JP2006026990A - Inkjet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、本発明は、記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体へ記録を行うインクジェット記録装置に関し、詳しくは記録ヘッドの調整に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs recording on a recording medium by discharging ink from a recording head, and more particularly to adjustment of the recording head.
インクジェット記録装置はノズルの高精細化、使用するインク色の多色化によって年々画質が向上している。高画質で印字を行うには、吐出したインク滴の着弾位置の正確さが重要となる。記録ヘッド取り付け角のずれに起因するドット着弾位置ズレは、粒状感の悪化や色味の変化といった形で画質を大きく左右する。そのため記録媒体上に調整用のパターンを印字し、これを目視あるいは反射センサー等で読み取ってレジ調整を行い、着弾位置を補正している。 Inkjet recording devices have improved image quality year by year due to the high definition of nozzles and the use of multiple ink colors. In order to perform printing with high image quality, the accuracy of the landing positions of the ejected ink droplets is important. The dot landing position deviation caused by the deviation of the recording head mounting angle greatly affects the image quality in the form of deterioration of graininess or change in color. Therefore, an adjustment pattern is printed on the recording medium, and this is read visually or with a reflection sensor or the like to perform registration adjustment to correct the landing position.
しかし、ノズルの高精細化、インク滴の小液滴化によって記録メディア上での記録解像度が向上しドット径が小さくなるにしたがって、目視でのパターン判定は難しくなる。また、記録メディア上のドットには滲みが生じるので、反射センサーによる調整は滲みの分のノイズを含んだものとなる。 However, as the recording resolution on the recording medium is improved and the dot diameter is reduced by increasing the definition of the nozzle and reducing the ink droplets, it is difficult to visually determine the pattern. In addition, since the dots on the recording medium are blurred, the adjustment by the reflection sensor includes noise corresponding to the blur.
そのため、パターンを目で見ていくらインクの着弾位置を調整しても、人間の目で見ている限りにおいてはおのずと限界があり、いくらノズルが高精細化し、インク滴が小さくなって、こまやかな画像を形成することができる能力を保持していても、それを十分に調整することができない。 Therefore, even if you adjust the landing position of the ink by looking at the pattern with your eyes, there is a limit as long as you can see with your eyes. Even if the ability to form an image is maintained, it cannot be adjusted sufficiently.
その結果、調整によって画質をある一定のレベル以上にあげることはできず、あとは、部品精度の向上によっている。 As a result, the image quality cannot be raised beyond a certain level by adjustment, and the rest is due to the improvement of the component accuracy.
そこで本発明は上記問題点に鑑み、ノズルから吐出された飛翔中のインク滴の位置を検出し、その結果から記録ヘッドの角度を調整することにより、高解像度化、小液滴化が進んでも正確な調整が可能となる。 Therefore, in view of the above problems, the present invention detects the position of a flying ink droplet ejected from a nozzle, and adjusts the angle of the recording head from the result, so that even if the resolution and the size of the droplet are reduced, Accurate adjustment is possible.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1にかかる画像形成装置では、インクを吐出する印字ヘッドを搭載し、記録媒体にインクを吐出して画像を記録する画像形成装置において、上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から上記記録ヘッドのヨー角を調整することを特徴としたインクジェット記録装置であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to
また、本発明の請求項2にかかる画像形成装置では、インクを吐出する印字ヘッドを搭載し、記録媒体にインクを吐出して画像を記録する画像形成装置において、上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から上記記録ヘッドのピッチ角を調整することを特徴としたインクジェット記録装であることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus having a print head for ejecting ink and recording an image by ejecting ink onto a recording medium. The inkjet recording apparatus is characterized in that the pitch angle of the recording head is adjusted from the detection result of the ink droplet detection mechanism provided in the apparatus.
さらに、本発明の請求項3にかかる画像形成装置では、インクを吐出する印字ヘッドを搭載し、記録媒体にインクを吐出して画像を記録する画像形成装置において、上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から記録ヘッドのロール角を調整することを特徴としたインクジェット記録装置であることを特徴としている。 Furthermore, in the image forming apparatus according to claim 3 of the present invention, the print head for ejecting ink is mounted, and the head forms a plurality of nozzle rows in the image forming apparatus for recording an image by ejecting ink onto a recording medium. The inkjet recording apparatus is characterized in that the roll angle of the recording head is adjusted from the detection result of the ink droplet detection mechanism provided in the apparatus.
