JP2007331315A - インクジェット記録装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な光学式センサを用いて高精度の高さ検出技術を実現する。
【解決手段】複数のノズルを有する記録ヘッドをキャリッジによって往復走査させながら記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、前記キャリッジに搭載されて、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間の距離を検出する検出手段と、前記距離の検出結果に基づいて、前記記録媒体の記録領域における前記距離の変動量を算出する算出手段と、算出された前記距離の変動量に基づいて、インクの目標吐出位置からのずれを補正するように前記記録ヘッドのインク吐出タイミングを制御する制御手段と、を備える。
【選択図】図１０

Description

本発明は、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録技術に関するものである。

画像データを印刷する記録装置（以下、プリンタ）には、ドットインパクト方式、熱転写方式、電子写真方式等の種々のものが考案されており、インクジェット方式のプリンタも普及している。インクジェットプリンタは記録ヘッドからインクを吐出し用紙と非接触で印刷を行うので、表面状態の良くない、例えば、ざらついた普通紙や布等の記録媒体であっても印刷が可能である。

インクジェットプリンタは、用紙搬送機構、ヘッド走査機構、モータ、駆動回路、ヘッド駆動回路、データ処理・制御回路、操作・表示回路、電源回路等を基本的な構成として持ち、ＬＢＰ等の電子写真方式のプリンタに比べ簡易な機構となっている。

また、従来のインクジェットプリンタは、インクの液滴サイズが大きく、わずかな変動による画質への影響は小さかったが、近年の高画質化の要求に伴って液滴サイズが小さくなり、更なる高精度が要求されるようになっている。

そして、高精度化を妨げる要因の１つとして記録ヘッドと用紙との間の距離（以下、ヘッド用紙間距離）の変動が挙げられる。例えば、ヘッド用紙間距離が０．１ｍｍ変動すると、インク液滴の着弾（ドット）位置は２０μｍずれることになる（双方向印刷、ＣＲ（キャリッジ）速度４０ｉｎｃｈ／ｓ、インク吐出速度１０ｍ／ｓとした場合の計算値）。よって、液滴サイズが小さくなると、着弾位置のわずかなずれが印字品位に大きく影響を及ぼしてしまう。

上述した問題点に対し、特許文献１には、ヘッド用紙間距離の変動量に基づいてインクの吐出タイミングを制御することで、インク液滴の着弾位置を補正する技術が記載されている。
特開平１１−２４０１４６号公報

しかしながら、上記特許文献１におけるヘッド用紙間距離の変動量を検出するためには高精度の検出器が必要となり、装置の複雑化やコスト高を招くことになる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、キャリッジに光学式センサを搭載して、簡易な構成で精度良くヘッド用紙間距離を測定できる技術を実現することである。

また、高精度に測定したヘッド用紙間距離の変動量に基づいて、インクの吐出タイミング制御することで着弾精度を高め、印字品位を向上できる技術を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のノズルを有する記録ヘッドをキャリッジによって往復走査させながら記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、前記キャリッジに搭載されて、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間の距離を検出する検出手段と、前記距離の検出結果に基づいて、前記記録媒体の記録領域における前記距離の変動量を算出する算出手段と、算出された前記距離の変動量に基づいて、インクの目標吐出位置からのずれを補正するように前記記録ヘッドのインク吐出タイミングを制御する制御手段と、を備える。

また、本発明は、複数のノズルを有する記録ヘッドをキャリッジによって往復走査させながら記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置の制御方法であって、前記キャリッジに搭載された検出手段により前記記録ヘッドと前記記録媒体との間の距離を検出する検出ステップと、前記距離の検出結果に基づいて、前記記録媒体の記録領域における前記距離の変動量を算出する算出ステップと、算出された前記距離の変動量に基づいて、インクの目標吐出位置からのずれを補正するように前記記録ヘッドのインク吐出タイミングを制御する制御ステップと、を備える。

本発明によれば、高精度に測定したヘッド用紙間距離の変動量に基づいて、インクの吐出タイミングを制御することで着弾精度を高め、罫線ずれや色味変化、色ずれ等を低減することができる。

以下、本発明に係る一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

尚、以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

また、本実施形態において、「プリント」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。つまり、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「用紙」とは、一般的なプリンタで用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

更に、「インク」とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈されるべきもので、用紙上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または用紙の加工、或いはインクの処理に供され得る液体を表すものとする。インクの処理としては、例えば用紙に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化が挙げられる。

更に、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路及びインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括するものとする。

