JP2023069168A - Droplet discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばインクジェットプリンタ等の画像記録装置に用いられる液滴吐出装置に関する。 The present invention relates to a droplet ejection device used in an image recording apparatus such as an inkjet printer.
従来、インクが吐出されない不良ノズルを検知する技術がある。例えば特許文献1には、吐出不良ノズルをレーザを用いて検知する技術が開示されている。特許文献1の技術においては、液滴を所望のノズルより吐出させるための吐出パターンをまず選択し、この吐出パターンに基づいて吐出された液滴を検知機構により検知する。そして、検知機構により出力されると想定される第1の出力信号と実際に検知機構により出力された第2の出力信号とに基づいて不良ノズルを特定する。 Conventionally, there is a technology for detecting defective nozzles that do not eject ink. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 discloses a technique for detecting an ejection failure nozzle using a laser. In the technique of Patent Document 1, first, an ejection pattern for ejecting droplets from desired nozzles is selected, and the ejected droplets are detected by a detection mechanism based on the ejection pattern. Then, the defective nozzle is specified based on the first output signal assumed to be output by the detection mechanism and the second output signal actually output by the detection mechanism.
しかしながら、ノズルが吐出不良に至る前段階において圧電素子が駆動時間と共に劣化し、それに起因してインク滴の体積が変化してしまう場合がある。そのため、各ノズルの吐出精度が低下し、それゆえ所望の画質を得ることができない恐れがあった。 However, the piezoelectric element deteriorates with driving time in the stage prior to the ejection failure of the nozzle, and this may cause the volume of the ink droplet to change. As a result, the ejection accuracy of each nozzle is lowered, and there is a possibility that the desired image quality cannot be obtained.
そこで、本発明は、吐出不良に至る前の吐出異常を検知することができる液滴吐出装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a liquid droplet ejection apparatus capable of detecting an ejection abnormality before an ejection failure occurs.
本発明の液滴吐出装置は、被印刷媒体に液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドから吐出されてから前記被印刷媒体に着弾する間において飛翔中の前記液滴に対して光を照射する光源と、前記光の光軸方向に移動可能に構成され、前記光源から出射された前記光が飛翔中の前記液滴内を通過した後の光である屈折光を検出する検出装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記吐出ヘッドにより前記液滴を連続的に吐出させた状態で、前記光源により前記光を照射させ、かつ、前記検出装置を前記光軸方向に走査させ、前記検出装置を走査させた際に前記検出装置により検出される前記屈折光の光量に基づき前記液滴の体積を算出するものである。 A droplet ejection device according to the present invention includes an ejection head that ejects droplets onto a print medium, and a light source that irradiates the droplets in flight after they are ejected from the ejection head until they land on the print medium. an irradiating light source, and a detection device configured to be movable in the optical axis direction of the light and detecting refracted light, which is the light after the light emitted from the light source has passed through the flying droplet. and a control device, wherein the control device causes the light source to irradiate the light in a state in which the droplets are continuously ejected from the ejection head, and the detection device is moved in the optical axis direction. The volume of the droplet is calculated based on the light amount of the refracted light detected by the detection device when the detection device is scanned.
本発明に従えば、液滴の体積を算出することで、ノズルが吐出不良に至る前段階において圧電素子が劣化したか否かを判別することができる。これにより、その判別結果に基づいてインク滴の体積を調整する補正を実行することができる。これによって、各ノズルの吐出精度が低下することを抑制し、それゆえ所望の画質を得ることができるようになる。 According to the present invention, by calculating the droplet volume, it is possible to determine whether or not the piezoelectric element has deteriorated in the stage prior to the ejection failure of the nozzle. As a result, it is possible to perform correction for adjusting the volume of the ink droplet based on the determination result. As a result, it is possible to prevent the ejection accuracy of each nozzle from deteriorating, and thus to obtain the desired image quality.
本発明によれば、吐出不良に至る前の吐出異常を検知することができる液滴吐出装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a droplet ejection device capable of detecting an ejection abnormality before an ejection failure occurs.
