JP2004181699A

JP2004181699A - 画像記録／読み取り装置のセンサ読み取り位置校正方法

Info

Publication number: JP2004181699A
Application number: JP2002349385A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kaneko; 潔兼子; Akihiko Nakaya; 明彦仲谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】プリンタ・スキャナ（オンキャリッジ）装置に於けるスキャナセンサと記録ヘッドの位置関係を簡易に校正する。
【解決手段】プリンタ・スキャナ（オンキャリッジ）装置において、記録ヘッドとキャリッジに同時に搭載されているスキャナ（オンキャリッジスキャナ）との位置関係を記録ヘッドにより、有る所定のパターンを印字しそのチェックパターンをスキャナにて読み込み、読み込んだ情報から、簡易にかつ高精度に算出する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像記録装置をスキャナとして動作させる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、平２−２１７１１（記録装置）及びキヤノン整理番号３１０９０１４に記載してあるように、画像記録装置を画像読み取り装置として動作させるためには、画像記録装置において記録ヘッドをスキャナヘッドと交換して、画像読み取り装置として動作させる技術がある。
【０００３】
また別の技術としては、平１−２０８３２（記録装置）及び平２−２１７１２（記録装置）に記載してあるように、該記録ヘッド搬送手段に画像読み取り手段を設置して固定して、画像記録装置と画像読み取り装置を両方兼ねる装置として動作させる技術があった。
【０００４】
更に、提案ＮＯ．３７３１００２（Ｂ商品３５設計室仲谷氏著）ＦｉｌｅＮＯ．１７７５０３（Ｂ商品３５設計室兼子著）に記載してあるように、該記録装置として動作させるか該画像読取装置として動作させるかを切り換える技術があり、該記録ヘッド搬送手段に画像読み取り手段を後から設置して固定させる手段を有する構成とした画像読取装置を兼ねた記録装置の技術があった。
【０００５】
しかし、記録ヘッドとスキャナの読み取り位置関係を構成する方法に関して記述されているものはない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、記録装置の記録ヘッドが装備されているキャリッジ上に読み取り手段を搭載した場合、それぞれの部品等の機構的な寸法精度を高めて装着していた。
【０００７】
例えば、記録ヘッドによる印字位置と読み取り手段による読み取り位置の寸法的な位置関係の精度は、前記の機構的な寸法精度を高めていく方法で相対位置あるいは絶対的な位置関係を保つための対処をしていた。
【０００８】
しかし、この構成によると、部品単価アップ、生産時の工程における精度アップをしなければならないことなどから製品自体のコストアップにつながるなどの欠点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本装置における、記録ヘッドの印字位置と読み取り手段による読み取り位置の相対的な位置精度を高めるために、ある所定のパターンを記録ヘッドにより印字して該パターンを前記記録ヘッドが装備されているキャリッジ上に、特に精度を高くしない状態で、取りつけられた前記読み取り手段により読み取り、その読み取りデータから前記相対的な位置関係を算出することで、実使用上の位置精度を高める。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
図１は、本発明の第一の実施例を示し、装置全体を表すブロック図である。
【００１１】
本装置が、画像記録装置としての動作する動作状態を、各ブロックの機能及び構造の説明と、共に説明する。
