JPH09254393A - インクジェットプリンタの出力不良検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクの減少または目詰まりによる出力不良
の発生を、いずれも良好に検出することができるインク
ジェットプリンタの出力不良検出装置を提供することで
ある。 【解決手段】 記録ヘッドのノズルからインクを噴射し
て用紙に画像を形成した後（Ｓ５，Ｓ１９）、発光ダイ
オードの光を用紙に照射して、その用紙の表面にて正反
射した反射光の光量をフォトダイオードにより検出し、
そして、その検出した光量に基づいて前記記録ヘッドの
出力の良否を判断する（Ｓ７，Ｓ２１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルからインク
を噴射して被記録媒体に画像を形成する記録ヘッドを備
えたインクジェットプリンタに設けられ、上記記録ヘッ
ドの出力不良を検出するインクジェットプリンタの出力
不良検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタでは、インクを
消費してその残量が少なくなったり、記録ヘッドのノズ
ルが目詰まりを起こしたりすると、ノズルからインクが
良好に噴射されず、記録ヘッドの出力不良が発生する。
この場合、出力不良に気付かずに印字動作等を続け、印
字データ等が失われてしまう可能性があった。そこで、
従来より、この出力不良を検出する装置が種々提案され
ている。

【０００３】例えば、インクの残量を光学的，電気的に
検出して、その残量が所定量以下となったときに出力不
良を警告する装置や、各ノズルの出力状態を良好に反映
する所定パターンの画像を設定しておき、駆動時の最初
にその画像を形成する装置などが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の装置
では、インクの減少は検出できるもののノズルの目詰ま
りは検出できない。また、後者の装置では、上記所定パ
ターンの画像を形成するために被記録媒体を余分に消費
してしまう。更に、後者の装置では、駆動時の最初にの
み不良の有無を検出しており、目的とする画像の出力中
に不良が発生しても検出することができない。

【０００５】そこで、本発明は、インクの減少または目
詰まりによる出力不良の発生を、常時いずれも良好に検
出することのできるインクジェットプリンタの出力不良
検出装置を提供することを目的としてなされた。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達するためになされた請求項１記載の発明は、ノズ
ルからインクを噴射して被記録媒体に画像を形成する記
録ヘッドを備えたインクジェットプリンタに設けられ、
上記記録ヘッドの出力不良を検出するインクジェットプ
リンタの出力不良検出装置であって、画像形成後の上記
被記録媒体からの反射光または透過光の光量を検出する
光量検出手段と、該光量検出手段にて検出された上記光
量に基づき上記記録ヘッドの出力の良否を判断する判断
手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００７】このように構成された本発明では、光量検
出手段は画像形成後の被記録媒体からの反射光または透
過光の光量を検出する。画像形成後の被記録媒体からの
反射光および透過光は、記録ヘッドによるインクの噴射
状態に応じて変化する。例えば、白色の上質紙に黒イン
クを噴射した場合、インクの噴射量が多いほど反射光お
よび透過光が共に多く吸収されるようになり、光量検出
手段が検出する光量が減少する。従って、この場合、イ
ンクの減少または目詰まりによりインクの噴射量が減少
すると上記光量が増加する。そこで、判断手段は、光量
検出手段にて検出された上記光量に基づき記録ヘッドの
出力の良否を判断する。

【０００８】このため、本発明では、インクの減少また
は目詰まりによる出力不良の発生をいずれも良好に検出
することができる。また、光量検出手段による検出は画
像の出力中にも実行することができ、上記出力不良の発
生を常時検出することができる。従って、インクの減少
やノズルの目詰まりに気付かずに出力を続けて印字デー
タ等を失ってしまうことを良好に防止することができ
る。また、画像を出力しながら出力不良を検出できるの
で、被記録媒体を余分に消費することもない。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記記録ヘッドが上記被記録媒体上を移動可
能に構成されると共に、上記光量検出手段が、上記記録
ヘッドと一体に移動可能に構成されたことを特徴とす
る。本発明では、光量検出手段が記録ヘッドと一体に移
動する。このため、光量検出手段を移動させる構成を特
別に設けなくても、記録ヘッドの移動範囲のほぼ全体に
わたって出力不良の発生を検出することができる。ま
た、記録ヘッドの移動範囲ほぼ全体にわたって出力不良
の発生を検出することにより、出力不良の発生を一層正
確に検出することができる。

