JP7354698B2 - Liquid discharge device, liquid discharge method, and program - Google Patents
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本発明は、液体吐出装置、液体吐出方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a liquid ejection device, a liquid ejection method, and a program.
インクジェット方式の液体吐出装置は、記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に往復移動させながら記録ヘッドのノズルからインク(液体)を吐出し、搬送ローラを用いて記録媒体を副走査方向に搬送することを繰り返して画像を形成する。記録ヘッドの往路移動時と復路移動時とでは、記録媒体上の同じ位置にインクを付着させようとしてもずれが生じる場合がある。このような位置ずれは、インクの着弾位置ずれと呼ばれる。 An inkjet liquid ejection device ejects ink (liquid) from the nozzles of the print head while reciprocating a carriage carrying a print head in the main scanning direction, and uses a transport roller to transport the print medium in the sub-scan direction. This process is repeated to form an image. Even when attempting to deposit ink at the same position on the recording medium, a shift may occur when the recording head moves forward and backward. Such positional deviation is called ink landing position deviation.
インクの着弾位置ずれは、往復移動における移動方向の違いだけでなく、例えば、キャリッジに対する記録ヘッドの取り付け誤差などに起因して生じる場合もある。 Misalignment of the ink landing position may occur not only due to a difference in the direction of movement during reciprocating movement, but also due to, for example, an error in attaching the recording head to the carriage.
そこで、記録媒体にテストパターンを形成し、キャリッジ等に設けた撮像手段によってテストパターンを撮像することにより、インクの着弾位置ずれを検出することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, it has been proposed to form a test pattern on a recording medium and image the test pattern using an imaging means provided on a carriage or the like to detect the displacement of the ink landing position (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載の装置では、記録媒体に第1マーカを形成し、記録媒体を所定量搬送した後、第1のマーカを形成したノズルとは異なるノズルで一対の第2マーカを形成する。そして、撮像画像における第1マーカ及び一対の第2マーカの位置をそれぞれ検出することにより、インクの着弾位置ずれを検出する。
In the apparatus described in
しかしながら、特許文献1では、テストパターンは、第1マーカ及び一対の第2マーカを含んで構成されるが、各マーカは同等の形状及び濃度であり、第1マーカと第2マーカのいずれであるかは明確に識別することはできない。このため、特許文献1に記載の装置では、画像形成におけるずれ量を高精度に検出することができない場合があり得る。
However, in
開示の技術は、上記事情に鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、画像形成におけるずれ量を高精度に検出することを目的としている。 The disclosed technology has been developed to solve this problem in view of the above-mentioned circumstances, and aims to detect the amount of deviation in image formation with high precision.
開示の技術は、液体を吐出する記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に第1方向に移動させて、少なくとも3つの第1マーカを形成し、前記3つの第1マーカの形成位置のうち2つの形成位置に第2マーカを形成して、前記第1マーカのみからなる基準マーカと、前記第1マーカと前記第2マーカとが重層され、前記基準マーカを挟むように形成される一対の測定マーカとを含むパターンを形成するパターン形成手段と、前記パターンを読み取る読取手段と、前記読取手段が読み取った情報から前記第1方向における前記基準マーカと前記測定マーカとの間隔を測定する間隔測定手段と、を有する液体吐出装置である。
The disclosed technology forms at least three first markers by moving a recording head that discharges liquid in a first direction relative to a recording medium, and forms at least two of the three first marker formation positions. A pair of measurements in which a second marker is formed at two formation positions, a reference marker consisting only of the first marker, and the first marker and the second marker are layered and formed so as to sandwich the reference marker. a pattern forming means for forming a pattern including a marker; a reading means for reading the pattern; and an interval measuring means for measuring the distance between the reference marker and the measurement marker in the first direction from information read by the reading means. This is a liquid ejection device having the following.
画像形成におけるずれ量を高精度に検出することができる。 The amount of deviation in image formation can be detected with high precision.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。なお、以下で説明する実施形態では、本発明を適用した液体吐出装置の一例として、記録媒体にインク(液体)を吐出して画像を形成するインクジェットプリンタを例示する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components are given the same reference numerals, and redundant explanations may be omitted. In the embodiments described below, an inkjet printer that forms an image by ejecting ink (liquid) onto a recording medium will be exemplified as an example of a liquid ejection apparatus to which the present invention is applied.
[第1実施形態]
以下に、本発明の第1実施形態に係る液体吐出装置ついて説明する。
[First embodiment]
A liquid ejecting device according to a first embodiment of the present invention will be described below.
<液体吐出装置の概略構成>
図1は、第1実施形態に係る液体吐出装置1の概略構成を示す斜視図である。なお、図1では、液体吐出装置1の内部を透視して示している。図2は、液体吐出装置の内部構成を示す上面図である。
<Schematic configuration of liquid ejection device>
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a
図1に示すように、液体吐出装置1を構成する各構成要素は、外装体2の内部に配置されている。外装体2にはカバー部材2aが開閉可能に設けられている。
As shown in FIG. 1, each component constituting the
液体吐出装置1は、第1方向としての主走査方向(矢印A方向)に往復移動するキャリッジ5を有する。キャリッジ5は、主走査方向に沿って延設された主ガイドロッド3により支持されている。また、キャリッジ5には、連結片5aが設けられている。連結片5aは、主ガイドロッド3と平行に設けられた副ガイド部材4に係合し、キャリッジ5の姿勢を安定化させる機能を有する。
The
キャリッジ5は、駆動プーリ9と従動プーリ10との間に張架されたタイミングベルト11に連結されている。駆動プーリ9は、主走査モータ8の駆動により回転する。従動プーリ10は、タイミングベルト11に対して所定のテンションを与えるとともに、駆動プーリ9との間の距離を調整する機構を有する。
The
キャリッジ5は、主走査モータ8によりタイミングベルト11が駆動されることにより、主走査方向に往復移動する。キャリッジ5の移動量や移動速度は、例えば、キャリッジ5に設けられたエンコーダセンサ13がエンコーダシート14(いずれも図2参照)のマークを検知して出力するエンコーダ値に基づいて制御される。
The
