JP5088708B2 - 液体吐出検査装置および液体吐出検査方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、このようなインクジェットプリンタにあっては、インクの固着などによってノズルに目詰まりが発生して、インクが正常に吐出されないことがある。このようにノズルから正常にインクが吐出されなくなった場合、媒体上にきちんとドットを形成することができず、このため、画像がきれいに印刷されないといった問題が発生した。このようなことから、定期的にノズルの吐出検査を行って、インクが正常に吐出されているか検査することが必要となる。
本発明は、このような事情に鑑みたものであって、その目的は、インク等の液体の吐出部において吐出検査を簡単に実行し得るようにすることにある。
また、液体を吐出する液体吐出部と、前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部と、前記電極部の電位を検出する電位検出部と、を備え、前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出する動作を実行し、前記電極部における前記電位の変化を検出して、前記液体吐出部における吐出検査を行う液体吐出検査装置であって、前記吐出検査を行うときに前記液体を吐出する間隔は、印刷を行うときに前記液体を吐出する間隔よりも短い、液体吐出検査装置でもよい。
あるいは、液体吐出部における液体の吐出検査を行う液体吐出検査装置において、前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部を備え、前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出して、前記液体吐出部と前記電極部との間に、前記液体吐出部から吐出した前記液体により電流経路が形成された場合に、吐出有りと判定し、前記電流経路が形成されなかった場合に、吐出無しと判定することを特徴とする液体吐出検査装置でもよい。
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
また、液体を吐出する液体吐出部と、前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部と、前記電極部の電位を検出する電位検出部と、を備え、前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出する動作を実行し、前記電極部における前記電位の変化を検出して、前記液体吐出部における吐出検査を行う液体吐出検査装置であって、前記吐出検査を行うときに前記液体を吐出する間隔は、印刷を行うときに前記液体を吐出する間隔よりも短い、液体吐出検査装置。
これらの液体吐出検査装置にあっては、前記吐出検査は、媒体の給紙時に行われてもよい。また、前記液体吐出部は、第1のノズルと第2のノズルとを含み、前記第1のノズルにおける前記吐出検査と、前記第2のノズルにおける前記吐出検査とが同時に行われてもよい。
液体吐出部における液体の吐出検査を行う液体吐出検査装置において、
前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部を備え、
前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出して、前記液体吐出部と前記電極部との間に、前記液体吐出部から吐出した前記液体により電流経路が形成された場合に、吐出有りと判定し、
前記電流経路が形成されなかった場合に、吐出無しと判定することを特徴とする液体吐出検査装置。
このような液体吐出検査装置にあっては、液体吐出部の吐出検査を簡単に行うことができる。
前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部を備え、
前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出する動作を実行して、前記液体吐出部と前記電極部との間に、前記液体吐出部から吐出した前記液体により電流経路が形成された場合に、吐出有りと判定し、
前記電流経路が形成されなかった場合に、吐出無しと判定し、
前記電流経路は、前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体として液体滴が連続的に吐出されることにより形成され、
前記液体吐出部と前記電極部との間に、前記電流経路が形成されたか否かを検出するための検出部を備え、
前記検出部として、前記電極部の電位を検出する電位検出部を備え、
