(57)【要約】【課題】簡素で安価な構成により、被印刷物に印刷される印字の品位を適正に検査することのできるインクジェットプリンタの印字検査装置が求められている。【解決手段】被印刷物の表面にインク滴Ｄを噴きつけて印字するノズル機構３と、インク滴Ｄを噴出させるための噴出データ信号をノズル機構３へ出力する噴出駆動部９とを有するインクジェットプリンタＩによる印字の品位を検査する装置１であって、ノズル機構３のノズル５から噴射されたインク滴Ｄの進路上に投光する投光部７と、投光部７から投光されてインク滴Ｄにおいて透過または反射した光を受光する受光部８と、受光部８と光路接続されて受光部８で受光したインク滴通過に係る受光データ信号を出力するインク滴検出部６と、噴出駆動部９から出力された噴出データ信号およびインク滴検出部６から出力された受光データに基づいて印字品位を判定する印字判定部１０とを備えているものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷物の表面にインク滴を噴きつけて印字するノズル機構と、インク滴を噴出させるための噴出データ信号をノズル機構へ出力する噴出駆動部とを有するインクジェットプリンタによる印字の品位を検査する装置であって、ノズル機構のノズルから噴射されたインク滴の進路上に投光する投光部と、投光部から投光されてインク滴において透過または反射した光を受光する受光部と、受光部と光路接続されて受光部で受光したインク滴通過に係る受光データ信号を出力するインク滴検出部と、噴出駆動部から出力された噴出データ信号およびインク滴検出部から出力された受光データに基づいて印字品位を判定する印字判定部とを備えていることを特徴とするインクジェットプリンタの印字検査装置。
【請求項２】
投光部および受光部が光ファイバーで構成されている請求項１に記載のインクジェットプリンタの印字検査装置。
【請求項３】
ノズル機構を収容したインクジェットヘッドを備え、インクジェットヘッドはノズル機構のノズル前方位置に噴出開口を有し、光ファイバーは噴出開口におけるインク滴の噴射進路上に向けて投光部の先端および受光部の先端を露出した状態でインクジェットヘッド内に埋設されている請求項２に記載のインクジェットプリンタの印字検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被印刷物の表面にインク滴を噴きつけて印字するインクジェットプリンタの印字品位を検査する検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のインクジェットプリンタでは、流動性、浸透性、および速乾性に富んだインクが一般に使用されるが、プリンタの休止中にインクが固化してノズルを詰まらせたり電磁開閉弁の弁体を膠着させることがある。その結果、インクの噴出不良を引き起こして印字不良を生じることがあった。
【０００３】
かかる印字不良の解消を目的として、下記の特許文献１に記載されたインクジェットヘッドの作動不良防止方法が提案されている。この提案方法は、インクジェットプリンタの運転立ち上げ時や印刷動作開始直前に電磁開閉弁を瞬時開弁して直ちに閉じることにより、弁体の着座性を高め、ノズルにおけるインクの通りを良くし、弁体の作動不良を解消しようとするものである。それでも、埃などがノズル周辺のインクや弁体および弁座周辺のインクに付着して強固に固まった場合は、前記の作動不良防止方法によっても印字不良を解消できず、そのまま印字不良を見過ごすことがあった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２３０２０３号公報
【０００５】
そこで、図８に示すようなインクジェットプリンタの印字検査装置が提案されている。このインクジェットプリンタのインクジェットヘッド５２は、コンベア５３上に載置されて矢印Ｔ方向に搬送される被印刷物５４の側面にインク滴Ｄを噴き付けて文字フォントや図形を印字する。その後、下流側に設置された照明５５，５５により被印刷物５４の側面が照らされてカメラ５６で撮影される。カメラ５６で撮影された画像データは画像処理装置５７で画像処理されて、印字状態の良否が検査されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記の印字検査装置は、被印刷物５４側面の印字を含む広い領域の画像データを処理しなければならないため、被印刷物５４の側面に汚れや傷あるいは印字以外の印刷がある場合は、それらを区別することが非常に難しい。