JP2023023741A - ハンドヘルドプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドヘルドプリンタにおいて移動量検出部の出力の急峻な変動に起因する画像の濃度ムラを抑制可能とする。【解決手段】ハンドヘルドプリンタ１の移動量を検出するナビゲーションセンサ３０と、スパイク波形が含まれるナビゲーションセンサ３０の検出値からスパイク波形の発生周期を示す変動周期を算出する変動周期算出部３４１４と、変動周期を用いてナビゲーションセンサ３０の処理周波数を算出するナビセンサ処理周波数算出部３４１７と、処理周波数を用いてスパイク波形を低減させるための補正係数を決定する補正係数決定部３４１８と、補正係数を用いてナビゲーションセンサ３０の検出値を補正する補正部３４１６と、補正部３４１６により補正された検出値に基づきハンドヘルドプリンタ１の現在位置を算出する制御部（位置算出回路３４）と、を備える。【選択図】図１７

Description

本発明は、ハンドヘルドプリンタに関する。

昨今、ノートＰＣの小型化、スマートデバイスの急激な普及により、プリンタにおいても、「小型化・携帯化」が大きな要望の一つとして挙げられている。そのため、紙搬送システムを削除した機構で、紙面上を人の手で走査しながらインクを塗布する、ハンディモバイルプリンタ（ハンドヘルドプリンタともいう）が既に知られている（例えば、特許文献１）。

ハンディモバイルプリンタは、通信機能を持つ端末（例えばスマートデバイスやPC等）から画像データを受信し、印刷媒体（例えばノートや定型用紙）上を平面上で自由に走査し、即ち、フリーハンド走査し、画像を形成する。

このように自由に走査するハンディ装置であるハンディモバイルプリンタにて画像を形成するためには、現在の位置情報を検出する必要があり、その位置情報の導出のために移動量検出部としてナビゲーションセンサを用いる方式がある。このセンサの性能は印刷品質に大きな影響を与える。

しかし、今までのハンディモバイルプリンタは、ナビゲーションセンサなどの移動量検出部の出力の急峻な変化、例えば、ノイズや、センサとCPU等の制御手段との処理周期の不一致による蓄積誤差に起因する変化により、印刷画像に濃度ムラが発生し、画質が劣化するという問題があった。

本発明は、ハンドヘルドプリンタにおいて移動量検出部の出力の急峻な変動に起因する画像の濃度ムラを抑制可能とすることを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の一観点に係るハンドヘルドプリンタは、記録媒体上を移動しながら画像データに基づく画像を前記記録媒体に印刷するハンドヘルドプリンタであって、当該ハンドヘルドプリンタの移動量を検出する移動量検出部と、スパイク波形が含まれる前記移動量検出部の検出値から前記スパイク波形の発生周期を示す変動周期を算出する変動周期算出部と、前記変動周期を用いて前記移動量検出部の処理周波数を算出する処理周波数算出部と、前記処理周波数を用いて前記スパイク波形を低減させるための補正係数を決定する補正係数決定部と、前記補正係数を用いて前記移動量検出部の前記検出値を補正する補正部と、前記補正部により補正された前記検出値に基づき当該ハンドヘルドプリンタの現在位置を算出する制御部と、を備える。

ハンドヘルドプリンタにおいて移動量検出部の出力の急峻な変動に起因する画像の濃度ムラを抑制できる。

ハンドヘルドプリンタによる画像形成を模式的に示す図 使用時のハンドヘルドプリンタと使用者の手との位置関係を示す説明図 ハンドヘルドプリンタの記録面の概略構成図 ハンドヘルドプリンタのハードウェア構成図 制御部の構成を説明する図 画像データ出力器とハンドヘルドプリンタの動作手順を説明するフローチャート図 ナビゲーションセンサの位置算出方法を説明した図 ナビゲーションセンサの周期処理と検出値について説明する図 実際のナビゲーションセンサの出力波形の一例を示す図 ナビゲーションセンサの補正値計算タイミングを説明する図 ナビゲーションセンサの補正処理の一例を示す図 図１１中の立ち上がり区間を拡大視した図 図１１中の定速区間を拡大視した図 図１１中の減速区間を拡大視した図 ナビゲーションセンサの出力変動周波数が通信周波数×０．５の場合の波形の一例を示す図 ステップＳ１１０の処理のブロック図 図１６中の信号補正部のブロック図 変動周期算出部の処理のフローチャート 図１６中の補正係数算出部のブロック図 補正係数決定部の処理のフローチャート 補正モード決定部の処理のフローチャート

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

なお、以下の説明において、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに垂直な方向である。

［ハンドヘルドプリンタの基本構成］
図１は、ハンドヘルドプリンタ１による画像形成を模式的に示す図の一例である。ハンドヘルドプリンタ１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７０から画像データが送信される。ユーザはハンドヘルドプリンタ１を把持して、記録媒体Ｐ（例えば定形用紙やノートなど）から浮き上がらないようにフリーハンドで走査させる。

ハンドヘルドプリンタ１は後述するようにナビゲーションセンサ３０とジャイロセンサ３１で位置を検出し、ハンドヘルドプリンタ１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。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）、ユーザは記録媒体Ｐ上で任意の方向にハンドヘルドプリンタ１を走査させることで画像を形成できる。

本実施形態では、ハンドヘルドプリンタ１と画像データ出力器７０とが、ハンドヘルドプリンタ１による印刷を実施するための印刷システム１００を構成する。

図２は、使用時のハンドヘルドプリンタ１と使用者の手Ｈとの位置関係を示す説明図である。

ハンドヘルドプリンタ１は、全体的に略直方体形状をなしており、その走査方向（＝印字方向：図中Ｘ軸方向）の長さは、使用者が掌で掴める程度である。

図１、図２に示すように、ハンドヘルドプリンタ１の本体の左右方向（短手方向）をＸ軸方向とし、それに直交する本体長手方向をＹ軸方向とする。ハンドヘルドプリンタ１を用いたプリント動作では、文字や絵柄等を直線的に印字する場合はＸ軸方向（走査方向）にハンドヘルドプリンタ１を移動させる。そして、Ｙ軸方向にハンドヘルドプリンタ１を移動させることで改行させる。

