(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に向かってノズルからインクを吐出するインクジェット記録ヘッドを主走査方向に移動させて記録する記録機構と、前記記録媒体を副走査方向に搬送する搬送機構とを備えたインクジェット記録装置において、前記搬送機構に対して前記記録機構を移動させて前記記録媒体の記録面と前記インクジェット記録ヘッドのノズル面との間の間隔を調整する間隔調整手段と、主走査方向の記録範囲外に配設されるとともに前記ノズル面と対向する検査面に記録された所定のパターンに基づいて記録状態を検査する記録状態検査手段と、前記間隔調整手段による前記記録機構の移動に連動するように設けられているとともに前記検査面を前記ノズル面に接近した検査位置又は前記ノズル面から離間した退避位置に位置決めする位置決め手段とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に向かってノズルからインクを吐出するインクジェット記録ヘッドを主走査方向に移動させて記録するとともに当該記録媒体を副走査方向に搬送して記録動作を行うインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、インクジェット記録ヘッドのノズルから微小なインクを記録媒体に対して吐出して印字や画像記録を行うもので、記録媒体から離間した状態で記録動作を行うことができることから、様々な材質の記録媒体や物品に記録することが可能で、幅広い用途に使用されている。
【０００３】
インクジェット記録を用いた記録動作としては、記録ヘッドを主走査方向に移動させて走査ラインに沿って記録媒体に記録動作を行ない副走査方向に記録媒体を搬送して順次記録を行うシリアルタイプと、複数の記録ヘッドを主走査方向にライン状に配列しておき副走査方向に記録媒体を搬送しながら記録を行うラインタイプとが用途に応じて開発されている。
【０００４】
こうしたインクジェット記録装置では、インクを吐出するノズルに目詰まりが発生しやすく、こうした目詰まりが発生すると吐出異常により記録ムラ等のトラブルが生じることになる。そのため記録動作が正常に行われているか検査して異常と判定された場合にノズル面のクリーニング動作や吐出回復動作を行うようになっている。例えば、特許文献１では、記録ヘッドによりモニター専用の記録材に所定のパターンを記録し、記録されたパターンをセンサにより読み取って記録ヘッドの不吐出等の異常を判定するようにした点が記載されている。また、特許文献２では、記録ヘッドの複数のノズルの吐出状態を、発光素子及び受光素子を備えたノズル検査部により記録動作に同期して検査を行うようにした点が記載されている。また、特許文献３では、発光部及び受光部を備えたインク滴検出装置によりノズルから吐出されたインク滴を検出するようにした点が記載されている。
【特許文献１】特開平５−３０１４２６号公報
【特許文献２】特開２００３−５４００６号公報
【特許文献３】特開２００７−１５１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、インクジェット記録装置は、種々の材質の記録媒体に対して記録動作を行なうことができるメリットを備えているが、例えば、織物、編物、不織布といった布地に対して記録動作を行う場合に、布地によってその厚さが異なることが多く、またその表面状態も毛羽立っていたり、凹凸模様が形成されていることがあり、そうした記録媒体の特性に合せて記録動作を行なう必要がある。また、布地以外にもプラスチック、金属又はセラミックといった材質の記録媒体の場合にも厚さが異なったり、様々な表面加工が施されており、こうした記録媒体でも同様にその特性に応じた記録動作を行なう必要がある。そのため、上記の先行文献に記載されているようなインクの吐出異常を検査する場合においても記録媒体の特性に対応して正常な記録動作が行われているか検査できるようにしなければならない。
【０００６】
