阅读说明：本技术 排出状态检测装置、排出状态检测方法以及喷墨记录装置 (Discharge state detection device, discharge state detection method, and inkjet recording device ) 是由 稻叶康范 于 2020-03-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种能够在不增加墨水消耗量的情况下精度良好地判别记录介质和墨水的排出状态检测装置、排出状态检测方法以及喷墨记录装置。本发明的排出状态检测装置包括：照射部,其相对于被从排出部排出了墨水的记录介质照射波长为比可见光区域短的短波长区域的波长的光作为照射光,该墨水吸收短波长区域的波长的光；受光部,其对短波长区域的波长的光的灵敏度比对可见光区域的波长的光高,接收基于照射光的经由记录介质的光；检测部,其基于接收到的光的强度,检测排出部对墨水的排出状态。(The invention provides a discharge state detection device, a discharge state detection method and an ink jet recording device, which can accurately judge a recording medium and ink without increasing ink consumption. The discharge state detection device of the present invention includes: an irradiation unit that irradiates, as irradiation light, light having a wavelength in a short wavelength region shorter than a visible light region with respect to a recording medium from which ink has been discharged by the discharge unit, the ink absorbing the light having the wavelength in the short wavelength region; a light receiving unit which has a higher sensitivity to light having a wavelength in a short wavelength region than light having a wavelength in a visible light region and receives light passing through a recording medium by irradiation light; and a detection unit that detects a discharge state of the ink by the discharge unit based on the intensity of the received light.)

排出状态检测装置、排出状态检测方法以及喷墨记录装置

技术领域

本发明涉及排出状态检测装置、排出状态检测方法以及喷墨记录装置。

背景技术

在喷墨记录装置中，从在喷墨头上排列有多个的喷嘴向记录介质上排出墨水，在该记录介质上形成图像。在该喷墨记录装置中，有时会发生喷嘴堵塞或排出机构的故障(墨水的排出不良)。

这样的喷嘴的堵塞及排出机构的故障，会产生图像的模糊和不均等，因此会使画质降低。为了检测墨水的排出不良，在喷墨记录装置上搭载有例如根据记录介质和有色墨水(CMYK墨水)之间的读取浓度差，能够判别记录介质和有色墨水的图像读入传感器(内置传感器)。

另外，例如在专利文献1中公开了如下技术，即，向白纸上排出有色墨水，通过在有色墨水上排出基于白色墨水的检查用图案，使其处于在有色墨水上重叠涂抹了白色墨水的状态，由此检测出白色墨水的排出不良。

专利文献1：(日本)特开2010－125605号公报

但是，在上述图像读入传感器中，例如在白纸上涂覆了白色墨水的情况下，难以产生白纸与白色墨水之间的读取浓度差，存在难以判别白纸和白色墨水的问题。

另外，在专利文献1记载的技术中，为了检测白色墨水的排出不良，有必要在白纸上涂覆作为底色的有色墨水，因此存在有色墨水的消耗量增加的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不增加墨水的消耗量，能够高精度地判别记录介质和墨水的排出状态检测装置、排出状态检测方法以及喷墨记录装置。

为了实现上述目的，本发明的排出状态检测装置具有：

照射部，其相对于被从排出部排出了墨水的记录介质照射波长为比可见光区域短的短波长区域的波长的光作为照射光，所述墨水吸收所述短波长区域的波长的光；

受光部，其对所述短波长区域的波长的光的灵敏度比对所述可见光区域的波长的光高，接收基于所述照射光的经由所述记录介质的光；

检测部，其基于接收到的所述光的强度，检测所述排出部对墨水的排出状态。

本发明的排出状态检测方法，相对于被从排出部排出了墨水的记录介质照射波长为比可见光区域短的短波长区域的波长的光作为照射光，所述墨水吸收所述短波长区域的波长的光，

使对所述短波长区域的波长的光的灵敏度比对所述可见光区域的波长的光高，接收基于所述照射光的经由所述记录介质的光，

基于接收到的所述光的强度，检测所述排出部对墨水的排出状态。

本发明的喷墨记录装置具有所述排出状态检测装置和所述排出部。

根据本发明，在不增加墨水的消耗量的情况下，能够高精度地判别记录介质和墨水。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的喷墨记录装置的概略构成的图；

