JP2024088387A - Recording device - Google Patents
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Abstract
【課題】記録ヘッドから吐出されるインク液滴の吐出状態を高精度に判定すること
【解決手段】
記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体に対して相対的に移動させながら、記録ヘッドのノズルから記録媒体に液滴を吐出する記録装置は、ノズルから吐出された液滴を検出し、ノズルからの液滴の吐出を制御し、液滴の検出結果に基づいてノズルの吐出状態を判定する。記録装置は、キャリッジが移動している間に、ノズルから液滴を吐出させ、キャリッジが移動している間にノズルから吐出された液滴の検出結果から液滴の一部に対応する吐出状態を推定し、記液滴の一部に対応する吐出状態と記憶手段に記憶された閾値との比較に基づいてノズルの吐出状態を判定する。
【選択図】 図6
To determine with high accuracy the ejection state of ink droplets ejected from a recording head
A recording device that ejects droplets from nozzles of a recording head onto a recording medium while moving a carriage carrying the recording head relative to the recording medium detects droplets ejected from the nozzles, controls the ejection of droplets from the nozzles, and determines the nozzle ejection state based on the droplet detection results. The recording device ejects droplets from the nozzles while the carriage is moving, estimates an ejection state corresponding to a portion of the droplets from the detection results of the droplets ejected from the nozzles while the carriage is moving, and determines the nozzle ejection state based on a comparison between the ejection state corresponding to the portion of the droplets and a threshold value stored in a memory means.
[Selected figure] Figure 6
Description
本発明は、記録ヘッドより液滴を吐出して記録する記録装置に関する。 The present invention relates to a recording device that records by ejecting droplets from a recording head.
インクジェット方式の記録装置は、CAD(Computer Aided Design)線画、ポスター、アート作品など多様な出力物が想定されており、インクの種類を含め、様々な使用環境が想定されている。記録ヘッドの往復移動(走査)中にインクの吐出を行う往復記録を行うインクジェット方式の記録装置では、記録ヘッドが同じ位置で吐出した場合であっても、記録ヘッドの移動方向によっては吐出したインク滴の付着位置に差が生じうる。また、記録ヘッドの状態やインクの種類によっても吐出したインク滴の付着位置が変動しうる。この結果、記録媒体上に形成した画像の精細さや細線の再現性が劣化し、全体的な画質が劣化する場合があった。 Inkjet recording devices are intended for a variety of output items, including CAD (Computer Aided Design) line drawings, posters, and artwork, and are intended for a variety of usage environments, including different types of ink. In an inkjet recording device that performs reciprocating recording by ejecting ink while the recording head moves back and forth (scans), even if the recording head ejects ink at the same position, the deposition position of the ejected ink droplets may differ depending on the direction of recording head movement. In addition, the deposition position of the ejected ink droplets may vary depending on the condition of the recording head and the type of ink. As a result, the resolution of the image formed on the recording medium and the reproducibility of fine lines may deteriorate, and the overall image quality may deteriorate.
特許文献1は、インクの吐出速度を計測する測定手段を備え、計測結果に基づき往復記録の移動速度と吐出速度とから吐出タイミングを適切に設定するためのレジストレーション調整方法を提供することを開示している。 Patent document 1 discloses a registration adjustment method that includes a measuring means for measuring the ink ejection speed, and that uses the measurement results to appropriately set the ejection timing from the reciprocating recording movement speed and the ejection speed.
ここで、インクジェット方式の記録装置では、ヘッドから吐出するインク液滴は、サイズの異なる複数の液滴が異なる吐出速度などの飛翔状態で吐出される場合がある。このような場合、従来の方式では、飛翔状態が異なる複数の液滴を区別して検出することができないため、ヘッドの吐出状態の変化の検出精度が低い場合があった。 In inkjet recording devices, ink droplets discharged from a head may be multiple droplets of different sizes discharged at different flight conditions, such as different discharge speeds. In such cases, conventional methods cannot distinguish between multiple droplets with different flight conditions and detect them, which can result in low detection accuracy for changes in the discharge condition of the head.
本発明では上記課題に鑑みてなされたものであり、記録ヘッドから吐出されるインク液滴の吐出状態を高精度に判定することを可能にする技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a technology that makes it possible to determine with high accuracy the ejection state of ink droplets ejected from a recording head.
上述目的を達成するため、本発明に係る記録装置は、
記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体に対して相対的に移動させながら、前記記録ヘッドのノズルから前記記録媒体に液滴を吐出する記録装置であって、
前記ノズルから吐出された液滴を検出する検出手段と、
前記ノズルからの液滴の吐出を制御する吐出制御手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記ノズルの吐出状態を判定する判定手段と、
を備え、
前記吐出制御手段は、前記キャリッジが移動している間に、前記ノズルから液滴を吐出させ、
前記判定手段は、
前記キャリッジが移動している間に前記ノズルから吐出された液滴の検出結果から前記液滴の一部に対応する吐出状態を推定し、
前記液滴の一部に対応する吐出状態と記憶手段に記憶された閾値との比較に基づいて前記ノズルの吐出状態を判定する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a recording apparatus according to the present invention comprises:
A recording apparatus that ejects droplets from nozzles of a recording head onto a recording medium while moving a carriage carrying the recording head relative to the recording medium,
A detection means for detecting droplets ejected from the nozzle;
a discharge control means for controlling the discharge of droplets from the nozzle;
a determination means for determining a discharge state of the nozzle based on a detection result of the detection means;
Equipped with
The ejection control means ejects droplets from the nozzles while the carriage is moving,
The determination means is
estimating an ejection state corresponding to a portion of the droplets from a detection result of the droplets ejected from the nozzles while the carriage is moving;
determining an ejection state of the nozzle based on a comparison between an ejection state corresponding to the portion of the droplet and a threshold value stored in a memory means;
It is characterized by:
本発明によれば、記録ヘッドから吐出されるインク液滴の吐出状態を高精度に判定することができる。 According to the present invention, it is possible to determine with high accuracy the ejection state of ink droplets ejected from a recording head.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The following embodiments are described in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although the embodiments describe multiple features, not all of these multiple features are necessarily essential to the invention, and multiple features may be combined in any manner. Furthermore, in the attached drawings, the same reference numbers are used for the same or similar configurations, and duplicate explanations are omitted.
なお、この明細書において、「記録」(「プリント」という場合もある)とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する場合も表すものとする。 In this specification, "recording" (sometimes called "printing") refers not only to the formation of meaningful information such as characters and figures, but also to the formation of images, designs, patterns, etc. on a recording medium, regardless of whether they are visible to humans or not.
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等の、インクを受容可能なものも表すものとする。以下の実施形態では、記録媒体は記録用紙であるものとして説明を行うが、上述したように他の種類の記録媒体にも適用することができ、記録用紙に限定されない。また、「記録装置」とは、上述した記録媒体上に記録を行う装置を指す。 The term "recording medium" refers not only to paper used in typical recording devices, but also broadly to anything that can accept ink, such as cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, leather, etc. In the following embodiment, the recording medium is described as recording paper, but as mentioned above, the recording medium can also be applied to other types of recording media and is not limited to recording paper. Furthermore, the term "recording device" refers to a device that records on the recording medium described above.
さらに、「インク」(「液体」と言う場合もある)とは、上記「記録(プリント)」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理(例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化)に供され得る液体を表すものとする。 Furthermore, "ink" (sometimes called "liquid") should be interpreted broadly in the same way as the definition of "recording (print)" above. Therefore, it refers to a liquid that can be applied to a recording medium to form an image, design, pattern, etc., or to process the recording medium, or to process the ink (for example, to solidify or insolubilize the coloring agent in the ink applied to the recording medium).
以下、図を参照して本発明を適用可能な一実施形態について詳細を記載する。 Below, we will describe in detail one embodiment to which the present invention can be applied, with reference to the drawings.
