JP2019177602A - インクジェット記録装置および検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】吐出口が配列する方向に検査ユニットを移動させながらインクジェット記録ヘッドの吐出検査を行うインクジェット記録装置において、検査ユニットの移動を低速度で安定させ、信頼性の高い検査結果を取得する。【解決手段】検査ユニットを吐出口の配列方向に移動させるためのモータ1708と、モータ1708から得られる回転速度を減速した上でモータ1708の駆動力を検査ユニット1700の移動に変換する変換手段機構1709を備える。また、検査ユニット1700の吐出口の配列方向における位置を検出するリニアエンコーダ1707のほかに、モータの回転を検出するロータリーエンコーダ1712を用意する。その上で、ロータリーエンコーダ1712とリニアエンコーダ1707の検出に基づいて検査ユニット1700による記録ヘッドに対する検査を制御する。【選択図】図10

Description

本発明は、インクジェット記録装置および検査装置に関する。
インクジェット記録ヘッドのように液体を吐出するヘッドでは、その吐出状態の検査が求められる場合がある。特許文献1には、液滴の有無を検出するためのセンサユニットを、吐出口が配列する方向に移動させながら、複数の吐出口の吐出状態を順番に検出する構成が開示されている。特許文献1によれば、センサユニットの位置とその検出結果との対応付けを行うために、スケールとエンコーダ(すなわちリニアエンコーダ)など、適切な位置検出器が設けられれば良いことが開示されている。
国際公開第2012/166089号
ところで、特許文献1のように、センサユニットの移動と複数の吐出口における吐出検査を並行して行う場合、センサユニットは、個々の吐出口の位置で吐出検査処理が間に合う程度に低速に移動されることが求められる。リニアエンコーダを用いて安定してそのような低速度を維持しようとする場合、エンコーダスケールのスリットは吐出口よりも十分に高い解像度(高密度)で配列することが求められるが、ヘッドの高密度化が進む中そのようなスリットを用意するのは難しい。
すなわち、センサユニットを移動させながら吐出検査処理を行う構成において、センサユニットの移動を低速度で安定させ、信頼性の高い検査結果を取得することは困難な状況であった。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものである。よってその目的とするところは、センサユニットを移動させながら吐出検査処理を行う構成において、センサユニットの移動を低速度で安定させ、信頼性の高い検査結果を取得することである。
そのために本発明は、複数の吐出口が所定の方向に配列する記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記吐出口の吐出状態を検査するためのセンサを搭載した検査ユニットと、前記検査ユニットを前記所定の方向に移動させるためのモータと、前記モータから得られる回転の速度を減速した上で前記モータの駆動力を前記検査ユニットの前記所定の方向への移動に変換する変換手段と、前記モータの回転を検出するロータリーエンコーダと、前記検査ユニットの前記所定の方向における位置を検出するリニアエンコーダと、前記ロータリーエンコーダと前記リニアエンコーダの検出に基づいて前記検査ユニットによる前記記録ヘッドに対する検査を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、センサユニットを移動させながら吐出検査処理を行う構成において、センサユニットの移動を低速度で安定させ、信頼性の高い検査結果を取得することができる。
記録装置が待機状態にあるときの図である。 記録装置の制御構成図である。 記録装置が記録状態にあるときの図である。 (a)〜(c)は、第1カセットから給送された記録媒体の搬送経路図である。 (a)〜(c)は、第2カセットから給送された記録媒体の搬送経路図である。 (a)〜(d)は、記録媒体の裏面に記録動作を行う場合の搬送経路図である。 記録装置がメンテナンス状態にあるときの図である。 (a)および(b)は、メンテナンスユニットの構成を示す斜視図である。 (a)および(b)は、吐出検査ユニット1700の構成を示す図である。 吐出検査ユニットの移動機構を示す図である。 移動用モータの近傍を拡大して示した図である。 吐出検査処理に関わる制御構成を詳細に説明するためのブロック図である。 位置合わせ処理を説明するための吐出口配列を示す図である。
図1は、本実施形態で使用するインクジェット記録装置1(以下、記録装置1)の内部構成図である。図において、x方向は水平方向、y方向(紙面垂直方向)は後述する記録ヘッド8において吐出口が配列される方向、z方向は鉛直方向をそれぞれ示す。
記録装置1は、プリント部2とスキャナ部3を備える複合機であり、記録動作と読取動作に関する様々な処理を、プリント部2とスキャナ部3で個別にあるいは連動して実行することができる。スキャナ部3は、ADF(オートドキュメントフィーダ)とFBS(フラットベッドスキャナ)を備えており、ADFで自動給紙される原稿の読み取りと、ユーザによってFBSの原稿台に置かれた原稿の読み取り(スキャン)を行うことができる。なお、本実施形態はプリント部2とスキャナ部3を併せ持った複合機であるが、スキャナ部3を備えない形態であってもよい。図1は、記録装置1が記録動作も読取動作も行っていない待機状態にあるときを示す。
プリント部2において、筐体4の鉛直方向下方の底部には、記録媒体(カットシート)Sを収容するための第1カセット5Aと第2カセット5Bが着脱可能に設置されている。第1カセット5AにはA4サイズまでの比較的小さな記録媒体が、第2カセット5BにはA3サイズまでの比較的大きな記録媒体が、平積みに収容されている。第1カセット5A近傍には、収容されている記録媒体を1枚ずつ分離して給送するための第1給送ユニット6Aが設けられている。同様に、第2カセット5B近傍には、第2給送ユニット6Bが設けられている。記録動作が行われる際にはいずれか一方のカセットから選択的に記録媒体Sが給送される。
