JP6391455B2 - 記録装置および記録方法 - Google Patents

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Description

本発明は記録装置および記録方法に関する。
一般的なインクジェットプリンタにおいては、各ノズル列の間には間隔があることから、この間隔によって生じるインクの吐出タイミングのずれを調整している。フルライン型のインクジェットプリンタの場合、各色のヘッドが記録媒体の搬送方向に複数配置されているので、各色ヘッド間の距離が大きくなり、搬送誤差を生じた場合の吐出タイミングのズレは大きくなる。それによって、線画像の乱れや色味の変化等の画像弊害を生じる。特許文献1には、記録中に搬送誤差による着弾ズレを検知し吐出タイミングを補正することで記録位置を調整するという先行技術が開示されている。また、特許文献2には、画像間に着弾ズレを検知するパターンを記録して検知パターン形成領域の搬送方向の長さを動作環境(温度、累積駆動時間)によって決定する先行技術が開示されている。
特開2005−138374号公報 特開2008−175966号公報
しかしながら、搬送誤差は上記動作環境以外の要因でずれることがわかっている。具体的には紙の吸湿状態や紙種、紙幅などによっても変わり、それらの因子により紙の硬さや搬送ローラと紙との摩擦力が変わり搬送速度が変動してしまうと考えられる。そのため、上記特許文献2のように累積駆動時間に基づいて検知パターンの長さを決定したのみでは、検知パターンの形成領域が必要以上に長くなり、記録媒体の消費量が大きくなってしまう懸念がある。また、必要十分な長さの領域を取ることができず、検知パターンと記録画像とが部分的に重複してしまい、記録位置の検知が正確に出来ないことが懸念される。本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、記録媒体の消費を抑制しながら検知パターンを適切な領域に形成することができる記録装置を提供することを目的とする。
本発明は上記を鑑みなされたものであって、インクを吐出する複数のノズルが所定方向に配列されることで構成され、前記所定方向と交差する方向に並ぶように配置された第1、第2のノズル列それぞれに対して記録媒体を前記所定方向と交差する方向に相対的に搬送させながら、前記第1のノズル列と前記第2のノズル列とのそれぞれの前記ノズルからインクを吐出させて前記記録媒体に画像の記録を行う記録装置であって、前記記録媒体上での前記交差する方向における前記第1のノズル列による記録位置と前記第2のノズル列による記録位置とのずれ量に関する情報を取得するために用いられるずれ量取得用のパターンが前記画像の記録領域同士の間に記録されるように、前記第1、第2のノズル列に複数の前記パターンを所定の時間間隔で前記記録媒体へ記録させ、前記パターンが記録された後に、前記交差する方向における各前記パターンの記録領域の上流側に、複数の前記画像それぞれを前記第1、第2のノズル列に記録させる記録制御手段と、前記パターンの読み取り結果に基づき前記情報を取得する取得手段と、前記パターンの記録の後に行われる前記第1のノズル列と前記第2のノズル列による記録において、前記取得手段により取得された前記情報と対応する前記ずれ量に基づいて前記第1のノズル列と前記第2のノズル列との間の相対的な記録位置の調整を行う調整手段と、を有し、前記記録制御手段は、先に記録した前記パターンの前記読み取り結果に基づいて、次回に記録する前記パターンの記録領域の前記交差方向における長さを決定することを特徴とする。
本発明によれば、記録媒体の消費を抑制しながら検知パターンを適切な領域に形成することができる記録位置を提供することが可能となる。
本発明の一実施の形態に係わるインクジェット記録装置の内部構成の一例を示す図。 片面記録時及び両面記録時における記録処理の流れを説明するための図。 図1に示す制御部13の構成を示す図。 図1に示す制御部13により実現される機能的な構成の一例を示す図。 記録ヘッドの概要を示す図。 複数の記録ヘッドのレイアウトを示す図。 第1の実施形態における印刷パターンのレイアウトを示す図。 着弾ズレ解析パターンを示す図。 タイルパターンの一例を示す図。 ずれ量を算出する方法を説明するための図。 第1の実施形態における着弾ズレ解析パターン全体を示す図。 第1の実施形態における制御のフローチャートを示す図。 カットマーク検知の概要を示す図。 第2の実施形態における印刷パターンのレイアウトを示す図。 カットマークパターンと光学センサとの関係を示す図。 第2の実施形態に係る記録位置ずれ測定パターンの一例を示す図。
以下、本発明の第一の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、インクジェット記録方式を用いた記録装置を例に挙げて説明する。記録装置としては、例えば、記録機能のみを有するシングルファンクションプリンタであってもよいし、また、例えば、記録機能、FAX機能、スキャナ機能等の複数の機能を有するマルチファンクションプリンタであっても良い。また、例えば、カラーフィルタ、電子デバイス、光学デバイス、微小構造物等を所定の記録方式で製造するための製造装置であっても良い。
なお、以下の説明において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。更に人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かも問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン、構造物等を形成する、又は媒体の加工を行なう場合も表す。
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表す。
更に、「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成又は記録媒体の加工、或いはインクの処理(例えば、記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化)に供され得る液体を表す。
(実施形態1)
