用于形成测试图案的图像形成设备和方法
【专利摘要】本发明涉及一种图像形成设备，包括：记录头，其具有多个用于排出液滴的喷嘴；以及图案形成单元，其构造成形成用于位置偏差调整的测试图案，所述测试图案包括作为参考图案的第一图案和作为调整图案的第二图案。第一图案和第二图案分别为平行于喷嘴排列方向的线性图案并具有不连贯部分。第一图案的不连贯部分和第二图案的不连贯部分在喷嘴排列方向上彼此偏移。
【专利说明】用于形成测试图案的图像形成设备和方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于形成测试图案的图像形成设备和方法。
【背景技术】
[0002]图像形成设备包括打印机、传真机、复印机、绘图机及它们的多功能外围设备。例如，喷墨记录设备等被称为排液记录系统的图像形成设备，其使用记录头，记录头包括用于排出液滴的排液头。
[0003]一些图像形成设备通过使用安装于往复式机架(reciprocating carriage)上的记录头来形成图像。这样的图像形成设备易于在双向打印中产生向前路径与向后路径之间的格线(ruled lines)的位置偏差，以及在单向打印的情况下由多个头之间的物理位移引起的位置偏差。
[0004]为了测量这种偏差，例如已知有:打印用于调整液滴在将被记录的介质上的撞击位置的测试图案，并基于被打印的测试图案调整或选择液滴排出定时。
[0005]例如，常规上可通过打印线性参考图案和线性调整图案，并通过目测输入对应于未偏差的参考图案和调整图案的数值等来调整液滴排出定时(日本特开10-264485号公报)。
[0006]如上所述，当线性图案被用作用于位置偏差调整的测试图案时，如果参考图案和调整图案彼此形成为简单的接合或重叠，则存在可见度差的问题。
[0007]因此，需要有用于形成测试图案的图像形成设备和方法，其能够改进由线性图案形成的测试图案的可见度。
【发明内容】
[0008]根据一实施例，一种图像形成设备包括:记录头，其具有多个用于排出液滴的喷嘴；以及图案形成单元，其构造成形成用于位置偏差调整的测试图案，测试图案包括作为参考图案的第一图案和作为调整图案的第二图案。第一图案和第二图案分别为平行于喷嘴排列方向的线性图案并具有不连贯部分。第一图案的不连贯部分和第二图案的不连贯部分在喷嘴排列方向上彼此偏移。
[0009]通过阅读本发明的目前优选实施方式的以下详细描述并结合附图考虑，将更好地理解本发明的上述以及其它的目的、特征、优点以及技术和工业意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是示出根据本发明的图像形成设备的示例外观的解释性透视图。
[0011]图2是设备的示意解释性侧视图。
[0012]图3是示出设备的图像形成单元的基本部分的解释性平面图。
[0013]图4是用于提供设备的控制单元的概貌的解释性框图。
[0014]图5是用来描述用于位置偏差调整的测试图案的示例的解释性图表。[0015]图6是示出测试图案的基本部分的放大解释性图表。
[0016]图7是用于描述根据比较例I的测试图案的解释性图表。
[0017]图8是用于描述根据比较例2的测试图案的解释性图表。
[0018]图9是用于描述使用的喷嘴的数量与液滴排出速度(单种/多种特性)之间的关系的解释性图表。
[0019]图10是用于描述单种/多种特性与比较例I和实施例的测试图案之间的关系的解释性图表。
[0020]图11是用于描述在头以重叠方式在喷嘴排列方向上执行打印的打印模式中的图案形成的解释性图表。
[0021]图12是用于描述本发明的另一实施例的解释性图表。
[0022]图13是用于描述本发明的又一实施例的解释性图表。
【具体实施方式】
[0023]下面将参照附图描述本发明的实施例。将参照图1至图3来描述根据本发明的图像形成设备的示例。图1是示出图像形成设备的外观的解释性透视图。图2是设备的示意解释性侧视图。图3是示出设备的图像形成单元的基本部分的解释性平面图。