搬送ローラ7、排出ローラ12、ピンチローラ7a、拍車7b、ガイド18、インナーガイド19およびフラッパ11は、記録媒体Sを所定の方向に導くための搬送機構である。搬送ローラ7は、記録ヘッド8の上流側および下流側に配され、不図示の搬送モータによって駆動される駆動ローラである。ピンチローラ7aは、搬送ローラ7と共に記録媒体Sをニップして回転する従動ローラである。排出ローラ12は、搬送ローラ7の下流側に配され、不図示の搬送モータによって駆動される駆動ローラである。拍車7bは、記録ヘッド8の下流側に配される搬送ローラ7及び排出ローラ12と共に記録媒体Sを挟持して搬送する。
ガイド18は、記録媒体Sの搬送経路に設けられ、記録媒体Sを所定の方向に案内する。インナーガイド19は、y方向に延在する部材で湾曲した側面を有し、当該側面に沿って記録媒体Sを案内する。フラッパ11は、両面記録動作の際に、記録媒体Sが搬送される方向を切り替えるための部材である。排出トレイ13は、記録動作が完了し排出ローラ12によって排出された記録媒体Sを積載保持するためのトレイである。
本実施形態の記録ヘッド8は、フルラインタイプのカラーインクジェット記録ヘッドであり、記録データに従ってインクを吐出する吐出口が、図1におけるy方向に沿って記録媒体Sの幅に相当する分だけ複数配列されている。記録ヘッド8が待機位置にあるとき、記録ヘッド8の吐出口面8aは、図1のように鉛直下方を向きキャップユニット10によってキャップされている。記録動作を行う際は、後述するプリントコントローラ202によって、吐出口面8aがプラテン9と対向するように記録ヘッド8の向きが変更される。プラテン9は、y方向に延在する平板によって構成され、記録ヘッド8によって記録動作が行われる記録媒体Sを背面から支持する。記録ヘッド8の待機位置から記録位置への移動については、後に詳しく説明する。
インクタンクユニット14は、記録ヘッド8へ供給される4色のインクをそれぞれ貯留する。インク供給ユニット15は、インクタンクユニット14と記録ヘッド8を接続する流路の途中に設けられ、記録ヘッド8内のインクの圧力及び流量を適切な範囲に調整する。本実施形態では循環型のインク供給系を採用しており、インク供給ユニット15は記録ヘッド8へ供給されるインクの圧力と記録ヘッド8から回収されるインクの流量を適切な範囲に調整する。
メンテナンスユニット16は、キャップユニット10とワイピングユニット17を備え、所定のタイミングにこれらを作動させて、記録ヘッド8に対するメンテナンス動作を行う。メンテナンス動作については後に詳しく説明する。
図2は、記録装置1における制御構成を示すブロック図である。制御構成は、主にプリント部2を統括するプリントエンジンユニット200と、スキャナ部3を統括するスキャナエンジンユニット300と、記録装置1全体を統括するコントローラユニット100によって構成されている。プリントコントローラ202は、コントローラユニット100のメインコントローラ101の指示に従ってプリントエンジンユニット200の各種機構を制御する。スキャナエンジンユニット300の各種機構は、コントローラユニット100のメインコントローラ101によって制御される。以下に制御構成の詳細について説明する。
コントローラユニット100において、CPUにより構成されるメインコントローラ101は、ROM107に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、RAM106をワークエリアとしながら記録装置1全体を制御する。例えば、ホストI/F102またはワイヤレスI/F103を介してホスト装置400から印刷ジョブが入力されると、メインコントローラ101の指示に従って、画像処理部108が受信した画像データに対して所定の画像処理を施す。そして、メインコントローラ101はプリントエンジンI/F105を介して、画像処理を施した画像データをプリントエンジンユニット200へ送信する。
なお、記録装置1は無線通信や有線通信を介してホスト装置400から画像データを取得しても良いし、記録装置1に接続された外部記憶装置(USBメモリ等)から画像データを取得しても良い。無線通信や有線通信に利用される通信方式は限定されない。例えば、無線通信に利用される通信方式として、Wi−Fi(Wireless Fidelity)(登録商標)やBluetooth(登録商標)が適用可能である。また、有線通信に利用される通信方式としては、USB(Universal Serial Bus)等が適用可能である。また、例えばホスト装置400から読取コマンドが入力されると、メインコントローラ101は、スキャナエンジンI/F109を介してこのコマンドをスキャナ部3に送信する。
操作パネル104は、ユーザが記録装置1に対して入出力を行うための機構である。ユーザは、操作パネル104を介してコピーやスキャン等の動作を指示したり、印刷モードを設定したり、記録装置1の情報を認識したりすることができる。
プリントエンジンユニット200において、CPUにより構成されるプリントコントローラ202は、ROM203に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、RAM204をワークエリアとしながら、プリント部2が備える各種機構を制御する。コントローラI/F201を介して各種コマンドや画像データが受信されると、プリントコントローラ202は、これを一旦RAM204に保存する。記録ヘッド8が記録動作に利用できるように、プリントコントローラ202は画像処理コントローラ205に、保存した画像データを記録データへ変換させる。記録データが生成されると、プリントコントローラ202は、ヘッドI/F206を介して記録ヘッド8に記録データに基づく記録動作を実行させる。この際、プリントコントローラ202は、搬送制御部207を介して図1に示す給送ユニット6A、6B、搬送ローラ7、排出ローラ12、フラッパ11を駆動して、記録媒体Sを搬送する。プリントコントローラ202の指示に従って、記録媒体Sの搬送動作に連動して記録ヘッド8による記録動作が実行され、印刷処理が行われる。
