JP2018187874A - 印刷装置、及び、制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の印刷ヘッドを備える印刷装置であって、装置調整を自動で行う印刷装置、等を提供する。
【解決手段】印刷装置が、印刷媒体に対してインクを吐出する第１ヘッド及び第２ヘッドと、前記印刷媒体を搬送する搬送部と、前記印刷媒体を撮影するカメラと、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドと前記カメラを搭載して移動するキャリッジと、前記第１ヘッドにより第３マークを印刷し、当該第３マークを前記カメラにより撮影し、当該撮影の結果に基づいて、前記搬送部と前記キャリッジの駆動を調整し、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドによりそれぞれ第１マークと第２マークを印刷し、前記第１マークと前記第２マークを前記カメラで撮影し、当該撮影の結果に基づいて、前記第２ヘッドのインク吐出タイミングを調整する、制御部と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の印刷ヘッドを備える印刷装置等に関し、特に、装置調整を自動で行う印刷装置等に関する。
従来、ノズルからインクを吐出して印刷媒体に対して印刷を行うインクジェットプリンターなどが普及している。かかる印刷装置では、装置の状態により印刷ムラなどの印刷不良が発生する虞があるので、適宜、その現象を検出し、適切な装置調整を行うことが必要である。
かかる装置調整の作業は、大型の装置の場合、一般に、メンテナンスマンにより、印刷ヘッドの組み立て時、交換時等に行われていた。当該作業では、テストパターンの印刷出力を目視でチェックし、その結果に基づいて人手により印刷動作に関する各設定がなされる。
関連技術として、下記特許文献１には、インクカートリッジと共にスキャナをキャリッジに搭載し、スキャナのキャリブレーションを行う、ことが記載されている。
特開２００５−５３２２８号公報
しかしながら、従来の人手による装置調整は、煩雑であり、労力と時間を要する。したがって、当該作業の自動化が望まれる。
なお、上記特許文献１に記載の発明は、ヘッドの取付誤差を調整するものではない。
そこで、本発明の目的は、複数の印刷ヘッドを備える印刷装置であって、装置調整を自動で行う印刷装置、等を提供することである。
上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、印刷装置が、印刷媒体に対してインクを吐出する第１ヘッド及び第２ヘッドと、前記印刷媒体を搬送する搬送部と、前記印刷媒体を撮影するカメラと、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドと前記カメラを搭載して移動するキャリッジと、前記第１ヘッドにより第３マークを印刷し、当該第３マークを前記カメラにより撮影し、当該撮影の結果に基づいて、前記搬送部と前記キャリッジの駆動を調整し、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドによりそれぞれ第１マークと第２マークを印刷し、前記第１マークと前記第２マークを前記カメラで撮影し、当該撮影の結果に基づいて、前記第２ヘッドのインク吐出タイミングを調整する、制御部と、を備える、ことである。
当該側面により、人手によらず装置調整を自動で行うことができるようになる。
更に、上記発明において、その好ましい態様は、前記搬送部と前記キャリッジの駆動の調整は、前記撮影された第３マークの位置と前記キャリッジの移動経路上の基準位置との差異に基づいて行われる、ことを特徴とする。
当該態様により、走査方向及び副走査方向の位置調整を容易に行うことができる。
更に、上記発明において、その好ましい態様は、前記第１マークは、前記第１ヘッドにより、第１タイミングでインクを吐出して複数の第１線マークを印刷したものであり、前記第２マークは、前記第２ヘッドにより、前記第１線マークのそれぞれに相応した位置に、前記第１タイミングを含む互いに異なる複数の第２タイミングでインクを吐出して複数の第２線マークを印刷したものであり、前記第２ヘッドのインク吐出タイミングの調整は、最も前記相応した位置に近い前記第２線マークを印刷した前記第２タイミングに基づいて行われる、ことを特徴とする。
