(57)【要約】      （修正有）【課題】記録ヘッドの内部のインクの状態を適切に評価する。【解決手段】記録ヘッド１６０により、散乱粒子が含まれる液体を吐出する記録装置であって、光を射出する光源１５０と、光源から射出された光の少なくとも一部を記録ヘッドに照射する照射光学部１１０と、照射光学部による照射光が記録ヘッドの内部の液体で反射、又は散乱された光と、光源から射出された光の少なくとも一部であって記録ヘッドの内部の液体で反射、又は散乱されていない参照光と、を結合させる結合光学部１２０と、結合光学部による結合光を検出する検出部１３０と、結合光に基づき、記録ヘッドの内部の液体の光干渉断層画像を取得する演算部１４０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドにより、散乱粒子が含まれる液体を吐出する記録装置であって、
光を射出する光源と、
前記光源から射出された光の少なくとも一部を前記記録ヘッドに照射する照射光学部と、
前記照射光学部による照射光が前記記録ヘッドの内部の前記液体で反射、又は散乱された光と、前記光源から射出された光の少なくとも一部であって前記記録ヘッドの内部の前記液体で反射、又は散乱されていない参照光と、を結合させる結合光学部と、
前記結合光学部による結合光を検出する検出部と、
前記結合光に基づき、前記記録ヘッドの内部の前記液体の光干渉断層画像を取得する演算部と、を有する
記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドは、ノズルを通じて前記液体を吐出し、
前記照射光学部は、前記ノズルを通じて前記記録ヘッドの内部の前記液体に、前記照射光を照射する
請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記照射光の光軸方向と交差する方向に、前記照射光を走査する走査光学部を有する
請求項１、又は２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記照射光学部は、前記照射光の光軸方向に前記ノズルから離間し、前記ノズルに対向して設けられた集光光学系を有し、前記集光光学系を介して前記照射光を照射する
請求項２、又は３に記載の記録装置。
【請求項５】
前記照射光の光軸方向と交差する方向における前記ノズルと前記集光光学系との相対位置を変化させる位置調整機構を有する
請求項４に記載の記録装置。
【請求項６】
前記記録ヘッドに対する前記照射光の光軸の角度を変化させる角度調整機構を有する
請求項４、又は５に記載の記録装置。
【請求項７】
前記記録ヘッドによる前記液体の吐出機能に対する処理を実行する処理部を有し、
前記処理部は、前記光干渉断層画像に基づき、前記液体の吐出機能が異常である異常ノズルを検知する異常ノズル検知部を有する
請求項２乃至６の何れか１項に記載の記録装置。
【請求項８】
前記異常ノズル検知部は、前記光干渉断層画像から取得された、前記散乱粒子の拡散係数値、又は前記散乱粒子の分散状態を表す特性値の少なくとも１つに基づき、前記異常ノズルを検知する
請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】
前記処理部は、前記異常ノズルを回復させる回復処理の実行を制御する回復処理制御部を有する
請求項７、又は８に記載の記録装置。
【請求項１０】
前記処理部は、前記回復処理の実行方法を変更する回復処理方法決定部を有し、
前記回復処理方法決定部は、前記光干渉断層画像から取得された、前記散乱粒子の拡散係数値、又は、前記散乱粒子の分散状態を表す特性値の少なくとも１つに応じて、前記回復処理の実行方法を変更する
請求項９に記載の記録装置。
【請求項１１】
前記処理部は、前記記録ヘッドの内部の前記液体を前記記録ヘッドから排出させる排出量を取得する排出量取得部を有し、
前記排出量取得部は、前記光干渉断層画像から取得された、前記ノズルが含まれる面と交差する深さ方向における前記ノズルからの位置毎での前記散乱粒子の拡散係数値、又は、前記深さ方向における前記ノズルからの位置毎での前記散乱粒子の分散状態を表す特性値の少なくとも１つに基づき、前記排出量を取得する
請求項９、又は１０に記載の記録装置。
【請求項１２】
前記処理部は、前記回復処理の実行方法を決定する回復処理方法決定部を有し、
前記回復処理方法決定部は、前記排出量に応じて、前記回復処理の実行方法を決定する
請求項１１に記載の記録装置。
【請求項１３】
前記記録ヘッドは、前記記録ヘッドの内部の前記液体を吐出する複数のノズルと、前記ノズルに通じる個別液室と、前記個別液室に前記液体を供給する共通液室と、前記個別液室に通じる循環流路と、前記循環流路に通じる循環共通液室と、前記個別液室の前記液体に圧力を付与する圧力発生部と、前記圧力発生部に所定の駆動電圧を与える駆動部と、を備え、
前記記録装置は、前記光干渉断層画像に基づき、前記循環流路を流れる前記液体の循環流量、又は前記駆動電圧の少なくとも１つを変化させる流量電圧制御部を有する
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の記録装置。
【請求項１４】
前記流量電圧制御部は、前記光干渉断層画像から取得された、前記散乱粒子の拡散係数値、又は前記散乱粒子の分散状態を表す特性値の少なくとも１つに基づき、前記循環流量、又は前記駆動電圧の少なくとも１つを変化させる
