JP2006095879A

JP2006095879A - 画像形成装置及び方法

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Publication number: JP2006095879A
Application number: JP2004285104A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yamanobe; 淳山野辺
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: US7448706B2; US20060066646A1; JP4007357B2

Abstract

【課題】ノズルの吐出方向異常に起因する記録ヘッドと記録媒体の相対移動方向と直交する方向のドット位置ずれによる線品質の低下を抑制する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、記録ヘッド５０の各ノズル５０-i(i＝1 〜5)から打滴されるドットの着弾位置ずれを示す情報のうち、少なくとも搬送手段による記録媒体との相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれ量の情報を記憶しておく記憶手段と、印刷用の画像データから線図形を認識する線図形認識処理手段と、認識された線図形から着弾位置ずれが全く無いと想定したときの理想線Ｌ₀を求める理想線特定手段と、前記記憶されている情報に基づき、着弾位置ずれが発生する不良ノズル５１-3から打滴されるドットＤ₃の着弾中心位置Ｃ₂を前記相対移動方向に沿って理想線Ｌ₀に近づけるように当該ノズルの吐出タイミングを制御する吐出タイミング制御手段と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は画像形成装置及び方法に係り、特に複数の液滴吐出口（ノズル）が配列されたノズル列を有する記録ヘッド（印字ヘッドともいう。）におけるノズルの吐出不良に起因する画質劣化の低減に好適な打滴制御技術に関する。

インクジェット記録装置（プリンタ）では、ノズルからのインク吐出方向のばらつき、ノズル位置のずれ、各色ヘッドの位置ずれ等の理由により、記録媒体に着弾したドットの位置が理想の位置とずれてしまい（以下、これを「着弾位置ずれ」と呼ぶ）、その結果、印刷の品質が損なわれるという問題がある。特に、グラフや図等で用いられるライン（線）や文字等を印刷する場合においては、ドットの位置が理想的な位置からずれることによる品位の低下が激しく、プリンタの品質において非常に問題となる（以下、グラフや図等のラインや文字の品質を「線品質」と呼ぶ）。

図１７を用いて線品質の劣化現象を説明する。同図はラインヘッドの各ノズルからインクを吐出して記録媒体上に斜めのドット列（斜めの線）を描く様子を模式的に示したものである。図中符号２００はラインヘッド、符号２０２-i（ i＝1,2,3,4,5)はノズルを示し、符号２０４-iは各ノズル２０２-i（ i＝1,2,3,4,5)によって打滴されるドット、符号２０６-iはそのドットの中心位置を表している。また、矢印Ａはラインヘッド２００に対する記録媒体（例えば、記録紙）の相対的な搬送方向を示している。

同図の（ａ）は５つのノズルが全て正常にインクを吐出することによって実現される理想的な斜め線が描かれる図である。また（ｂ）は、中央のノズル２０２-3が吐出不良を起こして吐出方向が右にずれてしまう場合に形成されるドット列を示している。

同図（ｂ）のように、中央のノズル２０２-3の吐出方向が右に寄る現象を示す場合に斜め線を描く際、（ａ）と同じ吐出制御（吐出タイミング）で打滴を実施すると、当該不良ノズル２０２-3からのドット２０４-3が右にずれて着弾してしまう（図１７（ｂ））。このドット列（斜め線）をライン方向に追っていくと、位置ずれのドット２０４-3による出っ張りやへこみが起こってしまう。このドット列の凹凸が線品質の低下を招く。

上述のように、ドットの着弾位置ずれによって生じるドット列の凹凸は線品質低下の大きな要因となる。また、インクジェット記録装置の場合、線品質の低下は特に図１７のような斜め方向の線において顕著になる。

着弾位置ずれによる印刷品質の劣化という問題に対して、従来、各ノズルからの吐出タイミングを制御することで着弾位置ずれを防ぐ技術が提案されている（特許文献１，２等）。

特許文献１は、１ドットのインク吐出時間を複数に分割し、その分割した中でインク吐出タイミングを制御することで、１ドット以内の位置ずれを補正することを開示している。一方、特許文献２はラインヘッドにおいて着弾位置ずれを相殺するように、インクの吐出時期を遅延させる手段を備えることを述べている。
特開平１１−２７７７３３号公報特開２０００−６２１４８号公報

着弾位置ずれを防止するために従来提案されている技術の多くは、シャトルスキャン型の場合は主走査方向（シャトルの移動方向）、ラインヘッド型の場合は副走査方向（紙搬送方向）の着弾位置ずれを補正するものである。これらの方向の着弾位置ずれにおいては、吐出タイミングの制御でドット着弾位置を修正し、着弾位置ずれが全く無いときのドットの位置（以下「理想の位置」と呼ぶ）にすることができる。

これに対して、上記の方向と垂直な方向（以下、「ノズル列方向」と呼ぶ）の着弾位置ずれについては、吐出タイミングをずらしても理想の位置にドットを着弾させることはできない。この点について特許文献２は、ノズル列方向の着弾位置ずれの課題も指摘し、『位置ずれを相殺するように、ノズル毎のインク吐出時期を遅延させる』と述べているが、同文献２にはその解決方法が具体的に開示されていない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ノズルの吐出方向異常に起因する記録ヘッドと記録媒体の相対移動方向と直交する方向（上述のノズル列方向に相当）のドット位置ずれによる線品質の低下を抑制することができる画像形成方法及び装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッド及び記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記記録媒体を相対移動させる搬送手段と、前記記録ヘッドの各ノズルから打滴されるドットの理想着弾位置からの着弾位置ずれを示す情報のうち、少なくとも前記搬送手段による相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれ量の情報を記憶しておく記憶手段と、印刷用の画像データから線図形を認識する処理を行う線図形認識処理手段と、前記線図形認識処理手段によって認識された線図形について、当該線図形を描画する際に各ノズルの着弾位置ずれが全く無いと想定したときの各ドットの中心を結んで得られる理想線を求める理想線特定手段と、前記線図形の描画に際し、前記記憶手段に記憶されている前記着弾位置ずれ量の情報及び前記理想線特定手段で求めた理想線に基づき、前記相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれが生じる不良ノズルから打滴されるドットの着弾中心位置を前記相対移動方向に沿って前記理想線に近づけるように当該不良ノズルの吐出タイミングを制御する吐出タイミング制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、記録ヘッドの各ノズルについて打滴ドットの理想着弾位置からの着弾位置ずれを予め把握しておき、その情報を記憶手段に格納しておく。着弾位置ずれは、理想着弾位置を基準にしてずれ方向とずれ量によって表すことができる（例えば、２次元座標系によるベクトル表示が可能）。本発明は、少なくとも記録ヘッドと記録媒体の相対移動方向と直交する方向の成分の着弾位置ずれ量の情報を記憶するが、より好ましくは相対移動方向成分の着弾位置ずれ量の情報も記憶する。

