JP2005041037A - 画像記録装置及び画像記録方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、画像記録のスループットを下げることなく、光学濃度むらの発生を減少させる又は防止する画像記録装置並びに画像記録方法を提供することである。
【解決手段】画像記録装置１は、記録ヘッド２０と、キャリッジ３０と、走査手段と、を有している。この画像記録装置は、前記記録媒体に対するキャリッジの相対移動距離Ｌｎを計測する移動距離計測手段と、前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数を計測するインク滴計測手段と、前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定距離移動した際に、前記相対移動距離と、前記所定距離の移動の間に前記記録ヘッド２０から吐出されたインク滴数とから、記録印画デューティＰＤを算出し、記録印画デューティＰＤの値に応じて記録ヘッドに対して印加する吐出エネルギー量を制御する制御手段と、を有している。
【選択図】 図３
【解決手段】画像記録装置１は、記録ヘッド２０と、キャリッジ３０と、走査手段と、を有している。この画像記録装置は、前記記録媒体に対するキャリッジの相対移動距離Ｌｎを計測する移動距離計測手段と、前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数を計測するインク滴計測手段と、前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定距離移動した際に、前記相対移動距離と、前記所定距離の移動の間に前記記録ヘッド２０から吐出されたインク滴数とから、記録印画デューティＰＤを算出し、記録印画デューティＰＤの値に応じて記録ヘッドに対して印加する吐出エネルギー量を制御する制御手段と、を有している。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に対して画像を記録する画像記録装置並びに画像記録方法に関している。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタのような画像記録装置は、紙等の記録媒体にインクを付着させて画像を記録する。前記画像記録装置は、前記記録媒体にインクを吐出するための記録ヘッドと、前記記録ヘッドを保持するキャリッジと、前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送機構と、前記記録媒体搬送機構による記録媒体の搬送方向に沿った軸線（副走査軸ＳＡ）に対して直交する軸線（主走査方向ＭＡ）に前記記録ヘッドを移動させるキャリッジ駆動手段と、を有している。
【０００３】
このような従来の画像記録装置は、前記キャリッジを主走査軸ＭＡに沿って駆動させ、この駆動にともなって移動する前記記録ヘッドに、記録媒体に対してインク滴を塗布させる。このことによって、前記画像記録装置は、主走査軸ＭＡに沿って略等ピッチでインク滴を着弾させ、前記記録ヘッドの幅分の画像の記録を行うように動作する。前記画像記録装置は、上記動作を、順次副走査軸ＳＡに沿って搬送される前記記録媒体に対して繰り返すことで、前記記録媒体に所望の画像全体を記録する。
【０００４】
なお、一般的に画像記録装置において、記録中に記録ヘッドは、記録ヘッドを構成する部材（ピエゾ素子、電極、駆動ＩＣなど）の発熱により、温度が変化する。例えば、画像記録に伴う記録ヘッドの昇温により、前記記録ヘッド中のインクは、徐々に粘度が低下する。なお、前記記録ヘッドにおいて、インクの粘度が低下した場合、一度に吐出する各インク滴のインク量が多くなる。従って、記録されるインクドットの径は、大きくなる。記録ヘッドは主走査方向に移動しながらインクを吐出して記録を行う。この移動に伴って温度が変化するため、上述の記録ヘッドにより記録される画像において、図１２中に示されるように、主走査軸ＭＡに沿って、１回の走査において記録開始時の記録箇所と記録終了時の記録箇所とでは、光学濃度に差がでてしまう。特に図１２中に示されるように、双方向印字をした場合には、上下のバンド間の濃度差が、顕著になり、著しく記録された画像の画質が低下してしまう。
【０００５】
例えば、画像記録装置が、複数走査して画像を記録するとともに、各走査の画像記録において同一の電圧が記録ヘッドに印加された場合、図１３中に示されるように光学濃度（ＯＤ）が変化する。なお、図１３は、印画パターンは６０％のハーフトーンで画像が記録された際の光学濃度をグラフにしたものである。図１３中に示されるように、１回の走査において記録開始時の記録箇所と記録終了時の記録箇所とでは、光学濃度に差が出てしまっている。具体的には、記録開始時から終了時にかけて、画像の光学濃度（ＯＤ）が徐々に大きくなっている。このように、従来の画像記録装置において、記録される画像は、キャリッジの移動方向に沿って、光学濃度が変化し、画質が低下してしまう。
【０００６】
なお、上記温度変化は、急激であるため、記録ヘッドに配置されたサーミスター等の温度を検出する素子では、温度変化をリアルタイムで正確に検出することが困難である。
【０００７】
近年、記録ヘッドの温度を安定化させることを意図した画像記録装置が考えられている。例えば、このような従来の画像記録装置は、特許文献１中に記載されている。
【０００８】
この特許文献１中の画像記録装置は、記録ヘッドにヒーターが接続されており、画像記録中の記録ヘッドの温度を予測し、上記ヒーターにより温度の安定化を図る。
【０００９】
また、別の従来の画像記録装置においては、１回の走査全体に渡って、記録ヘッドの駆動電圧を一律に下げることにより、１回の走査においての記録開始時から終了時にかけて記録された画像の光学濃度のむらを防止している。
【００１０】
また、さらに別の従来の画像記録装置においては、画像記録前にこれから記録しようとする画像データを取得し、前記画像データの各位置の階調値に応じて、駆動電圧を下げることにより、上記光学濃度のむらを防止している。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−５４８９０号公報（第２−２５頁、 第５図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の画像記録装置は、記録ヘッドの温度をヒーターにより安定化させるため、記録ヘッドの温度上昇により生じる光学濃度むらを防止することは困難である。
【００１３】
また、上記別の従来の画像記録装置は、１回の走査において一律に駆動電圧をさげるため、過補正或いは補正不足により、光学濃度むらの発生する虞がある。
【００１４】
また、上記さらに別の従来の画像記録装置は、画像データに応じて電圧を下げるため、補正の過不足は防止されているが、事前の画像データの取得により画像記録のスループットが低下してしまう虞を有している。
【００１５】
上記課題を鑑みて、本発明の目的は、画像記録のスループットを下げることなく、光学濃度むらの発生を減少させる又は防止する画像記録装置並びに画像記録方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像記録装置は、上記課題を鑑みて以下の構成を有している。
【００１７】
本発明の一態様の画像記録装置は、印加された吐出エネルギーに応じてインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを保持するキャリッジと、前記キャリッジと記録媒体とを相対的に移動させる走査手段と、を有している。この画像記録装置は、前記キャリッジの相対移動中に前記記録ヘッドからインクを吐出することにより、前記記録媒体に画像を記録する。さらにこの画像記録装置は、前記記録媒体に対するキャリッジの相対移動距離を計測する移動距離計測手段と、前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数を計測するインク滴計測手段と、前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定距離移動した際に、前記移動距離計測手段によって計測された記録媒体に対するキャリッジの相対移動距離と、前記所定距離の移動の間に前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数とから、記録印画デューティを算出し、前記記録印画デューティの値に応じて記録ヘッドに対して印加する吐出エネルギー量を制御する制御手段とを有している。
