JPH05278306A - スウォース型プリンタおよびそれに用いられる光センサの測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】キャリッジの走査軸に沿って２つのインクジェ
ットカートリッジを有するスウォース型プリンタの該２
つのカートリッジの相互位置を調整可能とする。 【構成】複数の印刷素子Ｃ１、Ｃ２を搭載したキャリッ
ジ５１に光センサを搭載し、この光センサによって、媒
体走査軸と平行に印刷された垂直線分の水平位置、およ
びキャリッジ走査軸と平行に印刷された水平線分の垂直
位置を検出し、これに基づいてカートリッジの位置調整
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にスウォース(swa
th)形プリンタに関し、更に詳細には多重プリントヘッ
ドスウォース形プリンタのプリントヘッドを垂直および
水平に位置合せする装置および方法に関する。

【０００２】

【従来技術および発明が解決しようとする課題】スウォ
ースプリンタは、印刷媒体を横断して可動印刷カートリ
ッジを１回だけ走査することにより複数のドット列を印
刷できるラスタ形または行列形のプリンタである。スウ
ォースプリンタの印刷カートリッジは、複数のドット列
を印刷することができるよう互いに媒体の運動方向に設
置される複数の印刷要素（たとえば、インクジェットノ
ズル）を備えているのが普通である。用途に応じて、媒
体走査方向の印刷要素間の距離は所要分解能に対するド
ットのピッチ（たとえば、300ドット毎インチ(dpi)の分
解能に対してインチの1/300）に対応することができ
る。１スウォースまたはキャリッジ走査の後、媒体プリ
ンタが１キャリッジ走査すなわちスウォースで印刷する
ことができる列の数（すなわち、スウォース高さまたは
スウォース距離）だけ前進させることができる。印刷は
一方向または双方向とすることができる。

【０００３】スウォースプリンタの印刷要素は普通、イ
ンクジェットノズルのような一並びの印刷要素を備えて
いるプリントヘッドに構成されている。構成により、プ
リントヘッドはインクジェットプリンタに普通利用され
ているもののような着脱自在のプリントヘッドカートリ
ッジを備えている。スウォース形インクジェットプリン
タの処理量は多重インクジェットプリントヘッドカート
リッジを利用して追加プリントヘッドカートリッジによ
りスウォースの高さを高くすることにより上げることが
できる。多重プリントヘッドカートリッジスウォースプ
リンタに伴う問題点は、プリントヘッドの機械的公差
（たとえば、プリントヘッドカートリッジのプリントヘ
ッドカートリッジに対する位置決めの不確かさ、および
カートリッジの挿入による変動の不確かさ）、およびプ
リントヘッドカートリッジ間の滴下速度の相違の結果と
しての印刷品位の低下であり、このような品位の低下は
双方向印刷および一方向印刷の双方で発生し得る。プリ
ントヘッドと印刷媒体との間の隙間の機械的公差も、一
つまたは複数のプリントヘッドカートリッジを用いる双
方向印刷では印刷品位の低下を生ずる。

【０００４】製造される各プリンタに対する工場補正お
よび／または厳密な製造公差管理は印刷品位の低下に寄
与する幾つかの要因に注意を払っているが、極めて困難
で且つ経費がかかる。その上、製造公差管理は、特にプ
リンタの電子部品に関して、経時変化や温度がプリンタ
に及ぼす影響に注意を払うことができないことがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】それ故、多重プリントヘ
ッドカートリッジスウォースプリンタで印刷品位に影響
する位置合せ不良を検出して補正する方法および装置を
提供することは好都合である。

【０００６】他の利点は多重プリントヘッドカートリッ
ジスウォースプリンタで印刷品位に影響する位置合せ不
良を自動的に検出して補正する方法を提供することであ
る。

【０００７】本発明によれば、カッド(quad)フォトダイ
オード検出器を含む光センサは、水平位置補正値に従っ
て上記検出器上に写し出される印刷された垂直試験線分
の水平位置及び、垂直位置補正値に従って上記検出器上
に写し出される印刷された水平線分の垂直位置を決定す
るのに用いられる。

【０００８】

【実施例】以下の詳細な説明および添付の幾つかの図に
おいて、同様の要素は同様の参照数字で示している。

【０００９】図１は、本発明による位置合せ方式を採用
してプリントヘッドの位置合せ不良を校正し補正するス
ウォース形多重プリントヘッドインクジェットプリンタ
の主要機械要素を、プリンタの前方から右を見て描いた
前面四分の一概要斜視図が示されている。プリンタはキ
ャリッジ走査軸（プリンタ技術では普通Ｙ軸と言う）に
沿って並進移動するための案内レール53、55に取付けら
れた可動キャリッジ51を備えている。キャリッジ51は従
来どおりの方法で駆動され得る無端ベルト57により案内
レール53、55に沿って駆動され、直線エンコーダストリ
ップ59はキャリッジ51のキャリッジ走査軸に沿う位置
を、たとえば従来どおりの方法に従って、検出するのに
利用される。

【００１０】キャリッジ51は、キャリッジの前方に設置
されて実質上同一の着脱可能な第１および第２のインク
ジェットプリントヘッドカートリッジC1、C2（時には
「ペン」、「印刷カートリッジ」、または「カートリッ
ジ」と呼ばれることがある）を保持する第１および第２
のカートリッジ保持シュー91、92を支持している。図１
はカートリッジC2を取外した状態で示しているが、図５
ではカートリッジをその取付け位置にある状態で示して
いる。図２に示したように、プリントヘッドカートリッ
ジC1、C2は、プリントヘッドカートリッジの下にある印
刷ローラ６３に支持されている印刷媒体６１に対して、
インクをほぼ下方に、放出する下向きのノズルを備えて
いる。

【００１１】 参考のため、印刷カートリッジC1、C2は
図１の説明文で示したように、プリンタの前面にあると
考えるが、図１にラベル付き矢印で示したように、左お
よび右の方向は印刷カートリッジの方を見ながら見た方
向である。一例によれば、印刷媒体61は印刷または位置
決めしながら前進し、図２に示すように、カートリッジ
ノズルの下方からプリンタの前面に向って通過するよう
になり、反対方向に巻戻される。

【００１２】図３に示すような媒体走査軸（普通Ｘ軸と
呼ばれる）は媒体の変位の基準としてばかりでなく、線
の向きの基準としても利用される。媒体走査軸は一般に
印刷カートリッジのノズルの下にある印刷媒体表面に接
し、カートリッジ走査軸に直交していると考えることが
できる。従来の用法によれば、媒体走査軸は、恐らくは
垂直だった印刷媒体の一部に印刷された印刷要素を有す
るプリンタのためであろうが、便宜的に「垂直」軸と呼
ばれている。また既知の使用法によれば、カートリッジ
走査軸は便宜的に「水平」軸と呼ばれている。実用的見
地からは、図１のプリンタの印刷出力が印刷ローラ63か
ら吊り下っていると同じ向きに観察者の前に垂直に置か
れていれば、単一インクジェットノズルを用いて、およ
びキャリッジ移動ではなく媒体移動により印刷される線
は「垂直」になるが、単一インクジェットノズルを用い
て、および媒体移動ではなくカートリッジ移動により印
刷される線は「水平」になる。このような線を含む印刷
媒体を観察者の前に水平に設置すれば、観察者から向う
に伸びる線は普通の慣例により垂直と考えることがで
き、観察者に関して側方に延びる線は普通の慣例により
水平と考えることができる。したがって、下記説明で
は、媒体走査軸と整列している印刷線を「垂直」線と呼
び、カートリッジ走査軸と整列している印刷線を水平線
と呼ぶ。

【００１３】図３は、第１および第２のカートリッジC
1、C2のノズル板101、102の構成をカートリッジのノズ
ルの上方から見て（すなわち、印刷媒体が図の平面の下
になる）概略的に示してある。各ノズル板は２列に配置
された偶数個のノズルを備えており、一方の列のノズル
は他方の列のノズルに対して千鳥になっている。実施例
により、各ノズル板は、ノズル列の下端から出発し、左
列にあるノズルを奇数番号のノズル、右列にあるノズル
を偶数番号のノズルとして(１、1)から(１、50)までの
番号の付いた50個のノズルを備えているように示してあ
る。ただし、「１」はプリントヘッドカートリッジの番
号を表す。図３に距離Ｐで示した、筋違いに隣接するノ
ズルの間の媒体走査軸に沿う距離は、ノズルピッチとし
て知られており、例によれば、所要ドット分解能の分解
ドットピッチ（たとえば、300dpiに対して1/300イン
チ）に等しい。使用中、プリントヘッドのノズルの列の
間の物理的間隔は、スウォース印刷データの適切なデー
タ移転により補償されるので、二つの列は単一列のノズ
ルとして働く。

