JP2004202962A - 印刷システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】印刷データに基づいて印刷ヘッド部14のインク吐出ヘッド23による用紙16上への印刷内容を撮像カメラ25で撮像させ、当該撮像データと対応の印刷データとを比較し、当該インク吐出ヘッド23の欠陥ノズルにより印刷不良が発生した場合に、上記比較に基づいて欠陥ノズルを特定し、アクチュエータ22により当該欠陥ノズルの印刷位置に正常ノズルを位置させて当該正常ノズルにより当該印刷不良部分を修正印刷させる構成とする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷ヘッドより印刷媒体にインクを吐出させて印刷を行う印刷システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、フォーム印刷、テキスト印字、画像印刷等を行う印刷システムとして、印刷媒体にインクを吐出させて行うインクジェット方式のものが、当該印刷媒体に対して非接触で行えることから業務用にも使用されてきている。このようなインクジェット方式の印刷システムにおいては、インクを吐出させる印刷ヘッドを構成する複数のノズルのうち、インク吐出が不十分で不良印刷とさせるノズルが発生する場合があり、このような場合であっても印刷品質の維持が望まれる。
【0003】
従来、インクジェット方式の印刷システムでは、印刷不良の原因となる印刷ヘッドに欠陥ノズルが発生した場合、当該印刷ヘッドを所定の位置に移動させて所定のクリーニングにより清掃を行って正常化させることが知られている。そして、欠陥ノズルを検出する方法として、例えば以下の特許文献に開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−160354号公報
【0005】
上記特許文献1には、欠陥ノズルを検出する方法として、印刷ヘッドによる印刷を行った後、印刷内容をCCDセンサで読み取り、この読取データと印刷時の印刷データとを比較して印刷ヘッドのうち、何れのノズルが欠陥であるかを判定し、欠陥ノズルが存在する場合に、当該印刷ヘッドをクリーニング位置に移動させて当該欠陥ノズルやその周辺のノズルを清掃するというものである。また、印刷不良となった印刷媒体は廃棄されるというものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、印刷不良が発生した場合、当該印刷不良の印刷媒体は廃棄されることから資源の無駄を生じさせると共に、印刷ヘッドの清掃後に再度印刷し直すこととなり、印刷工程の長時間化、効率低下を招くという問題がある。
【0007】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、印刷ヘッドの欠陥ノズルの発生によらず、印刷効率の向上、印刷品質の維持を図る印刷システムを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1の発明では、所定数のノズルおよびノズル駆動手段で構成される印刷ヘッドにより、所定の印刷データに基づいて印刷媒体にインクを吐出させて印刷を行う印刷システムであって、前記印刷ヘッドを搭載したキャリッジを、前記印刷媒体の印刷位置に対して印刷させながら移動させるキャリッジ駆動手段と、前記印刷ヘッドによる前記印刷媒体上への印刷内容を撮像する撮像手段と、少なくとも、前記撮像手段による撮像データと対応の前記印刷データとを比較し、前記印刷ヘッドの欠陥ノズルにより印刷不良が発生した場合に、当該比較による印刷不良部分の対応ノズルを欠陥ノズルと特定し、当該欠陥ノズルの印刷位置に正常ノズルを位置させ、当該正常ノズルにより当該印刷不良部分を修正印刷させる印刷制御手段と、前記印刷媒体または前記印刷ヘッドを所定量移動させることで、前記欠陥ノズルの印刷位置に、当該印刷ヘッドの正常ノズルを位置させる相対位置移動手段と、を有する構成とする。
【0009】
請求項2〜5の発明では、「前記印刷ヘッドを所定量移動させる前記相対位置移動手段は、前記キャリッジに搭載され、当該印刷ヘッドを、前記キャリッジ駆動手段による移動方向と異なる方向に所定量移動自在とさせるヘッド可動手段である」構成であり、
「前記印刷制御手段は、前記印刷ヘッドによる一行分の印刷後の戻り方向で前記印刷不良部分を前記正常ノズルにより修正印刷させる」構成であり、
「前記撮像手段は、前記キャリッジに搭載され、前記印刷ヘッドによる印刷直後の印刷内容を撮像する」構成であり、
「前記撮像手段は、前記印刷ヘッドの前記キャリッジ駆動手段による移動方向上の一方側、または両側に配置される」構成である。