図1は、本発明の一実施の形態に係わるインクジェット記録装置(以下、単に記録装置と呼ぶ)20の内部構成の一例を示す図である。本実施形態に係わる記録装置20としては、ロール状に巻かれた連続シートを使用し、片面記録及び両面記録の両方に対応した高速ラインプリンタを例に挙げて説明する。このような記録装置は、例えば、プリントラボ等における大量枚数のプリントの分野に適している。
記録装置20の内部には、シート供給部1と、デカール部2と、斜行矯正部3と、記録部4と、検査部5と、カッター部6と、情報記録部7と、乾燥部8と、シート巻取部9と、排出搬送部10とが設けられている。この他、記録装置20の内部には、ソータ部11、排出トレイ12、制御部13等も設けられる。
記録媒体(この場合、シート)は、(図中に実線で示す)シート搬送経路に沿ってローラ対やベルトとを具備する搬送機構によって搬送される。この搬送経路上において、記録装置20に設けられた各部は、シートに対して各種処理を行なう。
シート供給部1は、ロール状に巻かれた連続シート51を収納して供給する。シート供給部1は、2つのロールRを収納可能に構成されており、択一的にシートを引き出して供給する。なお、収納可能なロールは、必ずしも2つである必要はなく、1つ或いは3つ以上のロールを収納可能に構成されていても良い。
デカール部2は、シート供給部1から供給されたシートのカール(反り)を軽減させる。デカール部2では、1つの駆動ローラに対して2つのピンチローラを用いて、逆向きの反りを与えるようにシートを湾曲させる。これにより、シートのカールを軽減させる。
斜行矯正部3は、デカール部2を通過したシートの斜行(本来の進行方向に対する傾き)を矯正する。斜行矯正部3では、基準となる側のシート端部をガイド部材に押し付けることにより、シートの斜行を矯正する。
記録部4は、搬送されるシート上に画像を形成し記録を行なう。記録部4には、シートを搬送する複数の搬送ローラの他、複数のインクジェット記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドと呼ぶ)14が設けられる。各記録ヘッド14は、フルラインタイプの記録ヘッドで構成され、使用が想定されるシートの最大幅をカバーするように、使用シートの最大幅に相当するあるいはそれより長い記録幅を有している。
記録ヘッド14は、複数の記録ヘッドが搬送方向に沿って平行に並べられている形態をとっている。本実施形態においては、K(ブラック)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、の4色に対応した4つの記録ヘッドが設けられる。記録ヘッドの並び順は、シート搬送方向の上流側から、K、C、M、Yとなっており、それぞれの記録ヘッドは、シート搬送方向に沿ってその記録幅を揃えて配置される。なお、色数及び記録ヘッドの数は、必ずしも4つである必要はなく、適宜変更できる。インクジェット方式は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、MEMS素子を用いた方式等を採用することができる。各色のインクは、インクタンクからそれぞれインクチューブを介して記録ヘッド14に供給される。
検査部5では、CCDラインセンサ17で例示される光学的センサで画像の読み取り検査が行なわれる。CCDラインセンサ17は、例えば、2次元イメージセンサで構成され、シート搬送方向と直交あるいはほぼ直交するように交差する方向(ノズル配列方向)に読取素子が複数並べられている。この他、検査部5には、発光素子等も設けられる。このような構成により、検査部5においては、記録部4でシートに記録されたパターンや画像を光学的に読み取り、記録ヘッド14のノズルの状態、シートの搬送状態、画像の位置等を検査する。
カッター部6は、画像記録後のシートを所定の長さにカッターCでカットする機構である。カッター部6には、シートを次工程に送り出すために複数の搬送ローラが設けられる。
情報記録部7は、カットされたシートの裏面にシリアル番号や日付などの情報を記録する。乾燥部8は、記録部4で画像が記録されたシートを加熱して、付与されたインクを(短時間に)乾燥させる。乾燥部8には、シートを次工程に送り出すための搬送ベルトや搬送ローラが設けられる。
シート巻取部9は、両面記録を行なう際に、シート表面の記録が完了した連続シートを一時的に巻き取る。シート巻取部9には、シートを巻き取るために回転する巻取ドラムが設けられる。シート表面の記録が済んだ後、カッター部6でカットされていない連続シートは、巻取ドラムに一時的に巻き取られる。巻き取りが終われば、巻取ドラムが逆回転し、巻き取られたシートは、デカール部2を経て記録部4に送られる。このシートは、表裏反転しているため、記録部4では、シート裏面に記録を行なうことができる。両面記録についての具体的な動作については後述する。
排出搬送部10は、カッター部6でカットされた後、乾燥部8で乾燥させられたシートをソータ部11まで搬送する。ソータ部11は、画像が記録されたシートを排出トレイ12に排出する。このとき、異なる排出トレイ12に振り分けてシートを排出する場合もある。
制御部13は、記録装置20における各部の制御を司る。制御部13は、例えば、CPU、メモリ、各種I/Oインターフェース等を備えたコントローラ15と、電源とを具備して構成される。記録装置20の動作は、コントローラ15又はコントローラ15にI/Oインターフェースを介して接続される外部機器16(ホストコンピュータ等)からの指令に基づいて制御される。
次に、図2(a)及び図2(b)を用いて、記録処理時の基本的な動作の流れについて説明する。記録処理は、片面記録と両面記録とでは動作が異なるので、それぞれについて説明する。
ここで、図2(a)は、片面記録時の動作を説明するための図である。図2(a)には、シート供給部1から供給されたシートに画像が記録された後、当該シートが排出トレイ12に排出されるまでの搬送経路が太線で示されている。
シート供給部1からシートが供給されると、デカール部2及び斜行矯正部3において、それぞれ処理された後、記録部4において、当該シート表面に画像が記録される。画像が記録されたシートは、検査部5を経た後、カッター部6において、所定長さ毎にカットされる。カットされたシートは、情報記録部7において、必要に応じてその裏面に日付等の情報が記録される。その後、シートは、乾燥部8において、一枚ずつ乾燥された後、排出搬送部10を経由してソータ部11の排出トレイ12に排出される。
