JP2012133582A - 不良記録素子の検出装置及び方法、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記録ピッチWPの記録素子のうち検出ピッチ数PP間隔の記録素子を動作させて記録したライン状のテストパターンがWSピッチで読み取られた読取画像信号について、端から順に0からn(nは自然数)まで読取画素番号を付し、読取画素番号を解析ピッチ数PSで除算して剰余を求め、読取画像信号を剰余毎の画像信号に分解し、剰余毎に予測される予測信号と剰余毎の画像信号とに基づいて剰余毎の変動信号を算出し、剰余毎の変動信号に基づいて複数の記録素子のうち不良記録素子を特定する際に、T=WP×PP÷|WS×PS−WP×PP|から求められる周期Tが予め設定された解析最小周期以上となるように解析ピッチ数PSの値を設定する。
【選択図】図10
Description
はじめに、不良吐出ノズルの一例として、着弾位置(記録位置)の誤差について説明する。図1(a)〜図1(c)は、ノズルから吐出されるインク滴の記録媒体上における着弾位置が理想的な着弾位置から逸脱する状態を模式的に説明する図である。図1(a)は、ヘッド50における複数のノズル51のライン配列を示す平面図である。図1(b)は、ノズル51から記録紙(記録媒体)16に向かってインク滴を吐出する状態を横方向から見た図であり、図中の矢印Aによってノズル51からのインク滴の吐出方向が概略的に示されている。また図1(c)は、ノズル51から吐出されるインク滴によって記録紙16上に形成されるテストパターン102の例を示す図であり、理想的な着弾位置(符号104)が点線で示され、実際の着弾位置(符号102)が太い黒線で示されている。
次に、記録紙16上の印刷レイアウトの例について説明する。図4は、不良吐出ノズルを検出して補正するシステムにおけるプリント用紙上のレイアウトを示す図である。図4の上側が記録紙16の先端側であり、記録紙16は図4の下から上に向かって(矢印Cで示す搬送方向に)搬送される。例えば、図示せぬドラムの周面に記録紙16を固定して、ドラムの回転によって記録紙16を搬送するドラム搬送方式の場合、ドラムに設けられたグリッパーによって記録紙16の先端部分を保持する構成が採用される。
次に、テストパターンの具体例について説明する。図5は、記録紙(記録媒体)に記録されるテストパターンの基本形を示す図である。図6は、テストパターンの一具体例を示す図であり、基準位置検出バーを含むテストパターンが示されている。なお、図5及び図6は、テストパターン102が印刷される記録紙16の端部が拡大されて示されている。
図7は、印刷装置の解像度を1200DPI(ドット/インチ)とした場合におけるテストパターンの読取画像の概念図である。図7の読取画像において、各ライン状のパターンの長手方向(Y方向、副走査方向、用紙搬送方向)の長さは、100DPIでは4画素分に相当し、1200DPIでは48画素分に相当する。
図9は、ヘッド50のノズル51のうち、所定のノズル51によって形成した各ライン103をテストパターン読取り部136によって読み取る場合の、ノズル51、ライン103、及びテストパターン読取り部136の各読取画素138との関係を模式的に表した図である。
Is1(k)=Is(PS×k+1)(q=1のとき) …(式2)
Is2(k)=Is(PS×k+2)(q=2のとき) …(式3)
図9に示すように、上記の剰余qは、解析ピッチ数PS内における各読取画素の位置(解析ピッチ内位置)に該当する。また本明細書では、剰余qについて、MOD系列と呼ぶ場合がある。
上記の例では、検出ピッチLPと解析ピッチLSの位相が一致している(ΔP=0)場合について説明したが、位相が異なっている場合であっても、処理としては同様である。
周期Tは、MOD系列毎のプロファイルIsqの画素数(k)を示している。
図18は、印字解像度が1200[DPI]のノズル51を有するヘッド50によって印字した1オン9オフのラインパターンを、読取解像度477[DPI]のテストパターン読取り部136によって読み取った結果を示す図であり、読取画素位置が3500〜4000における読取階調値の原信号を示している。また、図18には、各ラインの実際の着弾位置誤差を同時に示している。
次に、MOD系列毎のプロファイルIsqから変動信号を決定する具体的な処理について説明する。
(ただし、q≡x mod PS)
図20は、図19に示すMOD系列毎のプロファイルIsqから、上記のように決定したMOD系列毎の変動信号IHsqを示すグラフである。
次に、不良吐出ノズルに対応する読取画素位置を決定する。この読取画素位置は、(式5)から決定したMOD系列毎の変動信号IHsqを所定の閾値と比較することで決定する。
IHsq(sq)>THpe(ILsq(sq)) …(式6)
IHsq(sq)>THde(ILsq(sq)) …(式7)
IHsq(sq)>THve(ILsq(sq)) …(式8)
のいずれか1つを満たす場合、その読取画素位置にあるノズルを不良吐出ノズルと特定することができる。
次に、各ライン103の位置を読取画素単位で決定する処理について説明する。
次に、具体的に不良吐出ノズルを特定する方法について説明する。
