(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントヘッドを走査させながら記録媒体にインクを吐出し、前記記録媒体に画像を形成する記録装置において、
前記プリントヘッドの駆動電圧と温度との関係であって、前記プリントヘッドと同種の複数のプリントヘッド夫々の第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と、第１の所定の温度と第２の所定の温度を含む所定の範囲の温度との関係であって所定の統計演算に基づき取得した基準温度関数と、
前記基準温度関数の前記第１の所定の温度における駆動電圧である第１の基準ランク電圧と、
前記複数のプリントヘッド夫々の前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴とは異なる第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧であって前記所定の統計演算に基づき取得した第２の基準ランク電圧と、
前記複数のプリントヘッドの夫々の前記第１の所定の温度における前記第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧に前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記第１の基準ランク電圧との比の値とを掛けた電圧を前記第２の基準ランク電圧で割った値である第１の電圧感度指数と、前記複数のプリントヘッドの夫々の前記第２の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧に前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記第１の基準ランク電圧との比の値とを掛けた電圧を前記基準温度関数の前記第２の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧で割った値である第２の電圧感度指数との対応関係を示す電圧感度指数補正式と、
前記プリントヘッドの前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧である第１のランク電圧と、
前記プリントヘッドの前記第１の所定の温度における前記第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧である第２のランク電圧と、
を記憶するメモリと、
前記プリントヘッドの温度を計測する温度センサと、
前記メモリに記憶されている前記第２のランク電圧と前記第２の基準ランク電圧と前記電圧感度指数補正式から前記第１の電圧感度指数を演算し、
該演算により求めた該第１の電圧感度指数と前記第１のランク電圧と前記第１の基準ランク電圧と前記基準温度関数とに基づいて、前記プリントヘッドの前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記所定の範囲の温度との関係を推定する演算をし、
該演算結果と前記センサで取得した温度に基づいて前記プリントヘッドの温度に対応する駆動電圧を演算する制御手段と、
を有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記第１の所定の液滴は、前記プリントヘッドから吐出される第１の所定の量の液滴であり、前記第２の所定の液滴は、前記プリントヘッドから吐出される前記第１の所定の量の液滴とは異なる第２の所定の量の液滴であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記第１の所定の液滴は、前記プリントヘッドから吐出される第１の所定の吐出速度の液滴であり、前記第２の所定の液滴は、前記プリントヘッドから吐出される前記第１の所定の吐出速度とは異なる第２の所定の吐出速度の液滴であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項４】
前記第１の所定の液滴は、前記プリントヘッドから吐出される第１の所定の量かつ第１の所定の吐出速度の液滴であり、前記第２の所定の液滴は、前記プリントヘッドから吐出される前記第１の所定の量の液滴とは異なる第２の所定の量かつ前記第１の所定の吐出速度とは異なる第２の所定の吐出速度の液滴であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項５】
プリントヘッドを走査させながら記録媒体にインクを吐出し、前記記録媒体に画像を形成する記録装置の記録方法において、
前記プリントヘッドの駆動電圧と温度との関係であって、前記プリントヘッドと同種の複数のプリントヘッド夫々の第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と、第１の所定の温度と第２の所定の温度を含む所定の範囲の温度との関係であって所定の統計演算に基づき取得した基準温度関数と、
前記基準温度関数の前記第１の所定の温度における駆動電圧である第１の基準ランク電圧と、
前記複数のプリントヘッド夫々の前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴とは異なる第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧であって前記所定の統計演算に基づき取得した第２の基準ランク電圧と、
