JP2005059552A - Photosensor for judging print operation state, printer, and method for judging print operation state - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印刷動作状態判定用光学式センサ(以下、「光センサ」ともいう。)、印刷装置及び印刷動作状態判定方法に係り、特に、印刷装置の印刷ヘッドに配設された各インク吐出部からのインク吐出の有無等、印刷媒体表面の印刷状態又は印刷媒体の有無に反映される印刷装置の種々の動作状態を判定する印刷動作状態判定用光学式センサ及び印刷動作状態判定方法、並びに、そのような印刷動作状態判定用光学式センサを備えた印刷装置に関する。 The present invention relates to a printing operation state determination optical sensor (hereinafter also referred to as an “optical sensor”), a printing apparatus, and a printing operation state determination method, and more particularly, to each ink discharge disposed in a print head of the printing apparatus. Printing operation state determination optical sensor and printing operation state determination method for determining various operation states of the printing apparatus reflected in the printing state of the surface of the printing medium, such as the presence or absence of ink ejection from the section, or the presence or absence of the printing medium, and The present invention also relates to a printing apparatus including such a printing operation state determination optical sensor.
多数のインク吐出部としてのノズルが配設された印刷ヘッドを備えた印刷装置としてのインクジェットプリンタは、印刷ヘッドの各ノズルからインク滴を吐出して、印刷用紙等の印刷媒体に滴下することにより画像や文字等を印刷する。 An ink jet printer as a printing apparatus having a print head provided with a number of nozzles as ink discharge units discharges ink droplets from each nozzle of the print head and drops them on a printing medium such as printing paper. Print images and text.
ところが、インクの粘度の増加やインクへの気泡の混入等の原因によって、印刷ヘッドに設けられた多数のノズルのうちのいずれかが目詰まりしてインク滴を吐出できなくなる場合がある。 However, due to causes such as an increase in ink viscosity or air bubbles in the ink, any of a number of nozzles provided in the print head may become clogged and ink droplets may not be ejected.
ノズルが目詰まりしてインク滴を吐出できなくなると、インク滴により形成される多数のドットから構成される画像内にドット抜けが生じ、画質の劣化を招くこととなる。 If the nozzles are clogged and ink droplets cannot be ejected, dot omission occurs in an image composed of a large number of dots formed by the ink droplets, leading to degradation of image quality.
ノズルからのインク滴の吐出状態を検査し判定する装置としては、印刷媒体に1ノズルごとに一つの印刷ブロックを形成する判定用パターンを印刷し、かつ、印刷媒体に照射した光の反射光の強度を検出することにより各ノズルからのインク吐出の有無を判定するインク吐出判定装置を搭載した印刷装置が公知となっている(例えば、特許文献1参照)。 As an apparatus for inspecting and judging the ejection state of ink droplets from nozzles, a judgment pattern for forming one printing block for each nozzle is printed on a printing medium, and the reflected light of the light irradiated on the printing medium is used. A printing apparatus equipped with an ink discharge determination device that determines the presence or absence of ink discharge from each nozzle by detecting the intensity is known (for example, see Patent Document 1).
斯かるインク吐出判定装置は、発光部と受光部とを有する光学式センサを内蔵しており、各ノズルに対応してそれぞれ印刷媒体上に形成された判定用パターンに発光部から光を照射し、判定用パターンの印刷状態に応じた強度を有する反射光を受光した受光部の出力に基づいて各ノズルからのインク吐出の有無を判定する。 Such an ink discharge determination device includes an optical sensor having a light emitting unit and a light receiving unit, and irradiates light from the light emitting unit to the determination patterns formed on the print medium corresponding to the respective nozzles. The presence / absence of ink ejection from each nozzle is determined based on the output of the light receiving unit that receives the reflected light having the intensity corresponding to the printing state of the determination pattern.
上記従来のインク吐出判定装置及びその他の従来のインク吐出判定装置においては、光学上の技術常識に基づき、当然の如く、発光部からの照射光は、印刷媒体の表面に焦点が位置するように設定されている(例えば、特許文献1の図7参照)。即ち、上記設定は、照射光の焦点を印刷媒体表面に合わせることによって、反射光の強度が最大限に得られ、受光部における検出感度が良好になるとの光学上の技術常識に基づいている。
しかし、印刷媒体、特に印刷用紙は、理想的な状態では平坦な形態をとっているが、湿度や温度の影響、あるいは、物理的外力の作用により、うねり即ちコックリング(cockling)を生ずることがある。 However, printing media, especially printing papers, are ideally flat, but can swell or cockling due to the effects of humidity, temperature, or physical external forces. is there.
コックリングの生じた印刷用紙表面をインク吐出判定装置によって走査すると、光を照射する位置の移動に伴って、発光部と印刷用紙表面との距離及び印刷用紙表面と受光部との距離が逐次変動することとなる。 When the ink discharge determination device scans the print paper surface where cockling has occurred, the distance between the light emitting portion and the print paper surface and the distance between the print paper surface and the light receiving portion change sequentially as the position of light irradiation is moved. Will be.
ところがこのとき、従来のインク吐出判定装置のように、発光部からの照射光の焦点が印刷用紙表面に位置するように設定がなされていると、実際の検出距離特性のピーク位置は、印刷用紙表面より光学式センサに近い位置に現れるため、検出距離変動の影響を受けやすい特性領域を使用することとなり、発光部と印刷用紙表面との距離及び印刷用紙表面と受光部との距離がわずかに変動しただけでも、反射光の強度が大きく変動し、受光部による反射光検出に基づく受光出力が大きく変動する。 However, at this time, as in the conventional ink ejection determination device, if the focus of the irradiation light from the light emitting unit is set on the surface of the printing paper, the peak position of the actual detection distance characteristic is the printing paper. Because it appears at a position closer to the optical sensor than the surface, a characteristic area that is susceptible to fluctuations in the detection distance is used, and the distance between the light emitting part and the surface of the printing paper and the distance between the printing paper surface and the light receiving part are slightly Even if it fluctuates, the intensity of the reflected light greatly fluctuates, and the light reception output based on the detection of the reflected light by the light receiving unit greatly fluctuates.
その受光出力の変動の大きさは、時として、印刷媒体上の印刷状態の変化に基づく受光出力の変動と混同される程度に達することもあり、ノズルからのインク滴の吐出状態の判定において誤判定を招くことがある。 The magnitude of the variation in the received light output can sometimes be confused with the variation in the received light output based on the change in the printing state on the print medium, which is an error in determining the ink droplet ejection state from the nozzle. Judgment may be invited.
この問題は、各インク吐出部からのインク吐出の有無の判定に限らず、印刷媒体表面の印刷状態又は印刷媒体の有無に反映される印刷装置の種々の動作状態を光学式センサを使用して判定する際には、共通して発生し得る問題である。 This problem is not limited to the determination of whether or not ink is ejected from each ink ejection unit, and various optical printer operating states that are reflected in the printing state of the printing medium surface or the presence or absence of the printing medium are detected using optical sensors. This is a problem that can occur in common when determining.
本発明の目的は、印刷媒体に多少のコックリングが生じている場合においても、各インク吐出部からのインク吐出の有無等、印刷媒体表面の印刷状態又は印刷媒体の有無に反映される印刷装置の種々の動作状態を正確に判定することを可能とする印刷動作状態判定用光学式センサ、印刷装置及び印刷動作状態判定方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a printing apparatus that is reflected in the printing state on the surface of a printing medium or the presence or absence of a printing medium, such as the presence or absence of ink ejection from each ink ejection unit, even when some cockling occurs in the printing medium It is an object to provide a printing operation state determination optical sensor, a printing apparatus, and a printing operation state determination method capable of accurately determining various operation states.
