JP4296605B2

JP4296605B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP4296605B2
Application number: JP501597A
Authority: JP
Inventors: 仁一滝沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2017-01-14
Also published as: JPH10193643A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク滴を吐出させて記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置のインク滴の検出の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数個のノズル列を配し、そのノズル列からインク滴を吐出させるヘッドを有したインクジェット記録装置において、ノズルの目詰まり或いはインク切れ等により、ノズルからインクが吐出されたかどうかを確認するための手段として、インク吐出検出器が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のインク吐出検出器では、１ノズル毎にインクの吐出検出を行っており、ノズルの目詰まり等によりインク吐出検出不可の場合、その都度回復手段を用いてインク吐出の再開の準備を行う必要があった。インク切れ発生では、インクを補給してインク吐出の準備を行う必要があった。そのため全ノズル或いは任意のノズル列のインク吐出検出には、時間を要した。このように、１ノズル毎のインク吐出検出方法では、ノズルの高密度化等によりノズル数が増えた場合、インク吐出検出に時間がかかるだけでなく、ノズル密度が高くなる分センサ感度の高いインク吐出検出器が必要となってくるという課題があった。
【０００４】
本発明ではこのような課題を解決するためになされたものであり、ノズルから吐出されたインクを精度よく検出することが可能なインクジェット記録装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のインクジェット記録装置は、印字媒体に対して相対的に往復移動できるように構成されたキャリッジと、キャリッジに設けられ、複数個のノズル列を配し、そのノズル列からインク滴を吐出させる印字ヘッドを有したインクジェット記録装置において、以下のような処理を行って不動作ノズルを検出する。すなわち、ノズル列の列方向に対して、ノズル列の中心を回転中心とし時計回り或いは反時計回りに所定の傾きをもつ光軸を有する光で走査する。そして、ノズル列ごとにその光に向かってインク滴を吐出してインク吐出検出を行う。なお、ノズル列の長さは光の感度領域の幅よりも長い。そして、光軸の所定の傾きは、ノズル列の各ノズルから吐出されるインク滴が同時に感度領域内に含まれ得る角度であって、各ノズルから吐出されるインク滴による感度領域の遮光面積が最大となる角度を有する。なお、光検出手段の光軸がヘッドノズル面に対して所定の傾きをもつことも好ましい。
【０００６】
また、本発明では、ノズル列に対してインク吐出検出器の光軸を所定の傾きをもって配置を行うので、インク吐出検出器のセンサの遮光面積が稼げるので、センサ感度の向上が図れるため、ノズル数が増えた場合でも、センサ感度のインク吐出検出器を用いることなく、精度の高いインク吐出検出ができる。
【０００７】
また、本発明のインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するための複数のノズルが列状に配置された記録ヘッドと、該記録ヘッドを、印字媒体に対して相対的に往復移動させるためのキャリッジと、前記ノズルの吐出状態を検出する吐出検出器を有するインクジェット記録装置において、前記吐出検出器は、発光素子と受光素子を備え、各素子を結ぶ光軸が、前記ノズルの列方向に対し、所定の傾きをもつように配置されていることを特徴とする。
【０００８】
