JP2011016302A - インクジェット記録装置および搬送誤差補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録装置において、搬送ローラの偏芯がその長手方向の位置に応じて異なることに起因して発生する濃度ムラを低減する。
【解決手段】搬送量補正を求めるためのパターン記録を走査方向における３箇所（位置１〜３）で行い、それぞれ位置のパターンについて、実搬送量に対する補正値の最適位相を求める。そして、３箇所で求めた最適位相の補正値に基づいてそれぞれの位置のズレ量を推定する。補正値は、上記３箇所について求めたズレ量を打ち消すような値として求められる。
【選択図】図１１

Description

本発明は、インクジェット記録装置および搬送誤差補正方法に関し、詳しくは、記録紙などの記録媒体の搬送誤差の補正に関するものである。

インクジェット記録装置において、搬送ローラの偏芯に起因した搬送誤差によって記録画像の濃度ムラが生じることが従来知られている。偏芯は、搬送ローラの中心位置が真の中心からずれていることであり、それによって搬送ローラによる記録媒体の送り量が変動する。

特許文献１には、このような偏芯に起因した搬送量誤差に対して、偏芯成分を検知し検知した偏芯成分に基づいて搬送量の補正を行うことが記載されている。

特開２００６−１９２８０７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の搬送量補正は、搬送ローラの両端など、搬送ローラに沿った長手方向の位置に応じて偏芯が異なることが考慮されていない。このため、搬送ローラの長手方向の位置によって搬送量誤差が異なるにもかかわらず、それに対してそれぞれの位置の誤差に応じた補正がなされず、その結果として濃度ムラを生じることがある。

本発明の目的は、偏芯が搬送ローラの長手方向の位置に応じて異なることに起因して発生する濃度ムラを低減することができるインクジェット記録装置および搬送誤差補正方法を提供することである。

そのために本発明では、インクを吐出する記録ヘッドを走査して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、搬送ローラを回転させて記録ヘッドの走査方向と交差する方向に記録媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段による記録媒体の搬送誤差に対する補正値を、前記走査方向の複数の位置について取得する補正値取得手段と、記録ヘッドを、前記走査方向の複数の位置に対応した複数のブロックごとに走査させる走査制御手段と、を具え、前記搬送手段は、前記複数のブロックの走査ごとに、当該ブロックに対応する、前記取得された補正値で搬送量の補正を行うことを特徴とする。

以上の構成によれば、搬送ローラの偏芯がその長手方向の位置に応じて異なることに起因して発生する濃度ムラを低減することができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。 図１に示すプラテンローラの断面を示す図である。 変位角θが変化したときの微小円弧長ｄの変化を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図２に示した偏芯状態に対する補正値を、図３に示す理想的な補正値（実線）、およびそれを基準として位相を９０°ずつずらした場合の補正値と、実搬送量（補正をしてない場合の円弧長）の１周期分における変化を示す図である。 実搬送量に対する補正値の最も適切な位相を知るために記録するパターンを示す図である。 上記のパターンを、走査毎に重ねて記録した状態を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、実搬送量に対する補正値の４つの位相それぞれについて記録された、上述の重なりを持つパターンの８つの重なり領域間の濃度分布を示す図である。 実搬送量に対する補正値の複数の位相（ずれ）それぞれの濃度変化を比較して示す図である。 本発明の第１の実施形態に係わり、最適な補正値の位相（ずれ）を搬送ローラの長手方向に沿った３箇所の位置で求めるためのパターン記録を示す図である。 上記３箇所の位置それぞれについて求められる偏芯によるズレ量を示す図である。 ある回転位置（位相）における、上記３箇所での偏芯ズレ量と、これを補正する補正値を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本実施形態の搬送量補正値を求める処理およびこの補正値に基づいた搬送量補正を伴う記録処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し手本発明の実施形態を詳細に説明する。
＜実施形態１＞
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。キャリッジ１は、駆動源となるモータ２の回転がベルト４を介して伝達されることにより移動することができる。キャリッジ１の移動に伴う位置はリニアエンコーダ３を用いて知ることができる。このキャリッジの移動によって記録ヘッドの走査が行われる。

記録紙などの記録媒体１１は、記録媒体搬送回転体であるプラテンローラ５が回転することにより、上記走査の方向と交差する方向、具体的には直交する方向に搬送される。この搬送は、モータ６の回転がベルト８を介してプラテンローラ５に伝達されることによってなされる。プラテンローラ５の回転位置ないし回転角度は、ロータリエンコーダ７の回転をエンコーダ受光部１２が検知することで計測することができる。

