JPH09240017A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク噴射ノズルのメンテナンスの効率向上
を図る。 【解決手段】 ヘッド２は印字開始までの待機位置でサ
ンプル印字を行う。サンプル印字はシート部材３上に形
成される。発光器６および受光器７からなる読取器によ
ってサンプル印字画像（パターン）８が読取られる。読
取れられたパターンは、予定の印字信号に対応するパタ
ーンと比較され、その一致または不一致によって不良ノ
ズルが特定される。特定された不良ノズルのみがメンテ
ナンスの対象となる。したがって、無駄なメンテナンス
を省略できるため、印字の効率が向上するほか、ダミー
ジェット等によるインクの無駄も低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に関し、特に、ノズルの状態のチェックと不良ノ
ズルの特定を可能とするインクジェット記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複数のノズルからインクを噴射させて記
録紙等に情報を記録するインクジェット記録装置が知ら
れている。インクジェット記録装置では、前記ノズルに
インクが固着し易く、このインクが該ノズルを塞いでイ
ンクの噴射が妨げられる場合がある。したがって、ノズ
ルにインクが詰まって印字品質が劣化するのを防止する
ことは、当該インクジェット記録装置の分野において重
要な技術的課題のひとつとなっている。

【０００３】そこで、従来は、インクジェット記録装置
の起動時や印字開始直前および直後、ならびに印字開始
後にもノズルの詰まりを防止するためのメンテナンス作
業が頻繁に行われている。インクの詰まり防止のための
メンテナンスには、次のような種類がある。

【０００４】まず、ノズルの先端に付着した余分のイン
クを拭き取るワイッピングがある。このワイッピングに
ついては、例えば、特開平５−２６１９４２号公報に記
載されている。また、ノズル内に残存しているインクを
吸い取るバキューム処理がある。このバキューム処理に
ついては、例えば、特開平４−２８２２５７号公報に記
載されている。さらに、インクを試し噴射させた後、印
字を開始するダミージェット処理も行われる。このダミ
ージェット処理については、例えば、特開平５−３３８
１３３号公報に記載されている。通常のメンテナンス作
業では、上記ワイッピング、バキューム、ダミージェッ
トを組み合わせてインクの詰まりを防止するようにして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記メンテナンス作業
を行いながら印字動作をするインクジェット記録装置で
は、次のような問題点があった。すなわち、従来のイン
クジェット記録装置では、ノズルが完全に正常な状態に
なっているかどうかにかかわらず、予定のメンテナンス
作業が行われると印字が開始される。したがって、ノズ
ルが正常か否かは実際に印字をして確認するしかなかっ
た。そのために、ノズルの詰まりがあった場合には、イ
ンクかすれ等、印字の品質不良によるミスプリントを発
生してしまうという問題点があった。

【０００６】また、ノズルが正常か否かの確認ができな
いため、実際にはメンテナンスが必要ない場合でも、予
定のメンテナンス作業は実行される。特に、ノズルにイ
ンクが固着したまま長期間不使用であると、最悪の場合
ヘッド交換の必要が生じるため、メンテナンス作業が過
剰になる。このために、メンテナンス作業によって印字
時間が長くなってしまう。また、ダミージェットのため
にインクが無駄になったり、このダミージェトされたイ
ンクを受けて吸収するための装置やその設置スペースが
大きくなったりするという問題点があった。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解消し、ノズル
の状態をチェックして不良ノズルの有無および該不良ノ
ズルの特定を可能にするインクジェット記録装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、副走査方向に配列された
複数のインク噴射ノズルを有するヘッドを主走査方向に
往復動させて画像を印字するインクジェット記録装置に
おいて、前記ヘッドの待機位置において前記インク噴射
ノズルからインクを予定の印字信号に従って噴射するテ
スト噴射手段と、前記ヘッドの待機位置で、前記ヘッド
のインク噴射ノズルに対向して配置されたサンプル印字
画像担体と、前記印字画像担体上にテスト噴射手段によ
って印字されたサンプル印字画像を読み取る画像読取手
段と、前記画像読取手段によって読み取られたサンプル
印字画像が前記印字信号に対応する予定のパターンと一
致するか否かによって複数のインク噴射ノズルから不良
ノズルを特定する画像判別手段とを具備した点に第１の
特徴がある。

