JP5229197B2

JP5229197B2 - 記録装置

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Publication number: JP5229197B2
Application number: JP2009270528A
Authority: JP
Inventors: 俊二内野
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: JP2011110862A

Description

本発明は、液滴を吐出することによって記録媒体に画像を記録する記録装置に関する。

インクジェット記録装置では、温度等の変動により、定期的にヘッド入力電圧（アクチュエータへの入力電圧）の補正が必要なことが知られている。従来技術として、印刷終了直後にヘッド入力電圧の補正を行い、補正直後に印刷が開始できるように印刷許可指令を出力するインクジェットプリンタが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００８−１７３９２６号公報

しかしながら、ラインヘッドのように多数のアクチュエータを有するヘッドにおいてはヘッド入力電圧の補正に必要な時間が長くなるため、印刷が開始されるまでの待ち時間が長くなり、印刷に係るスループットが低下することがある。

本発明の目的は、記録に係るスループットが低下するのを抑制しつつ記録品質が低下するのを抑制することができる記録装置を提供することにある。

本発明の記録装置は、記録媒体を搬送する搬送機構と、前記搬送機構によって搬送された記録媒体に記録液滴を吐出する複数のノズル、及び、対応する複数の前記ノズルから記録液滴を吐出させる吐出エネルギーを記録液体に付与する複数のアクチュエータを有する記録ヘッドと、前記記録媒体に記録される一連の画像に係る画像データを記憶する画像データ記憶手段と、前記吐出エネルギーを付与させるための電圧を一又は複数の前記アクチュエータのそれぞれに印加する複数の電圧印加回路と、前記電圧印加回路によって前記アクチュエータに印加された電圧である印加電圧を計測する計測手段と、前記電圧印加回路に設けられ、対応する前記一又は複数のアクチュエータに印加する電圧を設定するための印加電圧設定値が入力される印加電圧設定部と、前記計測手段の計測結果に基づいて、前記電圧印加回路が前記アクチュエータに所定電圧を印加するときの前記印加電圧設定値を算出する印加電圧設定値算出手段と、前記印加電圧設定値算出手段によって算出された全ての前記電圧印加回路に係る前記印加電圧設定値を記憶する印加電圧設定値記憶手段と、前記画像データ記憶手段に記憶された前記画像データに基づいて記録媒体への画像記録が開始されたときから前記一連の画像の記録が完了されるまでの期間において、前記記録ヘッドが記録液滴を吐出しない停止期間を算出する停止期間算出手段と、前記停止期間算出手段により算出した前記停止期間において、前記計測手段に１以上の前記電圧印加回路に係る前記印加電圧を計測させると共に、当該計測結果に基づいて前記印加電圧設定値記憶手段に記憶された前記印加電圧設定値の少なくとも一部を補正する補正手段とを備えている。

本発明によると、記録媒体への記録が開始されてから記録が完了するまでの期間内で、かつ、記録ヘッドが記録媒体への画像記録を停止している停止期間において印加電圧設定値を補正するため、記録完了後に全ての印加電圧設定値を補正する必要性を少なくして、記録に係るスループットが低下するのを抑制できる。また、記録の合間に印加電圧値の補正を行うので、記録品質が低下するのを抑制することができる。

本発明においては、前記補正手段が、前記停止期間算出手段により算出した前記停止期間が前記印加電圧設定値記憶手段に記憶された全ての前記印加電圧設定値を補正することが可能な時間以上であるとき、当該全ての前記印加電圧設定値を補正することが好ましい。これによると、記録品質が低下するのを確実に抑制することができる。

また、本発明においては、前記補正手段は、前記停止期間算出手段により算出した前記停止期間が前記印加電圧設定値記憶手段に記憶された一部の前記印加電圧設定値のみを補正することが可能な時間であるとき、当該一部の前記印加電圧設定値のみを補正することが好ましい。これによると、停止期間において一部の印加電圧設定値を補正することが可能となるため、印加電圧設定値の補正頻度が高くなり、記録品質が低下するのを抑制することができる。

このとき、前記記録ヘッドが前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に延在しており、互いに異なる色に対応する複数の前記記録ヘッドが前記記録媒体の搬送方向に沿って配列されており、前記一部の前記印加電圧設定値のみの補正は、１つの前記記録ヘッドに関する全ての前記印加電圧設定値を単位として行われることがより好ましい。これによると、記録ヘッドに係るアクチュエータ間において、発生させる吐出エネルギーの特性が変化して、記録される画像にすじ等が発生する品質劣化が生じることを抑制することができる。

さらに、このとき、１つの前記記録ヘッドに関する複数の前記電圧印加回路にそれぞれ対応した複数の前記計測手段を備えており、前記複数の計測手段は、他の前記記録ヘッドに関する複数の前記電圧印加回路にもそれぞれ対応しており、前記補正手段は、前記複数の計測手段により対応する複数の前記電圧印加回路に係る前記印加電圧を同時に計測すると共に、当該複数の電圧印加回路に関する前記印加電圧設定値を補正することがより一層好ましい。これによると、印加電圧の計測を素早く完了することができる。また、全ての電圧印加回路にそれぞれ対応する電圧計測手段を設ける場合に比べて、電圧計測手段の数を低減して低コスト化を図ることができる。

本発明においては、前記印加電圧設定値記憶手段が、各印加電圧設定値の補正時刻をさらに記憶し、前記補正手段は、前記補正時刻が古い前記印加電圧設定値を優先的に補正することが好ましい。これによると、各印加電圧設定値の補正頻度が均一化されるため、記録品質が低下するのをさらに抑制することができる。

