JP2015199275A - 記録装置および記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、コスト増加を抑えて、着弾位置の誤差を低減することで高画質の記録が可能な記録装置および記録方法を提供すること。【解決手段】記録ヘッドが打ち込み量演算領域と隣接する記録領域に記録を行う際に、記録タイミング制御回路は、打ち込み量演算領域へのインク打ち込み量と、記録装置が備えるヘッド−記録媒体間距離に関する情報と、に基づいて記録タイミングの補正を行う。【選択図】図８

Description

本発明は、記録タイミングの制御を行う記録装置および記録方法に関する。

記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録装置では、記録ヘッドと記録媒体との距離が変化すると記録媒体への着弾位置は変化する。従来、記録ヘッドと記録媒体との間の距離は、記録位置に応じてあらかじめ指定された値を用いている。しかし、記録することでインクが記録媒体に染み込む等の影響により、記録媒体に歪みが生じ、記録ヘッドと記録媒体との間の距離に変動が生じる場合がある。このように、記録ヘッドと記録媒体との間の距離に変動が生じると、記録でのインクの着弾位置に誤差が生じてしまい画質を低下させることがある。そこで特許文献１に記載の記録装置では、記録ヘッド上に設けた記録ヘッドと記録媒体との間の距離を検出するセンサにより、記録ヘッドと記録媒体との間の距離を検出し記録タイミングの補正時間を算出して着弾位置の誤差を低減している。

特開２００７−３３１３１５号公報

しかし、従来技術は記録ヘッドと媒体との間の距離を取得するためにセンサが必要になり構成が複雑になるうえに製造コストも増加してしまう。

よって本発明は、簡単な構成で、コスト増加を抑えて、着弾位置の誤差を低減することで高画質の記録が可能な記録装置および記録方法を提供することを目的とする。

そのため本発明の記録装置は、記録媒体との相対移動に伴って液体を吐出することで記録動作を行う記録手段と、該記録手段の記録動作での単位領域あたりの液体の吐出量を取得する取得手段と、を備えた記録装置において、前記記録手段の吐出のタイミングの補正を行う補正手段を備え、該補正手段は、前記取得手段が取得した、前記記録手段による先行する記録動作における前記吐出量に基づいて、前記記録手段による後続の記録動作における吐出のタイミングの補正を行うことを特徴とする。

本発明によれば記録装置は、記録ヘッドが打ち込み量演算領域と隣接する記録領域に記録を行う際に、記録タイミング制御回路は、打ち込み量演算領域へのインク打ち込み量と、ヘッド−記録媒体間距離に関する情報と、に基づいて記録タイミングの補正を行う。これによって、簡単な構成で、コスト増加を抑えて、着弾位置の誤差を低減することで高画質の記録が可能な記録装置および記録方法を実現することができる。

本発明を適用可能な記録装置の斜視図である。 本実施形態における記録装置の構成を示した図である。 （ａ）、（ｂ）は、搬送時の記録媒体の断面図を示した図である。 ヘッド−記録媒体間距離とヘッドの位置との関係を示したグラフである。 記録媒体内の記録位置と打ち込み量演算領域の関係を示す図である。 ライン内の打ち込み量カウント幅を示す図である。 吐出タイミングの補正に関するイメージ図である。 本実施形態における記録処理を示したフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）は、１パス記録と２パス記録とを説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用可能な記録装置の斜視図である。記録媒体８０１は、記録領域に配置された記録媒体送りローラ８０２およびプラテン８１０上の不図示のリブ、拍車８１１により支持され、その送りローラ８０２がシート送りモータ８０３によって駆動されることにより、矢印αの副走査方向に搬送される。送りローラ８０２の記録媒体搬送方向における前方には、これと平行にシャフト８０４が設けられている。キャリッジ８０５は、このシャフト８０４に移動自在にガイドされ、キャリッジモータ８０６の出力によりベルト８０７を介して矢印β方向の（副走査方向と交差する）主走査方向に往復移動する。

