JP2008149726A - 印刷装置内の印刷アレイの調節 - Google Patents

Abstract

【課題】第１及び第２プリントヘッドの相対位置を調節する方法を改善する。
【解決手段】実現可能な相対位置では、第１及び第２アレイ１２，１４は、少なくとも部分的に互い違いに位置している。当該方法は、第１及び第２テスト印２２，２４を有するテストパターンを生成する手順、その第１及び第２テスト印２２，２４の位置を検出する手順、検出された位置に基づいて実現可能な複数の相対位置についての複数の偏差因子を決定する手順、並びに前記複数の偏差因子に適用される選択基準を満たす前記複数の実現可能な相対位置の中から実現可能な相対位置を選択する手順、を有する。前記偏差因子の各々は、各独立した実現可能な相対位置の属性で、かつ隣接する第１テスト印２２と第２テスト印２２との距離が、公称距離とどの程度違っているのかを示す。
【選択図】図１

Description

本発明は、第1アレイ及び第2アレイをマウントする保持構造を有する印刷装置内で、第1アレイ及び第2アレイを互いに調節する方法に関する。記録基板上に第1印を生成する第1アレイは、第1方向にほぼ平行な第1列に配置されたノズルを有する。記録基板上に第2印を生成する第2アレイは、第1方向にほぼ平行な第2列に配置されたノズルを有する。実現可能な相対位置では、第1及び第2アレイは、少なくとも部分的に互い違いに位置している。それにより、第1方向に沿って長手方向の重なりの程度が画定される。当該方法は、第1及び第2テスト印を有するテストパターンを生成する手順、その第1及び第2テスト印の位置を検出する手順を有する。

少なくとも第1及び第2プリントヘッドを有する従来技術に係るインクジェットプリンタにおいては、上にプリントヘッドがマウントされているキャリッジは一般的に、像の帯(swath)を記録するため、記録基板上を、y軸に平行な主走査方向に移動する。第1及び第2プリントヘッドはそれぞれ、副走査方向であるx軸にほぼ平行な方向に延びる、第1及び第2ノズルアレイを有する。副走査方向xは、主走査方向yに対して垂直である。よってプリントヘッドが有するノズルのうちの起動しているノズル数に対応する数の画素線で構成される像帯(image swath)は、キャリッジが主走査方向に沿った経路を進む間に記録される。x軸に沿った第1及び第2アレイについての所与の相対位置では、第1アレイと第2アレイとは互い違いに位置しており、かつ基板上にそれぞれ第1印と第2印（ドットとも呼ばれる）を生成するように備えられている。よって画素線の中には第1列のノズルに対応する第1印によって構成されるものがあり、その一方で第2列のノズルに対応する第2印によって構成されるものもある。第1アレイと第2アレイとは互い違いに位置しているので、キャリッジが1回経路を進む間に、第1印によって構成される画素線と第2印によって構成される画素線は両方とも、記録基板上の同一画素帯中に生成される。一般的には、高解像度の記録像を得るには、そのような画素線をインタレースにすることが望ましく、かつ線間の間隔は可能な限り均一にすべきである。2のプリントヘッドを有するキャリッジが1回経路を進む間に、1のプリントヘッドの2倍の印刷解像度を実現することが可能である。従ってx軸に沿った第1及び第2プリントヘッドの相対位置は、高精度で調節されなければならない。さらに画素線の位置設定での一般的な誤差は、ジェット角が理想ジェット角とずれることによって生じる。そのような欠陥は、ノズル中に存在する不純物によって引き起こされると考えられる。画像用途では、そのような欠陥によって、像中に白色つまり明るい縞が生じる恐れがある。これは、“バンディング（むら）(banding)”効果として知られている。

上述の種類の印刷装置内で第1アレイ及び第2アレイを互いに調節する方法は、特許文献1から既知である。参照パターンが記録され、その参照パターンは、副走査方向でのプリントヘッドの相対位置のずれを検出するため、各プリントヘッドによって形成される‘記録素子’を有する。その記録された参照パターンが読み取られることで、その‘記録素子’の相対位置を示す出力が供される。これにより、検出手段は、副走査方向でのプリントヘッド間の間隔を示す出力を供することが可能となる。よって制御手段は、副走査方向でのプリントヘッドの相対位置を制御及び調節することが可能となる。しかしその従来技術に係る方法は、インタレース方式の画素線が単一プリントヘッドの2倍の記録解像度を有するように、第1及び第2プリントヘッドの相対位置を調節するのには適していない。さらにその既知の方法は、‘むら’の問題を解決することができない。
米国特許第4675696号明細書

本発明の目的は、1のキャリッジが経路を1回進む間に、規則的な画素線間の間隔を有するインタレース方式の画素線が得られるように、第1及び第2プリントヘッドの相対位置を調節する方法を改善することである。画素線間の間隔が規則的になることで、キャリッジが経路を1回進む間に、高解像度の像帯を得ることができる。それと同時に、‘むら’の現象も大きく減少する。

この目的は、印刷装置内で第1及び第2アレイ互いに調節する方法によって実現される。当該方法はさらに、前記の検出された位置に基づいて複数の実現可能な相対位置の複数の偏差因子を決定する手順、及び複数の偏差因子に適用される選択基準を満たす複数の実現可能な相対位置の中から1の実現可能な相対位置を選択する手順を有する。前記偏差因子の各々は、1の独立した現実可能な相対位置の属性で、かつ隣り合う第1と第2印の距離が公称距離とどの程度ずれているのかを示す。

現実可能な相対位置の属性である偏差因子が決定されるので、対応する実現可能な相対位置について、第1印を有する線と第2印を有する線との間の間隔に生じる欠陥が定量化できる。偏差因子は、画素線間の距離の公称距離からのずれの程度に固有である。偏差因子は、複数の実現可能な相対位置について決定される。よって前記実現可能な相対位置の各々について、印刷像中に現れる欠陥が定量化される。これにより、最適な第1及び第2アレイの実現可能な相対位置を選択することが可能となる。最適の実現可能な相対位置を選択するため、複数の実現可能な相対位置に属する複数の偏差因子に対して選択基準が適用される。

