JP5899800B2 - 印刷装置、および補正方法 - Google Patents
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Description
前記第2の方向に移動しつつ、前記媒体上に照射して光の反射光強度に応じた信号を出力する光学センサーと、を備え、
第1の階調値のパッチと、前記第1の階調値よりも濃い階調値の第2の階調値のパッチと、前記第1の階調値と前記第2の階調値との間の複数の階調値のパッチとを含むパターンを用いて、前記インクの吐出量を補正する場合に、
前記第2の方向において各パッチの位置が異なるように、前記パターンを形成するパッチパターン形成ステップと、
前記第2の階調値のパッチの前記信号と、前記パターンのうち前記第2の階調値のパッチ以外のパッチでの前記信号と、を出力する濃度測定ステップと、
前記媒体のうち前記インクが吐出されていない空白領域であって、前記第2の階調値のパッチと前記第2の方向における位置が同じ領域での前記信号と、前記空白領域であって、前記第2の階調値のパッチ以外のパッチと前記第2の方向における位置が同じ領域での前記信号と、を出力する媒体濃度測定ステップと、
前記濃度測定ステップと前記媒体濃度測定ステップとで出力された前記信号を用いて、前記第2の階調値のパッチ以外のパッチの位置に、前記第2の階調値のパッチが形成された場合の前記信号を出力する濃度予測ステップと、
前記濃度予測ステップで出力された前記信号を用いて、前記第2の階調値のパッチ以外のパッチの階調値に対応する吐出量を補正する補正ステップと、
を行う印刷装置。
本発明の実施形態は、上記主たる発明に対応する実施形態が備える特徴の他に、以下の特徴を備えていてもよい。
複数の前記パターンのうちの隣接する前記パターンは、前記空白領域が介在され、
前記濃度予測ステップにおいて用いられる前記媒体濃度測定ステップの前記信号は、当該濃度予測ステップにおいて用いられる前記濃度測定ステップの前記信号を出力したパターンに隣接する前記空白領域の信号であること。
前記複数の階調値のパッチは、それぞれ、前記第1の方向の幅が、前記検出領域の前記第1の方向の幅よりも広く、前記第2の方向の幅が、前記検出領域の前記第2の方向の幅よりも狭いこと。
前記ヘッドにより、媒体が搬送される第1の方向と直交する第2の方向において各パッチの位置が異なるように、前記パターンを形成するパッチパターン形成ステップと、
前記媒体上に照射して光の反射光強度に応じた信号を出力する光学センサーにより、前記第2の階調値のパッチの前記信号と、前記パターンのうち前記第2の階調値のパッチ以外のパッチでの前記信号と、を出力する濃度測定ステップと、
前記センサーにより、前記媒体のうち前記インクが吐出されていない空白領域であって、前記第2の階調値のパッチと前記第2の方向における位置が同じ領域での前記信号と、前記空白領域であって、前記第2の階調値のパッチ以外のパッチと前記第2の方向における位置が同じ領域での前記信号と、を出力する媒体濃度測定ステップと、
前記濃度測定ステップと前記媒体濃度測定ステップとで出力された前記信号を用いて、前記第2の階調値のパッチ以外のパッチの位置に、前記第2の階調値のパッチが形成された場合の前記信号を出力する濃度予測ステップと、
前記濃度予測ステップで出力された前記信号を用いて、前記第2の階調値のパッチ以外のパッチの階調値に対応する吐出量を補正する補正ステップと、
を含む補正方法としている。
図1は、実施形態に係る印刷装置1の機能ブロック図であり、図2は、印刷装置1の内部構造の概略を示す図である。なお、図2(A)は、その内部構造の斜視図であり、図2(B)は側面図である。印刷装置1は、コントローラー10、搬送ユニット20、キャリッジユニット30、ヘッドユニット40、および検出器群50を主要な構成として含んでいる。
印刷装置1では、ヘッド41の個体差などに起因して同じ機種の印刷装置1であっても、その印刷特性(濃度や明度、彩度、色相など)が一致しない可能性がある。また、同一の印刷装置1であっても、印刷特性が経時変化することもある。そこで、印刷装置1には、媒体Sに各階調値に対応する複数パッチを含むパターンを形成し、その各階調値について、期待されるパッチの濃度(期待値)と実際に媒体S上に形成されたパッチの濃度(測定値)との誤差を検出し、誤差が低減するようにインクの吐出量を補正するカラーキャリブレーション機能が設けられている。
