(57)【要約】【課題】  コックリングがあらかじめ想定した形状と異なっていると十分な往復印字ズレ補正ができない。【解決手段】  スプライン関数で表現された基準となるコックリング形状を限られた点での往復ズレ補正値に基づいて変形して適用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリアルスキャン方式インクジェット印刷装置であって、複数のリブで被印刷媒体を保持する波打ちプラテンと、あらかじめ波打ちプラテンの複数の特徴点におけるスキャン方向の位置と高さ情報とを記憶しておく基準特徴点記憶装置と、テスト用パッチの印刷結果に基づいて往路印刷と復路印刷の着弾位置のズレを最小にする印刷進み距離の補正値を前記基準特徴点のうち少なくとも二箇所でそれぞれ求める往復ズレ補正値測定装置と、前記基準特徴点のうち計測されなかった特徴点での往復ズレ補正値を前記計測された特徴点における補正値と前記記憶されている基準特徴点の高さ情報とから生成することを特徴とする未計測特徴点補正値生成装置と、基準特徴点の間の往復ズレ補正値を補間計算によって求める補正値補間装置と、印刷進み距離をスキャンに渡って連続的に変調して着弾位置ズレを補正する印刷進み距離変調装置とを備え、前記印刷進み距離変調装置は前記補間された往復ズレ補正値を用いて着弾位置ズレを連続的に補正することを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の補正値補間装置は、スプライン補間を用いることを特徴とする前記請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記請求項１に記載の未計測特徴点補正値生成装置は、計測された複数の特徴点における往復ズレ補正値ｕ（ｍ）とあらかじめ記憶された高さ情報ｈ（ｍ）との組から、高さ情報と補正値との関係式ｕ（ｍ）＝ｆ（ｈ（ｍ））を回帰分析により導出し、該導出されたｆによって基準特徴点での高さ情報ｈ（ｎ）から対応する補正値ｕ（ｎ）を算出することを特徴とする前記請求項１に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記請求項３に記載の関係式ｆは一次関数であり回帰分析は最小二乗法によるものであることを特徴とする前記請求項３に記載の印刷装置。
【請求項５】
前記請求項１に記載の往復ズレ補正値測定装置は補正値を変えて複数印刷したパッチから最もズレの少ないものを使用者の目視により判断し設定するものであって、波打ちプラテンの中央部近傍の山頂と谷底の二箇所で測定を行うことを特徴とする前記請求項１に記載の印刷装置。
【請求項６】
前記請求項１に記載の往復ズレ補正値測定装置は補正値を変えて複数印刷したパッチから光学式センサを用いて最もズレの少ないパタンを濃度に基づいて自動判定し設定するものであって、波打ちプラテンの少なくとも左端部と中央部と右端部のそれぞれの山頂と谷底で測定を行うことを特徴とする前記請求項１に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷ヘッドの走査を伴いながら画像を印刷するシリアルスキャン方式の印刷装置において、用紙のコックリングに起因する印字ズレを積極的に補正する印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリアルスキャン方式のインクジェット印刷装置は、インクジェット印刷ヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させつつ、被印刷媒体上に画像を形成するものであり、非接触かつ高速な記録が可能な特徴を有している。インクジェット印刷方式では被印刷媒体がインクを吸収して膨潤変形するいわゆるコックリングとよばれる現象が発生する。コックリングに伴う技術的課題は二点有り、ヘッドこすれと着弾位置ズレである。
【０００３】
ヘッドこすれは、コックリングで膨潤した被印刷媒体がその上を通過するヘッドと接触し印刷結果が汚れてしまう問題である。マルチパス印字の場合に特に問題となり、最悪の場合にはヘッドを破壊する場合もある。
【０００４】
