(57)【要約】  記録ヘッドとコンパクトな駆動回路とを備えるインクジェットヘッドユニット、およびこのヘッドユニットの保持位置や液滴速度を容易に調整可能なインクジェット記録装置を提供する。インクジェットヘッドユニット１は、印加される電圧に応じてノズル６から液滴Ｉを吐出させる液滴吐出機構８を複数のノズル６に対してそれぞれ備える記録ヘッド２と、印加される電圧に応じて記録ヘッド２の位置ずれおよび角度ずれを調整する調整機構１１、１２、１５〜１８を介して記録ヘッド２を保持する保持手段３と、液滴吐出機構８および調整機構１１、１２、１５〜１８にそれぞれ電圧を印加する各電圧調整手段２８、２９が同一の回路基板上に構成された駆動回路４とを備える。
2008152903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加される電圧に応じてノズルから液滴を吐出させる液滴吐出機構を複数のノズルに対してそれぞれ備える記録ヘッドと、
印加される電圧に応じて前記記録ヘッドの位置ずれおよび角度ずれを調整する調整機構を介して前記記録ヘッドを保持する保持手段と、
前記液滴吐出機構および前記調整機構にそれぞれ前記電圧を印加する各電圧調整手段が同一の回路基板上に構成された駆動回路と
を備えることを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
【請求項２】
前記調整機構は、印加される電圧に応じて伸縮して、前記記録ヘッドの前後方向、左右方向または上下方向のうち少なくとも１つの方向についての位置ずれを調整する圧電素子を備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のインクジェットヘッドユニット。
【請求項３】
前記圧電素子により、前記記録ヘッドのロール方向、ピッチ方向またはヨー方向のうち少なくとも１つの回転方向についての角度ずれが調整されることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のインクジェットヘッドユニット。
【請求項４】
前記駆動回路は、各回路部品の動作を制御する制御手段を前記駆動回路上に備え、
前記制御手段は、前記駆動回路の回路基板上に設けられた１個のＤ／Ａコンバータからの送信先を切り換えて、前記各電圧調整手段ごとに調整パラメータまたは印加すべき電圧値を送信することを特徴とする請求の範囲第１項から請求の範囲第３項のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドユニット。
【請求項５】
前記駆動回路は、前記各電圧調整手段ごとの調整パラメータまたは印加すべき電圧値を記憶する不揮発性の記憶手段を前記駆動回路上に備えることを特徴とする請求の範囲第４項に記載のインクジェットヘッドユニット。
【請求項６】
前記記録ヘッドの前記ノズルが形成された面、または前記記録ヘッド若しくは前記保持手段の側面に位置決め用のマークが付されていることを特徴とする請求の範囲第５項に記載のインクジェットヘッドユニット。
【請求項７】
請求の範囲第５項に記載のインクジェットヘッドユニットと、
前記インクジェットヘッドユニットの前記記録ヘッドのノズルから吐出される液滴を検出する液滴検出手段と、を備え、
前記液滴検出手段により検出された液滴の位置に基づいて前記液滴の速度を算出し、算出された前記液滴の速度に基づいて前記各電圧調整手段ごとに調整パラメータまたは印加すべき電圧値を算出し、算出された前記調整パラメータまたは印加すべき電圧値を前記不揮発性の記憶手段に記憶させることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
請求の範囲第５項に記載のインクジェットヘッドユニットと、
記録媒体上に着弾した液滴の着弾位置を検出する着弾位置検出手段と、を備え、
前記着弾位置検出手段により検出された液滴の着弾位置に基づいて着弾ずれ量を計測し、計測された前記着弾ずれ量に基づいて前記各電圧調整手段ごとに調整パラメータまたは印加すべき電圧値を算出し、算出された調整パラメータまたは印加すべき電圧値を前記不揮発性の記憶手段に記憶させることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】
請求の範囲第６項に記載のインクジェットヘッドユニットと、
前記位置決め用のマークを検出するマーク検出手段と、を備え、
前記マーク検出手段により検出された前記位置決め用のマークの位置と、予め設定された前記マーク検出手段により検出されるべき位置決め用のマークの位置とに基づいて、前記記録ヘッドの前後方向、左右方向または上下方向のうち少なくとも１つの方向についての位置ずれ量を計測し、計測された前記位置ずれ量に基づいて前記各電圧調整手段ごとに調整パラメータまたは印加すべき電圧値を算出し、算出された前記調整パラメータまたは印加すべき電圧値を前記不揮発性の記憶手段に記憶させることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１０】
複数の前記インクジェットヘッドユニットを１つのユニット群としてまとめ、各ユニット群ごとに前記各電圧調整手段ごとの調整パラメータまたは印加すべき電圧値の算出および前記調整パラメータまたは印加すべき電圧値の前記不揮発性の記憶手段への記憶を行わせることを特徴とする請求の範囲第７項から請求の範囲第９項のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドユニットおよびインクジェット記録装置に係り、特に、記録ヘッドの保持位置や記録ヘッドから吐出される液滴速度の調整を行うことが可能なインクジェットヘッドユニットおよびそれを用いたインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙や布帛等の通常の記録媒体のみならず、金属や半導体、樹脂等の液体吸収性の乏しい媒体に対しても高精細な画像を記録することができる画像記録装置として、記録ヘッドの一端面に設けられたノズルからインク等の液滴を吐出して記録媒体上に着弾させるインクジェット記録装置が開発されている。また、インクジェット記録装置は、現在、プリンタ等として記録媒体に画像や文字、図柄等の印刷だけでなく、金属インクを使用した回路基板やディスプレイ装置における配線の形成など種々の技術分野で応用されるようになっている。なお、以下、記録媒体上に記録される画像や文字、図柄、配線等をあわせて画像という。【０００３】
このようなインクジェット記録装置では、液滴の記録媒体への着弾位置にずれがない正確な画像記録が要請されている。この液滴の着弾位置のずれは、記録ヘッド自体の製造ばらつきや、その保持手段や記録ヘッド駆動回路の製造ばらつき等により、記録ヘッドのノズルから吐出される液滴の液滴速度がノズルごとにばらついたり、記録ヘッドの保持位置がずれたりして生じる場合もあり、また、複数の記録ヘッドを用いる場合に記録ヘッド同士の位置ずれ等が原因で生じ得る。さらに、このような液滴の着弾位置のずれは、記録ヘッドを交換した際や、記録ヘッドの吐出特性の経時的変化によっても生じる。【０００４】
