JP6319948B2

JP6319948B2 - 記録装置

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Description

本発明は、記録装置に関する。

記録ヘッドを記録媒体に対して走査することにより記録を行う記録装置では、例えば、記録ヘッドの走査のための移動を案内するガイド部材の組み付け誤差等によって、記録ヘッドの走査中の姿勢に変動を生じることがある。そして、この記録ヘッドの姿勢変動によって、例えば、インクジェット方式の記録ヘッドでは、それから吐出されるインクの記録媒体における着弾位置が本来の位置からずれて、記録媒体に形成されるインクドットの位置がずれる、記録位置ずれを生じる。

特許文献１には、記録ヘッドの姿勢変動に起因した記録位置ずれを軽減する方法が記載されている。詳しくは、記録ヘッドの姿勢変動を検出するセンサを設け、センサの検出結果に応じて記録ヘッドの姿勢を圧電素子によって補正し記録位置ずれを軽減するものである。

特開２００７−０９０８７５号公報

しかしながら、特許文献１のようにセンサで記録ヘッドの姿勢変動を検出する場合は、ある１つの方向の姿勢変動だけしか検出できない、という問題がある。すなわち、複数の方向について姿勢変動の原因があってそれがある１つの方向の記録位置ずれが生じているような場合に、特許文献１に開示されるセンサによる姿勢変動の検出ではそれに対応できない。

本発明は、記録ヘッドの姿勢変動の原因に関わらず姿勢変動による記録位置ずれを適切に軽減することが可能な記録装置を提供することを目的とする。

そのために本発明に係る記録装置は、インク滴を吐出するノズルが第１方向に沿って複数配列された第１のノズル列と、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１のノズル列と異なる位置に配され、インク滴を吐出するノズルが前記第１方向に沿って複数配列された第２のノズル列とを有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載して、前記第２方向に移動可能なキャリッジと、前記キャリッジを案内するレール部材と、前記レール部材を支持する第１の支持部材と、前記第２方向において前記第１の支持部材と異なる位置に配され、前記レール部材を支持する第２の支持部材と、前記記録ヘッドと対向した位置に配され、記録媒体を支持するプラテンと、前記第１のノズル列に含まれるノズルと前記第２のノズル列に含まれるノズルとを用いて、前記記録媒体上の前記第２方向において異なる複数の位置それぞれにテストパターンを記録するパターン記録手段と、前記キャリッジに配され、前記複数の位置それぞれに記録された前記テストパターンを読み取る読取手段と、前記記録ヘッドを回動させることにより、前記記録ヘッドの前記プラテンに対する角度を変更する変更手段と、を備える記録装置であって、前記読取手段による前記テストパターンの読取結果に基づいて、前記変更手段により前記複数の位置それぞれに対応する位置における前記記録ヘッドの前記角度を変更する制御手段をさらに備え、前記第１のノズル列と前記第２のノズル列の間の前記第２方向における距離は、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材の間の前記第２方向における距離の半分以下の距離であることを特徴とする。

以上の構成によれば、記録ヘッドの姿勢変動の原因に関わらず姿勢変動による記録位置ずれを適切に軽減することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を説明するための斜視図である。本発明の実施形態の記録装置においてパッチの濃度を検出するための光学式センサの構成を模式的に示す図である。本発明の実施形態で用いるキャリッジの構成およびこのキャリッジに搭載される記録ヘッドにおける各色インクのノズル列の配置を示す図である。図３などに示したキャリッジ１００の姿勢変動を説明する図である。キャリッジすなわち記録ヘッドのローリングによる姿勢変動よってある２つの色のインクのノズル列間で生じるＹ方向の着弾位置ずれを示す図である。（ａ）および（ｂ）は、メインレールの形状の変化とそれに応じた記録位置ずれを説明する図である。本発明の実施形態のキャリッジおよびその姿勢補正のための構成を模式的に示す側面断面図である。図７に示したパルスモータに取り付けられるカムの形状を示す平面図である。本発明の一実施形態に係るキャリッジの姿勢補正制御量算出処理を示すフローチャートである。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るパッチが記録された状態を示す図である。図１０（ａ）〜（ｃ）に示したずれ量が異なる複数のパッチを配列して構成されるパッチ群を示す図である。図１１に示した１つのパッチ群を構成するパッチそれぞれをセンサによって検出したときのセンサ出力を示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、複数のパッチ群によって構成されるテストパターンの記録を、キャリッジの移動を案内するメインレールとの関係で示す図である。本発明の実施形態に係るメインレール支持部材とサブレール支持部材とのパッチ群の記録位置関係を示す図である。本発明の実施形態で用いる記録ヘッドのノズル群の配置とメインレールおよびサブレールとの位置関係を示す図である。本発明の実施形態における、先行ノズル列による記録ドットと後行ノズル列による記録ドットの着弾位置ずれを示す図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態における、メインレールテストパターンを記録するノズルとの、姿勢変動による位置関係の変化を示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態における、キャリッジの姿勢変動を相殺するように働くアクチュエータの駆動量を説明する図である。本発明の実施形態に係る、キャリッジ姿勢補正制御のための構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を説明するための斜視図である。図１において、キャリッジ１００は記録ヘッドを搭載し、不図示のキャリッジモータの動力によって主走査方向である、Ｘ方向およびその逆方向に移動することができる。これにより、記録ヘッドが記録媒体に対して走査し、その間に記録データに従ってインクを吐出して記録を行うことが可能となる。メインレール１０１は、装置内の主走査方向に延在するよう設けられ、これにより、キャリッジ１００の主走査方の移動を案内、支持する。メインレール１０１は、その両端を上側筐体に固定されるとともに、複数のメインレール支持部材１０３によって下方から支えられている。これにより、メインレール１０１自身の重さ等に起因する中間部分のたわみを抑えることができる。サブレール１０２は、メインレール１０１に並行に設けられ、メインレール１０１によって案内されるキャリッジ１００の姿勢を保持する役割を果たしている。サブレール１０２も同様に複数のサブレール支持部材１０４によって上側筐体１０６に固定され、これにより、サブレール自身の重さ等に起因する中間部分のたわみを抑えている。

