JP2007320288A - Control method of undischarge nozzle of ink-jet printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紙などのプリント媒体に対して、インクを吐出するインクジェットヘッド形態のプリントヘッドを用いて、画像形成を行うインクジェットプリント装置および該装置用プリントヘッドの不吐出ノズル制御方法に関するものである。 The present invention relates to an inkjet printing apparatus that forms an image using a print head in the form of an inkjet head that ejects ink onto a print medium such as paper, and a non-ejection nozzle control method for the print head for the apparatus. .
従来のインクジェットプリント装置として、プリントヘッドに設けられている吐出口からのインク不吐出を検出する手段を有したものがある。かかるインクジェットプリント装置では、不吐出検出動作の結果に基づいて不吐出状態に陥ったノズルに関する情報を表示または記憶することで、プリントヘッドの故障判定の処理に供することができるよう構成されている。 Some conventional ink jet printing apparatuses have means for detecting non-ejection of ink from ejection openings provided in a print head. Such an ink jet printing apparatus is configured to be able to be used for a print head failure determination process by displaying or storing information on nozzles that have fallen into a non-ejection state based on the result of the non-ejection detection operation.
インクジェットプリント装置は、液路内のインクの充填不良に起因した不吐出、あるいは吐出口付近のインクの粘度上昇や塵埃の付着に起因した不吐出などが発生しうるので、それらの吐出不良ないしは不吐出の原因を除去して吐出性能を良好に維持するために、インク吐出口からインクを強制的に排出させる回復処理手段が設けられるのが一般的である。 Inkjet printing devices may cause non-ejection due to poor filling of ink in the liquid path, or non-ejection due to increased viscosity of ink near the ejection port or adhesion of dust. In order to remove the cause of ejection and maintain good ejection performance, it is common to provide recovery processing means for forcibly ejecting ink from the ink ejection ports.
また、インク吐出時のプリントヘッドでは、気泡を発生するヒータがその消泡時の圧力とヒータ表面の熱により損傷を受けて、ヒータの表面の保護膜が徐々に削れていく。保護膜に覆われていたヒータがむき出すに至った後、配線部が電蝕され配線抵抗の変形を引き起こす。この時、配線抵抗の変形によって抵抗値異常を起こしているヒータに対して電圧を印加することで、吐出不良ないしは不吐出が発生する。また、抵抗値異常を引き起こしているヒータに対して電圧を印加することで、周りの保護膜に悪影響を及ぼし、ヒータの連鎖的な抵抗値異常が発生することがある。 Further, in the print head when ink is ejected, the heater that generates bubbles is damaged by the pressure at the time of defoaming and the heat of the heater surface, and the protective film on the heater surface is gradually scraped. After the heater covered with the protective film is exposed, the wiring portion is eroded and the wiring resistance is deformed. At this time, ejection failure or non-ejection occurs by applying a voltage to the heater that has an abnormal resistance value due to deformation of the wiring resistance. In addition, applying a voltage to the heater causing the abnormal resistance value adversely affects the surrounding protective film, and a continuous resistance value abnormality of the heater may occur.
従来のインクジェットヘッドには、目詰まりノズルを検出し、隣接ノズルで不吐補完を行い、そして数が多ければユーザにメンテナンスの指示するものがある(例えば、特許文献1参照。)。 Some conventional inkjet heads detect clogged nozzles, perform non-discharge complementation with adjacent nozzles, and if there are a large number, instruct users to perform maintenance (see, for example, Patent Document 1).
また、液滴吐出ヘッドの吐出異常を検出し、その原因を紙粉付着の大小、インクの乾燥増粘の大小、気泡混入、に分け、それらの原因に応じて回復処理を行うものがある(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, there is a type in which a discharge abnormality of a droplet discharge head is detected, and the cause is divided into paper powder adhesion magnitude, ink dry thickening magnitude, and bubble mixing, and recovery processing is performed according to those causes ( For example, see Patent Document 2.)
