JP2015003480A - 記録装置及び記録装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い記録媒体の搬送誤差検出をおこない、記録レジずれの低減を図り、高品質な画像を記録することである。【解決手段】マーキングヘッドによるテストパターンの記録を行う条件と記録媒体の表面を撮影する条件とは複数の条件から選択可能であるとする。そして、テストパターンが記録されていない記録媒体の表面から得られる特徴画像の検出精度が低下している場合には、複数の条件から選択された最良の条件に従ってマーキングヘッドにより記録媒体にテストパターンを記録する。これとともに該記録されたテストパターンの撮影を行うよう制御する。従って、記録媒体元々の特徴画像による検出精度が低下した場合には、テストパターンを用いて記録媒体の移動量が正確に検出されるので、これを搬送制御にフィードバックすることで、高精度な搬送誤差検出と搬送制御を実現できる。【選択図】 図１４

Description

本発明は記録装置及び記録装置の制御方法に関し、特に、例えば、インクジェット方式に従って記録を行うフルライン記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置及び記録装置の制御方法に関する。

搬送される記録媒体に高品位に画像を記録するには、画像内のレジストレーション（以下、レジ）精度の向上が重要である。例えば、複数色の記録剤を用いてカラー画像を記録する際には、各色のレジ合せ精度を向上させて、色ずれの少ない記録を実現しなければならない。

また、ドットプリンタの場合には単色の記録剤を用いた記録においてもレジ精度を向上してドットずれを低減することにより、例えば、輪郭がシャープな単色文字品位を実現しなければならない。

特に、一定速度で搬送される記録媒体に画像を記録する構成の記録装置では、その搬送に誤差が生じると、記録レジがずれてしまう。

特許文献１は、記録媒体の搬送方向に、センサユニットで撮像する位置よりも上流で記録媒体の表面に接触して、その記録媒体の表面に光学的に識別可能な凹凸形状を付与する接触部材を設けた構成の記録装置を開示している。特許文献１によれば、この凹凸形状を含む画像を撮像して、パターンマッチングを含む画像処理によって記録媒体の移動情報を検出する。そして、この移動情報から記録媒体の搬送誤差を導出して搬送補正制御を実行することにより、搬送ずれに起因する記録レジずれの低減を図っている。

特開２０１０−０６４８４１号公報

さて、特許文献１では搬送誤差を検出するための読み取りマークとして記録媒体の表面（例えば、記録紙の表面）に凹凸形状を形成している。しかしながら、高画質記録の場合、その記録媒体にわずかな凹凸であっても、これが大きな明暗差となって視認されてしまい、画像品質を損なってしまう。一方、画像品質を維持するために凹凸のサイズを微小化すると搬送誤差の検出精度が低下してしまう。その結果、記録レジずれを補正するフィードバック制御の精度が劣化する。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、画像品質を維持しつつ、信頼性の高い記録媒体の搬送誤差検出を行って記録レジずれの低減が可能な記録装置及び記録装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の記録装置は次のような構成からなる。

即ち、予め定められた方向に搬送される記録媒体に対して記録ヘッドよりインクを吐出して記録を行う記録装置であって、前記記録媒体の搬送方向に関し、前記記録ヘッドにより記録がなされる位置より上流側に設けられ、前記記録媒体にインクを吐出してテストパターンを記録するマーキングヘッドと、前記記録媒体の搬送方向に関し、前記記録ヘッドにより記録がなされる位置より上流側であって、前記マーキングヘッドよりも下流側に設けられ、前記記録媒体の表面を撮影する撮影手段と、前記記録媒体を搬送させながら、前記マーキングヘッドによりテストパターンが記録されていない前記記録媒体の表面、或いは、前記マーキングヘッドによりテストパターンが記録された前記記録媒体の表面を前記撮影手段により時間をずらして撮影することにより得られた特徴画像の位置から前記記録媒体の移動量を検出する検出手段と、前記マーキングヘッドによるテストパターンの記録を行う条件と前記撮影手段により前記記録媒体の表面を撮影する条件とは複数の条件から選択可能であり、前記検出手段による前記テストパターンが記録されていない前記記録媒体の表面から得られる前記特徴画像の検出精度が低下している場合には、前記複数の条件から選択された最良の条件に従って前記マーキングヘッドにより前記記録媒体にテストパターンを記録するとともに、前記撮影手段により該記録されたテストパターンの撮影を行うよう制御する制御手段とを有することを特徴とする。