当該態様により、第２ヘッドの調整を第１ヘッドからのズレに基づいて相対的に行うことができる。
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、印刷媒体に対してインクを吐出する第１ヘッド及び第２ヘッドと、前記印刷媒体を搬送する搬送部と、前記印刷媒体を撮影するカメラと、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドと前記カメラを搭載して移動するキャリッジと、を備える印刷装置の制御方法において、前記第１ヘッドにより第３マークを印刷し、当該第３マークを前記カメラにより撮影し、当該撮影の結果に基づいて、前記搬送部と前記キャリッジの駆動を調整し、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドによりそれぞれ第１マークと第２マークを印刷し、前記第１マークと前記第２マークを前記カメラで撮影し、当該撮影の結果に基づいて、前記第２ヘッドのインク吐出タイミングを調整する、ことである。
本発明の更なる目的及び、特徴は、以下に説明する発明の実施の形態から明らかになる。
本発明を適用した印刷装置の実施の形態例に係る概略構成図である。 キャリッジ２２２周辺の機構部２２を模式的に表した平面図である。 キャリブレーション処理の手順を例示したフローチャートである。 位置マークａとそれによる調整を説明するための図である。 線マークとそれらによる調整処理を説明するための図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照番号又は参照記号を付して説明する。
図１は、本発明を適用した印刷装置の実施の形態例に係る概略構成図である。図１に示すプリンター２が本発明を適用した印刷装置である。本プリンター２は、キャリッジ２２２に複数の印刷ヘッド２２０と共にカメラ２２１を搭載し、印刷ヘッド２２０の交換時などに、装置調整（キャリブレーション）の処理を実行する。当該処理では、プリンター２は、基準とする印刷ヘッド２２０（以降、基準ヘッド、第１ヘッド）で位置マーク（第３マーク）のテストパターンを印刷し、当該テストパターンをカメラ２２１で撮影し、その撮影結果に基づいて、キャリッジ２２２と用紙搬送部２２３の駆動調整を行う。その後に、プリンター２は、上記基準ヘッド２２０とその他の印刷ヘッド２２０（以降、その他ヘッド、第２ヘッド）でタイミングをずらした複数の線マーク（第１マーク、第２マーク）をテストパターンとして印刷し、当該テストパターンをカメラ２２１で撮影し、その撮影結果に基づいて、各その他ヘッド２２０のインク吐出タイミングを調整する。これらの処理により、プリンター２の精度の良い装置調整を自動で行うことができる。
図１に示すように、本実施の形態例に係るプリンター２は、ホストコンピューター１などからの印刷要求に応じて用紙Ｍなどの印刷媒体に印刷を実行するプリンターであり、一例として、ここでは、ポスターなどの印刷に用いられる大型のインクジェットプリンターである。
プリンター２は、図１に示すように、制御部２１と機構部２２を備える。制御部２１は、プリンター２の各部を制御するコントローラーであり、図示していないが、処理内容を記述したプログラム、当該プログラムに従って処理を実行するＣＰＵ（プロセッサー）、ＲＡＭ、プログラムを格納するＲＯＭ、ＡＳＩＣ等で構成される。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各制御を行う。
また、プリンター２は、通常モード（印刷モード）と検査モードを備える。制御部２１は、通常モードでは、ホストコンピューター１から印刷データを受信したときなどに、当該印刷データに基づいて、後述する印刷ヘッド２２０、キャリッジ２２２、及び、用紙搬送部２２３を制御し、用紙Ｍ等に要求された印刷処理を実行する。印刷ヘッド２２０の制御では、制御部２１は、印刷ヘッド２２０に備えられる複数のノズルからインクを吐出させる。
