JP7366590B2 - 記録装置および記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、記録ヘッドから液体を吐出しながら往復移動することで記録を行う記録装置および記録方法に関する。

特許文献１には、記録ヘッドの傾き量に応じて画像データの送信順序を変更する方法が開示されている。この方法では、走査方向における記録ヘッドの位置に対して、記録ヘッドの傾き量を検知し、その傾き量によって読み出す画像データを変更することで１回の走査内における傾きの変動を補正する。

特開２００１－１５８０８９号公報

通常、記録ヘッドの吐出口列は、記録媒体の搬送方向に列を成して設けられており、記録ヘッドは、吐出口列の吐出口と記録媒体とが対向した状態で走査を行う。その際、吐出口列における記録媒体の搬送方向上流側の吐出口から記録媒体までの距離と、下流側の吐出口から記録媒体までの距離とが、走査量に応じて変わることがある。つまり、走査量に応じて記録ヘッドの傾きが変わることで、搬送方向上流側の吐出口と下流側の吐出口とで記録媒体までの距離が変化する。このような変化によって吐出口と記録媒体との距離が所定距離より長くなると、吐出されたインク滴の飛翔距離が伸びる。そのため、インク滴が着弾する位置は、吐出口と記録媒体との距離が所定距離の場合に着弾する位置に対して走査方向にずれて、画像品位が低下するという課題がある。

特許文献１のように、１回の走査に対して一律で画像データの補正を行っても、上記のような課題の着弾位置のずれを補正することができない。

よって本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、走査中の記録ヘッドの姿勢変動によるインク滴の着弾位置ずれを補正することができる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、吐出口から液体を吐出して記録する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載し、第１方向と前記第１方向と反対の第２方向とに往復移動するキャリッジと、前記第１方向および前記第２方向と交差する搬送方向に記録媒体を搬送する搬送手段と、を備え、前記記録ヘッドは、複数の前記吐出口が前記搬送方向に配列された吐出口列を有し、前記吐出口列は、前記搬送方向における上流側吐出口列と、前記搬送方向における下流側吐出口列と、から成る記録装置であって、前記記録ヘッドが前記第１方向に移動する際に、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第１ずれ量と、前記記録ヘッドが前記第２方向に移動する際に、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第２ずれ量と、を取得する取得手段を有し、前記取得手段は、前記記録ヘッドが前記第１方向に移動する際、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記記録ヘッドが前記第２方向に移動する際、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第３ずれ量と、前記記録ヘッドが前記第２方向に移動する際、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記記録ヘッドが前記第１方向に移動する際、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第４ずれ量と、を更に取得し、前記取得手段が取得した前記第１から第４ずれ量に基づいて、前記記録ヘッドが記録する記録位置を補正する補正手段を更に備えることを特徴とする。

本発明によれば、走査中の記録ヘッドの姿勢変動によるインク滴の着弾位置ずれを補正することができる記録装置および記録方法を実現することができる。

記録装置の制御系を示すブロック図である。 記録装置の要部を示した概略図である。 光学センサを示した図である。 記録ヘッドの吐出口列を示した図である。 記録ヘッドおよび記録ヘッドを搭載したキャリッジを示した図である。 記録ヘッドの往復走査における記録状態を示した図である。 記録ヘッドの走査における距離Ｄ１と距離Ｄ０とを示したグラフであり 図７の距離Ｄ１と距離Ｄ０との差分を示したグラフである。 記録ヘッドの傾きの検出で用いるパターンを示した図である。 パターンＡとパターンＢとを示した図である。 パターンＡとパターンＢとがずれ無く重なって記録されるパターンである。 記録ヘッドが傾いた場合に記録されるパターンを示した図である。 記録ヘッドが傾いた場合に記録されるパターンを示した図である。 記録ヘッドの傾きを検知する動作の流れを示すフローチャートである。 （ａ）、（ｂ）は、傾き検知パターンの記録動作説明図である。 光学センサによる測定結果の例を示したグラフである。 傾き量Ｓ１（ｘ）および傾き量Ｓ２（ｘ）のグラフである。 （ａ）は、反射率のピーク値をプロットしたグラフであり、（ｂ）は、傾き量Ｓ３（Ｘｎ）と傾き量Ｓ４（Ｘｎ）との平均値を示したグラフである。 傾き補正処理を示すフローチャートである。 補正処理を説明する図である。 補正の補正方法を説明する図である。 記録ヘッドの往復走査における記録状態を示した図である。 補正処理を説明する図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における記録装置１００の制御系を示すブロック図であり、図２は、記録装置１００の要部を示した概略図である。記録装置１００は、インタフェース１０７を介して外部機器であるホストＰＣ１０８と相互に通信可能に接続されており、ホストＰＣ１０８の記録データ生成手段で生成された記録データや制御コマンド等が記録装置１００に送信される。ホストＰＣ１０８から送信された各種データや制御コマンド等の情報は、記録装置１００の記録制御部１０１に入力される。記録装置１００は記録制御部１０１を備えており、記録制御部１０１は、入力された記録データに基づく記録を行うように、記録ヘッド１１１等を制御する。また記録制御部１０１は、ホストＰＣ１０８から送信された画像データを記録用のデータに変換するための各種画像処理（色空間変換、解像度変換、二値化処理等）を行う。更に記録制御部１０１は、メモリ１１０、ＣＰＵ１０９（ＡＳＩＣでもよい）の他にＲＯＭやＲＡＭを備えている。記録制御部１０１は光学センサ１１２と接続されている。光学センサ１１２については後述する。