この中で、液滴の液滴速度を調整する装置としては、例えば、記録ヘッドのノズルから吐出された液滴の液滴速度をＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の計測装置で計測し、その液滴速度の情報を記録ヘッド駆動回路にフィードバックして各ノズルから吐出される液滴の液滴速度を一定に維持するインクジェット記録装置が提案されている（特許文献１参照）。また、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出させ、吐出された液滴を複数回撮像し、撮像された液滴の位置と撮像の時間間隔とから見かけの液滴速度を算出し、算出された見かけの液滴速度を補正することでより正確な液滴速度を検出するインクジェット記録装置が提案されている（特許文献２参照）。【０００５】
一方、記録ヘッドの保持位置を調整する装置としては、透明基板に対してインクジェット方式の記録ヘッドから色インクを吐出してカラーフィルタを製造する装置において、圧電素子からなるアクチュエータにより、各記録ヘッドのノズル列方向及び透明基板に対して平行な平面内における回転方向の位置を調整する装置が提案されている（特許文献３参照）。また、記録ヘッドに限定されない一般的な部材の位置決め装置として、圧電アクチュエータをドライバにより駆動させて精度良く位置決めを行う装置が提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平７−２５６８８４号公報
【特許文献２】特開２００７−１５１９２号公報
【特許文献３】特開２００２−２２８８２２号公報
【特許文献４】特開２００３−２４１８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの装置によれば、記録ヘッドから吐出される液滴の速度を調整し、記録ヘッドの保持位置を調整することが可能となり、液滴の記録媒体への着弾位置にずれがない正確な画像記録が達成されることが期待できるが、通常、それらの調整は別々に行われるため、調整に時間がかかり、記録ヘッドの設置や交換にかかる時間が長時間になるという問題があった。【０００７】
また、液滴を吐出するための機構を駆動する駆動回路や記録ヘッドの保持位置の調整で駆動されるアクチュエータの駆動回路が別々に用意されていたため、回路規模が大きくなり、記録ヘッドに対する基板やＩＣの占有面積が大きくなってしまうとともに、歩留まりも悪化するという問題があった。【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、記録ヘッドとコンパクトな駆動回路とを備えるインクジェットヘッドユニット、およびこのヘッドユニットの保持位置や液滴速度を容易に調整可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の問題を解決するために、請求の範囲第１項のインクジェットヘッドユニットは、
印加される電圧に応じてノズルから液滴を吐出させる液滴吐出機構を複数のノズルに対してそれぞれ備える記録ヘッドと、
印加される電圧に応じて前記記録ヘッドの位置ずれおよび角度ずれを調整する調整機構を介して前記記録ヘッドを保持する保持手段と、
前記液滴吐出機構および前記調整機構にそれぞれ前記電圧を印加する各電圧調整手段が同一の回路基板上に構成された駆動回路と
を備えることを特徴とする。【００１０】
請求の範囲第２項に記載の発明は、請求の範囲第１項に記載のインクジェットヘッドユニットにおいて、前記調整機構は、印加される電圧に応じて伸縮して、前記記録ヘッドの前後方向、左右方向または上下方向のうち少なくとも１つの方向についての位置ずれを調整する圧電素子を備えることを特徴とする。【００１１】
請求の範囲第３項に記載の発明は、請求の範囲第２項に記載のインクジェットヘッドユニットにおいて、前記圧電素子により、前記記録ヘッドのロール方向、ピッチ方向またはヨー方向のうち少なくとも１つの回転方向についての角度ずれが調整されることを特徴とする。【００１２】
請求の範囲第４項に記載の発明は、請求の範囲第１項から請求の範囲第３項のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドユニットにおいて、
前記駆動回路は、各回路部品の動作を制御する制御手段を前記駆動回路上に備え、
前記制御手段は、前記駆動回路の回路基板上に設けられた１個のＤ／Ａコンバータからの送信先を切り換えて、前記各電圧調整手段ごとに調整パラメータまたは印加すべき電圧値を送信することを特徴とする。【００１３】
請求の範囲第５項に記載の発明は、請求の範囲第４項に記載のインクジェットヘッドユニットにおいて、前記駆動回路は、前記各電圧調整手段ごとの調整パラメータまたは印加すべき電圧値を記憶する不揮発性の記憶手段を前記駆動回路上に備えることを特徴とする。【００１４】
請求の範囲第６項に記載の発明は、請求の範囲第５項に記載のインクジェットヘッドユニットにおいて、前記記録ヘッドの前記ノズルが形成された面、または前記記録ヘッド若しくは前記保持手段の側面に位置決め用のマークが付されていることを特徴とする。【００１５】
請求の範囲第７項に記載の発明は、インクジェット記録装置において、
請求の範囲第５項に記載のインクジェットヘッドユニットと、
前記インクジェットヘッドユニットの前記記録ヘッドのノズルから吐出される液滴を検出する液滴検出手段と、を備え、
前記液滴検出手段により検出された液滴の位置に基づいて前記液滴の速度を算出し、算出された前記液滴の速度に基づいて前記各電圧調整手段ごとに調整パラメータまたは印加すべき電圧値を算出し、算出された前記調整パラメータまたは印加すべき電圧値を前記不揮発性の記憶手段に記憶させることを特徴とする。【００１６】
請求の範囲第８項に記載の発明は、インクジェット記録装置において、
請求の範囲第５項に記載のインクジェットヘッドユニットと、
記録媒体上に着弾した液滴の着弾位置を検出する着弾位置検出手段と、を備え、
前記着弾位置検出手段により検出された液滴の着弾位置に基づいて着弾ずれ量を計測し、計測された前記着弾ずれ量に基づいて前記各電圧調整手段ごとに調整パラメータまたは印加すべき電圧値を算出し、算出された調整パラメータまたは印加すべき電圧値を前記不揮発性の記憶手段に記憶させることを特徴とする。【００１７】
請求の範囲第９項に記載の発明は、インクジェット記録装置において、
請求の範囲第６項に記載のインクジェットヘッドユニットと、
前記位置決め用のマークを検出するマーク検出手段と、を備え、
前記マーク検出手段により検出された前記位置決め用のマークの位置と、予め設定された前記マーク検出手段により検出されるべき位置決め用のマークの位置とに基づいて、前記記録ヘッドの前後方向、左右方向または上下方向のうち少なくとも１つの方向についての位置ずれ量を計測し、計測された前記位置ずれ量に基づいて前記各電圧調整手段ごとに調整パラメータまたは印加すべき電圧値を算出し、算出された前記調整パラメータまたは印加すべき電圧値を前記不揮発性の記憶手段に記憶させることを特徴とする。【００１８】
請求の範囲第１０項に記載の発明は、請求の範囲第７項から請求の範囲第９項のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、複数の前記インクジェットヘッドユニットを１つのユニット群としてまとめ、各ユニット群ごとに前記各電圧調整手段ごとの調整パラメータまたは印加すべき電圧値の算出および前記調整パラメータまたは印加すべき電圧値の前記不揮発性の記憶手段への記憶を行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求の範囲第１項に記載の発明によれば、記録ヘッドのノズルから液滴を吐出させる液滴吐出機構に電圧を印加する電圧調整手段と、記録ヘッドの位置ずれや角度ずれを調整する調整機構に電圧を印加する電圧調整手段とを、駆動回路の同一の基板上に設けたことで、液滴速度の調整や記録ヘッドの保持位置の調整を１つの駆動回路を通じて行うことが可能となり、インクジェットヘッドユニットの駆動回路を非常にコンパクトに形成することが可能となる。【００２０】