記録媒体搬送の制御は、ロータリエンコーダ７の位置情報と目標位置とから比較補償演算を行うフィードバックループで行うことによって行う。すなわち、この比較保証演算結果をモータドライバに出力してモータ６を回転し搬送量の制御を行う。特に、後述されるように、プラテンローラ５による搬送量誤差を補正する補正も行う。

図２は、プラテンローラ５の断面を示す図である。図において、ｇ１が偏芯のない理想的な中心の位置を示し、ｇ２は偏芯によって中心点がずれた点を示している。偏芯点g２からローラ外周をなす円までの距離（半径）ｒの変位角θを、図に示すように中の０°、９０°、１８０°、２７０°というように定義する。このとき、半径ｒはθの関数；で、変位角θのときの微小円弧の長さｄはｒ（θ）Δθと表すことができる。すなわち、この微小円弧長ｄは、偏芯とそれに応じて変化する半径ｒによる影響を示している。

図３は、変位角θが０〜３６０°まで変化したときの上記微小円弧長ｄの変化を示す図である。図中、太い実線が偏芯の無い場合の微小円弧長を示す。すなわち、プラテンローラに偏芯がない場合、上記のように求められる微小円弧長ｄは一定となる。これに対し、破線は、図２に示した偏芯点ｇ２に関する微小円弧長の変化を示したものである。記録媒体はプラテンローラの円周に沿って搬送されるので、このような破線で示す微小円弧長の変化に従い、記録媒体の搬送量が変化することになる。そして、プラテンローラの回転に応じて、破線で示す偏芯成分を除去するには、図中の実線で示す補正値（微小補正値）が好ましいものとなる。

本発明の一実施形態は、以上説明した微小補正値をプラテンローラ（以下では、「搬送ローラ」とも言う）の長手方向に沿った複数の位置で求めるものである。すなわち、搬送ローラの長手方向に沿って上述の偏芯成分が異なることがあり、この異なるそれぞれの偏芯成分に対応して補正値を定めることにより、偏芯が搬送ローラの長手方向の位置に応じて異なることに起因して発生する濃度ムラを低減する。

以下では、先ず、上述した偏芯成分を除去するための補正値（微小補正値）を求める方法を説明する。

図４（ａ）〜（ｄ）は、図２に示した偏芯状態に対する補正値を、図３に示す理想的な補正値（実線）、およびそれを基準として位相を９０°ずつずらした場合の補正値と、実搬送量（補正をしてない場合の円弧長）の１周期分における変化を示す図である。それぞれの図の左側が実搬送量と補正値を示し、破線が実搬送量、実線が補正値を示している。また、それぞれの図の右側が実搬送量とそれぞれの補正値で補正された結果としての搬送量を示し、破線が実搬送量、実線が補正搬送量を示している。

図４（ａ）は図３と同じ理想的な補正関係を示しており、図４（ｂ）が９０°、図４（ｃ）が１８０°、図４（ｄ）が２７０°、図４（ａ）に示す補正値に対してその位相をずらしたものである。周期性により、図４（ｄ）の関係から９０°ずらすと図４（ａ）に示す理想的な補正に戻ることになる。図４（ａ）に示す補正がなされたときには、補正された搬送量は偏芯成分が除去された理想的な状態になるが、図４（ｃ）に示すような逆位相の補正がなされたときには、実搬送量の２倍の偏芯成分を持った補正搬送量となる。

ところで、実際の搬送ローラでは、偏芯の中心（図２に示すｇ２）や変位角θの原点位置がわからないのが一般的である。従って、本実施形態では、搬送ローラのエンコーダによる所定の回転位置を仮原点として角度０°と定める。そして、補正を加え始める点は仮原点から１回転の倍数として補正値の位相をずらすとともに、偏芯評価を行う際の基準となる実搬送量は変化させないようにする。このように搬送ローラを例えば１回転駆動するごとに、ずらす位相を増して行く。これにより、ずらす位相、すなわち実搬送量に対する補正値の位相が理想的な補正値に近いときに、補正された搬送量の変化が小さくなる。逆に言えば、変化が小さい位相が、仮原点の位置情報に対応した補正量と言うことができる。図４に示す補正値の位相は、４パターンであり、最低４回転搬送ローラを回転させる必要がある。偏芯検知において、より正確な位置情報を得るためには、基準位相に対して位相を変化させる量を細かくしていけば良い。例えば図４に示す例では、９０°ずつであるが、２倍の精度で４５°ずつ（８パターン）とすることもできる。理想解値に近い領域では、補正された搬送量は理想に近くなり、逆位相に近い領域では実搬送量の偏芯成分に対して２倍に近い偏芯成分を持った補正搬送量を示すことに変わりはない。また、上述の周期性においても変わりはない。

