(57)【要約】【課題】  簡単で安価な不吐出の検知手段を備えたインクジェットプリンタと、インクジェットプリンタにおけるノズルのインク不吐出検知方法とを提供する。【解決手段】  記録媒体Ｐと印字ヘッド１２１とを相対移動させながらノズル列からインクを吐出して印字するインクジェットプリンタにおけるノズルのインク不吐出検知方法おいて、前記印字ヘッド１２１のノズル列からｎ個おきにとった複数のノズルにより所定の検知用パターンを印字し、中間の各ノズルについてｎ個おきの複数のノズルにより前記検知用パターンと同様の検知用パターンを順次印字し、読取センサアレイ１２５をノズル列方向に揺動しながら全ての検知用パターンを順次読み取る。有るべき位置にパターンが無い場合、そのパターンに対応するノズルを不吐出と判断することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体と印字ヘッドとを相対移動させながらノズル列からインクを吐出して印字するインクジェットプリンタであって、前記印字ヘッドと平行に配置され前記ノズルが印字した検知用パターンを読み取る読取センサアレイと、該読取センサアレイを前記印字ヘッドのノズル列方向に揺動する揺動手段と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記読取センサアレイの読取密度が、前記印字ヘッドの印字密度よりも粗い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。
【請求項３】
前記揺動手段による読取センサアレイの振幅巾が、前記印字ヘッドのノズル列からｎ個おきにとった複数のノズル間のピッチの１／２以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
記録媒体と印字ヘッドとを相対移動させながらノズル列からインクを吐出して印字するインクジェットプリンタにおけるノズルのインク不吐出検知方法において、
前記印字ヘッドのノズル列からｎ個おきにとった複数のノズルにより所定の検知用パターンを印字する工程と、中間の各ノズルについてｎ個おきの複数のノズルにより前記検知用パターンと同様の検知用パターンを順次印字する各工程と、読取センサアレイをノズル列方向に揺動しながら全ての検知用パターンを順次読み取る工程と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタにおけるノズルのインク不吐出検知方法。
【請求項５】
前記検知用パターンは１のノズルにより印字される直線が等間隔で平行に配列されたパターンであることを特徴とする請求項４記載のインクジェットプリンタにおけるノズルのインク不吐出検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットプリンタに関し、特に、ノズルの不吐出の検出をする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルからインクを吐出し画像を形成するインクジェットプリンタにおいて、ノズルのインク不吐出は画像を劣化させる大きな要因となる。そのため、様々な方法で不吐出を検知する方法が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、１つのノズルを使用してパッチを作成し、発光ダイオードから光を照射し、パッチからの反射光をフォトトランジスタで受光して判定する方法を提案している。
【０００４】
また、特許文献２では、ノズル列方向に検知用記録メディアとしての透明テープを搬送させ、１番目のノズルから４本おきのノズルについてインクを吐出させて直線を描く。そして、エンコーダセンサによって透明テープ上に吐出されたインクの状態を読み取ることを４回繰り返し、全ノズルについて、不吐出を検出するという方法が考案されている。
【０００５】
特許文献３では、印字ヘッドとして用紙の送り幅とほぼ同じ長さのラインヘッドを用いた場合の不吐出検知手段を提案している。ここでは、１０個おきのノズルからインクを吐出させて線を引き、これを１０回繰り返すことで、全ノズルによる線を引き、これを読取センサで検出する不吐出検知方法を提案している。そして、読取センサとして、アレイ状に並んだ構造のものが使用できるとの記載もある。