以下、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置について図面を参照しながら説明する。以下に説明する液滴吐出装置は本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除および変更が可能である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A liquid droplet ejection device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The droplet discharge device described below is merely one embodiment of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiments, and additions, deletions, and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態の液滴吐出装置10は、液滴の一例としてインク滴を吐出するものであって、貯留タンク12、キャリッジ16、吐出ヘッド20、一対の搬送ローラ15、一対のガイドレール17、およびサブタンク18を備える。なお、液滴吐出装置10において図略のプラテン上に被印刷媒体Wが配置される。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
キャリッジ16には吐出ヘッド20が搭載されている。キャリッジ16は、被印刷媒体Wの搬送方向に直交する主走査方向に延在する一対のガイドレール17に支持され、当該ガイドレール17に沿って主走査方向に往復動する。これにより、吐出ヘッド20は主走査方向に往復動する。また、キャリッジ16には、例えば4つのサブタンク18が搭載されている。各サブタンク18はチューブを介して対応する貯留タンク12にそれぞれ接続されている。
An
一対の搬送ローラ15は主走査方向に沿って互いに平行に配置されている。搬送ローラ15は図略の搬送モータが駆動されると回転し、これによりプラテン上の被印刷媒体Wが搬送方向に搬送される。
A pair of
貯留タンク12にはインクが貯留されている。貯留タンク12は、吐出ヘッド20にインクを供給すべくインク流路を介して吐出ヘッド20に接続されている。また、貯留タンク12は、インクの種類ごとに設けられている。貯留タンク12は、例えば4つ設けられ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクがそれぞれ貯留されている。
Ink is stored in the
吐出ヘッド20は搬送方向に直交する主走査方向に移動する。図2に示すように、吐出ヘッド20はインクを吐出する複数のノズル21を有する。吐出ヘッド20は流路形成体と容積変更部の積層体を有している。流路形成体には、その内部に液体流路が形成され、その下面であるノズル面40aに複数のノズル孔21aが開口して設けられている。また、上記の容積変更部は、駆動されて液体流路の容積を変更する。このとき、ノズル孔21aではメニスカスが振動してインク滴が吐出される。
The
図2に示すように、吐出ヘッド20の上述の流路形成体は複数のプレートの積層体であり、容積変更部は振動板55およびアクチュエータ(圧電素子)60を含む。振動板55の上には絶縁膜56が接続されており、当該絶縁膜56の上には後述の共通電極61が接続されている。
As shown in FIG. 2, the flow path forming body of the
複数のプレートは、下から順に、ノズルプレート46、スペーサプレート47、第1流路プレート48、第2流路プレート49、第3流路プレート50、第4流路プレート51、第5流路プレート52、第6流路プレート53、および第7流路プレート54を含んで積層されている。上記の第1流路プレート48、第2流路プレート49、第3流路プレート50、第4流路プレート51、および第5流路プレート52がマニホールド用プレート44を構成する。
The plurality of plates are
各プレートには、大小種々の孔および溝が形成されている。各プレートが積層された流路形成体の内部では孔および溝が組み合わされて、複数のノズル21、複数の個別流路64およびマニホールド22が液体流路として形成されている。
Each plate is formed with holes and grooves of various sizes. A plurality of
ノズル21はノズルプレート46を積層方向に貫通し形成されている。ノズルプレート46のノズル面40aには、ノズル21の先端である複数のノズル孔21aが配列方向に複数並んでノズル列を形成している。前記配列方向は積層方向に直交する方向である。
The
マニホールド22は、インクの吐出圧力が付与される後述の圧力室28に対してインクを供給する。マニホールド22は、配列方向に延在しており、複数の個別流路64の各一端にそれぞれ接続されている。すなわち、マニホールド22はインクの共通流路として機能する。マニホールド22は、第1流路プレート48~第4流路プレート51を積層方向に貫通した貫通孔および第5流路プレート52の下面から窪んだ窪みが積層方向に重なって形成されている。