ヘッドキャリッジ制御部208は、記録装置1のメンテナンス状態や記録状態といった動作状態に応じて記録ヘッド8の向きや位置を変更する。インク供給制御部209は、記録ヘッド8へ供給されるインクの圧力が適切な範囲に収まるように、インク供給ユニット15を制御する。メンテナンス制御部210は、記録ヘッド8に対するメンテナンス動作を行う際に、メンテナンスユニット16におけるキャップユニット10やワイピングユニット17の動作を制御する。
スキャナエンジンユニット300においては、メインコントローラ101が、ROM107に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、RAM106をワークエリアとしながら、スキャナコントローラ302のハードウェアリソースを制御する。これにより、スキャナ部3が備える各種機構は制御される。例えばコントローラI/F301を介してメインコントローラ101がスキャナコントローラ302内のハードウェアリソースを制御することにより、ユーザによってADFに搭載された原稿を、搬送制御部304を介して搬送し、センサ305によって読み取る。そして、スキャナコントローラ302は読み取った画像データをRAM303に保存する。なお、プリントコントローラ202は、上述のように取得された画像データを記録データに変換することで、記録ヘッド8に、スキャナコントローラ302で読み取った画像データに基づく記録動作を実行させることが可能である。
図3は、記録装置1が記録状態にあるときを示す。図1に示した待機状態と比較すると、キャップユニット10が記録ヘッド8の吐出口面8aから離間し、吐出口面8aがプラテン9と対向している。本実施形態において、プラテン9の平面は水平方向に対して約45度傾いており、記録位置における記録ヘッド8の吐出口面8aも、プラテン9との距離が一定に維持されるように水平方向に対して約45度傾いている。
記録ヘッド8を図1に示す待機位置から図3に示す記録位置に移動する際、プリントコントローラ202は、メンテナンス制御部210を用いて、キャップユニット10を図3に示す退避位置まで降下させる。これにより、記録ヘッド8の吐出口面8aは、キャップ部材10aと離間する。その後、プリントコントローラ202は、ヘッドキャリッジ制御部208を用いて記録ヘッド8の鉛直方向の高さを調整しながら45度回転させ、吐出口面8aをプラテン9と対向させる。記録動作が完了し、記録ヘッド8が記録位置から待機位置に移動する際は、プリントコントローラ202によって上記と逆の工程が行われる。
次に、プリント部2における記録媒体Sの搬送経路について説明する。記録コマンドが入力されると、プリントコントローラ202は、まず、メンテナンス制御部210およびヘッドキャリッジ制御部208を用いて、記録ヘッド8を図3に示す記録位置に移動する。その後、プリントコントローラ202は搬送制御部207を用い、記録コマンドに従って第1給送ユニット6Aおよび第2給送ユニット6Bのいずれかを駆動し、記録媒体Sを給送する。
図4(a)〜(c)は、第1カセット5Aに収容されているA4サイズの記録媒体Sが給送されるときの搬送経路を示す図である。第1カセット5A内の1番上に積載された記録媒体Sは、第1給送ユニット6Aによって2枚目以降の記録媒体から分離され、搬送ローラ7とピンチローラ7aにニップされながら、プラテン9と記録ヘッド8の間の記録領域Pに向けて搬送される。図4(a)は、記録媒体Sの先端が記録領域Pに到達する直前の搬送状態を示す。記録媒体Sの進行方向は、第1給送ユニット6Aに給送されて記録領域Pに到達する間に、水平方向(x方向)から、水平方向に対して約45度傾いた方向に変更される。
記録領域Pでは、記録ヘッド8に設けられた複数の吐出口から記録媒体Sに向けてインクが吐出される。インクが付与される領域の記録媒体Sは、プラテン9によってその背面が支持されており、吐出口面8aと記録媒体Sの距離が一定に保たれている。インクが付与された後の記録媒体Sは、搬送ローラ7と拍車7bに案内されながら、先端が右に傾いているフラッパ11の左側を通り、ガイド18に沿って記録装置1の鉛直方向上方へ搬送される。図4(b)は、記録媒体Sの先端が記録領域Pを通過して鉛直方向上方に搬送される状態を示す。記録媒体Sの進行方向は、水平方向に対し約45度傾いた記録領域Pの位置から、搬送ローラ7と拍車7bによって鉛直方向上方に変更されている。
記録媒体Sは、鉛直方向上方に搬送された後、排出ローラ12と拍車7bによって排出トレイ13に排出される。図4(c)は、記録媒体Sの先端が排出ローラ12を通過して排出トレイ13に排出される状態を示す。排出された記録媒体Sは、記録ヘッド8によって画像が記録された面を下にした状態で、排出トレイ13上に保持される。
図5(a)〜(c)は、第2カセット5Bに収容されているA3サイズの記録媒体Sが給送されるときの搬送経路を示す図である。第2カセット5B内の1番上に積載された記録媒体Sは、第2給送ユニット6Bによって2枚目以降の記録媒体から分離され、搬送ローラ7とピンチローラ7aにニップされながら、プラテン9と記録ヘッド8の間の記録領域Pに向けて搬送される。
図5(a)は、記録媒体Sの先端が記録領域Pに到達する直前の搬送状態を示す。第2給送ユニット6Bに給送されて記録領域Pに到達するまでの搬送経路には、複数の搬送ローラ7とピンチローラ7aおよびインナーガイド19が配されることで、記録媒体SはS字上に湾曲されてプラテン9まで搬送される。
その後の搬送経路は、図4(b)および(c)で示したA4サイズの記録媒体Sの場合と同様である。図5(b)は、記録媒体Sの先端が記録領域Pを通過して鉛直方向上方に搬送される状態を示す。図5(c)は、記録媒体Sの先端が排出ローラ12を通過して排出トレイ13に排出される状態を示す。
図6(a)〜(d)は、A4サイズの記録媒体Sの裏面(第2面)に対して記録動作(両面記録)を行う場合の搬送経路を示す。両面記録を行う場合、第1面(表面)を記録した後に第2面(裏面)に記録動作を行う。第1面を記録する際の搬送工程は図4(a)〜(c)と同様であるので、ここでは説明を省略する。以後、図4(c)以後の搬送工程について説明する。
