JP2009190280A - Liquid ejection inspecting method, liquid ejection inspecting apparatus, and printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体吐出ヘッドのノズルから液滴を吐出させてヘッドキャップ内での電流変化量に基づいてノズルからの液滴の吐出の有無を検査する液体吐出検査方法、液体吐出検査装置、およびそれを備えた印刷装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge inspection method, a liquid discharge inspection apparatus, and a method for inspecting whether or not liquid droplets are discharged from a nozzle based on a current change amount in a head cap by discharging liquid droplets from a nozzle of a liquid discharge head, and The present invention relates to a printing apparatus including the same.
一般に、インクジェットプリンタ等の印刷装置は、往復移動可能なキャリッジに搭載された印刷ヘッドが複数のノズルからインク滴を所望の位置に吐出することによって印刷を行うように構成されている。
この種のインクジェットプリンタにおいて、正常にインク滴が吐出されているか否かを検査する方法としては、ノズルから吐出された帯電インクにより生じる電流変化を検出することによって吐出の有無を判定する液体吐出検査方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
In this type of ink jet printer, a method for inspecting whether or not ink droplets are being ejected normally is a liquid ejection inspection in which the presence or absence of ejection is determined by detecting current changes caused by charged ink ejected from nozzles. A method is known (see, for example, Patent Document 1).
上記のような液体吐出検査方法では、検出した電流変化の大きさが所定の閾値を越えたか否かで「吐出」または「非吐出」を判断することができるが、吐出しているのにも関わらず「非吐出」と判定されることや、非吐出にも関わらず「吐出」と判定されることが確率的に発生しうる(以下、「吐出」を「非吐出」と判断する誤検出率を「偽陰性率」、「非吐出」を「吐出」と判断する誤検出率を「偽陽性率」という)。「非吐出」を「吐出」と判定してしまった場合には、非吐出の状態が検出されずにドット抜けが生じたまま通常の液体吐出処理が行われてしまう。そのため、液体吐出部の不良を検出する液体吐出検査の目的からは、偽陽性率を低減することが重要である。
例えば、閾値を、偽陽性率=偽陰性率となるように設定した場合には、経時変化や環境変化等により電流変化を検出する際のSN比が小さくなると、偽陽性率と偽陰性率がそれぞれ上昇してしまうことになり、好ましくない。
In the liquid discharge inspection method as described above, “discharge” or “non-discharge” can be determined based on whether or not the magnitude of the detected current change exceeds a predetermined threshold. Regardless of whether it is determined as “non-ejection” or “discharge” despite non-ejection, it may occur probabilistically. The false detection rate for judging the rate as “false negative rate” and “non-ejection” as “ejection” is called “false positive rate”). If it is determined that “non-ejection” is “ejection”, a non-ejection state is not detected, and normal liquid ejection processing is performed with missing dots. For this reason, it is important to reduce the false positive rate for the purpose of the liquid discharge inspection for detecting defects in the liquid discharge portion.
For example, when the threshold is set so that the false positive rate = the false negative rate, the false positive rate and the false negative rate are reduced when the SN ratio when detecting a current change due to a change with time, an environmental change, or the like becomes small. Each will increase, which is not preferable.
そこで、本発明の目的は、液体吐出検査の誤検出率を減らして検出精度を向上させることにあり、特に偽陽性率を低減することが可能な液体吐出検査方法、液体吐出検査装置、および印刷装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the false detection rate of liquid discharge inspection and improve detection accuracy, and in particular, a liquid discharge inspection method, a liquid discharge inspection device, and printing capable of reducing a false positive rate To provide an apparatus.
上記課題を解決することのできる本発明に係る液体吐出検査方法は、液滴を吐出するノズルが形成された液体吐出部と、前記液体吐出部に対向して隙間をあけて配置させた液体受け部と、の間で電位差を生じさせた状態で、前記ノズルから液滴を吐出させて前記液体受け部での電流変化量に基づいて前記ノズルからの液滴の吐出の有無を検査する液体吐出検査方法であって、
前記電流変化量に応じて吐出の有無の判定を行うための閾値を、非吐出時の電流変化量の標準偏差に基づく所定値以上となるように設定することを特徴とする。
A liquid discharge inspection method according to the present invention capable of solving the above-described problems includes a liquid discharge portion in which a nozzle for discharging a droplet is formed, and a liquid receiver disposed with a gap facing the liquid discharge portion. A liquid discharge for inspecting whether or not a liquid droplet is discharged from the nozzle on the basis of a current change amount in the liquid receiving portion in a state where a potential difference is generated between the liquid and the liquid receiving portion. An inspection method,
A threshold value for determining whether or not ejection is performed according to the current change amount is set to be a predetermined value or more based on a standard deviation of the current change amount during non-ejection.
また、本発明に係る液体吐出検査装置は、液滴を吐出するノズルが形成された液体吐出部と、
前記液体吐出部に対向して隙間をあけて配置可能な液体受け部と、
前記液体受け部での電流変化を検出する検出部と、を備え、
前記液体吐出部と前記液体受け部との間で電位差を生じさせた状態で、前記ノズルから液滴を吐出させて前記検出部により検出した電流変化量に基づいて前記ノズルからの液滴の吐出の有無を検査する液体吐出検査装置であって、
前記電流変化量に応じて吐出の有無の判定を行うための閾値が、非吐出時の電流変化量の標準偏差に基づく所定値以上となるように設定されることを特徴とする。
In addition, the liquid ejection inspection apparatus according to the present invention includes a liquid ejection section in which nozzles for ejecting droplets are formed,
A liquid receiving portion that can be disposed with a gap facing the liquid ejection portion;
A detection unit for detecting a current change in the liquid receiving unit,
In a state where a potential difference is generated between the liquid discharge unit and the liquid receiving unit, the droplet is discharged from the nozzle, and the droplet is discharged from the nozzle based on the amount of current change detected by the detection unit. A liquid discharge inspection device for inspecting the presence or absence of
A threshold value for determining whether or not ejection is performed according to the current change amount is set to be equal to or greater than a predetermined value based on a standard deviation of the current change amount during non-ejection.