前記電位検出部により検出された前記電位と、所定の基準電位とを比較して、前記電流経路が形成されたか否かを判定し、
前記吐出検査を行うときに、前記電極部に電圧が印加され、
前記電極部の表面に撥水処理が施され、
前記電極部から前記液体を除去するためのクリーニング機構を備え、
前記液体吐出部から吐出される前記液体がインクであることを特徴とする液体吐出検査装置。
前記液体吐出部から、当該液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部に向けて前記液体を吐出する動作を実行して、
前記液体吐出部から吐出された前記液体により前記液体吐出部と前記電極部との間に電流経路が形成された場合に吐出有りと判定し、前記電流経路が形成されなかった場合に吐出無しと判定することを特徴とする液体吐出検査方法。
前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部を有し、
前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出して、前記液体吐出部と前記電極部との間に、前記液体吐出部から吐出した前記液体により電流経路が形成された場合に、吐出有りと判定し、
前記電流経路が形成されなかった場合に、吐出無しと判定する液体吐出検査部を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
前記インク吐出部と非接触状態にて設けられた電極部と、
前記インク吐出部から前記電極部に向けて前記インクを吐出して、前記インク吐出部と前記電極部との間に、前記インク吐出部から吐出した前記インクにより電流経路が形成された場合に、吐出有りと判定し、
前記電流経路が形成されなかった場合に、吐出無しと判定するインク吐出検査部とを備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記液体吐出部から、当該液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部に向けて前記液体を吐出するステップと、
前記液体吐出部から吐出された前記液体により前記液体吐出部と前記電極部との間に電流経路が形成された場合に、吐出有りと判定し、前記電流経路が形成されなかった場合に、吐出無しと判定するステップとを実行することを特徴とするプログラム。
前記液体吐出検査装置は、液体吐出部における液体の吐出検査を行う液体吐出検査装置であって、
前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部を備え、
前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出して、前記液体吐出部と前記電極部との間に、前記液体吐出部から吐出した前記液体により電流経路が形成された場合に、吐出有りと判定し、
前記電流経路が形成されなかった場合に、吐出無しと判定することを特徴とする液体吐出検査システム。
本発明に係る液体吐出装置の実施形態について説明する。ここでは、本発明に係る液体吐出装置として、インクジェットプリンタを例にとり説明する。
図1〜図4は、そのインクジェットプリンタ1を示したものである。図1は、そのインクジェットプリンタ1の外観を示す。図2は、そのインクジェットプリンタ1の内部構成を示す。図3は、そのインクジェットプリンタ1の搬送部を示す。図4は、そのインクジェットプリンタ1のシステム構成を示すブロック構成図である。
次にこのインクジェットプリンタ1のシステム構成について説明する。このインクジェットプリンタ1は、図4に示すように、バッファメモリ122と、イメージバッファ124と、システムコントローラ126と、メインメモリ127と、EEPROM129とを備えている。バッファメモリ122は、ホストコンピュータ140から送信された印刷データ等の各種データを受信して一時的に記憶する。また、イメージバッファ124は、受信した印刷データをバッファメモリ122より取得して格納する。また、メインメモリ127は、ROMやRAMなどにより構成される。
図5は、ヘッド21の下面部に設けられたインクのノズルの配列を示した図である。ヘッド21の下面部には、同図に示すように、イエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色ごとにそれぞれ複数のノズル♯1〜♯180からなるノズル列211が設けられている。なお、これらイエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色のノズル列211は、本発明の液体吐出部に相当する。