【００１０】従って、本発明では、請求項１記載の発明
の効果に加えて、簡単な構成にして一層正確に出力不良
の発生を検出することができるといった効果が生じる。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成に
加え、上記記録ヘッドが複数の上記ノズルを有すると共
に、画像の形成に当たって、上記複数のノズルの内、特
定のノズルにのみインクの噴射を許可する噴射制限手段
と、該噴射制限手段によりインクの噴射が許可される上
記特定のノズルを順次切り換える切り換え手段と、を更
に備え、上記判断手段が、上記切り換え手段により上記
特定のノズルを切り換えながら、上記特定のノズル毎に
出力の良否を判断することを特徴とする。

【００１１】本発明では、画像の形成に当たって、噴射
制限手段は、記録ヘッドの複数のノズルの内、特定のノ
ズルにのみインクの噴射を許可する。記録ヘッドが複数
のノズルを有する場合、光量検出手段が検出した光量は
全てのノズルの平均的な出力状態を反映する。このた
め、一部のノズルのみが目詰まりを起こしても、出力不
良が平均化されて検出が困難になる場合がある。これに
対して、本発明では、このように特定のノズルのみにイ
ンクの噴射を許可することができるので、出力不良があ
まり平均化されず検出精度が向上する。また、切り換え
手段が、噴射制限手段によりインクの噴射が許可される
上記特定のノズルを順次切り換えるので、全てのノズル
に対して上記高精度の不良検出を行うことができる。

【００１２】従って、本発明では、請求項１または２記
載の発明の効果に加えて、各ノズルの出力不良を一層正
確に検出することができるといった効果が生じる。請求
項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の構
成に加え、上記インクジェットプリンタが、印字パター
ンのデータを記憶する印字データ記憶手段と、該印字デ
ータ記憶手段に記憶された印字パターンのデータに基づ
き、上記記録ヘッドを駆動する記録ヘッド駆動手段とを
備え、上記判断手段が、上記光量と上記印字パターンの
データとを対照して上記記録ヘッドの出力の良否を判断
することを特徴とする。

【００１３】本発明では、印字データ記憶手段は印字パ
ターンのデータを記憶し、記録ヘッド駆動手段はその印
字パターンのデータに基づいて記録ヘッドを駆動する。
この場合、印字パターンのデータはインクの噴射量と良
好な対応関係を有し、正常時において光量検出手段が検
出する上記光量と印字パターンのデータとの対応関係は
ほぼ一定している。

【００１４】本発明では、上記光量と印字パターンのデ
ータとを対照して記録ヘッドの出力の良否を判断してい
るので、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に
加え、記録ヘッドの出力不良を一層正確に検出すること
ができるといった効果が生じる。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれかに記載の構成に加え、上記判断手段が上記記録ヘ
ッドの出力の不良を判断したとき、上記記録ヘッドの清
掃を行う記録ヘッド清掃手段と、上記判断手段の判断結
果が、上記記録ヘッド清掃手段にて清掃を行っても好転
しなかった場合、インクの不足を告知するインク不足告
知手段と、を更に備えたことを特徴とする。

【００１６】本発明では、判断手段が上記記録ヘッドの
出力の不良を判断したとき、記録ヘッド清掃手段が記録
ヘッドの清掃を行う。このため、上記出力不良がノズル
の目詰まりによるものであった場合、この記録ヘッド清
掃手段の動作により出力不良の要因を解消し、記録ヘッ
ドの出力を好転させることができる。また、この清掃を
行っても判断手段の判断結果が好転しなかった場合は、
インクの減少による出力不良が考えられる。そこで、こ
の場合、インク不足告知手段がインクの不足を告知す
る。

