JP6209009B2 - 記録装置および記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の記録素子を備える記録ヘッドを用いて、紙などの記録媒体に画像を記録する記録装置および記録方法に関するものである。

例えば、インクジェット記録装置は、複数の記録素子としてのノズルが配列された記録ヘッドと、記録媒体と、を相対移動させつつ、記録データに基づいて複数のノズルから選択的にインクを吐出することにより、記録媒体上に画像を記録する。記録素子としてのノズルに、不具合が発生することによってインク滴の吐出不良が発生した場合には、記録品質を劣化させるおそれがある。そのため、それぞれのノズルについてインク滴の吐出特性を測定し、インクの吐出不良（機能不良）が発生しているノズル（吐出不良ノズル）に対応する記録データがあった場合に、その不良ノズルに代えて、他の正常なノズルからインクを吐出させる方法がある。

特許文献１には、１つのインク色について２つの記録ヘッドを用い、一方の記録ヘッドにおける吐出不良ノズルに代えて、他方の記録ヘッドにおける正常なノズルからインクを吐出させる方法が記載されている。この方法においては、一方の記録ヘッドの吐出不良ノズルに対応する記録データが他方の記録ヘッドの正常なノズルに割り当てられる。特許文献２には、吐出不良ノズルを駆動させないまま記録走査をした後、その後の記録走査において、その吐出不良ノズルによって記録すべき領域を他の正常なノズルによって記録する方法が記載されている。特許文献３には、吐出不良ノズルによって形成すべきドットが位置するラスターに対して、上下方向の少なくとも一方に隣接する他の正常のノズルによって補完ドットを形成する方法が記載されている。

特開２００１−０１００３０号公報 特許第３１７４５３９号公報 特開２００５−１６９８１７号公報

特許文献１に記載の方法の場合には、２つの記録ヘッドを備える必要があるため記録装置のコストやサイズの増大を招くおそれがある。また、特許文献２に記載の方法は、所定の記録領域に対して複数回の記録走査を実行することなるため、所定の記録領域を１回の記録走査によって記録する１パス記録方式やフルライン方式においては適用できない。また、特許文献３に記載の方法は、吐出不良ノズルによって形成すべきドットの周辺の画像の記録濃度によっては、正常のノズルによって形成した補完ドットのために白スジや黒スジが目立ってしまうおそれがある。

本発明の目的は、機能不良の記録素子の影響が目立たない画像を記録することができる記録装置を提供することにある。

本発明の記録装置は、複数の記録素子が所定の配列方向に配列された記録ヘッドを用い、前記配列方向と交差する方向に前記記録ヘッドと記録媒体を相対移動させつつ、記録データに基づいて前記複数の記録素子を選択的に機能させることにより、前記記録媒体に画像を記録する記録装置であって、前記複数の記録素子の中に機能不良の記録素子がある場合、該機能不良の記録素子に隣接する記録素子により、該機能不良の記録素子により記録されるべきデータを補完する補完手段と、前記機能不良の記録素子の周辺の記録素子が記録する画像の記録濃度を判定する濃度判定手段と、前記濃度判定手段によって判定される前記記録濃度に応じて、前記補完手段により前記機能不良の記録素子により記録されるべきデータを前記機能不良の記録素子の両側に隣接する記録素子により補完するか、または前記機能不良の記録素子の片側に隣接する記録素子により補完するかを選択する選択手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、機能不良の記録素子の影響が目立たない画像を記録することができる。

本発明の一実施形態としてのラインプリンタの概略斜視図である。 図１の記録ヘッドの概略構成図である。 図１の記録ヘッドの制御系の概略構成図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、画像濃度が高い場合の異なる補完例による記録結果の説明図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、画像濃度が中程度の場合の異なる補完例による記録結果の説明図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、画像濃度が高い場合の異なる補完例による記録結果の説明図である。画像濃度が低い場合の画像を示したものである。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態を例示する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明に係るフルラインタイプの記録装置（ラインプリンタ）の概略斜視図である。本例の記録装置においては、記録媒体１０１上の記録領域の幅方向全域に渡って延在する長尺な記録ヘッド１０２を用い、記録媒体１０１を矢印Ｙ方向へ搬送させながら、記録ヘッド１０２に備わる複数の記録素子によって画像を連続的に記録する。記録媒体１０１は、搬送ローラや搬送ベルトなどを用いる搬送機構によって、矢印Ｙ方向に連続的に搬送される。その搬送機構は、記録装置に備わるＣＰＵ（制御部）の制御下にある。記録ヘッド１０２としては種々の記録方式のものを採用することができ、例えば、インク滴を吐出可能なインクジェット記録ヘッド、およびインクリボンのインクを熱転写するサーマルヘッドなどが使用できる。また、記録媒体１０１は、本例のようにロール状に巻回された連続シートのみに限定されず、１ページ分ずつカットされたカットシートなどであってもよい。

