JP2022026563A - 印刷装置および印刷方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】読取結果としての画像データに発生する突発的なひずみの検出を遂行するために好適なテストパターンを提供する。【解決手段】印刷装置は、搬送部と、インクを吐出するノズルを複数有する印刷ヘッドと、ノズルによるインク吐出の状態を検査するためのテストパターンを印刷媒体へ印刷する制御部と、を備え、テストパターンは、ノズルにより印刷されるパターン要素が搬送方向に複数並んだ第1パターン要素群と、ノズルにより印刷されるパターン要素が搬送方向に複数並んだ第2パターン要素群と、を有し、制御部は、複数のノズルにインクを吐出させることにより第1パターン要素群を印刷した印刷媒体を、ノズルピッチ以上の距離分、搬送部に搬送させた上で、第1パターン要素群の印刷に使用した複数のノズルにインクを吐出させることにより、第2パターン要素群を印刷媒体へ印刷する。【選択図】図4

Description

本発明は、印刷装置および印刷方法に関する。
インクジェット方式の印刷装置であって、記録ヘッドにより印刷用紙へテストパターンを記録し、テストパターンをスキャナーにより読み取り、読取データを補間処理し、補間処理後の読取データに基づいてノズルの異常を判定する技術が開示されている(特許文献1参照)。
特開2007‐54970号公報
しかしながら、テストパターンを印刷した印刷媒体をスキャナーが読み取る際に、突発的な振動や外力が起きることにより、テストパターンの読取データの一部に伸縮等のひずみが生じることがあった。このような読取データにおけるひずみが発生した部分からは、各ノズルによる印刷が正常であったか否かを検査することが難しい。そのため、上述したような読取データのひずみを検出し易いテストパターンが必要とされている。
印刷装置は、印刷媒体を搬送方向へ搬送する搬送部と、インクを吐出するノズルを複数有する印刷ヘッドと、前記搬送部および前記印刷ヘッドを制御することにより、前記ノズルによるインク吐出の状態を検査するためのテストパターンを前記印刷媒体へ印刷する制御部と、を備え、前記テストパターンは、前記ノズルにより印刷されるパターン要素が前記搬送方向に複数並んだ第1パターン要素群と、前記ノズルにより印刷されるパターン要素が前記搬送方向に複数並んだ第2パターン要素群と、を有し、前記制御部は、複数の前記ノズルに前記インクを吐出させることにより前記第1パターン要素群を印刷した前記印刷媒体を、前記搬送方向における前記ノズルの間隔であるノズルピッチ以上の距離分、前記搬送部に搬送させた上で、前記第1パターン要素群の印刷に使用した複数の前記ノズルに前記インクを吐出させることにより、前記第2パターン要素群を前記印刷媒体へ印刷する。
印刷方法は、インクを吐出するノズルを複数有する印刷ヘッドを使用して、前記ノズルによるインク吐出の状態を検査するためのテストパターンを印刷媒体へ印刷する印刷工程を備え、前記テストパターンは、前記ノズルにより印刷されるパターン要素が前記印刷媒体の搬送方向に複数並んだ第1パターン要素群と、前記ノズルにより印刷されるパターン要素が前記搬送方向に複数並んだ第2パターン要素群と、を有し、前記印刷工程では、複数の前記ノズルに前記インクを吐出させることにより前記第1パターン要素群を印刷した前記印刷媒体を、前記搬送方向における前記ノズルの間隔であるノズルピッチ以上の距離分、搬送した上で、前記第1パターン要素群の印刷に使用した複数の前記ノズルに前記インクを吐出させることにより、前記第2パターン要素群を前記印刷媒体へ印刷する。
装置構成を簡易的に示すブロック図。 印刷ヘッドや搬送部を含む構成の具体例を示す図。 印刷媒体と印刷ヘッドとの関係性を上方からの視点により示す図。 TPの印刷からノズルの検査までの流れを示すフローチャート。 ステップS130~S150により印刷媒体へTPが印刷される様子を示す図。 インク色毎のTPが印刷された印刷媒体等を示す図。 読取画像データの一部を示す図。 他の例にかかるTPを示す図。
以下、各図を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお各図は、本実施形態を説明するための例示に過ぎない。各図は例示であるため、比率や形状が正確でなかったり、互いに整合していなかったり、一部が省略されていたりする場合がある。
1.装置構成:
図1は、本実施形態にかかる印刷装置10の構成を簡易的に示している。
印刷装置10は、制御部11、表示部13、操作受付部14、通信IF15、搬送部16、キャリッジ17、印刷ヘッド18、読取部19等を備える。IFは、インターフェイスの略である。制御部11は、プロセッサーとしてのCPU11a、ROM11b、RAM11c等を有する一つ又は複数のICや、その他の不揮発性メモリー等を含んで構成される。
制御部11では、プロセッサーつまりCPU11aが、ROM11bや、その他のメモリー等に保存された一つ以上のプログラム12に従った演算処理を、RAM11c等をワークエリアとして用いて実行することにより、印刷制御部12a、読取制御部12b、検査部12c等の各種機能を実現する。なお、プロセッサーは、一つのCPUに限られることなく、複数のCPUや、ASIC等のハードウェア回路により処理を行う構成であってもよいし、CPUとハードウェア回路とが協働して処理を行う構成であってもよい。
表示部13は、視覚情報を表示するための手段であり、例えば、液晶ディスプレイや、有機ELディスプレイ等により構成される。表示部13は、ディスプレイと、ディスプレイを駆動するための駆動回路とを含む構成であってもよい。操作受付部14は、ユーザーによる操作を受け付けるための手段であり、例えば、物理的なボタンや、タッチパネルや、マウスや、キーボード等によって実現される。むろん、タッチパネルは、表示部13の一機能として実現されるとしてもよい。
