JP2006076266A - インクジェットの噴射状態検出方法、及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェットの噴射状態検出するにあたって、光学センサで確実にノズルの吐出の有無を検査可能とする。
【解決手段】 例えば、イエローのインクは、ブラックのインクに比較して濃度が極めて薄いため、ラインセンサ３４による精度の良い検出が困難となる。イエローのインク滴の噴射が正常か否かを検出する場合には、用紙搬送速度を通常の印字の半分の速度（例えば、１０ｉｎｃｈ／ｓｅｃ）とする。図２（Ｄ）に示すように、用紙上のイエローのインクは半ドットずつ重なるようになり、単位面積当たりのインク量が２倍となって濃度が濃くなるため、イエローの１ドットラインの有り無しをラインセンサ３４で精度良く検出することが可能となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、インクジェットの噴射状態検出方法、及びインクジェット記録装置にかかり、特に、ドット径、インクや処理液の濃度による検出感度低下を防ぎ、確実にノズルからのインクの吐出の有無を検知可能なインクジェットの噴射状態検出方法、及びインクジェット記録装置に関する。

インクジェットのインクドロップの噴射状態を検知し、状態に応じて、回復させる、他のノズルで代替する、画像処理で抜けなどを目立たなくする等の処理をすることは、画質を維持するために必要である。

従来より、検出用印字パターンを印字し、光学センサにより印字パターンを検知する方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）
特開平９−６６６５０号公報 特開平９−９４９５０号公報 特開２００４−９４７４号公報

例えば、特開平９−６６６５０では、視認性の悪いイエローインクの検出を容易にするために、他の色と重ね合わせて印字を行い、二次色にして検出を行っている。しかしながら、この方法では、検出用センサーにカラー用を必要とし、コストが高くなる問題がある。また、イエロー以外の色のインクを消耗する。

次に、特開平９−９４９５０では、印字検査用パターンの視認性を良くするため、隣接しないよう独立して視認出来る位置に印刷するが、イエロー等の濃度が薄いインクや、ドット径が小さくなる高解像度のヘッドの場合、逆に視認性が悪化する問題がある。

さらに、特開２００４−９４７４では、印字ノズルをずらして印字、検出を行っているが、イエロー等の濃度が薄いインクや、ドット径が小さくなる高解像度のヘッドの場合、
検出感度が低下する問題がある。

また、従来技術では、インクにじみ防止用の処理液などの透明液をノズルから吐出する場合、印字パターンを形成しても透明なため、光学センサで検出できない問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、光学センサで確実にノズルの吐出の有無を検査可能なインクジェットの噴射状態検出方法、及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、用紙の搬送方向と交差する方向に列をなす複数のノズルからインク滴を吐出して前記用紙に検出用パターンを形成して前記インクの噴出状態を検出するインクジェットの噴射状態検出方法であって、前記検出用パターンを形成する際には、前記用紙の搬送を停止した状態で同一箇所に複数回インク滴を吐出する、ことを特徴としている。

請求項１に記載のインクジェットの噴射状態検出方法では、用紙の搬送を停止した状態で同一箇所に複数回インク滴を吐出して検出用パターンを印字する。

なお、検出用パターンは、光センサで検出しても良く、目視で検出しても良い。

インクがイエローのように濃度の薄い場合、黒等の濃度の濃いインク対比で、検出感度が低下するが、本発明のように用紙の搬送を停止した状態で同一箇所に複数回インク滴を吐出することで用紙の単位面積当たりのインク付着量が増加し、検出用パターンの濃度が濃くなり、検出感度の低下を防ぐことが出来るようになる。

請求項２に記載の発明は、搬送される用紙に向けてノズルからインク滴を吐出して前記用紙に検出用パターンを形成して前記インクの噴出状態を検出するインクジェットの噴射状態検出方法であって、前記検出用パターンを形成する際には、前記用紙の搬送速度を通常の印字を行う場合よりも低下させる、ことを特徴としている。

