JP7259351B2 - Liquid ejection device and ejection failure detection method - Google Patents
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Description
本発明は、液体吐出装置および吐出不良検出方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejection apparatus and an ejection failure detection method.
特許文献1には、一次元ラインセンサを用いて、記録された画像を検査する技術が開示されている。また、特許文献1には、一次元ラインセンサに代えて二次元面センサを用いても良いことが開示されている。
しかしながら、特許文献1では、二次元面センサをどのように用いて画像を検査するのかについての開示がされておらず、精度良く、かつ、効率的に画像を検査できない恐れがある。
However,
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、精度良く、かつ、効率的に吐出不良ノズルを特定可能にすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to enable an ejection failure nozzle to be identified accurately and efficiently.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、液体を吐出する複数のノズルが所定の方向に並んだノズル列を少なくとも1以上備える液体吐出ヘッドと、前記ノズル列を所定数毎に分けた前記複数のノズルそれぞれからの液体吐出により、前記ノズルの列方向と直交する方向に延びた複数の線の列を含むユニットを千鳥状に配置したパターンと、前記パターンの前記ユニットの四隅のうち少なくとも3つを二次元イメージセンサで検出可能なマークと、を形成するパターン形成部と、撮像範囲が前記ユニットよりも大きく、前記パターンを撮像する二次元イメージセンサと、前記パターンの光学像を前記二次元イメージセンサの受光面に結像する結像レンズと、前記二次元イメージセンサによる前記パターンの撮像画像から前記複数のノズルに存在する吐出不良の吐出不良ノズルを検出する吐出不良検出部と、を備え、前記パターンの前記ユニットに含まれる前記複数の線の列は、前記ノズル列の数の2倍以上であり、前記吐出不良検出部は、前記二次元イメージセンサが撮像した前記ユニット毎のRGBデータの中からコントラストの最も大きなデータを検出用データとして採用して、前記検出用データと所定の閾値とに基づいて前記検出用データにおける前記ノズルの位置を特定するための有効検出範囲を決定し、前記検出用データの前記有効検出範囲の外側のデータを所定のデータに置き換えるように更新して前記ノズルの位置を特定するノズル位置検出部が更新した前記検出用データに基づいて、前記吐出不良ノズルを判定する閾値を決定し、該閾値と前記ノズルの位置におけるデータから前記吐出不良ノズルを検出する、ことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a liquid ejection head having at least one or more nozzle rows in which a plurality of nozzles for ejecting liquid are arranged in a predetermined direction, and a predetermined number of the nozzle rows. a pattern in which units each including a row of a plurality of lines extending in a direction perpendicular to the row direction of the nozzles are arranged in a zigzag pattern by ejecting liquid from each of the plurality of nozzles divided into individual nozzles; a pattern forming unit that forms a mark that can be detected by a two-dimensional image sensor in at least three of the four corners; a two-dimensional image sensor that has an imaging range larger than that of the unit and images the pattern; and optics of the pattern. an imaging lens that forms an image on the light-receiving surface of the two-dimensional image sensor; and ejection failure detection that detects ejection failure nozzles existing in the plurality of nozzles from an image of the pattern captured by the two-dimensional image sensor. wherein the number of rows of the plurality of lines included in the unit of the pattern is at least twice the number of the nozzle rows, and the defective ejection detection unit detects images captured by the two-dimensional image sensor. Effective for specifying the position of the nozzle in the detection data based on the detection data and a predetermined threshold value by adopting the data with the highest contrast from the RGB data for each unit as the detection data. Based on the detection data updated by a nozzle position detection unit that determines the detection range, updates the detection data so as to replace data outside the effective detection range with predetermined data, and specifies the nozzle position. and determining a threshold value for judging the ejection failure nozzle, and detecting the ejection failure nozzle from the threshold value and the data on the position of the nozzle.
本発明によれば、精度良く、かつ、効率的に吐出不良ノズルを特定することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to accurately and efficiently identify defective nozzles.
以下に添付図面を参照して、液体吐出装置および吐出不良検出方法の実施の形態を詳細に説明する。以下では、液体を吐出する液体吐出装置としてインクジェット記録装置を適用した場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。 Exemplary embodiments of a liquid ejection device and an ejection failure detection method will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the following, a case in which an inkjet recording apparatus is applied as a liquid ejecting apparatus that ejects liquid will be described as an example, but the present invention is not limited to this.
(第1の実施の形態)
[インクジェット記録装置のハードウェア構成の説明]
ここで、図1は第1の実施の形態にかかるインクジェット記録装置100の一例を示す斜視図、図2はキャリッジ105および主走査機構110の一例を示す平面図である。図1に示すように、インクジェット記録装置100は、記録装置本体101と支持台102を備えている。インクジェット記録装置100は、記録装置本体101の内部の図示しない両側板に、ガイドロッド103及びガイドレール104を備えている。ガイドロッド103及びガイドレール104は、キャリッジ105を、矢印A方向に摺動可能に保持している。また、インクジェット記録装置100は、インクカートリッジ107を備えている。
(First embodiment)
[Description of Hardware Configuration of Inkjet Recording Apparatus]
Here, FIG. 1 is a perspective view showing an example of the
図2に示すように、キャリッジ105には、インクカートリッジ107から供給される各色のインク滴を吐出する液体吐出ヘッドを有する記録ヘッド106が搭載されている。記録ヘッド106およびキャリッジ105は、液体吐出ユニットを構成する。記録ヘッド106は、KCMYの各種インクに対応する記録ヘッド106k、106c、106m、106yをそれぞれ備えている。記録ヘッド106k、106c、106m、106yは複数のノズル(図3参照)を有しており、該ノズルより液滴であるインクを選択的に吐出して画像を形成する。記録ヘッド106(記録ヘッド106k、106c、106m、106y)には、インクカートリッジ107から供給されるインクを貯める図示しないサブタンクが一体的に備えられている。
As shown in FIG. 2, the
ここで、図3は記録ヘッド106の構成を示す平面図である。図3に示す記録ヘッド106(記録ヘッド106k、106c、106m、106y)は、4列のノズル列(図3では、A,B,C,D列)を有している。ノズル列は、例えば1列あたり320ノズルの構成であり、1つの記録ヘッド106あたり4列合計で1280ノズルを有している。
Here, FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the
