JP4137585B2

JP4137585B2 - Image recording device

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Publication number: JP4137585B2
Application number: JP2002300479A
Authority: JP
Inventors: 俊直有賀
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: JP2003191453A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルの吐出状態を検出する検出機構を有している画像記録装置に関している。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット方式の画像記録装置は、記録媒体に対してインクを吐出することにより画像を記録する。前記画像記録装置は、前記記録媒体にインクを吐出するための記録ヘッドと、前記記録ヘッドを保持するキャリッジと、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段による記録媒体の搬送方向（副走査方向）に対して直交する方向（主走査方向）に前記キャリッジを移動させるキャリッジ駆動手段と、を有している。また、前記記録ヘッドは、インクの吐出口である複数のノズルを有している。
【０００３】
画像記録装置は、前記キャリッジを主走査方向に沿って駆動させる。このキャリッジの駆動により、前記記録ヘッドは、主走査方向に沿って移動される。この移動中に、前記記録ヘッドは、記録媒体に対してインク滴を噴射する。より具体的には、前記画像記録装置は、前記キャリッジの移動中に、前記複数のノズルの夫々から順次インクを吐出する。このことにより、前記画像記録装置は、前記記録媒体に対して複数のインクドットを順次記録していく。画像記録装置は、これらのインクドットとにより所望の画像を形成する。
【０００４】
通常、前記画像記録装置は、図１２中に示すように全体に渡って均一な配列でインクドットＤを記録する。なお、図１２中において、主走査方向は、参照符号ＭＤで指摘し、副走査方向は、参照符号ＳＤで指摘している。
【０００５】
図１２中に示されるように、各インクドットＤは、副走査方向ＳＤに沿って間隔ｄｌ毎に記録される。また、各インクドットＤは、主走査方向ＭＤに沿って間隔ｄｗ毎に記録される。また、間隔ｄｌと間隔ｄｗとは、略同じにされる。従って、前記形成された画像は、全体に渡って均一な濃度分布を有する。なお、間隔ｄｌは、記録ヘッドの各ノズルの間隔により決定される。間隔ｄｗは、前記記録ヘッドの主走査方向への移動速度並びにインクの吐出タイミングにより決定される。しかし、実際には、インクの吐出周期は、記録ヘッドの本質的能力により決定されるため、能力を超えて小さくすることは困難である。このため、通常間隔ｄｗは、記録ヘッドの移動速度によって決定される。従って、通常の画像記録装置は、上記のようにインクドットを均一な配列にするために、一定の移動速度が設定されている。具体的には、前記画像記録装置において、通常の画像記録時の記録ヘッドの移動速度は、インクの吐出周期の１周期の間にノズルの間隔ｄｌ移動し得る速度に設定される。
【０００６】
前記インクドットによる画像は、前記ノズルの目詰まりなどにより吐出不良が発生した場合、画質が低下してしまう。
【０００７】
このため、前記吐出不良を検出する検出機構を有している画像記録装置が、提案されている。上記検出機構は、主に２つの形式がある。第１の形式の検出機構は、記録媒体にテストプリントを行うとともに、このテストプリントされた画像をスキャナで読みとることにより、吐出不良の検出を行う。
【０００８】
第２の形式の検出機構は、光源と、この光源からのビームを受光する受光素子とを有している。光源は、記録ヘッドから吐出されたインク滴がビーム中を通過し得るように配置されている。第２の形式の検出機構は、インク滴がビーム中を通過した際の上記受光素子の受光光量の変化を検出することにより、吐出不良の検出を行う。
【０００９】
第２の形式の検出機構は、第１の形式の検出機構のように、スキャナの移動時間並びに画像の読みとり時間を必要としないため、より高速に吐出不良の検出が行える。従来の第２の形式の画像記録装置は、例えば、図１３（ａ）中に示されているように構成される。
【００１０】
図１３中において、画像記録装置１１０は、記録ヘッド１２０と、記録ヘッド１２０を支持するキャリッジ１３０と、記録媒体Ｐを副走査方向に搬送するための搬送手段１４０と、キャリッジ１３０を主走査方向に駆動させるための駆動手段１５０とを有している。また、画像記録装置１１０は、上述の検出機構１６０も有している。記録ヘッド１２０は、画像記録時に、記録媒体Ｐと対面するように配置されている複数のノズル１２１を有している。ノズル１２１は、インクの吐出口である。
【００１１】
検出機構１６０は、主走査方向において、画像が記録される画像記録領域の外に配置されている。言い換えると、検出機構１６０は、画像記録領域以外の領域である検査領域に配置されている。前記検査領域は、記録ヘッドの吐出不良を検出するための領域である。検出機構１６０は、インク受け１６１と、光源１６２と、受光部１６３とを有している。インク受け１６１は、検査領域中において吐出されたインクを受容する。このため、インク受け１６１は、吐出不良を検出する際に吐出されたインクにより装置内が汚染されることを防止する。
【００１２】
光源１６２は、前記検査領域中に移動した記録ヘッド１２０のノズル１２１の配列方向に沿って、ビームを照射し得るように配置されている。言い換えると、検出機構１６０は、前記ノズルの配列方向に沿った光軸を有している。前記ビームは、図１３（ｂ）中において、参照符号Ｂにより概略的に指摘されている。
【００１３】
受光部１６３は、受光素子を有しており、光源１６２からのビームＢを受光し得るように配置されている。
【００１４】
上記検出機構１６０を有している画像記録装置１１０は、以下のようにして吐出不良を検出する。まず、記録ヘッド１２０が、駆動手段１５０の駆動によるキャリッジ１３０の移動に伴って、前記検査領域に移動される。なお、この移動により、図１３（ｃ）中に示されるように、記録ヘッド１２０は、主走査方向において、ノズル１２１がビームＢの光軸上に配置されるように移動される。即ち、各ノズル１２１は、光軸と交差する位置に配置される。
【００１５】
記録ヘッド１２０は、前記検査領域中において、前記記録ヘッドの一方の端部側のノズル１２１から他方の端部側のノズル１２１までの各ノズル１２１に順次インクを吐出させる。このとき、吐出されたインク滴は、順次ビームＢ中を通過して、インク受け１６１に着弾される。受光部１６３は、ビームＢ中をインク滴が通過した際に、受光する光量が変化するため、インク滴が通過したことを検知し得る。
【００１６】
しかしながら、上記検出機構１６０は、吐出不良を検出するために、ビームＢの光軸と、ノズル１２１の配列方向とを一致させなければならない。このため、記録ヘッド１２０は、高精度に移動を制御される必要がある。このため、検出機構１６０並びに前記駆動手段１５０は、複雑な機構になってしまう。また、上記画像記録装置１１０は、記録ヘッド１２０の搬送を停止した状態で、検査を行う。このため、上記画像記録装置１１０は、上記検査時間を含めた全体の画像記録時間が増加してしまう。即ち、画像記録装置１１０は、検査時間を含めた画像の記録速度（recording-speed)が低下してしまう。
【００１７】
検出機構を備えた画像記録装置において、上記の問題を克服すべく種々の提案がなされている。例えば、特開平１１−１７９８８４号公報（特許文献１参照）に記載の画像記録装置は、上記問題点を克服すべく、検出機構の光軸を前記ノズルの配列方向と交差する方向に設定している。このため、この検出機構１６０’は、図１４（ａ）中に示すように、検出機構１６０’を固定した状態で、キャリッジを移動させることにより、順次各ノズルのインクの飛翔経路にビームＢが交差する。このため、全てのノズル１２１が、確実にビームＢの光軸と交差し、吐出状態の検出が行われ得る。
【００１８】
なお、前記受光部１６３は、ビームＢを受光した際の光量により吐出状態を検出するため、同時に複数のインク滴がビームＢを通過した場合、正しく各ノズルの吐出状態を検出することが出来ない。このため、特開平１１−１７９８８４号公報に記載の画像記録装置において、検出機構１６０’は、図１４（ｂ）中に示すように、ノズル列の配列方向に対して光軸の角度が調整されている。具体的には、複数のノズル列を有している場合、光源１６２は、同時に複数のノズルのインク飛翔経路と、ビームＢとが交差しないように、ノズル列の配列方向に対して光軸の角度が調整されている。より具体的には、前記ノズル列の配列方向に対する光軸の角度θは、以下の式１の関係を有している必要がある。
【００１９】
（式１）ｌ×tanθ＜ｗ
ｗ：互いに隣接するノズル列Ｎ１、Ｎ２の離間距離
ｌ：ノズル列Ｎ１並びにＮ２の長さ
一般的に、離間距離ｗが大きくなった場合、画像記録装置全体の幅は、大きくなる。このため、離間距離ｗは、小さいほどよい。この制約から、一般的に角度θは、４５度より小さい値に選定される。
【００２０】
以下に上記画像記録装置において、前記光軸が、記録ヘッドの端部のノズル１２１＿１と交差している際に、記録ヘッドが、前記インク吐出周期の１周期分、前記画像記録時の移動速度において移動された場合について、図１４（ｃ）を参照して説明する。
【００２１】
なお、前記画像記録装置において、前記インク吐出周期の１周期分の間において、画像記録時の移動速度で記録ヘッドを移動した場合、前記記録ヘッドは、上述のようにノズルの間隔と同一の距離移動する。このため、記録ヘッド１２０は、前記１周期分に相当する時間移動させた場合、主走査方向に沿って、ノズルの間隔と同一の距離移動する。図１４中において、移動後の記録ヘッド１２０は、破線で示されている。このため、前記角度θが４５度より小さく設定されている場合、移動後の記録ヘッド１２０のノズル１２１＿２は、主走査方向において、ビームＢを越えて移動してしまう。このため、前記画像記録装置は、全ノズル１２１の吐出状態を検出するために、記録ヘッドの移動速度を画像記録時の移動速度より遅くする必要がある。このため、この特開平１１−１７９８８４号公報に記載の画像記録装置は、記録ヘッドの速度を遅くするために複雑な機構が必要であるとともに、検査時間を含めた画像の記録速度が遅くなってしまう。
【００２２】
検出機構を備えた画像記録装置において、上記の問題を克服すべく特開平１１−１８８８５３号公報（特許文献２参照）に記載の画像記録装置が提案されている。特開平１１−１８８８５３号公報に記載の画像記録装置は、特開平１１−１７９８８４号公報に記載の画像記録装置と同様に、検出機構の光軸を前記ノズルの配列方向と交差する方向に設定されている。さらに、ノズル配列方向に対する前記検出機構の光軸の角度θも、上記式１で示されている関係と同様な関係を有している。しかしながら、特開平１１−１８８８５３号公報に記載の画像記録装置は、記録ヘッドをインクの吐出周期の１周期分に相当する時間移動させた場合、少なくとも１つのノズル１２１が前記検出機構の光軸を通り過ぎた後に、前記通過したノズルとは別のノズル１２１が前記光軸上に配置されるように、前記光軸の角度が調整されている。より具体的には、図１５中に示すように、記録ヘッド１２０の移動前において、実線で示されているノズル１２１＿１が、光軸と交差する位置にある。記録ヘッド１２０が、インクの吐出周期の１周期分に相当する時間移動される。この移動後に、破線で示されているように、ノズル１２１＿２並びに１２１＿３は、ビームＢを越えて主走査方向に移動してしまう。しかしながら、破線で示されているノズル１２１＿４が光軸上に配置される。このように、特開平１１−１８８８５３号公報に記載の画像記録装置は、通常の画像記録時の移動速度でキャリッジを移動させた場合においても、ノズルの吐出状態を検出することが可能である。
【００２３】
【特許文献１】
特開平１１−１７９８８４号公報（第４−１１頁、図２）
【００２４】
【特許文献２】
特開平１１−１８８８５３号公報（第４−１３頁、図２）
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、特開平１１−１８８８５３号公報に記載の画像記録装置は、インクの吐出周期の１周期毎に、少なくとも１つのノズルをとばして次のノズルの吐出状態の検出を行う。このため、全てのノズルを検査するためには、記録ヘッドを複数回走査しなければならない。このため、この画像記録装置は、依然として検査時間を含めた画像の記録速度が遅くなってしまう。
【００２６】
また、近年、画像記録装置は、より画質の向上が求められており、記録ヘッドの長尺化や、ノズルの間隔の微小化が進んでいる。この場合、上記特開平１１−１８８８５３号公報に記載の画像記録装置は、前述の角度θがさらに小さくしなければならない。このため、この画像記録装置は、記録速度をより遅くするか、記録ヘッドの走査回数を増大化させる必要がある。従って、検出機構は、光軸の配置をより高精度に調整しなければならず、製造が困難になり得る。
【００２７】
上記課題を鑑みて、本発明の目的は、各ノズル毎の吐出状態の検知を高速に行えるとともに、検出機構の光軸とノズルとの高度な位置調整を必要としない検出機構を有している画像記録装置を提供することである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の画像記録装置は、下記の如く構成されている。
【００２９】
本発明に係る実施形態は、複数のノズルが直線状に配列されたノズル列を、複数列備えるインク記録ジェットヘッドと、前記複数のノズル列それぞれの延在方向を記録媒体の搬送方向に一致させ、かつ前記複数のノズル列が記録媒体の搬送方向と直交する方向に互いに離間するように、前記インクジェットヘッド記録ヘッドを搭載すると共に、記録媒体の搬送方向と直交する方向に往復駆動するキャリッジと、前記キャリッジの駆動範囲内に設けられた検査領域内に配置され、前記複数のノズル列からそれぞれ吐出されるインクを光学的に検出するセンサと、前記複数のノズル列の各ノズルからのインクの吐出動作を制御する制御部と、を具備し、前記キャリッジが前記検査領域を移動している間に、前記複数のノズル列の各ノズルからインクを吐出させ、前記センサによって各ノズルからのインクの吐出状態を検査する画像記録装置において、前記センサは、その検出光の光軸が前記複数のノズル列それぞれの配列方向に対して交差するように傾けられて配設され、前記制御部は、インクが前記検出光を通過するように、前記複数のノズル列の各ノズルからインクを吐出させると共に、前記複数のノズル列のうち一方のノズル列における各ノズルのインク吐出タイミングを、他方のノズル列における各ノズルのインク吐出タイミングに対しずらして、前記複数のノズル列の各ノズルからインクを吐出させる画像記録装置を提供する。
【００３０】
また、本発明に従う実施形態は、複数のノズルが直線状に配列されたノズル列を複数列備え、当該複数のノズル列それぞれの延在方向を記録媒体の搬送方向と直交する方向に一致させ、かつ当該複数のノズル列が記録媒体の搬送方向に互いに離間するように配設されるインクジェットヘッドと、前記複数のノズル列からそれぞれ吐出されるインクを光学的に検出するセンサと、前記センサを搭載すると共に、記録媒体の搬送方向に移動するキャリッジと、前記複数のノズル列の各ノズルからのインクの吐出動作を制御する制御部と、を具備し、前記キャリッジが前記複数のノズル列の各ノズルのインク飛翔経路を横切って移動している間に、前記複数のノズル列の各ノズルからインクを吐出させ、前記センサによって各ノズルからのインクの吐出状態を検査する画像記録装置において、前記センサは、その検出光の光軸が前記複数のノズル列それぞれの配列方向に対して交差するように傾けられて配設され、前記制御部は、インクが前記検出光を通過するように、前記複数のノズル列の各ノズルからインクを吐出させると共に、前記複数のノズル列のうち一方のノズル列における各ノズルのインク吐出タイミングを、他方のノズル列における各ノズルのインク吐出タイミングに対しずらして、前記複数のノズル列の各ノズルからインクを吐出させる画像記録装置を提供する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００３６】
まず、第一の実施の形態の画像記録装置について図１（ａ）を用いて説明する。図１（ａ）は、本実施の形態に従った画像記録装置１０の一部分を示す斜視図である。
【００３７】
画像記録装置１０は、２つの記録ヘッド２０と、キャリッジ３０と、搬送機構４０と、駆動機構５０と、検出機構６０と、センサ部７０と、制御部８０とを有している。
【００３８】
２つの記録ヘッド２０は、自身の長手方向が記録媒体Ｐの搬送方向である副走査方向と一致するようにキャリッジ３０に取り付けられている。また、２つの記録ヘッド２０は、副走査方向と直交する主走査方向に沿って、約１７５μｍ互いに離間して配列されている。また、記録ヘッド２０は、図１（ｂ）中に示すように、インクの吐出口である複数のノズル２１を有している。なお、記録ヘッド２０は、ノズル２１が記録媒体Ｐと対面するようにキャリッジ３０に取り付けられている。複数のノズル２１は、記録ヘッド２０の長手方向に沿って配列されている。言い換えると、ノズル２１の列であるノズル列Ｎ１、Ｎ２は、副走査方向に沿って延びている。そして、ノズル列Ｎ１とＮ２との列間隔ＲＷは、約１７５μｍに設定されている。各ノズル２１は、記録ヘッドの長手方向に沿って所定の間隔ＮＳで、配列されている。
【００３９】
なお、本実施の形態において、各記録ヘッド２０の記録能力は、３６０ｄｐｉに設定されている。従って、ノズル２１の間隔ＮＳは、約７０μｍとなる。
【００４０】
また、記録ヘッド２０は、各ノズル２１毎にインクを吐出するための吐出力印加手段を有している。前記吐出力印加手段は、例えば圧電素子等である。吐出力印加手段は、所定の周期で間欠的にインクを吐出する。この吐出力印加手段によるインクの吐出周期は、記録ヘッドの本質的能力により決定される。このため、上記能力を超えて吐出周期を速くすることが出来ない。本実施の形態の吐出力印加手段は、吐出周波数を１０ｋＨｚに設定されている。言い換えると、吐出力印加手段は、インクの吐出周期Ｔが１００μsecに設定されている。また、吐出力印加手段は、インクの飛翔速度Ｖｆが約５ｍ／secでインクを吐出し得るように設定されている。
【００４１】
キャリッジ３０は、駆動機構５０に取り付けられており、主走査方向に沿って移動可能である。駆動機構５０は、主走査方向に沿ってキャリッジ３０を駆動させる。搬送機構４０は、記録媒体Ｐを副走査方向に沿って搬送する。なお、キャリッジ３０は、記録媒体に対して画像を記録する画像記録領域において、定速駆動される。このため、画像記録領域は、キャリッジの定速駆動領域である。
【００４２】
なお、記録ヘッド２０、搬送機構４０、及び駆動機構５０は、夫々制御部８０に接続されており、制御部８０により駆動が制御される。
【００４３】
検出機構６０は、記録ヘッド２０の画像記録領域の外に配置されている。言い換えると、検出機構６０は、記録ヘッド２０の主走査方向に沿った可動域において、記録媒体と対面しない位置に配置されている。本明細書中において、検出機構６０の設置位置を、検査領域と呼ぶ。この検査領域は、検出機構６０が吐出不良を検出するための領域である。なお、キャリッジ３０は、画像記録領域の外で主走査方向における移動方向を反転する。このため、前記検査領域は、キャリッジ３０が反転動作される反転駆動領域と言える。
【００４４】
検出機構６０は、インク受け６１と、光源６２と、受光部６３とを有している。インク受け６１は、前記検査領域中において吐出されたインクを受容する。従って、インク受け６１は、吐出不良を検出する際に吐出されたインクにより装置内が汚染されることを防止する。
【００４５】
光源６２は、例えば、半導体レーザである。この光源６２は、前記検査領域中に移動された記録ヘッド２０のノズル列Ｎ１，Ｎ２の配列方向と交差する方向にビームＢを照射し得るように配置されている。より具体的には、図１（ｂ）中に示すようにノズル列Ｎ１，Ｎ２の配列方向とビームＢの光軸とのなす角度θは、約４５度に設定されている。
【００４６】
ビームＢの幅ＢＷ（図３参照）は、約１４０μｍに設定されている。光源６２は、インクの吐出方向において、ノズル２１から約１ｍｍ離間した位置にビームＢが通過するように、配置されている。言い換えると、各ノズル２１とビームＢの外縁とのインクの吐出方向における間隔（ノズルビーム間隔Ｈ）は、約１ｍｍである。
【００４７】
受光部６３は、受光素子を有しており、光源６２からのビームＢを受光し得るように配置されている。即ち、受光部６３は、ビームＢの光路上に配置されている。受光部６３は、受光素子に入射した光量の変化を検出するセンサである。受光部６３は、制御部８０に接続されており、検出結果を制御部８０に出力する。
【００４８】
センサ部７０は、図示しないが例えばリニアエンコーダのような、キャリッジ３０の主走査方向に沿った位置を検出するためのセンサを有している。センサ部７０は、制御部８０に接続されており、検出結果を制御部８０に送る。
【００４９】
制御部８０は、画像記録装置１０の駆動を制御する。この制御部８０は、図２中に示されているように、ＣＰＵ８０ａと、画像処理部８０ｂと、ＲＡＭ８０ｃと、ＲＯＭ８０ｄと、副走査制御部８０ｅと、主走査制御部８０ｆと、受光信号処理回路８０ｈと、ヘッドドライバ８０ｇとを有している。
【００５０】
ＣＰＵ８０ａは、ホスト装置２００から転送された画像データ、又はＲＯＭ８０ｄから読み出された画像データを受け取る。また、ＣＰＵ８０ａは、各種演算処理を行う。さらに、ＣＰＵ８０ａは、前記画像データを、画像処理部８０ｂに提供する。また、ＣＰＵ８０ａは、ＲＯＭ８０ｄ中の制御情報を参照し、画像記録装置１０を制御するための命令を出す。
【００５１】
画像処理部８０ｂは、ＣＰＵ８０ａから送られた画像データを、画像記録用の制御信号に変換する。
【００５２】
ＲＡＭ８０ｃは、ＣＰＵ８０ａが種々の作業する際の作業領域として使用されるとともに、ホスト装置２００から転送された画像データを一時的に格納する。
【００５３】
ＲＯＭ８０ｄは、予め決められているテストパターンなどの画像データや、画像記録装置１０を制御するために必要な前記制御情報が格納されている。
【００５４】
副走査制御部８０ｅは、ＣＰＵ８０ａ並びに搬送機構４０に接続されており、ＣＰＵ８０ａの命令により、搬送機構４０の駆動を制御する。
【００５５】
主走査制御部８０ｆは、ＣＰＵ８０ａ並びに駆動機構５０に接続されており、ＣＰＵ８０ａの命令により、駆動機構５０の駆動を制御する。
【００５６】
ヘッドドライバ８０ｇは、ＣＰＵ８０ａ並びに記録ヘッド２０に接続されており、ＣＰＵ８０ａの命令により、記録ヘッド２０のインクの吐出タイミングを制御する。
【００５７】
受光信号処理回路８０ｈは、ＣＰＵ８０ａ並びに受光部６３に接続されており、受光部６３の出力信号を受け取り、前記出力信号をデジタル変換し、ＣＰＵ８０ａに送る。
【００５８】
以下に、上記構成の画像記録装置１０の動作について説明する。
【００５９】
画像の記録において、まず、ＣＰＵ８０ａが、ホスト装置２００若しくはＲＯＭ８０ｄから、記録対象の画像の画像データを、受け取る。なお、前記画像データは、一時的にＲＡＭ８０ｃに格納される。ＣＰＵ８０ａは、ＲＡＭ８０ｃ中の画像データを、画像処理部８０ｂに送る。画像処理部８０ｂは、上記画像データを基に、搬送機構４０、駆動機構５０、並びに記録ヘッド２０の駆動を制御するための信号をＣＰＵ８０ａに出力する。
【００６０】
ＣＰＵ８０ａは、上記信号を、副走査制御部８０ｅ、主走査制御部８０ｆ、並びにヘッドドライバ８０ｇに送る。これにより、副走査制御部８０ｅは、搬送機構４０を制御し、主走査制御部８０ｆは、駆動機構５０を制御し、ヘッドドライバ８０ｇは、記録ヘッド２０を制御する。
【００６１】
上記制御により、駆動機構５０は、記録ヘッド２０を所定の移動速度で主走査方向に沿って移動させる。上記移動にともなって、前記記録ヘッド２０は、所定の吐出周期で、インクを吐出する。これにより、画像記録装置１０は、記録媒体Ｐに対して画像を記録する。
【００６２】
なお、上記記録ヘッド２０の移動速度は、インクの吐出周期の１周期の間に、ノズル２１の間隔ＮＳ分だけ移動されるように設定されている。従って、記録ヘッド２０は、従来の技術で説明したように、インクドットＤを均一な配置で記録し得る。この場合において、記録ヘッド２０の移動速度Ｖｋは、以下の式２で求まる。
【００６３】
（式２）Ｖｋ＝ＮＳ／Ｔ
Ｔ：インクの吐出周期
ＮＳ：ノズルの配列方向における互いに隣接するノズル同士の間隔
間隔ＮＳが約７０μｍ、インクの吐出周期Ｔが１００μsecであるため、式２より、記録ヘッド２０の移動速度Ｖｋは、約０．７ｍ／secである。
【００６４】
記録ヘッド２０は、上記主走査方向に沿ったの移動に伴って主走査方向に沿って画像を記録する。この記録により、副走査方向に沿った記録ヘッド２０のノズル列Ｎ１、Ｎ２の長さ分の画像の記録が、主走査方向に沿って一列終わる。上記一列ごとの記録が終了するごとに、制御部８０は、記録媒体Ｐを副走査方向に沿って搬送させるように前記搬送機構４０に動作させる。画像記録装置１０は、上記動作により、順次列状の画像を記録し、記録媒体Ｐに画像全体の記録を完成させる。
【００６５】
画像記録装置１０は、画像記録開始前、画像記録動作中、及び／又は、画像記録終了後において、各ノズル２１のインクの吐出状態検査を行う。前記検査は、記録ヘッド２０が前記検査領域中に移動した際に、行われる。
【００６６】
次に、前記吐出状態検査においての画像記録装置１０の動作について、図３を参照して説明する。なお、図３中において、ノズル列Ｎ１の各ノズル２１は、ノズル列Ｎ１の配列方向において、光源６２側から順にＮ１＿１、Ｎ１＿２・・・と参照符号がつけられている。同様にノズル列Ｎ２のノズル２１は、光源６２側から順にＮ２＿１、Ｎ２＿２・・・と参照符号が付けられている。ノズル列Ｎ１は、第１ノズルグループ、ノズル列Ｎ２は、第２ノズルグループとする。
【００６７】
前記吐出状態検査は、ノズル２１から吐出されたインク滴を、ビームＢ中を通過させることにより行う。吐出状態検査は、記録ヘッド２０の移動中に行う。この検査時の記録ヘッド２０の移動速度は、画像記録時の移動速度と同一である。
【００６８】
前記検査において、記録ヘッド２０が検査領域に移動された際に、最初にビームＢと交差するノズル２１が、最初に検査される。このため、制御部８０は、最初の検査対象のノズル２１から吐出されたインク滴がビームＢ中を通過し得るように、記録ヘッド２０のインクの吐出タイミングを制御する。なお、本実施の形態において、最初の検査対象のノズル２１は、ノズルＮ１＿１である。上記制御は、以下のとおりである。
【００６９】
まず、センサ部７０は、キャリッジ３０の位置情報（主走査方向に沿った位置）を随時ＣＰＵ８０ａに送る。なお、記録ヘッド２０は、キャリッジ３０に対して位置合わせされて、キャリッジ３０に固定されている。従って、ＣＰＵ８０ａは、記録ヘッド２０の位置を、前記位置情報により求め得る。
【００７０】
インクの吐出状態の検査時において、記録ヘッド２０は、移動中に、インクを吐出する。なお、画像記録装置１０は、この検査時においても、画像記録時と同じ移動速度で、記録ヘッド２０を移動させる。ここれとともに、ビームＢとノズル２１とは、インクの吐出方向において、ノズルビーム間隔Ｈ離間している。このため、記録ヘッド２０は、吐出したインク滴をビームＢ中を通過させるように、自身の進行方向と反対側にノズルＮ１＿１から距離Ｄｉ離間した位置からインクを吐出する。
【００７１】
この距離Ｄｉを求めるために、まず、インクがビームＢに到達するまでの時間Ｔａを、以下の式３で求める。
【００７２】
（式３）Ｔａ＝Ｈ／Ｖｆ
Ｈ：ノズルビーム間隔
Ｖｆ：インクの飛翔速度
上記構成に示したように、ノズルビーム間隔Ｈは、約１ｍｍ、インクの飛翔速度Ｖｆは、約５ｍ／secである。従って、インクがビームＢに到達するまでの時間Ｔａは、式３より、約２００μsecである。
【００７３】
距離Ｄｉは、記録ヘッド２０がノズルＮ１＿１から、時間Ｔａの間に移動する距離である。故に、距離Ｄｉは、以下の式４で求まる。
【００７４】
（式４）Ｄｉ＝Ｔａ×Ｖｋ
Ｖｋ：記録ヘッド２０の移動速度
上記構成に示したように、記録ヘッド２０の移動速度は、約０．７ｍ／secである。このとき、距離Ｄｉは、式４より、１４０μｍである。
【００７５】
なお、ＲＯＭ８０ｄには、距離Ｄｉが記憶されている。
【００７６】
ＣＰＵ８０ａは、センサ部７０から送られた記録ヘッド２０の位置が、ノズルＮ１＿１から距離Ｄｉ離間した位置と一致した際に、ヘッドドライバ８０ｇに対してＮ１列同期信号を出力する。前記Ｎ１列同期信号は、画像記録時のインクの吐出周期と同様の周期である。ヘッドドライバ８０ｇは、前記Ｎ１列同期信号に従って、ノズル列Ｎ１の各ノズル２１が、ノズルＮ１＿１からノズルの配列方向に沿った順に、インクを吐出するように、記録ヘッド２０を動作させる。言い換えると、前記Ｎ１列同期信号は、第１ノズルグループのノズルの吐出周期を決定している。前記Ｎ１列同期信号は、図５中に示されている。
【００７７】
上記動作により、ノズルＮ１＿１から吐出されたインク滴は、ビームＢを通過して、インク受け６１に着弾する。また、ノズルＮ１＿１以外のノズル２１から吐出されたインク滴もまた、インク受け６１に着弾する。従って、画像記録装置１０の内部は、吐出状態検査中において吐出されたインク滴により、汚染されることが防がれている。
【００７８】
光源６２は、ビームＢの光強度分布が、光軸に近いほど高くなるものがある。この場合、図４（ａ）中に示すように、ノズルＮ１＿１からのインクの飛翔経路は、ビームＢの光軸Ｏ近傍を通ることが望ましい。詳述すると、インク滴が光軸Ｏ近傍を通過するように吐出されると、受光部６３でのＳ／Ｎ比は、向上する。
【００７９】
このように、インク滴が、ビームＢ中を通過すると、受光部６３が受光する光量は、変化する。そして、受光部６３は、電圧の変化を受光信号処理回路８０ｈに送る。
【００８０】
なお、ビームＢがスリット状に整形されている場合には、ビームＢ内での光強度の差がさほど無い。この場合、受光部６３は、インク滴がビームＢ中の少なくとも１部分を通過すれば、受光する光量の変化を検知し得る。
【００８１】
なお、本実施の形態において、ノズルＮ１＿１は、インク滴が光軸Ｏの近傍を通過するように、インク滴を吐出する。
【００８２】
ノズルＮ１＿１がインクを吐出してから、インクの吐出周期Ｔの１周期後、具体的には、１００μsec後、ノズルＮ１＿２がインクを吐出する。なお、記録ヘッド２０は、上述のように、前記検査中において、主走査方向に画像記録時と同様の移動速度Ｖｋで常に移動している。即ち、記録ヘッド２０は、前記１周期後において、以下の式５で求まる距離Ｄｋだけ、ノズルＮ１＿１がインクを吐出した位置から主走査方向に移動している。
【００８３】
（式５）Ｄｋ＝Ｖｋ×Ｔ
移動速度Ｖｋは、約０．７ｍ／ｓｅcである。このとき、距離Ｄｋは、式５より、約７０μｍである。
【００８４】
なお、ノズルＮ１＿２と、ノズルＮ１＿１とは、ノズルの配列方向においてノズル間隔ＮＳずれている。即ち、ノズルＮ１＿１から吐出されたインク滴の飛翔経路と、ノズルＮ１＿２から吐出されたインク滴の飛翔経路とは、ノズルの配列方向において、ノズル間隔ＮＳずれている。この場合、検出機構６０がノズルＮ１＿２から吐出されたインク滴を検出するためには、ビームＢと、ノズルＮ１＿２からのインク滴の飛翔経路とが交差する必要がある。さらに、検出機構６０が全てのノズル２１を検出するためには、１周期の間に、ノズル列Ｎ１並びにＮ２の夫々において、互いに隣接するノズルから吐出されるインク滴の飛翔経路と、ビームＢとが交差する必要がある。
【００８５】
なお、記録ヘッド２０の移動方向は、主走査方向のみである。このため、上述のようにビームＢとインク滴の飛翔経路とを交差させるには、ビームＢと、記録ヘッド２０とは、前記ノズルの配列方向に対して角度θ傾斜させる必要がある。なお、前記角度θは、以下の式６の関係を有している。
【００８６】
（式６）θ≒arctan（Ｄｋ／ＮＳ）
ＮＳ：ノズルの配列方向における互いに隣接するノズルの離間距離
このようにビームＢが傾斜している場合、ビームＢと、記録ヘッド２０とのノズルの配列方向における相対的な位置は、前記１周期の間の主走査方向に移動により、所定量移動する。本実施の形態において、ノズル間隔ＮＳは、７０μｍ、距離Ｄｋは、７０μｍである。また、角度θは、約４５度である。
【００８７】
上記ビームＢの傾斜により、ノズルＮ１＿２から吐出されたインク滴は、ビームＢ中を通過し得る。従って、検出機構６０は、ノズルＮ１＿１のインク滴を検出した後に、ノズルＮ１＿２からのインク滴を検出し得る。
【００８８】
なお、ビームＢは、幅ＢＷを有しているため、角度θがarctan（Ｄｋ／ＮＳ）で求まる値から多少ずれていても、吐出されたインク滴は、ビームＢ中を通過し得る。
【００８９】
ＣＰＵ８０ａは、Ｎ１同期信号を出力すると同時に、ノズル列Ｎ２のインクの吐出周期を決定するＮ２列同期信号を出力する。Ｎ２列同期信号は、第２ノズルグループのノズルの吐出周期を決定する。
【００９０】
画像記録装置１０は、記録ヘッド２０が上述したような移動速度Ｖｋで常に移動している。従って、ノズル列Ｎ１の全てのノズル２１の検査を終了する前に、ノズル列Ｎ２のノズル２１が、吐出位置に移動する。言い換えると、ノズル列Ｎ１の全てのノズル２１の検査を終了する前に、ノズル列Ｎ２のノズル２１から吐出されるインクの飛翔経路と、ビームＢとは、交差する。
【００９１】
ノズル列Ｎ１の各ノズル２１から吐出されるインク滴は、光軸Ｏの近傍を通過する。同様にノズル列Ｎ２の各ノズル２１から吐出されるインク滴を、光軸Ｏの近傍を通過させるためには、ノズル列Ｎ２のノズル２１は、ノズル配列方向において同位置のノズル列Ｎ１のノズル２１による吐出位置に対して、主走査方向において同位置位置から、インクを吐出する。具体的な例としては、ノズルＮ２＿１がノズルＮ１＿１のインクの吐出位置と同位置から吐出された場合、ノズルＮ２＿１からのインクの飛翔経路は、ノズルＮ１＿１からのインクの飛翔経路と、略同一になる。なお、ノズル列Ｎ１とＮ２とは、主走査方向において間隔ＲＷ離間している。
