JP5732249B2 - 画像記録装置の記録ヘッドの取り付け方法 - Google Patents
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前述したような装置を用いて、記録ヘッドのノズル位置の測定及びノズルの吐出特性の測定をする場合、測定用カメラを用いてノズル位置を測定した後、その測定用カメラをノズル対向位置から一旦退避させ、退避後にノズルから吐出させて吐出特性を測定する必要がある。なぜならば、退避しないと検査パターンの記録の際にノズルから吐出されたインクが測定用カメラの撮像レンズに着弾してしまうからである。
を有する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の画像記録装置の記録ヘッドの取り付け方法を適用するヘッド支持部材に記録ヘッドが固定されたヘッドユニットの外観構成を示している。ヘッドユニット26は、ヘッド支持部材4と、それに取り付けられた記録ヘッド1とによって構成されている。
図2は、画像記録装置の主要部を横から見た模式図である。尚、鉛直下向きをZ軸方向、記録媒体の搬送方向をY軸方向とする。搬送方向と直交するX軸方向を主走査方向(記録媒体幅方向)とする。X軸およびY軸を含む記録媒体の記録面はZ軸に対して直交している。
ヘッド位置調整装置27は、大別して、ノズル位置検出部28と、ドット位置ずれ情報取得部31と、ヘッド位置制御部34とで構成される。
図6(a)は、本実施形態のヘッド位置調整装置を上から見た外観構成を示す図、図6(b)は、ヘッド位置調整装置のヘッドクランプに記録ヘッドが把持された状態を示す図である。図6(a),(b)において、鉛直下方向をZ軸とする。
ヘッドクランプ9が調整対象となる記録ヘッド1を両側から把持すると共に、記録ヘッド1をヘッド支持部材に仮固定する(ステップS1)。まず、移動ステージ8の可動部8aをX軸のマイナスの方向へ移動し、図6(a)に示す位置に停止する。次に、移動ステージ6及び7をそれぞれ予め定めたホームポジションに移動する。ここで、ホームポジションとは、図6(a)及び図6(b)に示した位置であり、設計図どおりの形状で吐出角度が0であるような理想的な記録ヘッドをヘッド支持部材の設計上の位置に取り付けるときのヘッドクランプ9の位置である。
尚、基準マークは、記録ヘッド1の位置(姿勢)を特定するため、少なくとも2つ以上が好ましい。また、後述するように、基準マークはノズルに限定されるものではない。
ここでは、CCDカメラ10,11により記録ヘッド1のノズル面上に形成されている第1ノズルと第600ノズルを撮像し、それらの位置を追跡しながら、移動ステージ6と移動ステージ7を動かして第1ノズルの位置をP1、第600ノズルの位置をP600へ移動させ、一致させる。
まず、移動ステージ8の可動部8aを移動して、CCDカメラ12が第100ノズルから吐出されるインク滴を撮像できる位置に移動する。移動が完了したらヘッド駆動部41が記録ヘッド1を駆動し、第100のズルからインク滴を吐出させてインク滴の吐出角度と移動速度を測定する。
まず、得られた吐出角度によって、ノズルの位置と記録される着弾するドットの位置との間にずれが生じるので、それを補正するための記録ヘッド1の位置調整量を求める。
dx=tan(θx)×h
dy=tan(θy)×h
これらのずれ量の符号を反転したものが位置調整量となる。ここで、ノズル列3がX軸にほぼ平行で、かつ第1ノズルと第600ノズルの間隔の設計値に対する誤差が小さいので、第1ノズルと第600のノズルのX軸方向成分の位置調整量は同じと見なせる。よって、40個の特定ノズルのdx値の平均値をdxaとすれば、−dxaが各ノズルの位置調整量となる。
X1B=X1−dxa
Y1B=Y1−dy1
となる。
X600B=X600−dxa
Y600B=Y600−dy600
となる。P1Bの位置を図15(a)に、P600Bの位置を図15(b)に示す。
t=h/v1
この間に記録媒体が移動する距離Lは、記録媒体の移動速度をv2とすると次式で表せる。
L=v2×t=v2*h/v1
100番から490番までの間から選ばれた40個の特定ノズルについて、このLの値を計算して、図18に示すようにプロットする。プロットした点を近似する直線44を引き、第1ノズルのL値であるL1と、第600ノズルのL値であるL600を推定する。次式でΔLを計算する。
ΔL=L600−L1
記録媒体はY軸のプラスの方向に移動しているので、インク滴の速度が速いノズルに対してインク滴の速度が遅いノズルの位置をY軸のプラス方向に補正すればよい。第1ノズルに比較して、第600ノズルの方がインク滴の速度が遅い場合は、ΔLは、正の値となる。よって、ΔLが正の場合は、第600ノズルの方をY軸プラス方向に補正すればよい。近似直線44の傾きを補正するには、第1ノズルと第600ノズルで反対方向にΔLの半分ずつを補正すればよい。従って、第1ノズルの補正量は、−ΔL/2となり、第600ノズルの補正量は、+ΔL/2となる。