【００１４】第１および第２のカートリッジC1、C2はカ
ートリッジ走査軸に沿って並列しており、媒体走査軸に
沿って互いに対して片寄っており、媒体走査軸に沿って
３ノズルピッチほども重なることができる。ここで更に
完全に説明するように、各ペンの２個のノズルは、使用
可能ノズルを垂直軸に沿う正しい動作位置合せに一層近
付けるために、試験パターンに従って選択されたとおり
に論理的に使用不能にされる。

【００１５】第２の保持シュー92はカートリッジ51に固
定されており、一方第１のカートリッジ保持シュー91
は、弾性的に変形可能なトーションバー状支持部材93に
よりカートリッジ51に枢軸回転可能に固定されており、
このトーションバー状支持部材93は、第１のプリントヘ
ッドカートリッジC1のノズル板の平面近くで保持シュー
91の下部後方部分にカートリッジ走査軸にほぼ平行に設
置されている。実施例によれば、トーションバー状支持
部材93は第１のカートリッジ保持シュー91の背面板95お
よびカートリッジ枠の一部と一体に形成されているの
で、第１の保持シュー91はトーションバー状支持部材93
を通過する枢軸PAの周りを枢軸回転することができる。
第１のカートリッジ保持シューの最上部は保持シューの
背面板95と構造的に一体を成すカムフォロワーフランジ
97を備えている。カムフォロワーフランジ97は、キャリ
ッジの最上部と第１の保持シューの最上部の間に接続さ
れている１対の保持ばね113により位置調節カム111に向
って後方に片寄せられている。

【００１６】調節カム111はキャリッジ51にあるピン115
に回転可能に取付けられており、上方から見てカムの時
計方向の回転を増すとカムピン115と保持シューフラン
ジ97との間の距離が増大するように形成されている。カ
ムはカムと一体になっているカムレバー117により回転
させられ、カムの時計方向回転を制限する右カム止め11
9と係合することができる。したがって、カムレバー117
がカム止め119から離れるよう反時計方向に回転するに
つれて、第１のカートリッジC1のノズル板101は枢軸PA
の周りを下向きに回転するが、これにより第１のカート
リッジのノズル板は、その印刷区域が媒体走査軸に沿っ
て第２のカートリッジの印刷区域に一層近くなるよう補
助される。上方から見て反時計方向に調節カム111が回
転することにより第１の印刷カートリッジC1が第２の印
刷カートリッジC2に一層近くなるよう効果的に位置決め
される。

【００１７】調節カム111は、カムレバー117が、便利に
設置された枢軸止め調節レバー腕121の下向きに突出す
るタブ121aに対して係合している間に、キャリッジ51の
移動に従って制御可能に移動する。この調節レバー腕12
1は、タブ121aを、カムレバー117がキャリッジ51と共に
移動するにつれてカムレバー117の径路の中または上方
にあるように枢軸回転させることができる。図５に示す
ように、カムアクチュエータ腕121はキャリッジ案内レ
ールの一端の近辺に設けることができ、作動用レバー12
3により作動され、この作動用レバー123はステップモー
タ129の出力によりカム127により制御されるカムフォロ
ウ125により駆動される。片寄せばね131はカムアクチュ
エータ腕121が作動されたとき上昇位置に完全に確実に
上昇するようにする。

【００１８】カムアクチュエータ腕121は他の機構によ
り制御され得ること、およびステップモータ129は別の
目的に使用し得ることが認められるはずである。アクチ
ュエータ腕121およびカム調節のためアクチュエータ腕1
21に対してカートリッジの変位を使用することによりカ
ム調節のために別々のサーボモータを使用しなくてよ
い。

【００１９】印刷線を描く図に対する説明を容易にする
ため、媒体走査方向を垂直方向とも呼ぶことにし、キャ
リッジ走査方向を水平方向とも呼ぶことにする。またし
たがって、キャリッジがカムアクチュエータの方に移動
するときキャリッジは左に移動し、キャリッジがカムア
クチュエータ機構から遠くに移動するときキャリッジは
右に移動する。図１、図３、および図５には全般に左方
向および右方向の指示が入っている。

【００２０】スウォースの前進に関しては、印刷媒体61
は印刷ローラの下に入り、印刷されたとき印刷ローラの
上にあるから、最初に印刷される材料は、印刷ローラか
ら吊り下がるにつれて印刷画像に最も近くなる。したが
って、図面に描いた印刷主体材料は一般に、下スウォー
スが最初に印刷されるように、下から上に印刷されると
見なされる。

【００２１】光センサ65はキャリッジ51に、たとえば第
１のプリントヘッドカートリッジ保持シューの右に隣接
して、取付けられている。ここに更に説明するように、
光センサ65は第１と第２のプリントヘッドカートリッジ
C1とC2との間の水平および垂直の位置合せ不良を補償す
るよう処理される印刷媒体61に印刷された試験線に関し
て位置データを与えるのに利用される。

【００２２】キャリッジ51の移動、印刷媒体61の移動、
プリントヘッドカートリッジC1およびC2の動作および第
１のプリントヘッドカートリッジC1の位置の調節は図６
に示すようなプリンタ制御システムにより制御される。
制御システムは制御システム内の要素の行動を制御する
主制御装置31を備えている。媒体軸駆動モータエンコー
ダ35は、制御装置31からの媒体運動命令に従って印刷ロ
ーラ63を動かす媒体軸駆動モータ33をフィードバック制
御する情報を発生する。同様に、キャリッジ軸エンコー
ダ37は、制御装置31からのキャリッジ運動命令に従って
キャリッジ51を位置決めするキャリッジ走査軸駆動モー
タ39をフィードバック制御するフィードバック情報を発
生する。マルチチャンネルアナログ・ディジタル(A/D)
変換器65は光センサ81の出力に基づいてアナログ信号を
受け、ここに更に説明する手順に従って処理するこのよ
うな信号のディジタル形態を発生する。制御装置は更
に、たとえば入力ベクトルの終点をラスタデータに変換
することによりまたはラスタデータを適切な源から直接
ロードすることにより、スウォースラスタデータをスウ
ォースデータランダムアクセス記憶装置(RAM)41に格納
する。制御装置は、スウォースRAM内の理想的ビットマ
ップが媒体に写像されるようスウォースラスタデータの
転送を制御する。これは、キャリッジがいずれかのキャ
リッジ走査方向に横断するにつれてノズルが印刷媒体61
の適切な領域の上にあるときビットマップからの適切な
データが印刷カートリッジノズルに到達するように、デ
ータを水平に選択的に移転することにより行なわれる。
この写像は通常各印刷カートリッジの各ノズルを適切に
移転して各カートリッジの２列のノズルおよび印刷カー
トリッジ間の水平片寄りを補償することを含んでいる。
このような移転は累積分解ドットピッチに対応する。こ
こに更に説明するように、公称スウォースデータ移転は
調節されてまたは補正されて、ここに説明した手順に従
って検出される水平位置合せ不良を補償する。制御装置
31はまた印刷遅延制御装置43の遅延を、カートリッジC
1、C2からの最終滴下設置を精密制御するために、１分
解能ドットピッチ未満である水平位置合せ移転を補償す
るように設定する。印刷遅延制御装置43はインク発射パ
ルスを印刷カートリッジC1、C2のノズルに供給する印刷
ドライバ45を制御する。

【００２３】媒体写像および印刷カートリッジタイミン
グ遅延補正に対するスウォースデータは、たとえば、19
91年10月31日にこれと同時に出願されている、「FAST FL
EXIBILE PRINTER/PLOTTER WITH THETA-Z CORRECTION(θ
-Z補正付き高速高柔軟性プリンタ／プロッタ)」と題する
出願に開示されている回路および方法により実現するこ
とができる。

