JP2007245351A - Inkjet recorder - Google Patents
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Abstract
Description
記録ヘッドを搭載したキャリッジの移動により被記録媒体上に画像記録を行うインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that records an image on a recording medium by moving a carriage mounted with a recording head.
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等に装備された記録装置、は、画像情報に基づいて用紙やプラスチック薄板(例えばOHPシート)等の被記録材に画像(文字や記号等も含む)を記録するように構成されている。この記録装置は、使用する記録手段の記録方式によりインクジェット式、ワイヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザービーム式等に分けることができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, recording devices equipped in printers, copiers, facsimiles, and the like record images (including characters and symbols) on recording materials such as paper and plastic thin plates (for example, OHP sheets) based on image information. It is configured as follows. This recording apparatus can be classified into an ink jet type, a wire dot type, a thermal type, a thermal transfer type, a laser beam type, etc., depending on the recording method of the recording means used.
それらの内、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、記録手段であるインクジェット記録ヘッド(以下、記録ヘッドともいう)から、記録シートなどの記録媒体にインクを吐出して記録を行うものである。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る。 Among them, an ink jet recording apparatus (ink jet recording apparatus) performs recording by ejecting ink from a recording means such as an ink jet recording head (hereinafter also referred to as a recording head) to a recording medium such as a recording sheet. is there. The recording means can be easily downsized and high-definition images can be recorded at high speed.
しかし、インクジェット記録ヘッドに設けられている複数のノズルの内、特定のノズルにのみインクの安定吐出が困難な状況が発生すると、それが不良ノズルとなる。その不良ノズルでは記録が行われなくなるため、記録画像中に記録が行われない部分がスジ状に発生してしまう。 However, if a situation occurs in which it is difficult to stably eject ink only to a specific nozzle among a plurality of nozzles provided in the ink jet recording head, it becomes a defective nozzle. Since the recording is not performed with the defective nozzle, a portion where recording is not performed is generated in a streak shape in the recorded image.
こういったインクの不吐出を検出するために、LED等の発光素子とフォトダイオード等の受光素子を用いて不吐出を検知する方法が用いられている。これは、インクジェットヘッドを所定の検知位置に止め、発光素子から出て受光素子に達する光ビームの中にインク滴を打ち込み、受光素子の出力から不吐出の検知を行うものである。 In order to detect such non-ejection of ink, a method of detecting non-ejection using a light emitting element such as an LED and a light receiving element such as a photodiode is used. In this method, the ink jet head is stopped at a predetermined detection position, ink droplets are ejected into a light beam that exits the light emitting element and reaches the light receiving element, and non-ejection is detected from the output of the light receiving element.
発光素子と受光素子は、これらを結ぶ光軸がインクジェットヘッドの吐出口列と平行でかつ吐出インク滴の飛翔経路と交わるように配置され、また、発光素子と受光素子の間隔は上記吐出口列の範囲よりも広くなるよう設けられる。これにより、インクジェットヘッドの各吐出口から吐出されるインク滴は全て発光素子と受光素子の間の検出範囲を通過できる。インク吐出が良好に行われ、この検出範囲をインク滴が通過する場合には、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、受光素子の出力の変化が得られる構成になっている。吐出されるインク滴はその径が微小な液滴であり、通常、1つの吐出口からの吐出によって発光側からの光を完全に遮るものではない。従って透過型フォトセンサの出力が一定量以上に変化すればインク吐出は正常であると検知し、逆に、出力変化が一定量以下であれば、インクの吐出が不良であると検知する。上述した吐出不良の検知技術はインクジェットヘッドに特別な部品を付加することなく検知を行うようにすることができるので、有効な手段として用いられている。(特許文献1参照)
ところで、上述のような吐出不良を検知するときは、フォトセンサ光軸とインクジェットヘッドの吐出口列との位置合わせを行い、その光路に交差するように各吐出口からインクを吐出する必要がある。その場合、基本的にはヘッドの基準位置から上記光軸までの移動量を予め設定しておき、これに従ったヘッドの移動を行うことにより、フォトセンサ光軸とインクジェットヘッドの各吐出口列との位置決めを行う。画質の高精細化、多色化に伴い、各吐出口列の間隔は狭まっており、高精度な位置決め精度が求められている。