キャリッジエンコーダ１０５は、メインレール１０１に並行に設けられ、一方、キャリッジ１００には不図示のキャリッジエンコーダセンサが搭載されている。これにより、キャリッジエンコーダセンサがキャリッジエンコーダ１０５を読み取ることによりキャリッジ１００の移動における位置、すなわち、記録ヘッドの走査における位置を検出することができる。

プラテン１０６は、平面板によって構成され、これにより、記録ヘッドによって記録可能な位置に記録媒体を下方から支えることができる。記録媒体（不図示）は、搬送ローラ（不図示）の回転によって、プラテン１０６上を副走査方向(Ｙ方向)に搬送される。プラテン１０６や、搬送ローラ等は、下側筐体１０８に取り付けられている。上述した上側筐体１０７の構成および下側筐体１０８の構成を組み合わせることにより本実施形態の記録装置の主な要素が構成される。

図２は、本実施形態の記録装置においてパッチの濃度を検出するための光学式センサの構成を模式的に示す図である。光学式センサ２０２は、キャリッジ１００に搭載されて、キャリッジの移動に伴って記録媒体２０１上に記録された後述のパッチの濃度を光学的に検出するものである。センサ１０２は、発光部２０３と受光部２０４を備え、発光部２０３から照射された光は対象物で反射され、受光部２０４はこの反射光を検出する。対象物による反射には、正反射と乱反射があるが、対象物すなわち記録媒体２０１に記録された画像の濃度をより正確に検出するには、乱反射した光を検出するのが望ましい。そのため、本実施形態の光学式センサ２０２の受光部２０４は、入射光２０５の反射角とは外れた位置に設けられている。

図３は、本実施形態で用いるキャリッジ１００の構成およびこのキャリッジ１００に搭載される記録ヘッド３０１に配設される、各色インクのノズル（記録素子）をＹ方向に配列したノズル列（記録素子列）の配置を示す図である。キャリッジ１００は、メインレール１０１とサブレール１０２に案内支持されながら図のＸ方向およびその逆方向に移動することができる。このとき、２つのキャリッジ軸受け部材３０２Ａ、３０２Ｂがキャリッジ１００とメインレール１０１を連結し、２つのサブレール受け部材３０３Ａ、３０３Ｂがキャリッジ１００とサブレール１０２を連結している。ここで、メインレール１０１の撓みがある場合、この撓みは、２つのキャリッジ軸受け部材３０２Ａ、３０２Ｂを介してキャリッジ１００、従って記録ヘッドに作用してその姿勢変動を発生させる。また、サブレール１０２の撓みがある場合この撓みは、同様にサブレール受け部材３０３Ａ，３０３Ｂを介して記録ヘッドに作用してその姿勢変動を生じさせる。そして、このような姿勢変動は、通常、メインレール１０１とサブレール１０２の撓みの合成されたものが記録ヘッドに作用して最終的な記録ヘッドの姿勢変動として現れることになる。

なお、メインレール１０１の撓みは、複数のメインレール支持部材１０３によって抑制され、また、サブレール１０２の撓みは、複数のサブレール支持部材１０４によって抑制される。しかし、支持部材間の距離によってはわずかながら抑制しきれない撓みが残る場合がある。また、これらレールの製造工程や組み付け工程などの原因によってわずかながらメインレール１０１やサブレール１０２の撓みを生じることもある。