［インクジェットプリンタの概略説明（図１）］
図１は、本発明に係る実施形態のインクジェットプリンタであって、アッパカバーを取り外した状態を示す斜視図である。

図１に示すように、インクジェットプリンタ（以下、プリンタ）２の前面に手差し挿入口８８が設けられ、その下部に前面へ開閉可能なロール紙カセット８９が設けられている。これにより紙等の記録媒体（以下、用紙）は手差し挿入口８８又はロール紙カセット８９からプリンタ内部へと供給される。プリンタ２は、２個の脚部９３に支持された装置本体９４、排紙された用紙を積載するスタッカ９０、内部が透視可能な透明で開閉可能なアッパカバー９１を備えている。また、装置本体９４の右側には、操作パネル１２、インク供給ユニット及びインクタンクが配設されている。

プリンタ２は、用紙を矢印Ｂ方向（副走査方向）に搬送するための搬送ローラ７０と、用紙の幅方向（矢印Ａ方向、主走査方向）に往復移動可能に支持されたキャリッジユニット（以下、キャリッジ）４を備える。また、プリンタ２は、キャリッジ４を矢印Ａ方向に往復移動させるためのキャリッジモータ（不図示）及びキャリッジベルト３を備える。また、プリンタ２は、キャリッジ４に装着されたインクジェット記録ヘッド（以下、プリントヘッド）１１と、インクを供給すると共にプリントヘッド１１の吐出口の目詰まり等によるインク吐出不良を解消させるための吸引式インク回復ユニット９とを備える。

キャリッジ４には、用紙にカラー記録を行うために、６つのカラーインクに対応して６つのヘッドからなるプリントヘッド１１が装着されている。
即ち、プリントヘッド１１は、例えば、Ｋ（ブラック）インクを吐出するＫヘッド、Ｃ（シアン）インクを吐出するＣヘッド、Ｍ（マゼンタ）インクを吐出するＭヘッド、Ｙ（イエロ）インクを吐出するＹヘッドで構成されている。更に、プリントヘッド１１は、ＬＣ（淡色シアン）インクを吐出するＬＣヘッド、ＬＭ（淡色マゼンタ）インクを吐出するＬＭヘッドで構成されている。

以上により、搬送ローラ７０にて用紙を所定の記録開始位置まで搬送した後、キャリッジ４によりプリントヘッド１１を主走査方向に走査させる動作と、搬送ローラ７０により用紙を副走査方向に搬送させる動作とを繰り返し行い、用紙全体に対して記録を行う。

即ち、キャリッジベルト３及びキャリッジモータ（不図示）によってキャリッジ４が図１に示された矢印Ａ方向に移動することにより、用紙に記録が行われる。キャリッジ４が走査される前の位置（ホームポジション）に戻されると、搬送ローラによって用紙が副走査方向（図１に示された矢印Ｂ方向）に搬送される。その後、再び図１中の矢印Ａ方向にキャリッジを走査することにより、用紙に対する画像や文字等の記録が行なわれる。上記の動作を繰り返し、用紙の１枚分の記録が終了すると、その用紙はスタッカ９０内に排紙され、１枚分の記録が完了する。

［プリンタの制御回路の説明（図２）］
図２は、図１に示したプリンタの主要な制御構成を示すブロック図である。

図２において、１は画像データやコマンド等を供給するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のホスト装置である。プリンタ２はＰＣ１からの画像データやコマンド、パラメータ、画像処理ＬＵＴ（ルックアップテーブル）等の受信を行い、その受信画像データをコマンドやパラメータ、画像処理ＬＵＴに応じて記録を行う。

ＰＣ１は、一般的なものであり、キーボードやディスプレイを有し、ユーザとのインタフェースをアプリケーションソフトやプリンタ専用のプリンタドライバや専用プリンタ制御ソフト（ＲＩＰ等）で実現している。

５は、プリンタ２の全体を制御するためにＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＤＭＡＣ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えた制御ユニットである。４はプリントヘッド１１を搭載したキャリッジ４、６はキャリッジ４を主走査方向に往復移動させるキャリッジ搬送ユニット、７は用紙を副走査方向に移動させる用紙搬送ユニットである。８はプリントヘッド１１へインクを供給する供給ユニット、９はプリントヘッド１１の表面クリーニングやインク吸引、インク滴吐出等を行うことでプリントヘッド１１を良好な状態に回復させる回復ユニットである。１０はプリントヘッド１１の電源や制御ユニット５や他のユニット部に電源を供給する電源ユニット、１２はキースイッチやＬＣＤ等のディスプレイを有する操作パネル部である。

