JP4599704B2 - プリンタ、プリンタの駆動方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
ユーザーがヘッド交換可能であり、そのヘッドを再使用することができるタイプのプリンタにおけるプリンタ、プリンタの駆動方法、ヘッドカートリッジ、ヘッドカートリッジ検査装置、及びヘッドカートリッジの検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードコピーを目的とした代表的な記録装置として、電子写真方式、インクジェット方式、ワイヤドット方式、感熱記録方式、熱転写方式が良く知られている。これらの方式の中で、文字品質と写真画質の両立、コンピュータ、デジタルカメラ等広範囲な入力方式への対応、印画速度の速さ、動作時の静粛性等の理由からインクジェット方式が広く用いられている。インクジェット方式は記録ヘッド上の徹細なインク吐出部からインクを被転写物に向かい吐出させる方式であり、騒音が少なく比較的小型化が容易であるという特徴を有している。
また、インクジェット方式において、写真画質を実現するような高画質化、印刷の高速化が進められている。以下に、これらを実現させるためのその技術について例示する。
【０００３】
第１に、インターレース方式と呼ばれるものが挙げられる。インターレース方式において、用紙が一定の速度で送られ、ヘッドがインクを吐出しながら用紙の送り方向と垂直な方向に移動する。すると、ヘッドが紙に対してラインごとに順次印画を行い、高密度の画像が用紙上に形成される。また、この方法を発展させることで、ヘッドの持つノズル間隔の解像度を上回る解像度を実現することができ、高解像度の画像形成が実現できる。
【０００４】
第２に複数のノズル列をもつ方法が挙げられる。すなわち、ヘッドの吐出列密度を上げず、さらに前記したインターレースも行わず高解像度を実現する方法である。この方法において、同一色のノズル列が複数配置され、各々のノズル位置の位相をずらす構造が用いられる。具体的には、例えば特開平１０−４４４１２号公報に開示されているように、ヘッド基材には、その両側にノズル列が配置されており、中央部にインク注入口が設けられている。そして、この注入口から両側に振り分けたインク導入口よりインクが注入され、両側のノズルピッチの位相がずらされることにより解像度として各ノズル列の２倍を実現している。この方法は、基本的な吐出部レイアウトを変更せずに解像度を２倍に高められる優れた方式である。
【０００５】
また、もう一つの重要な課題は、高速化の追求である。ノズル数を増やし用紙の幅とほぼ同一の幅を有するページ幅ヘッドを構成すれば高速化が実現できることは以前から良く知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したいずれの方法においても、紙とヘッドが相対的に移動しながら、ヘッドがノズルから紙に向かってほぼ垂直にインクを吐出する。すると、インクがライン毎に紙に着弾し画像を形成していく。ここで、高画質の印刷を行うため、紙を送るときの搬送速度、ヘッドと紙の間隔及びインクを吐出させるときの吐出速度が重要なパラメータとなる。すなわち、インクが吐出してから着弾するまでの時間はヘッドと紙の間隔と吐出速度で決まり、この着弾するまでの時間と搬送速度により、インクの吐出タイミングが決まる。
【０００７】
しかし、ノズルから吐出するインクが紙に向かって垂直に吐出されない場合がある。また、ノズルから吐出されるインクの吐出速度が遅すぎるもしくは速すぎてしまう場合がある。
これらは、ヘッド基材と保持部材上の貼り合わせ組立精度やヘッド吐出口の位置精度ばらつき、組立時の熱変形、応力による影響等から発生するものである。吐出したインクの着弾する位置がずれてしまうと、画質の劣化を招いてしまうという問題がある。
また、このような製造誤差等を抑制し画質の向上を図るためには、機械的、組立精度的な負担が大きくなってしまう。さらに、ヘッドが完成した後は何れの場合においても、ノズルのばらつきや吐出速度のばらつき等は、機械的に修正することはできない。
【０００８】
図２４は、ページ幅ヘッドを用いた位置精度のばらつき、特にヘッドのノズル列に対し直角方向のばらつきを示すグラフ図であり、図２４を参照して具体的に説明する。なお、図２４において、吐出基準位置は縦軸の０μｍであり、ここでずれ量が０になることを意味する。
まず、図２４（Ａ）は、ページ幅ヘッド（ラインヘッド）の単色における全てのノズル列を一つの基材で構成した場合の吐出基準位置に対するインク着弾位置ずれの例である。図２４（Ａ）に示すように、単色におけるヘッドカートリッジにおいて、ノズルによって紙に対するインクの着弾位置にばらつきが生じていることがわかる。
【０００９】
また、図２４（Ｂ）は、小サイズのヘッド基材をたとえば４色のインクの色の数だけ並べたページ幅ヘッド（ラインヘッド）の場合の吐出基準位置に対する着弾位置ずれの例である。図２４（Ｂ）に示すように、複数色におけるヘッドカートリッジにおいて、ノズルによって紙に対するインクの着弾位置にばらつきが生じていることがわかる。
図２４（Ｃ）は、ページ幅ヘッドを小サイズのヘッド基材を並べて実現し、さらに複数色（本例では２色）を同一保持部材上にページ幅ヘッド（ラインヘッド）を設けた場合の吐出基準位置に対する着弾位置ずれの例である。図２４（Ｃ）に示すように、複数のヘッド基材におけるヘッドカートリッジにおいて、ノズルによって紙に対するインクの着弾位置にばらつきが生じていることがわかる。
【００１０】
このように、いずれの方式で作製されたヘッドカートリッジにおいても、ノズル毎にインクの着弾位置がばらついてしまい、画質の低下を招いててしまうという問題がある。
すなわち、ラインヘッドにおけるヘッド製造時に発生するノズルの位置ずれは、そのままヘッド幅方向の印画位置のばらつきとなり、着弾したインク液滴同士のつながりが一定にならず、濃度にばらつきが生じることとなる。さらに、カラー印刷を行う場合、各色間で色相ばらつきが生じてしまう。このように、印刷画像の品質が低下してしまうという問題がある。
【００１１】
ところで、近年の廃棄物処理の問題やエコロジーの観点から、たとえばインクがなくなったときに、インクを補充してヘッドカートリッジの再利用を行うことが考えられている。ここで、使用済みのヘッドカートリッジにおいて、使用したことによるインクの吐出角度の変形及び吐出速度の変異することがある。この場合、ヘッドカートリッジが使用できないものとして廃棄してしまうと、廃棄物処理の問題やエコロジーの観点から好ましくない。
【００１２】
そこで本発明は上記課題を解決し、高解像度及び高速性を実現することができるとともに、ヘッドカートリッジの再生効率を高めることができるプリンタ、プリンタの駆動方法、ヘッドカートリッジ、ヘッドカートリッジ検査装置、及びヘッドカートリッジの検査方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、ラインヘッドを有するヘッドカートリッジの複数の吐出アクチュエータをそれぞれ駆動させることにより、ノズルからインク液滴を吐出して印刷を行うプリンタにおいて、複数の前記吐出アクチュエータを駆動させるヘッド駆動部と、前記ヘッド駆動部によって駆動する前記吐出アクチュエータの駆動タイミングを調整時間によって調整する時間調整部と、前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータ毎の駆動条件を含むヘッド制御パラメータを取得する情報取得部と、前記時間調整部の動作を制御するとともに、前記情報取得部からの前記ヘッド制御パラメータに基づいて複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記時間調整部に前記調整時間を設定する制御部とを有するプリンタにより、達成される。
【００１４】
また、上記目的は、ラインヘッドを有するヘッドカートリッジの複数の吐出アクチュエータを駆動することにより、ノズルからインク液滴を吐出し印刷を行うプリンタの駆動方法において、前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータ毎の駆動条件を含むヘッド制御パラメータを取得し、前記ヘッド制御パラメータに基づいて、複数の前記吐出アクチュエータ毎にそれぞれ調整時間を算出し、複数の前記吐出アクチュエータを複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記調整時間だけ遅延させた駆動タイミングで駆動させるプリンタの駆動方法により、達成される。
【００１５】
請求項１又は請求項８の構成によれば、吐出アクチュエータがヘッド駆動部により作動すると、ラインヘッドに設けられたノズルからインク液滴が吐出される。このインク液滴が対象物に着弾することで印刷が行われる。
通常、ヘッド駆動部が吐出アクチュエータを駆動するタイミングとして、ヘッド幅方向において同じ位置に設けられた吐出アクチュエータはほぼ同時に駆動される。
このとき、ラインヘッドに設けられた複数のノズルは、製造誤差や使用頻度等により、それぞれその形状もしくは形成角度を異にする場合がある。そこで、ヘッド駆動部が吐出アクチュエータを駆動するタイミングを調整する時間調整部を設けるとともに、制御部が調整する時間をヘッド制御パラメータに基づいて設定し、時間調整部を制御する。これにより、各ノズルごとにおけるインク液滴の着弾位置のずれをなくすように補正することができるようになる。
【００１６】
特に、ヘッド制御パラメータとして、検査時における対象物と前記ヘッドカートリッジの相対速度である基準搬送速度、前記対象物と前記ヘッドカートリッジの間隔である基準印刷間隔及び前記ノズルから吐出されたときのインク液滴の着弾位置のずれ量が設定されている。一方、制御部は印刷時における搬送速度及び印刷間隔を取得する。そして、制御部は、このヘッド制御パラメータと印刷時における搬送速度及び印刷間隔に基づいて複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記調整時間を設定する。
このように実際の印刷環境におけるパラメータをも含めた時間調整を行うことで、より正確な吐出アクチュエータの駆動制御を行うことができる。
【００１７】
上記目的は、インクを収容した筐体と、前記筐体に設けられており、複数のノズルからインク液滴を吐出させるための複数の吐出アクチュエータを備えたラインヘッドを有し、複数の前記吐出アクチュエータを駆動させるヘッド駆動部と、前記ヘッド駆動部によって駆動する前記吐出アクチュエータの駆動タイミングを調整時間によって調整する時間調整部と、前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータ毎の駆動条件を含むヘッド制御パラメータを取得する情報取得部と、前記ヘッド駆動部の動作を制御するとともに、前記情報取得部からの前記ヘッド制御パラメータに基づいて複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記時間調整部に前記調整時間を設定する制御部とを備え、複数の前記吐出アクチュエータをそれぞれ駆動させることにより、前記ノズルからインク液滴を対象物に吐出して印刷を行うプリンタに設置されるヘッドカートリッジにおいて、前記筐体に設けられていて、前記情報取得部に送る前記ヘッド制御パラメータを格納するヘッド識別部を有することを特徴とするヘッドカートリッジにより、達成される。
【００１８】
請求項１０の構成によれば、ヘッドカートリッジの筐体には、ヘッド識別部が設けられていて、このヘッド識別部にはラインヘッドにおける吐出アクチュエータの駆動条件を設定したヘッド制御パラメータが格納されている。そして、このヘッドカートリッジを用いて印刷を行う際、このヘッド制御パラメータが参照されて印刷が行われる。
このように、各ヘッドカートリッジにそれぞれ対応したヘッド制御パラメータＨＣＰを持たせることにより、各ヘッドカートリッジのそれぞれの吐出特性に対応した駆動を行うことができる。
【００１９】
すなわち、各ヘッドカートリッジにより、ノズルの形状や形成角度等が異なり、またプリンタによってもヘッドカートリッジとたとえば紙等の印刷間隔及び紙の搬送速度等が異なる場合がある。そこで、各ヘッドカートリッジの特性を踏まえて設定されたヘッド制御パラメータを用いて印刷を行うことで、インク着弾位置のずれを低減することができるようになる。
【００２０】
上記目的は、複数の吐出アクチュエータの駆動によりノズルからインク液滴を吐出するラインヘッドを備えたヘッドカートリッジを検査するヘッドカートリッジ検査装置において、前記ヘッドカートリッジから吐出されるインク液滴を吐出させたときのインク液滴の吐出状態を検出する機能を有する吐出検査機構と、前記吐出検査機構により取得された吐出状態を解析し、着弾位置のずれを補正するように前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータごとの駆動条件を含むヘッド制御パラメータを設定する制御装置とを有するヘッドカートリッジ検査装置により、達成される。
【００２１】
また、上記目的は、複数の吐出アクチュエータの駆動によりノズルからインク液滴を吐出するラインヘッドを備えたヘッドカートリッジを検査するヘッドカートリッジ検査方法において、インク液滴を着弾させる付着部材に対してインク液滴を吐出させたときのインク液滴の吐出状態を検出し、インクの液滴の吐出状態から、着弾位置のずれを補正するように前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータごとの駆動条件を含むヘッド制御パラメータを設定するヘッドカートリッジ検査方法により、達成される。
【００２２】
請求項１３又は請求項１７の構成によれば、付着部材に対してインクが吐出され、吐出検査機構によりインク液滴の吐出状態が検出される。この吐出状態に基づいて各吐出アクチュエータの駆動条件であるヘッド制御パラメータが設定される。
【００２３】
通常、ヘッド駆動部が吐出アクチュエータを駆動するタイミングとして、ヘッド幅方向において同じ位置に設けられた吐出アクチュエータはほぼ同時に駆動される。このとき、ラインヘッドに設けられた複数のノズルは、製造誤差や使用頻度等により、それぞれその形状もしくは形成角度を異にする場合がある。そこで、各吐出アクチュエータごとの駆動条件を各ノズルごとにおけるインク液滴の着弾位置のずれをなくすようにヘッド制御パラメータとして設定することができるようになる。
【００２４】
特に、ヘッド制御パラメータとして、検査時における対象物と前記ヘッドカートリッジの相対速度である基準搬送速度、前記対象物と前記ヘッドカートリッジの間隔である基準印刷間隔及び前記ノズルから吐出されたときのインク液滴の着弾位置のずれ量が設定されている。そして、印刷を行う際に、このヘッド制御パラメータと印刷時における搬送速度及び印刷間隔に基づいて印刷が行われる。
このように実際の印刷環境におけるパラメータをも含めた時間調整を行うことで、より正確な吐出アクチュエータの駆動制御を行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２６】
プリンタの第１の実施の形態
図１と図２は本発明のプリンタの好ましい実施の形態を示す斜視図であり、図１と図２を参照してプリンタについて説明する。
図１のプリンタ１００の筐体１０１には給紙台１０２が着脱可能に配置されていて、給紙台１０２には印刷対象物である紙Ｗが収容されている。
筐体１０１にはヘッドカートリッジ１２０を着脱可能に保持するためのホルダ１２１が設けられている。このホルダ１２１は、インク液滴を吐出するラインヘッド１２０ａが下を向くようにヘッドカートリッジ１２０を保持する。このときラインヘッド１２０ａは、給紙台１０２から給紙されて送られる紙Ｗと印刷間隔Ｄｐで対面するように位置決めされる。またラインヘッド１２０ａには、紙Ｗに対してインク液滴を吐出するためのノズルが形成されている。
【００２７】
ホルダ１２１にはヘッドカートリッジ１２０の状態を検出するためのヘッド検出部２０２が配置されている。ヘッド検出部２０２は、たとえばヘッドカートリッジ１２０に印加されるヘッド電圧を測定し、ヘッドカートリッジ１２０に収容されているインクの残量を検出する機能を有している。
プリンタ機構部２１０は、印刷する紙Ｗを矢印Ｙ１方向に送る機能を有しており、モータＭ、駆動系１１０、給紙ローラ１１１、反転ローラ１１２、ガイド１１３、搬送路１１４、紙送りローラ１１５等を有している。
モータＭは、プリンタ１００における駆動源であり、歯車を有する駆動系１１０を介して給紙ローラ１１１や反転ローラ１１２と接続されている。そして、モータＭが駆動すると、反転ローラ１１２と給紙ローラ１１１は回転する。
【００２８】
給紙ローラ１１１は、給紙台１０２に格納された紙Ｗに接触しており、Ｒ１方向に回転することで紙Ｗを１枚ずつガイド１１３側に送る。
反転ローラ１１２は円筒形状であり、Ｒ２方向に回転し、搬送された紙Ｗを搬送路１１４側に搬送するものである。また、ガイド１１３は、円筒形状の反転ローラ１１２の外周に沿った曲面を有する平板状の部材である。従って、給紙ローラ１１１によって搬送されてきた紙Ｗは、反転ローラ１１２のＲ２方向への回転とガイド１１３の間で反転され搬送路１１４へ送られる。
【００２９】