また、本発明においては、前記印加電圧設定値記憶手段が、前記計測手段によって予め計測された全ての前記電圧印加回路に係る所定の前記印加電圧設定値に関する印加電圧をさらに記憶しており、前記補正手段が、前記複数の電圧印加回路の一部であると共に前記印加電圧設定値記憶手段に記憶された前記印加電圧設定値が互いに異なる２以上の前記電圧印加回路を代表印加回路として決定し、決定した前記代表印加回路に係る前記印加電圧を前記計測手段に計測させると共に、当該計測結果及び前記印加電圧設定値記憶手段に記憶された印加電圧に基づいて、前記複数の電圧印加回路の全てに係る前記印加電圧設定値を補正することが好ましい。これによると、印加電圧の実測回数を低減することができるため、印加電圧設定値の補正を素早く行うことができる。

さらに、本発明においては、前記補正手段が、各前記印加電圧設定値について前回の前記記印加電圧設定値の補正からの経過時間の最大値が所定時間以上となったとき、前記搬送機構による記録媒体の搬送及び前記記録ヘッドの記録液滴の吐出を規制して全ての前記印加電圧設定値の補正を行うことが好ましい。これによると、経時変化によって印加電圧が大きくずれるのを防止して、記録品質が低下するのを確実に抑制することができる。

本発明の実施形態によるインクジェットプリンタの概略側面図である。図１に示すインクジェットヘッドの上面図である。図２に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図３に示すインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図１に示す制御装置の機能ブロック図である。（ａ）図５に示すテーブル記憶部に記憶されている指令値テーブルを示す図である。（ｂ）図５に示すテーブル記憶部に記憶されている出力テーブルを示す図である。（ｃ）図５に示す指令値算出部が算出する指令値と印加電圧との関係を示したグラフである。（ｄ）図６（ｂ）の出力テーブルを正規化した正規化テーブルを示す図である。図５に示す指令電圧補正部の動作を説明するための図である。図５に示す制御装置の動作手順を示すフローチャートである。図８に示す補正処理の動作手順を示すフローチャートである。図９に示す補正実行の動作手順を示すフローチャートである。変形例を説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、インクジェットプリンタ１０１は、搬送ユニット２０と、搬送ユニット２０によって搬送された用紙Ｐに、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインク滴をそれぞれ吐出する４つのインクジェットヘッド１と、ガイド３１と、ニップローラ３２、３３と、分配機構３４と、４つの乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄと、排出機構４３と、４つの排出トレイ５５ａ〜５５ｄと、制御装置１６とを有している。なお、本実施形態において、副走査方向とは搬送ユニット２０で用紙Ｐを搬送するときの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは副走査方向に直交する方向であって水平面に沿った方向である。

搬送ユニット２０は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト８と、搬送ベルト８のループ内において４つのインクジェットヘッド１と対向するように配置されたプラテン１９とを有している。ベルトローラ６は、駆動ローラであって、図示しない搬送モータから駆動力が与えられることで回転する。ベルトローラ７は、従動ローラであって、ベルトローラ６の回転により搬送ベルト８が走行するのに伴って回転する。搬送ベルト８の外周面に載置された用紙Ｐは、図１右方へと搬送される。

４つのインクジェットヘッド１は、それぞれ主走査方向に沿って延在し、副走査方向には互いに平行に配置されている。すなわち、インクジェットプリンタ１０１は、主走査方向にインク滴が吐出される複数の吐出口が配列されたライン式のカラーインクジェットプリンタである。各インクジェットヘッド１の下面は、インク滴が吐出される複数の吐出口１０８が配列された吐出面となっている（図３参照）。

プラテン１９は、搬送ベルト８の上側ループの内周面と接触するように配置されており、搬送ベルト８の内周側からこれを支持している。これにより、搬送ベルト８の上側ループの外周面とインクジェットヘッド１の吐出面とが対向しつつ平行になり、且つ、画像形成に適した所定間隔の隙間が形成されている。搬送ベルト８によって搬送されてきた用紙Ｐが４つのインクジェットヘッド１のすぐ下方を通過する際に、各インクジェットヘッド１から用紙Ｐの上面に向けて各色のインク滴が順に吐出され、用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは、搬送ユニット２０によってさらに図１右方に搬送され、ガイド３１に到達する。

ガイド３１は、搬送ユニット２０によって搬送されている画像が形成された用紙Ｐを、分配機構３４に案内する。ニップローラ３２、３３は、ガイド３１に案内されている用紙Ｐを挟持しつつ駆動することによって、当該用紙Ｐに搬送力を与えている。

分配機構３４は、ガイド３１によって案内された画像が形成された用紙Ｐを、４つの乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄのいずれかに選択的に供給する。

乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄは、画像が形成された用紙Ｐを乾燥させるため当該用紙Ｐを保持する。分配機構３４によって分配された用紙Ｐは、供給先の乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄに対応するニップローラ４２ａ〜４２ｄによって図１左方に搬送され、乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄに到達する。乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄは、用紙Ｐが載置される保持領域を有している。用紙Ｐはこの保持領域に静電吸着によって印刷面を下側の開放空間に向けて保持される。これにより、用紙Ｐが乾燥するときに湾曲するのを防止する。インクジェットプリンタ１０１内においては、乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄの保持領域上を空気が流動して、保持領域上に保持された用紙Ｐの乾燥が促進されるように、各機構部が配置されている。また、場合によっては乾燥用のヒータ等が設置される。

