(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいてインクを吐出可能な複数のノズルを主走査方向に配置し且つ前記主走査方向に移動可能なヘッドを備えたインクジェットプリンタにおいて、
各ノズルの位置ズレに応じた補正データを記憶する記憶手段と、
画像データを読み出す読み出し手段と、
読み出された画像データと前記補正データとを合成する、前記主走査方向に配置された複數のノズルのノズル毎に設けられた複数の合成手段と、
前記合成手段で画像データと合成された補正データを各ノズルに出力するタイミングを制御するCPUと、を有し、
前記補正データは、前記読み出し手段から読み出された、前記合成手段の各々に１回に入力される画像データの入力単位を１６ビットとして、１６×ｎ＋ｍの数値n及びｍ（共に０以上の整数）が記憶されるものであって、前記ノズルよりインクを吐出させない状態で、前記ヘッドを主走査方向に移動させるためのデータであり、
前記合成手段による画像データと補正データとの合成は、前記読み出し手段からの画像データ入力のタイミングで、記憶された前記補正データのn及びｍの数値に基づいて画像データをヘッドの移動方向に対して後方にシフトさせて作成するものであって、前記読み出し手段からｎ＋１個目に入力される画像データを前記ヘッドの移動方向に対してｍビット分後方にシフトさせた上で前方に補正データを付加し、あふれたｍビットの画像データは、ｎ＋２個目に入力される画像データを、あふれたｍビット分後方にシフトさせた上で前方に付加する形で作成するものであり、  
合成された補正データは、前記CPUにより各ノズルに共通のタイミングで出力される事を特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記ヘッドのノズルは、主走査方向両方向において、前記合成された画像データに基づきインクを吐出することを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記ヘッドの移動方向に対して、前記画像データより後に、前記ノズルよりインクを吐出させないための後データが付加されることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
主走査方向に複数の色のインクを吐出可能なノズルが配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタに関し、特に、ノズルの位置ズレを補正可能なインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタル画像データを受けてフルカラー印刷を行なうことができるプリンタが用いられるようになっている。ディジタル画像データは、内部のＣＰＵで画像処理され、例えばインクジェットヘッド（以下、ヘッドという）から記録紙にフルカラー印刷が行われる。その分解能も、３００ｄｐｉ以上のものが使用されてきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フルカラー印刷を可能とするヘッドには、主走査方向に並んで３色以上のインク吐出用ノズルが配置されている。ここで、問題となるのは、ノズルの位置ズレである。例えば主走査方向にＹＭＣＫの順でノズルが並んでいた場合、各ノズルは隣接するノズルに対して、主走査方向に必ず距離をおいて設置しなければならない。すると、同一位置にインクを吹き付けるためには、移動するヘッドに対し、各ノズルのインク吐出タイミングをずらす必要がある。これをノズルの位置ズレ補正と呼ぶ。
【０００４】
これに対し、従来技術においては、ノズルを駆動する駆動データを、ノズルの位置ズレに応じて補正することが行われていた。かかる従来の補正手法を具体的に説明する。図５は、ヘッドに配置されたノズル列の並びを模式的に示す図である。図６は、各ノズル列の吐出開始信号を示す図である。
【０００５】
図５において、ヘッドＨ１には、主走査方向に沿って４列にＹＭＣＫの順でノズルｎ１〜ｎ４が配置され、ヘッドＨ２には、主走査方向に沿って４列にＹＭＣＫの順でノズルｎ５〜ｎ８が配置されている。ここで、最初のノズルｎ１を基準として、以降のノズルｎ２〜ｎ８までは、それぞれ主走査方向に距離（位置ズレに対応）Ｇ２〜Ｇ８だけ離隔して配置している。かかる距離Ｇ２〜Ｇ８は、部品の精度や組立精度などの問題から、一定値に収めることは困難である。
【０００６】
そこで、従来技術においては、製造時に距離Ｇ２〜Ｇ８を測定して、不揮発性メモリに記憶しておき、それに基づき発生した吐出基準信号を、制御部より、各ノズルそれぞれに設けられたノズル駆動部に対して分配し、すなわち距離Ｇ２〜Ｇ８に応じたヘッド移動時間だけ各ノズルの吐出タイミングを遅延させ、それにより適切な画像を形成するようにしている。しかしながら、かかる従来技術の補正手法では、各ノズル駆動部に吐出タイミングを分配するための信号線を接続する必要があり、インクジェットプリンタのタイプによっては、３２本もの信号線が必要となり、その取りまわしによって構成が大型化するという問題がある。