ＣＰＵ１０９は、記録装置１００の各部を統括的に制御し、例えばインタフェース１０７を介して入力された制御コマンドに従って、モータドライバ１０２～１０３や記録ヘッドドライバ１０６を制御する。搬送モータ１０４は、記録装置１００で記録が行われる記録媒体２０１を搬送する搬送ローラ２０２を回転させるモータである。キャリッジモータ１０５は、記録ヘッド１１１を搭載するキャリッジ２０５を主走査方向に往復移動させるモータである。ここで、主走査方向とは、記録媒体２０１の搬送方向と交差する方向である。

モータドライバ１０２は、搬送モータ１０４を駆動するドライバであり、モータドライバ１０３は、キャリッジモータ１０５を駆動するドライバである。記録ヘッドドライバ１０６は、記録ヘッド１１１を駆動するドライバであり、記録ヘッド１１１の数に対応して複数設けられてもよい。記録ヘッドドライバ１０６は、例えば記録ヘッド１１１の吐出口から液体（インク）を吐出するのに用いられるヒータへの供給電圧を制御するためのセレクタやデコーダ等の各種制御回路を備える。記録制御部１０１と記録ヘッドドライバ１０６と間は、例えばフレキシブルケーブルで接続されている。

記録ヘッド１１１は、記録媒体２０１の搬送方向（Ｙ方向）と交差する方向（Ｘ方向）に移動しながら吐出口からインク滴を吐出して記録を行う、いわゆるシリアル型の記録ヘッドである。記録ヘッド１１１の吐出口は、記録媒体２０１の搬送方向に列を成した吐出口列として形成されている。本実施形態では、例えばインクタンク２０６～２０９は、４色のインク（シアン：Ｃ、マゼンタ：Ｍ、黄：Ｙ、黒：Ｋ）をそれぞれ収容しており、これら４色のインクを記録ヘッド２１０～２１３に対して供給可能に構成されている。記録ヘッド２１０～２１３は、４色のインクタンク２０６～２０９に対応して設けられ、インクタンク２０６～２０９から供給されるインクを吐出口から吐出可能に構成されている。記録ヘッド２１０～２１３は、図１の記録ヘッド１１１と対応している。以下、記録ヘッド２１０～２１３を記録ヘッド１１１と記す場合もある。

搬送ローラ２０２は、補助ローラ２０３とともに記録媒体２０１を挟持しながら回転して記録媒体２０１を搬送方向に搬送するとともに記録媒体２０１を保持する役割も担っている。キャリッジ２０５は、インクタンク２０６～２０９および記録ヘッド２１０～２１３を搭載可能であり、これらの記録ヘッド２１０～２１３およびインクタンク２０６～２０９を搭載し、主走査方向（Ｘ方向）に沿って往復移動可能に構成されている。

記録装置１００では、キャリッジ２０５の往復移動に伴い記録ヘッド２１０～２１３の吐出口から記録媒体２０１にインク滴が吐出されることにより画像が形成される。記録ヘッド２１０～２１３からの吐出状態を回復させる回復動作等の非記録動作時には、キャリッジ２０５は、図中の点線で示したホームポジションｈに待機するように制御される。ホームポジションｈに待機している記録ヘッド２１０～２１３は、記録開始命令を受信すると、キャリッジ２０５と共に主走査方向（Ｘ方向）に移動を開始し、記録ヘッド２１０～２１３は、移動しつつインク滴を吐出して記録媒体２０１上に画像を形成する。ここで、記録ヘッド２１０～２１３がホームポジションｈから離れる際の走査方向を往方向、記録ヘッド２１０～２１３がホームポジションｈに近づく際の走査方向を復方向と定義する。

記録ヘッド２１０～２１３の１回の走査によって、記録ヘッド２１０～２１３の吐出口列の配列範囲に対応した幅を有する記録媒体２０１の領域に対して記録が行われる。往方向の走査での記録が終了すると、キャリッジ２０５は復方向に走査を開始し、同様に吐出口列の配列範囲に対応した幅を有する記録媒体２０１の領域に対して記録が行われる。また、必要に応じて前回の記録走査が終了してから後続の記録走査が始まる前までに、搬送ローラ２０２が回転し、主走査方向と交差する副走査方向（Ｙ方向）へ記録媒体２０１を搬送する。このように、記録ヘッド２１０～２１３の記録走査と、記録媒体２０１の搬送とを交互に繰り返すことで記録媒体２０１の全面に画像が記録される。なお、記録ヘッド２１０～２１３の吐出口からインク滴を吐出する吐出動作は、記録制御部１０１による記録ヘッドドライバ１０６の制御により行われる。

なお、上記では、インクタンク２０６～２０９と記録ヘッド２１０～２１３とを分離可能にキャリッジ２０５に搭載する構成を示した。しかし、インクタンク２０６～２０９と記録ヘッド２１０～２１３とが一体となったカートリッジを、キャリッジ２０５に搭載する形態であってもよい。さらに、１つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な複数色一体型の記録ヘッドをキャリッジ２０５に搭載する形態であってもよい。また、記録ヘッド２１０～２１３の内、同一のインクを吐出する記録ヘッドに対して１つのインクタンクからインクが供給される構成を示しているが、個別のインクタンクからインクが供給される形態であってもよい。

図３は、光学センサ１１２を示した図である。光学センサ１１２は、キャリッジ２０５に取り付けられており、発光部のＬＥＤ４０１と受光部のフォトダイオード４０２からなる。ＬＥＤ４０１から記録媒体２０１上に照射された光はスポット４０３を形成し、記録媒体上のパターン４０４で反射されるパターン４０４に応じた反射光をフォトダイオード４０２が受光することで電気信号に変換される。この変換された電気信号によって、記録媒体２０１の記録部における反射率を検出することができる。光学センサ１１２は、キャリッジ２０５と共に記録媒体２０１上を走査することで、記録媒体２０１上の記録範囲全域を検出することが可能である。