本発明に従った方法の一の実施例では、選択された実現可能な相対位置とは、複数の偏差因子のうちで最小の偏差因子を有するものである。係る選択基準を用いて実現可能な相対位置が選択されることで、たとえばジェット角のばらつきによって起因する欠陥の出現が最小である像が生成される。

本発明に従った方法の他の実施例では、最大機能は、公称距離と第1と第2の隣り合う印の距離との計算された差異の集合のうち、絶対値での差異が最大である1の独立した現実可能な相対位置の属性である偏差因子を制限する。偏差因子を設定するために最大機能を用いることで、印刷像中に画素線間に大きな間隔が生じさせない実現可能な相対位置が選択される。この実施例は、プリントされたパターン中の最大偏差は最小化されなければならず、かつその最大偏差の方が液滴位置の均一な分布よりも重要であるような用途にとって興味深い。そのような用途とは具体的には、エッチング用レジストのプリントのような、プリント電子機器関する用途である。この方法が適用されるとき、信頼性のあるプリント回路基板が得られる。

本発明に従った方法のさらに他の実施例では、平均機能は、公称距離と第1と第2の隣り合う印の距離との計算された差異が、絶対値で平均値となる1の独立した現実可能な相対位置の属性である偏差因子を制限する。偏差因子を設定するために平均機能を用いることで、印刷像中の画素線間の平均間隔が公称値に可能な限り近くなるような実現可能な相対位置が選択される。これは、画像用途にとって興味深い。またこれにより、印刷像は良好な画素分布の均一性を有する。

本発明に従った方法のさらに他の実施例では、最大機能は、公称距離と第1と第2の隣り合う印の距離との計算された差異が最大となる1の独立した現実可能な相対位置の属性である偏差因子を制限する。この最大機能を用いることで、むらが大幅に減少した像を生成する実現可能な相対位置が選択可能となる。

好適実施例では、本発明に従った方法は、第1及び第2プリントヘッドを選択された実現可能な相対位置にするために第1及び第2アレイの少なくとも1を変位させる手順をさらに有する。一旦この手順が実行されると、アレイは、最適条件での印刷が開始できるように、相互に対して位置設定される。この方法は、第1及び第2アレイを有する印刷装置を校正するために時々行われて良い。あるいはその代わりに、その方法は、毎回の印刷前に行われても良い。

本発明はまた、保持構造上にマウントされている第1及び第2アレイを有する印刷装置にも関する。第1アレイは、記録基板上に第1印を生成するため、第1方向にほぼ平行な第1列に並んだノズルを有する。第2アレイは、記録基板上に第2印を生成するため、第1方向にほぼ平行な第2列に並んだノズルを有する。実現可能な相対位置では、第1及び第2アレイは互い違いに配置していることで、第1方向に沿って長手方向にどの程度重なっているのかを画定する。少なくとも1のアレイを変位させる変位手段は、長手方向の重なりの程度を変化させる。そして制御手段は、第1及び第2テスト印を有するテストパターンを生成する第1及び第2アレイ、並びに、第1及び第2テスト印の位置を検出する検出手段を制御するように備えられている。説明した種類の印刷装置は、画像用途、又は、プリント回路基板を製造するための基板上へのエッチング耐性パターンの直接プリント若しくは同様な目的の金属パターンの直接プリントに係る用途に用いられて良い。画像用途については、高印刷解像度及び高再現性が一般的には要求される。複数のアレイの少なくとも一部が互い違いになるような位置をとるように配置されているとき、高い解像度が、アレイを支持するキャリッジの1回の経路で実現できる。この場合、印刷像の品質は、キャリッジが経路を1回進む際に得られる印刷画素線間の間隔の規則性に強く依存する。従って、アレイを相互に対して位置設定することで、たとえ液滴の一部が理想角からずれた角度で噴出されるとしても、間隔を可能な限り規則的にすることが重要である。ジェット角の欠陥は、印刷された像帯内部での意図しない現象である‘むら’を引き起こす恐れがある。従来技術に係る印刷装置では、‘むら’に関する問題が像に生じるのは当たり前のことである。

プリント電子機器のような特殊用途に関する限り、記録基板上での高精度の印の位置設定は重要である。特に、プリントされた線の相対位置の誤差は、幅の間隔に誤差を有する導電性トラックを生じさせてしまう。このことにより、隣接トラック間での電気的絶縁が不十分となる恐れがある。しかもそのような用途では、第1及び第2アレイの少なくとも一部が互い違いとなることで、第1アレイを印刷目的に通常使用しながら、その一方で第2アレイを、第1アレイの一部のノズルの不具合が検出された場合のバックアップに用いるような構成が可能である。このようなことが起こるときには、第1アレイの不具合のノズルは、起動しない状態となり、その機能は第2アレイのノズルが果たすことになる。この種類の用途においては、第2アレイによって生成される第2印は、第1アレイが適切に機能する場合にその第1アレイによって生成される第1印が位置する記録基板上の位置とほぼ同一であることが重要である。従来技術に係る印刷装置は、第2印が所望位置に正確に位置しないという問題を有する。

本発明の目的は、これらの問題を最小限にするように上述の種類の印刷装置を改善することである。

この目的は、前記の検出位置に基づいて複数の実現可能な相対位置についての複数の偏差因子を決定する手順、及び複数の偏差因子に適用される選択基準を満たす複数の実現可能な相対位置の中から実現可能な相対位置を選択する手順を実行するコンピュータモジュールを制御するように備えられた制御手段を有する印刷装置によって実現される。前記偏差因子の各々は1の独立した実現可能な相対位置の属性であり、かつ隣り合う第1印と第2印との距離が公称距離からどの程度ずれているのかを示す。

