JP7118728B2 - 液体吐出装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
特許文献1には、読取装置にCISを用いた構成において、画素欠落の幅を計算して画素欠落を補完する技術が開示されている。
特許文献2には、読取装置にCISを用いた構成において、一度目に読み取れなかった画素欠落の画素情報を再度読み取ることで、二度目に読み取った画像情報を用いて一度目の画素情報を補完する技術が開示されている。
これに対して、特許文献2に開示されている技術は、特許文献1に開示されている技術と異なり、吐出不良を正確に検知することができる。しかしながら、この技術は、同じ画像が形成された記録紙を2枚用意して2回の読取動作を行うことから、その分の時間が必要となる。また、同じ画像が形成された記録紙を2枚用意するため、その分の記録紙及びインクが必要となる。
本発明は、複数の撮像素子の隣接間隔の少なくとも1箇所の間隔が他の間隔よりも広い複数の撮像素子を備える場合に、吐出不良の正確な判定をより短時間で行うことができる液体吐出装置の提供を目的とする。
以下、第1実施形態について説明する。図1(a)は、本実施形態の液体吐出装置10の模式図である。図1(b)は、後述する、プリント部101(吐出ヘッドの一例)が有する複数のプリントヘッド102C~Kと、画像読取部104が有する複数のセンサ105(撮像素子の一例)と、搬送される記録紙103(媒体の一例)との関係を示す概略図である。ここで、複数のプリントヘッド102C~Kは、複数のプリントヘッド102C、102M、102Y、102Kを意味する。C、M、Y及びKは、それぞれ、インクの色である、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを意味する。
液体吐出装置10は、プリント部101と、搬送部30と、画像読取部104とを備えている。液体吐出装置10は、一例として、インク滴(液滴の一例)を記録紙103に吐出して着弾させることにより記録紙103上に画像を形成するインクジェット方式の記録装置である。ここで、液滴の一例は、インク滴以外であってもよい。
本実施形態の液体吐出装置10は、一例として、ロール紙、枚葉紙などを記録紙103として使用する高速ラインプリンタである。液体吐出装置10は、例えば、プリントラボ等における大量の印刷枚数のプリントの分野に適している。記録紙103は、図1(a)及び図1(b)に示すように、搬送部30により搬送方向(図中の矢印A方向)に沿って搬送される。
各プリントヘッド102C~Kは、使用が想定される記録紙103の最大幅をカバーする範囲に亘ってインク滴を吐出する複数の吐出口202が並べられているライン型プリントヘッドである。本実施形態では、複数の吐出口202は、記録紙103の搬送方向に直交する方向(交差方向の一例)に沿って並べられている。ここで、交差方向は、図1(b)及び図2において矢印B方向である。
複数のプリントヘッド102C~Kは、図1(a)及び図1(b)に示すように、記録紙103の搬送方向の上流側から下流側に亘って、プリントヘッド102K、プリントヘッド102Y、プリントヘッド102M、プリントヘッド102Cの順で配置されている。各プリントヘッド102C~Kは、それぞれ長尺とされ、交差方向に沿って配置されている。
なお、色数及びプリントヘッド102C~Kの数は、本実施形態のように4色又は4台には限定されない。また、本実施形態のプリントヘッド102C~Kの駆動方式は、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。
画像読取部104は、図1(a)及び図1(b)に示すように、プリント部101よりも記録紙103の搬送方向(矢印A方向)の下流側に配置されている。画像読取部104は、
搬送方向と交差する交差方向(矢印B方向)に沿って並べられている複数のセンサ105(図2及び図3参照)と、駆動部108(図3参照)とを有している。複数のセンサ105は、光学的に画像を読み取ることができる、スキャナやカメラ等の複数のセンサ105である。画像読取部104は、駆動部108により、交差方向に、後述する間隔d2(図2参照)分移動可能とされている。
