JP2007021910A - Liquid delivery apparatus and method for discharging liquid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吐出ヘッド等の記録手段から記録媒体等の媒体へ液体を吐出する液体吐出装置および液体吐出方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejection apparatus and a liquid ejection method for ejecting liquid from a recording unit such as an ejection head to a medium such as a recording medium.
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、あるいはコンピュータやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションなどの出力機器として用いられる記録装置は、記録情報に基づいて紙、布、プラスチックシート、OHP(Over Head Projector)用シート等の被記録部材(記録媒体)に画像(文字や記号等を含む)を記録していくように構成されている。前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることができる。 Recording devices having functions such as printers, copiers, facsimiles, etc., or recording devices used as output devices such as composite electronic devices and workstations including computers and word processors, are based on recorded information. An image (including characters and symbols) is recorded on a recording member (recording medium) such as an OHP (Over Head Projector) sheet. The recording apparatus can be classified into an ink jet type, a wire dot type, a thermal type, a laser beam type, and the like according to a recording method.
被記録部材の搬送方向(紙送り方向、副走査方向)と交叉する方向に主走査しながら記録するシリアルタイプの記録装置においては、被記録部材に沿って移動するキャリッジ上に搭載した記録手段(記録ヘッド)によって画像を記録(主走査)し、1行分の記録を終了した後に所定量の紙送り(副走査としてのピッチ搬送)を行い、その後に再び停止した被記録部材に対して次の行の画像を記録(主走査)するという動作を繰り返すことにより、被記録部材全体の記録が行われる。一方、被記録部材の搬送方向の副走査のみで記録するラインタイプの記録装置においては、被記録部材を所定の記録位置にセットし、一括して1行分の記録を行った後、所定量の紙送り(ピッチ送り)を行い、さらに次の行の記録を一括して行なうという動作を繰り返すことにより、被記録部材全体の記録が行われる。 In a serial type recording apparatus that performs recording while performing main scanning in a direction crossing the transport direction (paper feeding direction, sub-scanning direction) of a recording member, recording means (on a carriage that moves along the recording member) An image is recorded (main scanning) by the recording head), and after recording for one line is finished, a predetermined amount of paper is fed (pitch conveyance as sub-scanning), and then the recording member stopped again is next. Recording of the entire recording member is performed by repeating the operation of recording (main scanning) the image of the first row. On the other hand, in a line type recording apparatus that records only by sub-scanning in the conveyance direction of the recording member, the recording member is set at a predetermined recording position, and after recording for one line at a time, a predetermined amount The entire recording member is recorded by repeating the operation of performing the paper feeding (pitch feeding) and recording the next line all at once.
そのうち、インクジェット式の記録装置(インクジェット記録装置)は、記録手段(記録ヘッド)から被記録部材へインクを吐出して記録を行なうものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、普通紙に特別の処理を必要とせずに記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも、多種類のインク(例えばカラーインク)を使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。中でも、紙幅方向に多数の吐出口を配列したラインタイプの記録手段を使用するライン型の記録装置は、記録の一層の高速化が可能である。 Among them, an ink jet recording apparatus (ink jet recording apparatus) performs recording by ejecting ink from a recording means (recording head) to a recording member. The recording means can be easily made compact and has high definition. Images can be recorded at high speed, can be recorded on special paper without requiring special processing, running cost is low, non-impact method is low noise, and many types of ink (for example, For example, it is easy to record a color image using a color ink. In particular, a line-type recording apparatus using a line-type recording unit in which a large number of ejection openings are arranged in the paper width direction can further increase the recording speed.
インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子としては、ピエゾ素子等の電気機械変換体を用いるもの、レーザー等の電磁波を照射して発熱させ、この発熱作用によってインク滴を吐出させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換体によって液体を加熱するものなどがある。その中でも、熱エネルギーを利用してインクを滴として吐出するインクジェット式の記録手段(記録ヘッド)は、吐出口を高密度に配列することができるため高解像度の記録をすることが可能である。 As an energy generating element that generates energy used for discharging ink from the discharge port of an ink jet recording head, an element that uses an electromechanical transducer such as a piezo element, or an electromagnetic wave such as a laser is irradiated to generate heat. There are those that eject ink droplets by a heat generating action, and those that heat a liquid by an electrothermal converter having a heating resistor. Among them, an ink jet recording means (recording head) that discharges ink as droplets using thermal energy can perform high-resolution recording because the discharge ports can be arranged at high density.
