JP3834928B2 - 画像ノイズ検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像ノイズ検出方法に関し、例えばインクジェット記録装置に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、記録ヘッドから印字データに基づき記録材に向けインク滴を飛翔させて印字しながら所定の方向に走査して画像の記録を行うインクジェット記録装置がある。
【０００３】
普通、走査は記録ヘッドが所定の方向に主走査するのに併せ、記録材を主走査の方向に直角な方向に送る副走査をすることにより、印字データに対応した画像を形成する。画像形成に際し、記録ヘッドが行う印字のドット径、具体的には記録材に向け飛翔されるインク滴の大きさ、あるいは同じ印字位置に飛翔されるインク滴の数を調整して濃度を多段階に調整することが必要に応じ行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようにして画像を形成するとき、従来のインクジェット記録装置では画像にノイズを生じることがある。画像ノイズは特に中間濃度領域で発生しやすく、主走査方向にほぼ一定のピッチで、副走査方向に向く濃い縦スジや白スジとして現れる。この画像ノイズのピッチは記録装置ごとで一定しており、本発明者らが実験した記録装置の１つでは０．７５ｍｍであった。
【０００５】
これは、記録ヘッドを保持して主走査方向に移動させるキャリッジの送りピッチノイズに対応し、キャリッジを移動させるモーター連動ギヤのギヤ比やギヤの径、歯付きベルトの歯数等の各種のメカニカルな送りムラにより、ドット着弾位置がズレて隣接ドットに近づいた図７に斜線を施して示したドットＤのある部分が濃度を濃く見せたり、隣接ドットから離れた図８に斜線を施して示したドットＤ１のある部分が濃度を白く見せるためと考えられる。実験によると、画像ノイズが発生しているピッチ自体は正確であるが、印字領域のどの場所に発生するかはランダムで対策が困難である。
【０００６】
本発明の目的は、このような特定の画像ノイズを簡単に検出できる画像ノイズ検出方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、請求項１の発明の画像ノイズ検出方法は、印字データに基づき記録材に対して印字を行い画像を形成する記録装置の画像ノイズを検出するのに、前記印字を画像センサの受光面に行ってテストパターンを形成し、このテストパターンに対応した画像センサからの出力に基づき前記記録装置の特定の画像ノイズを検出することを特徴とするものである。
【０００８】
このような構成では、画像センサの受光面に直接テストパターンを形成することにより、他に形成されたテストパターンを画像センサにより読み込むための光学系等の仲介物に原因したノイズなしに、テストパターンに通常の印字通りに現れる記録装置の特定の画像ノイズを高精度に検出することができる。しかも、データ読取りのための光学系等の仲介物のない簡単かつ小型で安価な装置により実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１１を参照しつつ本発明の代表的な実施の形態について説明する。
【００１４】
本実施の形態はインクジェット記録装置の場合の一例を示している。本実施の形態のインクジェット記録装置は、図１にその概略構成を示しているように、インクジェット方式の記録ヘッドである記録ヘッド３と、記録ヘッド３を図２に示すように保持し、かつ図示しないばねで付勢させたカートリッジホルダ４ａによってインクカートリッジ１０５を着脱できるように保持するキャリッジ４と、キャリッジ４を給紙された用紙やＯＨＰシートなどの記録材である記録シート２の記録面に平行に往復移動させるための揺動軸５、６と、キャリッジ４を揺動軸５、６に沿って往復駆動させる駆動モータ７と、駆動モータ７の回転をキャリッジ４の往復運動に変えるための歯付きベルトであるタイミングベルト９、駆動プーリ８ａ、アイドルプーリ８ｂとを含んでいる。
【００１５】
また、インクジェット記録装置は、記録シート２を搬送経路に沿って案内するガイド板を兼ねるプラテン１０と、プラテン１０との間で記録シート２を押さえ浮きを防止する紙押さえ板１１と、記録シート２を排出するための排出ローラ１２、拍車ローラ１３と、記録ヘッド３のインクを吐出するノズル面を洗浄しインク吐出不良を良好な状態に回復させるクリーニング系１４と、記録シート２を手動で搬送するための紙送りノブ１５と、本発明に係る画像ノイズを検出するノイズ検出部１０１を含んでいる。
【００１６】
ノイズ検出部１０１は画像センサ１０１ａに記録ヘッド３によるテストパターンの印字を受け、このテストパターンに現れるインクジェット記録装置の特定の画像ノイズを検出する手段をなし、クリーニング系１４や記録ヘッド３のノズル面の汚れを検出するヘッド汚れセンサ等とともに、図１、図５に示すように記録シート２への記録領域外に設けられ、記録ヘッド３のノズル面の汚れ検出や、ノズル面のクリーニング、あるいは画像ノイズの検出動作が記録シート２への印字の邪魔にならないようにする。本実施の形態では図１、図５に示すようにクリーニング系１４とノイズ検出部１０１とが主走査方向に隣接配置されている。
【００１７】
記録シート２は、手差しあるいはカットシートフィーダ等の図示しない給紙装置によって、記録ヘッド３とプラテン１０とが対向する記録部へ送り込まれる。
【００１８】
