(57)【要約】【課題】  従来の技術では、印刷前に検出できるノズル不良のノズルに入力されるデータを他ノズルに割り振ることで画質不良を防ぐことができる。しかし、印刷の途中に生じる不良ノズルに関しては検出することができないため、ノズル不良が発生した時点から画質不良が続く。【解決手段】  記録媒体とは別のロール紙を備え、印刷中に一定スキャンごとにロール紙にインクを吐出し、ロール紙の吐出されていない部分と吐出された部分の表面状態を比較し、ある閾値以内であった場合にそのとき比較したノズルを非吐出に変更し、そのノズルに入力されるはずであった印刷データを補完関係にある他のノズルに割り振ることで、連続したノズル不良をなくす。ロール紙に全ノズルからインクを吐出した後は、キャリッジは印刷動作に戻り、ノズル不良の検出は印刷と並行して行われるため、印刷自体を止めずにノズルの状態を評価することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズルからなるノズル列が配置された記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載し、主走査方向に移動するキャリッジと、前記主走査方向に対して交差する方向に記録媒体を搬送する搬送手段と、を有し、前記記録媒体に前記ノズルから前記インクを吐出して画像を記録するインクジェットプリンターにおいて、
前記記録媒体の搬送方向に沿ってロール紙を搬送するロール紙搬送手段と、
前記ロール紙に記録された画像を検出する検出手段と、を有し、
前記キャリッジを所定回数の走査毎に、前記ロール紙に前記ノズル毎に位置を変えて前記インクを吐出してドットを形成し、
前記検出手段によって前記ドットを検出し、該検出の結果に基づいて前記ノズルが前記インクを吐出するか否かを判断し、該判断の結果が不吐出の場合は、該不吐出である前記ノズルを他の前記ノズルによって代替して前記記録媒体に前記画像を記録し、前記判断の結果が吐出の場合は、該吐出である前記ノズルによって前記記録媒体に前記画像を記録することを特徴とするインクジェットプリンター。
【請求項２】
前記ロール紙に前記インクを吐出する場合に、予め決められた数の前記ノズル置きに前記インクを前記ロール紙に記録することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンター。
【請求項３】
前記検出手段は色差を検出する測色センサーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出することによって画像を記録するインクジェットプリンターに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドから、紙や樹脂フィルムなどの記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェットプリンターが知られている。インクジェットプリンターは、高画質化、耐久性、信頼性などの性能の向上が求められている。しかし、インクジェットヘッドのノズル面に異物が付着していると、その影響でインクが吐出されなかったり、曲がったりするなどの吐出不良が生じる場合がある。そのため、一般的なインクジェットプリンターでは、インクジェットヘッドのノズル面に付着したインクや異物などの付着物を、ゴムなどの弾性体のワイプブレードで定期的に拭き取り、除去している。しかし、ごみを取り除くためのワイピング動作の際にごみがノズルに入り込んでしまい、ノズルが詰まり、不吐出となる不良が発生してしまう場合がある。また、ノズル詰まりなどのノズル不良は印刷中にも起こり得る。
【０００３】