また本発明を別の側面から見れば、予め定められた方向に搬送される記録媒体に対してインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと前記記録媒体の搬送方向に関し、前記記録ヘッドにより記録がなされる位置より上流側に設けられ、前記記録媒体にインクを吐出してテストパターンを記録するマーキングヘッドとを備えた記録装置の制御方法であって、前記記録媒体の搬送方向に関し、前記記録ヘッドにより記録がなされる位置より上流側であって、かつ前記マーキングヘッドよりも下流側において前記記録媒体の表面を撮影する撮影工程と、前記記録媒体を搬送させながら、前記マーキングヘッドによりテストパターンが記録されていない前記記録媒体の表面、或いは、前記マーキングヘッドによりテストパターンが記録された前記記録媒体の表面を前記撮影工程において時間をずらして撮影することにより得られた特徴画像の位置から前記記録媒体の移動量を検出する検出工程と、前記マーキングヘッドによるテストパターンの記録を行う条件と前記撮影工程において前記記録媒体の表面を撮影する条件とは複数の条件から選択可能であり、前記検出工程における前記テストパターンが記録されていない前記記録媒体の表面から得られる前記特徴画像の検出精度が低下している場合には、前記複数の条件から選択された最良の条件に従って前記マーキングヘッドにより前記記録媒体にテストパターンを記録するとともに、前記撮影工程において該記録されたテストパターンの撮影を行うよう制御する制御工程とを有することを特徴とする記録装置の制御方法を備える。

従って本発明によれば、記録媒体元々の特徴画像による検出精度が低下した場合には、複数の条件から選択された最良の条件により記録されたテストパターンを用いて記録媒体の移動量を検出することができる。そして、これを搬送制御にフィードバックすることで、高精度な搬送誤差検出と搬送制御を実現できるという効果がある。これにより、高精度に記録レジ合わせを行うことができ、高品位な記録を達成することができる。

本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。 記録部の内部構成を示す図である。 センサユニットの構成を示す図である。 二次元のイメージセンサにより、移動する記録媒体の表面の部分領域を異なるタイミングで撮像した画像の例である。 表面凹凸形状が図４に示したものよりも平滑な記録媒体を用いた場合の状況を示す図である。 イメージセンサの各画素でメディアの凹凸模様を捉えた様子を示す図である。 図５に示すような検出精度が低下している場合にマーキングヘッドによって補助画像を付与した例を示す図である。 表面凹凸形状が図５に示した例よりもさらに平滑な記録媒体を用いた場合の状況を示す図である。 図８に示すような検出精度が低下している場合にマーキングヘッドによって補助画像を付与した例を示す図である。 補助ドット数を増していったときの搬送量検出精度の実験データを示す図である。 補助ドットが記録媒体に及ぼす濃度ムラの影響について示す図である。 表面が白色の記録媒体に記録された補助ドットとＬＥＤ照明による光学特性を示す図である。 記録動作時の記録媒体の搬送制御の処理手順を示すフローチャートである。 ステップＳ４の補助画像の選択手順の詳細を示すフローチャートである。 テストパターンのチェックによって初期に選択された初期補助画像、即ち、初期補助ドットを示す図である。 第２の補助ドットが不吐出ドットとなった様子を示す図である。 新らたな補助ドットを記録して、第１の補助ドットとともに新たな補助ドット対を形成する様子を示す図である。 マーキングヘッドのメンテナンス時における記録部１の内部構成を示す図である。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

以下に用いる記録ヘッド用の素子基板（ヘッド基板）とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた構成を差し示すものである。

さらに、基板上とは、単に素子基板の上を指し示すだけでなく、素子基板の表面、表面近傍の素子基板内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み（built-in）」とは、別体の各素子を単に基体表面上に別体として配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程等によって素子板上に一体的に形成、製造することを示すものである。

次に、インクジェット記録装置の実施例について説明する。この記録装置は、ロール状に巻かれた連続シート（記録媒体）を使用し、片面記録及び両面記録の両方に対応した高速ラインプリンタであり。例えば、プリントラボ等における大量枚数のプリント分野に適している。

図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置（以下、記録装置）の概略構成を示す斜視図である。図１に示されるように、この記録装置は、記録部１とシート供給部２とシート巻取部３と制御部６とを有する。シート供給部２はロール状に巻かれたロールシート４を保持して、その連続シートをロールから引き出しながら記録部１に供給する。記録部１では連続シートに複数の画像を順次記録する。記録がなされた連続シートは、シート巻取部３にてロールシート５として巻き取られてゆく。制御部６は、コントローラ、メモリ、各種Ｉ／Ｏインタフェースを有し、記録装置全体の制御を司る。制御部６は記録装置自体に内蔵されていてもよいし、記録装置に接続される外部のホストコンピュータがその機能を果たしてもよい。なお、シート搬送経路の任意の位置において、シート供給部２に近い側を「上流」、その逆側を「下流」という。

図２は記録部１の内部構成を示す図である。図２において、（ａ）は記録部１の上面図であり、（ｂ）は記録部１の側断面図である。

記録媒体８は連続シートであり、シート供給部２から記録部１に供給された連続シートは記録部において矢印Ａ方向に搬送される。記録部１では、シート搬送機構の一部として搬送ローラ１１と従動回転するピンチローラ１２からなるメイン搬送ローラ対が搬送精度を決定する。記録部１には異なる色のインクを吐出する４つのインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）が記録媒体の搬送経路に沿って設けられている。また、各記録ヘッドの下流側にはそれぞれ、搬送ローラ１３と従動回転するピンチローラ１４からなるサブ搬送ローラ対が設けられている。