【００１７】従って、本発明では、請求項１〜４のいず
れかに記載の発明の効果に加えて、出力不良の原因がノ
ズルの目詰まりである場合は自動的に出力不良を解消す
ると共に、その原因がインクの減少である場合は使用者
に告知してインクを補充させることができるといった効
果が生じる。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれかに記載の構成に加え、上記光量検出手段が、上記
被記録媒体に光を照射する光源と、該光源から照射され
上記被記録媒体で反射された光量を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする。本発明の光量検出手段で
は、光源が被記録媒体に光を照射し、検出部はその反射
光を検出する。そして、その検出結果が判断手段による
判断の基準となる。反射光は、透過光に比べて被記録媒
体の厚さ，材質等の影響を受け難い。また、自然光に対
する反射光ではなく、光源が発生した光の反射光を検出
しているので、装置が設置される部屋の明るさ等の影響
も受け難い。

【００１９】このため、本発明では、請求項１〜５のい
ずれかに記載の発明の効果に加えて、一層正確に出力不
良を検出することができるといった効果が生じる。更
に、本発明では光源が発生した光の反射光を検出してい
るので、被記録媒体やインクの色に応じて光源が発生す
る光の色を変化させることも可能となる。このように構
成した場合、被記録媒体やインクの色の影響も排除して
更に一層正確に出力不良を検出することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図１は、本発明の出力不良検出装置が
適用されたインクジェットプリンタの要部を表す概略構
成図である。下面のノズル（図示せず）からインクを噴
射する記録ヘッド１はガイド軸３に沿って（主走査方
向）移動可能に設けられ、キャリッジモータ５（図３）
から図示しないベルト等を介して駆動力を伝達されて上
記主走査方向に移動する。記録ヘッド１の主走査方向の
隣接位置には光量検出手段としての反射光検出機構７が
設けられ、この反射光検出機構７は記録ヘッド１と一体
に主走査方向に移動する。

【００２１】記録ヘッド１の下方にはガイド９が設けら
れ、このガイド９と記録ヘッド１との間を、被記録媒体
としての用紙１１が上記主走査方向と直交方向（副走査
方向）に搬送される。なお、用紙１１は、搬送モータ１
３（図３）により駆動される図示しないローラ等を介し
て上記副走査方向に搬送される。また、記録ヘッド１の
移動範囲の端で、用紙１１が配設されない位置には、ス
ポンジ１５が記録ヘッド１の全ノズルと対向可能に設け
られている。記録ヘッド１をスポンジ１５と対向させた
状態でインクの噴射動作を行うことにより、ノズルの目
詰まり等を解消するクリーニング動作を実行することが
できる。

【００２２】次に、図２は反射光検出機構７の構造を表
す説明図である。図２に示すように、反射光検出機構７
は、発光ダイオード１７ａとレンズ１７ｂとから構成さ
れ、用紙１１上に光を照射する光源１７と、光源１７か
ら照射され用紙１１で正反射された光を検出する検出部
としてのフォトダイオード１９と、を備えている。な
お、発光ダイオード１７ａは発光波長を可変に構成さ
れ、測定するインクの色に応じて、赤、緑、黄、青など
の種々の色を選択可能に構成されている。また、フォト
ダイオード１９に代えて電荷結合素子などを使用しても
よい。

【００２３】発光ダイオード１７ａおよびフォトダイオ
ード１９は、図３に示すように、前述のキャリッジモー
タ５，搬送モータ１３，および記録ヘッド１と共に電子
制御回路２１に接続されている。電子制御回路２１は、
ＣＰＵ２１ａ，ＲＯＭ２１ｂ，ＲＡＭ２１ｃの他、記録
ヘッド１等の上記各機器と信号の入出力を行うための入
出力ポート２１ｄ、パーソナルコンピュータ等から印字
データを受信するためのインタフェース２１ｅ、および
上記各素子を電気的に接続するバス２１ｆを備えてい
る。

