液吐出不良検出装置
【課題】液滴が連続して吐出される場合であっても、各液滴の吐出不良を高精度に検出する。
【解決手段】ノズルから吐出されて飛翔する液滴を液滴の吐出方向から撮像するカメラと、撮像された画像上で予め定められた座標系での液滴の座標を算出する座標算出部１１２と、算出された座標と、正常に吐出されるときの上記座標系での液滴の座標との差分を算出する差分算出部１１３と、差分と予め定められた閾値とを比較し、差分が閾値より大きい場合に、ノズルによる液滴の吐出不良が生じたと判定する判定部１１４と、を備える。
【解決手段】ノズルから吐出されて飛翔する液滴を液滴の吐出方向から撮像するカメラと、撮像された画像上で予め定められた座標系での液滴の座標を算出する座標算出部１１２と、算出された座標と、正常に吐出されるときの上記座標系での液滴の座標との差分を算出する差分算出部１１３と、差分と予め定められた閾値とを比較し、差分が閾値より大きい場合に、ノズルによる液滴の吐出不良が生じたと判定する判定部１１４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド等から吐出される液滴を検査する液吐出不良検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、微細なノズルから微小な各色インク滴を吐出する各色のインクジェットヘッドを備え、用紙等の記録媒体に対してそのインクジェットヘッドを移動させながらインク滴を吐出することで記録媒体上に画像形成を行う。高精度に画像を形成するには、インク滴が正常な方向に吐出されるように制御する必要がある。
【０００３】
このため、工場出荷前に液滴（インク滴）の着弾位置のずれを確認するための検査を行う記録ヘッド検査装置などが利用されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の方法では、吐出面から離間して位置する記録媒体に液滴を着弾させ、吐出口面および記録媒体に着弾した液滴を記録媒体の下方向に配置した画像処理用カメラにより認識して画像処理を行う。そして、着弾した液滴と吐出口の座標とから両者間の水平距離および垂直距離を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０６２１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、例えば同一のノズルから連続して複数の液滴を吐出した場合、複数の液滴が記録媒体に重なって着弾するため、各液滴の着弾状況を確認することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液滴が連続して吐出される場合であっても、各液滴の吐出不良を高精度に検出できる液吐出不良検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ノズルから吐出されて飛翔する液滴を前記液滴の吐出方向から撮像する撮像手段と、撮像された画像上で予め定められた座標系での前記液滴の座標を算出する座標算出手段と、算出された前記座標と、正常に吐出されるときの前記座標系での前記液滴の座標との差分を算出する差分算出手段と、前記差分と予め定められた閾値とを比較し、前記差分が前記閾値より大きい場合に、前記ノズルによる前記液滴の吐出不良が生じたと判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液滴が連続して吐出される場合であっても、各液滴の吐出不良を高精度に検出できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる液吐出不良検出装置の側面図を表す。
【図２】図２は、カメラにより撮像された映像のうち、インク滴が写っている画像の一例を示す図である。
【図３】図３は、液吐出不良検出装置の機能ブロック図である。
【図４】図４は、複数の画像を合成した画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、インク滴Ｂｎを基準としてピッチを算出した場合の例を示す図である。
【図６】図６は、ノズル位置と、ノズル位置に対する撮像されたインク滴の位置との差分の一例を示す図である。
【図７】図７は、このように構成した場合に用いる治具の一例を示す図である。
【図８】図８は、インク滴群およびバラツキ範囲の一例を示す図である。
【図９】図９は、図８のようなバラツキ範囲から求められた中心の座標の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、カメラのレンズとインク滴との位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液吐出不良検出装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態にかかる液吐出不良検出装置１００の側面図を表す。図１に示すように、液吐出不良検出装置１００は、台座１と、ヘッド固定シャフト２と、ステージ３ａ、３ｂと、ヘッド固定治具４と、レール５と、自動ステージ６と、カメラ７と、ガラス板８と、を備えている。
【００１２】
ヘッド固定シャフト２は、台座１に固定されている。ステージ３ａは、ヘッド固定シャフト２に固定され、ステージ３ｂを保持する。ステージ３ｂは、ステージ３ａに対して上下方向に移動可能に保持される。ヘッド固定治具４は、ステージ３ａおよび３ｂを介してヘッド固定シャフト２に接続される。
【００１３】
ステージ３ａおよび３ｂは、カメラ７の焦点位置からヘッド２００のノズルまでの距離を変更する変更手段として機能する。
【００１４】
レール５は、台座１に固定されている。自動ステージ６は、レール５に沿って移動できるようにレール５の上に保持されている。撮像手段として機能するカメラ７は、自動ステージ６の上に取り付けられる。自動ステージ６は、図示しない移動制御部によりインク滴（図１ではインク滴Ｂｎ−１、Ｂｎ、Ｂｎ＋１。以下、ノズルＮｎから吐出されるインク滴をインク滴Ｂｎという場合がある）の吐出位置に合わせて移動するように制御される。これにより、例えばヘッド２００のノズル列のうち、インク滴が吐出されているノズルからのインク滴を撮像できるようにカメラ７を移動させることができる。このように、自動ステージ６は、カメラ７を移動する移動手段として機能する。自動ステージ６の場合、プログラム等により、自動的にノズルＮｎの位置合わせが可能となる。
【００１５】
なお、移動制御部により制御する自動ステージ６の代わりに、手動により移動を制御するための手動ステージを用いるように構成してもよい。また、移動制御部による制御機構と手動による制御機構とを共に備えるように構成してもよい。
