JP2014083748A - 記録装置および記録位置ずれの補正方法 - Google Patents

記録装置および記録位置ずれの補正方法 Download PDF

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Abstract

【課題】記録媒体の搬送精度の変化にかかわらず適切に記録位置ずれを補正することができる記録装置および記録位置ずれの補正方法を提供する。
【解決手段】それぞれ複数の記録素子を配列した、複数の記録素子列を用い、前記複数の記録素子列それぞれを、所定数の記録素子ごとに分けて得られるブロックそれぞれの所定数の記録素子を時分割駆動して、搬送される記録媒体へ記録を行う記録装置であって、前記記録媒体の非画像領域に前記複数の記録素子列を用いて検査パターンを記録するパターン記録手段と、前記検査パターンを測定して前記複数の記録素子列の相互の記録位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、前記複数の記録素子列それぞれにおける前記ブロックごとに、前記記録位置ずれの量に応じた数の記録素子について当該記録する画素をシフトする補正を、前記検査パターンを記録した後の記録に対して行う補正手段と、を具える。
【選択図】図18

Description

本発明は、記録装置および記録位置ずれの補正方法に関する。特に、連続紙の幅方向に延在する、ノズルなどの記録素子を配列した記録素子列を上記連続紙が搬送される方向に複数配列させた記録ヘッドで、記録媒体としての連続紙に画像を記録する際の記録位置ずれを補正する技術に関する。
記録装置においては、記録媒体に対する記録素子列の位置関係の変化によって記録媒体上の記録位置がずれ、それによって記録画像の品位が低下することがある。特許文献1には、シリアル型の記録装置において、記録装置に対して記録ヘッドが傾いて装着された場合に生じる、インクによるドットの記録位置のずれを補正する方法が記載されている。
特許文献1に記載の記録装置は、記録ヘッドのノズル列の主走査方向に対する傾きに関する情報を取得する。そして、この情報に基づいて、1つのノズル列で記録され得るインクドットの列のうち、時分割駆動におけるブロックごとに上記傾きに応じた数のドットを記録すべき画素をシフトすることにより記録位置のずれを補正するものである。
特開2009−006676号公報
特許文献1の記録装置は、記録ヘッドを記録装置へ装着した際の記録ヘッドの傾きによる記録位置のずれを補正するものである。この場合、記録ヘッドの傾きは、その後の記録動作に伴った変化が少ないので、一度設定した補正値を頻繁に変更する必要性は比較的少ない。
これに対し、記録ヘッドに対して記録媒体を搬送し、搬送される記録媒体に対して記録を行うフルライン型の記録装置では、記録媒体の搬送量など搬送精度の変化に起因して、搬送方向に配列される記録素子列それぞれと記録媒体との位置関係が変化することがある。したがって、一度設定した補正値をそのまま使用すると、適切な記録位置に補正することができない虞がある。
本発明は上記課題に鑑みなされたものである。そして、その目的は記録媒体の搬送精度の変化にかかわらず適切に記録位置ずれを補正することができる記録装置および記録位置ずれの補正方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る記録装置は、それぞれ複数の記録素子を配列した、複数の記録素子列を用い、前記複数の記録素子列それぞれを、所定数の記録素子ごとに分けて得られるブロックそれぞれの所定数の記録素子を時分割駆動して、搬送される記録媒体へ記録を行う記録装置であって、前記記録媒体の非画像領域に前記複数の記録素子列を用いて検査パターンを記録するパターン記録手段と、前記検査パターンを測定して前記複数の記録素子列の相互の記録位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、前記複数の記録素子列それぞれにおける前記ブロックごとに、前記記録位置ずれの量に応じた数の記録素子について当該記録する画素をシフトする補正を、前記検査パターンを記録した後の記録に対して行う補正手段と、を具えたことを特徴とする。
上記構成によれば、記録媒体の搬送精度の変化にかかわらず適切に記録位置ずれを補正することができる。
インクジェット記録装置を示す外観図である。 インクジェット記録装置の内部構成を示す断面図である。 記録ヘッドと記録媒体との相対移動の関係を示す概略図である。 (a)および(b)はノズル面およびノズル列の構成を示す図である。 インクジェット記録装置の制御系を示すブロック図である。 エンジン制御部のブロック図である。 図6に示す第3の記録メモリの構成を示す図である。 図5に示すRAM又はHDDにおける記録データの配置を示す模式図である。 図6に示すブロック駆動順データメモリのデータの一例を示す図である。 記録ヘッドを駆動するための駆動回路図である。 ブロックイネーブル信号の駆動タイミングを示す図である。 各記録ヘッドが記録すべき画像の配列を示す模式図である。 ヌルデータを予め付加した各記録ヘッドの記録データを示す模式図である。 図13に示す状態における記録タイミングを示す図である。 (a)〜(d)は搬送量が短い場合の記録を示す模式図である。 図14(a)〜(d)に示す状態を補正した場合を示す模式図である。 (a)および(b)は記録された画像およびドットを示す模式図である。 (a)および(b)は1/2画素早く記録される場合を示す模式図である。 (a)〜(c)は1/2画素遅く記録される場合を示す模式図である。
以下に図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は本実施形態に係るインクジェット記録装置1(以下、「記録装置1」という。)を示す外観図である。記録装置1内においてロール状に保持されている記録媒体3は、後述する記録部5(パターン記録手段/記録工程)に給紙された後、記録データに従った記録が行われる。記録後の記録媒体3は図のようにY方向に引き出される。ユーザは、操作部15に設けられた各種スイッチを用いて、記録媒体3のサイズ指定、オンライン/オフラインの切り替えなど、記録装置1に対する各種コマンドの入力を行うことができる。
図2は記録装置1の内部構成を示す断面図である。同図に示すように、記録装置1は、給紙部2と記録部5と検査部6と切断部8とを備える。本実施形態において給紙部2はロール状に保持されている記録媒体3を引き出して、搬送方向の下流に配置された記録部5へこれを供給する。
