(57)【要約】【課題】  インクジェット記録装置において、不吐出を検出するチャートを印字して読み取る。不吐出ノズルを検出するための検出パターン及び処理方法を提供する。【解決手段】  チャートの搬送方向の規準位置を決定する第１のパターンと、チャートの該記録素子列方向の規準位置を決定する第２のパターンと、該記録素子を検査する第３のパターンを備え、記録したパターンを多値で読取、第１のパターンと第２のパターンから第３のパターンのあるべき位置を算出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の幅に対応した記録素子列を備えたフルライン型のインクジェット記録ヘッドを一つ又は複数有するインクジェット記録装置であって、記録媒体を搬送させる搬送手段と、
前記記録ヘッドの不吐出を検出するためのチャートを印字する手段と、
該検出チャートを多値のデータで読み込む、読取手段と該読み込んだデータを記憶する、記憶手段を持ち、
チャートの搬送方向の規準位置を決定する第１のパタンと、チャートの該記録素子列方向の規準位置を決定する第２のパタンと、該記録素子を検査する第３のパタンを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記第１のパタンの読み取りデータの搬送方向の濃度重心を求めることにより、第３のパタンを用いて該記録素子を検査するときの搬送方向の基準位置を決定することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記第２のパタンは搬送方向の多数の線からなり、各線の記録素子方向の濃度重心を求め、該重心位置からの演算により、第３のパタンを用いて該記録素子を検査する時の、記録素子方向の規準位置を決定することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第１のパタンの搬送方向の重心位置情報を元に算出した、該記録ヘッドと該読取手段の傾きと、前記第２のパタンの該記録素子方向の濃度重心情報を元に算出した、該検出チャートを読み込んだ該記憶手段内における該記録素子の平均素子間隔に基づいて、該記憶手段に記憶した該検出チャートの読取データを、任意に定めた大きさに正規化を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記第２のパタンの記録素子方向の規準位置とは、該検出チャートを読み込んだ記憶手段内における該記録素子が記録すべき位置の推定位置であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置及び該装置の制御方法に関し、特に、記録媒体の幅に対応した記録素子列を備えたフルライン型のインクジェット記録ヘッドを複数有するインクジェット記録装置及び該装置の記録制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の記録素子を備えた各記録ヘッドを複数並列固定して、記録媒体を走査し記録する方式のインクジェット記録装置が市販されている。この種の構成を有するインクジェット記録装置は、記録ヘッドを走査して記録するいわゆるシリアルスキャン方式よりも記録速度が速いのが特徴である。
【０００３】
しかしながら、一方、前者の各記録ヘッドは、記録媒体幅分の記録領域を持たなければならず、一般的には、後者のシリアルスキャン方式よりも長尺な記録ヘッドが必要になる。
【０００４】
記録ヘッドが長尺になると、記録密度、記録幅にもよるが、例えば葉書の横幅３６０ｄｐｉで約１４００ノズルを備える必要がある。ノズル数が増えると、記録ヘッドの製造工程、または取り扱い等により、ノズル内にごみが詰まり、不吐出の発生率が増えることになる。前記１４００ノズル中、１本でも不吐出になると、その記録ヘッドは出荷不良品とされてきた。
【０００５】
多ノズルの記録ヘッドにおいて、１本の不吐出により不良画像が印刷されるため、出荷時に不吐ノズルの情報を記録ヘッドに設けたＲＯＭに記憶させたり、記録紙に不吐検出チャートを印刷させて、不良ノズルを検出し、例えば、特開平１０−６４８８や、特開２００１−１９１５１０にあるように他ヘッドのノズルで補完することを行っている。
【０００６】
ここで、記録用紙に印刷された不吐検出チャートを印刷させて、不良ノズルを検出する方法として、出力された記録紙をサービスマンやユーザが目視して不良ノズルを発見し、その不良ノズル番号等を装置に入力する方法がある。この方法は、シリアルスキャン方式の装置に好んで使用されているが、長尺記録ヘッドを使用している装置においては、大量のノズルを目視確認しなければならないため、作業が煩雑であった。