搬送路１１４は、反転された紙Ｗをヘッドカートリッジ１２０側に向かって搬送する際のガイド機能を有しており、ホルダ１２１（ヘッドカートリッジ１２０）の下側に配置されている。搬送路１１４の上には搬送路１１４に送られた紙Ｗを排出口１１６側に搬送する紙送りローラ１１５が配置されている。そして、紙Ｗが紙送りローラ１１５によりラインヘッド１２０ａの下部を通過する際に、ラインヘッド１２０ａからインク液滴が所定のタイミングで紙Ｗ上に着弾する。すると、文字や画像を印刷した紙Ｗが排出口１１６から排出される。
【００３０】
図３は本発明のプリンタの好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図３を参照してプリンタ１００について説明する。
プリンタ１００において、制御部１５０は、中央演算ユニット（ＣＰＵ）１５１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１５２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１５３等を有している。中央演算ユニット１５１は、ヘッド駆動ユニット３００、プリンタ制御部２１１等の動作を制御し、プリンタ１００全体の動作を制御するものである。
また、中央演算ユニット１５１は、情報取得部４００から送られたヘッド制御パラメータＨＣＰを認識し、そのヘッド制御パラメータＨＣＰに基づいてヘッド駆動ユニット３００を制御する機能を有している。さらに、制御部１５０は、プリンタ診断部２１２から紙Ｗの搬送速度Ｓｐ及び紙Ｗとヘッド１２０ａの印刷間隔Ｄｐを取得する機能を有している。
【００３１】
ＲＡＭ１５２は、入力インターフェイス２３０を介して送られる印刷すべきデータを制御部１５０に送られてくるデータを一時的に記憶（ラッチ）するものである。また、ＲＡＭ１５２は、中央演算ユニット１５１に送られるヘッド制御パラメータＨＣＰを一時的に記憶する機能を有している。
ＲＯＭ１５３はプリンタ１００の動作するためのプログラムを記憶し、表示部１６０等から出力すべき表示情報を記憶するものである。
ヘッド駆動ユニット３００は、ヘッドカートリッジ１２０の吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに駆動電圧を印加するものであって、後述するヘッド駆動部３１０と時間調整部３２０を有している。このヘッド駆動ユニット３００の動作は、制御部１５０により制御されている。
【００３２】
プリンタ制御部２１１は、プリンタ機構部２１０の各部材を駆動させる機能を有しており、制御部１５０により制御されている。すなわち、プリンタ制御部２１１は、たとえばモータＭに駆動電流等を印加し、プリンタ機構部２１０を動作させる機能を有している。
プリンタ診断部２１２は、プリンタ機構部２１０の各部材の状態を監視する機能を有しており、たとえば給紙台１０２に収容された紙Ｗの残量や、ガイド１１３及び搬送路１１４における紙詰まり等を検出する機能を有している。そして、プリンタ診断部２１２は検出結果を中央演算ユニット１５１に送る機能を有している。また、プリンタ診断部２１２は、紙Ｗの搬送速度Ｓｐ及び紙Ｗとヘッド１２０ａの印刷間隔Ｄｐを検出し制御部１５０に送る機能を有している。
出力インターフェイス２４０は、制御部１５０から外部へ情報を出力するものであって表示部１６０等と接続されている。制御部１５０は、この出力インターフェイス２４０を介して表示部１６０等に表示情報を送る。
【００３３】
情報取得部４００は、ラインヘッド１２０ａを駆動するときの条件を設定したヘッド制御パラメータＨＣＰを取得し、中央演算ユニット１５１に送る機能を有している。この情報取得部４００は、たとえば情報読み取り部４０１、通信手段４１０、入力インターフェイス２３０等を備えている。
【００３４】
情報読み取り部４０１は、たとえばヘッドカートリッジ１２０に取り付けられたバーコード、ドットコード、色材からヘッド制御パラメータＨＣＰを認識できる光学読み取り装置からなっている。あるいは、情報読み取り部４０１は、たとえばヘッドカートリッジ１２０のカートリッジ本体１２１に形成された凹凸、溝、穴を認識してヘッド制御パラメータＨＣＰを読み取る機械的機構を有している場合もある。さらに、情報読み取り部４０１は、カートリッジ本体１２１に取り付けられたＩＣカード、磁気情報記録媒体もしくは光情報記録媒体に格納されたヘッド制御パラメータＨＣＰを接触もしくは非接触で読み取る機能を有している場合もある。そして、情報読み取り部４０１は、取得したヘッド制御パラメータＨＣＰを制御部１５０に送る機能を有している。
【００３５】
通信手段４１０は通信制御部４１１及びモデム４１２を有しており、たとえばヘッドカートリッジ１２０のヘッド制御パラメータＨＣＰの情報を有するサーバに接続し、プリンタ１００に装着されているヘッド制御パラメータＨＣＰを取得する機能を有している。
具体的には、ヘッドカートリッジ１２０は固有の認識番号ＩＤ−Ｈを有しており、またプリンタ１００も認識番号ＩＤ−Ｐを有している。そして、プリンタ１００にヘッドカートリッジ１２０を装着した状態で識別番号ＩＤ−Ｈ、ＩＤ−Ｐが通信制御部４１１及びモデム４１２からサーバ側に伝えられる。すると、通信制御部４１１及びモデム４１２が、サーバから発信されたヘッド制御パラメータＨＣＰを受信するようになっている。
【００３６】
入力インターフェイス２３０は、たとえばプリンタ１００とコンピュータと接続する部位である。従って、コンピュータに入力されたヘッド制御パラメータＨＣＰが、この入力インターフェイス２３０を介して制御部１５０に送信することが可能となる。このとき、コンピュータがヘッド制御パラメータＨＣＰを取得する方法として、磁気情報記録媒体や光情報記録媒体等の記録媒体から取得する方法や、いわゆるインターネット等のネットワークを用いて取得する方法が挙げられる。
【００３７】
このヘッド制御パラメータＨＣＰは、たとえば各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎごとに設定された調整時間ΔＴ（＝ΔＴ１〜ΔＴｎ）を有している。そしてある吐出アクチュエータＲｋの調整時間ΔＴｋは、以下の式（１）で算出される。
なお、式（１）の導出方法については後述する。
ΔＴｋ＝Ｄ（（１／Ｖｋ）−（１／Ｖ））＋（Ｄ／Ｓ）ｔａｎθｋ・・・（１）
式（１）において、Ｄは検査時における対象物Ｗとラインヘッド１２０ａの基準印刷間隔、Ｓは対象物Ｗとラインヘッド１２０ａの相対速度（基準搬送速度）、Ｖｋはノズルｋから吐出されるインク液滴の吐出速度、Ｖは平均的な（初期設定された）インク液滴の吐出速度、θｋはノズルｋから吐出されるインク液滴の吐出角度を示している。
【００３８】
図４はヘッド駆動ユニット３００の周辺部位を示すブロック図であり、図４を参照してヘッド駆動ユニット３００について説明する。
ヘッド駆動ユニット３００は、ヘッド駆動部３１０、時間調整部３２０を有している。ヘッド駆動部３１０は、吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎにそれぞれ駆動電圧Ｖｃｃを供給する機能を有しており、制御部１５０によりその動作が制御されている。
【００３９】
時間調整部３２０は、ヘッド駆動部３１０から供給される駆動電圧Ｖｃｃを各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに印加するときに、調整時間ΔＴだけ調整して送る機能を有している。具体的には、時間調整部３２０は、複数の吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに対応したたとえばプログラマブルディレイ回路からなる複数の時間遅延部３２１を有している。
この時間遅延部３２１は、制御部１５０から送られる調整時間ΔＴに基づいて、ヘッド駆動部３１０から印加される駆動電圧Ｖｃｃを調整時間ΔＴだけ遅延させる機能を有している。
【００４０】
プリンタ駆動方法の実施の形態
次に、図５は本発明のプリンタの駆動方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図であり、図１〜図５を参照してプリンタ１００の駆動方法について説明する。
まず、ＳＴ１において、ヘッド制御パラメータＨＣＰが、情報取得部４００を介して制御部１５０に送られる。このヘッド制御パラメータＨＣＰの取得は、プリンタ１００の電源投入時でもよいし、印刷開始時でも良い。
【００４１】
すると、ＳＴ２において、各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎ（各ノズル）毎の調整時間ΔＴが制御部１５０によりヘッド制御パラメータＨＣＰから読み取られる。読み取られた調整時間ΔＴは、制御部１５０からヘッド駆動ユニット３００に送られる。すると、各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎごとに設定された調整時間ΔＴ１〜ΔＴｎが、各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎにそれぞれ接続されている時間遅延部３２１に入力される。
【００４２】
そして、印刷が開始されると、ＳＴ３において、駆動電圧Ｖｃｃがヘッド駆動部３１０から時間調整部３２０を介して吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎへ印加される。ここで、ＳＴ４において、駆動電圧Ｖｃｃが、時間調整部３２０に設定された調整時間ΔＴ１〜ΔＴｎだけ遅延され、各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎへ印加される。すると、各ノズルからインク液滴が吐出し印刷が行われる。
【００４３】
具体的には、図６（Ａ）に示すある周波数の基本クロックに基づいて、所定の吐出周期で図６（Ｂ）に示す駆動電圧Ｖｃｃが各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに印加される。そして、図６（Ｃ）に示すような、入力データの有無により駆動電圧Ｖｃｃが各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに印加されるか否かがヘッド駆動部３１０により判断される。ここで、図６（Ｄ）に示す調整時間ΔＴｋが時間遅延部３２１に設定されている場合、図６（Ｅ）に示すように、駆動電圧Ｖｃｃがこの調整時間ΔＴｋだけ遅延して吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに印加されることとなる。
【００４４】
このように、印刷の対象物Ｗとラインヘッド１２０ａが相対移動している中で、インク液滴の吐出タイミングを調整することにより、インク液滴の着弾位置を調整することができるようになる。従って、インク液滴の着弾位置にずれが生じてしまうような形状もしくは構造等を有するノズルがラインヘッド１２０ａ内に存在していても、ヘッド制御パラメータＨＣＰを用いて吐出タイミングを調整することにより、この着弾位置のずれを補正することができるようになる。従って、印刷結果の高品質化を図ることができるようになる。
【００４５】
具体的には、図７と図８は、上述したプリンタの駆動方法で印刷したときに、紙Ｗに着弾したインクドットの様子を示す模式図である。なお、図７と図８において、ラインヘッド１２０ａは、略Ａ４幅をもち、６００ｄｐｉの解像度で約５０００のノズルを有するインクジェットヘッドであり、その中の１０ノズル分について示している。また、インク１滴のサイズは略３ｐｌ、インクが付着した状態でのインク滴径は、約２０μｍであった。また、図７は単色のヘッドカートリッジ１２０における着弾状態を示し、図８は４色のヘッドカートリッジ１２０における着弾状態を示している。
【００４６】
図７（Ａ）は、調整時間ΔＴの補正を行わずにインクを吐出した場合におけるインク着弾状態を示している。図７（Ａ）において、インクの着弾位置は、基準位置に対して約±２０μｍ、吐出角度にして約±０．６°ほどばらついていた。
一方、図７（Ｂ）は、調整時間ΔＴに基づいてインクを吐出するタイミングをずらした場合におけるインク着弾状態を示している。図７（Ｂ）において、インクの着弾位置は、ほぼ基準位置と同一の場所に並んでいることがわかる。
【００４７】
図８（Ａ）は、調整時間ΔＴの補正を行わずにインクを吐出した場合におけるインク着弾状態を示している。図８（Ａ）において、インクの着弾位置は、各色ごとに見たとき、基準位置に対して約±２０μｍ、吐出角度にして約±０．６°ほどばらついていた。また、各色間のずれ量は、最大約５０μｍであった
一方、図８（Ｂ）は、調整時間ΔＴに基づいてインクを吐出するタイミングをずらした場合におけるインク着弾状態を示している。図８（Ｂ）において、インクの着弾位置は、各位ごと及び各色間において、ほぼ基準位置と同一の場所に並んでいることがわかる。
【００４８】
このように、インク液滴を吐出するタイミングを調整時間ΔＴを用いて各ノズル毎に補正することで、製造誤差もしくは使用頻度等による着弾位置のずれを低減することができるため、印刷画像の高品質化を図ることができる。また、ノズル間のばらつき以外にヘッド間のばらつき、所謂色間の位置補正も行うことができる。
さらに、ヘッド制御パラメータＨＣＰは、ヘッドカートリッジ１２０の個体別に持つことが可能であるので、ラインヘッド１２０ａからのインク吐出はそのヘッド個体に適当な方法で行うことが可能であり最適な駆動制御を行うことができる。
また、ヘッドカートリッジ１２０を再利用（リサイクル）する場合に、ヘッドカートリッジ１２０の使用によりインクの吐出にばらつきが生じてしまった場合でも、各ノズルごとに補正を行うことで、再利用したときにでも高品質の印刷を提供することができる。
【００４９】
プリンタ及びプリンタ駆動方法の第２の実施の形態
図９と図１０は、プリンタ及びプリンタ駆動方法の第２の実施の形態を示す図であり、図９と図１０を参照してプリンタ１００及びプリンタ駆動方法について説明する。この第２の実施の形態と上述した第１の実施の形態と異なる点はヘッド制御パラメータＨＣＰのデータ構造及び調整時間ΔＴを算出するための式である。
【００５０】
図９において、制御部１５０に送られるヘッド制御パラメータＨＣＰは、基準印刷間隔Ｄ、基準搬送速度Ｓ、基準ずれ量ΔＸ、ΔＹを有している。
基準印刷間隔Ｄは、後述するヘッドカートリッジ検査装置５００においてヘッド１２０ａの検査をしたときの、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の間隔を示すものである。基準搬送速度Ｓは、後述するヘッドカートリッジ検査装置５００においてラインヘッド１２０ａの検査をしたときの、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の相対速度を示すものである。
【００５１】
基準ずれ量ΔＸは、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の相対速度Ｓ＝０のときのずれ量であって、基準ずれ量ΔＹはヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の所定の基準相対速度Ｓのときのずれ量を示している。なお、基準ずれ量ΔＸ、ΔＹは各ノズルごとに設定されていて、たとえばノズルｋのヘッド制御パラメータＨＣＰは、そのノズルｋ固有の基準ずれ量情報ΔＸｋ、ΔＹｋを有していることとなる。
【００５２】
次に、図１０を参照して本発明のプリンタ駆動方法の別の実施の形態について説明する。
まず、ＳＴ１１において、ヘッド制御パラメータＨＣＰが、情報取得部４００から制御部１５０に送られる。すると、ＳＴ１２において、各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに対応した調整時間ΔＴが式（２）に基づいて算出される。なお式（２）の導出方法は後述するものとする。
ΔＴ＝ΔＹｋ／Ｓｐ×（Ｄｐ／Ｄ）＋（ΔＸｋ／Ｓ）×（Ｄｐ／Ｄ）×（Ｓｐ／Ｓ）・・・（２）
ここで、Ｄｐはプリンタ１００におけるヘッドカートリッジ１２０と紙Ｗの印刷間隔、Ｓｐはプリンタ１００における紙Ｗの搬送速度を示している。この式（２）はたとえばＲＯＭ１５３に記憶されていて、中央演算ユニット１５１により実行される。
【００５３】
そして、ＳＴ１３において、印刷が開始されると、制御部１５０の指令によりヘッド駆動部３１０から吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに対してヘッド駆動電圧Ｖｃｃが印加される。このとき、ＳＴ１４において、駆動電圧Ｖｃｃは、時間遅延部３２１により、調整時間ΔＴ１〜ΔＴｎだけ遅れて各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに印加される。
【００５４】
このように、検査したときのパラメータである基準印刷間隔Ｄ、基準搬送速度Ｓ及び基準ずれ量ΔＸ、ΔＹのみを用いて、調整時間ΔＴを算出するのではなく、検査したときの条件と実際のプリンタ１００の印刷条件との比率を用いて、調整時間ΔＴを算出している。これにより、より高精度な補正を行うことができ、より高品質な画質を提供することができる。
【００５５】
すなわち、検査したときの基準搬送速度情報Ｓと基準間隔Ｄは、実際に印刷を行うプリンタ１００の搬送速度Ｓｐ及び間隔Ｄｐと異なることがある。さらに、各プリンタ１００ごとにより、搬送速度Ｓｐ及び間隔Ｄｐはそれぞれ異なるものとなってしまう場合がある。
そこで、式（２）を用いて実際のプリンタ１００の印刷条件を含めた吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎの駆動タイミングを補正することにより、これらの各プリンタ１００の印刷条件に対応した調整時間ΔＴを算出することが可能となり、より高精度な補正を行得ることができ、画質の向上を図ることができる。