インクジェットプリンターではこのようなノズル不良が生じた場合に、その不良ノズルが記録する画像を他のノズルで記録するノズルの代替制御を取り入れたものがある。例えば特開２０１１‐１５６７３２号公報には、発光部と受光部を備えるセンサーの光軸を、ノズルから吐出されるインクが遮るか否かで、不吐出ノズルか否かを検出する技術が記載されている。そして不吐出のノズルを他ノズルで代替する制御を行って印刷し、ノズル不良による画質不良が視認されることを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１‐１５６７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術では、印刷前に検出できるノズル不良は入力されるデータを他ノズルに割り振ることで画質不良を防ぐことができる。しかし、印刷の途中に生じる不良ノズルに関しては検出することができないため、ノズル不良が発生した時点から画質不良が起きる。また、光軸を遮るか否かによる検出は、インクミストによって誤検出してしまう恐れがある。また、何度も確認する場合に大量のインクを無駄に消費してしまう。これでは印刷中にノズル面のワイピングを定期的に行うインクジェットプリンターでは、そのときに生じるノズル不良を代替させることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、簡素な構成でありながら、印刷中のノズル不良を検出し、印刷中に不良となったノズルを代替する制御を行うことで、連続した画質劣化を防ぐことのできるインクジェットプリンターを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明のインクジェットプリンターは、インクを吐出する複数のノズルからなるノズル列が配置された記録ヘッドと、前記記録ヘッドを搭載し、主走査方向に移動するキャリッジと、前記主走査方向に対して交差する方向に記録媒体を搬送する搬送手段と、を有し、前記記録媒体に前記ノズルから前記インクを吐出して画像を記録するインクジェットプリンターにおいて、前記記録媒体の搬送方向に沿ってロール紙を搬送するロール紙搬送手段と、前記ロール紙に記録された画像を検出する検出手段と、を有し、前記キャリッジを所定回数の走査毎に、前記ロール紙に前記ノズル毎に位置を変えて前記インクを吐出してドットを形成し、前記検出手段によって前記ドットを検出し、該検出の結果に基づいて前記ノズルが前記インクを吐出するか否かを判断し、該判断の結果が不吐出の場合は、該不吐出である前記ノズルを他の前記ノズルによって代替して前記記録媒体に前記画像を記録し、前記判断の結果が吐出の場合は、該吐出である前記ノズルによって前記記録媒体に前記画像を記録することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によって、印刷中に行われるワイピング動作や長尺の印刷を行うことによるノズル不良を印刷中に印刷を止めることなく検出し、早期に代替することで連続的な出力物の画質の悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、インクジェットプリンターの概略図である。
【図２】図２は、インクジェットプリンターのブロック図である。
【図３】図３は、吐出確認機構の概略図である。
【図４】図４は、印刷制御のフローチャートである。
【図５】図５は、吐出確認のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は、インクジェットプリンターの概略図である。本実施形態のインクジェットプリンター１は、図１に示すように、記録媒体５０を水平に配置して図１の紙面奥から手前方向に搬送し、インクジェット方式の記録ヘッド９からインクを吐出して、記録媒体５０の表面に記録データに応じた画像や文字などを記録する。記録媒体５０は、紙、樹脂フィルムなどである。この紙面奥から手前方向を副走査方向と呼ぶ。
【００１１】
インクジェットプリンター１は、記録ヘッド９を複数搭載して記録媒体５０の搬送方向と交差する方向、例では直交する方向、に往復走査するキャリッジ４と、記録ヘッド９のノズル面を払拭するするワイプユニット１０と、記録ヘッド９をキャップするキャッピングユニット１２を備える。往復走査の方向を主走査方向と呼ぶ。また、インクジェットプリンター１は、記録データの受信や記録動作の制御を含めた装置全体の制御を行う制御手段を備える。また、記録媒体５０を搬送する搬送部を備える。搬送部は、図１の紙面奥行き方向に延ばされた略平板状のプラテン２上に用紙を送るため、モーター５によって紙面に沿う水平軸回りに回転する複数の搬送ローラー対３を備える。そして、この搬送ローラー対３は、回転軸と平行な回転軸回りに回転自在に支持されたグリッドローラーと、グリッドローラーに付勢され連れ回るピンチローラーを備える。モーター５によってグリッドローラーを回転させる。記録媒体５０はこのグリッドローラーとピンチローラーに挟まれて搬送される。グリッドローラーが、回転することで副走査方向に記録媒体５０を搬送することができる。
