JP5818534B2 - インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、記録ヘッドからのインクの吐出状態を検査するための検査画像を記録して、その検査画像の読取り結果からインクの吐出状態を検査する機能を含むインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関するものである。

インクジェット記録装置は、記録ヘッドのノズルから吐出したインクによって記録用紙などの記録媒体にドットを形成することにより、その記録媒体に画像を記録する。このような記録装置としては、シリアル方式とフルライン方式のものが挙げられる。シリアル方式の記録装置（シリアルプリンタ）は、記録ヘッドが主走査方向に移動しつインクを吐出する動作と、記録媒体を主走査方向と交差する副走査方向に搬送する動作と、を繰り返すことにより画像を記録する。フルライン方式の記録装置（ラインプリンタ）は、記録媒体の幅方向に延在する長尺の記録ヘッドを用い、その記録ヘッドと対向する位置を通して、記録媒体を長さ方向に連続的に搬送することにより画像を記録する。

記録ヘッドのノズルは、さまざまな要因によりインクを吐出しない状態（不吐出状態）になることがある。仮に、記録ヘッドのノズルが不吐出状態のまま記録媒体に画像を記録しようとした場合には、不吐出状態のノズル（不吐出ノズル）からはインクが吐出されないため、そのノズルによって記録されるべき画像が記録されない。その結果、不吐出ノズルと対応する記録画像の部分に白筋が発生して、良好な画像が記録できなくなる。

このような状況を回避するために、記録ヘッドを用いて、ノズルからのインクの吐出状態を検出するための画像（検査画像）を定期的に記録し、その記録結果からノズルの状態を検出する方法がある。記録された検査画像は、スキャナ等の読取り装置によって読み取られ、その読取り結果からノズルの状態が検出される。不吐出ノズルが検出された場合に、その不吐出ノズルの発生をユーザーに通知したり、不吐出ノズルの発生前の記録画像のみをユーザーに提供するようなインクジェット記録装置も存在する。特許文献１には、ロール状の記録媒体に検査画像を記録し、その画像を読取装置によって読み取ることにより、ノズルの状態を検出する技術が開示されている。

特許第３６７４５７７号

近年、記録速度の高速化の要求が高まり、記録媒体の搬送速度が高まってきている。このように記録媒体の搬送速度が高まるにつれて、その記録媒体に記録した検査画像を記録装置内の読取り装置が読み取るときの時間は短くなる。読取り装置による検査画像の１ライン毎の読取り時間が短くなると、その１ラインに対して読取り装置のＬＥＤ等の光源から照射される光の量が不足し、読取り装置のセンサ部の出力信号のレベルが低下して、Ｓ／Ｎ特性が悪化するおそれがある。Ｓ／Ｎ特性が悪化した場合には、不吐ノズルを確実に検出することができず、結果的に誤った情報がユーザーに提供されるおそれがある。

特許文献１に記載の記録装置においては、検査画像の記録時に記録媒体を搬送する搬送路と、検査画像の読取り時に記録媒体を搬送する搬送路と、が一体的に形成されている。すなわち、記録媒体としてのロール紙は搬送路によって一方向に連続的に搬送され、その搬送中において、まず、記録ヘッドによって検査画像が記録され、その後、その検査画像が読取り装置によって読み取られる。このような搬送路の後段には、ロール紙を切断するための切断ユニットが配備されている。仮に、読取り装置による検査画像の読取り時間を充分に確保しようとした場合には、必然的に、記録媒体の搬送速度を低下させることになるため、記録速度の高速化の要求に応えられなくなるおそれがある。

本発明の目的は、記録速度を低下させることなく、記録ヘッドのインクの吐出状態を検査するための検査画像の読取り時間を充分に確保して、インクの吐出状態を確実に検査できるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法を提供することにある。

本発明のインクジェット記録装置は、複数のノズルからインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、前記記録ヘッドの記録位置を通して搬送される記録媒体に、所望の画像の他に、前記ノズルのインクの吐出状態を検査するための検査画像を記録し、前記記録媒体に記録された前記検査画像を読取り手段により読み取って前記ノズルのインクの吐出状態を検査するインクジェット記録装置であって、前記記録位置を通る第１の搬送経路に沿って前記記録媒体を搬送する第１の搬送手段と、前記読取り手段の読取り位置を通る第２の搬送経路に沿って、前記記録媒体を前記第１の搬送手段の搬送速度以下の速度で搬送する第２の搬送手段と、前記検査画像が記録された前記記録媒体を前記第１の搬送経路から前記第２の搬送経路に移す移送手段と、第１の記録媒体に前記所望の画像を記録する前に第２の記録媒体に前記検査画像を記録し、前記第１の記録媒体に前記所望の画像を記録した後に第３の記録媒体に前記検査画像を記録するように、前記記録ヘッドを制御する制御手段と、前記第２および第３の記録媒体に記録された前記検査画像の両方から前記吐出状態の不良が検査されないときは、前記第１の記録媒体の前記所望の画像は前記吐出状態の不良が発生していないときに記録されたと判定し、前記第２および第３の記録媒体に記録された前記検査画像の少なくとも一方から前記吐出状態の不良が検査されたときは、前記第１の記録媒体の前記所望の画像は前記吐出状態の不良が発生しているときに記録された可能性があると判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。

