JP2021079639A

JP2021079639A - 印刷装置

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Publication number: JP2021079639A
Application number: JP2019209433A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎前山; Yuichiro Maeyama; 洋平左近; Yohei Sakon; 高井　真悟; Shingo Takai; 真悟高井; 登平野; Noboru Hirano; 大倉林; Masaru Kurabayashi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-11-20
Also published as: US20210146701A1; US11420450B2; JP7334589B2

Abstract

【課題】ずれ量の取得に使用するシート枚数を低減する。【解決手段】印刷出力を行ったときに発生する画像のずれ量を取得するための検出マークを印刷し、検出マークの位置を読みってずれ量を取得して、印刷出力を行うときにずれ量に応じた補正を行う手段を備え、補正を行う手段は、両面印刷で検出マークを印刷し、両面の検出マークを読み取り、先に印刷を行う一面の検出マークの位置から第１の補正値αを算出し、後に印刷を行う他面の検出マークの位置から第２の補正値βを算出し、一面の検出マークの位置と他面の検出マークの位置から第３の補正値γを算出する。【選択図】図４

Description

本発明は印刷装置に関する。

画像形成装置などの印刷装置において、印刷時の媒体の伸縮による入力画像と出力画像のずれや表裏面の画像のずれなどを補正することが行われる。

従来、複数枚の用紙上に検出パターンを印刷して読み取り、ズレ量を取得して、平均化するものが知られている（特許文献１）。

特開２０１３−２３５１６６号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、補正値を算出するために使用するシートの枚数が多くなるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ずれ量の取得に使用するシート枚数を低減することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る印刷装置は、
印刷出力を行ったときに発生する画像のずれ量を取得するための検出マークを印刷し、前記検出マークの位置を読み取って前記ずれ量を取得して、前記印刷出力を行うときに前記ずれ量に応じた補正を行う手段を備え、
前記補正を行う手段は、
両面印刷で前記検出マークを印刷し、両面の前記検出マークを読み取り、
先に印刷を行う一面の前記検出マークの位置から第１補正値を算出し、
後に印刷を行う他面の前記検出マークの位置から第２補正値を算出し、
前記一面の前記検出マークの位置と前記他面の前記検出マークの位置から第３補正値を算出する
構成とした。

本発明によれば、ずれ量の取得に使用するシート枚数を低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る印刷装置の説明図である。印刷装置の制御に係る部分のブロック説明図である。ずれ量の補正の一例を説明する説明図である。同第１実施形態における補正値の算出処理の説明に供する概念説明図である。同じくフロー図である。本発明の第２実施形態における補正値の算出処理の説明に供する概念説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明の第１実施形態について図１を参照して説明する。図１は同実施形態に係る印刷装置の説明図である。

印刷装置（画像形成システム）１００は、搬入ユニット２０１と、先塗りユニット２０２と、レジストユニット２０３と、印刷ユニット２０４と、乾燥ユニット２０５と、冷却ユニット２０６と、搬出ユニット２０７とを備えている。

搬入ユニット２０１は、処理対象（被搬送物）であるシートＰが収容されており、シートＰを後段の印刷ユニット２０４などに対して供給する。シートＰとしては、例えば、用紙が挙げられるが、これに限定されず、例えば、コート紙、厚紙、ＯＨＰシート、プラスチックフィルム、及び銅箔など画像を印刷可能なものであればよい。

なお、本実施の形態においては、画像を形成するシートＰを処理対象（被搬送物）としたが、これに限るものではなく、プリプレグなどの画像を形成する対象ではないシートなどを処理対象（被搬送物）としてもよい。

先塗りユニット２０２は、搬入ユニット２０１から供給された処理対象（被搬送物）であるシートＰに対して先塗り液をコートする。これにより、異なるシートＰに対しても印刷ユニット２０４で打ち込む液体としてのインクを馴染ませることができる。なお、先塗りユニットを備えない構成とすることもできる。

レジストユニット２０３は、印刷ユニット２０４に対するシートＰの搬送タイミングや位置調整を行うユニットである。

印刷ユニット２０４は、インクジェット方式で印刷を行う印刷手段である作像ユニット２１０を含み、シートＰにインクを付与して画像を形成する。印刷ユニット２０４は、ユーザにより印刷指示される出力画像及び検出用画像としての位置検出マークをシートＰ上に印刷することができる。なお、印刷ユニット２０４は、インクジェット方式の印刷手段に代えて、電子写真方式の印刷手段などとすることもできる。

