JPH02297500A - 印刷品質検出手段付印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は媒体上に可視的印刷するための装置と方法、た
とえば用紙上に印刷した印刷品質を検出する手段を有す
る印刷装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ　Ｊｏｕｒｎａｌ、　
１９８１年１１月号に示された種類の印刷システム（プ
ロッタ）はたとえばコンピュータからの指令に応答して
媒体上に印刷向に移動する。こうしてペンおよび用紙の
動きを適切な制御で駆動することによって、媒体上にあ
ら ４ゆる図形を表示できる。またこの印刷システムは複数
のペン、たとえば異なる色のペンを備えたペン回転台を
含む。ペン制御機構はペン回転台から媒体上のプロット
すべき位置にペンを移動し、またたとえば異なる色が所
望であれば該ペンを回転台上の別のペンと交換する。

前述のペンプロッタのような印刷システムは、典型的に
はユーザが創作しコンピュータに電子的にストアされた
回路配置や構造図などのむしろ複雑な図形の表示に用い
られる。ユーザがこれら電子的にストアされた回のプロ
ットをひとたび開始するとプロットは自動的に継続され
、ユーザがずべきことは完成した図面をプロッタから取
り外すだけである。しかしながら実際問題としてプロッ
トされたはずの線がなかったり、あるいは品質が悪かっ
たりするので完成した図がいつも満足なものとは限らな
い。何故ならば、対応するペンのインクが詰まったり、
乾燥したり、あるいはインク切れその他の理由で正しく
動作しなかったためである。その結果、特にペンの故障
がプロットプロセスの初めで起こったときには、一般的
には図全体を再プロットしなければならない。こうして
かなりの時間を浪費し、プロットの効率が減少する。

通常これらの問題はプロッタの構成部品を完全にし、故
障を少なくすることによって対処される。

たとえばペンプロッタにおいては、ペンの乾燥やインク
詰まりを避けるための手段が用いられる。

これらの手段の一つはペンがペン回転台にある間はペン
チツブにキャップをし、ペンチツブを湿らせ、いつでも
書ける状態にしておくことである。

このような印刷構成部品を完全にする試みにもかかわら
ず、たとえばペンのインク溜めが空、あるいはほとんど
空になったり、異物が印刷システムを妨害したり、ある
いは予知不能の故障などにより印刷の失敗が起こる。プ
ロットは通常高速で、すなわちペンと媒体の相対速度が
高速で行われるので、ちょっとした故障でも図の品質が
目立って劣化する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は媒体上に高い信頼性の可視表示を行う方
法と装置を提供し、高品質の図を保証することである。

本発明の他の目的は人による監視が不要な方法と装置を
提供することである。

本発明の他の目的は高速動作が可能な方法と装置を提供
することである。

本発明の他の目的は構成部品の故障に影響されない方法
と装置を提供することである。

本発明の他の目的はペン、インクジェット、レーザ、衝
撃式印字装置、あるいは熱効果や静電効果によって印刷
する他の形式の印刷システムを含む様々な印刷システム
と共に使用可能な方法と装置を提供することである。

　　一 本発明の他の目的はたとえば紙、ベーラム、ポリエステ
ル、および半透明な材料などの種々様々な媒体にも使用
可能な方法と装置を提供することである。

〔発明の概要〕

前述の目的に従って、本発明の好適実施例は媒体上に可
視マーキングするための表示（印刷）手段を含む。検出
手段は媒体上に作成された表示を感知し、媒体上に作成
された表示の質の予め決められた質からのばらつきを検
出する。

本発明の一実施例において検出手段に応答する手段は補
正手順を開始するための補正手段を含む。

補正手段においては予定の品質から逸脱した表示を予定
の品質になるように補正する。

本発明の他の実施例において、検出手段に応答する手段
は警告手段を含み、表示が予定の品質から逸脱したこと
を示す。

本発明の好適実施例において表示手段および検出手段は
共通のキャリッジに取りつけられる。検出手段は媒体上
の表示を光学的に感知するための光学的装置を含み、ビ
ームを放射するための光源、媒体上の画像スポットにビ
ームを当てるための第１結像手段、および媒体のその画
像スポットからの反射から反射ビームを形成するための
第２結像手段、および反射ビームを受信するための光検
出器を含む。好適実施例に従えば第１および第２結像手
段を結合して単一の素子にしてもよい。

〔実施例〕

第１図は本発明による印刷品質検出手段付印刷装置の概
略図であり、第１図に示した印刷システムはたとえば紙
などの媒体２上に図形などの表示を行うためのペン１を
含むペンブロックである。

用紙２はここでは透視で示されており、ペン１によって
線１０が描かれている。キャリッジ３がペン１を保持し
、キャリッジ３を下げてペン１のチップを媒体２に触れ
させ媒体２上に表示できる。ペン１は特定の色のインク
の入ったインク溜めを含む。たとえば図形表示のために
異なった色が必要になったり、ペンのインク溜めが空に
なったときに簡単に他のペンと交換できるようにキャリ
ッジ６一 ３はペンを保持している。ユーザが手でペンを交換する
ことも可能であるが、好適にはコンピュータ制御のもと
て自動的に交換することが望ましい。

