JP4211297B2 - Inkjet recording device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは、複数のノズル列を有する記録ヘッドにより記録媒体にインクを吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
記録ヘッドに形成された複数のノズルから、インクを微小液滴状のインク滴として記録媒体上に吐出させ、画像形成を行うインクジェット記録装置では、常に良好な画像形成が行えるようにするため、記録ヘッドからのインク切れ、ノズルの目詰まり、インク滴の飛翔速度等のインク滴の吐出状態を検出することが行われている。従来、このようなインク滴の吐出状態の検出方法としては、発光素子と受光素子との間の検出光の光軸に沿い、且つインク滴の進行経路が該光軸と交差するように記録ヘッドのノズル列を配置させ、該記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴が発光素子と受光素子とによって構成される検出手段の検出範囲を通過し、インク滴が検出光を遮って受光素子への光量を減少させたときの受光素子の出力変化を得ることにより検出する方法が知られている。
【0003】
インク滴の吐出状態を正確に検出するためには、記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の進行方向と検出光の光軸とが完全に一致するように、記録ヘッドと吐出状態を検出するための吐出状態検出手段との相対的な位置が設定されることが必要である。特に、近年の高画質化に伴い、記録ヘッドから吐出されるインク滴はますます微小化しており、このような微小なインク滴の吐出状態を検出する場合には、特に記録ヘッドと吐出状態検出手段との相対的な位置精度が高度に要求される。
【0004】
このため、インクジェット記録装置では、予め工場出荷時等に、ノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが完全に一致する位置を調整して決定するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カラー画像の記録は通常YMCK等の複数色のインクにより行われる。このような記録ヘッドには、図2(a)に示すように、各色毎のインク滴を吐出するための多数のノズルからなるノズル列11a、12a、13a、14aがそれぞれ形成されたヘッド11、12、13、14を主走査方向に沿って複数並列状に組み合わせることにより記録ヘッド1Aが構成されるものが一般的である。また、同図(b)に示すように、一つのヘッドに多数のノズルからなるノズル列1b1、1b2…を主走査方向に沿って複数並列状に形成することにより高密度の画像記録を可能にした記録ヘッド1Bも知られており、このような記録ヘッドにおいてインク滴の吐出状態を検出する場合には、各ノズル列毎に行うことが必要となる。
【0006】
即ち、上記のような記録ヘッドの場合、一つのノズル列からのインク滴の吐出状態を検出した後、それに隣接する次のノズル列からのインク滴の吐出状態を検出するため、各ノズル列毎にそのインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出し決定しておかなくてはならない。従って、主走査方向に並列状に配設されるノズル列数が多くなるとその数だけ独立して光軸一致の検出をおこなわなくてはならず、光軸一致の検出時間がかかり、記録ヘッドの交換時や工場出荷時の調整時間の増加につながる問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、複数のノズル列を有する記録ヘッドのノズル列毎のインク滴の進行経路と検出光の光軸との一致位置を迅速に検出することのできるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の各発明によって解決される。
【0009】
(1)それぞれ多数のノズルからなるノズル列を有し、主走査方向に沿って並設された複数のヘッドからなる記録ヘッドを用いて記録媒体にインクを吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置において、
前記ノズルから吐出されるインク滴の進行経路に該インク滴の通過を検出するための検出光をその光軸が前記記録ヘッドのノズル列の配列方向と平行となるように出射する発光素子と、シールドケースにより光遮蔽され、検出穴から入射した前記検出光を受光する受光素子とを配置し、前記ノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段と、
前記吐出状態検出手段と前記記録ヘッドとを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
移動中の前記記録ヘッド又は前記吐出状態検出手段の位置を検出する位置検出手段と、
前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲において、前記複数のヘッドのうちのいずれか一つのヘッドのノズルから複数の連続するインク滴により構成されるインク滴群を所定の周波数で繰り返すように吐出し、且つ該インク滴群における隣接するインク滴同士の間隔をα、インク滴群の最後のインク滴と次に吐出されたインク滴群の最初のインク滴との間隔をβとしたとき、α<βであり、且つ、一つのインク滴群を構成するインク滴の数は、一塊のインク滴群となったときに前記吐出状態検出手段の前記検出穴の縦径よりも短い距離となるように定められる数であるという条件を満たすように制御する吐出制御手段と、
前記移動手段により前記吐出状態検出手段と記録ヘッドとを相対的に移動させ、その移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲で得られた前記吐出状態検出手段の検出信号の変動分を交流増幅した後に中域フィルタを経てノイズ分を除去した信号を一定値と比較し、一定値以上となる信号の有無によりインク滴通過の有無を判別し、その判別結果を記憶し、前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲を通過した後に、前記記憶された判別結果の信号とそれに対応する前記位置検出手段からの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置情報に基づいて、インク滴通過有りと判別されたときの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置範囲の中央位置を算出することにより、前記いずれか一つのヘッドのノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出する光軸一致検出手段と、
予め求められた各ヘッド間の位置補正情報を記憶する記憶手段と、
前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された位置補正情報とに基づいて、他のヘッドのノズル列の光軸一致位置を求める演算手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【0010】
(2)一つのヘッドに多数のノズルからなるノズル列が主走査方向に沿って複数並設された記録ヘッドを用いて記録媒体にインクを吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置において、
前記ノズルから吐出されるインク滴の進行経路に該インク滴の通過を検出するための検出光をその光軸が前記記録ヘッドのノズル列の配列方向と平行となるように出射する発光素子と、シールドケースにより光遮蔽され、検出穴から入射した前記検出光を受光する受光素子とを配置し、前記ノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段と、
前記吐出状態検出手段と前記記録ヘッドとを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
移動中の前記記録ヘッド又は前記吐出状態検出手段の位置を検出する位置検出手段と、
前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲において、前記複数のノズル列のうちのいずれか一つのノズル列のノズルから複数の連続するインク滴により構成されるインク滴群を所定の周波数で繰り返すように吐出し、且つ該インク滴群における隣接するインク滴同士の間隔をα、インク滴群の最後のインク滴と次に吐出されたインク滴群の最初のインク滴との間隔をβとしたとき、α<βであり、且つ、一つのインク滴群を構成するインク滴の数は、一塊のインク滴群となったときに前記吐出状態検出手段の前記検出穴の縦径よりも短い距離となるように定められる数であるという条件を満たすように制御する吐出制御手段と、