【００１２】
キャリッジ４は、搬送部、ワイプユニット１０、およびキャッピングユニット１２の上方で、記録媒体５０の搬送方向と直交する方向に延在されたキャリッジレール１７に沿って移動可能に設けられている。また、キャリッジ４をキャリッジレール１７上で位置制御および速度制御可能に往復移動させるモーター６を備える。モーター６はキャリッジレール１７に沿って配置された無端ベルト７を駆動する。無端ベルト７はキャリッジ４が固定されている。無端ベルト７はキャリッジ４の移動方向の両端側に配置されたプーリーに掛け回されている。また、リニアスケール８がキャリッジレール１７に沿って設けられ、このリニアスケール８の目盛を検出するリニアセンサー１６がキャリッジ４に備わる。キャリッジ４の位置を検出可能とし、キャリッジ４に定位置に固定されている複数の記録ヘッド９の位置もそれに応じて検出ができる。
【００１３】
さらに、記録ヘッド９に記録用のインクを供給する着脱可能なインクカートリッジ１４を備え、インクカートリッジ１４と記録ヘッド９は、インクを供給するインクチューブ１５によって接続されている。
【００１４】
本実施形態では、インクカートリッジ１４には、カラー記録を行うための複数色のインクが備えられ、配管としての複数のインクチューブ１５を介して、色ごとに、記録ヘッド９に供給できるようになっている。なお、インクカートリッジ１４の内部には各々のインクに対応した複数のインクタンクが備えられ、各々のインクは各々対応するインクタンクに収容されている。
【００１５】
キャリッジ４は、下面側に、インクの色や記録範囲などに応じて、複数の記録ヘッド９が設けられ、インクチューブ１５から供給されるインクは、同色の記録を行う記録ヘッド９に供給される。
【００１６】
なお、記録ヘッド９の詳細は図示しないが、各ノズルにインクを供給するインク室や、記録媒体と対向するノズル面には複数のインク吐出孔が設けられている。ノズルは吐出機構の構成や記録画素ピッチなどに応じて適宜の個数及び配列ピッチで設けることができる。例えば、２５６個などの多数のノズルを配列することができる。例えば記録ヘッド９は、記録素子として圧電素子を用いてもよいし、記録素子としてヒータを用いた記録ヘッドであっても良い。
【００１７】
モーター６の位置制御、速度制御は、制御手段の制御信号に応じて行われる。記録動作時には記録ヘッド９が記録媒体５０上を所定速度で往復移動するように、モーター６が制御される。また、モーター６はクリーニング動作時にはワイプユニット１０の所定のワイピング位置に記録ヘッド９を移動できるようになっている。また、キャッピングユニット１２は、記録ヘッド９のインクをノズルから外部に吸引することで記録ヘッド９のノズル孔の内部をクリーニングする。また未使用時にキャップすることでインクの乾燥を防止する。キャッピングユニット１２の概略構成は、キャップ１１、キャップ駆動部、吸引ポンプ、廃インクボトル１３、大気開放弁を有する。大気開放弁はノズル面をキャップ１１で密閉した状態で、外気を導入する弁である。
【００１８】
これらのうち、少なくともキャップ１１は記録ヘッド９ごとに設けられている。ただし、キャップ駆動部、吸引ポンプ、大気開放弁は、記録ヘッド９ごとの動作が共通化できる場合には、複数のキャップ１１に対して１台設ける構成としてもよい。
【００１９】
キャップ駆動部は、キャップ１１の上下方向の位置を選択的に切り換えるための上下動を行うものであり、例えば、機械的、電磁的、流体的な適宜の昇降手段からなる。そのため、キャップ駆動部は、モーター６によってキャリッジレール１７上を移動してキャッピングユニット１２の上方に位置した状態の記録ヘッド９に対して、キャップ１１を上下方向に進退させ、キャップ１１が記録ヘッド９のノズル面を密閉する状態と、それを解除する状態とを切り換えることができるようになっている。