記録部5は、給紙部2から搬送されてきた記録媒体3に対して、画像を記録するとともに、所定のタイミングで、記録すべき画像とは関係ない検査パターンを記録する。すなわち、ロール紙としての記録媒体3には画像を記録するための画像領域が記録する画像のサイズなどに応じて規定され、この画像領域に対して記録データに従った記録が行われる。そして、このような画像領域は、記録媒体搬送方向において所定の長さを有した、画像を記録しない領域(非画像領域)を介して連続的に規定される。
上記検査パターンは、後述されるように、上記非画像領域に記録され、その測定結果に基づいて記録位置のずれ量を検出することができる。記録部5は記録媒体3を所定のサイズに切断するための目印となるカットマークパターン、ノズルの吐出状態を維持するためのフラッシングパターン、ノズル検査パターン等も記録する。
なお、記録位置のずれ量を検査するパターンは、他の機能を有するパターンと組み合わせて記録される場合もあり、カットマークパターンの領域内でマーク検出に必要とされない部分があれば、その部分に記録位置のずれ量を検査する検査パターンを記録する。つまり、複数のパターンを、スペースを効率的に使用するようレイアウトすることで非画像領域を減らすことも可能となる。
記録部5は異なる色のインクを吐出する記録ヘッド4a〜4dを備えており、記録ヘッド4a〜4dには記録媒体3の幅方向に沿って記録素子としてのノズルを配列したノズル列が設けられている。それぞれの記録ヘッドにおいてノズル列(記録素子列)は記録媒体3の搬送方向へ複数配置されている。各ノズル列はインクを吐出可能な複数のノズルから構成されており、この複数のノズルからインクを吐出することにより記録媒体3へ記録をする。記録ヘッド4a〜4dについて詳細は後述する。
記録部5には記録媒体3を搬送するための搬送機構13が設けられている。搬送機構13は複数の搬送ローラ対を備えており、それぞれの搬送ローラ対の間にある記録媒体3を支持する。1つの搬送ローラ対と他の搬送ローラ対との間には記録時に記録面の裏面から記録媒体3を支持する支持面を持ったプラテン10が配置されている。同様の搬送機構13は検査部6および切断部8にも設けられている。また、記録ヘッド4a〜4dと搬送機構13とプラテン10とは筐体の中に収容されている。
検査部6はスキャナ7aを有しており、このスキャナ7aによって記録部5が記録した画像および検査パターンなどを読み取る。読み取った情報はコントローラ17へ送られて、コントローラ17は、記録ヘッド4a〜4dのノズルの吐出状態、記録媒体3の搬送状態、および記録位置等を判断する。
スキャナ7aは不図示の発光部および撮像素子を備えている。発光部は撮像素子の読み取り方向へ向かって光を発する位置か、又は撮像素子との間に記録媒体3を挟み撮像素子へ向かって光を発する位置に配置される。前者の場合は発光部から照射した光の反射光を撮像素子が受光し、後者の場合は発光部から照射した光のうち記録媒体3を透過した光を撮像素子が受光する。撮像素子は受光した光を電気信号に変換して、電気信号を出力する。
撮像素子としては、Charge Coupled Devices(CCD)イメージセンサまたはComplementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS)イメージセンサ等を用いることができる。
本実施形態は、記録部5において、記録すべき画像とは関係ない検査パターンを記録媒体3の非画像領域に記録する。そして、この検査パターンを検査部6にて読み取り、解析することにより、各記録ヘッド4a〜4dそれぞれのノズル列相互の記録の位置ずれ量を測定することができる。そして、その測定結果に基づいて、図17およびそれ以降の図を参照して後述するように、1画素以下の解像度で記録位置のずれの補正を行う。
本実施形態では、上記検査パターンの記録とその測定を、非画像領域が記録ヘッドに対向するごとに行う。すなわち、画像領域に対する記録が終わるとその領域の下流側で隣接する非画像領域に検査パターンを記録し、また、その特定を行う。そして、その測定結果に基づいて、記録ヘッド相互の記録位置ずれの補正を行い、次の画像領域の記録に反映させる。
なお、検査パターンの記録およびその測定は、上記の例のように非画像領域ごとに対して毎回行ってもよいし、所定数の非画像領域ごとに行ってもよい。また、記録の位置ずれ量は、1回の測定結果により決定してもよいし、複数回測定して、その結果を演算、例えば平均して決定してもよい。
切断部8は、スキャナ7bおよび一対の切断機構9を有している。スキャナ7aは上述のスキャナ7aと同一の構成である。一対の切断機構9は記録媒体3を切断する。スキャナ7bが記録部5にて記録媒体3に記録されたカットマークパターンを読み取ることにより切断位置を確認して、切断機構9が記録媒体3を挟んでこれを切断する。
その後、記録媒体3は乾燥部(不図示)へ搬送されて、記録媒体3に記録されたインクは乾燥される。乾燥部は、熱風を記録媒体3に当てる方式、電磁波(紫外線や赤外線等)を記録媒体3に照射する方式等により、記録媒体3に記録されたインクを乾燥する。そして、乾燥部にて乾燥された記録媒体3は排紙部(不図示)から排紙される。
このように、記録媒体3の搬送、記録、検査、切断、乾燥、および排紙工程を経ることにより、画像が記録された出力物を得ることができる。以上の動作は後述するコントローラ17により制御される。
次に、記録ヘッド4a〜4dについて説明する。図3は記録ヘッド4a〜4dと記録媒体3の相対移動の関係を示す概略図であり、図2における記録部5付近を示す上面図である。記録装置1には、記録媒体3の幅方向を覆うように夫々配置されたフルライン型の記録ヘッド4a〜4dが設けられている。図3に示すように、記録媒体3の搬送方向に沿って記録ヘッド4a〜4dが設けられており、搬送方向上流側から記録ヘッド4a、記録ヘッド4b、記録ヘッド4c、記録ヘッド4dという順番に配置されている。したがって、この記録ヘッド4a〜4dの配置順に記録媒体3へ画像が記録される。
詳細は後述するが、記録ヘッド4a〜4dには記録媒体3へ向いた面(ノズル面)に複数のノズルにより構成されたノズル列がそれぞれ設けられている。各ノズル列は記録媒体3の搬送方向と交差する主走査方向に沿って複数のノズルが配列して構成されており、各ノズルは、吐出口、吐出口に連通する流路、および吐出エネルギー発生素子から構成される。インクの吐出方式については、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、およびMicro Electro Mechanical Systems(MEMS)素子を用いた方式等を採用することができる。