【００９２】
上記の場合、ノズルＮ１＿１がインクを吐出してから、ノズルＮ２＿１のインク吐出位置まで記録ヘッド２０が移動に要する時間Ｔｍは、以下の式７により求まる。
【００９３】
（式７）Ｔｍ＝ＲＷ／Ｖｋ
ＲＷ：ノズル列Ｎ１とＮ２との間隔（列間隔）
Ｖｋ：記録ヘッドの移動速度
列間隔ＲＷ：約１７５μｍ、移動速度Ｖｋ：約０．７ｍ／ｓｅｃである場合、時間Ｔｍは、式７より約２５０μsecである。なお、インクの吐出周期Ｔが１００μsecである。このため、ノズルＮ２＿１は、ノズル列Ｎ１の３番目に吐出するノズルＮ１＿３と、４番目に吐出するノズルＮ１＿４との間にインクを吐出することが好ましい。
【００９４】
また、ノズルの吐出状態を正確に検査するためには、一度にビームＢ中を通るインク滴は、１つである必要もある。
【００９５】
このため、上記Ｎ２列同期信号は、Ｎ１列同期信号と同一周期であるが、吐出タイミングがずらされる。具体的には、Ｎ２列同期信号は、ノズル列Ｎ１の各ノズル２１から吐出されたインク滴と、ノズル列Ｎ２から吐出されたインク滴とが、同時にビームＢ中に存在しないように、Ｎ１列同期信号に対してタイミングがずらされる。これにより、ノズル列Ｎ２の各ノズルは、ノズル列Ｎ１の互いに隣接するノズルの一方のノズルから吐出されたインク滴がビームＢ中を通過し終わってから、他方のノズルから吐出されたインク滴がビームＢ中に入るまでの間に、インク滴を吐出する。より具体的な例としては、ノズル列Ｎ１のノズルＮ１＿３から吐出されたインク滴がビームＢ中を通過し終わってから、ノズルＮ１＿４から吐出されたインク滴がビームＢ中に入るまでの間に、ノズルＮ２＿１は、インク滴を吐出する。これにより、ノズル列Ｎ２の各ノズルは、ノズル列Ｎ１の互いに隣接するノズルの一方のノズルの吐出タイミングと、他方のノズルの吐出タイミングとに対して、インク滴のビームＢを通過するのに費やす通過時間だけずらされる。なお、インク滴が、ビームＢを通過するのに費やす通過時間Ｔｔは、以下の式８により求まる。
【００９６】
（式８）Ｔｔ＝ＢＷ／Ｖｆ
インクの飛翔速度Ｖｆが、約５ｍ／secであり、ビームＢの幅ＢＷが、１４０μｍに設定されている。この場合、式８より、通過時間Ｔｔは、約２８μsecである。上述のように、Ｎ２列同期信号がＮ１列同期信号に対して少なくともＴｔずらされた場合、ノズル列Ｎ１のノズルから発射されたインク滴と、ノズル列Ｎ２のノズルから発射されたインク滴とが、同時にビーム中を通過することは、防止される。なお上記時間Ｔｔは、ビームＢの断面形状により、多少変化する。
【００９７】
上述したようにＮ２列同期信号とＮ１列同期信号とは、インク滴のビームＢを通過するのに費やす通過時間Ｔｔだけ互いにずらされる。即ち、Ｎ２列同期信号は、以下の式９の関係を満たすような時間ＴｚをＮ１列同期信号に対してずらされる。
【００９８】
（式９）Ｔｔ＜Ｔｚ＜Ｔ−Ｔｔ
Ｔ：インクの吐出周期
なお、本実施の形態においては、インクの吐出周期Ｔが１００μsecである。このため、時間Ｔｚは、２８μsec＜時間Ｔｚ＜７２μsecの範囲になる。
【００９９】
なお、時間Ｔｚは、式７により求めた前記所望の吐出タイミングと、式９によるＴｚの範囲とを考慮して決定される。即ち、ノズル列Ｎ２のノズル２１から吐出されるインク滴の吐出タイミングは、他のインク滴と同時に光ビーム中に存在することなく、ビームＢの光軸近傍を通過し得るように選定される。本実施の形態において、時間Ｔｚは、５０μsecに設定されている。Ｎ２列同期信号は、図５中に示されている。図５中に示すように、ノズルＮ２＿１は、ノズルＮ１＿３がインクを吐出してから５０μsec後にインクを吐出する。言い換えると、ノズルＮ２＿１は、ノズルＮ１＿１がインクを吐出してから２５０μsec後にインクを吐出する。このように、ノズルＮ１＿３がインクを吐出してから５０μsec後にインクを吐出するため、ノズル列Ｎ１とＮ２とは、交互にインク滴を吐出することになる。
【０１００】
検出機構６０は、このノズルＮ２＿１から吐出されたインク滴を、図４（ｃ）中に示す位置において、検出する。なお、ノズルＮ１＿３から吐出されたインク滴は、図４（ｂ）中に示されている記録ヘッド２０の位置において、検出される。このように、ノズルＮ２＿１からのインク滴は、単独でビーム中を通過し得る。従って、検出機構６０は、確実に吐出状態の検査を行い得る。
【０１０１】
ノズルＮ２＿１がインクを吐出してから５０μsec後に、ノズルＮ１＿４がインクを吐出する。検出機構６０は、この吐出されたインク滴を、図４（ｄ）中に示す位置において、検出する。図４（ｄ）中に示されているように、ビームＢ中には、ノズルＮ１＿４並びにノズルＮ２＿１のインク飛翔経路が入っている。しかし、上述のように、ノズルＮ１＿４は、ノズルＮ２＿１と吐出タイミングがずらされている。これにより、ノズルＮ１＿４からのインク滴は、単独でビーム中を通過し得る。従って、検出機構６０は、確実に吐出状態の検査を行い得る。
【０１０２】
このように、第１ノズルグループであるノズル列Ｎ１の各ノズル２１と、第２ノズルグループあるノズル列Ｎ２の各ノズル２１とのインクの吐出タイミングは、ずらされている。この結果、前記第１ノズルグループと、第２ノズルグループとにより吐出されたインク滴は、互いに干渉することがない。従って、検出機構６０は、両グループのインク飛翔経路がビーム中に存在した場合においても各グループのノズルの吐出状態の検査を行い得る。
【０１０３】
なお、ヘッドドライバ８０ｇは、ノズル列Ｎ２の各ノズル２１が、Ｎ２列同期信号に従って、ノズルＮ２＿１からノズルの配列方向に沿った順に、インクを吐出するように動作させる。従って、ノズル列Ｎ１のノズルと、ノズル列Ｎ２のノズルとは、常に吐出タイミングがずれた状態でインクを吐出し得る。
【０１０４】
なお、式９により求められたような、ノズルＮ２＿１の吐出タイミングは、ＲＯＭ８０ｄ中に記憶されている。
【０１０５】
上記動作によりノズルＮ２＿１から吐出されたインク滴が、ビームＢ中を通過すると、受光部６３が受光する光量は、変化する。そして、受光部６３は、電圧の変化を受光信号処理回路８０ｈに送る。
【０１０６】
上記動作に示すように、画像記録装置１０は、ノズル列Ｎ１と、ノズル列Ｎ２とが、各々、Ｎ１列同期信号、Ｎ２列同期信号に従って、順次インクを吐出する。そして、検出機構６０は、順次、インク通過の有無を受光信号処理回路８０ｈに送る。
【０１０７】
受光信号処理回路８０ｈは、ＲＯＭ８０ｄ中に検出周期を記憶している。受光信号処理回路８０ｈは、この検出周期に基づいて、電圧の変化をデジタル化する。また、信号処理回路８０ｈは、この電圧の変化を、インク滴の通過の有無を示す通過情報としてＣＰＵ８０ａに送る。
【０１０８】
前記検出周期は、ノズル列Ｎ１の吐出状態を検知するための検知周期であるＮ１列検知信号と、ノズル列Ｎ２の吐出状態を検知するための検知周期であるＮ２列検知信号とがある。
【０１０９】
Ｎ１列検知信号は、ＲＯＭ８０ｄ中に記憶されている。このＮ１列検知信号は、Ｎ１列同期信号と同一の周期であるが、ノズルＮ１＿１がインクを吐出してから前記式３で求まる時間Ｔａたってから出力される。即ち、ノズル列Ｎ１から吐出されたインク滴が、ビームに到達した際に、検出を行えるようにタイミングがずらされている。そして、式８で求まる通過時間Ｔｔの間を、受光信号処理回路８０ｈの検知時間として設定している。Ｎ１列検知信号は、図５中に示されている。
【０１１０】
同様に、Ｎ２列検知信号は、ＲＯＭ８０ｄ中に記憶されている。このＮ２列検知信号は、Ｎ２列同期信号と同一の周期であるが、ノズルＮ２＿１がインクを吐出してから前記式３で求まる時間Ｔａたってから出力される。また、式８で求まる通過時間Ｔｔの間を、受光信号処理回路８０ｈの検知時間として設定している。Ｎ２列検知信号は、図５中に示されている。
【０１１１】
Ｎ１列検知信号の検知時間中に、ビームＢ中をインクが通過し場合、受光部６３から受光信号処理回路８０ｈに送られる電圧が変化する。受光信号処理回路８０ｈは、電圧が変化した際に、インクが通過したという通過情報をＣＰＵ８０ａに送る。また、受光信号処理回路８０ｈは、上記検知時間中に、インクが通過しなかった場合、インクが通過しなかったという通過情報をＣＰＵ８０ａに送る。即ち、ＣＰＵ８０ａは、この通過情報に基づいて、インク吐出不良のノズルが有るか否かを検出する。受光信号処理回路８０ｈは、Ｎ２列検知信号の検知時間中も、上記と同様に通過情報をＣＰＵ８０ａに送る。これらの通過情報は、受光出力として図５中に示されている。なお、図５中の受光出力は、Ｎ１列検知信号と、Ｎ２列検知信号との検知時間中に全てインクが通過した場合のものである。
【０１１２】
なお、ノズルＮ１＿１からのインクの飛翔経路と、ビームＢの光軸Ｏとが一致した状態は、図４（ａ）中に示されている。
【０１１３】
また、ＣＰＵ８０ａは、Ｎ１列及びＮ２列検知信号に基づいて、順にノズルのインク吐出状態を検出し、吐出不良を検出した時点で、使用されている記録ヘッドにインクの吐出不良のノズルがあると検出する。このようにして、ＣＰＵ８０ａは、インクの吐出不良を検出し得る。
【０１１４】
上記構成並びに動作に示すように、ビームＢは、ノズル配列方向に対して角度θ傾斜しているとともに、Ｎ２列同期信号は、Ｎ１列同期信号に対してタイミングがずらされている。このため、検出機構６０は、記録ヘッド２０の移動速度ならびに吐出周期が画像記録時と同一でありながら、各ノズル２１のインクの吐出状態の検出を行える。従って、画像記録装置１０は、特別にインクの噴射ならびに記録ヘッドの移動速度を制御する必要がない。即ち、画像記録装置１０は、前記検査時においての検出機構６０の制御が簡潔であるとともに、特別な制御のための機構を設ける必要がない。
【０１１５】
また、本実施の形態の検出機構６０は、ビームＢがインクの配列方向に交差しているため、検出機構６０の光軸とノズル２１との高度な位置調整することなく各ノズルの吐出状態を検出し得る。
【０１１６】
また、画像記録装置１０は、前述のように画像記録時と同一の移動速度Ｖｋならびに吐出周期Ｔで吐出状態検査を行える。このため、前記検査時において、記録ヘッド２０の移動速度は、画像記録時より低速にされない。従って、検出機構６０は、高速にインクの吐出状態の検出を行える。
【０１１７】
また、画像記録装置１０は、前述のようにビームの角度θが設定されているため、一回の走査で全てのノズルの検出を行える。従って、画像記録装置１０は、高速にインクの吐出状態の検出を行える。
【０１１８】
また、各ノズルグループの吐出周期の合間に、上記少なくとも１つのノズルグループのインクの吐出が行われる。このため、各ノズルグループの吐出周期の１周期の間に、複数のノズルの検知を行うことが可能である。このため、検出機構６０は、より高速にノズルの吐出状態の検知を行うことが可能である。
【０１１９】
なお、本実施の形態の前記ノズルの吐出状態検査については、上述した方法の他に、例えば、全ノズル列の総インク通過数と、全ノズル列の前記ノズルの総数とが、比較することで行っても良い。この場合、ＣＰＵ８０ａは、前記通過情報をＲＡＭ８０ｃに送り、インク通過数をカウントし、結果をＲＡＭ８０ｃに記録する。なお、ＲＯＭ８０ｄ中には、ノズルの総数が記憶されている。ＣＰＵ８０ａは、全ノズル列の全てのノズルに対する総インク通過数と、全ノズル列の全てのノズルを合計した前記ノズルの総数とを比較する。この比較を行った結果、総インク通過数が、前記ノズル数より少ない場合、ＣＰＵ８０ａは、使用されている記録ヘッドにインクの吐出不良のノズルがあると検出する。このようにして、制御部８０は、ノズルの吐出状態検査を行い得る。
【０１２０】
例えば、制御部８０は、各ノズル列毎に吐出不良の有無を検査し得る。この場合、ＲＯＭ８０ｄ中に、各ノズル列毎のノズルの総数が、記憶される。これとともに、ＣＰＵ８０ａは、各ノズル列毎に、インク滴のインク通過数をカウントする。そして、ＣＰＵ８０ａは、各ノズル列毎にノズル総数と、各インク列毎の総インク通過数とを比較する。上記比較により、各ノズル列毎の吐出不良が、検知され得る。
【０１２１】
他の比較方法として、ＣＰＵ８０ａは、インクの通過の有無を、各ノズルの場所毎に、ＲＡＭ８０ｃに記憶していく。このとき、この各ノズルの場所毎に、インクの通過の有無を比較が、行われる。この場合、ノズル毎の吐出不良が、検知され得る。また、ＣＰＵ８０ａは、インクの通過の有無を、検出時間と共に、ＲＡＭ８０ｃに記憶することも可能である。この場合においてもノズル毎の吐出不良が、検知され得る。
【０１２２】
本実施の形態の画像記録装置１０は、記録ヘッド２０を２つ有しているが、３つ以上に構成することも可能である。また、本実施の形態の画像記録装置１０は、平行に配置された２つ以上のノズル列を有している１つの記録ヘッドにより構成されることも可能である。
【０１２３】
また、本実施の形態の画像記録装置１０は、隣接する記録ヘッド２０同士のノズルの副走査方向の位置は同一になっている。本実施の形態において、図６中に示すように、互いに隣接する記録ヘッド２０は、記録密度を高めるために、隣接するヘッド同士を副走査方向に沿ってずらし得る。この場合も、ビームＢは、幅ＢＷを有している。このため、吐出された全てのインクは、前述のように記録ヘッド２０が画像記録時と同一の移動速度Ｖｋならびに吐出周期Ｔで動作された場合においても、ビームＢ中を通過され得る。従って、構成の記録ヘッドは、検出機構６０により、検査され得る。
【０１２４】
また、本実施の形態では、ビームＢ中に１つのインク滴が通る場合について説明したが、ビームＢ中に存在するインク滴の数は、１つに限定されない。例えば、ビームＢ中に異なるタイミングでノズルＮ１＿３及びノズルＮ２＿１からのインク滴が通るように、当該２つのインク滴の吐出タイミングが設定された場合、当該２つのインク滴の吐出タイミングに基づいて同期信号のずらし量を設定するとともに、各同期信号のパルス幅を狭めることにより、いずれか一方のインク滴のみがビームＢ中に存在するタイミングで当該インク滴を検出することが可能となる。
【０１２５】
なお、本実施の形態においては、各インクドットＤの副走査方向における間隔ｄ１と、主走査方向における間隔ｄｗとが同じ（ｄｗ＝ｄ１）場合について説明したが、ｄｗ≠ｄ１であっても構わない。例えば、ｄ１＝２ｄｗである場合には、副走査方向に対するビームＢの光軸の傾斜角度θは、間隔ｄ１がノズルの配列方向におけるノズルの離間距離ＮＳと略一致し、間隔ｄｗがインクの吐出周期の１周期分の記録ヘッドの移動距離Ｄｋと略一致するため、式６より求められる。上記ｄ１＝２ｄｗである場合、式６より、ビームＢの光軸の傾斜角度θは、約２６．６度なる。この値に傾斜角度を設定した場合、ｄ１＝２ｄｗであっても傾斜角度以外の設定（キャリッジの移動速度やインクの吐出周期など）を変更することなく、全てのノズルの吐出不良検査は、可能である。
【０１２６】
（第２の実施の形態）
以下に、図７並びに図８を参照して、第２の実施の形態の画像記録装置１０について説明する。なお、本実施の形態において、前述した第１の実施の形態に従った画像記録装置１０と同じ構成部材は、この画像記録装置１０の同じ構成部材を指摘した参照符号を使用して指摘し、詳細な説明は省略する。第２の実施の形態の画像記録装置１０は、第１の実施の形態と異なり記録ヘッド２０を１つのみ有している。また、本実施の形態の画像記録装置１０は、インク吐出状態検査においての制御部８０の動作が異なっている。
【０１２７】
本実施の形態の画像記録装置１０は、第１の実施の形態と異なり、同一のノズル列のノズルを複数のグループに分ける。そして、これらのグループの吐出タイミングが、他のグループに対して異なる。より、具体的には、ノズル列Ｎ１の各ノズル２１は、光源６２側の端部のノズルＧ１＿１から３ノズルおきに、第１ノズルグループとされており、ノズルＧ１＿２から３ノズルおきに、第２ノズルグループとされており、ノズルＧ１＿３から３ノズルおきに、第３ノズルグループとされている。
【０１２８】
第１ノズルグループは、図８中に示されているＧ１同期信号によりインクの吐出周期が決定されている。同様に、第２ノズルグループは、Ｇ２同期信号、第３ノズルグループは、Ｇ３同期信号により、インクの吐出周期Ｔが決定される。なお、第１、第２、並びに第３ノズルグループは、夫々吐出状態検査時に干渉しないように、自身より前にインクを吐出するグループに対して、時間Ｔｏずらされている。時間Ｔｏは、以下の式１１により求められる。なお、下記のＸは、グループ数を指摘している。
【０１２９】
（式１１）Ｔｏ＝Ｔ／Ｘ
本実施の形態において、吐出周期Ｔが１００μsec、グループ数が３であるため、時間Ｔｏは、約３３μsecである。
【０１３０】
なお、各ノズル毎のインクの検出時間は、第１の実施の形態で説明したように、式８で求まる通過時間Ｔｔに設定されている。従って、前記検査時においてビームＢ中に存在するインク滴の数が１つに限定されている場合、各グループの吐出周期のずれ量である時間Ｔｏは、時間Ｔｔより大きい必要がある。言い換えると、時間Ｔｏは、各ノズル毎のインク滴の検出時間が、前記吐出周期より小さい場合、以下で求める時間Ｔｄの誤差許容範囲がある。前記時間Ｔｄは、以下の式１２により求まる。
【０１３１】
（式１２）Ｔｄ＝Ｔｏ−Ｔｔ
なお、本実施の形態において通過時間Ｔｔは、第１の実施の形態と同様に約２８μsecである。このため、式１２より、時間Ｔｏの誤差許容範囲は、約５μsecである。
【０１３２】
また、本実施の形態の画像記録装置は、第１の実施の形態と異なり、各ノズルは、ビームＢ中にインク飛翔経路が交わっている間に複数回インクを吐出する。このため、検出機構６０は、前記インク飛翔経路とビームＢとが上記交わっている間に複数回の吐出を検出する。本実施の形態においては、各ノズルは、３回インクを吐出する。
【０１３３】
以下に、本実施の形態の画像記録装置１０の動作について説明する。
【０１３４】
本実施の形態の画像記録装置１０は、図８中の各同期信号に基づいてインクを吐出する。なお、各グループは、まず、３周期の間同一のノズルからインクを吐出し、３周期の間休む。各グループは、この動作を繰り返す。このようにして、各グループは、インクを吐出するとともに、各グループの吐出周期が異なっている。従って、ビームＢ中を同時に２つのインク滴が通ってしまうような干渉があることはない。
【０１３５】
また、本実施の形態の画像記録装置１０は、ＣＰＵ８０ａに、各ノズルに対して３つの通過情報が送られる。このため、ＣＰＵ８０ａは、３つの通過情報の平均を求める。このとき、ＣＰＵ８０ａは、各ノズルにおいてインク通過が多数の場合、総インク通過数に１を加える。具体的には、ＣＰＵ８０ａは、各ノズルにおいて平均値が所定値以上である場合、総インク通過数に１を加える。より具体的には、ＣＰＵ８０ａは、３つの通過情報のうち２つが通過を示した場合、対象のノズルが吐出不良を起こしていないと判断する。この場合、前記所定値は、約０．６６に設定される。
【０１３６】
全ノズルの総インク通過数は、ＲＡＭ８０ｃ中に記録される。この総インク通過数は、全てのノズルが正常に吐出した場合、全ノズルを合計したノズル総数と同一になる。このため、ＣＰＵ８０ａは、この総インク通過数と、ノズル総数とを比較することで、インクの吐出不良が無いか検出する。このように、本実施の形態の画像記録装置１０は、各ノズルに対して複数回検査し得るため、検知信号にばらつきが有った場合においても、より正確にインクの吐出状態を検査し得る。
【０１３７】
なお、本実施の形態の画像記録装置１０は、第１の実施の形態と同様に、各ノズルの場所毎に前記通過情報をＲＡＭ８０ｃに記憶して、各ノズルの場所毎に、インクの通過の有無を比較することも可能である。また、ＣＰＵ８０ａは、インクの通過の有無を、検出時間と共に、ＲＡＭ８０ｃに記憶することも可能である。この場合においても、画像記録装置１０は、ノズル毎の吐出不良を検知し得る。
【０１３８】
また、本実施の形態の画像記録装置１０は、ＣＰＵ８０ａに、各ノズルに対応した３つの通過情報が送られる。これらの３つの通過情報は、各値を組み合わせることより、１つの特徴値を作ることが可能である。この特徴値は、記録され、吐出状態検査に使用され得る。即ち、画像記録装置１０は、これらの３つの通過情報を平均することなく、吐出状態検査に使用し得る。より具体的には、通過情報の値は、インクが通過した場合「１」、インクが通過しなかった場合「０」に設定される。記録ヘッド２０の端部のノズルＧ１＿１が、３回インクを吐出した際に、意図的に２回目にインクを吐出しないように制御される。この制御により、ＣＰＵ８０ａは、通過情報「１０１」を受ける。ＲＯＭ８０ｄ中には、上記端部ノズルを示す位置特定値が記録されている。この位置特定値は、上記特徴と同様に０と１とからなる３桁の数字である。この端部の位置特定値は、前記通過情報と同様に「１０１」に設定されている。
【０１３９】
ＣＰＵ８０ａは、上記通過情報と、位置特定値と、を比較する。上記比較において、上記２つの値が同一であれば、検査されたノズルは、端部ノズルであると判断し得る。このようにした場合、画像記録装置１０は、記録された通過情報を基に、確実に端部のノズルのノズルを発見し得る。このため、この端部のノズルを基準に、他のノズルの位置は、容易に判別し得る。従って、上記特徴値を使用した場合、各ノズル位置又は時間と共に通過情報をＲＡＭ８０ｃに記録しなくても、吐出不良状態のノズルの場所は、容易に探し得る。なお、前記端部ノズル以外の各ノズルから吐出された全てのインク滴がビームＢを通過した場合、ＣＰＵ８０ａは、各ノズル毎に、通過情報により構成される特徴値「１１１」を受ける。このため、ＣＰＵ８０ａは、前記端部ノズル以外のノズルを端部ノズルと判断しない。
【０１４０】
また、本実施の形態の画像記録装置１０は、１つの記録ヘッド２０を有するように構成されているが、複数の記録ヘッドを有することも可能である。例えば、図９中に示すように、２つの記録ヘッド２０を有することも可能である。
【０１４１】
この場合、ノズル列Ｎ１と、ノズル列Ｎ２とを、上述の１つの記録ヘッド２０の場合と同様に、先頭ノズルから順に３つのグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３を作成する。そして、ノズル列Ｎ１、Ｎ２の各グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３は、上述の１つの記録ヘッド２０と同様に、図１０中の同期信号に基づいて選択的にインクを吐出する。ここで、ノズル列Ｎ１，Ｎ２における同じグループ（例えば、ノズル列Ｎ１のＧ１とノズル列Ｎ２のＧ１）では同期信号を一致させているが、インクの吐出タイミングをずらしている。
【０１４２】
まず、ノズル列Ｎ１のグループＧ１の１番目のノズルＧ１＿１から３回インクが吐出される。この３回目のインク吐出の後、時間Ｔｏ（約３３μｓｅｃ）経過したら、２番目のノズルＧ２＿１から３回インクが吐出される。この２回目のインク吐出の後、同じく時間Ｔｏ（約３３μｓｅｃ）経過したら、３番目のノズルＧ３＿１がインクを３回吐出する。
【０１４３】
また、ノズル列Ｎ２のグループＧ１の１番目のノズルＧ１＿１は、ノズル列Ｎ１のノズルＧ１＿１の３回目のインク吐出の後、インク吐出周期Ｔである１００μｓｅｃ経過後にインクを３回吐出する。この３回目のインクの吐出の後、時間Ｔｏ（約３３μｓｅｃ）経過したら、２番目のノズルＧ２＿１が、インクを３回吐出する。さらに、この２回目のインク吐出の後、同じく時間Ｔｏ（約３３μｓｅｃ）経過したら、３番目のノズルＧ３＿１がインクを３回吐出する。
【０１４４】
ノズル列Ｎ２のノズルＧ１＿１からの３回目のインクの吐出から１００μｓｅｃ経過したならば（次のＧ１の同期信号がきたならば）、グループＧ１の中の２番目のノズルＧ１＿２がインクを３回吐出し、以下、上述したインク吐出動作を繰り返す。
【０１４５】
即ち、本実施の形態の画像記録装置１０において、各ノズル列は、同タイミングでインクを吐出しない。これと共に、各ノズル列の各ノズルグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３は、先に吐出するグループに対して時間Ｔｏだけ、吐出タイミングがずらされている。
【０１４６】
このように吐出することで、本実施の形態の画像記録装置１０は、インク滴同士が干渉することなく、各ノズルのインク滴を吐出させることが出来る。従って、この画像記録装置１０は、複数の記録ヘッドを有しているが、３つの通過情報の値の組み合わせによる１つの特徴値として記録し、吐出状態検査に使用し得る。
【０１４７】
なお、以上説明してきた画像記録装置は、記録ヘッドを用紙搬送方向に対して直交する方向に往復移動させながら画像の記録を行う、いわゆるシリアルスキャンタイプのインクジェットプリンタである。本発明のインクの検出機構は、このシリアルスキャンタイプのインクジェットプリンタにのみ応用されるものではない。
【０１４８】
例えば、特開2002-120386号公報や特開2001-205872号公報に開示されているような、いわゆるフルラインタイプのインクジェットプリンタに対しても、上述した検出機構を適用することが可能である。
【０１４９】
上記フルラインタイプのインクジェットプリンタは、紙幅分の印字幅を有する記録ヘッドを有している。この記録ヘッドが、紙幅方向全体に渡って延びている。このため、このフルラインタイプのインクジェットプリンタは、1パスで、画像全体を記録し得る。即ち、フルラインタイプのインクジェットプリンタにおいて、記録媒体に記録される画像は、用紙の紙幅全体に渡って順次記録されていく。このため、フルラインタイプのインクジェットプリンタは、シリアルスキャンタイプのプリンタとは異なり、記録ヘッドを走査することなく、記録媒体を一方向に搬送しながら画像を記録する。このようにフルラインタイプのインクジェットプリンタの場合、シリアルスキャンタイプのインクジェットプリンタと異なり、記録ヘッドを記録媒体面に平行な方向に対して十分に移動させることができない。このため、フルラインタイプのインクジェットプリンタの場合、固定された記録ヘッドに対して、光源と受光部とを有する検出機構を走査させることにより、記録ヘッドの各ノズルのインクの吐出状態検査が、行われる。
【０１５０】
以下に図１１（ａ）並びに（ｂ）を参照して、検出機構を有しているフルラインタイプのインクジェットプリンタについて説明する。図１１（ａ）は、フルラインタイプのインクジェットプリンタを示す概略的な上面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）中のインクジェットプリンタを示す概略的な側面図である。
【０１５１】
図１１（ａ）並びに（ｂ）中の検出機構６０は、第１の実施の形態と同様に光源６２並びに受光部６３を有している。この検出機構６０は、さらに、前記光源６２並びに受光部６３を移動させるための走査機構を有している。
【０１５２】
前記操作機構は、前記光源６２並びに受光部６３を保持するキャリッジ３０’と、キャリッジ３０’を移動可能に支持するガイド６５と、駆動手段６６とを有している。駆動手段６６は、駆動プーリ６７と従動プーリ(図示されていない)とに掛け渡されている無端ベルト６８を有している。
【０１５３】
キャリッジ３０’は、無端ベルト上に固定されている。キャリッジ３０’上において、記録ヘッド２０の延在方向に沿った一端側に、光源６２が配置されており、他端側に、受光部６３が配置されている。受光部６３は、光源６２の光軸上に配置されている。光源６２は、例えば、半導体レーザである。
【０１５４】
光源６２は、光軸が記録ヘッド２０の延在方向に対して傾斜するように配置されている。記録ヘッド２０の延在方向に対する光源６２の光軸の角度は、第１の実施の形態に示される角度θと同様に設定される。図１１中において例として、記録ヘッド２０の延在方向に対するこの光軸の角度は、約70度に設定されている。
【０１５５】
ガイド６５は、記録媒体の搬送方向図１１（ａ）並びに（ｂ）中において左右方向に沿って延びている。
【０１５６】
キャリッジ３０’は、ガイドの延在方向に沿って、移動可能である。即ち、キャリッジ３０’は、記録媒体の搬送方向に沿って移動可能である。
【０１５７】
前記駆動プーリ６７と従動プーリとは、無端ベルトを記録媒体の搬送方向に沿って架橋し得るように、配置されている。駆動プーリ６７は、無端ベルトに駆動力を提供する。このため、上述のように無端ベルト６８上に固定されているキャリッジ３０’は、駆動プーリ６７の駆動に従って、記録媒体の搬送方向に沿って移動する。
【０１５８】
以下に上記構成のインクジェットプリンタの吐出状態検査の動作について説明する。
【０１５９】
吐出状態検査では、キャリッジ３０’は、図１１（ａ）並びに（ｂ）に示されている位置から図中左方に向かって移動される。即ち、キャリッジ３０’は、記録媒体の搬送方向に沿って、記録ヘッドに向かって移動する。この移動中において、前記光源６２のビームＢは、K(黒)インク用の記録ヘッド、C(シアン)インク用の記録ヘッド、M(マゼンタ)インク用の記録ヘッド、並びにY(インク)用の記録ヘッドの各ノズルのインクの飛翔経路を順次交差する。このため、このようなフルラインタイプのインクジェットプリンタにおいても、第１並びに第２の実施の形態と同様に、検出機構６０は、インクの吐出状態検査を行い得る。
【０１６０】
なお、フルラインタイプのインクジェットプリンタにおいて、記録ヘッドは、メンテナンスするために、記録媒体面に対して直交する方向に移動可能である。例えば、特開2002−120386号公報に記載の記録ヘッド中において、上記移動可能な構成が示されている。
【０１６１】
このような記録ヘッドは、画像記録時においては、記録媒体面に対して十分に近接した状態に保持される。また、前記記録ヘッドは、メンテナンス時においては、記録媒体面から十分に退避された状態に設定される。
【０１６２】
図１１（ｂ）中に示されるように、検出機構６０は、記録媒体面に対して直交する方向に所定の寸法を有している。この寸法は、画像記録時においての記録ヘッド２０と記録媒体面との間隔より大きい。従って、前記インクの吐出状態検査時は、記録ヘッド２０と記録媒体面との間に、記録媒体面に対して直交する方向において、前記寸法より大きい空間が必要である。
【０１６３】
前記メンテナンス時の記録ヘッド２０は、記録媒体面に対して直交する方向において、記録媒体面から前記寸法以上離れる。従って、前記インクの吐出状態検査時は、記録ヘッドは、前記メンテナンス時の位置まで退避される。上記構成並びに動作により、検出機構６０は、記録ヘッド２０と干渉することなくインク滴の吐出状態検査を行い得る。
【０１６４】
【発明の効果】
本発明は、各ノズル毎の吐出状態の検知を高速に行えるとともに、検出機構の光軸とノズルとの高度な位置調整を必要としない検出機構を有している画像記録装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に従った画像記録装置の一部分を示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の記録ヘッドを示す概略的な上面図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態の制御部を示す概略図である。
【図３】図３は、ノズル列とビームとの関係を示す概略的な上面図である。
【図４】図４（ａ）は、ノズル列とビームとの関係を示す概略的な上面図である。
図４（ｂ）は、ノズル列とビームとの関係を示す概略的な上面図である。
図４（ｃ）は、ノズル列とビームとの関係を示す概略的な上面図である。
図４（ｄ）は、ノズル列とビームとの関係を示す概略的な上面図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態の画像記録装置の各同期信号、検知信号、並びに受光出力を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態の変形例を示す概略的な上面図である。
【図７】図７は、第２の実施の形態の記録ヘッドを示す概略的な上面図である。
【図８】図８は、第２の実施の形態の画像記録装置の各同期信号、検知信号、並びに受光出力を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態の変形例の記録ヘッドを示す概略的な上面図である。
【図１０】図１０は、第２の実施の形態の画像記録装置の変形例の各同期信号、検知信号、並びに受光出力を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、フルラインタイプの画像記録装置を示す概略的な上面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の画像記録装置を示す概略的な側面図である。
【図１２】図１２は、一般的な画像記録装置により記録されたインクドットの配列を示す概略図である。
【図１３】図１３（ａ）は、従来の画像記録装置を示す概略的な斜視図である。
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の検出機構を示す概略的な断面図である。
図１３（ｃ）は、図１３（ａ）の記録ヘッドを示す概略的な上面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、他の従来の画像記録装置におけるノズル列とビームとの関係を示す概略的な上面図である。
図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の記録ヘッドを示す概略的な上面図である。
図１４（ｃ）は、図１４（ａ）中の検出機構の動作を示す概略的な上面図である。
【図１５】図１５は、他の従来の画像記録装置における検出機構の動作を示す概略的な上面図である。
【符号の説明】
１０画像記録装置
２０記録ヘッド
２１ノズル
３０キャリッジ
４０搬送機構
５０駆動機構
６０検出機構
６２光源
６３受光部
７０センサ部
８０制御部
８０ａＣＰＵ
８０ｂ画像処理部
８０ｃＲＡＭ
８０ｄＲＯＭ
８０ｅ副走査制御部
８０ｆ主走査制御部
８０ｇヘッドドライバ
８０ｈ受光信号処理回路
