JP2018144337A - 液滴吐出装置、液滴吐出方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】吐出部の乾燥により生じる不都合を抑制できる液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】媒体１２に液滴を吐出する液滴吐出装置２０であって、複数のノズルと、画像データを受け、該画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量の液滴が前記ノズルから吐出されるように吐出制御を行う液滴吐出手段４４と、前記複数のノズルの内、少なくとも一部のノズルに対して液滴の吐出制御を行った回数をノズルごとに記録する記録手段７１と、を有し、前記液滴吐出手段は、前記少なくとも一部のノズルの内、吐出制御を行った回数がそれぞれＮ回（１以上の整数）未満のノズルから吐出されるように吐出制御が行われた前記画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量よりも多い量の液滴が吐出されるように吐出制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出方法、及びプログラムに関する。

用紙を搬送させて用紙が画像の形成位置に到達したタイミングでインクなどを吐出して画像を形成するプリンタが知られている。これに対し、プリンタ装置から紙搬送システムを削除することで小型化された液滴吐出装置（以下、ＨＭＰ：ハンディモバイルプリンタという）が実用化されつつある。ＨＭＰには、紙搬送システムが搭載されていないので、人が紙面上を移動させることで紙面上を走査しインクを吐出する。

インクを吐出するプリンタはインクを吐出するノズルに付着したインクが乾燥する場合があり、乾燥の程度によっては形成する画像の画質に影響する場合がある。このため、ＨＭＰが使用されていない状態では、乾燥を抑制する技術が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、ＨＭＰのノズルに装着される保湿キャップ及びノズルにからインクを除去するワイピングについて開示されている。

しかしながら、ユーザ等がノズルに保湿キャップを装着しておき、印刷の開始時にキャップを外したとしても、乾燥を完全に防ぐことは困難であるという問題がある。この問題に対し、用紙の搬送機構を搭載した通常のインクジェットプリンタでは、印刷の開始前に空吐出する（インクを廃液タンク内に吐出しノズルを正常な状態に戻してから吐出を開始する）ことで、乾燥による不都合を解決している。

しかし、ＨＭＰの場合、空吐出をしてしまうと、印刷媒体の上にインクが吐出されることになり、印刷媒体に不要な画像が形成されてしまう。ユーザが例えば不要な紙の上で空吐出を実施すれば解決できるが、不要な紙を用意したり余分な走査が必要になったりするなどユーザが行う作業が増えることになり、ユーザにとっては使い勝手が低下してしまう。

本発明は、上記課題に鑑み、ノズルの乾燥により生じる不都合を抑制できる液滴吐出装置を提供することを目的とする。

本発明は、媒体に液滴を吐出する液滴吐出装置であって、複数のノズルと、画像データを受け、該画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量の液滴が前記ノズルから吐出されるように吐出制御を行う液滴吐出手段と、前記複数のノズルの内、少なくとも一部のノズルに対して液滴の吐出制御を行った回数をノズルごとに記録する記録手段と、を有し、前記液滴吐出手段は、前記少なくとも一部のノズルの内、吐出制御を行った回数がそれぞれＮ（１以上の整数）回未満のノズルから吐出されるように吐出制御が行われた前記画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量よりも多い量の液滴が吐出されるように吐出制御を行う。

吐出部の乾燥により生じる不都合を抑制できる液滴吐出装置を提供することができる。

印刷媒体に形成される画像とノズルを模式的に示す図の一例である。 ＨＭＰによる画像形成を模式的に示す図の一例である。 ＨＭＰのハードウェア構成図の一例である。 制御部の構成を説明する図の一例である。 ジャイロセンサが角速度を検出する原理を説明する図の一例である。 ナビゲーションセンサのハードウェア構成の構成例を示す図である。 ナビゲーションセンサによる移動量の検出方法を説明する図である。 ＩＪ記録ヘッド駆動回路の構成図の一例である。 ＩＪ記録ヘッドにおけるノズル位置等について説明する図の一例である。 ＨＭＰの座標系と位置の算出方法を説明する図の一例である。 目標吐出位置とノズルの位置の関係を説明する図の一例である。 ＨＭＰが有する機能をブロック状に示す機能ブロック図の一例である。 ノズルがインクを吐出する画素を説明する図の一例である。 画像データ出力器とＨＭＰの動作手順を説明するフローチャート図の一例である。 ＨＭＰがインク吐出済を更新する手順を示すフローチャート図の一例である。 印刷してからの放置時間と抜けドット数の関係を模式的に説明する図である。 制御部の構成を説明する図の一例である（実施例２）。 画像データ出力器とＨＭＰの動作手順を説明するフローチャート図の一例である（実施例２）。 ＨＭＰの制御の概略を説明する図の一例である（実施例３）。 画像データ出力器とＨＭＰの動作手順を説明するフローチャート図の一例である（実施例３）。 ＨＭＰの制御の概略を説明する図の一例である（実施例４）。 画像データ出力器とＨＭＰの動作手順を説明するフローチャート図の一例である（実施例４）。

以下、本発明を実施するための形態を説明するため、液滴吐出装置と液滴吐出装置が行う液滴吐出方法について図面を参照しながら説明する。

＜ＨＭＰ２０の概略的な動作＞
本実施形態のハンディモバイルプリンタ（以下、ＨＭＰ２０という）は、以下のように動作することで、インクの吐出部（以下、ノズルという）に付着したインクが乾燥することによる不都合を抑制する。具体的には、各ノズル６１がそれぞれＮ回（２以上の整数）、液滴を吐出するまで、画素が吐出済であることを記録しない。

図１を用いてＨＭＰ２０の動作を説明する。図１は、印刷媒体１２に形成される画像とノズル６１を模式的に示す図である。まず、比較して説明するため、図１（ａ）を用いてノズル６１に付着したインクが乾燥することによる不都合を説明する。図１（ａ）では「Ｈ」という文字を形成するように縦１列のノズル６１がインクを吐出しているが、吐出されないインクがあるため「Ｈ」という文字の可読性が低下している。

印刷媒体１２の左上にあるＨＭＰ２０（後述するＩＪ記録ヘッド２４）をユーザが左から右方向に走査する。ＨＭＰ２０は「Ｈ」という文字の画素位置（目標吐出位置）にノズル６１があると判断すると、該ノズル６１からその画素に対応したインクを吐出する。図１（ａ）では「Ｈ」という文字の左側から各ノズル６１が画素位置に到達し、インクを吐出する。しかし、１回目〜３回目の画素位置ではノズル６１のインクが乾燥しているため、インクが吐出されない（白丸）。図１（ａ）では４回目の画素位置で初めてインクが吐出されている（黒丸）。このように、ノズル６１が乾燥していると、インクが吐出されない画素が発生し（このような現象をドット抜けという）画質が低下する。「Ｈ」という文字でドット抜けが発生するとユーザが文字を判別することが困難になる場合がある。

図１（ｂ）は、本実施形態のＨＭＰ２０による画像形成を模式的に示す図である。ＨＭＰ２０は上記のように各ノズル６１がそれぞれＮ回、インクを吐出するまで、画素にインクを吐出したことを記録しない。例えば図１（ａ）にて説明したように、印刷開始からノズル６１がインクを３回吐出するまでインクが吐出されないという知見がある場合、ＨＭＰ２０は３箇所の画素（斜線の丸）に対し吐出済を記録しない。したがって、印刷開始の際、ノズル６１が初めて通過した３箇所の画素はインクが吐出されていないものと見なされる。

図１（ｂ）に示すようにユーザがＨＭＰ２０を右から左側に走査させ、ノズル６１が３箇所の画素（斜線の丸）を再度、通過すると、まだ、記録上はインクが吐出されていないので、ＨＭＰ２０は再度インクを吐出する。このように、印刷開始時の画素にノズル６１が戻ってくるとインクを再度、吐出するので画素抜けを少なくすることができる。

＜用語について＞
印刷開始とは、１つの画像データの形成のためインクの吐出を開始することをいい、印刷開始の際とは、少なくとも印刷中の全体ではなければよい。例えば、インクの吐出を開始してから所定の画素数、所定時間、又は、所定距離をいう。

画像データに基づく量とは、画像データを形成するために決定されるインクの量である。これより多い量は、画像データに基づく量が複数回に分けて吐出されても、連続して同じ画素位置に吐出されても、画像データに基づく量よりも多い量が一度に吐出されてもよい。

また、吐出制御は吐出を試みる動作であって、必ずしも媒体上の位置へのインクの吐出が約束されるものではない。

液滴吐出装置は少なくとも一時的に液体として吐出が可能な吐出物を目標とする位置に吐出する装置をいう。インクによる画像形成が知られているが吐出物はインクに限らず、また、用途も画像形成には限られない。