ここで、図4は記録ヘッド106のノズル面を概略的に示す図である。図4に示すように、記録ヘッド106の各ノズル列は、150dpiの間隔でノズルを配置している。また、記録ヘッド106の各ノズル列は、それぞれ600dpiだけ副走査方向Bにずらして配置される。すなわち、記録ヘッド106の各ノズル列は、主走査方向Aへのキャリッジ105の1回の走査(スキャン)で各ノズルの滴が重なることなく配置されているため、ベタうちした場合は1スキャンで600dpiの画像となる。
Here, FIG. 4 is a diagram schematically showing the nozzle surface of the
このような記録ヘッド106のノズルは、使用過程で吐出不良を起こすことがある。そこで、インクジェット記録装置100は、記録ヘッド106のどのノズルが吐出不良ノズルであるかを検出することで、吐出不良ノズルで形成する画像を他のヘッドで補うなどの処理を可能とする。
Such nozzles of the
キャリッジ105を移動走査する主走査機構110は、主走査方向Aの一方側に配置される主走査モータ111と、主走査モータ111によって回転駆動される駆動プーリ112と、主走査方向Aの他方側に配置された従動プーリ113と、駆動プーリ112と従動プーリ113との間に掛け回されたベルト部材114とを備えている。なお、従動プーリ113は、図示しないテンションスプリングによって外方(駆動プーリ112に対して離れる方向)にテンションを付与されている。
A
ベルト部材114は、キャリッジ105の背面側に設けたベルト固定部に一部分が固定保持されていることで、主走査方向Aにキャリッジ105を牽引する。このキャリッジ105における主走査領域のうち、記録領域では、給紙口119に端部を挿し込まれたシート状の被搬送物である用紙Mがキャリッジ105の主走査方向Aと直交する方向(副走査方向・用紙搬送方向)Bに間欠的に搬送される。本実施の形態においては、シート状の被搬送物としてロール紙(用紙M)を適用している。
The
また、図1に示すように、インクジェット記録装置100は、キャリッジ105に搭載された記録ヘッド106の維持メンテナンスを実行する維持機構115を備えている。
Further, as shown in FIG. 1, the
さらに、図2に示すように、インクジェット記録装置100は、キャリッジ105内に主走査エンコーダセンサ117を配置している。インクジェット記録装置100は、両側板に掛け渡されたエンコーダシート118を主走査エンコーダセンサ117で連続的に読み取ることで、主走査方向Aの位置を検知しながらキャリッジ105を移動させる。
Furthermore, as shown in FIG. 2, the
加えて、図2に示すように、インクジェット記録装置100は、キャリッジ105に撮像部120を備えている。ここで、図5は撮像部120の構成例を示す断面図である。図5に示すように、撮像部120は、用紙M上に形成されたテストパターンPの撮像に用いられる。撮像部120は、二次元イメージセンサ121と、結像レンズ122と、可視光を照射する白色のLED(Light Emitting Diode)光源124と、二次元イメージセンサ121およびLED光源124を配設した基板125と、を備える。LED光源124は、用紙M上に形成されたテストパターンPに対して光を照射する。二次元イメージセンサ121は、CCD(Charge Coupled Device)センサまたはCMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)センサなどである。結像レンズ122は、用紙M上に形成されたテストパターンPの光学像を二次元イメージセンサ121の受光面に結像する。LED光源124は、二次元イメージセンサ121に対して対象になるように基板125に配置されている。このような構成により、撮像部120は、結像レンズ122を介して入射した光を二次元イメージセンサ121により電気信号に変換し、テストパターンPの撮像画像として出力する。
In addition, as shown in FIG. 2, the
次に、インクジェット記録装置100の制御系について説明する。
Next, a control system of the
図6は、インクジェット記録装置100の制御系の電気的接続を示すブロック図である。図6に示すように、インクジェット記録装置100は、各部の制御主体となる制御部300を備えている。制御部300は、主制御部301と、FPGA(Field-Programmable Gate Array)302と、モータドライバ303とを備える。
FIG. 6 is a block diagram showing electrical connections of the control system of the
主制御部301は、インクジェット記録装置100の全体の制御を司るCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、I/F(InterFace)、タイマなどで構成されるマイクロコンピュータを含む。
A
主制御部301のROMは、CPUが実行する各種プログラムや各種データを記憶する。主制御部301のRAMは、CPUが各種プログラムを実行する際に一時的にデータやプログラムを記憶する。主制御部301のCPUは、ROMに記憶されたプログラムをRAMに読み出して実行することにより、インクジェット記録装置100の各部を統括的に制御する。この際、CPUは、FPGA302と通信しながら、FPGA302と協働してインクジェット記録装置100における各種の動作制御を行う。例えば、主制御部301は、CPU制御、メモリ制御、インク吐出制御、センサ制御、モータ制御等の機能を有する。
The ROM of the
本実施の形態のインクジェット記録装置100で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
A program executed by the
さらに、本実施の形態のインクジェット記録装置100で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施の形態のインクジェット記録装置100で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
Furthermore, the program executed by the
主制御部301は、記録ヘッド106を駆動制御する。主制御部301は、モータドライバ303を介して、主走査モータ111及び用紙Mを搬送するための搬送ローラ311を駆動する副走査モータ310を駆動する。
A
主制御部301は、キャリッジ105の主走査エンコーダセンサ117に加え、用紙Mの副走査方向Bを検知する副走査エンコーダセンサ312を接続する。主制御部301は、主走査エンコーダセンサ117および副走査エンコーダセンサ312からそれぞれエンコーダ値を受け取る。
The
加えて、主制御部301は、撮像部120を接続する。主制御部301は、撮像部120に対して撮像指示を行う。撮像部120に設けられた二次元センサ用CPU123は、主制御部301からの指示に従って二次元イメージセンサ121で撮像を行い、撮像データに基づいて各種処理を実行する。二次元センサ用CPU123は、各種処理で得られた動作情報を主制御部301に送信する。
In addition, the
[インクジェット記録装置の機能構成の説明]
次に、インクジェット記録装置100の主制御部301のCPUがROMに記憶されたプログラムを実行することによって発揮する機能、および二次元センサ用CPU123がプログラムを実行することによって発揮する機能について説明する。なお、ここでは従来から知られている機能については説明を省略し、本実施の形態のインクジェット記録装置100が発揮する特徴的な機能について詳述する。
[Description of Functional Configuration of Inkjet Recording Apparatus]
Next, the functions that the CPU of the
図7は、主制御部301が発揮する機能および二次元センサ用CPU123が発揮する機能を示す機能ブロック図である。
FIG. 7 is a functional block diagram showing functions exhibited by the
図7に示すように、主制御部301は、ROMに記憶されたプログラムを実行することにより、パターン形成部401、クリーニング処理部402、二次元センサ指示部403、吐出不良ノズル登録部404として機能する。
As shown in FIG. 7, the
また、図7に示すように、二次元センサ用CPU123は、プログラムを実行することにより、ノズル位置検出部501、吐出不良検出部502として機能する。
Further, as shown in FIG. 7, the two-
パターン形成部401は、記録ヘッド106や主走査機構110を駆動制御して、用紙M上にテストパターンPを形成する。
The
ここで、図8はテストパターンPの構成を示す図、図9はテストパターンPのユニットを拡大して示す図である。図8に示すように、パターン形成部401は、1つの記録ヘッド106の全てのノズルを10個のユニットの領域に分けてテストパターンPを形成する。より詳細には、パターン形成部401は、128個(32ノズル×4列)のノズルを1ユニットとする。ユニット1は図3に示した記録ヘッド106の最下部の32ノズル分であり、ユニット10は図3に示した記録ヘッド106の最上部の32ノズル分である。
Here, FIG. 8 is a diagram showing the structure of the test pattern P, and FIG. 9 is an enlarged diagram showing a unit of the test pattern P. As shown in FIG. As shown in FIG. 8, the
図9に示すように、パターン形成部401は、1つのユニットにおいて、1ノズルで主走査方向Aにインクを40dot吐出してライン(線)を形成させる。このように1dotではなくライン(線)を形成させるのは、吐出不良のノズルにより形成された画像を二次元イメージセンサ121で検出しやすくするためである。
As shown in FIG. 9, the
また、図8および図9に示すように、パターン形成部401は、1つのユニットにおいて、偶数行のノズルでライン(線)を形成して左側の各色4列を生成し、奇数行のノズルでライン(線)を形成して右側の各色4列を生成する。すなわち、テストパターンPの各ユニットは、ノズル列の数の2倍の列の数で形成される。また、パターン形成部401は、テストパターンPの各ユニットを千鳥状に交互に配置したテストパターンPを形成する。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
なお、本実施の形態においては、テストパターンPの各ユニットをノズル列の数の2倍の列の数で形成するようにしたが、これに限るものではなく、ノズル列の数の2倍以上の列の数で形成するようにしてもよい。 In the present embodiment, each unit of the test pattern P is formed with the number of rows twice the number of nozzle rows, but the present invention is not limited to this. may be formed by the number of columns.