前記複数のプリントヘッドの夫々の前記第１の所定の温度における前記第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧に前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記第１の基準ランク電圧との比の値とを掛けた電圧を前記第２の基準ランク電圧で割った値である第１の電圧感度指数と、前記複数のプリントヘッドの夫々の前記第２の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧に前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記第１の基準ランク電圧との比の値とを掛けた電圧を前記基準温度関数の前記第２の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧で割った値である第２の電圧感度指数との対応関係を示す電圧感度指数補正式と、
前記プリントヘッドの前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧である第１のランク電圧と、
前記プリントヘッドの前記第１の所定の温度における前記第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧である第２のランク電圧と、
を記憶するメモリと、
前記プリントヘッドの温度を計測する温度センサと、
を有し、
前記メモリに記憶されている前記第２のランク電圧と前記第２の基準ランク電圧と前記電圧感度指数補正式から前記第１の電圧感度指数を演算する工程と、
該演算により求めた該第１の電圧感度指数と前記第１のランク電圧と前記第１の基準ランク電圧と前記基準温度関数とに基づいて、前記プリントヘッドの前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記所定の範囲の温度との関係を推定する演算をする工程と、
該演算結果と前記センサで取得した温度に基づいて前記プリントヘッドの温度に対応した駆動電圧を演算する工程と、
を有することを特徴とする記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリントヘッドの動作を制御して印字する記録装置及び記録方法に関する。特にインクジェット方式の記録装置および記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタの印刷品質においては、プリントヘッドから吐出される液滴の液適量や射出速度をいかに一定に保つかが重要である。液適量を一定にしないと、印刷結果の濃度が安定しないし、複数のインク色を用いて構成した色については、色相がずれてしまう。また射出速度を一定にしないと、往復印刷時に往路と復路でそれぞれ吐出される液滴が想定した地点に着弾せず、粒状感の悪化をもたらしてしまう。
【０００３】
液滴量や射出速度の変動要因としては、温度というパラメータが支配的である。吐出時のインクの振舞いを左右する大きな要素である粘度は、インクの温度によって大きく変わる。ここで、ある特定のプリントヘッドについて、インクの温度が変化したときに吐出する液滴を一定に、例えば１３ピコリットルに、保つために与えるべきプリントヘッドに印加する駆動電圧の一例として、図４で示される関数が与えられる。これは、射出速度を例えば５メートル毎秒に保つための関数も同様である。しかし、液滴量を一定にする関数と、射出速度を一定にするための関数は必ずしも一致しない。すなわちこれら二つの特性を同時に一定にすることは難しく、図５に示すように各温度について、各々の関数の中間をとる関数を利用することが多い。
【０００４】
また、液適量や射出速度のばらつき要因としては、ほかに、プリントヘッドの個体差が挙げられる。プリントヘッドが液滴を吐出するアクチュエータであるピエゾ素子等は、駆動する際に同じ電圧を印加したとしても、そこから吐出される液滴は異なる素性を示すことが多い。これが、プリントヘッドの個体差である。これは、例えば液滴量を一定にする関数が、二つのプリントヘッド間によって、図６で示されるように乖離していることを意味する。このため、異なるプリントヘッド間のばらつきを吸収する手法として、ランク電圧と、温度関数という概念が用いられている。
【０００５】
ランク電圧とは、特定の条件において、あるプリントヘッドが定められた性能を発揮するために印加すべき駆動電圧値のことである。たとえば、固有のインクにおいて、インク温度２５℃にて、液滴量を１３ピコリットルにするための電圧値がそれである。ほかにも、この条件で射出速度を５メートル毎秒とするランク電圧も存在する。ランク電圧は、プリントヘッドの製造工程にて、出荷検査結果に基づき、付与される。
【０００６】
これに対し、温度関数とは、特定のランク電圧を有するプリントヘッドについて、液滴量ないしは射出速度を一定とする、横軸を温度、縦軸を駆動電圧とする関数である。例えば図５は、あるプリントヘッドにおいて、液滴量を一定にする温度関数と、射出速度を一定にする温度関数とを比較したものであるし、図６は、プリントヘッドＡとプリントヘッドＢについて、液滴量を一定にする温度関数を比較したものである。プリントヘッド毎に温度関数が存在することになるが、これはあくまで仮定の話であり、理論的にすべてのプリントヘッドについて温度関数が求まるわけではないし、製造工程にて全温度範囲を網羅する関数を構成する各ポイントを測定しているわけではない。あるプリントヘッドで確定するのは基準とするインク温度（これを基準温度と呼ぶ）で示される駆動電圧値、すなわちランク電圧のみであり、これだけが製造工程にて付与される。こうしなければ、プリントヘッドの製造工程の工数が膨大になってしまうからである。