ただし、ハンドヘルドプリンタ１を用いたプリント動作は上述した動作に限定されるものではない。文字や絵柄等をデザイン的に配置する場合など、Ｘ軸方向以外の斜め方向や曲線的にハンドヘルドプリンタ１を移動させてプリントを行うことも可能である。また、Ｙ軸方向以外の方向にハンドヘルドプリンタ１を移動させて改行することも可能である。

ハンドヘルドプリンタ１は、記録面１０（図３参照）の反対面である上面１１、ハンドヘルドプリンタ１の走査方向と直交する方向である走査直交方向（図中Ｙ軸方向）に延在する左側面１２などを有している。さらに、走査直交方向（図中Ｙ軸方向）に延在する右側面１３、走査方向（図中Ｘ軸方向）に延在する背面１４、走査方向に延在する正面１５なども有している。ハンドヘルドプリンタ１は、記録面１０を鉛直方向下方に向けつつ、上面１１を鉛直方向上方に向ける姿勢で使用される。上面１１の外縁内（枠内）には、印字ボタン５ａと、電源ボタン５ｂとが設けられている。

ハンドヘルドプリンタ１は、使用者が電源ボタン５ｂを長押しすることによって、電源の入切（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替えることができる。電源を入れた状態では、スマートフォンなどとのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を用いた無線通信により、ハンドヘルドプリンタ１内に設けられた制御基板に対して画像情報を取得させることができる。

画像情報を取得させた後、記録面１０を紙などの記録媒体Ｐの表面に対向させる姿勢でハンドヘルドプリンタ１を記録媒体Ｐの表面上に置く。その後、印字ボタン５ａを一度押してから、ハンドヘルドプリンタ１を走査方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させることで、記録媒体Ｐの表面に画像を形成することができる。

図３は、ハンドヘルドプリンタ１の記録面１０の概略構成図である。ハンドヘルドプリンタ１は、１つのＩＪ記録ヘッド２４、１つのナビゲーションセンサ３０（移動量検出部）、及び、１つのジャイロセンサ３１を記録面１０に有している。図３の例では、ＩＪ記録ヘッド２４とナビゲーションセンサ３０とがハンドヘルドプリンタ１の長手方向（Ｙ方向）に直列に配置されている。ＩＪ記録ヘッド２４のＸ方向の略中心の位置にはノズル６１が設けられている。ノズル６１はＹ方向に延在し、例えばＹ方向に沿って各色のノズルが配列されている（図３では簡略化して線分として図示している）。ジャイロセンサ３１は、例えばナビゲーションセンサ３０の左側面１２側に配置されている。

図４は、ハンドヘルドプリンタ１のハードウェア構成図の一例である。ハンドヘルドプリンタ１は、記録媒体Ｐ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。ハンドヘルドプリンタ１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、ハンドヘルドプリンタ１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が供給する電力をハンドヘルドプリンタ１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７０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、ハンドヘルドプリンタ１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、ハンドヘルドプリンタ１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、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。

ナビゲーションセンサ３０は、所定のサイクル時間ごとにハンドヘルドプリンタ１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）やレーザー等の光源と、記録媒体Ｐを撮像する撮像センサを有している。ハンドヘルドプリンタ１が記録媒体Ｐ上を走査されると、記録媒体Ｐ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。ナビゲーションセンサ３０は、ハンドヘルドプリンタ１の底面（記録面）に搭載されている。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、ハンドヘルドプリンタ１は加速度センサのみでハンドヘルドプリンタ１の移動量を検出してもよい。

ジャイロセンサ３１は、記録媒体Ｐに垂直な軸（Ｚ軸）を中心にハンドヘルドプリンタ１が回転した際の角速度を検出するセンサである。

ＯＰＵ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐａｎｅｌ Ｕｎｉｔ）２６は、ハンドヘルドプリンタ１の状態を表示するＬＥＤ、ユーザがハンドヘルドプリンタ１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（図５参照）。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、または加熱、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ＣＰＵ３３を有しハンドヘルドプリンタ１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、吐出ノズル可否判定等を行う。制御部２５について詳細は次述する。

図５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、ＲＯＭＣＴＬ３６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ハンドヘルドプリンタ１の位置（座標情報）を算出する。ハンドヘルドプリンタ１の位置とは、厳密にはＩＪ記録ヘッド２４のノズル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。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。

ナビゲーションセンサ３０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ハンドヘルドプリンタ１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、ハンドヘルドプリンタ１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、画像データは吐出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定を行い、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定する。

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。

図６は、画像データ出力器７０とハンドヘルドプリンタ１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７０の電源ボタンを押下する（Ｕ１０１）。画像データ出力器７０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７０で出力したい画像を選択する（Ｕ１０２）。画像データ出力器７０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ハンドヘルドプリンタ１で印刷する操作を行う（Ｕ１０３）。ハンドヘルドプリンタ１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ハンドヘルドプリンタ１へ送信される。

ユーザは、ハンドヘルドプリンタ１を持ち、記録媒体Ｐ（例えばノート）の上で初期位置を決定する（Ｕ１０４）。

そして、ユーザはハンドヘルドプリンタ１の印刷開始ボタンを押下する（Ｕ１０５）。ハンドヘルドプリンタ１は印刷開始ボタンの押下を受け付ける。

ユーザはハンドヘルドプリンタ１を記録媒体Ｐの上で滑らせるように自由に走査する（Ｕ１０６）。

続いて、ハンドヘルドプリンタ１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。

ハンドヘルドプリンタ１も電源のＯＮにより起動する。ハンドヘルドプリンタ１のＣＰＵ３３は、ハンドヘルドプリンタ１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、ハンドヘルドプリンタ１と画像データ出力器７０との間の通信を確立する。