４つの記録ヘッドは、ブラックインクを吐出するブラックヘッド１７、シアンインクを吐出するシアンヘッド１８、マゼンタインクを吐出するマゼンタヘッド１９、イエロインクを吐出するイエロヘッド２０から構成される。各記録ヘッドは、使用が想定される最大記録幅をカバーする範囲でノズル列が形成されたフルライン記録ヘッドであり、そのノズル列は記録幅方向全域に渡って形成されている。

なお、インクジェット記録方式として、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等を採用することができる。各色のインクは、インクタンク（不図示）からそれぞれインクチューブを介して各記録ヘッドに供給される。この実施例では、４色のインク、これに対応した４つの記録ヘッドを用いているが、本発明はその色数や記録ヘッドの数が４つに限定されるものではないことは言うまでもなく、さらに多い数あるいは少ない数であってもよい。また、各記録ヘッドは対応する色のインクを貯蔵するインクタンクと一体型のヘッダユニットとしてもよい。

図２に示すように、各記録ヘッドは、ヘッドホルダ１０に一体に保持されている。ヘッドホルダ１０はメンテナンス動作のために駆動機構により矢印Ｂ方向に昇降可能である。さて、ヘッドホルダ１０の上流側には記録媒体８の表面を撮影するセンサユニット７０１が設けられ、パターンマッチングにより連続シートの移動量または移動速度を検出するために用いられる。さらに、センサユニット７０１の上流側にはこれらの検出のための補助画像、即ち、補助ドットを記録するマーキングヘッド５００が設けられる。マーキングヘッド５００はインクジェット記録ヘッドであり、複数のノズルを有し且つ複数色のマーキングが可能である。マーキングヘッド５００はメンテナンス用にマーキングヘッドホルダ７に保持されＢ方向に昇降可能である。

マーキングヘッド５００とセンサユニット７０１は、記録ヘッドの上流かつ記録媒体の幅方向の略中央に配置されている。この配置により、余白のないフチ無し全面記録に対応でき、各記録ヘッドのミストの影響を受けにくく、記録媒体の微小蛇行や微小スキュウに対して平均的な搬送量が検出できる。図２に示すような記録媒体８の搬送経路において、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロの順に記録がなされてゆく。

さて、マーキングヘッド５００の直下にはマーキングキャップ３０とブレードワイパー３１とが配置されている。マーキングキャップ３０は、マーキングヘッド５００のマーキングノズル５０１からのフラッシングインクを受け止め、受け止めたインクは吸引機構（不図示）によって廃インクタンク（不図示）に排出される。インク吐出不良が生じた場合、マーキングヘッド５００を矢印Ｂ方向に降下させて、マーキングキャップ３０による吸引回復を実行する。さらには、ブレードワイパ３１によって、マーキングノズル５０１のノズル面をワイピングできるように構成されている。

図３はセンサユニット７０１の構成を示す図である。図３において、（ａ）はセンサユニット７０１の上面図、（ｂ）はセンサユニット７０１の側断面図である。

センサユニット７０１は、大きくは発光部、受光部、画像処理部からなり、これらがユニットとして一体化されている。光源７０３は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、半導体レーザなどの発光素子である。光源７０３から発する光は、導光体７０２により導かれ記録媒体８の表面を斜め方向から照明する。記録媒体８上の照明領域の像は、レンズ７０６によってイメージセンサ７０５に結像する。透明な保護カバー７０４は、記録媒体８の側からインクミストなどが進入してレンズ７０６に汚れが付着するのを防止する。

イメージセンサ７０５は、ＣＣＤやＣＭＯＳ構造の多数の光電変換素子を一次元に配置したラインイメージセンサ、あるいは二次元に配列したエリアイメージセンサである。イメージセンサ７０５によって、光学的に記録媒体の表面の画像（表面凹凸の陰影のコントラスト）を取得する。イメージセンサ７０５により取得された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換して、チップ化された画像処理プロセッサである画像処理部７０７に転送される。

画像処理部７０７では、デジタル化された撮像信号を元に画像処理によって、搬送される記録媒体の移動情報（移動量、移動速度、移動加速度、移動方向など）を検出する。記録媒体の移動に伴って複数回の撮像を行って得られた複数の画像データをパターンマッチング処理を含む画像処理により比較して、記録媒体の移動量（搬送量）を検出する。また、取得した画像を一旦２値化して、２値化画像をパターンマッチング処理で比較するようにしてもよい。あるいは、取得した画像の輝度がピークとなる部分を抽出して、画像のピーク部分を比較して位置のずれ量を取得する方法でもよい。また、記録媒体の移動量だけでなく、単位時間当たりの移動量から速度を求めることもできるし、微分処理によって速度の変化を得ることで加速度を求めることもできる。こうして求めた記録媒体の移動情報は制御部６にフィードバックされ、記録媒体８の搬送をフィードバック制御する。

