(57)【要約】      （修正有）【課題】インク速度を検出して、投入エネルギーの最適化を測り速度を安定させることが出来る、インクジェット記録装置およびヘッドの駆動条件調整方法を提供する。【解決手段】ヘッドを搭載したキャリッジの移動速度を変化させ、インクを複数の吐出速度で吐出させて吐出速度検出テストチャートを印字させる。その時の画像のずれからユーザが最適な駆動条件を選ぶことができるため、経時変化による画像の乱れを防止できる。【選択図】図３
2006159585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドからインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置において、ヘッドと被印字媒体と複数の相対速度にて印字を行う手段と、第一の速度で印刷した着弾位置と、それとは異なる第二の速度で印刷した着弾位置とを比較する手段と、該比較手段の結果に基づいてヘッドの駆動条件を変える制御を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
該着弾位置を比較する手段は、２回以上形成した画像が互いに補完しあう位置に着弾がなされる画像であることを特徴とする請求項１のインクジェット記録装置。
【請求項３】
該着弾位置を比較する手段は２回以上形成した画像に継ぎ目があるか否かを検出することを特徴とする請求項１のインクジェット記録装置。
【請求項４】
該駆動条件はヘッドの駆動電圧であることを特徴とする請求項１、２、３のインクジェット記録装置。
【請求項５】
該駆動条件はヘッドの駆動パルス幅であることを特徴とする請求項１、２、３のインクジェット記録装置。
【請求項６】
ヘッドからインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置において、ヘッドと被印字媒体と複数の相対速度で印字を行う手段と、第一の速度で印刷した着弾位置と第二の速度で印刷した着弾位置とを比較する手段と、該比較手段によってインク滴の吐出速度差を計算する手段と、該計算結果に基づいてヘッドの駆動条件を変えるヘッドの調整方法。
【請求項７】
該着弾位置を比較する手段は２回以上形成した画像が互いに補完しあう位置に着弾がなされる画像であることを特徴とする請求項６の調整方法。
【請求項８】
該着弾位置を比較する手段は２回以上形成した画像の継ぎ目があるか否かを検出することを特徴とする請求項６の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印字ヘッドに形成されたノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット方式の画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータやワークステーションなどの出力装置の一つとして、インクを吐出して記録紙などの記録媒体に画像を形成するインクジェット方式画像形成装置が知られている。このインクジェット方式画像形成装置は、通常、インクが吐出するノズルが形成された印字ヘッドと、この印字ヘッドを搭載して所定方向に往復移動するキャリッジと、この所定方向に直行する方向（記録媒体搬送方向）に記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置とを備えている。
【０００３】
記録紙に画像を形成する際は、記録媒体搬送装置で搬送中の記録紙を一時的に停止させ、キャリッジを上記の所定方向に往復動させながら、画像上方を担持した画像信号に基づいてノズルからインクを吐出し、記録紙のうち、ノズルの出口（インク吐出口）に向き合う画像形成領域に位置する部分に１バンド分の画像を形成する。その後、記録紙を１バンド分の幅だけ搬送して停止させ、再び、キャリッジを上記した所定方向に往復移動させながら、画像信号に基づいてノズルからインクを吐出し、記録紙のうち、画像形成領域に新たに位置する部分に画像を形成する。このような動作を繰り返すことにより、記録紙に画像を形成する。
【０００４】