次に、上述した実搬送量に対する補正値の最も適切な位相を知るために記録するパターンについて説明する。図５は、このパターン例を示す図である。このパターンは、搬送ローラを例えば１／８回転分駆動するごとに記録ヘッド走査して記録されるものであり、図に示す例では、横方向の６本のラインと両端の２本の縦ラインとで構成されたものである。また、このように１／８回転するごとにパターンを記録することにより、パターンの一部が重なるようにし、１回転分すなわち８つのパターンを記録する。

図６は、上記のパターンを、走査毎に重ねて記録した状態を示す図であり、８つのパターンの重なりの一部を示している。そして、この図６に示すような重なりを持つ８つのパターンが、上述した実搬送量に対する補正値の複数の位相それぞれについて記録される。

図６に示す例は、搬送ローラの偏芯状態が実搬送量が徐々に大きくなっていく状態のものである。図中の丸で囲まれた領域が各走査で重なって記録される領域となる。領域Ａ１は、偏芯の影響をほとんど無視できる変位角による搬送であるため１走査目と２走査目が正しく重なって記録されている。領域Ａ２では、若干の偏芯の影響のためラインがずれて記録されている。領域Ａ３、Ａ４となるに従い、ラインのずれは大きくなっていき、領域Ａ５では、領域Ａ１に比べ約半分のライン間隔で記録されていることになる。以上のようなライン間隔の粗密によって領域Ａ１〜Ａ５の濃度が異なり、それぞれの濃度が偏芯の影響による、搬送ローラの変位角に応じた搬送量の誤差を表していることになる。図６に示す例では、領域Ａ１が一番薄く、領域Ａ５が一番濃く識別できる。以下では、この濃度変化を記録ずれの無い一番薄い状態を０として、記録ずれにより濃度が濃くなっていった場合、例えば領域Ａ１では１、領域Ａ５では４といったように数値の大きさで表すことにする。なお、偏芯の影響が図６に示す状態と逆に起きる場合を考えると、ラインデータのずれが１走査目に対して図の上方向にずれることになる。しかし、濃度分布的には変わらないので視覚的な影響について変化はない。

図７（ａ）〜（ｄ）は、実搬送量に対する補正値の４つの位相それぞれについて記録された、上述の重なりを持つパターンの８つの重なり領域間の濃度分布を示す図である。具体的には、図４（ａ）〜（ｄ）に示した補正値の位相で、図６に示すパターンを記録した場合の濃度分布を示している。図７（ａ）に示す補正値の位相は理想的な補正の場合を示しており、領域間に濃度変化が殆ど見られず、一番薄い状態、濃度０が並ぶことになる。図７（ｂ）、（ｄ）に示す補正値の位相では、領域間に徐々に濃度変化が起こってきており、逆位相となる図７（ｃ）に示す補正値の位相では、最大濃度、１回転における濃度変化共に最大となっている。

図８は、以上のようにして求めた、実搬送量に対する補正値の複数の位相（ずれ）それぞれの濃度変化を比較して示す図である。この図に示す例は、補正値位相のずれ量を４５°とし、８つの位相（ずれ）について濃度変化を示している。一番変化の少ない状態Ｎｏが、補正を行う際の最適の位相となる。具体的には、濃度変化を３つの状態、小、中、大で表している。そして、図に示すように、最適値となるＮｏ４近辺には比較的変化の少ない濃度変化領域があり、その領域を挟むように濃度変化の大きな領域が存在する。先ず、濃度変化の大きな領域を判別し、その間に挟まれている濃度変化の小さな領域において中央となる位相を選択することで、最適な補正値の位相を求めることができる。このようにして求めた最適位相の補正値を補正量として用いる。そして、エンコーダによる位置情報と対応させることで、搬送ローラの偏芯による実搬送量を推定し、駆動ごとに最適な補正量を計算して補正することで偏芯成分を除去した状態において記録媒体を搬送することができる。