この構成の液体吐出検査方法および液体吐出検査装置によれば、液体吐出部から液滴が吐出されたか否かを判定するための閾値が、非吐出時の電流変化量(すなわちノイズレベル)の標準偏差に基づく所定値以上に設定されるため、「非吐出」を「吐出」と判断してしまう偽陽性率を確実に所望の確率以下に維持することができる。したがって、液体吐出検査の誤検出率を減らして検出精度を向上させ、液体吐出部の不良を精度良く検出することで、液体吐出部のノズルの状態を良好に保つことができる。 According to the liquid discharge inspection method and the liquid discharge inspection apparatus of this configuration, the threshold for determining whether or not a liquid droplet is discharged from the liquid discharge portion is a standard for the amount of current change during non-discharge (that is, the noise level). Since it is set to be equal to or greater than a predetermined value based on the deviation, the false positive rate at which “non-ejection” is determined as “ejection” can be reliably maintained below a desired probability. Therefore, it is possible to improve the detection accuracy by reducing the false detection rate of the liquid discharge inspection, and to accurately detect the defect of the liquid discharge portion, so that the nozzle state of the liquid discharge portion can be kept good.
本発明に係る液体吐出検査方法において、非吐出時の電流変化量の標準偏差と吐出時の電流変化量の標準偏差とに基づく電流変化量の中間値を算出し、
前記中間値が前記所定値を越える場合には、前記閾値を前記中間値に設定し、
前記中間値が前記所定値以下である場合には、前記閾値を前記所定値に設定することが好ましい。
In the liquid discharge inspection method according to the present invention, an intermediate value of the current change amount based on the standard deviation of the current change amount during non-discharge and the standard deviation of the current change amount during discharge is calculated,
If the intermediate value exceeds the predetermined value, the threshold is set to the intermediate value;
When the intermediate value is less than or equal to the predetermined value, the threshold value is preferably set to the predetermined value.
また、本発明に係る液体吐出検査装置において、非吐出時の電流変化量の標準偏差と吐出時の電流変化量の標準偏差とに基づく電流変化量の中間値が算出され、
前記中間値が前記所定値を越える場合には、前記閾値が前記中間値に設定され、
前記中間値が前記所定値以下である場合には、前記閾値が前記所定値に設定されることが好ましい。
Further, in the liquid discharge inspection apparatus according to the present invention, an intermediate value of the current change amount based on the standard deviation of the current change amount during non-ejection and the standard deviation of the current change amount during discharge is calculated,
If the intermediate value exceeds the predetermined value, the threshold is set to the intermediate value,
When the intermediate value is less than or equal to the predetermined value, the threshold value is preferably set to the predetermined value.
この構成の液体吐出検査方法および液体吐出検査装置によれば、非吐出時と吐出時の標準偏差に基づいて偽陽性率=偽陰性率となる電流変化量の中間値を算出して、その値が前記所定値より大きい場合には、閾値を中間値に設定することで偽陽性率を所望の確率よりさらに小さくすることができる。算出した中間値が前記所定値以下である場合には、閾値を所定値に設定することで偽陽性率を所望の確率以下とすることができる。したがって、環境変化等により電流変化量のSN比が小さくなっても、偽陽性率を常に所望の確率以下に維持することができる。 According to the liquid discharge inspection method and the liquid discharge inspection apparatus of this configuration, the intermediate value of the amount of current change in which the false positive rate = the false negative rate is calculated based on the standard deviation between the non-discharge time and the discharge time, and the value Is larger than the predetermined value, the false positive rate can be made smaller than the desired probability by setting the threshold value to an intermediate value. When the calculated intermediate value is less than or equal to the predetermined value, the false positive rate can be made lower than the desired probability by setting the threshold value to the predetermined value. Therefore, even if the SN ratio of the current change amount becomes small due to environmental changes or the like, the false positive rate can always be maintained below the desired probability.
本発明に係る液体吐出検査方法において、非吐出時の電流変化量の標準偏差をσ(N)、非吐出時の電流変化量の平均値をμ(N)と表すと、
前記所定値は、μ(N)+5.85σ(N)であることが好ましい。
In the liquid ejection inspection method according to the present invention, when the standard deviation of the current change amount during non-ejection is represented by σ (N), and the average value of the current change amount during non-ejection is represented by μ (N),
The predetermined value is preferably μ (N) + 5.85σ (N).
この構成の液体吐出検査方法によれば、閾値がμ(N)+5.85σ(N)以上に設定されるため、偽陽性率を75万分の1以下とすることができる。 According to the liquid discharge inspection method having this configuration, the threshold value is set to μ (N) + 5.85σ (N) or more, so that the false positive rate can be set to 1 / 50,000 or less.
本発明に係る液体吐出検査方法において、吐出時の電流変化量の標準偏差をσ(S)、吐出時の電流変化量の平均値をμ(S)と表すと、
前記閾値がμ(S)−4σ(S)を越えた場合には、前記液体吐出部のクリーニング処理を行うことが好ましい。
In the liquid discharge inspection method according to the present invention, when the standard deviation of the current change amount at the time of discharge is represented by σ (S) and the average value of the current change amount at the time of discharge is represented by μ (S),
When the threshold value exceeds μ (S) −4σ (S), it is preferable to perform a cleaning process for the liquid ejection unit.