【００２０】
吸引ポンプは、キャップの密閉空間内の空気、インクなどの内容物を吸引して、外部に排出するためのものであり、例えばロータリポンプなどを採用することができる。インクカートリッジ１４から記録ヘッド９までインクを通液させるための通液手段として、吸引ポンプを用いることもできる。吸引ポンプは、吸引口がキャップ１１に接続され、排出口が廃インクボトル１３に接続されている。キャップ１１によってノズル面を密閉させる必要があり、記録ヘッド９とキャップ１１の当接面には、ごみやインクの固まりなどがないことが望まれる。
【００２１】
ワイプユニット１０は、記録ヘッド９をワイプユニット１０の上方に移動させた状態で、記録ヘッド９のノズル面に対してワイプブレードを相対移動させることで、記録ヘッド９のノズル面を払拭して清掃する。
【００２２】
吐出確認機構３２は記録ヘッド９の各ノズルの状態を確認する手段である。各ノズルによってロール紙に記録されたか否かを検出することができる。プラテン２の側方に配置されている。プラテン２上の記録媒体５０への画像記録と平行に各ノズルの確認が可能となっている。
【００２３】
図２は、インクジェットプリンターのブロック図である。制御手段２０は、演算、制御、判別、設定などの処理動作を実行するＣＰＵを備える制御手段である。制御手段２０はＲＯＭ２１に格納されていう制御プログラムに従って動作する。ＲＡＭ２２は、記録データのバッファや制御手段２０による演算処理のワークエリア等として用いられる。キャリッジ移動モーター駆動回路２３は制御手段２０の制御によって動作し、記録ヘッド９を搭載したキャリッジ４を移動させるモーター６を駆動する。キャリッジ位置検出センサー２４は、キャリッジ４の移動を案内するキャリッジレール１７に沿って配置されたリニアスケール８の目盛を検出するリニアセンサー１６を備える。このセンサー出力に基づいて制御手段２０によってキャリッジ４の位置を演算して取得する。ヘッド駆動回路２５は制御手段２０によって制御される。ヘッド駆動回路２５を介して、記録ヘッド９を動作させる。記録ヘッド９が複数搭載されている場合、制御部２０及びヘッド駆動回路２５は、各々の記録ヘッド９を個別に駆動させることができる。ヘッド駆動回路２５は制御手段２０から入力された情報に基づいて、各記録ヘッド９のインク吐出もしくは不吐出のタイミングを生成し、記録ヘッド９を駆動させる。インク吐出をさせる場合は、オン波形を生成し、不吐出させる場合には、オフ波形を生成し、各記録ヘッド９へ転送する。吐出のタイミングは制御手段２０がキャリッジ位置検出センサー２４からの情報に基づいて演算して求めたキャリッジ４の位置に応じて決められる。
【００２４】
記録媒体搬送手段２６は、制御手段２０の制御によって動作する。記録媒体搬送手段２６は、記録媒体５０を搬送する搬送部を含む。モーター５によって搬送ローラー対３を駆動し、記録媒体５０を搬送する。ワイプブレード移動モーター駆動回路２７は制御手段２０の制御によって動作する。ワイプブレード移動モーター駆動回路２７はワイプブレードが固定されたベルトを動かすモーターを駆動する。
【００２５】
検出手段３９は印刷開始前にロール紙１９の色を検出し、出力結果をＲＡＭ２２に記憶する。次にインクが吐出された部分が搬送されてきたのちにロール紙１９の色を検出し、ＲＡＭ２２の先ほどとは別の領域に出力する。制御手段２０はＲＡＭ２２に記録されたロール紙１９本来の色とインクが吐出された部分の色を比較し、色差がある閾値を超えていた場合に吐出したノズルを不良とみなし、そのノズルの使用をやめ、入力されるはずであったデータを他ノズルに割り当て代替記録する。検出手段３９は色差を検出し、Lab値を出力する測色計などが利用できる。また、ＲＧＢの各色ＬＥＤを点灯させ、その反射光を検出する光検出器でもよい。その場合に、インク色によって反応しやすい色のＬＥＤを使う。
【００２６】
