JP4483316B2 - Inkjet recording apparatus and optical path detection method - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録装置及び光路検出方法に係り、特に、発光素子及び受光素子を有するノズル欠を検知するための検知装置を備えるシリアルヘッド方式のインクジェット記録装置、及び発光素子及び受光素子により形成される光路を検出するための光路検出方法に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus and an optical path detection method, and more particularly to a serial head type ink jet recording apparatus having a detecting device for detecting a nozzle shortage having a light emitting element and a light receiving element, and a light emitting element and a light receiving element. The present invention relates to an optical path detection method for detecting an optical path to be performed.
近年、紙や布帛、樹脂フィルム等の種々の記録媒体に対して高精細な画像記録を行うことができ、ランニングコストが安価で、画像記録の動作が静かである等の理由から、インクジェットヘッド(以下、ヘッドという。)に設けられた複数のインク吐出口から記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置が広く普及している。 In recent years, an inkjet head (for example, because high-definition image recording can be performed on various recording media such as paper, fabric, and resin film, the running cost is low, and the image recording operation is quiet. Hereinafter, inkjet recording apparatuses that perform recording by discharging ink onto a recording medium from a plurality of ink discharge ports provided in a head) are widely used.
このようなインクジェット記録装置では、ヘッドのインク吐出口がインク等で詰まってインクの吐出機能が低下する、いわゆるノズル欠の状態になると、高精細な画像の記録性能が著しく損われるため、比較的頻繁にヘッド面のクリーニングが行われる。 In such an ink jet recording apparatus, when the ink discharge port of the head is clogged with ink or the like and the ink discharge function is lowered, so that the recording performance of high-definition images is remarkably impaired when the so-called nozzle shortage occurs. The head surface is frequently cleaned.
図9は、シリアルヘッド方式のインクジェット記録装置におけるノズル欠検知を示す概略図である。インクジェット記録装置100には、発光素子102、受光素子103及びインク受け皿104等よりなる検知装置101が設けられており、発光素子102と受光素子103との間に光路105が形成されている。ノズル欠検知においては、複数のインク吐出口106が設けられたヘッド107を主走査方向Xに移動させてこの検知装置101の上方に位置させる。そして、各インク吐出口106に吐出開始信号を順次送り、インク受け皿104に向けて各インク吐出口106からインクIを順次吐出させる。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating nozzle missing detection in a serial head type inkjet recording apparatus. The ink
その際、吐出開始信号を送ってインク吐出口106からインクIが正常に吐出されれば、吐出されたインク滴108が光路105を遮り、受光素子103からの出力が大きく変化する。しかし、インク吐出口106がノズル欠を起こしていると、インクIが不十分にしか吐出されず、受光素子103からの出力変化が小さくなる。吐出開始信号を送ってもインク吐出口106からインクIがまったく吐出されなければ、光路105は遮られないから、受光素子103からは何ら出力が変化しない。従って、受光素子103から出力される信号をモニターすることで、インク吐出口がノズル欠を起こしているかどうかが分かる。
At this time, if the ink I is normally ejected from the
ヘッド107が複数ある場合にも、図10に示すように、ヘッド107を主走査方向Xに順次移動させながら、図9に示したノズル欠検知を行うことで、各インク吐出口のノズル欠を検知することができる。
Even when there are a plurality of
このようなノズル欠検知が成立するためには、ヘッドと検知装置との相対的な位置関係を、ヘッドのインク吐出口から吐出されたインク滴が検知装置の光路を的確に遮るような位置関係にする必要がある。しかし、装置を構成するうえで、ヘッド等のインクジェット記録装置を構成する各装置自体の寸法公差や各構成装置の固体差等による位置ずれ等が生じるのは避けられないから、結局は、インクジェット記録装置ごとに、ヘッドと検知装置との最適な相対位置を割り出さざるを得ない。 In order to establish such nozzle missing detection, the relative positional relationship between the head and the detection device is such that the ink droplets ejected from the ink ejection port of the head accurately block the optical path of the detection device. It is necessary to. However, in constructing the apparatus, it is inevitable that a positional deviation or the like due to a dimensional tolerance of each apparatus constituting the ink jet recording apparatus such as a head or a solid difference of each constituent apparatus occurs. For each device, the optimum relative position between the head and the detection device must be determined.
ヘッドと検知装置との最適な相対位置を割り出す方法としては、例えば、ヘッドが複数ある場合に、1つのヘッドで記録したテストパターンを基準にして残りのヘッドごとにテストパターンを記録して基準のテストパターンと比較して吐出タイミングを補正しておき(特許文献1参照)、検知装置の光路に前記基準となるヘッドを位置合わせして、すべてのヘッドについてノズル欠検知を行う方法が知られている。このような各ヘッド間の吐出タイミングの補正は、複数のヘッドを有するインクジェット記録装置では必須の調整作業であるが、ノズル欠検知のために毎回行うのでは作業が煩雑になり過ぎる。 As a method for determining the optimum relative position between the head and the detection device, for example, when there are a plurality of heads, the test pattern recorded by one head is used as a reference and the test pattern is recorded for each remaining head. A method is known in which the ejection timing is corrected in comparison with a test pattern (see Patent Document 1), the reference head is aligned with the optical path of the detection device, and nozzle missing detection is performed for all the heads. Yes. Such correction of the ejection timing between the heads is an indispensable adjustment work in the ink jet recording apparatus having a plurality of heads, but the work becomes too complicated if it is performed every time for detecting the missing nozzle.