本実施形態では、機構部の詳細な図面や説明は省略するが、プリンタ２はシリアルプリンタ動作する。

この実施形態では、キャリッジ４に対してプリントヘッド１１は脱着自在であり、キャリッジ４は電気的な接点、インクを供給するチューブ等のジョイント部、プリントヘッド１１を支持固定する部材、キャリッジ搬送ユニット６との接続部を備えている。キャリッジ４は、キャリッジ搬送ユニット６のレール（不図示）等で支持され、キャリッジ搬送ユニット６のタイミングベルト（不図示）等でキャリッジ搬送ユニット６のモータ（不図示）に接続され、モータの回転でキャリッジ４が主走査方向に往復移動する。更に、キャリッジ４にはエンコーダセンサ（不図示）が搭載され、キャリッジ搬送ユニット６の内部にはエンコーダ用のリニアスケール（不図示）が主走査方向に設けられ、キャリッジ４に搭載されたプリントヘッド１１の位置を検出しその移動速度を制御できる。

用紙搬送ユニット７は、用紙を副走査方向へ移動させるために、搬送ローラ７０をモータ（不図示）とロータリーエンコーダ（不図示）で回転制御する。

インク供給ユニット８は、インクタンク（不図示）とプリントヘッド１１をインクチューブ等で接続し、インクをインクタンクからプリントヘッドに供給する。また、インクチューブの途中に弁機構が設けられ、プリントヘッド１１の交換や、インクタンクの交換時等に弁を閉じることでインクチューブやプリントヘッドからのインク漏れを防止している。尚、この弁機構を動かす駆動源としてモータが用いられ、弁の開閉状態を検知するために位置センサとしてフォトインタラプタが用いられている。

回復ユニット９は、プリントヘッド１１の表面を拭くワイピング機構やプリントヘッドの表面を部材で密閉するキャッピング機構、プリントヘッド１１のノズルからインクを吸引するための吸引ポンプ機構を有する。また、回復ユニット９は、これらの機構を駆動するモータと駆動伝達機構と機構部各部の状態を検出する位置センサを有する。

電源ユニット１０は、ＡＣスイッチや操作パネル１２上のソフトスイッチ等でオンオフされ、制御ユニット５には、ロジック電源として電圧３．３Ｖと５Ｖの電源を供給している。また、電源ユニット１０は、各ユニットのアクチュエータ（モータ等）に対しては電圧２４Ｖの電源を制御ユニット内のＩ／Ｏ制御部＆ドライバ部２６経由で供給している。また、プリントヘッド１１のヘッド電源は、制御ユニット内のヘッド電源制御部を介して設定電圧値で電源ユニット１０から供給される。

制御ユニット５は、全体の動作を管理するシーケンス制御部２１、画像データから記録データへの変換処理を行う画像処理部２２、記録データをプリンタ２の動作に合わせてタイミング調整するタイミング制御部２３を備える。また制御ユニット５は、プリントヘッド１１の駆動データや駆動パルスや駆動電圧等を制御するヘッド駆動部２４、プリンタ２の内部ユニットのセンサやアクチュエータ（モータ等）とのインタフェースや駆動制御を行うＩ／Ｏ制御部＆ドライバ部２５等を備える。

制御ユニット５は、物理的には回路基板である。シーケンス制御部２１はＣＰＵ、そのＣＰＵの制御用プログラムや各種データを格納するＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして使用され各種データを格納するＲＡＭ、ホスト装置であるＰＣ１とのインタフェースを制御するＩ／Ｆ部等で構成される。また、画像処理部２２、タイミング制御部２３、及びヘッド駆動部２４は、ＡＳＩＣとＲＡＭ等のメモリで主に構成され、Ｉ／Ｏ制御部＆ドライバ部２５は汎用ＬＳＩやトランジスタ等の電気回路で構成される。

画像処理部２２は、ＰＣ１からの輝度画像データ（ＲＧＢ各色成分データ）をインク色に対応した濃度画像データ（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＬＣ、ＬＭ成分）に画像処理ＬＵＴに基づいて変換する色変換処理部４１を備える。また、画像処理部２２は、色変換処理部４１からの濃度画像データをプリンタの出力γ特性に基づいて変換する出力γ処理部４２を備える。更に、画像処理部２２は、出力γ処理部４２からの濃度画像データ（多値データ）を２値の画像データに変換する２値化処理部４３を備える。

タイミング制御部２３は、画像処理部２２で処理された各インク色に対応した２値の画像データの配列順番（ラスタ方向（主走査方向）順）をプリントヘッド１１のノズル配列方向の順番（カラム方向（副走査方向）順）に変換するＨＶ変換部４７を備える。また、タイミング制御部２３は、カラム方向順に変換された画像データを格納するメモリ部４８を備える。更に、タイミング制御部２３は、メモリ部４８からの読み出しタイミングをプリントヘッド１１の位置や移動方向等に応じて各インク色に対応した画像データ毎に制御し各インクによる記録がずれない様に調整するレジ調整部４９を備える。