請求項１３に記載の記録装置。
【請求項１５】
前記散乱粒子の分散状態を表す特性値は、前記光干渉断層画像における光強度の最大値と最小値の差である
請求項８、１０、１１、又は１４に記載の記録装置。
【請求項１６】
前記光源と前記記録ヘッドとの間の光路に、空間フィルタを備える
請求項１乃至１５の何れか１項に記載の記録装置。
【請求項１７】
前記散乱粒子は顔料である
請求項１乃至１６の何れかに１項に記載の記録装置。
【請求項１８】
前記散乱粒子は金属を含む粒子である
請求項１乃至１７の何れかに１項に記載の記録装置。
【請求項１９】
記録ヘッドにより、散乱粒子が含まれる液体を吐出する記録装置で実施される記録方法であって、
光を射出する工程と、
射出された光の少なくとも一部を前記記録ヘッドに照射する照射工程と、
前記照射工程による照射光が前記記録ヘッドの内部の前記液体で反射、又は散乱された光と、前記光源から射出された光の少なくとも一部であって前記記録ヘッドの内部の前記液体で反射、又は散乱されていない参照光と、を結合させる干渉工程と、
前記干渉工程による結合光を検出する工程と、
前記結合光に基づき、前記記録ヘッドの内部の前記液体の光干渉断層画像を取得する工程と、を含む
記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置、及び記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像情報に応じ、記録ヘッドに備えられたノズルを通してインク等の液体を吐出し、用紙等の記録媒体に付着させて画像形成を行うインクジェット方式の記録装置が知られている。
【０００３】
インクジェット方式の記録装置では、インクを吐出しない状態が続くと、外部に通じるノズル部分を起点に記録ヘッドの内部のインクが徐々に乾燥し、インク粘度の上昇（増粘）等により吐出異常が発生する場合がある。安定した吐出を実現するには、記録ヘッドの内部のインクの状態を適切に評価し、インクの増粘等がみられる場合には、増粘したインクを排出する等の回復動作を実施する必要がある。
【０００４】
記録ヘッドにおけるインクの状態を評価する装置として、カメラユニットによりノズル部分におけるインクの液面やノズルの周辺部分を撮像し、参照画像と比較する装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【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の装置では、ノズル部分におけるインクの液面やノズルの周辺の外観に関する情報しか得られないため、インクの増粘やインクに含まれる散乱粒子の偏在状態等の記録ヘッドの内部のインクの状態を適切に評価できない場合があった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、記録ヘッドの内部のインクの状態を適切に評価することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の技術の一態様に係る記録装置は、記録ヘッドにより、散乱粒子が含まれる液体を吐出する記録装置であって、光を射出する光源と、前記光源から射出された光の少なくとも一部を前記記録ヘッドに照射する照射光学部と、前記照射光学部による照射光が前記記録ヘッドの内部の前記液体で反射、又は散乱された光と、前記光源から射出された光の少なくとも一部であって前記記録ヘッドの内部の前記液体で反射、又は散乱されていない参照光と、を結合させる結合光学部と、前記結合光学部による結合光を検出する検出部と、前記結合光に基づき、前記記録ヘッドの内部の前記液体の光干渉断層画像を取得する演算部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、記録ヘッドの内部のインクの状態を適切に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る断層画像取得部の構成の一例を説明する図である。
【図２】吐出機能が正常である場合の光干渉断層画像の一例を説明する図である。
【図３】散乱粒子が偏在した場合の光干渉断層画像の一例を説明する図である。
【図４】散乱粒子の濃度が低下した場合の光干渉断層画像の一例を説明する図である。
【図５】インク乾燥過程における散乱粒子の拡散係数値変化の一例を説明する図である。
【図６】実施形態に係る演算部の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
【図７】実施形態に係る演算部の処理の一例を示すフローチャートである。
【図８Ａ】第１の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。
【図８Ｂ】第１の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す外観図である。
【図９】第１の実施形態に係る処理部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】第１の実施形態に係る処理部の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