表示部13や操作受付部14は、印刷装置10の構成の一部であってもよいが、印刷装置10に対して外付けされた周辺機器であってもよい。通信IF15は、印刷装置10が公知の通信規格を含む所定の通信プロトコルに準拠して有線又は無線で外部と接続するための一つまたは複数のIFの総称である。
搬送部16は、印刷媒体を搬送するための手段であり、ローラーや、ローラー等を回転させるモーターを含む。印刷ヘッド18は、インクジェット方式によりノズルからインクを印刷媒体へ吐出して印刷を実行する。読取部19は、印刷媒体における印刷結果を読み取る手段である。読取部19をスキャナーとも呼ぶ。ただし、印刷装置10は読取部19を含まない構成であってもよい。
キャリッジ17は、不図示のキャリッジモーターによる動力を受けて所定方向に沿って往復移動可能な機構である。キャリッジ17が移動する所定方向を、主走査方向とも呼ぶ。キャリッジ17は図2や図3に示すように印刷ヘッド18を搭載している。
図1に示す印刷装置10の構成は、一台のプリンターによって実現されてもよいし、通信可能に接続した複数の装置により実現されてもよい。
つまり、印刷装置10は、実態として印刷システム10であってもよい。印刷システム10は、例えば、制御部11として機能する情報処理装置と、搬送部16やキャリッジ17や印刷ヘッド18や更には読取部19を含んだプリンターと、を含む。このような印刷装置10または印刷システム10により、本実施形態の印刷方法が実現される。
また、制御部11のうち印刷制御部12aとして機能する部分と、読取制御部12bや検査部12cとして機能する部分とは、別体の情報処理装置であってもよい。
図2は、印刷装置10の一部であって主に印刷ヘッド18や搬送部16を含む構成の具体例を示している。図2内の上段では、印刷媒体30の搬送方向D2に直交する視点により前記具体例を示し、図2内の下段では、上方からの視点により前記具体例の一部を示している。
搬送部16は、搬送の上流に繰出軸22を備え、かつ、搬送の下流に巻取軸25を備える。搬送の上流、下流を、単に、上流、下流と表記する。繰出軸22および巻取軸25にロール状に巻き付けられた長尺な印刷媒体30が、搬送方向D2に沿って張架されている。印刷媒体30は搬送方向D2へ搬送される。印刷媒体30は、用紙であってもよいし、紙以外の素材による媒体であってもよい。
図2の例では、繰出軸22が時計回りに回転することで、繰出軸22に巻き付けられた印刷媒体30が下流へ繰り出される。繰出軸22の下流位置には、前駆動ローラー23が設けられ、巻取軸25の上流位置には、後駆動ローラー24が設けられている。前駆動ローラー23は、前記時計回りに回転することで、繰出部22から繰り出される印刷媒体30を下流へ搬送する。前駆動ローラー23に対してはニップローラー23nが設けられている。ニップローラー23nは、印刷媒体30に当接することにより、前駆動ローラー23との間で印刷媒体30を挟み込んでいる。
後駆動ローラー24は、前記時計回りに回転することで、前駆動ローラー23により下流へ搬送される印刷媒体30を更に下流へ搬送する。後駆動ローラー24に対してはニップローラー24nが設けられている。ニップローラー24nは、印刷媒体30に当接することにより、後駆動ローラー24との間で印刷媒体30を挟み込んでいる。
前駆動ローラー23と後駆動ローラー24との間には、印刷媒体30に対して上方からインクを吐出する印刷ヘッド18が配設されている。図2から解るように、印刷ヘッド18は、キャリッジ17に搭載されている。印刷ヘッド18は、例えば、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)といった複数色のインクを吐出可能である。
印刷ヘッド18が有する各ノズルは、印刷ヘッド18の印刷媒体30に対向するノズル面20に開口しており、印刷ヘッド18は、印刷データに基づいてインクをノズルから吐出したり吐出しなかったりする。ノズルが吐出するインクを、インク滴と呼んだりドットと呼んだりもする。印刷ヘッド18を、印字ヘッド、インクジェットヘッド、液体吐出ヘッド、記録ヘッド等と呼んでもよい。
巻取軸25が前記時計回りに回転することにより、後駆動ローラー24により搬送される印刷後の印刷媒体30が巻取軸25に巻き取られる。
繰出軸22や、巻取軸25や、各ローラーや、これらを適宜回転させるための不図示のモーター等が、印刷媒体30を搬送する搬送部16の具体例である。印刷媒体30を搬送するために搬送経路の途中に設けられるローラーの数や配置は、図2に示した態様に限定されない。また、印刷ヘッド18が吐出するインクの色も上述した色に限定されない。言うまでもなく、前駆動ローラー23と後駆動ローラー24との間には、印刷ヘッド18からのインク吐出を受ける印刷媒体30を下方から支持する平坦なプラテン等が設けられていてもよい。また、印刷ヘッド18による印刷が施された印刷媒体30の部分は、巻取軸25によってロール状に巻き取られるのではなく、不図示のカッターにより当該部分よりも上流の印刷媒体30から切り離されて回収されるとしてもよい。
図2の例では、読取部19は、キャリッジ17および印刷ヘッド18よりも下流かつ後駆動ローラー24よりも上流の位置に設けられている。読取部19は、印刷ヘッド18により印刷がなされた印刷媒体30をイメージセンサーにより光学的に読み取って、読取結果としての画像データを出力する。図2の例では、読取部19は、搬送方向D2に交差する主走査方向D1に延在して印刷媒体30の幅をカバー可能な長さを有しており、搬送部16が搬送する印刷媒体30を、静止した状態で読み取る。
図3は、印刷媒体30と印刷ヘッド18との関係性を上方からの視点により簡易的に示している。キャリッジ17に搭載された印刷ヘッド18は、キャリッジ17とともに主走査方向D1の一端から他端への移動(往路移動)や他端から一端への移動(復路移動)をする。主走査方向D1と搬送方向D2とは交差している。この交差は直交と解してよい。従って、図2内の上段では、主走査方向D1と平行な向きの視点により印刷ヘッド18等を図示している。ただし、例えば製品としてのプリンターにおける種々の誤差により、主走査方向D1と搬送方向D2とは厳密には直交していないこともある。搬送方向を、副走査方向とも呼ぶ。