この際、図示しない紙送りローラの回転量が制御され、記録部への搬送が制御される。記録ヘッド３には、図３に示すようにインクを飛翔させるエネルギ発生源として圧電素子（ＰＺＴ）３ａが用いられる。圧電素子３ａにはヘッド吐出駆動部７４を通じ印字データに従って電圧が印加され、ひずみが生じる。このひずみは、インクで満たされたチャンネル２０の容積を変化させる。この容積の変化により、チャンネル２０に設けられたノズル２６からインクが記録シート２に向け吐出され、記録シート２への印字が行われる。カラー画像を形成するインクジェット記録装置では前記圧電素子３ａとチャンネル２０との組み合わせが、カラー画像を色合成により形成するために、イエロー、マゼンタ、シアンの３色、あるいはこれにブラックを加えた４色のインクそれぞれにつき図４に示すノズル列が設けられる。したがって、記録ヘッド３による前記のような印字動作の制御はインクの種類数に応じた印字データに基づいて色ごとになされる。１つのチャンネル２０に設けるノズル２６の数と配列ピッチは種々あり、実際にはこれの具体的な条件に基づいて、主走査と副走査とが種々な状態で実行される。
【００１９】
キャリッジ４は、図１に示すように駆動モータ７、駆動プーリ８ａ、アイドルプーリ８ｂ、タイミングベルト９により、所定の方向、本実施の形態では記録シート２の桁方向、つまり記録シート２を横切る方向に主走査し、キャリッジ４に取り付けられた記録ヘッド３は１ライン分の画像を記録する。１ラインの記録が終わる毎に、記録シート２は縦方向に送られてこれが副走査となり、次のラインが記録される。記録シート２にはこのようにして印字データに応じた画像が順次に記録され、記録部を通過した記録シート２は、その搬送方向下流側に配置された排出ローラ１２とこれに圧接される拍車ローラ１３とによって排出される。
【００２０】
本実施の形態１のインクジェット記録装置の制御部は、図６に示すようにＣＰＵ６６と、ＲＡＭ６８と、ＲＯＭ７０と、データ受信部７２と、前記ヘッド吐出駆動部７４と、ヘッド移動駆動部７６と、紙送り駆動部７８と、クリーニング系モータ駆動部８２と、各種センサ部８４とを含んでいる。各種センサ部８４は記録ヘッド３のノズル面の汚れを検出するヘッド汚れセンサ、ノイズ検出部１０１の画像センサ１０１ａ等のインクジェット記録装置が必要とする各種センサを含んでいる。
【００２１】
全体を制御するＣＰＵ６６は、必要に応じてＲＡＭ６８を用い、ＲＯＭ７０に記憶されているプログラムを実行する。このプログラムには、少なくとも記録シート２に印字する通常印字モードと、インクジェット記録装置で生じる特定の画像ノイズを検出するためのテスト印字モードとがある。ホストコンピュータ等に接続され記録すべき印字データを受信する、データ受信部７２から読み込まれる印字データに基づき、ヘッド吐出駆動部７４、ヘッド移動駆動部７６、紙送り駆動部７８、各種センサ部８４を制御し記録シート２上に画像を記録するための通常印字モード部分と、前記紙送り駆動部７８を停止させたまま、あるいは駆動中断状態にして、各種センサ部８４のノイズ検出部１０１にテストパターンを形成して画像ノイズの検出に供するテスト印字モード部分と、必要な際に、クリーニング系モータ駆動部８０、各種センサ部８４をヘッド汚れセンサからの信号やプログラム等に基づいて制御し記録ヘッド３のノズル面を良好な状態に回復させる部分と、テスト印字モードにてノイズ検出部１０１に形成されるテストパターンから画像ノイズを検出し、検出結果をヘッド吐出駆動部７４に出力し、画像ノイズを解消する制御が行われるようにする部分とが含まれる。
【００２２】
ＣＰＵ６６の制御に基づいて、ヘッド吐出駆動部７４は記録ヘッド３の圧電素子３ａを駆動し、ヘッド移動駆動部７６は記録ヘッド３を保持するキャリッジ４を桁方向に移動させる駆動モータ７を駆動し、紙送り駆動部７８は排出ローラ１２を駆動する。これにより、記録シート２に印字データに応じた画像を形成する通常印字モードが実行される。また、ヘッド移動駆動部７６は、記録ヘッド３のノズル面の汚れの検出に際してはヘッド汚れセンサの位置まで移動させ、記録ヘッド３のノズル面のクリーニングに際してはクリーニング系１４にまで記録ヘッド３を移動させ、画像ノイズ検出に際しては画像センサ１０１ａの位置まで記録ヘッド３を移動させる。
【００２３】
ＣＰＵ６６の制御に基づいて、クリーニング系モータ駆動部８０は、記録ヘッド３のノズル面を良好な状態に回復させるために、クリーニング系１４の吸引手段１４ａの駆動源である真空ポンプのモータ１４ｂ等のクリーニングに必要な駆動源ないしは各種アクチュエータを駆動し、各種センサ部８４はヘッド汚れセンサによる記録ヘッド３のノズル面の汚れ検出、ノイズ検出部１０１によるテストパターンからの画像ノイズの検出と云ったそのときどきに必要な各種の検出と、検出信号の所定部への出力とを行う。ヘッド吐出駆動部７４はノイズ検出部１０１からの検出信号をＣＰＵ６６を介して、あるいは直接受け、通常印字モード字の印字ドットの径を検出された画像ノイズが解消されるように制御する。
【００２４】
本発明が対象とする画像ノイズは、記録装置が画像を形成するときに生じる特定のものであり、具体的には、例えば本実施の形態のインクジェット記録装置の場合、上記したように図７に示すようなドットＤ、Ｄ１による黒スジや白スジが主走査方向の濃淡むらとしてほぼ一定のピッチで生じる。この濃淡むらの繰り返しピッチが０．７５ｍｍとなったときの実施例では、タイミングベルト９はゴムコンパウンド系の材料よりなり、周長が６５０ｍｍ、歯数が２０枚、歯のピッチが１．５ｍｍであった。
【００２５】
