JP4561296B2 - テストパターンの検出方法及びインクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明はインクジェットプリンタの状態を検出するために使用されるテストパターンの検出方法及びインクジェットプリンタに関し、詳しくは、視認性の悪いインクで記録されたテストパターンでも容易に検出することのできるテストパターンの検出方法及びインクジェットプリンタに関する。

記録ヘッドのノズルからインクを吐出して記録を行うインクジェットプリンタでは、記録される画像の品質を維持するため、プリンタの状態を確認する作業が必要となる。例えば、ノズルがゴミや乾燥したインクによって目詰まりを起こすと、インクが吐出されない不吐出ノズルとなって画質が劣化する。この場合、ノズル面のクリーニングやノズルからのインクの強制的な吸引によりノズルの回復を図ったり、それでも不吐出状態が改善されない場合は、記録ヘッドを交換したりする必要がある。また、その他にも、記録ヘッドを搭載したキャリッジが被記録媒体の幅方向に亘って往復走査を行いながらインクを吐出して記録を行うプリンタの場合には、往路と復路とで吐出されるインクが同じ位置に着弾しないと画質が劣化する。この場合はインクの吐出位置を調整することが必要とされる。

このようなプリンタの状態を確認する方法としては、記録ヘッドの各ノズルからインクを吐出することにより被記録媒体上に所定のテストパターンを記録し、これを観察することにより行う方法が広く採用されている（特許文献１、特許文献２）。

例えば、記録ヘッド中の不吐出ノズルを検出する場合、図７（ａ）に示すように、記録ヘッドの例えば３つおきのノズルからインクを吐出して一定長さの横線Ｌ１を記録し、次いで、それに隣接する３つおきのノズルから同様にインクを吐出して横線Ｌ２を記録する作業を同様に４回繰り返すことにより、１つの記録ヘッドの全てのノズルによって横線Ｌ１〜Ｌ４を記録する。各横線Ｌ１〜Ｌ４中の１本１本は、記録ヘッドの１つ１つのノズルに対応している。

このとき、いずれか１つのノズルに目詰まりが生じて不吐出ノズルとなっていると、図７（ｂ）に示すように、そのノズルによって記録されるべき横線が記録されない部分（点線で囲んだ部分）が現れる。従って、この横線が記録されない部分を観察することにより、これに対応するノズルが不吐出ノズルであること、及び、この記録ヘッドは不良ヘッドであることが検出される。
特開平９−６６６５０号公報 特開平１０−２３０６２７号公報

ところで、インクジェットプリンタに用いられるインクには、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）等の各色（濃色・淡色）の他にも、画像の耐光性や耐水性を向上させたり、画像に光沢を付与したりするために他のインクと重ねて用いられる透明インクが知られている。これらの各インクのうち、Ｙインク、特に淡Ｙインクや透明インクは被記録媒体上での視認性が悪いため、これら淡Ｙインクや透明インクによってテストパターンを記録しても、テストパターンが見えにくく、目視での検出が困難となる。また、センサー等を利用して検出を行う場合でも、同様の理由から正確な検出は困難である。

このような問題に対し、特許文献１では、ＹインクをＹ以外の色（Ｃ又はＭ）と重ねて記録し、Ｙインクが正常に吐出された場合の色と不吐出である場合の色との違いを見つけることにより、視認性の悪いＹインクの検出を行うようにしている。

また、特許文献２では、インクのにじみを防止する透明な処理液の検出を行う場合に、２色のインクで記録領域が接するパターンを記録すると共に、その記録領域の一方のみに処理液を吐出し、そのときのインクのにじみの有無を観察することにより行うようにしている。

しかし、いずれの場合も、視認性の悪いインクや処理液を検出するために、他のインクを吐出する必要があるため、検出のたびに無駄にインクを消費する問題がある。また、特許文献１の場合には、Ｙインクと重ねられる他のインクを吐出する記録ヘッドに不吐出ノズルが存在していると、Ｙインクの検出そのものが行えない問題もある。

そこで、本発明は、視認性の悪いインクで記録されたテストパターンでも、そのテストパターンそのものを容易に検出することのできるテストパターンの検出方法及びインクジェットプリンタを提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うインクジェットプリンタの状態を、前記記録ヘッドによって被記録媒体にテストパターンを記録して検出する方法であって、支持体の表面に蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体に淡Ｙインク又は透明インクでテストパターンを記録した後、前記テストパターンが記録された前記被記録媒体に紫外線を照射し、前記蛍光体が発する蛍光を検知することにより、前記テストパターンを検出することを特徴とするテストパターン検出方法である。

請求項２記載の発明は、記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うインクジェットプリンタの状態を、前記記録ヘッドによって被記録媒体にテストパターンを記録して検出する方法であって、支持体の表面に蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体にテストパターンを記録した後、前記テストパターンが記録された前記被記録媒体に紫外線を照射し、前記蛍光体が発する蛍光を前記紫外線に感度のない受光素子を用いて検知することにより、前記テストパターンを検出することを特徴とするテストパターン検出方法である。

請求項３記載の発明は、前記テストパターンを記録する前記インクは淡Ｙインク又は透明インクであることを特徴とする請求項２記載のテストパターン検出方法である。

請求項４記載の発明は、前記被記録媒体は、前記支持体が非吸水性であり、前記インク受容層が顔料と親水性ポリマーからなる微小な多孔質層を設けた空隙型であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のテストパターン検出方法である。