【００１２】
文字あるいは画像等の記録（あるいは印字、以下記録と記す）する記録データは、ホストコンピュータ１１から、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０を通じて、ホストコンピュータ１１と演算制御部８の制御を受けながら転送が行なわれ、コントローラ５が、記録データを受け、記録ヘッド１で記録紙（不図示）に記録すべくデータとして加工する。さらに、コントローラ５は、演算制御部８の制御を受けつつ、記録ヘッド１に、ヘッド接続線３、ヘッド接続部２を通じて、記録データを送り込み、文字あるいは画像等を前記記録紙に記録するのである。
【００１３】
この時の、機構部の動きを図１、図２を用いて説明する。
【００１４】
図２は、機構部の要部構造図を示す。符号１５で示す円筒体は、プラテンであり、前記記録紙を添接して、演算制御部８、コントローラ５、モータドライバ６に制御される不図示の駆動機構により回転し前記記録紙を送るとともに、記録紙を支持して記録台となるものである。
【００１５】
プラテン１５の円周面に近接して台状のキャリッジ１３が、プラテン１５の軸方向にそって移動自在に配置されている。キャリッジ１３は、記録時には記録手段である記録ヘッド１を、画像読み取り時には、後述する、画像読み取り用の画像読み取り手段１６を用いて、それらを記録紙や画像読み取り用の原稿の面に沿って搬送するものである。キャリッジ１３の移動は演算制御部８、コントローラ５、モータドライバ７に制御される不図示のキャリッジ駆動機構部により行われる。
【００１６】
また、センサ９によって記録紙あるいは、画像読み取り用の原稿が不図示の紙置き台にセットされているかどうか、さらに、前記キャリッジ１３がスタートポジションにあるかどうか等を検出するのである。
【００１７】
以上の主な機構部を用いて記録が行われるのである。
【００１８】
次に、本装置が画像読み取り装置として、動作するときの説明をする。
【００１９】
画像読み取り装置として動作するときは、画像読み取り手段であるスキャナユニット１６が原稿（不図示）に対して、記録ヘッド１が記録時に動作した動きと同様な動きでスキャンをする。スキャナユニット１６の中にある光源１７が原稿に対して照射し、文字あるいは画像等からの反射光を光電変換特性を持つセンサ１８が検出する。センサ１８で検出された信号を増幅器１９で、アナログ／デジタル変換器（以下Ａ／Ｄと記す）２０で扱うレベルで最適なレベルまで増幅し、Ａ／Ｄ２０に入力する。ここでデジタルデータに変換したものを画像処理ＩＣ２１でシェーディング補正、２値化等の、補正あるいは画像処理を行い、画像データとして本体装置に転送するのである。
【００２０】
この転送は、記録時の記録データの流れとは、逆の経路を通ってホストコンピュータ１１に送られることになる。つまり、画像処理ＩＣ２１からヘッド接続部２、ヘッド接続線３、コントローラ５、インタフェース１０、を通してホストコンピュータ１１に画像データを送り込むのである。この時、コントローラ５は、画像処理ＩＣ２１から受けた画像データをインタフェース１０で送り易い形、あるいは、ホストコンピュータ１１が扱易い形にして、演算制御部８の制御を受けながら転送して行くのである。
【００２１】
この時の、機構部の動作を説明する。
【００２２】
記録時の機構部の動きとほとんど同様に動作する。つまり、画像読み取り用の原稿をプラテン１５に添接し、前述した記録時と同様にプラテン１５が不図示の駆動機構により回転し原稿を送るとともに原稿を支持して原稿台となる。
【００２３】
さらに、キャリッジ１３は、キャリッジ１３に設置してある画像読み取り手段１６を動作させながら、画像読み取り用の原稿の面に沿って搬送して画像を読み取るのである。キャリッジ１３の移動は記録時と同様に不図示のキャリッジ駆動機構部により行われる。また、センサ９は、前述した動作と同様に動作する。
【００２４】
以上のように画像読み取り動作のときも、機構部としては記録動作時と同様な動きをするのである。
【００２５】
