(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
インクを記録媒体に吐出する複数のノズルを備える記録ヘッドと、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録ヘッドを搭載し、前記記録媒体の搬送方向に交差する方向に前記記録ヘッドを往復走査するキャリッジと、前記キャリッジの走査方向に沿い、前記往復走査される前記記録ヘッドに対向する位置に配置され、前記記録媒体を支持するプラテンと、前記キャリッジに搭載され、前記記録媒体に記録される画像の濃度を読取るセンサーと、前記記録媒体にテストパターンを記録し、前記センサーによって前記テストパターンの濃度を読取ることで前記記録ヘッドの不吐出ノズルの検出を制御する検出制御手段と、を具備し、前記記録媒体に画像を記録する記録装置において、
前記テストパターンは、前記ノズル毎に予め決められた所定の領域に、前記記録媒体の複数回の搬送毎に所定のドット数のラインを記録することで形成し、
前記検出制御手段は、前記記録媒体に記録された前記テストパターンを前記センサーで読取り、該読取った情報に基づいて前記テストパターンの内の無記録の位置を演算し、該演算した前記無記録の位置と前記テストパターンを記録した前記ノズルの位置に基づいて前記記録ヘッドの前記不吐出ノズルの位置を特定し、
前記領域に配置された前記ノズルの記録する前記テストパターンは、前記テストパターンの両端部に前記領域に配置された全ての前記ノズルによって記録されるパターンを含むことを特徴とする記録装置。
前記記録ヘッドを複数の領域に分け、該分けられた前記領域に配置された前記ノズルの記録する前記テストパターンが、前記記録媒体の搬送方向の予め決められた本数の複数の同一の前記ライン上に記録されることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
前記テストパターンを前記記録媒体に形成するときの前記記録媒体の搬送は、前記テストパターンを記録する走査毎に複数の搬送量の内から一つの搬送量を選択して搬送することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の記録装置。
【背景技術】
【0002】
インクカートリッジからインクジェット式の記録ヘッドにインクを供給し、記録ヘッドからインク滴を記録媒体に吐出して画像や文字等の記録を行うインクジェット方式の記録装置が普及している。
【0003】
このようなインクジェット方式の記録ヘッドは、家庭用や小規模なオフィスなどで利用される小型のものだけでなく、1メートル幅を超えるような大判の記録媒体への印刷が可能な大型のものまで幅広く採用されている。
【0004】
インクジェット式の記録装置では、記録媒体の幅方向に往復移動するキャリッジに記録ヘッドを搭載し、往路と復路とで記録媒体にインクを吐出している。キャリッジの位置はキャリッジの移動方向に沿って設けられたリニアスケールをキャリッジに搭載したセンサーによって読取り、キャリッジの位置を取得する。一般にリニアエンコーダーと呼ばれる装置を用いている。
【0005】
記録ヘッドには多数の細孔、すなわちノズルが設けられているが、増粘したインクやごみなどによって目詰まりすることがある。ノズルが詰まると、そのノズルからインクが吐出できないので、記録する画像に線状の模様ができてしまう問題が生じる。
【0006】
そのため、特開平10−138513号公報に記載の発明では、記録に先立ち、各ノズルによるテストパターンを記録し、光学センサーを用いて記録されたテストパターンを読み取り、不吐出のノズルを発見し、その不吐出のノズルに対してインクを強制的に排出する吐出信号を与え、不吐出の解消をする技術が開示されている。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、実施の形態について、図を参照して説明する。
まず、
