JP7275861B2 - 印刷装置及び補正値の生成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、印刷装置及び補正値の生成方法等に関する。
特許文献1には、テストパターンを撮影するカメラの取付精度を向上できる印刷装置が開示されている。特許文献1の印刷装置では、カメラの取付位置を調整する調整機構を設ける。そしてキャリッジを、予め設けられた所定マークの位置まで移動し、カメラにより所定マークを撮影し、撮影された所定マークの画像に基づいて、調整機構を用いてカメラの取付位置を調整する。具体的にはカメラの取付位置を調整する調整機構として、キャリッジに設けられたメカニカルな設置位置の調整機構が用意され、これを調整することでカメラを最適な取付位置を調整する。これにより、カメラの取付位置の精度が向上し、カメラによって撮影された画像が高精度となるので、印刷調整の精度を向上できる。
特開2018-187873号公報
しかしながら、メカニカルにカメラの設置位置を調整するには、キャリッジに複雑な調整機構を設ける必要がある。また、マニュアルでカメラの設置位置を調整する場合は、最適な位置に微調整することは容易ではないという課題がある。
本開示の一態様は、インクを吐出する印刷ヘッドを搭載して移動するキャリッジと、前記キャリッジに取り付けられ、前記印刷ヘッドにより印刷された画像を撮影可能なカメラと、前記キャリッジを主走査方向に沿って移動させる移動機構と、印刷媒体を副走査方向に沿って搬送させる搬送機構と、前記印刷媒体に前記画像を印刷する制御を行う制御部と、前記カメラの撮影エリアの位置調整用の第1補正値として、前記移動機構の移動量の補正値を記憶し、前記撮影エリアの位置調整用の第2補正値として、前記搬送機構の搬送量の補正値を記憶する記憶部と、を含む印刷装置に関係する。
印刷装置の正面図。 印刷装置の構成例。 キャリッジ、カメラ、位置調整用パターンの配置を模式的に示す平面図。 位置調整用パターンを用いた補正値の演算手法の説明図。 本実施形態の処理例を示すフローチャート。 吐出タイミングの調整に用いられる印刷調整用パターンの例。 吐出量の調整に用いられる印刷調整用パターンの例。 濃度むらの調整に用いられる印刷調整用パターンの例。 カメラの取付位置の誤差による撮影有効範囲の縮小についての説明図。 カメラの取付位置の誤差による撮影有効範囲の縮小についての説明図。 カメラの取付位置の誤差による撮影有効範囲の縮小についての説明図。 カメラの取付位置の誤差による撮影有効範囲の縮小についての説明図。 撮影エリアの位置調整を行わなかった場合の印刷調整用パターンの撮影についての説明図。 撮影エリアの位置調整を行った場合の印刷調整用パターンの撮影についての説明図。
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。
1.印刷装置
図1は本実施形態の印刷装置10の正面図である。印刷装置10は、印刷媒体2に対して染料や顔料などのインクの液滴を吐出することで、印刷データである画像データに基づいて印刷媒体2に画像を形成するインクジェット式のプリンターである。具体的には、RGBなどのカラーの画像データに基づいてカラー画像を印刷媒体2に印刷する。画像データは、外部のホスト装置から印刷装置10に供給される。印刷媒体2はシート状の媒体であり、印刷媒体2の種類としては紙系とフィルム系がある。紙系には、キャスト紙、アート紙又はコート紙などがあり、フィルム系には、合成紙、PET(Polyethylene terephthalate)、又はPP(Poly-propylene)などがある。なお印刷媒体2は繊維などであってもよい。
印刷装置10は、制御基板12、操作パネル14、インク収容部16、給送部18、キャリッジ20を有する。制御基板12は、印刷装置10の動作を統合的に制御する基板であり、プロセッサーや、各種の情報を記憶するメモリーなどが搭載される。操作パネル14は、ユーザーが印刷装置10の設定操作や入力操作を行うためのものである。インク収容部16には複数の収容ユニットが設けられ、各収容ユニットには、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンなどを含む複数色のインクの各色のインクが収容される。給送部18には、印刷媒体2が、円筒状に巻き重ねられたロール体として装填される。印刷装置10は、制御基板12の制御によってキャリッジ20を主走査方向DR1に沿って移動させながら、液体であるインクを印刷媒体2に噴射して印刷を行う。本実施形態では、印刷装置10が、例えばA2サイズ以上の印刷媒体2にシリアル印刷を行うLFP(Large Format Printer:大判プリンター)である場合を主に例にとり説明するが、印刷装置10は、中型又は小型のインクジェット式の印刷装置であってもよい。
なお図1において、X軸に沿った方向であるX軸方向は、主走査方向DR1に沿った方向であり、図1の印刷装置10の左右方向である。Y軸に沿った方向であるY軸方向は、印刷媒体2の搬送方向であり、印刷装置10の前後方向であり、後述の図3の副走査方向DR2に対応する。Z軸に沿った方向であるZ軸方向は、鉛直方向である上下方向であり、X軸及びY軸に直交する方向である。
図2は印刷装置10の構成例を示すブロック図であり、図3はキャリッジ20、カメラ40、位置調整用パターンPPSの配置を模式的に示す平面図である。印刷装置10は、キャリッジ20とカメラ40と移動機構50と搬送機構60と制御部70と記憶部80を含む。なおこれらの構成要素の一部を省略する変形実施も可能である。
キャリッジ20は、インクを吐出する印刷ヘッド22を搭載して移動する。即ちキャリッジ20は、印刷装置10の本体内に図3の主走査方向DR1に沿って往復移動可能な状態で収容されており、印刷ヘッド22を搭載して主走査方向DR1に沿って移動する。このように主走査方向DR1に沿って移動するキャリッジ20に搭載される印刷ヘッド22がインクを吐出することで、印刷媒体2への印刷が行われる。