図2(b)は、両面記録時の動作を説明するための図である。両面記録時には、シート表面に対する記録シーケンスに続いて、シート裏面に対する記録シーケンスが実施される。なお、図2(b)には、両面記録時にシート表面に画像を記録する際の搬送経路が太線で示されている。
ここで、シート供給部1から検査部5までの各ユニットでの動作は、図2(a)を用いて説明した片面記録時の動作と同様となる。相違点としては、カッター部6以降の処理となる。具体的には、シートがカッター部6に搬送されると、カッター部6においては、所定の長さ毎にシートをカットせず、連続シートの記録領域の後端をカットする。乾燥部8にシートが搬送されると、乾燥部8においては、シート表面のインクを乾燥させた後、排出搬送部10ではなく、シート巻取部9にシートを搬送する。搬送されたシートは、順方向(図2(b)の場合、逆時計回り方向)に回転するシート巻取部9の巻取ドラムに巻き取られる。すなわち、巻取ドラムによりシート後端(カット位置)まで全て巻き取られる。なお、カッター部6においてカットされたシートにおけるカット位置よりも搬送方向上流側の連続シートは、シート先端(カット位置)がデカール部2に残らないように、シート供給部1に巻き戻される。
このようにしてシート表面に対する記録シーケンスが終わると、シート裏面の記録シーケンスが始まる。このシーケンスが始まると、巻取ドラムが巻き取り時とは逆方向(図2(b)においては、時計回り方向)に回転する。巻き取られたシートの端部(巻き取り時のシート後端は、送り出し時にはシート先端になる)は、デカール部2に搬送される。デカール部2においては、シート表面への画像の記録時とは逆向きにシートのカールを矯正する。これは、巻取ドラムに巻かれたシートは、シート供給部1でのロールRとは表裏反転して巻かれており、逆向きのカールとなっているためである。
その後、シートは、斜行矯正部3を経た後、記録部4に搬送され、シート裏面に画像が記録される。画像が記録されたシートは、検査部5を経た後、カッター部6において、所定の長さ毎にカットされる。カットされたシートは、両面に画像が記録されているので、情報記録部7において、日付等の情報の記録は行なわれない。その後、シートは、乾燥部8及び排出搬送部10を経由して、ソータ部11の排出トレイ12に排出される。
次に、図3は、本実施形態に係る、制御部13を説明するためのブロック図である。CPU201、ROM202、RAM203、画像処理部207、エンジン制御部208、スキャナ制御部209が主に制御ユニット108に含まれる。そして、制御ユニット108にHDD204、操作部206、外部I/F205などがシステムバス210を介して接続される。
CPU201は、マイクロプロセッサ(マイクロコンピュータ)形態の中央演算処理部であり、図1の制御部13に含まれる。CPU201は、プログラムの実行やハードウェアの起動により記録装置20全体の動作を制御する。ROM202は、CPU201が実行するためのプログラムや記録装置20の各種動作に必要な固定データを格納する。RAM203は、CPU201のワークエリアとして用いられたり、種々の受信データの一時格納領域として用いられたり、各種設定データを記憶させたりする。HDD204は、CPU201が実行するためのプログラム、印刷データ、画像形成装置200の各種動作に必要な設定情報を、内蔵するハードディスクに記憶させたり、読み出したりすることが可能である。なお、HDD204に代えて、他の大容量記憶装置としてもよい。
操作部206は、ユーザーが種々の操作を行うためのハードキーやタッチパネル、またユーザーに種々の情報を提示(通知)するための表示部(不図示)を含み、図1のコントローラ15に対応するものである。またユーザーへの情報の提示は音声発生器からの音響情報に基づく音響(ブザー、音声等)を出力することによっても行うこともできる。
画像処理部207は、記録装置20で扱う印刷データ(例えば、ページ記述言語で表されたデータ)の画像データ(ビットマップ画像)への展開(変換)や画像処理を行う。入力された印刷データに含まれる画像データの色空間(たとえばYCbCr)を、標準的なRGB色空間(たとえばsRGB)に変換する。また、画像データに対し、有効な(記録装置20が印刷処理可能な)画素数への解像度変換、画像解析、画像補正等、様々な画像処理が必要に応じて施される。これらの画像処理によって得られた画像データは、RAM203または、HDD204に格納される。
エンジン制御部208は、CPU201等から受信した制御コマンドに応じて、印刷データに基づく画像をシート上に印刷する処理の制御を行う記録制御手段として機能する。各色の記録ヘッド14へのインク吐出指示や、記録媒体上でのドット位置(インクの着弾位置)を調整するための吐出タイミング設定、ヘッド駆動状態取得に基づく調整等を行う。印刷データに応じて記録ヘッドの駆動制御を行い、記録ヘッドからインクを吐出させシート上に画像を形成させる。また、給紙ローラの駆動指示、搬送ローラの駆動指示、搬送ローラの回転状況取得等を行う等、給紙ローラ、搬送ローラの制御を行い、シートを適切な速度及び経路で搬送および停止させる。
スキャナ制御部209は、CPU201等から受信した制御コマンドに応じて、イメージセンサーの制御を行い、シート上の画像を読取り、赤(R)、緑(G)および青(B)色のアナログ輝度データを取得し、デジタルデータに変換する。イメージセンサーとしては、CCDイメージセンサーやCMOSイメージセンサー等を採用可能である。また、イメージセンサーはリニアイメージセンサーとしてもエリアイメージセンサーとしてもよい。また、スキャナ制御部209は、イメージセンサーの駆動指示、該駆動に基づくイメージセンサーの状況取得を行い、イメージセンサーから取得した輝度データを解析し、記録ヘッド14からのインクの不吐やシートの切断位置の検出等を行う。スキャナ制御部209で画像が正しく印刷されていると判定されたシートは、シート上のインクの乾燥処理が施された後に、指定されたソータ部11のトレイに排紙される。