【０００７】
温度関数に関して、複数のプリントヘッドの温度関数を平均的に集約したものを、基準温度関数と呼ぶ。これは、実験的に、実際に複数のプリントヘッドの温度関数を求め、平均したものである。この基準温度関数を求める際に使用するプリントヘッドの数は多ければ多い方が、より平均的な関数の形状が求まることになる。また、基準温度関数にて基準温度での駆動電圧値を、基準ランク電圧と呼ぶ。
【０００８】
以上で述べた、プリントヘッド固有のランク電圧、複数のプリントヘッドから平均的に求まる基準温度関数、そして基準ランク電圧から、すべてのプリントヘッドは液滴量ないしは射出速度を安定に保つべく駆動される。
【０００９】
例えば、図４に示す基準温度関数ｆ（Ｔ）があったとする。基準温度２５℃における基準ランク電圧はＶ0＝ｆ（２５）＝２０Ｖである。
このとき、ランク電圧がＶ1＝２３Ｖのプリントヘッドに対して、任意の温度Ｔ℃における駆動電圧を算出するには、以下の要領による。
【００１０】
駆動電圧Ｖ＝（Ｖ1／Ｖ0）×ｆ（Ｔ）
たとえば、温度Ｔ＝３０℃においては、駆動電圧は、Ｖ＝（２３÷２０）×ｆ（３０）＝（２３÷２０）×１５＝１７．２５Ｖとなる。これは、基準ランク電圧と任意のプリントヘッド固有のランク電圧で、基準温度関数をそのヘッドに適当な値に補正することにほかならない。この様子を図７に示す。また、前述のように、液滴量一定の温度関数と、射出速度一定の温度関数は必ずしも一致しないため、それぞれの中間をとった駆動電圧を印加する。
【００１１】
このように、ランク電圧と、温度関数の概念を利用することで、液滴量や射出速度のばらつきを吸収し、一定範囲内の周囲環境の変化があったとしても、印刷品質を保つようにしている。
【００１２】
ところが、図８に示すような例において、不具合が生じる。これはプリントヘッドＣに最適な温度関数と基準温度関数の顕著な傾きの違いに起因するものである。
【００１３】
プリントヘッドＣの温度関数の傾きは急峻であるが、基準温度関数の傾きはなだらかである。プリントヘッドＣのランク電圧を２３Ｖとすると、基準温度関数から、プリントヘッドＣの温度関数は図８で示されるとおりに類推される。しかし、実際にプリントヘッドＣに最適な温度関数はより急峻な傾きを有している。これは、基準温度関数に集約される一般的なプリントヘッドの電圧感度と、プリントヘッドＣの電圧感度が一致しないことに起因する。すなわち、プリントヘッドＣの電圧感度は高く、より小さな駆動電圧の変化で、液適量ないしは射出速度が変化してしまうのである。よって、温度変化に応じて与える駆動電圧の変化も急峻になってしまう。しかし、基準温度関数から類推したプリントヘッドＣの温度関数から駆動電圧を求めると、最適な温度関数との乖離が生じてしまう。例えば、３０℃でプリントヘッドＣに与えるべき駆動電圧は基準温度関数のそれより低いが、類推した結果では、高くなってしまっている。
【００１４】
これを解決するために、図９で示すような手法がある。これは、異なる温度、たとえば２５℃と３０℃において、液滴量ないしは射出速度を一定とするランク電圧を複数持つ手法である。
【００１５】
図９においては、２５℃と３０℃において、ランク電圧を有するため、プリントヘッドＣの電圧感度はこの間において把握できる。この２点をとおり、関数の形状は基準温度関数に近くなるようなフィッティングを施すことで、プリントヘッドＣに最適な温度関数が類推できるのである。すなわち、固有のランク電圧の数が多ければ多いほど、固有の温度関数に近づけることが出来る。それは、連続的に使用温度範囲内で液滴量ないしは射出速度を一定とする温度関数そのものである。しかし、プリントヘッドの製造工程にて、温度、駆動電圧をパラメータとして液滴量、射出速度を一定とする複数のランク電圧を求めることはきわめて困難であり、非現実的といえる。特に、温度を可変とし、それに伴う液滴の素性を測るには、温度の変化に対して十分な待機時間を必要としてしまうため、生産性の低下は著しい。また、仮にプリントヘッド固有の温度関数が製造工程にて測定できたとしても、これを格納するためのメモリをプリントヘッド内に実装する必要があり、プリントヘッドのコストアップをもたらしてしまう。
【００１６】
このほか、特開２００５−３４３１３８号公報で示されるように、製造工程で温度そのものをパラメータとはせず、駆動電圧に応じた最適な駆動パルス幅を求め、記憶しておく手法がある。温度−駆動電圧値特性は事前に実験的に求められており、それとの相関から、プリントヘッド個別の温度−駆動パルス特性を類推する手法ではあるが、そもそも実験的に求めた温度−駆動電圧特性において、プリントヘッド間の電圧感度が考慮されていないため、大きな電圧感度のばらつきがあった場合に、最適な駆動パラメータを求めることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００５−３４３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
プリントヘッドから吐出される液滴量ないしは射出速度を一定とするために、ランク電圧、および基準温度関数の概念を用い、任意のプリントヘッドの任意の温度環境にて求まる駆動電圧値は、その温度が基準温度から乖離した場合に誤差が拡大してしまうことがある。これは、固有のランク電圧はごく狭い温度範囲において、液滴量ないしは射出速度を一定とする駆動電圧値であるため、その近傍では温度関数の類推が適正であるが、温度の乖離に伴い誤差が拡大してしまうからである。
