JP7600635B2 - 印刷装置、及び印刷方法 - Google Patents

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Description

本発明は、印刷装置、及び印刷方法に関する。
従来から、液体を吐出するヘッドと媒体との接触を検出する印刷装置が知られていた。例えば、特許文献１には、ヘッドを搭載するキャリッジに設けられた変位部と媒体との接触によって生じる変位量に応じて印刷動作を制御する印刷装置が開示されている。
特開２０１８－１２２５１７号公報
特許文献１に記載の印刷装置は、ヘッドと媒体との接触の度合いに応じて印刷動作を停止してヘッドのクリーニングを行う。しかしながら、ヘッドと媒体との接触と、クリーニングを必要とするノズル詰まりと、の因果関係が不明確であった。つまり、ヘッドと媒体とが接触したからといって必ずノズルが詰まるとは限らず、また、ノズルが詰まったからといって直ぐにクリーニングが必要とも限らない。したがって、特許文献１の印刷装置は、不必要なクリーニングを実施することにより、印刷効率が低下するという問題があった。
印刷装置は、媒体に液体を吐出する複数のノズルを有するヘッドと、前記複数のノズルのうち吐出不良を生じた異常ノズルを検出する異常ノズル検出部と、前記ヘッドと前記媒体との接触を検出する接触検出部と、前記複数のノズルから前記液体を排出する排出動作を行う排出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記異常ノズルが検出され、且つ前記ヘッドと前記媒体との接触が検出された場合に、前記排出動作を実行し、前記異常ノズルが検出され、且つ前記ヘッドと前記媒体との接触が検出されなかった場合に、前記異常ノズルを補完する印刷を実行する。
印刷方法は、媒体に液体を吐出する複数のノズルを有するヘッドと、前記複数のノズルのうち吐出不良を生じた異常ノズルを検出する異常ノズル検出部と、前記ヘッドと前記媒体との接触を検出する接触検出部と、前記複数のノズルから前記液体を排出する排出動作を行う排出部と、を備える印刷装置の印刷方法であって、前記異常ノズルを検出する工程と、前記ヘッドと前記媒体との接触を検出する工程と、前記異常ノズルが検出され、且つ前記ヘッドと前記媒体との接触が検出された場合に、前記排出動作を実行する工程と、前記異常ノズルが検出され、且つ前記ヘッドと前記媒体との接触が検出されなかった場合に、前記異常ノズルを補完する補完印刷を実行する工程と、を含む。
実施形態に係る印刷装置の構成を示す斜視図。 印刷装置の概略構成を示す断面図。 ヘッド及び接触検出部の配置を説明する平面図。 ヘッドの内部構成を示す断面図。 印刷装置の電気接続を示すブロック図。 異常ノズル検出部の構成を示すブロック図。 印刷方法を説明するフローチャート図。 通常印刷の一例を示す図。 補完印刷の一例を示す図。 通常印刷の一例を示す図。 補完印刷の一例を示す図。
１．実施形態
実施形態に係わる印刷装置１の概略構成について説明する。なお、図面に付記する座標においては、Ｚ軸に沿う両方向は上下方向であり矢印方向が「上」、Ｘ軸に沿う両方向は左右方向であり矢印方向が「左」、Ｙ軸に沿う両方向は前後方向であり矢印方向が「前」としている。また、Ｘ軸に沿う両方向は主走査方向に対応し、Ｙ軸は印刷部７０における搬送方向に対応する。また、媒体Ｓの搬送方向に沿う位置関係を「上流」「下流」ともいう。
図１及び図２に示すように、印刷装置１は、供給部４０、搬送部５０、案内部５５、巻取部６０、印刷部７０、吸引部９５、及び印刷装置１の各部を制御する制御部１０を含んで構成される。供給部４０、巻取部６０は、Ｘ方向に離間した一対の脚部２０に設けられる。搬送部５０、案内部５５は、一対の脚部２０に架設されたベースフレーム２１に支持される。印刷部７０、及び制御部１０は、搬送部５０、案内部５５の上方に位置する、ベースフレーム２１に支持されたＸ軸に長い略直方体状の筐体３０の内部に設けられる。