さらにまた、本発明の請求項4にかかる画像形成装置では、前記検出機構は、対になった発光部と受光部を備え、記録ヘッドから吐出されたインク滴が測定用光軸を遮るように設けられたことを特徴とする請求項1から3に記載のインクジェット記録装置であることを特徴とする。
Furthermore, in the image forming apparatus according to claim 4 of the present invention, the detection mechanism includes a pair of a light emitting portion and a light receiving portion so that the ink droplets ejected from the recording head block the measurement optical axis. 4. The ink jet recording apparatus according to
このような構成を有するインクジェット記録装置によれば、複数のノズル列を備え装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から、記録ヘッドのピッチ角、ヨー角、ロール角を調整するので、インク滴が微細であっても、正確な調整が可能となる。 According to the ink jet recording apparatus having such a configuration, the pitch angle, yaw angle, and roll angle of the recording head are adjusted from the detection result of the ink droplet detection mechanism that includes a plurality of nozzle rows and is provided in the apparatus. Even if the droplet is fine, accurate adjustment is possible.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態が組み込まれたインクジェット記録装置としてのプロッタの概略構成を説明する。 Hereinafter, a schematic configuration of a plotter as an ink jet recording apparatus in which an embodiment of the present invention is incorporated will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用したプロッタの概略構成を示す斜視図である。プロッタ10は、矢印A方向に搬送される記録紙12が載置されるプラテン14を備えている。このプラテン14の上方には、プラテン14に対して平行に2本の走査レール(ガイドレール)16が掛け渡されている。この走査レール16にはモータ(図示せず)とベルト18によって矢印B,C方向(矢印A方向に直行する方向)に往復動するキャリッジ20がスライド軸受け(図示せず)を介して取り付けられている。キャリッジ20には、インクを吐出するノズル列を有する4つの記録ヘッド22K(ブラック)、22C(シアン)、22M(マゼンタ)、22Y(イエロー)が搭載されている。インク吐出口の前方は、画像が形成される画像形成領域23である。記録紙12のうち画像形成領域23に位置する部分にノズルからインクが吐出され、これにより、この部分に画像が形成される。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a plotter to which the present invention is applied. The plotter 10 includes a platen 14 on which the
キャリッジ20の移動可能な範囲の片隅の、画像形成領域23から離れた位置には、ノズルからインクを強制的に吸引し、記録ヘッド22に形成されたインク供給経路やノズルなどをクリーニングして記録ヘッド22のインク吐出状態を初期の吐出状態にする回復装置30が配置されている。ロール紙などの記録紙12に画像を形成するに当っては、プラテン14に記録紙12を載置し、プラテン14に形成された開口部(図示せず)から外周面の一部を露出した搬送ローラ24と、記録紙12の両端部を上方から押えるピンチローラ26とによって記録紙12を挟持しながら、搬送モータ(図示せず)によって搬送ローラ24を回転させて記録紙12を搬送する。記録紙12の上方でキャリッジ20を矢印B、C方向に往復動させ、制御装置(図示せず)から各記録ヘッド22K、22C、22M、22Yに送信された画像情報を担持する画像信号に基づいてノズルからインクを吐出して、記録紙12のうち、画像形成領域23に位置する部分に画像を形成する。画像形成動作中、ノズルなどをクリーニングするために、ノズルからインクを吸引することが必要な状態になると、キャリッジ20を回復装置30の上方に移動させる。画像を形成し終ると、キャリッジ20に搭載されたカッタ(図示せず)を所定位置まで飛び出させて記録紙12を所定サイズに裁断する。