【００１６】
カメラ７は、上方に設置されるヘッド２００の各ノズルから吐出されるインク滴の画像（映像）を撮像するためのレンズ７ａを備えている。レンズ７ａの倍率は、ノズル間の間隔（ノズル間ピッチ）や、吐出するインク滴の径に合わせて適切なものを選択することが望ましい。
【００１７】
本実施の形態では、カメラ７として高速度カメラを使用する。これにより、高速で飛翔するインク滴を撮像することが可能となる。なお、インク滴の速度は約１０ｍ／ｓであるため、カメラ７のフレーム数（シャッターをきるタイミング）は約３万フレーム／ｓ以上が望ましい。
【００１８】
ガラス板８は、インク汚れからカメラ７を保護するためにカメラ７の上部に配置される。なお、カメラ７の焦点位置ＳＨは、ガラス板８から外れているため、ガラス板８に付着したインク滴がカメラ７で撮像される画像に与える影響は小さい。ガラス板８を傾け、傾斜の下方向に廃液タンクを配置する方法や、汚れていないガラス面をカメラ７部分に動かす機構を備える方法などにより、長期の吐出時でもインク汚れにより照度が落ちる影響を少なくするように構成してもよい。
【００１９】
ヘッド２００は、ヘッド固定治具４に設置される。ヘッド２００のヘッドノズル面２０１には、インク滴を吐出するための複数のノズルＮｎ（１≦ｎ≦Ｎ（Ｎは自然数））が配置されている。カメラ７は、ヘッド２００の下方向（インク滴の吐出方向）に配置される。
【００２０】
ヘッド２００が設置されるヘッド固定治具４は、上述のように上下方向（インク滴吐出方向）に移動可能なステージ３ｂに接続されている。このため、ヘッド２００は、高さ方向（インク滴吐出方向）の位置を自由に変更できる。以下では、ヘッド２００の高さを表すヘッド高さＨＨを、カメラ７の焦点位置ＳＨからヘッドノズル面２０１までの距離とする。
【００２１】
インク滴の吐出状態を観察する時には、ヘッド高さＨＨを、ヘッド２００をインクジェット記録装置に搭載した場合の、ヘッド２００から搬送される記録媒体までの距離を表す所定の基準距離（記録媒体の搬送高さ）と略同一となるように設定する。これにより、実際の印字の様子を再現することができる。なお、ヘッド高さＨＨを搬送高さより大きくするように構成してもよい。この場合、曲がりが拡大するため、吐出不良の検出を精度良く行うことができる。
【００２２】
このように、本実施の形態では、透明部材や用紙に着弾したインク滴を観察するのではなく、インク滴を吐出し、カメラ７の焦点位置ＳＨを通過するインク滴を観察する。言い換えると、着弾後のインク滴ではなく、吐出されて飛翔しているインク滴を観察する。
【００２３】
図２は、カメラ７により撮像された映像のうち、インク滴が写っている画像の一例を示す図である。図２は、ノズルＮｎ−１、Ｎｎ、Ｎｎ＋１から吐出されたインク滴Ｂｎ−１、Ｂｎ、Ｂｎ＋１を含む画像５１の例を示している。図２に示すように、インク滴を同時に吐出したときに、各ノズルＮｎに対応するインク滴Ｂｎを観察することができる。そして、撮像された映像からインク滴を含む画像５１を抜き出し、画像処理を行うことにより、吐出の不良（曲がりや抜け）を判定することができる。吐出不良判定処理の詳細については後述する。
【００２４】
また、本実施の形態では、焦点位置ＳＨで観察するため、透明体や用紙への着弾では観察できないサテライト（図１のサテライトＢｓ）も観察することができる。これにより、サテライトによる印写不良の検出が可能となる。サテライトも液径は小さいものの、液の形状を有するためインク滴と同様の方法（図３〜図６参照）で印写不良を検出可能である。サテライトはインク滴の後に焦点位置を通過するため、例えば、撮像のタイミングを遅らせてサテライトのみを捉える方法が利用できる。このとき、所定時間内の映像にサテライトが映っていなければサテライトが発生していないと判断することができる。
【００２５】
次に、液吐出不良検出装置１００の機能構成について図３を用いて説明する。図３は、液吐出不良検出装置１００の機能ブロック図である。図３に示すように、液吐出不良検出装置１００は、主な機能構成として、画像処理部１１１と、座標算出部１１２と、差分算出部１１３と、判定部１１４とを備えている。
【００２６】
画像処理部１１１は、カメラ７により撮像された画像に対する画像処理を行う。例えば、画像処理部１１１は、連続するフレーム（画像）のうち、インク滴が撮像された画像を抽出する。画像を抽出する方法としては、予め定められたインク滴の画像パターンと照合する方法などの従来から用いられているあらゆる方法を適用できる。
【００２７】
座標算出部１１２は、画像上で予め定められた座標系でのインク滴の座標を算出する。例えば、図２に示すように画像内の任意の位置に原点ＣＧを設定し、原点ＣＧからノズルの配列方向（ノズル列方向）にＸ軸、ノズルの配列方向の直角の方向にＹ軸を取った座標系を用いることができる。座標算出部１１２は、図２のような画像から、画像内の各インク滴の原点ＣＧに対するＸ方向の距離（Ｘ座標）およびＹ方向の距離（Ｙ座標）を算出する。画像内の各インク滴の位置は、例えばインク滴を含む画像の抽出時に同時に特定できる。
【００２８】
差分算出部１１３は、算出された各インク滴の座標と、正常に吐出されるときの上記座標系でのインク滴の座標との差分を算出する。判定部１１４は、算出された差分と、予め定められた閾値とを比較し、差分が閾値より大きい場合に、インク滴の吐出不良が生じたと判定する。
【００２９】
なお、液吐出不良検出装置１００は、この他にカメラ７による撮像を制御する撮像制御部および上述の移動制御部等を備えることも可能であるが図３では省略している。
【００３０】
以下に、吐出不良判定処理の詳細について説明する。
【００３１】
まず、座標算出部１１２が、画像処理部１１１により抽出された図２のような画像から、各インク滴（Ｂｎ−１〜Ｂｎ＋１）の座標を計測する。
【００３２】
ここで、インク滴は、各ノズル（Ｎｎ−１〜Ｎｎ＋１）から同時に吐出して撮像する。なお、大きな曲がりが発生している場合、いずれのインク滴（Ｂｎ−１〜Ｂｎ＋１）がいずれのノズル（Ｎｎ−１〜Ｎｎ＋１）から吐出されたものかを判別できない場合がある。そこで、各ノズル（Ｎｎ−１〜Ｎｎ＋１）から順次インク滴を吐出して撮像するように構成してもよい。これにより、各インク滴Ｂｎに対応するノズルＮｎを特定することができる。
【００３３】
また、ノズルＮｎの数が多く、１つの画面に入りきらない場合は、自動ステージ６によって、カメラ７を任意のピッチで移動させ、移動した位置に対応するノズルＮｎから順次インク滴を吐出して撮像するように構成してもよい。
【００３４】