前記移動手段により前記吐出状態検出手段と記録ヘッドとを相対的に移動させ、その移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲で得られた前記吐出状態検出手段の検出信号の変動分を交流増幅した後に中域フィルタを経てノイズ分を除去した信号を一定値と比較し、一定値以上となる信号の有無によりインク滴通過の有無を判別し、その判別結果を記憶し、前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲を通過した後に、前記記憶された判別結果の信号とそれに対応する前記位置検出手段からの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置情報に基づいて、インク滴通過有りと判別されたときの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置範囲の中央位置を算出することにより、前記複数のノズル列のうちのいずれか一つのノズル列のノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出する光軸一致検出手段と、
前記記録ヘッドにおける予め定められた複数のノズル列間の距離情報を記憶する記憶手段と、
前記光軸一致検出手段により検出された一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された複数のノズル列間の距離情報とに基づいて、他のノズル列の光軸一致位置を求める演算手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【0011】
(3)それぞれ多数のノズルからなる複数のノズル列を有し、主走査方向に沿って並設された複数のヘッドからなる記録ヘッドを用いて記録媒体にインクを吐出して画像記録を行うインクジェット記録装置において、
前記ノズルから吐出されるインク滴の進行経路に該インク滴の通過を検出するための検出光をその光軸が前記記録ヘッドのノズル列の配列方向と平行となるように出射する発光素子と、シールドケースにより光遮蔽され、検出穴から入射した前記検出光を受光する受光素子とを配置し、前記ノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段と、
前記吐出状態検出手段と前記記録ヘッドとを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
移動中の前記記録ヘッド又は前記吐出状態検出手段の位置を検出する位置検出手段と、
前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲において、前記複数のヘッドのうちのいずれか一つのヘッドのいずれか一つのノズル列のノズルから複数の連続するインク滴により構成されるインク滴群を所定の周波数で繰り返すように吐出し、且つ該インク滴群における隣接するインク滴同士の間隔をα、インク滴群の最後のインク滴と次に吐出されたインク滴群の最初のインク滴との間隔をβとしたとき、α<βであり、且つ、一つのインク滴群を構成するインク滴の数は、一塊のインク滴群となったときに前記吐出状態検出手段の前記検出穴の縦径よりも短い距離となるように定められる数であるという条件を満たすように制御する吐出制御手段と、
前記移動手段により前記吐出状態検出手段と記録ヘッドとを相対的に移動させ、その移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲で得られた前記吐出状態検出手段の検出信号の変動分を交流増幅した後に中域フィルタを経てノイズ分を除去した信号を一定値と比較し、一定値以上となる信号の有無によりインク滴通過の有無を判別し、その判別結果を記憶し、前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲を通過した後に、前記記憶された判別結果の信号とそれに対応する前記位置検出手段からの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置情報に基づいて、インク滴通過有りと判別されたときの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置範囲の中央位置を算出することにより、前記いずれか一つのヘッドのいずれか一つのノズル列のノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出する光軸一致検出手段と、
前記ヘッドにおける予め定められた複数のノズル列間の距離情報及び前記複数のヘッド間の予め求められた位置補正情報をそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された当該ヘッドにおけるノズル列間の距離情報とに基づいて、当該ヘッドにおける他のノズル列の光軸一致位置を求めると共に、前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された位置補正情報とに基づいて、他のヘッドのいずれか一つのノズル列の光軸一致位置を求める演算手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【0012】
(4)前記演算手段は、他のヘッドにおける他のノズル列の光軸一致位置を、前記で求めた他のヘッドの一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と、前記記憶手段に記憶された当該他のヘッドのノズル列間の距離情報とに基づいて求めることを特徴とする(3)記載のインクジェット記録装置。
【0013】
(5)前記演算手段は、他のヘッドにおける他のノズル列の光軸一致位置を、前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と、前記記憶手段に記憶された当該他のヘッドの他のノズル列の位置補正情報とに基づいて求めることを特徴とする(3)記載のインクジェット記録装置。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【0015】
図1は本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。ここでは記録ヘッド1は、図2(a)に示すようにYMCKの各色毎のヘッド11、12、13、14が主走査方向に沿って並列状に配設されてなる記録ヘッド1Aを用いた例を示している。なお、ヘッドの数は図示のものに何ら限定されない。
【0016】
各ヘッド11、12、13、14の下面には多数のノズルからなるノズル列11a、12a、13a、14aが、記録ヘッド1の主走査方向と直交する方向に沿って配列されている。かかる記録ヘッド1は、図示しないキャリッジに設けられており、制御部2により主走査モータドライバ3が制御されることで主走査モータ4が駆動制御され、この主走査モータ4によってキャリッジが主走査方向に沿って移動することにより移動する。ここでは、これら制御部2、主走査モータドライバ3、主走査モータ4及びキャリッジによって移動手段が構成される。
【0017】
記録ヘッド1は、その移動の過程で、制御部2により駆動制御されるヘッドドライバ5によって各ノズル列11a、12a…からそれぞれ所定のタイミングでインクを微小液滴状に、図1における下方向に吐出制御することにより、図示しない記録媒体上に所望の画像を記録形成する。
【0018】
吐出状態検出手段6は、記録ヘッド1の移動経路上に配設されており、検出光Dを出射するLED等からなる発光素子61と、該検出光Dを受光するフォトセンサ等からなる受光素子62とが、その間に記録ヘッド1を配置可能となる距離をおいて対向状に設けられ、記録ヘッド1に対して、検出光Dの光軸が記録ヘッド1の主走査方向と直交し且つ記録ヘッド1の各ノズル列11a、12a…の配列方向と平行となるように配置されている。これにより検出光Dの光軸は、記録ヘッド1がこの発光素子61と受光素子62との間に位置したとき、各ノズル列11a、12a…のノズルから吐出される液滴の進行経路と交差する。
【0019】
受光素子62はシールドケース63内に収容されており、発光素子61から受光素子62へ向けて出射された検出光Dが照射される位置のシールドケース63に検出穴64が開設されている。これにより、受光素子32の受光面はシールドケース63により光遮蔽され、検出穴64から入射した検出光Dのみの光量変化を捉えることができるようになっている。
【0020】
この吐出状態検出手段6において、記録ヘッド1のノズルから吐出されたインク滴が検出光Dを横切ると、それが受光素子62により光量の変化として検出される。インクジェット記録装置では、この光量変化の信号を検出することにより、インクの吐出状態、例えばインク切れの有無、インク詰まり等による不吐出ノズルの有無、インクの飛翔速度等の検出を行う。また、本実施形態では、これにより記録ヘッド1のノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光Dの光軸との一致を検出し、この一致の検出により記録ヘッド1と検出光Dとの光軸合わせを行うようにしている。なお、本実施形態に示す光軸合わせの具体的動作については後述する。
【0021】
本実施形態に示す光軸一致位置の検出動作時の記録ヘッド1は、その移動過程において、制御部2によってヘッドドライバ5が駆動制御されることにより、図3に示すように、吐出状態検出手段6の検出範囲(受光素子62によって検出可能な範囲)を含む範囲Wでインク滴を連続して吐出する。
【0022】
