JP6159206B2 - 記録装置及び検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、インクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドを用いた記録装置及びシートの移動の検出方法に関する。

シートを搬送しながら記録を行う際、その搬送誤差により移動量にばらつきが生じ、結果として記録画像に濃度ムラ等が発生し、画像品質を劣化させることがある。この問題に対応するためシートの表面に微細なインクドットによる検出パターンを記録装置で記録し、搬送されるシートに記録された検出パターンを所定タイミングで複数回撮像し、これを画像処理する事で高精度なシートの移動量を検出する方法がある。

例えば、特許文献１に開示される方法は次のようにシートの移動量を検出する。まずシートの移動量を検出するためにシート上に検出パターンを記録し、その検出パターンをイメージセンサ等の撮像素子にて異なるタイミングで２回撮像する。その後、１回目に撮像して得られた画像データの中から特定のテンプレート画像を抽出し、そのテンプレート画像が、２回目の撮像画像のどこに存在するかを既存のパターンマッチング技術を用いて検出し、この結果からシートの移動量を算出している。

特開２０１１−０９５１６２号公報

長いロール状のシートの中には、製法上の不具合によりシートの表面に汚れ、泡、キズ、ごみ、しわ、濃度ムラ等の不良部分が生じる事がある。このため、不良部分の直前にその存在を知らせるための目印を付けることがなされている。

しかしながら、特許文献１のようにシートの表面に検出パターンを記録して撮像する場合、検出パターンを構成するドットがシートの不良部分あるいは不良部分を知らせる目印の上に打たれると、不良部分あるいは目印にドットが埋もれて目立たなくなる。このため、パターンマッチングの検出精度が落ちる可能性がある。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、シートに不良部分があったとしてもシートの搬送量や搬送速度などの移動状態を高精度に検出することが可能な記録装置及び検出方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の記録装置は次のような構成からなる。

即ち、記録ヘッドによりシートに画像を記録する記録装置であって、前記シートを搬送する搬送手段と、前記シートの搬送方向に関し、前記記録ヘッドの設置された位置より上流側に設けられ、前記シートの移動状態を検出するために、パターンを前記シートに記録するマーキングヘッドと、前記シートの搬送方向に関し、前記マーキングヘッドより上流側に設けられ、前記シートに不良部分があることを示すマークを検出する検出手段と、前記検出手段により前記マークが検出された場合には、前記パターンとは異なるパターンを前記マーキングヘッドにより記録するよう制御する制御手段とを有することを特徴とする。

また本発明を別の側面から見れば、移動するシートにマーキングヘッドによりパターンを記録し、記録した前記パターンを検出することでシートの移動状態を検出する方法であって、前記マーキングヘッドより上流側に設けられたセンサにより、前記シートに不良部分があることを示すマークを検出し、前記マークが検出された場合には、前記パターンとは異なるパターンを前記マーキングヘッドにより記録することを特徴とする検出方法を備える。

本発明によれば、シートに、例えば、汚れ、泡、キズ、ごみ、シワ、濃度ムラなどの不良部分があったとしてもシートの移動状態を高精度に検出することができるという効果がある。

本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の概観斜視図である。 図１に示す記録装置における記録部の内部構成を示す図である。 センサユニット７０１の構成図である。 シートの移動量検出の概要を示す図である。 実施例１に従う不良部分を含むシートの移動量検出処理を示すフローチャートである。 シートの不良部分での検出パターン書換えを示す図である。 実施例２に従うセンサユニット７０１の配置を示す図である。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

インクジェット記録装置の実施例について説明する。この記録装置は、ロール状に巻かれた連続シート（記録媒体）を使用した高速ラインプリンタであり。例えば、プリントラボ等における大量枚数のプリント分野に適している。

図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置（以下、記録装置）の概観斜視図である。図１に示されるように、記録装置は概略、記録部１、シート供給部２、シート巻取部３、制御部６を有する。

シート供給部２はロール状に巻かれたロールシート４を保持して、連続シートをロールから引き出しながら記録部１に供給する。記録部１では連続シートであるシート８に複数の画像を順次、記録する。記録された連続シートは、シート巻取部３にてロールシート５として巻き取られてゆく。制御部６は、コントローラ、メモリ、各種Ｉ／Ｏインタフェースを有し、記録装置全体の制御を司る。制御部６は記録装置自体に内蔵されていてもよいし、記録装置に接続される外部のホストコンピュータであってもよい。なお、シート搬送経路の任意の位置において、シート供給部２に近い側を「上流」、その逆側を「下流」という。

