JP2018134833A - 印刷装置及び印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テストパターンを用いた吐出口の吐出不良の詳細な分析を、装置の運転中に自動的に行う。【解決手段】印刷ヘッド１０は、インクを吐出する複数の吐出口１０３を有するインクジェットヘッド１０１を搭載している。制御装置４０は、印刷ヘッド１０を制御する印刷制御部４４と、印刷制御部４４に対して、複数の吐出口１０３の吐出不良を検出するためのテストパターン５の印刷を指示するテストパターン印刷指示部４９とを有し、テストパターン５を、印刷対象物１の幅方向において印刷画像２の印刷範囲と並べて印刷する。検出装置５０は、印刷対象物１に印刷されたテストパターン５の画像を取得して、取得したテストパターン５の画像から、吐出口１０３の吐出不良を検出する。【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェットヘッドを用いた印刷装置及び印刷方法に係り、特に、帯状に延びる印刷対象物（メディア）に画像の印刷を行う印刷装置及び印刷方法に関する。なお、印刷対象物は、紙に限らず、薄膜状のフィルム等を含む。

インクジェットヘッドを用いた印刷装置（インクジェットプリンタ）は、高品質な印刷を可能とし、各種の分野に広く普及している。特に、産業用途では、大量生産が可能な、ロールフィルムやロール紙等への印刷に多くの需要がある。インクジェットヘッドは、インクを吐出する複数の吐出口（ノズル）を有し、ある吐出口においてインクの吐出不良が発生すると、印刷画像に白抜け等が発生して、印刷品質が低下する。印刷品質が低下すると、印刷不良が発生する恐れがあり、特に帯状に延びる印刷対象物では、多量の印刷対象物に連続して印刷を行うため、印刷不良が大量に発生する。そこで、何らかの方法により、吐出口の吐出不良を検出する必要がある。

特許文献１には、印刷された印刷データに基づく画像に不良が生じていると判定された場合、テストパターンによる不良の判定を行って、印刷装置の生産性を保ちつつ失敗コスト、再印刷コストを抑える技術が開示されている。また、特許文献２には、製造時のテストパターン解析による吐出不良の情報と、記録装置に設けられた光学的検出機構を用いた吐出不良検出との２種類から、装置の大型化やコストの増大を引き起こすことなく吐出不良を検出する技術が開示されている。

特開２０１６−１１０２９４号公報 特開２０１６−２２１８３５号公報

特許文献１に記載された技術では、印刷された印刷データに基づく画像を読み取って、画像の不良の有無を確認する検査装置が必要となる。従って、印刷装置の印刷幅が広い程、この検査装置が大型になって、装置のコストが増大する。また、検査装置により、印刷データに基づく画像に不良が生じていると判定された場合のみ、テストパターンによる不良の判定を行うので、吐出口の吐出不良を常時監視することはできなかった。一方、特許文献２に記載された技術は、光学的検出機構（発光素子１１１及び受光素子１１２）を用い、所定のタイミングごとに、あるいはユーザの指示に従って、吐出口の吐出不良を検出しており、テストパターン解析は、装置の製造時、または装置を使用する過程においてユーザの指示によって実行されていた。そして、特許文献１に記載の技術では、印刷データに基づく画像の印刷を中断して代わりにテストパターンの印刷を行い、あるいは、特許文献２に記載の技術では、製造時又はユーザの指示によりテストパターンの印刷を行うので、いずれの技術においても、テストパターンを用いた吐出口の吐出不良の詳細な分析を、装置の運転中に自動的に行うことができなかった。

本発明の課題は、テストパターンを用いた吐出口の吐出不良の詳細な分析を、装置の運転中に自動的に行うことである。

本発明の印刷装置は、インクを吐出する複数の吐出口を有するインクジェットヘッドを搭載した印刷ヘッドと、帯状に延びる印刷対象物をその長手方向へ移動する第１の移動機構と、印刷ヘッドを印刷対象物の幅方向へ移動する第２の移動機構と、印刷ヘッド、第１の移動機構、及び第２の移動機構を制御して、印刷ヘッドにより、印刷対象物に画像の印刷を行う制御装置とを備えた印刷装置であって、制御装置が、印刷ヘッドを制御する印刷制御部と、印刷制御部に対して、複数の吐出口の吐出不良を検出するためのテストパターンの印刷を指示するテストパターン印刷指示部とを有し、テストパターンを、印刷対象物の幅方向において印刷画像の印刷範囲と並べて印刷し、印刷対象物に印刷されたテストパターンの画像を取得して、取得したテストパターンの画像から、吐出口の吐出不良を検出する検出装置を備えたことを特徴とする。

また、本発明の印刷方法は、第１の移動機構により、帯状に延びる印刷対象物をその長手方向へ移動し、第２の移動機構により、インクを吐出する複数の吐出口を有するインクジェットヘッドを搭載した印刷ヘッドを印刷対象物の幅方向へ移動し、印刷ヘッドにより、印刷対象物に画像を印刷しながら、印刷ヘッドを制御する印刷制御部に対して、複数の吐出口の吐出不良を検出するためのテストパターンの印刷を指示して、テストパターンを、印刷対象物の幅方向において印刷画像の印刷範囲と並べて印刷し、検出装置により、印刷対象物に印刷されたテストパターンの画像を取得して、取得したテストパターンの画像から、吐出口の吐出不良を検出することを特徴とする。