図7を用いて、本実施形態の記録装置であるインクジェットプリンター1の全体について説明する。インクジェットプリンター1は、直線状に幅方向に延びるレール2が備わっている。このレール2に沿ってキャリッジ3が往復移動する。キャリッジ3には、インクジェット式の記録ヘッドが搭載されている。カラー印刷するため、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、さらにシアン、マゼンタの各インクの顔料濃度を少なくして薄い色にしたライトシアン、ライトマゼンタの6色のインク夫々に対応した記録ヘッドがキャリッジ3に搭載されている。ライト系のインクを用いることで、色の再現性が良くなり記録する画質の向上ができる。キャップ4は記録ヘッドが乾燥しないように密封したり、メンテナンスのために定期的にインクジェットヘッドからインクを吸引したりする。紙、プラスチックフィルムなどの記録媒体を搬送する搬送手段は、レール2に沿って多数配置された搬送ローラー9を含み、この搬送ローラー9を回転させることで、記録媒体を搬送する。
【0014】
キャリッジ3は無端ベルト5に接続され、無端ベルト5はモーター6に接続されている。無端ベルト5はインクジェットプリンター1の端に設置されたプーリーに掛け回されている。モーター6を駆動することで無端ベルト5は移動し、同時にキャリッジ3も移動する。
【0015】
レール2に沿ってリニアスケール10が配置されている。このリニアスケール10の目盛を読取るリニアエンコーダーがキャリッジ3に搭載され、キャリッジ3の位置を取得することができる。
【0016】
プラテン7はレール2に沿って配置される平板である。このプラテン7は、表面に吸引孔が複数備わり、搬送される記録媒体を吸引孔で吸引することで固定することができる。プラテン7の記録媒体の搬送方向下流側にはアフターガイド8が備わる。アフターガイド8は搬送される記録媒体を案内する。また、プラテン7の記録媒体の搬送方向上流側にはプリガイドが備わる。プラテン7、アフターガイド8、プリガイドはヒーターが備わり、加熱することができる。この加熱により搬送される記録媒体を適度な温度に加熱する。加熱することで、インクの定着を促進する。
【0017】
プラテン7はアルミニウム製の平板である。このアルミニウム製の平板の表面は平らで、また吸引孔が設けられている。裏側には、溝が設けられ、この溝にヒーター線が埋め込まれ、これによってプラテン7を加熱する。また、アフターガイド8およびプリガイドは鉄製の板を湾曲させたもので、その裏側にヒーター線を配置し、さらにアルミシートを覆い被せて固定している。
【0018】
図1は、記録ヘッドとテストパターンの配置を説明する図である。キャリッジ3のプラテン7に対して対向する位置にキャリッジベース20が備わる。そのキャリッジベース20に記録ヘッドが固定されている。シアン色、マゼンタ色、イエロー色、ブラック色、ライトシアン色、ライトマゼンタ色の各色に対応して6台の記録ヘッドが、ノズル面をプラテン7側に向けてキャリッジベース20に固定されている。すなわち、シアン色用記録ヘッド11、マゼンタ色用記録ヘッド12、イエロー色用記録ヘッド13、ブラック色用記録ヘッド14、ライトシアン色用記録ヘッド15、ライトマゼンタ色用記録ヘッド16がキャリッジベース20に固定されている。R検出手段17はシアン色とライトシアン色の検出を行う。この2色は同じ顔料を色材として濃度を変えて使用しているので、検出手段が同一のもので検出できる。マゼンタ色とライトマゼンタ色に対するG検出手段18も同様である。B検出手段19はイエロー色の検出を行う。また、ブラック色も各色光源に対してB検出手段19の反応が良いのでこれを検出用に使用する。
【0019】
検出用のテストパターン21が記録媒体に記録される。不吐出部22は、何かしらの原因でインクが吐出されずに無記録となった部分である。この不吐出部22の位置に、本来記録するはずのノズルを求め、このノズルを他のノズルで代替する。記録する画像の品質への悪影響を防止できる。テストパターン21は、ノズル毎に記録する領域を変えることで、各ノズルの記録位置を把握でき、記録媒体に記録されたテストパターンから、記録したノズルを特定することが可能となっている。
