(57)【要約】      （修正有）【課題】高解像度で小インク径でも、インク滴の着弾位置を正確に調整できるインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】装置内に設けた光学式のインク滴検出機構で、飛翔中のインク滴の位置を検出し、これにより、ヘッドのピッチ、ロール、ヨー方向の角度を調整する。ヘッドはＸ，Ｙ，Ｚの各軸にモータ（６４Ｘ，６４Ｙ，６４Ｚ）を設けピッチ角、ロール角、ヨー角を調整できるように構成した。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する印字ヘッドを搭載し、記録媒体にインクを吐出して画像を記録する画像形成装置において、
上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から上記記録ヘッドのヨー角を調整することを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項２】
インクを吐出する印字ヘッドを搭載し、記録媒体にインクを吐出して画像を記録する画像形成装置において、
上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から上記記録ヘッドのピッチ角を調整することを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項３】
インクを吐出する印字ヘッドを搭載し、記録媒体にインクを吐出して画像を記録する画像形成装置において、
上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から記録ヘッドのロール角を調整することを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記検出機構は、対になった発光部と受光部を備え、記録ヘッドから吐出されたインク滴が測定用光軸を遮るように設けられたことを特徴とする請求項1から3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、本発明は、記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体へ記録を行うインクジェット記録装置に関し、詳しくは記録ヘッドの調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置はノズルの高精細化、使用するインク色の多色化によって年々画質が向上している。高画質で印字を行うには、吐出したインク滴の着弾位置の正確さが重要となる。記録ヘッド取り付け角のずれに起因するドット着弾位置ズレは、粒状感の悪化や色味の変化といった形で画質を大きく左右する。そのため記録媒体上に調整用のパターンを印字し、これを目視あるいは反射センサー等で読み取ってレジ調整を行い、着弾位置を補正している。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１６８５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ノズルの高精細化、インク滴の小液滴化によって記録メディア上での記録解像度が向上しドット径が小さくなるにしたがって、目視でのパターン判定は難しくなる。また、記録メディア上のドットには滲みが生じるので、反射センサーによる調整は滲みの分のノイズを含んだものとなる。
【０００５】
そのため、パターンを目で見ていくらインクの着弾位置を調整しても、人間の目で見ている限りにおいてはおのずと限界があり、いくらノズルが高精細化し、インク滴が小さくなって、こまやかな画像を形成することができる能力を保持していても、それを十分に調整することができない。
【０００６】
その結果、調整によって画質をある一定のレベル以上にあげることはできず、あとは、部品精度の向上によっている。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、ノズルから吐出された飛翔中のインク滴の位置を検出し、その結果から記録ヘッドの角度を調整することにより、高解像度化、小液滴化が進んでも正確な調整が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１にかかる画像形成装置では、インクを吐出する印字ヘッドを搭載し、記録媒体にインクを吐出して画像を記録する画像形成装置において、上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から上記記録ヘッドのヨー角を調整することを特徴としたインクジェット記録装置であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２にかかる画像形成装置では、インクを吐出する印字ヘッドを搭載し、記録媒体にインクを吐出して画像を記録する画像形成装置において、上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から上記記録ヘッドのピッチ角を調整することを特徴としたインクジェット記録装であることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明の請求項３にかかる画像形成装置では、インクを吐出する印字ヘッドを搭載し、記録媒体にインクを吐出して画像を記録する画像形成装置において、上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から記録ヘッドのロール角を調整することを特徴としたインクジェット記録装置であることを特徴としている。
【００１１】