In a corner of the movable range of the
回復装置30は、4つの記録ヘッド22K、22C、22M、22Yの各ノズルの出口それぞれを着脱自在に覆うゴム製の4つのキャップ32K、32C、32M、32Yを備えている。各キャップ32K、32C、32M、32Yにはチューブ(図示せず)の一端が接続されており、このチューブの他端は吸引ポンプ(図示せず)に接続されている。4つのキャップ32K、32C、32M、32Yはキャップ台32に固定されている。
The
上記した制御装置は、図2に示すように、画像情報を担持した印字データ(画像データ)等を制御するイメージコントローラ33、記録紙12の搬送やキャリッジ20の移動を制御するエンジンコントローラ36、及び各記録ヘッド22K、22C、22M、22Yから吐出されるインクの吐出信号を制御する記録ヘッドコントローラ33などから構成されている。エンジンコントローラ36は、イメージコントローラ32から送られてきた印字データを分割するデータラスタライズ部37、記録紙の種類や出力品位に応じて印字パラメータを変更する印字パラメータ変更部35、インクの吐出に使用するパルスを生成する吐出パルスジェネレータ、及び、搬送ローラ24を回転させる搬送モータ46を制御する搬送制御部41などから構成されている。
As shown in FIG. 2, the control device described above includes an image controller 33 for controlling print data (image data) carrying image information, an engine controller 36 for controlling the conveyance of the
インク滴の吐出状態を検出する手段として備えるフォトセンサは、図3に示すように印字領域外に設置された予備吐受け57に向けて、ノズルから吐出したインク滴59を光学的に検出する透過型フォトインタラプタである。ここで用いるフォトセンサは発光素子54に赤外線LEDを用い、LED発光面にはレンズを一体成形し、受光素子55に向けてビーム光を投射可能としている。ビームの光軸はノズル列の正しい位置と平行となっている。
The photosensor provided as a means for detecting the ejection state of the ink droplet is a transmission that optically detects the
受光素子55にはフォトトランジスタを用い、発光素子54と受光素子55との間隔はノズル列よりも広くなっている。この間をインク滴が通過することにより、インク滴が発光側からの光を遮り、受光側への光量を減少させ、受光素子55のフォトトランジスタの出力を変化させる。
A phototransistor is used as the
なお、受光素子55の受光面の前面に例えば0.7mm×0.7mm程度の穴を形成したモールド部材56を設置してビーム光を絞り込んでも良い。このピンホールによりビーム光の光束における検出領域を絞ることで、インク滴がその領域に存在する場合と存在しない場合とのフォトトランジスタ出力差(S/N比)を大きくとることが出来る。検出領域を絞り込む手段としてはピンホールに限らずスリットなどを使用しても良い。インク滴がビーム光を遮ると図5に示すように受光素子55の出力に変化が生じる。この変化を出力信号61として取り出す。また出力をデジタル信号63として取り出す場合には閾値62を設けてA/D変換を行う。
The light beam may be narrowed by installing a
図6はノズル列の3軸位置調整が可能な構成の一例である。X、Y、Zの各軸に調整用のモータを設け、モータ64Xでピッチ角、モータ64Yでロール角、モータ64Zでヨー角を調整する。
調整用のモータとしては小型で高精度の制御が可能な超音波モータなどが望ましい。また、ボールジョイント状の球面超音波モータを用いれば図7に示すように構成の簡略化が可能である。
FIG. 6 shows an example of a configuration capable of adjusting the three-axis position of the nozzle row. An adjustment motor is provided for each of the X, Y, and Z axes, and the pitch angle is adjusted by the
As the adjustment motor, a small ultrasonic motor capable of high-precision control is desirable. Further, if a ball-joint spherical ultrasonic motor is used, the configuration can be simplified as shown in FIG.