The light emitting element and the light receiving element are arranged so that the optical axis connecting them is parallel to the ejection port array of the inkjet head and intersects the flight path of the ejected ink droplets. It is provided so as to be wider than the range. Thereby, all the ink droplets ejected from each ejection port of the inkjet head can pass through the detection range between the light emitting element and the light receiving element. When ink is ejected satisfactorily and the ink droplet passes through this detection range, the ink droplet blocks light from the light emitting side, reducing the amount of light to the light receiving side, and a change in the output of the light receiving element is obtained. It is configured. The ejected ink droplet is a droplet having a minute diameter, and usually does not completely block light from the light emitting side by ejection from one ejection port. Accordingly, if the output of the transmissive photosensor changes to a certain amount or more, it is detected that ink ejection is normal, and conversely, if the output change is less than a certain amount, it is detected that ink ejection is defective. The discharge failure detection technique described above is used as an effective means because it can perform detection without adding special components to the inkjet head. (See Patent Document 1)
By the way, when detecting the ejection failure as described above, it is necessary to align the photosensor optical axis and the ejection port array of the inkjet head, and eject ink from each ejection port so as to intersect the optical path. . In that case, basically, the amount of movement from the reference position of the head to the optical axis is set in advance, and the head is moved in accordance with this, whereby the photosensor optical axis and each ejection port array of the inkjet head And positioning. As the image quality is increased and the number of colors is increased, the intervals between the ejection port arrays are narrowed, and high-precision positioning accuracy is required.
位置決め制御はキャリッジの位置を検出し、フィードバックすることにより実現されている。(特許文献2参照)
インク吐出の際に画像を形成するインク滴の他に霧状の微小な液滴(以下ミストと呼ぶ)が発生する。これらのミストは記録装置内の至る所に付着する。 In addition to the ink droplets that form an image when ink is ejected, minute mist-like droplets (hereinafter referred to as mist) are generated. These mists adhere everywhere in the recording apparatus.
図6にシャフトとキャリッジとの摩擦を示す。横軸はキャリッジの速度、横軸はキャリッジの摩擦の大きさを示している。一般に速度が0のときの摩擦を静止摩擦、速度が大きい時の摩擦を動摩擦と呼ばれる。 FIG. 6 shows the friction between the shaft and the carriage. The horizontal axis indicates the speed of the carriage, and the horizontal axis indicates the magnitude of the carriage friction. Generally, friction when the speed is 0 is called static friction, and friction when the speed is high is called dynamic friction.
図中の細線はシャフトやキャリッジの軸受けにミストが付着していない状態、太線はミストが大量に付着した状態である。ミストの付着により摩擦全体が大きくなっているが、動摩擦の増加に比べ、静止摩擦の増加が大きい事がわかる。 The thin line in the figure indicates a state where mist is not attached to the shaft or carriage bearing, and the thick line indicates a state where a large amount of mist is attached. The overall friction increases due to the mist adhesion, but it can be seen that the increase in static friction is larger than the increase in dynamic friction.
言い換えると、動き出すまでには大きな力が必要であるが、動き出せばさほど大きな力が必要ない、すなわち動きにくく、止まりづらい状態が発生する。 In other words, a large force is required to start moving, but a large force is not necessary when moving, that is, it is difficult to move and is difficult to stop.
このような場合、微小な位置決め動作時に目標位置近傍で持続振動を繰り返したり、位置決めに時間がかかり、不吐不良が検出できず、画像劣化や出力に時間がかかることがあった。 In such a case, during a minute positioning operation, continuous vibration is repeated in the vicinity of the target position, or it takes time for positioning, an undischarge failure cannot be detected, and image degradation and output may take time.