また、インクジェットヘッドユニットの駆動回路を液滴速度の調整と記録ヘッドの保持位置の調整とでそれぞれ設けずに１つにまとめられるため、回路規模を小さくすることができ、記録ヘッドに対する基板やＩＣの占有面積をよりコンパクトにまとめることが可能となる。また、それにより歩留まりが改善される。【００２１】
請求の範囲第２項に記載の発明によれば、前記請求の範囲第１項に記載の発明の効果に加え、調整機構を印加する電圧に応じて伸縮する圧電素子で構成することで、圧電素子に印加する電圧を調整して、記録ヘッドの前後方向、左右方向または上下方向のうち少なくとも１つの方向についての位置ずれを容易かつ適切に調整することが可能となる。【００２２】
請求の範囲第３項に記載の発明によれば、前記請求の範囲第２項に記載の発明の効果に加え、圧電素子に印加する電圧を調整することで、記録ヘッドのロール方向、ピッチ方向またはヨー方向のうち少なくとも１つの回転方向についての角度ずれも容易かつ適切に調整することが可能となる。【００２３】
請求の範囲第４項に記載の発明によれば、回路基板上に設けられた１個のＤ／Ａコンバータからの送信先を切り換えて電圧調整手段ごとに調整パラメータまたは印加すべき電圧値を送信するように構成することで、電圧調整手段ごとにＤ／Ａコンバータを設ける必要がなくなり、インクジェットヘッドユニットの駆動回路をよりコンパクトに形成することが可能となるため、前記各発明の効果がより効果的に発揮されるとともに、液滴速度の調整や記録ヘッドの保持位置の調整を１つのＤ／Ａコンバータで送信先を切り換えて行うことが可能となるため、それらの調整を別々に行う場合に比べて調整における制御構成が非常に簡単になる。【００２４】
請求の範囲第５項に記載の発明によれば、前記各発明の効果に加え、液滴速度の調整や記録ヘッドの保持位置の調整により決定された電圧調整手段ごとの調整パラメータまたは印加すべき電圧値をインクジェットヘッドユニットの不揮発性の記憶手段に記憶させておくことで、このインクジェットヘッドユニットを備えるインクジェット記録装置の始動時に、印加すべき電圧や調整パラメータを読み出して各電圧調整手段を最良の状態に容易にセットアップすることが可能となる。【００２５】
請求の範囲第６項に記載の発明によれば、前記各発明の効果に加え、保持手段や記録ヘッドのノズル面や側面に位置決め用のマークを付しておけば、例えばそのマークを撮像して位置を検出することで記録ヘッドの上下方向の位置ずれや前後方向、左右方向の位置ずれ、或いは記録ヘッドのロール方向、ピッチ方向の回転方向の角度ずれやヨー方向の回転方向の角度ずれを容易かつ適切に検出することが可能となり、記録ヘッドの保持位置の調整を容易かつ適切に行うことが可能となる。【００２６】
請求の範囲第７項に記載の発明によれば、インクジェット記録装置において、請求の範囲第５項に記載のインクジェットヘッドユニットを用いることで、液滴速度の調整と記録ヘッドの保持位置の調整とを別々に行う必要がなく、インクジェットヘッドユニットの１つの駆動回路を用いて行うことが可能となるため、記録ヘッドを備えるインクジェットヘッドユニットの設置や交換の際に、その保持位置や液滴速度を時間をかけずに容易に調整することが可能となる。【００２７】
また、記録ヘッドのノズルから吐出される液滴を液滴検出手段で検出することで、記録ヘッドの各ノズルから吐出される液滴速度を正確に算出して各ノズルに対応する液滴吐出機構に印加すべき電圧値や調整パラメータを適切に算出することが可能となり、前記各請求の範囲に記載のインクジェットヘッドユニットの効果をより的確に発揮させることが可能となる。さらに、算出した調整パラメータ等をインクジェットヘッドユニットの不揮発性の記憶手段に記憶させることでインクジェット記録装置の始動時に、印加すべき電圧や調整パラメータを読み出して各電圧調整手段を最良の状態に容易にセットアップすることが可能となる。【００２８】
請求の範囲第８項に記載の発明によれば、インクジェット記録装置において、請求の範囲第５項に記載のインクジェットヘッドユニットを用いることで前記請求の範囲第７項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、記録媒体上に着弾した液滴の着弾位置を着弾位置検出手段で検出し、検出された液滴の着弾位置に基づいて着弾ずれ量を計測することで、着弾ずれ量に基づいて記録ヘッドの位置ずれや角度ずれを調整する調整機構に印加すべき電圧値や調整パラメータを適切に算出することが可能となり、前記各請求の範囲に記載のインクジェットヘッドユニットの効果をより的確に発揮させることが可能となる。また、算出した調整パラメータ等をインクジェットヘッドユニットの不揮発性の記憶手段に記憶させることでインクジェット記録装置の始動時に、印加すべき電圧や調整パラメータを読み出して各電圧調整手段を最良の状態に容易にセットアップすることが可能となる。【００２９】
請求の範囲第９項に記載の発明によれば、インクジェット記録装置において、請求の範囲第６項に記載のインクジェットヘッドユニットを用いることで前記請求の範囲第７項や請求の範囲第８項に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、保持手段や記録ヘッドのノズル面や側面に付された位置決め用のマークをマーク検出手段で検出し、検出されたマークの位置と、予め設定された前記マーク検出手段により検出されるべき位置決め用のマークの位置とに基づいて記録ヘッドの位置ずれ量を計測することで、記録ヘッドの位置ずれや角度ずれを調整する調整機構に印加すべき電圧値や調整パラメータを適切に算出することが可能となり、前記各請求の範囲に記載のインクジェットヘッドユニットの効果をより的確に発揮させることが可能となる。また、算出した調整パラメータ等をインクジェットヘッドユニットの不揮発性の記憶手段に記憶させることでインクジェット記録装置の始動時に、印加すべき電圧や調整パラメータを読み出して各電圧調整手段を最良の状態に容易にセットアップすることが可能となる。【００３０】
請求の範囲第１０項に記載の発明によれば、前記各発明の効果に加え、例えば、複数のインクジェットヘッドユニットが１つのユニット群としてまとめられて配線接続等が共通とされている場合に、ユニット群ごとに、各電圧調整手段ごとの調整パラメータ等の算出と不揮発性の記憶手段への記憶を行わせることで、それらをインクジェットヘッドユニットごとに個別に行った場合に生じる他の調整済みのインクジェットヘッドユニットへの悪影響の発生を防止し、ユニット群に属する各インクジェットヘッドユニットの調整パラメータ等の算出や記憶を適切に行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係るインクジェットヘッドユニットの構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】図１のインクジェットヘッドユニットの底面図である。