かかるインク滴の吐出に際して、制御部2は、インクを複数の連続するインク滴により構成されるインク滴群とし、そのインク滴群を所定間隔をおいて連続して吐出するようにヘッドドライバ5を吐出制御することが好ましい。更に詳しく説明すると、図4に示すように、記録ヘッド1のノズルから複数のインク滴La、La…を連続吐出することにより一塊のインク滴群Lとし、このインク滴群Lを複数連続して吐出する。各インク滴La同士の吐出間隔と各インク滴群L同士の吐出間隔との関係は、一つのインク滴群Lにおいて隣接する各インク滴La同士の吐出間隔をα、先に吐出されたインク滴群L1と次に吐出されたインク滴群L2との吐出間隔(インク滴群L1の最後のインク滴とインク滴群L2の最初のインク滴の間隔)をβとすると、α<βとなるように吐出を制御する。但し、αはインク滴Laが受光素子62上に影を落とす距離以下の値、即ち、検出穴64の垂直方向の距離以下の値である。このようにすることで、受光素子62からの信号出力は、各インク滴群Lを一滴のまとまった信号として得られることになる。
【0023】
一つのインク滴群Lを構成するインク滴Laの数は、一塊のインク滴群Lとなったときに吐出状態検出手段6の検出距離(検出穴64の縦径)よりも短い距離となるように定められる数であり、インク滴Laの大きさと吐出状態検出手段6の検出距離に応じて適宜決定することができる。同様に上記βもαとの関係から得られ、βがαに近づくに従い、受光素子62の信号出力は得にくくなり、従って、S/Nは悪化するが、逆に受光素子62の検出距離以上となるとS/Nにあまり変化を与えない。
【0024】
受光素子62により検出された光量変化の信号は検出部7に出力される。この受光素子62により検出される光量信号の変化は、ノズルから吐出される一滴の微小なインク滴によるものではなく、複数の連続するインク滴Laにより構成されるインク滴群Lによるものであるため、受光素子62では大きなインク滴群Lの塊として検出され、記録ヘッド1のノズル11から微小なインク滴を吐出するにも関わらず、発光素子の光を絞ったり、検出穴の大きさを微小なインク滴の大きさに応じて小さくしたりする等の必要がなく、受光素子62でのS/Nの良好な検出が可能となる。
【0025】
特に近年、記録される画像の高画質化がますます要求されるようになり、それに伴ってノズルから吐出されるインク滴も一段と微小化されるに及び、受光素子62側において十分なS/Nを確保することが一段と困難となる傾向にあるが、上述のように、ノズルから複数の連続するインク滴Laにより構成されるインク滴群Lを連続して吐出するようにすれば、一つのインク滴群Lを構成するインク滴Laの数を増やしてやるだけで、今後予想されるインク滴の更なる微小化にも容易に対応していくことが可能である。
【0026】
次に、記録ヘッド1と検出光Dとの光軸合わせを行う際の動作の一例を図5に示すフローチャートに基づいて説明する。
【0027】
まず、制御部2は吐出状態検出手段6の発光素子61を点灯させた後(S1)、主走査モータドライバ3を制御することで主走査モータ4を駆動させ、ホームポジションに位置している記録ヘッド1を主走査方向に沿って移動させる(S2)。
【0028】
移動中の記録ヘッド1の位置は、図1に示すエンコーダ(位置検出手段)8により逐次検出される。従って、記録ヘッド1が移動することにより発生するエンコーダ8のパルス数をカウントすることで、記録ヘッド1の位置情報を取得することができる。制御部2は、このエンコーダ8によって取得される記録ヘッド1の位置情報により、記録ヘッド1が吐出状態検出手段6の検出範囲に近づいたかどうか、即ち図3に示す範囲Wに差し掛かったかどうかを判断している(S3)。
【0029】
この結果、記録ヘッド1が上記範囲Wに差し掛かったことを検出した場合、記録ヘッド1のいずれか一つのヘッドのノズル列からインク滴群Lを上述したように所定間隔をおいて連続して吐出する(S4)。ここでは、記録ヘッド1におけるいずれか一つのヘッドとして、図2(a)に示す記録ヘッド1Aの一つのヘッド11のノズル列11aからインク滴群Lを吐出する場合について説明するが、インク滴群Lを吐出するノズル列は、記録ヘッド1Aを構成する複数のヘッド11、12…のうちのいずれか一つのヘッドであればよく、ヘッド11に限定されない。なお、このエンコーダ8からの出力信号を図6において▲1▼で示す。各信号上の数値はエンコーダ位置の位置情報を表している。
【0030】
このときのヘッド11のノズル列11aから行われるインク滴群Lの吐出は、そのノズル列11aの任意の位置にある2以上の複数のノズルからであることが好ましい。これは、一つのノズル列11aを構成する多数のノズルの中にはノズル詰まりが生じてインク滴が吐出されない不吐出ノズルが含まれている可能性があるため、この不吐出ノズルが含まれる割合を小さくし、ノズル列11aから確実にインク滴群Lが吐出されるようにするためである。
【0031】
ここではインク滴を10発連続吐出することで一つのインク滴群を形成し、そのインク滴群を1.2kHzで繰り返し、その一つのノズル列11aにおける全てのノズルから吐出するようにしている。このとき、ヘッドドライバ5により出力される吐出開始信号を図6において▲2▼で示す。
【0032】
ヘッド11から吐出されたインク滴群Lは、記録ヘッド1が主走査方向に移動しているため、やがて吐出状態検出手段6の検出範囲を通過する。即ち、記録ヘッド1の主走査移動により、インク滴群Lは発光素子61から出射した検出光Dを通過し、この通過時に受光素子62において検出光Dが一部遮られ、受光される光量信号が一時的に減少し、更にインク滴群Lが吐出状態検出手段6の検出範囲から外れると、受光素子62において受光される光量信号が元に戻る。
【0033】
検出部7は、図7に示すように、受光素子62により受光された光量信号を電流増幅部71で増幅し、次いでその変動分のみを交流増幅部72において増幅し、更に中域フィルタ73で不要なノイズ分を除去する。この信号波形を図6において▲3▼で示す。
【0034】
次いで、再度、この信号を交流増幅部74において、ピークが検出し易いレベルまで増幅し、続くピークホールド部75においてこの信号のピーク値をホールドし、peak-outとして比較器76に出力する。これを図6において▲4▼で示す。このときの出力信号は、図6において▲1▼で示されるエンコーダ8の立ち上がりパルスに同期して出力される(S5)。
【0035】
比較器76では、ピークホールド部75から出力されたpeak-out信号と、ある一定値(V-ref)とを比較し、peak-out信号が一定値以上となる信号を「1」とし、それ未満の信号を「0」として制御部2に出力する。この信号出力を図6において▲5▼で示す。なお、図6において▲1▼に示すエンコーダ8からの出力信号の下の「1」又は「0」の数値は上記出力信号を表している。
【0036】
制御部2では、図8に示すように、検出部7から出力された「1」又は「0」の信号を、それに対応するエンコーダ8からの位置情報(▲1▼)と共に記憶部21に記憶する(S6)。
【0037】
記録ヘッド1は、インク滴群Lを吐出しながら吐出状態検出手段6の検出範囲を含む範囲Wを通過するように移動するため、受光素子62からの出力信号は非検出→検出→非検出と推移する。制御部2には、検出部7からの出力が0→1→0と推移するに十分な距離が予め入力設定されており、この距離が終了するまで上記S5からの処理を繰り返す(S7)。
【0038】
一方、上記の推移によりヘッド11からのインク滴が吐出状態検出手段6の検出範囲を通過したと判断されると、制御部2は、記憶部21に記憶した検出部7からの「1」又は「0」の信号とそれに対応するエンコーダ8からの位置情報を算出部22に送り、算出部22において、それら「1」又は「0」の信号と位置情報とに基づいて、出力信号が「1」となる範囲の位置情報の中央位置を算出する。
【0039】
この中央位置の算出は、出力信号が「1」となる範囲のエンコーダ8の位置情報の加重平均を算出することによって求めることができる。即ち、図6に示す例では、エンコーダ8から出力される位置情報が「5、6、8、9、10〜15」の範囲において、検出部7からの出力信号が「1」となっているため、この位置情報「5、6、8、9、10〜15」の加重平均の値「(5+6+8+9+10+…+15)/10=10.3」を求め、出力信号が「1」となる範囲の中央位置を算出する。この値から、上記の例では、一つのヘッド11から吐出されるインク滴と吐出状態検出手段6の検出光Dの光軸とが一致する位置は、エンコーダ位置において「10」の位置であることがわかる。制御部2は、この中央位置情報「10」を記憶部21に記憶しておく(S8)。なお、このように制御部2及び検出部7により光軸一致検出手段が構成される。
【0040】
図6において位置情報「7」において出力信号が「0」となっている。これは、記録ヘッド1の移動中に発生する風等の影響により、インク滴が一時的に吐出状態検出手段6の検出範囲を外れてしまう場合に発生することが想定される。上記加重平均の算出時においては、この出力信号が「0」である位置情報は算出対象から除外する。
【0041】
このようにして、記録ヘッド1のいずれか一つのヘッド(例えばヘッド11)から吐出されるインク滴の進行経路と吐出状態検出手段6の検出光Dの光軸との一致位置が検出される。
【0042】
記録ヘッド1のうちの一つのヘッド11の光軸一致位置が検出されると、制御部2は発光素子61を消灯し(S9)、次いで、記憶部21に記憶された上記ヘッド11の光軸一致位置情報に基づいて、残りの他のヘッド12、13、14の光軸一致位置を演算により求める(S10)。
【0043】
