JP2014043102A - プリンタの受像部材に堆積した画像を分析するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリンタの受像部材に堆積した画像を分析する方法および装置を提供する。
【解決手段】インクジェットプリンタ内の画像形成ドラム１２の表面に堆積した画像を分析する方法および装置において、画像形成ドラム１２の表面１４と接触している画像形成そり１１２によって支持された光電センサを用いて、印字ヘッド内の噴出不足を検出し、印字ヘッドを整列させ、除去されるインクの量を低減し、画像形成ドラム１２を使い果たしたかどうかを判断する。
【選択図】図１

Description

本明細書は、一般に、プリンタの受像部材に堆積した画像を分析するシステムおよび方法に関し、詳細には、画像形成ドラムの表面に沿って移動するように構成された画像形成そりを用いて、インクジェットプリンタ内の画像形成ドラムの表面に堆積した画像を分析する方法および装置に関する。

インクジェット印字ヘッドにおいて、個々の圧電、サーマル（熱）、または音響アクチュエータは、印字ヘッドのフェイスプレート内の、通常はノズルと呼ばれる開口部を通してインクを放出する機械力を発生させる。アクチュエータは、ときには発射信号と呼ばれることもある電気信号に応じて、インク液滴を放出する。発射信号の大きさ、または電圧レベルは、インク液滴内に吐出されたインクの量に影響する。発射信号は、印字ヘッドコントローラによって画像データに関連して発生する。インクジェットプリンタ内の印刷エンジンは、画像データを処理して、プリンタの印字ヘッド内のインク噴出口を特定し、特定されたインク噴出口は、受像面の特定の場所でインク液滴のパターンを吐出するように動作して、画像データに対応するインク画像を形成する。インク液滴が落ちた場所は、ときには「インク液滴場所」、「インク液滴位置」、または「画素」と呼ばれることもある。

相転移インクジェットプリンタは、ダイレクト（直接）印刷工程またはオフセット印刷工程を用いて画像を形成する。ダイレクト印刷工程では、溶融インクは、記録媒体上へ直接に噴出されて画像を形成する。インダイレクト（間接）印刷工程とも呼ばれるオフセット印刷工程では、溶融インクは、回転ドラム、ベルト、またはバンドの表面などの回転部材の表面上へ噴出される。記録媒体は、回転部材の表面に形成されたインク画像に同期して、同表面のもっとも近くに移動する。次いで記録媒体は、同媒体が回転部材とトランスフィックス（転写定着）ローラとの間に形成されたニップ（挟持部）の中を通過しながら、回転部材の表面に押し付けられる。インク画像は、ニップ内の圧力によって記録媒体に転写され、付着される。媒体に画像を転写するこの工程は、「トランスフィックス」工程として知られている。

画像データによって表された画像物体およびカラーへの忠実性に関して、印刷された画像が画像データに密接に対応するように、印字ヘッドは、受像面の基準と、およびプリンタ内の残りの印字ヘッドとレジストレーションすることができる。印字ヘッドのレジストレーションは、印字ヘッドが周知のパターンでインクを吐出し、かつ印刷された周知のパターンが分析されて、画像形成面に関しておよびプリンタ内の残りの印字ヘッドに関して、印字ヘッドの位置合わせを決定する工程である。しかしながら、印字ヘッドの適切な位置合わせは、しばしば検証される。さらに加えて、インクジェット吐出部の適切な動作の検証は、印刷された画像の分析によって行うことができる。この分析は、印字ヘッドの位置または印字ヘッドの動作を調整するのに用いられるデータを発生させて、推定された状態からの印字ヘッドの偏位を補償する。

印刷された画像の分析は、２つの方向に関連して行われる。「工程方向」は、受像面が印字ヘッドのそばを通過しながら、受像部材が移動している方向を指す。「工程直交方向」は、工程方向に実質的に直角の、典型的には受像部材の幅を横切る、方向を指す。印刷された画像を分析するために、受像部材上にテストパターンを発生させて、駆動したインク噴出口がインクを吐出したかどうか、および吐出されたインクが正確な場所に落ちたかどうかを判断し、それによって受像部材との、およびプリンタ内の他の印字ヘッドとの、印字ヘッドの適切な位置合わせを推測する。

いくつかの印刷システムにおいて、印刷された画像はフラットベッドスキャナまたは他の周知のオフライン画像形成デバイスでスキャンされて、印字ヘッドの動作を決定する。オフライン画像形成デバイスを用いて、印刷された画像の像を発生させる方法には、印刷された画像の現場での分析があり、画像形成デバイスによって課された不正確さがある。いくつかのプリンタにおいて、スキャナは、プリンタに一体化されていて、プリンタ内部でありながら画像を分析する。これらの一体化スキャナは、典型的には１つ以上の照明源、および照明源からの放射エネルギであって受像面から反射された放射エネルギを受信する１つ以上の光センサを含む。各光センサは、センサが受信する反射光の強度に対応する電気信号を発生させる。光センサからの電気信号は、アナログ／デジタルコンバータによってデジタル信号に変換され、デジタル画像データとして画像プロセッサに提供することができる。