また、装置調整（キャリブレーション）のための検査モードでは、制御部２１は、後述する機構部２２を制御して、テストパターンの印刷、当該テストパターンの撮影、当該撮影結果（画像データ）に対する画像処理、画像データの解析、及び、当該解析結果に基づく調整処理を実行する。
また、制御部２１は、図１に示すような機能構成を備える。制御部２１は、印刷制御部２１０及びキャリブレーション部２１１を備える。
印刷制御部２１０は、プリンター２に対して印刷要求がなされた際に、印刷データを解釈し、その解釈に基づいて機構部２２の各部を制御して印刷媒体（用紙Ｍなど）に印刷処理を実行する。検査モード時には、印刷制御部２１０は、各テストパターンを印刷する。
キャリブレーション部２１１は、上述した検査モードでの処理を制御する。当該キャリブレーション部２１１による具体的な処理内容については後述する。
機構部２２は、制御部２１によって制御され、通常モード及び検査モードでの印刷処理、検査モードでの撮影処理等を実行する。機構部２２は、図１に示すように、印刷ヘッド２２０、カメラ２２１、キャリッジ２２２、及び、用紙搬送部２２３等を備える。
図２は、キャリッジ２２２周辺の機構部２２を模式的に表した平面図である。印刷ヘッド２２０は、複数のノズルを備え、制御部２１（印刷制御部２１０）の指示に従って、用紙Ｍに対してノズルからインクを噴射し、用紙Ｍ上に画像を形成して印刷を行う。
印刷ヘッド２２０は、図２に示されるように、複数（ここでは、一例として６つ）備えられ、キャリッジ２２２に搭載される。一例として、ここでは、６色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタ）のインクが使用され、各色のインク毎に印刷ヘッド２２０が設けられる。そして、色毎に印刷ヘッド２２０が取り外し（取り換え）可能であり、したがって、各色の印刷ヘッド２２０毎に取り付け位置の誤差が異なる。
カメラ２２１（撮影装置）は、検査モードにおいて、印刷媒体である用紙Ｍを撮影し、用紙Ｍ上に印刷された画像（テストパターン）を画像データとして生成する。図２に示されるように、カメラ２２１は、キャリッジ２２２に搭載される。なお、カメラ２２１は、一例として、ＣＭＯＳセンサー、レンズ等を備える。また、図示していないが、カメラ２２１の近傍には光源が備えられ、当該光源は、カメラ２２１による撮影のための照明を行う。光源は、カメラ２２１の撮影対象（撮影領域）に光を照射し、その光量は可変である。光源は、例えば、複数のＬＥＤランプで構成される。なお、カメラ２２１の取付位置が正しい位置に補正されており、撮影が精度良く行われることが望ましい。
キャリッジ２２２は、印刷ヘッド２２０及びカメラ２２１を搭載し、それらを走査方向（図２の矢印Ｘの方向）に移動させる。キャリッジ２２２は、図示していない駆動源及び伝動装置によりキャリッジレール２２４に沿って駆動する。キャリッジ２２２は、印刷時などに、印刷制御部２１０の制御により移動する。
印刷時には、図２に示されるように、副走査方向（図２の矢印Ｙの方向）に搬送される用紙Ｍに対して、キャリッジ２２２によって走査方向に移動する印刷ヘッド２２０からインクが吐出され、用紙Ｍ上に画像が形成される。
用紙搬送部２２３（搬送部）は、用紙Ｍを副走査方向に搬送する装置であり、図示していないが、搬送ローラー、その駆動源、伝動装置、搬送路などを備える。用紙搬送部２２３は、印刷時などに印刷制御部２１０の制御により駆動する。
以上説明した構成を備える本プリンター２では、上述の通り、通常モードと検査モードで動作する。通常モードでは、ホストコンピューター１等からの印刷要求（印刷データ）を受け、それにしたがって、制御部２１（印刷制御部２１０）が機構部２２の各部を制御し、印刷媒体である用紙Ｍに印刷を行う。具体的には、印刷ヘッド２２０が走査方向に移動して、副走査方向に搬送される用紙Ｍ上にインクを吐出して画像を形成する。印刷後の用紙Ｍは、用紙搬送部２２３によって排紙される。