この他のヘッド12、13、14の光軸一致位置は、上記ヘッド11の光軸一致位置情報と、主走査方向に沿って並設されたそれら複数のヘッド11、12、13、14間の位置補正情報とに基づいて行われる。このヘッド間の位置補正情報とは、一般に、主走査方向に沿って並設された複数のヘッド11、12、13、14のそれぞれから吐出されるインク滴が記録媒体上の同一位置に着弾するように、各ヘッド11、12、13、14の主走査方向に沿う位置ずれに起因するインク滴の着弾位置のずれを補正するための情報であり、これは例えば、実際に各ヘッド11、12、13、14から順次インク滴を吐出させて記録媒体上に所定のテストチャートを印画させ、各ヘッド11、12、13、14毎の着弾位置のずれ量をフォトセンサ等の適宜の検査手段を用いて読み取り、その読み取り結果から得ることができる。この位置補正情報は、予め求められ、制御部2の上記記憶部21又は別途設けられる記憶部内に記憶される。
【0044】
この位置補正情報は、各ヘッド11、12、13、14間、即ち各ノズル列11a、12a、13a、14a間の位置ずれ情報であるため、記録ヘッド1Aのいずれか一つのヘッドの光軸一致位置が分かれば、その光軸一致位置から上記位置ずれ量だけずれた位置に他のヘッドのノズル列が位置していることが分かる。
【0045】
制御部2は演算手段を有しており、この制御部2により、上記で検出された一つのヘッド11の光軸一致位置情報と、上記予め記憶されている位置補正情報とに基づいて、他のヘッド12、13、14のそれぞれの光軸一致位置を演算することにより求める。求められた他のヘッド12、13、14のそれぞれの光軸一致位置情報は、制御部2の上記記憶部21又は別途設けられる記憶部内に記憶される。
【0046】
かかる検出動作を行った後、記録ヘッド1を構成している各ヘッド11、12、13、14の各ノズル列11a、12a、13a、14aからのインク滴の吐出状態を検査する際には、ホームポジション等に位置している記録ヘッド1を上記記憶部21又は別途設けられる記憶部内に記憶された各ヘッド11、12、13、14の各光軸一致位置情報に基づいて移動させることで、ヘッド11、12、13、14毎に吐出状態検出手段6の検出光Dの光軸に簡単に一致させることができる。これにより、各ヘッド11、12、13、14それぞれに対して個別に光軸一致位置を検出する必要がなくなり、いずれか一つのヘッドの光軸一致位置を検出するだけで全ヘッドの光軸一致位置情報を迅速に取得できるため、工場出荷時等における調整時間の短縮化を図ることができる。
【0047】
なお、記録ヘッド1が、図2(b)に示す記録ヘッド1Bのように、一つのヘッドに複数のノズル列1b1、1b2…が主走査方向に沿って並設されている場合、各ノズル列1b1、1b2…間の距離dは設計上予め決定されている。従って、このような記録ヘッド1Bの場合、一つのノズル列、例えばノズル列1b1の光軸一致位置が分かれば、他のノズル列1b2…の光軸一致位置は上記距離dだけずれた位置にあることが分かる。
【0048】
よって、このような記録ヘッド1Bの場合には、記憶部21又は別途設けられる記憶部内に上記距離dの情報を予め記憶しておき、制御部2では、一つのノズル列1b1に対して上記同様の光軸一致検出動作を行い、他のノズル列1b2…については、上記ノズル列1b1の光軸一致位置の位置情報と、上記記憶された距離dの情報とに基づいて、他のノズル列1b2…の光軸一致位置を演算して求めることにより、全ノズル列について光軸一致位置を検出する必要なく、迅速に全ノズル列1b1、1b2…の光軸一致位置情報を取得することができ、上記同様に工場出荷時等における調整時間の短縮化を図ることができる。
【0049】
図9は記録ヘッドの更に他の実施形態を示す斜視図である。この記録ヘッド1Cは、主走査方向に沿って並設された複数のヘッド101、102のそれぞれに複数のノズル列101a、101b、102a、102bが主走査方向に沿って並設されている。なお、ヘッドの数及び各ヘッドのノズル列の数は図示のものに何ら限定されない。
【0050】
このような記録ヘッド1Cにおいて光軸一致位置を検出する場合は、各ヘッド101、102の各ノズル列101aと101b又は102aと102bとの主走査方向に沿う距離dは設計上予め決定されているため、各ヘッド101、102毎の距離dの情報を前記記憶部21又は別途設けられる記憶部内に記憶すると共に、各ヘッド101と102との間の位置補正情報も予め求められ、同様に前記記憶部21又は別途設けられる記憶部内に記憶しておく。
【0051】
そして、光軸一致位置を求める際は、制御部2では、いずれか一つのヘッド(例えばヘッド101)のいずれか一つのノズル列(例えばノズル列101a)に対して吐出状態検出手段6を用いて上記同様の光軸一致検出動作を行う。
【0052】
これにより検出された光軸一致位置の位置情報に対して、同一ヘッド101における他のノズル列101bの光軸一致位置は、上記と同様にして、吐出状態検出手段6を用いて検出されたノズル列101aの光軸一致の位置情報と、上記記憶された当該ヘッド101におけるノズル列間の距離dの情報とに基づいて、制御部2により演算により求める。
【0053】
更に、他のヘッド102の光軸一致位置については、上記吐出状態検出手段6を用いて検出されたヘッド101のノズル列101aの光軸一致位置の位置情報と、他のヘッド102のいずれか一つのノズル列(例えばノズル列102a)についての記憶された位置補正情報とに基づいて、制御部2により演算により求めることができる。
【0054】
この後、他のヘッド102の他のノズル列102bの光軸一致位置については、上記により他のヘッド102の一つのノズル列102aの光軸一致位置の位置情報が演算により求められて分かっているため、制御部2において、このノズル列102aの光軸一致位置の位置情報と、記憶された当該ヘッド102のノズル列間の距離dの情報とに基づいて演算して求めるようにしてもよいし(図10(a)参照)、あるいは、上記吐出状態検出手段6を用いて検出されたヘッド101のノズル列101aの光軸一致位置の位置情報と、他のヘッド102の他のノズル列102bについての記憶された位置補正情報とに基づいて、制御部2により演算により求めるようにしてもよい(図10(b)参照)。後者の場合、位置補正情報は、予め各ヘッドの各ノズル列毎に求めて記憶しておくことが好ましい。
【0055】
この記録ヘッド1Cの場合も、全ヘッドの全ノズル列について光軸一致位置を逐一検出する必要なく、迅速に全ノズル列の光軸一致位置情報を取得することができるため、上記同様に工場出荷時等における調整時間の短縮化を図ることができる。
【0056】
なお、以上の説明では、固定された吐出状態検出手段6に対して記録ヘッド1を主走査方向に移動させることによって検出動作を行うようにしたが、吐出状態検出手段6を記録ヘッド1の主走査方向に沿って移動可能に設け、停止状態にある記録ヘッド1に対して該吐出状態検出手段6を移動させ、その位置情報をエンコーダによって取得することによって検出動作を行うようにしてもよいことはもちろんである。
【0057】
また、記録ヘッドと検出手段との光軸一致位置の具体的な検出動作は、以上説明したものに何ら限定されず、例えば特開平8−309963号に開示されているように、検出光の光軸を含む所定の範囲でインク吐出を行い、そのとき検出手段により検出される出力分布の最大値の位置を求めることにより光軸一致位置を検出するようにしてもよい。
【0058】
更に、光軸一致検出手段は、以上説明したように吐出状態検出手段6を兼用して行うようにするものに限らない。即ち、光軸一致位置の検出の際は、記録ヘッドからインクを吐出させることにより行うものに限らず、インク吐出を行わずに検出する方法であってもよい。
【0059】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のノズル列を有する記録ヘッドのノズル列毎のインク滴の進行経路と検出光の光軸との一致位置を迅速に検出することのできるインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインクジェット記録装置の主要部の概略構成を示す図
【図2】(a)(b)はそれぞれ記録ヘッドの構成を示す斜視図
【図3】インク滴の吐出範囲を説明する説明図
【図4】ノズルから吐出されるインク滴及びインク滴群を説明する説明図
【図5】光軸一致位置検出のための検出動作を示すフローチャート
【図6】光軸一致位置検出のための検出動作を示すタイミングチャート
【図7】検出部の電気的構成を示すブロック図
【図8】制御部における記憶部及び演算部の構成を示すブロック図
【図9】記録ヘッドの更に他の実施形態を示す斜視図
【図10】(a)(b)は図9に示す記録ヘッドの光軸一致位置の求め方を説明する図
【符号の説明】
1、1A、1B、1C:記録ヘッド
11、12、13、14、101、102:ヘッド
11a、12a、13a、14a、:ノズル列
1b1、1b2:ノズル列
101a、101b、102a、102b:ノズル列
2:制御部
21:記憶部
22:算出部
3:主走査モータドライバ
4:主走査モータ
5:ヘッドドライバ
6:吐出状態検出手段
61:発光素子
62:受光素子
63:ケーシング
64:検出穴
7:検出部
8:エンコーダ
L:インク滴群
La:インク滴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet recording apparatus that performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head having a plurality of nozzle rows.