前記吐出検出器は、前記光軸周囲の所定幅内に吐出されたインク滴を検出可能な感度領域を有し、前記複数のノズルのうち、両端のノズルが前記感度領域内にはいるように、前記ノズルの列方向に対し、所定の傾きをもつように配置されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記吐出検出器は、前記記録ヘッドのホームポジションに配置されてもよいし、前記記録ヘッドもしくは、前記記録ヘッドを搭載するキャリッジに設けられてもよい。ホームポジションに配置される場合、前記ホームポジションは、前記ノズルの回復処理を行うための空吐出を行う位置を兼ねることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を用いて本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明を実施したインクジェット記録装置の全体図であり、以下、全体の構成について、説明する。
【００１２】
インクジェットプリンタ１００は、インクジェットヘッド１およびインクタンク４０を搭載可能な箱形のキャリッジ１７を備えている。インクジェットヘッド１およびインクタンク４０は例えばカートリッジ式のものであり、キャリッジ４の上蓋４１を開けて、その内部に着脱可能に装着される。キャリッジ１７は、装置フレーム２７の長辺方向（左右方向）に往復直線移動が可能である。キャリッジ１７を移動させながら、そこに搭載されているインクジェットヘッド１を駆動して搬送されるカットシート１６に印刷を施すようになっている。
【００１３】
まず、キャリッジ１７の往復移動機構を説明する。キャリッジ１７は、その前側が、装置フレーム２７の左右の側壁１５、２３の間に架け渡したガイド軸３１によって摺動自在に支持され、後側が、同じく側壁１５、２３の間に架け渡したガイド板１８の上面に摺動自在に乗っている。装置フレーム５の前壁２９には、その両端に駆動側プーリ２４、従動側プーリ２５が取り付けられ、これらの間には、タイミングベルト３０を架け渡してある。タイミングベルト３０はキャリッジ１７の前側部分に連結されている。駆動側プーリ２４が、装置フレームの前壁２９に取り付けられたキャリッジモータ２６によって回転すると、タイミングベルト３０に連結されているキャリッジ１７は、ガイド軸３１に沿って左右方向に移動する。
【００１４】
尚、キャリッジ１７の移動可能領域の最も右側の位置（ホームポジション）には、インクジェットヘッド１のノズルを覆うキャップ２２が設けられ、記録を長時間行わないときは、キャリッジ１７は、この位置に移動してノズルを密閉する。キャップ２２は、不図示の管によりポンプ２１に連通し、モータ２０を駆動することによりポンプ２１が作動して、ノズル内の増粘したインクが吸引される。モータ２０は、またカット紙１６を搬送するための駆動ローラが設けられた紙送り駆動軸１９を駆動するための動力源としても用いられる。
【００１５】
一方、キャリッジ１７の移動可能領域の最も左側の位置には、インク吐出検出器１４が設けられている。インク吐出検出器の下側には、ノズルを空吐出（リフレッシュ）した際、吐出されたインクを受けるためのインク受けが設けられている。後述するように、この位置で、インク滴を吐出することにより、インクの吐出状態が確認される。なお、インクの吐出状態を確認する位置をキャリッジの移動可能領域の右側に設けてもよい。この場合、空吐出のためのインク受けと、キャップ２２を兼ねるようにすれば、空吐出、ノズル吸引によって排出される排インクの処理をキャップ２２及びこれに連通する排インク吸収部材（不図示）等から構成される処理装置一つで行われるため、装置の構成をより簡略なものにすることができる。
【００１６】
図２は本発明を実施したインクジェット記録装置の吐出検出器とヘッドの位置関係をヘッドノズル上面からみた概略図である。図３はヘッドノズル面を横からみた概略図である。図４は本発明を応用したインクジェット記録装置のインク吐出検出器を示す図である。
【００１７】
図２における光検出手段１４は、複数個のノズル列２を持つヘッド１とそのノズル列２を直線上に結んだ線に対して、ノズル列の中心を回転中心とし時計回り或いは反時計回りに所定の傾きをもって走査する１対の光センサ発光部３、光センサ受光部４とから構成されている。この光検出手段は、ヘッドのノズル列から吐出されるインク滴の通過によって光が散乱される位置に設けられており、本実施例では、Ａ方向に移動する印字ヘッドの移動経路の一端のホームポジションと対抗する位置に設けてあるが、前述したようにホームポジションでもよく、印字ヘッドの移動経路の途中であってもよい。またこの光検出手段をヘッド側に取り付けてもよく、この場合、空吐出時のみならず印字中も含め常時インク滴の吐出検出の確認が可能となる。