検査モードでは、上述の通り、キャリブレーション部２１１の制御によって、プリンター２の装置調整（キャリブレーション）の処理が実行される。以下、その処理について具体的に説明する。図３は、キャリブレーション処理の手順を例示したフローチャートである。本プリンター２では、上述した各印刷ヘッド２２０（の取付位置等）に起因した印刷不良を調整するため、印刷ヘッド２２０の交換時などに当該キャリブレーションの処理を実行する。ここでは、全ての（６つの）印刷ヘッド２２０についてキャリブレーションを行う場合について説明するが、交換した印刷ヘッド２２０についてのみキャリブレーションを実行するようにしてもよい。
本キャリブレーション処理では、まず、基準ヘッド２２０（ここでは、「Ｋ」の印刷ヘッド２２０）について調整処理を実行し、その後に、その他ヘッド２２０について、基準ヘッド２２０からの相対的なズレに基づく調整処理を実行する。
操作者による、プリンター２又はホストコンピューター１への操作により、検査モードが起動すると、キャリブレーション部２１１は、まず、基準ヘッド２２０を用いて、印刷ヘッド２２０全体の走査方向及び副走査方向のズレ（誤差）の調整を開始する。
まず、キャリブレーション部２１１は、基準ヘッド２２０により用紙Ｍに位置マークを印刷する（図３のステップＳ１）。図４は、位置マークａとそれによる調整を説明するための図である。図４に示す十字のマークが位置マークａである。当該位置マークａは、テストパターンとして、図４の（Ａ）に示すような位置に、「Ｋ」（ブラックのインク）の印刷ヘッド２２０（基準ヘッド）により印刷される。
次に、キャリブレーション部２１１は、当該印刷された位置マークａをカメラ２２１により撮影する（図３のステップＳ２）。当該撮影によって生成される撮影領域Ｒ内の画像データは、キャリブレーション部２１１に転送される。
キャリブレーション部２１１は、転送された画像データを解析し、基準ヘッド２２０による印刷位置の、走査方向の誤差（Δｘ）及び副走査方向の誤差（Δｙ）を検出する（図３のステップＳ３）。具体的には、キャリブレーション部２１１は、まず、転送された画像データにおける、位置マークａの中心の位置座標（ｘ，ｙ）を検出する。当該位置座標（ｘ，ｙ）は、図４の（Ｂ）に示されるように、矩形の撮影領域Ｒのいずれかの頂点からの、走査方向及び副走査方向の距離である。
次に、キャリブレーション部２１１は、予め定められている、理想の（正しい）位置（基準位置）に配置された位置マークａ´の中心位置の座標（ｘ´，ｙ´）と、上記検出した実際の位置座標（ｘ，ｙ）との差を求めて、すなわち、Δｘ＝ｘ´−ｘ、Δｙ＝ｙ´−ｙとして、誤差Δｘ及びΔｙを検出する。
次に、キャリブレーション部２１１は、上記検出した誤差Δｘをキャリッジ２２２の印刷時における移動量の補正値として、また、誤差Δｙを用紙搬送部２２３の印刷時における用紙Ｍの搬送量の補正値として、制御部２１の不揮発性のメモリーに記憶する（図３のステップＳ４）。なお、これら補正値は、誤差Δｘ及びΔｙを、キャリッジ２２２及び用紙搬送部２２３の制御に用いられるパラメーターの値に変換後に記憶されるようにしても良い。また、当該補正値の記憶は、印刷時に印刷制御部２１０が参照する設定値を変更する処理であってもよい。
次に、キャリブレーション部２１１は、その他ヘッド２２０についての調整処理を開始する。まず、キャリブレーション部２１１は、全ての印刷ヘッド２２０を用いて、それぞれ印刷ヘッド２２０毎に、複数の線マークをテストパターンとして用紙Ｍに印刷する（図３のステップＳ５）。図５は、線マークとそれらによる調整処理を説明するための図である。
図５の（Ｋ）には、基準ヘッド２２０である「Ｋ」の印刷ヘッド２２０により印刷された９本の線マーク（ＫＰの（１）−（９）、第１マーク）が例示されている。これら基準ヘッド２２０による線マークは、その時点で印刷制御部２１０に設定されているインク吐出タイミング（第１タイミング）で印刷されたものである。
図５の（Ｙ）及び（ＬＣ）には、それぞれ、その他ヘッド２２０である「Ｙ」及び「ＬＣ」の印刷ヘッド２２０により印刷された９本の線マーク（ＹＰ及びＬＣＰの（１）−（９）、第２マーク）が例示されている。これらその他ヘッド２２０による各線マークは、基準ヘッド２２０による各線マークと、走査方向（図５の左右方向）に一致する位置になるように印刷したものである。すなわち、線マークＹＰの（１）及び線マークＬＣＰの（１）は、それぞれ、線マークＫＰの（１）と、走査方向で同位置にくるように印刷されたものである。その他の線マーク（１）−（９）についても同様である。