【００１９】
また、上記誤差の傾向は、プリントヘッド毎にさらにばらつきがある。これは、プリントヘッド毎の電圧感度の差、すなわち温度関数の傾きが異なることを意味している。これらの誤差があると、液滴量ないしは射出速度を、環境の変化に応じて一定に保てなくなってしまい、印刷品質が安定しない。
【００２０】
ヘッド個別に最適な温度関数を検査し、記憶することが確実だが、製造工程での工数が極端に大きくなってしまうこと、検査時のインク温度や環境温度を制御することが難しいこと、検査結果を記憶するメモリ容量が必要であること、などから、現実的でない。
【００２１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、印刷装置におけるプリントヘッドから吐出される液滴の液滴量ないしは射出速度を確実に一定とする制御方法を提供するものであり、ひいては印刷品質の向上に資するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の記録装置は、プリントヘッドを走査させながら記録媒体にインクを吐出し、前記記録媒体に画像を形成する記録装置において、前記プリントヘッドの駆動電圧と温度との関係であって、前記プリントヘッドと同種の複数のプリントヘッド夫々の第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と、第１の所定の温度と第２の所定の温度を含む所定の範囲の温度との関係であって所定の統計演算に基づき取得した基準温度関数と、前記基準温度関数の前記第１の所定の温度における駆動電圧である第１の基準ランク電圧と、前記複数のプリントヘッド夫々の前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴とは異なる第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧であって前記所定の統計演算に基づき取得した第２の基準ランク電圧と、前記複数のプリントヘッドの夫々の前記第１の所定の温度における前記第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧に前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記第１の基準ランク電圧との比の値とを掛けた電圧を前記第２の基準ランク電圧で割った値である第１の電圧感度指数と、前記複数のプリントヘッドの夫々の前記第２の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧に前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記第１の基準ランク電圧との比の値とを掛けた電圧を前記基準温度関数の前記第２の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧で割った値である第２の電圧感度指数との対応関係を示す電圧感度指数補正式と、前記プリントヘッドの前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧である第１のランク電圧と、前記プリントヘッドの前記第１の所定の温度における前記第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧である第２のランク電圧と、を記憶するメモリと、前記プリントヘッドの温度を計測する温度センサと、前記メモリに記憶されている前記第２のランク電圧と前記第２の基準ランク電圧と前記電圧感度指数補正式から前記第１の電圧感度指数を演算し、該演算により求めた該第１の電圧感度指数と前記第１のランク電圧と前記第１の基準ランク電圧と前記基準温度関数とに基づいて、前記プリントヘッドの前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記所定の範囲の温度との関係を推定する演算をし、該演算結果と前記センサで取得した温度に基づいて前記プリントヘッドの温度に対応する駆動電圧を演算する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の記録方法は、プリントヘッドを走査させながら記録媒体にインクを吐出し、前記記録媒体に画像を形成する記録装置の記録方法において、前記プリントヘッドの駆動電圧と温度との関係であって、前記プリントヘッドと同種の複数のプリントヘッド夫々の第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と、第１の所定の温度と第２の所定の温度を含む所定の範囲の温度との関係であって所定の統計演算に基づき取得した基準温度関数と、前記基準温度関数の前記第１の所定の温度における駆動電圧である第１の基準ランク電圧と、前記複数のプリントヘッド夫々の前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴とは異なる第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧であって前記所定の統計演算に基づき取得した第２の基準ランク電圧と、前記複数のプリントヘッドの夫々の前記第１の所定の温度における前記第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧に前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