JP7169895B2 - 印刷装置及び読取方法 - Google Patents
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Description
〔全体構成〕
図1はインクジェット印刷装置の全体構成図である。インクジェット印刷装置10は、シングルパス方式のインクジェットヘッドを用いて、透明の基材28に画像を印刷するデジタル印刷装置である。本実施形態では、基材28としてプラスチックフィルム等の軟包装を例示する。基材28は単層でもよいし、複数の層を重ね合わせてもよい。基材28はロールトゥロールの連続形態でもよいし、規定の長さにカットされた枚葉の形態でもよい。
基材供給部12は基材28を収容する。基材28が連続形態の場合、基材供給部12は基材28が巻かれたロールを収容するロール収容部を備える。基材28が枚葉の形態の場合、基材供給部12は基材28が収容されるトレイを備える。基材供給部12は印刷部16の印刷制御に対応して基材28を第一中間搬送部14へ供給する。基材供給部12は、基材28の姿勢を補正する補正機構を備え得る。
第一中間搬送部14は、基材供給部12から供給された基材28を印刷部16へ受け渡す。第一中間搬送部14は、基材28の形態に応じた公知の構成を適用し得る。なお、基材供給部12から第一中間搬送部14へ向かう矢印線は基材28の搬送方向を表す。
印刷部16は、インクジェットヘッド30C、インクジェットヘッド30M、インクジェットヘッド30Y、インクジェットヘッド30K、及びインクジェットヘッド30Wを備える。インクジェットヘッド30C、インクジェットヘッド30M、インクジェットヘッド30Y、インクジェットヘッド30K、及びインクジェットヘッド30Wは、基材28の搬送方向に沿って上流側から、インクジェットヘッド30C、インクジェットヘッド30M、インクジェットヘッド30Y、インクジェットヘッド30K、及びインクジェットヘッド30Wの順に配置される。
第二中間搬送部18は、印刷ドラム32から受け渡された基材28を読取部20へ受け渡す。第二中間搬送部18は、第一中間搬送部14と同様の構成を適用し得る。なお、第二中間搬送部18に示す矢印線は、第二中間搬送部18における基材28の搬送方向を表す。
読取部20は、第一撮像ユニット40、第一読取搬送ローラ42A、第二読取搬送ローラ42B、及び基準背景部材44を備える。第一撮像ユニット40は、図1に図示しない第一照明装置及び第一撮像装置を備える。
乾燥部22は、印刷物28Aに対して乾燥処理を施す。ここで、印刷物28Aは画像が印刷された状態の基材28を表す。ここでいう画像は、商品となる商品画像及び印刷部16の補正を実施する際に印刷される検査用画像の両者を含み得る。
検品部24は、乾燥部22から受け渡された乾燥処理済みの印刷物28Aの検品を実施する。検品部24は、第二撮像装置24A及び第二照明装置24Bを備える。第二撮像装置24Aは印刷物28Aの裏面側の位置に配置される。第二照明装置24Bは印刷物28Aの表面側の位置に配置される。
集積部26は、検品部24から受け渡された印刷物28Aを収容する。基材28が連続形態の場合、集積部26は印刷物28Aが巻き取られたロールを収容するロール収容部を備える。基材28が枚葉の形態の場合、集積部26は印刷物28Aが収容されるトレイを備える。
図2はインクジェット印刷装置の機能ブロック図である。インクジェット印刷装置10は、読取システム100、印刷システム102、メンテナンスシステム104、乾燥システム106、及び搬送システム108を備える。
読取システム100は、読取制御ユニット120、第一撮像ユニット40、及び第二撮像ユニット24Eを備える。図2に示す読取システム100は、図1に示す読取部20及び検品部24が含まれる。図2に示す第二撮像ユニット24Eは、図1に示す第二撮像装置24A及び第二照明装置24Bを備える。
印刷システム102は、印刷制御ユニット130、及び印刷ユニット132を備える。印刷ユニット132は、インクジェットヘッド30を備える。なお、図2に示すインクジェットヘッド30は、図1に示すインクジェットヘッド30C、インクジェットヘッド30M、インクジェットヘッド30Y、インクジェットヘッド30K、及びインクジェットヘッド30Wの総称である。