カラーキャリブレーションは、第1の階調値のパッチと、第1の階調値よりも濃い階調値の第2の階調値のパッチと、第1の階調値と第2の階調値との間の複数の階調値のパッチとを含むパターンを用いてインクの吐出量を補正するものである。ここで、カラーキャリブレーション機能による階調の補正手順について一例を挙げると、まず、印刷装置1が扱う各色のインク(例えば、C,M,Y,Kの色インク)毎に階調値が異なる多数のパッチを媒体S上に形成し、それぞれのパッチの反射光強度を光学センサー54を用いて読み取る。そして、読み取り値から求められる測定値と各パッチの期待値との誤差を検出し、その誤差に基づいて階調値と実際に吐出するインクの量などの値などを変更する。すなわち、所定の階調値が与えられた際に、媒体S上のパッチに対する測定値が期待値に一致するように補正する。
上述したように、カラーキャリブレーションによって期待値と測定値とを一致させることが可能となる。ところで、従来例に係るカラーキャリブレーション方法に際しては、濃度が異なる多数のパッチを媒体S上に形成することになるが、実際には、同じ階調値に基づいて形成したパッチであっても、そのパッチの形成位置によって測定値に誤差が生じる可能性がある。
上述したように、従来例に係るカラーキャリブレーション方法では、同じ階調値に基づいて形成したパッチであっても、そのパッチの形成位置によって測定値に誤差が生じる、という問題があった。そこで、この問題を解決するための一般的なカラーキャリブレーション方法(以下、比較例1)について説明する。図5に、比較例1に係るカラーキャリブレーション方法について、その概略を示した。比較例1では、この図5に示したように、まず、媒体面Sの走査方向に亘って100%ベタの帯状のパッチ(以下、帯状ベタ)P100と、ホーム位置からフル位置に向かって徐々に階調値が異なるパッチPpを走査方向に帯状に並べて、走査方向に向かって徐々に濃度が変化するグレースケールの帯状パターン(以下、グレースケールパターン)Pgとを搬送方向に平行に形成する。すなわち、走査方向の所定の位置と所定の階調値とが対応付けされたパッチPpを形成する。
図5に示した比較例1に係るカラーキャリブレーション方法では、印刷装置1の機械的な精度に起因してプラテンギャップに誤差があっても、パッチの形成位置に関わる問題を解決することができる、しかし、比較例1に係るカラーキャリブレーション方法にも問題がある。具体的には、帯状ベタP100を走査方向に亘って形成する必要があり、媒体S上には、多量のインクが所定の帯状領域に集中して吐出されることになる。そのため、媒体Sの種類によっては、媒体Sにインクが多量に染みこんで媒体Sが膨潤し、媒体Sが波打つ、所謂「紙よれ」「コックリング」などと呼ばれる現象(以下、紙よれ)が発生する。そのため、走査方向における各位置で、プラテンギャップとは別の紙よれに起因する濃度ムラが発生する。すなわち、媒体Sのおもて面と光学センサー54の読み取り面との距離には、印刷装置1の機械的なプラテンギャップに起因する高低差の他に、紙よれによる高低差が含まれることになる。しかも、紙よれによる高低差は、プラテンギャップのようにホーム側とフル側との間の単純な高低差ではなく、走査方向の各位置で不規則で短い周期で発生することになる。そのため、走査方向の各位置で紙白と100%ベタの濃度を測定して正規化したとしても、紙よれによる不規則な高低差により、キャリブレーションの機会ごとに、正規化の基準となる紙白と100%ベタの濃度の数値範囲が大きく異なってしまう。そこで、以下では、プラテンギャップなどの印刷装置1自体の機械的精度などに起因する濃度ムラと紙よれに起因する濃度ムラの双方を考慮し、精度よくカラーキャリブレーションを行える方法(以下、キャリブレーション方法)を実施例として挙げる。
第1の実施例として、印刷装置1自体の機械的精度などに起因する濃度ムラと紙よれに起因する濃度ムラの双方を考慮したキャリブレーション方法の基本原理を挙げる。