請求項５記載の発明は、前記テストパターンは、前記記録ヘッドの不吐出ノズルを検出するためのテストパターン、前記記録ヘッドの主走査方向に沿う往復動作時の着弾位置合わせのためのテストパターン、複数の前記記録ヘッドの各々の主走査方向の位置合わせのためのテストパターン、複数の前記記録ヘッドの各々の副走査方向の位置合わせのためのテストパターンのうちの少なくともいずれか１種であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のテストパターン検出方法である。

請求項６記載の発明は、被記録媒体に淡Ｙインク又は透明インクを吐出して記録を行う記録ヘッドを少なくとも有するインクジェットプリンタであって、支持体の表面に蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体にテストパターンを記録するテストパターン記録手段と、前記テストパターンを記録した後の前記被記録媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段により紫外線が照射された前記被記録媒体の前記蛍光体が発する蛍光を検知することにより、前記テストパターンを読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段により読み取った前記テストパターンに基づいて前記記録ヘッドの記録状態を調整する調整手段と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタである。

請求項７記載の発明は、記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェットプリンタであって、支持体の表面に蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体にテストパターンを記録するテストパターン記録手段と、前記テストパターンを記録した後の前記被記録媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記紫外線照射手段により紫外線が照射された前記被記録媒体の前記蛍光体が発する蛍光を前記紫外線に感度のない受光素子によって検知することにより、前記テストパターンを読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段により読み取った前記テストパターンに基づいて前記記録ヘッドの記録状態を調整する調整手段と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタである。

請求項８記載の発明は、少なくとも淡Ｙインク又は透明インクを吐出する記録ヘッドを含むことを特徴とする請求項７記載のインクジェットプリンタである。

請求項９記載の発明は、前記記録ヘッドは、主走査方向に往復移動可能に設けられたキャリッジに搭載され、前記紫外線照射手段及び前記読み取り手段は、前記記録ヘッドと同一のキャリッジに設けられていることを特徴とする請求項６、７又は８記載のインクジェットプリンタである。

本発明によれば、テストパターンを非蛍光部として検出することができるため、インクの色に関わらず、視認性の悪いインクで記録されたテストパターンでも、そのテストパターンそのものを容易に検出することができるテストパターン検出方法及びインクジェットプリンタを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

本発明に係るテストパターン検出方法は、記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うインクジェットプリンタの状態を、前記記録ヘッドによって被記録媒体にテストパターンを記録して検出する方法であって、支持体の表面に蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体にテストパターンを記録した後、前記テストパターンが記録された前記被記録媒体に紫外線を照射し、前記蛍光体が発する蛍光を検知することにより、前記テストパターンを検出するものである。

本発明において用いられる被記録媒体は、支持体の表層に蛍光体を含有したインク受容層を少なくとも有している。

支持体としては、従来からインクジェット用記録媒体として用いられている支持体を用いることができ、例えば、普通紙、アート紙、コート紙及びキャストコート紙等の紙単体、プラスチックフィルム、ポリオレフィンで被覆した複合紙、布等を用いることができる。支持体がインクを吸収するとコックリングを起こし、テストパターンとして不正確となるため、平滑度の高い支持体を用いることが好ましく、中でもプラスチックフィルムやポリオレフィンで被覆した複合紙のように非吸水性支持体を用いることが好ましい。支持体として非吸水性支持体を用いることで、テストパターンの記録後もコックリングを起こさず、平滑な表面が維持されるために高精度のテストパターンを記録することができる。

プラスチックフィルムの支持体としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリカーボネート、セロファン等のプラスチックフィルムが挙げられる。

ポリオレフィンで被覆した複合紙は、木材パルプを主原料とし、必要に応じて木材パルプに加えてポリプロピレン等の合成パルプあるいはナイロンやポリエステル等の合成繊維を用いて抄紙された紙を基材とし、両面にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、エチレン、プロピレンを主体とする共重合体等のポリオレフィン樹脂を溶融させて、上記基材に押し出し塗布したものを用いることができる。

インク受容層に含有される蛍光体は、例えばＺｎＳｉＯ_４、ＭｇＷＯ_４等のような無機蛍光体でもよいし、例えばクマリン誘導体、スチルベン誘導体、ピレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、ピラゾリン誘導体等のような有機蛍光体でもよい。

蛍光体には、一般に対象物をより白く見せるために使用される蛍光増白剤を用いることもできる。本発明に利用できる蛍光増白剤としては、例えばチバスペシャリティケミカルズ社よりＵｖｉｔｅｘシリーズ及びＴｉｎｏｐａｌシリーズ、日本曹達社よりＫａｙａｃｏｌｌシリーズ、住友化学工業社よりＷｈｉｔｅｘシリーズ、日本化薬社よりＫａｙａｐｈｏｒシリーズ、バイエル社よりＢｌａｎｋｏｐｈｏｒシリーズ等の商品名で市販されているものが挙げられる。これらの蛍光増白剤は、水溶性染料の場合、水溶性の置換基の種類によりアニオン性及びカチオン性のものがあるが、いずれを用いてもよく、油溶性染料を分散して利用することもできる。

本発明において、このような蛍光体を含有するインク受容層は、顔料と親水性ポリマーからなる微小な多孔質層を設けた空隙型のインク受容層であることが好ましい。インク吸収性及び乾燥性に優れるために、高精度のテストパターンが得られるからである。非吸水性の支持体と組み合わせれば、更にその効果は顕著となる。

