JP3251671B2 - プリントヘッド走査方向に対する印刷ずれの補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般スウォース（swat
h）形プリンタに関し、更に詳細には多重プリントヘッ
ドスウォース形プリンタのプリントヘッドを垂直および
水平に位置合わせする補正方法に関する。

【０００２】

【従来技術および発明が解決しようとする課題】スウォ
ースプリンタは、印刷媒体を横断して可動印刷カートリ
ッジを１回だけ走査することにより複数のドット列を印
刷できるラスタ形または行列形のプリンタである。スウ
ォースプリンタの印刷カートリッジは、複数のドット列
を印刷することができるよう互いに媒体の運動方向に設
置される複数の印刷要素（たとえば、インクジェットノ
ズル）を備えているのが普通である。用途に応じて、媒
体走査方向の印刷要素間の距離は所要分解能に対するド
ットのピッチ（たとえば、３００ドット毎インチ（ｄｐ
ｉ）の分解能に対してインチの１／３００）に対応する
ことができる。１スウォースまたはキャリッジ走査の
後、媒体プリンタが１キャリッジ走査すなわちスウォー
スで印刷することができる列の数（すなわち、スウォー
ス高さまたはスウォース距離）だけ前進させることがで
きる。印刷は一方向または双方向とすることができる。

【０００３】スウォースプリンタの印刷要素は普通、イ
ンクジェットノズルのような一並びの印刷要素を備えて
いるプリントヘッドに構成されている。構成により、プ
リントヘッドはインクジェットプリンタに普通利用され
ているもののような着脱自在のプリントヘッドカートリ
ッジを備えている。スウォース形インクジェットプリン
タの処理量は多重インクジェットプリントヘッドカート
リッジを利用して追加プリントヘッドカートリッジによ
りスウォースの高さを高くすることにより上げることが
できる。多重プリントヘッドカートリッジスウォースプ
リンタに伴う問題点は、プリントヘッドの機械的公差
（たとえば、プリントヘッドカートリッジのプリントヘ
ッドカートリッジに対する位置決めの不確かさ、および
カートリッジの挿入による変動の不確かさ）、およびプ
リントヘッドカートリッジ間の滴下速度の相違の結果と
しての印刷品位の低下であり、このような品位の低下は
双方向印刷および一方向印刷の双方で発生し得る。プリ
ントヘッドと印刷媒体との間の隙間の機械的公差も、一
つまたは複数のプリントヘッドカートリッジを用いる双
方向印刷では印刷品位の低下を生ずる。

【０００４】製造される各プリンタに対する工場補正お
よび／または厳密な製造公差管理は印刷品位の低下に寄
与する幾つかの要因に注意を払っているが、極めて困難
で且つ経費がかかる。その上、製造公差管理は、特にプ
リンタの電子部品に関して、経時変化や温度がプリンタ
に及ぼす影響に注意を払うことができないことがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】それ故、多重プリントヘ
ッドカートリッジスウォースプリンタで印刷品位に影響
する位置合わせ不良を検出して補正する方法を提供する
ことは好都合である。

【０００６】他の利点は多重プリントヘッドカートリッ
ジスウォースプリンタで印刷品位に影響する位置合せ不
良を自動的に検出して補正する方法を提供することであ
る。

【０００７】本発明によれば、キャリッジ走査軸に沿う
プリントヘッドの動作状態は、固定スウォース位置でカ
ートリッジによって印刷される垂直試験線分の水平位置
を決定し、垂直試験線分の水平位置からカートリッジの
水平補正値を計算することによって整列される。スウォ
ースデータと上記カートリッジのインクジェットノズル
の吐出のタイミングのために与えられた水平ずれ（ｈｏ
ｒｉｚｏｎｔａｌ ｏｆｆｓｅｔ ｓｈｉｆｔｓ）は、
計算された水平補正値に従って調整される。

【０００８】

【実施例】以下の詳細な説明および添付の幾つかの図に
おいて、同様の要素は同様の参照数字で示している。

【０００９】図１は、本発明による位置合せ方式を採用
してプリントヘッドの位置合せ不良を校正し補正するス
ウォース形多重プリントヘッドインクジェットプリンタ
の主要機械要素を、プリンタの前方から右を見て描いた
前面四分の一概要斜視図が示されている。プリンタはキ
ャリッジ走査軸（プリンタ技術では普通Ｙ軸と言う）に
沿って並進移動するための案内レール５３、５５に取付
けられた可動キャリッジ５１を備えている。キャリッジ
５１は従来どおりの方法で駆動され得る無端ベルト５７
により案内レール５３、５５に沿って駆動され、直線エ
ンコーダストリップ５９はキャリッジ５１のキャリッジ
走査軸に沿う位置を、たとえば従来どおりの方法に従っ
て、検出するのに利用される。

【００１０】キャリッジ５１は、キャリッジの前方に設
置されて実質上同一の着脱可能な第１および第２のイン
クジェットプリントヘッドカートリッジＣ１、Ｃ２（時
には「ペン」、「印刷カートリッジ」、または「カート
リッジ」と呼ばれることがある）を保持する第１および
第２のカートリッジ保持シュー９１、９２を支持してい
る。図１はカートリッジＣ２を取外した状態で示してい
るが、図５ではカートリッジをその取付け位置にある状
態で示している。図２に示したように、プリントヘッド
カートリッジＣ１、Ｃ２は、プリントヘッドカートリッ
ジの下にある印刷ローラ６３に支持されている印刷媒体
６１に対して、インクをほぼ下方に、放出する下向きの
ノズルを備えている。

【００１１】参考のため、印刷カートリッジＣ１、Ｃ２
は図１の説明文で示したように、プリンタの前面にある
と考えるが、図１にラベル付き矢印で示したように、左
および右の方向は印刷カートリッジの方を見ながら見た
方向である。一例によれば、印刷媒体６１は印刷または
位置決めしながら前進し、図２に示すように、カートリ
ッジノズルの下方からプリンタの前面に向って通過する
ようになり、反対方向に巻戻される。

【００１２】図３に示すような媒体走査軸（普通Ｘ軸と
呼ばれる）は媒体の変位の基準としてばかりでなく、線
の向きの基準としても利用される。媒体走査軸は一般に
印刷カートリッジのノズルの下にある印刷媒体表面に接
し、カートリッジ走査軸に直交していると考えることが
できる。従来の用法によれば、媒体走査軸は、恐らくは
垂直だった印刷媒体の一部に印刷された印刷要素を有す
るプリンタのためであろうが、便宜的に「垂直」軸と呼
ばれている。また既知の使用法によれば、カートリッジ
走査軸は便宜的に「水平」軸と呼ばれている。実用的見
地からは、図１のプリンタの印刷出力が印刷ローラ６３
から吊り下っていると同じ向きに観察者の前に垂直に置
かれていれば、単一インクジェットノズルを用いて、お
よびキャリッジ移動ではなく媒体移動により印刷される
線は「垂直」になるが、単一インクジェットノズルを用
いて、および媒体移動ではなくカートリッジ移動により
印刷される線は「水平」になる。このような線を含む印
刷媒体を観察者の前に水平に設置すれば、観察者から向
うに伸びる線は普通の慣例により垂直と考えることがで
き、観察者に関して側方に延びる線は普通の慣例により
水平と考えることができる。したがって、下記説明で
は、媒体走査軸と整列している印刷線を「垂直」線と呼
び、カートリッジ走査軸と整列している印刷線を水平線
と呼ぶ。

【００１３】図３は、第１および第２のカートリッジＣ
１、Ｃ２のノズル板１０１、１０２の構成をカートリッ
ジのノズルの上方から見て（すなわち、印刷媒体が図の
平面の下になる）概略的に示してある。各ノズル板は２
列に配置された偶数個のノズルを備えており、一方の列
のノズルは他方の列のノズルに対して千鳥になってい
る。実施例により、各ノズル板は、ノズル列の下端から
出発し、左列にあるノズルを奇数番号のノズル、右列に
あるノズルを偶数番号のノズルとして（１、１）から
（１、５０）までの番号の付いた５０個のノズルを備え
ているように示してある。ただし、「１」はプリントヘ
ッドカートリッジの番号を表す。図３に距離Ｐで示し
た、筋違いに隣接するノズルの間の媒体走査軸に沿う距
離は、ノズルピッチとして知られており、例によれば、
所要ドット分解能の分解ドットピッチ（たとえば、３０
０ｄｐｉに対して１／３００インチ）に等しい。使用
中、プリントヘッドのノズルの列の間の物理的間隔は、
スウォース印刷データの適切なデータ移転により補償さ
れるので、二つの列は単一列のノズルとして働く。

【００１４】第１および第２のカートリッジＣ１、Ｃ２
はカートリッジ走査軸に沿って並列しており、媒体走査
軸に沿って互いに対して片寄っており、媒体走査軸に沿
って３ノズルピッチほども重なることができる。ここで
更に完全に説明するように、各ペンの２個のノズルは、
使用可能ノズルを垂直軸に沿う正しい動作位置合せに一
層近付けるために、試験パターンに従って選択されたと
おりに論理的に使用不能にされる。