印刷ヘッドにより、印刷対象物に画像を印刷しながら、印刷ヘッドを制御する印刷制御部に対して、複数の吐出口の吐出不良を検出するためのテストパターンの印刷を指示して、テストパターンを、印刷対象物の幅方向において印刷画像の印刷範囲と並べて印刷する。そして、検出装置により、印刷対象物に印刷されたテストパターンの画像を取得して、取得したテストパターンの画像から、吐出口の吐出不良を検出するので、テストパターンを用いた吐出口の吐出不良の詳細な分析が、装置の運転中に自動的に行われる。

さらに、本発明の印刷装置及び印刷方法は、複数の吐出口のうちの、印刷対象物の長手方向において所定の距離だけ離れた２つ以上の吐出口により、印刷対象物の長手方向における距離が最も近いテストパターン同士を、印刷対象物の幅方向において位置をずらせて印刷することを特徴とする。印刷対象物の幅方向の同じ位置に印刷されるテストパターン同士の間隔が広くなる。従って、検出装置によりテストパターンの画像を取得して処理する際に、各テストパターンの画像認識が容易になって、検出精度が向上する。あるいは、全ての吐出口の吐出不良を検査するのに必要な、印刷対象物の長手方向の長さが短くなる。従って、短い周期で全ての吐出口の吐出不良の検査が行われる。

さらに、本発明の印刷装置は、テストパターン印刷指示部が、印刷制御部に対して、テストパターンを印刷する印刷対象物の長手方向の位置を指定して、テストパターンの印刷を指示し、検出装置が、印刷対象物に印刷されたテストパターンの画像を取得するカメラと、カメラにより取得されたテストパターンの画像を処理して、吐出口の吐出不良を検出し、吐出不良を検出した吐出口により印刷され、あるいは印刷されなかった不良パターンの位置を検出する検出部と、テストパターン印刷指示部により指定された位置を記憶して、記憶した位置と、検出部により検出された不良パターンの位置とに基づき、複数の吐出口の中から、吐出不良を検出した吐出口を識別する識別部とを有することを特徴とする。

また、本発明の印刷方法は、印刷ヘッドを制御する印刷制御部に対して、テストパターンを印刷する印刷対象物の長手方向の位置を指定して、テストパターンの印刷を指示し、検出装置により、指定された位置を記憶し、吐出不良を検出した吐出口により印刷され、あるいは印刷されなかった不良パターンの位置を検出し、記憶した位置と、検出した不良パターンの位置とに基づき、複数の吐出口の中から、吐出不良を検出した吐出口を識別することを特徴とする。

印刷ヘッドを制御する印刷制御部に対して、テストパターンを印刷する印刷対象物の長手方向の位置を指定することにより、指定された位置に印刷を行う吐出口が決定される。そして、検出装置により、指定された位置を記憶し、吐出不良を検出した吐出口により印刷され、あるいは印刷されなかった不良パターンの位置を検出し、記憶した位置と、検出した不良パターンの位置とに基づき、複数の吐出口の中から、吐出不良を検出した吐出口を識別するので、識別した吐出不良の吐出口による印刷を他の吐出口に割り振る等の対策を取ることができる。

さらに、本発明の印刷装置は、検出装置が、吐出不良を検出した吐出口の数に応じて、印刷画像の印刷継続の可否を判定する判定部を有することを特徴とする。また、本発明の印刷方法は、検出装置により、吐出不良を検出した吐出口の数に応じて、印刷画像の印刷継続の可否を判定することを特徴とする。吐出不良を検出した吐出口の数に応じて、印刷画像の印刷継続の可否が、自動的に判定される。

本発明によれば、テストパターンを用いた吐出口の吐出不良の詳細な分析を、装置の運転中に自動的に行うことができる。従って、吐出口の吐出不良が発生したとき、吐出不良に迅速に対応して、印刷不良の発生を抑制することができる。

さらに、複数の吐出口のうちの、印刷対象物の長手方向において所定の距離だけ離れた２つ以上の吐出口により、印刷対象物の長手方向における距離が最も近いテストパターン同士を、印刷対象物の幅方向において位置をずらせて印刷することにより、検出装置によりテストパターンの画像を取得して処理する際に、各テストパターンの画像認識を容易にして、検出精度を向上させることができ、あるいは、短い周期で全ての吐出口の吐出不良の検査を行うことができる。

さらに、複数の吐出口の中から、吐出不良を検出した吐出口を識別することにより、識別した吐出不良の吐出口による印刷を他の吐出口に割り振る等の対策を取ることができる。

さらに、吐出不良を検出した吐出口の数に応じて、印刷画像の印刷継続の可否を、自動的に判定することができる。

本発明の一実施の形態による印刷装置の概略構成を示す図であって、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は側面図である。 移動ステージ及びゲートを回収リール側から見た正面図である。 本発明の一実施の形態による印刷装置の制御装置及び検出装置のブロック図である。 本実施の形態による印刷装置の印刷動作を説明する図である。 印刷ヘッドの構成例を示す図である。 インクジェットヘッドのノズル列の一例を示す図である。 図７（ａ）は印刷データの一例を示す図、図７（ｂ）は印刷されたテストパターンの一例を示す図である。 図８（ａ）は印刷データの他の例を示す図、図８（ｂ）は印刷されたテストパターンの他の例を示す図である。 印刷画像の印刷範囲の両脇に印刷されたテストパターンの一部を並べて示した図である。 印刷中の印刷装置を上方から見た図である。 検出装置の動作を説明するフローチャートである。 図１２（ａ）はテストパターンの画像の一例を示す図、図１２（ｂ）は正規化された強度の積算値の一例を示す図である。

