JP2002292843A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型かつ安価な構成により、記録ヘッドのイ
ンクの吐出状態を正確に検出することができるインクジ
ェット記録装置を提供すること。 【解決手段】 記録ヘッド１における吐出口２からのイ
ンクの吐出状態を検出可能な検出センサ１３を備え、装
置本体に対する検出センサ１３の取り付け位置を検出
し、その検出位置に基づいて、検出センサ１３に対する
記録ヘッド１の位置を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙などの被記録媒
体に対して、インクを吐出することにより文字や画像を
記録するインクジェット記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置においては、そ
の装置本体に、記録ヘッドにおけるインクの吐出状態を
検出するための検出手段を取り付けて、インクを吐出し
ないインク不吐出のノズルを検出するものがある。この
ような検出手段を装置本体に取り付ける際には、その取
り付け位置を高精度に定める必要がある。検出手段の取
り付け精度が低かった場合には、その検出手段と検出対
象のノズルとの位置関係が正確に定まらず、インクの吐
出状態の検出精度が低下するおそれがあるからである。

【０００３】従来は、このような検出手段の取り付け位
置を高精度に定めるために、例えば、検出手段の取り付
け位置を手動により機械的に調整する手段を備えたり、
その検出手段や装置本体の構成部品などの工作精度およ
び組み込み精度を上げていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のよ
うに、手動調整または機械精度向上により検出手段の取
り付け精度を上げる手法は、記録装置の組立コストや部
品コストが上昇したり、記録装置の大型化を招くという
不具合があった。

【０００５】本発明の目的は、小型かつ安価な構成によ
り、記録ヘッドのインクの吐出状態を正確に検出するこ
とができるインクジェット記録装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、インクを吐出口から吐出可能な記録ヘッド
を用い、前記記録ヘッドの移動を伴なって被記録媒体に
記録を行うインクジェット記録装置において、装置本体
に取り付けられて、前記記録ヘッドにおける前記吐出口
からのインクの吐出状態を検出可能な吐出検出手段と、
前記装置本体における前記吐出検出手段の取り付け位置
を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の検出結
果に応じて、前記吐出検出手段が機能するときにおける
前記記録ヘッドの位置を制御する制御手段と、を備えた
ことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【０００８】図９は、本発明を適用可能な記録装置の概
略構成を説明するための斜視図である。本例の記録装置
５０はシリアルスキャン方式の記録装置であり、ガイド
軸５１，５２によって、キャリッジ５３が矢印Ａの主走
査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ５３
は、後述する主走査モータ（「キャリッジモータ」ともい
う）１６およびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力
伝達機構により、主走査方向に往復動される。キャリッ
ジ５３には、記録ヘッド１（図９においては不図示）
と、その記録ヘッド１にインクを供給するインクタンク
５４が搭載される。記録ヘッド１とインクタンク５４
は、インクジェットカートリッジを構成するものであっ
てもよい。被記録媒体としての用紙Ｐは、装置の前端部
に設けられた挿入口５５から挿入された後、その搬送方
向が反転されてから、送りローラ５６によって矢印Ｂの
副走査方向に搬送される。記録ヘッド１は、主走査方向
に移動しつつ、プラテン５７上の用紙Ｐのプリント領域
に向かってインクを吐出する記録動作と、その記録幅に
対応する距離だけ用紙Ｐを副走査方向に搬送する搬送動
作と、を繰り返すことによって、用紙Ｐ上に順次画像を
記録する。送りローラ５６は、後述する副走査モータ１
７によって駆動される。

【０００９】キャリッジ５３の移動領域における図９中
の左端には、キャリッジ５３に搭載された記録ヘッド１
の吐出口２（図１参照）の形成面と対向する回復系ユニ
ット（回復処理手段）５８が設けられている。回復系ユ
ニット５８には、記録ヘッド１の吐出口２のキャッピン
グが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可
能な吸引ポンプなどが備えられており、吐出口２を覆っ
たキャップ内に負圧を導入することにより、吐出口２か
らインクを吸引排出させて、記録ヘッド１の良好なイン
ク吐出状態を維持すべく回復処理（「吸引回復処理」とも
いう）をする。また、キャップ内に向かって、吐出口２
から画像の寄与しないインクを吐出させることによっ
て、記録ヘッド１の良好なインク吐出状態を維持すべく
回復処理（「吐出回復処理」ともいう）をすることもでき
る。このような回復処理には、後述する回復動作モータ
１８、回復動作アクチュエータ類１９、および回復動作
センサ類２０が用いられる。