排出機構４３は、乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄに対応する４つのニップローラ４３ａ〜４３ｄ及び選択機構４５を有している。排出機構４３は、乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄと、用紙Ｐを排出トレイ５５ａ〜５５ｄにそれぞれ案内するガイド５１ａ〜５１ｄのいずれかとが接続されるように選択機構４５を動作させつつ、ニップローラ４３ａ〜４３ｄ、及び排出トレイ５５ａ〜５５ｄの上流に設けられたニップローラ５２ａ〜５２ｄを選択的に駆動することによって、乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄのいずれかに保持された用紙Ｐを、排出トレイ５５ａ〜５５ｄのいずれかに排出する。

４つの排出トレイ５５ａ〜５５ｄは、乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄの図１左方において、図１上下方向に配列されている。

図２〜図４を参照しつつ、インクジェットヘッド１について詳細に説明する。図３では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及び吐出口１０８を実線で描いている。

インクジェットヘッド１は、図２に示すように、流路ユニット９の上面に台形の平面形状を有する８つのアクチュエータユニット２１（ＵＮＩＴ１〜ＵＮＩＴ８）が固定された積層体である。流路ユニット９は、ステンレス鋼からなる複数の金属製のプレートを互いに位置合わせした積層体である。図３に示すように、流路ユニット９内には、図示しないインクタンクからインクが供給されるマニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経て吐出口１０８に至る多数の個別インク流路が形成されている。なお、吐出口１０８は、インク吐出面において、主走査方向に関して主走査方向解像度である６００ｄｐｉの間隔で配列されている。図示しないインクタンクから供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分配される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路に流れ込み、圧力室１１０を介して吐出口１０８に至る。

本実施形態では、流路ユニット９の長手方向に等間隔に並ぶ圧力室１１０の列が、幅方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、後述のアクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側（下底側）から短辺側（上底側）に向かって次第に少なくなるように配置されている。吐出口１０８も、これに対応した配置がされている。

次に、アクチュエータユニット２１について説明する。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。図４に示すように、アクチュエータユニット２１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる３枚の圧電シート１４１〜１４３から構成されている。また、最上層の圧電シート１４１の上面における圧力室１１０に対向する位置には、個別電極１３５が形成されている。最上層の圧電シート１４１とその下側の圧電シート１４２との間にはシート全面に形成された共通電極１３４が介在している。

共通電極１３４は、すべての圧力室１１０に対応する領域において等しくグランド電位が付与されている。個別電極１３５に接続されたランド部１３６に、制御装置１６からの駆動電圧が選択的に供給されることによって、当該個別電極１３５と共通電極１３４との間に電圧が印加される。

アクチュエータユニット２１は、個別電極１３５と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働く。圧力室１１０から離れた圧電シート１４１が活性部を含む層とし、圧力室１１０に近い２枚の圧電シート１４２、１４３が自発的に変形しない非活性層である。アクチュエータユニット２１は、いわゆるユニモフルタイプのアクチュエータである。アクチュエータユニット２１には、個別のアクチュエータが、少なくとも圧力室１１０の数だけ作り込まれている。

ここで、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。圧電シート１４１はその厚み方向に分極されている。個別電極１３５を共通電極１３４と異なる駆動電位にして圧電シート１４１に対してその分極方向に電界を印加すると、圧電シート１４１における電界印加部分が活性部として働き、圧電効果により歪む。分極方向と電界の印加方向とが同じであれば、活性部は分極方向に直交する方向（平面方向）に縮む。このとき、圧電シート１４２、１４３には、電界による自発的歪みが生じない。これにより、圧電シート１４１の電界印加部分と圧電シート１４２、１４３との間で平面方向への歪みに差が生じる。圧電シート１４１〜１４３は圧力室１１０を区画するプレートの上面に固定されているため、圧電シート１４１〜１４３全体が圧力室１１０側へ凸になるように変形（ユニモルフ変形）し、圧力室１１０内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与され、吐出口１０８からインク滴が吐出される。

次に、図５を参照しつつ、制御装置１６について詳細に説明する。制御装置１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びこれらプログラムに使用されるデータを書き替え可能に記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）とを含んでいる。制御装置１６を構成する各機能部は、これらハードウェアとＥＥＰＲＯＭ内のソフトウェアとが協働して構築されている。図５に示すように、制御装置１６は、画像データ記憶部７１と、搬送制御部７６と、停止期間算出部７７と、ヘッド制御部７２と、８個の印加電圧計測部７４と、指令値算出部７３と、指令値補正部７５とを有している。

画像データ記憶部７１は、印刷すべき一連の画像に係る画像データを記憶する。画像データは、上位のコンピュータからの印刷指令と共に印刷ジョブとして送信される。

搬送制御部７６は、用紙Ｐが搬送経路に沿って搬送されるように、搬送ユニット２０、分配機構３４及び排出機構４３を制御する。

停止期間算出部７７は、画像データ記憶部７１に記憶された画像データに基づいて用紙Ｐへの印刷が開始されたときから画像データに係る一連の画像の印刷が完了されるまでの期間において、インクジェットヘッド１がインク滴を吐出しない停止期間を算出する。この停止期間には、例えば、用紙Ｐがインクジェットヘッド１と対向しない領域を搬送されている期間、４つ全ての乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄにおいて用紙Ｐを乾燥させている期間、吐出回復処理（パージなど）を実行している時間などが含まれる。

