JP2006168203A - Method for optimizing ejection state of inkjet head - Google Patents
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Description
本発明はインクジェットヘッドの吐出状態最適化方法、特に、インクジェットヘッドの各々のノズルが正常に吐出する状態にするために、印加するパルスを最適化する方法に関する。 The present invention relates to a method for optimizing the ejection state of an ink jet head, and more particularly to a method for optimizing a pulse to be applied so that each nozzle of the ink jet head ejects normally.
画像形成装置の中でもインクジェット記録装置は、印刷にかかわる装置構成が比較的簡略かつ安価であるため、個人用途から産業用途まで近年さまざまな用途で用いられるようになってきており、それに伴い高画質化、高安定化の要求も高まってきている。 Among image forming apparatuses, the inkjet recording apparatus has a relatively simple and inexpensive configuration for printing, and has recently been used in various applications ranging from personal use to industrial use. The demand for high stability is also increasing.
特にプロフェッショナルユースや産業用途のインクジェット記録装置においては、高画質であるとともに、常に一定の品質でプリントされることが重要である。 In particular, in an inkjet recording apparatus for professional use and industrial use, it is important to print with a constant quality as well as high image quality.
しかしながら、インクジェットヘッドのノズルの目詰まりや、ヒーターの断線などによる偶発的な故障により、ノズルにパルスを印加しても正常にインク滴が吐出されず、本来形成すべき画像のドットが形成できない問題が存在している。
この問題に対して、従来の技術として、発光素子と受光素子の間にノズル毎にインク滴を吐出させ、その光量変動からそのノズルが正常に吐出しているか否かを検査する方法が周知である(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
However, due to an accidental failure due to the clogging of the nozzles of the inkjet head or disconnection of the heater, the ink droplets are not ejected normally even when a pulse is applied to the nozzles, and the dots of the image to be originally formed cannot be formed. Is present.
As a conventional technique for solving this problem, a method of inspecting whether or not a nozzle is normally ejected by ejecting an ink droplet for each nozzle between a light emitting element and a light receiving element and knowing whether or not the nozzle is ejecting normally is known. Yes (see, for example,
この方法により正常でない吐出のノズルを検出することができ、例えばヘッドのクリーニング動作を行って吐出を正常な状態にする、または印字時には正常でないノズルが打つべきドットを他の正常な吐出のノズルに打たせるなどの手段をとることが可能となり、常に高品質な画像を得ることができるようになる(例えば、特許文献3、特許文献4参照)。
This method can detect abnormally ejected nozzles, for example, by performing a head cleaning operation so that ejection is in a normal state, or dots that should not be ejected by a nozzle that is not normal at the time of printing are changed to other normal ejected nozzles. It is possible to take measures such as hitting, and a high-quality image can always be obtained (see, for example,
しかしながらこれら従来の技術では、次第にヘッドの状態が変化し吐出が弱まったノズルが増えた場合、ノズルが完全に故障したのではないのに、ヘッドのクリーニング動作を行ってインクを消費することが多くなり、それでも吐出が弱まったままの場合ヘッドを交換する以外に正常な吐出に復帰させることができなかった。
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、インクジェットヘッドの吐出状態検査を行い、その結果をもとにインクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object thereof is to provide a method of performing an inspection of the ejection state of an inkjet head and optimizing the ejection state of the inkjet head based on the result. To do.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の装置は、インクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法であって、インクジェットヘッドの吐出状態を検査するステップと、前記検査の検査結果を用いてインクジェットヘッドに印加するパルスを変更するか否かを判断するステップと、前記判断に応じてインクジェットヘッドに印加するパルスを変更するステップと、印加するパルスを変更した場合に再度インクジェットヘッドの吐出状態を検査するステップと、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention according to
