(57)【要約】【課題】特に、カラーインクジェットプリンタのラインヘッドの熱膨張によるレジずれを十分に解消し、画質を向上させる。【解決手段】ラインヘッドの伸縮を特定可能な物理量として、ラインヘッドの熱膨張量を予測するためのデータテーブルを用い、その物理量の検出手段として、データテーブルの読込手段を備え、インク液滴の吐出履歴とデータテーブルとを比較してインク液滴の吐出データを補正し、制御手段により、インク液滴の吐出方向可変手段を制御して吐出方向を偏向させ、ラインヘッドの熱膨張に伴うインク液滴の着弾位置ずれを補正することで、レジずれをなくすようにした。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを含む液体吐出部を特定方向に複数並設したヘッドを備え、各前記液体吐出部の前記ノズルから液滴を吐出し、被記録媒体の所定の位置に液滴を着弾させる液体吐出システムであって、
前記ヘッドの温度変化によって生じる前記ヘッドの伸縮を特定可能な物理量の検出手段と、
前記ノズルから吐出する液滴の吐出方向を、複数の方向に可変とする吐出方向可変手段と、
前記検出手段によって検出された物理量に基づいて前記吐出方向可変手段を制御し、前記ヘッドの伸縮に伴う液滴の着弾位置ずれを補正する制御手段と
を備えることを特徴とする液体吐出システム。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出システムにおいて、
前記検出手段は、前記ヘッドの熱膨張量を検出するセンサである
ことを特徴とする液体吐出システム。
【請求項３】
請求項１に記載の液体吐出システムにおいて、
前記検出手段は、前記ヘッドの稼働状況から前記ヘッドの伸縮量を求める演算手段である
ことを特徴とする液体吐出システム。
【請求項４】
請求項１に記載の液体吐出システムにおいて、
前記吐出方向可変手段は、少なくとも前記特定方向に液滴の吐出方向を変化させる手段である
ことを特徴とする液体吐出システム。
【請求項５】
請求項１に記載の液体吐出システムにおいて、
前記ヘッドを前記特定方向と直交する方向に複数並設したヘッド列を備えるとともに、
前記制御手段は、前記ヘッド列の各前記ヘッド相互間で生じる伸縮のばらつきに伴う液滴の着弾位置ずれを補正する手段である
ことを特徴とする液体吐出システム。
【請求項６】
ノズルを含む液体吐出部を特定方向に複数並設したヘッドと、
前記ヘッドの温度変化によって生じる前記ヘッドの伸縮を特定可能な物理量の検出手段と、
前記ノズルから吐出する液滴の吐出方向を、複数の方向に可変とする吐出方向可変手段と、
前記吐出方向可変手段を制御する制御手段と
を備え、
各前記液体吐出部の前記ノズルから液滴を吐出し、被記録媒体の所定の位置に液滴を着弾させる液体吐出システムの制御方法であって、
前記検出手段によって検出された物理量に基づいて、前記制御手段により、前記吐出方向可変手段を制御し、前記ヘッドの伸縮に伴う液滴の着弾位置ずれを補正する
ことを特徴とする液体吐出システムの制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の液体吐出システムの制御方法において、
前記検出手段により、前記ヘッドの熱膨張量を検出する
ことを特徴とする液体吐出システムの制御方法。
【請求項８】
請求項６に記載の液体吐出システムの制御方法において、
前記検出手段により、前記ヘッドの稼働状況から前記ヘッドの伸縮量を演算する
ことを特徴とする液体吐出システムの制御方法。
【請求項９】
請求項６に記載の液体吐出システムの制御方法において、
前記吐出方向可変手段により、少なくとも前記特定方向に液滴の吐出方向を変化させる
ことを特徴とする液体吐出システムの制御方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の液体吐出システムの制御方法において、
前記ヘッドを前記特定方向と直交する方向に複数並設したヘッド列を備えるとともに、
前記制御手段により、前記ヘッド列の各前記ヘッド相互間で生じる伸縮のばらつきに伴う液滴の着弾位置ずれを補正する
ことを特徴とする液体吐出システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ等の液体を吐出するシステムにおいて、液体を吐出するヘッドの温度変化に伴う伸縮に起因する液体の着弾位置ずれを補正し、高画質を得ることができるようにした液体吐出システム及び液体吐出システムの制御方法に関するものであり、特に、カラーインクジェットプリンタにおいて、カラー印画時の画質を確実に向上させることができる技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液体吐出システムの一例として、インクジェットプリンタが知られている。このインクジェットプリンタには、通常、インクを吐出するヘッドとして、複数のノズルが直線状に並べられたインクジェットヘッド（以下、単に「ヘッド」という。）が備えられている。そして、このヘッドの各ノズルから、ノズル面に対向して配置した印画紙等の被記録媒体に向けて微小なインクの液滴を順次吐出することにより、略円形のドットを縦横に形成し、点画として画像や文字を表現している。