ラインプリンタでは、記録に用いるインク色に対応する数の記録ヘッドが並列に搭載される。例えば、モノクロ画像を記録するラインプリンタには、単色のインクを用いる１種の記録ヘッドが搭載され、フルカラーの画像を記録するラインプリンタには、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクを用いる４種の記録ヘッドが搭載される。本例においては、モノクロ画像を記録するために１つの記録ヘッドが搭載されている。

図２は、記録ヘッド１０２の概略構成図である。記録ヘッド１０２には、所定の配列方向に沿って１〜ｎまでの多数の記録素子が配列されており、その配列方向は、矢印Ｙの搬送方向と交差（本例の場合は、直交）する。記録素子の数は、記録ヘッドのサイズや記録解像度によって異なる。本例においては、１２８０個の記録素子が配列されている。ラインプリンタでは、記録媒体１０１を矢印Ｙ方向に連続的に搬送しながら、記録データに従って記録ヘッド１０２の記録素子を選択的に駆動することにより、所望の画素を記録媒体１０１上に記録する。したがって、本例のラインプリンタにおいては、記録媒体上の所定の記録領域に対して、記録ヘッド１０２の１回の記録走査によって画像が記録されることになる。

本例における記録ヘッド１０２は、インクの吐出エネルギー発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を用いるインクジェット記録ヘッドである。この記録ヘッドは、ノズル内のインクを電気熱変換素子の発熱によって発泡させ、その発泡エネルギーを利用して、ノズル先端の吐出口からインク滴を吐出することができる。インクジェット記録ヘッドは、ピエゾ素子などの他の吐出エネルギー発生素子を用いたものであってもよい。

図３は、本例におけるラインプリンタの制御系の概略構成図である。記録データはプリントバッファ３０１に蓄えられており、補完制御部３０２は、記録媒体１０１の搬送に応じて、プリントバッファから記録データを１ライン分ずつ読み出す。インク不吐出位置を記憶する記憶部３０３には、インク不吐出（機能不良）の記録素子、つまりインクの吐出が不可能な記録素子が発生した場合に、その記録素子の位置（位置情報）が記憶される。インク不吐出の記録素子は、テストパターンの記録結果などから検出することができる。例えば、ラインプリンタに備わるＣＰＵの制御下において、記録ヘッド１０２によってテストパターンを記録し、その記録結果をラインプリンタに備わる読み取り装置によって読み取り、その読み取り結果から、インク不吐出の記録素子を検出してもよい。また、テストパターンの記録結果を目視することによって、インク不吐出の記録素子を検出して、その検出結果をラインプリンタに入力してもよい。

補完制御部３０２は、記憶部３０３から読み出した位置情報に基づいて、後述するように、その位置情報に対応するインク不吐出の記録素子の記録データを変更する。補完制御部３０２において処理された記録データは、ヘッド制御部３０４へ転送される。ヘッド制御部３０４は、記録ヘッド１０２に対して、所定のフォーマットで記録データを転送した後、記録素子を駆動するための駆動パルスを出力する。記録素子は、このように記録データに基づいて駆動されることにより、対応するノズル先端の吐出口からインク滴を吐出する。そのインク滴が記録媒体１０１上に着弾してドットを形成することにより、画像が記録される。図３における各構成要素は不図示のＣＰＵ（制御部）に接続されており、そのＣＰＵは、それらの構成要素を含むラインプリンタ全体の制御を行うと共に、各構成要素に対して種々のパラメータを設定する。

補完制御部３０２は、インクの不吐出（機能不良）が発生した記録素子に対応する記録データ、つまりインク不吐出の記録素子を駆動させるべき記録データが存在した場合に、その記録データを変更する。すなわち、インク不吐出の記録素子に代わって、その記録素子に隣接する正常の記録素子を駆動するように記録データを補完して、補完データを生成する。したがって、インク不吐出の記録素子によって形成されるべきドットに代わって、その記録素子に隣接する正常な記録素子によってドットが形成されることになる。ただし、インク不吐出の記録素子によって形成されるべきドットの周辺における画像の記録濃度（以下、「周辺の記録濃度」ともいう）Ｄが所定の第１のしきい値ＤＡ以上の場合（ＤＡ≦Ｄ）は、このような記録データの補完は行わない。