<記録装置の全体概要>
図1は、本実施形態に係る、10~60インチサイズの記録用紙を記録媒体として用いるインクジェット式の記録装置(以下、記録装置)100の外観図である。なお、本実施形態は上述したようにいずれかの記録媒体に対してインクを吐出して記録を行う記録装置に適用可能であり、記録媒体の種類やサイズを限定するものではないことに留意されたい。
<Overall Overview of Recording Device>
1 is an external view of an inkjet recording apparatus (hereinafter, recording apparatus) 100 according to this embodiment, which uses recording paper of 10 to 60 inches in size as a recording medium. Note that this embodiment is applicable to any recording apparatus that performs recording by ejecting ink onto any recording medium, as described above, and is not limited to any type or size of recording medium.
図1に示す記録装置100は、出力された記録用紙を積載する排紙ガイド101、記録モードや記録紙などの設定をするための操作を受け付ける操作パネル部102、および種々の記録情報や設定結果などを表示するための表示パネル103を備える。さらに記録装置100には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどの1つ以上のインクタンクを収容して記録ヘッドにインクを供給するためのインクタンクユニット104を備える。
The
図2は、記録装置100の内部構成の一例を示す斜視図である。記録ヘッド201はキャリッジ(以下、CRとも称する)202に搭載される。また、記録ヘッド201は、記録用紙203と記録ヘッド201との間の距離を検出するための用紙検出センサ204を備える。また、CR202または記録ヘッド201には、1つ以上のインクタンクを備えるインクタンクユニット104が搭載される。また、記録装置100は、記録ヘッド201から吐出されるインク滴を検出するための液滴検出センサ205を備える。メインレール206は、キャリッジ202を支持するとともに、キャリッジ202の移動方向を水平方向(記録用紙の搬送方向に対して直交方向)に制限することで、キャリッジを往復走査させる。
Figure 2 is a perspective view showing an example of the internal configuration of the
キャリッジ202は、キャリッジ搬送ベルト207を介してキャリッジモータ208により駆動され、水平方向に往復走査される。これによって、記録ヘッド201は記録用紙に対して相対的に移動することができる。本実施形態では、記録用紙が搬送される方向を搬送方向(図2のY方向)と参照し、キャリッジが往復移動する方向を走査方向(X方向)と参照する。キャリッジ202に搭載されたエンコーダセンサ210は、走査方向に配設したリニアスケール209を検出することで、キャリッジ202の位置情報を取得する。また、記録装置100は、キャリッジ202の高さを段階的に可変するためのリフトモータ211を備える。リフトモータ211は、キャリッジ202の高さを変動させることで、記録ヘッド201を記録用紙203に対して接近させたり離間させたりすることができる。また、記録用紙203は、プラテン212によって支持され、用紙搬送ローラ213によって搬送方向に搬送される。ここでの記録用紙203は、ロール紙を例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、例えば、カット紙が用いられてもよい。また、記録用紙203の幅についても、複数の用紙幅に対応できるように構成されてよい。
The
図3は、記録装置100の内部構成の一例を示す図である。記録装置100は、(Central Processing Unit)301、制御インタフェース(I/F)302、およびメモリ303を備える。CPU301は、メモリ303に格納されたプログラムを実行することで装置全体の制御処理を実行する。制御I/F302は、CPU301によって制御され、用紙検出センサ204、液滴検出センサ205、およびエンコーダセンサ210を含む検出部や、キャリッジモータ208、およびリフトモータ211を含む駆動部の制御を行う。メモリ303は、CPU301によって実行されるプログラムや、プログラムによって使用される吐出速度や記録用紙の厚さなどの各種情報を記憶する。CPU301、制御I/F302、メモリ303は、バス304によって通信可能に接続される。
Figure 3 is a diagram showing an example of the internal configuration of the
制御I/F302は、用紙検出センサ204や液滴検出センサ205にて検出された結果を取得する。また、制御I/F302は、キャリッジ202を走査するキャリッジモータ208を制御する。さらに、制御I/F302は、エンコーダセンサ210で検出した位置情報に基づきヘッド制御回路305を駆動する。上記構成において、ホスト装置(不図示)からの記録データは、ヘッド制御信号に変換され、記録ヘッド201による記録用紙203への印刷が行われる。
The control I/
CPU301は、メモリ303に格納された各種プログラムを読み出して実行することで、ドライバ部306、シーケンス制御部307、画像処理部308、タイミング制御部309、およびヘッド制御部310として機能する。以下の説明では、ドライバ部306、シーケンス制御部307、画像処理部308、タイミング制御部309、およびヘッド制御部310を区別せず機能ブロックと参照する場合がある。
The
シーケンス制御部307は、記録制御全般、具体的には、各機能ブロックの起動および停止、記録用紙の搬送制御、キャリッジ202の走査制御等を行う。
The
ドライバ部306は、バス304を介してシーケンス制御部307からの指令に基づき各制御信号を制御インタフェース302に出力することで検出部や駆動部を制御する。また、ドライバ部306は、検出部や駆動部からの入力信号を制御インタフェース302およびバス304を介して取得し、シーケンス制御部307へ伝達する。
The
画像処理部308は、ホスト装置からの入力画像データを色分解・変換する画像処理を行う。ここで、ホスト装置からの入力画像データは、バス304に接続された通信部(不図示)や、ユニバーサルシリアルバス(USB)などの入力インタフェースを介してドライバ部306に受け渡され、画像処理部308に送信される。タイミング制御部309は、キャリッジ202または記録ヘッド201の位置と連動して、画像処理部308で変換・生成された記録データをヘッド制御部310に送信する。また、タイミング制御部309は、用紙検出センサ204で検出した記録ヘッド201と記録用紙203間の距離に基づいて、記録ヘッド201による記録データの吐出のタイミングの制御も行う。さらに液滴検出センサ205で検出した各インク滴のタイミングに基づいて判定した液滴の吐出速度情報に基づいて、記録ヘッド201による記録データの吐出のタイミングの制御も行う。ヘッド制御部310は、タイミング制御部309から入力された記録データをヘッド制御信号に変換して記録ヘッド201に出力したり、シーケンス制御部307の指令に基づいて記録ヘッド201の温度制御を行う。すなわち、ヘッド制御部310は、記録ヘッド201の吐出を制御する吐出制御部として機能する。
The
次に、図4(a)、図4(b)を用いて本実施形態における、記録ヘッド201から吐出されるインク滴の吐出状態の検出方法を説明する。図4(a)は正常な吐出状態における吐出の例を示し、図4(b)は不吐出状態、すなわち正常に吐出が行われない状態における吐出の例を示す。図4(a)の上部および図4(b)の上部は記録装置100をYZ平面における記録ヘッド201と液滴検出センサ205の断面図を示す。YZ平面は、記録用紙の搬送方向であるY方向と鉛直方向であるZ方向とを通る平面である。図4(a)、および図4(b)の上部に示すように、記録ヘッド201の吐出口面201a上には、画像形成のために、インク色毎にインク滴を吐出するための吐出口(以下、ノズルとも記載する)216を有している。液滴検出センサ205は、発光素子401、受光素子402、制御回路基板403、吐出405を含む。発光素子401は、ノズル216から吐出方向に吐出されたインク滴が光線404を通過するように配置され、受光素子402は発光素子401から照射された光線404を受光する位置に配置される。発光素子401から受光素子402に入射する光線404を絞り込んでS/N比を向上させるために、各素子の近傍にそれぞれアパーチャが構成され、発光素子401から受光素子402に入射する光線404の光量を受光素子402で読み取る。
Next, a method for detecting the ejection state of ink droplets ejected from the
図4(a)、図4(b)の下部には、記録ヘッド201に駆動パルスを印加することで吐出を指示する吐出信号(指示信号)の送信タイミングと、液滴検出センサ205がインク滴を検知したときに変化する受光素子402の検出信号のタイミングチャートを示す。液滴検出センサ205は発光素子401、受光素子402、制御回路基板403などから構成されている。発光素子401は光線404を発し、受光素子402は発光素子401が発光した光線404を受光する。本実施形態では、発光素子401と受光素子402とはY方向に配置されるものとして記載しているが、X方向でもよい。すなわち、発光素子401は、ノズル216の吐出方向(Z方向)と交差する方向に光線404を発し、受光素子402は発光素子401から送出された光線404を受光可能な位置に配置されればよく、図4の例に限定されない。受光素子402は、受光した受光量に応じた出力信号を制御回路基板403に出力することで、制御回路基板403は受光素子402が受光した受光量を検出する。
At the bottom of Figures 4(a) and 4(b), a timing chart is shown showing the timing of sending an ejection signal (instruction signal) that instructs the