供給部４０は、筐体３０の後方下部に設けられる。供給部４０には、未使用の媒体Ｓが芯管４２に巻き重ねられたロール体Ｒ１が保持される。供給部４０は、芯管４２の両端を挟む一対のホルダー４１を備える。一方のホルダー４１には、芯管４２に回動力を供給するモーターが備えられる。モーターが駆動され芯管４２が回転することにより、ロール体Ｒ１から巻き解かれた媒体Ｓが印刷部７０へ給送される。なお、供給部４０には、媒体Ｓの幅や巻き数の異なる複数サイズのロール体Ｒ１が交換可能に装填される。
巻取部６０は、筐体３０の前方下部に設けらる。巻取部６０には、印刷部７０で印刷された媒体Ｓが芯管６２に巻き取られてロール体Ｒ２が形成される。巻取部６０は、芯管６２の両端を挟む一対のホルダー６１を備える。一方のホルダー６１には、芯管６２に回動力を供給するモーターが備えられる。モーターが駆動され芯管６２が回転することにより、媒体Ｓが芯管６２に巻き取られる。なお、巻取部６０は、自重によって垂れ下がる媒体Ｓの裏面側を押圧し、芯管６２に巻き取られる媒体Ｓに張力を付与するテンションローラーを備えた構成であってもよい。
案内部５５は、上流側案内部５６、プラテン５７、及び下流側案内部５８を備える。プラテン５７は、Ｘ軸に長い板状をなし、印刷部７０と対向する位置に設けられる。プラテン５７は、印刷部７０で印刷される媒体Ｓを下方から支持する。上流側案内部５６は、プラテン５７の上流側に設けられる。また、筐体３０の背面には、上流側案内部５６の上側となる位置に、媒体Ｓを筐体３０の内部へ供給するための供給口３１が形成される。上流側案内部５６は、供給部４０から供給される媒体Ｓを、供給口３１を介してプラテン５７へ案内する。下流側案内部５８は、プラテン５７の下流側に設けられる。また、筐体３０の前面には、下流側案内部５８の上側となる位置に、媒体Ｓを筐体３０の外部へ排出するための排出口３２が形成される。下流側案内部５８は、印刷部７０で印刷された媒体Ｓを、排出口３２を介して巻取部６０へ案内する。
印刷装置１は、媒体Ｓを加熱する第１ヒーター８６、第２ヒーター８７、第３ヒーター８８を備える。第１、第２及び第３ヒーター８６，８７，８８は、例えば、チューブヒーターであり、アルミテープ等を介して、上流側案内部５６、プラテン５７及び下流側案内部５８のそれぞれの下面に貼付される。第１ヒーター８６は、上流側案内部５６を加熱するヒーターであり、上流側案内部５６に支持される媒体Ｓを常温から目標温度に向けて徐々に昇温させる。第２ヒーター８７は、プラテン５７を加熱するヒーターであり、印刷部７０と対向するプラテン５７上の媒体Ｓを目標温度の４０℃に保つ。第３ヒーター８８は、下流側案内部５８を加熱するヒーターであり、下流側案内部５８に支持される媒体Ｓを目標温度よりも高い５０℃に加熱する。これにより、媒体Ｓに吐出された液体としてのインクが速やかに乾燥定着され、滲みやぼやけの少ない、品質の高い画像が形成される。
搬送部５０は、媒体Ｓの下側に配置されて回転駆動する駆動ローラー５１、駆動ローラー５１の上側に配置され駆動ローラー５１の回転に従動して回転する従動ローラー５２、駆動ローラー５１に回動力を供給するモーターを備える。駆動ローラー５１は、媒体Ｓの搬送方向と交差する方向に延在し、プラテン５７と上流側案内部５６との間に設けられる。従動ローラー５２は、駆動ローラー５１に対して離間又は圧接するように移動可能に構成される。モーターが駆動されて駆動ローラー５１が回転駆動することで、従動ローラー５２と駆動ローラー５１との間に挟持された媒体Ｓが搬送方向へ搬送される。
印刷部７０は、プラテン５７の配置位置に対して上方に配置される。印刷部７０は、プラテン５７上の媒体Ｓに対してインクを吐出するヘッド７１、ヘッド７１が搭載されるキャリッジ７２、キャリッジ７２を主走査方向に移動させるヘッド移動部７５を備える。また、搬送方向に沿うヘッド７１の上流側及び下流側には、接触検出部９０が設けられている。
ヘッド移動部７５は、主走査方向にキャリッジ７２を移動させる。キャリッジ７２は、Ｘ軸に沿って配置されたガイドレール７３，７４に支持され、ヘッド移動部７５によって主走査方向に往復移動可能に構成される。ヘッド移動部７５の機構としては、例えば、ボールねじとボールナットとを組み合わせた機構や、リニアガイド機構などを採用することができる。さらに、ヘッド移動部７５は、キャリッジ７２をＸ軸方向に沿って移動させるための動力源であるモーターを備えている。モーターが駆動されると、ヘッド７１は、キャリッジ７２と共に主走査方向に往復移動する。ヘッド７１が主走査方向に移動しながら媒体Ｓに対してインクを吐出することで、印刷が行われる。