ホスト装置16は、上述した外部装置に対応し、本記録装置20の外部に接続され、記録装置20に印刷を行わせるための画像データの供給源となる装置であり、種々の印刷ジョブのオーダーを発行する。ホスト装置16は、汎用のパーソナルコンピュータ(PC)として実現してもよいし、他のタイプのデータ供給装置としてもよい。他のタイプのデータ供給装置としては、画像をキャプチャーして画像データを生成する画像キャプチャー装置がある。画像キャプチャー装置は、原稿上の画像を読み取って画像データを生成するリーダ(スキャナ)、ネガフィルムやポジフィルムを読み取って画像データを生成するフィルムスキャナなどである。また、画像キャプチャー装置の他の例として静止画を撮影してデジタル画像データを生成するデジタルカメラ、動画を撮影して動画像データを生成するデジタルビデオもある。その他、ネットワーク上にフォトストレージを設置したり、着脱可能な可搬性メモリを挿入するソケットを設けたりし、フォトストレージや可搬性メモリに格納された画像ファイルを読み出して画像データに生成して印刷するものとしてもよい。また、汎用的なPCに代え、記録装置専用の端末とするなど、種々のデータ供給装置としてもよい。これらのデータ供給装置は画像形成装置の構成要素としてもよいし、記録装置20の外部に接続した別の装置としてもよい。また、ホスト装置16をPCとした場合、PCの記憶装置に、OS、画像データを生成するアプリケーションソフトウェア、記録装置20用のプリンタドライバがインストールされる。プリンタドライバは、記録装置20を制御したり、アプリケーションソフトウェアから供給された画像データを記録装置20が扱える形式に変換して印刷データを生成したりする。また、印刷データから画像データへの変換をホスト装置16側で行ってから記録装置20に供給するようにしてもよい。なお、以上の処理の全てをソフトウェアで実現することは必須ではなく、一部または全部をハードウェアによって実現するようにしてもよい。ホスト装置16から供給される画像データやその他のコマンド、更にステータス信号等は、外部I/F205を介して記録装置20と送受信可能である。外部I/F205はローカルI/FであってもネットワークI/Fであってもよい。また、外部I/F205は、有線による接続であっても無線による接続であっても構わない。
記録装置20内の上記した各構成はシステムバス210を介して接続され、互いに通信可能である。なお、以上の例では、1つのCPU201が図1に示した記録装置20内の全ての構成要素を制御するものとしたが、この構成以外としてもよい。即ち、各機能ブロックのいくつかが別途CPUを備え、それぞれのCPUによって個別に制御するものとしてもよい。また、各機能ブロックは図2に示した構成以外の分担のさせ方により個別の処理部または制御部として適宜分割したり、いくつかを統合したりするなど、種々の形態を採用可能である。また、メモリからのデータの読み出しにはDMAC(Direct Memory Access Controller)も用いることもできる。
図4を用いて、図3に示すエンジン制御部208により実現される機能的な構成の一例について説明する。なお、図4に示す機能的な構成は、例えば、CPUが、メモリ等に格納されたプログラムを読み出し実行することにより実現される。
エンジン制御部208には、機能的な構成として、パターン形成制御部21と、パターン読取結果取得部22と、ずれ量算出部23と、補正部24とが具備される。
パターン形成制御部21は、各記録ヘッド14における各ノズル列から吐出されるインクの着弾位置(付着位置)のずれ量を取得するために用いられるずれ量取得用の位置ずれ測定パターンの記録を制御するための記録制御手段として機能する。位置ずれ測定パターンの詳細については、後述するが図7に示す構成となる。
パターン読取結果取得部22は、記録媒体上(シート)に記録された位置ずれ測定パターンの読み取り結果を取得する。なお、位置ずれ測定パターンは、検査部5に設けられたCCDラインセンサ17等の読取素子を用いて読み取られる。
ずれ量算出部23は、記録位置ずれ測定パターンの読取結果に基づいて、記録ヘッド内及び各記録ヘッド間で製造誤差や取付誤差等に起因して生じているずれ量を算出する。言い換えれば、理想的なインクの着弾位置に対する実際のインクの着弾位置のずれ量を算出する。
補正部24は、ずれ量算出部23により算出されたずれ量に基づいて、各記録ヘッドにおけるノズルから吐出されるインクの着弾位置のずれを補正することにより各記録ヘッドのノズル列の記録位置を調整する調整手段として機能する。補正部24による補正は、補正後に行う記録位置ずれ測定パターンの記録にも適用される。補正部24には、各ノズルからのインクの吐出タイミングを制御する吐出タイミング制御部25と、記録に使用するノズルの領域をシフトさせるシフト処理部26とが設けられる。以上が、制御部13上に実現される機能的な構成の一例についての説明である。
次に、図5を用いて、図1に示す記録装置20における記録ヘッド14の構成の一例について説明する。記録ヘッド14は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色の記録ヘッドで構成されている。シート搬送方向に沿った方向をX方向とし、シート搬送方向に直交する方向をY方向として示している。なお、以降の図面においても、X方向及びY方向はここに示す定義となる。各色に対応した複数の記録ヘッド各々は、同様の構成であるため、当該複数の記録ヘッドのうちの1つの色に対応する記録ヘッドを例に挙げて説明する。
記録ヘッド14には、例えば、シリコン基板に積層されたノズル構成部材を備え、図中のY方向における有効吐出幅が約1インチの長さを持つ8枚のチップ31〜38が、支持部材であるベース基板(ここでは不図示)に千鳥状に配置されている。各チップはノズル配列方向(Y方向)の両端部に設けられた電極部(不図示)でフレキシブル配線基板(不図示)とワイヤボンディングにより電気的に接続されている。
各チップ31〜38には、インクを吐出するためのノズルが所定方向(ここではY方向)に配列されたノズル列がY方向の交差方向であるX方向に複数列並ぶように配置されている。より具体的には、8列のノズル列(ノズル列A、ノズル列B、ノズル列C、ノズル列D、ノズル列E、ノズル列F、ノズル列G、ノズル列H)が平行に配置されている。チップ31〜38同士は、それぞれ所定数のノズル分だけオーバーラップした構成となっている。より具体的には、互いに隣接するチップにおけるノズル列の一部のノズルが互いにY方向(ノズル配列方向)に重複して配置される。