＜ＨＭＰによる画像形成＞
図２は、ＨＭＰ２０による画像形成を模式的に示す図の一例である。ＨＭＰ２０には、例えばスマートフォンやＰＣ（Personal Computer）等の画像データ出力器１１から画像データが送信される。ユーザはＨＭＰ２０を把持して、印刷媒体１２（例えば定形用紙やノート、段ボール、机など）から浮き上がらないようにフリーハンドで走査させる。

ＨＭＰ２０は後述するようにナビゲーションセンサとジャイロセンサ３１で位置を検出し、ＨＭＰ２０が目標吐出位置に移動すると、目標吐出位置で吐出すべき色のインクを吐出する。画像形成の開始時を除き、すでにインクを吐出した場所はマスクされるので（インクの吐出の対象とならないので）、ユーザは印刷媒体１２上で任意の方向にＨＭＰ２０を走査させることで画像を形成できる。

ユーザは印刷媒体１２から浮き上がらないように印刷媒体１２上を這うようにＨＭＰ２０を走査する。印刷媒体１２からＨＭＰ２０が浮き上がらないことが好ましいのは、ナビゲーションセンサが印刷媒体１２からの反射光を利用して移動量を検出するためである。印刷媒体１２からＨＭＰ２０が浮き上がると反射光を検出できなくなり移動量を検出できない。印刷媒体１２からナビゲーションセンサがはみ出した場合も、印刷媒体１２の厚みにより反射光を検出できなくなるか、又は、検出できても位置がずれる場合がある。このため、ナビゲーションセンサは印刷媒体１２上で走査されることが好ましく、ノズル６１とナビゲーションセンサＳ０が印刷媒体１２上に共に存在することが好ましい。

＜構成例＞
図３は、ＨＭＰ２０のハードウェア構成図の一例を示す。ＨＭＰ２０は、印刷媒体１２に画像を形成する液滴吐出装置又は画像形成装置の一例である。ＨＭＰ２０は、制御部２５によって全体の動作が制御され、制御部２５には通信Ｉ/Ｆ２７、ＩＪ記録ヘッド駆動回路２３、ＯＰＵ２６、ＲＯＭ２８、ＤＲＡＭ２９、ナビゲーションセンサ３０、及びジャイロセンサ３１が電気的に接続されている。また、ＨＭＰ２０は電力により駆動されるため、電源２２と電源回路２１を有している。電源回路２１が生成する電力は、点線２２ａで示す配線などにより、通信Ｉ/Ｆ２７、ＩＪ記録ヘッド駆動回路２３、ＯＰＵ２６、ＲＯＭ２８、ＤＲＡＭ２９、ＩＪ記録ヘッド２４、制御部２５、ナビゲーションセンサ３０、及び、ジャイロセンサ３１に供給されている。

電源２２としては主に電池（バッテリー）が利用される。太陽電池や商用電源（交流電源）、燃料電池等が用いられてもよい。電源回路２１は、電源２２が供給する電力をＨＭＰ２０の各部に分配する。また、電源２２の電圧を各部に適した電圧に降圧や昇圧する。また、電源２２が充電可能な電池である場合、電源回路２１は交流電源の接続を検出して電池の充電回路に接続し、電源２２の充電を可能にする。

通信Ｉ/Ｆ２７は、スマートフォンやＰＣ（Personal Computer）等の画像データ出力器１１から画像データの受信等を行う。通信Ｉ/Ｆ２７は例えば無線ＬＡＮ、Bluetooth（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、赤外線、３Ｇ（携帯電話）、又は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の通信規格に対応した通信装置である。また、このような無線通信の他、有線ＬＡＮ、ＵＳＢケーブルなどを用いた有線通信に対応した通信装置であってもよい。

ＲＯＭ２８は、ＨＭＰ２０のハードウェア制御を行うファームウェアや、ＩＪ記録ヘッド２４の駆動波形データ（液滴を吐出するための電圧変化を規定するデータ）や、ＨＭＰ２０の初期設定データ等を格納している。

ＤＲＡＭ２９は通信Ｉ/Ｆ２７が受信した画像データを記憶したり、ＲＯＭ２８から展開されたファームウェアを格納したりするために使用される。したがって、後述するＣＰＵ３３がファームウェアを実行する際のワークメモリとして使用される。ＣＰＵ３３は複数備わっているものであってもよい。

ナビゲーションセンサ３０は、所定のサイクル時間ごとにＨＭＰ２０の移動量を検出するセンサである。ナビゲーションセンサ３０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ等の光源と、印刷媒体１２を撮像する撮像センサを有している。ＨＭＰ２０が印刷媒体１２上を走査されると、印刷媒体１２の微小なエッジが次々に検出され（撮像され）エッジ間の距離を解析することで移動量が得られる。本実施形態では、ナビゲーションセンサ３０は、ＨＭＰ２０の底面に１つだけ搭載されている。従来は２つであった。ただし、説明の便宜上、ナビゲーションセンサ３０が２つあるＨＭＰ２０について説明する場合がある。なお、ナビゲーションセンサ３０として、さらに多軸の加速度センサを用いてもよく、ＨＭＰ２０は加速度センサのみでＨＭＰ２０の移動量を検出してもよい。

ジャイロセンサ３１は、印刷媒体１２に垂直な軸を中心にＨＭＰ２０が回転した際の角速度を検出するセンサである。詳細は後述される。

ＯＰＵ（Operation panel Unit）２６は、ＨＭＰ２０の状態を表示するＬＥＤ、ユーザがＨＭＰ２０に画像形成を指示するためのスイッチ等を有している。ただし、これに限定するものではなく、液晶ディスプレイを有していてよく、さらにタッチパネルを有していてもよい。また、音声入力機能を有していてもよい。

ＩＪ記録ヘッド駆動回路２３は上記の駆動波形データを用いて、ＩＪ記録ヘッド２４を駆動するための駆動波形（電圧）を生成する。インクの液滴のサイズなどに応じた駆動波形を生成できる。

ＩＪ記録ヘッド２４は、インクを吐出するためのヘッドである。図ではＣＭＹＫの４色のインクを吐出可能になっているが、単色でもよく５色以上の吐出が可能でもよい。各色ごとに一列（二列以上でもよい）に列状に並んだ複数のインク吐出用のノズル６１（吐出部）が配置されている。また、インクの吐出方式はピエゾ方式でもサーマル方式でもよく、この他の方式でもよい。ＩＪ記録ヘッド２４は、ノズル６１から液体を吐出・噴射する機能部品である。吐出される液体は、ＩＪ記録ヘッド２４から吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、又は加熱、冷却により粘度が３０〔mPa・s〕以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

制御部２５は後述するようにＣＰＵ３３を有しＨＭＰ２０の全体を制御する。制御部２５は、ナビゲーションセンサ３０により検出される移動量及びジャイロセンサ３１により検出される角速度を元に、ＩＪ記録ヘッド２４の各ノズル６１の位置、該位置に応じて形成する画像の決定、後述する吐出ノズル可否判断等を行う。制御部２５について詳細は次述する。

図４は、制御部２５の構成を説明する図の一例である。制御部２５はＳｏＣ５０とＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０を有している。ＳｏＣ５０とＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０はバス４６，４７を介して通信する。ＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０はどちらの実装技術で設計されてもよいことを意味し、ＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０以外の他の実装技術で構成されてよい。また、ＳｏＣ５０とＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０を別のチップにすることなく１つのチップや基板で構成してもよい。あるいは、３つ以上のチップや基板で実装してもよい。

ＳｏＣ５０は、バス４７を介して接続されたＣＰＵ３３、位置算出回路３４、メモリＣＴＬ（コントローラ）３５、及び、ＲＯＭ ＣＴＬ（コントローラ）３６等の機能を有している。なお、ＳｏＣ５０が有する構成要素はこれらに限られない。

また、ＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０は、バス４６を介して接続されたImage RAM３７、ＤＭＡＣ３８、回転器３９、割込みコントローラ４１、ナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２、印字/センサタイミング生成部４３、ＩＪ記録ヘッド制御部４４及びジャイロセンサＩ/Ｆ４５を有している。なお、ＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０が有する構成要素はこれらに限られない。

ＣＰＵ３３は、ＲＯＭ２８からＤＲＡＭ２９に展開されたファームウェア（プログラム）などを実行し、ＳｏＣ５０内の位置算出回路３４、メモリＣＴＬ３５、及び、ＲＯＭ ＣＴＬ３６の動作を制御する。また、ＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０内のImage RAM３７、ＤＭＡＣ３８、回転器３９、割込みコントローラ４１、ナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２、印字/センサタイミング生成部４３、ＩＪ記録ヘッド制御部４４及びジャイロセンサＩ/Ｆ４５等の動作を制御する。