筐体３０の右上部には、設定操作や入力操作を行うための操作部３５が設けられる。筐体３０の右下部には、インクを収容可能なインク収容容器３４を装着可能な容器装着部３３が設けられる。容器装着部３３には、インクの種類や色に対応して、複数のインク収容容器３４が装着される。インク収容容器３４とヘッド７１とは、可撓性を有するチューブで接続され、ヘッド７１にインクが供給される。
図３に示すように、ヘッド７１は、媒体Ｓに各種のインクを吐出する複数のノズル７６が形成されたノズルプレート７７を有している。例えば、ヘッド７１は、ブラックインクを吐出するノズル列Ｋ、シアンインクを吐出するノズル列Ｃ、マゼンタインクを吐出するノズル列Ｍ、イエローインクを吐出するノズル列Ｙ、グレーインクを吐出するノズル列ＬＫ、ライトシアンインクを吐出するノズル列ＬＣを備えている。各ノズル列Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，ＬＫ，ＬＣは、＃１～＃４００の４００個のノズル７６で構成されている。
接触検出部９０は、複数の超音波式の距離センサー９１で構成されている。距離センサー９１は、媒体Ｓに向かって超音波を発信する発信部９２と、媒体Ｓで反射した超音波を受信する受信部９３とを有している。距離センサー９１は、発信部９２から超音波を発射してから受信部９３で超音波を受信するまでの時間によって、媒体Ｓと距離センサー９１の距離を求める。この距離から媒体Ｓがヘッド７１に接触したか否かを検出することができる。
吸引部９５は、ノズルから液体を排出する排出動作を行う排出部の一例である。
吸引部９５は、ヘッド７１に蓋をすると共に複数のノズル７６からヘッド７１内のインクを吸引する、排出動作の一例としての吸引動作を行う装置である。吸引部９５は、Ｘ方向において、プラテン５７のいずれか一方の外側に設けられている。吸引部９５は、＋Ｚ方向からの平面視にてＸ方向に往復移動するヘッド７１と重なる位置に配置される。吸引部９５は、図示しない負圧ポンプを備え、ヘッド７１を蓋した状態で負圧ポンプを駆動させることで、ヘッド７１内のインクを吸引する。これにより、ヘッド７１内に混入した気泡や異物等が取り除かれ、ノズル詰まりを生じたノズル７６の吐出を回復することができる。なお、本実施形態では、排出動作として、ヘッド７１を吸引することでインクを吸引する吸引動作を例示したが、ヘッド７１に供給するインクを加圧することでノズル７６から液体を強制的に排出する加圧動作であってもよい。また、吸引部９５は、ヘッド７１をクリーニングするクリーニング手段の一つである。クリーニング手段としては、吸引部９５の他に、ノズルプレート７７を払拭するワイパーや、ノズル７６から強制的に排出させたインクを受容するフラッシングボックスなどを備えた構成であってもよい。
次に、ヘッド７１の内部構造について説明する。
図４に示すように、ヘッド７１は、複数の圧電素子１７２、固定板１７３、及び、フレキシブルケーブル１７４等をユニット化した圧電素子ユニット１７０と、この圧電素子ユニット１７０を収納可能なケース１７１と、ケース１７１の先端面に接合された流路ユニット１８０とを備えている。圧電素子１７２は、各ノズル７６からインクを吐出させるアクチュエーターとして機能する。
ケース１７１は、先端と後端が共に開放された収納空部１７５を形成した合成樹脂製のブロック状部材であり、収納空部１７５内には圧電素子ユニット１７０が収納固定されている。
圧電素子１７２は、縦方向に細長い櫛歯状に形成されている。この圧電素子１７２は、圧電体と内部電極とを交互に積層して構成された積層型の圧電振動子であって、積層方向に直交する縦方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子である。そして、各圧電素子１７２の先端面が、流路ユニット１８０の島部１７６に接合されている。
なお、この圧電素子１７２はコンデンサーと同じように振る舞う。即ち、信号の供給が停止された場合において、圧電素子１７２の電位は、停止直前の電位で保持される。