図2に示すように、キャリッジ5には、記録ヘッド6y,6m,6c,6kが搭載されている。記録ヘッド6yは、イエロー(Y)インクを吐出する。記録ヘッド6mは、マゼンタ(M)インクを吐出する。記録ヘッド6cは、シアン(C)インクを吐出する。記録ヘッド6kは、ブラック(B)インクを吐出する。以下、これらの記録ヘッド6y,6m,6c,6kを総称して記録ヘッド6という。
As shown in FIG. 2, recording
記録ヘッド6には、複数のノズル6a(図8参照)が副走査方向に配列されたノズル面(吐出面)が形成されている。記録ヘッド6は、ノズル面が、記録媒体としての記録紙Pに対向するように、キャリッジ5により支持されている。
The
また、液体吐出装置1には、カートリッジ7(図1参照)が設けられている。カートリッジ7は、記録ヘッド6にインクを供給するためのインク供給体である。カートリッジ7は、キャリッジ5には搭載されず、液体吐出装置1内の所定の位置に配置されている。カートリッジ7と記録ヘッド6とは、カートリッジ7から記録ヘッド6に対してインクを供給するためのパイプで連結されている。
Further, the
記録ヘッド6の吐出面と対向する位置には、プラテン16が設けられている。プラテン16は、記録ヘッド6から記録紙P上にインクを吐出する際に、記録紙Pを支持するためのものである。プラテン16には、厚み方向に貫通する貫通孔が多数設けられ、個々の貫通孔を取り囲むようにリブ状の突起が形成されている。プラテン16の記録紙Pを支持する面とは反対側に吸引ファンが設けられている。この吸引ファンにより、プラテン16上からの記録紙Pの脱落を抑制することを可能とする。記録紙Pは、後述の副走査モータ141(図4参照)によって駆動される搬送ローラにより挟持され、プラテン16上を、第2方向としての副走査方向(矢印B方向)に間欠的に搬送される。第2方向は、第1方向に直交する。
A
液体吐出装置1は、記録紙Pを副走査方向に間欠的に搬送し、記録紙Pの搬送が停止している間に、キャリッジ5を主走査方向に往復移動させる。この往復移動時に、画像データに応じて記録ヘッド6のノズル6aを選択的に駆動し、プラテン16上の記録紙P上にインクを吐出することで、記録紙P上に画像を形成する。
The
また、液体吐出装置1は、記録ヘッド6の信頼性を維持するための維持機構15を備える。維持機構15は、記録ヘッド6の吐出面の清掃やキャッピング、記録ヘッド6からの不要なインクの排出などを行う。
Further, the
<撮像部の構成>
図3は、キャリッジ5に搭載された撮像部20の構成を示す図である。撮像部20は、記録紙P上に形成されるテストパターンTPを撮像するためにキャリッジ5に搭載されている。
<Configuration of imaging section>
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the
撮像部20は、二次元センサ21と、結像レンズ22とを有する。二次元センサ21は、CCD(Charge-Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)イメージセンサなどの撮像素子(撮像手段)である。結像レンズ22は、記録紙P上に形成されたテストパターンTPの光学像を、二次元センサ21の受光面に結像する。撮像部20は、記録紙Pから結像レンズ22を介して入射した光学像を、二次元センサ21により電気信号に変換し、テストパターンTPの撮像画像として出力する。
The
撮像部20は、例えば、プラテン16上にセットされた記録紙Pの表面に対して結像レンズ22の光軸が垂直となる状態で、キャリッジ5の側面部などに取り付けられる。なお、撮像部20は、記録紙P上に形成されたテストパターンTPを撮像可能に配置されていればよく、キャリッジ5に搭載されていなくてもよい。
The
また、撮像部20には、二次元センサ21の制御や二次元センサ21により撮像された撮像画像に対する処理を行う二次元センサ用CPU(Central Processing Unit)23(図4参照)が設けられている。
Further, the
<液体吐出装置のハードウェア構成例>
図4は、液体吐出装置1のハードウェア構成例を示すブロック図である。液体吐出装置1は、メイン制御基板100と、ヘッド中継基板200と、画像処理基板300とを備える。
<Example of hardware configuration of liquid ejection device>
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the
メイン制御基板100には、CPU101、FPGA(Field-Programmable Gate Array)102、RAM(Random Access Memory)103、ROM(Read Only Memory)104、NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory)105、モータドライバ106、駆動波形生成回路107などが実装されている。
The
CPU101は、液体吐出装置1の全体の制御を司る。例えば、CPU101は、RAM103を作業領域として利用して、ROM104に格納された各種の制御プログラムを実行し、液体吐出装置1における各種動作を制御するための制御指令を出力する。この際CPU101は、FPGA102と通信しながら、FPGA102と協働して液体吐出装置1における各種の動作制御を行う。
The
特に、CPU101は、液体吐出装置1では、テストパターンTPを形成する機能、テストパターンTPに含まれるマーカ間の間隔の測定値に基づいて画像形成におけるずれ量に関する情報を求める機能、この情報を出力する機能などを実現する。なお、これらの機能の詳細については後述する。
In particular, in the
CPU制御部111は、CPU101と通信を行う機能を有する。メモリ制御部112は、RAM103やROM104にアクセスする機能を有する。I2C制御部113は、NVRAM105と通信を行う機能を有する。
The
センサ処理部114は、各種センサ130のセンサ信号の処理を行う。各種センサ130は、液体吐出装置1における各種の状態を検知するセンサの総称である。各種センサ130には、上述したエンコーダセンサ13のほか、記録紙Pの通過を検知する用紙センサ、カバー部材2aの開放を検知するカバーセンサ、環境温度や湿度を検知する温湿度センサ、記録紙Pを固定するレバーの動作状態を検知する用紙固定レバー用センサ、カートリッジ7のインク残量を検知する残量検知センサなどが含まれる。なお、温湿度センサなどから出力されるアナログのセンサ信号は、例えばメイン制御基板100などに実装されるADコンバータによりデジタル信号に変換されてFPGA102に入力される。
The
モータ制御部115は、各種モータ140の制御を行う。各種モータ140は、液体吐出装置1が有するモータの総称である。各種モータ140には、キャリッジ5を動作させるための主走査モータ8、記録紙Pを副走査方向に搬送するための副走査モータ141、記録紙Pを給紙するための給紙モータ、維持機構15を動作させるための維持モータなどが含まれる。
The
ここで、主走査モータ8の動作制御を例に挙げて、CPU101とFPGA102のモータ制御部115との連携による制御の具体例を説明する。まず、CPU101がモータ制御部115に対して、主走査モータ8の動作開始指示とともに、キャリッジ5の移動速度及び移動距離を通知する。この指示を受けたモータ制御部115は、CPU101から通知された移動速度及び移動指示の情報をもとに駆動プロファイルを生成し、センサ処理部114から供給されるエンコーダ値(エンコーダセンサ13のセンサ信号を処理して得られた値)との比較を行いながら、PWM指令値を算出してモータドライバ106に出力する。モータ制御部115は、所定の動作を終了するとCPU101に対して動作終了を通知する。
Here, a specific example of control by cooperation between the
なお、ここではモータ制御部115が駆動プロファイルを生成する例を説明したが、CPU101が駆動プロファイルを生成してモータ制御部115に指示する構成であってもよい。CPU101は、印字枚数のカウントや主走査モータ8のスキャン数のカウントなども行っている。
Although an example in which the
記録ヘッド制御部116は、ROM104に格納されたヘッド駆動データ、吐出同期信号LINE、吐出タイミング信号CHANGEを駆動波形生成回路107に渡して、駆動波形生成回路107に共通駆動波形信号Vcomを生成させる。駆動波形生成回路107が生成した共通駆動波形信号Vcomは、ヘッド中継基板200に実装された後述の記録ヘッドドライバ210に入力される。
The recording
二次元センサ用CPU23は、CPU101又はFPGA102からの動作指示に基づき、二次元センサ21の制御や、二次元センサ21により撮像された撮像画像に対する処理を行う。具体的には、二次元センサ用CPU23は、撮像部20に各種設定信号を送ることにより、二次元センサ21の各種動作条件の設定を行う。また、二次元センサ用CPU23は、テストパターンTPを撮像した撮像画像からテストパターンTPに含まれるマーカ間の間隔を測定する機能や、間隔の比率を算出する機能などを実現する。これらの機能の詳細については後述する。
The two-
<画像処理部のハードウェア構成例>
図5は、画像処理基板300に実装された画像処理部310の構成例を示す機能ブロック図である。
<Example of hardware configuration of image processing unit>
FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration example of the
画像処理部310は、受付けた画像データについて、階調処理、画像変換処理などを行い、記録ヘッド制御部116で処理可能な形式の画像データに変換する。そして、画像処理部310は、変換後の画像データを、記録ヘッド制御部116へ出力する。
The
詳細には、画像処理部310は、インターフェイス41と、階調処理部42と、画像変換部43と、画像処理部RAM44とを有する。
Specifically, the
インターフェイス41は、画像データの入力部であり、CPU101及びFPGA102との通信インターフェイスである。階調処理部42は、受付けた多値の画像データに階調処理を行い、小値の画像データへ変換する。小値の画像データは、記録ヘッド6が吐出するインクの液滴の種類(大滴、中滴、小滴)に等しい階調数の画像データである。そして、階調処理部42は、変換した画像データを、画像処理部RAM44上に1バンド分以上保持する。
The
1バンド分の画像データとは、記録ヘッド6が1度の主走査方向の走査で記録可能な最大の副走査方向の幅に相当する画像データを指す。
Image data for one band refers to image data corresponding to the maximum width in the sub-scanning direction that can be recorded by the
画像変換部43は、画像処理部RAM44上の1バンド分の画像データについて、主走査方向への1度の走査(1スキャン)で出力する画像単位で、画像データを変換する。この変換は、インターフェイス41を介してCPU101から受付けた、印字順序、及び印字幅(1スキャンあたりの画像記録の副走査幅)の情報に従い、記録ヘッド6の構成に合わせて変換する。
The
印字順序、印字幅は記録紙Pに対して1回の主走査で画像を形成する1パス印字でもよく、記録紙Pの同一領域に対して同一のノズル群あるいは異なるノズル群によって複数回の主走査で画像を形成するマルチパス印字を用いてもよい。また、主走査方向にヘッドを並べて、同一領域を異なるノズル6aで打ち分けてもよい。これらの記録方法は適宜組み合わせて用いることができる。