【００５６】
プリンタ及びプリンタ駆動方法の第３の実施の形態
ところで、図１１に示すように、たとえばカラープリンタに用いられる複数のノズル列が形成されたラインヘッド１２０ａの場合、これら複数のノズルからインク液滴を吐出する吐出アクチュエータもノズルに対応する数だけ必要となる。従って、このノズルの数だけ駆動電圧Ｖｃｃを印加するタイミングを補正する必要がある。
図１２は本発明のプリンタの第３の実施の形態における時間調整部を示すブロック図であり、図１１と図１２を参照してプリンタ１０００について説明する。なお、図１２のプリンタ１００において図１のプリンタ１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
図１２に示すように時間調整部１３２０は、時間遅延部３２１、接続切り換え部１３３０を有している。接続切り換え部１３３０は、時間遅延部３２１と吐出アクチュエータＲの間に配置されている。そして、接続切り換え部１３３０は、印刷方向（矢印Ｙ方向）に対して同位相の複数の吐出アクチュエータＲと接続されている。
【００５８】
たとえば、図１１に示すように、異なる色のインク液滴を吐出するノズルａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１が矢印Ｙ方向に対して同位相で配置されている。このノズルに対応した図１２の吐出アクチュエータＲａ１、Ｒｂ１、Ｒｃ１、Ｒｄ１が同じ接続切り換え部１３３０に接続されている。そして、接続切り換え部１３３０は制御部１５０の指令により、各吐出アクチュエータＲａ１、Ｒｂ１、Ｒｃ１、Ｒｄ１と時間遅延部３２１の接続を切り換える機能を有している。
吐出アクチュエータＲａ１が駆動されるとき、接続切り換え部１３３０は時間遅延部３２１と吐出アクチュエータＲａ１を接続する。そして、ヘッド駆動電圧Ｖｃｃが調整時間ΔＴａ１だけずらされて吐出アクチュエータＲａ１に印加される。
【００５９】
次に、吐出アクチュエータＲｂ１が駆動されるとき、接続切り換え部１３３０は時間遅延部３２１と吐出アクチュエータＲｂ１を接続する。このとき、時間遅延部３２１には調整時間ΔＴｂ１が制御部１５０により設定されている。そして、ヘッド駆動電圧Ｖｃｃが調整時間ΔＴｂ１だけずらされて吐出アクチュエータＲｂ１に印加される。
このように、接続切り換え部１３３０が順次吐出アクチュエータＲａ１〜Ｒｄ１と時間調整部３２１の接続を切り換えて、各吐出アクチュエータＲａ１〜Ｒｄ１に対応した調整時間ΔＴａ１〜ΔＴｄ１で駆動電圧Ｖｃｃの印加タイミングが補正される。すべての吐出アクチュエータＲａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、Ｒｃ１〜Ｒｃｎ、Ｒｄ１〜Ｒｄｎについても同様の駆動制御がなされる。
【００６０】
接続切り換え部１３３０に接続された吐出アクチュエータＲａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、Ｒｃ１〜Ｒｃｎ、Ｒｄ１〜Ｒｄｎは、それぞれ異なるノズル列である。そこで、時間遅延部１３２１と、吐出アクチュエータＲａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、Ｒｃ１〜Ｒｃｎ、Ｒｄ１〜Ｒｄｎを接続切り換え部１３３０が時分割でそれぞれ接続し、吐出タイミングの調整が行われる。
【００６１】
具体的には、図１３に示すように、４つのヘッドチップ１２６ａ〜１２６ｄに対して図１３（Ｂ）〜図１３（Ｅ）のような駆動電圧Ｖｃｃが印加されるとき、時間遅延部３２１により、所定の調整時間ΔＴだけ遅延され、図１３（Ｆ）〜図１３（Ｉ）に示すようなタイミングで駆動電圧Ｖｃｃが印加される。
このように、印刷方向（矢印Ｙ方向）に複数のノズル列を配置し、カラー印刷を行うことができるようにしても、ノズル形状等によるインク液滴の着弾位置のずれを補正することができ、印刷の高品質化を図ることができる。
【００６２】
ヘッドカートリッジの実施の形態
図１４は本発明のヘッドカートリッジの好ましい実施の形態を示す斜視図であり、図１４を参照してヘッドカートリッジ１２０について説明する。
ヘッドカートリッジ１２０は、カートリッジ本体１２１、上蓋１２２、インクカートリッジ１２３、ラインヘッド１２０ａ等を有している。
カートリッジ本体１２１には、４つの中空部１２７ａ〜１２７ｄが形成されていて、この中空部１２９ａ〜１２９ｄの底面には、それぞれ穴１２８ａ〜１２８ｄが形成されている。この中空部１２９ａ〜１２９ｄにはそれぞれ色の異なる４つのインクタンクからなるインクカートリッジ１２３が収容される。穴１２８ａ〜１２８ｄは、インクカートリッジ１２３に収容されたインクをラインヘッド１２０ａに供給するためのものである。
【００６３】
また、カートリッジ本体１２１の上面には上蓋１２２が着脱可能に配置されている。従って、インクカートリッジ１２３に収容されたインクがなくなった場合、上蓋１２２をカートリッジ本体１２１からはずし、インクカートリッジ１２３を新しいものに交換する事ができる。なお、インクを再充填したインクカートリッジ１２３が再びカートリッジ本体１２１に収容されるようにしてもよい。このようにヘッドカートリッジ１２０にインクの再充填が行われることとなる。
【００６４】
インクカートリッジ１２３は、吐出するインクを収容するものであって、カートリッジ本体１２１に対して着脱可能に配置されている。このインクカートリッジ１２３は、たとえばイエロー、マゼンタ、シアン及び黒に対応したインクタンクを有していて、穴１２８ａ〜１２８ｄを介してラインヘッド１２０ａにインクを供給する。
【００６５】
カートリッジ本体１２１の下面にはラインヘッド１２０ａが取り付けられている。ラインヘッド１２０ａは、ヘッドフレーム１２５、ヘッドチップ１２６及びヘッドフィルム１２７を有している。ヘッドフレーム１２５はたとえば４つの短冊状の開口部を有しており、この開口部にたとえば各色に対応した４つのヘッドチップ１２６ａ〜１２６ｄが取り付けられている。
【００６６】
ヘッドチップ１２６は、インクカートリッジ１２３から供給されるインクをノズルから吐出させるためのサーマル素子や圧電素子等の吐出アクチュエータＲを有している。そして、ヘッドチップ１２６に外部からヘッド電圧が印加されると、インク液滴が紙Ｗに着弾して印刷が行われる。
ヘッドチップ１２６はヘッドフィルム１２７によりヘッドフレーム１２５に保持されていて、ヘッドフィルム１２７にはインク液滴を吐出するための複数のノズル１３０が形成されている。
【００６７】
ここで、複数のノズル１３０から吐出されるインク液滴の着弾する位置は、ノズル形状やノズルの形成角度等によりそれぞれ異なる場合がある。これは、ノズル形成時の製造誤差や使用頻度によるノズルの変形もしくは吐出アクチュエータＲの機能変化等によるものと考えられる。インク液滴の着弾位置のずれは、印刷品質の低下を招くことがある。一方、ノズルの変形等は、ノズルの製造誤差や使用頻度等に依存するものであるため、各ヘッドカートリッジ１２０ごとに異なるものである。従って、複数のヘッドカートリッジ１２０に対してそれぞれ固有のヘッド制御パラメータＨＣＰを設定し、ヘッドカートリッジ１２０を使用するときにそのヘッド制御パラメータＨＣＰに基づいて印刷を行えば、印刷品質の低下を防止することができるようになる。
【００６８】
このヘッド制御パラメータＨＣＰをプリンタ１００に伝送する方法として、ヘッドカートリッジにヘッド識別部を設ける方法、ヘッド制御パラメータＨＣＰを情報記録媒体に格納して提供する方法、ヘッド制御パラメータＨＣＰをネットワークを介してプリンタ１００に伝送する方法が挙げられる。なお、ヘッド制御パラメータＨＣＰは、上述したように、調整時間ΔＴを格納した場合や、基準印刷間隔Ｄ、基準搬送速度Ｓ、基準ずれ量ΔＸ、ΔＹを有する場合がある。
【００６９】
具体的には、図１５にヘッドカートリッジ１２０にヘッド識別部を設けた場合について例示している。図１５（Ａ）において、ヘッド識別部３００は、カートリッジ本体１２１に貼られたバーコード１３１からなっていて、情報読み取り部４０１がこのバーコード１３１を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得する。
【００７０】
また、図１５（Ｂ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られたドットコード１３２からなっていて、このドットコード１３２は、たとえばシール等の表面に複数の点（ドット）を描画したものでもよい。。
そして、情報読み取り部４０１がこのドットコード１３２を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得する。
【００７１】
さらに、図１５（Ｃ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られた色材１３３からなっていて、この色材１３３は、たとえばシール等の表面に各ヘッドカートリッジ１２０ごとに異なる色パターンが形成されていてもよい。そして、情報読み取り部４０１がこの色材１３３を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得する。
【００７２】
図１６においては、カートリッジ本体１２１に別途ヘッド識別部１３０が設けられた構造を有しているが、カートリッジ本体１２１にヘッド識別部１３０が形成されるようにしても良い。
具体的には、図１６（Ａ）に示すように、カートリッジ本体１２１の側面に、凹凸部１３４からなるヘッド識別部１３０が形成されており、情報読み取り部４０１が、凹凸部１３４とプリンタ１００の接地面の相違によりヘッドカートリッジ１２０を識別するようにしてもよい。
【００７３】
また、図１６（Ｂ）に示すように、カートリッジ本体１２１の側面に、複数の溝部１３５からなるヘッド識別部１３０が形成され、情報読み取り部４０１がこの溝部１３５のパターンを認識することにより、カートリッジ１２０を認識する事ができるようにしても良い。
さらに、図１６（Ｃ）に示すように、カートリッジ本体１２１の側面に、複数の穴部１３６からなるヘッド識別部１３０が形成され、情報読み取り部４０１がこの穴部１３６のパターンを認識することにより、カートリッジ１２０を認識する事ができるようにしても良い。
【００７４】
また、図１７（Ａ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られた磁気情報記録媒体１３７からなっていて、情報読み取り部４０１がこの磁気情報記録媒体１３７を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得するようにしてもよい。
さらに、図１７（Ｂ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られた光情報記録媒体１３８からなっていて、情報読み取り部４０１がこの光情報記録媒体１３８を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得するようにしてもよい。
【００７５】
また、図１７（Ｃ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られた接触型ＩＣカード１３９からなっていて、情報読み取り部４０１がこの接触型ＩＣカード１３９を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得するようにしてもよい。ここで、図１７（Ｄ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られた非接触型ＩＣカード１４０からなっていて、情報読み取り部４０１がこの非接触型ＩＣカード１４０を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得するようにしてもよい。
【００７６】
なお、カートリッジ１２０とは別に情報記録媒体にヘッド制御パラメータＨＣＰを格納し、プリンタ１００がこの情報記録媒体から入力インターフェイス２３０を介してヘッド制御パラメータＨＣＰを読み込むことにより、カートリッジ１２０を認識するようにしても良い。
具体的には、図１８（Ａ）に示すように、ヘッドカートリッジ１２０に駆動パラメータを保持する手段は、ＲＯＭ等のＩＣチップとプリンタに対し電気的接続を得るための電極、あるいは図１８（Ｂ）に示すように簡単に内容が書き換えできるＥＥＰＲＯＭとの記録媒体に加えて非接触でプリンタ側に信号を送ることができる送信機等の手段を用いることができる。
【００７７】
このように、各ヘッドカートリッジ１２０にそれぞれ対応したヘッド制御パラメータＨＣＰを持たせることにより、各ヘッドカートリッジ１２０のそれぞれの吐出特性に対応した駆動を行い、出力結果の高品質化を図ることができる。
また、ヘッドカートリッジ１２０が再利用されるとき、使用によりインク液滴の着弾位置のずれが生じた場合であっても、ヘッド制御パラメータＨＣＰを書き換えることにより、高品質な印刷状態を維持することができるようになる。従って、ヘッドカートリッジ１２０のリサイクル効率の向上を図ることができる。
【００７８】
ヘッドカートリッジ検査装置の実施の形態
図１９は本発明のヘッドカートリッジ検査装置の好ましい実施の形態を示す斜視図であり、図１９を参照してヘッドカートリッジ検査装置５００について説明する。
ヘッドカートリッジ補正装置５００は、ヘッド保持機構５１０、吐出検査機構５２０、ヘッド駆動ユニット５３０、制御装置６００等を有している。ヘッド保持機構５１０は、ヘッドカートリッジ１２０を保持するものであって、ベース５０１の上に配置されている。
【００７９】
吐出検査機構５２０は、インク液滴の吐出状態を検出する機能を有しており、付着部材５２１、着弾認識部５２２、吐出確認部５２３等を有している。
付着部材５２１は、たとえば透明なガラスやプラスチック等のような、裏面からインクの着弾の様子を認識でき、伸縮しにくい材料からなっていて、ラインヘッド１２０ａに対向して設けられている。また、付着部材５２１は、ベース５０１上に配置されたレール５１１、５１１により保持されていて、矢印Ｙ方向に移動可能に設けられている。
【００８０】
図２０の着弾認識部５２２は、たとえば解像度の高いイメージセンサからなっていて、具体的にはＣＣＤを用いたラインセンサー、スリットを用いたマイクロデンシトメータ、レーザーや絞り込んだ光源を用いたスキャナー等汎用の装置等により構成されている。着弾認識部５２２は、付着部材５２１に着弾したインク液滴を画像（イメージ）として認識する機能を有しており、取得した画像を制御装置６００に送る機能を有している。なお、色を区別する方法としては、たとえば、着弾識別部５２２に各色に分解するフィルターを付け加えることが考えられる。
【００８１】
ここで、着弾認識部５２２は、図２０（Ａ）に示すように、透明の付着部材５２１の下側に配置されるようにして、インク液滴が着弾された状態で送られてくる付着部材５２１を順次読み取るようにしてもよい。また、図２０（Ｂ）に示すように、着弾認識部５２２が付着部材５２１のインク着弾面側に配置されるようにして、インク液滴が着弾された状態で送られてくる付着部材５２１を順次読み取るようにしてもよい。さらに図２０（Ｃ）に示すように、着弾認識部５２２は、ミラー５２２ａを介してインク液滴の着弾状態を取得してもよい。
吐出確認部５２３は、ノズルから吐出されるインク液滴の速度Ｖ及び吐出角度θを検出する機能を有している。ここで、吐出確認部５２３は、吐出角度θをノズルから付着部材５２１に向かって垂直方向を基準として測定する。
【００８２】
図１９の移動機構５３０は、付着部材５２１を矢印Ｙ方向に移動させるものであって、モータ５３１と送りねじ５３２を有している。モータ５３１は送りねじ５３２を回転駆動させるものであって、駆動機構５４０により制御されている。送りねじ５３２は、付着部材５２１と接続されており、送りねじ５３２がモータ５３１の作動により回転すると、付着部材５２１が矢印Ｙ方向に移動することとなる。
【００８３】
駆動機構５４０は、ヘッドカートリッジ１２０に駆動電圧Ｖｃｃを印加し、インク液滴を吐出させるとともに、モータ５３１を駆動して付着部材５２１を矢印Ｙ方向に移動させる機能を有している。ここで、駆動機構５４０は、付着部材５２１の搬送速度Ｓ（ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の相対速度）がプリンタ１００の紙Ｗの送り速度とほぼ同じになるようにモータ５３１を駆動する。
【００８４】
制御装置６００は、ヘッドカートリッジ検査装置５００の動作を制御するものである。特に、制御装置６００は着弾認識部５２２から送られる画像イメージを解析し、各ノズルにおける着弾位置のずれを把握する機能を有している。そして、制御装置６００は、画像イメージに基づいて後述するようにヘッド制御パラメータＨＣＰを生成する機能を有している。
【００８５】
図２１は、本発明のヘッドカートリッジ検査方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図であり、図１９から図２１を参照してヘッドカートリッジ検査方法について説明する。