本実施形態のキャリッジ１００には、記録ヘッド３０１が主走査方向に２つ搭載され、それぞれの記録ヘッド３０１には、複数の色のインクを吐出するノズルが設けられている。それぞれの色のインクのノズルは、複数がＹ方向において直線上に配置されて１つのノズル列を形成している。本実施形態では、さらに、各色のインクについて主走査方向に４つのノズル列が配置され（不図示）、それらが１つのインク色を吐出するノズル群を形成している。また、本実施形態では、図に示すように、１つの記録ヘッドに６色のインクのノズル群が主走査方向に配置されている。図において、左側の記録ヘッド３０１には、左側から、ＰＣ：フォトシアン、Ｃ：シアン、ＭＢｋ：マットブラック、Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、ＰＭ：フォトマゼンタのインクを吐出するノズル群が配列されている。一方、右側の記録ヘッド３０１には、左側から、Ｒ：レッド、Ｇ：グリーン、Ｂ：ブルー、ＰＧｙ：フォトグレイ、Ｇｙ：グレイ、ＰＢｋ：フォトブラックのインクを吐出するノズル群が配列されている。本実施形態の記録ヘッドは、隣り合うインク色のノズル同士のノズル間距離Ｄ１は、３．４７１[ｍｍ]で、１つの記録ヘッドの両端の色のノズル同士のノズル間距離Ｄ２は、２４．２９８[ｍｍ]である。また、２つの記録ヘッドの両端の色のノズル同士のノズル間距離Ｄ３は、１００．４９８[ｍｍ]である。

図４は、図３などに示したキャリッジ１００の姿勢変動を説明する図であり、図に示す例は、キャリッジがメインレール１０１に沿って移動する際に生じ得る姿勢変動を示している。図４に示す姿勢変動はキャリッジがサブレール１０２に沿って移動する際にも同様に生じ得るものである。ここで、姿勢変動を説明するための基準となる、互いに直行する３つのＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を次のように規定する。姿勢変動の原因となる、図に示す例では、メインレール１０１の仮想的な直線の軸をＸ軸とする。また、キャリッジ１００の、メインレール側を向く面の中央を通り、Ｘ軸と交わる軸をＹ軸とする。そして、Ｘ軸およびＹ軸交わる軸をＺ軸とする。この規定からわかるように、Ｙ軸およびＺ軸はキャリッジ１００の移動と共に移動する。

以下の説明では、例えば、メインレール１０１がＺ方向に湾曲していて、かつサブレール１０２に湾曲などの変形が無い場合を考える。この場合、キャリッジ１００が移動すると、その湾曲に応じてキャリッジの姿勢がＺ方向において変動するが、この際、サブレール１０２には変形が無いので、上記Ｚ方向の変動によってサブレール１０２を軸とするキャリッジの回動を生じる。この場合、回動する角度が比較的小さいことから、図４に示す例では、この回動をメインレール１０１を軸とした回動による姿勢変動（以下、この姿勢変動を「ローリング」という）として表している。また、上記Ｚ方向の湾曲によってＹ軸回りに回動する姿勢変動（以下、この姿勢変動を「ピッチング」という）も生じ得る。また、メインレール１０１がＹ方向に湾曲している場合は、キャリッジ１００がＺ軸回りに回動する姿勢変動（以下、この姿勢変動を「ヨーイング」という）も生じ得る。なお、本実施形態の記録装置では、このメインレールがＹ方向に湾曲しておこるキャリッジの姿勢変動（ヨーイング）は、メインレールの精度調整で抑え込まれているものとする。

図５は、キャリッジすなわち記録ヘッドのローリングによる姿勢変動よってある２つの色のインクのノズル列間で生じるＹ方向の着弾位置ずれを示す図である。キャリッジの移動方向において前方に位置するノズル（列）を先行ノズル（列）、また、先行ノズル列より後方に位置するノズル（列）を後行ノズ（列）ルとする。図５では、キャリッジが左から右方向へ移動する場合を示している。記録媒体上の同じ位置（キャリッジ位置の同じ位置）でインクを吐出する場合、先行ノズルからのインク吐出によってドット６００を記録した後、キャリッジが先行ノズルと後行ノズルの間の距離６０２だけ移動し、後行ノズルからのインク吐出によってドット６０１が記録される。この場合、ノズル間距離６０２をキャリッジが移動している間、上述したキャリッジの姿勢変動が生じ、結果として、先行ノズルによるドット６００と後行ノズルによるドット６０１との間には、Ｙ方向の着弾ずれ量６０３の記録位置ずれが生じる。