图2是表示本发明实施方式的喷墨记录装置的主要功能构成的框图；

图3是表示记录介质的分光反射率及白色墨水的分光反射率的图；

图4是表示排出状态检测处理之一例的流程图；

标记说明

1：喷墨记录装置

2：外部装置

10：供纸部

11：供纸盘

12：介质供给部

20：图像存储部

21：搬送辊

22：交接单元

23：加热部

24：头单元

25：定影部

26：交付部

27A：检测单元

27：照射部

28：受光部

30：排纸部

40：控制部

242：记录头

281：光传感器

282：带通滤镜

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，参照附图进行说明。图1是表示本实施方式的喷墨记录装置1的概略构成的图。喷墨记录装置1具有供纸部10、图像记录部20、排纸部30、控制部40(参照图2)。

在喷墨记录装置1中，在控制部40的控制下，将收纳在供纸部10中的记录介质P向图像存储部20搬送，在图像记录部20，在记录介质P上记录图像，将记录有图像的记录介质P向排纸部30搬送。作为记录介质P，除了普通纸及涂装纸之外，能够使用棉布或片状树脂等可使在表面滴落的墨水定影的各种介质。

供纸部10具有收纳记录介质P的供纸盘11、从供纸盘11向图像存储部20搬送并供给记录介质P的介质供给部12。介质供给部12具有内侧被两根辊支承的轮状的带，在该带上载置有记录介质P的状态下使辊旋转，由此将记录介质P从供纸盘11向图像存储部20搬送。

图像存储部20具有搬送辊21、交接单元22、加热部23、头单元24、定影部25以及交付部26。

搬送辊21通过在将记录介质P保持在圆柱面状的外周曲面(搬送面)上的状态下绕向与图1的图面垂直的方向(以下称为“正交方向”)延伸的旋转轴旋转，从而将记录介质P向沿着搬送面的搬送方向搬送。搬送辊21具有用于将记录介质P保持在其搬送面上的未图示的爪部以及进气部。记录介质P通过爪部按压端部，并且通过进气部向搬送面吸引而被搬送面保持。搬送辊21具有用于使搬送辊21旋转的未图示的搬送辊电动机，旋转与搬送辊电动机的旋转量成比例的角度。

交接单元22将由供纸部10的介质供给部12搬送的记录介质P向搬送辊21交接。交接单元22设置在供纸部10的介质供给部12与搬送辊21之间的位置，利用摆臂部221保持并抬起从介质供给部12搬送来的记录介质P的一端，经由交接辊222交接给搬送辊21。

加热部23设置在交接辊222的配置位置与头单元24的配置位置之间，以由搬送辊21搬送的记录介质P成为规定的温度范围内的温度的方式将搬送辊21的搬送面以及记录介质P加热。加热部23例如具有红外线加热器等，基于从控制部40(参照图2)供給的控制信号对红外线加热器通电而使该红外线加热器发热。

头单元24在对应于被记录介质P保持的搬送辊21的旋转的适当时刻，从设于与搬送辊21的搬送面相对的墨水排出面的喷嘴开口相对于记录介质P排出墨水记录图像。头单元24以墨水排出面与搬送面之间隔开规定距离的方式配置。

在本实施方式的喷墨记录装置1中，从记录介质P的搬送方向上游侧起，按照WYMCK颜色的顺序，以规定的间隔排列有白色(W)、黄色(Y)、红色(M)、蓝色(C)、黑色(K)这五色墨水。

各头单元24具有记录头242(参照图2，与本发明的“排出部”对应)。在记录头242设有多个记录元件，其分别具有贮存墨水的压力室、设置在压力室的壁面的压电元件、以及喷嘴。该记录元件在输入使压电元件变形动作的驱动信号时，根据压电元件的变形使压力室变形而使压力室内的压力变化，从与压力室连通的喷嘴排出墨水。

记录头242包含的喷嘴的关于正交方向的配置范围覆盖由搬送辊21搬送的记录介质P中记录图像的区域的正交方向的宽度。头单元24在记录图像时相对于搬送辊21的旋转轴固定位置并使用。即，喷墨记录装置1是单通方式的喷墨记录装置。