【００１８】
また、本発明の一態様の画像記録方法は、記録媒体に対して、記録ヘッドを保持する前記キャリッジを相対的に移動させ、前記移動中に前記記録ヘッドに対して吐出エネルギーを印加することによりインクを吐出させ、前記記録媒体に対して画像を記録する。この記録方法において、前記記録媒体に対する前記キャリッジの相対移動距離を計測するとともに、前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数を計測する。また、この記録方法は、前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定距離移動した際に、前記相対移動距離と、前記所定距離の移動の間に前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数とから、記録印画デューティを算出し、前記記録印画デューティの値に応じて記録ヘッドに対して印加する吐出エネルギー量を制御する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
まず、本発明に従った１つの実施の形態について図１並びに図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態の画像記録装置を示す概略図である。図２は、図１中の記録ヘッドを示す概略的な分解斜視図である。
【００２１】
（構成）
本実施の形態の画像記録装置１は、記録媒体２００に対して、インクを吐出して画像を記録する。画像記録装置１は、記録媒体搬送機構１０と、記録ヘッド２０と、キャリッジ３０と、リニアエンコーダ３１と、キャリッジ駆動機構４０と、制御部５０とを有している。
【００２２】
記録媒体搬送機構１０は、搬送ローラ１１、１２とを有している。記録媒体搬送機構１０は、搬送ローラ１１、１２とを協働させて、記録媒体２００を所定の方向に搬送する。記録媒体２００は、図１中の上方から下方に向かって搬送される。
【００２３】
記録ヘッド２０は、図示しないインク供給源に接続されており、記録媒体２００にインクを吐出するインク吐出手段である。この記録ヘッド２０は、図２中に示されるように、ノズルプレート２１と、圧電素子２３とを有している。このノズルプレート２１には、インクの吐出口（ノズル）２２が複数設けられている。圧電素子２３は、２枚が重ねられ互いの接合部に、インク流路の一部である複数のチャンネル２４が形成されている。圧電素子２３には、各チャンネル２４に吐出口２２が配置されるように、ノズルプレート２１が固定されている。この記録ヘッド２０は、制御部５０と接続されており、圧電素子２３に制御部５０からの駆動電圧が印加された際に、各チャンネル２４を変形させ、吐出口２２からインクを吐出する。なお、この記録ヘッド２０は、印加される駆動電圧が高くなるにつれて、吐出するインク量が増える。従って、記録ヘッド２０は、駆動電圧が高くなるにつれ、濃く画像を記録する。また、この記録ヘッド２０には、この記録ヘッドの温度を検出するための温度検出手段であるヘッドサーミスター２５が取り付けられている。このヘッドサーミスターは、制御部５０に接続されており、検出結果を制御部５０に送る。
【００２４】
キャリッジ３０は、記録ヘッド２０を保持する保持手段であり、キャリッジ駆動機構４０により移動可能に支持されている。リニアエンコーダ３１は、キャリッジ３０の移動距離を計測する移動距離計測手段である。このリニアエンコーダ３１は、主走査軸に沿って配置されており、キャリッジ駆動機構４０により駆動されるキャリッジ３０の主走査軸に沿った移動距離を計測する。またこのリニアエンコーダ３１は、制御部５０に接続されており、計測結果を制御部５０に送る。
【００２５】
キャリッジ駆動機構４０は、記録媒体２００の搬送方向（副走査軸）に対して直交する方向（主走査軸）にキャリッジ３０を移動させる。従って、キャリッジ駆動機構４０は、キャリッジ３０を介して記録ヘッド２０を移動させ得る。なお、図１中において、前記副走査軸は、参照符号ＳＡで指摘している矢印に沿った軸心であり、前記主走査軸は、参照符号ＭＡで指摘している矢印に沿った軸心である。なお、前記副走査方向は、記録媒体の幅方向と略一致している。
【００２６】
なお、記録媒体搬送機構１０とキャリッジ駆動機構４０とは、協働して、記録媒体２００に対してキャリッジ３０を相対的に移動させる走査手段である。
【００２７】
制御部５０は、記録ヘッド２０、記録媒体搬送機構１０、及びキャリッジ駆動機構４０に接続されており、記録ヘッド２０並びに上記走査手段の動作を制御する制御装置である。また、制御部５０は、後述するが、記録ヘッド２０の印画デューティ（単位時間若しくは単位面積当たりのインク吐出回数）を補正する。
【００２８】
以下に、図３を参照して制御部５０をより詳しく説明する。制御部５０は、メモリ６０と、ＣＰＵ７０と、駆動制御ユニット５１とを有している。
【００２９】
まず、ＣＰＵ７０について説明する。ＣＰＵ７０は、制御部５０の制御を司る制御手段である。このＣＰＵ７０は、メモリ６０と接続されており、メモリ６０に対してデータの読み出し並びに書き込みが可能に構成されている。また、このＣＰＵ７０は、駆動制御ユニット５１と接続されており、記録ヘッド２０並びに前記走査手段への駆動命令を駆動制御ユニット５１に送出する。
【００３０】
さらに、このＣＰＵ７０は、ドットカウンタ７１と、演算部７２とを有している。
ドットカウンタ７１は、記録ヘッド２０に対して発行する駆動命令を取得し、この駆動命令に基づいて記録ヘッド２０によるインク滴の吐出数を計測するインク滴計測手段である。
【００３１】
演算部７２は、後述する記録ヘッドの印画デューティを補正する際の演算を行う演算ユニットである。
【００３２】
駆動制御ユニット５１は、記録媒体搬送機構１０、記録ヘッド２０、及びキャリッジ駆動機構４０と接続されており、ＣＰＵ７０からの命令に従って、これらの動作を制御する。駆動制御ユニット５１は、特に、記録ヘッド２０に対してインクの吐出に必要な吐出エネルギーを印加する。本実施の形態においては、駆動制御ユニット５１は、記録ヘッド２０に対して駆動電圧を印加する。
【００３３】
メモリ６０は、データを格納するデータ格納手段であり、後述する温度―電圧補正テーブル６１と温度−印画デューティ補正テーブル６２とを有している。また、メモリ６０には、記録ヘッド２０の吐出口数（ノズル数）等の基本情報が格納されている。
【００３４】
（動作）
続いて、上記構成の画像記録装置１の動作について説明する。なお、一般的に画像記録において、記録された画像の光学濃度は、吐出されたインク滴の大きさと、印画デューティとに比例して、濃くなる。従って、本実施の形態の画像記録装置１は、均一な光学濃度で画像を記録するために、記録ヘッドの温度が上昇した際に、インク滴の大きさを抑えるように補正（出力補正）を行う。即ち、この画像記録装置１は、出力補正を行いつつ画像を記録する。この画像記録動作を、図４乃至７を参照して以下でより詳しく説明する。この画像記録動作は、図７中に示されるような流れで行われ、以下に示す各工程を行う。
【００３５】
（駆動電圧設定工程Ｓ１）
画像記録装置１は、所望の光学濃度で記録が開始し得るように、初期設定が行われる。なお、光学濃度に影響を及ぼすインク滴の大きさは、記録ヘッド２０の温度ＴＥ、並びに記録ヘッド２０の駆動電圧に応じて変化する。このため、駆動電圧設定工程Ｓ１では、記録ヘッド２０の温度（記録開始前に測定された温度）に基づいて、記録開始時の記録ヘッド２０の駆動電圧（開始駆動電圧）を設定する。
【００３６】
上記設定のために、まず、記録開始前の記録ヘッド２０の温度ＴＥをヘッドサーミスター２５により取得する。
【００３７】
続いて、温度ＴＥに基づいて、前記開始駆動電圧が決定される。本願の発明者は、実験データにより、所定の光学濃度で記録を行うことが出来る駆動電圧と記録ヘッド２０の温度との関係を導きだした。上記関係は、図４中に示されるグラフで表すことが出来る。
【００３８】
なお、この図４のグラフは、図５に示される温度−電圧補正テーブル６１に基づいて表されたものである。この温度−電圧補正テーブル６１は、記録ヘッド２０の温度毎に対応する駆動電圧を、実験を繰り返した結果を導き出した算出式からなるものである。この温度−電圧補正テーブル６１は、メモリ６０中に格納されている。このため、制御部５０は、上記ヘッドサーミスター２５が計測した温度により、温度−電圧補正テーブル６１から対応する駆動電圧を選定し、記録開始駆動電圧に設定する。