ここで、図10はテストパターンPとノズルの位置関係を示す図である。図10に示すテストパターンPとノズルの位置関係は、図8に示したユニット1(図4に一部を示す)におけるノズル番号とライン(線)との関係を表している。 Here, FIG. 10 is a diagram showing the positional relationship between the test pattern P and the nozzles. The positional relationship between the test pattern P and the nozzles shown in FIG. 10 represents the relationship between the nozzle numbers and the lines in the unit 1 (partially shown in FIG. 4) shown in FIG.
このようにすることで、テストパターンPの各ユニットにおいて、副走査方向Bにスペースをとるようにして上下のノズルとドットが重なってしまうことを防ぐ。また、主走査方向Aへのキャリッジ105の1回の走査(スキャン)でテストパターンPを形成できるため、パターン印字時間を短くできるとともに、テストパターンPを小さく形成できるので、二次元イメージセンサ121での読取回数を最小限にすることが可能となる。
By doing so, in each unit of the test pattern P, space is taken in the sub-scanning direction B to prevent upper and lower nozzles and dots from overlapping each other. Further, since the test pattern P can be formed by one scan of the
また、図8および図9に示すように、パターン形成部401は、キャリッジ105の停止精度を考慮し、テストパターンPのユニットの四隅のうち少なくとも3つを二次元イメージセンサ121で検出可能な基準線(マーク)Xである黒枠を各ユニットに形成するようにしてもよい。基準線Xは、二次元イメージセンサ121の撮像範囲よりも小さいパターンとする。このような基準線Xを形成することにより、二次元イメージセンサ121の撮像範囲内に各ユニットを確実に入れることができる。
In addition, as shown in FIGS. 8 and 9, the
なお、基準線Xは四隅のうち少なくとも3つを特定できる基準となる線やポイントがあれば、枠状でなくても構わない。その際は、四隅のデータから両端となる基準位置座標を特定する方法で算出する。また、基準線Xは、二次元イメージセンサ121での読取位置誤差を考慮したマージンを持った大きさで形成する。
Note that the reference line X does not have to be frame-shaped as long as there are reference lines or points that can identify at least three of the four corners. In that case, calculation is performed by a method of specifying the reference position coordinates of both ends from the data of the four corners. Also, the reference line X is formed with a size having a margin considering the reading position error in the two-
なお、記録ヘッド106におけるインクカラーの組み合わせによっては黒(K)がなかったり、その記録ヘッド106のインクカラーだけで基準線Xである黒枠を形成することができなかったりする場合、パターン形成部401は、基準線Xを描いた後、次の1走査(スキャン)でノズル位置毎のパターンを形成するようにすればよい。
Note that, depending on the combination of ink colors in the
また、図8に示すように、パターン形成部401は、10個のユニットについて、1ユニットごとに主走査方向Aにずらして配置する。これにより、少なくとも1つの記録ヘッド106分は紙送り動作をせずにキャリッジ105の主走査方向Aの移動のみで、1つの記録ヘッド106の10ユニット分のテストパターンPを形成させることができる。こうすることで副走査方向Bへの用紙Mの搬送なしで画像を形成することが出来るため、搬送誤差による画像位置ズレ要因をなくすことができる。
Further, as shown in FIG. 8, the
二次元センサ指示部403は、二次元イメージセンサ121をテストパターンPの所定のユニット上に移動させることを指示する。
The two-dimensional
ノズル位置検出部501は、二次元センサ指示部403からの指示に応じて二次元イメージセンサ121をテストパターンPの所定のユニット上に移動させる。そして、ノズル位置検出部501は、二次元イメージセンサ121で撮像した撮像データを基に、倍率を補正し、ノズル位置を検出する。
The nozzle
ここで、図11は撮像部120とノズル位置との関係を示す図である。図11に示すように、撮像部120は、記録ヘッド106の副走査方向Bの最下流のユニット1に対応する位置に並んで結像レンズ122(二次元イメージセンサ121)が位置するように設置されている。また、撮像部120の1回の撮像範囲は、テストパターンPにおける各ユニットとほぼ同範囲とする。
Here, FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the
図12は、テストパターンPにおける各ユニットの読取順序を示す図である。図12に示すように、ノズル位置検出部501は、二次元センサ指示部403からの指示に従ってキャリッジ105を制御して最初の読取位置であるテストパターンPにおけるユニット1に記録ヘッド106および撮像部120を移動させる。これにより、テストパターンPの印字終了後に用紙Mを戻したりせずに、副走査方向Bに用紙Mを搬送するのみでテストパターンPの読取動作が可能となる。戻し動作を入れないため時間ロスがなく、さらに戻し動作では搬送精度低下(用紙滑りなどの影響)による読取位置ズレなどの影響を回避することができる。
FIG. 12 is a diagram showing the reading order of each unit in the test pattern P. As shown in FIG. As shown in FIG. 12, the nozzle
ここで、図13はノズル位置の検出手法を示す図である。図13に示す例では、基準線Xが、基準線A,B,C,Dにより形成されている。このような基準線Xを設けることによって、基準線AB間と基準線CD間の絶対距離(画素数)が用紙Mと二次元イメージセンサ121との距離に応じて変化した際に、記録ヘッド106のノズル位置を正しく特定できなくなる問題を解決する。より詳細には、ノズル位置検出部501は、基準線CD間の画像データを8等分し、絶対距離ではなく相対距離でノズル列(読取位置)を特定することで、倍率に変化があった場合でも倍率を補正して正しく位置を検出する。また、ノズル位置検出部501は、同様に、基準線AB間の画像データを16等分し、絶対距離ではなく相対距離でノズル位置を特定する。
Here, FIG. 13 is a diagram showing a nozzle position detection method. In the example shown in FIG. 13, the reference line X is formed by reference lines A, B, C, and D. In the example shown in FIG. By providing such a reference line X, when the absolute distance (the number of pixels) between the reference lines AB and CD changes according to the distance between the paper M and the two-
ここで、図14は二次元イメージセンサ121で読み取った値のプロット例を示す図である。図14に示すプロット例は、図13に示した手法で二次元イメージセンサ121により読み取った画素位置毎のRGB値データである。図14に示すプロット例は、図の左からシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックを読み取った画素位置毎のRGB値データである。なお、図14に示す横軸は画素位置であり、図14に示す縦軸はRGBの3値を0~1で正規化して1つのグラフにプロットしたものである。なお、図の左から2番目のイエローのデータは、補色であるB以外はコントラストがなく検知不可能なため、最もコントラストの大きな値(2番目のデータではBの値)を選択するようにする。
Here, FIG. 14 is a diagram showing a plot example of values read by the two-