本実施形態においては、吐出エネルギー発生素子として、発熱素子(ヒータ)を用いる。発熱素子は通電により発熱し、その発熱により液体(インク)を発泡させて、その発泡エネルギーにより吐出口から液体(インク)を吐出させる。この吐出されたインク滴が記録媒体に付与され、記録媒体にドットを形成し、このドットが画像を形成することにより、記録媒体への記録がなされる。
記録ヘッド4a〜4dには、夫々対応するインクを供給可能なようにインクタンク(不図示)が接続されている。インクタンクから各記録ヘッド4a〜4dへは、インクチューブ(不図示)を介してそれぞれ対応するインクが供給される。そして、記録ヘッド4aのノズルからはブラックインク(K)が、記録ヘッド4bのノズルからはシアンインク(C)が、記録ヘッド4cのノズルからはマゼンタインク(M)が、記録ヘッド4dのノズルからはイエローインク(Y)が、それぞれ吐出される。
本実施形態においては、KCMYの4色のインクに対応した記録ヘッド4a〜4dが4個設けられているが、インクの色数および記録ヘッドの個数はこれに限定されるものではない。本実施形態において、各記録ヘッド4a〜4dの主走査方向への長さは12インチ幅である。しかしながら、本発明に用いることができる記録ヘッドの主走査方向への長さはこれに限定されない。
図3に示す距離D1〜D3は各記録ヘッドのノズル列間の記録媒体3上における記録位置のずれ量を示しており、このデータは検査部6を介して適宜検出され、所定のメモリ(後述するROM202又はHDD204)に予め格納されている。各ノズル列の記録位置ずれは、記録ヘッド4a〜4dにおけるノズル列の間隔のみでなく、記録ヘッド4a〜4dの吐出角度、インクの吐出からインクの記録媒体3への付与までに要する時間、記録媒体3の搬送量のバラツキ等の影響も受けることにより生じる。
したがって、これらの対応関係を加味して、記録ヘッド4aと記録ヘッド4bとの記録位置のずれを距離D1、記録ヘッド4aと記録ヘッド4cとの記録位置のずれを距離D2、記録ヘッド4aと記録ヘッド4dとの記録位置のずれを距離D3と設定する。実際に記録媒体3に記録する際には、この距離D1〜D3を考慮して、インクを吐出するタイミングを補正する。
図4(a)および(b)は記録ヘッド4aのノズル面およびノズル列を示す図である。同図(a)および(b)においては、説明の便宜のため、図2に示す4つの記録ヘッド4a〜4dのうち記録ヘッド4aのみが示されているが、他の記録ヘッド4b〜4dも同様の構成を有している。
図4(a)は記録ヘッド4aのノズル面を示す図である。同図に示すように、記録ヘッド4aには、4つのノズル列(ノズル列A〜ノズル列D)を夫々有する基板40〜基板43が設けられている。基板40〜基板43は、記録ヘッド4aに千鳥格子状に配置されており、基板40は基板41と、基板41は基板42と、基板42は基板43と、それぞれオーバーラップするように配置されている。また、基板40〜基板43はX方向に1インチの長さを有する。
なお、本実施形態においては各ノズル列が千鳥配列されているが、ノズル列を構成するノズルは、主走査方向に沿って記録媒体3の幅方向全域に渡って配列されていてもよい。
図4(b)は記録ヘッド4aのノズル列Aを示す図である。同図においては、ノズル列Aのみが示されているが、他のノズル列も同様の構成を有している。同図に示すように、ノズル列Aは128個のノズル18により構成されている。各ノズルには0〜127のノズル番号が仮想的に付けられている。また、ノズル18は16個ずつ、グループ0〜グループ7の8つのグループに分けられている。各グループにおいて、吐出エネルギー発生素子は対応するノズル番号の小さい順からブロック0〜ブロック15に割り当てられる。
ブロック番号に割り当てられた吐出エネルギー発生素子を時分割して選択し、選択された吐出エネルギー発生素子を駆動すること(時分割駆動)によって画像を記録する。本実施形態においては、ノズル番号0〜15のノズルを用いて、1カラム目〜3カラム目までの3カラム分のドットを形成して画像を記録する場合を例として説明する。
図5は記録装置1の制御系を示すブロック図である。同図に示すように制御部14は外部インターフェイス205を介してホスト装置16と接続されている。また、制御部14は外部インターフェイス205のほか、操作部15とコントローラ17とを備えている。コントローラ17はエンジン制御部208、個別制御部209を介して、給紙部2、記録部5、検査部6、切断部8、および搬送機構13等を制御する。
図5に示すように、コントローラ17は、CPU201、ROM202、RAM203、HDD204、画像処理部207、エンジン制御部208、および個別制御部209から構成されている。
CPU201は、各種動作を総合的に制御するために、各種プログラムを実行する。ROM202は、CPU201が実行する各種プログラムや記録装置1の各種動作に必要な固定データを格納する。RAM203は、CPU201のワークエリアや各種受信データの一時格納領域として用いられる。また、RAM203は各種設定データを記憶する。HDD204は、各種プログラム、記録データ、および記録装置1の各種動作に必要な設定情報を記憶している。
画像処理部207は、ホスト装置16から受信した画像データの画像処理を行い、記録ヘッド4a〜4dが記録可能な記録データを生成する。具体的に説明すると、画像処理部207は入力された画像データに対し、色変換処理や量子化処理を実行する。また、必要に応じて、解像度変換、画像解析、および画像補正等を実行する。これらの画像処理によって得られた記録データはRAM203またはHDD204に格納される。
エンジン制御部208は、CPU201等から受信した制御コマンドに基づいて、記録データに応じて記録部5の記録ヘッド4a〜4dの駆動を制御する。また、エンジン制御部208は搬送機構13などを制御する。エンジン制御部208の内部構成について詳細は後述する。個別制御部209はCPU201からの制御コマンドに基づいて、給紙部2、検査部6、切断部8、乾燥部、および排紙部をそれぞれ駆動するためのサブコントローラである。
操作部15は、ユーザとの入出力インターフェイスであり、入力部、および出力部から構成されている。入力部はハードキーやタッチパネル等で構成されており、ユーザからの指示を受信するものである。出力部はディスプレイや音声発生装置などであり、情報を表示または発して、ユーザに対して情報を伝達するものである。外部インターフェイス205は、コントローラ17をホスト装置16に接続するためのインターフェイスである。以上の構成はシステムバス210によって接続されている。