制御回路基板403上には、受光素子402が受光した光量により流れる電流を電圧信号に変換して出力する電流・電圧変換回路やインク滴の検出信号のレベルの増幅回路が設けられている。さらに、制御回路基板403は、吐出検出を行うまで増幅回路から出力される信号のレベルを所定の値(クランプ電圧)に保持するためのクランプ回路を備える。これによって、外乱の影響により受光素子402の検出信号のレベルが変動することで出力の飽和やS/Nが低下することを避けることができる。これらの回路によりインク滴の吐出のような微小な変化分を検出するための、所望の吐出による検出信号のレベルを確保している。すなわち、制御回路基板403は、インク滴の吐出によって変化する受光素子402の出力信号を検出するための回路素子を備える。その結果、液滴検出センサ205の光線404をインク滴が通過したとき、受光素子402が受ける受光量が変化し、出力された検出信号のレベルと所定の基準電圧との比較結果により、検出対象となるノズルの吐出状態の判定を行う。
On the
また、液滴検出センサ205は、光線404の光軸がプラテン212の記録用紙203を支持する側の表面とZ方向に同じ位置になるように設置されている。発光素子401および受光素子402の近傍にはそれぞれスリットが設けられ、入射する光線404を絞り込んでS/N比を向上させる。光線404の中をインク滴が通過するようにインク滴を吐出できるX方向の記録ヘッド201の位置を検出位置とする。インク滴の吐出状態を判定するためにインク滴を検出する際には、シーケンス制御部307によって制御I/F302を介してキャリッジモータ208が制御され、記録ヘッド201は検出位置に移動する。検出位置は、記録ヘッド201が液滴検出センサ205の鉛直方向上方に位置する位置である。
The
本実施形態では、図2に示すように、検出位置はキャリッジ202の移動方向(X方向)において記録用紙が搬送される範囲外に配置される。しかしながら、記録用紙が搬送される範囲内に検出位置が設けられてもよい。このような場合、記録装置100は、記録用紙のカット・搬送・排出処理などを行い、検出位置の鉛直方向上方(X方向)に記録用紙が配置されない状態においてインク滴の吐出を行うことで、本実施形態と同様にインク的の吐出状態を判定することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the detection position is located outside the range in which the recording paper is transported in the movement direction (X direction) of the
本実施形態における光線404は、XZ面における断面積は2mm×2mm程度とする。そして、インク滴が光線404を通過した場合のインク滴の平行光射影面積は2-3[mm2]程度とする。吐出口列と光線404は互いに平行となる関係に配置され、その高さ方向(Z方向)における沿面距離は2~10mmとしている。各吐出口と光線404との沿面距離を近接させた場合は、吐出したインク滴の飛翔距離に対して、光線404が近い位置でインク滴の通過を検出できるため、吐出状態の検出も安定的に行うことができる。しかしながら、吐出口列と光線404が近接することにより、発光素子401から発光した拡散光成分が記録ヘッド201の吐出口面201aに反射して受光素子402に受光する光量成分が発生する。その結果、吐出状態の検出に対してノイズ成分として検出信号に重畳し、検出精度が低下する可能性が生じる。そのため、液滴検出センサ205の光線404と記録ヘッド201の吐出口列との沿面距離は、これらの相関関係を考慮して決定される。また、液滴検出センサ205によりインク滴を検出する条件と、画像形成時に記録用紙203へのインク滴の吐出状態を合わせるために、光線404と記録用紙203を支えるプラテン212とは鉛直方向(Z方向)において略同等の位置(高さ)に配置される。
In this embodiment, the cross-sectional area of the
次に、吐出するインク滴の吐出状態および不吐出の判定を行う構成について説明する。図4(a)で図示する構成では、液滴検出センサ205により、記録ヘッド201の吐出状態の検出対象となる吐出口216(本図面での説明はN番ノズルとする)が正常に吐出できている場合の検出結果を示した模式図になる。液滴検出センサ205に向かって、CPU301内のヘッド制御部310およびヘッド制御回路305を介し、吐出信号に基づきインク滴が吐出される。インク滴の吐出に同期した制御信号により前述したクランプ回路を動作させ、インク滴の吐出を検出する直前、出力される信号レベルを所定のクランプ電圧値にて保持する。
Next, the configuration for determining the ejection state and non-ejection of the ejected ink droplets will be described. The configuration shown in FIG. 4(a) is a schematic diagram showing the detection result when the ejection port 216 (hereinafter, the Nth nozzle) that is the object of detection of the ejection state of the
CPU301は、インク滴の吐出が開始され、光線404に向かって吐出したインク滴が遮光する直前にクランプ回路による動作を解除する。さらに、インク滴が光線404を遮光したときの変化量に応じて定められた基準電圧値より、吐出されたインク滴が液滴検出センサ205の光線404を通過することで変化した光量の方が小さいことを検出した場合に正常な吐出状態であると判定する。その結果、検出対象となるノズル(N番ノズル)は正常に吐出されたと判定される。ここでは、液滴検出センサ205による吐出状態の検出結果についてより信頼性の高い結果を得るために、検出対象となるN番ノズルからの吐出を複数回実施している結果を図示している。
The
図4(b)は、図4(a)で説明した、記録ヘッド201の吐出状態の検出対象となるノズル(ここでも仮にN番とする)が正常に吐出できていない、つまり不吐状態となった場合の検出結果を示している模式図になる。図4(a)で示した図と同様に、液滴検出センサ205に向かって、CPU301内のヘッド制御部310およびヘッド制御回路305を介し、吐出信号に基づきインク滴が吐出される。ただし、ここではインク滴の吐出が正しく行えず、インク滴が不十分に吐出されない状態となる。その結果、インク滴が光線404を遮光することができず、予め吐出が正しく行われた場合に発生する光量低下が得られないことになる。これによって、検出信号がクランプ電圧を上回ったあと、インク滴の吐出を指示しても基準電圧未満にならない。このような場合、CPU301は検出対象となるN番ノズルは正常に吐出されず、不吐状態と判定される。
Figure 4(b) is a schematic diagram showing the detection result when the nozzle (assumed to be Nth here) of the
図5(a)は、記録ヘッド201から吐出されるインク滴の吐出速度を検出するための、液滴検出センサ205の内部構成の一例を示す図である。CPU301は、リフトモータ211を駆動し、記録ヘッド201と液滴検出センサ205の距離を所定の量(第一の距離)離間させた状態で、インク滴の吐出を行い、吐出されたインク滴の検出を行う。
Figure 5 (a) is a diagram showing an example of the internal configuration of the
吐出されるインク滴の検出およびその速度を算出する構成について詳細に説明する。ここで図示する構成では、記録ヘッド201から液滴検出センサ205に向かって、CPU301内のヘッド制御部310およびヘッド制御回路305を介し、吐出信号に基づきインク滴が吐出される。インク滴が液滴検出センサ205から入射する光線404を通過したときの光量変化したタイミングが検出信号として出力される。このとき、記録ヘッド201から液滴検出センサ205までの距離H1に対する吐出信号が発せられてから検出信号が出力されるまでの第一の検出時間T1が検出される。
A detailed description will be given of the configuration for detecting the ejected ink droplets and calculating their speed. In the configuration shown here, ink droplets are ejected from the
次に、図5(b)は、図5(a)に対して、リフトモータ211を駆動し、記録ヘッド201と液滴検出センサ205の距離をさらに離間させ(第二の距離)、インク滴の吐出速度を検出するための内部構成の一例を示す図である。図5(a)と同様に、インク滴が液滴検出センサ205から入射する光線404を通過したときの光量変化したタイミングが検出信号として出力される。このとき、記録ヘッド201から液滴検出センサ205までの距離H2に対する吐出信号が発せられてから検出信号が出力されるまでの第二の検出時間T2が検出される。
Next, FIG. 5(b) is a diagram showing an example of an internal configuration for detecting the ink droplet ejection speed by driving the
ここで、図5(a)および図5(b)に関して、第一の距離から第二の距離の区間における距離差と、第一および第二の検出時間の差に基づき、インク滴の第一の吐出速度V1が算出される。
V1=(H2-H1)/(T2-T1)
次に、図5(c)は、図5(a)および図5(b)に対して、リフトモータ211を駆動し、記録ヘッド201と液滴検出センサ205の距離をさらに離間させ、インク滴の吐出速度を検出するための内部構成の一例を示す図である。図5(a)および図5(b)と同様に、インク滴が液滴検出センサ205から入射する光線404を通過したときの光量変化したタイミングが検出信号として出力される。このとき、記録ヘッド201から液滴検出センサ205までの第三の距離H3に対する吐出信号が発せられてから検出信号が出力されるまでの第三の検出時間T3が検出される。
Here, with respect to Figures 5(a) and 5(b), a first ejection velocity V1 of the ink droplet is calculated based on the distance difference in the section from the first distance to the second distance and the difference between the first and second detection times.