ハンドヘルドプリンタ１のＣＰＵ３３は初期化が完了したかどうかを判定し、完了していない場合はこの判定を繰り返す（Ｓ１０２）。

初期化が完了すると（Ｓ１０２のＹｅｓ）、ハンドヘルドプリンタ１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、ハンドヘルドプリンタ１の通信Ｉ／Ｆ２７は画像データ出力器７０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）。

ユーザが記録媒体Ｐ上でハンドヘルドプリンタ１の初期位置を決め印刷開始ボタンを押下すると、ハンドヘルドプリンタ１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（移動量）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３０と通信し、ナビゲーションセンサ３０が検出した移動量を取得しレジスタなどに格納しておく（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３０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にタイミングとジャイロセンサ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。

ハンドヘルドプリンタ１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定する（Ｓ１０８）。この判定は、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定してもよい。

移動量と角速度情報を取得するタイミングになると、ハンドヘルドプリンタ１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３０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３０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３０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３０の位置を算出する。

なお、特に本実施形態では、ステップＳ１１０において、ナビゲーションセンサ３０の出力を補正し、補正した出力を用いて現在位置を算出する。この補正処理の詳細については図１６～図２１を参照して後述する。

次に、位置算出回路３４はナビゲーションセンサ３０の現在の位置を用いてＩＪ記録ヘッド２４の各ノズル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（ハンドヘルドプリンタ１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像要素の位置座標と、ＩＪ記録ヘッド２４の各ノズル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像要素の位置座標が含まれるか否かを判定する（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ごとに画像要素のデータをＩＪ記録ヘッド駆動回路２３に出力する（Ｓ１１５）。これにより、記録媒体Ｐにはインクが吐出される。

次に、ＣＰＵ３３は全画像データを出力したかを判定する（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。

図７は、ナビゲーションセンサ３０の位置算出方法を説明した図である。ハンドヘルドプリンタ１を移動させた場合の移動前と移動後のＩＪ記録ヘッド２４及びナビゲーションセンサ３０の位置関係は例えば図８に示すような幾何学的関係として表現できる。

得られる角速度ωは下記の（１）式である。

（１）式より、サンプリング周期毎の角度Δθは下記の（２）式となる。

（２）式より、現在（時間ｔ＝０～Ｎ）の角度θは下記の（３）式となる。

（２）式、（３）式で得られたθ、ｄθを、以下の（４）～（７）式に代入し、Ｘ０´、Ｙ０′の原点からの二次元座標を算出する。

ナビゲーションセンサ３０の座標を算出できれば、従来までの演算フローに従い、予め機器のレイアウトが決まっている、メカ的（物理的）なナビゲーションセンサ３０とＩＪ記録ヘッド２４のノズル６１との位置関係より、角ノズルの座標を算出することができる。

［ナビゲーションセンサの出力補正の概要］
図８～図１５を参照して、本実施形態におけるナビゲーションセンサ３０の出力補正の概要について説明する。

＜ナビセンサ検出誤差の要因＞
ここで、従来のハンドヘルドプリンタでは、ナビゲーションセンサ３０の処理周期と、制御部２５～ナビセンサ３０間の通信周期とが同期していないことに起因して、ナビゲーションセンサ３０の検出値が変動し、これにより画像の濃度ムラが発生する場合があった。

図８は、ナビゲーションセンサ３０の周期処理と検出値について説明する図である。図８は、ナビゲーションセンサ３０の出力に大きな検出誤差が発生する仕組みを示している。

詳しくは、図８は、ナビゲーションセンサ３０と、ＦＰＧＡ４０における信号のタイミングについて、説明する図であり、図８において、（ａ）はナビセンサ処理周期とＦＰＧＡリードタイミングが同期している場合の図、（ｂ）はナビセンサ処理周期とＦＰＧＡリードタイミングが非同期の場合の図である。

なお、下記の説明において、用語の短縮のため、ナビゲーションセンサ３０を、ナビセンサ３０と称することもある。また、下記でナビゲーションセンサ３０と通信して検出値を取得する制御手段をＦＰＧＡ４０と示すが、図５に示すように制御手段は、ＡＳＩＣであってもよい。

上述の図５で説明したように、制御部２５とは別に設けられる移動量検出手段の一例であるナビゲーションセンサ３０は、移動量ΔＸ、ΔＹを受信する。そして、制御部２５内のＦＰＧＡ４０内の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を受信し、その値を内部レジスタに格納する。

ここで、ナビセンサ３０はナビセンサ内の処理周期で、移動量を算出し外部からリードされるまで値を蓄積し、ＦＰＧＡ４０によってリードされると、そのタイミングで値をクリアする仕組みとなっている。

ナビセンサ３０のレジスタにナビセンサ処理周期毎に移動量をため込んで、蓄積して記憶しておく。ナビセンサ３０のナビセンサ処理周期は、ナビセンサ３０に内蔵されたクロック信号の周期に相当する。例えば、ナビセンサ処理周期は、10［KHz］程度である。

そして、ナビセンサ３０の受信先のＦＰＧＡ４０は、リードタイミングで、ナビセンサ３０のレジスタにアクセスして、データを読み取る。ＦＰＧＡリードタイミングとは、ナビセンサ３０の信号を受信するＦＰＧＡ４０におけるリードタイミング、即ち、ＦＰＧＡ４０に内蔵されたクロック信号のタイミングに相当する。