【特許文献１】特開平５−３３８１９９
【特許文献２】特開２００３−１２７４２０
【特許文献３】特開平１０−１３８５１３
【０００６】
しかし、特許文献１では、１つのノズルでパッチを作成するための検出パターンを作成するのに時間がかかるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２では、検知用記録メディアである透明テープを搬送させる機構が煩雑であり、また透明テープを定期的に補充しなければならないという問題がある。
【０００８】
特許文献３では、１０個おきのノズルで直線を引くので、印字密度の細かい印字ヘッドでも線と線との間に余白ができ、識別が容易になるという利点がある。しかし、読取センサを走査方向に移動させながら線を検知するのに時間が掛かるという問題があった。これに対し、読取センサを走査方向に多数並べるアレイを使用することも記載されているが、印字密度と同じ密度の読取センサアレイが必要となり、読取センサアレイが高価になってしまうという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題の解決を図ったもので、簡単で安価な不吐出の検知手段を備えたインクジェットプリンタと、インクジェットプリンタにおけるノズルのインク不吐出検知方法とを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために本願の請求項１に記載のインクジェットプリンタは、記録媒体と印字ヘッドとを相対移動させながらノズル列からインクを吐出して印字するインクジェットプリンタであって、前記印字ヘッドと平行に配置され前記ノズルが印字した検知用パターンを読み取る読取センサアレイと、該読取センサアレイを前記印字ヘッドのノズル列方向に揺動する揺動手段と、を有することを特徴としている。
【００１１】
本願の請求項２記載のインクジェットプリンタは、前記読取センサアレイの読取密度が、前記印字ヘッドの印字密度よりも粗いことを特徴としている。
【００１２】
本願の請求項３記載のインクジェットプリンタは、前記揺動手段による読取センサアレイの振幅巾が、前記印字ヘッドのノズル列からｎ個おきにとった複数のノズル間のピッチの１／２以上であることを特徴としている。
【００１３】
本願の請求項４に記載の方法は、記録媒体と印字ヘッドとを相対移動させながらノズル列からインクを吐出して印字するインクジェットプリンタにおけるノズルのインク不吐出検知方法おいて、前記印字ヘッドのノズル列からｎ個おきにとった複数のノズルにより所定の検知用パターンを印字する工程と、中間の各ノズルについてｎ個おきの複数のノズルにより前記検知用パターンと同様の検知用パターンを順次印字する各工程と、読取センサをノズル列方向に揺動しながら全ての検知用パターンを順次読み取る工程と、を有することを特徴としている。
【００１４】
本願の請求項５に記載の方法は、前記検知用パターンは１のノズルにより印字される直線が等間隔で平行に配列されたパターンであることを特徴としている。
【００１５】
上記手段によれば、以下のように作用する。印字ヘッドでは、一列に配置されたノズル列から、ｎ個おきにとった複数のノズルにより所定の検知用パターンを印字する。これを中間のノズルについても同様に行い、印字ヘッドを構成する全てのノズルにより所定の検知用パターンを印字する。各ノズルにより印字されたパターンは、隣接するパターンとの間に、ノズルｎ個分の間隔がひらく。
【００１６】
このようにして形成された検知用パターンを移動して読取センサアレイの下に持ってくる。読取センサアレイをノズル列方向に揺動すると、各ノズルにより印字されたパターンが読取センサの読取範囲内に入り、パターンの検知がされる。パターンのあるべき位置にパターンがなければ、そこに対応するノズルからインクが吐出されなかったことが分かり、不吐出ノズルを特定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、読取センサアレイを揺動することで、パターンの検知ができるので、簡単な構成で確実にパターンの認識が可能となり、不吐出ノズルを特定できるという格別の効果を奏することができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、前記読取センサアレイの読取密度が、前記印字ヘッドの印字密度よりも粗いので、読取センサアレイを安価なものにすることができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、前記揺動手段による読取センサアレイの振幅巾が、該読取センサアレイがｎ個おきのノズルで印字するパターン間のピッチの１／２以上であるので、読取センサが確実にパターンを読み取ることができる。