この場合、ヘッド２００のノズル列方向と自動ステージ６の進行方向とを平行にする。そして、移動に応じて撮像された複数の画像を、各画像の座標系および自動ステージ６の移動速度等を元に１つの画像に統合する。図４は、複数の画像を合成した画像の一例を示す図である。図４では、仮想原点ＣＫＧを原点として複数の画像の座標系を統合した座標系で表される合成画像５２の例が示されている。座標算出部１１２は、このように合成した画像から、各インク滴（Ｂｎ−５〜Ｂｎ＋５）の座標を算出することができる。このような構成により、ラインヘッドなどの長尺ヘッドにも対応可能となる。
【００３５】
各インク滴の座標を算出した後、算出された座標をもとにノズルの不良を検出する。最初に、差分算出部１１３が、各ノズルの位置（ノズル位置）を特定する。以下に、Ｘ方向のノズル位置の特定方法の一例を説明する。
【００３６】
差分算出部１１３は、算出された各インク滴の座標のうち、いずれか１つのインク滴の座標（Ｘ座標）を基準とし、基準に対する他の座標（Ｘ座標）との差分を表すピッチを算出する。図４は、インク滴Ｂｎ−５を基準としてピッチ（Ｐｎ−５／ｎ−４〜Ｐｎ−５／ｎ＋５）を算出した場合の例を示している。なお、ピッチＰｋ／ｌとは、インク滴Ｂｋを基準としたときのインク滴ＢｌまでのＸ方向の距離を表す。
【００３７】
すなわち、差分算出部１１３は、例えば図４に示すように、インク滴Ｂｎ−５を基準とし、インク滴Ｂｎ−５からインク滴Ｂｎ−４までのピッチＰｎ−５／ｎ−４を求める。次に、差分算出部１１３は、インク滴Ｂｎ−５からインク滴Ｂｎ−３までのピッチＰｎ−５／ｎ−３を求める。差分算出部１１３は、このような処理を繰り返し、最後にインク滴Ｂｎ−５からインク滴Ｂｎ＋５までのピッチＰｎ−５／ｎ−５を求める。
【００３８】
差分算出部１１３は、さらに異なるインク滴を基準として選択し、同様の処理を繰り返す。すなわち、差分算出部１１３は、残りの各インク滴（Ｂｎ−４〜Ｂｎ＋５）の座標をそれぞれ基準とし、基準に対する他のインク滴までのピッチを算出する。図５は、インク滴Ｂｎを基準としてピッチ（Ｐｎ／ｎ−５〜Ｐｎ／ｎ＋５）を算出した場合の例を示す図である。
【００３９】
次に、差分算出部１１３は、予め定められたノズル間ピッチの規定値と、求めた各インク滴（Ｂｎ−５〜Ｂｎ＋５）の座標を基準とした時のピッチと比較する。そして、差分算出部１１３は、一致するピッチが多いインク滴を、正常吐出しているノズルＮｎから吐出されたインク滴であると判定する。一致するピッチが多いか否かは、例えば一致数が所定の閾値（個数閾値）より大きいか否かで判定してもよいし、インク滴の個数に対する一致数の割合が所定の閾値（割合閾値）より大きいか否かで判定してもよい。
【００４０】
次に、差分算出部１１３は、正常に吐出しているノズルＮｎの位置とノズル間ピッチの規定値とから、他のノズルの位置（ノズル位置）をそれぞれ算出する。例えば、差分算出部１１３は、正常に吐出しているノズルＮｎの位置から、ノズル間ピッチの規定値の整数倍離れた位置を、他のノズルのノズル位置として算出できる。なお、算出したノズル位置は、正常に吐出されるときに撮像されるインク滴の座標（Ｘ座標）を表している。
【００４１】
図６は、ノズル位置と、ノズル位置に対する撮像されたインク滴の位置との差分の一例を示す図である。図６では、破線が算出されたノズル位置を表している。
【００４２】
次に、差分算出部１１３は、算出したノズル位置と各インク滴のＸ座標との差分を算出する。図６では、Ｐｘｎ−４、Ｐｘｎ−１、Ｐｘｎ＋１、Ｐｘｎ＋３、およびＰｘｎ＋５が、それぞれインク滴Ｂｎ−４、Ｂｎ−１、Ｂｎ＋１、Ｂｎ＋３、およびＢｎ＋５に対して算出された差分を表している。そして、判定部１１４が、算出された差分と予め定められた差分の閾値とを比較し、差分が閾値より大きい場合にインク滴の吐出不良が生じたと判定する。
【００４３】
なお、同様の処理をＹ方向に対しても行うことにより、２次元的なノズル位置を特定することができる。また、Ｙ方向の差分とＹ方向の差分に対して予め定められた閾値とを比較することにより、インク滴の吐出不良が検出できる。
【００４４】
なお、上記説明では、撮像した画像からノズル位置を算出していた。これに対し、ヘッド２００を上下に動かすことにより、ヘッドノズル面２０１に焦点を合わせてノズル位置を特定した後、規定のヘッド高さに戻してインク滴を吐出しても良い。
【００４５】
また、ヘッド高さを変えずにノズル位置を特定する方法として、ヘッドノズル位置を特定することができるターゲットをカメラ７の焦点位置に配置し、ターゲットとともにインク吐出時の映像を撮像するように構成しても良い。このターゲットは、物体でも光学的なものでも良い。
【００４６】
図７は、このように構成した場合に用いる治具の一例を示す図である。まず、ヘッド挟み治具６０１の基準線６３２と、各ターゲット６１１、６２１の中心６１２、６２２を結ぶ基準線６３１とが直角になるように構成する。
【００４７】
そして、その状態のヘッド挟み治具６０１でヘッド２００を挟みこむ。挟み込む際には、基準線６３２とヘッドノズル列６０２とが垂直になる。そして、ヘッドノズル列６０２の延長線上に各ターゲット６１１、６１２の中心６１２、６２２が位置するようにヘッド挟み治具６０１を移動する。
【００４８】
これらの動作により、ヘッドノズル列６０２の方向と各ターゲット６１１、６２１の中心６１２、６２２を結ぶ線の方向とを一致させることができる。この状態でヘッドノズル列の各ノズルからインク滴を吐出し、カメラ７で撮像すると、各インク滴とともに焦点位置に配置されたターゲットを含む画像が撮像できる。したがって、撮像した画像内のターゲット６１１、６２１の位置を特定することにより、ノズル位置を特定することができる。また、ヘッドノズル列６０２からのバラツキ量を簡易的に計測することができる。
【００４９】
ここで、ヘッド２００がシリアル方式のプリンタ用のヘッドである場合、Ｘ方向はノズル列方向であり、用紙の搬送方向となる。また、Ｙ方向はノズル列と直角する方向であり、ヘッド２００を走査する方向となる。
【００５０】
画像不良の中で顕著に認識できる不良としては、ノズル列方向（Ｘ方向）の曲がりが挙げられる。そこで、吐出不良検出を行うときに、Ｘ方向の距離（差分）と比較するための閾値（配列方向閾値）を、Ｙ方向の距離（差分）と比較するための閾値（直角方向閾値）より小さくしてもよい。これにより、画像不良となる吐出不良を効率よく検出することが可能となる。
【００５１】
これまでは、各ノズルＮｎから１滴のインク滴を吐出して吐出不良の判定を行っていた。しかし、吐出不良には、最初正常吐出しているが、途中から曲がりや欠損が起こる場合や、曲がる方向が一定にならない場合などが存在することが確認されている。
【００５２】
そこで、上記と同様の構成で各ノズルＮｎから連続してインク滴Ｂｎを吐出し、各インク滴（インク滴群ＢＧ）について求めた座標を用いて吐出不良を検出するように構成してもよい。
【００５３】
