JP2023172719A - Recording device, and method for determining nozzle discharge state of the same - Google Patents

Recording device, and method for determining nozzle discharge state of the same Download PDF

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Abstract

To solve the problem that a drive condition and a discharge inspection determination condition that discharge inspection is optimally performed have a difference for each nozzle, and the discharge inspection is difficult to be highly accurately performed under an optimal condition for each of the nozzles.SOLUTION: A recording device includes a discharge data generation part 1 and a drive data generation part 1 for forming a print image, a drive data generation part 2 for specifying a drive method different from the drive data generation part 1, and a selection part for selecting drive data to be used from the drive data generation part 1 and the drive data generation part 2, wherein the drive data of the drive data generation part 2 includes a parameter for determining a discharge state detection condition, a printer performs discharge for discharge state detection by the drive data of the drive data generation part 2, the drive data generation part 2 generates drive data on a recording memory for adjusting a distance between nozzle rows using a previously held driving condition, and the discharge inspection part determines the discharge state using the data for determining the discharge state detection condition which is previously held on the recording memory for adjusting the distance between the nozzle rows.SELECTED DRAWING: Figure 13

Description

本発明は記録装置及びそのノズル吐出状態の判定方法に関し、特に、例えば、記録ヘッドからインクを記録媒体に吐出して画像を記録する記録装置及びそのノズル吐出状態の判定方法に関する。 The present invention relates to a printing apparatus and a method for determining the nozzle ejection state thereof, and in particular, for example, to a printing apparatus that records an image by ejecting ink from a print head onto a print medium, and a method for determining the nozzle ejection state thereof.

従来より、記録ヘッドからインク液滴を吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。このような構成の記録装置では、記録ヘッドからのインク液滴吐出を利用して、記録ヘッドに備えられたインク吐出ノズル(以下、ノズル)の吐出状態を検査する技術が提案されている。 2. Description of the Related Art Inkjet recording apparatuses that record an image on a recording medium by ejecting ink droplets from a recording head have been known. In a printing apparatus having such a configuration, a technique has been proposed that uses ink droplets ejected from the print head to inspect the ejection state of ink ejection nozzles (hereinafter referred to as nozzles) provided in the print head.

たとえば複数のノズルと各ノズルに対応したヒータとを備えた記録ヘッドを用いる場合、各ヒータにパルスを印加して駆動させた時の各ヒータの温度変化を監視し、その温度変化の変曲点の有無からノズルの吐出状態を判定する技術が開示されている。 For example, when using a recording head equipped with multiple nozzles and a heater corresponding to each nozzle, the temperature change of each heater is monitored when a pulse is applied to each heater to drive it, and the inflection point of the temperature change is monitored. A technique has been disclosed for determining the ejection state of a nozzle based on the presence or absence of .

しかしながら、発明者の検討によれば、インクを吐出するため素子を駆動して、吐出状態を判定する方法では、画像を記録するときの素子の駆動条件と同じ駆動条件で素子を駆動して検査を行うと十分な精度が得られない場合があることが分かった。 However, according to the inventor's study, the method of driving an element to eject ink and determining the ejection state does not allow testing by driving the element under the same driving conditions as the driving condition of the element when recording an image. It was found that sufficient accuracy may not be obtained if

そこで特許文献1は、インクを吐出する複数のノズルと該複数のノズルおのおのに対応し、ノズルからのインクの吐出状態を検知するための複数のセンサを備えた記録ヘッドと、記録データに基づいて、第1の駆動条件で前記記録ヘッドを駆動し、前記記録ヘッドからインクを第1の領域に吐出して画像を記録し、検査データに基づいて前記第1の駆動条件とは異なる第2の駆動条件で前記記録ヘッドを駆動して前記第1の領域とは異なる第2の領域にインクを吐出する記録手段と、前記記録手段が前記第2の駆動条件で前記記録ヘッドを駆動するタイミングで、前記複数のセンサそれぞれからの出力に基づいて、前記複数のノズルそれぞれからの吐出状態を判定する判定手段と、を有する構成が提案されている。 Therefore, Patent Document 1 discloses a print head that includes a plurality of nozzles that eject ink, a plurality of sensors corresponding to each of the plurality of nozzles, and that detects the state of ink ejection from the nozzles, and a , the recording head is driven under a first driving condition, ink is ejected from the recording head to a first area to record an image, and a second driving condition different from the first driving condition is set based on the inspection data. a recording unit that drives the recording head under driving conditions to eject ink to a second area different from the first area; and a timing at which the recording unit drives the recording head under the second driving conditions. A configuration has been proposed that includes: a determination unit that determines the discharge state from each of the plurality of nozzles based on the output from each of the plurality of sensors.

特開2020-142503号公報Japanese Patent Application Publication No. 2020-142503

しかし発明者の検討によれば、画像を記録するときの素子の駆動条件と同じ駆動条件で素子を駆動して検査を行うと十分な精度が得られないが、さらに、吐出検査を最適に行う駆動条件は、ノズル毎に差異があることが分かっている。 However, according to the inventor's study, sufficient accuracy cannot be obtained if the device is driven under the same driving conditions as those used when recording an image. It is known that the driving conditions vary from nozzle to nozzle.

特許文献1では、第1の駆動条件とは異なる第2の駆動条件で前記記録ヘッドを駆動して前記第1の領域とは異なる第2の領域にインクを吐出する記録手段をもつが、吐出状態を判定する特定のノズルに対して特定の駆動条件を個別に指定することは難しい。 Patent Document 1 has a recording unit that drives the recording head under a second drive condition different from the first drive condition and discharges ink to a second area different from the first area. It is difficult to individually designate specific drive conditions for specific nozzles whose states are to be determined.

本発明の目的は、吐出検査を最適に行う駆動条件がノズル毎に差異があったとしても、ノズル毎に最適な駆動条件で吐出検査を行うことができる記録装置及びそのノズル吐出状態の判定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a recording device and a method for determining the nozzle ejection state thereof, which can perform an ejection test under the optimal drive conditions for each nozzle even if the drive conditions for optimally performing the ejection test are different for each nozzle. Our goal is to provide the following.

上記目的を達成するために、本発明は、ノズルからのインクの吐出状態を検知するためのセンサを備えた記録ヘッドを制御する記録装置であって、印刷画像形成のための吐出データ生成部1および駆動データ生成部1と、駆動データ生成部1とは異なる駆動方法を指定する駆動データ生成部2と、駆動データ生成部1と駆動データ生成部2から使用する駆動データを選択する選択部と、前記駆動データ生成部2の駆動データには、吐出状態検知条件を決定するパラメータが含まれ、駆動データ生成部2の駆動データによって吐出状態検知用の吐出を行うことを特徴とする印刷装置及び方法であって、駆動データ生成部2はノズル列間距離を調整するための記録メモリ上に、あらかじめ保持された駆動条件を用いて駆動データを生成し、吐出検査部は、ノズル列間距離を調整するための記録メモリ上に、あらかじめ保持された、前期吐出状態検知条件を決定するデータを用いて吐出状態の判定を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a recording apparatus that controls a recording head equipped with a sensor for detecting the state of ink discharge from a nozzle, and includes an discharge data generation section 1 for forming a print image. and a drive data generation section 1, a drive data generation section 2 that specifies a different drive method from the drive data generation section 1, and a selection section that selects drive data to be used from the drive data generation section 1 and the drive data generation section 2. , a printing apparatus characterized in that the drive data of the drive data generation section 2 includes a parameter for determining a discharge state detection condition, and the drive data of the drive data generation section 2 performs discharge for discharge state detection; In the method, the drive data generation section 2 generates drive data using drive conditions stored in advance on a recording memory for adjusting the distance between nozzle rows, and the ejection inspection section adjusts the distance between the nozzle rows. The present invention is characterized in that the ejection state is determined using data that is stored in advance in a recording memory for adjustment and that determines the previous ejection state detection conditions.

本発明によれば、吐出検知用にノズル毎に個別の駆動データを参照して吐出状態検知用の吐出制御を行うことができるため、吐出検査を最適に行う駆動条件がノズル毎に差異があったとしても、ノズル毎に最適な駆動条件で吐出検査を行うことができる。 According to the present invention, since the ejection control for ejection state detection can be performed by referring to individual drive data for each nozzle for ejection detection, the drive conditions for optimally performing ejection inspection are different for each nozzle. Even if the discharge test is performed under optimal driving conditions for each nozzle, it is possible to perform the discharge test.

本発明の代表的な実施形態である記録システムの概要図である。1 is a schematic diagram of a recording system that is a typical embodiment of the present invention. 平行四辺形形状の記録ヘッドチップの繋ぎ構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a connection configuration of parallelogram-shaped recording head chips. 記録ヘッドの構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of a recording head. 図1の記録システムの全体構成のブロック図である。2 is a block diagram of the overall configuration of the recording system of FIG. 1. FIG. 図1の記録システムの制御ユニットのブロック図である。2 is a block diagram of a control unit of the recording system of FIG. 1. FIG. 本件のサーマル方式記録ヘッド駆動のための吐出パルスのテーブル例である。This is an example of a table of ejection pulses for driving the thermal recording head of the present invention. 記録素子に駆動パルスを印加したときの、温度検知素子から出力される温度波形(センサ温度:T)とその波形の温度変化信号(dT/dt)を表した図である。FIG. 2 is a diagram showing a temperature waveform (sensor temperature: T) output from a temperature sensing element and a temperature change signal (dT/dt) of the waveform when a driving pulse is applied to a recording element. 記録媒体に実際に画像が記録される領域(印刷領域)と記録ヘッドのノズルの吐出状態を検査するために用いられる検査領域とを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an area (print area) where an image is actually recorded on a recording medium and an inspection area used to inspect the ejection state of the nozzles of the recording head. 記録ヘッドのヒータ駆動に用いる駆動パルスの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a drive pulse used to drive a heater of a recording head. 検査処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows inspection processing. 従来の印刷動作の制御構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a conventional control configuration for printing operations. 従来の印刷動作時のノズル列間調整用メモリ内のデータの配置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of data in a memory for adjusting between nozzle rows during a conventional printing operation. 本件の印刷動作と検査動作の制御構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration for printing operations and inspection operations according to the present invention. サーマル方式記録ヘッド制御用の、図13に記載の駆動制御部の印刷動作時および吐出検査動作時の詳細構成を示すブロック図である。14 is a block diagram showing a detailed configuration of the drive control unit shown in FIG. 13 for controlling the thermal recording head during printing operation and ejection inspection operation. FIG. サーマル方式記録ヘッド制御時の吐出検査時のノズル列間調整用メモリ内の吐出検査データ、駆動データ、検査判定データの配置を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of ejection test data, drive data, and test determination data in a memory for adjusting between nozzle rows during an ejection test when controlling a thermal recording head. 圧電素子方式の記録ヘッドの駆動波形の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a drive waveform of a piezoelectric element type recording head. 圧電素子方式記録ヘッド制御用の、図13に記載の駆動制御部、吐出検査制御部の印刷動作時および吐出検査動作時の詳細構成を示すブロック図である。14 is a block diagram showing a detailed configuration of the drive control section and ejection inspection control section shown in FIG. 13 for controlling the piezoelectric element type recording head during printing operation and ejection inspection operation. FIG. 圧電素子方式ヘッド制御時の吐出検査時のノズル列間調整用メモリ内の吐出検査データ、駆動データ、検査判定データの配置を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of ejection test data, drive data, and test determination data in a memory for adjusting between nozzle rows during ejection test during piezoelectric head control.