図７、図８に示すような画像ノイズを検出するのに、本実施の形態では記録ヘッド３による前記印字を図９に示すように画像センサ１０１ａの受光面１０１ａ１に対し行ってテストパターン１０２を形成し、このテストパターン１０２に対応した画像センサ１０１ａからの出力に基づき前記特定の画像ノイズを検出する方法を採用する。テストパターン１０２は画像ノイズの繰り返し位置を検出できればよく、２回以上の繰り返しが生じるように設定する必要がある。
【００２６】
このような方法では、画像センサ１０１ａの受光面１０１ａ１に直接テストパターン１０２を形成することにより、他に形成されたテストパターンを画像センサにより読み込むための光学系等の仲介物が不要になる。したがって、このような仲介物に原因したノイズなしに、テストパターン１０２に通常の印字通りに現れる記録装置の特定の画像ノイズを高精度に検出することができる。しかも、データ読取りのための光学系等の仲介存在物のない簡単かつ小型で安価な装置により実現することができる。このような特徴は記録装置に特有の各種の画像ノイズが生じる場合の画像ノイズを検出する場合の全般に共通するものであり、本発明のこのような方法はそのいずれにも適用される。
【００２７】
また、この場合用いる画像センサ１０１ａはＣＣＤラインセンサで代表される光センサであり、図１０に示すように受光面１０１ａ１に、記録シート２の用紙と同程度かこれに近い印字特性と、透光性と、を有するコート層１０１ａ２が設けられたものを採用している。具体例としては、コート層１０１ａ２は図１０に示すように、画像センサ１０１ａの受光面１０１ａ１を形成しているホウケイ酸ガラス１０１ａ３、および光学フィルタ１０１ａ４が積層した部分の上にコートして焼き付けられ、印字面を形成する。ここで、印字特性とは水性インクの場合、親水性（接触角）であり、実施例としては以下のものを採用する。
【００２８】
Ｉ．シランカップリング剤
代表例としては下記表１のものがある。
【００２９】
【表１】
【００３０】
ＩＩ．水ガラス
Ｎａ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 またはＫ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 で、
ｎ＝２〜４（好ましくは２．１〜３．５）
なお、ＳｉＯ2 ／（Ｎａ2 ＯまたはＫ2 Ｏ）比がｎで、ケイソウ比と呼ば
れるものである。
【００３１】
ＩＩＩ．ポリシロキサン（−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）n
一般式、Ｈ3 ＳｉＯ（Ｈ2 ＳｉＯ）n ＳｉＨ3 ，（−Ｈ2 ＳｉＯ−）n
で表されるシロキサン化合物をヘッド流路に充填し、エネルギー（熱）を与 えると、ポリシロキサン化合物になる。
【００３２】
なお、酸素と結合していないケイ素原子の手に水素原子が結合したもの（Ｈ2 ＳｉＯ）n をプロシロキサンと呼び、水素原子の代わりに有機基が結
合したもの（Ｒ2 ＳｉＯ）n をオルガノポリシロキサンと呼ぶ。
【００３３】
ＩＶ．シランカップリング剤
例えば、ビニルトリエトキシシラン。
【００３４】
これらは、記録インキとの濡れ性がよく、記録シート２の用紙と同じかそれに近い印字面をコート層１０１ａ２が提供するので、印字面の違いによるノイズがなく、しかも、コート層１０１ａ２は透明であることにより、印字により形成したテストパターン１０２の特定の画像ノイズを透光不足なく正確に検出することができ有効である。もっとも、記録シート２としてＯＨＰ用のシートを多用し、また専用するものである場合、コート層１０１ａ２がＯＨＰ用のシートと同程度かこれに近い印字特性と、透光性とを有したものとするのが好適である。
【００３５】
また、前記のコート層１０１ａ２は印字されたときの記録インキの拭き取り性がよい。したがって、繰り返しテストパターン１０２を形成して画像ノイズを検出するのに、記録インキの拭き残りによる影響がなくなる。特にインクジェット記録装置では、環境温度、印字ドットの大きさ、インクの種類、等によって生じる画像ノイズに違いが出るので、印字前、印字途中の適当な時点、あるいは印字回数に応じて設定される所定の時点等にて、頻繁に画像ノイズを検出する必要があるが、記録インキの拭き取り性がよいと好適である。
【００３６】
画像センサ１０１ａにテストパターン１０２を形成する都度、印字面をクリーニングするため、ノイズ検出部１０１に図１に示すようなセンサクリーナ１０３が設けられている。センサクリーナ１０３は印字面をクリーニングするゴムブレード１０３ａをブレード支持筐体１０３ｂにより往復移動できるように支持し、前記ＣＰＵ６６により動作制御されるセンサクリーニング制御部１０４により適宜働かされるようにする。
【００３７】
本実施の形態のインクジェット記録装置は、テスト印字モードにて上記のような方法と画像センサ１０１ａによって画像ノイズを検出した結果に基づき、通常印刷モード時に、前記検出された画像ノイズが図７に示すような黒スジであるときは図７に示すように黒スジの原因になったドットＤの位置に対応する印字タイミングでの印字のドット径を図７に示すドットＤ′のように小さくする。また、前記検出された画像ノイズが図８に示すような白スジであるときは図７に示すように白スジの原因になったドットＤ１に対応する印字タイミングでの印字のドット径を図７に示すドットＤ１′のように大きくする。
【００３８】