そのため、より簡便な方法や装置として、インク吐出口からインクを吐出させながらヘッドを光路を含む所定の移動範囲で移動させて検知装置の受光素子からの出力分布を求め、出力分布が最大となる位置でノズル欠検知を行うインクジェット記録装置(特許文献2参照)や、検知装置近傍の複数の位置でインクの吐出と検知を行い、検知位置を補正していく記録装置(特許文献3)が提案されている。
前記特許文献2や特許文献3に記載された装置や方法は、ヘッドと検知装置との相対位置を変えながらインクを吐出して、検知装置の光路を発見(検出)していくという発想に基づくものであり、光路検出方法と言うべきものである。
The devices and methods described in
しかしながら、特許文献2に記載された装置のように、検知装置の受光素子からの正規分布的な出力分布から最大値を判別するには、通常、山登り制御と呼ばれるような構成、即ち、過去のデータと現在のデータを比較しながら、ピークを通過した時点で最大値が分かるという構成をとる。従って、A/D変換器やメモリが必要で複雑で高価な回路構成となる。さらに、インクジェット記録装置のような微小な液滴を検出する場合等には、微弱な信号を直流増幅することになり、S/Nが必ずしも良いものとはならない。
However, as in the device described in
また、信号の変化分のみを検出して交流増幅する場合には、増幅度を高くとることができ、その振幅の最大を検出するような構成をとるため、S/Nは改善するが、やはり回路構成が複雑となり、さらに、その最大振幅の取得回路において遅延時間が生ずるため、正確な最大値を示す位置がずれてしまうという問題がある。 In addition, when detecting only the change in the signal and performing AC amplification, the degree of amplification can be increased, and since the maximum amplitude is detected, the S / N is improved. There is a problem that the circuit configuration becomes complicated, and further, a delay time is generated in the acquisition circuit having the maximum amplitude, so that the position indicating the accurate maximum value is shifted.
さらに、このような光路検出方法では、インクを大量に消費しなければならない場合が多く、ランニングコストが増大してしまうという問題もある。 Furthermore, such an optical path detection method often requires a large amount of ink to be consumed, resulting in an increase in running cost.
また、特許文献3に記載された装置では、光路近傍と思われる数カ所の位置の中から最適な位置を選ぶだけなので、選ばれた位置が必ずしも高感度にノズル欠を検知可能な位置とは限らない。さらに、通常、このような検知装置の回路構成では、コンデンサ等を用いたフィルタが使用されるが、電圧の増大、減少等に時間遅延を生じてしまう。近年、ヘッドから吐出されるインク滴の微小化が進んでおり、感度よくインク滴を検知できるインクジェット記録装置の開発が求められている。
Further, in the apparatus described in
そこで、本発明の目的は、簡単な回路構成で、かつ、インクの吐出量を極力抑えながら検知装置の光路を検出し高感度にノズル欠検知を行うことが可能なインクジェット記録装置を提供することであり、その検知装置の光路を検出するための簡単で確実な光路検出方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus having a simple circuit configuration and capable of detecting the optical path of the detection apparatus while suppressing the ink discharge amount as much as possible to detect missing nozzles with high sensitivity. It is an object of the present invention to provide a simple and reliable optical path detection method for detecting the optical path of the detection device.
前記の問題を解決するために、請求項1に記載のインクジェット記録装置は、
複数のインク吐出口を有するインクジェットヘッドを用い、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
前記インクジェットヘッドを主走査方向に沿って往復走査させる移動装置と、
発光素子及び受光素子を有し、前記インクジェットヘッドのインク吐出口から吐出されるインクの有無を、前記発光素子と前記受光素子とにより前記主走査方向に直交する方向に沿って形成される光路上で検知するための検知装置と、
を備え、
前記検知装置と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させて、前記発光素子と前記受光素子との間に形成される光路を検出するための吐出を行うに際し、
光路の鉛直上方へ向かって前記インクジェットヘッドを前記主走査方向の一方に走査させつつ前記インク吐出口から断続的にインクを吐出させ、前記検知装置により当該インクが最初に検知された前記主走査方向の位置を光路の一端として検出し、
光路の鉛直上方へ向かって前記インクジェットヘッドを前記主走査方向の他方に走査させつつ前記インク吐出口から断続的にインクを吐出させ、前記検知装置により当該インクが最初に検知された前記主走査方向の位置を光路の他端として検出し、
検出された光路の両端の範囲内において、インクの有無を検知するための吐出を行うことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the ink jet recording apparatus according to
In an inkjet recording apparatus that uses an inkjet head having a plurality of ink ejection openings to perform recording by ejecting ink onto a recording medium.
A moving device for reciprocatingly scanning the inkjet head along a main scanning direction ;
A light-emitting element and a light receiving element, the presence or absence of ink discharged from the ink discharge ports of the ink jet head, an optical path is formed along a direction perpendicular to the main scanning direction by the light emitting element and the light receiving element A detection device for detecting with,
With
In performing ejection for detecting an optical path formed between the light emitting element and the light receiving element by relatively moving the detection device and the inkjet head,
The main scanning direction in which the ink is first detected by the detection device by causing the ink jet head to scan the ink jet head in one of the main scanning directions in the vertical direction of the optical path and intermittently discharging ink from the ink discharge port. detecting a position as one end of the optical path,
The main scanning direction in which the ink is first detected by the detection device by causing the ink jet head to scan the ink jet head to the other side of the main scanning direction in the vertical direction of the optical path and intermittently discharging ink from the ink discharge port. detecting a position as the other end of the optical path,
In the range of both ends of the detected optical path , ejection for detecting the presence or absence of ink is performed.