The printing order and printing width may be one-pass printing in which an image is formed in one main scan on the recording paper P, or multiple main scans on the same area of the recording paper P using the same nozzle group or different nozzle groups. Multi-pass printing may be used in which an image is formed by scanning. Alternatively, the heads may be arranged in the main scanning direction, and
印字幅とは、記録ヘッド6の1度の主走査方向への走査(1スキャン)で記録する画像の、副走査方向の幅を示す。印字幅は、CPU101が設定する。
The print width refers to the width in the sub-scanning direction of an image printed by one scan (one scan) of the
画像変換部43は、変換した画像データSD'を、インターフェイス41を介して記録ヘッド制御部116へ出力する。
The
画像処理部310の機能は、FPGAやASIC等のハードウェア機能として実行されてもよいし、画像処理部310内部の記憶装置に記憶された画像処理プログラムによって実施されるものであってもよい。また、画像処理部310の機能は液体吐出装置の内部ではなく、コンピュータにインストールされたソフトウェアで行ってもよい。
The functions of the
<記録ヘッドドライバ等の構成例>
図6は、記録ヘッド制御部116、駆動波形生成回路107、記録ヘッドドライバ210の構成例を示すブロック図である。
<Example of configuration of recording head driver, etc.>
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the
記録ヘッド制御部116は、吐出のタイミングのトリガーとなるトリガー信号Trigを受信すると、駆動波形の生成のトリガーとなる吐出同期信号LINEを、駆動波形生成回路107へ出力する。また、記録ヘッド制御部116は、吐出同期信号LINEからの遅延量に当たる吐出タイミング信号CHANGEを、駆動波形生成回路へ出力する。駆動波形生成回路107は、吐出同期信号LINEと吐出タイミング信号CHANGEとに基づいたタイミングで共通駆動波形信号Vcomを生成する。
When the recording
さらに、記録ヘッド制御部116は、上述の画像処理部310から画像処理後の画像データSD'を受け取り、この画像データSD'をもとに、記録ヘッド6の各ノズル6aから吐出させる液滴の大きさに応じて共通駆動波形信号Vcomの所定波形を選択するためのマスク制御信号MNを生成する。マスク制御信号MNは、吐出タイミング信号CHANGEに同期したタイミングの信号である。そして、記録ヘッド制御部116は、画像データSD'と、同期クロック信号SCKと、画像データのラッチを命令するラッチ信号LTと、生成したマスク制御信号MNとを、記録ヘッドドライバ210に転送する。
Furthermore, the recording
記録ヘッドドライバ210は、シフトレジスタ211と、ラッチ回路212と、階調デコーダ213と、レベルシフタ214と、アナログスイッチ215とを有する。
The
シフトレジスタ211は、記録ヘッド制御部116から転送される画像データSD'および同期クロック信号SCKを入力する。ラッチ回路212は、シフトレジスタ211の各レジスト値を、記録ヘッド制御部116から転送されるラッチ信号LTによってラッチする。
The
階調デコーダ213は、ラッチ回路212でラッチした値(画像データSD')と、マスク制御信号MNとをデコードして、結果を出力する。レベルシフタ214は、階調デコーダ213のロジックレベル電圧信号を、アナログスイッチ215が動作可能なレベルへとレベル変換する。
The
アナログスイッチ215は、レベルシフタ214を介して与えられる階調デコーダ213の出力でオン/オフするスイッチである。このアナログスイッチ215は、記録ヘッド6のノズル6aごとに設けられ、各ノズル6aに対応して設けられた圧電素子の個別電極に接続されている。また、アナログスイッチ215には、駆動波形生成回路107からの共通駆動波形信号Vcomが入力されている。また、上述したようにマスク制御信号MNのタイミングが共通駆動波形信号Vcomのタイミングと同期している。
The
したがって、レベルシフタ214を介して与えられる階調デコーダ213の出力に応じて、適切なタイミングでアナログスイッチ215のオン/オフが切り替えられる。これにより、共通駆動波形信号Vcomを構成する駆動波形の中から各ノズル6aに対応する圧電素子に印加される波形が選択される。その結果、ノズル6aから吐出される液滴の大きさが制御される。
Therefore, the
<着弾位置ずれ検出に関する機能構成>
次に、液体吐出装置1のCPU101及び二次元センサ用CPU23により実現される着弾位置ずれ検出に関する機能について説明する。
<Functional configuration related to detection of landing position deviation>
Next, a description will be given of a function related to landing position deviation detection realized by the
図7は、着弾位置ずれ検出に関する機能構成を示すブロック図である。本実施形態では、キャリッジ5に対する記録ヘッド6の取り付け誤差などに起因して生じる記録ヘッド6の傾きを、インクの着弾位置に基づいて検出可能とする。
FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration related to detection of landing position deviation. In this embodiment, the inclination of the
CPU101は、例えば、RAM103を作業領域として利用して、ROM104に格
納された制御プログラムを実行することにより、パターン形成部400、搬送制御部401、傾き算出部402、情報出力部403などの機能を実現する。
For example, the
また、二次元センサ用CPU23は、例えばRAMを作業領域として利用して、ROMに格納された制御プログラムを実現することにより、間隔測定部404、比率算出部405などの機能を実現する。なお、間隔測定部404及び比率算出部405は、CPU101内に実現されてもよい。
Further, the two-
搬送制御部401は、記録紙Pを副走査方向に搬送するための副走査モータ141を、上述のモータ制御部115及びモータドライバ106を介して制御する。例えば、搬送制御部401は、エンコーダセンサ13から出力されるエンコーダ値に基づいて搬送ローラの回転速度や回転方向などを決定し、当該回転速度や回転方向を示す制御指令を、モータ制御部115送出することで、媒体移動手段としての搬送部150による記録紙Pの搬送を制御する。搬送部150には、上述の副走査モータ141や搬送ローラが含まれる。
The
パターン形成部400は、上述のROM104などに予め格納されたパターンデータを読み込み、このパターンデータに応じた画像形成動作を記録ヘッド6及び搬送部150に連携して行わせることにより、記録紙P上にテストパターンTPを形成する。記録紙P上に形成されたテストパターンTPは、二次元センサ21により撮像される。パターン形成部400は、CPU101に限られず、液体吐出装置1に接続される外部PC(Personal Computer)に実現された機能部であってもよい。
The
本実施形態のテストパターンTPは、少なくとも1つの基準マーカと1つの測定マーカとを含む。テストパターンTPの詳細は後述する。 The test pattern TP of this embodiment includes at least one reference marker and one measurement marker. Details of the test pattern TP will be described later.
間隔測定部404は、二次元センサ21により撮像されたテストパターンTPの撮像画像に基づき、主走査方向における基準マーカと測定マーカとの間隔を測定する。具体的には、基準マーカを間に挟むように形成された一対の測定マーカのうちの一方を第1測定マーカ、他方を第2測定マーカとした場合に、基準マーカと第1測定マーカとの間隔bと、基準マーカと第2測定マーカとの間隔cとをそれぞれ測定する。各測定値は、例えば、撮像画像のピクセルを単位とした値である。
The
比率算出部405は、間隔測定部404により測定された間隔bと間隔cとの比率rを算出し、算出した比率rを、傾き算出部402へ送出する。
The
傾き算出部402は、パターン形成部400から得られる基準マーカと測定マーカとの間隔の理想値aと、テストパターンTPの形成時における記録紙Pの副走査方向への搬送距離(移動量)Dtと、比率算出部405から取得した比率rとに基づき、記録ヘッド6の傾斜角θを算出する。傾き算出部402は、算出した傾斜角θを情報出力部403へ出力する。
The
情報出力部403は、傾斜角θを表す情報Infを、液体吐出装置1のパネル表示部や、液体吐出装置1に外部接続されるPC等へ送出する。
The
<テストパターンの形成及び位置ずれ検出動作>
次に、図8から図12を参照して、テストパターンTPの形成及び位置ずれ検出動作について説明する。テストパターンTPに含まれる基準マーカKs及び測定マーカKmは、第1ノズル群により形成される第1マーカM1と、第2ノズル群により形成される第2マーカM2とで構成される。第1マーカM1及び第2マーカM2は、それぞれ副走査方向に延びる線状に形成される。
<Test pattern formation and positional deviation detection operation>
Next, the formation of the test pattern TP and the positional deviation detection operation will be described with reference to FIGS. 8 to 12. The reference marker Ks and measurement marker Km included in the test pattern TP are composed of a first marker M1 formed by a first nozzle group and a second marker M2 formed by a second nozzle group. The first marker M1 and the second marker M2 are each formed in a linear shape extending in the sub-scanning direction.