具体的には、図23に示すように、テストパターン102の端部を必ず含むような矩形領域である基準位置検出ウインドウ140を、テストパターン102の両端(X方向に関する左右端)の各々に設定する。このとき読取画像(RGBカラー)に関し、テストパターン102と記録紙16と読取装置(図3のテストパターン読取り部136)との位置関係から、読取画像内におけるテストパターン102の位置はある程度特定できているものとする。ある程度分かっているテストパターン位置範囲に関して、テストパターン102の一方の端部を必ず含むように基準位置検出ウインドウ140は設定される。
次に、基準位置であるテストパターンコーナーCL1、CL2、CR1、CR2から各ラインブロック146の位置が求められる(図22のS24)。各ラインブロック146は、図24に示されるように、X方向に概ね一定間隔で並ぶ一群のラインによって構成され、Y方向に隣接するラインブロック146は、1列のノズル配列(投影ノズル配列)において隣接するノズルからのインク滴によって印刷される。したがって、テストパターン102における各ラインは、Y方向に順次並ぶラインブロック146のいずれかに割り当てられることとなる。
各ラインブロック146の読取信号から、変動信号を決定する(図22のS26)。
図25は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置200の構成例を示す図である。インクジェット記録装置200は、主として、給紙部212、処理液付与部214、描画部216、乾燥部218、定着部220、及び排紙部222を備えて構成される。このインクジェット記録装置200は、描画部216の圧胴(描画ドラム270)に保持された記録媒体224(便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。)にインクジェットヘッド(「描画ヘッドに相当」)272M,272K,272C,272Yから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成するオンデマンドドロップ方式の画像形成装置である。
給紙部212には、枚葉紙である記録媒体224が積層されている。給紙部212の給紙トレイ250から記録媒体224が一枚ずつ処理液付与部214に給紙される。本例では、記録媒体224として、枚葉紙(カット紙)を用いるが、連続用紙(ロール紙)から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。
処理液付与部214は、記録媒体224の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部216で付与されるインク中の色材(本例では顔料)を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
描画部216は、描画ドラム270、用紙抑えローラ274、及びインクジェットヘッド272M,272K,272C,272Yを備えている。描画ドラム270は、処理液ドラム254と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)271を備える。本例の描画ドラム270では、回転方向について180度の間隔で周面の2箇所にグリッパー271が設けられ、1回転で2枚の記録媒体224が搬送できるように構成されている。
乾燥部218は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、乾燥ドラム276、及び溶媒乾燥装置278を備えている。乾燥ドラム276は、処理液ドラム254と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)277を備える。溶媒乾燥装置278は、乾燥ドラム276の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ280と、各ハロゲンヒータ280の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル282とで構成される。各温風噴出しノズル282から記録媒体224に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ280の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。
定着部220は、定着ドラム284、ハロゲンヒータ286、定着ローラ288、及びインラインセンサ290から構成される。定着ドラム284は、処理液ドラム254と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)285を備える。
定着部220に続いて排紙部222が設けられている。排紙部222は、排出トレイ292を備えており、この排出トレイ292と定着部220の定着ドラム284との間に、これらに対接するように渡し胴294、搬送ベルト296、張架ローラ298が設けられている。記録媒体224は、渡し胴294により搬送ベルト296に送られ、排出トレイ292に排出される。搬送ベルト296による用紙搬送機構の詳細は図示しないが、印刷後の記録媒体224は無端状の搬送ベルト296間に渡されたバー(不図示)のグリッパーによって用紙先端部が保持され、搬送ベルト296の回転によって排出トレイ292の上方に運ばれてくる。