位置算出回路３４は、ナビゲーションセンサ３０が検出するサンプリング周期ごとの移動量及びジャイロセンサ３１が検出するサンプリング周期ごとの角速度に基づいてＨＭＰ２０の位置（座標情報）を算出する。ＨＭＰ２０の位置とは、厳密にはノズル６１の位置であるが、ナビゲーションセンサ３０のある位置が分かればノズル６１の位置を算出できる。本実施例では、特に断らない限りＨＭＰ２０の位置としてノズル６１の位置をいう。また、位置算出回路３４は目標吐出位置を算出する。なお、位置算出回路３４をＣＰＵ３３がソフト的に実現してもよい。

ノズル６１の位置は、後述するように例えば所定の原点（画像形成が開始される時のＨＭＰ２０の初期位置）を基準に算出されている。また、位置算出回路３４は、過去の位置と最も新しい位置の差に基づいて移動方向や加速度を推定し、例えば次回の吐出タイミングにおけるナビゲーションセンサ３０の位置を予測する。こうすることで、ユーザの走査に対する遅れを抑制してインクを吐出できる。

メモリＣＴＬ３５は、ＤＲＡＭ２９とのインタフェースであり、ＤＲＡＭ２９に対しデータを要求し、取得したファームウェアをＣＰＵ３３に送出したり、取得した画像データをＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０に送出したりする。

ＲＯＭ ＣＴＬ３６は、ＲＯＭ２８とのインタフェースであり、ＲＯＭ２８に対しデータを要求し、取得したデータをＣＰＵ３３やＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０に送出する。

回転器３９は、ＤＭＡＣ３８が取得した画像データを、インクを吐出するヘッド、ヘッド内のノズル位置、及び、取り付け誤差などによるヘッド傾きに応じて回転させる。ＤＭＡＣ３８は回転後の画像データをＩＪ記録ヘッド制御部４４へ出力する。

Image RAM３７はＤＭＡＣ３８が取得した画像データを一時的に格納する。すなわち、ある程度の画像データがバッファリングされ、ＨＭＰ２０の位置に応じて読み出される。

ＩＪ記録ヘッド制御部４４は、画像データ（ビットマップデータ）にディザ処理などを施して大きさと密度で画像を表す点の集合に画像データを変換する。これにより、画像データは画素位置と点のサイズのデータとなる。ＩＪ記録ヘッド制御部４４は点のサイズに応じた制御信号をＩＪ記録ヘッド駆動回路２３に出力する。ＩＪ記録ヘッド駆動回路２３は上記のように制御信号に対応した駆動波形データを用いて、駆動波形（電圧）を生成する。

ナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２は、ナビゲーションセンサ３０と通信し、ナビゲーションセンサ３０からの情報として移動量ΔＸ´、ΔＹ´（これらについては後述する）を受信し、その値を内部レジスタに格納する。

印字/センサタイミング生成部４３は、ナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２とジャイロセンサＩ/Ｆ４５が情報を読み取るタイミングを通知し、ＩＪ記録ヘッド制御部４４に駆動タイミングを通知する。情報を読み取るタイミングの周期はインクの吐出タイミングの周期よりも長い。ＩＪ記録ヘッド制御部４４は吐出ノズル可否判断を行い、インクを吐出すべき目標吐出位置があればインクを吐出し、目標吐出位置がなければ吐出しないと判断する。

ジャイロセンサＩ/Ｆ４５は印字/センサタイミング生成部４３により生成されたタイミングになるとジャイロセンサ３１が検出する角速度を取得してその値をレジスタに格納する。

割込みコントローラ４１は、ナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２がナビゲーションセンサ３０との通信が完了したことを検知して、ＳｏＣ５０へそれを通知するための割込み信号を出力する。ＣＰＵ３３はこの割込みにより、ナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２が内部レジスタに記憶するΔＸ´、ΔＹ´を取得する。その他、エラー等のステータス通知機能も有する。ジャイロセンサＩ/Ｆ４５に関しても同様に、割込みコントローラ４１はＳｏＣ５０に対し、ジャイロセンサ３１との通信が終了したことを通知するための割込み信号を出力する。

＜ジャイロセンサ＞
図５は、ジャイロセンサ３１が角速度を検出する原理を説明する図の一例である。移動している物体に回転が加わると、物体の移動方向と回転軸の両方に直行する方向にコリオリ力が発生する。

物体を移動させるため、ジャイロセンサ３１ではＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子を振動させることで速度ｖ（ベクトル）を発生させる。振動している質量ｍのＭＥＭＳ素子に外部から角速度Ω（ベクトル）の回転が加わると、ＭＥＭＳ素子にコリオリ力が加わる。コリオリ力Ｆは以下のように表すことができる。
Ｆ＝−２ｍΩ×ｖ
なお、「×」はベクトルの外積を表し、上記のように物体の移動方向と回転軸に直交する方向がコリオリ力Ｆの方向である。ＭＥＭＳ素子は例えば櫛歯構造の電極を有しており、ジャイロセンサ３１はコリオリ力Ｆにより発生した変位を静電容量の変化として捉える。コリオリ力Ｆの信号はジャイロセンサ３１内で増幅されフィルタリングされた後、角速度に演算されて出力される。すなわち、Ｆ，ｍ、ｖが既知なので角速度Ωを取り出すことができる。

＜ナビゲーションセンサについて＞
図６は、ナビゲーションセンサのハードウェア構成の構成例を示す図である。ナビゲーションセンサ３０は、ホストＩ/Ｆ３０１、イメージプロセッサ３０２、ＬＥＤドライバ３０３、２つのレンズ３０４、３０６及び、イメージアレイ３０５を有する。ＬＥＤドライバ３０３は、ＬＥＤと制御回路が一体となっておりイメージプロセッサ３０２からの命令によりＬＥＤ光を照射する。イメージアレイ３０５は、印刷媒体１２からのＬＥＤ光の反射光を、レンズ３０４を介して受光する。２つのレンズ３０４，３０６は、印刷媒体１２の表面に対して光学的に焦点が合うように設置されている。

イメージアレイ３０５は、ＬＥＤ光の波長に感度を有するフォトダイオードなどを有し、受光したＬＥＤ光からイメージデータを生成する。イメージプロセッサ３０２はイメージデータを取得して、イメージデータからナビゲーションセンサの移動距離（上記のΔＸ´、ΔＹ´）を算出する。イメージプロセッサ３０２は、算出した移動距離を、ホストＩ/Ｆ３０１を介して制御部２５へ出力する。

光源として使用される発光ダイオード(ＬＥＤ)は、表面が粗い印刷媒体１２、例えば紙を使用する場合に有用である。これは、表面が粗い場合、影が発生するため、その影を特徴部分として、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動距離を正確に算出することが可能になるからである。一方、表面が滑らか、あるいは透明な印刷媒体１２に対しては、光源としてレーザ光を発生させる半導体レーザ(ＬＤ)を使用することができる。半導体レーザで、印刷媒体１２上に例えば縞模様等を形成することで特徴部分を作ることができ、それを基に正確に移動距離を算出することができるからである。

次に、図７を用いて、ナビゲーションセンサ３０の動作について説明する。図７はナビゲーションセンサ３０による移動量の検出方法を説明する図である。ＬＥＤドライバ３０３が照射した光は、レンズ３０６を介して印刷媒体１２の表面に照射される。印刷媒体１２の表面は、図７（ａ）に示すように様々な形状の微小な凹凸を有している。このため、様々な形の影が発生する。

イメージプロセッサ３０２は、予め決められたサンプリングタイミング毎に、レンズ３０４及びイメージアレイ３０５を介して反射光を受光し、イメージデータ３１０を取得する。図７（ｂ）に示すように生成したイメージデータ３１０を、イメージプロセッサ３０２は規定の分解能単位でマトリクス化する。すなわち、イメージデータ３１０を複数の矩形領域に分割する。そして、イメージプロセッサ３０２は、前回のサンプリングタイミングで得られたイメージデータ３１０と、今回のサンプリングタイミングで得られたイメージデータ３１０とを比較してイメージデータ３１０が移動した矩形領域の数を検出し、それを移動距離として算出する。図７（ｂ）で図示するΔＸ方向にＨＭＰ２０が移動したとする。ｔ＝０とｔ＝１のイメージデータ３１０を比較すると、右端にある形状が中央の形状と一致する。したがって、形状は−Ｘ方向に移動しているので、ＨＭＰ２０がＸ方向に一マス分移動したことが分かる。時刻ｔ＝１とｔ＝２についても同様である。

＜ＩＪ記録ヘッド駆動回路＞
図８は、ＩＪ記録ヘッド駆動回路２３の構成図の一例である。まず、ＩＪ記録ヘッド２４は、複数のノズル６１を備え、各ノズル６１にはアクチュエータが設けられている。アクチュエータは、サーマル方式、ピエゾ方式のいずれであってもよい。サーマル方式は、ノズル６１内のインクに熱を与えて膨張させ、この膨張によりノズル６１からインク滴を吐出させるものである。ピエゾ方式は、圧電素子によりノズル６１壁を押し、内部のインクを押し出すことによりインク滴を吐出させるものである。