上記インクジェット記録装置はヘッドを搭載したキャリッジが主走査方向に移動しながらインクを吐出するという構成の為、ヘッドから吐出されるインク滴が吐出されてから用紙に着弾するまでの時間によって、主走査方向で意図した部分にインクが着弾しない場合がある。
【０００５】
これらを具体的に考えると、インク滴の吐出速度と、ノズルから着弾すべき被印字媒体までの距離が影響する。ここでは前者を吐出速度、後者をヘッド−プラテン間距離と呼ぶ。後者のヘッド−プラテン間距離は、機械の部品や組み立て精度による所が大きく、距離が近いほうがインクの飛翔距離も短くなるので、着弾位置が正確になって、高画質化が望める。しかし、被印字媒体の特性によっては、大量のインクが着弾することによる濡れのため寸法が伸びて波うち用紙が浮いてしまうことがある。このような場合、ヘッドと被記録媒体がこすれることすらある。よってヘッドプラテン間距離を安易に縮める事は難しい。
【０００６】
前記吐出速度は速い方が被印字媒体に対して正確に着弾させ易いが、インクを吐出させるヒーターに大量のエネルギーを供給しなければならないため、時間が経過するとヒーターの劣化や、顔料インクを使った場合に顔料の成分がヒーター上に堆積して、吐出速度が低下する場合がある。吐出速度の低下は主走査方向のインクの着弾ずれとなり、画像不良の原因となる。
【０００７】
これに対して従来は、主走査方向のインク吐出タイミングを所定量ずつ変化させながら画像を形成し、適正な位置をユーザーに選択させる方法を用いていた。またこの吐出速度の低下に対してパルス幅を大きくし、ヘッドへの投入エネルギーを増加させて吐出速度を上げると、ノズルごとの吐出速度のバラつき小さくなり安定する方法も提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、吐出速度の低下に対してインク吐出のタイミングを調整するのみで対応した場合、それだけではインク速度が遅くなっているので、ヘッド−プラテン間距離のごくわずかなバラつきでも、着弾位置のずれが顕著に現れやすくなってくる。たとえば、ヘッド−プラテン間距離が製造上の許容誤差範囲内であっても、主走査方向で部分ごとにごくわずかでもばらついていると、着弾位置のずれが顕著に現れてしまう。また、ノズルは副走査方向（被記録媒体の搬送方向）にたとえば１インチの長さに並んで配置さえているが、その方向で吐出速度に違いがある場合には、各ノズルごとにすべて吐出タイミングを調整しなければならず、実用上対応できない。
【０００９】
また、パルス幅を大きくして吐出速度を速める場合、過剰なエネルギーをヒーターに投入するため、ヒーターの寿命が短くなる方向になり製品として望ましくない。
【００１０】
このような事からインク速度を検出して、投入エネルギーの最適化を測り速度を安定させる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ヘッドからインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置において、ヘッドと被印字媒体と複数の相対速度にて印字を行う手段と、第一の速度で印刷した着弾位置と、それとは異なる第二の速度で印刷した着弾位置とを比較する手段と、該比較手段の結果に基づいてヘッドの駆動条件を変える制御を行うことを特徴としている。
【００１２】
また、該着弾位置を比較する手段は、２回以上形成した画像が互いに補完しあう位置に着弾がなされる画像であることを特徴としている。
【００１３】
また、該着弾位置を比較する手段は２回以上形成した画像に継ぎ目があるか否かを検出することを特徴としてもよい。
【００１４】
さらに、該駆動条件はヘッドの駆動電圧であることを特徴としている。
【００１５】
また、該駆動条件はヘッドの駆動パルス幅であってもよい。
【００１６】
さらに、ヘッドからインクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置のヘッドの駆動条件をかえる調整方法において、ヘッドと被印字媒体と複数の相対速度で印字を行う手段と、第一の速度で印刷した着弾位置と第二の速度で印刷した着弾位置とを比較する手段と、該比較手段によってインク滴の吐出速度差を計算する手段と、該計算結果に基づいてヘッドの駆動条件を変えることを特徴としている。
【００１７】
また、該着弾位置を比較する手段は２回以上形成した画像が互いに補完しあう位置に着弾がなされる画像であることを特徴としてもよい。
