JP5106210B2 - 画像形成装置、記録ヘッド調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、及び記録ヘッド調整方法に関し、特に、複数のサブヘッドにより構成される記録ヘッドにより画像を形成する画像形成装置、及び各サブヘッド間に生じたずれを調整する記録ヘッド調整方法に関する。

シングルパス方式の画像形成装置におけるヘッドは、複数のサブヘッドで構成されていることが多い。これら複数のサブヘッドは、位置決めされて取り付けられることで一つのヘッドとして製造されるものであるが、取り付け時に発生するミスアライメントにより、図１６（ａ）に示す理想的な位置に取り付けられず、図１６（ｂ）に示されるように、各サブヘッドの取り付け位置にずれが生じることが多い。

サブヘッドのミスアライメントは、図１６（ｃ）に示されるように、各サブヘッドによって同時にインクを吐出するとサブヘッドのつなぎ部でずれが生じることなどから、画像の品質を低下させることとなる。そこで、引用文献１には、複数のプリントヘッド間の相互のミスアライメントによるプリント品質の劣化を、各プリントヘッドが描画した画像を光センサーにより検出し、「ｘ／ｙ／回転のオフセット」の情報を取得し、その情報に基づき、インク吐出（噴射）のタイミングをプリントヘッド単位、または、ノズル単位で調整することにより、補正する技術が開示されている。
特開２００５−１１１９９０号公報

しかしながら、各サブヘッド間のミスアライメントで問題になってくるのは、サブヘッド間のバラツキである。これに対して、引用文献１では、回転オフセットに応じて、ノズル単位で吐出（噴射）のタイミングを調整することで、回転オフセットを補正することを提案している。

ところが、ノズル単位で吐出（噴射）タイミングを調整して微小な角度の回転補正を実現するためには、非常に高い分解能のタイミング信号と、ノズル単位でタイミング信号を選択設定する機能が必要となり、ヘッド駆動回路として複雑、高価なものとなる。

そこで、サブヘッド内の複数のノズルが、同一のタイミングで吐出制御されるサブヘッドを用いることが望まれるが、その場合、各サブヘッド間のバラツキにより、次の問題が生じる。

まず、１つ目の問題として、色ズレが発生するという問題がある。具体的には、図１７（ａ）に示されるように、各サブヘッドの描画画像の端同士を接続する様に吐出タイミングを調整すると、各サブヘッドのミスアライメントによるバラツキにより、全幅の描画画像の理想位置からのズレ、つまりレジストレーション関連のズレが悪くなり、各色のヘッド間のレジストレーションのバラツキが生じ、色ズレ（色間のズレ）が発生する。

２つ目の問題として、つなぎ部にムラが発生するという問題がある。具体的には、図１７（ｂ）に示されるように、各サブヘッドの描画画像を平均的に理想位置に一致する様に、具体的には各サブヘッドの中心位置が理想位置に一致する様に吐出タイミングを調整すると、各サブヘッドのつなぎ部の画像が用紙搬送方向にずれることによりつなぎ部にムラが発生する。

このように、従来の技術では、液滴を吐出するサブヘッドのミスアライメントにより発生する色ずれ及びつなぎ部のムラを抑制することが出来ないという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、液滴を吐出するサブヘッドのミスアライメントにより発生する色ずれ及びつなぎ部のムラを抑制する画像形成装置、及び各サブヘッド間に生じたずれを調整する記録ヘッド調整方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、被描画媒体に対して同一のタイミングで液滴を吐出すると共に、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向に列を成すように配置された複数のノズルを有するサブヘッドが、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向に複数個並べて設けられ、隣接するサブヘッドの各々により前記被描画媒体に画像が重複する領域が存在するように形成可能な記録ヘッドと、前記記録ヘッドにより前記被描画媒体に形成された画像を読み込む画像読み込み手段と、前記隣接するサブヘッドの各々により重複して形成され、かつ前記画像読み込み手段により読み込まれたパターン画像の重なり具合の各々に基づいて、前記隣接するサブヘッドの各々が液滴を吐出するタイミングのずれ量を導出するずれ量導出手段と、前記ずれ量導出手段により導出されたずれ量に基づいて、前記隣接するサブヘッドにより形成されるパターン画像の端点のずれが最小となるよう、前記サブヘッドが液滴を吐出するタイミングを設定する設定手段と、前記設定手段による設定が行われた状態で、前記サブヘッドの一列のノズルによって形成される直線が、隣接するサブヘッドの一列のノズルによって形成される直線と、端点同士が繋がった折れ線を形成した場合の前記端点全てに対する回帰直線を求め、該回帰直線と前記被描画媒体の幅方向に対応する方向とのなす角を回動量として導出する回動量導出手段と、前記記録ヘッドの端部を支軸として、前記記録ヘッドを前記被描画媒体の面と平行な面内で、前記回動量導出手段により導出された回動量に対応する角度回動させ位置決めする回動手段と、を有する。

