(57)【要約】【課題】記録ヘッドから記録媒体までの距離が変わる構成の場合に、記録ヘッドから吐出される液滴の着弾誤差によって引き起こされる画像の画質の低下を防止する画像記録方法を提供する。【解決手段】画像記録方法は、複数の吐出口を備える記録ヘッド２０２を用い、吐出口からインクを吐出して記録媒体２０８に画像を記録する画像記録方法であって、複数の吐出口のうち少なくとも２つが記録媒体２０８から異なる距離を有しているときに、記録媒体２０８から近い方の吐出口２０６の記録媒体２０８までの距離をｈ１、インクの吐出速度をｖ１とし、記録媒体２０８から遠い方の吐出口２０７の記録媒体２０８までの距離をｈ２、インクの吐出速度をｖ２として、ｖ２≧（ｈ２／ｈ１）ｖ１の式を満たすようにｖ２の補正制御を行うことを特徴とする。【選択図】図２
2015051511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の吐出口を備える記録ヘッドを用い、前記吐出口からインクを吐出して記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、
前記複数の吐出口のうち少なくとも２つが前記記録媒体から異なる距離を有しているときに、
前記記録媒体から近い方の吐出口の前記記録媒体までの距離をｈ１、インクの吐出速度をｖ１とし、
前記記録媒体から遠い方の吐出口の前記記録媒体までの距離をｈ２、インクの吐出速度をｖ２として、
ｖ２≧（ｈ２／ｈ１）ｖ１
の式を満たすように前記ｖ２を制御することを特徴とする画像記録方法。
【請求項２】
前記ｖ２をＰｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ方式により制御する請求項１に記載の画像記録方法。
【請求項３】
前記吐出口から前記記録媒体までの距離が、レーザー測長方式によって測定する請求項１又は２に記載の画像記録方法。
【請求項４】
前記記録媒体はドラム状であり、前記記録ヘッドの吐出口面は前記記録媒体の中心軸に平行になるように配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の画像記録方法。
【請求項５】
前記吐出口面は、前記吐出口面と前記記録媒体との距離が最も短くなる直線に関して線対称に配置された少なくとも１組の記録チップを有し、各組の記録チップのうち一方の記録チップに関して前記補正制御に用いられた補正量を、他方の記録チップにも適用する請求項４に記載の画像記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置をはじめとする画像記録装置においては、記録速度の向上のため、複数の記録素子（以下、吐出口とも言う）を集積配列してなる記録ヘッドを用いて記録を行うものが知られている。さらに、近年では記録画像のカラー化の要請が高まり、カラーインクを吐出する複数種の記録ヘッドを搭載したものも一般に用いられている。
【０００３】
また、近年の吐出口の集積配列化の技術進歩を背景に、高密度で長尺な記録ヘッドの製作が可能になってきている。高密度に吐出口を配し、長尺に製作された記録ヘッドは、一般にフルマルチ型長尺記録ヘッドと呼称され、長尺な記録ヘッドに対応した幅広の記録領域に対し、１回の記録走査によって画像を完成させるものが提案、実施されている。この画像記録装置によれば、記録速度と画質の双方を満足し得ることから、さらなる技術開発が進められている。
【０００４】
近年は、このような長尺ヘッドを用いて、高速に印刷することを目的としたプリンタが開発されており、高速で回転するドラムに対して印字を行う構成が一般的である。このような構成においては、ドラムの曲面上にインクジェット方式を用いて印字を行うが、記録ヘッドから曲面上の記録媒体に記録を行うということは、記録ヘッド内の吐出口の位置によって、記録媒体までの距離が変わってしまうということを意味している。
【０００５】
記録媒体までの距離が変化してしまうと、その距離に応じて画像品位が異なってくるが、この課題に対し、特許文献１は、記録ヘッドから記録媒体までの距離に応じて記録方法を変えて印字を行う方法を開示している。
【０００６】