以上説明したように本発明によれば、インクジェットヘッドの吐出状態の検査結果を用いて、簡便な方法でインクジェットヘッドの吐出状態を最適化することができる効果をもつ。 As described above, according to the present invention, it is possible to optimize the ejection state of the inkjet head by a simple method using the inspection result of the ejection state of the inkjet head.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は本発明を適用したインクジェット記録装置の概略斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic perspective view of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
インクジェット記録装置1において、2はヘッドキャリッジであり、副走査方向に複数の記録素子を配列された記録素子列を有しインク滴を吐出するインクジェットヘッドが、記録ヘッド固定レバー3によってヘッドキャリッジ2に着脱可能となっている。ヘッドキャリッジ2はこの記録ヘッドを位置決めして搭載し、かつ記録ヘッドを駆動するための信号などを伝達するためのコネクタを設けてあり、記録ヘッドと電気的に接続されるようになっている。またヘッドキャリッジ2はインクタンク4を位置決めして搭載し、記録ヘッドとインクタンク4を連通させてインクを供給するようにしている。
In the ink
5は走査レールであり、ヘッドキャリッジ2の主走査方向に延在し、ヘッドキャリッジ2を摺動自在に支持する。ヘッドキャリッジ2は、ヘッドキャリッジ駆動用モーター6、モータプーリ7、従動プーリ8およびタイミングベルト9を介して、走査レール5上を矢印a、b方向に往復移動して記録媒体上を走査する。このとき、記録ヘッドにより往復記録が可能である。また、10、11、および12、13は、記録媒体の挟持搬送を行うための搬送ローラー対である。
A
14は紙などの記録媒体で、記録媒体14の被記録面を平坦に規制する不図示のプラテンに圧接されている。また、ヘッドキャリッジ2に搭載された記録ヘッドはヘッドキャリッジ2から下方へ突出して記録媒体搬送用ローラー11、13間に位置し、記録ヘッドのノズル形成面は、プラテンの案内面に圧接された記録媒体14に平行に対向するようになっている。画像データは、不図示のフレキシブルケーブルにより記録装置本体の電気回路から記録ヘッドに伝送される。
Reference numeral 14 denotes a recording medium such as paper, which is pressed against a platen (not shown) that regulates the recording surface of the recording medium 14 to be flat. The recording head mounted on the
図2は本発明の実施の形態におけるインクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration of the ink jet recording apparatus according to the embodiment of the present invention.
20は記録装置内部のアドレス信号、制御信号、データを伝送するバスラインを示しており、21は画像信号などを入力するデータ入力部である。22は記録装置全体をROM23中の各種プログラムに基づいて制御するCPUを示している。このCPU22中において、23は、ROMであり、エラー処理プログラム、記録動作プログラム、CPU22を動作させるためのプログラム等を格納している。24は、ROM23中の各種プログラムのワークエリアおよびエラー処理時の一時退避エリアとして用いるRAMを示している。
そして、25はデータ入力部21で得た入力画像信号の信号処理を行う画像信号処理部を示しており、26は記録開始等のオペレーションを行うための操作部である。29は吐出制御部であり、画像信号処理部25で処理されたデータに基づき記録ヘッドを駆動、制御する。副走査部27は、搬送モーターを所定のタイミングで所定量回転させる。主走査部28は、ヘッドキャリッジ駆動用モーター6を所定のタイミングで所定量回転させる。30は記録部を示し、記録ヘッドによりインクを記録媒体14に吐出し画像を形成する。
An image
図3は本発明の実施の形態に用いるインクジェットヘッドの吐出状態検査装置の概略構成を示す側面図である。本装置はヘッドキャリッジ2が移動可能な範囲にあり、インクジェットヘッドのノズル列の方向が図3の矢印Aの方向とおおよそ一致するように配置されている(図1においては図示していない)。
FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of an inkjet head discharge state inspection apparatus used in the embodiment of the present invention. This apparatus is in a range in which the
31はインクジェットヘッド、34は各ノズルから検査のために吐出されたインク滴を受け排出するためのインク受けである。32、33は吐出状態を検査するためにインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されたインク滴を光学的に検出するための発光部、受光部を示している。発光部を構成する発光素子は、LED、半導体レーザーなどが好ましく、受光部を構成する受光素子はそれぞれ発光素子の特性に合ったフォトダイオードを用いている。発光部から発せられた光の中にインク滴を吐出することにより、受光部が受光する光量に変動が生じ、インク滴が通過したことを検出することができるようになっている。
31 is an ink jet head, and 34 is an ink receiver for receiving and discharging ink droplets ejected from each nozzle for inspection.