また、発熱素子の抵抗値を測定して、断線状態にある発熱素子を特定し、断線発熱素子の印加エネルギを近接発熱素子に加えて印加するものがある(例えば、特許文献3参照。)。
しかしながら、従来の技術は不吐出の原因をヒータの故障かノズルの目詰まりかに区別していないために、不吐出ノズルへの処理を同一にして、ヘッドの寿命を縮めているという点で、実用上いまだ不十分な問題があった。 However, since the conventional technology does not distinguish the cause of non-ejection from heater failure or nozzle clogging, the processing to the non-ejection nozzle is made the same and the life of the head is shortened. There was still an insufficient problem in practical use.
かかる課題を解決するため本発明では、不吐出ノズルの中からヒータが故障していないノズルを目詰まりノズルと識別する。目詰まりノズルは不吐出状態から回復し得るとし、回復処理を行う。また、ヒータが故障しているノズルは吐出しないことが明らかなので、二度と印加しないようマスクをかける。 In order to solve such a problem, in the present invention, nozzles in which the heater is not broken out of non-ejection nozzles are identified as clogged nozzles. The clogging nozzle is assumed to be able to recover from the non-ejection state, and recovery processing is performed. Further, since it is clear that a nozzle having a malfunctioning heater does not discharge, a mask is applied so as not to apply the nozzle again.
不吐出ノズルの原因を目詰まりかヒータの故障かに分け、目詰まりノズルだけに回復処理を行うことにより、故障ノズルに対して印加を避けることが可能である。これにより、ヒータの連鎖的な抵抗値異常を防ぐことができ、ヘッドの延命を図ることが可能である。 By applying the recovery process to only the clogged nozzles by dividing the cause of the non-ejection nozzle into clogged or a heater failure, it is possible to avoid application to the failed nozzle. As a result, it is possible to prevent a continuous resistance value abnormality of the heater and to extend the life of the head.
また、不吐出として検出されたノズルが、故障ノズルのみであった場合は回復処理を行う必要がなくなる。よって、インク吐出口からインクを強制的に排出させる回復処理を用いた場合、インクが無駄に消費されるのを防ぐことが可能となる。また、故障ノズルは回復し得ないので、ヘッドのインク吐出面をワイピングする処理や、ヘッドのインク吐出面を覆うようにするキャッピング処理を行う工数が省け、効率的な回復処理を行うことが可能である。 Further, when the nozzle detected as non-ejection is only a defective nozzle, there is no need to perform a recovery process. Therefore, when the recovery process for forcibly discharging the ink from the ink discharge port is used, it is possible to prevent the ink from being wasted. In addition, since the failed nozzle cannot be recovered, the process of wiping the ink ejection surface of the head and the capping process for covering the ink ejection surface of the head can be saved, and efficient recovery processing can be performed. It is.
(全体構成)図1に不吐出を検出するための機構を含むインクジェットプリント装置の要部構成例を示す。なお、不吐出の検出に関しては、インクが正常に吐出されるか否か、という吐出状態を検知するものであり、以下単に「吐出検知」、「不吐検知」または「吐出状態の検知」と称して説明する。 (Overall Configuration) FIG. 1 shows a configuration example of a main part of an ink jet printing apparatus including a mechanism for detecting non-ejection. The detection of non-ejection is to detect the ejection state of whether or not the ink is ejected normally, and hereinafter simply referred to as “ejection detection”, “non-ejection detection”, or “ejection state detection”. Will be described.