印刷ヘッド22は図3に示すように複数のヘッドチップ23、24、25、26、2728により構成され、各ヘッドチップから各色のインクが吐出される。具体的にはヘッドチップ23、24、25、26、27、28は、各々、図1のインク収容部16の各収容ユニットからブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ライトブラック(LK)、ライトシアン(LC)の各色のインクが、不図示のチューブを介して供給され、各色のインクの液滴を吐出する。ヘッドチップ23、24、25、26、27、28の各ヘッドチップには、インクの液滴の吐出が可能な複数のノズルが配列されて開口する吐出面が設けられ、この吐出面の複数のノズルから各色のインクが吐出される。これにより印刷媒体2へのカラー画像の印刷が可能になる。なお図3ではヘッドユニットであるヘッドチップ23、24、25、26、27、28の配置を模式的に示しているが、後述の図14に示すようにヘッドチップの配置としては種々の配置が可能である。また本実施形態では、ブラックのインクを吐出するヘッドチップ23を、印刷ヘッド22の基準ヘッドチップとする。
カメラ40は、キャリッジ20に取り付けられ、印刷ヘッド22により印刷された画像を撮影可能な装置である。カメラ40は、レンズユニットなどの光学系と、CMOSセンサーやCCDなどのイメージセンサーを含む。またカメラ40にはLED光源などの光源も設けられる。
移動機構50は、キャリッジ20を主走査方向DR1に沿って移動させる機構である。移動装置である移動機構50は、キャリッジ20の移動を規制するキャリッジレール19などの移動規制部材と、キャリッジ移動用のCRモーター及びCRモーターを駆動するモータードライバーを有するキャリッジ移動用の駆動部を含む。移動機構50は、キャリッジ移動用の駆動部を用いて、キャリッジレール19に沿ってキャリッジ20を移動させる。これによりキャリッジ20が主走査方向DR1に沿って移動する。
搬送機構60は、印刷媒体2を図3の副走査方向DR2に沿って搬送させる機構である。搬送装置である搬送機構60は、印刷媒体2を搬送するための搬送ローラーなどの搬送部材と、搬送ローラーを回転させる搬送モーターと搬送モーターを駆動するモータードライバーを有する搬送用の駆動部を含む。搬送機構60は、搬送用の駆動部を用いて、搬送ローラーを回転させることで、給送部18内にロール体として巻き重ねられている印刷媒体2を、副走査方向DR2に搬送する。図3では印刷媒体2の搬送の順方向をフィード方向PFとして、搬送の逆方向をバックフィード方向BFとしている。フィード方向PFは、副走査方向DR2である搬送方向の下流側に向かう方向であり、バックフィード方向BFは、搬送方向の上流側に向かう方向である。フィード方向PFは、Y軸のプラス側への方向であり、バックフィード方向BFは、Y軸のマイナス側への方向である。搬送機構60は、副走査方向DR2である搬送方向の上流側から下流側へと印刷媒体2を搬送する。
制御部70は、印刷媒体2に画像を印刷する制御を行う。例えば制御部70は、印刷ヘッド22のインクの吐出の制御を行う。制御部70は、移動機構50によるキャリッジ20の移動を制御したり、搬送機構60による印刷媒体2の搬送の制御も行う。これらの制御により印刷制御が実現される。この印刷制御は印刷制御部72が行う。制御部70は、印刷装置10の全体制御や、カメラ40の撮影の制御なども行う。制御部70は、後述するカメラ40の撮影エリアの位置調整の制御や、印刷調整の制御を行う。位置調整の制御は位置調整部74が行い、印刷調整の制御は印刷調整部76が行う。コントローラーである制御部70は、例えば図1の制御基板12に搭載されるプロセッサーにより実現できる。プロセッサーは、例えばCPU(Central Processing Unit)又はDSP(Digital Signal Processor)や、制御用ICなどにより実現できる。制御用ICは、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)と呼ばれる集積回路装置であり、ゲートアレイなどによる自動配置配線により実現できる。
記憶部80は各種の情報を記憶する。記憶部80は、印刷装置10の各種の制御や処理を実行するための情報を記憶する。本実施形態では記憶部80は、カメラ40の撮影エリアの位置調整用の第1補正値として、移動機構50の移動量の補正値を記憶する。また撮影エリアの位置調整用の第2補正値として、搬送機構60の搬送量の補正値を記憶する。第1補正値に基づいて移動機構50の移動量が制御され、第2補正値に基づいて搬送機構60の搬送量が制御されることで、カメラ40の撮影エリアの位置調整が実現される。カメラ40の撮影エリアの位置調整用の第1補正値、第2補正値は、補正値記憶部82に記憶される。また本実施形態では、カメラ40の撮影画像に基づいて印刷調整が行われ、その印刷調整値が印刷調整値記憶部84に記憶される。記憶部80は、図1の制御基板12に搭載されるメモリーにより実現できる。メモリーは、例えば半導体メモリーであり、具体的には不揮発性メモリーである。不揮発性メモリーは、例えばEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)や、FAMOS(Floating gate Avalanche injection MOS)などを用いたOTP(One Time Programmable)により実現できる。
