(57)【要約】【課題】  レジスト調整を実施する場合において、小液滴化、高画質化が進むにつれ、調整パターン群を印字形成した時に生じるキャリッジの振動の影響が無視できなくなってきている。【解決手段】  キャリッジの往復移動により生じる振動には、往方向のみで安定している領域、復方向のみで安定している領域、往復で安定している領域が存在する。往復での調整値を算出する双方向調整パターンを往復で安定している領域に印字する。片方向で調整可能なパターンを他の領域に配置することで、キャリッジの往復運動時の振動が影響しないレジスト調整を実現する。【選択図】  図５
2007152784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する印字ノズルが複数からなる印字ヘッドを２個以上有し、該複数の印字ヘッドを搭載するキャリッジが被記録材に対して主走査方向に往復移動しながらインクを吐出することで画像を印字するインクジェットプリンタであって、
被記録材へのインクの着弾位置を調整する機能を有し、前記着弾位置の調整は、被記録材にインク吐出タイミングの異なる複数のレジスト調整パターンを記録し、その複数記録されたレジスト調整パターンを検出し、その検出結果からインク吐出タイミングを決定することにより行うインクジェットプリンタにおいて、
レジスト調整パターンは往路印字、復路印字、往復印字のうち少なくとも２種類有し、それぞれのレジスト調整パターンをキャリッジの往復運動時の振動が影響しない位置に配置することを特徴とするレジスト調整方法。
【請求項２】
印字ヘッドと被記録材との距離を測定するセンサを有し、前記レジスト調整パターンを印字する前に被記録材の主走査方向全域に渡って前記距離を測定し、その変動量の少ない領域にレジスト調整パターンを印字することを特徴とする請求項１のレジスト調整方法。
【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におけるヘッド間（主走査方向）および往路印字・復路印字間のレジスト調整技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェットプリンタのレジスト調整方法を用いると、調整パターンのエッジ位置を検出する方法と比べ、比較的安価な検出機構で、かつ実印字に近いレジスト調整ができ、コストパフォーマンスの高いプリンタを提供することができる。(例えば、特許文献１参照)
【特許文献１】特開平10-329381号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら近年では高画質化の要求に伴ってインクの小液滴化が進み、このレジスト調整システムにおいてもさらなる高精度化が要求され、以下の不都合が顕在化するに至っている。
【０００４】
すなわち、調整パターン群を印字形成した時の特異な状況、例えば、キャリッジの振動、用紙の浮き、などによって生じる濃度への影響が、最適レジスト値の検出に際し、無視できなくなっている。上記のような特異な状況下で生ずる着弾ずれは、従来であれば用紙上のインクドットサイズに比べて相対的に小さかったために、調整パターン群の濃度に与える影響は微小であったが、ドットサイズの微小化に伴い相対的な影響が増しており、着弾位置ずれによる誤差を持った検出値を用いてレジスト調整値を算出、決定するため、十分なレジスト調整精度が得られなくなっている。
【０００５】
当然のことながら、小液滴化に伴って、通常の印字時の品位を確保するために機械精度は向上されている。しかしながら、特異な状況下での現象までもカバーする構成は、コストパフォーマンスの観点から好ましくない。
【０００６】
一方、レジスト調整において取得した調整値は、通常印字で継続的に使用するので、仮に特異な状況下のことだとしても影響は大きくなる。
【０００７】
これを受けて本発明は、レジスト調整に用いる調整パターン群を印字する時に、キャリッジの振動、用紙の浮き、などの外乱の影響を回避した精度の高いレジスト調整方法、およびそれを用いたインクジェットプリンタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、レジスト調整パターンは往路印字、復路印字、往復印字のうち少なくとも２種類有し、それぞれのレジスト調整パターンをキャリッジの往復運動時の振動が影響しない位置に配置する構成とした。