ＩＪ記録ヘッド駆動回路２３は、アナログスイッチ２３１と、レベルシフタ２３２と、階調デコーダ２３３と、ラッチ２３４と、シフトレジスタ２３５とを備えている。ＩＪ記録ヘッド制御部４４は、ＩＪ記録ヘッド駆動回路２３に対し、ＩＪ記録ヘッド２４のノズル６１の数（アクチュエータの数も同じ）分のシリアルデータである画像データＳＤを、画像データ転送クロックSCKによってシフトレジスタ２３５に転送する。

転送が終了すると、ＩＪ記録ヘッド制御部４４は、画像データラッチ信号SLnによりノズル６１毎に設けられたラッチ２３４に各画像データＳＤを記憶させる。

ＩＪ記録ヘッド制御部４４は、画像データＳＤをラッチさせた後、アナログスイッチ２３１へ各階調値のインク滴を各ノズル６１から吐出させるためのヘッド駆動波形Vcomを出力する。このとき、ＩＪ記録ヘッド制御部４４は、階調デコーダ２３３に対してヘッド駆動マスクパターンＭＮを階調制御信号として与えるが、そのヘッド駆動マスクパターンＭＮを駆動波形のタイミングに合わせて選択するように遷移させる。

階調デコーダ２３３は、階調制御信号とラッチされた画像データとを論理演算し、レベルシフタ２３２は、論理演算した得られた論理レベル電圧信号を、アナログスイッチ２３１を駆動できる電圧レベルまで昇圧する。

アナログスイッチ２３１は、昇圧された電圧信号を受け付けON/OFFすることにより、ＩＪ記録ヘッドのアクチュエータへ供給する駆動波形VoutNが各ノズル６１で異なる波形となる。ＩＪ記録ヘッド２４は、この駆動波形に基づきインク滴を吐出させ、印刷媒体１２上に画像を形成する。

なお、図８の構成及びその説明は、インクジェット方式のプリンタで一般に採用されている構成である。インク滴を吐出できれば、図８の構成に限られずＨＭＰ２０に搭載されてよい。

＜ＩＪ記録ヘッドにおけるノズル位置について＞
次に、図９を用いて、ＩＪ記録ヘッド２４におけるノズル位置等について説明する。図９（ａ）は、ＨＭＰ２０の平面図の一例である。図９（ｂ）はＩＪ記録ヘッド２４のみを説明する図の一例である。図示されている面が印刷媒体１２に対向する面である。

本実施形態のＨＭＰ２０は、１つのナビゲーションセンサＳ０を有している。図９（ａ）のＳ１は、説明の便宜上、ナビゲーションセンサが２つある場合の設置位置を示す。ナビゲーションセンサ３０が２つある場合の、２つのナビゲーションセンサＳ０，Ｓ１の間の長さは距離Ｌである。距離Ｌは長いほどよい。これは、距離Ｌが長いほど検出可能な最小の回転角θが小さくなり、ＨＭＰ２０の位置の誤差が少なくなるからである。

ナビゲーションセンサ３０からＩＪ記録ヘッド２４までの距離はそれぞれ距離ａ、ｂである。距離ａと、距離ｂは等しくてもよいし、ゼロでもよい（ＩＪ記録ヘッド２４に接している）。また、ナビゲーションセンサ３０が１つだけの場合、ナビゲーションセンサＳ０はＩＪ記録ヘッド２４の周囲の任意の場所に配置される。したがって、図示するナビゲーションセンサＳ０の位置は一例である。ただし、ＩＪ記録ヘッド２４とナビゲーションセンサＳ０の距離が短いことでＨＭＰ２０の底面のサイズを削減しやすくなる。

図９（ｂ）に示すように、ＩＪ記録ヘッド２４の端から最初のノズル６１までの距離は距離ｄ、隣接するノズル６１間の距離は距離ｅである。ａ〜ｅの値はＲＯＭ２８などに予め記憶されている。

位置算出回路３４などがナビゲーションセンサＳ０の位置を算出すれば、距離ａ（距離ｂ）、距離ｄ及び距離ｅを用いて、位置算出回路３４はノズル６１の位置を算出できる。

＜印刷媒体１２におけるＨＭＰ２０の位置について＞
図１０は、ＨＭＰ２０の座標系と位置の算出方法を説明する図の一例である。本実施形態では、印刷媒体１２に水平な方向をＸ軸、垂直な方向をＹ軸に設定する。原点は画像形成が開始された際のナビゲーションセンサＳ０の位置である。この座標を印刷媒体座標と称することにする。これに対し、ナビゲーションセンサＳ０は図１０の座標軸（Ｘ´軸、Ｙ´軸）で移動量を出力する。すなわち、ノズル６１の配列方向をＹ´軸、Ｙ´軸に直交する方向をＸ´軸として移動量を出力する。

図１０（ａ）に示したように、印刷媒体１２に対しＨＭＰ２０が時計回りにθ回転している場合を例にして説明する。ユーザがＨＭＰ２０を印刷媒体座標に対し全く傾けることなく走査させることは困難でゼロでないθが生じると考えられる。全く回転していなければ、Ｘ＝Ｘ´、Ｙ＝Ｙ´である。しかし、ＨＭＰ２０が印刷媒体１２に対し回転角θ、回転した場合、ナビゲーションセンサＳ０の出力とＨＭＰ２０の印刷媒体１２における実際の位置が一致しなくなる。回転角θは時計回りが正、Ｘ、Ｘ´は右方向が正、Ｙ、Ｙ´は上方向が正である。

図１０（ａ）はＨＭＰ２０のＸ座標を説明する図の一例である。図１０（ａ）では回転角θのＨＭＰ２０がＸ方向にのみ同じ回転角θのまま移動した場合のナビゲーションセンサＳ０が検出する移動量ΔＸ´、ΔＹ´とＸ，Ｙの対応を示している。なお、ナビゲーションセンサ３０が２つある場合、相対位置は固定なので２つのナビゲーションセンサ３０の出力（移動量）は同じである。ナビゲーションセンサＳ０のＸ座標はＸ１＋Ｘ２であり、Ｘ１＋Ｘ２はΔＸ´、ΔＹ´及び回転角θから求められる。

図１０（ｂ）は回転角θのＨＭＰ２０がＹ方向にのみ同じ回転角θのまま移動した場合のナビゲーションセンサＳ０が検出する移動量ΔＸ´、ΔＹ´とＸ，Ｙの対応を示している。ナビゲーションセンサＳ０のＹ座標はＹ１＋Ｙ２であり、Ｙ１＋Ｙ２は−ΔＸ´、ΔＹ´及び回転角θから求められる。

したがって、ＨＭＰ２０がＸ方向及びＹ方向に回転角θのまま移動した場合、ナビゲーションセンサＳ０が出力するΔＸ´、ΔＹ´は印刷媒体座標のＸ，Ｙに以下のように変換できる。
Ｘ＝ΔＸ´cosθ＋ΔＹ´sinθ …（１）
Ｙ＝−ΔＸ´sinθ＋ΔＹ´cosθ …（２）
<<回転角θの検出>>
本実施形態では、回転角θをジャイロセンサ３１の出力により位置算出回路３４が求める。ジャイロセンサ３１の出力は角速度Ωである。
Ω=dθ/dt
であるから、ｄｔをサンプリング周期とすると回転角ｄθは以下で表せる。
dθ=Ω×dt
したがって、現在（時間t=0〜N）の回転角θは以下のようになる。

このように、ジャイロセンサ３１により回転角θを求めることができる。式（１）（２）に示すように、回転角θを用いて位置を算出できる。ナビゲーションセンサＳ０の位置を算出できれば、図９（ｂ）に示したａ〜ｅの値により、位置算出回路３４は各ノズル６１の座標を算出することができる。なお、式（１）のＸ、式（２）のＹはそれぞれサンプリング周期における変化量なのでこのＸ，Ｙを累積することで現在の位置が求められる。

なお、ナビゲーションセンサ３０が２つある場合には２つのナビゲーションセンサ３０の移動量からの回転角θを求めることができる。
ｄθ＝arcsin｛（ΔＸ´0−ΔＸ´1）/Ｌ｝ …（３）
ΔＸ´0はナビゲーションセンサＳ０のＸ´軸方向の移動量、ΔＸ´1はナビゲーションセンサＳ１のＸ´軸方向の移動量、ＬはナビゲーションセンサＳ０とＳ１の間の距離である。

＜目標吐出位置＞
続いて、図１１を用いて目標吐出位置について説明する。図１１は、目標吐出位置とノズル６１の位置の関係を説明する図の一例である。目標吐出位置Ｇ１〜Ｇ９は、ＨＭＰ２０がノズル６１からインクを着弾させる目標位置（画素の形成先）である。目標吐出位置Ｇ１〜Ｇ９は、ＨＭＰ２０の初期位置とＨＭＰ２０のＸ軸/Ｙ軸方向の解像度(Xdpi,Ydpi)から求めることができる。