【0010】
このように、印刷ヘッドによる印刷媒体上への印刷内容を撮像させ、当該撮像データと対応の印刷データとを比較し、欠陥ノズルにより印刷不良が発生した場合に、欠陥ノズルを特定し、当該欠陥ノズルの印刷位置に正常ノズルを位置させて当該正常ノズルにより当該印刷不良部分を修正印刷させる。すなわち、欠陥ノズルにより印刷不良が発生したときに正常なノズルで当該印刷不良部分を修正印刷させることで、印刷品質を維持させることが可能となり、印刷不良の印刷媒体の廃棄や、印刷し直しを要しないことから、資源の無駄発生を回避することが可能となると共に、印刷効率の向上を図ることが可能となるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図により説明する。
図1に、本発明に係る印刷システムの要部部分の概略構成図を示す。図1において、印刷システム11は、支持側版12A,12B間にスキャンガイド部13が取り付けられ、当該スキャンガイド部13に摺動自在にヘッド部14が取り付けられる。このヘッド部14は、図示しないモータ等とタイミングベルトとで構成されるキャリッジ駆動手段15により上記スキャンガイド部13上を摺動する。そして、ヘッド部14の下方に、図示しない搬送手段により印刷媒体である用紙16が搬送される。ここでは、印刷媒体を用紙として示すが、フィルム等のシートや印刷可能な部材で形成された立体物でもよい。なお、図1では配線系を省略してある。
【0012】
上記ヘッド部14は、上記スキャンガイド部13と係合するキャリッジ21に、相対位置移動手段としてのヘッド可動手段であるアクチュエータ22が設けられて搭載されるもので、当該アクチュエータ22として例えば圧電部材が使用される。また、当該アクチュエータ22に所定数のノズルおよび図示しないノズル駆動手段で構成される印刷ヘッドであるインク吐出ヘッド23およびインクカートリッジ24が設けられる。図1では上記ヘッド部14が初期位置近傍に位置されている場合が示されており、支持側版12B側に移動(スキャン)される場合として、インク吐出ヘッド23(インクカートリッジ24)の支持側版12A側に撮像手段である撮像カメラ25が設けられ、当該インク吐出ヘッド23と共にアクチュエータ22によりキャリッジ駆動手段15による移動方向と異なる方向(ヘッド部14のスキャン方向と垂直方向)に所定量可動される。
【0013】
上記インク吐出ヘッド23は、例えばノズルがスキャン方向と垂直方向に1インチ当たり300個(300dpi)、600個(600dpi)、720個(720dpi)、1200個(1200dpi)、・・・で1列に配置された既存のものが使用され、白黒や多色のインクを熱や圧電素子などにより吐出させるものであり、当該印刷色に応じたインクがインクカートリッジ24に収納される。そして、当該インク吐出ヘッド23は、上記インク吐出のための加熱や圧電素子駆動のための図示しないノズル駆動手段を備える。
【0014】
上記撮像カメラ25は、例えばCCDやCMOS素子で構成された既存のものが使用される。この場合、撮像カメラ25は上記インク吐出ヘッド23のノズル数に応じて1台乃至複数台で配置される。1台の場合は、総てのノズルより吐出されたインクの状態を撮像させ、複数台の場合は所定数ずつのノズルを分担して各ノズルより吐出されたインクの状態(印刷内容)を撮像させる。なお、撮像手段である撮像カメラ25は、キャリッジ21に設けてインク吐出ヘッド23と共に移動させる場合を示したが、印刷内容が撮像可能に1台乃至複数台を固定配置とさせてもよい。
【0015】
ここで、図2に、図1の印刷システムにおける印刷処理手段のブロック構成図を示す。図2において、印刷処理手段31は、少なくとも、撮像カメラ25による撮像データと対応の印刷データとを比較し、ヘッド部14の欠陥ノズルにより印刷不良が発生した場合に、当該比較による印刷不良部分の対応ノズルを欠陥ノズルと特定し、当該欠陥ノズルの印刷位置に正常ノズルを位置させ、当該正常ノズルにより当該印刷不良部分を修正印刷させるもので、適宜、制御手段32、バス33、インタフェース(IF)34、印刷データ取得手段35、ノズル駆動制御手段36、キャリッジ駆動制御手段37、撮像データ取得手段38、欠陥ノズル特定手段39、アクチュエータ駆動制御手段40、修正データ作成手段41および用紙搬送駆動制御手段42を備える。
【0016】
上記制御手段32は、このシステム全体を統括的に制御するもので、そのためのプログラムが格納される。上記IF34は、入出力信号の整合性を図るためのもので、上記キャリッジ駆動手段15、アクチュエータ22、図示されない用紙搬送手段およびノズル駆動手段に対して駆動制御信号を出力し、上記撮像カメラ25に対して撮像指令信号を出力すると共に、当該撮像カメラ25で撮像された撮像データを入力する。
