JP2004017331A

JP2004017331A - Inkjet recorder

Info

Publication number: JP2004017331A
Application number: JP2002172137A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Arakawa; 荒川　裕明; Masashi Sakamoto; 坂本　正史
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: JP4211297B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet recorder in which alignment of the traveling path of an ink drop of each nozzle array in a recording head having a plurality of nozzle arrays and the optical axis of detecting light can be detected quickly. SOLUTION: The inkjet recorder comprising a plurality of heads juxtaposed along the main scanning direction with each head having a nozzle array of a large number of nozzles is further provided, in the traveling path of an ink drop being delivered from the nozzle, with an operating means for moving an ejection state detecting means detecting passage of an ink drop optically and a recording head relatively, detecting a position where the traveling path of an ink drop being delivered from the nozzle of any one head is aligned with the optical axis of the detecting light, and determining alignment of the optical axis of the nozzle array in other heads based on predetermined information for correcting the position between respective heads. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは、複数のノズル列を有する記録ヘッドにより記録媒体にインクを吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録ヘッドに形成された複数のノズルから、インクを微小液滴状のインク滴として記録媒体上に吐出させ、画像形成を行うインクジェット記録装置では、常に良好な画像形成が行えるようにするため、記録ヘッドからのインク切れ、ノズルの目詰まり、インク滴の飛翔速度等のインク滴の吐出状態を検出することが行われている。従来、このようなインク滴の吐出状態の検出方法としては、発光素子と受光素子との間の検出光の光軸に沿い、且つインク滴の進行経路が該光軸と交差するように記録ヘッドのノズル列を配置させ、該記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴が発光素子と受光素子とによって構成される検出手段の検出範囲を通過し、インク滴が検出光を遮って受光素子への光量を減少させたときの受光素子の出力変化を得ることにより検出する方法が知られている。
【０００３】
インク滴の吐出状態を正確に検出するためには、記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の進行方向と検出光の光軸とが完全に一致するように、記録ヘッドと吐出状態を検出するための吐出状態検出手段との相対的な位置が設定されることが必要である。特に、近年の高画質化に伴い、記録ヘッドから吐出されるインク滴はますます微小化しており、このような微小なインク滴の吐出状態を検出する場合には、特に記録ヘッドと吐出状態検出手段との相対的な位置精度が高度に要求される。
【０００４】
このため、インクジェット記録装置では、予め工場出荷時等に、ノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが完全に一致する位置を調整して決定するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カラー画像の記録は通常ＹＭＣＫ等の複数色のインクにより行われる。このような記録ヘッドには、図２（ａ）に示すように、各色毎のインク滴を吐出するための多数のノズルからなるノズル列１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａがそれぞれ形成されたヘッド１１、１２、１３、１４を主走査方向に沿って複数並列状に組み合わせることにより記録ヘッド１Ａが構成されるものが一般的である。また、同図（ｂ）に示すように、一つのヘッドに多数のノズルからなるノズル列１ｂ_１、１ｂ_２…を主走査方向に沿って複数並列状に形成することにより高密度の画像記録を可能にした記録ヘッド１Ｂも知られており、このような記録ヘッドにおいてインク滴の吐出状態を検出する場合には、各ノズル列毎に行うことが必要となる。
【０００６】
即ち、上記のような記録ヘッドの場合、一つのノズル列からのインク滴の吐出状態を検出した後、それに隣接する次のノズル列からのインク滴の吐出状態を検出するため、各ノズル列毎にそのインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出し決定しておかなくてはならない。従って、主走査方向に並列状に配設されるノズル列数が多くなるとその数だけ独立して光軸一致の検出をおこなわなくてはならず、光軸一致の検出時間がかかり、記録ヘッドの交換時や工場出荷時の調整時間の増加につながる問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、複数のノズル列を有する記録ヘッドのノズル列毎のインク滴の進行経路と検出光の光軸との一致位置を迅速に検出することのできるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の各発明によって解決される。
【０００９】
（１）それぞれ多数のノズルからなるノズル列を有し、主走査方向に沿って並設された複数のヘッドからなる記録ヘッドを用いて記録媒体にインクを吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置において、前記ノズルから吐出されるインク滴の進行経路に該インク滴の通過を検出するための検出光を出射する発光素子と該検出光を受光する受光素子とを配置し、前記ノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段と、前記吐出状態検出手段と前記記録ヘッドとを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、移動中の前記記録ヘッド又は前記吐出状態検出手段の位置を検出する位置検出手段と、前記移動手段により前記吐出状態検出手段と記録ヘッドとを相対的に移動させ、前記いずれか一つのヘッドのノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出する光軸一致検出手段と、予め求められた各ヘッド間の位置補正情報を記憶する記憶手段と、前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された位置補正情報とに基づいて、他のヘッドのノズル列の光軸一致位置を求める演算手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１０】
（２）一つのヘッドに多数のノズルからなるノズル列が主走査方向に沿って複数並設された記録ヘッドを用いて記録媒体にインクを吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置において、前記ノズルから吐出されるインク滴の進行経路に該インク滴の通過を検出するための検出光を出射する発光素子と該検出光を受光する受光素子とを配置し、前記ノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段と、前記吐出状態検出手段と前記記録ヘッドとを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、移動中の前記記録ヘッド又は前記吐出状態検出手段の位置を検出する位置検出手段と、前記移動手段により前記吐出状態検出手段と記録ヘッドとを相対的に移動させ、前記複数のノズル列のうちのいずれか一つのノズル列のノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出する光軸一致検出手段と、前記記録ヘッドにおける予め定められた複数のノズル列間の距離情報を記憶する記憶手段と、前記光軸一致検出手段により検出された一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された複数のノズル列間の距離情報とに基づいて、他のノズル列の光軸一致位置を求める演算手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１１】