【００１０】記録ヘッド１としては、例えば、発熱素子
（電気熱変換体）を備えた構成となっている。その発熱
素子は、吐出口２に連通するインク流路内のそれぞれに
備えられている。そして、その発熱素子に通電して、そ
の発熱素子から熱エネルギーを発生させることにより、
インク流路内のインクが加熱されて膜沸騰により発泡
し、そのときの発泡エネルギーによって吐出口２からイ
ンク滴が吐出される。

【００１１】図１は、記録ヘッドをノズル側から見た概
略底面図であり、後述する最適な検出位置を求める時に
おいて、記録ヘッドが段階的に移動することを現してい
る。

【００１２】図１において、１は、吐出口２によってノ
ズル列が１列ずつ形成された記録ヘッドであり、この記
録ヘッド１は、後述する最適な検出位置を求める時に、
検出センサ（吐出検出手段）１３の検出可能範囲３を含
む範囲において、矢印Ａの主走査方向に沿って微少移動
距離４ずつ移動される。図１の場合には、検出可能範囲
３の手前の位置から同図中の左方に向かって、微少移動
距離４ずつ７段階的に移動される。

【００１３】図２は、検出センサ３の周辺部分の概略構
成図である。

【００１４】図２において、１は、吐出口２によってノ
ズル列が３列構成された記録ヘッドである。記録ヘッド
１としては、図１のようにノズル列が１列構成されたも
の、または図２のようにノズル列が複数列構成されたも
のを用いることができる。１２は、吐出口２からインク
を吐出させるための信号を生成する記録ヘッド制御回路
である。１３は、発光部１３Ａと受光部１３Ｂを備えた
検出センサ（吐出検出手段）であり、記録装置の装置本
体の定位置に備えられている。１４は不吐出検出制御回
路であり、吐出制御回路１２へ吐出信号を出力し、その
時の検出センサ１３の検出信号に基づいて、吐出口２毎
のインクの吐出状態（吐出または不吐出）に関する情報
を生成する。検出センサ１３の検出信号は、インクの不
吐出を検出するために利用されるため、以下、その検出
センサ１３を不吐出検出センサ（不吐出検出手段）とも
いう。１５は、記録ヘッド１１を移動させる駆動源とし
ての主走査モータである。

【００１５】不吐出検出センサ１３は、光路Ｌに沿って
発光部１３Ａから受光部１３Ｂに向かって光を照射し、
その光を受光部１３Ｂが検出する。光路Ｌ内にノズル列
が位置するように記録ヘッドを移動させたときに、その
ノズル列の吐出口２から吐出されるインクが光路Ｌを遮
ることを利用して、受光部１３Ｂの出力信号からインク
の吐出および不吐出を検出することができる。このよう
なインクの吐出および不吐出を確実に検出するために
は、装置本体に固定配備される不吐出検出センサ１３の
位置を考慮し、その不吐出検出センサ１３における高感
度の最適な検出位置（本例の場合は、光路Ｌの位置）に
対して、ノズル列を正確に位置させるように記録ヘッド
を移動させることが必要となる。本例においては、不吐
出検出センサ１３によるインクの吐出および不吐出の検
出が可能な範囲を検出可能範囲３（図１参照）として、
後述するように、その検出可能範囲３内における最適な
検出位置を求める。このような最適な検出位置を求める
ことは、装置本体に固定配備される不吐出検出センサ１
３の位置を検出することにもなる。このような最適な検
出位置を求める場合には、後述するように、記録ヘッド
の微小移動距離４（図１参照）ずつの移動、記録ヘッド
のインクの吐出動作、不吐出検出センサ１３の検出信号
の解析などを伴なう。

【００１６】図３は、本例の記録装置における制御系の
概略構成図である。

【００１７】前述したように、１は、インクを吐出する
ノズルが構成された記録ヘッド、１２は、記録ヘッド１
１を電気的に制御してインクを吐出させる記録ヘッド制
御回路、１３は、インクの吐出状態を検出する不吐出検
出センサ、１４は、不吐出検出センサ１３からの信号を
ノズル毎の吐出状態検出信号に置き換える不吐出検出制
御回路である。また、１５は、記録装置全体の動作を制
御するＣＰＵである。１６は、前述したように、記録ヘ
ッド１を矢印Ａの主走査方向に移動させるための主走査
モータである。１７は、記録紙Ｐ（図９参照）を矢印Ｂ
の副走査方向に搬送する副走査モータである。１８およ
び１９は、ノズル詰まり（吐出口２の目詰まり）を回復
させる回復系ユニット５８（図９参照）を駆動するため
の回復動作モータおよび回復動作アクチュエータ類であ
り、また２０は、回復系ユニット５８の動作状態を検出
するための回復動作センサ類である。２１は、各種モー
タ、アクチュエータ類、およびセンサ類を制御管理する
ためのメカ制御回路である。２２は、動作プログラムを
記憶するＲＯＭ、２３は、ＣＰＵ１５の動作に用いられ
るパラメータなどを一時保存するＲＡＭ、２４は、イン
クの吐出状態の検出結果を記憶するＥＥＰＲＯＭであ
る。