【０００９】また、前記サンプル印字画像担体が、光透
過性フィルムであって、かつ、前記画像読取手段が、該
光透過性フィルムを挟んで配置された発光手段および受
光手段からなる点に第２の特徴がある。さらに、前記画
像判別手段によって特定された不良ノズルだけを対象と
するメンテナンス手段を具備した点に第３の特徴があ
る。

【００１０】上記第１ないし第３の特徴によれば、サン
プル印字画像と予定のパターンとの相違に基づいて不良
ノズルを特定できる。特に、第２の特徴によれば、前記
サンプル印字画像の画情報を透過光によって検出し、そ
の画情報に基づいて不良ノズルを特定することができ
る。また、第３の特徴によれば、不良と判定された噴射
ノズルだけを選択的にメンテナンスすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るイン
クジェット記録装置の要部構成を示す図である。同図に
おいて、符号１で全体を示すノズルチェック装置は、イ
ンクジェット記録装置のヘッド待機位置に配設される。
すなわち、ヘッド２は図示しないキヤリッジに搭載され
ていて、実際の印字時には、該キャリッジで印字位置に
引き出されて印字に供される。印字開始までは、ヘッド
２は図示の位置に待機している。そして、この待機位置
で、以下に説明するインク噴射ノズル（以下、単に「ノ
ズル」という）の点検と不良ノズルのメンテナンスを行
う。ノズルはヘッド２に複数設けられていて、その開口
に対向するようにサンプル印字画像担体としてのシート
部材３が設けられる。このシート部材３は光透過性の材
料、例えば薄紙、またはＯＨＰ（オーバヘッドプロジェ
クト）用紙もしくは写真フィルム等の高分子材料からな
る薄膜で形成され、一方のロール４から繰り出されて他
方のロール５に巻き取られるように設けられている。ロ
ール５は図示しないモータによって駆動され、シート部
材３は巻取方向つまり矢印Ａの方向に巻き取られる。

【００１２】ヘッド２の後方つまりシート部材３の巻取
方向には発光装置６および受光装置７からなる画像読取
装置が設けられる。発光装置６と受光装置７の配置は逆
にしてもよい。つまり発光装置６をシート部材３の下面
に配置し、受光装置７をシート部材３の上面に配置して
もよい。発光装置６は例えば発光ダイオードで構成で
き、受光装置７は前記発光装置６から出た光を検知して
検知信号を出力するフォトトランジスタで構成できる。
これらフォトダイオードとフォトトランジスタとの組は
ヘッド２に設けられているノズルに対応して、該ノズル
と同数だけ配置される。なお、受光装置７はＣＣＤで構
成することもできる。シート部材３上のパターン８はヘ
ッド２のノズルからノズルチェックのために噴出された
インクによって印字されたパターンである。

【００１３】上記構成によるノズルチェック装置の動作
を図２を参照して説明する。図２において、ヘッド２は
６個のノズル２ａ〜２ｆを有していて、シート部材３は
上述のように矢印Ａの方向に巻き取られる。まず、イン
クをノズル２ａ〜２ｆからシート部材３上に予定時間だ
けテスト噴射する。このテスト噴射はノズル２ａから２
ｆまで、順番に実行される。図２（ａ）はノズル２ａか
らのテスト噴射前の状態を示し、図２（ｂ）はノズル２
ａ〜２ｆのすべてからインクを噴射させた後の状態を示
す。この例では、ノズル２ａ，２ｂ，２ｄ〜２ｆによる
噴射結果つまりサンプル印字画像８ａ，８ｂ，８ｄ〜８
ｆは正常であるが、ノズル２ｃによるサンプル印字画像
８ｃはインクの噴射が十分ではなく、濃度が低くなって
いる。このサンプル印字画像の状態は後段の画像読取装
置で読み取られて、不良ノズルが特定される。なお、不
良ノズルの状態によってはサンプル印字画像がとぎれる
場合もある。