図3では、ノズル面20におけるノズル21の配列の一例を示している。ノズル面20内の一つ一つの小さな丸がノズル21である。印刷ヘッド18は、インクカートリッジやインクタンク等と呼ばれる不図示の液体保持手段から各色のインクの供給を受けてノズル21から吐出する構成において、ノズル列26を複数備える。Cインクを吐出するノズル21からなるノズル列26をノズル列26Cとも記載する。同様に、Mインクを吐出するノズル21からなるノズル列26をノズル列26M、Yインクを吐出するノズル21からなるノズル列26をノズル列26Y、Kインクを吐出するノズル21からなるノズル列26をノズル列26Kと夫々記載することがある。ノズル列26C,26M,26Y,26Kは、主走査方向D1に沿って並んでいる。
夫々のノズル列26は、搬送方向D2におけるノズル21同士の間隔であるノズルピッチが一定或いはほぼ一定とされた複数のノズル21により構成される。ノズル列26を構成する複数のノズル21が並ぶ方向を、ノズル列方向D3と呼ぶ。図3の例では、ノズル列方向D3は、搬送方向D2と平行である。ノズル列方向D3が搬送方向D2と平行な構成においては、ノズル列方向D3と主走査方向D1とは直交する。ただし、ノズル列方向D3は、搬送方向D2と平行でなく、主走査方向D1に対して斜めに交差する構成であってもよい。
搬送方向D2におけるノズル列26C,26M,26Y,26Kそれぞれの位置は、互いに一致している。印刷装置10は、搬送方向D2への印刷媒体30の搬送と、主走査方向D1に沿ったキャリッジ17の移動に伴う印刷ヘッド18によるインク吐出とを組み合わせて実行することで、印刷媒体30へ画像を印刷する。キャリッジ17の往路移動や復路移動に伴い印刷ヘッド18がインク吐出する動作を「走査」や「パス」と呼ぶ。
2.テストパターン印刷:
図4は、制御部11がプログラム12に従って実行する、TPの印刷からTPに基づくノズル21の検査までの流れをフローチャートにより示している。TPは、テストパターンの略である。フローチャートは、概略、TP印刷処理(ステップS100)と、印刷されたTPの読取結果の取得(ステップS200)と、TPの読取結果に基づく突発的ずれの検出(ステップS300)と、TPの読取結果に基づくノズル21の検査(ステップS400)とからなる。ステップS100は、TPの印刷工程に該当する。図4では、ステップS100を、ステップS110~S150に分けて詳しく示している。
ステップS110では、印刷制御部12aは、TPを表現する画像データであるTP画像データを、制御部11が通信可能な所定のメモリーや記憶装置等の保存元から取得する。TP画像データは、例えば、所定の表色系で各画素の色を規定したビットマップ形式の画像データである。ここで言う表色系とは、例えば、RGB(レッド、グリーン、ブルー)表色系、CMYK表色系等、様々である。
ステップS120では、印刷制御部12aは、TPを印刷するための印刷データを、TP画像データから生成する。印刷制御部12aは、TP画像データに対して、色変換処理やハーフトーン処理といった所定の画像処理を必要に応じて実行することにより、画素毎かつインク色毎にインク吐出(ドットオン)またはインク非吐出(ドットオフ)を規定した印刷データを生成する。図3を参照して説明したように、印刷ヘッド18がCMYKの4色のインクを使用することを前提とすると、ステップS120では、印刷制御部12aは、TP画像データに基づいて、画素毎かつCMYK毎にドットオン・オフを規定した印刷データを生成する。
本実施形態のTPは、ノズル21により印刷される「パターン要素」が搬送方向D2に複数並んだ「第1パターン要素群」と、このようなパターン要素が搬送方向D2に複数並んだ「第2パターン要素群」と、を有する。一つのパターン要素は一つのノズル21により印刷される。また、第1パターン要素群と第2パターン要素群とは、搬送方向D2においてノズルピッチ以上の距離分ずれた位置関係で、印刷媒体30へ印刷される。
ステップS130~S150について、図5を参照して具体的に説明する。
図5は、ステップS130~S150によって印刷媒体30へTPが印刷される様子を示している。
ステップS130では、印刷制御部12aは、主走査方向D1に沿ったキャリッジ17の移動および印刷ヘッド18によるインク吐出を制御することにより、印刷データに基づいて印刷媒体30へ第1パターン要素群を印刷する。図5内の左には、第1パターン要素群41Cの印刷に使用するノズル列26Cの一部と、印刷媒体30の一部とを示し、さらに、ステップS130により第1パターン要素群41Cが印刷媒体30へ印刷された状態を示している。印刷ヘッド18のパスにより、ノズル列26Cの各ノズル21からCインクが吐出されて、複数のパターン要素51Cが印刷される。第1パターン要素群41Cは、複数のパターン要素51Cが搬送方向D2に並んで構成されている。
一つのパターン要素51Cは、ノズル列26C内の一つのノズル21が吐出するCインクのドットで形成された、主走査方向D1に平行な罫線である。図5において、符号“P”は、ノズルピッチを示している。つまり、複数のパターン要素51Cは、理想的には、搬送方向D2においてノズルピッチPと同じ間隔で並んで印刷される。また図5では、ノズル列26C内のノズル21を区別するために、便宜上、各ノズル21にノズル番号を付している。具体的には、下流から上流に向かってノズル番号#1,#2,#3…というようにノズル21毎に番号を順に付している。図5では、紙面の都合上、ノズル番号#1~#5までの5個のノズル21を示しているが、当然、ノズル列26Cはより多くのノズル21で構成されており、ノズル列26Cの各ノズル21が夫々にパターン要素51Cを印刷する。第1パターン要素群41Cを構成するパターン要素51Cを「第1パターン要素」と呼んでもよい。