【0020】
図2は、テストパターンの記録方法を説明する図である。この図を用いてテストパターン21について説明する。説明を簡略化するため、記録ヘッド22は12ノズルで説明する。第1ノズル24から他方側の端部のノズルまで、第2ノズル、第3ノズル、・・・第12ノズルと番号を付けて説明する。まず、記録媒体23を最初の位置に搬送する。キャリッジ3を移動しながら、第1ノズル24によって第1ライン25、第4ノズルによって第2ライン26、第7ノズルによって第3ライン27、第10ノズルによって第4ライン28を記録する。これらのラインは、所定ドットの長さのラインであり、ここでは4ドットのラインで記録する。次に記録媒体23を、1ライン分搬送する。また、点線で描かれている記録ヘッドは、記録媒体23の搬送毎の対応する位置を示している。また、点線で描かれているラインは、テストパターンのまだ記録されていないドットの位置を示している。
【0021】
次に、記録媒体23が搬送されると、記録する位置が1ライン移動する。このときの相対的な位置関係は、記録ヘッド29の位置であり、第2ノズルの走査方向の位置が、第1ライン25の記録された位置になる。この状態で、第1ノズル24、第2ノズル、第4ノズル、第5ノズル、第7ノズル、第8ノズル、第10ノズル、第11ノズルを用いて、ラインを記録する。例えば、第1ノズルエリア30の範囲内に、第1ノズル24によって4ドット分のラインが記録される。各ノズルは、各ノズルに割り当てられた記録範囲に記録することになる。第2ノズルエリア32には、第2ノズルによって第5ライン31が記録される。このように、走査方向に所定ドット、ここでは4ドットのラインを、搬送方向に所定ライン、ここでは4ラインの領域に、同一のノズルによって記録を行う。この記録範囲は、検出手段の検出範囲より広くすることで、誤検出を防止できる。
【0022】
次に、1ライン分記録媒体23を搬送する。記録ヘッド33の位置となり、第1ノズル24から第12ノズルを用いて、各ノズルの記録範囲にラインを記録する。例えば、第1ノズル24は、第1ノズルエリア30に3ライン目を記録する。
【0023】
次に、1ライン分記録媒体23を搬送する。記録ヘッド34の位置となり、第1ノズル24から第12ノズルを用いて、各ノズルの記録範囲にラインを記録する。例えば、第1ノズル24は、第1ノズルエリア30に4ライン目を記録する。第1ノズル24、第4ノズル、第7ノズル、第10ノズルは各記録範囲への記録が完了する。
【0024】
次に、1ライン分記録媒体23を搬送する。記録ヘッド35の位置となり、記録範囲への記録が完了していないノズルによってラインの記録が行われる。そして、第2ノズル、第5ノズル、第8ノズル、第11ノズルは各記録範囲への記録が完了する。
【0025】
次に、1ライン分記録媒体23を搬送する。記録ヘッド36の位置となり、記録範囲への記録が完了していないノズルによってラインの記録が行われる。そして、第3ノズル、第6ズル、第9ノズル、第12ノズルは各記録範囲への記録が完了する。
【0026】
ここでは、記録媒体23の搬送方向の記録解像度の一番高いラインでの記録を用いたが、これに限るわけではない。例えば、間に1ライン開けて搬送して記録することも可能である。その場合に、記録したドットの記録媒体の面積当たりのインク量が低くなるので、往路と復路とで合計2回記録して吐出するインク量を増やし、ラインの色を濃くし、検出精度が落ちないようにすることが考えられる。また、搬送方向に空けるラインを0ライン、1ライン、2ライン、1ラインを繰り返し、1ライン空けた場合は同一ラインを2度記録し、2ライン空けた場合は3度記録するように制御してもよい。記録媒体の面積当たりのインク量を減らさないように記録する。さらに、搬送方向に複数段の搬送量を用いることで、搬送ミスが生じやすい場合でも記録を可能としている。これは、記録媒体の種類によっては、滑りやすい、変形しやすい、などの特性が異なり、搬送ローラーによって微小送りする場合に正確に搬送できない場合がある。1ライン分の搬送量であると、搬送ローラーを回しても記録媒体が変形するだけで移動しない場合などが考えられ、このような記録媒体であっても記録が可能なように、複数段の搬送総量を織り交ぜて搬送させることで、問題が生じることを防止している。