２００ホスト装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image recording apparatus having a detection mechanism for detecting a discharge state of a nozzle.
[0002]
[Prior art]
An inkjet image recording apparatus records an image by ejecting ink onto a recording medium. The image recording apparatus includes: a recording head for ejecting ink onto the recording medium; a carriage that holds the recording head; a conveying unit that conveys the recording medium; Carriage drive means for moving the carriage in a direction (main scanning direction) orthogonal to the scanning direction. The recording head has a plurality of nozzles that are ink ejection ports.
[0003]
The image recording apparatus drives the carriage along the main scanning direction. By driving the carriage, the recording head is moved along the main scanning direction. During this movement, the recording head ejects ink droplets onto the recording medium. More specifically, the image recording apparatus sequentially discharges ink from each of the plurality of nozzles while the carriage is moving. Accordingly, the image recording apparatus sequentially records a plurality of ink dots on the recording medium. The image recording apparatus forms a desired image with these ink dots.
[0004]
Normally, the image recording apparatus records the ink dots D in a uniform arrangement throughout as shown in FIG. In FIG. 12, the main scanning direction is indicated by the reference sign MD, and the sub-scanning direction is indicated by the reference sign SD.
[0005]
As shown in FIG. 12, each ink dot D is recorded at intervals dl along the sub-scanning direction SD. Each ink dot D is recorded at intervals dw along the main scanning direction MD. The interval dl and the interval dw are substantially the same. Therefore, the formed image has a uniform density distribution throughout. The interval dl is determined by the interval between the nozzles of the recording head. The interval dw is determined by the moving speed of the recording head in the main scanning direction and the ink ejection timing. However, in practice, since the ink ejection cycle is determined by the essential capability of the recording head, it is difficult to reduce it beyond the capability. For this reason, the normal interval dw is determined by the moving speed of the recording head. Therefore, in a normal image recording apparatus, a constant moving speed is set in order to make the ink dots uniform as described above. Specifically, in the image recording apparatus, the moving speed of the recording head during normal image recording is set to a speed at which the nozzle interval dl can move during one period of the ink ejection period.
[0006]
When an ejection failure occurs due to clogging of the nozzle or the like, the image quality of the image with the ink dots is degraded.
[0007]
For this reason, an image recording apparatus having a detection mechanism for detecting the ejection failure has been proposed. There are mainly two types of the detection mechanism. The first type of detection mechanism performs a test print on a recording medium and detects an ejection failure by reading the test printed image with a scanner.
[0008]
The detection mechanism of the second type has a light source and a light receiving element that receives a beam from the light source. The light source is arranged so that ink droplets ejected from the recording head can pass through the beam. The second type of detection mechanism detects ejection failure by detecting a change in the amount of light received by the light receiving element when an ink droplet passes through the beam.
[0009]
Unlike the first type of detection mechanism, the second type of detection mechanism does not require scanner movement time and image reading time, and can therefore detect ejection defects at higher speed. The conventional second type image recording apparatus is configured as shown in FIG. 13A, for example.
[0010]
In FIG. 13, an image recording apparatus 110 includes a recording head 120, a carriage 130 that supports the recording head 120, a transport unit 140 for transporting the recording medium P in the sub-scanning direction, and a carriage 130 in the main scanning direction. Driving means 150 for driving. The image recording apparatus 110 also includes the detection mechanism 160 described above. The recording head 120 has a plurality of nozzles 121 arranged to face the recording medium P during image recording. The nozzle 121 is an ink ejection port.
[0011]
The detection mechanism 160 is disposed outside the image recording area in which an image is recorded in the main scanning direction. In other words, the detection mechanism 160 is arranged in an inspection area that is an area other than the image recording area. The inspection area is an area for detecting a discharge failure of the recording head. The detection mechanism 160 includes an ink receiver 161, a light source 162, and a light receiving unit 163. The ink receiver 161 receives the ink ejected in the inspection area. For this reason, the ink receiver 161 prevents the inside of the apparatus from being contaminated by the ejected ink when the ejection failure is detected.
[0012]
The light source 162 is arranged so as to irradiate a beam along the arrangement direction of the nozzles 121 of the recording head 120 moved into the inspection area. In other words, the detection mechanism 160 has an optical axis along the arrangement direction of the nozzles. The beam is indicated schematically by the reference sign B in FIG.
[0013]
The light receiving unit 163 includes a light receiving element and is disposed so as to receive the beam B from the light source 162.
[0014]
The image recording apparatus 110 having the detection mechanism 160 detects a discharge failure as follows. First, the recording head 120 is moved to the inspection area as the carriage 130 is moved by the driving means 150. By this movement, as shown in FIG. 13C, the recording head 120 is moved so that the nozzle 121 is arranged on the optical axis of the beam B in the main scanning direction. That is, each nozzle 121 is disposed at a position that intersects the optical axis.
[0015]
The recording head 120 sequentially discharges ink to each nozzle 121 from the nozzle 121 on one end side of the recording head to the nozzle 121 on the other end side in the inspection area. At this time, the ejected ink droplets sequentially pass through the beam B and land on the ink receiver 161. The light receiving unit 163 can detect that the ink droplet has passed since the amount of light received changes when the ink droplet passes through the beam B.
[0016]
However, the detection mechanism 160 must match the optical axis of the beam B with the arrangement direction of the nozzles 121 in order to detect ejection failure. For this reason, the movement of the recording head 120 needs to be controlled with high accuracy. For this reason, the detection mechanism 160 and the driving means 150 are complicated mechanisms. Further, the image recording apparatus 110 performs the inspection in a state where the conveyance of the recording head 120 is stopped. For this reason, the image recording apparatus 110 increases the entire image recording time including the inspection time. In other words, the image recording apparatus 110 has a reduced recording speed (recording-speed) including the inspection time.
[0017]
Various proposals have been made to overcome the above problems in image recording apparatuses having a detection mechanism. For example, in an image recording apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-179848 (see Patent Document 1), the optical axis of the detection mechanism is set in a direction intersecting with the arrangement direction of the nozzles in order to overcome the above problem. Yes. For this reason, as shown in FIG. 14A, the detection mechanism 160 ′ moves the carriage while the detection mechanism 160 ′ is fixed, so that the beam B is sequentially transmitted to the ink flight path of each nozzle. Intersect. For this reason, all the nozzles 121 reliably cross the optical axis of the beam B, and the ejection state can be detected.
[0018]
Since the light receiving unit 163 detects the ejection state based on the amount of light when the beam B is received, it cannot correctly detect the ejection state of each nozzle when a plurality of ink droplets pass through the beam B at the same time. . For this reason, in the image recording apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-179848, the detection mechanism 160 ′ has the optical axis angle adjusted with respect to the arrangement direction of the nozzle rows as shown in FIG. ing. Specifically, in the case of having a plurality of nozzle rows, the light source 162 has an optical axis with respect to the arrangement direction of the nozzle rows so that the ink flight paths of the plurality of nozzles and the beam B do not intersect at the same time. The angle has been adjusted. More specifically, the angle θ of the optical axis with respect to the arrangement direction of the nozzle rows needs to have the relationship of the following formula 1.
[0019]
(Formula 1) l × tanθ <w
w: Distance between nozzle rows N1 and N2 adjacent to each other
l: Length of nozzle rows N1 and N2
Generally, when the separation distance w increases, the width of the entire image recording apparatus increases. For this reason, the smaller the separation distance w, the better. Because of this restriction, the angle θ is generally selected to be a value smaller than 45 degrees.
[0020]
Hereinafter, in the image recording apparatus, when the optical axis intersects the nozzle 121_1 at the end of the recording head, the recording head is moved at the moving speed during the image recording for one period of the ink ejection period. The case where it moved is demonstrated with reference to FIG.14 (c).
[0021]
In the image recording apparatus, when the recording head is moved at the moving speed at the time of image recording during one period of the ink discharge period, the recording head is the same distance as the nozzle interval as described above. Moving. For this reason, when the recording head 120 is moved for a time corresponding to the one cycle, the recording head 120 moves along the main scanning direction by the same distance as the nozzle interval. In FIG. 14, the recording head 120 after movement is indicated by a broken line. For this reason, when the angle θ is set to be smaller than 45 degrees, the nozzle 121_2 of the moved recording head 120 moves beyond the beam B in the main scanning direction. For this reason, in order to detect the ejection state of all the nozzles 121, the image recording apparatus needs to make the moving speed of the recording head slower than the moving speed at the time of image recording. For this reason, the image recording apparatus described in JP-A-11-17984 requires a complicated mechanism for reducing the speed of the recording head, and the image recording speed including the inspection time becomes slow. End up.
[0022]
In order to overcome the above problems in an image recording apparatus provided with a detection mechanism, an image recording apparatus described in JP-A-11-188853 (see Patent Document 2) has been proposed. In the image recording apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-188853, the optical axis of the detection mechanism is set in a direction intersecting with the arrangement direction of the nozzles, similarly to the image recording apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-179848. ing. Furthermore, the angle θ of the optical axis of the detection mechanism with respect to the nozzle arrangement direction has a relationship similar to the relationship represented by the above formula 1. However, in the image recording apparatus described in JP-A-11-188853, when the recording head is moved for a time corresponding to one period of the ink ejection period, at least one nozzle 121 moves the optical axis of the detection mechanism. After passing, the angle of the optical axis is adjusted so that a nozzle 121 different from the nozzle that has passed through is arranged on the optical axis. More specifically, as shown in FIG. 15, before the recording head 120 moves, the nozzle 121_1 indicated by the solid line is at a position that intersects the optical axis. The recording head 120 is moved for a time corresponding to one period of the ink ejection period. After this movement, the nozzles 121_2 and 121_3 move beyond the beam B in the main scanning direction as indicated by broken lines. However, the nozzle 121_4 indicated by the broken line is arranged on the optical axis. As described above, the image recording apparatus described in JP-A-11-188853 can detect the ejection state of the nozzles even when the carriage is moved at a moving speed during normal image recording.
[0023]
[Patent Document 1]
JP-A-11-17984 (page 4-11, FIG. 2)
[0024]
[Patent Document 2]
JP-A-11-188853 (page 4-13, FIG. 2)
[0025]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, the image recording apparatus described in JP-A-11-188853 detects the ejection state of the next nozzle by skipping at least one nozzle for each period of the ink ejection period. For this reason, in order to inspect all the nozzles, the recording head must be scanned a plurality of times. For this reason, this image recording apparatus still slows down the image recording speed including the inspection time.
[0026]
In recent years, image recording apparatuses have been demanded to further improve image quality, and the length of the recording head and the interval between nozzles have been miniaturized. In this case, in the image recording apparatus described in JP-A-11-188853, the aforementioned angle θ must be further reduced. For this reason, this image recording apparatus needs to make the recording speed slower or increase the number of scans of the recording head. Therefore, the detection mechanism must adjust the arrangement of the optical axes with higher accuracy, and can be difficult to manufacture.
[0027]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a detection mechanism that can detect the discharge state of each nozzle at high speed and does not require advanced position adjustment between the optical axis of the detection mechanism and the nozzle. An image recording apparatus is provided.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, an image recording apparatus of the present invention is configured as follows.
[0029]
