JP2022182377A - 画像読取りシステム - Google Patents

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Tetsuya Matsumura
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Abstract

Figure 2022182377000001
【課題】画像における重複領域の位置を判別する。
【解決手段】画像読取りシステムは、液体を吐出するノズル列を有する記録装置によって、媒体に対して記録された画像を検知する画像読取り部と、前記画像読取り部からの出力に応じて演算を行う制御部と、を有する画像読取りシステムであって、前記画像読取り部は、前記媒体の前記画像が記録された第1面に対して、反対側の第2面側から前記媒体を透過する透過光を検知し、検知データを取得する検知部を備え、前記制御部は、前記検知データに基づいて、前記ノズル列によって形成された前記画像の重複領域の位置を判別する。
【選択図】図8

Description

本発明は、画像読取りシステムに関する。
従来、特許文献1に示すように、液体を吐出するノズル列を有するヘッドを備え、当該ヘッドを用いて重複領域を有する画像を形成する液体吐出装置が知られている。特許文献1では、形成したパターンを検知することで画像の不良を検知する技術が開示されている。
特開2012-210767号公報
しかしながら、例えば、従来のスキャナーのような画像読取り装置の構成では、重複領域の特定ができない場合があった。また、ヘッドの主走査の開始位置が、画像によって変化するため、重複領域の特定が困難である場合があった。
画像読取りシステムは、液体を吐出するノズル列を有する記録装置によって、媒体に対して記録された画像を検知する画像読取り部と、前記画像読取り部からの出力に応じて演算を行う制御部と、を有する画像読取りシステムであって、前記画像読取り部は、前記媒体の前記画像が記録された第1面に対して、反対側の第2面側から前記媒体を透過する透過光を検知し、検知データを取得する検知部を備え、前記制御部は、前記検知データに基づいて、前記ノズル列によって形成された前記画像の重複領域の位置を判別する。
画像読取りシステムの構成を示すブロック図。 記録装置の構成を示す模式図。 記録装置の構成を示す模式図。 ヘッドの構成を示す平面図。 記録処理方法を示すフローチャート。 印刷方法を示す説明図。 プリンタードライバーの処理方法を示す説明図。 画像読取り部の構成を示す模式図。 画像読取り部の構成を示す模式図。 画像読取りシステムの制御方法を示すフローチャート。 入力部の表示例を示す説明図。 検知データの一例を示す説明図。
まず、画像読取りシステム1について説明する。
図1に示すように、画像読取りシステム1は、画像読取り部120と、制御部としてのCPU112を備えたコンピューター110と、を備える。
画像読取りシステム1は、画像読取り部120が記録装置10によって媒体M(例えば、用紙、布、フィルムシート等)に対して記録された画像を検知し、コンピューター110が画像読取り部120からの出力に応じて演算を行うシステムである。
本実施形態では、記録装置10とコンピューター110とが通信可能に構成される。なお、画像読取りシステム1は、記録装置10を含めた構成であってもよく、例えば、画像読取り部120が記録機能を含む複合機であってもよい。
コンピューター110は、インターフェイス111を介して記録装置10と通信可能に接続されており、記録装置10に画像を印刷させるために、その画像に応じた印刷データを記録装置10に出力する。コンピューター110には、該コンピューター110にインストールされた各種プログラムを実行するためのCPU112と、当該各種プログラムを格納するメモリー113と、を備える。コンピューター110にインストールされたプログラムとして、アプリケーションプログラムから出力された画像データを印刷データに変換するためのプリンタードライバーがメモリー113に格納される。
記録装置10は、液体としてのインクを媒体Mに吐出して、媒体に画像を記録(印刷)する装置であり、例えば、カラーインクジェットプリンターである。