顔料としては、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、クレー、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ハイドロタルサイト、珪酸アルミニウム、ケイソウ土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、合成非晶質シリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、コロイダルアルミナ、擬ベーマイト、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、水酸化マグネシウム等の微粒子を、１次粒子のまま、または２次凝集粒子を形成した状態で使用することができる。特に、平均粒子径が１００ｎｍ以下の気相法により合成されたシリカ、コロイダルシリカ及び擬ベーマイトを用いることが好ましい。

平均粒子径は、インク受容層の断面や表面を電子顕微鏡で観察し、１００個の任意の粒子を求め、その単純平均値（個数平均）として求められる。ここで、個々の粒子径は、その投影面積に等しい円を仮定したときの直径で表したものである。

親水性ポリマーとしては、ポリビニルアルコールが好ましく、ポリ酢酸ビニルを加水分解して得られる通常のポリビニルアルコールの他に、末端をカチオン変性したポリビニルアルコールを使用することができる。

また、インク受容層中には、受容層の造膜性を改善し、皮膜強度を上げるためのほう酸、またはその塩、記録後の耐水性や耐湿性を上げるためのカチオン媒染剤等の各種添加剤を添加することもできる。

支持体の表面にこのような蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体を作製するには、インク受容層を形成するための塗布液の調製工程において蛍光体を添加して蛍光体を含有する塗布液を調製し、支持体上にインク受容層を備えた被記録媒体の通常の製法に従い、この塗布液をスライドホッパー型コーター等を用いて支持体上に積層塗布して所定厚の塗膜を形成した後、乾燥させるようにすればよい。

被記録媒体には、目的に応じ、インク受容層に隣接して他の層、例えば顔料インクを使用する場合には、インク溶媒成分が吸収される空隙層を有する顔料インク溶媒吸収層等を有していてもよい。このような他の層を有する場合でも、蛍光体を有するインク受容層は被記録媒体の表層、すなわちインクが着弾する層に位置される。

本発明に係るテストパターン検出方法は、かかる被記録媒体に、記録ヘッドの各ノズルからインクを吐出することにより所定のテストパターン、例えば図７に示したように、記録ヘッド中の不吐出ノズルを検出するためのテストパターンを記録した後、そのテストパターンが記録された被記録媒体に紫外線を照射する。このとき、紫外線が照射された被記録媒体は、そのインク受容層中に含まれる蛍光体が紫外線を吸収して蛍光を発するが、インクにより記録されたテストパターンの部分は、紫外線がテストパターンのインクに吸収されるため、インク下のインク受容層中の蛍光体に届かずに蛍光を発しないか、又は、届いてもテストパターンが記録されていない部位の蛍光体に吸収される紫外線量に比べて少ないため、蛍光の強度が小さい。従って、被記録媒体上の蛍光を検知することで、該被記録媒体上に記録されたテストパターンを、蛍光を発しない非蛍光部として、又は、テストパターンが記録されていない部位に比べて蛍光の強度が小さい暗蛍光部として検出することができる。

被記録媒体に照射される紫外線の波長は、被記録媒体に含まれる蛍光体が吸収することにより蛍光を発すると共に、被記録媒体上のテストパターンを記録したインクに吸収され、該テストパターンが蛍光を発しない、又は、テストパターンが記録されていない部位に比べて強度が小さい蛍光を発する程度の波長であることが必要であり、被記録媒体に含まれる蛍光体の種類やテストパターンを記録するインクの種類に応じて適宜決定される。

被記録媒体に向けて紫外線を照射する手段は、４００ｎｍ以下の紫外領域の光を照射することのできるものであれば特に制限はなく、一般に、低圧水銀灯等の紫外線ランプを用いることができる。低圧水銀灯は、２５４ｎｍ、３０２ｎｍ、３１３ｎｍ、３６５ｎｍ等の各種波長の強い輝線を発光する。このなかから特定の波長の輝線をフィルターで分離して用いてもよい。また、この他、紫外光を発する紫外発光ダイオードや紫外線レーザを用いることもできる。

紫外線の照射は、テストパターンが記録された被記録媒体の全面に対して行うようにしてもよいし、被記録媒体上のテストパターンの部位に局部的（スポット状）に照射するようにしてもよい。前者の場合は紫外線ランプを好適に用いることができ、後者の場合は紫外発光ダイオードや紫外線レーザを好適に用いることができる。

本発明においては、このように紫外線を照射することにより、被記録媒体上に記録されたテストパターンを非蛍光部又は暗蛍光部として識別することができるため、テストパターンそのものをインクの色に左右されることなく検出することができる。従って、従来は検出が困難であった淡Ｙインクや透明インクにより記録されたテストパターンでも、他の色のインクと重ねて記録したり、隣接する他の色のインクのにじみ具合を観察することにより間接的に検出するような必要なく、そのまま検出することが可能であり、これら淡Ｙインク又は透明インクを吐出する記録ヘッドにより記録されたテストパターンを検出する場合に特に顕著な効果を発揮する。

本発明において、淡Ｙインクは染料インクと顔料インクとの制限はなく、いずれを用いることもできる。

染料インクに用いられる染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー：１、４、８、１１、１２、２４、２６、２７、２８、３３、３９、４４、５０、５８、８５、８６、１００、１１０、１４２、１４４、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー：２、３、７、１７、１９、２３、２５、２９、３８、４２、４９、５９、６１、７２、７９、９９、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー：１、２、３、１３、１４、１５、１７、３７、４２、７６、８５、９５、１６８、１７５、Ｃ．Ｉ．ベーシックイエロー：１１、１４、２１、３２等を挙げることができるが、本発明に用いることのできる淡Ｙの染料インクはこれらの染料を用いるものになんら限定されない。