これにより、通常印字モード時の記録シート２への印字では常に、インクジェット記録装置に生じる特定の画像ノイズを解消した印字にて記録を行い高精度な画像を形成することができる。図１１はこのような画像ノイズ処理を行う場合の具体的な動作制御のサブルーチンの一例を示し、記録ヘッド３がノイズ検出位置にあればそのまま、なければ戻して後、記録ヘッド３にテストパターンを形成するための電圧を印加し、所定のドット径での印字が行われるようにする。次いで、縦の黒スジまたは／および白スジである縦スジノイズ位置を検出する操作を行い、この検出結果を通常印字モードでの画像処理へフィードバックし、画像ノイズを解消するための画像ノイズ発生タイミングでの印字ドットの径を制御を含むプリントシーケンスにて通常印字モードを実行する。
【００３９】
印字ドットの径を制御する実施例としては、印字ドットの径の制御パターンが、例えば、μｍ単位で、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５の８種類と、印字オフである０とがある場合、テストパターン１０２を中間調となる例えば７５μｍのドット径にて印字を行う。画像ノイズが黒スジであるとき、画像ノイズが生じるタイミングでの印字時のドット径を例えば１段階小さくし、画像ノイズが白スジであるとき、画像ノイズが生じるタイミングでの印字時のドット径を例えば１段階大きくすることで満足な結果が得られた。ドット径を調整する段数は画像ノイズの解消度合いによって、インクジェット記録装置の製作段階で、あるいはユーザーに提供する段階で、あるいはユーザーによる使用段階で、それぞれ必要に応じて設定できる。
【００４０】
なお、本発明においてインクジェット記録装置での上記のような画像ノイズを解消するのに、画像センサ１０１ａの受光面にテストパターン１０２を形成することは必須でなく、例えば他の被印字物にテストパターン１０２を印字し、これを光センサにて読取るようにしてもよいのは勿論である。また、画像センサ１０１ａを用いるにしても必ずしもコート層１０１ａ２が設けられている必要はない。
【００４１】
なお、本発明者等は本実施の形態のインクジェット記録装置にて図１１の制御を行うのに、実施例１として上記画像センサ１０１ａの受光面１０１ａ１にコート層を設けなかった場合と、図１１に示す制御を行った場合と、実施例２として受光面１０１ａ１にジメチルシロキサンモノマーをディプし熱硬化したものを乗せて０．２μｍの厚みのコート層１０１ａ２を形成した場合と、比較例１としてテストパターンによる画像ノイズ処理をしない場合につき実験し、実施例１、２では画像センサ１０１ａの印字面をテストパターンを印字した都度、ウレタンゴムブレードで拭き取りを行い、表面に残るインクの状態を見た。その結果は下記の表２に示す通りであった。
【００４２】
【表２】
【００４３】
なお、画像センサ１０１ａの印字面のクリーニング後のインクの残り具合の評価は、インクの乾燥後にウエス拭きし、黒くならない場合を●とし、若干黒くなるが実用上問題にならない程度を○、黒くなり長時間使用時に問題となる程度を△、拭き残しがある場合を×とした。これにより、実施例２が最良であることが分かる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１の発明の画像ノイズ検出方法によれば、他に形成されたテストパターンを画像センサにより読み込むための光学系等の仲介物に原因したノイズなしに、テストパターンに通常の印字通りに現れる記録装置の特定の画像ノイズを高精度に検出することができる。しかも、データ読取りのための光学系等の仲介物のない簡単かつ小型で安価な装置により実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な一実施の形態の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。
【図２】図１の装置の記録ヘッドのキャリッジ部と記録シートの搬送系との関係を示す側面図である。
【図３】図１の装置の記録ヘッドの１つのチャンネルを縦断する方向で見た断面図である。
【図４】図１の装置の記録ヘッドの複数のチャンネルを横断する方向で見た断面図である。
【図５】図１の装置の記録ヘッドの移動機構とクリーニング系およびノイズ検出部を示す斜視図である。
【図６】図１の装置の制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図１の装置で生じる画像ノイズの黒スジノイズを示す説明図である。
【図８】図１の装置で生じる画像ノイズの白スジノイズを示す説明図である。
【図９】図１の装置の画像センサへのテストパターンの印字状態例を示す平面図である。
【図１０】画像センサの一例を示す側面図である。
【図１１】画像ノイズ処理を含む記録動作制御の一例を示すサブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
２ 記録シート
３ 記録ヘッド
４ キャリッジ
７ 駆動モータ
９ タイミングベルト
１０ プラテン
１２ 排出ローラ
２６ ノズル
６６ ＣＰＵ
７４ ヘッド吐出駆動部
７６ ヘッド移動駆動部
７８ 紙送り駆動部
８４ 各種センサ部
１０１ ノイズ検出部
１０１ａ 画像センサ
１０１ａ１ 受光面
１０１ａ２ コート層
１０２ テストパターン
１０３ センサクリーナ
１０４ センサクリーニング制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像ノイズ検出方法に関し、例えばインクジェット記録装置に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、記録ヘッドから印字データに基づき記録材に向けインク滴を飛翔させて印字しながら所定の方向に走査して画像の記録を行うインクジェット記録装置がある。
【０００３】