X1C=X1B
Y1C=Y1B−ΔL/2=Y1−dy1−ΔL/2
X600C=X600B
Y600C=Y600B+ΔL/2=Y600−dy600+ΔL/2
となる。
ここでは、上述した計算で求められた補正後の目標位置にノズル位置を一致させるように、記録ヘッド1を移動させる。つまり、第1ノズルの位置を図15(a)に示すP1Cに、第600ノズルの位置を図15(b)に示すP600Cの位置に移動させる。これは、前述したステップS3と同様に、CCDカメラ10,11により、第1ノズルと第600ノズルの位置を撮像し、それらの位置を確認・追跡しながら、移動ステージ6と移動ステージ7を動かして第1ノズルの位置をP1C、第600ノズルの位置をP600Cへ移動させて、一致させる。
次に、図21及び図22を参照して、第2の実施形態について説明する。図21は、本実施形態の記録ヘッドの位置調整方法を表したフローチャート、図22(a)は、第2の実施形態における、調整完了後の第1ノズルの位置を表した模式図、図22(b)は、調整完了後の第600ノズルの位置を表した模式図である。
まず、測定によって得られた吐出角度に基づいて、第1ノズルと第600ノズルのインク着弾推定位置を求める。
dx=tan(θx)×h
dy=tan(θy)×h
このdx、dyを特定ノズル40個分について求める。そして、第1の実施形態のステップ5(図17参照)と同様に、40個の特定ノズルdx、dyについて、それぞれプロットし、近似直線を引く。この近似直線から第1ノズルの位置P1Aからインクを吐出したと仮定した場合の、インク着弾推定位置P1Eを求める。同様に、この近似直線から第600ノズルの位置P600Aからインクを吐出したと仮定した場合の、インク着弾推定位置P600Eを求める(図22参照)。
具体的には、第1ノズルの現在位置P1Aから吐出したインクの着弾推定位置P1Eを設計上の着弾位置P1に移動する位置調整量が第1ノズルの位置調整量となる。したがって、図22(a)に示すベクトルV1(X1V, Y1V)が第1ノズルの位置調整量である。ベクトルV1の要素は次式で計算できる。
Y1V = Y1 − Y1E
ノズルの位置と、そのノズルから吐出されたインクの着弾位置との関係は、ノズルの位置を移動しても変わらないので、現在の第1ノズルの位置P1AにベクトルV1を加えた点P1Bが第1ノズルの目標位置となる。同様に第600について図22(b)に示す位置調整量としてのベクトルV600と、第600ノズルの目標位置P600Bを求める。
1.インクを吐出するノズルを複数有し、当該複数のノズルが列状に配設された記録ヘッドと、前記記録ヘッドを支持するヘッド支持部材と、を有し、記録媒体上に画像を形成するインクジェットプリンタにおける、前記ヘッド支持部材に対する前記記録ヘッドの取付け方法において、
(1)前記記録ヘッドを前記ヘッド支持部材に対して固定可能に仮位置決めする仮位置決め工程と、
(2)前記ノズル列の一部の第1のノズルを撮像することで、当該第1のノズルの位置を検出するノズル位置検出工程と、
(3)前記第1のノズル以外の複数のノズルのうちの一部または全部の第2のノズルからインクを吐出させ、その吐出された飛行中のインク滴を撮像することで、当該インク滴の飛行方向を検出する飛行方向検出工程と、
(4)ノズル位置検出工程で検出された第1のノズル位置と、飛行方向検出工程で検出された第2のノズルからのインク飛行方向と、に基づいて、前記第1のノズルから吐出されたインク滴の記録媒体上でのインク着弾位置を推定するインク着弾位置推定工程と、
(5)インク着弾位置推定工程によって求められたインク着弾位置を、前記ヘッド支持部材に関連づけられて予め決められる理想のインク着弾位置に一致するように、前記記録ヘッドをヘッド支持部材に対して位置調整する位置調整工程と、
(6)位調整工程後に前記ヘッド支持部材に記録ヘッドを固定する固定工程と、
を有することを特徴とする記録ヘッドの取付け方法。
(5−1)インク着弾位置推定工程によって求められたインク着弾位置を、前記ヘッド支持部材に関連づけられて予め決められる理想のインク着弾位置に一致させるための第1のノズルの目標位置を算出する目標位置算出工程と、
(5−2)目標位置算出工程によって算出された第1のノズルの目標位置に、第1のノズルの位置が一致するように、前記記録ヘッドをヘッド支持部材に対して位置調整する位置調整工程と、
を有することを特徴とする前記(1)項に記載の記録ヘッドの取付け方法。