特に、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット式の記録手段(記録ヘッド)は、エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロセスを経て、基板上に製膜された電気熱変換体、電極、液路壁、天板などを形成することにより、高密度の液路配置(吐出口配置)を有するものを容易に製造することができ、一層のコンパクト化を図ることができる。また、IC技術やマイクロ加工技術の長所を活用することにより、記録手段の長尺化や面状化(2次元化)が容易であり、記録手段のフルマルチ化及び高密度実装化も容易である。 In particular, an ink jet recording means (recording head) that discharges ink using thermal energy is subjected to a semiconductor manufacturing process such as etching, vapor deposition, sputtering, and the like, an electrothermal transducer, an electrode, By forming the liquid channel wall, the top plate, etc., it is possible to easily manufacture a device having a high density liquid channel arrangement (discharge port arrangement), and to achieve further compactness. In addition, by utilizing the advantages of IC technology and micro processing technology, it is easy to make the recording means longer and planarized (two-dimensional), and it is also easy to make the recording means full-multiple and high-density mounting. is there.
また、被記録部材の材質に対する要求も様々なものがあり、近年では、これらの要求に対する開発が進み、通常の被記録部材である紙(薄紙や加工紙を含む)や樹脂薄板(OHP等)などの他に、布、皮革、不織布、さらには金属等を被記録部材として用いる記録装置も使用されるようになっている。 In addition, there are various requirements for the material of the recording member, and in recent years, development for these requirements has progressed, and paper (including thin paper and processed paper) that is a normal recording member and thin resin plate (OHP, etc.) In addition to the above, a recording apparatus using cloth, leather, non-woven fabric, metal or the like as a recording member is also used.
シリアルタイプのインクジェット記録装置は、一般に、記録を行なう記録手段(記録ヘッド)と、該記録手段を搭載して移動(主走査)するキャリッジ及びその駆動系と、被記録部材を保持搬送するためのプラテン及び搬送(紙送り)系と、記録手段のインク吐出性能を維持回復するための吐出回復処理系と、を備えている。 A serial type ink jet recording apparatus generally has a recording means (recording head) for recording, a carriage mounted with the recording means and moving (main scanning), a driving system thereof, and a member for holding and transporting a recording member. A platen and a conveyance (paper feed) system; and an ejection recovery processing system for maintaining and recovering the ink ejection performance of the recording unit.
このようなインクジェット記録装置においては、記録動作などで各吐出口からインク滴を吐出する際、被記録部材へ飛翔する主液滴の他に、副次的に発生する微細なインク滴から成るインクミストなどが発生することがある。そして、このインクミストなど、被記録部材に到達しなかったインクが浮遊して記録手段の吐出口面に付着し、この付着インクが結合成長して吐出口面に「濡れ」が生じ、この「濡れ」が吐出口から内部に入り、吐出口内で異なった色のインクが混じり合って混色し、記録された画像品位を劣化させることがある。また、混色は吐出性能を維持するために行なう吸引回復後にも起こりうる。 In such an ink jet recording apparatus, when ink droplets are ejected from each ejection port in a recording operation or the like, in addition to main droplets flying to a recording member, ink composed of fine ink droplets that are generated secondaryly Mist may be generated. Then, the ink that has not reached the recording member, such as the ink mist, floats and adheres to the discharge port surface of the recording means, and this adhering ink is bonded and grown to cause “wetting” on the discharge port surface. “Wet” may enter from the inside of the discharge port, and inks of different colors may be mixed and mixed in the discharge port, thereby degrading the recorded image quality. In addition, color mixing can occur after suction recovery performed to maintain the ejection performance.
また、記録を続けているうちに、記録ヘッドの温度上昇などにより、吐出口内にインクが供給されなくなるインク落ち現象が発生することがある。インク落ちが発生すると、その吐出口からのインク吐出ができないために画像に白スジが発生し、画像品位を劣化させる。この問題を回避するために、記録ヘッド温度や環境温度、記録ドット数などをモニターして吐出口面のインク滴による濡れの状態及び吐出口や共通液室内の状態などを予測することにより回復動作を実行する発明が数多くなされている。 In addition, while the recording is continued, an ink dropping phenomenon may occur in which the ink is not supplied into the ejection port due to a temperature rise of the recording head or the like. When ink drops occur, ink cannot be ejected from the ejection port, so white streaks occur in the image and image quality is degraded. In order to avoid this problem, recovery operation is performed by monitoring the print head temperature, environmental temperature, number of print dots, etc., and predicting the wet state of the discharge port surface by ink droplets and the state of the discharge port and common liquid chamber. Many inventions have been made to carry out.
