JP6361736B2 - 液滴吐出装置及び吐出ヘッドの調整方法 - Google Patents

Description

この発明は、液滴吐出装置及び吐出ヘッドの調整方法に関する。

従来、複数のノズルを配列し、当該ノズルから液滴を吐出させることで被吐出媒体上に画像、被膜や層を形成する液滴吐出装置がある。このような液滴吐出装置としては、例えば、各色のインク液滴を吐出させて画像を形成するインクジェット記録装置がある。

近年、出力パターンの高精度化のために、ノズルの配列間隔を狭める要求がある。また、被吐出媒体の搬送方向に対して垂直な幅方向に被吐出媒体の幅全体に亘ってノズルを配列して、被吐出媒体のみを移動させることにより短時間で被吐出媒体上に液滴を着弾させるワンパス方式のインクジェット記録装置がある。これらの場合、技術的な制約やコスト上の問題などから、全てのノズルを幅方向に一列に配列するのではなく、ノズルを搬送方向に複数のノズル列に分割して設けて、各ノズル列を千鳥格子状に配置したり、各ノズル列のノズルを幅方向に互い違いに配列したりすることにより全体として配列間隔を狭める技術がある。このとき、複数列のノズル列が複数の吐出ヘッドに分割して形成されて各々取り付けられる場合、この取り付けの精度上、相対的な位置ずれや回転ずれなどが僅かに生じて、完全に均一な配列にならないという問題がある。

これに対して、特許文献１には、複数のインクジェットヘッド間の相対的な傾きを検出する技術について開示されている。また、特許文献２には、複数のインクジェットヘッド間の相対的な位置ずれを検出する技術について開示されている。また、特許文献３には、記録媒体の搬送方向に垂直な幅方向に亘ってインク吐出ノズルが配列されたインクジェットヘッドの搬送方向に対する傾きを検出する技術について開示されている。

また、液滴吐出装置では、ノズルから吐出されて被吐出媒体上に着弾する液滴のサイズと比して近い位置のノズルから近いタイミングで液滴が吐出された場合に、被吐出媒体上で両者の液滴が部分的に重なることで当該被吐出媒体上で液滴が乾燥凝固する前に表面張力などにより引きあって一体化（液寄せ）してしまい、意図しない着弾のずれが生じ得るという問題がある。これに対し、特許文献４には、予めにじみの度合いを計測しておき、当該着弾のずれを抑えるようにハーフトーン処理のマトリクスを補正する技術について記載されている。

一方、液滴吐出装置では、しばしばノズルの目詰まりや故障などにより液滴の吐出不良が生じる。このような吐出不良が生じた場合、当該吐出不良を生じたノズルの近傍にある複数のノズルから代わりに液滴を吐出させることによって補完を行う技術がある。このとき、当該代わりに吐出された液滴間で液寄せが生じて一体化することで、補完動作による液滴の着弾形状により生じる劣化を小さく抑えることが出来ることが知られている。

特開２０１１−２５１４８０号公報 特開２０１０−４２５６５号公報 特開２００９−１３７０１５号公報 特開２００７−６９３７８号公報

しかしながら、複数の吐出ヘッドが搬送方向に異なる位置に分散配置されて形成された液滴吐出装置では、液滴の吐出不良が発生したノズルの位置により、補完のための液滴を吐出するノズルと、通常の液滴吐出を行う隣接するノズルとの間での液滴の吐出順序が入れ替わることがある。従って、この吐出順序によっては、吐出された液滴間で補完すべきノズルとは異なる方向に液寄せが生じ、濃度ムラや筋などの吐出パターンの劣化が生じやすくなるという課題がある。

この発明の目的は、液滴の吐出不良の発生時に画質の劣化を抑えることの出来る液滴吐出装置、及び当該画質の劣化を抑えることの出来る吐出ヘッドの調整方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
液滴を吐出する複数の吐出ノズルが設けられた吐出ヘッドを２以上の所定数個有し、所定の移動方向に相対移動される被吐出媒体に対して前記液滴を着弾させる液滴吐出手段と、
前記複数の吐出ノズルから、前記所定数個の吐出ヘッドの配置方向に係る所定軸方向と前記移動方向との間の相対角度を得るための所定の調整用着弾パターンで各々液滴を吐出させる吐出制御手段と、
前記被吐出媒体上における前記調整用着弾パターンを検出する検出手段と、
前記調整用着弾パターンの検出データに基づいて、当該相対角度の修正量に係る情報を定めて出力する修正量算出手段と、
前記相対角度を調整するための調整手段と、
を備え、
前記吐出ヘッドには、前記移動方向に直交する幅方向についての解像度が所定の記録解像度となるように前記複数の吐出ノズルがそれぞれ配列され、
前記液滴吐出手段は、前記所定数個の吐出ヘッドが前記記録解像度を上昇させる相対位置関係で当該液滴吐出手段による前記幅方向への液滴吐出可能幅に亘って前記移動方向に２個重なるように配置されて一体的に形成され、
前記吐出制御手段は、前記調整用着弾パターンを、前記所定数個の吐出ヘッドのうち前記幅方向の各位置においてそれぞれ前記移動方向に下流側に設けられた第２吐出ヘッドに係る前記複数の吐出ノズルのみから液滴を吐出させて形成させ、
前記修正量算出手段は、前記所定数個の吐出ヘッドのうち前記幅方向の各位置においてそれぞれ前記移動方向に上流側に設けられた第１吐出ヘッドの配置方向よりも前記第２吐出ヘッドの配置方向が理想的な配置基準方向に近づくように前記修正量に係る情報を定める
ことを特徴とする液滴吐出装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出手段は、２個の前記吐出ヘッドを有し、
前記修正量算出手段は、当該２個の吐出ヘッドのうち、前記第２吐出ヘッドの配置方向を前記配置基準方向に一致させる前記修正量に係る情報を定める
ことを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の液滴吐出装置において、
前記所定数個の吐出ヘッドにおける前記複数の吐出ノズルは、前記移動方向に異なる複数のノズル列上の何れかの位置に分散されて設けられていることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、
前記所定数個の吐出ヘッドにおける前記複数の吐出ノズルの配列は、互いに同一であり、
当該所定数個の吐出ヘッドに係る前記複数の吐出ノズルの配列は、前記記録解像度に応じた前記幅方向への前記吐出ノズルの配置間隔の２分の１ずつ互いにずらして設けられている
ことを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、
前記修正量に係る情報に基づいて前記調整手段を動作させ、前記相対角度の調整を行わせる調整制御手段を備えることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の液滴吐出装置において、
前記調整用着弾パターンは、前記幅方向に所定の間隔で選択された前記吐出ノズルから吐出された液滴による前記移動方向への複数のラインで構成され、
前記修正量算出手段は、前記被吐出媒体上における前記液滴の着弾量分布に応じて前記修正量に係る情報を取得する
ことを特徴としている。