まず、座標算出部１１２は、連続して吐出された各インク滴（インク滴群ＢＧｎ−１〜ＢＧｎ＋１）の座標を求め、求めた座標の分布（バラツキ範囲ＢＴｎ−１〜ＢＴｎ＋１）を算出する。バラツキ範囲は、例えば、各座標を含む最小の矩形として算出する。図８は、インク滴群およびバラツキ範囲の一例を示す図である。
【００５４】
次に、座標算出部１１２は、バラツキ範囲ＢＴｎ−１〜ＢＴｎ＋１の中心の座標ＢＣｎ−１〜ＢＣｎ＋１を求める。図９は、図８のようなバラツキ範囲から求められた中心の座標の一例を示す図である。次に、座標算出部１１２は、求めた中心の座標ＢＣｎ−１〜ＢＣｎ＋１を各ノズルから吐出されたインク滴の座標として、上記と同様の方法によりノズル位置を計算し、吐出不良を判定する。これにより、吐出不良をより高精度に判定することが可能となる。また、簡易的な吐出不良の判定方法として、バラツキ範囲の大小で比較する方法を用いてもよい。例えば、バラツキ範囲の面積が所定の閾値より大きい場合に、対応するノズルに吐出不良が生じたと判定してもよい。
【００５５】
次に、カメラ７により効率的にインク滴Ｂを観察する方法について図１０を用いて説明する。図１０は、カメラ７のレンズ７ａとインク滴との位置関係を示す図である。インク滴は約１０ｍ／ｓの速さで飛翔しているため、高速度カメラを用いたとしても、利用するレンズ７ａの特性によっては、インク滴を適切に観察できないことがある。
【００５６】
レンズ７ａの特性の１つとして、物体のピントが合っている長さを意味する被写界深度という特性が存在する。被写界深度が小さいと、高速で飛翔するインク滴を適切に撮像できない可能性が生じうる。そこで、インク滴の飛翔速度とカメラ７のシャッタースピード（画像を記憶する時間の間隔）とから算出されたインク滴の飛翔距離以上の被写界深度ＨＳを有するレンズ７ａをカメラ７に搭載する。これにより、高速で吐出するインク滴を捉えることが可能となる。
【００５７】
カメラ７のシャッタースピードをＴ（ｓ）、インク滴の飛翔速度をＶ（ｍ／ｓ）とすると、インク滴は距離Ｋ＝Ｔ×Ｖ（ｍ）だけ進むことになる。図１０では、時刻Ｔｍ−１、Ｔｍ、Ｔｍ＋１に飛翔するインク滴Ｂｍ−１、Ｂｍ、Ｂｍ＋１それぞれの間隔が距離Ｋに相当する。
【００５８】
そこで、距離Ｋ以上の被写界深度ＨＳを有するレンズ７ａを用いれば、映像の１コマ（１画像）で、ピントの合ったインク滴を撮像することが可能となる。また、ピントの合った映像から正確なインク滴の径を算出することができるため、吐出量の異常や、形状異常を検出することができる。
【００５９】
このように、本実施の形態では、透明部材や用紙に着弾したインク滴を観察するのではなく、カメラの焦点位置を飛翔するインク滴を観察する。このため、液滴が連続して吐出される場合であっても、各液滴の吐出不良を高精度に検出することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 台座
２ ヘッド固定シャフト
３ａ、３ｂ ステージ
４ ヘッド固定治具
５ レール
６ 自動ステージ
７ カメラ
７ａ レンズ
８ ガラス板
１００ 液吐出不良検出装置
１１１ 画像処理部
１１２ 座標算出部
１１３ 差分算出部
１１４ 判定部
２００ ヘッド
２０１ ヘッドノズル面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド等から吐出される液滴を検査する液吐出不良検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、微細なノズルから微小な各色インク滴を吐出する各色のインクジェットヘッドを備え、用紙等の記録媒体に対してそのインクジェットヘッドを移動させながらインク滴を吐出することで記録媒体上に画像形成を行う。高精度に画像を形成するには、インク滴が正常な方向に吐出されるように制御する必要がある。
【０００３】
このため、工場出荷前に液滴（インク滴）の着弾位置のずれを確認するための検査を行う記録ヘッド検査装置などが利用されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の方法では、吐出面から離間して位置する記録媒体に液滴を着弾させ、吐出口面および記録媒体に着弾した液滴を記録媒体の下方向に配置した画像処理用カメラにより認識して画像処理を行う。そして、着弾した液滴と吐出口の座標とから両者間の水平距離および垂直距離を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０６２１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、例えば同一のノズルから連続して複数の液滴を吐出した場合、複数の液滴が記録媒体に重なって着弾するため、各液滴の着弾状況を確認することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液滴が連続して吐出される場合であっても、各液滴の吐出不良を高精度に検出できる液吐出不良検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ノズルから吐出されて飛翔する液滴を前記液滴の吐出方向から撮像する撮像手段と、撮像された画像上で予め定められた座標系での前記液滴の座標を算出する座標算出手段と、算出された前記座標と、正常に吐出されるときの前記座標系での前記液滴の座標との差分を算出する差分算出手段と、前記差分と予め定められた閾値とを比較し、前記差分が前記閾値より大きい場合に、前記ノズルによる前記液滴の吐出不良が生じたと判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液滴が連続して吐出される場合であっても、各液滴の吐出不良を高精度に検出できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる液吐出不良検出装置の側面図を表す。
【図２】図２は、カメラにより撮像された映像のうち、インク滴が写っている画像の一例を示す図である。
【図３】図３は、液吐出不良検出装置の機能ブロック図である。
【図４】図４は、複数の画像を合成した画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、インク滴Ｂｎを基準としてピッチを算出した場合の例を示す図である。
【図６】図６は、ノズル位置と、ノズル位置に対する撮像されたインク滴の位置との差分の一例を示す図である。
【図７】図７は、このように構成した場合に用いる治具の一例を示す図である。
【図８】図８は、インク滴群およびバラツキ範囲の一例を示す図である。