【００１４】シート部材３に噴射されたサンプル印字画
像は、画像読取装置つまり発光装置６および受光装置７
によって読み取られる。すなわち、発光装置６から出た
光はシート部材３を通過して受光装置７で受光される
が、インクが噴射された部分ではこの光は遮られて受光
装置７での受光状態がとぎれる。また、濃度の薄いサン
プル印字画像の部分では光は完全には遮断されないが、
受光レベルが低下する等、受光状態が不安定となる。

【００１５】したがって、受光装置７の各受光素子つま
り各フォトトランジスタ毎のオン・オフのパターンがサ
ンプル印字のための印字信号に対応するか否かによって
不良ノズルを特定することができる。

【００１６】図３は、ノズルチェック装置の制御装置の
要部機能を示すブロック図である。なお、該機能はＣＰ
Ｕや記憶装置、ならびに入出力装置を有するマイクロコ
ンピュータによって構成することができる。図３におい
て、受光器７の受光信号つまりサンプル印字画像の画情
報は２値化回路９に入力される。２値化回路９では予定
のしきい値に基づいて前記画情報が２値化され、該２値
化データはサンプル画情報記憶部１０に入力され、各ノ
ズルに対応させて予定の記憶領域に記憶される。１０ａ
は記憶された２値化データの例である。ここでは、図の
繁雑を避けるため３本のノズル２ｂ〜２ｄに関してのみ
のデータを記載している。

【００１７】一方、噴射制御部１１ではノズルからイン
クを噴射させる時間とタイミングが制御され、予め設定
されたテスト噴射のための時間とタイミングとで決定さ
れた印字信号によって制御を行う。該印字信号は印字信
号記憶部１２に記憶されていて、噴射制御部１１に供給
される。１２ａは印字信号の例である。

【００１８】サンプル印字画像のチェック時には、比較
部１３に印字信号記憶部１２から印字信号が入力され、
サンプル画情報記憶部１０から前記２値化データが入力
される。該比較部１３では両方の信号およびデータが比
較され、すべてのノズルに関して前記印字信号および２
値化データが一致していれば準備完了信号を出力する。

【００１９】一方、印字信号および２値化データが一致
していないノズルに関しては、不良信号が出力される。
不良信号はメンテナンス装置１４に入力され、該メンテ
ナンス装置１４は不良信号に対応するノズルのメンテナ
ンスつまりバキューム処理やダミージェットによる清浄
等予定の作業を実行する。メンテナンスが終了すれば、
メンテナンス終了信号を比較部１３に出力する。比較部
１３はこのメンテナンス終了信号によって再び比較動作
を実行する。

【００２０】なお、不良ノズルを特定してそのノズルだ
けをメンテナンスの対象とするのが好ましいが、単に、
不良ノズルの有無だけをチェックして、すべてのノズル
をメンテナンスの対象としてもよい。この場合でも、少
なくとも、不良ノズルがない場合はメンテナンスは実行
されないので一定の効果は得られる。

【００２１】また、サンプル印字画像はインクの広がり
があることから、前記印字信号とは完全に一致しないた
め、予め実験等によって両者の違いを明らかにしてお
き、その違いに基づき、比較部１３に供給する印字信号
にマージンを設けておくのがよい。