V1=(H2-H1)/(T2-T1)
Next, Fig. 5C is a diagram showing an example of an internal configuration for detecting the ejection speed of ink droplets by driving the
ここで、第一、第二の距離と同様に、図5(b)および図5(c)に関して、第二の距離から第三の距離の区間における距離差と、第二および第三の検出時間の差に基づき、インク滴の第二の吐出速度V2が算出される。
V2=(H3-H2)/(T3-T2)
さらに、次に図5(d)は、図5(a)、図5(b)および図5(c)に対して、リフトモータ211を駆動し、記録ヘッド201と液滴検出センサ205の距離をさらに離間させ、インク滴の吐出速度を検出するための内部構成の一例を示す図である。図5(a)、図5(b)および図5(c)と同様に、インク滴が発光素子401から送出される光線404を通過したときの光量変化したタイミングが検出信号として出力される。このとき、記録ヘッド201から液滴検出センサ205までの第四の距離H4に対する吐出信号が発せられてから検出信号が出力されるまでの第四の検出時間T4が検出される。
Here, similar to the first and second distances, with respect to Figures 5 (b) and 5 (c), a second ejection velocity V2 of the ink droplet is calculated based on the distance difference in the section from the second distance to the third distance and the difference between the second and third detection times.
V2=(H3-H2)/(T3-T2)
5(d) is a diagram showing an example of an internal configuration for detecting the ejection speed of ink droplets by driving the
ここで、第一、第二、第三の距離と同様に、図5(c)および図5(d)に関して、第三の距離から第四の距離の区間における距離差と、第三および第四の検出時間の差に基づき、インク滴の第三の吐出速度V3が算出される。つまり、
V3=(H4-H3)/(T4-T3)
以上説明したように、記録ヘッド201と液滴検出センサ205との間の距離を変化させた場合におけるインク滴の検出時間の変化に基づいてインク滴の吐出速度が判定される。
Here, similarly to the first, second, and third distances, with respect to Figures 5C and 5D, a third ejection velocity V3 of the ink droplet is calculated based on the distance difference in the section from the third distance to the fourth distance and the difference between the third and fourth detection times.
V3 = (H4 - H3) / (T4 - T3)
As described above, the ejection speed of ink droplets is determined based on the change in the detection time of ink droplets when the distance between the
また、上記記載の構成に従い、記録ヘッド201と液滴検出センサ205の距離をさらにリフトモータ211で離間させることも可能である。この構成により、さらに多くの離間した距離とそれぞれのインク滴の検出時間を測定でき、より精度よくインク滴の吐出速度を算出することが可能である。一方で、上記記載の構成に従い、記録ヘッド201と液滴検出センサ205の距離をリフトモータ211で離間させる距離および区間を減少させ、インク滴の吐出速度の検出にかかる時間を短縮することも可能である。
Furthermore, according to the configuration described above, it is also possible to further increase the distance between the
以上、示したように、記録ヘッド201から記録用紙までの距離を複数の段階に可変するための昇降手段と、それぞれの段階におけるインク吐出速度変動を検出することで高精度のインク吐出検出手段を提供することができる。
As described above, it is possible to provide a lifting means for varying the distance from the
吐出状態は、ノズル216から液滴を吐出することで変化する可能がある。一方で、数回程度の液滴の吐出による変化は小さい。このため、目安としては、数ページに一度吐出状態の監視を行なえばよい。一例では、ヘッド制御部310は、記録ヘッド201の各ノズル216の吐出回数をドットカウントとしてカウントし、ドットカウントが所定の閾値を超えたノズル216について、記録用紙への記録を行う前に吐出状態を判定してもよい。なお、吐出状態の判定は、記録処理の指示を受け付けた後であって記録用紙への記録を行う前に実行されうる。別の例では、複数ページにまたがる記録処理が行われる場合にはページ間の記録媒体の搬送中、または、記録ヘッド201のスキャン間に実施することで、記録媒体への記録処理への影響を少なくすることができる。なお、処理タイミングについては、ここに限定するものではない。
The ejection state may change by ejecting droplets from the nozzle 216. On the other hand, the change caused by ejecting droplets several times is small. Therefore, as a guideline, it is sufficient to monitor the ejection state once for several pages. In one example, the
図6に本実施形態に係る記録装置100が実行する処理の一例を示す。図6に示す処理は、CPU301がメモリ303に格納されたプログラムを実行することで実現される。
Figure 6 shows an example of a process executed by the
処理ステップS601(S601と称する。後続の処理ステップも同様)において、CPU301は記録処理と同条件でCR202を走査し、液滴検出センサ205上を通過させ、光線404をインク滴が通過するように液滴検出センサ205への吐出を行う(S602)。
In processing step S601 (also referred to as S601; the same applies to subsequent processing steps), the
ここで、記録処理と同条件とは、CR202や記録ヘッド201の駆動に、記録処理における駆動と同じパラメータを使用することを含む。CR202の駆動には、CR202の高さ、駆動速度および制御が含まれる。例えば、キャリッジ駆動速度は、キャリッジが加速移動する加速領域と、等速移動する等速領域と、減速しながら移動する減速領域とが存在するが、大部分の印刷は等速領域で行なわれる。このため、吐出監視も等速領域で行なわれる。減速領域はCR202の加速度が負の所定の値a1未満の領域であり、加速領域とはCR202の加速度が正の所定の値a2以上の領域であり、等速領域とは、CR202の加速度がa1以上a2未満の領域である。すなわち、等速領域とはCR202の速度が所定の範囲内であればよい。また、ヘッド駆動には、ブロック駆動および吐出パルス幅のパラメータに、記録処理におけるパラメータと同じものを使用することを含む。
Here, the same conditions as in the recording process include using the same parameters for driving the CR202 and the
記録用紙上に形成する吐出液滴の着弾状態の変化を監視するために、記録処理における条件と同じ条件で、CR202を駆動させる。ここでの条件は、CR202と記録用紙との間の距離(キャリッジの高さ)、およびCR202の走査速度が含まれる。 To monitor changes in the landing state of the ejected droplets formed on the recording paper, the CR202 is driven under the same conditions as those used in the recording process. The conditions here include the distance between the CR202 and the recording paper (carriage height) and the scanning speed of the CR202.