【図９】図９は、図８のようなバラツキ範囲から求められた中心の座標の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、カメラのレンズとインク滴との位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液吐出不良検出装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態にかかる液吐出不良検出装置１００の側面図を表す。図１に示すように、液吐出不良検出装置１００は、台座１と、ヘッド固定シャフト２と、ステージ３ａ、３ｂと、ヘッド固定治具４と、レール５と、自動ステージ６と、カメラ７と、ガラス板８と、を備えている。
【００１２】
ヘッド固定シャフト２は、台座１に固定されている。ステージ３ａは、ヘッド固定シャフト２に固定され、ステージ３ｂを保持する。ステージ３ｂは、ステージ３ａに対して上下方向に移動可能に保持される。ヘッド固定治具４は、ステージ３ａおよび３ｂを介してヘッド固定シャフト２に接続される。
【００１３】
ステージ３ａおよび３ｂは、カメラ７の焦点位置からヘッド２００のノズルまでの距離を変更する変更手段として機能する。
【００１４】
レール５は、台座１に固定されている。自動ステージ６は、レール５に沿って移動できるようにレール５の上に保持されている。撮像手段として機能するカメラ７は、自動ステージ６の上に取り付けられる。自動ステージ６は、図示しない移動制御部によりインク滴（図１ではインク滴Ｂｎ−１、Ｂｎ、Ｂｎ＋１。以下、ノズルＮｎから吐出されるインク滴をインク滴Ｂｎという場合がある）の吐出位置に合わせて移動するように制御される。これにより、例えばヘッド２００のノズル列のうち、インク滴が吐出されているノズルからのインク滴を撮像できるようにカメラ７を移動させることができる。このように、自動ステージ６は、カメラ７を移動する移動手段として機能する。自動ステージ６の場合、プログラム等により、自動的にノズルＮｎの位置合わせが可能となる。
【００１５】
なお、移動制御部により制御する自動ステージ６の代わりに、手動により移動を制御するための手動ステージを用いるように構成してもよい。また、移動制御部による制御機構と手動による制御機構とを共に備えるように構成してもよい。
【００１６】
カメラ７は、上方に設置されるヘッド２００の各ノズルから吐出されるインク滴の画像（映像）を撮像するためのレンズ７ａを備えている。レンズ７ａの倍率は、ノズル間の間隔（ノズル間ピッチ）や、吐出するインク滴の径に合わせて適切なものを選択することが望ましい。
【００１７】
本実施の形態では、カメラ７として高速度カメラを使用する。これにより、高速で飛翔するインク滴を撮像することが可能となる。なお、インク滴の速度は約１０ｍ／ｓであるため、カメラ７のフレーム数（シャッターをきるタイミング）は約３万フレーム／ｓ以上が望ましい。
【００１８】
ガラス板８は、インク汚れからカメラ７を保護するためにカメラ７の上部に配置される。なお、カメラ７の焦点位置ＳＨは、ガラス板８から外れているため、ガラス板８に付着したインク滴がカメラ７で撮像される画像に与える影響は小さい。ガラス板８を傾け、傾斜の下方向に廃液タンクを配置する方法や、汚れていないガラス面をカメラ７部分に動かす機構を備える方法などにより、長期の吐出時でもインク汚れにより照度が落ちる影響を少なくするように構成してもよい。
【００１９】
ヘッド２００は、ヘッド固定治具４に設置される。ヘッド２００のヘッドノズル面２０１には、インク滴を吐出するための複数のノズルＮｎ（１≦ｎ≦Ｎ（Ｎは自然数））が配置されている。カメラ７は、ヘッド２００の下方向（インク滴の吐出方向）に配置される。
【００２０】
ヘッド２００が設置されるヘッド固定治具４は、上述のように上下方向（インク滴吐出方向）に移動可能なステージ３ｂに接続されている。このため、ヘッド２００は、高さ方向（インク滴吐出方向）の位置を自由に変更できる。以下では、ヘッド２００の高さを表すヘッド高さＨＨを、カメラ７の焦点位置ＳＨからヘッドノズル面２０１までの距離とする。
【００２１】
インク滴の吐出状態を観察する時には、ヘッド高さＨＨを、ヘッド２００をインクジェット記録装置に搭載した場合の、ヘッド２００から搬送される記録媒体までの距離を表す所定の基準距離（記録媒体の搬送高さ）と略同一となるように設定する。これにより、実際の印字の様子を再現することができる。なお、ヘッド高さＨＨを搬送高さより大きくするように構成してもよい。この場合、曲がりが拡大するため、吐出不良の検出を精度良く行うことができる。
【００２２】
このように、本実施の形態では、透明部材や用紙に着弾したインク滴を観察するのではなく、インク滴を吐出し、カメラ７の焦点位置ＳＨを通過するインク滴を観察する。言い換えると、着弾後のインク滴ではなく、吐出されて飛翔しているインク滴を観察する。
【００２３】
図２は、カメラ７により撮像された映像のうち、インク滴が写っている画像の一例を示す図である。図２は、ノズルＮｎ−１、Ｎｎ、Ｎｎ＋１から吐出されたインク滴Ｂｎ−１、Ｂｎ、Ｂｎ＋１を含む画像５１の例を示している。図２に示すように、インク滴を同時に吐出したときに、各ノズルＮｎに対応するインク滴Ｂｎを観察することができる。そして、撮像された映像からインク滴を含む画像５１を抜き出し、画像処理を行うことにより、吐出の不良（曲がりや抜け）を判定することができる。吐出不良判定処理の詳細については後述する。
【００２４】
また、本実施の形態では、焦点位置ＳＨで観察するため、透明体や用紙への着弾では観察できないサテライト（図１のサテライトＢｓ）も観察することができる。これにより、サテライトによる印写不良の検出が可能となる。サテライトも液径は小さいものの、液の形状を有するためインク滴と同様の方法（図３〜図６参照）で印写不良を検出可能である。サテライトはインク滴の後に焦点位置を通過するため、例えば、撮像のタイミングを遅らせてサテライトのみを捉える方法が利用できる。このとき、所定時間内の映像にサテライトが映っていなければサテライトが発生していないと判断することができる。
【００２５】
次に、液吐出不良検出装置１００の機能構成について図３を用いて説明する。図３は、液吐出不良検出装置１００の機能ブロック図である。図３に示すように、液吐出不良検出装置１００は、主な機能構成として、画像処理部１１１と、座標算出部１１２と、差分算出部１１３と、判定部１１４とを備えている。
【００２６】
画像処理部１１１は、カメラ７により撮像された画像に対する画像処理を行う。例えば、画像処理部１１１は、連続するフレーム（画像）のうち、インク滴が撮像された画像を抽出する。画像を抽出する方法としては、予め定められたインク滴の画像パターンと照合する方法などの従来から用いられているあらゆる方法を適用できる。