本発明の実施の一形態に係る印刷動作状態判定用光学式センサによれば、
印刷媒体に対し上記印刷媒体表面より後方に焦点設定された照射光を出射する発光部と、
上記印刷媒体表面において反射された反射光を受光して検出し、その検出結果に基づいて印刷装置の動作状態を判定するために上記反射光の強度に応じた値の受光出力信号を変換生成する受光部と、
を備えていることを特徴とする。
According to the printing operation state determination optical sensor according to the embodiment of the present invention,
A light emitting unit that emits irradiation light focused on the rear side of the print medium surface with respect to the print medium; and
The reflected light reflected on the surface of the print medium is received and detected, and a received light output signal having a value corresponding to the intensity of the reflected light is converted and generated in order to determine the operation state of the printing apparatus based on the detection result. A light receiver;
It is characterized by having.
本発明の実施の一形態に係る印刷装置によれば、
印刷媒体に対し上記印刷媒体表面より後方に焦点設定された照射光を出射する発光部、及び、上記印刷媒体表面において反射された反射光を受光して検出し、上記反射光の強度に応じた値の受光出力信号を変換生成する受光部を有する光学式センサと、
上記光学式センサによる検出結果に基づいて印刷装置の動作状態を判定する判定部と、
を備えていることを特徴とする。
According to the printing apparatus according to the embodiment of the present invention,
A light emitting unit that emits irradiation light that is focused behind the print medium surface with respect to the print medium, and reflected light that is reflected on the print medium surface is received and detected, according to the intensity of the reflected light An optical sensor having a light receiving section for converting and generating a light receiving output signal of a value;
A determination unit for determining an operation state of the printing apparatus based on a detection result by the optical sensor;
It is characterized by having.
上記動作状態の判定は、インクを吐出する複数のインク吐出部のそれぞれからのインク吐出の有無の判定、上記印刷装置の主走査方向における双方向(Bi−D)印刷を行う場合の往路インク滴下位置と復路インク滴下位置との相対位置調整状態の判定、上記印刷装置の副走査方向における紙送り量の調整状態の判定、上記印刷媒体端部の位置の判定を含むものとするとよい。 The operation state is determined by determining whether or not ink is ejected from each of the plurality of ink ejection units that eject ink, and forward ink dropping when performing bidirectional (Bi-D) printing in the main scanning direction of the printing apparatus. It may include determination of the relative position adjustment state between the position and the return ink dropping position, determination of the adjustment state of the paper feed amount in the sub-scanning direction of the printing apparatus, and determination of the position of the print medium edge.
本発明の実施の一形態に係る印刷動作状態判定方法によれば、
印刷媒体に対し上記印刷媒体表面より後方に焦点設定された照射光を出射する過程と、
上記印刷媒体表面において反射された反射光を受光して検出し、上記反射光の強度に応じた値の受光出力信号を変換生成する過程と、
上記反射光の検出結果に基づいて印刷装置の動作状態を判定する過程と、
を備えていることを特徴とする。
According to the printing operation state determination method according to the embodiment of the present invention,
A process of emitting irradiation light focused on the print medium behind the print medium surface;
Receiving and detecting reflected light reflected on the surface of the print medium, and converting and generating a received light output signal having a value corresponding to the intensity of the reflected light;
Determining the operating state of the printing apparatus based on the detection result of the reflected light;
It is characterized by having.
本発明の実施の一形態に係る印刷動作状態判定方法の上記構成において、上記動作状態の判定は、上記印刷媒体端部の位置の判定を含むものとするとよい。 In the configuration of the printing operation state determination method according to the embodiment of the present invention, the determination of the operation state may include determination of the position of the end portion of the print medium.
本発明の実施の一形態に係る印刷動作状態判定方法の上記構成において、上記照射光を出射する過程の前に、上記印刷装置の動作状態を反映する印刷パターンを上記印刷媒体に印刷する過程をさらに備えているものとするとよい。 In the configuration of the printing operation state determination method according to the embodiment of the present invention, a step of printing a print pattern reflecting the operation state of the printing apparatus on the printing medium before the step of emitting the irradiation light. It is better to have more.
その場合、上記動作状態の判定は、インクを吐出する複数のインク吐出部のそれぞれからのインク吐出の有無の判定、上記印刷装置の主走査方向における双方向(Bi−D)印刷を行う場合の往路インク滴下位置と復路インク滴下位置との相対位置調整状態の判定、上記印刷装置の副走査方向における紙送り量の調整状態の判定を含むものとするとよい。 In this case, the determination of the operation state is performed when determining whether or not ink is ejected from each of the plurality of ink ejection units that eject ink, and when performing bi-directional (Bi-D) printing in the main scanning direction of the printing apparatus. It is preferable to include determination of the relative position adjustment state between the forward ink drop position and the return ink drop position and determination of the adjustment state of the paper feed amount in the sub-scanning direction of the printing apparatus.
本発明の実施の一形態に係る印刷動作状態判定用光学式センサ、印刷装置及び印刷動作状態判定方法の上記構成において、上記焦点設定は、上記印刷媒体の厚さと同等以上の距離だけ上記照射光の焦点が上記印刷媒体表面より後方に位置する設定とするとよい。 In the above-described configuration of the printing operation state determination optical sensor, the printing apparatus, and the printing operation state determination method according to an embodiment of the present invention, the focus setting is performed by the irradiation light by a distance equal to or greater than the thickness of the printing medium. The focal point is preferably set to be located behind the surface of the print medium.
また、上記動作状態の判定は、上記受光出力信号の値と所定の閾値との比較により行われるものとするとよい。 The determination of the operation state may be performed by comparing the value of the light reception output signal with a predetermined threshold value.
本発明に係る印刷動作状態判定用光学式センサ、印刷装置及び印刷動作状態判定方法によれば、光学式センサの発光部から出射される照射光の焦点が印刷媒体表面より後方に位置するように焦点設定を行うこととしたので、印刷媒体に多少のコックリングが生じている場合であっても、印刷媒体表面で反射された反射光を検出して反射光の強度に応じた値の受光出力信号を変換生成する受光部において、印刷媒体のコックリングの影響を排除して安定した受光出力を得ることができ、その結果、ノズルからのインク滴の吐出状態の判定等、印刷媒体表面の印刷状態又は印刷媒体の有無に反映される印刷装置の種々の動作状態の判定を正確に行うことができる。 According to the printing operation state determination optical sensor, the printing apparatus, and the printing operation state determination method according to the present invention, the irradiation light emitted from the light emitting unit of the optical sensor is positioned behind the print medium surface. Since the focus is set, even if there is some cockling on the print medium, the reflected light reflected on the print medium surface is detected and the light receiving output has a value corresponding to the intensity of the reflected light. In the light receiving unit that converts and generates the signal, the influence of cockling of the print medium can be eliminated and a stable light reception output can be obtained. As a result, printing of the surface of the print medium such as determination of the ejection state of ink droplets from the nozzle It is possible to accurately determine various operation states of the printing apparatus reflected in the state or the presence or absence of the print medium.
以下、本発明に係る印刷動作状態判定用光学式センサ、印刷装置及び印刷動作状態判定方法の実施の一形態について、図面を参照しながら説明する。尚、本実施の形態においては、本発明に係る印刷動作状態判定用光学式センサ、印刷装置及び印刷動作状態判定方法の一例として、本発明に係るインク吐出判定用光学式センサ、印刷装置及びインク吐出判定方法について説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an optical sensor for printing operation state determination, a printing apparatus, and a printing operation state determination method according to the invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, as an example of the printing operation state determination optical sensor, the printing apparatus, and the printing operation state determination method according to the present invention, the ink ejection determination optical sensor, the printing apparatus, and the ink according to the present invention are described. A discharge determination method will be described.