（３）それぞれ多数のノズルからなる複数のノズル列を有し、主走査方向に沿って並設された複数のヘッドからなる記録ヘッドを用いて記録媒体にインクを吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置において、前記ノズルから吐出されるインク滴の進行経路に該インク滴の通過を検出するための検出光を出射する発光素子と該検出光を受光する受光素子とを配置し、前記ノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段と、前記吐出状態検出手段と前記記録ヘッドとを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、移動中の前記記録ヘッド又は前記吐出状態検出手段の位置を検出する位置検出手段と、前記移動手段により前記吐出状態検出手段と記録ヘッドとを相対的に移動させ、前記いずれか一つのヘッドのいずれか一つのノズル列のノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出する光軸一致検出手段と、前記ヘッドにおける予め定められた複数のノズル列間の距離情報及び前記複数のヘッド間の予め求められた位置補正情報をそれぞれ記憶する記憶手段と、前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された当該ヘッドにおけるノズル列間の距離情報とに基づいて、当該ヘッドにおける他のノズル列の光軸一致位置を求めると共に、前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された位置補正情報とに基づいて、他のヘッドのいずれか一つのノズル列の光軸一致位置を求める演算手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１２】
（４）前記演算手段は、他のヘッドにおける他のノズル列の光軸一致位置を、前記で求めた他のヘッドの一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と、前記記憶手段に記憶された当該他のヘッドのノズル列間の距離情報とに基づいて求めることを特徴とする（３）記載のインクジェット記録装置。
【００１３】
（５）前記演算手段は、他のヘッドにおける他のノズル列の光軸一致位置を、前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と、前記記憶手段に記憶された当該他のヘッドの他のノズル列の位置補正情報とに基づいて求めることを特徴とする（３）記載のインクジェット記録装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。ここでは記録ヘッド１は、図２（ａ）に示すようにＹＭＣＫの各色毎のヘッド１１、１２、１３、１４が主走査方向に沿って並列状に配設されてなる記録ヘッド１Ａを用いた例を示している。なお、ヘッドの数は図示のものに何ら限定されない。
【００１６】
各ヘッド１１、１２、１３、１４の下面には多数のノズルからなるノズル列１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａが、記録ヘッド１の主走査方向と直交する方向に沿って配列されている。かかる記録ヘッド１は、図示しないキャリッジに設けられており、制御部２により主走査モータドライバ３が制御されることで主走査モータ４が駆動制御され、この主走査モータ４によってキャリッジが主走査方向に沿って移動することにより移動する。ここでは、これら制御部２、主走査モータドライバ３、主走査モータ４及びキャリッジによって移動手段が構成される。
【００１７】
記録ヘッド１は、その移動の過程で、制御部２により駆動制御されるヘッドドライバ５によって各ノズル列１１ａ、１２ａ…からそれぞれ所定のタイミングでインクを微小液滴状に、図１における下方向に吐出制御することにより、図示しない記録媒体上に所望の画像を記録形成する。
【００１８】
吐出状態検出手段６は、記録ヘッド１の移動経路上に配設されており、検出光Ｄを出射するＬＥＤ等からなる発光素子６１と、該検出光Ｄを受光するフォトセンサ等からなる受光素子６２とが、その間に記録ヘッド１を配置可能となる距離をおいて対向状に設けられ、記録ヘッド１に対して、検出光Ｄの光軸が記録ヘッド１の主走査方向と直交し且つ記録ヘッド１の各ノズル列１１ａ、１２ａ…の配列方向と平行となるように配置されている。これにより検出光Ｄの光軸は、記録ヘッド１がこの発光素子６１と受光素子６２との間に位置したとき、各ノズル列１１ａ、１２ａ…のノズルから吐出される液滴の進行経路と交差する。
【００１９】
受光素子６２はシールドケース６３内に収容されており、発光素子６１から受光素子６２へ向けて出射された検出光Ｄが照射される位置のシールドケース６３に検出穴６４が開設されている。これにより、受光素子３２の受光面はシールドケース６３により光遮蔽され、検出穴６４から入射した検出光Ｄのみの光量変化を捉えることができるようになっている。
【００２０】
この吐出状態検出手段６において、記録ヘッド１のノズルから吐出されたインク滴が検出光Ｄを横切ると、それが受光素子６２により光量の変化として検出される。インクジェット記録装置では、この光量変化の信号を検出することにより、インクの吐出状態、例えばインク切れの有無、インク詰まり等による不吐出ノズルの有無、インクの飛翔速度等の検出を行う。また、本実施形態では、これにより記録ヘッド１のノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光Ｄの光軸との一致を検出し、この一致の検出により記録ヘッド１と検出光Ｄとの光軸合わせを行うようにしている。なお、本実施形態に示す光軸合わせの具体的動作については後述する。
【００２１】
本実施形態に示す光軸一致位置の検出動作時の記録ヘッド１は、その移動過程において、制御部２によってヘッドドライバ５が駆動制御されることにより、図３に示すように、吐出状態検出手段６の検出範囲（受光素子６２によって検出可能な範囲）を含む範囲Ｗでインク滴を連続して吐出する。
【００２２】
かかるインク滴の吐出に際して、制御部２は、インクを複数の連続するインク滴により構成されるインク滴群とし、そのインク滴群を所定間隔をおいて連続して吐出するようにヘッドドライバ５を吐出制御することが好ましい。更に詳しく説明すると、図４に示すように、記録ヘッド１のノズルから複数のインク滴Ｌａ、Ｌａ…を連続吐出することにより一塊のインク滴群Ｌとし、このインク滴群Ｌを複数連続して吐出する。各インク滴Ｌａ同士の吐出間隔と各インク滴群Ｌ同士の吐出間隔との関係は、一つのインク滴群Ｌにおいて隣接する各インク滴Ｌａ同士の吐出間隔をα、先に吐出されたインク滴群Ｌ１と次に吐出されたインク滴群Ｌ２との吐出間隔（インク滴群Ｌ１の最後のインク滴とインク滴群Ｌ２の最初のインク滴の間隔）をβとすると、α＜βとなるように吐出を制御する。但し、αはインク滴Ｌａが受光素子６２上に影を落とす距離以下の値、即ち、検出穴６４の垂直方向の距離以下の値である。このようにすることで、受光素子６２からの信号出力は、各インク滴群Ｌを一滴のまとまった信号として得られることになる。
【００２３】
一つのインク滴群Ｌを構成するインク滴Ｌａの数は、一塊のインク滴群Ｌとなったときに吐出状態検出手段６の検出距離（検出穴６４の縦径）よりも短い距離となるように定められる数であり、インク滴Ｌａの大きさと吐出状態検出手段６の検出距離に応じて適宜決定することができる。同様に上記βもαとの関係から得られ、βがαに近づくに従い、受光素子６２の信号出力は得にくくなり、従って、Ｓ／Ｎは悪化するが、逆に受光素子６２の検出距離以上となるとＳ／Ｎにあまり変化を与えない。
【００２４】
受光素子６２により検出された光量変化の信号は検出部７に出力される。この受光素子６２により検出される光量信号の変化は、ノズルから吐出される一滴の微小なインク滴によるものではなく、複数の連続するインク滴Ｌａにより構成されるインク滴群Ｌによるものであるため、受光素子６２では大きなインク滴群Ｌの塊として検出され、記録ヘッド１のノズル１１から微小なインク滴を吐出するにも関わらず、発光素子の光を絞ったり、検出穴の大きさを微小なインク滴の大きさに応じて小さくしたりする等の必要がなく、受光素子６２でのＳ／Ｎの良好な検出が可能となる。
【００２５】
特に近年、記録される画像の高画質化がますます要求されるようになり、それに伴ってノズルから吐出されるインク滴も一段と微小化されるに及び、受光素子６２側において十分なＳ／Ｎを確保することが一段と困難となる傾向にあるが、上述のように、ノズルから複数の連続するインク滴Ｌａにより構成されるインク滴群Ｌを連続して吐出するようにすれば、一つのインク滴群Ｌを構成するインク滴Ｌａの数を増やしてやるだけで、今後予想されるインク滴の更なる微小化にも容易に対応していくことが可能である。
【００２６】
次に、記録ヘッド１と検出光Ｄとの光軸合わせを行う際の動作の一例を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２７】