なお、図５に示す例は、上述したようにローリングのみによる姿勢変動に起因した着弾位置ずれを示しているが、この着弾位置ずれは、図４にて上述した記録ヘッドの複数種類の姿勢変動による位置ずれが合成されたものとすることができる。すなわち、本発明の実施形態では、後述されるように、パッチによって構成されるテストパターンを予め記録し、このパッチについて検出される記録濃度に基づいて、Ｙ方向など１つの方向の着弾位置ずれを検出する。このため、記録されるパッチには、そのとき生じている記録ヘッドに関する複数種類の姿勢変動による位置ずれが合成されたものが現れるようにすることができる。そして、本発明の実施形態は、この合成された位置ずれを抑制するようにキャリッジの姿勢を補正するものである。また、本実施形態のようにメインレールとサブレールの２つのガイド部材を備えてキャリッジの移動を行う装置では、２つのガイド部材それぞれの歪みなどに起因した姿勢変動による記録位置ずれも合成されそれをパッチの濃度値として現すことができることはもちろんである。

図６（ａ）および（ｂ）は、メインレールの形状の変化とそれに応じた記録位置ずれを説明する図である。ここで、図６（ａ）は、メインレールの形状変化の一例を示しており、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す形状変化が生じているときにキャリッジを移動したときの２つのノズルによる記録位置ずれを示している。図３にて前述したように、インクＰＢｋのノズル列とインクＲのノズル列との間の距離Ｄ２に対して、インクＰＢｋのノズル列とインクＰＣのノズル列との間の距離Ｄ３は、約４倍長い。従って、一般には、ノズル間距離が長いノズルの組み合わせほど、メインレールの高さ変動による相対的着弾ずれ量が大きくなる。また、サブレールの高さ変動による相対的着弾ずれも、メインレールの高さ変動のときと同様のことがいえる。

図７は、本実施形態のキャリッジおよびその姿勢補正のための構成を模式的に示す側面断面図である。キャリッジ１００は、記録ヘッド３０１を搭載する記録ヘッド格納部８００を備える。記録ヘッド格納部８００は、シャフト８０１を軸とする回動が可能なようにキャリッジ１００に取り付けられている。また、キャリッジ１００にはパルスモータ８０２が取り付けられ、このモータがキャリッジの姿勢を補正する際の駆動力を提供する。すなわち、パルスモータ８０２にはカム８０３が取り付けられており、これにより、記録ヘッド格納部８００の上端部をＹ方向に変位させることができる。このカム８０３の作用によるＹ方向の変位によって、記録ヘッド格納部８００はシャフト８０１を軸としてθ方向に回動することができる。なお、記録ヘッド格納部８００の回転位置は、カム８０３の停止位置によって決まる。また、この変位点は、キャリッジの主走査方向の大きさに対して、中央に位置するものとする。

図８は、図７に示したパルスモータに取り付けられるカムの形状を示す図である。カム８０３は、回転角度によって、回転の中心から円周までの直線距離が異なる。この円周の接触点で変位を生み出し、記録ヘッド格納部を回動させる。カム８０３には、位置基準板９００が取り付けられており、キャリッジに取り付けられたフォトインタラプタによって、位置基準板９００のエッジ部分を基準位置として検出する。位置基準板９００の両エッジ部分が、それぞれ、カムが生み出す最小変位点９０１と最大変位点９０２となっている。

図９は、本発明の一実施形態に係るキャリッジの姿勢補正制御量算出処理を示すフローチャートである。

キャリッジの姿勢補正制御量算出処理モードが起動されると、先ずステップＳ１で、後述のテストパターンを記録するための記録媒体の幅を光学式センサ２０２を用いて検知する。記録媒体が給紙された領域とプラテンが露出した領域では、発光部２０３から照射した光の反射光量が大きく異なるので、これらを検出することによって記録媒体の有無、すなわち記録媒体の幅を測定することができる。この際、記録媒体の白紙領域を用いて光学式センサ２０２の感度調整を連続して行ってもよい。具体的には、キャリッジを光学式センサ２０２が白紙領域を検知する位置まで移動させ、受光部２０４ら検出信号が所定の上限値に達するまで受光部２０４の検出アンプの調整を行う。受光部２０４に入射される反射光量は記録媒体の種類によってまちまちである。また、記録媒体からの距離によっても受光量は変化する。よって、このような感度調整を、実際のテストパターンを検出する前に当該テストパターンを記録する記録媒体を用いて行っておくことにより、Ｓ／Ｎ比を向上させ、個々のパッチの相対濃度をより感度の高い状態で取得することが可能となる。但し、このような光学式センサ２０２の感度調整は必ずしも必要というわけではない。また、記録媒体の幅についても、必ずしも光学式センサ２０２を用いて検出しなくてもよく、ユーザが用紙のサイズを指定する形態であってもよい。