【図５】本実施形態に係るインクジェットヘッドユニットの駆動回路における回路構成を示す回路ブロック図である。
【図６】（Ａ）波形選択手段により選択される電圧の波形を表すグラフであり、（Ｂ）は速度調整パラメータにより増加、減少される電圧の波形を表すグラフである。
【図７】波形選択手段により選択される電圧の波形の変形例を表すグラフである。
【図８】本実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す概略斜視図である。
【図９】ユニット固定部材に固定されるインクジェットヘッドユニットを表す断面図である。
【図１０】記録ヘッドの各ノズルから吐出されディレイ時間をおいて撮像された液滴を説明する図である。
【図１１】ヘッド上下位置検出用カメラとヘッド水平位置検出用カメラにより位置決め用のマークが撮像される状態を説明する図である。
【図１２】ヘッド水平位置検出用カメラによりミラーに反射された位置決め用のマークが撮像される状態を説明する図である。
【図１３】隣接するインクジェットヘッドユニットから吐出された液滴の記録媒体上の着弾位置を表す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  インクジェットヘッドユニット
２  記録ヘッド
３  保持手段
４  駆動回路
６  ノズル
８  圧電素子（液滴吐出機構）
１１、１２、１５〜１８  圧電素子（調整機構）
２５  不揮発性記憶手段
２６  制御手段
２７  Ｄ／Ａコンバータ
２８、２９  電圧調整手段
６０  着弾位置検出用カメラ（着弾位置検出手段）
６１  液滴検出用カメラ（液滴検出手段、マーク検出手段）
６２  ヘッド上下位置検出用カメラ（マーク検出手段）
６３  ヘッド水平位置検出用カメラ（マーク検出手段）
Ｉ  液滴
Ｍ  位置決め用のマーク
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係るインクジェットヘッドユニットおよびインクジェット記録装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。【００３４】
まず、本実施形態に係るインクジェットヘッドユニットについて説明する。【００３５】
本実施形態に係るインクジェットヘッドユニット１は、図１〜図４に示すように、記録ヘッド２と、保持手段３と、駆動回路４とで構成されている。また、記録ヘッド２と駆動回路４とは、フレキシブル配線５で接続されている。なお、図２〜図４では、フレキシブル配線５の図示が省略されており、図４では、駆動回路４等の図示が省略されている。【００３６】
記録ヘッド２には、図中下方の図示しない記録媒体に液滴を吐出する複数のノズル６が形成されており、記録ヘッド２の内部には、各ノズル６から吐出されるインク等の液体を貯蔵するインク室７がそれぞれ形成されている。また、記録ヘッド２の上面の各インク室７に対応する位置には、ピエゾ素子等の圧電素子８がそれぞれ配設されており、圧電素子８は、フレキシブル配線５を介して駆動回路４から印加される電圧に応じて変形してインク室７を加圧することで対応するノズル６から液滴を吐出させる液滴吐出機構を構成している。【００３７】
なお、本実施形態では、上記のように圧電素子８を圧力源とする液滴吐出機構が用いられているが、この他にも、液滴吐出機構を、例えば、駆動回路４から印加される電圧に応じてインク室７中の液体を沸騰させ、それによる気泡の生成を圧力源とする機構とすることも可能である。また、図２や図４ではノズル列が８個のノズル６で構成される記録ヘッド２が記載されているが、実際にはノズル列を構成するノズル６の数は多く、記録ヘッド２はノズル列方向に比較的長い形状である。【００３８】
保持手段３は、それぞれ水平方向に配置され上下方向に並設された略矩形状の枠体構造の上側フレーム９と下側フレーム１０、上側フレーム９と下側フレーム１０との間に設けられそれらを結ぶ圧電素子１１、１２と連結部材１３、１４、および下側フレーム１０の枠体構造の内側に記録ヘッド２を保持するための圧電素子１５〜１８と連結部材１９〜２２とで構成されている。【００３９】
詳しく説明すれば、保持手段３では、上側フレーム９と下側フレーム１０とは、それらを構成する各枠体が、圧電素子１１、１２と連結部材１３、１４とを介して上下方向にやや間隔をおいて略平行に並設されている。また、上側フレーム９の上端側には、外向きにフランジ状の係合部９ａが設けられている。【００４０】
本実施形態では、上側フレーム９と下側フレーム１０とをつなぐ圧電素子１１、１２と連結部材１３、１４は、それぞれ略矩形状の枠体構造とされた上側フレーム９や下側フレーム１０の４本の各辺部材にそれぞれ設けられている。圧電素子１１、１２は互いに隣り合い直交する２本の辺部材にそれぞれ設けられており、連結部材１３、１４は、それぞれ圧電素子１１、１２が設けられた辺部材に平行な辺部材に設けられている。【００４１】
圧電素子１１、１２には、フレキシブル配線５を介して駆動回路４から電圧が印加されるようになっており、圧電素子１１、１２は、印加される電圧に応じてそれぞれ上下方向に伸縮できるようになっている。【００４２】
また、連結部材１３、１４は、下側フレーム１０の位置を上側フレーム９の下側に正確に保つように上側フレーム９と下側フレーム１０とを連結する部材である。そのため、連結部材１３、１４は、上下方向にはほとんど伸縮しないものであることが望ましいが、一方で、対向する位置にある圧電素子１１、１２の伸縮に過大な負荷がかからないように圧電素子１１、１２の伸縮を許容するものであることが好ましい。そのため、連結部材１３、１４は、例えば板バネ状の部材が好ましく用いられる。【００４３】
このように、本実施形態では、互いに略矩形状の枠体構造とされた上側フレーム９と下側フレーム１０の対応する辺部材のうち、平行な２本の辺部材のうちの一方を圧電素子１１や圧電素子１２で連結し、他方を連結部材１３や連結部材１４で連結するように構成し、圧電素子１１、１２に電圧を印加して上下方向に伸縮させる。そのため、図１〜図４に示すようにインクジェットヘッドユニット１の前後方向にＸ軸を、左右方向にＹ軸を、上下方向にＺ軸をとると、圧電素子１１、１２の伸縮により、記録ヘッド２のＺ軸方向すなわち上下方向の位置ずれが調整され、また、連結部材１３を支点として記録ヘッド２のロール方向すなわちＸ軸周りの回転方向の角度ずれを調整し、連結部材１４を支点として記録ヘッド２のピッチ方向すなわちＹ軸周りの回転方向の角度ずれをも調整することが可能となる。【００４４】
なお、例えば、連結部材１３、１４を圧電素子とすることも可能であり、この場合、圧電素子１１、１２にそれぞれ電圧を印加して伸縮させることで、記録ヘッド２の上下方向の位置ずれやロール方向あるいはピッチ方向の角度ずれが調整される。【００４５】
下側フレーム１０を構成する枠体の４本の辺部材のうち、隣接する２本の辺部材の内側には、フレキシブル配線５を介して駆動回路４から印加される電圧に応じてそれぞれ水平方向に伸縮する圧電素子１５〜１８が辺部材の内側から水平方向に延出するように固着されており、圧電素子１５〜１８の他端部は、辺部材の内側に対向する記録ヘッド２の各壁面にそれぞれ固着されている。【００４６】
記録ヘッド２の他の各壁面と下側フレーム１０の他の２本の辺部材との間には、連結部材１９〜２２がそれぞれ設けられて記録ヘッド２の壁面と下側フレーム１０の辺部材とを連結している。連結部材１９〜２２は、圧電素子１５〜１８に対応する位置にそれぞれ設けられており、圧電素子１５〜１８の伸縮に応じて伸縮する弾性を有する部材で構成されている。【００４７】