この構成の液体吐出検査方法によれば、偽陽性率を所望の確率以下に維持できても、閾値がμ(S)−4σ(S)を越えると「吐出」を「非吐出」と判断してしまう偽陰性率が10万分の1より大きくなってしまうため、液体吐出部のクリーニング処理を行うことで液体吐出部のノズルを良好な状態に戻すとともに液体吐出検査の検出精度を再び良好にすることができる。 According to the liquid ejection inspection method having this configuration, even if the false positive rate can be maintained below a desired probability, if the threshold exceeds μ (S) −4σ (S), “ejection” is determined as “non-ejection”. Since the false negative rate becomes greater than 1 / 100,000, the cleaning process of the liquid discharge unit returns the nozzle of the liquid discharge unit to a good state and improves the detection accuracy of the liquid discharge test again. be able to.
また、本発明に係る印刷装置は、本発明に係る上記液体吐出検査装置を備え、
前記液体としてインクが使用され、
前記液体吐出部がインク滴を吐出する印刷ヘッドであり、
前記液体受け部が前記印刷ヘッドに接離可能なヘッドキャップであることを特徴とする。
Further, a printing apparatus according to the present invention includes the liquid ejection inspection apparatus according to the present invention,
Ink is used as the liquid,
The liquid ejection unit is a print head that ejects ink droplets;
The liquid receiving portion is a head cap that can contact and separate from the print head.
この構成の印刷装置によれば、印刷ヘッドのインク吐出検査を行う際、「非吐出」を「吐出」と判断してしまう偽陽性率を確実に所望の確率以下に維持することができる。したがって、インク吐出検査の誤検出率を減らして検出精度を向上させ、印刷ヘッドのドット抜け等の不良を精度良く検出することで、印刷品質を良好に保つことができる。 According to the printing apparatus having this configuration, it is possible to reliably maintain a false positive rate that determines “non-ejection” as “ejection” or less when the ink ejection inspection of the print head is performed. Therefore, it is possible to maintain good print quality by reducing the false detection rate of the ink ejection inspection to improve detection accuracy and accurately detecting defects such as missing dots in the print head.
以下、本発明に係る液体吐出検査方法、液体吐出検査装置、および印刷装置の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の実施形態に係る印刷装置であるロール紙プリンタの外観斜視図であり、図2は図1に示したロール紙プリンタのロール紙カバーを開いた状態の外観斜視図であり、図3は図1に示したロール紙プリンタの内部構成を示す概略側面図であり、図4は図1に示したロール紙プリンタからプリンタケースを取り外した状態の斜視図である。
Hereinafter, examples of embodiments of a liquid discharge inspection method, a liquid discharge inspection apparatus, and a printing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external perspective view of a roll paper printer that is a printing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external perspective view of the roll paper printer shown in FIG. 3 is a schematic side view showing the internal configuration of the roll paper printer shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a perspective view of the roll paper printer shown in FIG. 1 with the printer case removed.
本実施形態のロール紙プリンタ1は、複数種のカラーインク液を使用してインクジェット方式によりロール紙にカラー印刷するものであり、図1に示すように、プリンタ本体2の外装をなすプリンタケース2aの前面には、ロール紙カバー3及びインクカートリッジカバー7が開閉自在に設けられている。また、プリンタケース2aの前面には、ロール紙の幅に対応した所定幅の記録紙排出口4が形成されている。記録紙排出口4の下側には排紙ガイド5が前方に突出しており、当該排紙ガイド5の側方にはロール紙カバー3を開くための開閉レバー6が配置されている。プリンタケース2aにおける排紙ガイド5および開閉レバー6の下側には、ロール紙を出し入れするための矩形の開口部2bが形成されており、この開口部2bがロール紙カバー3によって封鎖されている。
The roll paper printer 1 of the present embodiment performs color printing on roll paper by an ink jet method using a plurality of types of color ink liquids, and as shown in FIG. A roll paper cover 3 and an