【００１５】第２の保持シュー９２はカートリッジ５１
に固定されており、一方第１のカートリッジ保持シュー
９１は、弾性的に変形可能なトーションバー状支持部材
９３によりカートリッジ５１に枢軸回転可能に固定され
ており、このトーションバー状支持部材９３は、第１の
プリントヘッドカートリッジＣ１のノズル板の平面近く
で保持シュー９１の下部後方部分にカートリッジ走査軸
にほぼ平行に設置されている。実施例によれば、トーシ
ョンバー状支持部材９３は第１のカートリッジ保持シュ
ー９１の背面板９５およびカートリッジ枠の一部と一体
に形成されているので、第１の保持シュー９１はトーシ
ョンバー状支持部材９３を通過する枢軸ＰＡの周りを枢
軸回転することができる。第１のカートリッジ保持シュ
ーの最上部は保持シューの背面板９５と構造的に一体を
成すカムフォロワーフランジ９７を備えている。カムフ
ォロワーフランジ９７は、キャリッジの最上部と第１の
保持シューの最上部の間に接続されている１対の保持ば
ね１１３により位置調節カム１１１に向って後方に片寄
せられている。

【００１６】調節カム１１１はキャリッジ５１にあるピ
ン１１５に回転可能に取付けられており、上方から見て
カムの時計方向の回転を増すとカムピン１１５と保持シ
ューフランジ９７との間の距離が増大するように形成さ
れている。カムはカムと一体になっているカムレバー１
１７により回転させられ、カムの時計方向回転を制限す
る右カム止め１１９と係合することができる。したがっ
て、カムレバー１１７がカム止め１１９から離れるよう
反時計方向に回転するにつれて、第１のカートリッジＣ
１のノズル板１０１は枢軸ＰＡの周りを下向きに回転す
るが、これにより第１のカートリッジのノズル板は、そ
の印刷区域が媒体走査軸に沿って第２のカートリッジの
印刷区域に一層近くなるよう補助される。上方から見て
反時計方向に調節カム１１１が回転することにより第１
の印刷カートリッジＣ１が第２の印刷カートリッジＣ２
に一層近くなるよう効果的に位置決めされる。

【００１７】調節カム１１１は、カムレバー１１７が、
便利に設置された枢軸止め調節レバー腕１２１の下向き
に突出するタブ１２１ａに対して係合している間に、キ
ャリッジ５１の移動に従って制御可能に移動する。この
調節レバー腕１２１は、タブ１２１ａを、カムレバー１
１７がキャリッジ５１と共に移動するにつれてカムレバ
ー１１７の径路の中または上方にあるように枢軸回転さ
せることができる。図５に示すように、カムアクチュエ
ータ腕１２１はキャリッジ案内レールの一端の近辺に設
けることができ、作動用レバー１２３により作動され、
この作動用レバー１２３はステップモータ１２９の出力
によりカム１２７により制御されるカムフォロウ１２５
により駆動される。片寄せばね１３１はカムアクチュエ
ータ腕１２１が作動されたとき上昇位置に完全に確実に
上昇するようにする。

【００１８】カムアクチュエータ腕１２１は他の機構に
より制御され得ること、およびステップモータ１２９は
別の目的に使用し得ることが認められるはずである。ア
クチュエータ腕１２１およびカム調節のためアクチュエ
ータ腕１２１に対してカートリッジの変位を使用するこ
とによりカム調節のために別々のサーボモータを使用し
なくてよい。

【００１９】印刷線を描く図に対する説明を容易にする
ため、媒体走査方向を垂直方向とも呼ぶことにし、キャ
リッジ走査方向を水平方向とも呼ぶことにする。またし
たがって、キャリッジがカムアクチュエータの方に移動
するときキャリッジは左に移動し、キャリッジがカムア
クチュエータ機構から遠くに移動するときキャリッジは
右に移動する。図１、図３、および図５には全般に左方
向および右方向の指示が入っている。

【００２０】スウォースの前進に関しては、印刷媒体６
１は印刷ローラの下に入り、印刷されたとき印刷ローラ
の上にあるから、最初に印刷される材料は、印刷ローラ
から吊り下がるにつれて印刷画像に最も近くなる。した
がって、図面に描いた印刷主体材料は一般に、下スウォ
ースが最初に印刷されるように、下から上に印刷される
と見なされる。

【００２１】光センサ６５はキャリッジ５１に、たとえ
ば第１のプリントヘッドカートリッジ保持シューの右に
隣接して、取付けられている。ここに更に説明するよう
に、光センサ６５は第１と第２のプリントヘッドカート
リッジＣ１とＣ２との間の水平および垂直の位置合せ不
良を補償するよう処理される印刷媒体６１に印刷された
試験線に関して位置データを与えるのに利用される。

【００２２】キャリッジ５１の移動、印刷媒体６１の移
動、プリントヘッドカートリッジＣ１およびＣ２の動作
および第１のプリントヘッドカートリッジＣ１の位置の
調節は図６に示すようなプリンタ制御システムにより制
御される。制御システムは制御システム内の要素の行動
を制御する主制御装置３１を備えている。媒体軸駆動モ
ータエンコーダ３５は、制御装置３１からの媒体運動命
令に従って印刷ローラ６３を動かす媒体軸駆動モータ３
３をフィードバック制御する情報を発生する。同様に、
キャリッジ軸エンコーダ３７は、制御装置３１からのキ
ャリッジ運動命令に従ってキャリッジ５１を位置決めす
るキャリッジ走査軸駆動モータ３９をフィードバック制
御するフィードバック情報を発生する。マルチチャンネ
ルアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器８１は光セン
サ６５の出力に基づいてアナログ信号を受け、ここに更
に説明する手順に従って処理するこのような信号のディ
ジタル形態を発生する。制御装置は更に、たとえば入力
ベクトルの終点をラスタデータに変換することによりま
たはラスタデータを適切な源から直接ロードすることに
より、スウォースラスタデータをスウォースデータラン
ダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）４１に格納する。制御
装置は、スウォースＲＡＭ内の理想的ビットマップが媒
体に写像されるようスウォースラスタデータの転送を制
御する。これは、キャリッジがいずれかのキャリッジ走
査方向に横断するにつれてノズルが印刷媒体６１の適切
な領域の上にあるときビットマップからの適切なデータ
が印刷カートリッジノズルに到達するように、データを
水平に選択的に移転することにより行なわれる。この写
像は通常各印刷カートリッジの各ノズルを適切に移転し
て各カートリッジの２列のノズルおよび印刷カートリッ
ジ間の水平片寄りを補償することを含んでいる。このよ
うな移転は累積分解ドットピッチに対応する。ここに更
に説明するように、公称スウォースデータ移転は調節さ
れてまたは補正されて、ここに説明した手順に従って検
出される水平位置合せ不良を補償する。制御装置３１は
また印刷遅延制御装置４３の遅延を、カートリッジＣ
１、Ｃ２からの最終滴下設置を精密制御するために、１
分解能ドットピッチ未満である水平位置合せ移転を補償
するように設定する。印刷遅延制御装置４３はインク発
射パルスを印刷カートリッジＣ１、Ｃ２のノズルに供給
する印刷ドライバ４５を制御する。

【００２３】媒体写像および印刷カートリッジタイミン
グ遅延補正に対するスウォースデータは、たとえば、１
９９１年１０月３１日にこれと同時に出願されている、
「ＦＡＳＴ ＦＬＥＸＩＢＩＬＥ ＰＲＩＮＴＥＲ／Ｐ
ＬＯＴＴＥＲ ＷＩＴＨ ＴＨＥＴＡ−Ｚ ＣＯＲＲＥ
ＣＴＩＯＮ（θ−Ｚ補正付き高速高柔軟性プリンタ／プ
ロッタ）」と題する出願に開示されている回路および方
法により実現することができる。

【００２４】印刷カートリッジＣ１、Ｃ２は、製造公差
に従って機械的に近接して整列されており、ここに開示
するように二つの印刷カートリッジＣ１、Ｃ２が９６個
のノズルから成る１列の単一プリントヘッドのように協
同して機能するように精密に整列している。このように
して、各走査またはスウォースは（媒体走査方向に測っ
て）９６ノズルピッチの広さであり、単一印刷カートリ
ッジを使用するのに比較して印刷の速さが増大してい
る。キャリッジ走査軸に沿う位置合せはスウォースデー
タ移転を調節して検出された水平位置合せ不良の累積ド
ットピッチ部分の補正を行い、次にインクジェットノズ
ルの発射のタイミングを調節して検出された水平位置合
せ不良の断片的ドットピッチ部分を補正することにより
達成される。媒体走査方向の位置合せはプリントヘッド
カートリッジＣ１、Ｃ２の使用可能ノズルを選択して検
出された垂直位置合せ不良の累積ノズルピッチ部分を補
正し、次に第１のプリントヘッドカートリッジＣ１の角
度部分を第２のプリントヘッドカートリッジＣ２に対し
て調節カム１１１を介して調節し、検出された垂直位置
合せ不良の断片的ノズルピッチ部分を補正することによ
り達成される。これら調節は試験線分の印刷に従って、
次いで図７に簡略概略断面に示してある光センサ６５を
使用して試験線分間の距離を測定することにより行われ
る。特に図７を参照すれば、光センサは、印刷媒体の一
部を、たとえば一対一に、ハウジングの上に設置された
カッドフォトダイオード検出器７３に結像する結像レン
ズ６９、７１を支持するハウジング６７を備えている。
たとえばＬＥＤからなる照明源７５は、結像レンズ６
９、７１の光軸の付近にある印刷媒体を照明するように
ハウジングの底部に支持されている。