ホスト装置16は、画像データの供給源である。記録装置1はホスト装置16から供給された画像データを記録媒体3へ記録して出力物を得る。ホスト装置16としては、コンピュータ等の汎用の機器であってもよいし、画像読み取り部を有する画像キャプチャ、デジタルカメラ、およびフォトストレージ等の画像専用の機器であってもよい。ホスト装置16がコンピュータである場合、コンピュータ内の記憶装置に、オペレーションシステム、アプリケーションソフトウェア、および記録装置1用のプリンタドライバがインストールされている必要がある。
なお、以上の処理を全てソフトウェアにより実現することは必須ではなく、一部または全部をハードウェアにより実現してもよい。
図6はエンジン制御部208のブロック図である。同図に示すように、エンジン制御部208は記録ヘッド4aへ各種信号を送信する。より詳細には、エンジン制御部208は記録ヘッド4aへ記録データ信号、ブロックイネーブル信号、ラッチ信号、およびヒート駆動パルス信号を、送信する。これらの信号はエンジン制御部208内の記録データ転送回路219から送信される。なお、同図においては記録ヘッド4aのみを図示しているが、他の記録ヘッド4b〜4dへも同様に信号が送信される。
図6に示すように、エンジン制御部208は記録データ転送回路219の他に、データ転送CLK生成器218、補正値記憶手段217、転送回数カウンタ216、データ選択回路215、ブロック駆動順データメモリ214、及び第3の記録メモリ213を備える。また、同図に示すように、エンジン制御部208はデータ並び替え回路212および第2の記録メモリ211を備える。
図5に示すホスト装置16から送信されたラスタ単位の画像データは、まず受信バッファに格納される。この画像データはホスト装置16からの送信量を減らすために圧縮されており、展開された後にRAM203またはHDD204に格納される。RAM203またはHDD204に格納された画像データは各種処理が施された後に、図6に示す第2の記録メモリ211に格納される。
データ並び替え回路212は記録データを並び替えるための回路であり、128個のノズルに対応付けて第2の記録メモリ211に保持されている記録データを、同時に記録されるブロック毎に7ビットの記録データにまとめて、第3の記録メモリ213へ書き込む。
転送回数カウンタ216は記録タイミング信号の回数をカウントするカウンタ回路であり、記録タイミング信号ごとにインクリメントされる。転送回数カウンタ216は0から15までカウントして0に戻る。転送回数カウンタ216は第3の記録メモリ213のBank値をカウントしており、転送回数カウンタが16回カウントされるとBank値+1インクリメントする。
ブロック駆動順データメモリ214には、16分割されたブロック番号0から15の吐出エネルギー発生素子を駆動する順番がアドレス0から15に記録されている。例えば、ブロック番号0から順次駆動する場合には、アドレス0から15に0→1→2→・・・→15の順でブロック番号が記憶されている。
記録データ転送回路219は、例えば、光学式リニアエンコーダに基づいて生成される記録タイミング信号をトリガに、転送回数カウンタ216のインクリメントを行う。データ選択回路215は、記録タイミング信号を起点にブロック駆動順データメモリ214の値と転送回数カウンタ216のカウントしたBank値に応じた記録データを第3の記録メモリ213より読み出す。
そして、記録データを補正値記憶手段217に保持されている補正値に応じて補正を行い、この補正を行った記録データをデータ転送CLK生成器218によって生成されたデータ転送CLK信号(HD_CLK)に同期して、記録ヘッド4aに転送する。
データ選択回路215は、記録タイミング信号をトリガに、ブロック駆動順データメモリ214のアドレス0からブロックイネーブル信号としてブロックデータ0001(ブロック1を示す数値)を読み出す。
そして、このブロックデータ0001に対応した記録データを第3の記録メモリ213から読み出し、この記録データを記録ヘッド4aに転送する。次の記録タイミング信号で、ブロック駆動順データメモリ214のアドレス1からブロックイネーブル信号としてブロックデータ1011(ブロック1を示す数値)を読み出す。そして、ブロックデータ0011に対応した記録データを第3の記録メモリ213から読み出し、記録ヘッド4aに転送する。
同様にして、次の記録タイミング信号をトリガに、ブロック駆動順データメモリ214のアドレス2からアドレス15まで順にブロックデータを読み出す。そして、各ブロックデータに対応した記録データを第3の記録メモリ213から読み出し、記録ヘッド4aに転送する。
このようにして、データ選択回路215は、ブロック駆動順データメモリ214のアドレス0から15までに設定されたブロックデータを読み出す。そして、それぞれのブロックデータに対応した記録データを第3の記録メモリ213から読み出して記録ヘッド4aに転送することにより1カラム分の記録を行う。
図7は図6に示す第3の記録メモリ213の構成を示す図である。同図に示すように、第3の記録メモリ213において、アドレス0からFにはブロック0から15までの記録データが順番に保持されている。ブロック0からブロック15には夫々グループ0からグループ7までのデータが保持されている。また、書き込み動作と読み込み動作とが排他動作となるように、第3の記録メモリ213は16ブロック分のデータを1Bankとした3Bankの構成となっている。
書き込みにBank0が使用されるとき読み込みはBank1とBank2から行われる。また、書き込みにBank1が使用されるとき読み込みはBank2とBank0から行われ、書き込みにBank2が使用されるとき読み込みはBank0とBank1から行われる。
また、本実施形態において、第3の記録メモリ213はダブルバッファ構成となっており、Bank0〜Bank2と同一構成のBank3〜Bank5を備えている。一方は記録媒体3の記録開始時に必要とされるパラメータが設定されるためのものであり、他方は記録媒体3の記録途中、画像間の非画像に切り替えるためのものである。
図8は図5に示すRAM203またはHDD204における記録データの配置を模式的に示す。RAM203またはHDD204に格納される記録データは、縦方向が128個のノズルに対応したアドレス000〜0FEによって対応付けられている。また、RAM203またはHDD204は、横方向が記録解像度×記録媒体のサイズに対応しており、例えば記録解像度を1200dpi、記録媒体のサイズを8inchとした場合、横方向には9600dot分のデータが記録可能なサイズのメモリ領域となる。