3.前記第1のノズルは、前記ノズル列上の複数のノズルのうち、互いに離間する少なくとも2つのノズルであることを特徴とする前記(1)項に記載の記録ヘッドの取付け方法。
4.前記第1のノズルは、前記ノズル列上の複数のノズルのうち、両端に位置するノズルを含むことを特徴とする前記(3)項に記載の記録ヘッドの取付け方法。
6.前記ノズル位置検出工程の後に、第1のノズルが前記ヘッド支持部材に関連づけられて予め決められる理想のノズル位置に一致するように、記録ヘッドをヘッド支持部材に対して位置調整する事前位置調整工程をさらに有し、当該事前位置調整工程後に、飛行方向検出工程を実施することを特徴とする前記(1)項に記載のヘッド位置調整工程。
(1)前記記録ヘッドを前記ヘッド支持部材に対して固定可能に仮位置決めする仮位置決め工程と、
(2)前記記録ヘッドに設定された基準マークを撮像することで、当該基準マークの位置を検出する基準マーク位置検出工程と、
(3)前記ノズル列における複数のノズルのうちの一部または全部のノズルからインクを吐出させ、その吐出された飛行中のインク滴を撮像することで、当該インク滴の飛行方向を検出する飛行方向検出工程と、
(4)飛行方向検出工程によって求められた飛行方向からインク着弾位置を推定する着弾位置推定工程と、
(5)着弾位置推定工程によって求められたインク着弾推定位置が、前記ヘッド支持部材に関連づけられて予め決められる理想のインク着弾位置に一致させるための基準マーク目標位置を算出する基準マーク目標位置算出工程と、
(6)基準マーク目標位置算出工程によって算出された基準マークの目標位置に、基準マークの位置が一致するように、前記記録ヘッドをヘッド支持部材に対して位置調整する位置調整工程と、
(7)位調整工程後に前記ヘッド支持部材に記録ヘッドを固定する固定工程と、
を有することを特徴とする記録ヘッドの取付け方法。
Claims (7)
- インクを吐出する複数のノズルを有し、当該複数のノズルが列状に配設された記録ヘッドと、前記記録ヘッドを支持するヘッド支持部材と、を有し、記録媒体上に画像を形成する画像記録装置における、前記ヘッド支持部材に対する前記記録ヘッドの取り付け方法であって、
前記記録ヘッドを前記ヘッド支持部材に対して仮位置決めを行い、一時的に固定する仮位置決め工程と、
前記複数のノズルのうちの一部のノズルからなる特定ノズルもしくは一部のノズル群からなる特定ノズル群に対して所定の位置関係で設けられた基準マークを撮像することで、当該基準マークの位置を検出する基準マーク位置検出工程と、
前記特定ノズルもしくは特定ノズル群からインクを吐出させ、その吐出された飛行中のインク滴を撮像することで、当該インク滴の飛行特性を検出する飛行特性検出工程と、
飛行特性検出工程で検出された特定ノズルもしくは特定ノズル群からのインク滴の飛行特性に基づいて、前記基準マーク位置からインク滴を吐出したと仮定した場合における、記録媒体上のインク着弾位置を推定するインク着弾位置推定工程と、
インク着弾位置推定工程によって求められたインク着弾推定位置を、前記ヘッド支持部材に関連づけられて予め決められる、前記基準マーク位置からインク滴を吐出したと仮定した場合における、目標とするインク着弾位置に一致するように、前記記録ヘッドをヘッド支持部材に対して位置調整する位置調整工程と、
前記位調整工程後に前記ヘッド支持部材に前記記録ヘッドを固定する固定工程と、
を有することを特徴とする記録ヘッドの取り付け方法。 - 前記基準マークは、前記複数のノズルのうちの前記特定ノズルもしくは特定ノズル群以外の基準ノズルであることを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッドの取り付け方法。
- 前記基準ノズルは、前記ノズル列の端部におけるノズルであることを特徴とする請求項2に記載の記録ヘッドの取り付け方法。
- 前記基準ノズルは、前記特定ノズルもしくは特定ノズル群を挟んで配置される複数のノズルであることを特徴とする請求項2に記載の記録ヘッドの取り付け方法。
- 前記飛行特性は、角度であることを特徴とすることを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッドの取り付け方法。
- 前記飛行特性は、移動速度であることを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッドの取り付け方法。
- 前記特定ノズルもしくは特定ノズル群は、当該ノズルからインクが吐出された際に、前記基準ノズルの位置を撮像する撮像手段に着弾しないノズルが選定されることを特徴とする請求項2に記載の記録ヘッドの取り付け方法。
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