まず、制御部２は吐出状態検出手段６の発光素子６１を点灯させた後（Ｓ１）、主走査モータドライバ３を制御することで主走査モータ４を駆動させ、ホームポジションに位置している記録ヘッド１を主走査方向に沿って移動させる（Ｓ２）。
【００２８】
移動中の記録ヘッド１の位置は、図１に示すエンコーダ（位置検出手段）８により逐次検出される。従って、記録ヘッド１が移動することにより発生するエンコーダ８のパルス数をカウントすることで、記録ヘッド１の位置情報を取得することができる。制御部２は、このエンコーダ８によって取得される記録ヘッド１の位置情報により、記録ヘッド１が吐出状態検出手段６の検出範囲に近づいたかどうか、即ち図３に示す範囲Ｗに差し掛かったかどうかを判断している（Ｓ３）。
【００２９】
この結果、記録ヘッド１が上記範囲Ｗに差し掛かったことを検出した場合、記録ヘッド１のいずれか一つのヘッドのノズル列からインク滴群Ｌを上述したように所定間隔をおいて連続して吐出する（Ｓ４）。ここでは、記録ヘッド１におけるいずれか一つのヘッドとして、図２（ａ）に示す記録ヘッド１Ａの一つのヘッド１１のノズル列１１ａからインク滴群Ｌを吐出する場合について説明するが、インク滴群Ｌを吐出するノズル列は、記録ヘッド１Ａを構成する複数のヘッド１１、１２…のうちのいずれか一つのヘッドであればよく、ヘッド１１に限定されない。なお、このエンコーダ８からの出力信号を図６において▲１▼で示す。各信号上の数値はエンコーダ位置の位置情報を表している。
【００３０】
このときのヘッド１１のノズル列１１ａから行われるインク滴群Ｌの吐出は、そのノズル列１１ａの任意の位置にある２以上の複数のノズルからであることが好ましい。これは、一つのノズル列１１ａを構成する多数のノズルの中にはノズル詰まりが生じてインク滴が吐出されない不吐出ノズルが含まれている可能性があるため、この不吐出ノズルが含まれる割合を小さくし、ノズル列１１ａから確実にインク滴群Ｌが吐出されるようにするためである。
【００３１】
ここではインク滴を１０発連続吐出することで一つのインク滴群を形成し、そのインク滴群を１．２ｋＨｚで繰り返し、その一つのノズル列１１ａにおける全てのノズルから吐出するようにしている。このとき、ヘッドドライバ５により出力される吐出開始信号を図６において▲２▼で示す。
【００３２】
ヘッド１１から吐出されたインク滴群Ｌは、記録ヘッド１が主走査方向に移動しているため、やがて吐出状態検出手段６の検出範囲を通過する。即ち、記録ヘッド１の主走査移動により、インク滴群Ｌは発光素子６１から出射した検出光Ｄを通過し、この通過時に受光素子６２において検出光Ｄが一部遮られ、受光される光量信号が一時的に減少し、更にインク滴群Ｌが吐出状態検出手段６の検出範囲から外れると、受光素子６２において受光される光量信号が元に戻る。
【００３３】
検出部７は、図７に示すように、受光素子６２により受光された光量信号を電流増幅部７１で増幅し、次いでその変動分のみを交流増幅部７２において増幅し、更に中域フィルタ７３で不要なノイズ分を除去する。この信号波形を図６において▲３▼で示す。
【００３４】
次いで、再度、この信号を交流増幅部７４において、ピークが検出し易いレベルまで増幅し、続くピークホールド部７５においてこの信号のピーク値をホールドし、ｐｅａｋ−ｏｕｔとして比較器７６に出力する。これを図６において▲４▼で示す。このときの出力信号は、図６において▲１▼で示されるエンコーダ８の立ち上がりパルスに同期して出力される（Ｓ５）。
【００３５】
比較器７６では、ピークホールド部７５から出力されたｐｅａｋ−ｏｕｔ信号と、ある一定値（Ｖ−ｒｅｆ）とを比較し、ｐｅａｋ−ｏｕｔ信号が一定値以上となる信号を「１」とし、それ未満の信号を「０」として制御部２に出力する。この信号出力を図６において▲５▼で示す。なお、図６において▲１▼に示すエンコーダ８からの出力信号の下の「１」又は「０」の数値は上記出力信号を表している。
【００３６】
制御部２では、図８に示すように、検出部７から出力された「１」又は「０」の信号を、それに対応するエンコーダ８からの位置情報（▲１▼）と共に記憶部２１に記憶する（Ｓ６）。
【００３７】
記録ヘッド１は、インク滴群Ｌを吐出しながら吐出状態検出手段６の検出範囲を含む範囲Ｗを通過するように移動するため、受光素子６２からの出力信号は非検出→検出→非検出と推移する。制御部２には、検出部７からの出力が０→１→０と推移するに十分な距離が予め入力設定されており、この距離が終了するまで上記Ｓ５からの処理を繰り返す（Ｓ７）。
【００３８】
一方、上記の推移によりヘッド１１からのインク滴が吐出状態検出手段６の検出範囲を通過したと判断されると、制御部２は、記憶部２１に記憶した検出部７からの「１」又は「０」の信号とそれに対応するエンコーダ８からの位置情報を算出部２２に送り、算出部２２において、それら「１」又は「０」の信号と位置情報とに基づいて、出力信号が「１」となる範囲の位置情報の中央位置を算出する。
【００３９】
この中央位置の算出は、出力信号が「１」となる範囲のエンコーダ８の位置情報の加重平均を算出することによって求めることができる。即ち、図６に示す例では、エンコーダ８から出力される位置情報が「５、６、８、９、１０〜１５」の範囲において、検出部７からの出力信号が「１」となっているため、この位置情報「５、６、８、９、１０〜１５」の加重平均の値「（５＋６＋８＋９＋１０＋…＋１５）／１０＝１０．３」を求め、出力信号が「１」となる範囲の中央位置を算出する。この値から、上記の例では、一つのヘッド１１から吐出されるインク滴と吐出状態検出手段６の検出光Ｄの光軸とが一致する位置は、エンコーダ位置において「１０」の位置であることがわかる。制御部２は、この中央位置情報「１０」を記憶部２１に記憶しておく（Ｓ８）。なお、このように制御部２及び検出部７により光軸一致検出手段が構成される。
【００４０】
図６において位置情報「７」において出力信号が「０」となっている。これは、記録ヘッド１の移動中に発生する風等の影響により、インク滴が一時的に吐出状態検出手段６の検出範囲を外れてしまう場合に発生することが想定される。上記加重平均の算出時においては、この出力信号が「０」である位置情報は算出対象から除外する。
【００４１】
このようにして、記録ヘッド１のいずれか一つのヘッド（例えばヘッド１１）から吐出されるインク滴の進行経路と吐出状態検出手段６の検出光Ｄの光軸との一致位置が検出される。
【００４２】
記録ヘッド１のうちの一つのヘッド１１の光軸一致位置が検出されると、制御部２は発光素子６１を消灯し（Ｓ９）、次いで、記憶部２１に記憶された上記ヘッド１１の光軸一致位置情報に基づいて、残りの他のヘッド１２、１３、１４の光軸一致位置を演算により求める（Ｓ１０）。
【００４３】
この他のヘッド１２、１３、１４の光軸一致位置は、上記ヘッド１１の光軸一致位置情報と、主走査方向に沿って並設されたそれら複数のヘッド１１、１２、１３、１４間の位置補正情報とに基づいて行われる。このヘッド間の位置補正情報とは、一般に、主走査方向に沿って並設された複数のヘッド１１、１２、１３、１４のそれぞれから吐出されるインク滴が記録媒体上の同一位置に着弾するように、各ヘッド１１、１２、１３、１４の主走査方向に沿う位置ずれに起因するインク滴の着弾位置のずれを補正するための情報であり、これは例えば、実際に各ヘッド１１、１２、１３、１４から順次インク滴を吐出させて記録媒体上に所定のテストチャートを印画させ、各ヘッド１１、１２、１３、１４毎の着弾位置のずれ量をフォトセンサ等の適宜の検査手段を用いて読み取り、その読み取り結果から得ることができる。この位置補正情報は、予め求められ、制御部２の上記記憶部２１又は別途設けられる記憶部内に記憶される。
【００４４】
この位置補正情報は、各ヘッド１１、１２、１３、１４間、即ち各ノズル列１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ間の位置ずれ情報であるため、記録ヘッド１Ａのいずれか一つのヘッドの光軸一致位置が分かれば、その光軸一致位置から上記位置ずれ量だけずれた位置に他のヘッドのノズル列が位置していることが分かる。
【００４５】
制御部２は演算手段を有しており、この制御部２により、上記で検出された一つのヘッド１１の光軸一致位置情報と、上記予め記憶されている位置補正情報とに基づいて、他のヘッド１２、１３、１４のそれぞれの光軸一致位置を演算することにより求める。求められた他のヘッド１２、１３、１４のそれぞれの光軸一致位置情報は、制御部２の上記記憶部２１又は別途設けられる記憶部内に記憶される。
【００４６】
かかる検出動作を行った後、記録ヘッド１を構成している各ヘッド１１、１２、１３、１４の各ノズル列１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａからのインク滴の吐出状態を検査する際には、ホームポジション等に位置している記録ヘッド１を上記記憶部２１又は別途設けられる記憶部内に記憶された各ヘッド１１、１２、１３、１４の各光軸一致位置情報に基づいて移動させることで、ヘッド１１、１２、１３、１４毎に吐出状態検出手段６の検出光Ｄの光軸に簡単に一致させることができる。これにより、各ヘッド１１、１２、１３、１４それぞれに対して個別に光軸一致位置を検出する必要がなくなり、いずれか一つのヘッドの光軸一致位置を検出するだけで全ヘッドの光軸一致位置情報を迅速に取得できるため、工場出荷時等における調整時間の短縮化を図ることができる。
【００４７】