［ヘッド用紙間距離の検出］
次に、本実施形態のプリンタによるヘッド用紙間距離の検出方法について説明する。

図３は、本実施形態のプリンタにおけるキャリッジ周辺部を示す図である。

図３において、５１はプラテン、５２は反射型センサ等の光学式センサ、５３は用紙である。光学式センサ５２は、キャリッジ４における用紙５３の搬送方向（副走査方向Ｂ）下流側（或いは上流側や主走査方向Ａの一方側）に配置されている。搬送ローラ７０は、上述したロータリエンコーダを用いてその位置情報が逐次記憶されている。搬送ローラ７０と用紙５３とは若干の滑りは生じるものの、基本的には連動して動作する。そのため、搬送ローラ７０の位置情報（方向と移動量）から、プリントヘッド１１に対する用紙５３の相対的な位置（用紙の送り出し量）が制御ユニット５で算出される。

図４は、図３の光学式センサの概略構成図である。

図４において、５４は発光用ＬＥＤ、５５はフォトトランジスタである。発光用ＬＥＤ５４から照射された光が用紙５３の表面で反射し、フォトトランジスタ５５により受光される。用紙５３と光学式センサ５２との距離が変動するとフォトトランジスタ５５で受光される光量が変化するので、この光量の変化を求めることで用紙５３と光学式センサ５２との距離が検出できる。

［着弾位置の補正］
次に、上記光学式センサを用いたヘッド用紙間距離を用いた着弾位置の補正方法について説明する。

図５は本実施形態によるヘッド用紙間距離に基づく着弾位置の補正処理を示すフローチャートである。尚、以下の各ステップは、プリンタの電源がオンされたときに、制御ユニット５のシーケンス制御部２１がＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより実現される。

Step5-1（用紙幅全域高さ検出）
光学式センサ５２を用いて用紙幅全域（若しくは印字可能領域）のヘッド用紙間距離（若しくはヘッドプラテン間距離、以下、高さともいう）の変動量を検出する。更に、ヘッド用紙間距離変動量に加えて、キャリッジの主走査方向の位置を検出するエンコーダセンサのカウント値（基準位置を“０”とし、基準位置から遠ざかる方向にカウント値が増加する。）を取得する。このカウント値は、キャリッジの主走査方向における複数の値で平均化してもよい。これにより、記憶容量が低減される。

Step5-2（着弾位置算出）
上記用紙幅全域のヘッド用紙間距離変動量に応じて、次式により着弾位置ずれ量を算出する。

着弾位置ずれ量＝ヘッド用紙間距離変動量／インク吐出速度×キャリッジ速度×双方向ずれ分
例えば、ヘッド用紙間変動量：０．２ｍｍ、インク吐出速度：１０ｍ／ｓ、キャリッジ速度：４０ｉｎｃｈ／ｓとすると、着弾位置ずれ量＝０．２／１０００／１０×４０×２５．４／１０００×２＝０．００００４０６４ｍ、つまり約４０μｍのずれ量となる。

また、インクの液滴サイズが４ｐｌの場合、用紙上のドット径は直径約３０μｍである（用紙、ヘッド用紙間距離、インク状態にも依存するがおおよその目安）。

視認性は、個人ごとに多少異なるが、一般的にインク液滴の１／２ドット（ここで例示したサイズの場合、１５μｍ）ずれると、罫線ずれや色味の変化を認識できると言われている。

Step5-3（用紙幅全域着弾位置補正）
上記Step5-2で算出した着弾位置ずれを補正するようにヘッド駆動部２４によるインク液滴の吐出タイミングを制御する。

ここで、着弾位置をずらす補正について説明する。

図６は着弾位置ずれがない場合のキャリッジと用紙の位置関係を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）であり、図７は着弾位置ずれがある場合のキャリッジと用紙の位置関係を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。

図６及び図７において、６２は着弾目標位置、６３は用紙５３上に凸状段差がある場合の着弾位置ずれ量、６４はヘッド用紙間距離である。

図６のように用紙５３上に段差のない状態で、インク液滴の着弾位置を目標着弾位置６２に一致させる着弾位置調整（レジスト調整）を実施する。

一方、図７のように用紙５３上に段差のある状態では、上記段差のない状態でレジスト調整を実施したとしても着弾位置ずれが発生してしまう。図６の段差がない場合には罫線ずれは生じないが、図７のように段差がある場合には罫線ずれが発生する。尚、図６及び図７では、罫線ずれのみに着目しているが、色味変化についても同様のことが言える。