ここで、請求項１に記載の発明では、記録ヘッドには、被描画媒体に対して同一のタイミングで液滴を吐出すると共に、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向に列を成すように配置された複数のノズルを有するサブヘッドが、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向に複数個並べて設けられ、隣接するサブヘッドの各々により前記被描画媒体に画像が重複する領域が存在するように形成可能であり、画像読み込み手段が、前記記録ヘッドにより前記被描画媒体に形成された画像を読み込み、ずれ量導出手段が、前記隣接するサブヘッドの各々により重複して形成され、かつ前記画像読み込み手段により読み込まれたパターン画像の重なり具合の各々に基づいて、前記隣接するサブヘッドの各々が液滴を吐出するタイミングのずれ量を導出し、設定手段が、前記ずれ量導出手段により導出されたずれ量に基づいて、前記隣接するサブヘッドにより形成されるパターン画像の端点のずれが最小となるよう、前記サブヘッドが液滴を吐出するタイミングを設定し、回動量導出手段が、前記設定手段による設定が行われた状態で、前記サブヘッドの一列のノズルによって形成される直線が、隣接するサブヘッドの一列のノズルによって形成される直線と、端点同士が繋がった折れ線を形成した場合の前記端点全てに対する回帰直線を求め、該回帰直線と前記被描画媒体の幅方向に対応する方向とのなす角を回動量として導出し、回動手段が、前記記録ヘッドの端部を支軸として、前記記録ヘッドを前記被描画媒体の面と平行な面内で、前記回動量導出手段により導出された回動量に対応する角度回動させ位置決めする。

このように、吐出するタイミングの設定及び記録ヘッドを前記被描画媒体の面と平行な面内で回動させ位置決めすることにより、液滴を吐出するサブヘッドのミスアライメントにより発生する色ずれ及びつなぎ部のムラを抑制する画像形成装置を提供することができる。

また、請求項１の発明によれば、ずれ量導出手段により、自動的にサブヘッドが液滴を吐出するタイミングを設定することができる。

また、請求項１の発明によれば、パターンの重なり具合は、比較的検出しやすいものであるため、ずれ量を導出する際の画像形成装置の負荷を軽減することができる。

また、請求項２の発明は、前記回動量導出手段により導出された回動量だけ前記記録ヘッドを回動するように前記回動手段を制御する回動制御手段とを更に有する。

請求項２の発明によれば、回動制御手段により、自動的に記録ヘッドを回動することができる

請求項３の発明は、前記被描画媒体に黒色を形成するための前記記録ヘッドと、黒色以外の色を形成するための前記記録ヘッドの複数の記録ヘッドを有し、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向は、前記黒色を形成するための前記記録ヘッドにより前記折れ線を形成した場合の前記端点全てに対する回帰直線に基づく方向である。

請求項３の発明によれば、黒色は人の目に目立ちやすい色であるため、黒色を基準とすることにより、色ずれ及びつなぎ部のムラを抑制することができる。

また、上記目的を達成するために、請求項４の発明は、被描画媒体に対して同一のタイミングで液滴を吐出すると共に、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向に列を成すように配置された複数のノズルを有するサブヘッドが、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向に複数個並べて設けられ、隣接するサブヘッドの各々により前記被描画媒体に画像が重複する領域が存在するように形成可能な記録ヘッドの前記隣接するサブヘッドの各々により重複して形成され、かつ、前記記録ヘッドにより前記被描画媒体に形成された画像を読み込む画像読み込み手段により読み込まれたパターン画像の重なり具合の各々に基づいて、前記隣接するサブヘッドの各々が液滴を吐出するタイミングのずれ量を導出するずれ量導出段階と、前記ずれ量導出段階により導出されたずれ量に基づいて、前記隣接するサブヘッドにより形成されるパターン画像の端点のずれが最小となるよう、前記サブヘッドが液滴を吐出するタイミングを設定する設定段階と、前記設定段階による設定が行われた状態で、前記サブヘッドの一列のノズルによって形成される直線が、隣接するサブヘッドの一列のノズルによって形成される直線と、端点同士が繋がった折れ線を形成した場合の前記端点全てに対する回帰直線を求め、該回帰直線と前記被描画媒体の幅方向に対応する方向とのなす角を回動量として導出する回動量導出段階と、前記記録ヘッドの端部を支軸として、前記記録ヘッドを前記被描画媒体の面と平行な面内で、前記回動量導出段階により導出された回動量に対応する角度回動させ位置決めする回動段階と、を有する。