【０００３】
ここで、インクの吐出方式の１つとして、熱エネルギーを用いてインクを吐出するサーマル方式が知られている。
サーマル方式のヘッドは、一般的に、インクを収容するインク液室と、インク液室内に設けられた発熱抵抗体と、インクを液滴として吐出するノズルとを備えている。そして、インクを発熱抵抗体で急速に加熱し、発熱抵抗体上のインクに気泡を発生させ、気泡発生時のエネルギーにより、インク液滴をノズルから吐出させている。
【０００４】
また、ヘッド構造の観点からは、ヘッドを印画紙等の被記録媒体の幅方向に移動させ、全幅にわたる印画を行うシリアル方式と、多数のヘッドを被記録媒体の幅方向に並べて配置し、印画幅分のラインヘッドを形成して全幅にわたる印画を行うライン方式とが知られている。
【０００５】
上述したようなサーマル方式のインクジェットプリンタの場合は特に、印画量が多くなり、長時間ヘッドが駆動されると、発熱抵抗体から発生する熱によってヘッドが熱膨張を起こすようになる。すると、ノズルと被記録媒体との相対的な位置関係が変化することとなり、インク液滴の着弾位置が所定の位置からずれてしまう。そして、このような着弾位置のずれは、ライン方式のインクジェットプリンタにおいて顕著なものとなる。
【０００６】
また特に、各色ごとにラインヘッドを備えるサーマル方式のカラーインクジェットプリンタの場合には、それぞれのラインヘッドの駆動時間が同じになることはほとんどないから、各ラインヘッドの熱膨張量に差が生じ、カラー印画時における各色の正確な重ね合わせにずれ（以下、このレジストレーションずれを単に「レジずれ」という。）が発生する結果、画質が低下するという問題がある。
【０００７】
そのため、画質の低下を防止すべく、従来より、レジずれを補正する種々の技術が開示されている。
すなわち、低温のラインヘッドと高温のラインヘッドとの熱膨張量の差により、ノズルに、ノズル間隔の１／２以上のずれが生じている場合、低温のラインヘッドからインクを吐出させるための印画データの一部にダミーデータを挿入し、インクの吐出を本来のノズルから１個分ずらして割り当て、レジずれがノズル間隔の１／２以下となるようにする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−４４４２３号公報
【０００８】
また、カラーインクジェットプリンタの各ヘッドごとに、温度センサとプレヒータとを取り付け、温度センサで最高温度のヘッドを選択し、その最高温度のヘッドに合わせて他のヘッドをプレヒータで加熱し、全てのヘッドを同じ温度にして熱膨張量を均等にすることで、レジずれを解消する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献２】特開平１０−８６４０５号公報
【０００９】
さらに、並設された各ヘッドの固定ユニットに対し、それぞれのヘッドにおける長さ方向の一端をピンで回転可能に固定するとともに、他端を自由端としておく技術が知られている。すなわち、ヘッドの長さ方向と被記録媒体の幅方向とのなす角（ヘッドの傾き）がθとなるようにしておき、ヘッドの熱膨張による長さの変化とともに、自由端が移動して傾きθが変わり、被記録媒体の幅方向におけるインク液滴の着弾位置が調整されるようにして、レジずれを解消する技術である（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献３】特開２０００−９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記の特許文献１の技術では、ラインヘッドの熱膨張により、ノズルに、ノズル間隔の１／２以上のずれが生じている場合、インクを吐出するノズルを１個分ずらしてレジずれをノズル間隔の１／２以下とするので、レジずれの解消には不十分である。そのため、画質の低下を一定の範囲内に抑えることができるだけで、特に、カラー印画時の画質としては問題が残る。
【００１１】
また、上記の特許文献２の技術では、プレヒータでヘッドを加熱して各ヘッドの熱膨張量を均等にするので、レジずれを解消するためには、プレヒータによるヘッドの加熱時間が必要となる。そのため、印画データによってその都度変化するヘッドの熱膨張量に対して、応答性、追従性の点で問題がある。すなわち、インクジェットプリンタでは、印画の待ち時間を減少させるべく、様々な高速化が図られているところであるが、ヘッドの加熱時間が必要であると、迅速にレジずれを解消することができないので、高速化の技術的な流れに著しく反することとなる。