以下、インクジェット方式のフルライン記録ヘッドを用いたプリンタにおける本発明の実施形態を説明する。本例のプリンタはロール状に巻かれた連続紙やカット紙を使用した高速フルラインプリンタである。例えばプリントラボ等における大量の枚数のプリントの分野に適している。 Embodiments of the present invention in a printer using an inkjet full-line recording head will be described below. The printer of this example is a high-speed full-line printer that uses continuous paper or cut paper wound into rolls. For example, it is suitable for the field of printing a large number of sheets in print labs and the like.

<記録システム>
図1はプリンタの内部構成を示す概略図である。プリンタ内部には、用紙供給部101、プリント部、排出部102の各ユニットを備える。用紙供給部101はロール状に巻かれた連続シートや、カットされた用紙を収納して供給するユニットである。用紙は図1のX方向に搬送される。プリント部は、搬送されるシートに対して記録ヘッド105、106、107、108によりシートの上に画像を形成するユニットである。プリント部は、シートを搬送する複数の搬送ローラ103,104も備えている。記録ヘッドは、使用が想定されるシートの最大幅をカバーする範囲でインクジェット方式のノズル列が形成されたライン型記録ヘッドを有する。なお、複数の記録ヘッドが搬送方向に沿って平行に並べられている。本例ではC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の4色に対応した4つの記録ヘッドを有する。なお、色数及び記録ヘッドの数は4つには限定はされない。また記録ヘッドの構成は、記録ヘッド1つが紙搬送方向に直行する複数のノズル列を有するチップを千鳥状に複数並べる構成や、平行四辺形のチップを複数並べる構成で、長尺化をした記録ヘッドであってもかまわない。
<Recording system>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the internal configuration of a printer. The inside of the printer includes a paper supply section 101, a print section, and a discharge section 102. The paper supply unit 101 is a unit that stores and supplies continuous sheets wound into rolls and cut paper. The paper is conveyed in the X direction in FIG. The print unit is a unit that forms an image on the sheet being conveyed using recording heads 105, 106, 107, and 108. The print section also includes a plurality of conveyance rollers 103 and 104 that convey sheets. The recording head has a line type recording head in which an array of inkjet nozzles is formed in a range that covers the maximum width of a sheet expected to be used. Note that a plurality of recording heads are arranged in parallel along the transport direction. In this example, there are four recording heads corresponding to four colors: C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black). Note that the number of colors and the number of recording heads are not limited to four. In addition, the configuration of the recording head is such that one recording head has a configuration in which multiple chips having multiple nozzle rows perpendicular to the paper conveyance direction are arranged in a staggered manner, or a configuration in which multiple parallelogram chips are arranged in a configuration, allowing for long recording. It doesn't matter if it's the head.

インクジェット方式は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、MEMS素子を用いた方式等を採用することができる。各色のインクは、図示しないインクタンクからそれぞれインクチューブを介して記録ヘッド105、106、107、108に供給される。排出部102は、連続紙の場合はカッタ(不図示)でカットされたシートを、カット紙の場合はそのまま搬送して、必要に応じてプリント済みシートをグループ毎に排出トレイ(不図示)の異なるトレイに振り分けて排出するユニットである。印刷制御部110は、プリンタ全体の各部の制御を司るユニットである。画像検査部109は記録ヘッドによって印刷された内容を読み取り検査を行うユニットである。 As the inkjet method, a method using a heating element, a method using a piezo element, a method using an electrostatic element, a method using a MEMS element, etc. can be adopted. Ink of each color is supplied from ink tanks (not shown) to recording heads 105, 106, 107, and 108 via ink tubes, respectively. The output unit 102 transports sheets that have been cut by a cutter (not shown) in the case of continuous paper, or conveys sheets as they are in the case of cut paper, and, if necessary, delivers printed sheets in groups to an output tray (not shown). This is a unit that distributes and discharges to different trays. The print control section 110 is a unit that controls each section of the entire printer. The image inspection section 109 is a unit that reads and inspects the content printed by the recording head.

<記録ヘッドの詳細な構成>
図3(a)に示すように、記録ヘッド30の両端部に設けられた接続部111は、記録装置のインク供給機構と接続される。これにより、インクがインク供給機構から記録ヘッド30に供給され、また記録ヘッド30内を通ったインクがインク供給機構へと回収されるようになっている。このように、インクはインク供給機構の経路と記録ヘッド30の経路を介して循環可能である。
<Detailed configuration of recording head>
As shown in FIG. 3A, connection portions 111 provided at both ends of the recording head 30 are connected to an ink supply mechanism of the recording apparatus. Thereby, ink is supplied from the ink supply mechanism to the recording head 30, and ink that has passed through the recording head 30 is recovered to the ink supply mechanism. In this way, ink can be circulated through the path of the ink supply mechanism and the path of the recording head 30.

図3(b)に示すように、記録ヘッド30には、各素子基板10とフレキシブル配線基板40と電気配線基板90を介して電気的に接続された信号入力端子91と電力供給端子92を備える。信号入力端子91及び電力供給端子92は記録装置の記録制御部15Aと電気的に接続され、それぞれ、駆動信号及び吐出に必要な電力を素子基板10に供給する。電気配線基板90内の電気回路によって配線を集約することで、信号入力端子91及び電力供給端子92の数を素子基板10の数に比べて少なくできる。これにより、記録ユニット120(図1)に対して記録ヘッド30を取り付ける時又は記録ヘッド30の交換時に取り外しが必要な電気接続部の数が少なくて済む。 As shown in FIG. 3B, the recording head 30 includes a signal input terminal 91 and a power supply terminal 92 that are electrically connected via each element substrate 10, the flexible wiring board 40, and the electric wiring board 90. . The signal input terminal 91 and the power supply terminal 92 are electrically connected to the recording control section 15A of the recording apparatus, and supply drive signals and electric power necessary for ejection to the element substrate 10, respectively. By consolidating the wiring using the electrical circuit in the electrical wiring board 90, the number of signal input terminals 91 and power supply terminals 92 can be reduced compared to the number of element boards 10. This reduces the number of electrical connections that need to be removed when attaching the recording head 30 to the recording unit 120 (FIG. 1) or when replacing the recording head 30.

なお、この実施形態では、インク循環型の記録ヘッドを用いているが、インク循環機構を備えない従来のインク消費型の記録ヘッドを用いても良い。 In this embodiment, an ink circulation type recording head is used, but a conventional ink consumption type recording head without an ink circulation mechanism may also be used.

さて、複数個のヘッドチップを所定の方向に配置して、ノズルピッチを均等にしつつより長い記録幅のフルライン記録ヘッドを構成する場合、ヘッドチップ間には繋ぎ目が生じる。ヘッドチップに実装されたノズル全てを有効に用いるために、本実施例では、図2の素子基板10のようにヘッドチップの形状を平行四辺形としたものを採用している。 Now, when arranging a plurality of head chips in a predetermined direction to configure a full-line recording head with a longer recording width while making the nozzle pitch uniform, seams occur between the head chips. In order to effectively use all the nozzles mounted on the head chip, this embodiment employs a head chip having a parallelogram shape like the element substrate 10 in FIG. 2.

<制御ユニット>
次に、記録システム1の制御ユニットについて説明する。図4は記録システム全体構成ブロック図であり、図5は記録システム1の制御ユニット13のブロック図である。制御ユニット13は、上位装置(DFE)HC2に通信可能に接続され、また、上位装置HC2はホスト装置HC1に通信可能に接続される。
<Control unit>
Next, the control unit of the recording system 1 will be explained. FIG. 4 is a block diagram of the overall configuration of the recording system, and FIG. 5 is a block diagram of the control unit 13 of the recording system 1. The control unit 13 is communicably connected to a host device (DFE) HC2, and the host device HC2 is communicably connected to a host device HC1.

ホスト装置HC1では、記録画像の元になる原稿データが生成、あるいは保存される。ここでの原稿データは、例えば、文書ファイルや画像ファイル等の電子ファイルの形式で生成される。この原稿データは、上位装置HC2へ送信され、上位装置HC2では、受信した原稿データを制御ユニット13で利用可能なデータ形式(例えば、RGBで画像を表現するRGBデータ)に変換する。変換後のデータは、画像データとして上位装置HC2から制御ユニット13へ送信され、制御ユニット13は受信した画像データに基づき、記録動作を開始する。 The host device HC1 generates or stores document data that is the source of recorded images. The manuscript data here is generated in the form of an electronic file such as a document file or an image file, for example. This document data is transmitted to the host device HC2, and the host device HC2 converts the received document data into a data format that can be used by the control unit 13 (for example, RGB data that expresses an image in RGB). The converted data is transmitted as image data from the host device HC2 to the control unit 13, and the control unit 13 starts a recording operation based on the received image data.

本実施形態の場合、制御ユニット13は、メインコントローラ13Aと、エンジンコントローラ13Bとに大別される。メインコントローラ13Aは、処理部131、記憶部132、操作部133、画像処理部134、通信I/F(インタフェース)135、バッファ136および通信I/F137を含む。 In the case of this embodiment, the control unit 13 is roughly divided into a main controller 13A and an engine controller 13B. The main controller 13A includes a processing section 131, a storage section 132, an operation section 133, an image processing section 134, a communication I/F (interface) 135, a buffer 136, and a communication I/F 137.

処理部131は、CPU等のプロセッサであり、記憶部132に記憶されたプログラムを実行し、メインコントローラ13A全体の制御を行う。記憶部132は、RAM、ROM、ハードディスク、SSD等の記憶デバイスであり、CPU131が実行するプログラムや、データを格納し、また、処理部131にワークエリアを提供する。操作部133は、例えば、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力デバイスであり、ユーザの指示を受け付ける。 The processing unit 131 is a processor such as a CPU, executes a program stored in the storage unit 132, and controls the entire main controller 13A. The storage unit 132 is a storage device such as a RAM, ROM, hard disk, or SSD, and stores programs and data executed by the CPU 131, and also provides a work area for the processing unit 131. The operation unit 133 is, for example, an input device such as a touch panel, a keyboard, or a mouse, and receives instructions from a user.

画像処理部134は例えば画像処理プロセッサを有する電子回路である。バッファ136は、例えば、RAM、ハードディスクやSSDである。通信I/F135は上位装置HC2との通信を行い、通信I/F137はエンジンコントローラ13Bとの通信を行う。図4において破線矢印は、画像データの処理の流れを例示している。上位装置HC2から通信IF135を介して受信された画像データは、バッファ136に蓄積される。画像処理部134はバッファ136から画像データを読み出し、読み出した画像データに所定の画像処理を施して、再びバッファ136に格納する。バッファ136に格納された画像処理後の画像データは、プリントエンジンが用いる記録データとして、通信I/F137からエンジンコントローラ13Bへ送信される。 The image processing unit 134 is, for example, an electronic circuit having an image processing processor. The buffer 136 is, for example, a RAM, a hard disk, or an SSD. Communication I/F 135 communicates with host device HC2, and communication I/F 137 communicates with engine controller 13B. In FIG. 4, broken line arrows illustrate the flow of image data processing. Image data received from the host device HC2 via the communication IF 135 is accumulated in the buffer 136. The image processing unit 134 reads image data from the buffer 136, performs predetermined image processing on the read image data, and stores the image data in the buffer 136 again. The image data after image processing stored in the buffer 136 is transmitted from the communication I/F 137 to the engine controller 13B as recording data used by the print engine.