すなわち、特許文献１によって開示された吐出制御を行うと、記録ヘッドから記録媒体までの距離が変わることによって画像のドット密度が異なってくるという課題に対して、吐出量や元データを変えることにより対処している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２３４１９１号公報
【特許文献２】特許第３４２３４１２号明細書
【特許文献３】特許第３３１３８１９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、得られる画像の画質は、液滴の着弾誤差（吐出ヨレ）によっても低下することが知られている。特許文献１に開示されているように吐出量や元データを変える方法では、液滴の着弾誤差（吐出ヨレ）によって引き起こされる画像の画質の低下を改善することは難しい。
【０００９】
本発明は、記録ヘッドから記録媒体までの距離が変わる構成の場合に、記録ヘッドから吐出される液滴の着弾誤差によって引き起こされる画像の画質の低下を防止する画像記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像記録方法は、複数の吐出口を備える記録ヘッドを用い、前記吐出口からインクを吐出して記録媒体に画像を記録する画像記録方法であって、前記複数の吐出口のうち少なくとも２つが前記記録媒体から異なる距離を有しているときに、前記記録媒体から近い方の吐出口の前記記録媒体までの距離をｈ１、インクの吐出速度をｖ１とし、前記記録媒体から遠い方の吐出口の前記記録媒体までの距離をｈ２、インクの吐出速度をｖ２として、
ｖ２≧（ｈ２／ｈ１）ｖ１
の式を満たすように前記ｖ２の補正制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、記録媒体から近い方の吐出口（吐出口Ａとする）の記録媒体までの距離をｈ１、インクの吐出速度をｖ１とし、記録媒体から遠い方の吐出口（吐出口Ｂとする）の記録媒体までの距離をｈ２、インクの吐出速度をｖ２としたとき、ｈ１、ｈ２、およびｖ１を既知としてｖ２≧（ｈ２／ｈ１）ｖ１を満たすようにｖ２の補正制御を行えば、吐出口Ｂから記録媒体への着弾精度が吐出口Ａから記録媒体への着弾精度と同等以上となり、画像の質が向上する。
【００１２】
本発明は、記録ヘッドから記録媒体までの距離が変わる構成の場合に、記録ヘッドから吐出される液滴の着弾誤差によって引き起こされる画像の画質の低下を防止する画像記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の画像記録装置の概念構成を示す図である。
【図２】本発明の記録ヘッドとドラムの位置関係を示す図である。
【図３】本発明における液滴が飛翔する状態を示す図である。
【図４】本発明における吐出速度を測定するためのパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像記録装置の概念構成を示す図である。本発明は主に記録ヘッドから記録媒体までの距離が異なる系において最適な印字を行うための発明であり、ドラム状の記録媒体に対して印字を行う画像記録装置が本発明の代表例である。
【００１６】
本実施形態の画像記録装置は、長尺な記録ヘッド１０３、１０４、１０５、１０６を、記録媒体の搬送方向に並設してなるフルラインタイプのカラーインクジェット記録装置である。ここで、カラーインクジェット記録装置は、イエローインクを吐出する記録ヘッド１０３、マゼンタインクを吐出する記録ヘッド１０４、シアンインクを吐出する記録ヘッド１０５、ブラックインクを吐出する記録ヘッド１０６を有する。各記録ヘッドは、略同一の構成を有するものとなっており、以下の説明において、特に区別の必要がない場合には、これらをまとめて記録ヘッドと記述する。
【００１７】
記録ヘッドには、インクを吐出するインク吐出口と、共通液室と、この共通液室から各インク吐出口へとインクを導く後述の液流路とが形成されている。各液流路内には、熱エネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段としての電気熱変換体（ヒータ）が設けられている。また、ヒータは、ヘッドドライバを介して制御装置に電気的に接続されている。この制御装置から送られるオン／オフ信号（吐出／不吐出信号）に応じてヒータの駆動／停止が制御される。