【００１２】
さらに、上記の特許文献３の技術では、各ヘッドを回転可能に固定し、ヘッドの傾きθを変化させるようにしているので、機構的に複雑なものとなり、確実性に問題がある。しかも、ヘッドの傾きθの変化によって被記録媒体の幅方向におけるインク液滴の着弾位置を調整しているので、ヘッドが円滑に回転し、所定の傾きθで静止しなければ、レジずれが解消しない。
【００１３】
さらにまた、上記の特許文献２及び特許文献３の技術の場合には特に、ライン方式のインクジェットプリンタに適用すると、問題が一層複雑化し、深刻になる。すなわち、ライン方式であると、多数のヘッドが被記録媒体の幅方向に並べて配置されるので、ヘッドの加熱時間は長くなり、ヘッドの円滑な回転も困難になる。
【００１４】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、迅速かつ確実に、インク液滴の着弾位置ずれを十分に解消して画質を向上させることができ、特に、ライン方式のカラーインクジェットプリンタのレジずれ解消にも容易に適用することができる液体吐出システム及び液体吐出システムの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１に記載の発明は、ノズルを含む液体吐出部を特定方向に複数並設したヘッドを備え、各前記液体吐出部の前記ノズルから液滴を吐出し、被記録媒体の所定の位置に液滴を着弾させる液体吐出システムであって、前記ヘッドの温度変化によって生じる前記ヘッドの伸縮を特定可能な物理量の検出手段と、前記ノズルから吐出する液滴の吐出方向を、複数の方向に可変とする吐出方向可変手段と、前記検出手段によって検出された物理量に基づいて前記吐出方向可変手段を制御し、前記ヘッドの伸縮に伴う液滴の着弾位置ずれを補正する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の他の１つである請求項６に記載の発明は、上記した請求項１の液体吐出システムの制御方法であって、ノズルを含む液体吐出部を特定方向に複数並設したヘッドと、前記ヘッドの温度変化によって生じる前記ヘッドの伸縮を特定可能な物理量の検出手段と、前記ノズルから吐出する液滴の吐出方向を、複数の方向に可変とする吐出方向可変手段と、前記吐出方向可変手段を制御する制御手段とを備え、前記検出手段によって検出された物理量に基づいて、前記制御手段により、前記吐出方向可変手段を制御し、前記ヘッドの伸縮に伴う液滴の着弾位置ずれを補正することを特徴とする。
【００１７】
上記の発明においては、ヘッドの温度変化によって生じるヘッドの伸縮を特定可能な物理量の検出手段を備えている。ここで、ヘッドの伸縮を特定可能な物理量としては、例えばヘッドの熱膨張量を特定するためのヘッド温度等の測定値や、ヘッドの稼働状況等から算出したヘッド伸縮量の演算値等がある。また、検出手段としては、前者の場合には温度センサ等が該当し、後者の場合には印画データに基づく演算装置等が該当する。
【００１８】
そして、吐出方向可変手段により、ノズルから吐出する液滴の吐出方向が複数の方向に可変とされ、制御手段により、検出手段で検出された物理量に基づいて吐出方向可変手段が制御される。したがって、ヘッドの伸縮に伴う液滴の着弾位置ずれは、液滴の吐出方向を変化させることによって補正できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の液体吐出システム及び液体吐出システムの制御方法によれば、検出手段によってヘッドの伸縮を特定可能な物理量が検出され、制御手段によって吐出方向可変手段が制御されるので、ヘッドの伸縮に伴う液滴の着弾位置ずれが迅速かつ確実に補正される。また、ライン方式のカラーインクジェットプリンタにも容易に適用することができ、レジずれを十分に解消して画質を向上させることが可能となる。
【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について説明する。
本発明における液体吐出システムは、下記実施形態では、印画幅分のラインヘッド１０を形成したライン方式のインクジェットプリンタに相当する。そして、このインクジェットプリンタは、Ａ４サイズのカラー対応のものとなっている。
【００２１】
また、インクジェットプリンタ等の液体吐出システムは、エネルギー発生素子により、液室内の液体を液滴としてノズルから吐出するが、下記実施形態では、吐出する液体はインクであり、インクを収容する液室がインク液室１２で、ノズル１８から吐出される微少量（例えば数ピコリットル）のインクがインク液滴である。さらに、下記実施形態では、エネルギー発生素子として発熱抵抗体１３を使用しており、この発熱抵抗体１３は、インク液室１２の一面（底壁部分）をも構成している。