記録ヘッド移動手段としてのキャリッジ８０５には、記録ヘッド８０８および液体（以下、インクともいう）を収容するタンク８０９が搭載されている。記録ヘッド８０８はカラー画像用であり、キャリッジ８０５の走査方向に沿って、黒インク吐出用のヘッド８０８−ＢＫ、シアンインク吐出用のヘッド８０８−Ｃ、マゼンタインク吐出用のヘッド８０８−Ｍ、イエローインク吐出用のヘッド８０８−Ｙが配置される。またタンク８０９として、ブラックインク（ＢＫ）用のタンク８０９−ＢＫ、シアンインク（Ｃ）用のタンク８０９−Ｃ、マゼンタインク（Ｍ）用のタンク８０９−Ｍ、イエローインク（Ｙ）用のタンク８０９−Ｙが搭載されている。各インクタンクは、それぞれの色に対応した記録ヘッドにインクを供給する。

また、不図示の記録装置の制御回路（ＣＰＵ、ＡＳＩＣ）やこれに併設されたＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む制御部は、例えば、インターフェースを介して外部のホスト装置のコントローラーから記録モードの情報や記録データを受信する。そして記録装置の制御部は、これらの情報や記録データに基づいて、ヘッド駆動回路を介して記録ヘッド８０８を制御することにより、記録ヘッド８０８のインク吐出部からインクを吐出させて（記録媒体との相対移動により）、記録媒体８０１への記録動作を行う。

図２は、本実施形態における記録装置の構成を示した図である。本実施形態の記録装置１０１は、モータ１０２、モータ制御回路１０３、エンコーダ１０４、ヘッド速度計測回路１０５、ヘッド位置検出回路１０６、記録データ生成回路１０７を備えている。更に記録装置１０１は、インク打ち込み量計測回路１０８、距離算出回路１０９、記録タイミング制御回路１１０、記録ヘッド（以下、単にヘッドという）を備えた記録部１１１を備えている。

モータ１０２は、モータ制御回路１０３によって駆動され、その挙動はエンコーダ１０４によってエンコーダ信号に変換される。モータ制御回路１０３は、ヘッド速度計測回路１０５によって計測されたヘッド速度をフィードバックしてモータ１０２の制御を行う。エンコーダ１０４は、モータ１０２の動作をエンコーダ信号に変換し、ヘッド速度計測回路１０５およびヘッド位置検出回路１０６へ提供する。ヘッド速度計測回路１０５は、エンコーダ１０４に提供されたエンコーダ信号からヘッドの速度を算出し、モータ制御回路１０３にフィードバックを行うとともに、記録タイミング制御回路１１０にヘッドの速度情報を入力する。ヘッド位置検出回路１０６は、エンコーダ１０４に提供されたエンコーダ信号からヘッド位置を算出する。このように算出したヘッド位置は、距離算出回路１０９へ提供される。記録データ生成回路１０７は、記録データを生成し記録部１１１およびインク打ち込み量計測回路１０８に提供される。

インク打ち込み量計測回路１０８は、記録データ生成回路１０７より記録データを受け取り、インクを吐出する数をカウントする。カウントしたインク吐出数は、インク打ち込み量に変換して距離算出回路１０９に入力される。距離算出回路１０９はヘッド位置検出回路１０６により提供されたヘッド位置情報とインク打ち込み量計測回路１０８により提供されたインク打ち込み量の情報から記録位置におけるヘッドと記録媒体間の距離を算出する。その後、算出した距離情報を記録タイミング制御回路１１０に提供する。記録タイミング制御回路１１０は、ヘッド速度計測回路１０５により提供されたヘッド速度情報と距離算出回路１０９により提供された距離情報とから記録タイミングを生成する。生成した記録タイミングは、記録部１１１に提供される。記録部１１１は、記録データ生成回路１０７によって生成された記録データを記録タイミング制御回路１１０によって生成された記録タイミングで記録を行う。