現実可能な相対位置の属性である偏差因子が決定されるので、対応する実現可能な相対位置について、第1印を有する線と第2印を有する線との間の間隔に生じる欠陥が定量化できる。偏差因子は、画素線間の距離の公称距離からのずれの程度に固有である。偏差因子は、複数の実現可能な相対位置について決定される。よって前記実現可能な相対位置の各々について、印刷像中に現れる欠陥が定量化される。これにより、最適な第1及び第2アレイの実現可能な相対位置を選択することが可能となる。最適の実現可能な相対位置を選択するため、複数の実現可能な相対位置に属する複数の偏差因子に対して選択基準が適用される。

本発明に従った印刷装置の一の実施例に従うと、制御手段は変位手段を制御することで、第1及び第2アレイが、選択された実現可能な相対位置に対応する程度に長手方向で重なるよう備えられている。これにより、たとえば像が印刷される前に、第1及び第2アレイを互いに対して調節する校正過程が、自動で容易に実行可能となる。

本発明に従った印刷装置の他の実施例では、検出手段は、キャリッジ上にマウントされ、かつテストパターンを走査するように備えられているCCDカメラである。CCDカメラは、テストパターン中の第1及び第2テスト印のうちのいずれか1の幾何学的重心を決定し、かつある軸に沿った前記第1及び第2テスト印の座標を抽出するように備えられている。そのようなCCDカメラによって、テストパターン中のテスト印の位置を正確に検出することが可能となる。しかもその抽出された座標によって、隣り合う第1印と第2印との距離も正確に抽出することができる。これにより、実現可能な相対位置に依存した像中の欠陥を適切に評価する偏差因子が決定される。

本発明に従った印刷装置のさらに他の実施例では、第1アレイのノズルはピッチに従った規則的な間隔で配置されており、かつ、第2アレイのノズルは同一ピッチに従った規則的な間隔で配置されている。これは、たとえば画像用途又はプリント電子機器用途のような多くの用途にとって有用である。公称距離が1ピッチの半分であるとき、2倍の解像度での印刷が、良好な品質で実現可能となる。公称距離がゼロに等しいときには、第2アレイは、第1アレイの一部が不具合によって起動しない状態に設定されるような事態になった場合にバックアップ用のアレイとして機能できるため、高い信頼性を有するプリント電子機器用の印刷装置が実現可能となる。

本発明はまた、少なくとも1のプロセスユニットに、請求項1から10までに記載のいずれかの方法を実行させる命令を有するコンピュータによる読み取り可能な媒体上に存在するコンピュータプログラム製品にも関する。

本発明に従った方法及び印刷装置に係る実施例は、以降で図を参照しながら明らかとなる。

図1は、キャリッジ10上にマウントされている第1プリントヘッド及び第2プリントヘッドを有するインクジェットプリンタのキャリッジ10を概略的に図示している。第1プリントヘッドは、一列に並んでいるノズル18の第1アレイ12を有する。第2プリントヘッドは、一列に並んでいるノズル20の第2アレイ14を有する。図には2のアレイ12及び14のみが図示されているが、キャリッジ10上にさらに他のアレイをマウントすることは可能である。アレイ12及び14は、たとえばプリント電子機器の用途に適している黒インクとはエッチング耐性インクのような、同一のマーキング物質からなる複数の印を記録するのに適していると考えられる。アレイ12及び14は、導電性材料とエッチング耐性インクのような、異なるマーキング物質からなる複数の印を記録するのに適していると考えられる。さらに多くのアレイによって、フルカラープリンタを得ることができる。フルカラープリンタでは、さらに複数の他のアレイが、イエロー、シアン、及びマゼンタの色をプリントするのに用いられる。後述するように、2のアレイを調節する方法は、3以上のアレイへ容易に転用することができる。

アレイ12及び14は、記録信号に従ってインク液滴を噴出するのに適していれば如何なる種類であっても良い。ノズルアレイを有する既知のインクジェットには、複数の圧力チャンバが供されている。複数の圧力チャンバの各々は、一方ではインク供給経路を介してインク容器と、もう一方ではノズルと、流体が流れるように接続している。各圧力チャンバには、その内部に含まれているインクを加圧するアクチュエータが供されている。インクが加圧されることで、制御ユニットによって与えられる記録信号に従って、インク液滴がノズルを介して噴出される。ノズルは一列に並んでいる。それにより、像を構成する複数の画素線は同時に記録されることが可能である。アクチュエータは、各インクチャネルに沿って配置されている圧電素子又は熱素子によって構成されて良い。インク液滴が特定のノズルから放出されるとき、それに関連するアクチュエータが起動する。そのように起動することで、インクチャネル中に含まれる液体インクは加圧され、かつインク液滴はノズルから噴出される。

アレイ12にはノズル18の列が供され、アレイ14にはノズル20の列が供される。各列は、x軸に平行な所謂副走査方向に延びる。副走査方向とは、記録基板26（たとえば紙のシートのような）が段階的に進む方向のことである。像の帯を印刷するため、キャリッジ10は、基板26のいたる所で、x軸と垂直であってy軸と平行な主走査方向に動く。制御ユニット11は、アレイ12を有する第1プリントヘッド及びアレイ14を有する第2プリントヘッドと接続する。また制御ユニット11は、像を生成するようにノズルを起動させるように、記録信号を第1及び第2プリントヘッドへ供給するように備えられている。

キャリッジ10は素子16を有する。素子16は、アレイ12と14の相対位置をx軸に沿って調節するように備えられている。アレイをx軸に沿って変位させることによって、アレイの相対位置を修正するため、素子16は、たとえばアレイ14のような複数のアレイのうちの少なくとも1と機械的に接続する。素子16は、制御ユニット11によって供給される電気信号に応答して、x軸に沿って収縮する圧電素子であって良い。