【００２０】
請求項４の方法によれば、印字密度の高い印字ヘッドでも、ｎ個おきのノズルでパターンを形成するので、読取センサアレイの読取密度は粗くすることができ、安価な読取センサアレイで確実にパターンを読みとれ、簡単に不吐出ノズルを特定することができる。
【００２１】
請求項５の方法によれば、パターンは直線なので、印字が容易にできる。また、読み取りも容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００２３】
図１はインクジェットプリンタの構成を示す全体図である。図１において、インクジェットプリンタ１００は、記録媒体としての用紙Ｐが積層されて収容されたカセット１１０と、印字部１２０と、用紙搬送部１３０と排紙部１４０とから構成されている。
【００２４】
カセット１１０内の用紙Ｐは、給紙ローラ１１１によって１枚ずつ送り出され、用紙搬送部１３０に送り込まれる。用紙搬送部１３０の入口には、レジストローラ１３１があり、レジストローラ１３１を通過したところには、複数の搬送ローラ１３２に巻回されたエンドレスの搬送ベルト１３３がある。搬送ベルト１３３上を搬送された用紙Ｐは、印字部１２０の印字ヘッド１２１により印字され、印字が終わると排紙ローラ１４１により排紙トレイ１４２上に排紙される。印字ヘッド１２１は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マジェンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（くろ）の各色に対応して４つ設けられている。
【００２５】
印字ヘッド１２１の下部の排紙トレイ１４２側には、検知手段としての読取センサアレイ１２５が設けられている。読取センサアレイ１２５は多数の読取センサを一列に配置したもので、各読取センサは、発光ダイオードと受光素子とから構成されている。また、この読取センサアレイ１２５には、揺動手段１２６があり、印字ヘッド１２１のノズル列の方向（主走査方向）に揺動することができる。
【００２６】
図２は、１の印字ヘッド１２１のノズルを拡大した図である。矢印は用紙Ｐの搬送方向を示す。印字ヘッド１２１はラインヘッド型で、３００ｄｐｉとか６００ｄｐｉなどの印字密度に対応した多数のノズル１２３を走査方向に一列に配置しており、その長さＷは、ほぼ用紙Ｐの幅方向（搬送方向と直交する方向）のサイズと一致している。
【００２７】
図３は、本発明のインクジェットプリンタのブロック図である。制御部１５０はインクジェットプリンタ全体の制御を行うところで、コンピュータを用いている。制御部１５０はＣＰＵ、メモリ、記憶装置等を有し、インストールされているプログラムに従ってインクジェットプリンタ全体を制御する。制御部１５０内には印字データ記憶部１５１と検知用パターン記憶部１５２がある。印字ヘッド駆動部１２２は制御部１５０から送られる印字データや検知用パターンのデータに基づく駆動信号に応じてＹＭＣＫの各印字ヘッド１２１のノズル列からインクを吐出させ、原稿画像や検知用パターンを描く。検知用パターンについては、後述する。
【００２８】
用紙Ｐへの印字は次のように行われる。カセット１１０内の用紙Ｐは給紙ローラ１１１で送り出され、レジストローラ１３１で一旦停止して姿勢が矯正され、レジストローラ１３１は、印字ヘッド１２１がインクを吐出するタイミングに合わせて用紙Ｐを印字ヘッド１２１の下に送り込む。
【００２９】
印字ヘッド１２１は、制御部１５０の印字データ記憶部１５１に入力された印字データに基づきＹＭＣＫの各印字ヘッド１２１を駆動して必要なタイミングで各色のインクを吐出させ、カラー画像を形成する。
【００３０】