以上のように本実施形態では、カメラ40がキャリッジ20に設けられ、キャリッジ20が主走査方向DR1に沿って移動することで、カメラ40も主走査方向DR1に沿って移動する。本実施形態では、このカメラ40を用いて後述の図6~図8で説明する印刷調整用パターンPT1~PT3を撮影し、得られた撮影画像に基づいて、インクの吐出タイミング、吐出量又は濃度むらなどの印刷調整を行う。この場合にカメラ40の取付位置には誤差が発生し、この取付位置の誤差を何ら補正しないと、後述の図9~図14で説明するように、カメラ40の撮影有効範囲AREが狭くなってしまう問題が発生する。このように撮影有効範囲AREが狭くなってしまうと、図6~図8の印刷調整用パターンPT1~PT3の撮影に必要な撮影枚数が増加し、撮影時間や調整時間が長くなったり、画像処理の処理負荷が高くなったり、処理時間が長くなるなどの問題が発生する。
この場合に、特許文献1のように、メカニカルにカメラの設置位置を調整することで、カメラの取付位置の誤差を補正する手法も考えられる。しかしながら、この特許文献1の手法では、キャリッジに複雑な調整機構を用意する必要がある。またマニュアルでカメラの設置位置を調整する場合は、最適な位置に微調整することは容易ではない。また自動でカメラの設置位置を調整する場合は、調整機構を制御する制御部も必要になり、更に複雑なメカニカルな部品や制御回路が必要になる。従って、コストが増加したり、キャリッジが大規模化して、重量も増加することで、キャリッジの制御や安定移動のための周辺回路及びメカニカル機構の大がかりな改良も必要になるという問題が生じる。
そこで本実施形態では、キャリッジ20と、キャリッジ20を主走査方向DR1に沿って移動させる移動機構50と、印刷媒体2を副走査方向DR2に沿って搬送させる搬送機構60と、印刷制御を行う制御部70と、記憶部80を有する印刷装置10において、印刷ヘッド22により印刷された画像を撮影可能なカメラ40を、キャリッジ20に取り付ける。そしてカメラ40の撮影エリアの位置調整用の第1補正値として、移動機構50の移動量の補正値を記憶部80に記憶し、撮影エリアの位置調整用の第2補正値として、搬送機構60の搬送量の補正値を記憶部80に記憶する。例えば後述の図4で説明するように、カメラ40の撮影エリアARの位置調整用の第1補正値、第2補正値として、補正値Δx、Δyを記憶部80に記憶する。
このように、移動機構50の移動量を補正する第1補正値である補正値Δxと、搬送機構60の搬送量を補正する第2補正値である補正値Δyを、記憶部80に記憶することで、図4のカメラ40の撮影エリアARの位置調整が可能になる。これにより、カメラ40の取付位置の誤差が発生した場合にも、補正値Δx、Δyを用いて、カメラ40の撮影エリアARの基準位置CPを調整できる。例えばカメラ40の撮影中心位置などの基準位置CPが適正な位置になるように調整できる。従って、カメラ40の取付位置に誤差が生じた場合にも、最適な画角でのカメラ40の撮影が可能になり、カメラ40の撮影画像を用いた適切な印刷調整が可能になる。なおカメラ40の取付位置の誤差は、キャリッジ20に対するカメラ40の取付誤差や、印刷装置10の本体に対するキャリッジ20の取付誤差などにより発生する。
制御部70は、カメラ40の撮影画像を用いて印刷調整を行う際に、第1補正値である補正値Δxに基づいて移動機構50の移動量の制御を行い、第2補正値である補正値Δyに基づいて搬送機構60の搬送量の制御を行う。例えば移動機構50が補正値Δxに基づきキャリッジ20を移動し、搬送機構60が補正値Δyに基づき印刷媒体2を搬送した後に、カメラ40が印刷調整用パターンを撮影する。そして制御部70は、得られた撮影画像に基づいて印刷調整を行う。このようにすればカメラ40の取付位置に誤差が生じた場合にも、補正値Δx、Δyに基づいて誤差を補償して、図6~図8の印刷調整用パターンPT1~PT3を用いた印刷調整が可能になる。従って、最適な画角で撮影された撮影画像に基づく印刷調整が可能になり、印刷調整の調整時間を短縮したり、調整処理の処理負荷を軽減できる。
具体的には制御部70は、印刷調整用パターンを印刷媒体2に印刷する制御を行う。制御部70は、印刷調整用パターンを印刷媒体2に印刷するために、移動機構50によるキャリッジ20の移動を制御したり、搬送機構60による印刷媒体2の搬送を制御したり、印刷ヘッド22によるインクの吐出を制御する。これにより印刷調整用チャートである印刷調整用パターンの画像が印刷媒体2に印刷される。そして制御部70は、印刷調整用パターンの印刷後、第1補正値である補正値Δxに基づく移動量の制御と、第2補正値である補正値Δyに基づく搬送量の制御を行うことで、カメラ40の撮影エリアARの位置調整を行う。例えばカメラ40の撮影エリアARの基準位置CPが適正な位置になるように補正値Δx、Δyに基づく位置調整を行う。そして撮影エリアARの位置調整の後に、カメラ40が印刷調整用パターンを撮影する。このようにすれば、カメラ40の取付位置に誤差が発生した場合にも、適正な画角での印刷調整用パターンの撮影が可能になり、印刷調整の調整時間を短縮したり、調整処理の処理負荷を軽減できる。
例えば制御部70は、カメラ40の撮影エリアARの位置調整用パターンPPSを印刷媒体2に印刷する制御を行う。図3では十字マークが位置調整用パターンPPSとして印刷媒体2に印刷されている。制御部70は、位置調整用パターンPPSを印刷媒体2に印刷するために、移動機構50によるキャリッジ20の移動を制御したり、搬送機構60による印刷媒体2の搬送を制御したり、印刷ヘッド22によるインクの吐出を制御する。これにより印刷媒体2の所定位置に位置調整用パターンPPSが印刷される。なお位置調整用パターンPPSはこのような十字マークに限定されず、位置調整に使用可能なパターンであれば、種々の形状のマークを採用できる。制御部70は、位置調整用パターンPPSの印刷後、キャリッジ20を位置調整用パターンPPSの位置に移動させる。例えば図3において、カメラ40の画角内に位置調整用パターンPPSが入るように、キャリッジ20を右方向に移動する。そして位置調整用パターンPPSをカメラ40が撮影し、制御部70は、カメラ40が撮影した位置調整用パターンPPSの撮影画像に基づいて、補正値Δx、Δyを求めて、記憶部80に記憶させる。このようにすれば、カメラ40の撮影画像での位置調整用パターンPPSの位置のずれ量を解析して、補正値Δx、Δyを求めて、記憶部80に記憶できる。そしてカメラ40の撮影画像を用いた印刷調整の際に、記憶部80に記憶された補正値Δx、Δyに基づいて移動機構50の移動量の制御や搬送機構60の搬送量の制御を行うことで、最適な画角で撮影された撮影画像に基づく印刷調整を実現できる。なお補正値Δx、Δyの演算と記憶は、印刷装置10の組み立て時において、カメラ40をキャリッジ20に取り付けた後に行われる。或いは、印刷ヘッド22などの交換時において、補正値Δx、Δyの演算を再度行って、記憶部80に記憶してもよい。