プリンタは、第１端部と第２端部の間に配置された実質的に円柱形の外側表面を有する回転受像部材を含む。プリンタは、受像部材に隣接して配置された印字ヘッドであって、受像部材の表面にインク画像を形成するように構成された印字ヘッドをさらに含む。回転受像部材の第１端部に配置された移動可能部材は、第１端部から第２端部へ移動して第１端部へ戻るように構成される。移動可能部材に動作可能に接続された光電センサは、インク画像から反射された送信光を受信し、かつ反射された送信光を、反射された送信光を代表する第１信号に変換するように構成される。

図１は、画像形成ドラムに隣接して配置されたローラであって、光電センサと、画像形成そりを画像形成ドラムの受像面を横切って移動させるように構成された駆動機構とを含むトランスフィックスローラの斜視図である。 図２は、滑車システムの滑車に動作可能に接続された画像形成そりを含む、図１の画像形成ドラムの部分斜視図である。 図３は、図２の画像形成そりの分解斜視図である。 図４は、レンズ反射器の斜視図である。 図５は、図３の画像形成そりのベース部の底面斜視図である。 図６は、回転受像部材上へ画像を印刷するように構成され、かつ記録媒体へ画像を転写するように構成されたインクジェットプリンタの概略図である。

図６は、本明細書と関連のあるエレメントを有する先行技術のインクジェットプリンタ１０を図示する。示された実施形態において、プリンタ１０は、シート記録媒体上へ印刷する固体インク印刷工程を実装する。インクジェットプリンタおよびインクジェット印字ヘッドは、図６に描写されたプリンタ１０に関連して以下で説明されるが、本明細書で開示される主題の方法および装置は、ロール紙画像基板またはシート記録媒体上へ直接にインクを吐出する印字ヘッドを有する、任意のプリンタ、連続ロール紙インクジェットプリンタまたはカートリッジ・インクジェット・プリンタにおいて用いることができる。

インクジェットプリンタ１０は、高速相転移インク画像生成機またはプリンタである。図示されるように、プリンタ１０は、以下で説明されるような動作サブシステムおよびコンポーネントを直接にまたは間接的に支持するフレーム１１を含む。プリンタ１０は、画像形成ドラムの形で示された受像部材１２を含むが、画像形成面を有する画像形成ベルトまたはバンドも含むことができ、それぞれはエンドレスベルトまたはバンドとすることができる。受像部材１２は、方向１６に移動可能な画像形成面１４を有し、相転移インク画像は画像形成面１４に形成される。方向１７に回転可能なトランスフィックスローラ１９は、ドラム１２の表面１４に対して荷重をかけられて、トランスフィックスニップ１８を形成し、トランスフィックスニップ１８内で、表面１４に形成されたインク画像は、加熱媒体シートなどの記録媒体４９上へトランスフィックスされる。

高速相転移インクプリンタ１０は、固形の１つのカラー相転移インクから成る少なくとも１つの供給源を有する相転移インク供給サブシステム２０も含む。相転移インクプリンタ１０が多色画像の生成機であるので、インク供給システム２０は、相転移インクの４つの異なるカラーＣＹＭＫ（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック）を表す４つの供給源２２、２４、２６、２８を含む。相転移インク供給システム２０は、少なくとも１つの印字ヘッドアセンブリ３２を含む印字ヘッドシステム３０に、液体形態を供給するのに適している。各印字ヘッドアセンブリ３２は、受像部材１２の表面１４上へインク液滴を吐出して同表面にインク画像を生成するように構成された少なくとも１つの印字ヘッドを含む。

さらに示されるように、相転移インクプリンタ１０は、媒体搬送体としても知られている記録媒体供給および取扱システム４０を含む。記録媒体供給および取扱システム４０は、シートまたは基板供給源４２、４４、４８を含むことができ、例えば同供給源のうちの供給源４８は、カット媒体シート４９の形をした受像基板を保管しかつ供給する高容量用紙供給源またはフィーダである。記録媒体供給および取扱システム４０は、基板加熱または予熱アセンブリ５２を有する基板取扱および処理システム５０も含む。示されるような相転移インクプリンタ１０は、ドキュメント保持トレイ７２、ドキュメントシート供給および回収デバイス７４、ならびにドキュメント露光およびスキャンシステム７６を有する原ドキュメントフィーダ７０も含むことができる。

機械またはプリンタ１０に属する種々のサブシステム、コンポーネントおよび機能の動作および制御は、コントローラまたは電子サブシステム（ＥＳＳ）８０の助けを借りて行われる。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、受像部材１２、溶融および制御装置２０、印字ヘッドアセンブリ３２、３４（およびそれゆえに印字ヘッド）、ならびに基板供給および取扱システム４０に動作可能に接続される。ＥＳＳまたはコントローラ８０は、例えば、電子記憶装置８４を備えた中央処理装置（ＣＰＵ）８２、およびディスプレイまたはユーザインターフェース（ＵＩ）８６を有する、内蔵式の専用ミニコンピュータである。温度センサ５４は、コントローラ８０に動作可能に接続される。温度センサ５４は、受像部材１２が回転して温度センサ５４のそばを通り過ぎながら、受像部材表面１４の温度を測定するように構成される。一実施形態において、温度センサは、受像部材１２の選択された部分の温度を測定するように構成されたサーミスタである。コントローラ８０は、温度センサからデータを受信し、受像部材１２の表面１４の１つ以上の部分の温度を特定するように構成される。

