JP2006256115A - Device and method for inspecting liquid ejection state - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェットヘッドの吐出状態検査装置および吐出状態検査方法、特に、インクジェットヘッドの各ノズルが正常に吐出する状態か、正常に吐出しない状態かを検査する方法に関する。 The present invention relates to an ejection state inspection device and an ejection state inspection method for an inkjet head, and more particularly to a method for inspecting whether each nozzle of an inkjet head is ejected normally or not.
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。 However, due to an accidental failure due to the nozzle clogging 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.
この問題に対して、例えば特許文献1、特許文献2などに開示されているように、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。
To solve this problem, for example, as disclosed in
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したり、また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。 With this method, it is possible to detect nozzles that are not ejected normally.For example, a head cleaning operation is performed so that ejection is normal. It is possible to take a means such as hitting, and a high-quality image can always be obtained.
一方、長時間にわたってインクジェットヘッドからインクの吐出が行われないと、ヘッド内のインクが蒸発乾燥し、インク中の増粘した固形成分がインクの吐出不良を引き起こす場合がある。そのため従来のインクジェット記録装置では、プリント媒体にインクを吐出するのに先立って、プリント媒体とは異なる位置にて予備の吐出を行い、インクジェットヘッドを良好な状態にしてからプリントするという方法が周知である。このことは、インクジェットヘッドの吐出状態を検査する場合にも同様で、インクジェットヘッドを良好な状態にしてから検査する必要がある。 On the other hand, if ink is not ejected from the inkjet head for a long time, the ink in the head is evaporated and dried, and the thickened solid component in the ink may cause ink ejection failure. For this reason, in a conventional ink jet recording apparatus, prior to discharging ink to a print medium, a preliminary discharge is performed at a position different from the print medium, and printing is performed after the ink jet head is in a good state. is there. The same applies to the case where the ejection state of the ink jet head is inspected, and it is necessary to inspect after the ink jet head is in a good state.
しかしながら、前述の特許文献1、特許文献2などには、インクジェットヘッドの吐出状態検査時に予備吐出を行うという点については開示されておらず、また一方で単純に予備吐出と吐出状態の検査を組み合わせただけでは、検査時間に相当の時間を要することになってしまう恐れがある。
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、短時間でインクジェットヘッドを良好な状態にしてから検査を行う、インクジェットヘッドの吐出状態検査装置および吐出状態検査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 provides an ejection state inspection apparatus and an ejection state inspection method for an inkjet head that performs inspection after the inkjet head is in a good state in a short time. With the goal.
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、光学的に複数のインクジェットヘッドの吐出状態を検査する装置であって、前記吐出状態の検査に先立って予備吐出する手段と、前記インクジェットヘッドの吐出状態を順次検査する手段と、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
また上記目的を達成するために、請求項2に記載の本発明の装置は、前記予備吐出する位置と吐出状態を検査する位置との距離が、前記複数のインクジェットヘッド間の距離とほぼ同じであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the apparatus of the present invention according to
また上記目的を達成するために、請求項3に記載の本発明の方法は、光学的に複数のインクジェットヘッドの吐出状態を検査する方法であって、前記吐出状態の検査に先立って予備吐出するステップと、前記インクジェットヘッドの吐出状態を順次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 method of the present invention according to
It is characterized by having.
また上記目的を達成するために、請求項4に記載の本発明の方法は、前記予備吐出する位置と吐出状態を検査する位置との距離が、前記複数のインクジェットヘッド間の距離とほぼ同じであることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method of the present invention according to claim 4 is such that the distance between the preliminary ejection position and the ejection state inspection position is substantially the same as the distance between the plurality of inkjet heads. It is characterized by being.
本発明によれば、インクジェットヘッドの吐出状態を検査する前に予備吐出を行うことでヘッドを良好な状態にして正しく検査を行うことができるようになり、また予備吐出を行う位置が検査を行う位置に対しておおよそヘッドの間隔だけ離れているため余分なヘッドキャリッジの移動が不要となり、短い時間で正しく検査を行うことができる効果をもつ。 According to the present invention, the preliminary ejection is performed before the ejection state of the inkjet head is inspected, so that the head can be in a good state and the inspection can be performed correctly, and the preliminary ejection position is inspected. Since the head is separated from the position by the distance of the head, there is no need to move an extra head carriage, and the inspection can be performed correctly in a short time.
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。
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おけ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 the inkjet head ejection state inspection apparatus according to 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 a few picoliters, and when only one droplet is ejected, the variation in light quantity is small 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 unit and the temporal characteristics of the light receiving unit, the period of 15 KHz is short in time. Therefore, the fluctuation in the amount of light for one dot is convoluted into five dots and sufficient S / The 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 in order. However, in order to prevent the signals of 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, one 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。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. If 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 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 ink droplet passage 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.
次に前述のインクジェットヘッドの吐出状態の検査に先立って行われる予備吐出について説明する。 Next, preliminary ejection performed prior to the above-described inspection of the ejection state of the inkjet head will be described.
図5は第1の実施の形態におけ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上面図である。 FIG. 5 is a top view showing a schematic configuration of the ink jet head ejection state inspection apparatus according to the first embodiment.