請求項1に記載の発明によれば、インクジェットヘッドを主走査方向の一方に移動させながらインク吐出口から断続的にインクを吐出させて光路の一端を検出する。また、同様に反対方向にヘッドを移動させながら、光路の他端を検出することで、検知装置の発光素子と受光素子との間に形成される光路を検出することができる。 According to the first aspect of the present invention, ink is ejected intermittently from the ink ejection port while the inkjet head is moved in one of the main scanning directions to detect one end of the optical path. Similarly, by detecting the other end of the optical path while moving the head in the opposite direction, the optical path formed between the light emitting element and the light receiving element of the detection device can be detected.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のインクジェット記録装置において、前記インクの有無を検知するための吐出は、前記光路の両端の中央で行うことを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, in the ink jet recording apparatus according to
請求項2に記載の発明によれば、光路の両端の中央、即ち、発光素子から受光素子に向けて照射する光の光軸に向けてインクを吐出させてインクの有無を検知することができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明は、光路検出方法において、
インクジェット記録装置において、主走査方向に沿って往復走査可能なインクジェットヘッドのインク吐出口から吐出されるインクの有無を検知するための検知装置を用い、当該検知装置を構成する発光素子と受光素子とにより前記主走査方向に直交する方向に沿って形成される光路を検出するための光路検出方法であって、
光路の鉛直上方へ向かって前記インクジェットヘッドを前記主走査方向の一方に走査させつつ前記インク吐出口から断続的にインクを吐出させ、前記検知装置により当該インクが最初に検知された前記主走査方向の位置を光路の一端として検出した後、
光路の鉛直上方へ向かって前記インクジェットヘッドを前記主走査方向の他方に走査させつつ前記インク吐出口から断続的にインクを吐出させ、前記検知装置により当該インクが最初に検知された前記主走査方向の位置を光路の他端として検出することを特徴とする。
The invention according to
In an inkjet recording apparatus, a detection device for detecting the presence or absence of ink ejected from an ink ejection port of an inkjet head capable of reciprocating scanning along the main scanning direction is used, and a light-emitting element and a light-receiving element that constitute the detection apparatus An optical path detection method for detecting an optical path formed along a direction orthogonal to the main scanning direction by:
The main scanning direction in which the ink is first detected by the detection device by causing the ink jet head to scan the ink jet head in one of the main scanning directions in the vertical direction of the optical path and intermittently discharging ink from the ink discharge port. After detecting the position of as one end of the optical path,
The main scanning direction in which the ink is first detected by the detection device by causing the ink jet head to scan the ink jet head to the other side of the main scanning direction in the vertical direction of the optical path and intermittently discharging ink from the ink discharge port. and detecting the position as the other end of the optical path.
請求項3に記載の発明によれば、ヘッドを往復移動させながらインクを吐出させ、受光素子からの出力電圧を監視することで、光路の両端を検出でき、光路を検出することができる。
According to the invention described in
請求項1に記載の発明によれば、インクジェットヘッドの主走査方向の一方への走査で光路の一端を検出し、それと反対方向の主走査方向の他方への走査で光路の他端を検出するため、光路の主走査方向の両端の位置を正確に検出することができる。しかも、検出装置は、ピークホールド手段や低域フィルタ手段等を用いるだけの簡単な回路構成で光路の両端を検出することができる。インク吐出口から断続的にインクを吐出させることで、検知装置の発光素子と受光素子との間に形成される光路を検出することができる。その際、光路の両端が検出されればそれで足りるから、光路の一端又は他端が検出されたらすぐにインクの吐出を停止させることができるため、少ないインクの吐出量でインクの吐出を高感度に検知し得る検知装置の光路の範囲を特定することが可能となる。また、本発明では、前記のように確実に光路を検出できるため、その光路の両端の範囲内では、高感度にノズル欠検知を行うことができる。
According to the invention described in
請求項2に記載の発明によれば、光路の両端の中央、即ち、発光素子から受光素子に向けて照射する光の光軸に向けてインクを吐出させてインクの有無を検知することができるため、前記効果に加えて、さらに高感度にノズル欠検知を行うことが可能となる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、ヘッドを往復移動させながらインクを吐出させ、受光素子からの出力電圧を監視することで、光路の両端を検出できるので、光路を簡単に検出することができる。しかも、従来のように、光路近傍と思われる数カ所の位置の中から最適な位置を選ぶのに対し、本発明では光路の両端を的確に検出するため、光路を確実に検出することができる。
According to the invention described in
以下、本発明のインクジェット記録装置に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the ink jet recording apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態のインクジェット記録装置を示す概略図である。インクジェット記録装置1は、図1に示すように、棒状のガイドレール2を有しており、ガイドレール2には、キャリッジ3が支持されており、キャリッジ3は、図示しない主走査モータ等よりなるキャリッジ駆動機構によりガイドレール2に沿った矢印Xの方向(以下、主走査方向Xという。)に往復移動可能とされている。