The
ノズルプレート46はスペーサプレート47の下方に配置されている。スペーサプレート47は、例えばハーフエッチングによりノズルプレート46側の面からスペーサプレート47の厚み方向に凹むことで、ダンパ部47aを成す薄肉部分とダンパ空間47bとが形成される凹部45を有している。このような構成により、マニホールド22とノズルプレート46との間には、バッファー空間としてのダンパ空間47bが形成される。
The
マニホールド22には供給ポート22aが連通している。供給ポート22aは例えば筒状に形成され、配列方向(マニホールド22の長手方向)の一方端に設けられている。なお、マニホールド22と供給ポート22aとは、第5流路プレート52の上側部分、第6流路プレート53、および第7流路プレート54をそれぞれ貫通して設けられた図略の流路により繋がっている。
A
複数の個別流路64はマニホールド22にそれぞれ接続されている。個別流路64は、その上流端がマニホールド22に接続され、その下流端がノズル21の基端に接続されている。個別流路64は、第1連通孔25、個別絞り路である供給絞り路26、第2連通孔27、圧力室28、およびディセンダ29で構成されており、これらの構成要素はこの順で配置される。
A plurality of
第1連通孔25は、その下端がマニホールド22の上端に接続し、マニホールド22から積層方向の上方に延び、第5流路プレート52における上側部分を積層方向に貫通している。
The
供給絞り路26の上流端は第1連通孔25の上端に接続されている。供給絞り路26は、例えばハーフエッチングにより形成され、第6流路プレート53の下面から窪んだ溝により構成されている。また、第2連通孔27は、その上流端が供給絞り路26の下流端に接続され、供給絞り路26から積層方向の上方に延び、第6流路プレート53を積層方向に貫通して形成されている。
The upstream end of the
圧力室28は、その上流端が第2連通孔27の下流端に接続されている。圧力室28は、第7流路プレート54を積層方向に貫通して形成されている。
The
ディセンダ29は、スペーサプレート47、第1流路プレート48、第2流路プレート49、第3流路プレート50、第4流路プレート51、第5流路プレート52、および第6流路プレート53を積層方向に貫通して形成され、幅方向においてマニホールド22よりも図2において左側に配置されている。ディセンダ29は、その上流端が圧力室28の下流端に接続され、下流端がノズル21の基端に接続されている。ノズル21は、例えば積層方向においてディセンダ29に重なり、当該積層方向に直交する方向(幅方向)においてディセンダ29の中央に配置されている。
The
振動板55は、第7流路プレート54の上に積層されており、圧力室28の上端開口を覆っている。
The
アクチュエータ60は、共通電極61、圧電層62および個別電極63を含み、これらはこの順で配置されている。共通電極61は、絶縁膜56を介して振動板55の全面を覆っている。圧電層62は、共通電極61の全面を覆っている。個別電極63は、圧力室28ごとに設けられ、圧電層62上に配置されている。1つの個別電極63、共通電極61および両電極で挟まれた部分の圧電層62により1つのアクチュエータ60が構成される。
個別電極63はドライバICに電気的に接続されている。このドライバICは、後述の制御装置71から制御信号を受けて、駆動信号を生成し個別電極63に印加する。これに対し、共通電極61は常にグランド電位に保持されている。このような構成において、駆動信号に応じて、圧電層62の活性部が、2つの電極61,63と共に面方向に伸縮する。これに応じて、振動板55が協働して変形し、圧力室28の容積を増減する方向に変化する。これにより、インク滴をノズル21から吐出させる吐出圧力が圧力室28に付与される。
The
以上のような吐出ヘッド20において、供給ポート22aは配管を介してサブタンク18に接続されている。配管に設けられた加圧ポンプが駆動すると、インクはサブタンク18から配管を通り、供給ポート22aを介してマニホールド22に流入する。そして、インクはマニホールド22から第1連通孔25を介して供給絞り路26に流入し、供給絞り路26から第2連通孔27を介して圧力室28に流入する。そして、インクはディセンダ29を流れ、ノズル21に流入する。ここで、アクチュエータ60により圧力室28に吐出圧力が付与されると、インク滴がノズル孔21aから吐出される。
In the
図3は図1の液滴吐出装置10の構成を示すブロック図である。図4は吐出ヘッド20から吐出されて飛翔中のインク滴Idに対してレーザ光Liを照射する様子を示す図であり、図5は図4における領域Epの拡大図である。また、図6は光源80および検出装置81の配置を示す平面図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
図3に示すように、液滴吐出装置10は、上記構成要素の他に、CPU等で構成される制御装置71、RAM72、ROM73、ヘッドドライバIC74、波形生成回路76、光源80、検出装置81、モータドライバIC30,32、搬送モータ31、およびキャリッジモータ33を備える。
As shown in FIG. 3, the