図8は、第1マーカM1の形成動作を説明する図である。図9は、第2マーカM2の形成動作を説明する図である。図8及び図9に示すように、記録ヘッド6には、複数のノズル6aが副走査方向に配列されている。ここで、複数のノズル6aにより構成されるノズル列の副走査方向への全長をLnとする。
FIG. 8 is a diagram illustrating the formation operation of the first marker M1. FIG. 9 is a diagram illustrating the formation operation of the second marker M2. As shown in FIGS. 8 and 9, the
なお、上述のように、複数色の記録ヘッド6y,6m,6c,6kがキャリッジ5に搭載されている場合には、複数のノズル列が主走査方向に並んで配列されるが、ここでは簡略化のため1つのノズル列のみを示している。テストパターンTPは、例えば、Bインクを吐出する記録ヘッド6kのノズル列により形成する。テストパターンTPを形成するインクの色はブラックに限られず、他の色であってもよい。記録紙Pの色とのコントラストが最も高い色のインクを用いることが好ましい。
As mentioned above, when the recording heads 6y, 6m, 6c, and 6k of multiple colors are mounted on the
本実施形態では、1つのノズル列を構成する複数のノズル6aから選択される第1ノズル群G1を用いて第1マーカM1を形成し、第2ノズル群G2を用いて第2マーカM2を形成する。
In this embodiment, the first marker M1 is formed using the first nozzle group G1 selected from the plurality of
第1ノズル群G1は、副走査方向に関して後端側に位置するノズル列である。第2ノズル群G2は、副走査方向に関して先端側に位置するノズル列である。また、本実施形態では、第1ノズル群G1及び第2ノズル群G2に含まれるノズル6aの数は同数とし、副走査方向への長さを共にLpとする。なお、第1ノズル群G1及び第2ノズル群G2は、それぞれ端部に位置していなくてもよい。また、第1ノズル群G1と第2ノズル群G2とは、一部のノズル6aを共通して含んでいてもよい。
The first nozzle group G1 is a nozzle row located on the rear end side in the sub-scanning direction. The second nozzle group G2 is a nozzle row located on the tip side in the sub-scanning direction. Further, in this embodiment, the number of
まず、図8に示すように、パターン形成部400は、記録ヘッド6を所定の開始位置から主走査方向正側(往路方向)に移動させながら、記録ヘッド6の第1ノズル群G1から記録紙P上にインクを吐出させることで、第1マーカM1を形成する(図12のステップS10)。本実施形態では、パターン形成部400は、第1マーカM1を、主走査方向に一定のピッチで形成する。インクの着弾位置ずれが生じていない理想状態では、第1マーカM1は、副走査方向に長さがLpで配列され、主走査方向における間隔が理想値aとなる。
First, as shown in FIG. 8, the
パターン形成部400は、第1マーカM1の形成後、記録ヘッド6を、吐出動作を行わずに主走査方向負側(復路方向)に移動させて開始位置に戻す。
After forming the first marker M1, the
次に、図9に示すように、搬送制御部401は、記録紙Pを副走査方向に所定の搬送距離Dtだけ搬送する(ステップS11)。本実施形態では、搬送距離Dtは、複数のノズル6aの全長Lnから第1ノズル群G1及び第2ノズル群G2の長さLpを引いた値、すなわち、Dt=Ln-Lpとする。
Next, as shown in FIG. 9, the
そして、パターン形成部400は、記録ヘッド6を開始位置から主走査方向正側に移動させながら、記録ヘッド6の第2ノズル群G2から記録紙P上にインクを吐出させることで、第2マーカM2を形成する(ステップS12)。このとき、パターン形成部400は、第2マーカM2を、第1マーカM1の複数の形成位置から、所定の間引き率(例えば2)で一部を間引いた形成位置に形成する。本実施形態では、パターン形成部400は、第1マーカM1の2倍のピッチで、第1マーカM1の一部に重層するように第2マーカM2を形成する。インクの着弾位置ずれが生じていない理想状態では、第2マーカM2は、第1マーカM1上にほぼ完全に一致するように形成される。
Then, the
この結果、記録紙Pには、第1マーカM1のみからなる基準マーカKsと、第1マーカM1と第2マーカM2とが重層されてなる測定マーカKmとを含むテストパターンTPが形成される。 As a result, a test pattern TP is formed on the recording paper P including a reference marker Ks consisting of only the first marker M1 and a measurement marker Km consisting of a superimposed first marker M1 and a second marker M2.
基準マーカKsと測定マーカKmとは、主走査方向に交互に配列される。すなわち、基準マーカKsを間に挟むように一対の測定マーカKmが形成される。 The reference marker Ks and the measurement marker Km are arranged alternately in the main scanning direction. That is, a pair of measurement markers Km are formed with the reference marker Ks in between.
このテストパターンTPは、二次元センサ21により撮像され、撮像画像が二次元センサ用CPU23に入力される(ステップS13)。図9に示すグラフは、主走査方向における撮像画像の濃度分布を示している。測定マーカKmは、第1マーカM1と第2マーカM2とが重層されているので、単独線である基準マーカKsよりも濃度が高い。
This test pattern TP is imaged by the two-
間隔測定部404は、撮像画像に基づき、基準マーカKsと測定マーカKmとの間隔を測定する(ステップS14)。間隔測定部404は、撮像画像の濃度に基づき、高濃度の線を測定マーカKm、低濃度の線を基準マーカKsとして特定することができる。また、間隔測定部404は、撮像画像の濃度分布における主走査方向へのピーク間距離を間隔として測定する。
The
具体的には、間隔測定部404は、1つの基準マーカKsを選択し、当該基準マーカKsの主走査方向負側に位置する測定マーカKmを第1測定マーカとし、当該基準マーカKsと第1測定マーカとの間隔bを測定する。また、間隔測定部404は、当該基準マーカKsの主走査方向正側に位置する測定マーカKmを第2測定マーカとし、当該基準マーカKsと第2測定マーカとの間隔cを測定する。間隔測定部404は、測定した間隔b,cの各測定値を比率算出部405へ出力する。
Specifically, the
なお、間隔測定部404は、選択する基準マーカKsを変更し、各基準マーカKsに基づいて間隔b,cを測定して、間隔b,cの平均値を測定値として出力することが好ましい。また、間隔測定部404は、副走査方向に関して異なる複数の位置で間隔b,cを測定し、それぞれ平均化したものを測定値とすることが好ましい。
Note that it is preferable that the
図8及び図9は、記録ヘッド6の傾き等によるインクの着弾位置ずれが生じていない理想状態を示しているので、間隔b,cはそれぞれ理想値aとなる。
8 and 9 show an ideal state in which there is no deviation in the landing position of the ink due to the inclination of the
図10は、記録ヘッド6に傾きが生じた場合に第1マーカM1が形成された状態を示す図である。図11は、記録ヘッド6に傾きが生じた場合に第2マーカM2が形成された状態を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a state in which the first marker M1 is formed when the
記録ヘッド6が記録紙Pの表面と平行な面内で回転する方向に傾斜し、副走査方向に対する傾斜角がθであるとする。この場合、第1マーカM1及び第2マーカM2のパターン(ドット列)は、同様に、副走査方向に対する傾斜角がθとなる。
It is assumed that the
また、図11に示すように、第1マーカM1と第2マーカM2とは、異なるノズル群で形成されるので、記録ヘッド6に傾きが生じた場合には、第1マーカM1と第2マーカM2との形成位置が主走査方向にずれる。したがって、この場合、測定マーカKmは、一部が重なった状態の第1マーカM1と第2マーカM2とで形成され、濃度分布は主走査方向に広がる。
Furthermore, as shown in FIG. 11, since the first marker M1 and the second marker M2 are formed by different nozzle groups, if the
図11に示すδは、主走査方向に関する第1マーカM1と第2マーカM2との形成位置のずれ量を表している。主走査方向に関する測定マーカKmの濃度のピーク位置は、第1マーカM1と第2マーカM2との中間位置に生じる。したがって、間隔b,cは、それぞれ下式(1)及び(2)で表される。 δ shown in FIG. 11 represents the amount of deviation between the formation positions of the first marker M1 and the second marker M2 in the main scanning direction. The peak position of the density of the measurement marker Km in the main scanning direction occurs at an intermediate position between the first marker M1 and the second marker M2. Therefore, the intervals b and c are expressed by the following formulas (1) and (2), respectively.
b=a-δ/2 ・・・(1)
c=a+δ/2 ・・・(2)
ここで、間隔bを間隔cで割った値を比率r、すなわちr=b/cと定義すると、ずれ量δは、上式(1)及び(2)に基づき、下式(3)で表される。
b=a-δ/2...(1)
c=a+δ/2...(2)
Here, if the value obtained by dividing the interval b by the interval c is defined as the ratio r, that is, r = b/c, then the deviation amount δ is expressed by the following formula (3) based on the above formulas (1) and (2). be done.
δ=2a(1-r)/(1+r) ・・・(3)
そして、このずれ量δを用いて、傾斜角θは、下式(4)で表される。
δ=2a(1-r)/(1+r)...(3)
Then, using this shift amount δ, the inclination angle θ is expressed by the following formula (4).
θ=tan-1(δ/Dt) ・・・(4)
比率算出部405は、間隔測定部404により測定された間隔b,cの測定値に基づき、比率rを算出する(ステップS15)。
θ=tan -1 (δ/Dt)...(4)
The
傾き算出部402は、比率算出部405により算出された比率rと、パターン形成部400から得られる上記間隔の理想値aと、搬送制御部401から得られる搬送距離Dtとを用い、上式(3)及び(4)に基づいて、傾斜角θを算出する(ステップS16)。
The
情報出力部403は、傾斜角θに関する情報Infとして、傾斜角θの値や、傾斜角θを表す図表等を、パネル表示部や外部PCの表示部に出力して表示させる(ステップS17)。また、情報出力部403は、傾斜角θが閾値を超えた場合に、当該表示部等に、エラー表示等を行わせてもよい。
The
ユーザは、表示部等に示された傾斜角θを表す情報Infを参照することにより、記録ヘッド6の傾きがなくなるように、キャリッジ5に対する記録ヘッド6の取り付け位置を調整することができる。
By referring to the information Inf representing the inclination angle θ shown on the display unit or the like, the user can adjust the mounting position of the
以上、本実施形態のテストパターンの形成及び位置ずれ検出動作によれば、キャリッジに対する記録ヘッドの傾きに起因する画像形成におけるずれ量を高精度に検出することができる。 As described above, according to the test pattern formation and positional deviation detection operations of the present embodiment, the amount of deviation in image formation caused by the inclination of the recording head with respect to the carriage can be detected with high accuracy.