図1に図示された例では、アレイ12のノズル18は、実質的に一定であるピッチpに従って、互いに間隔を空けて設けられている。アレイ14のノズル20も、同一ピッチpに従って、互いに間隔を空けて設けられている。アレイ12は、印（すなわちドット）22の印刷に適している。印22は、インク液滴がノズル18の外へ噴出する結果生成される。その際、x軸に沿った解像度は1/p（通常は1インチあたりのドット数で表される）にほぼ等しい。図1から分かるように、第1印22を有する第1画素線は、記録基板26上に生成され、かつy軸に沿って延びている。同様にアレイ14は、同一解像度で印24を印刷するのに適している。第2印24を有し、かつy軸に沿って延びる第2画素線が生成される。ノズル18とノズル20とが長手方向で交互に配置されるように、アレイ12とアレイ14とが位置合わせされるとき、図1に図示されているような交互に配置する第1線と第2線を有するパターンを得ることができる。その際の印刷解像度はほぼ2/pに等しい。キャリッジ10が矢印Sで表される経路を1回進むことで、この程度の像帯の印刷解像度を実現するには、アレイ12とアレイ14は共に、単一キャリッジ経路で像を生成するように起動される。図1では、y軸に沿って延びるパターンが表されている。それによりすべての可能なノズルが起動する。しかし実際には、ノズルが像を生成するように起動するためには、アレイは制御ユニット11によって駆動される。たとえばプリント電子機器のような用途では、後でエッチングによって導電性材料のトラックを生成するため、線は、特殊なエッチング耐性インクを用いて記録されて良い。

しかし、たとえば図1に表されているような印22及び24を有する記録パターンは非現実的である。現実には、記録パターンは不完全である。不完全になる原因は、x-z面でのジェット角が理想的なジェット角である90°からずれるという事実に起因する。アレイ14のノズル20及びアレイ12のノズル18について、理想のジェット角からジェット角がずれている様子が、それぞれ図2A及び図2Bに図示されている。これらの図では、アレイ14及び12の各々は断面で表され、かつそれらの相対位置は、図1に図示されている位置と同一であるものと仮定する。他の記載では、各アレイが21のノズル（20a…20u及び18a…18u）を有する状態が記載されているが、現実には、アレイはそれよりも多くのノズルを有しても良い。一部のノズル（たとえば20a、20c、20g、18b、18c、18gなど）は、左側に中程度ずれた軌道に従って液滴を噴出する。別なノズル（たとえば20e）は、左側に大きくずれている。さらに別なノズル（たとえば20b、20d、20f、18a、18d、18eなど）は、右側にわずかにずれている。ジェット角が理想の角からずれることで、図3に図示されているような記録ドットパターンのむらが生じると考えられる。パターン位置によっては、意図しない空白（すなわち‘白い’）線が現れ、別なパターン位置では、重なりによって、意図しない暗い線が現れる。これらの欠陥は、領域23で特に顕著である。この領域では、垂直線同士の強い重なりだけでなく、垂直線間の大きな間隔も現れている。むらの現象は視覚的に不快である。プリント電子機器の用途では、このことは、導電性トラック間での分離問題を引き起こす。

図3に表されているパターンは、アレイの相対位置を横方向に調節する従来技術の方法が実施されるときに現れる恐れがある。たとえば既知の方法に従うと、アレイ上に形成された参照印の位置を決定及び制御するセンサからの信号を利用する制御手段によって、アレイは位置合わせされる。アレイは、そのような参照印が登録されるときに、正確に位置合わせされたものとみなされる。

本発明の実施例に従って、第1アレイと第2アレイとを相互に相対的に調節する方法が、図10のフローチャートダイヤグラムを参照しながら記載されている。当該方法の手順は自動化されて良い。この目的のため、制御ユニット11は、後述するような様々なモジュールに命令を発するように備えられている。その処理を実行するため、制御ユニットはたとえば、プロセッサ、RAMのような調節処理中にデータを書き込むことのできる第1メモリ手段、及びプロセッサによって実行可能な命令を記憶するEPROMのような第2メモリ手段を有する。あるいはその代わりに、処理は、準自動又は手動で実行されても良い。

第1手順S2では、制御ユニット11へのインストールが可能なアレイの相対位置を調節するプログラムを起動させることで、ユーザーによる調節過程が開始される。

手順S4では、制御ユニット11は、記録基板上にテストパターンを記録する印刷装置に命令を発する。手順S4では、第1及び第2アレイは、たとえば図2A及び図2Bに図示されているような初期位置に従って配置される。適当なテストパターンの一例が図4に図示されている。テストパターンは、両アレイの全ノズルを起動して各ノズルが記録基板上に印を生成する少なくとも1のインク液滴を噴出することによって得られる。図4に図示されているテストパターンが生成されるとき、アレイ12及び14は初期位置にあり、かつキャリッジ10は動かない。記録されたテストパターンは、第1テスト印22a…22h…22jなどからなる群、及び第2テスト印24a…24h…24jなどからなる群を有する。両群は、x軸に平行な方向に延びている。あるいはその代わりに、テストパターンを記録するため、アレイ12及び14は初期位置にあり、かつキャリッジ10は、像帯を生成するためにy軸に沿って動く。この場合、キャリッジ10が動きながら全ノズルが起動するときには、画素線が記録基板上に生成される。