記録ヘッド8による第1面への記録動作が完了し、記録媒体Sの後端がフラッパ11を通過すると、プリントコントローラ202は、搬送ローラ7を逆回転させて記録媒体Sを記録装置1の内部へ搬送する。この際、フラッパ11は、不図示のアクチュエータによってその先端が左側に傾くように制御されるため、記録媒体Sの先端(第1面の記録動作における後端)はフラッパ11の右側を通過して鉛直方向下方へ搬送される。図6(a)は、記録媒体Sの先端(第1面の記録動作における後端)が、フラッパ11の右側を通過する状態を示す。
その後記録媒体Sは、インナーガイド19の湾曲した外周面に沿って搬送され、再び記録ヘッド8とプラテン9の間の記録領域Pに搬送される。この際、記録ヘッド8の吐出口面8aに、記録媒体Sの第2面が対向する。図6(b)は、第2面の記録動作のために、記録媒体Sの先端が記録領域Pに到達する直前の搬送状態を示す。
その後の搬送経路は、図4(b)および(c)で示した第1面記録の場合と同様である。図6(c)は、記録媒体Sの先端が記録領域Pを通過して鉛直方向上方に搬送される状態を示す。この際、フラッパ11は、不図示のアクチュエータにより先端が右側に傾いた位置に移動するように制御される。図6(d)は、記録媒体Sの先端が排出ローラ12を通過して排出トレイ13に排出される状態を示す。
次に、記録ヘッド8に対するメンテナンス動作について説明する。図1でも説明したように、本実施形態のメンテナンスユニット16は、キャップユニット10とワイピングユニット17とを備え、所定のタイミングにこれらを作動させてメンテナンス動作を行う。
図7は、記録装置1がメンテナンス状態のときの図である。記録ヘッド8を図1に示す待機位置から図7に示すメンテナンス位置に移動する際、プリントコントローラ202は、記録ヘッド8を鉛直方向において上方に移動させるとともにキャップユニット10を鉛直方向下方に移動させる。そして、プリントコントローラ202は、ワイピングユニット17を退避位置から図7における右方向に移動させる。その後、プリントコントローラ202は、記録ヘッド8を鉛直方向下方に移動させメンテナンス動作が可能なメンテナンス位置に移動させる。
一方、記録ヘッド8を図3に示す記録位置から図7に示すメンテナンス位置に移動する際、プリントコントローラ202は、記録ヘッド8を45度回転させつつ鉛直方向上方に移動させる。そして、プリントコントローラ202は、ワイピングユニット17を退避位置から右方向に移動させる。その後プリントコントローラ202は、記録ヘッド8を鉛直方向下方に移動させて、メンテナンスユニット16によるメンテナンス動作が可能なメンテナンス位置に移動させる。
図8(a)はメンテナンスユニット16が待機ポジションにある状態を示す斜視図であり、図8(b)はメンテナンスユニット16がメンテナンスポジションにある状態を示す斜視図である。図8(a)は図1に対応し、図8(b)は図7に対応している。記録ヘッド8が待機位置にあるとき、メンテナンスユニット16は図8(a)に示す待機ポジションにあり、キャップユニット10は鉛直方向上方に移動しており、ワイピングユニット17はメンテナンスユニット16の内部に収納されている。キャップユニット10はy方向に延在する箱形のキャップ部材10aを有し、これを記録ヘッド8の吐出口面8aに密着させることにより、吐出口からのインクの蒸発を抑制することができる。また、キャップユニット10は、キャップ部材10aに予備吐出等で吐出されたインクを回収し、回収したインクを不図示の吸引ポンプに吸引させる機能も備えている。
一方、図8(b)に示すメンテナンスポジションにおいて、キャップユニット10は鉛直方向下方に移動しており、ワイピングユニット17がメンテナンスユニット16から引き出されている。ワイピングユニット17は、ブレードワイパユニット171とバキュームワイパユニット172の2つのワイパユニットを備えている。
ブレードワイパユニット171には、吐出口面8aをx方向に沿ってワイピングするためのブレードワイパ171aが吐出口の配列領域に相当する長さだけy方向に配されている。ブレードワイパユニット171を用いてワイピング動作を行う際、ワイピングユニット17は、記録ヘッド8がブレードワイパ171aに当接可能な高さに位置決めされた状態で、ブレードワイパユニット171をx方向に移動する。この移動により、吐出口面8aに付着するインクなどはブレードワイパ171aに拭き取られる。
ブレードワイパ171aが収納される際のメンテナンスユニット16の入り口には、ブレードワイパ171aに付着したインクを除去するとともにブレードワイパ171aにウェット液を付与するためのウェットワイパクリーナ16aが配されている。ブレードワイパ171aは、メンテナンスユニット16に収納される度にウェットワイパクリーナ16aによって付着物が除去されウェット液が塗布される。そして、次に吐出口面8aをワイピングしたときにウェット液を吐出口面8aに転写し、吐出口面8aとブレードワイパ171a間の滑り性を向上させている。
一方、バキュームワイパユニット172は、y方向に延在する開口部を有する平板172aと、開口部内をy方向に移動可能な吐出検査ユニット1700とを備える。吐出検査ユニット1700には、バキュームワイパ1704のほか吐出検査のための各種機構が設けられている。
図9(a)および(b)は、吐出検査ユニット1700の構成を示す図である。図9(a)は斜視図、同図(b)は側面図をそれぞれ示している。吐出検査ユニット1700は、後述する移動用モータによって±y方向に移動可能である。吐出検査ユニット1700の側面には、自身の移動位置を検知するためのリニアエンコーダセンサ1705が配されている。箱型の吐出検査ユニット1700には、その内部に発光部1701と受光部1702から成る吐出検査用センサ1720(図12参照)、開口1703、バキュームワイパ1704等が配されている。
LEDである発光部1701より発せられ+x方向に進行する光は受光部1702で受光され、受光部1702の検出値はプリントコントローラ202に送信される。発光部1701から受光部1702に向かう光路の鉛直下方には、吐出されたインク滴を収容する開口1703が設けられ、開口1703の更に下方にはインクを保持するための吸収体1706が収容されている。