メンテナンスシステム104は、メンテナンス制御ユニット140及びメンテナンスユニット142を備える。メンテナンス制御ユニット140は、上位システム110から送信されるメンテナンス要求を取得し、取得したメンテナンス要求に応じてメンテナンスユニット142を制御する。
乾燥システム106は、乾燥制御ユニット150及び乾燥ユニット152を備える。乾燥ユニット152は、図1に示す乾燥部22に具備される。乾燥制御ユニット150は、上位システム110から送信される乾燥処理要求を取得し、取得した乾燥処理要求に応じて乾燥ユニット152を制御する。乾燥制御ユニット150は、上位システム110から送信される乾燥処理パラメータを取得し、取得した乾燥処理パラメータを用いて乾燥ユニット152を制御してもよい。
搬送システム108は、搬送制御ユニット160及び搬送ユニット162を備える。搬送ユニット162は、図1に示す第一中間搬送部14、印刷ドラム32、第二中間搬送部18、読取部20において基材28を搬送する読取搬送部、乾燥部22において基材28を搬送する乾燥搬送部、検品部24において基材28を搬送する検品搬送部を含む。
〔全体構成〕
図3は制御ユニットのハードウェア構成を示すブロック図である。制御ユニット200は、図3に示すハードウェアを用いて規定のプログラムを実行し、各種機能を実現し得る。図3に示す制御ユニット200は、図2に示す読取制御ユニット120、印刷制御ユニット130、メンテナンス制御ユニット140、乾燥制御ユニット150、及び搬送制御ユニット160に適用される。また、読取制御ユニット120等を一つの制御ユニットとして構成してもよい。
プロセッサ202は、制御ユニット200の全体制御部、各種演算部、及び記憶制御部として機能する。プロセッサ202は、メモリ204に具備されるROM(read only memory)に記憶されるプログラムを実行する。
メモリ204は、図示しないROM、及び図示しないRAMを備える。ROMは、制御ユニット200において実行される各種プログラムを記憶する。ROMは、各種プログラムの実行に用いられるパラメータ、及びファイル等を記憶する。RAMは、データの一時記憶領域、及びプロセッサ202のワーク領域等として機能する。
ストレージ装置206は、各種データを非一時的に記憶する。ストレージ装置206は、制御ユニット200の外部に外付けされてもよい。ストレージ装置206に代わり大容量の半導体メモリ装置を適用してもよいし、ストレージ装置206と併用して、大容量の半導体メモリ装置を適用してもよい。
ネットワークコントローラ208は、外部装置との間のデータ通信を制御する。データ通信の制御は、データ通信のトラフィックの管理が含まれてもよい。ネットワークコントローラ208を介して接続されるネットワーク211は、LAN(Local Area Network)などの公知のネットワークを適用し得る。
電源装置210は、UPS(Uninterruptible Power Supply)などの大容量型の電源装置が適用される。電源装置210は停電等に起因して商用電源が遮断された際に、制御ユニット200へ電源を供給する。
入出力インターフェース220は、制御ユニット200と外部機器とを通信可能に接続する。入出力インターフェース220は、USB(Universal Serial Bus)などの通信規格を適用し得る。
ディスプレイコントローラ222は、プロセッサ202から送信される指令信号に基づいて表示装置230を制御するディスプレイドライバーとして機能する。
入力コントローラ224は、入力装置232を用いて入力された信号の形式を制御ユニット200の処理に適した形式に変換する。入力コントローラ224を介して入力装置232から入力された情報は、プロセッサ202を介して各部へ送信される。
〔インクジェットヘッドの全体構成〕
図4はインクジェットヘッドの先端部分の構成を示す斜視図である。インクジェットヘッド30は、基材28の幅方向に関して、基材28の全記録領域について一回の走査を実施して、規定の記録解像度による画像記録が可能なノズル列を有するライン型のインクジェットヘッドである。このようなインクジェットヘッドはフルライン型のインクジェットヘッド、又はページワイドヘッドとも呼ばれる。