【００２４】印刷カートリッジC1、C2は、製造公差に従
って機械的に近接して整列されており、ここに開示する
ように二つの印刷カートリッジC1、C2が96個のノズルか
ら成る１列の単一プリントヘッドのように協同して機能
するように精密に整列している。このようにして、各走
査またはスウォースは（媒体走査方向に測って）96ノズ
ルピッチの広さであり、単一印刷カートリッジを使用す
るのに比較して印刷の速さが増大している。キャリッジ
走査軸に沿う位置合せはスウォースデータ移転を調節し
て検出された水平位置合せ不良の累積ドットピッチ部分
の補正を行い、次にインクジェットノズルの発射のタイ
ミングを調節して検出された水平位置合せ不良の断片的
ドットピッチ部分を補正することにより達成される。媒
体走査方向の位置合せはプリントヘッドカートリッジC
1、C2の使用可能ノズルを選択して検出された垂直位置
合せ不良の累積ノズルピッチ部分を補正し、次に第１の
プリントヘッドカートリッジC1の角度部分を第２のプリ
ントヘッドカートリッジC2に対して調節カム111を介し
て調節し、検出された垂直位置合せ不良の断片的ノズル
ピッチ部分を補正することにより達成される。これら調
節は試験線分の印刷に従って、次いで図７に簡略概略断
面に示してある光センサ65を使用して試験線分間の距離
を測定することにより行われる。特に図７を参照すれ
ば、光センサは、印刷媒体の一部を、たとえば−対−
に、ハウジングの上に設置されたカッドフォトダイオー
ド検出器73に結像する結像レンズ69、71を支持するハウ
ジング67を備えている。たとえばLEDからなる照明源75
は、結像レンズ69、71の光軸の付近にある印刷媒体を照
明するようにハウジングの底部に支持されている。

【００２５】カッドフォトダイオード検出器73は図８に
概略描いたように４個のフォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、
Ｄから構成されている。図８はブロック図の形で検出器
フォトダイオードの出力を処理する回路をも示してい
る。フォトダイオードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはその活動域を表
す箱として示してある。フォトダイオードＡおよびＢの
活動域はフォトダイオードＣおよびＤの活動域がそうで
あるようにキャリッジ走査軸と一直線を成している。フ
ォトダイオードＡおよびＣの活動域は、フォトダイオー
ドＢおよびＤの活動域がそうであるように媒体軸と一直
線を成している。実質上、フォトダイオードはその辺が
キャリッジ走査軸および媒体走査軸と一直線を成す正方
形内に設置されている。

【００２６】差分増幅器回路77はフォトダイオードＤの
出力を筋違いに向き合うフォトダイオードＡの出力から
差引き、一方差分増幅器回路79はフォトダイオードＣの
出力を筋違いに向き合うフォトダイオードＢの出力から
差引く。差分増幅器回路77、79のアナログ差分出力は、
図ではチャンネル０および１であるアナログ・ディジタ
ル変換器81のそれぞれのチャンネルによりディジタルに
変換される。代わりに、差分増幅器回路77、79の差分出
力の各々について個別のAD変換器を使用することができ
る。差分増幅器回路の出力のディジタル形は、垂直方向
に整列しているフォトダイオードＡおよびＣが一方の検
出器として働き、垂直に整列しているフォトダイオード
ＢおよびＤが他方の検出器として働く二重検出器の出力
の有効な差である差信号Ｈを発生する。

【００２７】 H＝CH0−CH1＝(A−D)−(B−C)＝(A＋C)−(B＋D) （方程式１）

【００２８】ただしフォトダイオード検出器の出力はフ
ォトダイオード検出器を区別するのに使用される参照文
字で表してあり、AD変換器のチャンネル０および１はそ
れぞれCH0およびCH1と表してある。差信号Ｈは、垂直線
の水平位置を決定するのに使用されるから、センサ水平
差信号Ｈと呼ぶものとする。

【００２９】相似的に、差分増幅器回路77、79の出力の
ディジタル形を加算すると、水平に整列しているフォト
ダイオードＡおよびＢが一方の検出器として働き、水平
に整列しているフォトダイオードＣおよびＤが他方の検
出器として働く二重検出器の出力の有効な差である差信
号Ｖを発生する。

【００３０】 V＝CH0＋CH1＝(A−D)＋(B−C)＝(A＋B)−(C＋D) （方程式２）

【００３１】差信号Ｖは、水平線の垂直位置を決定する
のに使用されるから、センサ垂直差信号と呼ぶものとす
る。

【００３２】図９は、センサ水平信号Ｈの連続プロット
をカッド検出器の活動域を横切る垂直線の像のキャリッ
ジ走査軸に沿う変位の関数として概略図示している。像
がカッドの(A＋C)側に入り始めるにつれて差信号Ｈは、
これらの区画で発生する光電流が少なくなるので、負に
なる。差信号は像が完全に(A＋C)側になると完全に平に
なる。像は(A＋C)側を離れて(B＋D)側に入り始める。そ
れで得られる差信号Ｈは、(A＋C)側によって発生される
光電流が多く、(B＋D)側によって発生される光電流が少
ないので、正になる。差信号Ｈのプロットの中心領域の
傾斜は理想的には線形であり、光センサの「有用」領域
である。プロットの平らな正の平部分は、線の像がカッ
ドの(B＋D)側にだけあるときに対応する。最後に差信号
Ｈは、線の像がカッドの右側を離れるにつれて基線に戻
る。

【００３３】センサ垂直差信号Ｖのカッド検出器の活動
域を媒体走査方向に沿って横切る水平線の像の変位の関
数としての連続プロットは、像の位置が媒体走査軸に沿
う以外は、図９に示すものと同じになる。差信号Ｖの応
答の中心には差信号Ｖを垂直位置を検出するのに使用す
ることができる有用な線形領域が含まれている。

【００３４】光センサの視野は、検知すべき線分の長
さ、プラスマイナス線に沿う位置決め確度の不確かさよ
り小さくなければならないから、線の像は、たとえば図
８に概略図示したように、カッドセンサの活動域を超え
て広がっている。換言すれば、線分は光センサの視野を
超えて両方向に広がっていなければならない。カッド検
出器の中心あたりの光センサの線形領域の範囲は、倍
率、結像している線分の幅、およびカッド検出器の個々
のフォトダイオード区画の幅によって決まる。実施例に
よれば、倍率が実質的に１、水平線分の幅が垂直位置検
出に対して３分解ドットピッチ、垂直線分の幅が水平検
出に対して５分解ドットピッチ、であり且つフォトダイ
オード素子が結像すべき線の幅より大きい場合、線形セ
ンサ領域の範囲は、垂直位置検出に対して約３分解ドッ
トピッチ、水平位置検出に対して約５分解ドットピッチ
である。

【００３５】水平位置合せは一般に次のようにして達成
することができる。光センサ５を最初に校正してその特
定のセンサに対するプロットの中心または水平差信号Ｈ
の応答に最も良く合う直線を決定し、検出した垂直線分
に対する水平差信号Ｈの値を所定の水平基準位置に対す
る位置に変えるようにする。次の複数の垂直試験線分を
各カートリッジにより各キャリッジ走査方向に印刷し、
垂直試験線分の水平位置を光センサを水平に位置決めす
ることにより所定基準位置に対して決定し、垂直試験線
分がすべて水平にセンサの線形領域内にあるようにす
る。次に、センサがそれぞれ試験線分の公称垂直中心と
垂直に整列するように媒体を変化させ、各線分に対する
水平差信号Ｈの値を読取り、最も良く合う直線に従って
線の位置を決定するのに使用する。次の垂直試験線分の
相対水平位置間の差を利用してスウォース印刷データ列
移転およびプリントヘッドカートリッジのノズル発射の
タイミングを調節する。

【００３６】図10は、印刷カートリッジの水平位置合せ
に対するセンサのＨ差信号応答を校正するため図15A乃
至図15Cで示した校正手順に関連して一方向モードでプ
リントヘッドの一つから発生されるわずかに斜めの校正
「線」を誇張した形で示している。

【００３７】特に図15A乃至図15Cの流れ図を参照して、
311で印刷媒体が巻き戻され、清浄な未印刷区域の所定
の垂直開始位置まで前進させ、駆動システムのバックラ
ッシュを除くようにする。313で光センサが後に印刷さ
れることになる校正線の公称水平中心と整列するように
（すなわち、水平に校正線の両端間にあるように）キャ
リッジを移動させ、315でAD変換器81のチャンネル０お
よびチャンネル１の出力を読取る。317でセンサ水平差
信号Ｈの値を方程式１に従って計算し、結果を印刷媒体
の特定の垂直位置に対するバックグラウンド値として格
納する。319で媒体を1.5スウォース（すなわち、媒体走
査軸に沿う48ノズルピッチ）前進させる。321で媒体が
ステップ319に従って26.5スウォースだけ前進している
か否かに関して確認を行う。前進していなければ、制御
はＨ差信号の他の値を計算し格納する315に移る。321に
おける確認がイエスであれば、制御は323に移る。