光源80は、吐出ヘッド20から吐出されてから被印刷媒体Wに着弾する間において飛翔中のインク滴Idに対して光を照射する。本実施形態では、光源80は例えば半導体レーザであり、飛翔中のインク滴Idに対してレーザ光Liを照射する。レーザ光Liがインク滴Idに照射されると、当該インク滴Idが球レンズのような働きをしてレーザ光Liが屈折する現象が生じる。
The
検出装置81はレーザ光Liの光軸方向Dlに移動可能に構成される。検出装置81は、光源80から出射されたレーザ光Liが飛翔中のインク滴Id内を通過した後の屈折光Lkを検出する。本実施形態において、検出装置81は例えばフォトダイオードである。
The
制御装置71は検出装置81による検出結果を受信する。制御装置71は、吐出ヘッド20によりインク滴Idを連続的に吐出させた状態で、光源80によりレーザ光Liを照射させる。このとき、制御装置71は検出装置81を光軸方向Dlに走査させる。そして、制御装置71は検出装置81を走査させた際に検出装置81により検出される屈折光Lkの光量に基づきインク滴Idの体積を算出する。なお、制御装置71によるインク滴Idの体積の算出方法については後で詳述する。波形生成回路76はアクチュエータ60を駆動する信号の吐出波形を生成する。
The
RAM72は吐出データおよびインク滴Idの屈折率に関する情報等を記憶する。また、ROM73は液滴吐出プログラムや各種データ処理を行うための制御プログラム等を記憶する。
The
ヘッドドライバIC74は制御装置71からの指示を受けて吐出ヘッド20にインク滴Idを連続的に吐出させる。モータドライバIC30は制御装置71からの指示を受けて搬送モータ31の駆動制御を行う。搬送モータ31は、搬送ローラ15を動作させることで被印刷媒体Wを搬送方向に搬送させる。また、モータドライバIC32は制御装置71からの指示を受けてキャリッジモータ33の駆動制御を行う。キャリッジモータ33は、キャリッジ16を動作させることで吐出ヘッド20を主走査方向に移動させる。
The
次に、制御装置71によるインク滴Idの体積の算出方法について、図面を参照しながら説明する。
Next, a method for calculating the volume of the ink droplet Id by the
図4に示すように、光源80は、当該光源80から出射されるレーザ光Liの光軸方向Dlにおいて吐出ヘッド20の位置を基準として一方側に配置される。光源80は箱状の光源収納部82内に配置される。光源収納部82は、光源80から出射されるレーザ光Liの出射方向の側にスリット82aを有する。光源収納部82内には、スリット82aを当該光源収納部82の内側から覆うようにレンズ83が配置されている。このような構成において、光源80から出射されたレーザ光Liはレンズ83を透過した後、吐出ヘッド20から吐出されて飛翔中のインク滴Idに照射される。
As shown in FIG. 4 , the
図5に示すように、検出装置81は、レーザ光Liの光軸方向Dlにおいて吐出ヘッド20の位置を基準として他方側に配置される。検出装置81は、光軸方向Dlにおいて光源80に対して所定距離離間した配置される。検出装置81の光軸方向Dlにおける初期位置は予めRAM72等に記憶される。検出装置81はレーザ光Liの光軸方向Dlに沿って走査可能に構成される。また、検出装置81は屈折光Lkが入光するスリット85を有する。検出装置81はスリット85を介して入光する屈折光Lkを検出する。
As shown in FIG. 5, the
上述した光源80および検出装置81の吐出ヘッド20に対する配置は以下の通りである。図6に示すように、吐出ヘッド20は主走査方向に並んで配置された複数のノズル列NLを有する。複数のノズル列NLは、例えばイエロー色のインク滴Idを吐出するノズル列NL、マゼンタ色のインク滴Idを吐出するノズル列NL、シアン色のインク滴Idを吐出するノズル列NL、およびブラック色のインク滴Idを吐出するノズル列NLを含む。光源80および検出装置81はノズル列NLごとに設けられる。
The arrangement of the
ここで、上述したように、制御装置71は吐出ヘッド20によりインク滴Idを連続的に吐出させた状態で光源80によりレーザ光Liを照射させる際に、検出装置81を光軸方向Dlに走査させる。このとき、制御装置71は検出装置81を走査させた際に検出装置81により検出される屈折光Lkの光量を基にインク滴Idの体積を算出する。以下、詳細に説明する。
Here, as described above, when the
制御装置71は、光源80および検出装置81の各諸元情報並びに最大光量位置ZPDmaxに基づき、屈折光Lkの焦点距離fを算出する。詳しくは、図5において制御装置71は光源80の方に検出装置81を走査させ、そのときの検出装置81による検出結果である信号値が最大となる位置(以下、最大光量位置と呼ぶ)ZPDmaxを取得する。この場合、制御装置71は検出装置81の初期位置および検出装置81を移動させた距離を基に上記の最大光量位置ZPDmaxを取得する。
The
次に、制御装置71は屈折光Lkの焦点位置Zfを算出する。この場合、レーザ光Liは光軸方向Dlへの垂直面内の強度分布がガウス分布に近いビームである点に鑑み、下記数式1で表されるガウシアンビームのビーム半径ωに基づき焦点位置Zfを算出する。下記数式1において、ω(z)は光軸方向Dlの任意座標zにおけるレーザ光半径であり、スリット85のスリット径dと等しい。ω0は焦点位置Zfにおけるレーザ半径であり、予めRAM72に記憶される。また、λはレーザ光Liの波長であり、予めRAM72に記憶される。zは焦点位置Zfから最大光量位置ZPDmaxまでの距離であり、図5ではZgとする。また、M2はレーザのビームの品質を表す因子である。