【０００７】
更に、かかる従来技術の補正手法は、記録媒体に対してヘッドを必ず左から右（往方向）というように移動させてインクを吐出する場合には有効なものである。これに対し、ヘッドの往方向移動時のみならず復方向移動時においても、ノズルからインクを吐出することで、印刷速度を向上させたインクジェットプリンタが開発されている。ところが、かかるインクジェットプリンタにおいて、駆動データでノズルの位置ズレを補正しようとした場合、往方向移動時には、上述した従来の補正手法が有効であるが、復方向移動時には、ノズルの位置ズレ補正が困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、コンパクトな構成でありながら、往復移動時にヘッドからインクを吐出することで画像を形成する場合でも、ノズルの位置ズレを、データを処理することで容易に補正できるできるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のインクジェットプリンタは、画像データに基づいてインクを吐出可能な複数のノズルを主走査方向に配置し且つ前記主走査方向に移動可能なヘッドを備えたインクジェットプリンタにおいて、
各ノズルの位置ズレに応じた補正データを記憶する記憶手段と、
画像データを読み出す読み出し手段と、
読み出された画像データと前記補正データとを合成する、前記主走査方向に配置された複數のノズルのノズル毎に設けられた複数の合成手段と、
前記合成手段で画像データと合成された補正データを各ノズルに出力するタイミングを制御するCPUと、を有し、
前記補正データは、前記読み出し手段から読み出された、前記合成手段の各々に１回に入力される画像データの入力単位を１６ビットとして、１６×ｎ＋ｍの数値n及びｍ（共に０以上の整数）が記憶されるものであって、前記ノズルよりインクを吐出させない状態で、前記ヘッドを主走査方向に移動させるためのデータであり、
前記合成手段による画像データと補正データとの合成は、前記読み出し手段からの画像データ入力のタイミングで、記憶された前記補正データのn及びｍの数値に基づいて画像データをヘッドの移動方向に対して後方にシフトさせて作成するものであって、前記読み出し手段からｎ＋１個目に入力される画像データを前記ヘッドの移動方向に対してｍビット分後方にシフトさせた上で前方に補正データを付加し、あふれたｍビットの画像データは、ｎ＋２個目に入力される画像データを、あふれたｍビット分後方にシフトさせた上で前方に付加する形で作成するものであり、合成された補正データは、前記CPUにより各ノズルに共通のタイミングで出力される事を特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明のインクジェットプリンタは、画像データに基づいてインクを吐出可能な複数のノズルを主走査方向に配置し且つ前記主走査方向に移動可能なヘッドを備えたインクジェットプリンタにおいて、各ノズルの位置ズレに応じた補正データを記憶する記憶手段と、画像データを読み出す読み出し手段と、読み出された画像データと前記補正データとを合成する合成手段と、を有し、前記補正データは、前記ノズルよりインクを吐出させない状態で、前記ヘッドを主走査方向に移動させるためのデータであり、合成された画像データに基づいて、前記ヘッドが駆動され画像が形成されるので、前記記憶手段がノズルの位置ズレに応じた補正データを記憶しておくことで、実際のインクの吐出時に、かかる補正データを読み出して前記画像データに合成し、かかる合成された画像データに基づいて画像を形成すれば、シフトタイミングの信号を別個に必要とすることなくノズル位置ズレの影響のない適切な画像を形成でき、それにより信号線の簡略化、構成のコンパクト化やコスト低減を図ることができる。尚、ノズルよりインクを吐出させない状態で、前記ヘッドを主走査方向に移動させるためのデータとは、例えば画像データで階調ゼロに対応するデータを意味するが、これに限られない。
【００１１】
又、前記補正データは、前記ヘッドの移動方向に対して、前記画像データより前に付加されるようにすれば、往方向のみならず、復方向においてもノズルの位置ズレを補正でき、それにより画像形成速度を高めることができる。
【００１２】
従って、前記ヘッドのノズルは、主走査方向両方向において、前記合成された画像データに基づきインクを吐出すると好ましい。
【００１３】
更に、前記ヘッドの移動方向に対して、前記画像データより後に、前記ノズルよりインクを吐出させないための後データが付加されると、例えば不適切なデータがノズル駆動部に送信されることを阻止できるので好ましい。
【００１４】
又、主走査方向に複数の色のインクを吐出可能なノズルが配置されていると好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態のインクジェットプリンタにおけるヘッド付近の機械的構成例を示す図である。キャリッジ２は、ヘッド１０と、ヘッドドライバ（図示せず）を収めた樹脂性のケースである。キャリッジ２に収められた駆動手段であるヘッドドライバは、後述するパラシリ１８を含む例えばＩＣで構成されており、キャリッジ２から引き出されたフレキシブルケーブル５で制御基板９と接続されている。