作为从记录头242排出的墨水，使用具有如下性质的墨水，即，根据温度而凝胶状或者溶胶状地发生相变化，通过照射紫外线等能量线而固化。另外，在本实施方式方式中，使用常温下呈凝胶状，通过加热而形成溶胶状的墨水。头单元24具备墨水加热部(未图示)，其将头单元24内储存的墨水加热。墨水加热部在控制部40的控制下动作，将墨水加热到成为溶胶状的温度。头部单元24将加热后呈胶状的墨水排出。这种溶液状的墨水被排出到记录介质P的话，墨水滴到记录介质P上弹了起来之后，由于自然冷却，墨水迅速成为凝胶状而在记录介质P上凝固。

定影部25具有在搬送辊21的正交方向的宽度上配置的发光部。定影部25对载置于搬送辊21的记录介质P，通过从发光部照射紫外线等能量线，对被排出到记录介质P上的墨水赋予规定的能量，由此使墨水固化并定影。定影部25的发光部在从搬送方向的记录头242的配置位置到交接辊261(交付部26)的配置位置为止的期间，与搬送辊21的搬送面相对配置。

交付部26具有内侧由2根辊支承的轮状带的传送带262、从搬送辊21向传送带262交接记录介质P的圆筒状的交接辊261，由交接辊261从输送辊21向传送带262上交接的记录介质P通过传送带262搬送并送出到排纸部30。

排纸部30具有载置由交付部26从图像保存部20送出的记录介质P的板状排纸盘31。

图2是表示喷墨记录装置1的主要功能构成的框图。喷墨记录装置1具备加热部23、头单元24具有的记录头驱动部241及记录头242、定影部25、检测单元27A、控制部40、搬送驱动部51、输入输出接口52。

记录头驱动部241基于控制部40的控制，对记录头242的记录元件在适当的定时提供使压电元件根据图像数据进行变形动作的驱动信号，从而从记录头242的喷嘴排出与图像数据的像素值对应的量的墨水。

控制部40具有CPU41(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM42(RandomAccess Memory：随机存取存储器)、ROM43(只读存储器)以及存储部44。

CPU41读出ROM43存储的各种控制用程序和设定数据并存储到RAM42中，执行该程序进行各种运算处理。另外，CPU41统括控制喷墨记录装置1的整体动作。

RAM42向CPU41提供用于作业的存储空间，存储临时数据。另外，RAM42也可以包含非易失性存储器。

ROM43存储由CPU41执行的各种控制用的程序和设定数据等。另外，也可以代替ROM43，使用EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)或闪存等可改写的非易失性存储器。

存储部44存储经由输入/输出接口52从外部装置2输入的打印作业(图像存储命令)以及与该打印作业有关的图像数据。作为存储部44，也可以使用例如HDD(Hard DiskDrive)，另外，也可以并用DRAM(Dynamic Random Access Memory)等。

传送驱动单元51基于从控制部40供给的控制信号向搬送辊21的搬送辊电动机供给驱动信号，以规定的速度和定时使搬送辊21旋转。另外，搬送驱动部51基于从控制部40供给的控制信号，向用于使介质供给部12、交接单元22及交付部26动作的电动机供给驱动信号，使之向搬送辊21供给记录介质P及从搬送辊21排出记录介质P。

输入输出接口52介入外部装置2与控制部40之间的数据的收发。输入输出接口52例如由各种串行接口、各种并行接口或其组合构成。

外部装置2例如是个人计算机，经由输入输出接口52将图像存储命令(打印作业)及图像数据等提供给控制部40。

根据以上的构成，存储于供纸部10的记录介质P被搬送到图像记录部20，在图像记录部20利用从喷嘴排出的墨水记录图像，由交付部26送出到排纸部30。但是，由于喷嘴堵塞和排出机构的故障，有时墨水不会排出到记录介质P上的规定区域。喷嘴堵塞等成为使画质降低的原因，因此，需要进行关于从喷嘴是否可靠地排出了墨水的检查(喷嘴缺陷检查)。