請求項４の発明は、請求項１の発明と同様に作用するため、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。

請求項５の発明は、前記被描画媒体に黒色を形成するための前記記録ヘッドと、黒色以外の色を形成するための前記記録ヘッドの複数の記録ヘッドのうち、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向は、前記黒色を形成するための前記記録ヘッドにより前記折れ線を形成した場合の前記端点全てに対する回帰直線に基づく方向である。

請求項５の発明は、請求項３の発明と同様に作用するため、請求項３に記載の発明と同様の効果が得られる。

本発明によれば、液滴を吐出するサブヘッドのミスアライメントにより発生する色ずれ及びつなぎ部のムラを抑制する画像形成装置、及び各サブヘッド間に生じたずれを調整する記録ヘッド調整方法を提供することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、被描画媒体として記録媒体を用いた例について説明する。被描画媒体が転写ベルトなど、他の被描画媒体の場合は、記録媒体をその被描画媒体に読み替えることで、記録媒体以外の被描画媒体にも適用することができる。また、本実施の形態では、ベルト搬送方式の画像形成装置を例に説明するが、被描画媒体の面とは、ベルト搬送方式におけるベルトの平面に限られず、ドラム搬送方式における湾曲面の接平面も含む。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置１１０は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数の記録ヘッド（以下、ヘッドという。）１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、記録媒体たる記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送するベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６とを備えている。なお、本明細書でいう「印字」とは、文字の印刷の他に画像の印刷も含む。

インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

図１では、給紙部１１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録媒体（メディア）を利用可能な構成にした場合、メディアの種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。なお、カット紙を使用する場合には、カッター１２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、ベルト搬送部１２２へと送られる。ベルト搬送部１２２は、ローラ１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有するように構成されている。

ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。同図に示されるように、ローラ１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のノズル面、及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ１３４が設けられており、この吸着チャンバ１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１１６がベルト１３３上に吸着保持される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式を採用してもよい。

ベルト１３３が巻かれているローラ１３１、１３２の少なくとも一方に図示しないモータの動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。ベルト清掃部１３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組合せなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、ベルト搬送部１２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１１２の各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１１０が対象とする記録紙１１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録紙１１６の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。

ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、記録紙１１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙが記録紙１１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

ベルト搬送部１２２により記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

図１に示した印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ又はエリアセンサ）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや着弾位置誤差などの吐出特性をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部１２４には、受光面に複数の受光素子（光電変換素子）が２次元配列されてなるＣＣＤエリアセンサを好適に用いることができる。エリアセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）の全域を撮像できる撮像範囲を有しているものとする。１つのエリアセンサで所要の撮像範囲を実現してもよいし、複数のエリアセンサを組み合わせて（繋ぎ合わせて）所要の撮像範囲を確保してもよい。或いはまた、エリアセンサを移動機構（不図示）によって支持し、エリアセンサを移動（走査）させることによって所要の撮像範囲を撮像する構成も可能である。

また、エリアセンサに代えてラインセンサを用いることも可能である。この場合、ラインセンサは、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列（光電変換素子列）を有する構成が好ましい。

このように、印字検出部１２４は、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、着弾位置誤差、ドット形状、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０及びシステムコントローラ１７２に提供する。

印字検出部１２４の後段には後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。

なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター１４８によってテスト印字の部分を切り離す。また、図には示さないが、本画像の排出部１２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号１５０によってヘッドを示すものとする。

図３はヘッド１５０の構造例を示す平面透視図であり、図４はその一部の拡大図である。また、図５は１つの液滴吐出素子（１つのノズル１５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図４中の３３−３３線に沿う断面図）である。