しかしながらインク滴の容量は数ピコリットルと微小であり、1滴だけの吐出では光量の変動が小さくS/N比も小さいので、1ノズルあたり15kHz周期で5ドット連続で吐出させる。発光部から発せられる光軸の幅や受光部の時間的な特性を考慮すると、15kHzの周期は時間的に短いため、1ドット分の光量変動が5ドット分に畳み込まれて十分なS/N比を得ることができるようになる。またこのような1ノズルの吐出状態の検査を順次ノズルを変えながら行うことによってすべてのノズルの吐出状態を検査することができるが、隣り合うノズルの信号が重なり合うことを防ぐために、15kHz周期で5ドット連続で吐出させた後に10ドット分の休止期間を設けている。すなわち1ノズルあたりの1回の検査時間はおよそ1msecとなる。 However, the volume of ink droplets is as small as several picoliters, and when only one droplet is ejected, the amount of light varies little and the S / N ratio is small. Therefore, five dots are ejected continuously at a period of 15 kHz per nozzle. Considering the width of the optical axis emitted from the light emitting part and the temporal characteristics of the light receiving part, since the 15 kHz period is short in time, the fluctuation of light quantity for one dot is convoluted into five dots and sufficient S / N ratio can be obtained. In addition, it is possible to inspect the ejection state of all the nozzles by sequentially performing the inspection of the ejection state of one nozzle while changing the nozzles. However, in order to prevent the signals of the adjacent nozzles from overlapping, 5 in a cycle of 15 kHz. A pause period of 10 dots is provided after the dots are continuously ejected. That is, the inspection time per nozzle is about 1 msec.
このような方法にてインクジェットヘッドの吐出状態を検査した結果の信号は図4に示すようになる。上側の信号は吐出指令の基準信号であり、下側の信号が吐出状態検査装置の受光部の信号である。0〜1msec間の信号が第N番ノズルであるとすると、1〜2msec間が第N+1番ノズル、2〜3msec間が第N+2番ノズルの吐出状態を示す信号となる。図4からわかるように、第N+2番ノズルでは光軸内のインク滴通過による信号変動レベルがほとんど見られず、吐出が正常でないノズルであることが判断される。上記で説明した吐出状態の検査はすべてのノズルについて順次行い、複数のヘッドを持つ場合それぞれのヘッドについても行う。 A signal as a result of inspecting the ejection state of the ink jet head by such a method is as shown in FIG. The upper signal is a reference signal for the discharge command, and the lower signal is a signal for the light receiving unit of the discharge state inspection device. Assuming that the signal between 0 and 1 msec is the Nth nozzle, the signal indicating the discharge state of the (N + 1) th nozzle is between 1 and 2 msec, and the signal between the N + 2 and the nozzle is between 2 and 3 msec. As can be seen from FIG. 4, in the (N + 2) th nozzle, the signal fluctuation level due to the passage of the ink droplet in the optical axis is hardly seen, and it is determined that the nozzle is not ejected normally. The ejection state inspection described above is sequentially performed for all nozzles, and is performed for each head when a plurality of heads are provided.
前述の吐出状態検査の結果、ノズルごとに吐出が正常であるか否かの情報を得ることができる。以下に、第1の実施の形態として、この情報をもとにインクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法について説明する。 As a result of the above-described ejection state inspection, it is possible to obtain information on whether ejection is normal for each nozzle. In the following, as a first embodiment, a method for optimizing the ejection state of the inkjet head based on this information will be described.
図5は第1の実施の形態のインクジェットヘッドの吐出を最適化するシーケンスを示すフローチャートである。まずステップS1において、前述の吐出状態の検査をすべてのノズルについて順次行う。これにより各ノズルの吐出が正常であるか否かが決定される。次にステップS2において、本検査の結果をメモリに保存する。そして本検査の結果および過去の検査結果の履歴の総数が例えば3以上になったならば(S3)、各々のノズルの吐出状態の履歴のチェックを行う。この履歴のチェックにおいては例えば、過去3回とも吐出と判定されていればそのノズルは健全であり、過去3回とも不吐出であると判定されていれば何らかの原因によりそのノズルは復帰不能であると判断する(この復帰不能であると判断されたノズルが印字の際に打つべきドットは、他の正常な吐出のノズルに打たせて補完する)。その他の、過去3回に吐出状態が変化しているノズルは、吐出が不安定なノズルであると判断し、例えばこのようなノズルが全体のノズルの10%を超えた場合(S4)は、吐出のために印加するパルスをより吐出をしやすいテーブルに変更する(S5)。 FIG. 5 is a flowchart showing a sequence for optimizing the ejection of the ink jet head according to the first embodiment. First, in step S1, the above-described discharge state inspection is sequentially performed for all nozzles. Thereby, it is determined whether or not the ejection of each nozzle is normal. Next, in step S2, the result of this inspection is stored in the memory. When the total number of the results of the main inspection and the past inspection results becomes 3 or more, for example (S3), the discharge state history of each nozzle is checked. In this history check, for example, if it has been determined that the discharge has been performed three times in the past, the nozzle is healthy, and if it has been determined that no discharge has occurred in the past three times, the nozzle cannot be restored for some reason. (Dots to be hit by the nozzles determined to be unrecoverable when printing are printed by other normal ejection nozzles to be complemented). The other nozzles whose discharge state has changed in the past three times are determined to be nozzles whose discharge is unstable. For example, when such nozzles exceed 10% of the total nozzles (S4), The pulse applied for ejection is changed to a table that facilitates ejection (S5).