以上の構成のもと、本実施形態のプリントコントローラ202は、ワイピングユニット17を吐出口面8aに対向させた状態で、吐出検査ユニット1700を検査対象の吐出口に位置合わせし、当該吐出口からインクを連続的に吐出させる。すると、吐出された液滴は発光部1701から受光部1702に向かう光路を一部遮断し、受光部1702の検出値(電圧)は吐出動作が行われていない場合に比べて小さく(電圧変化量が大きく)なる。但し、検査対象の吐出口が正常な吐出動作を行えない場合、発光部1701から受光部1702に向かう光路は遮断されなかったり遮断される量が少なかったりして、受光部1702の検出値は吐出動作が行われていない場合に比べて然程変化しない。すなわち、プリントコントローラ202は、このようなの検出値(電圧値)の変化量の大きさに基づいて、検査対象の吐出口の吐出状態の良否を判断することができる。
一方、バキュームワイパ1704は、吐出検査ユニット1700の移動に伴って吐出口面8aをy方向にワイピング可能に配されている。バキュームワイパ1704の先端には、不図示の吸引ポンプに接続された吸引口が形成されている。このため、吸引ポンプを作動させながら吐出検査ユニット1700をy方向に移動すると、記録ヘッド8の吐出口面8aに付着したインク等は、バキュームワイパ1704によって拭き寄せられながら吸引口に吸い込まれる。
なお、平板172aと開口部の両端に設けられた位置決めピン172bは、吐出検査を行う場合やバキュームワイパ1704よるバキュームワイピングを行う際の、吐出検査ユニット1700に対する吐出口面8aの位置合わせに利用される。
再び図8(a)および(b)を参照する。本実施形態では、ブレードワイパユニット171によるワイピング動作を行いバキュームワイパユニット172によるワイピング動作を行わない第1のワイピング処理と、両方のワイピング処理を順番に行う第2のワイピング処理を実施することができる。第1のワイピング処理を行う際、プリントコントローラ202は、まず、記録ヘッド8を図7のメンテナンス位置よりも鉛直方向上方に退避させた状態で、ワイピングユニット17をメンテナンスユニット16から引き出す。そして、プリントコントローラ202は、記録ヘッド8をブレードワイパ171aに当接可能な位置まで鉛直方向下方に移動させた後、ワイピングユニット17をメンテナンスユニット16内へ移動させる。この移動により、吐出口面8aに付着するインク等はブレードワイパ171aに拭き取られる。すなわち、ブレードワイパ171aは、メンテナンスユニット16から引き出された位置からメンテナンスユニット16内へ移動する際に吐出口面8aをワイピングする。
ブレードワイパユニット171が収納されると、プリントコントローラ202は、次にキャップユニット10を鉛直方向上方に移動させ、キャップ部材10aを記録ヘッド8の吐出口面8aに密着させる。そして、プリントコントローラ202は、その状態で記録ヘッド8を駆動して予備吐出を行わせ、キャップ部材10a内に回収されたインクを吸引ポンプによって吸引する。
一方、第2のワイピング処理を行う際、プリントコントローラ202は、まず、記録ヘッド8を図7のメンテナンス位置よりも鉛直方向上方に退避させた状態で、ワイピングユニット17をメンテナンスユニット16からスライドさせて引き出す。そして、プリントコントローラ202は、記録ヘッド8をブレードワイパ171aに当接可能な位置まで鉛直方向下方に移動させた後、ワイピングユニット17をメンテナンスユニット16内へ移動させる。これにより、ブレードワイパ171aによるワイピング動作が吐出口面8aに対して行われる。次に、プリントコントローラ202は、再び記録ヘッド8を図7のメンテナンス位置よりも鉛直方向上方に退避させた状態で、ワイピングユニット17をメンテナンスユニット16からスライドさせて所定位置まで引き出す。続いて、プリントコントローラ202は、記録ヘッド8を図7に示すワイピング位置に下降させながら、平板172aと位置決めピン172dを用いて吐出口面8aとバキュームワイパユニット172の位置決めを行う。その後、プリントコントローラ202は、上述したバキュームワイパユニット172によるワイピング動作を実行する。プリントコントローラ202は、記録ヘッド8を鉛直方向上方に退避させ、ワイピングユニット17を収納した後、第1のワイピング処理と同様に、キャップユニット10によるキャップ部材内への予備吐出と回収したインクの吸引動作を行う。
図10は、吐出検査ユニット1700の移動機構を示す図である。移動用モータ1708の駆動力は、ギア列1709に伝達され、ギア列1709とプーリ1710に張架されたベルト1711を回転する。ベルト1711は、検査対象物となる記録ヘッド8の吐出口面8aに相応する距離だけy方向に延在し、その一部には吐出検査ユニット1700が固定されている。このような構成のもと、プリントコントローラ202が、移動用モータ1708を正方向または逆方向に回転することにより、吐出検査ユニット1700は±y方向に往復移動する。
リニアスケール1707は、吐出検査ユニット1700のy方向の位置を管理するためのスケールである。リニアスケール1707には複数のスリットが約0.17mmのピッチで形成されており、図9(a)で示したリニアエンコーダセンサ1705と対向する高さにおいてy方向に延在している。このような構成のもと、プリントコントローラ202は、リニアエンコーダセンサ1705がスリットを検知する回数をカウントすることにより、吐出検査ユニット1700のy方向の位置を0.17mmの単位で把握することができる。
図11は、移動用モータ1708の近傍を拡大して示した図である。移動用モータ1708にはロータリーエンコーダ1712が取り付けられており、プリントコントローラ202は、ロータリーエンコーダ1712からも吐出検査ユニット1700の速度や位置を検知することができる。