【００１８】
さらに、該着弾位置を比較する手段は２回以上形成した画像の継ぎ目があるか否かを検出することを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係るインクジェット記録装置においては、ヘッドの経時変化による吐出能力の低下、または顔料インクなどヒーターを劣化させる物質による吐出速度の低下に対して、吐出速度調整チャートを用いて、今の状態に合わせてヒーターの駆動を最適化する事が出来る。従って、必要以上にエネルギーを投入して寿命の低下をさせたりする事無く良好な吐出状態を保つ事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態が組み込まれたインクジェット記録装置に関して説明をする。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明で実施したインクの着弾位置補正を実施したインクジェットプリンタの斜視図である。
【００２２】
このプロッタは、矢印A方向に搬送される記録媒体１２が載置されるプラテン１４を備えている。このプラテン１４の上方には、プラテン１４に対して平行に２本の走査レール（図示せず）が掛け渡されている。この捜査レールにはモータ１６とベルト１８によって矢印B、C方向（矢印A方向に直行する方向）に往復運動するキャリッジ２０がスライド軸受け（図示せず）を介して取り付けられている。
【００２３】
また、キャリッジ２０の移動経路に沿って、リニアスケール２１が配置されている。リニアスケール２１には、キャリッジ２０の位置検出およびインク吐出タイミングを定めるための規則的なスリットが設けられている。さらに、このリニアスケール２１のスリットを読み取るために、キャリッジ２０に光学式リニアスケールセンサ（図示せず）が搭載されている。
【００２４】
この光学式リニアスケールセンサから出力されるパルスをカウントすることにより、矢印B、C方向におけるキャリッジ２０の位置が決定される。パルスカウントの初期化は、電源オン時に走査レールの端部にあるホームポジション（HP）センサ（図示せず）の位置へキャリッジ２０を移動させることにより行われる。
【００２５】
さらに、キャリッジ２０には反射型光学センサ２８が搭載されており、これにより後述するように記録媒体の端部の検出を行う。
【００２６】
図２に、図１のプロッタ１０の制御ハードウエア構成の概略ブロック図を示す。このプロッタ１０は、装置全体の動作をプログラム制御するための中央処理装置（ＣＰＵ）４０、このＣＰＵ４０が実行するプログラムやデータ等を格納するＲＯＭ４２、プロッタ１０に固有なパラメータ、駆動条件など各種データ等を記憶する不揮発性メモリ４１、プログラム処理における作業領域や一時保持領域等を提供するＲＡＭ４３、ユーザーの各種操作指示を受け取ったり、ユーザーへ各種情報を伝えたりするためのオペレーションパネル２９、キャリッジを駆動するためのキャリッジモータ１６、記録媒体を搬送するための媒体搬送モータ１７、この搬送モータ１７に付随したロータリーエンコーダ１９、前記反射式光学センサ２８を有する。
【００２７】
オペレーションパネル２９は、メッセージ等を表示する液晶パネル等のディスプレイ、あるいはインジケータとして機能するＬＥＤ等のランプと指示を送るための各種キー等で構成することができる。
【００２８】
不揮発性メモリ４１としては、フラッシュメモリ、バッテリバックアップメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等、任意の記憶装置を使用できる。
これらのハードウエア部分をエンジンコントローラ４５と呼び、主にモータ、ヘッド等のハードウエアを駆動／制御する役目を担っている。
【００２９】
画像データ等のイメージ処理、ネットワークに接続するためのプロトコル処理、ホストコンピュータと通信処理などを担う部分はイメージコントローラ４４と呼び、画像処理を行ったラスタデータ、動作を依頼／返答するためのコマンドデータなどを通信Ｉ／Ｆ４３を通してエンジンコントローラと互いに通信して動作するようになっている。イメージコントローラはＣＰＵ４０と違う独立したＣＰＵを持ちエンジンコントローラと平行動作して全体のスループットが向上するように構成されている。
