(57)【要約】【課題】サテライトが発生するようなインクジェット記録ヘッドを用いる場合であっても、サテライトの影響を含んだ状態で好適な記録位置調整を実行することが可能なインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】サテライトの位置と大きさが判別可能なテストパターンを、双方向の記録位置をずらしながら複数記録し、当該複数のテストパターン夫々の反射強度を測定する。その後、記録位置のずらし量に対する反射強度の関係から複数のピークを抽出し、これら複数のピークにおける情報を用いて、記録位置調整値を求める。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドを双方向に走査させながら記録を行うインクジェット記録装置の、往路走査の記録位置と復路走査の記録位置を調整するための記録位置調整方法であって、
１回の吐出動作によって記録媒体に記録されるメインドットとサテライトの距離よりも走査方向に長い周期でメインドットが記録されるようなテストパターンを、往路走査の記録位置と復路走査の記録位置のずらし量を異ならせながら、複数記録する第１の工程と、
光学センサを用い、前記複数のテストパターンの夫々の反射強度を測定する第２の工程と、
前記ずらし量に対する前記反射強度の関係から複数のピークを抽出し、該複数のピークにおける前記ずらし量と前記反射強度を用いて、往路走査の記録位置と復路走査の記録位置を調整するための記録位置調整値を求める第３の工程と、
を有することを特徴とする記録位置調整方法。
【請求項２】
前記第３の工程は、前記複数のピークにおける前記ずらし量と前記反射強度から、前記ずらし量の重心を求め、前記記録位置調整値とすることを特徴とする請求項１に記載の記録位置調整方法。
【請求項３】
前記記録ヘッドの走査方向の位置に対する紙間距離の変動量ｈ（Ｘ）を取得する第４の工程と、
異なる紙間距離Ｇａｐ１およびＧａｐ２のもとで請求項１に記載の記録位置調整方法を実行することにより、紙間距離Ｇａｐ１およびＧａｐ２のそれぞれに対応する前記記録位置調整値Ｂ１およびＢ２を取得する第５の工程と、
前記第４の工程で取得した前記変動量ｈ（Ｘ）、前記紙間距離Ｇａｐ１、Ｇａｐ２、および、前記第５の工程で取得した前記記録位置調整値Ｂ１、Ｂ２を用いることにより、前記記録ヘッドの走査方向の位置に対する記録位置調整値の補正量ΔＢ（Ｘ）を求める第６の工程と、
を更に有することを特徴とする請求項１に記載の記録位置調整方法。
【請求項４】
前記第６の工程では、
補正係数αを、α＝（Ｂ１−Ｂ２）／（Ｇａｐ１−Ｇａｐ２）により算出し、
前記補正量ΔＢ（Ｘ）を、ΔＢ（Ｘ）＝α・ｈ（Ｘ）により算出することを特徴とする請求項３に記載の記録位置調整方法。
【請求項５】
インクを吐出する記録ヘッドを双方向に走査させながら記録を行うインクジェット記録装置であって、
１回の吐出動作によって記録媒体に記録されるメインドットとサテライトの距離よりも走査方向に長い周期でメインドットが記録されるようなテストパターンを、往路走査の記録位置と復路走査の記録位置のずらし量を異ならせながら、複数記録する手段と、
光学センサを用い、前記複数のテストパターンの夫々の反射強度を測定する手段と、
前記ずらし量に対する前記反射強度の関係から複数のピークを抽出し、該複数のピークにおける前記ずらしと前記反射強度を用いて、往路走査の記録位置と復路走査の記録位置を調整するための記録位置調整値を求める手段と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出する記録ヘッドを往復走査させて画像を記録するシリアル型のインクジェット記録装置に関する。特にサテライトが発生する記録ヘッドを用いた場合の、往路走査のドット着弾位置と復路走査のドットの着弾位置を調整するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリアル型のインクジェット記録装置では、記録ヘッドを移動（走査）させながらインクの吐出を行うので、記録ヘッドがインクを吐出する位置（吐出位置）と、記録媒体にインクが着弾する位置（着弾位置）には、ずれが生じている。そして、吐出位置と着弾位置の距離は、記録ヘッドから吐出されるインクの吐出速度のほか、記録ヘッドの走査速度や記録ヘッドと紙面の距離（紙間距離）などに応じて変化する。よって、多くのインクジェット記録装置では、目的の位置にインクを着弾させるために、移動中の記録ヘッドが記録を行う吐出位置（吐出タイミング）を調整するための、様々な構成が備えられている。