まず、ＳＴ２１において、ヘッドカートリッジ１２０がプリンタ１００に装着される状態とほぼ同一の状態でヘッド保持機構５１０に取り付けられる。すなわち、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の基準印刷間隔Ｄは、プリンタ１００におけるヘッドカートリッジ１２０と紙Ｗの印刷間隔Ｄｐとほぼ同一の状態となる。
【００８６】
その後、ＳＴ２２において、制御装置６００の指令により、インク液滴がヘッドカートリッジ１２０の各ノズルから連続して吐出される。なお、インク液滴の吐出を安定させるために、一定期間において付着部材５２１にはインクが着弾しないようにする。たとえば、付着部材５２１がベース５０１から取り外された状態で、もしくはヘッドカートリッジ１２０を付着部材５２１に着弾しないように位置決めし、インク液滴が吐出される。
そして、インク液滴の吐出が安定すると、制御装置６００の指令によりヘッドカートリッジ１２０からのインク液滴の吐出が停止する。この状態で、着弾認識部５３１によりラインヘッド１２０ａのノズルの位置が認識され、ノズルの列方向（矢印Ｘ方向）の位置関係が制御装置６００に認識される。
【００８７】
その後、ＳＴ２３において、インク液滴の吐出状態が検出される。具体的には、付着部材５２１を矢印Ｙ方向に移動させながら、インク液滴がヘッドカートリッジ１２０から一滴だけ吐出される。すると、インク液滴が付着部材５２１に着弾し、付着部材５２１上に画像データが形成される。ノズルから吐出されたインク液滴の速度Ｖ及び吐出角度θが吐出確認部５２３により測定され、制御装置６００に送られる。
そして、ＳＴ２４において、インク液滴の速度Ｖ及び吐出角度θに基づいてインク液滴の着弾位置のばらつきが認識され、制御装置６００によりばらつきを補正するためのヘッド制御パラメータＨＣＰが生成される。
【００８８】
以下にヘッド制御パラメータＨＣＰの生成について具体的に説明する。
着弾位置をばらつかせる要因は、主に、インク液滴の吐出方向角度のばらつきと吐出速度のばらつきである。この２つの要因は、独立している場合もあるが、両方を含んでばらつきを発生させる場合が多い。これらの吐出補正を行うために、ばらつきの状態から各要因毎の特性を把握し補正値を作る。
【００８９】
具体的には、図２２はプリンタヘッド１２０と対象物Ｗ（付着部材５２１）の関係を示す模式図であり、図２２を参照して具体的に説明する。
平均速度でインクが対象物Ｗに着弾したときに、インク液滴が付着部材５２１に着弾するまでの到達時間ｔは、
ｔ＝Ｄ／Ｖ
となる。
一方、着弾位置がずれるノズルｋでの到達時間ｔｋは、
ｔｋ＝Ｄ／Ｖｋ
となる。
【００９０】
到達時間差はｔｋ−ｔであるから、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の相対移動速度をＳとすると、付着時のずれ量Ｘｋは、
となる。
ここで、ずれ量Ｘｋが正の値をとるとき、基準位置よりも前方にドットが着弾していることを意味し、負の値を取るときには基準位置よりも後方にドットが着弾していることを意味する。
【００９１】
次に、吐出角度によるずれ量Ｙｋについて算出する。
吐出角度θのばらつきによる基準位置からのずれ量Ｙとするとｋノズルでのずれ量Ｙｋは、
Ｙｋ＝Ｄ・ｔａｎθｋ
で表される。ここで、ずれ量Ｙｋが基準に対し吐出角度が正の値をとるときには前方に、負の値をとるときには後方になる。
【００９２】
そして、吐出速度と吐出角度が複合された場合のずれ量ＺとするとｋノズルでのＺｋは、
となる。
よって、吐出速度Ｖを定め、吐出速度Ｖｋとｔａｎθｋを確認することでずれ量Ｚｋが求まる。そこで、ずれ量を補正するための調整時間ΔＴｋは、
ΔＴｋ＝Ｄ（（１／Ｖｋ）−（１／Ｖ））＋（Ｄ／Ｓ）ｔａｎθｋ・・・（１）
となる。
【００９３】
そこで、取得した吐出速度Ｖｋ及び吐出角度θｋを用いて、この式（１）により、各ノズルｋの着弾ずれを補正するための調整時間ΔＴｋが制御装置６００により算出される。このとき、調整時間ΔＴｋは、図２３に示すようにインク液滴を最も前に着弾させたノズルｋｍａｘ を基準として算出する。すなわち、吐出速度Ｖは、ノズルｋｍａｘ から吐出されたインク液滴の速度であり、吐出角度θｋは、ノズルｋｍａｘ の吐出角度を０°としたときの吐出角度である。従って、最も前に着弾させたノズルｋｍａｘ の調整時間ΔＴｋｍａｘ は、
ΔＴｋｍａｘ ＝Ｄ（（１／Ｖｋ）−（１／Ｖ））＋（Ｄ／Ｓ）ｔａｎ０°＝０
となる。一方、他のノズルｋの調整時間ΔＴｋはすべて正の値となる。
【００９４】
この位置ずれ精度を簡単に補正する方法として、基準となる位置に対しより前側に吐出するものに対しては、吐出開始の時間を遅らせ、より後ろに吐出するものに対しては、吐出開始時間を早める方法が挙げられる。一方で、一般的にはノズル列の中でヘッドから吐出させるタイミングは電気回路の制約により決められる場合が多い。そのような構成では、吐出開始の時間を早めることはできないので、ノズル列のうち吐出する位置が最も後ろにあるものを基準にし、それよりも前で吐出するものに対して吐出するタイミングを遅らせることで補正することができる。
【００９５】
さらに、複数のノズル列を持った場合、例えば同一色に対して複数のノズル列を持つ構造、あるいは複数色のために複数のノズル列を持つ構造に対しても同様の方式が適用できる。基準となる位置に対して、吐出位置がずれたものにについては、ノズル列の吐出タイミングをずらし補正する。あるいは、全ての吐出に対し最も後ろに位置するものを基準に吐出タイミングをずらし補正する。
【００９６】
そして、式（１）により各ノズルに対応した調整時間ΔＴｋが算出され、ヘッド制御パラメータＨＣＰが生成される。ここで、式（１）において、後述するようにプリンタ１００側の情報を必要としないため、ヘッド制御パラメータＨＣＰは各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに対応した調整時間ΔＴ１〜ΔＴｎにより構成されることとなる。そして、このヘッド制御パラメータＨＣＰが、たとえば情報記録媒体やヘッドカートリッジ１２０の筐体に取り付けられる等される。
【００９７】
このように、各吐出アクチュエータごとの駆動条件を各ノズルごとにおけるインク液滴の着弾位置のずれをなくすようなヘッド制御パラメータＨＣＰを設定することにより、プリンタ１００で印刷を行ったときに、着弾位置のずれを生じることがなくなり印刷の高品質化を図ることができる。
【００９８】
ヘッドカートリッジ検査方法の別の実施の形態
以下、本発明のカートリッジ検査方法の別の実施の形態を示しており、カートリッジ検査方法の別の実施の形態について説明する。上述したカートリッジ検査方法と以下に示すカートリッジ検査方法の異なる点は、インク液滴の吐出状態を検出するときに取得するデータ種別である。
図２１のカートリッジ検査方法のＳＴ２３において、取得するデータは、インク液滴の速度Ｖ及び吐出角度θであるが、以下の実施の形態においては、着弾認識部５２２から取得される画像データに基づいてヘッド制御パラメータＨＣＰが生成される。
【００９９】
まず、インク液滴の吐出が安定化した後、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の間の距離をＤに保ち、双方を相対的に動かさずにインク滴を吐出させたときの画像データが（基準相対速度＝０）着弾認識部５２２により取得される。その後、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１を相対移動させ（基準相対速度＝Ｓ）、そのときに付着部材５２１に着弾したインク液滴の画像データが着弾認識部５２２により取得される。
なお、吐出ノズルと記録媒体上のインク液滴を一対一に対応させるため、付着部材５２１にインク付着後、直ちに着弾識別部５２２を作動させ測定が開始されることが好ましい。また付着部材５２１は、インク着弾後直ちに測定することが好ましいが、各色毎に位置補正が終了していれば、色間の相対的位置ずれだけを認識すればよい。
【０１００】
そして、取得された画像データに基づいてずれ量ΔＸ、ΔＹが制御装置６００により検出される。すると、基準印刷間隔Ｄ、基準相対速度Ｓ、ずれ量ΔＸ、ΔＹからなるヘッド制御パラメータＨＣＰが生成される。そして、プリンタ１００において、このヘッド制御パラメータＨＣＰにより、式（２）を用いて調整時間ΔＴが算出されることとなる。
【０１０１】
以下に式（２）の導出方法について説明する。
まず、ヘッド１２０ａと付着部材５２１を相対移動させないときに得られた画像データからインク液滴のばらつきが検出され、吐出角度のばらつきの補正が行われる。
具体的には、基準地点から着弾した位置のずれ量をＹｋとすると、
Ｙｋ≒Ｄｓ・ｔａｎθｋ
ｔａｎθｋ≒ΔＹｋ／Ｄｓ ・・・式（ａ）
となる。
【０１０２】
ヘッドカートリッジ１２０から実際に印刷を行う紙Ｗまでの距離をＤｐとしたとき、補正すべき着弾地点のずれ量Ｙｐは、
Ｙｐ≒Ｄｐ・ｔａｎθｋ ・・・式（ｂ）
式（ａ）と式（ｂ）により、
Ｙｐ≒Ｙｋ・（Ｄｐ／Ｄ）
となる。従って、実際のプリンタ１００において、ヘッドカートリッジ１２０と紙Ｗを相対速度Ｓｐで移動させたときに、補正すべき調整時間ΔＴは、
ΔＴｘ＝Ｙｐ／Ｓｐ＝（Ｙｋ・（Ｄｐ／Ｄ））／Ｓｐ
となる。
【０１０３】
次に、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１を相対速度Ｓで相対的に移動させたときに取得された画像データからずれ量Ｘが検出される。
具体的には、ずれ量Ｘｋは、
Ｘｋ＝Ｓ（Ｔｋ−ｔ）
Ｔｋ−ｔ＝Ｓ／Ｘｋ
となる。
ここで、実際に印刷するときのヘッドカートリッジ１２０と紙Ｗの相対速度をＳｐとしたとき、実際のずれ量及び調整時間は、カートリッジ補正装置５００におけるずれ量及び調整時間に比例する。たとえば、印刷間隔Ｄｐが長くなると、ずれ量もおおきくなり調整時間ΔＴも長くなる。同様に、相対速度Ｓｐが速くなれば、ずれ量は小さくなり調整時間ΔＴも短くなる。
ΔＴｙ＝Ｓ／ΔＸｋ×（Ｄｐ／Ｄ）×（Ｓｐ／Ｓ）
【０１０４】
以上により、補正するための調整時間ΔＴは、
となる。
式（２）において、ヘッド制御パラメータＨＣＰとして、ヘッドカートリッジ検査装置５００側のパラメータである基準印刷間隔Ｄ、基準相対速度Ｓ、ずれ量ΔＸ、ΔＹが与えられる。そして、プリンタ１００側の印刷条件と、ヘッドカートリッジ検査装置５００側の検査条件の比率によって調整時間ΔＴｋが算出される。
【０１０５】
検査時におけるずれ量を補正するように調整時間ΔＴを設定したとき、各プリンタ１００による搬送速度及び駆動電圧等の相違により、必ずしも着弾位置が補正できるとは限らない。これは、プリンタ１００における搬送速度及びインク液滴の吐出速度は、ヘッドカートリッジ検査装置５００における搬送速度及びインク液滴の吐出速度と異なる場合があるからである。
そこで、ヘッド制御パラメータＨＣＰとして、基準印刷間隔Ｄ、基準相対速度Ｓ、測定ずれ量ΔＸｋ、ΔＹｋからなるパラメータを与え、各プリンタ１００に応じた調整時間ΔＴの設定ができるようにすることで、いずれのプリンタ１００であっても画質の高品質化を図ることができる。
【０１０６】
また、上述の方法によれば、基準となる吐出速度Ｖ及び吐出角度θを認識する必要がなくなるため、補正する際の測定が容易になる。さらに、例えばプリンタ１００の動作都合上相対速度Ｓの変化に対応した補正を行うことができるため、より正確に吐出時間の制御を行うことができる。
【０１０７】
例えば、測定時のヘッドノズルと紙Ｗの距離が５ｍｍ、吐出の位置が最も後方のドットに対し２０μｍ程前方に付着させるようなノズルにおいて、実際にプリントする速度Ｖ＝５０ｍｍ／秒、印刷間隔Ｄ＝２ｍｍとすると、このノズルの吐出角度に対する補正時間△Ｔｘは、
一方、このノズルの吐出速度に対する補正時間ΔＴｙは、
となる。従って、算出される調整時間ΔＴは、８０μｍ＋６０μｍ＝１４０μｍとなる。
【０１０８】
上記各実施の形態によれば、ヘッド制御パラメータＨＣＰを用いてインク着弾ずれを補正することにより、高品質な印刷を提供することができる。また、ヘッド製造上の精度を向上させることなく、吐出位置を高精度に制御できることから、安価で高精度のプリンタシステムが容易に実現できる。
さらに複数のヘッドカートリッジ１２０がそれぞれ固有の特性を補正するためのヘッド制御パラメータＨＣＰをもつことができ、それをプリンタ１００で利用することで、プリンタ１００とヘッドカートリッジ１２０の相互互換性が生まれ、ラインヘッド１２０ａのリサイクル等により特性が変化しても、対応が可能であり、環境に優しいヘッドカートリッジ１２０のリサイクルシステムが構築できる。
【０１０９】
また、プリンタ１００及びヘッドカートリッジ１２０の製造都合によるバージョン違い等を吸収でき、メーカの違いや型違い等による形状の異なったプリンタ１００及びヘッドカートリッジ１２０に於いても、取付方法だけを標準化しておくことで最適駆動を行うことができ、プリンタ１００及びヘッドカートリッジ１２０の共通化が実現できる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高解像度及び高速性を実現することができるとともに、ヘッドカートリッジの再生効率を高めることができるプリンタ、プリンタの駆動方法、ヘッドカートリッジ、ヘッドカートリッジ検査装置、及びヘッドカートリッジの検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリンタの好ましい実施の形態を示す斜視図。
【図２】本発明のプリンタの好ましい実施の形態を示す斜視図。
【図３】本発明のプリンタの好ましい実施の形態を示すブロック図。
【図４】本発明のプリンタにおけるヘッド駆動ユニットを示すブロック図。
【図５】本発明のプリンタ駆動方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図。
【図６】本発明のプリンタ駆動方法における駆動電圧の印加タイミングを示すタイミングチャート図。
【図７】単色のインクを用いて図５のプリンタ駆動方法により印刷したときの印刷結果を示す図。
【図８】複数の色のインクを用いて図５のプリンタ駆動方法により印刷したときの印刷結果を示す図。
【図９】本発明のプリンタにおけるヘッド駆動ユニットの第２の実施の形態を示すブロック図。
【図１０】本発明のプリンタ駆動方法の別の実施の形態を示すフローチャート図。
【図１１】複数のノズル列を有するラインヘッドの状態を示す模式図。
【図１２】本発明のプリンタにおけるヘッド駆動ユニットの別の実施の形態を示すブロック図。
【図１３】図１２のヘッド駆動ユニットにおける駆動電圧の印加タイミングを示すタイミングチャート図。
【図１４】本発明のヘッドカートリッジの好ましい実施の形態を異示す斜視図。
【図１５】本発明のヘッドカートリッジの別の実施の形態を示す斜視図。
【図１６】本発明のヘッドカートリッジの別の実施の形態を示す斜視図。
【図１７】本発明のヘッドカートリッジの別の実施の形態を示す斜視図。
【図１８】本発明のヘッドカートリッジの別の実施の形態を示す斜視図。
【図１９】本発明のヘッドカートリッジ検査装置の好ましい実施の形態を示す斜視図。
【図２０】本発明のヘッドカートリッジ検査装置における着弾識別部を示す模式図。
【図２１】本発明のヘッドカートリッジ検査方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図。
【図２２】本発明のヘッドカートリッジ検査方法におけるヘッドカートリッジと付着部材の様子を示す模式図。
【図２３】本発明のヘッドカートリッジ検査方法における付着部材のインク着弾の様子を示す模式図。
【図２４】従来のプリンタで印刷したときのインク液滴の着弾位置ずれを示すグラフ図。
【符号の説明】
１００・・・プリンタ、１２０・・・ヘッドカートリッジ、１２０ａ・・・ラインヘッド、１５０・・・制御部、２３０・・・入力インターフェイス、３００・・・ヘッド駆動ユニット、３１０・・・ヘッド駆動部、３２０・・・時間調整部、３２１・・・時間遅延部、４００・・・情報取得部、４０１・・・情報読み取り部、４１０・・・通信手段、ＨＣＰ・・・ヘッド制御パラメータ、Ｒ１〜Ｒｎ・・・吐出アクチュエータ、Ｗ・・・紙（対象物）
【発明の属する技術分野】
ユーザーがヘッド交換可能であり、そのヘッドを再使用することができるタイプのプリンタにおけるプリンタ、プリンタの駆動方法、ヘッドカートリッジ、ヘッドカートリッジ検査装置、及びヘッドカートリッジの検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードコピーを目的とした代表的な記録装置として、電子写真方式、インクジェット方式、ワイヤドット方式、感熱記録方式、熱転写方式が良く知られている。これらの方式の中で、文字品質と写真画質の両立、コンピュータ、デジタルカメラ等広範囲な入力方式への対応、印画速度の速さ、動作時の静粛性等の理由からインクジェット方式が広く用いられている。インクジェット方式は記録ヘッド上の徹細なインク吐出部からインクを被転写物に向かい吐出させる方式であり、騒音が少なく比較的小型化が容易であるという特徴を有している。
また、インクジェット方式において、写真画質を実現するような高画質化、印刷の高速化が進められている。以下に、これらを実現させるためのその技術について例示する。
【０００３】
第１に、インターレース方式と呼ばれるものが挙げられる。インターレース方式において、用紙が一定の速度で送られ、ヘッドがインクを吐出しながら用紙の送り方向と垂直な方向に移動する。すると、ヘッドが紙に対してラインごとに順次印画を行い、高密度の画像が用紙上に形成される。また、この方法を発展させることで、ヘッドの持つノズル間隔の解像度を上回る解像度を実現することができ、高解像度の画像形成が実現できる。