上記、比較例1は、媒体S上の各位置に形成されているパッチの濃度の実測値に基づいてカラーキャリブレーションを行っている。したがって、紙よれが発生しなければ、精度が高いカラーキャリブレーション方法である、と言える。そこで、まず、比較例1に係るキャリブレーション方法による補正効果と、第1の実施例に係るキャリブレーション方法による補正効果との差異を確認する。そして、そのために、印刷装置1を、フル側のプラテンギャップがホーム側よりも150μm大きくなるように調整し、その上で、紙よれが発生しにくい媒体Sを用い、当該媒体S上に複数の帯状パターンを形成した。図6に当該複数の帯状パターン(C1〜C3:M1〜M3:Y1〜Y3)が形成された媒体Sの概略図を示した。各帯状パターン(C1〜C3:M1〜M3:Y1〜Y3)は、それぞれ、走査方向に亘って同じ階調値に対応する濃度で形成されており、この例では、シアンC、マゼンダM、イエローYの各色について、帯状ベタ(C3,M3,Y3)と、C、M、Yの各色について、2つの中間調に対応する階調値で形成した2本の帯状パターン(C1とC2,M1とM2,Y1とY2、以下帯状中間調パターン)を形成した。すなわち、各色3本、合計9本の帯状パターンを形成した。そして、走査方向に亘って紙白となっている空白領域PWと、各帯状パターン(C1〜C3:M1〜M3:Y1〜Y3)について、走査方向の各位置での濃度を測定した。
比較例1に係るキャリブレーション方法では、空白領域PWにおけるある任意の測定点での紙白の濃度と、同じ測定点での各色の100%のベタの帯状パターン(C3,M3,Y3)、および各色の帯状中間調パターン(C1とC2,M1とM2,Y1とY2)の濃度を測定し、これらの測定値を用いて図4に示したような正規化された濃度特性Rを特定している。ここで、ある階調値で形成したシアンCの帯状中間調パターンC1に対応するグラフ曲線C1(p)を例に挙げて説明すると、空白領域PWにおけるある任意の測定点をp1として、当該p1での紙白の濃度をPW(p1)、シアンCの帯状ベタC3上で、測定点p1における濃度をC3(p1)、帯状中間調パターンC1上で、測定点p1における測定値をC1(p1)とすれば、この中間調の測定値C1(p1)を正規化した値RC1(p1)は、
RC1(p1)={C1(p1)−C3(p1)}/{PW(p1)−C3(p1)}
で表される。すなわち、紙白、100%ベタ、中間調のそれぞれの濃度が全て同一の測定点p1でされ、その測定値に基づいて当該中間調の濃度が正規化されている。しかし、上述したように、この比較例1のカラーキャリブレーション方法では、補正の精度を高くすることが可能である反面、帯状ベタC3や帯状中間調パターンC1の形成が必須となり、媒体Sの種類によっては、紙よれに関わる問題が発生することが知られている。紙よれが発生しなくても媒体Sやインクの消費量に関わる問題が存在する。
次に、第1の実施例に係るカラーキャリブレーション方法による補正手順について説明する。第1の実施例は、概略的には、光学センサー54が出力した、走査方向の所定に位置に形成されている100%ベタの濃度に相当する信号と、同じ位置での紙白の濃度に相当する信号とを用い、上記所定の位置以外の位置に100%ベタのパッチが形成された場合に、そのパッチを光学センサー54が読み取ったときの信号を予測するものである。以下に、帯状中間調パターンC1に対応するグラフ曲線C1(p)を例に挙げてより具体的に説明する。
C3’(p1)={PW(p1)−PW(p2)}+C3(p2)…<式1>
次に、上記予測値C3’(p1)と、帯状中間調パターンC1における任意の測定点p1での測定値C1(p1)と、当該測定点p1にける紙白の測定値PW(p1)とに基づいて当該中間調の測定値を正規化した値R’C1(p1)を以下の式2に基づいて求める。
R’C1(p1)=
{C1(p1)−C3’(p1)}/{PW(p1)−C3’(p1)}…<式2>
上述した第1の実施例では、帯状ベタC1上の任意の測定点p1における予測値C3’(p1)を推算している。そこで、この第1の実施例の効果が特別であることを確認するために、帯状ベタC1上の任意の測定点p1における予測値C3’(p1)を推算せず、任意の測定点p1における紙白の測定値PW(p1)と、中間調の帯状パターンC1における同じ測定点p1での測定値C1(p1)と、帯状ベタC3上の特定の測定点p2における測定値C3(p2)とを用いて測定値C1(p1)を正規化するキャリブレーション方法を比較例2として挙げる。すなわち、比較例2に係るカラーキャリブレーション方法では、ある中間調の帯状パターンC1上の任意の測定点p1での測定値C1(p1)を正規化した値R’C1(p1)を以下の式に基づいて計算している。
R’C1(p1)={C1(p1)−C3(p2)}/{PW(p1)−C3(p2)}