図2では、複数のプリントヘッド102C~Kを代表してプリントヘッド102Cが図示されている。すなわち、他のプリントヘッド102C~Kの場合も図2と同じである。プリントヘッド102Cには、交差方向に沿って並べられている複数の吐出口202と、交差方向に沿って並べられつつ、複数の吐出口202に対して記録紙103の搬送方向の上流側にオフセットして配置されている複数の吐出口203とを有している。ここで、複数の吐出口202は通常用いられる吐出口202とされ、複数の吐出口203はそれぞれ記録紙103の搬送方向で対応する吐出口202の吐出不良を補完するための予備の吐出口203とされている。以下、吐出口203を、補完吐出口203という。すなわち、各補完吐出口203は、対応する各吐出口202の吐出不良を補完するためのもの(予備の吐出口)として機能する。
本実施形態の各プリントヘッド102C~Kの複数の吐出口202及び複数の補完吐出口203は、一例として1200dpiに対応する間隔で交差方向に沿って並べられている。すなわち、プリント部101が有する複数のプリントヘッド102C~Kは、交差方向に沿って並べられている複数の吐出口202と平行に並べられている複数の補完吐出口203を有する。これに対して、本実施形態の複数のセンサ105は、一例として複数の吐出口202及び複数の補完吐出口203の2倍の2400dpiに対応する間隔で交差方向に沿って並べられている。ここで、ナイキストの定理によれば、ある信号をサンプリングする場合、そのサンプリング解像度の2倍の解像度が必要となる。そのため、本実施形態のプリントヘッド102C~Kに対して吐出口202単位の処理を行う場合、2400dpiの間隔で複数のセンサ105を配置する必要がある。以上の理由により、複数のセンサ105は、複数の吐出口202及び複数の補完吐出口203の1/2倍の間隔で並べられている。
プリント部101は、プリントヘッド102C~Kに加えて、さらに、吐出不良となった吐出口202に代えて補完吐出口203からインク滴を吐出するように、印刷動作に用いられる吐出口の設定を補正する補正手段304とを有する。
画像読取部104は、駆動部108により、交差方向に沿って1画素分以上、一例として間隔d2分以上移動(少なくとも1箇所の間隔分移動する)するようになっている。すなわち、駆動部108は、複数のセンサ105を、交差方向に沿って1画素分以上、一例として間隔d2分以上、移動(第2の間隔以上移動)することができる(図6(a1)及び(a2)参照)。
制御部306は、読取制御部309と、駆動制御部310と、記録手段311と、判定手段312(判定部の一例)とを有する。読取制御部309は、複数のセンサ105の読取動作の制御を行う。駆動制御部310は、駆動部108の駆動及び搬送部30の駆動の制御を行う。記録手段311は、画像読取部104が読み取った画像の記録を行う。判定手段312は、記録手段311が記録した画像に基づいて吐出不良か否かの判定を行う。
画像読取部104は、前述のとおり、インク滴の径よりも大きい間隔の画素欠落205を有している。そのため、画像読取部104が交差方向に移動できない場合、画像読取部104は、交差方向(矢印B方向)における画素欠落205に対応する記録紙103に画像部分を読み取ることができない。これに伴い、交差方向に移動できない画像読取部104を備える液体吐出装置は、画素欠落205に対応する記録紙103の画像部分にインク滴を吐出する吐出口202が吐出不良か否かを正確に判定することができない。
次に、本実施形態の判定動作及び判定動作後のプリント部101の補正動作について説明する。
まず、図4を用いて、プリント部101が判定動作時に記録紙103に形成するテスト画像402について説明する。テスト画像402は、記録紙103における、印刷用の画像401が印刷された部分以外の部分である余白部分に印刷される。ここで、千鳥列の各パターン403は、それぞれ、各プリントヘッド102C~Kによるパターンである。また、各パターン403に含まれる1画素に相当する画像部分404、すなわち、1画素相当分の画像部分404は、1吐出口202により形成された画像部分である。各パターン403は、交差方向に沿って並べられている複数の吐出口202の一端側から奇数番目(又は奇数番目)の吐出口202と、偶数番目(又は奇数番目)の吐出口202とが、それぞれ、異なるタイミングでインク滴を吐出して印刷される。そのため、テスト画像402の各色のパターン403は、図4のように1吐出口202おきに印刷された千鳥状のパターンとなる。これにより、インク滴に滲みやインク滴の着弾位置のずれなどの要因が排除され易くなり、吐出口202ごとの吐出不良が明確に判定され易くなる。