ナビセンサ処理周期とリードタイミングが同期している場合であれば、図８（ａ）で示すように、リード周期間で常に同じ回数ナビセンサ処理を実施後、センサ情報がリードされる。図８（ａ）では、リードタイミングの繰り返し周期は、ナビセンサ処理周期の約５倍である例を示している。

一方、非同期の場合、即ち、ナビセンサ処理周期と、ＦＰＧＡ４０が異なるクロックで動作している場合、リード周期間でのナビセンサ処理回数が一定とはならないため、ハンドヘルドプリンタ１が定速で移動していても、図８（ｂ）の丸で示すように、処理回数が少ない部分が発生してしまう。

つまり、図８（ｂ）に示す通り、ナビセンサ処理周期と通信周期との非同期によって、ナビセンサ検出値が大きく下がることが分かっている。

＜スパイク波形の判定方法＞
図９は、実際のナビゲーションセンサ３０の出力波形の一例を示す図である。図９の横軸は時間を示し、縦軸はナビセンサ出力を示す。ナビセンサ出力の波形を実線で示している。

図９の例では、ナビセンサ３０のフレームレートが２kHz弱であり、通信周期が１msecである。この条件では、図９に点線円で示すように、センサ出力が周期的に前後の値の半分程度の値になる。図９に点線円で示すナビセンサ出力が大きく変動する箇所（すなわちスパイク波形）は、図８（ｂ）の丸で示した部分と対応する。

このようなスパイク波形が発生することが、ナビゲーションセンサ３０の検出値が変動する要因である。したがって、スパイク波形を検出できれば、検出したスパイク波形を抑制するように補正でき、これによりナビセンサ出力の変動を抑制できると考えられる。

図９の例では、過去５回のセンサ出力を平均したものの±２５％を判定閾値（図中の波形上側と下側の２本の点線）としている。この判定閾値を越えた場合に、ナビセンサ出力が大きく変動している箇所（スパイク波形）を検出可能であることがわかる。

＜センサ処理周波数とセンサ補正値＞
センサ処理周波数は、スパイク波形の周期を測定することで、以下の（８）式に従って算出可能である。
スパイク周波数 = ｜センサ処理周波数－2×通信周波数｜ ・・・（８）

上記の（８）式は、周知のうなりの周波数の計算と同じ手法である。センサ処理周波数３kHzの場合には「3×通信周波数」とし、センサ処理周波数が４kHzの場合には「4×通信周波数」と、センサ処理周波数に合わせて、通信周波数を逓倍する。

なお、上述の（８）式の数値「２」や、センサ処理周波数３kHzの場合の「３」や、４kHzの場合の「４」は、後述の（１４）式以降ではパラメータ「ｋ」として一般化されている。

上記の（８）式より、センサ処理周波数は以下の（９）式で表せる。
センサ処理周波数 = 2×通信周波数 ± スパイク周波数 ・・・（９）

上記の（９）式の右辺におけるスパイク周波数の正負は、スパイクの方向（上向き・下向き）によってきまる。例えばスパイクの方向が上手の場合（下向き）の場合は、スパイク周波数は負となる。

センサ処理周期と通信周期から、以下の（１０）式、（１１）式により補正値を算出する。
補正値１= センサ処理周波数／(2×通信周波数) ・・・（１０）
補正値２ = Ａ／Ｂ ・・・（１１）
ここで、Ａは、"センサ処理周波数／通信周波数"の小数以下を切り上げた値である。Ｂは、"センサ処理周波数／通信周波数"の小数以下を切り捨てた値である。

＜センサ入力補正方法＞
以下の（１２）式、（１３）式のように、スパイク誤差の有無によって、補正方法を変更する。
・スパイク誤差：無 => センサ出力 ＊ 補正値１ ・・・（１２）
・スパイク誤差：有 => センサ出力 ＊ 補正値１ ×補正値２ ・・・（１３）

ここで「スパイク誤差が無い」とは、図９などに示したナビセンサ出力波形のうち、スパイク波形を除く部分（第１部分）を意味する。また、「スパイク誤差が有る」とは、ナビセンサ出力波形のスパイク波形を含む部分（第２部分）を意味する。

上記（１２）式のようにスパイク誤差の無い第１部分では、補正値１のみをセンサ出力に乗じることによって、第１部分の波形をスパイク波形の突出方向に増加または減少させる補正となる。また、上記（１３）式のように、スパイク誤差の有る第２部分では、補正値１に加えて補正値２もセンサ出力に乗じることによって、スパイク波形を含む第２部分を平滑化させる補正となる。この結果、第１部分と第２部分との偏差が減少し、ナビセンサ出力波形がスパイク波形を抑制されたものに補正される。

例えば、通信周波数が１０００Hzであり、ナビセンサ処理周波数が１９００Hzの場合を考える。このとき、「センサ処理周波数／通信周波数」は１．９となる。上記（１１）式のＡは「２」、Ｂは「１」となるので、補正値２は「２」となる。図９に点線円で示すスパイク波形の部分において、（１３）式でセンサ出力にこの補正値２を乗じることで、センサ出力が２倍に増大され、スパイク波形以外の部分に近づくように波形が平滑化される。

＜補正値計算タイミング＞
図１０は、ナビゲーションセンサ３０の補正値計算タイミングを説明する図である。補正値計算は、図１０に示す、助走期間中に計算する。

ハンディプリンタでの印刷は、図１０に示す助走期間中はインク吐出を行なわない。この助走期間中に十分な情報量（スパイク周期の取得）がある場合、助走期間中に補正値を決定し、以降のインク吐出中のセンサ出力補正を行う。

また、連続で印刷する場合は、前回印刷で算出した補正値を使用することもできる。

図１１は、ナビゲーションセンサ３０の補正処理の一例を示す図である。図１２は、図１１中の立ち上がり区間を拡大視した図である。図１３は、図１１中の定速区間を拡大視した図である。図１４は、図１１中の減速区間を拡大視した図である。図１１～図１４では、補正前のナビセンサ出力波形を点線で示し、補正後の波形を実線で示す。