また、各チップ31〜38には、例えば、チップの温度を計測する温度センサ(不図示)等も設けられている。各ノズル(吐出口)は、例えば、発熱抵抗素子から構成される記録素子(ヒータ)が設けられている。記録素子は、通電加熱してインクを発泡させ、その運動エネルギーで吐出口からインクを吐出させる。
記録ヘッド14は、有効吐出幅が約8インチの長さを有し、その長さはA4の記録媒体の短辺方向の長さをカバーする長さであり、1回の走査により画像の記録を完成させることができる。
次に、図6を用いて、図5に示す記録ヘッド14から吐出されるインクの記録中の着弾位置のずれについて説明する。記録ヘッド14は色毎にX方向に一定距離Dを隔てて並べられる。各色の記録ヘッドに対向する位置を記録媒体51が搬送される際に各記録ヘッドからシート51にインクが吐出して画像を記録する。シート51を搬送する際の搬送速度が変動することで、各色の記録ヘッドから吐出されるインクの着弾位置がずれることになる。その際、搬送方向(X方向)の最も上流側のKのヘッドとX方向の最も下流側のYとはX方向において最も離れた組み合わせとなり、搬送速度変動による着弾ズレは他の組み合わせ間のズレに比べて大きくなる。着弾ズレが大きいと視認されるような文字や罫線のずれ、複数色で形成している画像の色ずれなどが生ずる場合がある。そのため、本実施形態においては、記録中に各色の記録ヘッド間の記録位置のズレ量を測定して、その測定結果に基づいて記録位置を補正することで上記の画質の悪化の発生を抑制させる仕組みを備える。
図7は、記録位置のズレ量に関する情報を取得するための記録位置のずれ量測定の仕組みを説明する図である。図7は画像および後述する各種パターンが記録されたシート51を示している。61は先頭パターンであり、印字開始にあたって必要な余白や吐出性能回復のための予備吐出印字の印字パターンである。ここでは、先頭パターン61はシート51の搬送方向における先頭側の端側に設けられている。62はシート51をカットするためのカットマークや画像間における吐出性能回復のための非画像部の印字パターンである。63はユーザーが記録したい記録画像が形成される画像の記録領域であり、64、65は記録位置ずれ測定パターンが形成される領域である。図7で示すように、位置ずれ測定パターンは画像記録領域同士の間の非画像部に一定間隔で記録されている。これは、パターン読み取り、ずれ量算出、補正の流れに一定の時間を必要とするからである。この記録位置ずれ測定パターンを検査部5によって読み取り、上述したようにずれ量算出部23によりずれ量が算出される。領域64の記録位置ずれ測定パターンにより算出されたずれ量は記録位置の調整手段としての補正部24により記録位置を調整することで補正される。補正は前回の記録位置ずれ測定パターン(領域64)から所定の時間間隔をおいて次の領域65の記録位置ずれ測定パターンを記録するまでには、完了され、補正した後、記録位置ずれ測定パターン(領域65)を記録するまでは補正が反映された記録画像が記録される。
図8に記録位置の調整を行うために記録位置ずれを測定するための記録位置ずれ測定パターンを図示する。71は検知マークであり、二重丸の模様である。検査部5はCCDラインセンサ17によって読み取った画像中の検知マーク71を検出して解析を開始する。72、73、74、75は記録位置ずれ測定用パターンに含まれる矩形のタイルパターンを示しており、72はブラック(K)、73はシアン(C)、74はマゼンタ(M)、75はイエロー(Y)で記録される。これらをパターンマッチングによってその位置を検出する。各色のタイルパターンはX方向における同じ位置に記録すべきデータとして記録ヘッドに入力され、記録ヘッドは入力データに基づきパターンの記録を行なう。各色のパターン間のX方向のずれ量が補正すべき記録位置のずれ量と対応する。ここで、タイルパターンは全て同一のドットパターンで形成され、各色のヘッド14の同じ位置のチップの同じ位置のノズル列(本実施形態においては、X方向のノズル列H)で記録される。すなわち、タイルパターン72〜75は、各記録ヘッド内で対応する位置に配置されたチップ内における所定の位置に配置されたノズル列を用いて記録される。本形態では各色のヘッド14のY方向において一番端のチップそれぞれの、搬送方向のもっとも下流のノズル列Hそれぞれの異なる部分を用いて互いのパターンが重ならずにY方向に並ぶように記録される。図8に示すタイルパターンは、図9に示すように、ランダムなドットパターンとなっている。タイルパターンは、全て同一のパターンで記録されている。そのため、タイルパターン間でパターンマッチングを行ない、タイルパターンの中で最も相関の高いパターン間における距離(画素数)を算出する。理想位置におけるタイルパターン間の画素数と、算出したタイルパターン間の画素数との差から各種ずれ量を算出する。なお、パターンマッチング法には、特開2010−105203に開示されているような一般的な手法を採用すれば良い。
次に、図10を用いて、複数の記録ヘッド間で生じるずれ量を算出する方法について説明する。このずれ量は、図8に示すタイルパターン72〜75の相対的な位置関係に基づいて求められる。なお、本実施形態において、記録ヘッド間のずれ量は、ブラック(K)の記録ヘッドで記録したタイルパターンに対して各記録ヘッドで記録したタイルパターンのずれ量を算出することで求める。ブラック(K)の記録ヘッド14のノズル列Hで記録されたタイルパターン91及び95を結んだ直線96に対して、シアン(C)の記録ヘッドで記録したタイルパターン92から垂線を結び、その垂線の距離を算出する。そして、この距離と理想位置における距離との差を、ブラック(K)に対するシアン(C)の記録ヘッド間のずれ量(X)として算出する。また、タイルパターン91から直線96に対して直交する直線97を引き、タイルパターン92から直線97に対して垂線を結び、その垂線の距離を算出する。そして、この距離と理想位置における距離との差を、ブラック(K)に対するシアン(C)の記録ヘッド間のずれ量(Y)として算出する。なお、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)の記録ヘッドに対してもシアン(C)の記録ヘッドと同様にしてブラック(K)に対する記録ヘッド間のずれ量(X)及び(Y)を算出することができる。