手順S6では、制御ユニット11は、基板上でのテストパターンの第1テスト印及び第2テスト印の位置を検出するのに適したデータを生成するため、たとえばCCDカメラのような光電子センサ（図示されていない）へ命令を発する。CCDカメラ（図示されていない）は、印刷装置のキャリッジ10上に設置されて良い。またCCDカメラ（図示されていない）は、テストパターンを光学的に走査するのに適している。続いて走査されたテストパターンは、制御ユニット11によってさらに解析されるように、第1メモリ手段上に適当な画像形式で保存されて良い。第1及び第2テスト印を表すデータを有する像である、走査されたパターンに基づいて、第1及び第2テスト印は、制御ユニット11上で動作する画像解析ソフトウエアモジュールによって決定される。図4に表されているように、記録された第1印の垂直射影は、x座標(x22a…x22h…x22jなど)を有する点を定義する。同様に、記録された第2印の垂直射影は、x座標(x24a…x24h…x24jなど)を有する点を定義する。決定された第1及び第2テスト印に基づいて、制御ユニット11の解析モジュールは、点のx座標を抽出して、記録された第1及び第2テスト印に対応するx座標のリストを生成する。そのようなリストの一例が図6に示されている。あるいはその代わりにCCDカメラには、第1及び第2テスト印の位置を決定する処理並びにx座標を抽出する処理を実行するマイクロプロセッサが供されて良い。この場合では、CCDカメラは、各記録されたテスト印の幾何学的重心を決定するように備えられていることが好ましい。重心が決定されることで、x座標（図6に例示されているような）が、CCDカメラから接続手段を介して制御ユニット11へ送られる
‘実現可能な相対位置’の概念についてここで説明する。実現可能な相対位置とは、第1及び第2アレイが互い違いに配置されることで、ｘ軸に沿った長手方向の重なりの程度を画定する位置である。実現可能な相対位置をとる第1及び第2アレイは、図3の初期パターンに匹敵する、交互配置された画素線を有するパターンを記録することができる。また重なった領域の外側にあるノズルはこれ以上利用できないので、記録されたパターンはx軸方向に少し狭くなることが予想される。前記ノズルはこれ以上利用できない。なぜならその解像度は所望の解像度と比較して受容できるものではないからである。具体的には、重なり領域の外側にあるノズルは1/pに等しい印刷解像度を示す一方で、重なり領域の内部にあるノズルは、この例における所望解像度である2/pに等しい印刷解像度を示す。アレイ12及び14がある特定の実現可能な位置に設定され、かつ全てのノズルが起動する場合には、記録される印のパターンは、図5Aに図示されている位置P1、図5Bに図示されている位置P2、図5Cに図示されている位置P3、図5Dに図示されている位置P4、図5Eに図示されている位置P5、及び図5Fに図示されている位置P6のようになる。位置P1は単純に初期位置に対応する。長手方向の重なりの程度は100%である。全ノズルはパターンを記録するのに用いられて良い。位置P2は、アレイが、x軸に沿って1ピッチpに等しい距離だけ相対的に変位した位置に対応する。長手方向の重なりの程度は約95%である。アレイ14のノズルの中で最も左側に位置する1のノズル、つまりノズル20aはこれ以上利用できない。アレイ12のノズルの中で最も右側に位置する1のノズル、つまりノズル18uについても同様である。位置P3は、アレイが、x軸に沿って2ピッチ(2p)に等しい距離だけ相対的に変位した位置に対応する。長手方向の重なりの程度は約90%である。アレイ14のノズルの中で最も左側に位置する2のノズル、つまりノズル20a及び20bはこれ以上利用できない。アレイ12のノズルの中で最も右側に位置する2のノズル、つまりノズル18u及び18tについても同様である。位置P4（図5D参照）では、ノズル20a、20b、20c、18u、18t、及び18sはこれ以上利用できない。位置P4では、長手方向の重なりの程度は約85%である。位置P5（図5E参照）では、ノズル20a、20b、20c、20d、18u、18t、18s、及び18rはこれ以上利用できない。位置P5では、長手方向の重なりの程度は約80%である。最後に、位置P6（図5F参照）では、ノズル20a、20b、20c、20d、20e、18u、18t、18s、18r、及び18qはこれ以上利用できない。位置P6では、長手方向の重なりの程度は約75%である。実現可能な位置の数は自由に選ぶことができる。また実現可能な位置の数は主として、アレイの設計及び受容可能な最小印刷幅の選択に依存する。

理想的には、x軸上に投影された隣接する第1印と第2印との間の距離は、公称距離に等しくなければならない。本例では、公称距離はピッチpの半分である。ここでピッチpは、80任意単位(a.u.)に等しいと仮定する。従ってx軸上に投影された隣接する第1印と第2印との間の距離は、理想的には40a.u.（公称距離）でなければならない。手順S8では、第1及び第2アレイの実現可能な相対位置のそれぞれについて、第1と第2の隣り合う印の距離についてのリストが、制御ユニット11によって計算される。‘隣り合う印’という語は、互いに隣り合って位置する第1印及び第2印に関する。第1と第2の隣り合う印の距離は、第1及び第2アレイが実現可能な相対位置の1つをとる場合において、x軸上に射影された隣り合う第1点と第2点との間の距離であって良い。図5Aから図5Fでは、第1と第2の隣り合う印の距離の数が図示されている。たとえば図5Aに図示されている位置P1では、d₁₁は、第2印24aと第1印22aとの間の射影された距離である。距離d₁₁は、関係式d₁₁=x22a-x24aによって得られる。この位置P1では、他の関係式の例は、d₁₁₅=x22h-x24h、d₁₁₆=x24i-x22h等である。従って図6の表に表されているx座標に基づいて、相対位置P1について、第1と第2の隣り合う印の距離のリストL₁が計算され、かつ図7Aに示される。

手順S8では、相対位置P2（図5B参照）についても、第1と第2の隣り合う印の距離のリストが計算される。ノズル20aはこれ以上利用できず、かつ相対位置は1ピッチpに等しい距離だけ移動するので、位置P2についてのリストの第1距離はd₂₃、つまり第1印22aと第2印24bとの間の射影された距離である。1ピッチだけシフトするので、d₂₃は、関係式d₂₃=x22a+p-x24bによって得られる。他の例は、d₂₁₅=x22g+p-x24h、d₂₁₆=x24i-x22g-p等である。