【００３８】ステップ313乃至321に従い、水平差信号Ｈ
のバックグラウンド値を、次に印刷すべき校正線の垂直
線分を検知する光センサにより検出される位置について
決定する。

【００３９】323で媒体を所定の垂直開始位置を過ぎて
巻き戻し、次いで所定の垂直開始位置まで前進させて、
駆動システムのバックラッシュを除くようにする。325
で校正線の第１の垂直部分CAL1に対するスウォース位置
を校正線の水平開始位置に対応する所定の水平位置に設
定する。327でキャリッジを所定方向に走査し、５分解
ドットピッチの幅を有する垂直線を所定のスウォース位
置から所定のカートリッジの48個のノズルを用いて印刷
する。329で所定のスウォース位置を歩進させて次の垂
直線分を、たとえば左に、１分解ドットピッチ片寄せ、
331で媒体を1.5スウォースだけ前進させる。333で媒体
がステップ331に従って26回前進しているか否かに関し
て確認を行う。前進していなければ、制御は327に移っ
て校正線の他の垂直部分を印刷する。

【００４０】ステップ325乃至333に従い、一つのプリン
トヘッドカートリッジに同じ走査方向に実質上一定幅の
一連の垂直線分CAL1乃至CAL26を印刷させる。この場合
垂直線分の所定の水平方向に１分解ドットピッチだけそ
れぞれ歩進して片寄らせる。

【００４１】335で、媒体を所定の垂直開始位置を過ぎ
て巻き戻し、次いで垂直開始位置まで前進させ、駆動シ
ステムのバックラッシュを除くようにする。337で光セ
ンサがステップ325乃至333に従って印刷された丁度その
校正線の公称水平中心（すなわち、上のステップ313の
場合と同じ水平位置）と整列するようにキャリッジ51を
移動させる。339でAD変換器のCH0およびCH1出力を読取
る。341で差信号Ｈに対するバックグラウンド補正値をC
H0出力とCH1出力との間の差を取ることにより計算し、
現在の垂直位置に対するＨの前に格納されているバック
グラウンド値を差引く。Ｈのバックグラウンド補正値を
現在の垂直位置に関して格納し、343で印刷媒体を1.5ス
ウォースだけ前進させる。345で媒体がステップ343に従
って26回前進しているか否かに関して確認を行う。前進
していなければ、制御は339に移り、差らにADのCH0およ
びCH1の出力のサンプリングを行う。イエスならば、制
御は347に移る。

【００４２】ステップ335乃至345に従い、異なる水平位
置の垂直線分に対する差信号Ｈのバックグラウンド補正
値を列に格納する。この場合列内の位置は、未規定では
あるが一定している水平基準位置からの水平距離を表し
ている。したがって、列の０番目のエントリが第１の垂
直線に対するものであれば、列の値の元になる垂直線の
水平位置は、第１の垂直線で規定される０水平位置から
Ｉ分解ドットピッチに等しいと考えることができる。た
だしＩは列内の位置に対応する。後にわかるとおり、補
正の目的で列の値を互いに源算し、実際の０水平位置は
関係しない。

【００４３】347で差信号Ｈの格納されたバックグラウ
ンド補正値をセンサ差信号Ｈの図９のプロットの線形領
域と同様のテンプレート機能と関係づける。テンプレー
ト機能にあるデータ点は差信号Ｈのバックグラウンド補
正値の格納列より少なく、最大相関を生ずる一連の差信
号値の中心における差信号値の列位置は最大相関指標と
して保存される。349で最大相関指標に対応する差信号
Ｈのバックグラウンド補正値およびその両側にある差信
号Ｈの三つのバックグラウンド補正値は最も良く合う直
線を決定する線形回帰に利用される。

【００４４】H＝A＊HPOS＋B （方程式３）

【００４５】ここでＨはバックグラウンド補正差信号Ｈ
であり、HPOSは不変の０水平位置に対する水平像位置で
あり、Ａは傾斜であり、Ｂは不変の０水平位置にある垂
直線に対する最も良く合う線によるＨの仮説値である。
傾斜Ａは後に図11に概略示したもののような垂直試験線
の位置を決定するのに使用される。

【００４６】前述の校正手順は、光センサ65を水平に移
動させずに且つプリンタの印刷キャリッジ位置決め機構
の分解能に頼らずに校正線をセンサを横切って水平方向
に有効に走査する。したがって、この校正技法およびこ
こに更に説明する垂直線の水平位置を決定する技法は、
キャリッジ位置機構の分解能ではなくセンサの分解能に
頼っているので、そのキャリッジ位置決め機構の分解能
が充分でないプリンタに有利に利用される。

【００４７】次に図16A乃至図16Cを参照すると、図11に
概略描いたもののような垂直試験線分を印刷することに
より水平位置合せを行い、このような垂直線分間の距離
を決定し、相対距離の情報を利用して水平位置合せ補正
を行う流れ図が示されている。351で、カートリッジに
対するタイミング遅延補正を０に設定し、スウォースデ
ータ移転を、プリントヘッドカートリッジ間の公称片寄
り、キャリッジの寸法、平均インク滴飛翔時間などのよ
うな慣例的に考えられる因子に基づくそれらの公称値に
設定する。353で媒体を、たとえば右余白を含む未印刷
の区域に印刷することができるように設置する。355で
キャリッジ51を、後に印刷すべき垂直試験線分がセンサ
65がそのような所定の水平位置に設定されるときセンサ
65に対する差信号Ｈの応答の線型領域に入るように選択
された所定の水平位置に設置する。357で媒体を巻き戻
してから前進させ、センサを、カートリッジC1の第１の
走査（図11に線分VL(1,1)として区別してある）により
後に印刷されるべき線の公称垂直中心の位置と垂直に整
列させ、列指標Ｉを０に設定する。359でセンサ差信号
Ｈを読取り、バックグラウンド列にBACKGROUND(I)とし
て格納する。361で媒体を1.5スウォース（すなわち、１
公称ノズル列高さ）前進させ、363で媒体が361に従って
３回前進しているか否かに関して確認を行う。前進して
いなければ、364で指標Ｉを１だけ増値し、制御は359に
移ってセンサ差信号Ｈの別のバックグラウンド読みを行
う。363での確認がイエスであれば、媒体は361に従って
３回前進しており、制御は365に移る。

【００４８】ステップ353乃至363に従い、差信号Ｈに対
する印刷媒体バックグラウンド値を計算し、センサ差信
号Ｈが後に下記に従って印刷された垂直試験線の水平位
置を決定することと関連して計算される媒体位置として
格納する。

【００４９】365で媒体を巻き戻し、次いで垂直線分が
両カートリッジにより第１のスウォースまたは走査で印
刷される垂直位置まで前進させる。367で各カートリッ
ジは、広さが５ドット分解ピッチの垂直線分を指定の水
平位置に、たとえば各カートリッジの48個のノズルを使
用して、第１の走査方向に、印刷する。369で媒体を１
スウォース高さ前進させ、371でカートリッジは広さが
５ドット分解ピッチの垂直線分を指定水平位置に、たと
えば各カートリッジの48個のノズルを使用して、第１の
走査方向とは反対の第２の走査方向に印刷する。

【００５０】ステップ365乃至371に従い、垂直試験線分
を各カートリッジにより指定水平位置に各走査方向に印
刷する。公称機械的仕様に対する位置合せ不良の結果、
垂直試験線分は図１に誇張した形で示してあるように、
互いに対して水平方向に片寄っている。この図では垂直
線VL(a,b)はａ番目のカートリッジによりｂ番目の走査
またはスウォースで印刷されている。

【００５１】373で、光センサ65を上のステップ355で利
用したように所定の水平位置に水平に設置する。375で
印刷媒体を巻き戻し、次に前進させてセンサ65を第１の
カートリッジにより印刷された第１の垂直線分の公称中
心と整列させ、列指標Ｉを０に設定する。377でAD変換
器81のチャンネル０およびチャンネル１で出力を読取
り、379でセンサ差信号Ｈに対するバックグラウンド補
正値を計算し、値VAL(I)を