<記録ヘッドの調整に関する変形例>
上記実施形態では、ユーザが手動で記録ヘッド6の取り付け位置を調整する構成となっているが、記録ヘッド6の位置を電動で調整可能とする調整機構を設け、傾斜角θに基づいて調整機構が自動的に記録ヘッド6の取り付け位置を調整するよう構成してもよい。
<Modifications regarding recording head adjustment>
In the above embodiment, the user manually adjusts the mounting position of the
また、記録ヘッド6の位置を変更することなく、ノズル6aの吐出タイミングを調整することにより、インクの着弾位置ずれを抑制してもよい。
Further, the displacement of the ink landing position may be suppressed by adjusting the ejection timing of the
図13は、着弾位置ずれ検出に関する機能構成の変形例を示すブロック図である。図13では、情報出力部403に代えて、吐出タイミング調整部410がCPU101に実現されている。吐出タイミング調整部410は、傾き算出部402により算出された傾斜角θに基づき、記録紙P上に形成される基準マーカKsと測定マーカKmとの傾斜角θがそれぞれ0に近づくように、記録ヘッド6に含まれる各ノズル6aの吐出タイミングを変更する。具体的には、吐出タイミング調整部410は、傾斜角θに基づき、上述の吐出タイミング信号CHANGEの値を変更するように、記録ヘッド制御部116に指示を与えることにより、共通駆動波形信号Vcomのタイミング調整を行う。
FIG. 13 is a block diagram showing a modified example of the functional configuration regarding detection of landing position deviation. In FIG. 13, a discharge
図14は、共通駆動波形信号Vcomのタイミング調整を説明する図である。吐出タイミング信号CHANGEの値がデフォルト値の場合は、共通駆動波形は、基準信号であるLINE信号からデフォルト値分、遅れたタイミングとなる。吐出タイミング信号CHANGEの値がデフォルト値の場合の遅延のタイミングを、図14(a)に示す基準のタイミングとする。 FIG. 14 is a diagram illustrating timing adjustment of the common drive waveform signal Vcom. When the value of the ejection timing signal CHANGE is the default value, the common drive waveform has a timing delayed by the default value from the LINE signal, which is the reference signal. The delay timing when the value of the ejection timing signal CHANGE is the default value is the reference timing shown in FIG. 14(a).
例えば、図14(a)に示すように遅延量のデフォルト値を7とすると、図14(b)のように吐出タイミング信号CHANGEの値を7より大きく(例えば、8~13)しておくことで、吐出タイミングを遅くする。 For example, if the default value of the delay amount is 7 as shown in FIG. 14(a), the value of the ejection timing signal CHANGE should be set larger than 7 (for example, 8 to 13) as shown in FIG. 14(b). Then, the ejection timing will be delayed.
反対に、図14(c)に示すように、吐出タイミング信号CHANGEの値を7未満(例えば、1~6)にしておくことで、吐出タイミングを早くする。これにより、1ドット以下の微小な吐出タイミング調整が可能となる。 On the other hand, as shown in FIG. 14(c), by setting the value of the ejection timing signal CHANGE to less than 7 (for example, 1 to 6), the ejection timing is accelerated. This allows fine ejection timing adjustment of one dot or less.
<第1実施形態のその他の変形例>
上記実施形態では、テストパターンTPを撮像する撮像手段として二次元センサ21を用いているが、主走査方向における基準マーカKsと測定マーカKmとの間隔を測定できればよいため、主走査方向に光電変換素子(例えばフォトダイオード)が配列された一次元センサであってもよい。
<Other modifications of the first embodiment>
In the above embodiment, the two-
また、撮像手段として、発光素子と受光素子とを含んで構成される反射型フォトセンサを用い、テストパターンTPに対して反射型フォトセンサを走査することにより、上述の撮像画像を取得してもよい。 Alternatively, the above-mentioned captured image may be obtained by using a reflective photosensor including a light emitting element and a light receiving element as an imaging means and scanning the reflective photosensor with respect to the test pattern TP. good.
また、上記実施形態では、第1マーカM1を形成した後、搬送部150により記録紙Pを副走査方向に搬送しているが、記録紙Pに代えて、記録ヘッド6を副走査方向に移動させるように構成してもよい。すなわち、複数のノズル6aから第1マーカM1の形成に使用する第1ノズル群G1と、第2マーカM2の形成に使用する第2ノズル群G2とを切り替えるために、記録ヘッド6と記録紙Pとが副走査方向に相対的に移動することが可能であればよい。
Furthermore, in the embodiment described above, after forming the first marker M1, the recording paper P is transported in the sub-scanning direction by the
また、上記実施形態では、主走査方向における第2マーカM2の配列ピッチを、第1マーカM1の配列ピッチの2倍としているが、この倍率は2に限られず、整数倍であればよい。さらに、第1マーカM1と第2マーカM2とは、主走査方向に一定のピッチ(等間隔)でなくてもよく、既知のパターンで形成されればよい。 Further, in the above embodiment, the arrangement pitch of the second markers M2 in the main scanning direction is twice the arrangement pitch of the first markers M1, but this magnification is not limited to 2, and may be an integral multiple. Furthermore, the first marker M1 and the second marker M2 do not need to be formed at a constant pitch (equal interval) in the main scanning direction, but may be formed in a known pattern.
さらに、上記実施形態では、第1マーカM1及び第2マーカM2をそれぞれ線状に形成しているが、必ずしも線状でなくてもよく、離散したドット状や、1つのドットであってもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the first marker M1 and the second marker M2 are each formed in a linear shape, but they do not necessarily have to be linear, and may be in the form of discrete dots or a single dot. .
[第2実施形態]
以下に、本発明の第2実施形態に係る液体吐出装置ついて説明する。
[Second embodiment]
A liquid ejecting device according to a second embodiment of the present invention will be described below.
第2実施形態に係る液体吐出装置は、記録ヘッド6の傾きを検出する上述の検出動作に代えて、記録ヘッド6の往路移動時と復路移動時とにおけるインクの着弾位置ずれ検出動作を実行可能とする。
The liquid ejecting device according to the second embodiment can perform an ink landing position deviation detection operation when the
第2実施形態に係る液体吐出装置の構成は、基本的に第1実施形態に係る液体吐出装置1の構成と同様であるので、説明は省略する。
The configuration of the liquid ejecting device according to the second embodiment is basically the same as the configuration of the
図15は、第2実施形態に係る着弾位置ずれ検出に関する機能構成を示すブロック図である。本実施形態の機能構成は、傾き算出部402に代えて、ずれ量算出部420が実現されていること以外は、図13に示す機能構成と同様である。
FIG. 15 is a block diagram showing a functional configuration related to detection of landing position deviation according to the second embodiment. The functional configuration of this embodiment is the same as the functional configuration shown in FIG. 13 except that a shift
次に、図16から図18を参照して、本実施形態におけるテストパターンTPの形成及び位置ずれ検出動作について説明する。 Next, with reference to FIGS. 16 to 18, the formation of the test pattern TP and the positional deviation detection operation in this embodiment will be described.
図16は、第1マーカM1の形成動作を説明する図である。図17は、第2マーカM2の形成動作を説明する図である。図18は、テストパターンTPの形成及び位置ずれ検出動作を説明するフローチャートである。 FIG. 16 is a diagram illustrating the formation operation of the first marker M1. FIG. 17 is a diagram illustrating the formation operation of the second marker M2. FIG. 18 is a flowchart illustrating the formation of the test pattern TP and the positional deviation detection operation.