接着，对喷嘴缺陷检查进行说明。这里，把记录介质P设为白纸，对在白纸上排出白色墨水的情况进行说明。白色墨水包含吸收比可见光区域的波长λ_r短的波长区域即短波长区域的波长λ_sw的光的成分(例如氧化钛)。这里，可见光区域的波长λ_r在400[nm]以上。另外，短波长区域的波长λ_sw小于365[nm]或400[nm]。再者，从喷嘴排出的白色墨水在白纸上滴落的情况下将记录点的区域称为“滴落部”。

喷嘴缺陷检查是由排出状态检测装置进行的。本实施方式的排出状态检测装置具备检测单元27A及控制部40。检测单元27A具备照射部27及受光部28。

照射部27及受光部28在从搬送方向上的定影部25的配置位置到交接辊261(交付部26)的配置位置的期间，与搬送辊21的搬送面相对配置。

照射部27在控制部40的控制下动作，将照射光向滴落部照射。

照射部27向滴落部照射短波长域的波长λ_sw中的一个波长的照射光。

受光部28被配置成能够经由基于照射光的滴落部接收光。

受光部28具有光传感器281，该光传感器281接收从短波长域到可见光区域的光。光传感器281例如使用内线传感器。内线传感器由CCD、CMOS等图像线传感器构成。

受光部28在控制部40的控制下使光传感器281动作。由此，光传感器281对应于由照射部27向滴落部照射照射光的定时，基于照射光检测经由滴落部的光的强度。

另外，照射部27将规定波长的照射光照射到滴落部，在光传感器281检测到规定波长的光的情况下，将照射的规定波长的照射光的强度与检测到的规定波长的光的强度的比称为“分光反射率”。

由于白色墨水的排出不良，具有在白纸上未滴落黑墨水的情况，或者被排出的白色墨水未在规定的滴落部滴落的情况。白色墨水在滴落部滴落时的分光反射率为向白色墨水照射的照射光的强度与受光的光强度之比即白色墨水的分光反射率。与此相对，白色墨水未在滴落部滴落的情况下的分光反射率是白纸(白纸的纹理)照射的照射光的强度和被受光的光的强度之比即白纸的分光反射率。白色墨水的分光反射率与白纸的分光反射率不同。因此，根据分光反射率，能够判别白色墨水的排出是否不良。

接着，参照图3说明白纸的分光反射率及白色墨水的分光反射率。图3是表示白纸的分光反射率及白色墨水的分光反射率的图。在以下的说明中，作为白纸的一例，列举了北越纪州造纸株式会社制造的Maricote和Invercote(注册商标)。图3的横轴表示由受光部28受光的光的波长[nm]，图3的纵轴表示分光反射率[％]。在图3中，用实线表示Maricote的分光反射率，用点划线表示Invercote的分光反射率，用双点划线表示白色墨水的分光反射率。另外，在图3中，用虚线表示Maricote的分光反射率和白色墨水的分光反射率之差，用点线表示Invercote的分光反射率与白色墨水的分光反射率之差。

首先，对图3中虚线表示的Maricote的分光反射率与白色墨水的分光反射率之差(分光反射率差)进行说明。在照射光的波长为380[nm]的情况下，分光反射率差为18％。当照射光的波长为390[nm]时，分光反射率差为23％。当照射光的波长为400[nm]时，分光反射率差为32％。当照射光的波长为410[nm]时，分光反射率差为20％。另一方面，在照射光的波长域为420[nm]以上且470[nm]以下的情况下，分光反射率差为4％以下。由此可知，在照射光的波长域为380[nm]以上且410[nm]以下时的分光反射率差较大。

接着，对图3中虚线所示的Invercote的分光反射率与白色墨水的分光反射率的差(分光反射率差)进行说明。在照射光的波长为380[nm]的情况下，分光反射率差为15％。另外，当照射光的波长为390[nm]时，分光反射率差为12％。当照射光的波长为400[nm]时，分光反射率差为8％。当照射光的波长为410[nm]时，分光反射率差为2％。由此可知，在照射光的波长域为380[nm]以上且小于400[nm]的情况下的分光反射率差较大。