図11に図7に示した記録位置ずれ測定パターンの詳細を示す。図11(a)は図7の64、図11(b)は図7の65、図11(c)は図7の66の記録位置ずれ測定パターンである。図11(a)の101および102、図11(b)の103および104、図11(c)の105および106の部分はそれぞれずれ量解析のための余白部である。
図11において、(a)ではタイルパターンと画像とが一部重複してしまっている。これは搬送速度の変動があった場合に、搬送上流のBkに対して搬送下流側のヘッドほど、搬送方向のずれ量が大きくなってしまい、Bkで記録された画像とイエローのタイルパターンが重複してしまったのである。タイルパターンが画像にかぶってしまうと、正しくパターンマッチングができずにずれ量の解析ができない場合があるなど誤解析につながる。そのため、このような状態が検知されたらば、次回に記録位置ずれ測定パターンを記録する際には、図11(b)のように103、104のようにずれ量解析のための余白を十分にとって、記録するパターンを記録する。図7における65の記録位置ずれ測定パターンを記録する際は、前回の64の記録位置ずれ測定パターンの読み取り結果を反映して記録位置ずれ測定パターンの記録領域のX方向の長さを決定する。64の記録位置ずれ測定パターンでのずれが大きく正しく解析できないと判断した場合は、65の記録位置ずれ測定パターンでの余白量を相対的に大きくして正しく解析できるようにする。つまり、103および104の長さは101および102の長さよりも相対的に長くする。そのため、記録位置ずれ測定パターンの誤解析を防止できる。
また、(b)ではずれ量解析のための余白が十分なため正しくずれ量が解析でき、66の記録位置ずれ測定パターン記録の際には、65の記録位置ずれ測定パターンの解析結果を反映することができる。そのため、66の記録位置ずれ測定パターンのずれ量は65の記録位置ずれ測定パターンのずれ量よりも小さくすることができるため、105および106の長さは103および104よりも短くすることができる(図11(c))。そのため、パターンの長さを最適化することで非画像部の長さを最小限とすることでシート51の使用量を抑制することができる。
図12に本実施形態における制御のフローチャートを示す。制御の流れは上記説明したとおりである。ずれ量が大きく、余白量が足りなく解析エラーになる場合は、次の解析パターンの余白長さを大きくするため、X3、X4とする(S1,S2)。ずれ量解析ができた場合は、次の解析パターンに補正が反映でき、余白長さを小さくするためX5、X6とする(S3)。
上記の形態のように最初の解析パターンに関しては、前回の解析の補正が入らないため誤解析となる場合がある。つまり、64のX1およびX2が短いため、正しく解析できていないが最初の解析パターンに対しては図13のようにX1、X2を誤解析が出ないようにあらかじめ余白長さを大きくしておいてもよい。
その際のX1およびX2の長さの決定方法について述べる。課題でも述べたが、紙の吸湿状態や紙種、紙幅などによっても変わり、それらの因子により紙の硬さや搬送ローラと紙との摩擦力が変わり搬送速度が変動してしまう。そのため、X1、X2の長さはそれらの誤差に加え、記録開始から記録位置ずれ測定パターン64間での搬送速度の変動を考慮した長さに設定される。
具体的な方法としては紙種や紙幅などによって、印刷開始時の搬送速度の推定ができるためこれらの情報を元にX1,X2の長さを決定する。搬送速度の変動は紙種や紙幅によっても、変化するためこれらの情報を参照して決定してもよい。
以上が本発明の代表的な実施形態の一例であるが、本発明は、上記及び図面に示す実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。例えば、上述した実施形態においては、検査部5にCCDラインセンサの例を記載したが、これに限ることなくCMOS型のセンサであっても構わない。
また、記録位置ずれ測定パターンは非画像部に一定間隔に記録すると記載したが、一定でなくともよい。間隔は毎画像間の非画像部に記録してもよいし、数個の非画像部に対して1回記録するなど、任意に設定できるものとする。また、複数の非画像部のうち、全部に記録位置ずれ測定パターンを記録してもよいし、何個かおき(例えば3)に記録してもよい。また、複数の非画像部のうち、何個おきに記録位置ずれ測定パターンを記録するかについても一定の個数でなくてもよい。
また、記録中の記録位置ずれ測定は記録ヘッド間のずれ量の解析としたが、これに限るものでなく、記録ヘッド内のずれ量、例えばノズル列間やチップ間のずれ量をであってもよい。
また、タイルパターンがランダムなパターンである場合を例に挙げて説明したが、これに限られない。その他、タイルパターンの記録に関してはノズル列Hを基準としていたが、勿論、それ以外のノズル列を基準にしても良い。また更に、記録ヘッド間のずれ量の解析の基準はブラック(K)の記録ヘッドを基準とした場合について説明したが、その他の記録ヘッドを基準にしても勿論構わない。
また、X1、X2の長さの決定方法については紙種や紙幅に応じて決定する方法について記載したがこれに限るものではなく、着弾ずれ量解析パターンの解析結果の履歴を202のROMに格納し、64の記録位置ずれ測定パターンを記録する前に過去の解析結果の履歴から搬送速度を推定して、X1、X2の長さを決定してもよい。
また、搬送速度の変動は画像間の搬送距離によるので記録位置ずれ測定パターン記録前の画像長さに応じてX1、X2を決定してもよい。
また、記録中の記録媒体の搬送速度を測定する手段を備え、測定された搬送速度からX1,X2を決定してもよい。
また、記録ヘッドの構成は、必ずしも上述した構成(図4参照)を採る必要はなく、例えば、オーバーラップ部はなくても良い。すなわち、各チップにおいては、記録媒体の幅全体に渡って記録を行なえるようにノズルが配置されていれば良い。
(実施形態2)
第2の実施形態における基本的な装置構成や制御は第1の実施形態と同一である。本実施例では、記録位置ずれ測定パターンの非画像領域における記録領域について追記をする。図14に本実施形態における着弾ずれ測定について示す。本実施形態においては、記録位置ずれ測定パターンを非画像パターン領域のカットマークパターンが記録される領域114、115、116の一部に記録している。その他の非画像パターン領域112には、吐出性能回復のための印字パターンが記録される。