［実施の形態］
（印刷装置の構成）
図１は、本発明の一実施の形態による印刷装置の概略構成を示す図であって、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は側面図である。本実施の形態の印刷装置は、印刷ヘッド１０、ベース１１、ゲート１２、ガイド１３、移動ステージ１４、θステージ１５、テーブル１６、第１の移動機構、第２の移動機構、供給リール２１、ダンサーローラー２２，２５、ガイドローラー２３，２４、回収リール２６、上部ローラー２７、並びに、後述する制御装置４０、検出装置５０、及び警報装置６０を含んで構成されている。

本実施の形態では、印刷前の印刷対象物１を供給する供給機構として、供給リール２１が使用されている。しかしながら、印刷対象物１の供給機構は、リールに限らず、ロール状に巻かれた印刷対象物１を回転可能に支持するものであればよい。また、本実施の形態では、印刷後の印刷対象物１を回収する回収機構として、回収リール２６が使用されている。しかしながら、印刷対象物１の回収機構は、リールに限らず、印刷対象物１を省スペースで収納できるものであればよい。

供給リール２１及び回収リール２６には、図示しない駆動用モータが取り付けられている。帯状に延びる印刷対象物１は、供給リール２１から送り出され、ダンサーローラー２２、ガイドローラー２３，２４、及びダンサーローラー２５を介して、回収リール２６に巻き取られる。図１（ａ）においては、印刷対象物１の幅方向をＸ方向とし、印刷対象物１の長手方向をＹ方向としている。なお、供給リール２１は、駆動用モータを取り付けないで、印刷対象物１の移動に応じて回転する構成としてもよい。

ダンサーローラー２２及びダンサーローラー２５は、それぞれ、上下に移動可能に構成されており、図１（ｂ）の図面下方向に付勢されている。これにより、印刷対象物１にはその長手方向に張力が掛かり、印刷対象物１の不要な位置ずれが抑制される。

印刷ヘッド１０には、後述する様に、複数のインクジェットヘッドが搭載されている。カラー印刷装置の場合、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の各色用のインクジェットヘッドが搭載され、あるいは、これらの各色用のインクジェットヘッドが複数組搭載されている。

図１（ｂ）において、ベース１１の上面にはガイド１３が設置されており、ガイド１３には、移動ステージ１４が搭載されている。移動ステージ１４は、ガイド１３に沿って、Ｙ方向へ移動する。移動ステージ１４には、θステージ１５が搭載され、θステージ１５にはテーブル１６が搭載されている。θステージ１５は、テーブル１６をθ方向へ回転する。テーブル１６は、帯状に延びる印刷対象物１の一部の印刷区画の裏面を支持する。なお、本実施の形態において、「印刷区画」とは、印刷装置の印刷ヘッド１０による一連の走査で印刷可能な、印刷対象物１の長手方向の範囲をいう。テーブル１６の表面には、図示しない真空吸着機構が設けられており、テーブル１６は、印刷時に、印刷対象物１の裏面を真空吸着して、印刷対象物１をテーブル１６上に固定する。

図１（ａ）において、テーブル１６の上空には、印刷対象物１の幅以上の長さに渡って、ゲート１２が設けられている。図２は、移動ステージ及びゲートを回収リール側から見た正面図である。本実施の形態において、印刷対象物１を長手方向へ移動する第１の移動機構は、直動モータにより構成されており、第１の移動機構の直動モータは、磁石を内蔵した板状の固定子１７ａと、コイルを内蔵した板状の可動子１７ｂとから成る。固定子１７ａは、図２の図面奥行方向に延び、ベース１１の上面に埋設されている。可動子１７ｂは、移動ステージ１４の下面に取り付けられている。固定子１７ａと可動子１７ｂは、わずかな隙間を設けて接触しない様に設置されており、可動子１７ｂのコイルに電流を流すと、コイルの電流と固定子１７ａの磁石の磁界とから、フレミングの左手の法則によって、可動子１７ｂに推進力（ローレンツ力）が働き、移動ステージ１４が図２の図面手前方向又は図面奥行方向へ移動される。

同様に、印刷ヘッド１０を印刷対象物１の幅方向へ移動する第２の移動機構は、直動モータ１８により構成されている。直動モータ１８は、ゲート１２の側面に取り付けられている。直動モータ１８のケース内には、Ｘ方向のガイドと、磁石から成る固定子と、コイルから成る可動子とが収納されている。直動モータ１８の動作原理は第１の移動機構の直動モータと同様であり、直動モータ１８により、印刷ヘッド１０はＸ方向へ移動される。

図２において、テーブル１６の上空には、さらに、後述する検出装置５０を構成する２つのカメラユニット５１が設置されている。各カメラユニット５１は、光源５２、レンズ５３、及びカメラ５４から成る。光源５２から発生した照明光は、レンズ５３内のハーフミラーで反射されて、テーブル１６に支持された印刷対象物１の表面へ照射される。カメラ５４は、ＣＣＤ等の二次元画像センサーを有し、レンズ５３を介して、後述するテストパターンの画像を取得する。