The present inventionEmbodiments related toNumber of nozzlesA plurality of nozzle rows arranged in a straight line are provided.With ink recording jet headThe extending direction of each of the plurality of nozzle rows is made to coincide with the conveyance direction of the recording medium, and the plurality of nozzle rows are separated from each other in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording mediumThe ink jet head recording headWithRecording medium transport directionWhenReciprocating drive in orthogonal directionDoCarriage and,Provided within the drive range of the carriagePlaced in the inspection areaMultiple nozzlesColumnA sensor for optically detecting the ink discharged from each, From each nozzle of the plurality of nozzle rowsA control unit for controlling the ink ejection operation,In the image recording apparatus in which ink is ejected from each nozzle of the plurality of nozzle rows while the carriage is moving in the inspection area, and the ink ejection state from each nozzle is inspected by the sensor, the sensor is The optical axis of the detection light is inclined and arranged so as to intersect the arrangement direction of each of the plurality of nozzle rows,The controller isInk is ejected from each nozzle of the plurality of nozzle rows so that the ink passes through the detection light, and the ink ejection timing of each nozzle in one nozzle row of the plurality of nozzle rows is set to the other nozzle row. An image recording apparatus is provided that ejects ink from each nozzle of the plurality of nozzle rows, shifted from the ink ejection timing of each nozzle.
[0030]
In addition, the embodiment according to the present invention includes a plurality of nozzle rows in which a plurality of nozzles are linearly arranged, and the extending direction of each of the plurality of nozzle rows is made to coincide with a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium, And an ink jet head arranged so that the plurality of nozzle rows are separated from each other in the recording medium conveyance direction, a sensor for optically detecting ink ejected from each of the plurality of nozzle rows, and the sensor. And a carriage that moves in the conveyance direction of the recording medium, and a control unit that controls an ink ejection operation from each nozzle of the plurality of nozzle rows, wherein the carriage includes each nozzle of the plurality of nozzle rows. Ink is ejected from each nozzle of the plurality of nozzle rows while moving across the ink flight path of the ink, and the ink from each nozzle is ejected by the sensor. In the image recording apparatus for inspecting the protruding state, the sensor is disposed so that an optical axis of the detection light is inclined so as to intersect with an arrangement direction of each of the plurality of nozzle rows, and the control unit includes an ink Ink is discharged from each nozzle of the plurality of nozzle rows so that the detection light passes, and the ink discharge timing of each nozzle in one nozzle row of the plurality of nozzle rows is set in the other nozzle row. Provided is an image recording apparatus that ejects ink from each nozzle of the plurality of nozzle rows, shifted from the ink ejection timing of each nozzle.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0036]
First, the image recording apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a perspective view showing a part of an image recording apparatus 10 according to the present embodiment.
[0037]
The image recording apparatus 10 includes two recording heads 20, a carriage 30, a transport mechanism 40, a drive mechanism 50, a detection mechanism 60, a sensor unit 70, and a control unit 80.
[0038]
The two recording heads 20 are attached to the carriage 30 such that the longitudinal direction of the recording heads 20 coincides with the sub-scanning direction that is the conveyance direction of the recording medium P. The two recording heads 20 are arranged at a distance of about 175 μm along the main scanning direction orthogonal to the sub-scanning direction. Further, as shown in FIG. 1B, the recording head 20 has a plurality of nozzles 21 which are ink ejection ports. The recording head 20 is attached to the carriage 30 so that the nozzle 21 faces the recording medium P. The plurality of nozzles 21 are arranged along the longitudinal direction of the recording head 20. In other words, the nozzle rows N1 and N2 that are the rows of the nozzles 21 extend along the sub-scanning direction. The row interval RW between the nozzle rows N1 and N2 is set to about 175 μm. The nozzles 21 are arranged at a predetermined interval NS along the longitudinal direction of the recording head.
[0039]
In the present embodiment, the recording capability of each recording head 20 is set to 360 dpi. Therefore, the interval NS between the nozzles 21 is about 70 μm.
[0040]
Further, the recording head 20 has ejection force application means for ejecting ink for each nozzle 21. The ejection force applying means is, for example, a piezoelectric element. The ejection force applying means ejects ink intermittently at a predetermined cycle. The ejection period of ink by the ejection force application unit is determined by the essential ability of the recording head. For this reason, it is not possible to speed up the discharge cycle beyond the above capacity. In the ejection force application means of the present embodiment, the ejection frequency is set to 10 kHz. In other words, the ejection force application means has an ink ejection cycle T set to 100 μsec. The ejection force applying means is set so that the ink can be ejected at an ink flying speed Vf of about 5 m / sec.
[0041]
The carriage 30 is attached to the drive mechanism 50 and is movable along the main scanning direction. The drive mechanism 50 drives the carriage 30 along the main scanning direction. The transport mechanism 40 transports the recording medium P along the sub-scanning direction. The carriage 30 is driven at a constant speed in an image recording area for recording an image on a recording medium. Therefore, the image recording area is a constant speed driving area of the carriage.
[0042]
The recording head 20, the transport mechanism 40, and the drive mechanism 50 are each connected to the control unit 80, and the drive is controlled by the control unit 80.
[0043]
The detection mechanism 60 is disposed outside the image recording area of the recording head 20. In other words, the detection mechanism 60 is disposed at a position that does not face the recording medium in the movable range of the recording head 20 along the main scanning direction. In the present specification, the installation position of the detection mechanism 60 is referred to as an inspection region. This inspection area is an area for the detection mechanism 60 to detect a discharge failure. The carriage 30 reverses the moving direction in the main scanning direction outside the image recording area. Therefore, it can be said that the inspection area is an inversion driving area in which the carriage 30 is inverted.
[0044]
The detection mechanism 60 includes an ink receiver 61, a light source 62, and a light receiving unit 63. The ink receiver 61 receives ink ejected in the inspection area. Therefore, the ink receiver 61 prevents the inside of the apparatus from being contaminated by the ejected ink when the ejection failure is detected.
[0045]
The light source 62 is, for example, a semiconductor laser. The light source 62 is arranged so as to be able to irradiate the beam B in a direction intersecting the arrangement direction of the nozzle rows N1 and N2 of the recording head 20 moved into the inspection area. More specifically, as shown in FIG. 1B, the angle θ between the arrangement direction of the nozzle rows N1 and N2 and the optical axis of the beam B is set to about 45 degrees.
[0046]
The width BW (see FIG. 3) of the beam B is set to about 140 μm. The light source 62 is arranged so that the beam B passes through a position about 1 mm away from the nozzle 21 in the ink ejection direction. In other words, the interval (nozzle beam interval H) in the ink ejection direction between each nozzle 21 and the outer edge of the beam B is about 1 mm.
[0047]
The light receiving unit 63 includes a light receiving element, and is disposed so as to receive the beam B from the light source 62. That is, the light receiving unit 63 is disposed on the optical path of the beam B. The light receiving unit 63 is a sensor that detects a change in the amount of light incident on the light receiving element. The light receiving unit 63 is connected to the control unit 80 and outputs a detection result to the control unit 80.
[0048]
Although not shown, the sensor unit 70 includes a sensor for detecting a position along the main scanning direction of the carriage 30 such as a linear encoder. The sensor unit 70 is connected to the control unit 80 and sends a detection result to the control unit 80.
[0049]
The control unit 80 controls driving of the image recording apparatus 10. As shown in FIG. 2, the control unit 80 includes a CPU 80a, an image processing unit 80b, a RAM 80c, a ROM 80d, a sub-scanning control unit 80e, a main scanning control unit 80f, and a light receiving signal processing circuit. 80h and a head driver 80g.
[0050]
The CPU 80a receives image data transferred from the host device 200 or image data read from the ROM 80d. The CPU 80a performs various arithmetic processes. Further, the CPU 80a provides the image data to the image processing unit 80b. Further, the CPU 80a refers to the control information in the ROM 80d and issues a command for controlling the image recording apparatus 10.
[0051]
The image processing unit 80b converts the image data sent from the CPU 80a into a control signal for image recording.
[0052]
The RAM 80c is used as a work area when the CPU 80a performs various work, and temporarily stores image data transferred from the host device 200.
[0053]
The ROM 80d stores image data such as a predetermined test pattern and the control information necessary for controlling the image recording apparatus 10.
[0054]
The sub-scanning control unit 80e is connected to the CPU 80a and the transport mechanism 40, and controls driving of the transport mechanism 40 according to a command from the CPU 80a.
[0055]
The main scanning control unit 80f is connected to the CPU 80a and the drive mechanism 50, and controls the drive of the drive mechanism 50 according to a command from the CPU 80a.
[0056]
The head driver 80g is connected to the CPU 80a and the recording head 20, and controls the ink ejection timing of the recording head 20 according to a command from the CPU 80a.
[0057]
The light receiving signal processing circuit 80h is connected to the CPU 80a and the light receiving unit 63, receives the output signal of the light receiving unit 63, converts the output signal into digital, and sends it to the CPU 80a.
[0058]
The operation of the image recording apparatus 10 having the above configuration will be described below.
[0059]
In recording an image, first, the CPU 80a receives image data of an image to be recorded from the host device 200 or the ROM 80d. The image data is temporarily stored in the RAM 80c. The CPU 80a sends the image data in the RAM 80c to the image processing unit 80b. The image processing unit 80b outputs a signal for controlling the driving of the transport mechanism 40, the driving mechanism 50, and the recording head 20 to the CPU 80a based on the image data.
[0060]
The CPU 80a sends the signal to the sub-scanning control unit 80e, the main scanning control unit 80f, and the head driver 80g. Thereby, the sub-scanning control unit 80e controls the transport mechanism 40, the main scanning control unit 80f controls the driving mechanism 50, and the head driver 80g controls the recording head 20.
[0061]
With the above control, the drive mechanism 50 moves the recording head 20 along the main scanning direction at a predetermined moving speed. Along with the movement, the recording head 20 ejects ink at a predetermined ejection cycle. As a result, the image recording apparatus 10 records an image on the recording medium P.
[0062]
The moving speed of the recording head 20 is set so as to be moved by the interval NS of the nozzles 21 during one ink ejection cycle. Accordingly, the recording head 20 can record the ink dots D in a uniform arrangement as described in the prior art. In this case, the moving speed Vk of the recording head 20 is obtained by the following equation 2.
[0063]
(Formula 2) Vk = NS / T
T: Ink ejection cycle
NS: spacing between adjacent nozzles in the nozzle arrangement direction
Since the interval NS is about 70 μm and the ink ejection cycle T is 100 μsec, the moving speed Vk of the recording head 20 is about 0.7 m / sec from Equation 2.
[0064]
The recording head 20 records an image along the main scanning direction along with the movement along the main scanning direction. With this recording, recording of an image corresponding to the length of the nozzle arrays N1 and N2 of the recording head 20 along the sub-scanning direction is completed by one line along the main scanning direction. Each time the recording for each row is completed, the controller 80 causes the transport mechanism 40 to operate so as to transport the recording medium P along the sub-scanning direction. The image recording apparatus 10 sequentially records the images in a row by the above operation, and completes the recording of the entire image on the recording medium P.
[0065]
The image recording apparatus 10 performs an ink ejection state inspection of each nozzle 21 before the start of image recording, during the image recording operation, and / or after the end of image recording. The inspection is performed when the recording head 20 moves into the inspection area.
[0066]
Next, the operation of the image recording apparatus 10 in the ejection state inspection will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the nozzles 21 of the nozzle array N1 are denoted by reference numerals N1_1, N1_2,... In order from the light source 62 side in the arrangement direction of the nozzle array N1. Similarly, the nozzles 21 of the nozzle row N2 are assigned reference numerals N2_1, N2_2,... In order from the light source 62 side. The nozzle row N1 is a first nozzle group, and the nozzle row N2 is a second nozzle group.
[0067]
The ejection state inspection is performed by allowing the ink droplets ejected from the nozzle 21 to pass through the beam B. The ejection state inspection is performed while the recording head 20 is moving. The moving speed of the recording head 20 at the time of this inspection is the same as the moving speed at the time of image recording.
[0068]
In the inspection, when the recording head 20 is moved to the inspection area, the nozzle 21 that intersects the beam B first is inspected first. For this reason, the control unit 80 controls the ink ejection timing of the recording head 20 so that the ink droplets ejected from the first nozzle 21 to be inspected can pass through the beam B. In the present embodiment, the first nozzle 21 to be inspected is the nozzle N1_1. The above control is as follows.
[0069]