ヘッド制御部７２は、インクジェットヘッド１からのインク滴の吐出を制御する。ヘッド制御部７２は、３２個の電圧印加回路８１と、テーブル記憶部８３と、電圧指令値出力部８２とを有している。電圧印加回路８１は、各インクジェットヘッド１の８個のアクチュエータユニット２１（ＵＮＩＴ１〜ＵＮＩＴ８）に対応しており、対応するアクチュエータユニット２１に印加電圧を出力する。なお、図５においては、１つのインクジェットヘッド１についてのみ描かれているが、他の３つのインクジェットヘッド１についても同様である。印加電圧は、アクチュエータユニット２１の共通電極１３４と個別電極１３５との間に印加される電圧であり、グランド電位を０Ｖとしたときの駆動電圧に対応している。また、電圧印加回路８１は、電圧指令値出力部８２から出力された指令値が設定される電圧設定部８１ａを有している。電圧印加回路８１は、電圧設定部８１ａに設定された指令値により、出力する印加電圧を変化させる。電圧印加回路８１は、周辺雰囲気の温度や湿度、又は、電圧印加回路８１を構成する素子の特性により、同一の指令値に基づいて出力する印加電圧の値が変動する。このため、後述するように、各電圧印加回路８１の特性に応じた指令値が決定されている。

テーブル記憶部８３は、インクジェットヘッド１毎に、指令値テーブル、出力テーブル、及び、正規化テーブルを記憶している。さらに、テーブル記憶部８３は、優先度決定テーブルを記憶している。指令値テーブルは、各インクジェットヘッド１に対応する各電圧印加回路８１について、所望の印加電圧（例えば、２０Ｖ）を出力させる指令値を示している（図６（ａ）参照）。出力テーブルは、各インクジェットヘッド１に対応する各電圧印加回路８１について、上限電圧である２３Ｖ及び下限電圧である１２Ｖを出力させる指令値のそれぞれに基づいて実際に出力された印加電圧を示している（図６（ｂ）参照）。正規化テーブルは、出力テーブルに係る印加電圧の値を、上限電圧及び下限電圧のそれぞれについて最大値を１、最小値を０で正規化した値を示している（図６（ｄ）参照）。優先度決定テーブルは、各インクジェットヘッド１について前回補正処理（後述）を行った補正時実行時刻を示している（図７（ｃ）参照）。

電圧指令値出力部８２は、テーブル記憶部８３に記憶された指令値テーブルに基づいて、所望の印加電圧を出力させる指令値を電圧印加回路８１の電圧設定部８１ａに出力する。

印加電圧計測部７４は、電圧印加回路８１がアクチュエータユニット２１に実際に出力している印加電圧を計測する。なお、印加電圧計測部７４は、印加電圧を６回実測した平均値を計測値として出力する。また、８個の印加電圧計測部７４は、図示しないマルチプレクサを介して４つのインクジェットヘッド１に係る８個のアクチュエータユニット２１にそれぞれ接続されており、インクジェットヘッド１単位で８つのアクチュエータユニット２１に出力される印加電圧を同時に計測する。

指令値算出部７３は、インクジェットプリンタ１０１の初回起動時に、全ての電圧印加回路８１が出力する印加電圧を印加電圧計測部７４に計測させることによって、テーブル記憶部８３に記憶された指令値テーブルを構築するテーブル構築処理を行う。テーブル構築処理が開始されると、指令値算出部７３は、図６（ｂ）に示すように、全ての電圧印加回路８１について、上限電圧である２３Ｖ及び下限電圧である１２Ｖを出力させる指令値に基づいて、アクチュエータユニット２１（ＵＮＩＴ１〜ＵＮＩＴ８×４）に実際に出力した印加電圧を、印加電圧計測部７４によってそれぞれ計測させる。指令値算出部７３は、計測結果から出力テーブルを構築してテーブル記憶部８３に記憶させる。

次に、指令値算出部７３は、構築した出力テーブルから指令値テーブルを構築する。図６（ｃ）に示すように、指令値をｙ、実際の印加電圧をｘとしたとき、ｙ＝ａｘ＋ｂと仮定する。指令値算出部７３は、各電圧印加回路８１について、出力テーブルに係る上限電圧（２３Ｖ）の指令値及び当該指令値に基づいて出力した印加電圧と、下限電圧（１２Ｖ）の指令値及び当該指令値に基づいて出力した印加電圧とから、上記パラメータａ、ｂを算出し、上式を用いて所望の印加電圧を出力するときの指令値を算出する。指令値算出部７３は、算出結果から指令値テーブルを構築してテーブル記憶部８３に記憶させる。

さらに、指令値算出部７３は、図６（ｄ）に示すように、出力テーブルに係る印加電圧の値を、上限電圧及び下限電圧のそれぞれについて正規化した正規化テーブルを構築してテーブル記憶部８３に記憶させる。なお、図６（ｄ）においては、ＵＮＩＴ１〜ＵＮＩＴ７に出力された印加電圧を、最大値を１、最小値を０で正規化した例が示されている。この正規化された値は、各電圧印加回路８１の印加電圧出力特性に関する相対的な個体差を示している。以上で、テーブル構築処理が完了する。

指令値補正部７５は、停止期間算出部７７が算出した停止期間において、インクジェットヘッド１単位で、テーブル記憶部８３に記憶された指令値テーブルの指令値を補正する補正処理を行う。指令値補正部７５は、停止期間において補正処理を行うことが可能なインクジェットヘッド１の数（インクジェットヘッド１に関する指令値テーブルの数）を算出する。具体的には、停止期間における時間を、１つの指令値テーブルを補正するのに必要な時間で除したときの商を算出結果とする。指令値補正部７５は、テーブル記憶部８３に記憶された優先度決定テーブル（図７（ｃ）参照）を参照し、補正実行時刻の古い順から優先的に、算出した数のインクジェットヘッド１を補正対象として決定する。なお、指令値補正部７５は、前回の補正処理から所定の最大時間が経過していれば、強制補正フラグをＯＮにして（図９及び図１０参照）、全てのインクジェットヘッド１を補正対象に決定する。