【００２５】カッドフォトダイオード検出器７３は図８
に概略描いたように４個のフォトダイオードＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄから構成されている。図８はブロック図の形で検
出器フォトダイオードの出力を処理する回路をも示して
いる。フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはその活動域を
表す箱として示してある。フォトダイオードＡおよびＢ
の活動域はフォトダイオードＣおよびＤの活動域がそう
であるようにキャリッジ走査軸と一直線を成している。
フォトダイオードＡおよびＣの活動域は、フォトダイオ
ードＢおよびＤの活動域がそうであるように媒体軸と一
直線を成している。実質上、フォトダイオードはその辺
がキャリッジ走査軸および媒体走査軸と一直線を成す正
方形内に設置されている。

【００２６】差分増幅器回路７７はフォトダイオードＤ
の出力を筋違いに向き合うフォトダイオードＡの出力か
ら差引き、一方差分増幅器回路７９はフォトダイオード
Ｃの出力を筋違いに向き合うフォトダイオードＢの出力
から差引く。差分増幅器回路７７、７９のアナログ差分
出力は、図ではチャンネル０および１であるアナログ・
ディジタル変換器８１のそれぞれのチャンネルによりデ
ィジタルに変換される。代わりに、差分増幅器回路７
７、７９の差分出力の各々について個別のＡＤ変換器を
使用することができる。差分増幅器回路の出力のディジ
タル形は、垂直方向に整列しているフォトダイオードＡ
およびＣが一方の検出器として働き、垂直に整列してい
るフォトダイオードＢおよびＤが他方の検出器として働
く二重検出器の出力の有効な差である差信号Ｈを発生す
る。

【００２７】Ｈ＝ＣＨ０−ＣＨ１＝（Ａ−Ｄ）−（Ｂ−
Ｃ）＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） （方程式１）

【００２８】ただしフォトダイオード検出器の出力はフ
ォトダイオード検出器を区別するのに使用される参照文
字で表してあり、ＡＤ変換器のチャンネル０および１は
それぞれＣＨ０およびＣＨ１と表してある。差信号Ｈ
は、垂直線の水平位置を決定するのに使用されるから、
センサ水平差信号Ｈと呼ぶものとする。

【００２９】相似的に、差分増幅器回路７７、７９の出
力のディジタル形を加算すると、水平に整列しているフ
ォトダイオードＡおよびＢが一方の検出器として働き、
水平に整列しているフォトダイオードＣおよびＤが他方
の検出器として働く二重検出器の出力の有効な差である
差信号Ｖを発生する。

【００３０】Ｖ＝ＣＨ０＋ＣＨ１＝（Ａ−Ｄ）＋（Ｂ−
Ｃ）＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） （方程式２）

【００３１】差信号Ｖは、水平線の垂直位置を決定する
のに使用されるから、センサ垂直差信号と呼ぶものとす
る。

【００３２】図９は、センサ水平信号Ｈの連続プロット
をカッド検出器の活動域を横切る垂直線の像のキャリッ
ジ走査軸に沿う変位の関数として概略図示している。像
がカッドの（Ａ＋Ｃ）側に入り始めるにつれて差信号Ｈ
は、これらの区画で発生する光電流が少なくなるので、
負になる。差信号は像が完全に（Ａ＋Ｃ）側になると完
全に平になる。像は（Ａ＋Ｃ）側を離れて（Ｂ＋Ｄ）側
に入り始める。それで得られる差信号Ｈは、（Ａ＋Ｃ）
側によって発生される光電流が多く、（Ｂ＋Ｄ）側によ
って発生される光電流が少ないので、正になる。差信号
Ｈのプロットの中心領域の傾斜は理想的には線形であ
り、光センサの「有用」領域である。プロットの平らな
正の平部分は、線の像がカッドの（Ｂ＋Ｄ）側にだけあ
るときに対応する。最後に差信号Ｈは、線の像がカッド
の右側を離れるにつれて基線に戻る。

【００３３】センサ垂直差信号Ｖのカッド検出器の活動
域を媒体走査方向に沿って横切る水平線の像の変位の関
数としての連続プロットは、像の位置が媒体走査軸に沿
う以外は、図９に示すものと同じになる。差信号Ｖの応
答の中心には差信号Ｖを垂直位置を検出するのに使用す
ることができる有用な線形領域が含まれている。

【００３４】光センサの視野は、検知すべき線分の長
さ、プラスマイナス線に沿う位置決め確度の不確かさよ
り小さくなければならないから、線の像は、たとえば図
８に概略図示したように、カッドセンサの活動域を超え
て広がっている。換言すれば、線分は光センサの視野を
超えて両方向に広がっていなければならない。カッド検
出器の中心あたりの光センサの線形領域の範囲は、倍
率、結像している線分の幅、およびカッド検出器の個々
のフォトダイオード区画の幅によって決まる。実施例に
よれば、倍率が実質的に１、水平線分の幅が垂直位置検
出に対して３分解ドットピッチ、垂直線分の幅が水平検
出に対して５分解ドットピッチ、であり且つフォトダイ
オード素子が結像すべき線の幅より大きい場合、線形セ
ンサ領域の範囲は、垂直位置検出に対して約３分解ドッ
トピッチ、水平位置検出に対して約５分解ドットピッチ
である。

【００３５】水平位置合せは一般に次のようにして達成
することができる。光センサ６５を最初に校正してその
特定のセンサに対するプロットの中心または水平差信号
Ｈの応答に最も良く合う直線を決定し、検出した垂直線
分に対する水平差信号Ｈの値を所定の水平基準位置に対
する位置に変えるようにする。次の複数の垂直試験線分
を各カートリッジにより各キャリッジ走査方向に印刷
し、垂直試験線分の水平位置を光センサを水平に位置決
めすることにより所定基準位置に対して決定し、垂直試
験線分がすべて水平にセンサの線形領域内にあるように
する。次に、センサがそれぞれ試験線分の公称垂直中心
と垂直方向に整列するように媒体を移動させ、各線分に
対する水平差信号Ｈの値を読取り、最も良く合う直線に
従って線の位置を決定するのに使用する。次の垂直試験
線分の相対水平位置間の差を利用してスウォース印刷デ
ータ列移転およびプリントヘッドカートリッジのノズル
発射のタイミングを調節する。

【００３６】図１０は、印刷カートリッジの水平位置合
せに対するセンサのＨ差信号応答を校正するため図１５
Ａ乃至図１５Ｃで示した校正手順に関連して一方向モー
ドでプリントヘッドの一つから発生されるわずかに斜め
の校正「線」を誇張した形で示している。

【００３７】特に図１５Ａ乃至図１５Ｃの流れ図を参照
して、３１１で印刷媒体が巻き戻され、清浄な未印刷区
域の所定の垂直開始位置まで前進させ、駆動システムの
バックラッシュを除くようにする。３１３で光センサが
後に印刷されることになる校正線の公称水平中心と整列
するように（すなわち、水平に校正線の両端間にあるよ
うに）キャリッジを移動させ、３１５でＡＤ変換器８１
のチャンネル０およびチャンネル１の出力を読取る。３
１７でセンサ水平差信号Ｈの値を方程式１に従って計算
し、結果を印刷媒体の特定の垂直位置に対するバックグ
ラウンド値として格納する。３１９で媒体を０．５スウ
ォース（すなわち、媒体走査軸に沿う４８ノズルピッ
チ）前進させる。３２１で媒体がステップ３１９に従っ
て２６回、０．５スウォースだけ前進しているか否かに
関して確認を行う。前進していなければ、制御はＨ差信
号の他の値を計算し格納する３１５に移る。３２１にお
ける確認がイエスであれば、制御は３２３に移る。

【００３８】ステップ３１３乃至３２１に従い、水平差
信号Ｈのバックグラウンド値を、次に印刷すべき校正線
の垂直線分を検知する光センサにより検出される位置に
ついて決定する。

【００３９】３２３で媒体を所定の垂直開始位置を過ぎ
て巻き戻し、次いで所定の垂直開始位置まで前進させ
て、駆動システムのバックラッシュを除くようにする。
３２５で校正線の第１の垂直部分ＣＡＬ１に対するスウ
ォース位置を校正線の水平開始位置に対応する所定の水
平位置に設定する。３２７でキャリッジを所定方向に走
査し、５分解ドットピッチの幅を有する垂直線を所定の
スウォース位置から所定のカートリッジの４８個のノズ
ルを用いて印刷する。３２９で所定のスウォース位置を
歩進させて次の垂直線分を、たとえば左に、１分解ドッ
トピッチ片寄せ、３３１で媒体を０．５スウォースだけ
前進させる。３３３で媒体がステップ３３１に従って２
６回前進しているか否かに関して確認を行う。前進して
いなければ、制御は３２７に移って校正線の他の垂直部
分を印刷する。