【００１６】
キャリッジ２は、キャリッジ駆動機構６によって図中矢印で示した主走査方向（Ｘ方向）に往復移動される。キャリッジ駆動機構６は、モータ６ａ、プーリ６ｂ、歯付きベルト６ｃ、ガイドレール６ｄを含んで構成されていて、キャリッジ２は歯付きベルト６ｃに固着されている。
【００１７】
モータ６ａによりプーリ６ｂが回転すると、歯付きベルト６ｃに固着されたキャリッジ２は図中矢印Ｘ方向に沿って移動させられる。ガイドレール６ｄは、互いに平行な２本の円柱で、且つキャリッジ２の挿通穴を貫通していてキャリッジ２が滑走するようにしてある。
【００１８】
このため歯付きベルト６ｃはキャリッジ２の自重では撓まないし、キャリッジ２の往復移動の方向は一直線上となる。モータ６ａの回転方向を逆転すればキャリッジ２が移動する向きを変更でき、回転数を変更すればキャリッジ２の移動速度を変更することも可能である。インクカートリッジ４（図示せず）は内部にインクタンクを有している。インクタンクのインク供給口はインクカートリッジ４をキャリッジ２にセットしてインク供給パイプと接続されると開口し、接続が解除されると閉鎖され、ヘッド１０にインクが供給される。
【００１９】
キャリッジ２にはヘッド１０が設けられている。このヘッド１０の背面には、吐出用のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のインクを納めたインクカートリッジが着脱自在に配置されている。なお、インクカートリッジについては図示を省略している。フレキシブルケーブル５はデータ転送手段にかかり、可撓性を有するフィルムに、データ信号線、電源線等を含む配線パターンをプリントしたもので、キャリッジ２と制御基板９との間でデータを転送し、キャリッジ２の移動に追従する。
【００２０】
エンコーダ７は樹脂の透明なフィルムに所定の間隔で目盛りをつけたもので、この目盛りをキャリッジ２に設けた光センサにより検出して、キャリッジ２の移動速度や位置、移動方向を検知する。紙搬送機構８は図中矢印Ｙで示した副走査方向に記録紙Ｐを搬送させる機構で、搬送モータ８ａ、搬送ローラー対８ｂ、８ｃを含んで構成される。搬送ローラー対８ｂと搬送ローラー対８ｃは搬送モータ８ａにより駆動されて、図示せぬギア列によって略等しいが搬送ローラー対８ｃが極わずかに速い周速で回転するローラー対である。
【００２１】
記録紙Ｐは給紙機構（図示せず）から送り出されてから一定速度で回転させられている搬送ローラー対８ｂに挟持され、給紙ガイド（図示せず）によって副走査方向に搬送の向きを修正させられたうえで搬送ローラー対８ｃに挟持されて搬送される。
【００２２】
搬送ローラー対８ｃの周速は搬送ローラー対８ｂよりも極わずか速いので、記録紙Ｐは弛みを発生させずに記録部を通過する。また記録紙Ｐが副走査方向に移動する速度は一定の速度に設定する。
【００２３】
このようにして記録紙Ｐを副走査方向に一定速度で移動させつつ、キャリッジ２を主走査方向に一定速度で移動させ、ヘッド１０から吐出したインクを付着させて記録紙Ｐの片面の所定範囲に画像を記録する。
【００２４】
図２は、本実施の形態にかかるインクジェットプリンタにおける画像データの処理回路の概要を示すブロック図である。以下に述べる実施の形態では、ヘッド１０において、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）Ｋ（ブラック）の順で主走査方向にノズルが並んでいるものとする。尚、説明を簡略化するために４色のインクを吐出可能なノズルを含んだ例について説明しているが、これに限られない。
【００２５】
図２に示す処理回路においては、各部は、ＣＰＵバスＢを介してＣＰＵ１００によって統合的に制御されるようになっている。ＣＰＵ１００の不揮発性メモリ（不図示）内には、インクジェットプリンタの製造時に測定した各ノズル毎の位置ズレデータ（基準位置からのシフト量）が、それぞれ主走査方向の往方向及び復方向について記憶されている。インクジェットプリンタの動作を説明すると、画像データは、外部のパソコンなどと接続されたＳＣＳＩケーブル（不図示）から、ＳＣＳＩコネクタ１０１を介して、ＳＣＳＩ回路１０２に入力される。
【００２６】
ＳＣＳＩ回路１０２に入力された画像データは、更に読み出し手段であるデータ制御部１０３に入力され、予めＣＰＵ１００により設定された分配制御レジスタの内容に従って、並列的に、インクの色毎に設けられた合成手段である駆動制御部１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋに入力される。
【００２７】
一方、駆動制御部１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋにそれぞれ接続されている記憶手段である展開用メモリ１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋには、例えばインクジェットプリンタの電源オン時に、ＣＰＵ１００から位置ズレデータが読み出され、それに対応した数だけ、いかなるインクも吐出しないという画像データすなわちゼロ値（以下、補正データという）は記憶されるようになっている。