【０００３】
例えば特許文献１には、双方向記録を行った場合の、往路走査で記録するドットと復路走査で記録するドットの位置合わせを行うための、記録位置調整方法が開示されている。具体的には、往路走査の記録と復路走査の記録を合成してなるテストパターンを、復路走査あるいは複素走査の吐出タイミングを段階的に変化させながら複数記録している。そして、これら複数のパターン間の濃度変化から、１つのピーク（最高濃度あるいは最低濃度）を認定し、当該ピークに最も近い吐出タイミングを補正後の吐出タイミングに設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０３７９３６号公報
【特許文献２】特開平１１−２４０１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献１のような方法は吐出された液滴に副滴が発生しない場合には有効であるが、副滴が発生する場合には正確なピークの認定が困難になり、高精度な記録位置調整が出来ない場合があった。
【０００６】
インクジェット記録ヘッドから１つの液滴を吐出する場合、メインとなる主滴に続いて、少量の副滴が吐出される場合がある。このような副滴は、一般に紙面方向への吐出速度が主滴よりも遅いため主滴よりも遅れて紙面に到達する。よって、キャリッジの走査速度の分だけ主滴とは主走査方向にずれた位置に着弾し、サテライトと呼ばれる小径のドットを形成する。サテライトが十分小さい場合には、その存在は画像に影響を与えないが、近年のように小液滴化および高解像度が進む状況においては、サテライトが無視できない存在となって来ている。
【０００７】
サテライトが発生する状況において特許文献１に記載のドット位置調整を行った場合、サテライト自身が小さなピークを生み出すので、正確なピークの位置を推定することが出来なくなる。また、１つの主滴に対して副滴すなわちサテライトが複数発生するような場合には、ピークの認定は更に困難になる。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものである。よってその目的とするところは、サテライトが発生するようなインクジェット記録ヘッドを用いる場合であっても、サテライトの影響を含んだ状態で好適な記録位置調整を実行することが可能なインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために本発明は、インクを吐出する記録ヘッドを双方向に走査させながら記録を行うインクジェット記録装置の、往路走査の記録位置と復路走査の記録位置を調整するための記録位置調整方法であって、１回の吐出動作によって記録媒体に記録されるメインドットとサテライトの距離よりも走査方向に長い周期でメインドットが記録されるようなテストパターンを、往路走査の記録位置と復路走査の記録位置のずらし量を異ならせながら、複数記録する第１の工程と、光学センサを用い、前記複数のテストパターンの夫々の反射強度を測定する第２の工程と、前記ずらし量に対する前記反射強度の関係から複数のピークを抽出し、該複数のピークにおける前記ずらし量と前記反射強度を用いて、往路走査の記録位置と復路走査の記録位置を調整するための記録位置調整値を求める第３の工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、メインドットとサテライトの両方を含んだドット群の重心を用いて、往路走査と復路走査の記録位置を調整することが出来る。その結果、サテライトの弊害が緩和された画像を出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】インクジェット記録装置における記録部の構成を示す模式図である。