【００４０】ステップ３２５乃至３３３に従い、一つの
プリントヘッドカートリッジに同じ走査方向に実質上一
定幅の一連の垂直線分ＣＡＬ１乃至ＣＡＬ２６を印刷さ
せる。この場合垂直線分の所定の水平方向に１分解ドッ
トピッチだけそれぞれ歩進して片寄らせる。

【００４１】３３５で、媒体を所定の垂直開始位置を過
ぎて巻き戻し、次いで垂直開始位置まで前進させ、駆動
システムのバックラッシュを除くようにする。３３７で
光センサがステップ３２５乃至３３３に従って印刷され
た丁度その校正線の公称水平中心（すなわち、上のステ
ップ３１３の場合と同じ水平位置）と整列するようにキ
ャリッジ５１を移動させる。３３９でＡＤ変換器のＣＨ
０およびＣＨ１出力を読取る。３４１で差信号Ｈに対す
るバックグラウンド補正値をＣＨ０出力とＣＨ１出力と
の間の差を取ることにより計算し、現在の垂直位置に対
するＨの前に格納されているバックグラウンド値を差引
く。Ｈのバックグラウンド補正値を現在の垂直位置に関
して格納し、３４３で印刷媒体を０．５スウォースだけ
前進させる。３４５で媒体がステップ３４３に従って２
６回前進しているか否かに関して確認を行う。前進して
いなければ、制御は３３９に移り、さらにＡＤのＣＨ０
およびＣＨ１の出力のサンプリングを行う。イエスなら
ば、制御は３４７に移る。

【００４２】ステップ３３５乃至３４５に従い、異なる
水平位置の垂直線分に対する差信号Ｈのバックグラウン
ド補正値を列に格納する。この場合列内の位置は、未規
定ではあるが一定している水平基準位置からの水平距離
を表している。したがって、列の０番目のエントリが第
１の垂直線に対するものであれば、列の値の元になる垂
直線の水平位置は、第１の垂直線で規定される０水平位
置からＩ分解ドットピッチに等しいと考えることができ
る。ただしＩは列内の位置に対応する。後にわかるとお
り、補正の目的で列の値を互いに減算し、実際の０水平
位置は関係しない。

【００４３】３４７で差信号Ｈの格納されたバックグラ
ウンド補正値をセンサ差信号Ｈの図９のプロットの線形
領域と同様のテンプレート機能と関係づける。テンプレ
ート機能にあるデータ点は差信号Ｈのバックグラウンド
補正値の格納列より少なく、最大相関を生ずる一連の差
信号値の中心における差信号値の列位置は最大相関指標
として保存される。３４９で最大相関指標に対応する差
信号Ｈのバックグラウンド補正値およびその両側にある
差信号Ｈの三つのバックグラウンド補正値は最も良く合
う直線を決定する線形回帰に利用される。

【００４４】 Ｈ＝Ａ＊ＨＰＯＳ＋Ｂ （方程式３）

【００４５】ここでＨはバックグラウンド補正差信号Ｈ
であり、ＨＰＯＳは不変の０水平位置に対する水平像位
置であり、Ａは傾斜であり、Ｂは不変の０水平位置にあ
る垂直線に対する最も良く合う線によるＨの仮説値であ
る。傾斜Ａは後に図１１に概略示したもののような垂直
試験線の位置を決定するのに使用される。

【００４６】前述の校正手順は、光センサ６５を水平に
移動させずに且つプリンタの印刷キャリッジ位置決め機
構の分解能に頼らずに校正線をセンサを横切って水平方
向に有効に走査する。したがって、この校正技法および
ここに更に説明する垂直線の水平位置を決定する技法
は、キャリッジ位置機構の分解能ではなくセンサの分解
能に頼っているので、そのキャリッジ位置決め機構の分
解能が充分でないプリンタに有利に利用される。

【００４７】次に図１６Ａ乃至図１６Ｃを参照すると、
図１１に概略描いたもののような垂直試験線分を印刷す
ることにより水平位置合せを行い、このような垂直線分
間の距離を決定し、相対距離の情報を利用して水平位置
合せ補正を行う流れ図が示されている。３５１で、カー
トリッジに対するタイミング遅延補正を０に設定し、ス
ウォースデータ移転を、プリントヘッドカートリッジ間
の公称片寄り、キャリッジの寸法、平均インク滴飛翔時
間などのような慣例的に考えられる因子に基づくそれら
の公称値に設定する。３５３で媒体を、たとえば右余白
を含む未印刷の区域に印刷することができるように設置
する。３５５でキャリッジ５１を、後に印刷すべき垂直
試験線分がセンサ６５がそのような所定の水平位置に設
定されるときセンサ６５に対する差信号Ｈの応答の線型
領域に入るように選択された所定の水平位置に設置す
る。３５７で媒体を巻き戻してから前進させ、センサ
を、カートリッジＣ１の第１の走査（図１１に線分ＶＬ
（１，１）として区別してある）により後に印刷される
べき線の公称垂直中心の位置と垂直に整列させ、列指標
Ｉを０に設定する。３５９でセンサ差信号Ｈを読取り、
バックグラウンド列にＢＡＣＫＧＲＯＵＮＤ（Ｉ）とし
て格納する。３６１で媒体を０．５スウォース（すなわ
ち、１公称ノズル列高さ）前進させ、３６３で媒体が３
６１に従って３回前進しているか否かに関して確認を行
う。前進していなければ、３６４で指標Ｉを１だけ増値
し、制御は３５９に移ってセンサ差信号Ｈの別のバック
グラウンド読みを行う。３６３での確認がイエスであれ
ば、媒体は３６１に従って３回前進しており、制御は３
６５に移る。

【００４８】ステップ３５３乃至３６３に従い、差信号
Ｈに対する印刷媒体バックグラウンド値を計算し、セン
サ差信号Ｈが後に下記に従って印刷された垂直試験線の
水平位置を決定することと関連して計算される媒体位置
として格納する。

【００４９】３６５で媒体を巻き戻し、次いで垂直線分
が両カートリッジにより第１のスウォースまたは走査で
印刷される垂直位置まで前進させる。３６７で各カート
リッジは、広さが５ドット分解ピッチの垂直線分を指定
の水平位置に、たとえば各カートリッジの４８個のノズ
ルを使用して、第１の走査方向に、印刷する。３６９で
媒体を１スウォース高さ前進させ、３７１でカートリッ
ジは広さが５ドット分解ピッチの垂直線分を指定水平位
置に、たとえば各カートリッジの４８個のノズルを使用
して、第１の走査方向とは反対の第２の走査方向に印刷
する。

【００５０】ステップ３６５乃至３７１に従い、垂直試
験線分を各カートリッジにより指定水平位置に各走査方
向に印刷する。公称機械的仕様に対する位置合せ不良の
結果、垂直試験線分は図１１に誇張した形で示してある
ように、互いに対して水平方向に片寄っている。この図
では垂直線ＶＬ（ａ，ｂ）はａ番目のカートリッジによ
りｂ番目の走査またはスウォースで印刷されている。

【００５１】３７３で、光センサ６５を上のステップ３
５５で利用したように所定の水平位置に水平に設置す
る。３７５で印刷媒体を巻き戻し、次に前進させてセン
サ６５を第１のカートリッジにより印刷された第１の垂
直線分の公称中心と整列させ、列指標Ｉを０に設定す
る。３７７でＡＤ変換器８１のチャンネル０およびチャ
ンネル１で出力を読取り、３７９でセンサ差信号Ｈに対
するバックグラウンド補正値を計算し、値ＶＡＬ（Ｉ）
を

【００５２】 ＶＡＬ（Ｉ）＝（Ｈ−Ｂ）／Ａ （方程式４）

【００５３】に従って計算する。ＢおよびＡの値は図１
５Ａ乃至図１５Ｃのセンサ水平位置校正に従って決定さ
れている。ＶＡＬ（Ｉ）は、すべての垂直線に共通な０
水平位置に関してＩ番目の垂直線の水平位置を表すが、
上に説明したように校正手順に対して明白に規定する必
要はない。

【００５４】３７９で媒体を０．５スウォースだけ前進
させ、３８１で媒体が３７９に従って３回前進している
かに関しての確認を行う。前進していなければ、３８２
で指標Ｉを１だけ増値し、制御は３７７に移って他の垂
直試験線に対するセンサ差信号Ｈの他の読取りをする。
３８１での確認がイエスであれば、媒体は３７９に従っ
て３回前進しており、制御は３８３に移る。

【００５５】ステップ３７５乃至３８２に従い、垂直試
験線の水平位置を決定し、列ＶＡＬ（Ｉ）に格納する。

【００５６】３８３で、垂直試験線の水平位置測定値の
算術平均を計算し、３８５で各ペンに対する各方向の水
平補正値を、水平位置測定値を水平位置の列ＶＡＬ
（Ｉ）の平均から差引くことにより計算する。水平位置
はドット分解ピッチの単位で表されているから、補正値
もドット分解ピッチで表わす。３８７で水平補正値の整
数部分を利用して各カートリッジに対して各走査方向に
対するスウォースデータのずれの補正値を求める。これ
は位置合せ誤差の粗い量を除去することになる。３８９
で水平補正値の分数部分を利用して各プリントヘッドカ
ートリッジに対して各走査方向に対するカートリッジタ
イミング遅延の補正量を計算する。これは粗補正後残っ
ている残留位置合せ誤差を除去することになる。３９１
で現在するスウォースデータ移転およびカートリッジタ
イミング遅延の補正値を３８７および３８９で決定した
補正値に従って更新する。３９３で更に収束させるため
に（ａ）補正計算値が充分小さくなるまで、または
（ｂ）補正値を所定回数計算し終わるまで、ステップ３
５３乃至３９１を繰返す。