そして、圧電素子１５〜１８がフレキシブル配線５を介して駆動回路４から印加される電圧に応じてそれぞれ水平方向に伸縮し、連結部材１９〜２２がその伸縮を許容することで、下側フレーム１０に対する記録ヘッド２の水平方向の位置ずれを調整することができるようになっている。【００４８】
なお、連結部材１９〜２２が上下方向に撓むと、記録ヘッド２の重量で連結部材１９〜２２側が垂れ下がって記録ヘッド２が傾いてしまうため、連結部材１９〜２２は、上下方向にはほとんど撓まず、かつ、水平方向には伸縮して圧電素子１５〜１８の伸縮を許容する比較的硬いバネやゴム等の弾性体が好ましく用いられる。【００４９】
このように、圧電素子１５〜１８に電圧を印加して伸縮させることにより、記録ヘッド２のＸ軸方向およびＹ軸方向すなわち前後方向および左右方向の位置ずれを調整することが可能となるとともに、記録ヘッド２のヨー方向すなわちＺ軸周りの回転方向の角度ずれをも調整することが可能となる。【００５０】
本実施形態では、以上のように、前述した圧電素子１１、１２および圧電素子１５〜１８は、印加される電圧に応じて記録ヘッド２の位置ずれおよび角度ずれを調整する調整機構を形成しており、これらの調整機構を介して保持手段３により記録ヘッド２が保持されるようになっている。【００５１】
上側フレーム９の対向する辺部材からは、２本のフォルダ部材２３、２４が立設されており、２本のフォルダ部材２３、２４の間には、回路基板面が上下方向に延在する状態で駆動回路４が挟持されて、記録ヘッド２の上方に配置されている。なお、本実施形態では、回路基板面に各回路部品を配置して接続する場合について説明するが、この他にも、例えば回路基板をＩＣのチップ内に構成してもよい。【００５２】
図５は、駆動回路４における回路構成を示す回路ブロック図である。駆動回路４は、不揮発性記憶手段２５、制御手段２６、Ｄ／Ａコンバータ２７、電圧調整手段２８、２９、通信インタフェース３０、一時記憶手段３１、波形選択手段３２、スイッチング手段３３等が同一の回路基板上に形成されて構成されている。【００５３】
不揮発性記憶手段２５は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性メモリからなり、不揮発性記憶手段２５には、前述した保持手段３の圧電素子１１、１２、１５〜１８に印加すべき各電圧を設定するための位置調整パラメータが各圧電素子１１、１２、１５〜１８ごとに記憶されている。【００５４】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算機からなる制御手段２６は、インクジェットヘッドユニット１の稼動前のウォームアップ時等に、不揮発性記憶手段２５から各圧電素子１１、１２、１５〜１８ごとの位置調整パラメータを読み出して、Ｄ／Ａコンバータ２７でＤ／Ａ変換した後、駆動バッファアンプ等からなる圧電素子１１、１２、１５〜１８の電圧調整手段２８に送信して電圧調整手段２８をセットアップするようになっている。【００５５】
電圧調整手段２８は、送信されてきた位置調整パラメータに基づいて各圧電素子１１、１２、１５〜１８ごとに印加すべき電圧をそれぞれ設定し、電源Ｄ１から電力の供給を受けて各圧電素子１１、１２、１５〜１８にそれぞれ電圧を印加するようになっている。インクジェットヘッドユニット１の稼動中は、電圧調整手段２８から圧電素子１１、１２、１５〜１８に常時電圧が印加され、各圧電素子１１、１２、１５〜１８の伸縮状態が維持されるようになっている。なお、図５では、電圧調整手段２８が１個だけ記載されているが、実際には各圧電素子１１、１２、１５〜１８ごとにそれぞれ設けられている。【００５６】
また、不揮発性記憶手段２５には、記録ヘッド２の各ノズル６から吐出される液滴の速度を一定の液滴速度に揃えるために各ノズル６に対応する各圧電素子８に設定されるべき速度調整パラメータが圧電素子８ごとに記憶されており、制御手段２６は、上記と同様にウォームアップ時等に、不揮発性記憶手段２５から各圧電素子８の速度調整パラメータを読み出して、Ｄ／Ａコンバータ２７に送信する。【００５７】
そして、制御手段２６は、Ｄ／Ａコンバータ２７に各圧電素子８の速度調整パラメータをそれぞれＤ／Ａ変換させ、Ｄ／Ａコンバータ２７から調整パラメータが送信される送信先を各圧電素子８ごとに設けられた駆動バッファアンプ等からなる各電圧調整手段２９に切り換えて、対応する圧電素子８の速度調整パラメータを各電圧調整手段２９にそれぞれ送信させて各電圧調整手段２９をそれぞれセットアップするようになっている。【００５８】
電圧調整手段２９は、送信されてきた速度調整パラメータに基づいて対応する圧電素子８に印加すべき電圧の増幅率を修正し、修正した増幅率をそれぞれ図示しない記憶手段に記憶するようになっている。【００５９】
なお、本実施形態では、上記のように、制御手段２６は、不揮発性記憶手段２５に記憶されている速度調整パラメータや位置調整パラメータ等の調整パラメータを読み出して各電圧調整手段２８、２９に送信し、各電圧調整手段２８、２９が各調整パラメータに基づいて電圧値を算出するように構成されているが、不揮発性記録手段２５にあらかじめ各調整パラメータに基づいて算出された印加すべき電圧値を記憶しておき、それらの電圧値を各電圧調整手段２８、２９に送信するように構成することも可能である。【００６０】
インクジェットヘッドユニット１の稼動時、すなわち、記録ヘッド２の各ノズル６から液滴を吐出させて図示しない記録媒体に画像を記録する段階では、駆動回路４では、公知の液滴吐出制御と同様の制御が行われるようになっている。【００６１】
すなわち、通信インタフェース３０を介して後述するインクジェット記録装置５０の動作を制御するコンピュータＣ等から画像情報が入力されると、制御手段２６は、画像情報を一旦ＲＡＭ（Random Access Memory）等からなる一時記憶手段３１に一時的に記憶させた後、画像情報を記録媒体に記録される画像の１行分ずつ一時記憶手段３１から読み出して、Ｄ／Ａコンバータ２７でＤ／Ａ変換させるとともに、波形選択手段３２に記録ヘッド２の各圧電素子８に印加する電圧の波形を選択させる。【００６２】
Ｄ／Ａコンバータ２７は、制御手段２６からの指示に応じて送信する各電圧調整手段２９を切り換えて画像情報を対応する各ノズル６の電圧調整手段２９にそれぞれ振り分けて送信する。電圧調整手段２９は、電源Ｄ２から電力の供給を受けて送信されてきた画像情報を増幅して対応するスイッチング手段３３に送信し、スイッチング手段３３は波形選択手段３２が選択した電圧の波形を同期させて、所定の吐出タイミングで記録ヘッド２の対応する各圧電素子８に一斉に印加するようになっている。【００６３】
その際、本実施形態の波形選択手段３２では、図６（Ａ）に示すような時間ｔに依存して変化する電圧Ｖの波形が選択されるようになっている。すなわち、電圧Ｖ０が印加されて変形していた圧電素子８が、印加される電圧が０［Ｖ］とされてその変形が解かれ、元の状態に戻るように変形することでインク室７（図３参照）を加圧してノズル６から液滴を吐出させるようになっている。【００６４】