図４は二次元のイメージセンサにより、移動する記録媒体の表面の部分領域を異なるタイミングで撮像した画像の例である。図４において、画像１０１は最初に撮影した画像、画像１０２はそこからある時間に記録媒体が移動して撮影した画像である。いずれの画像も、記録媒体の表面の微細な凹凸形状（紙の繊維の凹凸など）が、高いコントラストを持った明暗パターンとして現れている。ここで、画像１０１の中の破線で示す一部領域１０１ａと同じパターンが、画像１０２の中のどこに存在するかを、既知のパターンマッチング処理により画像の類似度から判定する。その結果、画像１０２の中の破線で示す領域１０２ａに存在することが判る。領域１０１ａ、１０２ａが搬送方向で何画素離れているかを見れば、この間の記録媒体の移動量１０３を求めることができる。

以下、移動量検出について詳細に説明する。

ある時刻ｔ＝Ｔにおいて画像１０１を取得した後、更に時間Ｔ１だけ経過したタイミング（ｔ＝Ｔ＋Ｔ１）で、画像１０２を取得する。パターンマッチング処理により類似の画像パターンを探すことで、画像１０１内の領域１０１ａが、画像１０２の領域１０２ａの位置まで移動していることが判る。例えば、イメージセンサ７０５の１画素に相当する記録媒体８上での実際の大きさを１０μｍ角とする。図４に示す例では、画像１０１、１０２は、搬送方向に２１画素からなるものとする。パターンマッチングによる画像１０１と画像１０２の差異、即ち、移動量１０３は、搬送方向に８画素分ずれている。従って、時間Ｔ１内における搬送方向への移動量は１０μｍ×８画素＝８０μｍとして検出される。制御部６は、時間Ｔ１における設計上の目標値である搬送量（例えば、８５μｍ）に対するイメージセンサ７０５での画像処理で求めた実際の記録媒体の搬送量（８０μｍ）を比較する。そしてこれらの差分（５μｍ）を、次の搬送にフィードバックして搬送量の調整を行なう。このフィードバック搬送制御は画像形成の間、繰返し、画像形成を終了するまで続ける。その後、記録が終了したら、記録媒体８の排出処理を行ない一連の記録動作を終了する。

図５は、表面凹凸形状が図４に示したものよりも平滑な記録媒体を用いた場合の状況を示す図である。画像１１１は最初に撮影した画像、画像１１２はそこからある時間に記録媒体が移動した後に撮影した画像である。図４と比較して、表面凹凸形状による固有の明暗パターンが少ない。このため、領域１１１ａと類似する画像パターンを、画像１１２の中で探索するとパターンマッチング精度が低下する。即ち、記録媒体の移動量の検出精度が低下する。

図６はイメージセンサ７０５の各画素で記録媒体の凹凸模様を捉えた様子を示す図である。図６において、格子の升目は、イメージセンサ７０５ＣＣＤセンサアレイを示しており、メディアの凹凸模様を撮影した様子を示している。基準の画像範囲１１５には十分には特徴部分がない。センサの各画素は２値（即ち、白黒）で記録媒体の凹凸模様を検知している。図６に示す例ではコントラストはなく、おおむね白となっている。この実施例では、画像範囲１１５の出力が所定の閾値よりも小さく、白寄りであると判定されれば、特徴模様が不足していると判断する。ここで、特徴模様が不足していると判断された場合は、マーキングヘッド５００によって基準の画像範囲１１５内に補助ドットを記録するようにマーキングヘッド５００を制御する。

図７は図５に示すような検出精度が低下している場合にマーキングヘッド５００によって補助画像１１３を付与した例を示す図である。この例では、特徴模様が不十分な場合には、基準の画像範囲１１１ａ内に１ドットの補助画像１１３を付与している。このようにすることで、記録媒体が移動後に検出される画像範囲１１２ａに補助画像１１４が存在することになり、パターンマッチングの精度が確保される。この補助画像、即ち、補助ドットの記録は、基準の画像範囲１１１ａと検出対象となる画像範囲１１２ａに所望の１パターンが収まるように間隔をおいて周期的になされる。ドット記録のタイミングと、基準画像撮影タイミングと、検出画像撮影タイミングとは、記録媒体の搬送速度に合せて整合的に制御される。マーキングヘッド５００は１ピコリットルの小液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドであり、そのインク色はイエロであるので明度が低く、記録ドットのサイズは直径約２０μｍと微小である。従って、補助画像１１３の存在は記録成果物には実質的には悪影響を与えない。

図８は、表面凹凸形状が図５に示した例よりもさらに平滑な記録媒体を用いた場合の状況を示す図である。図８において、左側が基準画像１２１、右側が矢印Ａ方向に基準画像が移動後に検出された画像１２２である。

図５と比較すると分かるように、表面凹凸形状による固有の明暗パターンがさらに少ない。この例では、パターンマッチング処理に用いる領域１２１ａに固有の明暗パターンが含まれていない。このため、領域１２１ａと類似する画像パターンを画像１２２の中で探索すると、複数の領域１２３が類似と判定されて、記録媒体の移動量の検出が正確に行なえない。この場合、図６を参照して説明したように明暗具合を判定して、所定の基準に比してかなり白いと判断される。