請求項２に記載のインクジェットの噴射状態検出方法では、用紙を搬送しながらノズルからインクを吐出することで、用紙に検出用パターンが形成される。ノズルから、例えば一定の間隔でインク滴を吐出することで、用紙上には用紙の搬送方向にインクのドットが複数並んだ検出用パターンが形成されることになり、これによりノズルからのインクの吐出の有無を検出することができる。

なお、検出用パターンは、光センサで検出しても良く、目視で検出しても良い。

ここで、インクがイエローのように濃度の薄い場合、黒等の濃度の濃いインク対比で、検出感度が低下するが、本発明のように用紙の搬送速度を通常の印字を行う場合よりも低下させることで、用紙上でインク滴を重ねることができる。これにより、用紙の単位面積当たりのインク付着量が増加し、検出用パターンの濃度が濃くなり、検出感度の低下を防ぐことが出来るようになる。

なお、ノズルは固定されていても良く、用紙を搬送させながら用紙搬送方向と直交する方向に移動しても良い。

請求項３に記載の発明は、ノズルからインク以外の処理液を吐出する際の前記処理液の噴出状態を検出するインクジェットの噴射状態検出方法であって、前記ノズルからの前記処理液の噴出状態を検出する際には、前記処理液が付着することで色が変化する検査用紙を用いる、ことを特徴としている。

インクジェット記録装置では、インクの代わりに処理液を用いれば、処理液をインクと同様に吐出することもできる。

請求項３に記載のインクジェットの噴射状態検出方法では、インクのような色が付いていない処理液を用いた場合であっても、吐出状態を検出できる。即ち、処理液が検査用紙に付着すると、処理液の付着した部分の色が変化するので、検査用紙の色の変化を検出することで処理液の吐出状態を検出することが可能となる。なお、検出し易くするためには、処理液の付着により、濃い色に変化することが好ましい。

なお、検出用パターンは、光センサで検出しても良く、目視で検出しても良い。

処理液が付着して色が変化する検査用紙としては、例えばリトマス試験紙のようなものを用いることが出来、この場合、処理液は中性以外、即ち、リトマス試験紙に対応させてアルカリ性、または酸性とすれば良い。

なお、処理液中の特定の成分と反応して色が変わる成分が検査用紙に含まれていても良い。

請求項４に記載の発明は、用紙の搬送方向と交差する方向に列をなす複数のノズルからインク滴を吐出して前記用紙に検出用パターンを形成して前記インクの噴出状態を検出可能とするインクジェット記録装置であって、前記用紙を搬送する用紙搬送手段と、前記用紙にインク滴を吐出する複数のノズルと、少なくとも前記用紙搬送手段と前記ノズルの駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記検出用パターンを形成する際には、前記用紙の搬送を停止した状態で同一箇所に複数回インク滴を吐出するように前記用紙搬送手段と前記ノズルの駆動を制御する、ことを特徴としている。

請求項４に記載のインクジェット記録装置では、検出用パターンを用紙に形成する際には、制御装置は、用紙の搬送を停止した状態で同一箇所に複数回インク滴を吐出するように用紙搬送手段とノズルの駆動を制御する。

インクがイエローのように濃度の薄い場合、黒等の濃度の濃いインク対比で、検出感度が低下するが、本発明のように用紙の搬送を停止した状態で同一箇所に複数回インク滴を吐出することで用紙の単位面積当たりのインク付着量が増加し、検出用パターンの濃度が濃くなり、検出感度の低下を防ぐことが出来るようになる。

なお、検出用パターンは、光センサで検出しても良く、目視で検出しても良い。

請求項５に記載の発明は、搬送される用紙に向けてノズルからインク滴を吐出して前記用紙に検出用パターンを形成して前記インクの噴出状態を検出するインクジェットの噴射状態検出方法であって、前記用紙を搬送する用紙搬送手段と、前記用紙にインク滴を吐出するノズルと、少なくとも前記用紙搬送手段と前記ノズルの駆動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記検出用パターンを形成する際には、前記用紙の搬送速度を通常の印字を行う場合よりも低下させるように前記用紙搬送手段の駆動を制御する、ことを特徴としている。

