JP5012182B2 - 液体滴吐出装置及び液体吐出方法 - Google Patents
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Description
このようなインクジェットプリンタでは、インクの増粘やごみの付着などによりノズルが目詰まりし、インクが正常に吐出されない吐出異常が発生することがある。そこで、定期的にノズルの吐出異常検査を行って、インクが正常に吐出されているかを検査する必要がある。吐出異常検査の方法は種々提案されている。例えば、ノズルから吐出されたインクが、レーザー光線を遮るか否かを検知して、インクの吐出の有無を調べる方法等がある。(特許文献1参照)
そして、吐出異常を発生するノズルが検出された場合、クリーニングが行われる。クリーニングにより、吐出異常を発生していたノズルからも、正常にインクが吐出されるようになる。クリーニングの方法として、フラッシングやポンプ吸引などが知られている。(特許文献2参照)
そこで、本発明では、吐出異常検査やクリーニングの時間を短縮することを目的とする。
本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかとなる。
このような液体滴吐出装置によれば、全てのノズルに対して吐出異常検査を行うのに比べ、画像を完成させるために液体滴を吐出するノズル(以下、使用ノズルとする)に対してのみ吐出異常検査を行うことで、吐出異常検査を行うノズル数が少なくなる。
このような液体滴吐出装置によれば、ノズル毎に吐出異常検査を行うため、検査を行うノズル数が少ないと、検査時間が短縮される。
このような液体滴吐出装置によれば、ノズルから吐出された液体滴を検出することで吐出異常を検査するため、検査を行うノズル数が少ないと、検査に使用される液体滴(インク)量が削減される。
このような液体滴吐出装置によれば、全てのノズルの中から不良ノズルが検出されたときに回復処理を行うのに比べて、使用ノズルの中から不良ノズルが検出されたときのみ回復処理を行うため、回復処理回数が少なくなる。
このような液体滴吐出装置によれば、ノズルから液体滴を吐出することで、ノズルの目詰まりなどを解消するため、回復処理回数が少ないと、回復処理に使用される液体滴(インク)量が削減される。
このような液体滴吐出装置によれば、使用ノズルの中から不良ノズルが検出されたときに、その不良ノズルのみ回復処理を行うため、回復処理に使用される液体滴(インク)量が削減される。
このような液体滴吐出装置によれば、吐出異常検査の時間と液体滴消費量が削減される。回復処理の回数と液体滴消費量が削減される。また、ラインヘッドプリンタなどに利用することができる。
このような液体滴吐出装置によれば、使用ノズルの中から不良ノズルが検出されたときに、その不良ノズルを有するヘッドのみ回復処理を行うため、回復処理時間が短縮される。また、回復処理に使用される液体滴(インク)量が削減される。
このような液体滴吐出装置によれば、吐出異常検査の時間と液体滴消費量が削減される。また、回復処理の回数と液体滴消費量が削減される。
このような液体滴吐出装置によれば、ベルトが汚れることなく、検査や回復処理を行える。また、ベルトの強度が保たれる。
このような液体滴吐出装置によれば、ベルトが汚れることなく、検査や回復処理を行える。また、異なるヘッドの検査や回復処理を行う毎に、ヘッドの下面と、センサや回復処理機構の位置を合わせる必要がないため、検査時間と回復処理時間が短縮される。複数のヘッドの回復処理が同時に行えるため、回復処理時間が短縮される。
このような液体滴吐出装置によれば、吐出異常検査の時間と液体滴消費量が削減される。回復処理の回数と液体滴消費量が削減される。キャリッジ式(後述)インクジェットプリンタなどに利用することができる。
このような液体滴吐出装置によれば、記述のほぼ全ての効果を奏するので、本発明の目的が最も有効に達成される。
このような液体滴吐出装置によれば、回復処理を減らすことができる。
このような液体吐出装置によれば、印刷画像に影響を与えないようにしつつ、回復処理を減らすことができる。