【0027】
図3は、記録装置のブロック図である。制御手段11は、予め記憶されているプログラムに従って動作し、記録装置の全体の各種制御を行う制御手段である。ROM12は不揮発性メモリーであり、制御手段11のプログラム、初期設定値等の情報を記憶するメモリーである。RAM13は制御手段11の演算等に用いるワークメモリーや一時的な情報の記憶を行うメモリーである。
【0028】
搬送手段14は、搬送ローラー9、搬送ローラー9を駆動するモーター、およびモーターを駆動する駆動回路を含み、記録媒体を搬送する手段である。搬送ローラー9は、駆動ローラーとピンチローラーの対で構成され、駆動ローラーをモーターで回転させる。ピンチローラーは駆動ローラーに押圧され、連れ回る。記録媒体は、この駆動ローラーとピンチローラーに挟まれて搬送される。制御手段11によって搬送手段14の駆動回路が制御され、モーターを駆動し、搬送ローラー9を回転させ、記録媒体を搬送する。
【0029】
キャリッジ移動手段15は、無端ベルト5に固定されたキャリッジ3をレール2に沿って移動させる。無端ベルト5を回転させるモーター6は、キャリッジ移動手段15に含まれる駆動回路で駆動される。この駆動回路は、制御手段11によって制御される。制御手段11のプログラムに従ってキャリッジ3がレール2に沿って移動する。
【0030】
記録手段16はインク色に対応した記録ヘッドを含む。記録ヘッドはヘッド駆動回路の駆動信号に基づいてインクの吐出動作を行う。ヘッド駆動回路は制御手段11からの制御信号に基づいて動作する。
【0031】
リニアエンコーダー17はキャリッジ3の移動方向に沿って直線状に配置されたリニアスケール10の目盛を光学的に検出する。リニアエンコーダー17はキャリッジ3に搭載されている。リニアエンコーダー17は制御手段11からの制御信号に基づいて動作し、検出結果をAD変換して、その信号を制御手段11に出力する。制御手段11はこの信号をカウントすることで、キャリッジ3の位置が特定でき、位置を取得し、その位置に応じた制御ができる。
【0032】
キャリッジ3に備わる各記録ヘッドの位置は予め特定でき、ROM12に記憶しておく。キャリッジ3、すなわち記録ヘッドの位置に応じて、記録ヘッドを駆動し、インクを吐出することで、所望の画像を記録することができる。
【0033】
ROM12には予めテストパターンが記憶されている。このテストパターンは状況に応じて複数のパターンがあり、状況に応じて制御手段11が複数のテストパターンから必要なテストパターンを読み出して使用する。
【0034】
R検出手段17は、赤色の光を発し、シアン色のインクのラインの反射光を検出する光学センサーである。G検出手段18は、緑色の光を発し、マゼンタ色のインクのラインの反射光を検出する光学センサーである。B検出手段19は、青色の光を発し黒色と黄色のインクのラインの反射光を検出する光学センサーである。これら3つの検出手段を総称して検出手段と称する。これらの検出手段は、記録媒体に記録された画像の濃度を各検出手段の検出範囲で検出し、その結果を制御手段11に出力する。制御手段11は、この検出結果に基づいて演算し、記録ヘッドの吐出タイミングを可変することで、記録する画像品質を良くする。
【0035】