しかしながら、これらの発明は、吐出口面の濡れや吐出口のインク落ちを直接モニターするものではなく、また、濡れやインク落ち自体も吐出口面の汚れや吐出口の吐出安定性に左右されやすく、正確な予測は困難である。また、不吐出の検知として、インク吐出の際の昇温を利用するもの、被記録部材に印字したチェックパターンをセンサ等で読み取る方法が提案されている。しかし、前者は、間接的な検知であり、多吐出口ヘッドにおいて1つの吐出口のみが不吐出であった場合には検知できない場合があり、精度的に劣る。後者では、無駄に被記録部材を浪費したり、手間や時間がかかるという問題点がある。 However, these inventions do not directly monitor the surface of the discharge port and the ink drop of the discharge port, and the wetting and the ink drop itself are easily influenced by the contamination of the discharge port surface and the discharge stability of the discharge port. Accurate prediction is difficult. In addition, as non-ejection detection, a method using temperature rise during ink ejection and a method of reading a check pattern printed on a recording member with a sensor or the like have been proposed. However, the former is indirect detection, and may not be detected when only one ejection port is non-ejection in a multi-ejection head, which is inferior in accuracy. In the latter, there is a problem that the recording member is wasted, and it takes time and effort.
上記課題を解決するために特許文献1に開示されたような方法が提案されている。この特許文献1に開示された方法は、発光素子からの光を記録ヘッドの吐出口内のインクを通過させて受光素子に当てるようにして、この受光素子の出力により吐出口内のインクが正常であるか又は混色やインク落ちなどの異常が発生しているかを検知するものであった。この特許文献1によれば記録手段の吐出不良や混色などの画像品位劣化要因をリアルタイムで検知することができ、画像品位が低下する前に回復動作を行なうことができる。しかし、発光素子と受光素子を各ノズルの流路を横切るように設置するのは非常に複雑な構成となってしまい、製造工程上クリアすべき問題が多い。また、DNA(Deoxyribonucleic Acid)チップ製造装置のようにインクジェット方式を用いてDNAプローブを基板上に吐出するような形態においては1ドットずつが検体の判定に非常に重要な意味を持つため、吐出不良は致命的な欠点となってしまう。そのためにも確実に吐出不良を排除することが要求される。
上記従来のインクジェット記録装置では、吐出不良を検出しようとすると複雑な構成や多くの手間が必要となったり、被記録部材や吐出液を浪費する必要があるという問題点を有していた。 The above-described conventional ink jet recording apparatus has a problem in that it is necessary to have a complicated configuration and a lot of trouble to detect a discharge failure, or it is necessary to waste a recording member and a discharge liquid.
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、簡単な構成で、かつ被記録部材や吐出液を浪費することなく確実に吐出不良を検出することができる液体吐出装置および液体吐出方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such technical problems, and an object of the present invention is to reliably detect ejection defects with a simple configuration and without wasting a recording member or ejection liquid. A liquid ejection apparatus and a liquid ejection method that can be used.
上記目的を達成するために本発明は、媒体へ液体を吐出する液体吐出装置であって、
液体を媒体上に吐出するための吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドを撮影するための撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された前記吐出ヘッドの画像から、正常な場合の画像を差し引いて差分画像を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段により生成された差分画像に基づいて、前記吐出ヘッドの媒体との対向面であるフェイス面の状態および流路内の状態を検出し、吐出ヘッド内のノズルが吐出不良ノズルか否かを判定する判定手段とを備えている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid ejection device that ejects liquid onto a medium,
An ejection head for ejecting liquid onto the medium;
Photographing means for photographing the discharge head;
Image processing means for generating a difference image by subtracting a normal image from the image of the ejection head imaged by the imaging means;
Based on the difference image generated by the image processing means, the state of the face surface that is the surface facing the medium of the ejection head and the state in the flow path are detected, and whether or not the nozzle in the ejection head is a defective ejection nozzle Determination means for determining whether or not.
本発明によれば、撮影した吐出ヘッドの画像と正常な場合の画像との差分画像を生成することにより吐出不良ノズルを検出するようにしているので、簡単な構成で、しかも媒体や吐出液を浪費することなく吐出不良ノズルを確実に検出することが可能になり、不良ノズルからの吐出を未然に確実に防止し、回復動作や吐出動作、その他の不吐出対応を適宜行なえるという効果を得ることができる。 According to the present invention, since a defective discharge nozzle is detected by generating a difference image between a photographed image of the ejection head and a normal image, the medium and the ejection liquid can be removed with a simple configuration. This makes it possible to reliably detect defective nozzles without wasting them, reliably preventing ejection from defective nozzles, and performing the recovery operation, ejection operation, and other non-ejection measures as appropriate. be able to.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の説明においては、本発明の実施形態として、インクジェット記録装置に本発明を適用した場合について説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, a case where the present invention is applied to an ink jet recording apparatus will be described as an embodiment of the present invention.
(第1の実施形態)
図1に本発明の第1の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体斜視図を示す。
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall perspective view of the ink jet recording apparatus according to the first embodiment of the present invention.