印刷すべき画像のデータが与えられると、所定のデータ処理が施され、当該印刷用の画像データについて画像内容の解析が行われる。すなわち、線図形認識処理手段によって、画像データ中から線図形の部分が認識され、その線図形の部分について理想線特定手段によって理想線が求められる。「線図形」には、グラフや図、文字などの線分や曲線、並びに異色領域間の境界部（境界線）等が含まれる。

こうして得られた理想線と、先に記憶手段に記憶しておいた着弾位置ずれ量の情報から、不良ノズルによる打滴ドットの着弾中心位置を理想線上に重ねる、或いは、理想線に対してより近い位置にするように、前記相対移動方向の着弾位置を修正すべく、記録ヘッドと記録媒体との相対移動速度を考慮して不良ノズルの吐出タイミングを補正（制御）する。これにより、線図形を描くドット列の凹凸が低減され、線品質の低下を抑制することができる。なお、本発明は前記相対移動方向と平行でない斜めの線を描画する場合に特に有効な技術である。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置の一態様に係り、前記線図形の描画において、前記相対移動方向と直交する方向をＸ軸、前記相対移動方向をＹ軸とし、前記不良ノズルについて着弾位置ずれが全く無いと想定した時の理想着弾中心位置を（Ｘ₀，Ｙ₀）、当該不良ノズルについて吐出タイミングの補正を行わない場合の着弾中心位置を（Ｘ₁，Ｙ₁）、補正後の着弾中心位置を（Ｘ₂，Ｙ₂）、前記理想線を表す関数をＹ＝ｆ（Ｘ）、前記搬送手段による相対移動速度をＶとするとき、前記吐出タイミグ制御手段は、吐出タイミング時間の補正量Δｔを次式、
Δｔ＝（Ｙ₂−Ｙ₁) ／Ｖ＝（ｆ（Ｘ₁）−Ｙ₁）／Ｖ
によって決定することを特徴とする。

この発明態様に示したように、記録媒体表面において前記相対移動の方向をＹ軸、これと直交する方向をＸ軸とする２次元座標系を導入して、吐出タイミング時間の補正量（補正時間）の計算をすることによって、制御系の演算の簡略化が可能である。

請求項３に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置の一態様に係り、前記線図形の描画において、前記理想線が直線の場合、前記不良ノズルについて着弾位置ずれが全く無いと想定した時の理想着弾中心位置と当該不良ノズルについて吐出タイミングの補正を行わない場合の着弾中心位置と着弾位置ずれ量のうち、前記相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれ量をΔｄ、前記相対移動方向の着弾位置ずれ量をΔｄ’、前記相対移動方向と直交する方向に沿う直線と前記理想線との成す角度をθ、前記搬送手段による相対移動速度をＶとするとき、前記吐出タイミグ制御手段は、吐出タイミング時間の補正量Δｔを次式、
Δｔ＝（Δｄ×tan θ−Δｄ’）／Ｖ
によって決定することを特徴とする。

この発明態様に示したように、理想線が直線の場合に適用される吐出タイミング時間の補正量（補正時間）の計算をすることによって、制御系の演算の簡略化が可能である。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項記載の画像形成装置の一態様に係り、前記吐出タイミング制御手段は、前記相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれ量が所定の基準値を超えているノズルに限り、前記吐出タイミングの制御を実行することを特徴とする。

「所定の基準値」は、線品質の低下（特に、着弾位置ずれに起因する線の凹凸）が視認され得る最小の値とすることが好ましい。視認されないレベルの極めて微小な着弾位置ずれの補正作業を省略することにより、実用上問題とならない範囲で、システム（制御系、演算系）への過負荷を軽減できる。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４の何れか１項記載の画像形成装置の一態様に係り、前記吐出タイミング制御手段は、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する２つのドットを形成し得る２個のノズルについて、これらのノズルから打滴されるドットの着弾位置が前記相対移動方向と直交する方向に関して互いに離れる方向にそれぞれ着弾位置ずれを生じる場合、当該２個のノズルのうち前記相対移動方向と直交する方向の前記着弾位置ずれ量が大きい一方のノズルに対してのみ、前記吐出タイミングの制御を実行することを特徴とする。

記録ヘッドと記録媒体との相対移動方向と直交する方向に隣接する２つのドットを形成し得る２個のノズルについて、これらノズルの着弾位置ずれが前記相対移動方向と直交する方向に関して互いに離れる方向のものである場合、両方のノズルについて着弾位置を補正するように各ノズルの吐出タイミングを補正すると、これら２ノズルから吐出されたドットの中心間距離が補正前よりも長くなり（ドット間の距離が拡がり）、その部分の線が細くなってしまう（或いは線が途切れてしまう）場合がある。そこで、このような事態を避けるために、請求項５に示したように、両者のうち着弾位置ずれが大きい方のノズルのみ補正を実施する態様がある。

また、請求項６に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置の一態様に係り、前記吐出タイミング制御手段は、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する２つのドットを形成し得る２個のノズルについて、これらのノズルから打滴されるドットの着弾位置が前記相対移動方向と直交する方向に関して互いに離れる方向にそれぞれ着弾位置ずれを生じる場合、当該２個のノズルから打滴される各ドットの着弾中心位置が、前記吐出タイミングの制御を行わないときの着弾中心位置と前記理想線との間に入るように、前記２個のノズルについて前記吐出タイミングの制御を実行することを特徴とする。