【００２２】続いて、上記動作をフローチャートを参照
して説明する。図４のフローチャートにおいて、ステッ
プＳ１では、印字指令の有無を判断し、印字指令があっ
たならばステップＳ２に進む。ステップＳ２ではサンプ
ル印字を行う。このサンプル印字では、ノズル２ａから
順にノズル２ｆまでそれぞれ予定時間だけインクを噴射
させる。ステップＳ３では、サンプル印字画像を読取り
その画情報を前記サンプル画情報記憶部１０に入力す
る。ステップＳ４では、前記サンプル印字画像の画情報
と前記印字信号とを比較してその一致・不一致により、
ノズルが正常か否かを判断する。ノズルが正常ならばス
テップＳ５に進んで準備完了信号を出力する。この信号
に応答して液晶表示装置等の表示装置に「印刷ＯＫ」等
の表示をさせてもよい。

【００２３】一方、サンプル印字画像の画情報が印字信
号と一致しなかったならば、ステップＳ６に進んで不良
ノズルの特定を行う。この不良ノズルの特定は、各ノズ
ルに対応した印字信号とサンプル印字情報との比較によ
って実施できる。

【００２４】不良ノズルが特定されたならば、ステップ
Ｓ７に進んで不良ノズルのメンテナンス作業を行う。こ
のメンテナンス作業は、例えば、バキューム処理による
吸引作業である。メンテナンス作業が終了すると、メン
テナンスの結果を確認するため、再びステップＳ２以降
の手順を実行する。なお、メンテナンス終了後のサンプ
ル印字は不良ノズルだけを対象に行ってもよいが、すべ
てのノズルを対象に行ってもよいのは既述の通りであ
る。

【００２５】なお、上述の例では、インクのサンプル噴
射では１本ずつ順番に噴射を実施しているが、例えば、
１本おきに２本ずつ順番に噴射を実施してもよい。この
噴射の順序は、当該ノズルチェック装置の小形化の見地
から、インクの乾き具合やノズルの配置間隔等を考慮
し、ヘッド２と発光器６および受光器７との間隔を短縮
するように設定するのが望ましい。

【００２６】また、ヘッド２と発光器６とを一体化する
ことにより、さらに、小形化を図ることができる。図５
に、ヘッド２と発光器６とを一体化した場合のノズルチ
ェック装置の平面図を示す。同図において、ヘッド２と
発光器６は結合して一体化されている。

【００２７】次に、前記画像読取装置の変形例を説明す
る。前記画像読取装置は、複数の発光素子や受光素子を
対向配置するのに限らず、少なくとも受光器７側だけ
が、ノズルの数に対応した信号を出力できればよい。例
えば、次のように構成することができる。図６（ａ）の
第１変形例では発光器６０は単一の発光素子を有してい
る。そして、この単一の発光素子を有する発光器６０を
図示しない往復動手段によっシート部材３の幅方向（方
向Ｂ）に往復動させる。この往復動作により、受光器７
はシート部材３を通過する透過光を受光して検出信号を
出力することができる。なお、前記往復動は、ノズルの
位置との対応をとるためシート部材３の一方の端部、例
えば、端部Ｅを基準線として行うのがよい。また、往復
動の速度はシート部材３の移動速度およびインクの噴射
間隔に基づき、サンプル印字画像の位置との整合がとれ
るように決定するのがよい。

【００２８】図６（ｂ）は、レーザ光をポリゴンミラー
で走査して受光器７に光を照射するようにしたものであ
る。レーザ光Ｌはレーザ光源１５から出力され、軸１６
ａを中心に矢印Ｃの方向に回転するポリゴンミラー１６
で反射された後、受光器７に入射される。この場合は、
ポリゴンミラー１６を高速で回転できるので、シート部
材３の幅方向に複数の光源を配置した場合と同様に処理
できる。

【００２９】次に、シート部材の変形例を説明する。図
７は、シート部材３の変形例を示すノズルチェック装置
の斜視図であり、図１と同符号は同一または同等部分を
示す。同図に示すように、シート部材３は、無限ベルト
を形成しており、ロール４０，５０にかけ渡されてい
る。ロール５０が駆動側でロール４０が従動側である。
そして、シート部材３の下面にはサンプル印字画像を掻
き落とすためのクリーニングブレード１７が設けられて
おり、さらにシート部材３の面上の残留インクを拭き取
って清浄にするためのクリーニングパッド１８がロール
４０に対向して設けられている。シート部材３の材質は
上述の巻取りタイプと同様でよいが、繰り返し使用する
ため、薄紙は耐久性の点から、強化したものとするのが
好ましい。