【０００４】
第２に複数のノズル列をもつ方法が挙げられる。すなわち、ヘッドの吐出列密度を上げず、さらに前記したインターレースも行わず高解像度を実現する方法である。この方法において、同一色のノズル列が複数配置され、各々のノズル位置の位相をずらす構造が用いられる。具体的には、例えば特開平１０−４４４１２号公報に開示されているように、ヘッド基材には、その両側にノズル列が配置されており、中央部にインク注入口が設けられている。そして、この注入口から両側に振り分けたインク導入口よりインクが注入され、両側のノズルピッチの位相がずらされることにより解像度として各ノズル列の２倍を実現している。この方法は、基本的な吐出部レイアウトを変更せずに解像度を２倍に高められる優れた方式である。
【０００５】
また、もう一つの重要な課題は、高速化の追求である。ノズル数を増やし用紙の幅とほぼ同一の幅を有するページ幅ヘッドを構成すれば高速化が実現できることは以前から良く知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したいずれの方法においても、紙とヘッドが相対的に移動しながら、ヘッドがノズルから紙に向かってほぼ垂直にインクを吐出する。すると、インクがライン毎に紙に着弾し画像を形成していく。ここで、高画質の印刷を行うため、紙を送るときの搬送速度、ヘッドと紙の間隔及びインクを吐出させるときの吐出速度が重要なパラメータとなる。すなわち、インクが吐出してから着弾するまでの時間はヘッドと紙の間隔と吐出速度で決まり、この着弾するまでの時間と搬送速度により、インクの吐出タイミングが決まる。
【０００７】
しかし、ノズルから吐出するインクが紙に向かって垂直に吐出されない場合がある。また、ノズルから吐出されるインクの吐出速度が遅すぎるもしくは速すぎてしまう場合がある。
これらは、ヘッド基材と保持部材上の貼り合わせ組立精度やヘッド吐出口の位置精度ばらつき、組立時の熱変形、応力による影響等から発生するものである。吐出したインクの着弾する位置がずれてしまうと、画質の劣化を招いてしまうという問題がある。
また、このような製造誤差等を抑制し画質の向上を図るためには、機械的、組立精度的な負担が大きくなってしまう。さらに、ヘッドが完成した後は何れの場合においても、ノズルのばらつきや吐出速度のばらつき等は、機械的に修正することはできない。
【０００８】
図２４は、ページ幅ヘッドを用いた位置精度のばらつき、特にヘッドのノズル列に対し直角方向のばらつきを示すグラフ図であり、図２４を参照して具体的に説明する。なお、図２４において、吐出基準位置は縦軸の０μｍであり、ここでずれ量が０になることを意味する。
まず、図２４（Ａ）は、ページ幅ヘッド（ラインヘッド）の単色における全てのノズル列を一つの基材で構成した場合の吐出基準位置に対するインク着弾位置ずれの例である。図２４（Ａ）に示すように、単色におけるヘッドカートリッジにおいて、ノズルによって紙に対するインクの着弾位置にばらつきが生じていることがわかる。
【０００９】
また、図２４（Ｂ）は、小サイズのヘッド基材をたとえば４色のインクの色の数だけ並べたページ幅ヘッド（ラインヘッド）の場合の吐出基準位置に対する着弾位置ずれの例である。図２４（Ｂ）に示すように、複数色におけるヘッドカートリッジにおいて、ノズルによって紙に対するインクの着弾位置にばらつきが生じていることがわかる。
図２４（Ｃ）は、ページ幅ヘッドを小サイズのヘッド基材を並べて実現し、さらに複数色（本例では２色）を同一保持部材上にページ幅ヘッド（ラインヘッド）を設けた場合の吐出基準位置に対する着弾位置ずれの例である。図２４（Ｃ）に示すように、複数のヘッド基材におけるヘッドカートリッジにおいて、ノズルによって紙に対するインクの着弾位置にばらつきが生じていることがわかる。
【００１０】
このように、いずれの方式で作製されたヘッドカートリッジにおいても、ノズル毎にインクの着弾位置がばらついてしまい、画質の低下を招いててしまうという問題がある。
すなわち、ラインヘッドにおけるヘッド製造時に発生するノズルの位置ずれは、そのままヘッド幅方向の印画位置のばらつきとなり、着弾したインク液滴同士のつながりが一定にならず、濃度にばらつきが生じることとなる。さらに、カラー印刷を行う場合、各色間で色相ばらつきが生じてしまう。このように、印刷画像の品質が低下してしまうという問題がある。
【００１１】
ところで、近年の廃棄物処理の問題やエコロジーの観点から、たとえばインクがなくなったときに、インクを補充してヘッドカートリッジの再利用を行うことが考えられている。ここで、使用済みのヘッドカートリッジにおいて、使用したことによるインクの吐出角度の変形及び吐出速度の変異することがある。この場合、ヘッドカートリッジが使用できないものとして廃棄してしまうと、廃棄物処理の問題やエコロジーの観点から好ましくない。
【００１２】
そこで本発明は上記課題を解決し、高解像度及び高速性を実現することができるとともに、ヘッドカートリッジの再生効率を高めることができるプリンタ、プリンタの駆動方法、ヘッドカートリッジ、ヘッドカートリッジ検査装置、及びヘッドカートリッジの検査方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、ラインヘッドを有するヘッドカートリッジの複数の吐出アクチュエータをそれぞれ駆動させることにより、ノズルからインク液滴を吐出して印刷を行うプリンタにおいて、複数の前記吐出アクチュエータを駆動させるヘッド駆動部と、前記ヘッド駆動部によって駆動する前記吐出アクチュエータの駆動タイミングを調整時間によって調整する時間調整部と、前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータ毎の駆動条件を含むヘッド制御パラメータを取得する情報取得部と、前記時間調整部の動作を制御するとともに、前記情報取得部からの前記ヘッド制御パラメータに基づいて複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記時間調整部に前記調整時間を設定する制御部とを有するプリンタにより、達成される。
【００１４】
また、上記目的は、ラインヘッドを有するヘッドカートリッジの複数の吐出アクチュエータを駆動することにより、ノズルからインク液滴を吐出し印刷を行うプリンタの駆動方法において、前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータ毎の駆動条件を含むヘッド制御パラメータを取得し、前記ヘッド制御パラメータに基づいて、複数の前記吐出アクチュエータ毎にそれぞれ調整時間を算出し、複数の前記吐出アクチュエータを複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記調整時間だけ遅延させた駆動タイミングで駆動させるプリンタの駆動方法により、達成される。
【００１５】
請求項１又は請求項８の構成によれば、吐出アクチュエータがヘッド駆動部により作動すると、ラインヘッドに設けられたノズルからインク液滴が吐出される。このインク液滴が対象物に着弾することで印刷が行われる。
通常、ヘッド駆動部が吐出アクチュエータを駆動するタイミングとして、ヘッド幅方向において同じ位置に設けられた吐出アクチュエータはほぼ同時に駆動される。
このとき、ラインヘッドに設けられた複数のノズルは、製造誤差や使用頻度等により、それぞれその形状もしくは形成角度を異にする場合がある。そこで、ヘッド駆動部が吐出アクチュエータを駆動するタイミングを調整する時間調整部を設けるとともに、制御部が調整する時間をヘッド制御パラメータに基づいて設定し、時間調整部を制御する。これにより、各ノズルごとにおけるインク液滴の着弾位置のずれをなくすように補正することができるようになる。
【００１６】
特に、ヘッド制御パラメータとして、検査時における対象物と前記ヘッドカートリッジの相対速度である基準搬送速度、前記対象物と前記ヘッドカートリッジの間隔である基準印刷間隔及び前記ノズルから吐出されたときのインク液滴の着弾位置のずれ量が設定されている。一方、制御部は印刷時における搬送速度及び印刷間隔を取得する。そして、制御部は、このヘッド制御パラメータと印刷時における搬送速度及び印刷間隔に基づいて複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記調整時間を設定する。
このように実際の印刷環境におけるパラメータをも含めた時間調整を行うことで、より正確な吐出アクチュエータの駆動制御を行うことができる。
【００１７】
上記目的は、インクを収容した筐体と、前記筐体に設けられており、複数のノズルからインク液滴を吐出させるための複数の吐出アクチュエータを備えたラインヘッドを有し、複数の前記吐出アクチュエータを駆動させるヘッド駆動部と、前記ヘッド駆動部によって駆動する前記吐出アクチュエータの駆動タイミングを調整時間によって調整する時間調整部と、前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータ毎の駆動条件を含むヘッド制御パラメータを取得する情報取得部と、前記ヘッド駆動部の動作を制御するとともに、前記情報取得部からの前記ヘッド制御パラメータに基づいて複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記時間調整部に前記調整時間を設定する制御部とを備え、複数の前記吐出アクチュエータをそれぞれ駆動させることにより、前記ノズルからインク液滴を対象物に吐出して印刷を行うプリンタに設置されるヘッドカートリッジにおいて、前記筐体に設けられていて、前記情報取得部に送る前記ヘッド制御パラメータを格納するヘッド識別部を有することを特徴とするヘッドカートリッジにより、達成される。
【００１８】
請求項１０の構成によれば、ヘッドカートリッジの筐体には、ヘッド識別部が設けられていて、このヘッド識別部にはラインヘッドにおける吐出アクチュエータの駆動条件を設定したヘッド制御パラメータが格納されている。そして、このヘッドカートリッジを用いて印刷を行う際、このヘッド制御パラメータが参照されて印刷が行われる。
このように、各ヘッドカートリッジにそれぞれ対応したヘッド制御パラメータＨＣＰを持たせることにより、各ヘッドカートリッジのそれぞれの吐出特性に対応した駆動を行うことができる。
【００１９】
すなわち、各ヘッドカートリッジにより、ノズルの形状や形成角度等が異なり、またプリンタによってもヘッドカートリッジとたとえば紙等の印刷間隔及び紙の搬送速度等が異なる場合がある。そこで、各ヘッドカートリッジの特性を踏まえて設定されたヘッド制御パラメータを用いて印刷を行うことで、インク着弾位置のずれを低減することができるようになる。
【００２０】
上記目的は、複数の吐出アクチュエータの駆動によりノズルからインク液滴を吐出するラインヘッドを備えたヘッドカートリッジを検査するヘッドカートリッジ検査装置において、前記ヘッドカートリッジから吐出されるインク液滴を吐出させたときのインク液滴の吐出状態を検出する機能を有する吐出検査機構と、前記吐出検査機構により取得された吐出状態を解析し、着弾位置のずれを補正するように前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータごとの駆動条件を含むヘッド制御パラメータを設定する制御装置とを有するヘッドカートリッジ検査装置により、達成される。
【００２１】
また、上記目的は、複数の吐出アクチュエータの駆動によりノズルからインク液滴を吐出するラインヘッドを備えたヘッドカートリッジを検査するヘッドカートリッジ検査方法において、インク液滴を着弾させる付着部材に対してインク液滴を吐出させたときのインク液滴の吐出状態を検出し、インクの液滴の吐出状態から、着弾位置のずれを補正するように前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータごとの駆動条件を含むヘッド制御パラメータを設定するヘッドカートリッジ検査方法により、達成される。
【００２２】
請求項１３又は請求項１７の構成によれば、付着部材に対してインクが吐出され、吐出検査機構によりインク液滴の吐出状態が検出される。この吐出状態に基づいて各吐出アクチュエータの駆動条件であるヘッド制御パラメータが設定される。
【００２３】
通常、ヘッド駆動部が吐出アクチュエータを駆動するタイミングとして、ヘッド幅方向において同じ位置に設けられた吐出アクチュエータはほぼ同時に駆動される。このとき、ラインヘッドに設けられた複数のノズルは、製造誤差や使用頻度等により、それぞれその形状もしくは形成角度を異にする場合がある。そこで、各吐出アクチュエータごとの駆動条件を各ノズルごとにおけるインク液滴の着弾位置のずれをなくすようにヘッド制御パラメータとして設定することができるようになる。
【００２４】
特に、ヘッド制御パラメータとして、検査時における対象物と前記ヘッドカートリッジの相対速度である基準搬送速度、前記対象物と前記ヘッドカートリッジの間隔である基準印刷間隔及び前記ノズルから吐出されたときのインク液滴の着弾位置のずれ量が設定されている。そして、印刷を行う際に、このヘッド制御パラメータと印刷時における搬送速度及び印刷間隔に基づいて印刷が行われる。
このように実際の印刷環境におけるパラメータをも含めた時間調整を行うことで、より正確な吐出アクチュエータの駆動制御を行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２６】
プリンタの第１の実施の形態
図１と図２は本発明のプリンタの好ましい実施の形態を示す斜視図であり、図１と図２を参照してプリンタについて説明する。
図１のプリンタ１００の筐体１０１には給紙台１０２が着脱可能に配置されていて、給紙台１０２には印刷対象物である紙Ｗが収容されている。
筐体１０１にはヘッドカートリッジ１２０を着脱可能に保持するためのホルダ１２１が設けられている。このホルダ１２１は、インク液滴を吐出するラインヘッド１２０ａが下を向くようにヘッドカートリッジ１２０を保持する。このときラインヘッド１２０ａは、給紙台１０２から給紙されて送られる紙Ｗと印刷間隔Ｄｐで対面するように位置決めされる。またラインヘッド１２０ａには、紙Ｗに対してインク液滴を吐出するためのノズルが形成されている。
【００２７】
ホルダ１２１にはヘッドカートリッジ１２０の状態を検出するためのヘッド検出部２０２が配置されている。ヘッド検出部２０２は、たとえばヘッドカートリッジ１２０に印加されるヘッド電圧を測定し、ヘッドカートリッジ１２０に収容されているインクの残量を検出する機能を有している。
プリンタ機構部２１０は、印刷する紙Ｗを矢印Ｙ１方向に送る機能を有しており、モータＭ、駆動系１１０、給紙ローラ１１１、反転ローラ１１２、ガイド１１３、搬送路１１４、紙送りローラ１１５等を有している。
モータＭは、プリンタ１００における駆動源であり、歯車を有する駆動系１１０を介して給紙ローラ１１１や反転ローラ１１２と接続されている。そして、モータＭが駆動すると、反転ローラ１１２と給紙ローラ１１１は回転する。
【００２８】
給紙ローラ１１１は、給紙台１０２に格納された紙Ｗに接触しており、Ｒ１方向に回転することで紙Ｗを１枚ずつガイド１１３側に送る。
反転ローラ１１２は円筒形状であり、Ｒ２方向に回転し、搬送された紙Ｗを搬送路１１４側に搬送するものである。また、ガイド１１３は、円筒形状の反転ローラ１１２の外周に沿った曲面を有する平板状の部材である。従って、給紙ローラ１１１によって搬送されてきた紙Ｗは、反転ローラ１１２のＲ２方向への回転とガイド１１３の間で反転され搬送路１１４へ送られる。
【００２９】
搬送路１１４は、反転された紙Ｗをヘッドカートリッジ１２０側に向かって搬送する際のガイド機能を有しており、ホルダ１２１（ヘッドカートリッジ１２０）の下側に配置されている。搬送路１１４の上には搬送路１１４に送られた紙Ｗを排出口１１６側に搬送する紙送りローラ１１５が配置されている。そして、紙Ｗが紙送りローラ１１５によりラインヘッド１２０ａの下部を通過する際に、ラインヘッド１２０ａからインク液滴が所定のタイミングで紙Ｗ上に着弾する。すると、文字や画像を印刷した紙Ｗが排出口１１６から排出される。
【００３０】
図３は本発明のプリンタの好ましい実施の形態を示すブロック図であり、図３を参照してプリンタ１００について説明する。
プリンタ１００において、制御部１５０は、中央演算ユニット（ＣＰＵ）１５１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１５２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１５３等を有している。中央演算ユニット１５１は、ヘッド駆動ユニット３００、プリンタ制御部２１１等の動作を制御し、プリンタ１００全体の動作を制御するものである。
また、中央演算ユニット１５１は、情報取得部４００から送られたヘッド制御パラメータＨＣＰを認識し、そのヘッド制御パラメータＨＣＰに基づいてヘッド駆動ユニット３００を制御する機能を有している。さらに、制御部１５０は、プリンタ診断部２１２から紙Ｗの搬送速度Ｓｐ及び紙Ｗとヘッド１２０ａの印刷間隔Ｄｐを取得する機能を有している。
【００３１】
ＲＡＭ１５２は、入力インターフェイス２３０を介して送られる印刷すべきデータを制御部１５０に送られてくるデータを一時的に記憶（ラッチ）するものである。また、ＲＡＭ１５２は、中央演算ユニット１５１に送られるヘッド制御パラメータＨＣＰを一時的に記憶する機能を有している。