【００２４】次に、この電子制御回路２１は、反射光検
出機構７によって検出した用紙１１の反射光に基づい
て、記録ヘッド１の出力不良を検出する出力不良検出処
理を実行する。図４は、この出力不良検出処理を表すフ
ローチャートである。なお、電子制御回路２１は、通常
はインタフェース２１ｅを介して受信した印字データに
基づきキャリッジモータ５，搬送モータ１３，記録ヘッ
ド１を駆動する周知の印字処理を実行している。そし
て、所定のタイミング、例えば所定ページ数の印字処理
を実行する毎に、テストモードではない通常の印字中に
この出力不良検出処理を実行する。

【００２５】処理を開始すると、先ず、インタフェース
２１ｅを介して受信した印字データをＲＡＭ２１ｃの所
定番地にセットし（Ｓ１：Ｓはステップを示す。以下同
様）、記録ヘッド１の複数（例えば６４個）のノズルの
内、出力の良否を判断すべきノズルを設定する（Ｓ
３）。なお、ここではノズルを２個ずつ設定するとして
説明する。続いて、Ｓ１でセットした印字データに基づ
き、キャリッジモータ５，搬送モータ１３，記録ヘッド
１を駆動して１行分印字を行う（Ｓ５）。なお、この印
字に当たっては、２個のノズルにより文字全体が印字で
きるように、記録ヘッド１，キャリッジモータ５、およ
び搬送モータ１３の駆動方法を変更する。

【００２６】続くＳ７では、次のようにして用紙１１か
らの反射光量の実測値Ｉｅを理論値Ｉｒと比較する。す
なわち、Ｓ５にて印字した文字の中から１字選択し、そ
の文字からの反射光量を反射光検出機構７にて検出して
実測値Ｉｅとする。また、その文字を表す印字パターン
のデータをＲＡＭ２１ｃから読み込み、その印字パター
ンから反射光量の理論値Ｉｒを算出する。例えば、
「永」という文字を選択した場合、その印字パターン
は、図５に例示するように、２６×２６＝６７６個のド
ットマトリックス上に、２０６個のドットにインクを噴
射して形成されている。ここで、用紙１１の非印字部の
反射光量をＩｏ、印字部の反射光量をＩｋとすると、ド
ットマトリックス全体からの反射光量の理論値Ｉｒは、

【００２７】

【数１】

【００２８】となる。なお、ＩｏはＩｋに比べて充分に
大きい値である。これに対して、設定された２個のノズ
ルの内、一方が目詰まりしていたとすると、その場合の
反射光の理論値Ｉｒ′は、

【００２９】

【数２】

【００３０】となる。すなわち、印字部が半減したこと
により反射光量が増加するのである。また、インクの減
少により各印字部の反射光量Ｉｋが増加した場合も同様
に反射光量が増加する。そこで、Ｓ７では、反射光の実
測値Ｉｅが正常時の反射光の理論値Ｉｒとほぼ等しいと
き（Ｓ７：ＮＯ）は、出力不良がないと判断してＳ９へ
移行し、反射光の実測値Ｉｅが理論値Ｉｒに比べて充分
に大きい場合（Ｉｅ>>Ｉｒ，Ｓ７：ＹＥＳ）は出力不良
があると判断してＳ１０へ移行する。

【００３１】Ｓ９では、記録ヘッド１の全ノズルに対し
て処理が終了したか否かを判断し、終了していない場合
（Ｓ９：ＮＯ）はＳ１１にて次のノズルを設定し、Ｓ５
以下の処理を繰り返す。以後、順次ノズルを切り換えな
がらＳ５〜Ｓ１１の処理を実行し、全てのノズルに出力
不良がない（Ｓ７：ＮＯ）と判断すると、Ｓ９にて肯定
判断して処理を終了する。