Next, the
上記数式1から、制御装置71は、焦点位置Zf=最大光量位置ZPDmax-距離Zgにより、焦点位置Zfを算出する。
From Equation 1 above, the
ここで、焦点距離fは下記数式2により算出することができる。下記数式2において、nはインク滴Idの屈折率であり、rはインク滴Idの半径である。屈折率nは予めRAM72に記憶される。制御装置71は下記数式2を用いてインク滴Idの半径rを算出する。この場合、まず制御装置71は、上記算出した焦点位置Zfと座標Zxとにより焦点距離fを算出する。すなわち、制御装置71は、焦点位置Zf-座標Zxにより焦点距離fを算出する。なお、Zxはノズル列NL(図6)においてレーザ光Liが照射されるインク滴Idを吐出するx番目のノズル21の光軸方向Dlにおける座標であり、制御装置71は予めZxを取得する。制御装置71は、算出した焦点距離fおよび屈折率nを基に、下記数式2から飛翔中のインク滴Idの半径rを算出する。
Here, the focal length f can be calculated by Equation 2 below. In Equation 2 below, n is the refractive index of the ink droplet Id and r is the radius of the ink droplet Id. The refractive index n is stored in the
続いて、制御装置71は、算出したインク滴Idの半径rを用いて、V=(4/3)×π×r3の算出式からインク滴Idの体積Vを算出する。制御装置71は、算出したインク滴Idの体積Vと、吐出波形に基づくインク滴Idの体積(つまり、吐出されるべきインク滴Idの体積)とを比較し、吐出異常があるか否かを判別する。制御装置71は、吐出異常がある場合には後記の通り補正処理等を実行し、吐出異常がない場合には補正処理等を行わずに吐出ヘッド20に通常印刷を行わせる。
Subsequently, the
図7(a)乃至(c)は補正前の吐出波形における各吐出パルスと補正後の吐出波形における各吐出パルスを示す図である。 7A to 7C are diagrams showing each ejection pulse in the ejection waveform before correction and each ejection pulse in the ejection waveform after correction.
制御装置71は、算出したインク滴Idの体積に応じて吐出異常があるか否かを判別し、吐出異常がある場合には、吐出波形を変化させる補正処理を実行する。以下、具体的に説明する。
The
図7(a)に示すように、補正処理前の吐出パルスP1,P2,P3においては、電圧が同じでパルス幅がそれぞれ異なる。吐出異常が認められると、図7(a)に示すように、パルス数およびパルス幅を変化させた吐出波形が生成される。具体的には、吐出パルスP1,P2,P3を残した状態で吐出パルスP4,P5,P6が吐出波形に追加される。この吐出パルスP4,P5,P6の電圧は吐出パルスP1,P2,P3と同じである。また、吐出パルスP4,P5,P6のパルス幅は吐出パルスP1,P2,P3のうち何れかのパルス幅と同じであってもよいし、吐出パルスP1,P2,P3の何れのパルス幅とも異なるパルス幅であってもよい。 As shown in FIG. 7A, the ejection pulses P1, P2, and P3 before the correction process have the same voltage and different pulse widths. When an ejection abnormality is recognized, an ejection waveform is generated in which the number of pulses and the pulse width are varied, as shown in FIG. 7(a). Specifically, ejection pulses P4, P5, and P6 are added to the ejection waveform while ejection pulses P1, P2, and P3 remain. The voltages of the ejection pulses P4, P5 and P6 are the same as those of the ejection pulses P1, P2 and P3. Further, the pulse width of the ejection pulses P4, P5, P6 may be the same as the pulse width of any of the ejection pulses P1, P2, P3, or may be different from the pulse width of any of the ejection pulses P1, P2, P3. It may be a pulse width.