（制御装置の構成）
図３は、本発明の一実施の形態による印刷装置の制御装置及び検出装置のブロック図である。制御装置４０は、ＣＰＵ４１、主走査制御部４２、副走査制御部４３、印刷制御部４４、θステージ駆動制御部４５、供給リール駆動制御部４７、回収リール駆動制御部４８、及びテストパターン印刷指示部４９を含んで構成されている。ＣＰＵ４１は、主走査制御部４２、副走査制御部４３、θステージ駆動制御部４５、供給リール駆動制御部４７、回収リール駆動制御部４８、及びテストパターン印刷指示部４９の動作を指令する。

主走査制御部４２は、印刷制御部４４を介して印刷ヘッド１０の駆動制御を行い、また第２の移動機構を構成する直動モータ１８の駆動制御を行って、印刷対象物１に対する印刷ヘッド１０の主走査を制御する。副走査制御部４３は、第１の移動機構を構成する直動モータの可動子１７ｂの駆動制御を行って、印刷対象物１に対する印刷ヘッド１０の副走査を制御する。印刷制御部４４は、印刷対象物１に印刷する画像の印刷データを記憶しており、記憶した印刷データに基づき印刷ヘッド１０を制御して、印刷対象物１に対する画像の印刷を行う。θステージ駆動制御部４５は、θステージ１５の駆動制御を行う。供給リール駆動制御部４７は、供給リール２１の駆動用モータの駆動制御を行って、印刷対象物１を供給リール２１から送り出す。回収リール駆動制御部４８は、回収リール２６の駆動用モータの駆動制御を行って、印刷対象物１を回収リール２６に巻き取る。テストパターン印刷指示部４９は、後述する様に、印刷制御部４４に対して、テストパターンの印刷を指示する。

（印刷動作）
図４は、本実施の形態による印刷装置の印刷動作を説明する図である。本実施の形態では、印刷対象物１の幅方向（Ｘ方向）を主走査方向とし、印刷対象物１の長手方向（Ｙ方向）を副走査方向とする。まず、図３の主走査制御部４２は、直動モータ１８の駆動制御を行って、印刷ヘッド１０を、印刷対象物１の幅方向（Ｘ方向）の移動開始位置へ移動させる。

次に、主走査制御部４２は、直動モータ１８の駆動制御を行って、印刷ヘッド１０を図４（ａ）の図面手前方向又は図面奥行方向へ移動させながら、印刷制御部４４を介して印刷ヘッド１０の駆動制御を行い、印刷対象物１に対して一走査幅分の印刷を行う。続いて、副走査制御部４３は、直動モータの可動子１７ｂの駆動制御を行い、移動ステージ１４をＹ方向へ移動して、テーブル１６上に吸着固定されている印刷対象物１をＹ方向へ移動させる。

次に、主走査制御部４２は、直動モータ１８の駆動制御を行って、印刷ヘッド１０を直前の走査とは逆方向へ移動させながら、印刷制御部４４を介して印刷ヘッド１０の駆動制御を行い、印刷対象物１に対して一走査幅分の印刷を行う。あるいは、印刷ヘッド１０を同一方向へ移動するときだけ印刷を行う場合には、主走査制御部４２は、直動モータ１８の駆動制御を行って、印刷ヘッド１０を移動開始位置へ戻した後に、印刷ヘッド１０を直前の走査と同じ方向へ移動させながら、印刷制御部４４を介して印刷ヘッド１０の駆動制御を行い、印刷対象物１に対して一走査幅分の印刷を行う。続いて、副走査制御部４３は、直動モータの可動子１７ｂの駆動制御を行い、移動ステージ１４をＹ方向へ移動して、テーブル１６に吸着固定されている印刷対象物１をＹ方向へ移動させる。そして、これらの動作を繰り返して、印刷区画全体の印刷を行う。図４（ａ）は、印刷開始時の移動ステージ１４のＹ方向の位置を示し、図４（ｂ）は、一印刷区画分の印刷が終了したときの移動ステージ１４のＹ方向の位置を示している。

なお、移動ステージ１４をＹ方向へ移動する際、ダンサーローラー２２は、その付勢力に抗して、図４（ａ）の矢印に示す図面上方向へ移動し、またダンサーローラー２５は、その付勢力によって、図４（ａ）の矢印に示す図面下方向へ移動する。従って、移動ステージ１４をＹ方向へ移動する度に、供給リール２１及び回収リール２６を駆動する必要はなく、供給リール２１及び回収リール２６の駆動は、ダンサーローラー２２，２５が上下に移動可能な範囲の限界に近づいたときに行えばよい。

一印刷区画分の印刷が終了すると、印刷装置は、ガイドローラー２３，２４の上方に位置する上部ローラー２７を降下させて、上部ローラー２７とガイドローラー２３，２４とによって、印刷対象物１を挟んで保持する。そして、印刷装置は、テーブル１６による印刷対象物１の真空吸着を解除した後、印刷対象物１を挟んでいる上部ローラー２７とガイドローラー２３とを一緒に上昇させ、また印刷対象物１を挟んでいる上部ローラー２７とガイドローラー２４とを一緒に上昇させて、印刷対象物１をテーブル１６から持ち上げる。そして、図３の副走査制御部４３は、直動モータの可動子１７ｂの駆動制御を行い、移動ステージ１４を印刷時と逆方向へ移動して、テーブル１６を移動開始位置へ戻す。