開閉レバー6を操作するとロール紙カバー3のロックが解除される。ロック解除後、排紙ガイド5を前方に引くと、図2に示すように、ロール紙カバー3が下端部を中心として前方にほぼ水平になるまで開く。ロール紙カバー3が開くと、プリンタ内部に形成されているロール紙収納部11が開放状態となるとともに、ロール紙収納部11から記録紙排出口4に至る記録紙搬送経路が開放状態となり、プリンタ前方からロール紙の交換作業などを簡単に行うことができるようになっている。なお、図2においては、ロール紙カバー3の外装部分および開閉レバー6の図示を省略している。
When the open /
図3に示すように、ロール紙プリンタ1の内部には、本体フレーム10における幅方向の中央部分にロール紙収納部11が形成されている。ロール紙収納部11にはロール紙12がプリンタ幅方向にロール紙幅方向を沿わせた向きで収納される。
As shown in FIG. 3, a roll paper storage unit 11 is formed in the center of the
ロール紙収納部11の上側には、本体フレーム10の上端にヘッドユニットフレーム13が水平に取り付けられている。ヘッドユニットフレーム13には、インクジェットヘッドである印刷ヘッド14、印刷ヘッド14の位置を検出するためのリニアスケール15およびエンコーダセンサ16、印刷ヘッド14およびエンコーダセンサ16を搭載しているキャリッジ17、キャリッジ17のプリンタ幅方向への移動をガイドするキャリッジガイド軸18が配置されている。また、キャリッジ17をキャリッジガイド軸18に沿って往復移動させるためのキャリッジモータ19およびタイミングベルト20を備えたキャリッジ搬送機構が配置されている。
A
印刷ヘッド(液体吐出部)14はインク滴を吐出するノズル面14aが下向きになるようにキャリッジ17に搭載されている。エンコーダセンサ16は印刷ヘッド14の上端面14bに配置されている。キャリッジガイド軸18はプリンタ幅方向に水平に掛け渡されており、リニアスケール15は、印刷ヘッド14の上方においてキャリッジガイド軸18と平行に掛け渡されている。
The print head (liquid ejection unit) 14 is mounted on the
印刷ヘッド14の下側には一定のギャップを設けてプリンタ幅方向に水平に延びるプラテン21が配置されている。プラテン21によって印刷ヘッド14の印刷位置が規定されている。プラテン21の後端には下方に湾曲しているテンションガイド22が取り付けられている。テンションガイド22はバネによって上方に付勢されており、ロール紙収納部11に収納されているロール紙12から引き出された記録紙12aは、テンションガイド22によって所定の張力が付与された状態で印刷位置を経由する記録紙搬送経路に沿って引き出される。
A platen 21 that extends horizontally in the printer width direction with a certain gap is disposed below the
プラテン21の後側には、後側紙送りローラ23がプリンタ幅方向に水平に掛け渡されている。後側紙送りローラ23には所定幅の後側紙押さえローラ24が記録紙12aを介して、所定の押圧力で押し付けられている。プラテン21における前端側の部位には、前側紙送りローラ25が配置されている。前側紙送りローラ25には、上側から前側紙押さえローラ26が記録紙12aを介して、押し付けられている。後側紙送りローラ23および前側紙送りローラ25は、本体フレーム10に搭載されている紙送りモータ27によって駆動される。
On the rear side of the platen 21, a rear
キャリッジ17をキャリッジガイド軸18に沿って往復移動させながら、キャリッジ17に搭載されている印刷ヘッド14により、ロール紙12から繰り出されて印刷位置に位置している記録紙12aの部分の表面に印刷が行われる。印刷位置はエンコーダセンサ16の検出信号に基づいて制御されている。記録紙12aの幅方向への一連の行印刷が終了した後は、後側紙送りローラ23および前側紙送りローラ25が回転駆動されて、所定ピッチだけ記録紙12aが送り出される。この後に、次の行の印刷が行われる。このように、記録紙12aは、所定ピッチで間欠的に送り出されながら印刷ヘッド14によって印刷が施される。印刷後の記録紙12aが排出される記録紙排出口4には、例えば鋏式の記録紙切断装置28が配置されている。記録紙切断装置28によって、これらの間に位置する記録紙12aが幅方向に切断される。
While the
なお、プラテン21、テンションガイド22、後側紙送りローラ23、前側紙送りローラ25は、ロール紙カバー3と一緒に開閉するようになっている。
The platen 21, the
また、図1および図2に示したインクカートリッジカバー7を開くと、その内側のカートリッジ装着部9(図4参照)が開放状態になり、このカートリッジ装着部9へのインクカートリッジ8の着脱が可能になる。
When the
インクカートリッジ8は、カートリッジケース内に複数個のカラーインクパックを収容したものである。本実施形態のロール紙プリンタ1の場合は、インクカートリッジカバー7を開く動作に連動して、カートリッジ装着部9の前方にインクカートリッジ8が所定距離だけ引き出される構成になっている。
The
インクカートリッジ8内の各インクパックは、インクカートリッジ8をカートリッジ装着部9に装着した際に、カートリッジ装着部9側に設けられたインク供給針がインクパックのインク供給口に差込接続される。カートリッジ装着部9のインク供給針には、プリンタケース2a内に固定されたインク流路31が接続され、このインク流路31には、可撓性のインク供給チューブ33の一端が接続されている。
インク供給チューブ33の他端は、キャリッジ17に接続され、ダンパユニットや背圧調整ユニットを介して印刷ヘッド14に連通している。
When each ink pack in the
The other end of the
図4に示すように、印刷領域から外れたカートリッジ装着部9の上方が、往復移動するキャリッジ17の待機位置(メンテナンス領域)となっている。そして、この待機位置の下方には、キャリッジ17の下面に露出する印刷ヘッド14の保守動作を行うヘッドメンテナンス機構40が配置されている。
As shown in FIG. 4, the upper position of the
ヘッドメンテナンス機構40は、図5に示すように、印刷ヘッド14のノズル形成面を封止するためのヘッドキャップ機構60と、このノズル形成面を払拭するためのワイパ機構50と、ヘッドキャップ機構60から残留インクを吸引するためのインク吸引機構70とを備えている。
As shown in FIG. 5, the
ヘッドキャップ機構60、ワイパ機構50及びインク吸引機構70は、動力伝達機構80を介してポンプモータ(図示省略)により駆動される。これらの各部分は、プリンタ本体に着脱可能なハウジング41に取り付けられている。
The