ＥＳＳまたはコントローラ８０は、センサ入力および制御回路８８ならびに画素配置および制御回路８９を含むことができる。加えて、ＣＰＵ８２は、スキャンシステム７６などの画像入力源またはオンラインもしくは作業ステーション接続部９０と、印字ヘッドアセンブリ３２および３４との間の画像データフローを読み取り、取り込み、調整し、管理する。そういうわけで、ＥＳＳまたはコントローラ８０は、以下で説明される印刷工程を含む残りの機械サブシステムおよび機能のすべてを動作させかつ制御する主要なマルチ・タスク・プロセッサである。

コントローラ８０は、例えば、操作者によるユーザインターフェース８６を介した入力からの、関連したサブシステムおよびコンポーネント制御を決定しおよび／または受け取り、それに応じてこのような制御を実行する。結果として、適切なカラー固形式相転移インクは、溶融され、印字ヘッドアセンブリ３２および３４へ供給される。加えて、操作者は、ユーザインターフェースにおいてなされた入力コマンドを通じて、本明細書で説明されるように、１つ以上の印字ヘッドの浄化を実行することができる。いくつかの印刷動作において、単一のインク画像が、画像形成部材１２の全表面を覆うことができ（単一ピッチ）、または複数のインク画像が、画像形成部材１２に堆積することができる（多ピッチ）。その上に、インク画像は、単一通過で堆積することができ（単一通過法）、または同画像は、複数通過で堆積することができる（多数通過法）。多ピッチ印刷アーキテクチャにおいて、受像部材の表面は、多数のセグメントに分割され、各セグメントは、全ページ画像（すなわち、単一ピッチ）およびパネル間ゾーンまたはスペースを含む。例えば、２ピッチ受像部材１２は、２つの画像であって、受像部材１２の回転中に、それぞれ単一シートの記録媒体に対応する２つの画像を含むことができる。同様に、例えば、３ピッチ中間転写ドラムは、３つの画像であって、受像部材１２の通過または回転中に、それぞれ単一シートの記録媒体に対応する３つの画像を含むことができる。

画像形成方法によって、コントローラ８０の制御の下で受像部材１２上に画像がいったん形成されると、典型的なインクジェットプリンタ１０は、同画像を転写して定着する工程に転換する、またはトランスフィックスローラ１９において受像部材１２から記録媒体４９上へ画像形成する。同工程によれば、１シートの記録媒体４９は、コントローラ８０の制御の下で、トランスフィックスローラ１９に隣接する位置へ、次いでトランスフィックスローラ１９と受像部材１２の間に形成されたニップの中を搬送体によって搬送される。トランスフィックスローラ１９は、記録媒体４９の前面を受像部材１２に押し付けるように、記録媒体４９の背面に対して圧力を加える。

図１は、画像形成ドラム１２に隣接して配置されたトランスフィックスローラ１９の斜視図である。画像形成ドラム１２は、シリンダ１０２の各端部と係合する複数のスポーク１００を含む。複数のスポーク１００は、ハブ１０４に動作可能に接続される。ドラム１２の各端部は、開口していて、ハブ１０４および複数のスポーク１００によって支持することができる。ハブ１０４は、必要ならば、ドラム内部に電気配線を通すための通路を含むことができる。さらに加えて、図示されない軸受をハブ１０４の外面に用いて、ハブ１０４の縦軸に沿って画定された回転軸１０６の周りに、シリンダ１０２の回転移動を可能にする。スポーク１００は、ハブ１０４から延びて、ドラム１２のシリンダ１０２を支持し、かつドラム１２内部の空気循環用通気路を提供する。

光電センサデバイス１１０は、画像形成そり１１２、第１滑車１１４および第２滑車１１６、ならびに第１滑車１１４と第２滑車１１６を係合する、ライン、コード、またはケーブル、ベルトもしくはひもなどの、１本の材料１１８を含む。デバイス１１０は、第１滑車１１４に動作可能に接続された歯車１２０をさらに含み、同歯車は、プリンタの支持構造体（図示せず）によって支持されたモータ１２２によって駆動される。モータ１２２は、軸１２８の周りを回転移動する歯車１２６を支持するシャフト１２４を含む。１本の材料１１８は、可撓性および非弾力性の特徴を含むさまざまな材料から作ることができる。モータ１２２を含む駆動機構は、ＡＣモータ、ＤＣモータ、およびステッピングモータなどの、相当数の異なる種類の電気モータを含むことができる。加えて、コントローラによって多くの重なり合う画像が取得され、互いに縫い合わされてテストパターンの完全な画像を形成することができるので、モータ１２２を含む駆動機構は、画像形成そりを移動させる精密駆動機構である必要がない。加えて、モータを有する駆動機構ならびに第１および第２滑車が説明されているが、モータ駆動式送りねじおよびラック・アンド・ピニオン式駆動などの他の種類の駆動機構を用いて、そりを移動させることができる。