【０００９】
さらに、検出精度の向上を目的とし、印字ヘッドと被記録材との距離を測定するセンサを有し、前記レジスト調整パターンを印字する前に被記録材の主走査方向全域に渡って前記距離を測定し、その変動量の少ない領域にレジスト調整パターンを印字する構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、外乱による着弾位置ずれのレジスト調整への影響を回避する方法である。この方法を用いることで、調整パターン群を印字形成した時の特異な状況(外乱)、例えば、キャリッジの振動、用紙の浮き、などによって生じる、着弾位置ずれの影響を取り除くことができる。そのため、最適なレジスト調整値を精度良く求めることが可能になる。これにより、レジスト調整精度の高いプリントを行うことができるプリント装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、本発明の理解を助けるために、本発明の応用に好適なインクジェットプリンタを例として、その構成と従来の自動レジスト調整の概要から説明を開始する。
【００１２】
図１は、本発明が実施もしくは適用されて好適なカラーインクジェットプリント装置の構成例を示す斜視図であり、図においてはそのフロントカバーを取り外して装置内部を露出させた状態を示している。
【００１３】
図において、１０００は交換式のインクジェットカートリッジ、２はそのインクジェットカートリッジを着脱自在に保持するキャリッジユニットである。３はインクジェットカートリッジ１０００をキャリッジユニット２に固定するためのホルダであり、インクジェットカートリッジ１０００をキャリッジユニット２内に装着してからカートリッジ固定レバー４を操作すると、これに連動してインクジェットカートリッジ１０００をキャリッジユニット２に圧接する。また、当該圧接によってインクジェットカートリッジ１０００の位置決めが行われると同時に、キャリッジユニット２に設けられた所要の信号伝達用の電気接点とインクジェットカートリッジ１側の電気接点とのコンタクトが行われる。５は電気信号をキャリッジユニット２に伝えるためのフレキシブルケーブルである。
【００１４】
図中３０は反射型光学センサである。これは本発明の自動レジスト調整システムにおいて、用紙に印字形成された調整パターン群の濃度を検出する機能を果たす。用紙の送りと、光学センサ３０の取り付けられたキャリッジの走査の共同作用によって、用紙上に印字形成された調整パターン群の濃度を任意に検出することができる。さらに、用紙の端部検知手段として兼用されていてもよい。
【００１５】
６はキャリッジユニット２を主走査方向に往復走査させるための駆動源をなすキャリッジモータ、７は動力をキャリッジユニット２に伝達するキャリッジベルトである。１１は主走査方向に存在しキャリッジユニット２の支持を行うとともにその移動を案内するガイドシャフトである。９はキャリッジユニット２に取り付けられた透過型のフォトカプラ、１０はキャリッジホームポジション付近に設けられた遮光板である。１２はインクジェットヘッドの前面をキャップするキャップ部材やこのキャップ内を吸引する吸引手段、さらにはヘッド前面のワイピングを行う部材などの回復系を含むホームポジションユニットである。
【００１６】
１３は被印字媒体を排出するための排出ローラであり、不図示の拍車状ローラと協動して被印字媒体を挟み込み、これをプリント装置外へと排出する。１４はラインフィードユニットであり、被印字媒体を副走査方向へ所定量搬送する。
【００１７】
図２（Ａ）はヘッドカートリッジ１０００の詳細を示す斜視図である。ここで、１５はブラックのインクを収納したインクタンク、１６はシアン、マゼンタおよびイエローのインクを収納したインクタンクであり、これらはインクジェットカートリッジ本体に対して着脱できるようになっている。１７はインクタンク１６が収納する各色インクのインクジェットカートリッジ本体側のインク供給管２０に対する連結口、１８は同じくインクタンク１５が収納するブラックインクの連結口であり、当該連結によってインクジェットカートリッジ本体に保持されているプリントヘッド１に対してインクの供給が可能となる。１９は電気接点部であり、キャリッジユニット２に設けられた電気接点部とのコンタクトに伴ってフレキシブルケーブルを介しプリント装置本体制御部から電気信号の受容が可能となる。