【００１８】
ノズル列２を直線上に結んだ線に対する光検出手段の光軸１０の傾きθｘは、あらかじめ光検出手段の光センサ感度領域５をフルに活用するように設定されている。つまり、光センサ感度領域５に対するインク滴の遮光面積が最大限に取れるよう設定される。
【００１９】
ノズル列のノズル数が増えた場合は、現状に対してセンサ感度領域５をオーバーするノズルが発生し、特にノズル列の両端のノズルはその確率が高い。そこでこのような不具合を解消するため、前記光軸１０の傾きθｘを調整し、検出すべきノズル列がセンサ感度領域５にフルに入るように予め設定される。
【００２０】
逆に現状に対してノズル列のノズル数が減った場合は、ノズル列に対してセンサ感度領域５が余るようになるため、前記光軸１０の傾きθｘを調整してノズル列の両端のノズルがセンサ感度領域５にフルに入るように予め設定される。
【００２１】
上述の場合は、ノズル列のノズル数の増減に対して、ノズル列２を直線上に結んだ線に対する光検出手段の光軸１０の傾きθｘを調整することで光センサ感度領域５をフルに活用したが、図４の様にノズル面９に対する光検出手段の光軸１０の傾きθｙを調整して、光センサ感度領域５をフルに活用するようにしてもよい。
【００２２】
また、ノズル列に対する光検出手段の光軸１０の傾きθｘとヘッドノズル面に対する光検出手段の光軸１０の傾きθｙの両者を調整して、光センサ感度領域５をフルに活用するようにしてもよい。
【００２３】
次に、本発明の実施例における吐出検出方法と目詰まり解消について説明をする。印字媒体にインク滴を飛翔させて記録を行う前に、印字媒体から離れた位置においてノズルの目詰まりを検出する。
【００２４】
光検出手段１４では、光センサ発光部３から出力される検出光６は、光センサ受光部４に向かって発光されている。まず、インク滴の検出を行う前にノズル列２からインク滴を吐出させない状態で光センサ発光部３から出力された検出光６が光センサ受光部４によって検出できるかどうか確認しておく。その後ヘッド１のノズル面上、或いはエッジ上に配されたノズル８からインク滴７が、光センサ発光部３から出された検出光６を横切って飛翔していく。その際に検出光６はインク滴７によって散乱されることにより光センサ受光部４に届く光量が変化する。この時の変化を電気的信号により検出することでノズル８からインク滴が吐出されたかどうかが検出される。
【００２５】
同様に他のノズル列に対しても、ヘッド１を適宜Ａ方向に微小移動させ、同様の操作を繰り返して行うことによってノズル列２におけるどのノズルが目詰まりを起こしているか検出が行われる。
【００２６】
その際に、目詰まりが検出された場合には、直ちにそのノズルの目詰まりを解消せずに、ノズル列２の最後のノズルの検出が終了するまで吐出検出を続け、ノズル２の吐出検出が終了した時点で目詰まりを起こしたノズルに対して、数回インク滴が吐出しているか検出を行いながら吐出させて目詰まりを解消させる。ある回数以上吐出させても目詰まりが解消されない場合には、キャップ２２、ポンプ２１による目詰まり解消の操作が自動的に行われる。
【００２７】
目詰まり解消後、次の（若しくは隣り合う）ノズル列に対してどのノズルが目詰まりを起こしているか検出が行われ、目詰まり解消の操作が行われる。この様に本発明では、吐出検出および目詰まり解消はノズル列毎にが行われるが、ヘッドのノズル数が少ないヘッドに対しては、目詰まり解消を全ノズルの吐出検出が終了した後行ってもよいことはいうまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ヘッドノズル列に対してインク吐出検出器を所定の傾きをもって配置してセンサの遮光面積を稼いでいるため、センサの感度の向上が図れ、ノズル数或いはノズル密度が上がった場合にも対応でき、センサ感度の高い吐出検出器を用いることなく、安価なインク吐出検出器でノズルの目詰まりを検出することができるという効果がある。また、本発明ではインクジェット記録装置のインク吐出検出をノズル列毎に行うので、インク吐出不可のノズルがノズル列中に幾つかあった場合でも、１ノズル毎にインク吐出の回復手段を用いる場合とは異なり、ノズル列毎にインク吐出回復手段を用いるため、インク吐出回復までの時間が短時間で済む。特にノズル密度の高いヘッドに対しては効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したインクジェット記録装置の全体図。