乾燥ユニット２０５は、印刷ユニット２０４によってシートＰに付着したインクを乾燥させる。

冷却ユニット２０６は、乾燥ユニット２０５によって熱されたシートＰを冷却する。

冷却ユニット２０６は、片面印刷の場合、画像が形成されたシートＰを後段の搬出ユニット２０７へ送る。一方、冷却ユニット２０６は、両面印刷の場合、画像が形成されたシートＰを反転パス２０９へ送る。

反転パス２０９は、送られたシートＰをスイッチバックすることによりシートＰの表面（一面）と裏面（他面）を反転して搬送する。反転パス２０９により搬送されるシートＰは、レジストユニット２０３を経て印刷ユニット２０４に再搬送される。そして、印刷ユニット２０４によりシートＰに対して前回と反対の面に画像が形成され、乾燥ユニット２０５及び冷却ユニット２０６により乾燥・冷却され、印刷物として、後段の搬出ユニット２０７へ送られる。

搬出ユニット２０７は、印刷ユニット２０４と乾燥ユニット２０５と冷却ユニット２０６とを経て画像が形成されたシートＰの排出を受け付ける。

また、印刷ユニット２０４には、複数の読取デバイス間及び１つの読取デバイスの画素ごとの相対位置を補正するために、搬送されるシートＰの端部やシートＰに記録された画像位置を検出する画像読取り手段を含む検出装置２１１が設けられている。

検出装置２１１は、読取り手段である読取デバイス２１２と、位置基準部材２１３とを備える。

読取デバイス２１２は、例えば、複数の撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）をライン状に並べたＣＩＳ（Contact Image Sensor：密着型イメージセンサ）等で構成される。読取デバイス２１２は、読み取り対象からの反射光を受光して、画像信号を出力する。具体的には、読取デバイス２１２は、印刷ユニット２０４で画像が形成されたシートＰの搬送位置及び当該シートＰに対する画像形成位置を読取対象とする。また、読取デバイス２１２は、位置基準部材２１３を読取対象とする。

読取デバイス２１２に適用されるＣＩＳは、一般的に、複数画素を有するセンサチップを主走査方向に複数配列することによって、必要な主走査方向の有効読取長を確保する構成で知られている。

位置基準部材２１３は、周辺部材の発熱影響等による膨張・伸縮が発生すると、絶対的な位置基準として機能せず、位置検出精度の悪化を招いてしまう。そこで、位置基準部材２１３は、読取デバイス２１２の基板に比べて線膨張係数が低く、位置検出において周囲温度の影響による伸縮量が無視できるほどに小さい材料によって構成されている。

本実施形態においては、想定される温度変化範囲、線膨張係数を考慮し、位置基準部材２１３は、ガラスで形成されている。なお、位置基準部材２１３の材料はこれに限るものではなく、読取デバイス２１２の温度変化範囲が広い場合に精度の高い媒体位置検出を実現するためには石英ガラスなどを使用することが好ましい。

次に、印刷装置の制御に係る部分について図２のブロック説明図を参照して説明する。

印刷装置１００の制御部は、コントローラ１０１と、エンジン制御部１１０と、画像処理部１１３などを備えている。

コントローラ１０１は、ＣＰＵ１０２、ＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０４、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１０５、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）１０６及び操作Ｉ／Ｆ１０７を備え、操作Ｉ／Ｆ１０７は操作部１０８と接続する。これらは、システムバス１０９によって互いに接続されている。

コントローラ１０１はマイクロコンピュータで構成しており、ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１０３をワークエリアとしてＲＯＭ１０４又はＨＤＤ１０５に記憶されたプログラムを実行することにより、印刷装置１００全体を制御する。

このコントローラ１０１は、本発明に係る補正をする手段を兼ねており、位置検出マークの印刷、検出（読取り）から印刷出力を行ったときの画像のずれ量を算出して、入力画像に対して幾何補正をする補正処理なども行う。