図1、図2及び図3に示すように、記録装置10は、記録ユニット20、搬送ユニット30、センサー群40、及びコントローラー50を有する。記録装置10がコンピューター110から印刷データを受信すると、コントローラー50が印刷データに基づいて各ユニット(記録ユニット20、搬送ユニット30)を制御して媒体Mに画像を記録する。記録装置10内の状況はセンサー群40によって監視されており、センサー群40は検出結果に応じた信号をコントローラー50に向けて出力する。記録装置10は、記憶素子を備えたメモリー53を有し、当該メモリー53には、記録装置10の制御プログロム等が記憶される。
記録ユニット20は、媒体Mにインクを吐出して該媒体Mに走査方向に沿うドット列(以下、ラスタラインとも言う)を形成するものであり、キャリッジ21、キャリッジ移動機構22、及び、ヘッド23を有する。キャリッジ21は、ガイド軸24に支持された状態でキャリッジ移動機構22により該ガイド軸24に沿って移動する。つまり、ガイド軸24の軸方向がキャリッジ21の移動方向となる。
図4に示すように、ヘッド23は、インクを吐出するためのノズルNzを複数備える。CMYKのインク色毎に搬送方向に沿って一定のノズルピッチでn個のノズルNz(本実施形態では、n=180)が並ぶことにより、ノズル列NL(NLc、NLm、NLy、NLk)が形成される。各ノズルNzには、不図示のインクチャンバー及びピエゾ素子が設けられており、ピエゾ素子の駆動によりインクチャンバーが伸縮・膨張されて、ノズルNzから滴状のインクが吐出される。また、ヘッド23は、キャリッジ21に搭載されているのでキャリッジ21の移動に伴って走査方向に移動する。そして、ヘッド23の移動中にノズルNzからインクが断続的に吐出されることにより、走査方向に沿うラスタラインが形成される。なお、ノズル列NLを構成する各ノズルNzは、該各ノズルNzに割り当てられたラスタラインを形成するためにインクを吐出する。
搬送ユニット30は、走査方向と交差する搬送方向に媒体Mを搬送するためのものであり、給紙ローラー31と、搬送モーター32と、搬送ローラー33と、プラテン34と、排紙ローラー35と、を有する。挿入口に挿入された媒体Mは、給紙ローラー31により記録装置10内に供給されると、搬送モーター32の回転によって回転する搬送ローラー33により、搬送方向において印刷可能な領域まで搬送される。その後、媒体Mはプラテン34に支持されながら搬送方向に搬送され続け、最終的に排紙ローラー35により記録装置10外に排出される。
コントローラー50は、CPU52によりユニット制御回路54を介して記録装置10の各ユニットを制御する。
次に、記録装置10の記録処理について説明する。図5は、記録処理のフローチャートである。
記録処理は、コントローラー50がコンピューター110からインターフェイス51を介して印刷命令を含む印刷データを受信するところから始まる(S001)。そして、コントローラー50は、受信した印刷データ中の各種コマンドの内容を解析し、記録装置10の各ユニットを制御する。次に、コントローラー50は、媒体Mを給紙ローラー31により記録装置10内に供給してから、搬送ローラー33により媒体Mを印刷開始位置(頭出し位置)に位置決めする給紙処理を行う(S002)。
次に、コントローラー50は、キャリッジ21の移動に伴って走査方向に移動するヘッド23のノズルNzからインクを断続的に吐出させて、媒体Mに前記走査方向に沿うラスタラインを形成させるドット列形成処理を行う(S003)。次に、コントローラー50は、搬送ユニット30により、搬送方向において媒体Mをヘッド23に対して相対的に移動させる搬送処理を行う(S004)。搬送処理により、先程のドット列形成処理にて形成されたラスタラインの位置とは異なる位置に、次のドット列形成処理のラスタラインを形成することが可能になる。
コントローラー50がドット列形成処理と搬送処理とを繰り返すことにより、ラスタラインが搬送方向において複数形成される。
そして、コントローラー50は、媒体Mに印刷するための印刷データがなくなるまでドット列形成処理と搬送処理とを繰り返し、当該印刷データがなくなった時点で排紙の判断をする(S005)。その後、コントローラー50は、排紙ローラー35により媒体Mを記録装置10外に排出する排紙処理を行う(S006)。画像が印刷された媒体Mが記録装置10外に排出された後、コントローラー50は、印刷を続行するか否かの判断を行う(S007)。コントローラー50は、次の媒体Mに印刷を行うのであれば、前述の給紙処理に戻って印刷を続行する。他方、次の媒体Mに印刷を行わないのであれば、印刷処理を終了する。