図４は、記録ヘッド２１０～２１３の吐出口列を示した図である。各記録ヘッドの吐出口列は２列から成り、各列には６００ｄｐｉ間隔で吐出口が設けられている。また、２つの吐出口列はＹ方向に１２００ｄｐｉずれて配置される。本実施形態では、１つの吐出口列あたり合計１２７９個の吐出口が配置されている。なお、本実施形態では、吐出口列の吐出口数と吐出口列数を定めているが、これに限定するものではない。また、記録ヘッド２１０～２１３に配列されるインク色の順序は一例であり、図４に示す組み合わせである必要はない。

図５は、走査時に記録媒体２０１と対向する記録ヘッド１１１および記録ヘッド１１１を搭載したキャリッジ２０５を示した図である。キャリッジ２０５は、ガイドレール２３０に支持されており、ガイドレール２３０に沿って移動する。記録媒体２０１は、搬送ローラ２０４に支持されて搬送され、記録領域における記録媒体支持部材（プラテン）２２０上に到達した後、キャリッジ２０５を走査して記録ヘッド１１１によりインクを付与することで画像が形成される。記録が終わった後、記録媒体２０１は、下流プラテン２２１に向けて（Ｙ方向に）搬送され、再び記録領域にある記録媒体上に画像が形成される。

ここで、前述の通り記録ヘッド１１１には、記録媒体２０１の搬送方向に列を成した吐出口列が形成されている。以下、搬送方向とは、記録媒体２０１の搬送方向をいう。ここで、吐出口列における搬送方向の上流側の吐出口から記録媒体２０１までの距離を距離Ｄ０とし、吐出口列における搬送方向の下流側の吐出口から記録媒体２０１までの距離を距離Ｄ１とする。距離Ｄ０と距離Ｄ１とは、走査中に距離Ｄ０＝距離Ｄ１の関係であることが望ましい。しかし、走査中に距離Ｄ０と距離Ｄ１とが、距離Ｄ０≠距離Ｄ１の関係になることがある。走査中にキャリッジ２０５がガイドレール２３０を中心に回動して傾くことで、記録ヘッド１１１が傾き、距離Ｄ０≠距離Ｄ１の関係になる。このように走査中に距離Ｄ０≠距離Ｄ１の関係になると、吐出されたインク滴の着弾位置は、所望の着弾位置からずれて着弾することになり画像品位が低下する。なお、以下距離Ｄ０≠距離Ｄ１の関係になるような記録ヘッド１１１の傾きを垂直方向の傾きという。

図６は、記録ヘッド１１１の往復走査における記録状態を示した図であり、記録ヘッド１１１の傾きによる記録結果の違いを示した図である。図７は、記録ヘッド１１１の走査における距離Ｄ１と距離Ｄ０とを示したグラフであり、図８は、図７の距離Ｄ１と距離Ｄ０との差分を示したグラフである。図６では、Ｙ方向が記録媒体２０１の搬送方向であり、Ｘ方向へ向かう走査が往路走査で、－Ｘ方向へ向かう走査が復路走査である。ここでは、Ｙ方向に延びる３本の罫線を記録媒体２０１の位置ａと位置ｂと位置ｃとに複数回の走査で記録する。また、ここでは記録結果における罫線の傾きを、上流側吐出口列による記録位置に対して下流側吐出口列による記録位置が往方向にずれる向きをプラスの傾き、復方向にずれる向きをマイナスの傾きとして定義する。記録ヘッド１１１の傾きについても同様とする。なお、以下記録ヘッド１１１の傾きについては、プラス方向又はマイナス方向の傾きを水平方向の傾きという。

図６（ａ）は、記録ヘッド１１１が垂直方向にも水平方向にも傾かないで記録を行った場合の記録結果を示している。往路でも復路でも記録ヘッド１１１は傾いていないので、記録した３本の罫線は、位置ａと位置ｂと位置ｃとの各位置で傾きの無い罫線が記録される。図６（ｂ）は、記録ヘッド１１１が水平方向に傾いており、往路および復路の両方においてプラスに傾いた状態で記録を行った場合の記録結果を示している。往路でも復路でも記録ヘッド１１１がプラスに傾いているので、記録した３本の罫線も、位置ａと位置ｂと位置ｃとの各位置でプラスに傾いた罫線が記録される。図６（ｃ）は、記録ヘッド１１１が水平方向に傾いており、往路においてプラスに傾き、復路においてマイナスに傾いた状態で記録を行った場合の記録結果を示している。往路で記録ヘッド１１１がプラスに傾いているので、記録した３本の罫線も、位置ａと位置ｂと位置ｃとの各位置でプラスに傾いた罫線が記録される。また、復路では、記録ヘッド１１１がマイナスに傾いているので、記録した３本の罫線も、位置ａと位置ｂと位置ｃとの各位置でマイナスに傾いた罫線が記録される。

図６（ｄ）は、記録ヘッド１１１が垂直方向に傾いており、その際の距離Ｄ１と距離Ｄ０とは図７に示したとおりであり、その傾き方は、図８に示したグラフから得ることができる。つまり、位置ａでは、記録ヘッド１１１の下流側で記録媒体との距離が広がっており、位置ｂでは傾きは無く、位置ｃでは、記録ヘッド１１１の下流側で記録媒体との距離が狭くなっている。言い換えれば、位置ａでは、距離Ｄ１＞距離Ｄ０＞所定距離、の関係の傾きであり、位置ｂでは、距離Ｄ１＝距離Ｄ０＝所定距離、で傾いておらず、位置ｃでは、所定距離＞距離Ｄ０＞距離Ｄ１、の関係の傾きとなっている。このように記録ヘッド１１１が傾く場合の記録結果は以下のようになる。