記録紙１１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド１５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド１５０は、図３、図４に示したように、インク吐出口であるノズル１５１と、各ノズル１５１に対応する圧力室１５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）１５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

なお、記録紙１１６の送り方向と略直交する方向に記録紙１１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。

各ノズル１５１に対応して設けられている圧力室１５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図３、図４参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル１５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）１５４が設けられている。なお、圧力室１５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

図５に示したように、各圧力室１５２は供給口１５４を介して共通流路１５５と連通されている。共通流路１５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路１５５を介して各圧力室１５２に分配供給される。

圧力室１５２の一部の面（図５において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）１５６には個別電極１５７を備えたアクチュエータ１５８が接合されている。個別電極１５７と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ１５８が変形して圧力室１５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル１５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ１５８には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、アクチュエータ１５８の変位が元に戻る際に、共通流路１５５から供給口１５４を通って新しいインクが圧力室１５２に再充填される。

画像情報から生成さるドット配置データに応じて各ノズル１５１に対応したアクチュエータ１５８の駆動を制御することにより、ノズル１５１からインク滴を吐出させることができる。図１で説明したように、記録媒体たる記録紙１１６を一定の速度で副走査方向に搬送しながら、その搬送速度に合わせて各ノズル１５１のインク吐出タイミングを制御することによって、記録紙１１６上に所望の画像を記録することができる。

上述した構造を有するインク室ユニット１５３を図６に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。

すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット１５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル１５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。

上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

そして、上述の主走査によって記録される１ライン（或いは帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙１１６の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示した例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ１５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

図７は、インクジェット記録装置１１０のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置１１０は、大きく分けて、システム制御部２００、及びプリント制御部１８０を含んで構成される。

システム制御部２００は、通信インタフェース１７０、システムコントローラ１７２、画像メモリ１７４、ＲＯＭ１７５、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等を備えている。

通信インタフェース１７０は、オペレータが当該インクジェット記録装置１１０に対して印刷の指示等を行うため等に用いられるホスト装置１０とのインタフェース部である。通信インタフェース１７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインタフェースやセントロニクスなどのパラレルインタフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホスト装置１０から送出された画像データは通信インタフェース１７０を介してインクジェット記録装置１１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１７４に記憶される。画像メモリ１７４は、通信インタフェース１７０を介して入力された画像を記憶する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１７２は、通信インタフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０等の各部を制御し、ホスト装置１０との間の通信制御、画像メモリ１７４及びＲＯＭ１７５の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。なお、プリント制御部１８０に対しては、制御信号の他に、画像メモリ１７４に記憶された画像情報を送信する。また、システムコントローラ１７２は、印字検出部１２４から読み込んだ読取データから着弾位置誤差のデータやドット形状のデータ等を生成することもできる。

また、ＲＯＭ１７５には、システムコントローラ１７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ１７５は、書換不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段を用いることが好ましい。

画像メモリ１７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示に従って搬送系のモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示に従って後乾燥部１４２等のヒータ１８９を駆動するドライバである。

プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、システム制御部２００から送信された画像情報から吐出制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理手段として機能するとともに、生成したインク吐出データに基づいてヘッド１５０の吐出駆動を制御する。

以下、本実施の形態に係る記録ヘッド調整方法について説明する。まず、本実施の形態に係るヘッド１５０は、上述したように記録紙１１６の幅方向に、該記録紙１１６の幅の長さ以上の幅を有し、図３に説明したように、記録紙１１６に対して同一のタイミングで液滴を吐出する複数のノズルを有するサブヘッドが設けられる。

そして、ヘッド１５０は、図８のヘッド１５０に示されるように、複数のサブヘッド３００が幅方向に並べて設けられたものである。同図では、複数のサブヘッドをサブヘッド３００としており、またＮ個（Ｎｏ.５からＮｏ.Ｎ−１は省略）のサブヘッド３００が示されている。更に、サブヘッド３００が理想的にずれなくヘッド１５０に取り付けられた場合、幅方向と平行な直線を記録紙１１６に形成可能なものである。

この図８を用いて、所定のサブヘッド３００により、１回に、又はタイミングをずらしながら形成され、上述した印字検出部１２４により読み込まれたパターンを示す情報に基づき、前記所定のサブヘッド３００以外のサブヘッド３００が液滴を吐出するタイミングのずれ量を導出する方法について説明する。なお、以下の説明ではパターンとして直線を用いている。