【図１１】第１の実施形態に係る排出量の取得方法の一例を説明する図である。
【図１２】第１の実施形態に係る拡散係数値と回復処理の実行方法との対応関係の一例を示す図である。
【図１３】第１の実施形態に係る処理部による処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施形態に係る記録ヘッドの外観斜視説明図である。
【図１５】第２の実施形態に係る記録ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図１６】第２の実施形態に係る記録ヘッドのノズル配列方向と平行な方向の断面説明図である。
【図１７】第２の実施形態に係る記録ヘッドのノズル板の平面説明図である。
【図１８】第２の実施形態に係る記録ヘッドの流路部材を構成する各部材の平面説明図である。
【図１９】第２の実施形態に係る記録ヘッドの共通液室部材を構成する各部材の平面説明図である。
【図２０】第２の実施形態に係るインク循環システムを示すブロック図である。
【図２１】第２の実施形態に係る処理部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図２２】第２の実施形態に係る処理部の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
【図２３】第２の実施形態に係る循環流量の取得方法の一例を説明する図である。
【図２４】第２の実施形態に係る処理部による処理の一例を示すフローチャートである。
【図２５】第３の実施形態に係る断層画像取得部周辺の構成の一例を説明する図である。
【図２６】第４の実施形態に係る断層画像取得部の構成の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１１】
実施形態に係る記録装置は、散乱粒子を含む液体を、ノズルを通して吐出する記録ヘッドを備える装置である。また記録ヘッドの内部の液体に光を照射し、記録ヘッドの内部の液体で反射、又は散乱された光により取得される液体の光干渉断層画像から、記録ヘッドの内部の液体の状態を評価する装置である。光干渉断層画像は、例えば光コヒーレンストモグラフィー（Optical Coherence Tomography；ＯＣＴ）により取得することができる。
【００１２】
実施形態では、用紙等の記録媒体に、記録ヘッドからインクを吐出し、付着させるインクジェット方式の画像形成装置を例に説明する。画像形成装置は「記録装置」の一例であり、インクは「液体」の一例である。実施形態の用語における、画像形成、記録、印刷等はいずれも同義語とする。
【００１３】
以下の各図面において、破線の矢印で示されているＸ方向は記録ヘッドの備えるノズルが配列する方向を示す。またＺ方向は、ノズルが含まれる面と交差する方向を示す。尚、Ｚ方向は、「深さ方向」の一例である。
【００１４】
＜断層画像取得部の構成＞
先ず、実施形態に係る画像形成装置２５０の備える断層画像取得部の構成の一例を、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る断層画像取得部１００の構成の一例を説明する図である。
【００１５】
図１における負のＺ方向は、記録ヘッド１６０からインクが吐出される方向に該当し、図１には、インクが吐出される方向と交差する方向から観察した記録ヘッド１６０の内部の透視図が示されている。記録ヘッド１６０の内部にはインク１６３が充填され、インク１６３はノズル板１６２に設けられたノズル１６１を介して外部の空気に接している。またインク１６３は散乱粒子１６４を含んでいる。
【００１６】
断層画像取得部１００は、記録ヘッド１６０が備えるノズル１６１に対向して配置されている。断層画像取得部１００は、照射光学部１１０と、結合光学部１２０と、検出部１３０と、演算部１４０と、光源１５０とを有する。尚、照射光学部１１０、及び結合光学部１２０において、実線で示されている矢印は、光の進行を示している。
【００１７】
一点鎖線で示されている照射光学部１１０は、ビームスプリッター１１１と、集光光学系１１２と、ミラー１１３と、走査光学部１１４とを有し、光源１５０から射出された光の少なくとも一部を記録ヘッド１６０に照射する。
【００１８】
ビームスプリッター１１１は入射した光の一部を反射し、残りを透過させることで２つに分割する機能を有する。光源１５０から射出された光は、ビームスプリッター１１１により一部の光がミラー１１３に向けて反射される。ミラー１１３はビームスプリッター１１１による反射光を走査光学部１１４に向けて反射する。
【００１９】
走査光学部１１４は例えばガルバノミラーを備える。駆動電圧に応じてガルバノミラーが搖動することで、ガルバノミラーによる反射光を図１のＸ方向に往復走査する。走査光学部１１４による走査光は集光光学系１１２に入射する。
【００２０】
集光光学系１１２は、記録ヘッド１６０に照射する光の光軸方向において、記録ヘッド１６０の備えるノズル１６１から離間し、ノズル１６１に対向して設けられている。集光光学系１１２は、走査光学部１１４による走査光を集光し、ノズル１６１に向けて収束、又は発散する光を照射する。或いは平行光を照射してもよい。収束、又は発散する光を照射する場合、ノズル１６１を通じて記録ヘッド１６０の内部で集光スポットを形成するように照射することが好ましい。平行光を照射する場合、後述する光干渉断層画像の空間分解能を上げるために、できるだけ細い光束を照射することが好ましい。このような集光スポット、又は平行光は、走査光学部１１４によりＸ方向に走査される。