或いは、補正処理前の吐出パルスP1,P2,P3を補正処理によって図7(b)に示す吐出パルスP1a,P2a,P3aのように変化させてもよい。吐出パルスP1aの電圧は吐出パルスP1の電圧よりも高く、吐出パルスP2aの電圧は吐出パルスP2の電圧よりも高く、吐出パルスP3aの電圧は吐出パルスP3の電圧よりも高い。吐出パルスP1a,P2a,P3aの各電圧は、吐出パルスP1a、吐出パルスP3aおよび吐出パルスP2aの順で高くなる。 Alternatively, the ejection pulses P1, P2, and P3 before correction processing may be changed to ejection pulses P1a, P2a, and P3a shown in FIG. 7B by the correction processing. The voltage of the ejection pulse P1a is higher than the voltage of the ejection pulse P1, the voltage of the ejection pulse P2a is higher than the voltage of the ejection pulse P2, and the voltage of the ejection pulse P3a is higher than the voltage of the ejection pulse P3. The voltages of the ejection pulses P1a, P2a, and P3a increase in the order of the ejection pulse P1a, the ejection pulse P3a, and the ejection pulse P2a.
或いは、補正処理前の吐出パルスP1,P2,P3を補正処理によって図7(c)に示す吐出パルスP1a,P2a,P3aのように変化させると共に、吐出パルスP4a,P5a,P6aを追加してもよい。吐出パルスP4aは図7(a)の吐出パルスP4に対してパルス幅は同じであるが、電圧が低い。吐出パルスP5aは図7(a)の吐出パルスP5に対してパルス幅は同じであるが、電圧が高い。吐出パルスP6aは図7(a)の吐出パルスP6に対してパルス幅は同じであるが、電圧が高い。 Alternatively, the ejection pulses P1, P2, and P3 before correction processing may be changed to ejection pulses P1a, P2a, and P3a shown in FIG. 7C by the correction processing, and ejection pulses P4a, P5a, and P6a may be added. good. The ejection pulse P4a has the same pulse width as the ejection pulse P4 in FIG. 7A, but has a lower voltage. The ejection pulse P5a has the same pulse width as the ejection pulse P5 in FIG. 7A, but has a higher voltage. The ejection pulse P6a has the same pulse width as the ejection pulse P6 in FIG. 7A, but has a higher voltage.
図8は制御装置71によりインク滴Idの体積を算出した後の処理を示すフローチャートである。図8に示すように、制御装置71は上述した方法によりインク滴Idの体積Vを算出する(ステップS1)。
FIG. 8 is a flow chart showing processing after the volume of the ink droplet Id is calculated by the
続いて、制御装置71は、算出したインク滴Idの体積Vと吐出波形に基づくインク滴Idの体積とを比較し、吐出異常があるか否かを判別する(ステップS2)。吐出異常がある場合には(ステップS2でYES)、制御装置71は補正処理が可能か否かを判別する(ステップS3)。この場合、制御装置71は算出したインク滴Idの体積と閾値との比較又は吐出異常が認められるノズル数と閾値との比較に基づき、上述の補正処理により吐出異常を改善できるか否かを決定する。例えば、算出したインク滴Idの体積が閾値に比して小さ過ぎる場合又は吐出異常が認められるノズル数が閾値に比して多過ぎる場合には、制御装置71は吐出異常を改善することができないと判断する。
Subsequently, the
補正処理が可能な場合(ステップS3でYES)、制御装置71は上述の補正処理を実行する(ステップS4)。一方、補正処理が可能でない場合(ステップS3でNO)、制御装置71は吐出ヘッド20の交換を促す表示を行う(ステップS6)。この場合、制御装置71は液滴吐出装置10に設けることができるランプ等を点灯又は点滅させてもよいし、液滴吐出装置10が設けられるプリンタのタッチパネルディスプレイ等に表示を行ってもよい。
If the correction process is possible (YES in step S3), the
一方、吐出異常がない場合には(ステップS2でNO)、制御装置71は補正処理等を行わずに吐出ヘッド20に通常印刷を行わせる(ステップS5)。
On the other hand, if there is no ejection abnormality (NO in step S2), the
以上のように、本実施形態の液滴吐出装置10によれば、検出装置81を移動させて焦点位置Zfを算出し、そしてインク滴Idの体積を算出することで、ノズル21が吐出不良に至る前段階において圧電素子であるアクチュエータ60が劣化したか否かを判別することができる。これにより、その判別結果に基づいてインク滴Idの体積を調整する補正処理を実行することができる。これによって、各ノズル21の吐出精度が低下することを抑制し、それゆえ所望の画質を得ることができるようになる。
As described above, according to the
また、本実施形態では、f={n/[2×(n-1)]}×rの算出式から得られるインク滴Idの半径rを用いて、V=(4/3)×π×r3の算出式によって、インク滴Idの体積を算出する。これにより、インク滴Idの体積を正確に算出することができ、それ故ノズル21の吐出異常を正確に判別することができる。