図９は、図８に示すような検出精度が低下している場合にマーキングヘッド５００によって補助画像１１３を付与した例を示す図である。図９において、（ａ）はマーキングヘッド５００を制御して領域１２１ａ内に２つのドットからなる補助画像１２４を記録した例である。この場合には、画像１２２のマーキング検出範囲１２６において、２つのドットからなる画像がドット対１２５として検出され、パターンマッチングが実行されて記録媒体の移動量が検出される。一方、（ｂ）は、基準画像１３１にほとんど明暗パターンがない場合にマーキングヘッド５００を制御して領域１３１ａ内に４つのドットからなる補助画像１３４を記録する。この場合には、画像１３２のマーキング検出範囲１３６において、４つのドットからなる画像がドット群１３５として検出され、パターンマッチングが実行されて記録媒体の移動量が検出される。

なお、補助画像を構成する補助ドットの数は、搬送量検出性能と記録成果物上の視認レベルとの兼ね合いによって任意に所望の数に設定されてよい。

また、記録媒体の特徴模様（例えば、凹凸模様）から記録媒体の移動量を検出する第１のモードとマーキングヘッド５００により記録されたパターン（補助画像）から記録媒体の移動量を検出する第２のモードを備え、これらを適宜切り替えるようにしても良い。また、最初は第１のモードを実行して記録媒体の移動量を検出し、その後、検出精度が低下したと判断された後に、動作モードを第２のモードに切り替えるようにしても良い。さらに、第２のモードに切り替えた後に、例えば、普通紙のような表面の凹凸形状が光沢紙と比べて顕著な記録媒体の種類を変更した場合には、再び動作モードを第１のモードに切り替えるようにしても良い。

この切り替えはユーザがマニュアル（手動）で行っても良いし、記録装置が検出精度が低下や記録媒体の種類の変更を判断して自動的に行っても良い。

ここで、図１０〜図１１を参照して補助ドット数の選定の一例について説明する。

図１０は補助ドット数を増していったときの搬送量検出精度の実験データを示す図である。図１０に示されるように、パターンマッチングによる搬送量検出誤差は、補助ドット数を増すと低減してゆき、３ドットあれば精度的には安定する。ドット数はインクが記録媒体に付着して占める面積と関係するので、エリアファクタとも呼ばれる。このエリアファクタの影響を大きくすることによりパターン認識情報が増して、搬送量の検出精度が向上する。

図１１は補助ドットが記録媒体に及ぼす濃度ムラの影響について示す図である。補助ドットによる巨視的な濃度変化（ΔＥ）、即ち、濃度ムラは、補助ドットの色および背景色および記録媒体上の巨視的なドット面積密度によって決まる。一般的に、濃度変化がΔＥ≦０．４であれば、記録成果物として良好な画像とされている。

図１１では、背景がホワイトからシアンを経てブラックに変化する色相域において、イエロの補助ドットが存在した場合の濃度変化（ΔＥ）の実験結果を３種類のドット密度について例示している。図１１から分かるように、背景色相が変化しても、イエロドットの記録媒体上の巨視的な面積密度が０．０４２パーセント（図１１の実線３０１）以下であれば、濃度変化（ΔＥ）はおおむね０．４以下という結果が示されている。この実施例では、補助ドットの付与周期と付与エリアの微小範囲のドット密度とドットサイズとのバランスが、４ドット付与のときに、ΔＥ≦０．４となるように決定されている。即ち、広く記録媒体の表面を眺めたときに、平均的にはドット面積密度が０．０４２パーセント以下となるようにして、視覚濃度変化をΔＥ≦０．４としている。

この実施例では、記録媒体上に微小補助ドットを必要最小限に付与可能な構成として、パターンマッチングの精度を確保している。これにより、記録媒体の表面性状によらず記録媒体の移動量を精度よく検出でき、搬送量補正を逐次おこなうことにより、記録部での各色の色ずれを低減させている。

なお、補助画像を形成する補助ドットのパターンは前述の例に限定されるものではない。例えば、記録媒体表面の粗さ模様の程度に応じて、有効な補助ドットパターンを選択することが望ましい。種々のドットパターン情報をメモリに格納しておき、これに基づいてテストパターンを対象となる記録媒体上に記録して、どのドットパターンを選択するかを決定してもよい。

また、補助ドットの色を選択可能とすることはさらに望ましい。記録媒体表面の色や照明の色との組み合わせを最適化すれば、パターンマッチングの精度を向上させることができる。図２に示したように、マーキングヘッド５００を複数色のインクを吐出する複数のノズル列を備えた構成とし、各色で記録された補助ドットを撮影して、最適なドット色を選択するようにしても良い。

さらに、センサユニット７０１において、光源ＬＥＤを赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤから選択可能にしたり、光量を変更したり、撮影系に光学フィルタを設けて特定の分光特性を持たせたりすれば、撮像画像の特徴認識程度をさらに調整できる。これら条件は自動設定されてもよいし、ユーザによる手動調整で変更してもよい。

このように、補助ドットのパターンとパターン色と光源色とを組み合わせて最適補助画像および撮影条件を決定すれば、さらなる検出精度の向上を図ることも可能である。例えば、補助ドットの色と照明色とは補色の関係に設定することが望ましい。補助ドットの色と照明の色とを補色の関係、即ち、反対色の関係とすることにより、補助ドットを濃い色として検出することができる。