【００１８】
本例にあっては、Ｂｋのインクを吐出するノズルを配列したＢｋインク吐出部と、それぞれＹ、ＭおよびＣのインクを吐出するノズル群を一体かつインラインにＢｋの吐出口配列範囲に対応して配列してなるカラーインク吐出部とが並置されたヘッドを用いている。
【００１９】
図２（Ｂ）は、ヘッドカートリッジ１０００のプリントヘッド部１の主要部構造を部分的に示す模式的斜視図である。
【００２０】
図２（Ｂ）において、被印字媒体８と所定の隙間（例えば約０．５〜２．０ｍｍ程度）をおいて対面する吐出口面２１には、所定のピッチで複数の吐出口２２が形成され、共通液室２３と各吐出口２２とを繋ぐ各液路２４の壁面に沿ってインク吐出の利用されるエネルギを発生するための電気熱変換体（発熱抵抗体など）２５が配設されている。本例においては、ヘッドカートリッジ１０００は、吐出口２２がキャリッジ２の走査方向と交差する方向に並ぶような位置関係でキャリッジ２に搭載されている。こうして、画像信号または吐出信号に基づいて対応する電気熱変換体（以下においては、「吐出ヒータ」ともいう）２５を駆動して、液路２４内のインクを膜沸騰させ、そのときに発生する気泡の圧力によって吐出口２２からインクを吐出させるプリントヘッド１が構成される。
【００２１】
図３は、図２の装置に用いられる反射型光学センサ３０を説明するための模式図である。反射型光学センサ３０は、発光部３１と受光部３２を有するものである。発光部３１から発した光Ｉｉｎ３５は被印字媒体８で反射し、その反射光Ｉｒｅｆ３７を受光部３２で検出することができる。そしてその検出信号はプリント装置の電気基板上に情報として伝えられる。
【００２２】
調整パターン群の濃度を見た目と等しく検出するために、入射角と反射角を異ならせて、乱反射光を検出する構成となっている。
【００２３】
C、M、Y、Kの各色の吐出を担当する全てのヘッドについてのレジスト調整を行うことを目的として、ここでは、発光部に白色LEDもしくは３色LED、受光部には可視光に感度をもつフォトダイオードを用いるものとする。ただし、互いの相対印字位置と濃度の関係を検出する本発明のような場合であって、異なる色間の調整を行う場合は、検出感度の高い色を選択できるという理由で３色LEDを用いることが好ましい。
【００２４】
ところで濃度の検出と言っても、センサの検出性能としては、絶対値を検出する必要はなく、調整パターン群に属する各パターン（調整パターンに含まれるひとつのパターンを以後、パッチと呼ぶ）内の相対的な濃度差が検出できる程度の性能を有していれば良い。検出系の安定度に関しては、調整パターン群を一式検出し終わるまでに、検出濃度差に影響を与えない程度の光学センサ系としての安定度を有していれば良い。感度調整については、例えば、用紙の非印字部分に光学センサ３０を移動し、この場所で、検出レベルが上限となるようにLEDの電流調整を行うか、あるいは検出アンプの利得を調整して、感度調整を行う。感度調整は必須ではないが、S/N比を向上させ、検出精度を高めるためには望ましい工程である。
【００２５】
さて、このような構成において、従来のレジスト調整は以下のように行なわれる。
【００２６】
まず、位置合わせを行う対象のヘッドを選択し、そのヘッドを用いて、第一の調整パターン群を往路時に、第二の調整パターン群を復路時に、第一の調整パターン群に重ねて印字する。第一、第二の調整パターン群は例えば、10mm四方のパッチ形状が複数個主走査方向に並んだ形となっていて、ただし、各パッチに第一と第二のパッチ間の印字位置が主走査方向に１ドットずつ異なるように設計されている。この調整パターン群の印字の工程においては両者の印字位置を各パッチに異ならせるのが目的であり、例えば、第一、第二の調整パターン群は同一のものを用い、復路印字において、各パッチの印字に合わせて、ヘッドの吐出タイミングをずらせることが基本的な考え方であるが、通常は１ドット単位でずらせたパッチを形成すれば検出に十分であり、その場合は１ドットずつずらした調整パターン群を作成しておき、これを印字する方が構成としては簡単になる。
【００２７】
次にキャリッジの移動に伴って光学センサが各パッチ上をスキャンできるように、用紙を副走査方向に移動して位置調整を行う。
【００２８】