つまり、往路において、位置ａでは上流側に対して下流側の吐出口‐記録媒体間距離が離れているため、下流側の吐出口から吐出されたインク滴の着弾が遅くなり走査方向に着弾位置がずれる。そのため、位置ａではプラスに傾いた罫線が記録される。位置ｂでは距離Ｄ１＝距離Ｄ０であることから傾きの無い罫線が記録される。位置ｃでは下流側に対して上流側の吐出口‐記録媒体間距離が離れているため、上流側の吐出口から吐出されたインク滴の着弾が遅くなり走査方向に着弾位置がずれる。そのため、位置ｃではマイナスに傾いた罫線が記録される。

また、復路においては、位置ｃでは上流側の吐出口から吐出されたインク滴の着弾が遅くなり走査方向に着弾位置がずれることから、プラスに傾いた罫線が記録される。位置ｂでは距離Ｄ１＝距離Ｄ０であることから傾きの無い罫線が記録される。位置ａでは下流側の吐出口から吐出されたインク滴の着弾が遅くなり走査方向に着弾位置がずれることから、マイナスに傾いた罫線が記録される。

図６（ｅ）は、記録ヘッド１１１が、垂直方向よび水平方向の両方に傾いておりま、その傾きは、垂直方向においては図６（ｄ）と同様であり、水平方向においては図６（ｃ）と同様である。このように記録ヘッド１１１が傾く場合、記録結果は図６（ｃ）と図６（ｄ）とを合わせたものとなる。つまり、往路においては、位置ａでは、図６（ｃ）のプラスの傾きと図６（ｄ）のプラスの傾きとが合わさりプラスに傾いた罫線が記録される。位置ｂでは、図６（ｃ）のプラスの傾きと、図６（ｄ）の傾き無しと、が合わさり、位置ａよりも傾きの少ないプラスに傾いた罫線が記録される。位置ｃでは、図６（ｃ）のプラスの傾きと図６（ｄ）のマイナスの傾きとが合わさり、傾きが相殺されるが、図６（ｃ）のプラスの傾きが図６（ｄ）のマイナスの傾きよりも大きく傾いていることから、位置ｂよりも傾きの少ないプラスに傾いた罫線が記録される。

また、復路においては、位置ｃでは、図６（ｃ）のマイナスの傾きと図６（ｄ）のプラスの傾きとが合わさり、傾きが相殺されるが、図６（ｃ）のマイナスの傾きが図６（ｄ）のプラスの傾きよりも大きく傾いていることから、マイナスに傾いた罫線が記録される。位置ｂでは、図６（ｃ）のマイナスの傾きと、図６（ｄ）の傾き無しと、が合わさり、位置ｃよりも傾きの多いマイナスに傾いた罫線が記録される。位置ａでは、図６（ｃ）のマイナスの傾きと図６（ｄ）のマイナスの傾きとが合わさり位置ｂよりも傾きの多いマイナスに傾いた罫線が記録される。

次に、本実施形態における記録ヘッド１１１の傾きの検出方法について説明する。図９は、本実施形態における記録ヘッド１１１の傾きの検出で用いるパターンを示した図であり、図１０は、図９のパターン６００を記録するためのパターンＡとパターンＢとを示した図である。図９のパターン６００は、図１０のパターンＡとパターンＢとを重ねて記録したものを走査方向に並べることで記録される。本実施形態では、パターンＡは搬送方向上流側の吐出口によって記録が行われ、パターンＢは搬送方向下流側の吐出口によって記録が行われる。パターンＡ、パターンＢの走査方向の記録解像度は、記録ヘッド１１１の吐出口のピッチと同じ１２００ｄｐｉで、黒点６１０は記録画素、白点６１１は空白画素を示している。

図１１は、記録ヘッド１１１が傾いていない場合に、パターンＡとパターンＢとがずれ無く重なって記録されるパターンであり、このようなパターンＡとパターンＢとを重ねて記録したものを複数個並べて記録することで、図９のパターン６００が記録される。図１１において±０で示した領域は、他の領域と比較して白点６１１が多いため、並べて記録した場合には図９のように最も明るい部分となる。反対に、図１１における＋２や－２の領域は、他の領域と比較して黒点６１０が多いため、並べて記録した場合には図９のように最も暗い部分となる。

このように記録されたパターンを光学センサ１１２で読取り、反射率を検出することで記録ヘッド１１１の傾きを検出する。記録ヘッド１１１が傾いていない場合、図１１に示すように、±０の部分で反射率が高くなる。記録ヘッド１１１が傾いている場合には、パターンＡとパターンＢとが記録される相対位置がずれることで、パターン６００における反射率が高くなる部分が変わる。

図１２は、パターンＡとパターンＢとが記録される相対位置がずれることで、走査方向において一律に＋１側に（１画素分）記録ヘッド１１１が傾いた場合に記録されるパターンを示した図である。図１３は、パターンＡとパターンＢとが記録される相対位置がずれることで、走査方向において一律に－１側に（１画素分）記録ヘッド１１１が傾いた場合に記録されるパターンを示した図である。

図１４は、記録ヘッド１１１の傾きを検知する動作の流れを示すフローチャートである。図１５（ａ）、（ｂ）は、傾き検知パターンの記録動作説明図である。なお、図１５（ｂ）は、図を見易くするために、記録ヘッド１１１が記録するパターンは各記録位置６０１～６０４において２つだけしか記載していないが、実際には複数個のパターンを並べて記録しており、パターンＡとパターンＢとを重ねて記録する。また、図１５（ｂ）は、時間的にずれた各走査ごとの記録ヘッド１１１と、矢印で示した走査方向とを、記録するパターンと共に示している。

以下、図１４のフローチャートおよび図１５（ａ）、（ｂ）を参照して、本実施形態における記録ヘッド１１１の傾きを検知する検知処理を説明する。なお、この検知処理における主体は、ＣＰＵ１０９とする。