由以上共同可知，在照射光的波长域为380[nm]以上且不满400[nm]的短波长域的情况下，白纸(Maricote、Invercote)的分光反射率与白色墨水的分光反射率之间的差较大。

在本实施方式中，照射部27将短波长域的波长λ_sw中的一个规定波长的光(例如380[nm]的紫外光)作为照射光进行照射，光传感器281接收短波长域的波长λ_sw的光。控制部40根据受光的光的强度算出分光反射率，判别分光反射率是白色墨水的分光反射率，还是白纸(白纸的纹理)的分光反射率，具有作为检验喷嘴排出不良的检验部的功能。

另外，在向包含荧光染料的白色墨水照射了短波长域的波长λ_sw的光的情况下，产生荧光发光作用。同样，在对包含荧光增白剂的白纸照射了短波长域的波长λ_sw的光的情况下，产生荧光发光作用。由荧光发光作用产生的光的波长范围在400[nm]以上、且450[nm]以下。另一方面，基于短波长域的波长λ_sw的分光反射率，能够判别白纸的分光反射率和白色墨水的分光反射率。然而，光传感器281不仅检测短波长域的波长λ_sw的光的强度，还检测可见光区域的波长λ_r的光的强度。因此，短波长域的波长λ_sw的光的强度的检测精度下降。结果，很难判别白纸的分光反射率和白色墨水的分光反射率。

本实施方式中的受光部28具有带通滤镜282。带通滤镜282配置在搬送辊21的搬送面与光传感器281之间。带通滤镜282透过短波长域的波长λ_sw的光，遮挡可见光区域的波长λ_r(400[nm]以上)的光。由此，带通滤镜282遮挡荧光发光区域的波长λ_f的光。

在向滴落部照射短波长域的波长λ_sw的光而产生荧光发光作用的情况下，带通滤镜282遮挡荧光发光区域的波长λ_f的光。由于光传感器281检测短波长域的波长λ_sw的光，不检测荧光发光区域的波长λ_f的光，所以能够抑制短波长域的波长λ_sw的光强度的检测精度降低。

光传感器281在控制部40的控制下，检测短波长域的波长λ_sw的光的强度。控制部40(检测部)基于被检测的短波长域的波长λ_sw的光的强度，检测白色墨水的排出状态。

控制部40具体地根据从照射部27向滴落部照射的短波长域的波长λ_sw的光的强度、和由光传感器281检测出的短波长域的波长λ_sw的光的强度，计算规定波长的分光反射率。控制部40在规定波长的分光反射率接近白纸的分光反射率的情况下，将规定波长的分光反射率作为白纸的分光反射率，判断为白色墨水的排出不良。另外，控制部40在规定波长的分光反射率差接近白色墨水的分光反射率的情况下，将规定波长的分光反射率作为白色墨水的分光反射率，判断不是白色墨水的排出不良。换句话说，根据基于分光反射率的白纸和白色墨水的读取对比差，判别白纸和白色墨水。

更具体地，控制部40，在记录介质P是Maricote的情况下，根据向滴落部照射的380[nm]的波长的紫外光的强度和光传感器281检测到的380[nm]的波长的紫外光的强度算出分光反射率。控制部40在分光反射率比白色墨水更接近Maricote的分光反射率的情况下，作为白纸的分光反射率(参照图3)，判断为白色墨水的排出不良。另外，控制部40在分光反射率差比Maricote更接近白色墨水的分光反射率的情况下，作为白色墨水的分光反射率(参照图3)，判断为不是白色墨水的排出不良。

另外，控制部40，在记录介质P是逆涂层的情况下，根据向滴落部照射的380[nm]的波长的紫外光的强度和光传感器281检测到的380[nm]的波长的紫外光的强度计算出分光反射率。控制部40在分光反射率比白色墨水更接近逆涂层的分光反射率的情况下，作为白纸的分光反射率(参照图3)，判断为是白色墨水的排出不良。另外，控制部40在光反射率差比逆涂层更接近白色墨水的分光反射率的情况下，作为白色墨水的分光反射率(参照图3)，判断为不是白色墨水的排出不良。