次に、インクジェットヘッドの構造について説明する。各色に対応するインクジェットヘッド272M,272K,272C,272Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号350によってヘッドを示すものとする。
図29は、インクジェット記録装置200のシステム構成を示すブロック図である。図29に示すように、インクジェット記録装置200は、通信インターフェース370、システムコントローラ372、画像メモリ374、ROM375、モータドライバ376、ヒータドライバ378、プリント制御部380、画像バッファメモリ382、ヘッドドライバ384等を備えている。
図30は、画像印刷全体の流れを示すフローチャートである。ホストコンピュータ386(図29参照)から送られてくる所望画像の入力画像データが通信インターフェース(受信手段)370を介して受信されると(図38のS80に示す受信ステップ)、色変換処理(図3の色変換処理部110)、不良吐出ノズル補正処理(不吐出ノズル補正画像処理部112)、ハーフトーン処理(ハーフトーン処理部114)、テストパターン合成処理(テストパターン合成部118)等によって入力画像データが補正される(図30のS82に示す補正ステップ)。
周囲の描画における画像濃度をDdefaultとしたとき、不吐出補正ノズルにおける画像濃度をDNo Print(>Ddefault)とすることで不吐出補正ノズルの描画濃度を高め、白筋視認性を低減させることができる。これらの画像濃度間の比率を不吐出補正用ノズル画像濃度増幅量Pdensityと定義できる。
周囲の描画におけるドット径をRdefaultとしたとき、不吐出補正ノズルのドット径をRNo Print(>Rdefault)とすることで不吐出補正ノズルの描画濃度を高め、白筋視認性を低減させることができる。これらのドット径間の比率を不吐出補正用ノズルドット径増幅量Pdotと定義できる。
テストパターン102として、1オンnオフ型のラインパターンを例示したが、1ノズルに対応したラインに限らず、複数本(例えば、2〜3本)のラインが一体に組み合わされた帯状のブロックなどが概ね規則的に並ぶパターンであってもよい。
図25から図30では、インクジェット記録装置200に内蔵されたインラインセンサ290を用いてテストパターンを読み取り、その読取画像の解析処理装置もインクジェット記録装置200に搭載されている例を説明したが、本発明の実施に際しては、インクジェット記録装置200とは別体のオフラインスキャナー等を用いてテストパターンの印刷結果を読み取り、その読取画像のデータをパソコン等の装置によって解析する構成も可能である。
「記録媒体」は、記録素子によってドットが記録される媒体の総称であり、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、被記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。
上述の実施形態では、停止したヘッドに対して被記録媒体を搬送する構成を例示したが、本発明の実施に際しては、停止した被記録媒体に対してヘッドを移動させる構成も可能である。なお、シングルパス方式のフルライン型の記録ヘッドは、通常、被記録媒体の送り方向(搬送方向)と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。
上記実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、シリアル型(シャトルスキャン型)ヘッドなど、短尺の記録ヘッドを移動させながら、複数回のヘッド走査により画像記録を行うインクジェット記録装置についても本発明を適用可能である。なお、インクジェット方式の印字ヘッドを用いてカラー画像を形成する場合は、複数色のインク(記録液)の色別にヘッドを配置してもよいし、1つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画するインクジェットシステムに広く適用できる。
上述の説明では、記録ヘッドを用いる画像形成装置の一例としてインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。インクジェット方式以外では、サーマル素子を記録素子とする記録ヘッドを備えた熱転写記録装置、LED素子を記録素子とする記録ヘッドを備えたLED電子写真プリンタ、LEDライン露光ヘッドを有する銀塩写真方式プリンタなど、ドット記録を行う各種方式の画像形成装置についても本発明を適用することが可能である。
Claims (11)
- 複数の記録素子を第1の方向と平行な直線上に投影したときに各投影記録素子の間隔が記録ピッチWPとなるように前記複数の記録素子が配列された記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対して前記第1の方向と直交する方向に記録媒体を相対移動させる媒体搬送手段と、を備えた画像記録装置によって記録されたテストパターンであって、前記各投影記録素子のうち検出ピッチ数PP毎の投影記録素子に対応する記録素子を動作させて記録したライン状のテストパターンを、前記第1の方向の読取ピッチWSで読み取られた読取画像信号を取得する画像信号取得手段と、