さらにまた、本発明の請求項４にかかる画像形成装置では、前記検出機構は、対になった発光部と受光部を備え、記録ヘッドから吐出されたインク滴が測定用光軸を遮るように設けられたことを特徴とする請求項1から3に記載のインクジェット記録装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
このような構成を有するインクジェット記録装置によれば、複数のノズル列を備え装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から、記録ヘッドのピッチ角、ヨー角、ロール角を調整するので、インク滴が微細であっても、正確な調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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としてのプロッタの概略構成を説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明を適用したプロッタの概略構成を示す斜視図である。プロッタ１０は、矢印Ａ方向に搬送される記録紙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（ガイドレール）１６が掛け渡されている。この走査レール１６にはモータ（図示せず）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。キャリッジ２０には、インクを吐出するノズル列を有する４つの記録ヘッド２２Ｋ（ブラック）、２２Ｃ（シアン）、２２Ｍ（マゼンタ）、２２Ｙ（イエロー）が搭載されている。インク吐出口の前方は、画像が形成される画像形成領域２３である。記録紙１２のうち画像形成領域２３に位置する部分にノズルからインクが吐出され、これにより、この部分に画像が形成される。
【００１５】
キャリッジ２０の移動可能な範囲の片隅の、画像形成領域２３から離れた位置には、ノズルからインクを強制的に吸引し、記録ヘッド２２に形成されたインク供給経路やノズルなどをクリーニングして記録ヘッド２２のインク吐出状態を初期の吐出状態にする回復装置３０が配置されている。ロール紙などの記録紙１２に画像を形成するに当っては、プラテン１４に記録紙１２を載置し、プラテン１４に形成された開口部（図示せず）から外周面の一部を露出した搬送ローラ２４と、記録紙１２の両端部を上方から押えるピンチローラ２６とによって記録紙１２を挟持しながら、搬送モータ（図示せず）によって搬送ローラ２４を回転させて記録紙１２を搬送する。記録紙１２の上方でキャリッジ２０を矢印Ｂ、Ｃ方向に往復動させ、制御装置（図示せず）から各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに送信された画像情報を担持する画像信号に基づいてノズルからインクを吐出して、記録紙１２のうち、画像形成領域２３に位置する部分に画像を形成する。画像形成動作中、ノズルなどをクリーニングするために、ノズルからインクを吸引することが必要な状態になると、キャリッジ２０を回復装置３０の上方に移動させる。画像を形成し終ると、キャリッジ２０に搭載されたカッタ（図示せず）を所定位置まで飛び出させて記録紙１２を所定サイズに裁断する。
【００１６】
回復装置３０は、４つの記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの各ノズルの出口それぞれを着脱自在に覆うゴム製の４つのキャップ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙを備えている。各キャップ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙにはチューブ（図示せず）の一端が接続されており、このチューブの他端は吸引ポンプ（図示せず）に接続されている。４つのキャップ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙはキャップ台３２に固定されている。
【００１７】
上記した制御装置は、図２に示すように、画像情報を担持した印字データ（画像データ）等を制御するイメージコントローラ３３、記録紙１２の搬送やキャリッジ２０の移動を制御するエンジンコントローラ３６、及び各記録ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから吐出されるインクの吐出信号を制御する記録ヘッドコントローラ３３などから構成されている。エンジンコントローラ３６は、イメージコントローラ３２から送られてきた印字データを分割するデータラスタライズ部３７、記録紙の種類や出力品位に応じて印字パラメータを変更する印字パラメータ変更部３５、インクの吐出に使用するパルスを生成する吐出パルスジェネレータ、及び、搬送ローラ２４を回転させる搬送モータ４６を制御する搬送制御部41などから構成されている。
【００１８】
インク滴の吐出状態を検出する手段として備えるフォトセンサは、図3に示すように印字領域外に設置された予備吐受け57に向けて、ノズルから吐出したインク滴59を光学的に検出する透過型フォトインタラプタである。ここで用いるフォトセンサは発光素子54に赤外線LEDを用い、LED発光面にはレンズを一体成形し、受光素子55に向けてビーム光を投射可能としている。ビームの光軸はノズル列の正しい位置と平行となっている。
【００１９】
受光素子55にはフォトトランジスタを用い、発光素子54と受光素子55との間隔はノズル列よりも広くなっている。この間をインク滴が通過することにより、インク滴が発光側からの光を遮り、受光側への光量を減少させ、受光素子55のフォトトランジスタの出力を変化させる。
【００２０】