図３（ａ）、（ｂ）は、搬送時の記録媒体の断面図を示した図である。図３（ａ）は、記録されていない状態での断面図示しており、図３（ｂ）は、単位面積あたりの記録密度が１００％であるＤｕｔｙ１００％で記録した際の断面図を示している。記録中の記録媒体８０１は、高さの異なるリブ２０２、リブ２０３によって形成された起伏する形状を備える支持部（ガイド部）によって支えられている。リブ２０２およびリブ２０３は、一定のリブ間隔２０５の間隔で配置されており、（起伏の起部が）一定の周期２０４毎に周期的に配置されている。記録媒体８０１は、記録されていない（インクが付与されていない）状態では高さの変動は少なく略平坦な状態を維持しているが、記録がなされ、記録媒体にインクが浸透することで記録媒体に歪みが生じ、高さの変動が大きくなる。

本実施形態では、高さの異なるリブを最適な間隔で配置して、記録媒体を支持することで、インクが浸透した記録媒体の歪み具合を予測しやすくしている。例えば、リブ間隔２０５の間隔で長さが同一のリブによって記録媒体を支持した場合、記録後のインクが浸透した記録媒体は、リブから浮いて歪む部分と、リブに沿って歪む部分とがあり、歪み具合を予測することが困難になる。そこで、本実施形態のように高さの異なるリブを最適な間隔で配置することで、インクが浸透した記録媒体は、長さの異なるリブに沿って歪むことになり、歪み具合を予測しやすくしている。

図４は、ヘッド−記録媒体間距離とヘッドの位置との関係を示したグラフである。以下、このグラフを用いたインク打ち込み量情報からヘッド−記録媒体間距離を算出する方法を説明する。

本実施形態では、記録装置は、あらかじめ記録媒体に対する複数のインク打ち込み量（記録ヘッドからの吐出量）でインクを付与した場合の記録媒体上の各位置におけるヘッド−記録媒体間距離の情報に関するテーブルを備えている。単位領域あたりの打ち込み量１００％時の記録媒体上の所定の位置におけるヘッド−記録媒体間距離（紙間距離）の関係を示したのが波形３０１である。また、単位領域あたりの打ち込み量５０％時の記録媒体上の所定の位置におけるヘッド−記録媒体間距離の関係示したのが波形３０２であり、０％時の記録媒体上の所定の位置におけるヘッド−記録媒体間距離の関係を示したのが波形３０３である。このグラフを用いてインク打ち込み量の情報からヘッド−記録媒体間距離を取得することができる。

具体的な例を挙げて説明すると、ヘッドの位置が記録媒体上の位置３０４であり、位置３０４における、打ち込み量１００％時のヘッド−記録媒体間距離は、点３０５に対応するヘッド−記録媒体間距離となる。また、打ち込み量５０％時のヘッド−記録媒体間距離は、点３０６に対応するヘッド−記録媒体間距離となり、打ち込み量０％時のヘッド−記録媒体間距離は、点３０７に対応するヘッド−記録媒体間距離となる。このようにして、打ち込み量Ｘ％時のヘッド−記録媒体間距離を取得する。なお、ヘッド−記録媒体間距離を取得するためのテーブルとしては、記録媒体の幅と同じ大きさ分のテーブルでもよいし、リブ周期２０４の一周期の幅のテーブルでもよい。

また、図４に示したようなグラフのテーブルを、記録媒体の種類ごとに備えて（記憶して）おいてもよいし、記録装置の使用環境ごと（湿度や気温等）に備えていてもよい。当然のことながら、このようなテーブルに関する情報を外部から取得する構成としてもよい。