流路ユニット１８０は、流路形成基板１８３を間に挟んでノズルプレート７７を流路形成基板１８３の一方の面側に配置し、弾性板１８４をノズルプレート７７とは反対側となる他方の面側に配置して積層することで構成されている。
ノズルプレート７７は、複数のノズル７６をＹ方向に沿って形成した薄手の金属製板材によって構成されている。流路形成基板１８３は、共通インク室１８６、インク供給口１８７、圧力室１８８、及び、ノズル連通口１８９からなる一連のインク流路が形成された板状部材である。本実施形態では、この流路形成基板１８３をシリコンウェハーのエッチング処理によって作製している。弾性板１８４は、ステンレス製の支持板１８２上に樹脂フィルム１８１をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、圧力室１８８に対応した部分の支持板１８２を環状に除去して島部１７６を形成している。
このヘッド７１では、共通インク室１８６から圧力室１８８を通ってノズル７６に至る一連のインク流路がノズル７６毎に形成される。そして、圧電素子１７２を充電したり放電したりすることで圧電素子１７２が変形する。即ち、この縦振動モードの圧電素子１７２は、充電によって振動子長手方向に収縮し、放電によって振動子長手方向に伸長する。従って、充電によって電位を上昇させると、島部１７６が圧電素子１７２側に引っ張られ、島部１７６周辺の樹脂フィルム１８１が変形して圧力室１８８が膨張する。また、放電によって電位を下降させると、圧力室１８８が収縮する。
このように、電位に応じて圧力室１８８の容積が制御できるので、圧力室１８８内のインクに圧力変動を生じさせることができ、ノズル７６からインクを吐出させることができる。例えば、定常容積の圧力室１８８を一旦膨張させた後に急激に収縮させることで、インクを液滴に吐出させることができる。
なお、本実施形態では、縦振動型の圧電素子１７２を用いた構成を例示したが、これに限定するものではない。例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電振動子を用いてもよい。
次に、印刷装置１の電気的構成について、図５を参照して説明する。
印刷装置１は、入力装置２から入力される画像データに基づいて媒体Ｓに画像などを記録する。入力装置２は、パーソナルコンピューター、スマートフォン、タブレット型端末など画像データを保存、送信可能な機器である。
印刷装置１は、印刷装置１に備えられる各部の制御を行う制御部１０を有する。制御部１０は、Ｉ／Ｆ（Interface）部１１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２、記憶部１３、制御回路１４、異常ノズル検出部１５０などを含んで構成される。
Ｉ／Ｆ部１１は、入力装置２と制御部１０との間でデータの送受信を行うためのものであり、入力装置２から送信された画像データなどを受信する。
ＣＰＵ１２は、各種の入力信号処理や、入信した画像データから印刷を実行するための印刷データなどを生成する演算処理装置である。ＣＰＵ１２は、記憶部１３に格納されているプログラム及び印刷データに基づいて印刷装置１全体の制御を行う。
記憶部１３は、ＣＰＵ１２のプログラムを格納する領域や作業領域などを確保するための記憶媒体であり、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの記憶素子を有している。記憶部１３には、画像データを扱う一般的な画像処理アプリケーションソフトウェアや、印刷装置１に印刷を実行させるための印刷データを生成するプリンタードライバーソフトウェアが格納される。
制御回路１４は、印刷データおよびＣＰＵ１２の演算結果に基づいて搬送部５０、ヘッド移動部７５、吸引部９５、ヘッド７１などを制御するための制御信号を生成する回路である。制御回路１４は、駆動信号生成部１４ａ、吐出信号生成部１４ｂ、移動信号生成部１４ｃを含んでいる。
駆動信号生成部１４ａは、各ノズル７６に対応する圧電素子１７２を駆動するための駆動制御信号を生成する回路である。生成された駆動制御信号を圧電素子１７２に印加することでノズル７６からインクが吐出される。