ＲＯＭ１０４及びＨＤＤ１０５は、不揮発性記憶媒体（記憶手段）であり、ＣＰＵ１０２が実行する各種プログラムや各種の固定データを格納している。

通信Ｉ／Ｆ１０６は、印刷装置１００をネットワークと接続するためのインターフェースである。

操作Ｉ／Ｆ１０７は、操作部１０８をシステムバス１０９に接続してＣＰＵ１０２から制御可能とするためのインターフェースである。

操作部１０８は、ユーザからの操作を受け付けるためのキー、ボタン、タッチセンサ等の操作手段と、ユーザに対して情報を提示するためのディスプレイ等の表示手段とを備えるユーザインタフェースである。

画像処理部１１３は、外部から入力された画像データに対して画像処理を行う画像処理手段である。この画像処理部１１３だけでなく、コントローラ１０１のＣＰＵ１０２、ＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０４及びＨＤＤ１０５と、エンジン制御部１１０を含めて画像処理装置の機能を実現する。

エンジン制御部１１０は、作像ユニット２１０、検出装置２１１、画像処理部１１３を、システムバス１０９を介してＣＰＵ１０２からのコマンドに従って制御する制御手段である。

この印刷装置１００では、印刷ユニット２０４によって出力した画像（印刷出力）が目標画像に対してどのようにずれているかを検出装置２１１にて読み取ることでずれ量を算出し、ずれ量を補正するように画像処理部１１３にて画像を処理する。ずれ量の補正はあらかじめ試し印刷を行って画像のずれ量を取得して本印刷時の画像を変形させる印刷前補正と、表面の画像に対して裏面の補正をリアルタイムで行う裏面補正などがある。

次に、ずれ量の補正の一例について図３を参照して説明する。図３はずれ量の補正の一例を説明する説明図である。

ここでは、シート（以下、用紙」ともいうが、紙に限定するものではない。）の四隅に位置検出マーク（以下、「トンボ」ともいう。）Ｍを印刷して、用紙の原点からの目標座標に対するトンボの座標のずれ量を算出して補正する。

このでは、図３（ａ）に示すように、用紙上の４か所にトンボＭを印刷してトンボＭの位置と用紙端部の位置（原点）を読み取って、用紙原点に対する画像の狙いに対するずれ量を算出する。そして図３（ｂ）に示すように、実際に印刷するときの画像を反対に補正する。

これにより、実際の画像の大きさの変動を確認することができ、高精度な補正が可能となる。

次に、本発明の第１実施形態における補正値の算出処理について図４を参照して説明する。図４は同補正値（調整値）の算出処理の説明に供する概念説明図である。

画像位置を補正するためにジョブ前に事前に印刷後の用紙の変形量を確認し、補正を実施する。

まず、シートの一面（表面とする）にトンボＭを印刷する（ステップＳ１、以下、単に「Ｓ１」というように表記する。）。そして、シートの一面に印刷したトンボＭを読み取り（Ｓ２）、片面印刷のトンボＭの位置（この位置を「表面座標」という。）Ａを取得する（Ｓ３）。

取得した片面印刷のトンボＭの表面座標ＡとトンボＭの目標位置（以下、「理想位置」という。）ａとの差分（Ａ−ａ）を補正値算出アルゴリズム関数ｆ（Ｘ）に代入し、第１補正値α＝ｆ（Ａ−ａ）を算出する（Ｓ４）。算出した第１補正値αはＲＡＭ１０３に保存する。第１補正値αは、片面印刷を行うときの補正値（調整値）であり、実際に印刷を行うときにＲＡＭ１０３から読み出して使用する。

また、取得した片面印刷のトンボＭの表面座標ＡとトンボＭの目標位置（以下、「理想位置」という。）ａとの差分（Ａ−ａ）を表裏位置合わせ用の補正値算出アルゴリズム関数ｆａ（Ｘ）に代入し、第４補正値δ＝ｆａ（Ａ−ａ）を算出する（Ｓ５）。