【００１８】図４は、不吐出検出センサ１３の最適な検
出位置を求める手順を説明するためのフローチャートで
ある。

【００１９】まず、主走査モータ１６の駆動力によっ
て、記録ヘッド１を不吐出検出センサ１３の検出可能範
囲３（図１参照）の近傍位置まで移動させる（ステップ
Ｓ１）。つまり、不吐出検出センサ１３の手前の位置ま
で記録ヘッド１を移動させる。その後、インクを吐出し
たノズルの数をカウントするためのカウンタをクリアす
る（ステップＳ２）。その後、記録ヘッド制御回路１２
から記録ヘッド１に信号を送り、所定数の指定ノズルか
らインクを順次吐出させるべくインク吐出動作をする
（ステップＳ３）。その指定ノズルは、特定のノズル列
において指定されたノズルであり、例えば、１つのノズ
ル列における特定ノズル、１つのノズル列における全ノ
ズル、あるいは互いに隣接する複数のノズル列における
特定ノズルとすることができる。指定ノズルは、所定の
順序にしたがってインクを吐出すべく駆動される。指定
ノズルの吐出口２から吐出されるインクは、回復系ユニ
ット５８におけるキャップ内に受容させることができ
る。

【００２０】そして、このように指定ノズルから順次イ
ンクを吐出する毎に、その吐出タイミングに合わせて、
不吐出検出制御回路１４が不吐出検出センサ１３の検出
信号からインクの吐出状態（吐出および不吐出）を判定
し（ステップＳ４）、インクの吐出が検出される毎にカ
ウンタをインクリメントする（ステップＳ５）。このよ
うなステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５の処理は所定数の指定ノ
ズルの全てに関して順次繰り返し実行され（ステップＳ
６）、指定ノズルの全てに関してインクの吐出状態のチ
ェックが終了してから、次のステップＳ７に移行する。

【００２１】ステップＳ７において、ＣＰＵ１５は、記
録ヘッド１の現在の移動位置（検出可能範囲３の手前の
位置）と、カウンタのカウント数（吐出ノズル数）とを
対応付けて、ＲＡＭ２３に一時記憶させる。そして、記
録ヘッド１の移動位置が検出可能範囲３を越えていない
ことを条件として（ステップＳ８）、主走査モータ１６
の駆動力によって記録ヘッド１を検出可能範囲３に向か
って微少移動距離４（図１参照）だけ移動させ（ステッ
プＳ９）、それからステップＳ２に戻る。

【００２２】そして、以上のような処理を記録ヘッド１
が検出可能範囲３を越えるまで繰り返すことにより、Ｒ
ＡＭ２３には、検出可能範囲３内を含む記録ヘッド１の
複数の移動位置と、その移動位置毎におけるカウンタの
カウント数（吐出ノズル数）が記憶される。ＣＰＵ１５
は、このようなＲＡＭ２３に格納された情報に基づい
て、不吐出検出センサ１３の最適な検出位置を求める。
すなわち、カウント数（吐出ノズル数）が所定の基準値
を越えている記録ヘッド１の移動位置を求め、その移動
位置を含む範囲の中心位置を不吐出検出センサ１３の最
適な検出位置として求める。そして、その最適な検出位
置をＥＥＰＲＯＭ２４に記憶させることによって、不吐
出検出センサ１３の最適な検出位置を求めるための一連
の自動調整動作を終了する。

【００２３】実際に、不吐出検出センサ１３を用いて、
インクの吐出状態を検出する場合には、主走査モータ１
６により記録ヘッド１を移動させて、ＥＥＰＲＯＭ２４
に記憶された最適な検出位置に、記録ヘッド１における
インク吐出状態の検出対象のノズル列を位置させる。そ
して、その最適な検出位置に位置するノズル列のノズル
から順次インクを吐出すべく駆動し、その吐出タイミン
グに同期する不吐出検出センサ１３の検出信号からイン
クの吐出状態（吐出および不吐出）を検出する。したが
って、不吐出検出センサ１３の最適な検出位置におい
て、ノズル毎におけるインクの吐出状態を確実に検出す
ることができる。