次に前述したインクジェットプリンタ1の印刷動作について説明する。ここでは、「双方向印刷」を例にして説明する。図8は、インクジェットプリンタ1の印刷動作の処理手順の一例を示したフローチャートである。以下で説明される各処理は、システムコントローラ126が、メインメモリ127又はEEPROM129に格納されたプログラムを読み出して、当該プログラムに従って、各ユニットを制御することにより実行される。
本発明に係る液体吐出検査装置の実施形態について説明する。ここでは、本発明に係る液体吐出検査装置が、インクジェットプリンタ(液体吐出装置)に搭載された場合を例にして説明する。
図9は、本実施形態のインクジェットプリンタ1に搭載された液体吐出検査装置60とその検査方法を概略的に説明したものである。この液体吐出検査装置60は、ヘッド21と対向可能な位置に配設された電極板70と、この電極板70に接続された検出部80とを備えている。電極板70は、本発明の電極部として設けられたもので、例えば金属等の導電性を有する部材により形成され、キャリッジ41が移動したときに、ヘッド21との間に間隔Dを設けて、ヘッド21と非接触状態にて対向するように配置されている。ヘッド21と電極板70との間隔Dは、例えば1mmほどに設定される。電極板70には、例えば100V(ボルト)などの非常に高い電圧を印加するための電源(図示外)が接続され、高電圧が印加されるようになっている。本実施形態では、電源と電極板70との間に保護抵抗R1が直列に接続されている。
実際に吐出検査を行う場合には、ヘッド21の各ノズル♯1〜♯180からそれぞれ個別に電極板70に向けてインクを吐出する動作を実行する。図10は、ヘッド21のあるノズルから電極板70に向けてインクが吐出される様子を説明したものである。ここでは、インク滴Ipがヘッド21のノズル♯1〜♯180から連続的に吐出される。このため、ノズルから吐出されたインク滴Ipが電極板70に到達する前に、次のインク滴Ipがノズルから吐出されるから、ヘッド21と電極板70との間には、複数個のインク滴Ipが存在することになる。例えば、数個〜数十個ほどのインク滴Ipが、ヘッド21と電極板70との間に存在する。
図11A及び図11Bは、本実施形態の電極板70の外観を示したものである。図11Aは、電極板70の平面図であり、図11Bは、電極板70の側面図である。
本実施形態の電極板70は、図11Aに示すように、長方形状に成形された基板72上に同じく長方形状に設けられている。基板72は、プリント配線基板であり、電極板70は、図11Bに示すように、このプリント配線基板72上に薄層状に形成されている。電極板の形成方法としては、直接プリント配線基板72に貼り付けて形成したり、また蒸着等の成膜方法などによって形成される。
本実施形態では、前述した検出部80を構成する保護抵抗R1やコンデンサC、入力抵抗R2、帰還抵抗R3、オペアンプAmpなどを構成する回路素子82、83、84がプリント配線基板72上に一体的に実装されている。これによって、これら電極板70や回路素子82、83、84を有するプリント配線基板72は、ヘッド21のノズル列の吐出検査を行うためのユニットとして構成されている。
図12は、本実施形態の電極板70の設置位置を説明したものである。本実施形態の電極板70は、同図に示すように、ノズルからインクが吐出されて印刷が行われる印刷エリアApから外れたエリアAn(以下、非印刷エリアという)に設置される。この非印刷エリアAnには、ノズル♯1〜♯180のクリーニング装置として、ノズルの目詰まりを解消するために、ノズルからインクを吸い出すポンプ装置31が設けられている。また、この非印刷エリアAnには、印刷が行われないときにヘッド21のノズル♯1〜♯180を覆ってキャップするキャッピング装置35が設けられている。これらポンプ装置31とキャッピング装置35とにより、クリーニングユニット30が構成されている。この他に、クリーニングユニット30には、ノズル♯1〜♯180の開口部から余計に付着したインクを拭き取るワイピング装置などが設けられても良い。
本実施形態の電極板70は、非印刷エリアAnの中でも印刷エリアApに近い位置、即ち、同図に示すように、印刷エリアApと、クリーニングユニット30との間に設置されている。これによって、キャリッジ41が印刷エリアApから非印刷エリアAnへと移動してくる際には、必ず電極板70の上方を通過するようになっている。このことから、キャリッジ41が非印刷エリアAnに移動する非印刷時に、いつでもインクの吐出検査が行えるようにすることができる。