請求項７記載の発明は、
液滴を吐出する複数の吐出ノズルが設けられた吐出ヘッドを２以上の所定数個有し、所定の移動方向に相対移動される被吐出媒体に対して前記液滴を着弾させる液滴吐出手段と、前記複数の吐出ノズルから吐出された液滴の前記被吐出媒体上における着弾パターンを検出する検出手段と、前記所定数個の吐出ヘッドの配置方向に係る所定軸方向と前記移動方向との間の相対角度を調整するための調整手段と、を備えた液滴吐出装置における吐出ヘッドの調整方法であって、
前記複数の吐出ノズルから、前記所定軸方向と前記移動方向との間の相対角度を得るための所定の調整用着弾パターンで各々液滴を吐出させる吐出制御ステップ、
前記検出手段により前記調整用着弾パターンを検出する着弾パターン検出ステップ、
前記検出された調整用着弾パターンに基づいて前記相対角度の修正量に係る情報を定めて出力する修正量算出ステップ、
前記修正量に係る情報に応じて前記相対角度を調整する吐出ヘッド調整ステップ、
を含み、
前記吐出ヘッドには、前記移動方向に直交する幅方向についての解像度が所定の記録解像度となるように前記複数の吐出ノズルがそれぞれ配列され、
前記液滴吐出手段は、前記所定数個の吐出ヘッドが前記記録解像度を上昇させる相対位置関係で当該液滴吐出手段による前記幅方向への液滴吐出可能幅に亘って前記移動方向に２個重なるように配置されて一体的に形成され、
前記吐出制御ステップでは、前記調整用着弾パターンを、前記所定数個の吐出ヘッドのうち前記幅方向の各位置においてそれぞれ前記移動方向に下流側に設けられた第２吐出ヘッドに係る前記複数の吐出ノズルのみから液滴を吐出させて形成させ、
前記修正量算出ステップでは、前記所定数個の吐出ヘッドのうち前記幅方向の各位置においてそれぞれ前記移動方向に上流側に設けられた第１吐出ヘッドの配置方向よりも前記第２吐出ヘッドの配置方向が理想的な配置基準方向に近づくように前記修正量に係る情報を定める
ことを特徴としている。

本発明に従うと、液滴吐出装置において、液滴の吐出不良の発生時に画質の劣化を抑えることが出来るという効果がある。

本発明の液滴吐出装置の実施形態としてのインクジェット記録装置を示す全体斜視図である。 インクジェット記録装置の内部構成を示すブロック図である。 吐出モジュールのインク吐出面と記録媒体との位置関係を示す図である。 吐出モジュールのインク吐出面と記録媒体との位置関係を示す図である。 インクジェット記録装置におけるインク吐出不良に対する補完動作について説明する図である。 インクジェット記録装置におけるインク吐出不良に対する補完動作について説明する図である。 吐出モジュール取付調整処理の手順を示すフローチャートである。 吐出モジュール取付調整処理で形成される周期的画像について説明する図である。 吐出モジュール取付調整処理で形成される周期的画像について説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の液滴吐出装置の実施形態としてのインクジェット記録装置１を示す全体斜視図である。

このインクジェット記録装置１は、搬送部１０と、画像形成部２０と、検出部３０（検出手段）と、制御部４０（図２参照、吐出制御手段、修正量算出手段、調整制御手段）などを備える。

搬送部１０は、図示略のモーターなどを有し、搬送面を画像形成部２０に対して所定の搬送方向（移動方向）に相対的に移動させることで、搬送面上に載置された記録媒体Ｐ（被吐出媒体）を当該搬送方向に移動させる。

画像形成部２０は、搬送面に平行な面内で搬送方向に直交する幅方向に記録媒体Ｐの幅に亘って設けられている。画像形成部２０は、複数のノズル（吐出ノズル）がそれぞれ設けられた複数、ここでは７個の吐出モジュール２１（液滴吐出手段）を有する。これらの吐出モジュール２１は、千鳥格子状に配置されて、それぞれ、記録媒体Ｐと対向する面に設けられた複数のノズル開口部からインク（液滴）を吐出することで、記録媒体Ｐ上に画像を形成する。ここでは、画像形成部２０は、画像の形成の間、固定されて用いられる。即ち、吐出モジュール２１は、ラインヘッドを構成し、このインクジェット記録装置１は、ワンパス方式で画像を形成する。
ここでは、この画像形成部２０として一色分のものしか示されていないが、複数色、例えば、ＹＭＣＫ４色のインクを吐出させる場合には、当該４色分の画像形成部２０が搬送方向に異なる位置に各々配置される。

画像形成部２０は、取り付けられた複数の吐出モジュール２１の取付角度を微調整可能となっている。この微調整は、ユーザーの操作により手動で行われても良いし、電動の調整機構を備えて制御部４０の制御動作に応じてユーザーの操作を介さずに行われても良い。

検出部３０は、画像形成部２０に対して搬送方向下流側に設けられており、画像形成部２０により記録媒体Ｐの記録面上に形成された画像を撮像して撮像データとして出力する。検出部３０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサーやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサーなどが撮像素子として幅方向に亘って配列されたラインセンサーが用いられる。検出部３０は、撮像データのコントラストを上げるために記録面を照明する光源、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ライトなどを備えていても良い。