図7にCRを駆動しながら、吐出検出を行なう概念図を示す。記録ヘッド201から吐出されるインク滴は、吐出条件によっては、主滴と主滴以外の小液滴(以降サテライトまたはサテと称する)に分かれて吐出される。吐出時には、主滴とサテライトは同じ吐出口216から吐出されるが、吐出速度の違いから、記録用紙上の着弾位置が異なることがある。記録用紙上の着弾位置および着弾ドット形状の変化を検出するために、記録処理と同じ条件での吐出監視を行なう。なお、本実施形態では、記録処理と同一の条件を使用するものとして説明するが、インク滴の吐出状態の変化を検出するためには、必ずしも一致する必要はなく、実際の記録処理と異なる条件の駆動条件が使用されてもよい。
Figure 7 shows a conceptual diagram of ejection detection while driving the CR. Depending on the ejection conditions, ink droplets ejected from the
CR駆動中の検出を説明する補足として、図8(a)および図8(b)を使用して、CR駆動状態における吐出とCR非駆動状態における吐出との違いを説明する。図8(a)は、CR202を駆動しながら、吐出検出を行なう吐出と検出部を示す。図8(b)は、CR202を停止させて、吐出検出を行なう吐出と検出部を示す。ノズル216から吐出された液滴は、主滴とサテライトで液滴のサイズおよび吐出速度が異なる。一例では、サテライトの吐出速度は主滴の吐出速度より小さい。すなわち、同じ期間で鉛直方向(Z方向)において主滴はサテライトより移動量が大きい。一方、CR202の移動方向(-X方向)における移動量は主滴とサテライトとで等しい。このため、CR202を駆動しながら吐出検出を行うと、サテライトが飛翔する軌跡801に対して、主滴はXZ平面において異なる傾きの軌跡802で飛翔する。ヘッド制御部310は、軌跡801および802の一方が光線404、すなわち液滴の検出範囲を通過するよう吐出タイミングを制御することで、CPU301は主滴とサテライトとを分離して検出タイミングを判定することができる。
As a supplement to the explanation of detection during CR driving, the difference between ejection in the CR driving state and ejection in the CR non-driving state will be explained using Figures 8(a) and 8(b). Figure 8(a) shows the ejection and detection unit that performs ejection detection while driving CR202. Figure 8(b) shows the ejection and detection unit that performs ejection detection with CR202 stopped. The droplets ejected from nozzle 216 are different in size and ejection speed between the main droplet and the satellite. In one example, the ejection speed of the satellite is smaller than that of the main droplet. That is, the main droplet moves more in the vertical direction (Z direction) than the satellite during the same period. On the other hand, the movement amount in the movement direction (-X direction) of CR202 is equal for the main droplet and the satellite. Therefore, when ejection detection is performed while driving CR202, the main droplet flies on a
一方、図8(b)に示すように、CR202が非駆動状態において吐出を行うと、サテライトが飛翔する軌跡と主滴が飛翔する軌跡とが同一になるため、主滴とサテライトとを分離して検出することができない。 On the other hand, as shown in FIG. 8(b), when CR202 ejects droplets in a non-driven state, the trajectory of the satellite droplets and the trajectory of the main droplets are the same, so the main droplets and the satellite droplets cannot be detected separately.
このようにして、CR202を駆動しながら吐出および検出を行うことで、主滴の吐出サイズの変化、吐出速度の変化、サテライトの吐出サイズの変化、吐出速度を検出できる。なお、図8(a)の例では、主滴を検出するために軌跡802が光線404の照射範囲を通過するよう図示しているが、吐出タイミングをずらして、サテライトのみを検出する方法を実施してもよい。
In this way, by performing ejection and detection while driving CR202, it is possible to detect changes in the ejection size and ejection speed of the main droplet, and changes in the ejection size and ejection speed of the satellite. Note that in the example of FIG. 8(a), the
なお、主滴とサテライトを、同時に検出部に通過させ、検出部で検出するタイミングにより分離してもよい。このような場合、図8(b)に示すようにCR202の非駆動状態において吐出を行ってもよい。 The main droplet and the satellite droplet may be simultaneously passed through the detection unit and separated depending on the timing of detection by the detection unit. In such a case, ejection may be performed when CR202 is not driven, as shown in FIG. 8(b).
図6のS603において、CPU301は、受光素子402の検出波形から主滴およびサテの吐出速度および液滴サイズを算出する。
In S603 of FIG. 6, the
図4(a)を参照して上述したように、光線404を液滴が通過すると、受光素子402が受信する光量が変化するため、受光素子402が受光光量に応じて出力する信号が変化する。図9(a)および図9(b)に本実施形態の吐出速度および吐出量を算出する模式図を示す。図9(a)は、受光素子402が検出した受光光量に応じて出力する検出信号901を示す。主滴およびサテライトが光線404を通過する際に変化する信号は、光線404を通過する液滴の分布に影響する。吐出速度の変化は、ノズル216ごとに記録のために吐出した回数と相関関係がある。そのため、複数のノズル216から吐出された液滴を検出に使用する場合、同程度の吐出回数のノズル216を選択することで、吐出速度の分布の偏りが少なくなる。
As described above with reference to FIG. 4A, when a droplet passes through the
図9(b)に示す例では、主滴およびサテライトの吐出速度は正規分布に従うものとして、関数近似を行なう。主滴は、必ずサテライトよりも同等以上の吐出速度を有するため、2つの正規分布結果のうち、時間軸上で、先頭にある波形を主滴の波形とし、もう一方をサテライトの波形とする。一例では、CPU301は、吐出開始信号を送信したあとの所定の期間における極小値を検出し、時間軸上で先頭にある極小値が主滴の波形に対応し、時間軸上で二番目にある極小値がサテライトの波形に対応すると判定してもよい。別の例では、時間軸上で所定の範囲における検出量を主滴に対応する波形であると判定してもよい。これは、主滴は所定のサイズ以上の液的であるため、所定の時間内に検出されるためである。
In the example shown in FIG. 9B, function approximation is performed assuming that the ejection speeds of the main droplet and the satellite follow a normal distribution. Since the main droplet always has an ejection speed equal to or greater than that of the satellite, of the two normal distribution results, the waveform at the top on the time axis is taken as the main droplet waveform, and the other is taken as the satellite waveform. In one example, the
以上説明した方法によって、CPU301は検出信号901に基づいて主滴の検出量を近似した正規分布911とサテライトの検出量を近似した正規分布912とを分離することができる。しかしながら、関数近似は、必ずしも正規分布で行なう必要はなく、多項式を用いてもよい。このような場合、正規分布911、912のように関数近似を行った結果を、それぞれ主滴の近似関数911およびサテライトの近似関数912と呼ぶ。
By using the method described above, the
なお、検出信号を分離する方法として、ピークフィッティング法が知られている。これは、ガウス関数やローレンツ関数にピーク値や半値幅を与え、各関数で計算された波形の合成スペクトルと実スペクトルが一致するまで繰り返し計算する方法である。たとえば、主滴単体またはサテライト単体の検出信号がガウス関数で近似できるとき、ガウス関数によるピークフィッティングで図9(b)のように波形を分離することができる。波形分離後は、主滴の検出信号とサテライトの検出信号に対して、それぞれ吐出開始信号からピークに達するまでの時間差とピーク値から、吐出速度と吐出量を算出することができる。 The peak fitting method is known as a method for separating detection signals. This is a method in which peak values and half-widths are given to Gaussian and Lorentzian functions, and calculations are repeated until the composite spectrum of the waveforms calculated with each function matches the actual spectrum. For example, when the detection signal of the main droplet alone or the satellite alone can be approximated by a Gaussian function, the waveforms can be separated as shown in Figure 9(b) by peak fitting using a Gaussian function. After waveform separation, the ejection speed and ejection amount can be calculated from the time difference from the ejection start signal to the time it takes to reach the peak and the peak value for the main droplet detection signal and the satellite detection signal, respectively.
なお、検出信号の近似関数はガウス関数に限らず、ローレンツ関数や多項式関数などでもよい。また、検出信号を近似して分離する方法はピークフィッティング法に限らず、非線形最小二乗法などでもよい。 The approximation function of the detection signal is not limited to a Gaussian function, but may be a Lorentz function, a polynomial function, or the like. The method of approximating and separating the detection signal is also not limited to the peak fitting method, but may be a nonlinear least squares method, or the like.