補正処理について、図７を参照しつつ説明する。なお、以下の説明は、補正対象となった１つのインクジェットヘッド１に対応する補正テーブルに係る補正処理に関するものであり、２以上のインクジェットヘッド１に関して補正処理を行う場合は、後述の処理を繰り返すことになる。補正処理が開始されると、指令値補正部７５は、図７（ａ）に示すように、テーブル記憶部８３に記憶された出力テーブルから（図６（ｂ）参照）、上限電圧及び下限電圧のそれぞれについて、最高及び最低の印加電圧を出力する電圧印加回路８１を代表電圧印加回路に決定する。図７（ａ）の例においては、上限電圧において最高の印加電圧が出力されたアクチュエータユニット２１がＵＮＩＴ５であり、最低の印加電圧が出力されたアクチュエータユニット２１がＵＮＩＴ６である。したがって、上限電圧については、ＵＮＩＴ５及びＵＮＩＴ６に対応する電圧印加回路８１を代表電圧印加回路に決定する。また、下限電圧において最高の印加電圧が出力されたアクチュエータユニット２１がＵＮＩＴ５であり、最低の印加電圧が出力されたアクチュエータユニット２１がＵＮＩＴ４である。したがって、下限電圧については、ＵＮＩＴ４及びＵＮＩＴ５に対応する電圧印加回路８１を代表電圧印加回路に決定する（図７（ａ）中斜線部）。

次に、指令値補正部７５は、決定した上限電圧に係る２つの代表電圧印加回路が、上限電圧の指令値に基づいて出力する印加電圧を印加電圧計測部７４によって計測すると共に、決定した下限電圧に係る２つの代表電圧印加回路が、下限電圧の指令値に基づいて印加電圧を印加電圧計測部７４によって計測する。

そして、指令値補正部７５は、上限電圧及び下限電圧のそれぞれについて、代表電圧印加回路が出力した印加電圧と、先に指令値算出部７３が構築した正規化テーブルとから、代表電圧印加回路を除く他の電圧印加回路８１が、上限電圧及び下限電圧の各指令値に基づいて出力する印加電圧を予測する。例えば、図７（ｂ）の例によると、指令値補正部７５は、上限電圧について、最高の印加電圧に係る代表電圧印加回路が出力した印加電圧の計測値が２３．３Ｖ（正規化値１）、最低の印加電圧に係る代表電圧印加回路が出力した印加電圧の計測値が２２．１Ｖ（正規化値０）であるため、正規化値が０．２５の電圧印加回路８１（ＵＮＩＴ１に対応）は、上限電圧の指令値に対して、２２．１＋（２３．３−２２．１）×０．２５＝２２．４Ｖの印加電圧を出力することが予測される。指令値補正部７５は、代表電圧印加回路以外の全ての電圧印加回路８１について、上限電圧及び下限電圧の指令値に基づいて出力する印加電圧を予測し、その予測結果から出力テーブルを補正する。出力テーブル及び正規化テーブルから上述の式を用いて各指令値を算出し、算出結果から指令値テーブルを補正する。

さらに、指令値補正部７５は、図７（ｃ）に示すように、補正処理を行った時刻（図７（ｃ）の場合、時刻Ｔ２）を、優先度決定テーブルに係る補正対象となったインクジェットヘッド１（図７（ｃ）の場合、インクジェットヘッド（Ｋ））に対応する補正時刻としてテーブル記憶部８３に記憶させる。以上で補正処理が完了する。

上述の補正処理は、基本的には印刷処理が停止する停止期間内において行われるが、強制補正フラグがＯＮになっている場合、すなわち、前回の補正処理から所定の最大時間が経過した後に行われる場合には、停止期間に係わらず、印刷処理より優先的に行われる。

なお、指令値算出部７３は、指令値テーブルを補正するときに、代表電圧印加回路について、指令値算出部７３が新たに算出した指令値同士の大小関係と、テーブル記憶部８３に先に記憶された指令値テーブルに係る指令値同士の大小関係とが一致しなければ、補正異常があったと判断し、補正処理を中断する。補正異常により補正処理が中断されると、指令値算出部７３が補正対象としたインクジェットヘッド１に関する全ての電圧印加回路８１について印加電圧計測することにより、上述のテーブル構築処理を行う。なお、補正異常の判断は、代表電圧印加回路について、印加電圧計測部７４が計測した印加電圧同士の大小関係と、テーブル記憶部８３に先に記憶された出力テーブルに係る印加電圧同士の大小関係とを比較して判断してもよい。これにより、補間計算の前提条件が崩れた状態で補正処理に係る補間計算を行うことが防止され、指令値が大きくずれるのを防止することができる。