ここで、図15は検出用データの一例を示す図である。図15に示すように、ノズル位置検出部501は、例えば図14におけるRGBデータの中から、コントラストの最も大きなデータ(振幅の大きなもの)を1つ選び、それを検出用データとして採用する。このようにコントラストの最も大きなデータを選択するのは、振幅が最も大きいものの方が誤検知しにくいからである。なお、図15に示すように、ノズル位置検出部501は、選択したデータを上下反転させ、最大値(ピーク値)をそれぞれのノズル位置の値として保持する。なお、この際、等分した間隔(画素範囲)で平均化したデータを使用しても構わない。図16は、検出用データをノズル位置毎のピーク値に置き換えた一例を示す図である。
Here, FIG. 15 is a diagram showing an example of detection data. As shown in FIG. 15, the
ノズル位置検出部501は、両端を基準線A、基準線Bの位置として16等分することで、ノズル位置を特定可能となる。なお、この際、厳密に16等分ではなくても、基準線A,Bとの距離が比率で決まっていれば、ノズル位置検出部501は、その比率で相対距離と、等間隔のノズル間の位置関係とで、ノズル位置を割り出すことができる。
The nozzle
吐出不良検出部502は、ノズル位置検出部501で検出したノズル位置におけるデータから吐出不良ノズルであるかを1ユニットの1列毎に検出し、主制御部301へデータを送信する。
The ejection
ここで、図17は吐出不良ノズルが発生した際のプロット例を示す図、図18は図17に示した検出用データをノズル位置毎のピーク値に置き換えた場合における吐出不良ノズルを示す図である。図17に示す例は、正常な状態(a)から3番目のノズルに吐出不良が発生した状態(b)に遷移したことを示すものである。そして、図18に示す例は、3番目のノズル位置のRGB値が閾値に対して低いことを表したものである。吐出不良検出部502は、1ユニットの1列毎にRGB値が閾値に対して低くなっているノズル位置情報を吐出不良箇所として主制御部301へ送信する。
Here, FIG. 17 is a diagram showing a plot example when an ejection failure nozzle occurs, and FIG. 18 is a diagram showing an ejection failure nozzle when the detection data shown in FIG. 17 is replaced with a peak value for each nozzle position. be. The example shown in FIG. 17 shows a transition from the normal state (a) to the state (b) in which the third nozzle has an ejection failure. The example shown in FIG. 18 represents that the RGB values at the third nozzle position are lower than the threshold. The ejection
吐出不良ノズル登録部404は、二次元センサ用CPU123から1ユニットごとに送られてくるデータに基づき、吐出不良ノズルを特定し、吐出不良ノズルの位置(番号)を登録する。なお、吐出不良ノズル登録部404は、複数の記録ヘッド106がある場合、各記録ヘッド106のノズルを特定する。
The defective ejection
ここで、図19は吐出不良ノズルの位置の登録までを概略的に示す図である。図19に示すように、二次元イメージセンサ121で撮像された撮像画像から検出されたパターン抜けを生じている吐出不良のノズル位置情報を受信すると、吐出不良ノズル登録部404は、記録ヘッド106のノズル番号と対応させて不良ノズルを登録する。
Here, FIG. 19 is a diagram schematically showing the steps up to the registration of the position of the ejection failure nozzle. As shown in FIG. 19 , upon receiving the nozzle position information of the ejection failure causing the pattern omission detected from the captured image captured by the two-
クリーニング処理部402は、吐出不良がある場合、維持機構115を制御してクリーニング処理を行う。
The
次に、吐出不良ノズルの検出処理の流れについて説明する。 Next, the flow of detection processing for ejection failure nozzles will be described.
図20は、主制御部301および二次元センサ用CPU123が実行する吐出不良ノズルの検出処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 20 is a flow chart showing the flow of detection processing for a defective ejection nozzle executed by the
まず、パターン形成部401は、記録ヘッド106や主走査機構110を駆動制御して、用紙M上にテストパターンPを印字する(ステップS1)。ここでは、まず、基準線Xである黒枠のみ印字し、その後、黒枠内のユニット1~ユニット10を1回の走査で印字して、テストパターンPを完成させる。
First, the
次いで、二次元センサ指示部403は、二次元イメージセンサ121をテストパターンPの読取位置となる所定のユニット上に移動させることを指示する(ステップS2)。
Next, the two-dimensional
ノズル位置検出部501は、二次元センサ指示部403からの指示に従い、二次元イメージセンサ121をテストパターンPの読取位置となる所定のユニット上に移動させる(ステップS11)。
The nozzle
次いで、ノズル位置検出部501は、二次元イメージセンサ121でテストパターンPの1つのユニットを撮像した撮像データを基に、倍率を補正し、ノズル位置を検出する(ステップS12)。
Next, the nozzle
続いて、吐出不良検出部502は、ノズル位置検出部501で検出したノズル位置におけるデータから1ユニット内の吐出不良ノズルを検出する(ステップS13)。
Subsequently, the ejection
そして、吐出不良検出部502は、検出した1ユニット内の吐出不良ノズルのノズル位置情報を主制御部301へ送信する(ステップS14)。
Then, the ejection
吐出不良ノズル登録部404は、受信した吐出不良ノズルのノズル位置情報に基づいて吐出不良ノズルを特定する(ステップS3)。
The ejection failure
そして、吐出不良ノズル登録部404は、吐出不良ノズルの位置(番号)を登録する(ステップS4)。このようにして登録した吐出不良ノズルのノズル位置(番号)の情報を用いることによって、吐出不良ノズルで形成する画像を他の記録ヘッドで補う吐出補間動作を実施可能となる。
Then, the defective ejection
二次元センサ指示部403は、テストパターンPを構成する全てのユニットについて吐出不良ノズルの検出処理を終了していなければ(ステップS5のNo)、ステップS2に戻り、二次元イメージセンサ121をテストパターンPの次のユニット上に移動させることを指示する。
If the two-dimensional
一方、二次元センサ指示部403は、テストパターンPを構成する全てのユニットについて吐出不良ノズルの検出処理を終了していれば(ステップS5のYes)、吐出不良ノズルの検出処理を終了する。
On the other hand, if the two-dimensional
このように本実施の形態によれば、1つの記録ヘッド106のノズル列の数の2倍以上の列の数でテストパターンPのユニットに含まれる複数の線の列を構成することにより、テストパターンPのサイズを小さくしつつ、隣接ノズルのドットと重なることなく、1スキャンでテストパターンPの形成が可能となるので、テストパターンPを形成する際の走査回数、テストパターンPの読取回数を少なくして効率化でき、かつ用紙Mを搬送せずに全てのテストパターンPを描くことができるので、搬送誤差の影響を少なくして効率良く吐出不良ノズルを検出することができる。
As described above, according to the present embodiment, a plurality of line arrays included in the unit of the test pattern P are configured with the number of arrays that is at least twice the number of nozzle arrays of one
また、二次元イメージセンサ121は、記録ヘッド106の副走査方向Bの最下流に位置するユニットに対応する位置に並んで配置されることにより、テストパターンPの印字終了後に用紙Mを戻したりせずに、副走査方向Bに用紙Mを搬送するのみでテストパターンPの読取動作が可能となる。
In addition, the two-
(変形例)
次に、変形例について説明する。
(Modification)
Next, a modified example will be described.