図２は、本実施形態のインクジェット記録装置１の内部構成を示すブロック図である。

このインクジェット記録装置１は、制御部４０と、搬送駆動部４１と、ヘッド駆動部４２１と、ヘッド位置調整機構４２２（調整手段）と、通信部４３と、記憶部４４と、操作表示部４５と、検出駆動部４６と、バス４７などを備える。

制御部４０は、インクジェット記録装置１の全体動作を統括制御する。また、ＣＰＵ４０１は、検出部３０により撮像された形成画像に基づいて、吐出モジュール２１の配置やノズル開口部各々のインク吐出に係る検査及び調整を行う。

制御部４０は、ＣＰＵ４０１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ４０２（Read Only Memory）及びＲＡＭ４０３（Random Access Memory）などを備える。ＣＰＵ４０１は、各種演算処理を行って各種制御に係る処理を実行する。ＲＯＭ４０２には、各種制御に係る制御プログラムが格納されて保存されている。ＲＯＭ４０２としては、マスクＲＯＭや読み書き可能な不揮発性メモリーが用いられる。

ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データや各種設定を記憶する。ＲＡＭ４０３としては、ＳＲＡＭやＤＲＡＭなどの各種揮発性メモリーが用いられる。

ヘッド駆動部４２１は、画像形成部２０の各吐出モジュール２１を駆動するための制御信号を出力し、適切なタイミングで各吐出モジュール２１のノズル開口部（図３Ａ、図３Ｂ参照）からインクを吐出させる。これらの制御信号は、各吐出モジュール２１に対して並列に出力される。また、この制御信号は、搬送部１０による記録媒体Ｐの搬送速度（位置）を計測する図示略のエンコーダーに同期して出力される。

ヘッド位置調整機構４２２は、画像形成部２０に複数設けられている吐出モジュール２１にそれぞれ配列された複数のノズル開口部の配列方向を調整するために吐出モジュール２１と搬送方向とのなす角度を調整する。このヘッド位置調整機構４２２は、ユーザーが設定値を入力したり、制御部４０から制御信号が入力されたりすることで、電気的に駆動されて動作するものであっても良いし、或いは、ユーザーの操作により直接手動で行われても良い。

通信部４３は、外部のコンピューター端末やプリントサーバーなどから画像形成データやプリントジョブを取得し、また、画像形成に係るステータス信号を出力する。

記憶部４４は、通信部４３を介して取得された画像形成データ及びその処理データなどを記憶する。また、記憶部４４は、画像形成に係る各種実行プログラムを記憶しても良い。この記憶部４４としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）が用いられ、また、ＲＡＭなどが併用されても良い。

操作表示部４５は、ユーザーの入力操作受付画面やステータス情報を表示すると共に、ユーザーの入力操作を受け付けて、操作信号を制御部４０に出力する。操作表示部４５としては、例えば、タッチセンサーが設けられた液晶画面及びそのドライバーが用いられる。或いは、表示部としては、有機ＥＬディスプレイなどの他の表示方式に係る表示画面が用いられても良く、また、ステータス表示用のＬＥＤランプなどが併用されても良い。また、操作部としては、タッチパネルに代えて又は加えて押しボタンスイッチや回転スイッチなどが設けられていても良い。

検出駆動部４６は、検出部３０を適切なタイミングで動作させる。検出駆動部４６は、記録媒体Ｐに形成された画像の搬送タイミングに同期して各撮像素子を動作させて撮像を行い、撮像されたデータを順次制御部４０に転送する。

バス４７は、制御部４０と他の構成との間で信号の送受信を行うための経路である。

次に、本実施形態のインクジェット記録装置１における吐出モジュール２１のインク吐出面とその位置調整について説明する。

図３Ａ及び図３Ｂは、吐出モジュール２１のインク吐出面と記録媒体Ｐとの位置関係を示す図である。
この図では、搬送面上方から記録ヘッド２１１、２１２を透過して見た場合の記録媒体Ｐの表側（画像が形成される面）と記録ヘッド２１１、２１２に設けられたノズル開口部の配置が示されている。
図３Ａに示すように、本実施形態の吐出モジュール２１は、搬送方向に異なる位置に２つの記録ヘッド２１１、２１２（吐出ヘッド）が可能な限り平行になるように（当該記録ヘッド２１１、２１２が搬送方向に重なるように）並列に設けられて一体的に形成されている。各記録ヘッド２１１、２１２は、それぞれ、複数のノズルを備え、記録ヘッド２１１、２１２の搬送面との対向面（インク吐出面）には、これら複数のノズルからのインク吐出口であるノズル開口部が、搬送方向に異なる３箇所（複数の位置）においてそれぞれ幅方向に伸びる３本ずつの直線状のノズル列２１１ａ〜２１１ｃ、２１２ａ〜２１２ｃ上にそれぞれノズル間隔６ｄで分散されて設けられている。記録ヘッド２１１における３列のノズル列２１１ａ〜２１１ｃは、互いに幅方向に間隔２ｄずつずらして設けられ、また、記録ヘッド２１２における３列のノズル列２１２ａ〜２１２ｃは、互いに幅方向に間隔２ｄずつずらして設けられている。従って、各記録ヘッド２１１、２１２は、全体として幅方向に両端のノズル開口部の位置に応じた幅（液滴吐出可能幅）に亘って間隔２ｄでノズル開口部が設けられていることになる。また、記録ヘッド２１１、２１２におけるノズル開口部の配列は、互いに同一となる。
以降、ノズル列２１１ａ〜２１１ｃに係る直線の向きを記録ヘッド２１１の向きとし、また、ノズル列２１２ａ〜２１２ｃに係る直線の向きを記録ヘッド２１２の向き（所定軸方向）とする。インクジェット記録装置１の組み立て時、設置時や、吐出モジュール２１の交換時には、吐出モジュール２１は、可能な範囲で記録ヘッド２１１及び記録ヘッド２１２が搬送方向となす角度（相対角度）が９０度となる向きでインクジェット記録装置１に取り付けられる。

更に、記録ヘッド２１１と記録ヘッド２１２は、搬送方向に異なる位置において、互いに幅方向に間隔ｄずらして（記録解像度を上昇させる相対位置関係）、吐出モジュール２１に取り付けられている。従って、記録ヘッド２１１、２１２を合わせた全体では、幅方向に間隔ｄでノズル開口部が設けられることになる。