【００５２】VAL(I)＝(H−B)／A （方程式４）

【００５３】に従って計算する。ＢおよびＡの値は図15
A乃至図15Cのセンサ水平位置校正に従って決定されてい
る。VAL(I)は、すべての垂直線に共通な０水平位置に関
してＩ番目の垂直線の水平位置を表すが、上に説明した
ように校正手順に対して明白に規定する必要はない。

【００５４】379で媒体を1.5スウォースだけ前進させ、
381で媒体が379に従って３回前進しているかに関しての
確認を行う。前進していなければ、382で指標Ｉを１だ
け増値し、制御は377に移って他の垂直試験線に対する
センサ差信号Ｈの他の読取りをする。381での確認がイ
エスであれば、媒体は379に従って３回前進しており、
制御は383に移る。

【００５５】ステップ375乃至382に従い、垂直試験線の
水平位置を決定し、列VAL(I)に格納する。

【００５６】383で、垂直試験線の水平位置測定値の算
術平均を計算し、385で各ペンに対する各方向の水平補
正値を、水平位置測定値を水平位置の列VAL(I)の平均か
ら差引くことにより計算する。水平位置はドット分解ピ
ッチの単位で表されているから、補正値もドット分解ピ
ッチで表わす。387で水平補正値の整数部分を利用して
各カートリッジに対して各走査方向に対するスウォース
データのずれの補正値を求める。これは位置合せ誤差の
粗い量を除去することになる。389で水平補正値の分数
部分を利用して各プリントヘッドカートリッジに対して
各走査方向に対するカートリッジタイミング遅延の補正
量を計算する。これは粗補正後残っている残留位置合せ
誤差を除去することになる。391で現在するスウォース
データ移転およびカートリッジタイミング遅延の補正値
を387および389で決定した補正値に従って更新する。39
3で更に収束させるために(a)補正計算値が充分小さくな
るまで、または(b)補正値を所定回数計算し終わるま
で、ステップ353乃至391を繰返す。

【００５７】ステップ353乃至391に従えば、スウォース
データずれおよびカートリッジタイミング遅延の補正値
は繰返し更新され、第１の更新は、ステップ351に従っ
て設定された公称データのずれ値および０のタイミング
遅延の補正値に対するものであり、更新は先に更新され
たデータのずれ値および発射の補正値に対して行われる
ことが認められるはずである。

【００５８】395で前述と同様の位置合せ手順を、各プ
リントヘッドカートリッジが、実質上垂直に積重ねられ
た複数の印刷ユニットであり、各ユニットが複数のノズ
ルを備えたものである複数の独立に制御可能な原線(pri
mitive)を備えている状況について実行することができ
る。このような位置合せは、時々θ−Ｚ位置合せ不良と
呼ばれることがあるカートリッジの回転位置合せ不良を
補正する。上部に25個のノズルを備えた一方の原線およ
び下部に25個のノズルを備えた他方の原線の二つの原線
を有する各プリントヘッドカートリッジの例では、位置
合せ手順は各原線に対し各方向に一つ、全部で８本の垂
直試験線分を印刷し、位置検出することを含んでいる。
原線に基づく補正計算値に従い、データの列ずれ値およ
びタイミング遅延の補正値を、完全カートリッジ垂直線
に基づく位置合せに対して391で更新したデータ列のず
れおよびタイミング遅延の補正値から出発して、必要に
応じて更新することができる。

【００５９】前述の手順で参照したスウォースデータの
ずれおよびカートリッジタイミング遅延の補正は、たと
えば、前に引用したチェン，コリガンおよびハセルビー
による「FAST FLEXIBILE PRINTER/PLOTTER WITH THETA-Z
CORRECTION」と題する出願に開示されている回路および
手法を用いて達成することができる。

【００６０】図16A乃至図16Cの手順は385で補正値を一
組の垂直試験線分に基づいて計算するが、複数組の垂直
試験線分の水平位置を次のように利用することができる
ことを認めるべきである。

【００６１】１．異なるスウォース位置にある複数組の
垂直試験線に対する水平位置VAL(I,J)を一般にステップ
351乃至383に従って計算する。ただしＩは所定のスウォ
ース位置での一組の垂直線分に対する指標であってカー
トリッジおよび印刷の方向を示し、Ｊはその一組の試験
線に対する指標である。二つのカートリッジC1およびC2
により印刷された完全ノズル高さ垂直線に基づく位置合
せに対しては、Ｉ＝０，３、およびＪ＝０，N-1であ
り、ここでＮ組の垂直線を平均してある。

【００６２】２．各ペンにより各方向に印刷された垂直
線の平均水平位置AVAL(I)を次のように計算する。

【００６３】 AVAL(0)＝[VAL(0,0)＋VAL(0,1)＋ ..... VAL(0,N-1)]／N

【００６４】 AVAL(1)＝[VAL(1,0)＋VAL(1,1)＋ ..... VAL(1,N-1)]／N

【００６５】 AVAL(2)＝[VAL(2,0)＋VAL(2,1)＋ ..... VAL(2,N-1)]／N

【００６６】 AVAL(3)＝[VAL(3,0)＋VAL(3,1)＋ ..... VAL(3,N-1)]／N

【００６７】３．平均水平位置の算術平均(MEAN)および
各ペンに対する補正値はステップ383および385における
ように、ステップ383および385で利用した非平均水平位
置の代わりに平均水平位置AVAL(I)を置き換えることに
より計算することができる。

【００６８】 平均(MEAN)＝[AVAL(0)＋AVAL(I)＋AVAL(2)＋AVAL(3)]／4

【００６９】 右から左への方向の補正C1＝平均−AVAL(O) 右から左への方向の補正C2＝平均−AVAL(1) 右から左への方向の補正C1＝平均−AVAL(2) 右から左への方向の補正C2＝平均−AVAL(3)

【００７０】４．次に前記補正値を利用してステップ38
7および389でスウォースデータのずれおよびタイミング
遅延の補正値に達することができる。

【００７１】前述の水平位置合せ手順は二つのカートリ
ッジによる双方向印刷に対する水平位置合せを目的とす
るものであるが、二つのカートリッジによる一方向印刷
に対する水平位置合せは図15A乃至図15Cおよび図16A乃
至図16Cに示したものと同様の手順で達成することがで
きる。光センサを校正してから、試験区域に対するバッ
クグラウンド値を決定し、スウォース位置における垂直
試験線を、二つのカートリッジにより位置合せを模索し
ている走査方向に印刷し、試験線の互いに対する水平位
置を求めてスウォースデータのずれおよび／またはタイ
ミング遅延の補正値に到達する。発生する試験パターン
は、図２の三つの垂直線(a)、(b)、(c)により表される
三つの可能な試験パターンの一つである。垂直線(a)は
プリントヘッドカートリッジの間に水平位置合せが正し
かった場合に印刷される。垂直線(b)は印刷カートリッ
ジC2が印刷カートリッジC1より遅れている（または印刷
カートリッジC1が印刷カートリッジC2より進んでいる）
場合に生ずる。垂直線(c)は印刷カートリッジC1が印刷
カートリッジC2より遅れている（または印刷カートリッ
ジC2が印刷カートリッジC1より進んでいる）場合に生ず
る。２本の垂直試験線分の相対位置はスウォースデータ
のずれ補正値およびカートリッジタイミング遅延補正値
を得るのに利用される。

【００７２】双方向印刷に対し一つの印刷カートリッジ
により図15A乃至図15Cおよび図16A乃至図16Cに示したも
のと同様の手順で水平位置合せを行うことも可能であ
る。センサ校正後、試験区域に対するバックグラウンド
値を決定し、所定のスウォース位置における第１および
第２の垂直試験線を各カートリッジ走査方向に位置合せ
されているカートリッジにより印刷し、垂直線の互いに
対する水平位置を決定してデータのずれおよび／または
タイミング遅延の補正値に到達する。発生する試験パタ
ーンは図13に示した三つの垂直線(a)、(b)、(c)のよう
な三つの可能な試験パターンの一つである。垂直線(a)
は印刷カートリッジと印刷媒体との間隔が正しいことを
示しており、垂直線(b)は印刷カートリッジと印刷媒体
との間隔が小さ過ぎることを示しており、垂直線(c)は
印刷カートリッジと印刷媒体との間隔が大き過ぎること
を示している。間隔が正しくなければ、適切なスウォー
スデータのずれおよび／またはカートリッジ遅延の補正
がキャリッジ走査方向の一方または両方について行われ
る。