ロール紙搬送モーター１８は制御手段２０によって制御され記録媒体５０を搬送する。また、記録時のキャリッジ４の副走査方向の走査回数をカウントし、所定回数毎に画像記録エリア外のロール紙１９に数ノズル置きにインクが吐出する。第１の吐出された部分が検出手段３９の検出範囲に入るようにロール紙を搬送し、検出手段３９を用いて第１の吐出に用いたノズルの状態の判定を行い、判定が終了したら、第２の吐出に用いたノズルの状態の検出ができる位置にロール紙１９を搬送し、検出手段３９で第２の吐出に用いたノズルの判定を行う。これを吐出するノズルすべてについて行う。
【００２７】
例えば、全ノズルが２０ノズルであると仮定する。説明のために一方の端のノズルから順に１から２０の番号を付けて説明する。第１の吐出に用いるノズルは１番目、６番目、１１番目、１６番目のノズルである。第２の吐出に用いるノズルは２番目、７番目、１２番目、１７番目のノズルである。第３の吐出に用いるノズルは３番目、８番目、１３番目、１８番目のノズルである。第４の吐出に用いるノズルは４番目、９番目、１４番目、１９番目のノズルである。第５の吐出に用いるノズルは１番目、５番目、１０番目、１５番目のノズルである。第５の吐出に用いるノズルは５番目、１０番目、１５番目、２０番目のノズルである。このように５回に分けてテスト印字を行う。ノズルを離して記録することで、にじみなどで他のドット重なることによる誤検出を防げる。制御手段２０は、このテスト印字の結果、すなわちインクが吐出されているか否かを検出手段３９によって検出する。その結果を基に制御手段２０は、初期値と検出値の差を演算し、所定値以上の差があれば、正常なノズル、差が無ければ、何かしらの異常が有るとして、不吐出のノズルであると判断する。これが色毎に配置されている記録ヘッド毎に行われる。各記録ヘッドのロール紙の記録位置は、キャリッジの移動方向に重ならないように並んでいる。
【００２８】
図３は、吐出確認機構の概略図である。ロール紙１９、そのロール紙１９を搬送するロール紙搬送モーター１８、ロール紙に記録されたテストパターンを検出する検出手段３９を備える。ロール紙１９は吐出確認機構３２にセットされ、ロール紙搬送モーター１８によって移動する。すなわち、ロール紙搬送モーター１８が配置された側にロール紙１９が巻かれることで、ロール紙１９が移動する。ロール紙搬送モーター１８は制御手段２０によって制御され、記録ヘッド９のノズルを複数のノズル群に分け、ノズル群によってインクが吐出された後に、吐出されたインク滴が着弾した部分が検出手段３９の検出範囲に入るように搬送する。検出手段３９でロール紙１９の表面状態を検出した後に、次のノズル群によって吐出されたインク滴が着弾した部分が検出手段３９の検出範囲に入るように再度ロール紙１９を搬送する。この動作を全てのノズルが終了するまで繰り返す。検出手段３９が検出作業を行ったとき、正常に吐出されたインク滴３０であれば、ロール紙１９の表面を測定した初期値とは違う出力値がＲＡＭ２２に格納される。正常に吐出されなかったインク滴３１であった場合は、ロール紙１９の表面を測定した初期値と同じ出力値がＲＡＭ２２に格納されることになる。検出手段３９はロール紙の幅方向にスキャンする機構を搭載していてもいい、または幅方向に並び、検出範囲を拡大してもいい。また、着弾したインクが滲みドットサイズを大きくすることで検出精度を向上させることができる。例えば、ロール紙が、下層はインクを浸み込ませにくいフィルムであり、上層は多孔質部材で形成されたシートの２層構造のロール紙が好ましい。更に、上層は、各インクに対応したコントラストの高い色のシートが夫々の色用に配置されていることが好ましい。
【００２９】
図４は、印刷中の吐出確認機構にインクを吐出するフローチャートである。印刷開始後、ステップＳ１で、所定の回数キャリッジ４が走査したか、を判断し、している場合はステップＳ２に進み、していない場合はステップＳ７に進む。例えば、１００走査毎に検出する。または、走査毎に検出するノズル群を変えて走査毎にその走査に対応したノズル群を検出しても良い。ステップＳ２ではキャリッジ４を吐出確認機構３２の所定の位置に移動する。ステップＳ３ではあらかじめ割り振られたいくつかのノズル組の１組がロール紙１９上にインクを吐出する。吐出の仕方は、予め決められたパターンにより行う。例えば、１０ドット吐出し、キャリッジを１ドット分走査方向に移動し、そこでまた１０ドット分吐出する。ある程度濃く大きいドットの記録ができる。また、画像の印刷中はプラテン２の縁で折り返すが、ノズルをチェックするときには、折り返さずに、吐出確認機構３２の位置まで移動して確認を行う。ロール紙に所定のノズルからインクを吐出したら、プラテン２に戻り、印刷の続きを行う。印刷中でも時間を掛けずにチェックできる。