上記の補正手法によって、図１１～図１４に示すように、ナビセンサ出力の立ち上がり後の定速期間において、スパイク波形を抑制する補正が行われることが確認できる。

＜ナビセンサ出力変動周波数が早い場合＞
上述の例は、ナビセンサ出力変動周波数（スパイク波形周波数）が低い場合（通信周波数に比べ小さい）に、適応可能である。ただし、スパイク周波数が「通信周波数×0.5」に近づくほど、ナビセンサ出力の変動をとらえにくくなる。

図１５は、ナビゲーションセンサ３０の出力変動周波数が通信周波数×０．５の場合の波形の一例を示す図である。図２０では、ナビセンサ出力を実線で示し、ローパスフィルタリング（ＬＰＦ）処理後の波形を点線で示す。

図１５に示すナビセンサ出力では、ほぼ一定の振幅で振動する波形となっている。このため、図９を参照して説明したように閾値を越えた場合にスパイク波形と判定する手法をとると、通常の波形をスパイク波形と誤って判別してしまう傾向が高くなると考えられる。したがって、図１５に示すようなケースでは、一般的なＬＰＦでの処理の方が向いており、変動周波数によって補正方法を切り替える方法が考えられる。

［ナビゲーションセンサの出力補正の手順］
図１６～図２１を参照して、本実施形態におけるナビゲーションセンサ３０の出力補正の具体的な手順について説明する。

図１６は、ステップＳ１１０の処理のブロック図である。図１６に示すブロック図は、ステップＳ１１０を実施する位置算出回路３４の機能ブロックである。図６で示す通り、この処理は、ステップＳ１０８のセンサリード時間周期（以降、通信周波数と呼ぶ）で処理が実行される。

図１６に示すように、位置算出回路３４は、信号補正部３４１と、現在位置算出部３４２と、を備える。

信号補正部３４１は、ナビゲーションセンサ３０の実際の出力値ΔＸ、ΔＹが入力され、これらの値をスパイク波形が低減されるように補正して、補正後の検出値ΔＸ´´、ΔＹ´´を出力する。

現在位置算出部３４２は、信号補正部３４１が出力した補正後の検出値ΔＸ´´、ΔＹ´´と、角速度ωと、１ステップ前の現在位置情報が入力され、ナビゲーションセンサの現在位置Ｘ、Ｙを出力する。

図１７は、図１６中の信号補正部３４１のブロック図である。図１７に示すように、信号補正部３４１は、信号処理部３４１１と、速度判定部３４１２と、変動判定部３４１３と、変動周期算出部３４１４と、補正係数算出部３４１５と、補正部３４１６と、を備える。

信号処理部３４１１は、ナビゲーションセンサ３０の実際の出力値ΔＸ、ΔＹが入力される。信号処理部３４１１は、ΔＸ、ΔＹの二乗平方根を計算し、この計算結果をΔＲＭＳとして出力する。また、ΔＸ、ΔＹ、ΔＲＭＳの移動平均または、ＬＰＦ処理を行い、ΔＸ´、ΔＹ´、ΔＲＭＳ´として出力する。

速度判定部３４１２は、信号処理部３４１１が算出したΔＸ´、ΔＹ´、ΔＲＭＳ´が入力され、これらの入力値に基づき「速度フラグ」を出力する。具体的には、入力値の絶対値が所定の「閾値１」以上の時、速度フラグ：ＯＮにする。それ以外の時は、速度フラグ：ＯＦＦとする。「閾値１」は、例えば制御部２５内のメモリに保存された値を使用する。速度フラグは、ハンドヘルドプリンタ１の移動速度が所定速度以上の場合に補正処理を実施させるためのパラメータである。なお、ΔＸ´、ΔＹ´、ΔＲＭＳ´の少なくとも１つが「閾値１」以上のときに速度フラグをＯＮにする構成でもよい。

変動判定部３４１３は、スパイク波形の発生有無を判定し、スパイク波形が発生した場合には変動方向も判定する。変動判定部３４１３は、ナビゲーションセンサ３０の実際の出力値ΔＸ、ΔＹと、信号処理部３４１１が算出したΔＸ´、ΔＹ´、ΔＲＭＳ´、ΔＲＭＳと、速度判定部３４１２が出力した速度フラグとが入力される。これらの入力値に基づき「変動フラグ」と「変動方向」を出力する。

具体的には、ΔＸ／ΔＸ´を算出し、所定の「閾値２」未満の場合、「変動フラグ：ＯＮ、変動方向：小」とする。これは、下側スパイク発生（極端に減少するスパイク波形）を意味する。つまり、「閾値２」は、図９に点線で示した２本の判定閾値のうち検出値より下側の方の判定閾値に相当する。ΔＸ／ΔＸ´が閾値２以上の場合にはスパイク発生していないと判定して「変動フラグ：ＯＦＦ」となる。

一方、ΔＸ／ΔＸ´が所定の「閾値３」超の場合、「変動フラグ：ＯＮ、 変動方向：大」、とする。これは、上側スパイク発生（極端に増大するスパイク波形）を意味する。つまり、「閾値３」は、上述の「閾値２」より大きい値で設定され、図９に点線で示した２本の判定閾値のうち検出値より上側の方の判定閾値に相当する。ΔＸ／ΔＸ´が閾値３以下の場合にはスパイク発生していないと判定して「変動フラグ：ＯＦＦ」となる。