本発明のインクジェット記録方法は、複数のノズルからインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、前記記録ヘッドの記録位置を通して搬送される記録媒体に、所望の画像の他に、前記ノズルのインクの吐出状態を検査するための検査画像を記録し、前記記録媒体に記録された前記検査画像を読取り手段により読み取って前記ノズルのインクの吐出状態を検査するインクジェット記録方法であって、前記記録位置を通る第１の搬送経路に沿って前記記録媒体を搬送する第１の搬送工程と、前記読取り手段の読取り位置を通る第２の搬送経路に沿って、前記記録媒体を前記第１の搬送工程の搬送速度以下の速度で搬送する第２の搬送工程と、前記検査画像が記録された前記記録媒体を前記第１の搬送経路から前記第２の搬送経路に移す工程と、第１の記録媒体に前記所望の画像を記録する前に第２の記録媒体に前記検査画像を記録し、前記第１の記録媒体に前記所望の画像を記録した後に第３の記録媒体に前記検査画像を記録するように、前記記録ヘッドを制御する工程と、前記第２および第３の記録媒体に記録された前記検査画像の両方から前記吐出状態の不良が検査されないときは、前記第１の記録媒体の前記所望の画像は前記吐出状態の不良が発生していないときに記録されたと判定し、前記第２および第３の記録媒体に記録された前記検査画像の少なくとも一方から前記吐出状態の不良が検査されたときは、前記第１の記録媒体の前記所望の画像は前記吐出状態の不良が発生しているときに記録された可能性があると判定する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、記録ヘッドの記録位置を通る記録媒体の搬送経路から、記録ヘッドのインクの吐出状態を検査するための検査画像が記録された記録媒体の搬送経路を分ける。これにより、記録速度を低下させることなく、検査画像の読取り時間を充分に確保して、インクの吐出状態を確実に検査し対処することができる。

本発明の一実施形態におけるインクジェット記録装置の概略構成図である。 図１のインクジェット記録装置の制御系のブロック構成図である。 図１のインクジェット記録装置による画像の記録例の説明図である

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施形態のインクジェット記録装置の概略構成図、図２は、その記録装置の要部のブロック構成図である。図１において、１０１はロール状に巻かれた連続シート（記録媒体）であり、第１の搬送機構１（図２参照）によって、記録ヘッド１０２と対向する記録位置を通る第１の搬送路（第１の搬送経路）１０３に沿って矢印Ａ方向に搬送される。第１の搬送機構は、連続シート１０１および後述するシート部分１０５，１０６を第１の搬送路１０３に沿って搬送できるものであればよく、例えば、搬送ローラや搬送ベルトなどを用いて構成することができる。連続シート１０１には、インクを吐出可能な記録ヘッド１０２によって、ユーザーが所望する画像（所望画像）と、記録ヘッド１０２のノズルからのインクの吐出状態を検出するための画像（検査画像）が記録される。図２において、ＣＰＵ１０は、本例の記録装置の動作の制御処理やデータ処理等を実行し、ＲＯＭ１１には、それらの処理手順等のプログラムが格納され、ＲＡＭ１２は、それらの処理を実行するためのワークエリアなどとして用いられる。

本例の記録ヘッド１０２は、連続シート１０１の記録領域の幅方向（図１中紙面の表裏方向）の全域に渡って延在する長尺な記録ヘッドである。記録ヘッド１０２には、連続シート１０１の搬送方向（矢印Ａ方向）と交差（本例の場合は、直交）する方向に沿って、複数のノズルが配列されている。ノズルには、不図示のインクタンクから供給されたインクを吐出口から吐出するために、吐出エネルギー発生素子が備えられている。吐出エネルギー発生素子としては、電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などを用いることができる。電気熱変換素子を用いた場合には、その電気熱変換素子が発する熱によってインクを発泡させ、その発泡エネルギーを利用して吐出口からインクを吐出することができる。本例の記録装置は、記録ヘッド１０２を定位置に固定したまま、その記録ヘッド１０２による画像の記録位置を通して連続シート１０１を連続的に搬送することによって、連続シート１０１に連続的に画像を記録するフルライン方式のラインプリンタである。