本実施形態は、以上説明した最適な補正値の位相（ずれ）を搬送ローラの長手方向に沿った３箇所の位置で求める。すなわち、図９に示すように、パターン記録を走査方向における３箇所（位置１〜３）で行い、それぞれ位置のパターンについて上述のように補正値の最適位相を求める。なお、本発明の適用は、この例に限られず、２箇所以上の複数個所であればよいことはもちろんである。

図１０は、３箇所の位置１〜３それぞれについて求められる偏芯によるズレ量を示す図である。これらのズレ量は、上述のようにして求められる最適（位相）補正値に基づいて推定されるものであり、図４などで示した実搬送量のズレ量を示している。また、図１１は、ある回転位置（位相）における、上記３箇所での偏芯ズレ量と、これを補正する補正値を示す図である。補正値は、上記３箇所について求めた補正値に基づいてこれらを繋ぐ直線にのるようにより細かい位置でも補正値を求める。

図１２（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の搬送量補正求める処理およびこの補正値に基づいた搬送誤差補正を伴う記録処理を示すフローチャートである。図１２（ａ）に示す搬送量補正値を求める処理では、調整実行コマンドによりパターンを記録し、センサでこのパターンを読み取り、濃度の最も薄くなる補正値を補正値の位相として決定する。これを走査方向の３点について行い上記３点での補正値を算出するとともに、図１１にて説明したように走査方向のより細かな所定の位置ごとに補正値を求め、記録装置のメモリに格納する。

図１２（ｂ）に示す記録実行処理では、先ずキャリッジ移動開始位置においてその位置の補正値で補正した記録媒体搬送を行う。そして、キャリッジの移動（走査）を開始する。この走査では、図１１にて説明した、補正値を求めた位置ごとに定められるブロックの距離だけ走査を行い、記録ヘッドからインクを吐出して記録を行う。そのブロックの端に来ると走査を停止し、そのブロックと次のブロックで補正値に差があるか否かを判断する。差がある場合は、それを打ち消す補正値だけ打ち消す方向に記録媒体を搬送し、差がない場合はそのまま次のブロックの走査を行う。以上のようにして１走査分の全領域に補正を行ったら、２走査目以降も同様に補正を行う。なお、走査方向の１ブロックは２ｃｍとし、搬送量の精度は２．５μｍである。以上のように、搬送ローラによる記録媒体の搬送誤差に対する補正値を、走査方向の複数の位置について取得する補正値取得を行う。そして、記録ヘッドを、走査方向の複数の位置に対応した複数のブロックごとに走査させる走査制御を行う。

＜実施形態２＞
上述した実施形態１では離散的に補正値を求め、それに応じて離散的に補正を行うものであるが、本発明の第２の実施形態では、図１１の破線で示す値のように、走査位置に対して連続的に補正値を求める。そして、記録処理における搬送量補正では、走査の１ブロックをより細かい０．５ｃｍとし、搬送量の精度を２．５μｍとする。

１ キャリッジ
５ プラテンローラ
６ 搬送モータ
７ ロータリエンコーダ
１２ エンコーダ受光部

Claims (3)

1. インクを吐出する記録ヘッドを走査して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、
   搬送ローラを回転させて記録ヘッドの走査方向と交差する方向に記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段による記録媒体の搬送誤差に対する補正値を、前記走査方向の複数の位置について取得する補正値取得手段と、
   記録ヘッドを、前記走査方向の複数の位置に対応した複数のブロックごとに走査させる走査制御手段と、
   を具え、前記搬送手段は、前記複数のブロックの走査ごとに、当該ブロックに対応する、前記取得された補正値で搬送量の補正を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記補正値取得手段は、メモリに格納された補正を取得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. インクを吐出する記録ヘッドを走査して記録媒体にインクを吐出するとともに、搬送ローラを回転させて前記記録ヘッドの走査方向と交差する方向に記録媒体を搬送して記録を行うインクジェット記録装置の搬送誤差補正方法であって、
   前記搬送における記録媒体の搬送誤差に対する補正値を、前記走査方向の複数の位置について取得する補正値取得工程と、
   記録ヘッドを、前記走査方向の複数の位置に対応した複数のブロックごとに走査させる走査制御工程と、
   を有し、前記搬送では、前記複数のブロックの走査ごとに、当該ブロックに対応する、前記取得された補正値で搬送量の補正を行うことを特徴とする搬送誤差補正方法。

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