また、速度フラグ：ＯＦＦの時は、変動フラグ：ＯＦＦとする。

「閾値２」、「閾値３」は、メモリに保存された値を使用する。なお、判定に使用する信号は、ΔＹ、ΔＹ´またはΔＲＭＳ、ΔＲＭＳ´でもよい。

変動周期算出部３４１４は、速度判定部３４１２が出力した速度フラグと、変動判定部３４１３が出力した変動フラグとが入力され、これらの入力値に基づき「変動周期´」を出力する。「変動周期」とはスパイク波形の発生周期（スパイク周期）に相当し、「変動周期´」とはスパイク周期の平均値を示す。

図１８は、変動周期算出部３４１４の処理のフローチャートである。

ステップＳ２０１にて、速度フラグがＯＮの場合には（Ｓ２０１のＹｅｓ）ステップＳ２０２に進む。速度フラグがＯＦＦの場合（Ｓ２０２のＮｏ）には、周期カウンタが０にセットされ（Ｓ２０９）、変動回数カウンタも０にセットされて（Ｓ２１０）、本制御フローを終了する。

ステップＳ２０２にて、変動フラグがＯＮの場合には（Ｓ２０２のＹｅｓ）、変動回数カウンタが１加算され（Ｓ２０３）、ステップＳ２０４に進む。変動フラグがＯＦＦの場合（Ｓ２０２のＮｏ）には、周期カウンタが１加算されて（Ｓ２１１）、本制御フローを終了する。

ステップＳ２０４にて、変動回数カウンタが１より大きい場合（Ｓ２０４のＹｅｓ）には、周期カウンタ値がメモリに保存されて（Ｓ２０５）、ステップＳ２０６に進む。変動回数カウンタが１以下の場合（Ｓ２０４のＮｏ）には、周期カウンタが０にセットされて（Ｓ２０８）本制御フローを終了する。変動の初回検知時では、変動周期を職亭できないので、初回はメモリへの保存はスルーする。

ステップＳ２０６では、変動周期の履歴数が所定の「閾値４」以上の場合（Ｓ２０６のＹｅｓ）にはステップＳ２０７に進み、メモリに保存した、周期カウンタの値から平均値（変動周期´）が算出される。既に平均値がメモリに保存されている場合には、ステップＳ２０５にて保存された値を用いて更新される。変動周期の測定結果が、所定個数（閾値４）そろったところで、過去データを平均して、変動周期´を決定する。なお、「閾値４」は、メモリに保存された値を使用する。

ステップＳ２０７の後は、周期カウンタが０にセットされて（Ｓ２０８）本制御フローを終了する。

変動周期算出部３４１４の処理を纏めると以下のとおりである。
・変動フラグ：ONの時、前回変動フラグ：ONからの変動周期を算出する。
・算出した変動周期の過去データは履歴として残す。
・変動周期の履歴数が、所定の「閾値４」以上となったとき、履歴から変動周期の平均値（変動周期´）を算出する。
・変動周期の履歴数が「閾値４」未満の場合、変動周期´は初期値のままとする。
・速度フラグ：OFFの時、計測中の周期のカウンタをクリアする。
・新規印刷JOB実行（図６のU103）ごとに変動周期の履歴を初期化しても良いし、そのまま残しても良い。

補正係数算出部３４１５は、変動判定部３４１３が出力した変動方向と、変動周期算出部３４１４が出力した変動周期の平均値(変動周期')とが入力され、これらの入力値に基づき「補正係数１」「補正係数２」「補正モード」を出力する。

図１９は、図１６中の補正係数算出部３４１５のブロック図である。補正係数算出部３４１５は、ナビセンサ処理周波数算出部３４１７と、補正係数決定部３４１８と、補正モード決定部３４１９と、を有する。

補正係数算出部３４１５の処理の前提条件としては、おおよそのナビセンサ処理周波数がわかっていることが前提である。つまり、下記の（１４）式が成り立つｋ（正の整数）が既知であることが前提である。ｋは、通信周波数に対するナビセンサ処理周波数の相対的な大きさを規定するパラメータ、といえる。
(k－0.5)×通信周波数 ≦ ナビセンサ処理周波数 ≦ (k＋0.5)×通信周波数
・・・（１４）

ナビセンサ処理周波数算出部３４１７によるナビセンサ処理周波数の概要は下記のとおりである。

変動周期は、うなりと同様の原理で発生する。「うなり」とは、振動数（または周波数）がわずかに異なる2つの波が干渉して、振幅がゆっくり周期的に変わる合成波を生ずる現象である。そのため、ナビセンサ処理周波数（Ｆ１）と通信周波数（Ｆ２）とすると、変動周期（Ｔ）は以下の（１５）式の関係が成り立つ。
1／T= ｜F1 - k×F2｜ ・・・（１５）

ナビセンサ処理周波数（Ｆ１）は、上記（１５）式を変形し、下記の（１６）式で算出できる。
F1 = k×F2 ±1／T ・・・（１６）

上記の（１６）式の右辺第２項の符号は、入力：変動方向で決定する。すなわち（１６）式は、変動方向に応じて下記の（１７）式、（１８）式で表される。
変動方向：小 => F1 = k×F2 － 1／T ・・・（１７）
変動方向：大 => F1 = k×F2 ＋ 1／T ・・・（１８）

ここで、「変動方向：小」とは、下側スパイク（極端に減少するスパイク波形）を意味する。また、「変動方向：大」とは、上側スパイク（極端に増大するスパイク波形）を意味する。

補正係数決定部３４１８による補正係数の算出方法の概要は下記のとおりである。

補正係数１、２は、下記の（１９）式、（２０）式で算出される。
補正係数1 = k／(k±1) ・・・（１９）
補正係数2 = ナビセンサ処理周波数／（k×通信周波数） ・・・（２０）

ここで、（１９）式の右辺の補正係数1の±1は、ナビセンサ処理周波数と通信周波数の関係により下記のとおり決定する。
・ナビセンサ処理周波数 <= k×通信周波数：－１
・ｋ×通信周波数 <=ナビセンサ処理周波数：＋１