【００２２】
そして、１つのインク液室１２と、このインク液室１２内に配置された発熱抵抗体１３と、この発熱抵抗体１３の下部に配置され、インク液滴の吐出口となるノズルとを含む部分を「液体吐出部」と称する。すなわち、ラインヘッド１０は、複数の液体吐出部を並設したものといえる。なお、下記実施形態におけるインクジェットプリンタのラインヘッド１０は、Ａ４サイズのカラー対応であるから、液体吐出部は、各色ごとに、Ａ４サイズの印画紙の幅方向に、印画幅分だけ並設されている。
【００２３】
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタを示す断面図である。
図１に示すように、インクジェットプリンタのプリンタ本体５１は、被記録媒体である印画紙の給紙トレイや排紙トレイ、印画紙の搬送装置等を備えている。そして、プリンタ本体５１内には、図１の紙面と垂直な方向に、各色ごとに液体吐出部を並設したカラー対応のラインヘッド１０が装着されており、４個のインクカートリッジ４１に充填されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色のインクを吐出するようになっている。
【００２４】
また、ラインヘッド１０には、図１の紙面と平行な方向（矢印の方向）に移動してノズルシート１７の外面（インク吐出面）を開閉するヘッドキャップユニット３０が装着されている。さらに、ヘッドキャップユニット３０の内部には、ノズルシート１７のクリーニングローラ（図示せず）が配置されている。
【００２５】
図１に示す本実施形態のインクジェットプリンタで印画するには、最初に、図１の右方向にヘッドキャップユニット３０を移動させ、ノズルシート１７の外面（インク吐出面）を開ける。そして、給紙トレイから印画紙を搬送する。続いて、印画データに基づいて、ラインヘッド１０の下側で印画紙を精密に紙送りしながら、液体吐出部のノズルから４色のインク液滴を適宜吐出する。すると、印画紙上に、文字や画像等がカラーで印画されることとなる。
【００２６】
図２は、図１に示すラインヘッド１０における液体吐出部を示す図であり、図２（ａ）は、その斜視図、図２（ｂ）は、その断面図である。
図２に示すように、ノズルシート１７には複数のノズル１８が形成されており、各ノズル１８は、ヘッドチップ１９の基板上に一定間隔で一方向に配列された複数の発熱抵抗体１３と対向している。また、ノズルシート１７とヘッドチップ１９との間には、バリア層１５が積層されている。
【００２７】
ここで、ヘッドチップ１９を構成する基板は、シリコン、ガラス、セラミックス等からなる半導体基板である。そして、発熱抵抗体１３は、この基板の一方の面に、半導体や電子デバイス製造技術用の微細加工技術を用いて析出形成されている。なお、この発熱抵抗体１３は、２つに分割されており、基板上に形成された導体部（図示せず）を介して、それぞれ外部回路と電気的に接続されている。
【００２８】
また、バリア層１５は、ヘッドチップ１９を構成する基板の発熱抵抗体１３側に形成されたものであり、発熱抵抗体１３の周辺を除く基板上にパターニング形成されている。さらに、ノズルシート１７は、例えばＮｉ（ニッケル）による電鋳技術によって形成されたものである。
【００２９】
そして、図２に示すように、バリア層１５を積層したヘッドチップ１９は、ノズルシート１７における各ノズル１８の位置と、各発熱抵抗体１３の位置とが合うように、すなわち、各ノズル１８が各発熱抵抗体１３に対向するように、精密に位置決めがなされ、バリア層１５を下にして、ノズルシート１７上に配置される。
【００３０】
したがって、図２（ａ）に示すように、インク液室１２は、発熱抵抗体１３を囲むようにして、ヘッドチップ１９の基板とバリア層１５とノズルシート１７とで構成される。すなわち、ヘッドチップ１９の基板及び発熱抵抗体１３は、図２（ａ）中、インク液室１２の上壁を構成し、バリア層１５は、インク液室１２の３つの横壁を構成し、ノズルシート１７は、インク液室１２の下壁を構成する。
【００３１】
また、図２（ｂ）に示すように、ノズルシート１７には、ヘッドフレーム２０が貼り付けられており、ノズルシート１７に剛性を付与している。さらに、ヘッドフレーム２０の配置孔内にヘッドチップ１９が配置され、ヘッドチップ１９の上側に共通流路部材２１が配置されている。そして、図２（ａ）中、右下方向に開口領域を有する全てのインク液室１２は、共通流路部材２１によって形成された共通のインク流路２２で連通する。
【００３２】
図２に示す液体吐出部は、このように構成された１つのインク液室１２と、インク液室１２内に配置された発熱抵抗体１３と、発熱抵抗体１３の下部に配置されたノズル１８とを含む部分であり、図２（ａ）の右上方向（左下方向）に印画幅分だけ並設されている。したがって、インクカートリッジ（図１参照）内のインクは、共通のインク流路２２を流れ、全ての液体吐出部のインク液室１２に供給される。