記第１の基準ランク電圧との比の値とを掛けた電圧を前記第２の基準ランク電圧で割った値である第１の電圧感度指数と、前記複数のプリントヘッドの夫々の前記第２の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧に前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記第１の基準ランク電圧との比の値とを掛けた電圧を前記基準温度関数の前記第２の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧で割った値である第２の電圧感度指数との対応関係を示す電圧感度指数補正式と、前記プリントヘッドの前記第１の所定の温度における前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧である第１のランク電圧と、前記プリントヘッドの前記第１の所定の温度における前記第２の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧である第２のランク電圧と、を記憶するメモリと、前記プリントヘッドの温度を計測する温度センサと、を有し、前記メモリに記憶されている前記第２のランク電圧と前記第２の基準ランク電圧と前記電圧感度指数補正式から前記第１の電圧感度指数を演算する工程と、該演算により求めた該第１の電圧感度指数と前記第１のランク電圧と前記第１の基準ランク電圧と前記基準温度関数とに基づいて、前記プリントヘッドの前記第１の所定の液滴を吐出させるための駆動電圧と前記所定の範囲の温度との関係を推定する演算をする工程と、該演算結果と前記センサで取得した温度に基づいて前記プリントヘッドの温度に対応した駆動電圧を演算する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、任意のプリントヘッドに固有の電圧感度を、複数のランク電圧を用いることで類推でき、これによって、従来のランク電圧、基準温度関数を用いたプリントヘッド固有の温度関数を類推する方法よりも正確に、任意の温度における駆動電圧値を求めることができる。これによって、液適量が一定でない場合の色相ずれによる粒状感の悪化や濃度変化、射出速度が一定でない場合の着弾ずれによる作画精度悪化等の、印刷品質の悪化を防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、キャリッジ機構の概略図である。
【図３】図３は、リニアエンコーダからプリントヘッド駆動波形を生成する一例を示すタイミング図である。
【図４】図４は、液滴量を一定とする温度関数の一例を示す図である。
【図５】図５は、液適量を一定とする温度関数の一例と射出速度を一定とする温度関数の一例を比較した図である。
【図６】図６は、２つのプリントヘッドの温度関数の差異の一例を示す図である。
【図７】図７は、ランク電圧と基準温度関数によってプリントヘッド固有の温度関数を類推する手法の一例を示す図である。
【図８】図８は、プリントヘッドの電圧感度の差異によって、温度関数の類推に誤差が生じることを示す図である。
【図９】図９は、異なる温度におけるランク電圧から温度関数を類推することによって、電圧感度の影響を最小限にできることを示す図である。
【図１０】図１０は、３つのプリントヘッドの正規化した温度関数の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、電圧感度補正式の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、より正確な駆動電圧を求めるため、３つのプリントヘッドの正規化した温度関数において、複数の温度における電圧感度指数を求める一例を示す図である。
【図１３】図１３は、より正確な駆動電圧を求めるため、複数の電圧感度補正式を持つ例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態による記録装置に関して図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、印刷装置１はインクジェット方式のプリンタである。印刷装置１は、装置全体の動作を制御する制御部２０を有する。制御部２０は、制御部２０内の処理動作を統括して制御する制御手段のＣＰＵ２１、印字動作を行うプログラム等が予め記憶された記憶手段のＲＯＭ２２、印字動作の実行中に各制御部が作業記憶領域として用いる記憶手段のＲＡＭ２３、電源切断直前の設定値やデータを保存しておく不揮発性メモリで構成する記憶手段のＥＥＰＲＯＭ２４、操作パネル４４において操作された状態を読み取るとともに、操作パネル４４が備える表示部に情報表示を行う操作パネル制御部２５、印刷媒体に対して、プリントヘッド４１によって印字動作を制御する制御手段である印字制御部２６、キャリッジ機構４２の動作を制御する制御手段であるキャリッジ制御部２７、用紙を搬送するために、グリッドローラ等から構成する、用紙搬送機構４３の動作を制御する制御手段である用紙搬送制御部２８、印字する画像を記憶する画像メモリ３０、画像メモリ３０に対して書き込み／読み出し制御をする制御手段である制御部３１、ホストコンピュータと画像データや制御コマンドの入出力をするインターフェースであるホストＩ／Ｆ部２９、を有する。
【００２７】
印字制御部２６とキャリッジ制御部２７は、リニアエンコーダ４５により読み取ったキャリッジの位置に基づいて、印字位置の連携を取りながら印字動作を制御する。