最初に、本発明に係るインク吐出判定用光学式センサ、印刷装置及びインク吐出判定方法の構成の主な適用対象であるインクジェットプリンタの概略構成について説明する。 First, a schematic configuration of an ink jet printer which is a main application target of the configuration of the optical sensor for ink discharge determination, the printing apparatus, and the ink discharge determination method according to the present invention will be described.
図1は、本発明に係るインク吐出判定用光学式センサ、印刷装置及びインク吐出判定方法の構成の主な適用対象であるインクジェットプリンタにおける主要部の概略構成を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a main part of an ink jet printer which is a main application target of the configuration of the optical sensor for ink discharge determination, the printing apparatus, and the ink discharge determination method according to the present invention.
インクジェットプリンタの一例としてのプリンタ20は、用紙スタッカ22と、図示しないモータにより駆動され、印刷媒体としての印刷用紙Pを搬送する搬送ローラ24と、プラテン板26と、キャリッジ28と、キャリッジモータ30と、キャリッジモータ30により駆動される牽引ベルト32と、キャリッジ28を案内するためのガイドレール34とを備えている。
A
キャリッジ28には、印刷用紙Pの搬送方向(以下、副走査方向ともいう。)に沿って配設されたインク吐出部としての複数個のノズルをそれぞれ含む複数列のノズル列を有する印刷ヘッド36,各ノズルからのインク吐出の有無を判定する判定装置としての光センサ41,及び、符号板33を読み取るためのリニアエンコーダ29が搭載されている。
The
搬送ローラ24の軸にはロータリーエンコーダ25が設けられており、このロータリーエンコーダ25の出力に基づいて印刷用紙Pの搬送量を制御している。従って、印刷用紙の搬送方向と直交する方向(以下、主走査方向ともいう。)におけるキャリッジ28の位置はリニアエンコーダ29により検知し、印刷用紙Pの位置はロータリーエンコーダ25により検知することが可能である。即ち、プリンタ20は、エンコーダ25,29の出力信号に基づいて、キャリッジ28と印刷用紙Pとの相対位置を正確に認識可能な構成とされている。
A
印刷用紙Pは、図示しない給紙ローラにより用紙スタッカ22から給紙されて搬送ローラ24により搬送され、プラテン板26の表面上を副走査方向SSへ送られる。
The printing paper P is fed from the
キャリッジ28は、キャリッジモータ30により駆動される牽引ベルト32に牽引されて、ガイドレール34に沿って主走査方向MSに移動する。主走査方向MSと副走査方向SSとは直交している。
The
図2は、印刷ヘッド36を上方から見た際のノズルと光センサ41との配置を示す透視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of the nozzles and the
印刷ヘッド36には、淡ブラックインクを吐出するための淡ブラックインクノズル列KLと、淡マゼンタインクを吐出するための淡マゼンタインクノズル列MLと、淡シアンインクを吐出するための淡シアンインクノズル列CLと、主に自然画を印刷する際に用いるブラックインクを吐出するためのフォトブラックインクノズル列KPと、濃ブラックインクを吐出するための濃ブラックインクノズル列KDと、濃シアンインクを吐出するための濃シアンインクノズル列CDと、濃マゼンタインクを吐出するための濃マゼンタインクノズル列MDと、イエローインクを吐出するためのイエローインクノズル列YDと、が設けられている。尚、この例では、印刷用紙Pの搬送方向下流側に1番ノズル#1が配置されている。
The
キャリッジ28に搭載された光センサ41は、印刷ヘッド36の最も反ホームポジション側に位置するイエローインクノズル列YDの1番ノズル#1より搬送方向下流側であって、さらに反ホームポジション側に配置されている。この例では、例えば、イエローインクノズル列YDの1番ノズルより搬送方向下流側に8.58mm、反ホームポジション側に51.75mmの位置に設けられている。
The
ガイドレール34に沿って移動するキャリッジ28の移動範囲内における印刷領域外部には、キャリッジ28に搭載された印刷ヘッド36の下方にクリーニング機構200が設けられている。尚、図1においては、クリーニング機構200はヘッドキャップ210のみ示し、他の構成は省略している。
A
ヘッドキャップ210は、機密性のあるキャップであり、印刷をしていないときに印刷ヘッド36に被せてノズル内のインクの乾燥を防止するものである。そのため、ヘッドキャップ210は、キャリッジ28の待機位置、いわゆるホームポジション側に設けられている。また、ノズルが詰まった場合にも印刷ヘッド36にヘッドキャップ210を被せてノズルからインクを吸引し、クリーニングを実行する。
The
各ノズルからのインク吐出の有無を判定する光センサ41については、後に詳述する。
The
図3は、プリンタ20の電気的構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the
プリンタ20は、ホストコンピュータ100から供給された信号を受信する受信バッファメモリ50と、印刷データを格納するイメージバッファ52と、プリンタ20全体の動作を制御するシステムコントローラ54と、メインメモリ56とを備えている。
The
システムコントローラ54には、キャリッジモータ30を駆動する主走査ドライバ61と、搬送モータ31を駆動する副走査ドライバ62と、光センサ41を駆動する光センサドライバ63と、印刷ヘッド36を駆動するヘッドドライバ66とが接続されている。
The
光センサドライバ63は、光センサ41に備えられた発光部41aの発光量を調整可能な光量制御部と、同じく光センサ41に備えられた受光部41bの出力を調整可能な出力制御部とを備えている。
The
従って、例えば、所定の印刷用紙により反射した光を受けた受光部41bの出力が所定の値となるように、発光部41aの発光量又は受光部41bの出力を調整することが可能である。調整は、システムコントローラ54が光センサドライバ63を制御することにより行う。
Therefore, for example, it is possible to adjust the light emission amount of the
ホストコンピュータ100のプリンタドライバ(図示せず)は、ユーザの指定した印刷モード(高速印刷モード、高画質印刷モード等)に基づいて、印刷動作を規定する各種のパラメータ値を決定する。このプリンタドライバは、さらに、これらのパラメータ値に基づいて、その印刷を行うための印刷データを生成し、プリンタ20に転送する。
A printer driver (not shown) of the host computer 100 determines various parameter values that define the printing operation based on the printing mode (high-speed printing mode, high-quality printing mode, etc.) designated by the user. The printer driver further generates print data for printing based on these parameter values, and transfers the print data to the
転送された印刷データは、一旦、受信バッファメモリ50に蓄えられる。プリンタ20内では、システムコントローラ54が、受信バッファメモリ50に蓄えられた印刷データの中から必要な情報を読み取り、それに基づいて各ドライバに対して制御信号を送る。
The transferred print data is temporarily stored in the
イメージバッファ52には、受信バッファメモリ50において受信された印刷データを色成分ごとに分解して得られた複数の色成分の印刷データが格納される。
The
ヘッドドライバ66は、システムコントローラ54からの制御信号に従って、イメージバッファ52から各色成分の印刷データを読み出し、これに応じて印刷ヘッド36に設けられた各色のノズル列を駆動する。尚、プリンタ20各部を制御するのは、システムコントローラ54である。
The
また、ホストコンピュータ100から転送される印刷データは、ホストコンピュータ100からの転送前に色成分ごとに分解されている印刷データであってもよい。 Further, the print data transferred from the host computer 100 may be print data that has been separated for each color component before transfer from the host computer 100.
図4は、本発明の適用対象であるインク吐出判定用光学式センサの通常の構成を模式的に示す説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a normal configuration of an optical sensor for ink ejection determination to which the present invention is applied.