なお、記録ヘッド１が、図２（ｂ）に示す記録ヘッド１Ｂのように、一つのヘッドに複数のノズル列１ｂ_１、１ｂ_２…が主走査方向に沿って並設されている場合、各ノズル列１ｂ_１、１ｂ_２…間の距離ｄは設計上予め決定されている。従って、このような記録ヘッド１Ｂの場合、一つのノズル列、例えばノズル列１ｂ_１の光軸一致位置が分かれば、他のノズル列１ｂ_２…の光軸一致位置は上記距離ｄだけずれた位置にあることが分かる。
【００４８】
よって、このような記録ヘッド１Ｂの場合には、記憶部２１又は別途設けられる記憶部内に上記距離ｄの情報を予め記憶しておき、制御部２では、一つのノズル列１ｂ_１に対して上記同様の光軸一致検出動作を行い、他のノズル列１ｂ_２…については、上記ノズル列１ｂ_１の光軸一致位置の位置情報と、上記記憶された距離ｄの情報とに基づいて、他のノズル列１ｂ_２…の光軸一致位置を演算して求めることにより、全ノズル列について光軸一致位置を検出する必要なく、迅速に全ノズル列１ｂ_１、１ｂ_２…の光軸一致位置情報を取得することができ、上記同様に工場出荷時等における調整時間の短縮化を図ることができる。
【００４９】
図９は記録ヘッドの更に他の実施形態を示す斜視図である。この記録ヘッド１Ｃは、主走査方向に沿って並設された複数のヘッド１０１、１０２のそれぞれに複数のノズル列１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂが主走査方向に沿って並設されている。なお、ヘッドの数及び各ヘッドのノズル列の数は図示のものに何ら限定されない。
【００５０】
このような記録ヘッド１Ｃにおいて光軸一致位置を検出する場合は、各ヘッド１０１、１０２の各ノズル列１０１ａと１０１ｂ又は１０２ａと１０２ｂとの主走査方向に沿う距離ｄは設計上予め決定されているため、各ヘッド１０１、１０２毎の距離ｄの情報を前記記憶部２１又は別途設けられる記憶部内に記憶すると共に、各ヘッド１０１と１０２との間の位置補正情報も予め求められ、同様に前記記憶部２１又は別途設けられる記憶部内に記憶しておく。
【００５１】
そして、光軸一致位置を求める際は、制御部２では、いずれか一つのヘッド（例えばヘッド１０１）のいずれか一つのノズル列（例えばノズル列１０１ａ）に対して吐出状態検出手段６を用いて上記同様の光軸一致検出動作を行う。
【００５２】
これにより検出された光軸一致位置の位置情報に対して、同一ヘッド１０１における他のノズル列１０１ｂの光軸一致位置は、上記と同様にして、吐出状態検出手段６を用いて検出されたノズル列１０１ａの光軸一致の位置情報と、上記記憶された当該ヘッド１０１におけるノズル列間の距離ｄの情報とに基づいて、制御部２により演算により求める。
【００５３】
更に、他のヘッド１０２の光軸一致位置については、上記吐出状態検出手段６を用いて検出されたヘッド１０１のノズル列１０１ａの光軸一致位置の位置情報と、他のヘッド１０２のいずれか一つのノズル列（例えばノズル列１０２ａ）についての記憶された位置補正情報とに基づいて、制御部２により演算により求めることができる。
【００５４】
この後、他のヘッド１０２の他のノズル列１０２ｂの光軸一致位置については、上記により他のヘッド１０２の一つのノズル列１０２ａの光軸一致位置の位置情報が演算により求められて分かっているため、制御部２において、このノズル列１０２ａの光軸一致位置の位置情報と、記憶された当該ヘッド１０２のノズル列間の距離ｄの情報とに基づいて演算して求めるようにしてもよいし（図１０（ａ）参照）、あるいは、上記吐出状態検出手段６を用いて検出されたヘッド１０１のノズル列１０１ａの光軸一致位置の位置情報と、他のヘッド１０２の他のノズル列１０２ｂについての記憶された位置補正情報とに基づいて、制御部２により演算により求めるようにしてもよい（図１０（ｂ）参照）。後者の場合、位置補正情報は、予め各ヘッドの各ノズル列毎に求めて記憶しておくことが好ましい。
【００５５】
この記録ヘッド１Ｃの場合も、全ヘッドの全ノズル列について光軸一致位置を逐一検出する必要なく、迅速に全ノズル列の光軸一致位置情報を取得することができるため、上記同様に工場出荷時等における調整時間の短縮化を図ることができる。
【００５６】
なお、以上の説明では、固定された吐出状態検出手段６に対して記録ヘッド１を主走査方向に移動させることによって検出動作を行うようにしたが、吐出状態検出手段６を記録ヘッド１の主走査方向に沿って移動可能に設け、停止状態にある記録ヘッド１に対して該吐出状態検出手段６を移動させ、その位置情報をエンコーダによって取得することによって検出動作を行うようにしてもよいことはもちろんである。
【００５７】
また、記録ヘッドと検出手段との光軸一致位置の具体的な検出動作は、以上説明したものに何ら限定されず、例えば特開平８−３０９９６３号に開示されているように、検出光の光軸を含む所定の範囲でインク吐出を行い、そのとき検出手段により検出される出力分布の最大値の位置を求めることにより光軸一致位置を検出するようにしてもよい。
【００５８】
更に、光軸一致検出手段は、以上説明したように吐出状態検出手段６を兼用して行うようにするものに限らない。即ち、光軸一致位置の検出の際は、記録ヘッドからインクを吐出させることにより行うものに限らず、インク吐出を行わずに検出する方法であってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のノズル列を有する記録ヘッドのノズル列毎のインク滴の進行経路と検出光の光軸との一致位置を迅速に検出することのできるインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の主要部の概略構成を示す図
【図２】（ａ）（ｂ）はそれぞれ記録ヘッドの構成を示す斜視図
【図３】インク滴の吐出範囲を説明する説明図
【図４】ノズルから吐出されるインク滴及びインク滴群を説明する説明図
【図５】光軸一致位置検出のための検出動作を示すフローチャート
【図６】光軸一致位置検出のための検出動作を示すタイミングチャート
【図７】検出部の電気的構成を示すブロック図
【図８】制御部における記憶部及び演算部の構成を示すブロック図
【図９】記録ヘッドの更に他の実施形態を示す斜視図
【図１０】（ａ）（ｂ）は図９に示す記録ヘッドの光軸一致位置の求め方を説明する図
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：記録ヘッド
１１、１２、１３、１４、１０１、１０２：ヘッド
１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、：ノズル列
１ｂ_１、１ｂ_２：ノズル列
１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ：ノズル列
２：制御部
２１：記憶部
２２：算出部
３：主走査モータドライバ
４：主走査モータ
５：ヘッドドライバ
６：吐出状態検出手段
６１：発光素子
６２：受光素子
６３：ケーシング
６４：検出穴
７：検出部
８：エンコーダ
Ｌ：インク滴群
Ｌａ：インク滴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet recording apparatus that performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head having a plurality of nozzle rows.
[0002]
[Prior art]
Ink jet recording devices that perform image formation by ejecting ink onto a recording medium from a plurality of nozzles formed on the recording head as ink droplets in the form of fine droplets. Ink droplet discharge states such as ink out of the head, nozzle clogging, and ink droplet flying speed are detected. Conventionally, as a method for detecting the ink droplet ejection state, a recording head is arranged so that the ink droplet travels along the optical axis along the optical axis of the detection light between the light emitting element and the light receiving element. The ink droplets ejected from the nozzles of the recording head pass through the detection range of the detection means constituted by the light emitting element and the light receiving element, and the ink droplet blocks the detection light and passes to the light receiving element. A method is known in which detection is performed by obtaining a change in the output of a light receiving element when the amount of light is decreased.