図２は記録部１の内部構成を示す図であり、図２（ａ）は記録部１の上面図であり、図２（ｂ）は記録部１の側面図である。

記録部１のヘッドホルダ１０には４つのインクジェット記録ヘッド１７〜２０が搭載され、これらの４つの記録ヘッドが一体に保持される。それらは吐出されるインクの色に従って、ブラックインク色用のブラックヘッド１７、シアン色用のシアンヘッド１８、マゼンタ色用のマゼンタヘッド１９、イエロ色用のイエロヘッド２０である。各記録ヘッドは、使用が想定される最大記録幅をカバーする範囲でノズル列が形成されたフルライン記録ヘッドである。インクジェット記録方式は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等を採用することができる。

なお、インク色の数や記録ヘッドの数は４つには限定はされるものではなく、さらに多い数又は少ない数のインク色を用いても良いし、さらに多い数又は少ない数の記録ヘッドを用いてもよい。この実施例では、各記録ヘッドにはインクチューブが接続され、インクタンク（不図示）からインクが供給される構成となっている。しかしながら、各記録ヘッドは対応する色のインクを貯蔵するインクタンクと一体のユニットとしてもよい。

このような記録ヘッドの配置によりシートが矢印Ａ方向を搬送しながら、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロの順に画像が記録されてゆく。

ロール状に巻かれた連続シートであるシート８はシート供給部２から記録部１に供給され、図２（ｂ）に示すように矢印Ａ方向に搬送される。記録部１におけるシート搬送機構として、搬送ローラ１１と従動回転するピンチローラ１２からなるメイン搬送ローラ対が備えられる。各色ヘッドの下流側には搬送ローラ１３と従動回転するピンチローラ１４からなるサブ搬送ローラ対が４組設けられている。

さて、４つの記録ヘッドの上流側には、センサユニット７０１とマーキングヘッド５００とが設けられている。図２（ａ）と図２（ｂ）とから分かるように、マーキングヘッド５００とセンサユニット７０１とは記録ヘッドの上流側でかつシートの幅方向に関して略中央に配置される。マーキングヘッド５００はインク吐出面５０１を備えたインクジェット記録ヘッドであり、ヘッドホルダ７に備えられる。また、インク吐出面５０１と対向する側にはインク受け３０とマーキングヘッド５００のインク吐出面５０１をクリーニングするブレード３１が備えられる。

センサユニット７０１は、これによって撮像された画像データをもとに、パターンマッチングによりシート８の移動量または移動速度を検出するために用いられる。マーキングヘッド５００はその検出のための補助画像すなわち補助ドットを記録する。

センサユニット７０１とマーキングヘッド５００のこのような配置によって、フチなし全面印刷に対応でき、各記録ヘッドのミストの影響を受けにくく、シートの微小蛇行および微小スキュウに対して平均的な移動量が検出できる。

なお、マーキングヘッド５００よりさらに給紙側には、シート上に付された不良紙目印を検出する不良紙目印検出センサ７００が配置される。不良紙目印検出センサ７００は発光素子と受光素子から成る反射型光センサでシート８の白とシート８上の黒マーク（目印）を判別する事ができる。

図３はセンサユニット７０１の構成図であり、図３（ａ）はセンサユニット７０１の上面図、図３（ｂ）はセンサユニット７０１の側断面図である。

センサユニット７０１は、大きくは発光部、受光部、画像処理部からなり、これらがユニットとして一体化された光学センサユニットである。

ＬＥＤなどの発光素子から成る光源７０３から発する光は導光体７０２により導かれてシート８の表面を斜め方向から照明する。シート８上の照明領域の像は、レンズ７０６によってイメージセンサ７０５に結像する。透明な保護カバー７０４はシート８の側からインクミストなどが進入してレンズ７０６に汚れが付着するのを防止する。

イメージセンサ７０５によってマーキングヘッド５００によりシート８に記録された検出パターンを含む画像が読取られる。イメージセンサ７０５から得られた撮像信号は、Ａ／Ｄ変換され画像処理部７０７に転送される。画像処理部７０７は、シート８の移動に伴って複数回の撮像を行って得られた複数の画像データをパターンマッチング処理を含む画像処理により比較して、シートの移動状態（移動量／搬送量または移動速度／搬送速度）を検出する。こうして求めたシートの移動情報は制御部６にフィードバックされる。

次に、イメージセンサ７０５で撮像された画像データからシートの移動量を検出する処理について説明する。

図４はシートの移動量検出の概要を示す図である。

図４（ａ）に示すように、シート４０３はの矢印Ａ方向に搬送され、図４（ａ）はシートが移動する前の状態、図４（ｂ）はそこからある規定時間にシートが移動した後の状態を示している。