画像形成そり１１２は、ライン１１８に動作可能に接続され、モータ１２２によって駆動される第１滑車１１４の移動に応じて、ドラムの表面１４を横切って移動する。画像形成そり１１２は、第１端部１３０から第２端部１３２まで、およびシリンダ１０２の両端部間の場所を移動して、表面１４を画像形成し、ドラム１２の表面１４に堆積したインク画像を形成することができる。第１端部１３０から第２端部１３２まで移動すること、および第２端部から第１端部１３０まで戻ることに加えて、画像形成そり１１２は、第１端部１３０と第１滑車１１２の間に配置された場所１３４へ、ドラム１２の表面１４から全体に離れて移動させることができる。図示されないが、説明した実施形態は、画像形成そり１１２がドラム１２の表面１４から離れて移動するとき、画像形成そり１１２が支持用に位置決めすることができるステーションまたはプラットホームを含むことができる。モータ１２２は、コントローラ８０に動作可能に接続される。モータ１２２は、コントローラ８０によって提供される信号に応じて、画像形成そりをドラム１２の表面１４との係合状態に入れたり、同状態から出したりする。

上述したように、インクは、オイル被覆ドラムを含むことができる画像形成面１４に堆積し、次いでオフセット固体インク印刷工程において用紙上へ転写される。インクがドラム上に形成されるので、画像形成そり１１２は、インク液滴の場所がドラムに堆積するように決定することができる。画像形成そり１１２を工程直交方向にドラム１２を横切って移動させることによって、画像形成そり１１２は、ドラム１２の表面１４を、および表面に堆積しているインクをスキャンすることができる。画像形成そり１１２は、少なくとも１つのセンサを含み、ドラムの表面の画像および／またはドラムに堆積したインクの画像を提供する。本明細書で使用されるように、画像形成面にインクを堆積させることは、インクを有するドラムまたはインクを有しないドラムの表面にインクを堆積させることを含むことができる。

画像形成そり１１２は、印字ヘッド内の噴出不足を検出することができ、多数の印字ヘッドを有するインクジェットプリンタにおいて隣接する印字ヘッドを整列させるのに用いることができる。加えて、画像形成そり１１２を用いてテストパターンなどのインク画像をスキャンすると、インクジェットプリンタにおける全幅アレイ印字ヘッドのアラインメント（整列）情報および性能情報を提供することができる。加えて、工程方向に隣接するインク噴出口からのインク液滴のアラインメントを判断することができる。当業者には周知の他の多くの欠陥およびアラインメントを修正することができる。説明した実施形態における１つの固有の属性は、同一のセンサ素子を用いて画像形成ドラムの幅全体をスキャンする能力である。例えば、先行技術のインク・オン・ドラム（ＩＯＤ）スキャン処理システムは、多数のセンサを備えた長いアレイを用いていた。この配列では、較正画像の幅を横切る異なるセンサが用いられている。これらの異なるセンサ素子がかなりの雑音を有することは、よく知られている。多くの属性にとって、このセンサ雑音は、測定された信号と比較して極めて大きい。例えば、従来の「強度バンディング」または「カラーバンディング」を、長いセンサアレイを用いて測定するのは困難である。しかしながら説明した実施形態では、画像の幅を横切って測定するために正確に同一のセンサが用いられる。これにより、センサはセンサ感度があるようになり、バンディングなどの避けられないページ幅大の欠陥を測定して修正する能力を高めることが可能となる。

インクジェット印字ヘッド技術は、極めて多数のインク噴出口を含み、必要なときにどのインク噴出口ノズルからも一貫性のあるようにかつ適切にインクを吐出することは、不可能ではないにしても困難とすることができる。コマンド信号に応じてどのインク噴出口からもインクを堆積させるように、印字ヘッドが製造されてはいるが、印刷環境によっては、１つ以上のインク噴出口が毎日のように故障することがある。例えば、プリンタは、省エネルギ要件を満たすために、夜間に低減された電力で動作することができ、または夜にオフすることもある。プリンタがいったん印刷するための動作温度に回復すると、印字ヘッドのインク噴出口は、浄化されてインク噴出口から気泡を取り除く。しかしながらこれらの条件の下で、インク噴出口の一部は、１回の浄化の後では取り除くことができず、すべてのインク噴出口から取り除くために、インクの追加の浄化が必要となることがある。

印刷を改善するために、かつ印字ヘッドを浄化するのに必要なインクの量を低減するために、画像形成そり１１２を用いて、表面１４に堆積したテスト画像を形成するによって、１つ以上の不足しているインク噴出口を検出して特定することができる。不足している１つのインク噴出口または複数のインク噴出口の特定後、コントローラ８０は、印刷アルゴリズムを修正して、不足しているインク噴出口を実質的に隠すことができる。印刷アルゴリズムを修正することによって、印刷の変則性が修正印刷アルゴリズムによって隠すことができるので、結果として生じる画像は、依然として十分な細部および正確さを含むことができる。同様に、非活動期間後またはそうでない期間後に印字ヘッドを浄化するのに必要なインクの量は、印刷アルゴリズムを用いて不足しているインク噴出口を隠すことができるので、浄化がより少なくてよいことになり、それによって低減することができる。場合によっては、かなりの量のインクを節約することができる。