用紙Ｐは、印字ヘッド１２１の下を通過する間は、搬送ベルト１３３に静電吸着された状態で搬送される。印字時の用紙Ｐの姿勢保持手段は搬送ベルト１３３に限らず、ドラム巻きつけ方式、エアサクション方式などでも構わない。印字部１２０にて印字された用紙Ｐは排紙トレイ１４２に排出される。あるいは、両面印字の場合では図示しない反転ユニットに送り込まれ再度印字部に搬送される、あるいは、図示しない後処理機に送り込まれ、孔穿けやステープルなどの所定の後処理が行われる。
【００３１】
次に、不吐出ノズルの検知について説明する。インクの吐出がなかったり、不十分になったりすると、画像の質に大きな影響を与えるため、その発生を早期に発見して、回復や画像補正を行うことが必要となる。不吐出の検知は、電源投入時や、長時間不使用状態が続いた場合などノズル詰まりがある程度予測可能な場合に実施される。これは、制御部１５０に予め入力しておくことで自動的に実施することが可能である。また、ゴミなどがノズル面に付着した場合など、不意の場合には、手動により検知を開始できるようにしている。
【００３２】
図４は、検知用パターンと読取センサアレイ１２５との関係を示す図である。インクの不吐出検知がスタートすると、まず、図４に示す検知用パターンが作成される。図４では、２５６個のノズル列を４つおきの間隔で吐出させる例を示している。また、図４に示す検知用パターンは、ＹＭＣＫの各印字ヘッド１２１の中のいずれか１の印字ヘッド１２１により用紙Ｐに印字されたものである。同図に示す太い直線は、印字ヘッド１２１の１つのノズル１２３によって描かれたパターンとしての直線を示している。各直線に付けた数字はノズル番号である。すなわち、図３の最も左側の第１列は、ノズル番号１，５，９，…，２４９，２５３の各ノズルにより描かれた直線群である。次の第２列では、ノズル番号２，６，１０，…，２５０，２５４による直線群を示す。以下第３列はノズル番号３，７，１１，…，２５１，２５５による直線群、第４列はノズル番号４，８，１２，……，２５２，２５６による直線群を示す。どの列も４つおきのノズル１２３からインクを吐出させ、直線のパターンを描かせたものである。勿論、４つおきにしたのは一例に過ぎず、一般にｎ個おきでよい。
【００３３】
各直線は６００ｄｐｉの印字ヘッドであれば、太さが約６０μｍであり、これが２０ｍｍ程度の長さで印字されているが、線の長さ、隣接する列との間隔（４つおきにするとか１０個おきにするといった間隔）等は、使用するノズル等によりあらかじめ設定しておくことができる。
【００３４】
用紙Ｐが排紙トレイ１４２の方向に搬送されて第１列の直線が読取センサアレイ１２５の真下に達すると、読取センサアレイ１２５が直線の有無を検知する。読取センサアレイ１２５は多数の読取センサが一列に配置されている。読取センサの数は、直線の有無を検知可能であればよいので、そのピッチは印字密度と同じである必要はなく、印字密度が６００ｄｐｉの場合、９０〜４００ｄｐｉ程度の読取密度があればよい。また、読取センサの数が、１つの列内のパターンに記載された直線の数以上あればよい。実施例では、ノズル１２３を４つおきに検知するので、２５６／４＝６４、すなわち６４個とし、これらの読取センサの検知範囲を、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３……Ｓ６３，Ｓ６４と表示している。
【００３５】
各読取センサは、発光ダイオードと受光素子とを有し、発光ダイオードで照射した光が物体に当たって反射した反射光を受光素子が受光することで検知する。物体が用紙Ｐの白い部分であれば反射光は強くなり、線の場合は反射光が弱くなることで直線の有無を検知することができる。
【００３６】
ところで、受光素子が検知用パターンに描かれた直線の幅より広い検知範囲を持っていると、直線のパターンを検知範囲内に捉え易い。しかし、たとえば、直線の幅の１０倍以上の検知範囲があると、直線を検知したときと、検知しないときとの受光量の差が小さくなり、直線の有無の判断が困難になる。逆に検知範囲が直線の幅以下であると、受光量の差が大きくなり検知し易くなる。そのため、実施例では、検知範囲はパターン（直線）の幅より若干大きい程度とした。
【００３７】