図5に示すように、エンジンコントローラ13Bは、制御部14及び、15A~15Eを含み、記録システム1が備えるセンサ群およびアクチュエータ群16の検知結果の取得および駆動制御を行う。これらの各制御部は、CPU等のプロセッサ、RAMやROM等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェースを含む。なお、制御部の区分けは一例であり、一部の制御を更に細分化した複数の制御部で実行してもよいし、逆に、複数の制御部を統合して、それらの制御内容を一つの制御部で行うように構成してもよい。 As shown in FIG. 5, the engine controller 13B includes a control unit 14 and 15A to 15E, and performs acquisition of detection results and drive control of the sensor group and actuator group 16 included in the recording system 1. Each of these control units includes a processor such as a CPU, a storage device such as a RAM or ROM, and an interface with an external device. Note that the division of control units is just an example, and some controls may be executed by multiple subdivided control units, or conversely, multiple control units may be integrated and their control contents may be executed in one place. It may be configured to be performed by one control unit.

エンジン制御部14は、エンジンコントローラ13Bの全体の制御を行う。記録制御部15Aは、メインコントローラ13Aから受信した記録データをラスタデータ等、記録ヘッド30の駆動に適したデータ形式に変換する。記録制御部15Aは、各記録ヘッド30の吐出制御を行う。 The engine control section 14 performs overall control of the engine controller 13B. The recording control unit 15A converts the recording data received from the main controller 13A into a data format suitable for driving the recording head 30, such as raster data. The recording control unit 15A controls ejection of each recording head 30.

信頼性制御部15Cは、および記録ユニット120(図1)を吐出位置と回復位置との間で移動させる駆動機構の制御を行う。 The reliability control unit 15C also controls a drive mechanism that moves the recording unit 120 (FIG. 1) between the ejection position and the recovery position.

搬送制御部15Dは、用紙供給部101、排紙部102の制御を行う。検査制御部15Eは、画像検査部109の制御を行う。 The conveyance control section 15D controls the paper supply section 101 and the paper discharge section 102. The inspection control section 15E controls the image inspection section 109.

センサ群およびアクチュエータ群16のうち、センサ群には、可動部の位置や速度を検知するセンサ、温度を検知するセンサ、撮像素子等が含まれる。アクチュエータ群にはモータ、電磁ソレノイド、電磁バルブ等が含まれる。 Of the sensor group and actuator group 16, the sensor group includes a sensor that detects the position and speed of a movable part, a sensor that detects temperature, an image sensor, and the like. The actuator group includes motors, electromagnetic solenoids, electromagnetic valves, and the like.

<サーマル方式記録ヘッドのノズル吐出状態の判定方法>
図7はサーマル方式記録ヘッドの素子基板10の記録素子に駆動パルスを印加したときの、温度検知素子から出力される温度波形(センサ温度:T)とその波形の温度変化信号(dT/dt)を表した図である。
<Method of determining the nozzle ejection state of the thermal recording head>
FIG. 7 shows the temperature waveform (sensor temperature: T) output from the temperature detection element and the temperature change signal (dT/dt) of the waveform when a drive pulse is applied to the recording element of the element substrate 10 of the thermal recording head. FIG.

なお、図7では温度波形(センサ温度:T)は温度(℃)で示されているが、実際には温度検知素子に定電流が供給され、温度検知素子の端子間電圧(V)が検出される。この検出電圧は温度依存性があるので、図7には検出電圧を温度に変換して温度として表記されている。また、温度変化信号(dT/dt)は検出電圧の時間変化(mV/sec)として表記されている。 Although the temperature waveform (sensor temperature: T) is shown in temperature (°C) in Figure 7, in reality, a constant current is supplied to the temperature sensing element, and the voltage (V) between the terminals of the temperature sensing element is detected. be done. Since this detected voltage has temperature dependence, the detected voltage is converted into temperature and is expressed as temperature in FIG. Further, the temperature change signal (dT/dt) is expressed as a time change in detection voltage (mV/sec).

図7に示すように、記録素子に駆動パルス211を印加するとインクが正常に吐出される場合(正常吐出)、温度検知素子の出力波形は波形201のようになる。波形201が示す温度検知素子306により検知される温度の降温過程において、正常吐出時に記録素子の界面に吐出されたインク液滴の尾引(サテライト)が落下して界面が冷却されることにより特徴点209が出現する。そして、特徴点209以降で波形201は降温速度が急激に増大する。これに対して、吐出不良の場合、温度検知素子306の出力波形は波形202のようになり、正常吐出時の波形201のように特徴点209は現れず、降温過程において降温速度は徐々に低下していく。 As shown in FIG. 7, when ink is normally ejected when a drive pulse 211 is applied to the recording element (normal ejection), the output waveform of the temperature sensing element becomes a waveform 201. In the process of decreasing the temperature detected by the temperature detection element 306 indicated by the waveform 201, this phenomenon is characterized by the fact that the trail (satellite) of the ink droplet ejected on the interface of the recording element during normal ejection falls and the interface is cooled. A point 209 appears. Then, after the feature point 209, the temperature decreasing rate of the waveform 201 increases rapidly. On the other hand, in the case of a discharge failure, the output waveform of the temperature detection element 306 becomes like the waveform 202, and the characteristic point 209 does not appear like the waveform 201 during normal discharge, and the temperature decrease rate gradually decreases during the temperature decrease process. I will do it.

図7の一番下は、温度変化信号(dT/dt)を示しており、温度検知素子の出力波形201、202を温度変化信号(dT/dt)に処理した後の波形を波形203、204とする。この時の温度変化信号への変換方法はシステムに応じて適切に選択される。この実施形態における温度変化信号(dT/dt)は、温度波形をフィルタ回路(この構成では1回微分)と反転アンプを通した後に出力される波形である。 The bottom of FIG. 7 shows the temperature change signal (dT/dt), and the waveforms 203 and 204 are obtained by processing the output waveforms 201 and 202 of the temperature sensing element into the temperature change signal (dT/dt). shall be. The method of converting the temperature change signal at this time is appropriately selected depending on the system. The temperature change signal (dT/dt) in this embodiment is a waveform output after passing the temperature waveform through a filter circuit (one time differentiation in this configuration) and an inverting amplifier.

さて、波形203には、波形201の特徴点209以降の最大降温速度に起因するピーク210が出現する。波形(dT/dt)203は素子基板10に実装されたコンパレータに予め設定された吐出検査閾値電圧(TH)と比較され、吐出検査閾値電圧(TH)を上回る区間(dT/dt≧TH)で正常吐出であることを示すパルスが判定信号(CMP)213に現れる。 Now, in the waveform 203, a peak 210 resulting from the maximum temperature decreasing rate after the characteristic point 209 of the waveform 201 appears. The waveform (dT/dt) 203 is compared with the ejection test threshold voltage (TH) set in advance in a comparator mounted on the element substrate 10, and the waveform (dT/dt) 203 is compared with the ejection test threshold voltage (TH) set in advance in a comparator mounted on the element substrate 10, and is detected in the range (dT/dt≧TH) exceeding the ejection test threshold voltage (TH). A pulse indicating normal ejection appears in the determination signal (CMP) 213.

一方、波形202には特徴点209が現れないため降温速度も低く、波形204に現れるピークは吐出検査閾値電圧(TH)よりも低くなる。波形(dT/dt)202も、素子基板10に実装されたコンパレータに予め設定している吐出検査閾値電圧(TH)と比較される。そして、吐出検査閾値電圧(TH)を下回る区間(dT/dt<TH)では、パルスが判定信号213には現れない。 On the other hand, since the characteristic point 209 does not appear in the waveform 202, the temperature decreasing rate is also low, and the peak appearing in the waveform 204 is lower than the ejection test threshold voltage (TH). The waveform (dT/dt) 202 is also compared with a discharge test threshold voltage (TH) set in advance in a comparator mounted on the element substrate 10. Then, in a section below the ejection test threshold voltage (TH) (dT/dt<TH), no pulse appears in the determination signal 213.

従って、この判定信号(CMP)を取得することで各ノズルの吐出状態を把握することが可能となる。この判定信号(CMP)が上述した判定結果信号TKOUTになる。 Therefore, by acquiring this determination signal (CMP), it is possible to grasp the ejection state of each nozzle. This determination signal (CMP) becomes the determination result signal TKOUT described above.

<サーマル方式記録ヘッドの駆動パルステーブル>
図6 は駆動パルスのテーブル例であり、印刷時は16種類、予備吐出動作時は15種類、吐出検査動作時は印刷時とも予備吐出動作とは違う1種類を使用する。複数種類の駆動パルスの中から選択された駆動パルスのデータが記録ヘッドに送信され、記録ヘッド内で駆動パルスに復元して記録ヘッドを駆動する。復元された駆動パルスが図7の211である。
<Drive pulse table for thermal recording head>
FIG. 6 shows an example of a table of drive pulses, in which 16 types are used during printing, 15 types are used during preliminary ejection operation, and one type is used during ejection test operation, which is different from the preliminary ejection operation both during printing and during printing. Data of a drive pulse selected from among a plurality of types of drive pulses is transmitted to the printhead, and is restored to a drive pulse within the printhead to drive the printhead. The restored drive pulse is 211 in FIG.

<吐出検知検査領域>
図8は記録媒体に実際に画像が記録される領域(印刷領域)と記録ヘッドのノズルの
吐出状態を検査するために用いられる検査領域を示す図である。図8(a)ではカット用紙内の一部を検査領域として利用する場合を示しており、図8(b)はカット用紙1枚を検査領域として利用する場合を示している。図8(c)はロール紙の印刷領域に一部検査領域を設ける場合を示している。
<Discharge detection inspection area>
FIG. 8 is a diagram showing an area (print area) where an image is actually recorded on a recording medium and an inspection area used to inspect the ejection state of the nozzles of the recording head. FIG. 8(a) shows a case where a part of a cut sheet is used as an inspection area, and FIG. 8(b) shows a case where one cut sheet is used as an inspection area. FIG. 8C shows a case where a part of the inspection area is provided in the printing area of the roll paper.

前述の記録制御部15Aは、ユーザにより設定された用紙サイズと画像サイズの情報に基づいて、記録媒体上に印刷領域L1と検査領域L2とを設定する。また、記録制御部15Aは印刷領域L1に対して画像を記録するためにヒータを駆動するのに用いる駆動パルスと検査領域L2を用いて記録ヘッド30のノズルの吐出状態を検査するためにヒータを駆動するのに用いる駆動パルスとを切り替える。即ち、記録制御部15Aが、記録動作中に記録媒体の搬送方向に関し記録媒体先頭からカウンターの動作を開始させ、印刷領域L1,L2の情報に基づいて、印刷領域L1、L2に相当するライン数だけ記録後のタイミングに合わせて、駆動パルスを切り替える。 The recording control unit 15A described above sets a print area L1 and an inspection area L2 on the recording medium based on the information on the paper size and image size set by the user. The recording control unit 15A also operates the heater to inspect the ejection state of the nozzles of the recording head 30 using the drive pulse used to drive the heater to record an image in the print area L1 and the inspection area L2. Switch between the drive pulses used for driving. That is, the recording control unit 15A starts the counter operation from the head of the recording medium in the conveying direction of the recording medium during the recording operation, and calculates the number of lines corresponding to the printing areas L1 and L2 based on the information of the printing areas L1 and L2. The drive pulses are switched according to the timing after recording.