数本の交換用のペンや異なった色の追加ペンをペン回転
台（図示せず）に並べることができ、そこからキャリッ
ジ３に運ばれ、挿入される。

用紙２上に二次元プロットを生ずるためには、キャリッ
ジ３が第１方向（Ｘ方向）に移動し、用紙はそれに直交
する第２の方向（Ｙ方向）に移動する。用紙２の駆動は
グリッドホイールとピンチホイールアセンブリ手段によ
って実現され、両者の間を用紙が移動する。キャリッジ
３および用紙２（正、負のＹ方向移動）の適切な動きに
よってあらゆる所望の図形を用紙２上に表現できる。本
発明の他の実施例に従えば、用紙２を固定し、キャリッ
ジ３をＸ方向およびＹ方向に移動できる様にし、ペン１
を用紙２の全ての所望点にもって行くこともできる。

さらにキャリッジ３はペン１が用紙２に作成した表示１
０を検出するための検出システム４を含む。

示された実施例に従うと検出システムは電磁放射手段に
よって図形表示の品質をモニタする光学的システムであ
る。この例において、検出システムはビームを放射し、
ビームは用紙上の表示１ｏによって部分的に吸収され、
部分的に反射される。検出システムは反射された放射光
の少なくとも一部を受信し、受信放射光に応じた出力信
号を生ずる。

この受信放射光は表示１０の品質を表わす。検出システ
ム４の詳細については第２図を参照しながら後述する。

検出システム４の出力信号は集録システム５に供給され
、そこでらさに処理され、デジタルデータに変換される
。次にこれらのデジタルデータはプロッタの内部コンピ
ュータ６に供給され、そこで表示の所望の品質を表すデ
ータと該入力データを比較する。この比較に応じて内部
コンピュータ６は出力信号をサーボ７に供給する。もし
用紙２上の実際の表示１０が所望品質から逸脱している
ことが検出システムにより決定されると、サーボ７から
の信号が印刷プロセス補正のための装置へと供給される
。印刷プロセス補正装置は複数の動作を起動できる。た
とえばペンを自動的に交換したり、あるいはユーザがそ
れに従って処置できるように印刷エラーの発生をユーザ
に警告したり、あるいは所望の品質に合わない表示を再
びプロットする。第１図のブロックはキャリッジ３を移
動したり、ペン１を持ち上げたり、ペンを交換したりす
るための補正プロセスに用いる装置を示している。補正
プロセスの詳細を次に述べる。

第２図はキャリッジ３が搬送する検出システム４をより
詳細に示す。検出システム４は光学システムが内蔵され
たハウジング２０からなる。光学システムは放射光ビー
ム２５を放射する光源２１を含む。

光源２１はピーク波長が７００ｎｍの発光ダイオード（
ＬＥＤ）であってよい。光ビーム２５はレンズ２３に向
けられ、レンズ２３によりプロットされる媒体上の点２
４に焦点をむすぶ。図示した例においてレンズは分岐ニ
スフェリツクレンズ（ｂｉｆｕｒｃａｔｅｄｅｓｐｈｅ
ｒｉｃ　１ｅｎｓ）２３である。レンズ２３の後方には
フィルタ２７が配置され、通過した放射光を所望の波＝
９− 長範囲に制限する。検出システムが室内光の変化に感じ
ないようにするためにフィルタ２７を選択して赤と赤外
波長の範囲の光だけ通過させる。

用紙上の焦点２４に当った光がこの点の吸収特性と反射
特性によって部分的に吸収され、部分的に反射される。

たとえば、もし検出システムが焦点を当てた点に表示が
なければそれは白い紙面にすぎず、表示がある場合より
も高い割合の放射光が反射される。焦点２４から反射さ
れた光はフィルタ２７を通って検出システム４に入り、
分岐レンズ２３を通り、ビーム２６として光検出器２２
に向かう。光検出器２２はたとえば光源２１に整合した
シリコンフォトダイオードである。検出器２２の電気出
力信号は前述の集録システム５に供給される。光学シス
テム内の光線の経路を図示するために、第２図の放射ビ
ームおよび反射ビームの境界光線を矢印で示しである。

本発明の実施例に従えば光放射ダイオード２１の直径は
０．１７８ｍｍ　、放射光束は９マイクロワツト、光検
出器２２の面積は０．４ｍｎ＋２である。該実施例に従
った分岐レンズ２３は直径０．１８ｍｍの単一の焦点２
４にエミッタ２１および検出器２２の活性領域の像を描
く。

公称焦点距離は４．２７ｍｍである。発光ダイオード２
１のピーク波長を７００ｎｍ　　（赤外線）近辺に選択
すると特に黒い表示（マーキング）の感知に有利となる
。

第２図の実施例をさらに発展させると、光源２１に第２
の光源を追加できる。この追加光源は第１光源とは異な
った波長範囲で放射光を好適に放射し、異なった色の表
示の感知を容易にする。たとえば、もし追加光源が緑の
波長範囲のスペクトル（約５６０ｎｍ）を放射すれば赤
いラインの感知が容易になる。このように媒体上のマー
キングの感知に用いる光の波長を適切に選択することに
よって、多色図をチェックし品質と色を補正することが
容易に可能になる。しかしながら媒体上に残ったマーキ
ングの品質をモニタするには光源を一つ備えれば原理的
には十分であることが理解される。