本実施形態では、記録ヘッド6の1つのノズル列を構成する複数のノズル6aによりテストパターンTPを形成する。なお、1つのノズル列のうちの一部のノズル6aによりテストパターンTPを形成してもよい。また、第1実施形態と同様に、テストパターンTPを形成するインクの色はブラックに限定されない。
In this embodiment, the test pattern TP is formed by a plurality of
まず、図16に示すように、パターン形成部400は、記録ヘッド6を所定の開始位置から主走査方向正側(往路方向)に移動させながら、複数のノズル6aから記録紙P上にインクを吐出させることで、第1マーカM1を形成する(図18のステップS20)。本実施形態では、パターン形成部400は、第1マーカM1を、主走査方向に一定のピッチで形成する。インクの着弾位置ずれが生じていない理想状態では、第1マーカM1は、主走査方向における間隔が理想値aとなる。
First, as shown in FIG. 16, the
次に、本実施形態では、第1マーカM1を形成後に記録紙Pの搬送を行わず、図17に示すように、記録ヘッド6を主走査方向負側(復路方向)に移動させながら、複数のノズル6aから記録紙P上にインクを吐出させることで、第2マーカM2を形成する(ステップS21)。このとき、パターン形成部400は、第2マーカM2を、第1マーカM1の複数の形成位置から、所定の間引き率(例えば2)で一部を間引いた形成位置に形成する。本実施形態では、パターン形成部400は、第1マーカM1の2倍のピッチで、第1マーカM1の一部に重層するように第2マーカM2を形成する。インクの着弾位置ずれが生じていない理想状態では、第2マーカM2は、第1マーカM1上にほぼ完全に一致するように形成される。
Next, in this embodiment, the recording paper P is not conveyed after forming the first marker M1, and as shown in FIG. The second marker M2 is formed by ejecting ink onto the recording paper P from the
第1実施形態と同様に、記録紙Pには、第1マーカM1からなる基準マーカKsと、第1マーカM1と第2マーカM2とが重層されてなる測定マーカKmとを含むテストパターンTPが形成される。 Similar to the first embodiment, the recording paper P has a test pattern TP including a reference marker Ks consisting of a first marker M1 and a measurement marker Km consisting of a superimposed first marker M1 and a second marker M2. It is formed.
図17は、往路移動時と復路移動時とでインクの着弾位置に位置ずれが生じ、主走査方向における位置ずれ量がδである場合を示している。 FIG. 17 shows a case where a positional shift occurs in the landing position of the ink during the forward movement and the backward movement, and the positional deviation amount in the main scanning direction is δ.
このテストパターンTPは、二次元センサ21により撮像され、撮像画像が二次元センサ用CPU23に入力される(ステップS22)。
This test pattern TP is imaged by the two-
間隔測定部404は、撮像画像に基づき、第1実施形態と同様の処理を実行することにより、基準マーカKsと第1測定マーカとの間隔bと、基準マーカKsと第2測定マーカとの間隔cとを測定する(ステップS23)。
The
間隔測定部404により測定された間隔b,cの測定値に基づき、比率r(=b/c)を算出する(ステップS24)。 A ratio r (=b/c) is calculated based on the measured values of the distances b and c measured by the distance measurement unit 404 (step S24).
ずれ量算出部420は、比率算出部405により算出された比率rと、パターン形成部400から得られる上記間隔の理想値aとを用い、上述の式(3)に基づいて、ずれ量δを算出する(ステップS25)。
The deviation
吐出タイミング調整部410は、ずれ量算出部420により算出されたずれ量δに基づき、ずれ量δが0に近づくように、記録ヘッド6に含まれる各ノズル6aの吐出タイミングを変更する。吐出タイミング調整部410によるタイミング調整の方法は、第1実施形態と同様である。
The ejection
以上、本実施形態のテストパターンTPの形成及び位置ずれ検出動作によれば、記録ヘッドの往復移動動作に起因する画像形成におけるずれ量を高精度に検出することができる。 As described above, according to the test pattern TP formation and positional deviation detection operations of this embodiment, the amount of deviation in image formation caused by the reciprocating movement of the recording head can be detected with high accuracy.
<第2実施形態の変形例>
第2実施形態についても、撮像手段の変形、第1マーカの配列ピッチに対する第2マーカの配列ピッチ等、第1実施形態と同様の変形が可能である。
<Modified example of second embodiment>
The second embodiment can also be modified in the same way as the first embodiment, such as modification of the imaging means and the arrangement pitch of the second markers relative to the arrangement pitch of the first markers.
また、液体吐出装置を、第1実施形態と第2実施形態とにおけるテストパターンTPの形成及び位置ずれ検出動作の両方を実行可能に構成してもよい。 Further, the liquid ejecting device may be configured to be able to perform both the test pattern TP formation and positional deviation detection operations in the first embodiment and the second embodiment.
<基準枠に関する変形例>
次に、第1実施形態及び第2実施形態の変形例として、テストパターンTPを取り囲むように基準枠Fを形成する例について説明する。
<Modifications regarding reference frame>
Next, as a modification of the first embodiment and the second embodiment, an example in which a reference frame F is formed to surround the test pattern TP will be described.
図19は、テストパターンTPと基準枠Fとの一例を示す図である。基準枠Fは、パターン形成部400の処理により記録紙P上に形成される。基準枠Fは、例えば、テストパターンTPより太い線で形成される。テストパターンTP及び基準枠Fは、二次元センサ21により撮像される。
FIG. 19 is a diagram showing an example of the test pattern TP and the reference frame F. The reference frame F is formed on the recording paper P by the process of the
基準枠Fは、間隔測定部404が撮像画像に基づいて基準マーカKsと測定マーカKmとの間隔を測定する際に用いられる。具体的には、間隔測定部404は、図20に示す基準枠Fに基づく判定処理を行う。まず、間隔測定部404は、二次元センサ21により撮像された撮像画像を取得する(ステップS30)。次に、間隔測定部404は、撮像画像を解析し、撮像画像内に基準枠Fが存在するか否かを判断する(ステップS31)。基準枠Fが存在する場合(ステップS31:Yes)、間隔測定部404は、基準枠F内に基準マーカKs及び測定マーカKmが存在するか否かを判定する(ステップS32)。基準マーカKs及び測定マーカKmが存在する場合(ステップS32:Yes)、間隔測定部404は、正常と判定する(ステップS33)。
The reference frame F is used when the
一方、間隔測定部404は、撮像画像内に基準枠Fが存在しない場合(ステップS31:No)、及び基準枠F内に基準マーカKs及び測定マーカKmが存在しない場合(ステップS32:No)には、異常(エラー)と判定する(ステップS34)。
On the other hand, when the reference frame F does not exist within the captured image (step S31: No), and when the reference marker Ks and the measurement marker Km do not exist within the reference frame F (step S32: No), the
間隔測定部404は、正常と判定した場合には、上述の基準マーカKsと測定マーカKmとの間隔の測定処理を行う。一方、間隔測定部404は、異常と判定した場合には、処理を終了する。
When determining that the distance is normal, the
間隔測定部404は、基準枠Fの位置に基づいて基準マーカKs及び測定マーカKmの位置を検出することで、テストパターンTPを形成する位置がずれた場合でも、基準マーカKs及び測定マーカKmの位置を容易に検出することができる。
The
なお、基準枠Fは、テストパターンTPの形成前、テストパターンTPの形成後のいずれの順序で形成してもよい。 Note that the reference frame F may be formed in any order before the test pattern TP is formed or after the test pattern TP is formed.
また、第1実施形態及び第2実施形態におけるテストパターンTPは、少なくとも1つの基準マーカと1つの測定マーカとを含むものであればよい。また、比率算出部405は必須ではなく、間隔の実測値に基づいてずれ量δや傾斜角θを算出することが可能である。
Further, the test pattern TP in the first embodiment and the second embodiment only needs to include at least one reference marker and one measurement marker. Further, the
上記各実施形態では、本発明の液体吐出装置を、インクジェットプリンタに適用した例を挙げて説明したが、インクジェットプリンタに限られず、3Dプリンタ等にも適用することができる。 In each of the above embodiments, the liquid ejection device of the present invention has been described using an example in which it is applied to an inkjet printer, but the invention is not limited to inkjet printers, and can also be applied to 3D printers and the like.
液体吐出装置は、例えば、以下のような構成でもよい。 The liquid ejection device may have the following configuration, for example.
図21は、キャリッジの動作をより詳細に説明する図の一例である。この例では、ガイドロッド501及び副ガイド502は、左側板503と右側板504の間に掛け渡される。そして、キャリッジ505は、軸受け512と副ガイド受け部511によりガイドロッド501及び副ガイド502を摺動自在に保持され、矢印X1及びX2方向(主走査方向)に移動可能となっている。
FIG. 21 is an example of a diagram illustrating the operation of the carriage in more detail. In this example, the
キャリッジ505には、黒(K)の液滴を吐出する記録ヘッド521、522、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色のインク滴を吐出する記録ヘッド523及び524が搭載されている。記録ヘッド521は、黒がよく使用されるために配置したものであり、省略することもできる。
The
なお、記録ヘッド521~524としては、インク流路内(圧力発生室)のインクを加圧する圧力発生手段(アクチュエータ手段)として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、又は、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの等を用いることができる。 Note that the recording heads 521 to 524 use piezoelectric elements as pressure generating means (actuator means) for pressurizing ink in the ink flow path (pressure generation chamber) to deform a diaphragm that forms the wall surface of the ink flow path. A so-called piezo type device that uses a heating resistor to eject ink droplets by changing the internal volume of the ink flow path, and uses a heating resistor to heat the ink within the ink flow path and generate air bubbles to eject ink droplets with pressure. The ink flow path can be created using a so-called thermal type, or by arranging a diaphragm that forms the wall surface of the ink flow path and an electrode facing each other, and deforming the diaphragm by electrostatic force generated between the diaphragm and the electrode. An electrostatic type in which ink droplets are ejected by changing the internal volume can be used.