定盤59上にはY軸ステージ53およびガイドレール57、58が平行に固定されている。Y軸ステージ53およびガイドレール57、58の可動部分にはX軸ステージ54が取り付けられおり、X軸ステージ54はY方向に移動可能となっている。X軸ステージ54の可動部分にはチャックθステージ55が固定されており、さらにチャックθステージ55上面にはチャック56が固定されている。チャック56は図示しないポンプにチューブによってつながれており、ポンプが空気を吸引することで、被記録部材68はチャック56に吸着される。このチャック56にはCCD(Charge Coupled Device:電荷結合デバイス)カメラ14が取り付けられており記録ヘッド6のフェイス面全域を撮像できるようになっている。また、定盤59上に支柱65、66が固定されており、支柱65、66にはそれぞれブリッジ63、64が固定されている。ブリッジ63と64はステー62で固定されており、支柱65、66とブリッジ63、64の構造物の強度を保っている。さらに、ブリッジ63と64の間にはヘッドθステージ61が固定されており、ヘッドθステージ61には記録ヘッド6が固定されている。また、このインクジェット記録装置には、記録ヘッド6の清掃を行なうための回復ユニット(不図示)も設けられている。
A Y-
図2は記録ヘッド6をフェイス面側から見たものであり、マトリクス状にノズル1が配置されている。ここで、フェイス面とは、記録ヘッド6の被記録部材68との対向面のことである。これらのノズル1はそれぞれ独立した流路を持っており、紙面の裏面方向から吐出液をピペッターや分注装置によって供給できるように開口部を持った構成となっている。図3はノズル1近傍の詳細図であり、図3(a)はフェイス面側から見た図、図3(b)は図3(a)のA−A断面図である。ノズル1には、ヒーターボード3、オリフィスプレート4が備えられていて、吐出液はインク供給穴5からノズル1内に供給される。オリフィスプレート4は透明であっても透明でなくてもよい。ただし透明でない場合にはCCDカメラ14によってはフェイス面のみしか撮像できず流路内は撮像できないことになる。
FIG. 2 shows the
図4はノズル1の流路内外に不吐出の原因となりうる気泡、異物が存在している状態を表したものである。図4(a)は流路内に塵埃等の異物が入ってしまった状態、図4(b)はフェイス面に塵埃等の異物が付着してしまった状態、図4(c)は流路内に気泡が存在している場合、図4(d)はフェイス面にワイピングの拭き残り液や増粘した吐出液の滓等の異物が付着してしまった場合を表している。本発明は画像処理を行なうことによって、吐出不良の原因となるこれらの気泡・異物を検出可能としている。
FIG. 4 shows a state in which bubbles and foreign matter that may cause non-discharge are present inside and outside the flow path of the
図5は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の制御ブロック図である。 FIG. 5 is a control block diagram of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment.
本実施形態のインクジェット記録装置は、図5に示されるように、インクを媒体上に吐出するための記録ヘッド6と、吐出コントローラ12と、CPU10と、CCDカメラ14と、画像処理部13と、操作部17と、メモリ11と、回復ユニット16と、回復コントローラ15とを備えている。
As shown in FIG. 5, the inkjet recording apparatus according to the present embodiment includes a
装置全体は制御手段であるところのCPU10がメモリ11に格納されたプログラムを実行することによって制御される。CPU10は、ノズル1の流路内外の泡や異物の検出、吐出コントローラ12を介しての記録ヘッド6の制御、回復コントローラ15を介しての回復ユニット16の制御を行なう。図示していないが、CPU10は、記録ヘッド6と被記録部材68の相対運動の制御も行なう。回復ユニット16は、記録ヘッド6の吐出不良を回復させるための回復手段として機能する。また、回復コントローラ15は、CPU10において吐出不良ノズルが検出された場合、この吐出不良ノズルに対して回復ユニット16による回復処理を実施させる回復制御手段として機能する。
The entire apparatus is controlled by the
CCDカメラ14からの出力画像は、画像処理部13に入力されて、所定の画像処理プログラムにより画像処理される。この画像処理部13では、CCDカメラ14によって撮像された記録ヘッド6のフェイス面の画像における所定の範囲(図4中エリアA)の画像から泡・異物のない正常なノズル1のエリアAの画像を差し引き、差分画像を生成している。その結果をCPU10へ出力することによってノズル1の流路内外の泡や異物の検出が行なわれる。つまり、CPU10は、画像処理部13により生成された差分画像に基づいて、記録ヘッド6のフェイス面の状態および流路内の状態を検出し、記録ヘッド内のノズルが吐出不良ノズルであるか否かを判定する判定手段として動作する。操作部17は、オペレータに通知する情報を表示したり、オペレータからの指示を入力するために用いられる。さらに、吐出コントローラ12は、CPU10において吐出ノズルが検出され、回復ユニット16によっても吐出不良が回復されなかった場合、当該ノズルからの吐出を禁止する吐出制御手段として機能する。
An output image from the
図6は本実施形態におけるインクジェット記録装置の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは同じ吐出液が複数のノズルに供給されており、そのような吐出液が複数あることを前提としている。 FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the ink jet recording apparatus according to this embodiment. Here, it is assumed that the same discharge liquid is supplied to a plurality of nozzles and that there are a plurality of such discharge liquids.