この発明態様は、２個のノズルについて両者とも吐出タイミングの補正を行うが、各ノズルから打滴されるドットの着弾中心位置を理想線上に重ねず、その手前の位置まで近づけるものである。こうすることにより、上述した線の細り（或いは線の途切れ）を防止できる。

本発明における記録ヘッドの構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数のノズルを配列させたノズル列を有するフルライン型のヘッドを用いることができる。この場合、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する比較的短尺の吐出ヘッドブロックを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を構成する態様がある。

フルライン型の吐出ヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿って吐出ヘッドを配置する態様もあり得る。

カラー画像を形成する場合は、複数色のインク（記録液）の色別にフルライン型の記録ヘッドを配置してもよいし、１つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。

「記録媒体」は、記録ヘッドの作用によって画像の記録を受ける媒体（印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、中間転写媒体、記録ヘッドによって配線パターン等が形成されるプリント基板、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

記録媒体と記録ヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した（固定された）記録ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対して記録ヘッドを移動させる態様、或いは、記録ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。

また、本発明は、上記のフルライン型のヘッドに限らず、シャトルスキャン方式の記録ヘッド（記録媒体の搬送方向に略直交する方向に往復移動しながら打滴を行う記録ヘッド）についても適用可能である。

請求項７に係る発明は前記目的を達成する方法発明を提供する。すなわち、請求項７に記載の画像形成方法は、複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドから記録媒体に向けて液滴を吐出させ、前記記録ヘッド及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記記録媒体を相対移動させることにより前記記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、前記記録ヘッドの各ノズルから打滴されるドットの理想着弾位置からの着弾位置ずれを示す情報のうち、少なくとも前記搬送手段による相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれ量の情報を記憶する記憶工程と、印刷用の画像データから線図形を認識する処理を行う線図形認識処理工程と、前記線図形認識処理工程によって認識された線図形について、当該線図形を描画する際に各ノズルの着弾位置ずれが全く無いと想定したときの各ドットの中心を結んで得られる理想線を求める理想線特定工程と、前記線図形の描画に際し、前記記憶工程により記憶されている情報及び前記理想線特定手段で求めた理想線に基づき、前記相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれが生じる不良ノズルから打滴されるドットの着弾中心位置を前記相対移動方向に沿って前記理想線に近づけるように当該不良ノズルの吐出タイミングを制御する吐出タイミング制御工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、各ノズルについて、記録ヘッドと記録媒体の相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれ量の情報を予め記憶しておく一方、印刷画像データを解析して線図形を認識してその理想線を求め、不良ノズルによる打滴ドットの着弾中心位置を理想線に対してより近い位置にするように、前記相対移動方向の着弾位置を修正すべく、当該不良ノズルの吐出タイミングを制御する構成にしたので、線図形を描くドット列の凹凸が低減され、線品質の低下を抑制することができる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェット記録ヘッド（以下、ヘッドという。）１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録媒体たる記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１６がベルト３３上に吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図９中符号８８）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２の各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０が対象とする記録紙１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。

ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、記録紙１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが記録紙１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

吸着ベルト搬送部２２により記録紙１６を搬送しつつ各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

図１に示した印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりや着弾位置ずれなどの吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列と、からなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が２次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部２４により読み取られ、各ヘッドの吐出判定が行われる。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。

印字検出部２４の後段には後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。

また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。

図３(a) はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図３(b) はその一部の拡大図である。また、図３(c) はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図４は１つの液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図３(a) 中の４−４線に沿う断面図）である。

記録紙１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図３(a),(b) に示したように、インク滴の吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

記録紙１６の送り方向と略直交する方向に記録紙１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図３(a) の構成に代えて、図３(c) に示すように、複数のノズル５１が２次元に配列された短尺のヘッドブロック５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図３(a),(b) 参照）、対角線上の両隅部にノズル５１への流出口と供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。なお、圧力室５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が菱形、長方形、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

図４に示したように、各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（図４中不図示、図６中符号６０として記載）と連通しており、インクタンク６０から供給されるインクは図４の共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。

圧力室５２の天面を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。個別電極５７に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ５８には、ピエゾ素子などの圧電体が好適に用いられる。インク吐出後、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

かかる構造を有するインク室ユニット５３を図５に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度αを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。

すなわち、主走査方向に対してある角度αの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosαとなり、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図５に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）、記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

〔インク供給系の構成〕
図６はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク６０はヘッド５０にインクを供給する基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。すなわち、図６のインクタンク６０は、図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。

図６に示したように、インクタンク６０とヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。図６には示さないが、ヘッド５０の近傍又はヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によってヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置からヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によってヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａをキャップ６４で覆う。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構によりヘッド５０のインク吐出面（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル板に摺動させることでノズル板表面（ノズル面５０Ａ）を拭き取り、ノズル板表面を清浄する。

印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ６４に向かって予備吐出が行われる。

また、ヘッド５０内のインク（圧力室５２内）に気泡が混入した場合、ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッド５０への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。

ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ５８が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（アクチュエータ５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かってアクチュエータ５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル板表面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、アクチュエータ５８を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッド５０のノズル面５０Ａに、圧力室５２内のインクをポンプ等で吸い込む吸引手段（図６におけるキャップ６４）を当接させて、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引する動作が行われる。ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きいため、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。

〔吐出タイミングの制御方法〕
ここで、ノズルの吐出方向異常（すなわち、着弾位置ずれ）に起因する線品質の低下を抑制するための打滴方法（吐出タイミングの制御方法）の例について説明する。

図１７との比較を容易にするために、図７の模式図を用いて説明する。図７では５つのノズル５１-i(i＝1,2,3,4,5 ）が一列に並んでいる様子を示しているが、これは、図３(a) 〜図５で説明したマトリクス配列によるノズルを主走査方向に並ぶように投影させたときの等価的なノズル列の一部を表している。