図9(c)は分離した主滴から吐出速度と吐出量を算出する概念図である。CPU301は、図9(b)を参照して説明した近似関数911、912に基づいて、インク滴の吐出開始から、検出までの時間を算出する。CR202と液滴検出センサ205との間の距離は、既知のため、吐出速度を算出できる。なお、吐出監視は、前回算出したインク滴の吐出開始から検出までの時間の差分を検出する。このため、CPU301は、CR202と液滴検出センサ205との間の距離が前回の検出時と同じであれば、距離の絶対値を正確に把握する必要はない。例えば、初期の吐出速度が18m/sである場合、18m/sの検出精度が高いことが必要ではなく、使用後の変化量として、0.5m/s変化したことを検出できればよい。また、CPU301は、検出信号の変化量から、吐出量を判定してもよい。この吐出量は、あらかじめ定義された受光素子402の検出信号の変化量と吐出量との対応関係に基づいて判定されることができる。図9(d)は分離したサテライトから吐出速度と吐出量を算出する概念図である。CPU301は、主滴と同様にサテライトの吐出速度、吐出量が判定できる。ここで、ノズル216からの吐出速度が変化した場合、液滴の記録用紙上の着弾位置がずれる。その場合、例えば、一本の縦線を記録する場合に、線が太くなったり、一本の線が二本の線になったり、線の位置がずれるなどの記録不良が発生しうる。同様に、液滴のサイズが変化すると、記録用紙上に形成されるドットの濃度が変化する。例えば、マゼンタとシアンを重ねて、画像を形成する場合、一方のノズルの液滴サイズが変化することによって、色の濃度バランスが変化し、記録不良が発生しうる。吐出速度および吐出量の算出は、液滴検出センサ205の検出値に基づき、CPU301が行なう。
9(c) is a conceptual diagram of calculating the ejection speed and ejection amount from the separated main droplet. The
S604では液滴の吐出量および吐出速度が所定の範囲内であるか否かを判定する。例えば、S604では液滴の吐出量が吐出量に関連付けられた第一の閾値以上であるか否かを判定する。また、吐出速度が吐出速度に関連付けられた第二の閾値以上であるか否かを判定する。吐出量および吐出速度がそれぞれ第一の閾値および第二の閾値以上である場合(S604でYes)、CPU301は吐出状態に変化がないと判定して図6に示す処理を終了する。一方、液滴の吐出量が第一の閾値未満である、または吐出速度が第二の閾値未満(S504でNo)であると判定した場合、CPU301は吐出状態に変化が生じたと判定して処理をS605に進める。なお、吐出量および吐出速度の一方のみについて閾値と比較してもよい。
In S604, it is determined whether the droplet ejection amount and ejection speed are within a predetermined range. For example, in S604, it is determined whether the droplet ejection amount is equal to or greater than a first threshold value associated with the ejection amount. It is also determined whether the ejection speed is equal to or greater than a second threshold value associated with the ejection speed. If the ejection amount and ejection speed are equal to or greater than the first and second threshold values, respectively (Yes in S604), the
また、S604では、過去の検出結果と比較した場合の液滴の吐出量の変化量および吐出速度の変化量がそれぞれ吐出量の変化量に関連付けられた第三の閾値および吐出速度の変化量に関連付けられた第四の閾値以下であるか否かを判定してもよい。この場合、メモリ303には過去の検出結果が記録される。吐出量の変化量が第三の閾値以下であり、吐出速度の変化量が第四の閾値以下である場合(S504でYes)、CPU301は吐出状態の変化は生じていないと判定して図6に示す処理を終了する。CPU301は、初期または過去の吐出状態と、現在の吐出状態とを比較することで、変化を判断することができる。一方、過去の検出結果と比較して吐出量および吐出速度の変化量が第三の閾値または第四の閾値より大きい場合(S604でNo)、CPU301は吐出状態の変化が生じたと判定して処理をS605に進める。
In addition, in S604, it may be determined whether the change in the ejection amount and the change in the ejection speed of the droplets when compared with the past detection results are equal to or less than a third threshold associated with the change in the ejection amount and a fourth threshold associated with the change in the ejection speed, respectively. In this case, the past detection results are recorded in the
主滴またはサテライトの吐出速度および吐出量のそれぞれを上述した第一および第二の閾値と比較し、いずれか一つでも下回った場合、記録処理に影響が発生する可能性がある。また、主滴またはサテライトの吐出速度の変化量および吐出量の変化量が第三の閾値および第四の閾値より大きい場合にも記録処理に影響が発生する可能性がある。このため、CPU301はS605において、メモリ303に格納された検出NGフラグをONにし、処理を終了する。検出NGフラグは、記録ヘッド201の吐出状態が正常状態であることが検出されなかったことを示すフラグである。
The ejection speed and ejection volume of the main droplets or satellites are compared with the first and second thresholds described above, and if any one of them falls below the threshold, the recording process may be affected. In addition, if the amount of change in the ejection speed and the amount of change in the ejection volume of the main droplets or satellites is greater than the third and fourth thresholds, the recording process may also be affected. For this reason, in S605, the
なお、S605では、記録ヘッド201の回復処理を自動で行ってもよい。回復処理は、1000回以上、例えば10000回、などの複数回連続して、キャップ(不図示)に連続吐出することを含む。回復処理は、キャップ(不図示)によってノズル216の吸引を行うことを含んでもよいし、ノズル216のワイピングなどのクリーニング処理、電位による異物除去処理の実行を含んでもよい。これらの回復処理を実行した後に、同様に吐出状態の検出を行うことで、回復処理によって吐出状態が回復したか否かを判定することができる。
In addition, in S605, a recovery process for the
なお、本実施形態では、吐出状態の基準値として使用される第一~第四の閾値は、製品製造時に予め登録された値であるものとして説明を行う。しかしながら、第一~第四の閾値は、一例では液滴検出センサ205の検出結果に基づいて更新されてもよい。例えば、S603で検出された吐出速度および吐出量のうち、閾値以上であると判定された吐出量または吐出速度を新たな第一~第四の閾値としてメモリ303に格納してもよい。
In this embodiment, the first to fourth thresholds used as reference values for the ejection state are described as values that are pre-registered at the time of product manufacture. However, in one example, the first to fourth thresholds may be updated based on the detection results of the
なお、メモリ303に格納される吐出速度および吐出量の基準値(第一~第四の閾値)は、プリンタ調整時、具体的にはレジ調整(着弾位置調整とも称する)または濃度調整(カラーキャリブレーションと称する)後の吐出速度および吐出量を用いてもよい。調整を実施したときの吐出速度および吐出量を検出し、メモリ303に格納する。以降は、吐出監視として検出したタイミングで、上記起点との比較を行なう。レジ調整または濃度調整が実施したタイミングで起点は更新する。
The reference values (first to fourth thresholds) for the ejection speed and ejection amount stored in
また、S605では、CPU301はユーザに吐出状態の変化を通知してもよい。このような場合、CPU301は吐出の調整を指示するメッセージをネットワークを介してユーザまたは管理者に送信してもよいし、当該メッセージを記録装置100の表示パネル103に表示してもよい。
In addition, in S605, the
また、S605では、CPU301は検出結果に基づいてレジストレーション調整処理(レジ調整)を実行してもよい。例えば、吐出量に変化がなく、吐出速度に変化が生じた場合には、CPU301は記録用紙上の着弾位置が変化しただけのため、吐出タイミングを変更することで吐出状態の変化に対応可能である場合がある。このため、着弾位置に吐出を行う吐出タイミングを決定するためのレジストレーションを調整する。また、記録装置100の記録処理における濃度調整を実行してもよい。また、記録装置100の記録処理における記録ヘッド201と記録媒体との間の距離を変更する処理を実行してもよい。すなわち、S605では、変化した吐出状態に応じて異なる処理が実行されてもよい。
In addition, in S605, the
なお、吐出変動を検出した際に、自動調整を行なう方法としては、吐出着弾位置調整処理を行なう方法が考えられる。これは、記録媒体に記録を行い、記録したパターンを検出することで実現可能ある。また、別の方法として、吐出変動量が、吐出タイミングを演算する方法も可能である。吐出速度が変動することにより、着弾位置のずれ量は、ヘッド紙間とキャリッジ操作速度および吐出速度により、演算可能である。この方法を用いることで、印字をすることによる損紙を削減することができる。 As a method for automatic adjustment when ejection fluctuations are detected, a method of adjusting the ejection landing position is considered. This can be achieved by recording on a recording medium and detecting the recorded pattern. Another method is to calculate the ejection timing based on the amount of ejection fluctuation. The amount of deviation in the landing position caused by fluctuations in the ejection speed can be calculated from the head-to-paper distance, the carriage operation speed, and the ejection speed. Using this method, it is possible to reduce paper waste caused by printing.
図6のS601に示す画像形成と同条件でCR202を走査し、吐出監視センサ上を通過させる動作について追加で説明する。 An additional explanation will be given of the operation of scanning the CR202 under the same conditions as the image formation shown in S601 of Figure 6 and passing it over the ejection monitoring sensor.