First, the sensor unit 70 sends the position information (position along the main scanning direction) of the carriage 30 to the CPU 80a as needed. The recording head 20 is aligned with the carriage 30 and fixed to the carriage 30. Therefore, the CPU 80a can obtain the position of the recording head 20 from the position information.
[0070]
During the inspection of the ink ejection state, the recording head 20 ejects ink while moving. Note that the image recording apparatus 10 also moves the recording head 20 at the same movement speed as during image recording even during this inspection. At the same time, the beam B and the nozzle 21 are separated from each other by a nozzle beam interval H in the ink ejection direction. For this reason, the recording head 20 ejects ink from a position separated from the nozzle N1_1 by a distance Di on the opposite side to the traveling direction thereof so that the ejected ink droplets pass through the beam B.
[0071]
In order to obtain the distance Di, first, a time Ta until the ink reaches the beam B is obtained by the following Expression 3.
[0072]
(Formula 3) Ta = H / Vf
H: Nozzle beam interval
Vf: Ink flight speed
As shown in the above configuration, the nozzle beam interval H is about 1 mm, and the ink flying speed Vf is about 5 m / sec. Therefore, the time Ta until the ink reaches the beam B is about 200 μsec from the equation 3.
[0073]
The distance Di is a distance that the recording head 20 moves from the nozzle N1_1 during the time Ta. Therefore, the distance Di is obtained by the following formula 4.
[0074]
(Formula 4) Di = Ta × Vk
Vk: moving speed of the recording head 20
As shown in the above configuration, the moving speed of the recording head 20 is about 0.7 m / sec. At this time, the distance Di is 140 μm from Equation 4.
[0075]
The ROM 80d stores a distance Di.
[0076]
When the position of the recording head 20 sent from the sensor unit 70 coincides with the position separated from the nozzle N1_1 by the distance Di, the CPU 80a outputs an N1 column synchronization signal to the head driver 80g. The N1 column synchronization signal has a cycle similar to the ink ejection cycle during image recording. The head driver 80g operates the recording head 20 so that each nozzle 21 of the nozzle row N1 ejects ink in the order along the nozzle arrangement direction from the nozzle N1_1 in accordance with the N1 row synchronization signal. In other words, the N1 column synchronization signal determines the ejection cycle of the nozzles of the first nozzle group. The N1 column synchronization signal is shown in FIG.
[0077]
Through the above operation, the ink droplets ejected from the nozzle N1_1 pass through the beam B and land on the ink receiver 61. Ink droplets ejected from the nozzles 21 other than the nozzle N1_1 also land on the ink receiver 61. Therefore, the inside of the image recording apparatus 10 is prevented from being contaminated by ink droplets ejected during the ejection state inspection.
[0078]
Some of the light sources 62 become higher as the light intensity distribution of the beam B is closer to the optical axis. In this case, as shown in FIG. 4A, it is desirable that the ink flight path from the nozzle N1_1 passes through the vicinity of the optical axis O of the beam B. More specifically, when the ink droplet is ejected so as to pass near the optical axis O, the S / N ratio in the light receiving unit 63 is improved.
[0079]
As described above, when the ink droplet passes through the beam B, the amount of light received by the light receiving unit 63 changes. Then, the light receiving unit 63 sends a change in voltage to the received light signal processing circuit 80h.
[0080]
When the beam B is shaped like a slit, there is not much difference in light intensity within the beam B. In this case, if the ink droplet passes through at least one part in the beam B, the light receiving unit 63 can detect a change in the amount of light received.
[0081]
In the present embodiment, the nozzle N1_1 ejects ink droplets so that the ink droplets pass near the optical axis O.
[0082]
After the nozzle N1_1 ejects ink, after one cycle of the ink ejection cycle T, specifically, after 100 μsec, the nozzle N1_2 ejects ink. Note that, as described above, the recording head 20 constantly moves in the main scanning direction at the same movement speed Vk as that during image recording, as described above. That is, the recording head 20 moves in the main scanning direction from the position where the nozzle N1_1 ejects ink by the distance Dk obtained by the following Expression 5 after the one cycle.
[0083]
(Formula 5) Dk = Vk × T
The moving speed Vk is about 0.7 m / sec. At this time, the distance Dk is about 70 μm from Equation 5.
[0084]
The nozzle N1_2 and the nozzle N1_1 are deviated by a nozzle interval NS in the nozzle arrangement direction. That is, the flight path of the ink droplets ejected from the nozzle N1_1 and the flight path of the ink droplets ejected from the nozzle N1_2 are deviated by the nozzle interval NS in the nozzle arrangement direction. In this case, in order for the detection mechanism 60 to detect the ink droplet ejected from the nozzle N1_2, the beam B and the flight path of the ink droplet from the nozzle N1_2 need to intersect. Further, in order for the detection mechanism 60 to detect all the nozzles 21, in each of the nozzle rows N1 and N2, the flight path of the ink droplets ejected from the nozzles adjacent to each other, the beam B, and the like. Need to cross.
[0085]
The moving direction of the recording head 20 is only the main scanning direction. Therefore, in order to cross the beam B and the ink droplet flight path as described above, the beam B and the recording head 20 need to be inclined at an angle θ with respect to the nozzle arrangement direction. The angle θ has the relationship of the following formula 6.
[0086]
(Formula 6) θ≈arctan (Dk / NS)
NS: separation distance between adjacent nozzles in the nozzle arrangement direction
When the beam B is tilted in this way, the relative positions of the beam B and the recording head 20 in the nozzle arrangement direction are moved by a predetermined amount by moving in the main scanning direction during the one period. In the present embodiment, the nozzle interval NS is 70 μm, and the distance Dk is 70 μm. The angle θ is about 45 degrees.
[0087]
Due to the inclination of the beam B, the ink droplets ejected from the nozzle N1_2 can pass through the beam B. Therefore, the detection mechanism 60 can detect the ink droplet from the nozzle N1_2 after detecting the ink droplet from the nozzle N1_1.
[0088]
Since the beam B has a width BW, the ejected ink droplet can pass through the beam B even if the angle θ is slightly deviated from the value obtained by arctan (Dk / NS).
[0089]
The CPU 80a outputs the N1 synchronization signal and at the same time outputs the N2 column synchronization signal that determines the ink ejection period of the nozzle row N2. The N2 column synchronization signal determines the ejection cycle of the nozzles of the second nozzle group.
[0090]
In the image recording apparatus 10, the recording head 20 always moves at the moving speed Vk as described above. Therefore, before the inspection of all the nozzles 21 in the nozzle row N1 is completed, the nozzles 21 in the nozzle row N2 move to the ejection position. In other words, before the inspection of all the nozzles 21 in the nozzle row N1 is completed, the flight path of the ink ejected from the nozzles 21 in the nozzle row N2 and the beam B intersect.
[0091]
The ink droplets ejected from each nozzle 21 of the nozzle row N1 pass in the vicinity of the optical axis O. Similarly, in order for ink droplets ejected from the nozzles 21 of the nozzle array N2 to pass through the vicinity of the optical axis O, the nozzles 21 of the nozzle array N2 are arranged in the same direction in the nozzle arrangement direction. Ink is ejected from the same position in the main scanning direction with respect to the ejection position. As a specific example, when the nozzle N2_1 is ejected from the same position as the ink ejection position of the nozzle N1_1, the ink flight path from the nozzle N2_1 is substantially the same as the ink flight path from the nozzle N1_1. . Note that the nozzle rows N1 and N2 are separated by an interval RW in the main scanning direction.
[0092]
In the above case, the time Tm required for the recording head 20 to move from the ejection of the ink from the nozzle N1_1 to the ink ejection position of the nozzle N2_1 is obtained by the following Expression 7.
[0093]
(Formula 7) Tm = RW / Vk
RW: interval between nozzle rows N1 and N2 (row interval)
Vk: moving speed of the recording head
When the column interval RW is about 175 μm and the moving speed Vk is about 0.7 m / sec, the time Tm is about 250 μsec from Equation 7. The ink ejection cycle T is 100 μsec. For this reason, it is preferable that the nozzle N2_1 ejects ink between the third nozzle N1_3 ejected in the nozzle row N1 and the fourth nozzle N1_4 ejected.
[0094]
Further, in order to accurately inspect the ejection state of the nozzle, it is necessary that one ink droplet passes through the beam B at a time.
[0095]
For this reason, the N2 column synchronization signal has the same cycle as the N1 column synchronization signal, but the ejection timing is shifted. Specifically, the N2 column synchronization signal is such that the ink droplets ejected from each nozzle 21 of the nozzle column N1 and the ink droplets ejected from the nozzle column N2 are not present in the beam B at the same time. Timing is shifted with respect to the synchronization signal. As a result, each nozzle in the nozzle row N2 has an ink droplet ejected from the other nozzle after the ink droplet ejected from one of the nozzles adjacent to each other in the nozzle row N1 has passed through the beam B. Ink droplets are ejected before entering the beam B. As a more specific example, after the ink droplet ejected from the nozzle N1_3 of the nozzle row N1 has passed through the beam B, the ink droplet ejected from the nozzle N1_4 enters the beam B. The nozzle N2_1 ejects ink droplets. Thereby, each nozzle of the nozzle row N2 spends passing the ink droplet beam B with respect to the ejection timing of one nozzle of the nozzles adjacent to each other in the nozzle row N1 and the ejection timing of the other nozzle. The transit time is shifted. The transit time Tt that the ink droplet spends passing through the beam B can be obtained by the following formula 8.
[0096]
(Formula 8) Tt = BW / Vf
The ink flying speed Vf is about 5 m / sec, and the width BW of the beam B is set to 140 μm. In this case, from Equation 8, the passage time Tt is about 28 μsec. As described above, when the N2 column synchronization signal is shifted by at least Tt with respect to the N1 column synchronization signal, the ink droplets ejected from the nozzles of the nozzle column N1 and the ink droplets ejected from the nozzles of the nozzle column N2 Simultaneous passage through the beam is prevented. The time Tt varies somewhat depending on the cross-sectional shape of the beam B.
[0097]
As described above, the N2 column synchronization signal and the N1 column synchronization signal are shifted from each other by the passage time Tt spent for passing through the ink droplet beam B. That is, the N2 column synchronization signal is shifted with respect to the N1 column synchronization signal by a time Tz that satisfies the relationship of Equation 9 below.
[0098]
(Formula 9) Tt <Tz <T-Tt
T: Ink ejection cycle
In the present embodiment, the ink ejection cycle T is 100 μsec. Therefore, the time Tz is in the range of 28 μsec <time Tz <72 μsec.
[0099]
The time Tz is determined in consideration of the desired ejection timing obtained by Expression 7 and the range of Tz according to Expression 9. That is, the ejection timing of the ink droplets ejected from the nozzles 21 of the nozzle array N2 is selected so that it can pass near the optical axis of the beam B without being present in the light beam simultaneously with other ink droplets. In the present embodiment, the time Tz is set to 50 μsec. The N2 column synchronization signal is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the nozzle N2_1 ejects ink 50 μsec after the nozzle N1_3 ejects ink. In other words, the nozzle N2_1 ejects ink 250 μsec after the nozzle N1_1 ejects ink. As described above, since the ink is ejected 50 μsec after the nozzle N1_3 ejects the ink, the nozzle rows N1 and N2 alternately eject ink droplets.
[0100]
The detection mechanism 60 detects the ink droplet ejected from the nozzle N2_1 at the position shown in FIG. Note that the ink droplets ejected from the nozzle N1_3 are detected at the position of the recording head 20 shown in FIG. 4B. Thus, the ink droplet from the nozzle N2_1 can pass through the beam alone. Therefore, the detection mechanism 60 can reliably inspect the discharge state.
[0101]
50 μsec after the nozzle N2_1 ejects ink, the nozzle N1_4 ejects ink. The detection mechanism 60 detects the ejected ink droplet at the position shown in FIG. As shown in FIG. 4D, the beam B includes the ink flight paths of the nozzle N1_4 and the nozzle N2_1. However, as described above, the discharge timing of the nozzle N1_4 is shifted from that of the nozzle N2_1. As a result, the ink droplets from the nozzle N1_4 can pass through the beam independently. Therefore, the detection mechanism 60 can reliably inspect the discharge state.
[0102]
Thus, the ink ejection timings of the nozzles 21 of the nozzle row N1 that is the first nozzle group and the nozzles 21 of the nozzle row N2 that is the second nozzle group are shifted. As a result, the ink droplets ejected by the first nozzle group and the second nozzle group do not interfere with each other. Therefore, the detection mechanism 60 can inspect the ejection state of the nozzles of each group even when the ink flight paths of both groups exist in the beam.
[0103]
The head driver 80g operates each nozzle 21 of the nozzle row N2 to eject ink in the order along the nozzle arrangement direction from the nozzle N2_1 according to the N2 row synchronization signal. Accordingly, the nozzles in the nozzle array N1 and the nozzles in the nozzle array N2 can eject ink with the ejection timing always shifted.
[0104]
Note that the discharge timing of the nozzle N2_1 as obtained by the equation 9 is stored in the ROM 80d.
[0105]
When the ink droplet ejected from the nozzle N2_1 by the above operation passes through the beam B, the amount of light received by the light receiving unit 63 changes. Then, the light receiving unit 63 sends a change in voltage to the received light signal processing circuit 80h.
[0106]
As shown in the above operation, in the image recording apparatus 10, the nozzle row N1 and the nozzle row N2 sequentially eject ink in accordance with the N1 row synchronization signal and the N2 row synchronization signal, respectively. Then, the detection mechanism 60 sequentially sends the presence / absence of ink passage to the light reception signal processing circuit 80h.
[0107]