これはヘッドを使用しつづけていると同じ印加パルスによる応答の特性が変化し、吐出するインクの総量や速度などに変化が生じてしまうためであり、このようにパルステーブルを変更することで再びヘッドを正常な状態にすることができる。 This is because the response characteristics due to the same applied pulse change when the head is used continuously, and the total amount and speed of ink to be ejected change. By changing the pulse table in this way, it is possible again. The head can be in a normal state.
その後ステップS6において、過去の検査結果の履歴は、パルステーブルを変更したことでヘッドの駆動条件が変わり、比較対象としての意味を失うので、メモリ上からクリアする。そしてパルステーブルを変更した状態で再び吐出状態の検査を行い(S7)、検査結果をメモリ上に保存する(S8)。これにより検査結果の履歴が1回分蓄積される。 Thereafter, in step S6, the history of past inspection results is cleared from the memory because the driving condition of the head changes due to the change of the pulse table and loses its meaning as a comparison target. Then, the ejection state is inspected again with the pulse table changed (S7), and the inspection result is stored in the memory (S8). Thereby, the history of the inspection result is accumulated for one time.
以後本シーケンスを繰り返すことになるが、検査結果の履歴が3回蓄積されるごとにパルステーブルを変更するか否かの判断をする。 Thereafter, this sequence is repeated, but each time the inspection result history is accumulated three times, it is determined whether or not to change the pulse table.
また図6のようなシーケンスにしても良い。つまり、ステップS14において、パルステーブルが変更する限界にあるかどうかをチェックするステップを加えることで、もしこれ以上のパルステーブルの変更ができない場合には、ユーザーに対してヘッド交換を促すようなメッセージを表示させて(S20)、ユーザーにヘッド交換すべき時期を通知することができる。 Further, the sequence shown in FIG. 6 may be used. That is, in step S14, by adding a step for checking whether the pulse table is at the limit to be changed, if the pulse table cannot be changed any more, a message prompting the user to replace the head Can be displayed (S20) to notify the user when the head should be replaced.
前述の検査結果の履歴を不揮発性のメモリ上に保持しておくようにすることで、プリンタ電源をオフしても失われないような構成にしても良いことは言うまでもない。また履歴を保存、チェックする回数は3回に限定されないし、またパルステーブルを変更する閾値も不安定なノズルの比率10%に限定されない。さらに、本シーケンスは通常印字動作前に行われるが、必ずしも印字動作前でなくてもよい。 It goes without saying that the above-described inspection result history may be stored in a non-volatile memory so that it is not lost even when the printer power is turned off. In addition, the number of times the history is stored and checked is not limited to three, and the threshold for changing the pulse table is not limited to the unstable nozzle ratio of 10%. Furthermore, although this sequence is normally performed before the printing operation, it does not necessarily have to be before the printing operation.
(第2の実施の形態)
次に第2の実施の形態のインクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法について説明する。第1の実施の形態においては、吐出状態検査の結果は各々のノズルが吐出しているか否かという判断であったが、図4に示すように1.5Vを基準レベルとした場合の、吐出指令の基準信号からインク滴が検査装置の光軸上に到達するまでの時間40a(以後、「到達時間」と呼ぶ)や、インク滴が光軸上に存在して光量を変動させている時間40b(以後、「遮光時間」と呼ぶ)を判断の基準とすることもできる。図7のステップS23において、あらかじめ決められた基準値に対して、到達時間が長いか遮光時間が短いノズルを数え上げる。到達時間が長い、もしくは遮光時間が短いということは、そのノズルの吐出が弱まってきていることを示していて、そのノズルの数が例えば10%以上であるとパルステーブルを変更して、吐出状態を正常にする。なお、ステップS22、S27で吐出、不吐出情報を保存しておく理由は印字の際に正常でないノズルが打つべきドットを他の正常な吐出のノズルに打たせるためである。
(Second Embodiment)
Next, a method for optimizing the ejection state of the ink jet head according to the second embodiment will be described. In the first embodiment, the result of the discharge state inspection is a determination as to whether or not each nozzle is discharging. However, as shown in FIG.