また、顔料インクに用いられる顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、１３、１４、１５、１７、７３、７４、９３、１２８、１３８、１８０等を挙げることができるが、本発明に用いることのできる淡Ｙの顔料インクはこれらの顔料を用いるものになんら限定されない。

透明インクとしては、その目的に応じて各種存在し、例えば液媒体中に少なくとも酸化セリウム系紫外線吸収剤を含有し、先打ち又は通常のインクによって記録した後に後打ちして付着させることで、画像の耐光性及び耐水性を向上させるもの、水性ポリマーを含み、他のカラーインクと同一処理時に吐出させることにより画像の光沢ムラを抑制するもの、ポリマー微粒子分散物を含有する溶液からなり、画像形成と同時又は後に付与して被膜を形成することで、耐候性、耐水性を向上させるもの、ゲルを形成する物質を含むインクとゲルを形成する物質のゲル化を開始させる物質を含むインクとを被記録媒体上で混合させることにより、にじみを低減するもの、カチオン性物質を含む処理液を付与することで、耐水性、印字品質を向上させ、にじみを低減させるもの、インク噴射性、光学濃度、にじみ特性、乾燥時間特性を向上させる凝集剤からなるもの、印字部と非印字部の光沢差を減少させ、にじみ耐性及びコックリング耐性を向上するための無色インクからなるもの等、その目的に応じて各種存在するが、本発明に用いることのできる透明インクはこれらを用いるものになんら限定されない。

本発明に係るテストパターン検出方法は、図７に示したように記録ヘッド中の各ノズルからそれぞれ横線を記録することにより不吐出ノズルを検出するためのテストパターンに限らず、被記録媒体上に記録ヘッドのノズルからインクを吐出して記録することにより、記録ヘッドの状態（プリンタの状態）を検出するためのテストパターンであれば何ら制限なく適用できる。

このようなテストパターンとしては、例えば、記録ヘッドが被記録媒体の幅方向に亘って往復走査されるキャリッジ上に搭載され、該キャリッジの往復走査の過程で被記録媒体に向けてインクを吐出することにより画像記録を行うインクジェットプリンタを例に挙げれば、上記不吐出ノズル検出のためのテストパターンの他に、記録ヘッドの往復着弾位置合わせのためのテストパターン、複数の記録ヘッドの主走査方向位置合わせのためのテストパターン、複数の記録ヘッドの副走査方向位置合わせのためのテストパターンがある。

すなわち、キャリッジの往復走査の過程で被記録媒体に向けてインクを吐出する記録ヘッドの場合、吐出されるインク滴の着弾位置は、キャリッジの移動速度とインク滴の飛翔時間の積に相当する距離だけインクの吐出位置とずれる。このずれはキャリッジ走査の往復で記録する場合、往路と復路とで反対方向になるため、往路と復路とで吐出されるインク滴を同じ位置に着弾させるために、復路では往路の吐出位置よりも所定距離だけ手前で吐出されるように吐出位置を修正し、往復着弾位置を合わせる必要がある。従って、記録ヘッドの往復着弾位置合わせのためのテストパターンにあっては、図８に示すように、キャリッジの往路で記録ヘッドからインクを吐出して副走査方向に沿う複数の縦線Ｌａ_１〜Ｌａ_５を記録し、次いで、復路で吐出位置の修正量を変えながら、上記各縦線Ｌａ_１〜Ｌａ_５と同位置となるタイミングでそれぞれ縦線Ｌｂ_１〜Ｌｂ_５を記録し、往路の縦線Ｌａ_１〜Ｌａ_５の各々と復路の縦線Ｌｂ_１〜Ｌｂ_５の各々の位置が合致したところの修正量（点線で囲んだ部分）を往路と復路の着弾位置が同じになる修正量として検出する。

また、複数並設された記録ヘッドにより画像を記録する場合（同色ヘッドを複数使用する場合、または異なる色のインクを異なるヘッドで吐出させる場合）、各記録ヘッド間の着弾位置を同じにしなくてはならないため、複数の記録ヘッドのうちの１つを基準ヘッドとし、この基準ヘッドに対し、他の記録ヘッドの主走査方向の相対位置を機械的に修正するか、他の記録ヘッドの主走査方向位置のずれ量だけ異なる位置でインクが吐出されるように吐出位置を修正し、複数の記録ヘッドの主走査方向の位置合わせを行う必要がある。従って、この複数の記録ヘッドの主走査方向位置合わせのためのテストパターンにあっては、図９に示すように、キャリッジの主走査の過程（例えば往路）で基準ヘッドからインクを吐出して副走査方向に沿う複数の縦線Ｌｃ_１〜Ｌｃ_５を記録し、次いで、他の調整する記録ヘッドで吐出位置の修正量を変えながら、上記各縦線Ｌｃ_１〜Ｌｃ_５と同位置となるタイミングでそれぞれ縦線Ｌｄ_１〜Ｌｄ_５を記録し、基準ヘッドの縦線Ｌｃ_１〜Ｌｃ_５の各々と調整する記録ヘッドの縦線Ｌｄ_１〜Ｌｄ_５の各々の位置が合致したところの修正量（点線で囲んだ部分）に基づいて、他の記録ヘッドの主走査方向の位置ずれ量を推定し、機械的に位置調整したり、吐出位置の修正量を決定する。