第２図に示した分岐レンズを用いた画像システムだけが
唯一の可能性ではないことが理解されるであろう。たと
えば光フアイバ伝送システムを用いて光源からの光を媒
体に向け、媒体からの反射光を検出器に向けることがで
きる。

次に本発明に従った典型的なプロット手順をより詳細に
説明する。動作中プロッタは、媒体上に表示する図形情
報をコンピュータまたはユーザから受信する。たとえば
印刷システムがプロットすべき図形情報はコンピュータ
プログラムに含まれている。ペンなどの印刷手段はその
ようにプログラムされた命令に応じて制御され所望の図
を媒体上に描く。用紙がある方向に移動し、ペンがそれ
に対して垂直の方向に移動するプロッタの場合には、印
刷手段の制御は用紙駆動用モータおよびペン駆動用モー
タを適切に制御することにより実現される。用紙が静止
しているようなプロッタを用いるときは、印刷手段の制
御は印刷手段のＸ軸駆動とＹ軸駆動を適切に制御するこ
とによって実現される。媒体２上にトレース１０が作成
されると検出システム４でチェックし、実際に媒体上に
残されたトレースの品質が所望の品質に一致しているか
どうかを決定する。本発明の好適実施例に従えば、トレ
ースが全て作成されたか、作成されたトレースの密度（
良好な鮮明度）や均一性に関する所望の特性が得られた
かどうかをチェックする。

また媒体上に残されたトレースが所望の色をしているか
をチェックする。トレースの前述の特性は光反射特性に
よって決定される。印刷システムの内蔵コンピュータは
反射光の測定レベルを公称レベルと比較し、実際に作成
された表示が所望の品質になっているかどうかがわかる
。逸脱が検出されると補正手順が開始される。媒体上に
残った表示のチェックは様々なモードで行われる。ペン
プロッタにふされしいあるモードでは、ペン回転台から
ペンを選んだ後と、回転台に戻す前にペンが行った表示
の品質が十分か、特にペンがインクを出しているかどう
かを検証する。こうして、ペンを選んだ後に描かれる第
１ベクトルとペンを戻す前に描かれる最終ベクトルを検
出システムがチェックする。他のモードでは図に描かれ
た全てのベクトルを追跡して調べ、チェックする。この
手順は図の全ての潜在的な故障の検出を保証するが、や
や時間がかかる。断片的なチェック、すなわち媒体上に
残された表示のサンプルを取り、全体のチェック時間を
減少し、プロッタ処理能力を増加することも可能である
。

図の所望部分の表示の品質のチェックは第２図の実施例
に従って次の方法により実行される。即ち、チェック動
作を開始するとキャリッジ３を持ち上げ、ペンを媒体２
から離す。検出システム４の付いたキャリッジ３をチェ
ックする部分の始めの位置に置き、次に媒体上に残され
たトレース１０に沿って、あるいは横切ってキャリッジ
３を移動させてトレース１０を感知する。キャリッジ３
を持ち上げた時に焦点２４が媒体２上に来るように光学
システムの焦点距離を選択する。上述のチェック手順の
別の手順として、プロットと同時にチェックを実行し、
時間を節約し、プロッタ処理能力を増加させることもで
きる。

〔発明の効果〕

たとえば、品質が悪かったり、あるいは間違いにより表
示が全くされない、などの印刷エラーが検出されると間
違いを訂正する補正手順を実行する。ペンプロッタにお
いて、エラーの原因がペンであるときには、回転台の同
じペンと、もしあれば、交換する。もし交換できなけれ
ばユーザは警告を受け、ペンの代わりを調達する。ペン
が交換されると補正プロセスが続行し、表示の質が最後
に満足であった所からプロットしなおすか、または新し
い用紙に最初からもう一度全部プロットする。

このように本発明においては、印刷品質を適宜自動的に
検出することができるので、結局印刷品質を高めること
ができ、また経済的印刷を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による印刷品質検出手段付印刷装置の
概略図、第２図は第１図中の検出手段の詳細図である。 １：ペン、　　２：媒体、　３：キャリッジ、４：検出
手段、　１０ニドレース、２１：光源、２３：　レンズ
、２５．２６：光ビーム、２２：光検出器、２７：　　
フィルタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）媒体上に可視表示を行う印刷手段と、前記可視表
   示を検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号に応
   答し、前記可視表示の印刷品質と予定晶質との差を検出
   する検出システムと、前記検出システムに応答する制御
   手段とを含む印刷品質検出手段付印刷装置。
2. （２）前記制御手段は前記可視表示が前記予定品質を有
   するように補正手順を開始させる請求項第１項記載の印
   刷装置。