【特許文献１】特開平１０−６４８８号公報
【特許文献２】特開２００１−１９１５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
不吐ノズルを自動検出するにあたり、読み取り部は、記録媒体の搬送方向の最下流に長尺記録ヘッドと平行に配置され、記録媒体である原稿や、搬送ベルトに印字されたテストチャートを読取ってノズル不良データを取得する。
【０００８】
読み取り部で使用するラインセンサは、ＣＣＤやＣＩＳの画像読取素子が用いられ、図１０の従来例〈ａ〉のようなテストチャートを１枚の画像として読取り、別途画像処理するのが一般的である。
【０００９】
（ａ）はブラックの不吐検出チャートのパターン例であり、このパターンは、階段状に印字されるようにしてあり、不吐出ノズルをチェックし易いようにしている。図１０（ｂ）はブラックの４番ノズルが不吐出である場合の記録例である。
【００１０】
他の色のチャートも同様に記録される。
【００１１】
図１１は不吐出ノズルがあるチャートの読み取り例処理例を示す。
【００１２】
不吐出ノズルがあるとその場所の読取濃度がうすくなり、ある判定レベルより濃度が薄ければ該ノズルは不吐出、濃度が濃ければ該ノズルは吐出と判断される。
【００１３】
上述階段状の不吐検出チャートを全て読み込み判定することにより全ノズルが不吐出か否かを検出することができる。
【００１４】
この種の検出チャートにより不吐ノズルを自動検出するために、各ノズルの印刷位置を特定する必要がある。
【００１５】
また、誤検出を避けるために、各ノズルラインの印字長さも十分に取る必要があるため、インクの消費量も増大し、テストチャートの読取り時間や印字面積も多くなる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のインクジェット記録装置は、かかる点に鑑み、不吐検出チャートに、搬送方向の規準位置を決定する第１のパタンと、ノズル方向の規準位置を決定する第２のパタンを設け、ノズルの不吐を検出する第３のパタンと共に印字する。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明してきたように、小面積のテストチャートを構成することができ、常に基準位置から、各ノズルラインの有無を検出する方式を実施できるので読取り画像の解析が最小限で高速処理がおこなえ、検出精度も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１９】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてプリンタを例に挙げ説明する。
【００２１】
本明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が感覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表す物とする。
【００２２】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスティック、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものを表すものとする。
【００２３】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えは記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００２４】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００２５】
図１は本発明の実施形態としてのインクジェット記録装置１の概略構成を示す断面図であり、３は記録ヘッドであり、本実施形態ではブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）各色のインクを吐出する４つの記録ヘッド３１〜３４を有している。これらの記録ヘッドは後述する制御部により駆動され対応するインクのインク滴を吐出しカラー記録を行う。
【００２６】
４は読み取り部であり、４つの記録ヘッドで記録されたパターンを読取る。
【００２７】
シート状の記録媒体（以下、単にシートと称する）ＳＴは、図示しない給送部から給送され、搬送ベルト２に静電吸着されて移動しつつ記録ヘッド３の下を通過する際に記録が行われる。搬送装置である搬送ベルト２は円環状の帯部材であって駆動ローラ５、支持ローラ６、７によって張架され、回転駆動することによりシートＳＴを搬送するものである。
【００２８】