図5はノズル面の一部拡大図である。ヘッドモジュール34のノズル面30Aは、平行四辺形状とされる。支持フレーム36の両端は、ダミープレート38が取り付けられる。インクジェットヘッド30のノズル面30Aは、ダミープレート38の表面38Aと合わせて、全体として長方形の形状となる。
図7はイジェクタの立体構造を示す縦断面図である。イジェクタ50は、ノズル開口39A、ノズル開口39Aに通じる圧力室51、及び圧電素子52を備える。
図8は読取部の構成例を示す模式図である。同図に示す読取部20は、第一撮像ユニット40、第一読取搬送ローラ42A、第二読取搬送ローラ42B、及び基準背景部材44を備える。第一撮像ユニット40は、第一照明装置124及び第一撮像装置126を備える。
読取部20が、反射系読取システム及び透過系読取システムの両者を備える場合、読取部20は大規模なシステムになってしまうという欠点、及び白色インクを用いた画像は透過系読取システムのみを用いることができるという欠点が存在する。上記の欠点を解決するために、基準背景として白色背景の読取領域を備え、基準背景を用いてブラックインクに対応するインクジェットヘッド30Kの補正を実施する。
図10は実施形態に係る読取方法の手順を示すフローチャートである。ブラックインクヘッド補正工程S10では、図2に示す上位システム110は、図1に示すインクジェットヘッド30Kの補正に用いられる補正検査画像302のデータを生成する。
本実施形態に示す読取方法では、基準背景部材44の背景面44Aを用いて補正をしたインクジェットヘッド30Kから吐出させたブラックインクを用いた代用背景300の上に白色インクを用いて補正検査画像302を印刷し、補正検査画像302の読み取りを実施した。すなわち、代用背景300と補正検査画像302との印刷順序は、ブラックインク、白色インクの順となる態様が好ましい。つまり、まずは、ブラックインクを用いた補正検査画像302の印刷、及び基準背景部材44の背景面44Aを用いたブラックインクの補正検査画像302の読み取りを実施する。そして、ブラックインクを用いた代用背景300の印刷、白色インクを用いた補正検査画像302の印刷、及び白色インクを用いた補正検査画像302の読み取りを実施するという流れになる。
本実施形態では、ブラックインクを用いて代用背景300を印刷する態様を例示したが、代用背景300に適用されるインクの色は、補正検査画像302の読み取りの際に補正検査画像302が代用背景300と区別できる色であれば、ブラックに限定されない。
基準背景部材44の背景面44Aの色は、代用背景300の印刷に適用される色の読み取りが可能であれば、白色に限定されない。但し、複数の色に対して一つの基準背景部材44を用いて対応する場合は、基準背景部材44の背景面44Aの色は白色が好ましい。
上記の如く構成されたインクジェット印刷装置10及び読取方法によれば、以下の作用効果を得ることが可能である。
透明の基材28に対して、印刷補正が実施されたインクジェットヘッド30Kからブラックインクを吐出させて、代用背景300を印刷する。代用背景300を背景として白色インクの補正検査画像302を印刷する。第一撮像ユニット40を用いて補正検査画像302の読み取りを実施し、補正検査画像302の読取画像を生成する。これにより、高品質な補正検査画像302の読取画像を安定して取得し得る。また、代用背景300はむら補正等が実施されたインクジェットヘッド30Kからブラックインクが適用される。これにより、均一な単一色の代用背景300を背景とする補正検査画像302を生成し得る。
印刷補正は、濃度むら補正が適用される。これにより、印刷幅方向における濃度むら等の発生が抑制された均一な単一色の代用背景を印刷し得る。
基準背景として、基準背景部材44の背景面44Aが適用される。これにより、基準背景部材44とは別に、代用背景300に適用されるインクを補正する際の基準部材を備える必要がない。また、補正検査画像302の補正に適用される読取部20を用いて、代用背景300に適用されるインクの読み取りを実施し得る。