前述した速度調整パラメータは、この圧電素子８に常時印加される電圧Ｖ０を増加させたり減少させたりするためのパラメータである。すなわち、速度調整パラメータは、図６（Ｂ）に示すように、吐出される液滴の速度が遅いノズル６に対応する圧電素子８にはＶ０より大きい値の電圧Ｖ１が印加されるように対応する電圧調整手段２９での増幅率を修正し、吐出される液滴の速度が速すぎるノズル６に対応する圧電素子８にはＶ０より小さい値の電圧Ｖ２が印加されるように対応する電圧調整手段２９での増幅率を修正するためのパラメータである。【００６５】
本実施形態では、このように、速度調整パラメータにより電圧調整手段２９における増幅率を修正することで、記録ヘッド２の各ノズル６から吐出される液滴の速度を一定の液滴速度に揃えるようになっている。【００６６】
なお、図７に示すように、例えば各圧電素子８には常時０［Ｖ］の電圧が印加されていて液滴を吐出する際に電圧がＶ０とされるような波形の場合も、本実施形態と同様に、吐出される液滴の速度が遅いノズル６に対応する圧電素子８では電圧をＶ１に増加させ、液滴速度が速すぎるノズル６に対応する圧電素子８では電圧をＶ２に減少させるように電圧調整手段２９での増幅率を修正する速度調整パラメータを設定することで、記録ヘッド２の各ノズル６から吐出される液滴の速度を一定の液滴速度に揃えることが可能となる。【００６７】
次に、上記のインクジェットヘッドユニット１を用いた本実施形態に係るインクジェット記録装置について説明する。【００６８】
インクジェット記録装置５０は、図５に示したように、コンピュータＣにより装置を構成する各部材の動作が制御されるようになっており、また、図８に示すように、上記のインクジェットヘッドユニット１から液滴を吐出して記録媒体Ｐに画像を記録する記録部５１と、インクジェットヘッドユニット１等のメンテナンスを行うメンテナンス部５２とを備えている。【００６９】
本実施形態のインクジェット記録装置５０では、複数のインクジェットヘッドユニット１が板状のユニット固定部材５３に千鳥状に配置されている。また、各インクジェットヘッドユニット１は、図９の断面図に示すように、ユニット固定部材５３の嵌め込み位置に設けられた孔に嵌め込まれ、孔の係合部５３ａと上側フレーム９の係合部９ａとが係合する状態で固定されることで、各インクジェットヘッドユニット１がユニット固定部材５３に的確に位置決めされて固定されるようになっている。【００７０】
ユニット固定部材５３は、図８に示すように、Ｙ軸方向に延設されたヘッド移動用ステージ５４に支持部材５５を介して支持されるようになっており、駆動装置５６（図５参照）の駆動により、支持部材５５に沿ってＺ軸方向に、また、ヘッド移動用ステージ５４に沿ってＹ軸方向に移動できるようになっている。【００７１】
インクジェット記録装置５０の記録部５１には、ユニット固定部材５３に固定されたインクジェットヘッドユニット１の下方に配置される記録媒体Ｐを下側から支持する描画用ステージ５７が設けられている。【００７２】
また、支持部材５５からは、カメラ支持部材５８がＸ軸方向に延出されており、その先端部には、Ｙ軸方向に延設されたカメラ移動用ステージ５９が取り付けられている。カメラ移動用ステージ５９には、着弾位置検出手段である着弾位置検出用カメラ６０が下向きに取り付けられており、着弾位置検出用カメラ６０は、各インクジェットヘッドユニット１の搬送方向下流側の記録媒体Ｐに着弾した液滴を撮像するようになっている。また、着弾位置検出用カメラ６０は、カメラ移動用ステージ５９に沿ってＹ軸方向に移動可能とされている。なお、着弾位置検出用カメラ６０については後で説明する。【００７３】
インクジェット記録装置５０のメンテナンス部５２には、インクジェットヘッドユニット１の各ノズル６から吐出される液滴を検出する液滴検出手段である液滴検出用カメラ６１がＸ軸方向を向くように配設され、インクジェットヘッドユニット１のＺ軸方向の位置を確認するためのマーク検出手段であるヘッド上下位置検出用カメラ６２がＹ軸方向を向くように配設され、また、インクジェットヘッドユニット１のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を確認するためのマーク検出手段であるヘッド水平位置検出用カメラ６３がＺ軸方向を向くように配設されている。また、メンテナンス部５２には、液滴検出用カメラ６１とともに用いられるストロボ等の図示しない発光手段が備えられている。【００７４】
本実施形態では、液滴検出用カメラ６１やヘッド上下位置検出用カメラ６２、ヘッド水平位置検出用カメラ６３、前述した着弾位置検出用カメラ６０は、図５に示したように、インクジェット記録装置５０のコンピュータＣに接続されており、それらのカメラから送信される撮像情報がコンピュータＣで解析されて前述した速度調整パラメータや位置調整パラメータが決定されるようになっている。【００７５】
また、コンピュータＣでの解析により決定された速度調整パラメータや位置調整パラメータは、それぞれ対応するインクジェットヘッドユニット１に送信されて、各インクジェットヘッドユニット１の不揮発性記憶手段２５に記憶されるようになっている。【００７６】
なお、本実施形態では、着弾位置検出用カメラ６０や液滴検出用カメラ６１、ヘッド上下位置検出用カメラ６２、ヘッド水平位置検出用カメラ６３にはＣＣＤカメラが用いられているが、それ以外では例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等を用いることができ、また、発光手段としては、ストロボの代わりに、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いることも可能である。さらに、液滴検出用カメラ６１として、ストロボとＣＣＤカメラを用いる代わりに、高速シャッタカメラ等を用いることも可能である。【００７７】
次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置５０の作用について説明するとともに、前述したインクジェットヘッドユニット１における速度調整パラメータや位置調整パラメータの決定の手法について説明する。【００７８】
インクジェット記録装置５０のメンテナンス時には、駆動装置５６の駆動により、ユニット固定部材５３が、記録部５１の所定の位置から支持部材５５に沿ってＺ軸方向に所定距離上向きに搬送された後、ヘッド移動用ステージ５４に沿ってＹ軸方向に搬送されてメンテナンス部５２に移動し、Ｚ軸方向に所定距離下向きに搬送されることで、メンテナンス部５２の所定の位置にセットされる。これにより、各インクジェットヘッドユニット１がメンテナンス部５２の所定の位置に搬送される。【００７９】
メンテナンス部５２では、インクジェットヘッドユニット１の記録ヘッド２の各ノズル６から吐出される液滴の速度を一定の液滴速度に揃えるために、各ノズル６に対応する各圧電素子８に設定されるべき速度調整パラメータが決定される。そのために、まず、各ノズル６から吐出される液滴の速度が計測される。【００８０】
本実施形態では、液滴速度の計測は、液滴検出用カメラ６１とストロボとを用いて行われる。具体的には、上記のように、各インクジェットヘッドユニット１がメンテナンス部５２の所定の位置に搬送されると、コンピュータＣは、液滴速度を計測するインクジェットヘッドユニット１の記録ヘッド２の各ノズル６から吐出される液滴を撮像できる所定の位置に液滴検出用カメラ６１とストロボとをセットする。【００８１】
そして、そのインクジェットヘッドユニット１の制御手段２６を制御して、記録ヘッド２の各ノズル６から液滴を吐出させる。この場合、各ノズル６に対応する各圧電素子８に電圧を印加する各電圧調整手段２９には速度調整パラメータを送信せず、各圧電素子８に図６に示した一定の電圧Ｖ０が印加される状態で液滴を吐出させる。【００８２】