さらに、その他ヘッド２２０による線マークの場合は、基準ヘッド２２０による場合と異なり、線マーク毎に、インク吐出タイミングをずらして印刷を行う。具体的には、線マークＹＰの（５）及び線マークＬＣＰの（５）の場合には、基準ヘッド２２０の場合と同様に、その時点で印刷制御部２１０に設定されているインク吐出タイミング（以降、基準タイミング）で印刷する。そして、線マークＹＰの（１）−（４）及び線マークＬＣＰの（１）−（４）では、基準タイミングよりも遅いタイミングであって、線マーク（５）から離れるにしたがって、順次、基準タイミングとの差分が大きくなるタイミングで、印刷を行う。また、線マークＹＰの（６）−（９）及び線マークＬＣＰの（６）−（９）では、基準タイミングよりも早いタイミングであって、線マーク（５）から離れるにしたがって、順次、基準タイミングとの差分が大きくなるタイミングで、印刷を行う。
また、各色の印刷ヘッド２２０による線マークは、副走査方向（図５の上下方向）に重ならないように、各印刷ヘッド２２０に備えられるノズルの一部を用いて印刷される。
なお、その他ヘッド２２０の残りの印刷ヘッド２２０についても、同様の線マークが印刷される（図５では図示せず）。
次に、キャリブレーション部２１１は、印刷した線マークをカメラ２２１により撮影する（図３のステップＳ６）。当該撮影によって生成される線マークの画像データは、キャリブレーション部２１１に転送される。
キャリブレーション部２１１は、転送された画像データを解析し、各その他ヘッド２２０における適正なインク吐出タイミングを検出する（図３のステップＳ７）。具体的には、キャリブレーション部２１１は、その他ヘッド２２０毎に、各線マーク（図５の（１）−（９））の走査方向の位置を、基準ヘッド２２０（ここでは、「Ｋ」の印刷ヘッド２２０）により印刷された、対応する線マークの走査方向の位置と比較し、最もその位置が一致する（近い）線マークを選択する。そして、キャリブレーション部２１１は、選択した線マークを印刷した際のインク吐出タイミングを、当該その他ヘッド２２０の適正なインク吐出タイミングとして検出する。
図５に示した例においては、「Ｙ」のその他ヘッド２２０の場合、図５のｂで指し示す線マークＹＰの（６）が、「Ｋ」の基準ヘッド２２０で印刷された線マークと、走査方向の位置が最も近いので（一致しているので）、当該線マークＹＰの（６）を印刷した際のインク吐出タイミングが、適正なインク吐出タイミングとして検出される。
また、「ＬＣ」のその他ヘッド２２０の場合、図５のｃで指し示す線マークＬＣＰの（３）が、「Ｋ」の基準ヘッド２２０で印刷された線マークと、走査方向の位置が最も近いので（一致しているので）、当該線マークＬＣＰの（３）を印刷した際のインク吐出タイミングが、適正なインク吐出タイミングとして検出される。
このように、各その他ヘッド２２０について適正なインク吐出タイミングが検出されると、キャリブレーション部２１１は、それらのインク吐出タイミングを、補正値として制御部２１の不揮発性のメモリーに記憶する（図３のステップＳ８）。
なお、これら補正値は、印刷データの画像処理、インク駆動信号の出力タイミング等の制御に用いられるパラメーターの値に変換後に記憶されるようにしても良い。また、当該補正値の記憶は、印刷時に印刷制御部２１０が参照する設定値を変更する処理であってもよい。
このようにして、キャリブレーション部２１１による装置調整の処理が実行される。
印刷時には、記憶された補正値に基づいて、印刷制御部２１０が各部を制御し、品質の高い印刷が実行される。具体的には、補正値に基づいて、キャリッジ２２２の移動量、用紙搬送部２２３による用紙Ｍの搬送量、及び、各印刷ヘッド２２０のインク吐出タイミングが制御される。インク吐出タイミングの制御では、例えば、適正なインク吐出タイミングが基準タイミングよりも１ドット以上ずれている場合には、画像データをドット単位でシフトさせる画像処理を実行し、１ドット以内のずれである場合には、ノズル駆動信号の出力タイミングをずらす処理を実行することができる。