この駆動電圧の設定が完了した後、続いて画像記録工程Ｓ２が行われる。
【００３９】
（画像記録工程Ｓ２）
この画像記録工程Ｓ２では、制御部５０の命令により、画像記録装置１が記録を開始する。具体的には、ＣＰＵ７０からの駆動命令が駆動制御ユニット５１を介して前記走査手段並びに記録ヘッド２０に送られる。この命令を受け取った後、キャリッジ３０が、前記走査手段により記録媒体に対して相対的な移動を開始するとともに、記録ヘッド２０が、上記開始駆動電圧を印加され、インクの吐出を開始する。この記録を開始した後、続いてカウント開始工程Ｓ３が行われる。
【００４０】
（カウント開始工程Ｓ３）
このカウント開始工程Ｓ３では、ドットカウンタ７１が、記録ヘッド２０の吐出したインク滴数のカウントを開始する。これとともに、リニアエンコーダ３１が、キャリッジの記録媒体に対する相対移動距離のカウントを開始する。本実施の形態において、画像記録装置１は、シリアルタイプである。このため、キャリッジ３０は、主走査軸に沿って移動される。そして、１回の走査が終わる度に、記録媒体搬送機構１０が記録媒体２００を副走査軸に沿って所定量搬送する。従って、１回の走査においては、キャリッジ３０は、主走査軸に沿ってのみに移動する。このため、上記相対移動距離（積算印画長）は、主走査軸に沿った記録開始位置からのキャリッジ３０の移動距離である。
【００４１】
上述のインク滴数のカウントと、相対移動距離の計測が開始された後、印画デューティ判定工程Ｓ４が行われる。
【００４２】
（印画デューティ判定工程Ｓ４）
この印画デューティ判定工程Ｓ４では、画像記録時の印画デューティと、基準となる印画デューティとの比較が行われ、この比較時における記録ヘッドの印画デューティ（記録印画デューティＰＤ）が基準となる印画デューティに対してずれが生じているか判定する。なお、上記基準となる印画デューティは、上記比較の基準とするため、説明のために基準印画デューティＧＤと呼ぶ。この基準印画デューティＧＤとは、上記温度ＴＥにおいて、所望の光学濃度で記録できる印画デューティである。従って、温度ＴＥにおいて、基準印画デューティＧＤを越える印画デューティで記録した場合、記録された画像の光学濃度は、所望の光学濃度より、濃くなってしまう。基準印画デューティＧＤは、後述の式により算出する。
【００４３】
上記比較は、キャリッジ３０が所定距離ＳＴ移動する度に行われる。言い換えると、上記比較は、相対移動距離Ｌｎが、所定距離ＳＴの整数倍であるときに行われる。このため、ＣＰＵ７０は、相対移動距離Ｌｎが所定距離ＳＴの整数倍であるか判定する。なお、本実施の形態において、所定距離ＳＴは、約１．２７ｃｍ（約０．５インチ）に設定されており、この設定値毎に上記比較を行えるようになっている。
【００４４】
この判定において、相対移動距離Ｌｎが所定距離ＳＴの整数倍でない場合、継続してカウント開始工程Ｓ３が行われる。
【００４５】
また、この判定において、相対移動距離Ｌｎが所定距離ＳＴの整数倍であるとき、記録印画デューティＰＤ並びに基準印画デューティＧＤの算出が行われる。
【００４６】
この記録印画デューティＰＤは、演算部７２により求められる。具体的には、まず、演算部７２が、記録ヘッド２０のノズル数Ｎｎ、相対移動距離Ｌｎ、及びインク滴数（積算ドット数）Ｄｎを取得する。そして、演算部７２は、これらの３つの値を用いて、以下に示す式１により、記録印画デューティＰＤを求める。
【００４７】
ＰＤ＝Ｄｎ／（Ｌｎ×Ｎｎ）…（式１）
続いて、基準印画デューティＧＤが求められる。なお、本願の発明者は、実験データにより、以下の式２により、上記基準印画デューティＧＤが求まることを導き出した。
【００４８】
ＧＤ＝（α×ＰＤ２−β×ＰＤ＋γ×ΔＴ）／（Ｌｎ×Ｎｎ）…（式２）
なお、式２において、α：係数１、β：係数２、γ：係数３、ΔＴ：温度補正係数、である。
【００４９】
基準印画デューティＧＤは、記録ヘッド並びにインクの特性に依存するため、上記係数１乃至３のα、β、γは、これらの特性に応じた補正係数である。ある記録ヘッド並びにインクにおいては（例１）、α＝１，γ＝３３、β＝４０００に設定される。
【００５０】
なお、精度よく基準印画デューティＧＤを求めるためには、温度関数を考慮する必要がある。上記温度補正係数ΔＴは、記録時のインク滴が、記録開始時の記録ヘッド２０の温度において大きさを基準として、記録していくにつれてそのおおきさが変化するため、上記変化を補正するための係数である。なお、本願の発明者は、実験データにより、以下の式３により、ある記録ヘッド２０の温度（ヘッドサーミスターの温度ＴＥ）においての上記温度補正係数ΔＴが求まることを導き出した。
【００５１】
ΔＴ＝ε×ＴＥ＋η…（式３）
なお、式３において、ε：係数４、η：係数５、である。またこの係数４，５であるε及びηは、本願の発明者が実験データにより導き出した図６の温度−印画デューティ補正テーブル６２より、記録印画デューティＰＤと温度ＴＥに応じて選定される。図６中において、εは、「傾き」として示されており、ηは、「切片」として示されている。例えば、上記例１の記録ヘッド並びにインクを用いた場合において、記録印画デューティＰＤが、５以上１０未満であり、温度ＴＥが２６度であった場合、ε＝−０．１、η＝３．７に設定される。
【００５２】
これらの式１乃至３により、記録印画デューティＰＤと基準印画デューティＧＤとが求まったら、続いて、これらの比較が演算部７２により行われる。
【００５３】
この比較において、記録印画デューティＰＤが、基準印画デューティＧＤ以上だった場合、続いて吐出エネルギー補正工程Ｓ５が行われる。なお、この判定により、記録ヘッド２０は、基準印画デューティＧＤより大きい記録印画デューティＰＤにおいて、記録を行っていることが分かる。
【００５４】
また、上記比較において、記録印画デューティＰＤが、基準印画デューティＧＤより小さかった場合、相対移動距離Ｌｎ及びインク滴数Ｄｎを維持し、続いて終了チェック工程Ｓ６が行われる。
【００５５】
（吐出エネルギー補正工程Ｓ５）
この吐出エネルギー補正工程Ｓ５では、記録印画デューティＰＤが大きくなっている場合には、記録画像の濃度が高くなってしまう。吐出エネルギー補正工程Ｓ５では、記録画像の濃度を所望の濃度に合わせるために、ＣＰＵ７０は、駆動制御ユニット５１に対して、吐出エネルギーである駆動電圧を所定量下げるように命令する。本実施の形態においては、駆動電圧は、０．０８Ｖ下げられる。
【００５６】
そして、相対移動距離Ｌｎ及びインク滴数Ｄｎが０にリセットされる。このリセット後、続いて終了チェック工程Ｓ６が行われる。
【００５７】
（終了チェック工程Ｓ６）
この終了チェック工程において、演算部７２は、１回の走査が完了したかチェックする。１回の走査の途中である場合、再びカウント開始工程Ｓ３が行われる。即ち、１回の走査の途中である場合、駆動電圧、及び温度ＴＥの値は、維持される。
【００５８】
また、１回の走査が完了した場合、インク滴数Ｄｎ、相対移動距離Ｌｎ、温度ＴＥを０にリセットし、次の走査を行う。
【００５９】
このようにして、本実施の形態の画像記録装置１は、画像の記録を行う。
上述のように、本実施の形態の前記制御手段であるＣＰＵ７０は、前記相対移動距離Ｌｎと、インク滴数Ｄｎとから記録印画デューティＰＤを算出し、この記録印画デューティＰＤに応じて記録ヘッドに印加する吐出エネルギー量を制御する。従って、本実施の形態の画像記録装置は、画像記録時に急激に記録ヘッドの温度が変化する場合においても、吐出エネルギー量を制御することにより、リアルタイムに温度計測を行うことなく、記録画像の光学濃度の上昇を防止し、光学濃度むらの発生を減少又は防止することが出来る。なお、前記記録印画デューティＰＤは、記録する画像データを解析する場合に比べて、短時間で算出し得る。従って、本実施の形態の画像記録装置１は、画像記録のスループットを低下させることなく、光学濃度むらの発生を減少又は防止し得る。
【００６０】
なお、上述のように吐出エネルギー量を補正した場合、印画パターン６０％のハーフトーンで画像が記録された際の光学濃度をグラフ（図８参照）は、複数回の走査により画像を記録した場合においても、常に略一定の光学濃度で画像を記録し得る。従って、本実施の形態の画像記録装置１は、濃度むらを防止し、高画質に画像の記録を行い得る。
【００６１】
また、ＣＰＵ７０は、基準印画デューティＧＤに対して記録印画デューティＰＤを比較し、吐出エネルギー量を制御し得る。従って、本実施の形態の画像記録装置１は、基準印画デューティＧＤに対するずれを比較し得る。従って、本実施の形態の画像記録装置１は、より確実に濃度むらを防止し得る。