描画処理がスタートすると、記録ヘッド6の回復(吸引・ワイプ)を行い(ステップ101)、CCDカメラ14によりノズルを撮像する(ステップ102)。ステップ101の処理は前回に吐出してから所定の時間を経過せずに印字開始した場合には必ずしも行なう必要はない。ステップ102においてCCDカメラ14の解像度が図4中エリアAにおいて泡・異物を検出するに足るものでない場合には撮像エリアを複数に分割する(例えば図2中の点線で示したエリアのように分割撮像する。)。また、記録ヘッド6のフェイス面と流路内の泡・異物をもれなく撮像する場合には、CCDカメラ14の被写界深度が浅い場合にはピントを振って撮像する。その場合オリフィスプレート4は透明である必要がある。
When the drawing process starts, the
次に、画像処理部13では、ステップ102において撮像された画像を各ノズルについてエリアAを切り出し、画像処理が行われ(ステップ103)、CPU10では、この画像処理の結果に基づいて、吐出液が充填されている全てのノズルについて泡・異物があるかどうかを判定、すなわち吐出不良ノズルであるかどうかを判定する(ステップ104)。
Next, the
その結果をもとに、同一液体が入ったノズルのうち吐出を行なうノズルを選択する(ステップ105)。同一液体について2つ以上吐出可能であると判定されたノズルがあった場合にはどちらを選択しても構わない。ステップ105において吐出ノズルが決定した後は、予備吐出(ステップ106)、描画(ステップ107)を行い、印字終了となる。
Based on the result, a nozzle for discharging is selected from the nozzles containing the same liquid (step 105). If there are nozzles that are determined to be capable of discharging two or more of the same liquid, either one may be selected. After the ejection nozzle is determined in
一方、同一液体が入ったノズルの全てが吐出不良であるものがあった場合には、CPU17は、エラーメッセージと吐出不良ノズルのアドレスあるいは/および液種を操作部17に表示させる(ステップ108)。その時点でインクジェット記録装置の動作は途中停止する。次に、ステップ109においてはそのノズル内の液体と同じ液体を予備ノズルにピペッター等によって供給し、必要に応じて回復動作を行なう。その際、操作部17より液体を供給したノズルのアドレスと液種を入力する。ここで入力したノズルのアドレスと液種はステップ105において選択される吐出ノズルに追加され、同液体は被記録部材68上に本来吐出されるべき位置に吐出される。
On the other hand, if all of the nozzles containing the same liquid are defective in discharge, the
本実施形態のインクジェット記録装置によれば、CCDカメラ14により記録ヘッド6のフェイス面を撮影し、画像処理部13により撮影された画像から正常な場合の画像を差し引いて差分の画像を得ることにより、吐出不良ノズルの有無を判定するようにしている。従って、本実施形態のインクジェット記録装置によれば、簡単な構成で確実に吐出不良ノズルを検出することが可能となり、検出された吐出不良ノズルの変わりに予備ノズルを使用することにより吐出不良を未然に防ぐことが可能となる。
According to the inkjet recording apparatus of this embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態のインクジェット記録装置について説明する。
(Second Embodiment)
Next, an ink jet recording apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described.
上記で説明した第1の実施形態は画像処理によって検出した吐出不良ノズルからの吐出を未然に防止し、予備ノズルで吐出させるというものであるが、本実施形態は検出した吐出不良ノズルに対して回復を行なうというものである。 In the first embodiment described above, the ejection from the defective ejection nozzle detected by the image processing is prevented in advance, and the preliminary nozzle is ejected. It is a recovery.
図7は本実施形態におけるインクジェット記録装置の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは1ノズルにつき1液種が供給されていることを前提としている。 FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the ink jet recording apparatus according to this embodiment. Here, it is assumed that one liquid type is supplied per nozzle.