図3を用いて説明したとおり、発光部32と受光部33によって形成される検査位置Bが、インクジェットヘッドの吐出状態を検査する位置であり、この光軸上にインク滴が吐出されることにより受光部33が受ける光量に変動が生じ、インク滴の吐出状態を検査することができる。吐出状態の検査に先立って予備吐出を行う位置は点線Cで示した位置である。予備吐出を検査前に行う理由は前述のとおり、予備吐出を行うことでインクジェットヘッドの吐出状態を良好なものにするためであり、インクジェットヘッドが持つすべてのノズルについて数発〜数十発程度(インクジェットヘッドとインクの特性によって変わる)打つことが好ましい。
As described with reference to FIG. 3, the inspection position B formed by the
検査位置B上で予備吐出を行わないのは、予備吐出により吐出されたインクが検査位置B上に浮遊することで短期的に検査精度が落ちたり、また浮遊したインクが次第に発光部32や受光部33に堆積することで長期的に検査精度が落ちていくことを避けるためである。この検査位置Bと予備吐出位置Cの間の距離Aは、複数あるインクジェットヘッドの物理的な間隔とほぼ同じであることが本発明の重要な点であり、第N番目のヘッドが検査位置Bにある時に、次に検査する第N+1番目のヘッドが予備吐出位置Cにあるため、第N番目のヘッドの検査終了後にヘッドキャリッジを移動することなく予備吐出位置Cにおいて予備吐出を行い、その後距離Aだけヘッドキャリッジを移動して第N+1番目のヘッドを検査する。このようにすることで、浮遊するインクの影響を抑えつつ、ヘッドキャリッジの移動時間を最小限に抑えることが可能となる。
The reason why the preliminary ejection is not performed on the inspection position B is that the ink ejected by the preliminary ejection floats on the inspection position B, so that the inspection accuracy is reduced in a short period of time, and the floating ink is gradually received by the
次に本発明のインクジェットヘッドの吐出状態の検査のシーケンスについて説明する。 Next, the inspection sequence of the ejection state of the inkjet head of the present invention will be described.
図6は本発明の実施の形態の吐出状態検査のフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart of the discharge state inspection according to the embodiment of the present invention.
最初にステップS1において最初に検査するヘッドが予備吐出位置におおよそ一致するようにヘッドキャリッジを移動する。ステップS2で検査に先立って該ヘッドの予備吐出を行い、ステップS3で該ヘッドが検査位置におおよそ一致するようにヘッドキャリッジを移動する。そしてステップS4で該ヘッドの吐出状態を検査する。この時点で次に検査すべきヘッドは、図5を用いて説明したように、ほぼ予備吐出位置にあるためヘッドキャリッジを移動することなくステップS2から繰り返し、すべてのヘッドの検査が終了した時点で本シーケンスは終了する。 First, in step S1, the head carriage is moved so that the head to be inspected first approximately matches the preliminary ejection position. In step S2, preliminary ejection of the head is performed prior to the inspection, and in step S3, the head carriage is moved so that the head substantially coincides with the inspection position. In step S4, the ejection state of the head is inspected. At this time, the head to be inspected next is almost at the preliminary ejection position as described with reference to FIG. 5, and thus the head carriage is repeated without moving the head carriage, and when all the heads have been inspected. This sequence ends.
(第2の実施の形態)
図7は第2の実施の形態におけ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上面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a top view showing a schematic configuration of an ink jet head ejection state inspection apparatus according to the second embodiment.
予備吐出位置と検査位置の間に仕切り板36を設けることで、予備吐出による浮遊するインクが検査位置に回りこみにくいような構成をとり、吐出状態の検査の精度を高めることができる。
By providing the
また前述のように仕切り板36を設けて一体型のユニットとしても良いが、予備吐出を行うユニットと、吐出状態を検査するユニットを別のユニットとしても良いことは言うまでもない。
Further, as described above, the
ここで説明したインクジェットヘッドの吐出状態検査方法においては、吐出状態検査装置の光軸の方向と、インクジェットヘッドのノズル列の方向がおおよそ一致するように配置されており、ヘッドキャリッジを所定位置で停止させてから検査を行うような構成であるが、光軸をノズル列の方向に対して斜めに配置し、予備吐出位置も光軸と平行にヘッドのノズル列に対して斜めに配置させ、ヘッドキャリッジを移動させながら予備吐出、吐出状態の検査を行っても同様の効果が得られる。 In the ink jet head discharge state inspection method described here, the direction of the optical axis of the discharge state inspection apparatus and the direction of the nozzle row of the ink jet head are approximately aligned, and the head carriage is stopped at a predetermined position. The optical axis is arranged obliquely with respect to the direction of the nozzle row, and the preliminary discharge position is also arranged obliquely with respect to the nozzle row of the head in parallel with the optical axis. The same effect can be obtained by performing preliminary discharge and inspection of the discharge state while moving the carriage.
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ー
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
36 仕切り板
DESCRIPTION OF
23 ROM
24 RAM
25 Image
Claims (4)
前記吐出状態の検査に先立って予備吐出する手段と、
前記インクジェットヘッドの吐出状態を順次検査する手段と、
を有することを特徴とする吐出状態検査装置。 An apparatus for optically inspecting a discharge state of a plurality of inkjet heads,
Means for preliminary discharge prior to the inspection of the discharge state;
Means for sequentially inspecting the ejection state of the inkjet head;
A discharge state inspection apparatus comprising:
前記吐出状態の検査に先立って予備吐出するステップと、
前記インクジェットヘッドの吐出状態を順次検査するステップと、
を有することを特徴とする吐出状態検査方法。 A method for optically inspecting a discharge state of a plurality of inkjet heads,
Performing preliminary discharge prior to the inspection of the discharge state;
Sequentially inspecting the ejection state of the inkjet head;
A discharge state inspection method comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2005076906A JP2006256115A (en) | 2005-03-17 | 2005-03-17 | Device and method for inspecting liquid ejection state |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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