図4は、位置調整用パターンPPSを撮影したカメラ40の撮影画像の例である。撮影エリアARの基準位置CPは例えばカメラ40の撮影中心位置である。制御部70は、撮影エリアARの基準位置CPに対する、主走査方向DR1での位置調整用パターンPPSの位置のずれ量を、補正値Δxとして求める。例えばX軸のプラス側方向又はマイナス側方向でのずれ量を、補正値Δxとして求める。また制御部70は、基準位置CPに対する、副走査方向DR2での位置調整用パターンPPSの位置のずれ量を、補正値Δyとして求める。例えばY軸のプラス側方向又はマイナス側方向でのずれ量を、補正値Δyとして求める。そして印刷調整用パターンを用いた印刷調整の際には、位置調整用パターンPPSの位置が基準位置CPになるように、補正値Δx、Δyに基づいて移動機構50の移動量や搬送機構60の搬送量を制御する。こうすることで、最適な画角で撮影された撮影画像に基づく印刷調整を実現でき、印刷調整の調整時間を短縮したり、調整処理の処理負荷を軽減できる。
なお制御部70は、印刷ヘッド22を構成する複数のヘッドチップ26~28に含まれる基準ヘッドチップからインクを吐出させることで、位置調整用パターンPPSを印刷媒体2に印刷する制御を行う。図3では、ブラックのインクを吐出するヘッドチップ23が基準ヘッドチップである。これによりブラックのインクで印刷された位置調整用パターンPPSが印刷媒体2に印刷されるようになり、この位置調整用パターンPPSに基づいて補正値Δx、Δyが演算されるようになる。なお基準ヘッドチップは、ブラック以外の色を吐出するヘッドチップであってもよい。
また図3に示すように、カメラ40は、印刷ヘッド22から、搬送機構60の搬送方向の下流側にずらした位置に配置される。即ちカメラ40は、印刷ヘッド22の位置から、副走査方向DR2である搬送方向の下流側にずらした位置に配置される。一例としては、位置調整用パターンPPSの印刷に用いられる基準のヘッドチップ23の位置から搬送方向の下流側にずらした位置に、カメラ40が配置される。搬送方向の下流側は、図3の印刷媒体2のフィード方向PF側であり、Y軸のプラス方向側である。このようにすれば、カメラ40の取付位置の誤差がない場合にも、カメラ40の撮影画像において、位置調整用パターンPPSの位置が、搬送方向の上流側の位置にずれるようになる。即ち位置調整用パターンPPSの位置が、Y軸のマイナス方向側の位置にずれるようになる。そして搬送機構60により、搬送方向の下流側であるフィード方向PFに印刷媒体2を搬送することで、カメラ40の撮影エリアARの位置調整が可能になり、適切な位置調整を実現できる。
また搬送機構60は、搬送方向の下流側への印刷媒体2の搬送精度が、搬送方向の上流側への印刷媒体2の搬送精度に比べて高くなっている。即ちフィード方向PFでの搬送精度の方が、バックフィード方向BFでの搬送精度よりも高くなっている。即ち、通常の印刷時においては、搬送機構60により、下流側であるフィード方向PFに印刷媒体2を高い搬送精度で搬送しながら、印刷媒体2に画像を印刷する。印刷媒体2の搬送制御の精度は、印刷品質に直接に関わるからである。つまり、フィード方向PFでの搬送精度が低いと、搬送ずれによって印刷画像が間延びした画像となる印刷長変動が発生してしまうため、フィード方向PFでの搬送機構60の搬送精度は高くなっている。一方、一旦搬送した印刷媒体2を、バックフィード方向BFに精度良く搬送することは困難であるし、バックフィード方向BFの搬送での精度は大きな用をなさない。つまり、バックフィード方向BFへの搬送は、印刷媒体2の設置時におけるならし時や、コックリングにより発生したしわを伸ばす時や、乾燥のためにヒーター部に印刷媒体2を戻す時に行われ、高精度の搬送は不要である。このため、バックフィード方向BFでの搬送機構60の搬送精度は低くなっている。そして図3に示すようにカメラ40は、印刷ヘッド22の位置から、搬送方向の下流側の方向であるフィード方向PF側にずらした位置に配置される。このため、カメラ40の取付位置の誤差がない場合にも、カメラ40の撮影画像において、位置調整用パターンPPSの位置が、搬送方向の上流側の方向であるバックフィード方向BF側の位置にずれるようになる。このとき、カメラ40の全ての取付公差を加算した値よりも大きなずれ量で、印刷ヘッド22からフィード方向PF側にずらした位置に、カメラ40を設置する。このようにすれば、カメラ40の取付位置が、バックフィード方向BF側に最大限にずれた場合にも、搬送精度が高いフィード方向PF側への搬送により、撮影エリアARの位置を調整できる。従って、撮影エリアARの位置調整を高い精度で実現でき、撮影エリアARの位置調整の精度を向上できる。
2.処理の詳細