図２は、滑車１１４に動作可能に接続された画像形成そり１１２を含む、図１の画像形成ドラムの部分斜視図を図示する。画像形成そり１１２は、デッキ状体１４６に動作可能に接続された第１滑走部１４２および第２滑走部１４４を含むベース部１４０を含み、デッキ状体１４６は、第１滑走部１４２および第２滑走部１４４にまたがる。第１突出部１４８は、デッキ状体１４６の一端部に動作可能に接続される。図２には示されていない第２突出部１５０は、第１突出部１４８に動作可能に接続された端部の反対側にある、デッキ状体の第２端部において位置決めされる。ライン１１８は、第１突出部１４８および第２突出部１５０に固定されて、歯車１２０およびウォーム歯車１２６によって駆動される滑車１１４の回転移動が、画像形成そり１１２をドラム１２の表面１４を横切って移動させるようにする。

デッキ状体１４６は、画像形成回路１５６および照明デバイス１５８を含む回路基板１５４を支持する。照明デバイス１５８は、回路基板１５４上に配置されて、レンズ反射器１６０によってドラム１２の表面１４に光を向ける。図３は、ベース部１４０、回路基板１５４、画像形成回路１５６、照明デバイス１５８、およびレンズ反射器１６０を含む画像形成そり１１２の分解図を図示する。図３のレンズ反射器１６０は、照明デバイス１５８の出力がドラム１２の表面１４の方に反射されることを指し示すように、模式的に図示される。図４に説明した構成などの、他の構成が可能である。図３は、ベース部１４０に動作可能に接続されたカバーであって、画像形成回路１５６、照明デバイス１５８、およびレンズ反射器１６０用にベース部１４０と組み合わせて囲いを提供するカバー１６２も図示する。

画像形成回路１５６は、光検知素子または光検知素子のアレイ、およびデッキ状体１４６によって接続されかつ移動用に支持された関連電子機器を含む。ドラム１２の表面１４を横切って移動するように構成されたデッキ状体１４６は、ドラムの一部または実質的に全部を横切って工程直交方向に、光検知素子を含む画像形成回路１５６を移動させる。一実施形態において、画像形成回路１５６は、フォト（光）ダイオードの２次元アレイ、例えば１６ｘ１６フォトダイオードのアレイ、を含む電子デバイスとすることができる。フォトダイオードの長方形アレイを含む、他のより多数のまたはより少数のフォトダイオードのアレイを用いることができる。フォトダイオードのアレイは、１インチ当たり約４００〜８００ドット（ｄｐｉ）の解像度で画像を提供する。加えて、光路回路は、フォトダイオードのアレイに動作可能に接続されて、フォトダイオードのアレイによって検知された画像を代表する電子信号を提供する。

画像形成回路１５６は、照らされたドラム面またはドラムに堆積した、照らされたインク画像に応じて、画像情報および位置情報を提供することができる。ドラム面またはインク画像は、照明デバイス１５８によってレンズ反射器１６０と組み合わせて照らすことができる。照明デバイス１５８が、図示されている発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことができるが、照明の他の発生源を用いることもできる。ＬＥＤは、レンズ反射器１６０に隣接して配置されて、図４で説明したように、その放射光がレンズ反射器１６０の第１レンズ１６４に向けられるようにする。第１レンズ１６４は、ドラム面１４および／またはドラム面１４のインクに放射光を向けるように構成された反射器１６０の指向部１６６に位置決めされる。放射光は、同ドラム面および／または同インクから反射され、レンズ反射器１６０の受信部１７０内に配置された第２レンズ１６８を通して画像形成回路１５６に向けられる。

図４において理解できるように、レンズ反射器は、側壁１７２および１７４ならびに端部壁１７６および１７８を含み、ドラム面に隣接して配置された開口端を有するチャンバを画定する。各壁１７２、１７４、１７６、および１７８は、ドラム面に隣接して配置された平面１８０を画定する終端部を含む。一実施形態において、平面１８０は、ドラム１２の表面１４〜約５ミリメートルにある。指向部１６６は、回路基板１５４の開口部１８２を通して延びて（図３を参照）、第２レンズ１６８が画像形成回路１５６のフォトダイオードに隣接して配置されるようにする。

レンズ反射器１６０は、第１レンズ１６４および第２レンズ１６８を一体の部品として含むように形成された単一部品から作ることができる。レンズ反射器１６０は、個々のレンズを支持する支持構造体、または１つの一体レンズおよび１つの単一レンズを含むように形成された支持構造体を含む多数の部品から形成することもできる。別の一実施形態において、レンズのうちの一方または両方は、レンズ反射器１６０の構造体、および照明デバイス１５８の特徴または画像形成回路１５６のフォトダイオードの特徴に依存して、省くことができる。加えて、レンズ反射器１６０が、各端部壁１７６および１７８において角度のついた部分または側面を含む明瞭な形状を含むように示されるが、他の構成も可能である。