なお、本実施形態の記録処理では、1つのラスタラインを複数の走査あるいは複数の異なるノズル列NLを用いて重複領域DAを形成する。
本実施形態の記録装置10は、シリアルプリンターであり、ヘッド23の媒体Mの搬送方向の長さに制限があるため、ヘッド23の往復動で所定長さの範囲にわたって記録を行った後、媒体Mを所定長さだけ搬送し、これを繰り返すことで媒体Mの全長にわたって記録が可能となる。なお、ヘッド23の往動により形成された画像とヘッド23の復動により形成された画像との間に隙間が生じないように、ヘッド23の上端のいくつかのノズル分の範囲と下端のいくつかのノズル分の範囲とが重なり合うようにすることで、このような現象を回避する。そして、重なり合う領域が重複領域DAである。
次に、重複領域DAの形成方法について説明する。
図6に示すように、ヘッド23は第1パス目において一方に移動し、下端のいくつかのノズル分(重複用ノズルDNz)は、全てのドットを記録しない。ヘッド23は、第2パス目において他方に移動し、上端のいくつかのノズル分(重複用ノズルDNz)は、全てのドットを記録しない。このとき、第1パス目の下端のいくつかのノズル分と、第2パス目の上端のいくつかのノズル分とが重なり合い、全てのドットを記録することになり、重複領域DAが形成される。以下、下端のいくつかのノズル分と上端のいくつかのノズル分とが重なり合い、全てのドットを印刷(記録)することを繰り返す。重複用ノズルDNz以外のノズル(非重複用ノズルBNz)は1パスごとに全てのドットを記録し、非重複領域BAを形成する。
なお、図6に示すように、媒体Mの搬送方向において一定の間隔で重複領域DAが形成される場合もあるが、記録する画像によってヘッド23の走査位置(パス位置)が異なるため、搬送方向における重複領域DAの形成位置は必ずしも一定ではない。すなわち、ヘッド23の走査位置の開始位置が、画像によって異なる場合があるため、重複領域DAの位置が特定されない場合が有り得る。
上記の記録処理は、前述したように、記録装置10に接続されたコンピューター110から印刷データが送信されることにより開始する。当該印刷データは、プリンタードライバーによる処理により生成される。
以下、プリンタードライバーによる処理について説明する。
図7に示すように、印刷データは、プリンタードライバーによって解像度変換処理(S011)、色変換処理(S012)、ハーフトーン処理(S013)、及び、ラスタライズ処理(S014)が実行されることにより生成される。
先ず、解像度変換処理では、アプリケーションプログラムの実行により得られたRGB画像データの解像度が、指定された画質に対応する印刷解像度に変換される。次に、色変換処理では、解像度が変換されたRGB画像データがCMYK画像データに変換される。ここで、CMYK画像データとは、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、及び、ブラック(K)の色別の画像データを意味する。そして、CMYK画像データを構成する複数の画素データは、それぞれ256段階の階調値で表される。この階調値は、RGB画像データに基づいて定められ、指令階調値となる。
次に、ハーフトーン処理では、画像データを構成する画素データが示す多段階の階調値が、記録装置10で表現可能な少段階のドット階調値に変換される。すなわち、画素データが示す256段階の階調値が、4段階のドット階調値に変換される。具体的には、ドット階調値[00]に対応するドットなし、ドット階調値[01]に対応する小ドットの形成、ドット階調値[10]に対応する中ドットの形成、及び、ドット階調値[11]に対応する大ドットの形成の4段階に変換される。その後、各ドットのサイズについてドット生成率が決められた上で、ディザ法・γ補正・誤差拡散法等を利用して、記録装置10がドットを分散して形成するように画素データが作成される。
次に、ラスタライズ処理では、ハーフトーン処理で得られた画像データに関し、各ドットのデータ(ドット階調値のデータ)が、記録装置10に転送すべきデータ順に変更される。そして、ラスタライズ処理されたデータは、印刷データの一部として送信される。