【００７３】垂直位置合せは一般に複数の重ならない水
平試験線を各プリントヘッドカートリッジの少なくとも
一つのノズルで印刷し、光センサ65を利用して複数の重
なっていない水平試験線分の不変基準に対する垂直位置
を精密に検出し、相対位置を処理して第１のプリントヘ
ッドカートリッジC1の位置の調節に到達することにより
達成することができる。図14は実施例により水平試験線
分HL(1,50)、HL(2,1)、HL(2,5)を示すが、これらはそれ
ぞれ第１の印刷カートリッジのノズル50、第２の印刷カ
ートリッジのノズル１、および第２のカートリッジのノ
ズル50により印刷されるものであり、図17A乃至図17Gは
このような線の印刷および相対位置の検出により垂直位
置合せを達成する手順の流れ図を示している。水平線分
はｃがカートリッジ番号を識別し、ｄがノズルを識別す
るものとしてHL(c,d)で識別されることを認めるべきで
ある。図17A乃至図17Gの流れ図によれば、調節カム111
は既知の位置まで回転し、センサ差信号Ｖに対するバッ
クグラウンド値を、後に印刷される水平試験線分の位置
を検出するためセンサを設置する印刷媒体上の位置につ
いて計算し、水平試験線分を印刷し、水平試験線分の位
置を印刷媒体を不変の出発位置に対して歩進的に動かし
各歩進位置でのセンサ差信号Ｖに対する値を計算するこ
とにより決定する。

【００７４】特に図17A乃至図17Gを参照すると、511で
カムレバー117が上昇した位置にあるカムアクチュエー
タ腕121の右になるようにキャリッジを動かし、513でカ
ムアクチュエータ腕121を下げる。515でカムレバー117
がカムアクチュエータ腕121により係合され右カム止め1
19に向って回転するようにキャリッジ51を左に動かす。
517でキャリッジ51を1/4インチだけ右に動かしてカムア
クチュエータ腕121をカムレバー117から解放し、519で
カムアクチュエータ腕121を持上げる。521でキャリッジ
51を左に動かし、カムレバー117がアクチュエータ腕121
の左になるようにし、523でアクチュエータ腕121を下げ
る。525でキャリッジ51を右に動かしてリンクのバック
ラッシュを除去し、カムレバー117をカム止め119から既
知の最初の位置までキャリッジ51に対して動かす。527
でキャリッジ51を左に1/4インチだけ動かしてカムレバ
ー117をカムアクチュエータ腕121から解放し、529でカ
ムアクチュエータ腕121を持上げる。

【００７５】ステップ511乃至525に従い、カムレバー11
7をキャリッジ51に対して最初の既知位置に設定する。
カムレバー117を最初の既知位置まで動かしてからのキ
ャリッジ走査軸に沿うキャリッジ位置を後の使用のため
のキャリッジ基準位置として保存し、更にここに説明す
るように、カムレバーを更に右カム止め119から遠くに
（すなわち、上から見て反時計方向に）進める。一般
に、最終調節ずみカムレバー位置に対応する最終キャリ
ッジ位置は保存したキャリッジ基準位置およびカムレバ
ー117をその最終調節ずみ位置に動かすのに必要な付加
的なキャリッジ変位の計算値に基づく。したがって、最
終調節の場合には、カムアクチュエータ腕121は持上げ
られ、キャリッジ51はカムレバーがアクチュエータ腕12
1の左になるような位置に置かれる。次にカムアクチュ
エータ腕121は下げられ、キャリッジ51は右にカム調節
のための最終キャリッジ位置まで動かされ、カムレバー
117が最初の既知位置から、上から見て、反時計方向に
動くようにされる。

【００７６】537で光センサ65が、後に印刷される水平
線HL(2,1)線の公称水平中心の印刷媒体61の位置の上方
にあるようにキャリッジを位置決めする。539で印刷媒
体61をすべてのセンサ検出動作に使用される所定の出発
位置を過ぎて巻き戻し、次いで所定の出発位置まで前進
させて媒体駆動歯車列のバックラッシュを除くようにす
る。所定の出発位置は水平試験線がすべて、たとえば50
分解ドットピッチの垂直走査の中心に近くなるように選
定する。541でAD変換器81のチャンネル０およびチャン
ネル１の出力の読取り、差信号Ｖのバックラッシュの値
を方程式２に従って印刷媒体81の特定の垂直位置につい
て計算する。543で現在の垂直位置に対するバックグラ
ウンド値を水平線HL(2,1)に対する列に格納し、545で印
刷媒体を１分解ドットピッチだけ前進させる。547で媒
体61が、媒体がステップ537で所定の出発位置に位置決
めされているから、50分解ドットピッチ前進しているか
否かに関して確認を行う。前進していなければ、制御は
541に戻ってセンサ差信号Ｖの媒体バックグラウンド値
を更に計算する。547での確認がイエスであれば、媒体6
1は50回前進しており、プロセスはステップ549に続く。

【００７７】ステップ537乃至547に従い、センサ差信号
Ｖのバックグラウンド値を、センサ差信号Ｖの値を後に
印刷すべき水平線HL(2,1)の位置を決定することと関連
して計算する媒体上の各位置について計算する。バック
グラウンド値を後に水平線HL(2,1)の位置をこのような
線を印刷し終ってから求めるために、同じ位置について
計算したセンサ差信号Ｖの値から差引く。

【００７８】ステップ549乃至559はステップ537乃至547
と同じであり、センサ差信号Ｖの値が水平線HL(1,50)の
位置を決定することに関連して計算される媒体位置に対
するセンサ差信号Ｖの媒体バックグラウンド値を得るた
め行われる。

【００７９】ステップ561乃至571もステップ537乃至547
と同じであり、センサ差信号Ｖの値が水平線HL(2,5)の
位置を決定することに関連して計算される媒体位置に対
するセンサ差信号Ｖの媒体バックグラウンド値を得るた
めに行われる。

【００８０】572で媒体駆動を戻し、次いで試験線を印
刷する位置まで前進させる。573で試験線に対応する１
ノズル幅の水平線をノズル(2,5)、(1,50)、および(2,1)
により一走査で印刷し、575で印刷媒体１を１分解ドッ
トピッチだけ前進させる。577でノズル幅の試験線を３
回印刷されているかに関して確認を行う。３回印刷され
ていなければ、制御は573に戻り、同じ水平位置で更に
１ノズル幅の試験線を印刷する。577での確認がイエス
であれば、１ノズル幅の試験線が３回印刷されており、
制御は353に移る。本質的に、ステップ573乃至577は媒
体走査方向に測って３ノズル幅である水平試験線の印刷
を行うが、これは更に大きい光センサ出力を発生する。

【００８１】579でキャリッジを、光センサ65が水平試
験線分HL(2,1)の公称水平中心の位置の上方の位置にあ
るように設置する。581で印刷媒体61をすべてのセンサ
検出動作に利用される所定の出発位置を過ぎて巻き戻
し、次いで所定の出発位置まで前進させ、媒体駆動歯車
列のバックラッシュを除くようにする。583でAD変換器8
1のチャンネル０およびチャンネル１の出力を読取り、
差信号Ｖに対するバックグラウンド補正値を計算する。
585で現在の垂直媒体位置に対するバックグラウンド補
正差値を水平線HL(2,1)に対する結果列に格納し、587で
印刷媒体61を１分解ドットピッチだけ前進させる。589
で、媒体がステップ579で所定の出発位置に位置決めさ
れていたので、媒体61が50分解ドットピッチ前進してい
るか否かに関する確認を行う。前進していなければ、制
御は583に戻り、センサ差信号Ｖの値を更に計算する。

【００８２】589での確認がイエスであれば、媒体は50
回前進しており、591でバックグラウンド補正差信号Ｖ
のデータを差信号Ｖの理想曲線の有用中心部分に似てい
る信号テンプレートと関係付ける。テンプレート機能に
あるデータ点は垂直差信号Ｖのバックグラウンド補正値
の格納列より少なく、最大相関を生ずる一連のバックグ
ラウンド補正差信号値の中心での垂直差信号値の列位置
は最大相関指標として保存される。593で最大相関指標
に対応する垂直差信号のバックグラウンド補正値および
その両側にある差信号Ｖの三つのバックグラウンド補正
値は最も良く合う直線を決定する線形回帰に利用され
る。