この第４補正値δは、リアルタイムで表裏の位置合わせを行うときの補正値（調整値）である。

そこで、シートの他面（裏面とする。）に第４補正値δを使用して裏面画像を変形させてトンボＭを印刷する（Ｓ６）。

これにより、表面と裏面の画像が一致して印刷することができ、表面と裏面の各トンボＭの相対的な位置関係は理想位置と一致することとなる。

そして、裏面のトンボＭを読み取り（Ｓ７）、両面印刷後の裏面のトンボＭの位置（この位置を「裏面座標」という）Ｂを取得する（Ｓ８）。

取得した両面印刷のトンボＭの裏面座標ＢとトンボＭの理想位置ｂとの差分（Ｂ−ｂ）を、補正値算出アルゴリズム関数ｆ（Ｘ）に代入して第２補正値β＝ｆ（Ｂ−ｂ）を算出する（Ｓ９）。算出した第２補正値βはＲＡＭ１０３に保存する。本実施形態においては、第２補正値βは、両面印刷で一面（表面）を印刷するときの補正値（調整値）であり、実際に印刷を行うときにＲＡＭ１０３から読み出して使用する。

また、表面印刷時のトンボＭの表面座標Ａと理想座標ａとの差分（Ａ−ａ）は、表面を印刷したときの変形量で、裏面印刷時のトンボＭの裏面座標Ｂと理想座標ｂの差分（Ｂ−ｂ）は、両面印刷を行ったときの表面の変形量となる（Ｓ１０）。

これにより、（Ｂ−ｂ）−（Ａ−ａ）は、表面印刷後の裏面印刷時の裏面の変形量となるので、補正値算出アルゴリズム関数ｆ（Ｘ）に、（Ｂ−ｂ）−（Ａ−ａ）を代入して第３補正値γ＝ｆ（（Ｂ−ｂ）−（Ａ−ａ））を算出する（Ｓ１１）。算出した第３補正値γはＲＯＭ１０４に保存する。本実施形態においては、第３補正値γは、両面印刷で他面（裏面）を印刷するときの補正値（調整値）であり、実際に印刷を行うときにＲＯＭ１０４から読み出して使用する。

このように、補正値ごとに印刷を行う必要がなく、１回の両面印刷で、３つの補正値を算出でき、調整のための損紙を減らすことができる。

このとき、１枚の通紙で補正値α、β、γを求めてもいいが、読取ばらつきや印字ばらつきをキャンセルするために複数枚流して平均値をとって補正値を算出してもよい。

次に、補正値（調整値）の算出処理について図５のフロー図を参照して説明する。

シートの一面（表面）にトンボＭを印刷する（Ｓ２１）。シートを反転度の表面の読み取りを行う（Ｓ２２）。そして、片面印刷のトンボＭの表面座標Ａを取得して、片面印刷で表面に印刷するときに使用する第１補正値である調整値を算出し、格納する（Ｓ２３）。

また、取得した片面印刷のトンボＭの表面座標ＡとトンボＭの理想位置ａとの差分（Ａ−ａ）からリアルタイムで表裏面を位置合わせして裏面に印刷するときに使用する第４補正値である調整値を算出する（Ｓ２４）。

その後、シートの他面（裏面）に第４補正値を使用して裏面画像を変形させ（Ｓ２５）、裏面にトンボＭを印刷する（Ｓ２６）。シートを反転度の裏面の読み取りを行う（Ｓ２７）。

そして、トンボＭの裏面座標Ｂを取得して、両面印刷で一面（表面）を印刷するときに使用する第２補正値である調整値を算出し、格納する（Ｓ２８）。

次いで、両面印刷で他面（裏面）を印刷するときに使用する第３補正値である調整値を算出して、格納する（Ｓ２９）。

次に、本発明の第２実施形態における補正値の算出処理について図６を参照して説明する。図６は同補正値（調整値）の算出処理の説明に供する概念説明図である。

ステップＳ３１ないしＳ３４において、前記第１実施形態のステップＳ１ないしＳ４と同様に、シートの一面（表面）に印刷して、第１補正値αを算出して格納する。

そして、シートの他面（裏面）に対して目標位置にトンボＭを印刷する（Ｓ３５）。その後、両面印刷後に、裏面のトンボＭを読み取り（Ｓ３６）、両面印刷後の裏面のトンボＭの裏面座標Ｂを取得する（Ｓ３７）。