図５は、記録媒体内の記録位置と打ち込み量演算領域の関係を示す図である。記録領域４０１に対して記録を行う際には、先行する記録動作によって打ち込み量演算領域（所定領域）４０２に打ち込まれたインク打ち込み量に基づいて記録を行う。つまり、打ち込み量演算領域４０２にすでに打ち込まれたインクによって生じた歪みから、後続の記録動作で記録を行う記録領域４０１の歪みを予測して、その記録領域４０１の歪みに応じた記録を行う。打ち込み量演算領域４０２は、記録領域４０１と隣接する直前のラインとしてもよいし、記録領域４０１の記録媒体の歪みを生じさせ得る記録済みのラインとしてもよい。本実施形態では直前のラインとして説明する。また、記録領域４０１および打ち込み量演算領域４０２の幅は、リブ周期２０４と合わせている。なお、本実施形態で打ち込み量演算領域４０２は１ライン分の（１度に記録する）領域（打ち込み量演算領域４０２と記録領域４０１との記録媒体の搬送方向における幅が略同一である）としているが、複数分の領域としてもよい。領域４０３から領域４０５については後述する。

図６は、ライン内の打ち込み量カウント幅を示す図である。以下、この図を用いて打ち込み量演算領域４０２のインク打ち込み数のカウント方法を説明する。あるラインにおいてオフセット幅５０１を設定すると、ラインの記録開始からオフセット幅５０１の幅のインク打ち込み数をカウントしてメモリ内に格納する。その後、カウント幅５０２毎にインク打ち込み数をカウントしメモリ内に格納する。なお、ラインの記録終了時にカウント幅５０２にデータが満たない場合には、記録終了位置までのインク打ち込み数をカウントしてメモリ内に格納する。ここで、オフセット幅５０１は、ライン記録開始位置からリブ周期２０４の基準となる位置までの幅で設定し、カウント幅５０２はリブ周期２０４を設定する。

このようにして格納された各領域におけるインク打ち込み数から、対応する打ち込み量演算領域４０２のインク打ち込み数を読み出して、記録領域４０１の歪みを予測する。そして、予測した歪みに合わせて吐出タイミングを異ならせることで、吐出したインクを所望の位置に付与することができる。

なお、記録媒体の位置により、記録媒体の上端に近い領域４０３（図５参照）、記録媒体の中央の領域４０４、記録媒体の下端に近い領域４０５とに分けて、各領域毎にインク打ち込み数に重み付けをしてもよい。これは、記録媒体の上端に近い領域４０３や記録媒体の下端に近い領域４０５では、記録時の搬送において、記録媒体を搬送する搬送ローラから記録媒体の一端部が外れるため端部に歪みが生じやすくなる。そのため、記録媒体の上端に近い領域４０３や記録媒体の下端に近い領域４０５は、記録媒体の中央の領域４０４よりも歪みが多く生じることを想定して重み付けしてもよい。

図７は、吐出タイミングの補正に関するイメージ図である。ヘッド６０１から突出したインクは、突出速度６０２で突出される。ヘッド６０１の移動速度を６０３とすると、インクは速度６０２と速度６０３とを合成した速度で移動する。その結果、インクは経路６０４を通り位置６０５に着弾する。このとき、ヘッド６０１の基準速度を速度６０６とすると、基準速度でのインクの速度は、速度６０２と速度６０６とを合成した速度となり、目標のインクの着弾位置は経路６０７を通り位置６０８となる。つまり、ヘッド６０１の移動速度が遅くなると、予定していた着弾位置は位置６０８であるのに対して、実際の着弾位置は６０５となってしまい、着弾位置に誤差が生じる。

そこで、ヘッド速度による着弾位置の誤差を補正するために、吐出タイミングを時間６１０だけ遅らせる。すると、突出されたインクは経路６０９を通り６０８の位置に着弾させることができる。