請求項５に記載のインクジェット記録装置では、用紙を搬送しながらノズルからインクを吐出することで、用紙に検出用パターンが形成される。ノズルから、例えば一定の間隔でインク滴を吐出することで、用紙上には用紙の搬送方向にインクのドットが複数並んだ検出用パターンが形成されることになり、これによりノズルからのインクの吐出の有無を検出することができる。

ここで、検出用パターンを用紙に形成する際には、制御装置は、用紙の搬送速度を通常の印字を行う場合よりも低下させるように用紙搬送手段の駆動を制御する。

インクがイエローのように濃度の薄い場合、黒等の濃度の濃いインク対比で、検出感度が低下するが、本発明のように用紙の搬送速度を通常の印字を行う場合よりも低下させることで、用紙上でインク滴を重ねることができる。これにより、用紙の単位面積当たりのインク付着量が増加し、検出用パターンの濃度が濃くなり、検出感度の低下を防ぐことが出来るようになる。

なお、ノズルは固定されていても良く、用紙を搬送させながら用紙搬送方向と直交する方向に移動しても良い。

また、検出用パターンは、光センサで検出しても良く、目視で検出しても良い。

以上説明したように請求項１、及び請求項２のインクジェットの噴射状態検出方法によれば、インク種にかかわらず、確実にノズルの吐出の有無を検査することが出来る、という優れた効果を有する。

請求項３のインクジェットの噴射状態検出方法によれば、インクのような色が付いていない処理液を用いた場合であっても、確実にノズルの吐出の有無を検査することが出来るという優れた効果を有する。

また、請求項４、及び請求項５のインクジェット記録装置によれば、インク種にかかわらず、確実にノズルの吐出の有無を検査することが出来る、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

インクジェット記録装置１０は、図１に示すように、用紙Ｐを送り出す用紙供給部１２と、用紙Ｐの姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して用紙Ｐに画像形成する記録ヘッド部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋを備える記録部２０と、記録部２０で画像形成された用紙Ｐを排出する排出部２２とから基本的に構成される。

用紙供給部１２は、用紙Ｐが積層されてストックされているストッカ２４と、ストッカ２４から１枚ずつ枚葉してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。

レジ調整部１４は、ループ形成部２８と用紙Ｐの姿勢を制御するガイド部材３０が備えられており、この部分を通過することによって用紙Ｐのコシを利用してスキューが矯正されると共に搬送タイミングが制御されて記録部２０に進入する構成である。

記録部２０は、用紙Ｐを搬送する用紙搬送ベルト３２を備えており、連続的に搬送される用紙Ｐに対して、記録ヘッド部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋから夫々インク滴が吐出され当該用紙Ｐにカラーの画像が形成される。

記録ヘッド部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋは、ノズル面からインク滴を吐出する所謂インクジェット記録ヘッドである。

記録ヘッド部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋの各ノズル面には、インク滴を吐出する図示しない複数のノズルが用紙搬送方向と直交する方向に一定の間隔で設けられている。

記録ヘッド部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋは、ノズル列の長さが、用紙Ｐの印刷領域の幅寸法以上に設定されている。

なお、記録ヘッド部１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋは、インクジェット方式であれば、インクの種類およびインク滴の吐出方式を問わない。なお、ここではインク滴の吐出方式はインクジェット方式であるとして説明したが、用紙に対して非接触で直接色材を転移させるタイプであればその方式は問わない。

インクジェット方式が代表的であるが、公知の方式であればいずれの方式も適用可能である。

また、インクジェット方式においてもサーマルインクジェット方式、ピエゾ式インクジェット、連続流型インクジェット、静電吸引型インクジェット等、方式に限定されない。

また、使用するインクも水性インク、油性インク、ジェル状のジェルインク、常温で固形のいわゆるソリッドインク、溶剤インク等いずれも適用可能である。

インク中の色材も顔料、染料を問わない。

本実施形態では、用紙搬送方向にイエロー（Ｙ）のインク滴を吐出する記録ヘッド部１６Ｙ、マゼンタ（Ｍ）のインク滴を吐出する記録ヘッド部１６Ｍ、シアン（Ｃ）のインク滴を吐出する記録ヘッド部１６Ｃ、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出する記録ヘッド部１６Ｋが用紙搬送方向に沿って配置され、これによってフルカラー印字が可能となっている。