図13は、吐出検査が行われるときの電極板70とノズル列211との位置関係を説明したものである。本実施形態の電極板70は、同図に示すように、縦寸法L×横寸法Mの長方形状に成形され、その縦寸法Lがノズル列211の長さよりも長く設定され、またその横寸法Mがノズル列211、1列分の幅よりも大きく設定されている。これによって、電極板70は、1列分のノズル列211に対向するように形成されている。
吐出検査を行う場合には、電極板70は、同図に示すように、ヘッド21に設けられた複数のノズル列211のうちの1列と対向して、その対向したノズル列211について吐出検査を行うようになっている。1つのノズル列211について吐出検査が終了すると、未だ吐出検査が行われていない次のノズル列211が電極板70に対向すべく、キャリッジ41が移動する。そして、対向したそのノズル列211に対して吐出検査を行う。このようにして、ヘッド21に設けられた複数のノズル列211に対して順次吐出検査を行ってゆく。
図14は、吐出検査時にインクを吐出するために出力される駆動信号と、検出部80からの出力信号との波形をそれぞれ示したものである。同図中の上の波形は駆動信号の波形を示したものであり、同図中の下の波形は、検出部80の出力信号の波形を示したものである。あるノズルについて吐出検査を行う場合には、そのノズルからインク滴を連続的に吐出する必要があることから、検査対象となるノズルに設けられたピエゾ素子には、同図に示すような、多数のパルスWaを有する駆動信号が出力される。
次に検査手順について説明する。図15.Aは、本実施形態にかかるインクジェットプリンタ1における検査手順の一例を説明したフローチャートである。本実施形態では、電極板70のサイズが、1列分のノズル列211にしか対応していないことから、各ノズル列211(K)、211(C)、211(M)、211(Y)ごとにキャリッジ41(ヘッド21)を移動させて、各ノズル列211(K)、211(C)、211(M)、211(Y)ごとに個別に吐出検査を行う。ここでは、ブラック(K)のノズル列211(K)→シアン(C)のノズル列211(C)→マゼンダ(M)のノズル列211(M)→イエロ(Y)のノズル列211(Y)の順に吐出検査を実施する。
ステップS246で、クリーニング回数が規定数に達していた場合には、エラー処理を行い(S282)、終了する。
ステップS256で、クリーニング回数が規定数に達していた場合には、エラー処理を行い(S282)、終了する。
吐出検査が行われるタイミングとしては、次のようなものがある。
印刷処理中に適当なタイミングで吐出検査を実行する。例えば、「双方向印刷」の場合には、移動方向が変更される際に、キャリッジ41が非印刷エリアAnへと移動してノズル♯1〜♯180の吐出検査を実行する。これにより、印刷処理中に途中でノズル♯1〜♯180の目詰まり等が発生して、印刷画像に不具合が生じるのを回避することができる。
電源投入時に吐出検査を実行する。これは、これから印刷を行うために、プリンタ1(印刷装置)の電源投入時に、吐出検査を実行するものであり、プリンタ1のイニシャライズ処理時に処理の1つとしてノズル♯1〜♯180の吐出検査を実行する。このようなタイミンで吐出検査を実行することで、ノズル♯1〜♯180の目詰まり等なく印刷処理をスムーズに実行することができる。
媒体を印刷すべく所定の位置に送り込む動作時、即ち給紙時に吐出検査を実行する。これは、これから1つの媒体に印刷処理を施そうとするときに、インクが正常に吐出されるかどうかをチェックするもので、媒体Sを給紙する都度、吐出検査を実行しても良く、また、適宜な間隔で所定の数ごとに吐出検査を実行しても良い。
プリンタが、パーソナルコンピュータなどのホストコンピュータ140から印刷データを受け取ったときに、吐出検査を実行する。すなわち、ホストコンピュータ140から印刷データを受け取り、これから印刷を実行しようとするときに、インクが正常に吐出されるか否かをチェックするものである。このようなタイミングで吐出検査を実行することで、ノズル♯1〜♯180の目詰まり等なく、印刷処理をスムーズに実行することができる。
以上、このような液体吐出検査装置によれば、ヘッド21のノズル♯1〜♯180から吐出されたインクによってヘッド21と電極板70との間に電流経路が形成されるかどうかを調べて、吐出の有無を判定することから、非常に簡単に吐出検査を行うことができる。このため、装置構成が非常にコンパクトであり、あまり大きな設置スペースを必要とせず、大幅なコストアップも招かずに済む。
また、このような液体吐出検査装置が、前述したようなインクジェットプリンタ等の液体吐出装置に搭載されることで、非常に簡便に吐出検査を行うことができ、吐出不良をあまり手間をかけずに簡単に解消することができる。