次に本実施形態の処理の詳細について説明する。本実施形態では、インクの吐出調整などの印刷調整用パターンを撮影するカメラ40の撮影位置の調整手法を提供する。即ちカメラ40を取り付けた後の撮影位置を、印刷調整に必要な精度の範囲に納めるように調整可能にする。例えば印刷ヘッド22とカメラ40の相対位置を調整するために、図3に示す位置調整用パターンPPSを印刷媒体2に印刷する。位置調整用パターンPPSの印刷は、基準ヘッドチップによる一色のみの印刷で行う。図3では、基準ヘッドチップであるブラックのヘッドチップ23により位置調整用パターンPPSを印刷する。そして印刷された位置調整用パターンPPSと、理想の撮影位置である撮影中心の位置との差分値を演算する。主走査方向DR1側での差分値については、キャリッジ20を移動するCRモーターの制御補正値として記憶し、印刷調整用パターンの撮影時に理想の撮影位置になるように、CRモーターによる移動制御を行う。即ち補正値Δxに基づく移動機構50の移動制御を行う。一方、副走査方向DR2側での差分値については、印刷媒体2の移動補正値として記憶し、印刷調整用パターンの撮影時に理想の撮影位置になるように、印刷媒体2の搬送制御を行う。即ち補正値Δyに基づく搬送機構60の搬送制御を行う。基準ヘッドチップ以外のヘッドチップとの相関は、ヘッドチップ間のヘッドアライメント機能により調整される。
副走査方向DR2側への印刷媒体2の搬送補正値は、印刷媒体2の搬送に対して必ず正の補正値になるように、カメラ40を、搬送方向の下流側の位置にずらして設置する。ずらし量の数値は、カメラ40の組立公差や、カメラ40及び基準ヘッドチップのキャリッジ20への取付け公差を考慮して決定する。移動補正値である補正値Δx、搬送補正値である補正値Δyは、印刷ヘッド22の交換時や、印刷ヘッド22やカメラ40のメカニカルな位置変化が起きる経過時間において、再度測定することで、継続的な効果が見込める。
図5は本実施形態の詳細な処理例を説明するフローチャートである。図5のA1は、カメラ40をキャリッジ20に取付け、その取付け位置の補正値を演算して記録する処理のフローである。
まずキャリッジ20に自動調整用のカメラ40が取り付けられる(ステップS1)。このカメラ40の取付は、例えば印刷装置10の組み立て時や、印刷ヘッド22の交換時に、作業者や作業ロボットにより行われる。図3に示すように、カメラ40の取付位置は、キャリッジ20内の印刷ヘッド22よりも、印刷媒体2の搬送方向における下流側の位置にずらした位置になる。そして印刷媒体2の搬送補正値である補正値Δyが、印刷媒体2の搬送に対して正の補正値になるように、カメラ40がキャリッジ20に取り付けられる。
次に印刷装置10は、カメラ40の撮影エリアの位置調整用パターンを印刷する(ステップS2)。例えば印刷装置10は、キャリッジ20を、位置調整用パターンの印刷位置となる所定位置に移動して、基準ヘッドチップを用いて、取付位置パターンである位置調整用パターンを印刷する。例えば基準ヘッドチップであるブラックのヘッドチップ23を用いて位置調整用パターンを印刷する。他のヘッドチップとの相関はヘッドアライメント機能により調整される。
次にカメラ40により位置調整用パターンを撮影する(ステップS3)。即ち印刷装置10は、印刷された位置調整用パターンの位置までキャリッジ20を移動させて、撮影場所においてカメラ40により位置調整用パターンを撮影する。そして印刷装置10は、カメラ40により撮影した位置調整用パターンの情報から、カメラ40の撮影位置の補正値(Δx、Δy)を演算する(ステップS4)。例えば図4において、印刷装置10は、撮影された位置調整用パターンPPSの中心X座標と、撮影エリアARの中心X座標の差を、補正値Δxとして演算する。また撮影された位置調整用パターンPPSの中心Y座標と、撮影エリアARの中心Y座標の差を、補正値Δyとして演算する。X軸方向は、キャリッジ20の移動方向である主走査方向DR1であり、Y軸方向は、印刷媒体2の搬送方向である副走査方向DR2である。そして印刷装置10は、演算された補正値(Δx、Δy)を記憶部80に記憶する(ステップS5)。
図5のA2は、求められた位置調整用の補正値に基づいて、印刷調整の精度を補正する処理のフローである。
まず印刷装置10は印刷調整用パターンを印刷する(ステップS6)。例えば印刷装置10は、所定位置にキャリッジ20を移動させて、図3の全てのヘッドチップ23~28を用いて印刷調整用パターンを印刷する。
次に印刷装置10は、補正値Δyに基づいて印刷媒体2を搬送する制御を行う(ステップS7)。例えば印刷装置10は、撮影エリアの中心位置のずれ補正値として記憶部80に記憶された、中心y座標の差である補正値Δyを読み出す。そして印刷装置10は、印刷媒体2をΔyだけ搬送移動する制御を行う。また印刷装置10は、補正値Δxに基づいてキャリッジ20を移動する制御を行う(ステップS8)。例えば印刷装置10は、撮影エリアの中心位置のずれ補正値として記憶部80に記憶された、中心x座標の差である補正値Δxを読み出す。そして印刷装置10は、カメラ40により印刷調整用パターンを撮影する際に、Δxだけキャリッジ20を移動する制御を行う。
次に印刷装置10は、カメラ40により印刷調整用パターンを撮影する(ステップS9)。即ちステップS7、S8で、搬送及び移動の補正制御が行われた後、カメラ40により印刷調整用パターンを撮影する。そして印刷装置10は印刷調整値を演算する(ステップS10)。印刷調整値がインクの吐出タイミングの調整値である場合には、キャリッジ20に配置された基準ヘッドチップの各ノズルのインクの吐出タイミングのズレを演算し、基準ヘッドチップと他のヘッドチップとの吐出タイミングのズレを演算する。そして印刷装置10は、演算された印刷調整値を記憶部80に記憶する(ステップS11)。印刷媒体2への実印刷時においては、この印刷調整値を用いることで良好な印刷制御が実現される。