【００３２】また、Ｓ５〜Ｓ１１の処理を繰り返す間
に、Ｉｅ>>Ｉｒとなって出力不良を検出すると（Ｓ７：
ＹＥＳ）、Ｓ１０へ移行して前述のクリーニング動作を
実行する。続くＳ１９，Ｓ２１では、Ｓ５，Ｓ７と同様
に、一行分印字して出力不良の有無を判断する。出力不
良がノズルの目詰まりによるものであった場合、上記ク
リーニング動作により出力不良を解消することができ
る。この場合、ＩｅがＩｒとほぼ等しくなり（Ｓ２１：
ＮＯ）、上記Ｓ５〜Ｓ１１のループに復帰する。一方、
上記クリーニング動作によっても出力が好転しなかった
場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）は、インクの減少による出力不
良が考えられる。そこで、この場合、Ｓ２３にてインク
の減少を告知するインクエンプティ表示を行って処理を
終了する。なお、この表示と同時にブザー等を鳴らして
もよい。

【００３３】このように、本インクジェットプリンタで
は、インクの減少または目詰まりによる出力不良の発生
を、いずれも印字を行いながら良好に検出することがで
きる。従って、インクの減少やノズルの目詰まりに気付
かずに出力を続けて印字データ等を失ってしまうことを
良好に防止することができる。また、印字を行いながら
出力不良を検出できるので、用紙１１を余分に消費する
こともない。しかも、出力不良を検出した場合（Ｓ７：
ＹＥＳ）は、クリーニング動作を実行し（Ｓ１０）、そ
のクリーニング動作によっても出力が好転しなかった場
合（Ｓ２１：ＹＥＳ）はインクエンプティ表示を行って
いる。このため、出力不良の原因がノズルの目詰まりで
ある場合は自動的に出力不良を解消すると共に、その原
因がインクの減少である場合は使用者に告知してインク
を補充させることができる。

【００３４】また、本インクジェットプリンタでは、反
射光検出機構７が記録ヘッド１と一体に移動する。この
ため、反射光検出機構７を移動させる構成を特別に設け
なくても、記録ヘッド１の移動範囲のほぼ全体にわたっ
て出力不良の発生を検出することができる。更に、出力
不良をノズル２個ずつに対して検出しているので、出力
不良が実測値Ｉｅに大きく反映され、出力不良の検出精
度を向上させることができる。また更に、透過光ではな
く反射光に基づいて出力不良を検出しているので、用紙
１１の厚さ，材質等の影響を排除することができる。ま
た、自然光ではなく光源１７からの光の反射光を検出し
ており、インクの色に応じて光の色を選択できるので、
インクの色や装置が設置される部屋の明るさ等の影響も
受け難い。従って、本実施の形態ではきわめて正確に出
力不良を検出することができる。

【００３５】なお、上記実施の形態において、Ｓ７，Ｓ
２１の処理が判断手段に、Ｓ３の処理が噴射制限手段
に、Ｓ１１の処理が噴射制限手段および切り換え手段
に、ＲＡＭ２１ｃおよびＳ１の処理が印字データ記憶手
段に、Ｓ５，Ｓ１９の処理が記録ヘッド駆動手段に、Ｓ
１０の処理が清掃手段に、Ｓ２３の処理がインク不足告
知手段に、それぞれ相当する。また、本発明は上記実施
の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができ
る。

【００３６】例えば、上記実施の形態ではノズル２個毎
に出力不良の検出を行っているが、全ノズルを使用した
通常の印字を行って全ノズルに対する出力不良の検出を
同時に行ってもよい。反射光検出機構７の検出精度が充
分に高く、１個のノズルの出力不良が全ノズルに平均化
されても、それに起因する明暗の変化を用紙１１の揺ら
ぎによる明暗と区別できるのであれば、このような制御
を行っても充分良好に出力不良を検出することができ
る。そして、この場合、その出力不良検出処理に要する
処理時間も大幅に短縮することができる。また、上記実
施の形態では１行印字処理（Ｓ５，Ｓ１９）を行った後
に出力不良の検出を行っているが、１〜数ドット分印字
して出力不良の検出を行ってもよい。この場合も、処理
時間を短縮することができるが、反射光検出機構７の分
解能を向上させる必要がある。なお、反射光検出機構７
の分解能を１mm² 程度とすることは、ガラス，プラスチ
ックなどの素材によってレンズ１７ｂを構成することに
より実現可能で、コスト的に有利である。