ワイパ機構50及びヘッドキャップ機構60は、キャリッジ17の往復動方向に併設されており、インク吸引機構70は、ヘッドキャップ機構60のプリンタ後方側(図5中右奥側)に併設されている。
そして、ヘッドキャップ機構60とワイパ機構50とインク吸引機構70とが連動可能なように動力伝達機構80が配設されている。
The
A
動力伝達機構80は、複数の歯車からなる歯車列で構成され、ポンプモータからの駆動力及びハウジング41の案内によりヘッドキャップ機構60及びワイパ機構50を印刷ヘッド14の往復動方向に沿う方向及び上下方向に進退動させると共に、インク吸引機構70を動作させるように構成されている。
The
インク吸引機構70は、チューブ72の一端がヘッドキャップ機構60と接続され、他端がインクカートリッジ17の廃インク導入部に接続されたチューブポンプであり、このインク吸引機構70が駆動されると、ヘッドキャップ機構60を介して印刷ヘッド14のノズルからインクを吸引し、インクカートリッジ8の廃インク貯留室に排出される。
The
ヘッドキャップ機構60は、スライダ64と、キャップホルダ62に固定されたヘッドキャップ(液体受け部)63とを備えている。スライダ64は、ケース状に形成されたもので、印刷ヘッド14のノズル形成面に対して接近又は離間するように、ハウジング41に支持されている。
スライダ64の上端凹部には、先端部分にヘッドキャップ63が固定されたキャップホルダ62がスライダ64に対し進退移動できるように保持されている。
The
A
ワイパ機構50は、スライダ52と、ワイパ51とを備えている。スライダ52は、箱型状に形成されたもので、ヘッドキャップ機構60のスライダ64と同じ方向にスライドするように、スライド部53がハウジング41に設けられたガイド部44に支持案内されている。スライダ52の先端部分には、弾性材であるゴム製の板材からなるワイパ51が埋め込まれている。
The
そして、スライダ52は、最もワイパ51がヘッドメンテナンス機構40の内側に引っ込んだ位置(退避位置)と、ワイパ51によってノズル形成面の汚れを払拭する処理を行うためのワイピング位置との間を移動できるようになっている。ワイピング位置は、ワイパ51の先端が印刷ヘッド14のノズル形成面に対し接触して擦れるようになっている。これにより、ワイパ51はノズル形成面に付着しているインク等の異物を払拭することができる。尚、インクの種類によっては、ワイパ51を軟質のプラスチック等により形成しても良い。
The
図6に示すように、ヘッドキャップ63は、印刷ヘッド14のノズル形成面14aを封止可能な大きさの開口を有する箱型状のゴムで形成されたもので、上端縁部は、ノズル形成面14aに密着可能なリップ部96とされている。
As shown in FIG. 6, the
このヘッドキャップ63は、収納凹部94を有し、この収納凹部94内に、廃インクを吸収する多層構造の吸収材95が収納され、この吸収材95は、図示しない押さえ部材によって保持され、その上面が、リップ部96の先端位置よりも下がった位置とされている。
The
このヘッドキャップ63には、インク吸引機構70からのチューブの一端が接続されており、ノズル形成面14aにリップ部96が密着した状態にて、インク吸引機構70のポンプモータが駆動されることにより、ヘッドキャップ63内を減圧して印刷ヘッド14のインクノズルからインクが吸引され、インクカートリッジ8の廃インク貯留室に排出される。
One end of a tube from the
また、このヘッドキャップ63の収納凹部94内には、電流検査用の検出部である金属軸97が立設されており、この金属軸97は、吸収材95と導通可能とされている。この金属軸97には、その下端にリード線98が接続されており、このリード線98を介して信号が取り出し可能とされている。
In addition, a
そして、上記ロール紙プリンタ1では、ヘッドメンテナンス機構40によって印刷ヘッド14のクリーニングが行われる。なお、このクリーニングは、予め設定された所定のタイミングあるいはユーザの操作時に行われるもので、印刷ヘッド14のノズル形成面14aにヘッドキャップ63を密着させてインク吸引機構70によって内部を吸引して印刷ヘッド14のインクノズルから増粘状態のインクを吸引するインク吸引処理及び印刷ヘッド14のノズル形成面14aの汚れをワイパ51によって払拭するワイピング処理が行われる。
In the roll paper printer 1, the
また、上記ヘッドメンテナンス機構40を備えたロール紙プリンタ1では、印刷ヘッド14のインクノズルでのインクのメニスカスを形成するために、印刷開始前あるいは定期的に印刷ヘッド14のインクノズルから所定量のインクをヘッドキャップ63内に吐出するフラッシング処理、インクノズルの詰まりを防止するために印刷休止後にて印刷ヘッド14のノズル形成面14aにヘッドキャップ63を密着させて保護するキャッピング処理を行う。
Further, in the roll paper printer 1 provided with the
さらに、上記ロール紙プリンタ1では、ヘッドメンテナンス機構40によって、印刷ヘッド14のインクノズルから正常にインク滴が吐出されるかを検査するインク吐出検査が行われる。すなわち、ヘッドメンテナンス機構40はインク吐出検査装置(液体吐出検査装置)の機能も兼ね備えたものである。
Further, in the roll paper printer 1, the
次に、このヘッドメンテナンス機構40を用いたインク吐出検査方法(液体吐出検査方法)について、図7に示すフローチャートおよび図8に示す検出信号分布のグラフを参照して説明する。
図8は、電流変化の信号の分布とその変化を示したものである。図8のグラフの横軸は、電流変化の信号の大きさ(絶対値)ΔVを示しており、Nは非吐出時の検出信号(すなわちノイズ)、Sは吐出時の検出信号、μ(N)はNの平均値、μ(S)はSの平均値、σ(N)はNの標準偏差、σ(S)はSの標準偏差である。
Next, an ink ejection inspection method (liquid ejection inspection method) using the
FIG. 8 shows a signal distribution of current change and its change. The horizontal axis of the graph of FIG. 8 indicates the magnitude (absolute value) ΔV of the current change signal, N is a detection signal (that is, noise) during non-ejection, S is a detection signal during ejection, and μ (N ) Is the average value of N, μ (S) is the average value of S, σ (N) is the standard deviation of N, and σ (S) is the standard deviation of S.