このような液体吐出装置によれば、回復処理時間を減らすことができる。
これにより、ベルトの強度が保たれる。
これにより、回復処理時間を減らすことができる。
このような液体滴吐出方法によれば、ノズル毎に吐出異常検査を行うため、検査を行うノズル数が少ないと、検査時間が短縮される。
このような液体吐出方法によれば、回復処理を減らすことができる。
図1は、本実施形態のプリンタ1の全体構成ブロック図である。なお、プリンタ1は、インクジェット方式プリンタの中の「ラインヘッドプリンタ」と呼ばれるものである。図2は、プリンタ1の断面図である。また、図3は、プリンタ1が媒体S(以下、紙とする)を搬送する様子を示す図である。なお、プリンタ1は4色印刷(イエロー・シアン、マゼンタ、ブラック)を行うとする。
図4は、ヘッドユニット30の下面のノズルの配列を示す。ヘッドユニット30は、ヘッド31を4個有する。その4個のヘッド31は紙幅方向(搬送方向と垂直の方向)に千鳥状に配置されている。紙幅方向の左側のヘッド31ほど、かっこ内に若い番号が付されている。
図5は、印刷処理のフローチャートである。以下に説明される各処理は、コントローラ10がメモリ13内のプログラムに従って各ユニットを制御することにより、実行される。また、このプログラムは、各処理を実行するためのコードを有する。
排紙処理(S007):印刷中の紙に印刷画像が完成すると、コントローラ10は排紙を行う。
連続印刷判断(S008):コントローラ10は、連続印刷を続行するか否かの判断を行う。次の紙に同じ画像の印刷を行うのであれば、次の紙の給紙処理を開始する。次の紙に印刷を行わないのであれば、印刷動作を終了する。
図6は、印刷画像が完成している紙とヘッドユニット30の関係を示す。ただし、説明の簡略のため、ヘッド31中の4つのノズル列のうち、シアンインクノズル列Cのみを示し、ノズル列中のノズル数も8個に減らしている。そして、図6では、紙(媒体S)上に仮想的に定められた方眼上の升目が描かれている。この升目は、「画素」と呼ばれ、ドットを記録する位置を規定するために設けられている。さらに、画素を特定して説明するため、紙幅方向に整列している画素を「行」で、搬送方向に整列している画素を「列」で表す。列は、紙幅方向の左側の列ほど若い番号が付されている。行は、搬送方向の上流側の行ほど若い番号が付されている。
コントローラ10は、印刷を開始する前に、「使用ノズル」に対して吐出異常検査を行う。吐出異常とは、ノズルからインクが吐出されるべき時に、ノズルからインクが吐出されないことである。また、紙に対してノズルから垂直方向にインクが吐出されず、曲がってインクが吐出されることも吐出異常である。このような吐出異常は、インクの増粘やノズルに紙粉等の異物が付着することで、ノズルが目詰まりした場合や、気泡がヘッドの圧力室(キャビティ)内などに入った場合などに発生する。
吐出異常検査中に、ノズルからインクが吐出される為、以下に説明する構造が必要となる。図7は、搬送ローラ21A及び21Bと、ベルト22を上面側から見た図である。ベルト22には、ヘッド31と同じ大きさの穴24が開いている。1つのヘッドに対して1つの穴24が設けられている。即ち、ベルト22に4つの穴が設けられている。この4つの穴24の配置(図7)は、ヘッドユニット中の4つのヘッド31(図4)の配置とは異なる。紙幅方向は各ヘッド31と同じ位置に、そして、搬送方向は全ての穴24が重ならない位置に、各穴24が設けられている。このようにベルト22に穴24が設けられることで、ベルト22の強度が保たれる。また、紙幅方向の左側の穴24ほど、かっこ内に若い番号が付されている。図8は、ポンプ吸引装置とヘッドユニット30の位置関係を示す。ポンプ吸引装置は、インク吸収体62と、キャップ63と、ポンプ64と、チューブ65と、ポンプ吸引装置を上下に移動させる機構(不図示)と、から成る。1つのヘッドに対して、1つのポンプ吸引装置が備えられている。
前述の吐出異常検査において、「使用ノズル」の中に、吐出異常を発生させる不良ノズルが検出されたされた場合に、クリーニングが行われる。そして、全ての「使用ノズル」から正常にインクが吐出されるようにする。クリーニングとして、フラッシングとポンプ吸引が行われる。そして、不良ノズルを有するヘッドのみ、クリーニングが行われる。