The received light signal processing circuit 80h stores a detection cycle in the ROM 80d. The received light signal processing circuit 80h digitizes the voltage change based on this detection cycle. Further, the signal processing circuit 80h sends the change in voltage to the CPU 80a as passage information indicating whether or not an ink droplet has passed.
[0108]
The detection cycle includes an N1 row detection signal that is a detection cycle for detecting the discharge state of the nozzle row N1 and an N2 row detection signal that is a detection cycle for detecting the discharge state of the nozzle row N2.
[0109]
The N1 column detection signal is stored in the ROM 80d. The N1 column detection signal has the same cycle as the N1 column synchronization signal, but is output after the time Ta obtained by the above equation 3 after the nozzle N1_1 ejects ink. That is, the timing is shifted so that detection can be performed when the ink droplets ejected from the nozzle array N1 reach the beam. Then, the passage time Tt obtained by Expression 8 is set as the detection time of the received light signal processing circuit 80h. The N1 column detection signal is shown in FIG.
[0110]
Similarly, the N2 column detection signal is stored in the ROM 80d. This N2 column detection signal has the same cycle as the N2 column synchronization signal, but is output after the time Ta obtained by the above equation 3 after the nozzle N2_1 ejects ink. Further, the passage time Tt obtained by Expression 8 is set as the detection time of the received light signal processing circuit 80h. The N2 column detection signal is shown in FIG.
[0111]
When ink passes through the beam B during the detection time of the N1 column detection signal, the voltage sent from the light receiving unit 63 to the light receiving signal processing circuit 80h changes. The received light signal processing circuit 80h sends passage information that the ink has passed to the CPU 80a when the voltage changes. Further, if the ink does not pass during the detection time, the light reception signal processing circuit 80h sends passage information that the ink has not passed to the CPU 80a. That is, the CPU 80a detects whether or not there is a nozzle with an ink ejection failure based on the passage information. The light reception signal processing circuit 80h sends passage information to the CPU 80a in the same manner as described above even during the detection time of the N2 column detection signal. These pieces of passage information are shown in FIG. 5 as light reception outputs. The light reception output in FIG. 5 is for the case where all the ink has passed during the detection time of the N1 row detection signal and the N2 row detection signal.
[0112]
The state where the ink flight path from the nozzle N1_1 and the optical axis O of the beam B coincide with each other is shown in FIG.
[0113]
Further, the CPU 80a sequentially detects the ink discharge state of the nozzles based on the N1 and N2 row detection signals, and when a defective discharge is detected in the recording head being used when the defective discharge is detected. To detect. In this way, the CPU 80a can detect ink ejection failure.
[0114]
As shown in the above configuration and operation, the beam B is inclined at an angle θ with respect to the nozzle arrangement direction, and the timing of the N2 column synchronization signal is shifted with respect to the N1 column synchronization signal. Therefore, the detection mechanism 60 can detect the ink discharge state of each nozzle 21 while the moving speed and the discharge cycle of the recording head 20 are the same as those during image recording. Therefore, the image recording apparatus 10 does not need to control ink ejection and the moving speed of the recording head. That is, the image recording apparatus 10 has simple control of the detection mechanism 60 at the time of the inspection, and does not require a special control mechanism.
[0115]
In addition, since the detection mechanism 60 of the present embodiment crosses the ink B in the direction in which the ink is arranged, the discharge state of each nozzle can be determined without advanced adjustment of the optical axis of the detection mechanism 60 and the nozzle 21. Can be detected.
[0116]
Further, as described above, the image recording apparatus 10 can perform the ejection state inspection at the same moving speed Vk and ejection period T as those during image recording. Therefore, at the time of the inspection, the moving speed of the recording head 20 is not set lower than that at the time of image recording. Therefore, the detection mechanism 60 can detect the ink ejection state at high speed.
[0117]
In addition, since the beam angle θ is set as described above, the image recording apparatus 10 can detect all the nozzles in one scan. Therefore, the image recording apparatus 10 can detect the ink ejection state at high speed.
[0118]
In addition, the ink of the at least one nozzle group is ejected between ejection periods of the nozzle groups. For this reason, it is possible to detect a plurality of nozzles during one discharge period of each nozzle group. For this reason, the detection mechanism 60 can detect the ejection state of the nozzle at a higher speed.
[0119]
For the nozzle ejection state inspection of the present embodiment, in addition to the method described above, for example, the total number of ink passages of all nozzle rows is compared with the total number of nozzles of all nozzle rows. You can go. In this case, the CPU 80a sends the passage information to the RAM 80c, counts the number of ink passages, and records the result in the RAM 80c. Note that the total number of nozzles is stored in the ROM 80d. The CPU 80a compares the total number of ink passages for all nozzles in all nozzle rows with the total number of nozzles obtained by adding all nozzles in all nozzle rows. As a result of this comparison, when the total number of ink passages is smaller than the number of nozzles, the CPU 80a detects that there are nozzles with poor ink ejection in the recording head being used. In this way, the control unit 80 can perform a nozzle ejection state inspection.
[0120]
For example, the control unit 80 can inspect whether there is a discharge failure for each nozzle row. In this case, the total number of nozzles for each nozzle row is stored in the ROM 80d. At the same time, the CPU 80a counts the number of ink drops that have passed through each nozzle row. Then, the CPU 80a compares the total number of nozzles for each nozzle row with the total number of ink passages for each ink row. By the above comparison, ejection failure for each nozzle row can be detected.
[0121]
As another comparison method, the CPU 80a stores the presence or absence of ink passage in the RAM 80c for each nozzle location. At this time, the presence or absence of ink passage is compared for each nozzle location. In this case, a discharge failure for each nozzle can be detected. Further, the CPU 80a can also store the presence / absence of ink passage in the RAM 80c together with the detection time. Even in this case, ejection failure for each nozzle can be detected.
[0122]
The image recording apparatus 10 of the present embodiment has two recording heads 20, but it can also be configured with three or more. Further, the image recording apparatus 10 according to the present embodiment can be configured by one recording head having two or more nozzle rows arranged in parallel.
[0123]
Further, in the image recording apparatus 10 of the present embodiment, the positions of the nozzles of the adjacent recording heads 20 in the sub-scanning direction are the same. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the adjacent recording heads 20 can shift the adjacent heads along the sub-scanning direction in order to increase the recording density. Again, the beam B has a width BW. For this reason, all of the ejected ink can pass through the beam B even when the recording head 20 is operated at the same moving speed Vk and ejection period T as in the image recording as described above. Therefore, the recording head having the configuration can be inspected by the detection mechanism 60.
[0124]
In this embodiment, the case where one ink droplet passes through the beam B has been described. However, the number of ink droplets present in the beam B is not limited to one. For example, when the ejection timings of the two ink droplets are set so that the ink droplets from the nozzles N1_3 and N2_1 pass at different timings in the beam B, the synchronization signal is based on the ejection timings of the two ink droplets. By setting the shift amount and narrowing the pulse width of each synchronization signal, it becomes possible to detect the ink droplet at a timing when only one of the ink droplets is present in the beam B.
[0125]
In the present embodiment, the case has been described where the interval d1 in the sub-scanning direction of each ink dot D is the same as the interval dw in the main scanning direction (dw = d1), but dw ≠ d1 may be satisfied. Absent. For example, when d1 = 2dw, the inclination angle θ of the optical axis of the beam B with respect to the sub-scanning direction is substantially the same as the distance d1 between the nozzles in the nozzle arrangement direction and the distance dw is the ink ejection. Since it substantially coincides with the moving distance Dk of the recording head for one cycle, it is obtained from Equation 6. When d1 = 2dw, the inclination angle θ of the optical axis of the beam B is about 26.6 degrees according to Equation 6. When the tilt angle is set to this value, even if d1 = 2dw, it is possible to inspect all nozzles for defective discharge without changing settings other than the tilt angle (such as carriage movement speed and ink ejection cycle). It is.
[0126]
(Second Embodiment)
The image recording apparatus 10 according to the second embodiment will be described below with reference to FIGS. 7 and 8. In the present embodiment, the same constituent members as those of the image recording apparatus 10 according to the first embodiment described above are indicated by using the reference numerals indicating the same constituent members of the image recording apparatus 10, Detailed description is omitted. Unlike the first embodiment, the image recording apparatus 10 of the second embodiment has only one recording head 20. Further, the image recording apparatus 10 of the present embodiment is different in the operation of the control unit 80 in the ink ejection state inspection.
[0127]
Unlike the first embodiment, the image recording apparatus 10 according to the present embodiment divides the nozzles of the same nozzle row into a plurality of groups. And the discharge timing of these groups differs with respect to another group. More specifically, each nozzle 21 of the nozzle row N1 is made into a first nozzle group every three nozzles from the nozzle G1_1 at the end on the light source 62 side, and the second nozzle every two nozzles from the nozzle G1_2. The nozzle group is a third nozzle group every three nozzles from the nozzle G1_3.
[0128]
In the first nozzle group, the ink ejection cycle is determined by the G1 synchronization signal shown in FIG. Similarly, the ink ejection cycle T is determined by the G2 synchronization signal for the second nozzle group and the G3 synchronization signal for the third nozzle group. Note that the first, second, and third nozzle groups are shifted by time To from the group that ejects ink before itself so as not to interfere with each other during the ejection state inspection. The time To is obtained by the following equation 11. The following X indicates the number of groups.
[0129]
(Formula 11) To = T / X
In this embodiment, since the ejection period T is 100 μsec and the number of groups is 3, the time To is about 33 μsec.
[0130]
Note that the ink detection time for each nozzle is set to the passage time Tt obtained by Expression 8 as described in the first embodiment. Therefore, when the number of ink droplets present in the beam B is limited to one at the time of the inspection, the time To that is the deviation amount of the ejection cycle of each group needs to be larger than the time Tt. In other words, the time To has an allowable error range of the time Td obtained below when the ink droplet detection time for each nozzle is smaller than the ejection cycle. The time Td is obtained by the following equation 12.
[0131]
(Formula 12) Td = To−Tt
In the present embodiment, the passage time Tt is about 28 μsec as in the first embodiment. For this reason, from Equation 12, the allowable error range of time To is about 5 μsec.
[0132]
Further, unlike the first embodiment, the image recording apparatus according to the present embodiment ejects ink a plurality of times while the ink flying paths intersect in the beam B. For this reason, the detection mechanism 60 detects a plurality of ejections while the ink flight path and the beam B intersect each other. In the present embodiment, each nozzle ejects ink three times.
[0133]
Hereinafter, the operation of the image recording apparatus 10 of the present embodiment will be described.
[0134]
The image recording apparatus 10 of the present embodiment ejects ink based on each synchronization signal in FIG. Each group first ejects ink from the same nozzle for three cycles and rests for three cycles. Each group repeats this operation. In this way, each group ejects ink and the ejection cycle of each group is different. Therefore, there is no interference such that two ink droplets pass through the beam B at the same time.
[0135]
In the image recording apparatus 10 of the present embodiment, three pieces of passage information are sent to the CPU 80a for each nozzle. For this reason, CPU80a calculates | requires the average of three passage information. At this time, the CPU 80a adds 1 to the total ink passage number when there are many ink passages in each nozzle. Specifically, the CPU 80a adds 1 to the total ink passage number when the average value is equal to or greater than a predetermined value for each nozzle. More specifically, when two of the three pieces of passage information indicate passage, the CPU 80a determines that the target nozzle has not caused a discharge failure. In this case, the predetermined value is set to about 0.66.
[0136]
The total ink passage number of all nozzles is recorded in the RAM 80c. This total number of ink passes is the same as the total number of nozzles when all nozzles are ejected normally. Therefore, the CPU 80a compares the total number of ink passages with the total number of nozzles to detect whether there is an ink ejection defect. As described above, since the image recording apparatus 10 according to the present embodiment can inspect each nozzle a plurality of times, even when the detection signals vary, the ink ejection state can be inspected more accurately. .
[0137]