[0002]
[Prior art]
Ink jet recording devices that perform image formation by ejecting ink onto a recording medium from a plurality of nozzles formed on the recording head as ink droplets in the form of fine droplets. Ink droplet discharge states such as ink out of the head, nozzle clogging, and ink droplet flying speed are detected. Conventionally, as a method for detecting the ink droplet ejection state, a recording head is arranged so that the ink droplet travels along the optical axis along the optical axis of the detection light between the light emitting element and the light receiving element. The ink droplets ejected from the nozzles of the recording head pass through the detection range of the detection means constituted by the light emitting element and the light receiving element, and the ink droplet blocks the detection light and passes to the light receiving element. A method is known in which detection is performed by obtaining a change in the output of a light receiving element when the amount of light is decreased.
[0003]
In order to accurately detect the ejection state of the ink droplet, the recording head and the ejection state are detected so that the traveling direction of the ink droplet ejected from the nozzle of the recording head completely matches the optical axis of the detection light. Therefore, it is necessary to set a relative position with respect to the discharge state detecting means. In particular, with the recent increase in image quality, the ink droplets ejected from the recording head are becoming increasingly finer. When detecting the ejection state of such a minute ink droplet, the recording head and the ejection state detection are particularly important. High positional accuracy relative to the means is required.
[0004]
For this reason, in the ink jet recording apparatus, the position at which the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle and the optical axis of the detection light completely coincide with each other is determined in advance at the time of factory shipment.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, recording of a color image is usually performed with a plurality of colors of ink such as YMCK. In such a recording head, as shown in FIG. 2A, a head 11 in which
[0006]
That is, in the case of the recording head as described above, after detecting the ink droplet ejection state from one nozzle row, each nozzle row is detected in order to detect the ink droplet ejection state from the next nozzle row adjacent thereto. In addition, it is necessary to detect and determine a position where the traveling path of the ink droplet coincides with the optical axis of the detection light. Therefore, when the number of nozzle rows arranged in parallel in the main scanning direction increases, it is necessary to detect the optical axis coincidence independently of that number, and it takes time to detect the optical axis coincidence. There was a problem that led to an increase in adjustment time at the time of replacement or factory shipment.
[0007]
Therefore, the present invention provides an ink jet recording apparatus that can quickly detect the coincidence position of the ink droplet traveling path and the optical axis of the detection light for each nozzle array of a recording head having a plurality of nozzle arrays. Let it be an issue.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The above problems are solved by the following inventions.
[0009]
(1) An ink jet recording apparatus that has an array of nozzles each composed of a plurality of nozzles and performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head composed of a plurality of heads arranged in parallel along the main scanning direction. In
Detecting light for detecting the passage of the ink droplet in the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle The optical axis is parallel to the arrangement direction of the nozzle rows of the recording head. Emitting light emitting element and The light is shielded by the shield case and receives the detection light incident from the detection hole. A light receiving element, and a discharge state detecting means for detecting a discharge state of an ink droplet discharged from the nozzle;
Moving means for relatively moving the ejection state detecting means and the recording head along a main scanning direction;
Position detecting means for detecting the position of the recording head or the ejection state detecting means during movement;
In a range including a detection range of the discharge state detection unit in the movement process of the discharge state detection unit or the recording head, the discharge state detection unit is configured by a plurality of continuous ink droplets from nozzles of any one of the plurality of heads. The ink droplet group is ejected so as to repeat at a predetermined frequency, and the interval between adjacent ink droplets in the ink droplet group is α, the last ink droplet of the ink droplet group and the first of the next ejected ink droplet group When the interval between the ink droplets is β, α <β, and the number of ink droplets constituting one ink droplet group is that of the ejection state detecting means when the ink droplet group is one batch. Vertical diameter of the detection hole Discharge control means for controlling so as to satisfy the condition that the number is determined to be a shorter distance than,
The displacement of the detection signal of the discharge state detection means obtained in a range including the detection range of the discharge state detection means in the moving process is relatively moved by the movement means. The signal after removing the noise through the mid-pass filter after AC amplification is compared with a constant value, and the presence or absence of ink droplet passage is determined by the presence or absence of a signal that exceeds a certain value, The determination result is stored, and after passing through a range including the detection range of the discharge state detection unit, the stored determination result signal and the corresponding discharge state detection unit or the recording head from the position detection unit Based on the location information of By calculating the central position of the position range of the ejection state detection means or the recording head when it is determined that ink droplets have passed, the path and detection of the ink droplets ejected from the nozzles of any one of the heads are detected. An optical axis coincidence detecting means for detecting a position where the optical axis of the light coincides;
Storage means for storing position correction information between the heads obtained in advance;
Based on the position information of the optical axis coincidence position of one head detected by the optical axis coincidence detection unit and the position correction information stored in the storage unit, the optical axis coincidence position of the nozzle row of the other head is obtained. An ink jet recording apparatus comprising: an arithmetic means.
[0010]
(2) In an ink jet recording apparatus that performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head in which a plurality of nozzle arrays including a plurality of nozzles are arranged in parallel in the main scanning direction on one head.
Detecting light for detecting the passage of the ink droplet in the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle The optical axis is parallel to the arrangement direction of the nozzle rows of the recording head. Emitting light emitting element and The light is shielded by the shield case and receives the detection light incident from the detection hole. A light receiving element, and a discharge state detecting means for detecting a discharge state of an ink droplet discharged from the nozzle;
Moving means for relatively moving the ejection state detecting means and the recording head along a main scanning direction;
Position detecting means for detecting the position of the recording head or the ejection state detecting means during movement;
In a range including a detection range of the discharge state detection unit or the discharge state detection unit in the movement process of the recording head, a plurality of continuous ink droplets from nozzles of any one of the plurality of nozzle rows The ink droplet group is ejected so as to be repeated at a predetermined frequency, and the interval between adjacent ink droplets in the ink droplet group is α, the last ink droplet of the ink droplet group and the ink droplet group ejected next When the interval between the first ink droplets is β and α <β, and the number of ink droplets constituting one ink droplet group is a single ink droplet group, the ejection state detection is performed. Means Vertical diameter of the detection hole Discharge control means for controlling so as to satisfy the condition that the number is determined to be a shorter distance than,
The displacement of the detection signal of the discharge state detection means obtained in a range including the detection range of the discharge state detection means in the moving process is relatively moved by the movement means. The signal after removing the noise through the mid-pass filter after AC amplification is compared with a constant value, and the presence or absence of ink droplet passage is determined by the presence or absence of a signal that exceeds a certain value, The determination result is stored, and after passing through a range including the detection range of the discharge state detection unit, the stored determination result signal and the corresponding discharge state detection unit or the recording head from the position detection unit Based on the location information of By calculating the central position of the position range of the discharge state detecting means or the recording head when it is determined that ink droplets have passed, the ink is discharged from the nozzles of any one of the plurality of nozzle rows. An optical axis coincidence detecting means for detecting a position where the traveling path of the ink droplet and the optical axis of the detection light coincide with each other;
Storage means for storing distance information between a plurality of predetermined nozzle rows in the recording head;
Based on the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row detected by the optical axis coincidence detection means and the distance information between the plurality of nozzle rows stored in the storage means, the optical axes of other nozzle rows An ink jet recording apparatus comprising: an operation unit for obtaining a coincidence position.