<サーマル方式記録ヘッドの吐出検査パルスの形状>
図9はサーマル方式の記録ヘッドのヒータ駆動に用いる駆動パルスの構成を示す図である。
<Shape of ejection test pulse of thermal recording head>
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a drive pulse used to drive the heater of a thermal recording head.

図9において、PLS0は記録ヘッド30が印刷領域L1に対して記録を行う際(記
録モード)に用いる駆動パルスであり、PLS1とPLS2は記録ヘッド30が検査領域L2を用いてノズルの吐出状態を行う際(検査モード)に用いる駆動パルスである。記録制御部15Aは、駆動パルスを示すデータである駆動パルステーブル(図6)を切り替えることにより、記録動作中に記録モードと検査モードを切り替えて、即ち、駆動パルスを切り替えて記録ヘッド30の各ノズルのヒータを駆動する。
In FIG. 9, PLS0 is a drive pulse used when the recording head 30 performs recording on the printing area L1 (recording mode), and PLS1 and PLS2 are drive pulses that the recording head 30 uses to check the nozzle ejection state using the inspection area L2. This is the drive pulse used when performing the test (inspection mode). The recording control unit 15A switches between the recording mode and the inspection mode during the recording operation by switching the drive pulse table (FIG. 6) that is data indicating drive pulses, that is, switches the drive pulses to control each of the recording heads 30. Drives the nozzle heater.

図9に示すように、検査モードに用いる駆動パルスとしては吐出速度が印刷領域への記録よりも遅くなるような駆動パルスを選択する。例えば、印刷領域L1への記録にはダブルパルス構成の駆動パルスPLS0を、検査領域L2への記録にはシングルパルス構成のパルス幅の駆動パルスPLS1を用い、吐出速度を低下させる。 As shown in FIG. 9, as the drive pulse used in the inspection mode, a drive pulse whose ejection speed is slower than the recording speed in the print area is selected. For example, a drive pulse PLS0 having a double-pulse configuration is used for recording in the printing area L1, and a drive pulse PLS1 having a pulse width having a single-pulse configuration is used for recording in the inspection area L2, and the ejection speed is reduced.

印刷領域を記録するときは、液滴が浮遊している時間を短くする方が、狙った位置に精度良く液滴を付着させることができるため有利である。そのため、インクの運動エネルギーを大きくするように駆動パルスを与える。一方、検査モードでは、インク液滴の尾引が落下して記録素子309の界面が冷却される原理を利用することから、インクの運動エネルギーを低くして尾引が記録素子309の界面に落下しやすくする。パルスの特徴としては、PLS0で印可されている時間、(t1-t0)+(t3-t2)とほぼ同等の時間をPLS1ではシングルパルスとして印加することにより、エネルギーを維持しつつ速度を抑えることができる。なお、実際にはさらに速度を抑えるために、若干(t1-t0)+(t3-t2)より短くなるようなシングルパルスを利用してもよい。 When recording a print area, it is advantageous to shorten the time during which the droplets are suspended, as this allows the droplets to adhere to the targeted positions with high precision. Therefore, a driving pulse is applied to increase the kinetic energy of the ink. On the other hand, in the inspection mode, since the principle that the trail of ink droplets falls and the interface of the recording element 309 is cooled is utilized, the kinetic energy of the ink is lowered so that the trail falls to the interface of the recording element 309. Make it easier. The characteristic of the pulse is that by applying a single pulse in PLS1 for a time approximately equal to (t1-t0) + (t3-t2), which is the time applied in PLS0, the speed can be suppressed while maintaining the energy. I can do it. In fact, in order to further reduce the speed, a single pulse that is slightly shorter than (t1-t0)+(t3-t2) may be used.

また、検査領域L2への記録に用いる駆動パルスPLS2を用いることもできる。駆動パルスPLS2は、駆動パルスPLS1と同様、シングルパルス部分(T1)の電流がヒータに流れ込んだ瞬間に発泡するが、さらにミクロな時間差(t5-t4)でヒータに小さなパルスを通電して加熱することにより、検査精度を向上させることができる。 Further, the drive pulse PLS2 used for recording on the inspection area L2 can also be used. Drive pulse PLS2, like drive pulse PLS1, generates bubbles the moment the current of the single pulse portion (T1) flows into the heater, but it heats up by passing a small pulse of current through the heater with an even more microscopic time difference (t5-t4). By doing so, inspection accuracy can be improved.

さらに、実際には応答速度が課題となるが、例えば、ヒータに印加する駆動電圧を変更しても良いし、例えば、ヒータ保温制御を実行している場合には、ヒータ保温温度を低温側へと変更してもよい。 Furthermore, in practice, response speed is an issue, but for example, the drive voltage applied to the heater may be changed, or, for example, if heater heat retention control is being performed, the heater heat retention temperature may be lowered to the lower side. You may change it to

このようにこの実施形態では、印刷領域L1への画像記録の後に、記録ヘッドの動作モードを検査モードに切り替えて、検査領域L2で検査専用の駆動パルスを用いてインク吐出動作を実行させることで各ノズルの吐出状態を検査することができる。なお、駆動パルスは、記録ヘッド30を駆動する駆動条件の1つであるが、他に駆動電圧、ヘッド調整温度なども駆動条件に含まれる。 As described above, in this embodiment, after recording an image in the printing area L1, the operation mode of the recording head is switched to the inspection mode, and the ink ejection operation is executed in the inspection area L2 using a drive pulse exclusively for inspection. The discharge state of each nozzle can be inspected. Note that the drive pulse is one of the drive conditions for driving the recording head 30, but the drive conditions also include drive voltage, head adjustment temperature, and the like.

<従来例の記録ヘッド駆動制御部構成>
図11は従来の印刷動作と検査動作と制御構成を示すブロック図である。ここで、図11を参照して、印刷動作と検査動作の制御の流れを説明する。
<Conventional recording head drive control unit configuration>
FIG. 11 is a block diagram showing a conventional printing operation, inspection operation, and control configuration. Here, with reference to FIG. 11, the flow of control of printing operations and inspection operations will be described.

入力された画像データは画像処理部134の一部であるインク色変換部501でRGBデータからインク色のデータに変換される。インク色に変換されたデータは同じく画像処理部134の一部である量子化部502で記録データに量子化される。量子化された記録データは記録制御部15Aの吐出データ生成部503で各ノズルに割り付けられる。各ノズルに割り付けられたノズルデータに従い記録ヘッド30でインクの吐出が行われる。 The input image data is converted from RGB data to ink color data by an ink color conversion unit 501 that is a part of the image processing unit 134. The data converted into ink colors is quantized into recording data by a quantization unit 502, which is also a part of the image processing unit 134. The quantized print data is assigned to each nozzle by the ejection data generation unit 503 of the print control unit 15A. Ink is ejected from the recording head 30 according to nozzle data assigned to each nozzle.

ヘッド内のノズルは各ノズルが2次元的にずれて配置されているため、元のノズルデータを、ヘッドにノズルデータを送信するタイミングをずらすことによって紙面への着弾を調整している。 Since the nozzles in the head are arranged two-dimensionally shifted from each other, the landing of the original nozzle data on the paper surface is adjusted by shifting the timing of transmitting the nozzle data to the head.

記録ヘッドにノズルデータを送信するタイミングをずらすためには、紙搬送の最上流ノズルと最下流ノズル間の距離以上のメモリ容量にノズルデータを保持する必要がある。そのためにノズル列間調整用メモリ504が配置される。 In order to shift the timing of transmitting nozzle data to the print head, it is necessary to hold the nozzle data in a memory capacity that is equal to or greater than the distance between the most upstream nozzle and the most downstream nozzle of paper transport. For this purpose, a memory 504 for adjusting between nozzle rows is provided.

ノズル列間距離調整部505はノズル列間調整用メモリ504に一旦保持されたノズルデータを、実際のノズル配置に合わせてずらして駆動制御部507および吐出検知制御部508に送信する。 The nozzle row distance adjustment section 505 shifts the nozzle data once held in the nozzle row adjustment memory 504 in accordance with the actual nozzle arrangement, and transmits it to the drive control section 507 and the ejection detection control section 508.

駆動タイミング制御部506は吐出を実際に行うタイミング・周期を制御しており、用紙の搬送に同期したエンコーダ同期の信号を用いて、駆動タイミングを生成することで、搬送速度の変化に対して記録ヘッドの駆動周期を追従させるような制御を行う。 The drive timing control unit 506 controls the actual timing and cycle of ejection, and generates drive timing using encoder synchronized signals that are synchronized with paper conveyance, so that recording can be performed in response to changes in conveyance speed. Control is performed to follow the drive cycle of the head.

駆動制御部507はノズル列間距離が調整されたノズルデータを受け取り、駆動用のデータを付加して記録ヘッド509に送信する。この時サーマル方式の記録ヘッドでは、たとえば、分散駆動で同時に吐出するノズル数や温度を元に、もともと用意していたいくつかの駆動パルスの中から適したものを選択するようにしている。 The drive control unit 507 receives nozzle data in which the distance between nozzle rows has been adjusted, adds drive data, and transmits the data to the print head 509 . At this time, in the thermal recording head, an appropriate one is selected from several originally prepared drive pulses based on, for example, the number of nozzles ejecting at the same time in distributed drive and the temperature.

吐出検査制御部508は検査用の動作時にのみ動作し、ノズル列間距離が調整されたノズルデータを受け取り、検査するノズルと検査用の駆動条件および検査条件を決定して記録ヘッド509に送信する。 The ejection inspection control unit 508 operates only during inspection operations, receives nozzle data in which the distance between nozzle rows has been adjusted, determines the nozzles to be inspected, driving conditions for inspection, and inspection conditions, and transmits the determined nozzles to the print head 509. .