[0003]
In order to accurately detect the ejection state of the ink droplet, the recording head and the ejection state are detected so that the traveling direction of the ink droplet ejected from the nozzle of the recording head completely matches the optical axis of the detection light. Therefore, it is necessary to set a relative position with respect to the discharge state detecting means. In particular, with the recent increase in image quality, the ink droplets ejected from the recording head are becoming increasingly finer. When detecting the ejection state of such a minute ink droplet, the recording head and the ejection state detection are particularly important. High positional accuracy relative to the means is required.
[0004]
For this reason, in the ink jet recording apparatus, the position at which the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle and the optical axis of the detection light completely coincide with each other is determined in advance at the time of factory shipment.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, recording of a color image is usually performed with a plurality of colors of ink such as YMCK. In such a recording head, as shown in FIG. 2A, a head 11 in which nozzle rows 11a, 12a, 13a, and 14a each composed of a large number of nozzles for ejecting ink droplets of respective colors are formed. In general, the recording head 1 A is configured by combining a plurality of 12, 13, and 14 in parallel along the main scanning direction. Further, as shown in FIG. 5B, a nozzle row 1b composed of a number of nozzles in one head. ₁ 1b ₂ Is also known, which enables high-density image recording by forming a plurality of... In a parallel manner along the main scanning direction, and in the case of detecting the ink droplet ejection state in such a recording head. Needs to be performed for each nozzle row.
[0006]
That is, in the case of the recording head as described above, after detecting the ink droplet ejection state from one nozzle row, each nozzle row is detected in order to detect the ink droplet ejection state from the next nozzle row adjacent thereto. In addition, it is necessary to detect and determine a position where the traveling path of the ink droplet coincides with the optical axis of the detection light. Therefore, when the number of nozzle rows arranged in parallel in the main scanning direction increases, it is necessary to detect the optical axis coincidence independently of that number, and it takes time to detect the optical axis coincidence. There was a problem that led to an increase in adjustment time at the time of replacement or factory shipment.
[0007]
Therefore, the present invention provides an ink jet recording apparatus that can quickly detect the coincidence position of the ink droplet traveling path and the optical axis of the detection light for each nozzle array of a recording head having a plurality of nozzle arrays. Let it be an issue.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The above problems are solved by the following inventions.
[0009]
(1) An ink jet recording apparatus that has an array of nozzles each composed of a plurality of nozzles and performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head composed of a plurality of heads arranged in parallel along the main scanning direction. A light emitting element that emits detection light for detecting the passage of the ink droplet and a light receiving element that receives the detection light are disposed in a travel path of the ink droplet ejected from the nozzle, and are ejected from the nozzle. A discharge state detecting unit for detecting a discharge state of the ink droplet, a moving unit for relatively moving the discharge state detecting unit and the recording head along a main scanning direction, and the recording head or the discharging unit being moved. A position detecting unit for detecting a position of the state detecting unit, and the moving unit relatively moves the discharge state detecting unit and the recording head to detect the position of any one of the heads; Optical axis coincidence detecting means for detecting a position where the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle coincides with the optical axis of the detection light, storage means for storing position correction information between the heads obtained in advance, An operation for obtaining the optical axis coincidence position of the nozzle array of the other head based on the position information of the optical axis coincidence position of one head detected by the optical axis coincidence detection unit and the position correction information stored in the storage unit. And an ink jet recording apparatus.
[0010]
(2) In an ink jet recording apparatus that performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head in which a plurality of nozzle rows each including a plurality of nozzles are arranged in parallel in the main scanning direction. A light emitting element that emits detection light for detecting the passage of the ink droplet and a light receiving element that receives the detection light are arranged in a travel path of the ink droplet ejected from the nozzle, and the ink droplet ejected from the nozzle An ejection state detection unit that detects an ejection state, a moving unit that relatively moves the ejection state detection unit and the recording head along a main scanning direction, and a moving recording head or the ejection state detection unit. A position detection unit for detecting a position; and the moving unit relatively moves the ejection state detection unit and the recording head to detect a nozzle in any one of the plurality of nozzle rows. Optical axis coincidence detecting means for detecting a position where the traveling path of the ink droplets ejected from the nozzles of the row coincides with the optical axis of the detection light, and distance information between a plurality of predetermined nozzle rows in the recording head. Based on the storage means for storing, the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row detected by the optical axis coincidence detecting means, and the distance information between the plurality of nozzle rows stored in the storage means, An ink jet recording apparatus comprising: an arithmetic unit that obtains the optical axis coincidence position of the nozzle row.
[0011]
(3) Ink jet that has a plurality of nozzle rows each composed of a large number of nozzles and performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head composed of a plurality of heads arranged in parallel along the main scanning direction. In the recording apparatus, a light emitting element that emits detection light for detecting passage of the ink droplet and a light receiving element that receives the detection light are disposed in a traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle, An ejection state detection unit for detecting the ejection state of the ejected ink droplets, a moving unit for relatively moving the ejection state detection unit and the recording head along a main scanning direction, and the moving recording head or The position detection unit for detecting the position of the discharge state detection unit and the movement unit relatively move the discharge state detection unit and the recording head so that any one of the heads. An optical axis coincidence detecting means for detecting a position where the traveling path of the ink droplets ejected from the nozzles of any one of the nozzle rows coincides with the optical axis of the detection light, and a plurality of predetermined nozzle rows in the head Storage means for storing distance information between them and position correction information obtained in advance between the plurality of heads, and optical axis coincidence positions of one nozzle array of one head detected by the optical axis coincidence detection means. Based on the position information and the distance information between the nozzle rows in the head stored in the storage means, the optical axis coincidence position of other nozzle rows in the head is obtained and detected by the optical axis coincidence detection means. Based on the position information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of one head and the position correction information stored in the storage means, the nozzle row of any one of the other heads An ink jet recording apparatus characterized by having a calculating means for determining the axial coincidence position.
[0012]
(4) The calculation means stores the optical axis coincidence position of another nozzle row in another head in the storage means and the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of the other head obtained above. The ink jet recording apparatus according to (3), wherein the ink jet recording apparatus is obtained based on the distance information between the nozzle rows of the other heads.
[0013]
(5) The calculation means includes the position information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of one head detected by the optical axis coincidence detection means, with the optical axis coincidence position of another nozzle row in another head. The ink jet recording apparatus according to (3), wherein the ink jet recording apparatus is obtained based on position correction information of other nozzle rows of the other head stored in the storage unit.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus according to the present invention. Here, as the recording head 1, as shown in FIG. 2A, a recording head 1A in which the heads 11, 12, 13, and 14 for each color of YMCK are arranged in parallel along the main scanning direction is used. An example is shown. The number of heads is not limited to that shown in the figure.
[0016]
On the lower surface of each head 11, 12, 13, 14, nozzle rows 11 a, 12 a, 13 a, 14 a composed of a large number of nozzles are arranged along a direction perpendicular to the main scanning direction of the recording head 1. The recording head 1 is provided on a carriage (not shown), and the main scanning motor driver 3 is controlled by the control unit 2 to drive and control the main scanning motor 4. The main scanning motor 4 causes the carriage to move in the main scanning direction. It moves by moving along. Here, the controller 2, the main scanning motor driver 3, the main scanning motor 4, and the carriage constitute a moving means.
[0017]
As the recording head 1 moves, the head driver 5 that is driven and controlled by the control unit 2 causes the ink from the nozzle rows 11a, 12a,... By controlling the ejection, a desired image is recorded and formed on a recording medium (not shown).