【００２８】
図２は、キャリッジ機構の概略図である。キャリッジ機構４２にはプリントヘッド４１の位置を検出する手段が備わっている。印刷装置１においてプリントヘッド４１から液滴を吐出する際に、キャリッジ４２０に取り付けられたスケールセンサを内蔵するリニアエンコーダ４５とキャリッジ４２０の走行路に沿って固定されたリニアスケール４２１とを利用し、キャリッジ４２０の往復動作中の現在位置を検知し、制御部２０へ情報を入力する。制御部２０では、プリントヘッド４１の位置を認識し、インクの吐出タイミングを生成することで、用紙上に着弾した液滴の位置精度を高めている。
【００２９】
図３は、リニアエンコーダからプリントヘッド駆動波形を生成する一例を示すタイミング図である。２チャンネル出力の場合のリニアエンコーダ４５のカウントと、プリントヘッド４１の駆動波形の関係を示した一例である。スケールセンサのＡ相、スケールセンサＢ相の各立ち上がり、立下りをトリガとすれば、リニアスケール４２１に刻まれたピッチの４逓倍の周期で、吐出トリガ信号を生成することができる。例えば、１８０ＬＰＩのリニアスケール４２１とリニアエンコーダ４５の組み合わせで、７２０ＤＰＩの信号を生成できる。これをトリガとして、プリントヘッド駆動波形を印加することで、キャリッジ走査方向に７２０ＤＰＩの解像度で吐出動作を行うことができる。図３に示した駆動波形はピエゾアクチュエータを静止位置から両側にたわませることで吐出を行う例で、一般的に引き押し波形などと呼ばれる。インクを引く動作をＯＮパルス４２２で与え、押す動作をＯＦＦパルス４２３で与えるものである。ＯＮパルス４２２とＯＦＦパルス４２３とで吐出動作１回の駆動波形を形成している。これらの駆動波形のパルス幅は、一般的にはヘッドの内部構造と吐出するインクの種類によって一義的に決まることが多い。また、プリントヘッド４１を駆動するための駆動電圧値、すなわちパルスの波高値はヘッド内部のインクに近しい温度に応じて、可変とすることで、液滴量、ないしは射出速度を一定に保つように工夫されている。ここで、駆動電圧値とは一般的にＯＮパルス４２２の波高値のことを指し、ＯＦＦパルス４２３の波高値はＯＮパルス４２２のそれに応じて定まる。
【００３０】
液滴量、ないしは射出速度を一定に保つための制御方法は、概して３つのステップに分けられる。１つ目のステップは、プリントヘッド４１の製造工程における、複数のランク電圧の付与である。
【００３１】
任意のプリントヘッド４１に対して複数のランク電圧を求めるには従来、製造工程で特定の条件で一定となる液適量または射出速度を得られる駆動電圧を求めていた。しかし、本実施形態では複数の液適量、または射出速度が得られる駆動電圧を求める。例えば、固有のインクにおいて、インク温度２５℃にて、液滴量を１３ピコリットルにするための電圧値と、１０ピコリットルにするための電圧値がそれである。この場合、それぞれの特性を示す駆動電圧値を２つのランク電圧として付与することになるが、印刷動作において、液滴量を１３ピコリットル一定にしたいのであれば、前者の電圧値が第１のランク電圧、後者の電圧値が第２のランク電圧となる。これに際しては、条件である温度を変えることなく、プリントヘッド４１に印加する駆動電圧を可変し、その液滴量を測定すればよいから、製造工程の工数を大きく拡大することはない。そして、これらのランク電圧は、プリントヘッド４１の内部に設置したメモリに記憶しておき、プリントヘッド４１がプリンタに設置された際に自動で読み出すことができると簡便である。また、プリントヘッド４１内部のメモリに記憶させずとも、プリントヘッド４１のシリアルナンバーや型式の刻印、もしくは添付するラベルに複数のランク電圧も明示しておき、容易に視認できるようにしておくことが望ましい。同様に、例えば射出速度を５メートル毎秒と４メートル毎秒にする駆動電圧値も複数のランク電圧として付与することが考えられる。
【００３２】
２つ目のステップとして、基準温度関数を求める工程がある。これは予め実験的に行われるものであり、製造工程で行うことを要しない。従来とは異なり、基準温度関数を求める際には、電圧感度と言う要因に着目しなければならない。実験的に、複数のプリントヘッド４１の温度関数を求め、統計計算により代表値を算出することが必要となる。例えば平均、中央値などにより代表値を算出する。一例としては、複数のプリントヘッド４１の液滴量１３ピコリットルとなる温度関数を測定し、まず基準温度２５℃での電圧値を平均によって求める。これが、第１の基準ランク電圧である。仮にこの第１の基準ランク電圧を２０Ｖとすれば、次に、それぞれのプリントヘッド４１の温度関数を基準温度２５℃と、第１の基準ランク電圧２０Ｖで正規化する。これは、それぞれのプリントヘッド４１の温度関数の温度２５℃での電圧値、すなわちそれぞれのプリントヘッド４１の第１のランク電圧と、基準温度関数における第１の基準ランク電圧２０Ｖとの比の値を、それぞれのプリントヘッド４１の温度関数に適用、ここでは掛けあわせて値を算出することである。こうして求まる正規化した温度関数をすべてプロットすると、図１０のようになる。ここでは、Ｌ、Ｍ、Ｈの３つのプリントヘッド４１の正規化したプリントヘッドの温度関数を示しているが、実際にはより多数のプリントヘッド４１を用いる必要がある。また、異なるロット間の、考えられ得る最大範囲の電圧感度を有するプリントヘッド４１が含まれていることが望ましい。また以降、便宜上、基準温度関数はプリントヘッドＭの正規化した温度関数に等しいものとする。また、２５℃における液適量１０ピコリットルとなる電圧値も、このステップで測定し、夫々のプリントヘッド４１の第１のランク電圧と基準温度関数における第１の基準ランク電圧との比の値と掛け合わせ正規化した第２のランク電圧を求め、同様に統計計算し、第２の基準ランク電圧を求める。