【００２１】
集光光学系１１２には、例えば光を集光する機能を有する集光レンズを用いることができる。集光レンズは屈折型のレンズであってもよいし、回折型のレンズであってもよい。また複数のレンズを組み合わせて集光光学系１１２を構成してもよい。回折型のレンズを用いると集光レンズを薄型化できる。尚、Ｚ方向に沿って集光光学系１１２の中心を通る軸は、「照射光の光軸」の一例であり、またこのような軸の方向は、「照射光の光軸方向」の一例である。
【００２２】
光源１５０は、例えば可干渉性（コヒーレンス）の低い近赤外光を射出するＳＬＤ（Super Luminescent Diode）である。ＳＬＤは、発光ダイオード(Light emitting diode；ＬＥＤ)のように広帯域で、かつ半導体レーザ(Laser diode；ＬＤ) のように高輝度の光を射出する光源である。但し、光源１５０は上記に限定されない。可干渉性（コヒーレンス）の低い光を射出する光源であれば、近赤外光とは異なる波長帯域の光を射出する光源であってもよいし、ＬＥＤや白色ランプ等であってもよい。
【００２３】
記録ヘッド１６０に照射された光は、記録ヘッド１６０の外部、又は記録ヘッド１６０の内部に充填されたインク１６３で、反射、又は散乱される。光は屈折率の異なる材料の界面で強く反射、又は散乱される。そのため、記録ヘッド１６０に照射された光は、例えば記録ヘッド１６０と空気の界面、インク１６３と空気の界面、インク１６３と記録ヘッド１６０の界面、或いはインク１６３中に含まれる溶剤と散乱粒子の界面等で反射、又は散乱される。
【００２４】
より具体的には、記録ヘッド１６０の外部とは、例えばノズル板１６２の表面であり、記録ヘッド１６０に照射される光は、例えばノズル板１６２の表面で反射、又は散乱される。
【００２５】
また、記録ヘッド１６０の内部はノズル１６１を介して外部と連通している。そのため記録ヘッド１６０に照射される光は、例えば記録ヘッド１６０の内部に充填されたインク１６３がノズル１６１の開口部で空気に触れる界面（メニスカス）において、反射、又は散乱される。
【００２６】
さらに、光はノズル１６１を介してインク１６３の内部にも入射し、インク１６３は散乱粒子１６４を含む。そのため、記録ヘッド１６０に照射される光は、例えば記録ヘッド１６０の内部に充填されたインク１６３の内部に存在する散乱粒子により、反射、又は散乱される。
【００２７】
尚、インク１６３は、例えば顔料インクである。顔料インクは、着色成分である顔料が溶剤に溶けきっていない状態で存在するインクである。またインク１６３は、例えば酸化チタン等の金属を含む粒子を含んでもよい。このように溶剤中に分散する顔料、及び金属の粒子は、それぞれ「散乱粒子」の一例である。
【００２８】
尚、説明の便宜のため、記録ヘッド１６０の外部、又は記録ヘッド１６０の内部に充填されたインク１６３で反射、又は散乱された光を、以下では「プローブ光」と称する場合がある。
【００２９】
プローブ光は、往きとは逆方向に集光光学系１１２を通過し、走査光学部１１４、及びミラー１１３で反射される。ミラー１１３による反射光は、ビームスプリッター１１１を透過して、検出部１３０に入射する。
【００３０】
二点鎖線で示されている結合光学部１２０は、ビームスプリッター１１１と、レンズ１２１と、参照ミラー１２２とを有する。結合光学部１２０は、照射光学部１１０による照射光が記録ヘッド１６０の内部のインク１６３で反射、又は散乱された光と、参照光とを結合させる。
【００３１】
光源１５０から射出された光のうち、ビームスプリッター１１１を透過した光は、レンズ１２１に入射する。レンズ１２１はビームスプリッター１１１を透過した光を集光し、参照ミラー１２２に向けて収束、又は発散する光を照射する。或いは平行光を照射してもよい。レンズ１２１は、集光光学系１１２と同様に、例えば光を集光する機能を有する集光レンズを用いることができる。
【００３２】
ここで、レンズ１２１の開口数（Numerical Aperture；ＮＡ）と、集光光学系１１２の開口数は等しいことが好ましい。開口数が等しいことで、例えばレンズ１２１により集光される光の光波面形状と、集光光学系１１２により集光される光の光波面形状とが略一致し、後述する結合光において、デフォーカス等の収差を取り除くことができるためである。
【００３３】
参照ミラー１２２は、レンズ１２１により照射された光を反射する。参照ミラー１２２による反射光は、往きとは逆方向にレンズ１２１を通過し、ビームスプリッター１１１で反射され、検出部１３０に入射する。尚、参照ミラー１２２による反射光は、光源１５０から射出された光の少なくとも一部であって記録ヘッド１６０の内部のインク１６３で反射、又は散乱されていない光であり、「参照光」の一例である。
【００３４】
プローブ光と参照光は、ビームスプリッター１１１により重ね合わされる。換言すると、プローブ光と参照光は、ビームスプリッター１１１により結合される。プローブ光が通ってきた光路長と、参照光が通ってきた光路長が光源１５０の可干渉距離（コヒーレンス長）以内であれば、両者は互いに干渉し、干渉縞が発生する。このような干渉縞を含む結合光が検出部１３０に入射する。