インク吐出判定用光学式センサとしては、照射光が印刷媒体としての印刷用紙表面に対し垂直に照射されるように発光部の向きが設定されている構成のものもあるが、ここでは本発明の適用対象に適当な構成として、照射光が印刷媒体としての印刷用紙表面に対し斜めに照射されるように発光部の向きが設定されている構成のものを示している。 As an optical sensor for ink ejection determination, there is a configuration in which the direction of the light emitting unit is set so that the irradiation light is irradiated perpendicularly to the surface of the printing paper as a printing medium. As a configuration suitable for the application target, a configuration in which the direction of the light emitting unit is set so that the irradiation light is irradiated obliquely to the surface of the printing paper as the printing medium is shown.
ノズルからのインク吐出の有無を判定するための光センサ41は、図4に示すように、発光部41aと受光部41bとを備えている。本実施の形態においては、受光部41bとして、主に反射光の拡散反射成分を受光するための受光部が一つ設けられた例を示しているが、このほかに、主に反射光の正反射成分を受光するための別の受光部を設けた構成としてもよい。
As shown in FIG. 4, the
発光部41aは、印刷用紙に向けて光を照射するための発光装置である。インク吐出判定の際には、ノズルから吐出したインクにより各ノズルに対応してそれぞれ印刷形成される印刷ブロックを含む印刷パターンが印刷されているべき印刷用紙の領域に向けて光が照射される。
The
光センサ41の通常の構成においては、発光部からの照射光の焦点が印刷媒体表面上に合わせられたときに、当該照射光により印刷用紙が照射される領域(以下、「スポット」という。)内に上記印刷パターンの印刷ブロックBLが1個含まれるようにスポットが設定されている。
In the normal configuration of the
尚、印刷パターンの詳細は、後述する。 Details of the print pattern will be described later.
発光部41aには、発光ダイオード、レーザダイオード、白熱電球等の任意の発光装置を用いることができる。発光部41aからの照射光の色は、印刷パターン等の判定対象印刷画像の色に対して補色の関係にある色であることが好ましい。例えば、シアンの印刷画像を検出するには赤色の照射光を用い、マゼンタの印刷画像を検出するためには緑色の照射光を用い、イエローの印刷画像を検出するには青色の照射光を用いるとよい。
An arbitrary light emitting device such as a light emitting diode, a laser diode, or an incandescent bulb can be used for the
照射光の色と印刷画像の色とを補色の関係にすると、そうでない場合に比べて高いレベルの出力信号を得ることができる。 When the color of the irradiation light and the color of the print image are in a complementary relationship, an output signal having a higher level can be obtained compared to the case where the color is not so.
従って、いずれの色の印刷画像に対しても安定した出力を得るためには、照射光が白色である発光装置を用いるとよい。 Therefore, in order to obtain a stable output for any color printed image, it is preferable to use a light emitting device whose irradiation light is white.
受光部41bは、印刷パターンにより反射された反射光を検出して電気的信号に変換する光電変換装置である。受光素子としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ等を用いるとよい。好ましくは、可視光に対し良好な感度特性を有する受光素子を用いるとよい。
The
主に拡散反射成分を受光するための受光部41bの位置は、発光部41aに対し正反射の位置にないことが望ましい。
It is desirable that the position of the
例えば、図4に示すように、発光部41aからの照射光が印刷媒体としての印刷用紙表面に対し斜めに照射されるように発光部41aの向きを設定すると共に、印刷用紙表面に対し垂直な反射光を検出するように受光部41bの向きを設定するとよい。その他、前述のように、発光部41aからの照射光が印刷媒体としての印刷用紙表面に対し垂直に照射されるように発光部41aの向きを設定すると共に、印刷用紙表面から斜めに反射された反射光を検出するように受光部41bの向きを設定する構成もあり得る。
For example, as shown in FIG. 4, the direction of the
特に光沢系印刷用紙のように、表面にコーティング層が形成されている印刷媒体においては、入射光の大半が表面のコーティング層により正反射されてしまうが、受光部41bを発光部41aに対して正反射の位置に取り付けない場合は、コーティング層の下にある印刷ブロックの色も確実に判別することができる。
In particular, in a print medium having a coating layer formed on the surface thereof, such as glossy printing paper, most of the incident light is regularly reflected by the coating layer on the surface, but the
発光部41aから出射された照射光は、印刷ブロックが印刷された印刷用紙により反射され、その反射光の拡散反射成分が受光部41bに到達する。受光部41bは、検出した反射光の強度に応じた電気的信号を発生し、出力信号として出力する。
The irradiation light emitted from the
この出力信号のレベルが予め設定された閾値より小さい場合には、発光部41aからの照射光により照射された印刷ブロックを形成すべきノズルからインクが正常に吐出されたと判定し、出力信号のレベルが閾値以上である場合には、当該ノズルからインクが正常に吐出されなかったと判定する。
When the level of the output signal is smaller than a preset threshold value, it is determined that the ink is normally ejected from the nozzle that should form the print block irradiated with the irradiation light from the
このとき、光センサ41は、例えば、所定の未使用印刷用紙や、所定の印刷媒体上に印刷された各色の印刷パターン等により反射された反射光を検出した受光部41bからの出力信号のレベルが所定値となるように、システムコントローラ54によって制御される光センサドライバ63の光量制御部により発光部41aの発光量が調整されるか、又は、光センサドライバ63の出力制御部により受光部41bの出力が調整されている。
At this time, for example, the
尚、複数の発光装置を比較すると、同じ白色の発光装置であっても個体差があり、特定の印刷パターンを照射した際の出力値に差が生ずる。 When a plurality of light emitting devices are compared, there is an individual difference even if the same white light emitting device is used, and a difference occurs in the output value when a specific print pattern is irradiated.
従って、実際に搭載された光センサと、実際の印刷媒体と、実際のインクにより印刷された印刷パターンとを使用して、発光部の発光量又は受光部の出力を調整することにより、発光装置の個体差、印刷媒体の種類、インク色の種類等により発生し得る誤判定を防止することが可能となる。 Accordingly, the light emitting device is configured by adjusting the light emission amount of the light emitting unit or the output of the light receiving unit by using the actually mounted optical sensor, the actual print medium, and the print pattern printed by the actual ink. It is possible to prevent misjudgment that may occur due to the individual difference between the two, the type of print medium, the type of ink color, and the like.
図5は、一色のインクにより印刷形成された検査用パターンの一例を模式的に示す説明図であり、図6は、検査用パターンを構成する検査用印刷ブロックBLを模式的に示す説明図である。 FIG. 5 is an explanatory view schematically showing an example of an inspection pattern printed and formed with one color ink, and FIG. 6 is an explanatory view schematically showing an inspection print block BL constituting the inspection pattern. is there.
インク吐出検査に際しては、先ず、検査用パターンを作成する。この検査用パターンは、各色のインクを吐出するノズル列によりインク色ごとにそれぞれ印刷形成される検査用パターンである。即ち、総てのノズルのインク吐出状態を検査する場合には、印刷ヘッド36が有するノズル列から吐出されるインクの色数分の検査用パターンが形成される。
In the ink ejection inspection, first, an inspection pattern is created. This test pattern is a test pattern that is printed and formed for each ink color by a nozzle row that ejects ink of each color. That is, when inspecting the ink ejection states of all the nozzles, inspection patterns corresponding to the number of colors of ink ejected from the nozzle rows of the
従って、本実施の形態においては、八つの検査用パターンが作成されることになる。また、一色のノズル列にN個のノズルが配列されていて、それらN個のノズルの検査を行う場合の検査用パターンには、N個の印刷ブロックBLが印刷されることになる。 Therefore, in this embodiment, eight inspection patterns are created. Further, N print blocks BL are printed in an inspection pattern when N nozzles are arranged in a single color nozzle row and the N nozzles are inspected.