吐出監視センサは、不吐を検出する液滴検出センサ205と光学系の構成、実現する目的機能は異なるが、図2に記載の液滴検出センサ205と兼用することが、ハードウェアの部品点数の観点では好ましい。そのため実施例の一つとしては、記録媒体に記録が行われる記録領域の外に配置される液滴検出センサ205で検出を行なう。
The ejection monitoring sensor has a different optical system configuration and a different intended function than the
一方で、本吐出監視は、記録動作中に実施することも可能である。このような場合、記録領域より外に配置された液滴検出センサ205までのCR202の移動は、記録処理のスループットの低下の原因となり得る。そのため、吐出監視センサを記録領域直近に配置された予備吐口と兼用してもよい。記録時も通過する領域に吐出監視センサを配置することで、印刷スループットを低下することなく、吐出監視ができる。
On the other hand, this ejection monitoring can also be performed during the printing operation. In such a case, the movement of the
吐出監視センサを液滴が通過するとき、液滴が主滴とサテライトに分裂しているケースでは、主滴のみが光束を遮った微小時間後に、主滴とサテライトが光束を遮る状態となる。その結果、吐出監視センサの検出信号は、図8(a)に示したように2つのピーク値(局所的最小値)を持つ波形となる。これは、主滴の検出信号とサテライトの検出信号を合成したものだと捉えることができる。主滴とサテライトそれぞれの吐出速度、液滴サイズを算出するためには、主滴の検出信号とサテライトの検出信号に分離する必要がある。 When a droplet passes the ejection monitoring sensor and splits into a main droplet and a satellite, the main droplet and the satellite will interrupt the light beam a short time after the main droplet interrupts the light beam. As a result, the detection signal of the ejection monitoring sensor will have a waveform with two peak values (local minimum values), as shown in Figure 8(a). This can be considered to be a combination of the detection signal of the main droplet and the detection signal of the satellite. In order to calculate the ejection speed and droplet size of each of the main droplet and the satellite, it is necessary to separate the detection signal of the main droplet from the detection signal of the satellite.
図6のS604に示す吐出状態の変化の判定について補足説明を加える。吐出監視の目的は、正しいと判断された吐出状態からの変化を検出することを目的としている。正しいと判断される起点としては、記録装置100の初期設置または出荷時の状態が考えられる。他の起点としては、記録ヘッド201を交換した直後の状態、吐出着弾位置調整(レジ調整)後の状態が考えられる。それぞれの状態において、吐出状態を検出し、この値を既定の吐出状態として記憶する。この既定時の吐出状態からの変化量が一定以上になったときに吐出状態不良と判定する。
Additional explanation will be given regarding the determination of change in the ejection state shown in S604 in FIG. 6. The purpose of ejection monitoring is to detect changes from an ejection state that has been determined to be correct. A possible starting point for determining that the state is correct is the state of the
以上説明したように、本実施形態によれば、記録装置の液滴の吐出状態を精度よく判定することができるため、吐出状態の監視を高精度に行うことができる。これによって、経年や意図しない吐出の変化により、記録不良を発生することを未然に抑制することができる。 As described above, according to this embodiment, the droplet ejection state of the recording device can be determined with high accuracy, so the ejection state can be monitored with high accuracy. This makes it possible to prevent recording defects caused by aging or unintended changes in ejection.
<その他の実施形態>
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
<Other embodiments>
The present invention can also be realized by a process in which a program for implementing one or more of the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. The present invention can also be realized by a circuit (e.g., ASIC) that implements one or more of the functions.
<実施形態のまとめ>
本実施形態の開示は、以下の通りである。
Summary of the embodiment
The disclosure of this embodiment is as follows.
(項目1)
記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体に対して相対的に移動させながら、前記記録ヘッドのノズルから前記記録媒体に液滴を吐出する記録装置であって、
前記ノズルから吐出された液滴を検出する検出手段と、
前記ノズルからの液滴の吐出を制御する吐出制御手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記ノズルの吐出状態を判定する判定手段と、
を備え、
前記吐出制御手段は、前記キャリッジが移動している間に、前記ノズルから液滴を吐出させ、
前記判定手段は、
前記キャリッジが移動している間に前記ノズルから吐出された液滴の検出結果から前記液滴の一部に対応する吐出状態を推定し、
前記液滴の一部に対応する吐出状態と記憶手段に記憶された閾値との比較に基づいて前記ノズルの吐出状態を判定する、
ことを特徴とする記録装置。
(Item 1)
A recording apparatus that ejects droplets from nozzles of a recording head onto a recording medium while moving a carriage carrying the recording head relative to the recording medium,
A detection means for detecting droplets ejected from the nozzle;
a discharge control means for controlling the discharge of droplets from the nozzle;
a determination means for determining a discharge state of the nozzle based on a detection result of the detection means;
Equipped with
The ejection control means ejects droplets from the nozzles while the carriage is moving,
The determination means is
estimating an ejection state corresponding to a portion of the droplets from a detection result of the droplets ejected from the nozzles while the carriage is moving;
determining an ejection state of the nozzle based on a comparison between an ejection state corresponding to the portion of the droplet and a threshold value stored in a memory means;
A recording device comprising:
(項目2)
前記検出手段は、
光を照射する発光手段と、
前記発光手段から照射される光を受光し、受光光量に応じて信号を出力する受光手段と、
を備え、
前記吐出制御手段は、前記記録ヘッドから吐出された液滴が前記発光手段から前記受光手段への光を遮るように制御することを特徴とする項目1に記載の記録装置。
(Item 2)
The detection means includes:
A light emitting means for irradiating light;
a light receiving means for receiving the light emitted from the light emitting means and outputting a signal in accordance with the amount of received light;
Equipped with
2. The recording apparatus according to item 1, wherein the ejection control means controls the droplets ejected from the recording head so as to block light from the light emitting means to the light receiving means.
(項目3)
前記判定手段は、
前記液滴が前記光を遮る場合に変化する前記受光手段から出力される信号の変化に基づいて前記液滴の検出タイミングを判定し、
前記吐出制御手段で前記記録ヘッドへ吐出を指示する指示信号の送信タイミングと、に基づいて液滴の吐出速度を判定することを特徴とする項目2に記載の記録装置。
(Item 3)
The determination means is
determining a detection timing of the droplet based on a change in a signal output from the light receiving means, the change occurring when the droplet blocks the light;
3. The recording apparatus according to item 2, wherein the ejection control means determines an ejection speed of droplets based on a transmission timing of an instruction signal for instructing the recording head to eject droplets.
(項目4)
前記ノズルの吐出方向における前記ノズルから前記光までの距離を調整する調整手段をさらに有し、
前記ノズルから前記光までの距離が第一の距離の場合の前記送信タイミングから前記検出タイミングまでの第一の時間と、前記ノズルから前記光までの距離が第二の距離の場合の前記送信タイミングから前記検出タイミングまでの第二の時間と、に基づいて前記液滴の吐出速度を判定することを特徴とする項目3に記載の記録装置。
(Item 4)
The nozzle further includes an adjustment unit for adjusting a distance from the nozzle to the light in a discharge direction of the nozzle,
The recording device described in item 3, characterized in that the ejection speed of the droplets is determined based on a first time from the transmission timing to the detection timing when the distance from the nozzle to the light is a first distance, and a second time from the transmission timing to the detection timing when the distance from the nozzle to the light is a second distance.
(項目5)
液滴の吐出速度に関連付けられた第一の閾値を記憶する記憶手段をさらに有し、
前記判定手段は、前記判定手段で判定した液滴の吐出速度が前記第一の閾値を下回った場合に吐出状態が変化したと判定することを特徴とする項目3または4に記載の記録装置。
(Item 5)
a memory means for storing a first threshold value associated with the droplet ejection speed;
5. The recording apparatus according to item 3 or 4, wherein the determining unit determines that the ejection state has changed when the ejection speed of the droplets determined by the determining unit falls below the first threshold value.
(項目6)
前記検出手段の検出結果に基づいて前記記憶手段に前記第一の閾値を設定する第一設定手段を有することを特徴とする項目5に記載の記録装置。
(Item 6)
6. The recording apparatus according to item 5, further comprising a first setting unit that sets the first threshold value in the storage unit based on a detection result of the detection unit.