【００３５】
検出部１３０は、分光器と、線形検出器を有する。分光器は検出部１３０に入射する光を分光する。分光された光は波長に応じてＸ方向に横ずれ（シフト）した位置に到達し、線形検出器上でライン状パターンを形成する。ライン状パターンは線形検出器により検出される。
【００３６】
分光器として例えば回折格子を用いることができる。また線形検出器として、フォトダイオードアレイ（Photo Diode Array；ＰＤＡ）を用いることができる。フォトダイオードアレイは受光した光の光強度に応じた電圧信号を出力するフォトダイオードをライン状に配列した素子である。或いは線形検出器として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor  Device）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等で画素がライン状に配列したラインセンサを用いてもよい。検出部１３０は、検出したライン状パターンデータを演算部１４０に出力する。
【００３７】
演算部１４０は入力したライン状パターンデータを逆フーリエ変換することで、参照ミラー１２２に対する記録ヘッド１６０の相対位置毎でのプローブ光の光強度を取得する。参照ミラー１２２に対する記録ヘッド１６０の相対位置とは、換言すると、例えばインクの屈折率を考慮しない、Ｚ方向における記録ヘッド１６０の位置である。
【００３８】
また演算部１４０は、参照ミラー１２２に対する記録ヘッド１６０の相対位置を、インクの屈折率を考慮した距離に換算することで、Ｚ方向の位置（深さ）Ｈ毎でのプローブ光の光強度を取得することができる。深さＨ毎でのプローブ光の光強度を繋ぎ合せることで１次元の光干渉断層画像を形成し、取得することができる。
【００３９】
実施形態では、記録ヘッド１６０への照射光を走査光学部１１４でＸ方向に走査する。そのため照射光のＸ方向の位置毎で、上述の１次元の光干渉断層画像を取得することができる。そして照射光のＸ方向の位置毎での１次元の光干渉断層画像をＸ方向に繋ぎ合せることで、２次元の光干渉断層画像を形成し、取得することができる。実施形態では２次元の光干渉断層画像を取得し、用いる例を説明する。説明を簡単にするため、以下では、２次元の光干渉断層画像を単に「光干渉断層画像」と称する。
【００４０】
光干渉断層画像におけるＸ方向の画素は、照射光のＸ方向の位置を分解する最小単位を示し、光干渉断層画像におけるＺ方向の画素は、照射光のＺ方向の位置Ｈを分解する最小単位を示すものとする。光干渉断層画像では、プローブ光の光強度は、例えば各画素の輝度値として表される。
【００４１】
演算部１４０は、記録ヘッド１６０に照射される走査光の走査周期毎に、光干渉断層画像を取得することができる。また演算部１４０は、走査周期より長い所定時間毎に取得した光干渉断層画像を時間平均して出力してもよい。演算部１４０の出力により、断層画像取得部１００は、走査周期毎、或いは所定時間毎に時間変化する光干渉断層画像を取得することができる。
【００４２】
演算部１４０として、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、或いはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のワイヤードロジックによるハードウェアを用いることができる。
【００４３】
また演算部１４０は、記憶部１７０と電気的に接続し、例えば入力したライン状パターンデータや光干渉断層画像等のデータを記憶部１７０に格納させる。演算部１４０は、記憶部１７０に格納されたデータを参照しながら演算を行い、後述する各種機能を実現することができる。演算部１４０による処理結果は処理部５００に出力され、処理部５００による画像形成装置２５０の制御に用いられる。
【００４４】
記憶部１７０は、例えばＲＡＭ(Random Access Memory)等により実現される。尚、演算部１４０の実現する機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にて実行されるプログラムにて実現されてもよい。
【００４５】
実施形態に係る断層画像取得部１００では、照射光学部１１０による照射光を走査光学部１１４でＸ方向に走査する例を示したが、これには限定されない。例えば断層画像取得部１００は、ミラー１１３に代えて、Ｘ方向、及びＺ方向にそれぞれ直交するＹ方向に対し、照射光を走査する走査光学部を用い、三次元の光干渉断層画像を取得してもよい。
【００４６】
また断層画像取得部１００は、照射光を走査せずに、Ｚ方向の１次元の光干渉断層画像を取得してもよい。例えば、ミラー１１３と走査光学部１１４の両方に、走査機能を有さない固定ミラーを用い、照射光を走査せずに、Ｚ方向の１次元の光干渉断層画像を取得してもよい。或いはミラー１１３と走査光学部１１４を設けず、ビームスプリッター１１１により反射された光を直接集光光学系１１２に入射させる。これにより照射光を走査せずに、Ｚ方向の１次元の光干渉断層画像を取得してもよい。
【００４７】
＜光干渉断層画像＞
図２は、吐出機能が正常である場合に、断層画像取得部１００により取得される光干渉断層画像の一例を説明する図である。
【００４８】