そのため、画像処理に時間がかかり、高速ラインでの使用が困難となっている。また、コンベア５３上に置かれる被印刷物５４の位置が常に一定とは限らないため、被印刷物５４側面での光量が被印刷物５４ごとに変化して、照明５５に係る外乱を受けやすく調整や操作が容易でない。また、日付やナンバリングといったように印字内容に切り替えがあると、切り替え内容を知る上でインクジェットプリンタ側と画像処理装置５７側との通信が必要になり、ますます高速ラインでの使用に制約が出てくる。加えて、カメラ５６および画像処理装置５７は構成が複雑で高価である。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡素で安価な構成により、被印刷物に印刷される印字の品位を適正に検査することのできるインクジェットプリンタの印字検査装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットプリンタの印字検査装置は、被印刷物の表面にインク滴を噴きつけて印字するノズル機構と、インク滴を噴出させるための噴出データ信号をノズル機構へ出力する噴出駆動部とを有するインクジェットプリンタによる印字の品位を検査する装置であって、ノズル機構のノズルから噴射されたインク滴の進路上に投光する投光部と、投光部から投光されてインク滴において透過または反射した光を受光する受光部と、受光部と光路接続されて受光部で受光したインク滴通過に係る受光データ信号を出力するインク滴検出部と、噴出駆動部から出力された噴出データ信号およびインク滴検出部から出力された受光データに基づいて印字品位を判定する印字判定部とを備えている構成にしてある。
【０００９】
また、前記構成において、投光部および受光部が光ファイバーで構成されているものである。
【００１０】
そして、前記した各構成において、ノズル機構を収容したインクジェットヘッドを備え、インクジェットヘッドはノズル機構のノズル前方位置に噴出開口を有し、光ファイバーは噴出開口におけるインク滴の噴射進路上に向けて投光部の先端および受光部の先端を露出した状態でインクジェットヘッド内に埋設されているものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ここに、図１は本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタおよびその印字検査装置の要部を示す一部断面を含む構成図である。
図において、この実施形態に係るインクジェットプリンタＩは、被印刷物５４（図８参照）の表面にインク滴Ｄを噴きつけて印字するインクジェットヘッド２を備えている。インクジェットヘッド２は、筒箱状のヘッドケーシング１５と、ヘッドケーシング１５内に収容されたノズル機構３を備えている。ノズル機構３は予圧されたインクを噴出させる電磁開閉弁（図示省略）を内蔵し、ノズル機構３の前面は電磁開閉弁と連通するノズル５が設けられたノズル面４となっている。尚、ノズル機構３のインク噴出機構は特に限定されない。例えば、前記したように予圧インクを電磁開閉弁の開閉により噴出させるもの以外に、ピエゾ素子を用いるもの、バブルジェット（登録商標）式のものなどでも構わない。ノズル機構３のノズル５前方位置のヘッドケーシング１５には、ノズル５から噴き出されたインク滴Ｄを通すための噴出開口２２が形成されている。また、インクジェットプリンタＩは、インク滴Ｄを噴出させるための噴出データ信号をノズル機構３へ出力する噴出駆動部９を有する制御部２１を備えている。尚、噴出駆動部９からの噴出データ信号は、後述する印字判定部１０へも出力される。
【００１２】
そして、インクジェットプリンタＩの印字検査装置１は、ノズル機構３のノズル５から噴射されたインク滴Ｄの進路（ノズル５から矢印Ｆを結ぶ線）上に投光する投光部７と、投光部７から投光されてインク滴Ｄで反射した反射光を受光する受光部８と、受光部８と光路接続されたインク滴検出部６と、インク滴噴出の適否すなわち印字品位を判定する印字判定部１０と、印字判定部１０による判定結果をディスプレイ表示したり報知したりする判定出力部１１とを備えている。投光部７の光源としては特に限定されないが、例えば電球、ＬＥＤ、半導体レーザなどを用いることができる。また、受光部８からインク滴検出部６の受光素子までの光路に光学鏡やレンズなどを配してもよい。そして、インクジェットヘッド２のヘッドケーシング１５の前部内面とノズル機構３前面の間に、投光部７、受光部８、およびインク滴検出部６を収容可能な寸法Ｓの空間が確保されている。