図７において中央のノズル５１-3が不良ノズル（吐出方向異常のノズル）であり、当該ノズル５１-3から吐出されるインクの飛翔方向がノズル列方向に沿って右方向にずれているものとする。つまり、当該ノズル５１-3が正常に吐出すると想定した場合の理想の着弾中心位置Ｃ₀に対して、実際の着弾中心位置Ｃ₁（補正制御せずに打滴した場合の着弾ドットの中心位置、以下「制御無し中心位置」という）は図示のように右にずれている。

したがって、このまま通常の（補正制御無しの）吐出動作を実施して図示のような斜め線を形成すると、ノズル５１-3から打滴されたドットは図７の破線円Ｄ₃' で示した位置に形成されるため、線品質の低下を招く（図１７参照）。そのため、本実施形態では、図７の実線円（Ｄ₃）で示したように、当該不良ノズル５１-3の吐出タイミングを補正し、補正制御後の着弾中心位置（以下「制御後中心位置」という）Ｃ₂が理想線Ｌ₀上に乗るように打滴を行う。なお、ここでいう「理想線」とは、各ノズルについて着弾位置ずれが全く無いと想定したときの各ドット（画像データから演算された記録媒体上に形成すべき本来のドット）の中心を結んだ線である。ドット中心間を結ぶ線は、直線のみならず曲線もありうるが、実用上はドット中心間を直線補間した線とすれば十分である。

これにより、図７に示したとおり、各ノズル５１-i(i＝1,2,3,4,5 ）から打滴されたドットＤi(i ＝1,2,3,4,5 ）が理想線Ｌ₀に沿って一直線に配置され、線の凹凸が緩和される。

具体的には、以下のように制御する。

図７の部分拡大図に示したように、理想の着弾中心位置Ｃ₀に対する制御無し中心位置Ｃ₁の主走査方向の着弾位置ずれ量をΔｄ、制御無し中心位置Ｃ₁から理想線Ｌ₀までの副走査方向の距離（すなわち、制御無し中心位置Ｃ₁から副走査方向に離れた理想線Ｌ₀上の制御後中心位置Ｃ₂までの吐出位置変化量）をΔＬ、記録媒体（記録紙１６）の搬送速度（相対移動速度）をＶとするとき、
吐出タイミングの変化量（吐出タイミングの補正時間）Δｔは、次式（１）、
[数1] Δt ＝ΔＬ／Ｖ …（１）
となる。

図７において、ノズル列方向（主走査方向）をＸ軸、これと直交する記録媒体搬送方向（副走査方向）をＹ軸とする座標系を導入し、理想の着弾中心位置Ｃ₀を（Ｘ₀，Ｙ₀）、制御無し中心位置Ｃ₁を（Ｘ₁，Ｙ₁）、制御後中心位置Ｃ₂を（Ｘ₂，Ｙ₂）とするとともに、理想線Ｌ₀を表す関数をＹ＝ｆ（Ｘ）とすると、吐出位置変化量ΔＬは、次式（２）、
[数2] ΔＬ＝Ｙ₂−Ｙ₁＝ｆ（Ｘ₁）−Ｙ₁…（２）
であるから、上記式（１）より、吐出タイミングの変化量（吐出タイミングの補正時間）Δｔは、次式（３）で表すことができる。

[数3] Δｔ＝（Ｙ₂−Ｙ₁) ／Ｖ＝（ｆ（Ｘ₁）−Ｙ₁）／Ｖ …（３）
また、描画する線分の理想線Ｌ₀を直線に限定すると、この理想線Ｌ₀のノズル列方向（主走査方向）からの角度θを用いて、吐出位置変化量ΔＬを次式（４）、
[数4] ΔＬ＝Δｄ×tan θ …（４）
で表すことができる。したがって、上記式（１）の吐出タイミング変化量Δｔは、次式（５）、
[数5] Δt ＝ΔＬ／Ｖ＝（Δｄ×tan θ）／Ｖ …（５）
のように表すことができる。

こうして求めた吐出タイミング変化量Δｔに基づいて不良ノズル（図７においてノズル５１-3）の吐出タイミングを調整する。

なお、式（４）から明らかなようにθ＝０°又は９０°の場合は特殊な条件であるため、上記の議論から除外してもよい。

次に、上記した打滴補正方法を本実施形態に係るインクジェット記録装置１０において実施する場合の例について手順を追って説明する。

（手順１）：まず、インクジェット記録装置１０は、ヘッド５０における各ノズル５１のノズル列方向（紙搬送方向と直交する主走査方向）の着弾位置ずれ量（＝Δｄとする。）の情報を取得し、そのデータを予め装置内の記憶手段（ＥＥＰＲＯＭなど）に記憶する。着弾位置ずれ量の測定（推定）並びに記憶の方法は、(1) 補正制御を行わずにテストプリントを実施し、実際のドット位置を読み取るという方法や、(2) 飛翔中の液滴を撮影し、その位置から打滴位置を計算により求める（推定する）という方法などが考えられる。インクジェット記録装置１０において、各ノズルの着弾位置ずれ量を測定（又は推定）する手段を具備していることが好ましい。図１で説明した実施形態では、印字検出部２４を利用してテストプリントの印字結果からドット位置を読み取ることができる。

また、着弾位置ずれ量を求めるタイミングとしては、(a) インクジェット記録装置１０の出荷検査時、(b) 本装置を購入後、最初にこれを使用するとき、(c) 一度電源をＯＦＦした後、再びＯＮした最初のプリント前、（d)ノズル面のワイピング後、(e) 実際に画像を印刷している最中、などがある。なお、図７では、ノズル列方向（主走査方向）の着弾位置ずれについてのみ説明したが、このとき図８(a) に示すように、副走査方向の着弾位置ずれΔｄ’も同時に読み取っておくことが望ましい。

（手順２）：印刷用画像データ（例えば、元画像データから生成されたドットデータ）から図形やグラフの線や、文字、異色領域間の境界線などの線図形データ（いわゆる線のデータ）を認識し、当該線図形のデータ部分について理想線を求める。理想線は、(A) 関数の形式やドット列の位置（点）データの集合の形式で求めてもよいし、(B) 各々の線のノズル列方向からの角度θを求めてもよい。