ここで、重複領域DAを含む画像には、スジが発生する場合がある。すなわち、1つのラスタラインを複数の走査を用いて重複領域DAを形成する際の、ある走査から次の走査までの時間差、あるいは、複数の異なるノズル列NLを用いて重複領域DAを形成する際に、1つのノズル列から液滴を吐出してから別のノズル列が液滴を吐出するまでの時間差によって、スジが生じることがある。このため、例えば、重複領域では、重複領域以外の領域よりも印刷濃度が濃くなり、重複領域DAに濃いスジが生じる。
しかしながら、従来技術では、重複領域DAの特定が困難であった。そこで、本実施形態では、画像読取りシステム1を用いて、重複領域DAの特定を行う。
以下、具体的に説明する。
図1に示すように、画像読取りシステム1のコンピューター110は、インターフェイス111を介して記録装置10及び画像読取り部120と通信可能に接続される。このコンピューター110のメモリー113には、画像欠陥判別プログラムが格納される。画像欠陥判別プログラムは、コンピューター110が画像における欠陥の有無を判別するためのプログラムであり、該コンピューター110のCPU112により演算される。また、コンピューター110のメモリー113には、画像欠陥判別プログラムのほか、記録装置10に記録させるためのプリンタードライバーと、画像読取り部120を制御するための読取りドライバーとが格納される。
画像読取り部120は、媒体Mに対して記録装置10によって記録された画像を検知し、検知した検知データをコンピューター110に出力する。コンピューター110は、画像読取り部120からの出力に応じて演算を行う。
また、画像読取り部120は、インターフェイス123、CPU124、及びメモリー125からなる読取りコントローラー126を有し、インターフェイス123を介してコンピューター110に向けて読取画像データや検知データを送信する。なお、本実施形態の画像読取り部120は、記録装置10の印刷解像度よりも高い読取解像度にて画像を読み取る。
図8に示すように、画像読取り部120は、媒体Mを載置可能な原稿台ガラス157と、原稿台ガラス157に対向して配置される天板158と、媒体Mに向けて光を照射する照射部151と、照射部151から照射した光が媒体Mを透過する透過光を検知し、検知データを取得する検知部154と、を備える。原稿台ガラス157は筐体159の上部に配置される。天板158は、筐体159の上方に配置される。
本実施形態では、媒体M(例えば、A4サイズの普通紙)の両面(第1面Ma、第2面Mb)のうち、第1面Maに画像が記録され、画像が記録された第1面Maが原稿台ガラス157に対向するように載置される。
照射部151は、天板158内に配置された第1キャリッジ152に搭載される。第1キャリッジ152は、第1軸に沿った方向に延在する第1ガイドレール153に支持され、第1軸に沿った方向に往復移動可能に構成される。
なお、第1軸に沿った方向と媒体Mの長手方向(搬送方向)とが同じ向きとなるように、原稿台ガラス157に媒体Mを載置する。
照射部151は、光源151aと導光板151bとを備える。光源151aは、例えば、赤色、緑色及び青色の3色(RGB)の発光波長を持つLEDからなる発光素子で構成される。導光板151bは、光源151aから照射された光を均一に拡散させ、原稿台ガラス157に載置された媒体Mの第2面Mbに向けて光を導出させる。
また、光源151aの光量は調整可能である。これにより、画像の重複領域DAの特定の検出精度を高めることができる。
検知部154は、筐体159に配置された第2キャリッジ155に搭載される。第2キャリッジ155は、第1軸に沿った方向に延在する第2ガイドレール156に支持され、第1軸に沿った方向に往復移動可能に構成される。検知部154は、フォトセンサーである。
照射部151(光源151a及び導光板151b)及び検知部154は、第1軸に交差する方向にライン状に延在して配置される。
天板158は、筐体159(本体)に対して取り外し可能である。天板158が装着状態の場合は、天板158は媒体Mの上方に配置され、照射部151から媒体Mに対して照射され、検知部154は照射部151による媒体Mを透過した透過光を検知する。