検査用パターンは、各ノズルから吐出されるインクによりノズルごとにそれぞれ形成される複数の検査用印刷ブロックBLにより構成され、一つの印刷ブロックBLは、図6に示すように、複数のインクドットPXにより形成される。 The test pattern is composed of a plurality of test print blocks BL formed for each nozzle by the ink ejected from each nozzle, and one print block BL includes a plurality of ink dots PX as shown in FIG. It is formed by.
一つの印刷用検査ブロックBLは一つのノズルから吐出されるインクのみによって印刷形成されるので、一つの印刷用検査ブロックBLはそれに対応する一つのノズルの検査に用いられる。図5は、54個のノズルを有するノズル列により形成される検査用パターンを示している。 Since one printing inspection block BL is formed by printing only with ink ejected from one nozzle, one printing inspection block BL is used for inspection of one nozzle corresponding thereto. FIG. 5 shows an inspection pattern formed by a nozzle row having 54 nozzles.
この検査用パターンは、主走査方向(左右方向)に9個、副走査方向に6個の検査用印刷ブロックBLが配置されて構成されている。即ち、主走査方向に配列された9個の検査用印刷ブロックにより構成される検査用印刷ブロックアレイが、副走査方向に6段形成されている。 This inspection pattern is configured by nine inspection print blocks BL arranged in the main scanning direction (left-right direction) and six in the sub-scanning direction. That is, six inspection print block arrays each including nine inspection print blocks arranged in the main scanning direction are formed in the sub-scanning direction.
搬送方向の最も下流側に位置する1段目の検査用印刷ブロックアレイは、9番ノズル#9から1番ノズル#1までにより印刷され、2段目の検査用印刷ブロックアレイは、18番ノズル#18から10番ノズル#10までにより印刷され、以下同様に、6段目の検査用印刷ブロックアレイは54番ノズル#54から46番ノズル#46までにより印刷される。
The first-stage inspection print block array located on the most downstream side in the transport direction is printed by the
検査用パターンを構成する各検査用印刷ブロックアレイの印刷に際しては、所定の位置に位置決めされた印刷用紙に対し、例えばキャリッジ28を図5における左側から右側へ走査しつつ、54番、45番、36番、27番、18番、9番ノズル#54、#45、#36、#27、#18、#9からインクを吐出して所定数のドットを形成し、検査用印刷ブロックBLの主走査方向の幅の分だけ印刷する。キャリッジ28は走査を継続しつつ、53番、44番、35番、26番、17番、8番ノズル#53、#44、#35、#26、#17、#8からインクを吐出して、第2列の検査用印刷ブロックを形成するための所定数のドットによりドット列又はラインを形成する。
When printing each inspection printing block array constituting the inspection pattern, for example, the
このように、ノズル列を構成する各ノズルは、検査用パターンの主走査方向に配置される検査用印刷ブロック数に等しい数ごとのノズルを順にそれぞれグループ化してサブノズルグループとされ、各サブノズルグループの副走査方向において同一の順番に位置するノズルごとにインクを吐出して各検査用印刷ブロックを形成していく。 As described above, each nozzle constituting the nozzle row is grouped into nozzles corresponding to the number of test print blocks arranged in the main scanning direction of the test pattern in order to form sub nozzle groups. Each inspection print block is formed by ejecting ink for each nozzle located in the same order in the sub-scanning direction.
図5における左側から右側へのキャリッジ28による走査が終了すると、印刷用紙を副走査方向にノズルピッチ分だけ搬送する。その後、右側から左側へキャリッジ28による走査を行い、直前の走査と逆の順序で所定のノズルからインクを吐出してドット列又はラインを形成する。
When the scanning by the
このように、印刷用紙を副走査方向にノズルピッチ分だけ搬送する動作と、各サブノズルグループの副走査方向における同一の順番に位置するノズルごとにインクを吐出しながら主走査方向における走査を行う動作とを繰り返し、9本のドット列又はラインを形成すると検査用印刷ブロックが形成される。総てのノズルから正常にインクが吐出されると、最終的に54個の検査用印刷ブロックを有する検査用パターンが印刷される。 As described above, an operation for transporting printing paper by the nozzle pitch in the sub-scanning direction, and an operation for performing scanning in the main scanning direction while ejecting ink for each nozzle located in the same order in the sub-scanning direction of each sub-nozzle group. When nine dot rows or lines are formed, an inspection print block is formed. When ink is normally ejected from all the nozzles, an inspection pattern having 54 inspection print blocks is finally printed.
尚、図5からも分かるように、主走査方向(左右方向)において相互に隣接する検査用印刷ブロック、例えば、54番ノズル#54により形成された検査用印刷ブロックと、53番ノズル#53により形成された検査用印刷ブロックとは、副走査方向にノズルピッチ分だけずれた位置に印刷される。
As can be seen from FIG. 5, the inspection print blocks adjacent to each other in the main scanning direction (left-right direction), for example, the inspection print block formed by the
各検査用印刷ブロックを形成するドットは、相互に隣接する検査用印刷ブロック間においても等間隔に形成され、各検査用印刷ブロック間には余白部分は生じない。 The dots forming each test print block are formed at equal intervals between the test print blocks adjacent to each other, and no blank portion is generated between the test print blocks.
本実施の形態では、キャリッジ28の各走査の間に実行される印刷用紙の搬送における搬送量をノズルピッチ分としたが、当該搬送量は任意であり、例えば搬送量をノズルピッチの半分とすると、各検査用印刷ブロックを構成するドットの数が多くなり、各検査用印刷ブロックの濃度は高くなる。このとき、各検査用印刷ブロックを構成するドット列又はラインの数は18本となる。
In the present embodiment, the conveyance amount in the conveyance of the printing paper executed during each scan of the
図7は、光センサによる走査の際の検査用パターン上におけるスポットの軌跡を模式的に示す説明図である。尚、図5の説明において前述したように、主走査方向において相互に隣接する検査用印刷ブロックは、厳密には、副走査方向にノズルピッチ分だけずれた位置に印刷されるのであるが、図7においては簡略化のため、各検査用印刷ブロックがずれのないマトリクス状に配置形成された状態の検査用パターン71を示している。
FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing the locus of spots on the inspection pattern during scanning by the optical sensor. As described above with reference to FIG. 5, the inspection print blocks adjacent to each other in the main scanning direction are printed at positions shifted by the nozzle pitch in the sub-scanning direction. In FIG. 7, for simplification, an
インク吐出の有無の判定に際しては、キャリッジ28(図1)に取り付けられた光センサ41と印刷用紙Pとを相対的に移動させ、検査用印刷ブロックBL上を光センサ41により走査する。
When determining the presence or absence of ink ejection, the
このとき、光センサ41の発光部41aからの照射光La(図4)のスポットを、図7の軌跡XYのように各検査用印刷ブロックBLに順次当てていき、検査用印刷ブロックBLからの反射光Lbを受光部41bにより検出し、検出した反射光Lbの強度に応じて受光部41bから出力された電気信号のレベルを所定の閾値と比較することによりインク吐出の有無を判定する。出力信号レベルと所定の閾値との比較は、各検査用印刷ブロックBLごとに行う。
At this time, the spot of the irradiation light La (FIG. 4) from the
尚、図2に示すように、本実施の形態においては、光センサ41は、印刷ヘッド36が有する総てのノズルより下流側に配置されているので、下流側の一部の印刷ブロックBLについては、上流側の一部の印刷ブロックBLを印刷する際のキャリッジ28の移動動作において光センサ41による走査を行い、同時にインク吐出の有無を判定する。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
尚、光センサ41の発光部41aからの照射光により印刷用紙が照射される領域は、印刷用紙上において円形のスポットとなるが、本実施の形態においては、スポット内に検査用印刷ブロックBLが1個含まれるようにスポットが設定されている。
The area irradiated with the printing paper by the light emitted from the
図8は、インク吐出の有無の判定における出力信号レベルと判定閾値との関係を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the output signal level and the determination threshold in determining whether or not ink is ejected.