描画処理がスタートすると、記録ヘッド6の回復(吸引・ワイプ)を行い(ステップ201)、ノズルを撮像する(ステップ202)。ステップ203の処理は前回に吐出してから所定の時間を経過せずに印字開始した場合には必ずしも行なう必要はない。ステップ202においてCCDカメラ14の解像度が図4中エリアAにおいて泡・異物を検出するに足るものでない場合には撮像エリアを複数に分割する。また、記録ヘッド6のフェイス面と流路内の泡・異物をもれなく撮像する場合には、CCDカメラ14の被写界深度が浅い場合にはピントを振って撮像する。その場合オリフィスプレート4は透明である必要がある。ステップ202において撮像した画像をエリアA内において画像処理することによって(ステップ203)、吐出液が充填されている全てのノズルについて泡・異物があるかどうかを判定、すなわち吐出不良ノズルであるかどうかを判定する。その結果から、吐出不良ノズルがない場合は予備吐(ステップ205)、描画(ステップ206)を行い、印字終了となる。
When the drawing process starts, the
ステップ204において吐出不良ノズルが有ると判定された場合、検出された吐出不良ノズルに対して回復処理が施される(ステップ207)。次にステップ202、203と同様にノズルを撮像し(ステップ208)、画像処理を行なう(ステップ209)。それによって吐出不良ノズルが吐出可能ノズルに回復できたかどうかを判定する(ステップ210)。ここでステップ208においてCCDカメラ14による撮像対象は記録ヘッド6のフェイス面全体である必要はなく、不良ノズルを網羅できていればよい。判定の結果全ての回復後ノズルが吐出可能となっていれば、ステップ205、206へと続く。
When it is determined in
全ての回復後ノズルが吐出可能となっていなければ、エラーメッセージと吐出不良ノズルのアドレスあるいは/および液種を操作部17に表示させる(ステップ211)。その時点で装置の動作は途中停止する。次にS14においてはそのノズル内の液体と同じ液体を予備ノズルにピペッター等によって供給し、必要に応じて回復動作を行なう。その際、操作部17より液体を供給したノズルのアドレスと液種を入力する。ここで入力したノズルのアドレスと液種はCPU10に入力され、同液体は被記録部材68上に本来吐出されるべき位置に吐出されることになる。続いてステップ205、206へ進み印字終了となる。
If all the recovered nozzles cannot be ejected, an error message and the address or / and liquid type of the defective ejection nozzle are displayed on the operation unit 17 (step 211). At that time, the operation of the apparatus stops halfway. In step S14, the same liquid as that in the nozzle is supplied to the spare nozzle by a pipetter or the like, and a recovery operation is performed as necessary. At that time, an address and a liquid type of the nozzle that supplies the liquid are input from the
なお、本実施形態においては回復処理を施すタイミングは描画前であったが、本発明は必ずしもそれだけを想定しているわけではない。例えば、回復処理と次回描画との間に大きなタイムラグがあっても、記録ヘッドの状態変化が吐出に関して問題にならないレベルであるならば、より具体的には、吐出液の増粘や環境中の塵埃、記録ヘッド内における吐出液からの気泡の発生が吐出に関して問題にならないレベルであるならば、記録ヘッド交換後、被記録部材の交換後、あるいは描画後であっても構わない。 In the present embodiment, the recovery process is performed before the drawing, but the present invention does not necessarily assume that. For example, even if there is a large time lag between the recovery process and the next drawing, more specifically, if the change in the state of the recording head is at a level that does not cause a problem with respect to ejection, more specifically, the viscosity of the ejection liquid or the As long as the generation of dust and bubbles from the discharge liquid in the recording head is not a problem with respect to the discharge, it may be after the recording head replacement, after the recording member replacement, or after drawing.
記録ヘッド交換前のハンドリングの際に、記録ヘッドに塵埃が付着してしまったり、ハンドリングの衝撃によってノズル内のメニスカスが破壊され、フェイス面に吐出液が漏れ出し、描画まで放置しておくことによって増粘・固化してしまうことがある。記録ヘッド交換後に画像処理情報を受けての回復動作を行なうことによって、上記のようなフェイス面の状態から生じうる吐出不良を回避できる。 During handling before replacing the recording head, dust may adhere to the recording head, the meniscus in the nozzle may be destroyed by the impact of handling, and the discharge liquid may leak out to the face surface, leaving it untouched until drawing. It may thicken and solidify. By performing the recovery operation upon receiving the image processing information after the recording head is replaced, it is possible to avoid the ejection failure that may occur from the face surface state as described above.
また、被記録部材交換時に、被記録部材から塵埃が発生してしまい、記録ヘッドのフェイス面に付着してしまうことがあるが、被記録部材交換後に画像処理情報を受けての回復動作を行なうことによって、記録ヘッドへの塵埃の付着から発生しうる吐出不良を回避できる。 Further, when the recording member is replaced, dust may be generated from the recording member and may adhere to the face surface of the recording head. However, after the recording member is replaced, a recovery operation is performed by receiving image processing information. As a result, it is possible to avoid ejection defects that may occur due to dust adhering to the recording head.
また、描画時に吐出液がミスト等によって記録ヘッドのフェイス面に付着してしまうことがある。それを長時間放置しておくことによって吐出液が増粘・固化してしまう場合がある。描画後に画像処理情報を受けて回復動作を行なうことによって、吐出液がフェイス面上で増粘・固化することがなくなり、次回描画時の吐出不良を回避できる。 In addition, at the time of drawing, the discharge liquid may adhere to the face surface of the recording head due to mist or the like. If the liquid is left for a long time, the discharge liquid may thicken and solidify. By receiving the image processing information after drawing and performing a recovery operation, the discharge liquid does not thicken or solidify on the face surface, and discharge failure at the next drawing can be avoided.