図８は着弾位置ずれによる色味変化の発生を説明する図である。

図８（ａ）の段差のない状態では、吐出されたインク液滴６１は用紙５３上に等間隔に配置され、印字領域全域のドットが均一に配置されて色味の変化が発生しない。

しかし、図８（ｂ）の段差のある場合では、段差により着弾位置が主走査方向Ａにずれてしまい、インク液滴の吐出タイミングを一定に制御しても印字領域全体のドットが均一に配置されず、色味の変化が発生してしまう。

図９は着弾位置ずれを解消するためにインク液滴の吐出タイミングを補正した場合のキャリッジと用紙の位置関係を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。

図９において、着弾位置ずれ量６３を補正するために、ヘッド用紙間距離変動量（Step5-1）に基づいて、目標着弾位置６２に対するキャリッジ４の位置でのインク液滴の吐出タイミングをずらし（４→４’）、目標着弾位置６２に着弾させる。このように、ヘッド用紙間距離の変動量を用いてインク液滴の吐出タイミングをずらす補正を行うことで、図９のように段差のない状態と同様に罫線ずれが解消できる。

Step5-4（スキャン毎の実行判定）
キャリッジのスキャン毎にヘッド用紙間距離変動量を検出し、着弾位置の補正を行う必要があるか判定する。これは、例えば、印字の影響で発生する高さ変動（コックリング）等を補正する場合、印字を継続する毎に変化するため、スキャン毎にヘッド用紙間距離変動量を検出し、着弾位置を補正する必要があることによる。もちろん、毎スキャン必ず行う必要はなく、一定間隔で実施してもよい。また、プリンタ本体の公差によりヘッド用紙間距離に変動が生じる場合には、スキャン毎にヘッド用紙間距離変動量を検出する必要はなく、用紙セット時の１回（若しくは工場出荷時の１回）行えば十分である。

次に、本実施形態によるヘッド用紙間距離の検出方法について説明する。

図１０は、本実施形態によるヘッド用紙間距離の検出処理を示すフローチャートである。

本実施形態では、キャリッジ４に搭載した簡易な光学式センサ５２を用いてヘッド用紙間距離（以下、ギャップともいう。）の微小な変動量を検出するため、特定位置でのセンサの検出及び調整、全域での検出及び出力値の校正を行い、所望とするヘッド用紙間距離の変動量を検出する。

Step10-1（基準面検出）
図１１は、本実施形態のヘッド用紙間距離検出におけるキャリッジ、用紙、基準位置を示す図である。

図１１において、３１は静的ギャップ検出位置、３２はギャップ高さ基準部（高さ基準面）である。なお、図１１では、光学式センサ５２は主走査方向Ａの一方の下流側であって、キャリッジ４の走査範囲においてセンサ５２がギャップ高さ基準部３２を通過する位置に設けられている。

静的ギャップ検出位置３１は、ギャップを検出するためにキャリッジ４を静止した状態で検出するための位置である。この位置は、特にマーカ等が形成されているわけではなく、プリンタ本体の組み立て時等にヘッド用紙間距離が校正された箇所である。

ギャップ高さ基準部３２は、静的ギャップ検出位置３１との高さ変動が保証された位置であり、用紙搬送路とは異なる位置に存在する。また、図１２はギャップ高さ基準部の断面を示しており、基準部には高さの異なる複数の面が設けられている。

図１３は、本実施形態の光学式センサのギャップ変動と出力変動の関係を示す図である。

図１３において、３３はヘッド用紙間距離の検出範囲と想定される想定高さ変動領域である。

想定高さ変動領域３３において、センサの出力変動が略線形を保つようにセンサ内部の配置が決められる。

高さ基準面は、例えば、静的ギャップ検出位置３１を「０ｍｍ」とした時に、「−０．３ｍｍ」及び「０．３ｍｍ」と定められる。

想定高さ変動領域３３の範囲内では出力変動が略線形に保たれている。このため、高さ「−０．３ｍｍ」の位置での出力が「０．４（相対値）」、「０．３ｍｍ」の位置での出力が「０．６（相対値）」であるとすると、例えば、センサ出力が「０．５ｍｍ（相対値）」の場合、高さは、「０ｍｍ」として検出できる。このように、予めギャップ高さ基準面３２によりセンサの出力を校正しておくことで、センサ出力値から高さ変動量を検出することができる。