（手順３）：手順１，２の結果より、各ノズルの吐出位置変化量（＝ΔＬとする）を求める。すなわち、手順２において理想線を上記(A) の形式で求めた場合は、理想線と実際に予期されるドットの着弾中心位置（制御無し中心位置）との副走査方向の差をΔＬとする。一方、手順２において理想線を上記(B) の形式で求めた場合は、式（４）により、ΔＬ＝Δｄ×tan θとする。なお、副走査方向にもΔｄ’の着弾位置ずれがある場合は、ΔＬ＝Δｄ×tan θ−Δｄ’となる（図８（b)参照）。

（手順４）：手順３の結果より、各ノズルの吐出タイミングの補正時間（＝Δｔとする）を求める。具体的には、上記式（５）のように、Δt ＝ΔＬ／Ｖ＝（Δｄ×tan θ）／Ｖとなる。ただし、副走査方向の着弾位置ずれΔｄ’も求めている場合は、次式（６）、
[数6] Δt ＝ΔＬ／Ｖ＝（Δｄ×tan θ−Δｄ’）／Ｖ …（６）
となる。

（手順５）：手順４で求めた吐出タイミングの補正時間Δｔの分だけ、各ノズルの吐出タイミングをずらして吐出を行う。これにより、各ドットを理想の位置に着弾させることなく、線品質の低下を防ぐことができる。

なお、システムは以下に述べる変形例１〜３のように構成してもよい。

（変形例１）吐出タイミングを離散的にしかずらせない場合は、吐出タイミングのずらし量をΔｔ₀，Δｔ₁，…，Δｔ_nとし、Δｔ＝ΔＬ／Ｖの演算工程（手順４）で算出したΔｔに最も近い値を採用する。

（変形例２）任意の角度θに対して上記の計算を行うことがシステムにとって大きな負担となる場合は、斜め線の角度θを複数レベルに（段階的に）分け、θ₀，θ₁，…，θ_nとする。それぞれの角度θ_j（ｊ＝0,1,2,…,n) に対してtan θ_jの値を与えておき、出力すべき線の角度がθ₀，θ₁，…，θ_nの中でどれに最も近いかを判断し、最も近い値を使って吐出タイミング補正時間（Δｔ）を求める計算を行う。

（変形例３）全ノズルに対して上述の吐出タイミング補正作業を行うことがシステムにとって大きな負担となる場合は、上記の手順１で求めた着弾位置ずれ量Δｄが、所定の閾値Δｄ_thを超えてしまっているノズルについてのみ吐出タイミングの補正を行う。補正処理の要否を決める判定基準となる閾値Δｄ_thの値は、線品質の低下（特に着弾位置ずれに起因する線の凹凸）が視認され得る最小の値とすることが好ましい。なお、理想線の角度θごとにΔｄ_thの値は異なってもよい。

こうして、着弾位置ずれが視認されないレベルの微小なものであるときは補正を実施しないことにより、システムへの過負荷を回避できる。この場合、各ノズルの着弾位置ずれ量を記憶させる段階で、閾値Δｄ_thに満たない着弾位置ずれ量の情報を記憶しないという態様も可能であるし、着弾位置ずれ量を記憶する段階では閾値との大小を判別せずに、ずれ量の情報として全てを記憶しておき、補正演算を実施する段階で閾値との比較を行い、補正対象を選択する態様も可能である。

〔制御系の説明〕
次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０のシステム構成について説明する。

図９は本実施形態に係るインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、ＲＯＭ７３、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、タイミング信号生成回路８３、ヘッドドライバ８４を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

ＲＯＭ７３には、システムコントローラ７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。なお、ＲＯＭ７３は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。画像メモリ７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データ（元画像のデータ) から印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。

また、プリント制御部８０は、各ノズルの吐出タイミングを制御し、タイミング信号生成回路８３に対して所望のタイミング信号を発生させる制御信号を与える。すなわち、プリント制御部８０は、本発明の「吐出タイミング制御手段」に相当している。タイミング信号生成回路８３は、プリント制御部８０からの指令に従い、ヘッドドライバ８４に対して吐出タイミングを規定するタイミング信号を出力する。

ヘッドドライバ８４は、プリント制御部８０から与えられる印字データ及びタイミング信号生成回路８３から与えられるタイミング信号に基づいて各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのアクチュエータを駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、生成されたドットデータに基づいてヘッドドライバ８４を介してヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図９において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

図９の構成において、印刷動作の基本的な流れを概説すると、印刷すべき画像のデータ（元画像データ）は、通信インターフェース７０を介して外部から入力され、画像メモリ７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データが画像メモリ７４に記憶される。

画像メモリ７４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ７２を介してプリント制御部８０に送られ、該プリント制御部８０においてディザ法、誤差拡散法などの手法（ハーフトーン化処理）によりインク色ごとのドットデータに変換される。すなわち、プリント制御部８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫＣＭＹの４色のドットデータに変換する処理を行う。プリント制御部８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ８２に蓄えられる。

ヘッドドライバ８４は、画像バッファメモリ８２に記憶されたドットデータ及びタイミング信号生成回路８３から与えられるタイミング信号に基づき、ヘッド５０の各ノズル５１に対応するアクチュエータ５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ８４から出力された駆動信号がヘッド５０に加えられることによって、該当するノズル５１からインクが吐出される。記録紙１６の搬送速度に同期してヘッド５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙１６上に画像が形成される。

なお、本例では吐出タイミングを可変する手段として、プリント制御部８０とヘッドドライバ８４の間にタイミング信号生成回路８３を設けたが、かかる構成に代えて、ヘッドドライバ８４の後段（ヘッドドライバ８４とヘッド５０の間）に遅延回路など、駆動信号の印加タイミングを調整する回路を設けてもよい。また、タイミング信号生成回路８３や遅延回路等をプリント制御部８０やヘッドトライバ８４に一体的に組み込むことも可能である。

上述した構成に加えて、本例のインクジェット記録装置１０は、印字検出部２４、着弾位置ずれ量演算部９０、着弾位置ずれ量記憶部９２、画像解析部９３、吐出位置変化量演算部９６、吐出タイミング補正時間演算部９８等を備えている。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果を図９のプリント制御部８０及び着弾位置ずれ量演算部９０に提供する。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行う。また、システムコントローラ７２は、印字検出部２４から得られる情報に基づいて、予備吐出や吸引その他の所定の回復動作を実施する制御を行う。