移動用モータ1708の駆動力をベルト1711に伝達するギア列1709は、ウォームギアと複数の平ギアで構成され、移動用モータ1708の回転を吐出検査ユニット1700の移動に適した速度に減速する。本実施形態においては、吐出検査ユニット1700の移動速度が約1mm/秒になるように、移動用モータ1708の回転およびギア列1709の配列が調整されている。
このため、本実施形態において、ロータリーエンコーダ1712から得られる吐出検査ユニット1700の位置情報は、リニアエンコーダから得られる位置情報よりも高い解像度を有している。具体的には、リニアエンコーダからは吐出検査ユニット1700の位置情報を約0.17mmの単位で得られるが、ロータリーエンコーダ1712からは吐出検査ユニット1700の位置情報を約0.92×10^(−3)mmの単位で得られる。つまり、移動用モータ1708の駆動力を減速ギア列1709を介して伝達させつつロータリーエンコーダ1712に基づいて移動用モータ1708を制御する本実施形態によれば、従来よりも高精度に吐出検査ユニット1700の速度を制御することができる。
図12は、本実施形態の吐出検査処理に関わる制御構成を詳細に説明するためのブロック図である。メンテナンス制御部210には、バキュームワイピングの際に吸引ポンプを作動させるための吸引用モータ1713、吐出検査ユニット1700をy方向に移動するための移動用モータ1708が含まれ、これらはプリントコントローラ202によって制御される。また、メンテナンス制御部210には、図9で説明した発光部1701と受光部1702で構成される吐出検査用センサ1720、リニアエンコーダセンサ1705、およびロータリーエンコーダ1712も含まれている。吐出検査処理を行う際、プリントコントローラ202は、これらセンサの検出結果に基づいて、移動用モータ1708の駆動制御を行ったり記録ヘッド8を駆動したりする。
吐出検査処理において、プリントコントローラ202は、吐出検査用センサ1720の検査可能領域に位置する吐出口に所定の周波数で吐出動作を行わせ検出結果を取得する。そしてこのような処理を、吐出検査ユニット1700を移動させながら複数の吐出口について順番に行っていく。この際、プリントコントローラ202は、ロータリーエンコーダ1712の検出結果に基づいて、移動用モータ1708の駆動すなわち吐出検査ユニット1700の移動速度を制御する。すなわち、プリントコントローラ202は、吐出検査ユニット1700を、1mm/秒という十分に遅い速度で安定して移動させることができる。
また、プリントコントローラ202は、リニアエンコーダセンサ1705の検出結果に基づいて、記録ヘッド8すなわち個々の吐出口が吐出動作を行うタイミングを制御する。本実施形態の吐出検査用センサ1720は、発光部1701から受光部1702に向かう光軸を中心とした±0.3mmの検査可能領域を有している。よって、検査対象となる吐出口から吐出される液滴がこの検査可能領域を通過することができれば、吐出検査用センサ1720と吐出口の相対位置は多少ずれていてもよく、ロータリーエンコーダ1712が有するような高い解像度での位置合わせは必要とされない。その一方で、検査対象となる吐出口が多数配列する吐出口の中で何番目の吐出口であるかは、ずれの無い状態で確実に管理される必要がある。このため、本実施形態では、ロータリーエンコーダ1712の検出結果ではなく、リニアエンコーダセンサ1705の検出結果すなわちy方向の位置座標に基づいて、個々の吐出口が吐出動作を行うタイミングを制御する。
但し、互いに細かいピッチで配列するリニアスケール1707と吐出口配列においては、装置の個体差や設置環境に応じて互いにずれが生じることがある。このため、本実施形態においては、リニアエンコーダセンサ1705から得られるカウント値の信頼性を高めるために、実際の吐出検査処理に先立って、リニアスケール1707と記録ヘッド8との間でy方向の位置合わせ処理を行っておく。
図13は、位置合わせ処理を説明するための吐出口配列を示す図である。吐出口面8aには所定数の吐出口が配列し吐出ユニットとなる複数の同型チップがy方向に配列されている。図13では、端から(n−1)番目、(n)番目、(n+1)番目の連続する3つ分のチップ80を拡大して示している。個々のチップ80には、同種類のインクを吐出する複数の吐出口がy方向に配列して構成される吐出口列が、x方向に10列ずつ配置されている。
位置合わせ処理において、プリントコントローラ202は、同一チップ(図ではチップn)に含まれる複数の吐出口のうち、y方向のほぼ同位置ある複数の吐出口に所定の周波数で連続吐出動作を行わせる。また、この連続吐出動作を行っている最中に移動用モータ1708を駆動し吐出検査ユニット1700を所定速度で移動させる。そして、吐出検査用センサ1720の出力値を検知しながら、リニアエンコーダセンサ1705が原点から通過するリニアスケール1707のスリット数をカウントし、吐出検査用センサ1720が連続吐出動作を検知したときのカウント値Cdを取得する。更に、吐出動作を行わせた吐出口の実測のカウント値Cdと設計上のカウント値Coとの差分Dn(Dn=Cd−Co)を求め、これをチップnのための補正値Dnとして保存する。プリントコントローラ202は、このような処理を全てのチップについて1回ずつ行う。
その後実際に吐出検査処理を行うとき、プリントコントローラ202は、検査対象となる吐出口からインクが吐出されるように、ヘッドI/F206を介して記録ヘッド8を駆動する。また、検査対象となる吐出口の設計上のカウント値Coに補正値Dnを加算して補正カウント値Cmを算出し、リニアエンコーダセンサ1705のカウント値が補正カウント値Cmとなる位置に吐出検査用センサ1720を位置合わせする。その状態において、吐出検査用センサ1720が液滴の吐出を検知した場合、プリントコントローラ202は検査対象の吐出口の吐出状態は良好であると判定する。一方、吐出検査用センサ1720が液滴の吐出を検知しない場合、プリントコントローラ202は検査対象の吐出口の吐出状態は不良であると判定する。そして、このような吐出状態の良否情報を吐出口の位置に対応づけてメモリに保存する。プリントコントローラ202は、以上のような吐出検査および吐出状態の良否情報の保存を、吐出検査用センサ1720を低速(1mm/秒)で移動させながら全てのチップnの全ての吐出口について順番に行う。