ギャップ高さ基準面３２において校正する理由は、センサを構成する発光用ＬＥＤ５４及びフォトトランジスタ５５の素子のばらつきを校正するためである。尚、基準面３２での校正は、発光側で発光量を調整して、受光側で増幅度を調整しても良い。

Step10-2（固定位置での高さ検出）
ここでは、用紙上の固定位置（特定位置）で高さ検出を行う。

固定位置は、プリンタ本体の組み立て時にヘッド用紙間距離が校正されている箇所である。

この固定位置で検出される高さは、組み立て時に想定されたヘッド用紙間距離から用紙の厚さを差し引いた値になる。

インクジェットプリンタで印字される用紙の厚さは、ほとんどが０．１〜０．３ｍｍに収まる程度に小さいため、ほとんどの用紙において、図１３に示すセンサの出力変動の線形領域を超えることはないと言える。

一方、用紙によって反射率が異なるため、仮に高さが同等であったとしても反射光量により出力値が異なる。

図１４は反射率の異なる用紙の高さ変動と出力変動の関係を示す図であり、５３ａは反射率Ｘの用紙５３Ａの高さ変動と出力変動、５３ｂは反射率Ｙの用紙５３Ｂの高さ変動と出力変動を夫々示している。

例えば、用紙５３Ａ、５３Ｂの厚さが同じ場合、高さ変動「０ｍｍ」場合には、用紙５３Ａの出力が「０．４７４」、用紙５３Ｂの出力が「０．１５８」となる。用紙上の出力値の絶対値は用紙ごとに異なるが、高さが変動したときの出力変動比率は同等である。

例えば、高さ変動「−０．２ｍｍ」の場合、用紙５３Ａの出力は「０．５６４」、用紙５３Ｂの出力は「０．１８８」となる。そして、「−０．２ｍｍ」の高さ変動時の出力変動比率は、用紙５３Ａでは０．５６４／０．４７４＝１．１９、用紙５３Ｂでは０．１８８／０．１５８＝１．１９となる。

つまり、出力変動比率は、用紙の反射率に依存せず同等である。これは、出力変動比率は用紙の表面状態（反射光量）に依存せず、ＬＥＤ光の開口サイズに依存するためである。

ここで、上記特定位置の設定について説明する。

特定位置は、レジスト調整（ノズル位置調整）の基準ともなり、特定位置近辺でレジスト調整（特に双方向レジスト調整）が実施される。そして、このレジスト調整結果を基準として高さ変動分だけ吐出タイミングを補正する。

Step10-3（動的高さ検出用のゲイン設定）
ここでは、用紙上でセンサの出力調整を行う。

センサの出力調整を行う理由は、基準面検出(Step10-1)を行った基準面の反射光量と用紙の反射光量の差（つまり、用紙による差）を校正するためである。用紙によっては、高さ変動が発生した時の出力変動が大きく、出力が飽和してしまうことがあるためである。ヘッド用紙間距離が既知の特定位置での出力からプリンタ本体公差分だけ高さ変動がある場合を想定してゲインを設定する。

Step10-4（動的高さ検出）
ここでは、Step10-3での出力調整結果を用いて用紙全域の高さ検出を行い、この出力変動分と静的ギャップ検出位置３１との比率を算出する。そして、算出された比率と予め求められた高さ変動と出力変動との関係からヘッド用紙間距離の変動量を算出する。

図１５はセンサの出力変動から高さ変動を算出した結果を示す図で、横軸は用紙幅位置であり、印字可能領域（用紙幅）が９００ｍｍのプリンタを用いて測定した結果である。尚、縦軸の高さ変動分のうち、プリンタ本体の公差として想定されるのは５００μｍ程度である。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態として、少なくとも２つ以上の特定位置における出力値を用いて用紙の印字領域全域におけるセンサの出力結果を校正する方法について説明する。

第１の実施形態では、センサの高さ変動と出力変動が略線形を保つ領域を使用することを前提としている。この前提は、通常の用紙の厚さが０．１〜０．３ｍｍ程度である場合に、通常使用される用紙厚さ及び想定される本体公差について略成立する。

ところが、ボード紙のような特別に厚い用紙（厚さ１ｍｍを超えるものも存在する。）に印字する場合には、想定高さ変動領域３３として線形でない領域を使用することが考えられる。

このように想定高さ変動領域３３として線形でない領域を使用する場合の特定位置でのセンサの検出及び調整、全域での検出及び出力値の校正を行い、所望とするヘッド用紙間距離の変動量を検出する方法について、図１６のフローチャートを参照して説明する。