着弾位置ずれ量演算部９０は、印字検出部２４から取得したテストプリントの読み取り結果を基に、各ノズルの理想着弾位置からの着弾位置ずれ量を測定する測定手段として機能する演算処理部である。なお、システムコントローラ７２の中に着弾位置ずれ量演算部９０の機能を組み込むことも可能である。

着弾位置ずれ量演算部９０で測定された着弾位置ずれ量のデータは、着弾位置ずれ量記憶部９２に記憶される。着弾位置ずれ量記憶部９２は、ＥＥＰＲＯＭなど書換可能な不揮発性のメモリで構成する態様が好ましい。また、ＲＯＭ７３の記憶領域の一部を着弾位置ずれ量記憶部９２として用いる態様も可能である。

画像解析部９３は、印刷用の画像データ（本例ではプリント制御部８０によって生成されたドットデータ）から線図形を認識する線図形認識処理部９４と、当該線図形認識処理部９４で認識された線図形の理想線を求める理想線特定処理部９５とを含んで構成される画像信号処理手段である。画像データ中から線図形を認識する技術並びに線図形の中心線（理想線）を抽出する技術は、特開２００１−３５７４０６号公報等に示されているように、公知の画像信号処理技術を用いることができる。例えば、同公報では、図形領域に対してベクトル変換処理を行い、図形領域に含まれる線図形を認識する方法と、その線幅の中心線（芯線）を抽出する芯線化処理及び芯線データをベクトルに変換する処理について開示している。

本例では元画像データから生成されたドットデータを解析することによって線図形を認識しているが、本発明の実施に際しては、元画像データ（ＲＧＢの入力画像）を解析して線図形を認識してもよい。

吐出位置変化量演算部９６は、理想線特定処理部９５で求められた理想線と、着弾位置ずれ量記憶部９２に記憶した着弾位置ずれ量のデータから、各ノズルの副走査方向についての吐出位置変化量（図７で説明したΔＬ）を求める演算処理部である。ここで算出された吐出位置変化量の情報は吐出タイミング補正時間演算部９８に提供される。

吐出タイミング補正時間演算部９８は、吐出位置変化量と副走査方向の搬送速度Ｖを考慮して吐出タイミング時間の補正量（補正時間）を算出する演算処理部であり、その算出結果（補正時間の情報）はプリント制御部８０に送られる。

プリント制御部８０は、吐出タイミング補正時間演算部９８から得た補正時間を加味して、該当するノズルの吐出タイミングを決定し、タイミング信号生成回路８３に制御信号を与える。こうして、タイミング信号生成回路８３から出力されるタイミング信号に従ってヘッドドライバ８４からヘッド５０のアクチュエータ５８（図９中不図示）に所望のタイミングで駆動信号が印加され、インクの吐出が行われる。

図９では、吐出位置変化量演算部９６及び吐出タイミング補正時間演算部９８をそれぞれ別々のブロックで示したが、これら演算部をプリント制御部８０内に組み込む構成も可能である。また、各演算部（９０，９６，９８）は、専用の信号処理回路（ハードウエア）で実現してもよいし、ソフトウエアで実現してもよく、或いはまた、これらの適宜の組み合わせによって実現することも可能である。

図１０は本実施形態に係るインクジェット記録装置１０の制御の一例を示すフローチャートである。

まず、電源投入時その他、適宜のタイミングにてテストプリントを実施し（ステップＳ１１０）、その印字結果（各ドットの位置）を印字検出部２４によって読み取る（ステップＳ１１２）。

次いで、読み取ったドット位置と理想的なドット位置（吐出異常が無いと想定した場合の理想着弾位置）との差を表す着弾位置ずれ量を求め（ステップＳ１１４）、求めた着弾位置ずれ量のデータを記憶部（図９で説明した着弾位置ずれ量記憶部９２）に記憶する（図１０のステップＳ１１６）。

ステップＳ１１０で実施されるテストプリントは、各ノズルの理想着弾位置からの着弾位置ずれ量を測定（検出）できる印字内容であればよく、具体的な印字パターンなどは多様な形態があり得る。なお、１ノズルにつき複数回の打滴を行い、複数回の測定結果から統計的な処理（例えば、平均値等）によってずれ量を求める態様が好ましい。こうして、各ノズルの着弾位置ずれに関する特性を予め把握しておく。

印刷時には、通信インターフェース（図９の符号７０）を介して画像データを取り込み（図１０のステップＳ１２０）、当該画像内から線図形を認識する（ステップＳ１２２）。そして、認識された線図形の部分に対して理想線を求める処理を行う（ステップＳ１２４）。このとき、理想線を特定する方法としては、図７で説明したように、(A) 理想線を関数の形式等で求める態様と、(B) 各々の線のノズル列方向からの角度θを求める態様とがある。

図１０のステップＳ１２４で理想線を特定した後は、ステップＳ１２６に進む。ステップＳ１２６では、ステップＳ１１６で記憶しておいた着弾位置ずれ量の情報と理想線の特定方法(A),(B) に対応した計算方法（図７で説明済み）に従って、各ノズルの吐出位置変化量（ΔＬ）を求める。そして、この求めた吐出位置変化量（ΔＬ）と副走査方向の搬送速度Ｖから各ノズルと吐出タイミング補正時間（Δｔ）を計算し（図１０のステップＳ１２８）、得られた吐出タイミングの補正時間Δｔの分だけ、当該ノズルの吐出タイミングをずらして吐出を行う（ステップＳ１３０）。これにより、不良ノズルからの打滴ドットが理想線上に着弾する。

〔他の制御例の説明〕
これまでは、主に図７の模式図について着弾位置を補正するための吐出タイミングの制御例を述べたが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。以下、別の制御例について説明する。