【0017】
上記印刷データ取得手段35は、外部より送られてくる印刷データを取得して一旦記憶しておくためのものである。上記ノズル駆動制御手段36は、取得した印刷データに基づいて、後述のキャリッジ駆動制御信号によりスキャンされるキャリッジ21の位置に応じた対応のノズルよりインクを吐出させるための駆動制御信号を生成し、順次ノズル駆動手段に送出する。上記キャリッジ駆動制御手段37は、ヘッド部14のキャリッジ21をスキャンガイド部13上で移動させるキャリッジ駆動手段15に対して、上記印刷データに基づいて例えば一行分ずつの移動距離等の制御信号を生成して送出する。
【0018】
上記撮像データ取得手段38は、撮像カメラ25からの撮像データを取得して一旦記憶させておくためのもので、適宜欠陥ノズル特定の処理を行う作業領域ともなる。上記欠陥ヘッド特定手段39は、撮像カメラ25からの撮像データより得られる印刷ドットデータと、当該撮像データの撮像位置に対応する上記印刷データの印刷イメージデータとを比較し、当該印刷イメージデータでは本来あるべきドットが、撮像データの印刷ドットデータに存在しないときに欠陥ノズルの発生を判定し、当該あるべきドットの位置を特定することで、このドット部分に本来インクを吐出すべきノズルが何れであるかにより欠陥ノズルを特定する。
【0019】
上記アクチュエータ駆動制御手段40は、インク吐出ヘッド23(インクカートリッジ24)および撮像カメラ25を、キャリッジ駆動手段15によるヘッド部14の移動方向と異なる方向(ここでは、スキャン方向に対して垂直方向)に所定量移動自在とさせるもので、特定された欠陥ノズルの印刷位置に正常ノズルを位置させるための移動距離(駆動量)を算出し、当該駆動量分で当該インク吐出ヘッド23(インクカートリッジ24)および撮像カメラ25を上記アクチュエータ22により移動させる。例えば、インク吐出ヘッド23における各ノズル(N)の中心間の距離が30μm(ノズル直径が例えば20μm)とした場合であって、欠陥ノズルに対して隣の正常ノズルを当てる場合としたときには、当該アクチュエータ22により30μm移動させることとなる。
【0020】
上記修正データ作成手段41は、印刷不良部分に再度正常ノズルで印刷させる場合の修正データを作成するもので、上記キャリッジ21のスキャン方向における一行分の印刷後の戻り方向で修正印刷させる場合には、特定された欠陥ノズルのスキャン方向の駆動タイミングを戻り方向に変換した駆動タイミングの駆動データを上記印刷データに基づいて作成し、キャリッジ駆動制御手段37による戻り駆動に応じてノズル駆動制御手段36より代替えの正常ノズルを駆動させるべくノズル駆動手段に送出させるものである。なお、戻り方向ではなく、スキャン方向で修正印刷させる場合には、上記特定された欠陥ノズルに対する同じ駆動タイミングで代替えの正常ノズルを駆動させるものである。
【0021】
そして、上記用紙搬送駆動制御手段42は、用紙16を搬送する図示しない用紙搬送手段を駆動するための制御信号を、上記印刷データに基づいて生成して出力するものである。
【0022】
そこで、図3に図1および図2における印刷処理のフローチャートを示すと共に、図4および図5に図1および図2における印刷処理の原理説明図を示す。なお、図3のフローチャートは、図4および図5に沿った流れとしている。図3において、まず、入力された印刷データを印刷処理手段31の印刷データ取得手段35が取得すると(ステップ(S1))、ノズル駆動制御手段36において、当該印刷データに基づいてインク吐出のためのノズル駆動制御データを作成すると共に、キャリッジ駆動制御手段37がキャリッジ駆動制御データを作成する(S2)。
【0023】
続いて、キャリッジ駆動手段15に例えば一行分移動のキャリッジ駆動制御信号が送出されると共に、当該キャリッジ駆動制御信号に基づくキャリッジ位置に応じてノズル駆動手段に印刷のためのノズル駆動制御信号が送出される(S3)。これによって、用紙16の所定位置に印刷データに基づく一行分の印刷内容が順次印刷されていくものである(S4)。
【0024】
一方、ノズル駆動手段にノズル駆動信号が送出されるのと略同時期に、撮像カメラ25に対して撮像指令信号が送出され、当該印刷直後の印刷状態が撮像されていく(S5)。当該撮像カメラ25で撮像された撮像データを撮像データ取得手段38が取得すると(S6)、欠陥ノズル特定手段39が撮像カメラ25からの撮像データより得られる印刷ドットデータと、当該撮像データの撮像位置に対応する上記印刷データの印刷イメージデータとを比較し、当該印刷イメージデータでは本来あるべきドットが、一致するか否かでドット抜けの有無により欠陥ノズルの有無を判別する(S7)。