[0018]
The ejection state detection means 6 is disposed on the moving path of the recording head 1 and has a light emitting element 61 composed of an LED or the like that emits the detection light D, and a light receiving element composed of a photosensor or the like that receives the detection light D. 62 is provided opposite to the recording head 1 at a distance that allows the recording head 1 to be disposed therebetween. The optical axis of the detection light D is perpendicular to the main scanning direction of the recording head 1 and the recording head 1 is used for recording. It is arrange | positioned so that it may become parallel to the arrangement direction of each nozzle row 11a, 12a ... of the head 1. As shown in FIG. As a result, the optical axis of the detection light D intersects with the traveling path of the droplets ejected from the nozzles of the nozzle rows 11a, 12a... When the recording head 1 is positioned between the light emitting element 61 and the light receiving element 62. To do.
[0019]
The light receiving element 62 is accommodated in a shield case 63, and a detection hole 64 is formed in the shield case 63 at a position where the detection light D emitted from the light emitting element 61 toward the light receiving element 62 is irradiated. As a result, the light receiving surface of the light receiving element 32 is light-shielded by the shield case 63 so that the change in the light amount of only the detection light D incident from the detection hole 64 can be captured.
[0020]
In the ejection state detection means 6, when the ink droplet ejected from the nozzle of the recording head 1 crosses the detection light D, it is detected by the light receiving element 62 as a change in the amount of light. In the ink jet recording apparatus, by detecting the light quantity change signal, the ink ejection state, for example, the presence / absence of ink out, the presence / absence of a non-ejection nozzle due to ink clogging, the flying speed of ink, and the like are detected. Further, in this embodiment, the coincidence between the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle of the recording head 1 and the optical axis of the detection light D is detected, and the recording head 1 and the detection light D are detected by detecting the coincidence. The optical axis is adjusted. The specific operation of optical axis alignment shown in this embodiment will be described later.
[0021]
The recording head 1 during the detection operation of the optical axis coincidence position shown in the present embodiment is driven and controlled by the control unit 2 during the movement process, and as shown in FIG. Ink droplets are continuously ejected in a range W including 6 detection ranges (ranges that can be detected by the light receiving element 62).
[0022]
When discharging such ink droplets, the control unit 2 sets the ink as an ink droplet group composed of a plurality of continuous ink droplets, and the head driver 5 is configured to continuously discharge the ink droplet group at a predetermined interval. It is preferable to control the discharge. More specifically, as shown in FIG. 4, a plurality of ink droplets La, La... Are continuously ejected from the nozzles of the recording head 1 to form a single ink droplet group L, and a plurality of ink droplet groups L are continuously formed. Discharge. The relationship between the ejection interval between the ink droplets La and the ejection interval between the ink droplet groups L is that the ejection interval between adjacent ink droplets La in one ink droplet group L is α, and the ink droplets ejected first. Assuming that the ejection interval between the group L1 and the next ejected ink droplet group L2 (the interval between the last ink droplet of the ink droplet group L1 and the first ink droplet of the ink droplet group L2) is β, α <β. Control the discharge. However, α is a value equal to or smaller than the distance at which the ink droplet La casts a shadow on the light receiving element 62, that is, a value equal to or smaller than the distance in the vertical direction of the detection hole 64. By doing in this way, the signal output from the light receiving element 62 is obtained as a signal in which each ink droplet group L is collected.
[0023]
The number of ink droplets La composing one ink droplet group L is shorter than the detection distance of the ejection state detection means 6 (the vertical diameter of the detection hole 64) when the ink droplet group L becomes one lump. And can be appropriately determined according to the size of the ink droplet La and the detection distance of the ejection state detection means 6. Similarly, β is also obtained from the relationship with α, and as β approaches α, it becomes difficult to obtain a signal output of the light receiving element 62, and thus the S / N deteriorates, but conversely, it exceeds the detection distance of the light receiving element 62. Then, the S / N is not changed much.
[0024]
A light amount change signal detected by the light receiving element 62 is output to the detection unit 7. The change in the light amount signal detected by the light receiving element 62 is not caused by a single minute ink droplet ejected from the nozzle, but is caused by the ink droplet group L composed of a plurality of continuous ink droplets La. The light receiving element 62 detects the large ink droplet group L as a lump, and the light of the light emitting element is narrowed or the size of the detection hole is small although the minute ink droplet is ejected from the nozzle 11 of the recording head 1. Therefore, it is not necessary to reduce the size of the ink droplet according to the size of the ink droplet, and it is possible to detect the S / N with the light receiving element 62.
[0025]
In particular, in recent years, there has been an increasing demand for higher image quality of recorded images, and along with this, ink droplets ejected from the nozzles are further miniaturized, and sufficient S / N is required on the light receiving element 62 side. However, as described above, if the ink droplet group L composed of a plurality of continuous ink droplets La is continuously ejected from the nozzle, one ink can be obtained. By simply increasing the number of ink droplets La constituting the droplet group L, it is possible to easily cope with further miniaturization of ink droplets expected in the future.
[0026]
Next, an example of the operation when performing optical axis alignment between the recording head 1 and the detection light D will be described based on the flowchart shown in FIG.
[0027]
First, the control unit 2 turns on the light emitting element 61 of the discharge state detecting means 6 (S1), and then controls the main scanning motor driver 3 to drive the main scanning motor 4 so as to record at the home position. The head 1 is moved along the main scanning direction (S2).
[0028]
The position of the moving recording head 1 is sequentially detected by an encoder (position detecting means) 8 shown in FIG. Therefore, the position information of the recording head 1 can be acquired by counting the number of pulses of the encoder 8 generated when the recording head 1 moves. Based on the position information of the recording head 1 acquired by the encoder 8, the control unit 2 determines whether the recording head 1 has approached the detection range of the ejection state detection means 6, that is, whether it has reached the range W shown in FIG. (S3).
[0029]
As a result, when it is detected that the recording head 1 has reached the range W, the ink droplet group L is continuously ejected from the nozzle row of any one of the recording heads 1 at a predetermined interval as described above. (S4). Here, the case where the ink droplet group L is ejected from the nozzle row 11a of one head 11 of the recording head 1A shown in FIG. 2A as one of the heads in the recording head 1 will be described. The nozzle row for discharging L may be any one of the plurality of heads 11, 12... Constituting the recording head 1 A, and is not limited to the head 11. The output signal from the encoder 8 is indicated by (1) in FIG. The numerical value on each signal represents the position information of the encoder position.
[0030]
At this time, the ejection of the ink droplet group L performed from the nozzle row 11a of the head 11 is preferably from two or more nozzles at arbitrary positions in the nozzle row 11a. This is because there is a possibility that a large number of nozzles constituting one nozzle row 11a include a non-ejection nozzle in which nozzle clogging occurs and ink droplets are not ejected. This is because the ink droplet group L is reliably discharged from the nozzle row 11a.
[0031]
Here, one ink droplet group is formed by continuously discharging 10 ink droplets, and the ink droplet group is repeated at 1.2 kHz, and discharged from all the nozzles in the one nozzle row 11a. At this time, the ejection start signal output by the head driver 5 is indicated by (2) in FIG.
[0032]
The ink droplet group L ejected from the head 11 eventually passes through the detection range of the ejection state detection means 6 because the recording head 1 has moved in the main scanning direction. That is, by the main scanning movement of the recording head 1, the ink droplet group L passes the detection light D emitted from the light emitting element 61, and at this passage, the detection light D is partially blocked by the light receiving element 62 and is received. When the ink droplet group L falls outside the detection range of the ejection state detection means 6, the light amount signal received by the light receiving element 62 is restored.
[0033]
As shown in FIG. 7, the detection unit 7 amplifies the light amount signal received by the light receiving element 62 by the current amplification unit 71, and then amplifies only the variation by the AC amplification unit 72. Remove unnecessary noise. This signal waveform is indicated by (3) in FIG.
[0034]
Next, this signal is again amplified to a level at which a peak can be easily detected in the AC amplifying unit 74, and the peak value of this signal is held in the subsequent peak holding unit 75 and output to the comparator 76 as a peak-out. This is indicated by (4) in FIG. The output signal at this time is output in synchronization with the rising pulse of the encoder 8 indicated by (1) in FIG. 6 (S5).