【図２】本発明におけるインクジェット記録装置のインク吐出検出器とヘッドの位置関係をヘッドノズル上面からみた図。
【図３】本発明におけるインクジェット記録装置のインク吐出検出器とヘッドの位置関係をヘッド断面からみた図。
【図４】本発明におけるインクジェット記録装置のインク吐出検出器の応用例を示す図。
【図５】従来技術のインクジェット記録装置におけるインク吐出検出器とヘッドの位置関係を示す図。
【符号の説明】
１ヘッド
２ヘッドノズル列
３光センサ発光部
４光センサ受光部
５光センサ感度領域
１０光軸
θｘノズル列に対する光検出手段の光軸の傾き
１３キャリッジ移動方向

Claims

印字媒体に対して相対的に往復移動できるように構成されたキャリッジと、前記キャリッジに設けられ、複数個のノズル列を配し、そのノズル列からインク滴を吐出させる印字ヘッドを有したインクジェット記録装置において、
前記ノズル列の列方向に対して、ノズル列の中心を回転中心とし時計回り或いは反時計回りに所定の第１の傾きをもち、かつ、ヘッドノズル面に対して所定の第２の傾きをもつ光軸を有する光で走査する１対の光検出手段を有し、
前記光検出手段は、前記光軸の周囲の所定幅内に吐出されたインク滴を検出可能な感度領域を有し、
前記ノズル列の長さは前記感度領域の幅よりも長く、
前記光軸の前記所定の第１および第２の傾きは、前記ノズル列のすべてのノズルから吐出されるインク滴が同時に前記感度領域内に含まれ得る角度であって、前記各ノズルから吐出されるインク滴による前記感度領域の遮光面積が最大となる角度を有し、
前記ノズル列ごとに前記各ノズルから前記光に向かって前記ノズル列単位でインク滴を吐出して前記ノズル列の最後のノズルの検出が終了するまでインク吐出検出を行うインクジェット記録装置。
インク滴を吐出するための複数のノズルが列状に配置された記録ヘッドと、該記録ヘッドを、印字媒体に対して相対的に往復移動させるためのキャリッジと、前記ノズルの吐出状態を検出する吐出検出器を有するインクジェット記録装置において、
前記吐出検出器は、発光素子と受光素子を備え、
各素子を結ぶ光軸が、前記ノズルの列方向に対し、所定の第１の傾きをもち、かつ、ヘッドノズル面に対して所定の第２の傾きをもつように配置されており、
前記吐出検出器は、前記光軸周囲の所定幅内に吐出されたインク滴を検出可能な感度領域を有し、
前記ノズルの列の長さは前記感度領域の幅よりも長く、
前記光軸の前記所定の第１および第２の傾きは、前記ノズルの列のすべてのノズルから吐出されるインク滴が同時に前記感度領域内に含まれ得る角度であって、前記各ノズルから吐出されるインク滴による前記感度領域の遮光面積が最大となる角度を有し、
前記各ノズルから前記発光素子が射出する光に向かって前記ノズル列単位でインク滴を吐出して前記ノズル列の最後のノズルの検出が終了するまでインク吐出検出を行う、インクジェット記録装置。
請求項２記載のインクジェット記録装置において、前記吐出検出器が、前記記録ヘッドのホームポジションに配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項３記載のインクジェット記録装置において、前記ホームポジションは、前記ノズルの回復処理を行うための空吐出を行う位置であることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項２記載のインクジェット記録装置において、前記吐出検出器が、前記記録ヘッドもしくは、前記記録ヘッドを搭載するキャリッジに設けられていることを特徴とするインクジェット記録装置。
インク滴を吐出するためのノズル列を有するヘッドと、
前記ノズル列の列方向に対して所定の第１の傾きをもち、かつ、ヘッドノズル面に対して所定の第２の傾きをもつ光軸を有する光を射出する発光部と前記光を受ける受光部とを有する光検出手段と、