パルステーブルを変更する閾値は、到達時間が長いか遮光時間が短いノズルの比率10%に限定されない。さらに、本シーケンスは通常印字動作前に行われるが、必ずしも印字動作前でなくてもよい。また前述の到達時間、遮光時間の基準値はあらかじめインクの種類に応じてあらかじめ決めておいてもよいし、新規にヘッドを装着した際に初期値を取得、保存しておき、その後その初期値からの変動比率などで判断しても良い。 The threshold for changing the pulse table is not limited to the nozzle ratio of 10%, which has a long arrival time or a short light blocking time. Furthermore, although this sequence is normally performed before the printing operation, it does not necessarily have to be before the printing operation. In addition, the reference values for the arrival time and the light shielding time described above may be determined in advance according to the type of ink, or initial values are acquired and stored when a new head is mounted, and then the initial values are obtained. Judgment may be made based on the fluctuation ratio from
ここで説明したインクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法においては、ヘッドに印加するパルステーブルを変更したが、パルスの電圧値を変更しても同様の効果が得られる。また印加するパルステーブルの変更は必ずしもヘッドの単位でなくてもよく、例えばヘッドが複数のブロックに分かれていて、それぞれに対して独立したパルステーブルを設定できる場合には、そのような単位でパルステーブルの変更を制御してもよい。 In the method for optimizing the ejection state of the ink jet head described here, the pulse table applied to the head is changed, but the same effect can be obtained even if the voltage value of the pulse is changed. Further, the pulse table to be applied does not necessarily have to be changed in units of heads. For example, when the head is divided into a plurality of blocks and an independent pulse table can be set for each block, the pulses are changed in such units. The change of the table may be controlled.
1 インクジェット記録装置
2 ヘッドキャリッジ
3 記録ヘッド固定レバー
4 インクタンク
5 走査レール
6 ヘッドキャリッジ駆動用モータ
7 モータプーリ
8 従動プーリ
9 タイミングベルト
14 記録媒体
20 バスライン
21 画像入力部
22 CPU
23 ROM
24 RAM
25 画像信号処理部
26 操作部
27 副走査部
28 主走査部
29 吐出制御部
30 記録部
31 ヘッド
32 発光部
33 受光部
34 インク受け
35 ノズル
DESCRIPTION OF
23 ROM
24 RAM
25 Image
Claims (3)
インクジェットヘッドの吐出状態を検査するステップと、
前記検査の検査結果を用いてインクジェットヘッドに印加するパルスを変更するか否かを判断するステップと、
前記判断に応じてインクジェットヘッドに印加するパルスを変更するステップと、
印加するパルスを変更した場合に再度インクジェットヘッドの吐出状態を検査するステップと、
を有することを特徴とするインクジェットヘッドの吐出状態最適化方法。 A method for optimizing the ejection state of an inkjet head,
Inspecting the ejection state of the inkjet head; and
Determining whether to change the pulse applied to the inkjet head using the inspection result of the inspection; and
Changing a pulse to be applied to the inkjet head according to the determination;
Inspecting the ejection state of the inkjet head again when the applied pulse is changed; and
A method for optimizing the ejection state of an inkjet head, comprising:
インクジェットヘッドの各々のノズルが吐出可能であるか否かを判断の基準にしていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッドの吐出状態最適化方法。 The step of determining includes
2. The method for optimizing the discharge state of an ink jet head according to claim 1, wherein whether or not each nozzle of the ink jet head can be discharged is used as a criterion for determination.
前記検査時にインクジェットヘッドの各々のノズルから吐出されたインク滴が吐出指令信号を受けてから吐出検査装置に到達するまでの時間、およびインク滴が吐出検査装置内に存在している時間を判断の基準にしていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッドの吐出状態最適化方法。 The step of determining includes
The time from when the ink droplets ejected from each nozzle of the inkjet head at the time of the inspection receives the ejection command signal to reach the ejection inspection device, and the time that the ink droplet exists in the ejection inspection device are determined. The method for optimizing the discharge state of an ink jet head according to claim 1, wherein the method is used as a reference.
Priority Applications (1)
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JP2011251543A (en) * | 2011-09-16 | 2011-12-15 | Seiko Epson Corp | Nozzle inspection device, nozzle inspection method, and inspection program |
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