図8は、上記比較例1、第1の実施例、および比較例2のそれぞれに係るキャリブレーション方法による補正効果の差異を示している。当該図8では、シアンCのインクを用いて形成したある中間調の帯状パターンC1上の測定点pを横軸とし、上記従来例、比較例、および第1の実施例の方法で各測定点pにおける帯状パターンC1の測定値を正規化したときの値を縦軸にしたグラフを示している。すなわち、図8に示したグラフは、図4において、帯状パターンC1の階調値がxであるとして、その階調値xにおける濃度特性曲線R上の点R(x)を測定点ごとに求めることに相当する。なお、第1の実施例と比較例では、特定の測定点での100%ベタの濃度として、最もフル側からホーム側に向けて連続する20箇所の測定点での濃度を平均した値を採用している。なお、図8(A)に示したグラフは、各キャリブレーション方法による補正効果についての総体的な傾向を示すものであり、図8(B)は、(A)における円内を拡大した図である。
図10は、第1の実施例に係るキャリブレーション方法の手順をコントローラー10における情報処理の流れ図として示した。ここでは、ある色(Aとする)のある階調値(xとする)のパッチAxを用いてカラーキャリブレーションを行う例を示している。また、紙白の階調値をNとし(s1)、階調値が0〜Nまであることとしている。まず、紙白の状態から徐々に階調値を下げていき(s2)、階調値が100%ベタに対応する値でなければ、全測定点pにおける紙白の濃度PW(p)を測定し(s3→s4)、各測定点pでの紙白の測定値PW(p)を記憶する(s5)。
上記第1の実施例は、例えば、印刷装置1自体の組み立て精度や加工精度を起源とするするプラテンギャップの誤差と、紙よれに起因するプラテンギャップの誤差の双方を考慮したカラーキャリブレーション方法であって、プラテンギャップの誤差の有無や、その誤差の起源に依らず精度の高いカラーキャリブレーションを行える。ところで、光学センサー54による読み取り領域(検出スポット)は、例えば、直径数mm程度の円形領域であり、ここで例示した印刷装置1では、検出スポットが直径8mmの光学センサー54を用いている。したがって、第1の実施例の方法でカラーキャリブレーションを行う際にグレースケールパターンを媒体S上に形成すると、一つのグレースケールパターンに含まれる個々のパッチを検出スポットよりも大きく形成する必要がある。そのため、一つのグレースケールパターン内に全ての階調値のパッチを形成することができず、階調値の範囲が異なる複数のグレースケールパターンを搬送方向に形成することなる。そして、その複数のグレースケールパターンのそれぞれに含まれるパッチの濃度を測定することになる。したがって、カラーキャリブレーションの実行に長い時間を要する。もちろん、複数のグレースケールパターンを形成するために多量のインクを用いることにもなる。全階調に対応するパッチを形成するために、複数のグレースケールパターンを媒体Sに亘って形成したり、大きな媒体S上に形成したりすることも考えられ、媒体Sの消費量も多くなる。そこで、第2の実施例として、グレースケールパターンや、そのグレースケールパターンに含まれる各階調値に対応するパッチの大きさや形状を工夫することで、濃度の測定時間を短縮し、インクや媒体Sの使用量も削減できるキャリブレーション方法を挙げる。
上記第1および第2の実施例では、走査方向の全ての測定点について紙白の測定値を特定することとしていたが、離散的に複数の測定点で紙白の反射光強度を測定し、各測定値同士を補間して走査方向の各位置と紙白の濃度との関係を特定してもよい。また、パッチについても、全階調値に対応して形成せず、離散的な階調値に対応する濃度のパッチを形成し、離散的な階調値での濃度の測定値同士を補間することで、全階調値についての測定値特性を特定してもよい。
13 メモリー、14 通信インターフェイス、20 搬送ユニット、
21 給紙ローラー、22 搬送モーター、23 搬送ローラー、24 プラテン、
25 排紙ローラー、30 キャリッジユニット、31 キャリッジ、
32 キャリッジモーター、33 キャリッジガイド軸、40 ヘッドユニット、
41 ヘッド、43C,43M,43Y,43K ノズル列、50 検出器群、
51 リニア式エンコーダー、52 ロータリー式エンコーダー、
53 紙検出センサー、54 光学センサー、55 光源、56 受光素子、
C1〜C3,M1〜M3,Y1〜Y3 帯状パターン、N ノズル、
P 期待値特性、P100 帯状ベタ、Pg,Pg2 グレースケールパターン、
Pb 100%ベタのパッチ、Pp パッチ、Ps スリット状パッチ、
PW 空白領域、R 測定値特性 S 媒体