【００３７】更に、上記実施の形態では、記録ヘッド１
と反射光検出機構７とを一体に移動させているが、別体
に移動させてもよく、反射光検出機構７を固定にしても
よい。例えば、インクジェットプリンタのページ印刷位
置が固定の場合、そのページ印刷位置で出力不良を検出
するようにしてもよい。また、記録ヘッドが固定のいわ
ゆるラインプリンタ等に本発明を適用した場合、反射光
検出機構７のみを移動させるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたインクジェットプリンタの
要部を表す概略構成図である。

【図２】そのインクジェットプリンタの反射光検出機構
の構造を表す説明図である。

【図３】そのインクジェットプリンタの制御系の構成を
表すブロック図である。

【図４】その制御系における出力不良検出処理を表すフ
ローチャートである。

【図５】そのインクジェットプリンタの印字パターンの
一例を表す説明図である。

【符号の説明】

１…記録ヘッド ５…キャリッジモータ
７…反射光検出機構 １１…用紙 １３…搬送モータ １５…スポン
ジ １７…光源 １７ａ…発光ダイオード １９…フォトダイオード
２１…電子制御回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルからインクを噴射して被記録媒体
   に画像を形成する記録ヘッドを備えたインクジェットプ
   リンタに設けられ、上記記録ヘッドの出力不良を検出す
   るインクジェットプリンタの出力不良検出装置であっ
   て、 画像形成後の上記被記録媒体からの反射光または透過光
   の光量を検出する光量検出手段と、 該光量検出手段にて検出された上記光量に基づき上記記
   録ヘッドの出力の良否を判断する判断手段と、 を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタの出
   力不良検出装置。
2. 【請求項２】 上記記録ヘッドが上記被記録媒体上を移
   動可能に構成されると共に、 上記光量検出手段が、上記記録ヘッドと一体に移動可能
   に構成されたことを特徴とする請求項１記載のインクジ
   ェットプリンタの出力不良検出装置。
3. 【請求項３】 上記記録ヘッドが複数の上記ノズルを有
   すると共に、 画像の形成に当たって、上記複数のノズルの内、特定の
   ノズルにのみインクの噴射を許可する噴射制限手段と、 該噴射制限手段によりインクの噴射が許可される上記特
   定のノズルを順次切り換える切り換え手段と、 を更に備え、 上記判断手段が、上記切り換え手段により上記特定のノ
   ズルを切り換えながら、上記特定のノズル毎に出力の良
   否を判断することを特徴とする請求項１または２記載の
   インクジェットプリンタの出力不良検出装置。
4. 【請求項４】 上記インクジェットプリンタが、印字パ
   ターンのデータを記憶する印字データ記憶手段と、 該印字データ記憶手段に記憶された印字パターンのデー
   タに基づき、上記記録ヘッドを駆動する記録ヘッド駆動
   手段とを備え、 上記判断手段が、上記光量と上記印字パターンのデータ
   とを対照して上記記録ヘッドの出力の良否を判断するこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインク
   ジェットプリンタの出力不良検出装置。
5. 【請求項５】 上記判断手段が上記記録ヘッドの出力の
   不良を判断したとき、上記記録ヘッドの清掃を行う記録
   ヘッド清掃手段と、 上記判断手段の判断結果が、上記記録ヘッド清掃手段に
   て清掃を行っても好転しなかった場合、インクの不足を
   告知するインク不足告知手段と、 を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載のインクジェットプリンタの出力不良検出装置。
6. 【請求項６】 上記光量検出手段が、 上記被記録媒体に光を照射する光源と、 該光源から照射され上記被記録媒体で反射された光量を
   検出する検出部と、 を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
   載のインクジェットプリンタの出力不良検出装置。