【００８３】V＝A＊VPOS＋B （方程式５）

【００８４】ここでＶはステップ583で計算されたバッ
クグラウンド補正垂直差信号Ｖであり、VPOSは所定の垂
直出発位置に対する垂直線の位置であり、Ａは傾斜であ
り、Ｂは所定の垂直出発位置にある水平線に対する最も
良く合う線によるＶの仮説値である。595で所定の垂直
出発位置に対する水平線HL(2,1)の垂直位置を、上の方
程式５でＶを０に等しいと置いて得られる−B／Aに設定
する。

【００８５】ステップ579乃至595に従い、センサ垂直差
信号Ｖの値を、所定の垂直出発位置に対する垂直試験線
分HL(2,1)の垂直位置を計算するため、その線分の上下
に広がる範囲にわたり１分解ドットピッチ離れている位
置について求める。ステップ597乃至612は所定の垂直出
発位置に対する線HL(1,50)の垂直位置を決定するため行
われるもので、ステップ579乃至595と同じである。

【００８６】ステップ613乃至629は所定の垂直出発位置
に対する線HL(2,5)の垂直位置を決定するため行われる
もので、ステップ579乃至595と同じである。

【００８７】631でペン補正値(PEN CORR)をV(1,50)をV
(2,0)から差引くことにより計算し、633で歯車列補正値
(GEAR CORR)をノズル(2,5)と(2,1)との間の公称距離
（すなわち、４ドットピッチ）をこのようなノズル間距
離の計算値で割ることにより計算する。635で631で計算
したペン補正値に歯車列補正値を乗じて最終ペン補正値
を得る。最終ペン補正値の計算から、ペン補正値の正の
値はカートリッジC1のノズルとカートリッジC2のノズル
との間に重なりが無いことを示すが、ペン補正値の負の
値は重なりを示していることが認められるはずである。

【００８８】歯車列補正値は、測定中の水平試験線の領
域でわずかに異なる歯車比を生ずる可能性のある媒体駆
動機構の周期的歯車誤差を補正する。それは２次の効果
であるが、位置合せ距離を媒体駆動モータエンコーダの
絶対回転を基準とするのではなく、位置合せ距離（これ
は水平線HL(2,1)とHL(1,50)との間の距離である）を歯
車補償距離の測定値（これはHL(2,1)とHL(2,5)との間の
距離である）を基準とするように、上述の測定手順を使
用して正規化することができる。

【００８９】637で、カートリッジC1、C2に対する最も
低い使用可能ノズルおよびペン動作値を、最終ペン補正
値を一定の経験に基づいて決められた限界値と比較する
ことにより決定する。

【００９０】ペン補正値が1.0以上4.0未満であれば、事
例１が適用される。カートリッジ２の低ノズルが(2,
1)、カートリッジ１の低ノズルが(1,3)で、ペン動作は
−(ペン補正値-1)に等しい。

【００９１】ペン補正値が0.0以上1.0未満であれば、事
例２が適用される。カートリッジ２の低ノズルが(2,
1)、カートリッジ１の低ノズルが(1,2)で、ペン動作は
−ペン補正値に等しい。

【００９２】ペン補正値が-1.0以上0.0未満であれば、
事例３が適用される。カートリッジ２の低ノズルが(2,
1)、カートリッジ１の低ノズルが(1,1)で、ペン動作は
−(ペン補正値＋1)に等しい。

【００９３】ペン補正値が-2.0以上-1.0未満であれば、
事例４が適用される。カートリッジ２の低ノズルが(2,
2)、カートリッジ１の低ノズルが(1,1)で、ペン動作は
−(ペン補正値＋2)に等しい。

【００９４】ペン補正値が-3.0以上-2.0未満であれば、
事例５が適用される。カートリッジ２の低ノズルが(2,
3)、カートリッジ１の低ノズルが(1,1)で、ペン動作は
−(ペン補正値＋3)に等しい。

【００９５】ステップ637の事例２乃至５に従い、プリ
ントヘッドカートリッジに対してノズルの適切な組合せ
を選定し、カートリッジC1の最上の使用可能ノズルとカ
ートリッジC2の最低使用可能ノズルとの間の垂直距離が
１ノズルピッチ以上２ノズルピッチ未満であるようにす
る。これにより計算補正値の整数部分が効果的に実現さ
れる。計算補正値の小数部分はカートリッジC1の位置を
カートリッジC1の最上使用可能ノズルとカートリッジC2
の最低使用可能ノズルとの間の垂直距離が実質上１ノズ
ルピッチになるように調節することにより実現される。
したがって、事例２乃至５に関しては、カム調節は１ノ
ズルピッチ未満になる。効果的に、重なりがあれば、ま
たは重なりが無くてカートリッジC1の最上ノズルとカー
トリッジC2の最低ノズルとの間の垂直距離が１ノズルピ
ッチ未満であれば、ノズル選択は、カートリッジC1の最
上使用可能ノズルとカートリッジC2の最下使用可能ノズ
ルとの間の垂直距離が１ノズルピッチ以上２ノズルピッ
チ未満になるようにして利用される。カム調節は残留補
正を行う。

【００９６】事例１はカートリッジC1、C2のノズルが垂
直方向に沿って基準位置にあるカムと重ならない特別の
場合であり、カム調節はノズルピッチより大きくなけれ
ばならない。

【００９７】実施例によれば、カートリッジ間のノズル
の重なりの公称値が約１乃至２ノズルピッチで印刷カー
トリッジC1のカム作動機械的調節の全範囲が約２1/2ノ
ズルピッチのとき、印刷カートリッジの製造公差、保持
シューの製造公差、およびカートリッジの挿入公差を補
正するのに全体調節範囲が約±４ノズルピッチとなる。

【００９８】プリントヘッドカートリッジC1のカートリ
ッジC2に対する全等価調節はこのようにして(a)使用す
る適切な一連のノズルを選択することにより、および
(b)印刷カートリッジC1を機械的に動かしてノズル選択
後残っている位置合せ不良を除去することにより達成さ
れる。ステップ637の事例１だけが印刷カートリッジC1
を１ノズルピッチより多く印刷カートリッジC1の方に動
かすことを必要とする。事例１はカートリッジが媒体走
査軸に沿って離れ過ぎておりノズル選択による補正が不
可能な状況に対するものだからである。

【００９９】図４に示す構成については、図示した線HL
(2,1)およびHL(1,50)に対するPEN CORRが-2.0分解ドッ
トピッチより大きく-1.0分解ドットピッチより小さいか
ら事例４が適用される。ペン補正値は1.0未満の正の小
数になるが、これはノズル(1,48)が媒体走査軸に沿って
ノズル(2,2)に一層近づくことを意味している。

【０１００】639で各カートリッジに対する高ノズルを
低ノズル番号に47を加えることによって決定し、641で
カム調節のための直線エンコーダカウントのカートリッ
ジ進行距離(CAM DIST)をペン動作に腕定数(ARM CONSTAN
T)を乗ずることにより計算する。ここで腕定数は、カー
トリッジC1を媒体走査軸に沿ってカートリッジC1に近づ
けるノズルピッチの数であるペン動作をカムレバー117
をカムアクチュエータ腕121で動かすのに必要なキャリ
ッジ変位に変換する常数である。腕定数は解析的にまた
は経験的に決定することができ、カートリッジ進行距離
とペン動作との間の直線的関係は、(a)カム腕が動いて
いる間のキャリッジの運動と(b)媒体走査軸に沿う有効
ノズル変位との間に実質上直線関係が存在するようにカ
ム111が構成されていることに基づいている。

【０１０１】代わりに、カートリッジ進行距離をペン動
作と非直線的に関係づけることができ、このような関係
を解析的にまたは経験的に得ることができる。経験的デ
ータは、たとえば、キャリッジを所定数のエンコーダカ
ウントだけ離れた既知位置まで動かすことによりカムを
歩進的に位置決めし、得られるペン補正値の値を各キャ
リッジ位置で測定することにより作ることができる。経
験的データにより、機能表またはルックアップ表を組立
ててカム移動用キャリッジ運動をノズル距離の変化と関
係づけることができる。