ここで、記録ヘッド部１６Ｋの用紙搬送方向下流側には、処理液を吐出するヘッド部１６Ｓ、及びラインセンサ（例えば、ＣＣＤラインセンサ）３４が設けられている。

排出部２２は、記録部２０で画像が形成された用紙Ｐを排紙ベルト３６を介してトレイ３８に収納するものである。

なお、記録ヘッド部１６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、ヘッド部１６Ｓ、用紙搬送ベルト３２を駆動するモータ４０、ラインセンサ３４等は、制御装置４２に接続されている。
（作用）
以下に、本実施形態のインクジェット記録装置１０において、ノズルからの噴射が正常か否かを判定する方法を説明する。

通常、印字ドットは、ドット毎が重ならない位置に着弾するように噴射され、画像が形成される。

例えば、解像度６００ｄｐｉのヘッドにて６００×６００ｄｐｉの解像度で印字を行う場合、ヘッド駆動周波数を１２ｋＨｚで実施した場合、用紙搬送を２０ｉｎｃｈ／ｓｅｃの速度で駆動することで、６００×６００ｄｐｉの印字を行うことが出来る。

本実施形態のインクジェット記録装置１０では、用紙搬送方向に記録される１ドットラインを検出していくことで、ノズルからのインク滴の噴射が正常か否かを判定する。

図２（Ａ）は、不吐出検出用パターンの記録された用紙Ｐがラインセンサ３４下方を通過している様子を示している。

図２（Ｂ）は、例えば、ブラック等の濃度の濃いインクの場合のノズルの不吐出検出用パターンの拡大図である。なお、図２（Ｂ）において、正方形の升目は、ドットピッチを分かりやすくするために記載したものであり、実際に用紙Ｐに印刷されているものではない。

ここでは、ノズル３個おきに一定回数（例えば１０回）インク滴を吐出し、その後、隣接するノズルから同様にインク滴を吐出し、全てのノズルがインク滴を吐出するまで同様の操作を繰り返している。

このような不吐出検出パターンの形成された用紙Ｐは、用紙搬送ベルト３２でラインセンサ３４の下方を搬送され、ラインセンサ３４は複数のドット４４Ａが用紙搬送方向に並んだドットライン４４の有無を検出する。

ここで、例えば、イエローのインクは、ブラックのインクに比較して濃度が極めて薄いため、ラインセンサ３４による精度の良い検出が困難となる。したがって、本実施形態では、イエローのインク滴の噴射が正常か否かを検出する場合には、用紙搬送速度を通常の印字の半分の速度（例えば、１０ｉｎｃｈ／ｓｅｃ）とする。

これにより、図２（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、用紙上のイエローのインクは半ドットずつ重なるようになり、単位面積当たりのインク量が２倍となって濃度が濃くなるため、イエローの１ドットラインの有り無しをラインセンサ３４で精度良く検出することが可能となる。

上記実施形態では、用紙Ｐを搬送しながら複数のドット４４Ａからなるドットライン４４を記録し、これを検出したが、濃度の濃いインクの場合、用紙Ｐの搬送を停止した状態で図３（Ａ）に示すように、同一位置に１ドット噴射を実施後、用紙Ｐを噴射ドットと隣接しない程度搬送（ここでは３ドット分）し、他のノズルより１ドット噴射し、これを繰り返すようにしても良い。

ドット径が小さい場合や、低濃度インクの場合には、用紙Ｐの搬送を停止した状態で同一ノズルで同一位置を複数ドット噴射させることで、単位面積当たりのインク量を増加させる（図３（Ｂ）参照。）。これにより、ドット４４Ａの濃度が濃くなり、ラインセンサ３４による検出感度を高めることができる。