As in the first embodiment, the image recording apparatus 10 according to the present embodiment stores the passage information for each nozzle location in the RAM 80c, and the ink passage for each nozzle location. It is also possible to compare the presence or absence. Further, the CPU 80a can also store the presence / absence of ink passage in the RAM 80c together with the detection time. Even in this case, the image recording apparatus 10 can detect a discharge failure for each nozzle.
[0138]
Further, in the image recording apparatus 10 of the present embodiment, three passage information corresponding to each nozzle is sent to the CPU 80a. It is possible to create one feature value by combining these three pieces of passing information. This feature value is recorded and can be used for ejection status inspection. That is, the image recording apparatus 10 can use the three pieces of passage information for the discharge state inspection without averaging. More specifically, the value of the passage information is set to “1” when the ink has passed, and “0” when the ink has not passed. When the nozzle G1_1 at the end of the recording head 20 ejects ink three times, it is controlled so as not to eject ink for the second time. By this control, the CPU 80a receives the passage information “101”. In the ROM 80d, a position specifying value indicating the end nozzle is recorded. This position specifying value is a three-digit number consisting of 0 and 1 as in the above feature. The position specifying value of the end is set to “101” as in the passage information.
[0139]
The CPU 80a compares the passage information with the position specifying value. In the comparison, if the two values are the same, the inspected nozzle can be determined to be an end nozzle. In this case, the image recording apparatus 10 can surely find the nozzle of the end nozzle based on the recorded passage information. For this reason, the positions of the other nozzles can be easily discriminated based on the nozzles at the ends. Therefore, when the above characteristic value is used, the location of the nozzle in the ejection failure state can be easily found without recording the passage information in the RAM 80c with each nozzle position or time. When all the ink droplets ejected from the nozzles other than the end nozzles pass through the beam B, the CPU 80a receives the characteristic value “111” constituted by the passage information for each nozzle. For this reason, the CPU 80a does not determine nozzles other than the end nozzles as end nozzles.
[0140]
In addition, the image recording apparatus 10 according to the present embodiment is configured to have one recording head 20, but may have a plurality of recording heads. For example, as shown in FIG. 9, it is possible to have two recording heads 20.
[0141]
In this case, the nozzle row N1 and the nozzle row N2 are created in three groups G1, G2, and G3 in order from the first nozzle, as in the case of the one recording head 20 described above. Then, each group G1, G2, G3 of the nozzle arrays N1, N2 selectively ejects ink based on the synchronization signal in FIG. 10, similarly to the one recording head 20 described above. Here, in the same group (for example, G1 of the nozzle array N1 and G1 of the nozzle array N2) in the nozzle arrays N1 and N2, the synchronization signals are made to coincide, but the ink ejection timing is shifted.
[0142]
First, ink is ejected three times from the first nozzle G1_1 of the group G1 in the nozzle row N1. After the third time of ink ejection, when time To (about 33 μsec) has passed, ink is ejected from the second nozzle G2_1 three times. After the second ink ejection, when the same time To (about 33 μsec) has passed, the third nozzle G3_1 ejects ink three times.
[0143]
The first nozzle G1_1 of the group G1 in the nozzle row N2 ejects ink three times after 100 μsec, which is the ink ejection period T, after the third ink ejection of the nozzle G1_1 in the nozzle row N1. When the time To (about 33 μsec) has elapsed after the third ink ejection, the second nozzle G2_1 ejects ink three times. Further, after the second ink discharge, when the time To (about 33 μsec) has passed, the third nozzle G3_1 discharges ink three times.
[0144]
If 100 μsec has elapsed from the third ejection of ink from the nozzle G1_1 in the nozzle array N2 (if the next G1 synchronization signal comes), the second nozzle G1_2 in the group G1 ejects ink three times. Thereafter, the ink ejection operation described above is repeated.
[0145]
That is, in the image recording apparatus 10 of the present embodiment, each nozzle row does not eject ink at the same timing. At the same time, the ejection timing of each nozzle group G1, G2, G3 of each nozzle row is shifted by the time To with respect to the group that ejects first.
[0146]
By discharging in this way, the image recording apparatus 10 of the present embodiment can discharge the ink droplets of each nozzle without the ink droplets interfering with each other. Therefore, although this image recording apparatus 10 has a plurality of recording heads, it can be recorded as one feature value by a combination of three pieces of passing information values and used for the ejection state inspection.
[0147]
The image recording apparatus described above is a so-called serial scan type ink jet printer that records an image while reciprocating the recording head in a direction orthogonal to the paper conveyance direction. The ink detection mechanism of the present invention is not applied only to this serial scan type ink jet printer.
[0148]
For example, the above-described detection mechanism can be applied to a so-called full-line type ink jet printer as disclosed in JP-A-2002-120386 and JP-A-2001-205872.
[0149]
The full-line type ink jet printer has a recording head having a printing width corresponding to the paper width. The recording head extends over the entire paper width direction. For this reason, this full-line type ink jet printer can record the entire image in one pass. That is, in a full-line type ink jet printer, images recorded on a recording medium are sequentially recorded over the entire paper width. For this reason, unlike a serial scan type printer, a full line type ink jet printer records an image while transporting a recording medium in one direction without scanning the recording head. As described above, in the case of a full line type ink jet printer, unlike a serial scan type ink jet printer, the recording head cannot be sufficiently moved in a direction parallel to the recording medium surface. For this reason, in the case of a full-line type ink jet printer, an ink discharge state inspection of each nozzle of the recording head is performed by scanning a fixed recording head with a detection mechanism having a light source and a light receiving unit. Is called.
[0150]
A full line type ink jet printer having a detection mechanism will be described below with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b). FIG. 11A is a schematic top view showing a full-line type ink jet printer. FIG. 11B is a schematic side view showing the ink jet printer in FIG.
[0151]
The detection mechanism 60 in FIGS. 11A and 11B includes a light source 62 and a light receiving unit 63 as in the first embodiment. The detection mechanism 60 further includes a scanning mechanism for moving the light source 62 and the light receiving unit 63.
[0152]
The operation mechanism includes a carriage 30 ′ that holds the light source 62 and the light receiving unit 63, a guide 65 that movably supports the carriage 30 ′, and a driving unit 66. The driving means 66 has an endless belt 68 that is stretched between a driving pulley 67 and a driven pulley (not shown).
[0153]
The carriage 30 'is fixed on an endless belt. On the carriage 30 ′, a light source 62 is disposed on one end side along the extending direction of the recording head 20, and a light receiving unit 63 is disposed on the other end side. The light receiving unit 63 is disposed on the optical axis of the light source 62. The light source 62 is, for example, a semiconductor laser.
[0154]
The light source 62 is arranged so that the optical axis is inclined with respect to the extending direction of the recording head 20. The angle of the optical axis of the light source 62 with respect to the extending direction of the recording head 20 is set similarly to the angle θ shown in the first embodiment. As an example in FIG. 11, the angle of the optical axis with respect to the extending direction of the recording head 20 is set to about 70 degrees.
[0155]
The guide 65 extends in the horizontal direction in FIGS. 11A and 11B in the conveyance direction of the recording medium.
[0156]
The carriage 30 'is movable along the extending direction of the guide. That is, the carriage 30 ′ is movable along the recording medium conveyance direction.
[0157]
The drive pulley 67 and the driven pulley are arranged so that the endless belt can be bridged along the recording medium conveyance direction. The driving pulley 67 provides driving force to the endless belt. Therefore, the carriage 30 ′ fixed on the endless belt 68 as described above moves along the recording medium conveyance direction in accordance with the driving of the driving pulley 67.
[0158]
The operation of the ejection state inspection of the ink jet printer having the above configuration will be described below.
[0159]
In the ejection state inspection, the carriage 30 'is moved from the position shown in FIGS. 11A and 11B toward the left in the drawing. That is, the carriage 30 ′ moves toward the recording head along the recording medium conveyance direction. During this movement, the beam B of the light source 62 is used for the recording head for K (black) ink, the recording head for C (cyan) ink, the recording head for M (magenta) ink, and the recording head for Y (ink). The ink flight paths of the nozzles of the recording head are sequentially crossed. For this reason, also in such a full-line type ink jet printer, the detection mechanism 60 can perform an ink ejection state inspection as in the first and second embodiments.
[0160]
In a full line type ink jet printer, the recording head can be moved in a direction perpendicular to the recording medium surface for maintenance. For example, in the recording head described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-120386, the movable configuration is shown.
[0161]
Such a recording head is held in a state sufficiently close to the recording medium surface during image recording. Further, the recording head is set in a state of being sufficiently retracted from the recording medium surface during maintenance.
[0162]
As shown in FIG. 11B, the detection mechanism 60 has a predetermined dimension in a direction orthogonal to the recording medium surface. This dimension is larger than the distance between the recording head 20 and the recording medium surface during image recording. Therefore, during the ink ejection state inspection, a space larger than the above dimension is required between the recording head 20 and the recording medium surface in a direction orthogonal to the recording medium surface.
[0163]
The recording head 20 at the time of maintenance is separated from the recording medium surface by the dimension or more in the direction orthogonal to the recording medium surface. Therefore, at the time of the ink ejection state inspection, the recording head is retracted to the maintenance position. With the above configuration and operation, the detection mechanism 60 can inspect the ejection state of the ink droplets without interfering with the recording head 20.
[0164]
【The invention's effect】
The present invention can provide an image recording apparatus having a detection mechanism that can detect the discharge state of each nozzle at high speed and does not require advanced position adjustment between the optical axis of the detection mechanism and the nozzle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a perspective view showing a part of an image recording apparatus according to a first embodiment. FIG. 1B is a schematic top view showing the recording head of FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a control unit according to the first embodiment;
FIG. 3 is a schematic top view showing a relationship between a nozzle row and a beam.
FIG. 4A is a schematic top view showing a relationship between a nozzle row and a beam.
FIG. 4B is a schematic top view showing the relationship between the nozzle row and the beam.
FIG. 4C is a schematic top view showing the relationship between the nozzle row and the beam.
FIG. 4D is a schematic top view showing the relationship between the nozzle row and the beam.
FIG. 5 is a diagram illustrating each synchronization signal, detection signal, and light reception output of the image recording apparatus according to the first embodiment.
FIG. 6 is a schematic top view showing a modification of the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic top view illustrating a recording head according to a second embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating each synchronization signal, detection signal, and light reception output of the image recording apparatus according to the second embodiment.
FIG. 9 is a schematic top view showing a recording head according to a modification of the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating each synchronization signal, detection signal, and light reception output of a modification of the image recording apparatus according to the second embodiment.
FIG. 11A is a schematic top view showing a full-line type image recording apparatus. FIG. 11B is a schematic side view showing the image recording apparatus of FIG.
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an arrangement of ink dots recorded by a general image recording apparatus.
FIG. 13 (a) is a schematic perspective view showing a conventional image recording apparatus.
FIG. 13B is a schematic cross-sectional view showing the detection mechanism of FIG.
FIG. 13C is a schematic top view showing the recording head of FIG.
FIG. 14A is a schematic top view showing the relationship between nozzle rows and beams in another conventional image recording apparatus.
FIG. 14B is a schematic top view showing the recording head of FIG.
FIG. 14C is a schematic top view showing the operation of the detection mechanism in FIG.
FIG. 15 is a schematic top view showing the operation of a detection mechanism in another conventional image recording apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Image recording device
20 Recording head
21 nozzles
30 Carriage
40 Transport mechanism
50 Drive mechanism
60 detection mechanism
62 Light source
63 Light receiver
70 Sensor unit
80 Control unit
80a CPU
80b Image processing unit
80c RAM
80d ROM
80e Sub-scanning control unit
80f main scanning controller
80g head driver
80h Light reception signal processing circuit
200 Host device