【００２７】
座標算出部１１２は、画像上で予め定められた座標系でのインク滴の座標を算出する。例えば、図２に示すように画像内の任意の位置に原点ＣＧを設定し、原点ＣＧからノズルの配列方向（ノズル列方向）にＸ軸、ノズルの配列方向の直角の方向にＹ軸を取った座標系を用いることができる。座標算出部１１２は、図２のような画像から、画像内の各インク滴の原点ＣＧに対するＸ方向の距離（Ｘ座標）およびＹ方向の距離（Ｙ座標）を算出する。画像内の各インク滴の位置は、例えばインク滴を含む画像の抽出時に同時に特定できる。
【００２８】
差分算出部１１３は、算出された各インク滴の座標と、正常に吐出されるときの上記座標系でのインク滴の座標との差分を算出する。判定部１１４は、算出された差分と、予め定められた閾値とを比較し、差分が閾値より大きい場合に、インク滴の吐出不良が生じたと判定する。
【００２９】
なお、液吐出不良検出装置１００は、この他にカメラ７による撮像を制御する撮像制御部および上述の移動制御部等を備えることも可能であるが図３では省略している。
【００３０】
以下に、吐出不良判定処理の詳細について説明する。
【００３１】
まず、座標算出部１１２が、画像処理部１１１により抽出された図２のような画像から、各インク滴（Ｂｎ−１〜Ｂｎ＋１）の座標を計測する。
【００３２】
ここで、インク滴は、各ノズル（Ｎｎ−１〜Ｎｎ＋１）から同時に吐出して撮像する。なお、大きな曲がりが発生している場合、いずれのインク滴（Ｂｎ−１〜Ｂｎ＋１）がいずれのノズル（Ｎｎ−１〜Ｎｎ＋１）から吐出されたものかを判別できない場合がある。そこで、各ノズル（Ｎｎ−１〜Ｎｎ＋１）から順次インク滴を吐出して撮像するように構成してもよい。これにより、各インク滴Ｂｎに対応するノズルＮｎを特定することができる。
【００３３】
また、ノズルＮｎの数が多く、１つの画面に入りきらない場合は、自動ステージ６によって、カメラ７を任意のピッチで移動させ、移動した位置に対応するノズルＮｎから順次インク滴を吐出して撮像するように構成してもよい。
【００３４】
この場合、ヘッド２００のノズル列方向と自動ステージ６の進行方向とを平行にする。そして、移動に応じて撮像された複数の画像を、各画像の座標系および自動ステージ６の移動速度等を元に１つの画像に統合する。図４は、複数の画像を合成した画像の一例を示す図である。図４では、仮想原点ＣＫＧを原点として複数の画像の座標系を統合した座標系で表される合成画像５２の例が示されている。座標算出部１１２は、このように合成した画像から、各インク滴（Ｂｎ−５〜Ｂｎ＋５）の座標を算出することができる。このような構成により、ラインヘッドなどの長尺ヘッドにも対応可能となる。
【００３５】
各インク滴の座標を算出した後、算出された座標をもとにノズルの不良を検出する。最初に、差分算出部１１３が、各ノズルの位置（ノズル位置）を特定する。以下に、Ｘ方向のノズル位置の特定方法の一例を説明する。
【００３６】
差分算出部１１３は、算出された各インク滴の座標のうち、いずれか１つのインク滴の座標（Ｘ座標）を基準とし、基準に対する他の座標（Ｘ座標）との差分を表すピッチを算出する。図４は、インク滴Ｂｎ−５を基準としてピッチ（Ｐｎ−５／ｎ−４〜Ｐｎ−５／ｎ＋５）を算出した場合の例を示している。なお、ピッチＰｋ／ｌとは、インク滴Ｂｋを基準としたときのインク滴ＢｌまでのＸ方向の距離を表す。
【００３７】
すなわち、差分算出部１１３は、例えば図４に示すように、インク滴Ｂｎ−５を基準とし、インク滴Ｂｎ−５からインク滴Ｂｎ−４までのピッチＰｎ−５／ｎ−４を求める。次に、差分算出部１１３は、インク滴Ｂｎ−５からインク滴Ｂｎ−３までのピッチＰｎ−５／ｎ−３を求める。差分算出部１１３は、このような処理を繰り返し、最後にインク滴Ｂｎ−５からインク滴Ｂｎ＋５までのピッチＰｎ−５／ｎ−５を求める。
【００３８】
差分算出部１１３は、さらに異なるインク滴を基準として選択し、同様の処理を繰り返す。すなわち、差分算出部１１３は、残りの各インク滴（Ｂｎ−４〜Ｂｎ＋５）の座標をそれぞれ基準とし、基準に対する他のインク滴までのピッチを算出する。図５は、インク滴Ｂｎを基準としてピッチ（Ｐｎ／ｎ−５〜Ｐｎ／ｎ＋５）を算出した場合の例を示す図である。
【００３９】
次に、差分算出部１１３は、予め定められたノズル間ピッチの規定値と、求めた各インク滴（Ｂｎ−５〜Ｂｎ＋５）の座標を基準とした時のピッチと比較する。そして、差分算出部１１３は、一致するピッチが多いインク滴を、正常吐出しているノズルＮｎから吐出されたインク滴であると判定する。一致するピッチが多いか否かは、例えば一致数が所定の閾値（個数閾値）より大きいか否かで判定してもよいし、インク滴の個数に対する一致数の割合が所定の閾値（割合閾値）より大きいか否かで判定してもよい。
【００４０】
次に、差分算出部１１３は、正常に吐出しているノズルＮｎの位置とノズル間ピッチの規定値とから、他のノズルの位置（ノズル位置）をそれぞれ算出する。例えば、差分算出部１１３は、正常に吐出しているノズルＮｎの位置から、ノズル間ピッチの規定値の整数倍離れた位置を、他のノズルのノズル位置として算出できる。なお、算出したノズル位置は、正常に吐出されるときに撮像されるインク滴の座標（Ｘ座標）を表している。
【００４１】
図６は、ノズル位置と、ノズル位置に対する撮像されたインク滴の位置との差分の一例を示す図である。図６では、破線が算出されたノズル位置を表している。
【００４２】
次に、差分算出部１１３は、算出したノズル位置と各インク滴のＸ座標との差分を算出する。図６では、Ｐｘｎ−４、Ｐｘｎ−１、Ｐｘｎ＋１、Ｐｘｎ＋３、およびＰｘｎ＋５が、それぞれインク滴Ｂｎ−４、Ｂｎ−１、Ｂｎ＋１、Ｂｎ＋３、およびＢｎ＋５に対して算出された差分を表している。そして、判定部１１４が、算出された差分と予め定められた差分の閾値とを比較し、差分が閾値より大きい場合にインク滴の吐出不良が生じたと判定する。
【００４３】
なお、同様の処理をＹ方向に対しても行うことにより、２次元的なノズル位置を特定することができる。また、Ｙ方向の差分とＹ方向の差分に対して予め定められた閾値とを比較することにより、インク滴の吐出不良が検出できる。
【００４４】
なお、上記説明では、撮像した画像からノズル位置を算出していた。これに対し、ヘッド２００を上下に動かすことにより、ヘッドノズル面２０１に焦点を合わせてノズル位置を特定した後、規定のヘッド高さに戻してインク滴を吐出しても良い。
【００４５】
また、ヘッド高さを変えずにノズル位置を特定する方法として、ヘッドノズル位置を特定することができるターゲットをカメラ７の焦点位置に配置し、ターゲットとともにインク吐出時の映像を撮像するように構成しても良い。このターゲットは、物体でも光学的なものでも良い。
【００４６】