接着，参照图4说明排出状态检测处理。图4是表示排出状态检测处理的一例的流程图。这里，照射部27将短波长域的波长λ_sw的光作为照射光向滴落部照射。另外，带通滤镜282将经由基于照射光的滴落部的光中的可见光区域(包含荧光发光区域)的波长λ_r的光遮挡，光传感器281接收短波长域的波长λ_sw的光。本流程随着打印工作的执行而开始。

首先，在步骤S100中，控制部40(检测部)取得经由基于照射光的滴落部的光的强度。控制部40根据取得的光的强度来计算规定波长的分光反射率。

接着，在步骤S110中，控制部40判断规定波长的分光反射率是否接近白色墨水的分光反射率，或者是否接近白纸的分光反射率。在规定波长的分光反射率接近白色墨水的分光反射率的情况下(步骤S110：是)，处理转移到步骤S120。在规定波长的分光反射率不是白色墨水的分光反射率，接近白纸的分光反射率的情况下(步骤S110：否)，处理移至步骤S130。

在步骤S120中，控制部40判定为白色墨水没有排出不良。然后，结束图4所示的处理。

在步骤S130中，控制部40判定为白色墨水排出不良。然后，结束图4所示的处理。

根据上述实施方式的排出状态检测装置，具有：对从记录头242排出吸收规定波长的紫外光的白色墨水的白纸，作为照射光照射紫外光的照射部27；对紫外光区域的波长的光的灵敏度比对可见光区域的波长λ_r的光的灵敏度高，接收基于照射光的经由白纸的光的受光部28；基于受光的光的强度，检测来自记录头242的白色墨水的排出状态的控制部40。由此，由于无需涂覆作为底层的有色墨水，故而不增加有色墨水的消耗量，能够精度很好地检测白纸和白色墨水。其结果，能够判别白色墨水的排出不良。

另外，根据上述实施方式中的排出状态检测装置，在对将白色墨水从记录头242排出的白纸照射紫外光而产生荧光发光作用的情况下，带通滤镜282遮挡可见光区域的波长λ_r的光。由此，由于光传感器281不对荧光发光作用产生的光进行检测，因此能够减轻荧光发光作用对受光部28所受光的光的强度所带来的影响。结果，能够抑制白色墨水的排出状态的检测精度降低。

除此之外，上述实施方式只不过是表示了本发明的实施时的具体化的一例，不能通过这些限定性地解释本发明的技术范围。即，本发明只要不脱离其主旨或其主要特征，则可以以各种形式实施。

例如，在上述实施方式中，墨水的排出状态的检测根据经由了基于照射光的一个滴落部的光的强度来进行，本发明不限于此，例如也可以基于经由了多个滴落部的光的强度的平均值来进行。另外，多个滴落部例如沿着记录介质P的搬送方向设置即可。通过将光的强度平均化，能够提高SN比，能够提高墨水的排出状态的检测精度。

另外，例如在上述实施方式中，关于白色墨水进行了排出状态的检测,但本发明不限于此，只要是与记录介质P的读取浓度差低，且产生与记录介质P的分光反射率差的墨水即可。例如，也可以是透明墨水。

另外，例如，在上述实施方式中，也可以具备第二照射部，该第二照射部对黄色、红色、青色及黑色各有色墨水的滴落部照射可见光区域的波长λ_r的光。控制部40以时间分割的方式控制照射部27及第2照射部，以对白色墨水的滴落部照射短波长域的波长λ_sw的光，并且对有色墨水的滴落部照射可见光区域的波长λ_r的光。由此，例如，通过一台内置传感器，能够判别白纸的分光反射率和白色墨水的分光反射率，并且能够判别有色纸的分光反射率和有色墨水的分光反射率。

另外，在上述实施方式中，将向滴落部照射的照射光设为紫外光，本发明不限于此，只要是吸收白色墨水中包含的成分(例如氧化钛)的光即可，也可以是短波长域的波长λ_sw例如390[nm]等的光。

另外，在上述实施方式中，带通滤镜282遮挡可见光区域的波长λ_r，但本发明不限于此。例如，只要遮挡荧光发光区域的波长λ_f的光即可。由此，能够减轻荧光发光作用对受光部28受光的光的强度所带来的影响。