また、本実施形態の記録装置は比較的大型の装置であり、大判の記録媒体に記録を行うことが可能であるが、より幅の狭いロール紙を使用する場合にも対応可能なものである。このような場合、姿勢補正制御量算出処理のためのみに、比較的幅の広い記録媒体を用意する必要はない。ロール紙を、記録動作を行わない白紙の状態で給紙および搬送し、キャリッジの走査領域幅に相当する長さの位置でこれをカットし、カットされたロール紙の長さ方向を走査領域に合わせて再度装置内に給紙させるようにすることができる。

次のステップＳ２では、給紙した記録媒体に対し、予め定められたテストパターンを記録する。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るパッチが記録された状態を示す図であり、それぞれ先行ノズルと後行ノズルで記録したドットの位置ずれ量が異なるパッチを示している。図において、白の丸１１００は先行ノズルで記録されるドットを示し、グレーの丸１１０１は後行ノズルで記録されるドットを示している。

図１０（ａ）は、先行ノズルと後行ノズルの記録位置に４画素相当のずれを発生させた状態のパッチを示している。また、同図（ｂ）は、先行ノズルと後行ノズルとの間で２画素相当のずれを発生させた状態のパッチを示しており、同図（ｃ）は、先行ノズルと後行ノズルとの間で１画素相当のずれを発生させた状態のパッチを示している。このように、テストパターンの複数のパッチは、記録ヘッドの所定方向の角度変位に対応する記録位置のずれを、人為的に所定量ずつ変化させて記録したものである。このずれ量の変化は、本実施形態では、先行ノズルに対する後行ノズルの副走査方向の吐出ノズルを異ならせることによって実現する。

図１１は、上述したずれ量が異なる複数のパッチを配列して構成されるパッチ群を示す図である。図において、ａ〜ｆは、先行ノズルと後行ノズルの吐出ノズルのずらし量を６段階に異ならせた約１０ｍｍ四方のパッチを示しており、６つのパッチａ〜ｆで１つのパッチ群１２０１を形成している。これらは記録ヘッドの往復走査によって記録媒体２０１に記録される。

図１２は、図１１に示した１つのパッチ群を構成する６つのパッチａ〜ｆそれぞれをセンサによって検出したときのセンサ出力を示す図である。図に示す例では、パッチｄが最も濃度が低く（明度が高く）、ずれが無い状態を示している。そして、６つのパッチａ〜ｆの測定結果（センサ出力）は所定の関数による近似を行って、その近似結果から最もセンサ出力が小さい、つまり最も濃度が高いときの濃度に相当するずれ量をそのパッチ群１２０１のずれ量として求める。このように、１つのパッチ群につき、パッチ群が記録された領域における１つの着弾位置のずれ量が算出される。

図１３（ａ）〜（ｃ）は、複数のパッチ群１２０１によって構成されるテストパターン１４００の記録を、メインレールの支持部材との関係で示す図である。図１３（ａ）は、１つのパッチ群１２０１を示しており、このパッチ群１２０１は、図１３（ｂ）で示すように、パッチａ〜ｆを主走査方向に配列して構成されたものである。個々のパッチａ〜ｆは、図１１にて上述した、パッチａ〜ｆに相当するものである。図１３（ｃ）は、メインレールの支持部材間に４つのパッチ群が記録されるよう、１つのテストパターン１４００を記録する例を示している。本実施形態では、メインレール支持部材間に４つのパッチ群を記録するものとしたが、より多い数のパッチ群をメインレール支持部材間に記録してもよく、それによって、より精度の高い記録位置ずれ量の検出を行うことができる。

図１４は、メインレール支持部材１０３とサブレール支持部材１０４とのパッチ群１２０１の記録位置関係を示す図である。本実施形態では、メインレールの支持部材とサブレールの支持部材との間の距離が最小となる間隔Ｄ６の間に、４つのパッチ群１２０１を記録する。メインレールやサブレールがそれらの支持部材から離れるほど湾曲が大きくなるという通常の場合では、キャリッジの姿勢変動は、メインレール支持部材１０３とサブレール支持部材１０４の間隔Ｄ６、また、２つのメインレール支持部材間の間隔Ｄ７よりやや短い周期で起きる。このことから、メインレール支持部材とサブレール支持部材間、また、２つのメインレール支持部材間には、できるだけ多くのパッチ群を記録することが望ましく、本実施形態では４つのパッチ群を記録する。