図７は、このように構成した場合に用いる治具の一例を示す図である。まず、ヘッド挟み治具６０１の基準線６３２と、各ターゲット６１１、６２１の中心６１２、６２２を結ぶ基準線６３１とが直角になるように構成する。
【００４７】
そして、その状態のヘッド挟み治具６０１でヘッド２００を挟みこむ。挟み込む際には、基準線６３２とヘッドノズル列６０２とが垂直になる。そして、ヘッドノズル列６０２の延長線上に各ターゲット６１１、６１２の中心６１２、６２２が位置するようにヘッド挟み治具６０１を移動する。
【００４８】
これらの動作により、ヘッドノズル列６０２の方向と各ターゲット６１１、６２１の中心６１２、６２２を結ぶ線の方向とを一致させることができる。この状態でヘッドノズル列の各ノズルからインク滴を吐出し、カメラ７で撮像すると、各インク滴とともに焦点位置に配置されたターゲットを含む画像が撮像できる。したがって、撮像した画像内のターゲット６１１、６２１の位置を特定することにより、ノズル位置を特定することができる。また、ヘッドノズル列６０２からのバラツキ量を簡易的に計測することができる。
【００４９】
ここで、ヘッド２００がシリアル方式のプリンタ用のヘッドである場合、Ｘ方向はノズル列方向であり、用紙の搬送方向となる。また、Ｙ方向はノズル列と直角する方向であり、ヘッド２００を走査する方向となる。
【００５０】
画像不良の中で顕著に認識できる不良としては、ノズル列方向（Ｘ方向）の曲がりが挙げられる。そこで、吐出不良検出を行うときに、Ｘ方向の距離（差分）と比較するための閾値（配列方向閾値）を、Ｙ方向の距離（差分）と比較するための閾値（直角方向閾値）より小さくしてもよい。これにより、画像不良となる吐出不良を効率よく検出することが可能となる。
【００５１】
これまでは、各ノズルＮｎから１滴のインク滴を吐出して吐出不良の判定を行っていた。しかし、吐出不良には、最初正常吐出しているが、途中から曲がりや欠損が起こる場合や、曲がる方向が一定にならない場合などが存在することが確認されている。
【００５２】
そこで、上記と同様の構成で各ノズルＮｎから連続してインク滴Ｂｎを吐出し、各インク滴（インク滴群ＢＧ）について求めた座標を用いて吐出不良を検出するように構成してもよい。
【００５３】
まず、座標算出部１１２は、連続して吐出された各インク滴（インク滴群ＢＧｎ−１〜ＢＧｎ＋１）の座標を求め、求めた座標の分布（バラツキ範囲ＢＴｎ−１〜ＢＴｎ＋１）を算出する。バラツキ範囲は、例えば、各座標を含む最小の矩形として算出する。図８は、インク滴群およびバラツキ範囲の一例を示す図である。
【００５４】
次に、座標算出部１１２は、バラツキ範囲ＢＴｎ−１〜ＢＴｎ＋１の中心の座標ＢＣｎ−１〜ＢＣｎ＋１を求める。図９は、図８のようなバラツキ範囲から求められた中心の座標の一例を示す図である。次に、座標算出部１１２は、求めた中心の座標ＢＣｎ−１〜ＢＣｎ＋１を各ノズルから吐出されたインク滴の座標として、上記と同様の方法によりノズル位置を計算し、吐出不良を判定する。これにより、吐出不良をより高精度に判定することが可能となる。また、簡易的な吐出不良の判定方法として、バラツキ範囲の大小で比較する方法を用いてもよい。例えば、バラツキ範囲の面積が所定の閾値より大きい場合に、対応するノズルに吐出不良が生じたと判定してもよい。
【００５５】
次に、カメラ７により効率的にインク滴Ｂを観察する方法について図１０を用いて説明する。図１０は、カメラ７のレンズ７ａとインク滴との位置関係を示す図である。インク滴は約１０ｍ／ｓの速さで飛翔しているため、高速度カメラを用いたとしても、利用するレンズ７ａの特性によっては、インク滴を適切に観察できないことがある。
【００５６】
レンズ７ａの特性の１つとして、物体のピントが合っている長さを意味する被写界深度という特性が存在する。被写界深度が小さいと、高速で飛翔するインク滴を適切に撮像できない可能性が生じうる。そこで、インク滴の飛翔速度とカメラ７のシャッタースピード（画像を記憶する時間の間隔）とから算出されたインク滴の飛翔距離以上の被写界深度ＨＳを有するレンズ７ａをカメラ７に搭載する。これにより、高速で吐出するインク滴を捉えることが可能となる。
【００５７】
カメラ７のシャッタースピードをＴ（ｓ）、インク滴の飛翔速度をＶ（ｍ／ｓ）とすると、インク滴は距離Ｋ＝Ｔ×Ｖ（ｍ）だけ進むことになる。図１０では、時刻Ｔｍ−１、Ｔｍ、Ｔｍ＋１に飛翔するインク滴Ｂｍ−１、Ｂｍ、Ｂｍ＋１それぞれの間隔が距離Ｋに相当する。
【００５８】
そこで、距離Ｋ以上の被写界深度ＨＳを有するレンズ７ａを用いれば、映像の１コマ（１画像）で、ピントの合ったインク滴を撮像することが可能となる。また、ピントの合った映像から正確なインク滴の径を算出することができるため、吐出量の異常や、形状異常を検出することができる。
【００５９】
このように、本実施の形態では、透明部材や用紙に着弾したインク滴を観察するのではなく、カメラの焦点位置を飛翔するインク滴を観察する。このため、液滴が連続して吐出される場合であっても、各液滴の吐出不良を高精度に検出することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 台座
２ ヘッド固定シャフト
３ａ、３ｂ ステージ
４ ヘッド固定治具
５ レール
６ 自動ステージ
７ カメラ
７ａ レンズ
８ ガラス板
１００ 液吐出不良検出装置
１１１ 画像処理部
１１２ 座標算出部
１１３ 差分算出部
１１４ 判定部
２００ ヘッド
２０１ ヘッドノズル面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから吐出されて飛翔する液滴を前記液滴の吐出方向から撮像する撮像手段と、
撮像された画像上で予め定められた座標系での前記液滴の座標を算出する座標算出手段と、
算出された前記座標と、正常に吐出されるときの前記座標系での前記液滴の座標との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分と予め定められた閾値とを比較し、前記差分が前記閾値より大きい場合に、前記ノズルによる前記液滴の吐出不良が生じたと判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする液吐出不良検出装置。
【請求項２】
前記ノズルは、記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置のインクヘッドに搭載可能であり、
前記撮像手段は、前記ノズルから前記撮像手段の焦点位置までの距離が、前記インクヘッドに搭載したときの前記ノズルから前記記録媒体までの距離を表す予め定められた基準距離と略同一であること、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項３】