【図２】光学センサの内部構成を示す図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、光学センサの機能を説明するための模式図である。
【図４】記録媒体上のドットを示す図である。
【図５】テストパターンを記録するためのドットデータを示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は、テストパターンにおけるドットの重なり状態を示す図である。
【図７】テストパターンにおける、ずらし量と反射強度の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置における記録部の構成を示す模式図である。キャリッジ２０２は、インクを吐出する記録ヘッド２０１と記録ヘッド２０１にインクを供給するインクタンク２０４を搭載し、ガイドシャフト２０３に沿って図のＸ方向に往復移動する。キャリッジ２０２の移動中、記録ヘッド２０１は画像データに応じた所定のタイミングで、記録媒体２０５に向けて図のＺ方向にインクを吐出する。記録ヘッド２０１によって記録が行われる領域の記録媒体２０５は、その下方からプラテン２０７によって支持されている。記録ヘッド２０４による１回分の記録走査が行われると、記録媒体２０５は不図示の紙送りローラによって記録ヘッド２０１の記録幅に相当した距離だけ図のＹ方向に搬送される。このような記録ヘッド２０１による記録走査と、記録媒体２０５の搬送動作を交互に繰り返すことにより、記録媒体２０５に段階的に画像が形成される。なお、キャリッジ２０２のＺ方向の高さ、すなわち紙間距離は、記録媒体の種類等に応じて、図示しないカムの回転角度によって段階的に変更できるように構成されている。本実施例においては、２段階の紙間距離Ｇａｐ１およびＧａｐ２を実現可能とする。また、キャリッジ２０２の側面には、反射型光学センサ２０６が設けられている。
【００１３】
図２は、光学センサ２０６の内部構成を示す図である。光学センサ２０６は、光学素子として２つのフォトダイオード３０１および３０２、３つの可視ＬＥＤ３０３〜３０５、および１つの赤外ＬＥＤ３０６を一体的に備えており、それぞれの素子は不図示の外部回路によって制御駆動されている。可視ＬＥＤ３０３〜３０５と赤外ＬＥＤ３０６が照射部を構成し、フォトダイオード３０１および３０２が受光部を構成している。本実施例の光学センサ２０６は、記録ヘッド２０１の吐出口面と記録媒体の距離（紙間距離）の測定、および記録媒体に記録したテストパターンの反射率の測定（濃度測定）の２つの機能を有する。
【００１４】
図３（ａ）および（ｂ）は、上記夫々の機能を説明するための模式図である。図３（ａ）は、紙間距離を測定する構成を示す図である。紙間距離を測定する場合、赤外ＬＥＤ３０６から照射された光は、記録媒体２０５の表面で反射し、この反射光を並列配置されたフォトダイオード３０１および３０２が受光する。
【００１５】
記録媒体の高さ（すなわち紙間距離）が図のｄ１〜ｄ３のように変化すると、フォトダイオード３０１および３０２の夫々が受光する光量も変化する。すなわち、２つのフォトダイオード３０１および３０２からの出力値の比に応じて、紙間距離を測定することが出来る。なお、２つのフォトダイオード３０１および３０２の出力値は事前に所定の基準板を用いて校正されており、紙間距離についてはその絶対距離を測定することが出来るようになっている。
【００１６】
一方、図３（ｂ）は、テストパターンの濃度（反射強度）を測定する構成を示す図である。この場合、可視ＬＥＤ３０３〜３０６から照射された光は、記録媒体２０５のテストパターンが記録された領域４０１で反射し、この反射光の強度を並列配置されたフォトダイオード３０１および３０２が受光する。このような強度測定は乱反射光を検出することが好ましいため、発光部と受光部は正反射光を直接検出しないような位置関係になっている。なお、本実施例におけるテストパターンの反射強度測定については、紙間距離のような絶対値を求める必要は無く、複数のテストパターンを測定した場合の相対値が得られれば良い。