本実施の形態においては、1つの記録ヘッド106における吐出不良ノズルの検出処理について説明したが、これに限るものではなく、記録ヘッド106を複数並べて用いる場合にも適用可能である。
In the present embodiment, the detection process for ejection failure nozzles in one
ここで、図21は変形例にかかる記録ヘッド106の配置例を示す平面図である。図21に示す例においては、3つの記録ヘッド106が千鳥状に配置されている。また、3つの記録ヘッド106は、用紙Mの副走査方向Bの上流側から下流側に向かってノズル列が10ノズル分だけ重複して配置されている。
Here, FIG. 21 is a plan view showing an arrangement example of the
また、図21に示すように、撮像部120は、副走査方向Bの最下流に位置する記録ヘッド106の副走査方向Bの最下流のユニット1に対応する位置に並んで結像レンズ122(二次元イメージセンサ121)が位置するように設置されている。
Further, as shown in FIG. 21, the
図22は、変形例にかかるテストパターンPの構成を示す図である。図22に示すように、パターン形成部401は、記録ヘッド106の全てのノズルを10個のユニットの領域に分けて形成したテストパターンP(図8参照)を、3つの記録ヘッド106分について形成する。すなわち、パターン形成部401は、1キャリッジ分(30ユニット=3ヘッド×10ユニット)のテストパターンPを用紙Mに形成する。また、パターン形成部401は、3つの記録ヘッド106にそれぞれ対応する3つのテストパターンPについて、1つのテストパターンPごとに主走査方向Aにずらして配置する。
FIG. 22 is a diagram showing the configuration of a test pattern P according to a modification. As shown in FIG. 22, the
これにより、少なくとも3つの記録ヘッド106分は紙送り動作をせずにキャリッジ105の主走査方向Aの移動のみで、3つの記録ヘッド106の10ユニット分のテストパターンPをそれぞれ形成させることができる。こうすることで副走査方向Bへの用紙Mの搬送なしで画像を形成することが出来るため、搬送誤差による画像位置ズレ要因をなくすことができる。
As a result, the test patterns P corresponding to 10 units can be formed by the three
なお、3つの記録ヘッド106に対応する3つのテストパターンPを副走査方向Bに縦に並べて形成することも可能だが、主走査方向Aにヘッド配置に合わせてずらすことで、吐出時間を短くしスキャン距離を短くすることが可能となる。
Although it is possible to form three test patterns P corresponding to the three
この場合においても、1つの記録ヘッド106における吐出不良ノズルの検出処理と同様に、ノズル位置検出部501は、二次元センサ指示部403からの指示に従ってキャリッジ105を制御して最初の読取位置である副走査方向Bの最下流に位置する記録ヘッド106に対応するテストパターンPにおけるユニット1に記録ヘッド106および撮像部120を移動させて撮像する。
In this case as well, the nozzle
(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
第2の実施の形態は、二次元イメージセンサ121の撮像用の光源として紫外光を照射するLED光源が加えられている点が、第1の実施の形態と異なる。以下、第2の実施の形態の説明では、第1の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第1の実施の形態と異なる箇所について説明する。
The second embodiment differs from the first embodiment in that an LED light source that emits ultraviolet light is added as a light source for imaging by the two-
図23は、第2の実施の形態にかかる撮像部120の構成例を示す断面図である。本実施形態の撮像部120は、二次元イメージセンサ121の撮像用の光源として、可視光を照射する白色のLED光源124に加えて、紫外光を照射するLED光源126が設けられている。なお、紫外光を照射するLED光源126は、二次元イメージセンサ121に対して対象になるように基板125に配置されている。また、可視光を照射する白色のLED光源124と紫外光を照射するLED光源126とは一列に並んでおり、二次元イメージセンサ121に対して内側でも外側でも良い。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a configuration example of the
ここで、図24は紫外光の光源を用いた場合の画素位置毎のRGB値データを例示的に示す図である。図24に示すデータは、撮像部120の撮像用の紫外光を照射するLED光源126として、図13に示した方法で二次元イメージセンサ121により読み取った場合の画素位置毎のRGB値データである。
Here, FIG. 24 is a diagram exemplifying RGB value data for each pixel position when an ultraviolet light source is used. The data shown in FIG. 24 is RGB value data for each pixel position read by the two-
図24(a)はシアンを読み取ったデータ、(b)イエローを読み取ったデータ、(c)マゼンタを読み取ったデータ、(d)はブラックを読み取ったデータ例である。なお、図24において横軸は画素位置、縦軸はRGBの3値を0~255で正規化して一つのグラフにプロットしている。 FIG. 24A shows an example of cyan read data, (b) yellow read data, (c) magenta read data, and (d) black read data. In FIG. 24, the pixel position is plotted on the horizontal axis, and the three values of RGB normalized from 0 to 255 are plotted on the vertical axis.
LED光源126により紫外光を照射して二次元イメージセンサ121により読み取った図24(a)~(d)の読取り結果に示されるように、RとBの値が最大値で飽和しておりGのみ読み取れるものとなっている。しかしながら、ノズル位置検出部501は、RGBのいずれかの値でコントラストが出ていればよい。よって、LED光源126とした場合であってもGの値でコントラストが出ていることから、ノズル位置検出部501は、テストパターンPを検知することができる。
As shown in the reading results of FIGS. 24(a) to 24(d), which are read by the two-
ここで、図25は異なる光源を使用した場合の測定結果の比較例を示す図である。図25(a),(b)は、イエローの読み取り結果を光源の違いで比較したものである。図25(a)において左が可視光を照射する白色のLED光源124における読取り結果、右が紫外光を照射するLED光源126における読取り結果である。
Here, FIG. 25 is a diagram showing a comparative example of measurement results when different light sources are used. FIGS. 25A and 25B compare the reading results of yellow under different light sources. In FIG. 25(a), the left side shows the reading result with the white LED
図25(b)は、図25(a)でコントラストが出ている部分を等率で拡大したものである。図25(b)に示すように、イエローの読み取りの場合、左に示される可視光を照射するLED光源124における読み取り結果においては、補色であるBのコントラストが出ているが、値は小さい。一方、右に示される紫外光を照射するLED光源126における読み取り結果においては、Gのコントラストの数値が可視光の読み取り結果に比べて倍となっており、読み取りがより容易となっている。
FIG. 25(b) is an enlarged view of the contrasted portion of FIG. 25(a). As shown in FIG. 25(b), in the case of reading yellow, the reading result from the LED
次に、本実施形態におけるテストパターンP´について説明する。 Next, the test pattern P' in this embodiment will be described.