FIG. 1 is a schematic view showing an ink jet recording apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the ink
キャリッジ3には、記録媒体Pに対して、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)等の各色のインクを吐出して記録を行う図示しないインク吐出口が設けられたインクジェットヘッド4(以下、ヘッド4という。)が搭載されている。即ち、本実施形態では、前記主走査モータ等よりなるキャリッジ駆動機構がヘッド4を往復走査させる移動装置に該当する。
The
また、キャリッジ3には、ヘッド4に供給する各色のインクを貯留するためのサブインクタンクが搭載されており、それぞれのサブインクタンクには、各色のインクを貯蔵するインクタンクに接続されたインク供給管がそれぞれ連結されている。サブインクタンクには、インク供給管を介してインクタンクから適宜インクが供給されるようになっている。
The
ヘッド4は、ガイドレール2に沿ったキャリッジ3の往復移動にあわせて主走査方向Xに走査しながら、インク吐出口から各色のインクを記録媒体Pに対して吐出して記録媒体P上に記録を行うように構成されている。本実施形態では、その際、ヘッド4がその往路方向への走査及び復路方向への走査の両方でそれぞれインクを吐出し、インクジェット記録を行うように設定されている。
The
キャリッジ3の移動可能範囲の中央部分は、記録媒体Pに記録を行う記録領域とされており、この記録領域には、記録媒体Pを主走査方向Xと直交する副走査方向Yに搬送する搬送装置5が配設されている。この搬送装置5には、搬送ベルト6を周回動作させる駆動ローラ7と、搬送ベルト6の動作に従動して回転するとともに搬送ベルト6にテンションを付与するテンションローラ8、8が互いに平行に設けられており、駆動ローラ7及びテンションローラ8、8には、記録媒体Pを平面状に支持して前記ヘッド4のインク吐出口と対向する位置に搬送するための搬送部材としての無端状の搬送ベルト6が張設されている。搬送ベルト6を介して前記ヘッド4のインク吐出口に対向する位置には、搬送ベルト6を帯電させて記録媒体Pを搬送ベルト6に静電吸着させるための平板状の静電吸着装置9が設けられている。
The central part of the movable range of the
搬送装置5は、記録時において、キャリッジ3の往復動作に合わせて、記録媒体Pの搬送と停止とを繰り返して記録媒体Pを間欠的に搬送するようになっている。
The
本実施形態では、キャリッジ3の移動方向の記録領域外に、キャリッジ3の図示しないホームポジションが設けられている。キャリッジ3は、稼動停止時等にホームポジションに移動して、ヘッド4のインク吐出口がホームポジションに設けられた図示しないキャップで覆われて、インク吐出口の乾燥を防止するようになっている。
In the present embodiment, a home position (not shown) of the
キャリッジ3の移動方向(即ち、主走査方向X)のホームポジションとは反対側の記録領域外には、ノズル欠の検知装置が設けられている。図2は、本実施形態のインクジェット記録装置の検知装置を示す概略図である。検知装置10には、LED(Light Emitting Diode)からなる発光素子11が図示しないガイドレール下方で副走査方向Yに光を照射する状態に配設されており、発光素子11から一定距離離間した位置には、フォトダイオードからなる平面状の受光素子12が発光素子11から照射される光の光軸13が垂直に入射する状態に配置されている。
A nozzle missing detection device is provided outside the recording area opposite to the home position in the movement direction of the carriage 3 (that is, the main scanning direction X). FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a detection device of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. In the
受光素子12の周囲には、外光を遮断する筐状のシールドケース14が配置されており、シールドケース14の発光素子11に対向する面には、発光素子11から照射される光を通過させる検知穴15が光軸13を中心とする円形状に穿設されている。図2では、発光素子11から照射される光の広がりや検知穴15が強調されて表現されているが、実際に、発光素子11からは進行するに従って広がる光が照射され、直径約3mm程度の検知穴15を通過した光が受光素子12に到達し、受光素子12により感知されるように構成されている。
A casing-shaped
前記のように発光素子11と受光素子12とにより形成される光路16の鉛直下方には、有底の矩形状のインク受け皿17が長辺を光軸に平行に向けた状態、即ち、長辺を副走査方向Yに向けた状態で配設されており、キャリッジ3の主走査方向Xへの移動によりヘッド4が発光素子11と受光素子12とにより形成される光路の鉛直上方に運ばれてくると、ヘッド4のノズル面18にインク吐出口19の列と、発光素子11から照射される光の光軸13と、インク受け皿17の中心線20とが同一平面上に平行に並ぶように配置されている。そのため、ヘッド4のインク吐出口19からインクIが吐出されると、インクIは、下方の光路16を遮るようにして通過した後、さらに下方のインク受け皿17に落下するようになっている。
As described above, the bottomed
図3は、検知装置の回路構成を示すブロック図である。検知装置10では、受光素子11の出力値が電流増幅手段21で増幅され、さらに交流増幅手段22により交流増幅されるように構成されている。電流増幅手段21で増幅された出力電流は振幅帰還手段23を介して発光素子12に送られるようになっている。交流増幅手段22により交流増幅された出力電圧aは、ピークホールド手段24に入力され、その出力電圧bが基準電圧Vrefと第1比較手段25により比較されて、出力電圧bが基準電圧Vrefより高ければ高電圧を出力し、出力電圧bが基準電圧Vrefより低ければ0Vを出力する検出電圧cがインクジェット記録装置の中央処理装置26(以下、CPU26という。)に出力されるようになっている。また、交流増幅手段22により交流増幅された出力電圧aは、低域フィルタ手段27に入力され、その出力電圧dが出力電圧aと第2比較手段28により比較されてON/OFF信号化され、そのON/OFF信号化された検知電圧eが前記CPU26に出力されるようになっている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a circuit configuration of the detection device. The
尚、CPU26からは、発光素子11を点灯させ又は消灯させる信号が前記振幅帰還手段23を介して発光素子11に送られるようになっている。また、CPU26には、キャリッジ3に取り付けられたエンコーダセンサからの位置信号Ea、Eb(位置信号Ea、EbはそれぞれエンコーダセンサのA相及びB相に対応する。)が入力されるように構成されている。
A signal for turning on or off the
次に、本実施形態のインクジェット記録装置1の作用及び本実施形態における光路検出方法について説明する。
Next, the operation of the