【００１７】
図４は、本実施例の記録ヘッド２０４が矢印の方向に移動しながらインクを吐出した場合の、記録媒体上のドットを示す図である。主滴によって記録されるメインドット１０１に対し、主滴より遅れて記録媒体に到達する副滴は、走査方向にさらに進行した位置に着弾してサテライト１０２を形成する。図では、２つの副滴が発生し２つのサテライト１０２が形成されている状態を示している。
【００１８】
従来の記録位置調整では、主にメインドット１０１の位置を調整するような補正が行なわれて来た。しかし本発明者らの鋭意検討によれば、図４のように１回の吐出で複数のドットが生ずる場合、往路走査のメインドットと復路走査のメインドットの位置を合わせても、その両側のサテライトの影響で画像の先鋭性が損なわれる場合が確認された。このような状況を鑑み、本発明者らは、メインドットの記録位置を調整するよりも、メインドットとサテライトを含んだ複数のドットの平均的な位置を用いて、往路走査と復路走査の記録位置を調整する方が良好な画像が得られるという知見に至った。
【００１９】
以下、本実施例における効果的な記録位置調整方法について具体的に説明する。ここでは、メインドットのドット径が３０μｍ、サテライトのドット径が１０μｍ、メインドットとサテライトの距離が７０μｍである記録装置を用いる。そして、１２００ｄｐｉ（ドット／インチ；１画素あたり約２１μｍ）の解像度で画像を記録する場合を、一例として説明する。
【００２０】
本実施例の記録位置調整方法は、主に以下の３つの工程から構成されている。まず、第１の工程では、記録位置ずれ量を互いに異ならせた複数のテストパターンを記録する。第２の工程では、記録した複数のテストパターン夫々の反射強度を光学センサ２０６によって測定する。第３の工程では、複数のテストパターンにおける記録位置ずれ量と反射強度の関係から、メインドットとサテライトを含んだ複数のドットの平均的な位置を、往路走査と復路走査で一致させるような記録位置調整値を算出する。
【００２１】
図５は、第１の工程において、本実施例のテストパターンを記録するためのドットデータを示す図である。黒丸を示した画素がドット記録を指定する画素である。本実施例のテストパターンでは、メインドットとともにサテライトの大きさや位置も把握できるようにするため、サテライトが他のメインドットと重なることが無いようなドットデータを用意する。ここでは、メインドットとサテライトの距離７０μｍよりも大きな周期でメインドットが記録される様、主走査方向（Ｘ方向）に１ドット３スペースの４画素周期（２１×４＝８４μｍ周期）で吐出動作を行うパターンとしている。なお、図では４周期分すなわち１６画素分のパターンを示しているが、後述する反射率測定結果の精度を上げるため、実際には更に多くの周期を有する広い領域のパターンとすることが好ましい。
【００２２】
図５で示したドットパターンに従ってテストパターンを記録する際、往路走査では、黒丸で示した画素に対し一定のタイミングで吐出を行って複数のパターンを記録する。一方、復路走査では、黒丸で示した画素に対し、パターンごとに１／４画素分ずつずらしたタイミングで吐出を行って、上記複数のパターンに重複記録する。複数記録された夫々のテストパターンで記録位置が１／４画素ずつずれているので、往路走査で記録されたドットと復路走査で記録されたドットの重なり状態がテストパターンごとに異なっている。
【００２３】
図６（ａ）〜（ｆ）は、このようなテストパターンにおける、往路走査で記録されるドットと復路走査で記録されるドットの重なり状態を示す図である。図では、往路走査で記録されるメインドットおよびサテライトを白丸で、復路走査で記録されるドットおよびサテライトをグレーの丸で示している。（ａ）から（ｆ）に進むにつれ、定位置に記録された往路走査のメインドットとサテライトに対し、復路走査のメインドットとサテライトの記録位置が図の左方向に移動している。
【００２４】
図６（ａ）では完全に分離している２つのメインドットが、同図（ｂ）では半ドット分重なり、同図（ｃ）では完全に重なっている。すなわちメインドットに関しては、図６（ｃ）の状態が、往路走査と復路走査の記録位置が一致した状態となる。