[0024]在图1至图3中示出的图像形成设备是串联式图像设备，并包括设备主体101和布置在设备主体101下方的给纸装置102。给纸装置102与设备主体101分离并布置在设备主体101下方。图2示出了设备主体101与给纸装置102 —体布置的示例。
[0025]打印机构103布置在设备主体101内部。打印机构103是在卷纸120上形成图像的图像形成单元，卷纸120是从给纸装置102供给的卷绕介质(rolled medium)。
[0026]在打印机构103中，用作引导构件的引导杆I和引导撑条(guide stay)2铺设在两块侧板51和52之间。机架5由引导杆I和引导撑条2保持，从而可在箭头A的方向(主扫描方向、机架移动方向)上移动。子引导容纳部15可移动地与引导撑条2配合。
[0027]作为使机架5往复移动的驱动源的主扫描电机8布置在主扫描方向的一侧。主扫描电机8驱动传动滑轮9。同步带11跨过传动滑轮9和布置在主扫描方向上的另一侧的从动滑轮10。机架5的带保持单元16固定到同步带11上。主扫描电机8被驱动成使机架5在主扫描方向上往复移动。
[0028]机架5包括多个(在本实施例中为四个)记录头6a至6d(当没有区分时称作“记录头6”)。每个记录头6包括整体设置的排液头和用于向头供给液体的头容器(headtank)。
[0029]记录头6a布置成在副扫描方向上从记录头6b至6d的位置偏移一个头(一个喷嘴列)，副扫描方向是与主扫描方向正交的方向。记录头6安装成:包括多个用于排出液滴的喷嘴的喷嘴列布置在与主扫描方向正交的副扫描方向上，且液滴排出方向为向下。
[0030]记录头6a至6d分别包括两个喷嘴列。记录头6a和6b从两个喷嘴列排出黑色(K)液滴。记录头6c从任一个喷嘴列排出青色(C)液滴。未使用其它喷嘴列。记录头6d从任一个喷嘴列排出黄色⑴液滴，从另一个喷嘴列排出品红色(M)液滴。
[0031]于是，通过使用记录头6a和6b能在两个头的宽度上、通过每次扫描(主扫描)形成单色图像。例如能够通过使用记录头6b至6d形成彩色图像。注意，头构造不限于上述结构，多个记录头可均按列布置在主扫描方向上。
[0032]用作主容器的油墨机架可替换地附接至设备主体101。油墨机架通过供应管将相应颜色的油墨供应给记录头6的头容器。
[0033]编码器片材40布置在机架5的移动方向上。用于读取编码器片材40的编码器传感器41设置在机架5上。编码器片材40和编码器传感器41组成线性编码器42。根据线性编码器42的输出检测出机架5的位置和速度。
[0034]给纸装置102将卷纸120供给到机架5的主扫描区域中的记录区域。运输单元21在与机架5的主扫描方向正交的方向(副扫描方向，片材运输方向；箭头B的方向)上间歇地运输卷状片材120。
[0035]运输单元21包括运输棍23和压紧棍24。运输棍23运输卷纸120,卷纸120是从给纸装置102供给的卷绕介质。压紧辊24与运输辊23相对。运输单元21还包括布置在运输辊23的下游侧的运输引导构件25和抽吸风扇26。运输引导构件25具有多个抽吸孔。抽吸风扇26作为用于通过运输引导构件25的抽吸孔进行抽吸的抽吸装置。
[0036]如图2所示，刀具27布置在运输单元21的下游侧。刀具27作为用于裁切卷纸120的裁切装置，在卷纸120上通过记录头6形成预定长度的图像。
[0037]维护和恢复机构80布置在机架5的主扫描方向的一侧、运输引导构件25旁边。维护和恢复机构80执行记录头6的维护和恢复。
[0038]给纸装置102包括卷体112。卷体112是指长的卷绕介质或片材(如上所述，其被称为“卷纸”)120绕着作为芯部构件的管114缠绕成卷。在本实施例中，卷纸120的端部可通过粘接例如胶粘固定到管114上。卷纸120的端部可不通过粘接例如胶粘固定到管114上。两者可安装为卷体112。