キャリッジ505を移動走査する主走査機構532は、主走査方向の一方側に配置される主走査モータ508と、主走査モータ508によって回転駆動される駆動プーリ507と、主走査方向の他方側に配置された加圧コロ515と、駆動プーリ507と加圧コロ515との間に掛け回されたタイミングベルト509とを備えている。なお、加圧コロ515は、テンションスプリングによって外方(駆動プーリ507に対して離れる方向)にテンションが作用させられている。
A
タイミングベルト509は、キャリッジ505の背面側に設けたベルト保持部510に一部分が固定保持されていることで、タイミングベルト509の無端移動に伴い主走査方向にキャリッジ505を牽引する。
A portion of the
また、キャリッジ505の主走査方向に沿うようにエンコーダシート541が配置されており、キャリッジ505に設けたエンコーダセンサ542によって当該エンコーダシート541のスリットを読み取ることで、キャリッジ5の主走査方向の位置を検知することができる。このキャリッジ505が主走査領域のうち記録領域に存在する場合、シート材が紙送り機構によってキャリッジ505の主走査方向と直交する矢示Y1及びY2方向(副走査方向)に間欠的に搬送される。
Further, an
以上説明した、本実施例に係る画像形成装置では、キャリッジ505が主走査方向に移動する。そして、シート材を間欠的に送りながら、記録ヘッド521~524を画像情報に応じて駆動して液滴を吐出させることによって、シート材に所要の画像を形成し、印刷物を製造することができる。
In the image forming apparatus according to the present embodiment described above, the
キャリッジ505の一側面には、着弾位置のずれを検出(テストパターンの読み取り)するための印字位置ずれセンサ530が搭載されている。印字位置ずれセンサ530は、LED等の発光素子及び反射型フォトセンサで構成した受光素子によって、シート材に形成された着弾位置検出用のテストパターンを読み取る。
A print
この印字位置ずれセンサ530は、記録ヘッド521用のものなので、記録ヘッド522~524の液滴吐出タイミングを調整するため記録ヘッド522~524と並列に別の印字位置ずれセンサ530を搭載することが好ましい。また、印字位置ずれセンサ530を記録ヘッド522~524と並列になるようにスライドさせる機構がキャリッジ505に搭載されていれば、一台の印字位置ずれセンサ530で記録ヘッド522~524の液滴吐出タイミングを調整できる。または、画像形成装置がシート材を逆方向に送っても、一台の印字位置ずれセンサ530で記録ヘッド522~524の液滴吐出タイミングを調整できる。
Since this print
図22は、印字位置ずれセンサがテストパターンのエッジ位置を検出するための構成を模式的に示す図の一例である。図22は、図21に示す記録ヘッド521と印字位置ずれセンサ530を右側板504から見た図になっている。
FIG. 22 is an example of a diagram schematically showing a configuration for the print position deviation sensor to detect the edge position of the test pattern. FIG. 22 is a diagram of the
印字位置ずれセンサ530は、主走査方向と直交する方向に並ぶ、発光素子601と受光素子602、受光素子603を有している。発光素子601と、受光素子602、及び、603の配置は逆でもよい。発光素子601は、スポット光をテストパターン400aに投光して、受光素子602、及び、603のうち、一方はシート材650に反射した正反射光を受光し、かつ、他方はプラテンからの反射光、及び、その他の散乱光等の拡散反射光を受光する。発光素子601と受光素子602、及び、603は、筐体の内側に固定される。また、印字位置ずれセンサのプラテンに対向する面は、レンズ604等により外部から遮蔽されている。このように、印字位置ずれセンサ530はパッケージ化されており、単体で流通することができる。
The print
印字位置ずれセンサ内において、発光素子601、受光素子602及び受光素子603は、キャリッジ505の走査方向に対して直交する方向に配置している(副走査方向に並行に配置されている)。これにより、キャリッジ505の移動速度変動による検出結果への影響を低減することができる。
In the print position deviation sensor, a
発光素子601には、例えば、LEDを採用することができるが、可視光を投射可能な光源(例えば、レーザ、各種のランプ)であればよい。可視光とするのは、スポット光がテストパターンにより吸収されることを期待するためである。なお、発光素子601の波長は固定であるが、波長が異なる発光素子601を搭載した複数の印字位置ずれセンサ530を搭載することも可能である。
For example, an LED can be used as the
また、発光素子601が形成するスポット径は、高精度のレンズを使用せずに安価なレンズを使用するためにmmオーダーとなっている。このスポット径は、テストパターンのエッジの検出精度と関係するが、mmオーダーでも本実施例のエッジ位置の求め方であれば十分に高精度にエッジ位置を検出できる。ただし、スポット径をより小さくすることも可能である。
Further, the spot diameter formed by the
CPU605は、所定のタイミングになると着弾位置ずれ補正を開始する。このタイミングは、例えば、ユーザが操作/表示部から着弾位置ずれ補正を指示したタイミング、CPU605がインク吐出前に発光素子601が発光しその時の反射光の強度が所定値以下であることから特定のシート材650であると判定したタイミング、最後に着弾位置ずれ補正を行った際の温度と湿度を記憶しておき温度又は湿度のいずれかが閾値以上ずれたと判定したタイミング、定期的(毎日、毎週、毎月等)なタイミング等がある。
The
本実施例の着弾位置ずれ補正は、テストパターンを形成する前と形成した後の2段階の処理を有する。しかしながら、主な違いはテストパターンを形成するか否かであるので、ここではテストパターンを形成する場合を説明する。 The landing position deviation correction of this embodiment includes two stages of processing: before and after forming the test pattern. However, the main difference is whether a test pattern is formed or not, so the case where a test pattern is formed will be explained here.
CPU605は、主走査駆動部等にキャリッジ505の往復移動と、ヘッド駆動制御回路606に予め定められたテストパターンを印刷データとして液滴の吐出を指示する。主走査駆動部は、シート材650に対して、キャリッジ505を主走査方向に往復移動させ、かつ、ヘッド駆動制御回路606は記録ヘッド521から液滴を吐出させて、少なくとも2本以上の独立したラインを含むテストパターンを形成する。
The
また、CPU605は、シート材650に形成したテストパターンを印字位置ずれセンサによって、読み取るための制御を行う。具体的には、CPU605によって発光制御装置607には、印字位置ずれセンサの発光素子601を駆動するためのPWM値(主にデューティ)が設定される。そして、発光制御装置607は、PWM信号作成回路608にPWM値に応じたPWM信号を作成する。PWM信号作成回路608が作成したPWM信号が平滑回路609で平滑化されて駆動回路610に与えられる。駆動回路610は発光素子601を発光駆動して、シート材650のテストパターンに対して発光素子601からスポット光が照射される。なお、発光制御装置607、平滑回路609、駆動回路610、光電変換回路611、ローパスフィルタ回路612、A/D変換回路613、及び、補正処理実行部614は主制御部又は制御部等に搭載される。共有メモリ615は、例えばRAM等である。
Further, the
シート材上のテストパターンに発光素子601からのスポット光が照射されることで、テストパターンから反射される反射光が受光素子602、603に入射する。受光素子602、603は反射光の強度信号を光電変換回路611に出力する。光電変換回路611は後述するように受光素子602、603の倍率レジスタを切り替えることが可能になっている。倍率レジスタは例えば4~16bitで、設定された値に応じ受光素子602、603の出力電圧を大きくする。例えば、4bitの場合"0001"が常態であり、"0010"に設定されると出力電圧が2倍になり、"0011"に設定されると出力電圧が3倍になる。又は、"0010"に設定されると出力電圧が1.5倍に、"0011"に設定されると出力電圧が2倍になる等のように、任意の倍率を設定してもよい。このように倍率を大きくすることで受光素子602、603の感度を大きくすることができる。
When the test pattern on the sheet material is irradiated with spot light from the
具体的には、光電変換回路611は、強度信号を光電変換して、この光電変換信号(センサ出力電圧)をローパスフィルタ回路612に出力する。ローパスフィルタ回路612は高周波のノイズ分を除去した後、A/D変換回路613に光電変換信号を出力する。A/D変換回路613は、光電変換信号をA/D変換し、信号処理回路(FPGA616等である。)に出力する。信号処理回路は、A/D変換された出力電圧のデジタル値である出力電圧データを共有メモリ615に格納する。
Specifically, the
補正処理実行部614は共有メモリ615に記憶された出力電圧データを読み出し、着弾位置ずれ補正を行い、ヘッド駆動制御回路606に設定する。すなわち、補正処理実行部614は、テストパターンのエッジ位置を検出して、2本のライン間の適正距離と比較することで、着弾位置ずれ量を算出する。補正処理実行部614は、CPU605がプログラムを実行すること又はIC等で実現される。
The correction
補正処理実行部614は着弾位置ずれがなくなるように記録ヘッドを駆動するときの液滴吐出タイミングの補正量を算出して、この算出した液滴吐出タイミング補正量をヘッド駆動制御回路606に設定する。後述するセンサのキャリブレーションも補正処理実行部614で行われる。これにより、ヘッド駆動制御回路606は、記録ヘッドを駆動する際に、補正量に基づいて液滴吐出タイミングを補正した上で記録ヘッドを駆動するので、液滴の着弾位置ずれを低減することができる。
The correction
なお、上記に示す例に限られず、テストパターン等のパターンに基づいて、液体が着弾した位置を読み取れるのであれば、読取手段となるセンサは、一次元センサでも、二次元センサでもよい。 Note that the sensor serving as the reading means is not limited to the example shown above, and may be a one-dimensional sensor or a two-dimensional sensor as long as the position where the liquid has landed can be read based on a pattern such as a test pattern.