【００５７】ステップ３５３乃至３９１に従えば、スウ
ォースデータずれおよびカートリッジタイミング遅延の
補正値は繰返し更新され、第１の更新は、ステップ３５
１に従って設定された公称データのずれ値および０のタ
イミング遅延の補正値に対するものであり、更新は先に
更新されたデータのずれ値および発射の補正値に対して
行われることが認められるはずである。

【００５８】３９５で前述と同様の位置合せ手順を、各
プリントヘッドカートリッジが、実質上垂直に積重ねら
れた複数の印刷ユニットであり、各ユニットが複数のノ
ズルを備えたものである複数の独立に制御可能な原線
（ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ）を備えている状況について実行
することができる。このような位置合せは、時々θ−Ｚ
位置合せ不良と呼ばれることがあるカートリッジの回転
位置合せ不良を補正する。上部に２５個のノズルを備え
た一方の原線および下部に２５個のノズルを備えた他方
の原線の二つの原線を有する各プリントヘッドカートリ
ッジの例では、位置合せ手順は各原線に対し各方向に一
つ、全部で８本の垂直試験線分を印刷し、位置検出する
ことを含んでいる。原線に基づく補正計算値に従い、デ
ータの列ずれ値およびタイミング遅延の補正値を、完全
カートリッジ垂直線に基づく位置合せに対して３９１で
更新したデータ列のずれおよびタイミング遅延の補正値
から出発して、必要に応じて更新することができる。

【００５９】前述の手順で参照したスウォースデータの
ずれおよびカートリッジタイミング遅延の補正は、たと
えば、前に引用したチェン，コリガンおよびハセルビー
による「ＦＡＳＴ ＦＬＥＸＩＢＩＬＥ ＰＲＩＮＴＥ
Ｒ／ＰＬＯＴＴＥＲ ＷＩＴＨ ＴＨＥＴＡ−Ｚ ＣＯ
ＲＲＥＣＴＩＯＮ」と題する出願に開示されている回路
および手法を用いて達成することができる。

【００６０】図１６Ａ乃至図１６Ｃの手順は３８５で補
正値を一組の垂直試験線分に基づいて計算するが、複数
組の垂直試験線分の水平位置を次のように利用すること
ができることを認めるべきである。

【００６１】１．異なるスウォース位置にある複数組の
垂直試験線に対する水平位置ＶＡＬ（Ｉ，Ｊ）を一般に
ステップ３５１乃至３８３に従って計算する。ただしＩ
は所定のスウォース位置での一組の垂直線分に対する指
標であってカートリッジおよび印刷の方向を示し、Ｊは
その一組の試験線に対する指標である。二つのカートリ
ッジＣ１およびＣ２により印刷された完全ノズル高さ垂
直線に基づく位置合せに対しては、Ｉ＝０，３、および
Ｊ＝０，Ｎ−１であり、ここでＮ組の垂直線を平均して
ある。

【００６２】２．各ペンにより各方向に印刷された垂直
線の平均水平位置ＡＶＡＬ（Ｉ）を次のように計算す
る。

【００６３】 ＡＶＡＬ（０）＝［ＶＡＬ（０，０）＋ＶＡＬ（０，１）＋．．．．．ＶＡＬ （０，Ｎ−１）］／Ｎ

【００６４】 ＡＶＡＬ（１）＝［ＶＡＬ（１，０）＋ＶＡＬ（１，１）＋．．．．．ＶＡＬ （１，Ｎ−１）］／Ｎ

【００６５】 ＡＶＡＬ（２）＝［ＶＡＬ（２，０）＋ＶＡＬ（２，１）＋．．．．．ＶＡＬ （２，Ｎ−１）］／Ｎ

【００６６】 ＡＶＡＬ（３）＝［ＶＡＬ（３，０）＋ＶＡＬ（３，１）＋．．．．．ＶＡＬ（ ３，Ｎ−１）］／Ｎ

【００６７】３．平均水平位置の算術平均（ＭＥＡＮ）
および各ペンに対する補正値はステップ３８３および３
８５におけるように、ステップ３８３および３８５で利
用した非平均水平位置の代わりに平均水平位置ＡＶＡＬ
（Ｉ）を置き換えることにより計算することができる。

【００６８】 平均（ＭＥＡＮ）＝［ＡＶＡＬ（０）＋ＡＶＡＬ（Ｉ）＋ＡＶＡＬ（２）＋Ａ ＶＡＬ（３）］／４

【００６９】 右から左への方向の補正Ｃ１＝平均−ＡＶＡＬ（０） 右から左への方向の補正Ｃ２＝平均−ＡＶＡＬ（１） 右から左への方向の補正Ｃ１＝平均−ＡＶＡＬ（２） 右から左への方向の補正Ｃ２＝平均−ＡＶＡＬ（３）

【００７０】４．次に前記補正値を利用してステップ３
８７および３８９でスウォースデータのずれおよびタイ
ミング遅延の補正値に達することができる。

【００７１】前述の水平位置合せ手順は二つのカートリ
ッジによる双方向印刷に対する水平位置合せを目的とす
るものであるが、二つのカートリッジによる一方向印刷
に対する水平位置合せは図１５Ａ乃至図１５Ｃおよび図
１６Ａ乃至図１６Ｃに示したものと同様の手順で達成す
ることができる。光センサを校正してから、試験区域に
対するバックグラウンド値を決定し、スウォース位置に
おける垂直試験線を、二つのカートリッジにより位置合
せを模索している走査方向に印刷し、試験線の互いに対
する水平位置を求めてスウォースデータのずれおよび／
またはタイミング遅延の補正値に到達する。発生する試
験パターンは、図１２の三つの垂直線（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）により表される三つの可能な試験パターンの一つ
である。垂直線（ａ）はプリントヘッドカートリッジの
間に水平位置合せが正しかった場合に印刷される。垂直
線（ｂ）は印刷カートリッジＣ２が印刷カートリッジＣ
１より遅れている（または印刷カートリッジＣ１が印刷
カートリッジＣ２より進んでいる）場合に生ずる。垂直
線（ｃ）は印刷カートリッジＣ１が印刷カートリッジＣ
２より遅れている（または印刷カートリッジＣ２が印刷
カートリッジＣ１より進んでいる）場合に生ずる。２本
の垂直試験線分の相対位置はスウォースデータのずれ補
正値およびカートリッジタイミング遅延補正値を得るの
に利用される。

【００７２】双方向印刷に対し一つの印刷カートリッジ
により図１５Ａ乃至図１５Ｃおよび図１６Ａ乃至図１６
Ｃに示したものと同様の手順で水平位置合せを行うこと
も可能である。センサ校正後、試験区域に対するバック
グラウンド値を決定し、所定のスウォース位置における
第１および第２の垂直試験線を各カートリッジ走査方向
に位置合せされているカートリッジにより印刷し、垂直
線の互いに対する水平位置を決定してデータのずれおよ
び／またはタイミング遅延の補正値に到達する。発生す
る試験パターンは図１３に示した三つの垂直線（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）のような三つの可能な試験パターンの一
つである。垂直線（ａ）は印刷カートリッジと印刷媒体
との間隔が正しいことを示しており、垂直線（ｂ）は印
刷カートリッジと印刷媒体との間隔が小さ過ぎることを
示しており、垂直線（ｃ）は印刷カートリッジと印刷媒
体との間隔が大き過ぎることを示している。間隔が正し
くなければ、適切なスウォースデータのずれおよび／ま
たはカートリッジ遅延の補正がキャリッジ走査方向の一
方または両方について行われる。

【００７３】垂直位置合せは一般に複数の重ならない水
平試験線を各プリントヘッドカートリッジの少なくとも
一つのノズルで印刷し、光センサ６５を利用して複数の
重なっていない水平試験線分の不変基準に対する垂直位
置を精密に検出し、相対位置を処理して第１のプリント
ヘッドカートリッジＣ１の位置の調節に到達することに
より達成することができる。図１４は実施例により水平
試験線分ＨＬ（１，５０）、ＨＬ（２，１）、ＨＬ
（２，５）を示すが、これらはそれぞれ第１の印刷カー
トリッジのノズル５０、第２の印刷カートリッジのノズ
ル１、および第２のカートリッジのノズル５０により印
刷されるものであり、図１７Ａ乃至図１７Ｇはこのよう
な線の印刷および相対位置の検出により垂直位置合せを
達成する手順の流れ図を示している。水平線分はｃがカ
ートリッジ番号を識別し、ｄがノズルを識別するものと
してＨＬ（ｃ，ｄ）で識別されることを認めるべきであ
る。図１７Ａ乃至図１７Ｇの流れ図によれば、調節カム
１１１は既知の位置まで回転し、センサ差信号Ｖに対す
るバックグラウンド値を、後に印刷される水平試験線分
の位置を検出するためセンサを設置する印刷媒体上の位
置について計算し、水平試験線分を印刷し、水平試験線
分の位置を印刷媒体を不変の出発位置に対して歩進的に
動かし各歩進位置でのセンサ差信号Ｖに対する値を計算
することにより決定する。