プリントヘッド110は、実線で示す矢印2の方向(往方向)に移動(主走査)する際にプリント動作を行い、破線で示す矢印3の方向(復方向)に移動する際にもプリント動作を行う。このプリントヘッド110は、例えば熱エネルギを利用してインクを吐出する形態のものとすることができる。すなわち、通電に応じて熱エネルギを発生するヒータを吐出口に対応して有し、ヒータによって印加される熱エネルギによってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときに発生する気泡の圧力を利用して、吐出口よりインクを吐出してプリントを行うものとすることができる。
The
符号121で示す破線は発光部120から細く絞って出力された光ビームであり、このビームの光軸を遮るようにヘッド110の主走査移動中に吐出口からインク滴111、112〜11nを吐出していく。光ビーム121は受光部130で受光され、光強度が検出される。140は当該処理に際してインク滴検知のために吐出されたインクを受ける部材である
180は紙、布などのプリント媒体であり、矢印4の方向に間欠的に副走査(紙送り)される。ハッチング部分181はすでにプリントされたところ、非ハッチング部分182はこれからプリントされるところを示すものとする。主走査にあたってヘッドの位置を検知するには、ヘッドを載置しているキャリッジ(不図示)に取り付けてある位置読み取り部160により、装置本体に固定されているリニアエンコーダ170の目盛りを読み取ることによって行うことができる。このエンコーダ170は画像のプリント動作を行う際の基準になり、プリント媒体180へのインクの理想的な着弾を実現し、画像品位を向上させる目的で配設される。
A broken line denoted by
150は回復処理ユニットであり、プリントヘッドの吐出口形成面をキャップするキャップ部材や、このキャップ内を吸引することで吐出口からインクを強制排出させるポンプなどの吸引手段、さらには吐出口形成面のワイピングを行う部材などから構成されている。
なお、図においては一色(ブラック(BK))のインクを吐出するためのものとしてプリントヘッドを1つのみ示しているが、その他シアン(C)、マゼンタ(M)およびイエロー(Y)等の各色に対応して複数のプリントヘッドが設けられていてもよい。また、そのように各色別にプリントヘッドを設けるほか、1つのプリントヘッド内にBKインクを吐出するノズル群とY、M、Cのインクを吐出するノズル群が並置されている構成でもよいし、またBKインクを吐出するノズル群のあるプリントヘッドとY、M、Cのインクを吐出するノズル群のあるプリントヘッドとが独立して並置されていてもよい。 In the figure, only one print head is shown for discharging ink of one color (black (BK)), but other colors such as cyan (C), magenta (M) and yellow (Y) are also shown. A plurality of print heads may be provided correspondingly. In addition to providing a print head for each color as described above, a configuration in which a nozzle group for ejecting BK ink and a nozzle group for ejecting Y, M, and C inks are arranged in one print head may be used. A print head having a nozzle group for ejecting BK ink and a print head having a nozzle group for ejecting Y, M, and C inks may be juxtaposed independently.
さらに、プリントヘッドはインク供給源をなすインクタンクと一体の構成であってもよく、また装置の別の部位に設けたインクタンクからチューブ等を介してインク供給を受けるものでもよい。また、プリントヘッドとインクタンクと一体とする場合、これをカートリッジの形態として装置本体(キャリッジ)に着脱できる構成であってもよく、両者を分離可能として例えばインクタンクのみを単独で交換できるようにしたものでもよい。 Further, the print head may be integrated with an ink tank that forms an ink supply source, or may receive ink supply from an ink tank provided in another part of the apparatus via a tube or the like. Further, when the print head and the ink tank are integrated, the cartridge may be configured to be detachable from the apparatus main body (carriage), and both can be separated so that, for example, only the ink tank can be replaced independently. You may have done.
(抵抗異常検出回路)
図2は、実施例のインクジェット記録装置におけるプリントヘッド部110の内部機構を示す図である。
(Resistance abnormality detection circuit)
FIG. 2 is a diagram illustrating an internal mechanism of the
図2において、220〜21nまでは、気泡を発生させるためのヒータ抵抗であり、221〜22nまでは、ヒータ抵抗への通電をつかさどるスイッチ用トランジスタ部分である。このスイッチ用トランジスタ部分には、a1〜anまでの、印画のために展開された電気信号が入力されている。ヒータ抵抗の一端は共通してヘッド電圧VHに接続され、他端はスイッチ用トランジスタに接続され、GNDへと接続されている。
In FIG. 2, reference numerals 220 to 21n denote heater resistors for generating bubbles, and
各ヒータ抵抗とVH信号の間から出力信号をそれぞれ取り出し、アナログデジタル変換器(AD変換器)231〜23nを介して、その出力デジタル信号をセレクタ240へ入力している。セレクタは、制御信号axで制御され、この制御信号は、電気信号a1〜anのON信号と連動し、常に電気信号a1〜anのうちONしている信号に対応するAD変換器の出力をセレクトするよう構成されている。この電気信号a1からanと制御信号axとは、いわゆる論理回路の出力またはCPUから直接的に入力される。セレクタ240の出力信号は、後述するプリントヘッド制御回路を通じて後述するCPUの外部ポートに接続されている。