【００２４】図５は、不吐出検出センサ１３の最適な検
出位置の選定方法の一例を説明するための図である。

【００２５】図５において、横軸は、前述した一連の自
動調整動作時における記録ヘッド１の移動位置、縦軸
は、その記録ヘッド１の移動位置毎においてインクを吐
出したとして検出されたノズルのカウント数（吐出ノズ
ル数）である。３１は、記録ヘッド１の移動位置毎にお
けるカウント数（吐出ノズル数）のグラフ推移、３２は
予め定められたしきい値である。本例の場合は、グラフ
推移３１としきい値３２の交点から範囲Ｓ１を求め、そ
の範囲Ｓ１の中心を最適な検出位置３３とする。図６
は、不吐出検出センサ１３の最適な検出位置の選定方法
の他の例を説明するための図である。図６において、横
軸は、前述した一連の自動調整動作時における記録ヘッ
ド１の移動位置、縦軸は、その記録ヘッド１の移動位置
毎においてインクを吐出したとして検出されたノズルの
カウント数（吐出ノズル数）である。３１は、記録ヘッ
ド１の移動位置毎におけるカウント数（吐出ノズル数）
のグラフ推移である。本例の場合は、グラフ上の面積を
半分とする位置を最適な検出位置３３とする。

【００２６】図７は、不吐出検出センサ１３の最適な検
出位置の選定方法のさらに他の例を説明するための図で
ある。図６において、横軸は、前述した一連の自動調整
動作時における記録ヘッド１の移動位置、縦軸は、その
記録ヘッド１の移動位置毎においてインクを吐出したと
して検出されたノズルのカウント数（吐出ノズル数）で
ある。３１は、記録ヘッド１の移動位置毎におけるカウ
ント数（吐出ノズル数）のグラフ推移である。本例の場
合は、１ノズル以上がインクを吐出したとして検出され
た範囲Ｓ２を求め、その範囲Ｓ２の中心位置を最適な検
出位置３３とする。

【００２７】以上のように、大まかに予測可能な不吐出
検出センサ１３の検出可能範囲３を含む範囲において、
記録ヘッド１の微小移動距離４ずつの移動、記録ヘッド
１のインクの吐出動作、不吐出検出センサ１３の検出信
号の解析などによって、最適な検出位置を求めることが
できる。したがって、不吐出検出センサ１３の組み付け
位置精度、装置本体および不吐出検出センサ１３などの
部品精度の影響を受けることなく、不吐出検出センサ１
３の実際の組み付け位置に応じて最適な検出位置を求め
て、ノズルの不吐出検出の精度を向上させることができ
る。図８は、不吐出検出センサ１３の検出可能範囲ＳＡ
と、不吐出検出センサ１３と記録ヘッド１との交差によ
る相対位置のずれ範囲ＳＢとの一例である。従来のよう
に、不吐出検出センサ１３の組み付け位置の精度を上げ
ることによって、その最適な検出位置を設定しようとし
た場合には、ずれ範囲ＳＢの影響を受けて、最適な検出
位置がずれて設定されるおそれがある。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、装置本
体における吐出検出手段の取り付け位置を検出し、その
吐出検出手段に対して記録ヘッドの位置を調整するた
め、吐出検出手段の取り付け精度を高めることなく、吐
出検出手段と記録ヘッドとの位置関係を最適に設定し
て、記録ヘッドからのインクの吐出状態を確実に検出す
ることができる。

【００２９】この結果、小型かつ安価な構成により、記
録ヘッドのインクの吐出状態を正確に検出することがで
きるインクジェット記録装置を提供することにある。ま
た、吐出検出手段の組み付け精度および部品精度を低下
させることができて、記録装置全体のトータルコストを
削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における記録ヘッドの微小
移動の説明図である。