例えば、解像度が３００dpiの場合、ＩＪ記録ヘッド２４の長手方向及びこれに対し垂直な方向に約0.084[mm]ごとに目標吐出位置が設定される。この目標吐出位置Ｇ１〜Ｇ９に吐出される画素があれば、ＨＭＰ２０はインクを吐出する。

しかし、実際には、ノズル６１と目標吐出位置が完全に一致するタイミングを捉えることは困難なので、ＨＭＰ２０は目標吐出位置とノズル６１の現在位置との間に許容誤差６２を設けている。そして、ノズル６１の現在位置が目標吐出位置から許容誤差６２の範囲内にある場合に、ノズル６１からインクを吐出する（このような許容範囲を設けることを「吐出ノズル可否判断」という。）。

また、矢印６３に示すように、ＨＭＰ２０はノズル６１の移動方向と加速度を監視しており、次回の吐出タイミングのノズル６１の位置を予測している。したがって、予測された位置と許容誤差６２の範囲内を比較してインクの吐出を準備することが可能になる。

＜機能について＞
図１２は、本実施例においてＨＭＰ２０が有する機能をブロック状に示す機能ブロック図の一例である。ＨＭＰ２０は画素記録部７１と回数記録部７２を有している。これらは、ＨＭＰ２０が有するＣＰＵ３３がＲＯＭ２８に記憶されたプログラムを実行することで実現される機能又は手段である。また、ＨＭＰ２０は吐出済テーブル７３とノズル回数テーブル７４を有している。これらテーブルはＤＲＡＭ２９又はImageRAM３７等に構築される。

画素記録部７１は、印刷開始からノズル６１がＮ回、液滴を吐出した後、ノズル６１がインクを吐出した画素はインク吐出済であることを記録する。ノズル６１がＮ回、液滴を吐出したか否かを判断するため画素記録部７１はノズル回数テーブル７４を参照する。換言すると、印刷開始の際、ノズル６１がＮ回、液滴を吐出するまでは画素位置を記録しない。吐出済テーブル７３には印刷対象の画像データの画素が吐出済かどうかが記録される。

この吐出済テーブル７３は、ＩＪ記録ヘッド制御部４４が重ね打ちを防ぐための情報である。重ね打ちを防ぐための情報は、画素ごとに画素が記録済であることを示す情報であれば特に限定されない。画素単位でＤＲＡＭ２９へ書き戻す方法としては例えば以下の例が考えられる。
（１）記録済みの画像データのメモリをクリアする方法
（２）画像データとは別に記録済みを示す情報を記録する方法
上記（１）の方法は、元の画像データを、非吐出データとして書き換える（メモリをクリアする）。
上記（２）の方法は、元の画像データとは別に、記録済みの領域に対応したデータを画素ごとに記録する。
上記（１）の方法の場合、メモリＣＴＬがリードするデータが元の画像のみでよいため、メモリアクセス負荷が小さくなる。また、該当する画像データの読み込みと書き出しのみで済むため、メモリアクセス回数の増加も抑えることができる。 一方、上記（２）の方法では、元の画像と記録済みであることを示すデータ（吐出済テーブル）の両方をリードする必要があるため、メモリ負荷が増大する。しかしながら、元画像のメモリデータを壊すことがないため、元画像に応じて所望の処理（例えば、文字領域とグラフィック領域とを判断して何らかの処理を施す等の処理）を実現することができる。また、複数ページの印刷時に、元の画像データを再利用することができる。

本実施形態では、元の画像データをＨＭＰ２０が再利用する必要があるため、（２）の方法が好適である。

回数記録部７２は、ノズル６１ごとにノズル６１がインクを吐出した回数を記録する。ノズル回数テーブル７４には、ノズル６１に対応付けてノズル６１からインクが吐出された回数（実際に吐出された回数でなく、吐出が試みられた回数）が記録される。なお、回数はＮ回まで記録すればよい。

＜吐出された画素の記録＞
図１３を用いて、インクの吐出が試みられた画素とノズル６１の関係について説明する。図１３は、ノズル６１がインクを吐出する画素を説明する図の一例である。ノズル６１に番号１〜２０を付す。ユーザが左からに右に水平にＨＭＰ２０を走査したものとする。また、画素を座標（ｘ、ｙ）で表す。
ノズル１：画素の許容誤差６２に入らない。
ノズル２：（２，１）（３，１）（９，１）（１０，１）の許容誤差６２に入る。
ノズル３：（２，２）（３，２）（９，２）（１０，２）の許容誤差６２に入る。
ノズル４：（２，３）（３，３）（９，３）（１０，３）の許容誤差６２に入る。
ノズル５：（２，４）（３，４）（９，４）（１０，４）の許容誤差６２に入る。
ノズル６：（２，５）（３，５）（４，５）（５，５）…の許容誤差６２に入る。

（以下、略）
このように、ＨＭＰ２０にとって各ノズル６１がどの画素にインクを吐出したか明らかとなる。位置算出回路３４は各ノズル６１の位置を算出するので、ＤＭＡＣ３８はノズル６１ごとにこの位置の画素のデータと吐出済テーブル７３をＩＪ記録ヘッド制御部４４に出力する。画素記録部７１はノズル６１の識別情報と画素に関する情報（座標、位置等）をＩＪ記録ヘッド制御部４４から取得してノズル６１の識別情報を回数記録部７２に出力する。これを利用して回数記録部７２はノズル１〜２０に対応付けて、インクが吐出された回数を測定（カウント）する。

そして、各ノズル１〜２０ごとに印刷開始時からＮ個のインクを吐出したことが記録されるとインク吐出済であると判断される。本実施形態では３個とするが、１〜２個又は４個以上でもよい。ノズル６１が乾燥していた場合、この３つの画素にはインクが吐出されていない可能性があるので、再度、ＤＭＡＣ３８はこれらの画素にインクを吐出する。

上記のように、一度、吐出した画素は（２）の方法で記録され、ＩＪ記録ヘッド制御部４４は同じ画素にはインクを吐出しない。しかし、ノズル回数テーブル７４でＮ回未満の回数が応付けられているノズル６１は、すでにインクが吐出されていても、ＩＪ記録ヘッド制御部４４がインクを吐出すると判断する。これにより、ノズル６１の乾燥による画質の低下を抑制できる。

＜動作手順＞
図１４は、画像データ出力器１１とＨＭＰ２０の動作手順を説明するフローチャート図の一例である。まず、ユーザは画像データ出力器１１の電源ボタンを押下する（Ｕ１０１）。画像データ出力器１１はそれを受け付け、電池等から電源が供給されて起動する。

ユーザは画像データ出力器１１で出力したい画像を選択する（Ｕ１０２）。画像データ出力器１１は画像の選択を受け付ける。ワープロアプリケーションのようなソフトウェアの文書データが画像として選択されてもよいし、ＪＰＥＧなどの画像データが選択されてもよい。必要であればプリンタドライバが画像データ以外のデータを画像に変更してよい。

ユーザは選択した画像をＨＭＰ２０で印刷する操作を行う（Ｕ１０３）。ＨＭＰ２０は印刷ジョブの実行の要求を受け付ける。印刷ジョブの要求により画像データがＨＭＰ２０へ送信される。

ユーザは、ＨＭＰ２０を持ち、印刷媒体１２（例えばノート）の上で初期位置を決定する（Ｕ１０４）。

そして、ユーザはＨＭＰ２０の印刷開始ボタンを押下する（Ｕ１０５）。ＨＭＰ２０は印刷開始ボタンの押下を受け付ける。

ユーザはＨＭＰ２０を印刷媒体１２の上で滑らせるように自由に走査する（Ｕ１０６）。

続いて、ＨＭＰ２０の動作を説明する。以下の動作はＣＰＵ３３がファームウェアを実行することで行われる。

ＨＭＰ２０も電源のＯＮにより起動する。ＨＭＰ２０のＣＰＵ３３は、ＨＭＰ２０に内蔵されている図３，４のハードウェア要素を初期化する（Ｓ１０１）。例えば、ナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２やジャイロセンサＩ/Ｆ４５のレジスタを初期化したり、印字／センサタイミング生成部４３にタイミング値を設定したりする。また、ＨＭＰ２０と画像データ出力器１１との間の通信を確立する。

ＨＭＰ２０のＣＰＵ３３は初期化が完了したかどうかを判断し、完了していない場合はこの判断を繰り返す（Ｓ１０２）。

初期化が完了すると（Ｓ１０２のＹｅｓ）、ＨＭＰ２０のＣＰＵ３３は、ＯＰＵ２６の例えばＬＥＤ点灯によりユーザに印刷可能な状態であることを報知する（Ｓ１０３）。これにより、ユーザは印刷可能な状態であることを把握し、上記のように印刷ジョブの実行を要求する。