画像形成回路１５６のフォトダイオードアレイは、相当数のベンダから入手することができるＡＳＩＣであって、ドラム１２の表面１４の画像または表面１４に堆積したインク画像、および表面１４の画像形成そり１１２の場所、を提供するように構成することができるＡＳＩＣを含むことができる。ＡＳＩＣは、コントローラ８０内でプログラム命令として構成することができる高速画像処理ルーチンを用いて、表面１４内のまたは表面１４にある小さい特徴を測定し、ｘおよびｙ座標情報を含む位置情報を出力することができる。座標情報を提供することに加えて、センサは、表面の２次元画像を提供することができる。したがって、画像形成回路１５６は、画像形成そり１１２がコントローラ８０に位置制御情報を提供し、それによってエンコーダとして機能し、かつ画像形成そり１１２がコントローラ８０に画像情報を提供し、それによって撮像素子または画像発生器として機能する、ことを可能にする情報を提供することができる。画像形成回路１５６もしくは回路基板１５４またはこれらの両方は、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線、マイクロ波、赤外線または他の通信技術などの、有線接続または無線通信を通して、コントローラ８０へ信号情報を送信し、コントローラ８０から信号情報を受信することができる。画像形成そりがコントローラ８０に位置制御情報を提供することができるので、説明した実施形態は、別個の位置エンコーダを用いずに動作することができるが、これは、センサによって画像形成されたインク液滴テストパターン情報が位置エンコーダとして機能することができるからである。

フォトダイオードアレイが画像形成用に説明されるが、画像形成回路は、単一のセンサ素子、多数のセンサ素子、レーザセンサ、および内蔵フィルタ付センサを含むように構成することができる。一実施形態において、画像形成回路１５６は、約１０００画像フレーム／秒で多数の画像を取り込むことができる。回路１５６は、移動の距離、すなわちｘ／ｙ移動のエンコーダ信号を計算するために、これらの画像を互いに比較する内蔵電子機器を含むことができる。ＡＳＩＣは、低速度（５〜１０フレーム／秒）でフレームグラブ（フレーム単位の取り込みデータ化）を可能にするシリアルポートも含む。

フォトダイオードは、「光」を画像形成してまたは見て、デジタルシステムにおいて理解される、「光」の量に比例する単一値（典型的には０〜２５５値）を出力する単色デバイスである。フォトダイオードは広範囲のカラーを検出することができるものの、場合によっては、フィルタをチップ内に組み込んで、かつフィルタを異なるフォトダイオード全部に配置して、光の一定波長だけを検出することができる。いくつかの実施形態において、センサは、赤色、緑色、および青色フィルタを（それぞれ対応するフォトダイオードとともに）有することができる。例えば赤色フィルタは、赤色波長だけを透過する。白色光がシアンインクを有する表面を照らすと、赤色フィルタを有するフォトダイオードは、極めて低い値、例えば約ゼロを有することになり、緑色および青色フィルタを有するフォトダイオードは、極めて高い値を有することになる（それでもシアンインクが緑色および青色光を放出するので）。照明源として白色光とフィルタを有する３つのフォトダイオードとを用いると、画像形成回路がカラーを区別することが可能となる。カラーを区別することによって、画像形成そりは、プリンタにおける色補正（カラー補正）およびグレーバランスを提供することができる。色補正は、種々のカラーを生み出す、インクを混ぜ合わせる工程である。グレーバランスは、グレーの色相または濃淡を調整することができる色補正の一タイプである。

一実施形態において、画像形成回路１５６もしくはコントローラ８０、またはこれらの両方は、１つのフォトダイオードまたは複数のフォトダイオードによって検知された画像に適用することができるしきい値処理アルゴリズムを提供して、検知された画像のコントラストを増大させることができる。例えば、インク画像が、工程方向に関してある角度で間隔を空けて印刷されたラインから成るとき、しきい値処理アルゴリズムは、離型剤で覆われたドラム１２の表面１４を含む背景と比較するとき、インクラインのコントラストを増大させるように適用することができる。一しきい値処理アルゴリズムにおいて、例えば１００ＩＵ（ＩＵ）を下回るより暗いグレー値は、インクで塗布されたラインを表す、より暗い画素である。１００を上回る値は、より明るい背景雑音であり、一般にドラムの表面およびもしあれば離型剤である。単一の光素子または単一の光センサ画像形成回路１５６が一般に１００のしきい値を決定することができるものの、多数の光素子または多数の光センサアレイを用いて、信号対雑音比を増大させることができる。

画像形成回路１５６は、１つ以上の異なる種類の、さまざまな異なるベンダから入手可能な相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）チップまたはマイクロプロセッサを含むことができる。一実施形態において、選択されたチップは、さまざまな照明条件においてホワイト・カラー・バランスを提供して、画像のカラー一貫性を維持することができる。チップは、人間の眼によって決定されるような光強度およびカラーを測定しながら光源スペクトル誤差を除去する、内部の赤外線阻止フィルタも含むことができる。このようなセンサは、チップに組み込まれたアナログ・トゥー・デジタル（ＡＣ／ＤＣ）コンバータも含み、それゆえにＡＣ／ＤＣコンバータを含まない他のチップと比較すると、電子機器に対して費用対効果を提供することができる。このようなチップは、単一のＣＭＯＳチップ上に、設定可能なカラーフィルタ処理したシリコンフォトダイオードおよび電流／周波数コンバータの組み合わせも含むことができる。