【0025】
図4(A)の用紙16の第1行目に印刷された印刷内容のように、上記比較データ同士が一致してドット抜けがない場合(S8)、キャリッジ駆動制御手段37よりキャリッジ復帰信号がキャリッジ駆動手段15に送出されることで当該キャリッジ21(ヘッド部14)は初期位置に復帰される(S9)。そこで、次行の印刷がなければ終了し、次行の印刷があり(S10)、印刷不良がなければ上記S3〜S10が繰り返されて印刷データの最終行まで印刷が行われる。
【0026】
一方、S7およびS8において、撮像データの印刷ドットデータと印刷データの印刷イメージデータとの比較で、図4(A)、(B)の第2行目に示すように、当該印刷イメージデータでは本来あるべきドットが、当該撮像データの印刷ドットデータに存在しないドット抜けがある場合に欠陥ノズルの発生を判定し、当該あるべきドットの位置を特定することで、すなわち、このドット部分に本来インクを吐出すべきノズルが何れであるかにより欠陥ノズルを特定する(S10)。
【0027】
例えば、図4(C)に示すように、インク吐出ヘッド23に8つのノズルN1〜N8があるとして、印刷された印刷内容(図では「1」)にドット抜けが有り、そのドット抜けの位置により6番目のノズルN6を欠陥ノズルと特定するものである。
【0028】
そこで、アクチュエータ駆動制御手段40において、欠陥ノズルの位置に正常ノズルを位置させるためのインク吐出ヘッド23の移動駆動量を算出し、当該駆動量の駆動制御信号をアクチュエータ駆動手段に送出することで、当該インク吐出ヘッド23(インクカートリッジ24)および撮像カメラ25をアクチュエータ22により移動させる(S12)。例えば、図5(A)に示すように、欠陥ノズルN6に隣接の正常ノズルN7を当てるとした場合、インク吐出ヘッド23を互いのノズル間の距離分「α」を移動させることで、本来欠陥ノズルN6が位置された位置に正常ノズルN7を位置させるものである。
【0029】
続いて、キャリッジ駆動制御手段37がキャリッジ復帰信号をキャリッジ駆動手段15に送出すると共に、修正データ作成手段41においてキャリッジ21のスキャン方向における一行分の印刷後の戻り方向で修正印刷させる場合として、特定された欠陥ノズルN6のスキャン方向の駆動タイミングを戻り方向に変換した駆動タイミングとした駆動データが上記印刷データに基づいて作成され、キャリッジ駆動制御手段37による戻り駆動に応じてノズル駆動制御手段36より代替えの正常ノズルN7を駆動させるべくノズル駆動手段に駆動制御信号を送出させるものである(S13)。
【0030】
すなわち、図4(C)に示すドット抜けした印刷不良部分に正常ノズルN7で修正印刷させることにより、図5(A)および図5(B)、(C)の第2行目に示すように、インク吐出ヘッド23が復帰されながら当該印刷不良部分が修正されるものである。なお、戻り方向ではなく、スキャン方向で修正印刷させる場合においても同様であり、欠陥ノズルN6の駆動タイミングで代替えの正常ノズルN7により修正印刷させることができるものである。
【0031】
このように、欠陥ノズルN6によりドット抜けの印刷不良が発生したときに正常ノズルN7で当該印刷不良部分を修正印刷させることで、印刷品質を維持させることができると共に、印刷不良の発生した用紙16を廃棄したり、印刷し直すことを要しないことから、資源の無駄発生を回避することができ、印刷効率の向上を図ることができるものである。なお、欠陥ノズルN6に対しては、修正印刷を行った後にクリーニング位置に移動させてクリーニングを行わせればよい。
【0032】
ところで、上記実施形態では相対位置移動手段としてのヘッド可動手段にアクチュエータ22を使用した場合を示したが、微量可動させるためのモータ(例えばステッピングモータ等)によっても実現することができるものである。このことは以下の図6においても同様である。
【0033】
次に、図6に、本発明に係る印刷システムにおけるヘッド部の他の構成説明図を示す。図6に示すヘッド部14は、当該ヘッド部14のキャリッジ駆動手段15による移動方向(スキャン方向)上のインク吐出ヘッド23(インクカートリッジ24)の両側に撮像手段としての撮像カメラ25A,25Bを設け、これらをキャリッジ21にアクチュエータ22を介在させて搭載させたものである。
【0034】