図１６では、図１０のフローにおける動的高さ検出(Step10-4)後に、以下に説明する２つのステップを行う。

Step16-1（固定位置での高さ検出２）
用紙上でのセンサの出力調整は、Step10-2と同等の結果を用いる。

２つ目の特定位置の高さは、１つ目の特定位置の高さとの相対高さ変動が既知の位置を用いる。この位置は、例えば工場等で数値を記録するか、プリンタ本体を調整することにより実現する。図１７において、３４は２回目の静的ギャップ検出位置を示している。

１つ目と２つ目の各特定位置のヘッド用紙間距離は異なっている必要があるため、Step10-2で求めた１つ目の高さ（工場出荷時には既知の値）をＧ１、本シーケンス上における出力値をＶ１とする。また、Step16-1で求める２つ目の高さ（工場出荷時には既知の値）をＧ２、本シーケンス上における出力値をＶ２とする。

Step16-2（高さ変動補正）
１回目と２回目の各静的ギャップ検出結果を用いて、動的高さ検出結果に下記変動分を乗じて高さ変動を算出する。

各高さ変動＝各出力変動分×（Ｇ１−Ｇ２）／（Ｖ１−Ｖ２）＋（Ｇ２×Ｖ１−Ｇ１×Ｖ２）／（Ｖ１−Ｖ２）
以上のように算出した動的高さ検出結果を用いて吐出タイミングを制御する。

尚、上記の方法は、ヘッド用紙間距離変動とセンサの出力値が線形ではないとしても、少なくとも単調増加（若しくは単調減少）であることを前提とする。

また、２つ目の特定位置における高さ検出は、Step10-4の後に行うが、Step10-2の１つ目の検出直後に行っても効果は同じである。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態として、高さ検出時に異常があるか否か判定し、その判定結果に基づき補正を行う方法について説明する。

ここで、異常とは、例えば、予め用紙に異なる印字がされていた場合や、用紙に汚れや傷がある状態を想定している。

図１８は、予め用紙に異なる印字がされていた場合の高さ検出結果を示す図である。

図１８において、４５は高さ検出結果の異常値の前後のポイントを示している。

上述した動的高さ検出時に用紙に印字箇所が存在する場合、そこでの出力値は著しく変化する。これは、センサの発光ＬＥＤの波長と、その光の吸収特性に依存するものである。

そのため、用紙上に印字箇所等の何らかの異常がある場合、高さ変動により生じる出力変動とは著しく異なる値が検出される。そこで、出力値に著しい変化が発生した直前位置４５までの出力値の平均値を、高さ変動の異常判定に利用する。尚、ここでは、狭い領域であれば、大きな高さ変動は生じないということを前提としている。

尚、センサの出力変動を利用して異常判定を行えるので、例えば、異常と判定された時に再度用紙を搬送し、異なる位置で再度検出を行っても良い。

［プラテンの構造］
図１９はプラテンの構造を説明する図であり、（ａ）は用紙の搬送方向下流側から見た断面図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示している。

図１９において、１０６はプラテン５１のベース部材である。プラテン５１は、複数の部材１０１〜１０５をベース部材１０６上に取り付けた構造を持つ。換言すると、プラテン５１は、複数の部材１０１〜１０５をベース部材１０６上にプリントヘッドの走査方向に並べて配置されている。更に図１９（ａ）ではプラテン５１上に用紙５３が搬送された状態が示されており、３１は静的ギャップ検出位置、３２はギャップ高さ基準部材である。

図１９（ｂ）において、３５はレジスト調整用パターンである。

図１９（ｂ）では用紙５３における部材１０２の上部に相当する位置であって、部材１０１及び１０３とに跨った部分を避けてレジスト調整用パターン３５が記録される。このレジスト調整用パターン３５が記録される位置は、静的ギャップ検出位置３１が含まれる位置である。

［他の実施形態］
以上、本発明に係る実施形態について具体例を用いて詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体（記録媒体）等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

また、本発明の目的は、図示の機能ブロック及び動作において、いずれの部分をハードウェア回路により実現し、或いはコンピュータを用いたソフトウェア処理によって実現しても達成されることは言うまでもない。

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給することによって達成される場合も含む。その場合、システム等のコンピュータが該プログラムコードを読み出して実行することになる。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