<従来例のノズル列間調整用メモリの使用方法>
図12はノズル列間調整用メモリ504のメモリ内部のデータ配置例を示す。記録ヘッドのノズル配置1202は列A~Dで構成され、説明の簡単のため各列は8つのノズルで構成されている。列A~Dのノズル0はそれぞれY方向にずれて配置される。図12では列Aのノズル間のピッチはY方向に300dpiで構成され、列A~B間はY方向に1200dpiずれて配置された例を示しており。列A~Dをすべて使用することで疑似的にY方向に1200dpiピッチのノズル列が形成されたことになる。さらに、列A~DはX方向にも物理的にずれた構成になっており、列A~Dのノズル0~7はそれぞれ2次元的に離れた位置に配置されている。これはノズルからインクを吐出させる機構を構成するため素子やインク流路、インクを吐出させるための回路などを構成する面積を確保するためである。
<How to use conventional memory for adjusting between nozzle rows>
FIG. 12 shows an example of data arrangement inside the memory 504 for adjusting between nozzle rows. The nozzle arrangement 1202 of the print head is composed of rows A to D, and for ease of explanation, each row is composed of eight nozzles. Nozzles 0 in rows A to D are arranged offset in the Y direction. FIG. 12 shows an example in which the pitch between the nozzles in row A is 300 dpi in the Y direction, and rows A and B are arranged with a deviation of 1200 dpi in the Y direction. By using all rows A to D, a pseudo nozzle row with a pitch of 1200 dpi is formed in the Y direction. Furthermore, the rows A to D are physically shifted in the X direction, and the nozzles 0 to 7 of the rows A to D are arranged two-dimensionally apart from each other. This is to ensure an area for configuring elements, ink flow paths, circuits for ejecting ink, etc. to configure a mechanism for ejecting ink from the nozzle.

吐出データ生成部503はデータを生成するたびに吐出データ記憶領域1201に書き込みを行う。たとえばI行に書き込こんだ次の行はI+1行に書き込む。このとき書き込むデータは列A~DをY方向に1200dpiとみなした場合の1列分のデータ(32ノズルぶんのデータ)である。吐出データ記憶領域1201はノズル列間調整用メモリ504のメモリ領域の一部として構成され、吐出データ生成部503と、ノズル列間距離調整部505との間であらかじめ取り決めたサイズのメモリ領域内をリング構造にして繰り返し使用する構成などが考えられる。 The ejection data generation unit 503 writes data into the ejection data storage area 1201 every time data is generated. For example, the next line written to line I is written to line I+1. The data written at this time is data for one column (data for 32 nozzles) when columns A to D are regarded as 1200 dpi in the Y direction. The ejection data storage area 1201 is configured as a part of the memory area of the memory 504 for adjustment between nozzle rows, and stores data within the memory area of a size determined in advance between the ejection data generation section 503 and the inter-nozzle row distance adjustment section 505. Possible configurations include a ring structure that can be used repeatedly.

ノズル列間距離調整部505は、少なくとも列A~列Dの列間距離分の吐出データが溜まった時点で読み出し動作を開始する。図示のように列Aのノズル配置には傾斜があり、ノズル0はJ+25、ノズル1はJ+24、ノズル2はJ+23、ノズル3はJ+22、ノズル4はJ+21、ノズル5はJ+20、ノズル6はJ+19、ノズル7はJ+18、というように別のカラムからデータを読み出す必要がある。 The nozzle inter-row distance adjustment unit 505 starts the read operation when ejection data corresponding to at least the inter-row distances of rows A to D has been accumulated. As shown, the nozzle arrangement in row A has an inclination: nozzle 0 is J+25, nozzle 1 is J+24, nozzle 2 is J+23, nozzle 3 is J+22, nozzle 4 is J+21, nozzle 5 is J+20, nozzle 6 is J+19, Nozzle 7 needs to read data from another column, such as J+18.

さらに列A~D間のノズル配置にも一定の距離が置かれているため、図示のように列Aノズル7はJ+18行、列Bノズル7はJ+12行、列CはJ+6行、列DはJ行のようにメモリ上の離れた位置の吐出データを読み出してその後の処理に引き渡す。 Furthermore, since the nozzles are arranged at a certain distance between columns A to D, as shown in the figure, column A nozzle 7 is in row J+18, column B nozzle 7 is in row J+12, column C is in row J+6, and column D is in row J+18. Ejection data at a distant location on the memory, such as row J, is read out and handed over to subsequent processing.

そのためノズル列間距離調整メモリ504は列Aノズル0~列Dノズル7間の物理的な距離以上のメモリ容量を持っている必要がある。本件はメモリ種類を限定しないが、ある程度のメモリ容量を確保するためにはASIC・FPGAの外部に接続するSRAM、DRAMなどが考えられる。 Therefore, the nozzle row distance adjustment memory 504 needs to have a memory capacity greater than the physical distance between row A nozzle 0 to row D nozzle 7. Although this case does not limit the type of memory, in order to secure a certain amount of memory capacity, SRAM, DRAM, etc. that are connected to the outside of the ASIC/FPGA can be considered.

また、印刷動作中にはノズル列間距離調整用メモリに対しては、吐出データ生成部503による書き込みと、ノズル列間距離調整部505による読み出しが同時並行で発生する。メモリに対して単位時間あたりにアクセスできるデータ量はメモリの動作周波数やデータバス幅によって決まっており、メモリアクセス性能を上げるためには、メモリの動作周波数やデータバス幅を増やす必要がある。これらはコスト増の要因になるため、印刷動作時の単位時間当たりのメモリアクセス量を基準に最低限必要なメモリ性能を満たすバス幅や動作周波数の構成をとることが一般的である。つまり印刷動作中に、吐出データ以外の、駆動条件を決める駆動パルスデータや吐出検査の判定基準パラメータなどを、ノズル列間距離調整用メモリ上に、一旦書き込み、さらには読み出して動作させることはメモリアクセス性能上難しい。そこで従来例では、ノズル列間距離調整用メモリとは別にASIC・FPGA内部のSRAMやレジスタを用意して、駆動条件を決める駆動パルスデータや吐出検査の判定基準パラメータなどを保持する構成をとっていた。しかしASIC・FPGA内部のSRAMやレジスタは外付けのメモリに対して容量が少ないため、保持する値は代表的な値のみを限定的に選別して保持する構成をとっていた。例えば図6は吐出パルスのテーブル例であり、印刷時は16種類、予備吐出動作時は15種類、吐出検査動作時は印刷時とも予備吐出動作とは違う1種類を使用する。 Further, during the printing operation, writing by the ejection data generation unit 503 and reading by the nozzle array distance adjustment unit 505 occur simultaneously in the memory for adjusting the distance between nozzle rows. The amount of data that can be accessed per unit time to memory is determined by the memory's operating frequency and data bus width, and in order to improve memory access performance, it is necessary to increase the memory's operating frequency and data bus width. Since these are factors that increase costs, it is common to adopt a bus width and operating frequency configuration that satisfies the minimum required memory performance based on the amount of memory access per unit time during printing operations. In other words, during printing operation, drive pulse data that determines drive conditions, judgment criteria parameters for ejection inspection, etc., other than ejection data, are once written into the memory for adjusting the distance between nozzle rows, and then read out and operated from the memory. Difficult in terms of access performance. Therefore, in the conventional example, SRAM and registers inside the ASIC/FPGA are prepared separately from the memory for adjusting the distance between nozzle rows, and a configuration is adopted in which the drive pulse data that determines the drive conditions and the criteria parameters for ejection inspection are held. Ta. However, since the SRAM and registers inside the ASIC/FPGA have a smaller capacity than the external memory, a configuration has been adopted in which only representative values are selected and held in a limited manner. For example, FIG. 6 shows an example of a table of ejection pulses, in which 16 types are used during printing, 15 types are used during preliminary ejection operation, and one type is used during ejection test operation, which is different from the preliminary ejection operation both during printing and during printing.

<本件実施例の記録ヘッド駆動制御部構成>
図13は本件発明のサーマル方式の記録ヘッドを用いた印刷装置の印刷動作と検査動作と制御構成を示すブロック図である。ここで図13(a)を参照して、印刷動作と検査動作の制御の流れを説明する。
<Configuration of the recording head drive control section of this embodiment>
FIG. 13 is a block diagram showing the printing operation, inspection operation, and control configuration of a printing apparatus using the thermal recording head of the present invention. Here, with reference to FIG. 13(a), the flow of control of the printing operation and inspection operation will be described.

インク色変換部601、量子化部602、吐出データ生成部603、ノズル列間調整用メモリ604、ノズル列間距離調整部605については、図11のインク色変換部501、量子化部502、吐出データ生成部503、ノズル列間調整用メモリ504、ノズル列間距離調整部505、と同様の動作をするため割愛する。 Regarding the ink color conversion unit 601, quantization unit 602, ejection data generation unit 603, nozzle array adjustment memory 604, and nozzle array distance adjustment unit 605, the ink color conversion unit 501, quantization unit 502, and ejection in FIG. The data generation unit 503, inter-nozzle array adjustment memory 504, and inter-nozzle array distance adjustment unit 505 operate in the same manner, and will therefore be omitted.

切り替え制御部611は印刷動作と検査動作の切り替えを制御する。印刷動作が選択されている場合には、インク色変換部601、量子化部602、吐出データ生成部603、で処理されノズル列間距離調整部605に保持された吐出データを、ノズル列間距離調整部605が読み出し、データ選択部612が選択して駆動制御部607に送信する。このとき印刷動作が選択されているため、吐出検査制御部は動作しない。 A switching control unit 611 controls switching between printing operation and inspection operation. When the printing operation is selected, the ejection data processed by the ink color conversion unit 601, quantization unit 602, and ejection data generation unit 603 and held in the inter-nozzle array distance adjustment unit 605 is adjusted to the nozzle array distance. The adjustment unit 605 reads out the data, and the data selection unit 612 selects and transmits the selected data to the drive control unit 607. At this time, since the printing operation is selected, the ejection inspection control section does not operate.

吐出検査動作を選択する場合は、検査データ生成部613が、ノズル列間距離調整メモリ604に格納された、検査吐出データ、検査駆動データ、検査判定データを読み出し、データ選択部612は検査データ生成部613から出力されたデータを選択して、駆動制御部607と吐出検査制御部608に送信する。駆動制御部607は吐出検査用の駆動方法で記録ヘッドの駆動制御を行う。吐出検査制御部608は検査データ生成部613から出力されたデータを用いて吐出検査制御を行うと共に記録ヘッド609から送信される判定結果データを受信する。 When selecting a discharge test operation, the test data generation unit 613 reads the test discharge data, test drive data, and test determination data stored in the nozzle array distance adjustment memory 604, and the data selection unit 612 generates the test data. The data output from the section 613 is selected and transmitted to the drive control section 607 and the discharge inspection control section 608. A drive control unit 607 controls the drive of the recording head using a drive method for ejection testing. The ejection test control unit 608 performs ejection test control using the data output from the test data generation unit 613, and receives determination result data transmitted from the print head 609.

駆動タイミング制御部606は用紙の搬送に同期したエンコーダ同期の信号を用いて、駆動タイミングを生成することで、搬送速度の変化に対して記録ヘッドの駆動周期を追従させるような制御を行う。 The drive timing control unit 606 generates drive timing using an encoder synchronized signal that is synchronized with the conveyance of paper, thereby controlling the drive cycle of the recording head to follow changes in the conveyance speed.