ステップS130で第1パターン要素群を印刷した後、ステップS140において、印刷制御部12aは、搬送部16を制御して、所定ずらし量分の印刷媒体30の搬送を実行させる。ここでは、所定ずらし量を、ノズルピッチPの2倍の距離とする。つまり、印刷媒体30を、ノズルピッチP×2の距離だけ下流へ搬送する。このような搬送の結果、図5から解るように、ステップS130においてノズル番号#3のノズル21で印刷したパターン要素51Cは、ノズル番号#1のノズル21と搬送方向D2の位置が一致あるいはほぼ一致するようになる。
ステップS140の後、ステップS150では、印刷制御部12aは、主走査方向D1に沿ったキャリッジ17の移動および印刷ヘッド18によるインク吐出を制御することにより、印刷データに基づいて印刷媒体30へ第2パターン要素群を印刷する。図5内の右には、第2パターン要素群42Cの印刷に使用するノズル列26Cの一部と、印刷媒体30の一部とを示し、さらに、ステップS150により第2パターン要素群42Cが印刷媒体30へ印刷された状態を示している。つまり、ノズル列26Cにより、第1パターン要素群41Cを印刷した後、所定ずらし量の搬送を経て、同じノズル列26Cにより、第2パターン要素群42Cを印刷する。印刷ヘッド18のパスにより、ノズル列26Cの各ノズル21からCインクが吐出されて、複数のパターン要素52Cが印刷される。第2パターン要素群42Cは、複数のパターン要素52Cが搬送方向D2に並んで構成されている。
パターン要素52Cも、パターン要素51Cと同じく、ノズル列26C内の一つのノズル21が吐出するCインクのドットで形成された、主走査方向D1に平行な罫線である。パターン要素51C同士の関係と同じく、複数のパターン要素52Cは、理想的には、搬送方向D2においてノズルピッチPと同じ間隔で並んで印刷される。第2パターン要素群42Cを構成するパターン要素52Cを「第2パターン要素」と呼んでもよい。
ステップS150により第2パターン要素群42Cが印刷された結果、図5から解るように、ノズル番号#1のノズル21で印刷したパターン要素52Cは、ステップS130においてノズル番号#3のノズル21で印刷したパターン要素51Cと搬送方向D2の位置が一致あるいはほぼ一致する。
以上のように、第1パターン要素群と第2パターン要素群とを有するTPが印刷媒体30へ印刷される。当然、ノズル列26C以外のノズル列26M,26Y,26Kも、ステップS130において夫々に第1パターン要素群を印刷し、ステップS150において夫々に第2パターン要素群を印刷する。
図6は、ステップS100の結果、インク色毎のTP40C,40M,40Y,40Kが印刷された印刷媒体30を示している。TP40Cは、図5を用いて説明したようにノズル列26Cの各ノズル21がCインクを吐出することにより印刷された第1パターン要素群41Cおよび第2パターン要素群42Cにより構成されている。同様に、TP40Mは、ノズル列26Mの各ノズル21がMインクを吐出することにより印刷された第1パターン要素群41Mおよび第2パターン要素群42Mにより構成されている。TP40Yは、ノズル列26Yの各ノズル21がYインクを吐出することにより印刷された第1パターン要素群41Yおよび第2パターン要素群42Yにより構成されている。TP40Kは、ノズル列26Kの各ノズル21がKインクを吐出することにより印刷された第1パターン要素群41Kおよび第2パターン要素群42Kにより構成されている。
つまり、ステップS130では、印刷ヘッド18のパスにより、第1パターン要素群41C、第1パターン要素群41M、第1パターン要素群41Yおよび第1パターン要素群41Kを印刷する。そして、ステップS140の搬送を経て、ステップS150では、印刷ヘッド18のパスにより、第2パターン要素群42C、第2パターン要素群42M、第2パターン要素群42Yおよび第2パターン要素群42Kを印刷する。
図5や図6から解るように、一つのTP、つまり一つのインク色のTPを構成する第1パターン要素群と第2パターン要素群とは、主走査方向D1において隣り合う位置に配置される。例えば、主走査方向D1において、Cインクによる第1パターン要素群41Cと第2パターン要素群42Cとの間に、他のインクによるTPは印刷されていない。
3.テストパターン印刷後の処理:
ステップS200では、読取制御部12bは、読取部19を制御することにより、ステップS100でTPが印刷された後の印刷媒体30の読み取りを実行させ、読取部19から読取結果としての画像データである読取画像データを取得する。むろん、搬送部16は、印刷後の印刷媒体30を読取部19に読み取りさせるために必要な分の搬送を実行する。
図6には、印刷媒体30よりも下流に読取部19を示している。搬送部16が下流へ搬送する印刷媒体30が読取部19の下方を通過するときに、印刷媒体30が読取部19によって読み取られる。図6の例では、読取部19は、複数のセンサーチップ191,192,193,194が主走査方向D1に連なって構成されている。複数のセンサーチップ191,192,193,194は、各々がイメージセンサーを有しており、搬送される印刷媒体30の所定の範囲を読み取る。
ただし、ステップS200においては、制御部11は、TPが印刷された印刷媒体30の読取結果を取得できればよい。従って、TPが印刷された印刷媒体30をユーザーが外部のスキャナーに読み取らせ、印刷装置10が、当該スキャナーから読取画像データを、通信IF15を介して取得するとしてもよい。
ステップS300では、検査部12cは、ステップS200で取得された読取画像データに基づいて「突発的ずれ」の検出を行う。突発的ずれとは、TPが印刷された印刷媒体30を読取部19やスキャナーが読み取る際に、印刷媒体30や読取部19等に対して突発的な振動や外力が起きることにより読取画像データの一部に生じる、伸縮等のひずみである。突発的な振動や外力は、例えば、印刷媒体30の読取期間に、ユーザーが印刷装置10やスキャナーを触ったりこれらの近くをユーザーが歩いたり、印刷媒体30の搬送経路の形状等に起因したりして、発生し得る。後のステップS400による検査において、突発的ずれを、ノズル21の異常に起因するパターン要素の位置ずれと混同しないために、ステップS300を実行する。