【００６２】
また、本実施の形態の画像記録装置１は、記録印画デューティＰＤが、基準印画デューティＧＤ以上である場合、吐出エネルギー量を小さくする。記録ヘッド２０は、印加されるエネルギーが減少した場合、画像記録の際の印画デューティが低くなる。従って、本実施の形態の画像記録装置は、記録ヘッドの温度上昇等により、記録時の光学濃度が上昇した場合においても、上記上昇を補正することが出来、濃度むらの発生を防止し得る。
【００６３】
また、本実施の形態の画像記録装置１は、演算部７１が、基準印画デューティＧＤに対して記録印画デューティＰＤの値が小さいと判定した場合、前記印加する吐出エネルギー量を、比較前の状態に維持する。これにより、本実施の形態の画像記録装置１は、記録印画デューティＰＤが、基準印画デューティＧＤより小さい場合、吐出エネルギー量を維持し、続いて補正が行われた際に過補正又は補正不足になること防止し得る。
【００６４】
また、演算部７２は、画像記録時において、前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定移動距離移動した毎に、上記比較を行い得る。これにより、本実施の形態の画像記録装置は、複数回の印画デューティの比較を行うことができ、より精度よく印画デューティの補正を行い得る。
【００６５】
また、ＣＰＵ７０は、演算部７１により記録印画デューティＰＤの値が基準印画デューティＧＤより大きいと判定された場合、前記計測したインク滴数をリセットする。これにより、補正後に再び設定をリセットすることが可能である。従って、複数回の前記印画デューティの比較においても、補正時の比較に用いたデータに左右されることなく正確に各比較を行うことが可能である。
【００６６】
また、本実施の形態の画像記録装置１は、記録ヘッド２０の温度を検出する温度検出手段であるヘッドサーミスター２５を有しており、これにより検出された温度ＴＥに基づいて、基準印画デューティＧＤを算出する。
【００６７】
上記構成により、記録ヘッドの温度に基づいて、基準印画デューティＧＤを算出し得る。従って、複数回検査を行う場合において、基準印画デューティＧＤを求める際に各回毎に記録ヘッドの温度が異なる場合においても、確実に基準印画デューティＧＤを求めることが可能である。
【００６８】
また、本実施の形態において、画像記録装置１は、インク吐出動作に伴った記録ヘッド２０の温度上昇により、インクの粘度が低下した場合において、吐出エネルギーを下げる制御についてのみ説明した。しかしながら、本実施の形態の画像記録装置１は、記録ヘッド２０が温度低下し、インクの粘度が増大した場合において、吐出エネルギーを上昇させることも可能である。例えば、図９中に示されるような画像データは、各走査において、印字を行わない空白データ部分がある。この画像データを画像記録装置が記録する場合、空白データ部分により、記録ヘッド２０の温度が低下する場合がある。この場合において、基準印画デューティＧＤと記録印画デューティＰＤとを比較した際に、所定の範囲より記録印画デューティＰＤが小さくなることがある。この場合、画像記録装置１は、印加する吐出エネルギー量を増大させるように制御する。このような制御は、例えば、図１１中に示すように、印加する吐出エネルギー量を、増大と減少とを組み合わせて行うことも可能である。このように制御した場合、画像記録装置１は、記録ヘッド２０の温度が低下した場合においても、高画質で画像を記録し得る。
【００６９】
また、本実施の形態の画像記録装置において、ドットカウンタ７１は、全ての吐出したインクドットを積算したが、図１０中において灰色で示すような記録ヘッドの温度上昇に影響しないような低い解像度の領域を記録した際のインクドットを積算しないことも可能である。
【００７０】
なお、本実施の形態において、相対移動距離Ｌｎは、リニアエンコーダにより計測したが、他の公知の測定機器を用いることも可能であるし、キャリッジの移動速度並びに移動時間に基づいて、相対移動距離Ｌｎを算出することも可能である。
【００７１】
また、本実施形態において、駆動電圧は、０．０８Ｖ毎に調整されているが、この吐出エネルギーを調整する量は、用いられる記録ヘッド並びにインクに対応して変化するため、上記値には限定されず、任意に変更し得る。
【００７２】
また、本実施の形態において、吐出エネルギーは、駆動電圧であったが、記録ヘッドの特性に合わせて、パルス幅、周波数などの他のエネルギー量に置き換えられることは言うまでもない。
【００７３】
また、本実施の形態の画像記録装置１は、キャリッジ自体が走査するシリアルタイプであるが、フルラインタイプにすることも可能である。この場合、相対移動距離Ｌｎは、キャリッジに対する記録媒体２００の搬送量になる。
【００７４】
これまで、いくつかの実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。
【００７５】
【発明の効果】
上記課題を鑑みて、本発明の目的は、画像記録のスループットを下げることなく、光学濃度むらの発生を減少させる又は防止する画像記録装置並びに画像記録方法を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の１つの実施の形態に従った画像記録装置を示す概略図である。
【図２】図２は、図１中の画像記録装置の記録ヘッドを示す概略的な分解斜視図である。
【図３】図３は、図１中の制御部を示す概略的なブロック図である。
【図４】図４は、正常な印画デューティで記録を行うことが出来る駆動電圧と記録ヘッド２０の温度との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、温度−電圧補正テーブルを示す図である。
【図６】図６は、温度−印画デューティ補正テーブルを示す図である。
【図７】図７は、画像記録装置１の動作を示すフロー図である。
【図８】図８は、図１中の画像記録装置の記録結果の光学濃度を示すグラフである。
【図９】図９は、１つの変形例の画像記録装置により記録される画像データを示す図である。
【図１０】図１０は、他の変形例の画像記録装置により記録される画像データを示す図である。
【図１１】図１１は、図９中の画像を記録した際の上記１つの変形例の画像記録装置の駆動電圧の変化を示す図である。
【図１２】図１２は、従来の画像記録装置により記録結果を示す図である。
【図１３】図１３は、従来の画像記録装置の記録結果の光学濃度を示すグラフである。
【符号の説明】
ＭＡ…主走査軸、ＳＡ…副走査軸、Ｓ１…駆動電圧設定工程、Ｓ２…画像記録工程、Ｓ３…カウント開始工程、Ｓ４…印画デューティ判定工程、ＧＤ…基準印画デューティ、ＳＴ…所定距離、Ｌｎ…相対移動距離、ＰＤ…記録印画デューティ、Ｓ５…吐出エネルギー補正工程、Ｓ６…終了チェック工程、１…画像記録装置、１０…記録媒体搬送機構、１１，１２…搬送ローラ、２０…記録ヘッド、２１…ノズルプレート、２２…吐出口、２３…圧電素子、２４…チャンネル、２５…ヘッドサーミスター、３０…キャリッジ、３１…リニアエンコーダ、４０…キャリッジ駆動機構、５０…制御部、５１…駆動制御ユニット、６０…メモリ、６０…印画パターン、６１…温度補正テーブル、６２…電圧補正テーブル、７０…ＣＰＵ、７１…ドットカウンタ、７２…演算部、２００…記録媒体
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に対して画像を記録する画像記録装置並びに画像記録方法に関している。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタのような画像記録装置は、紙等の記録媒体にインクを付着させて画像を記録する。前記画像記録装置は、前記記録媒体にインクを吐出するための記録ヘッドと、前記記録ヘッドを保持するキャリッジと、前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送機構と、前記記録媒体搬送機構による記録媒体の搬送方向に沿った軸線（副走査軸ＳＡ）に対して直交する軸線（主走査方向ＭＡ）に前記記録ヘッドを移動させるキャリッジ駆動手段と、を有している。
【０００３】
このような従来の画像記録装置は、前記キャリッジを主走査軸ＭＡに沿って駆動させ、この駆動にともなって移動する前記記録ヘッドに、記録媒体に対してインク滴を塗布させる。このことによって、前記画像記録装置は、主走査軸ＭＡに沿って略等ピッチでインク滴を着弾させ、前記記録ヘッドの幅分の画像の記録を行うように動作する。前記画像記録装置は、上記動作を、順次副走査軸ＳＡに沿って搬送される前記記録媒体に対して繰り返すことで、前記記録媒体に所望の画像全体を記録する。