【００７４】特に図１７Ａ乃至図１７Ｇを参照すると、
５１１でカムレバー１１７が上昇した位置にあるカムア
クチュエータ腕１２１の右になるようにキャリッジを動
かし、５１３でカムアクチュエータ腕１２１を下げる。
５１５でカムレバー１１７がカムアクチュエータ腕１２
１により係合され右カム止め１１９に向って回転するよ
うにキャリッジ５１を左に動かす。５１７でキャリッジ
５１を１／４インチだけ右に動かしてカムアクチュエー
タ腕１２１をカムレバー１１７から解放し、５１９でカ
ムアクチュエータ腕１２１を持上げる。５２１でキャリ
ッジ５１を左に動かし、カムレバー１１７がアクチュエ
ータ腕１２１の左になるようにし、５２３でアクチュエ
ータ腕１２１を下げる。５２５でキャリッジ５１を右に
動かしてリンクのバックラッシュを除去し、カムレバー
１１７をカム止め１１９から既知の最初の位置までキャ
リッジ５１に対して動かす。５２７でキャリッジ５１を
左に１／４インチだけ動かしてカムレバー１１７をカム
アクチュエータ腕１２１から解放し、５２９でカムアク
チュエータ腕１２１を持上げる。

【００７５】ステップ５１１乃至５２５に従い、カムレ
バー１１７をキャリッジ５１に対して最初の既知位置に
設定する。カムレバー１１７を最初の既知位置まで動か
してからのキャリッジ走査軸に沿うキャリッジ位置を後
の使用のためのキャリッジ基準位置として保存し、更に
ここに説明するように、カムレバーを更に右カム止め１
１９から遠くに（すなわち、上から見て反時計方向に）
進める。一般に、最終調節ずみカムレバー位置に対応す
る最終キャリッジ位置は保存したキャリッジ基準位置お
よびカムレバー１１７をその最終調節ずみ位置に動かす
のに必要な付加的なキャリッジ変位の計算値に基づく。
したがって、最終調節の場合には、カムアクチュエータ
腕１２１は持上げられ、キャリッジ５１はカムレバーが
アクチュエータ腕１２１の左になるような位置に置かれ
る。次にカムアクチュエータ腕１２１は下げられ、キャ
リッジ５１は右にカム調節のための最終キャリッジ位置
まで動かされ、カムレバー１１７が最初の既知位置か
ら、上から見て、反時計方向に動くようにされる。

【００７６】５３７で光センサ６５が、後に印刷される
水平線ＨＬ（２，１）線の公称水平中心の印刷媒体６１
の位置の上方にあるようにキャリッジを位置決めする。
５３９で印刷媒体６１をすべてのセンサ検出動作に使用
される所定の出発位置を過ぎて巻き戻し、次いで所定の
出発位置まで前進させて媒体駆動歯車列のバックラッシ
ュを除くようにする。所定の出発位置は水平試験線がす
べて、たとえば５０分解ドットピッチの垂直走査の中心
に近くなるように選定する。５４１でＡＤ変換器８１の
チャンネル０およびチャンネル１の出力の読取り、差信
号Ｖのバックラッシュの値を方程式２に従って印刷媒体
８１の特定の垂直位置について計算する。５４３で現在
の垂直位置に対するバックグラウンド値を水平線ＨＬ
（２，１）に対する列に格納し、５４５で印刷媒体を１
分解ドットピッチだけ前進させる。５４７で媒体６１
が、媒体がステップ５３７で所定の出発位置に位置決め
されているから、５０分解ドットピッチ前進しているか
否かに関して確認を行う。前進していなければ、制御は
５４１に戻ってセンサ差信号Ｖの媒体バックグラウンド
値を更に計算する。５４７での確認がイエスであれば、
媒体６１は５０回前進しており、プロセスはステップ５
４９に続く。

【００７７】ステップ５３７乃至５４７に従い、センサ
差信号Ｖのバックグラウンド値を、センサ差信号Ｖの値
を後に印刷すべき水平線ＨＬ（２，１）の位置を決定す
ることと関連して計算する媒体上の各位置について計算
する。バックグラウンド値を後に水平線ＨＬ（２，１）
の位置をこのような線を印刷し終ってから求めるため
に、同じ位置について計算したセンサ差信号Ｖの値から
差引く。

【００７８】ステップ５４９乃至５５９はステップ５３
７乃至５４７と同じであり、センサ差信号Ｖの値が水平
線ＨＬ（１，５０）の位置を決定することに関連して計
算される媒体位置に対するセンサ差信号Ｖの媒体バック
グラウンド値を得るため行われる。

【００７９】ステップ５６１乃至５７１もステップ５３
７乃至５４７と同じであり、センサ差信号Ｖの値が水平
線ＨＬ（２，５）の位置を決定することに関連して計算
される媒体位置に対するセンサ差信号Ｖの媒体バックグ
ラウンド値を得るために行われる。

【００８０】５７２で媒体駆動を戻し、次いで試験線を
印刷する位置まで前進させる。５７３で試験線に対応す
る１ノズル幅の水平線をノズル（２，５）、（１，５
０）、および（２，１）により一走査で印刷し、５７５
で印刷媒体１を１分解ドットピッチだけ前進させる。５
７７でノズル幅の試験線を３回印刷されているかに関し
て確認を行う。３回印刷されていなければ、制御は５７
３に戻り、同じ水平位置で更に１ノズル幅の試験線を印
刷する。５７７での確認がイエスであれば、１ノズル幅
の試験線が３回印刷されており、制御は３５３に移る。
本質的に、ステップ５７３乃至５７７は媒体走査方向に
測って３ノズル幅である水平試験線の印刷を行うが、こ
れは更に大きい光センサ出力を発生する。

【００８１】５７９でキャリッジを、光センサ６５が水
平試験線分ＨＬ（２，１）の公称水平中心の位置の上方
の位置にあるように設置する。５８１で印刷媒体６１を
すべてのセンサ検出動作に利用される所定の出発位置を
過ぎて巻き戻し、次いで所定の出発位置まで前進させ、
媒体駆動歯車列のバックラッシュを除くようにする。５
８３でＡＤ変換器８１のチャンネル０およびチャンネル
１の出力を読取り、差信号Ｖに対するバックグラウンド
補正値を計算する。５８５で現在の垂直媒体位置に対す
るバックグラウンド補正差値を水平線ＨＬ（２，１）に
対する結果列に格納し、５８７で印刷媒体６１を１分解
ドットピッチだけ前進させる。５８９で、媒体がステッ
プ５７９で所定の出発位置に位置決めされていたので、
媒体６１が５０分解ドットピッチ前進しているか否かに
関する確認を行う。前進していなければ、制御は５８３
に戻り、センサ差信号Ｖの値を更に計算する。

【００８２】５８９での確認がイエスであれば、媒体は
５０回前進しており、５９１でバックグラウンド補正差
信号Ｖのデータを差信号Ｖの理想曲線の有用中心部分に
似ている信号テンプレートと関係付ける。テンプレート
機能にあるデータ点は垂直差信号Ｖのバックグラウンド
補正値の格納列より少なく、最大相関を生ずる一連のバ
ックグラウンド補正差信号値の中心での垂直差信号値の
列位置は最大相関指標として保存される。５９３で最大
相関指標に対応する垂直差信号のバックグラウンド補正
値およびその両側にある差信号Ｖの三つのバックグラウ
ンド補正値は最も良く合う直線を決定する線形回帰に利
用される。

【００８３】 Ｖ＝Ａ＊ＶＰＯＳ＋Ｂ （方程式５）

【００８４】ここでＶはステップ５８３で計算されたバ
ックグラウンド補正垂直差信号Ｖであり、ＶＰＯＳは所
定の垂直出発位置に対する垂直線の位置であり、Ａは傾
斜であり、Ｂは所定の垂直出発位置にある水平線に対す
る最も良く合う線によるＶの仮説値である。５９５で所
定の垂直出発位置に対する水平線ＨＬ（２，１）の垂直
位置を、上の方程式５でＶを０に等しいと置いて得られ
る−Ｂ／Ａに設定する。

【００８５】ステップ５７９乃至５９５に従い、センサ
垂直差信号Ｖの値を、所定の垂直出発位置に対する垂直
試験線分ＨＬ（２，１）の垂直位置を計算するため、そ
の線分の上下に広がる範囲にわたり１分解ドットピッチ
離れている位置について求める。ステップ５９７乃至６
１２は所定の垂直出発位置に対する線ＨＬ（１，５０）
の垂直位置を決定するため行われるもので、ステップ５
７９乃至５９５と同じである。

【００８６】ステップ６１３乃至６２９は所定の垂直出
発位置に対する線ＨＬ（２，５）の垂直位置を決定する
ため行われるもので、ステップ５７９乃至５９５と同じ
である。