普通、走査は記録ヘッドが所定の方向に主走査するのに併せ、記録材を主走査の方向に直角な方向に送る副走査をすることにより、印字データに対応した画像を形成する。画像形成に際し、記録ヘッドが行う印字のドット径、具体的には記録材に向け飛翔されるインク滴の大きさ、あるいは同じ印字位置に飛翔されるインク滴の数を調整して濃度を多段階に調整することが必要に応じ行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようにして画像を形成するとき、従来のインクジェット記録装置では画像にノイズを生じることがある。画像ノイズは特に中間濃度領域で発生しやすく、主走査方向にほぼ一定のピッチで、副走査方向に向く濃い縦スジや白スジとして現れる。この画像ノイズのピッチは記録装置ごとで一定しており、本発明者らが実験した記録装置の１つでは０．７５ｍｍであった。
【０００５】
これは、記録ヘッドを保持して主走査方向に移動させるキャリッジの送りピッチノイズに対応し、キャリッジを移動させるモーター連動ギヤのギヤ比やギヤの径、歯付きベルトの歯数等の各種のメカニカルな送りムラにより、ドット着弾位置がズレて隣接ドットに近づいた図７に斜線を施して示したドットＤのある部分が濃度を濃く見せたり、隣接ドットから離れた図８に斜線を施して示したドットＤ１のある部分が濃度を白く見せるためと考えられる。実験によると、画像ノイズが発生しているピッチ自体は正確であるが、印字領域のどの場所に発生するかはランダムで対策が困難である。
【０００６】
本発明の目的は、このような特定の画像ノイズを簡単に検出できる画像ノイズ検出方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため、請求項１の発明の画像ノイズ検出方法は、印字データに基づき記録材に対して印字を行い画像を形成する記録装置の画像ノイズを検出するのに、前記印字を画像センサの受光面に行ってテストパターンを形成し、このテストパターンに対応した画像センサからの出力に基づき前記記録装置の特定の画像ノイズを検出することを特徴とするものである。
【０００８】
このような構成では、画像センサの受光面に直接テストパターンを形成することにより、他に形成されたテストパターンを画像センサにより読み込むための光学系等の仲介物に原因したノイズなしに、テストパターンに通常の印字通りに現れる記録装置の特定の画像ノイズを高精度に検出することができる。しかも、データ読取りのための光学系等の仲介物のない簡単かつ小型で安価な装置により実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１１を参照しつつ本発明の代表的な実施の形態について説明する。
【００１４】
本実施の形態はインクジェット記録装置の場合の一例を示している。本実施の形態のインクジェット記録装置は、図１にその概略構成を示しているように、インクジェット方式の記録ヘッドである記録ヘッド３と、記録ヘッド３を図２に示すように保持し、かつ図示しないばねで付勢させたカートリッジホルダ４ａによってインクカートリッジ１０５を着脱できるように保持するキャリッジ４と、キャリッジ４を給紙された用紙やＯＨＰシートなどの記録材である記録シート２の記録面に平行に往復移動させるための揺動軸５、６と、キャリッジ４を揺動軸５、６に沿って往復駆動させる駆動モータ７と、駆動モータ７の回転をキャリッジ４の往復運動に変えるための歯付きベルトであるタイミングベルト９、駆動プーリ８ａ、アイドルプーリ８ｂとを含んでいる。
【００１５】
また、インクジェット記録装置は、記録シート２を搬送経路に沿って案内するガイド板を兼ねるプラテン１０と、プラテン１０との間で記録シート２を押さえ浮きを防止する紙押さえ板１１と、記録シート２を排出するための排出ローラ１２、拍車ローラ１３と、記録ヘッド３のインクを吐出するノズル面を洗浄しインク吐出不良を良好な状態に回復させるクリーニング系１４と、記録シート２を手動で搬送するための紙送りノブ１５と、本発明に係る画像ノイズを検出するノイズ検出部１０１を含んでいる。
【００１６】
ノイズ検出部１０１は画像センサ１０１ａに記録ヘッド３によるテストパターンの印字を受け、このテストパターンに現れるインクジェット記録装置の特定の画像ノイズを検出する手段をなし、クリーニング系１４や記録ヘッド３のノズル面の汚れを検出するヘッド汚れセンサ等とともに、図１、図５に示すように記録シート２への記録領域外に設けられ、記録ヘッド３のノズル面の汚れ検出や、ノズル面のクリーニング、あるいは画像ノイズの検出動作が記録シート２への印字の邪魔にならないようにする。本実施の形態では図１、図５に示すようにクリーニング系１４とノイズ検出部１０１とが主走査方向に隣接配置されている。
【００１７】
記録シート２は、手差しあるいはカットシートフィーダ等の図示しない給紙装置によって、記録ヘッド３とプラテン１０とが対向する記録部へ送り込まれる。
【００１８】
この際、図示しない紙送りローラの回転量が制御され、記録部への搬送が制御される。記録ヘッド３には、図３に示すようにインクを飛翔させるエネルギ発生源として圧電素子（ＰＺＴ）３ａが用いられる。圧電素子３ａにはヘッド吐出駆動部７４を通じ印字データに従って電圧が印加され、ひずみが生じる。このひずみは、インクで満たされたチャンネル２０の容積を変化させる。この容積の変化により、チャンネル２０に設けられたノズル２６からインクが記録シート２に向け吐出され、記録シート２への印字が行われる。カラー画像を形成するインクジェット記録装置では前記圧電素子３ａとチャンネル２０との組み合わせが、カラー画像を色合成により形成するために、イエロー、マゼンタ、シアンの３色、あるいはこれにブラックを加えた４色のインクそれぞれにつき図４に示すノズル列が設けられる。したがって、記録ヘッド３による前記のような印字動作の制御はインクの種類数に応じた印字データに基づいて色ごとになされる。１つのチャンネル２０に設けるノズル２６の数と配列ピッチは種々あり、実際にはこれの具体的な条件に基づいて、主走査と副走査とが種々な状態で実行される。