なお、記録位置ずれを実測すべき個所が多く存在し、その間隔がパッチ群１２０１の幅よりも小さくなってしまうような場合には、記録媒体を搬送し、副走査方向にずらした位置にも、複数のパッチ群１２０１を配置するようにしてもよい。これにより、個々のパッチの大きさを縮小することなく、それぞれのパッチ群を適切な位置に配置することができる。本実施形態では、メインレール支持部材１０３とサブレール支持部材１０４の間に複数のパッチ群を記録し一つのテストパターン１４００を形成している。

図１５は、本実施形態で用いる記録ヘッド３０１のノズル群の配置とメインレール１０１およびサブレール１０２との位置関係を示す図である。複数色インクのノズルによってそれらのインクドットを重ねて記録するとき、記録ヘッドの姿勢変動が図４にて上述したピッチングまたはヨーイングの場合には、ノズル間距離が長いほど、それらのノズルによる記録ドット間の着弾ずれは大きくなる。ここで、ドット間の着弾ずれが大きいほど、光学式センサによる検出精度は向上する。しかし、撓みとして最も一般的なレールの湾曲の周期よりもノズル間距離の長い記録ヘッドを使用すると、記録ヘッドの姿勢変動を正確に検出することは難しい。レールの湾曲は、レール支持部材間隔で発生することから、本実施形態におけるテストパッチの記録には、レール支持部材間隔の半分以下の距離に相対的に位置する２つのノズル（列）を使用することが望ましい。

また、キャリッジのローリングは、メインレールおよびサブレールを軸として発生することから、メインレールとサブレールから遠いノズルが最もローリングの影響を受け、相対的着弾ずれが大きくなる。従って、パッチの記録には、記録媒体の搬送方向のノズル配列Ｄ４に対して、メインレール、サブレールから最も離れたところに位置するノズル群Ｄ５の範囲のノズルを使用するのが望ましい。

再び図９を参照すると、ステップＳ２のテストパターンの記録が終了すると、ステップＳ３で、記録媒体に記録されたテストパターンに対してキャリッジを低速で移動させ、光学式センサを用いて個々のパッチの濃度を検出する。図１２にて上述したように、複数のパッチ（パッチ群）の検出濃度から、所定の関数曲線による近似を行い、記録位置ずれ量を求める。従って、１つのパッチ群、従って１つの位置に対して、１つの記録位置ずれ量が求まる。なお、図１０で説明したように、後行ノズル列の使用ノズル範囲を副走査方向に所定画素数分シフトさせてパッチを記録するが、このシフト方向により、記録位置ずれ量のずれ方向が求まる。

次に、ステップＳ４で、ステップＳ３で求めた、記録位置ずれ量およびそのずれ方向に基づいてキャリッジ（記録ヘッド）の傾き量を算出する。すなわち、記録ヘッドの姿勢取得を行う。

図１６は、先行ノズル列による記録ドット６００と後行ノズル列による記録ドット６０１の記録位置ずれを示す図である。先行ノズル記録６００と後行ノズル記録６０１の記録位置ずれ量をTｚとする。先行ノズル記録６００を基準とし、後行ノズル記録６０１が紙の搬送方向にずれている場合をプラス側、逆に、後行ノズル記録６０１が紙の給紙側にずれている場合をマイナスとする。つまり、先行ノズル記録６００に対して、後行ノズル記録６０１が紙の搬送方向にずれている場合は＋Tｚ、逆の場合は、−Tｚとなり、符号を持つことになる。この符号をもつ記録位置ずれ量をIzと表す。よって、Izは、
Ｉｚ＝±Ｔｚ・・・式１
と表すことができる。

図１７（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態における、メインレール１０１とテストパターンを記録するノズル１８００との、姿勢変動による位置関係の変化を示す図である。図１７で示される変数は以下のとおりである。

ＭＮ_Ｙ：メインレールとノズルとの搬送方向距離
ＭＮ_Ｌ：メインレールとノズルとの距離
ＭＮ_θ：直線ＭＮ_Ｙと直線ＭＮ_Ｌとで形成される角度
Ｐ：記録ヘッドのノズルと記録媒体との距離
Ｂ：先行ノズルで記録するときを基準とした場合の、後行ノズルで記録するときの記録ヘッドの姿勢変動の角度
図１７（ａ）は、テストパターンのパッチを記録するときの記録ヘッドの姿勢を示しており、記録媒体と記録ヘッドが平行に位置した、姿勢変動による角度変化の基準を示している。一方、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に示す基準から角度（Ａ＋Ｂ）だけ回動した状態を示している。すなわち、先行ノズルで記録したときの記録ヘッドの角度をＡとするとき、先行ノズルで記録したときから、後行ノズルで記録するときにさらに角度Ｂだけ回動したとすると、基準からの傾き量は（Ａ＋Ｂ）となる。本実施形態では、この傾き量の差Ｂをパッチごとのキャリッジ（記録ヘッドの）の傾き量として算出する。そして、図９のステップＳ５について後述されるように、傾き量Ｂを相殺するように記録ヘッドの姿勢を変化させる。記録ヘッドの傾き角度Ｂを導出する式は、図１７（ａ）および（ｂ）に示す関係において以下のとおりとなる。