また、ナビセンサ処理周波数 <= 通信周波数の場合、補正係数１は０とする。通信処理周波数より、ナビセンサ処理周波数が低い場合、通信毎に読まれるナビセンサの処理回数は１か０になるため、スパイク発生時のΔＸ，ΔＹは０となる。ΔＸ＝０となると、速度フラグ、変動フラグ、及び補正モードがすべてＯＮの場合に実施される通常のスパイク発生時の補正方法（下記の表１に示す「ΔX'' =ΔX*補正係数1*補正係数2」）を適用できない。このケースを区別するために、本実施形態ではナビセンサ処理周波数 <= 通信周波数の場合に補正係数１を０としている。なお、この場合の補正方法は、下記の表１に記載の通り、「ΔX'' = ΔX_1*補正係数2」となる。ここで、"ΔX_1"は、前回周期の"ΔX"を意味する。

ここで、（１９）式の「補正係数１」とは、上述の（１１）式の「補正値２」と実質的に同一のパラメータである。また、（２０）式の「補正係数２」とは、上述の（１０）式の「補正値１」と実質的に同一のパラメータである。

図２０は、補正係数決定部３４１８の処理のフローチャートである。図２０は、上述の補正係数決定部３４１８による補正係数の算出手法をフローチャート形式で表している。

ステップＳ３０１では、上記の（２０）式を用いて補正係数２が算出される。

ステップＳ３０２にて、ナビセンサ処理周波数が通信周波数のｋ倍以下の場合（Ｓ３０２のＹｅｓ）にはステップＳ３０３に進む。ナビセンサ処理周波数が通信周波数のｋ倍より大きい場合（Ｓ３０２のＮｏ）には、ステップＳ３０５にて補正係数１が上記の（１９）式を「ｋ／（ｋ＋１）」として算出され、本制御フローを終了する。

ステップＳ３０３にて、パラメータｋが１より大きい場合（Ｓ３０３のＹｅｓ）には、ステップＳ３０４にて補正係数１が上記の（１９）式を「ｋ／（ｋ－１）」として算出され、本制御フローを終了する。パラメータｋが１の場合（Ｓ３０３のＮｏ）には、ステップＳ３０６にて補正係数１が０と設定されて処理を終了する。

補正モード決定部３４１９による補正モードの決定方法の概要は以下のとおりである。

以下のように、補正モードを決定する。
（i）初期状態及び、補正係数未算出（補正係数２＝０）時
補正モード = OFF
（ii）補正係数算出済み（補正係数２≠０の時）、且つ、「閾値５ ≦ナビセンサ処理周波数／（ｋ×通信周波数）≦ 閾値６」が成り立つとき
補正モード = ON
（iii）補正係数算出済み（補正係数２≠０の時）、且つ、「閾値５ ≦ナビセンサ処理周波数／（ｋ×通信周波数） ≦ 閾値６」が成り立たないとき
補正モード = LPF

なお、「閾値５」「閾値６」は、メモリに保存された値を使用する。

図２１は、補正モード決定部３４１９の処理のフローチャートである。図２０は、上述の補正モード決定部３４１９による補正モードの決定手法をフローチャート形式で表している。

ステップＳ４０１にて、補正係数２が０でない場合（Ｓ４０１のＹｅｓ）にはステップＳ４０２に進む。補正係数２が０の場合（Ｓ４０１のＮｏ）には、初期状態か、補正係数未算出の状態であり、補正不可とみなし、ステップＳ４０６にて補正モードがＯＦＦに設定されて本制御フローを終了する。

ステップＳ４０２にて「ナビセンサ処理周波数／（ｋ×通信周波数）」が所定の「閾値５」以上と判定され（Ｓ４０２のＹｅｓ）、かつ、ステップＳ４０３にて「ナビセンサ処理周波数／（ｋ×通信周波数）」が所定の「閾値６」以下と判定された場合（Ｓ４０３のＹｅｓ）には、ナビセンサ処理周波数が適切な範囲に含まれており、補正係数を用いた補正が可能とみなし、ステップＳ４０４にて補正モードがＯＮに設定されて制御フローを終了する。

一方、ステップＳ４０２にて「ナビセンサ処理周波数／（ｋ×通信周波数）」が所定の「閾値５」より小さいと判定された場合（Ｓ４０２のＮｏ）、または、ステップＳ４０３にて「ナビセンサ処理周波数／（ｋ×通信周波数）」が所定の「閾値６」より大きいと判定された場合（Ｓ４０３のＮｏ）には、ナビセンサ処理周波数が適切な範囲から外れており、補正係数を用いた補正は不可であり、代わりにローパスフィルタリング（ＬＰＦ）による処理が適切とみなし、ステップＳ４０４にて補正モードがＬＰＦに設定されて制御フローを終了する。

補正部３４１６は、補正係数算出部３４１５が出力した補正係数１、補正係数２、補正モードと、速度判定部３４１２が出力した速度フラグと、変動判定部３４１３が出力した変動フラグとが入力され、これらの入力値に基づき、ナビゲーションセンサ３０の検出値の補正値ΔＸ´´、ΔＹ´´を出力する。

入力と出力の対応関係を表１に示す

なお、上記の表１において、"ΔX_1、ΔY_1"は、前回周期の"ΔX、ΔY"を意味する。また、LPF(X)は、Xにローパスフィルタ処理を行うことを意味する。

以上のように、本実施形態に係るハンドヘルドプリンタ１は、ハンドヘルドプリンタ１の移動量を検出するナビゲーションセンサ３０と、スパイク波形が含まれるナビゲーションセンサ３０の検出値からスパイク波形の発生周期を示す変動周期を算出する変動周期算出部３４１４と、変動周期を用いてナビゲーションセンサ３０の処理周波数を算出するナビセンサ処理周波数算出部３４１７と、処理周波数を用いてスパイク波形を低減させるための補正係数を決定する補正係数決定部３４１８と、補正係数を用いてナビゲーションセンサ３０の検出値を補正する補正部３４１６と、補正部３４１６により補正された検出値に基づきハンドヘルドプリンタ１の現在位置を算出する制御部（位置算出回路３４）と、を備える。