【００１９】
キャリッジ４は、図１に示すように駆動モータ７、駆動プーリ８ａ、アイドルプーリ８ｂ、タイミングベルト９により、所定の方向、本実施の形態では記録シート２の桁方向、つまり記録シート２を横切る方向に主走査し、キャリッジ４に取り付けられた記録ヘッド３は１ライン分の画像を記録する。１ラインの記録が終わる毎に、記録シート２は縦方向に送られてこれが副走査となり、次のラインが記録される。記録シート２にはこのようにして印字データに応じた画像が順次に記録され、記録部を通過した記録シート２は、その搬送方向下流側に配置された排出ローラ１２とこれに圧接される拍車ローラ１３とによって排出される。
【００２０】
本実施の形態１のインクジェット記録装置の制御部は、図６に示すようにＣＰＵ６６と、ＲＡＭ６８と、ＲＯＭ７０と、データ受信部７２と、前記ヘッド吐出駆動部７４と、ヘッド移動駆動部７６と、紙送り駆動部７８と、クリーニング系モータ駆動部８２と、各種センサ部８４とを含んでいる。各種センサ部８４は記録ヘッド３のノズル面の汚れを検出するヘッド汚れセンサ、ノイズ検出部１０１の画像センサ１０１ａ等のインクジェット記録装置が必要とする各種センサを含んでいる。
【００２１】
全体を制御するＣＰＵ６６は、必要に応じてＲＡＭ６８を用い、ＲＯＭ７０に記憶されているプログラムを実行する。このプログラムには、少なくとも記録シート２に印字する通常印字モードと、インクジェット記録装置で生じる特定の画像ノイズを検出するためのテスト印字モードとがある。ホストコンピュータ等に接続され記録すべき印字データを受信する、データ受信部７２から読み込まれる印字データに基づき、ヘッド吐出駆動部７４、ヘッド移動駆動部７６、紙送り駆動部７８、各種センサ部８４を制御し記録シート２上に画像を記録するための通常印字モード部分と、前記紙送り駆動部７８を停止させたまま、あるいは駆動中断状態にして、各種センサ部８４のノイズ検出部１０１にテストパターンを形成して画像ノイズの検出に供するテスト印字モード部分と、必要な際に、クリーニング系モータ駆動部８０、各種センサ部８４をヘッド汚れセンサからの信号やプログラム等に基づいて制御し記録ヘッド３のノズル面を良好な状態に回復させる部分と、テスト印字モードにてノイズ検出部１０１に形成されるテストパターンから画像ノイズを検出し、検出結果をヘッド吐出駆動部７４に出力し、画像ノイズを解消する制御が行われるようにする部分とが含まれる。
【００２２】
ＣＰＵ６６の制御に基づいて、ヘッド吐出駆動部７４は記録ヘッド３の圧電素子３ａを駆動し、ヘッド移動駆動部７６は記録ヘッド３を保持するキャリッジ４を桁方向に移動させる駆動モータ７を駆動し、紙送り駆動部７８は排出ローラ１２を駆動する。これにより、記録シート２に印字データに応じた画像を形成する通常印字モードが実行される。また、ヘッド移動駆動部７６は、記録ヘッド３のノズル面の汚れの検出に際してはヘッド汚れセンサの位置まで移動させ、記録ヘッド３のノズル面のクリーニングに際してはクリーニング系１４にまで記録ヘッド３を移動させ、画像ノイズ検出に際しては画像センサ１０１ａの位置まで記録ヘッド３を移動させる。
【００２３】
ＣＰＵ６６の制御に基づいて、クリーニング系モータ駆動部８０は、記録ヘッド３のノズル面を良好な状態に回復させるために、クリーニング系１４の吸引手段１４ａの駆動源である真空ポンプのモータ１４ｂ等のクリーニングに必要な駆動源ないしは各種アクチュエータを駆動し、各種センサ部８４はヘッド汚れセンサによる記録ヘッド３のノズル面の汚れ検出、ノイズ検出部１０１によるテストパターンからの画像ノイズの検出と云ったそのときどきに必要な各種の検出と、検出信号の所定部への出力とを行う。ヘッド吐出駆動部７４はノイズ検出部１０１からの検出信号をＣＰＵ６６を介して、あるいは直接受け、通常印字モード字の印字ドットの径を検出された画像ノイズが解消されるように制御する。
【００２４】
本発明が対象とする画像ノイズは、記録装置が画像を形成するときに生じる特定のものであり、具体的には、例えば本実施の形態のインクジェット記録装置の場合、上記したように図７に示すようなドットＤ、Ｄ１による黒スジや白スジが主走査方向の濃淡むらとしてほぼ一定のピッチで生じる。この濃淡むらの繰り返しピッチが０．７５ｍｍとなったときの実施例では、タイミングベルト９はゴムコンパウンド系の材料よりなり、周長が６５０ｍｍ、歯数が２０枚、歯のピッチが１．５ｍｍであった。
【００２５】
図７、図８に示すような画像ノイズを検出するのに、本実施の形態では記録ヘッド３による前記印字を図９に示すように画像センサ１０１ａの受光面１０１ａ１に対し行ってテストパターン１０２を形成し、このテストパターン１０２に対応した画像センサ１０１ａからの出力に基づき前記特定の画像ノイズを検出する方法を採用する。テストパターン１０２は画像ノイズの繰り返し位置を検出できればよく、２回以上の繰り返しが生じるように設定する必要がある。
【００２６】