(項目7)
前記判定手段は、前記液滴が前記光を遮ることにより前記受光手段から出力される信号の変化量に基づいて前記液滴の吐出量を判定することを特徴とする項目2から6のいずれか1つに記載の記録装置。
(Item 7)
7. The recording apparatus according to any one of items 2 to 6, wherein the determining unit determines the ejection amount of the droplet based on an amount of change in a signal output from the light receiving unit when the droplet blocks the light.
(項目8)
液滴の吐出量に関連付けられた第二の閾値を記憶する記憶手段をさらに有し、
前記判定手段は、前記判定手段で判定した液滴の吐出量が前記第二の閾値を下回った場合に吐出状態が変化したと判定することを特徴とする項目7に記載の記録装置。
(Item 8)
The inkjet recording device further includes a memory means for storing a second threshold value associated with the droplet ejection amount,
8. The recording apparatus according to item 7, wherein the determining unit determines that the ejection state has changed when the ejection amount of droplets determined by the determining unit falls below the second threshold value.
(項目9)
前記検出手段の検出結果に基づいて前記記憶手段に前記第二の閾値を設定する第二設定手段を有することを特徴とする項目8に記載の記録装置。
(Item 9)
9. The recording apparatus according to item 8, further comprising a second setting unit that sets the second threshold value in the storage unit based on a detection result of the detection unit.
(項目10)
前記判定手段は、前記キャリッジが等速移動している間に前記ノズルから吐出された液滴の検出結果に基づいて前記ノズルの吐出状態を判定することを特徴とする項目1から9の何れか1つに記載の記録装置。
(Item 10)
10. The recording apparatus according to any one of items 1 to 9, wherein the determination means determines the ejection state of the nozzle based on a detection result of droplets ejected from the nozzle while the carriage is moving at a constant speed.
(項目11)
前記吐出制御手段は、前記記録ヘッドが備える複数のノズルのうちから、記録処理のドットカウントに基づいて液滴を吐出するノズルを選択することを特徴とする項目1から10の何れか1つに記載の記録装置。
(Item 11)
11. The recording apparatus according to any one of items 1 to 10, wherein the ejection control means selects a nozzle from which droplets are ejected, based on a dot count of a recording process, from among a plurality of nozzles provided in the recording head.
(項目12)
前記判定手段が前記吐出状態が変化したことをユーザに通知する通知手段を有することを特徴とする項目1から11の何れか1つに記載の記録装置。
(Item 12)
12. The recording apparatus according to any one of items 1 to 11, wherein the determining means has a notifying means for notifying a user that the ejection state has changed.
(項目13)
前記ノズルからの液滴は主滴とサテライトとを含む複数の液滴を含み、前記キャリッジが移動している間に前記ノズルから吐出された前記主滴は前記サテライトと異なる軌跡で吐出されることを特徴とする項目1から12の何れか1つに記載の記録装置。
(Item 13)
A recording device described in any one of items 1 to 12, characterized in that the droplets from the nozzle include multiple droplets including a main droplet and a satellite, and the main droplet ejected from the nozzle while the carriage is moving is ejected on a trajectory different from that of the satellite.
(項目14)
前記判定手段が判定した前記吐出状態が変化したと判定した場合に、回復処理を実行する実行手段を有することを特徴とする項目1から13の何れか1つに記載の記録装置。
(Item 14)
14. The recording apparatus according to any one of items 1 to 13, further comprising an execution unit that executes a recovery process when the determination unit determines that the ejection state determined by the determination unit has changed.
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following claims are appended to disclose the scope of the invention.
100 記録装置、 201 記録ヘッド、 203 記録用紙、 205 液滴検出センサ、 301 CPU、 302 制御I/F、303 メモリ、401 発光素子、 402 受光素子、 403 制御基板、 404 光線 100 Recording device, 201 Recording head, 203 Recording paper, 205 Droplet detection sensor, 301 CPU, 302 Control I/F, 303 Memory, 401 Light emitting element, 402 Light receiving element, 403 Control board, 404 Light beam
Claims (14)
前記ノズルから吐出された液滴を検出する検出手段と、
前記ノズルからの液滴の吐出を制御する吐出制御手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記ノズルの吐出状態を判定する判定手段と、
を備え、
前記吐出制御手段は、前記キャリッジが移動している間に、前記ノズルから液滴を吐出させ、
前記判定手段は、
前記キャリッジが移動している間に前記ノズルから吐出された液滴の検出結果から前記液滴の一部に対応する吐出状態を推定し、
前記液滴の一部に対応する吐出状態と記憶手段に記憶された閾値との比較に基づいて前記ノズルの吐出状態を判定する、
ことを特徴とする記録装置。 A recording apparatus that ejects droplets from nozzles of a recording head onto a recording medium while moving a carriage carrying the recording head relative to the recording medium,
A detection means for detecting droplets ejected from the nozzle;
a discharge control means for controlling the discharge of droplets from the nozzle;
a determination means for determining a discharge state of the nozzle based on a detection result of the detection means;
Equipped with
The ejection control means ejects droplets from the nozzles while the carriage is moving,
The determination means is
estimating an ejection state corresponding to a portion of the droplets from a detection result of the droplets ejected from the nozzles while the carriage is moving;
determining an ejection state of the nozzle based on a comparison between an ejection state corresponding to the portion of the droplet and a threshold value stored in a memory means;
A recording device comprising:
光を照射する発光手段と、
前記発光手段から照射される光を受光し、受光光量に応じて信号を出力する受光手段と、
を備え、
前記吐出制御手段は、前記記録ヘッドから吐出された液滴が前記発光手段から前記受光手段への光を遮るように制御することを特徴とする請求項1に記載の記録装置。 The detection means includes:
A light emitting means for irradiating light;
a light receiving means for receiving the light emitted from the light emitting means and outputting a signal in accordance with the amount of received light;
Equipped with
2. The recording apparatus according to claim 1, wherein said ejection control means controls the droplets ejected from said recording head so as to block light from said light emitting means to said light receiving means.
前記液滴が前記光を遮る場合に変化する前記受光手段から出力される信号の変化に基づいて前記液滴の検出タイミングを判定し、
前記吐出制御手段で前記記録ヘッドへ吐出を指示する指示信号の送信タイミングと、に基づいて液滴の吐出速度を判定することを特徴とする請求項2に記載の記録装置。 The determination means is
determining a detection timing of the droplet based on a change in a signal output from the light receiving means, the change occurring when the droplet blocks the light;
3. The recording apparatus according to claim 2, wherein the ejection control means determines the ejection speed of the droplets based on a transmission timing of an instruction signal for instructing the recording head to eject the droplets.
前記ノズルから前記光までの距離が第一の距離の場合の前記送信タイミングから前記検出タイミングまでの第一の時間と、前記ノズルから前記光までの距離が第二の距離の場合の前記送信タイミングから前記検出タイミングまでの第二の時間と、に基づいて前記液滴の吐出速度を判定することを特徴とする請求項3に記載の記録装置。 The nozzle further includes an adjustment unit for adjusting a distance from the nozzle to the light in a discharge direction of the nozzle,
The recording device according to claim 3, characterized in that the ejection speed of the droplets is determined based on a first time from the transmission timing to the detection timing when the distance from the nozzle to the light is a first distance, and a second time from the transmission timing to the detection timing when the distance from the nozzle to the light is a second distance.
前記判定手段は、前記判定手段で判定した液滴の吐出速度が前記第一の閾値を下回った場合に吐出状態が変化したと判定することを特徴とする請求項3に記載の記録装置。 the storage means stores a first threshold value associated with an ejection speed of the droplet;
4. The recording apparatus according to claim 3, wherein the determining unit determines that the ejection state has changed when the ejection speed of the droplets determined by the determining unit falls below the first threshold value.
前記判定手段は、前記判定手段で判定した液滴の吐出量が前記第二の閾値を下回った場合に吐出状態が変化したと判定することを特徴とする請求項7に記載の記録装置。 the storage means stores a second threshold value associated with the ejection amount of the droplet;
8. The recording apparatus according to claim 7, wherein the determining unit determines that the ejection state has changed when the ejection amount of the droplets determined by the determining unit falls below the second threshold value.
Priority Applications (3)
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