ここで記録濃度は、記録媒体１０１の単位領域当たり付与されるインクの付与量に対応する。すなわち、記録濃度は、記録媒体１０１の単位領域に対する記録素子からのインク滴の吐出数と、インク滴の１回の吐出により形成されるドットの面積と、の積に対応する。このような記録濃度は、ＣＰＵの制御下において不図示の濃度検出部によって、処理画素周辺の記録データ、記録ヘッド１０２のインクの吐出特性や記録密度、および記録媒体の種類にしたがって決定される。記録濃度の検出対象の範囲、つまりインク不吐出の記録素子に対応する記録位置の周辺の画像範囲は、後述するような記録データの補完が白スジや黒スジを目立たなくする上において有効となる範囲であり、インク、記録媒体、記録内容などに応じて設定される。記録濃度の検出対象の範囲は、インク不吐出の記録素子と、その両側に隣接する記録素子と、に対応する記録範囲を少なくとも含めばよい。

また、補完制御部３０２は、周辺の記録濃度Ｄが第１のしきい値ＤＡ未満、かつ所定の第２のしきい値ＤＢ以上の場合（ＤＢ≦Ｄ＜ＤＡ）には、インク不吐出の記録素子に代えて、その両側に隣接する記録素子を用いるように記録データを補完する。また、周辺の記録濃度Ｄが第２のしきい値ＤＢ未満の場合（Ｄ＜ＤＢ）には、インク不吐出の記録素子に代えて、その片側に隣接する記録素子を用いるように記録データを補完する。

図４は、画像の記録濃度が高く、インク不吐出の記録素子Ｍの周辺の記録濃度Ｄが第１のしきい値ＤＡ以上の場合（ＤＡ≦Ｄ）の記録画像の説明図である。このように、周辺の記録濃度Ｄが極めて高い場合は、記録素子Ｍに隣接する記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）によって形成されるドットが多いため、それらのドットの滲みによって、記録素子Ｍによって形成すべきドットが十分に補われることになる。図４（ａ）は、インク不吐出の記録素子Ｍに代えて隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）のいずれも用いなかった場合、つまり記録データを補完しなかった場合の記録結果である。図４（ｂ）は、記録素子Ｍに代えて隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）を用いるように、記録データを補完した場合の記録結果である。図４（ｃ）は、記録素子Ｍに代えて隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の一方を用いるように、記録データを補完した場合の記録結果である。

このように、周辺の記録濃度Ｄが第１のしきい値以上の場合（ＤＡ≦Ｄ）には、記録データの補完をしなかったときの記録結果（図４（ａ））と、それを補完したときの記録結果（図４（ｂ）、（ｃ））に大きな差がなかった。そのため本例においては、周辺の記録濃度Ｄが第１のしきい値ＤＡ以上の場合（ＤＡ≦Ｄ）に、補完制御部３０２が記録データを補完しない。第１のしきい値ＤＡは、それ以上に周辺の記録濃度Ｄが高くなったときに、記録データの補完の有無によって画像の記録結果が大きく変化しない値として設定される。

図５は、画像の記録濃度が中程度であって、インク不吐出の記録素子Ｍの周辺の記録濃度Ｄが第１のしきい値ＤＡ未満、かつ第２のしきい値ＤＢ以上の場合（ＤＢ≦Ｄ＜ＤＡ）の記録画像の説明図である。図５（ａ）は、記録素子Ｍに代えて隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）のいずれも用いなかった場合、つまり記録データを補完しなかった場合の記録結果である。図５（ｂ）は、記録素子Ｍに代えて隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の両方を用いるように、記録データを補完した場合の記録結果である。図５（ｃ）は、記録素子Ｍに代えて隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の一方（本例の場合は、記録素子（Ｍ−１））を用いるように、記録データを補完した場合の記録結果である。このように画像濃度が中程度の場合には、図５（ａ）のように記録データの補完をしなかったとき、および図５(c)のように記録データを補完したときにおいて、ドットが形成されない部分が白スジとして目立ってしまう。