８はベルトのクリーニング機構であり、ベルト上に付着したインクを除去する。
【００２９】
図２はこの搬送ベルト２の構造を示す上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図示されたように搬送ベルト２はベースとなる誘電体フィルム層９の搬送面と反対側の面に、図２（ａ）に示す如く静電吸着手段として短冊状の電極を交互に配設した第一電極群であるくし歯電極１０、第二電極群であるくし歯電極１１を形成している。くし歯電極１１の各電極はくし歯電極１０の各電極間に設置され、すなわち搬送方向に交互に配置されている。
【００３０】
くし歯電極１０、１１は例えば誘電体フィルム層９の表面に厚み３５μｍ、幅８ｍｍの電極を、８ｍｍの間隔をおいて配置している。搬送ベルト２の両端には給電手段として図２（ｂ）に示す如く導電ブラシ１２が設けられている。導電ブラシ１２は基材１２ａに導電性のブラシ１２ｂを植えて構成されている。
【００３１】
図３は搬送ベルト２を搬送方向と直交する方向から見た正面図であり、図示されたように、導電ブラシ１２のブラシ１２ｂが搬送ベルト２のフィルム層９のくし歯電極１０、１１に接触することで給電を行っている。
【００３２】
このように構成したくし歯電極１０、１１に電位差を生じせしめると、静電力により吸着力を得ることができる。本実施形態においてはくし歯電極１０、１１の一方に接する導電ブラシ１２を接地し、他方に接する導電ブラシ１２に０．５〜２ｋｖ程度の電圧を印加して所定の静電気力を得るように構成している。そして搬送ベルト２が回転するとくし歯電極１０、１１は導電ブラシ１２と摺動接触により給電を受けて静電吸着力を発生させ、シートＳＴが搬送ベルト２に吸着された状態で搬送される。
【００３３】
図４は、本実施形態のインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。本図において、図１に示した要素と同一のものには、同一の符号を付してある。すなわち、３１はブラック用記録ヘッド、３２はシアン用記録ヘッド、３３はマゼンタ用記録ヘッド、３４はイエロー用記録ヘッド、５は搬送ベルト駆動ローラである。
【００３４】
２０は制御部であり、ＣＰＵ２１、プログラムを格納するＲＯＭ２２、制御に必要なワーク用データを保存するＲＡＭ２３、ゲートアレー２４を含んでいる。このゲートアレー２４は、搬送ベルト駆動ローラ５の駆動制御信号、記録ヘッド３への画像信号および制御信号、クリーニング部８の駆動制御信号、読み取り部４の画像信号及び制御信号などを出力する。
【００３５】
２５はイメージメモリーであり、ゲートアレー２４は外部から受信した記録データを一時記憶する。また、読み取り部からの読取データを一時記憶する。
【００３６】
図５は本実施形態により記録媒体に記録する様子を示す図である。ＳＴは記録媒体であり、この場合は、記録媒体上にテストチャートを印字する例である。記録媒体を用いずに、搬送ベルト上に直接印字しても良い。各記録媒体は図中右から左へ搬送され、記録ヘッド３１〜３４の下を順次通過して記録される。斜線部は記録領域である。記録ヘッド３１〜３４は、吐出ノズル列３１１〜３１４・３４１・３４３等が千鳥に配置され、各吐出ノズル列は互いにオーバーラップしており、印字できない部分がないようになっている。
【００３７】
本実施形態ではテストチャート１０１やテストチャート１０２の印刷は記録媒体ＳＴ上になされ、図５の例においては、記録ヘッド３４の吐出ノズル列３４１と吐出ノズル列３４３がテストチャート１０１とテストチャート１０２を途中まで印字した状態を示している。
【００３８】
図６は、図５とは別の記録ヘッド３２でテストチャートを印字している例であり、記録ヘッド３２の吐出ノズル列３２１と吐出ノズル列３２３がテストチャート１０３とテストチャート１０４を印字し、更に記録ヘッド３２の吐出ノズル列３２２と吐出ノズル列３２４がテストチャート１０５とテストチャート１０６を途中まで印字した状態を示している。
【００３９】
記録ヘッド３２で印字された画像は、読取り部４の下を順次通過し、図６ではテストチャート１０３および１０４の“黒丸”図形が読取られている。
【００４０】
図７は本実施例にかかる不吐検出チャートの一例である。
【００４１】
（ａ）は不吐検出チャートのパターン例であり、個別ノズルを検出するための図形１０７（以下個別ノズルパターンと呼ぶ）と、ノズル方向の検出基準位置を特定するための図形１０９（以下目盛線と呼ぶ）と搬送方向の検出基準位置を特定するための図形１１０（以下黒丸と呼ぶ）がある。黒丸１１０、目盛り線１０９は画像のＸＹ位置を特定するために使用する。（ｂ）は不吐出ノズルの存在する記録例であり、記録ヘッド３１〜３４の状態により変化する。（ｂ）の例は、かなり状態の悪い時のものである。