目詰まりによりインクが吐出されないノズルが存在する場合、印刷用紙上に形成される検査用印刷ブロックBLのうち当該ノズルに対応する印刷ブロックは、インクが滴下されない空白印刷ブロックBLaとなる。 When there is a nozzle from which ink is not ejected due to clogging, the printing block corresponding to the nozzle among the inspection printing blocks BL formed on the printing paper is a blank printing block BLa in which ink is not dropped.
光センサ41の発光部41aから出射された照射光のスポットにより照射される印刷ブロックが空白印刷ブロックBLaである場合は、光センサ41の受光部41bが検出する反射光Lbの強度が増加するので、検出した反射光Lbの強度に応じて変換される出力信号レベルは上昇する。
When the printing block irradiated by the spot of the irradiation light emitted from the
一方、スポットにより照射される印刷ブロックが正常に印刷された正常印刷ブロックBLbである場合は、受光部41bが検出する反射光Lbの強度が減少するので、検出した反射光Lbの強度に応じて変換される出力信号レベルは低下する。
On the other hand, when the printing block irradiated by the spot is a normal printing block BLb printed normally, the intensity of the reflected light Lb detected by the
即ち、発光部41aにより形成されたスポットが空白印刷ブロックBLaを走査した際の出力信号レベルVLは相対的に高い値となり、スポットが正常印刷ブロックBLbを走査した際の出力信号レベルV0は相対的に低い値となる。
That is, the output signal level VL when the spot formed by the
従って、図8に示すように、空白印刷ブロックBLaに対応する出力信号レベルVLと正常印刷ブロックBLbに対応する出力信号レベルV0との間に、判定閾値Vthを設定しておくことにより、出力信号レベルと判定閾値Vthとを比較して、各ノズルにおけるインク吐出の有無を正確に判定することができる。 Therefore, as shown in FIG. 8, by setting the determination threshold Vth between the output signal level VL corresponding to the blank print block BLa and the output signal level V0 corresponding to the normal print block BLb, the output signal By comparing the level and the determination threshold value Vth, it is possible to accurately determine the presence or absence of ink ejection at each nozzle.
以上のようなインク吐出の有無の判定を行う際におけるハードウェアの動作は、以下の通りである。 The hardware operation when determining whether or not to discharge ink as described above is as follows.
システムコントローラ54(図3)の判定部54aは、インク吐出の有無を判定するために、光センサ41からの出力信号レベルと、予め設定されメインメモリ56に記憶された判定閾値Vthとを比較する。
The
出力信号レベルが閾値Vthより小さい場合、スポットに含まれている印刷ブロックは正常に印刷された正常印刷ブロックであり、当該印刷ブロックの印刷に用いられたノズルからはインクが正常に吐出されていると判定する。逆に、出力信号レベルが閾値Vthより大きい場合、スポットに含まれている印刷ブロックはインクが滴下されなかった空白印刷ブロックであり、当該印刷ブロックの印刷に用いられたノズルからはインクが正常に吐出されていないと判定する。 When the output signal level is smaller than the threshold value Vth, the print block included in the spot is a normal print block printed normally, and ink is normally ejected from the nozzle used for printing the print block. Is determined. On the other hand, when the output signal level is larger than the threshold value Vth, the printing block included in the spot is a blank printing block in which ink has not been dropped, and ink is normally discharged from the nozzle used for printing the printing block. It is determined that the ink is not discharged.
プリンタ20は、発光部41aからの照射光により印刷用紙が照射される領域、即ち、スポット内に一つの印刷ブロックが含まれる構成とすると共に、リニアエンコーダ29の出力とロータリーエンコーダ25の出力とにより、キャリッジ28と印刷用紙との相対位置を認識可能とし、さらに、総てのノズルより搬送方向の下流側に設けた光センサ41と各ノズルとの相対位置が予め正確に調整され且つ認識されているものとする。
The
従って、インク吐出の有無を判定するために、キャリッジ28の走査動作によって、光センサ41による検査用印刷ブロックの走査を行った結果、インクが滴下されなかった空白印刷ブロックが検出された場合には、リニアエンコーダ29及びロータリーエンコーダ25の出力に基づいて、当該空白印刷ブロックに対応するノズルを、インク吐出が正常に行われない異常ノズルとして特定することが可能である。
Therefore, when a blank print block in which ink has not been dropped is detected as a result of scanning the inspection print block by the
インク吐出が正常に行われない異常ノズルが特定されたときは、当該異常ノズルのみに対しフラッシング等を実行して良好な状態に回復させたり、あるいは、当該異常ノズルが本来形成すべきドットを他のノズルを用いて形成させて印刷することも可能である。 When an abnormal nozzle that does not eject ink normally is identified, flushing or the like is performed only on the abnormal nozzle to restore it to a good state, or other dots that should be originally formed by the abnormal nozzle It is also possible to form and print using this nozzle.
図9は、通常のインク吐出判定用光学式センサにおける照射光の焦点設定(a)、並びに、本発明に係るインク吐出判定用光学式センサ、印刷装置及びインク吐出判定方法における照射光の焦点設定(b)を模式的に示す説明図である。 FIG. 9 shows the focus setting (a) of the irradiation light in the normal ink ejection determination optical sensor, and the irradiation light focus setting in the ink ejection determination optical sensor, printing apparatus, and ink ejection determination method according to the present invention. It is explanatory drawing which shows (b) typically.
また、図10は、通常の焦点設定を行った場合における検出距離変動に対する受光出力特性(LFa)、及び、本発明の焦点設定を行った場合における検出距離変動に対する受光出力特性(LFb)を示すグラフである。 FIG. 10 shows the light reception output characteristic (LFa) with respect to the detection distance fluctuation when the normal focus setting is performed, and the light reception output characteristic (LFb) with respect to the detection distance fluctuation when the focus setting of the present invention is performed. It is a graph.
通常のインク吐出判定用光学式センサにおいては、図9(a)に示すように、理想的な平坦な状態の印刷用紙Pを想定して、発光部からの照射光の焦点Faが印刷用紙P表面に位置するように、照射光の焦点設定がなされている。 In the normal optical sensor for ink ejection determination, as shown in FIG. 9A, assuming that the printing paper P is in an ideal flat state, the focal point Fa of the irradiation light from the light emitting unit is the printing paper P. The focus of irradiation light is set so that it may be located on the surface.
ところが、そのような通常の焦点設定では、検出距離、即ち、発光部と印刷用紙P表面との距離及び印刷用紙P表面と受光部との距離がわずかに変動しただけでも、反射光の強度が大きく変動し、受光部による反射光検出に基づく受光出力が大きく変動する。 However, in such a normal focus setting, even if the detection distance, that is, the distance between the light emitting portion and the surface of the printing paper P and the distance between the surface of the printing paper P and the light receiving portion are slightly changed, the intensity of the reflected light is reduced. The light receiving output greatly fluctuates, and the light receiving output based on the detection of the reflected light by the light receiving unit greatly fluctuates.
検出距離の変動は、主として、印刷用紙Pのコックリング、即ち、温度若しくは湿度の影響又は物理的外力の作用による印刷用紙Pのうねりに起因する。 The variation in the detection distance is mainly caused by cockling of the printing paper P, that is, the undulation of the printing paper P due to the influence of temperature or humidity or the action of a physical external force.