インク吐出検査が開始されると、ヘッドキャップ63が上昇し、印刷ヘッド14のノズル形成面14aに対して僅かな隙間をあけた位置となる高さに配置されるとともに、そのヘッドキャップ63の真上に印刷ヘッド14が移動する(ステップS01)。
この状態では、印刷ヘッド14のノズル形成面14aとヘッドキャップ63のリップ部96の先端との間に所定寸法Aの隙間が形成され、また、印刷ヘッド14のノズル形成面14aとヘッドキャップ63の吸収材95の上面との隙間が、インク吐出検査を良好に行うのに十分狭い所定寸法Bとされる(図6参照)。
When the ink ejection inspection is started, the
In this state, a gap of a predetermined dimension A is formed between the nozzle formation surface 14 a of the
この状態にて、印刷ヘッド14とヘッドキャップ63との間に所定の電位差にて電圧を印加する(ステップS02)。そして、電圧を印加した状態にて、ヘッドキャップ63に実際に印加されている電圧値を計測し、その値により吐出時の検出信号値の平均値μ(S)を推定する(ステップS03)。
In this state, a voltage is applied between the
なお、当該ロール紙プリンタ1を工場で作る際、実際に検査を行い得られたμ(S)とμ(N)、及び事前評価で得られたσ(S)とσ(N)の値がプリンタ内部に保存されている。
吐出時の検出信号強度は、ヘッドキャップ63に印加された電圧値に比例するため、この電圧値を測定することで、工場測定値のμ(S)を元に検出信号強度の平均値μ(S)の値を推測することができる。
It should be noted that when the roll paper printer 1 is manufactured at the factory, the values of μ (S) and μ (N) obtained by actual inspection, and the values of σ (S) and σ (N) obtained by the preliminary evaluation are obtained. Stored inside the printer.
Since the detection signal intensity at the time of ejection is proportional to the voltage value applied to the
インク滴の吐出の有無を判定するには、検出した電流変化の信号の大きさが所定の閾値より大きいか否かで判定する。この閾値をどのような基準で設定するかによって、誤検出率(偽陽性率および偽陰性率)が変化することになる。
ここで、図7および図8を参照して、閾値の設定について説明する。
図8(a)は、印刷ヘッド14がクリーニングされてから間もないなど、SN比が比較的大きく印刷ヘッド14の状態が良好である。図8(b)は、環状変化や使用状態等により若干SN比が小さくなった例であり、図8(c)はさらにSN比が小さくなった例である。
In order to determine whether or not ink droplets are ejected, it is determined based on whether or not the magnitude of the detected current change signal is greater than a predetermined threshold. The false detection rate (false positive rate and false negative rate) changes depending on what criteria this threshold is set.
Here, the setting of the threshold value will be described with reference to FIGS.
In FIG. 8A, the S / N ratio is comparatively large and the state of the
閾値を設定するにあたり、まず、図8(a)に示すように、偽陽性率=偽陰性率となるようにσ(S)とσ(N)に基づく中間値を閾値として算出する。例えば、閾値=μ(S)+6.85σ(S)=μ(N)−6.85σ(N)となる(ステップS04)。なお、σ(S)、σ(N)、μ(N)は、工場測定値を用いるか、または実際に吐出を行って算出しても良い。 In setting the threshold, first, as shown in FIG. 8A, an intermediate value based on σ (S) and σ (N) is calculated as the threshold so that the false positive rate = false negative rate. For example, threshold = μ (S) + 6.85σ (S) = μ (N) −6.85σ (N) (step S04). Note that σ (S), σ (N), and μ (N) may be calculated using factory measured values or by actually performing ejection.
本発明においては、非吐出にも関わらず「吐出」と判定される偽陽性率を低く抑えるために、閾値が非吐出時の信号の平均値より十分大きい値となるように、標準偏差σ(N)に基づく所定値以上となるように設定される。本実施形態では、この所定値を、μ(N)+5.85σ(N)として設定している。この場合、偽陽性率を75万分の1以下とすることができる。 In the present invention, in order to keep the false positive rate determined as “ejection” low despite non-ejection, the standard deviation σ () is set so that the threshold value is sufficiently larger than the average value of signals at the time of non-ejection. N) is set to be a predetermined value or more based on N). In the present embodiment, this predetermined value is set as μ (N) + 5.85σ (N). In this case, the false positive rate can be 1 / 50,000 or less.
そのため、SNの中間値の閾値が、所定値(μ(N)+5.85σ(N))を越えるか否かを判断し(ステップS05)、中間値の閾値がμ(N)+5.85σ(N)より大きい場合には、閾値を中間値に設定する(ステップS06)。これにより、偽陽性率を所望の確率(75万分の1)よりさらに小さくすることができる。 Therefore, it is determined whether or not the SN threshold value exceeds a predetermined value (μ (N) + 5.85σ (N)) (step S05), and the intermediate threshold value is μ (N) + 5.85σ ( If greater than N), the threshold value is set to an intermediate value (step S06). Thereby, a false positive rate can be made still smaller than a desired probability (1 / 750,000).