コンピュータＣは、各ノズル６から液滴が吐出されてから所定時間経過後と、それからさらに所定のディレイ時間後の２回、ストロボを発光させ、ストロボの発光と同時にそれぞれ液滴検出用カメラ６１で液滴を撮像させる。このようにして撮像を行うと、図１０に示すように液滴Ｉがノズル６に近い位置とノズル６から少し離れた位置に撮像される。【００８３】
コンピュータＣは、この撮像情報を液滴検出用カメラ６１から受信すると、各ノズル６について、ノズル６からの液滴の距離およびディレイ時間前後の液滴の間隔を計測して、各液滴が対応するノズル６から吐出された直後の初速度を算出する。【００８４】
そして、予め設定された液滴速度と計算された初速度とを比較して、液滴の初速度を予め設定された液滴速度にするために、各ノズル６に対応する圧電素子８に印加すべき電圧を算出して、それに相当する速度調整パラメータを圧電素子８ごとに算出する。そして、算出した各ノズル６の速度調整パラメータを当該インクジェットヘッドユニット１に送信して、不揮発性記憶手段２５に記憶させる。【００８５】
１つのインクジェットヘッドユニット１に対する速度調整パラメータの算出、記憶が終了すると、コンピュータＣは、次のインクジェットヘッドユニット１の記録ヘッド２の各ノズル６から吐出される液滴を撮像できる所定の位置に液滴検出用カメラ６１とストロボとを移動させて、上記の手順により速度調整パラメータの算出、記憶を行う。そして、この速度調整パラメータの算出を、すべてのインクジェットヘッドユニット１について行う。【００８６】
なお、速度調整パラメータの代わりに、算出した圧電素子８ごとに印加すべき電圧値を不揮発性記憶手段２５に記憶させてもよいことは、前述したとおりである。【００８７】
続いて、コンピュータＣは、記録ヘッド２の保持位置を調整するために、各インクジェットヘッドユニット１の圧電素子１１、１２、１５〜１８に印加すべき各電圧を設定するための位置調整パラメータを決定する。【００８８】
本実施形態では、図１や図４に示したように、保持手段３の下側フレーム１０の４本の辺部材のうち圧電素子１１、１２がそれぞれ設けられた２本の辺部材の各側面の中央部と、記録ヘッド２のノズル６が形成された面すなわちノズル面のＹ軸方向に離れた２カ所の位置に、それぞれ「＋」で表される位置決め用のマークＭが付されている。【００８９】
コンピュータＣは、まず、図１１に示すように、１つのインクジェットヘッドユニット１の圧電素子１１が設けられた辺部材の側面の中央部に付された位置決め用のマークＭが撮像画像の中央等の撮像画像の所定の位置に撮像される位置にヘッド上下位置検出用カメラ６２をセットする。そして、ヘッド上下位置検出用カメラ６２で実際に辺部材の側面を撮像して、撮像情報をコンピュータＣに送信する。【００９０】
コンピュータＣは、撮像情報をヘッド上下位置検出用カメラ６２から受信すると、検出された位置決め用のマークの位置が前述した撮像画像の所定の位置から上下方向にどれだけずれた位置に撮像されているかを検出して、下側フレーム１０と記録ヘッド２の上下方向の位置ずれ量を計測する。【００９１】
そして、コンピュータＣは、この位置ずれ量と、圧電素子１１についての印加電圧と変形度の特性から、圧電素子１１に印加すべき電圧値を算出して、それに相当する位置調整パラメータを算出する。そして、算出した圧電素子１１に関する位置調整パラメータを当該インクジェットヘッドユニット１に送信して、不揮発性記憶手段２５に記憶させる。【００９２】
なお、実際に圧電素子１１に電圧を変化させながら印加して、位置決め用のマークＭの上下方向の位置が前述した撮像画像の所定の位置に撮像される際の電圧値を圧電素子１１に印加すべき電圧値として算出してもよい。【００９３】
コンピュータＣは、続いて、当該インクジェットヘッドユニット１の圧電素子１２についても、同様にして印加すべき電圧値を算出して、それに相当する位置調整パラメータを算出し、算出した圧電素子１２に関する位置調整パラメータを当該インクジェットヘッドユニット１に送信して、不揮発性記憶手段２５に記憶させる。【００９４】
その際、ヘッド上下位置検出用カメラ６２を移動させて撮像させてもよいが、本実施形態では、圧電素子１２が設けられた辺部材の側面の中央部に付された位置決め用のマークＭを撮像できる方向を向いている液滴検出用カメラ６１（図８参照）を用いて位置決め用のマークＭの検出を行うようになっている。【００９５】
コンピュータＣは、さらに、ヘッド水平位置検出用カメラ６３を用いて当該インクジェットヘッドユニット１の記録ヘッド２のノズル面に付された位置決め用のマークＭを撮像して、記録ヘッド２が前後方向（Ｘ軸方向）および左右方向（Ｙ軸方向）にどれだけずれているかを検出して、記録ヘッド２の前後方向および左右方向の位置ずれ量を計測する。【００９６】
そして、コンピュータＣは、これらの位置ずれ量と、圧電素子１５〜１８についての印加電圧と変形度の特性から、圧電素子１５〜１８にそれぞれ印加すべき電圧値を算出して、それに相当する位置調整パラメータをそれぞれ算出する。そして、算出した圧電素子１５〜１８に関する位置調整パラメータを当該インクジェットヘッドユニット１に送信して、不揮発性記憶手段２５に記憶させる。【００９７】
なお、この場合、正確には、４つの圧電素子１５〜１８の特性と２つのマークＭの変位との複雑な関係を解析しなければならないが、通常、インクジェットヘッドユニット１の製造段階で記録ヘッド２は比較的精度良く位置決めされているから、記録ヘッド２の前後方向および左右方向の位置ずれ量は微量であり、４つの圧電素子１５〜１８を比較的単純に微量ずつ変形させるだけで位置ずれを調整することができる。【００９８】
また、本実施形態では、１本のヘッド水平位置検出用カメラ６３を移動させて２つのマークＭを撮像するように構成されているが、２本のヘッド水平位置検出用カメラ６３を用いるように構成することも可能である。【００９９】
コンピュータＣは、以上のようにして、１つのインクジェットヘッドユニット１に対する位置調整パラメータの算出、記憶が終了すると、順次、インクジェットヘッドユニット１を変えながら調整を行い、この位置調整パラメータの算出、記憶を、すべてのインクジェットヘッドユニット１について行う。【０１００】
なお、位置調整パラメータの代わりに、算出した圧電素子１５〜１８ごとに印加すべき電圧値を不揮発性記憶手段２５に記憶させてもよいことは前述したとおりである。また、例えばヘッド上下位置検出用カメラ６２で圧電素子１１が設けられた辺部材の側面の位置決め用のマークＭを撮像する際に、他のインクジェットヘッドユニット１が障害になって直接撮像できない場合には、例えば図１２に示すように、マークＭの近傍に小型のミラーｍを挿入して、ミラーｍで反射されたマークＭをヘッド水平位置検出用カメラ６３で撮像するように構成することも可能である。【０１０１】
また、上記の位置調整パラメータの算出、記憶を、液滴速度が調整されたインクジェットヘッドユニット１を１つずつユニット固定部材５３の孔に嵌め込んで固定しながら順次行うように構成することも可能である。【０１０２】
さらに、本実施形態では、記録ヘッド２の上下方向の保持位置の調整に用いる位置決め用のマークＭが下側フレーム１０の辺部材の側面に付されている場合を示したが、位置決め用のマークを記録ヘッド２の側面に付し、ヘッド上下位置検出用カメラ６２等でそのマークＭを検出するように構成することも可能である。【０１０３】