第１列の直線が読取センサアレイ１２５の真下に達したとき、各読取センサの検知範囲Ｓ１，Ｓ２，……がノズル番号１，５，９，…，２４９，２５３により描かれた各直線の上にあれば、検知可能であるが、図４に示すように直線と直線の中間にあると、ノズルで描いた線を検知することができない。また、検知範囲が狭いほど検知できない可能性が増加することになる。
【００３８】
そこで、本発明では、揺動手段１２６を設け、読み取りの際に読取センサアレイ１２５をセンサアレイの列方向（図４のＡ方向）に揺動するようにしている。これにより、検知用パターンの直線が読取センサの読み取り可能範囲内から外れている場合でも、揺動しているうちに直線を検知範囲内に捉えることができるので、直線の有無を正確に検知することが可能となる。揺動手段１２６は、モータまたはソレノイドにより駆動され、１本の直線が読取センサアレイ１２５を通過する時間よりも短い周期である。読取センサアレイ１２５の振幅巾であるが、検知用パターンの直線が読取センサと読取センサの丁度中央付近に位置した場合でも読みとれるように、パターン（直線）間のピッチｍの１／２以上の振幅とする。
【００３９】
そして、読取センサアレイ１２５の各読取センサによりノズルで描かれた直線を検知して、あるべき位置に線が無ければ、その線に対応するノズルが不吐出と判断できることになる。不吐出ノズルの特定ができないと不吐出が検出された場合、全てのモジュールの回復を実行しなければならず、回復手段の工程に時間がかかる上、廃棄インクの増加という問題を生じるが、本発明ではそのようなことを防止することができる。
【００４０】
図５は、１つの列の検知用パターンの直線を検知したときの読取センサアレイ１２５の出力を表した例で、（ａ）は不吐出のノズルが無い場合で、（ｂ）は不吐出のノズルがある場合である。（ａ）では読取センサアレイ１２５の全ての読取センサがノズル１２３の描く直線を検知して規則正しく出力が低下している。これに対し（ｂ）では、矢印に示す２個所のところで読取センサの出力の低下がないことから、これに対応するノズル１２３が不吐出であることが分かる。不吐出ノズル判定部１６０は、この結果からＹの印字ヘッド１２１のノズル番号○○番のノズル１２３が不吐出であると制御部１５０に伝達し、制御部１５０では、吐出不良が検出されたノズルを含む印字ヘッド１２１のみ吸引行程などの回復手段により吐出不良の解消を行う。吐出不良検知に使用された用紙Ｐは読取センサアレイ１２５を通過後、図示されない切り替えゲー卜により、通常の印刷物とは異なる経路に案内され機内に蓄えられ、オペレータにより定期的に廃棄される。
【００４１】
吐出不良が検出された場合の別の対応としては、印字を継続し、不吐出ノズルに隣接する良品ノズルを使用して画像を補正するということも可能である。または、印字最中に印刷画像に不良があり、オペレータにより吐出不良が発見された場合、オペレータは吐出不良検知モードを実行し、吐出不良の回復を行うようにすることもできる。
【００４２】
または、所定の時間、あるいは所定の印刷枚数が経過した場合に定期的に吐出不良検知を実施し、吐出不良が検出された場合、一時的に印刷を中断し回復手段により吐出不良の回復を実施し、しかる後印刷を再開するようにしてもよい。
【００４３】
前記実施例では、図４に示すように全ノズル１２３を４群に分け、４群の直線群の全てを印字してから、読取センサアレイ１２５で直線の検出をしたが、１群の直線群を印字したら、その直線の検知を行い、次の群の直線群を印字するという順序としてもよい。
【００４４】
以上の検知を、図３に示す検知用パターンの第２列から第４列まで行えば、ＹＭＣＫの４つの印字ヘッド１２１について全ノズルの不吐出検知が完了する。
【００４５】
なお、各印字ヘッド１２１から吐出されるインクの色はＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（くろ）と相違している。そのため、イエローなど読取ヘッドで読み取りにくい色がある。その場合、各色ごとに分けて不吐出の検知を行い、イエローなどの読み取りにくい色の場合は、読み取りセンサにフィルターを設けて行うこととしている。
【００４６】