図7は、ステップS200で取得された読取画像データ60の一部を示している。図7では、あるインク色のTPの読取結果の一部を表している。具体的には、符号51aや符号52aは、印刷媒体30に印刷されたパターン要素の読取結果としての画像であり、これらをパターン要素画像51a,52aと呼ぶ。例えば、複数のパターン要素画像51aは、図5に示した第1パターン要素群41Cを構成する複数のパターン要素51Cの読取結果であり、複数のパターン要素画像52aは、第2パターン要素群42Cを構成する複数のパターン要素52Cの読取結果である。
検査部12cは、読取画像データ60における、第1パターン要素群の画像である複数のパターン要素画像51aと、第2パターン要素群の画像である複数のパターン要素画像52aとの違いを評価することにより、突発的ずれを検出する。
突発的ずれの検出方法の具体例を以下に説明する。
検査部12cは、ずれ量ΔP(n)と、ずれ量ΔP(n-N)とを、以下のように求める。
ΔP(n)=P(n)-P(n)´
ΔP(n-N)=P(n-N)-P(n-N)´
ずれ量ΔP(n)や、ずれ量ΔP(n-N)が、パターン要素画像51aとパターン要素画像52aとの違いに該当する。
各式において、nは1以上の整数である。P(n)は、第1パターン要素群の読取結果における、下流側から数えてn番目の「パターン要素ピッチ」である。第1パターン要素群の読取結果におけるパターン要素ピッチとは、搬送方向D2におけるパターン要素画像51aの間隔である。図7では、パターン要素画像51a,52aの夫々に括弧書きでノズル番号を付している。これは、パターン要素画像51a,52aの夫々について、読み取ったパターン要素がどのノズル21で印刷されたかを示している。本実施形態では、第1パターン要素群に関して、ノズル番号#nのノズル21で印刷したパターン要素のパターン要素画像51aと、ノズル番号#n+1のノズル21で印刷したパターン要素のパターン要素画像51aとの間隔を、P(n)とする。従って、例えば、ノズル番号#3のノズル21で印刷したパターン要素51Cのパターン要素画像51aと、ノズル番号#4のノズル21で印刷したパターン要素51Cのパターン要素画像51aとの間隔が、パターン要素ピッチP3である。図7には、パターン要素ピッチP1,P2,P3,P4を例示している。
P(n)´は、第2パターン要素群の読取結果における、下流側から数えてn番目のパターン要素ピッチである。第2パターン要素群の読取結果におけるパターン要素ピッチは、搬送方向D2におけるパターン要素画像52aの間隔である。本実施形態では、第2パターン要素群に関して、ノズル番号#nのノズル21で印刷したパターン要素のパターン要素画像52aと、ノズル番号#n+1のノズル21で印刷したパターン要素のパターン要素画像52aとの間隔を、P(n)´とする。例えば、ノズル番号#3のノズル21で印刷したパターン要素52Cのパターン要素画像52aと、ノズル番号#4のノズル21で印刷したパターン要素52Cのパターン要素画像52aとの間隔が、パターン要素ピッチP3´である。図7には、パターン要素ピッチP1´,P2´,P3´,P4´を例示している。
ずれ量ΔP(n)は、このようなパターン要素ピッチP(n)とパターン要素ピッチP(n)´との差分である。
同様に、P(n-N)は、第1パターン要素群の読取結果における、下流側から数えてn-N番目のパターン要素ピッチである。また、P(n-N)´は、第2パターン要素群の読取結果における、下流側から数えてn-N番目のパターン要素ピッチである。
Nは、ステップS140で採用した所定ずらし量に対応する数値である。所定ずらし量の単位はノズルピッチPであり、上述したように所定ずらし量はノズルピッチP×2であるから、ここではN=2である。
従って、パターン要素ピッチP(n)およびパターン要素ピッチP(n-N)´は、例えば、パターン要素ピッチP3およびパターン要素ピッチP1´のように、読取画像データ60内で、搬送方向D2における位置が共通する関係性を有する。
ずれ量ΔP(n-N)は、このようなパターン要素ピッチP(n-N)とパターン要素ピッチP(n-N)´との差分である。
パターン要素ピッチP(n)とパターン要素ピッチP(n)´とは、同じ組み合わせの2個のノズル21で印刷されたパターン要素同士の距離であるため、理想的には、つまり突発的ずれが無ければ、ずれ量ΔP(n)は0である。同様に、パターン要素ピッチP(n-N)とパターン要素ピッチP(n-N)´とは、同じ組み合わせの2個のノズル21で印刷されたパターン要素同士の距離であるため、理想的には、ずれ量ΔP(n-N)は0である。
また、パターン要素ピッチP(n)およびパターン要素ピッチP(n-N)´は、搬送方向D2における位置が共通する関係にあるため、同様の突発的ずれを含み得る関係にある。
そこで、検査部12cは、以下の条件1~3の全てが成立するときに、パターン要素ピッチP(n)およびパターン要素ピッチP(n-N)´に、突発的ずれ有り、と判断する。
条件1:ΔP(n)の正負と、ΔP(n-N)の正負とが反対である。
条件2:ΔP(n)+ΔP(n-N)の絶対値が、所定の第1しきい値より小さい。
条件3:ΔP(n)の絶対値、ΔP(n-N)の絶対値の夫々がいずれも所定の第2しきい値より大きい。なお、第1しきい値<第2しきい値、とする。
例えば、n=3の場合に注目すると、ΔP3=P3-P3´の符号は正であり、ΔP1=P1-P1´の符号は負であるから、条件1を満たす。さらに、(P3-P3´)+(P1-P1´)の絶対値が第1しきい値より小さく、かつ、(P3-P3´)の絶対値、(P1-P1´)の絶対値の夫々が第2しきい値より大きければ、条件2および条件3も満たすことになる。n=3として、このような条件1~3が成立するとき、検査部12cは、パターン要素ピッチP3およびパターン要素ピッチP1´に突発的ずれ有り、と判断する。