【００１８】
これらの記録ヘッドから吐出されたインクが、記録ドラム１０２上に着弾し、画像が形成される。
【００１９】
次に、図２を用いて、本実施形態の特徴部分である記録ヘッド２０２と記録媒体である印字ドラム２０１の関係について説明する。記録ヘッド２０２の吐出口面２０５は印字ドラム２０１の中心軸に平行になるように配置されている。また、記録ヘッド２０２の中にはドラム回転方向にチップ２０３、２０４が並んでいる。チップ２０３、２０４はそれぞれ複数の吐出口列を有し、吐出口列の位置によって印字ドラム２０１までの距離が異なる。
【００２０】
チップ２０３のうち最もドラムに近い吐出口列とドラムとの距離をｈ１、最もドラムに遠い吐出口列とドラムとの距離をｈ２とする。この時、吐出口列ごとに画像の画質がどう低下するかを、図３を用いて説明する。
【００２１】
図３は、あるチップから記録媒体に向かって液滴が飛翔する際の模式図である。この図においては、吐出液滴は理想着弾位置からある一定量、ずれて着弾するものとする。記録媒体から近い方の吐出口２０６から記録媒体２０８までの距離をｈ１、記録媒体から遠い方の吐出口２０７から記録媒体２０８までの距離をｈ２とすると、飛翔スピードが同じ場合、着弾ズレ量がそれぞれｙ１、ｙ２となる。ここで、ｙ１とｙ２には、下式の関係が成り立つ。
ｙ２＝ｙ１×（ｈ２／ｈ１）
このように吐出口列ごとに着弾位置ズレ量が異なってくると、吐出口列ごとに画像の画質の低下の度合いが変化してしまい、良好な画像を得ることはできない。
【００２２】
そこで、吐出口列の位置ごとに吐出速度を変えて、記録媒体までの着弾時間を吐出口列ごとに揃えることにより、吐出口列ごとの着弾ズレ量を揃えることができる。
【００２３】
図２に示したように、チップからドラムまでの距離がｈ１、ｈ２となっており、さらにそれぞれの吐出口列からインクを吐出するときの吐出速度がそれぞれｖ１、ｖ２であったとすると、ドラムに到達するまでの到達時間をそろえるためには、
ｈ１／ｖ１＝ｈ２／ｖ２
となっていればよい。なお、ここで、典型的にはｈ１、ｈ２は１ｍｍ弱と非常に短く、ｖ１、ｖ２は１５ｍ／ｓ程度と速いので、インクの吐出後の空気抵抗などによる減速は無視できるものとし、ｖ１、ｖ２は吐出から着弾まで一定であると仮定した。
【００２４】
上記式を書き換えると、
ｖ２＝（ｈ２／ｈ１）×ｖ１
という関係式を保つように吐出速度を可変にしてやれば、着弾精度が同等となる。
【００２５】
本発明を実際に実施する場合においては、吐出速度ｖが速ければ速いほど着弾精度が上がり画質が向上することは自明なので、
ｖ２≧（ｈ２／ｈ１）×ｖ１
となるように制御すれば、発明の効果を得られることになる。
【００２６】
吐出速度を変える手段としては、吐出用ヒータを駆動するパルス幅を変化させるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式が好適である。ＰＷＭ方式における吐出速度のコントロールはすでに特許文献２などの発明で広く世に知られているため、ここでの詳細な説明は割愛する。
【００２７】
ただしＰＷＭ方式を用いて吐出速度をコントロールしようとすると、吐出吐出口の形態によっては、同時に吐出量まで変わってしまう恐れがある。そこで本発明では、吐出量が変わってしまう課題に対して、印刷の元となる元画像の濃度を調整することにより、吐出量の変化の影響を小さくし、見かけの濃度を揃えるヘッドシェーディング方式を用いる。ここで言う濃度とは光学濃度（ＯＤ値）のことであり、ＯＤ＝−ｌｏｇ（反射率）で定義される。
【００２８】
表１に、ヘッドシェーディング制御を行う際に用いるテーブルを示す。ＰＷＭ方式において用いるパルスがパルスＡ〜パルスＥまでの５種類あるとする。
【００２９】
【表１】
2015051511.tif 000003
【００３０】
パルスＣを基準としたときに、パルスＡ及びパルスＢは、パルスＣよりも吐出速度が速くなる駆動パルスであり、同時に吐出量も、それぞれパルスＡの時に２０％、パルスＢの時に１０％多くなってしまう。そのため元画像の濃度をそれぞれパルスＡを用いた時に−２０％、パルスＢを用いた時に−１０％にしてやれば、見かけの濃度はパルスＣで印字した時とほぼ同等となる。
【００３１】
