１、＃２、＃３、＃５のノズル１０８からなるノズル群、ノズル列＃４、＃６、＃７、＃９のノズル１０８からなるノズル群、ノズル列＃８、＃１０、＃１１、＃１３のノズル１０８からなるノズル群、ノズル列＃１２、＃１４、＃１５、＃１６のノズル１０８からなるノズル群）を構成し、当該ノズル群毎に、ノズル１０８に対応する複数の直線が主走査方向に配列された直線群がそれぞれ形成された検査パターンを印刷させる構成であってもよい。これによると、直線群の位置ズレを検出することによって、当該直線群に対応する副マニホールド流路１０５ａの形状に誤差があることによって、吐出タイミング異常が発生していることを特定することができる。

また、１つのアクチュエータユニット２１が、他のアクチュエータユニット２１と異なるアクチュエータの変形特性を有している場合、このアクチュエータユニット２１に係わるノズル列＃１〜＃１６は、全体的に位置ズレを生じることになる。本発明を応用することによって、アクチュエータユニット２１同士で変位特性に差がある場合でも、異なる特性のアクチュエータユニット２１を特定することができる。

例えば、図１４に示すように、検査パターン形成部が、用紙搬送方向に関して異なる位置に配置されるように主走査方向に千鳥状に配置された各アクチュエータユニット２１（図４参照）と対向する複数のノズル１０８からなるノズル群ｕ１〜ｕ４を構成し、当該ノズル群毎に、ノズル１０８に対応する複数の直線が主走査方向に配列された直線群が形成された検査パターンを印刷させる構成であってもよい。これによると、直線群の位置ズレを検出することによって、当該直線群に対応するアクチュエータユニット２１の貼り付け位置に誤差があることによって、吐出タイミング異常が発生していることを特定することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した実施形態においては、画像センサ１７が用紙Ｐに印刷された検査パターンの読み取り、吐出タイミング異常検出部８４が画像センサ１７の読み取り結果に基づいて、ノズル１０８の吐出タイミング異常を検出する構成であるが、検査パターンが印刷された用紙Ｐをそのまま排出し、検査パターンを目視検査することによって、ノズル１０８の吐出タイミング異常を検出する構成であってもよい。

また、上述した実施形態においては、吐出タイミング異常検出部８４が、吐出タイミング異常があるノズル列＃１〜＃１６を検出したとき、当該ノズル列＃１〜＃１６に属するノズル１０８のインク吐出タイミングを補正する補正部８５を備える構成であるが、このような補正部８５を備えない構成であってもよい。

また、上述した実施形態においては、固定されたインクジェットヘッド１に対して用紙Ｐが搬送されるインクジェットプリンタに本発明を適用した例について説明したが、用紙に対してインクジェットヘッドが移動するインクジェットプリンタについても本発明は適用可能である。

本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの外観側面図である。 図１に示すインクジェットプリンタの上面図である。 図１に示すインクジェットヘッドの短手方向に沿った断面図である。 図３に示すヘッド本体の平面図である。 図４に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図５に示すインク吐出面の部分拡大図である。 図５に示すVII−VII線断面図である。 図５に示すアクチュエータユニットの拡大図である。 図１に示す制御装置の機能ブロック図である。 図９に示す基板の機能ブロック図である。 図９に示す検査パターン形成部によって用紙に形成される検査パターンの一例である。 図９に示す検査パターンの一部を示した図である。 検査パターンの変形例を示す図である。 検査パターンの変形例を示す図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
２ａ インク吐出面
２ ヘッド本体
１３ 搬送機構
１６ 制御装置
１７ 画像センサ
２１ アクチュエータユニット
５４ 基板
５６ ファイヤ信号生成回路
５７ 遅延回路
５８ 波形信号生成回路
５９ データ信号出力回路
８１ 画像データ記憶部
８２ ヘッド制御部
８３ 検査パターン形成部
８４ 吐出タイミング異常検出部
８５ 補正部
８６ 搬送モータ制御部
１０１ インクジェットプリンタ
１０５ マニホールド流路
１０５ａ 副マニホールド流路
１０８ ノズル

Claims (7)

1. 複数のノズルが開口する吐出面を有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させる移動機構と、
   前記移動機構によって前記記録ヘッドと前記記録媒体とを相対移動させて、前記移動方向に延在する直線が形成されるように、前記ノズルから液滴を吐出させて前記記録媒体に検査パターンを形成するパターン形成手段とを備えており、
   前記パターン形成手段は、前記記録ヘッドにおいて前記移動方向に関する配置形態を共通にする複数の前記ノズルからなるノズル群毎に、前記移動方向に直交する方向に前記直線が配列する直線群がそれぞれ形成され、前記複数の直線群が前記移動方向に互いに隣接して配置されるように、前記ノズルから液滴を吐出させることを特徴とする記録装置。
2. 前記パターン形成手段によって前記記録媒体上に形成された検査パターンを読み取る画像センサと、
   前記画像センサによって読み取られた前記直線群同士の間隔から、液滴の吐出タイミングに異常がある前記ノズル群を検出する吐出タイミング異常検出手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記吐出タイミング異常検出手段が液滴の吐出タイミングに異常がある前記ノズル群を検出したとき、当該ノズル群に属する前記ノズルの液滴吐出タイミングを補正する補正手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記ノズルが、前記吐出面においてマトリックス状に配置されており、
   前記ノズル群が、前記移動方向に直交する方向に配列された複数の前記ノズルからなるノズル列毎に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の記録装置。
5. 前記記録ヘッドが、前記移動方向に直交する方向に延在した複数の延在領域を含む共通インク室と、各延在領域の出口から圧力室を介して前記ノズルに至る複数の個別インク流路とが形成された流路ユニットを有しており、
   前記ノズル群が、同一の前記延在領域と連通する複数の前記ノズル毎に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の記録装置。
6. 前記記録ヘッドが、
   共通インク室と、前記共通インク室の出口から圧力室を介して前記ノズルに至る複数の個別インク流路とが形成された流路ユニットと、
   前記流路ユニットに固定されているとともに、前記圧力室に対向して配置された複数の個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記複数の個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含む、前記ノズルから液滴を吐出させる複数のアクチュエータユニットとを有しており、
   前記ノズル群が、同一の前記アクチュエータユニットに関する複数の前記ノズル毎に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の記録装置。
7. 前記記録ヘッドが、
   前記移動方向に直交する方向に延在した複数の延在領域を含む共通インク室と、各延在領域の出口から圧力室を介して前記ノズルに至る複数の個別インク流路とが形成された流路ユニットと、
   前記流路ユニットに固定されているとともに、前記圧力室に対向して配置された複数の個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記複数の個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電層を含み、前記ノズルから液滴を吐出させる複数のアクチュエータユニットとを有しており、
   前記ノズルが、前記吐出面においてマトリックス状に配置されており、
   前記ノズル群が、同一の前記アクチュエータユニットに関しているとともに、同一の前記延在領域と連通しつつ前記移動方向に直交する方向に配列された複数の前記ノズル毎に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の記録装置。

Images