検知処理が開始されると、Ｓ１０１～Ｓ１０４で、図９に示した傾き検知パターン６００を記録媒体の位置６０１から位置６０４（図１５（ａ）参照）に記録する。ここで、位置６０１にはパターンＳ１を記録し、位置６０２にはパターンＳ３を記録し、位置６０３にはパターンＳ２を記録し、位置６０４にはパターンＳ４を記録する。

パターンＳ１は、往路方向に移動する記録ヘッド１１１の上流側吐出口でパターンＡを記録し、往路方向に移動する記録ヘッド１１１の下流側吐出口でパターンＢを記録することで記録される。パターンＳ３は、往路方向に移動する記録ヘッド１１１の上流側吐出口でパターンＡを記録し、復路方向に移動する記録ヘッド１１１の下流側吐出口でパターンＢを記録することで記録される。パターンＳ２は、復路方向に移動する記録ヘッド１１１の吐出口列における上流側吐出口でパターンＡを記録し、復路方向に移動する記録ヘッド１１１の吐出口列における下流側吐出口でパターンＢを記録することで記録される。パターンＳ４は、復路方向に移動する記録ヘッド１１１の吐出口列における上流側吐出口でパターンＡを記録し、往路方向に移動する記録ヘッド１１１の吐出口列における下流側吐出口でパターンＢを記録することで記録される。

その後、Ｓ１０５で、光学センサ１１２により記録したパターンＳ１～Ｓ４の反射率を測定する。各パターンにおける反射率の測定は、図９に示すパターン６００の走査方向領域ごとにｎ＝１からｎ＝Ｎ(Ｎ：自然数)までＮ個に分割し、各領域において－２から＋２の５箇所で行う。

ここで、図１６は、光学センサ１１２による測定結果の例を示したグラフである。ｎ＝１～Ｎまでの各走査方向領域で測定された結果は、１つ１つが図１６に示したグラフのような結果になる（グラフの形状はそれぞれ異なる）。この例では、パターンＳ１～Ｓ４のｎ＝ｘにおける－２～＋２の５つの箇所の反射率をプロットし、２次関数でフィッティングした曲線のグラフを求める。そして、グラフのピークを読取ることで、反射率が最も高い部分を検出することができる。図１６の結果では、ピークが±０の位置に有るので、パターンＡとパターンＢとの記録にずれが無く、記録ヘッド１１１の傾きが無いことを示している。記録ヘッド１１１に傾きがある場合には、プラスに傾いている場合はピーク位置がプラス側になり、マイナスに傾いている場合はピーク位置がマイナス側に位置する結果となる。

図１７は、Ｓ１０５で求めたパターンＳ１とパターンＳ２の反射率のピーク値をｎ＝１からｎ＝Ｎまでプロットした傾き量Ｓ１（ｘ）および傾き量Ｓ２（ｘ）のグラフであり、横軸が走査方向の位置、縦軸が傾き量を示している。Ｓ１０５で反射率を測定したら、Ｓ１０６で、測定した反射率に基づいて、走査位置における傾き量を算出する。パターンＳ１のピーク値から得られた結果を傾き量Ｓ１（Ｘｎ）とし、パターンＳ２のピーク値から得られた結果を傾き量Ｓ２（Ｘｎ）とする。パターンＳ１は、往路で記録したパターンＡとパターンＢとを重ねて記録したものであり、パターンＳ２は復路で記録したパターンＡとパターンＢとを重ねて記録したものである。図１７では、往方向走査で記録したパターンＳ１から取得した傾き量Ｓ１（Ｘｎ）の一部を黒点で表し、それを繋げたものを実線で示す。また、復方向走査で記録したパターンＳ２から取得した傾き量Ｓ２（Ｘｎ）の一部を白点で表し、それを繋げたものを鎖線で示す。また、傾き量Ｓ１（Ｘｎ）の平均値をＡ－１とし、傾き量Ｓ２（Ｘｎ）の平均値をＡ－２としている。

本実施形態では、図６（ｅ）で示したように、例えば、往方向記録時の記録ヘッド１１１の水平方向の傾きは、プラス方向に一定の角度でずれていて、走査位置によって変動しないが、吐出口‐記録媒体間距離が走査位置によって変動する。そのため、記録媒体上に記録した傾き検知パターンから検出される傾き量は走査位置によって変動する。つまり、走査方向の位置ａでは、吐出口列下流側で吐出口‐記録媒体間距離が広く着弾が遅れることから、往方向走査では下流側が往方向にずれて傾き量Ｓ１（Ｘｎ）はプラス側に、復方向走査では下流側が復方向にずれて、傾き量Ｓ２（Ｘｎ）はマイナス側になる。

逆に、位置ｃでは、吐出口列下流側で吐出口‐記録媒体間距離が狭くなり着弾が早くなることから、記録媒体上の画像の傾き量は位置ａとは逆方向に変動する。そのため、図１７に示すように、往方向走査時の記録位置の傾き量Ｓ１（Ｘｎ）およびＳ２（Ｘｎ）は、走査位置により変動する。なお、位置ｂでは、吐出口‐記録媒体間距離が上流側吐出口と下流側吐出口とで変わらないため、記録ヘッド１１１の水平方向の傾きのみの傾き量が検出される。

図１４のフローチャートに戻り、Ｓ１０７で、往方向走査における傾き量Ｓ１（Ｘｎ）の平均である平均値Ａ－１を算出し、Ｓ１０８で、復方向走査における傾き量Ｓ２（Ｘｎ）の平均である平均値Ａ－２を算出する。