吐出信号生成部１４ｂは、印刷データおよびＣＰＵ１２の演算結果に基づいて、インクを吐出させるノズル７６の選択、インクを吐出させる吐出タイミングなどを制御するための吐出制御信号を生成する回路である。
移動信号生成部１４ｃは、印刷データおよびＣＰＵ１２の演算結果に基づいて、搬送部５０、ヘッド移動部７５を駆動するための移動制御信号を生成する回路である。
制御部１０は、制御回路１４から出力する制御信号によって、ノズル７６からインクを吐出させながらキャリッジ７２を主走査方向に沿って移動させる主走査を行うことで、Ｘ軸に沿ってドットの並ぶラスターラインを媒体Ｓ上に形成する。また、制御部１０は、制御回路１４から出力する制御信号によって、媒体Ｓを搬送方向に移動させる副走査を行う。この主走査と副走査とを交互に行うことにより、画像データに基づく所望の画像が媒体Ｓに印刷される。なお、以下の説明では、主走査を「パス」ともいう。
制御部１０は、制御回路１４から出力する制御信号によって、吸引部９５を制御して吸引動作を行う。また、制御部１０は、接触検出部９０から出力された信号を受信し、媒体Ｓとヘッド７１との接触を検出する。
異常ノズル検出部１５０は、複数のノズル７６のうちノズル詰まりを生じ吐出不良になった異常ノズルを検出する。制御部１０によって駆動信号が圧電素子１７２に入力されると、圧電素子１７２が振動しノズル７６からインクが吐出される。そして、圧電素子１７２は、インクを吐出した後、次の駆動信号が入力されるまでの間、残留振動を生じている。圧力室１８８に気泡が混入して吐出不良を生じたノズル７６に対応する圧電素子１７２は、その残留振動の周波数が変化する。異常ノズル検出部１５０は、各ノズル７６に対応する圧電素子１７２の残留振動に基づいて、吐出不良を生じた異常ノズルを検出する。
図６に示すように、異常ノズル検出部１５０は、残留振動検出手段１５１と、計測手段１５５と、判定手段１５６とを備えている。残留振動検出手段１５１は、発振回路１５２と、Ｆ／Ｖ変換回路１５３と、波形整形回路１５４とから構成される。計測手段１５５は、残留振動検出手段１５１によって検出された残留振動波形データから周波数や振幅などを計測する。判定手段１５６は、計測手段１５５によって計測された周波数などに基づいてノズル７６の吐出不良を判定する。
残留振動検出手段１５１は、圧電素子１７２の残留振動に基づいて、発振回路１５２が発振し、その発振周波数からＦ／Ｖ変換回路１５３及び波形整形回路１５４において振動波形を形成して、検出する。そして、計測手段１５５は、検出された振動波形に基づいて残留振動の周波数などを計測し、判定手段１５６は、計測された残留振動の周波数などに基づいて、ノズル７６の吐出不良を検出する。
なお、本実施形態では、残留振動に基づいて異常ノズルを検出する異常ノズル検出部１５０を備えた構成の印刷装置１を例示したが、吐出不良を生じた異常ノズルの検出方法は、ノズル７６から吐出されるインクを光学センサーで検出する方法や、媒体Ｓに吐出させたインクのドットをスキャナーで読み取って検出する方法であってもよい。
次に、印刷装置１の印刷方法について図７を参照して説明する。
ステップＳ１０１は、異常ノズルを検出する異常ノズル検出工程である。制御部１０の異常ノズル検出部１５０は、今回実行するノズル７６からインクを吐出するパスの前に実行されたパスによって生じた、各ノズル７６に対応する圧電素子１７２の残留振動を受信する。
ステップＳ１０２は、異常ノズルがあるか否かを判定する工程である。異常ノズル検出部１５０は、受信した圧電素子１７２の残留振動に基づいて吐出不良を生じた異常ノズルの有無を判断する。異常ノズルがある場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０３に進む。異常ノズルがない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）は、ステップＳ１０８の主走査工程に進む。
ステップＳ１０３は、ヘッド７１と媒体Ｓとの接触を検出する媒体接触検出工程である。制御部１０は、今回実行するノズル７６からインクを吐出するパスの前に実行されたパスにおいて、接触検出部９０から出力された出力信号を受信する。