以上のように本実施形態の補正値生成方法では、印刷装置10は、カメラ40の撮影エリアの位置調整用パターンを、印刷ヘッド22により印刷媒体2に印刷する。即ち図5のステップS2の印刷を行う。そして印刷装置10は、位置調整用パターンの印刷後に、移動機構50によりキャリッジ20を位置調整用パターンの位置に移動し、位置調整用パターンを、キャリッジ20に取り付けられたカメラ40により撮影する。即ちステップS3の撮影を行う。そして印刷装置10は、カメラ40が撮影した位置調整用パターンの撮影画像に基づいて、カメラ40の撮影エリアの位置調整用の補正値として、移動機構50の移動量を補正する補正値Δxと、搬送機構60の搬送量を補正する補正値Δyを生成する。即ちステップS4の演算を行う。このようにすればカメラ40の撮影エリアの位置を適正な位置に補正するための補正値Δx、Δyを、位置調整用パターンの撮影画像から生成できる。このようにして生成された補正値Δx、Δyを用いることで、印刷調整用のカメラ40の撮影エリアを適切に調整できるようになる。これにより、カメラ40の取付位置に誤差が生じた場合にも、最適な画角でのカメラ40の撮影が可能になり、カメラ40の撮影画像を用いた適切な印刷調整が可能になる。例えばカメラ40の取付時の画角中心位置を調整可能にし、印刷調整に必要な印刷調整用パターンを最適な画角で撮影できる。またカメラ40の効率的な画角を確保でき、印刷調整時間を短縮したり、印刷調整処理の負荷を軽減したり、印刷調整に必要な印刷調整用パターンを大きなパターンにすることが可能になる。
図6は、インクの吐出タイミングの調整に用いられる印刷調整用パターンPT1の例である。この印刷調整用パターンPT1は、罫線L1~L13が所定間隔で並ぶ罫線パターンKP1と、罫線L14~L26が所定間隔で並ぶ罫線パターンKP2を有する。罫線パターンKP2は、罫線L14~L26のそれぞれが、罫線パターンKP1が有する罫線L1~L13のそれぞれに対して所定量ずつずれて並ぶパターン画像である。印刷装置10は、この印刷調整用パターンPT1をカメラ40により撮影し、得られた撮影画像に基づいて、印刷ヘッド22のインクの吐出タイミングを調整する印刷調整を行う。例えば印刷装置10は、印刷調整用パターンPT1の撮影画像の画像解析を行って、吐出タイミングの調整値を求める。
図7は、インクの吐出量の調整に用いられる印刷調整用パターンPT2の例である。ここでは印刷ヘッド22が吐出するインクの色がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックである場合を例にとり説明する。図7の印刷調整用パターンPT2では、シアン用の検出パターンPC、マゼンタ用の検出パターンPM、イエロー用の検出パターンPY、ブラック用の検出パターンPKが並んで配置される。PC、PM、PY、PKの各検出パターンは、濃度100%から濃度40%まで濃度10%の間隔で設定濃度が異なる7つの検出チャートを有する。濃度は、所定の単位面積あたりに対するインクの占有率を示す。印刷装置10は、この印刷調整用パターンPT2をカメラ40により撮影し、得られた撮影画像に基づいて、印刷ヘッド22のインクの吐出量を調整する印刷調整を行う。例えば印刷装置10は、印刷調整用パターンPT2の撮影画像の画像解析を行って、吐出量の調整値を求める。
図8は、濃度むらの調整に用いられる印刷調整用パターンPT3の例である。図8の印刷調整用パターンPT3は、搬送方向を長手方向とする帯状の検出チャートDS1、DS2、DS3を有する。この印刷調整用パターンPT3は、DS1~DS3の各検出チャート内の濃度が同一となり、且つ、隣り合う検出チャートの濃度が異なるようなパターン画像である。各検出チャートは各色のインクに対応してそれぞれ形成される。印刷装置10は、この印刷調整用パターンPT3をカメラ40により撮影し、得られた撮影画像に基づいて、濃度むらを調整する印刷調整を行う。例えば印刷装置10は、印刷調整用パターンPT3の撮影画像の画像解析を行って、濃度むらの調整値を求める。なお印刷調整用パターンは図6~図8で説明したものには限定されず、搬送量の調整のための印刷調整用パターンなどの種々のパターン画像を用いることができる。
図9、図10、図11、図12は、カメラ40の取付位置の誤差による撮影有効範囲AREの縮小についての説明する図である。図9~図12に示すように、カメラ40の取付位置に誤差があると、理想の撮影エリアARIに対して、実際のカメラ40の撮影エリアARが様々な方向にずれてしまう。従って、撮影エリアARの位置調整を行わないと、カメラ40の取付位置の誤差が原因となって、カメラ40の撮影有効範囲AREが縮小され、カメラ40の実質的な画角が小さくなってしまう。撮影有効範囲AREが縮小してしまうと、同じ大きさの印刷調整用パターンを撮影する場合にも、撮影枚数が増加してしまう。
図13、図14では、複数のヘッドチップHD1、HD2、HD3、HD4を有する印刷ヘッド22により、図6で説明した吐出タイミングを調整するための印刷調整用パターンPT1が印刷媒体2に印刷されている。そして図13は、撮影エリアの位置調整を行わなかった場合の例であり、この場合には図9~図12に示すように撮影有効範囲が狭くなる。従って、印刷調整用パターンPT1の全体を撮影するために、例えば60枚の撮影画像J1~J60が必要になってしまう。このように撮影画像の枚数が増加すると、印刷調整処理の時間が長くなったり、解析対象となる撮影画像の枚数が増加することで印刷調整処理の負荷が増加する。
一方、図14は、撮影エリアの位置調整を行った場合の例であり、撮影有効範囲の縮小が抑制される。従って、印刷調整用パターンPT1の全体を撮影するために、例えば16枚の撮影画像I1~I16で済むようになり、図13に比べて撮影画像の枚数を減らすことができる。このように撮影画像の枚数が減ることで、印刷調整処理の時間を短縮できる共に、解析対象となる撮影画像の枚数が減少することで印刷調整処理の負荷も軽減できる。