【００３０】
ステップＳ４で記録ヘッド９のノズルがすべて吐出したか、を判断し、吐出している場合はステップＳ６へ移行し、そうでない場合はステップＳ５に移動する。ステップＳ５では、キャリッジ４を所定量ロール紙の幅方向に移動し、次のノズル組をロール紙上に吐出する。例えば、先に記録したドットと重ならない位置までキャリッジを移動させる。ノズルの確認処理、不良の確認がされた場合に、ノズルの代替処理を行う。
【００３１】
ステップＳ６では、ノズルの状態の確認、ノズルが不良であった場合の代替処理を終了し、印刷動作に復帰させる。次に、ステップＳ７では印刷が終了したか、を判断し、終了している場合は制御終了となる。そうでない場合はステップＳ１に移行する。
【００３２】
図５はノズル不良を検出するフローチャートである。ステップＳ８でロール紙１９の表面を測定し、検出結果であるＬａｂ値をＲＡＭ２２に格納する。このときの出力結果は、白色光を出射し、ＲＧＢ各色のセンサーによる反射光を検出し、その結果をＡＤ変換した値でもよい。
【００３３】
ステップＳ９でロール紙１９に複数の群に分けた１つ目のノズル群からインクを吐出する。次にロール紙１９を搬送し、検出を行う。吐出が終了した場合はステップＳ１０で第１のノズル群から吐出された部分が検出手段３９の検出範囲に来るようにロール紙搬送モーター１８を駆動して搬送する。ステップＳ１１で、検出手段３９でロール紙１９の表面を測定する。すなわち、第１のノズル群によって記録されたドットを夫々のドット位置にて検出を行う。ロール紙１９の搬送量は、制御手段２０によってロール紙搬送モーター１８が制御され、それと共に搬送量も制御されている。ノズル群によって記録されたドットがどのノズルから吐出されたものはか、検出手段３９までの搬送量が制御手段２０によって制御されているの、その搬送量から、ドットとノズルの対応が演算できる。
【００３４】
ステップＳ１２で測定結果がステップＳ８にてＲＡＭ２２に格納した値、すなわち初期値との差が閾値以上かどうか判断する。閾値は、予め決め実験から求めて、ＲＯＭ２１に格納されている。閾値以上の場合はステップＳ１３に進み、そのとき検出したノズル番号をＲＡＭ２２に格納する。閾値未満であれば、ステップＳ１４に進む。
【００３５】
ステップＳ１４では、吐出された全ノズル分判定が終了したか、を判断する。未だすべてのノズルの検出が終わっていない場合はステップＳ１５に進み、ロール紙を次のノズル列の位置が検出手段３９の検出範囲になるように搬送し、ステップＳ１１以降を再度実施する。すべてのノズルの検出が終了しているのであれば、ステップＳ１６に進み、ステップＳ１３にてＲＡＭ２２に格納したノズル番号に対応するノズルに対して、次の画像の記録をする走査から非吐出とし、この記憶されているノズル番号のノズルに対して代替するノズルを演算して求め、不良のノズルによる吐出に替わり、代替のノズルによって記録する。このとき、印刷データを変更して割り振って代替することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明はインクジェットプリンターに利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  インクジェットプリンター
２  プラテン
３  搬送ローラー対
４  キャリッジ
５  モーター
６  モーター
７  キャリッジレール
８  リニアスケール
９  記録ヘッド
１０  ワイプユニット
１８  ロール紙搬送手段
１９  ロール紙
３０  正常吐出インク
３１  不良吐出インク
５０  記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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