前述したヘッド21については、電気的にアース(接地)されていても良い。図17は、ヘッド21のアース構造の一例を説明するためのものであり、ヘッド21の内部構造の一例を示している。ここで示されているヘッド21は、同図に示すように、複数の圧電振動子152からなる圧電振動子群154や、固定板156、フレキシブルケーブル158などをユニット化した振動子ユニット150と、この振動子ユニット150を収納可能なケース160と、ケース160の先端面に接合される流路ユニット170とを備えている。
次に、電極板70のクリーニング機構について説明する。吐出検査においては、各ノズルから吐出されたインクは、その性状や材質によって、電極板に到達した後、そのまま電極板に付着してしまう可能性がある。電極板にインクが付着すると、吐出検査に悪影響を及ぼす可能性も生じてくる。
なお、電極板70の表面については、インクが除去され易いようにするために撥水処理が施されていると良い。
図21A、図21B及び図21Cは、本発明の電極部の他の実施形態をそれぞれ示したものである。図21Aは、本発明の電極部として、横幅が狭い電極板70が設けられたときの一実施形態を示したものである。図21Bは、本発明の電極部として、横幅が広い電極板70が設けられたときの一実施形態を示したものである。これら図21A及び図21Bの電極板70は、共に基板72上に設けられている。図21Aに示すように、電極板70が幅狭に形成されれば、さらなるコンパクト化を図ることができる。また、図21Bに示すように、電極板70の横幅がより広く形成されれば、複数のノズル列211についてまとめて吐出検査を行うことができる。これにより、検査処理の効率化や検査時間の短縮を図ることができる。
次に、本発明に係る液体吐出システムの一例として、液体吐出装置としてインクジェットプリンタを備えた液体吐出システムを例にして説明する。
以上、一実施形態に基づき、インクジェットプリンタ等の印刷装置について説明したが、上記の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更または改良され得るとともに、本発明には、その等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に係る液体吐出検査装置や液体吐出装置、液体吐出システムに含まれるものである。
前述した実施の形態では、液体としてインクが使用された場合を例にして説明したが、本発明に係る液体吐出装置にあっては、インクに限らず、その他の液体、例えば、金属材料、有機材料(例えば高分子材料)、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、各種加工液、遺伝子溶液といった各種液体がインクの代わりに用いられても良い。
前述した実施の形態では、本発明の液体吐出部として、インクジェットプリンタ1のヘッド21のノズル列211が説明されていたが、本発明の液体吐出部にあっては、このようなノズル列211に限らず、液体を吐出するのではあれば、どのような形態の吐出部であっても構わない。
前述した実施の形態では、本発明の電極部として、電極板70や電極線74が説明されていたが、本発明の電極部にあっては、このような電極板70や電極線74に限らず、他の形状や他のタイプの電極部が用いられても良い。
前述した実施の形態では、ヘッド21と電極板70との間に存在する複数のインク滴によって電流経路が形成されたが、本発明の電流経路にあっては、このような場合に限らず、液体吐出部から吐出された液体により形成されれば、どのような形態の電流経路であっても構わない。
前述した実施の形態では、本発明の検出部として、電極部(電極板70)の電位変動を検出する検出部80が説明されていたが、本発明の検出部にあっては、このような検出部80に限らず、液体吐出部(ヘッド21のノズル列211)と、電極部(電極板70)との間に電流経路が形成されたか否かを検出することが可能であれば、どのようなタイプの検出部であっても構わない。例えば、電極部を流れる電流を検出して電流経路の形成の有無をチェックするような検出部であっても構わない。
前述した実施の形態では、吐出検査が1つのノズルずつ行われていたが、本発明の吐出検査にあっては、複数のノズルから同時にインクを吐出して、同時に2以上のノズルについて吐出検査を行うようにしても良い。この場合、例えば、2以上のノズルからインクが正常に吐出されたときの電極部の電位変動量と、吐出不良のノズルが含まれていたときの電極部の電位変動量との相違から、各ノズルごとに個別に吐出の有無を調べることができる。