前記の実施例において、読取センサの数と直線の数とは一致していた。そのため、各読取センサとノズルとが１：１の対応となり、直線を検知しない読取センサは不吐出のノズルを意味すると容易に判断できた。しかし、読取センサの数は、直線の数と同じに限定されず、多くてもよい。その場合、不吐出のノズルが無い場合でも、直線を検知する読取センサと検知しない読取センサが生じることになる。このような場合であっても、たとえば、直線を検知しない読取センサが幾つか連続して生じたら、そこに対応するノズルが不吐出であると判断するなどして対応することができる。
【００４７】
上記実施例では、印字ヘッド１２１は用紙幅方向全域に亘りノズル列を有するラインヘッドであり、各色ＹＭＣＫのヘッドが用紙搬送方向に並列に配置される。また、ノズル列は印字密度が６００ｄｐｉとなるように配置されている。
【００４８】
しかし、印字ヘッドは、製造上の問題から１列で６００ｄｐｉのラインヘッドを作成することは難しいが、例えば１５０ｄｐｉピッチのノズル列を４列並列とし、ノズル列方向に位相を１／４づつずらすことで６００ｄｐｉの印字が可能である。
【００４９】
また、図１に示す実施例のように、用紙幅と同じ長さの長尺のヘッドを一体的に構成すると、製造上の不良によりノズルの不良が発生した場合、ヘッド全体が不良となり歩留まりの低下を招く。従って、ノズル列方向に関して適当な長さで分割したモジュール構成として、用紙幅方向につなぎ合わせる構成が好ましい。
【００５０】
図６（ａ）は、図１におけるＹＭＣＫのいずれか１つの印字ヘッド１２１を、ノズル列方向に１２１ａ，１２１ｂの２つに分割したモジュール構成とし、各モジュールを１５０ｄｐｉのノズルを４つ平行に配置することで構成した例である。印字ヘッド１２１ａは、図６（ａ）のごとく、１５０ｄｐｉの印字ヘッド１２１ａ１，１２１ａ２，１２１ａ３，１２１ａ４とで構成し、各印字ヘッドのノズルを図６（ｂ）に示すように、１／４ピッチずつずらすことで６００ｄｐｉの印字ヘッドとしている。他方の印字ヘッド１２１ｂも、同様に１５０ｄｐｉの印字ヘッド１２１ｂ１，１２１ｂ２，１２１ｂ３，１２１ｂ４で構成されている。
【００５１】
図６に示す印字ヘッド１２１について、インクの不吐出を検知するには、まず、印字ヘッド１２１ａ４と印字ヘッド１２１ｂ４の全てのノズルからインクを吐出し、図４の第１列に相当する直線群を印字する。次に、印字ヘッド１２１ａ３と印字ヘッド１２１ｂ３の全てのノズルからインクを吐出し、図４の第２列に相当する直線群を印字する。同様に第３列、第４列の直線群を印字する。以下前述したのと同じ方法で不吐出を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】インクジェットプリンタの構成を示す全体図である。
【図２】１の印字ヘッド１２１のノズルを拡大した図である。
【図３】本発明のインクジェットプリンタのブロック図である。
【図４】検知用パターンと読取センサアレイとの関係を示す図である。
【図５】１つの列の検知用パターンの直線を検知したときの読取センサアレイの出力を表した例で、（ａ）は不吐出のノズルが無い場合で、（ｂ）は不吐出のノズルがある場合である。
【図６】（ａ）は、１つの印字ヘッドをノズル列方向に分割し、さらにピッチの粗い印字ヘッドを複数組み合わせてピッチの細かい印字ヘッドにしたモジュール構成のノズルを示す図、（ｂ）は、一方のモジュールの要部を拡大した図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｐ        用紙（記録媒体）
ｍ        パターン間のピッチ
１００    インクジェットプリンタ
１２１    印字ヘッド
１２１ａ  印字ヘッド
１２１ａ１，１２１ａ２，１２１ａ３，１２１ａ４    印字ヘッド
１２１ｂ  印字ヘッド
１２１ｂ１，１２１ｂ２，１２１ｂ３，１２１ｂ４    印字ヘッド
１２３    ノズル
１２５    読取センサアレイ
１２６    揺動手段
１５０    制御部
１５１    印字データ記憶部
１５２    検知用パターン記憶部
１６０    不吐出ノズル判定部
【図１】
2005205649.tif 000003
【図２】
2005205649.tif 000004
【図３】
2005205649.tif 000005
【図４】
2005205649.tif 000006
【図５】
2005205649.tif 000007
【図６】
2005205649.tif 000008