次にカットマークについて説明する。図1に示すインクジェット記録装置のカッター部6にはカットマークパターンを読み込む光学センサ(不図示)が設けられている。図15(A)および(B)はカットマークパターンと光学センサとの関係を示す図である。図15(A)はカットマークパターンと光学センサとの位置関係を示す図であり、同図(B)は光学センサの出力レベルを示す図である。図15(A)に示すように、カットマークパターン用の非画像部分は、カットマークパターンが記録される領域W2と白紙領域W1とによって構成されている。なお、本実施形態において、カットマークパターンはブラックインク単色のベタパッチである。カッター部6に記録媒体が搬送されると、検出値は図15(B)の様になる。なお、図15(B)のPの位置は読み取りセンサの位置に対応する。Pよりも用紙搬送方向の下流の出力は低く、それより上流側の出力は高くなる。カッター部6の光学センサが余白部分を読み取った際の出力レベルとカットマークパターンを読み取った際の出力レベルとの間に閾値を設けることにより、カットマークパターンがカッター部6の光学センサを通過したことを検出することができる。そして、このタイミングでカッター部6が記録媒体を切断する。
図15(A)に示す余白幅W1は、記録媒体の搬送量の誤差を加味した値が設定される。この設定情報は、RAM203またはHDD204に予め格納されている。カットマークパターンが記録されるラスターのライン数は、CPU201から切断部6を制御するスキャナ制御部209(不図示)へ通知される。そして、スキャナ制御部209は、通知されたライン数に基づいて、カッター部6の光学センサ読み取り領域内にカットマークパターンが記録された領域が搬送されてきら、カッター部6の光学センサによる読み取りを有効にするように切断部6を制御する。記録媒体におけるカットマークパターンが記録された領域以外の領域が、カッター部6の光学センサの読み取り領域を通過する際には、カッター部6の光学センサによる読み取りを無効にするように制御することができる。
図16に本実施形態における記録位置ずれ測定パターンを示す。図16(a)は図14の114、図16(b)は図14の115、図16(c)は図14の116の記録位置ずれ測定パターンである。1201は図15(A)に示す余白幅であり、1202はカットマークパターンである。1205は図8で示した記録位置ずれ測定パターンとなっており、1201、1202に対してY方向にずれた領域に記録されている。図16(a)の1203および1204、図16(b)の1206および1207、図16(c)の1208および1209はずれ量解析のための余白部となっている。ここで、図14の114のパターンでは、図16(a)に示すように着弾ずれ量が大きく正しく着弾ずれ量の解析ができない。その後に記録される115の記録位置ずれ測定パターン記録の際は、図14の114の記録位置ずれ測定パターンの解析結果を反映する。図14の114の記録位置ずれ測定パターンでのずれが大きく正しく解析できないと判断した場合は、図14の115の記録位置ずれ測定パターン(図16(b))での余白量を相対的に大きくして正しく解析できるようにする。つまり、1206の長さ(X13)および1207の長さ(X14)を1203の長さ(X11)および1204(X12)の長さよりも相対的に長くする。こうすると記録位置ずれ測定パターンは画像間の領域に収まる。よって、115(図14)のパターンを用いれば、記録位置ずれ測定パターンの誤解析せずに着弾ずれ量の測定ができる。
また、図16の(b)ではずれ量解析のための余白が十分なため正しく着弾ずれ量が解析でき、116(図14)の記録位置ずれ測定パターン(図16(c))の記録の際には、115(図14)の記録位置ずれ測定パターンの解析結果を反映して記録を行うことができる。そのため、116(図14)の記録位置ずれ測定パターンにおける個々の色のパターン間のずれ量は115(図14)の記録位置ずれ測定パターンの個々の色のパターン間のずれ量よりも小さくすることができる。よって図16(c)における1208の長さ(X15)および1209の長さ(X16)は1206の長さ(X13)および1207の長さ(X14)よりも短くすることができる。以上により、パターンの長さを適切化することで非画像部の長さが長くなるのを抑えて紙ゴミ増を防止することができる。
また、本実施形態では、上述したように、カットマークパターン領域に記録位置ずれ測定パターンを記録することで、記録位置ずれ測定パターン専用の記録領域を新たに設けることなく記録位置ずれ測定を行うことができる。
なお、本実施形態においては、カットマークパターン領域に記録位置ずれ測定パターンを記録する例について記載したがこれに限るものではなく、他の機能を有する非画像部パターンの一部に記録してもよい。例えば、吐出性能回復のための印字パターンであったり、吐出の状態を判定するためのパターンであってもよい。

Claims (11)

  1. インクを吐出する複数のノズルが所定方向に配列されることで構成され、前記所定方向と交差する方向に並ぶように配置された第1、第2のノズル列それぞれに対して前記所定方向と交差する方向に相対的に移動するように記録媒体を搬送させながら、前記第1のノズル列と前記第2のノズル列とのそれぞれの前記ノズルからインクを吐出させて前記記録媒体に画像の記録を行う記録装置であって、
    前記記録媒体上での前記交差する方向における前記第1のノズル列による記録位置と前記第2のノズル列による記録位置とのずれ量に関する情報を取得するために用いられるずれ量取得用のパターンが前記画像の記録領域同士の間に記録されるように、前記第1、第2のノズル列に複数の前記パターンを所定の時間間隔で前記記録媒体へ記録させ、前記パターンが記録された後に、前記交差する方向における各前記パターンの記録領域の上流側に、複数の前記画像それぞれを前記第1、第2のノズル列に記録させる記録制御手段と、
    前記パターンの読み取り結果に基づき前記情報を取得する取得手段と、
    前記パターンの記録の後に行われる前記第1のノズル列と前記第2のノズル列による記録において、前記取得手段により取得された前記情報と対応する前記ずれ量に基づいて前記第1のノズル列と前記第2のノズル列との間の相対的な記録位置の調整を行う調整手段と、