そこで、本発明は、厚さや表面状態が異なる記録媒体に対しても同じ条件で記録状態を検査することができ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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るインクジェット記録装置は、記録媒体に向かってノズルからインクを吐出するインクジェット記録ヘッドを主走査方向に移動させて記録する記録機構と、前記記録媒体を副走査方向に搬送する搬送機構とを備えたインクジェット記録装置において、前記搬送機構に対して前記記録機構を移動させて前記記録媒体の記録面と前記インクジェット記録ヘッドのノズル面との間の間隔を調整する間隔調整手段と、主走査方向の記録範囲外に配設されるとともに前記ノズル面と対向する検査面に記録された所定のパターンに基づいて記録状態を検査する記録状態検査手段と、前記間隔調整手段による前記記録機構の移動に連動するように設けられているとともに前記検査面を前記ノズル面に接近した検査位置又は前記ノズル面から離間した退避位置に位置決めする位置決め手段とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記のような構成を有することで、搬送機構に対して記録機構を移動させて記録媒体の記録面とインクジェット記録ヘッドのノズル面との間の間隔を調整する間隔調整手段により記録媒体の厚さや表面状態に合せて常に最適の間隔に調整して記録動作を行なうことが可能となる。
【０００９】
また、ノズル面と対向する検査面に記録された所定のパターンに基づいて記録状態を検査する記録状態検査手段を主走査方向の記録範囲外に配設して、検査面をノズル面に接近した検査位置又はノズル面から離間した退避位置に位置決めする位置決め手段を設けているので、記録状態の検査時には位置決め手段により記録状態検査手段の検査面をノズル面に対して接近させた検査位置に設定して同じ条件で検査を行うことができ、記録媒体の厚さや表面状態が変化した場合でも正確に検査することが可能となる。そして、記録状態の検査時以外には、位置決め手段により記録状態検査手段の検査面をノズル面から離間させた退避位置に設定しておけば、インク吐出により付随的に発生する微小なインクミストにより検査面が汚れるのを避けることができる。
【００１０】
また、種々の表面状態の記録媒体に対して記録動作を行う場合、記録媒体表面とノズル面との間の間隔を調整したとしても、記録媒体の表面が毛羽立っていたり凹凸模様があるとノズル面に毛羽等が付着しやすくなるため、毛羽等を伝ってインクが不用意に検査面に付着して汚れるおそれがあるが、本発明では位置決め手段により検査面をノズル面から離間した退避位置に設定することができるので、記録媒体の表面状態の如何にかかわらず検査面の不用意な汚れを防止してより正確に検査を行うことが可能となる。布地以外のプラスチック、金属又はセラミックといった記録媒体でも厚さや表面状態が変化しても、検査面の位置決めがずれることはなく常に検査面とノズル面との間の距離を一定にして正確に記録状態を検査することができる。
【００１１】
また、位置決め手段を間隔調整手段による記録機構の移動に連動するように設けることで、検査面の検査位置のノズル面に対する位置決め精度を常に一定に保つことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１３】
図１は、インクジェット記録装置の概略構成図である。インクジェット記録ヘッド１はキャリッジ２に載置固定されており、キャリッジ２は、無端状の駆動ベルト３に固定されている。駆動ベルト３は、駆動プーリ４及び従動プーリ５の間に張設されており、駆動プーリ４の回転駆動により搬送ベルト３が移動し、キャリッジ２は主走査方向Ｘ１及びＸ２に往復動するようになる。
【００１４】
シート状の記録媒体６は、送り出しロール７から繰出されて記録された後巻取りロール８に巻き取られるように搬送され、搬送ロール９によりインクジェット記録ヘッド１に対向するように記録媒体６の搬送路が設定されて副走査方向Ｙに搬送されるようになっている。
【００１５】
インクジェット記録ヘッド１の記録媒体６に対向する面は、インクを吐出する複数のノズルが形成されたノズル面となっており、図示せぬインク供給装置からインクがヘッド内に供給されてノズルに接続するインク流路に導入され、インク流路の配設された圧電素子等の圧力変動手段によりインクに圧力変動が加えられてノズルからインクが吐出されるようになる。こうしたインクジェット記録ヘッドは公知のものを用いることができる。