前記焦点位置から前記ノズルまでの距離を変更する変更手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項２に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、前記ノズルから連続して吐出されて飛翔する複数の前記液滴を撮像し、
前記座標算出手段は、複数の前記液滴それぞれの前記座標を算出して複数の前記座標の分布を求め、求めた前記分布の略中心の座標を算出し、
前記差分算出手段は、前記略中心の座標と、正常に吐出されるときの前記座標系での前記液滴の座標との差分を算出すること、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、予め定められた配列方向に配列された複数の前記ノズルそれぞれから吐出されて飛翔する複数の前記液滴を撮像し、
前記差分算出手段は、前記配列方向と、前記配列方向の直角方向とのそれぞれについて前記差分を算出し、
前記判定手段は、前記配列方向の前記差分と前記配列方向に対して予め定められた配列方向閾値とを比較し、前記直角方向の前記差分と前記直角方向に対して予め定められた直角方向閾値とを比較し、前記配列方向の前記差分が前記配列方向閾値より大きい場合、または、前記直角方向の前記差分が前記直角方向閾値より大きい場合に、前記ノズルによる前記液滴の吐出不良が生じたと判定すること、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項６】
前記配列方向閾値は、前記直角方向閾値より小さいこと、
を特徴とする請求項５に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項７】
前記撮像手段は、予め定められた配列方向に配列された複数の前記ノズルそれぞれから吐出されて飛翔する複数の前記液滴を撮像し、
前記撮像手段を前記配列方向に移動する移動手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項８】
前記撮像手段は、１秒間に３万画像以上撮像可能な高速度カメラであること、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項９】
前記撮像手段は、被写界深度が、シャッタースピードと液滴の飛翔速度との積より大きいこと、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項１】
ノズルから吐出されて飛翔する液滴を前記液滴の吐出方向から撮像する撮像手段と、
撮像された画像上で予め定められた座標系での前記液滴の座標を算出する座標算出手段と、
算出された前記座標と、正常に吐出されるときの前記座標系での前記液滴の座標との差分を算出する差分算出手段と、
前記差分と予め定められた閾値とを比較し、前記差分が前記閾値より大きい場合に、前記ノズルによる前記液滴の吐出不良が生じたと判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする液吐出不良検出装置。
【請求項２】
前記ノズルは、記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置のインクヘッドに搭載可能であり、
前記撮像手段は、前記ノズルから前記撮像手段の焦点位置までの距離が、前記インクヘッドに搭載したときの前記ノズルから前記記録媒体までの距離を表す予め定められた基準距離と略同一であること、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項３】
前記焦点位置から前記ノズルまでの距離を変更する変更手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項２に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項４】
前記撮像手段は、前記ノズルから連続して吐出されて飛翔する複数の前記液滴を撮像し、
前記座標算出手段は、複数の前記液滴それぞれの前記座標を算出して複数の前記座標の分布を求め、求めた前記分布の略中心の座標を算出し、
前記差分算出手段は、前記略中心の座標と、正常に吐出されるときの前記座標系での前記液滴の座標との差分を算出すること、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項５】
前記撮像手段は、予め定められた配列方向に配列された複数の前記ノズルそれぞれから吐出されて飛翔する複数の前記液滴を撮像し、
前記差分算出手段は、前記配列方向と、前記配列方向の直角方向とのそれぞれについて前記差分を算出し、
前記判定手段は、前記配列方向の前記差分と前記配列方向に対して予め定められた配列方向閾値とを比較し、前記直角方向の前記差分と前記直角方向に対して予め定められた直角方向閾値とを比較し、前記配列方向の前記差分が前記配列方向閾値より大きい場合、または、前記直角方向の前記差分が前記直角方向閾値より大きい場合に、前記ノズルによる前記液滴の吐出不良が生じたと判定すること、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項６】
前記配列方向閾値は、前記直角方向閾値より小さいこと、
を特徴とする請求項５に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項７】
前記撮像手段は、予め定められた配列方向に配列された複数の前記ノズルそれぞれから吐出されて飛翔する複数の前記液滴を撮像し、
前記撮像手段を前記配列方向に移動する移動手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項８】
前記撮像手段は、１秒間に３万画像以上撮像可能な高速度カメラであること、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項９】
前記撮像手段は、被写界深度が、シャッタースピードと液滴の飛翔速度との積より大きいこと、
を特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−４６０７４（Ｐ２０１１−４６０７４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９５９１７（Ｐ２００９−１９５９１７）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
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