そこで本例においては、周辺の記録濃度Ｄが第１のしきい値未満かつ第２のしきい値以上の場合（ＤＢ≦Ｄ＜ＤＡ）に、図５（ｂ）のように、インク不吐出の記録素子Ｍに代えて隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の両方を用いるように記録データを補完する。周辺の記録濃度Ｄが第１のしきい値ＤＡ未満かつ第２のしきい値ＤＢ以上の範囲（ＤＢ≦Ｄ＜ＤＡ）は、隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の両方を用いる補完によって、白スジを目立ち難くすることができる範囲として設定される。したがって、記録濃度ＤがＤＢ≦Ｄ＜ＤＡの範囲の第１の記録濃度のときは、隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の両方を用いるように記録データが補完される。

図６は、画像の記録濃度が低く、インク不吐出の記録素子Ｍの周辺の記録濃度Ｄが第２のしきい値未満（Ｄ＜ＤＢ）の記録画像の説明図である。図６（ａ）は、記録素子Ｍに代えて隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）のいずれも用いなかった場合、つまり記録データを補完しなかった場合の記録結果である。図６（ｂ）は、記録素子Ｍに代えて隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の両方を用いるように、記録データを補完した場合の記録結果である。図６（ｃ）は、記録素子Ｍに代えた隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の一方（本例の場合は、記録素子（Ｍ−１））を用いるように、記録データを補完した場合の記録結果である。このように画像濃度が低い場合には、図６（ａ）のように記録データの補完をしないと白スジが目立ってしまい、また図６（ｂ）のように記録データを補完したときには、ドットの重なり部分が黒スジとして目立ってしまう。

そのため本例においては、周辺の記録濃度Ｄが第２のしきい値ＤＢ未満（Ｄ＜ＤＢ）の場合（ＤＢ≦Ｄ＜ＤＡ）に、図６（ｃ）のように、記録素子Ｍに代えて隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の一方を用いるように、記録データを補完する。第２のしきい値ＤＢは、それ未満に周辺の記録濃度Ｄが低くなったときに、隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の一方によって補完することによって白スジや黒スジを目立ち難くすることができる値として設定される。したがって、記録濃度ＤがＤ＜ＤＢの範囲の第２の記録濃度のときは、隣接の記録素子（Ｍ−１），（Ｍ＋１）の一方を用いるように記録データが補完される。

以上のように、インク不吐出の記録素子によって記録すべきドットの周辺の記録濃度に応じて、記録データの補完方法を変更することにより、いずれの記録濃度の場合においても、インク不吐出の記録素子による画像品質への悪影響を確実に低減することができる。しきい値ＤＡ，ＤＢは、ドットおよび画像の滲みの程度に応じて異なる値に設定する。それらの滲みの程度は、インクや記録媒体の種類によっても異なるため、記録装置の開発段階において、実験により予め最適な値に設定しておくことが望ましい。

（他の実施形態）
上記の実施形態においては、記録媒体の所定領域に対して記録ヘッドの１回の記録走査によって画像を記録する記録装置として、ラインプリンタについて説明した。しかし本発明は、記録媒体の所定領域に対して、記録媒体と記録ヘッドとの１回の相対移動によって画像を記録する種々の記録装置に対して、広く適用可能である。例えば、記録ヘッドの主走査方向の移動と、記録媒体の副走査方向の搬送と、を繰り返して、画像を記録するシリアルスキャンタイプの記録装置において、１パス記録を実施する場合にも本発明を適用することができる。

また本発明は、インクジェット記録装置のみに限定されず、インクリボンのインクを熱転写するサーマルヘッド等、種々の記録素子を用いる記録装置に対して広く適用することができる。

１０１ 記録媒体
１０２ 記録ヘッド
３０２ 補完制御部（補完制御手段）
３０３ 不吐位置の記憶部（記憶手段）
３０４ ヘッド制御部

Claims (9)