前述した実施の形態では、液体吐出検査装置として、インクジェットプリンタを例にした液体吐出装置に搭載された液体吐出検査装置について説明したが、本発明に係る液体吐出検査装置にあっては、このような装置に限らず、液体吐出装置からは分離して、液体の吐出検査のみを独立して実行可能な装置であっても良く、また、前述した液体吐出装置以外の他の装置に搭載される液体吐出検査装置であっても良い。
前述した実施の形態では、液体吐出検査装置として、インクジェットプリンタを例にして説明したが、本発明に係る液体吐出装置にあっては、このようなインクジェットプリンタに限らず、液体を吐出する装置であれば、どのような装置であっても構わない。
前述した実施の形態では、本発明のクリーニング機構として、ワイピング部材202、212と、保持部材204、214とからなるクリーニング機構200、210を説明したが、本発明のクリーニング機構にあっては、このような機構に限らず、電極部から液体を除去するのであれば、他のタイプのクリーニング機構であっても構わない。
媒体については、前述した用紙として、普通紙やマット紙、カット紙、光沢紙、ロール紙、用紙、写真用紙、ロールタイプ写真用紙等をはじめ、これらの他に、OHPフィルムや光沢フィルム等のフィルム材や布材、金属板材などであっても構わない。すなわち、インクの吐出対象となり得るものであれば、どのような媒体であっても構わない。
Claims (6)
- 液体を吐出する液体吐出部と、
前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部と、
前記電極部の電位を検出する電位検出部と、を備え、
前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出する動作を実行し、前記電極部における前記電位の変化を検出して、前記液体吐出部における吐出検査を行う液体吐出検査装置であって、
前記吐出検査を行うときに前記液体を吐出するための駆動信号の周期は、印刷を行うときに前記液体を吐出するための駆動信号の周期よりも短い、液体吐出検査装置。 - 液体を吐出する液体吐出部と、
前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部と、
前記電極部の電位を検出する電位検出部と、を備え、
前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出する動作を実行し、前記電極部における前記電位の変化を検出して、前記液体吐出部における吐出検査を行う液体吐出検査装置であって、
前記吐出検査を行うときに前記液体を吐出する間隔は、印刷を行うときに前記液体を吐出する間隔よりも短い、液体吐出検査装置。 - 前記吐出検査は、媒体の給紙時に行われることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体吐出検査装置。
- 前記液体吐出部は、第1のノズルと第2のノズルとを含み、
前記第1のノズルにおける前記吐出検査と、前記第2のノズルにおける前記吐出検査とが同時に行われることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の液体吐出検査装置。 - 液体を吐出する液体吐出部と、前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部と、
前記電極部の電位を検出する電位検出部と、を備えた装置を用いた液体吐出検査方法であって、
前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出する動作を実行し、
前記電極部における前記電位の変化を検出し、
前記液体吐出部における吐出検査を行い、
前記吐出検査を行うときに前記液体を吐出するための駆動信号の周期は、印刷を行うときに前記液体を吐出するための駆動信号の周期よりも短いことを特徴とする液体吐出検査方法。 - 液体を吐出する液体吐出部と、前記液体吐出部と非接触状態にて設けられた電極部と、
前記電極部の電位を検出する電位検出部と、を備えた装置を用いた液体吐出検査方法であって、
前記液体吐出部から前記電極部に向けて前記液体を吐出する動作を実行し、
前記電極部における前記電位の変化を検出し、
前記液体吐出部における吐出検査を行い、
前記吐出検査を行うときに前記液体を吐出する間隔は、印刷を行うときに前記液体を吐出する間隔よりも短いことを特徴とする液体吐出検査方法。
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