印刷ジョブの実行の要求により、ＨＭＰ２０の通信Ｉ/Ｆ２７は画像データ出力器１１から画像データの入力を受け付け、画像が入力された旨をＯＰＵ２６のＬＥＤを点滅させる等によりユーザに対し報知する（Ｓ１０４）。

ユーザが印刷媒体１２上でＨＭＰ２０の初期位置を決め印刷開始ボタンを押下すると、ＨＭＰ２０のＯＰＵ２６はこの操作を受け付け、ＣＰＵ３３がナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２に位置を読み取らせる（Ｓ１０５）。これにより、ナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２はナビゲーションセンサＳ０と通信し、ナビゲーションセンサＳ０が検出した移動量を取得しレジスタなどのメモリに格納しておく（Ｓ１００１）。ＣＰＵ３３はナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２から移動量を読み出す。

ユーザが印刷開始ボタンを押下した直後に取得された移動量はゼロであるがゼロでないとしても、ＣＰＵ３３は例えば座標(0,0)の初期位置としてＤＲＡＭ２９やＣＰＵ３３のレジスタなどに格納する（Ｓ１０６）。

また、初期位置を取得すると印字／センサタイミング生成部４３がタイミングの生成を開始する（Ｓ１０７）。印字／センサタイミング生成部４３は、初期化で設定されたナビゲーションセンサＳ０の移動量の取得タイミングに達するとナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２とジャイロセンサＩ/Ｆ４５にタイミングを指示する。これが周期的に行われ上記のサンプリング周期となる。

ＨＭＰ２０のＣＰＵ３３は、移動量と角速度情報を取得するタイミングであるか否かを判断する（Ｓ１０８）。この判断は、割込みコントローラ４１からの通知により行うが、印字／センサタイミング生成部４３と同じタイミングをＣＰＵ３３がカウントすることで判断してもよい。

移動量と角速度情報を取得するタイミングになると、ＨＭＰ２０のＣＰＵ３３はナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２から移動量を取得し、ジャイロセンサＩ/Ｆ４５から角速度情報を取得する（Ｓ１０９）。上記のように、ジャイロセンサＩ/Ｆ４５は印字／センサタイミング生成部４３が生成するタイミングでジャイロセンサ３１から角速度情報を取得しており、ナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２は印字／センサタイミング生成部４３が生成するタイミングでナビゲーションセンサＳ０から移動量を取得している。

次に、位置算出回路３４は角速度情報と移動量を用いてナビゲーションセンサＳ０の現在の位置を算出する（Ｓ１１０）。具体的には、位置算出回路３４は、前回のサイクルで算出した位置(Ｘ,Ｙ)と、今回取得した移動量(ΔＸ´、ΔＹ´)及び角速度情報から算出した移動距離を加えて、現在のナビゲーションセンサＳ０の位置を算出する。初期位置のみで、前回算出した位置がない場合は、初期位置に今回取得した移動量(ΔＸ´、ΔＹ´) 及び角速度情報から算出した移動距離を加えて、現在のナビゲーションセンサＳ０の位置を算出する。

次に、位置算出回路３４はナビゲーションセンサＳ０の現在の位置を用いて各ノズル６１の現在の位置を算出する（Ｓ１１１）。

このように、印字／センサタイミング生成部４３により角速度情報と移動量が同時に又はほぼ同時に取得されるので、回転角と回転角が検出されたタイミングで取得された移動量でノズル６１の位置を算出できる。したがって、種類が異なるセンサの情報でノズル６１の位置が算出されても、ノズル６１の位置の精度が低下しにくい。

次に、ＣＰＵ３３はＤＭＡＣ３８を制御して、算出した各ノズル６１の位置を基に、各ノズル６１の周辺画像の画像データをＤＲＡＭ２９からImage RAM３７へ送信する（Ｓ１１２）。なお、回転器３９は、ユーザにより指定されたヘッド位置（ＨＭＰ２０の持ち方など）及びＩＪ記録ヘッド２４の傾きに応じて、画像を回転させる。

次に、ＩＪ記録ヘッド制御部４４は周辺画像を構成する各画素の位置座標と、各ノズル６１の位置座標とを比較する（Ｓ１１３）。位置算出回路３４は、ノズル６１の過去の位置と現在の位置を用いてノズル６１の加速度を算出している。これにより、位置算出回路３４は、ナビゲーションセンサＩ/Ｆ４２が移動量を取得しジャイロセンサＩ/Ｆ４５が角速度情報を取得する周期よりも短いＩＪ記録ヘッド２４のインク吐出周期ごとにノズル６１の位置を算出している。ＩＪ記録ヘッド制御部４４は、位置算出回路３４が算出するノズル６１の位置から所定範囲内に画素の位置座標が含まれるか否かを判断する（Ｓ１１４）。

吐出条件を満たさない場合、処理はステップＳ１０８に戻る。吐出条件を満たす場合、ＩＪ記録ヘッド制御部４４はノズル６１ごとに画素のデータをＩＪ記録ヘッド駆動回路２３に出力する（Ｓ１１５）。これにより、印刷媒体１２にはインクが吐出される。

ステップＳ１１５に続いて、画素記録部７１はインクを吐出した画素を記録する（Ｓ１１５−２）。ただし、画素記録部７１は各ノズル６１がＮ回、インクの吐出を試みるまではインク吐出済を記録しない。詳細なフローを図１５に示す。

次に、ＣＰＵ３３は全画像データを出力したかを判断する（Ｓ１１６）。出力していない場合、ステップＳ１０８からＳ１１５までの処理を繰り返す。

全画像データを出力した場合、ＣＰＵ３３は、例えばＯＰＵ２６のＬＥＤを点灯させユーザに印刷が終了したことを報知する（Ｓ１１７）。

なお、全画像データを出力しなくても、ユーザが十分と判断した場合には、ユーザは印刷完了ボタンを押下し、ＯＰＵ２６がそれを受け付けて、印刷を終了してよい。印刷終了後、ユーザが電源をＯＦＦにすることもできるし、印刷が終了した時点で、自動で電源がOFFにされるようになっていてもよい。

＜インク吐出済の更新手順＞
図１５は、ＨＭＰ２０がインク吐出済を更新する手順を示すフローチャート図の一例である。図１５の処理はノズル６１がインクを吐出するとスタートする。

まず、ＩＪ記録ヘッド制御部４４が目標吐出位置から許容範囲に入ったノズル６１からインクを吐出する（Ｓ１０）。

画素記録部７１はノズル回数テーブル７４を参照し、インクを吐出したノズル６１に記録されている吐出回数がＮ回か否かを判断する（Ｓ２０）。

ステップＳ２０の判断がＮｏの場合、回数記録部７２はインクを吐出したノズル６１の吐出回数を１つ大きくする（Ｓ３０）。

ステップＳ２０の判断がＹｅｓの場合、このノズル６１はインクを吐出するのがＮ回以上なので、画素記録部７１はノズル６１がインクを吐出した画素がインク吐出済であると吐出済テーブル７３に記録する（Ｓ４０）。

このような処理により、印刷開始時のＮ個の画素はインク吐出済が記録されないので、ノズル６１が同じ画素に戻ってくるとインクを再度、吐出するので画素抜けを少なくすることができる。画素抜けしていない画素に再度、インクを吐出することは好ましくないが、インクが重なって吐出されても画素抜けよりは画質の低下を少なくできる。

実施例１では、最初のＮ回までのインクの吐出が試みられても画素にインクが吐出済であることを記録しないＨＭＰ２０について説明した。本実施例ではこのＮ回の決定方法について説明する。したがって、本実施例のＨＭＰ２０はＮ回を適切に決定できる。

＜ノズルの乾燥＞
図１６は、印刷してからの放置時間と抜けドット数の関係を模式的に説明する図である。図１６ではキャップありとキャップなしそれぞれの抜けドット数が示されている。キャップとは、ＩＪ記録ヘッド２４を外気と遮断してノズルを保護する（乾燥を防ぐ）保護部材である。キャップありとなしのいずれの場合も放置時間と共に抜けドット数が多くなっているが、キャップなしの方が抜けドット数が多いことが分かる。

ＩＪ記録ヘッド２４のノズル６１は空気に触れている時間が長いほど固まってしまう傾向にある。そのため、用紙搬送機構を有する通常のインクジェットプリンタでは、印刷が終了した直後にキャッピングという制御を行う。しかし、キャッピングをしたとしてもノズル面を吐出可能状態に保持することは困難であり、印刷前に空吐出（インクを捨てる）制御を行っている。

ＨＭＰ２０はユーザが印刷媒体１２上を走査させるプリンタであり、キャッピング制御するモータを搭載していないため、キャッピングはユーザが行う。ＯＰＵ２６でキャッピングを促すことはできるが、最終的にはユーザがキャッピングしなければならない。このため、キャッピングされていない場合も考慮して、ＨＭＰ２０はノズル６１のインクの乾燥の程度を検出することが好ましい。