本実施形態では、上記のようにして記録ヘッド２の保持位置の調整を行うが、さらに、記録媒体Ｐ上に着弾した液滴の着弾位置の情報に基づいて、位置調整パラメータの修正を行うようになっている。【０１０４】
各インクジェットヘッドユニット１の保持位置が正確に調整されていれば、記録媒体Ｐ上に着弾した液滴Ｉの着弾位置は図１３に示すようになり、インクジェットヘッドユニット１ａの隣り合うノズル６ａからそれぞれ吐出された液滴Ｉの着弾位置の間隔Ｌａと、それに隣接するインクジェットヘッドユニット１ｂの隣り合うノズル６ｂからそれぞれ吐出された液滴Ｉの着弾位置の間隔Ｌｂと、インクジェットヘッドユニット１ａ、１ｂの隣接するノズル６ａ、６ｂからそれぞれ吐出された液滴Ｉの着弾位置の間隔Ｌａｂとはすべて等しくなる。【０１０５】
しかし、例えばインクジェットヘッドユニット１ｂが水平方向に傾いていると、インクジェットヘッドユニット１ｂから吐出された液滴の着弾位置の間隔Ｌｂは、インクジェットヘッドユニット１ａから吐出された液滴の着弾位置の間隔Ｌａよりも短くなる。また、例えばインクジェットヘッドユニット１ａ、１ｂ同士の間隔が広がると、間隔Ｌａｂは間隔Ｌａや間隔Ｌｂよりも大きくなる。【０１０６】
そのため、本実施形態では、記録ヘッド２の保持位置の調整が終了すると、コンピュータＣは、各インクジェットヘッドユニット１を記録部５１に搬送して記録媒体Ｐへの液滴の吐出を行わせ、記録媒体Ｐ上の液滴の着弾位置を着弾位置検出用カメラ６０で撮像し、その撮像情報から、すなわち間隔Ｌａ、Ｌｂ、Ｌａｂが等間隔になっているか否かを確認するようになっている。そして、間隔Ｌａ、Ｌｂ、Ｌａｂが等間隔になっていない場合には、各インクジェットヘッドユニット１をメンテナンス部５２に搬送して、再度、記録ヘッド２の保持位置の調整を行うようになっている。【０１０７】
なお、着弾位置検出用カメラ６０による記録媒体Ｐ上の液滴の着弾位置の検出結果に基づいて、各インクジェットヘッドユニット１の記録ヘッド２の水平方向の保持位置の調整を行うように構成することも可能である。【０１０８】
具体的には、各インクジェットヘッドユニット１から記録媒体Ｐに液滴を吐出させて、着弾位置検出用カメラ６０で記録媒体Ｐ上に着弾した液滴の着弾位置を検出し、コンピュータＣは、その検出結果に基づいて間隔Ｌａ、Ｌｂ、Ｌａｂを測定して各インクジェットヘッドユニット１の記録ヘッド２の着弾ずれ量を計測し、間隔Ｌａ、Ｌｂが最大値となり、間隔Ｌａｂが間隔Ｌａ、Ｌｂと等しくなるように各インクジェットヘッドユニット１の圧電素子１５〜１８にそれぞれ印加すべき電圧値を算出して、それに相当する位置調整パラメータをそれぞれ算出する。そして、算出した圧電素子１５〜１８に関する位置調整パラメータを各インクジェットヘッドユニット１に送信して、不揮発性記憶手段２５に記憶させる。【０１０９】
なお、インクジェット記録装置５０が、本実施形態のようなラインヘッド方式の場合には、複数のインクジェットヘッドユニット１が１つのユニット群としてまとめられて、各記録ヘッド２の配線接続等が共通とされる場合がある。そのような場合に、各ノズル６に対応する圧電素子８ごとの速度調整パラメータの設定や圧電素子１１、１２、１５〜１８の位置調整パラメータの設定をインクジェットヘッドユニット１ごとに行うと、ユニット群中の調整済みの他のインクジェットヘッドユニット１に影響を与えることがある。【０１１０】
そのため、そのような場合には、インクジェットヘッドユニット１ごとに速度調整パラメータや位置調整パラメータの設定を行う代わりに、各ユニット群ごとに、１つのユニット群に属する全インクジェットヘッドユニット１についてまとめて速度調整パラメータや位置調整パラメータの設定を行うように構成すれば、上記のようにユニット群内の他のインクジェットヘッドユニット１に悪影響を与えることなく、ユニット群に属する各インクジェットヘッドユニット１の速度調整パラメータや位置調整パラメータの設定を適切に行うことが可能となる。【０１１１】
以上のように、本実施形態に係るインクジェットヘッドユニット１によれば、記録ヘッド２のノズル６から液滴を吐出させる圧電素子８等の液滴吐出機構に電圧を印加する電圧調整手段２８と、記録ヘッド２の位置ずれや角度ずれを調整する圧電素子１１、１２、１５〜１８等の調整機構に電圧を印加する電圧調整手段２９とを、駆動回路４の同一の基板上に設けたことで、液滴速度の調整や記録ヘッドの保持位置の調整を１つの駆動回路４を通じて行うことが可能となり、インクジェットヘッドユニット１の駆動回路４を非常にコンパクトに形成することが可能となる。【０１１２】
また、インクジェットヘッドユニット１の駆動回路４を液滴速度の調整と記録ヘッドの保持位置の調整とでそれぞれ設けずに１つにまとめられるため、回路規模を小さくすることができ、記録ヘッド２に対する基板やＩＣの占有面積をよりコンパクトにまとめることが可能となる。また、それにより歩留まりが改善される。【０１１３】
さらに、このようなインクジェットヘッドユニット１を用いた本実施形態に係るインクジェット記録装置５０によれば、液滴速度の調整と記録ヘッドの保持位置の調整とを別々に行う必要がなく、インクジェットヘッドユニット１の１つの駆動回路４を用いて行うことが可能となるため、記録ヘッド２を備えるインクジェットヘッドユニット１の設置や交換の際に、その保持位置や液滴速度を時間をかけずに容易に調整することが可能となる。【０１１４】
また、調整により決定された液滴吐出機構や調整機構に印加すべき電圧や調整パラメータをインクジェットユニット１の不揮発性の記憶手段に記憶させておくことで、インクジェット記録装置５０の始動時に、印加すべき電圧や調整パラメータを読み出して各電圧調整手段を最良の状態に容易にセットアップすることが可能となる。【０１１５】
なお、本実施形態では、図８に示したように、それぞれ静止した各インクジェットヘッドユニット１と描画用ステージ５７との間で紙や布帛等の記録媒体Ｐを図中矢印Ｗで示される搬送方向に搬送しながらインクジェットヘッドユニット１から液滴を吐出して記録媒体Ｐ上に画像を記録するインクジェット記録装置５０について説明した。しかし、装置の形態はこれに限定されず、例えば、各インクジェットヘッドユニット１若しくは描画用ステージ５７、またはその双方をそれぞれＸ軸方向やＹ軸方向に動かし、記録ヘッド２と媒体とを相対的に移動させながら液滴を吐出して媒体上に配線等の画像を記録するようなインクジェット記録装置においても、本発明を適用することができる。【０１１６】
また、本実施形態では、インクジェット記録装置５０がラインヘッド方式である場合について説明したが、図示を省略するが、記録ヘッド２を備えるインクジェットヘッドユニット１をキャリッジに搭載し、記録媒体の上方で往復移動させながら記録を行うシリアルヘッド方式のインクジェット記録装置においても同様に本発明を適用することができる。この場合、キャリッジが本実施形態におけるユニット固定部材５３に相当し、キャリッジをメンテナンス部に移動させるように構成すれば、インクジェットヘッドユニット１や記録ヘッド２をメンテナンス部に搬送することができ、本実施形態と同様にして液滴速度の調整や記録ヘッドの保持位置の調整を行うことが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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