次に、図８を参照しつつ、制御装置１６の動作手順について説明する。図８に示すように、インクジェットプリンタ１０１に電源が投入されると、全てのアクチュエータユニット２１について電圧印加回路８１が出力する印加電圧を印加電圧計測部７４に計測させることによって、テーブル記憶部８３に記憶された指令値テーブルを構築する上述のテーブル構築処理（Ｓ１０１）を行うと共に、指令値補正部７５が、テーブル記憶部８３に記憶された優先度決定テーブルの内容を現在の時刻に置き換えて初期化する（Ｓ１０２）。そして、上位のコンピュータからの印刷ジョブが受信されるまで待機する（Ｓ１０３：ＮＯ）。印刷ジョブが受信されれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、制御装置１６が、印刷処理を開始した後（Ｓ１０４）、受信した印刷ジョブに係る印刷が完了するまで、補正処理（Ｓ１０５）を繰り返し実行する（Ｓ１０６）。ここで、印刷処理は、画像データ記憶部７１に記憶された画像データに基づいて用紙Ｐへの印刷が開始されたときから、画像データに係る一連の画像の印刷が完了して全ての用紙Ｐが排出トレイ５５ａ〜５５ｄに排出されるまでの処理であり、この印刷処理が完了しときに印刷ジョブに係る印刷が完了したと判断する。

図９に示すように、補正処理が開始されると、指令値補正部７５が、印刷が停止しているか否かを判断する（Ｓ２０１）。ここで、印刷が停止しているときとは、例えば、用紙Ｐがインクジェットヘッド１と対向しない領域を搬送されているとき、４つ全ての乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄにおいて用紙Ｐが乾燥され、用紙への記録が中断しているときを含む。印刷が停止していなければ（Ｓ２０１：ＮＯ）、補正処理を終了して、図８のフローチャートに戻り、印刷処理を継続する。印刷が停止していれば（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、テーブル記憶部８３に記憶された優先度決定テーブルの内容を参照して、前回の補正実行時刻、すなわち、優先度決定テーブルにおける最も新しい補正実行時刻から最大経過時間が経過しているか否かを判断する（Ｓ２０２）。例えば、図７（ｃ）の場合、最も新しい時刻Ｔ２から最大経過時間が経過しているか否かを判断する。

最大経過時間が経過していなければ（Ｓ２０２：ＮＯ）、停止期間算出部７７が、印刷処理が完了されるまでの期間において、インクジェットヘッド１によるインク滴の吐出が再開されるまでの時間である停止期間を算出する（Ｓ２０３）。具体的には、用紙Ｐがインクジェットヘッド１と対向しない領域を搬送されているときには、当該用紙Ｐがインクジェットヘッド１と対向する領域まで搬送される期間を、４つ全ての乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄにおいて用紙Ｐを乾燥させているときには、乾燥ステージ４１ａ〜４１ｄのうち、最も早く用紙Ｐの乾燥が完了すると共に乾燥が完了した用紙Ｐが排出トレイ５５ａ〜５５ｄに排出され、次に記録する用紙Ｐがインクジェットヘッド１と対向する領域まで搬送される期間を算出する。指令値補正部７５は、算出された停止期間において補正処理を行うことができるインクジェットヘッド１の数を算出する（Ｓ２０４）。指令値補正部７５は、算出した補正処理を行うことができるインクジェットヘッド１の数が０であれば（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、図８のフローチャートに戻り、算出した補正処理を行うことができるインクジェットヘッド１の数が１以上であれば（Ｓ２０５：ＮＯ）、補正実行（Ｓ２０６）を行った後に、図８のフローチャートに戻る。一方、最大経過時間が経過していれば（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、強制補正フラグをＯＮにして（Ｓ２０７）、補正実行（Ｓ２０６）を行い、図８のフローチャートに戻る。

図１０に示すように、補正が実行されると、強制補正フラグがＯＮになっているか否かを判断する（Ｓ３０１）。強制補正フラグがＯＮになっていなければ（Ｓ３０１：ＮＯ）、指令値補正部７５が、テーブル記憶部８３に記憶された優先度決定テーブルを参照し、補正実行時刻の古い順から優先的に、先に算出した補正処理を行うことができるインクジェットヘッド１の数だけ、補正対象となるインクジェットヘッド１を決定する（Ｓ３０２）。そして、指令値補正部７５は、決定した補正対象となるインクジェットヘッド１に関して、上述の補正処理により、当該インクジェットヘッド１に対応する指令値テーブル、出力テーブル及び正規化テーブルを補正する（Ｓ３０３）。指令値補正部７５は、補正が完了した後に、現在の時刻を補正実行時刻として優先度決定テーブルを更新し（Ｓ３０４）、図９のフローチャートに戻る。

一方、強制補正フラグがＯＮになっていれば（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、指令値補正部７５が、４つ全てのインクジェットヘッド１を補正対象として決定する（Ｓ３０５）。強制補正フラグがＯＮになっているときは、印刷処理より補正処理を優先するため、指令値補正部７５は、印刷処理を一時的に停止させた後に（Ｓ３０６）、全てのインクジェットヘッド１に関して、上述の補正処理により、当該インクジェットヘッド１に対応する指令値テーブル、出力テーブル及び正規化テーブルを補正する（Ｓ３０３）。さらに、指令値補正部７５は、補正が完了した後に、現在の時刻を補正実行時刻として優先度決定テーブルを更新し（Ｓ３０４）、図９のフローチャートに戻る。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１によると、用紙Ｐに対する印刷が開始されてから印刷が完了するまでの期間内で、かつ、インクジェットヘッドヘッド１が用紙Ｐへの印刷を停止している停止期間において指令値テーブルを補正するため、印刷完了後に全ての指令値テーブルを補正する必要性を少なくして、印刷に係るスループットが低下するのを抑制できる。また、印刷の合間に指令値テーブルの補正を行うので、印刷品質が低下するのを抑制することができる。