手順S8では、同様に、位置P3についても第1と第2の隣り合う印の距離のリストが計算される。ここで第1及び第2アレイの相対位置が2ピッチ(2p)に等しい距離だけ移動するので、ノズル24a及び24bはこれ以上利用できない。位置P3に対応するリストの第1距離は、d₃₅で、関係式d₃₅=x22a+2p-x24cによって与えられる。位置P3における他の例は、d₃₁₅=x22f+p-x24h、d₃₁₆=x24i-x22f-2p等である。図6内の表で表されたx座標に基づいて、相対位置P3についての第1と第2の隣り合う印の距離のリストL₃が計算され、かつ図7Bに示される。

一旦実現可能な相対位置P1、P2、P3、P4、P5、及びP6のうちのそれぞれについて、第1と第2の隣り合う印の距離のリストが計算されると、制御ユニット上で動作するプログラムは手順S10へ進む。

手順S10では、距離のリストのそれぞれについて、所謂偏差因子Fが、制御ユニット11によって抽出される。偏差因子Fは、相対位置（P1、P2又はP3等）の属性であり、かつ第1と第2の隣り合う印の距離が公称距離からどの程度ずれているのかを示す。事実偏差因子は、リスト（たとえばL₁又はL₃）中の距離が公称距離からどの程度ずれているのかを示す。上で説明したように、公称距離とは、理想的な場合での、x軸上に射影された隣り合う第1と第2の距離である。本例における公称値は、列中のノズルのピッチの半分、つまり40a.u.に等しい。図7Aのリストから分かるように、第1と第2の隣り合う印の距離の中には、公称値である40a.u.から大きくずれているものがある。公称距離と、第1と第2の隣り合う印の距離との差異Δnが計算され、ΔnはリストL₁及びL₃の第2列に示されている。差異Δ₁₁は、関係式Δ₁₁=40-d₁₁によって得られる。40は公称距離である。

最大機能により、公称距離と、第1と第2の隣り合う印の距離との計算された差異Δnの集合のうち、絶対値での差異が最大となる1の独立した現実可能な相対位置の属性である偏差因子を制限することが可能である。よって所与のリスト（実現可能な相対位置に対応する）についての偏差因子は、リスト中に見いだされる最大のΔnに等しくて良い。具体的には、前記（複数の）値が大きくなればなるほど、（複数の）欠陥がより視覚的に現れる。あるリストの偏差因子が、公称距離と、第1と第2の隣り合う印の距離との計算された差異Δnの集合のうち、絶対値での差異が最大に設定されるとき、その偏差因子は、理想的状態からのずれの程度を明確に示す。リストL₁についての偏差因子F₁（図7Aに示されたリストL₁のグレーの領域を参照）は、30a.u.である。この値はΔ₁₉に対応する。実現可能な位置のそれぞれに対応する各リストについて、偏差因子が抽出される。たとえばリストL₃についての偏差因子F₃（図7Bに示されたリストL₃のグレーの領域を参照）は、20a.u.である。この値は差異の数Δn（Δ₃₅、Δ₃₁₀、Δ₃₁₉等）に対応する。

次の手順(S12)では、制御ユニット11の選択モジュールは、複数の実現可能な相対位置の中から1つの実現可能な相対位置を選択する。その選択された相対位置は、複数の実現可能な相対位置に起因する偏差因子に適用される選択基準を満たさなければならない。よって最適な実現可能位置は、抽出された複数の偏差因子F₁…F₃等に基づいて選択される。たとえば前記相対位置に起因する偏差因子が属する偏差因子のうちで最小であるとき、実現可能な相対位置は、選択基準を満足する。ここで述べた例では、全リストが示されているわけではない。しかし上述したように、全リストが制御ユニット11の解析モジュールによって計算され、かつリストL₃は、20a.u.に等しい最小偏差因子F₃によって特徴付けられていることは明らかである。従って位置P3（図5C）は、アレイ12及び14にとって最も好ましい相対位置であることが分かる。位置P3は、制御ユニット11の選択モジュールによって選択される。

手順S14では、信号が、制御ユニット11によって、アレイ14を変位させる変位手段16へ信号が送られ、それによって第1及び第2アレイは、選択された相対位置をとる。選択された相対位置はP3である。よってアレイは、2ピッチ(2p)に等しい距離だけ初期位置P1から移動する。

手順S16で、プログラムが終了する。このとき第1及び第2アレイは最適相対位置をとり、かつ印刷装置はパターンの記録に用いることができる。ある期間経過後、又はある量の記録後、ノズルに関する偏差角が大きくなる恐れがある。従って図10のフローチャートで示された当該方法が再度実行されなければならない。恐らく他の相対位置が選ばれるだろう。

位置P3が図8A及び図8Bによって図示されている。これらの図中、アレイ14及び12の各々の断面が図示されている。また重なり領域28も図示されている。図示された配置のアレイによって記録可能なパターンの例が図9に図示されている。上述したように、ノズル20a、20b、18t、及び18uは、自分自身が重なり領域28の外側に位置していることを知覚するので、これらのノズルはこれ以上利用できない。従ってこれらのノズルは、制御ユニット11によって起動しない状態に設定される。他方で、ノズル20cから20u、及びノズル18aから18sは、自分自身が重なり領域28の内部に位置していることを知覚するので、制御ユニットによって像を生成するように起動されて良い。自分自身が重なり領域内部に位置していることを知覚する前記ノズルの全ては、図9に図示されているようなパターンを生成するように起動されるので、全面が記録された表面が得られる。従来技術に係る位置合わせ方法によって得られる、図3に図示されたパターンと比較すると、むらの現象がより見えなくなっている。欠陥（印が重なっている領域であって、満たされていない領域）は依然として存在するものの、図3で得られたパターンと比較すると、少なくとも1の大きな欠陥が抑制された。具体的には、大きな空の帯を有する図3の領域23は、図9のパターンでは消えている。