テーブル１６を移動開始位置へ戻した後、印刷装置は、印刷対象物１を挟んでいる上部ローラー２７とガイドローラー２３とを一緒に下降させ、また印刷対象物１を挟んでいる上部ローラー２７とガイドローラー２４とを一緒に下降させて、印刷対象物１をテーブル１６に搭載する。そして、印刷装置は、テーブル１６により印刷対象物１を真空吸着した後、上部ローラー２７を元の位置へ上昇させる。以上の一連の動作により、テーブル１６に支持される印刷対象物１の印刷区画が変更される。

（印刷ヘッドの構成例）
図５は、印刷ヘッドの構成例を示す図である。本例の印刷ヘッド１０には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の各色用に、それぞれ３つのインクジェットヘッド１０１が設けられており、合計１２個のインクジェットヘッド１０１が搭載されている。破線で囲われているインクジェットヘッド群１１０の各インクジェットヘッド１０１には、シアン（Ｃ）のインクが供給される。インクジェットヘッド群１２０の各インクジェットヘッド１０１には、マゼンタ（Ｍ）のインクが供給される。インクジェットヘッド群１３０の各インクジェットヘッド１０１には、イエロー（Ｙ）のインクが供給される。インクジェットヘッド群１４０の各インクジェットヘッド１０１には、ブラック（Ｋ）のインクが供給される。本実施の形態では、紫外線（ＵＶ）の照射により乾燥するＵＶインクが使用される。なお、印刷ヘッド１０の構成は、図５に示した例に限らず、印刷ヘッド１０には、１つ又は複数個のインクジェットヘッド１０１が設けられていればよい。

図６は、インクジェットヘッドのノズル列の一例を示す図である。本例のインクジェットヘッド１０１には、破線で囲ったノズル列１０２が、Ｘ方向に４つ並べて配置されている。各ノズル列１０２は、Ｙ方向に配列された複数の吐出口（ノズル）１０３から成り、各ノズル列１０２の吐出口１０３は、Ｙ方向にずらせて配列されている。例えば、各ノズル列１０２にそれぞれ３２０個の吐出口１０３が設けられている場合、吐出口１０３の合計数は１２８０個であり、インクジェットヘッド１０１は、一回の走査でＹ方向に１２８０ドットの印刷を行うことができる。なお、インクジェットヘッド１０１のノズル列１０２の数、及び各ノズル列１０２の吐出口１０３の数は、これに限るものではない。

（テストパターンの印刷）
上述した印刷動作を行う際、図３において、制御装置４０のテストパターン印刷指示部４９は、印刷制御部４４に対して、テストパターンの印刷を指示する。図７（ａ）は、印刷データの一例を示す図である。図７（ａ）には、走査の往路と復路における印刷画像の印刷データＤ２が示されており、これらの印刷データＤ２は、印刷制御部４４に予め記憶されている。これに対し、テストパターン印刷指示部４９は、テストパターンの印刷データＤ５を、印刷制御部４４へ所定のタイミングで送信することにより、テストパターンを印刷する印刷対象物１の幅方向の位置及び長手方向の位置を指定して、テストパターンの印刷を指示する。

印刷制御部４４は、テストパターン印刷指示部４９から送信されたテストパターンの印刷データＤ５を用いて、印刷ヘッド１０を駆動制御し、テストパターンを、印刷対象物１の幅方向において印刷画像の印刷範囲と並べて印刷する。図７（ｂ）は、印刷されたテストパターンの一例を示す図である。本例では、印刷画像２の印刷範囲の左脇に、テストパターン５の印刷範囲が配置されている。印刷対象物１を回収リール２６に巻き取る際、あるいは、印刷後の印刷対象物１により製品を製造する際に、テストパターン５を切断して除去できる様、テストパターン５の印刷範囲は、印刷対象物１の幅方向の隅に設けることが望ましい。

図８（ａ）は、印刷データの他の例を示す図である。本例では、走査の復路において、テストパターンの印刷データＤ５をテストパターン印刷指示部４９から印刷制御部４４へ送信するタイミングが、図７（ａ）と異なる。テストパターン印刷指示部４９は、これらの印刷データＤ５を用い、印刷制御部４４に対して、走査の往路でテストパターンを印刷画像の印刷範囲の一方の脇に印刷する様に指示し、走査の復路でテストパターンを印刷画像の印刷範囲の他方の脇に印刷する様に指示する。

印刷制御部４４は、テストパターン印刷指示部４９から送信されたテストパターンの印刷データＤ５を用いて、印刷ヘッド１０を駆動制御し、テストパターンを、印刷対象物１の幅方向において印刷画像の印刷範囲と並べて印刷する。図８（ｂ）は、印刷されたテストパターンの他の例を示す図である。本例では、印刷画像２の印刷範囲の両脇に、テストパターン５の印刷範囲が配置されている。なお、テストパターン５を、印刷画像２の印刷範囲の両脇に印刷する代わりに、テストパターン５を、印刷画像２の印刷範囲の一方の脇に、印刷対象物１の幅方向に位置をずらせて印刷してもよい。また、テストパターン５を、印刷対象物１の幅方向において、３箇所以上の位置にずらして印刷してもよい。