【００２８】
駆動制御部１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋでは、データ制御部１０３から供給された画像データの前に、補正データを付加するよう合成を行うとともに、かかる画像データの後に、いかなるインクも吐出しないという画像データすなわちゼロ値（以下、後データという）を付加する。この点について、更に詳細に説明する。
【００２９】
図３（ａ）は、記憶された状態で示す画像データを模式的に示す図であり、図３（ｂ）は、駆動制御部で合成された後の画像データを模式的に示す図である。データ制御部１０３からは、駆動制御部１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋに対して、図３（ａ）に示すごとき１行分（ノズルが複数行にわたって配置されているときは複数行分）の画像データＹＤ、ＭＤ、ＣＤ、ＫＤがそれぞれ入力される。一方、駆動制御部１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋは、対応する展開用メモリ１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋから補正データを読み出して、画像データの前に付加する。
【００３０】
ここで、Ｙ色のノズルは、主走査方向往方向の先頭即ち前基準位置にあるため、補正データを前（ここでは往方向において画像データより先にくるという意味）に付加する必要はない。それ以外の色のノズルについては、ノズルの位置ズレに応じて長くなっている補正データＭｓｄ、Ｃｓｄ、Ｋｓｄを画像データＭＤ、ＣＤ、ＫＤの前（図３（ｂ）で左端）に付加する。これに対し、画像データＹＤ、ＭＤ、ＣＤの後（ここでは往方向において画像データより後にくるという意味）には、後データＹｒｄ、Ｍｒｄ、Ｃｒｄを付加する。Ｋ色のノズルは、キャリッジが最も右に移動したときに、後基準位置に位置することとなるため、後データを付加する必要はない。後データは補正データと同じゼロ値からなるが、位置ズレに厳密に対応する必要はなく、データ長を一定にするために用いられるものである。以上で、ノズルを駆動するための往方向の合成画像データが作成されたこととなる。
【００３１】
続いて、復方向の合成画像データの作成について説明する。Ｋ色のノズルは、主走査方向復方向の先頭即ち後基準位置にあるため、補正データを前（ここでは復方向において画像データより先にくるという意味）に付加する必要はない。それ以外の色のノズルについては、ノズルの位置ズレに応じて長くなっている補正データＹｓｄ’、Ｍｓｄ’、Ｋｓｄ’を画像データＭＤ、ＣＤ、ＫＤの前（図３（ｂ）で右端）に付加する。一方、画像データＭＤ、ＣＤ、ＫＤの後（ここでは復方向において画像データより後にくるという意味）には、後データＭｒｄ’、Ｃｒｄ’、Ｋｒｄ’を付加する。これで、ノズルを駆動するための復方向の合成画像データが作成されたこととなる。
【００３２】
このようにして形成された合成画像データは、予め記憶したＬＵＴにより変換され、それぞれｐ／ｓ回路１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋに入力され、ノズルに供給されるタイミングを待つこととなる。キャリッジ２即ちヘッド１０が往方向に移動を開始し、それが前基準位置に到達したことを不図示のセンサからの信号に基づき判断した場合、ＣＰＵ１００は、Ｉ／Ｏ制御回路１０７を駆動し、単一の配線ｗを介してタイミング信号をｐ／ｓ回路１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋに同時に並行して送信する。
【００３３】
すると、ｐ／ｓ回路１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは、同時に合成画像データをノズル１０８Ｙ、１０８Ｍ、１０８Ｃ、１０８Ｋに出力する。ここで、合成画像データのうち、Ｙ色のノズル１０８Ｙに出力されたものは、補正データが付加されていないので、直ちに画像データＹＤに基づき、ノズル１０８Ｙはインク吐出を開始する。しかしながら、他のノズルは、まず補正データに基づき駆動されているため、インクを吐出しない状態に維持されたまま、ヘッド１０が往方向に移動する。
【００３４】
その後、前基準位置からＭ色のノズル１０８Ｍの位置ズレ分だけヘッド１０が往方向に移動すると、補正データＭｓｄに基づく駆動が終了するので、画像データＭＤに基づき、ノズル１０８Ｍはインク吐出を開始する。更に、前基準位置からＣ色のノズル１０８Ｃの位置ズレ分だけヘッド１０が往方向に移動すると、補正データＣｓｄに基づく駆動が終了するので、画像データＣＤに基づき、ノズル１０８Ｃはインク吐出を開始する。又、前基準位置からＫ色のノズル１０８Ｋの位置ズレ分だけヘッド１０が往方向に移動すると、補正データＫｓｄに基づく駆動が終了するので、画像データＫＤに基づき、ノズル１０８Ｋはインク吐出を開始する。