【００１６】
記録媒体６に対して記録動作を行う場合には、主走査方向にインクジェット記録ヘッドを移動させながら記録信号に基づいてインクジェット記録ヘッドを駆動制御して走査ラインに沿ってインクを吐出しライン記録を行い、走査ラインの記録が終了すると記録媒体を副走査方向に搬送して次の走査ラインがインクジェット記録ヘッドに対向するように搬送制御する。こうして、主走査方向の記録制御及び副走査方向の搬送制御を交互に繰り返すことで記録媒体６の表面に画像記録が行われる。
【００１７】
駆動ベルト３を張設する駆動プーリ４及び従動プーリ５は、図示せぬフレームに取り付けられてフレームを介して基台１０の上面に載置固定されており、基台１０の両端部は一対の支持フレーム１１により支持されている。そして、基台１０と支持フレーム１１との接合面には、支持フレーム１１の上面に図示せぬレール部が記録媒体６に向かって形成されており、基台１０の下面にはレール部に嵌合する切欠き部が形成されている。そのため、基台１０は、記録媒体６に対して進退動作するように移動可能に取り付けられている。支持フレーム１１の上部にはそれぞれ間隔調整ネジ１２が取付部１３に螺合して貫通しており、間隔調整ネジ１２の先端部が基台１０の取付穴に回転可能に止着されている。そのため、間隔調整ネジ１２を回動することにより基台１０が記録媒体６に対して進退動作し、記録媒体６とインクジェット記録ヘッド１のノズル面との間の間隔を調整することができる。なお、基台１０を移動して間隔調整を行う場合には、モータ等の電気的に移動制御する手段を用いてもよい。
【００１８】
図２は、記録媒体６とインクジェット記録ヘッド１のノズル面との間の間隔調整を行う場合の説明図である。記録媒体６には、様々なシート材料が用いられ、フィルムシート、合成皮革といった表面が滑らかなものや、織物、編物、不織布といった布帛や人工皮革、天然皮革のような表面が滑らかでないものが用いられる。布帛では、毛羽立ったものや刺しゅう等の凹凸が形成されたもの等様々な表面形状に対して記録を行う必要がある。また、プラスチック、金属又はセラミックといった種々の材質の記録媒体についても、その厚さや表面状態が様々に変化した場合でもそれに対応して正常な記録動作を行えるようにしなければならない。
【００１９】
そのため、図２（ａ）に示すように、比較的滑らかな表面形状の記録媒体に対しては、記録媒体６とノズル面との間の間隔を距離ｄ（数ｍｍ程度）になるように間隔調整ネジ１２を調整する。距離ｄを大きく設定すると、記録媒体６からノズル面が離間して吐出されるインクが風の影響を受けやすくなるため、距離ｄは小さく設定することが望ましい。図２（ｂ）では、記録媒体６の表面が毛羽立った状態となっており、そのため毛羽立った毛先の先端から距離ｄとなるように記録媒体とノズル面との間の間隔を調整する。このように記録媒体の表面形状が滑らかでない場合には、その最外面を仮想の記録面とみて設定するが、毛羽立った毛先は同じ高さに揃っていないため平均的な高さを基準に距離ｄを設定せざるを得ない。そのため、表面形状が滑らかでない場合、ノズル面に毛羽等が付着することが多くなり、ノズルからのインク吐出に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００２０】
こうしたインク吐出の異常を検査するために、記録状態検査手段として検査機構２０が主走査方向の記録範囲外に配設されている。検査機構２０は図示せぬ装置フレームに取付固定されており、記録動作中や記録開始時にインクジェット記録ヘッド１を検査機構２０に対向する位置へ移動させてインクの吐出状態を検査する。そして、検査機構２０においてインクの吐出異常が判別された場合には、図示せぬ吐出回復機構へ移動させてノズル面にキャッピングして吸引回復動作を行なう。
【００２１】
検査機構２０は、インクジェット記録ヘッドのノズルから吐出したインクを受ける帯状の検査シート２１を備えており、検査シート２１は、送り出しロール２２から繰出されて検査用の所定のパターンを記録された後巻取りロール２３に巻き取られるように搬送され、搬送ロール２４によりインクジェット記録ヘッド１に対向するように検査シート２１の搬送路が設定されて副走査方向Ｙに搬送されるようになっている。検査シート２１に記録された所定のパターンは、画像センサ２５に対向する位置に搬送されて読み取られインクの吐出異常の有無が判別される。