同様にパルスＤ及びパルスＥは、パルスＣよりも吐出速度が遅くなる駆動パルスであり、同時に吐出量も、それぞれパルスＤの時に１０％、パルスＥの時に２０％少なくなってしまう。そのため先ほどと同様に、元画像の濃度をそれぞれパルスＤを用いた時に＋１０％、パルスＥを用いた時に＋２０％にしてやれば、見かけの濃度はパルスＣで印字した時とほぼ同等となる。
【００３２】
次に、吐出速度を検知する方法について説明する。記録ヘッドからの吐出速度を検出するためには吐出されたインクの着弾位置のズレから算出する方法が望ましい。着弾位置から吐出速度を検出するためのパターンを図４に示す。基準となる吐出口列で印字された縞模様パターン５０１を補完する関係の新たな縞模様５０２を吐出速度を知りたい吐出口列で印字する。
【００３３】
基準となる吐出口列と、吐出速度を測りたい吐出口列で、ちょうど補完関係となるように印字したパターン５０６に対し、パターン５０３〜５０５は吐出速度を測りたい吐出口列からの吐出タイミング１画素分ずつずらしていったものである。同様にパターン５０７〜５１０も、パターン５０３〜５０５とは時間軸において逆方向にずらしていったものである。
【００３４】
もし、基準となる吐出口列と、吐出速度を知りたい吐出口列の吐出速度が全く同じ場合、パターン５０６がちょうど縞模様の隙間が無い補完関係のパターンとなる。基準となる吐出口列と、吐出速度を知りたい吐出口列の吐出速度が異なる場合、パターン５０６以外のパターンが、縞模様の隙間が無い補完関係のパターンとなる。
【００３５】
例えば、基準となる吐出口列から１画素分ずらしたパターン５０７が隙間の無い補完関係となったとする。４７２ドット／ｃｍ（１２００ｄｐｉ）のプリンタだとすると、着弾位置が約２１μｍズレていることになる。ヘッドと記録ドラムの距離が１ｍｍ、ドラムの回転速度が１ｍ／ｓ、基準となる吐出口列の吐出速度が１５．０ｍ／ｓだと仮定すると、吐出速度を測りたい吐出口列の吐出速度は、１４．６ｍ／ｓとなる。ここで、基準となる吐出口列の吐出速度は、通常のパルスで吐出した時の設計中心値（約１５ｍ／ｓ）をもとに設定した。
【００３６】
以上のように、どのパターンが補完関係になるかを見ることにより、基準となる吐出口列からの相対的な吐出速度差を求めることが可能となる。
【００３７】
次に記録ヘッドから記録媒体までの距離だが、特許文献３に示されるようなレーザー測長方式によって測定した値を用いてもよいし、プリンタ本体の設計データから得られた設計値を用いてもよい。
【００３８】
このようにして得られた吐出速度及び距離の情報から、前記ｖ２≧（ｈ２／ｈ１）×ｖ１の式を満たすように吐出速度をコントロールすれば、良好な画像が得られる。
【００３９】
次に本発明で示した補正制御を実施するタイミングについて説明する。本発明は、記録ヘッドから記録媒体までの距離、及び液滴の吐出速度がわかった時点で補正制御を行えば効果を得られるものである。まずその２点が分るタイミングとしては、工場出荷時が考えられる。工場出荷時において、そのプリンタ本体固有の製造誤差を有した状態での記録ヘッドから記録媒体までの距離を知ることが可能となる。またそこに搭載する記録ヘッドについても、製造誤差を有した状態での吐出速度を知ることが可能となる。工場出荷時にこの２点の固有値を元に補正制御を施して出荷をすれば、ユーザーの手元ではすでに補正作業が完了した状態で、高品位な印刷をすぐに行うことが可能となる。
【００４０】
また、この２点の固有値は、記録ヘッドの消耗などによる記録ヘッドの交換によって変化する。そのため記録ヘッドの交換時にも、補正作業を行うことが望ましい。
【００４１】
また、記録媒体をドラムに巻きつけて印字を行うことになるが、その記録媒体の厚みによっても、記録ヘッドから記録媒体までの距離が変化するため、これに対する補正作業を行うことが望ましい。
【００４２】
またさらに、記録ヘッドの使用頻度によって、液滴の吐出速度が経時的に変化することも考えられるため、記録ヘッドの使用履歴によって、定期的もしくは非定期的にユーザーの任意で補正作業を行うことも好適である。
【００４３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、ドラム状の記録媒体において、フルマルチヘッドで印字を行う形態を示したが、本発明はその形態に限らない。例えば紙などの平面の記録媒体において、記録ヘッドが走査しながら印字を行ういわゆるシリアルプリンタにおいても、本発明は効果的である。