同図において、アドレス000のb0にはノズル番号0のノズルの記録データが保持されている。そして、同じアドレス000のb1にはノズル番号0の次カラムの記録データが保持されており、同様にしてアドレス000の横方向には次カラムに記録するデータが順に保持されている構成となっている。また、アドレス0FEにはノズル番号127の記録データが保持されている。
このように、RAM203またはHDD204の同一アドレス内には、同一のノズル番号のデータが保持されている。しかし、実際にはアドレス000から0FEまでのb0のデータが第1カラムとして記録され、次にアドレス000から0FEまでのb1のデータが第2カラムとして記録されている。そこで、HV変換回路は、RAM203またはHDD204のラスタ方向に格納されている記録データに対してHV(Horizontal-Vertical)変換を行い、記録データを第2の記録メモリ211のカラム方向に格納する。
図9はブロック駆動順データメモリ214のアドレス0〜アドレス15に書き込まれたブロック駆動順データの一例を示している。同図では、ブロック駆動順データメモリ214のアドレス0、アドレス1には、それぞれブロック0、ブロック1を示すブロックデータが記憶されている。同様に、アドレス2〜アドレス15には、ブロック2〜ブロック15を示すブロックデータが順次記憶されている。
図6に示すデータ選択回路215は、記録タイミング信号をトリガに、ブロック駆動順データメモリ214のアドレス0からブロックイネーブル信号としてブロックデータ0001(ブロック1を示す数値)を読み出す。そして、このブロックデータ0001に対応した記録データを第3の記録メモリ213から読み出し、この記録データを記録ヘッド4aに転送する。
次の記録タイミング信号で、ブロック駆動順データメモリ214のアドレス1からブロックイネーブル信号としてブロックデータ1011(ブロック1を示す数値)を読み出す。そして、ブロックデータ0011に対応した記録データを第3の記録メモリ213から読み出し、記録ヘッド4aに転送する。
同様にして、次の記録タイミング信号をトリガに、ブロック駆動順データメモリ214のアドレス2からアドレス15まで順にブロックデータを読み出す。そして、各ブロックデータに対応した記録データを第3の記録メモリ213から読み出し、記録ヘッド4aに転送する。
このようにして、データ選択回路215は、ブロック駆動順データメモリ214のアドレス0から15までに設定されたブロックデータを読み出す。そして、それぞれのブロックデータに対応した記録データを第3の記録メモリ213から読み出して記録ヘッド4aに転送することで1カラム分の記録を行う。
図10は、記録ヘッド4a〜4dを駆動するための駆動回路図であり、記録ヘッド4a〜4dは128個のノズル18を16のブロックに分割して駆動し、同じブロックに割り当てられた16個のノズル18を駆動する。
記録データ信号313はHD_CLK信号314によって記録ヘッド4a〜4dへシリアル転送で送られる。記録データ信号313は、16ビットのシフトレジスタ301で受け取った後、16ビットラッチ302にてラッチ信号312の立ち上がりでラッチされる。ブロックの指定は4本のブロックイネーブル信号310で示され、デコーダ303で展開された指定ブロックのノズル18が選択される。
ブロックイネーブル信号310と記録データ信号313の両方で指定されたノズル18のみが、ANDゲート305を通過したヒータ駆動パルス信号311によって駆動され、インク滴を吐出して画像記録が行われる。
図11は、ブロックイネーブル信号310の駆動タイミングを示す。分割ブロック選択回路では、ブロック駆動順データメモリ214に格納されているブロック駆動順データに基づいてブロックイネーブル信号310を生成することができる。
そこで、同図のブロックイネーブル信号310に示すように、分割ブロック選択回路では、ブロック駆動順データメモリ214により生成されるブロック駆動順は、ブロック0から始まりブロック15までの16ブロックを順番に指定するように設定されている。従って、片方向記録及び双方向記録の際の往走査記録では、駆動タイミングを示すブロックイネーブル信号310は、記録ヘッド4a〜4dに対して、ブロック0→1→2→・・・→15の駆動順序で駆動させることになる。なお、ブロックイネーブル信号310は、各ブロックが1周期の中で等間隔のタイミングで指定されるように生成されている。
<記録データ>
図12は各記録ヘッド4a〜4dが記録すべき画像の配列を示す模式図であり、記録データK〜Yはそれぞれ記録ヘッド4a〜4dが記録すべき記録データによって構成されている。この記録データは画像データに所定の画像処理を行い量子化した後のデータであり、個々の画素に対するドットの記録(1)あるいは非記録(0)が定められている。
同図に示すように、どの記録ヘッドにおいても図に示す画像1〜画像Nの順番に画像を記録するとともに、図3にて説明したように、記録ヘッド4a〜4dの順番に画像が記録される。つまり、記録ヘッド4aによる画像1の記録後に、記録ヘッド4bによる画像1の記録、記録ヘッド4cによる画像1の記録、記録ヘッド4dによる画像1の記録、という順番に記録がされて画像1の記録が完成する。なお、図12においては画像領域間における非画像領域が省略されている。
画像処理部207により処理されてRAM203又はHDD204に格納された記録データを、CPU201が読み出してエンジン制御部208へ送り、エンジン制御部208の制御によって記録ヘッド4a〜4dの夫々に対応する画像が記録される。
<記録データにヌルデータを予め付加した場合>
図13はヌルデータを予め付加した各記録ヘッド4a〜4dの記録データを示す模式図である。同図に示すように、図3にて説明した距離D1〜D3に相当するライン数を有するヌルデータC1〜Y1が、記録ヘッド4b〜4dの画像1に先行する位置にそれぞれ付加されている。ここで、1つのラインとは1つのノズル列の1回の吐出動作により記録される領域をいい、記録媒体3の幅方向に沿った1画素幅の領域をいう。また、記録データへのヌルデータの付加はCPU201においてなされる。
図14は図13に示す記録データの記録タイミングを示す模式図である。詳細には、同図に示す画像Mを記録するタイミングを模式的に示す図であり、同図において、記録媒体3の搬送量は所望の搬送量である。
図13にて説明したように、記録ヘッド4bの記録データCには画像Mに先行して、距離D1に相当するライン数を有するヌルデータC1が付加されている。したがって、記録ヘッド4a・4b間の記録位置のずれをヌルデータC1により調整することができるので、図14に示すように、画像Mに先行する画像M−1の記録開始位置から距離D1を挟んだ地点から、画像Mの記録を開始することができる。