図９は、印刷画像の印刷範囲の両脇に印刷されたテストパターンの一部を並べて示した図である。図８（ｂ）に示した例では、複数の吐出口１０３のうちの、印刷対象物１の長手方向において所定の距離だけ離れた２つ以上の吐出口により、印刷対象物１の長手方向における距離が最も近いテストパターン同士を、印刷対象物１の幅方向において位置をずらせて印刷する。このとき、図８（ｂ）の例では、図９に示した、テストパターン同士の印刷対象物の長手方向における距離は、変更しないので、図７（ｂ）の例に比べて、図９に示した、印刷対象物の幅方向の同じ位置に印刷されたテストパターン同士の間隔が、広くなる。従って、後述する検出装置５０によりテストパターン５の画像を取得して処理する際に、各テストパターン５の画像認識が容易になって、検出精度が向上する。

一方、テストパターンを印刷対象物１の幅方向において位置をずらせて印刷する際、テストパターン同士の印刷対象物の長手方向における距離を短くして、印刷対象物１の幅方向の同じ位置に印刷するテストパターン同士の間隔を、図７（ｂ）の例と等しくすると、全ての吐出口１０３の吐出不良を検査するのに必要な、印刷対象物１の長手方向の長さが短くなる。従って、短い周期で全ての吐出口１０３の吐出不良の検査が行われる。

なお、印刷対象物１の幅方向の同じ位置に印刷するテストパターン５同士の間隔は、後述するカメラユニット５１のカメラ５４の解像度に応じて決定することができる。図６に示したインクジェットヘッドのノズル列の例において、印刷対象物１の幅方向の同じ位置にテストパターン５を同時に印刷する２つ以上の吐出口が、全て同じノズル列１０２内に存在する様に、テストパターン５の間隔を定めてもよく、異なるノズル列１０２内にも存在する様に、テストパターン５の間隔を定めてもよい。

図７（ｂ）、図８（ｂ）、及び後述する図１０においては、理解を容易にするため、各テストパターン５の長さ及び間隔を、実際よりも拡大して表示している。実際には、例えば、印刷対象物１の幅が１２００〜１３００ｍｍ程度であるのに対し、各テストパターン５の長さは５ｍｍ程度であればよい。

また、図７（ａ）及び図８（ａ）に示した例においては、テストパターン５の印刷データＤ５をテストパターン印刷指示部４９から印刷制御部４４へ送信することにより、テストパターン５の印刷を指示していたが、本発明はこれに限らず、例えば、テストパターン５の印刷データＤ５は予め印刷制御部４４が保持していて、テストパターン印刷指示部４９は、印刷制御部４４へ、印刷ヘッド１０への書き込み命令の送信を指示することにより、テストパターン５の印刷を指示してもよい。

（検出装置の構成及び動作）
図３において、本実施の形態による印刷装置の検出装置５０は、２つのカメラユニット５１、検出部５５、識別部５６、及び判定部５７を含んで構成されている。図１０は、印刷中の印刷装置を上方から見た図である。各カメラユニット５１は、印刷対象物１に印刷されたテストパターン５の真上に位置する様に設置されており、テストパターン５の画像を取得する。なお、印刷対象物１の幅や印刷画像２の印刷範囲に応じ、印刷対象物１の幅方向（Ｘ方向）において、テストパターン５を印刷する位置が異なる場合があるので、各カメラユニット５１は、テストパターン５のＸ方向の位置に応じて、手動で、あるいは機械的に移動できる構成とする。

図３において、検出部５５は、画像処理装置を含み、各カメラユニット５１が取得したテストパターン５の画像を処理して、吐出口１０３の吐出不良を検出する。画像処理では、画像の色をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色で検出するので、事前に、印刷ヘッド１０が使用するシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の各色を、印刷装置で印刷した色見本（カラーチャート）等を用いて、ＲＧＢレイヤに置き換える。具体的には、例えば、マゼンタ（Ｍ）及びブラック（Ｋ）はＧ（緑）レイヤ、シアン（Ｃ）はＲ（赤）レイヤ、イエロー（Ｙ）はＢ（青）レイヤで検出を行う。

図１１は、検出装置の動作を説明するフローチャートである。まず、各カメラユニット５１は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の色毎に、検出する色の画像のみが取得される様にフィルタを掛けながら、テストパターン５の画像を取得する（ステップ５０１）。検出部５５は、カメラユニット５１が取得した画像を、白黒のグレースケールの画像に変換した後、画像データにシェーディング補正を行って、画像の強度レベルのムラを補正する（ステップ５０２）。次に、検出部５５は、テストパターン５の印刷範囲に渡って画像データの強度を積算し、積算値を０〜２５５の２５６段階で正規化する（ステップ５０３）。続いて、検出部５５は、正規化された強度の積算値に対し、微分等の演算処理を行って、ピーク値及びピーク位置を検出する（ステップ５０４）。そして、検出部５５は、検出したピーク値をしきい値と比較して、吐出口１０３の吐出不良を検出する（ステップ５０５）。このとき、ステップ５０４において所定の間隔でピークが検出されなかった場合には、他のピーク位置の間隔と同じ間隔でピークが検出されなかった位置で、吐出口１０３の吐出不良を検出する。