また、画像読取部104によるテスト画像402の読取の開始タイミングと、読取の終了タイミングとを決定するために、印刷用の画像401とテスト画像402とは別に、開始マーク405と、終了マーク406とが印刷される。開始マーク405はテスト画像402よりも記録紙103の搬送方向の下流側に印刷され、終了マーク406はテスト画像402よりも記録紙103の搬送方向の上流側且つ画像401よりも記録紙103の搬送方向の下流側に印刷される。
外部装置から印刷指令を受けた液体吐出装置10は、S701において、印刷動作を開始する(S701)。これに伴い、プリント部101は、例えば2枚の記録紙103にそれぞれ印刷指令に含まれる画像の印刷を行うたびに、記録紙103の余白部分にテスト画像402及び開始マーク405並びに終了マーク406を印刷する(S702及びS703)。
次いで、S704、S705、S706及びS707において、画像読取部104は、テスト画像402の読取動作を行う。具体的には、以下のとおりである。まず、画像読取部104が記録紙103に印刷された開始マーク405を検知する(S704)。
次いで、画像読取部104は、開始マーク405の検知をトリガーとして、駆動部108により1画素分、交差方向(図6中の矢印B方向)に移動しながら、搬送方向(矢印A方向)に搬送される記録紙103のテスト画像402を読み取る。この場合、画像読取部104の移動時間は、1つの画像部分404が自身の長さ(搬送方向の長さ)分搬送される時間以下に設定されている。次いで、画像読取部104は、終了マーク406を検知しない場合にはS705及びS706を再度行い、終了マーク406を検知した場合には読込動作が終了する。
ここで、図6(a1)は画像読取部104が開始マーク405を検知する直前の状態を表しており、図6(a2)は画像読取部104が開始マーク405を検知した後且つ終了マーク406を検知する前の状態を表している。
図6(b)は、画像読取部104がテスト画像402を読み取った読取結果の一部を表している。画像読取部104は交差方向に沿って移動しながら長尺な画像部分404を読み取るため、読み取られた画像部分404Aは長手方向の中央が屈曲した状態で記録される。ただし、画像部分404に異常がない場合、すなわち、画像部分404にインク滴を吐出する吐出口202が正常に吐出動作をした場合、画像部分404Aは所定の濃度範囲の画像濃度で連続した像を構成する。図中のブランク部分205Aは、画素欠落205により読取できなかった部分である。
図7に示す読取結果の例において、黒色部601は所定の濃度範囲における画像濃度の画像部分404Aを表し、灰色部602は所定の濃度範囲における下限の濃度未満(所定値未満の画像濃度)の画像部分404Aを表している。
図7(a1)~(a3)は、画像部分404Aの元となる画像部分404にインク滴を吐出する吐出口202から正常に吐出された場合(以下、正常な場合)を表している。図7(b1)~(b3)は、画像部分404Aの元となる画像部分404にインク滴を吐出する吐出口202から正常に吐出されなかった場合(以下、異常な場合)のうち、一部の領域に吐出不良があった場合(以下、一部異常の場合)を表している。図7(c)は、画像部分404Aの元となる画像部分404にインク滴を吐出する吐出口202から正常に吐出されなかった場合(以下、異常な場合)のうち、全領域で吐出不良があった場合(以下、完全異常の場合)を表している。
図7(b1)~(b3)及び図7(c)の場合、判定手段312は、画像部分404Aに所定の濃度範囲における連続性がないとして、吐出不良と判断する。
これに対して、判定手段312がS708において否定判断をした場合、各プリントヘッド102C~Kは、判定手段312により吐出不良の原因と判断された吐出口202に代えて補完吐出口203から所定の吐出量のインク滴を吐出するように設定される(S709)。具体的には、複数の補完吐出口203のうちどの補完吐出口203を用いるかについては、補正手段304により設定される。用いられる補完吐出口203は、複数の補完吐出口203のうち、吐出不良と判断された吐出口202に記録紙103の搬送方向で重なる位置に形成されている吐出口である。用いられる補完吐出口203の設定後、液体吐出装置10は、設定された条件で複数の吐出口202の一部及び設定された補完吐出口203からインク滴を吐出する画像形成方法により画像を形成する。
S709が終了すると、本実施形態の判定動作は終了する。