【００２２】
検査シート２１のインクジェット記録ヘッド１に対向する位置には、インクジェット記録ヘッド１とは反対側に位置決め手段として押動部材２６が配設されており、押動部材２６の検査シート２１との接触面は平面状に形成されてインクジェット記録ヘッド１のノズル面とほぼ平行となるように設定されている。
【００２３】
押動部材２６はアーム部材２７の上端部に取付固定されており、アーム部材２７の下端部には駆動手段としてエアシリンダが取り付けられている。そして、エアシリンダは基台１０に取付固定されており、押動部材２６はインクジェット記録ヘッド１と連動して移動するようになっている。エアシリンダを駆動制御することでアーム部材２７を移動させて押動部材２６をインクジェット記録ヘッド１に対して進退動作させるようになっている。
【００２４】
図３は、押動部材２６の進退動作に関する説明図である。図３（ａ）は、押動部材２６が退避位置に設定された状態を示しており、検査シート２１は搬送ロール２４の間に張設された状態でその裏面に押動部材２６が密着した状態で設定されている。この状態では、検査シート２１とインクジェット記録ヘッド１のノズル面１ａとの間の間隔が大きく設定されており、ノズル面１ａに付着した毛羽等により検査シート２１が汚されることのない間隔が空けられている。そして、インクジェット記録ヘッド１を検査シート２１から離間させているので、インク吐出時に発生するインクミストが検査シート２１に付着するのを防止することができる。
【００２５】
図３（ｂ）では、エアシリンダ３０を駆動してアーム部材２７をインクジェット記録ヘッド１側に移動させることで、押動部材２６がノズル面１ａに向かって接近する検査位置に設定される。この状態では、押動部材２６により検査シート２１がノズル面１ａに向かって引っ張られるように押動し、ノズル面１ａと検査シート２１との間の間隔が狭くなり、図２において説明した記録媒体６との間の距離ｄと同程度の間隔に設定される。そのため、検査シート２１に向かって吐出されるインクが風等の影響を受けることなく所定のパターンを記録することができ、精度よくインクの吐出異常を判別することが可能となる。
【００２６】
以上説明したように、検査機構２０の検査シート２１を押動部材２６により退避位置又は検査位置に位置決めすることができるので、厚さや表面形状が異なる記録媒体に記録する際にインクジェット記録ヘッド１と記録媒体との間の間隔を調整しても検査シート２１とインクジェット記録ヘッド１との間の位置関係が変化することがなく、同じ条件でインクの吐出異常を判別することができる。すなわち、押動部材２６は基台１０にアーム部材２７を介して設けられているので、基台１０を移動させてインクジェット記録ヘッド１と記録媒体との間の間隔を調整する際に押動部材２６はインクジェット記録ヘッド１と連動して移動するようになり、押動部材２６とインクジェット記録ヘッド１との間の位置関係が変化することはない。そのため、基台１０を移動させて間隔調整を行った場合でもインクジェット記録ヘッド１に対して常に同じ位置に検査シートを位置決めすることができ、正確な記録状態の検査を行うことが可能となる。
【００２７】
また、記録状態を検査する時以外は押動部材２６を退避位置に設定して検査シートをノズル面から離間させた状態にしておくことで、検査シートがインクにより不用意に汚れることを防止することができ、検査の時のみ押動部材２６を検査位置に設定して検査シートをインクジェット記録ヘッド１に接近させて風等の影響を避けて所定パターンの記録を行うことが可能となり、常に汚れのない検査シートにインクを吐出させてノイズの少ない検査結果を得ることができる。
【００２８】
押動部材２６を検査位置に位置決めする場合、検査シートとノズル面との間の間隔が一定になるように検査位置を設定すればよい。また、押動部材２６を退避位置に位置決めする場合には、検査位置から所定距離離間した位置に設定してもよいが、記録媒体６の厚さや表面形状に合せて設定位置を可変とすることも可能である。
【００２９】
なお、検査シートの検査面を退避位置に移動させる場合、検査機構２０全体を移動させるようにしてもよく、ノズル面から離間させる場合に検査面をノズル面に対して上下動させた位置へ退避するようにしてもよい。
【００３０】