以上に説明したように本実施形態の印刷装置は、インクを吐出する印刷ヘッドを搭載して移動するキャリッジと、キャリッジに取り付けられ、印刷ヘッドにより印刷媒体に印刷された画像を撮影可能なカメラと、キャリッジを主走査方向に沿って移動させる移動機構と、印刷媒体を副走査方向に沿って搬送させる搬送機構と、印刷媒体に画像を印刷する制御を行う制御部と、記憶部を含む。記憶部は、カメラの撮影エリアの位置調整用の第1補正値として、移動機構の移動量の補正値を記憶し、撮影エリアの位置調整用の第2補正値として、搬送機構の搬送量の補正値を記憶する。
本実施形態によれば、印刷ヘッドを搭載するキャリッジが移動機構により主走査方向に沿って移動し、印刷媒体が搬送機構により副走査方向に沿って搬送されることで、印刷媒体への画像の印刷が行われる。そしてキャリッジにはカメラが搭載されており、当該カメラを用いて、印刷ヘッドにより印刷された画像を撮影できる。そして記憶部には、カメラの撮影エリアの位置調整用の第1補正値として、移動機構の移動量の補正値が記憶され、撮影エリアの位置調整用の第2補正値として、搬送機構の搬送量の補正値が記憶される。従って、記憶部に記憶された第1補正値により移動機構の移動量を制御し、記憶部に記憶された第2補正値により搬送機構の搬送量を制御することで、カメラの撮影エリアの位置調整が可能になる。この結果、印刷画像を撮影するカメラの撮影エリアの適切な位置調整が可能な印刷装置を提供できる。
また本実施形態では、制御部は、カメラの撮影画像を用いて印刷調整を行う際に、第1補正値に基づいて移動機構の移動量の制御を行い、第2補正値に基づいて搬送機構の搬送量の制御を行ってもよい。
このようにすればカメラの取付位置に誤差が生じた場合にも、第1補正値及び第2補正値に基づいてこの誤差を補償して、適切な印刷調整を実現できる。
また本実施形態では、制御部は、印刷調整用パターンを印刷媒体に印刷する制御を行い、印刷調整用パターンの印刷後、第1補正値に基づく移動量の制御と第2補正値に基づく搬送量の制御を行うことで、カメラの撮影エリアの位置調整を行ってもよい。そしてカメラは、撮影エリアの位置調整の後に、印刷調整用パターンを撮影してもよい。
このようにすれば、印刷調整用パターンの画像を印刷媒体に印刷した後、第1補正値及び第2補正値に基づきカメラの撮影エリアの位置調整を行い、撮影エリアの位置調整の後に、カメラにより印刷調整用パターンを撮影できる。これにより、適正な画角で撮影された撮影画像に基づく印刷調整を実現できる。
また本実施形態では、制御部は、カメラの撮影エリアの位置調整用パターンを印刷媒体に印刷する制御を行い、位置調整用パターンの印刷後、キャリッジを位置調整用パターンの位置に移動させてもよい。そしてカメラは、位置調整用パターンを撮影し、制御部は、カメラが撮影した位置調整用パターンの撮影画像に基づいて、第1補正値及び第2補正値を求めて、記憶部に記憶させてもよい。
このようにすれば、カメラの撮影画像での位置調整用パターンの位置のずれ量を解析して、第1補正値及び第2補正値を求めて、記憶部に記憶できる。そしてカメラの撮影画像を用いた印刷調整の際に、記憶部に記憶された第1補正値及び第2補正値に基づいて移動機構の移動量の制御や搬送機構の搬送量の制御を行うことで、最適な画角で撮影された撮影画像に基づく印刷調整を実現できる。
また本実施形態では、制御部は、撮影エリアの基準位置に対する、主走査方向での位置調整用パターンの位置のずれ量を、第1補正値として求め、基準位置に対する、副走査方向での位置調整用パターンの位置のずれ量を、第2補正値として求めてもよい。
このようにすれば、位置調整用パターンでの位置のずれ量を解析することで、第1補正値及び第2補正値を求めることが可能になる。
また本実施形態では、制御部は、印刷ヘッドを構成する複数のヘッドチップに含まれる基準ヘッドチップからインクを吐出させることで、位置調整用パターンを印刷媒体に印刷する制御を行ってもよい。
このようにすれば、基準ヘッドチップからのインクで印刷された位置調整用パターンが印刷媒体に印刷されるようになり、このように印刷された位置調整用パターンを用いて、第1補正値及び第2補正値を演算できるようになる。
また本実施形態では、カメラは、印刷ヘッドから、搬送機構の搬送方向の下流側にずらした位置に配置されてもよい。
このようにすれば、カメラの取付位置の誤差がない場合にも、カメラの撮影画像において、位置調整用パターンの位置が、搬送方向の上流側の位置にずれるようになる。そして搬送機構により、搬送方向の下流側に印刷媒体を搬送することで、印刷調整の際のカメラの撮影エリアの位置調整が可能になり、適切な位置調整を実現できる。
また本実施形態では、搬送機構は、搬送方向の下流側への印刷媒体の搬送精度が、搬送方向の上流側への印刷媒体の搬送精度に比べて高くてもよい。
このようにすれば、搬送精度が高い、搬送方向の上流側への搬送により、撮影エリアの位置調整を実現できるため、カメラの撮影エリアの位置調整を高い精度で実現できる。
また本実施形態は、インクを吐出する印刷ヘッドを搭載して移動するキャリッジと、キャリッジに取り付けられ、印刷ヘッドにより印刷媒体に印刷された画像を撮影可能なカメラと、キャリッジを主走査方向に移動させる移動機構と、印刷媒体を副走査方向に沿って搬送させる搬送機構と、を含む印刷装置における補正値の生成方法である。そして本実施形態の生成方法では、カメラの撮影エリアの位置調整用パターンを、印刷ヘッドにより印刷媒体に印刷し、位置調整用パターンの印刷後、移動機構によりキャリッジを位置調整用パターンの位置に移動し、位置調整用パターンを、キャリッジに取り付けられたカメラにより撮影する。そしてカメラが撮影した位置調整用パターンの撮影画像に基づいて、カメラの撮影エリアの位置調整用の補正値として、移動機構の移動量を補正する第1補正値と、搬送機構の搬送量を補正する第2補正値とを生成する。
このようにすればカメラの撮影エリアの位置を適正な位置に補正するための第1補正値及び第2補正値を、位置調整用パターンの撮影画像から生成できる。このようにして生成された第1補正値及び第2補正値を用いることで、印刷調整用のカメラの撮影エリアを適切に調整できるようになり、カメラの撮影画像を用いた適切な印刷調整が可能になる。