【００４２】
ここで、図８のフローチャートを参照して、本実施形態の不吐出ノズルの検出処理について詳細に説明する。
【００４３】
制御部２０は印字に先立ちＲＯＭ１２等からイメージメモリ２５に不吐出ノズルの検出チャートを記憶し準備する。（ステップｓ１）
準備が終わったら、べルト上に記録する。（ステップｓ２）
例えば図７（ｂ）にその一例を示すような不吐出検出チャートが記録される。
【００４４】
続いて、このチャートを読み取り部４で読み取り一時記憶する。（ステップｓ３）
さらに、制御部２０は、該読み取り、記憶したデータの第１、第２のパタンを解析し、第３のパターンを解析するための基準位置を算出する。（ステップｓ４）
続いて、制御部２０は該算出した基準位置を元に、該読み取り、記憶したデータの第三のパタンを解析し、不吐出ノズルを判定する。（ステップ５）
通常の記録データの記録の際に、上記不吐出ノズルの判定に基づき、受信した記録データに対し、不吐補完処理をおこなう。たとえば、前述、Ｋヘッドの第４ノズルの不吐出に対応する、Ｙ，Ｍ，Ｃ各ヘッドの記録データにそれぞれ不吐出ノズルの同一位置に相当するデータを追加し、“プロセスブラック”を記録する。また、Ｋヘッドは、不吐出ノズルには信号が行かないようにマスクをかける。
【００４５】
不吐補完処理がされたなら、記録ヘッドに信号を送り、記録媒体に記録する。
【００４６】
ここで、ステップｓ４の基準位置の決定方法について図９フローチャートを参照して詳細に説明する。
【００４７】
基準位置とは、イメージメモリ２５から読み取った検出チャートの注目する部分を切り出すための原点であり、イメージメモリ内の搬送方向及びノズル列方向の原点を意味する。
【００４８】
記録した検出チャートは既知であるので、読み取られた検出チャートのイメージメモリ２５内の位置はおおよそ分かっている。
【００４９】
まず第１のパタンの搬送方向の重心位置の計算を行なう。
【００５０】
図１２（ａ）は第１のパタンを読み取ったイメージメモリ２５の模式図を示しており多値データで読み取られている。
【００５１】
各黒丸は充分隙間をあけて配置されているので、図中計算範囲に示すように大まかにイメージメモリ２５から切り出して搬送方向に濃度重心の計算がなされる。（ステップｓ４１）このとき不吐出ノズルがあっても搬送方向の縞となるので重心の計算には影響しない。
【００５２】
次に全ての黒丸の濃度重心を計算したなら全体の平均を計算する。（ステップｓ４２）
さらにイメージメモリ２５内から切り出しやすいように搬送方向の適当なオフセットを加味し搬送方向の基準位置が求められる。（ステップｓ４３）
続いて第２のパタンのノズル列方向の重心計算を行なう。図１２（ｂ）の計算範囲に示すごとく第２のパタンの搬送方向は先に求めた搬送方向の基準位置を元にきっちりと切り出すことができる。ノズル方向については、本実施例ではたとえば３２ノズル置きのノズルでパタンを記録しており、充分に隙間が開いているので、ほぼ目盛り線の真中ぐらいで分けて切り出している。そして切り出した範囲毎にノズル方向の濃度重心を計算する。（ステップｓ４４）
また、本実施例では５本置きに長い目盛り線を記録しているので目盛り線の搬送方向の長さの違いから何番目の目盛り線であるかが確認できる。さらに、切り出し範囲に、ある濃度以上の部分が存在しなければ、その目盛り線を記録したノズルは不吐出であることがわかる。
【００５３】
上述のように各目盛り線の番号と位置がわかるので、任意の間隔の目盛り線の距離を複数求め平均する。これで記録され読み込まれた目盛り線の間隔を推定できる。複数の目盛り線間の距離を求めて平均するのは、ノズルからのインク滴のノズル方向の着弾位置に狂いがあるためである。（ステップｓ４５）
続いて、今求めた間隔で構成された基準格子を記録された目盛り線にあてがい、正しい記録位置を推定する。すなわち着弾位置に狂いが無かった場合の目盛り線の記録位置を求めることになる。図１２（ｃ）に示すごとく上述した不吐出の目盛り線以外の目盛り線との位置誤差が最小になるように、例えば最小２乗法を用いて先に推定した間隔の基準格子をあてがう。かくして該基準格子の位置が目盛り線のノズル方向の正しい位置であると推定できる。（ステップｓ４６）
ノズル方向の基準位置は、ここで求めた基準格子の位置から切り出しの都合により適当なオフセットを加味して決定する。（ステップｓ４７）
以上で、イメージメモリ２５内に読み込まれた検出チャートの搬送方向及びノズル列方向の基準位置が決定された。
【００５４】