[0011]
(3) Ink jet that has a plurality of nozzle rows each composed of a large number of nozzles and performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head composed of a plurality of heads arranged in parallel along the main scanning direction. In the recording device,
Detecting light for detecting the passage of the ink droplet in the traveling path of the ink droplet ejected from the nozzle The optical axis is parallel to the arrangement direction of the nozzle rows of the recording head. Emitting light emitting element and The light is shielded by the shield case and receives the detection light incident from the detection hole. A light receiving element, and a discharge state detecting means for detecting a discharge state of an ink droplet discharged from the nozzle;
Moving means for relatively moving the ejection state detecting means and the recording head along a main scanning direction;
Position detecting means for detecting the position of the recording head or the ejection state detecting means during movement;
In a range including a detection range of the ejection state detection unit in the movement process of the ejection state detection unit or the recording head, a plurality of nozzles in any one nozzle row of any one of the plurality of heads An ink droplet group composed of continuous ink droplets is ejected so as to be repeated at a predetermined frequency, and an interval between adjacent ink droplets in the ink droplet group is α, and the last ink droplet of the ink droplet group is ejected next. When the interval between the first ink droplet group and the first ink droplet group is β, α <β and the number of ink droplets constituting one ink droplet group is a single ink droplet group Of the discharge state detecting means Vertical diameter of the detection hole Discharge control means for controlling so as to satisfy the condition that the number is determined to be a shorter distance than,
The displacement of the detection signal of the discharge state detection means obtained in a range including the detection range of the discharge state detection means in the moving process is relatively moved by the movement means. The signal after removing the noise through the mid-pass filter after alternating current amplification is compared with a constant value, and the presence or absence of ink droplet passage is determined by the presence or absence of a signal exceeding a certain value, The determination result is stored, and after passing through a range including the detection range of the discharge state detection unit, the stored determination result signal and the corresponding discharge state detection unit or the recording head from the position detection unit Based on the location information of By calculating the center position of the position range of the ejection state detection means or the recording head when it is determined that ink droplets have passed, ejection is performed from the nozzles of any one nozzle row of any one of the heads. An optical axis coincidence detecting means for detecting a position where the traveling path of the ink droplet coincides with the optical axis of the detection light;
Storage means for storing distance information between a plurality of predetermined nozzle rows in the head and position correction information obtained in advance between the plurality of heads;
Based on the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of one head detected by the optical axis coincidence detection unit and the distance information between nozzle rows in the head stored in the storage unit, the head The optical axis coincidence position of the other nozzle row in the above is obtained, and the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of one head detected by the optical axis coincidence detection unit and the position correction stored in the storage unit An ink jet recording apparatus comprising: an arithmetic unit that obtains an optical axis coincidence position of any one of the nozzle rows of another head based on the information.
[0012]
(4) The calculation means stores the optical axis coincidence position of another nozzle row in another head in the storage means and the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of the other head obtained above. The ink jet recording apparatus according to (3), wherein the ink jet recording apparatus is obtained based on the distance information between the nozzle rows of the other heads.
[0013]
(5) The calculation means includes the position information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of one head detected by the optical axis coincidence detection means, with the optical axis coincidence position of another nozzle row in another head. The ink jet recording apparatus according to (3), wherein the ink jet recording apparatus is obtained on the basis of position correction information of other nozzle rows stored in the storage unit.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus according to the present invention. Here, as the
[0016]
On the lower surface of each
[0017]
As the
[0018]
The ejection state detection means 6 is disposed on the moving path of the
[0019]
The
[0020]
In the ejection state detection means 6, when the ink droplet ejected from the nozzle of the
[0021]
The
[0022]
When discharging such ink droplets, the control unit 2 sets the ink as an ink droplet group composed of a plurality of continuous ink droplets, and the
[0023]
The number of ink droplets La composing one ink droplet group L is shorter than the detection distance of the ejection state detection means 6 (the vertical diameter of the detection hole 64) when the ink droplet group L becomes one lump. And can be appropriately determined according to the size of the ink droplet La and the detection distance of the ejection state detection means 6. Similarly, β is also obtained from the relationship with α, and as β approaches α, it becomes difficult to obtain a signal output of the
[0024]
A light amount change signal detected by the
[0025]
In particular, in recent years, there has been an increasing demand for higher image quality of recorded images, and along with this, ink droplets ejected from the nozzles are further miniaturized, and sufficient S / N is required on the
[0026]
Next, an example of the operation when performing optical axis alignment between the
[0027]
First, the control unit 2 turns on the
[0028]
The position of the moving
[0029]
As a result, when it is detected that the
[0030]
At this time, the ejection of the ink droplet group L performed from the
[0031]
Here, one ink droplet group is formed by continuously discharging 10 ink droplets, and the ink droplet group is repeated at 1.2 kHz, and discharged from all the nozzles in the one
[0032]
The ink droplet group L ejected from the head 11 eventually passes through the detection range of the ejection state detection means 6 because the
[0033]
As shown in FIG. 7, the
[0034]
Next, this signal is again amplified to a level at which a peak can be easily detected in the
[0035]
The
[0036]
As shown in FIG. 8, the control unit 2 stores the signal “1” or “0” output from the
[0037]
Since the
[0038]
On the other hand, when it is determined that the ink droplet from the head 11 has passed the detection range of the ejection state detection means 6 by the above transition, the control unit 2 reads “1” from the
[0039]
The calculation of the center position can be obtained by calculating a weighted average of the position information of the
[0040]
In FIG. 6, the output signal is “0” in the position information “7”. This is assumed to occur when ink droplets temporarily deviate from the detection range of the ejection state detecting means 6 due to the influence of wind or the like generated during movement of the
[0041]
In this way, the coincidence position between the traveling path of the ink droplet ejected from any one of the recording heads 1 (for example, the head 11) and the optical axis of the detection light D of the ejection state detection means 6 is detected.
[0042]
When the optical axis coincidence position of one of the recording heads 1 is detected, the control unit 2 turns off the light emitting element 61 (S9), and then the optical axis of the head 11 stored in the
[0043]
The optical axis coincidence positions of the
[0044]
Since this position correction information is positional deviation information between the
[0045]
The control unit 2 has calculation means, and based on the optical axis coincidence position information of one head 11 detected by the control unit 2 and the previously stored position correction information, the control unit 2 performs other operations. This is obtained by calculating the optical axis coincidence position of each of the
[0046]
After performing such a detection operation, when inspecting the ejection state of the ink droplets from the
[0047]
Note that the
[0048]
Therefore, in the case of such a
[0049]
FIG. 9 is a perspective view showing still another embodiment of the recording head. In the
[0050]
When the optical axis coincidence position is detected in such a
[0051]
When obtaining the optical axis coincidence position, the control unit 2 uses the ejection state detection means 6 for any one nozzle row (for example, the
[0052]
With respect to the position information of the optical axis coincidence position thus detected, the optical axis coincidence position of the
[0053]
Further, for the optical axis coincidence position of the
[0054]
Thereafter, the optical axis coincidence position of the
[0055]
Also in the case of this
[0056]
In the above description, the detection operation is performed by moving the
[0057]
Further, the specific detection operation of the optical axis coincidence position between the recording head and the detection means is not limited to what has been described above. For example, as disclosed in JP-A-8-309963, the light of the detection light The optical axis coincidence position may be detected by ejecting ink within a predetermined range including the axis and obtaining the position of the maximum value of the output distribution detected by the detection means at that time.
[0058]
Further, the optical axis coincidence detection means is not limited to the one that is also used as the discharge state detection means 6 as described above. That is, the detection of the optical axis coincidence position is not limited to that performed by ejecting ink from the recording head, and may be a method of detecting without ejecting ink.