図4は、不良ノズルを検出する動作を説明するフローチャートである。先ずステップS1で初期設定を行う。これは、テストパターンを記録するときの搬送量Iと記録パターンJを決める。例えば、搬送量は、1ライン毎に搬送し、記録パターンは同一ラインを2度記録するように設定する。搬送量Iと記録パターンは記録媒体毎に決めることもできる。搬送しにくい記録媒体の場合は、ライン間隔を0、1、2、1ラインの順に変えて搬送してもよい。ラインの間隔を空ける場合と、密にする場合を織り交ぜる搬送を行い、その送り量に応じたインクの吐出量となる様にラインを記録するのが好ましい。また、ライトマゼンタ、ライトシアン、イエローなどは、薄い色なので、他のインクの2倍以上、例えば2倍、のインクの吐出を行ってラインを記録するのが好ましい。例えば2倍ならば、往路と復路の夫々でインクを吐出してラインを記録する。
【0036】
次にステップS2では、記録パターンJに基づいて、記録を行う。次にステップS3では、搬送量Iに基づいて、記録媒体を搬送する。
次にステップS4では、全ノズルのテストパターンの記録が終了したか否かを判断する。記録が終了したならステップS6に移行し、まだ全て記録が終了していなければ、ステップS5に移行する。
【0037】
ステップS5では、搬送量Iと記録パターンJを変更しない場合はそのままにし、変える場合は、例えば記録媒体に応じて間隔を変更するような場合は、予め設定された順序に従い、搬送量Iと記録パターンJを設定し、ステップS2に移行する。
ステップS6では、キャリッジ3及び記録媒体23を検出手段が検出する検出位置に移動させる。例えば、テストパターンの最初のノズルの記録範囲の位置である。
【0038】
次にステップS7では、キャリッジ3を移動しながら、記録媒体23に記録されたテストパターンを記録した色に応じた検出手段によって検出を行い、キャリッジの3の位置に応じた検出結果をRAM12に記憶する。
【0039】
次にステップS8では、キャリッジ3および記録媒体23を移動させ、全てのテストパターンを検出したか否かを判断し、終了していればステップS10へ、終了していなければステップS9に処理を移行する。
【0040】
ステップS9では、まだ全てのテストパターンの検出が終了していないので、未検出のパターンの検出位置に、キャリッジ3および記録媒体23を移動させる。
ステップS10では、RAM12に記憶されキャリッジ3の位置と対応させて記憶されている検出値とから不吐出ノズルの位置を演算する。
【0041】
次に、ステップS11では、不吐出ノズルに対して、代替する正常なノズルを設定する、例えば、隣接するノズル。あるいは、複数パスの印字の場合の同一ラインを記録する他のノズルを代替ノズルとしてRAM12に登録する。画像を記録する場合に代替ノズルによって吐出する制御を行い、記録する。
【0042】
さらに、ステップS7で全てのノズルに対してテストパターンを記録した後に、各ノズルによって記録されたテストパターンの記録培地あの搬送方向の上流または下流側にノズルの番号を数字で記録すると、ユーザーによる確認が容易となる。
【0043】
図5は、テストパターンの検出動作を説明する図である。横軸40はキャリッジ3の位置を示している。縦軸41は、検出手段の検出結果を示している。点線で示した検出値が
Cのライン
44は、記録媒体23の地肌の検出値を示している。点線で示した検出値がBのライン43は、検出結果を判断する閾値を示している。点線で示した検出値が
Aのライン
42は、検出結果の
最小値を示している。すなわち、テストパターンの記録されている部分を示している。
【0044】
テストパターン56は、端部パターン49の間に、8ノズルのパターンの記録範囲がある例を示している。検出手段の検出範囲45はこの各記録範囲内に収まる。また、検出手段すなわちキャリッジ3は矢印55の方向に移動しながら検出を行う。端部パターン49は、この8ノズル全ノズルによって記録されるラインからなる。検出範囲45が移動しながら検出が行われるが、最端部のノズルのテストパターンに続き、記録を行う。8ノズルの全てが不吐出となることは確率的にかなり低く、8ノズル全てによって記録することで、記録媒体の地肌のままの事はない。端にあるノズルの検出精度を上げるためにこのように記録を行うのが好ましい。仮に、この端部パターン49が無い場合に、検出範囲45の検出範囲が、移動と共にテストパターンの外部も検出してしまう。検出範囲45が、テストパターンの外部を検出し始めると検出結果が地肌の検出値を含めてしまうので、他の検出結果と比較するのが難しくなる。そのため、外側は記録されていることを前提にするため端部パターン49を記録している。