図４は、インクジェット記録ヘッドの記録状態を検査するための処理フローである。まず、記録動作中または記録開始時において検査記録信号が入力されたかチェックし（Ｓ１００）、検査記録信号が入力された場合には所定パターンの画像データを読み出す（Ｓ１０１）。そして、インクジェット記録ヘッドを検査機構２０と対向する検査位置に移動させて位置決めする（Ｓ１０２）。
【００３１】
次に、エアシリンダを駆動して押動部材２６を退避位置から検査位置に移動させて位置決めし（Ｓ１０３）、検査シートをノズル面に対して所定間隔で接近した状態に設定する。そして、インクジェット記録ヘッド１を所定パターンの画像データに基づいて駆動制御し、検査シートに所定パターンを記録する（Ｓ１０４）。パターン記録終了後押動部材２６を移動させて退避位置に戻す（Ｓ１０５）。
【００３２】
次に、検査シートを搬送して、パターン記録部分を画像センサに対向する位置に位置決めし、画像センサにより記録されたパターンを読み取って解析を行う（Ｓ１０６）。例えば、図５に示すようなパターンを記録する場合、上下方向に配列された複数のノズルから同時にインクを吐出して検査シート上に記録する。
【００３３】
記録されたパターンを解析する場合には、画像センサでパターンを撮影して読み取った撮影画像を画像処理して画素毎のＲＧＢ値を算出し、算出されたＲＧＢ値に基づいて撮影画像の２値化処理のための閾値を決定する。そして、閾値に基づいて撮影画像を２値化処理し、２値化処理された各ノズルの記録パターンの面積Ｓ、Ｘ方向の長さＬｘ及びＹ方向の長さＬｙといった項目について計測を行う。
【００３４】
次に、各項目の計測値と予め設定された基準値とを比較して吐出異常の有無について判定を行う（Ｓ１０７）。例えば、計測値が基準値の許容範囲から外れている場合にはノズルの吐出異常が発生していると判定する。許容範囲内であればそのまま記録動作を継続し（Ｓ１０８）、異常と判定された場合にはインクジェット記録ヘッドを吐出回復機構に対向する位置に移動して位置決めし（Ｓ１０９）、インクジェット記録ヘッドのノズル面を覆うようにキャッピングしてノズル面のクリーニングやノズルの吸引といった回復動作を行なう（Ｓ１１０）。回復動作終了後ステップＳ１０１に戻り、再度記録状態の検査を行う。
【００３５】
以上のように、記録状態を検査する場合のみ押動部材を検査位置に移動させて位置決めし検査シートをノズル面に接近させた状態として所定パターンを記録するようにしているので、同じ条件でインクの吐出異常の有無を検査することができ、凹凸が形成されたり毛羽立った表面の記録媒体の場合でも正確に検査を行うことが可能となる。また、吐出異常があった場合にすぐに回復動作を行って記録不良を極力発生しないようにし、ノズル面に毛羽等が付着しやすい記録媒体でも良好な画像品質で記録動作を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】インクジェット記録装置に関する概略構成図である。
【図２】インクジェット記録ヘッドと記録媒体との間の間隔調整に関する説明図である。
【図３】押動部材の進退動作に関する説明図である。
【図４】インクジェット記録ヘッドの記録状態を検査するための処理フローである。
【図５】記録バターンの画像解析に関する説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    インクジェット記録ヘッド
２    キャリッジ
３    駆動ベルト
４    駆動プーリ
５    従動プーリ
６    記録媒体
７    送り出しロール
８    巻取りロール
９    搬送ロール
10    基台
11    支持フレーム
12    間隔調整ネジ
13    取付部
20    検査機構
21    検査シート
22    送り出しロール
23    巻取りロール
24    搬送ロール
25    画像センサ
26    押動部材
27    アーム部材
30    エアシリンダ
【図１】
0005009102.tif 000002
【図２】
0005009102.tif 000003
【図３】
0005009102.tif 000004
【図４】
0005009102.tif 000005
【図５】
0005009102.tif 000006