以上、本発明を適用した実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
DR1…主走査方向、DR2…副走査方向、PF…フィード方向、
BF…バックフィード方向、PPS…位置調整用パターン、
AR、ARI…撮影エリア、ARE…撮影有効範囲、CP…基準位置、
Δx…補正値、Δy…補正値、PT1、PT2、PT3…印刷調整用パターン、
L1~L26…罫線、KP1、KP2…罫線パターン、
HD1、HD2、HD3、HD4…ヘッドチップ、
PC、PM、PY、PK…検出チャート、DS1、DS2、DS3…検出チャート、
J1~J60、I1~I16…撮影画像、
2…印刷媒体、10…印刷装置、12…制御基板、14…操作パネル、
16…インク収容部、18…給送部、19…キャリッジレール、20…キャリッジ、
22…印刷ヘッド、23、24、25、26、27、28…ヘッドチップ、
40…カメラ、50…移動機構、60…搬送機構、70…制御部、
72…印刷制御部、74…位置調整部、76…印刷調整部、80…記憶部、
82…補正値記憶部、84…印刷調整値記憶部、

Claims (9)

  1. インクを吐出する印刷ヘッドを搭載して移動するキャリッジと、
    前記キャリッジに取り付けられ、前記印刷ヘッドにより印刷媒体に印刷された画像を撮影可能なカメラと、
    前記キャリッジを主走査方向に沿って移動させる移動機構と、
    前記印刷媒体を副走査方向に沿って搬送させる搬送機構と、
    前記印刷媒体に前記画像を印刷する制御を行う制御部と、
    前記カメラの撮影エリアの位置調整用の第1補正値として、前記移動機構の移動量の補正値を記憶し、前記撮影エリアの位置調整用の第2補正値として、前記搬送機構の搬送量の補正値を記憶する記憶部と、
    を含むことを特徴とする印刷装置。
  2. 請求項1に記載の印刷装置において、
    前記制御部は、
    前記カメラの撮影画像を用いて印刷調整を行う際に、前記第1補正値に基づいて前記移動機構の前記移動量の制御を行い、前記第2補正値に基づいて前記搬送機構の前記搬送量の制御を行うことを特徴とする印刷装置。
  3. 請求項1に記載の印刷装置において、
    前記制御部は、
    印刷調整用パターンを前記印刷媒体に印刷する制御を行い、
    前記印刷調整用パターンの印刷後、前記第1補正値に基づく前記移動量の制御と前記第2補正値に基づく前記搬送量の制御を行うことで、前記カメラの前記撮影エリアの位置調整を行い、
    前記カメラは、
    前記撮影エリアの前記位置調整の後に、前記印刷調整用パターンを撮影することを特徴とする印刷装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の印刷装置において、
    前記制御部は、
    前記カメラの前記撮影エリアの位置調整用パターンを前記印刷媒体に印刷する制御を行い、前記位置調整用パターンの印刷後、前記キャリッジを前記位置調整用パターンの位置に移動させ、
    前記カメラは、
    前記位置調整用パターンを撮影し、
    前記制御部は、
    前記カメラが撮影した前記位置調整用パターンの撮影画像に基づいて、前記第1補正値及び前記第2補正値を求めて、前記記憶部に記憶させることを特徴とする印刷装置。
  5. 請求項4に記載の印刷装置において、
    前記制御部は、
    前記撮影エリアの基準位置に対する、前記主走査方向での前記位置調整用パターンの位置のずれ量を、前記第1補正値として求め、前記基準位置に対する、前記副走査方向での前記位置調整用パターンの位置のずれ量を、前記第2補正値として求めることを特徴とする印刷装置。
  6. 請求項4又は5に記載の印刷装置において、
    前記制御部は、
    前記印刷ヘッドを構成する複数のヘッドチップに含まれる基準ヘッドチップから前記インクを吐出させることで、前記位置調整用パターンを前記印刷媒体に印刷する制御を行うことを特徴とする印刷装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の印刷装置において、
    前記カメラは、
    前記印刷ヘッドから、前記搬送機構の搬送方向の下流側にずらした位置に配置されることを特徴とする印刷装置。
  8. 請求項7に記載の印刷装置において、
    前記搬送機構は、前記搬送方向の前記下流側への前記印刷媒体の搬送精度が、前記搬送方向の上流側への前記印刷媒体の搬送精度に比べて高いことを特徴とする印刷装置。
  9. インクを吐出する印刷ヘッドを搭載して移動するキャリッジと、前記キャリッジに取り付けられ、前記印刷ヘッドにより印刷媒体に印刷された画像を撮影可能なカメラと、前記キャリッジを主走査方向に移動させる移動機構と、前記印刷媒体を副走査方向に沿って搬送させる搬送機構と、を含む印刷装置における補正値の生成方法であって、
    前記カメラの撮影エリアの位置調整用パターンを、前記印刷ヘッドにより前記印刷媒体に印刷し、
    前記位置調整用パターンの印刷後、前記移動機構により前記キャリッジを前記位置調整用パターンの位置に移動し、
    前記位置調整用パターンを、前記キャリッジに取り付けられた前記カメラにより撮影し、
    前記カメラが撮影した前記位置調整用パターンの撮影画像に基づいて、前記カメラの前記撮影エリアの位置調整用の補正値として、前記移動機構の移動量を補正する第1補正値と、前記搬送機構の搬送量を補正する第2補正値とを生成することを特徴とする補正値の生成方法。
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