幅方向の解像度は、これらノズル開口部が設けられた間隔ｄ（ノズルピッチ）により定められ、ここでは、各記録ヘッド２１１、２１２においてノズル開口部は、例えば、各ノズル列で幅方向にそれぞれ約１２７μｍの一定幅（２００ｄｐｉに相当）で配列されている。従って、各記録ヘッド２１１、２１２は、それぞれ、幅方向に約４２．３μｍの間隔（６００ｄｐｉ：所定の記録解像度）でノズルが配置され、更に、２つの記録ヘッド２１１、２１２の間の位置のずれにより、全体として幅方向に約２１．２μｍの間隔（１２００ｄｐｉに相当）でノズル開口部が設けられる相対位置関係で配置されている。
なお、ここで示したノズル開口部は全体の一部のみであり、ノズル開口部の数は、解像度や画像形成の幅などの諸条件に応じて適宜設定される。

この画像形成部２０では、一部のノズルが内部で詰まったりノズル開口部が汚れなどで覆われたりすることにより、正常にインクが吐出されなくなってインク吐出不良（液滴吐出不良）が生じる場合がある。このインク吐出不良が生じた場合には、本実施形態のインクジェット記録装置１では、当該インク吐出不良に係るノズル開口部に対して幅方向に両隣に位置するノズル開口部から補完用のインクを代わりに出力させることで、補完が行われる。

複数の記録ヘッド２１１、２１２が一の吐出モジュール２１に一体的に形成される場合、これらの記録ヘッド２１１、２１２は、理想的には、何れも搬送方向に直角な配置方向（配置基準方向）となるように完全に平行に配置され、また、搬送面に平行なインク吐出面に垂直にインクが吐出されるが、通常、吐出モジュール２１の形成時における機械的な誤差などにより、相対位置関係に僅かなずれが生じる。また、インクがノズル列ごとにインク吐出面に対して僅かに傾いて吐出される場合もあり得る。図３Ｂに示すように、ここでは、配置のずれのみを考慮することとして、記録ヘッド２１１（第１吐出ヘッド）が記録ヘッド２１２（第２吐出ヘッド）に対して回転角度φｆ傾いて取り付けられている。その結果、記録ヘッド２１１の各ノズル開口部には、搬送方向及び幅方向に位置ずれが生じる。

記録ヘッドが本来の取付位置（即ち、配置方向）から回転方向にずれが生じている場合、ノズル開口部の幅方向へのずれの向き及び大きさは、回転の中心位置に対するノズル開口部の相対位置、即ち、距離及び回転中心からの方向によって異なる。その結果、これらのノズル開口部の位置関係により、幅方向へのノズル開口部の間隔が不均一となる。従って、ノズル開口部２１２ａ１が吐出不良の場合に補完に用いられるノズル開口部２１１ｂ１、２１１ａ１の幅方向への間隔２ｄｗは、本来の間隔２ｄより広くなり、ノズル開口部２１２ｃ２が吐出不良の場合に補完に用いられるノズル開口部２１１ａ１、２１１ｃ２の幅方向への間隔２ｄｎは、本来の間隔２ｄよりも狭くなる。
なお、ここでは、説明のために回転角度φｆを大きく示しているが、通常では、このように複数の記録ヘッドが一体形成される吐出モジュールにおける記録ヘッド間の相対的な回転角度φｆは十分に小さく、ノズル開口部の幅方向への配列順が本来の配列順から逆転することはない。

ここで、インクの液寄せについて説明する。
記録媒体Ｐ上に着弾したインク液滴は、記録媒体Ｐの当該インク液滴の着弾位置付近で所定の大きさ（例えば、直径約５０μｍ）に広がって凝固する。従って、幅方向に２つ離れたノズル開口部から吐出されるインク液滴が記録媒体Ｐ上で広がる範囲は、互いに重複する部分を有する。

一のノズル開口部から吐出されたインク液滴が記録媒体Ｐ上で凝固する前に、このインク液滴に他の着弾したインク液滴が広がって接した場合、これらのインク液滴同士は、表面張力で引かれ合うことで液寄せが生じ、記録媒体Ｐ上で結合して一つのインク液滴になる。あるノズル開口部からのインクの吐出不良が生じた場合に、幅方向に両隣のノズル開口部（即ち、幅方向に２つ離れたノズル開口部）から吐出されると、当該吐出不良を補完するインク液滴同士は、このように液寄せによって一体化することで、元の吐出不良ノズルから本来吐出されるインク液滴と、より類似した形状となる。従って、この液寄せが生じるように補完に係るインク液滴が吐出されることが好ましい。

図４Ａ及び図４Ｂは、本実施形態のインクジェット記録装置１におけるインク吐出不良に対する補完動作について説明する図である。
上述のように、このインクジェット記録装置１では、あるノズル開口部と、当該ノズル開口部と幅方向に両隣の位置関係にあるノズル開口部とは、必ず互いに異なる記録ヘッド２１１、２１２に設けられている。また、記録ヘッド２１１の開口部から記録媒体Ｐに対して吐出されるインク液滴は、記録ヘッド２１２のノズル開口部から記録媒体Ｐの搬送方向へ同一の位置に吐出されるインク液滴よりも先に吐出されることになる。従って、図４Ａに示すように、先ず、タイミングａ１において、記録ヘッド２１２のノズル開口部にインク吐出不良が生じた場合、このノズル開口部からのインク吐出を補完するインク液滴Ｌ１１、Ｌ１２は、記録ヘッド２１１のノズル開口部から吐出される更に両隣、即ち、インク吐出不良を生じたノズル開口部から幅方向に２つ離れたノズル開口部から吐出されるインク液滴Ｌ１３、Ｌ１４（図４Ａのタイミングｃ１参照）よりも先に吐出される。従って、タイミングｂ１において、これらのインク液滴Ｌ１１、Ｌ１２は、液寄せにより一体化してインク液滴Ｌ１０となる。

その後、タイミングｃ１において、記録ヘッド２１２からインク液滴Ｌ１３、Ｌ１４がインク液滴Ｌ１０に接しながら吐出され、タイミングｄ１において、全体が液寄せで一体化して、インク液滴Ｌ１９となる。