図３は、所望画像２０２，２０３，２０５，２０６と検査画像２０１，２０４，２０７が連続的に記録された連続シート１０１を示す。検査画像は、定期的または任意のタイミングで記録される。

このような所望画像と検査画像が記録された連続シート１０１は、それぞれの画像を切り離すように、カッタユニット１０４によって切断される。図１において、１０５は、所望画像が記録されたシート部分であり、１０６は、検査画像が記録されたシート部分である。それらのシート部分（カットシート）１０５，１０６は、搬送路１０３上に設置されたセンサ１０７の位置に到達して検査される。ＣＰＵ１０（図２参照）は、センサ１０７がシート部分を検査するタイミングから、そのシート部分がシート部分１０５，１０６のいずれかであるかを判断する。ＣＰＵ１０は、記録ヘッド１０２による画像の記録タイミングと、記録ヘッド１０２とセンサ１０７までの間の距離と、第１の搬送機構１の搬送速度と、センサ１０７の検査タイミングと、に基づいて、そのような判断を行なうことができる。また本例のように、所望画像を所定数記録する毎に検査画像を定期的に記録することにより、センサ１０７によって検査されるシート部分の枚数のカウント値に基づいて、このような判断を行なうこともできる。

このような判断の結果に基づいて第１の切替え装置（移送手段）１０８が制御されることにより、シート部分１０５は第２の搬送路１０９へ移送され、シート部分１０６は、第１の搬送路１０３と連続する第３の搬送路（第２の搬送経路）１１０によって搬送される。本例の切替え装置１０８は、矢印Ｄ方向に回動可能なガイドプレート１０８Ａによって、シート部分１０５，１０６の移送方向を切替えるように構成されている。シート部分１０５は、第２の搬送機構（図２参照）２により第２の搬送路１０９に沿って矢印Ｂ方向に搬送される。シート部分１０６は、第３の搬送機構（図２参照）３により、後述するスキャナユニット（読取り手段）１１３と対向する読取り位置を通る第３の搬送路１１０に沿って矢印Ｃ方向に搬送さる。第２および第３の搬送機構２，３は、それぞれ、シート部分１０５および１０６を搬送できるものであればよく、例えば、搬送ローラや搬送ベルトなどを用いて構成することができる。第２の搬送機構２によるシート部分１０５の搬送速度は、第１の搬送機構１の搬送速度と同じである。一方、第３の搬送機構によるシート部分１０６の搬送速度は、第１および第２の搬送機構２，３の搬送速度よりも遅い速度、あるいは同一の速度である。

第３の搬送路１１０上には、スキャナユニット１１３が設置されている。このスキャナユニット１１３によって、シート部分１０６に記録された検査画像が読み取られ、その読取り結果に基づいて、インクを吐出しない状態（不吐出状態）となっているノズル（不吐出ノズル）の発生状況が検査される。検査画像は、不吐出ノズルが検出できる画像であればよく、例えば、記録ヘッド１０２の全ノズルから吐出されたインクによって記録される画像であってもよい。その場合には、不吐出ノズルによって記録されるべき検査画像の部分が記録されずに空白となることにより、その空白の部分に対応するノズルを不吐出ノズルとして検査することができる。第３の搬送機構３によるシート部分１０６の搬送速度を第１および第２の搬送機構１，２の搬送速度よりも遅くすることにより、スキャナユニット１１３は、検査画像を確実に読み取るための充分な時間（スキャン時間）を確保することができる。この結果、記録ヘッド１０２による記録速度を低下させることなく、不吐出ノズルを確実に検査することができる。また、第３の搬送機構３の搬送速度を第１および第２の搬送機構１，２の搬送速度と同じ速度に設定しても充分なスキャン時間が確保できる場合には、第３の搬送機構３の搬送速度を遅くする必要はない。つまり、第３の搬送機構３の搬送速度は、第１および第２の搬送機構２，３の搬送速度以下であればよい。スキャナユニット１１３によって検査画像が読み取られたシート部分１０６は、格納箱１１４の位置まで搬送されて、その内部に収納される。