さらに、ローラーで把持されて横方向への変形を規制された被印刷媒体は、コックリングで膨潤すると上下方向に変形し、ヘッドと被印刷媒体までの距離（紙間距離）が一様でなくなる。インク滴の着弾位置は紙間距離に比例して変動するため、往復で印刷を行うと、往路と復路での着弾位置がスキャンに渡って同一にならない。着弾位置ズレは、これによって縦罫線がずれるなどの画像品位低下を引き起こす問題である。
【０００５】
コックリングを抑制するには図３に示すように、プラテンに高さの異なるリブを設け、被印刷媒体をこれに沿って変形させるいわゆる波打ちプラテンを用いる方法がある。同図では被印刷媒体を吸引によりプラテンに引きつけているが、リブに対して薄い弾性フィルムで押さえ込む方法であってもよい。波打ちプラテンを用いると、コックリングは下方に向かって成長することになるため紙間距離の設定マージンを小さくできる利点がある。
【０００６】
着弾位置ズレの補正に関しては、印刷しながらリアルタイムに紙間距離を測定しインク吐出タイミングを変動させて着弾位置ズレを補正する構成が特許文献１で開示されている。これは印字を行う直前のコックリング状態が正確に反映されるという利点があり理想的である。しかし、高精度かつ高速に距離を測定可能なセンサは高価でありまた往復印刷を考慮するとセンサが二個必要となるなど、コスト制約の厳しい民生インクジェット製品への適用は難しい。特許文献１には、この他にもインクの打ち込み履歴を評価してコックリング量を推定して補正を行う構成が開示されているが、被記録媒体の種別や環境によるばらつきを考慮すると実用的とは言えない。一方、波打ちプラテンを用いるとコックリングの形状を制御できることから、波打ちプラテンの初期形状に関連させて吐出タイミングを変調する構成が特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２４０１４６号公報
【特許文献２】特開平２００４−１７５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２では被印刷媒体の種類別に変調量を用意し、環境温度に応じてコックリング量を予測するとしている。そのため、あらかじめ膨大な組み合わせでコックリング量の測定を行っておく必要があるし、想定と異なる被印刷媒体あるいは環境では着弾位置ズレ補正が不正確なものとなってしまう。ここで、紙間距離の誤差が往復ズレ補正におよぼす影響を試算しておく。
【０００８】
図４はインク滴が被印刷媒体に着弾するまでの様子を示した図である。同図においてヘッド移動方向をｘ、インク滴発射方向をｙとし、位置ｘにおける紙間距離をｈ（ｘ）、キャリッジ速度を一定値Ｖ、インク滴の吐出速度をＷとすると、地点ｐで吐出されたインク滴が地点ｑに着弾するまでの時間は、
ｙ方向に関して；
ｔ＝ｈ（ｘ）／Ｗ        （式１）
ｘ方向に関して；
ｔ＝ｒ（ｘ）／Ｖ            （式２）
（１），（２）式からｔを消去すると；
ｒ（ｘ）＝Ｖ／Ｗ・ｈ（ｘ）        （式３）
ｒ（ｘ）は位置ｘに着弾させるために吐出位置を早めるべき距離（印刷進み距離）を表している。ここで、往復での補正残差を１／１２００インチ（往路復路それぞれ１／２４００インチ）以下にする条件を求めてみる。
【０００９】
（３）式を全微分する。
【００１０】
Δｈ＝Ｗ／Ｖ・Δｒ        （式４）
（４）式に、実際のインクジェット印刷装置でのパラメータとして、Ｗ＝１２．０［ｍ／ｓ］、Ｖ＝０．８４６［ｍ／ｓ］、Δｒ＝１０．６×１０−６［ｍ］を代入してみると、
Δｈ＝１５０×１０−６［ｍ］
となる。被記録媒体が柔軟体であることを考慮すると、上記要求精度を測定によらずに再現性よく推定することは非常に困難であることがわかる。
【００１１】
本発明の目的は、高価な距離センサを用いたコックリング量の測定や、予想されるコックリング量での代用によらず、実際の被印刷媒体上での着弾位置ズレ量を実印字により測定し、適切に補正値に反映させることにより、着弾位置ズレ補正の精度と再現性を向上させた印刷装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるシリアルスキャン方式インクジェット印刷装置は、複数のリブで被印刷媒体を保持する波打ちプラテンと、あらかじめ波打ちプラテンの複数の特徴点におけるスキャン方向の位置と高さ情報とを記憶しておく基準特徴点記憶装置と、テスト用パッチの印刷結果に基づいて往路印刷と復路印刷の着弾位置のズレを最小にする印刷進み距離の補正値を前記基準特徴点のうち少なくとも二箇所でそれぞれ求める往復ズレ補正値測定装置と、前記基準特徴点のうち計測されなかった特徴点での往復ズレ補正値を前記計測された特徴点における補正値と前記記憶されている基準特徴点の高さ情報とから生成することを特徴とする未計測特徴点補正値生成装置と、基準特徴点の間の往復ズレ補正値を補間計算によって求める補正値補間装置と、印刷進み距離をスキャンに渡って連続的に変調して着弾位置ズレを補正する印刷進み距離変調装置とを備え、前記印刷進み距離変調装置は前記補間された往復ズレ補正値を用いて着弾位置ズレを連続的に補正するように構成される。