図8のようにノズル列のヨー角(Z軸を中心とした角)がずれている場合、 先端、中央、後端ノズルでインク滴の吐出を行うと図9に示すように測定光軸中を飛翔するインク滴が光を遮る面積が大きくなるため、出力信号65のピークが大きくなる。一方、図11のようにヨー角にずれが無い場合は図12に示すように遮る面積が最小となるため出力信号65のピークも最小となる。よって出力信号65のピークが最小となるように調整することにより、正しいヨー角に設定することが可能となる。
If the yaw angle (angle around the Z-axis) of the nozzle row is shifted as shown in Fig. 8, if ink droplets are ejected from the front, center, and rear end nozzles, as shown in Fig. 9, Since the area where the ink droplets flying through the light block the light increases, the peak of the
なお、記録ヘッドに備えられるノズル数が多くなるほど発光素子53と受光素子54の間隔が広くなり、高い指向性をもつビーム光が必要となるので、赤外線LEDのかわりにレーザー光源等を用いることによって安定した測定を行うことが出来る。
As the number of nozzles provided in the recording head increases, the distance between the light-emitting element 53 and the light-receiving
つぎに、実施例に記載のインク滴検出機構を用いた記録ヘッドのピッチ角調整手段について説明を行う。記録ヘッドのピッチ角(X軸を中心とした角)にずれがある場合、図14に示すように測定用光軸58とインク滴59が飛翔する軌跡が直角に交わらず、そのためピッチ角にずれが無い場合と比較して、インク滴が光軸中を進む距離が長くなる(d<d‘)。この距離の差はインク滴を検出している時間の差として表せる。そこで、受光素子54からの出力信号61に閾値62を設けてA/D変換を行い、インク滴を検出している時間tがもっとも短くなるように記録ヘッドのピッチ角を調整する。これにより正しいピッチ角に設定することが可能となる。
Next, the pitch angle adjusting means of the recording head using the ink droplet detection mechanism described in the embodiment will be described. If the recording head pitch angle (angle around the X axis) is misaligned, the trajectory of the measurement
さらに、実施例に記載のインク滴検出機構を用いた記録ヘッドのロール角調整手段について説明を行う。ノズル列を測定用光軸58の真上に位置させ、インク滴の吐出を行う。ロール角(Y軸を中心とした角)がずれている場合、図16に示すようにインク滴59の飛翔する軌跡が測定用光軸58の中心を通らないため、中心を通る場合と比較して光軸中を進む距離が短くなる(d>d‘)。この距離の差はインク滴を検出している時間の差として表すことができる。 そこでtがもっとも長くなるようにロール角を調整することにより、正しいロール角に設定することが可能となる。
Furthermore, the roll angle adjusting means of the recording head using the ink droplet detection mechanism described in the embodiment will be described. The nozzle row is positioned directly above the measurement
12 記録メディア
14 プラテン
16 走査レール
18 ベルト
22 記録ヘッド
23 画像形成領域
24 搬送ローラ
26 ピンチローラ
30 回復装置
A 用紙搬送方向
B キャリッジ走査方向(往)
C キャリッジ走査方向(復)
31 ホストコンピュータ
32 イメージコントローラ
33 印字ヘッドコントローラ
34 吐出状態検出機構
35 搬送モータ
36 エンジンコントローラ
37 データラスタライズ部
38 印字パラメータ変更部
39 吐出パルスジェネレータ
40 補正回路
41 搬送制御部
51 印字可能領域
52 リニアスケール
53 スケール読取センサ
54 発光素子
55 受光素子
56 モールド部材
57 予備吐受け
58 測定用光軸
59 インク滴
61 受光素子の出力
62 閾値
63 A/D変換後の信号
64 調整用モータ
12 Recording medium 14
B Carriage scanning direction (outward)
C Carriage scanning direction (reverse)
31
Claims (4)
上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から上記記録ヘッドのヨー角を調整することを特徴としたインクジェット記録装置。 In an image forming apparatus equipped with a print head for ejecting ink and recording an image by ejecting ink onto a recording medium,
An ink jet recording apparatus, wherein the head includes a plurality of nozzle rows, and the yaw angle of the recording head is adjusted from a detection result of an ink droplet detection mechanism provided in the apparatus.
上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から上記記録ヘッドのピッチ角を調整することを特徴としたインクジェット記録装置。 In an image forming apparatus equipped with a print head for ejecting ink and recording an image by ejecting ink onto a recording medium,
An ink jet recording apparatus, wherein the head includes a plurality of nozzle rows, and the pitch angle of the recording head is adjusted from a detection result of an ink droplet detection mechanism provided in the apparatus.
上記ヘッドは複数のノズル列を備え、装置内に設けたインク滴検出機構の検出結果から記録ヘッドのロール角を調整することを特徴としたインクジェット記録装置。 In an image forming apparatus equipped with a print head for ejecting ink and recording an image by ejecting ink onto a recording medium,
An ink jet recording apparatus, wherein the head includes a plurality of nozzle rows, and a roll angle of the recording head is adjusted from a detection result of an ink droplet detection mechanism provided in the apparatus.
4. The detection mechanism according to claim 1, wherein the detection mechanism includes a pair of a light emitting unit and a light receiving unit, and is provided so that an ink droplet ejected from a recording head blocks a measurement optical axis. Inkjet recording device.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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