そして、キャリッジを一定速でスキャンさせながら、各パッチの濃度を光学センサで読み取り、検出値を回路基板へと伝送する。回路基板内では、検出された信号をA/D変換し、各パッチの濃度値として記憶する。一定速でスキャンする理由は、キャリッジの姿勢を安定させて、読み取りの精度を確保するためと、スキャンしながら検出することで、各パッチに対する空間的なフィルタ処理が同時に行えるためである。
【００２９】
最後に各パッチの中で一番濃度が低かったパッチの位置合わせ条件を最適レジスト調整値として採用する。ただし、前記第一、第二の調整パターン群におけるオフセットの与え方によっては一番濃度が高いパッチの位置合わせ条件を採用する場合もあるし、あるいは、前後のパッチの位置合わせ条件から補間・算出して、最適値を求める場合もある。
【００３０】
以上、インクジェットプリンタの構成をもとに従来の自動レジスト調整の概要を説明した。ここから、本発明の実施方法について説明を行う。
【００３１】
請求項１に示した、キャリッジ往復運動における振動が、調整パターン印字に影響しない位置に配置する方法について説明をする。
【００３２】
液滴の着弾位置は、キャリッジの振動の影響を受ける。
【００３３】
例えば、ヘッド−用紙間の距離が、約1．6mmで、キャリッジ速度が30inch/sの場合を考える。
【００３４】
振動の影響で、ヘッド−用紙間距離が0．3mm変動した場合、着弾位置は、理想位置から30μmずれてしまう。
【００３５】
微小液滴で印字される場合、着弾された液滴の直径は、約30μm（メディアの状態に影響されるため、代表値である）になる。そのため、30μmのずれは、液滴の1ドット分にあたり、キャリッジが振動している位置での調整パターン印字は、高画質を実現する上で、望ましくない。
【００３６】
キャリッジは、停止状態から、定速状態に遷移する時に、最も動力を必要とする。一方、定速領域では、速度を安定させるための動力であるため、遷移時に比べ小さくなる。そのため、停止状態から定速領域に至るまでのキャリッジの振動は、定速領域におけるキャリッジ振動に比べ大きくなる。
【００３７】
図4に、CR方向の速度変動とキャリッジ位置の測定例を示す。
【００３８】
図4の上図が、往方向駆動（ＨＰからＢＰに至るまでの駆動）における速度変動、下図が復方向駆動（ＢＰからＨＰに至るまでの駆動）における速度変動である。
【００３９】
図4に示されるように、キャリッジを主走査方向に往復移動しながら印字するインクジェットプリンタには、キャリッジの駆動において、往方向のみが振動している領域、復方向のみが振動している領域、往復ともに安定している領域（用紙中央）が存在する。
【００４０】
そのため、全ての調整パターンを往復ともに安定している領域に印字すると振動の影響を受けず最適なレジスト調整値を取得することができる。
【００４１】
ところが、全ての調整パターンを振動の少ない位置（用紙中央）に印字することが望ましいが、この場合、用紙搬送方向のメディア消費量が多くなってしまう。
【００４２】
ところで、代表的なインクジェットプリンタにおける自動レジスト調整には、３種類の調整が存在する。その3種類とは、同色内のノズル間レジスト調整（以下、偶奇調整）、他色のチップ間レジスト調整（以下、色間調整）、往復の印字におけるレジスト調整（以下、双方向調整）である。
【００４３】
この3種類のレジスト調整にうち、偶奇調整、色間調整は、ノズルの状態を調整するため、片方向の印字で、調整可能である。一方で、双方向調整は、往方向と復方向の着弾位置ずれを補正するため、双方向印字が必要である。そこで、図５のように、レジスト調整パターンを配置する。
【００４４】
往復ともにキャリッジ振動が安定している領域に双方向調整パターンを印字する（図５で示すBの位置）ことで、双方向の最適な調整が実現できる。
【００４５】
また、HP側には（図５で示すAの位置）、偶奇もしくは色間調整パターンを、復方向印字のみで印字する。復方向駆動を用いた場合、HP側は、キャリッジ振動が少ないため、振動の影響の少ない調整が実現できる。同様にBP側には（図５で示すCの位置）往方向印字のみで調整パターンを印字する。
【００４６】
この調整パターンの配置により代表的なインクジェットプリンタにおける３種類全てのレジスト調整パターンのおいて、キャリッジの振動の影響を回避したレジスト調整が実現できる。