【００１３】
第二の発明では、補正値補間装置としてスプライン補間を用いる。
【００１４】
第三の発明では、未計測特徴点補正値生成装置は、計測された複数の特徴点における往復ズレ補正値ｕ（ｍ）とあらかじめ記憶された高さ情報ｈ（ｍ）との組から、高さ情報と補正値との関係式ｕ（ｍ）＝ｆ（ｈ（ｍ））を回帰分析により導出し、該導出されたｆによって基準特徴点での高さ情報ｈ（ｎ）から対応する補正値ｕ（ｎ）を算出するように構成される。
【００１５】
第四の発明では、前記関係式ｆは一次関数であり回帰分析は最小二乗法により構成される。
【００１６】
第五の発明では、往復ズレ補正値測定装置は補正値を変えて複数印刷したパッチから最もズレの少ないものを使用者の目視により判断し設定するものであって、波打ちプラテンの中央部近傍の山頂と谷底の二箇所で測定を行うように構成される。
【００１７】
第六の発明では、往復ズレ補正値測定装置は補正値を変えて複数印刷したパッチから光学式センサを用いて最もズレの少ないパタンを濃度に基づいて自動判定し設定するものであって、波打ちプラテンの少なくとも左端部と中央部と右端部のそれぞれの山頂と谷底で測定を行うように構成される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明を適用した印刷装置によれば、波打ちプラテンの限られた特徴点で測定された往復ズレ補正値と高さ情報の組から、高さ情報と補正量の関係式が回帰分析によって求められ、測定されなかった特徴点での補正量が該関係式に基づいて算出されて、更に特徴点間の補正量も補間演算で算出される。すなわち、比較的少ない測定点数であっても基準となるコックリング形状に基づいた滑らかな補正関数が得られる。その結果、被印刷媒体の種別、環境温度、環境湿度を適切に反映した着弾位置ズレ補正により良好な画像を得られるという特徴がある。また、測定点数に比例した精度で補正できるので、往復レジ補正値の測定を手動で行う場合は要求精度に応じて使用者の手間が増える合理的な構成が可能となる。更に、測定を自動的に行うようにすれば、多数の特徴点で測定することができ、極めて正確な補正が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施例１）
図１は本発明に係るインクジェット印刷装置の制御装置のブロック図である。同図において符号１は不図示のインクジェット印刷ヘッドを搭載したインクジェット印刷エンジン、符号２は印刷制御装置、符号３は通常データ印刷装置、符号４は基準特徴点記憶装置であり位置と高さ情報と測定対象点を示す情報と測定または計算された補正値を格納する領域からなっている。基準特徴点記憶装置４に格納する特徴点の高さ情報はプラテンそのものの高さでも構わないが、実際の被記録媒体をセットした時の紙間距離を実測する方がより望ましい。ただし、想定される全ての環境とメディアで測定する必要はなく常温常湿環境下で最もコックリングが顕著な普通紙などの代表的なメディアで測定するだけでも十分である。特徴点の選び方は、基本的にはコックリングの山頂と谷底を全て選ぶが、形状の再現性は基準特徴点の数に比例するので記憶容量の許す範囲で例えば斜面なども追加して出来る限り多くする方が好ましい。符号５は往復ズレ検出テストパッチ印刷装置である。図５は往復ズレ検出の原理説明図である。パタンFを往路で、パタンBを復路で印刷し重ねると、ズレが全くなければ面積が１００％埋まるため平均濃度が最高になる。ズレ量に比例して空白部分が発生するため平均濃度が減少する。符号６は手動設定または自動測定による補正値設定装置、符号７は最小二乗計算装置、符号８はスプライン補間装置である。スプライン補間は曲率最小即ちひずみエネルギーが最小となる曲線が生成されることが特徴であるので、コックリングの物理現象との親和性が高く良い近似が得られる。符号９は補間補正値テーブル、符号１０は印刷進み距離変調装置である。通常、補間補正値テーブル９と印刷進み距離変調装置１０は吐出制御装置と共にASICに実装される。符号１１は印刷データ切り替え装置である。