すなわち、当該ヘッド部14によるスキャン方向での印刷内容を撮像カメラ25Aにより撮像して上述のように欠陥ノズルの有無を判定し、上述のように欠陥ノズルの発生によって代替えの正常ノズルで戻り方向に修正印刷させる際、撮像カメラ25Bにより撮像させて上記同様の処理によって代替えのノズルが真の正常ノズルか否かを判定させるものである。仮に、代替ノズルも欠陥ノズルであった場合には、さらに別の正常ノズルを当該欠陥ノズルの位置に位置させて修正印刷を行わせるものである。
【0035】
このように、修正印刷時においても、撮像カメラ25Bにより撮像させることで、さらなる印刷品質の維持を図ることができるものである。
【0036】
ところで、上記図1および図6に示す印刷システム11、ヘッド部14では、欠陥ノズルの印刷位置に正常ノズルを位置させる手法として、アクチュエータ22等によりインク吐出ヘッド23(インクカートリッジ24、撮像カメラ25,25A,25B)を移動させる場合を示したが、当該インク吐出ヘッド23の移動と用紙16の移動とは相対的なものであって、当該用紙16を移動させることによっても欠陥ノズルによる印刷位置に代替えの正常ノズルを位置させることができるものである。そのための手法として、例えば図示しない用紙搬送手段に微量移動させるためのサーボモータやステッピングモータ等を備えさせることによって実現することができるものである。
【0037】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、印刷ヘッドによる印刷媒体上への印刷内容を撮像させ、当該撮像データと対応の印刷データとを比較し、欠陥ノズルにより印刷不良が発生した場合に、欠陥ノズルを特定し、当該欠陥ノズルの印刷位置に正常ノズルを位置させて当該正常ノズルにより当該印刷不良部分を修正印刷させることにより、印刷ヘッドの欠陥ノズルの発生によらず、印刷効率を向上させることができると共に、印刷品質の維持を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る印刷システムの要部部分の概略構成図である。
【図2】図1の印刷システムにおける印刷処理手段のブロック構成図である。
【図3】図1および図2における印刷処理のフローチャートである。
【図4】図1および図2における印刷処理の原理説明図(1)である。
【図5】図1および図2における印刷処理の原理説明図(2)である。
【図6】本発明に係る印刷システムにおけるヘッド部の他の構成説明図である。
【符号の説明】
11 印刷システム
14 ヘッド部
16 用紙
21 キャリッジ
22 アクチュエータ
23 インク吐出ヘッド
24 インクカートリッジ
25 撮像カメラ
31 印刷処理手段
Claims (5)
- 所定数のノズルおよびノズル駆動手段で構成される印刷ヘッドにより、所定の印刷データに基づいて印刷媒体にインクを吐出させて印刷を行う印刷システムであって、
前記印刷ヘッドを搭載したキャリッジを、前記印刷媒体の印刷位置に対して印刷させながら移動させるキャリッジ駆動手段と、
前記印刷ヘッドによる前記印刷媒体上への印刷内容を撮像する撮像手段と、
少なくとも、前記撮像手段による撮像データと対応の前記印刷データとを比較し、前記印刷ヘッドの欠陥ノズルにより印刷不良が発生した場合に、当該比較による印刷不良部分の対応ノズルを欠陥ノズルと特定し、当該欠陥ノズルの印刷位置に正常ノズルを位置させ、当該正常ノズルにより当該印刷不良部分を修正印刷させる印刷制御手段と、
前記印刷媒体または前記印刷ヘッドを所定量移動させることで、前記欠陥ノズルの印刷位置に、当該印刷ヘッドの正常ノズルを位置させる相対位置移動手段と、
を有することを特徴とする印刷システム。 - 請求項1記載の印刷システムであって、前記印刷ヘッドを所定量移動させる前記相対位置移動手段は、前記キャリッジに搭載され、当該印刷ヘッドを、前記キャリッジ駆動手段による移動方向と異なる方向に所定量移動自在とさせるヘッド可動手段であることを特徴とする印刷システム。
- 請求項1または2記載の印刷システムであって、前記印刷制御手段は、前記印刷ヘッドによる一行分の印刷後の戻り方向で前記印刷不良部分を前記正常ノズルにより修正印刷させることを特徴とする印刷システム。
- 請求項1〜3の少なくとも何れかに記載の印刷システムであって、前記撮像手段は、前記キャリッジに搭載され、前記印刷ヘッドによる印刷直後の印刷内容を撮像することを特徴とする印刷システム。
- 請求項4記載の印刷システムであって、前記撮像手段は、前記印刷ヘッドの前記キャリッジ駆動手段による移動方向上の一方側、または両側に配置されることを特徴とする印刷システム。
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