被記録材に記録を行う印字ヘッドを搭載するキャリッジと、キャリッジの位置を検出する位置検出手段と、キャリッジの位置が目標位置近傍に到達したことを検出する位置把握手段と、キャリッジとベルトにより結合されキャリッジを走査させる駆動手段と、キャリッジの位置速度を制御する制御手段と、前記制御手段の積分項の動作/停止を切り替える切り替え手段を備え、キャリッジ位置が目標位置近傍に到達した場合に、積分補償項を停止させる。 A carriage mounted with a print head for recording on a recording material, a position detecting means for detecting the position of the carriage, a position grasping means for detecting that the position of the carriage has reached the target position, and a carriage and a belt are combined. Drive means for scanning the carriage, control means for controlling the carriage position and speed, and switching means for switching operation / stop of the integral term of the control means. When the carriage position reaches the vicinity of the target position, integration is performed. Stop the compensation term.
キャリッジやシャフトにミストが付着し、摩擦特性が変わり、キャリッジの微小な位置決めが出来にくい状況になっても、位置決め精度を維持し、位置決めに時間がかかることのないインクジェット記録装置を提供する。 Provided is an ink jet recording apparatus that maintains positioning accuracy and does not take time for positioning even when mist adheres to a carriage or a shaft, friction characteristics change, and it becomes difficult to perform minute positioning of the carriage.
図1は、本発明におけるインクジェット記録装置の一実施形態のキャリッジ構成を概略的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a carriage configuration of an embodiment of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
図中、1は不図示の記録ヘッドを搭載したキャリッジである。このキャリッジ1には、ガイドシャフト2が摺動可能に挿入されており、このガイドシャフト2のスラスト方向(主走査方向)に沿って前記キャリッジ1は往復動可能となっている。
In the figure,
また、3は駆動手段であるモータであり、このモータ3のシャフトには、駆動プーリ4が固定されている。この駆動プーリ4とアイドルプーリ5との間には、キャリッジ駆動伝達手段であるベルト6が架渡されており、ベルト6の一部は前記キャリッジ1に固定されている。そして、前記CRモータ1の正、逆の回転によってベルト6が移動し、これと共にキャリッジが主走査方向に沿って往動、及び復動を行う。7はキャリッジの位置を検出する光学式エンコーダである。8は不吐検出手段である。
図2は不吐検出手段の概略図である。 FIG. 2 is a schematic diagram of the discharge failure detection means.
LEDなどの発光素子10より放射された光は前記発光素子10に正対して置かれたフォトダイオードなどの受光素子11に入射する。各素子はヘッド9を挟むように配置され、光軸とノズル列の並びは平行に配置されている。
Light emitted from the
ヘッド9から吐出されたインク滴が発光素子10−受光素子11間の光軸を遮ると、受光素子10からの出力信号レベルは低下する。これによりノズルの吐出が正常か判断を行う。1つのノズル列が終了するとキャリッジを移動させ、次のノズル列で不吐検出を行い、全てのノズル列で不吐検出を行う。
When the ink droplet ejected from the
図3は本実施形態のキャリッジ制御部のブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram of the carriage controller of this embodiment.
制御手段12は予め定められたキャリッジの駆動パターンとエンコーダ7により観測されたキャリッジの位置との差をとり、補償演算を行う。前記制御手段12の出力は、速度算出手段13により得られたキャリッジ速度と比較し、PI補償器14により補償演算を行い、駆動回路15により増幅し、モータを駆動する。
The control means 12 takes a difference between a predetermined carriage driving pattern and the carriage position observed by the
PI補償器14は比例補償項16、積分補償項17、カットオフ出力手段19、切り替え手段18から構成されており、通常は比例補償項16の出力は積分補償項17に入力される。キャリッジの位置が目標位置に近づき、不吐検出手段8の許容範囲内に入ると位置把握手段20が動作し、切り替え手段18により、カットオフ出力手段19の出力を積分補償項17に入力する。カットオフ出力手段19の出力は0であり、積分補償項17の動作は停止され、積分補償項17の出力は一定値となり、そのキャリッジはその位置を保持する。
The
本発明の動作順序を図4のフローチャートを使って説明する。
現在位置を読み込み(S1)、目標位置と現在位置を比較し(S2)、現在位置が所望の位置に到達していなければ、制御演算を行い(S3)、指令値を出力しモータを駆動させる(S4)。
The operation sequence of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
Reads the current position (S1), compares the target position with the current position (S2), and if the current position has not reached the desired position, performs control calculation (S3), outputs the command value and drives the motor (S4).