図１２は、表面が白色の記録媒体に記録された補助ドットとＬＥＤ照明による光学特性を示す図である。図１２において、（ａ）はイエロ色の補助ドットと青色ＬＥＤ照明との補色関係を示し、（ｂ）はシアン色の補助ドットと赤色ＬＥＤ照明との補色関係を示す。

図１２（ａ）から分かるように、青色照明の出力は、波長４７０ｎｍ付近をピークとし有効波長範囲が狭いという分光特性４０３を有している。この有効波長範囲において、イエロ色の補助ドットの相対反射出力４０２は１０％程度の低い値である。一方、白色の記録媒体の相対反射出力４０１は９０％程度の高い値である。この状態では、イメージセンサ７０５は、イエロ色の補助ドットを相当に暗い色として識別し、背景の白紙は相当に明るい色として認識する。即ち、背景と補助ドットとのコントラスト４０４を大きくとることができる。

さらに別の色を用いて補色関係を説明する。

図１２（ｂ）から分かるように、赤色照明の出力は、波長６４０ｎｍ付近をピークとし有効波長範囲が狭いという分光特性４０６を有している。この有効波長範囲において、シアン色の補助ドットの相対反射出力４０５は１０％程度の低い値である。一方、白紙の記録媒体の相対反射出力４０１は８５％程度という高い値である。この状態では、イメージセンサ７０５は、シアン色の補助ドットを相当に暗い色として識別し、背景の白紙は相当に明るい色として認識する。即ち、背景と補助ドットとのコントラスト４０７を大きくとることができる。

もし記録媒体に色がついていたならば、記録媒体に光源ＬＥＤを照明して得られる反射光の出力差が大きくなるような補助ドット色を選択したうえで、その補助ドット色の補色、即ち、反対色の照明を選択すれば、補助ドットのコントラストを得ることができる。

次に、補助ドットの記録制御や補助ドット数の設定などの手順について説明する。

図１３は記録動作時の記録媒体の搬送制御の処理手順を示すフローチャートである。

まずステップＳ１では、ロール紙などの記録媒体が給紙され記録部に搬送される。次にステップＳ２では、記録に際し、記録部の上流ではセンサユニット７０１が記録媒体の表面を撮影する。この時点では前述の第１のモードで動作している。さらにステップＳ３では、図４に示したような基準となる画像１０１の領域１０１ａの範囲で撮影した画像データからコントラスト状態などを分析する。その記録媒体が普通紙等であれば、表面の微細な凹凸形状が高コントラストに撮影される。

ここで、そのコントラストが所定の基準に達していると判断されれば、処理はステップＳ５に進み、そのまま、即ち、動作モードの切り替えを行わずに搬送誤差検出をおこなう。これに対して、その記録媒体が写真用紙などの強光沢紙であれば表面は平面性が高く、かつ均質であり特徴画像が見つけにくい。このような場合、画像分析でコントラストが所定の基準に達していないと判断されれば、処理はステップＳ４に進み、補助画像の選択を実施して、そののちに処理はステップＳ５に進み、搬送誤差の検出を行う。ここで、動作モードは第１のモードから第２のモードに切り替わる。

そして、その検出された搬送誤差を搬送制御にフィードバックし、さらにステップＳ６では記録を実行する。

図１４はステップＳ４の補助画像の選択手順の詳細を示すフローチャートである。記録媒体の表面のみからは特徴画像が得にくい場合は、補助画像、即ち、補助ドットを記録する。

ステップＳ１１では、上述したように、ドット個数や配置や色などを組み合わせた各種ドットパターンをマーキングヘッド５００によって、テストパターンとして記録する。このパターンを、基準画像の撮影範囲において撮影する。

次に、ステップＳ１２〜Ｓ１３では、光源色や光学フィルタの各種組み合わせで撮影してコントラストをチェックし、特徴画像としての良否を判断する。そして、ステップＳ１４では、使用可能な条件の中から、予め設定記憶してある優先順位に従って、最良の条件を選択する。

補助画像の生成、撮影条件の決定後、ステップＳ５に戻る。

本願は、記録における色内および色間のレジ合せ性能向上を目指したものであるが、他の搬送制御システムと併用可能な構成も考慮されてよい。正確にレジストレーション（レジ）が合うと、記録画像によっては、微妙な画像ムラが視認される場合がある。これは主には記録ヘッドの製造精度になどに起因する高オーダの固定的な誤差が原因であり、記録装置の出荷時あるいは設置時にある程度のレジ調整はなされてはいる。しかしながら、搬送補正制御の量や周期特性によっては、これらの誤差要因が画像にわずかに現れる場合がある。即ち、規則的なテクスチャーむらなどである。

このような場合、既知の搬送制御方法と上述のような記録媒体の表面を直接撮影して特徴的な画像を検出し、さらにパターンマッチングを適用し、その結果を搬送制御にフィードバックする方法との併用によって解決できる場合がある。既知の方法としては、ステッピングモータによるオープン制御や、駆動系にエンコーダを搭載して速度制御をおこなうものがある。