図４（ａ）に示す例では、マーキングヘッド５００のノズル４１１がシート８の移動量を算出するための検出パターンを記録する。検出パターン４０１、４１２、４１３、４１４、４１５はマーキングヘッド５００のノズル４１０によって記録されたものであり、斜線が施された領域４０２はイメージセンサ７０７によって撮像される画像領域を表す。また、図４（ａ）の四角で囲まれた領域４００は、イメージセンサ７０７による撮像領域４０２から抽出された検出パターンを含むテンプレート画像領域を表わす。

検出パターン４０１はイメージセンサ７０７による２回目の撮像時までに移動し、図４（ｂ）に示すように、検出パターン４０５として示されている。図４（ｂ）の斜線で示された領域４０７は、図４（ａ）と同様にイメージセンサ７０７によって撮像される画像領域を表わす。図４（ｂ）の四角で囲まれた領域４０８は、領域４０７において、１回目の撮影で抽出されたテンプレート画像領域４００を２回目の撮影において検出するためのサーチ領域を表す。サーチ領域４０８はテンプレート画像領域よりも広く、サーチ領域のどの画素位置にテンプレート画像と同じ画像が存在しているかをパターマッチングによって検出する。そして、その検出結果からシートの移動量を算出する。

例えば、本来的には、図４（ｂ）の位置４０９に検出パターンが存在しているはずが、位置４０５に検出パターンが存在していることがパターンマッチングで検出できた場合、その距離のずれがシートの移動量となる。また、領域４０６は次の移動量算出のためのテンプレート画像となり、同じ処理を繰り返すことによって、リアルタイムにシートの移動量を算出する。

次に、上記構成の記録装置で不良部分を含むシートを用いた場合の搬送状態の検出処理のいくつかの実施例について説明する。

ここでは、不良紙目印を検出した際のシート８の移動量を検出する方法を図５〜図６を参照して説明する。

図５は実施例１に従う不良部分を含むシートの移動量検出処理を示すフローチャートである。

図６はシートの不良部分での検出パターン書換えを示す図である。

記録動作が開始されるとステップＳ５０１ではシート供給部２よりシート８が搬送される。そして、その搬送中にステップＳ５０２では不良紙目印検出センサ７００によりシート８上に不良紙目印があるかどうかを調べる。ここで、不良紙目印のない、つまり異不良部分のないシートであると判断された場合、処理はステップＳ５０５に進み、図６（ｂ）で示すようにマーキングヘッド５００により検出パターン４０１が記録される。

これに対して、不良紙目印がある、つまり、図６（ａ）に示すように四角の不良紙目印６０１が予めシート８の表面に記録されており不良部分が含まれると判断された場合、処理はステップＳ５０３に進む。なお、不良紙目印６０１の大きさ（幅）によりに不良紙領域６０２の長さは規定されている。不良部分の領域６０２には搬送に支障がない程度の小さな汚れ６０３、ごみ６０４、キズ６０５が存在している。不良部分の領域６０２は、目視可能な汚れ６０３、ごみ６０４、キズ６０５がある場合もあるため画像記録はできない領域になるが、検出パターンはそのような領域も含めシートの全面に記録できる。

さて、ステップＳ５０３では、不良紙用検出パターン６０５がマーキングヘッド５００によって記録される。不良紙検出パターン６０５は、図６（ｂ）が示すように、不良紙要因（汚れ、泡、ごみ、キズ）を覆うほどのサイズの大きな目立つパターンである。また、不良紙用検出パターン６０５は白紙とのコントラストが最も大きい黒色を用いて記録される。この不良紙用検出パターンを用いることにより、シートに不良紙が生じる要因があったとしても撮像素子による検出ミス、検出精度の低下を防止できる。

ステップＳ５０４では不良部分が終了したかどうかを調べる。これは、不良紙目印６０１の大きさ（幅）により規定される不良紙領域の長さを搬送量を比較することによりなされる。ここで、シートの搬送により不良部分が終了したと判断されると、処理はステップＳ５０５に進み、まだ不良部分が続いていると判断されると処理はステップＳ５０３に戻る。

ステップＳ５０５では前述のように通常の検出パターンに切り替え、図６（ｂ）で示すように検出パターン４０１が記録される。その後、ステップＳ５０６では撮像ユニット７０１によって検出パターンが撮像され、ステップＳ５０７ではシートの移動量が算出される。そして、ステップＳ５０８では、その算出された移動量から記録タイミングを生成し、記録を行う。