【００３０】
ここで本実施の形態のプロッタで、概略動作を説明する。
【００３１】
画像記録する前に、ロール紙など記憶媒体のサイズを測定し記録可能範囲を検出するためにプラテン１４に記録媒体１２を載置する。ついで、プラテン１４に形成された開口部から外周面の一部を露出した搬送ローラ２４と、記録媒体１２を上方から押さえるピンチローラ２６とによって記録媒体１２を狭持しながら、媒体搬送モータ１７によって搬送ローラ２４を回転させて記録媒体１２の先端をプラテンから排出させるまで搬送する。また、キャリッジ２０を記録媒体載置基準位置２７から矢印方向Ｂの方向へ最小記録媒体サイズ（ＩＳＯＡ４  ２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）より短い距離（ここでは３０ｍｍ）移動させる。
【００３２】
次に搬送ローラ２４を逆転させて、キャリッジ２０に備えられている反射式光学センサ２８でプラテン１４を検出するまで記録媒体１２を矢印Ａと反対方向へ搬送する。プラテン１４を検出した位置が記録媒体１２の先端位置であるのでこの位置を記憶する。
【００３３】
次に、記録媒体を所定距離（ここでは１００ｍｍ）だけ矢印Ａ方向へ搬送し、キャリッジ２０を記録媒体載置基準位置２７から矢印Ｃ方向へ外れた位置へ移動し、その後、キャリッジ２０を矢印Ｂ方向へ一定速度で移動させる。移動しながら、反射式光学センサ２８が記録媒体からの反射光量を検出した時点の位置が記録媒体の矢印方向Ｃ方向の側端部であるので、この位置を記憶する。さらに、キャリッジ２０の移動を継続してプラテン１４を検出した時点の位置が記録媒体の矢印Ｂ方向の側端部であるので、この位置も記憶する。
【００３４】
以上の処理により、プラテン１４に載置された記憶媒体１２の先端位置、および両側端部（横幅）が決定し画像記録可能となる。この動作をロード処理と呼び新規に媒体をプロッタに装着した際は必ず行われる動作である。
【００３５】
記憶媒体１２に画像を記録するにあたっては、プラテン１４上に記録媒体１２を載置し、記録媒体１２の上方でキャリッジ２０を矢印Ｂ、Ｃ方向に往復動させ、イメージコントローラ４４から送られたラスタデータをヘッドノズル列方向へデータ変換し、変換されたデータをリニアスケール２１のカウントパルスに同期して順次ヘッド制御部（図示せず）へ送信する。ヘッド制御部から記録ヘッド２２に送信された画像情報を含む画像信号に基づいてノズルからインクを吐出して、記録媒体１２上の記録ヘッドに対応する領域に帯状（バンド）の画像を形成する。順次、記録媒体を所定量移動させながら、このような帯状の画像を繰り返して形成することにより、１ページの画像が完了する。
【００３６】
１ページの画像を形成し終わると、キャリッジ２０に搭載されたカッター（図示せず）をカッターガイド２５内の所定位置まで突出させて、キャリッジ２０を移動させることにより記録媒体１２を所定サイズに裁断する。
【００３７】
図３は出力した調整チャート１は本発明のインク吐出速度調整チャートの一例を示す。順を追って、ＡからＥに分けて説明していく。まず、
Ａとして、キャリッジ２０を図中左から右に１０cm/secで移動させながら以下のパターンを印字する（（５０ドット印字  ５０ドット空白）×３回＋１５０ドット空白）×５回。このとき吐出は、ノズル列全てで行う。（ノズル数はユーザーが見やすいある程度のノズル数があれば良い）この時の吐出パルスの幅は、そのヘッドが充分な吐出速度を保つ事が出来るパルス幅であるところの２μsecを使用する。
【００３８】
次にＢとして、キャリッジ２０を図中左から右に今度は１００cm/secで移動させながら最初に印字した基準パターンの右の部分に補完すべきパターンを印字する。
（５０ドット空白  ５０ドット印字）×３回
この時基準となるパルスの開始タイミングを３ドット分左にずらす。
またこの時のヒーター駆動パルス幅は１．２μsecとする。
【００３９】
次Ｃとして、Ｂと同様に左から２番目の基準パターン部分に同様のパターンを印字するこの時Ｂの条件に対してパルス幅だけを１．４μsecとして印字を行う
【００４０】
同様に、Ｄとして左から３番目の部分にパルス幅１．６μsecで印字を行う
【００４１】