照明デバイス１５８は、レンズ反射器１６０と組み合わせてドラム１２の表面のインクに光を向ける。別の一実施形態において、照明デバイスは、多色のＬＥＤアレイを含むことができる。２つ以上の異なるカラーのＬＥＤを選択することによって、発生した照明を用いて、ドラムに堆積した異なるカラーインクの信号対雑音比を増大させることができる。例えば、インクの異なる種類および異なるカラーの吸収特性は変化することがあり、したがって、ＬＥＤの種類は、画像形成回路１５６によって受信された反射画像の特徴を最適化するように選択することができる。

例えば、カラー情報は、ＲＧＢ（赤色、緑色、および青色）ＬＥＤを用いて得ることができる。一例として、カラーの黄色は青色光を吸収する。白色光（白色はすべてのカラーを含有する）が黄色材料を照らす場合、黄色材料は、大部分の短い（青色）波長を吸収し、緑色波長から赤色波長を反射して、黄色として見られる。したがって、ドラム面に堆積した黄色インクラインを画像形成するために、青色ＬＥＤはもっとも効果的である。それゆえに、黄色ラインは大部分の青色カラーを吸収し、光はほとんど戻らないので、フォトダイオードセンサには黒色のように見える。周囲のドラム面は、青色波長を反射してフォトダイオードに戻し、アルミニウムドラム上の黄色ラインは、フォトダイオードアレイには白色背景上の黒色ラインのように見える。青色ＬＥＤを用いて黄色インクの画像を形成することができ、緑色ＬＥＤを用いてマゼンタインクの画像を形成することができ、赤色ＬＥＤを用いてシアンインクの画像を形成することができる。したがって、異なるＲＧＢカラーがオンされると、異なるＣＭＹカラーが、ドラム上で（白色背景に対してすべて黒色として）画像形成することができる。カラーの黒色は、黒色がすべての波長を吸収するので、カラーのうちのいずれかによって画像形成することができる。

上述したように、画像形成そり１１２は、印刷動作中にドラムをオフ位置にすることができ、用紙粒子、ハウスダスト、またはインク粒子などの破片から画像形成そり１１２を保護することができる。スキャン動作が必要になると、そり１１２は、ドラム面１４上へ移動することができる。そり１１２がいったんドラム面と接触すると、そり１１２は、上述したようにドラムの表面を横切って第１滑走部１４２および第２滑走部１４４上を移動する。画像形成そり１１２のベース部１４０の底面斜視図を示す図５においてさらに説明されるように、第１滑走部１４２および第２滑走部１４４は、デッキ状体１４６から離れて延び、かつデッキ状体１４６の長さに沿って延びる。滑走部１４２および１４４は、それぞれ接触面１８４および１８６を含み、各接触面は、デッキ状体１４６によって画定された平面に関して角度がついている。表面１８４および１８６が、例示のために特定の角度で示されるが、このような表面の角度は、一般に、滑走部１４２および１４４によって接触したドラム面１４の半径によって画定することができる。加えて、滑走部１４２および１４４の先頭および後尾エッジ１９０は、図３に説明したように丸いとすることができ、またはドラム１２の表面１４と係合するときに滑走部１４２および１４４によって発生した摩擦の量を低減するために角度のついたとすることができる。別の一実施形態において、滑走部１４２および１４４のうちの１つ以上は、除去することができ、車輪などの他の構造体を用いて、画像形成そり１１２をドラム１２の表面１４を横切って移動させることができる。滑走部１４２および１４４を含むベース部１４０全体は、低摩擦係数を有する材料から作られ、または表面１８４および１８６は、低摩擦係数を有する材料で被覆されて、表面１４を横切るそり１１２の移動を可能にすることができる。ベースの接触している部分は、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびポリカーボネートを含む、多くの異なる種類のプラスチック材料から作ることができる。ベース部１４０は、別個の部品から組み立てることもできる。

ベースの形状および特にドラム１２の表面１４からのデッキ状体１４６の距離は、ドラムの表面およびドラムに堆積したインク画像に関して、フォトダイオードの焦点距離を制御する。一実施形態において、フォトダイオードから表面１４までの距離は、約５ミリメートルである。プラットホーム１４６から測定された滑走部１４２および１４４の高さを用いて、表面からのフォトダイオードの間隔を制御することができるものの、プラットホーム１４６の厚さおよび回路基板１５４の厚さもまた焦点距離を決定することができる。焦点距離の選択は、画像形成回路１５６へ組み込まれた画像形成デバイスの種類も考慮に入れることができる。