【００８７】６３１でペン補正値（ＰＥＮ ＣＯＲＲ）
をＶ（１，５０）をＶ（２，０）から差引くことにより
計算し、６３３で歯車列補正値（ＧＥＡＲ ＣＯＲＲ）
をノズル（２，５）と（２，１）との間の公称距離（す
なわち、４ドットピッチ）をこのようなノズル間距離の
計算値で割ることにより計算する。６３５で６３１で計
算したペン補正値に歯車列補正値を乗じて最終ペン補正
値を得る。最終ペン補正値の計算から、ペン補正値の正
の値はカートリッジＣ１のノズルとカートリッジＣ２の
ノズルとの間に重なりが無いことを示すが、ペン補正値
の負の値は重なりを示していることが認められるはずで
ある。

【００８８】歯車列補正値は、測定中の水平試験線の領
域でわずかに異なる歯車比を生ずる可能性のある媒体駆
動機構の周期的歯車誤差を補正する。それは２次の効果
であるが、位置合せ距離を媒体駆動モータエンコーダの
絶対回転を基準とするのではなく、位置合せ距離（これ
は水平線ＨＬ（２，１）とＨＬ（１，５０）との間の距
離である）を歯車補償距離の測定値（これはＨＬ（２，
１）とＨＬ（２，５）との間の距離である）を基準とす
るように、上述の測定手順を使用して正規化することが
できる。

【００８９】６３７で、カートリッジＣ１、Ｃ２に対す
る最も低い使用可能ノズルおよびペン動作値を、最終ペ
ン補正値を一定の経験に基づいて決められた限界値と比
較することにより決定する。

【００９０】ペン補正値が１．０以上４．０未満であれ
ば、事例１が適用される。カートリッジ２の低ノズルが
（２，１）、カートリッジ１の低ノズルが（１，３）
で、ペン動作は−（ペン補正値−１）に等しい。

【００９１】ペン補正値が０．０以上１．０未満であれ
ば、事例２が適用される。カートリッジ２の低ノズルが
（２，１）、カートリッジ１の低ノズルが（１，２）
で、ペン動作は−ペン補正値に等しい。

【００９２】ペン補正値が−１．０以上０．０未満であ
れば、事例３が適用される。カートリッジ２の低ノズル
が（２，１）、カートリッジ１の低ノズルが（１，１）
で、ペン動作は−（ペン補正値＋１）に等しい。

【００９３】ペン補正値が−２．０以上−１．０未満で
あれば、事例４が適用される。カートリッジ２の低ノズ
ルが（２，２）、カートリッジ１の低ノズルが（１，
１）で、ペン動作は−（ペン補正値＋２）に等しい。

【００９４】ペン補正値が−３．０以上−２．０未満で
あれば、事例５が適用される。カートリッジ２の低ノズ
ルが（２，３）、カートリッジ１の低ノズルが（１，
１）で、ペン動作は−（ペン補正値＋３）に等しい。

【００９５】ステップ６３７の事例２乃至５に従い、プ
リントヘッドカートリッジに対してノズルの適切な組合
せを選定し、カートリッジＣ１の最上の使用可能ノズル
とカートリッジＣ２の最低使用可能ノズルとの間の垂直
距離が１ノズルピッチ以上２ノズルピッチ未満であるよ
うにする。これにより計算補正値の整数部分が効果的に
実現される。計算補正値の小数部分はカートリッジＣ１
の位置をカートリッジＣ１の最上使用可能ノズルとカー
トリッジＣ２の最低使用可能ノズルとの間の垂直距離が
実質上１ノズルピッチになるように調節することにより
実現される。したがって、事例２乃至５に関しては、カ
ム調節は１ノズルピッチ未満になる。効果的に、重なり
があれば、または重なりが無くてカートリッジＣ１の最
上ノズルとカートリッジＣ２の最低ノズルとの間の垂直
距離が１ノズルピッチ未満であれば、ノズル選択は、カ
ートリッジＣ１の最上使用可能ノズルとカートリッジＣ
２の最下使用可能ノズルとの間の垂直距離が１ノズルピ
ッチ以上２ノズルピッチ未満になるようにして利用され
る。カム調節は残留補正を行う。

【００９６】事例１はカートリッジＣ１、Ｃ２のノズル
が垂直方向に沿って基準位置にあるカムと重ならない特
別の場合であり、カム調節はノズルピッチより大きくな
ければならない。

【００９７】実施例によれば、カートリッジ間のノズル
の重なりの公称値が約１乃至２ノズルピッチで印刷カー
トリッジＣ１のカム作動機械的調節の全範囲が約２１／
２ノズルピッチのとき、印刷カートリッジの製造公差、
保持シューの製造公差、およびカートリッジの挿入公差
を補正するのに全体調節範囲が約±４ノズルピッチとな
る。

【００９８】プリントヘッドカートリッジＣ１のカート
リッジＣ２に対する全等価調節はこのようにして（ａ）
使用する適切な一連のノズルを選択することにより、お
よび（ｂ）印刷カートリッジＣ１を機械的に動かしてノ
ズル選択後残っている位置合せ不良を除去することによ
り達成される。ステップ６３７の事例１だけが印刷カー
トリッジＣ１を１ノズルピッチより多く印刷カートリッ
ジＣ１の方に動かすことを必要とする。事例１はカート
リッジが媒体走査軸に沿って離れ過ぎておりノズル選択
による補正が不可能な状況に対するものだからである。

【００９９】図４に示す構成については、図示した線Ｈ
Ｌ（２，１）およびＨＬ（１，５０）に対するＰＥＮ
ＣＯＲＲが−２．０分解ドットピッチより大きく−１．
０分解ドットピッチより小さいから事例４が適用され
る。ペン補正値は１．０未満の正の小数になるが、これ
はノズル（１，４８）が媒体走査軸に沿ってノズル
（２，２）に一層近づくことを意味している。

【０１００】６３９で各カートリッジに対する高ノズル
を低ノズル番号に４７を加えることによって決定し、６
４１でカム調節のための直線エンコーダカウントのカー
トリッジ進行距離（ＣＡＭ ＤＩＳＴ）をペン動作に腕
定数（ＡＲＭ ＣＯＮＳＴＡＮＴ）を乗ずることにより
計算する。ここで腕定数は、カートリッジＣ１を媒体走
査軸に沿ってカートリッジＣ１に近づけるノズルピッチ
の数であるペン動作をカムレバー１１７をカムアクチュ
エータ腕１２１で動かすのに必要なキャリッジ変位に変
換する常数である。腕定数は解析的にまたは経験的に決
定することができ、カートリッジ進行距離とペン動作と
の間の直線的関係は、（ａ）カム腕が動いている間のキ
ャリッジの運動と（ｂ）媒体走査軸に沿う有効ノズル変
位との間に実質上直線関係が存在するようにカム１１１
が構成されていることに基づいている。

【０１０１】代わりに、カートリッジ進行距離をペン動
作と非直線的に関係づけることができ、このような関係
を解析的にまたは経験的に得ることができる。経験的デ
ータは、たとえば、キャリッジを所定数のエンコーダカ
ウントだけ離れた既知位置まで動かすことによりカムを
歩進的に位置決めし、得られるペン補正値の値を各キャ
リッジ位置で測定することにより作ることができる。経
験的データにより、機能表またはルックアップ表を組立
ててカム移動用キャリッジ運動をノズル距離の変化と関
係づけることができる。

【０１０２】６４３で、カムアクチュエータが上昇位置
にある状態で、キャリッジをその左側に動かす。６４５
でカムアクチュエータ腕を下げ、６４９でキャリッジを
右に先にステップ５２５で保存したキャリッジ基準位置
およびステップ６４１で先に計算したカートリッジ進行
距離値に等しい位置まで動かす。これは事実、絶対走査
軸エンコーダ位置ではカムはステップ５２５で保存され
た基準位置に取残されていたので、カートリッジ進行距
離のキャリッジ移動に対応する量だけカムを動かす。６
５１でキャリッジを１／４インチだけ左に動かしてカム
腕をカム調節アクチュエータから解放するようにし、６
５３でカム調節アクチュエータ腕を持上げる。垂直軸ま
たは媒体軸の位置合せ手順はこれで完成する。

【０１０３】垂直位置合せに関する前述の手順では、ス
テップ６３７の事例１を除き、論理的に使用可能にされ
たノズルを選択して位置合せ不良の計算値を最も近い整
数ノズルピッチに補正し、残りの小数ドットピッチの補
正の他に事例１に対する補正をも一定の方向に物理的キ
ャリッジ寸法を調節することにより行っている。たとえ
ば、残留小数ドットピッチ誤差が不愉快な印刷品位を生
じないよう充分高い分解能を有し、更にカートリッジＣ
１の最上ノズル（１，１）とカートリッジＣ２の最下ノ
ズル（２，５０）との間の垂直距離を１ノズルピッチ未
満としたとき確実に重なりまたは重ならない機械的公差
を有するスウォースプリンタにより、論理的に使用可能
とされたノズルの選択だけを行って垂直位置合せを達成
することができることをも考えている。使用可能ノズル
を必要に応じて選択し、たとえば印刷品位に基づいて、
使用可能ノズルを重ならないようにして１ノズル未満の
残留誤差を達成するか、またはカートリッジＣ１の使用
可能ノズルとカートリッジＣ２の使用可能ノズルとの間
の垂直距離を、たとえ得られる垂直距離は１ノズルピッ
チより大きくても、１ノズルピッチに最も近くする。