図１２（ａ）は、テストパターンの画像の一例を示す図である。図１２（ａ）は、カメラユニット５１のカメラ５４により取得されたカメラ画像を示し、テストパターン５ａは、吐出不良のない正常な吐出口により印刷されたテストパターンである。テストパターン５ｂは、吐出不良が発生した吐出口により印刷されたテストパターンであり、所々にかすれが生じている。また、符号５ｃで示す位置には、吐出口の吐出不良により、テストパターンが全く印刷されていない。図１２（ｂ）は、正規化された強度の積算値の一例を示す図である。テストパターン５ｂの位置においては、強度の積算値のピーク値がしきい値を下回り、これによりテストパターン５ｂを印刷した吐出口の吐出不良が検出される。符号５ｃの位置においては、他のピーク位置の間隔と同じ間隔でピークが検出されず、これにより吐出口の吐出不良が検出される。

図１１において、次に、検出部５５は、吐出不良を検出した吐出口により印刷され、あるいは印刷されなかった不良パターンの位置を検出する（ステップ５０６）。このとき、ステップ５０５においてピーク値がしきい値を下回った場合は、そのテストパターンについてステップ５０４で検出されたピーク位置を、吐出不良を検出した吐出口により印刷された不良パターンの位置とする。また、ステップ５０４において所定の間隔でピークが検出されなかった場合には、他のピーク位置の間隔と同じ間隔でピークが検出されなかった位置を、吐出不良を検出した吐出口により印刷されなかった不良パターンの位置とする。

図３において、テストパターン印刷指示部４９から印刷制御部４４へのテストパターン５の印刷の指示には、テストパターン５を印刷する印刷対象物１の長手方向の位置を指定する情報が含まれ、これにより、各走査において、指定された位置にテストパターン５の印刷を行う吐出口が決定される。識別部５６は、テストパターン印刷指示部４９により指定された位置を記憶する。図１１において、識別部５６は、記憶した位置と、検出部５５によりステップ５０６で検出した不良パターンの位置とに基づき、複数の吐出口１０３の中から、吐出不良を検出した吐出口を識別する（ステップ５０７）。

検出装置５０により、テストパターン印刷指示部４９で指定されたテストパターン５を印刷する印刷対象物１の長手方向の位置を記憶し、吐出不良を検出した吐出口により印刷され、あるいは印刷されなかった不良パターンの位置を検出し、記憶した位置と、検出した不良パターンの位置とに基づき、複数の吐出口１０３の中から、吐出不良を検出した吐出口を識別するので、識別した吐出不良の吐出口による印刷を他の吐出口に割り振る等の対策を取ることができる。

判定部５７は、検出部５５により吐出不良を検出した吐出口の数に応じて、印刷画像２の印刷継続の可否を判定する（ステップ５０８）。例えば、吐出口の吐出不良が１つでもあれば、印刷画像２の印刷を中断することとしてもよい。あるいは、吐出不良を検出した吐出口の数が所定数を上回ったら、印刷画像２の印刷を中断することとしてもよい。吐出不良を検出した吐出口の数に応じて、印刷画像２の印刷継続の可否が、自動的に判定される。さらに、判定部５７は、識別部５６により識別した吐出不良の吐出口の、印刷ヘッド１０内での分布状況に応じて、印刷画像２の印刷継続の可否を判定してもよい。

図３において、検出装置５０は、検出部５５の検出結果、識別部５６の識別結果、及び判定部５７の判定結果を、ＣＰＵ４１へ通知する。ＣＰＵ４１は、これらの結果に応じて、警報装置６０を動作させる。警報装置６０は、スピーカー、警告灯、ディスプレイ等から成り、音や光等を発生し、あるいは文字や図形等を表示して、印刷装置のオペレータへ警報を伝える。例えば、吐出口の吐出不良が１つでもあれば、警報を発することとしてもよい。あるいは、吐出不良を検出した吐出口の数が所定数を上回ったら、警報を発することとしてもよい。さらに、印刷画像２の印刷を中断したときに、警報を発することとしてもよい。検出装置５０から印刷画像２の印刷を中断する旨の通知を受けたとき、ＣＰＵ４１は、主走査制御部４２、副走査制御部４３、θステージ駆動制御部４５、供給リール駆動制御部４７、回収リール駆動制御部４８、及びテストパターン印刷指示部４９に対して、印刷動作の中断を指令する。

［実施の形態の効果］
以上説明した実施の形態によれば、次の効果を奏する。
（１）テストパターン５を用いた吐出口１０３の吐出不良の詳細な分析を、装置の運転中に自動的に行うことができる。従って、吐出口１０３の吐出不良が発生したときに、吐出不良に迅速に対応して、印刷不良の発生を抑制することができる。

（２）さらに、複数の吐出口１０３のうちの、印刷対象物１の長手方向において所定の距離だけ離れた２つ以上の吐出口により、印刷対象物１の長手方向における距離が最も近いテストパターン同士を、印刷対象物１の幅方向において位置をずらせて印刷することにより、検出装置５０によりテストパターン５の画像を取得して処理する際に、各テストパターン５の画像認識を容易にして、検出精度を向上させることができ、あるいは、短い周期で全ての吐出口１０３の吐出不良の検査を行うことができる。

（３）さらに、複数の吐出口１０３の中から、吐出不良を検出した吐出口を識別することにより、識別した吐出不良の吐出口による印刷を他の吐出口に割り振る等の対策を取ることができる。