ステップＳ１０４は、ヘッド７１と媒体Ｓとの接触があったか否かを判定する工程である。制御部１０は、受信した出力信号から接触検出部９０と媒体Ｓとの距離を算出し、ヘッド７１と媒体Ｓとの接触の有無を判断する。例えば、制御部１０は、媒体Ｓの高さが、ヘッド７１の高さよりも０．２ｍｍ以上高い状態が１０ｍｓｅｃ以上継続した場合に、ヘッド７１と媒体Ｓとの接触があったと判断する。ヘッド７１と媒体Ｓとの接触があった場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０５に進む。ヘッド７１と媒体Ｓとの接触がなかった場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）は、ステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０５は、吸引動作を実行する吸引工程である。異常ノズルが検出され、且つヘッド７１と媒体Ｓとの接触が検出された場合は、ノズル７６からノズル連通口１８９にノズル７６の径よりも大きな気泡が混入した可能性が高い。この気泡を放置すると、気泡とインクとの界面が乾燥し、固化してしまう。大きな気泡は、固化した後にノズル７６からインクを吸引する吸引動作を行っても排出ができず、ノズル詰まりを生じたノズル７６の吐出を回復することが困難になる。そこで、制御部１０は、印刷動作を停止して吸引動作を実行した後、ステップＳ１０８の主走査実行工程に進み印刷動作を再開する。
ステップＳ１０６は、異常ノズルを補完する補完印刷が可能か否かを判断する判断工程である。制御部１０は、異常ノズルの数が閾値以上検出された場合に、補完印刷が不可能と判断する。例えば、異常ノズル数の閾値は、２０に設定される。補完印刷が不可能な場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）は、ステップＳ１０５に進む。補完印刷が可能な場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０７に進む。
ここで、補完印刷の一例について図８Ａから図９Ｂを参照して説明する。以下の説明では、ヘッド７１は、Ｙ方向に沿って並ぶ８つのノズル７６で形成されるノズル列Ｋを有するものとする。なお、図８Ｂ及び図９Ｂでは、インクを吐出できない異常ノズルを×印で示している。また、各図では、媒体Ｓとヘッド７１との相対位置と、ヘッド７１の移動方向を表す矢印と、媒体Ｓ上に形成されるドットＤＴの位置とを示している。
図８Ａに示すように、例えば、印刷データは、矢印方向にヘッド７１を移動させるパスで、＃１から＃８のノズル７６からインクを吐出して媒体Ｓ上に一列に並ぶドットＤＴで形成される罫線を印刷させるものとする。図８Ｂに示すように、＃４のノズル７６が異常ノズルと判断された場合、制御部１０は、＃３及び＃５のノズル７６から吐出させるインクの量を増やす補完印刷を実行する。この場合、＃３及び＃５のノズル７６は、異常ノズルである＃４のノズル７６を補完する補完ノズルである。これにより、＃３のノズル７６で形成されるドットＤＴと、＃５のノズル７６で形成されるドットＤＴとの隙間が狭くなるので、１本の罫線として視認させることができる。図８Ａに示す罫線を印刷させる印刷データの場合、制御部１０は、上記閾値に加え、異常ノズルが連続して検出された場合も補完印刷が不可能と判断する。
また、図９Ａに示すように、例えば、印刷データは、「１」で示す矢印方向にヘッド７１を移動させる第１パスで奇数番目のノズル７６からインクを吐出し、媒体Ｓを搬送方向に４ドット分搬送した後に、「２」で示す矢印方向にヘッド７１を移動させる第２パスで偶数番目のノズル７６からインクを吐出して媒体Ｓ上に一列に並ぶドットＤＴで形成される罫線を印刷させるものとする。なお、図９Ａでは、第１パスで形成されるドットＤＴを「１」で示す丸で、第２パスで形成されるドットＤＴを「２」で示す丸で表している。また、黒丸は、第１パスおよび第２パス以外のパスで形成されるドットＤＴを示す。図９Ｂに示すように、＃７のノズル７６が異常ノズルと判断された場合、制御部１０は、本来、第１パスの＃７のノズル７６で形成させるドットＤＴを、第２パスの＃３のノズル７６で形成する補完印刷を実行する。この場合、＃３のノズル７６は、異常ノズルである＃７のノズル７６を補完する補完ノズルである。なお、図９Ａ及び図９Ｂでは、説明の便宜上、媒体Ｓに対してヘッド７１が搬送方向に移動するように図示しているが、実際にはヘッド７１に対して媒体Ｓが搬送方向に移動する。図９Ａに示す罫線を印刷させる印刷データの場合、制御部１０は、上記閾値に加え、互いに補完関係にあるノズル７６が同時に異常ノズルとして検出された場合も補完印刷が不可能と判断する。