ここまで、ラインヘッドプリンタによる実施形態について説明している。インクジェット方式のプリンタの中には、ラインヘッドプリンタ以外にも、ヘッドが移動しながら印刷するキャリッジ式のプリンタがある。次に、このキャリッジ式のプリンタ(プリンタ2)による実施形態について説明する。
図11は、プリンタ2の全体構成の概略図である。また、図12は、プリンタ2全体構成の断面図である。前述のラインヘッドプリンタ(プリンタ1)と、キャリッジ式のプリンタ(プリンタ2)の最も大きな違いは、ヘッド90が図11に示す移動方向に移動し、その移動中にノズルから断続的にインクが吐出され、移動方向に沿ったドット列(ラスタライン)が形成されることである。そして、ヘッド90が1回移動方向に移動すると、搬送ユニットは搬送方向に紙を搬送させる。キャリッジ式のプリンタは、このヘッドの移動によるドット形成動作と紙の搬送動作を交互に繰り返すことで、印刷画像を完成させる。このような印刷を行うため、プリンタ2は、搬送ユニット、ヘッドユニット、検出器群、コントローラの他に、キャリッジユニットを有する。
図14は、印刷画像が完成している紙とヘッド90の関係を示す。ただし、説明の簡略のため、ヘッド90中の4つのノズル列のうち、シアンインクノズル列Cのみを示し、ノズル列中のノズル数も8個に減らしている。図14でも、画素を特定して説明するため、移動方向に整列している画素を「行」で、搬送方向に整列している画素を「列」で表す。
コントローラは、印刷を開始する前に、前述の処理で決定した「使用ノズル」に対してのみ吐出異常検査を行う。図14でいうと、シアンインクノズル列C中のノズル#3、#4、#5、#8に対してのみ吐出異常検査が行われる。なお、吐出異常検査の方法は前述の実施形態で説明したレーザーによる方法である。
前述の吐出異常検査において、「使用ノズル」の中に、吐出異常を発生させる不良ノズルが検出された場合にのみ、クリーニングが行われる。クリーニングとして、フラッシングとポンプ吸引が行われる。そして、全ての「使用ノズル」から正常にインクが吐出されるようにする。例えば、図14にバツ印で示す、ヘッド90のシアンインクノズル列Cのノズル#5が不良ノズルとして検出されたとする。この場合、ヘッド90のクリーニングが行われる。
上記の実施形態では、「使用ノズル」に対してのみ吐出異常検査が行われるようにしている。しかし、以下に説明するように、全てのノズルに対して吐出異常検査を行い、「使用ノズル」の中に不良ノズルが検出された場合にクリーニングを行うようにしても良い。このようにしても、クリーニング時間を短縮することは可能である。以下、プリンタ1が前述のラインヘッドプリンタと同じ構成であることを前提にして、説明を行う。
上記の各実施形態は、主としてインクジェット方式のプリンタを有する印刷システムについて記載されているが、吐出異常検査やクリーニング等の開示が含まれている。また、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
前述の実施形態では、ラインヘッドプリンタの基本的な構成について説明したが、必ずしもこれらの構成と同じである必要はない。例えば、ヘッドユニットが有するヘッドの数は4個でなくても構わない。その他、ベルトコンベヤー方式により紙送りしているが、紙をプラテンに巻きつけるようにして紙送りしてもよい。
前述の実施形態では、レーザーによる吐出異常検査の方法を例に挙げたが、これに限られるものではない。例えば、ノズル面の下に導体により形成された感知部を設け、帯電したインクがその感知部に向けて吐出され、その際に発生する誘導電流により、吐出の有無を判定する方法がある。また、圧力室内の圧力変化に応じて変形する振動板とその振動板に対向するように配置された電極を、圧力室内に設ける。その振動板と電極がコンデンサとなり、振動板の振動に伴う静電容量の変化に基づいて、吐出異常を検出する方法もある。