記録時には、インクジェット記録装置1(図1参照)のガイドレール2に沿ってキャリッジ3が主走査方向Xに往復移動する。また、キャリッジ3の往復移動にあわせてキャリッジ3に搭載されたヘッド4が記録媒体Pの上方を主走査方向Xに走査しながら、インク吐出口から各色のインクを記録媒体Pに対して吐出して記録を行う。
During recording, the
前述したように、本実施形態では、ヘッド4は、その往路方向への走査及び復路方向への走査の両方でインクジェット記録を行うよう設定されている。具体的に言えば、搬送ベルト6が移動を停止して記録媒体Pを静止させた状態で、ヘッド4が主走査方向Xの往路方向に走査しながら記録媒体Pに対してインクを吐出し、ヘッド幅の記録を行う。ヘッド4の往路方向の走査が完了すると、搬送ベルト6が移動して副走査方向Yに記録媒体Pを前記ヘッド幅分だけ搬送して静止させる。そして、ヘッド4が復路方向に走査しながら同様にインクを吐出してヘッド幅の記録を行う。ヘッド4の復路方向への走査が完了すると、搬送ベルト6が再度移動して副走査方向Yに記録媒体Pをヘッド幅分だけ搬送して静止させる。これを繰り返すことにより、記録媒体P上に面状に画像が記録される。
As described above, in the present embodiment, the
キャリッジ4に搭載されたヘッド4は、ノズル欠検知を受けるため、主走査方向Xに移動して検知装置10の上方に運ばれる。
Since the
ここで、前記検知装置10の構造(図2参照)及び回路構成(図3参照)に基づいて検知装置10の発光素子11及び受光素子12により形成される光路16の検出方法について説明する。
Here, a detection method of the
まず、検知装置10においてヘッド4のインク吐出口19からインクIを吐出した場合に、検知装置10の回路構成からどのような波形の出力が得られるかについて、図4及び図5等を参照しながら説明する。尚、簡単のために、ここではヘッド4が1つの場合について述べる。また、ヘッド4の位置は、ヘッド4を搭載したキャリッジ3に取り付けられたエンコーダセンサからインクジェット記録装置1のCPU26に入力されるリニアエンコーダの位置信号Ea、Eb(図5参照)により特定される。図5の横軸は時間軸である。
First, referring to FIG. 4 and FIG. 5 and the like, what waveform output is obtained from the circuit configuration of the
ヘッド4を主走査方向Xに一定速度で移動させ、インク受け皿17がインクを収容し得る位置Aの鉛直上方にヘッド4のインク吐出口19がさしかかった時点で、CPU26からヘッド4に断続的に吐出開始信号s(図5参照)を送る。吐出開始信号sは、例えば、ヘッド4の複数のインク吐出口19のうちから任意(例えば10個に1個)の割合でインク吐出口19を選択し、その選択された複数のインク吐出口19からインクIを吐出するようにする。
When the
しかし、インク吐出口19がまだ位置Aの上方にある段階では、吐出開始信号sに応じてインク吐出口19から吐出されたインクIは、検知装置10の発光素子11及び受光素子12により形成される光路16上を通過しないから、受光素子からの出力電流が電流増幅手段21及び交流増幅手段22で増幅されて得られた出力電圧aの波形には変化が現れない。
However, when the
ヘッド4が主走査方向Xにさらに進み、ヘッド4のインク吐出口19から吐出されたインクIが光路16を通過し遮り始める位置Bに達すると、光量の変化を検出し、交流増幅手段22の出力電圧aに正弦波状の信号変化が生じる。その際、出力電圧aが入力されたピークホールド手段24からは、出力電圧aのピーク値が維持された出力電圧bが出力される。その出力電圧bと基準電圧Vrefとが第1比較手段25により比較され、出力電圧bが基準電圧Vrefを超えると第1比較手段25から出力される検出電圧cが0から高電圧の状態に変わる。
When the
正確に言えば、検出信号cが0から高電圧の状態に変わる位置Bよりも位置A寄りの位置で、交流増幅手段22からの出力電圧aの波形に弱く交流波形が現れ始める。しかし、このような弱い波形では、インクIの有無が明確に検知できないから、本実施形態では、波形のピークが基準電圧Vrefを超えない場合は、インクIが光路16を通過したとはみなさないこととしている。
To be precise, an AC waveform starts to appear weakly in the waveform of the output voltage a from the AC amplifying means 22 at a position closer to the position A than the position B where the detection signal c changes from 0 to a high voltage state. However, since the presence or absence of the ink I cannot be clearly detected with such a weak waveform, in this embodiment, if the peak of the waveform does not exceed the reference voltage Vref, the ink I is not regarded as having passed through the
また、出力電圧aは、低域フィルタ手段27に入力され、低域フィルタ手段27からは、図5に示すような出力電圧dが出力される。この出力電圧dが第2比較手段28により元の出力電圧aと比較され、出力電圧aの交流波形のピーク値の部分に対応するように第2比較手段28から出力される検知電圧eが0から高電圧の状態に変わり、櫛歯状の波形が得られる。
The output voltage a is input to the low-
ヘッド4が主走査方向Xにさらに進んでいくと、交流増幅手段22からの出力電圧aのピーク値が増加していき位置Cを超えるとピーク値は減少していく。その間、検出電圧cは高電圧の状態のままであり、検知電圧eは櫛歯状の波形を繰り返す。
As the
ヘッド4が主走査方向Xにさらに進んで、ヘッド4のインク吐出口19から吐出されたインクIが光路16を通過しなくなる位置Dに達すると、検知電圧eの櫛歯状の波形の繰り返しはなくなるが、検出電圧cは高電圧の状態をしばらく持続する。これは、ピークホールド手段24が出力電圧aのピーク値が維持する機能を持ち、その出力電圧bは非常に緩慢にしか減衰しないため、交流増幅手段22からの出力電圧aの交流波形が消えても、ピークホールド手段24からの出力電圧bが基準電圧Vrefより高ければ高電圧の状態が続くためである。
When the
次に、この検知装置10を用いた発光素子11及び受光素子12により形成される光路16の検出方法について説明する。
Next, a method for detecting the
本発明では、光路検出方法として、第1比較手段25から出力される検出電圧cを用い、ヘッド4の一方向への走査(以下、第1の走査という。)において光路16の一方のエッジ(例えば、前記説明における位置B)を検出し、反対方向への走査(以下、第2の走査という。)で光路16の他方のエッジ(例えば、前記説明における位置D)を検出して、光路16を検出する方法を採用する。
In the present invention, as the optical path detection method, the detection voltage c output from the first comparison means 25 is used, and one edge of the optical path 16 (hereinafter referred to as the first scan) in the
この本発明の光路検出方法について、図6のフローチャートを用いて、より具体的に説明する。 This optical path detection method of the present invention will be described more specifically with reference to the flowchart of FIG.