前記取得した読取画像信号について、前記第1の方向に端から順に0からn(nは自然数)まで読取画素番号を付し、該読取画素番号を解析ピッチ数PSで除算して剰余を求め、前記読取画像信号を前記求められた剰余毎の画像信号に分解する信号分解手段と、
前記剰余毎に予測される予測信号と前記剰余毎の画像信号とに基づいて剰余毎の変動信号を算出する変動信号算出手段と、
前記剰余毎の変動信号に基づいて前記複数の記録素子のうち不良記録素子を特定する特定手段と、
を備え、
T=WP×PP÷|WS×PS−WP×PP|
から求められる周期Tが予め設定された解析最小周期以上となるように前記解析ピッチ数PSの値が設定されることを特徴とする不良記録素子の検出装置。 - 前記解析最小周期が3であることを特徴とする請求項1に記載の不良記録素子の検出装置。
- 前記変動信号算出手段は、前記剰余毎の画像信号に基づいて前記剰余毎に予測される予測信号を生成し、該生成した剰余毎に予測される予測信号と前記剰余毎の画像信号との差分に基づいて前記剰余毎の変動信号を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の不良記録素子の検出装置。
- 前記特定手段は、前記剰余毎に予測される予測信号に基づいて閾値を設定し、前記閾値に基づいて不良記録素子を特定することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の不良記録素子の検出装置。
- 前記特定手段は、前記剰余毎の変動信号のうち最もノイズの影響が少ない変動信号に基づいて不良記録素子を特定することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の不良記録素子の検出装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の不良記録素子の検出装置と、
複数の記録素子を第1の方向と平行な直線上に投影したときに各投影記録素子の間隔が記録ピッチWPとなるように前記複数の記録素子が配列された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対して前記第1の方向と直交する方向に記録媒体を相対移動させる媒体搬送手段と、
前記各投影記録素子のうち検出ピッチ数PP毎の投影記録素子に対応する記録素子を動作させてライン状のテストパターンを記録する記録制御手段と、
前記ライン状のテストパターンを読み取って読取画像信号に変換するテストパターン読取手段であって、前記読取画像信号の前記第1の方向の読取ピッチがWSであるテストパターン読取手段と、
前記特定された不良記録素子の情報を記憶しておく記憶手段と、
前記特定された不良記録素子による記録動作を停止させ、当該不良記録素子以外の記録素子によって前記不良記録素子の記録欠陥を補償して目的の画像を記録するように画像データを補正する画像補正手段と、
前記画像補正手段による補正後の画像データに従い前記不良記録素子以外の記録素子の記録動作を制御して画像記録を行う記録制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記WSは、前記WPより大きいことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記テストパターンのライン幅が、前記WSの0.5倍から2倍の範囲内であることを特徴とする請求項6又は7に記載の画像形成装置。
- 前記記録素子はインク吐出ノズルであり、
前記不良記録素子は、位置誤差大、不吐出、及び吐出体積誤差大のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記テストパターン読取手段は、複数の読取画素が第1の方向に読取ピッチWSで配列されたラインセンサであることを特徴とする請求項6から9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 複数の記録素子を第1の方向と平行な直線上に投影したときに各投影記録素子の間隔が記録ピッチWPとなるように前記複数の記録素子が配列された記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対して前記第1の方向と直交する方向に記録媒体を相対移動させる媒体搬送手段と、を備えた画像記録装置によって記録されたテストパターンであって、前記各投影記録素子のうち検出ピッチ数PP毎の投影記録素子に対応する記録素子を動作させて記録したライン状のテストパターンを、前記第1の方向の読取ピッチWSで読み取られた読取画像信号を取得する画像信号取得工程と、
前記取得した読取画像信号について、前記第1の方向に端から順に0からn(nは自然数)まで読取画素番号を付し、該読取画素番号を解析ピッチ数PSで除算して剰余を求め、前記読取画像信号を前記求められた剰余毎の画像信号に分解する信号分解工程と、
前記剰余毎に予測される予測信号と前記剰余毎の画像信号とに基づいて剰余毎の変動信号を算出する変動信号算出工程と、
前記剰余毎の変動信号に基づいて前記複数の記録素子のうち不良記録素子を特定する特定工程と、
を備え、
T=WP×PP÷|WS×PS−WP×PP|
から求められる周期Tが予め設定された解析最小周期以上となるように前記解析ピッチ数PSの値が設定されることを特徴とする不良記録素子の検出方法。
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