ベース部１４０は、第１突出部１４８および第２突出部１５０も含み、各突出部は開口部１９２を含む。開口部１９２は、ライン１１８を画像形成そり１１２に固定することを可能にするのに十分なサイズを有する孔を画定する。一実施形態においてライン１１８は、連続的であり、各開口部１９２を通ってかつベース部１４０の長さに沿って延びて、連続的ループを画定する。別の一実施形態において、ライン１１８は、第１突出部１４８において終端し、滑車１１４および１１６の周りに巻き付いて、第２突出部１５０において終端する。開口部を有する突出部が説明されるが、ライン１１８は、他の場所に動作可能に接続することができ、および他の手段によってベース部１４０に動作可能に接続することができる。ベース部は、回路基板１５４の開口部１８２に整列した開口部１９４を含み、上述したようにレンズ反射器１６０の場所を提供する。

第１滑走部１４２および第２滑走部１４４は、距離Ｄだけ離れて配置される。距離Ｄは、ドラム１２の表面１４に堆積したインクの量およびインク画像のサイズに従って選択される。一インク画像において、画像は、ドラムの全幅を実質的に横切って延び、工程方向に沿って約０．１インチ〜０．５インチ延びる。本実施形態において距離Ｄは、１インチの４分の１よりも大きく、第１滑走部１４２および第２滑走部１４４がスキャン動作中にインク画像と接触しないことを保証する。第１滑走部１４２、第２滑走部１４４、およびデッキ状体１４６は、通路またはチャンネルを画定して、ドラムの表面１４を横切る画像形成そり１１２の移動が、移動中にインク画像と接触しないようにする。

ドラムに堆積したインクの画像を形成するために、画像形成そり１１２は、ライン１１８を移動させるモータ１２２の制御の下で、場所１３４から第２滑車１１６の方に移動する。画像形成そり１１２がドラム１２の表面１４を横切って移動しながら、画像形成（イメージング）センサ１５６は、ドラムの表面における工程直交方向のそり１１２の場所の情報を提供する。代替策としては、実際のインクパターンは、場所および速度制御用のフィードバックとして用いることもできる。同時に、画像形成回路１５６は、ドラムの表面に堆積したインクの画像情報を提供する。画像形成そり１１２が、滑車１１６にもっとも近いドラム１２の側面にいったん達すると、モータ１２２は、コントローラ８０の制御の下で滑車１１４および１１６の回転を通して方向を反転し、そり１１２を、ドラムを横切って滑車１１４の方に戻す。別の一実施形態において、そり１１２が、必要ならばドラム１２の表面から離れて移動することを可能にするために、滑車１１６は、ドラム１２の端部から十分な距離に配置される。

Claims (10)

1. 第１端部と第２端部の間に配置された実質的に円柱形の外側表面を含む回転受像部材と、
   前記受像部材に隣接して配置され、かつ前記受像部材の前記表面にインク画像を形成するように構成された印字ヘッドと、
   前記回転受像部材の前記第１端部に配置され、かつ前記第１端部から前記第２端部へ移動して前記第１端部へ戻るように構成された移動可能部材と、
   前記移動可能部材に動作可能に接続されたセンサであって、インク画像から反射された送信光を受信し、かつ前記反射された送信光を、前記反射された送信光を代表する第１信号に変換するように構成された光電センサとを含む、プリンタ。
2. 前記移動可能部材が、前記第１端部から前記第２端部へ移動中に、前記回転受像部材の前記表面と接触している、請求項１に記載のプリンタ。
3. 前記移動可能部材が、前記受像部材の前記表面から所定距離に前記光電センサを支持するように構成されたベース部を含む、請求項２に記載のプリンタ。
4. 前記ベース部に動作可能に接続され、かつ前記受像部材の前記表面へ光を送信するように構成された照明デバイスをさらに含む、請求項３に記載のプリンタ。
5. 前記光電センサに動作可能に接続され、かつ所定のしきい値を越える前記第１信号に応じて第２信号を発生させるように構成されたしきい値処理デバイスをさらに含む、請求項４に記載のプリンタ。
6. 前記ベース部に動作可能に接続され、かつ前記照明デバイスに隣接して配置された反射器であって、前記光電センサへ反射するために前記受像部材の前記表面の方に前記送信光を向けるように構成されたレンズ反射器をさらに含む、請求項５に記載のプリンタ。
7. 前記ベース部が、第１部分と第２部分の間に配置されたチャンネルを画定し、前記第１部分および前記第２部分は、前記受像部材の前記表面と接触しているように構成され、前記チャンネルは、インク画像と非接触関係で間隔を空けて配置されるための十分な深さを含むように構成された、請求項６に記載のプリンタ。
8. 前記第１部分および前記第２部分が、前記受像部材の湾曲面と界面を形成するように構成された表面を含む、請求項７に記載のプリンタ。
9. 前記第１部分および前記第２部分が、それぞれ第１滑走部および第２滑走部を含む、請求項８に記載のプリンタ。
10. モータ、滑車およびラインをさらに含み、前記ラインが、前記滑車および前記移動可能部材に動作可能に接続され、前記モータが、前記ラインに動作可能に接続され、前記モータは、前記ラインの位置を調整して、前記移動可能部材を前記受像部材の前記表面を横切って移動させるように構成された、請求項１に記載のプリンタ。

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