一方、図9に示すように、天板158が取り外し状態の場合は、照射部151に替えて外光が用いられる。すなわち、外光によって媒体Mを透過した透過光を検知する。なお、外光は、太陽光のほか、蛍光灯などから照射される光である。外光を用いることで、より媒体Mの設置位置に近い状態で検知データを取得することができる。
なお、天板158が開状態となり、外光が採用される場合において、透光性を有する板部材165で媒体Mを上方から押圧する。板部材165は、光の透過率が高い部材であり、例えば、透明のアクリル材である。このようにすれば、原稿台ガラス157上に支持された媒体Mのずれを抑制することができる。
次に、画像読取りシステム1の制御方法について説明する。
なお、本実施形態では、記録装置10によって記録された媒体Mの重複領域DAの位置を特定し、当該重複領域DAにスジ等の欠陥があるか否かを判別する制御方法について説明する。
図10に示すように、ステップS101では、天板158の状態を選択する。すなわち、外光を用いるか照射部151を用いるかを選択する。具体的には、図11に示すように、コンピューター110におけるユーザーインターフェイスUIp(入力部)において天板158の状態を選択する。詳細には、外光を用いる場合は、「はい」を選択し、外光を用いず、照射部151の光源151aを用いる場合は、「いいえ」を選択する。いずれかのラジオボタンに入力する。その後、決定ボタンの選択で確定させる。
次いで、ステップS102では、コンピューター110は、ユーザーインターフェイスUIpの入力情報に基づいて、画像読取り部120を駆動制御する。具体的には、外光を用いる場合は、照射部151の光源151aの駆動を停止させ、外光を用いない場合は、照射部151の光源151aを駆動させる。
そして、媒体Mを透過する透過光を検出させる。これにより、検知データが取得される。取得された検知データはコンピューター110に送信される。
次いで、ステップS103では、検知データに基づいて、ノズル列NLによって形成された画像の重複領域DAの位置を判別する。ここで、取得された検知データの例について説明する。図12は、ある媒体Mにおける検知データの一例である。図12において、画像の読取り方向(第1軸)における色の変化を折れ線で示す。図12において、縦軸の色の変化が上方に向かうほど画像が明るいことを示し、下方に向かうほど画像が暗いことを示す。
図12の例では、1箇所(破線で囲んだ箇所)に、他の領域には見られない特徴点が見られる。具体的には、上記箇所では、色の変化が明るい方向にシフトしている。すなわち、上記箇所は重複領域DAであり、当該重複領域DAにおいて白スジが発生しているものと推測される。
コンピューター110(CPU112)は、取得した検知データの平均値を演算し、当該平均値から所定の閾値を超えた部分があるか否かを判断する。
そして、閾値を超えた部分があると判断した場合は、当該部分が重複領域DAの位置であると判別する。
本実施形態では、画像が形成された第1面Maとは反対の第2面Mbから透過された透過光を検知するため、媒体Mに対して光の透過率が高い状態で検知データが取得される。これにより、例えば、媒体Mの第1面Maに向けて光を照射し、天板158に反射した反射光を検知する場合よりも、透過光を用いる方が、重複領域DAの位置が特定しやすくなる。従って、画像の重複領域DAの位置を容易に特定することができる。また、ヘッド23の主走査の開始位置が、画像によって変化する場合であっても、重複領域DAの特定が容易に行うことができる。
また、検知データの平均値に対するシフト量に応じて重複領域DAに欠陥があるか否かを判別する。上記シフト量は、画像の形態や媒体Mの設置場所に応じて適宜選択可能である。これにより、画像の重複領域DAにおけるスジ等の欠陥の有無を正確に判別することができる。
また、ステップS103において、検知データの平均値から所定のシフト量に達しない場合は、重複領域DAに欠陥がないものと判別する。
変形例1:
本実施形態では、記録装置10として、シリアルプリンターの説明を行ったが、例えば、印刷装置はラインプリンターでも構わない。