最後にＳ１０９で、傾き量Ｓ３（Ｘｎ）と傾き量Ｓ４（Ｘｎ）との平均値を求める。図１８（ａ）は、パターンＳ３とパターンＳ４の反射率のピーク値をｎ＝１からｎ＝Ｎまでプロットしたグラフであり、図１８（ｂ）は、傾き量Ｓ３（Ｘｎ）と傾き量Ｓ４（Ｘｎ）との平均値を示したグラフである。

パターンＳ３の反射率から得た傾き量Ｓ３（Ｘｎ）は、往方向に移動する上流側吐出口による記録位置に対する復方向に移動する下流側吐出口による記録位置の傾き量である（図１５（ｂ）参照）。傾き量Ｓ３（Ｘｎ）は第１スキャン（往方向走査）と第２スキャン（復方向走査）とのずれに相当する（図６（ｅ）参照）。また、パターンＳ４の反射率から得た傾き量Ｓ４（Ｘｎ）は、復方向に移動する上流側吐出口による記録位置に対する往方向に移動する下流側吐出口による記録位置の傾き量である（図１５（ｂ）参照）。傾き量Ｓ４（Ｘｎ）は第２スキャン（復方向走査）と第３スキャン（往方向走査）とのずれに相当する。ここで、傾き量Ｓ３（Ｘｎ）と傾き量Ｓ４（Ｘｎ）との平均値Ｂ（ｘ）を算出して、図１６（ｂ）に示すような走査位置に対する平均値Ｂ（ｘ）を得る。

このようにして得られた平均値Ａ－１、平均値Ａ－２、平均値Ｂ（ｘ）を用いて記録ヘッド１１１での記録結果に対する傾き補正を行う。以下、その方法を説明する。

図１９は、本実施形態における傾き補正処理を示すフローチャートであり、図２０は、本実施形態の補正処理を説明する図である。以下、図１９のフローチャートおよび図２０を用いて、本実施形態における傾き補正処理を説明する。なお、以下で説明する傾き補正処理の各処理における主体はＣＰＵ１０９とする。また、図２０では説明を分かり易くするために、補正における処理を段階的に示しているが、実際の補正では、画像データに対して一括で行われ、図２０（ａ）や図２０（ｂ）は、実際に記録が行われるものではない。更に、本実施形態では、図２０（ａ）に示すように画像データの傾きを打ち消す方向にカラム単位でシフトすることで補正し、記録する画像データを搬送方向において分割して、上流側と下流側とに分けて補正を行う。

傾き補正処理が開始されると、Ｓ２０１で走査方向が往方向であるか否かを判断する。走査方向が往方向であればＳ２０２に移行し、走査方向が復方向であればＳ２０３に移行する。Ｓ２０２に移行した場合は、平均値Ａ－１に基づいて補正を行う。図２０（ａ）の第１スキャンおよび第３スキャンは、往方向走査であることから傾き量Ｓ１（ｘ）の平均値である平均値Ａ－１で補正を行い、平均値Ａ－１がプラス側の傾きであることから、搬送方向下流側の画像データをマイナス側に１画素分シフトして記録位置の傾きを補正する。図２０（ａ）から（ｃ）では、補正前の記録位置が点線、補正後の記録位置を実線で示している。Ｓ２０１からＳ２０３に移行した場合は、平均値Ａ－２に基づいて補正を行う。図２０（ａ）の第２スキャンは、復方向走査であることから傾き量Ｓ２（ｘ）の平均値である平均値Ａ－２で補正を行い、平均値Ａ－２がマイナス側の傾きであることから、搬送方向下流側の画像データを１画素分プラス側にシフトして記録位置の傾きを補正する。

その後、Ｓ２０４に移行して、往復位置のずれを補正する。なお、Ｓ２０２、Ｓ２０３までの補正は、画像データに対して補正を行い、Ｓ２０４以降の補正は、吐出における駆動タイミングをずらすことで行われる。

Ｓ２０２およびＳ２０３における傾き補正後の記録位置は、往方向における記録位置の中心が復方向側に、復方向における記録位置の中心が往方向側にシフトしている。本実施形態のように、傾きの平均値Ａ－１とＡ－２とに差がある場合、補正による往復の記録位置にずれが生じてしまう。そのずれを解消するため、Ｓ２０４において、記録ヘッドから吐出される液体の１画素のサイズに基づいて、往方向または復方向のいずれか一方の記録に対して補正を行う。本実施形態では、復方向の走査（第２スキャン）の記録を往方向走査の記録に合わせる補正を行う。復方向の走査では中心位置がプラス側にずれていることから、中心位置をマイナス側にシフトする補正を行う。図２０（ｂ）に示すように、補正する前の記録位置が点線で示す位置だったのに対し、補正により実線で示す位置に一律にオフセットする。

図２１は、Ｓ２０４における補正の補正方法を説明する図である。ここで、Ｓ２０２、Ｓ２０３からＳ２０４における補正について具体的に説明する。図２１（ａ）は、図１９のＳ２０３における補正を行う前の復方向で記録した罫線３００を示した図である。罫線３００は傾きの平均値Ａ－２で傾いている。本実施形態では図１１、図１２に示すように、傾きを－２画素から＋２画素の範囲内で検知することができる。ここで傾きの平均値Ａ－２は２、つまり２画素分の傾きを例に説明する。傾きの平均値Ａ－２は、傾きの平均値Ａ－２が０から１以下であれば、傾き量が０か極わずかであるため補正を行う必要はない。傾きの平均値Ａ－２が絶対値で１より大きく２以下であれば補正を行い、その際、傾き量が１画素分より大きく２画素分以下であるため２分割して補正を行う。