同図において、所定のサブヘッド３００はＮｏ．１のサブヘッド３００である。そして、それ以外のサブヘッド３００を、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４のサブヘッド３００としている。また、同図に示される調整前の状態は、ずれ量の調整を行っていない状態で形成された直線を示している。

同図では、偶数番目のサブヘッド３００（Ｎｏ．２、Ｎｏ．４）のみ、タイミングをずらしながら、同図に示されるように１本の横線、或いは複数の横線（格子パターン）を形成する。

そして、端点同士が接続するずれ量を導出する。図８の例では、ずれ量を導出するために時間Δｔが用いられる。このΔｔを用いると、サブヘッド３００のＮｏ．１とＮｏ．２ではΔｔ３、サブヘッドＮｏ．２とＮｏ．３ではΔｔ５、サブヘッドＮｏ．３とＮｏ．４ではΔｔ１がそれぞれのサブヘッド３００に対して最適なパラメータとなる。なお、Δｔｎ＝Δｔ×ｎとしている。

このΔｔを用いた以下の式により、Ｎｏ．ｉのサブヘッド３００の補正量Ｔｉを導出する。

Ｔｉ＝ΣＴ（ｋ、ｋ＋１）
なお、Σはｋ＝１〜ｉ−１での和を表す。また、Ｔ（ｋ、ｋ＋１）は、Ｎｏ．ｋ番目とＮｏ．ｋ＋１番目のΔｔｎ×（−１のｋ＋１乗）を示している。例えばｋ＝１のとき、Ｔ（１、２）＝Δｔ３×（−１の２乗）＝Δｔ３である。

以上説明した処理を、図９のフローチャートを用いて説明する。まずステップ１０１で、各サブヘッド３００によりタイミングをずらして直線を形成する。先ほどの例では、偶数番目のサブヘッド３００がタイミングをずらして直線を形成している。

次のステップ１０２で、印字検出部１２４により直線が形成された画像を読み取り、ステップ１０３で、各サブヘッド３００毎に端点が一致しているΔｔを検出（入力）する。この検出は、例えば各サブヘッド３００により形成された直線の端点の位置を検出し、隣のサブヘッド３００により形成された直線の端点を検出し、これら２つの端点の距離が最も短い端点を形成した際のΔｔを検出するようにしても良い。

Δｔの入力とは、オペレータによる入力をいう。具体的には、各サブヘッド３００により形成されたつなぎ部分のムラ、または、線の直線性等を目視で評価することでオペレータが判断したΔｔ（例えばサブヘッド３００のＮｏ．１とＮｏ．２ではΔｔ３）を判断結果として入力するようにしても良い。この場合、その判断結果を入力するインタフェースをインクジェット記録装置１１０に設け、それにより入力された判断結果を後述するステップ１０５で設定することとなる。また、入力する場合、ステップ１０２は不要である。

検出したΔｔ、又は入力されたΔｔにより、ステップ１０４で、上述した式を用いて、各ｉについてＴｉを導出する。

次のステップ１０５で、導出されたＴｉを設定し、必要であれば上記画像メモリ１７４、或いはＲＯＭ１７５が書き換え可能であれば、それらに上記Ｔｉを記憶するようにしても良い。

次に、上述した方法とは異なるずれ量導出方法について説明する。まず、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１１０のサブヘッド３００のうち、隣接する２つのサブヘッド３００が記録紙１１６に画像を形成可能な領域には重複する領域が存在する。具体的には、図１０に示されるように、各サブヘッド３００（図では単にＮｏ．１、Ｎｏ．２と記しており、これらをサブヘッドと同一視して表現する）は菱形形状となっており、２つのサブヘッド３００の辺が搬送方向に対して傾斜しており、更に傾斜した異なるサブヘッド３００の辺同士が組み合わされる形となっているため、傾斜して組み合わされた辺に対応する領域は、いずれのサブヘッド３００からも形成可能な領域である。

その領域に着目して、図１０に示されるように複数の直線を平行に形成させる。また、Ｎｏ．１が形成する直線の間隔ｐｙ１と、Ｎｏ．２が形成する直線の間隔ｐｙ２とが異なるようにする。