これらの制御では、機械系の比較的長周期の変動成分が記録媒体上にレジずれとして現れる。これらの制御はレジ合わせの絶対精度では劣るので画像全体の粒状感は落ちるが、高オーダの精度誤差によるテクスチャーむらは生じにくい。どちらの搬送制御が好みの画質になるかはユーザの主観にもよる。従って、レジ調整を行うのに用いる搬送制御は選択可能とすればよい。また、センサ類の劣化などで、この実施例のような記録媒体の表面を直接撮影する方法が上手く機能しない状況に備える意味でも、搬送制御は選択可能とするとよい。

次に補助画像の検出信頼性の確保について説明する。

図１５はテストパターンのチェックによって初期に選択された初期補助画像、即ち、初期補助ドットを示す図である。

初期補助ドットは、図１５に示されるように、画像検出に必要な１ドットに加えて、マージン確保としての１ドットを加えて合計２ドット、即ち、第１の補助ドット２０３と第２の補助ドット２０４で形成されている。また、画像２０１は最初に撮像した画像、画像２０２はそこからある時間に記録媒体が移動して撮影した画像である。格子の升目はイメージセンサ７０５のＣＣＤセンサアレイを示している。また、マーキングヘッド５００により記録される補助ドットが、基準画像２０１ａの中に２個入るように記録制御される。そして、移動後の画像２０２からパターンマッチングにより検出画像２０２ａを特定して搬送量２０５を検出する。

図１６は第２の補助ドットが不吐出ドットとなった様子を示す図である。

図１６において、図１５と同様に、画像２１１は最初に撮像した画像、画像２１２はそこからある時間に記録媒体が移動して撮影した画像である。例えば、紙粉の付着によってマーキングノズル５０１の一部に目詰まりが生じた場合などにインクの不吐出が生じる。図１６に示すように、不吐出ドット２１４（第２の補助ドット２０４に対応した部分）が生じても、残った第１の補助ドット２１３ひとつだけで、パターンマッチングは支障なく継続されるが、補助ドットの検出にはマージンがない状態となる。この状態において、センサユニット７０１は、画像の２値化情報から、補助ドット、即ち、黒色領域が半減したことを検知する。

このような場合、記録装置はマーキングヘッド５００の他のノズルを用いて新たな補助ドットを記録する。

図１７は新らたな補助ドット２２４を記録して、第１の補助ドット２２３とともに新たな補助ドット対を形成する様子を示す図である。図１７において、画像２２１は最初に撮像した画像、画像２２２はそこからある時間に記録媒体が移動して撮影した画像である。なお、新らたな補助ドット２２４は図１５に示した第２の補助ドット２０４と同じ位置に記録されてもよい。

このようにして、常時あるいは所定タイミングで補助ドットの存在をチェックし、上述のように補助ドット生成のリカバリ制御を実行する。

なお、光源７０３の出力は、通常は、寿命と光量とを勘案して所定レベルに設定されている。補助ドットのリカバリ制御が実行されるまでの間のみ、光源７０３の出力を一時的に増して、残っている第１の補助ドット２１３（或いは、２０３）の撮影コントラストを強くすれば、パターンマッチングの信頼性はさらに向上する。

最後にマーキングヘッド５００のメンテナンスについて説明する。

図１８は記録部１の内部構成を示す図である。図１８において、（ａ）は記録部１の上面図であり、（ｂ）は記録部１の側断面図である。この図は、マーキングヘッド５００がマーキングを行う部分（マーキング部）において記録媒体が途切れた状態を示している。なお、図１８において、既に図２を参照して説明した構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。

さて、図１６に示したような不吐出ドットが生じた場合は、図１７に示したように新らたな補助ドットを記録するのに加えて、記録媒体の切れ目においてマーキングヘッド５００のメンテナンスを実行する。これにより、マーキングヘッド５００の全てのマーキングノズル５０１に回復処理がなされれば、補助ドット生成の信頼性が高まる。

図１８に示すように、この実施例では、マーキングヘッド５００を保持したマーキングヘッドホルダ７は、昇降機構（不図示）によって矢印Ｂ方向に昇降可能である。マーキングヘッド５００を所望位置に降下させて、マーキングキャップ３０による吸引回復を実行できる。さらには、ブレードワイパ３１によって、マーキングノズル５０１のノズル面を矢印Ｃ方向にワイピングできるように構成されている。補助ドット生成の信頼性向上に関しては、所定周期でマーキングノズル５０１として使用するノズルのローテーションを実施することも有用である。特定のノズルに使用負荷を集中させずに各ノズルに負荷分散することにより、ドットの吐出安定性を維持し、マーキングヘッド５００の寿命を伸ばすことができる。

従って以上説明した実施例に従えば、検出した特徴画像から得られた搬送量に基づいて搬送誤差を求め、これを搬送制御にフィードバック制御をすることによりレジずれを低減させることができる。

なお、本願はレジずれ低減が目的としているので、記録媒体の搬送量に応じて各色ヘッドの記録タイミングを逐次補正してもよい。インクジェット記録装置であれば、各色ヘッドにおけるインク吐出タイミングを補正することによって、同様のレジ合せ効果が得られるものである。