このような方法では、画像センサ１０１ａの受光面１０１ａ１に直接テストパターン１０２を形成することにより、他に形成されたテストパターンを画像センサにより読み込むための光学系等の仲介物が不要になる。したがって、このような仲介物に原因したノイズなしに、テストパターン１０２に通常の印字通りに現れる記録装置の特定の画像ノイズを高精度に検出することができる。しかも、データ読取りのための光学系等の仲介存在物のない簡単かつ小型で安価な装置により実現することができる。このような特徴は記録装置に特有の各種の画像ノイズが生じる場合の画像ノイズを検出する場合の全般に共通するものであり、本発明のこのような方法はそのいずれにも適用される。
【００２７】
また、この場合用いる画像センサ１０１ａはＣＣＤラインセンサで代表される光センサであり、図１０に示すように受光面１０１ａ１に、記録シート２の用紙と同程度かこれに近い印字特性と、透光性と、を有するコート層１０１ａ２が設けられたものを採用している。具体例としては、コート層１０１ａ２は図１０に示すように、画像センサ１０１ａの受光面１０１ａ１を形成しているホウケイ酸ガラス１０１ａ３、および光学フィルタ１０１ａ４が積層した部分の上にコートして焼き付けられ、印字面を形成する。ここで、印字特性とは水性インクの場合、親水性（接触角）であり、実施例としては以下のものを採用する。
【００２８】
Ｉ．シランカップリング剤
代表例としては下記表１のものがある。
【００２９】
【表１】
ＩＩ．水ガラス
Ｎａ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 またはＫ2 Ｏ・ｎＳｉＯ2 で、
ｎ＝２〜４（好ましくは２．１〜３．５）
なお、ＳｉＯ2 ／（Ｎａ2 ＯまたはＫ2 Ｏ）比がｎで、ケイソウ比と呼ば
れるものである。
【００３１】
ＩＩＩ．ポリシロキサン（−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）n
一般式、Ｈ3 ＳｉＯ（Ｈ2 ＳｉＯ）n ＳｉＨ3 ，（−Ｈ2 ＳｉＯ−）n
で表されるシロキサン化合物をヘッド流路に充填し、エネルギー（熱）を与 えると、ポリシロキサン化合物になる。
【００３２】
なお、酸素と結合していないケイ素原子の手に水素原子が結合したもの（Ｈ2 ＳｉＯ）n をプロシロキサンと呼び、水素原子の代わりに有機基が結
合したもの（Ｒ2 ＳｉＯ）n をオルガノポリシロキサンと呼ぶ。
【００３３】
ＩＶ．シランカップリング剤
例えば、ビニルトリエトキシシラン。
【００３４】
これらは、記録インキとの濡れ性がよく、記録シート２の用紙と同じかそれに近い印字面をコート層１０１ａ２が提供するので、印字面の違いによるノイズがなく、しかも、コート層１０１ａ２は透明であることにより、印字により形成したテストパターン１０２の特定の画像ノイズを透光不足なく正確に検出することができ有効である。もっとも、記録シート２としてＯＨＰ用のシートを多用し、また専用するものである場合、コート層１０１ａ２がＯＨＰ用のシートと同程度かこれに近い印字特性と、透光性とを有したものとするのが好適である。
【００３５】
また、前記のコート層１０１ａ２は印字されたときの記録インキの拭き取り性がよい。したがって、繰り返しテストパターン１０２を形成して画像ノイズを検出するのに、記録インキの拭き残りによる影響がなくなる。特にインクジェット記録装置では、環境温度、印字ドットの大きさ、インクの種類、等によって生じる画像ノイズに違いが出るので、印字前、印字途中の適当な時点、あるいは印字回数に応じて設定される所定の時点等にて、頻繁に画像ノイズを検出する必要があるが、記録インキの拭き取り性がよいと好適である。
【００３６】
画像センサ１０１ａにテストパターン１０２を形成する都度、印字面をクリーニングするため、ノイズ検出部１０１に図１に示すようなセンサクリーナ１０３が設けられている。センサクリーナ１０３は印字面をクリーニングするゴムブレード１０３ａをブレード支持筐体１０３ｂにより往復移動できるように支持し、前記ＣＰＵ６６により動作制御されるセンサクリーニング制御部１０４により適宜働かされるようにする。
【００３７】
本実施の形態のインクジェット記録装置は、テスト印字モードにて上記のような方法と画像センサ１０１ａによって画像ノイズを検出した結果に基づき、通常印刷モード時に、前記検出された画像ノイズが図７に示すような黒スジであるときは図７に示すように黒スジの原因になったドットＤの位置に対応する印字タイミングでの印字のドット径を図７に示すドットＤ′のように小さくする。また、前記検出された画像ノイズが図８に示すような白スジであるときは図７に示すように白スジの原因になったドットＤ１に対応する印字タイミングでの印字のドット径を図７に示すドットＤ１′のように大きくする。
【００３８】
これにより、通常印字モード時の記録シート２への印字では常に、インクジェット記録装置に生じる特定の画像ノイズを解消した印字にて記録を行い高精度な画像を形成することができる。図１１はこのような画像ノイズ処理を行う場合の具体的な動作制御のサブルーチンの一例を示し、記録ヘッド３がノイズ検出位置にあればそのまま、なければ戻して後、記録ヘッド３にテストパターンを形成するための電圧を印加し、所定のドット径での印字が行われるようにする。次いで、縦の黒スジまたは／および白スジである縦スジノイズ位置を検出する操作を行い、この検出結果を通常印字モードでの画像処理へフィードバックし、画像ノイズを解消するための画像ノイズ発生タイミングでの印字ドットの径を制御を含むプリントシーケンスにて通常印字モードを実行する。
【００３９】