なお、ラインセンサ３４は、用紙Ｐのインクの濃度を検出するので、高価なカラー用でなく、安価な白黒用のもので良く、また、低解像度用でも精度良く検出できる。

図３（Ｂ）に示す例では、図３（Ｄ）に示すように、１箇所に４ドット噴射し、用紙Ｐを３ドットの径分だけ搬送後、異なるノズルより同様に４ドット噴射することを繰り返し行い、全ノズルの吐出検知を実施している。

なお、用紙搬送を１ドット単位に実施し、図３（Ｃ）に示すように斜め線を印字するような形にし、途切れている部分を検出する方式としても良い。

また、図４（Ａ）には、通常搬送速度にて、複数ノズル（ここでは、図面左右方向で連続４ノズル）から同時に噴射した際のパターンが示されており、このパターンに基づいて不吐出検出を実施している。

ここでは、インクを吐出できない不吐出ノズルがあった場合、用紙搬送速度を低下させ、複数ノズル同時噴射を行い、不吐出による印字抜け（図４（Ａ）の白抜け領域４６（図面上下方向に延びる白線））が基準以上か判断する。

例えば、用紙搬送速度を通常の１／２にして、図４（Ｂ）に示すように白抜け領域４６の幅が半ドット未満となる場合（インクの滲みによってなる。）、印字時の用紙搬送速度を通常の１／２にして行う。この場合、不吐出ノズルの両隣のノズル以外の印字データは、データ処理により用紙搬送方向に１ドットおきに印字するようにする。不吐出ノズルの両隣の隣接ノズルは、データ量を２倍にして印字することで、図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、インクが滲んでドット径が大きくなり、白抜け領域４６が目立たなくなる。これにより、通常速度で印字した場合と同等の画像を得ることが出来る。

なお、本実施形態のインクジェット記録装置１０では固定式のヘッド部（ノズル）を用いていたが、用紙Ｐを搬送させながら用紙搬送方向と直交する方向に移動するタイプのヘッドを用いることもできる。
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、色の付いたインクの不吐出を検出する場合の説明を行ったが、処理液（例えば、インクのにじみ防止用の液、インクの乾燥を速める液など）の不吐出を検出する場合には、印字を行う通常の用紙Ｐに処理液を噴射しても、処理液が正常に吐出したか否かが判別できない。

そこで、処理液の付着を判別可能とするためには、通常の用紙Ｐに換えて吐出検出用専用紙を用いる。

例えば、通常のインクを反応させて紙面上で化学反応を起こさせる処理液は、Ｐｈが通常インクと逆となる。即ち、処理液が中性でないことを利用し、リトマス試験紙を吐出検出用専用紙として用い、吐出検出用専用紙の色変化を検出することで不吐出が検出可能となる。

青色のリトマス試験紙が処理液（酸性）の付着によって赤色に変色することを利用した場合、ラインセンサ３４でリトマス試験紙の色の変化見ることで処理液の不吐出を検出可能となる。

なお、処理液の付着により用紙の濃度が濃くならずに色が変化するような場合にはラインセンサ３４はカラー用とし、濃度が濃くなる場合にはラインセンサ３４は白黒用でよい。

なお、高解像度の場合、ドット径が小さくなり判別が困難になるため、インクの場合と同様に、用紙搬送速度を低速にして単位面積当たりの処理液量を増やすことで、検出が容易になる。

なお、通常インクの場合にもリトマス試験紙を用いることが出来る。例えば、インク（イエロー）がアルカリ性の場合、アルカリ性を検出できるリトマス試験紙（赤色）を使用し、インクの付着により青色に変色することをラインセンサで検出すれば良い。

本実施形態では吐出検出用専用紙としてリトマス試験紙を用いているが、本発明はこれに限らず、酸性物を検出するものとしてヨウ化カリウムでんぷん紙など、酸化物で変色する用紙、Ｐｈが測定できるＰｈ試験紙、ユニバーサル試験紙、ホウルレジン試験紙などを用いることができ、処理液またはインクが付着して発色したり、色が変化したり、濃度が濃くなるものであれば使用可能である。