上述の例においては、位置P3は、アレイ12及び14の最も有利な相対位置であることが分かる。図8A及び図8Bに図示された例では、第1列から18のノズル、及び第2列から18のノズルが、自分自身が重なり領域内に位置していることを知覚する。合計で32のこれらのノズルは、パターンを記録するため、像を生成するように起動される。他の位置が最適であると分かった場合には、異なる数のノズルが、自分自身は重なり領域内に位置していることを知覚する。位置P6（図5F参照）では、第1列から16のノズル、及び第2列から16のノズルが、自分自身が重なり領域内に位置していることを知覚する（合計で32のノズル）。最適な相対位置に依存して像を生成するように起動されるノズルの数を与えることは望ましくない場合もあると考えられる。よって代わりに、所定数の像を生成するように起動されるノズルが選択されても良い。この数は、アレイが最もシフトした実現可能位置をとるときにおいて、自分自身が重なり領域内に位置していることを知覚するノズル数に等しい。上の例では、そのことは、相対位置について見いだされる最適位置とは別に、像を生成するように起動されるノズルの数が32、つまりアレイが位置P6にあるときの重なり領域内のノズル数、であることを意味する。そのように選択されたとき、最適相対位置P3では、重なり領域内にある32のノズルのみが、像生成ように起動される。その選択は再度、重なり領域内の第1及び第2印の最良の相対位置に基づいて良い。

本発明に従った当該方法に係る他の実施例では、第1及び第2アレイはそれぞれ、公称距離がゼロになるように相互に調節される。ゼロに等しい公称距離を有する調節はたとえば、第1型のインクによって生成される印が、第2型のインクによって生成される印と、記録基板上の同一位置でプリントされなければならないような用途において特に興味深い。本発明の実施例に従った印刷装置では、第1アレイのノズルはピッチに従って規則的に間隔が設けられ、かつ第2アレイのノズルは同一ピッチに従って規則的に間隔が設けられる。たとえば図11に図示されているように、第1及び第2アレイはそれぞれ、公称距離がゼロになるように相互に調節されるとき、第1アレイのノズルによって記録基板上に生成される画素線は、第2アレイのノズルによって生成される画素線と重なる。

ゼロに等しい公称距離を有する調節は、画像用途にとって興味深い。ゼロに等しい公称距離を有する調節の結果として生じる可能なパターンの断面の一部が図12Aに図示されている。記録基板30上では、第1色素のインク液滴によって生成される印32が第1アレイによって印刷される。印32の生成後すぐに、印34が第2色素のインク液滴によって生成され、かつノズルの第2アレイを用いて印32の上に印刷される。当然のこととして、画像用途では、より多くの色素が用いられて良い。画像用途では、偏差因子は、平均機能によって得られることが好ましい。この平均機能は、公称距離と、第1と第2の隣り合う印の距離について計算された差異の集合のうち、絶対値で平均の差異をとる1の独立した現実可能な相対位置の属性である偏差因子を制限する。選択された実現可能な相対位置は、複数の偏差因子のうちで最小の偏差因子を有するものである。従って、平均の第1印と第2印との重なりは、可能な限り良好である。

ゼロに等しい公称距離を有する調節は、プリント回路基板の製造に関するような特殊用途にとっても興味深い。印がとりうる配置の断面の一部が図12Bに図示されている。適当な記録基板36上で、第1印38が、第1アレイのノズルによって塗布される。第1印の形成に用いられる材料は、導電性インク又は金属であることが好ましい。液体金属が、第1アレイのノズルによって噴出される場合、プリントヘッドは、液体金属の液滴を排出するように備えられていなければならない。第1印38上に、第2印40が形成される。マスク40を形成するのに用いられる材料は、導電性インクであって良い。プリント回路基板の用途では、偏差因子は、公称距離と、第1と第2の隣り合う印の距離について計算された差異の集合のうち、絶対値で最大の差異をとる1の独立した現実可能な相対位置の属性である偏差因子を制限する最大機能によって得られることが好ましい。選択された実現可能な相対位置は、複数の偏差因子のうちで最小の偏差因子を有するものである。従って、第1印と第2印との重なりでの最大誤差は、可能な限り避けられる。このことは、回路基板に要求される導電性トラック間の良好な絶縁を保証するので、プリント回路基板用途にとって非常に重要である。

第1及び第2プリントヘッドを有する印刷装置の重要部分の断面図が、基板上に記録される理想的な印のパターンと共に図示されている。 アレイの各ノズルに係るジェット角のずれを示す第1及び第2アレイの断面図である。 従来技術に係る方法に従ってアレイが位置合わせされたときの印刷パターンを概略的に表している。 テスト印を有する記録されたテストパターンを、x軸上への印の法線射影と共に概略的に表している。 AからFは、第1アレイ及び第2アレイについての6の異なる実現可能な相対位置で得られる印のパターンを表している。 x座標と、図4に示されたテストパターンの各記録印とを関連づける表である。 第1アレイ及び第2アレイがそれぞれ、相対位置1（図5A）及び相対位置3（図5C）をとる場合に発生する、隣接する第1点と第2点との距離を列挙している。 相対位置3での第1アレイ及び第2アレイの断面図である。 本発明の方法に従ってアレイが位置合わせされたときの印刷パターンを概略的に表している。 本発明の実施例に従った方法の手順を表すフローダイヤグラムである。 重なった画素線を印刷するのに適した相対位置をとる第1アレイ及び第2アレイの断面を図示している。 画像用途での印の配置を図示している。 たとえばプリント回路基板製造に用いられるエッチング耐性インク及び/又は導電性材料のプリントのような特殊用途用の印の配置を図示している。

符号の説明

10 キャリッジ
11 制御ユニット
12 第1アレイ
14 第2アレイ
16 変位手段
18 ノズル
20 ノズル
22 第1テスト印
23 領域
24 第2テスト印
26 記録基板
28 重なり領域
30 記録基板
32 第1色素による印
34 第2色素による印
36 記録基板
38 第1印
40 第2印

Claims (21)