Further, in the present embodiment, V=(4/3)×π× The volume of the ink droplet Id is calculated by the calculation formula of r3 . As a result, the volume of the ink droplet Id can be accurately calculated, and therefore the ejection abnormality of the
また、本実施形態では、算出したインク滴Idの体積に応じて吐出波形を変化させる。これによって、吐出異常が生じているノズル21に、補正処理後に、所望の体積を有するインク滴Idを吐出させることができる。
Further, in this embodiment, the ejection waveform is changed according to the calculated volume of the ink droplet Id. As a result, the ink droplets Id having a desired volume can be ejected from the
さらに、本実施形態では、ノズル列NLごとに光源80および検出装置81を設けることで、各ノズル列NLにおける複数のノズル21の各々について順次液滴体積を算出することができる。これにより、液滴体積を算出する際の処理速度を上げることができる。
Furthermore, in this embodiment, by providing the
(第2実施形態)
第1実施形態では、算出した焦点距離fおよびRAM72に予め記憶される屈折率nを基に上記数式2からインク滴Idの半径rを算出するようにした。これに対して、第2実施形態では、制御装置71は、吐出波形からインク滴Idの半径rを取得する。そして、制御装置71は、第1実施形態と同様に算出した焦点距離fおよび上記取得したインク滴Idの半径rを用いて、上記の数式2から現在使用しているインクに係るインク滴Idの屈折率を算出する。制御装置71は、算出した屈折率と予め記憶されている屈折率nとの同一性を判定する。これにより、前記の同一性が無い場合には、現在使用しているインクが正規のものでないことを判定することができる。
(Second embodiment)
In the first embodiment, the radius r of the ink droplet Id is calculated from Equation 2 based on the calculated focal length f and the refractive index n stored in advance in the
本実施形態によれば、屈折光Lkの焦点距離fとインク滴Idの半径rから、上記の数式2からインク滴Idの屈折率を正確に算出することができる。これにより、現在使用しているインクの真贋判定の精度が向上する。 According to this embodiment, the refractive index of the ink droplet Id can be accurately calculated from Equation 2 above from the focal length f of the refracted light Lk and the radius r of the ink droplet Id. This improves the accuracy of authenticity determination of the currently used ink.
(変形例)
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば以下の通りである。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. For example:
上記実施形態では、吐出異常が認められた際に行う吐出波形の補正処理において、補正前の吐出パルスのパルス数を増減させると共に、増減させた後の複数の吐出パルスのうち何れかの吐出パルスのパルス幅を変化させた。或いは、補正前の吐出パルスの電圧のみ変化させた。或いは、補正前の吐出パルスのパルス数を増減させると共に、増減させた後の複数の吐出パルスのうち何れかの吐出パルスのパルス幅および電圧を変化させた。しかし、これに限定されるものではない。上記補正処理の内容はあくまでも例であって、補正処理前後で変化させるべき吐出パルスの数と電圧とパルス幅との組み合わせは適宜設定することができる。 In the above embodiment, in the ejection waveform correction process performed when an ejection abnormality is recognized, the number of ejection pulses before correction is increased or decreased, and one of the ejection pulses after the increase or decrease is selected. pulse width was changed. Alternatively, only the voltage of the ejection pulse before correction is changed. Alternatively, the pulse number of the ejection pulse before correction is increased or decreased, and the pulse width and voltage of any one of the plurality of ejection pulses after being increased or decreased are changed. However, it is not limited to this. The content of the correction process is merely an example, and the combination of the number of ejection pulses, the voltage, and the pulse width to be changed before and after the correction process can be set as appropriate.