[0039]设备主体101包括引导构件130和运输辊对131。引导构件130引导被拉出卷体112的卷纸120。运输辊对131向上弯曲并供给卷纸120。
[0040]当运输辊对131被驱动而旋转时，从卷体112展开的卷纸120在运输辊对131与卷体112之间被拉伸而被传送。然后，卷纸120穿过运输辊对131，并供给到运输单元21的运输辊23与压紧辊24之间。
[0041]通过这样的构造，图像形成设备在主扫描方向上移动机架5，并间歇地供给通过使用运输单元21从给纸装置102供给的卷纸120。驱动记录头6以根据图像信息(打印信息)排出液滴，从而在卷纸120上形成需要的图像。通过刀具27将其上形成有图像的卷纸120裁切成预定长度。裁切好的纸由未图示的、布置在设备主体101前侧的排纸引导构件引导，且排出并存储到纸斗(bucket)中。
[0042]接着，将参照图4的解释性框图来概述图像形成设备的控制单元。
[0043]控制单元400包括CPU401、现场可编程门阵列(FPGA) 403、RAM411、R0M412、NVRAM413以及电机驱动器414。
[0044]CPU401包括计算单元402，其执行与FPGA403的相应部件的通信。
[0045]FPGA403包括CPU控制单元404、存储器控制单元405、12C控制单元406以及头控制单元409。CPU控制单元404执行与CPU401的通信。存储器控制单元405旨在存取存储器例如R0M412和RAM411。12C控制单元406执行与NVRAM413的通信。头控制单元409执行对记录头6的驱动控制。[0046]FPGA403还包括传感器处理单元407。传感器处理单元407处理温湿度传感器、编码器传感器416等的传感器信号。温湿度传感器是用于检测设备的环境温度和环境湿度的传感器。传感器处理单元407同样作为用于根据线性编码器42的输出信号产生机架5的位置信号和速度信号的单元以及用于根据运输单元21的旋转编码器的输出信号产生运输辊23的位置信号和速度信号的单元。
[0047]FPGA403还包括电机控制单元408，其驱动并控制包括主扫描电机8在内的各种电机 417。
[0048]编码器传感器416包括:上述用于检测机架5的位置和速度的线性编码器42的编码器传感器41以及构成未图示的用于检测运输辊23的旋转量等的旋转编码器的编码器传感器。
[0049]除了主扫描电机8，电机417还包括用于驱动运输辊23旋转的副扫描电机以及用于使运输辊对131等旋转的给纸电机。例如可使用直流电机、步进电机等作为电机。
[0050]当形成测试图案时，头控制单元409读取预先存储并保持在R0M412中的测试图案数据。然后，头控制单元409驱动并控制记录头6，以在将被记录的介质(这里为卷纸120)上形成测试图案。
[0051]当视觉上观察到形成在将被记录的介质上的测试图案且通过操作单元200输入与没有偏差的图案对应的数值等时，头控制单元409调整液滴排出定时。在本实施例中，如图1所示，操作单元200布置在设备主体101的顶部。
[0052]控制单元400构成根据本发明的图案形成单元。
[0053]接着，将参照图5和图6描述用于位置偏差调整的测试图案。图5是用于描述测试图案的解释性图表。图6是示出图5的基本部分的放大解释性图表。
[0054]根据本发明的用于位置偏差调整的测试图案500包括作为参考图案的第一图案501和作为调整图案的第二图案502。
[0055]第一图案501是平行于喷嘴排列方向的线性图案，并具有不连贯部分501a。第二图案502是平行于喷嘴排列方向的线性图案，并具有不连贯部分502a。第一图案501的不连贯部分501a和第二图案502的不连贯部分502a布置成在喷嘴排列方向上偏移。“部分501a和502a”也可称为“未打印部分”或“未使用的喷嘴部分”。