Claims (5)
- 媒体を第1の方向に搬送する搬送ユニットと、
前記第1の方向と直交する第2の方向に移動しつつ、インクを吐出するヘッドと、
前記第2の方向に移動しつつ、前記媒体上に照射して光の反射光強度に応じた信号を出力する光学センサーと、
を備え、
第1の階調値のパッチと、前記第1の階調値よりも濃い階調値の第2の階調値のパッチと、前記第1の階調値と前記第2の階調値との間の複数の階調値のパッチとを含むパターンを用いて、前記インクの吐出量を補正する場合に、
前記第2の方向において各パッチの位置が異なるように、前記パターンを形成するパッチパターン形成ステップと、
前記第2の階調値のパッチを読み取った時の前記信号と、前記パターンのうち前記第2の階調値のパッチ以外のすべてのパッチを読み取った時の前記信号の値と、を出力する濃度測定ステップと、
前記媒体のうち前記インクが吐出されていない空白領域であって、前記第2の階調値のパッチと前記第2の方向における位置が同じ領域である空白を読み取った時の前記信号の値と、前記空白領域であって、前記第2の階調値のパッチ以外のすべてのパッチと前記第2の方向における位置が同じ領域を読み取った時の前記信号の値と、を出力する媒体濃度測定ステップと、
前記濃度測定ステップと前記媒体濃度測定ステップとで出力された前記信号の値を用いて、前記第2の階調値のパッチ以外のすべてのパッチの位置に、前記第2の階調値のパッチを形成した場合の前記信号の予測値を出力する濃度予測ステップと、
前記濃度予測ステップで出力された前記信号を用いて、前記第2の階調値のパッチ以外のパッチの階調値に対応する吐出量を補正する補正ステップと、
を行う印刷装置。 - 前記パターンは、前記第2の方向において、前記第1の階調値のパッチ、前記複数の階調値のパッチ、前記第2の階調値のパッチの順に並ぶ、請求項1に記載の印刷装置。
- 前記パターンは、前記第1の方向に複数形成され、
複数の前記パターンのうちの隣接する前記パターンは、前記空白領域が介在され、
前記濃度予測ステップにおいて用いられる前記媒体濃度測定ステップの前記信号は、当該濃度予測ステップにおいて用いられる前記濃度測定ステップの前記信号を出力したパターンに隣接する前記空白領域の信号である、請求項2に記載の印刷装置。 - 前記第1の階調値のパッチと前記第2の階調値のパッチとは、それぞれ、前記第1の方向の幅が、前記光学センサーの受光部が読み取り可能な検出領域の前記第1の方向の幅よりも広く、前記第2の方向の幅が、前記検出領域の前記第2の方向の幅よりも広く、
前記複数の階調値のパッチは、それぞれ、前記第1の方向の幅が、前記検出領域の前記第1の方向の幅よりも広く、前記第2の方向の幅が、前記検出領域の前記第2の方向の幅よりも狭い、
請求項2または請求項3に記載の印刷装置。 - 第1の階調値のパッチと、前記第1の階調値よりも濃い階調値の第2の階調値のパッチと、前記第1の階調値と前記第2の階調値との間の複数の階調値のパッチとを含むパターンを用いて、ヘッドが吐出するインクの吐出量を補正する補正方法であって、
前記ヘッドにより、媒体が搬送される第1の方向と直交する第2の方向において各パッチの位置が異なるように、前記パターンを形成するパッチパターン形成ステップと、
前記媒体上に照射して光の反射光強度に応じた信号を出力する光学センサーにより、前記第2の階調値のパッチを読み取った時の前記信号と、前記パターンのうち前記第2の階調値のパッチ以外のすべてのパッチを読み取った時の前記信号の値と、を出力する濃度測定ステップと、
前記センサーにより、前記媒体のうち前記インクが吐出されていない空白領域であって、前記第2の階調値のパッチと前記第2の方向における位置が同じ領域を読み取った時の前記信号の値と、前記空白領域であって、前記第2の階調値のパッチ以外の前記すべてのパッチと前記第2の方向における位置が同じ領域を読み取った時の前記信号と、を出力する媒体濃度測定ステップと、
前記濃度測定ステップと前記媒体濃度測定ステップとで出力された前記信号の値を用いて、前記第2の階調値のパッチ以外のパッチの位置に、前記第2の階調値のパッチを形成した場合の前記信号の予測値を出力する濃度予測ステップと、
前記濃度予測ステップで出力された前記信号を用いて、前記第2の階調値のパッチ以外のパッチの階調値に対応する吐出量を補正する補正ステップと、
を含む補正方法。
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