インクジェット記録装置1のCPU26は、ヘッド4を検出装置10上に移動させる主走査モータを駆動して(ステップS1)、ヘッド4の前記第1の走査を開始させる。そして、検出装置10の振幅帰還手段23を介して発光素子11に点灯信号を送り、発光素子11を点灯させる(ステップS2)。ヘッド4を搭載したキャリッジ3に取り付けられたエンコーダセンサから入力されるリニアエンコーダの位置信号Ea、Ebを確認しながらヘッド4が光路16の近傍にあるか否かを判断する(ステップS3)。例えば、図4の位置Aを予め決定して位置Aに対応するリニアエンコーダ位置を記憶しておき、ヘッド4がそのリニアエンコーダ位置に移動してきたときに、ヘッド4が光路16の近傍にあると判断する。
The
ヘッド4が光路16の近傍にあると判断されると、ヘッド4の複数のインク吐出口19の中から選択された複数のインク吐出口19からインクIを吐出させる(ステップS4)。その際、図5において示したように、前記選択された複数のインク吐出口19から3、4滴ずつ2ミリ秒程度の間隔をおいて断続的に吐出させる。
If it is determined that the
CPU26は、インク吐出口19からインクIの吐出を開始させると同時に、エンコーダセンサからの位置信号Ea、Ebの立ち上がりに同期して、検知装置10の第1比較手段25から出力される検出電圧cを入力する(ステップS5)。位置信号Ea、Ebの両方の立ち上がりに同期して検出電圧cを監視するのは、位置感度を2倍に上げるためである。そして、検出電圧cが高電圧(アクティブ)の状態にあるか否かを判断する(ステップS6)。検出電圧cがアクティブの状態でなければ検出電圧cの監視を続ける。
The
CPU26は、検出電圧cがアクティブの状態であると判断すると、そのリニアエンコーダ位置を記憶し(ステップS7)、ヘッド4のインク吐出口19からのインクIの吐出を停止させる(ステップS8)。このようにして、まず、ヘッド4の第1の走査により光路16の一方のエッジ(正確には、光路16の一方のエッジに対応するリニアエンコーダ位置)を検出する。
When the
CPU26は、インクIの吐出を停止したヘッド4を第1の走査方向に所定距離だけ移動させた後(ステップS9)、主走査モータを反転駆動させて(ステップS10)、ヘッド4の前記第2の走査を開始させる。以下、第1の走査の場合と同様にして、ヘッド4が光路16の近傍、例えば、図4の位置Dにあるか否かを判断し(ステップS11)、ヘッド4が光路16の近傍にあると判断されると、ヘッド4の選択された複数のインク吐出口19からインクIを吐出させる(ステップS12)。それと同時に、エンコーダセンサからの位置信号Ea、Ebの立ち上がりに同期して検出電圧cを入力し(ステップS13)、検出電圧cが高電圧(アクティブ)の状態にあるか否かを判断する(ステップS14)。
The
CPU26は、検出電圧cがアクティブの状態であると判断すると、そのリニアエンコーダ位置を記憶し(ステップS15)、ヘッド4のインク吐出口19からのインクIの吐出を停止させる(ステップS16)。このようにして、ヘッド4の第2の走査により光路16の他方のエッジ(正確には、光路16の他方のエッジに対応するリニアエンコーダ位置)を検出する。
If the
本発明のインクジェット記録装置1では、このようにして検出された光路16の両エッジの範囲内にヘッド4を位置させ、インク吐出口19からインクIの有無を検知するための吐出を行わせてノズル欠検知を行う。その際、ヘッド4を、光路16の両エッジの中央に位置させてノズル欠検知を行えば、高感度にノズル欠検知を行うことができ、好ましい。
In the ink
そのため、本実施形態では、前記光路検出方法でヘッド4の第2の走査により光路16の他方のエッジを検出してヘッド4のインク吐出口19からのインクIの吐出を停止させた後(前記ステップS16参照)、光路16の2つのエッジに対応する各リニアエンコーダ位置から中央位置を光路16の中心として算出して記憶する(ステップS17)。その後、検出装置10の振幅帰還手段23を介して発光素子11に消灯信号を送り、発光素子11を消灯させて(ステップS18)、光路16の検出を終了する。
Therefore, in the present embodiment, after the other edge of the
本発明の光路検出方法では、以上のようにして光路16を検出する。尚、ヘッド4が複数ある場合には、各ヘッド4について前記の作業を行ってもよく、また、1つのヘッド4に対して前記フローチャートに従って光路検出を行い、他の各ヘッド4については、各ヘッド4間の物理的距離だけ移動させるようにしてもよい。
In the optical path detection method of the present invention, the
次に、インクジェット記録装置1におけるノズル欠検知について、図7のフローチャート及び図8の検知装置10の回路構成からの出力電圧の時間経過を用いて、具体的に説明する。ノズル欠検知は、主に、検知装置10の第2比較手段28から出力される検知電圧eの櫛歯状の波形を監視することにより行う。
Next, nozzle missing detection in the
まず、インクジェット記録装置1のCPU26は、主走査モータを駆動させて、前記光路検出方法により検出された光路16の両エッジの範囲内の所定の位置又は両エッジの中央にノズル欠検知を行うヘッド4を移動させ、インク吐出口19の列を光路16に合わせる(ステップS19)。そして、発光素子11を点灯させる(ステップS20)。
First, the
CPU26は、発光素子11の点灯後、一定時間内に検知電圧eの出力があったか否かを判断し(ステップS21)、検知電圧eの出力が確認されない場合には、発光素子11や受光素子12等が不良であると判断してノズル欠検知を終了する。一定時間内に検知電圧eの出力が確認された場合には、対象となるヘッド4の全インク吐出口19から予備吐出を行う(ステップS22)。
The
そして、ヘッド4の複数のインク吐出口19の中から選択された複数のインク吐出口19からインクIを吐出させて、インクIの吐出が的確に検知されるかどうかの確認を行うための光路確認吐出を行う(ステップS23)。一定時間後、検知電圧eの出力があったか否かを判断し(ステップS24)、検知電圧eの出力が確認されない場合には、ヘッド4と光路16の位置がずれていると判断してノズル欠検知を終了する。