【００４４】
紙などの平面状の記録媒体でも、プリンタの紙搬送機構の製造誤差や、紙のうねりなどにより、記録ヘッド内の吐出口ごとに、記録媒体までの距離が異なることが考えられる。その際、記録媒体までの距離が長い箇所の画像の画質が低下してしまうことになる。
【００４５】
本発明を実施するためには、記録ヘッドから記録媒体までの距離と、液滴の吐出速度が分っていればよい。液滴の吐出速度は、本発明の第１の実施形態で説明した方法を用いればよい。
【００４６】
記録ヘッドから記録媒体までの距離は前記レーザーによる測長方式などを用いれば、正確かつ高速に測定できて好適である。
【００４７】
（第３の実施形態）
第１の実施形態に示した方法に加えて、次に示す方法が有効である。図２に示した記録ヘッドおよび記録ドラムの位置関係を示す図において、記録ヘッドの中心部分が印字ドラムとの距離が最も小さく、その点を中心に記録チップ２０３と記録チップ２０４が線対称の関係にある。つまり記録チップ２０３と記録チップ２０４はそれぞれドラムからの距離が等しい。そのため、記録チップ２０３もしくは記録チップ２０４の一方で、上記第１の実施形態に示した方法で吐出速度を測定し、補正をおこなえば、他方のチップに対しても同じ補正量を適用すればよい。
【００４８】
以上のような方法を用いることにより、補正作業を短縮することができ、ユーザビリティが向上する。
【００４９】
（第４の実施形態）
第１〜第３の実施形態では、プリンタ本体上で吐出速度を測定する方式を用いているが、記録ヘッドを生産している工場であらかじめ吐出速度を測定し、記録ヘッド内に設けられたメモリにその吐出速度情報を書き込み、それを元に補正を行ってもよい。この方法を用いることにより、ユーザーはさらに補正作業を短縮することができ、ユーザビリティが大きく向上する。
【００５０】
（その他の実施形態）
上記実施形態では主に着弾位置ズレを検出したい吐出口列同士で補完しあう縞模様パターンを用いて着弾位置ズレを検出し吐出速度を計算する例を示した。その他にもノギスのメモリのようなパターンを印字して読み取る方式などを用いてもよいし、その他着弾位置ズレをスキャナ等の光学機器を用いて検出する方式、もしくは人間の目視によって位置ズレを読み取り入力する方式を用いても良い。
【００５１】
また吐出量をコントロールする手段として 、ＰＷＭ方式を例にあげたが、そのほかにもヒータに印加する電圧を変える方式、またはその両方を組み合わせた吐出量コントロール手段を用いてもよい。
【００５２】
なお、上記実施形態においては、一定量の液滴を吐出する吐出口を有する記録ヘッドを用いる画像記録装置を例に採り説明したが、異なる液量の液滴を吐出し得る吐出口を備えた記録ヘッドにも本発明は適用可能である。さらに、使用するインクも、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックなどのインクの外、同一色相のなかで、濃度の異なる濃淡インクなどを吐出する記録ヘッドにも本願発明は適用可能である。
【００５３】
本発明は、インクジェット記録方式の中でも、熱エネルギーを利用して吐出口内のインクを飛翔インク滴として吐出し、記録を行うインクジェット方式の記録ヘッドを用いた記録装置において特に優れた効果をもたらすものである。
【００５４】
さらに、本発明は記録ヘッドが装置本体に固定されているものの場合にも有効である。あるいは記録ヘッドが装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプのものにも有効である。さらには記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いたものにも有効である。
【符号の説明】
【００５５】
１０２、２０１  印字ドラム
１０３〜１０６、２０２  記録ヘッド
２０６  記録媒体から近い方の吐出口
２０７  記録媒体から遠い方の吐出口
２０８  記録媒体
【図１】
2015051511.tif 000004
【図２】
2015051511.tif 000005
【図３】
2015051511.tif 000006
【図４】
2015051511.tif 000007