ステップＳ１０７は、印刷データに対してノズル補完処理を行うノズル補完工程である。異常ノズルが検出され、且つヘッド７１と媒体Ｓとの接触が検出されなかった場合は、インクに混入していたノズル７６の径よりも小さな気泡によってノズル詰まりを起こした可能性が高い。小さな気泡は、固化した後でも所定のスケジュールで実行される吸引動作により排出が可能であり、ノズル詰まりを生じたノズル７６の吐出を回復することができる。そこで、制御部１０は、印刷動作を継続するために、異常ノズルを補完する印刷を実行するための印刷データを再生成する。制御部１０は、異常ノズルを補完する補完ノズルを駆動させるための駆動制御信号、及び吐出制御信号を生成する。
ステップＳ１０８は、主走査を実行する主走査実行工程である。制御部１０は、印刷データに基づいて当該パスを実行して本フローを終了する。なお、本フローチャートは、画像を形成させる複数パスのうちのパス毎に繰り返し実行される。また、ステップＳ１０１～ステップＳ１０４は、説明の便宜上、各ステップに分けて説明したが、実際には、略同時に実行される。
なお、本実施形態では、接触検出部９０が搬送方向に沿うヘッド７１の上流側及び下流側に設けられた構成を例示したが、接触検出部が主走査方向に沿って移動するヘッド７１の上流側及び下流側に設けられた構成であってもよい。
また、本実施形態では、ヘッド７１として、往復移動するキャリッジ７２に搭載され媒体Ｓの幅方向に移動しながらインクを吐出するシリアルヘッド方式の印刷装置１を例示したが、媒体Ｓの幅方向に延在し固定して配列されたラインヘッド方式の印刷装置であってもよい。
以上述べたように、本実施形態に係る印刷装置１及び印刷方法によれば、以下の効果を得ることができる。
印刷装置１は、吐出不良を生じた異常ノズルを検出する異常ノズル検出部１５０と、ヘッド７１と媒体Ｓとの接触を検出する接触検出部９０と、複数のノズル７６からインクを排出する排出部としての吸引部９５とを備えている。
ヘッド７１と媒体Ｓとの接触が検出された際に検出された異常ノズルは、ノズル７６が媒体Ｓと擦れることによりノズル７６の径よりも大きい気泡がノズル７６内に混入することで吐出不良を起こした可能性が高い。大きな気泡が固化すると吐出不良を回復することが困難になるため、排出動作の一例としての吸引動作を直ちに実行して固化するまえに気泡を排出する必要がある。一方、ヘッド７１と媒体Ｓと接触が検出されること無く検出された異常ノズルは、インクに混入しているノズル７６の径よりも小さい気泡により吐出不良を起こした可能性が高い。小さい気泡は、固化した後でも吸引動作を実行することで吐出不良を回復することができる。そこで、制御部１０は、異常ノズルが検出され、且つヘッド７１と媒体Ｓとの接触が検出されなかった場合に、異常ノズルを補完する印刷を実行する。これにより、印刷動作を中断して行う吸引動作の実行回数が減少する。したがって、印刷効率を向上させる印刷装置１を提供することができる。
制御部１０は、異常ノズルの数が閾値以上検出された場合に吸引動作を実行する。異常ノズル数が多くなると、補完印刷による画質低下が視認される。制御部１０は、異常ノズル数が閾値以上になった場合に吸引動作を実行するので、画質の低下を抑制しつつ印刷効率を向上することができる。
ヘッド７１は、インクを吐出させるアクチュエーターとして圧電素子１７２を有している。異常ノズル検出部１５０は、圧電素子１７２の残留振動に基づいて異常ノズルを検出するので、圧電素子１７２を用いたインクジェット式のヘッド７１において、異常ノズルを好適に検出することができる。
搬送方向に沿うヘッド７１の上流側及び下流側には、距離センサー９１が設けられている。これにより、上流側で発生した媒体Ｓの浮きによるヘッド７１への接触、下流側で発生した媒体Ｓの浮きによるヘッド７１への接触を好適に検出することができる。