上式および図１７（ｂ）において、ＡｊｅｔおよびＢｊｅｔは、それぞれ上述の角度ＡおよびＢの姿勢の記録ヘッドで記録されたドット位置のＹ座標を表しており、先行ノズルによる記録ドットと後行ノズルによる記録ドットの位置ずれ量ＩｚはＢｊｅｔ−Ａｊｅｔと表すことができる。そして、角度ＡおよびＢが比較的小さい角度であるとして近似を用いることにより、Ａｊｅｔ＝ＭＮ_Ｌｃｏｓ（ＭＮ_θ＋Ａ）＋ＰｓｉｎＡと表すことができる。この関係を用いて、上記式２によって最終的に傾き量Ｂを求めることができる。

再度、図９を参照する。ステップＳ４でキャリッジの傾き量を算出すると、ステップＳ５において、ステップＳ４で得られたキャリッジの傾き量より、キャリッジの姿勢変動を相殺するように働くアクチュエータの駆動量を算出する。

図１８（ａ）は、姿勢制御アクチュエータの駆動によって力が作用する変位点と、テストパターン記録に用いるノズルとの位置関係を示したものであり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）を簡易的に示した図である。また、図１８（ｃ）は、姿勢制御アクチュエータであるパルスモータ８０２を駆動して、シャフトを軸としてローリングを発生させたときの図である。

図１８（ｃ）に示すように、上記式２で求めた傾き量Ｂを相殺するための変位角度ＡＣ_θは以下の式３によって表される。

そして、この変位角度ＡＣ_θを実現するためのアクチュエータの駆動量は、図１８（ａ）および（ｂ）に示す関係から、以下の式４によって求めることができる。すなわち、本実施形態では、パルスモータ８０２を駆動することにより、パルスモータに取り付けられたカム８０３によって記録媒体の搬送方向（Ｙ方向）に変位ＡＣ_Ｙを生じさせ、これにより、シャフト８０１を軸として、記録ヘッド３０１が角度Ａｃθだけ変位するようにする。

ここで、ＪＡ_Ｙはシャフトと変位点と間の搬送方向の距離、ＪＡ_Ｌはシャフトと変位点と間の距離、ＪＡ_θはＪＡ_ＹとＪＡ_Ｌが形成する角度である。この式４によって求めた駆動量ＡＣ_Ｙでパルスモータを駆動し、キャリッジの姿勢変動を抑制することができる。

再び図９を参照する。ステップＳ５でてアクチュエータ駆動量を算出すると、ステップＳ６において、ステップＳ５で求めたキャリッジ位置ごとのアクチュエータ駆動量を装置内のＲＯＭに格納する。この工程により姿勢補正制御量算出処理を終了する。

図１９は、以上説明した本発明の実施形態に係る、キャリッジ姿勢補正制御のための構成を示すブロック図である。モータ制御構成は、モータ位置制御回路２０００とモータ制御演算回路２００１を有して構成されている。

図１９において、モータの初期位置検出には、カムに取り付けられた位置基準板９００とフォトインタラプタなどで構成されるカム位置検出センサ２００２を用いてモータの初期位置検出を行う。カム位置検出センサの結果をモータ位置制御回路２０００で処理し、モータを初期位置まで駆動する制御を行う。

記録ヘッドを走査して、記録媒体に記録を行う際、キャリッジの位置を、キャリッジエンコーダセンサ２００３を用いて位置検出を行い、そのキャリッジ位置におけるモータ駆動量をＲＯＭ２００４から読み出す。読み出した駆動量からモータ制御演算回路２００１でパルス信号を生成し、生成されたパルス信号をモータドライバ２００５に入力することによって、モータ２００６を駆動する。モータ２００６には、図８で示されたカムが取り付けられており、前述したように、キャリッジの姿勢変動を打ち消す方向に変位を生み出し、ヘッドをローリングさせることによって、キャリッジ姿勢補正制御を行う。

以上のように、本発明の実施形態によれば記録中のキャリッジについて姿勢変動補正を行い、一定の姿勢でキャリッジを走査することで、キャリッジの姿勢変動に伴うドットの記録位置ずれを抑制して、記録画質を向上することが可能となる。また、キャリッジの姿勢変動を検知して姿勢変動を抑制するため、キャリッジレールの僅かな湾曲を許容可能となる。すなわち、記録画質の向上と同時に、湾曲が発生しないキャリッジレール部材の選択や、組立精度の向上に注ぐコスト（製品価格）の上昇を軽減できる。