【００１３】
引続き、インクジェットプリンタＩおよび印字検査装置１の動作を説明する。この場合、投光部７からはインク滴Ｄの進路上に向けて常時光が発せられている。そこで、コンベア５３で搬送中の被印刷物５４（図８参照）の側面に印字するにあたり、図２に示すように、まず１ドット目のインク滴Ｄを噴出させるための噴出データ信号Ｐ１が噴出駆動部９からノズル機構３に出力される。この噴出データ信号Ｐ１は同時に印字判定部１０へも出力され印字判定部１０で一定の時間Ｌほど保持されている。そこで、ノズル機構３は電磁開閉弁を開弁してノズル５から矢印Ｆ方向にインク滴Ｄを噴出する。
【００１４】
すると、投光部７から発せられた光がインク滴Ｄで反射しこの反射光は受光部８により受光される。受光部８で受光された反射光はインク滴検出部６に導かれてインク滴Ｄの通過に係る受光データ信号Ｐａ１に変換されたのち印字判定部１０へ出力される。この受光データ信号Ｐａ１の出力タイミングは、ノズル機構３の機械動作やインク滴Ｄの飛行動作の介在により、前記した噴出データ信号Ｐ１の出力タイミングよりも時間Ｌぶん遅れたタイミングとなる。
そこで、印字判定部１０は保持していた噴出データ信号Ｐ１と、このとき取り込んだ受光データ信号Ｐａ１とを比較し、同じタイミングに双方の出力があれば、噴出駆動部９からの駆動指令に従って適正なインク滴Ｄの噴出があったものと判定する。かかる比較判定処理は、噴出駆動部９からの噴出データ信号Ｐ１，・・・，Ｐｎ毎にそれぞれ対応して実行される。
【００１５】
ところで、ノズル機構３のインク流路やインク貯留部内で詰まりがあったり空気泡が存在すると、噴出駆動部９から例えば噴出データ信号Ｐ４が出力されても、ノズル機構３からインク滴Ｄが噴出されないことがある。かかる場合は、対応するタイミングで受光部８が受光しないため、図２における受光データ信号Ｐａ４のように、パルス出力とならない。そこで、印字判定部１０は保持していた噴出データ信号Ｐ４と同じタイミングに受光データ信号のパルス出力がないので、インク滴Ｄが噴出されなかったものと判定し、判定結果データを判定出力部１１へ出力する。判定出力部１１は受信した判定結果のディスプレイ表示と音声報知を実行するのである。尚、判定出力部１１からの出力は外部機器へのインタフェース出力として用いてもよい。
【００１６】
このように、プリントヘッド２の内部で噴出するインク滴Ｄをノズル５から出た瞬間に直接検出して、印字しようとする印字データ（噴出データ信号）と比較すれば、適切なインク滴噴出か否かの判定ができることになる。すなわち、印字を形成するドットとなるインク滴Ｄが適切に噴出されているかどうかを、印字されてからでなく印字の瞬間に検査することが可能となり、被印刷物に印刷された印字品位の良否を適正かつ迅速に判定することができる。しかも、プリントヘッド２内で検出し、インクジェットプリンタＩ自身が持つ印字データと比較して検査するので、非常に簡単で、より高速の検査を行うことができる。
【００１７】
尚、上記の実施形態では、噴出データ信号Ｐｎを出力の度に時間Ｌだけ保持したのち、対応する受光データ信号Ｐａｎと比較するようにしたが、噴出データ信号Ｐｎのタイムスケジュールデータを使用できるのであれば、メモリに予め格納しておいた噴出データ信号Ｐｎのタイムスケジュールデータをリアルタイムに読み出して、受光データ信号Ｐａｎと比較するようにしても構わない。
【００１８】
また、上記では、インクジェットヘッド２の前部内面とノズル機構３前面の間の寸法Ｓの空間に、投光部７、受光部８、およびインク滴検出部６を収容したが、本発明のインクジェットプリンタの印字検査装置はそれに限定されるものでない。
一般に、印刷時におけるノズル機構と被印刷物との間隔を印字距離と呼ぶが、印字距離が近いほど印字品位が良くなることは周知である。従って、印字品位を重視すると、インクジェットヘッド前部内面からノズル機構の間に大きなスペースをとれない。
【００１９】
そこで、図３に示した印字検査装置１ａでは、インクジェットヘッド２ａとノズル機構３との間のスペースに、１本の光ファイバー１２を配備してある。この光ファイバー１２は投光部７ａおよび受光部８ａを構成する双方向型の光ファイバーである。光ファイバー１２の先端はインク滴Ｄの噴出進路を指向するように配置されている。この光ファイバー１２の外径は約１ｍｍ程度である。そして、光ファイバー１２の投光部７ａおよび受光部８ａは、ヘッドケーシング１５内におけるノズル機構３後方の比較的広いスペースに収容されたインク滴検出部６ａと光路接続されている。インク滴検出部６ａは投光部７ａと光路接続される光源（図示省略）を内蔵している。他の構成は、既述したインクジェットプリンタＩおよび印字検査装置１と同様である。