これに対し、記録ヘッド２１１のノズル開口部にインク吐出不良が生じた場合、このノズル開口部から幅方向に２つ両隣のノズル開口部からの通常の画像形成に係るインク液滴が先に記録ヘッド２１１のノズル開口部から吐出され、その後に、当該インク吐出不良の補完に係るインク液滴が記録ヘッド２１２のノズル開口部から吐出される。

即ち、図４Ｂに示されるように、先ず、タイミングａ２において、記録ヘッド２１１から先にインク吐出不良を生じたノズル開口部から幅方向に２つずつ離れた記録ヘッド２１１のノズル開口部からインク液滴Ｌ２３、Ｌ２４が吐出されると、タイミングｂ２において、それぞれ搬送方向への筋状に液寄せを生じて２本の筋状のインク液滴Ｌ２５、Ｌ２６が生じる。

この状態で、タイミングｃ２において、記録ヘッド２１２のノズル開口部から補完用のインク液滴Ｌ２１、Ｌ２２が吐出されると、幅方向に一画素分離れているインク液滴Ｌ２１、Ｌ２２が互いに接する前に、それぞれ、先行して形成されているインク液滴Ｌ２５、Ｌ２６との間で液寄せが生じ、インクが液寄せの中心方向に偏った結果、タイミングｄ２において、インク液滴Ｌ２１、Ｌ２２が一体化しないまま、それぞれインク液滴Ｌ２７、Ｌ２８が生じてしまうことがある。

このように、記録ヘッド２１１のノズル開口部のインク吐出不良を補完する場合のインク液滴Ｌ２１、Ｌ２２が液寄せにより一体化するか否かは、単にインク液滴Ｌ２１、Ｌ２２が記録媒体Ｐの着弾面で互いに接すれば良いというだけではなく、更に、インク液滴Ｌ２１、Ｌ２２のそれぞれインク液滴Ｌ２５、Ｌ２６との距離に対する互いの距離により定まる。吐出モジュール２１の形成及び取り付けに係るインク液滴Ｌ２１、Ｌ２２の液寄せを生じさせることが可能な記録ヘッド２１２のノズル開口部間の幅方向への幅の条件（特に、上限値）は、インク液滴Ｌ１１、Ｌ１２の液寄せを生じさせることが可能な記録ヘッド２１１のノズル開口部間の幅方向への長さの条件（上限値）よりも厳しく（小さく）なる。

回転角度φｆが微小角度の場合、ノズル開口部間の幅方向への距離は、この角度に比例して変化すると見做せるので、液寄せが生じるための長さの上限値は、回転角度φｆの上限値に依存する。即ち、記録ヘッド２１２は、記録ヘッド２１１よりも搬送方向に対してより正確に直交する向きでインクジェット記録装置１に取り付けられる必要があることになる。ここでは、単純に、記録ヘッド２１２が搬送方向に対して直交する向きでインクジェット記録装置１に取り付けられるように調整を行う。

図５は、本実施形態のインクジェット記録装置１における吐出モジュール２１の取付調整処理の手順を示すフローチャートである。

この吐出モジュール取付調整処理は、出荷前検査、初期起動時や画像形成部２０又は吐出モジュール２１の交換時などに呼び出されて開始される。
吐出モジュール取付調整処理が開始されると、制御部４０（ＣＰＵ４０１）は、ヘッド駆動部４２１に制御信号を出力し、各吐出モジュール２１の記録ヘッド２１２のみを用いて幅方向に周期的な画像（調整用着弾パターン）、例えば、ベタ画像を形成させる（ステップＳ１０１）。即ち、このベタ画像は、本実施形態のインクジェット記録装置１で形成される本来のベタ画像の半分のノズル数で均一に形成されるものである。制御部４０は、検出駆動部４６に制御信号を出力し、形成されたベタ画像を撮像させて撮像データ（検出データ）を取得する（ステップＳ１０２）。

制御部４０は、取得された撮像データから全体の濃度分布（液滴の着弾量分布）を検出して、記録ヘッド２１２全体の傾きを算出する（ステップＳ１０３）。この算出の手法には、従来周知の各種方法を用いることが出来る。制御部４０は、この傾きを修正するための修正角度を算出して（ステップＳ１０４）、所定の方法でこの算出された修正角度（修正量に係る情報）を出力する（ステップＳ１０５）。

ヘッド位置調整機構４２２が電動動作する場合には、制御部４０は、当該修正角度に基づいてヘッド位置調整機構４２２に各吐出モジュール２１の調整動作を行わせる。ヘッド位置調整機構４２２が手動で操作される場合には、制御部４０は、操作表示部４５に算出結果を出力させても良いし、或いは、周期的な画像を出力した記録媒体Ｐの末尾に修正角度を含む傾き調整に係る情報を記録させても良い。
そして、制御部４０は、吐出モジュール取付調整処理を終了する。
ヘッド位置調整機構４２２が手動で操作される場合には、出力情報をユーザーが読み取って、吐出モジュール取付調整処理の終了後にユーザーが手動調整を行えば良い。

図６Ａ及び図６Ｂは、ステップＳ１０１の処理で形成される周期的画像について説明する図である。
ここでは、３つのノズル列２１２ａ〜２１２ｃのうち、２つのノズル列２１２ａ、２１２ｃ上のノズル開口部からインクを吐出させた場合について示す。

図６Ａに示すように搬送方向と記録ヘッド２１２とが直交する場合と比較して、図６Ｂに示すように搬送方向に対して記録ヘッド２１２が傾いている場合には、ノズル開口部２１２ｃ１、２１２ａ１間の距離と、ノズル開口部２１２ｃ２、２１２ａ２間の距離は、それぞれ広くなる一方、ノズル開口部２１２ａ１、２１２ｃ２間の距離は、狭くなる。その結果、ノズル開口部２１２ａ１、２１２ｃ２で吐出されたインク液滴の記録媒体Ｐ上での重複部分が増加し、また、ノズル開口部２１２ｃ１、２１２ａ１で吐出されたインク液滴の記録媒体Ｐ上での隙間、及び、ノズル開口部２１２ｃ２、２１２ａ２で吐出されたインク液滴の記録媒体Ｐ上での隙間が広がる。その結果、全体として濃度の不均一が大きくなる。