[0035]
The comparator 76 compares the peak-out signal output from the peak hold unit 75 with a certain constant value (V-ref), and sets a signal at which the peak-out signal exceeds a certain value to “1”. The signal less than “0” is output to the control unit 2. This signal output is indicated by (5) in FIG. In FIG. 6, the numerical value “1” or “0” below the output signal from the encoder 8 shown in (1) represents the output signal.
[0036]
As shown in FIG. 8, the control unit 2 stores the signal “1” or “0” output from the detection unit 7 in the storage unit 21 together with the corresponding position information (1) from the encoder 8. (S6).
[0037]
Since the recording head 1 moves so as to pass the range W including the detection range of the ejection state detection means 6 while ejecting the ink droplet group L, the output signal from the light receiving element 62 is non-detection → detection → non-detection. Transition to. The control unit 2 is preset with a distance sufficient for the output from the detection unit 7 to change from 0 → 1 → 0, and the process from S5 is repeated until the distance ends (S7).
[0038]
On the other hand, when it is determined that the ink droplet from the head 11 has passed the detection range of the ejection state detection means 6 by the above transition, the control unit 2 reads “1” from the detection unit 7 stored in the storage unit 21 or The “0” signal and the corresponding position information from the encoder 8 are sent to the calculation unit 22, and the output signal is “1” based on the “1” or “0” signal and the position information. The center position of the position information in the range “” is calculated.
[0039]
The calculation of the center position can be obtained by calculating a weighted average of the position information of the encoder 8 in a range where the output signal is “1”. That is, in the example shown in FIG. 6, the position information output from the encoder 8 is “5, 6, 8, 9, 10-15”, and the output signal from the detection unit 7 is “1”. Therefore, the weighted average value “(5 + 6 + 8 + 9 + 10 +... +15) /10=10.3” of this position information “5, 6, 8, 9, 10-15” is obtained, and the center of the range where the output signal is “1” Calculate the position. From this value, in the above example, the position where the ink droplet ejected from one head 11 coincides with the optical axis of the detection light D of the ejection state detection means 6 is the position “10” in the encoder position. I understand. The control unit 2 stores the central position information “10” in the storage unit 21 (S8). In addition, the optical axis coincidence detecting means is configured by the control unit 2 and the detection unit 7 in this way.
[0040]
In FIG. 6, the output signal is “0” in the position information “7”. This is assumed to occur when ink droplets temporarily deviate from the detection range of the ejection state detecting means 6 due to the influence of wind or the like generated during movement of the recording head 1. When calculating the weighted average, position information whose output signal is “0” is excluded from the calculation target.
[0041]
In this way, the coincidence position between the traveling path of the ink droplets ejected from any one of the recording heads 1 (for example, the head 11) and the optical axis of the detection light D of the ejection state detection means 6 is detected.
[0042]
When the optical axis coincidence position of one of the recording heads 1 is detected, the control unit 2 turns off the light emitting element 61 (S9), and then the optical axis of the head 11 stored in the storage unit 21. Based on the coincidence position information, the optical axis coincidence positions of the remaining heads 12, 13, and 14 are obtained by calculation (S10).
[0043]
The optical axis coincidence positions of the other heads 12, 13, and 14 are the optical axis coincidence position information of the head 11 and the plural heads 11, 12, 13, and 14 arranged in parallel along the main scanning direction. This is performed based on the position correction information. The position correction information between the heads generally means that ink droplets ejected from each of the plurality of heads 11, 12, 13, and 14 arranged in parallel along the main scanning direction land at the same position on the recording medium. As described above, the information is used to correct the displacement of the landing positions of the ink droplets due to the displacement of the heads 11, 12, 13, and 14 along the main scanning direction. , 13, 14 sequentially eject ink droplets to print a predetermined test chart on the recording medium, and determine the amount of deviation of the landing position for each head 11, 12, 13, 14 using an appropriate inspection means such as a photosensor. Can be obtained from the read result. This position correction information is obtained in advance and stored in the storage unit 21 of the control unit 2 or a storage unit provided separately.
[0044]
Since this position correction information is positional deviation information between the heads 11, 12, 13, and 14, that is, between the nozzle arrays 11a, 12a, 13a, and 14a, the optical axis coincides with any one of the recording heads 1A. If the position is known, it can be seen that the nozzle rows of other heads are located at positions shifted from the optical axis coincidence position by the above-mentioned positional deviation amount.
[0045]
The control unit 2 has calculation means, and based on the optical axis coincidence position information of one head 11 detected by the control unit 2 and the previously stored position correction information, the control unit 2 performs other operations. This is obtained by calculating the optical axis coincidence position of each of the heads 12, 13, and 14. The obtained optical axis coincidence position information of the other heads 12, 13, and 14 is stored in the storage unit 21 of the control unit 2 or a storage unit provided separately.
[0046]
After performing such a detection operation, when inspecting the ejection state of the ink droplets from the nozzle rows 11a, 12a, 13a, 14a of the heads 11, 12, 13, 14 constituting the recording head 1, By moving the recording head 1 located at the home position or the like based on the optical axis coincidence position information of each head 11, 12, 13, 14 stored in the storage unit 21 or the storage unit provided separately, The heads 11, 12, 13, and 14 can be easily aligned with the optical axis of the detection light D of the ejection state detection means 6. As a result, it is not necessary to individually detect the optical axis coincidence position for each of the heads 11, 12, 13, and 14, and the optical axis coincidence of all the heads can be detected only by detecting the optical axis coincidence position of any one head. Since the position information can be acquired quickly, the adjustment time at the time of factory shipment can be shortened.
[0047]
Note that the recording head 1 has a plurality of nozzle rows 1b in one head as in the recording head 1B shown in FIG. ₁ 1b ₂ Are arranged in parallel along the main scanning direction, each nozzle row 1b. ₁ 1b ₂ The distance d between is determined in advance by design. Therefore, in the case of such a recording head 1B, one nozzle row, for example, the nozzle row 1b ₁ If the optical axis coincidence position is known, the other nozzle row 1b ₂ It can be seen that the optical axis coincidence position of ... is at a position shifted by the distance d.
[0048]
Therefore, in the case of such a recording head 1B, the information of the distance d is stored in advance in the storage unit 21 or a storage unit provided separately, and the control unit 2 uses one nozzle row 1b. ₁ The same optical axis coincidence detection operation is performed on the other nozzle row 1b. ₂ ... about the nozzle row 1b ₁ Based on the position information of the optical axis coincidence position and the information of the stored distance d, the other nozzle row 1b ₂ By calculating and obtaining the optical axis coincidence position of ..., it is not necessary to detect the optical axis coincidence position for all nozzle rows, and all nozzle rows 1b can be quickly obtained. ₁ 1b ₂ The optical axis coincidence position information can be acquired, and the adjustment time at the time of factory shipment can be shortened as described above.
[0049]
FIG. 9 is a perspective view showing still another embodiment of the recording head. In the recording head 1C, a plurality of nozzle rows 101a, 101b, 102a, and 102b are arranged in parallel along the main scanning direction on each of the plurality of heads 101 and 102 arranged in parallel along the main scanning direction. The number of heads and the number of nozzle rows of each head are not limited to those shown in the figure.
[0050]
When the optical axis coincidence position is detected in such a recording head 1C, the distance d along the main scanning direction between the nozzle rows 101a and 101b or 102a and 102b of the heads 101 and 102 is predetermined in design. Therefore, information on the distance d for each of the heads 101 and 102 is stored in the storage unit 21 or a storage unit provided separately, and position correction information between the heads 101 and 102 is also obtained in advance, and similarly stored in the storage unit. It is stored in the unit 21 or a storage unit provided separately.
[0051]
When obtaining the optical axis coincidence position, the control unit 2 uses the ejection state detection means 6 for any one nozzle row (for example, the nozzle row 101a) of any one head (for example, the head 101). The same optical axis coincidence detection operation as described above is performed.