図26は、テストパターンP´の構成を示す図である。図26に示すように、テストパターンP´は、図8に示したテストパターンPと基本的な構成は同じである。ただし、図8に示したテストパターンPとは異なる点として、撮像部120の光源を紫外光のLED光源126とする場合、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック以外の、ホワイトや蛍光色など可視光では読み取りが困難な色を使用可能である。図26に示すテストパターンP´は、イエロー、シアン、マゼンタ、ホワイトの4列で構成されるパターンである。
FIG. 26 is a diagram showing the configuration of the test pattern P'. As shown in FIG. 26, the test pattern P' has the same basic configuration as the test pattern P shown in FIG. However, as a difference from the test pattern P shown in FIG. 8, when the light source of the
図27は、異なる光源を使用した場合のホワイト印字についての測定結果の比較例を示す図である。図27に示すデータは、図13に示した方法で二次元イメージセンサ121によりホワイトインクでの印字を読み取った場合の画素位置毎のRGB値データである。図27(a)は、可視光を照射するLED光源124における読取り結果、図27(b)は、紫外光を照射するLED光源126における読取り結果である。なお、図27において横軸は画素位置、縦軸はRGBの3値を0~255で正規化して一つのグラフにプロットしている。
FIG. 27 is a diagram showing a comparative example of measurement results for white printing when different light sources are used. The data shown in FIG. 27 is RGB value data for each pixel position when printing with white ink is read by the two-
例えば、白紙である用紙Mに対してホワイトインクで印字した場合、図27(a)に示されるように、可視光のLED光源124ではRGB値データからコントラストがほぼ抽出できず、印字の有無が検知できない。一方、図27(b)に示されるように、紫外光のLED光源126ではGの値でコントラストが出現しており検知可能である。
For example, when white ink is printed on white paper M, as shown in FIG. Cannot be detected. On the other hand, as shown in FIG. 27(b), with the
また、図27(c)は、受光側でRGBの取得値に補正をかけた結果である。このように受光側で補正することで、G以外の値でもコントラストを出すことができる。 FIG. 27C shows the result of correcting the acquired RGB values on the light receiving side. By correcting on the light-receiving side in this manner, contrast can be obtained even with values other than G.
白紙である用紙Mに対してホワイトインクにて印字することは想定しづらいが、ニーズにより蛍光色や色味が現状より薄いインクも使用されることが想定される。また、紫外光のLED光源126を光源とすることで、色味が薄く光源が可視光で読みとれない、また、読み取りが困難な色でもホワイトが読み取れていることから、本検知方法が有効である。
Although it is difficult to imagine printing with white ink on blank paper M, it is assumed that depending on needs, fluorescent color or lighter colored ink will be used. In addition, by using the LED
このように本実施の形態によれば、テストパターンを二次元イメージセンサ121にて読み取る際に、紫外光を照射するLED光源126を使用することにより、可視光で読み取りが困難な色も読み取りが容易となる。
As described above, according to the present embodiment, when the test pattern is read by the two-
(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態について説明する。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
第3の実施の形態は、ノイズと照度ムラとを除去する点が、第1の実施の形態と異なる。以下、第3の実施の形態の説明では、第1の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第1の実施の形態と異なる箇所について説明する。 The third embodiment differs from the first embodiment in that noise and uneven illumination are removed. Hereinafter, in the description of the third embodiment, the description of the same portions as those of the first embodiment will be omitted, and the portions different from those of the first embodiment will be described.
図28は、第3の実施の形態にかかるパターン認識時におけるトレンド除去処理を示す図である。 FIG. 28 is a diagram showing trend removal processing during pattern recognition according to the third embodiment.
図28に示すデータは、撮像部120による撮像画像には照度ムラがあるため、一定のしきい値でピークを検出しようとするとパターンを取りこぼす可能性があることを示している。点線を閾値とした場合、図28における左端のパターンを取りこぼしてしまう。
The data shown in FIG. 28 indicates that the image picked up by the
そのため、本実施の形態のノズル位置検出部501は、図28に示すように、照度ムラに対応するため、第1の処理として、テストパターンPの外枠基準線をマスクした対象範囲に対してデータのトレンド除去処理を実施して、データ内の変動を明らかにする。
Therefore, as shown in FIG. 28, the nozzle
トレンドは、線形回帰直線を求めることで導出する。ただし、トレンドの導出には回帰曲線を用いてもよい。下記式を用いることにより、トレンドを除去することができる。
トレンド除去データ(X)=データ(X)-回帰直線(X)
A trend is derived by obtaining a linear regression line. However, a regression curve may be used to derive the trend. The trend can be removed by using the following formula.
Detrended Data (X) = Data (X) - Regression Line (X)
このとき、ノズル位置検出部501は、第2の処理として、ノイズを増幅しないよう予めデータに対してスムージング処理を行い、ノイズを除去する。ここで、図29はデータに対してトレンド除去処理とスムージング処理を行ったデータを示す図である。図29に示すように、スムージング処理を実行することにより、照度ムラに起因するノイズが除去される。
At this time, as second processing, the nozzle
なお、スムージング処理は、ローパスフィルタであればいずれのアルゴリズムでも良い。処理のタイミングも、アナログ処理であっても、デジタル処理であっても良い。本実施の形態においては、デジタル処理の段階で移動平均フィルタを利用する。 Any algorithm may be used for the smoothing process as long as it is a low-pass filter. The processing timing may be analog processing or digital processing. In this embodiment, a moving average filter is used at the stage of digital processing.
ところで、図29に示すデータでは、図29中で実線の丸で示すような除去しきれていないノイズをパターンとして誤認してしまい、インクが薄く点線の丸で示すようなピークが小さいパターンを検出できない現象が発生してしまう。 By the way, in the data shown in FIG. 29, unremoved noise indicated by solid-line circles in FIG. Impossible things happen.
そこで、ノズル位置検出部501は、第3の処理として、薄いインクを検出できるようにするために、不要なノイズを除去する処理を実行する。より詳細には、基準線とノズル位置特定用パターンであるテストパターンPの間のノイズ(図29中で実線の丸で示す)を除去する。
Therefore, the nozzle
ここで、図30はノイズを除去して対象範囲を再定義したデータを示す図である。図30に示すように、ノズル位置特定用パターンであるテストパターンPのみを検出有効範囲とする方法は、閾値(太い点線)と対象データとの交点を利用する。 Here, FIG. 30 is a diagram showing data in which noise is removed and the target range is redefined. As shown in FIG. 30, the method of setting only the test pattern P, which is the nozzle position specifying pattern, as the detection effective range uses the intersection of the threshold value (thick dotted line) and the target data.