図8(b)に示すように、SNの中間値の閾値が、所定値(μ(N)+5.85σ(N))以下である場合には、閾値を所定値に設定する(ステップS07)。これにより、偽陽性率を所望の確率(75万分の1)以下とすることができる。したがって、環境変化等により電流変化量のSN比が小さくなっても、偽陽性率を常に所望の確率以下に維持することができる。 As shown in FIG. 8B, when the threshold value of the intermediate value of SN is equal to or smaller than a predetermined value (μ (N) + 5.85σ (N)), the threshold value is set to a predetermined value (step S07). . Thereby, a false positive rate can be made into a desired probability (1 / 750,000) or less. Therefore, even if the SN ratio of the current change amount becomes small due to environmental changes or the like, the false positive rate can always be maintained below the desired probability.
このように閾値を所定値(μ(N)+5.85σ(N))以上とすることで、偽陽性率を所望の確率以下に維持できるが、偽陰性率もある程度の確率以下に抑えることが好ましい。閾値がμ(S)−4σ(S)を越えると、偽陰性率が10万分の1より大きくなってしまう。したがって、閾値を所定値(μ(N)+5.85σ(N))以上に固定したステップS06またはステップS07の後、その閾値がμ(S)−4σ(S)以下であるか否かを判定する(ステップS08)。 Thus, by setting the threshold value to a predetermined value (μ (N) + 5.85σ (N)) or higher, the false positive rate can be maintained below a desired probability, but the false negative rate can also be suppressed to a certain level or lower. preferable. If the threshold value exceeds μ (S) −4σ (S), the false negative rate becomes greater than 1 / 100,000. Therefore, after step S06 or step S07 in which the threshold value is fixed to a predetermined value (μ (N) + 5.85σ (N)) or more, it is determined whether the threshold value is equal to or less than μ (S) −4σ (S). (Step S08).
ステップS08で、閾値がμ(S)−4σ(S)以下であれば(図8(b)参照)、所望の偽陰性率、及び偽陽性率を確保できると判断し、インク吐出検査を開始する(ステップS09)。
インク吐出検査では、印刷ヘッド14のインクノズルから帯電したインク滴(液滴)を吐出させる。このようにすると、帯電インクが吸収材95に着弾することにより生じる電流変化の信号が、電流検査用の金属軸97からリード線98を介して取り出され、その電流変化に基づいて、電流変化の信号が閾値を越えたか否かでインクノズルからのインク滴の吐出状態を検査することができる。
In step S08, if the threshold value is μ (S) −4σ (S) or less (see FIG. 8B), it is determined that the desired false negative rate and false positive rate can be secured, and the ink ejection test is started. (Step S09).
In the ink ejection test, charged ink droplets (droplets) are ejected from the ink nozzles of the
ステップS08で、閾値がμ(S)−4σ(S)を越えていれば(図8(c)参照)、ヘッドキャップ63を上昇させてノズル形成面14aをキャッピングし、クリーニング動作(異常処理)を行う(ステップS10)。これにより、印刷ヘッド14のノズルを良好な状態に戻すとともにインク吐出検査の検出精度を再び良好にすることができる。
If the threshold value exceeds μ (S) −4σ (S) in step S08 (see FIG. 8C), the
以上説明したように、本実施形態のインク吐出検査方法およびインク吐出検査装置によれば、印刷ヘッド14からインク滴が吐出されたか否かを判定するための閾値が、非吐出時の電流変化量の標準偏差σ(N)に基づく所定値(μ(N)+5.85σ(N))以上に設定されるため、「非吐出」を「吐出」と判断してしまう偽陽性率を確実に所望の確率(75万分の1)以下に維持することができる。したがって、インク吐出検査の誤検出率を減らして検出精度を向上させ、印刷ヘッド14の不良を精度良く検出することで、印刷ヘッド14のノズルの状態を良好に保つことができる。
As described above, according to the ink ejection inspection method and the ink ejection inspection device of the present embodiment, the threshold value for determining whether or not ink droplets are ejected from the
そして、上記のインク吐出検査方法を実施するインク吐出検査装置(ヘッドメンテナンス機構40)を備えたロール紙プリンタ1は、印刷ヘッド14のインク吐出検査を行う際、「非吐出」を「吐出」と判断してしまう偽陽性率を確実に所望の確率以下に維持することができる。したがって、インク吐出検査の誤検出率を減らして検出精度を向上させ、印刷ヘッド14のドット抜け等の不良を精度良く検出することで、印刷品質を良好に保つことができる。
なお、インク吐出検査を実施する頻度は適宜設定されるものであるが、頻度が高い例としては、一片の記録紙12aに対する印刷毎、すなわち記録紙切断装置28を動作させる毎とすることができ、これによれば常に良好な印刷品質を保つことができる。
The roll paper printer 1 equipped with the ink ejection inspection device (head maintenance mechanism 40) that performs the above-described ink ejection inspection method performs "non-ejection" as "ejection" when performing the ink ejection inspection of the
The frequency at which the ink ejection inspection is performed is set as appropriate. As an example of the high frequency, it can be performed each time printing is performed on a piece of
なお、本発明に係る液体吐出検査方法および液体吐出検査装置は、上記実施形態で例示したインクジェット式のプリンタをはじめとして、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いられる色材吐出ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材吐出ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物吐出ヘッド等の液体を吐出する液体吐出ヘッドを用いた液体吐出装置、精密ピペットとしての試料吐出装置等にも適用できる。 The liquid discharge inspection method and the liquid discharge inspection apparatus according to the present invention include a color material discharge head and an organic EL display used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, including the ink jet printer exemplified in the above embodiment. , Electrode material discharge heads used for electrode formation such as FED (surface emitting display), liquid organic discharge heads used for biochip manufacturing liquid discharge devices using liquid discharge heads, samples as precision pipettes, etc. It can also be applied to a discharge device or the like.