図5,7を参照すると、ノズル番号#3のノズル21で印刷したパターン要素51Cとノズル番号#1のノズル21で印刷したパターン要素52Cとを同時に読み取った後、ノズル番号#4のノズル21で印刷したパターン要素51Cとノズル番号#2のノズル21で印刷したパターン要素52Cとを読み取るまでに必要以上に時間を要し、読取画像データ60の一部であるパターン要素ピッチP3およびパターン要素ピッチP1´が搬送方向D2に間伸びしている。このような間伸びが、突発的ずれの一種である。
ステップS400では、検査部12cは、ステップS200で取得された読取画像データと、ステップS300による突発的ずれの検出結果とに基づいて、印刷ヘッド18のノズル21によるインク吐出の状態を検査する。インク吐出の状態は、正常と異常とに分けられる。異常とは、ドットの着弾位置が理想的な位置からずれている着弾位置ずれ等を指す。検査部12cは、読取画像データにおける各パターン要素ピッチとパターン要素ピッチに関する所定の基準値と比較し、例えば、基準値よりも狭すぎたり広すぎたりするパターン要素ピッチの印刷に関わったノズル21について、異常と判断すればよい。ただし、検査部12cは、ステップS300において突発的ずれ有りと判断したパターン要素ピッチについては、ステップS400の検査から除外する。
例えば、上述したようにパターン要素ピッチP3およびパターン要素ピッチP1´において突発的ずれの検出に成功した場合、検査部12cは、パターン要素ピッチP3およびパターン要素ピッチP1´と、これらに上流側で隣り合うパターン要素ピッチP4およびパターン要素ピッチP2´とについては、ステップS400の検査対象としない。検査部12cは、図7の例では、読取画像データ60におけるパターン要素ピッチP1,P2,P3´,P4´を対象にして、ステップS400の検査を実行する。これにより、突発的ずれに起因して不適切な間隔となっている可能性が高いパターン要素ピッチに基づいてノズル21の正常か異常かの検査をして、一部のノズル21について異常であると誤判断することを、回避できる。検査部12cは、ステップS400による検査結果を記憶する。
以上で、図4のフローチャートを終了する。
4.まとめ及び効果の説明:
このように本実施形態によれば、印刷装置10は、印刷媒体30を搬送方向D2へ搬送する搬送部16と、インクを吐出するノズル21を複数有する印刷ヘッド18と、搬送部16および印刷ヘッド18を制御することにより、ノズル21によるインク吐出の状態を検査するためのTPを印刷媒体30へ印刷する制御部11と、を備える。TPは、ノズル21により印刷されるパターン要素51Cが搬送方向D2に複数並んだ第1パターン要素群41Cと、ノズル21により印刷されるパターン要素52Cが搬送方向D2に複数並んだ第2パターン要素群42Cと、を有する。そして、制御部11は、複数のノズル21にインクを吐出させることにより第1パターン要素群41Cを印刷した印刷媒体30を、搬送方向D2における所定ずらし量分、搬送部16に搬送させた上で、第1パターン要素群41Cの印刷に使用した複数のノズル21にインクを吐出させることにより、第2パターン要素群42Cを印刷媒体30へ印刷する。
所定ずらし量は、少なくとも、ノズルピッチP以上の距離とする。このような構成によれば、印刷装置10は、突発的ずれの検出に適したTPを印刷することができる。つまり、本実施形態では、共通の複数のノズルを用いて実質的に同じ画像である第1パターン要素群と第2パターン要素群とを、搬送方向D2にノズルピッチP以上ずらして印刷する。そのため、TPの読取画像データにおける第1パターン要素群に対応するパターン要素ピッチと第2パターン要素群に対応するパターン要素ピッチとを比較することにより、読取画像データ内のどこに読取時の不具合に起因する突発的ずれが発生しているかを、適切に検出することが可能となる。そして、突発的ずれを適切に検出することにより、TPの読取画像データに基づいて行うノズル21についての正常か異常かの検査の精度を高めることができる。
上述したように、所定ずらし量をノズルピッチP以上の距離とすることにより、読取画像データ内において、本来同じ間隔であるべき第1パターン要素群における一つのパターン要素ピッチと第2パターン要素群における一つのパターン要素ピッチとに、突発的ずれによる違いが発生し得る。つまり、ずれ量ΔP(n)や、ずれ量ΔP(n-N)を評価することにより、突発的ずれの有無を判断することができる。
好適な一例として、制御部11は、第1パターン要素群を印刷した印刷媒体30を、ノズルピッチPの2倍以上の距離分、搬送部16に搬送させた上で、第2パターン要素群を印刷媒体30へ印刷するとしてもよい。つまり、図5等に示したように、所定ずらし量はノズルピッチP×2であってもよい。
所定ずらし量をノズルピッチPの2倍以上の距離とすれば、突発的ずれが検出されたパターン要素ピッチと、このパターン要素ピッチに上流側で隣り合うパターン要素ピッチとについてステップS400の検査の対象外としても、読取画像データ全体から各ノズル21についてステップS400の検査を適切に行うことができる。つまり、図7の例によれば、パターン要素ピッチP3,P4を、ステップS400の検査の対象外としても、これらの替わりにパターン要素ピッチP3´,P4´を参照して、ノズル番号#3,#4の各ノズル21の検査を行うことができる。
TPが印刷された印刷媒体30は、搬送部16により搬送される際、搬送方向D2に対して傾いた姿勢で搬送されることがある。印刷媒体30が傾いている場合、第1パターン要素群と第2パターン要素群との主走査方向D1における距離が離れているほど、搬送方向D2における両者の位置関係が所定ずらし量を超えてずれてしまい、上述した突発的ずれの検出方法により突発的ずれを検出することが困難となる。そこで本実施形態では、図6等に示すように、TPを構成する第1パターン要素群と第2パターン要素群とは、主走査方向D1において隣り合う位置に配置される、としてもよい。このような構成によれば、TPが印刷された印刷媒体30が傾いた状態で読み取られた場合であって、搬送方向D2における第1パターン要素群の読取画像と第2パターン要素群の読取画像との位置関係がほぼ正常に保たれて、突発的ずれを検出することが可能となる。