なお、受光素子55の受光面の前面に例えば0.７ｍｍ×0.7ｍｍ程度の穴を形成したモールド部材56を設置してビーム光を絞り込んでも良い。このピンホールによりビーム光の光束における検出領域を絞ることで、インク滴がその領域に存在する場合と存在しない場合とのフォトトランジスタ出力差（S/N比）を大きくとることが出来る。検出領域を絞り込む手段としてはピンホールに限らずスリットなどを使用しても良い。インク滴がビーム光を遮ると図5に示すように受光素子55の出力に変化が生じる。この変化を出力信号61として取り出す。また出力をデジタル信号63として取り出す場合には閾値62を設けてA/D変換を行う。
【００２１】
図6はノズル列の3軸位置調整が可能な構成の一例である。X、Y、Zの各軸に調整用のモータを設け、モータ64Xでピッチ角、モータ64Yでロール角、モータ64Zでヨー角を調整する。
調整用のモータとしては小型で高精度の制御が可能な超音波モータなどが望ましい。また、ボールジョイント状の球面超音波モータを用いれば図7に示すように構成の簡略化が可能である。
【００２２】
図8のようにノズル列のヨー角（Ｚ軸を中心とした角）がずれている場合、  先端、中央、後端ノズルでインク滴の吐出を行うと図9に示すように測定光軸中を飛翔するインク滴が光を遮る面積が大きくなるため、出力信号65のピークが大きくなる。一方、図11のようにヨー角にずれが無い場合は図12に示すように遮る面積が最小となるため出力信号65のピークも最小となる。よって出力信号65のピークが最小となるように調整することにより、正しいヨー角に設定することが可能となる。
【００２３】
なお、記録ヘッドに備えられるノズル数が多くなるほど発光素子53と受光素子54の間隔が広くなり、高い指向性をもつビーム光が必要となるので、赤外線LEDのかわりにレーザー光源等を用いることによって安定した測定を行うことが出来る。
【００２４】
つぎに、実施例に記載のインク滴検出機構を用いた記録ヘッドのピッチ角調整手段について説明を行う。記録ヘッドのピッチ角（Ｘ軸を中心とした角）にずれがある場合、図14に示すように測定用光軸58とインク滴59が飛翔する軌跡が直角に交わらず、そのためピッチ角にずれが無い場合と比較して、インク滴が光軸中を進む距離が長くなる（ｄ＜ｄ‘）。この距離の差はインク滴を検出している時間の差として表せる。そこで、受光素子54からの出力信号61に閾値62を設けてA/D変換を行い、インク滴を検出している時間tがもっとも短くなるように記録ヘッドのピッチ角を調整する。これにより正しいピッチ角に設定することが可能となる。
【００２５】
さらに、実施例に記載のインク滴検出機構を用いた記録ヘッドのロール角調整手段について説明を行う。ノズル列を測定用光軸58の真上に位置させ、インク滴の吐出を行う。ロール角（Ｙ軸を中心とした角）がずれている場合、図16に示すようにインク滴59の飛翔する軌跡が測定用光軸58の中心を通らないため、中心を通る場合と比較して光軸中を進む距離が短くなる（ｄ＞ｄ‘）。この距離の差はインク滴を検出している時間の差として表すことができる。  そこでtがもっとも長くなるようにロール角を調整することにより、正しいロール角に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】インクジェットプロッタの概略構成図
【図２】図１のプロッタの構成の一部を示すブロック図
【図３】印字可能領域とフォトセンサの位置関係を示す図
【図４】フォトセンサの構成を示す斜視図
【図５】インク滴通過時の受光素子の出力とA/D変換後の信号を示す図
【図６】ノズル列の3軸の位置調整が可能な構成の一例
【図７】球面超音波モータを用いた構成例
【図８】ヨー角がずれているノズル列
【図９】ヨー角がずれている場合の測定用光軸中のインク滴を示す図
【図１０】ヨー角がずれている場合の受光素子の出力
【図１１】ヨー角が合っている場合のノズル列
【図１２】ヨー角が合っている場合の測定用光軸中のインク滴を示す図
【図１３】ヨー角が合っている場合の受光素子の出力
【図１４】ピッチ角のずれによるインク滴の軌跡の違いを示す図
【図１５】ロール角のずれによるインク滴の軌跡の違いを示す図
【符号の説明】
【００２７】
１２    記録メディア
１４    プラテン
１６    走査レール
１８    ベルト
２２    記録ヘッド
２３    画像形成領域
２４    搬送ローラ
２６    ピンチローラ
３０    回復装置
Ａ    用紙搬送方向
B    キャリッジ走査方向（往）
C    キャリッジ走査方向（復）
３１    ホストコンピュータ
３２    イメージコントローラ
３３    印字ヘッドコントローラ
３４    吐出状態検出機構
３５    搬送モータ
３６    エンジンコントローラ
３７    データラスタライズ部
３８    印字パラメータ変更部
３９    吐出パルスジェネレータ
４０    補正回路
４１    搬送制御部
５１    印字可能領域
５２    リニアスケール
５３    スケール読取センサ
５４    発光素子
５５    受光素子
５６    モールド部材
５７    予備吐受け
５８    測定用光軸
５９    インク滴
６１    受光素子の出力
６２    閾値
６３    A/D変換後の信号
６４    調整用モータ
【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】
2006026990.tif 000013
【図１２】
2006026990.tif 000014
【図１３】
2006026990.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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