1…ロール紙プリンタ(印刷装置)、14…印刷ヘッド、14a…ノズル形成面、40…ヘッドメンテナンス機構、63…ヘッドキャップ(液体受け部)、97…金属軸(検出部)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Roll paper printer (printing apparatus), 14 ... Print head, 14a ... Nozzle formation surface, 40 ... Head maintenance mechanism, 63 ... Head cap (liquid receiving part), 97 ... Metal shaft (detection part).
Claims (7)
前記電流変化量に応じて吐出の有無の判定を行うための閾値を、非吐出時の電流変化量の標準偏差に基づく所定値以上となるように設定することを特徴とする液体吐出検査方法。 A liquid is discharged from the nozzle in a state in which a potential difference is generated between a liquid discharge portion in which a nozzle for discharging liquid droplets is formed and a liquid receiving portion disposed so as to face the liquid discharge portion with a gap. A liquid discharge inspection method for inspecting whether or not a droplet is discharged from the nozzle based on a current change amount in the liquid receiving portion by discharging a droplet,
A liquid ejection inspection method, characterized in that a threshold for determining whether ejection is present or not in accordance with the amount of current change is set to be equal to or greater than a predetermined value based on a standard deviation of current variation during non-ejection.
非吐出時の電流変化量の標準偏差と吐出時の電流変化量の標準偏差とに基づく電流変化量の中間値を算出し、
前記中間値が前記所定値を越える場合には、前記閾値を前記中間値に設定し、
前記中間値が前記所定値以下である場合には、前記閾値を前記所定値に設定することを特徴とする液体吐出検査方法。 The liquid discharge inspection method according to claim 1,
Calculate the intermediate value of the current variation based on the standard deviation of the current variation during non-ejection and the standard deviation of the current variation during ejection,
If the intermediate value exceeds the predetermined value, the threshold is set to the intermediate value;
When the intermediate value is less than or equal to the predetermined value, the threshold value is set to the predetermined value.
非吐出時の電流変化量の標準偏差をσ(N)、非吐出時の電流変化量の平均値をμ(N)と表すと、
前記所定値は、μ(N)+5.85σ(N)であることを特徴とする液体吐出検査方法。 In the liquid discharge inspection method according to claim 1 or 2,
When the standard deviation of the current change amount during non-ejection is represented by σ (N), and the average value of the current change amount during non-ejection is represented by μ (N),
The liquid discharge inspection method, wherein the predetermined value is μ (N) + 5.85σ (N).
吐出時の電流変化量の標準偏差をσ(S)、吐出時の電流変化量の平均値をμ(S)と表すと、
前記閾値がμ(S)−4σ(S)を越えた場合には、前記液体吐出部のクリーニング処理を行うことを特徴とする液体吐出検査方法。 In the liquid discharge inspection method according to any one of claims 1 to 3,
When the standard deviation of the current change amount at the time of discharge is expressed as σ (S) and the average value of the current change amount at the time of discharge is expressed as μ (S)
When the threshold value exceeds μ (S) −4σ (S), a cleaning process for the liquid discharge unit is performed.
前記液体吐出部に対向して隙間をあけて配置可能な液体受け部と、
前記液体受け部での電流変化を検出する検出部と、を備え、
前記液体吐出部と前記液体受け部との間で電位差を生じさせた状態で、前記ノズルから液滴を吐出させて前記検出部により検出した電流変化量に基づいて前記ノズルからの液滴の吐出の有無を検査する液体吐出検査装置であって、
前記電流変化量に応じて吐出の有無の判定を行うための閾値が、非吐出時の電流変化量の標準偏差に基づく所定値以上となるように設定されることを特徴とする液体吐出検査装置。 A liquid ejection part in which nozzles for ejecting liquid droplets are formed;
A liquid receiving portion that can be disposed with a gap facing the liquid ejection portion;
A detection unit for detecting a current change in the liquid receiving unit,
In a state where a potential difference is generated between the liquid discharge unit and the liquid receiving unit, the droplet is discharged from the nozzle, and the droplet is discharged from the nozzle based on the amount of current change detected by the detection unit. A liquid discharge inspection device for inspecting the presence or absence of
A liquid ejection inspection apparatus, characterized in that a threshold for determining whether or not ejection is performed according to the amount of current change is set to be equal to or greater than a predetermined value based on a standard deviation of current variation during non-ejection. .
非吐出時の電流変化量の標準偏差と吐出時の電流変化量の標準偏差とに基づく電流変化量の中間値が算出され、
前記中間値が前記所定値を越える場合には、前記閾値が前記中間値に設定され、
前記中間値が前記所定値以下である場合には、前記閾値が前記所定値に設定されることを特徴とする液体吐出検査装置。 In the liquid discharge inspection apparatus according to claim 5,
An intermediate value of the current change amount based on the standard deviation of the current change amount during non-discharge and the standard deviation of the current change amount during discharge is calculated,
If the intermediate value exceeds the predetermined value, the threshold is set to the intermediate value,
When the intermediate value is less than or equal to the predetermined value, the threshold value is set to the predetermined value.
前記液体としてインクが使用され、
前記液体吐出部がインク滴を吐出する印刷ヘッドであり、
前記液体受け部が前記印刷ヘッドに接離可能なヘッドキャップであることを特徴とする印刷装置。 A liquid ejection inspection device according to claim 5 or 6,
Ink is used as the liquid,
The liquid ejection unit is a print head that ejects ink droplets;
The printing apparatus, wherein the liquid receiving portion is a head cap that can contact and separate from the print head.
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