【図２】本発明の一実施形態における吐出検出手段と記
録ヘッドとの位置関係の説明図である。

【図３】本発明の一実施形態における制御系のブロック
構成図である。

【図４】図２における不吐出検出センサの最適な検出位
置を求める手順を説明するためのフローチャートであ
る。

【図５】図２における不吐出検出センサの最適な検出位
置の選定方法の一例を説明するための図である。

【図６】図２における不吐出検出センサの最適な検出位
置の選定方法の他の例を説明するための図である。

【図７】図２における不吐出検出センサの最適な検出位
置の選定方法のさらに他の例を説明するための図であ
る。

【図８】従来例における位置精度の説明ずである。

【図９】本発明を適用可能な記録装置の概略斜視図であ
る。

【符号の説明】 １ 記録ヘッド ２ 吐出口 ３ 検出可能範囲 ４ 微小移動距離 １２ 記録ヘッド制御回路 １３ 検出センサ １４ 不吐出検出制御回路 １５ ＣＰＵ １６ 主走査モータ １７ 副走査モータ １８ 回復動作モータ １９ 回復動作アクチュエータ類 ２０ 回復動作センサ類 ２１ 機械動作制御回路 ２２ ＲＯＭ ２３ ＲＡＭ ２４ ＥＥＰＲＯＭ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出口から吐出可能な記録ヘッ
   ドを用い、前記記録ヘッドの移動を伴なって被記録媒体
   に記録を行うインクジェット記録装置において、 装置本体に取り付けられて、前記記録ヘッドにおける前
   記吐出口からのインクの吐出状態を検出可能な吐出検出
   手段と、 前記装置本体における前記吐出検出手段の取り付け位置
   を検出する位置検出手段と、 前記位置検出手段の検出結果に応じて、前記吐出検出手
   段が機能するときにおける前記記録ヘッドの位置を制御
   する制御手段と、 を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記吐出検出手段は、前記記録ヘッドに
   おける前記吐出口との位置関係に応じて変化する信号を
   出力し、 前記位置検出手段は、前記信号と前記記録ヘッドの移動
   位置との関係に基づいて、前記装置本体における前記検
   出手段の取り付け位置を検出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。
3. 【請求項３】 前記吐出検出手段は、前記記録ヘッドに
   おける前記吐出口からのインクの吐出状態に応じて変化
   し、かつ前記記録ヘッドにおける前記吐出口との位置関
   係に応じて変化する信号を出力し、 前記位置検出手段は、前記記録ヘッドにおける前記吐出
   口からインクを吐出したときにおける前記信号と前記記
   録ヘッドの移動位置との関係に基づいて、前記装置本体
   における前記検出手段の取り付け位置を検出することを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録ヘッドは前記吐出口を複数備
   え、 前記位置検出手段は、前記複数の吐出口の内の特定のも
   のからインクを吐出したときにおける前記信号と前記記
   録ヘッドの移動位置との関係に基づいて、前記装置本体
   における前記検出手段の取り付け位置を検出することを
   特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記位置検出手段は、前記記録ヘッドの
   移動位置を微調整しつつ、前記信号と前記記録ヘッドの
   移動位置との関係に基づいて前記装置本体における前記
   検出手段の取り付け位置を検出することを特徴とする請
   求項２から４のいずれかに記載のインクジェット記録装
   置。
6. 【請求項６】 前記位置検出手段は、前記信号と前記記
   録ヘッドの移動位置との関係に基づいて、インクの吐出
   状態の検出に適した前記吐出検出手段の最適検出位置を
   求めることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記
   載のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記信号と前記記録ヘッドの移動位置と
   の関係に関する情報を記憶する記憶手段を備え、 前記位置検出手段は、前記記憶手段に記憶された情報に
   基づいて前記最適検出位置を求めることを特徴とする請
   求項６に記載のインクジェット記録装置。
8. 【請求項８】 前記位置検出手段は、前記信号の出力感
   度が所定以上となるときの前記記録ヘッドの移動範囲か
   ら前記最適検出位置を求めることを特徴とする請求項６
   または７に記載のインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 前記位置検出手段は、前記信号の出力感
   度が高いときにおける前記記録ヘッドの移動範囲の中心
   位置を前記最適検出位置とすることを特徴とする請求項
   ８に記載のインクジェット記録装置。
10. 【請求項１０】 前記最適検出位置に関する情報を記憶
    する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項６から９
    のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
11. 【請求項１１】 前記制御手段は、前記吐出検出手段が
    機能するときに、前記最適検出位置に基づいて前記記録
    ヘッドの位置を制御することを特徴とする請求項６から
    １０のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
12. 【請求項１２】 前記吐出検出手段は、前記記録ヘッド
    における前記吐出口から吐出されるインクを光学的に検
    出することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに
    記載のインクジェット記録装置。
13. 【請求項１３】 前記記録ヘッドを主走査方向に移動さ
    せる移動手段と、 前記被記録媒体を前記主走査方向と交差する副走査方向
    に搬送する搬送手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１から１２のいずれか
    に記載のインクジェット記録装置。
14. 【請求項１４】 前記記録ヘッドは、インクを吐出する
    ために利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体
    を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか
    に記載のインクジェット記録装置。