例えば、サーマルインクジェット方式の場合、ノズル径やインクの処方にも因るが、キャップありで１日放置しても、抜けドット数は各ノズル０〜６ドット程度である。この場合、インク吐出済を更新しない吐出回数は４回以上が望ましい。これは、インクジェットのインクの１ドットで線を書くことはほとんどなく、通常は細線を３ドット程度で書くため、文字の可読性や線抜けを想定すると、４回のカウントで線を描画することが可能になる（抜けドットが６個のノズルが連続している可能性は低い）ためである。

一方、キャップがない場合は、１分程度でキャップありの１日と同等のドット抜けが発生するというデータがある。

そこで、本実施例では、印刷開始時にインク吐出済を記録しない制御において、放置時間が長くなるに伴い、Ｎ回を増大する。したがって、放置時間が長くなっても、その分、Ｎを大きくする（吐出済を記録するまでのインク吐出の回数を増やす）ことで、ＨＭＰ２０はドット抜けの目標吐出位置に吐出することができるため、ユーザは期待した画像を印刷することができる。

＜構成例＞
図１７は、本実施例の制御部２５の構成を説明する図の一例である。なお、図１７の説明では主に図４との相違を説明する。本実施例の制御部はＧＰＩＯ５１とＡＤＣ５２を有している。ＧＰＩＯ５１は汎用的な入出力インタフェースであり、ＡＤＣ５２はアナログ信号をデジタル信号に変換する変換器である。ＧＰＩＯ５１にはキャッピング検知センサ５３が接続されており、ＡＤＣ５２には温湿度センサ５４が接続されている。ＡＤＣ５２は温湿度センサ５４がアナログ出力の場合に必要となり、温湿度センサ５４がデジタル出力の場合、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）やＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）等の汎用IFを搭載すればよい。

キャッピング検知センサ５３は、キャッピングの装着の有無を検知するセンサである。例えば、光学センサ（透過型又は反射型でのどちらでもよい）、磁気センサ（キャップに磁石等を搭載し、磁気を検知できるセンサ）、物理的にメカニカルスイッチがＯＮ又はＯＦＦとなるセンサでもよい。

また、本実施例では、画素記録部７１が温度と湿度に応じてインク吐出済を記録するまでのインク吐出の回数Ｎを決定する。このためＲＯＭ３６には表１のような回数決定テーブルが記憶されている。

表１は回数決定テーブルの一例を示す。回数決定テーブルには湿度と温度の組み合わせごとにインク吐出済を記録するまでのインク吐出の回数が設定されている。なお、Ｌ，Ｍ，Ｈはそれぞれ低、中、高を意味し、湿度と温度のある範囲を表している。湿度が高いほどノズル６１のインクは乾燥しにくいので、回数は少なくなる。一方、温度が高いほどノズル６１のインクが乾燥しやすいので、回数は多くなる。

＜動作手順＞
図１８は、画像データ出力器１１とＨＭＰ２０の動作手順を説明するフローチャート図の一例である。図１８の説明では図１４との相違を主に説明する。図１８の手順は図１４と同様であるが、ステップＳ１０１の初期化において画素記録部７１が回数決定テーブルを参照し、インク吐出済を記録するまでのインク吐出の回数Ｎを決定する。すなわち、温湿度センサ５４から湿度と温度を取得しこれらに対応付けられたインク吐出の回数を検出する。また、画素記録部７１はキャッピングの有無をキャッピング検知センサ５３から取得する。そして、湿度と温度に基づいて回数Ｎを決定するか、又は、キャッピング時間に基づいて回数Ｎを決定する。

まず、キャッピング時間に基づく回数Ｎの決定方法を説明する。ＨＭＰ２０の電源がＯＮされたままの場合、キャッピングの状態がリアルタイムに検出されるため、それぞれの時間を測定すればよい。ＨＭＰ２０が電源ＯＮされた直後の場合、電源ＯＦＦされた時刻から電源ＯＮされた時刻までの経過時間を算出する。このため、ＣＰＵ３３は電源ＯＦＦされた時刻をＲＯＭ３６に記録する。そして、電源ＯＮされた直後は、ＲＯＭ３６から時刻を読み出して現在時刻との差からキャッピングされていた時間を算出する。なお、電源ＯＦＦされた場合は、電源ＯＦＦの期間中、キャッピングされていたものとみなす。電源をＯＦＦする場合はキャッピングすることが推奨されているためである。画素記録部７１はキャッピングしていた時間又はしていない時間に対し図１６のような情報に基づいて回数Ｎを決定する。

湿度と温度に基づく回数Ｎの決定方法を説明する。画素記録部７１は湿度と温度を検出し表１に基づいて回数Ｎを決定する。湿度と温度が検出される場合、ＨＭＰ２０は電源がＯＮなのでキャッピングの有無とキャッピングしていた時間又はしていない時間も検出可能である。この場合、画素記録部７１はキャッピングしていた時間又はキャッピングしていない時間に対し決定した回数Ｎと、湿度と温度に対し決定した回数Ｎのうち、大きい方を制御に用いる回数Ｎに決定する。

したがって、本実施例のＨＭＰ２０によればインク吐出済を記録するまでのインク吐出の回数Ｎを適切に決定することができる。

本実施例では、各ノズル６１の印刷開始時からの吐出回数が閾値を超える位置まで、同じ目標吐出位置に複数回連続してインクを吐出するＨＭＰ２０について説明する。

図１９は本実施例のＨＭＰ２０の制御の概略を説明する図の一例である。図１９（ａ）はドット抜けを模式的に示しており、各ノズル６１に３回のドット抜けが生じている。図１９（ｂ）に示すように各ノズル６１がインクを吐出する画素位置は「Ｈ」という文字の左端の縦の線である。左端の縦の線に相当する画素位置から閾値を超える数の画素位置まで、ＨＭＰ２０は同じ画素位置に複数回連続してインクを吐出する。

図１９（ｂ）に「Ｈ」の左上のドットの拡大図を示す。拡大図４０１には横方向に１つの白丸４０１ａと２つの黒丸４０１ｂが示されている。同じ目標吐出位置に対する複数回の連続したインクの吐出に対し、白丸４０１ａはドット抜けしたことを示し、２つの黒丸４０１ｂはインクが吐出されたことを示している。したがって、「Ｈ」という文字を欠けずに印刷できる。ノズル６１によって抜けるドット数が異なるため、インクが実際に吐出開始される位置に若干のバラつきが生じてしまうが、可読性を確保できる。

複数回は実施例１，２のＮ回と同じか同等でよい。Ｎ回の吐出でドット抜けが回復するためである。連続とは、別の画素位置にインクを吐出することなく、同じ画素位置に複数のインクを吐出することを言う。連続して吐出されるインクは画像データに基づく同じものでもよいが、ドット抜けを回復するためのインクなので画像データに基づくインクでなくてもよいし同じでなくてもよい。

＜動作手順＞
図２０は、画像データ出力器１１とＨＭＰ２０の動作手順を説明するフローチャート図の一例である。図２０の説明では図１４との相違を主に説明する。ステップＳ１０１からＳ１１４は図１４と同様である。

ステップＳ１１４でＹｅｓと判断されるとＩＪ記録ヘッド制御部４４はノズル回数テーブル７４を参照し各ノズル６１の印刷開始時からの吐出回数が閾値以上か否かを判断する（Ｓ１１４−２）。この閾値はＮより小さい値であると考えられ、Ｎ＝３であれば閾値は１や２でよい。

ステップＳ１１４−２の判断がＹｅｓの場合、吐出対象のデータをＩＪ記録ヘッド制御部４４がＩＪ記録ヘッド駆動回路２３に転送する（Ｓ１１５）。

ステップＳ１１４−２の判断がＮｏの場合、吐出対象の同じデータをＮ回分、ＩＪ記録ヘッド制御部４４がＩＪ記録ヘッド駆動回路２３に転送する（Ｓ１１４−３）。

また、この後、処理はステップＳ１１５−２に進む。画素記録部７１はインクを吐出した画素をＤＲＡＭ２９に記録する（Ｓ１１５−２）。これにより、１回でもインクの吐出を試みた目標吐出位置の画素はマスクされ、二度打ちが抑制される。ただし、画素記録部７１はノズルの印刷回数を１つ又はＮ個大きくしておく。

本実施例によれば、Ｎ回、連続してインクを吐出するので、ユーザが同じ目標吐出位置を再度、ＨＭＰ２０で走査しなくてもドット抜けの少ない画像を形成できる。

また、本実施例においても回数Ｎは、キャッピングしていた時間、していない時間、及び、温度、湿度に応じて決定してよい。

実施例３では、ＨＭＰ２０がＮ回、連続してインクを吐出したが、本実施例ではインクの液滴サイズを大きくするＨＭＰ２０について説明する。

図２１は本実施例のＨＭＰ２０の制御の概略を説明する図の一例である。図２１（ａ）はドット抜けを模式的に示しており、各ノズル６１に３回のドット抜けが生じている。図２１（ｂ）に示すように各ノズル６１のインクの画素位置は「Ｈ」という文字の左端の縦の線である。ＨＭＰ２０は、各ノズル６１のインクの吐出開始時、通常の液滴サイズよりも大きなサイズの液滴を吐出する。