基準背景部材44の背景面44Aと同一色及び同系色のインクを補正検査画像302とし得る。これにより、基準背景部材44の背景面44Aと同一色及び同系色のインクは、他のインクと同じ印刷方式を適用し得る。
〔濃度むら補正〕
インクジェットヘッド30は、ノズルごとの印刷特性にばらつきが生じる。ノズルごとの印刷特性のばらつきに対して対処をせずに印刷を実施した場合、ノズルごとのインク吐出量のばらつき、ノズルごとのインク着弾位置のばらつき、及びノズルごとのインク濃度のばらつきなどの影響を受け、印刷画像に濃度むらが生じる。以下に、ブラックインクの濃度むら補正について説明する。
図13は補正後の印刷信号を用いて印刷された印刷画像の説明図である。印刷信号420は、横軸を印刷幅方向位置xとし、縦軸を印刷信号値S(x)とするグラフを用いて表す。同図に示す符号422は、図11に示す補正前の印刷信号400の印刷信号値を表す。
〔シェーディング補正の概要〕
次に、シェーディング補正について説明する。ラインセンサを用いた印刷物28Aの読み取りでは、読み取りの実施前にラインセンサ単体を用いて、白基準面等を用いたシェーディング補正を実施する。これにより、ラインセンサの読取素子ごとのばらつき、及び照明装置のばらつきを補正し得る。
図14は白基準面の読取画像及び白基準面の読取信号プロファイルを示す説明図である。図8に示す第一撮像装置126を用いた印刷物28Aの読み取りを実施する際に、基準背景部材44の背景面44Aを用いて読取素子の感度ばらつき等を補正する。なお、紙媒体を用いる場合は紙媒体の地を適用してもよい。
読取画像500の画素値をZ(x,y)とし場合、シェーディング補正後の画素値Zsad(x,y)は、式3を用いて表される。
読取画像の各画素の画素値Z(x,y)に対して式3を適用して、シェーディング補正後の各画素の画素値が算出される。なお、本実施形態に示すシェーディング補正は一例であり、他の方式を適用してもよい。
本実施形態では、インクジェット方式の印刷装置を例示したが、本実施形態に示す読取方法は、電子写真方式などの印刷素子を用いて色材を基材へ付着させる他の方式の印刷装置にも適用可能である。
12 基材供給部
14 第一中間搬送部
16 印刷部
18 第二中間搬送部
20 読取部
22 乾燥部
24 検品部
24A 第二撮像装置
24B 第二照明装置
24C 第一読取ローラ
24D 第二読取ローラ
24E 第二撮像ユニット
26 集積部
28 基材
28A 印刷物
28B 表面
28C 裏面
30 インクジェットヘッド
30A ノズル面
30C インクジェットヘッド
30M インクジェットヘッド
30Y インクジェットヘッド
30K インクジェットヘッド
30W インクジェットヘッド
32 印刷ドラム
34 ヘッドモジュール
35 電気接続用ケーブル
36 支持フレーム
37 ノズル配置部
38 ダミープレート
38A 表面
39 ノズル列
39A ノズル開口
40 第一撮像ユニット
42A 第一読取搬送ローラ
42B 第二読取搬送ローラ
44 基準背景部材
44A 背景面
50 イジェクタ
51 圧力室
52 圧電素子
53 ノズル流路
54 個別供給路
55 供給側共通支流路
56 振動板
57 個別電極
58 カバープレート
59 可動空間
60 圧電体
100 読取システム
102 印刷システム
104 メンテナンスシステム
106 乾燥システム
108 搬送システム
110 上位システム
120 読取制御ユニット
130 印刷制御ユニット
132 印刷ユニット
140 メンテナンス制御ユニット
142 メンテナンスユニット
150 乾燥制御ユニット
152 乾燥ユニット
160 搬送制御ユニット
162 搬送ユニット
200 制御ユニット
202 プロセッサ
204 メモリ
206 ストレージ装置
208 ネットワークコントローラ
210 電源装置
211 ネットワーク
212 バス
220 入出力インターフェース
222 ディスプレイコントローラ
224 入力コントローラ
230 表示装置
232 入力装置
300 代用背景
302 補正検査画像
304 ノズルチェックパターン
306 パッチ
400 補正前の印刷信号
402 印刷サンプル画像
404 読取画像
406 読取データプロファイル