【００３３】
そして、インク液室１２にインクが満たされた状態で、印画データに基づいて、発熱抵抗体１３に例えば１〜３μｓｅｃの間、パルス電流が流されると、発熱抵抗体１３が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体１３と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。すると、これが吐出圧力となり、押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル１８から吐出され、印画紙上に着弾して文字や画像等が印画されることとなる。
【００３４】
ところで、発熱抵抗体１３を繰り返し加熱することにより、ノズル１８からインク液滴を順次吐出させると、その熱が蓄積されてラインヘッド１０の温度が変化し、ラインヘッド１０が熱膨張を起こして伸縮するようになる。この場合、問題となるのは、液体吐出部の並設方向（印画紙の幅方向）において各ノズル１８の間隔が伸び、初期状態と異なるようになる点である。
【００３５】
すなわち、ラインヘッド１０の伸びΔＬは、線膨張係数をα、上昇温度をＴ、ラインヘッド１０の初期長さをＬとしたとき、
ΔＬ＝α・Ｔ・Ｌ  となる。
ここで、ラインヘッド１０における各ノズル１８の間隔は、ヘッドフレーム２０によって支配される。
【００３６】
そのため、Ａ４サイズの幅（Ｌ＝２１０ｍｍ）のラインヘッド１０について、ヘッドフレーム２０の材質がＳＵＳ４３０（α＝１０．４×１０−６）であり、発熱抵抗体１３の加熱によってヘッドフレーム２０の温度が２０℃上昇（Ｔ＝２０℃）したとすると、
ΔＬ＝１０．４×１０−６×２０×２１０＝４３．６８（μｍ）  となる。
【００３７】
仮に、このラインヘッド１０におけるノズル１８の仕様が６００ｄｐｉの精度であるならば、各ノズル１８の間隔は、４２．３μｍである。また、インク液滴のドットの直径を約４０μｍとし、上記の条件において、ラインヘッド１０がそのセンターを中心に熱膨張したと考える。すると、ラインヘッド１０の左右端（印画紙端部）での着弾位置ずれは、４３．６８／２＝２１．８４（μｍ）であるから、約半ドット分ずれる。
【００３８】
ここでもし、Ｃ（シアン）のインクとＹ（イエロー）のインクとが半ドットずれて着弾したならば、本来はシアンとイエローとが重なってグリーンとなるはずが、シアン、イエロー、グリーンの３色が混在することとなる。
このように、半ドットの着弾位置ずれは、一般的に画質に影響があるとされ、Ａ４サイズの印画紙の端部では画質の劣化が顕著となり、レジずれの問題が発生する。そして、このようなレジずれは、各色のラインヘッド１０間の温度差が大きいほど激しくなる。
【００３９】
すなわち、印画データ中には、各色が均一に含まれていることはほとんどなく、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色で、吐出データ量に差があるのが一般的である。そのため、各色ごとのラインヘッド１０で熱膨張量が異なり、特に、熱膨張量が最大のラインヘッド１０と最小のラインヘッド１０との間では、レジずれが顕著となる。
【００４０】
図３は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色のインクをそれぞれ吐出するラインヘッド１０列の熱膨張量の差を示す概念図である。
図３に示すラインヘッド１０列は、標準温度（例えば室温２５℃）に対し、ラインヘッド（Ｙ）が＋３０℃、ラインヘッド（Ｍ）が＋１５℃、ラインヘッド（Ｃ）が＋１０℃、ラインヘッド（Ｋ）が＋２５℃となったもので、上昇温度に応じて熱膨張量が異なっている。
【００４１】
この場合、上昇温度の算術平均は、（３０＋１５＋１０＋２５）／４＝２０（℃）であるから、ラインヘッド１０列の平均値からの温度のずれは、ラインヘッド（Ｙ）で＋１０℃、ラインヘッド（Ｍ）で−５℃、ラインヘッド（Ｃ）で−１０℃、ラインヘッド（Ｋ）で＋５℃となる。そのため、ラインヘッド（Ｙ）とラインヘッド（Ｃ）との間では、２０℃の温度差がある。すると、上述したように、ＳＵＳ４３０のヘッドフレーム２０（図２参照）が２０℃上昇することによってラインヘッド１０の伸びΔＬが４３．６８（μｍ）となるから、印画紙Ｐのセンターを中心とする両端部では、Ｙ（イエロー）のインクとＣ（シアン）のインクとがそれぞれ半ドットだけ着弾位置ずれを起こし、レジずれが発生する。
【００４２】
図４は、このような着弾位置ずれを補正することができる液体吐出部１１を示す平面図及び側面の断面図である。なお、図４の平面図では、ノズルシート１７及びヘッドチップ１９の図示を省略し、ノズル１８を１点鎖線で示している。