同様に、図13にて説明したように、記録ヘッド4cの記録データMにも画像Mに先行して距離D2に相当するライン数を有するヌルデータM1が付加されている。したがって、図14に示すように、記録ヘッド4a・4c間の記録位置のずれをヌルデータM1によって調整することができる。
記録ヘッド4dにおいても、図13にて説明したように、画像Mに先行して距離D3に相当するライン数を有するヌルデータY1が記録データYに付加されている。したがって、図14に示すように、記録ヘッド4a・4d間の記録位置のずれをヌルデータY1により調整することができる。
図14に示す場合においては、図13に示すように記録データC〜YへヌルデータC1〜Y1をそれぞれ予め付加することにより、各記録ヘッド4a〜4dの画像1の記録開始位置を一致させることができる。また、図14に示す場合、記録媒体3の搬送量は所望の搬送量であるので、搬送量が変化した場合に生じる記録位置のずれも発生しない。このように、記録媒体3の搬送量が所望の搬送量である場合は、記録データC〜Yに距離D1〜D3に相当するライン数を有するヌルデータC1〜Y1をそれぞれ予め付加することにより、各記録ヘッド4a〜4dのノズル列の記録開始位置を調整することができる。
以上のように、記録媒体3の搬送量に変動がない場合には、記録データに所定のヌルデータを予め付与することにより、ノズル列間のインクの吐出タイミングを調整し、記録媒体上の記録位置を合わせることができる。しかしながら、記録媒体3の搬送量は変化する場合がある。したがって、記録データの先頭にヌルデータを予め付加していても、記録媒体3の搬送量が変化してしまえば、記録媒体3上の記録位置はずれてしまう。
この記録位置のずれを補正する方法として以下の方法がある。すなわち、記録媒体3への記録中に非画像領域に検査パターンを記録して、この検査パターンを検査部6により読み取る。検査部6はコントローラ17へ読み取った情報を送る。コントローラ17は、検査部6から取得した情報から記録位置ずれ量を求め、このずれ量に応じたライン数(画素数)の調整用データ(非画像データ/ヌルデータ)を調整パターンとして各記録ヘッドの画像の間に付加する。この方法による記録位置ずれの補正方法について説明する。
<搬送量が所望の搬送量よりも短い場合>
まず、記録媒体3の搬送量が所望の搬送量よりも短い場合について説明する。図15(a)〜(d)は図14に示す場合に比べて記録媒体3の搬送量が短い場合の記録タイミングを示す模式図である。
所望の搬送量である場合は、記録ヘッド4aが画像Mの先頭の記録を開始するタイミングにおいて、記録ヘッド4bは画像M−1の記録を開始する(図14参照)。しかし、記録媒体3の搬送量が所望の搬送量よりも短い場合、記録ヘッド4aが画像Mの先頭の記録を開始するタイミングに、記録ヘッド4aが記録した画像M−1の先頭は記録ヘッド4bの位置よりも上流側に位置している。
記録ヘッド4aが記録した画像M−1の先頭が、実際に記録ヘッド4bの記録位置に配置されたタイミングでは、図15(b)に示すように、記録ヘッド4bは既に画像M−1をR2ライン分だけ記録済みである。同様に、記録ヘッド4aが記録した画像M−2の先頭が、実際に記録ヘッド4cの記録位置に配置されたタイミングでは、図15(c)に示すように、記録ヘッド4cは既に画像M−2をR3ライン分だけ記録済みである。
また、記録ヘッド4aが記録した画像M−3の先頭が、実際に記録ヘッド4dの記録位置に配置されたタイミングでは、図15(d)に示すように、記録ヘッド4dは既に画像M−3をR4ライン分だけ記録済みである。
図15(a)〜(d)に示すように、記録媒体3の搬送量が所望の搬送量よりも短い場合は、記録ヘッド4b〜4dにおいて、画像Mの所望の記録開始位置より前の位置から、画像Mが記録されてしまう。したがって、記録ヘッド4bによる画像Mの記録の際には、記録ヘッド4aによる画像Mよりも先行して記録された画像M−1部分にも、記録ヘッド4bによる画像Mが記録されてしまう。このような記録位置のずれは記録ヘッド4cにおいても同様に生じ、記録ヘッド4dにおいては、記録ヘッド4aにて画像M−1が記録された部分に、画像Mが記録されてしまう。
このような記録の位置ずれが生じても調整パターンとして調整用データ(ヌルデータ)を記録データに付加することにより記録位置を調整して、記録位置のずれを補正することもできる。
具体的には、上述のように、記録部5にて記録した検査パターンを検査部6において読み取ることにより、記録位置のずれ量を測定して、この位置ずれを補正するように、各記録ヘッドの記録データへそれぞれ調整用データを付加する。そして、本例の様に搬送量が所定よりも短い場合には、より下流に位置する記録ヘッドほど画像Mの前に付加する調整用データ(ヌルデータ)のライン数を多くすることにより、画像Mの記録タイミングを遅らせる。こうすることにより、全ての記録ヘッドの記録開始位置を調整する。
この方法について図16を参照して説明する。図16は図15(a)〜(d)に示す状態を補正して、画像Mの記録位置を4つの記録ヘッドで一致させた場合を示す模式図である。CPU201は記録媒体3の搬送量が所望の搬送量よりも短いと判定した場合、記録位置のずれが生じている記録ヘッド4b〜4dの記録データC〜Yへそれぞれ調整用データC2〜Y2を付与する。
同図に示すように、画像M−1と画像Mとの間には記録ヘッド4bにはR2ラインに相当する調整用データC2が、記録ヘッド4cにはR3ラインに相当する調整用データM2が、記録ヘッド4dにはR4ラインに相当する調整用データY2が、夫々付加されている。調整用データM2のライン数R3は調整用データC2のライン数R2よりも多く、調整用データY2のライン数R4は調整用データM2のライン数R3よりも更に多く設定されている。
このように調整用データC2〜Y2が付加されることにより、画像Mにおいて各記録ヘッドの記録開始位置を記録媒体上で一致させることができるので、記録位置のずれを補正することができる。
<搬送量が所望の搬送量よりも長い場合>
上記のように、この方法においては、記録ヘッド4a〜4cの記録データへ位置ずれを補正できるライン数を有する調整用データ(ヌルデータ)を付加することにより、記録位置のずれを補正する。CPU201は記録媒体3の搬送量が所望の搬送量よりも長いと判定した場合、記録ヘッド4a〜4cの記録データK〜Mに調整用データK3〜M3をそれぞれ付加する。記録データK〜Mに調整用データK3〜M3がそれぞれ付加することにより、記録ヘッド4a〜4dにおける画像Mの記録開始位置を記録媒体上で一致させることができるので、記録位置のずれを補正することができる。