【００２０】
このように、インクジェットヘッド２ａの前部内面とノズル機構３前面の間に、反射光受光型の光ファイバー１２を配し、かつ、インク滴検出部６ａを後方に配置したことで、インクジェットヘッド２ａの前部内面とノズル機構３前面の間を、前述した印字検査装置１における寸法Ｓよりも極めて小さな寸法Ｓａに抑えることができる。これにより、印字検査装置１付きでありながらコンパクトなインクジェットヘッド２ａを実現することができた。また、インクジェットヘッド２ａの前部内面にノズル機構３を極力近づけて設置したから、ノズル機構３と被印刷物との印字距離を小さくして印字品位を向上させることができる。因みに、連続式インクジェットプリンタなどのように単一のノズル５を用いるタイプのノズル機構に適用する場合は、単一の光ファイバーだけで済むため、よりいっそうコンパクトで印字品位の高いインクジェットプリンタが提供される。
【００２１】
一方、前記のような反射光受光型の光ファイバーシステムでなく、図４に示すように、透過光受光型の光ファイバーシステムを用いることも可能である。すなわち、図４のインクジェットヘッド２ｂでは、インク滴検出部６ｂがノズル機構３の後方スペースに配置され、インクジェットヘッド２の前部内面とノズル機構３前面の間に、投光部７ｂである単芯の光ファイバー１３が配備されている。光ファイバー１３の先端はインク滴Ｄの噴出進路を指向するように配置されている。インク滴Ｄの噴出進路を越えた光ファイバー１３先端の指向先（対面位置）には、受光部８ｂである単芯の光ファイバー１４の先端が配置されており、通常は光ファイバー１３からの光を受光している。すなわち、インク滴Ｄの噴出進路上をインク滴Ｄが通過すると、光ファイバー１３からの光は、インク滴Ｄを透過し光量が減衰して光ファイバー１４に受光されるか、あるいはインク滴Ｄに遮られて光ファイバー１４に届かない。このような場合は、光減衰や遮光をインク滴検出部６ｂが検知し、インク滴通過に係る受光データとして印字判定部１０へ出力する。
【００２２】
このインクジェットヘッド２ｂによれば、インクジェットヘッド２ｂの前部内面とノズル機構３前面の間に、図３に示した二芯の光ファイバー１２よりも細い、単芯の光ファイバー１３，１４が配備されるので、図３の構成よりもいっそうインクジェットヘッド２ｂの前部内面とノズル機構３前面の間の寸法Ｓｂを小さくすることができ、印字品位の更なる向上化に役立っている。
【００２３】
他方、光ファイバー１２，１３，１４はいずれも細径であるので、インクジェットヘッドに埋め込むことができる。かかる例を以下の図５および図６に示す。図５および図６では、インクジェットヘッド２ｃのヘッドケーシング１５ａが、外殻胴部を成す外筒１７と、外筒１７の内面に装着されてノズル機構３を収容する内筒１６と、外筒１７および内筒１６の前面開口を蓋止するガード板１９および内蓋板１８とから構成されている。ガード板１９および内蓋板１８の中心部には、噴出開口２２が前後貫通して形成されている。内蓋板１８はガード板１９の後面に一体に固着されていて、皿ネジなどで内筒１６にネジ止めされる。
【００２４】
ノズル機構３の前面中央部にはノズルブロック２０が配備されている。ノズルブロック２０の前面であるノズル面４にはノズル５が形成されている。このノズルブロック２０は、ノズル機構３がヘッドケーシング１５ａ内の規定位置（図６に示した位置）に装着されたとき、ガード板１９の噴出開口２２にあてがわれた状態になっている。
そして、ガード板１９における被印刷物搬送方向上流側の上流側部１９ａに、光ファイバー１２が埋設されている。この光ファイバー１２は、噴出開口２２のインク滴Ｄの噴射進路上に向けて投光部および受光部の先端を露出させた状態で配置されている。光ファイバー１２がノズル機構３後方のインク滴検出部６ａと光路接続されていることは、図３の場合と同様である。
【００２５】
かかるインクジェットヘッド２ｃで使用される光ファイバー１２は非常に細いため、ノズル機構３が被印刷物と接触するのを防止するガード板１９の中に埋め込むことが可能となり、いっそうのコンパクト化につながる。また、このような反射光受光型のシステムの場合は、光ファイバー１２を設置していない側の、インクジェットヘッド２ｃの前部内面とノズル機構３前面の間の寸法Ｇ（図５参照）を、光ファイバー１２設置側の寸法Ｅよりも小さくとることができる。