また、このような効果は、大型の記録装置に特に顕著である。すなわち、本発明の実施形態に係る記録位置ずれは、比較的大きな記録媒体に記録を行うことが可能な大型の記録装置において顕著となる。比較的小型の記録装置の場合は、このような記録ヘッドの姿勢変動は小さく記録画像において問題となることも少ない。これに対し、大型の記録装置の場合、記録ヘッドの走査距離が長く、例えば、主走査方向にキャリッジを案内支持するためのガイドレールに僅かな反りがあっても記録ヘッドの姿勢変動は大きくなるからである。

なお、本発明の適用は、本発明の実施形態として説明したインクジェット方式の記録装置に限られないことは、以上の説明からも明らかである。

１００キャリッジ
１０１メインレール
１０２サブレール
１０３メインレール支持部材
１０４サブレール支持部材
２０１記録媒体
２０２光学式センサ
３０１記録ヘッド
３０２Ａ，３０２Ｂキャリッジ軸受け部材
３０３Ａ、３０３Ｂサブレール受け部材
８０１シャフト
８０２パルスモータ
８０３カム
２０００モータ位置制御回路

Claims

インク滴を吐出するノズルが第１方向に沿って複数配列された第１のノズル列と、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１のノズル列と異なる位置に配され、インク滴を吐出するノズルが前記第１方向に沿って複数配列された第２のノズル列とを有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを搭載して、前記第２方向に移動可能なキャリッジと、
前記キャリッジを案内するレール部材と、
前記レール部材を支持する第１の支持部材と、
前記第２方向において前記第１の支持部材と異なる位置に配され、前記レール部材を支持する第２の支持部材と、
前記記録ヘッドと対向した位置に配され、記録媒体を支持するプラテンと、
前記第１のノズル列に含まれるノズルと前記第２のノズル列に含まれるノズルとを用いて、前記記録媒体上の前記第２方向において異なる複数の位置それぞれにテストパターンを記録するパターン記録手段と、
前記キャリッジに配され、前記複数の位置それぞれに記録された前記テストパターンを読み取る読取手段と、
前記記録ヘッドを回動させることにより、前記記録ヘッドの前記プラテンに対する角度を変更する変更手段と、を備える記録装置であって、
前記読取手段による前記テストパターンの読取結果に基づいて、前記変更手段により前記複数の位置それぞれに対応する位置における前記記録ヘッドの前記角度を変更する制御手段をさらに備え、
前記第１のノズル列と前記第２のノズル列の間の前記第２方向における距離は、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材の間の前記第２方向における距離の半分以下の距離であることを特徴とする記録装置。
前記第１方向において前記レール部材と異なる位置に配され、前記キャリッジを案内する第２のレール部材と、
前記第２のレール部材を支持する第３の支持部材と、
前記第２方向において前記第２の支持部材及び前記第３の支持部材と異なる位置に配され、前記第２のレール部材を支持する第４の支持部材と、をさらに備え、
前記パターン記録手段は、前記記録媒体上の前記第２方向における前記第２の支持部材と前記第４の支持部材の間に複数の前記テストパターンを記録することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記パターン記録手段は、前記記録媒体上の前記第２方向における前記第２の支持部材と前記第４の支持部材の間に少なくとも４つの前記テストパターンを記録することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
前記パターン記録手段は、前記記録媒体上の少なくとも前記第３の支持部材に対応する位置と前記第４の支持部材に対応する位置とに前記テストパターンを記録することを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載の記録装置。
前記パターン記録手段は、前記記録媒体上の少なくとも前記第１の支持部材に対応する位置と前記第２の支持部材に対応する位置とに前記テストパターンを記録することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の記録装置。
前記パターン記録手段は、前記第１のノズル列及び前記第２のノズル列に含まれるノズルのうち、前記第１方向において前記レール部材から最も離れた位置のノズルを含む複数のノズルを用いて、前記テストパターンを記録することを特徴とする請求項１ないし５のいずれ１項に記載の記録装置。
前記テストパターンは、前記第１のノズル列に含まれるノズルと前記第２のノズル列に含まれるノズルを前記第１方向に所定量ずつずらして記録される複数のパッチから構成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の記録装置。
前記読取手段は光学式センサであり、当該光学式センサにより前記テストパターンの濃度を検出することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の記録装置。
前記読取手段による前記テストパターンの読取結果に基づいて、前記複数の位置それぞれに対応する位置における前記記録ヘッドの前記プラテンに対する傾き量を算出する算出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記算出手段により算出された前記傾き量に基づいて、前記変更手段により前記複数の位置それぞれに対応する位置における前記記録ヘッドの前記角度を変更することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の記録装置。