    を有し、前記記録制御手段は、先に記録した前記パターンの前記読み取り結果に基づいて、次回に記録する前記パターンの記録領域の前記交差方向における長さを決定することを特徴とする記録装置。
  2. 前記取得手段が先に記録した前記パターンの読み取り結果に基づいて前記情報を取得できなかった場合には、前記調整手段は前記調整を行なわず、前記記録制御手段は、次回は、前記交差方向において先に記録した前記パターンの前記記録領域の長さよりも長い記録領域に前記パターンを記録させる請求項1に記載の記録装置。
  3. 前記取得手段が先に記録した前記パターンの読み取り結果に基づいて前記情報を取得した場合には、前記調整手段は前記先に記録した前記パターンに関わる前記調整を行い、前記記録制御手段は、前記調整手段による前記調整に基づいて、次回は、前記交差方向において先に記録した前記パターンの前記記録領域の長さよりも短い記録領域に前記パターンを記録させる請求項1または2に記載の記録装置。
  4. 前記パターンの記録領域は、1つの前記画像の記録領域と前記交差する方向に隣接することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の記録装置。
  5. 前記取得手段が先に記録した前記パターンに基づいて前記情報を取得できなかった場合には、前記調整手段は前記調整を行なわず、前記記録制御手段は、次回に記録する前記パターンを挟む2つの前記画像記録領域の間の間隔を、前記先に記録したパターンを挟む2つの前記画像記録領域の間の間隔より大きくするように前記画像の記録をさせ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. 前記記録制御手段は、前記第1のノズル列による所定のドットパターンと前記第2のノズル列による所定のドットパターンとを含む前記パターンを記録させ、前記取得手段は、複数の前記ドットパターンをパターンマッチング法を用いて検出することで前記情報を取得することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の記録装置。
  7. 前記パターンを光学的に読み取る読み取り手段をさらに有し、前記取得手段は前記読み取り手段による前記パターンの読み取り結果に基づき前記情報を取得する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. 前記第1のノズル列と前記第2のノズル列とは互いに異なる色のインクを吐出するためのノズル列であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の記録装置。
  9. 前記第1のノズル列と前記第2のノズル列とのそれぞれは前記所定方向において前記記録媒体の幅に相当する長さを有し、前記記録制御手段は、前記第1、第2のノズル列と前記記録媒体との1回の相対的な走査で前記画像および前記パターンを記録させることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の記録装置。
  10. インクを吐出する複数のノズルが所定方向に配列されることで構成され、前記所定方向と交差する方向に並ぶように配置された第1、第2のノズル列それぞれに対して前記所定方向と交差する方向に相対的に移動するように記録媒体を搬送させながら、前記第1のノズル列と前記第2のノズル列とのそれぞれの前記ノズルからインクを吐出させて前記記録媒体に画像の記録を行う記録装置であって、
    前記記録媒体上での前記交差する方向における前記第1のノズル列による記録位置と前記第2のノズル列による記録位置とのずれ量に関する情報を取得するために用いられるずれ量取得用のパターンが前記画像の記録領域同士の間に記録されるように、前記第1、第2のノズル列に複数の前記パターンを所定の時間間隔で前記記録媒体へ記録させ、前記パターンが記録された後に、前記交差する方向における各前記パターンの記録領域の上流側に、複数の前記画像それぞれを前記第1、第2のノズル列に記録させる記録制御手段と、
    前記パターンの読み取り結果に基づき前記情報を取得する取得手段と、
    前記パターンの記録の後に行われる前記第1のノズル列と前記第2のノズル列による記録において、前記取得手段により取得された前記情報と対応する前記ずれ量に基づいて前記第1のノズル列と前記第2のノズル列との間の相対的な記録位置の調整を行う調整手段と、
    を有し、前記記録制御手段は、先に記録した前記パターンが前記画像と重複した場合には、次回に記録する前記パターンの前記交差方向における記録領域の長さを先に記録した前記パターンの前記交差方向における記録領域の長さよりも長くすることを特徴とする記録装置。
  11. インクを吐出する複数のノズルが所定方向に配列されることで構成され、前記所定方向と交差する方向に並ぶ第1、第2のノズル列それぞれに対して前記所定方向と交差する方向に相対的に移動するように記録媒体を搬送させながら、前記第1のノズル列と前記第2のノズル列とのそれぞれの前記ノズルからインクを吐出させて前記記録媒体に画像の記録を行う記録方法であって、
    前記記録媒体上での前記交差する方向における前記第1のノズル列による記録位置と前記第2のノズル列による記録位置とのずれ量に関する情報を取得するために用いられるずれ量取得用のパターンが前記画像の記録領域同士の間に記録されるように、前記第1、第2のノズル列によって複数の前記パターンを所定の時間間隔で前記記録媒体へ記録し、前記パターンが記録された後に、前記交差する方向における各前記パターンの記録領域の上流側に、複数の前記画像それぞれを前記第1、第2のノズル列によって記録する記録工程と、
    前記パターンの読み取り結果に基づき前記情報を取得する取得工程と、
    を有し、前記パターンの記録の後に行われる前記第1のノズル列と前記第2のノズル列による記録において、前記取得工程において取得された前記情報と対応する前記ずれ量に基づいて前記第1のノズル列と前記第2のノズル列との間の相対的な記録位置の調整を行い、
    前記記録工程において、先に記録した前記パターンの前記読み取り結果に基づいて、次回に記録する前記パターンの記録領域の前記交差方向における長さを決定することを特徴とする記録方法。
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