本実施形態の液体吐出装置10は、画像読取部104が交差方向に沿って移動可能とされており、判定手段312がプリント部101の吐出不良の判定を行う場合、交差方向に1画素分移動しながらテスト画像402を読み取る(図6(a1)及び(a2)参照)。そのため、本実施形態は、前述の特許文献2の場合のように、同じテスト画像が形成された記録紙を2枚用意して2回の読取動作を行う必要がない。
したがって、本実施形態の液体吐出装置10は、画像読取部104に画素欠落205がある場合であっても、吐出不良の正確な判定をより短時間で行うことができる。これに伴い、本実施形態は、前述の特許文献2の場合に比べて、記録紙103及びインクの消費量を抑えることができる。さらに、本実施形態は、前述の特許文献2の場合に比べてプリント部101の吐出不良の判定動作の時間を短時間にすることができることから、印刷物の生産効率を向上させることができる。
また、本実施形態の液体吐出装置10の各プリントヘッド102C~Kは、それぞれ、複数の吐出口202と複数の補完吐出口203とを有する(図2参照)。そして、吐出不良の判定時に吐出不良が有ると判断されると、図5のフロー図におけるS709において吐出不良の原因と判断された吐出口202に代えて補完吐出口203から所定の吐出量のインク滴を吐出するように設定される。
したがって、本実施形態の液体吐出装置10は、複数の補完吐出口203を有することで自動的に吐出不良を解消することができる。
また、本実施形態では、図7(a2)及び図7(a3)のように、画素欠落205等により画像部分404Aの一部の読取ができない場合であっても、画像部分404Aの残りの部分に連続性があれば吐出不良でないと判断する。
したがって、本実施形態の液体吐出装置10は、画像読取部104に画素欠落205がある場合であっても、連続性に基づいて吐出不良か否かを判定することができる。
次に、第2実施形態について説明する。以下、本実施形態において第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。
本実施形態の液体吐出装置10は、第1実施形態の液体吐出装置10に以下の構成が追加されている。具体的には、画像読取部104は、駆動部108により、交差方向のみならず記録紙103の搬送方向にも移動可能とされている。そして、画像読取部104は、本実施形態におけるプリント部101の吐出不良の判定動作時において、交差方向への移動とともに記録紙103の搬送方向の下流側に移動しながら、テスト画像402を読み取る。この場合、画像読取部104は、例えば、記録紙103の搬送速度未満の速度で、記録紙103の搬送方向の下流側に移動する。そして、本実施形態の判定動作では、第1実施形態の判定動作(図5参照)のS706において、画像読取部104が記録紙103の搬送方向にも移動する。以上が、本実施形態における第1実施形態と異なる点である。
したがって、本実施形態は、第1実施形態に比べて、テスト画像402をより正確に読み取ることができる。また、記録紙103の搬送速度が速くなるほど画像読取部104によるテスト画像402の読み取りが安定しなくなる。しかしながら、本実施形態は、第1実施形態に比べて、記録紙103の搬送速度が速い場合であっても安定してテスト画像402の読み取ることができる。
本実施形態のその他の効果は、第1実施形態の効果と同様である。
各実施形態では、画像読取部104に複数のセンサ105と駆動部108とが含まれるとして説明したが、駆動部108は画像読取部104と別の構成要素であってもよい。
各実施形態では、吐出不良の判定時に吐出不良が有ると判断されると、吐出不良と判断された吐出口202に代えて補完吐出口203から所定の吐出量のインク滴を吐出するように設定されると説明した(図5のS709)。しかしながら、図5のS709に代えて以下のようにしてもよい。すなわち、吐出不良の原因と判断された吐出口202から吐出されるインク滴の吐出量が所定の吐出量(正常な吐出量)となるように、プリント部101が設定されるようにしてもよい。この場合、補正手段304が吐出不良の原因となった吐出口202からのインク滴の吐出量を補正するようにすればよい。
各実施形態の吐出不良の判定動作では、プリント部101は、例えば2枚の記録紙103にそれぞれ印刷指令に含まれる画像の印刷を行うたびにテスト画像402を印刷するとして説明した(図5のS702)。しかしながら、テスト画像402を印刷するタイミングは、各実施形態の場合と異なるタイミングであってもよい。例えば、1枚又は3枚以上の記録紙103に印刷を行うたびにテスト画像402を印刷するようにしてもよい。また、記録紙103の印刷とは別に、1日1回等の定められたタイミングで吐出不良の判定動作を行うようにしてもよい。