また、ヘッド速度とは別に、着弾位置に誤差が生じる要因として、ヘッド−記録媒体間の距離がある。ヘッド−記録媒体間の距離が基準距離と異なる場合には、着弾位置に誤差が生じてしまう。ヘッド−記録媒体間の基準距離を距離６１１、実際のヘッド−記録媒体間の距離を距離６１２とした場合で確認する。ヘッド速度の誤差を補正して吐出タイミングを時間６１０だけ遅らせても、吐出されたインクは、目標とする６０８の位置に対応する位置６１４ではなく位置６１３に着弾してしまう。そこで、吐出タイミングをさらに時間６１５遅らせる。すると、吐出されたインクは経路６１６を通り、目標着弾位置である位置６１４に着弾させることができる。

このように、記録ヘッドの移動速度の変動や、ヘッド−記録媒体間の距離の変動に応じてそれぞれ補正を行うことができる。

ヘッドの移動速度の変動は、記録ヘッドの速度を直接監視することで取得することができる。また、ヘッド−記録媒体間の距離の変動は、前述した打ち込み量演算領域４０２のインク打ち込み数から取得する。

これらの補正は、記録タイミング制御回路１１０で行なわれ、ヘッドの移動速度の変動やヘッド−記録媒体間の距離の変動に応じて、吐出タイミングの補正を行い、記録タイミングトリガを生成することで、インクの着弾位置の誤差を補正する。

図８は、本実施形態における記録処理を示したフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って本実施形態における記録処理を説明する。記録処理が開始されると、先ずステップＳ７０２で、インク打ち込み量によるヘッドと記録媒体間の距離の補正が有効な記録媒体が選択されているかを確認する。これは、記録媒体の種類により記録時の歪み方が異なるため、比較的歪み易い記録媒体等で補正が必要な記録媒体かどうかを確認するものである。そしてステップＳ７０２で、補正が有効な記録媒体が選択されている場合は、ステップＳ７０３に移行して、対象の領域（打ち込み量演算領域４０２）のインク打ち込み量を取得し、ステップＳ７０４でヘッド−記録媒体間距離の補正を行う。そして、ステップＳ７０５で、補正したヘッドと記録媒体間の距離により、記録タイミングの補正を行い、ステップＳ７０６で記録処理を行う。ステップＳ７０２で、補正が有効でない記録媒体が選択されている場合、つまり、厚手の記録媒体等で歪みの少ない記録媒体の場合には、ステップＳ７０６に移行して、記録タイミングの補正を行わず、予め指定されている距離を用いて記録を行う。その後、ステップＳ７０７で、全領域の記録が終了していれば、処理を終了し、そうでなければ、再度、ステップＳ７０２に戻り、ステップＳ７０２以降の処理を継続する。

なお、ステップＳ７０２でインク打ち込み量によるヘッド−記録媒体間距離の補正を有効にするか否かは、記録媒体によって選択した（例えば普通紙が選択された場合にのみ補正を有効にする）が、記録装置１０１に接続されたホストにより選択してもよい。また、補正が有効か否かを選択する方法は、記録媒体の種類の判別の他に、給紙方法（記録媒体の供給源）の選択（例えば下給紙の際にのみ補正を有効にする）であってもよい。つまり、下給紙によって普通紙を給紙するようにセットしておくことで、下給紙から給紙される普通紙にのみ補正を行うことができる。

図９（ａ）、（ｂ）は、１パス記録と２パス記録とを説明する図である。図９（ａ）は、ここまで説明してきた、１パス記録に本実施形態を適用した場合の図であり、図９（ｂ）は、同一領域への記録を複数回に分けて行なう多パス記録に本実施形態を適用した場合の図である。

１パス記録の場合には、図９（ａ）のように、記録領域４０１と打ち込み量演算領域４０２は重なることなく、順に記録が行われるが、多パス記録の場合、図９（ｂ）のように記録領域４０１と打ち込み量演算領域４０２とが重なる。多パス記録の場合には、既に一部は記録が行われている箇所に記録を行なうため、記録領域４０１における記録媒体の歪みは、１パス記録の時よりも大きくなる。よって、多パスで記録を行う場合には、多パス用に予め準備されたテーブルを用いて、インク打ち込み量の情報からヘッド−記録媒体間距離を取得する。