図１１は主走査方向に隣接するドットを打滴する２つのノズルに吐出方向異常が発生している場合の例を示した模式図である。同図において、図７と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。図１１に示した例では、ヘッド５０内の中央（左から３番目）のノズル５１-3からの吐出が右方向にずれ、左から２番目のノズル５１-2からの吐出が左方向にずれている。中央のノズル５１-3による着弾位置ずれの現象は図７の例と同様である。一方、ノズル５１-2から補正無しで打滴されるドットの着弾中心位置Ｃ₁₂は、理想の着弾中心位置Ｃ₀₂から左方向にずれる。

なお、図１１では１列のノズル列において隣接しているノズル５１-2, ５１-3によって隣接ドットが打滴される例を示すが、図５で説明したようなマトリクス配置のノズル群の場合、隣接ドットを打滴する２ノズルが必ずしもノズル面内で隣接した位置関係で配置されていることは要求されない。

このように、隣接ドットを打滴する２ノズルの主走査方向（図１１においてノズル列方向）の着弾位置ずれが互いに逆方向で、かつ、それぞれのドットが互いに離れる方向に着弾する場合に、図７乃至図１０で説明した吐出タイミングの制御を各ノズルについて適用すると（すなわち、各ノズル５１-2，５１-3から打滴されるドットＤ₂, Ｄ₃の着弾中心位置Ｃ₂₂、Ｃ₂を理想線Ｌ₀に重ねるように副走査方向の着弾位置を修正するためのタイミング補正を行うと）、図１１の実線円Ｄ₂，Ｄ₃で示した位置にドットが形成される。

図１１から明らかなように、吐出タイミングの補正制御を実施して、これら２つのノズル５１-2，５１-3から吐出されたドットＤ₂, Ｄ₃の中心間距離（Ｃ₂₂−Ｃ₂間距離）は、補正前の中心間距離（Ｃ₁₂−Ｃ₁間距離) よりも大きくなり、理想線Ｌ₀に沿って並ぶドットＤ₂−Ｄ₃間で同士が互いに大きく離れる。その結果、当該ドット列によって描かれる線分の線幅がドットＤ₂−Ｄ₃間で細くなってしまう（図１１）。

このような事態を回避するために、図１２に示すように、２つのノズル５１-2，５１-3のうち着弾位置ずれが大きい方のノズル（図１２において符号５１-3）のみについて上述の補正（ドットの着弾中心位置Ｃ₀が理想線Ｌ₀上に乗るように吐出タイミングを補正する制御）を行い、着弾位置ずれが小さい方のノズル（図１２において符号５１-2）については、上述の吐出タイミングの補正を行わないという態様がある。

これにより、補正しないノズル５１-2からのドットＤ₂の着弾中心位置Ｃ₁₂は理想線Ｌ₀上に乗らないが、図１２におけるドットＤ₂−Ｄ₃の中心間距離は、図１１のドットＤ₂−Ｄ₃の中心間距離と比較して短くなり、ドットＤ₂，Ｄ₃同士の重なり量が増加するため、図１２において、当該ドット列によって描かれる線分の線太さの変化（特に線幅の細り）は低減され、図１１に比べて線品質は良好となる。

図１２で説明した制御例に代えて、図１３に示す制御例も可能である。図１３中、図１１及び図１２と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１３にしたように、着弾位置ずれが発生する２つのノズル５１-2，５１-3について、両者ともに着弾中心位置を理想線Ｌ₀に近づけるように吐出タイミングを制御するが、それぞれの補正後の着弾中心位置Ｃ₂₂、Ｃ₂は、補正前（制御無し）の着弾中心位置Ｃ₁₂、Ｃ₁ と理想線Ｌ₀との間の位置（理想線Ｌ₀と一致しない位置）に来るように、吐出タイミングが制御される。

こうすることで、ドット列の直線性を改善しつつ、線太さの変化（特に線幅の細り）も回避でき、図１１に比べて線品質は良好となる。

上述の説明では、１列のドットによって描画される直線の線分を例に述べたが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、複数列のドット群によって描画される線分（太線）、曲線についても適用可能である。

この場合、「理想線」の概念は、以下のように定義される。

すなわち、既に説明したとおり、理想線は、着弾位置ずれが全く無いと想定したときの各ドットの中心を結んだ線であり、図１４(a),(b) のように、１ドットの並びによって線が作られる場合、図示の符号Ｌ₀のようになる。曲線の場合、各画素は量子化されているので、図１４(b) のように、折れ線で表されるため、実質的に直線と同様に扱うことができる。

また、図１４(a),(b) で示した線が互いに平行移動して複数ドットから成る太い線が作られる場合、図１５(a),(b) に示されるように、線内部のドットに関しても理想線Ｌ₀が定義される。

さらに、図１６(a),(b) に示したように、線の太さが変わる場合には、上記の図１５の議論のように内側のドットに関しては理想線が定義できなくなる。したがって、このときは、図１６(a),(b) に示したように線の最外部のドットに関してのみ、理想線を定義するものとする。したがって、補正もこの最外部のドット並びのみに対して行う。

図１６(a),(b) の議論を拡張すると、例えば、色分け領域の境界部（領域の最外部）について理想線を定義でき、着弾位置ずれに起因する境界線の線品質の低下を低減できる。