更に、同じく複数並設された記録ヘッドにより画像を記録する場合（同色ヘッドを複数使用する場合、または異なる色のインクを異なるヘッドで吐出させる場合）、各記録ヘッドの副走査方向の相対位置を所定の関係にしなくてはならないため、複数の記録ヘッドのうちの１つを基準ヘッドとし、この基準ヘッドに対し、他の記録ヘッドの副走査方向の相対位置を機械的に修正し、複数の記録ヘッドの副走査方向の位置合わせを行う必要がある。従って、この複数の記録ヘッドの副走査方向位置合わせのためのテストパターンにあっては、図１０に示すように、キャリッジの主走査の過程（例えば往路）で、被記録媒体の搬送量を搬送量を変えながら、基準ヘッドからインクを吐出して主走査方向に沿う複数の横線Ｌｅ_１〜Ｌｅ_５を記録し、次いで、他の調整する記録ヘッドで、上記各横線Ｌｅ_１〜Ｌｅ_５と同位置となる搬送量で被記録媒体を搬送させてそれぞれ横線Ｌｆ_１〜Ｌｆ_５を記録し、基準ヘッドの横線Ｌｅ_１〜Ｌｅ_５の各々と調整する記録ヘッドの横線Ｌｆ_１〜Ｌｆ_５の各々の位置が合致したところの搬送量（点線で囲んだ部分）に基づいて、他の記録ヘッドの副走査方向の位置ずれ量を推定し、位置を調整する。

本発明において、かかるテストパターンの検出は、目視により行うようにしてもよいし、適宜の検出手段、例えばフォトダイオード等の光センサーやＣＣＤ等の画像センサーを用いて行うようにしてもよい。後者の場合はテストパターンの記録から検出までを自動化することができる。

そこで、かかるテストパターンの検出を検出手段を用いて行うようにしたインクジェットプリンタの一例を説明する。

図１は、テストパターンを検出する検出手段を備えたインクジェットプリンタの主要部の概略構成を示す斜視図、図２は、主要部の内部構成を示すブロック図である。

図１において、１ａ〜１ｈはＹＭＣＫのそれぞれ濃淡８色のインクを吐出する８個の記録ヘッドであり、共通のキャリッジ２に搭載されている。キャリッジ２には、２つのプーリー４ａ、４ｂ間に掛け渡されたワイヤー４の両端部が取り付けられていると共に、図中Ａで示す主走査方向に沿って延びる平行な２本のガイドレール３に沿ってスライド可能に設けられている。一方のプーリー４ａには、主走査モータ５が接続されており、キャリッジ２は、この主走査モータ５が回転駆動することによってワイヤー４に引っ張られてガイドレール３をスライドし、主走査方向Ａに沿って往復移動する。

キャリッジ２の下方には搬送ベルト６が配設されている。搬送ベルト６は、図中Ｂで示す副走査方向に所定間隔をおいて配置された２本の搬送ローラ６ａ、６ｂの間に掛け渡されている。一方の搬送ローラ６ｂにはステッピングモータからなる副走査モータ７が駆動力を伝達可能に接続されており、この副走査モータ７が回転駆動することで、搬送ベルト６が回転駆動し、搬送ベルト６上に載置される被記録媒体Ｐを副走査方向Ｂに沿って搬送する。ここで、被記録媒体Ｐは、上述した支持体の表面に蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体である。この被記録媒体Ｐは、インクジェットプリンタにおいてテストパターンの検出を行う場合に使用される。

このインクジェットプリンタは、コントローラ（ＣＰＵ）１００が主走査モータ５を駆動することによりキャリッジ２を主走査方向Ａに沿って移動させ、この移動の過程で、コントローラ１００が所定のタイミングで記録ヘッド１ａ〜１ｈ毎に設けられたヘッドドライバ１０１ａ〜１０１ｈを駆動することにより、記録ヘッド１ａ〜１ｈから搬送ベルト６上に停止している被記録媒体Ｐに向けてインクを吐出する。キャリッジ２の１主走査が終了すると、コントローラ１００は副走査モータ７を駆動することにより搬送ローラ６ｂを回転させ、搬送ベルト６を間欠的に回転させて被記録媒体Ｐを所定量だけ搬送し、上記と同様に次の主走査を行う動作を繰り返していくことで、被記録媒体Ｐ上に、図７〜図１０に示したような所望のテストパターンの記録を行う。

なお、テストパターンを記録するためのデータは、コントローラ１００内の不揮発メモリ（図示せず）に予め記憶されている。また、図１中の符号１０２は、キャリッジ２の主走査方向Ａに沿う位置を検出するためのエンコーダである。

キャリッジ２には、被記録媒体Ｐ上に記録されたテストパターンを検出するための検出器８が設けられている。

図３に検出器８の構成を示す。検出器８は、記録ヘッド１ａ〜１ｈを搭載したキャリッジ２に共に搭載されており、キャリッジ２の下面から被記録媒体Ｐに向けてスポット状に紫外光を照射する紫外線照射手段としての発光素子（紫外発光ダイオード）８１と、被記録媒体Ｐ上に照射された紫外光を受光してテストパターンを読み取るための読み取り手段としてのフォトトランジスタやフォトダイオード等の光センサーからなる受光素子８２とを有している。

発光素子８１と受光素子８２との中心線は一平面上にあって例えば４０°の角度をもって被記録媒体Ｐ上で交わる位置関係にある。発光素子８１から被記録媒体Ｐ上に照射されたスポット状の紫外光は、集光レンズ８３、紫外線カットフィルター８４及び絞り８５を介して受光素子８２に捉えられる。本発明においては紫外線に感度のない受光素子８２を用いることが、発光素子８１から照射される紫外線を検出することがなく、より安定したテストパターンの検出が可能となるために好ましい。図示する態様のように紫外線カットフィルター８４を設けると、紫外線に感度のない受光素子８２を容易に構成することができる。