<本件実施例のサーマル方式の記録ヘッド駆動制御部>
図14(a)および(b)は駆動制御部607について、特にサーマル方式記録ヘッド制御用の駆動制御の構成を示している。図14(a)はサーマル方式記録ヘッド制御用の印刷動作時の駆動制御部の構成を示しており、吐出データのうち一度に駆動するノズル数をカウントするノズル数カウント部701と、ノズル数カウント値に対応した駆動パルスを複数格納する駆動パルステーブル702と、駆動パルスを生成する駆動パルス生成部703で構成される。公知のとおり、サーマル方式記録ヘッドはノズル列を複数回に分散して駆動することが知られており、ノズル列間距離調整部から受信した吐出データのうち、一度に駆動する単位ごとに、駆動するノズル数をカウントして、その値に合った駆動パルスを送信するように制御を行う。駆動制御部607から出力される信号は、分散して駆動を行う駆動のグループの単位を表すBLE、駆動するノズルデータを表すDATA、駆動パルスを表すHEなどからなる。これら信号はCLKに同期してシリアルインターフェースで記録ヘッド609に送られ、LT信号によって記録ヘッド609内部のフリップフロップに格納される。CLK信号とLT信号は駆動タイミング制御部606で生成されたタイミングで出力される。
<Thermal recording head drive control unit of this embodiment>
FIGS. 14A and 14B show the drive control structure of the drive control unit 607, particularly for controlling the thermal recording head. FIG. 14(a) shows the configuration of a drive control unit during printing operation for thermal recording head control, including a nozzle number counting unit 701 that counts the number of nozzles driven at one time based on ejection data, and It is composed of a drive pulse table 702 that stores a plurality of drive pulses corresponding to values, and a drive pulse generation unit 703 that generates drive pulses. As is well known, it is known that the thermal recording head drives the nozzle rows in a distributed manner over multiple times, and among the ejection data received from the inter-nozzle row distance adjustment section, the drive The number of nozzles is counted, and control is performed to transmit a drive pulse that matches that value. The signal output from the drive control unit 607 includes BLE representing a drive group unit for driving in a distributed manner, DATA representing nozzle data to be driven, HE representing a drive pulse, and the like. These signals are sent to the recording head 609 via a serial interface in synchronization with CLK, and stored in a flip-flop inside the recording head 609 by the LT signal. The CLK signal and the LT signal are output at the timing generated by the drive timing control section 606.

図14(b)はサーマル方式記録ヘッド制御用の吐出検査動作時の駆動制御部607、吐出検知制御部608の詳細構成を示しており、切り替え制御部611が検査動作を選択した場合に、検査データ生成部613が読み出した検査吐出データと検査駆動データを受信する駆動パルス生成部801と、検査吐出データと検査パラメータを受信する吐出検査制御部608からなる。吐出検知制御部は、吐出検査するノズルの番号SELDATA、記録ヘッド内部の吐出検査回路用の吐出正常・異常の判定条件を示すDth(図7に記載の吐出検査閾値電圧(TH)を決定するパラメータ)、を駆動タイミング信号に同期して送信し、一定時間後に記録ヘッドから返ってくる吐出正常・異常の判定結果信号Tkoutを受信する。 FIG. 14(b) shows the detailed configuration of the drive control unit 607 and the ejection detection control unit 608 during the ejection test operation for controlling the thermal recording head. The drive pulse generation section 801 receives the test ejection data and test drive data read by the data generation section 613, and the ejection test control section 608 receives the test ejection data and test parameters. The ejection detection control unit selects the number SELDATA of the nozzle to be tested for ejection, Dth (a parameter that determines the ejection test threshold voltage (TH) shown in FIG. ), are transmitted in synchronization with the drive timing signal, and after a certain period of time, the ejection normality/abnormality determination result signal Tkout returned from the recording head is received.

<本件実施例のサーマル方式記録ヘッドのノズル列間調整用メモリの使用方法>
図15はノズル列間調整時のメモリの配置例を示す。図15(a)では事前に書き込まれた検査吐出データ1502、検査駆動データ1503(BLE、HE)、検査判定データ1504(Dth)はKカラム分書き込まれている。カラム数Kは吐出検査パターンの長さによって十分に大きい量を設定してよい。例えばカット紙の一部を検査領域として検査を行う場合は例えば1000カラム、A3サイズのカット紙1枚を検査領域として使用する場合は10000カラム分など保持してよい。それぞれのカラムに個別に、検査駆動データ、検査判定データを設定可能である。
<How to use the memory for adjusting between nozzle rows of the thermal recording head of this embodiment>
FIG. 15 shows an example of memory arrangement during adjustment between nozzle rows. In FIG. 15A, test ejection data 1502, test drive data 1503 (BLE, HE), and test determination data 1504 (Dth) written in advance are written for K columns. The number of columns K may be set to a sufficiently large value depending on the length of the discharge test pattern. For example, if a part of a cut sheet is used as an inspection area, 1,000 columns may be held, and if one A3 size cut sheet is used as an inspection area, 10,000 columns may be held. Inspection drive data and inspection determination data can be set individually for each column.

検査データ生成部は検査吐出データ1502、検査駆動データ1503、検査判定データ1504を読み出して列A~Dの検査駆動を行う。図15矢印は列Aのノズル7に対する1カラム目の検査吐出データ、検査駆動データ、検査判定データの対応関係を表している。サーマル方式の記録ヘッドでは列内の複数のノズルを時分割で分散して駆動するため、図15では1カラムの駆動を8回に分けて駆動する場合について記載している。 The test data generation unit reads test ejection data 1502, test drive data 1503, and test determination data 1504, and performs test drive for columns A to D. The arrows in FIG. 15 represent the correspondence between the test ejection data, test drive data, and test determination data in the first column for the nozzles 7 in row A. In a thermal recording head, a plurality of nozzles in a column are driven in a distributed manner in a time-division manner, so FIG. 15 shows a case where one column is driven eight times.

図15に示すように検査吐出データのノズル毎に対応した、検査駆動データと検査判定データを個別に指定することができるため、ノズル毎に最適な検査用の駆動を行うことができる。検査判定データは例えばノズル毎の検査結果の判定条件Dth(図7に記載の吐出検査閾値電圧(TH)を決定するパラメータ)を指す。 As shown in FIG. 15, test drive data and test determination data corresponding to each nozzle of the test ejection data can be individually specified, so that the optimum test drive can be performed for each nozzle. The test determination data refers to, for example, the test result determination condition Dth for each nozzle (a parameter that determines the ejection test threshold voltage (TH) shown in FIG. 7).

吐出が正常か異常かの判定条件(図7に記載の吐出検査閾値電圧(TH)がノズル毎にばらつく場合に、最適な判定条件を決めるデータDthをノズル毎に設定することで、吐出検査の精度を上げることができる。Kカラム分の検査吐出データ、検査駆動データ、検査判定データは、あらかじめノズル列間調整用メモリ上の特定の領域に保持しておき、吐出検査動作のたびに呼び出して使用するため、検査動作のたびに繰り返し使用できる。 If the conditions for determining whether discharge is normal or abnormal (discharge test threshold voltage (TH) shown in FIG. Accuracy can be improved. Test discharge data, test drive data, and test judgment data for K columns are stored in advance in a specific area in the memory for adjustment between nozzle rows, and recalled each time a discharge test operation is performed. It can be used repeatedly for each inspection operation.

<圧電素子方式の記録ヘッド動作原理>
次に、本件発明の圧電素子方式の記録ヘッドを用いた印刷装置の構成について説明する。
<Piezoelectric element type recording head operation principle>
Next, the configuration of a printing apparatus using the piezoelectric element type recording head of the present invention will be described.

圧電素子方式の記録ヘッドは、液体を吐出するための吐出口と、吐出口と連通する圧力室と、圧力室に液体を供給するための液体供給路と、吐出口ごとに設けられたエネルギー発生素子とを有するものである。エネルギー発生素子には、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)などの圧電材料を用いたものがあり、圧力室の容積を変化させて液体の供給および吐出を行わせる。圧力室の容積が収縮するときに圧力室内の液体が吐出口から液滴として吐出され、圧力室の容積が膨張するときに液体供給路から圧力室に液体が供給される。 A piezoelectric element type recording head has an ejection port for ejecting liquid, a pressure chamber communicating with the ejection port, a liquid supply path for supplying liquid to the pressure chamber, and an energy generation device provided for each ejection port. It has an element. Some energy generating elements use a piezoelectric material such as PZT (lead zirconate titanate), and supply and discharge liquid by changing the volume of a pressure chamber. When the volume of the pressure chamber contracts, the liquid in the pressure chamber is discharged as droplets from the discharge port, and when the volume of the pressure chamber expands, the liquid is supplied from the liquid supply path to the pressure chamber.

このような記録ヘッドでは、圧電素子に印加する駆動電力の駆動波形により、吐出する液体の体積や速度が変化する。図16は圧電素子方式の記録ヘッドの駆動波形の一例を示している。図16(a)は電圧振幅やパルス幅によって吐出させる液滴の大中小に対応する駆動波形を示している。また、図16(b)は吐出周期内を時分割し複数の波形の組み合わせで大中小の液滴を選択的に吐出させる駆動波形の一例を示している。圧電素子を用いた記録ヘッドでは、図16(a)(b)のような駆動波形を用いて液滴の大きさを変更しながら高精細な画像の印刷を可能にしている。さらに、図16(c)に示すように記録ヘッドの吐出状態を確認するための検査振動波形や、ヘッドノズル表面の感想を防ぐための微小振動波形なども適宜使用される。 In such a recording head, the volume and speed of the ejected liquid change depending on the drive waveform of the drive power applied to the piezoelectric element. FIG. 16 shows an example of a drive waveform of a piezoelectric element type recording head. FIG. 16A shows drive waveforms corresponding to large, medium, and small droplets to be ejected depending on the voltage amplitude and pulse width. Further, FIG. 16(b) shows an example of a drive waveform for selectively ejecting large, medium, and small droplets by time-sharing within the ejection cycle and using a combination of a plurality of waveforms. A recording head using a piezoelectric element makes it possible to print high-definition images while changing the size of droplets using drive waveforms as shown in FIGS. 16(a) and 16(b). Furthermore, as shown in FIG. 16(c), an inspection vibration waveform for checking the ejection state of the recording head and a minute vibration waveform for preventing impressions of the head nozzle surface are also used as appropriate.

また、特に圧電素子方式の記録ヘッドにおいては、図16(c)のような検査用の振動波形をノズルに印加し、ノズルからの残留振動の状態を観察することによってノズルの吐出状態が正常かどうかを判定する手法が用いられることがある。印刷動作時には図16(a)(b)のような、大中小の液滴を選択的に吐出させる駆動波形を用いて記録ヘッドを駆動し、吐出検査時には、図16(c)のような検査用の振動波形を用いて検査を行うことが知られている。 In addition, particularly in piezoelectric recording heads, it is possible to check whether the ejection state of the nozzle is normal by applying a vibration waveform for testing as shown in FIG. 16(c) to the nozzle and observing the state of residual vibration from the nozzle. Sometimes a method is used to determine whether During the printing operation, the recording head is driven using a drive waveform that selectively ejects large, medium, and small droplets as shown in FIGS. 16(a) and (b), and during the ejection test, the test as shown in FIG. 16(c) is performed. It is known to perform inspections using vibration waveforms.