本実施形態によれば、印刷装置10は、搬送方向D2において印刷ヘッド18よりも下流の位置に、TPが印刷された印刷媒体30を読み取る読取部19を有するとしてもよい。また、図6の例では、読取部19は、読取用のイメージセンサーを有するセンサーチップを複数有する。
そして、TPを構成する第1パターン要素群と第2パターン要素群とは、共通のセンサーチップにより読み取り可能な位置に配置される、としてもよい。
図6の例では、印刷媒体30におけるセンサーチップ191によって読み取られる位置に、第1パターン要素群41Cおよび第2パターン要素群42CによるTP40Cが印刷されている。また、図6の例では、印刷媒体30におけるセンサーチップ192によって読み取られる位置にTP40Mが、センサーチップ193によって読み取られる位置にTP40Yが、センサーチップ194によって読み取られる位置にTP40Kが、夫々に印刷されている。各センサーチップには固有の出力特性や互いの設置位置のずれ等があるため、各センサーチップが出力する読取値には色や位置にずれが有ることがある。図6の例のように、TPを構成する第1パターン要素群および第2パターン要素群が共通のセンサーチップに読み取られる位置関係にあることで、第1パターン要素群の読取値と、第2パターン要素群の読取値とに、センサーチップの違いに起因する各種ずれが生じず、第1パターン要素群の読取値と第2パターン要素群の読取値とに基づく突発的ずれの検出の精度が向上する。
本実施形態は、印刷装置10や印刷システム10以外の方法やプログラム12といった各カテゴリーの発明も開示する。
印刷方法は、インクを吐出するノズル21を複数有する印刷ヘッド18を使用して、ノズル21によるインク吐出の状態を検査するためのTPを印刷媒体30へ印刷する印刷工程を備え、TPは、ノズル21により印刷されるパターン要素が印刷媒体30の搬送方向D2に複数並んだ第1パターン要素群と、ノズル21により印刷されるパターン要素が搬送方向D2に複数並んだ第2パターン要素群と、を有し、印刷工程では、複数のノズル21にインクを吐出させることにより第1パターン要素群を印刷した印刷媒体30を、搬送方向D2におけるノズル21の間隔であるノズルピッチP以上の距離分、搬送した上で、第1パターン要素群の印刷に使用した複数のノズル21にインクを吐出させることにより、第2パターン要素群を印刷媒体30へ印刷する。
5.他の実施形態:
本実施形態に含まれる他の態様について説明する。
TPの第1パターン要素群を構成する各パターン要素は、主走査方向D1における位置が全て同じである必要はない。同様に、TPの第2パターン要素群を構成する各パターン要素は、主走査方向D1における位置が全て同じである必要はない。第1パターン要素群を構成する各パターン要素は、主走査方向D1における位置が所定数個の周期で一致するように主走査方向D1においてずれて配置され、同様に、第2パターン要素群を構成する各パターン要素は、主走査方向D1における位置が前記所定数個の周期で一致するように主走査方向D1においてずれて配置される、としてもよい。
図8は、印刷媒体30に印刷されたTPの一部を例示している。図8は、図5内の右の図と同様に、ステップS150による第2パターン要素群の印刷が終わった状態を示している。これまでの説明の通り、第1パターン要素群41Cは、搬送方向D2における間隔がノズルピッチPに対応する間隔である複数のパターン要素51Cにより構成され、第1パターン要素群41Cに対して搬送方向D2に沿って所定ずらし量分ずれている第2パターン要素群42Cは、搬送方向D2における間隔がノズルピッチPに対応する間隔である複数のパターン要素52Cにより構成されている。また、図8によれば、各パターン要素51Cは、主走査方向D1における位置が3個周期で一致するように、主走査方向D1に位置をずらして配置されている。同様に、各パターン要素52Cも主走査方向D1における位置が3個周期で一致するように、主走査方向D1に位置をずらして配置されている。つまり、図8は、前記所定数=3である場合を示している。前記所定数は、2であってもよいし、4以上であってもよい。パターン要素を主走査方向D1にずらして印刷することにより、読取画像データに基づく突発的ずれの検出やノズル21の検査に際して、検査部12cは、一つ一つのパターン要素を特定することが容易となり、また、ユーザーも一つ一つのパターン要素を容易に視認することができる。
いうまでもなく、印刷媒体30は、図2に例示したようなロール状に巻かれた連続紙等でなくてもよい。印刷媒体30は、ページ単位で切り分けられた単票紙等であってもよい。
ステップS300において突発的ずれの検出に成功した場合に、制御部11は、ステップS400の検査を実行するのではなく、ステップS100で印刷したTPを再度スキャンしてもよい。例えば、制御部11は、ステップS300において突発的ずれの検出に成功した場合に、搬送部16に印刷媒体30をバックフィードさせる。バックフィードとは、印刷媒体30を下流から上流へ搬送する処理である。制御部11は、印刷媒体30のTPが印刷された部分がバックフィードにより、読取部19よりも上流の位置へ戻ったら、再び下流への印刷媒体30の搬送を開始し、読取部19に、TPが印刷された印刷媒体30の読み取りを実行させる。これにより、制御部11は、改めて読取画像データを取得し(ステップS200)、この読取画像データに基づいてステップS300を実行することができる。
TPは、ノズル21により印刷されるパターン要素が搬送方向D2に複数並んだ第3パターン要素群であって、第1パターン要素群に対して、第2パターン要素群とは逆方向に所定ずらし量分ずれた前記第3パターン要素群を更に有するとしてもよい。つまり、印刷制御部12aは、ステップS100において、印刷ヘッド18のパスによる第3パターン要素群の印刷、所定ずらし量分の印刷媒体30の搬送、第1パターン要素群の印刷、所定ずらし量分の印刷媒体30の搬送、第2パターン要素群の印刷、という順序で処理を行うことにより、TPを印刷媒体30に印刷する。第3パターン要素群も、第1パターン要素群や第2パターン要素群と実質的に同じ画像である。この場合、所定ずらし量をノズルピッチP×2とすると、印刷媒体30において、第3パターン要素群のうちノズル番号#5のノズル21で印刷したパターン要素と、第1パターン要素群のうちノズル番号#3のノズル21で印刷したパターン要素と、第2パターン要素群のうちノズル番号#1のノズル21で印刷したパターン要素とが、搬送方向D2において位置が一致する。また、第3パターン要素群、第1パターン要素群、第2パターン要素群は、この順番で主走査方向D1に並ぶ。