ここで、検出器８では、発光素子８１から被記録媒体Ｐ上に照射される紫外光が、被記録媒体Ｐ上に記録されるテストパターンの線幅と同じか小さい領域となるように照射されるようにするか、受光素子８２の受光領域が被記録媒体Ｐ上に記録されるテストパターンの線幅と同じか小さい領域となるようにすることにより、受光素子８２によって、テストパターンにより記録された線（縦線又は横線）を蛍光の光量の変化（非蛍光部又は暗蛍光部）として検出することができる。但し、紫外線の照射領域が広くなると、これによる蛍光が被記録媒体Ｐ中のインク受容層中で散乱するので、テストパターンの線の部分のみを受光領域としても線以外の領域の蛍光の散乱光も検出されてしまうおそれがあるため、前者のように、発光素子８１から被記録媒体Ｐ上に照射される紫外光を、被記録媒体Ｐ上に記録されるテストパターンの線幅と同じか小さい領域となるように照射する方が、安定したテストパターンの検出を行う上では好ましい。

検出器８では、発光素子８１から被記録媒体Ｐ上に紫外線を照射すると、受光素子８２によって受光される蛍光の光量信号を電流増幅部８６で増幅し、次いで、その変動分のみを交流増幅部８７において増幅し、基準信号と比較するための信号を得る。次いで、この信号を比較器８８において、低域フィルタ８９を経て生成された基準信号と比較する。比較器８８では、基準信号よりも大きな信号変化を比較する。つまり、発光素子８１からスポット状に照射された紫外光は被記録媒体Ｐ上において蛍光を発するが、テストパターンの線を横切ると、テストパターンのインクに吸収されて蛍光を発しない非蛍光部又は蛍光の強度が小さい暗蛍光部となり、被記録媒体Ｐ上の蛍光を発する部位に比べて光量が大きく低下する。これにより、比較器８８において基準信号よりも大きな光量低下の信号変化の存在が検出される。比較器８８は、この基準信号よりも大きな信号変化が検出された時に、「線有り」の信号をコントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、検出器８から出力される「線有り」の信号によって、被記録媒体Ｐ上にテストパターンの線が記録されていることを検知する。

例えば、被記録媒体Ｐ上に記録されるテストパターンが、図８に示すような記録ヘッドの往復着弾位置合わせのためのテストパターンや、図９に示すような複数の記録ヘッドの主走査方向位置合わせのためのテストパターンである場合にあっては、テストパターンを記録した後、被記録媒体Ｐを再びキャリッジ２の位置に戻してからキャリッジ２を主走査方向Ａに移動させることにより、発光素子８１から照射される紫外光が、図４に示すように被記録媒体Ｐ上に記録されたテストパターンの各縦線Ｌを横切るように走査させる。このとき、被記録媒体Ｐの蛍光が受光素子８２によって検出（High）されるが、紫外光がテストパターンの縦線Ｌを横切った際の蛍光の光量が部分的に低下（Low）する。この光量低下が検出されると、検出器８からコントローラ１００に「線有り」の信号が出力され、コントローラ１００では、このときのエンコーダ１０２から出力される位置情報からキャリッジ２の主走査方向Ａに沿う位置を検出し、テストパターンの縦線Ｌの位置ずれ量を割り出す。

また、被記録媒体Ｐ上に記録されるテストパターンが、図７に示すような不吐出ノズルを検出するためのテストパターンや、図１０に示すような記録ヘッドの副走査方向位置合わせのためのテストパターンである場合にあっては、テストパターンを記録した後、キャリッジ２をテストパターンの記録位置に固定し、テストパターンの部位が検出器８の下方を通過するように、被記録媒体Ｐを再びキャリッジ２の位置に戻してから副走査方向Ｂに移動させることにより、発光素子８１から照射される紫外光が、図５に示すように被記録媒体Ｐ上に記録されたテストパターンの各横線Ｌを横切るように走査させる。このとき、被記録媒体Ｐの蛍光が受光素子８２によって検出（High）されるが、紫外光がテストパターンの横線Ｌを横切った際の蛍光の光量が部分的に低下（Low）する。この光量低下が検出されると、検出器８からコントローラ１００に「線有り」の信号が出力される。コントローラ１００では、この「線有り」の信号の有無によって不吐出ノズルの有無の判断や、このときの副走査モータ７の搬送量（ステップ数）から各横線Ｌの副走査方向Ｂに沿う位置を検出し、テストパターンの横線Ｌの位置ずれ量を割り出す。

また、検出器８の受光素子８２には、以上のような光センサーに代えて、図示しないが、ＣＣＤのような画像センサーを用いることもできる。この場合、紫外線照射手段としては、紫外光をテストパターン全体に照射できるようにすることため、紫外発光ダイオードに代えて、紫外線ランプを用いることが好ましい。

このような画像センサーの場合、レンズを用いて被記録媒体Ｐ上に照射された紫外光による蛍光を結像させるようにする。このときも同様に画像センサーは紫外線に感度のないものとすることが好ましく、紫外線を検出しないように画像センサーの前面に紫外線カットフィルターを挿入することが好ましい。画像センサーにより検出されたテストパターンの画像は、テストパターンの線（縦線又は横線）の部分が蛍光を発しない非蛍光部、又は、蛍光の強度が小さい暗蛍光部となるため影となり、それ以外の部分が強く蛍光を発することにより明るいネガ画像が得られる。このネガ画像を画像処理することにより、テストパターンを解析し、線の有無の検知による不吐出ノズルの検出や、線の位置の検知による各種位置合わせを行うための位置ずれ量を割り出す。