図30において一点鎖線や二点鎖線で示すように、一番外側の交点より外側のデータはノイズとならないようにデータを置き換える。このとき、閾値(太い点線)と対象データとの交点の値を置き換えデータの一定値として入力してしまうと、先頭の薄いインクはピークが小さく検出し辛いままとなる。そのため、置き換えデータは、閾値(太い点線)と交点を持ちやすいように傾きを持った一点鎖線や「1」(二点鎖線)で置き換えて検出有効範囲決定閾値を最適化する。 As indicated by the one-dot chain line and the two-dot chain line in FIG. 30, the data outside the outermost intersection point is replaced so as not to become noise. At this time, if the value at the intersection of the threshold value (thick dotted line) and the target data is input as a constant value for the replacement data, the light ink at the beginning has a small peak and remains difficult to detect. Therefore, the replacement data is replaced with a one-dot chain line or "1" (two-dot chain line) that is inclined so as to easily cross the threshold value (thick dotted line), thereby optimizing the detection effective range determination threshold value.
このように本実施の形態によれば、テストパターンを二次元イメージセンサ121にて読み取る際に、ノイズと照度ムラとを除去することにより、先頭のパターンを取りこぼしにくくなり、薄いインクやインクに濃淡があっても精度よくパターンを検出することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the test pattern is read by the two-
本願において、「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。 In the present application, a "liquid ejection head" is a functional component that ejects and ejects liquid from nozzles.
吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。 The liquid to be ejected is not particularly limited as long as it has a viscosity and surface tension that can be ejected from the head. is preferred. More specifically, solvents such as water and organic solvents, colorants such as dyes and pigments, functional-imparting materials such as polymerizable compounds, resins, and surfactants, biocompatible materials such as DNA, amino acids, proteins, and calcium. , edible materials such as natural pigments, solutions, suspensions, emulsions, etc. These are, for example, inkjet inks, surface treatment liquids, components of electronic elements and light emitting elements, and formation of electronic circuit resist patterns It can be used for applications such as liquids for liquids and material liquids for three-dimensional modeling.
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。 Piezoelectric actuators (laminated piezoelectric element and thin film piezoelectric element), thermal actuators that use electrothermal conversion elements such as heating resistors, and electrostatic actuators that consist of a diaphragm and a counter electrode are used as energy sources for liquid ejection. includes those that
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、供給・循環機構、キャリッジ、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも1つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。 A "liquid ejection unit" is a combination of functional parts and mechanisms integrated with a liquid ejection head, and is a collection of parts related to ejection of liquid. For example, the "liquid ejection unit" includes a combination of at least one of a supply/circulation mechanism, a carriage, a maintenance/recovery mechanism, and a main scanning movement mechanism with a liquid ejection head.
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。 Here, integration means, for example, that the liquid ejection head and functional parts or mechanisms are fixed to each other by fastening, adhesion, or engagement, or that one is held movably with respect to the other. include. Also, the liquid ejection head, the functional parts, and the mechanism may be configured to be detachable from each other.
例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドと供給・循環機構が一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドと供給・循環機構が一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットの供給・循環機構と液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。 For example, there is a liquid ejection unit in which a liquid ejection head and a supply/circulation mechanism are integrated. Also, there is a type in which the liquid ejection head and the supply/circulation mechanism are integrated by being connected to each other by a tube or the like. Here, a unit including a filter can be added between the supply/circulation mechanism of these liquid ejection units and the liquid ejection head.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。 Further, there is a liquid ejection unit in which a liquid ejection head and a carriage are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。 Further, as a liquid ejection unit, there is one in which the liquid ejection head is movably held by a guide member constituting a part of the scanning movement mechanism, and the liquid ejection head and the scanning movement mechanism are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。 There is also a liquid ejection unit in which the liquid ejection head, the carriage, and the maintenance and recovery mechanism are integrated by fixing a cap member, which is a part of the maintenance and recovery mechanism, to a carriage to which the liquid ejection head is attached. .
また、液体吐出ユニットとして、供給・循環機構若しくは流路部品が取り付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。 Further, as a liquid ejection unit, there is one in which a tube is connected to a liquid ejection head to which a supply/circulation mechanism or a channel component is attached, and the liquid ejection head and the supply mechanism are integrated. The liquid in the liquid storage source is supplied to the liquid discharge head through this tube.
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。 It is assumed that the main scanning movement mechanism also includes a single guide member. Also, the supply mechanism includes a single tube and a single loading unit.
本願において、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体吐出装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 In the present application, a "liquid ejection apparatus" is an apparatus that includes a liquid ejection head or a liquid ejection unit, drives the liquid ejection head, and ejects liquid. Liquid ejecting apparatuses include not only apparatuses capable of ejecting liquid onto an object to which liquid can adhere, but also apparatuses ejecting liquid into air or liquid.
この「液体吐出装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 The "liquid ejecting apparatus" can include means for feeding, transporting, and ejecting an object to which liquid can adhere, as well as a pre-processing device, a post-processing device, and the like.
例えば、「液体吐出装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。 For example, as a “liquid ejection device”, an image forming device that ejects ink to form an image on paper, a powder that forms a layer to form a three-dimensional object (three-dimensional object) There is a three-dimensional modeling apparatus (three-dimensional modeling apparatus) that ejects a modeling liquid onto a body layer.
また、「液体吐出装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the "liquid ejecting apparatus" is not limited to one that visualizes significant images such as characters and graphics by ejected liquid. For example, it includes those that form patterns that have no meaning per se, and those that form three-dimensional images.
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above-mentioned "substance to which a liquid can adhere" means a substance to which a liquid can adhere at least temporarily, such as a substance to which a liquid adheres and adheres, a substance which adheres and permeates, and the like. Specific examples include media such as recording media such as paper, recording paper, recording paper, film, and cloth, electronic components such as electronic substrates and piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and test cells. Yes, and unless otherwise specified, includes anything that has liquid on it.
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The material of the above-mentioned "thing to which a liquid can adhere" may be paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc., as long as the liquid can adhere even temporarily.
また、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。 Further, the ``liquid ejection device'' includes a device in which a liquid ejection head and an object to which liquid can be adhered move relative to each other, but is not limited to this. Specific examples include a serial type apparatus in which the liquid ejection head is moved and a line type apparatus in which the liquid ejection head is not moved.
また、「液体吐出装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 In addition, as a "liquid ejection device", there are other processing liquid coating devices that eject processing liquid onto the paper surface in order to apply the processing liquid to the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper. There is an injection granulator that granulates fine particles of a raw material by injecting a composition liquid dispersed therein through a nozzle.
また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 Further, the terms used in the present application, such as image formation, recording, printing, printing, printing, modeling, etc., are synonymous.
なお、上記実施形態においては、本発明に係る液体吐出装置をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ/ファックス/コピア複合機などの画像形成装置にも適用することができる。 In the above-described embodiment, an example in which the liquid ejection apparatus according to the present invention is applied to an image forming apparatus having a printer configuration has been described, but the present invention is not limited to this. It can also be applied to a forming device.