また、読取手段は、撮像手段を有するのが望ましい。すなわち、例えば、読取手段は、光学センサ等で実現される。一方で、読取手段は、マーカ等のパターンが読み取れるのであれば、光学センサ以外の種類のセンサで実現される読取部、又は、光学センサと他の種類のセンサの組み合わせ等で実現してもよい。 Further, it is preferable that the reading means includes an imaging means. That is, for example, the reading means is realized by an optical sensor or the like. On the other hand, the reading means may be realized by a reading unit realized by a type of sensor other than an optical sensor, or by a combination of an optical sensor and another type of sensor, as long as a pattern such as a marker can be read. .
また、上記各実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Furthermore, the present invention is not limited to the requirements shown in each of the above embodiments. These points can be changed without detracting from the gist of the present invention, and can be determined appropriately depending on the application thereof.
1 液体吐出装置
5 キャリッジ
6 記録ヘッド
6a ノズル
7 カートリッジ
13 エンコーダセンサ
14 エンコーダシート
20 撮像部
21 二次元センサ(撮像手段)
150 搬送部(媒体移動手段)
400 パターン形成部(パターン形成手段)
401 搬送制御部
402 傾き算出部(傾き算出手段)
403 情報出力部(情報出力手段)
404 間隔測定部(間隔測定手段)
405 比率算出部(比率算出手段)
410 吐出タイミング調整部(吐出タイミング調整手段)
420 ずれ量算出部(ずれ量算出手段)
1
150 Transport unit (medium moving means)
400 Pattern forming section (pattern forming means)
401
403 Information output unit (information output means)
404 Interval measurement unit (interval measurement means)
405 Ratio calculation unit (ratio calculation means)
410 Discharge timing adjustment section (discharge timing adjustment means)
420 Displacement amount calculation unit (displacement amount calculation means)
Claims (20)
前記パターンを読み取る読取手段と、
前記読取手段が読み取った情報から前記第1方向における前記基準マーカと前記測定マーカとの間隔を測定する間隔測定手段と、
を有する液体吐出装置。 A recording head that discharges liquid is moved in a first direction relative to the recording medium to form at least three first markers, and a first marker is formed at two of the three first marker formation positions. A pattern comprising two markers, a reference marker consisting of only the first marker, and a pair of measurement markers formed by overlapping the first marker and the second marker and sandwiching the reference marker. pattern forming means for forming;
reading means for reading the pattern;
distance measuring means for measuring the distance between the reference marker and the measurement marker in the first direction from the information read by the reading means;
A liquid ejection device having:
前記第1マーカ及び前記第2マーカは、前記複数のノズルのうち、同一又は異なるノズルから吐出された液体により形成されたものである請求項4に記載の液体吐出装置。 The recording head has a plurality of nozzles that eject liquid arranged in a second direction perpendicular to the first direction,
The liquid ejecting device according to claim 4, wherein the first marker and the second marker are formed by liquid ejected from the same or different nozzles among the plurality of nozzles.
前記パターン形成手段は、前記第1マーカを形成し、前記媒体移動手段によって前記記録媒体が所定の移動量だけ移動された後、前記第1マーカを形成したノズルとは異なるノズルで前記第2マーカを形成する請求項5に記載の液体吐出装置。 further comprising medium moving means for moving the recording medium in the second direction relative to the recording head,
The pattern forming means forms the first marker, and after the recording medium is moved by a predetermined movement amount by the medium moving means, the pattern forming means forms the second marker using a nozzle different from the nozzle that formed the first marker. 6. The liquid ejecting device according to claim 5, wherein the liquid ejecting device forms:
前記比率と、前記第1マーカの間隔とを用いて、前記第1方向における前記第1マーカと前記第2マーカとの形成位置のずれ量を算出するずれ量算出手段をさらに有する請求項5に記載の液体吐出装置。 The pattern forming means forms the first marker while moving the recording head in the positive side of the first direction, and forms the second marker while moving the recording head in the negative side of the first direction. It is something that
6. The method according to claim 5, further comprising a deviation amount calculation means for calculating an amount of deviation between the formation positions of the first marker and the second marker in the first direction using the ratio and the interval between the first markers. The liquid ejection device described.
前記パターンを読み取る読取手段と、 reading means for reading the pattern;
前記読取手段が読み取った情報から前記第1方向における前記基準マーカと前記測定マーカとの間隔を測定する間隔測定手段と、 distance measuring means for measuring the distance between the reference marker and the measurement marker in the first direction from the information read by the reading means;
を有する液体吐出装置。 A liquid ejection device having:
前記パターンを読み取る読取ステップと、
前記読取ステップで読み取った情報から前記第1方向における前記基準マーカと前記測定マーカとの間隔を測定する間隔測定ステップと、
を有する液体吐出方法。 A recording head that discharges liquid is moved in a first direction relative to the recording medium to form at least three first markers, and a first marker is formed at two of the three first marker formation positions. A pattern comprising two markers, a reference marker consisting of only the first marker, and a pair of measurement markers formed by overlapping the first marker and the second marker and sandwiching the reference marker. a pattern forming step to form a
a reading step of reading the pattern;
an interval measuring step of measuring an interval between the reference marker and the measurement marker in the first direction from the information read in the reading step;
A liquid discharging method having the following.
前記パターンを読み取る読取ステップと、 a reading step of reading the pattern;
前記読取ステップで読み取った情報から前記第1方向における前記基準マーカと前記測定マーカとの間隔を測定する間隔測定ステップと、 an interval measuring step of measuring an interval between the reference marker and the measurement marker in the first direction from the information read in the reading step;
を有する液体吐出方法。 A liquid discharging method comprising:
液体を吐出する記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に第1方向に移動させて、少なくとも3つの第1マーカを形成し、前記3つの第1マーカの形成位置のうち2つの形成位置に第2マーカを形成して、前記第1マーカのみからなる基準マーカと、前記第1マーカと前記第2マーカとが重層され、前記基準マーカを挟むように形成される一対の測定マーカとを含むパターンを形成するパターン形成部と、
前記パターンを読み取る読取部と、
前記読取部が読み取った情報から前記第1方向における前記基準マーカと前記測定マーカとの間隔を測定する間隔測定部と、
して機能させるプログラム。 computer,
A recording head that discharges liquid is moved in a first direction relative to the recording medium to form at least three first markers, and a first marker is formed at two of the three first marker formation positions. A pattern comprising two markers, a reference marker consisting of only the first marker, and a pair of measurement markers formed by overlapping the first marker and the second marker and sandwiching the reference marker. a pattern forming section that forms a
a reading unit that reads the pattern;
an interval measuring unit that measures an interval between the reference marker and the measurement marker in the first direction from information read by the reading unit;
A program that makes it work.
液体を吐出する記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に第1方向に移動させて、少なくとも3つの第1マーカを形成し、前記3つの第1マーカの形成位置のうち1つの形成位置に第2マーカを形成して、前記第1マーカのみからなる2つの基準マーカと、前記第1マーカと前記第2マーカとが重層され、前記2つの基準マーカの間に形成される測定マーカとを含むパターンを形成するパターン形成部と、 A recording head that discharges liquid is moved in a first direction relative to the recording medium to form at least three first markers, and a first marker is placed at one formation position of the three first markers. 2 markers are formed, including two reference markers consisting only of the first marker, and a measurement marker formed between the two reference markers in which the first marker and the second marker are layered. a pattern forming section that forms a pattern;
前記パターンを読み取る読取部と、 a reading unit that reads the pattern;
前記読取部が読み取った情報から前記第1方向における前記基準マーカと前記測定マーカとの間隔を測定する間隔測定部と、 an interval measuring unit that measures an interval between the reference marker and the measurement marker in the first direction from information read by the reading unit;
して機能させるプログラム。 A program that makes it work.
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