【００２５】
図６（ｄ）では、２つのメインドットが再び半ドット分重なった状態となり、サテライトも互いのメインドットと部分的に重なっている。そして、同図（ｅ）では、２つのサテライトが互いのメインドットに完全に含まれた状態となっている。
【００２６】
さらに、図６（ｆ）では、２つのメインドットは完全に分離した状態となっているが、２つのサテライトは互いに重なっている。
【００２７】
往路走査で記録された２つのドットと復路走査で記録された２つのドットのこのような重なり状態の変化は、記録媒体に対する被覆面積ひいては濃度も変化させる。第２の工程では、このような変化を把握するため、光学センサ２０６を用いて夫々のパターンの反射強度を測定する。
【００２８】
例えば図６（ａ）のようにドットが完全に分離しているパターンでは、記録媒体に対するドットの被覆面積が大きいすなわち白紙領域が少ないので、他のパターンに比べて反射強度は低い状態となる。一方、図６（ｃ）や（ｅ）のようにドットの重複面積が大きいパターンでは、記録媒体に対する被覆面積が小さいすなわち白紙領域が多いので、他のパターンに比べて反射強度は高くなる。
【００２９】
図７は、各テストパターンにおける、ずらし量と光学センサ２０６で測定した反射強度の関係を示した図である。サテライトが生じていない場合であれば、メインドット同士が重複した位置の反射強度が最も高くなり、このようなグラフは１つのピークのみを有するはずである。しかし、本実施例のようにサテライトが存在する場合には、メインドット同士が重複した状態（図６（ｃ））と、２つのサテライトが互いのメインドットに重複した状態（図６（ｅ））、の２箇所でピークが発生する。この際、これら２つのピーク間のずらし量の差は、メインドットとサテライトの距離（７０μｍ）とみなすことが出来る。
【００３０】
本実施例の第３の工程では、このような２つのピークの重心を求める。すなわち、夫々のピークの反射強度に応じた重み付けを行いながら夫々のずらし量の加重平均を取る。これにより、メインドットとサテライトの両方を含んだドット群としての、好適な記録位置調整値を求めることが出来る。
【００３１】
なお、以上では、サテライトが１つすなわちピークが２つである場合について説明したが、サテライトがｎ−１個ある場合、ピークはｎ個存在する。この場合、ｎ番目のピークのずらし量をＰｎ、反射強度をＩｎとすると、記録位置調整値Ｂは、
Ｂ＝（Ｐ１・Ｉ１＋Ｐ２・Ｉ２＋・・・＋Ｐｎ・Ｉｎ）／（Ｉ１＋Ｉ２＋・・・＋Ｉｎ
と表すことが出来る。
【００３２】
このように求められた記録位置調整値Ｂは、記録装置のメモリに格納される。その後、実際に画像の記録を行う場合には、メモリから読み出した記録位置調整値Ｂに基づいて双方向記録を行う。これにより、メインドットとサテライトの両方を含んだドット群の重心を、往路走査と復路走査で一致させることが出来、サテライトの弊害が緩和された画像を出力することが可能となる。
【００３３】
なお、以上ではｎ−１個のサテライトに対応可能なように、ｎ個のピークを抽出する構成で説明した。しかし、メインドットに比べて十分に小さいサテライトや、メインドットや他のサテライトに極近い位置に記録されるサテライトについては、考慮しなくてもよい場合が多い。このような場合には、事前に考慮すべきサテライトの数を判断し、その数に見合ったピークのデータのみを用いて上記式にて記録位置調整値Ｂを求めることも出来る。
【実施例２】
【００３４】
以下、本発明の第２の実施例について説明する。
【００３５】
既に説明したように、記録ヘッド２０１によって記録が行われる領域の記録媒体２０５は、その下方からプラテン２０７によって支持されている。これにより、記録中の紙間距離もある程度安定した範囲に維持されている。しかしながら、記録装置においてはメインシャフトの平行性の誤差や、プラテンの組み付け誤差、記録中の記録媒体の撓みなどによって、紙間距離が変動してしまう場合もある。このような状況においては、実施例１に従って記録位置調整値Ｂを求めても、その効果を記録ヘッドの移動領域全体すなわち画像領域全体で発揮することは出来ない。なぜなら、走査方向（Ｘ方向）に沿って紙間距離が変動すると、これに伴って記録位置のずれ量も走査方向（Ｘ方向）に沿って変化するからである。