前述の実施形態では、ヘッド毎にクリーニングを行う方法を例に挙げたが、これに限らない。例えば、ポンプ吸引をせずにフラッシングだけを行う場合、不良ノズルからのみ強制的にインクを吐出させてクリーニングすることができる。不良ノズルに対してのみクリーニングを行うことで、クリーニングに使用されるインク量を削減することができる。
前述の実施形態では、吐出異常検査が行われてから、クリーニングが行われると説明したが、これに限られるものではない。例えば、「使用ノズル」を有するヘッドの吐出異常検査を行って、不良ノズルが検出された場合、次のヘッドの吐出異常検査が行われる前に、不良ノズルが検出されたヘッドのクリーニングが行われてもよい。そうすることで、「使用ノズル」を有する全てのヘッドの吐出異常検査が終了した後、不良ノズルが検出されたヘッドをクリーニングするために、再び、ヘッドとベルトの穴を合わせる手間が省ける。
また、キャリッジ式プリンタの場合、1回のキャリッジの移動(走査)毎に、吐出異常検査を行っても良い。この場合、走査毎に、各ノズルが「使用ノズル」であるか、「使用しないノズル」であるかを決定して、吐出異常検査が行われることになる。
前述の実施形態では、コントローラは、画素データを基に、各ノズルが「使用ノズル」であるかまたは「使用しないノズル」であるかを決定している。モノクロ印刷の場合、コントローラは、まず、ブラックインクノズル列のノズルが「使用ノズル」であり、シアン、マゼンタ、イエローインクノズル列のノズルは「使用しないノズル」であると決定する。その後、コントローラは、画素データを基に、ブラックインクノズル列の各ノズルが「使用ノズル」であるかまたは「使用しないノズル」であるかを決定する。
前述の実施形態は、インクジェット方式のプリンタの実施形態であったので、液体状の染料インク又は顔料インクをノズルから吐出させていたが、これに限られるものではない。液体状のものであれば、ノズルから吐出させることができる。
前述の実施形態では、プリンタが説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機EL製造装置(特に高分子EL製造装置)、ディスプレイ製造装置、成膜装置、DNAチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に、前述の実施形態と同様の技術を適用しても良い。
前述の実施形態では、ピエゾ素子を用いてインクを吐出していた。しかし、液体を吐出する方式は、これに限られるものではない。例えば、熱によりノズル内に泡を発生させる方式など、他の方式を用いてもよい。
12 CPU、13 メモリ、14 ユニット制御回路、
20 搬送ユニット、21A,21B 搬送ローラ、
22 ベルト、23 給紙ローラ、24 (ベルトの)穴、
30 ヘッドユニット、31 ヘッド、32 ノズル、
40 検出器群、41 紙検出センサ、50 コンピュータ、
60 レーザー光源、61 レーザー受光器、62 インク吸収体、
63 キャップ、64 ポンプ、65 チューブ、
70 給紙ローラ、71 搬送モータ、72 搬送ローラ、
73 プラテン、74 排紙ローラ、
80 キャリッジ、81 キャリッジモータ、
82 インクカートリッジ、90 ヘッド、
100 紙検出センサ、101 ロータリー式エンコーダ、
102 光学センサ、103 リニア式エンコーダ
Y イエローインクノズル列、C シアンインクノズル列、
M マゼンタインクノズル列、K ブラックインクノズル列、
S 媒体、L レーザー光
Claims (13)
- 液体滴が吐出される複数のノズルと、
液体滴が吐出されるべき時に吐出不良が発生する不良ノズルを検出するセンサと、
画像データに基づき、各前記ノズルから、液体滴が吐出されるか又は液体滴が吐出されないかを決定するコントローラであって、
前記画像データに基づき媒体に画像を形成する前に、前記画像データに基づいて液体滴が吐出されると決定される前記ノズルが前記不良ノズルであるか否かを前記センサに検出させるコントローラと、
を備える液体滴吐出装置。 - 請求項1に記載の液体滴吐出装置であって、
前記画像データに基づいて液体滴が吐出されると決定される前記ノズルの数が複数の場合、
前記センサは前記ノズルが不良ノズルであるか否かを1つずつ順に検査する、