この方法において、記録媒体3の搬送量が所望の長さよりも短い場合は、搬送方向上流側に位置する記録ヘッドの記録データに付加する調整用データのライン数よりも搬送方向下流側に位置する記録ヘッドの記録データに付加する調整用データのライン数を多くする。他方、記録媒体3の搬送量が所望の搬送量よりも長い場合は、搬送方向下流側に位置する記録ヘッドの記録データに付加する調整用データのライン数よりも搬送方向上流側に位置する記録ヘッドの記録データに付加する調整用データのライン数を多くする。
この方法によると、調整パターンとして調整用データ(ヌルデータ)を付加するライン数を適宜増減することにより、各記録ヘッドにおける記録開始位置を記録媒体上で一致させることができるので、各記録ヘッド(各ノズル列)間の記録位置のずれを補正できる。
以上に説明した補正方法によると、各記録ヘッドの記録位置を、記録データに付加する調整用データのライン数(画素数)にて調整するため、1画素単位の記録位置のずれは補正することができるが、1画素未満の記録位置のずれを補正することはできない。そこで、本実施形態においては、1画素未満の記録位置のずれを補正する。以下にその方法を説明する。
図17(a)および(b)は記録された画像およびドットを示す模式図である。同図(a)は記録媒体における画像および非画像を示しており、同図(b)は、ドットの配置を示している。なお、同図(b)は同図(a)に示す領域Aの拡大図である。
図17(a)に示すように、本実施形態において記録媒体3は、画像と非画像とが交互となるように記録されている。すなわち、同図(a)に示すように、記録媒体3の搬送方向下流側から、非画像1、画像1、非画像2、画像2という順番にて記録される。したがって、各記録ヘッド4a〜4dの記録データには画像領域と非画像領域(ヌルデータ)とが交互に配列されている。
本実施形態において、画像領域にはベタ画像が記録される。同図(b)は、ブラックインクとイエローインクとによって交互にベタ画像を記録する際のドットの配置を示している。なお、同図(b)における塗りつぶされているドットはブラックインクによって記録するドットを、もう一方のドットはイエローインクによって記録するドットを示しており、それぞれのドットの中に付された数字はドットを付与するブロック番号を示している。
図17(b)に示すように、同図(a)に示す領域Aにおいては、ノズル列内の同一グループに属する16個のノズル(ブロック番号0〜15)によって、ブラックインクのドットとイエローインクのドットとが交互に3画素ずつ形成されている。また、同図(b)においては、16個のノズルによるドットが同一カラム(1画素幅の領域)内に形成されている。同図(b)においては、ノズルのブロック番号0〜15の1周期の駆動によって形成されるドットが同一カラム内に形成されており、記録位置にずれが生じていない状態を示している。
記録位置にずれが生じていない位置(所望の位置)から、1/2画素ずれた位置にドットが形成される場合の補正方法について以下に説明する。
<搬送方向下流側に1/2画素ずれてドットが形成される場合>
図18(a)は図17(b)に示す状態に比べてイエローインクによるドットが1/2画素早く記録される場合のドットの配置を示す模式図であり、同図(b)は同図(a)に示す状態を補正した状態のドットの配置を示す模式図である。
図18(a)に示すように、ブラックインクによるドットは図17(b)に示す場合と同じ位置に形成されるが、イエローインクによるドットは図17(b)に示す場合よりも1/2画素、早く形成されている。すなわち、図18(a)に示すように、イエローインクによるドットは同一カラム内に配置されていない。
図18(a)に示すように、3カラム目において、ブラックインクのブロック番号0〜15のノズル18によって形成するドットと、イエローインクのブロック番号0〜7のノズル18によって形成するドットとが、同一カラム内に配置されている。また、6カラム目においては、イエローインクのブロック番号8〜15のノズル18によって形成されるドットのみが配置されている。
この記録位置のずれを補正するために、本実施形態においては、図18(b)に示すように、ブロック番号0〜7のノズル18の記録データの格納位置を1画素、記録媒体3の搬送方向上流側へシフトする。換言すれば、1画素分シフトすることによって、同一カラム内に収めることができるブロック数を選択し、そのノズルの記録データの格納位置を1画素、記録媒体3の搬送方向上流側へシフトする。
上述のように本実施形態において、記録データは画像と非画像とが交互に配列されているので、本実施形態においては、非画像領域にて、ブロック番号0〜7のノズル18の記録データの格納位置を変更する。そうすることによって、画像領域における画素数を変更することなく、連続する画像領域にて記録データの格納位置を変更することによる画像品質の低下を防ぐことができるとともに、記録位置のずれを補正することができる。
このように補正することによって、図18(b)に示すように、イエローインクのブロック番号0〜15のノズル18によって形成するドットを同一カラム内に形成することができるので、記録位置のずれを補正することができる。
<搬送方向上流側に1/2画素ずれてドットが形成される場合>
図19(a)は図17(b)に示す状態に比べてイエローインクによるドットが1/2画素、遅く記録される場合のドットの配置を示す模式図である。同図(b)は同図(a)に示す状態を補正する過程におけるドットの配置を示す模式図であり、同図(c)は同図(a)に示す状態を補正した状態のドットの配置を示す模式図である。
図19(a)に示すように、ブラックインクによるドットは図17(b)に示す場合と同じ位置に形成されるが、イエローインクによるドットは図17(b)に示す場合よりも1/2画素、遅く形成されている。すなわち、図19(a)に示すように、4カラム目においてイエローインクによるドットはブロック番号0〜7までのノズル18のみによって形成される。ブラックインクの16個のノズル18によるドットが形成される7カラム目においては、イエローインクのブロック番号8〜16のノズル18によって形成されるドットも配置されている。
この記録位置のずれを補正するために、ブロック番号8〜16のノズル18の記録データの格納位置を1画素、記録媒体3の搬送方向下流側へシフトする方法も考えられる。しかしながら、記録ヘッドの構成上、記録データの格納位置は記録媒体3の搬送方向上流側へシフトすることが望ましい。したがって、本実施形態においては、図19(b)に示すように、搬送方向下流に1/2画素ずれた状態である図18(a)と同じドットの配置にした後に、図19(c)に示すように、図18(b)を用いて説明した上記処理と同じ処理を施す。