図２に示されている光干渉断層画像の図の色の濃さ（黒さ）は、記録ヘッド１６０の各部で反射、又は散乱されたプローブ光の光強度の大きさを表している。濃く（黒く）なるほど光強度が大きく、薄く（白く）なるほど光強度が小さいことを表している。尚、この点は、以降の図２〜図４に示されている光干渉断層画像の例においても同様である。
【００４９】
図２において、断層画像２０１は、空気と記録ヘッド１６０との界面、例えばノズル板１６２の表面で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。ノズル板１６２は金属板等で構成され、反射率が高いため、プローブ光の光強度は大きくなり、断層画像は濃く表示されている。
【００５０】
断層画像２０２は、記録ヘッド１６０の内部におけるインク１６３と記録ヘッド１６０の界面で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。記録ヘッド１６０の内部におけるインク１６３と記録ヘッド１６０の界面は、例えば記録ヘッド１６０の内部に設けられた振動板の表面である。振動板もノズル板１６２と同様に金属板等で構成され、反射率が高いため、プローブ光の光強度は大きくなり、断層画像は濃く表示されている。
【００５１】
断層画像２０３は、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３と空気の界面（メニスカス）で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。液面での反射は反射率が高いため、プローブ光の光強度は大きくなり、断層画像は濃く表示されている。
【００５２】
断層画像２０４は、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。例えばインク１６３に含まれる散乱粒子により反射、又は散乱された光による断層画像である。散乱粒子により反射、又は散乱された光であるため、他の部分と比較してプローブ光の光強度は小さい。そのため、断層画像は薄い色で表示されている。
【００５３】
吐出機能が正常である場合、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３に含まれる散乱粒子は、インク１６３の内部において均一に分散する。従って、断層画像２０４は均一の色で表示されている。
【００５４】
ここで、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３における散乱粒子の均一性は、記録ヘッド１６０による吐出機能に大きな影響を与える。
【００５５】
例えばインク１６３の空気との界面付近で、インクの乾燥等に起因して散乱粒子が偏在し、散乱粒子の濃度が増加したり、散乱粒子同士が凝集したりして、不吐出や吐出速度の低下等の吐出機能の異常が起こる場合がある。尚、不吐出はノズルからインクが吐出されない状態である。吐出速度の低下は、ノズルからインクが吐出される時の速度が、所望の速度に対して低下する状態である。
【００５６】
また散乱粒子の沈降等による偏在で、インク１６３の空気との界面付近で散乱粒子の濃度が低くなり、用紙に形成される画像の画像濃度が低い等の画質低下を生じさせる場合がある。散乱粒子が金属を含む粒子である場合は、沈降等により特に偏在しやすい。
【００５７】
図３は、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３に含まれる散乱粒子が偏在し、インク１６３の空気との界面付近の散乱粒子の濃度が高くなった場合の光干渉断層画像の一例を説明する図である。尚、図２と同様の部分については説明を省略する場合がある。
【００５８】
図３において、断層画像３０１は、空気と記録ヘッド１６０との界面、例えばノズル板１６２の表面で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。断層画像３０２は、記録ヘッド１６０の内部におけるインク１６３と記録ヘッド１６０の界面、例えば振動板の表面で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。
【００５９】
断層画像３０３は、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３と空気の界面（メニスカス）で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。断層画像３０４は、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３のうち、散乱粒子が均一に分散している部分で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。
【００６０】
一方、断層画像３０５は、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３のうち、散乱粒子が偏在し、濃度が高くなった部分で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。散乱粒子が偏在し、濃度が高くなった部分では散乱粒子で反射、又は散乱されるプローブ光の光強度は大きくなるため、断層画像３０５は断層画像３０４と比較して濃く表示されている。
【００６１】