次に、キャリッジ１３に固定設置及び取り外し可能にしたスキャナ装置の構成に関して説明する。
【００２６】
機構的には、図３に示すようにキャリッジ１３の側部に、爪によるはめ込み式にしてもよいし、ネジ止め式にしても、取り外すことが可能な取り付け構造３１にしておく。このような、構造にしておくことで、記録装置としてだけの製品として構成する時にも、簡単にスキャナ装置の付いていない記録装置を構成することができる。
【００２７】
次に、電気的には、図１に示すように、ヘッド切り換え部３０を設け、信号の接続を記録ヘッド１使用時とスキャナユニット１６使用時に切り換える構成にするのである。
【００２８】
さらに、スキャナユニット１６取り外し時には、記録ヘッド１を装着した、記録装置として、動作するような構成としている。
【００２９】
例えば、図３に示すようにヘッド切り換え部３０で記録ヘッド１とスキャナユニット１６の信号接続を切り換えるのである。一例としては、記録するための記録データ信号とそのデータを同期させるために同時に送っているデータクロックの端子、ＤＡＴＡ端子とＤ．ＣＬＯＣＫ端子は、記録ヘッド１使用時には本体装置側としては、記録ヘッド１に信号を送り込むのであるから、出力端子となるが、スキャナユニット１６使用時には、スキャナユニット１６が読み取った画像データを本体装置側にデータを送り込む端子となるため、ＤＡＴＡ端子とＤ．ＣＬＯＣＫ端子は入力端子として使用するようにするのである。これを入出力切り換えバッファと共に切り換え部３０として構成し、それぞれの使用時に切り換えるのである。
【００３０】
この切り換えは、ユーザーがホストコンピュータにおいて操作する中で、記録装置かスキャナ装置かを選択した時に、ユーザーが切り換えた情報をホストコンピュータから、Ｉ／Ｆ１０、演算制御部８、コントローラ５を通して記録装置か、スキャナ装置かを設定する構成としている。
【００３１】
さらに、スキャナユニット１６を取り外した装置にした場合には、図４に示してあるスイッチ３１を装置において記録装置側に常に切り換わった状態にしておく構成にしておけば、記録装置のみの構成としても製品にできるのである。
【００３２】
次に、該画像読み取り手段の読み取り幅と該記録ヘッドの印字幅を同じにする構成に関しておよび、該画像読取手段の読み取り位置を給紙方向に対して下流側に配置する構成に関して説明する。
【００３３】
図４に示すように、記録ヘッド１の印字幅（最大）とスキャナユニット１６の読み取り幅（最大）を同じ幅にする。これは、例えば記録装置としての分解能（解像度）が６００ｄｐｉのノズル数が２５６ノズルとするとスキャナとしての解像度も６００ｄｐｉでセンサ１８の画素数が２５６画素の構成とすることで、記録装置としてのメモリの容量および割りつけ・諸々の回路に用いるカウンターのビット数などの構成が、読み取り装置としての該構成と効率よく兼用できる構成となり、無駄のない回路構成とすることができる。
【００３４】
図５に示すように、スキャナユニット１６の読み取り位置を記録ヘッドの印字位置よりも読み取り画素にして数画素分、給紙方向に対して下流側に配置する。
【００３５】
この時、本装置を記録装置として動作させ、ある１バンドを印字した場合に、その印字結果を印字した時と同じキャリッジ動作で、画像読み取り装置として、その印字結果の先頭から読み取ることができる。
【００３６】
１バンド印字をした後に、そのままのキャリッジ動作でその印字結果を読み取るという動作をするというのは、例えば、該記録ヘッド１のノズル不吐検出をするときに、最小のキャリッジ動作で全てのノズルをチェックするような時である。
【００３７】
このノズル不吐検出（不図示）というのは、インクジェットヘッドにおいて、なんらかの理由で各ノズルが詰まったりしていると、詰まったノズルだけインクが出なくなってしまう現象がある。そのため事前チェックをしておいて、詰まったノズルを認識し、そのノズルに対して補正等を行うのである。
【００３８】