液体滴吐出装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の液体滴吐出装置であって、
前記センサは前記ノズルから吐出された液体滴を検出するセンサである、
液体滴吐出装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の液滴吐出装置であって、
前記不良ノズルから正常にインクが吐出される回復処理に用いられる回復機構を備え、
前記コントローラは、前記センサが前記不良ノズルを検出すると、前記回復処理を行う、
液体滴吐出装置。 - 請求項4に記載の液体滴吐出装置であって、
前記回復処理とは、前記不良ノズルから液体滴を吐出させることである、
液体滴吐出装置。 - 請求項4又は請求項5に記載の液体滴吐出装置であって、
前記コントローラは、前記センサが前記不良ノズルを検出すると、検出された前記不良ノズルに対してのみ前記回復処理を行う、
液体滴吐出装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の液体滴吐出装置であって、
前記複数のノズルは、所定方向に並ぶ複数のヘッドに設けられ、
前記ノズルから吐出される液体滴が着弾される媒体を前記複数のヘッドに対して前記所定方向と垂直の方向に搬送する搬送機構を備える、
液体滴吐出装置。 - 請求項4から請求項6のいずれかに記載の液体滴吐出装置であって、
前記複数のノズルは、所定方向に並ぶ複数のヘッドに設けられ、
前記ノズルから吐出される液体滴が着弾される媒体を前記複数のヘッドに対して前記所定方向と垂直の方向に搬送する搬送機構を備え、
前記コントローラは、前記センサが前記不良ノズルを検出すると、検出された前記不良ノズルを備える前記ヘッドに対してのみ前記回復処理を行う、
液体滴吐出装置。 - 請求項4から請求項6のいずれかに記載の液体滴吐出装置であって、
前記複数のノズルは、所定方向に並ぶ複数のヘッドに設けられ、
前記ノズルから吐出される液体滴が着弾される媒体を前記複数のヘッドに対して前記所定方向と垂直の方向に搬送する搬送機構であって、ベルトにより前記媒体を搬送する搬送機構を備え、
前記回復機構は前記複数のヘッドのノズル面に対向可能な位置に配置され、前記回復機構と前記複数のヘッドの間に前記ベルトが位置する、
液体滴吐出装置。 - 請求項9に記載の液体滴吐出装置であって、
前記ベルトには、前記複数のヘッドと同じ数の穴が設けられ、前記穴は、ある前記ヘッドが前記穴のうちの一つと対向しているとき、その他の少なくとも一つの前記ヘッドは前記穴と対向しないように、配置されている、
液体滴吐出装置。 - 請求項9に記載の液体滴吐出装置であって、
前記ベルトには、前記複数のヘッドと同じ数の穴が設けられ、前記穴は、ある前記ヘッドが前記穴のうちの一つと対向しているとき、その他の前記ヘッドも前記穴と対向するように、配置されている、
液体滴吐出装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の液体滴吐出装置であって、
前記複数のノズルは、所定方向に並んで配置されているノズル列を構成し、
前記ノズルから吐出される液体滴が着弾される媒体を、前記ノズル列に対して前記所定方向に動かす搬送機構を備え、
前記ノズル列を、前記媒体に対して前記所定方向と垂直の方向に動かす移動機構を備え、
前記搬送機構が前記媒体を前記ノズル列に対して前記所定方向に動かす動作と、前記移動機構が前記ノズル列を前記媒体に対して前記所定方向と垂直の方向に動かす動作とを、交互に行う、
液体滴吐出装置。 - 画像データに基づき、複数のノズルから液体滴を吐出する液体吐出方法であって、
前記画像データに基づき、各前記ノズルから、液体滴を吐出するか又は液体滴を吐出しないかを決定するステップと、
前記画像データに基づき媒体に画像を形成する前に、前記画像データに基づいて液体滴を吐出すると決定される前記ノズルが、液体滴を吐出すべき時に吐出不良を発生する不良ノズルであるか否かを検出するステップと
を有する液体吐出方法。
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