410 読取信号値の目標値
420 補正後の印刷信号
422 補正前の印刷信号の印刷信号値
430 むら補正後の印刷画像
500 白基準面の読取画像
510 読取データプロファイル
520 シェーディング補正係数を説明するグラフ
522 シェーディング補正前の読取信号値
524 読取信号値の平均値
S10からS22 読取方法の各工程
Claims (13)
- 黒、シアン、マゼンタ、イエロー及び白のいずれかの第一色の第一インクを用いて透明の基材に印刷を行う第一印刷部と、
前記基材に印刷された画像へ照明光を照射する照明部と、
前記基材の前記照明部が配置されている側と同じ側に配置され、前記照明部から前記画像へ照射した照明光の反射光を受光する読取部と、
黒、シアン、マゼンタ、イエロー及び白のうち、第一色と異なるいずれかの色である第二色の第二インクを用いて前記基材に印刷を行う第二印刷部と、
前記基材を挟んで前記読取部と反対側の位置に配置される基準背景部材であり、前記読取部を用いた前記画像の読み取りの際に前記基材の基準背景となる背景面を備え、前記背景面が前記第二色と同一色を有する基準背景部材と、
前記背景面を用いて読取が実施された読取データに基づく印刷補正が実施された第一印刷部を用いて前記基材に代用背景を印刷させ、前記第二印刷部を用いて前記代用背景を背景として前記基材に補正検査画像を印刷させる印刷制御部と、
を備え、
前記読取部は、前記照明部から前記補正検査画像が印刷された前記基材へ照射した照明光の反射光を読み取る印刷装置。 - 黒、シアン、マゼンタ及びイエローのいずれかの第一色の第一インクを用いて透明の基材に印刷を行う第一印刷部と、
前記基材に印刷された画像へ照明光を照射する照明部と、
前記基材の前記照明部が配置されている側と同じ側に配置され、前記照明部から前記画像へ照射した照明光の反射光を受光する読取部と、
白の第二色の第二インクを用いて前記基材に印刷を行う第二印刷部と、
前記基材を挟んで前記読取部と反対側の位置に配置される基準背景部材であり、前記読取部を用いた前記画像の読み取りの際に前記基材の基準背景となる背景面を備え、前記背景面が白又はグレーの基準背景部材と、
前記背景面を用いて読取が実施された読取データに基づく印刷補正が実施された第一印刷部を用いて前記基材に代用背景を印刷させ、前記第二印刷部を用いて前記代用背景を背景として前記基材に補正検査画像を印刷させる印刷制御部と、
を備え、
前記読取部は、前記照明部から前記補正検査画像が印刷された前記基材へ照射した照明光の反射光を読み取る印刷装置。 - 前記第一印刷部の印刷補正を実施する第一印刷補正部を備え、
前記第一印刷部は、前記基材へ前記第一インクの補正検査画像を印刷し、
前記読取部は、前記背景面を背景として、前記基材へ印刷された前記第一インクの前記補正検査画像を読み取り、
前記第一印刷補正部は、前記第一インクの前記補正検査画像の読取画像に基づいて前記第一印刷部の印刷補正を実施する請求項1又は2に記載の印刷装置。 - 前記背景面は、前記基材を支持する基材支持面として用いられる請求項3に記載の印刷装置。
- 前記読取部を用いた前記代用背景の読取データに基づいて導出された代用背景シェーディング補正係数を記憶する代用背景シェーディング補正係数記憶部を備えた請求項1から4のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 前記代用背景シェーディング補正係数を用いて前記読取部のシェーディング補正を実施する第一シェーディング補正部を備えた請求項5に記載の印刷装置。
- 前記読取部を用いた前記背景面の読取データに基づいて導出された基準背景シェーディング補正係数を記憶する基準背景シェーディング補正係数記憶部を備えた請求項1から6のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 前記基準背景シェーディング補正係数を用いて前記読取部のシェーディング補正を実施する第二シェーディング補正部を備えた請求項7に記載の印刷装置。
- 前記補正検査画像の読取画像に基づいて前記第二印刷部の印刷補正を実施する第二印刷補正部を備えた請求項1から8のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 黒の第一インクを用いて透明の基材に印刷を行う第一印刷部と、