101 プリント部(吐出ヘッドの一例)
103 記録紙(媒体の一例)
105 複数のセンサ(複数の撮像素子の一例)
202 複数の吐出口
312 判定手段(判定部の一例)
401 画像
402 テスト画像
d1 間隔(第1の間隔の一例)
d2 間隔(第2の間隔の一例)
Claims (9)
- 搬送される媒体の搬送方向と交差する交差方向に沿って並べられている複数の吐出口を有し、前記複数の吐出口から媒体に液滴を吐出して媒体に画像を形成する吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドよりも前記搬送方向の下流側に配置され、前記交差方向に沿って複数の撮像素子が並べられ、前記交差方向および前記搬送方向に移動可能な画像読取部と、
前記画像読取部が読み取る画像に基づいて前記吐出ヘッドが吐出不良か否かの判定を行う判定部と、を備え、
前記判定部が前記判定を行う場合、前記吐出ヘッドは媒体に液滴を吐出して媒体に前記判定のためのテスト画像を形成し、前記画像読取部は前記交差方向に移動し且つ前記搬送方向の下流側に移動しながら前記テスト画像を読み取ることを特徴とする液体吐出装置。 - 前記複数の撮像素子は、第1の間隔又は前記第1の間隔より大きい第2の間隔を有するように配列され、
前記判定部が前記判定を行う場合、前記画像読取部は前記交差方向に前記第2の間隔以上移動することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記判定部が前記判定を行う場合、前記画像読取部は前記搬送方向の下流側に前記媒体の搬送速度未満の速度で移動することを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出装置。
- 前記吐出ヘッドは、前記複数の吐出口からそれぞれ1画素相当分の液滴を媒体に吐出して前記テスト画像を形成し、
前記判定部は、前記画像読取部が読み取る前記1画素相当分の画像部分に所定値未満の画像濃度の部分が含まれる場合、前記吐出ヘッドが前記吐出不良と判定することを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記判定部は、前記画像読取部が読み取る前記1画素相当分の画像部分に所定値未満の画像濃度の部分が含まれない場合、前記吐出ヘッドが前記吐出不良でないと判定することを特徴とする請求項4に記載の液体吐出装置。
- 前記吐出ヘッドは、前記交差方向に沿って並べられている前記複数の吐出口と平行に並べられている複数の補完吐出口を有し、
前記判定部が前記吐出不良と判定した場合、前記吐出ヘッドは、前記所定値未満の画像濃度の部分に液滴を吐出した前記吐出口に代えて前記補完吐出口から所定の吐出量の液滴を吐出するように設定されることを特徴とする請求項4又は5に記載の液体吐出装置。 - 前記判定部が前記吐出不良と判定した場合、前記吐出ヘッドは、前記所定値未満の画像濃度の部分に液滴を吐出した前記吐出口から吐出される液滴の吐出量が所定の吐出量となるように、前記吐出口から吐出される液滴の吐出量を補正するように設定されることを特徴とする請求項4又は5に記載の液体吐出装置。
- 請求項6に記載の液体吐出装置を用いて、
前記判定部が前記吐出不良と判定した場合、前記吐出ヘッドは、前記所定値未満の画像濃度の部分に液滴を吐出した前記吐出口に代えて前記補完吐出口から所定の吐出量の液滴を吐出するように設定された後に、設定された条件で前記複数の吐出口の一部及び前記補完吐出口から液滴を吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成方法。 - 請求項7に記載の液体吐出装置を用いて、
前記判定部が前記吐出不良と判定した場合、前記吐出ヘッドは、前記所定値未満の画像濃度の部分に液滴を吐出した前記吐出口から吐出される液滴の量が所定の吐出量となるように前記吐出口から吐出される液滴の吐出量を補正するように設定された後に、設定された条件で前記複数の吐出口から液滴を吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
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