以上説明したように、本実施の形態例に係るプリンター２は、キャリッジ２２２にカメラ２２１を搭載し、そのカメラ２２１によって撮影されたテストパターンの画像に基づいて、印刷ヘッド２２０の交換時などにキャリブレーションを行う。当該キャリブレーションの処理では、まず、基準ヘッド２２０によって印刷された位置マークに基づいて、走査方向及び副走査方向の調整がなされ、次いで、各印刷ヘッド２２０によって印刷された複数の線マークに基づいて、各印刷ヘッド２２０のインク吐出タイミングが調整される。したがって、プリンター２の装置調整が自動で行われ、メンテナンスマンの労力と時間を削減することができる。また、基準ヘッド２２０に基づく調整と基準ヘッド２２０からのズレ基づく相対的な調整により、キャリブレーションが効率的かつ高精度に実行される。
また、位置マークと線マークに基づき比較的容易にキャリブレーションを行うことができる。
本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
１…ホストコンピューター、２…プリンター、２１…制御部、２２…機構部、２１０…印刷制御部、２１１…キャリブレーション部、２２０…印刷ヘッド、２２１…カメラ、２２２…キャリッジ、２２３…用紙搬送部、２２４…キャリッジレール、Ｍ…用紙。

Claims (4)

  1. 印刷媒体に対してインクを吐出する第１ヘッド及び第２ヘッドと、
    前記印刷媒体を搬送する搬送部と、
    前記印刷媒体を撮影するカメラと、
    前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドと前記カメラを搭載して移動するキャリッジと、
    前記第１ヘッドにより第３マークを印刷し、当該第３マークを前記カメラにより撮影し、当該撮影の結果に基づいて、前記搬送部と前記キャリッジの駆動を調整し、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドによりそれぞれ第１マークと第２マークを印刷し、前記第１マークと前記第２マークを前記カメラで撮影し、当該撮影の結果に基づいて、前記第２ヘッドのインク吐出タイミングを調整する、制御部と、を備える
    ことを特徴とする印刷装置。
  2. 請求項１において、
    前記搬送部と前記キャリッジの駆動の調整は、前記撮影された第３マークの位置と前記キャリッジの移動経路上の基準位置との差異に基づいて行われる
    ことを特徴とする印刷装置。
  3. 請求項１あるいは２において、
    前記第１マークは、前記第１ヘッドにより、第１タイミングでインクを吐出して複数の第１線マークを印刷したものであり、前記第２マークは、前記第２ヘッドにより、前記第１線マークのそれぞれに相応した位置に、前記第１タイミングを含む互いに異なる複数の第２タイミングでインクを吐出して複数の第２線マークを印刷したものであり、前記第２ヘッドのインク吐出タイミングの調整は、最も前記相応した位置に近い前記第２線マークを印刷した前記第２タイミングに基づいて行われる
    ことを特徴とする印刷装置。
  4. 印刷媒体に対してインクを吐出する第１ヘッド及び第２ヘッドと、前記印刷媒体を搬送する搬送部と、前記印刷媒体を撮影するカメラと、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドと前記カメラを搭載して移動するキャリッジと、を備える印刷装置の制御方法であって、
    前記第１ヘッドにより第３マークを印刷し、当該第３マークを前記カメラにより撮影し、当該撮影の結果に基づいて、前記搬送部と前記キャリッジの駆動を調整し、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドによりそれぞれ第１マークと第２マークを印刷し、前記第１マークと前記第２マークを前記カメラで撮影し、当該撮影の結果に基づいて、前記第２ヘッドのインク吐出タイミングを調整する
    ことを特徴とする制御方法。
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