印刷方法は、吐出不良を生じた異常ノズルを検出する工程と、ヘッド７１と媒体Ｓとの接触を検出する工程と、ヘッド７１からインクを排出する排出動作の一例としての吸引動作を実行する工程とを有している。
ヘッド７１と媒体Ｓとの接触が検出された際に検出された異常ノズルは、ノズル７６が媒体Ｓと擦れることによりノズル７６の径よりも大きい気泡がノズル７６内に混入することで吐出不良を起こした可能性が高い。大きな気泡が固化すると吐出不良を回復することが困難になるため、吸引動作を直ちに実行して固化するまえに気泡を排出する必要がある。一方、ヘッド７１と媒体Ｓと接触が検出されること無く検出された異常ノズルは、インクに混入しているノズル７６の径よりも小さい気泡により吐出不良を起こした可能性が高い。小さい気泡は、固化した後でも吸引動作を実行することで吐出不良を回復することができる。そこで、印刷装置１の印刷方法は、異常ノズルが検出され、且つヘッド７１と媒体Ｓとの接触が検出されなかった場合に、異常ノズルを補完する印刷を実行する工程を有している。これにより、印刷動作を中断して行う吸引動作の実行回数が減少する。したがって、印刷装置１の印刷効率を向上させる印刷方法を提供するができる。
１…印刷装置、１０…制御部、５０…搬送部、７０…印刷部、７１…ヘッド、９０…接触検出部、９１…距離センサー、９５…吸引部、１５０…異常ノズル検出部、１７２…圧電素子、Ｓ…媒体。

Claims (5)

  1. 媒体に液体を吐出する複数のノズルを有するヘッドと、
    前記複数のノズルのうち吐出不良を生じた異常ノズルを検出する異常ノズル検出部と、
    前記ヘッドと前記媒体との接触を検出する接触検出部と、
    前記複数のノズルから前記液体を排出する排出動作を行う排出部と、
    制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記異常ノズルが検出され、且つ前記ヘッドと前記媒体との接触が検出された場合に、前記排出動作を実行し、
    前記異常ノズルが検出され、且つ前記ヘッドと前記媒体との接触が検出されなかった場合に、前記異常ノズルを補完する印刷を実行すること、
    を特徴とする印刷装置。
  2. 前記制御部は、前記異常ノズルの数が閾値以上検出された場合に、前記排出動作を実行すること、
    を特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
  3. 前記ヘッドは、前記液体を吐出させるアクチュエーターとして圧電素子を有し、
    前記異常ノズル検出部は、前記液体を吐出させた後に生じる、前記圧電素子の残留振動に基づいて前記異常ノズルを検出すること、
    を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の印刷装置。
  4. 前記接触検出部は、超音波式の距離センサーであり、
    前記媒体が搬送される搬送方向に沿う前記ヘッドの上流側及び下流側に設けられること、
    を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の印刷装置。
  5. 媒体に液体を吐出する複数のノズルを有するヘッドと、前記複数のノズルのうち吐出不良を生じた異常ノズルを検出する異常ノズル検出部と、前記ヘッドと前記媒体との接触を検出する接触検出部と、前記複数のノズルから前記液体を排出する排出動作を行う排出部と、を備える印刷装置の印刷方法であって、
    前記異常ノズルを検出する工程と、
    前記ヘッドと前記媒体との接触を検出する工程と、
    前記異常ノズルが検出され、且つ前記ヘッドと前記媒体との接触が検出された場合に、前記排出動作を実行する工程と、
    前記異常ノズルが検出され、且つ前記ヘッドと前記媒体との接触が検出されなかった場合に、前記異常ノズルを補完する補完印刷を実行する工程と、を含むこと、
    を特徴とする印刷方法。
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