【００３３】
ここで、Ｌ、Ｍ、Ｈそれぞれのプリントヘッド４１の基準温度での、異なる液適量、または射出速度によって得られる、電圧感度を算出する。例えば図１０で示した３つのプリントヘッド４１について、あくまで図１０に示したように正規化した温度関数の上で、液適量が１０ピコリットルになる第２のランク電圧は、Ｌ、Ｍ、Ｈについてそれぞれ１８Ｖ、１６Ｖ、１４Ｖであったとする。これは、それぞれのプリントヘッド４１の第２のランク電圧に、それぞれのプリントヘッド４１の第１のランク電圧と基準温度関数における第１の基準ランク電圧２０Ｖとの比の値を掛け、正規化後の値である。この第２のランク電圧の電圧値の差は、各プリントヘッドの有する電圧感度の違いに他ならない。これらを、基準温度関数に付随する第２のランク電圧すなわち第２の基準ランク電圧、すなわちプリントヘッドＭの液滴量を１０ピコリットルとする第２のランク電圧である１６Ｖとの比で表現すれば、それぞれ１．１２５、１、０．８７５となる。これらの値をそれぞれのプリントヘッド４１の電圧感度指数１と呼ぶ。
【００３４】
次に、図１０の温度関数上で、それぞれのプリントヘッド４１が例えば温度３０℃にて液滴量が１３ピコリットルとなる駆動電圧値は、Ｌ、Ｍ、Ｈについてそれぞれ１９Ｖ、１７Ｖ、１５Ｖであったとする。これらの値はこのステップにおいて実験的に、基準温度関数を取得する際に、測定するものであり、製造工程では測定しない。これらの値の差も各プリントヘッド４１間の電圧感度の現れである。これらについても基準温度関数に付随する値、すなわちプリントヘッドＭに対する比で表現すれば、それぞれ１．１１８、１、０．８８２、となる。この値を電圧感度指数２と呼ぶ。ここで温度３０℃での特性を選んだのは、３０℃が実際のプリンタの使用温度範囲内であり、かつ基準温度２５℃に極端に近くない温度という観点からである。基準温度に近しい温度では、各プリントヘッド４１の温度関数で示される駆動電圧値の乖離が小さくなってしまい、電圧感度指数の差が得られない可能性があるからである。
【００３５】
上記で求めた、電圧感度指数１と２をプロットしたものが図１１である。これらのプロットを近似したものをｙ＝ｆ２（ｘ）とする。図１１では直線近似されているが、実際には多数のプリントヘッド４１を用いるため、多項式で表される。これは、ｘで示される電圧感度指数１から、ｙで示される電圧感度指数２を算出する式である。これを、電圧感度補正式と呼ぶ。これによれば、未知の電圧感度を有するプリントヘッド４１において、基準温度での第２のランク電圧と、基準温度関数に付随する第２の基準ランク電圧との比の値、すなわち電圧感度指数１を求めておけば、基準温度関数をベースに、電圧感度補正式、基準温度関数の第１のランク電圧、および対象となるプリントヘッド４１の第１のランク電圧を適用し、そのプリントヘッド４１固有の電圧感度を考慮した任意の温度における駆動電圧値を求めることができる。
【００３６】
３つ目のステップは、実際にプリンタ内部で駆動電圧値を求める工程である。これは、プリンタの印刷動作と並行して行われる。プリントヘッド４１の使用色ごとの基準温度カーブ、およびプリントヘッド４１固有の複数のランク電圧、電圧感度補正式は、あらかじめＲＯＭ２２またはＥＥＰＲＯＭ２４に格納され必要に応じてＲＡＭ２３上に展開されている。プリントヘッド４１にメモリを内蔵し、これに複数のランク電圧を記憶していた場合には、ここから読み出され、必要に応じてＲＡＭ２３上に展開しても良い。まず、ヘッド固有の第２のランク電圧と、基準温度関数に付随する第２の基準ランク電圧との比の値を求め、それにヘッド固有の第１のランク電圧と基準温度関数に付随する第１の基準ランク電圧との比の値を積算し、ヘッド固有の電圧感度指数１を求める。さらにこれを、電圧感度補正式に適用し、対応するヘッド固有の電圧感度指数２を求める。これで準備は完了である。
【００３７】
プリントヘッド４１の内部に設置された図示しないサーミスタ等の温度センサは、ヘッドアクチュエータ近傍のインクの温度を測定している。ここで測定した温度を、Ｔ℃とする。基準温度関数にこの温度を適用し、まず温度Ｔ℃での駆動電圧値を求める。この駆動電圧値に対し、ヘッド固有の第１のランク電圧と基準温度関数に付随する第１のランク電圧との比を積算し、さらにあらかじめ求めておいた、電圧感度指数２を積算することで、温度Ｔ℃における駆動電圧値を求めるのである。
【００３８】
以上の作業をまとめると、下式で示される。
ｘ＝（Ｖ11÷Ｖ01 ）×（Ｖ12÷Ｖ02）
ｙ＝ｆ２（ｘ）
Ｖ＝ｙ×（Ｖ11÷Ｖ01）×ｆ（Ｔ）
温度：Ｔ
駆動電圧値：Ｖ
電圧感度指数１：ｘ
電圧感度指数２：ｙ
プリントヘッド固有の第１のランク電圧：Ｖ11
プリントヘッド固有の第２のランク電圧：Ｖ12
基準温度関数に付随する第１のランク電圧：Ｖ01
基準温度関数に付随する第２のランク電圧：Ｖ02
基準温度関数：ｆ（Ｔ）
電圧感度補正式：ｆ２（ｘ）
ただし、上記式で示される駆動電圧値Ｖは、前記２つ目のステップにて電圧感度指数２を求める際に使用した基準温度Ｔ0から離れた地点での温度Ｔ2としたときに、Ｔ0＜ＴかつＴ0＜Ｔ2が成立する場合にのみ有効である。一方で、Ｔ＜Ｔ0かつＴ0＜Ｔ2であった場合には、駆動電圧値Ｖは、
Ｖ＝（１÷ｙ）×（Ｖ11÷Ｖ01）×ｆ（Ｔ）
で求められる。
【００３９】
さらに、Ｔ2＜Ｔ0であった場合はこの関係が逆になり、Ｔ＜Ｔ0であれば、
Ｖ＝ｙ×（Ｖ11÷Ｖ01）×ｆ（Ｔ）