コントローラ１００は、このようなテストパターンの検出結果から、各々の対応を取るように制御を行う。例えば、不吐出ノズルの検出の場合は、テストパターンの検出結果から不吐出ノズルを有する記録ヘッドを特定し、これをインクジェットプリンタに設けられたモニター等からなる表示部１０３（図２参照）に表示させ、ユーザーに当該記録ヘッドのヘッド交換やインク吸引等のヘッドクリーニングを促す警告を発する。あるいは、図示しないが記録ヘッドのヘッドクリーニング（インク吸引、ノズル面のワイピング等）を行うためのクリーニングユニットを設けておき、後工程において、このクリーニングユニットを用いてヘッドクリーニングを実行するように指示を与える。

記録ヘッドの往復着弾位置合わせを行う場合は、コントローラ１００の指示によってヘッドドライバ１０１ａ〜１０１ｈによる各記録ヘッド１ａ〜１ｈの駆動を電気的に調整すればよく、テストパターンの記録から検出、調整までを自動化することができる。また、複数記録ヘッドの主走査方向位置合わせ又は副走査方向位置合わせを行う場合は、表示部１０３に位置ずれ量を表示させ、ユーザーに手動操作によって複数の各記録ヘッドの主走査方向又は副走査方向の位置ずれをそれぞれ調整させるようにしてもよいが、コントローラ１００の指示によって電気的に調整を行うようにすると、同様にテストパターンの記録から検出、調整までを自動化することができるために好ましい。

記録ヘッドの往復着弾位置合わせを電気的に行う場合は、図８に示すテストパターンの往方向と復方向とで一致した縦線Ｌａ_３とＬｂ_３を吐出した時のエンコーダ１０２によるキャリッジ２の位置情報に基づいて、コントローラ１００に予め記憶されているインクの吐出タイミングのデータを修正することで、往復方向での着弾位置のずれを調整する。

複数記録ヘッドの主走査方向位置合わせを電気的に行う場合は、図９に示すテストパターンの往方向と復方向とで一致した縦線Ｌｃ_３とＬｄ_３を吐出した時のエンコーダ１０２によるキャリッジ２の位置情報に基づいて、コントローラ１００に予め記憶されているインクの吐出タイミングのデータを修正することで、複数記録ヘッド間の主走査方向位置のずれを調整する。

また、複数記録ヘッドの副走査方向位置合わせを電気的に行う場合は、図６に示すようにして行うことができる。図６は複数記録ヘッドの副走査方向位置合わせのための調整手段の一例を示している。

各記録ヘッド１ａ〜１ｈは、図６（ａ）に示すように、キャリッジ２に記録ヘッド１ａ〜１ｈ毎に設けられた開口部２１ａ〜２１ｈ内に支持されている。開口部２１ａ〜２１ｈには、記録ヘッド１ａ〜１ｈの副走査方向Ｂに沿う一端との間に圧縮状態にあるバネ２０１ａ〜２０１ｈが設けられていると共に、他端との間に電気・機械変換手段としてのピエゾ素子２０２ａ〜２０２ｈが設けられている。各ピエゾ素子２０２ａ〜２０２ｈは、図６（ｂ）に示すように、コントローラ１００から所定の電圧信号が印加されることにより、印加された電圧と所定の関係をもって高速に応答し、副走査方向Ｂに沿う厚みを変化させることにより、記録ヘッド１ａ〜１ｈの開口部２１ａ〜２１ｈ内の位置を副走査方向Ｂに沿って移動調整する。これにより各記録ヘッド１ａ〜１ｈは、バネ２０１ａ〜２０１ｈとピエゾ素子２０２ａ〜２０２ｈとによって、開口部２１ａ〜２１ｈ内における副走査方向Ｂの各位置が決定されるようになっている。

そして、図１０に示すテストパターンで一致した横線Ｌｅ_３とＬｅ_３を吐出した時の副走査モータ７に印加されたパルス数による搬送量の情報に基づいて、コントローラ１００において、各記録ヘッド１ａ〜１ｈの副走査方向の位置ずれ量を推定し、そのずれ量に相当する電圧を、対応する記録ヘッド１ａ〜１ｈのピエゾ素子２０２ａ〜２０２ｈに印加することで、複数記録ヘッド間の副走査方向位置のずれを調整する。

また、このような複数記録ヘッドの副走査方向位置合わせのための機構は、図示しないが、ピエゾ素子２０２ａ〜２０２ｈに代えて、モータの回転量を各記録ヘッド１ａ〜１ｈの副走査方向に沿う直線的な移動量に変換する機構により構成してもよい。

以上説明した記録ヘッド１ａ〜１ｈは、その中にテストパターンの視認が困難な淡Ｙインクを吐出する記録ヘッドを含むものとしたが、透明インクを吐出する記録ヘッドをこれらの記録ヘッドに代えて又は付加して設けるものであってもよいことはもちろんであり、これら淡Ｙインクや透明インクを吐出する記録ヘッドを少なくとも有する場合は、テストパターンそのものを容易に検出することができるという本発明の効果が顕著に得られる。