前記不吐検出手段8の許容誤差から決められる範囲内(たとえば目標位置±20μm)に達すると、切り替え手段により切り替えを行い、カットオフ出力手段19に接続する(S5)。 When it reaches the range determined by the allowable error of the discharge failure detection means 8 (for example, target position ± 20 μm), the switching means switches and connects to the cut-off output means 19 (S5).
ノズルチェックが終了したかを判断し(S6)、終了していれば駆動終了(S7)。 It is determined whether the nozzle check is completed (S6). If it is completed, the driving is terminated (S7).
図5に本発明の効果を示す。図中太線は本発明の実施例によるキャリッジの挙動である。このようにキャリッジの摩擦特性が変わっても、細線のように持続振動することなく整定していることがわかる。なお点線は目標位置、一点差線は不吐検出手段8の設定範囲を示している。 FIG. 5 shows the effect of the present invention. The bold line in the figure represents the behavior of the carriage according to the embodiment of the present invention. Thus, it can be seen that even if the frictional characteristics of the carriage change, the settling is continued without a continuous vibration like a thin line. The dotted line indicates the target position, and the one-point difference line indicates the set range of the discharge failure detection means 8.
1 キャリッジ
2 ガイドシャフト
3 駆動手段
4 駆動プーリ
5 アイドルプーリ
6 ベルト
7 エンコーダ
8 不吐検出手段
9 記録ヘッド
10 発光素子
11 受光素子
12 補償器
13 速度検出手段
14 PI補償器
15 駆動回路
16 比例項
17 積分項
18 切り替え手段
19 カットオフ出力手段
20 位置把握手段
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記キャリッジの位置を検出する位置検出手段と、
前記キャリッジの位置が目標位置近傍に到達したことを検出する位置把握手段と、
前記キャリッジとベルトにより結合されキャリッジを走査させる駆動手段と、
前記キャリッジの位置速度を制御する制御手段と、カットオフ出力手段と、
前記制御手段の積分項の動作/停止を切り替える切り替え手段を備え、
前記位置把握手段により、キャリッジ位置が目標位置近傍に到達した場合に、積分補償項を停止させることを特徴とするインクジェット記録装置。 A carriage having a print head for recording on a recording material;
Position detecting means for detecting the position of the carriage;
Position grasping means for detecting that the position of the carriage has reached the vicinity of the target position;
Driving means coupled with the carriage and a belt to scan the carriage;
Control means for controlling the position speed of the carriage, cut-off output means,
Comprising switching means for switching operation / stop of the integral term of the control means;
An ink jet recording apparatus, wherein the position compensator stops the integral compensation term when the carriage position reaches the vicinity of the target position.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006067611A JP2007245351A (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Inkjet recorder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006067611A JP2007245351A (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Inkjet recorder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007245351A true JP2007245351A (en) | 2007-09-27 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006067611A Withdrawn JP2007245351A (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Inkjet recorder |
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JP (1) | JP2007245351A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009220505A (en) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Seiko Epson Corp | Liquid jet apparatus, method for removing bubbles therein, and inkjet printer |
JP2012086415A (en) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Canon Inc | Inkjet recording apparatus and carriage control method |
-
2006
- 2006-03-13 JP JP2006067611A patent/JP2007245351A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
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