また、停止期間が十分に長ければ、全てのインクジェットヘッド１に関する指令値テーブルを補正することができるため、印刷品質が低下するのを確実に抑制することができる。

さらに、停止期間が短くても、一部のインクジェットヘッド１に関する指令値テーブルを補正することができるため、補正頻度が高くなり、印刷品質が低下するのを抑制することができる。

加えて、補正処理においては、インクジェットヘッド１単位で指令値テーブルの補正が行われるため、１つのインクジェットヘッド１に係る８つのアクチュエータユニット２１間でインク滴の吐出特性が変化するのを抑制することで、印刷される画像のすじ等が発生して印刷品質が低下するのを抑制することができる。

また、８個の印加電圧計測部７４が、図示しないマルチプレクサを介して４つのインクジェットヘッド１に係るアクチュエータユニット２１にそれぞれ接続されており、インクジェットヘッド１単位で８つのアクチュエータユニット２１に出力される印加電圧を同時に計測するため、印加電圧の計測を素早く完了することができる。また、印加電圧計測部７４の数を低減して低コスト化を図ることができる。

さらに、補正実行時刻が古いインクジェットヘッド１に関する指令値テーブルが優先的に補正されるため、各指令値の補正頻度が均一化され、印刷品質が低下するのをさらに抑制することができる。

加えて、指令値補正部７５が、補正処理において、代表電圧印加回路が出力する印加電圧のみを計測し、代表電圧印加回路以外の電圧印加回路８１が出力する印加電圧を、代表印加回路に係る計測結果と正規化テーブルとから補間計算により予測し、その予測結果に基づいて出力テーブルを補正すると共に、各電圧印加回路に係る指令値を算出するため、電圧印加回路８１が出力する印加電圧の実測回数を低減することができる。これにより、所望の印加電圧を出力させる指令値を素早く補正することができる。

また、指令値補正部７５が、補正処理において、上限電圧及び下限電圧のそれぞれについて、最高及び最低の印加電圧を出力する電圧印加回路８１を代表電圧印加回路に決定するため、上限電圧及び下限電圧のそれぞれについて、電圧印加回路８１が出力する印加電圧を補間計算によって予測するときに、補間計算に係る誤差を小さくすることができる。

さらに、指令値補正部７５が、前回の補正処理から所定の最大時間が経過していれば、印刷処理を停止して、全てのインクジェットヘッド１に関する指令値テーブルを補正するため、経時変化によって印加電圧が大きくずれるのを防止して、印刷品質が低下するのを確実に抑制することができる。

＜変形例＞
上述の実施形態では、指令値補正部７５が、インクジェットヘッド１単位で補正処理を行う構成であるが、２以上のインクジェットヘッド１単位で補正処理を行ってもよいし、インクジェットヘッド１とは無関係に選択された、１又は複数のアクチュエータユニット２１単位で、対応する電圧印加回路８１に関する指令値の補正処理を行ってもよい。

例えば、図１１に示すように、４つの印加電圧計測部７４のそれぞれが、図示しないマルチプレクサを介して対応するインクジェットヘッド１の８つのアクチュエータユニット２１（ＵＮＩＴ１〜ＵＮＩＴ８）に接続されており、補正処理において、４つの印加電圧計測部７４が、副走査方向に配列された４つのアクチュエータユニット２１に出力される印加電圧を同時に計測すると共に、当該アクチュエータユニット２１に印加電圧を出力する印加電圧出力回路８１に関する指令値を補正してもよい。これによると、インクジェットヘッド１間におけるインク滴の着弾精度を均一化することができるため、印刷品質を向上させることができる。また、補正処理に係る印加電圧の計測を素早く行うことができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の実施形態では、８個の印加電圧計測部７４が、図示しないマルチプレクサを介して４つのインクジェットヘッド１に係るアクチュエータユニット２１にそれぞれ接続される構成であるが、全てのアクチュエータユニット２１に対して個別の印加電圧計測部７４が接続される構成であってもよい。これによると、印加電圧計測部７４の数が削減できる。

上述の実施形態においては、上限電圧及び下限電圧の指令値に基づいて代表電圧印加回路が出力する印加電圧を計測し、代表電圧印加回路以外の電圧印加回路８１が出力する印加電圧を、代表印加回路に係る計測結果と正規化テーブルとから補間計算により予測し、その予測結果に基づいて出力テーブルを補正すると共に、出力テーブルに基づいて各電圧印加回路に係る所望の印加電圧の指令値を算出する構成であるが、所望の印加電圧の指令値に基づいて電圧印加回路８１が出力する印加電圧を示す出力テーブルを準備し、当該出力テーブルから決定された代表印加回路に係る計測結果、及び、当該出力テーブル（又は正規化テーブル）に基づいて、各電圧印加回路８１に所望の印加電圧を出力させる指令値を補間計算により直接算出する構成であってもよい。また、このような補完計算を行うことなく、全ての電圧印加回路８１が出力する印加電圧を実測し、実測結果に基づいて全ての指令値を補正する構成であってもよい。

さらに、上述の実施形態では、指令値補正部７５が、補正処理において、上限電圧及び下限電圧のそれぞれについて、最高及び最低の印加電圧を出力する電圧印加回路８１を代表電圧印加回路に決定する構成であるが、互いに異なる印加電圧を出力する電圧印加回路８１であれば、最高及び最低の印加電圧を出力する電圧印加回路８１以外の電圧印加回路８１を代表電圧印加回路に決定してもよい。また、上限電圧及び下限電圧のそれぞれについて、３以上の電圧印加回路８１を代表電圧印加回路に決定する構成であってもよい。