1. 第1アレイ及び第2アレイをマウントする保持構造を有する印刷装置であって、
   記録基板上に第1印を生成する前記第1アレイは、第1方向にほぼ平行な第1列に配置されたノズルを有し、
   前記記録基板上に第2印を生成する前記第2アレイは、第1方向にほぼ平行な第2列に配置されたノズルを有し、
   実現可能な相対位置では、前記第1及び第2アレイは、少なくとも部分的に互い違いに位置していることで、前記第1方向に沿った長手方向の重なり程度を画定する、
   印刷装置内で、前記第1アレイ及び第2アレイを相互に対して調節する方法であって：
   第1及び第2テスト印を有するテストパターンを生成する手順、
   前記第1及び第2テスト印の位置を検出する手順、
   前記の検出された位置に基づいて実現可能な複数の相対位置についての複数の偏差因子を決定する手順、並びに
   前記複数の偏差因子に適用される選択基準を満たす前記複数の実現可能な相対位置の中から実現可能な相対位置を選択する手順、
   を有し、
   前記偏差因子の各々は、各独立した実現可能な相対位置の属性で、かつ隣接する第1印と第2印との距離が、公称距離とどの程度違っているのかを示す、
   方法。
2. 前記の選択された実現可能な相対位置が、前記複数の偏差因子のうちの最小の偏差因子を有する、請求項1に記載の方法。
3. 最大機能が、前記公称距離と隣り合う第1と第2の印の前記距離との、計算された差異のうち、絶対値での差異が最大となる1の独立した現実可能な相対位置の属性である偏差因子を制限する、請求項2に記載の方法。
4. 平均機能が、前記公称距離と隣り合う第1と第2の印の前記距離との、計算された差異のうち、絶対値での差異が平均となる1の独立した現実可能な相対位置の属性である偏差因子を制限する、請求項2に記載の方法。
5. 最大機能が、前記公称距離と隣り合う第1と第2の印の前記距離との差異が絶対値で最大となる1の独立した現実可能な相対位置の属性である偏差因子を制限する、請求項2に記載の方法。
6. 最大機能が、隣り合う第1と第2の印の前記距離と前記公称距離との差異が絶対値で最大となる1の独立した現実可能な相対位置の属性である偏差因子を制限する、請求項2に記載の方法。
7. 前記の第1アレイのノズルはピッチに従った規則的な間隔で配置され、かつ
   前記の第2アレイのノズルは同一ピッチに従った規則的な間隔で配置されている、
   上記請求項のうちのいずれかに記載の方法。
8. 前記公称距離が前記ピッチの半分である、請求項7に記載の方法。
9. 前記公称距離がゼロに等しい、請求項7に記載の方法。
10. 前記の選択された実現可能な相対位置に第1及び第2プリントヘッドを配置するために、前記第1及び第2アレイのうちの少なくとも1を変位させる手順をさらに有する、上記請求項のうちのいずれかに記載の方法。
11. 保持構造上にマウントされている第1及び第2アレイ、
    変位手段、並びに
    制御手段、
    を有する印刷装置であって、
    記録基板上に第1印を生成する前記第1アレイは、第1方向にほぼ平行な第1列に配置されたノズルを有し、
    前記記録基板上に第2印を生成する前記第2アレイは、第1方向にほぼ平行な第2列に配置されたノズルを有し、
    実現可能な相対位置では、前記第1及び第2アレイは、少なくとも部分的に互い違いに位置していることで、前記第1方向に沿った長手方向の重なり程度を画定し、
    前記変位手段は、前記アレイのうちの少なくとも1を変位させることによって、前記長手方向の重なり程度を変化させ、
    前記制御手段は、第1及び第2テスト印を有するテストパターンを生成する前記第1及び第2アレイ、並びに、前記第1及び第2テスト印の位置を検出する検出手段を制御するように備えられ、
    前記制御手段は、
    前記の検出された位置に基づいて複数の実現可能な相対位置についての複数の偏差因子を決定する手順、及び
    前記複数の偏差因子に適用される選択基準を満たす前記複数の実現可能な相対位置の中から実現可能な相対位置を選択する手順、
    を実行するコンピュータモジュールを制御するように備えられ、
    前記偏差因子の各々は、各独立した実現可能な相対位置の属性で、かつ隣接する第1印と第2印との距離が、公称距離とどの程度違っているのかを示す、
    印刷装置。
12. 前記制御手段は、前記変位手段を制御することで、前記第1及び第2アレイが、前記の選択された実現可能な相対位置に対応する長手方向の重なりを有するように備えられている、請求項11に記載の印刷装置。
13. 前記検出手段が、キャリッジ上にマウントされ、かつ前記テストパターンを走査するように備えられている、請求項11又は12に記載の印刷装置。
14. 前記カメラが、前記テストパターン中の前記第1及び第2テスト印のうちのいずれか1の幾何学的重心を決定し、かつある軸に沿った前記第1及び第2テスト印の座標を抽出するように備えられている、請求項13に記載の印刷装置。
15. 前記の第1アレイのノズルはピッチに従った規則的な間隔で配置され、かつ
    前記の第2アレイのノズルは同一ピッチに従った規則的な間隔で配置されている、
    請求項11から14のうちのいずれかに記載の印刷装置。
16. 前記公称距離が前記ピッチの半分に等しい、請求項15に記載の印刷装置。
17. 前記公称距離がゼロに等しい、請求項15に記載の印刷装置。
18. 前記第1及び第2アレイがキャリッジ上にマウントされ、かつ
    前記キャリッジ及び前記記録基板が、前記第1方向に垂直な第2方向に、相互に対して移動可能である、
    請求項11から17のうちのいずれかに記載の印刷装置。
19. 前記変位手段が圧電アクチュエータを有する、請求項11から18のうちのいずれかに記載の印刷装置。
20. 請求項11から19のうちのいずれかに記載の印刷装置を有するインクジェットプリンタ。
21. 少なくとも1のプロセスユニットに、請求項1から10のうちのいずれかに記載の方法を実行させる命令を有するコンピュータによる読み取りが可能な媒体上に存在するコンピュータプログラム製品。