なお、上述した位置合わせ処理においては、全てのチップについて補正値Dnを取得したが、本実施形態はこのような構成に限定されない。例えば数個おきのチップや中央の一部のチップについて補正値Dnを取得してもよい。補正値を求めるチップの数を低減することにより、位置合わせ処理に要する時間を短縮することができる。
また、位置合わせ処理は必ずしも吐出検査処理を行う度に実行しなくても良い。例えば、記録装置の着荷後の最初に吐出検査処理を行う時のみに行ってもよいし、数回おきの吐出検査処理ごとに行っても良い。また、リニアスケールと記録ヘッドの吐出口配列の相対位置のずれが生じないような場合は、位置合わせ処理自体を用意しなくても良い。
本実施形態において、吐出検査処理で記憶した情報は、その後どのように利用されてもよい。例えば、吐出検査処理で吐出不良と判定された吐出口が存在する場合は、吐出検査処理に続いてバキュームワイピングを行っても良い。また、次に画像を記録する際に吐出不良と判定された吐出口の吐出データを吐出不良と判定されていない別の吐出口に振り分けてもよい。
記録ヘッド8においては、出荷時に正常な吐出動作ができたとしても、記録動作を継続するに連れて吐出性能が劣化する場合がある。本実施形態のように、記録装置の着荷後にも吐出ヘッドの吐出性能を検査することが可能な吐出検査処理を用意し、適切なタイミングでこの処理を実行可能とすれば、検査結果を次回の記録動作に反映させ、画像品位を安定させることができる。
なお、本実施形態のようにロータリーエンコーダとリニアエンコーダの協働によって吐出検査処理を行う構成においては、ロータリーエンコーダのスリット間隔とリニアエンコーダのスリット間隔の比率を利用して、互いのエンコーダの動作を確認することもできる。すなわち、ロータリーエンコーダにおけるスリットのカウント値とリニアエンコーダにおけるスリットのカウント値との比率が設計値からずれている場合には、これらエンコーダの少なくとも一方に誤検知が生じ、検査に異常が発生していると判断することができる。誤検知の原因としては、エンコーダに対するインクやグリースの付着、駆動ベルト歯飛びなどが挙げられる。
更に、以上では発光部と受光部を対向させた形態の吐出検査用センサ1720を用いたが、発光部と受光部が同じ側に配された反射型センサを上記実施形態の吐出検査用センサの変わりに用いることができる。
以上説明したように本実施形態によれば、吐出口の配列方向に吐出検査ユニットを移動させながら個々の吐出口の吐出状態を検査する構成において、吐出検査ユニットの移動を低速度で安定させ、信頼性の高い検出結果を取得することができる。

1 インクジェット記録装置
8 記録ヘッド
8a 吐出口面
172 バキュームワイパユニット
202 プリントコントローラ
1700 吐出検査ユニット
1701 発光部
1702 受光部
1705 リニアエンコーダセンサ
1707 リニアスケール
1708 移動用モータ
1709 減速ギア
1710 プーリ
1711 ベルト
1712 ロータリーエンコーダ
S 記録媒体
一方、バキュームワイパユニット172は、y方向に延在する開口部を有する平板172aと、開口部内をy方向に移動可能な吐出検査ユニット1700とを備える。吐出検査ユニット1700には、バキュームワイパ1704のほか吐出検査のための各種機構が設けられている。
図9(a)および(b)は、吐出検査ユニット1700の構成を示す図である。図9(a)は斜視図、同図(b)は側面図をそれぞれ示している。吐出検査ユニット1700は、後述する移動用モータによって±y方向に移動可能である。吐出検査ユニット1700の側面には、自身の移動位置を検知するためのリニアエンコーダセンサ1705が配されている。箱型の吐出検査ユニット1700には、その内部に発光部1701と受光部1702から成る吐出検査用センサ1720(図12参照)、開口1703、バキュームワイパ1704等が配されている。
LEDである発光部1701より発せられ+x方向に進行する光は受光部1702で受光され、受光部1702の検出値はプリントコントローラ202に送信される。発光部1701から受光部1702に向かう光路の鉛直下方には、吐出されたインク滴を収容する開口1703が設けられ、開口1703の更に下方にはインクを保持するための吸収体1706が収容されている。
以上の構成のもと、本実施形態のプリントコントローラ202は、ワイピングユニット17を吐出口面8aに対向させた状態で、吐出検査ユニット1700を検査対象の吐出口に位置合わせし、当該吐出口からインクを連続的に吐出させる。すると、吐出された液滴は発光部1701から受光部1702に向かう光路を一部遮断し、受光部1702の検出値(電圧)は吐出動作が行われていない場合に比べて小さく(電圧変化量が大きく)なる。但し、検査対象の吐出口が正常な吐出動作を行えない場合、発光部1701から受光部1702に向かう光路は遮断されなかったり遮断される量が少なかったりして、受光部1702の検出値は吐出動作が行われていない場合に比べて然程変化しない。すなわち、プリントコントローラ202は、このような検出値(電圧値)の変化量の大きさに基づいて、検査対象の吐出口の吐出状態の良否を判断することができる。
一方、バキュームワイパ1704は、吐出検査ユニット1700の移動に伴って吐出口面8aをy方向にワイピング可能に配されている。バキュームワイパ1704の先端には、不図示の吸引ポンプに接続された吸引口が形成されている。このため、吸引ポンプを作動させながら吐出検査ユニット1700をy方向に移動すると、記録ヘッド8の吐出口面8aに付着したインク等は、バキュームワイパ1704によって拭き寄せられながら吸引口に吸い込まれる。
なお、平板172aと開口部の両端に設けられた位置決めピン172bは、吐出検査を行う場合やバキュームワイパ1704によるバキュームワイピングを行う際の、吐出検査ユニット1700に対する吐出口面8aの位置合わせに利用される。