一方、図４は、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３において散乱粒子が偏在し、インク１６３と空気との界面付近の散乱粒子の濃度が低くなった場合の光干渉断層画像の一例を説明する図である。
【００６２】
図４において、断層画像４０１は、空気と記録ヘッド１６０との界面、例えばノズル板１６２の表面で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。断層画像４０２は、記録ヘッド１６０の内部におけるインク１６３と記録ヘッド１６０の界面、例えば振動板の表面で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。
【００６３】
断層画像４０３は、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３と空気の界面（メニスカス）で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。断層画像４０４は、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３のうち、散乱粒子が均一に分散している部分で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。
【００６４】
断層画像４０５は、インク１６３と空気との界面付近で散乱粒子の濃度が低下した部分で反射、又は散乱されたプローブ光による断層画像を示している。濃度の低下により散乱粒子が少なくなり、散乱粒子で反射、又は散乱されるプローブ光の光強度は小さくなるため、断層画像は白く表示されている。
【００６５】
図３、及び図４に例示されているように、断層画像取得部１００で取得される光干渉断層画像により、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３における散乱粒子の偏在を可視化し、評価することができる。また光干渉断層画像に基づき、散乱粒子の偏在状態を表す特性値を取得し、後述するように、安定した吐出機能を維持するために用いることができる。
【００６６】
＜散乱粒子の拡散係数＞
次に、インク１６３の光干渉断層画像に基づき、散乱粒子の拡散係数値を取得する方法を説明する。ここで、拡散係数とは、物質が拡散する時の場所と時刻と物質の濃度の変化の関係を示す拡散方程式で用いられる係数である。
【００６７】
実施形態では、断層画像取得部１００は、動的光散乱法等で用いられる光相関法とキュムラント法に基づいて、インク１６３の光干渉断層画像における光強度データを解析処理することで拡散係数値を取得する。
【００６８】
光子相関法は、深さＨ毎でのプローブ光の光強度の時間変化の大きさを、自己相関関数として定式化する手法である。自己相関関数は、任意の時間tにおけるプローブ光の光強度Ｉ（ｔ）を基準とし、τ時間後のプローブ光の光強度I(t+τ)についての相関を、次の（１）式のように表す。但し、（１）式において、Ｇ２は２次の自己相関関数を表す。
【００６９】
【数１】
2020044734.tif 000003
光子相関法より得られた２次の自己相関関数から、キュムラント法を用いて拡散係数値Ｄを算出し、取得する。実施形態では、１次の自己相関関数の自然対数を、次の（２）式のようにτで２次級数展開して近似し、その係数である減衰定数Γを求める。但し、（２）式において、Γは減衰定数、μ２は多分散性指数をそれぞれ表す。
【００７０】
【数２】
2020044734.tif 000004
減衰定数Γから、次の（３）式により拡散係数値Ｄを算出し、取得することができる。但し、（３）式において、ｑは散乱ベクトルを表す。
【００７１】
【数３】
2020044734.tif 000005
このような演算により、断層画像取得部１００は、深さＨ毎での散乱粒子の拡散係数値Ｄを取得することができる。拡散係数値Ｄは分散媒（インク）の粘度や散乱粒子の粒径により変化する値である。従って、拡散係数値Ｄの時間変化に基づき、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３におけるインク粘度や散乱粒子の粒径等の時間変化を求めることができる。
【００７２】
図５は、インク１６３の乾燥過程における散乱粒子の拡散係数値Ｄの時間変化の一例を説明する図である。図５の横軸は時間ｔを示し、縦軸は深さＨを示している。深さＨは値が小さいほどインク１６３と空気との界面に近づくことを表し、値が大きいほど記録ヘッド１６０の内部の振動板に近づくことを表している。また図５は、時間ｔ、及び深さＨ毎で、散乱粒子の拡散係数値Ｄの逆数値の大きさを色の濃さで示している。色が濃いほど拡散係数値Ｄの逆数値は大きく、色が薄いほど拡散係数値Ｄの逆数値は小さいことを示している。
【００７３】
図５において、時間ｔの早い時期は、深さＨによらず拡散係数値Ｄの逆数値は一定である。しかし時間が経過するとインク１６３と空気との界面近傍から徐々に拡散係数値Ｄの逆数値が変化している。
【００７４】
例えば、記録ヘッド１６０において、インクを吐出しない状態が続くと、ノズルの開口部よりインク１６３が乾燥し、インク１６３と空気との界面から深さ方向に向かって徐々にインクの粘度が上昇する。このようなインクの粘度の上昇は、不吐出や吐出速度の低下等の吐出機能の異常を生じさせる。