Claims (11)

1. 予め定められた方向に搬送される記録媒体に対して記録ヘッドよりインクを吐出して記録を行う記録装置であって、
   前記記録媒体の搬送方向に関し、前記記録ヘッドにより記録がなされる位置より上流側に設けられ、前記記録媒体にインクを吐出してテストパターンを記録するマーキングヘッドと、
   前記記録媒体の搬送方向に関し、前記記録ヘッドにより記録がなされる位置より上流側であって、前記マーキングヘッドよりも下流側に設けられ、前記記録媒体の表面を撮影する撮影手段と、
   前記記録媒体を搬送させながら、前記マーキングヘッドによりテストパターンが記録されていない前記記録媒体の表面、或いは、前記マーキングヘッドによりテストパターンが記録された前記記録媒体の表面を前記撮影手段により時間をずらして撮影することにより得られた特徴画像の位置から前記記録媒体の移動量を検出する検出手段と、
   前記マーキングヘッドによるテストパターンの記録を行う条件と前記撮影手段により前記記録媒体の表面を撮影する条件とは複数の条件から選択可能であり、前記検出手段による前記テストパターンが記録されていない前記記録媒体の表面から得られる前記特徴画像の検出精度が低下している場合には、前記複数の条件から選択された最良の条件に従って前記マーキングヘッドにより前記記録媒体にテストパターンを記録するとともに、前記撮影手段により該記録されたテストパターンの撮影を行うよう制御する制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
2. 前記撮影手段により前記記録媒体の表面の凹凸模様を撮影し、前記凹凸模様を前記特徴画像とすることで得られた前記特徴画像のコントラストと予め定められた閾値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段の比較の結果により、前記コントラストが前記予め定められた閾値より小さい場合には、前記特徴画像の検出精度が低下していると判断する判断手段とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記テストパターンはインクのドットにより構成され、
   前記ドットの数と前記ドットが記録される位置と前記ドットを記録するインクの色とが選択可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
4. 前記撮影手段は、
   前記記録媒体を照明する光源ＬＥＤと、
   前記記録媒体の表面を光学的に読み取るセンサとを含み、
   前記光源ＬＥＤは、赤、緑、青から選択可能であることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記ドットを記録するインクの色と前記記録媒体を照明する前記光源ＬＥＤの色とは補色の関係にあることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記記録媒体に色がついている場合には、前記記録媒体を照明して得られる反射光の差が大きくなるようなインクの色を選択し、該選択されたインクの色の補色となる色を照明する光源ＬＥＤを選択することを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
7. 前記テストパターンとして用いられる、ドットの配置やドットの数が異なる複数のドットパターンを格納するメモリをさらに有し、
   前記マーキングヘッドは前記メモリに格納された複数のドットパターンに基づいて、インクの色の異なる複数のテストパターンを記録し、
   前記撮影手段は、前記記録された複数のテストパターンを前記光源ＬＥＤの色を異ならせて撮影して複数の撮影の結果を取得し、
   前記制御手段は前記複数の撮影の結果それぞれから得られたコントラストに基づいて、前記最良の条件を選択することを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
8. 前記検出手段により検出された前記記録媒体の移動量を前記記録媒体の搬送制御にフィードバックさせるとともに、前記検出手段により検出された前記記録媒体の移動量から前記記録媒体の搬送誤差を求め、レジ調整を行うフィードバック手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録装置。
9. 前記記録ヘッドは前記記録媒体の幅に対応した記録幅を有するフルライン記録ヘッドであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の記録装置。
10. 前記記録媒体はロール紙であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の記録装置。
11. 予め定められた方向に搬送される記録媒体に対してインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと前記記録媒体の搬送方向に関し、前記記録ヘッドにより記録がなされる位置より上流側に設けられ、前記記録媒体にインクを吐出してテストパターンを記録するマーキングヘッドとを備えた記録装置の制御方法であって、
    前記記録媒体の搬送方向に関し、前記記録ヘッドにより記録がなされる位置より上流側であって、かつ前記マーキングヘッドよりも下流側において前記記録媒体の表面を撮影する撮影工程と、
    前記記録媒体を搬送させながら、前記マーキングヘッドによりテストパターンが記録されていない前記記録媒体の表面、或いは、前記マーキングヘッドによりテストパターンが記録された前記記録媒体の表面を前記撮影工程において時間をずらして撮影することにより得られた特徴画像の位置から前記記録媒体の移動量を検出する検出工程と、
    前記マーキングヘッドによるテストパターンの記録を行う条件と前記撮影工程において前記記録媒体の表面を撮影する条件とは複数の条件から選択可能であり、前記検出工程における前記テストパターンが記録されていない前記記録媒体の表面から得られる前記特徴画像の検出精度が低下している場合には、前記複数の条件から選択された最良の条件に従って前記マーキングヘッドにより前記記録媒体にテストパターンを記録するとともに、前記撮影工程において該記録されたテストパターンの撮影を行うよう制御する制御工程とを有することを特徴とする記録装置の制御方法。

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