（４）さらに、吐出不良を検出した吐出口の数に応じて、印刷画像２の印刷継続の可否を、自動的に判定することができる。

なお、以上説明した実施の形態では、第１の移動機構及び第２の移動機構として、直動モータが使用されていたが、ボールねじ等の他の移動機構を用いてもよい。

また、テストパターンの形状は、以上説明した実施の形態に限らず、画像処理による認識に適した形状とすることができる。

１ 印刷対象物
２ 印刷画像
５ テストパターン
１０ 印刷ヘッド
１１ ベース
１２ ゲート
１３ ガイド
１４ 移動ステージ
１５ θステージ
１６ テーブル
１７ａ 直動モータ（固定子），１７ｂ 直動モータ（可動子）
１８ 直動モータ
２１ 供給リール
２２，２５ ダンサーローラー
２３，２４ ガイドローラー
２６ 回収リール
２７ 上部ローラー
４０ 制御装置
４１ ＣＰＵ
４２ 主走査制御部
４３ 副走査制御部
４４ 印刷制御部
４５ θステージ駆動制御部
４７ 供給リール駆動制御部
４８ 回収リール駆動制御部
４９ テストパターン印刷指示部
５０ 検出装置
５１ カメラユニット
５２ 光源
５３ レンズ
５４ カメラ
５５ 検出部
５６ 識別部
５７ 判定部
６０ 警報装置

Claims (8)

1. インクを吐出する複数の吐出口を有するインクジェットヘッドを搭載した印刷ヘッドと、
   帯状に延びる印刷対象物をその長手方向へ移動する第１の移動機構と、
   前記印刷ヘッドを前記印刷対象物の幅方向へ移動する第２の移動機構と、
   前記印刷ヘッド、前記第１の移動機構、及び前記第２の移動機構を制御して、前記印刷ヘッドにより、前記印刷対象物に画像の印刷を行う制御装置と
   を備えた印刷装置であって、
   前記制御装置は、前記印刷ヘッドを制御する印刷制御部と、該印刷制御部に対して、前記複数の吐出口の吐出不良を検出するためのテストパターンの印刷を指示するテストパターン印刷指示部とを有し、前記テストパターンを、前記印刷対象物の幅方向において印刷画像の印刷範囲と並べて印刷し、
   前記印刷対象物に印刷された前記テストパターンの画像を取得して、取得した前記テストパターンの画像から、前記吐出口の吐出不良を検出する検出装置を備えた
   ことを特徴とする印刷装置。
2. 前記制御装置は、前記複数の吐出口のうちの、前記印刷対象物の長手方向において所定の距離だけ離れた２つ以上の吐出口により、前記印刷対象物の長手方向における距離が最も近いテストパターン同士を、前記印刷対象物の幅方向において位置をずらせて印刷する
   ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記テストパターン印刷指示部は、前記印刷制御部に対して、前記テストパターンを印刷する前記印刷対象物の長手方向の位置を指定して、前記テストパターンの印刷を指示し、
   前記検出装置は、
   前記印刷対象物に印刷された前記テストパターンの画像を取得するカメラと、
   前記カメラにより取得された前記テストパターンの画像を処理して、前記吐出口の吐出不良を検出し、吐出不良を検出した吐出口により印刷され、あるいは印刷されなかった不良パターンの位置を検出する検出部と、
   前記テストパターン印刷指示部により指定された位置を記憶して、記憶した位置と、前記検出部により検出された不良パターンの位置とに基づき、前記複数の吐出口の中から、吐出不良を検出した吐出口を識別する識別部と
   を有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の印刷装置。
4. 前記検出装置は、吐出不良を検出した吐出口の数に応じて、前記印刷画像の印刷継続の可否を判定する判定部を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の印刷装置。
5. 第１の移動機構により、帯状に延びる印刷対象物をその長手方向へ移動し、第２の移動機構により、インクを吐出する複数の吐出口を有するインクジェットヘッドを搭載した印刷ヘッドを前記印刷対象物の幅方向へ移動し、前記印刷ヘッドにより、前記印刷対象物に画像を印刷しながら、
   前記印刷ヘッドを制御する印刷制御部に対して、前記複数の吐出口の吐出不良を検出するためのテストパターンの印刷を指示して、前記テストパターンを、前記印刷対象物の幅方向において印刷画像の印刷範囲と並べて印刷し、
   検出装置により、前記印刷対象物に印刷された前記テストパターンの画像を取得して、取得した前記テストパターンの画像から、前記吐出口の吐出不良を検出する
   ことを特徴とする印刷方法。
6. 前記複数の吐出口のうちの、前記印刷対象物の長手方向において所定の距離だけ離れた２つ以上の吐出口により、前記印刷対象物の長手方向における距離が最も近いテストパターン同士を、前記印刷対象物の幅方向において位置をずらせて印刷する
   ことを特徴とする請求項５に記載の印刷方法。
7. 前記印刷ヘッドを制御する印刷制御部に対して、前記テストパターンを印刷する前記印刷対象物の長手方向の位置を指定して、前記テストパターンの印刷を指示し、
   前記検出装置により、
   指定された位置を記憶し、
   吐出不良を検出した吐出口により印刷され、あるいは印刷されなかった不良パターンの位置を検出し、
   記憶した位置と、検出した不良パターンの位置とに基づき、前記複数の吐出口の中から、吐出不良を検出した吐出口を識別する
   ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の印刷方法。
8. 前記検出装置により、吐出不良を検出した吐出口の数に応じて、前記印刷画像の印刷継続の可否を判定する
   ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の印刷方法。

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