再び図8(a)および(b)を参照する。本実施形態では、ブレードワイパユニット171によるワイピング動作を行いバキュームワイパユニット172によるワイピング動作を行わない第1のワイピング処理と、両方のワイピング処理を順番に行う第2のワイピング処理を実施することができる。第1のワイピング処理を行う際、プリントコントローラ202は、まず、記録ヘッド8を図7のメンテナンス位置よりも鉛直方向上方に退避させた状態で、ワイピングユニット17をメンテナンスユニット16から引き出す。そして、プリントコントローラ202は、記録ヘッド8をブレードワイパ171aに当接可能な位置まで鉛直方向下方に移動させた後、ワイピングユニット17をメンテナンスユニット16内へ移動させる。この移動により、吐出口面8aに付着するインク等はブレードワイパ171aに拭き取られる。すなわち、ブレードワイパ171aは、メンテナンスユニット16から引き出された位置からメンテナンスユニット16内へ移動する際に吐出口面8aをワイピングする。

Claims (12)

  1. 複数の吐出口が所定の方向に配列する記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
    前記吐出口の吐出状態を検査するためのセンサを搭載した検査ユニットと、
    前記検査ユニットを前記所定の方向に移動させるためのモータと、
    前記モータから得られる回転の速度を減速した上で前記モータの駆動力を前記検査ユニットの前記所定の方向への移動に変換する変換手段と、
    前記モータの回転を検出するロータリーエンコーダと、
    前記検査ユニットの前記所定の方向における位置を検出するリニアエンコーダと、
    前記ロータリーエンコーダと前記リニアエンコーダの検出に基づいて前記検査ユニットによる前記記録ヘッドに対する検査を制御する制御手段と、
    を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記制御手段は、前記ロータリーエンコーダの検出に基づいて前記検査ユニットの速度を制御し、前記リニアエンコーダの検出に基づいて前記検査ユニットと前記複数の吐出口の相対位置を管理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記録装置。
  3. 前記制御手段は、前記複数の吐出口のうち、前記検査ユニットの検査可能領域に位置する吐出口にインクを連続的に吐出させた状態で、前記検査ユニットを用いて当該吐出口の吐出状態を検査することを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記制御手段は、前記センサの発光部から受光部に向かう光路を前記吐出口より吐出されたインクが通過することによる前記センサの出力値の変化に基づいて、前記吐出口の吐出状態の良否を判定することを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記制御手段は、前記記録ヘッドに対する検査を実行する前に、前記複数の吐出口のうち、所定の吐出口にインクを連続的に吐出させた状態で、前記モータを駆動して前記検査ユニットを前記所定の方向に移動させ、前記検査ユニットが前記吐出を検出したときの前記リニアエンコーダの検出値と前記所定の吐出口の対応づけを行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記記録ヘッドには、所定数の吐出口が前記所定の方向に配列されている複数の吐出ユニットが、前記所定の方向に前記記録媒体の幅に相当する距離だけ配列されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  7. 前記検査ユニットは、前記複数の吐出口に対するメンテナンスを行うためのメンテナンス手段を更に搭載していることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  8. 前記メンテナンス手段は、前記複数の吐出口が配列する面に当接し前記複数の吐出口からインクを吸引することが可能な機構を有していることを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。
  9. 前記制御手段は、前記記録ヘッドに対する検査の結果に基づいて前記複数の吐出口の中に吐出状態が不良である吐出口が存在すると判断した場合、前記検査ユニットを再び移動させながら前記メンテナンス手段に前記複数の吐出口に対するメンテナンスを実行させることを特徴とする請求項7または8に記載のインクジェット記録装置。
  10. 前記制御手段は、前記ロータリーエンコーダにおけるスリットのカウント値と前記リニアエンコーダにおけるスリットのカウント値の比率に基づいて、前記検査の異常を判定することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  11. 所定の方向に延在する検査対象物に対し、検査用のセンサを搭載した検査ユニットを移動させながら前記検査対象物の検査を行う検査装置であって、
    前記検査ユニットを所定の方向に移動させるためのモータと、
    前記モータから得られる回転の速度を減速した上で前記モータの駆動力を前記検査ユニットの前記所定の方向への移動に変換する変換手段と、
    前記モータの回転を検出するロータリーエンコーダと、
    前記検査ユニットの前記所定の方向における位置を検知するリニアエンコーダと、
    前記ロータリーエンコーダと前記リニアエンコーダの出力に基づいて前記検査対象物の検査を制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする検査装置。
  12. 前記制御手段は、前記ロータリーエンコーダの検出に基づいて前記検査ユニットの速度を制御し、前記リニアエンコーダの検出に基づいて前記検査ユニットと前記検査対象物の相対位置を管理することを特徴とする請求項11に記載の検査装置。
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