このような構成によれば、TPの読取画像データにおいては、第1パターン要素群に該当するパターン要素画像51a間のパターン要素ピッチはいずれも、第2パターン要素群に該当するパターン要素画像52a間のパターン要素ピッチ又は第3パターン要素群に該当するパターン要素画像間のパターン要素ピッチのいずれかと搬送方向D2における位置が一致する。そのため、検査部12cは、ステップS300において、第1パターン要素群に該当するパターン要素画像51a間のパターン要素ピッチP1,P2,P3,P4の全てについて、突発的ずれの検出の対象とすることができる。
読取部19の配置は、印刷媒体30よりも下流である必要はなく、印刷媒体30よりも上流であってもよい。
読取部19としては、固定式のラインスキャンである必要はなく、例えば、読取部19が主走査方向D1に移動しながら読み取りを行う、移動式のシリアルスキャンであってもよい。
一つのパターン要素51Cは罫線である必要はなく、例えば点であってもよい。
すべてのインク色について第2パターン要素群を印刷する必要はなく、例えば、どれか1つのインク色で第2パターン要素群を印刷するだけでもよい。
10…印刷装置、11…制御部、11a…CPU、11b…ROM、11c…RAM、12…プログラム、12a…印刷制御部、12b…読取制御部、12c…検査部、16…搬送部、17…キャリッジ、18…印刷ヘッド、19…読取部、21…ノズル、26,26C,26M,26Y,26K…ノズル列、30…印刷媒体、40C,40M,40Y,40K…TP、41C,41M,41Y,41K…第1パターン要素群、42C,42M,42Y,42K…第2パターン要素群、51C,52C…パターン要素、51a,52a…パターン要素画像、60…読取画像データ

Claims (6)

  1. 印刷媒体を搬送方向へ搬送する搬送部と、
    インクを吐出するノズルを複数有する印刷ヘッドと、
    前記搬送部および前記印刷ヘッドを制御することにより、前記ノズルによるインク吐出の状態を検査するためのテストパターンを前記印刷媒体へ印刷する制御部と、を備え、
    前記テストパターンは、前記ノズルにより印刷されるパターン要素が前記搬送方向に複数並んだ第1パターン要素群と、前記ノズルにより印刷されるパターン要素が前記搬送方向に複数並んだ第2パターン要素群と、を有し、
    前記制御部は、複数の前記ノズルに前記インクを吐出させることにより前記第1パターン要素群を印刷した前記印刷媒体を、前記搬送方向における前記ノズルの間隔であるノズルピッチ以上の距離分、前記搬送部に搬送させた上で、前記第1パターン要素群の印刷に使用した複数の前記ノズルに前記インクを吐出させることにより、前記第2パターン要素群を前記印刷媒体へ印刷する、ことを特徴とする印刷装置。
  2. 前記制御部は、前記第1パターン要素群を印刷した前記印刷媒体を、前記ノズルピッチの2倍以上の距離分、前記搬送部に搬送させた上で、前記第2パターン要素群を前記印刷媒体へ印刷する、ことを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
  3. 前記第1パターン要素群を構成する各パターン要素は、前記搬送方向に交差する主走査方向における位置が所定数個の周期で一致するように前記主走査方向においてずれて配置され、
    前記第2パターン要素群を構成する各パターン要素は、前記主走査方向における位置が前記所定数個の周期で一致するように前記主走査方向においてずれて配置される、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の印刷装置。
  4. 前記第1パターン要素群と前記第2パターン要素群とは、前記搬送方向に交差する主走査方向において隣り合う位置に配置される、ことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれかに記載の印刷装置。
  5. 前記搬送方向において前記印刷ヘッドよりも下流の位置に、前記テストパターンが印刷された前記印刷媒体を読み取る読取部を有し、
    前記読取部は、読取用のイメージセンサーを有するセンサーチップを複数有し、
    前記第1パターン要素群と前記第2パターン要素群とは、共通の前記センサーチップにより読み取り可能な位置に配置される、ことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかに記載の印刷装置。
  6. インクを吐出するノズルを複数有する印刷ヘッドを使用して、前記ノズルによるインク吐出の状態を検査するためのテストパターンを印刷媒体へ印刷する印刷工程を備え、
    前記テストパターンは、前記ノズルにより印刷されるパターン要素が前記印刷媒体の搬送方向に複数並んだ第1パターン要素群と、前記ノズルにより印刷されるパターン要素が前記搬送方向に複数並んだ第2パターン要素群と、を有し、
    前記印刷工程では、複数の前記ノズルに前記インクを吐出させることにより前記第1パターン要素群を印刷した前記印刷媒体を、前記搬送方向における前記ノズルの間隔であるノズルピッチ以上の距離分、搬送した上で、前記第1パターン要素群の印刷に使用した複数の前記ノズルに前記インクを吐出させることにより、前記第2パターン要素群を前記印刷媒体へ印刷する、ことを特徴とする印刷方法。
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