また、キャリッジ２上に搭載される記録ヘッドの数は、図示する８個に何ら限定されず、例えば１個のみでもよい。この場合は、テストパターンによって不吐出ノズルの検出又は往復着弾位置合わせのための検出を行うことができる。この１個の記録ヘッドが淡Ｙインク又は透明インクを吐出するヘッドである場合、本発明の効果は顕著に得られる。

更に、本発明に係るテストパターン検出方法は、記録ヘッドが被記録媒体の幅方向に亘って往復走査されることにより画像記録を行うタイプのプリンタの状態を検出するためのテストパターンを検出するものに限らず、記録ヘッドが被記録媒体の幅一杯に亘って固定状に設けられたラインヘッドからなり、被記録媒体を副走査方向に一定速度で搬送しながら画像記録を行うタイプのプリンタの状態を検出するためのテストパターンを検出するものにも適用できる。この場合、インクジェットプリンタは、検出器８をキャリッジに搭載し、被記録媒体の幅方向に亘って往復走査可能に設けることで、上記と同様にテストパターンの検出を自動で行うことができる。

テストパターンを検出する検出手段を備えたインクジェットプリンタの主要部の概略構成を示す斜視図 インクジェットプリンタの主要部の内部構成を示すブロック図 検出器の構成を示す断面図 テストパターンの縦線と受光素子で検出される蛍光の強度を示す図 テストパターンの横線と受光素子で検出される蛍光の強度を示す図 （ａ）は記録ヘッドの副走査方向位置合わせのための構成の一例を示す断面図、（ｂ）はその主要部の構成を示すブロック図 不吐出ノズルの検出のためのテストパターン例 記録ヘッドの往復着弾位置合わせのためのテストパターン例 複数記録ヘッドの主走査方向位置合わせのためのテストパターン例 複数記録ヘッドの副走査方向位置合わせのためのテストパターン例

符号の説明

１ａ〜１ｈ：記録ヘッド
２：キャリッジ
３：ガイドレール
４：ワイヤー
５：主走査モータ
６：搬送ベルト
６ａ、６ｂ：搬送ローラ
７：副走査モータ
８：検出器
８１：紫外発光ダイオード
８２：受光素子
Ｐ：被記録媒体

Claims (9)

1. 記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うインクジェットプリンタの状態を、前記記録ヘッドによって被記録媒体に淡Ｙインク又は透明インクでテストパターンを記録して検出する方法であって、
   支持体の表面に蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体にテストパターンを記録した後、
   前記テストパターンが記録された前記被記録媒体に紫外線を照射し、
   前記蛍光体が発する蛍光を検知することにより、前記テストパターンを検出することを特徴とするテストパターン検出方法。
2. 記録ヘッドからインクを吐出して記録を行うインクジェットプリンタの状態を、前記記録ヘッドによって被記録媒体にテストパターンを記録して検出する方法であって、
   支持体の表面に蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体にテストパターンを記録した後、
   前記テストパターンが記録された前記被記録媒体に紫外線を照射し、
   前記蛍光体が発する蛍光を前記紫外線に感度のない受光素子を用いて検知することにより、前記テストパターンを検出することを特徴とするテストパターン検出方法。
3. 前記テストパターンを記録する前記インクは淡Ｙインク又は透明インクであることを特徴とする請求項２記載のテストパターン検出方法。
4. 前記被記録媒体は、前記支持体が非吸水性であり、前記インク受容層が顔料と親水性ポリマーからなる微小な多孔質層を設けた空隙型であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のテストパターン検出方法。
5. 前記テストパターンは、前記記録ヘッドの不吐出ノズルを検出するためのテストパターン、前記記録ヘッドの主走査方向に沿う往復動作時の着弾位置合わせのためのテストパターン、複数の前記記録ヘッドの各々の主走査方向の位置合わせのためのテストパターン、複数の前記記録ヘッドの各々の副走査方向の位置合わせのためのテストパターンのうちの少なくともいずれか１種であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のテストパターン検出方法。
6. 被記録媒体に淡Ｙインク又は透明インクを吐出して記録を行う記録ヘッドを少なくとも有するインクジェットプリンタであって、
   支持体の表面に蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体にテストパターンを記録するテストパターン記録手段と、
   前記テストパターンを記録した後の前記被記録媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
   前記紫外線照射手段により紫外線が照射された前記被記録媒体の前記蛍光体が発する蛍光を検知することにより、前記テストパターンを読み取る読み取り手段と、
   前記読み取り手段により読み取った前記テストパターンに基づいて前記記録ヘッドの記録状態を調整する調整手段と、
   を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
7. 記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェットプリンタであって、
   支持体の表面に蛍光体を含有したインク受容層を有する被記録媒体にテストパターンを記録するテストパターン記録手段と、
   前記テストパターンを記録した後の前記被記録媒体に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
   前記紫外線照射手段により紫外線が照射された前記被記録媒体の前記蛍光体が発する蛍光を前記紫外線に感度のない受光素子によって検知することにより、前記テストパターンを読み取る読み取り手段と、
   前記読み取り手段により読み取った前記テストパターンに基づいて前記記録ヘッドの記録状態を調整する調整手段と、
   を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
8. 前記記録ヘッドは、少なくとも淡Ｙインク又は透明インクを吐出する記録ヘッドを含むことを特徴とする請求項７記載のインクジェットプリンタ。
9. 前記記録ヘッドは、主走査方向に往復移動可能に設けられたキャリッジに搭載され、前記紫外線照射手段及び前記読み取り手段は、前記記録ヘッドと同一のキャリッジに設けられていることを特徴とする請求項６、７又は８記載のインクジェットプリンタ。

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