[0056]第一图案501的不连贯部分501a布置在期望的调整位置(调整目标位置)附近。同样地，第二图案502的不连贯部分502a稍微地布置在期望的调整位置附近。
[0057]第一图案501和第二图案502形成为使得第一图案501的不连贯部分501a与第二图案502的不连贯部分502a在喷嘴排列方向上彼此偏移。
[0058]在图5和图6的示例中，作为参考图案的第一图案501是在位置偏差调整位置(在这个示例中为头的喷嘴排列方向上的中央)下方的位置处具有未使用的喷嘴部分(不连贯部分501a)的线性图案。
[0059]通过将第一图案501 (参考图案)绕着调整位置旋转180°得到作为调整图案的第二图案502。也就是说，在图5和图6中，未使用的喷嘴部分(不连贯部分502a)定位在调整位置上方。
[0060]换句话说，第一图案501的不连贯部分501a和第二图案502的不连贯部分502a形成为并列于相对侧，在喷嘴排列方向上，期望的调整位置在这两者之间。[0061]第一图案501和第二图案502可彼此替换。可任意设定未打印部分(不连贯部分)。未打印部分(不连贯部分)期望具有大约Imm至3mn的相同长度，因为太小或太大的长度会恶化可见度。
[0062]这样的测试图案500的使用能够促进接合位置的位置视觉识别，并允许基于重叠度和线厚度进行确定。这能够改善由线性图案形成的测试图案的可见度，并通过扩展来改善调整精度。
[0063]在图5中，例如，视觉上观察测试图案500以确定具有最小偏差量的图案。输入与图案对应的从“_3”到“O”到“+3”的任意一个数值，且控制单元400执行控制以校正液滴排出定时。在图5的示例中，与“O”对应的图案具有最小的偏差量，所以输入“O”。
[0064]这里，参照图7和图8描述根据比较例I和2的测试图案。
[0065]图7示出了根据比较例I的测试图案。参考图案1001和调整图案1002通过在相应的不同区域中打印而形成，在参考图案1001与调整图案1002之间具有调整位置(在该示例中为头中央)。
[0066]对于根据比较例I的测试图案，根据参考图案1001与调整图案1002之间的接合部分处的偏差度来确定位置偏差。
[0067]图8示出了根据比较例2的测试图案。例如通过使用头的所有喷嘴来形成参考图案1011和调整图案1012。
[0068]对于根据比较例2的测试图案，根据参考图案1011与调整图案1012的重叠度或
线厚度来确定位置偏差。
[0069]如果图案像比较例I和2那样仅仅接合或仅仅重叠，则可见度差，调整精度不足。
[0070]与此相对，根据本实施例的测试图案在调整位置附近包括未打印部分。这使得接合位置更可见，并允许基于重叠度和线厚度进行确定，这也改进了可见度。
[0071]接着，将描述测试图案的另一示例。
[0072]在上述示例中，通过使用除了那些与不连贯部分501a和502a对应的喷嘴以外的所有喷嘴来形成测试图案500。然而，可以通过仅使用接近与不连贯部分501a和502a对应的喷嘴附近的喷嘴来形成测试图案。
[0073]这样的测试图案建立在液滴排出速度Vj (油墨撞击位置)将不随着所使用喷嘴的数量的变化而变化的前提上。换句话说，如果图像形成设备具有液滴排出速度Vj随着所使用喷嘴的数量的变化而变化的特性(称为“单种/多种特性”)，则根据所使用喷嘴的数量建立测试图案。
[0074]图9示出了液滴排出速度随着喷嘴数量的变化而变化的示例。在图9中，虽然示出了到撞击的时间Tj来代替液滴排出速度Vj，但与喷嘴数量的关系是一样的。
[0075]例如，为了对附图的格线等进行调整，可使用几乎整个区域中的喷嘴来形成图案。对于中间色调等，可使用整个区域中的喷嘴，但是减少了使用的喷嘴以降低所使用喷嘴的
总数量。
[0076]假设在上述单种/多种特性的情况下形成类似于比较例I的接合图案。如图10的部分(a)所示，参考图案1001和调整图案1002依据调整位置而使用不同的喷嘴数量。结果，接合图案受到单种/多种特性的影响。