なお、本実施形態携帯では、記録ヘッドはキャリッジに搭載されて移動するいわゆるシリアル方式の記録の説明を行ったがこれに限定するものではない。記録媒体の記録幅以上の長さを備えた、固定された記録ヘッドで記録媒体を搬送しながら記録を行ういわゆるライン方式の記録に適用してもよい。

このように、記録ヘッドが打ち込み量演算領域と隣接する記録領域に記録を行う際に、記録タイミング制御回路は、打ち込み量演算領域へのインク打ち込み量と、記録装置が備えるヘッド−記録媒体間距離に関する情報と、に基づいて記録タイミングの補正を行う。これによって、簡単な構成で、コスト増加を抑えて、着弾位置の誤差を低減することで高画質の記録が可能な記録装置および記録方法を実現することができた。

１０２ モータ
１０４ エンコーダ
１０７ 記録データ生成回路
１０９ 距離算出回路
１１０ 記録タイミング制御回路
１１１ 記録部
２０２ リブ
２０３ リブ
４０１ 記録領域
４０２ 打ち込み量演算領域
８０５ キャリッジ
８０８ 記録ヘッド
８１０ プラテン

Claims (12)

1. 記録媒体との相対移動に伴って液体を吐出することで記録動作を行う記録手段と、該記録手段の記録動作での単位領域あたりの液体の吐出量を取得する取得手段と、を備えた記録装置において、
   前記記録手段の吐出のタイミングの補正を行う補正手段を備え、
   該補正手段は、前記取得手段が取得した、前記記録手段による先行する記録動作における前記吐出量に基づいて、前記記録手段による後続の記録動作における吐出のタイミングの補正を行うことを特徴とする記録装置。
2. 記録媒体の単位領域あたりへの吐出量ごとの、前記記録手段と記録媒体との距離である紙間距離と、前記記録手段の位置と、に関する情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記補正手段は、前記記録手段による先行する記録動作における前記吐出量と、前記記憶手段に記憶された前記情報と、に基づいて、前記記録手段による後続の記録動作における吐出のタイミングの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. 前記記録手段の記録動作による液体の吐出をカウントするカウント手段をさらに備え、
   前記取得手段は、前記カウント手段によってカウントされた結果を前記吐出量として取得することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
4. 高さが所定の形状で起伏するガイド部を備え、該ガイド部によって記録中の記録媒体を支持することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の記録装置。
5. 前記ガイド部は複数のリブによって形成されていることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記記録手段は、前記記録媒体に対して移動することで記録動作を行い、
   前記記録手段による先行する記録動作で記録される所定領域であって前記取得手段によって単位領域あたりの液体の吐出量を取得される前記所定領域の、前記記録手段が移動する方向における幅は、起伏する前記ガイド部における隣り合う起部と起部との間の距離と対応していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の記録装置。
7. 前記所定領域の前記記録手段が移動する方向と交差する方向における長さは、前記記録手段が１度に記録する領域の前記記録手段が移動する方向と交差する方向における長さと略同一であることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
8. 記録媒体の種類を判別する判別手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の記録装置。
9. 前記記録装置に接続されたホストにより前記記録媒体の種類の情報を取得することで、記録媒体の種類の判別をすることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 記録媒体の供給源により記録媒体の種類の判別をすることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
11. 同一領域への記録を複数回の記録によって行うことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の記録装置。
12. 記録媒体との相対移動に伴って液体を吐出することで記録動作を行う記録工程と、該記録工程における記録動作での単位領域あたりの液体の吐出量を取得する取得工程と、を有する記録方法において、
    前記記録工程における吐出のタイミングの補正を行う補正工程を有し、
    該補正工程は、前記取得工程で取得した、前記記録工程での先行する記録動作における前記吐出量に基づいて、前記記録工程での後続の記録動作における吐出のタイミングの補正を行うことを特徴とする記録方法。

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