本実施形態のインクジェット記録装置１では、制御部４０は、検出部３０による周期的画像の撮像データにおける幅方向への画素値（濃度）の分布をヒストグラム化する。上述のように濃度ムラが生じると、濃度ムラが無い場合と比較して、濃度の高い側と低い側にそれぞれ頻度分布が広がることになる。このような分布の広がり具合に応じて、傾き角度が算出される。或いは、予め分布と傾き角度の対応テーブルを記憶しておき、分布に係るパラメーターに基づいて対応テーブルを参照することとしても良い。

以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１は、インク液滴を吐出する複数のノズルが設けられた２個（所定数個）の記録ヘッド２１１、２１２を有し、所定の搬送方向に相対移動される記録媒体Ｐに対してインク液滴を着弾させる画像形成部２０の吐出モジュール２１と、記録媒体Ｐ上の形成画像を撮像する検出部３０と、記録ヘッド２１１、２１２の向きを全体として調整するためのヘッド位置調整機構４２２と、ＣＰＵ４０１を有する制御部４０とを備える。
記録ヘッド２１１、２１２には、搬送方向に直交する幅方向についての記録解像度が所定値、例えば、６００ｄｐｉとなるように複数のノズルがそれぞれ配列されており、吐出モジュール２１は、２個の記録ヘッド２１１、２１２による記録解像度が１２００ｄｐｉに上昇させる相対位置関係で、幅方向に当該吐出モジュール２１のインク吐出可能幅に亘って搬送方向に２個が重なるように配置されて一体的に形成されている。
制御部４０は、複数のノズルからインクを吐出させて、２個（所定数個）の記録ヘッド２１１、２１２の向き（ノズル列２１２ａ〜２１２ｃの直線方向）と搬送方向との間の相対角度を得るための所定の調整用着弾パターンの画像である周期的な画像やベタ画像を形成させ（吐出制御手段）、検出部３０により上述の周期的な画像を検出させ、当該画像における周期的なパターンデータに基づいて、相対角度の修正量を求めて出力する（修正量算出手段）。このとき、制御部４０は、２個の記録ヘッドのうち幅方向の各位置において、搬送方向下流側に設けられた記録ヘッド２１２に係るノズルからのみ、修正量の算出に用いられる調整用着弾パターンの画像の形成に係るインクを吐出させ、それぞれ搬送方向上流側に設けられた記録ヘッド２１１の配置方向よりも下流側に設けられた記録ヘッド２１２の配置方向が理想的な配置基準方向である搬送方向に直交する方向、即ち、各ノズルの幅方向への間隔が均等に間隔２ｄとなる方向に近づくように、相対角度の修正量を求める。
従って、インク液滴の吐出不良が発生して幅方向に両隣のノズルから補完用のインクを吐出させる場合に、当該補完用のインクの吐出が通常のインクの吐出より後に吐出される場合であっても、吐出不良ノズルの両隣のノズル間の距離をほぼ正確に保つことが出来るので、記録媒体Ｐ上に着弾した補完用インク同士で適切に液寄せを生じさせることが出来る。これにより、補完に係る画質の劣化を抑えることが出来る。

また、画像形成部２０の吐出モジュール２１は、２個の記録ヘッド２１１、２１２を有し、制御部４０（修正量算出手段）は、これら２個の記録ヘッド２１１、２１２のうち、搬送方向下流側に設けられた記録ヘッド２１２の向きを上述の配置基準方向に一致させるように吐出モジュール２１の向きの修正量に係る情報を定めるので、吐出不良ノズルの補完動作において、隣接するインクの吐出順序により液寄せが生じ難い場合であっても記録媒体Ｐ上に着弾した補完用インク同士で確実に液寄せさせることが出来る。

また、各記録ヘッド２１１、２１２における複数の吐出ノズルに対応するノズル開口部は、搬送方向に異なる３本の直線状のノズル列２１１ａ〜２１１ｃ、２１２ａ〜２１２ｃ上の何れかの位置に分散されて設けられるので、より容易且つ正確に高解像度で画像を形成することが出来る。また、回転ずれによる位置ずれの影響が出やすいこのようなノズル配置の記録ヘッドに対して本発明を適用することで、より効果的に画像を劣化させない補完動作を行うことが出来る。

また、記録ヘッド２１１、２１２における複数の吐出ノズルの配列パターンは、互いに同一であり、これらの記録ヘッド２１１、２１２に係る複数の吐出ノズルの配列は、６００ｄｐｉの記録解像度に応じた前記幅方向への前記ノズル開口部の配置間隔である約４２．３μｍの２分の１である約２１．２μｍずつ互いにずらして設けられることで、１２００ｄｐｉの記録解像度が達成されている。このような高解像度の吐出モジュール２１による画像形成において、達成された高解像度による形成画像を極力損なわない形で吐出不良ノズルの補完動作を行わせることが出来る。

また、制御部４０は、吐出モジュール２１の向きの修正量に係る情報に基づいてヘッド位置調整機構４２２を動作させ、相対角度の調整を行わせるので、ユーザーが手動で調整動作を行わなくても好ましい修正量を自動的に判別して調整することが出来る。

また、記録ヘッド２１２に係る複数のノズルの中から幅方向に所定の間隔で選択されたものを用いて搬送方向に複数のラインを形成し、記録媒体Ｐ上に形成された当該複数のラインに係る濃度分布に応じて吐出モジュール２１の向きの修正量を算出するので、濃度分布の取得に適切な頻度の簡易な画像パターンで容易に最適な記録ヘッド２１１、２１２の向きへの修正を行うことが出来る。