[0077]与此相反，如图10的部分(b)所示，根据本实施例的测试图案包括使用相同喷嘴数量的第一图案(参考图案)501和第二图案(调整图案)502。这提供了如下优点:即使改变了调整位置也不受到单种/多种特性的影向。
[0078]即使图像形成设备在副扫描方向上供给片材并具有单种/多种特性，也可应用根据本实施例的测试图案。
[0079]如图11所示，即使是头在副扫描方向(喷嘴排列方向)上以半重叠方式执行打印的这种打印模式中，也能够执行图案形成。
[0080]在这种情况下，头6形成第一图案(参考图案)501，然后头6在副扫描方向(喷嘴排列方向)上相对移动以形成第二图案(调整图案)502。
[0081]于是，第一图案(参考图案)501和第二图案(调整图案)502形成为在喷嘴阵列方向上偏移。由此，即使在头在副扫描方向(喷嘴排列方向)上以重叠方式执行打印的打印模式中也可应用测试图案。
[0082]接着，将参照图12描述本发明的另一实施例。图12是用于描述实施例的解释性图表。
[0083]在本实施例中，如图12的部分(a)至(C)所示，多个测试图案500A至500C的图案数据存储在R0M412或其它存储单元中作为测试图案500的图案数据。
[0084]测试图案500A至500C包括多个第一图案501和第二图案502，其不连贯部分501a和502a在喷嘴排列方向上的位置相互不同。
[0085]操作单元200选择测试图案500A至500C的任意一个来使用，从而形成选择的测试图案500。
[0086]如上所述，不连贯部分501a和502a布置在喷嘴排列方向上的相对侧，在不连贯部分501a和502a之间具有调整位置。由此，调整位置可供选择，以改变所使用的测试图案500A.500B 或 500C。
[0087]如此，所使用的测试图案可供选择，以将调整位置改变至期望的位置。
[0088]接着，将参照图13描述本发明的又一实施例。图13是用于描述实施例的解释性图表。
[0089]在本实施例中，第一图案(参考图案)501是具有在调整位置(在该示例中为头在喷嘴排列方向上的中央)上方的位置的线性图案。
[0090]第二图案(调整图案)502是通过将第一图案(参考图案)501绕着调整位置旋转180°得到的线性图案。换句话说，未使用的喷嘴部分(不连贯部分502a)定位在调整位置下方。
[0091]参考图案与调整图案之间的关系可以反转。
[0092]第一图案501通过使用头A形成。第二图案502通过使用头B形成。也就是说，参考图案和调整图案通过使用不同的头形成。在图案形成期间，头A和B在相同方向上移动。
[0093]虽然未打印部分(未使用的喷嘴部分)可以任意地设定，但未打印部分期望具有大约1_至3_的相同长度，因为太小或太大的长度会恶化可见度。
[0094]根据本实施例的参考图案和调整图案的使用将使得参考图案和调整图案之间的接合位置可见，并允许基于其重叠度和线厚度进行确定从而改进可见度，并通过扩展改善精度。由于参考图案和调整图案彼此旋转180°，所以存储的图案数据可以只是一种图案。这将降低存储容量并简化构造。
[0095]在上述实施例中，计算机(CPU)根据存储在ROM等中的程序执行与主扫描电机的控制有关的处理。程序可存储并设置在记录介质中。程序可通过网络例如因特网下载而提供。
[0096]在本文中使用的“片材”并不限于由纸制成的材料，可包括墨滴或其它液体能够粘着的OHP片材、布、玻璃以及基底。片材可包括称为将被记录的介质、记录介质、记录纸以及记录片材的介质。图像形成、记录、打印、成像以及打印均同义。
[0097]“图像形成设备”是指通过排出液体至介质例如纸、带、纤维、布匹、皮革、金属、塑料、玻璃、木材以及陶瓷来执行图像形成的设备。“图像形成”不仅仅指提供带有字符和/或图形等图像的介质，而且指提供带有图案或其它无意义图像(仅仅使液滴撞击介质)的介质。