図４に示すように、１つのインク液室１２内には、２つに分割された発熱抵抗体１３が並設されており、分割された２つの発熱抵抗体１３の並び方向は、ノズル１８の配列方向（図４中、左右方向）である。
【００４３】
このように、１つのインク液室１２内に２つに分割された発熱抵抗体１３を備えた場合には、各々の発熱抵抗体１３がインクを沸騰させる温度に到達するまでの時間（気泡発生時間）を同時にしたときは、２つの発熱抵抗体１３上で同時にインクが沸騰し、インク液滴がノズル１８の中心軸方向に吐出される。
これに対し、２つに分割した発熱抵抗体１３の気泡発生時間に時間差を与えれば、２つの発熱抵抗体１３上で同時にインクが沸騰しない。これにより、インク液滴の吐出方向がノズル１８の中心軸方向からずれ、ノズル１８の配列方向に偏向して吐出される。
【００４４】
したがって、図４に示すように、１つのインク液室１２内に設けられた複数（図４では２つ）の発熱抵抗体１３が吐出方向可変手段となる。すなわち、複数の発熱抵抗体１３へのエネルギーの供給の仕方を変えることにより、迅速かつ確実に、ノズル１８から吐出するインク液滴の吐出方向を複数の方向に可変とすることができ、インク液滴の着弾位置ずれを補正することが可能となる。なお、インク液滴の吐出の偏向は、例えばノズル１８の間隔の１／４ずつ、最大で１ノズル分の５段階とすることができるが、これに限ることなく、段階数が大きいほど細かな補正が可能となる。
【００４５】
図５は、インク液滴の吐出方向の偏向を示す説明図である。
図５において、ノズルシート１７のノズル１８から、インク液滴ｉの吐出面に対して垂直にインク液滴ｉが吐出されると、図５中、真下に向く矢印のように偏向なくインク液滴ｉが吐出される。これに対し、インク液滴ｉの吐出方向が偏向して、吐出角度が垂直位置からθだけずれると（図５中、Ｚ１又はＺ２方向）、吐出面と印画紙Ｐ面（インク液滴ｉの着弾面）までの間の距離をＨ（Ｈは、ほぼ一定）としたとき、インク液滴ｉの着弾位置は、
ΔＷ＝Ｈ×ｔａｎθ
で求められるΔＷだけノズル１８の配列方向（印画紙Ｐの幅方向）にずれる。
【００４６】
そこで、図３に示すように熱膨張したラインヘッド（Ｙ）、ラインヘッド（Ｍ）、ラインヘッド（Ｃ）、及びラインヘッド（Ｋ）に対し、図４に示すような吐出方向可変手段を用いて、図５に示すようにインク液滴の着弾位置をずらす。
すなわち、ラインヘッド１０列の伸縮に伴うインク液滴の着弾位置ずれをそれぞれ補正するのである。
【００４７】
図６は、インク液滴の着弾位置ずれの補正前と、補正後の状態を示す説明図である。なお、実際には、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色のインクは、図３に示す印画紙Ｐの搬送方向（矢印方向）で重なるように着弾させるが、印画紙Ｐの幅方向における着弾位置ずれを模式的に示すため、各色のドットを別個に示している。
【００４８】
図６（ａ）に示すように、補正前は、熱膨張したラインヘッド１０列（図３参照）から偏向なくインク液滴が吐出されるので、各ラインヘッド１０の上昇温度の算術平均に基づく平均着弾地点である図６（ａ）のセンターラインに対し、イエローのドット（Ｙ）が左に１／４ドットずれ、マゼンタのドット（Ｍ）が右に１／８ドットずれ、シアンのドット（Ｃ）が右に１／４ドットずれ、ブラックのドット（Ｋ）が左に１／８ドットずれて形成される。
【００４９】
ここで、図４に示す吐出方向可変手段を用いれば、ノズル１８の配列方向にインク液滴の吐出方向を変化させることができる。そのため、図３に示すように、ノズル１８の配列方向と直交する方向にラインヘッド１０列が並設されている場合、ラインヘッド１０列の相互間で生じる熱膨張量のばらつきに伴うインク液滴の着弾位置ずれを補正することが可能となる。
【００５０】
すなわち、図６（ｂ）に示すように、図４に示す吐出方向可変手段を用いた補正後は、ドット（Ｙ）、ドット（Ｍ）、ドット（Ｃ）、及びドット（Ｋ）がそれぞれ平均着弾地点に形成されるようになる。なお、インク液滴の吐出の偏向は、多段階であるほどインク液滴を同一地点に着弾させることができ、レジずれを目視で確認できない範囲とすることができるが、アナログ的に細かく調整できれば、全てのドットを完全に重ね合わせることも可能となる。
【００５１】
このように、全てのドットが平均着弾地点に形成されるようにするには、各ラインヘッド１０の伸縮を特定可能な物理量に基づいて、インク液滴の着弾位置ずれを補正する。すなわち、各ラインヘッド１０の伸縮を特定可能な物理量を検出手段よって検出し、制御手段によって吐出方向可変手段を制御する。
【００５２】
図７は、このような検出手段及び制御手段の一例を示すブロック図である。