【００３５】
その後、画像データＹＤに基づくノズル１０８Ｙのインク吐出が終了すると、後データＹｒｄに基づき、ノズル１０８Ｙはインクを吐出しない状態に維持される。続いて、画像データＭＤに基づくノズル１０８Ｍのインク吐出が終了すると、後データＭｒｄに基づき、ノズル１０８Ｍはインクを吐出しない状態に維持される。更に続いて、画像データＣＤに基づくノズル１０８Ｃのインク吐出が終了すると、後データＣｒｄに基づき、ノズル１０８Ｃはインクを吐出しない状態に維持される。最後に、画像データＫＤに基づくノズル１０８Ｋのインク吐出が終了すると、キャリッジ２は、後基準位置に到達するので、その後、復方向へと走査方向を逆転させることとなる。復方向においても、上述と同様にして合成画像データに基づきノズルの駆動制御が行われるようになっている。
【００３６】
このように本実施の形態によれば、ｐ／ｓ回路１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋに吐出タイミング信号を送信するための配線ｗが単一で足り、またＩ／Ｏ制御部１０７から送信するタイミング信号も１走査につき１回で足り、制御関係も簡略される。又、補正データと後データは、画像データを読み出す度に駆動制御部１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋに加えられるので、合成画像データを記憶しておく必要がなく、メモリ容量の節約に貢献する。
【００３７】
尚、ＣＰＵ１００の不揮発性メモリに記憶されている位置ズレデータは、補正データをそっくり記憶しておくことも理論上は可能であるが、そのデータ量が大きくなることから、補正データを１６ビット×ｎ＋ｍで表した上で、数値ｎ、ｍを記憶するようにすればメモリ容量が節約されるので好ましい。
【００３８】
図４は、補正データを付加する場合のデータシフトを示す図である。まず、駆動制御部に画像データ（１６ビット）が入力された場合を考える。ここで、駆動制御部は、かかるデータに基づくインクの吐出位置を適切な位置とするためには、例えば画像データで３ビット分だけずらし、ここに補正データを付加する必要があることを予め記憶しているものとする。
【００３９】
駆動制御部は、図４（ａ）のように記憶されている画像データを、図４（ｂ）に示すように３ビットだけ後方にシフトする。すると、１６ビットの最後の３ビットはあふれてしまうので、これをメモリに記憶する。
【００４０】
メモリに記憶された画像データは、駆動制御部に次の画像データが入力される際に読み出され（図３（ｃ））、次の画像データは３ビット分後方にシフトされて、それと合成されるようになっている（図３（ｄ））。同様のステップで、すべての画像データがシフトされる。それにより補正データとの合成が可能となる。
【００４１】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、往復移動時にヘッドからインクを吐出することで画像を形成する場合でも、ノズルの位置ズレを、データを処理することで容易に補正できるできるインクジェットプリンタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のインクジェットプリンタにおけるヘッド付近の機械的構成例を示す図である。
【図２】本実施の形態にかかるインクジェットプリンタにおける画像データの処理回路の概要を示すブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、記憶された状態で示す画像データを模式的に示す図であり、図３（ｂ）は、駆動制御部で合成された後の画像データを模式的に示す図である。
【図４】本実施の形態にかかるデータシフトを示す図である。
【図５】ヘッドに配置されたノズル列の並びを模式的に示す図である。
【図６】各ノズル列の吐出開始信号を示す図である。
【符号の説明】
２  キャリッジ
５  フレキシブルケーブル
６  キャリッジ駆動機構
１０  ヘッド
１００  ＣＰＵ
１０３  データ制御部
１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ  駆動制御部
１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋ  展開用メモリ
１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ  ｐ／ｓ回路
１０８Ｙ、１０８Ｍ、１０８Ｃ、１０８Ｋ  ノズル
【図１】
0004686856.tif 000002
【図２】
0004686856.tif 000003
【図３】
0004686856.tif 000004
【図４】
0004686856.tif 000005
【図５】
0004686856.tif 000006
【図６】
0004686856.tif 000007