【００３６】
特許文献２には、記録ヘッドの走査方向における紙間距離の変動に起因する記録位置ずれを補正するための構成が開示されている。具体的には、記録ヘッドの走査領域における複数の位置で紙間距離を測定し、事前に取得した吐出タイミングの補正値に対し、キャリッジの位置に応じた補正値を算出する方法が開示されている。特許文献２のような方法は、記録ヘッドの走査中に補正値を変化させるものであり、特に動的着弾補正と呼ばれている。
【００３７】
本発明の第２の実施例では、走査方向（Ｘ方向）に沿った紙間距離を事前に測定し、実施例１に従って求めた記録位置調整値Ｂに対し、更に特許文献２で開示されているような動的着弾補正を行う。そのために、実施例１の第１〜第３の工程に加え、更に以下の３つの工程（第４〜第６の工程）を用意する。
【００３８】
第４の工程では、記録媒体を給紙しプラテンで支持した状態においてキャリッジ２０２を等速で移動させ、その移動中に光学センサ２０６によって一定の周期で紙間距離を測定する。その結果、キャリッジの走査範囲において５ｍｍおきに紙間距離が実測される。実測されない位置の紙間距離については、両側の２つの実測値から一次近似で算出する。このようにして得られた紙間距離の基準値に対する変動量ｈ（Ｘ）を、テーブルとしてメモリに格納する。
【００３９】
第５の工程では、本実施例の記録装置で変更可能な２段階の紙間距離Ｇａｐ１およびＧａｐ２のそれぞれについて、実施例１を実行し、記録位置調整値Ｂ１およびＢ２を求める。そして、これら２つの位置の紙間距離Ｇａｐ１、Ｇａｐ２と、記録位置調整値Ｂ１およびＢ２を用いて、記録位置調整値の補正係数αを算出する。一般に、記録ヘッドからインクが吐出された位置（吐出位置）とそのインクが記録媒体に着弾する位置（着弾位置）の距離は、紙間距離に比例する。よって、記録位置調整値の変動量も紙間距離の変動量に比例する。すなわち、２段階の紙間距離をＧａｐ１、Ｇａｐ２とし、夫々の位置に最適な記録位置調整値をＢ１、Ｂ２とすると、定数となる補正係数αは、
α＝（Ｂ１−Ｂ２）／（Ｇａｐ１−Ｇａｐ２）
と求めることが出来る。
【００４０】
第６の工程では、第４の工程で取得した紙間距離の変動量ｈ（Ｘ）と、第５の工程で求めた補正係数αを積算することにより、主走査方向の位置Ｘに対する記録位置調整値の補正量ΔＢ（Ｘ）を求める。すなわち、
ΔＢ（Ｘ）＝α・ｈ（Ｘ）  
【００４１】
このように求めた補正量ΔＢ（Ｘ）を、記録時の紙間距離Ｇａｐ１およびＧａｐ２に対応する記録位置調整値Ｂ１あるいはＢ２に加算することにより、記録ヘッドの走査位置Ｘに対応する記録位置調整値（Ｘ）を求めることが出来る。
【００４２】
実際に画像の記録を行う場合には、Ｘ座標の位置に応じて動的に変化する記録位置調整値Ｂ（Ｘ）に基づいて吐出タイミングを調整しながら、双方向記録を行う。これにより、主走査方向の位置に応じて紙間距離が変動する状況であっても、メインドットとサテライトの両方を含んだドット群の重心を、往路走査と復路走査で一致させることが出来、サテライトの弊害が緩和された画像を出力することが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
１０１  メインドット
１０２  サテライト
２０１  記録ヘッド
２０２  キャリッジ
２０３  ガイドシャフト
２０４  インクタンク
２０５  記録媒体
２０６  光学センサ
２０７  プラテン
【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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【図６】
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【図７】
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