この構成により、ナビセンサ処理周期と、制御部～ナビセンサ間の通信周期が同期していないことに起因するスパイク波形を平滑化するよう補正できる。これによりナビセンサの検出誤差を低減でき、ハンドヘルドプリンタの画像の濃度ムラを抑制できる。

また、本実施形態において、補正係数は、ナビゲーションセンサ３０の検出値のスパイク波形を除く第１部分をスパイク波形の突出方向に増加または減少させ、スパイク波形を含む第２部分を平滑化させる。この構成により、スパイク波形をより低減して、ナビセンサの検出誤差をより一層低減できる。

また、本実施形態において、処理周波数および補正係数の算出は、当該ハンドヘルドプリンタ１のインク吐出開始前の助走期間中に実施し、インク吐出中は、助走期間中に計算した補正係数を使用し検出値を補正する。この構成により、印刷実行中に補正処理の更新などによる印刷画像への影響を防止でき、印刷品質を向上できる。

また、本実施形態において、補正係数決定部が決定した補正係数を保存し、次回印刷時にも使用する構成としてもよい。この構成により、補正係数の更新の計算負荷を省略でき、より効率的な処理にできる。

また、本実施形態において、ハンドヘルドプリンタ１の移動速度が所定速度以下の場合に、補正部３４１６による処理を行わない構成としてもよい。低速度では、速度変動にスパイクがまぎれてしまい、間違ったセンサ処理周波数・補正値を計算する可能性がある。このため、補正部の機能を実施しないことで誤った補正出力を防止できる。

上記と同様の理由で、ハンドヘルドプリンタ１の移動速度が所定速度以下の場合に、変動周期算出部３４１４、処理周波数算出部３４１７、及び補正係数決定部３４１８による処理を行わない構成としてもよい。

また、本実施形態では、「ナビセンサ処理周波数／（ｋ×通信周波数）」があらかじめ設定した範囲内に収まらないとき、補正部３４１６は、補正係数を用いた補正の代わりに、ナビゲーションセンサ３０の検出値にローパスフィルタ処理を行う補正を実施する構成でもよい。図１５を参照して説明したように、ナビセンサ出力変動周波数(スパイク波形周波数)が、「通信周波数×０．５」に近づくほど、変動をとらえにくくなり、間違ったセンサ処理周波数・補正値を計算する可能性があるためである。このようなケースでは、一般的なＬＰＦでの処理の方がスパイク波形を低減させる処理には適しているので、補正手法を切り替えるのが好ましい。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１ ハンドヘルドプリンタ
３０ ナビゲーションセンサ（移動量検出部）
３４１４ 変動周期算出部
３４１７ ナビセンサ処理周波数算出部（処理周波数算出部）
３４１８ 補正係数決定部
３４１６ 補正部
２５ 制御部

特表２０１０－５２００８７号公報

Claims (7)

1. 記録媒体上を移動しながら画像データに基づく画像を前記記録媒体に印刷するハンドヘルドプリンタであって、
   当該ハンドヘルドプリンタの移動量を検出する移動量検出部と、
   スパイク波形が含まれる前記移動量検出部の検出値から前記スパイク波形の発生周期を示す変動周期を算出する変動周期算出部と、
   前記変動周期を用いて前記移動量検出部の処理周波数を算出する処理周波数算出部と、
   前記処理周波数を用いて前記スパイク波形を低減させるための補正係数を決定する補正係数決定部と、
   前記補正係数を用いて前記移動量検出部の前記検出値を補正する補正部と、
   前記補正部により補正された前記検出値に基づき当該ハンドヘルドプリンタの現在位置を算出する制御部と、
   を備えるハンドヘルドプリンタ。
2. 前記補正係数は、前記移動量検出部の前記検出値の前記スパイク波形を除く第１部分を前記スパイク波形の突出方向に増加または減少させ、前記スパイク波形を含む第２部分を平滑化させる、
   請求項１に記載のハンドヘルドプリンタ。
3. 前記処理周波数および前記補正係数の算出は、当該ハンドヘルドプリンタのインク吐出開始前の助走期間中に実施し、インク吐出中は、助走期間中に計算した前記補正係数を使用し前記検出値を補正する、
   請求項１または２に記載のハンドヘルドプリンタ。
4. 前記補正係数決定部が決定した前記補正係数を保存し、次回印刷時にも使用する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のハンドヘルドプリンタ。
5. 当該ハンドヘルドプリンタの移動速度が所定速度以下の場合に、前記補正部による処理を行わない、
   請求項１～４のいずれか１項に記載のハンドヘルドプリンタ。
6. 当該ハンドヘルドプリンタの移動速度が所定速度以下の場合に、前記変動周期算出部、前記処理周波数算出部、及び前記補正係数決定部による処理を行わない、
   請求項５に記載のハンドヘルドプリンタ。
7. 前記処理周波数を「ナビセンサ処理周波数」とし、前記移動量検出部と前記制御部との間の通信の周波数を「通信周波数」とし、ｋを整数とするとき、
   「ナビセンサ処理周波数／（ｋ×通信周波数）」があらかじめ設定した範囲内に収まらないとき、前記補正部は、前記補正係数を用いた補正の代わりに、前記移動量検出部の前記検出値にローパスフィルタ処理を行う補正を実施する、
   請求項１～５のいずれか１項に記載のハンドヘルドプリンタ。

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