また、不吐出検出用のパターンは、前述した実施形態のものを採用できる。

なお、上記実施形態ではラインセンサ３４で不吐出検出パターンを検出したが、目視で検出しても良い。

インクジェット記録装置の概略構成図である。 （Ａ）は不吐出検出用パターンが用紙に記録される様子を示す装置及び用紙の平面図であり、（Ｂ）は不吐出検出用パターンの拡大図であり、（Ｃ）は濃度の薄いインクの場合の不吐出検出用パターンの拡大図であり、（Ｄ）は図２（Ｃ）に示すドットラインの拡大図である。 （Ａ）は不吐出検出用パターンの拡大図であり、（Ｂ）は濃度の薄いインクの場合の不吐出検出用パターンの拡大図であり、（Ｃ）は搬送速度を低下させた場合の不吐出検出用パターンの拡大図であり、（Ｄ）は図３（Ｂ）に示すドットの拡大図である。 （Ａ）は不吐出検出用パターンの拡大図であり、（Ｂ）は搬送速度を低下させた場合の不吐出検出用パターンの拡大図であり、（Ｃ）は搬送速度を１／２に低下させた場合の通常印字の拡大図であり、（Ｄ）は図４（Ｃ）のドットの拡大図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置
１６Ｙ 記録ヘッド部
１６M 記録ヘッド部
１６Ｃ 記録ヘッド部
１６Ｋ 記録ヘッド部
Ｐ 用紙
３２ 用紙搬送ベルト
３４ ラインセンサ
４０ モータ
４２ 制御装置
４４Ａ ドット
４４ ドットライン

Claims (5)

1. 用紙の搬送方向と交差する方向に列をなす複数のノズルからインク滴を吐出して前記用紙に検出用パターンを形成して前記インクの噴出状態を検出するインクジェットの噴射状態検出方法であって、
   前記検出用パターンを形成する際には、前記用紙の搬送を停止した状態で同一箇所に複数回インク滴を吐出する、ことを特徴とするインクジェットの噴射状態検出方法。
2. 搬送される用紙に向けてノズルからインク滴を吐出して前記用紙に検出用パターンを形成して前記インクの噴出状態を検出するインクジェットの噴射状態検出方法であって、
   前記検出用パターンを形成する際には、前記用紙の搬送速度を通常の印字を行う場合よりも低下させる、ことを特徴とするインクジェットの噴射状態検出方法。
3. ノズルからインク以外の処理液を吐出する際の前記処理液の噴出状態を検出するインクジェットの噴射状態検出方法であって、
   前記ノズルからの前記処理液の噴出状態を検出する際には、前記処理液が付着することで色が変化する検査用紙を用いる、ことを特徴とするインクジェットの噴射状態検出方法。
4. 用紙の搬送方向と交差する方向に列をなす複数のノズルからインク滴を吐出して前記用紙に検出用パターンを形成して前記インクの噴出状態を検出可能とするインクジェット記録装置であって、
   前記用紙を搬送する用紙搬送手段と、
   前記用紙にインク滴を吐出する複数のノズルと、
   少なくとも前記用紙搬送手段と前記ノズルの駆動を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記検出用パターンを形成する際には、前記用紙の搬送を停止した状態で同一箇所に複数回インク滴を吐出するように前記用紙搬送手段と前記ノズルの駆動を制御する、ことを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 搬送される用紙に向けてノズルからインク滴を吐出して前記用紙に検出用パターンを形成して前記インクの噴出状態を検出するインクジェット記録装置であって、
   前記用紙を搬送する用紙搬送手段と、
   前記用紙にインク滴を吐出するノズルと、
   少なくとも前記用紙搬送手段と前記ノズルの駆動を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記検出用パターンを形成する際には、前記用紙の搬送速度を通常の印字を行う場合よりも低下させるように前記用紙搬送手段の駆動を制御する、ことを特徴とするインクジェット記録装置。

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