最後に上記の基準位置を元に第３のパタンの各ノズルの読取画像をイメージメモリ２５から適当な範囲で切り出して範囲内の読取データを解析することにより、全てのノズルの不吐出か否かを判定する。不吐出と判定されたノズルは先に述べたような補完処理がなされる。
【００５５】
図１３は基準位置を決定する他の実施例を示す。
【００５６】
本実施例では記録ヘッドと読み取り部が平行でないために読取画像が傾いている場合を想定している。
【００５７】
図１３（ａ）は第１のパタンである黒丸の画像がイメージメモリ２５に読み込まれた様子をしめす模式図である。図１２で説明したようにイメージメモリ２５から大まかに切り出してきた計算範囲を搬送方向に濃度重心を計算する。全ての黒丸について重心計算を行い求めた重心位置から例えば最小２乗法により搬送方向の重心位置と傾きが得られる。（ｂ）は上述図１２と同様に第２のパタン目盛り線がイメージメモリ２５に読み込まれた様子を示す模式図である。（ａ）で求めた搬送方向の位置と傾きから図１２で述べたように各目盛り線を切り出してノズル方向の濃度重心を計算する。さらに図１２で述べたように任意の目盛り線の間隔を複数求め平均することで記録して読み取った目盛り線の間隔が推定できる。
【００５８】
次にこのあとの処理が容易になるようにイメージメモリ２５内の画像データの傾きの補正とノズル間の間隔を任意の規定の長さに適当な画像処理を行い正規化する。正規化することによりイメージメモリ内のパタンの位置が等間隔のアドレス順になり格段に以降の処理が容易になる。
【００５９】
この様子を図１２（ｃ）に示す。
【００６０】
正規化の後、該任意の規定の長さの基準格子を図１２（ｃ）で述べたのと同様にイメージメモリ２５の目盛り線にあてはめて誤差が最小になるように置く。このときの格子位置からノズル方向の基準位置を決定する。
【００６１】
また、正規化された黒丸の重心位置から搬送方向の基準位置を決定する。
【００６２】
このあとの不吐出判定処理は上述と同じである。
【００６３】
図１４のパタン１１１は第１のパタンと第２のパタンの機能をあわせたパタンの例である。
【００６４】
あるノズル間隔で複数ノズルで記録した目盛り線（以後太線と呼ぶ）は黒丸と同様の機能を持たせることができる。またこの太線は他の目盛り線より太いため上述長い目盛り線のと同様に他の線と区別でき、目盛り線の番号を特定する指標にできる。
【００６５】
前述した図７のパターンは、これのみに限定されるものではなく、各ノズルの吐出が確認できるものであれば他の手段であっても差し支えない。
【００６６】
図１４のパタンもこの限りでなく、他の目盛り線と区別できる画像であれば本発明の主旨を逸脱するものではない。
【００６７】
また、不吐出ノズルの補完方法もこの限りではない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施形態のインクジェット記録装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の記録装置の搬送部の上面図及び拡大断面図である。
【図３】図１の記録装置の搬送部を搬送方向と直交する方向から見た正面図である。
【図４】図１における記録装置の制御部を示したブロック図である。
【図５】不吐出の検出チャートの記録を行う様子を示す図である。
【図６】図５における他のヘッドの検出チャートの記録を示す図である。
【図７】不吐出の検出チャート及び記録された検出チャートの一例である。
【図８】図１の記録装置の不吐出検出制御処理のフローチャートである。
【図９】基準位置の決定処理の詳細を表すフローチャートである。
【図１０】ノズルの不吐出を検出するチャートの例と、不吐出ノズルのある記録例である。
【図１１】不吐出のノズルの検出方法の一例である。
【図１２】図９の基準位置を決定するフローチャートの説明図である。
【図１３】基準位置を決定する他の実施例の説明図である。
【図１４】第１のパタンと第２のパタンの機能を併せ持つパタンの一例である。
【符号の説明】
【００６９】
ＳＴ  シート
１  記録装置
２  搬送ベルト
３  記録ヘッド
４  読み取り部
５  駆動ローラ
６、７  支持ローラ
８  クリーニング部
９  誘電体フィルム層
９ａ  接合部
１０  くし歯電極
１０ａ  端部
１１  くし歯電極
１１ａ  端部
１１ｂ  端部
１２  導電ブラシ
１２ａ  基材
１２ｂ  ブラシ
１３  導電ブラシ
１３ａ  基材
１３ｂ  ブラシ
２０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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