重複領域を拡大した図に示されるように、間隔が異なるために、重なり具合が各直線同士で異なる。重なり具合の程度を、濃度で表現している。濃度が大きい場合は、ずれが大きい状態で重なっていることを示し、濃度が小さい場合は、ずれが小さい状態で重なっていることを示している。

そして、同図に示されるように、濃度が最小となっている位置と、基準位置との距離をΔｙｂとする。この基準位置とは、予め定められた位置であり、同図の場合は、直線群のうち、搬送方向中間に位置する直線の位置としている。また、濃度が最小となっている位置は、横軸を濃度、縦軸を搬送方向としたグラフＡの曲線に示されている最も濃度が最小となっている位置に対応する直線の位置である。

このとき、基準位置でのずれ量をΔｙｍ１２としたとき、
Δｙｂ／ｐｙ２＝Δｙｍ１２／（ｐｙ１−ｐｙ２）
が成り立つ。従って、
Δｙｍ１２＝Δｙｂ（ｐｙ１／ｐｙ２−１）
となる。

Δｙｍ１２の判定精度を上げるためには、（ｐｙ１−ｐｙ２）をインクジェット記録装置１１０の搬送方向（ｙ）方向分解能とするのが良い。また、ｐｙ１、ｐｙ２を大きくとるのが良いが、大きすぎるとΔｙｂを読み取る精度が低下し、その結果Δｙｍ１２の判定精度が低下する。従って、インクジェット記録装置１１０の搬送方向（ｙ）方向分解能と必要な読み取り精度を考慮して最適なｐｙを定めるようにする。また、各直線の線幅も、実際の濃度分布の見え具合や、印字検出部１２４の検出具合から最適な幅を定めるようにする。

以上の方法により、ずれ量Δｙｍを精度良く検出することができる。次に、先ほどと同様に濃度を用いて、最も小さいずれ量となる位置の検出について図１１を用いて説明する。

図１１に示される直線群は、図１０とは異なり、いずれも等間隔で形成される。この場合の濃度は、横軸を幅方向とし、縦軸を濃度とするグラフＡに示される濃度差となる。また、濃度差ΔＤとずれ量Δｙmとの関係を、縦軸を濃度差ΔＤ、横軸をｙ搬送方向位置ずれ量ΔｙｍとしたグラフＢに示す。濃度が最小となる位置は、このグラフＢにより示される位置となる。

このように、濃度差を目視或いは印字検出部１２４により検出することで、ずれ量が最小の位置を検出することができる。

次に、ヘッド１５０における一方の端点の近傍を支軸として、ヘッド１５０を記録紙１１６の面と平行に回動させ位置決めする機構について説明する。

図１２には、ＹＭＣＫの４つのヘッド１５０、支軸３１０、及び回動部３２０が示されている。同図に示されるように、支軸３１０は、ヘッド１５０における一方の端点の近傍にある。また回動部３２０は、手動の場合、ねじを回転させることでヘッド１５０を記録紙１１６の面と平行に回動させ、ねじの回転をやめると、そこで位置決めされるようになっている。一方、自動の場合は、システムコントローラ１７２の制御によりステッピングモータ等によりねじを回転させる。

以上説明した処理を、図１３のフローチャートを用いて説明する。まずステップ２０１で、導出されたＴｉに基づき、各サブヘッド３００により直線を形成する。この直線は、上記予め定められた一列のノズルから吐出されたことにより形成されたものであり、端点同士がつながった直線となる。次のステップ２０２で、各サブヘッド３００により形成された直線の端点全ての回帰直線を求める。次のステップ２０３で、幅方向の所定方向と回帰直線とのなす角を回動量として導出（入力）する。このように、回動量の導出は、印字検出部１２４により読み込まれた直線の所定の方向に対する傾きに基づき導出するようになっている。なお、所定の方向としては、上述した幅方向の他に、Ｋを形成するためのヘッド１５０により形成された直線に基づく方向でもよい。具体的には、Ｋを形成するためのヘッド１５０により形成された直線における端点全ての回帰直線を求め、その回帰直線と平行な方向を、所定の方向とする。Ｋは人の目に目立ちやすい色であるため、Ｋを基準とすることにより、色ずれ及びつなぎ部のムラを抑制することができる。