[0098]“油墨”除非特别规定不限于油墨，可统称所有能够用于图像形成的液体。示例包括被称为记录液体、定影处理液体以及液体等物质。其它示例可包括DNA样品、防蚀剂、图案材料以及树脂。
[0099]“图像”不限于二维图像，可包括提供到三维成形的主体上的图像以及通过三维雕刻实体而形成的图像。
[0100]虽然上述实施应用到使用卷纸的图像形成设备中，但实施例同样可应用到使用片材的图像形成设备中。
[0101]根据本发明，能够改善由线性图案形成的测试图案的可见度。
[0102]虽然本发明相应于特定实施例而描述为完整并清晰的公开，但是所附权利要求并不因此受限，而应解释为体现对本领域技术人员而言落入本文所陈述的基本教导内的所有修改及替换结构。
[0103]相关申请的交叉引用
[0104]本申请要求于2012年12月5日向日本提交的日本专利申请号为2012-266771的申请、于2013年10月11日向日本提交的日本专利申请号为2013-213846的申请的优先权，并通过引用将其全部内容并入本申请。
【权利要求】
1.一种图像形成设备，包括: 记录头，其具有多个用于排出液滴的喷嘴；以及 图案形成单元，其构造成形成用于位置偏差调整的测试图案，所述测试图案包括作为参考图案的第一图案和作为调整图案的第二图案，所述第一图案和所述第二图案分别为平行于喷嘴排列方向的线性图案并具有不连贯部分，并且所述第一图案的不连贯部分和所述第二图案的不连贯部分在喷嘴排列方向上彼此偏移。
2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述第一图案的不连贯部分和所述第二图案的不连贯部分形成为并列于相对侧，在喷嘴排列方向上，期望的调整位置在第一图案的不连贯部分与第二图案的不连贯部分之间。
3.根据权利要求1或2所述的图像形成设备，其中，所述第一图案和所述第二图案通过使用相同数量的喷嘴形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像形成设备，其中，所述图案形成单元使得第一图案和第二图案形成为在喷嘴排列方向上彼此偏移。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的图像形成设备，其中: 所述图像形成设备在第一图案和第二图案上储存多件图案数据，所述第一图案和第二图案的不连贯部分在喷嘴排列方向上位置相互不同；并且 所述图案数据可供选择，以改变调整位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的图像形成设备，其中，所述记录头包括多个记录头7并且 所述第一图案和所述第二图案由不同的记录头形成。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的图像形成设备，其中: 所述记录头在与喷嘴排列方向正交的方向上可移动； 所述记录头当在一个方向上移动时形成第一图案；并且 所述记录头当在另一方向上移动时形成第二图案。
8.一种用于形成测试图案的方法，所述测试图案用于在图像形成设备中执行位置偏差调整，所述图像形成设备包括记录头，所述记录头包括喷嘴列，所述喷嘴列中布置有多个用于排出液滴的喷嘴，所述方法包括: 形成测试图案，所述测试图案包括作为参考图案的第一图案和作为调整图案的第二图案，所述第一图案和所述第二图案分别为平行于喷嘴排列方向的线性图案并具有不连贯部分，并且所述第一图案的不连贯部分和所述第二图案的不连贯部分在喷嘴排列方向上彼此偏移。
【文档编号】B41J2/01GK103847232SQ201310757366
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2012年12月5日
【发明者】冈田达彦, 赖本卫, 堀川大作, 樱田裕一, 森胁诚 申请人:株式会社理光