図19(b)は、図19(a)に示すイエローインクによるドットが、記録媒体3の搬送方向下流側に1画素分ずれた状態を示している。上述のように、それぞれの記録ヘッド4a〜4dの記録データK〜Yは、画像と非画像とが交互になっている。記録データがこのような配列になっているため、本実施形態においては、記録位置のずれを補正する画像の前の非画像領域(ヌルデータ、調整用データ)におけるライン数(画素数)を1ライン(1画素)削減する。
そうすることによって、図19(b)に示すように、同図(a)に示す1/2画素分遅く形成されるイエローインクのドットの配置を、図18(a)に示す1/2画素分早く形成される場合のドットの配置と、同じ配置にする。そして、図19(c)に示されるように、図18(b)と同様に、1画素分、記録媒体3の搬送方向上流側に、ブロック番号0〜7の記録データの格納位置をシフトする。こうすることにより、図19(c)に示されるように、1カラム内に、ブロック番号0〜15のノズル18によるドットを形成することができる。
すなわち、本実施形態によると、複数の記録素子列のうち基準となる記録素子列の記録位置に対する記録位置のずれを、基準となる記録素子列以外の記録データに付加する調整パターンの画素数にて調整することができる。
以上のように、本実施形態においては、非画像領域にて検査パターンを記録し、これを読み取り、記録位置ずれの量に応じた数のノズルについて、当該ノズルの記録する画素をシフトする。より詳細には、記録媒体の搬送方向下流側に記録位置がずれる場合は、記録位置ずれの量に応じた数のノズルの記録する画素を搬送方向上流側へシフトする。他方、記録媒体の搬送方向上流側に記録位置がずれる場合は、非画像領域における画素数を削減した後に、記録位置のずれ量に応じた数のノズルの記録する画素を搬送方向上流側へシフトする。このように、ノズルの記録する画素をシフトすることによって記録位置ずれを補正する。
本実施形態においては、非画像領域に検査パターンを記録して、記録位置のずれ量を検出することにより、記録媒体の搬送精度の変化にかかわらず適切に記録位置ずれを補正することができる。
1 記録装置
3 記録媒体
5 記録部(パターン記録手段)
18 ノズル(記録素子)

Claims (8)

  1. それぞれ複数の記録素子を配列した、複数の記録素子列を用い、前記複数の記録素子列それぞれを、所定数の記録素子ごとに分けて得られるブロックそれぞれの所定数の記録素子を時分割駆動して、搬送される記録媒体へ記録を行う記録装置であって、
    前記記録媒体の非画像領域に前記複数の記録素子列を用いて検査パターンを記録するパターン記録手段と、
    前記検査パターンを測定して前記複数の記録素子列の相互の記録位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
    前記複数の記録素子列それぞれにおける前記ブロックごとに、前記記録位置ずれの量に応じた数の記録素子について当該記録する画素をシフトする補正を、前記検査パターンを記録した後の記録に対して行う補正手段と、
    を具えたことを特徴とする記録装置。
  2. 前記記録位置のずれ量を補正する補正値を格納する手段をさらに具え、
    前記補正値は、前記複数の記録素子列ごとに前記非画像領域における画素数を調整するための値と、前記ブロックごとに前記記録位置ずれの量に応じた数の記録素子の記録する画素をシフトするための値と、を含んで構成されており、
    前記補正手段は、前記補正値に応じて補正を行うことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
  3. 前記補正手段は、前記記録媒体の搬送方向下流側に記録位置がずれている場合は、前記ブロックごとに、前記記録位置ずれの量に応じた数の記録素子について当該記録する画素を前記記録媒体の搬送方向上流側にシフトし、
    前記搬送方向上流側に記録位置がずれている場合は、前記非画像領域における画素数を削減した後に、前記ブロックごとに、前記記録位置ずれの量に応じた数の記録素子について当該記録する画素を前記搬送方向上流側にシフトする、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の記録装置。
  4. 前記補正手段は、前記記録媒体に前記検査パターンを記録した後に記録する検査パターンを記録する際に、前記補正を行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の記録装置。
  5. 前記補正手段は、前記複数の記録素子列のうち基準となる記録素子列の前記補正値を固定し、前記基準となる記録素子列以外の記録素子列の前記補正値を変更することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の記録装置。
  6. 前記検出手段は、前記パターン記録手段よりも前記記録媒体の搬送方向下流側に配置されており、前記検査パターンを読み取るセンサを含むことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の記録装置。
  7. 前記記録素子は、インクを吐出可能なノズルによって構成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の記録装置。
  8. それぞれ複数の記録素子を配列した、複数の記録素子列を用い、前記複数の記録素子列それぞれを、所定数の記録素子ごとに分けて得られるブロックそれぞれの所定数の記録素子を時分割駆動して、搬送される記録媒体へ記録を行う記録装置の記録位置ずれの補正方法であって、
    前記記録媒体の非画像領域に前記複数の記録素子列を用いて検査パターンを記録するパターン記録工程と、
    前記検査パターンを測定して前記複数の記録素子列の相互の記録位置ずれを検出する位置ずれ検出工程と、
    前記複数の記録素子列それぞれにおける前記ブロックごとに、前記記録位置ずれの量に応じた数の記録素子について当該記録する画素をシフトする補正を、前記検査パターンを記録した後の記録に対して行う補正工程と、
    を有したことを特徴とする記録位置ずれの補正方法。
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