<本件実施例の圧電素子方式の記録ヘッド駆動制御部>
図17(a)は本件発明の駆動制御部607、検査制御部608において、圧電素子を用いた記録ヘッドに関する構成を示す。印刷用波形パターン保持部905は図16(a)(b)に示すような大中小の液滴に対応した駆動波形が数パターン保持されている。波形パターン選択部は、印刷動作時は印刷用波形パターン保持部905から所定の波形パターンを読み出し、902-1の駆動波形生成部0および902-2の駆動波形生成部1にデジタル値として送信する。駆動波形生成部0および1は入力されたデジタル値を元に高電圧の駆動波形comを出力する。駆動波形生成部902の内部は例えば図17(b)のような構成をとり、デジタル値をアナログ値に変換するDA変換部、アナログ値を増幅するアンプ、さらに圧電素子を駆動するためのゲートドライバとFETで構成される。
<Piezoelectric element type recording head drive control unit of this embodiment>
FIG. 17A shows the configuration of a print head using piezoelectric elements in the drive control section 607 and inspection control section 608 of the present invention. The printing waveform pattern holding unit 905 holds several patterns of drive waveforms corresponding to large, medium and small droplets as shown in FIGS. 16(a) and 16(b). During a printing operation, the waveform pattern selection section reads a predetermined waveform pattern from the printing waveform pattern holding section 905 and transmits it as a digital value to the drive waveform generation section 0 of 902-1 and the drive waveform generation section 1 of 902-2. . Drive waveform generators 0 and 1 output high voltage drive waveforms com based on the input digital values. The inside of the drive waveform generation unit 902 has a configuration as shown in FIG. 17(b), for example, and includes a DA conversion unit that converts a digital value to an analog value, an amplifier that amplifies the analog value, and a gate driver that drives the piezoelectric element. and FET.

波形選択部904はN個の圧電素子のそれぞれに対して、複数の駆動波形(図17(a)のcom0/com1)のうちどの駆動波形を割り当てるかを切り替える機能を有しており、切り替えられた駆動波形Vout0~VoutN-1はN個の圧電素子それぞれに出力される。駆動周期を決めるLat信号の単位ごとに、Clkに同期して、圧電素子に対してどの駆動波形を出力するかを選択するための選択データDataはシリアルインターフェースで入力される。 The waveform selection unit 904 has a function of switching which drive waveform among a plurality of drive waveforms (com0/com1 in FIG. 17(a)) is assigned to each of the N piezoelectric elements. The drive waveforms Vout0 to VoutN-1 are output to each of the N piezoelectric elements. Selection data Data for selecting which drive waveform to output to the piezoelectric element is input via a serial interface in synchronization with Clk for each unit of the Lat signal that determines the drive cycle.

<本件実施例の圧電素子方式記録ヘッドのノズル列間調整用メモリの使用方法>
図18は圧電素子を用いた記録ヘッドの吐出検査時の、列間距離調整用メモリに格納された検査吐出データ1802、検査駆動データ1803(検査用波形パターン)、検査判定データ1804を表している。圧電素子を用いた記録ヘッドではサーマル方式記録ヘッドのような分散駆動は行わず、列Aの1列の全ノズルに対しての検査吐出データ、検査駆動データ、検査パラメータはまとめて保持する構成としている。図18の点線で囲んだ列Aの全ノズルに対する、検査吐出データ、検査駆動データ、検査判定データの対応関係を矢印で示している。
<How to use the memory for adjusting between nozzle rows of the piezoelectric recording head of this embodiment>
FIG. 18 shows test ejection data 1802, test drive data 1803 (test waveform pattern), and test determination data 1804 stored in the inter-column distance adjustment memory during the ejection test of a recording head using a piezoelectric element. . A recording head using a piezoelectric element does not perform distributed driving like a thermal recording head, but has a configuration in which the inspection discharge data, inspection drive data, and inspection parameters for all nozzles in one row of row A are held together. There is. Correspondences among test ejection data, test drive data, and test determination data for all nozzles in row A surrounded by dotted lines in FIG. 18 are indicated by arrows.

吐出検査時には、駆動波形の出力選択データDataで検査するノズルのみに検査用振動波形を選択し、その他のノズルは吐出させないか、ノズルの乾燥を防ぐための微小振動波形を選択するようなデータDataを入力しておく。検査用振動波形を入力されたノズルの残留振動のみが検査用Voutから出力され検出回路905に入力され所定の信号処理が施され、あらかじめ定められた判定条件に従って判定回路906で吐出状態の正常・異常が判断される。このときの信号処理は例えば信号を増幅したりノイズを低減する処理などが考えられる。吐出状態の正常・異常の判定条件は例えば簡単には、検査用振動波形を入力されたノズルの残留振動の周期などが考えらえる。吐出状態の正常・異常の判定条件がノズル毎に差異があった場合であっても本件では、検査吐出データ、検査駆動データ(検査用波形パターン)とともに検査判定データをノズル毎に個別に読み出して検査動作に使用するため、吐出状態の正常・異常の判定を正確に行うことができる。 At the time of ejection inspection, the test vibration waveform is selected only for the nozzle to be inspected using the drive waveform output selection data Data, and other nozzles are not allowed to eject, or a minute vibration waveform is selected to prevent the nozzles from drying out. Enter. Only the residual vibration of the nozzle into which the test vibration waveform has been input is output from the test Vout, inputted to the detection circuit 905, where it undergoes predetermined signal processing, and then the judgment circuit 906 determines whether the ejection state is normal or not according to predetermined judgment conditions. An abnormality is determined. The signal processing at this time may be, for example, processing to amplify the signal or reduce noise. A simple example of the condition for determining whether the discharge state is normal or abnormal is the period of residual vibration of the nozzle to which the test vibration waveform is input. Even if the conditions for determining whether the discharge status is normal or abnormal differ for each nozzle, in this case, the inspection judgment data is read out individually for each nozzle along with the inspection discharge data and inspection drive data (inspection waveform pattern). Since it is used for inspection operations, it is possible to accurately determine whether the discharge state is normal or abnormal.

<本件実施例の効果>
このように本件印刷装置の記録ヘッドはサーマル方式、圧電素子方式に関わらず、図13の構成をとることができる。そして図13の構成では、印刷動作時にはノズル列間距離調整用メモリに対してノズルデータのみの書き込み動作と読み出し動作を行い、吐出検査動作時にはあらかじめノズル列間距離調整用メモリ上に保持した、検査吐出データ、検査駆動データ、検査判定データに対する読み出し動作のみを行う。吐出データ以外に、検査駆動データと検査パラメータの読み出し量が増えていても、読み出しと同時に書き込みは行われず、印刷動作時のメモリアクセス性能と同等かそれ以下の性能で、読み出し動作のみを行うため、ノズル列間距離調整用メモリのスペックアップ無しに、検査駆動データと検査パラメータをノズル毎に細かく指定して検査を行うことが可能になる。
<Effects of this example>
In this way, the recording head of the present printing apparatus can have the configuration shown in FIG. 13 regardless of whether it is a thermal type or a piezoelectric element type. In the configuration shown in FIG. 13, during the printing operation, only the nozzle data is written to and read from the memory for adjusting the distance between nozzle rows, and during the ejection inspection operation, the inspection data stored in advance in the memory for adjusting the distance between the nozzle rows is Only read operations for ejection data, inspection drive data, and inspection judgment data are performed. Even if the amount of inspection drive data and inspection parameters read out in addition to ejection data increases, writing is not performed at the same time as reading, and only read operations are performed with performance equal to or lower than memory access performance during printing operations. , it becomes possible to perform inspection by specifying inspection drive data and inspection parameters in detail for each nozzle without increasing the specifications of the memory for adjusting the distance between nozzle rows.

<ノズル吐出状態の検査処理についてフローチャート>
最後に以上説明したノズル吐出状態の検査処理についてフローチャートを参照して説明する。図10はノズル吐出状態の検査処理を示すフローチャートである。
<Flowchart of nozzle discharge state inspection process>
Finally, the nozzle discharge state inspection processing described above will be explained with reference to a flowchart. FIG. 10 is a flowchart showing a nozzle discharge state inspection process.

この検査処理は、複数枚のカット紙に連続して画像を形成したり、長尺のロール紙に対して連続して複数の画像を形成する印刷動作中に実行される。 This inspection process is executed during a printing operation in which images are successively formed on a plurality of sheets of cut paper or a plurality of images are continuously formed on a long roll paper.

印刷を開始する前にステップS00では、ノズル列間調整用メモリに検査吐出データと検査駆動データと検査パラメータを保持しておく。 Before starting printing, in step S00, test ejection data, test drive data, and test parameters are held in a memory for adjusting between nozzle rows.

その後ステップS10では、記録媒体の印刷領域に対して記録ヘッド30からインクを吐出して画像記録を実行する。この時、記録制御部15Aは、記録媒体の搬送に関し記録媒体Pの先頭から記録を行ったライン数をカウントする。図8(a)を例に説明すると、次のステップS20では、そのカウント数が印刷領域L1に相当するライン数に達したかどうかを調べる。ここで、そのカウント数が印刷領域L1に相当するライン数未満であれば、処理はステップS10に戻り、画像記録を継続する。これに対して、そのカウント数が印刷領域L1に相当するライン数に達したと判断されたなら、処理はステップS30に進む。 Thereafter, in step S10, ink is ejected from the recording head 30 onto the printing area of the recording medium to perform image recording. At this time, the recording control unit 15A counts the number of lines recorded from the beginning of the recording medium P during conveyance of the recording medium. Taking FIG. 8(a) as an example, in the next step S20, it is checked whether the counted number has reached the number of lines corresponding to the printing area L1. Here, if the counted number is less than the number of lines corresponding to the print area L1, the process returns to step S10 and continues image recording. On the other hand, if it is determined that the count number has reached the number of lines corresponding to the print area L1, the process proceeds to step S30.

ステップS30では、ヘッド基板のノズル列が記録媒体の搬送方向に対して交差しており、その搬送方向に関し、各ノズルからの吐出タイミングが異なることを考慮して全ノズルからの吐出動作が終了するのを待ち合わせ、記録ヘッドの動作モードを切り替える。即ち、記録ヘッド30の動作モードを記録モードから検査モードに切り替える。さらに、ステップS40では、検査モードで用いる駆動パルスを選択する。 In step S30, the nozzle array of the head substrate intersects with the conveyance direction of the recording medium, and the ejection operation from all nozzles is completed considering that the ejection timing from each nozzle is different in the conveyance direction. to switch the recording head operation mode. That is, the operation mode of the recording head 30 is switched from the recording mode to the inspection mode. Furthermore, in step S40, a drive pulse to be used in the inspection mode is selected.

サーマル方式記録ヘッドの場合は、駆動パルスとして、図9に示した駆動パルスPLS1又は駆動パルスPLS2が選択される。典型的には駆動パルスPLS1又は駆動パルスPLS2の形状であるが、駆動パルスのデータはノズル列間距離調整用メモリにノズル毎に個別に保持することが可能であるため、ノズル毎に駆動パルスの幅や形状を最適に変更しながら検査することが可能である。 In the case of a thermal recording head, the drive pulse PLS1 or the drive pulse PLS2 shown in FIG. 9 is selected as the drive pulse. Typically, the shape is the drive pulse PLS1 or the drive pulse PLS2, but since the drive pulse data can be stored individually for each nozzle in the memory for adjusting the distance between nozzle rows, the drive pulse data for each nozzle can be It is possible to inspect while optimally changing the width and shape.