第２の搬送路１０９上には、センサ１１５が設置されている。ＣＰＵ１０は、センサ１１５によってシート部分１０５の先端が検出されたタイミングにて、スキャナユニット１１３による検査画像の読取り結果に応じて、第２の切替え装置（搬出手段）１１６を制御する。切替え装置１１６は、不吐出ノズルが存在していないときに記録されたシート部分１０５を格納箱１１７内（第１の搬出位置）に導き、不吐出ノズルが存在しているときに記録されたシート部分１０５を格納箱１１８内（第２の搬出位置）に導くように、制御される。本例の切替え装置１１６は、矢印Ｅ方向に回動可能なガイドプレート１１６Ａによって、シート部分１０５の搬出方向を切替えるように構成されている。ユーザーは、格納箱１１７内に格納されたシート部分１０５は、所望画像が正常に記録されたシート部分であると認識し、格納箱１１８内に格納されたシート部分１０５は、所望画像が正常に記録されなかったシート部分であると認識することができる。

ＣＰＵ１０は、具体的に、第２の切換え装置１１６を次のように制御する。

例えば図３の記録例において、検査画像２０１，２０４の読取り結果から不吐出ノズルが検出されなかったときは、所望画像２０２，２０３は、不吐出ノズルが発生していないときに正常に記録された判断する。このときは、それらの所望画像２０２，２０３が記録されたシート部分１０５を格納箱１１７内に格納するように、第２の切替え装置１１６を制御する。仮に、検査画像２０１，２０４の少なくとも一方の読取り結果から不吐出ノズルが検出されたときは、所望画像２０２，２０３は、不吐出ノズルが発生しているときに記録された可能性があると判断する。このときは、それらの所望画像２０２，２０３が記録されたシート部分１０５を格納箱１１８内に格納するように、第２の切替え装置１１６を制御する。このように本例においては、所望画像２０２，２０３の前後において記録された検査画像２０１，２０４に注目する。所望画像２０２，２０３はシート部分（第１の記録媒体）１０５に記録され、検査画像２０１は、その第１の記録媒体よりも先に搬送されるシート部分（第２の記録媒体）１０６に記録される。検査画像２０４は、第１の記録媒体の後に搬送されるシート部分（第３の記録媒体）１０６に記録される。

検査画像２０１と検査画像２０４の両方から不吐出ノズルが検出されないときには、所望画像２０２，２０３は、不吐出ノズルが発生していないときに記録されたと判断する。また、それらの検査画像２０１，２０４の少なくとも一方から不吐出ノズルが検出されたときは、所望画像２０２，２０３は不吐出ノズルが発生しているときに記録された可能性があると判断する。

第２の切替え装置１１６の制御タイミングは、スキャナユニット１１３による検査画像の読取りタイミング、およびセンサ１１５によるシート部分１０５の検出タイミングと関連付けて設定される。これにより、不吐出ノズルが発生していないときに所望画像が記録されたシート部分１０５は格納箱１１７内に搬出される。一方、不吐出ノズルが発生しているときに所望画像が記録された可能性があるシート部分１０５は格納箱１１８内に排出される。検査画像の読取り結果の解析は、その解析結果に応じて格納先（格納箱１１７，１１８）が変更されるシート部分１０５が第２の切替え装置１１６に達する前に終了する必要がある。そのためには、例えば、第２および第３の搬送路１０９，１１０の搬送速度の関係から、第２の搬送路１０９の長さを設定すればよい。

（他の実施形態）
本発明の記録装置は、上述したようなフルライン方式のラインプリンタを構成するものに特定されず、例えば、シリアル方式の記録装置（シリアルプリンタ）を構成するものであってもよい。シリアルプリンタにおいては、記録ヘッドが主走査方向に移動しつインクを吐出する動作と、記録媒体を主走査方向と交差する副走査方向に搬送する動作と、を繰り返すことにより画像が記録される。

上述した実施形態においては、検査画像の読取り結果に基づいて、インクを吐出できない不吐出ノズルを検査した。しかし、検査画像の読取り結果から、インクの吐出量や吐出方向などのインクの吐出状態を検査することもできる。インクの吐出量や吐出方向が異常なノズル、および不吐出ノズルを含めて不良ノズルともいう。

また、上述した実施形態においては、記録媒体として、ロール状に巻かれた連続シートを使用し、所望画像と検査画像の記録後にその連続シートを切断した。所望画像と検査画像が記録される記録媒体は予め分離されていてもよく、要は、記録ヘッドの記録位置を通る搬送路から、検査画像が記録された記録媒体の搬送路を分ける前に、それらの記録媒体が分けられていればよい。

１０１ 連続シート（記録媒体）
１０２ 記録ヘッド
１０３ 第１の搬送路（第１の搬送経路）
１０４ カッタユニット（読取り手段）
１０５，１０６ シート部分
１０８ 第１の切替え装置（移送手段）
１１０ 第３の搬送路（第２の搬送経路）
１１３ スキャナユニット（読取り手段）
１１６ 第２の切替え装置（搬出手段）