ＲＯＭ１５３はプリンタ１００の動作するためのプログラムを記憶し、表示部１６０等から出力すべき表示情報を記憶するものである。
ヘッド駆動ユニット３００は、ヘッドカートリッジ１２０の吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに駆動電圧を印加するものであって、後述するヘッド駆動部３１０と時間調整部３２０を有している。このヘッド駆動ユニット３００の動作は、制御部１５０により制御されている。
【００３２】
プリンタ制御部２１１は、プリンタ機構部２１０の各部材を駆動させる機能を有しており、制御部１５０により制御されている。すなわち、プリンタ制御部２１１は、たとえばモータＭに駆動電流等を印加し、プリンタ機構部２１０を動作させる機能を有している。
プリンタ診断部２１２は、プリンタ機構部２１０の各部材の状態を監視する機能を有しており、たとえば給紙台１０２に収容された紙Ｗの残量や、ガイド１１３及び搬送路１１４における紙詰まり等を検出する機能を有している。そして、プリンタ診断部２１２は検出結果を中央演算ユニット１５１に送る機能を有している。また、プリンタ診断部２１２は、紙Ｗの搬送速度Ｓｐ及び紙Ｗとヘッド１２０ａの印刷間隔Ｄｐを検出し制御部１５０に送る機能を有している。
出力インターフェイス２４０は、制御部１５０から外部へ情報を出力するものであって表示部１６０等と接続されている。制御部１５０は、この出力インターフェイス２４０を介して表示部１６０等に表示情報を送る。
【００３３】
情報取得部４００は、ラインヘッド１２０ａを駆動するときの条件を設定したヘッド制御パラメータＨＣＰを取得し、中央演算ユニット１５１に送る機能を有している。この情報取得部４００は、たとえば情報読み取り部４０１、通信手段４１０、入力インターフェイス２３０等を備えている。
【００３４】
情報読み取り部４０１は、たとえばヘッドカートリッジ１２０に取り付けられたバーコード、ドットコード、色材からヘッド制御パラメータＨＣＰを認識できる光学読み取り装置からなっている。あるいは、情報読み取り部４０１は、たとえばヘッドカートリッジ１２０のカートリッジ本体１２１に形成された凹凸、溝、穴を認識してヘッド制御パラメータＨＣＰを読み取る機械的機構を有している場合もある。さらに、情報読み取り部４０１は、カートリッジ本体１２１に取り付けられたＩＣカード、磁気情報記録媒体もしくは光情報記録媒体に格納されたヘッド制御パラメータＨＣＰを接触もしくは非接触で読み取る機能を有している場合もある。そして、情報読み取り部４０１は、取得したヘッド制御パラメータＨＣＰを制御部１５０に送る機能を有している。
【００３５】
通信手段４１０は通信制御部４１１及びモデム４１２を有しており、たとえばヘッドカートリッジ１２０のヘッド制御パラメータＨＣＰの情報を有するサーバに接続し、プリンタ１００に装着されているヘッド制御パラメータＨＣＰを取得する機能を有している。
具体的には、ヘッドカートリッジ１２０は固有の認識番号ＩＤ−Ｈを有しており、またプリンタ１００も認識番号ＩＤ−Ｐを有している。そして、プリンタ１００にヘッドカートリッジ１２０を装着した状態で識別番号ＩＤ−Ｈ、ＩＤ−Ｐが通信制御部４１１及びモデム４１２からサーバ側に伝えられる。すると、通信制御部４１１及びモデム４１２が、サーバから発信されたヘッド制御パラメータＨＣＰを受信するようになっている。
【００３６】
入力インターフェイス２３０は、たとえばプリンタ１００とコンピュータと接続する部位である。従って、コンピュータに入力されたヘッド制御パラメータＨＣＰが、この入力インターフェイス２３０を介して制御部１５０に送信することが可能となる。このとき、コンピュータがヘッド制御パラメータＨＣＰを取得する方法として、磁気情報記録媒体や光情報記録媒体等の記録媒体から取得する方法や、いわゆるインターネット等のネットワークを用いて取得する方法が挙げられる。
【００３７】
このヘッド制御パラメータＨＣＰは、たとえば各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎごとに設定された調整時間ΔＴ（＝ΔＴ１〜ΔＴｎ）を有している。そしてある吐出アクチュエータＲｋの調整時間ΔＴｋは、以下の式（１）で算出される。
なお、式（１）の導出方法については後述する。
ΔＴｋ＝Ｄ（（１／Ｖｋ）−（１／Ｖ））＋（Ｄ／Ｓ）ｔａｎθｋ・・・（１）
式（１）において、Ｄは検査時における対象物Ｗとラインヘッド１２０ａの基準印刷間隔、Ｓは対象物Ｗとラインヘッド１２０ａの相対速度（基準搬送速度）、Ｖｋはノズルｋから吐出されるインク液滴の吐出速度、Ｖは平均的な（初期設定された）インク液滴の吐出速度、θｋはノズルｋから吐出されるインク液滴の吐出角度を示している。
【００３８】
図４はヘッド駆動ユニット３００の周辺部位を示すブロック図であり、図４を参照してヘッド駆動ユニット３００について説明する。
ヘッド駆動ユニット３００は、ヘッド駆動部３１０、時間調整部３２０を有している。ヘッド駆動部３１０は、吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎにそれぞれ駆動電圧Ｖｃｃを供給する機能を有しており、制御部１５０によりその動作が制御されている。
【００３９】
時間調整部３２０は、ヘッド駆動部３１０から供給される駆動電圧Ｖｃｃを各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに印加するときに、調整時間ΔＴだけ調整して送る機能を有している。具体的には、時間調整部３２０は、複数の吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに対応したたとえばプログラマブルディレイ回路からなる複数の時間遅延部３２１を有している。
この時間遅延部３２１は、制御部１５０から送られる調整時間ΔＴに基づいて、ヘッド駆動部３１０から印加される駆動電圧Ｖｃｃを調整時間ΔＴだけ遅延させる機能を有している。
【００４０】
プリンタ駆動方法の実施の形態
次に、図５は本発明のプリンタの駆動方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図であり、図１〜図５を参照してプリンタ１００の駆動方法について説明する。
まず、ＳＴ１において、ヘッド制御パラメータＨＣＰが、情報取得部４００を介して制御部１５０に送られる。このヘッド制御パラメータＨＣＰの取得は、プリンタ１００の電源投入時でもよいし、印刷開始時でも良い。
【００４１】
すると、ＳＴ２において、各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎ（各ノズル）毎の調整時間ΔＴが制御部１５０によりヘッド制御パラメータＨＣＰから読み取られる。読み取られた調整時間ΔＴは、制御部１５０からヘッド駆動ユニット３００に送られる。すると、各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎごとに設定された調整時間ΔＴ１〜ΔＴｎが、各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎにそれぞれ接続されている時間遅延部３２１に入力される。
【００４２】
そして、印刷が開始されると、ＳＴ３において、駆動電圧Ｖｃｃがヘッド駆動部３１０から時間調整部３２０を介して吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎへ印加される。ここで、ＳＴ４において、駆動電圧Ｖｃｃが、時間調整部３２０に設定された調整時間ΔＴ１〜ΔＴｎだけ遅延され、各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎへ印加される。すると、各ノズルからインク液滴が吐出し印刷が行われる。
【００４３】
具体的には、図６（Ａ）に示すある周波数の基本クロックに基づいて、所定の吐出周期で図６（Ｂ）に示す駆動電圧Ｖｃｃが各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに印加される。そして、図６（Ｃ）に示すような、入力データの有無により駆動電圧Ｖｃｃが各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに印加されるか否かがヘッド駆動部３１０により判断される。ここで、図６（Ｄ）に示す調整時間ΔＴｋが時間遅延部３２１に設定されている場合、図６（Ｅ）に示すように、駆動電圧Ｖｃｃがこの調整時間ΔＴｋだけ遅延して吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに印加されることとなる。
【００４４】
このように、印刷の対象物Ｗとラインヘッド１２０ａが相対移動している中で、インク液滴の吐出タイミングを調整することにより、インク液滴の着弾位置を調整することができるようになる。従って、インク液滴の着弾位置にずれが生じてしまうような形状もしくは構造等を有するノズルがラインヘッド１２０ａ内に存在していても、ヘッド制御パラメータＨＣＰを用いて吐出タイミングを調整することにより、この着弾位置のずれを補正することができるようになる。従って、印刷結果の高品質化を図ることができるようになる。
【００４５】
具体的には、図７と図８は、上述したプリンタの駆動方法で印刷したときに、紙Ｗに着弾したインクドットの様子を示す模式図である。なお、図７と図８において、ラインヘッド１２０ａは、略Ａ４幅をもち、６００ｄｐｉの解像度で約５０００のノズルを有するインクジェットヘッドであり、その中の１０ノズル分について示している。また、インク１滴のサイズは略３ｐｌ、インクが付着した状態でのインク滴径は、約２０μｍであった。また、図７は単色のヘッドカートリッジ１２０における着弾状態を示し、図８は４色のヘッドカートリッジ１２０における着弾状態を示している。
【００４６】
図７（Ａ）は、調整時間ΔＴの補正を行わずにインクを吐出した場合におけるインク着弾状態を示している。図７（Ａ）において、インクの着弾位置は、基準位置に対して約±２０μｍ、吐出角度にして約±０．６°ほどばらついていた。
一方、図７（Ｂ）は、調整時間ΔＴに基づいてインクを吐出するタイミングをずらした場合におけるインク着弾状態を示している。図７（Ｂ）において、インクの着弾位置は、ほぼ基準位置と同一の場所に並んでいることがわかる。
【００４７】
図８（Ａ）は、調整時間ΔＴの補正を行わずにインクを吐出した場合におけるインク着弾状態を示している。図８（Ａ）において、インクの着弾位置は、各色ごとに見たとき、基準位置に対して約±２０μｍ、吐出角度にして約±０．６°ほどばらついていた。また、各色間のずれ量は、最大約５０μｍであった
一方、図８（Ｂ）は、調整時間ΔＴに基づいてインクを吐出するタイミングをずらした場合におけるインク着弾状態を示している。図８（Ｂ）において、インクの着弾位置は、各位ごと及び各色間において、ほぼ基準位置と同一の場所に並んでいることがわかる。
【００４８】
このように、インク液滴を吐出するタイミングを調整時間ΔＴを用いて各ノズル毎に補正することで、製造誤差もしくは使用頻度等による着弾位置のずれを低減することができるため、印刷画像の高品質化を図ることができる。また、ノズル間のばらつき以外にヘッド間のばらつき、所謂色間の位置補正も行うことができる。
さらに、ヘッド制御パラメータＨＣＰは、ヘッドカートリッジ１２０の個体別に持つことが可能であるので、ラインヘッド１２０ａからのインク吐出はそのヘッド個体に適当な方法で行うことが可能であり最適な駆動制御を行うことができる。
また、ヘッドカートリッジ１２０を再利用（リサイクル）する場合に、ヘッドカートリッジ１２０の使用によりインクの吐出にばらつきが生じてしまった場合でも、各ノズルごとに補正を行うことで、再利用したときにでも高品質の印刷を提供することができる。
【００４９】
プリンタ及びプリンタ駆動方法の第２の実施の形態
図９と図１０は、プリンタ及びプリンタ駆動方法の第２の実施の形態を示す図であり、図９と図１０を参照してプリンタ１００及びプリンタ駆動方法について説明する。この第２の実施の形態と上述した第１の実施の形態と異なる点はヘッド制御パラメータＨＣＰのデータ構造及び調整時間ΔＴを算出するための式である。
【００５０】
図９において、制御部１５０に送られるヘッド制御パラメータＨＣＰは、基準印刷間隔Ｄ、基準搬送速度Ｓ、基準ずれ量ΔＸ、ΔＹを有している。
基準印刷間隔Ｄは、後述するヘッドカートリッジ検査装置５００においてヘッド１２０ａの検査をしたときの、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の間隔を示すものである。基準搬送速度Ｓは、後述するヘッドカートリッジ検査装置５００においてラインヘッド１２０ａの検査をしたときの、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の相対速度を示すものである。
【００５１】
基準ずれ量ΔＸは、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の相対速度Ｓ＝０のときのずれ量であって、基準ずれ量ΔＹはヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の所定の基準相対速度Ｓのときのずれ量を示している。なお、基準ずれ量ΔＸ、ΔＹは各ノズルごとに設定されていて、たとえばノズルｋのヘッド制御パラメータＨＣＰは、そのノズルｋ固有の基準ずれ量情報ΔＸｋ、ΔＹｋを有していることとなる。
【００５２】
次に、図１０を参照して本発明のプリンタ駆動方法の別の実施の形態について説明する。
まず、ＳＴ１１において、ヘッド制御パラメータＨＣＰが、情報取得部４００から制御部１５０に送られる。すると、ＳＴ１２において、各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに対応した調整時間ΔＴが式（２）に基づいて算出される。なお式（２）の導出方法は後述するものとする。
ΔＴ＝ΔＹｋ／Ｓｐ×（Ｄｐ／Ｄ）＋（ΔＸｋ／Ｓ）×（Ｄｐ／Ｄ）×（Ｓｐ／Ｓ）・・・（２）
ここで、Ｄｐはプリンタ１００におけるヘッドカートリッジ１２０と紙Ｗの印刷間隔、Ｓｐはプリンタ１００における紙Ｗの搬送速度を示している。この式（２）はたとえばＲＯＭ１５３に記憶されていて、中央演算ユニット１５１により実行される。
【００５３】
そして、ＳＴ１３において、印刷が開始されると、制御部１５０の指令によりヘッド駆動部３１０から吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに対してヘッド駆動電圧Ｖｃｃが印加される。このとき、ＳＴ１４において、駆動電圧Ｖｃｃは、時間遅延部３２１により、調整時間ΔＴ１〜ΔＴｎだけ遅れて各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに印加される。
【００５４】
このように、検査したときのパラメータである基準印刷間隔Ｄ、基準搬送速度Ｓ及び基準ずれ量ΔＸ、ΔＹのみを用いて、調整時間ΔＴを算出するのではなく、検査したときの条件と実際のプリンタ１００の印刷条件との比率を用いて、調整時間ΔＴを算出している。これにより、より高精度な補正を行うことができ、より高品質な画質を提供することができる。
【００５５】
すなわち、検査したときの基準搬送速度情報Ｓと基準間隔Ｄは、実際に印刷を行うプリンタ１００の搬送速度Ｓｐ及び間隔Ｄｐと異なることがある。さらに、各プリンタ１００ごとにより、搬送速度Ｓｐ及び間隔Ｄｐはそれぞれ異なるものとなってしまう場合がある。
そこで、式（２）を用いて実際のプリンタ１００の印刷条件を含めた吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎの駆動タイミングを補正することにより、これらの各プリンタ１００の印刷条件に対応した調整時間ΔＴを算出することが可能となり、より高精度な補正を行得ることができ、画質の向上を図ることができる。
【００５６】
プリンタ及びプリンタ駆動方法の第３の実施の形態
ところで、図１１に示すように、たとえばカラープリンタに用いられる複数のノズル列が形成されたラインヘッド１２０ａの場合、これら複数のノズルからインク液滴を吐出する吐出アクチュエータもノズルに対応する数だけ必要となる。従って、このノズルの数だけ駆動電圧Ｖｃｃを印加するタイミングを補正する必要がある。
図１２は本発明のプリンタの第３の実施の形態における時間調整部を示すブロック図であり、図１１と図１２を参照してプリンタ１０００について説明する。なお、図１２のプリンタ１００において図１のプリンタ１００と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
図１２に示すように時間調整部１３２０は、時間遅延部３２１、接続切り換え部１３３０を有している。接続切り換え部１３３０は、時間遅延部３２１と吐出アクチュエータＲの間に配置されている。そして、接続切り換え部１３３０は、印刷方向（矢印Ｙ方向）に対して同位相の複数の吐出アクチュエータＲと接続されている。
【００５８】
たとえば、図１１に示すように、異なる色のインク液滴を吐出するノズルａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１が矢印Ｙ方向に対して同位相で配置されている。このノズルに対応した図１２の吐出アクチュエータＲａ１、Ｒｂ１、Ｒｃ１、Ｒｄ１が同じ接続切り換え部１３３０に接続されている。そして、接続切り換え部１３３０は制御部１５０の指令により、各吐出アクチュエータＲａ１、Ｒｂ１、Ｒｃ１、Ｒｄ１と時間遅延部３２１の接続を切り換える機能を有している。