An optical path for confirming whether or not the ejection of the ink I is accurately detected by ejecting the ink I from the plurality of
尚、前記の発光素子11の点灯確認(ステップS21)及びエッジ4の位置ずれ判断(ステップS23)は、検知装置10の第1比較手段25から出力される検出電圧cを監視することにより行ってもよい。
Note that the lighting confirmation of the light emitting element 11 (step S21) and the positional deviation determination of the edge 4 (step S23) are performed by monitoring the detection voltage c output from the first comparison means 25 of the
CPU26は、検知電圧eの出力が確認されると、まず、mに1を代入して(ステップS25)、m番目のインク吐出口19に対して吐出開始信号を送る(ステップS26)。一定時間後に出力されるm番目のインク吐出口19からのインクIの吐出に対応する検知電圧eを記憶する(ステップS27)。そして、m番目のインク吐出口19からのインクIの吐出(ステップS26)と検知電圧eの記憶(ステップS27)を、対象となるヘッド4の全インク吐出口19に対して行う(ステップS28、S29)。全インク吐出口19に対してノズル欠検知が終了したら、発光素子11を消灯させて(ステップS30)、ノズル欠検知を終了する。
When the output of the detection voltage e is confirmed, the
ノズル欠検知において、図8に示すように、例えば、3番目のインク吐出口19からのインクIの吐出に対応すべき検知電圧eが0の状態である場合に、その3番目のインク吐出口10がノズル欠を起こしていることが分かる。ノズル欠を起こしているインク吐出口19は、適宜回復の処置が施される。
In nozzle missing detection, as shown in FIG. 8, for example, when the detection voltage e that should correspond to the ejection of ink I from the third
以上のように、本発明のインクジェット記録装置によれば、インクジェットヘッドを主走査方向の一方向に移動させながらインク吐出口から断続的にインクを吐出させ、受光素子からの出力を交流増幅した出力電圧が所定の電圧値以上になるリニアエンコーダ位置を光路のエッジとして検出する。そして、エッジを検出した後は、すぐにインクの吐出を停止する。また、同様に反対方向にヘッドを移動させながら、光路の反対側のエッジを検出してインクの吐出を停止する。 As described above, according to the inkjet recording apparatus of the present invention, the output from the light receiving element is AC-amplified by intermittently ejecting ink from the ink ejection port while moving the inkjet head in one direction of the main scanning direction. A linear encoder position where the voltage is equal to or higher than a predetermined voltage value is detected as an edge of the optical path. Then, immediately after the edge is detected, the ink ejection is stopped. Similarly, while moving the head in the opposite direction, the opposite edge of the optical path is detected and ink ejection is stopped.
そのため、従来例のように受光素子からの出力電圧が正規分布的になるようにしなくても、図3に示すような簡単な回路構成で、かつ、少ないインクの吐出量で、インクの吐出を高感度に検知し得る検知装置の光路の範囲を特定することが可能となる。 Therefore, even if the output voltage from the light receiving element is not normally distributed as in the conventional example, the ink can be ejected with a simple circuit configuration as shown in FIG. 3 and with a small ink ejection amount. It is possible to specify the range of the optical path of the detection device that can detect with high sensitivity.
また、本発明の光路検出方法によれば、前記のようにヘッドを移動させながらインクを吐出させて受光素子からの出力電圧を監視するだけなので、光路の検出を簡単で確実に行うことができる。 Further, according to the optical path detection method of the present invention, since the ink is ejected while the head is moved as described above and the output voltage from the light receiving element is monitored, the optical path can be detected easily and reliably. .