次に、ステップＳ５０９では、記録データが終わりかどうかを確認して、終わりではないと判断された場合、処理はステップＳ５０１に戻り、前述の処理を繰り返す。これに対して、記録データが終わったと判断された場合は、処理はステップＳ５１０に戻り、シートを排出し、処理を終了する。

なお、ここでいう排出とはこの実施例のようなロール紙をシートとして用いる場合、記録部１より排出してシート巻取部３に巻き取ることをいう。

従って以上説明した実施例に従えば、不良部分が含まれたシートが用いられる場合には実際の記録に先立ち不良紙目印を検出し、改めて明瞭に不良紙用検出パターンを記録できる。これにより、たとえシートに不良部分が存在するとしても、不良部分とは明瞭に区別される不良紙用検出パターンをシートの搬送下流側によるセンサユニットにより検出できるので、高精度にシートの移動状態を検出することができる。

なお、この実施例では不良紙目印を四角のマークとした例について説明したが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、このような所定の図形の代わりに、紙に穴をあける、紙にテープを貼るなどの方法であってもよい。検出パターン大きな丸パターンを複数用いたが、撮像のテンプレートに入り、移動量が算出できれば別の形のパターンであっても構わない。また、不良紙要因を泡、ごみ、キズとしたが、搬送に支障が無く、不良紙用検出パターンで覆える大きさであれば、シートの濃度ムラやシワであってもよい。

ここでは不良紙目印６０１と検出パターン４０１を読取る別の例について説明する。

図７は実施例２に従うセンサユニット７０１の配置を示す図である。

図７に示すように、図６に示す実施例１の構成とは異なり、この実施例ではセンサユニット７０１をマーキングヘッド５００の設置場所よりシート８の搬送方向の上流側に設置するとともに、その搬送方向に関し傾けて設置する。

このような設置により、センサユニット７０１は不良紙目印６０１と検出パターン４０１とを同時に撮像することができる。従って、図４で言及したテンプレート画像領域をセンサユニット７０１により一度に撮像可能な領域に設定することにより、不良紙目印検出センサ７００を設けることなく、不良紙目印６０１と検出パターン４０１を同じテンプレートで読取る事ができる。

Claims (11)

1. 記録ヘッドによりシートに画像を記録する記録装置であって、
   前記シートを搬送する搬送手段と、
   前記シートの搬送方向に関し、前記記録ヘッドの設置された位置より上流側に設けられ、前記シートの移動状態を検出するために、パターンを前記シートに記録するマーキングヘッドと、
   前記シートの搬送方向に関し、前記マーキングヘッドより上流側に設けられ、前記シートに不良部分があることを示すマークを検出する検出手段と、
   前記検出手段により前記マークが検出された場合には、前記パターンとは異なるパターンを前記マーキングヘッドにより記録するよう制御する制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
2. 前記検出手段は、前記マークと前記マーキングヘッドにより記録された前記パターンとを検出することが可能な光学センサであり、
   前記光学センサは、前記シートの搬送方向に関し、傾けて設置されることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記シートの搬送方向に関し、前記マーキングヘッドより下流側に設けられ、前記マーキングヘッドにより記録されたパターンを検出するセンサユニットをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
4. 前記シートはロール状の連続シートであり、
   前記マークは前記シートの搬送方向に関し、前記不良部分の長さを示す情報を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の記録装置。
5. 前記制御手段は、
   前記搬送手段による前記連続シートの搬送中に前記不良部分の終了を判断する判断手段と、
   前記判断手段により前記不良部分の終了が判断された場合には、前記マーキングヘッドによる記録を前記パターンに切り替える切り替え手段とを含むことを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記マークは、シートにあけられた穴と、シートに貼られたテープと、所定の形をした図形との内のいずれかを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の記録装置。
7. 前記シートの不良部分は、前記シートに生じた汚れと、泡と、キズと、ごみと、しわと、濃度ムラとの内の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 前記記録ヘッドは、前記シートの幅に対応した記録幅を有するフルライン記録ヘッドであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録装置。
9. 前記フルライン記録ヘッドは、インクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 前記異なるパターンは、前記インクジェット記録ヘッドとは別のインクジェット記録ヘッドを用いた前記マーキングヘッドにより記録される、より目立つパターンであることを特徴とする請求項９に記載の記録装置。
11. 移動するシートにマーキングヘッドによりパターンを記録し、記録した前記パターンを検出することでシートの移動状態を検出する方法であって、
    前記マーキングヘッドより上流側に設けられたセンサにより、前記シートに不良部分があることを示すマークを検出し、
    前記マークが検出された場合には、前記パターンとは異なるパターンを前記マーキングヘッドにより記録することを特徴とする検出方法。

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