一方、回動量の入力とは、オペレータにより入力されるものである。具体的には、定規等を用いて、オペレータが目視により所望の状態と判定した回動量を入力してもよいし、回動量を変更しながらパターンを形成し、目視により所望の状態を判定することで最適な回動量を決定し入力するようにしてもよい。この場合、その回動量を入力するインタフェースをインクジェット記録装置１１０に設け、それにより入力された回動量を後述するステップ２０４で用いることとなる。なお、入力する場合は、ステップ２０２は不要となる。

次のステップ２０４で、導出（入力）された回動量だけヘッド１５０を回動させて、処理を終了する。

回転方法の一例について、図１４を用いて説明する。図１４は、２つの色（図ではＫ、Ｍとしている）のヘッド１５０を回転する場合について記載したものである。まず、図１４（ａ）はサブヘッド３００が液滴を吐出するタイミングのずれのみを調整した状態での直線を示している。以下の説明では、Ｋに対応するヘッド１５０をヘッドＫ、Ｍに対応するヘッド１５０をヘッドＭと表現する。

この状態で、図１４（ｂ）に示されるように、ヘッドＫを基準線（幅方向に平行な理想的な線）に最も近づくように回動する。基準線に最も近づくとは、ヘッドＫにより形成された直線と、基準線との搬送方向への偏差が最も小さいことをいう。

更に、図１４（ｃ）に示されるように、ヘッドＭを基準線に最も近づくように回動する。この状態から、更にヘッドＭの吐出タイミングをずらすことで、図１４（ｄ）に示されるように、いずれのサブヘッド３００が形成した直線も基準線に最も近づいたものとなる。

以上説明した吐出タイミング及びヘッドの調整により改善された一つの検証結果について、図１５を用いて説明する。同図（Ａ）は、ヘッド１５０内で、どのように回動調整されたかを示している。縦軸は、ヘッド内搬送方向座標軸であり、横軸はヘッド内幅方向座標軸を示している。そして、円形或いは三角形で示される点は、サブヘッド３００の端点を示している。

各サブヘッド３００の傾きは、主に製造に起因して発生するので、ランダムである。ランダムなサブヘッド３００傾きにより発生したヘッド内搬送方向座標軸が０となる基準線との偏差は調整前が63μmであったところ、ヘッド１５０の回動調整により、18μmに低減されていることが示されている。

一方、同図（Ｂ）は、横軸に偏差、縦軸に出現確率を示し、６５００個のヘッド１５０の製造誤差をシミュレートした場合のグラフを示している。

同図（Ｂ）に示されるように、調整後については、ほとんど60μm以下に収まっており、色ズレの許容量は、人の目の視認性から、通常60μmと言われていることから、視認できない範囲内に調整されていることが分かる。

また、同図において、調整前の平均値＋３σは、〜７０μであり、調整後の平均値＋３σは、〜４０μである。

また、各サブヘッド３００間のつなぎ部については、搬送方向の位置ズレが生じないために、つなぎ部のムラは、問題にならない。その結果、サブヘッド３００のミスアライメントにより発生する色ずれ及びつなぎ部のムラを抑制することができることを示している。

以上説明した実施の形態は、転写方式のインクジェット記録装置、直接描画方式のインクジェット記録装置のいずれにも適用できることは言うまでもない。

また、記録紙も通常の紙の他に、フィルムやその他インクジェットの液滴が付着するものであればよい。

実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す側面図である。 実施形態に係るインクジェット記録装置の印字部及びその周辺の構成を示す平面図である。 実施形態に係るインクジェット記録装置のヘッドの構造例を示す平面透視図である。 図３におけるインク室ユニットの拡大図である。 図３の３３−３３切断線における断面図である。 実施形態に係るインクジェット記録装置のヘッドのノズル配列の一例を示す概略図である。 実施形態に係るインクジェット記録装置の電気的構成の一例を示す概略図である。 所定のサブヘッド以外のサブヘッドが液滴を吐出するタイミングのずれ量を導出する方法を示す図である。 吐出タイミング調整処理の流れを示すフローチャートである。 液滴を吐出するタイミングのずれ量を導出する方法を示す図である。 最も小さいずれ量となる位置の検出方法を示す図である。 回動機構を示す図である。 回動調整処理の流れを示すフローチャートである。 回転方法の一例を示す図である。 吐出タイミング及びヘッドの調整により改善された一つの検証結果を示す図である。 従来例を示す図である（その１）。 従来例を示す図である（その２）。