図７に示すように、プリンタ本体５１は、コンピュータ本体６１と接続されている。そして、プリンタ本体５１は、コンピュータ本体６１からプリンタドライバを介して送られてくる画像データの受信バッファと、画像データを演算するための演算部（ＣＰＵ）と、ラインヘッド１０を構成する各液体吐出部１１の各発熱抵抗体を駆動するヒータドライバとを備えている。また、演算部（ＣＰＵ）には、ワークエリアとしてのＲＡＭと、フォントや各種のデータを記録したＲＯＭと、プリンタ固有の情報を記録した不揮発性メモリとが接続されている。
【００５３】
ここで、プリンタ本体５１の不揮発性メモリには、これまでに、どの液体吐出部１１のノズルからどのくらいのインク液滴を吐出し、吐出後どのくらいの時間が経過しているかの吐出履歴が記憶されている。また、ＲＯＭには、ラインヘッド１０の熱膨張量を予測するためのデータテーブルが格納されている。
【００５４】
そして、演算部（ＣＰＵ）は、ＲＡＭをワークエリアとして、不揮発性メモリに記憶された情報とＲＯＭ中のデータテーブルとを比較し、ラインヘッド１０の熱膨張量を演算することにより、画像データ中のどの吐出データ部分がレジずれになるかを推測する。
レジずれが推測されたノズルから吐出するインク液滴は、吐出方向可変手段によって着弾位置ずれを補正することができるので、演算部（ＣＰＵ）は、必要に応じて吐出データを補正した後、プロットデータをヒータドライバに送って印刷する。
【００５５】
このように、図７に示す例では、熱膨張による伸縮を特定可能な物理量として、ＲＯＭに格納された熱膨張量を予測するためのデータテーブルを用いている。また、この物理量の検出手段は、ラインヘッド１０の稼働状況からラインヘッド１０の伸縮量を求める演算手段であり、演算部（ＣＰＵ）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び不揮発性メモリが演算手段に相当する。さらに、演算部（ＣＰＵ）等は、同時に制御手段ともなっている。
したがって、図６に示すように、インク液滴の着弾位置ずれを補正することが可能となり、レジずれをなくすことができる。
【００５６】
図８は、レジずれをなくすためのフローチャートの一例を示す図である。
図８に示すフローチャートによれば、最初にインク液滴の吐出履歴が読み込まれ、続いてデータテーブルが読み込まれる。そして、吐出履歴とデータテーブルとを比較して熱膨張が推測される。また、画像データの読込みによってレジずれ箇所が推測され、レズずれがあれば吐出データが補正されるが、レズずれがなければそのままプロットデータが作成されて印刷が開始される。
【００５７】
ここで、図３に示すように、ラインヘッド１０が４つある場合、吐出データの補正方法として、次の４通りが考えられる。すなわち、
（１）熱膨張量が一番大きいラインヘッド（Ｙ）のノズル間隔に合わせる、
（２）熱膨張量が一番小さいラインヘッド（Ｃ）のノズル間隔に合わせる、
（３）４本のラインヘッド１０の熱膨張量を平均し、平均のノズル間隔に合わせる、
（４）例えば６００ｄｐｉのラインヘッド１０では、標準のノズル間隔が４２．３μｍなので、常にこの標準間隔に合わせる、
の４通りである。なお、どの補正方法であっても、レジずれが解消されることは同じであるが、図６（ｂ）に示す補正は、上記の（３）の補正方法によるものである。
【００５８】
このように、吐出データを補正することで、レジずれをなくした印刷が可能となるが、印刷によって吐出履歴が変更されてしまう。そこで、図８に示すフローチャートでは、新たな吐出履歴を書き込むようにしている。そして、次の画像データが残っていれば、最新の吐出履歴の読込みから同じことが繰り返される。したがって、何回印刷が繰り返されても、レジずれが常に解消されることとなる。
【００５９】
図９は、検出手段及び制御手段の他の例を示すブロック図である。
図９に示す例は、図７に示す例と同様に、プリンタ本体５１がコンピュータ本体６１と接続されている。そして、プリンタ本体５１に、画像データの受信バッファ、画像データを演算するための演算部（ＣＰＵ）、ラインヘッド１０を構成する各液体吐出部１１の各発熱抵抗体を駆動するヒータドライバを備えており、演算部（ＣＰＵ）に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び不揮発性メモリが接続されている。
【００６０】
しかしながら、図９に示す例では、熱膨張による伸縮を特定可能な物理量として、ラインヘッド１０の温度を用いている。また、温度の検出手段は、温度センサ２３である。この温度センサ２３は、３つ取り付けられているが、数が多いほど正確な温度分布を検出できることは当然である。そして、温度センサ２３で検出された温度は、ＡＤコンバータによって数値化され、演算部（ＣＰＵ）に送られて処理される。
【００６１】