【００２０】
図２は本発明に係るインクジェット印刷装置の動作を説明するフローチャートである。往復レジ設定は、使用者の指示またはメディア交換手順の一環として開始される（Ｓ１０１）。印刷制御装置２は、印刷データ切り替え装置１１をテスト印刷選択に切り替え（Ｓ１０２）、パタン印刷位置を基準特徴点記憶装置４から読出して設定し（Ｓ１０４）、インクジェット印刷エンジン１にテストパッチ印刷装置５からのデータを印刷させる（Ｓ１０５）。使用者が最もズレの少ないパタンの番号を補正値設定装置６から入力し設定する（Ｓ１０６）。Ｓ１０４〜Ｓ１０６の手順を基準特徴点記憶装置４の特徴点のうち測定対象であることが示されているものに関して繰り返す（Ｓ１０３）。測定結果は基準特徴点記憶装置４に登録される。全測定対象で測定し終わったら印刷データ切り替え装置１１を通常印刷選択に切替える（Ｓ１０７）。特徴点での高さ情報ｈ（ｍ）と補正値ｕ（ｍ）の組から、高さ情報と補正値との関係式ｕ（ｍ）＝Ａｈ（ｍ）＋Ｂの係数ＡとBを最小二乗法により算出する（Ｓ１０８）。ここでの考え方は、基準となるコックリングの形状を引き延ばしたり、押し縮めたりすることによって実際のコックリングの形状が正しく再現できるという仮定に基づいている。ｒ（ｎ）＝Ａｈ（ｎ）＋Ｂによって全特徴点での高さ情報を一次変換して補正値を算出し、再び基準特徴点記憶装置４に登録する（Ｓ１０９，Ｓ１１０）。特徴点間の補正値をスプライン補間によって計算し補間補正値テーブル９に登録して終了する（Ｓ１１１，Ｓ１１２）。通常印刷時にはインクジェット印刷エンジン１に通常データ印刷装置３からのデータを印刷させる。この時、補間補正値テーブル９の補正値に従い印刷進み距離変調装置１０が印刷位置を変調する。
【００２１】
以上のように構成することによって、スプライン関数で表現された基準となるコックリング形状を変形して適用することになるので比較的少ない測定点数であっても近似精度を向上させることができ、実用的なコストで実用的な精度の往復ズレ補正ができる。
【００２２】
（実施例２）
前記実施例では補正値設定装置６は使用者が手動で設定するとしたが、光学式の反射センサによってアナログ的にパッチ濃度を読み取るように構成すればユーザの介在の必要なく自動的に補正値を設定することが出来る。手動設定ではユーザビリティーの観点から測定可能な点数には限界があるが、自動設定では原理的にはいくらでも測定点数を増やすことが出来る。しかし、自動調整であっても調整時間と調整用のメディア消費量を最小にすることはユーザビリティー上重要である。自動計測をプラテン上の左端部と中央部と右端部のそれぞれで山頂と谷底で行うようにすれば実用上は十分な精度で近似することができる。あるいはユーザが測定点数を選択できるようにしても良い。また、測定結果はメディア別に登録しておき、メディア交換後に自動または手動で呼び出せるように構成すると更に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るインクジェット印刷装置の制御装置のブロック図である。
【図２】本発明に係るインクジェット印刷装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】波打ちプラテンを説明する図である。
【図４】インク滴が被印刷媒体に着弾するまでの様子を示した図である。
【図５】往復ズレ検出の原理説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  インクジェット印刷エンジン
２  印刷制御装置
３  通常データ印刷装置
４  基準特徴点記憶装置
５  往復ズレ検出テストパッチ印刷装置
６  補正値設定装置
７  最小二乗計算装置
８  スプライン補間装置
９  補間補正値テーブル
１０  印刷進み距離変調装置
１１  印刷データ切り替え装置
【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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