【００３０】なお、シート部材３を透明にしてその透過
光の有無からノズルの良否判定をするのが、インクの色
に影響されない点で望ましい。しかし、黒のインクや、
イエローを除くカラーインク等を使用する記録装置のノ
ズルでは、シート部材３は不透明のものにして、シート
部材３の片面での反射光を検出してサンプル印字画像の
判定をするようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１ないし請求項３の発明によれば、サンプル印字画像と
予定のパターンとの相違に基づいて不良ノズルを特定で
きる。特に、請求項２の発明によれば、前記サンプル印
字画像の画情報を透過光によって検出し、その画情報に
基づいて不良ノズルを特定することができる。また、請
求項３の発明によれば、不良と判定されたノズルだけを
選択的にメンテナンスすることができる。

【００３２】このように、不良ノズルの特定により、不
良ノズルのみをメンテナンスすればよいので、メンテナ
ンスの作業時間を短縮できるし、メンテナンスとしてバ
キューム処理を行うためのバキューム装置の低吸引力化
による小形化や、ダミージェットのための無駄なインク
の削減やインクの吸い取り綿の少量化による吸い取り綿
収容スペースの縮小を図ることができる。

【００３３】その結果、印字時間の短縮と、記録装置の
小形化を図ることができる。さらに、予め不良ノズルを
正常にすることができるのでミスプリントを少なくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るインクジェット記
録装置のノズルチェェック装置の要部斜視図である。

【図２】 サンプル印字の態様を示すノズルチェック装
置の要部構成を示す平面図である。

【図３】 ノズルチェック装置の要部機能を示すブロッ
ク図である。

【図４】 ノズルチェック装置の動作を示すフローチャ
ードである。

【図５】 一体的に形成されたヘッドと発光器を示す平
面図である。

【図６】 サンプル画像判定のための画像読取装置の変
形例を示す模式図である。

【図７】 サンプル画像担持用のシート部材の変形例を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１…ノズルチェック装置、 ２…ヘッド、 ２ａ〜２ｆ
…ノズル、 ３…シート部材、 ６…発光器、 ７…受
光器、 ８…パターン、 １０…サンプル印字画像記憶
部、 １２…印字信号記憶部、 １３…比較部、 １４
…メンテナンス装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 副走査方向に配列された複数のインク噴
   射ノズルを有するヘッドを主走査方向に往復動させて画
   像を印字するインクジェット記録装置において、 前記ヘッドの待機位置において前記インク噴射ノズルか
   らインクを予定の印字信号に従って噴射するテスト噴射
   手段と、 前記ヘッドの待機位置で、前記ヘッドのインク噴射ノズ
   ルに対向して配置されたサンプル印字画像担体と、 前記印字画像担体上にテスト噴射手段によって印字され
   たサンプル印字画像を読み取る画像読取手段と、 前記画像読取手段によって読み取られたサンプル印字画
   像が前記印字信号に対応する予定のパターンと一致する
   か否かによって複数のインク噴射ノズルから不良ノズル
   を特定する画像判別手段とを具備したことを特徴とする
   インクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記サンプル印字画像担体が、光透過性
   フィルムであって、かつ、前記画像読取手段が、該光透
   過性フィルムを挟んで配置された発光手段および受光手
   段からなることを特徴とする請求項１記載のインクジェ
   ット記録装置。
3. 【請求項３】 前記画像判別手段によって特定された不
   良ノズルだけを対象とするメンテナンス手段を具備した
   ことを特徴とする請求項１または２記載のインクジェッ
   ト記録装置。