【０１０２】643で、カムアクチュエータが上昇位置に
ある状態で、キャリッジをその左側に動かす。645でカ
ムアクチュエータ腕を下げ、649でキャリッジを右に先
にステップ525で保存したキャリッジ基準位置およびス
テップ641で先に計算したカートリッジ進行距離値に等
しい位置まで動かす。これは事実、絶対走査軸エンコー
ダ位置ではカムはステップ525で保存された基準位置に
取残されていたので、カートリッジ進行距離のキャリッ
ジ移動に対応する量だけカムを動かす。651でキャリッ
ジを1/4インチだけ左に動かしてカム腕をカム調節アク
チュエータから解放するようにし、653でカム調節アク
チュエータ腕を持上げる。垂直軸または媒体軸の位置合
せ手順はこれで完成する。

【０１０３】垂直位置合せに関する前述の手順では、ス
テップ637の事例１を除き、論理的に使用可能にされた
ノズルを選択して位置合せ不良の計算値を最も近い整数
ノズルピッチに補正し、残りの小数ドットピッチの補正
の他に事例１に対する補正をも一定の方向に物理的キャ
リッジ寸法を調節することにより行っている。たとえ
ば、残留小数ドットピッチ誤差が不愉快な印刷品位を生
じないよう充分高い分解能を有し、更にカートリッジC1
の最上ノズル(1,1)とカートリッジC2の最下ノズル(2,5
0)との間の垂直距離を１ノズルピッチ未満としたとき確
実に重なりまたは重ならない機械的公差を有するスウォ
ースプリンタにより、論理的に使用可能とされたノズル
の選択だけを行って垂直位置合せを達成することができ
ることをも考えている。使用可能ノズルを必要に応じて
選択し、たとえば印刷品位に基づいて、使用可能ノズル
を重ならないようにして１ノズル未満の残留誤差を達成
するか、またはカートリッジC1の使用可能ノズルとカー
トリッジC2の使用可能ノズルとの間の垂直距離を、たと
え得られる垂直距離は１ノズルピッチより大きくても、
１ノズルピッチに最も近くする。

【０１０４】前述の開示は、水平試験線分の相対位置を
検出する一つの手順および垂直試験線分の相対位置を検
出する他の手順を示しているが、手順を実施するキャリ
ッジ位置決め機構および媒体位置決め機構の分解能およ
び正確度に応じて、水平試験線に対する手順を垂直試験
線に適応させることができ、垂直試験線に対する手順を
水平試験線に適応させることができることを認めるべき
である。また水平試験線および垂直試験線の位置を検出
することに関して、たとえば電荷結合素子(CCD)アレイ
を含む他の形式のセンサを利用することができることを
認めるべきである。更に代わりのものとして水平線の位
置を検出するのに二重検出器を利用することができ、垂
直線を検出するのに他の二重検出器を利用することがで
きる。

【０１０５】印刷素子列の位置合せに関して開示した装
置および方法を２個のプリントヘッドを備えたインクジ
ェットプリンタについて説明してきたが、開示した装置
および方法は、スウォース高さを増大するように設置さ
れた３個以上のプリントヘッドまたはノズルを備えたイ
ンクジェットプリンタで、またピン形インパクトプリン
タのような他の形式のラスタ式プリンタで実現すること
ができる。更に、垂直位置合せの技法は単一カートリッ
ジインクジェットプリンタのような単一印刷素子列プリ
ンタの双方向印刷誤差を補正するのに実施することがで
きる。

【０１０６】

【発明の効果】これまで述べたことは多重プリントヘッ
ドスウォースプリンタのプリントヘッドカートリッジの
位置合せを効率良く且つ確実に行う装置および方法を開
示したものであり、高い印刷品位を保持しながら連続グ
ラフィックスの処理量を向上するものである。開示した
装置および方法は特に多重プリントヘッドインクジェッ
トプリンタによる双方向印刷で高い印刷品位を生ずる。
開示した装置および方法は極度に厳しい機械的公差を有
利に回避し、処理の変動の他電気部品に対する電圧およ
び温度の影響をも補償し、且つ製造公差の管理によって
は補正することができないカートリッジをカートリッジ
保持シューに挿入することから生ずる印刷カートリッジ
取付け誤差を補償する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の要部側断面図である。

【図３】図１の印刷カートリッジのノズルの配列を示す
平面図である。

【図４】図１の印刷カートリッジの収容状態を示す側断
面図である。

【図４Ａ】図４の４Ａ線における断面図である。

【図５】図１の要部拡大斜視図である。

【図６】本発明のスウォースプリンタの印刷制御のブロ
ックダイヤグラムである。

【図７】図１のプリンタにおける光りセンサの簡略断面
図である。

【図８】図７の光りセンサの機能説明図である。

【図９】カッド検出器の活動域を横切る垂直線の像のキ
ャリッジ走査軸に沿う変位をセンサ信号の連続プロット
で示した図である。

【図１０】垂直試験線分の水平位置を決定するためのオ
フセットされた垂直線分のシリーズを示す図である。

【図１１】印刷カートリッジの水平位置調整に利用され
る複数の垂直線分を示す図である。

【図１２】単一印刷のための印刷カートリッジの水平位
置調整に利用される複数の垂直線分を示す図である。

【図１３】双方向印刷のための印刷カートリッジの水平
位置調整に利用される複数の垂直線分を示す図である。

【図１４】印刷カートリッジの垂直位置調整に利用され
る水平試験線分のシリーズを示す図である。

【図１５Ａ】印刷カートリッジの水平位置を決定するた
めの光りセンサによる計測手順を示すフローチャートで
ある。

【図１５Ｂ】印刷カートリッジの水平位置を決定するた
めの光りセンサによる計測手順を示すフローチャートで
ある。

【図１５Ｃ】印刷カートリッジの水平位置を決定するた
めの光りセンサによる計測手順を示すフローチャートで
ある。

【図１６Ａ】印刷カートリッジの水平位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１６Ｂ】印刷カートリッジの水平位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１６Ｃ】印刷カートリッジの水平位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ａ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｂ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｃ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｄ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｅ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｆ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【図１７Ｇ】印刷カートリッジの垂直位置調整をするた
めの手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｃ１、Ｃ２：印刷カートリッジ ５１：キャリッジ ６３：印刷ローラ ９１：保持シュー ９３：支持部材 ９７：カムフォロワーフランジ １０１、１０２：ノズル板 １１１：調整カム １１７：カムレバー １１９：カムレバー １２１：調整レバー腕

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/51 19/18 Ｅ 9212−2Ｃ 25/34 29/42 Ｅ 8804−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 25/28 Ｚ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリッジ走査軸に沿って移動するキャリ
   ッジと、 上記キャリッジ走査軸に対しほぼ直交する媒体走査軸に
   沿って印刷媒体を駆動する手段と、 上記キャリッジに支持され、ドット列を、上記キャリッ
   ジの単一走査で印刷するように配列された複数の印刷素
   子と、 上記キャリッジに搭載され、上記媒体走査軸と平行な垂
   直線分の水平位置、および上記キャリッジ走査軸と平行
   な水平線分の垂直位置を検出するよう配置された光セン
   サ手段と、 からなることを特徴とするスウォース型プリンタ。
2. 【請求項２】(a) 水平キャリッジ走査軸に沿って移動す
   るキャリッジと、(b) 上記キャリッジに支持され、垂直
   媒体走査軸に沿って選択的に移動する印刷媒体上に印刷
   を行う複数の印刷素子と、(c) 上記水平キャリッジ走査
   軸あるいは上記垂直媒体走査軸の一方の軸に沿う線分を
   映し出し、上記水平キャリッジ走査軸あるいは上記垂直
   媒体走査軸の他方の軸に沿う上記線分の位置の出力表示
   を与える光センサと、を備えたスウォース型プリンタに
   おいて、 (A) 上記一方の軸に平行で、かつ上記他方の軸に沿って
   一定間隔を開けて同方向に互いにずらされた線分のシリ
   ーズを印刷するステップと、 (B) 上記他方の軸に沿う試験線分のシリーズのほぼ中央
   に上記光センサを位置させるステップと、 (C) 上記光センサの位置が印刷媒体に対し、上記他方の
   軸に沿って一定に保たれている間、上記光センサを上記
   一方の軸に沿う各試験線分にそれぞれ整列させるよう上
   記光センサの位置を印刷媒体に対し変えるステップと、 (D) 上記各試験線分に整列した上記光センサの出力を読
   み取るステップと、 (E) 上記他方の軸に沿う試験線分の位置と、該位置を読
   み取った上記光センサの値との関係を定めるステップ
   と、 を備えることを特徴とする光センサの測定方法。