100 液体吐出装置
106 液体吐出ヘッド
121 二次元イメージセンサ
401 パターン形成部
404 吐出不良ノズル登録部
501 ノズル位置検出部
502 吐出不良検出部
REFERENCE SIGNS
Claims (9)
前記ノズル列を所定数毎に分けた前記複数のノズルそれぞれからの液体吐出により、前記ノズルの列方向と直交する方向に延びた複数の線の列を含むユニットを千鳥状に配置したパターンと、前記パターンの前記ユニットの四隅のうち少なくとも3つを二次元イメージセンサで検出可能なマークと、を形成するパターン形成部と、
撮像範囲が前記ユニットよりも大きく、前記パターンを撮像する二次元イメージセンサと、
前記パターンの光学像を前記二次元イメージセンサの受光面に結像する結像レンズと、
前記二次元イメージセンサによる前記パターンの撮像画像から前記複数のノズルに存在する吐出不良の吐出不良ノズルを検出する吐出不良検出部と、
を備え、
前記パターンの前記ユニットに含まれる前記複数の線の列は、前記ノズル列の数の2倍以上であり、
前記吐出不良検出部は、
前記二次元イメージセンサが撮像した前記ユニット毎のRGBデータの中からコントラストの最も大きなデータを検出用データとして採用して、前記検出用データと所定の閾値とに基づいて前記検出用データにおける前記ノズルの位置を特定するための有効検出範囲を決定し、前記検出用データの前記有効検出範囲の外側のデータを所定のデータに置き換えるように更新して前記ノズルの位置を特定するノズル位置検出部が更新した前記検出用データに基づいて、前記吐出不良ノズルを判定する閾値を決定し、該閾値と前記ノズルの位置におけるデータから前記吐出不良ノズルを検出する、
ことを特徴とする液体吐出装置。 a liquid ejection head including at least one or more nozzle rows in which a plurality of nozzles for ejecting liquid are arranged in a predetermined direction;
a pattern in which units each including a row of a plurality of lines extending in a direction orthogonal to the row direction of the nozzles are arranged in a zigzag pattern by liquid ejection from each of the plurality of nozzles obtained by dividing the nozzle row by a predetermined number ; a pattern forming unit that forms a mark detectable by a two-dimensional image sensor in at least three of the four corners of the unit of the pattern ;
a two-dimensional image sensor having an imaging range larger than that of the unit and imaging the pattern;
an imaging lens that forms an optical image of the pattern on the light receiving surface of the two-dimensional image sensor;
an ejection failure detection unit that detects an ejection failure nozzle existing in the plurality of nozzles from an image of the pattern captured by the two-dimensional image sensor;
with
the number of rows of the plurality of lines included in the unit of the pattern is at least twice the number of the nozzle rows;
The ejection failure detection unit includes:
Among the RGB data for each unit captured by the two-dimensional image sensor, data having the highest contrast is adopted as detection data, and the nozzles in the detection data are selected based on the detection data and a predetermined threshold value. a nozzle position detection unit that determines an effective detection range for identifying the position of the nozzle, updates the detection data so as to replace data outside the effective detection range with predetermined data, and identifies the position of the nozzle; Determining a threshold value for determining the ejection failure nozzle based on the updated detection data, and detecting the ejection failure nozzle from the threshold value and data on the nozzle position;
A liquid ejection device characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 The two-dimensional image sensor is arranged side by side at a position corresponding to the unit positioned most downstream in the sub-scanning direction of the liquid ejection head.
2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出装置。 The pattern forming unit forms a frame formed by four lines surrounding the unit as the mark.
3. The liquid ejecting apparatus according to claim 1 , wherein:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出装置。 The mark is formed in a size with a margin considering a reading position error in the two-dimensional image sensor.
3. The liquid ejecting apparatus according to claim 1 , wherein:
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の液体吐出装置。 The nozzle position detection unit corrects the magnification using the mark for each unit captured by the two-dimensional image sensor.
5. The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の液体吐出装置。 a faulty ejection nozzle registration unit that registers the position of the faulty ejection nozzle;
6. The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 5 , characterized in that:
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の液体吐出装置。 Further comprising a light source for irradiating the pattern with ultraviolet light when imaging by the two-dimensional image sensor,
7. The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 6 , characterized in that:
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の液体吐出装置。 The nozzle position detection unit removes noise and illuminance unevenness contained in the RGB data for each unit captured by the two-dimensional image sensor.
8. The liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
前記ノズル列を所定数毎に分けた前記複数のノズルそれぞれからの液体吐出により、前記ノズルの列方向と直交する方向に延びた複数の線の列を含むユニットを千鳥状に配置したパターンと、前記パターンの前記ユニットの四隅のうち少なくとも3つを二次元イメージセンサで検出可能なマークと、を形成するパターン形成工程と、
撮像レンズにより前記パターンの光学像を二次元イメージセンサの受光面に結像させる工程と、
撮像範囲が前記ユニットよりも大きく、前記パターンを撮像する前記二次元イメージセンサによる前記パターンの撮像画像から前記複数のノズルに存在する吐出不良の吐出不良ノズルを検出する吐出不良検出工程と、
を含み、
前記パターンの前記ユニットに含まれる前記複数の線の列は、前記ノズル列の数の2倍以上であり、
前記吐出不良検出工程は、
前記二次元イメージセンサが撮像した前記ユニット毎のRGBデータの中からコントラストの最も大きなデータを検出用データとして採用して、前記検出用データと所定の閾値とに基づいて前記検出用データにおける前記ノズルの位置を特定するための有効検出範囲を決定し、前記検出用データの前記有効検出範囲の外側のデータを所定のデータに置き換えるように更新して前記ノズルの位置を特定するノズル位置検出工程が更新した前記検出用データに基づいて、前記吐出不良ノズルを判定する閾値を決定し、該閾値と前記ノズルの位置におけるデータから前記吐出不良ノズルを検出する、
ことを特徴とする吐出不良検出方法。 An ejection failure detection method for detecting an ejection failure nozzle in a liquid ejection head having at least one or more nozzle rows in which a plurality of nozzles for ejecting liquid are arranged in a predetermined direction, comprising:
a pattern in which units each including a row of a plurality of lines extending in a direction orthogonal to the row direction of the nozzles are arranged in a zigzag pattern by liquid ejection from each of the plurality of nozzles obtained by dividing the nozzle row by a predetermined number ; a pattern forming step of forming marks detectable by a two-dimensional image sensor in at least three of the four corners of the unit of the pattern ;
forming an optical image of the pattern on a light receiving surface of a two-dimensional image sensor with an imaging lens;
an ejection failure detection step of detecting an ejection failure nozzle existing among the plurality of nozzles from an image of the pattern captured by the two-dimensional image sensor that captures the pattern, the imaging range of which is larger than that of the unit;
including
the number of rows of the plurality of lines included in the unit of the pattern is at least twice the number of the nozzle rows;
The ejection failure detection step includes:
Among the RGB data for each unit captured by the two-dimensional image sensor, data having the highest contrast is adopted as detection data, and the nozzles in the detection data are selected based on the detection data and a predetermined threshold value. a nozzle position detection step of determining an effective detection range for identifying the position of the nozzle, updating the detection data so as to replace data outside the effective detection range with predetermined data, and identifying the position of the nozzle; Determining a threshold value for determining the ejection failure nozzle based on the updated detection data, and detecting the ejection failure nozzle from the threshold value and data on the nozzle position;
An ejection failure detection method characterized by:
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