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態のインクジェット記録装置について説明する。
(Third embodiment)
Next, an ink jet recording apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
上記で説明した第1、第2の実施形態では観察したノズルについて吐出不良ノズルであるか否かの判定を行なっているだけであり、そのため吐出不良ノズルがあった場合の対応は常に同じであった。それに対して、本実施形態では観察したノズルが吐出不良ノズルであるか否かだけでなく、同じ吐出不良ノズルでもその状態の判定を細分化することによって、ノズルへの対応を適宜選択しながら行なうというものである。それによって、吸引を行なわずに吐出不良ノズルへの対応を行なえる機会ができ、インクを浪費する機会が減ることになる。 In the first and second embodiments described above, it is only determined whether or not the observed nozzle is a defective discharge nozzle. Therefore, the response when there is a defective discharge nozzle is always the same. It was. On the other hand, in this embodiment, not only whether the observed nozzle is a defective ejection nozzle, but also the same ejection failure nozzle is subdivided to determine the state of the nozzle while appropriately selecting the response to the nozzle. That's it. As a result, there is an opportunity to deal with the ejection failure nozzle without performing suction, and the opportunity for wasting ink is reduced.
図8は本実施形態におけるインクジェット記録装置の動作を示すフローチャートである。なお、ここでは1ノズルにつき1液種が供給されていることを前提としている。 FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the ink jet recording apparatus according to this embodiment. Here, it is assumed that one liquid type is supplied per nozzle.
描画処理がスタートすると、記録ヘッド6の回復(吸引・ワイプ)を行い(ステップ301)、ノズルを撮像する(ステップ302)。ステップ301の処理は前回に吐出してから所定の時間を経過せずに印字開始した場合には必ずしも行なう必要はない。ステップ302においてCCDカメラ14の解像度が図4中エリアAにおいて泡・異物を検出するに足るものでない場合には撮像エリアを複数に分割する。また、記録ヘッド6のフェイス面と流路内の泡・異物をもれなく撮像する場合には、CCDカメラ14の被写界深度が浅い場合にはピントを振って撮像する。その場合オリフィスプレート4は透明である必要がある。ステップ302において撮像された画像をエリアA内において画像処理することによって(ステップ303)、吐出液が充填されている全てのノズルについて、(1)流路内に異物があるかどうか、(2)流路内に気泡があるかどうか、(3)フェイス面に異物があるかどうか、を判定する。(1)(2)と(3)の区別はピント位置によって判定できる。(1)と(2)の区別は画像処理によって差分を取った後の画像について輪郭の周囲が暗部で内部が明部であるパターンのものは気泡と判定させ(図4(c)参照)、周囲及び内部の全てが暗部であるパターンのものは異物と判定させる(図4(a)参照)。画像処理後の差分画像がエリアAからはみ出してしまい、実際は気泡であってもそのように判定できなかった場合には、(1)のケースと判定して対応する。
When the drawing process starts, the
ステップ304において、流路内に異物があると判定されたノズルがあった場合、エラーメッセージと吐出不良ノズルのアドレスあるいは/および液種を操作部17に表示させる(ステップ305)。その時点で装置の動作は途中停止する。次にステップ306においてはそのノズル内の液体と同じ液体を予備ノズルにピペッター等によって供給し、必要に応じて回復動作を行なう。その際、操作部17より液体を供給したノズルのアドレスと液種を入力する。ここで入力したノズルのアドレスと液種はCPU10に入力され、同液体は被記録部材68上に本来吐出されるべき位置に吐出される。ステップ306に続いてまたはステップ304においてNOであった場合には、ステップ307に進み、流路内に気泡があるノズルがあるかどうかの判定を行なう。そのようなノズルが吐出を予定していたノズルの中に1つでもあれば、吸引およびワイプを行なう(ステップ308)。1つもなければ次にフェイス面に異物があるノズルがあるかどうかを見る(ステップ309)。そこで異物があればワイプのみを行い(ステップ310)、異物が無ければ予備吐(ステップ311)、描画(ステップ312)、印字終了となる。
In
本実施形態では、CPU10において、吐出を予定していたノズルについて流路内に異物があるノズルが検出されず、かつ流路内に気泡があるノズルが検出された場合には、回復コントローラ15は、当該ノズルを含む範囲に対して吸引または加圧回復およびワイプ動作を実施するよう回復ユニット16に対して指示を行う。
In the present embodiment, when the
そして、CPU10において、吐出を予定していたノズルについて流路内に異物があるノズルが検出されず、かつ流路内に気泡があるノズルが検出されず、かつノズル近傍のフェイス面に異物が存在しているノズルが検出された場合には、回復コントローラ15は、当該ノズルを含む範囲に対してワイプ動作を実施するよう回復ユニット16に対して指示を行う。
Then, in the
上記第1から第3の実施形態では、記録ヘッドの印字方式については特に言及していないが、本発明は記録ヘッドの印字方式に限定されるものではなく、熱エネルギーを発生して膜沸騰を生じせしめる電気熱変換体を備えたバブルジェット(登録商標)方式のヘッドや、ノズル内のインク室にピエゾ素子で圧力を加え、インク滴を噴射して記録する方式のヘッドに対しても同じように適用が可能である。 In the first to third embodiments, the print system of the recording head is not particularly mentioned. However, the present invention is not limited to the print system of the print head, and generates heat energy to cause film boiling. The same applies to a bubble jet (registered trademark) type head having an electrothermal transducer to be generated, and a head of a type in which pressure is applied by a piezo element to an ink chamber in a nozzle and ink droplets are ejected to record. It can be applied to.