An output signal is extracted from between each heater resistor and the VH signal, and the output digital signal is input to the
a1信号がONになると、VHからの電流がヒータ抵抗並びにスイッチ用トランジスタ部分を介してGNDへと流れ込む。これにより、ヒータ抵抗211の上端には、ほぼヒータ抵抗に比例した電圧が発生する。この値がAD変換器231によってAD変換され、セレクタ240でセレクトされて出力信号としてCPUで読み取られることとなる。
When the a1 signal is turned ON, a current from VH flows into GND through the heater resistance and the switching transistor portion. As a result, a voltage approximately proportional to the heater resistance is generated at the upper end of the
読み取られた値は、ヒータ抵抗が通常取り得る標準値と比較される。その抵抗が標準値と著しくかけ離れて大きいか、逆に著しく小さい場合、a1スイッチによるヒータ抵抗に異常ありと判断し、ヒータ抵抗211はNGであると図3に示す記憶装置EEPROM314に記憶される。逆に、ヒータ抵抗211が標準値に対して一定の値の範囲内であれば、a1スイッチによるヒータ抵抗に異常なしと判断される。
The read value is compared with a standard value that the heater resistance can normally take. If the resistance is significantly far from the standard value, or is extremely small, on the contrary, it is determined that the heater resistance by the a1 switch is abnormal, and the
(装置の制御系の構成)
図3は図1に示したインクジェットプリント装置の制御系の構成例である。同図において、301はプリントヘッド110を電気的に制御し、画像データに応じてインクを吐出させるためのプリントヘッド制御回路である。302はインクの吐出状態を検出する吐出検出センサであり、発光部120および受光部130を含む。303は吐出検出センサ302からの信号をノズル毎の吐出状態信号に置き換える吐出検出制御装置である。
(Device control system configuration)
FIG. 3 is a configuration example of a control system of the ink jet printing apparatus shown in FIG. In the figure, reference numeral 301 denotes a print head control circuit for electrically controlling the
305は図1に示した矢印2、3の方向にプリントヘッド110をスキャンさせるための駆動源をなす主走査モータ、306はプリント媒体180を搬送するための駆動源をなす副走査モータ、307は回復処理ユニット150を作動させるための駆動源をなす回復動作モータである。309は回復処理ユニット150を駆動する回復動作アクチュエータ、310は回復処理ユニット150の動作状態を検出するための回復動作センサである。311はこれらの各種モータやアクチュエータおよびセンサを制御管理する機構制御回路である。
305 is a main scanning motor that is a driving source for scanning the
304は後述する処理手順に従って、以上の各部の動作を全体的に制御するCPU、312はそのCPU304が実行する処理手順に対応したプログラムを記憶したROMである。313はCPU304が処理手順を実行する過程でパラメータを一時保存するためのエリアを有するRAM、314は装置電源のオフ時にも吐出検出状態を保存するためのEEPROM等の不揮発性メモリである。
315は操作・表示部であり、電源投入や、ホスト装置Hとのオンライン/オフラインの設定等、ユーザが所要の操作を行うためのスイッチや、装置状態等をユーザに提示するための表示器を有する。ホスト装置Hは、インクジェットプリント装置に対して画像データの供給源をなすものであり、プリントに係る画像等のデータの作成、処理等を行うコンピュータとする他、画像読み取り用のリーダ部や、あるいはデジタルカメラ等の形態であってもよい。画像データ、その他のコマンド、ステータス信号等は、インタフェース(I/F)316を介して送受信される。
上記構成において、本実施の形態における動作を図4のフローチャートにより説明する。 In the above configuration, the operation in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
回復動作時に故障ノズルとしてEEPROM314に記録されているノズルであるかを照合する(ステップS401)。故障ノズルとの記録があれば、次のノズルの照合に移る(ステップS407)。
It is verified whether the nozzle is recorded in the
EEPROM314に故障ノズルとの記録がない場合、前記の不吐出検出回路によってそのノズルの吐出状態を検出する(ステップS402)。正常吐出(ステップS406)であれば、次のノズルの照合に移る。一方、ノズルの不吐出が検出された場合には、前記の抵抗異常検出回路によって、そのノズルが故障しているかの検出を行う(ステップS403)。
If the
故障ノズルと識別された場合には、ノズル番号をEEPROM314に保存する。このノズル番号情報は回復不能な不吐出ノズル情報として、ヘッド交換時までEEPROM314に保存する(ステップS404)。このノズル番号情報と、後述する目詰まりノズル情報を基にヒータを駆動させないための非印加マスクパターンを生成する。
If the nozzle is identified as a failed nozzle, the nozzle number is stored in the
ステップS403で故障ノズルとして識別されなかった場合は、目詰まりノズルと識別し、ノズル番号をEEPROM314に保存する(ステップS406)。ここで、保存される目詰まりノズル情報は、後に行う回復処理において用いられる。 If it is not identified as a failed nozzle in step S403, it is identified as a clogged nozzle, and the nozzle number is stored in the EEPROM 314 (step S406). Here, the clogged nozzle information stored is used in a recovery process to be performed later.