前記ヘッドを前記光に対して相対的に移動させつつ、前記ノズル列ごとに前記各ノズルから前記ノズル列の最後のノズルの検出が終了するまで前記光に向かって前記ノズル列単位でインク滴を吐出させ、前記受光部による前記光の受光量を検出する制御部と、を備え、
前記光検出手段は、前記光軸周囲の所定幅内に吐出されたインク滴を検出可能な感度領域を有し、
前記ノズル列の長さは前記感度領域の幅よりも長く、
前記光軸の前記所定の第１および第２の傾きは、前記ノズル列のすべてのノズルから吐出されるインク滴が同時に前記感度領域内に含まれ得る角度であって、前記ノズル列から吐出されるインク滴による前記感度領域の遮光面積が最大となる角度である、記録装置。
印字媒体に対して相対的に往復移動できるように構成されたキャリッジと、前記キャリッジに設けられ、複数個のノズル列を配し、そのノズル列からインク滴を吐出させる印字ヘッドを有したインクジェット記録装置において、不動作ノズルを検出する方法であって、
前記ノズル列の列方向に対して、ノズル列の中心を回転中心とし時計回り或いは反時計回りに所定の第１の傾きをもち、かつ、ヘッドノズル面に対して所定の第２の傾きをもつ光軸を有する光で走査する工程と、
前記ノズル列ごとに前記各ノズルから前記光に向かって前記ノズル列単位でインク滴を吐出して前記ノズル列の最後のノズルの検出が終了するまでインク吐出検出を行う工程と、を含み、
前記ノズル列の長さは前記光の感度領域の幅よりも長く、
前記光軸の前記所定の第１および第２の傾きは、前記ノズル列のすべてのノズルから吐出されるインク滴が同時に前記感度領域内に含まれ得る角度であって、前記各ノズルから吐出されるインク滴による前記感度領域の遮光面積が最大となる角度を有する、不動作ノズル検出方法。
インク滴を吐出するための複数のノズルが列状に配置された記録ヘッドと、該記録ヘッドを印字媒体に対して相対的に往復移動させるためのキャリッジと、発光素子と受光素子を備え前記ノズルの吐出状態を検出する吐出検出器と、を有するインクジェット記録装置において、不動作ノズルを検出する方法であって、
前記発光素子から前記受光素子に向けて、光軸が、前記ノズルの列方向に対し、所定の第１の傾きをもち、かつ、ヘッドノズル面に対して所定の第２の傾きをもつような光を射出する工程と、
前記ノズルの列ごとに前記各ノズルから前記光に向かって前記ノズル列単位でインク滴を吐出して前記ノズル列の最後のノズルの検出が終了するまでインク吐出検出を行う工程と、を含み、
前記吐出検出器は、前記光軸周囲の所定幅内に吐出されたインク滴を検出可能な感度領域を有し、
前記ノズルの列の長さは前記感度領域の幅よりも長く、
前記光軸の前記所定の第１および第２の傾きは、前記ノズルの列のすべてのノズルから吐出されるインク滴が同時に前記感度領域内に含まれ得る角度であって、前記各ノズルから吐出されるインク滴による前記感度領域の遮光面積が最大となる角度を有する、不動作ノズル検出方法。
請求項８記載の不動作ノズル検出方法であって、さらに、
インク滴の吐出検出を、前記記録ヘッドのホームポジションにおいて行う工程を含む、不動作ノズル検出方法。
請求項９記載の不動作ノズル検出方法であって、さらに、
前記ホームポジションにおいて、前記ノズルの回復処理を行うための空吐出を行う工程を含む、不動作ノズル検出方法。
インク滴を吐出するためのノズル列を有するヘッドを備えた記録装置において、不動作ノズルを検出する方法であって、
前記ノズル列の列方向に対して所定の第１の傾きをもち、かつ、ヘッドノズル面に対して所定の第２の傾きをもつ光軸を有する光を射出する工程と、
前記ヘッドを前記光に対して相対的に移動させつつ、前記ノズル列ごとに前記各ノズルから前記ノズル列の最後のノズルの検出が終了するまで前記光に向かって前記ノズル列単位でインク滴を吐出させる工程と、を備え、
前記光は光軸周囲の所定幅内に吐出されたインク滴を検出可能な感度領域を有し、
前記ノズル列の長さは前記感度領域の幅よりも長く、
前記光軸の前記所定の第１および第２の傾きは、前記ノズル列のすべてのノズルから吐出されるインク滴が同時に前記感度領域内に含まれ得る角度であって、前記ノズル列から吐出されるインク滴による前記感度領域の遮光面積が最大となる角度である、不動作ノズル検出方法。