Claims

A nozzle row in which the nozzles number of double are linearly arranged, and the ink recording jet head including a plurality of rows,
The inkjet head recording head is mounted so that the extending direction of each of the plurality of nozzle rows is aligned with the conveyance direction of the recording medium, and the plurality of nozzle rows are separated from each other in a direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium. while, the carriage reciprocates in a direction perpendicular to the conveying direction of the recording medium,
Disposed on the carriage provided et the examination zone in the drive range, a sensor for detecting ink ejected from each of the plurality of nozzle rows optically,
A control unit that controls an ink ejection operation from each nozzle of the plurality of nozzle rows ,
In the image recording apparatus in which the ink is ejected from each nozzle of the plurality of nozzle rows while the carriage is moving in the inspection area, and the ejection state of the ink from each nozzle is inspected by the sensor.
The sensor is disposed to be inclined so that the optical axis of the detection light to be emitted intersects with the arrangement direction of each of the plurality of nozzle rows,
The controller is
Ink is ejected from each nozzle of the plurality of nozzle rows so that the ink passes through the detection light,
The ink ejection timing of each nozzle in one nozzle row of the plurality of nozzle rows is shifted from the ink ejection timing of each nozzle in the other nozzle row, and ink is ejected from each nozzle of the plurality of nozzle rows. An image recording apparatus.

2. The image recording apparatus according to claim 1, wherein the sensor is disposed such that an optical axis of detection light is inclined by 45 degrees with respect to an arrangement direction of each of the plurality of nozzle rows.

The image recording apparatus according to claim 1, wherein the control unit sequentially changes nozzles that eject ink for each nozzle row.

The image recording apparatus according to claim 1, wherein the control unit makes the ink ejection periods of the plurality of nozzle arrays the same.

2. The image recording apparatus according to claim 1, wherein the control unit sets the same ink discharge period at the time of ink discharge state inspection at the plurality of nozzle rows and the ink discharge period at the time of image recording.

The drive range of the carriage has a constant speed drive region where the carriage is driven at a constant speed and a reverse drive region where the carriage is reversely operated.
The image recording apparatus according to claim 1, wherein the sensor is provided in the constant speed driving region.

The image recording apparatus according to claim 1, wherein the carriage has a carriage moving speed at the time of ink ejection state inspection set to be the same as a carriage moving speed at the time of image recording.

2. The image according to claim 1, wherein the control unit sets a shift amount of the ejection timing between the one nozzle row and the other nozzle row as a transit time spent for the ink to pass through the detection light. Recording device.

The control unit has a time Tt for passing the detection light of the ejected ink, and the ink ejection cycle is T In this case, the shift amount of the ink discharge timing is larger than the passage time Tt, The image recording apparatus according to claim 1, wherein the image recording apparatus is shorter than a time obtained by subtracting the passage time Tt from the ink discharge period T.

The control unit sets ink discharge timings of the plurality of nozzle rows so that ink discharge from one nozzle row and ink discharge from the other nozzle row are alternately performed. The image recording apparatus according to claim 1.

When the number of rows of the plurality of nozzle rows is X and the ink discharge period of each nozzle row is T, the control unit sets the shift amount of the ink discharge timing with respect to the discharge timing of the nozzle row that has previously ejected ink. The image recording apparatus according to claim 1, wherein T / X is used.

The image recording apparatus according to claim 1, wherein the controller discharges a plurality of inks continuously from the same nozzle.

The image recording apparatus according to claim 1, wherein the sensor matches a detection cycle for detecting an ink discharge state of each nozzle row with an ink discharge cycle of each nozzle row.

The sensor determines an ink discharge state detection period in one nozzle row of the plurality of nozzle rows according to an ink discharge timing shift amount of the other nozzle row with respect to the one nozzle row, and ink discharge in the other nozzle row. The image recording apparatus according to claim 13, wherein the image recording apparatus is shifted with respect to a state detection cycle.

The image recording apparatus according to claim 1, wherein the inkjet head includes a plurality of recording heads each having a single nozzle row.

The image recording apparatus according to claim 1, wherein the inkjet head includes a single recording head having a plurality of nozzle rows.

A plurality of nozzle rows in which a plurality of nozzles are linearly arranged are provided, the extending directions of the plurality of nozzle rows are aligned with a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium, and the plurality of nozzle rows are the recording medium. An inkjet head disposed so as to be separated from each other in the transport direction of
A sensor for optically detecting ink ejected from each of the plurality of nozzle rows;
A carriage mounted with the sensor and moving in the conveyance direction of the recording medium;
A control unit that controls an ink ejection operation from each nozzle of the plurality of nozzle rows,
While the carriage is moving across the ink flight path of each nozzle of the plurality of nozzle rows, ink is ejected from each nozzle of the plurality of nozzle rows, and the ink is ejected from each nozzle by the sensor In an image recording apparatus for inspecting
The sensor is disposed so as to be inclined such that the optical axis of the detection light intersects the arrangement direction of each of the plurality of nozzle rows,
The control unit causes ink to be ejected from each nozzle of the plurality of nozzle rows so that the ink passes through the detection light, and sets the ink ejection timing of each nozzle in one nozzle row of the plurality of nozzle rows. An image recording apparatus, wherein ink is ejected from each nozzle of the plurality of nozzle rows, shifted from the ink ejection timing of each nozzle in the other nozzle row.