また、本実施形態の記録ヘッドの調整方法は、インク液滴を吐出する複数のノズルが設けられた２個の記録ヘッド２１１、２１２を有し、所定の搬送方向に相対移動される記録媒体Ｐに対してインク液滴を着弾させる画像形成部２０の吐出モジュール２１と、複数のノズルから吐出された液滴の記録媒体Ｐ上における画像パターンを検出する検出部３０と、記録ヘッド２１１、２１２の配置方向に係る所定軸方向と前記移動方向との間の相対角度を調整するためのヘッド位置調整機構４２２と、を備えたインクジェット記録装置において、複数の吐出ノズルからインクを吐出させて、前記所定軸方向と前記移動方向との間の相対角度を得るための周期的な画像を形成させる吐出制御ステップ、検出部３０により形成された周期的な画像を撮像検出する着弾パターン検出ステップ、検出された周期的な画像のデータに基づいて相対角度の修正量に係る情報を定めて出力する修正量算出ステップ、修正量に係る情報に応じて相対角度を調整する吐出ヘッド調整ステップ、を含む。
記録ヘッド２１１、２１２には、搬送方向に直交する幅方向についての解像度が所定の記録解像度、例えば、６００ｄｐｉとなるようにノズルがそれぞれ配列され、吐出モジュール２１は、記録ヘッド２１１、２１２が記録解像度を１２００ｄｐｉに上昇させる相対位置関係で、幅方向に当該吐出モジュール２１のインク吐出可能幅に亘って搬送方向に２個が重なるように配置されて一体的に形成されている。
そして、吐出制御ステップでは、２個の記録ヘッドのうち幅方向の各位置において、搬送方向下流側に設けられた記録ヘッド２１２に係るノズルからのみ、修正量の算出に用いられる調整用着弾パターンの画像の形成に係るインクを吐出させ、
また、修正量算出ステップでは、記録ヘッド２１１、２１２のうち幅方向の各位置においてそれぞれ搬送方向に上流側に設けられた記録ヘッド２１１の向きよりも下流側に設けられた記録ヘッド２１２の向きが、理想的な配置基準方向である搬送方向に直交する方向、即ち、各ノズルの幅方向への間隔がより均等に間隔２ｄに近くなる方向に近づくように、相対角度の修正量を求める。
このように、インク液滴の吐出不良が発生して幅方向に両隣のノズルから補完用のインクを吐出させる場合に、当該補完用のインクの吐出が通常のインクの吐出より後に吐出される場合であっても、吐出不良ノズルの両隣のノズル間の距離をほぼ正確に保つことが出来るので、記録媒体Ｐ上に着弾した補完用インク同士で適切に液寄せを生じさせることが出来る。これにより、補完に係る画質の劣化を抑えることが出来る。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、７個の吐出モジュール２１にそれぞれ２個の記録ヘッド２１１、２１２が設けられた場合について説明したが、単一の吐出モジュールに同様の配置で１４個の記録ヘッドが設けられる場合においても、各記録ヘッド両端で重複している部分を除き、幅方向の各位置で２個の記録ヘッドが設けられている構造となる。この場合には、上流側から１つ目と３つ目の記録ヘッドが上流側の記録ヘッド（第１記録ヘッド）となり、上流側から２つ目と４つ目の記録ヘッドが下流側の記録ヘッド（第２記録ヘッド）となる。このように、複数の第２記録ヘッドが設けられる場合には、これらの第２記録ヘッド全ての配置が最適化されるように修正量が求められれば良い。
また、単一の吐出モジュール２１において、画像記録可能な全幅に亘ってインクを吐出可能な１つの第１記録ヘッドと１つの第２記録ヘッドが略平行に設けられたものであっても良い。即ち、吐出モジュール２１の数や、吐出モジュール２１における幅方向への記録ヘッドの配列数は、特定の数に限定されない。

また、上記実施の形態では、液滴吐出装置としてインクジェット記録装置を例に挙げて説明したが、これに限られない。インク以外の各種処理液が吐出されたり、或いは、基板上に薄膜層などを形成する際に用いられる薄膜材料が吐出される吐出装置であったりしても良い。

また、上記実施の形態では、各記録ヘッド２１１、２１２で３列の千鳥格子状配置でノズル開口部が配置されていたが、これに限られない。他の列数であっても良い。また、記録ヘッド２１１と記録ヘッド２１２とで配列パターンが異なっていても、吐出不良ノズルの補完動作が他方の記録ヘッドにおける両隣のノズルで実行可能な配置であれば良い。また、各記録ヘッド２１１、２１２におけるノズル列２１１ａ〜２１１ｃ、２１２ａ〜２１２ｃは、搬送方向と交差していれば、必ずしも直交している必要がない。

また、上記実施の形態では、固定された吐出モジュール２１から搬送される記録媒体Ｐに対してインクが吐出されるワンパス方式のラインヘッドを用いたインクジェット記録装置について説明したが、吐出モジュール２１が移動しながらインクが吐出されるものであっても良い。この場合、移動方向の上流側と下流側とが規定される必要があるので、吐出モジュール２１が往復動作をする場合であっても、一方向への移動時にのみインクの吐出がなされる必要がある。
この場合も上述のラインヘッドと同様に、吐出モジュール２１の数や吐出モジュール２１における幅方向への記録ヘッドの配列数は、特定の数に限られない。例えば、２つの記録ヘッドが単純に搬送方向に異なる位置に配置された単一の吐出モジュールであっても良いし、２つの記録ヘッドが搬送方向に異なる位置に配置された吐出モジュールが複数個、千鳥格子状に配置されていても良い。或いは、各吐出モジュールにおいて、上流側の記録ヘッドと下流側の記録ヘッドがそれぞれ幅方向に複数に分割して配置されていても良く、この場合、当該分割された複数の記録ヘッドは、それぞれ千鳥格子状に配置されていても良い。

また、上記実施の形態で無視したインク列ごとのインク吐出方向のずれを考慮する必要がある場合には、記録ヘッド２１１、２１２の配置方向及び配置基準方向に当該ずれの影響を考慮した値を用いれば良い。

また、上記実施の形態では、周期的な画像の濃度分布に基づいて適切な修正量を算出したが、吐出された液滴がインクではなく、例えば、無色透明な液滴の場合などには、着弾各位置における当該液滴の厚みや光の反射率、屈折率など各種定量的な指標を取得する検出部３０を備え、当該検出結果に基づいて着弾パターンの分布を得ることが出来る。
その他、上記実施の形態で示した具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