【００４７】
請求項２に示した、主走査方向全域に渡ってヘッドと用紙間の距離を測定し、その変動量の少ない領域にレジスト調整パターンを印字する方法を説明する。
【００４８】
前記手法により、キャリッジの振動の影響を回避したレジスト調整を実現することができる。振動の状態は、出荷時に測定することにより可能であるが、経時変化、また調整メディアの紙面状態までを規定することはできない。
【００４９】
そこで、調整パターン印字前に、調整パターン印字領域のキャリッジ振動状態、メディア状態を測定し、安定領域に調整パターンを印字することで、最適なレジスト調整値を取得する。
【００５０】
着弾位置ずれが生じる主要因は、ヘッド−用紙間の距離が変動することにある。
そこで、ヘッド−用紙間の距離の変動を測定する。
【００５１】
図3に示した形状の光学センサは、濃度を測定するための比較的簡易なセンサであるが、センサと測定対象の高さ変動に応じて、その取得光量は、ほぼ一定に変動する。そこで、このセンサを用い調整パターン印字領域をスキャンする。測定波形例を図６に示す。
【００５２】
図６の測定波形から、センサ出力変動の大きい領域（ヘッド−用紙間の距離変動が大きい領域）を判定し、その領域を調整パターン印字ＮＧ領域とする。
【００５３】
判定手段として、例えば、以下の方法を用いる。
【００５４】
用紙幅を、調整パターン幅を基準に分割する。分割数は、用紙幅によって異なる。
【００５５】
図６の測定波形が得られた場合の分割方法を図７に示す。図７下部の(1)〜(6)の数字が調整パターン幅に応じた分割を示す。(1)〜(6)それぞれの領域内で複数点のデータを取得する。その取得した信号の標準偏差［数１］を計算する。
【００５６】
【数１】
2007152784.tif 000003
【００５７】
また、紙面上全測定データの平均値の３％を反射光量の基準値とする。
【００５８】
標準偏差が基準値より高い場合、その領域を調整パターン印字ＮＧ領域とし、調整パターンを印字しない。図７の測定例の場合、(1)と(4)の領域において、標準偏差が基準値より高くなる。そこで、図７上部に示すように、調整パターンを配置することにより、変動の影響を回避したレジスト調整を実現できる。
【００５９】
（Ａ：偶奇調整、Ｂ：双方向調整、Ｃ：色間調整）
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態に係わるインクジェットプリント装置の概略構成例。
【図２】（Ａ）は、インクジェット装置のヘッドカートリッジの構成例および（Ｂ）は、その吐出部の構成例を示す斜視図。
【図３】インクジェット装置に搭載される光学センサを説明するための模式図。
【図４】往方向駆動時、復方向駆動時におけるキャリッジ振動の模式図。
【図５】キャリッジ振動の影響を受けにくいレジスト調整パターン配置例。
【図６】キャリッジ紙間変動測定結果例。
【図７】キャリッジ紙間変動測定結果に基づくレジスト調整パターン配置例。
【符号の説明】
【００６１】
１  プリントヘッド
２  キャリッジユニット
３  キャリッジユニットホルダ
４  カートリッジ固定レバー
５  フレキシブルケーブル
６  キャリッジモータ
７  キャリッジベルト
８  被印字媒体
９  フォトカプラ
１０  遮光板
１２  回復系を含むホームポジションユニット
１３  排出ローラ
１５  ブラックインク収納インクタンク
１６  カラーインク収納タンク
１７  各色インクの本体側のインク供給管２０に対する連結口
１８  ブラックインクの本体側のインク供給管２０に対する連結口
１９  電気接点部
２０  インク供給管
２１  吐出口面
２２  吐出口
２３  共通液室
２４  液路
２５  電気熱変換体
３０  反射型光学センサ
３１  センサ発光部
３２  センサ受光部
３５  照射光
３７  被印字媒体からの反射光
１０００  ヘッドカートリッジ
【図１】
2007152784.tif 000004
【図２】
2007152784.tif 000005
【図３】
2007152784.tif 000006
【図４】
2007152784.tif 000007
【図５】
2007152784.tif 000008
【図６】
2007152784.tif 000009
【図７】
2007152784.tif 000010