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an ink jet recording apparatus capable of quickly detecting the coincidence position between the ink droplet traveling path and the optical axis of the detection light for each nozzle array of a recording head having a plurality of nozzle arrays. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a main part of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are perspective views showing the configuration of a recording head, respectively.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an ink droplet ejection range.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining ink droplets and ink droplet groups ejected from a nozzle.
FIG. 5 is a flowchart showing a detection operation for detecting an optical axis coincidence position.
FIG. 6 is a timing chart showing a detection operation for detecting an optical axis coincidence position.
FIG. 7 is a block diagram showing an electrical configuration of a detection unit.
FIG. 8 is a block diagram illustrating configurations of a storage unit and a calculation unit in the control unit.
FIG. 9 is a perspective view showing still another embodiment of a recording head.
10A and 10B are diagrams for explaining how to obtain the optical axis coincidence position of the recording head shown in FIG. 9;
[Explanation of symbols]
1, 1A, 1B, 1C: recording head
11, 12, 13, 14, 101, 102: head
11a, 12a, 13a, 14a: nozzle row
1b 1 1b 2 : Nozzle row
101a, 101b, 102a, 102b: nozzle rows
2: Control unit
21: Storage unit
22: Calculation unit
3: Main scanning motor driver
4: Main scanning motor
5: Head driver
6: Discharge state detection means
61: Light emitting element
62: Light receiving element
63: casing
64: Detection hole
7: Detection unit
8: Encoder
L: Ink droplet group
La: Ink droplet
Claims (5)
前記ノズルから吐出されるインク滴の進行経路に該インク滴の通過を検出するための検出光をその光軸が前記記録ヘッドのノズル列の配列方向と平行となるように出射する発光素子と、シールドケースにより光遮蔽され、検出穴から入射した前記検出光を受光する受光素子とを配置し、前記ノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段と、
前記吐出状態検出手段と前記記録ヘッドとを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
移動中の前記記録ヘッド又は前記吐出状態検出手段の位置を検出する位置検出手段と、
前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲において、前記複数のヘッドのうちのいずれか一つのヘッドのノズルから複数の連続するインク滴により構成されるインク滴群を所定の周波数で繰り返すように吐出し、且つ該インク滴群における隣接するインク滴同士の間隔をα、インク滴群の最後のインク滴と次に吐出されたインク滴群の最初のインク滴との間隔をβとしたとき、α<βであり、且つ、一つのインク滴群を構成するインク滴の数は、一塊のインク滴群となったときに前記吐出状態検出手段の前記検出穴の縦径よりも短い距離となるように定められる数であるという条件を満たすように制御する吐出制御手段と、
前記移動手段により前記吐出状態検出手段と記録ヘッドとを相対的に移動させ、その移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲で得られた前記吐出状態検出手段の検出信号の変動分を交流増幅した後に中域フィルタを経てノイズ分を除去した信号を一定値と比較し、一定値以上となる信号の有無によりインク滴通過の有無を判別し、その判別結果を記憶し、前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲を通過した後に、前記記憶された判別結果の信号とそれに対応する前記位置検出手段からの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置情報に基づいて、インク滴通過有りと判別されたときの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置範囲の中央位置を算出することにより、前記いずれか一つのヘッドのノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出する光軸一致検出手段と、
予め求められた各ヘッド間の位置補正情報を記憶する記憶手段と、
前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された位置補正情報とに基づいて、他のヘッドのノズル列の光軸一致位置を求める演算手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。In an inkjet recording apparatus that has a nozzle row composed of a plurality of nozzles and performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head composed of a plurality of heads arranged in parallel along the main scanning direction.
A light emitting element that emits detection light for detecting the passage of the ink droplets in the traveling path of the ink droplets ejected from the nozzles so that the optical axis thereof is parallel to the arrangement direction of the nozzle rows of the recording head ; A light receiving element that is shielded from light by a shield case and receives the detection light incident from the detection hole, and a discharge state detection unit that detects a discharge state of an ink droplet discharged from the nozzle;
Moving means for relatively moving the ejection state detecting means and the recording head along a main scanning direction;
Position detecting means for detecting the position of the recording head or the ejection state detecting means during movement;
In a range including a detection range of the discharge state detection unit in the movement process of the discharge state detection unit or the recording head, the discharge state detection unit is configured by a plurality of continuous ink droplets from nozzles of any one of the plurality of heads. The ink droplet group is ejected so as to repeat at a predetermined frequency, and the interval between adjacent ink droplets in the ink droplet group is α, the last ink droplet of the ink droplet group and the first of the next ejected ink droplet group When the interval between the ink droplets is β, α <β, and the number of ink droplets constituting one ink droplet group is that of the ejection state detecting means when the ink droplet group is one batch. A discharge control means for controlling so as to satisfy a condition that the number is determined to be a distance shorter than the longitudinal diameter of the detection hole ;
The displacement of the detection signal of the discharge state detection means obtained in a range including the detection range of the discharge state detection means in the moving process is relatively moved by the movement means. A signal obtained by removing the noise through a mid-pass filter after AC amplification is compared with a constant value, and the presence or absence of ink droplet passage is determined by the presence or absence of a signal exceeding a certain value, and the determination result is stored, and the ejection After passing through a range including the detection range of the state detection unit, an ink droplet is detected based on the stored determination result signal and the corresponding position information of the ejection state detection unit or the recording head from the position detection unit. The nozzle of any one of the heads is calculated by calculating the central position of the position range of the ejection state detecting means or the recording head when it is determined that there is a passage. And the optical axis coincidence detecting means for detecting a position where the optical axis coincides the traveling path of the detection light ink droplets ejected al,
Storage means for storing position correction information between the heads obtained in advance;
Based on the position information of the optical axis coincidence position of one head detected by the optical axis coincidence detection unit and the position correction information stored in the storage unit, the optical axis coincidence position of the nozzle row of the other head is obtained. An ink jet recording apparatus comprising: an arithmetic means.
前記ノズルから吐出されるインク滴の進行経路に該インク滴の通過を検出するための検出光をその光軸が前記記録ヘッドのノズル列の配列方向と平行となるように出射する発光素子と、シールドケースにより光遮蔽され、検出穴から入射した前記検出光を受光する受光素子とを配置し、前記ノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段と、
前記吐出状態検出手段と前記記録ヘッドとを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
移動中の前記記録ヘッド又は前記吐出状態検出手段の位置を検出する位置検出手段と、
前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲において、前記複数のノズル列のうちのいずれか一つのノズル列のノズルから複数の連続するインク滴により構成されるインク滴群を所定の周波数で繰り返すように吐出し、且つ該インク滴群における隣接するインク滴同士の間隔をα、インク滴群の最後のインク滴と次に吐出されたインク滴群の最初のインク滴との間隔をβとしたとき、α<βであり、且つ、一つのインク滴群を構成するインク滴の数は、一塊のインク滴群となったときに前記吐出状態検出手段の前記検出穴の縦径よりも短い距離となるように定められる数であるという条件を満たすように制御する吐出制御手段と、
前記移動手段により前記吐出状態検出手段と記録ヘッドとを相対的に移動させ、その移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲で得られた前記吐出状態検出手段の検出信号の変動分を交流増幅した後に中域フィルタを経てノイズ分を除去した信号を一定値と比較し、一定値以上となる信号の有無によりインク滴通過の有無を判別し、その判別結果を記憶し、前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲を通過した後に、前記記憶された判別結果の信号とそれに対応する前記位置検出手段からの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置情報に基づいて、インク滴通過有りと判別されたときの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置範囲の中央位置を算出することにより、前記複数のノズル列のうちのいずれか一つのノズル列のノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出する光軸一致検出手段と、
前記記録ヘッドにおける予め定められた複数のノズル列間の距離情報を記憶する記憶手段と、
前記光軸一致検出手段により検出された一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された複数のノズル列間の距離情報とに基づいて、他のノズル列の光軸一致位置を求める演算手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。In an inkjet recording apparatus that performs image recording by ejecting ink to a recording medium using a recording head in which a plurality of nozzle rows each including a plurality of nozzles are arranged in parallel in the main scanning direction in one head.