[0052]
With respect to the position information of the optical axis coincidence position thus detected, the optical axis coincidence position of the other nozzle row 101b in the same head 101 is the nozzle detected using the ejection state detection means 6 in the same manner as described above. Based on the position information of the optical axis coincidence of the row 101a and the stored information on the distance d between the nozzle rows in the head 101, the control unit 2 obtains it by calculation.
[0053]
Further, for the optical axis coincidence position of the other head 102, either the position information of the optical axis coincidence position of the nozzle row 101 a of the head 101 detected by using the ejection state detection unit 6 or one of the other heads 102. Based on the stored position correction information for one nozzle row (for example, the nozzle row 102a), it can be obtained by calculation by the control unit 2.
[0054]
Thereafter, the optical axis coincidence position of the other nozzle row 102b of the other head 102 is known by calculating the position information of the optical axis coincidence position of one nozzle row 102a of the other head 102 as described above. Therefore, the control unit 2 may calculate and obtain the position information on the optical axis coincidence position of the nozzle row 102a and the stored information on the distance d between the nozzle rows of the head 102. (Refer to FIG. 10A) Or, the positional information of the optical axis coincidence position of the nozzle row 101a of the head 101 detected by using the ejection state detection means 6 and the other nozzle row 102b of the other head 102 Based on the stored position correction information, the control unit 2 may calculate the position correction information (see FIG. 10B). In the latter case, the position correction information is preferably obtained and stored in advance for each nozzle row of each head.
[0055]
Also in the case of this recording head 1C, it is not necessary to detect the optical axis coincidence position for every nozzle row of all the heads, and the optical axis coincidence position information of all the nozzle rows can be quickly acquired. Adjustment time in time can be shortened.
[0056]
In the above description, the detection operation is performed by moving the recording head 1 in the main scanning direction with respect to the fixed ejection state detection unit 6, but the ejection state detection unit 6 is the main unit of the recording head 1. It may be provided so as to be movable along the scanning direction, and the discharge state detecting means 6 is moved with respect to the recording head 1 in the stopped state, and the position information is acquired by the encoder, and the detection operation may be performed. Of course.
[0057]
Further, the specific detection operation of the optical axis coincidence position between the recording head and the detection means is not limited to what has been described above. For example, as disclosed in JP-A-8-309963, the light of the detection light The optical axis coincidence position may be detected by ejecting ink within a predetermined range including the axis and obtaining the position of the maximum value of the output distribution detected by the detection means at that time.
[0058]
Furthermore, the optical axis coincidence detection means is not limited to the one that is also used as the discharge state detection means 6 as described above. In other words, the detection of the optical axis coincidence position is not limited to that performed by ejecting ink from the recording head, and may be a method of detecting without ejecting ink.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an ink jet recording apparatus capable of quickly detecting the coincidence position between the ink droplet traveling path and the optical axis of the detection light for each nozzle array of a recording head having a plurality of nozzle arrays. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are perspective views showing the configuration of a recording head, respectively.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an ink droplet ejection range.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining ink droplets and ink droplet groups ejected from a nozzle.
FIG. 5 is a flowchart showing a detection operation for detecting an optical axis coincidence position.
FIG. 6 is a timing chart showing a detection operation for detecting an optical axis coincidence position.
FIG. 7 is a block diagram showing an electrical configuration of a detection unit.
FIG. 8 is a block diagram illustrating configurations of a storage unit and a calculation unit in the control unit.
FIG. 9 is a perspective view showing still another embodiment of a recording head.
10A and 10B are diagrams for explaining how to obtain the optical axis coincidence position of the recording head shown in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
1, 1A, 1B, 1C: recording head
11, 12, 13, 14, 101, 102: head
11a, 12a, 13a, 14a: nozzle row
1b ₁ 1b ₂ : Nozzle row
101a, 101b, 102a, 102b: nozzle rows
2: Control unit
21: Storage unit
22: Calculation unit
3: Main scanning motor driver
4: Main scanning motor
5: Head driver
6: Discharge state detection means
61: Light emitting element
62: Light receiving element
63: casing
64: Detection hole
7: Detection unit
8: Encoder
L: Ink droplet group
La: Ink droplet

Claims

In an inkjet recording apparatus that has a nozzle row composed of a plurality of nozzles and performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head composed of a plurality of heads arranged in parallel along the main scanning direction.
A light emitting element that emits detection light for detecting the passage of the ink droplet and a light receiving element that receives the detection light are arranged in the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle, and the ink ejected from the nozzle A discharge state detecting means for detecting a discharge state of the droplet;
Moving means for relatively moving the ejection state detecting means and the recording head along a main scanning direction;
Position detecting means for detecting the position of the recording head or the ejection state detecting means during movement;
The moving means relatively moves the ejection state detecting means and the recording head, and detects the position where the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle of any one of the heads matches the optical axis of the detection light. Optical axis coincidence detecting means for
Storage means for storing position correction information between the heads obtained in advance;
Based on the position information of the optical axis coincidence position of one head detected by the optical axis coincidence detection unit and the position correction information stored in the storage unit, the optical axis coincidence position of the nozzle row of the other head is obtained. An ink jet recording apparatus comprising: an arithmetic means.

In an inkjet recording apparatus that performs image recording by ejecting ink to a recording medium using a recording head in which a plurality of nozzle rows each including a plurality of nozzles are arranged in parallel in the main scanning direction in one head.
A light emitting element that emits detection light for detecting the passage of the ink droplet and a light receiving element that receives the detection light are arranged in the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle, and the ink ejected from the nozzle A discharge state detecting means for detecting a discharge state of the droplet;
Moving means for relatively moving the ejection state detecting means and the recording head along a main scanning direction;
Position detecting means for detecting the position of the recording head or the ejection state detecting means during movement;
The movement means relatively moves the ejection state detection means and the recording head, and the traveling path of the ink droplets ejected from the nozzles of any one of the plurality of nozzle rows and the light of the detection light An optical axis coincidence detecting means for detecting a position where the axis coincides;
Storage means for storing distance information between a plurality of predetermined nozzle rows in the recording head;
Based on the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row detected by the optical axis coincidence detection means and the distance information between the plurality of nozzle rows stored in the storage means, the optical axes of other nozzle rows An ink jet recording apparatus comprising: an operation unit for obtaining a coincidence position.

In an ink jet recording apparatus that has a plurality of nozzle rows each composed of a large number of nozzles and performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head composed of a plurality of heads arranged in parallel along the main scanning direction. ,
A light emitting element that emits detection light for detecting the passage of the ink droplet and a light receiving element that receives the detection light are arranged in the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle, and the ink ejected from the nozzle A discharge state detecting means for detecting a discharge state of the droplet;
Moving means for relatively moving the ejection state detecting means and the recording head along a main scanning direction;
Position detecting means for detecting the position of the recording head or the ejection state detecting means during movement;
The movement means relatively moves the ejection state detection means and the recording head, and the traveling path of the ink droplets ejected from the nozzles of any one of the nozzle heads and the optical axis of the detection light An optical axis coincidence detecting means for detecting a position where the
Storage means for storing distance information between a plurality of predetermined nozzle rows in the head and position correction information obtained in advance between the plurality of heads;
Based on the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of one head detected by the optical axis coincidence detection unit and the distance information between nozzle rows in the head stored in the storage unit, the head The optical axis coincidence position of the other nozzle row in the above is obtained, and the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of one head detected by the optical axis coincidence detection unit and the position correction stored in the storage unit An ink jet recording apparatus comprising: an arithmetic unit that obtains an optical axis coincidence position of any one of the nozzle rows of another head based on the information.

The calculation means includes the optical axis coincidence position of another nozzle row in another head, the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of the other head obtained above, and the storage means stored in the storage means. 4. The ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein the ink jet recording apparatus is obtained based on distance information between nozzle rows of other heads.

The calculation means includes the optical axis coincidence position of another nozzle row in another head, the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of one head detected by the optical axis coincidence detection unit, and the storage. 4. The ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein the ink jet recording apparatus is obtained based on position correction information of other nozzle rows stored in the means.