ラインプリンターには、インクを吐出するためのノズルNzが媒体Mの搬送方向と交差する方向に沿って一定のノズルピッチで並ぶことで形成されるノズル列を、媒体Mの幅方向に亘って複数設けることで媒体Mの幅方向全域にわたって、印刷を可能にしている。ここで、各ノズル列の媒体Mの幅方向の端部を、媒体Mの搬送方向から見て一部重複するように配置することで、ノズル列とノズル列との間に隙間が生じて白スジが形成されることを回避する。この重なり合う領域が重複領域DAである。また。媒体Mの搬送方向から見てノズル列を一部重複させることで、白スジが形成されることは回避できるが、1つのノズル列から液滴が吐出され、重複する別のノズル列から液滴吐出されるまでに時間差が生じることになるので、本実施例と同様のスジが発生する可能性がある。
変形例2:
本実施形態では、スジの発生要因として、ある走査から次の走査までの時間差、あるいは、複数の異なるノズル列NLを用いて重複領域DAを形成する際に、1つのノズル列から液滴を吐出してから別のノズル列が液滴を吐出するまでの時間差によって、スジが発生すると説明をした。ただし、スジの発生要因は、上述のものに限らない。例えば、記録装置10における媒体Mの搬送精度に限界があるためであっても構わない。すなわち、第1パスに対して第2パスの搬送量がわずかに大きい場合は、第1パスにおける画像と第2パスにおける画像とが重なり合う部分が少なくなり重複領域DAに白スジが生じる。一方、第1パスに対して第2パスの搬送量がわずかに小さい場合は、第1パスにおける画像と第2パスにおける画像とが重なり合う部分が多くなり重複領域DAに濃いスジが生じる。
1…画像読取りシステム、10…記録装置、20…記録ユニット、21…キャリッジ、22…キャリッジ移動機構、23…ヘッド、24…ガイド軸、30…搬送ユニット、31…給紙ローラー、32…搬送モーター、33…搬送ローラー、34…プラテン、35…排紙ローラー、40…センサー群、50…コントローラー、51…インターフェイス、52…CPU、54…ユニット制御回路、110…コンピューター、111…インターフェイス、112…CPU、113…メモリー、120…画像読取り部、123…インターフェイス、124…CPU、125…メモリー、126…読取りコントローラー、151…照射部、151a…光源、151b…導光板、152…第1キャリッジ、153…第1ガイドレール、154…検知部、155…第2キャリッジ、156…第2ガイドレール、157…原稿台ガラス、158…天板、159…筐体、165…板部材、Nz…ノズル、NL…ノズル列、DNz…重複用ノズル、BNz…非重複用ノズル、DA…重複領域、BA…非重複領域、M…媒体、Ma…第1面、Mb…第2面。

Claims (5)

  1. 液体を吐出するノズル列を有する記録装置によって、媒体に対して記録された画像を検知する画像読取り部と、前記画像読取り部からの出力に応じて演算を行う制御部と、を有する画像読取りシステムであって、
    前記画像読取り部は、
    前記媒体の前記画像が記録された第1面に対して、反対側の第2面側から前記媒体を透過する透過光を検知し、検知データを取得する検知部を備え、
    前記制御部は、
    前記検知データに基づいて、前記ノズル列によって形成された前記画像の重複領域の位置を判別する、ことを特徴とする画像読取りシステム。
  2. 請求項1に記載の画像読取りシステムであって、
    前記制御部は、
    前記検知データに基づいて、前記ノズル列によって形成された前記画像の重複領域に欠陥があるか否かを判別する、ことを特徴とする画像読取りシステム。
  3. 請求項1または請求項2に記載の画像読取りシステムであって、
    前記画像読取り部は、前記画像読取り部の本体から取り外し可能な天板を有し、
    前記検知データを取得する際に、前記天板は取り外し状態であることを特徴とする画像読取りシステム。
  4. 請求項3に記載の画像読取りシステムであって、
    前記天板は、透明であることを特徴とする画像読取りシステム。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像読取りシステムであって、
    前記第2面側に光源が配置され、
    前記光源の光量を調整可能であることを特徴とする画像読取りシステム。
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