そこで、最初に記録ヘッド１で１バンド分印字し、そのままの紙の位置でキャリッジだけを同じ位置で同様に移動させることで前記１バンド分の印字結果の大部分が読み取ることができる。しかし、記録ヘッド１のノズル数とスキャナユニット１６のセンサ１８の画素数を同じにして印字幅と世にとり幅を同じにしているため図５のキャリッジの同一動作で読み取れない部分４０が発生する。この読み切れなかった部分は印字用紙を紙送りした次のバンドでのキャリッジ動作で読み取り位置の先頭部分で読み取ることにすれば、全印字幅分を確実に読み取れ、さらに最小のキャリッジおよび給紙の動作で前記不吐検出が行えることになるのである。
【００３９】
ここで、記録ヘッド１の位置とスキャナユニット１６の読み取り位置を給紙方向に対して、機構的に高精度に同一位置に設置することは技術的にできないことではない。しかし、特別に精度の高い生産工程が必要になったり、高精度名部品が必要になるようなコストアップになることになり得策ではない。したがって、前述したようにスキャナユニット１６の読み取り位置を数画素分の寸法公差を持って下流側に配置する方法で設置することで、高精度な部品・生産工程等を必要としない通常の生産工程で生産することができ、コストダウンできるという効果もあることはいうまでもない。
【００４０】
また逆に、記録ヘッド１の位置とスキャナユニット１６の読み取り位置を給紙方向に対して上流の位置に設置した場合（不図示）、前述の不吐検出をした場合には最初の印字結果の先頭部分が読み取れないことになり、次のバンドで、再度１バンド分の印字動作をした上で読み取り動作をする。という余分な動作が増加してしまい効率が落ちるのは言うまでもない。
【００４１】
また前述したような不吐検出動作をさせるときには、記録ヘッド１の印字位置とスキャナユニット１６の画像読み取り位置が相対的にあるいは絶対的な位置関係が高精度に判っているとにより正確に記録ヘッド１の不吐のノズルの場所が簡単に判別でき、他の正確に吐出しているノズルで補間することも容易くなるのである。
【００４２】
該記録ヘッド１の印字位置とスキャナユニット１６の画像読み取り位置を測定する方法について説明する。
【００４３】
例えば、図６に示すような該記録ヘッド１と該スキャナユニット１６のそれぞれの印字位置、読み取り位置にあるとすると、該記録ヘッド１により、位置校正パターン４１を印字する。
【００４４】
該位置校正パターン４１は、例えば、記録ヘッド１のノズルのＮＯ．１・ＮＯ．１７・ＮＯ．３３・・・・Ｎｏ．２４１といったように１６ノズルおきに一定の長さの直線を印字し、次にＮＯ．２・ＮＯ．１８・ＮＯ．３４・・・・Ｎｏ．２４２というノズルを使って前記と同様の一定の長さの直線を印字していき、これをスキャナユニット１６により読み取っていくのである。読み取ったときに記録ヘッド１のノズルのＮＯ．１・ＮＯ．１７・ＮＯ．３３・・・・Ｎｏ．２４１で印字されたものがスキャナユニット１６のセンサ１８のどこの画素で前記位置校正パターン４１の印字結果を読み込んだかを算出すれば記録ヘッド１の印字位置とスキャナユニット１６の読み取り位置の相対的な位置関係が高精度に判別できるのである。さらに、次に記録ヘッド１のＮＯ．２・ＮＯ．１８・ＮＯ．３４・・・・というノズルによる印字結果を前記と同様にスキャナユニット１６により読み取りセンサ１８の読み取り画素位置を判別すると先のパターンの読み取りで印字されていない直線が存在したりしたときには、次のＮＯ．２・ＮＯ．１８・ＮＯ．３４・・・・Ｎｏ．２４２のパターンを読み取ることによりさらに確度の高い位置関係が判明する。
【００４５】
この例では１６ノズルおきのパターンを説明に用いたが、その他の３２ノズル、４８ノズル等任意のパターンでも同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００４６】