この発明は、液滴吐出装置及び吐出ヘッドの調整方法に利用することが出来る。

１ インクジェット記録装置
１０ 搬送部
２０ 画像形成部
２１ 吐出モジュール
２１１ 記録ヘッド
２１１ａ〜２１１ｃ ノズル列
２１１ａ１ ノズル開口部
２１１ｂ１ ノズル開口部
２１２ 記録ヘッド
２１２ａ〜２１２ｃ、 ノズル列
２１２ａ１ ノズル開口部
２１２ｃ１ ノズル開口部
２１２ｃ２ ノズル開口部
３０ 検出部
４０ 制御部
４１ 搬送駆動部
４２１ ヘッド駆動部
４２２ ヘッド位置調整機構
４３ 通信部
４４ 記憶部
４５ 操作表示部
４６ 検出駆動部
４７ バス
Ｐ 記録媒体

Claims (7)

1. 液滴を吐出する複数の吐出ノズルが設けられた吐出ヘッドを２以上の所定数個有し、所定の移動方向に相対移動される被吐出媒体に対して前記液滴を着弾させる液滴吐出手段と、
   前記複数の吐出ノズルから、前記所定数個の吐出ヘッドの配置方向に係る所定軸方向と前記移動方向との間の相対角度を得るための所定の調整用着弾パターンで各々液滴を吐出させる吐出制御手段と、
   前記被吐出媒体上における前記調整用着弾パターンを検出する検出手段と、
   前記調整用着弾パターンの検出データに基づいて、当該相対角度の修正量に係る情報を定めて出力する修正量算出手段と、
   前記相対角度を調整するための調整手段と、
   を備え、
   前記吐出ヘッドには、前記移動方向に直交する幅方向についての解像度が所定の記録解像度となるように前記複数の吐出ノズルがそれぞれ配列され、
   前記液滴吐出手段は、前記所定数個の吐出ヘッドが前記記録解像度を上昇させる相対位置関係で当該液滴吐出手段による前記幅方向への液滴吐出可能幅に亘って前記移動方向に２個重なるように配置されて一体的に形成され、
   前記吐出制御手段は、前記調整用着弾パターンを、前記所定数個の吐出ヘッドのうち前記幅方向の各位置においてそれぞれ前記移動方向に下流側に設けられた第２吐出ヘッドに係る前記複数の吐出ノズルのみから液滴を吐出させて形成させ、
   前記修正量算出手段は、前記所定数個の吐出ヘッドのうち前記幅方向の各位置においてそれぞれ前記移動方向に上流側に設けられた第１吐出ヘッドの配置方向よりも前記第２吐出ヘッドの配置方向が理想的な配置基準方向に近づくように前記修正量に係る情報を定める
   ことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記液滴吐出手段は、２個の前記吐出ヘッドを有し、
   前記修正量算出手段は、当該２個の吐出ヘッドのうち、前記第２吐出ヘッドの配置方向を前記配置基準方向に一致させる前記修正量に係る情報を定める
   ことを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
3. 前記所定数個の吐出ヘッドにおける前記複数の吐出ノズルは、前記移動方向に異なる複数のノズル列上の何れかの位置に分散されて設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出装置。
4. 前記所定数個の吐出ヘッドにおける前記複数の吐出ノズルの配列は、互いに同一であり、
   当該所定数個の吐出ヘッドに係る前記複数の吐出ノズルの配列は、前記記録解像度に応じた前記幅方向への前記吐出ノズルの配置間隔の２分の１ずつ互いにずらして設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
5. 前記修正量に係る情報に基づいて前記調整手段を動作させ、前記相対角度の調整を行わせる調整制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
6. 前記調整用着弾パターンは、前記幅方向に所定の間隔で選択された前記吐出ノズルから吐出された液滴による前記移動方向への複数のラインで構成され、
   前記修正量算出手段は、前記被吐出媒体上における前記液滴の着弾量分布に応じて前記修正量に係る情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
7. 液滴を吐出する複数の吐出ノズルが設けられた吐出ヘッドを２以上の所定数個有し、所定の移動方向に相対移動される被吐出媒体に対して前記液滴を着弾させる液滴吐出手段と、前記複数の吐出ノズルから吐出された液滴の前記被吐出媒体上における着弾パターンを検出する検出手段と、前記所定数個の吐出ヘッドの配置方向に係る所定軸方向と前記移動方向との間の相対角度を調整するための調整手段と、を備えた液滴吐出装置における吐出ヘッドの調整方法であって、
   前記複数の吐出ノズルから、前記所定軸方向と前記移動方向との間の相対角度を得るための所定の調整用着弾パターンで各々液滴を吐出させる吐出制御ステップ、
   前記検出手段により前記調整用着弾パターンを検出する着弾パターン検出ステップ、
   前記検出された調整用着弾パターンに基づいて前記相対角度の修正量に係る情報を定めて出力する修正量算出ステップ、
   前記修正量に係る情報に応じて前記相対角度を調整する吐出ヘッド調整ステップ、
   を含み、
   前記吐出ヘッドには、前記移動方向に直交する幅方向についての解像度が所定の記録解像度となるように前記複数の吐出ノズルがそれぞれ配列され、
   前記液滴吐出手段は、前記所定数個の吐出ヘッドが前記記録解像度を上昇させる相対位置関係で当該液滴吐出手段による前記幅方向への液滴吐出可能幅に亘って前記移動方向に２個重なるように配置されて一体的に形成され、
   前記吐出制御ステップでは、前記調整用着弾パターンを、前記所定数個の吐出ヘッドのうち前記幅方向の各位置においてそれぞれ前記移動方向に下流側に設けられた第２吐出ヘッドに係る前記複数の吐出ノズルのみから液滴を吐出させて形成させ、
   前記修正量算出ステップでは、前記所定数個の吐出ヘッドのうち前記幅方向の各位置においてそれぞれ前記移動方向に上流側に設けられた第１吐出ヘッドの配置方向よりも前記第２吐出ヘッドの配置方向が理想的な配置基準方向に近づくように前記修正量に係る情報を定める
   ことを特徴とする吐出ヘッドの調整方法。

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