Ｔ0＜Ｔであれば、
Ｖ＝（１÷ｙ）×（Ｖ11÷Ｖ01）×ｆ（Ｔ）
で駆動電圧値Ｖが求められる。こうして、多くのプリントヘッド４１の中の平均的な温度関数である基準温度関数から、任意のプリントヘッド４１の電圧感度をも考慮した、任意の温度における駆動電圧値を求めることができる。
【００４０】
また、プリントヘッド４１の有する電圧感度をより正確に把握するために、以下のような手法も考えられる。これは、ステップ２で基準温度２５℃よりも高い温度、たとえば３０℃での駆動電圧からプリントヘッド４１の電圧感度指数２を求めていたところ、これとは別に、新たに基準温度２５℃よりも低い温度、たとえば２０℃での駆動電圧から、プリントヘッド４１の電圧感度指数３を求めるものである。
【００４１】
これまでに述べた手法では、電圧感度指数２は基準温度関数からそれぞれのプリントヘッド４１の有する電圧感度を適用して、最適な温度関数を得るためのパラメータであった。しかしこの手法によれば、全温度範囲について単一の電圧感度指数２を適用すると、近似的に求めた温度関数と、実際のプリントヘッド４１の有する温度関数の間にかい離が生じてしまう可能性もある。たとえば、図１０においては、温度３０℃付近での乖離は小さくなろうが、それと基準温度２５℃を挟んだ反対側、すなわち、温度２０℃付近での乖離が生じてしまう可能性がある。この問題を解決するために、ステップ２において、基準温度を挟んだ両側で、電圧感度指数を測定しておく。電圧感度指数２は前述のとおり温度３０℃での駆動電圧を用いて求めるが、新たに電圧感度指数３を、温度２０℃での駆動電圧を用いて求める。たとえば、プリントヘッドＬ、Ｍ、Ｈの温度２０℃で液滴量が１３ピコリットルとなる駆動電圧値が、それぞれ２２Ｖ、２４Ｖ、２６Ｖであったとする。この様子を図１２に示す。ここで、電圧感度指数２に倣い、プリントヘッドＭの駆動電圧値でそれぞれを正規化すればそれぞれ、０．９１７、１、１．０８３となる。この値が、電圧感度指数３である。こうして求めた、電圧感度指数１と３をプロットしたものが図１３である。これらのプロットを近似したものをｚ＝ｆ３（ｘ）とする。これは、ｘで示される電圧感度指数１から、ｚで示される電圧感度指数３を算出する式である。これを、電圧感度補正式２と呼ぶ。
【００４２】
これによれば、ステップ３において実際にプリンタ内部で駆動電圧値を求める際に、プリントヘッド４１の内部に設置された図示しないサーミスタ等の温度センサが基準温度よりも高い温度を測定していれば、前述のとおり、
Ｖ＝ｙ×（Ｖ11÷Ｖ01）×ｆ（Ｔ）
で求まり、温度センサが基準温度よりも低い温度を測定していれば、
Ｖ＝ｚ×（Ｖ11÷Ｖ01）×ｆ（Ｔ）
と、後者の場合でもより正確な駆動電圧が求まることになる。
【００４３】
すでに述べたとおり、プリントヘッドから吐出される液滴の液滴量を一定とする温度関数と、射出速度を一定とする温度関数の間には少なからず乖離が生じる可能性がある。この場合、図５で示すようなバランス的な基準温度関数を利用することを前提として、プリントヘッドに付与された、液適量に着目した場合、射出速度に着目した場合のいずれかの複数のランク電圧を適用することも考えられるが、液適量に着目した場合、射出速度に着目した場合のいずれの複数のランク電圧をも付与しておき、液適量一定、射出速度一定となる基準温度関数に対して適用し、得られたそれぞれの駆動電圧値を平均することで、誤差を小さくすることが可能である。ただしこの際には最低でも４個のランク電圧を付与する必要がある。
【００４４】
またこの場合、液適量を一定にするか、射出速度を一定にするか、平均的な駆動電圧を用いるか、をユーザーが操作パネル４４から選択できるようにしても良い。さらに、これらの選択は、プリンタの有する印刷モードにそれぞれ固定されており、例えば高速でキャリッジ４２が移動する印刷モードにおいては射出速度を一定にし、着弾精度の向上を図り、低速で高品位な画質を要求される印刷モードにおいては液適量を一定にし、濃度一様性の向上を図っても良い。
【００４５】
以上説明したように、任意のプリントヘッド４１に固有の電圧感度を、複数のランク電圧を用いることで類推でき、これによって、従来のランク電圧、基準温度関数を用いたプリントヘッド固有の温度関数を類推する方法よりも正確に、任意の温度における駆動電圧値を求めることができる。これによって、液滴量が一定でない場合の色相ずれによる粒状感の悪化や濃度むら、射出速度が一定でない場合の着弾ずれによる作画精度の悪化等の、印刷品質の悪化を防ぐことが出来る。これにより、安定して高い印字画質を達成することを期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明はインクジェットプリンタに利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・印刷装置、２０・・・制御部、２１・・・ＣＰＵ、２２・・・ＲＯＭ、２３・・・ＲＡＭ、２４・・・ＥＥＰＲＯＭ、２５・・・操作パネル制御部、２６・・・印字制御部、２７・・・キャリッジ制御部、２８・・・用紙搬送制御部、２９・・・ホストＩ／Ｆ部、３０・・・画像メモリ、３１・・・画像メモリ書き込み／読み出し制御部、４１・・・プリントヘッド、４２・・・キャリッジ機構、４３・・・用紙搬送機構、４４・・・操作パネル、４５・・・リニアエンコーダ
【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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