Claims (7)

1. 複数のノズルからインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、前記記録ヘッドの記録位置を通して搬送される記録媒体に、所望の画像の他に、前記ノズルのインクの吐出状態を検査するための検査画像を記録し、前記記録媒体に記録された前記検査画像を読取り手段により読み取って前記ノズルのインクの吐出状態を検査するインクジェット記録装置であって、
   前記記録位置を通る第１の搬送経路に沿って前記記録媒体を搬送する第１の搬送手段と、
   前記読取り手段の読取り位置を通る第２の搬送経路に沿って、前記記録媒体を前記第１の搬送手段の搬送速度以下の速度で搬送する第２の搬送手段と、
   前記検査画像が記録された前記記録媒体を前記第１の搬送経路から前記第２の搬送経路に移す移送手段と、
   第１の記録媒体に前記所望の画像を記録する前に第２の記録媒体に前記検査画像を記録し、前記第１の記録媒体に前記所望の画像を記録した後に第３の記録媒体に前記検査画像を記録するように、前記記録ヘッドを制御する制御手段と、
   前記第２および第３の記録媒体に記録された前記検査画像の両方から前記吐出状態の不良が検査されないときは、前記第１の記録媒体の前記所望の画像は前記吐出状態の不良が発生していないときに記録されたと判定し、前記第２および第３の記録媒体に記録された前記検査画像の少なくとも一方から前記吐出状態の不良が検査されたときは、前記第１の記録媒体の前記所望の画像は前記吐出状態の不良が発生しているときに記録された可能性があると判定する判定手段と、
   を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記読取り手段による前記検査画像の読取り結果に基づいて、インクの吐出状態が異常な不良ノズルを検査する検査手段をさらに備え、
   前記判定手段は、前記第２および第３の記録媒体に記録された前記検査画像の両方から前記不良ノズルが検査されないときは、前記第１の記録媒体の前記所望の画像は前記吐出状態の不良が発生していないときに記録されたと判定し、前記第２および第３の記録媒体に記録された前記検査画像の少なくとも一方から前記不良ノズルが検査されたときは、前記第１の記録媒体の前記所望の画像は前記吐出状態の不良が発生しているときに記録された可能性があると判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記吐出状態の不良が発生していないときに記録されたと判定された前記第１の記録媒体を第１の搬出位置に搬出し、前記吐出状態の不良が発生しているときに記録された可能性があると判定された前記第１の記録媒体を第２の搬出位置に搬出する搬出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記所望の画像が記録される記録媒体と前記検査画像が記録される記録媒体は、前記所望の画像および前記検査画像が記録される前は連続する記録媒体であって、前記所望の画像および前記検査画像が記録された後に分離されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記連続する記録媒体はロール状に巻かれた連続シートであることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記連続する記録媒体を切断するためのカッタを備えることを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェット記録装置。
7. 複数のノズルからインクを吐出可能な記録ヘッドを用いて、前記記録ヘッドの記録位置を通して搬送される記録媒体に、所望の画像の他に、前記ノズルのインクの吐出状態を検査するための検査画像を記録し、前記記録媒体に記録された前記検査画像を読取り手段により読み取って前記ノズルのインクの吐出状態を検査するインクジェット記録方法であって、
   前記記録位置を通る第１の搬送経路に沿って前記記録媒体を搬送する第１の搬送工程と、
   前記読取り手段の読取り位置を通る第２の搬送経路に沿って、前記記録媒体を前記第１の搬送工程の搬送速度以下の速度で搬送する第２の搬送工程と、
   前記検査画像が記録された前記記録媒体を前記第１の搬送経路から前記第２の搬送経路に移す工程と、
   第１の記録媒体に前記所望の画像を記録する前に第２の記録媒体に前記検査画像を記録し、前記第１の記録媒体に前記所望の画像を記録した後に第３の記録媒体に前記検査画像を記録するように、前記記録ヘッドを制御する工程と、
   前記第２および第３の記録媒体に記録された前記検査画像の両方から前記吐出状態の不良が検査されないときは、前記第１の記録媒体の前記所望の画像は前記吐出状態の不良が発生していないときに記録されたと判定し、前記第２および第３の記録媒体に記録された前記検査画像の少なくとも一方から前記吐出状態の不良が検査されたときは、前記第１の記録媒体の前記所望の画像は前記吐出状態の不良が発生しているときに記録された可能性があると判定する工程と、
   を含むことを特徴とするインクジェット記録方法。

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