1. 複数の記録素子が所定の配列方向に配列された記録ヘッドを用い、前記配列方向と交差する方向に前記記録ヘッドと記録媒体を相対移動させつつ、記録データに基づいて前記複数の記録素子を選択的に機能させることにより、前記記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
   前記複数の記録素子の中に機能不良の記録素子がある場合、該機能不良の記録素子に隣接する記録素子により、該機能不良の記録素子により記録されるべきデータを補完する補完手段と、
   前記機能不良の記録素子の周辺の記録素子が記録する画像の記録濃度を判定する濃度判定手段と、
   前記濃度判定手段によって判定される前記記録濃度に応じて、前記補完手段により前記機能不良の記録素子により記録されるべきデータを前記機能不良の記録素子の両側に隣接する記録素子により補完するか、または前記機能不良の記録素子の片側に隣接する記録素子により補完するかを選択する選択手段と、
   を有することを特徴とする記録装置。
2. 複数の記録素子が所定の配列方向に配列された記録ヘッドを用い、前記配列方向と交差する方向に前記記録ヘッドと記録媒体を相対移動させつつ、記録データに基づいて前記複数の記録素子を選択的に機能させることにより、前記記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
   前記複数の記録素子の中に機能不良の記録素子がある場合、該機能不良の記録素子に隣接する記録素子により、該機能不良の記録素子により記録されるべきデータを補完する補完手段と、
   前記機能不良の記録素子の周辺の記録素子が記録する画像の記録濃度を判定する濃度判定手段と、
   前記濃度判定手段によって判定される前記記録濃度に応じて、前記補完手段により前記機能不良の記録素子により記録されるべきデータを前記機能不良の記録素子に隣接するどの記録素子により補完するかを選択する選択手段と、
   を有することを特徴とする記録装置。
3. 前記選択手段は、前記濃度判定手段によって判定される前記記録濃度が第１の記録濃度のときに、前記機能不良の記録素子により記録されるべきデータを前記機能不良の記録素子の両側に隣接する記録素子による補完を選択し、前記濃度判定手段によって判定される前記記録濃度が前記第１の記録濃度よりも低い第２の記録濃度のときに、前記機能不良の記録素子により記録されるべきデータを前記機能不良の記録素子の片側に隣接する記録素子による補完を選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録装置。
4. 前記選択手段は、前記濃度判定手段によって判定される前記記録濃度が前記第１の記録濃度よりも高い第３の記録濃度のときは、前記機能不良の記録素子により記録されるべきデータを前記機能不良の記録素子の両側に隣接するいずれの記録素子による補完もしないことを選択することを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記記録素子は、前記記録データに基づいて機能することにより前記記録媒体にインクを付与し、
   前記濃度判定手段は、前記記録媒体の単位領域当たりに付与される前記インクの付与量に基づいて前記記録濃度を判定する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記濃度判定手段は、前記インクの種類または前記記録媒体の種類に基づいて、前記記録濃度を判定することを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記記録素子は、前記記録データに基づいてインクを吐出可能なノズルを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 複数の記録素子が所定の配列方向に配列された記録ヘッドを用い、前記配列方向と交差する方向に前記記録ヘッドと記録媒体を相対移動させつつ、記録データに基づいて前記複数の記録素子を選択的に機能させることにより、前記記録媒体に画像を記録する記録方法であって、
   前記複数の記録素子の中に機能不良の記録素子がある場合、該機能不良の記録素子に隣接する記録素子により、該機能不良の記録素子により記録されるべきデータを補完する補完工程と、
   前記機能不良の記録素子の周辺の記録素子が記録する画像の記録濃度を判定する濃度判定工程と、
   前記濃度判定工程によって判定される前記記録濃度に応じて、前記補完工程において前記機能不良の記録素子により記録されるべきデータを前記機能不良の記録素子の両側に隣接する記録素子により補完するか、または前記機能不良の記録素子の片側に隣接する記録素子により補完するかを選択する選択工程と、
   を含むことを特徴とする記録方法。
9. 複数の記録素子が所定の配列方向に配列された記録ヘッドを用い、前記配列方向と交差する方向に前記記録ヘッドと記録媒体を相対移動させつつ、記録データに基づいて前記複数の記録素子を選択的に機能させることにより、前記記録媒体に画像を記録する記録方法であって、
   前記複数の記録素子の中に機能不良の記録素子がある場合、該機能不良の記録素子に隣接する記録素子により、該機能不良の記録素子により記録されるべきデータを補完する補完工程と、
   前記機能不良の記録素子の周辺の記録素子が記録する画像の記録濃度を判定する濃度判定工程と、
   前記濃度判定工程において判定される前記記録濃度に応じて、前記補完工程において前記機能不良の記録素子により記録されるべきデータを前記機能不良の記録素子に隣接するどの記録素子により補完するかを選択する選択工程と、
   を含むことを特徴とする記録方法。

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