上記各実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、短尺の記録ヘッドを往復移動させながら画像記録を行うシャトルヘッドを用いるインクジェット記録装置についても本発明を適用可能である。なお、シャトルヘッドの場合、記録ヘッドの往復移動方向が主走査方向、記録媒体の搬送方向が副走査方向となる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図ヘッドの構造例を示す平面透視図図３(a) の要部拡大図フルライン型ヘッドの他の構成例を示す平面透視図図３(a) 中の４−４線に沿う断面図図３(a) に示したヘッドのノズル配列を示す拡大図本例のインクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図本実施形態による吐出タイミングの制御例を説明するために用いた模式図副走査方向の着弾位置ずれΔｄ’を考慮する場合の制御例を説明するために用いた模式図本例のインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図本実施形態に係るインクジェット記録装置の制御の一例を示すフローチャート隣接ドットを形成する２ノズルの着弾位置ずれが互いに離れる方向の場合に補正を行うことで却って線幅が細くなる現象を説明するために用いた模式図図１１の不具合を改善するための本実施形態による吐出タイミングの制御例を説明するために用いた模式図図１１の不具合を改善するための本実施形態による吐出タイミングの他の制御例を説明するために用いた模式図１ドットの列から線が形成される場合の理想線の定義を説明するために用いた説明図複数のドット列から線が形成される場合の理想線の定義を説明するために用いた説明図線の太さが変わる場合の理想線の定義を説明するために用いた説明図ノズルからの吐出方向異常によって発生する線品質の低下現象を説明するために用いた模式図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ…ヘッド（記録ヘッドに相当）、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙（記録媒体に相当）、１８…給紙部、２２…吸着ベルト搬送部（搬送手段に相当）、２４…印字検出部、３１、３２…ローラ、３３…ベルト、３４…吸着チャンバ、３５…ファン、５０…ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５２…圧力室、５８…アクチュエータ、７２…システムコントローラ、７３…ＲＯＭ、８０…プリント制御部（吐出タイミング制御手段に相当）、８３…タイミング信号生成回路、８４…ヘッドドライバ、９０…着弾位置ずれ量演算部、９２…着弾位置ずれ量記憶部（記憶手段に相当）、９３…画像解析部、９４…線図形認識処理部（線図形認識処理手段に相当）、９５…理想線特定処理部（理想線特定手段に相当）、９８…吐出タイミング補正時間演算部

Claims

複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッド及び記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記記録媒体を相対移動させる搬送手段と、
前記記録ヘッドの各ノズルから打滴されるドットの理想着弾位置からの着弾位置ずれを示す情報のうち、少なくとも前記搬送手段による相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれ量の情報を記憶しておく記憶手段と、
印刷用の画像データから線図形を認識する処理を行う線図形認識処理手段と、
前記線図形認識処理手段によって認識された線図形について、当該線図形を描画する際に各ノズルの着弾位置ずれが全く無いと想定したときの各ドットの中心を結んで得られる理想線を求める理想線特定手段と、
前記線図形の描画に際し、前記記憶手段に記憶されている前記着弾位置ずれ量の情報及び前記理想線特定手段で求めた理想線に基づき、前記相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれが生じる不良ノズルから打滴されるドットの着弾中心位置を前記相対移動方向に沿って前記理想線に近づけるように当該不良ノズルの吐出タイミングを制御する吐出タイミング制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記線図形の描画において、前記相対移動方向と直交する方向をＸ軸、前記相対移動方向をＹ軸とし、前記不良ノズルについて着弾位置ずれが全く無いと想定した時の理想着弾中心位置を（Ｘ₀，Ｙ₀）、当該不良ノズルについて吐出タイミングの補正を行わない場合の着弾中心位置を（Ｘ₁，Ｙ₁）、補正後の着弾中心位置を（Ｘ₂，Ｙ₂）、前記理想線を表す関数をＹ＝ｆ（Ｘ）、前記搬送手段による相対移動速度をＶとするとき、前記吐出タイミグ制御手段は、吐出タイミング時間の補正量Δｔを次式、
Δｔ＝（Ｙ₂−Ｙ₁) ／Ｖ＝（ｆ（Ｘ₁）−Ｙ₁）／Ｖ
によって決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記線図形の描画において、前記理想線が直線の場合、
前記不良ノズルについて着弾位置ずれが全く無いと想定した時の理想着弾中心位置と当該不良ノズルについて吐出タイミングの補正を行わない場合の着弾中心位置と着弾位置ずれ量のうち、前記相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれ量をΔｄ、前記相対移動方向の着弾位置ずれ量をΔｄ’、前記相対移動方向と直交する方向に沿う直線と前記理想線との成す角度をθ、前記搬送手段による相対移動速度をＶとするとき、前記吐出タイミング制御手段は、吐出タイミング時間の補正量Δｔを次式、
Δｔ＝（Δｄ×tan θ−Δｄ’）／Ｖ
によって決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記吐出タイミング制御手段は、前記相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれ量が所定の基準値を超えているノズルに限り、前記吐出タイミングの制御を実行することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の画像形成装置。
前記吐出タイミング制御手段は、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する２つのドットを形成し得る２個のノズルについて、これらのノズルから打滴されるドットの着弾位置が前記相対移動方向と直交する方向に関して互いに離れる方向にそれぞれ着弾位置ずれを生じる場合、当該２個のノズルのうち前記相対移動方向と直交する方向の前記着弾位置ずれ量が大きい一方のノズルに対してのみ、前記吐出タイミングの制御を実行することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の画像形成装置。
前記吐出タイミング制御手段は、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する２つのドットを形成し得る２個のノズルについて、これらのノズルから打滴されるドットの着弾位置が前記相対移動方向と直交する方向に関して互いに離れる方向にそれぞれ着弾位置ずれを生じる場合、当該２個のノズルから打滴される各ドットの着弾中心位置が、前記吐出タイミングの制御を行わないときの着弾中心位置と前記理想線との間に入るように、前記２個のノズルについて前記吐出タイミングの制御を実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドから記録媒体に向けて液滴を吐出させ、前記記録ヘッド及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記記録媒体を相対移動させることにより前記記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、
前記記録ヘッドの各ノズルから打滴されるドットの理想着弾位置からの着弾位置ずれを示す情報のうち、少なくとも前記搬送手段による相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれ量の情報を記憶する記憶工程と、
印刷用の画像データから線図形を認識する処理を行う線図形認識処理工程と、
前記線図形認識処理工程によって認識された線図形について、当該線図形を描画する際に各ノズルの着弾位置ずれが全く無いと想定したときの各ドットの中心を結んで得られる理想線を求める理想線特定工程と、
前記線図形の描画に際し、前記記憶工程により記憶されている情報及び前記理想線特定手段で求めた理想線に基づき、前記相対移動方向と直交する方向の着弾位置ずれが生じる不良ノズルから打滴されるドットの着弾中心位置を前記相対移動方向に沿って前記理想線に近づけるように当該不良ノズルの吐出タイミングを制御する吐出タイミング制御工程と、
を含むことを特徴とする画像形成方法。