A light emitting element that emits detection light for detecting the passage of the ink droplets in the traveling path of the ink droplets ejected from the nozzles so that the optical axis thereof is parallel to the arrangement direction of the nozzle rows of the recording head ; A light receiving element that is shielded from light by a shield case and receives the detection light incident from the detection hole, and a discharge state detection unit that detects a discharge state of an ink droplet discharged from the nozzle;
Moving means for relatively moving the ejection state detecting means and the recording head along a main scanning direction;
Position detecting means for detecting the position of the recording head or the ejection state detecting means during movement;
In a range including a detection range of the discharge state detection unit or the discharge state detection unit in the movement process of the recording head, a plurality of continuous ink droplets from nozzles of any one of the plurality of nozzle rows The ink droplet group is ejected so as to be repeated at a predetermined frequency, and the interval between adjacent ink droplets in the ink droplet group is α, the last ink droplet of the ink droplet group and the ink droplet group ejected next When the interval between the first ink droplets is β and α <β, and the number of ink droplets constituting one ink droplet group is a single ink droplet group, the ejection state detection is performed. A discharge control means for controlling so as to satisfy a condition that the number is determined to be a distance shorter than a longitudinal diameter of the detection hole of the means;
The displacement of the detection signal of the discharge state detection means obtained in a range including the detection range of the discharge state detection means in the moving process is relatively moved by the movement means. A signal obtained by removing the noise through a mid-pass filter after AC amplification is compared with a constant value, and the presence or absence of ink droplet passage is determined by the presence or absence of a signal exceeding a certain value, and the determination result is stored, and the ejection After passing through a range including the detection range of the state detection unit, an ink droplet is detected based on the stored determination result signal and the corresponding position information of the ejection state detection unit or the recording head from the position detection unit. By calculating the center position of the position range of the ejection state detecting means or the recording head when it is determined that there is a passage, any of the plurality of nozzle rows is calculated. And the optical axis coincidence detecting means for detecting the detection light position where the optical axis coincides with the traveling path of the ink droplets ejected from the nozzles of one nozzle row,
Storage means for storing distance information between a plurality of predetermined nozzle rows in the recording head;
Based on the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row detected by the optical axis coincidence detection means and the distance information between the plurality of nozzle rows stored in the storage means, the optical axes of other nozzle rows An ink jet recording apparatus comprising: an operation unit for obtaining a coincidence position.
前記ノズルから吐出されるインク滴の進行経路に該インク滴の通過を検出するための検出光をその光軸が前記記録ヘッドのノズル列の配列方向と平行となるように出射する発光素子と、シールドケースにより光遮蔽され、検出穴から入射した前記検出光を受光する受光素子とを配置し、前記ノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段と、
前記吐出状態検出手段と前記記録ヘッドとを主走査方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、
移動中の前記記録ヘッド又は前記吐出状態検出手段の位置を検出する位置検出手段と、
前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲において、前記複数のヘッドのうちのいずれか一つのヘッドのいずれか一つのノズル列のノズルから複数の連続するインク滴により構成されるインク滴群を所定の周波数で繰り返すように吐出し、且つ該インク滴群における隣接するインク滴同士の間隔をα、インク滴群の最後のインク滴と次に吐出されたインク滴群の最初のインク滴との間隔をβとしたとき、α<βであり、且つ、一つのインク滴群を構成するインク滴の数は、一塊のインク滴群となったときに前記吐出状態検出手段の前記検出穴の縦径よりも短い距離となるように定められる数であるという条件を満たすように制御する吐出制御手段と、
前記移動手段により前記吐出状態検出手段と記録ヘッドとを相対的に移動させ、その移動過程における前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲で得られた前記吐出状態検出手段の検出信号の変動分を交流増幅した後に中域フィルタを経てノイズ分を除去した信号を一定値と比較し、一定値以上となる信号の有無によりインク滴通過の有無を判別し、その判別結果を記憶し、前記吐出状態検出手段の検出範囲を含む範囲を通過した後に、前記記憶された判別結果の信号とそれに対応する前記位置検出手段からの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置情報に基づいて、インク滴通過有りと判別されたときの前記吐出状態検出手段又は前記記録ヘッドの位置範囲の中央位置を算出することにより、前記いずれか一つのヘッドのいずれか一つのノズル列のノズルから吐出されるインク滴の進行経路と検出光の光軸とが一致する位置を検出する光軸一致検出手段と、
前記ヘッドにおける予め定められた複数のノズル列間の距離情報及び前記複数のヘッド間の予め求められた位置補正情報をそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された当該ヘッドにおけるノズル列間の距離情報とに基づいて、当該ヘッドにおける他のノズル列の光軸一致位置を求めると共に、前記光軸一致検出手段により検出された一つのヘッドの一つのノズル列の光軸一致位置の位置情報と前記記憶手段に記憶された位置補正情報とに基づいて、他のヘッドのいずれか一つのノズル列の光軸一致位置を求める演算手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。In an ink jet recording apparatus that has a plurality of nozzle rows each composed of a large number of nozzles and performs image recording by ejecting ink onto a recording medium using a recording head composed of a plurality of heads arranged in parallel along the main scanning direction. ,
A light emitting element that emits detection light for detecting the passage of the ink droplets in the traveling path of the ink droplets ejected from the nozzles so that the optical axis thereof is parallel to the arrangement direction of the nozzle rows of the recording head ; A light receiving element that is shielded from light by a shield case and receives the detection light incident from the detection hole, and a discharge state detection unit that detects a discharge state of an ink droplet discharged from the nozzle;
Moving means for relatively moving the ejection state detecting means and the recording head along a main scanning direction;
Position detecting means for detecting the position of the recording head or the ejection state detecting means during movement;
In a range including a detection range of the ejection state detection unit in the movement process of the ejection state detection unit or the recording head, a plurality of nozzles in any one nozzle row of any one of the plurality of heads An ink droplet group composed of continuous ink droplets is ejected so as to be repeated at a predetermined frequency, and an interval between adjacent ink droplets in the ink droplet group is α, and the last ink droplet of the ink droplet group is ejected next. When the interval between the first ink droplet group and the first ink droplet group is β, α <β and the number of ink droplets constituting one ink droplet group is a single ink droplet group Discharge control means for controlling so as to satisfy the condition that the number is determined to be a distance shorter than the vertical diameter of the detection hole of the discharge state detection means,
The displacement of the detection signal of the discharge state detection means obtained in a range including the detection range of the discharge state detection means in the moving process is relatively moved by the movement means. A signal obtained by removing the noise through a mid-pass filter after AC amplification is compared with a constant value, and the presence or absence of ink droplet passage is determined by the presence or absence of a signal exceeding a certain value, and the determination result is stored, and the ejection After passing through a range including the detection range of the state detection unit, an ink droplet is detected based on the stored determination result signal and the corresponding position information of the ejection state detection unit or the recording head from the position detection unit. By calculating the center position of the position range of the ejection state detecting means or the recording head when it is determined that there is a passage, any one of the heads And the optical axis coincidence detecting means for detecting the detection light position where the optical axis coincides with the traveling path of the ink droplets ejected from the nozzles of one nozzle row,
Storage means for storing distance information between a plurality of predetermined nozzle rows in the head and position correction information obtained in advance between the plurality of heads;
Based on the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of one head detected by the optical axis coincidence detection unit and the distance information between nozzle rows in the head stored in the storage unit, the head The optical axis coincidence position of the other nozzle row in the above is obtained, and the positional information of the optical axis coincidence position of one nozzle row of one head detected by the optical axis coincidence detection unit and the position correction stored in the storage unit An ink jet recording apparatus comprising: an arithmetic unit that obtains an optical axis coincidence position of any one of the nozzle rows of another head based on the information.
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