【０１０４】前述の開示は、水平試験線分の相対位置を
検出する一つの手順および垂直試験線分の相対位置を検
出する他の手順を示しているが、手順を実施するキャリ
ッジ位置決め機構および媒体位置決め機構の分解能およ
び正確度に応じて、水平試験線に対する手順を垂直試験
線に適応させることができ、垂直試験線に対する手順を
水平試験線に適応させることができることを認めるべき
である。また水平試験線および垂直試験線の位置を検出
することに関して、たとえば電荷結合素子（ＣＣＤ）ア
レイを含む他の形式のセンサを利用することができるこ
とを認めるべきである。更に代わりのものとして水平線
の位置を検出するのに二重検出器を利用することがで
き、垂直線を検出するのに他の二重検出器を利用するこ
とができる。

【０１０５】印刷ノズル列の位置合せに関して開示した
装置および方法を２個のプリントヘッドを備えたインク
ジェットプリンタについて説明してきたが、開示した装
置および方法は、スウォース高さを増大するように設置
された３個以上のプリントヘッドまたはノズルを備えた
インクジェットプリンタで、またピン形インパクトプリ
ンタのような他の形式のラスタ式プリンタで実現するこ
とができる。更に、垂直位置合せの技法は単一カートリ
ッジインクジェットプリンタのような単一印刷ノズル列
プリンタの双方向印刷誤差を補正するのに実施すること
ができる。

【０１０６】

【発明の効果】これまで述べたことは多重プリントヘッ
ドスウォースプリンタのプリントヘッドカートリッジの
位置合せを効率良く且つ確実に行う装置および方法を開
示したものであり、高い印刷品位を保持しながら連続グ
ラフィックスの処理量を向上するものである。開示した
装置および方法は特に多重プリントヘッドインクジェッ
トプリンタによる双方向印刷で高い印刷品位を生ずる。
開示した装置および方法は極度に厳しい機械的公差を有
利に回避し、処理の変動の他電気部品に対する電圧およ
び温度の影響をも補償し、且つ製造公差の管理によって
は補正することができないカートリッジをカートリッジ
保持シューに挿入することから生ずる印刷カートリッジ
取付け誤差を補償する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の要部側断面図である。

【図３】図１の印刷カートリッジのノズルの配列を示す
平面図である。

【図４】図１の印刷カートリッジの収容状態を示す側断
面図である。

【図４Ａ】図４の４Ａ線における断面図である。

【図５】図１の要部拡大斜視図である。

【図６】本発明のスウォースプリンタの印刷制御のブロ
ックダイヤグラムである。

【図７】図１のプリンタにおける光りセンサの簡略断面
図である。

【図８】図７の光りセンサの機能説明図である。

【図９】カッド検出器の活動域を横切る垂直線の像のキ
ャリッジ走査軸に沿う変位をセンサ信号の連続プロット
で示した図である。

【図１０】垂直試験線分の水平位置を決定するためのオ
フセットされた垂直線分のシリーズを示す図である。

【図１１】印刷カートリッジの水平位置調整に利用され
る複数の垂直線分を示す図である。

【図１２】単一印刷のための印刷カートリッジの水平位
置調整に利用される複数の垂直線分を示す図である。

【図１３】双方向印刷のための印刷カートリッジの水平
位置調整に利用される複数の垂直線分を示す図である。

【図１４】印刷カートリッジの垂直位置調整に利用され
る水平試験線分のシリーズを示す図である。

【図１５Ａ】印刷カートリッジの水平位置を決定するた
めの光りセンサによる計測手順を示すフローチャートで
ある。

【図１５Ｂ】印刷カートリッジの水平位置を決定するた
めの光りセンサによる計測手順を示すフローチャートで
ある。

【図１５Ｃ】印刷カートリッジの水平位置を決定するた
めの光りセンサによる計測手順を示すフローチャートで
ある。

【図１６Ａ】印刷カートリッジの水平位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１６Ｂ】印刷カートリッジの水平位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１６Ｃ】印刷カートリッジの水平位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ａ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｂ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｃ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｄ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｅ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｆ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｇ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｃ１、Ｃ２：印刷カートリッジ ５１：キャリッジ ６３：印刷ローラ ９１：保持シュー ９３：支持部材 ９７：カムフォロワーフランジ １０１、１０２：ノズル板 １１１：調整カム １１７：カムレバー １１９：カムレバー １２１：調整レバー腕

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キース・イー・コブス アメリカ合衆国カリフォルニア州サンデ ィエゴ・モンロー3565 (56)参考文献 特開 平４−41252（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 19/18 B41J 2/01 B41J 3/54

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(a) 水平キャリッジ走査軸に沿って第一及
   び第二のキャリッジ走査方向に移動できるキャリッジ
   と、 (b) 前記移動できるキャリッジに支持され、垂直媒体走
   査軸に沿って選択的に移動される印刷媒体上に印刷を行
   う第１及び第２の印刷ノズル列であって、各印刷ノズル
   列は前記媒体走査軸に沿って延びる一つ又は複数の列に
   配列された複数の印刷ノズルを有し、 (c) スウォースビットマップを格納するスウォースラン
   ダムアクセスメモリーと、 (d) 前記印刷ノズル列の水平ずれを補正するために該印
   刷ノズル列に与えられるスウォースデータを選択的にシ
   フトする制御手段と、 (e) 前記印刷ノズル列の前記印刷ノズルの動作のタイミ
   ングを遅らせる印刷ノズル列タイミング遅延手段と、 (f) 前記キャリッジに支持され、前記媒体上に印刷され
   た垂直テスト線分を写し出し、前記テスト線分の水平位
   置の出力表示を与える光センサと、 を備えたスウォース型プリンタにおいて、 (A) 各走査方向毎に所与の水平スウォース位置に各印刷
   ノズル列によって印刷された垂直テスト線分の実際の水
   平位置である代表水平位置を各走査方向毎に各印刷ノズ
   ル列毎に前記光センサで決定するステップと、 (B) 前記所与の水平スウォース位置に印刷する時、印刷
   ノズル列が整列する水平基準位置を決定するステップ
   と、 (C) 前記水平基準位置から、代表水平位置の水平距離を
   決定するステップと、 (D) 所定の水平スウォース位置において前記双方の印刷
   ノズル列によって両走査方向に印刷される垂直線が、前
   記キャリッジ走査軸上で、より近くに整列されるように
   ステップ（C） において決定された前記水平距離に基い
   て前記第一及び第二の印刷ノズル列に対して、スウォー
   スデータのシフトとタイミング遅延を調整するステップ
   と、 を含むことを特徴とするプリントヘッド走査方向に対す
   る印刷ずれの補正方法。
2. 【請求項２】前記各走査方向毎に各印刷ノズル列毎に代
   表水平位置を決定するステップは、さらに （１）所与の水平スウォース位置において、各走査方向
   に重ならない各垂直テスト線分を前記印刷ノズル列で印
   刷するステップと、 （２）前記垂直テスト線分の各代表水平位置を含む各水
   平位置を前記光センサーで決定するステップとを含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】前記各走査方向毎に各印刷ノズル列毎に代
   表水平位置を決定するステップは、さらに （１）所与の水平スウォース位置において、各走査方向
   に重ならない複数の垂直テスト線分を前記印刷ノズル列
   で印刷するステップと、 （２）前記垂直テスト線分の各水平位置を前記光センサ
   ーで決定するステップと、 （３）各印刷ノズル列毎に、各走査方向毎に前記印刷ノ
   ズル列によって印刷された前記垂直線の前記水平位置を
   平均化し、各走査方向毎に前記所与の水平スウォース位
   置に各印刷ノズル列によって印刷された垂直テスト線分
   の実際の水平位置を現わす平均水平位置を各走査方向毎
   に各印刷ノズル列毎に提供するステップと、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】前記垂直テスト線分の各水平位置を決定す
   るステップはさらに、（ａ）前記垂直テスト線分が前記
   光センサの水平動作範囲に入るように前記光センサを水
   平方向に位置調整するステップと、 （ｂ）前記光センサが選択された垂直テスト線分と垂直
   に整列するように、前記印刷媒体を動かすステップと、 （ｃ）前記光センサと前記垂直に整列された垂直テスト
   線分に対する前記光センサ出力を読み取るステップと、 （ｄ）前記光センサと前記垂直に整列された垂直テスト
   線分の前記水平位置を前記光センサ出力から決定するス
   テップと、 （ｅ）ステップ（ｂ）から（ｄ）を全ての前記垂直線分
   の水平位置が決定されるまで繰返すステップと、 を含むことを特徴とする請求項２及び３に記載の方法。
5. 【請求項５】前記垂直テスト線分の前記水平位置を決定
   するステップは、センサ出力の関数として水平位置を現
   わす方程式の数値を求めるステップを含むことを特徴と
   する請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】前記水平基準位置を決定するステップは、
   前記印刷ノズル列が、前記所与の水平スウォース位置で
   印刷する時、整列する水平基準位置を提供するために前
   記垂直テスト線分の代表水平位置を平均化するステップ
   を含むことを特徴とする請求項１、２、３、４、５に記
   載の方法。