印字ドットの径を制御する実施例としては、印字ドットの径の制御パターンが、例えば、μｍ単位で、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、１０５の８種類と、印字オフである０とがある場合、テストパターン１０２を中間調となる例えば７５μｍのドット径にて印字を行う。画像ノイズが黒スジであるとき、画像ノイズが生じるタイミングでの印字時のドット径を例えば１段階小さくし、画像ノイズが白スジであるとき、画像ノイズが生じるタイミングでの印字時のドット径を例えば１段階大きくすることで満足な結果が得られた。ドット径を調整する段数は画像ノイズの解消度合いによって、インクジェット記録装置の製作段階で、あるいはユーザーに提供する段階で、あるいはユーザーによる使用段階で、それぞれ必要に応じて設定できる。
【００４０】
なお、本発明においてインクジェット記録装置での上記のような画像ノイズを解消するのに、画像センサ１０１ａの受光面にテストパターン１０２を形成することは必須でなく、例えば他の被印字物にテストパターン１０２を印字し、これを光センサにて読取るようにしてもよいのは勿論である。また、画像センサ１０１ａを用いるにしても必ずしもコート層１０１ａ２が設けられている必要はない。
【００４１】
なお、本発明者等は本実施の形態のインクジェット記録装置にて図１１の制御を行うのに、実施例１として上記画像センサ１０１ａの受光面１０１ａ１にコート層を設けなかった場合と、図１１に示す制御を行った場合と、実施例２として受光面１０１ａ１にジメチルシロキサンモノマーをディプし熱硬化したものを乗せて０．２μｍの厚みのコート層１０１ａ２を形成した場合と、比較例１としてテストパターンによる画像ノイズ処理をしない場合につき実験し、実施例１、２では画像センサ１０１ａの印字面をテストパターンを印字した都度、ウレタンゴムブレードで拭き取りを行い、表面に残るインクの状態を見た。その結果は下記の表２に示す通りであった。
【００４２】
【表２】
なお、画像センサ１０１ａの印字面のクリーニング後のインクの残り具合の評価は、インクの乾燥後にウエス拭きし、黒くならない場合を●とし、若干黒くなるが実用上問題にならない程度を○、黒くなり長時間使用時に問題となる程度を△、拭き残しがある場合を×とした。これにより、実施例２が最良であることが分かる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１の発明の画像ノイズ検出方法によれば、他に形成されたテストパターンを画像センサにより読み込むための光学系等の仲介物に原因したノイズなしに、テストパターンに通常の印字通りに現れる記録装置の特定の画像ノイズを高精度に検出することができる。しかも、データ読取りのための光学系等の仲介物のない簡単かつ小型で安価な装置により実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な一実施の形態の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。
【図２】図１の装置の記録ヘッドのキャリッジ部と記録シートの搬送系との関係を示す側面図である。
【図３】図１の装置の記録ヘッドの１つのチャンネルを縦断する方向で見た断面図である。
【図４】図１の装置の記録ヘッドの複数のチャンネルを横断する方向で見た断面図である。
【図５】図１の装置の記録ヘッドの移動機構とクリーニング系およびノイズ検出部を示す斜視図である。
【図６】図１の装置の制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図１の装置で生じる画像ノイズの黒スジノイズを示す説明図である。
【図８】図１の装置で生じる画像ノイズの白スジノイズを示す説明図である。
【図９】図１の装置の画像センサへのテストパターンの印字状態例を示す平面図である。
【図１０】画像センサの一例を示す側面図である。
【図１１】画像ノイズ処理を含む記録動作制御の一例を示すサブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
２ 記録シート
３ 記録ヘッド
４ キャリッジ
７ 駆動モータ
９ タイミングベルト
１０ プラテン
１２ 排出ローラ
２６ ノズル
６６ ＣＰＵ
７４ ヘッド吐出駆動部
７６ ヘッド移動駆動部
７８ 紙送り駆動部
８４ 各種センサ部
１０１ ノイズ検出部
１０１ａ 画像センサ
１０１ａ１ 受光面
１０１ａ２ コート層
１０２ テストパターン
１０３ センサクリーナ
１０４ センサクリーニング制御部
Claims (1)
- 印字データに基づき記録材に対して印字を行い画像を形成する記録装置の画像ノイズ検出方法であって、
前記印字を画像センサの受光面に行ってテストパターンを形成し、このテストパターンに対応した画像センサからの出力に基づき前記記録装置の特定の画像ノイズを検出することを特徴とする画像ノイズ検出方法。
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| JP (1) | JP3834928B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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- 1997-04-25 JP JP10972797A patent/JP3834928B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH10296967A (ja) | 1998-11-10 |
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