圧電素子方式記録ヘッドの場合は、図16(c)に示すような検査振動波形が駆動パルスとして選択される。検査振動波形パターンは、ノズル列間距離調整用メモリにノズル毎に個別に保持することが可能であるため、ノズル毎に駆動パルスの幅や電圧・形状を最適に変更しながら検査することが可能である。 In the case of a piezoelectric element recording head, a test vibration waveform as shown in FIG. 16(c) is selected as the drive pulse. The inspection vibration waveform pattern can be stored individually for each nozzle in the memory for adjusting the distance between nozzle rows, so it is possible to inspect while optimally changing the width, voltage, and shape of the drive pulse for each nozzle. It is.

次にステップS50では、選択された駆動パルスを用いて記録ヘッド30を駆動して、検査吐出データに基づいて選択的にノズルを駆動する。そして、ステップS60では、サーマル方式記録ヘッドの場合は各ノズルの温度変化を監視して、その温度変化から各ノズルの吐出状態を判断する。この判断の基準がノズル毎に変わる場合においても本件構成では、検査判定データをノズル列間距離調整用メモリにノズル毎に個別に保持することが可能であるため、ノズル毎に吐出状態の判断基準を変更しながら検査を行うことができる。 Next, in step S50, the recording head 30 is driven using the selected drive pulse to selectively drive the nozzles based on the test ejection data. Then, in step S60, in the case of a thermal recording head, the temperature change of each nozzle is monitored, and the ejection state of each nozzle is determined from the temperature change. Even if the criterion for this judgment changes for each nozzle, with this configuration, the inspection judgment data can be stored individually for each nozzle in the memory for adjusting the distance between nozzle rows, so the criterion for judging the ejection state can be changed for each nozzle. Inspections can be performed while changing the

圧電素子方式記録ヘッドの場合は検査用にノズルを駆動した残留振動波形を取得しその波形の形状から各ノズルの吐出状態を判断する。吐出状態の判断基準は例えば残留振動波形の周期などで判断することが考えられるが、ノズル毎に残留振動波形の周期特性に差異がある場合には、吐出状態の判断基準をノズル毎に変更しながら検査を行うことができる。なお、この吐出状態の判断方法そのものは公知であるので、その説明は省略する。さらに、ステップS70では、その判断結果を図示しない記憶部に格納する。 In the case of a piezoelectric element type recording head, the residual vibration waveform of the nozzle driven is obtained for inspection, and the ejection state of each nozzle is determined from the shape of the waveform. For example, the criterion for determining the discharge state may be based on the period of the residual vibration waveform, but if the periodic characteristics of the residual vibration waveform differ from nozzle to nozzle, the criterion for determining the discharge state may be changed for each nozzle. Inspections can be performed while Note that since the method of determining the discharge state itself is well known, the explanation thereof will be omitted. Furthermore, in step S70, the determination result is stored in a storage unit (not shown).

ステップS80では、記録を継続するかどうかを判断し、記録終了と判断されると、処理は終了するが、記録継続と判断されると、処理はステップS90に進む。ステップS90では、記録ヘッド30の動作モードを再び検査モードから記録モードに切り替える。さらに、ステップS100では、記録モードで用いる駆動パルスを選択する。これにより、駆動パルスとして、画像記録用の駆動パルスが再び選択される。その後、処理はステップS10に戻り、画像記録を継続する。 In step S80, it is determined whether or not to continue recording. If it is determined that recording has ended, the process ends, but if it is determined to continue recording, the process proceeds to step S90. In step S90, the operation mode of the recording head 30 is switched from the inspection mode to the recording mode again. Furthermore, in step S100, a drive pulse to be used in the recording mode is selected. As a result, the drive pulse for image recording is selected again as the drive pulse. After that, the process returns to step S10 to continue recording the image.

なお、以上説明した検査処理の結果、検査されたノズルが不良ノズルと判定された場合、不良ノズルの近傍に良好なノズルがあれば、その近傍ノズルからインクを吐出して補完記録を行うと良い。しかしながら、不良ノズルと判定されたノズル数があまりにも多く、高品位な記録を継続することが困難である場合は、記録装置の動作を停止させ、ユーザに記録ヘッドの交換やメンテナンスを促すメッセージを表示する。 Note that if the inspected nozzle is determined to be a defective nozzle as a result of the inspection process explained above, and if there is a good nozzle near the defective nozzle, it is recommended to eject ink from the neighboring nozzle and perform complementary recording. . However, if the number of nozzles determined to be defective is too large and it is difficult to continue high-quality recording, the operation of the recording device is stopped and a message is sent to the user prompting the user to replace the recording head or perform maintenance. indicate.

従って以上説明した実施形態に従えば、画像記録を継続させながら記録ヘッドのノズル吐出状態を検査することができる。特に、その検査においては、ノズル毎個別に検査専用の駆動パルスなどの駆動条件が用いられ、さらに検査の判定基準もノズル毎個別に設定しながら検査を行うことができるので、高精度な検査が可能である。 Therefore, according to the embodiment described above, it is possible to inspect the nozzle ejection state of the print head while continuing image printing. In particular, in this inspection, drive conditions such as drive pulses exclusively for inspection are used for each nozzle, and inspection criteria can also be set individually for each nozzle, allowing for highly accurate inspection. It is possible.

<その他構成>
上記実施形態では、記録ユニット130(図1)が複数の記録ヘッド30を有するが、一つの記録ヘッド30を有してもよい。記録ヘッド30はフルラインヘッドでなくてもよく、記録ヘッド30をY方向に走査させながらインク像を形成するシリアル方式であってもよい。
<Other configuration>
In the embodiment described above, the recording unit 130 (FIG. 1) has a plurality of recording heads 30, but it may have one recording head 30. The recording head 30 does not need to be a full-line head, and may be a serial type in which an ink image is formed while scanning the recording head 30 in the Y direction.

記録媒体の搬送機構は、記録媒体としてあらかじめ所定の用紙サイズにカットされた記録媒体を搬送する構成としたが、ロールシートを用いてもよく、記録後にロールシートをカットして記録物を製造してもよい。 The recording medium conveyance mechanism is configured to convey a recording medium that has been cut into a predetermined paper size as a recording medium, but a roll sheet may also be used, and a recorded matter is manufactured by cutting the roll sheet after recording. It's okay.

さらに上記実施形態の記録システムは記録ヘッドから直接にインクを記録媒体に吐出して画像を形成する方式を採用していたが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、転写体に画像を形成し、その画像を記録媒体に転写する方式を採用した記録装置に対しても本発明は適用可能である。 Furthermore, although the recording system of the above embodiment employs a method of forming an image by directly ejecting ink from a recording head onto a recording medium, the present invention is not limited thereto. For example, the present invention is also applicable to a recording apparatus that employs a method of forming an image on a transfer body and transferring the image to a recording medium.

10 素子基板
30 記録ヘッド
40 レキシブル配線基板
101 用紙供給部
102 排出部
103、104 搬送ローラ
105、106、107、108 記録ヘッド
109 画像検査部
110 印刷制御部
120 記録ユニット
10 Element substrate 30 Recording head 40 Flexible wiring board 101 Paper supply section 102 Discharge section 103, 104 Conveyance rollers 105, 106, 107, 108 Recording head 109 Image inspection section 110 Print control section 120 Recording unit

Claims (4)

ノズルからのインクの吐出状態を検知するためのセンサを備えた記録ヘッドを制御する記録装置であって、
印刷画像形成のための吐出データ生成部1および駆動データ生成部1と、
駆動データ生成部1とは異なる駆動方法を指定する駆動データ生成部2と、
駆動データ生成部1と駆動データ生成部2から使用する駆動データを選択する選択部と、吐出状態検知条件を決定するパラメータを用いて吐出検査を検査する吐出検査部と、
駆動データ生成部2の駆動データによって吐出状態検知用の吐出を行い、
前記駆動データ生成部2は、ノズル列間距離を調整するための記録メモリ上に、あらかじめ保持された駆動条件を用いて駆動データを生成し、
前記吐出検査部は、ノズル列間距離を調整するための記録メモリ上に、あらかじめ保持された、前期吐出状態検知条件を決定するデータを用いて吐出状態の判定をおこなうことを特徴とする記録装置。
A recording device that controls a recording head equipped with a sensor for detecting the state of ink ejection from a nozzle,
A discharge data generation section 1 and a drive data generation section 1 for forming a print image,
a drive data generation unit 2 that specifies a drive method different from that of the drive data generation unit 1;
a selection section that selects drive data to be used from the drive data generation section 1 and the drive data generation section 2; an ejection inspection section that performs an ejection test using parameters that determine ejection state detection conditions;
Performs ejection for ejection state detection based on the drive data of the drive data generation unit 2,
The drive data generation unit 2 generates drive data using drive conditions stored in advance on a recording memory for adjusting the distance between nozzle rows,
The recording device is characterized in that the discharge inspection unit determines the discharge state using data that is stored in advance in a recording memory for adjusting the distance between nozzle rows and that determines the previous discharge state detection condition. .
駆動データ生成部で生成される駆動データは、
サーマル方式の記録ヘッドを制御するためのデータであって、吐出用のヒートパルス、または、ブロック駆動順、吐出検査用の回路選択信号、のいずれかであり、
吐出検査部は、ノズル列間距離を調整するための記録メモリ上に、あらかじめ保持された、吐出状態判定用の温度センサの吐出状態判定条件を決定する検査判定条件を用いて吐出検査を行うことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
The drive data generated by the drive data generation section is
Data for controlling a thermal recording head, which is either a heat pulse for ejection, a block drive order, or a circuit selection signal for ejection inspection,
The discharge inspection unit performs the discharge inspection using inspection criteria for determining the discharge state determination conditions of the temperature sensor for determining the discharge state, which are stored in advance in a recording memory for adjusting the distance between nozzle rows. The recording device according to claim 1, characterized in that:
駆動データ生成部2で生成される駆動データは、
圧電素子方式の記録ヘッドを制御するためのデータであって、
吐出用の駆動波形パターン、検査吐出データ、吐出検査用の回路選択信号、
吐出検査部は、ノズル列間距離を調整するための記録メモリ上に、あらかじめ保持された、吐出状態判定用の残留振動波形の吐出状態判定条件を決定する検査判定条件を用いて吐出検査を行うことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
The drive data generated by the drive data generation section 2 is as follows:
Data for controlling a piezoelectric element recording head,
Drive waveform pattern for ejection, test ejection data, circuit selection signal for ejection test,
The ejection inspection unit performs an ejection inspection using inspection judgment conditions for determining ejection state judgment conditions of residual vibration waveforms for ejection state judgment, which are stored in advance in a recording memory for adjusting the distance between nozzle rows. The recording device according to claim 1, characterized in that:
駆動データ生成部2のメモリは、印刷画像形成のための吐出データの読み出しと書き込みの総和の帯域を満たすメモリであって、前期画像印字時の帯域以下になるように、吐出検査用の画像データと、吐出検査用の駆動データと、吐出検査判定条件データの、読み出しのメモリ帯域を持つことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
The memory of the drive data generation unit 2 is a memory that satisfies the total bandwidth for reading and writing the ejection data for forming the print image, and the image data for ejection inspection is stored so that the bandwidth is equal to or less than the bandwidth for printing the previous image. 2. The recording apparatus according to claim 1, further comprising a memory band for reading out drive data for ejection testing, and ejection test determination condition data.
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