符号の説明

１１０ インクジェット記録装置
１１２ 印字部
１１６ 記録紙
１２４ 印字検出部
１５０ ヘッド
１５１ ノズル
１７２ システムコントローラ
１７４ 画像メモリ
１８０ プリント制御部
２００ システム制御部
３００ サブヘッド
３１０ 支軸
３２０ 回動部

Claims (5)

1. 被描画媒体に対して同一のタイミングで液滴を吐出すると共に、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向に列を成すように配置された複数のノズルを有するサブヘッドが、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向に複数個並べて設けられ、隣接するサブヘッドの各々により前記被描画媒体に画像が重複する領域が存在するように形成可能な記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドにより前記被描画媒体に形成された画像を読み込む画像読み込み手段と、
   前記隣接するサブヘッドの各々により重複して形成され、かつ前記画像読み込み手段により読み込まれたパターン画像の重なり具合の各々に基づいて、前記隣接するサブヘッドの各々が液滴を吐出するタイミングのずれ量を導出するずれ量導出手段と、
   前記ずれ量導出手段により導出されたずれ量に基づいて、前記隣接するサブヘッドにより形成されるパターン画像の端点のずれが最小となるよう、前記サブヘッドが液滴を吐出するタイミングを設定する設定手段と、
   前記設定手段による設定が行われた状態で、前記サブヘッドの一列のノズルによって形成される直線が、隣接するサブヘッドの一列のノズルによって形成される直線と、端点同士が繋がった折れ線を形成した場合の前記端点全てに対する回帰直線を求め、該回帰直線と前記被描画媒体の幅方向に対応する方向とのなす角を回動量として導出する回動量導出手段と、
   前記記録ヘッドの端部を支軸として、前記記録ヘッドを前記被描画媒体の面と平行な面内で、前記回動量導出手段により導出された回動量に対応する角度回動させ位置決めする回動手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記回動量導出手段により導出された回動量だけ前記記録ヘッドを回動するように前記回動手段を制御する回動制御手段
   を更に有する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記被描画媒体に黒色を形成するための前記記録ヘッドと、黒色以外の色を形成するための前記記録ヘッドの複数の記録ヘッドを有し、
   前記被描画媒体の幅方向に対応する方向は、前記黒色を形成するための前記記録ヘッドにより前記折れ線を形成した場合の前記端点全てに対する回帰直線に基づく方向である
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 被描画媒体に対して同一のタイミングで液滴を吐出すると共に、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向に列を成すように配置された複数のノズルを有するサブヘッドが、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向に複数個並べて設けられ、隣接するサブヘッドの各々により前記被描画媒体に画像が重複する領域が存在するように形成可能な記録ヘッドの前記隣接するサブヘッドの各々により重複して形成され、かつ、前記記録ヘッドにより前記被描画媒体に形成された画像を読み込む画像読み込み手段により読み込まれたパターン画像の重なり具合の各々に基づいて、前記隣接するサブヘッドの各々が液滴を吐出するタイミングのずれ量を導出するずれ量導出段階と、
   前記ずれ量導出段階により導出されたずれ量に基づいて、前記隣接するサブヘッドにより形成されるパターン画像の端点のずれが最小となるよう、前記サブヘッドが液滴を吐出するタイミングを設定する設定段階と、
   前記設定段階による設定が行われた状態で、前記サブヘッドの一列のノズルによって形成される直線が、隣接するサブヘッドの一列のノズルによって形成される直線と、端点同士が繋がった折れ線を形成した場合の前記端点全てに対する回帰直線を求め、該回帰直線と前記被描画媒体の幅方向に対応する方向とのなす角を回動量として導出する回動量導出段階と、
   前記記録ヘッドの端部を支軸として、前記記録ヘッドを前記被描画媒体の面と平行な面内で、前記回動量導出段階により導出された回動量に対応する角度回動させ位置決めする回動段階と、
   を有する記録ヘッド調整方法。
5. 前記被描画媒体に黒色を形成するための前記記録ヘッドと、黒色以外の色を形成するための前記記録ヘッドの複数の記録ヘッドのうち、前記被描画媒体の幅方向に対応する方向は、前記黒色を形成するための前記記録ヘッドにより前記折れ線を形成した場合の前記端点全てに対する回帰直線に基づく方向である
   請求項４に記載の記録ヘッド調整方法。