図２１（ｂ）は、罫線３００に対して図１９のＳ２０３における補正を行った後の状態を示した図である。図２１（ｂ）では、傾きの平均値Ａ－２が２であるため、罫線３００を２分割して補正し、搬送方向下流側の罫線３０１を走査方向に１画素分シフトしている。この補正により、補正後の罫線３０１、３０２の中心３０４の位置（走査方向における罫線の中心位置）が、補正前の罫線３００の中心３０３の位置に対してずれている。このように補正によってずれた罫線の中心位置をＳ２０４における補正で更に補正する。この時の罫線３００の中心３０３と中心３０４との距離Ｒは、記録における１画素のサイズをＰｘとすると距離Ｒ＝Ｐｘ／２となる。

図２１（ｃ）は、図２１（ｂ）と同様に罫線３００に対して図１９のＳ２０３における補正を行った後の状態を示した図であるが、傾きの平均値Ａ－２が１．６の場合を示している。傾きの平均値Ａ－２が１．６であり、傾き量が１画素分より大きく２画素分以下であるため、罫線３００を２分割して補正し、搬送方向下流側の罫線３０１を走査方向に１画素分シフトしている。図２１（ｂ）では、補正後の罫線３０１と罫線３０２との中心位置は（走査方向において）同じであったが、図２１（ｃ）では、補正後の罫線３０５の中心３０７と、罫線３０６の中心３０８とは、（走査方向において）異なる位置となる。そのため、罫線３０５の中心３０７と、罫線３０６の中心３０８との中心３０９の位置をＳ２０４における補正で更に補正する。この時の罫線３００の中心３０３と中心３０９との距離Ｒは、図２１（ｂ）の場合の罫線３００の中心３０３と中心３０４との距離と同様に、距離Ｒ＝Ｐｘ／２となる。

ここまでは、傾きの平均値Ａ－２について説明したが、往方向で記録した罫線３００の傾きの平均値Ａ－１でも同様に中心位置の（傾きの平均値Ａ－２とは逆方向の）ずれが生じている。そのため、Ｓ２０４における補正では、傾きの平均値Ａ－１と傾きの平均値Ａ－２との両方について補正を行う。つまり、往方向記録の補正と復方向記録の補正を行うが、本実施形態では、復方向の記録に対して補正を行う。その時の補正量は、補正量＝距離Ｒ（往路記録のずれ）＋距離Ｒ（復路記録のずれ）＝Ｐｘとなり、補正量Ｐｘで、図２０（ｂ）のように往方向での記録による傾きを打ち消す方向に、第２スキャンで記録する罫線をシフトする補正を行う。

図１９のフローチャートに戻り、Ｓ２０５で、平均値Ｂ（ｘ）を用いて補正を行う。Ｓ２０４までは、往方向における傾きに起因する補正または復方向における傾きに起因する補正を行った。Ｓ２０５では、往走査に対する復走査のずれおよび復走査に対する往走査のずれの補正を往方向または復方向のいずれか一方の記録位置に対して行う。本実施形態では、復方向の記録に対して、走査方向における位置ごとに記録位置の補正を行う。往走査に対する復走査のずれは、図１８（ａ）で示す傾き量Ｓ３（Ｘｎ）となり、復方向に対する往方向のずれは、図１８（ａ）で示す傾き量Ｓ４（Ｘｎ）となる。そこで傾き量Ｓ３（Ｘｎ）と傾き量Ｓ４（Ｘｎ）との平均値である平均値Ｂ（ｘ）で補正を行うことで、往走査に対する復走査のずれおよび復走査に対する往走査のずれの補正を行うことができる。

前述の通り復方向走査の記録（第２スキャン）に対して、図２０（ｃ）の位置ａのように、平均値Ｂ（ｘ）がマイナスである場合は、プラス側にシフトし、位置ｃのように、平均値Ｂ（ｘ）がプラスである場合には、マイナス側にシフトする補正を行う。位置ｂは傾き誤差が無い（±０）ため補正を行わない。補正する前の記録位置が点線で示す位置だったのに対し、補正により実線の位置に一律に補正される。その結果、罫線の太り変動や段差ずれによる画像品位の劣化を抑制することができる。

その後、Ｓ２０６で、全画像データの記録が終了したかを判断して、終了していなければ、Ｓ２０１に戻って処理を繰り返す。記録が終了していれば、傾き補正処理は終了となる。

このように、往路方向走査、復路方向走査、上流側吐出口列、下流側吐出口列との組み合わせで、複数のパターンを記録し、記録したパターンから記録ヘッドの傾き量を求め、求めた記録ヘッドの傾き量に基づいて、記録ヘッドが記録する記録位置を補正する。これによって、走査中の記録ヘッドの姿勢変動によるインク滴の着弾位置のずれを補正することができる記録装置および記録方法を実現することができる。

図２２は、本実施形態の記録ヘッド１１１の往復走査における記録状態を示した図である。本願発明の傾き補正方法は、記録媒体の単位領域に対して複数回の走査を行うことで記録を行ういわゆるマルチパス記録においても適用することができる。本実施形態では、吐出口列の長さ分だけ往方向走査と復方向走査とで２回記録し、その後、吐出口列の長さだけ記録媒体を搬送する２パス記録方法の例を示す。

本実施形態も第１の実施形態と同様に、記録ヘッド１１１が水平方向および垂直方向に傾き、記録ヘッド１１１の垂直方向の傾きによって、吐出口－記録媒体間距離は図７のように変化し、傾き検知結果は図１７、図１８のようになるとする。その結果、２パス記録で罫線を記録すると図２２のような結果となる。

図２３は、本実施形態の補正処理を説明する図である。本実施形態に図１９の傾き補正処理を適用し、まず走査方向ごとの傾きの平均値Ａ－１、Ａ－２に基づいて画像データの補正を行う。その結果、図２３（ａ）に示すように補正される。その後、往走査での傾きの補正または復走査での傾きの補正でずれた中心位置を合わせる補正を復方向の走査での記録に対して行う。その結果、図２３（ｂ）に示すように補正される。その後、平均値Ｂ（ｘ）に基づいて、復方向の記録に対して、往走査に対する復走査のずれおよび復走査に対する往走査のずれの補正を走査方向における位置ごとに行うと、図２３（ｃ）のようになる。これにより、罫線の太り変動や段差ずれによる画像品位の劣化を抑制することができる。