本発明に係る実施形態のインクジェットプリンタであって、アッパカバーを取り外した状態を示す斜視図である。 図１に示したプリンタの主要な制御構成を示すブロック図である。 本実施形態のプリンタにおけるキャリッジ周辺部を示す図である。 図３の光学式センサの概略構成図である。 本実施形態によるヘッド用紙間距離に基づく着弾位置の補正処理を示すフローチャートである。 着弾位置ずれがない場合のキャリッジと用紙の位置関係を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。 着弾位置ずれがある場合のキャリッジと用紙の位置関係を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。 着弾位置ずれによる色味の変化を説明する図であり、着弾位置ずれがない場合（ａ）、着弾位置ずれがある場合（ｂ）のインク液滴と用紙の位置関係を示す側面図である。 着弾位置ずれを解消するためにインク液滴の吐出タイミングを補正した場合のキャリッジと用紙の位置関係を示す平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。 本実施形態によるヘッド用紙間距離の検出処理を示すフローチャートである。 本実施形態のヘッド用紙間距離検出におけるキャリッジ、用紙、基準位置を示す図である。 ギャップ高さ基準部の断面を示す図である。 本実施形態の光学式センサのギャップ変動と出力変動の関係を示す図である。 反射率の異なる用紙の高さ変動と出力変動の関係を示す図である。 センサの出力変動から高さ変動を算出した結果を示す図である。 第２の実施形態によるヘッド用紙間距離の検出処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態による１回目及び２回の各静的ギャップ検出位置を示す図である。 予め用紙に異なる印字がされていた場合の高さ検出結果を示す図である。 プラテンの構造を説明する図であり、（ａ）は用紙の搬送方向下流側から見た断面図、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大した図である。

符号の説明

３１ 静的ギャップ検出位置
３２ ギャップ高さ基準部材
３３ 想定高さ変動領域
３４ 静的ギャップ検出位置（２回目）
３５ レジスト調整用パターン
４１ 色変換処理部
４２ 出力γ処理部
４３ ２値化処理部
４７ ＨＶ変換部
４８ メモリ部
４９ レジ調整部
５１ プラテン
５２ 光学式センサ
５３ 用紙
５４ 発光用ＬＥＤ
５５ フォトトランジスタ
６１ インク液滴
６２ 目標着弾位置
６３ 着弾位置ずれ量
６４ ヘッド用紙間距離
７０ 搬送ローラ
８８ 手差し挿入口
８９ ロール紙カセット
９０ スタッカ
９１ アッパカバー
９３ 脚部
９４ 装置本体
１０１〜１０５ プラテン構成部材
１０６ プラテンベース部材

Claims (11)

1. 複数のノズルを有する記録ヘッドをキャリッジによって往復走査させながら記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置であって、
   前記キャリッジに搭載されて、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間の距離を検出する検出手段と、
   前記距離の検出結果に基づいて、前記記録媒体の記録領域における前記距離の変動量を算出する算出手段と、
   算出された前記距離の変動量に基づいて、インクの目標吐出位置からのずれを補正するように前記記録ヘッドのインク吐出タイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記記録ヘッドに対向配置されるプラテンとの距離が予め調整された基準部の検出結果と、前記記録媒体上の特定位置の検出結果とを用いて前記検出手段の出力を校正する校正手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記校正手段は、前記基準面の検出結果と、前記特定位置の検出結果と、当該特定位置との相対位置が予め設定された第２の特定位置の検出結果と、を用いて前記検出手段の出力を校正することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記検出手段による前記距離の検出結果を規定値と比較する手段と、
   前記規定値との比較結果に基づいて、前記検出結果が異常であるか判定する手段と、を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記規定値は、直前までの検出結果の平均値であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記プラテンは、複数の部材をベース部材上に取り付けた構造を有し、
   前記基準部は、ベース部材上に設けられることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
7. 複数のノズルを有する記録ヘッドをキャリッジによって往復走査させながら記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置の制御方法であって、
   前記キャリッジに搭載された検出手段により前記記録ヘッドと前記記録媒体との間の距離を検出する検出ステップと、
   前記距離の検出結果に基づいて、前記記録媒体の記録領域における前記距離の変動量を算出する算出ステップと、
   算出された前記距離の変動量に基づいて、インクの目標吐出位置からのずれを補正するように前記記録ヘッドのインク吐出タイミングを制御する制御ステップと、を備えることを特徴とする方法。
8. 前記記録ヘッドに対向配置されるプラテンとの距離が予め調整された基準部の検出結果と、前記記録媒体上の特定位置の検出結果とを用いて前記検出手段の出力を校正する校正ステップを更に有することを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記校正ステップは、前記基準面の検出結果と、前記特定位置の検出結果と、当該特定位置との相対位置が予め設定された第２の特定位置の検出結果と、を用いて前記検出手段の出力を校正することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記検出手段による前記距離の検出結果を規定値と比較するステップと、
    前記規定値との比較結果に基づいて、前記検出結果が異常であるか判定するステップと、を更に有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記規定値は、直前までの検出結果の平均値であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。

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