【0045】
不吐出ノズル位置48は不吐出のノズルにより、インクが吐出されなかったノズルの記録範囲を示している。他の部分は、記録が行われている。検出結果を示す線46は、端部パターン49の部分は、検出値Cから検出値Aの方向に、また、正常なノズル部分は検出値Aとなっている。また不吐出ノズル位置48の記録範囲の中央50では、検出値Cとなっている。記録されている部分と記録されていない部分では、検出範囲45の位置に応じて漸次値が変化している。不吐出ノズル位置48の一方端53と他方端54では、検出範囲が記録されている部分を含んで検出しているので検出結果の値が低い。中央50を含む検出範囲45が全部入る範囲の値を基に、不吐出か否かを判断する必要がある。そのため、閾値Bのライン43は、最初に検出した地肌の検出値Cと検出値Aの中央の値を用いることができる。閾値Bで区切った一方端51と他方端52及び中央50の入るキャリッジ3の位置で検出した部分を不吐出ノズルと判断する。
【0046】
また、検出結果を示す線46は、図では、各検出位置での検出結果を接続した線としてあらわしているが、実際には、RAM12には、各検出位置での検出値が記憶されている。これを接続して連続の線として扱っている。また、検出時のノイズの影響を抑えるために、前後の検出値を平均した値を用いても良い。また、ここでは閾値を用いて検出結果を判断したが、好適に判断可能ならば、これに限らずに判断しても良い。また、ピーク部分だけで、検出範囲の中央を判断する場合は、ノイズが少ない場合は可能であるが、ノイズがある場合には不向きである。
【0047】
また、複数行のテストパターン21を記録し、その1行のテストパターンの検出結果の平均値をとり、それをベースとして、初期値とベースの中央を閾値とすることで、検出ノイズを好適に除去できる。
【0048】
図6は、テストパターンの検出動作の別の例を説明する図である。検出値に対してそのまま閾値を用いて判断する例の他に、波形を分析して判断する方法が有効である。すなわち、微分することで検出値の変化の大きさを知ることができる。この微分波形を用いることで、検出結果のピークがどこにあるのかがより正確に判断できる。これはピークの周辺が平らになったり、2つのピークがあったりする場合に有効である。3ノズル分のテストパターン60を用いて説明する。吐出ノズル部のテストパターン61、63、不吐出ノズル部のテストパターン62を検出した結果が検出値64で示されている。検出位置の中央部66の周辺のピーク部分が平らになっている。検出範囲65は検出手段のセンサーの検出する領域を示している。この範囲が、主走査方向に移動しながら検出する。
【0049】
検出値64の微分波形が67である。検出値64の傾きに応じて、変化する。正の閾値68は傾きが正の状態での閾値、負の閾値70は傾きが負の状態での閾値である。傾きは反転するので、反転する前後のある領域の範囲が、不吐出のノズルが記録したテストパターンの中央のあることを示している。すなわち領域72のどこかに中央66がある。しかし、この様な検出方法は、不良ノズルの両側のノズルが正常に吐出している場合に有効な方法である。例えば、領域72が2ノズルに亘る場合のノズルの特定方法は、正と負の傾きの間の部分が、例えば2ノズル分のパターンに亘り傾きの少ない部分が存在するので、そのときの領域72が2つのノズルに対応する位置に跨ったデータとなる。領域72が係るノズル位置が、一つでも、二つ以上でも、係るノズル位置を全て不吐出のノズルであると判断する。
【0050】
テストパターンの検出値と地肌部分を検出した初期値との比較、および検出時のキャリッジ3の位置とから不吐出ノズルを見つけ出す演算を行っていることには変わりはない。