【０００４】
なお、一般的に画像記録装置において、記録中に記録ヘッドは、記録ヘッドを構成する部材（ピエゾ素子、電極、駆動ＩＣなど）の発熱により、温度が変化する。例えば、画像記録に伴う記録ヘッドの昇温により、前記記録ヘッド中のインクは、徐々に粘度が低下する。なお、前記記録ヘッドにおいて、インクの粘度が低下した場合、一度に吐出する各インク滴のインク量が多くなる。従って、記録されるインクドットの径は、大きくなる。記録ヘッドは主走査方向に移動しながらインクを吐出して記録を行う。この移動に伴って温度が変化するため、上述の記録ヘッドにより記録される画像において、図１２中に示されるように、主走査軸ＭＡに沿って、１回の走査において記録開始時の記録箇所と記録終了時の記録箇所とでは、光学濃度に差がでてしまう。特に図１２中に示されるように、双方向印字をした場合には、上下のバンド間の濃度差が、顕著になり、著しく記録された画像の画質が低下してしまう。
【０００５】
例えば、画像記録装置が、複数走査して画像を記録するとともに、各走査の画像記録において同一の電圧が記録ヘッドに印加された場合、図１３中に示されるように光学濃度（ＯＤ）が変化する。なお、図１３は、印画パターンは６０％のハーフトーンで画像が記録された際の光学濃度をグラフにしたものである。図１３中に示されるように、１回の走査において記録開始時の記録箇所と記録終了時の記録箇所とでは、光学濃度に差が出てしまっている。具体的には、記録開始時から終了時にかけて、画像の光学濃度（ＯＤ）が徐々に大きくなっている。このように、従来の画像記録装置において、記録される画像は、キャリッジの移動方向に沿って、光学濃度が変化し、画質が低下してしまう。
【０００６】
なお、上記温度変化は、急激であるため、記録ヘッドに配置されたサーミスター等の温度を検出する素子では、温度変化をリアルタイムで正確に検出することが困難である。
【０００７】
近年、記録ヘッドの温度を安定化させることを意図した画像記録装置が考えられている。例えば、このような従来の画像記録装置は、特許文献１中に記載されている。
【０００８】
この特許文献１中の画像記録装置は、記録ヘッドにヒーターが接続されており、画像記録中の記録ヘッドの温度を予測し、上記ヒーターにより温度の安定化を図る。
【０００９】
また、別の従来の画像記録装置においては、１回の走査全体に渡って、記録ヘッドの駆動電圧を一律に下げることにより、１回の走査においての記録開始時から終了時にかけて記録された画像の光学濃度のむらを防止している。
【００１０】
また、さらに別の従来の画像記録装置においては、画像記録前にこれから記録しようとする画像データを取得し、前記画像データの各位置の階調値に応じて、駆動電圧を下げることにより、上記光学濃度のむらを防止している。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−５４８９０号公報（第２−２５頁、 第５図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の画像記録装置は、記録ヘッドの温度をヒーターにより安定化させるため、記録ヘッドの温度上昇により生じる光学濃度むらを防止することは困難である。
【００１３】
また、上記別の従来の画像記録装置は、１回の走査において一律に駆動電圧をさげるため、過補正或いは補正不足により、光学濃度むらの発生する虞がある。
【００１４】
また、上記さらに別の従来の画像記録装置は、画像データに応じて電圧を下げるため、補正の過不足は防止されているが、事前の画像データの取得により画像記録のスループットが低下してしまう虞を有している。
【００１５】
上記課題を鑑みて、本発明の目的は、画像記録のスループットを下げることなく、光学濃度むらの発生を減少させる又は防止する画像記録装置並びに画像記録方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像記録装置は、上記課題を鑑みて以下の構成を有している。
【００１７】
本発明の一態様の画像記録装置は、印加された吐出エネルギーに応じてインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを保持するキャリッジと、前記キャリッジと記録媒体とを相対的に移動させる走査手段と、を有している。この画像記録装置は、前記キャリッジの相対移動中に前記記録ヘッドからインクを吐出することにより、前記記録媒体に画像を記録する。さらにこの画像記録装置は、前記記録媒体に対するキャリッジの相対移動距離を計測する移動距離計測手段と、前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数を計測するインク滴計測手段と、前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定距離移動した際に、前記移動距離計測手段によって計測された記録媒体に対するキャリッジの相対移動距離と、前記所定距離の移動の間に前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数とから、記録印画デューティを算出し、前記記録印画デューティの値に応じて記録ヘッドに対して印加する吐出エネルギー量を制御する制御手段とを有している。
【００１８】
また、本発明の一態様の画像記録方法は、記録媒体に対して、記録ヘッドを保持する前記キャリッジを相対的に移動させ、前記移動中に前記記録ヘッドに対して吐出エネルギーを印加することによりインクを吐出させ、前記記録媒体に対して画像を記録する。この記録方法において、前記記録媒体に対する前記キャリッジの相対移動距離を計測するとともに、前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数を計測する。また、この記録方法は、前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定距離移動した際に、前記相対移動距離と、前記所定距離の移動の間に前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数とから、記録印画デューティを算出し、前記記録印画デューティの値に応じて記録ヘッドに対して印加する吐出エネルギー量を制御する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
まず、本発明に従った１つの実施の形態について図１並びに図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態の画像記録装置を示す概略図である。図２は、図１中の記録ヘッドを示す概略的な分解斜視図である。
【００２１】
（構成）
本実施の形態の画像記録装置１は、記録媒体２００に対して、インクを吐出して画像を記録する。画像記録装置１は、記録媒体搬送機構１０と、記録ヘッド２０と、キャリッジ３０と、リニアエンコーダ３１と、キャリッジ駆動機構４０と、制御部５０とを有している。
【００２２】
記録媒体搬送機構１０は、搬送ローラ１１、１２とを有している。記録媒体搬送機構１０は、搬送ローラ１１、１２とを協働させて、記録媒体２００を所定の方向に搬送する。記録媒体２００は、図１中の上方から下方に向かって搬送される。
【００２３】
記録ヘッド２０は、図示しないインク供給源に接続されており、記録媒体２００にインクを吐出するインク吐出手段である。この記録ヘッド２０は、図２中に示されるように、ノズルプレート２１と、圧電素子２３とを有している。このノズルプレート２１には、インクの吐出口（ノズル）２２が複数設けられている。圧電素子２３は、２枚が重ねられ互いの接合部に、インク流路の一部である複数のチャンネル２４が形成されている。圧電素子２３には、各チャンネル２４に吐出口２２が配置されるように、ノズルプレート２１が固定されている。この記録ヘッド２０は、制御部５０と接続されており、圧電素子２３に制御部５０からの駆動電圧が印加された際に、各チャンネル２４を変形させ、吐出口２２からインクを吐出する。なお、この記録ヘッド２０は、印加される駆動電圧が高くなるにつれて、吐出するインク量が増える。従って、記録ヘッド２０は、駆動電圧が高くなるにつれ、濃く画像を記録する。また、この記録ヘッド２０には、この記録ヘッドの温度を検出するための温度検出手段であるヘッドサーミスター２５が取り付けられている。このヘッドサーミスターは、制御部５０に接続されており、検出結果を制御部５０に送る。