コックリングの生じた印刷用紙P表面をインク吐出判定用光学式センサによって走査すると、光を照射する位置の移動に伴って、発光部と印刷用紙P表面との距離及び印刷用紙P表面と受光部との距離が逐次変動することとなる。 When the surface of the printing paper P on which cockling has occurred is scanned by the optical sensor for ink ejection determination, the distance between the light emitting portion and the surface of the printing paper P and the surface of the printing paper P and the light receiving portion as the light irradiation position moves. And the distance to fluctuate sequentially.
このとき、図9(a)に示す通常のインク吐出判定用光学式センサのように、理想的な平坦な状態の印刷用紙Pを想定して発光部からの照射光の焦点Fbが印刷用紙P表面に位置するように設定がなされていると、発光部と印刷用紙P表面との距離及び印刷用紙P表面と受光部との距離がわずかに変動しただけでも、反射光の強度が大きく変動し、受光部による反射光検出に基づく受光出力が大きく変動する。 At this time, the focus Fb of the light emitted from the light emitting unit is assumed to be the printing paper P, assuming an ideal flat printing paper P, as in a normal ink ejection determination optical sensor shown in FIG. If it is set so as to be positioned on the surface, the intensity of the reflected light greatly fluctuates even if the distance between the light emitting portion and the surface of the printing paper P and the distance between the surface of the printing paper P and the light receiving portion are slightly changed. The light reception output based on the detection of the reflected light by the light receiving unit varies greatly.
例えば、光を照射する位置の移動に伴って、印刷用紙Pのコックリングに起因する大きさΔdの検出距離変動が生じたとすると、図10のグラフLFaに示されるように、通常のインク吐出判定用光学式センサの焦点設定では、大きさΔLFaもの受光出力変動が発生することとなる。 For example, if the detection distance variation of the size Δd due to cockling of the printing paper P occurs with the movement of the light irradiation position, as shown in the graph LFa in FIG. In the focus setting of the optical sensor for use, a light reception output fluctuation of the size ΔLFa occurs.
その受光出力の変動の大きさΔLFaは、時として、印刷媒体上の印刷状態の変化に基づく受光出力の変動と混同される程度に達することもあり、ノズルからのインク滴の吐出状態の判定において誤判定を招くことがある。 In some cases, the magnitude ΔLFa of the variation in the received light output may be confused with the variation in the received light output based on the change in the print state on the print medium. Incorrect determination may occur.
一方、本発明に係るインク吐出判定用光学式センサ、印刷装置及びインク吐出判定方法においては、図9(b)に示すように、印刷用紙Pにコックリングが発生している場合も想定して、発光部からの照射光の焦点が印刷用紙P表面より後方に位置するように、照射光の焦点設定がなされている。 On the other hand, in the optical sensor for ink discharge determination, the printing apparatus, and the ink discharge determination method according to the present invention, it is assumed that cockling occurs on the printing paper P as shown in FIG. The focus of the irradiation light is set so that the focus of the irradiation light from the light emitting unit is located behind the surface of the printing paper P.
通常のインク吐出判定用光学式センサにおける焦点設定では、実際の検出距離特性のピーク位置は印刷用紙P表面より前方、即ち、光学式センサに近い位置に現れてコックリングの影響を受けやすいため、本発明における焦点設定では、印刷用紙P表面より後方、即ち、光学式センサから遠い位置に照射光の焦点を設定して、実際の検出距離特性のピーク位置が印刷用紙P表面に現れるようにして、コックリングの影響を低減している。 In the focus setting in the normal ink ejection determination optical sensor, the actual detection distance characteristic peak position appears in front of the surface of the printing paper P, i.e., close to the optical sensor, and is susceptible to cockling. In the focus setting in the present invention, the focus of the irradiation light is set behind the surface of the printing paper P, that is, at a position far from the optical sensor so that the peak position of the actual detection distance characteristic appears on the surface of the printing paper P. The effect of cockling has been reduced.
その結果、本発明における焦点設定では、検出距離、即ち、発光部と印刷用紙P表面との距離及び印刷用紙P表面と受光部との距離が多少変動しても、反射光の強度の変動は小さく、受光部による反射光検出に基づく受光出力の変動も小さく抑制される。 As a result, in the focus setting in the present invention, even if the detection distance, that is, the distance between the light emitting portion and the surface of the printing paper P and the distance between the surface of the printing paper P and the light receiving portion slightly fluctuate, the fluctuation of the reflected light intensity does not change. The fluctuation of the received light output based on the detection of the reflected light by the light receiving unit is small and is suppressed.
上述の図10の例に示すように、例えば、光を照射する位置の移動に伴って、印刷用紙Pのコックリングに起因する大きさΔdの検出距離変動が生じた場合、図10のグラフLFbに示されるように、本発明に係るインク吐出判定用光学式センサ、印刷装置及びインク吐出判定方法における焦点設定では、受光出力変動が大きさΔLFbに抑制されることとなる。 As shown in the example of FIG. 10 described above, for example, when the detection distance variation of the size Δd caused by cockling of the printing paper P occurs with the movement of the position where the light is irradiated, the graph LFb of FIG. As shown in FIG. 4, in the focus setting in the optical sensor for ink ejection determination, the printing apparatus, and the ink ejection determination method according to the present invention, the light reception output fluctuation is suppressed to the magnitude ΔLFb.
即ち、本発明における焦点設定の下での反射光検出は、印刷媒体のコックリングに起因する検出距離変動の影響を受けにくく、印刷媒体に多少のコックリングが生じている場合においても、ノズルからのインク滴の吐出状態の判定を正確に行うことを可能とする。 That is, the reflected light detection under the focus setting in the present invention is not easily affected by the detection distance fluctuation caused by cockling of the print medium, and even when some cockling occurs on the print medium, It is possible to accurately determine the ink droplet ejection state.
本発明に係るインク吐出判定用光学式センサ、印刷装置及びインク吐出判定方法の焦点設定において、発光部からの照射光の焦点が印刷媒体表面よりどの程度後方に位置するように照射光の焦点設定を行うかについては、予め実験、シミュレーション等を行って決定するとよい。 In the focus setting of the optical sensor for ink discharge determination, the printing apparatus, and the ink discharge determination method according to the present invention, the focus setting of the irradiation light is performed so that the focus of the irradiation light from the light emitting unit is positioned behind the print medium surface. It may be determined in advance by performing experiments, simulations, or the like.
具体的な数値の例を挙げると、例えば、印刷媒体表面と受光部との距離が2.0mm、使用する印刷媒体の厚さが0.1mm乃至0.2mmである場合、印刷媒体の厚さ及びコックリングにより発生する凹凸の深さを考慮して、照射光の焦点が0.1mm乃至0.5mm程度、印刷媒体表面より後方に位置するように、照射光の焦点設定を行うとよい。即ち、使用する印刷媒体の厚さと同等以上の距離だけ、照射光の焦点が印刷媒体表面より後方に位置するように、照射光の焦点設定を行うとよい。 For example, when the distance between the surface of the print medium and the light receiving portion is 2.0 mm and the thickness of the print medium to be used is 0.1 mm to 0.2 mm, the thickness of the print medium is given. In consideration of the depth of unevenness generated by cockling, the focus of the irradiation light may be set so that the focus of the irradiation light is located behind the print medium surface by about 0.1 mm to 0.5 mm. That is, the focus of the irradiation light may be set so that the focus of the irradiation light is located behind the surface of the print medium by a distance equal to or greater than the thickness of the print medium to be used.