また、上記実施形態では、イエロー色のインク滴Idを吐出するノズル列NL、マゼンタ色のインク滴Idを吐出するノズル列NL、シアン色のインク滴Idを吐出するノズル列NL、およびブラック色のインク滴Idを吐出するノズル列NLごとに光源80および検出装置81を設けた。しかし、これに限定されるものではない。ホワイト色のインク滴Idを吐出するノズル列NLおよびクリア色のインク滴Idを吐出するノズル列NLが設けられた吐出ヘッドに対して、これらのノズル列NLごとに光源80および検出装置81を設けてもよい。
In the above-described embodiment, the nozzle row NL for ejecting yellow ink droplets Id, the nozzle row NL for ejecting magenta ink droplets Id, the nozzle row NL for ejecting cyan ink droplets Id, and the nozzle row NL for ejecting black ink droplets A
10 液滴吐出装置
20 吐出ヘッド
21 ノズル
60 アクチュエータ
71 制御装置
72 RAM
73 ROM
80 光源
81 検出装置
Dl 光軸方向
Id インク滴
Li レーザ光
Lk 屈折光
NL ノズル列
W 被印刷媒体
REFERENCE SIGNS
73 ROMs
80
Claims (7)
前記吐出ヘッドから吐出されてから前記被印刷媒体に着弾する間において飛翔中の前記液滴に対して光を照射する光源と、
前記光の光軸方向に移動可能に構成され、前記光源から出射された前記光が飛翔中の前記液滴内を通過した後の光である屈折光を検出する検出装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記吐出ヘッドにより前記液滴を連続的に吐出させた状態で、前記光源により前記光を照射させ、かつ、前記検出装置を前記光軸方向に走査させ、
前記検出装置を走査させた際に前記検出装置により検出される前記屈折光の光量に基づき前記液滴の体積を算出する、液滴吐出装置。 an ejection head that ejects droplets onto a print medium;
a light source that irradiates the droplets in flight with light after they are ejected from the ejection head and after they land on the printing medium;
a detection device configured to be movable in the optical axis direction of the light and detecting refracted light, which is light after the light emitted from the light source has passed through the droplet in flight;
a controller;
The control device is
irradiating the light from the light source and scanning the detection device in the optical axis direction in a state in which the liquid droplets are continuously ejected from the ejection head;
A droplet discharge device for calculating the volume of the droplet based on the light amount of the refracted light detected by the detection device when the detection device is scanned.
前記制御装置は、
前記検出装置を前記光軸方向に走査させた際に前記屈折光の光量が最大となる前記検出装置の位置である最大光量位置を取得し、
前記光源および前記検出装置の各諸元情報、並びに、前記最大光量位置に基づき、前記屈折光の焦点距離を算出し、
前記焦点距離および前記記憶部に記憶された屈折率に基づき前記液滴の体積を算出する、請求項1に記載の液滴吐出装置。 Further comprising a storage unit for pre-storing information on the refractive index of the droplet,
The control device is
Acquiring a maximum light amount position, which is a position of the detection device at which the light amount of the refracted light becomes maximum when the detection device is scanned in the optical axis direction;
calculating the focal length of the refracted light based on each specification information of the light source and the detection device and the position of the maximum amount of light;
2. The droplet discharge device according to claim 1, wherein the volume of the droplet is calculated based on the focal length and the refractive index stored in the storage unit.
前記焦点距離をfとし、前記屈折率をnとしたときに、f={n/[2×(n-1)]}×rの関係式から得られる前記液滴の半径rと、前記液滴の体積をVとしたときのV=(4/3)×π×r3の算出式とにより、前記液滴の体積を算出する、請求項1又は2に記載の液滴吐出装置。 The control device is
When the focal length is f and the refractive index is n, the radius r of the droplet obtained from the relational expression f={n/[2×(n−1)]}×r, and the liquid 3. The droplet ejection device according to claim 1, wherein the volume of the droplet is calculated by a formula of V=(4/3)*[pi]* r3 where V is the volume of the droplet.
前記制御装置は、
前記検出装置を前記光軸方向に走査させた際に前記屈折光の光量が最大となる前記検出装置の位置である最大光量位置を取得し、
前記光源および前記検出装置の各諸元情報、並びに、前記最大光量位置に基づき、前記屈折光の焦点距離を算出し、
前記液滴の半径を取得し、
前記液滴の半径および前記焦点距離に基づき前記液滴の屈折率を算出し、
算出した前記屈折率と前記記憶部に記憶されている前記屈折率との同一性を判定する、請求項1に記載の液滴吐出装置。 Further comprising a storage unit for pre-storing information on the refractive index of the droplet,
The control device is
Acquiring a maximum light amount position, which is a position of the detection device at which the light amount of the refracted light becomes maximum when the detection device is scanned in the optical axis direction;
calculating the focal length of the refracted light based on each specification information of the light source and the detection device and the position of the maximum amount of light;
obtain the radius of the droplet;
calculating the refractive index of the droplet based on the droplet radius and the focal length;
2. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 1, wherein identity between said calculated refractive index and said refractive index stored in said storage unit is determined.
前記光源および前記検出装置は前記ノズル列ごとに設けられている、請求項1乃至6の何れか1項に記載の液滴吐出装置。 The ejection head has a plurality of nozzle rows arranged side by side in the main scanning direction,
7. The droplet ejection device according to claim 1, wherein said light source and said detection device are provided for each nozzle row.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021180830A JP2023069168A (en) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | Droplet discharge device |
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2021
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