【００２４】
キャリッジ３０は、記録ヘッド２０を保持する保持手段であり、キャリッジ駆動機構４０により移動可能に支持されている。リニアエンコーダ３１は、キャリッジ３０の移動距離を計測する移動距離計測手段である。このリニアエンコーダ３１は、主走査軸に沿って配置されており、キャリッジ駆動機構４０により駆動されるキャリッジ３０の主走査軸に沿った移動距離を計測する。またこのリニアエンコーダ３１は、制御部５０に接続されており、計測結果を制御部５０に送る。
【００２５】
キャリッジ駆動機構４０は、記録媒体２００の搬送方向（副走査軸）に対して直交する方向（主走査軸）にキャリッジ３０を移動させる。従って、キャリッジ駆動機構４０は、キャリッジ３０を介して記録ヘッド２０を移動させ得る。なお、図１中において、前記副走査軸は、参照符号ＳＡで指摘している矢印に沿った軸心であり、前記主走査軸は、参照符号ＭＡで指摘している矢印に沿った軸心である。なお、前記副走査方向は、記録媒体の幅方向と略一致している。
【００２６】
なお、記録媒体搬送機構１０とキャリッジ駆動機構４０とは、協働して、記録媒体２００に対してキャリッジ３０を相対的に移動させる走査手段である。
【００２７】
制御部５０は、記録ヘッド２０、記録媒体搬送機構１０、及びキャリッジ駆動機構４０に接続されており、記録ヘッド２０並びに上記走査手段の動作を制御する制御装置である。また、制御部５０は、後述するが、記録ヘッド２０の印画デューティ（単位時間若しくは単位面積当たりのインク吐出回数）を補正する。
【００２８】
以下に、図３を参照して制御部５０をより詳しく説明する。制御部５０は、メモリ６０と、ＣＰＵ７０と、駆動制御ユニット５１とを有している。
【００２９】
まず、ＣＰＵ７０について説明する。ＣＰＵ７０は、制御部５０の制御を司る制御手段である。このＣＰＵ７０は、メモリ６０と接続されており、メモリ６０に対してデータの読み出し並びに書き込みが可能に構成されている。また、このＣＰＵ７０は、駆動制御ユニット５１と接続されており、記録ヘッド２０並びに前記走査手段への駆動命令を駆動制御ユニット５１に送出する。
【００３０】
さらに、このＣＰＵ７０は、ドットカウンタ７１と、演算部７２とを有している。
ドットカウンタ７１は、記録ヘッド２０に対して発行する駆動命令を取得し、この駆動命令に基づいて記録ヘッド２０によるインク滴の吐出数を計測するインク滴計測手段である。
【００３１】
演算部７２は、後述する記録ヘッドの印画デューティを補正する際の演算を行う演算ユニットである。
【００３２】
駆動制御ユニット５１は、記録媒体搬送機構１０、記録ヘッド２０、及びキャリッジ駆動機構４０と接続されており、ＣＰＵ７０からの命令に従って、これらの動作を制御する。駆動制御ユニット５１は、特に、記録ヘッド２０に対してインクの吐出に必要な吐出エネルギーを印加する。本実施の形態においては、駆動制御ユニット５１は、記録ヘッド２０に対して駆動電圧を印加する。
【００３３】
メモリ６０は、データを格納するデータ格納手段であり、後述する温度―電圧補正テーブル６１と温度−印画デューティ補正テーブル６２とを有している。また、メモリ６０には、記録ヘッド２０の吐出口数（ノズル数）等の基本情報が格納されている。
【００３４】
（動作）
続いて、上記構成の画像記録装置１の動作について説明する。なお、一般的に画像記録において、記録された画像の光学濃度は、吐出されたインク滴の大きさと、印画デューティとに比例して、濃くなる。従って、本実施の形態の画像記録装置１は、均一な光学濃度で画像を記録するために、記録ヘッドの温度が上昇した際に、インク滴の大きさを抑えるように補正（出力補正）を行う。即ち、この画像記録装置１は、出力補正を行いつつ画像を記録する。この画像記録動作を、図４乃至７を参照して以下でより詳しく説明する。この画像記録動作は、図７中に示されるような流れで行われ、以下に示す各工程を行う。
【００３５】
（駆動電圧設定工程Ｓ１）
画像記録装置１は、所望の光学濃度で記録が開始し得るように、初期設定が行われる。なお、光学濃度に影響を及ぼすインク滴の大きさは、記録ヘッド２０の温度ＴＥ、並びに記録ヘッド２０の駆動電圧に応じて変化する。このため、駆動電圧設定工程Ｓ１では、記録ヘッド２０の温度（記録開始前に測定された温度）に基づいて、記録開始時の記録ヘッド２０の駆動電圧（開始駆動電圧）を設定する。
【００３６】
上記設定のために、まず、記録開始前の記録ヘッド２０の温度ＴＥをヘッドサーミスター２５により取得する。
【００３７】
続いて、温度ＴＥに基づいて、前記開始駆動電圧が決定される。本願の発明者は、実験データにより、所定の光学濃度で記録を行うことが出来る駆動電圧と記録ヘッド２０の温度との関係を導きだした。上記関係は、図４中に示されるグラフで表すことが出来る。
【００３８】
なお、この図４のグラフは、図５に示される温度−電圧補正テーブル６１に基づいて表されたものである。この温度−電圧補正テーブル６１は、記録ヘッド２０の温度毎に対応する駆動電圧を、実験を繰り返した結果を導き出した算出式からなるものである。この温度−電圧補正テーブル６１は、メモリ６０中に格納されている。このため、制御部５０は、上記ヘッドサーミスター２５が計測した温度により、温度−電圧補正テーブル６１から対応する駆動電圧を選定し、記録開始駆動電圧に設定する。
この駆動電圧の設定が完了した後、続いて画像記録工程Ｓ２が行われる。
【００３９】
（画像記録工程Ｓ２）
この画像記録工程Ｓ２では、制御部５０の命令により、画像記録装置１が記録を開始する。具体的には、ＣＰＵ７０からの駆動命令が駆動制御ユニット５１を介して前記走査手段並びに記録ヘッド２０に送られる。この命令を受け取った後、キャリッジ３０が、前記走査手段により記録媒体に対して相対的な移動を開始するとともに、記録ヘッド２０が、上記開始駆動電圧を印加され、インクの吐出を開始する。この記録を開始した後、続いてカウント開始工程Ｓ３が行われる。
【００４０】
（カウント開始工程Ｓ３）
このカウント開始工程Ｓ３では、ドットカウンタ７１が、記録ヘッド２０の吐出したインク滴数のカウントを開始する。これとともに、リニアエンコーダ３１が、キャリッジの記録媒体に対する相対移動距離のカウントを開始する。本実施の形態において、画像記録装置１は、シリアルタイプである。このため、キャリッジ３０は、主走査軸に沿って移動される。そして、１回の走査が終わる度に、記録媒体搬送機構１０が記録媒体２００を副走査軸に沿って所定量搬送する。従って、１回の走査においては、キャリッジ３０は、主走査軸に沿ってのみに移動する。このため、上記相対移動距離（積算印画長）は、主走査軸に沿った記録開始位置からのキャリッジ３０の移動距離である。
【００４１】
上述のインク滴数のカウントと、相対移動距離の計測が開始された後、印画デューティ判定工程Ｓ４が行われる。
【００４２】
（印画デューティ判定工程Ｓ４）
この印画デューティ判定工程Ｓ４では、画像記録時の印画デューティと、基準となる印画デューティとの比較が行われ、この比較時における記録ヘッドの印画デューティ（記録印画デューティＰＤ）が基準となる印画デューティに対してずれが生じているか判定する。なお、上記基準となる印画デューティは、上記比較の基準とするため、説明のために基準印画デューティＧＤと呼ぶ。この基準印画デューティＧＤとは、上記温度ＴＥにおいて、所望の光学濃度で記録できる印画デューティである。従って、温度ＴＥにおいて、基準印画デューティＧＤを越える印画デューティで記録した場合、記録された画像の光学濃度は、所望の光学濃度より、濃くなってしまう。基準印画デューティＧＤは、後述の式により算出する。
【００４３】
上記比較は、キャリッジ３０が所定距離ＳＴ移動する度に行われる。言い換えると、上記比較は、相対移動距離Ｌｎが、所定距離ＳＴの整数倍であるときに行われる。このため、ＣＰＵ７０は、相対移動距離Ｌｎが所定距離ＳＴの整数倍であるか判定する。なお、本実施の形態において、所定距離ＳＴは、約１．２７ｃｍ（約０．５インチ）に設定されており、この設定値毎に上記比較を行えるようになっている。
【００４４】
この判定において、相対移動距離Ｌｎが所定距離ＳＴの整数倍でない場合、継続してカウント開始工程Ｓ３が行われる。
【００４５】
また、この判定において、相対移動距離Ｌｎが所定距離ＳＴの整数倍であるとき、記録印画デューティＰＤ並びに基準印画デューティＧＤの算出が行われる。
【００４６】