さらに、上記第1から第3の実施形態では、記録媒体上にインクを吐出して文字や画像を形成するインクジェット記録装置に対して本発明を適用した場合について説明していたが、本発明は、液体を吐出可能な吐出ヘッドを備えることにより媒体へ液体を吐出する液体吐出装置であれば同様に適用することが可能である。 Furthermore, in the first to third embodiments, the case where the present invention is applied to an ink jet recording apparatus that forms characters and images by ejecting ink onto a recording medium has been described. A liquid discharge apparatus that discharges liquid onto a medium by including a discharge head that can discharge liquid can be similarly applied.
1 ノズル
2 ノズル口
3 ヒーターボード
4 オリフィスプレート
5 供給穴
6 記録ヘッド
10 CPU
11 メモリ
12 吐出コントローラ
13 画像処理部
14 CCDカメラ
15 回復コントローラ
16 回復ユニット
17 操作部
53 Y軸ステージ
54 X軸ステージ
55 チャックθステージ
56 チャック
57、58 ガイドレール
59 定盤
61 ヘッドθステージ
63、64 ブリッジ
65、66 支柱
68 被記録部材
DESCRIPTION OF
11
Claims (15)
液体を媒体上に吐出するための吐出ヘッドと、
前記吐出ヘッドを撮影するための撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された前記吐出ヘッドの画像から、正常な場合の画像を差し引いて差分画像を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段により生成された差分画像に基づいて、前記吐出ヘッドの媒体との対向面であるフェイス面の状態および流路内の状態を検出し、吐出ヘッド内のノズルが吐出不良ノズルか否かを判定する判定手段と、を備えた液体吐出装置。 A liquid ejection device for ejecting liquid to a medium,
An ejection head for ejecting liquid onto the medium;
Photographing means for photographing the discharge head;
Image processing means for generating a difference image by subtracting a normal image from the image of the ejection head imaged by the imaging means;
Based on the difference image generated by the image processing means, the state of the face surface that is the surface facing the medium of the ejection head and the state in the flow path are detected, and whether or not the nozzle in the ejection head is a defective ejection nozzle A liquid ejecting apparatus comprising: determination means for determining whether or not
前記判定手段において吐出不良ノズルが検出された場合、該吐出不良ノズルに対して前記回復手段による回復処理を実施させる回復制御手段と、をさらに備えた請求項1から3のいずれか1項記載の液体吐出装置。 Recovery means for recovering the ejection failure of the ejection head;
4. The recovery control unit according to claim 1, further comprising: a recovery control unit configured to perform a recovery process by the recovery unit on the defective discharge nozzle when the determination unit detects the defective discharge nozzle. 5. Liquid ejection device.
液体を媒体上に吐出するための吐出ヘッドを撮影するステップと、
撮影された前記吐出ヘッドの画像から、正常な場合の画像を差し引いて差分画像を生成するステップと、
生成された前記差分画像に基づいて、前記吐出ヘッドの媒体との対向面であるフェイス面の状態および流路内の状態を検出し、吐出ヘッド内のノズルが吐出不良ノズルか否かを判定するステップと、を備えた液体吐出方法。 A liquid discharge method for discharging liquid to a medium,
Photographing a discharge head for discharging liquid onto a medium;
Subtracting a normal image from the image of the ejected ejection head to generate a differential image;
Based on the generated difference image, the state of the face surface that is the surface facing the medium of the ejection head and the state in the flow path are detected, and it is determined whether or not the nozzle in the ejection head is a defective ejection nozzle. And a liquid ejection method comprising the steps.
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JPWO2021029274A1 (en) * | 2019-08-13 | 2021-02-18 |
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2005
- 2005-07-15 JP JP2005207589A patent/JP2007021910A/en active Pending
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