吐出アクチュエータＲａ１が駆動されるとき、接続切り換え部１３３０は時間遅延部３２１と吐出アクチュエータＲａ１を接続する。そして、ヘッド駆動電圧Ｖｃｃが調整時間ΔＴａ１だけずらされて吐出アクチュエータＲａ１に印加される。
【００５９】
次に、吐出アクチュエータＲｂ１が駆動されるとき、接続切り換え部１３３０は時間遅延部３２１と吐出アクチュエータＲｂ１を接続する。このとき、時間遅延部３２１には調整時間ΔＴｂ１が制御部１５０により設定されている。そして、ヘッド駆動電圧Ｖｃｃが調整時間ΔＴｂ１だけずらされて吐出アクチュエータＲｂ１に印加される。
このように、接続切り換え部１３３０が順次吐出アクチュエータＲａ１〜Ｒｄ１と時間調整部３２１の接続を切り換えて、各吐出アクチュエータＲａ１〜Ｒｄ１に対応した調整時間ΔＴａ１〜ΔＴｄ１で駆動電圧Ｖｃｃの印加タイミングが補正される。すべての吐出アクチュエータＲａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、Ｒｃ１〜Ｒｃｎ、Ｒｄ１〜Ｒｄｎについても同様の駆動制御がなされる。
【００６０】
接続切り換え部１３３０に接続された吐出アクチュエータＲａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、Ｒｃ１〜Ｒｃｎ、Ｒｄ１〜Ｒｄｎは、それぞれ異なるノズル列である。そこで、時間遅延部１３２１と、吐出アクチュエータＲａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、Ｒｃ１〜Ｒｃｎ、Ｒｄ１〜Ｒｄｎを接続切り換え部１３３０が時分割でそれぞれ接続し、吐出タイミングの調整が行われる。
【００６１】
具体的には、図１３に示すように、４つのヘッドチップ１２６ａ〜１２６ｄに対して図１３（Ｂ）〜図１３（Ｅ）のような駆動電圧Ｖｃｃが印加されるとき、時間遅延部３２１により、所定の調整時間ΔＴだけ遅延され、図１３（Ｆ）〜図１３（Ｉ）に示すようなタイミングで駆動電圧Ｖｃｃが印加される。
このように、印刷方向（矢印Ｙ方向）に複数のノズル列を配置し、カラー印刷を行うことができるようにしても、ノズル形状等によるインク液滴の着弾位置のずれを補正することができ、印刷の高品質化を図ることができる。
【００６２】
ヘッドカートリッジの実施の形態
図１４は本発明のヘッドカートリッジの好ましい実施の形態を示す斜視図であり、図１４を参照してヘッドカートリッジ１２０について説明する。
ヘッドカートリッジ１２０は、カートリッジ本体１２１、上蓋１２２、インクカートリッジ１２３、ラインヘッド１２０ａ等を有している。
カートリッジ本体１２１には、４つの中空部１２７ａ〜１２７ｄが形成されていて、この中空部１２９ａ〜１２９ｄの底面には、それぞれ穴１２８ａ〜１２８ｄが形成されている。この中空部１２９ａ〜１２９ｄにはそれぞれ色の異なる４つのインクタンクからなるインクカートリッジ１２３が収容される。穴１２８ａ〜１２８ｄは、インクカートリッジ１２３に収容されたインクをラインヘッド１２０ａに供給するためのものである。
【００６３】
また、カートリッジ本体１２１の上面には上蓋１２２が着脱可能に配置されている。従って、インクカートリッジ１２３に収容されたインクがなくなった場合、上蓋１２２をカートリッジ本体１２１からはずし、インクカートリッジ１２３を新しいものに交換する事ができる。なお、インクを再充填したインクカートリッジ１２３が再びカートリッジ本体１２１に収容されるようにしてもよい。このようにヘッドカートリッジ１２０にインクの再充填が行われることとなる。
【００６４】
インクカートリッジ１２３は、吐出するインクを収容するものであって、カートリッジ本体１２１に対して着脱可能に配置されている。このインクカートリッジ１２３は、たとえばイエロー、マゼンタ、シアン及び黒に対応したインクタンクを有していて、穴１２８ａ〜１２８ｄを介してラインヘッド１２０ａにインクを供給する。
【００６５】
カートリッジ本体１２１の下面にはラインヘッド１２０ａが取り付けられている。ラインヘッド１２０ａは、ヘッドフレーム１２５、ヘッドチップ１２６及びヘッドフィルム１２７を有している。ヘッドフレーム１２５はたとえば４つの短冊状の開口部を有しており、この開口部にたとえば各色に対応した４つのヘッドチップ１２６ａ〜１２６ｄが取り付けられている。
【００６６】
ヘッドチップ１２６は、インクカートリッジ１２３から供給されるインクをノズルから吐出させるためのサーマル素子や圧電素子等の吐出アクチュエータＲを有している。そして、ヘッドチップ１２６に外部からヘッド電圧が印加されると、インク液滴が紙Ｗに着弾して印刷が行われる。
ヘッドチップ１２６はヘッドフィルム１２７によりヘッドフレーム１２５に保持されていて、ヘッドフィルム１２７にはインク液滴を吐出するための複数のノズル１３０が形成されている。
【００６７】
ここで、複数のノズル１３０から吐出されるインク液滴の着弾する位置は、ノズル形状やノズルの形成角度等によりそれぞれ異なる場合がある。これは、ノズル形成時の製造誤差や使用頻度によるノズルの変形もしくは吐出アクチュエータＲの機能変化等によるものと考えられる。インク液滴の着弾位置のずれは、印刷品質の低下を招くことがある。一方、ノズルの変形等は、ノズルの製造誤差や使用頻度等に依存するものであるため、各ヘッドカートリッジ１２０ごとに異なるものである。従って、複数のヘッドカートリッジ１２０に対してそれぞれ固有のヘッド制御パラメータＨＣＰを設定し、ヘッドカートリッジ１２０を使用するときにそのヘッド制御パラメータＨＣＰに基づいて印刷を行えば、印刷品質の低下を防止することができるようになる。
【００６８】
このヘッド制御パラメータＨＣＰをプリンタ１００に伝送する方法として、ヘッドカートリッジにヘッド識別部を設ける方法、ヘッド制御パラメータＨＣＰを情報記録媒体に格納して提供する方法、ヘッド制御パラメータＨＣＰをネットワークを介してプリンタ１００に伝送する方法が挙げられる。なお、ヘッド制御パラメータＨＣＰは、上述したように、調整時間ΔＴを格納した場合や、基準印刷間隔Ｄ、基準搬送速度Ｓ、基準ずれ量ΔＸ、ΔＹを有する場合がある。
【００６９】
具体的には、図１５にヘッドカートリッジ１２０にヘッド識別部を設けた場合について例示している。図１５（Ａ）において、ヘッド識別部３００は、カートリッジ本体１２１に貼られたバーコード１３１からなっていて、情報読み取り部４０１がこのバーコード１３１を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得する。
【００７０】
また、図１５（Ｂ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られたドットコード１３２からなっていて、このドットコード１３２は、たとえばシール等の表面に複数の点（ドット）を描画したものでもよい。。
そして、情報読み取り部４０１がこのドットコード１３２を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得する。
【００７１】
さらに、図１５（Ｃ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られた色材１３３からなっていて、この色材１３３は、たとえばシール等の表面に各ヘッドカートリッジ１２０ごとに異なる色パターンが形成されていてもよい。そして、情報読み取り部４０１がこの色材１３３を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得する。
【００７２】
図１６においては、カートリッジ本体１２１に別途ヘッド識別部１３０が設けられた構造を有しているが、カートリッジ本体１２１にヘッド識別部１３０が形成されるようにしても良い。
具体的には、図１６（Ａ）に示すように、カートリッジ本体１２１の側面に、凹凸部１３４からなるヘッド識別部１３０が形成されており、情報読み取り部４０１が、凹凸部１３４とプリンタ１００の接地面の相違によりヘッドカートリッジ１２０を識別するようにしてもよい。
【００７３】
また、図１６（Ｂ）に示すように、カートリッジ本体１２１の側面に、複数の溝部１３５からなるヘッド識別部１３０が形成され、情報読み取り部４０１がこの溝部１３５のパターンを認識することにより、カートリッジ１２０を認識する事ができるようにしても良い。
さらに、図１６（Ｃ）に示すように、カートリッジ本体１２１の側面に、複数の穴部１３６からなるヘッド識別部１３０が形成され、情報読み取り部４０１がこの穴部１３６のパターンを認識することにより、カートリッジ１２０を認識する事ができるようにしても良い。
【００７４】
また、図１７（Ａ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られた磁気情報記録媒体１３７からなっていて、情報読み取り部４０１がこの磁気情報記録媒体１３７を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得するようにしてもよい。
さらに、図１７（Ｂ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られた光情報記録媒体１３８からなっていて、情報読み取り部４０１がこの光情報記録媒体１３８を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得するようにしてもよい。
【００７５】
また、図１７（Ｃ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られた接触型ＩＣカード１３９からなっていて、情報読み取り部４０１がこの接触型ＩＣカード１３９を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得するようにしてもよい。ここで、図１７（Ｄ）に示すように、ヘッド識別部１３０は、カートリッジ本体１２１に貼られた非接触型ＩＣカード１４０からなっていて、情報読み取り部４０１がこの非接触型ＩＣカード１４０を読み込むことによりヘッド制御パラメータＨＣＰを取得するようにしてもよい。
【００７６】
なお、カートリッジ１２０とは別に情報記録媒体にヘッド制御パラメータＨＣＰを格納し、プリンタ１００がこの情報記録媒体から入力インターフェイス２３０を介してヘッド制御パラメータＨＣＰを読み込むことにより、カートリッジ１２０を認識するようにしても良い。
具体的には、図１８（Ａ）に示すように、ヘッドカートリッジ１２０に駆動パラメータを保持する手段は、ＲＯＭ等のＩＣチップとプリンタに対し電気的接続を得るための電極、あるいは図１８（Ｂ）に示すように簡単に内容が書き換えできるＥＥＰＲＯＭとの記録媒体に加えて非接触でプリンタ側に信号を送ることができる送信機等の手段を用いることができる。
【００７７】
このように、各ヘッドカートリッジ１２０にそれぞれ対応したヘッド制御パラメータＨＣＰを持たせることにより、各ヘッドカートリッジ１２０のそれぞれの吐出特性に対応した駆動を行い、出力結果の高品質化を図ることができる。
また、ヘッドカートリッジ１２０が再利用されるとき、使用によりインク液滴の着弾位置のずれが生じた場合であっても、ヘッド制御パラメータＨＣＰを書き換えることにより、高品質な印刷状態を維持することができるようになる。従って、ヘッドカートリッジ１２０のリサイクル効率の向上を図ることができる。
【００７８】
ヘッドカートリッジ検査装置の実施の形態
図１９は本発明のヘッドカートリッジ検査装置の好ましい実施の形態を示す斜視図であり、図１９を参照してヘッドカートリッジ検査装置５００について説明する。
ヘッドカートリッジ補正装置５００は、ヘッド保持機構５１０、吐出検査機構５２０、ヘッド駆動ユニット５３０、制御装置６００等を有している。ヘッド保持機構５１０は、ヘッドカートリッジ１２０を保持するものであって、ベース５０１の上に配置されている。
【００７９】
吐出検査機構５２０は、インク液滴の吐出状態を検出する機能を有しており、付着部材５２１、着弾認識部５２２、吐出確認部５２３等を有している。
付着部材５２１は、たとえば透明なガラスやプラスチック等のような、裏面からインクの着弾の様子を認識でき、伸縮しにくい材料からなっていて、ラインヘッド１２０ａに対向して設けられている。また、付着部材５２１は、ベース５０１上に配置されたレール５１１、５１１により保持されていて、矢印Ｙ方向に移動可能に設けられている。
【００８０】
図２０の着弾認識部５２２は、たとえば解像度の高いイメージセンサからなっていて、具体的にはＣＣＤを用いたラインセンサー、スリットを用いたマイクロデンシトメータ、レーザーや絞り込んだ光源を用いたスキャナー等汎用の装置等により構成されている。着弾認識部５２２は、付着部材５２１に着弾したインク液滴を画像（イメージ）として認識する機能を有しており、取得した画像を制御装置６００に送る機能を有している。なお、色を区別する方法としては、たとえば、着弾識別部５２２に各色に分解するフィルターを付け加えることが考えられる。
【００８１】
ここで、着弾認識部５２２は、図２０（Ａ）に示すように、透明の付着部材５２１の下側に配置されるようにして、インク液滴が着弾された状態で送られてくる付着部材５２１を順次読み取るようにしてもよい。また、図２０（Ｂ）に示すように、着弾認識部５２２が付着部材５２１のインク着弾面側に配置されるようにして、インク液滴が着弾された状態で送られてくる付着部材５２１を順次読み取るようにしてもよい。さらに図２０（Ｃ）に示すように、着弾認識部５２２は、ミラー５２２ａを介してインク液滴の着弾状態を取得してもよい。
吐出確認部５２３は、ノズルから吐出されるインク液滴の速度Ｖ及び吐出角度θを検出する機能を有している。ここで、吐出確認部５２３は、吐出角度θをノズルから付着部材５２１に向かって垂直方向を基準として測定する。
【００８２】
図１９の移動機構５３０は、付着部材５２１を矢印Ｙ方向に移動させるものであって、モータ５３１と送りねじ５３２を有している。モータ５３１は送りねじ５３２を回転駆動させるものであって、駆動機構５４０により制御されている。送りねじ５３２は、付着部材５２１と接続されており、送りねじ５３２がモータ５３１の作動により回転すると、付着部材５２１が矢印Ｙ方向に移動することとなる。
【００８３】
駆動機構５４０は、ヘッドカートリッジ１２０に駆動電圧Ｖｃｃを印加し、インク液滴を吐出させるとともに、モータ５３１を駆動して付着部材５２１を矢印Ｙ方向に移動させる機能を有している。ここで、駆動機構５４０は、付着部材５２１の搬送速度Ｓ（ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の相対速度）がプリンタ１００の紙Ｗの送り速度とほぼ同じになるようにモータ５３１を駆動する。
【００８４】
制御装置６００は、ヘッドカートリッジ検査装置５００の動作を制御するものである。特に、制御装置６００は着弾認識部５２２から送られる画像イメージを解析し、各ノズルにおける着弾位置のずれを把握する機能を有している。そして、制御装置６００は、画像イメージに基づいて後述するようにヘッド制御パラメータＨＣＰを生成する機能を有している。
【００８５】
図２１は、本発明のヘッドカートリッジ検査方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図であり、図１９から図２１を参照してヘッドカートリッジ検査方法について説明する。
まず、ＳＴ２１において、ヘッドカートリッジ１２０がプリンタ１００に装着される状態とほぼ同一の状態でヘッド保持機構５１０に取り付けられる。すなわち、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の基準印刷間隔Ｄは、プリンタ１００におけるヘッドカートリッジ１２０と紙Ｗの印刷間隔Ｄｐとほぼ同一の状態となる。
【００８６】
その後、ＳＴ２２において、制御装置６００の指令により、インク液滴がヘッドカートリッジ１２０の各ノズルから連続して吐出される。なお、インク液滴の吐出を安定させるために、一定期間において付着部材５２１にはインクが着弾しないようにする。たとえば、付着部材５２１がベース５０１から取り外された状態で、もしくはヘッドカートリッジ１２０を付着部材５２１に着弾しないように位置決めし、インク液滴が吐出される。
そして、インク液滴の吐出が安定すると、制御装置６００の指令によりヘッドカートリッジ１２０からのインク液滴の吐出が停止する。この状態で、着弾認識部５３１によりラインヘッド１２０ａのノズルの位置が認識され、ノズルの列方向（矢印Ｘ方向）の位置関係が制御装置６００に認識される。
【００８７】
その後、ＳＴ２３において、インク液滴の吐出状態が検出される。具体的には、付着部材５２１を矢印Ｙ方向に移動させながら、インク液滴がヘッドカートリッジ１２０から一滴だけ吐出される。すると、インク液滴が付着部材５２１に着弾し、付着部材５２１上に画像データが形成される。ノズルから吐出されたインク液滴の速度Ｖ及び吐出角度θが吐出確認部５２３により測定され、制御装置６００に送られる。
そして、ＳＴ２４において、インク液滴の速度Ｖ及び吐出角度θに基づいてインク液滴の着弾位置のばらつきが認識され、制御装置６００によりばらつきを補正するためのヘッド制御パラメータＨＣＰが生成される。
【００８８】
以下にヘッド制御パラメータＨＣＰの生成について具体的に説明する。
着弾位置をばらつかせる要因は、主に、インク液滴の吐出方向角度のばらつきと吐出速度のばらつきである。この２つの要因は、独立している場合もあるが、両方を含んでばらつきを発生させる場合が多い。これらの吐出補正を行うために、ばらつきの状態から各要因毎の特性を把握し補正値を作る。