この記録印画デューティＰＤは、演算部７２により求められる。具体的には、まず、演算部７２が、記録ヘッド２０のノズル数Ｎｎ、相対移動距離Ｌｎ、及びインク滴数（積算ドット数）Ｄｎを取得する。そして、演算部７２は、これらの３つの値を用いて、以下に示す式１により、記録印画デューティＰＤを求める。
【００４７】
ＰＤ＝Ｄｎ／（Ｌｎ×Ｎｎ）…（式１）
続いて、基準印画デューティＧＤが求められる。なお、本願の発明者は、実験データにより、以下の式２により、上記基準印画デューティＧＤが求まることを導き出した。
【００４８】
ＧＤ＝（α×ＰＤ２−β×ＰＤ＋γ×ΔＴ）／（Ｌｎ×Ｎｎ）…（式２）
なお、式２において、α：係数１、β：係数２、γ：係数３、ΔＴ：温度補正係数、である。
【００４９】
基準印画デューティＧＤは、記録ヘッド並びにインクの特性に依存するため、上記係数１乃至３のα、β、γは、これらの特性に応じた補正係数である。ある記録ヘッド並びにインクにおいては（例１）、α＝１，γ＝３３、β＝４０００に設定される。
【００５０】
なお、精度よく基準印画デューティＧＤを求めるためには、温度関数を考慮する必要がある。上記温度補正係数ΔＴは、記録時のインク滴が、記録開始時の記録ヘッド２０の温度において大きさを基準として、記録していくにつれてそのおおきさが変化するため、上記変化を補正するための係数である。なお、本願の発明者は、実験データにより、以下の式３により、ある記録ヘッド２０の温度（ヘッドサーミスターの温度ＴＥ）においての上記温度補正係数ΔＴが求まることを導き出した。
【００５１】
ΔＴ＝ε×ＴＥ＋η…（式３）
なお、式３において、ε：係数４、η：係数５、である。またこの係数４，５であるε及びηは、本願の発明者が実験データにより導き出した図６の温度−印画デューティ補正テーブル６２より、記録印画デューティＰＤと温度ＴＥに応じて選定される。図６中において、εは、「傾き」として示されており、ηは、「切片」として示されている。例えば、上記例１の記録ヘッド並びにインクを用いた場合において、記録印画デューティＰＤが、５以上１０未満であり、温度ＴＥが２６度であった場合、ε＝−０．１、η＝３．７に設定される。
【００５２】
これらの式１乃至３により、記録印画デューティＰＤと基準印画デューティＧＤとが求まったら、続いて、これらの比較が演算部７２により行われる。
【００５３】
この比較において、記録印画デューティＰＤが、基準印画デューティＧＤ以上だった場合、続いて吐出エネルギー補正工程Ｓ５が行われる。なお、この判定により、記録ヘッド２０は、基準印画デューティＧＤより大きい記録印画デューティＰＤにおいて、記録を行っていることが分かる。
【００５４】
また、上記比較において、記録印画デューティＰＤが、基準印画デューティＧＤより小さかった場合、相対移動距離Ｌｎ及びインク滴数Ｄｎを維持し、続いて終了チェック工程Ｓ６が行われる。
【００５５】
（吐出エネルギー補正工程Ｓ５）
この吐出エネルギー補正工程Ｓ５では、記録印画デューティＰＤが大きくなっている場合には、記録画像の濃度が高くなってしまう。吐出エネルギー補正工程Ｓ５では、記録画像の濃度を所望の濃度に合わせるために、ＣＰＵ７０は、駆動制御ユニット５１に対して、吐出エネルギーである駆動電圧を所定量下げるように命令する。本実施の形態においては、駆動電圧は、０．０８Ｖ下げられる。
【００５６】
そして、相対移動距離Ｌｎ及びインク滴数Ｄｎが０にリセットされる。このリセット後、続いて終了チェック工程Ｓ６が行われる。
【００５７】
（終了チェック工程Ｓ６）
この終了チェック工程において、演算部７２は、１回の走査が完了したかチェックする。１回の走査の途中である場合、再びカウント開始工程Ｓ３が行われる。即ち、１回の走査の途中である場合、駆動電圧、及び温度ＴＥの値は、維持される。
【００５８】
また、１回の走査が完了した場合、インク滴数Ｄｎ、相対移動距離Ｌｎ、温度ＴＥを０にリセットし、次の走査を行う。
【００５９】
このようにして、本実施の形態の画像記録装置１は、画像の記録を行う。
上述のように、本実施の形態の前記制御手段であるＣＰＵ７０は、前記相対移動距離Ｌｎと、インク滴数Ｄｎとから記録印画デューティＰＤを算出し、この記録印画デューティＰＤに応じて記録ヘッドに印加する吐出エネルギー量を制御する。従って、本実施の形態の画像記録装置は、画像記録時に急激に記録ヘッドの温度が変化する場合においても、吐出エネルギー量を制御することにより、リアルタイムに温度計測を行うことなく、記録画像の光学濃度の上昇を防止し、光学濃度むらの発生を減少又は防止することが出来る。なお、前記記録印画デューティＰＤは、記録する画像データを解析する場合に比べて、短時間で算出し得る。従って、本実施の形態の画像記録装置１は、画像記録のスループットを低下させることなく、光学濃度むらの発生を減少又は防止し得る。
【００６０】
なお、上述のように吐出エネルギー量を補正した場合、印画パターン６０％のハーフトーンで画像が記録された際の光学濃度をグラフ（図８参照）は、複数回の走査により画像を記録した場合においても、常に略一定の光学濃度で画像を記録し得る。従って、本実施の形態の画像記録装置１は、濃度むらを防止し、高画質に画像の記録を行い得る。
【００６１】
また、ＣＰＵ７０は、基準印画デューティＧＤに対して記録印画デューティＰＤを比較し、吐出エネルギー量を制御し得る。従って、本実施の形態の画像記録装置１は、基準印画デューティＧＤに対するずれを比較し得る。従って、本実施の形態の画像記録装置１は、より確実に濃度むらを防止し得る。
【００６２】
また、本実施の形態の画像記録装置１は、記録印画デューティＰＤが、基準印画デューティＧＤ以上である場合、吐出エネルギー量を小さくする。記録ヘッド２０は、印加されるエネルギーが減少した場合、画像記録の際の印画デューティが低くなる。従って、本実施の形態の画像記録装置は、記録ヘッドの温度上昇等により、記録時の光学濃度が上昇した場合においても、上記上昇を補正することが出来、濃度むらの発生を防止し得る。
【００６３】
また、本実施の形態の画像記録装置１は、演算部７１が、基準印画デューティＧＤに対して記録印画デューティＰＤの値が小さいと判定した場合、前記印加する吐出エネルギー量を、比較前の状態に維持する。これにより、本実施の形態の画像記録装置１は、記録印画デューティＰＤが、基準印画デューティＧＤより小さい場合、吐出エネルギー量を維持し、続いて補正が行われた際に過補正又は補正不足になること防止し得る。
【００６４】
また、演算部７２は、画像記録時において、前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定移動距離移動した毎に、上記比較を行い得る。これにより、本実施の形態の画像記録装置は、複数回の印画デューティの比較を行うことができ、より精度よく印画デューティの補正を行い得る。
【００６５】
また、ＣＰＵ７０は、演算部７１により記録印画デューティＰＤの値が基準印画デューティＧＤより大きいと判定された場合、前記計測したインク滴数をリセットする。これにより、補正後に再び設定をリセットすることが可能である。従って、複数回の前記印画デューティの比較においても、補正時の比較に用いたデータに左右されることなく正確に各比較を行うことが可能である。
【００６６】
また、本実施の形態の画像記録装置１は、記録ヘッド２０の温度を検出する温度検出手段であるヘッドサーミスター２５を有しており、これにより検出された温度ＴＥに基づいて、基準印画デューティＧＤを算出する。
【００６７】
上記構成により、記録ヘッドの温度に基づいて、基準印画デューティＧＤを算出し得る。従って、複数回検査を行う場合において、基準印画デューティＧＤを求める際に各回毎に記録ヘッドの温度が異なる場合においても、確実に基準印画デューティＧＤを求めることが可能である。
【００６８】
また、本実施の形態において、画像記録装置１は、インク吐出動作に伴った記録ヘッド２０の温度上昇により、インクの粘度が低下した場合において、吐出エネルギーを下げる制御についてのみ説明した。しかしながら、本実施の形態の画像記録装置１は、記録ヘッド２０が温度低下し、インクの粘度が増大した場合において、吐出エネルギーを上昇させることも可能である。例えば、図９中に示されるような画像データは、各走査において、印字を行わない空白データ部分がある。この画像データを画像記録装置が記録する場合、空白データ部分により、記録ヘッド２０の温度が低下する場合がある。この場合において、基準印画デューティＧＤと記録印画デューティＰＤとを比較した際に、所定の範囲より記録印画デューティＰＤが小さくなることがある。この場合、画像記録装置１は、印加する吐出エネルギー量を増大させるように制御する。このような制御は、例えば、図１１中に示すように、印加する吐出エネルギー量を、増大と減少とを組み合わせて行うことも可能である。このように制御した場合、画像記録装置１は、記録ヘッド２０の温度が低下した場合においても、高画質で画像を記録し得る。