加えて、上述の実施形態では、補正実行時刻が古いインクジェットヘッド１に関する指令値テーブルを優先的に補正する構成であるが、補正に関する優先順位は任意のものであってよい。

上述の実施形態では、電圧印加回路８１がユニモルフタイプのアクチュエータユニット２１に印加電圧を出力する構成であるが、電圧印加回路８１が印加電圧を出力するアクチュエータユニットは、バイモルフタイプのアクチュエータであってもよいし、サーマル式等、他の方式で吐出エネルギー付与するアクチュエータであってもよい。つまりアクチュエータは電力を変位に変換する機構（素子）に限定されるものではない。

本発明は、インク以外の液体を吐出する記録装置にも適用可能である。さらに、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機などにも適用可能である。

１インクジェットヘッド
１６制御装置
２０搬送ユニット
２１アクチュエータユニット
４１ａ〜４１ｄ乾燥ステージ
５５ａ〜５５ｄ排出トレイ
７１画像データ記憶部
７２ヘッド制御部
７３指令値算出部
７４印加電圧計測部
７５指令値補正部
７６搬送制御部
７７停止期間算出部
８１電圧印加回路
８１ａ電圧設定部
８２電圧指令値出力部
８３テーブル記憶部
１０１インクジェットプリンタ

Claims

記録媒体を搬送する搬送機構と、
前記搬送機構によって搬送された記録媒体に記録液滴を吐出する複数のノズル、及び、対応する複数の前記ノズルから記録液滴を吐出させる吐出エネルギーを記録液体に付与する複数のアクチュエータを有する記録ヘッドと、
前記記録媒体に記録される一連の画像に係る画像データを記憶する画像データ記憶手段と、
前記吐出エネルギーを付与させるための電圧を一又は複数の前記アクチュエータのそれぞれに印加する複数の電圧印加回路と、
前記電圧印加回路によって前記アクチュエータに印加された電圧である印加電圧を計測する計測手段と、
前記電圧印加回路に設けられ、対応する前記一又は複数のアクチュエータに印加する電圧を設定するための印加電圧設定値が入力される印加電圧設定部と、
前記計測手段の計測結果に基づいて、前記電圧印加回路が前記アクチュエータに所定電圧を印加するときの前記印加電圧設定値を算出する印加電圧設定値算出手段と、
前記印加電圧設定値算出手段によって算出された全ての前記電圧印加回路に係る前記印加電圧設定値を記憶する印加電圧設定値記憶手段と、
前記画像データ記憶手段に記憶された前記画像データに基づいて記録媒体への画像記録が開始されたときから前記一連の画像の記録が完了されるまでの期間において、前記記録ヘッドが記録液滴を吐出しない停止期間を算出する停止期間算出手段と、
前記停止期間算出手段により算出した前記停止期間において、前記計測手段に１以上の前記電圧印加回路に係る前記印加電圧を計測させると共に、当該計測結果に基づいて前記印加電圧設定値記憶手段に記憶された前記印加電圧設定値の少なくとも一部を補正する補正手段とを備えていることを特徴とする記録装置。
前記補正手段は、前記停止期間算出手段により算出した前記停止期間が前記印加電圧設定値記憶手段に記憶された全ての前記印加電圧設定値を補正することが可能な時間以上であるとき、当該全ての前記印加電圧設定値を補正することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記補正手段は、前記停止期間算出手段により算出した前記停止期間が前記印加電圧設定値記憶手段に記憶された一部の前記印加電圧設定値のみを補正することが可能な時間であるとき、当該一部の前記印加電圧設定値のみを補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
前記記録ヘッドが前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に延在しており、
互いに異なる色に対応する複数の前記記録ヘッドが前記記録媒体の搬送方向に沿って配列されており、
前記一部の前記印加電圧設定値のみの補正は、１つの前記記録ヘッドに関する全ての前記印加電圧設定値を単位として行われることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
１つの前記記録ヘッドに関する複数の前記電圧印加回路にそれぞれ対応した複数の前記計測手段を備えており、
前記複数の計測手段は、他の前記記録ヘッドに関する複数の前記電圧印加回路にもそれぞれ対応しており、
前記補正手段は、前記複数の計測手段により対応する複数の前記電圧印加回路に係る前記印加電圧を同時に計測すると共に、当該複数の電圧印加回路に関する前記印加電圧設定値を補正することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
前記印加電圧設定値記憶手段が、各印加電圧設定値の補正時刻をさらに記憶し、
前記補正手段は、前記補正時刻が古い前記印加電圧設定値を優先的に補正することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の記録装置。
前記印加電圧設定値記憶手段が、前記計測手段によって予め計測された全ての前記電圧印加回路に係る所定の前記印加電圧設定値に関する印加電圧をさらに記憶しており、
前記補正手段が、前記複数の電圧印加回路の一部であると共に前記印加電圧設定値記憶手段に記憶された前記印加電圧設定値が互いに異なる２以上の前記電圧印加回路を代表印加回路として決定し、決定した前記代表印加回路に係る前記印加電圧を前記計測手段に計測させると共に、当該計測結果及び前記印加電圧設定値記憶手段に記憶された印加電圧に基づいて、前記複数の電圧印加回路の全てに係る前記印加電圧設定値を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
前記補正手段が、各前記印加電圧設定値について前回の前記記印加電圧設定値の補正からの経過時間の最大値が所定時間以上となったとき、前記搬送機構による記録媒体の搬送及び前記記録ヘッドの記録液滴の吐出を規制して全ての前記印加電圧設定値の補正を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の記録装置。