白の第二インクを用いて前記基材に印刷を行う第二印刷部と、
前記基材に印刷された画像へ照明光を照射する照明部と、
前記基材の前記照明部が配置されている側と同じ側に配置され、前記照明部から前記画像へ照射した照明光の反射光を受光する読取部と、
前記読取部を用いた前記画像の読み取りの際に前記基材の基準背景となる背景面を備え、前記背景面が白であり、前記基材を挟んで前記読取部と反対側の位置に配置される基準背景部材と、
前記背景面を用いて読取が実施された読取データに基づく印刷補正が実施された第一印刷部を用いて前記基材に代用背景を印刷させ、前記第二印刷部を用いて前記代用背景を背景として前記基材に補正検査画像を印刷させる印刷制御部と、
を備え、
前記読取部は、前記照明部から前記補正検査画像が印刷された前記基材へ照射した照明光の反射光を読み取る印刷装置。 - 第一印刷部を用いて、黒、シアン、マゼンタ、イエロー及び白のいずれかの第一色の第一インクを用いて透明の基材に印刷を行う第一印刷工程と、
照明部を用いて前記基材に印刷された画像へ照明光を照射する照明工程と、
前記基材の前記照明部が配置されている側と同じ側に配置された読取部を用いて、前記照明部から前記画像へ照射した照明光の反射光を受光する読取工程と、
第二印刷部を用いて、黒、シアン、マゼンタ、イエロー及び白のうち、前記第一色と異なるいずれかの色の第二色の第二インクを用いて前記基材に印刷を行う第二印刷工程と、
を含み、
前記第一印刷工程は、前記読取工程における画像の読取の際に前記基材の基準背景となる背景面であり、前記基材を挟んで前記読取部と反対側の位置に配置される前記第二色と同一色の背景面を用いて読取が実施された読取データに基づく印刷補正が実施された第一印刷部を用いて前記基材に代用背景を印刷させ、
前記第二印刷工程は、前記代用背景を背景として前記基材に補正検査画像を印刷させ、
前記読取工程は、前記補正検査画像が印刷された前記基材へ照射した照明光の反射光を読み取る読取方法。 - 第一印刷部を用いて、黒、シアン、マゼンタ及びイエローのいずれかの第一色の第一インクを用いて透明の基材に印刷を行う第一印刷工程と、
照明部を用いて前記基材に印刷された画像へ照明光を照射する照明工程と、
前記基材の前記照明部が配置されている側と同じ側に配置された読取部を用いて、前記照明部から前記画像へ照射した照明光の反射光を受光する読取工程と、
第二印刷部を用いて、白の第二インクを用いて前記基材に印刷を行う第二印刷工程と、
を含み、
前記第一印刷工程は、前記読取工程における画像の読取の際に前記基材の基準背景となる背景面であり、前記基材を挟んで前記読取部と反対側の位置に配置される白又はグレーの背景面を用いて読取が実施された読取データに基づく印刷補正が実施された第一印刷部を用いて前記基材に代用背景を印刷させ、
前記第二印刷工程は、前記代用背景を背景として前記基材に補正検査画像を印刷させ、
前記読取工程は、前記補正検査画像が印刷された前記基材へ照射した照明光の反射光を読み取る読取方法。 - 第一印刷部を用いて黒の第一インクを用いて透明の基材に印刷を行う第一印刷工程と、
第二印刷部を用いて白の第二インクを用いて前記基材に印刷を行う第二印刷工程と、
照明部を用いて前記基材に印刷された画像へ照明光を照射する照明工程と、
前記基材の前記照明部が配置されている側と同じ側に配置された読取部を用いて、前記照明部から前記画像へ照射した照明光の反射光を受光する読取工程と、
を含み、
前記第一印刷工程は、前記読取工程における画像の読取の際に前記基材の基準背景となる背景面であり、前記基材を挟んで前記読取部と反対側の位置に配置される白の背景面を用いて読取が実施された読取データに基づく印刷補正が実施された第一印刷部を用いて前記基材に代用背景を印刷させ、
前記第二印刷工程は、前記代用背景を背景として前記基材に補正検査画像を印刷させ、
前記読取工程は、前記補正検査画像が印刷された前記基材へ照射した照明光の反射光を読み取る読取方法。
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