このように、図９に示す例は、温度センサ２３によって検出されたラインヘッド１０の温度から熱膨張による伸縮を特定し、ラインヘッド１０の温度に基づいて吐出方向可変手段を制御して、ラインヘッド１０の伸縮に伴うインク液滴の着弾位置ずれを補正する。したがって、図９に示す例であっても、図６に示すように、インク液滴の着弾位置ずれを補正することが可能となり、レジずれをなくすことができる。
【００６２】
以上、説明したように、本実施形態のインクジェットプリンタは、ラインヘッドの伸縮を特定可能な物理量の検出手段と、インク液滴の吐出方向を可変とする吐出方向可変手段と、検出手段によって検出された物理量に基づいて吐出方向可変手段を制御し、インク液滴の着弾位置ずれを補正する制御手段とを備えるので、迅速かつ確実に、レジずれを十分に解消して画質の安定化を図ることができる。
【００６３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、以下のような種々の変形等が可能である。すなわち、
（１）本実施形態では、カラー対応のインクジェットプリンタとしたが、モノクロ用にも適用できる。また、カラー対応であっても、一色一色独立した構成のものに限るものではなく、４色一体型にも適用できる。さらに、本実施形態では、多数のヘッドを被記録媒体の幅方向に並べて配置し、印画幅分のラインヘッドを形成したライン方式のインクジェットプリンタとしたが、ヘッドを被記録媒体の幅方向に移動させて印画を行うシリアル方式にも適用可能である。
【００６４】
（２）本実施形態は、発熱抵抗体を用いたサーマル方式としたが、発熱抵抗体以外の発熱素子であっても良い。また、振動板と、この振動板の下側に空気層を介した２つの電極を設け、両電極間に電圧を印加して振動板をたわませた後、静電気力を開放して振動板を元に戻し、その際の弾性力を利用してインク液滴を吐出させる静電吐出方式にも適用可能である。さらに、両面に電極を有するピエゾ素子と振動板との積層体を用い、圧電効果によって振動板を変形させてインク液滴を吐出させるピエゾ方式にも適用可能である。
【００６５】
（３）本実施形態では、熱膨張による伸縮を特定可能な物理量の一例として、プリンタ本体内のＲＯＭに格納された熱膨張量を予測するためのデータテーブルを用い、その物理量の検出手段として、プリンタ本体内の演算部（ＣＰＵ）等を使用した。しかし、熱膨張量を予測するためのデータテーブルは、コンピュータ本体内のハードウェア上に記録しておいても良く、検出手段は、コンピュータ本体内のＣＰＵを使用しても良い。すなわち、プリンタ本体と、プリンタ本体に接続されたコンピュータ本体とを合わせて、液体吐出システムとすることもできる。
【００６６】
（４）本実施形態では、熱膨張による伸縮を特定可能な物理量の他の例として、ラインヘッドの温度を用い、その物理量の検出手段として、温度センサを用いた。しかし、温度センサ以外にも、ラインヘッドの熱膨張量を検出するセンサとして、歪ゲージ等を用いることもできる。すなわち、歪ゲージは、ラインヘッドが膨張すると抵抗値が変わるので、この抵抗値を読み取ることにより、熱膨張量を検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の液体吐出システム及び液体吐出システムの制御方法は、インクジェットプリンタに適用して特に好適なものであるが、被記録媒体は印画紙に限ることなく、例えば染め物に対して染料を吐出する液体吐出システム等に適用することもできる。
また、生体試料を検出するためのＤＮＡ含有溶液を吐出する液体吐出システム等に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施形態のインクジェットプリンタを示す断面図である。
【図２】図１に示すインクジェットプリンタのラインヘッドにおける液体吐出部を示す斜視図及び断面図である。
【図３】４色のインクをそれぞれ吐出するラインヘッド列の熱膨張量の差を示す概念図である。
【図４】着弾位置ずれを補正することができる液体吐出部を示す平面図及び側面の断面図である。
【図５】インク液滴の吐出方向の偏向を示す説明図である。
【図６】インク液滴の着弾位置ずれの補正前と、補正後の状態を示す説明図である。
【図７】検出手段及び制御手段の一例を示すブロック図である。
【図８】レジずれをなくすためのフローチャートの一例を示す図である。
【図９】検出手段及び制御手段の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  ラインヘッド
１１  液体吐出部
１３  発熱抵抗体（吐出方向可変手段）
１８  ノズル
２３  温度センサ（検出手段）
【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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