【００６９】
また、本実施の形態の画像記録装置において、ドットカウンタ７１は、全ての吐出したインクドットを積算したが、図１０中において灰色で示すような記録ヘッドの温度上昇に影響しないような低い解像度の領域を記録した際のインクドットを積算しないことも可能である。
【００７０】
なお、本実施の形態において、相対移動距離Ｌｎは、リニアエンコーダにより計測したが、他の公知の測定機器を用いることも可能であるし、キャリッジの移動速度並びに移動時間に基づいて、相対移動距離Ｌｎを算出することも可能である。
【００７１】
また、本実施形態において、駆動電圧は、０．０８Ｖ毎に調整されているが、この吐出エネルギーを調整する量は、用いられる記録ヘッド並びにインクに対応して変化するため、上記値には限定されず、任意に変更し得る。
【００７２】
また、本実施の形態において、吐出エネルギーは、駆動電圧であったが、記録ヘッドの特性に合わせて、パルス幅、周波数などの他のエネルギー量に置き換えられることは言うまでもない。
【００７３】
また、本実施の形態の画像記録装置１は、キャリッジ自体が走査するシリアルタイプであるが、フルラインタイプにすることも可能である。この場合、相対移動距離Ｌｎは、キャリッジに対する記録媒体２００の搬送量になる。
【００７４】
これまで、いくつかの実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。
【００７５】
【発明の効果】
上記課題を鑑みて、本発明の目的は、画像記録のスループットを下げることなく、光学濃度むらの発生を減少させる又は防止する画像記録装置並びに画像記録方法を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の１つの実施の形態に従った画像記録装置を示す概略図である。
【図２】図２は、図１中の画像記録装置の記録ヘッドを示す概略的な分解斜視図である。
【図３】図３は、図１中の制御部を示す概略的なブロック図である。
【図４】図４は、正常な印画デューティで記録を行うことが出来る駆動電圧と記録ヘッド２０の温度との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、温度−電圧補正テーブルを示す図である。
【図６】図６は、温度−印画デューティ補正テーブルを示す図である。
【図７】図７は、画像記録装置１の動作を示すフロー図である。
【図８】図８は、図１中の画像記録装置の記録結果の光学濃度を示すグラフである。
【図９】図９は、１つの変形例の画像記録装置により記録される画像データを示す図である。
【図１０】図１０は、他の変形例の画像記録装置により記録される画像データを示す図である。
【図１１】図１１は、図９中の画像を記録した際の上記１つの変形例の画像記録装置の駆動電圧の変化を示す図である。
【図１２】図１２は、従来の画像記録装置により記録結果を示す図である。
【図１３】図１３は、従来の画像記録装置の記録結果の光学濃度を示すグラフである。
【符号の説明】
ＭＡ…主走査軸、ＳＡ…副走査軸、Ｓ１…駆動電圧設定工程、Ｓ２…画像記録工程、Ｓ３…カウント開始工程、Ｓ４…印画デューティ判定工程、ＧＤ…基準印画デューティ、ＳＴ…所定距離、Ｌｎ…相対移動距離、ＰＤ…記録印画デューティ、Ｓ５…吐出エネルギー補正工程、Ｓ６…終了チェック工程、１…画像記録装置、１０…記録媒体搬送機構、１１，１２…搬送ローラ、２０…記録ヘッド、２１…ノズルプレート、２２…吐出口、２３…圧電素子、２４…チャンネル、２５…ヘッドサーミスター、３０…キャリッジ、３１…リニアエンコーダ、４０…キャリッジ駆動機構、５０…制御部、５１…駆動制御ユニット、６０…メモリ、６０…印画パターン、６１…温度補正テーブル、６２…電圧補正テーブル、７０…ＣＰＵ、７１…ドットカウンタ、７２…演算部、２００…記録媒体
Claims (11)
- 印加された吐出エネルギーに応じてインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを保持するキャリッジと、
前記キャリッジと記録媒体とを相対的に移動させる走査手段と、を有し、
前記キャリッジの相対移動中に前記記録ヘッドからインクを吐出することにより、前記記録媒体に画像を記録する画像記録装置において、
前記記録媒体に対するキャリッジの相対移動距離を計測する移動距離計測手段と、
前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数を計測するインク滴計測手段と、
前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定距離移動した際に、前記移動距離計測手段によって計測された記録媒体に対するキャリッジの相対移動距離と、前記所定距離の移動の間に前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数とから、記録印画デューティを算出し、前記記録印画デューティの値に応じて記録ヘッドに対して印加する吐出エネルギー量を制御する制御手段と、を有している画像記録装置。 - 前記制御手段は、基準印画デューティを備えていると共に、前記基準印画デューティと前記記録印画デューティの値とを比較する演算部を有しており、
前記制御手段は、前記演算部による前記比較結果に応じて、前記印加する吐出エネルギー量を制御する請求項１に記載の画像記録装置。 - 前記制御手段は、前記演算部により、前記記録印画デューティの値が基準印画デューティ以上であると判定した場合、前記印加するエネルギー量を、比較前に比べて小さくする請求項２に記載の画像記録装置。
- 前記制御手段は、前記演算部が、前記基準印画デューティに対して記録印画デューティの値が小さいと判定した場合、前記印加するエネルギー量を、比較前の状態に維持する請求項２に記載の画像記録装置。
- 前記演算部は、画像記録時において、前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定移動距離移動した毎に、上記比較を行う請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像記録装置。
- 前記制御手段は、前記演算部により前記記録印画デューティの値が前記基準印画デューティより大きいと判定された場合、前記計測したインク滴数をリセットする請求項５に記載の画像記録装置。
- 前記制御手段は、前記演算部により前記記録印画デューティの値が前記基準印画デューティより大きいと判定された場合、前記計測した相対移動距離をリセットする請求項５に記載の画像記録装置。
- 前記記録ヘッドの温度を検出する温度検出手段をさらに有しており、
前記制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づいて、前記基準印画デューティを算出する請求項２に記載の画像記録装置。 - 記録媒体に対して、記録ヘッドを保持する前記キャリッジを相対的に移動させ、前記移動中に前記記録ヘッドに対して吐出エネルギーを印加することにより前記記録ヘッドにインクを吐出させ、前記記録媒体に対して画像を記録する画像記録方法において、
前記記録媒体に対する前記キャリッジの相対移動距離を計測するとともに、前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数を計測し、
前記キャリッジが前記記録媒体に対して相対的に所定距離移動した際に、前記相対移動距離と、前記所定距離の移動の間に前記記録ヘッドから吐出されたインク滴数とから、記録印画デューティを算出し、前記記録印画デューティの値に応じて記録ヘッドに対して印加する吐出エネルギー量を制御する画像記録方法。 - 前記吐出エネルギー量の制御は、
基準印画デューティを取得し、前記基準印画デューティと前記記録印画デューティとを比較することにより行われる請求項９に記載の画像記録方法。 - 前記基準印画デューティは、記録ヘッドの温度に基づいて算出される請求項１０に記載の画像記録方法。
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