図７は、図６の位置校正パターン４１のＮＯ．１・ＮＯ．１７・ＮＯ．３３・・・・Ｎｏ．２４１のパターンをセンサ１８が読み取ったときの全画素の出力波形になる。このレベルが黒レベルまで下がっている画素が１６ノズル毎に印字された場所になる。図７の例の場合、センサ読み取り位置が記録ヘッド印字位置よりも８画素分ずれた位置で有るとすると、読み取り画素の番号はＮｏ．０９，Ｎｏ．２５・・・・Ｎｏ．２３３となり、該記録ヘッド１の印字位置と該スキャナユニット１６の読み取り位置がスキャナの８画素分ずれた位置にあると言う結果を出すことができるのである。
【００４７】
（第２実施例）
第１実施例では、記録ヘッド１の位置とスキャナユニット１６の紙移動方向における位置関係の測定をしたが図８に示すような位置校正パターン４２を印字することで、キャリッジの移動方向の位置関係を測定することができる。
【００４８】
つまり、記録ヘッド１により全ノズル（あるいは、直線印字になる程度のノズル）でキャリッジを移動させることなく印字する、次に印字位置から前記印字結果をスキャナユニット１６が読める方向にキャリッジを移動する。このキャリッジ移動はモーター制御の方法からキャリッジの移動距離が判別できるので、記録ヘッド１とスキャナユニット１６の読み取り位置の寸法が高精度に算出することができるのである。
【００４９】
例えば、前記キャリッジモーターがパルスモーターを用いていれば、前記移動に要したパルス数をカウントしておけば移動距離が算出できる。またＤＣモーターを用いて、エンコーダーによりキャリッジの位置制御をしている場合にはエンコーダーパルスのパルス数をカウントしておけば同様に算出できるのは言うまでもない。
【００５０】
（第３実施例）
図６のパターンと図８の位置校正パターン４３を一つにした図９のようなパターンにすると全実施例の一連の動作の中で、記録ヘッド１とスキャナユニット１６の読み取り位置の位置関係を算出することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のような検出を行って位置関係を算出するような方法を用いれば、生産工程においても特別に精度の高い工程、あるいは、特別に精度の高い部品を用いることなく生産できるという、コストダウンにつながる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本装置の全体ブロック構成説明図
【図２】機構部の要部構造説明図
【図３】ヘッド搬送手段とスキャナ固定設置の説明図
【図４】記録ヘッドノズルと読み取り画素の説明図
【図５】紙移動方向と記録ヘッド、読み取り位置の説明図
【図６】位置関係測定パターンの説明図
【図７】位置関係測定波形の説明図
【図８】第２実施例の説明図
【図９】第３実施例の説明図
【符号の説明】
１記録ヘッド
２ヘッド接続部
３ヘッド接続線
１６スキャナユニット
１８センサ

Claims

記録ヘッドを搭載した搬送手段を備えた記録装置において前記搬送手段に画像を読み取る画像読取手段を着脱自在に装着する装着手段と、前記記録ヘッドと前記画像読み取り手段を前記搬送手段に同時に搭載することのできる手段を有する装置において前記記録ヘッドにより印字した所定のパターンを該画像読み取り手段により読み取ることで、該画像読み取り手段の読み取り位置と前記記録ヘッドの印字位置との位置関係を校正する置校正手段を有することを特徴とする装置。
第１項において該位置校正手段は、該記録ヘッドのノズルならび方向、および該画像読み取り手段の読み取り画素のならび方向における前記記録ヘッドの印字位置とセンサ読み取り位置との位置関係を校正する位置校正手段を有する構成を持つことを特徴とする装置。
第１項において前記搬送手段移動方向における前記記録ヘッドの印字位置とセンサ読み取り位置との関係を校正する位置校正手段を有する
構成を持つことを特徴とする装置。
第１項において該位置校正手段は、該記録ヘッドのノズルならび方向、および該画像読み取り手段の読み取り画素のならび方向における前記記録ヘッドの印字位置とセンサ読み取り位置との位置関係を校正する位置校正手段を有し、さらに、前記搬送手段移動方向における前記記録ヘッドの印字位置とセンサ読み取り位置との関係を校正する位置校正手段を有する構成を持つことを特徴とする装置。