【００８９】
具体的には、図２２はプリンタヘッド１２０と対象物Ｗ（付着部材５２１）の関係を示す模式図であり、図２２を参照して具体的に説明する。
平均速度でインクが対象物Ｗに着弾したときに、インク液滴が付着部材５２１に着弾するまでの到達時間ｔは、
ｔ＝Ｄ／Ｖ
となる。
一方、着弾位置がずれるノズルｋでの到達時間ｔｋは、
ｔｋ＝Ｄ／Ｖｋ
となる。
【００９０】
到達時間差はｔｋ−ｔであるから、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の相対移動速度をＳとすると、付着時のずれ量Ｘｋは、
ここで、ずれ量Ｘｋが正の値をとるとき、基準位置よりも前方にドットが着弾していることを意味し、負の値を取るときには基準位置よりも後方にドットが着弾していることを意味する。
【００９１】
次に、吐出角度によるずれ量Ｙｋについて算出する。
吐出角度θのばらつきによる基準位置からのずれ量Ｙとするとｋノズルでのずれ量Ｙｋは、
Ｙｋ＝Ｄ・ｔａｎθｋ
で表される。ここで、ずれ量Ｙｋが基準に対し吐出角度が正の値をとるときには前方に、負の値をとるときには後方になる。
【００９２】
そして、吐出速度と吐出角度が複合された場合のずれ量ＺとするとｋノズルでのＺｋは、
よって、吐出速度Ｖを定め、吐出速度Ｖｋとｔａｎθｋを確認することでずれ量Ｚｋが求まる。そこで、ずれ量を補正するための調整時間ΔＴｋは、
ΔＴｋ＝Ｄ（（１／Ｖｋ）−（１／Ｖ））＋（Ｄ／Ｓ）ｔａｎθｋ・・・（１）
となる。
【００９３】
そこで、取得した吐出速度Ｖｋ及び吐出角度θｋを用いて、この式（１）により、各ノズルｋの着弾ずれを補正するための調整時間ΔＴｋが制御装置６００により算出される。このとき、調整時間ΔＴｋは、図２３に示すようにインク液滴を最も前に着弾させたノズルｋｍａｘ を基準として算出する。すなわち、吐出速度Ｖは、ノズルｋｍａｘ から吐出されたインク液滴の速度であり、吐出角度θｋは、ノズルｋｍａｘ の吐出角度を０°としたときの吐出角度である。従って、最も前に着弾させたノズルｋｍａｘ の調整時間ΔＴｋｍａｘ は、
ΔＴｋｍａｘ ＝Ｄ（（１／Ｖｋ）−（１／Ｖ））＋（Ｄ／Ｓ）ｔａｎ０°＝０
となる。一方、他のノズルｋの調整時間ΔＴｋはすべて正の値となる。
【００９４】
この位置ずれ精度を簡単に補正する方法として、基準となる位置に対しより前側に吐出するものに対しては、吐出開始の時間を遅らせ、より後ろに吐出するものに対しては、吐出開始時間を早める方法が挙げられる。一方で、一般的にはノズル列の中でヘッドから吐出させるタイミングは電気回路の制約により決められる場合が多い。そのような構成では、吐出開始の時間を早めることはできないので、ノズル列のうち吐出する位置が最も後ろにあるものを基準にし、それよりも前で吐出するものに対して吐出するタイミングを遅らせることで補正することができる。
【００９５】
さらに、複数のノズル列を持った場合、例えば同一色に対して複数のノズル列を持つ構造、あるいは複数色のために複数のノズル列を持つ構造に対しても同様の方式が適用できる。基準となる位置に対して、吐出位置がずれたものにについては、ノズル列の吐出タイミングをずらし補正する。あるいは、全ての吐出に対し最も後ろに位置するものを基準に吐出タイミングをずらし補正する。
【００９６】
そして、式（１）により各ノズルに対応した調整時間ΔＴｋが算出され、ヘッド制御パラメータＨＣＰが生成される。ここで、式（１）において、後述するようにプリンタ１００側の情報を必要としないため、ヘッド制御パラメータＨＣＰは各吐出アクチュエータＲ１〜Ｒｎに対応した調整時間ΔＴ１〜ΔＴｎにより構成されることとなる。そして、このヘッド制御パラメータＨＣＰが、たとえば情報記録媒体やヘッドカートリッジ１２０の筐体に取り付けられる等される。
【００９７】
このように、各吐出アクチュエータごとの駆動条件を各ノズルごとにおけるインク液滴の着弾位置のずれをなくすようなヘッド制御パラメータＨＣＰを設定することにより、プリンタ１００で印刷を行ったときに、着弾位置のずれを生じることがなくなり印刷の高品質化を図ることができる。
【００９８】
ヘッドカートリッジ検査方法の別の実施の形態
以下、本発明のカートリッジ検査方法の別の実施の形態を示しており、カートリッジ検査方法の別の実施の形態について説明する。上述したカートリッジ検査方法と以下に示すカートリッジ検査方法の異なる点は、インク液滴の吐出状態を検出するときに取得するデータ種別である。
図２１のカートリッジ検査方法のＳＴ２３において、取得するデータは、インク液滴の速度Ｖ及び吐出角度θであるが、以下の実施の形態においては、着弾認識部５２２から取得される画像データに基づいてヘッド制御パラメータＨＣＰが生成される。
【００９９】
まず、インク液滴の吐出が安定化した後、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１の間の距離をＤに保ち、双方を相対的に動かさずにインク滴を吐出させたときの画像データが（基準相対速度＝０）着弾認識部５２２により取得される。その後、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１を相対移動させ（基準相対速度＝Ｓ）、そのときに付着部材５２１に着弾したインク液滴の画像データが着弾認識部５２２により取得される。
なお、吐出ノズルと記録媒体上のインク液滴を一対一に対応させるため、付着部材５２１にインク付着後、直ちに着弾識別部５２２を作動させ測定が開始されることが好ましい。また付着部材５２１は、インク着弾後直ちに測定することが好ましいが、各色毎に位置補正が終了していれば、色間の相対的位置ずれだけを認識すればよい。
【０１００】
そして、取得された画像データに基づいてずれ量ΔＸ、ΔＹが制御装置６００により検出される。すると、基準印刷間隔Ｄ、基準相対速度Ｓ、ずれ量ΔＸ、ΔＹからなるヘッド制御パラメータＨＣＰが生成される。そして、プリンタ１００において、このヘッド制御パラメータＨＣＰにより、式（２）を用いて調整時間ΔＴが算出されることとなる。
【０１０１】
以下に式（２）の導出方法について説明する。
まず、ヘッド１２０ａと付着部材５２１を相対移動させないときに得られた画像データからインク液滴のばらつきが検出され、吐出角度のばらつきの補正が行われる。
具体的には、基準地点から着弾した位置のずれ量をＹｋとすると、
Ｙｋ≒Ｄｓ・ｔａｎθｋ
ｔａｎθｋ≒ΔＹｋ／Ｄｓ ・・・式（ａ）
となる。
【０１０２】
ヘッドカートリッジ１２０から実際に印刷を行う紙Ｗまでの距離をＤｐとしたとき、補正すべき着弾地点のずれ量Ｙｐは、
Ｙｐ≒Ｄｐ・ｔａｎθｋ ・・・式（ｂ）
式（ａ）と式（ｂ）により、
Ｙｐ≒Ｙｋ・（Ｄｐ／Ｄ）
となる。従って、実際のプリンタ１００において、ヘッドカートリッジ１２０と紙Ｗを相対速度Ｓｐで移動させたときに、補正すべき調整時間ΔＴは、
ΔＴｘ＝Ｙｐ／Ｓｐ＝（Ｙｋ・（Ｄｐ／Ｄ））／Ｓｐ
となる。
【０１０３】
次に、ヘッドカートリッジ１２０と付着部材５２１を相対速度Ｓで相対的に移動させたときに取得された画像データからずれ量Ｘが検出される。
具体的には、ずれ量Ｘｋは、
Ｘｋ＝Ｓ（Ｔｋ−ｔ）
Ｔｋ−ｔ＝Ｓ／Ｘｋ
となる。
ここで、実際に印刷するときのヘッドカートリッジ１２０と紙Ｗの相対速度をＳｐとしたとき、実際のずれ量及び調整時間は、カートリッジ補正装置５００におけるずれ量及び調整時間に比例する。たとえば、印刷間隔Ｄｐが長くなると、ずれ量もおおきくなり調整時間ΔＴも長くなる。同様に、相対速度Ｓｐが速くなれば、ずれ量は小さくなり調整時間ΔＴも短くなる。
ΔＴｙ＝Ｓ／ΔＸｋ×（Ｄｐ／Ｄ）×（Ｓｐ／Ｓ）
【０１０４】
以上により、補正するための調整時間ΔＴは、
式（２）において、ヘッド制御パラメータＨＣＰとして、ヘッドカートリッジ検査装置５００側のパラメータである基準印刷間隔Ｄ、基準相対速度Ｓ、ずれ量ΔＸ、ΔＹが与えられる。そして、プリンタ１００側の印刷条件と、ヘッドカートリッジ検査装置５００側の検査条件の比率によって調整時間ΔＴｋが算出される。
【０１０５】
検査時におけるずれ量を補正するように調整時間ΔＴを設定したとき、各プリンタ１００による搬送速度及び駆動電圧等の相違により、必ずしも着弾位置が補正できるとは限らない。これは、プリンタ１００における搬送速度及びインク液滴の吐出速度は、ヘッドカートリッジ検査装置５００における搬送速度及びインク液滴の吐出速度と異なる場合があるからである。
そこで、ヘッド制御パラメータＨＣＰとして、基準印刷間隔Ｄ、基準相対速度Ｓ、測定ずれ量ΔＸｋ、ΔＹｋからなるパラメータを与え、各プリンタ１００に応じた調整時間ΔＴの設定ができるようにすることで、いずれのプリンタ１００であっても画質の高品質化を図ることができる。
【０１０６】
また、上述の方法によれば、基準となる吐出速度Ｖ及び吐出角度θを認識する必要がなくなるため、補正する際の測定が容易になる。さらに、例えばプリンタ１００の動作都合上相対速度Ｓの変化に対応した補正を行うことができるため、より正確に吐出時間の制御を行うことができる。
【０１０７】
例えば、測定時のヘッドノズルと紙Ｗの距離が５ｍｍ、吐出の位置が最も後方のドットに対し２０μｍ程前方に付着させるようなノズルにおいて、実際にプリントする速度Ｖ＝５０ｍｍ／秒、印刷間隔Ｄ＝２ｍｍとすると、このノズルの吐出角度に対する補正時間△Ｔｘは、
【０１０８】
上記各実施の形態によれば、ヘッド制御パラメータＨＣＰを用いてインク着弾ずれを補正することにより、高品質な印刷を提供することができる。また、ヘッド製造上の精度を向上させることなく、吐出位置を高精度に制御できることから、安価で高精度のプリンタシステムが容易に実現できる。
さらに複数のヘッドカートリッジ１２０がそれぞれ固有の特性を補正するためのヘッド制御パラメータＨＣＰをもつことができ、それをプリンタ１００で利用することで、プリンタ１００とヘッドカートリッジ１２０の相互互換性が生まれ、ラインヘッド１２０ａのリサイクル等により特性が変化しても、対応が可能であり、環境に優しいヘッドカートリッジ１２０のリサイクルシステムが構築できる。
【０１０９】
また、プリンタ１００及びヘッドカートリッジ１２０の製造都合によるバージョン違い等を吸収でき、メーカの違いや型違い等による形状の異なったプリンタ１００及びヘッドカートリッジ１２０に於いても、取付方法だけを標準化しておくことで最適駆動を行うことができ、プリンタ１００及びヘッドカートリッジ１２０の共通化が実現できる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高解像度及び高速性を実現することができるとともに、ヘッドカートリッジの再生効率を高めることができるプリンタ、プリンタの駆動方法、ヘッドカートリッジ、ヘッドカートリッジ検査装置、及びヘッドカートリッジの検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリンタの好ましい実施の形態を示す斜視図。
【図２】本発明のプリンタの好ましい実施の形態を示す斜視図。
【図３】本発明のプリンタの好ましい実施の形態を示すブロック図。
【図４】本発明のプリンタにおけるヘッド駆動ユニットを示すブロック図。
【図５】本発明のプリンタ駆動方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図。
【図６】本発明のプリンタ駆動方法における駆動電圧の印加タイミングを示すタイミングチャート図。
【図７】単色のインクを用いて図５のプリンタ駆動方法により印刷したときの印刷結果を示す図。
【図８】複数の色のインクを用いて図５のプリンタ駆動方法により印刷したときの印刷結果を示す図。
【図９】本発明のプリンタにおけるヘッド駆動ユニットの第２の実施の形態を示すブロック図。
【図１０】本発明のプリンタ駆動方法の別の実施の形態を示すフローチャート図。
【図１１】複数のノズル列を有するラインヘッドの状態を示す模式図。
【図１２】本発明のプリンタにおけるヘッド駆動ユニットの別の実施の形態を示すブロック図。
【図１３】図１２のヘッド駆動ユニットにおける駆動電圧の印加タイミングを示すタイミングチャート図。
【図１４】本発明のヘッドカートリッジの好ましい実施の形態を異示す斜視図。
【図１５】本発明のヘッドカートリッジの別の実施の形態を示す斜視図。
【図１６】本発明のヘッドカートリッジの別の実施の形態を示す斜視図。
【図１７】本発明のヘッドカートリッジの別の実施の形態を示す斜視図。
【図１８】本発明のヘッドカートリッジの別の実施の形態を示す斜視図。
【図１９】本発明のヘッドカートリッジ検査装置の好ましい実施の形態を示す斜視図。
【図２０】本発明のヘッドカートリッジ検査装置における着弾識別部を示す模式図。
【図２１】本発明のヘッドカートリッジ検査方法の好ましい実施の形態を示すフローチャート図。
【図２２】本発明のヘッドカートリッジ検査方法におけるヘッドカートリッジと付着部材の様子を示す模式図。
【図２３】本発明のヘッドカートリッジ検査方法における付着部材のインク着弾の様子を示す模式図。
【図２４】従来のプリンタで印刷したときのインク液滴の着弾位置ずれを示すグラフ図。
【符号の説明】
１００・・・プリンタ、１２０・・・ヘッドカートリッジ、１２０ａ・・・ラインヘッド、１５０・・・制御部、２３０・・・入力インターフェイス、３００・・・ヘッド駆動ユニット、３１０・・・ヘッド駆動部、３２０・・・時間調整部、３２１・・・時間遅延部、４００・・・情報取得部、４０１・・・情報読み取り部、４１０・・・通信手段、ＨＣＰ・・・ヘッド制御パラメータ、Ｒ１〜Ｒｎ・・・吐出アクチュエータ、Ｗ・・・紙（対象物）
Claims (7)
- ラインヘッドを有するヘッドカートリッジの複数の吐出アクチュエータをそれぞれ駆動させることにより、ノズルからインク液滴を対象物に吐出して印刷を行うプリンタにおいて、
複数の前記吐出アクチュエータを駆動させるヘッド駆動部と、
前記ヘッド駆動部によって駆動する前記吐出アクチュエータの駆動タイミングを調整時間によって調整する時間調整部と、
前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータ毎の駆動条件を含むヘッド制御パラメータを取得する情報取得部と、
前記ヘッド駆動部の動作を制御するとともに、前記情報取得部からの前記ヘッド制御パラメータに基づいて複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記時間調整部に前記調整時間を設定する制御部と
を有し、
前記制御部は、前記ヘッド制御パラメータに設定された、前記ヘッドカートリッジの検査時における対象物と前記ヘッドカートリッジの相対速度である基準搬送速度、検査時における前記対象物と前記ヘッドカートリッジの間隔である基準印刷間隔及び検査時における前記ノズルから吐出されたときのインク液滴の着弾位置のずれ量と、印刷時における搬送速度及び印刷間隔に基づいて、複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記調整時間を設定する機能を有することを特徴とするプリンタ。 - 前記時間調整部は、すべての前記吐出アクチュエータの駆動タイミングを遅延させる時間遅延部を有することを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
- 前記時間調整部は、印刷方向に対して異なるノズル列であって、前記ノズル列の形成方向に対して同一位置に形成された複数のノズルに対応した前記吐出アクチュエータと接続されていて、複数の前記吐出アクチュエータと前記時間遅延部を接続させる接続切り換え部を有することを特徴とする請求項２に記載のプリンタ。
- 前記情報取得部は、前記ヘッドカートリッジから前記ヘッド制御パラメータを取得する情報読み取り部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリンタ。
- 前記情報取得部は、コンピュータから前記ヘッド制御パラメータを取得するための入力インターフェイスを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリンタ。
- 前記情報取得部は、ネットワークを介して前記ヘッド制御パラメータを取得するための通信手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリンタ。
- ラインヘッドを有するヘッドカートリッジの複数の吐出アクチュエータを駆動することにより、ノズルからインク液滴を吐出し印刷を行うプリンタの駆動方法において、
前記ノズルの特性に基づいて設定された複数の前記吐出アクチュエータ毎の駆動条件を含むヘッド制御パラメータを取得し、
前記ヘッド制御パラメータに基づいて、複数の前記吐出アクチュエータ毎にそれぞれ調整時間を算出し、
複数の前記吐出アクチュエータを複数の前記吐出アクチュエータ毎に前記調整時間だけ遅延させた駆動タイミングで駆動させ、
前記調整時間の算出は、前記ヘッド制御パラメータに含まれる、検査時における対象物と前記ヘッドカートリッジの相対速度である基準搬送速度、検査時における前記対象物と前記ヘッドカートリッジの間隔である基準印刷間隔及び検査時における前記ノズルから吐出されたときのインク液滴の着弾位置のずれ量と、印刷時における搬送速度及び印刷間隔に基づいて行われることを特徴とするプリンタの駆動方法。
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