図２１（ｂ）に「Ｈ」の左上のドットの拡大図を示す。拡大図４０１には横方向に１つの白丸４０１ａと３つの黒丸４０１ｂ、４０１ｃが示されている。白丸４０１ａは大きいサイズのインクの液滴が吐出されたがドット抜けしたことを示す。３つの黒丸のうち黒丸４０１ｂは大きいサイズのインクの液滴が吐出されたことを示し、黒丸４０１ｃは通常のサイズのインクの液滴が吐出されたことを示す。つまり、ノズル６１は１回目の吐出ではインクを吐出しなかったが、２回目からインクを吐出した。

大きなサイズの液滴を吐出することは、通常のサイズの液滴を吐出するよりもインク吐出量が増えるため、早期にドット抜けが回復する。したがって、単にＮ回、インクを吐出するよりも早期にドット抜けをなくすことができる。大きなサイズの液滴とは、画像データに基づくサイズの液滴よりも大きいことをいう。あるいは、吐出可能な最大サイズの液滴である。画像データに基づく液滴のサイズが吐出可能な最大サイズの場合は、吐出可能な最大サイズの液滴でよい。

＜動作手順＞
図２２は、画像データ出力器１１とＨＭＰ２０の動作手順を説明するフローチャート図の一例である。図２２の説明では図２０との相違を主に説明する。図２２ではステップＳ１１４−３が図２０と異なっている。

ステップＳ１１４−３では、吐出対象のデータを大きなサイズの液滴にしてＩＪ記録ヘッド制御部４４がＩＪ記録ヘッド駆動回路２３に転送する（Ｓ１１４−３）。

画素記録部７１はインクを吐出した画素をＤＲＡＭ２９に記録する（Ｓ１１５−２）。ただし、画素記録部７１はノズルの吐出回数を１つ大きくしておく。

以上のように本実施例のＨＭＰ２０は、印刷開始時の液滴サイズを大きくすることで早期にドット抜けを解消できる。なお、ステップＳ１１４−２の閾値はＮ回でもよい。ただし、液滴のサイズが大きい場合、実施例１，２よりもＮ回を小さくできる。この回数Ｎは、キャッピングしていた時間、していない時間、及び、温度、湿度に応じて決定してよい。

＜その他の適用例＞
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、ＨＭＰ２０は、ハンドヘルドプリンタ（ＨＨＰ）、携帯プリンタ、又はハンディプリンタなどと呼ばれてもよい。

また、上記の説明では画像データがテキストのみを有していたが、写真、図形、絵などのオブジェクトを含んでいてもよい。

また、上記実施例では各ノズル６１に対しＮ回は共通であったが、ノズルごとに回数をＮが異なっていてもよい。例えば、インクが出にくいノズルをユーザが特定してＯＰＵ２６から設定したり、グループ別にＮ回を設定したりする。

また、全てのノズルに対して本実施形態で説明されたインクの吐出制御を行う必要はなく、複数のノズルのうち少なくとも一部のノズルで吐出制御が行われればよい。

また、上記したＳｏＣ５０、ＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０の構成要素は、ＣＰＵ性能やＡＳＩＣ/ＦＰＧＡ４０の回路規模等により、どちらに含まれていてもよい。

また、本実施形態ではインクを吐出して画像を形成すると説明したが、可視光、紫外線、赤外線、レーザなどを照射して画像を形成してもよい。この場合、印刷媒体１２として例えば熱や光に反応するものが用いられる。また、透明な液体を吐出してもよい。この場合、特定の波長域の光が照射されると可視情報が得られる。また、金属ペーストや樹脂などを吐出してもよい。

また、ジャイロセンサ３１は１つに限られず２つ以上設置されていてもよい。
また、位置算出回路３４は位置算出手段の一例であり、ＩＪ記録ヘッド制御部４４は液滴吐出手段の一例であり、回数記録部７２は吐出回数記録手段の一例であり、画素記録部７１は画素記録手段の一例であり、温湿度センサ５４は温湿度検出手段の一例であり、キャッピング検知センサ５３は装着検出手段の一例である。ナビゲーションセンサ３０は第１のセンサの一例であり、ジャイロセンサ３１は第２のセンサの一理である。

１１ 画像データ出力器
１２ 印刷媒体
３０ ナビゲーションセンサ
３１ ジャイロセンサ
３４ 位置算出回路
４４ ＩＪ記録ヘッド
７１ 画素記録部
７２ 回数記録部

特表2010-520086号公報

Claims (9)

1. 媒体に液滴を吐出する液滴吐出装置であって、
   複数のノズルと、
   画像データを受け、該画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量の液滴が前記ノズルから吐出されるように吐出制御を行う液滴吐出手段と、
   前記複数のノズルの内、少なくとも一部のノズルに対して液滴の吐出制御を行った回数をノズルごとに記録する記録手段と、を有し、
   前記液滴吐出手段は、前記少なくとも一部のノズルの内、吐出制御を行った回数がそれぞれＮ回（１以上の整数）未満のノズルから吐出されるように吐出制御が行われた前記画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量よりも多い量の液滴が吐出されるように吐出制御を行う液滴吐出装置。
2. 前記液滴吐出装置の移動量を取得する複数のセンサをさらに備え、
   前記液滴吐出手段は、前記複数のセンサからそれぞれ取得した前記移動量に基づく該画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量の液滴が前記ノズルから吐出されるように吐出制御を行う請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記液滴吐出装置の移動量を取得する少なくとも１つ以上の第１のセンサと、
   前記液滴吐出装置の角速度を検出する第２のセンサと、をさらに備え、
   前記液滴吐出手段は、前記第１のセンサから取得した前記移動量と前記第２のセンサから取得した前記角速度とに基づく該画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量の液滴が前記ノズルから吐出されるように吐出制御を行う請求項１に記載の液滴吐出装置。
4. 前記液滴吐出手段が前記画像データに基づいて吐出制御を行った該画像データの画素位置を記録する画素記録手段を有し、
   前記液滴吐出手段は前記画素位置が記録されていない前記画素位置における前記画像データに基づいて液滴を吐出するものであり、
   前記画素記録手段は、前記液滴吐出手段が前記少なくとも一部のノズルの内、吐出制御を行った回数がそれぞれＮ＋１回未満のノズルから吐出されるように吐出制御が行われた前記画像データの画素位置に対しては、前記画素位置を記録しない請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
5. 前記少なくとも一部のノズルが液滴を吐出した回数をノズルごとに記録する吐出回数記録手段を有し、
   吐出制御を行う対象となるノズルの前記回数がＮ回以上となるまで、前記液滴吐出手段は前記画像データに基づく液滴のサイズよりも大きいサイズの液滴が吐出されるように吐出制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
6. 温度又は湿度の少なくとも一方を検出する温湿度検出手段を有し、
   湿度又は温度に応じて前記Ｎ回を決定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
7. 前記ノズルを保護するキャップの装着を検出する装着検出手段を有し、
   前回の印刷終了から前記キャップが装着されていた時間又は装着されていない時間に応じて前記Ｎ回を決定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
8. 複数のノズルを有し媒体に液滴を吐出する液滴吐出装置が行う液滴吐出方法であって、
   液滴吐出手段が、画像データを受け、該画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量の液滴が前記ノズルから吐出されるように吐出制御を行うステップと、
   記録手段が、前記複数のノズルの内、少なくとも一部のノズルに対して液滴の吐出制御を行った回数をノズルごとに記録するステップと、
   前記液滴吐出手段は、前記少なくとも一部のノズルの内、吐出制御を行った回数がそれぞれＮ回（１以上の整数）未満のノズルから吐出されるように吐出制御が行われた前記画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量よりも多い量の液滴が吐出されるように吐出制御を行うステップと、
   を有する液滴吐出方法。
9. 複数のノズルを有し媒体に液滴を吐出する液滴吐出装置を、
   画像データを受け、該画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量の液滴が前記ノズルから吐出されるように吐出制御を行う液滴吐出手段と、
   前記複数のノズルの内、少なくとも一部のノズルに対して液滴の吐出制御を行った回数をノズルごとに記録する記録手段、として機能させ、
   前記液滴吐出手段は、前記少なくとも一部のノズルの内、吐出制御を行った回数がそれぞれＮ回（１以上の整数）未満のノズルから吐出されるように吐出制御が行われた前記画像データの画素位置に対応する媒体上の位置を対象として、該画像データに基づく量よりも多い量の液滴が吐出されるように吐出制御を行うプログラム。