以上に説明した本発明に係るインク吐出判定用光学式センサ、印刷装置及びインク吐出判定方法は、反射光の強度に反映される印刷媒体表面の印刷状態及び印刷媒体の有無を検出することが可能なものであるから、ノズルからのインク吐出状態の判定に限らず、印刷媒体表面の印刷状態又は印刷媒体の有無に反映される印刷装置の種々の動作状態を判定する本発明に係る印刷動作状態判定用光学式センサ、印刷装置及び印刷動作状態判定方法として広く使用することが可能である。 The optical sensor for ink discharge determination, the printing apparatus, and the ink discharge determination method according to the present invention described above can detect the print state of the print medium surface and the presence or absence of the print medium reflected in the intensity of reflected light. Therefore, not only the determination of the ink discharge state from the nozzle, but also the printing operation state according to the present invention for determining various operation states of the printing apparatus reflected in the printing state on the surface of the printing medium or the presence or absence of the printing medium It can be widely used as a determination optical sensor, a printing apparatus, and a printing operation state determination method.
例えば、印刷装置の主走査方向における双方向(Bi−D)印刷を行う場合の往路インク滴下位置と復路インク滴下位置との相対位置を調整するBi−D調整のための印刷パターン検出、印刷装置の副走査方向における紙送り量を調整するための印刷パターン検出、印刷媒体の有無を検出することによる印刷媒体端部(エッジ)検出等においても、上記本発明の構成を適用することができる。 For example, a printing pattern detection and printing apparatus for Bi-D adjustment that adjusts the relative position between the forward ink drop position and the backward ink drop position when bi-directional (Bi-D) printing in the main scanning direction of the printing apparatus is performed. The configuration of the present invention can also be applied to print pattern detection for adjusting the paper feed amount in the sub-scanning direction, print medium end (edge) detection by detecting the presence or absence of a print medium, and the like.
本発明に係る印刷動作状態判定用光学式センサ、印刷装置及び印刷動作状態判定方法は、インクジェットプリンタに限らず、反射光の強度に反映される印刷媒体表面の印刷状態を検出することにより印刷装置の種々の動作状態を判定するための印刷動作状態判定装置として光学式センサを搭載している印刷装置全般の印刷動作状態判定用光学式センサ、印刷装置及び印刷動作状態判定方法に適用することが可能である。 The printing operation state determination optical sensor, the printing apparatus, and the printing operation state determination method according to the present invention are not limited to an inkjet printer, and the printing apparatus detects a printing state on the surface of the printing medium reflected in the intensity of reflected light. The present invention can be applied to an optical sensor for determining a printing operation state, a printing apparatus, and a printing operation state determination method for all printing apparatuses equipped with an optical sensor as a printing operation state determination apparatus for determining various operation states. Is possible.
10 照射領域(スポット)
20 プリンタ
22 用紙スタッカ
24 搬送ローラ
25 ロータリーエンコーダ
26 プラテン板
28 キャリッジ
29 リニアエンコーダ
30 キャリッジモータ
31 搬送モータ
32 牽引ベルト
33 符号板
34 ガイドレール
36 印刷ヘッド
41 光センサ
41a 発光部
41b 受光部
50 受信バッファメモリ
52 イメージバッファ
54 システムコントローラ
54a 判定部
61 主走査ドライバ
62 副走査ドライバ
63 光センサドライバ
66 ヘッドドライバ
71 印刷パターン
100 ホストコンピュータ
200 クリーニング機構
210 ヘッドキャップ
BL 印刷ブロック
BLa 空白印刷ブロック
BLb 正常印刷ブロック
CD 濃シアンインクノズル列
CL 淡シアンインクノズル列
KD ブラックインクノズル列
KL 淡ブラックインクノズル列
KP フォトブラックインクノズル列
MD 濃マゼンタインクノズル列
ML 淡マゼンタインクノズル列
YD イエローインクノズル列
La 投射光
Lb 反射光
MS 主走査方向
P 印刷用紙
SS 副走査方向
Vth 閾値
V0 空白印刷ブロックの出力信号レベル
VL 正常印刷ブロックの出力信号レベル
Fa 通常の焦点設定における照射光の焦点
Fb 本発明の焦点設定における照射光の焦点
Δd 検出距離変動
LFa 通常の焦点設定における検出距離変動に対する受光出力特性
LFb 本発明の焦点設定における検出距離変動に対する受光出力特性
ΔLFa 通常の焦点設定における受光出力変動
ΔLFb 本発明の焦点設定における受光出力変動
10 Irradiation area (spot)
20 Printer 22 Paper Stacker 24 Carrying Roller 25 Rotary Encoder 26 Platen Plate 28 Carriage 29 Linear Encoder 30 Carriage Motor 31 Carrying Motor 32 Traction Belt 33 Code Plate 34 Guide Rail 36 Print Head 41 Optical Sensor 41a Light Emitting Unit 41b Light Receiving Unit 50 Reception Buffer Memory 52 Image Buffer 54 System Controller 54a Determination Unit 61 Main Scan Driver 62 Sub Scan Driver 63 Optical Sensor Driver 66 Head Driver 71 Print Pattern 100 Host Computer 200 Cleaning Mechanism 210 Head Cap BL Print Block BLa Blank Print Block BLb Normal Print Block CD Dark Cyan Ink nozzle row CL Light cyan ink nozzle row KD Black ink nozzle row KL Light black ink nozzle row KP Photo black ink nozzle row MD Dark magenta ink nozzle row ML Light magenta ink nozzle row YD Yellow ink nozzle row La Projected light Lb Reflected light MS Main scanning direction P Printing paper SS Sub scanning direction Vth Threshold V0 Output signal level of blank printing block VL Output signal level of normal printing block Fa Focus of irradiation light Fb in normal focus setting Focus of irradiation light in focus setting of the present invention Δd Detection distance fluctuation LFa Light reception output characteristic LFb with respect to detection distance fluctuation in normal focus setting Light reception output characteristic ΔLFa with respect to detection distance fluctuation in focus setting Light reception output fluctuation ΔLFb in normal focus setting Light reception output fluctuation in focus setting of the present invention
Claims (14)
前記印刷媒体表面において反射された反射光を受光して検出し、その検出結果に基づいて印刷装置の動作状態を判定するために前記反射光の強度に応じた値の受光出力信号を変換生成する受光部と、
を備えていることを特徴とする印刷動作状態判定用光学式センサ。 A light emitting unit that emits irradiation light focused on the print medium behind the surface of the print medium; and
The reflected light reflected from the surface of the print medium is received and detected, and a received light output signal having a value corresponding to the intensity of the reflected light is converted and generated in order to determine the operation state of the printing apparatus based on the detection result. A light receiver;
An optical sensor for determining a printing operation state.
前記光学式センサによる検出結果に基づいて印刷装置の動作状態を判定する判定部と、
を備えていることを特徴とする印刷装置。 A light emitting unit that emits irradiation light that is focused behind the print medium surface with respect to the print medium, and the reflected light that is reflected on the print medium surface is received and detected, according to the intensity of the reflected light An optical sensor having a light receiving section for converting and generating a light receiving output signal of a value;
A determination unit for determining an operation state of the printing apparatus based on a detection result by the optical sensor;
A printing apparatus comprising:
前記印刷媒体表面において反射された反射光を受光して検出し、前記反射光の強度に応じた値の受光出力信号を変換生成する過程と、
前記反射光の検出結果に基づいて印刷装置の動作状態を判定する過程と、
を備えていることを特徴とする印刷動作状態判定方法。 A process of emitting irradiation light focused on the print medium behind the print medium surface; and
Receiving and detecting reflected light reflected on the surface of the print medium, and converting and generating a received light output signal having a value corresponding to the intensity of the reflected light;
Determining the operating state of the printing apparatus based on the detection result of the reflected light;
A printing operation state determination method comprising:
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