このような手順で順次ノズルを分析してゆき、全てのノズルの分析が終了するまで繰り返し行う(ステップS407)。 The nozzles are sequentially analyzed in such a procedure, and repeated until the analysis of all the nozzles is completed (step S407).
以上の手順を行った後、EEPROM314から目詰まりノズル情報を読み出し、回復処理を行う。ここでいう回復処理とは、インク吐出口からインクを強制的に排出させる処理や、インクノズルからインクを吸引する処理や、ヘッドのインク吐出面をワイピングする処理や、ヘッドのインク吐出面を覆うようにするキャッピング処理である
回復処理を行ったことにより、目詰まりノズルと識別されたノズルの吐出状態が回復している可能性がある。そこで、EEPROM314から再度目詰まりノズル番号を読み出し、順次不吐出検出処理を行う。ここで吐出状態が回復し正常吐出が確認されれば、EEPROM314からノズル番号を削除する。正常吐出が確認できなければEEPROM314に目詰まりノズルとして記録したままとする。
After performing the above procedure, the clogged nozzle information is read from the
EEPROM314に記憶された故障ノズル情報と目詰まりノズル情報からなる不吐出ノズル情報を、次のような処理に反映させることができる。
The non-ejection nozzle information composed of the failed nozzle information and the clogged nozzle information stored in the
不吐出ノズル情報をノズル位置に対応させてプリント装置の操作・表示部315が有する表示器またはホスト装置側の表示装置上に表示するなど、適宜の情報提示を行うことで、ユーザによるプリントヘッド交換の要否判断に供することができる。また、この要否判断を容易とするために、どの程度の画質低下が生じるかを確認するためのテストパターンをプリントヘッドによって形成するようにしてもよい。
Print head replacement by the user by appropriately displaying information such as non-ejection nozzle information corresponding to the nozzle position and displaying it on the display of the operation /
また、不吐出ノズル情報に基づき、不吐出ノズルを他の正常吐出ノズルで代替して補完プリントを行う処理が実施されるようにしてもよい。ここで、マルチパスプリントを行う装置にあっては、正常吐出ノズルが対向するよう適宜パス数を変更するようにしてもよい。そのような補完プリント処理は、不吐出ノズル情報に基づき、CPU304の制御の下で装置が自動的に実施するものでもよいし、ユーザの判断、ないしは操作・表示部315が有するスイッチまたはホスト装置側の入力装置を用いた設定を経た上で実施されるものでもよい。
Further, based on the non-ejection nozzle information, a process of performing complementary printing by substituting the non-ejection nozzle with another normal ejection nozzle may be performed. Here, in an apparatus that performs multi-pass printing, the number of passes may be changed as appropriate so that the normal ejection nozzles face each other. Such complementary print processing may be automatically performed by the apparatus under the control of the
110 プリントヘッド
111、112、113 インク適
120 発行部
121 光ビーム
130 受講部
140 回復処理ユニット
180 プリント媒体
110
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090901 |