【００２６】
これまでは、単一のノズルを備えたノズル機構の例を説明してきたが、本発明は、例えば、図７に示すように複数のノズルを列設したインクジェットヘッド２ｄにも適用可能である。
このインクジェットヘッド２ｄでは、ノズル機構３のノズルブロック２０のノズル面４に、７つのノズル５，５，５，・・・が上下方向に列設されている。これらのノズル５，５，５，・・・の側方位置には、それぞれに対応して、反射光受光型の光ファイバー１２，１２，１２，・・・（計７つ）が配備されている。これらの光ファイバー１２，１２，１２，・・・はいずれも、前述したインクジェットヘッド２ｃと同様、ガード板１９の上流側部１９ａに埋め込まれている。かかるインクジェットヘッド２ｄにおいても、印字判定部１０による印字判定が個々のノズル５ごとについてそれぞれ個別に実行される。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るインクジェットプリンタの印字検査装置では、インク滴において透過または反射した光を受光部が受光すると、インク滴検出部がインク滴通過に係る受光データ信号を印字判定部へ出力し、印字判定部は噴出データ信号および受光データに基づいて印字品位を判定するので、簡素で安価な構成でありながら、印字となるインク滴が適切に噴出しているかどうかを、印字されてからではなく印字の瞬間に検出することができる。従って、被印刷物に印刷された印字品位の良否を適正かつ迅速に判定することが可能となる。
【００２８】
また、投光部および受光部が光ファイバーで構成されている場合は、インクジェットヘッドの前部内面とノズル機構前面の間を、極めて小さな寸法に抑えることができる。従って、インクジェットヘッド前部内面にノズル機構を極力近づけて設置できるため、被印刷物との印字距離が小さくなり印字品位が向上する。
【００２９】
そして、光ファイバーがインクジェットヘッド内に埋設されている場合は、ノズル機構をより前方に配置して印字品位のいっそうの向上化を図ることができる。
【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プリンタおよびその印字検査装置の要部を示す一部断面を含む構成図である。
【図２】前記インクジェットプリンタおよび印字検査装置の動作を説明するための信号タイムチャートである。
【図３】本発明の別の実施形態に係るインクジェットプリンタおよびその印字検査装置の要部を示す一部断面を含む構成図である。
【図４】本発明の更に別の実施形態に係るインクジェットプリンタおよびその印字検査装置の要部を示す一部断面を含む構成図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るインクジェットプリンタおよびその印字検査装置の要部を示す一部断面を含む構成図である。
【図６】前記他の実施形態に係るインクジェットプリンタおよびその印字検査装置の拡大断面図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態に係るインクジェットプリンタおよびその印字検査装置の要部を示す一部断面を含む構成図である。
【図８】従来のインクジェットプリンタおよびその印字検査装置の平面構成図である。
【符号の説明】
１，１ａ  印字検査装置
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  インクジェットヘッド
３    ノズル機構
５    ノズル
６，６ａ，６ｂ  インク滴検出部
７，７ａ，７ｂ  投光部
８，８ａ，８ｂ  受光部
９    噴出駆動部
１０  印字判定部
１２  光ファイバー
１３  光ファイバー
１４  光ファイバー
１５，１５ａ  ヘッドケーシング
１９  ガード板
１９ａ  上流側部
２２  噴出開口
５４  被印刷物
Ｄ    インク滴
Ｆ    矢印
Ｉ    インクジェットプリンタ
Ｐ１，Ｐ４，Ｐｎ  噴射データ信号
Ｐａ１，Ｐａ４，Ｐａｎ  受光データ信号
【図１】
2004209734.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004209734.tif 000007
【図６】
2004209734.tif 000008
【図７】
2004209734.tif 000009
【図８】
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