次いで、裏面のトンボＭの理想位置ｂと裏面座標Ｂの差分（Ｂ−ｂ）は表面印刷後裏面印刷による変形量となり、補正値算出アルゴリズム関数ｆ（Ｘ）に代入して、第２補正値β＝ｆ（Ｂ−ｂ）を算出する。算出した第２補正値βはＲＡＭ１０３に保存する。本実施形態においては、第２補正値βは、両面印刷で他面（裏面）を印刷するときの補正値（調整値）であり、実際に印刷を行うときにＲＡＭ１０３から読み出して使用する。

また、表面座標Ａと理想座標ａとの差分（Ａ−ａ）は表面を印刷したときの変形量で、裏面座標Ｂと理想座標ｂの差分（Ｂ−ｂ）は表面印刷後の裏面印刷を行ったときの変形量となる（Ｓ３９）。

そのため、（Ａ−ａ）＋（Ｂ−ｂ）は両面印刷時の表面の変形量となるので、補正値算出アルゴリズム関数ｆ（Ｘ）に、（Ａ−ａ）＋（Ｂ−ｂ）を代入して、第３補正値γ＝ｆ（（Ａ−ａ）＋（Ｂ−ｂ））を算出する（Ｓ４０）。算出した第３補正値段γはＲＡＭ１０３に保存する。本実施形態においては、第３補正値γは、両面印刷で一面（表面）を印刷するときの補正値（調整値）であり、実際に印刷を行うときにＲＡＭ１０３から読み出して使用する。

このように、補正値ごとに印刷を行う必要がなく、１回の両面印刷で３つの補正値を算出でき、調整による損紙を減らすことができる。

なお、本願では、画像形成、記録、印刷、印写、印字、造形等はいずれも同義語とする。

１００印刷装置
１０１コントローラ
１１３画像処理部
２１１検出装置

Claims

印刷出力を行ったときに発生する画像のずれ量を取得するための検出マークを印刷し、前記検出マークの位置を読み取って前記ずれ量を取得して、前記印刷出力を行うときに前記ずれ量に応じた補正を行う手段を備え、
前記補正を行う手段は、
両面印刷で前記検出マークを印刷し、両面の前記検出マークを読み取り、
先に印刷を行う一面の前記検出マークの位置から第１補正値を算出し、
後に印刷を行う他面の前記検出マークの位置から第２補正値を算出し、
前記一面の前記検出マークの位置と前記他面の前記検出マークの位置から第３補正値を算出する
ことを特徴とする印刷装置。
片面印刷を行うときに前記第１補正値で補正を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
前記一面に印刷する前記検出マークの目標位置と読み取り位置の差から前記第１補正値を算出し、
前記他面に印刷する前記検出マークの目標位置と読み取り位置の差から前記第２補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷装置。
前記一面に印刷する前記検出マークの目標位置と読み取り位置の差から前記第１補正値と第４補正値とを算出し、
前記他面に前記検出マークを印刷するときに前記第４補正値を適用して印刷を行い、
前記第４補正値を適用して前記他面に印刷する前記検出マークの目標位置と読み取り位置の差から前記第２補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷装置。
両面印刷で他面に印刷するときに前記第２補正値で補正を行う
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の印刷装置。
前記第３補正値は、前記他面に印刷する前記検出マークの目標位置と読み取り位置の差と、前記一面に印刷する前記検出マークの目標位置と読み取り位置の差と、の和から算出する
ことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の印刷装置。
両面印刷で前記一面に印刷するときに前記第３補正値で補正を行う
ことを特徴とする請求項６に記載の印刷装置。
前記一面に印刷する前記検出マークの目標位置と読み取り位置の差から前記第１補正値を算出し、
前記他面に前記検出マークの印刷を行い、
前記他面に印刷する前記検出マークの目標位置と読み取り位置の差から前記第２補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷装置。
両面印刷で前記一面に印刷するときに前記第２補正値で補正を行う
ことを特徴とする請求項８に記載の印刷装置。
前記第３補正値は、前記他面に印刷する前記検出マークの目標位置と読み取り位置の差と、前記一面に印刷する前記検出マークの目標位置と読み取り位置の差と、の和から算出する
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の印刷装置。
両面印刷で前記他面に印刷するときに前記第３補正値で補正を行う
ことを特徴とする請求項１０に記載の印刷装置。