尚、本実施形態では、CPU26は、エンコーダセンサからの位置信号Ea、Ebの立ち上がりに同期して、ピークホールド手段24を介した第1比較手段25から出力されるピークホールド波形となる検出電圧cがアクティブであるか否かを判断する場合(図6のステップS6参照)を示したが、低域フィルタ手段27を介した第2比較手段28から出力される櫛歯状の検知電圧eがアクティブか否かを判断するように構成してもよい。低域フィルタ手段27経由の検知電圧eを用いた場合、前述したように、その出力は時間遅延を伴うが、本発明では、同一の走査手順により、ヘッド4の第1の走査で光路16の一方のエッジを検出し、それと反対方向の第2の走査で光路16の他方のエッジを検出する。そのため、低域フィルタ手段27経由の検知電圧eを用いた場合、ピークホールド手段24経由の検出電圧cを用いた場合と比較すれば、範囲は狭くなるが、その中央位置はピークホールド手段24経由の検出電圧cを用いた場合の中央位置とほぼ同じ位置になるからである。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、インクジェット記録装置1に固定された検知装置10に対してインクジェットヘッド4を移動させて光路検出を行う場合を示したが、例えば、静止したインクジェットヘッド4に対して検知装置10を移動させたり、或いは両者をともに移動させるような構成としても、本発明の本質的特徴が損われることはない。
Further, in the present embodiment, the case where the optical path detection is performed by moving the
さらに、インクジェット記録装置1として、搬送ベルト6を有するものを示したが、搬送ベルト6を備えないインクジェット記録装置にも適用可能である。
Furthermore, although the
また、本実施形態では、記録媒体Pがロール状に巻かれた紙や布帛、フィルム等である場合を示したが、例えば、紙等の記録媒体Pをカセットから取り出して記録を行う形式の装置にも適用できる。 Also, in the present embodiment, the case where the recording medium P is paper, fabric, film, or the like wound in a roll shape has been shown. However, for example, an apparatus of a type that performs recording by taking out the recording medium P such as paper from a cassette. It can also be applied to.
1 インクジェット記録装置
4 インクジェットヘッド
10 検知装置
11 発光素子
12 受光素子
16 光路
19 インク吐出口
I インク
P 記録媒体
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記インクジェットヘッドを主走査方向に沿って往復走査させる移動装置と、
発光素子及び受光素子を有し、前記インクジェットヘッドのインク吐出口から吐出されるインクの有無を、前記発光素子と前記受光素子とにより前記主走査方向に直交する方向に沿って形成される光路上で検知するための検知装置と、
を備え、
前記検知装置と前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させて、前記発光素子と前記受光素子との間に形成される光路を検出するための吐出を行うに際し、
光路の鉛直上方へ向かって前記インクジェットヘッドを前記主走査方向の一方に走査させつつ前記インク吐出口から断続的にインクを吐出させ、前記検知装置により当該インクが最初に検知された前記主走査方向の位置を光路の一端として検出し、
光路の鉛直上方へ向かって前記インクジェットヘッドを前記主走査方向の他方に走査させつつ前記インク吐出口から断続的にインクを吐出させ、前記検知装置により当該インクが最初に検知された前記主走査方向の位置を光路の他端として検出し、
検出された光路の両端の範囲内において、インクの有無を検知するための吐出を行う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 uses an inkjet head having a plurality of ink ejection openings to perform recording by ejecting ink onto a recording medium.
A moving device for reciprocatingly scanning the inkjet head along a main scanning direction ;
A light-emitting element and a light receiving element, the presence or absence of ink discharged from the ink discharge ports of the ink jet head, an optical path is formed along a direction perpendicular to the main scanning direction by the light emitting element and the light receiving element A detection device for detecting with,
With
In performing ejection for detecting an optical path formed between the light emitting element and the light receiving element by relatively moving the detection device and the inkjet head,
The main scanning direction in which the ink is first detected by the detection device by causing the ink jet head to scan the ink jet head in one of the main scanning directions in the vertical direction of the optical path and intermittently discharging ink from the ink discharge port. detecting a position as one end of the optical path,
The main scanning direction in which the ink is first detected by the detection device by causing the ink jet head to scan the ink jet head to the other side of the main scanning direction in the vertical direction of the optical path and intermittently discharging ink from the ink discharge port. detecting a position as the other end of the optical path,
An ink jet recording apparatus that performs discharge for detecting the presence or absence of ink within a range of both ends of a detected optical path .
光路の鉛直上方へ向かって前記インクジェットヘッドを前記主走査方向の一方に走査させつつ前記インク吐出口から断続的にインクを吐出させ、前記検知装置により当該インクが最初に検知された前記主走査方向の位置を光路の一端として検出した後、
光路の鉛直上方へ向かって前記インクジェットヘッドを前記主走査方向の他方に走査させつつ前記インク吐出口から断続的にインクを吐出させ、前記検知装置により当該インクが最初に検知された前記主走査方向の位置を光路の他端として検出することを特徴とする光路検出方法。 In an inkjet recording apparatus, a detection device for detecting the presence or absence of ink ejected from an ink ejection port of an inkjet head capable of reciprocating scanning along the main scanning direction is used, and a light-emitting element and a light-receiving element that constitute the detection apparatus An optical path detection method for detecting an optical path formed along a direction orthogonal to the main scanning direction by:
The main scanning direction in which the ink is first detected by the detection device by causing the ink jet head to scan the ink jet head in one of the main scanning directions in the vertical direction of the optical path and intermittently discharging ink from the ink discharge port. After detecting the position of as one end of the optical path,
The main scanning direction in which the ink is first detected by the detection device by causing the ink jet head to scan the ink jet head to the other side of the main scanning direction in the vertical direction of the optical path and intermittently discharging ink from the ink discharge port. And detecting the position of the optical path as the other end of the optical path.
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