本実施形態では、記録画像の傾きずれはパターンを記録して検出していたが、加速度センサや光学センサなどを使用して記録ヘッドの姿勢変動や吐出口－記録媒体間距離を検出することで、記録媒体上の傾きずれを予測して補正を行ってもよい。その場合、往方向走査時と復方向走査時の各走査位置における記録ヘッドの傾き量を検知し、その結果を基に平均値Ａ－１、Ａ－２を算出し、吐出口－記録媒体間距離の吐出口列上流側と下流側との検出結果の平均から平均値Ｂ（ｘ）を算出する。

このように、往路方向走査、復路方向走査、上流側吐出口列、下流側吐出口列との組み合わせで、マルチパス記録で複数のパターンを記録し、記録したパターンから記録ヘッドの傾き量を求める。そして、求めた記録ヘッドの傾き量に基づいて、記録ヘッドが記録する記録位置を補正する。これによって、走査中の記録ヘッドの姿勢変動によるインク滴の着弾位置のずれを補正することができる記録装置および記録方法を実現することができた。

１００ 記録装置
１１１ 記録ヘッド
１１２ 光学センサ
２０１ 記録媒体
２０５ キャリッジ
６００ パターン

Claims (10)

1. 吐出口から液体を吐出して記録する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを搭載し、第１方向と前記第１方向と反対の第２方向とに往復移動するキャリッジと、
   前記第１方向および前記第２方向と交差する搬送方向に記録媒体を搬送する搬送手段と、を備え、
   前記記録ヘッドは、複数の前記吐出口が前記搬送方向に配列された吐出口列を有し、前記吐出口列は、前記搬送方向における上流側吐出口列と、前記搬送方向における下流側吐出口列と、から成る記録装置であって、
   前記記録ヘッドが前記第１方向に移動する際に、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第１ずれ量と、前記記録ヘッドが前記第２方向に移動する際に、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第２ずれ量と、を取得する取得手段を備え、
   前記取得手段は、前記記録ヘッドが前記第１方向に移動する際、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記記録ヘッドが前記第２方向に移動する際、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第３ずれ量と、前記記録ヘッドが前記第２方向に移動する際、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記記録ヘッドが前記第１方向に移動する際、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第４ずれ量と、を更に取得し、
   前記取得手段が取得した前記第１から第４ずれ量に基づいて、前記記録ヘッドが記録する記録位置を補正する補正手段を更に備えることを特徴とする記録装置。
2. 前記補正手段は、第１補正手段と第２補正手段と第３補正手段とを有し、
   前記第１補正手段は、前記取得手段が取得した前記第１ずれ量と、前記取得手段が取得した前記第２ずれ量と、のいずれか一方に基づいて、前記記録ヘッドが記録する記録位置を補正し、
   前記第２補正手段は、前記第１補正手段による補正後に、前記第２方向に移動して記録する際の記録位置を、前記記録ヘッドから吐出される液体の１画素のサイズに基づいて補正し、
   前記第３補正手段は、前記第２補正手段による補正後に、前記取得手段が取得した前記第３ずれ量および前記第４ずれ量に基づいて、前記記録ヘッドが記録する記録位置を補正することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 外部機器から送信された情報を前記吐出口の配列に合わせた記録データに変換する記録データ生成手段を更に備え、
   前記第１補正手段は、前記記録データ生成手段が備えていることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記第２補正手段および前記第３補正手段は、前記記録ヘッドの駆動を制御する制御手段が備えていることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
5. 前記取得手段は、前記記録ヘッドが記録した第１パターンの記録位置と、前記記録ヘッドが記録した第２パターンの記録位置と、のずれ量を取得することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記記録ヘッドは、前記第１パターンと前記第２パターンとを重ねて記録することを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記第３補正手段は、前記取得手段が取得した前記第３ずれ量と前記第４ずれ量との平均値に基づいて、前記記録ヘッドが記録する記録位置を補正することを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
8. 前記取得手段は、前記第１パターンと前記第２パターンとを重ねて記録したものを光学センサで読取ることでずれ量を取得することを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
9. 前記記録媒体の単位領域に対して複数回の走査を行うことで記録を行ういわゆるマルチパス記録を行うことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の記録装置。
10. 吐出口列を成した吐出口から液体を吐出する記録ヘッドをキャリッジに搭載し、第１方向と前記第１方向と反対の第２方向とに往復移動することで記録を行う記録工程と、
    前記第１方向および前記第２方向と交差する方向であり、前記吐出口列が列を成した方向である搬送方向に記録媒体を搬送する搬送工程と、を備えた記録方法であって、
    前記記録ヘッドが前記第１方向に移動する際に、前記搬送方向における下流側の前記吐出口列である下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記搬送方向における上流側の前記吐出口列である上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第１ずれ量と、
    前記記録ヘッドが前記第２方向に移動する際に、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第２ずれ量と、を取得する取得工程と、を備え、
    前記取得工程では、前記記録ヘッドが前記第１方向に移動する際、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記記録ヘッドが前記第２方向に移動する際、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第３ずれ量と、前記記録ヘッドが前記第２方向に移動する際、前記上流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、前記記録ヘッドが前記第１方向に移動する際、前記下流側吐出口列から吐出される液体によって記録する記録位置と、のずれ量である第４ずれ量と、を更に取得し、
    前記取得工程で取得した前記第１から第４ずれ量に基づいて、前記記録ヘッドが記録する記録位置を補正する補正工程を更に備えることを特徴とする記録方法。

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