さらに、Ｅとしてパルス幅を１．８μsec、そして２．０μsecに変えて、左から４、５番目も同様に印字する。
【００４２】
図４は上記パターン印刷時の吐出したインク滴の着弾位置を現した図である
条件はヘッド−プラテン間距離が2mm、基準となるパターンのキャリッジ速度は10cm／secであり、吐出速度を１２ｍ/secとすると吐出位置から着弾位置までのずれ量は
2(mm)／12000(mm／sec)=0.000167sec
0.00167(sec)×100(mm／sec)=16.7μmとなる。
それに対してキャリッジ速度が100cm／secでは吐出位置から着弾位置のずれ量は
0.00167(sec)×1000(mm／sec)=166.7μmとなる。
この二つの画像が互いに補完し合うようにするには１５０μｍのずれを補正して上記二つの速度にて印字を行う。吐出速度の変化は。ドット径が５０μmで位置の誤差は３ドット分であるよって、５０ドット５０スペースの画像を３ドットずらした位置に印字すると互いに重なる事無く均一な濃度の画像が得られる。
【００４３】
ちなみに吐出速度が１０m／secの時は１８０μm、８m／secの時で２２５μmのずれとなるので、初期の12m／secに対してそれぞれ30μm、75μｍ分だけ画像が合わなくなり縦方向に着弾がずれた、縦線上のテクスチャが現れてくる。
その結果均一な濃度で出力された部分のパルス幅で駆動する事によって吐出速度は12m／secとなる。
【００４４】
図６は吐出速度とパルス幅の関係を表したグラフである。
投入エネルギである。パルス幅が長ければ吐出速度が速くなる関係を表してある。
【００４５】
また調整チャート１のパルスの異なる５個所には調整値となる数値を記載する。
この調整チャートを出力後、本体のパネルに調整値を入力する表示を行う、この表示にチャートのむらの無い部分の数値を入力すると本体は選ばれた駆動条件でそれ以降の印刷を行う。
【００４６】
また、これらの調整を行ってもムラの無い部分が存在しない場合には、ヘッドの吐出能力が限度を超えて劣化しているためであり、ヘッドの寿命と判断する。
【実施例２】
【００４７】
実施例２は実施例１のインクジェットプロッタと構成、動作は同じである。この事を踏まえて図８はヘッドの駆動電圧と吐出速度の関係を表したグラフである。このグラフより、設計上の基準である２４Vにて基準パターンを印刷し、計測パターンを左から電圧を２２V、２３V、２４V、２５V、２６Vと変えながら印刷する。
【００４８】
印刷が終わった調整チャートからむらの無い部分の調整値を本体表示部にしたがって入力し駆動電圧を決定する。その後の印字をこの駆動電圧を用いる事によって、吐出するインクの速度は１２m/secになる。
【００４９】
なお調整パターンは、縦線の太さによって構成しても良いし、補完し合うモザイク上のパターンを用いても良い、また調整チャートの配列や、並び順に関しても本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るインクジェットプロッタの斜視図
【図２】本発明に係るインクジェットプロッタの制御ハードウエア構成概略ブロック図
【図３】本発明に係るインクジェットプロッタの駆動調整チャートの模式図
【図４】本発明に係るインクジェットプロッタの吐出状態の模式図
【図５】本発明に係るインクジェットプロッタの表示部の模式図
【図６】パルス幅と吐出速度の関係を示すグラフ
【図７】吐出電圧と吐出速度の関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００５１】
１０  プロッタ
１２  記録媒体
１４  プラテン
１６  モータ
１７  搬送モータ
１９  ロータリーエンコーダ
２０  キャリッジ
２４  搬送ローラ
２６  ピンチローラ
２７  記録媒体載置基準位置
２８  反射式光学センサ
２９  表示部
【図１】
2006159585.tif 000003
【図２】
2006159585.tif 000004
【図３】
2006159585.tif 000005
【図４】
2006159585.tif 000006
【図５】
2006159585.tif 000007
【図６】
2006159585.tif 000008
【図７】
2006159585.tif 000009