【００７５】
実施形態では、断層画像取得部１００による光干渉断層画像に基づき、散乱粒子の拡散係数値Ｄを取得することで、このようなインクの粘度の上昇等を評価することができる。インクの粘度等の情報は、安定した吐出機能を維持するために用いられる。
【００７６】
＜演算部の機能構成＞
図６は、実施形態に係る演算部１４０の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。尚、図６に示される演算部１４０の各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部又は一部を、任意の単位で機能的又は物理的に分散・結合して構成することが可能である。その全部又は任意の一部が、上述のように、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され、或いはＣＰＵにて実行されるプログラムにて実現されうる。
【００７７】
演算部１４０は、入力部１４１と、断層画像算出部１４２と、拡散係数値算出部１４３と、Ｐ−Ｐ（Peak to Peak）値算出部１４４と、出力部１４５とを有する。入力部１４１は、検出部１３０と電気的に接続し、検出部１３０から結合光に基づくライン状パターンデータを入力し、断層画像算出部１４２に出力する。
【００７８】
断層画像算出部１４２は、上述したように、入力したライン状パターンデータを逆フーリエ変換して、参照ミラー１２２に対する記録ヘッド１６０の相対位置毎でのプローブ光の光強度を取得する。また断層画像算出部１４２は、参照ミラー１２２に対する記録ヘッド１６０の相対位置を、インクの屈折率を考慮した距離に換算して、深さＨ毎でのプローブ光の光強度を取得する。
【００７９】
断層画像算出部１４２は、走査光学部１１４によるＸ方向の走査位置毎で、またＺ方向における位置Ｈ毎でのプローブ光の光強度を算出し、これらを繋ぎ合わせて光干渉断層画像を取得する。断層画像算出部１４２は、取得結果を示すデータを、拡散係数値算出部１４３、Ｐ−Ｐ値算出部１４４、及び出力部１４５に出力する。
【００８０】
拡散係数値算出部１４３は、上述したように、動的光散乱法等で用いられる光相関法とキュムラント法に基づいて、入力した光干渉断層画像における光強度データを解析処理することで散乱粒子の拡散係数値Ｄを取得する。
【００８１】
尚、拡散係数値算出部１４３は、光干渉断層画像において、深さＨ毎での光強度データに基づき、深さＨ毎の拡散係数値Ｄを取得してもよいし、光干渉断層画像における光強度データの全体を用いて、深さＨによらずに拡散係数値Ｄを取得してもよい。拡散係数値算出部１４３は、取得結果を示すデータを、出力部１４５に出力する。
【００８２】
Ｐ−Ｐ値算出部１４４は、入力した光干渉断層画像における光強度の最大値と最小値を求め、その差分を演算することで、光強度のＰ−Ｐ値Ｓを取得する。光強度のＰ−Ｐ値Ｓは、「散乱粒子の分散状態を表す特性値」の一例である。
【００８３】
Ｐ−Ｐ値算出部１４４は、光干渉断層画像における深さＨ毎での光強度データに基づき、深さＨ毎の光強度のＰ−Ｐ値Ｓを取得してもよいし、光干渉断層画像における光強度データの全体を用いて、深さＨによらない光強度のＰ−Ｐ値Ｓを取得してもよい。Ｐ−Ｐ値算出部１４４は、取得結果を示すデータを、出力部１４５に出力する。
【００８４】
尚、断層画像算出部１４２、拡散係数値算出部１４３、及びＰ−Ｐ値算出部１４４は、光干渉断層画像等のデータを記憶部１７０に一時的に格納させ、記憶部１７０に格納されたデータを参照しながら演算処理を実行してもよい。
【００８５】
出力部１４５は、断層画像算出部１４２、拡散係数値算出部１４３、及びＰ−Ｐ値算出部１４４のそれぞれによる断層画像等の取得結果を示すデータを入力し、これらの少なくとも１つを処理部５００に出力する。或いは出力部１４５は、ＰＣ（Personal Computer）等の外部装置と電気的に接続して、取得結果を示すデータを外部装置に出力してもよい。
【００８６】
図７は、実施形態に係る演算部１４０の処理の一例を示すフローチャートである。
【００８７】
先ず、入力部１４１は検出部１３０からライン状パターンデータを入力し、断層画像算出部１４２に出力する（ステップＳ７１）。
【００８８】
次に、断層画像算出部１４２は、入力したライン状パターンデータに基づき、Ｘ方向の位置毎で、また深さＨ毎でのプローブ光の光強度を算出し、光干渉断層画像を取得する（ステップＳ７３）。断層画像算出部１４２は、取得結果を示すデータを、拡散係数値算出部１４３、Ｐ−Ｐ値算出部１４４、及び出力部１４５に出力する。
【００８９】
拡散係数値算出部１４３は、入力した光干渉断層画像における光強度データに基づき、散乱粒子の拡散係数値Ｄを取得し、出力部１４５に出力する（ステップＳ７５）。Ｐ−Ｐ値算出部１４４は、入力した光干渉断層画像における光強度データに基づき、光強度のＰ−Ｐ値Ｓを取得し、出力部１４５に出力する（ステップＳ７７）。拡散係数値算出部１４３、及びＰ−Ｐ値算出部１４４により、散乱粒子の拡散係数値Ｄ、及びＰ−Ｐ値Ｓの何れか一方を取得し、出力するようにしてもよい。
【００９０】
出力部１４５は、入力した断層画像算出部１４２、拡散係数値算出部１４３、及びＰ−Ｐ値算出部１４４のそれぞれによる断層画像等の取得結果を示すデータを入力し、これらの少なくとも１つを処理部５００、又は外部装置に出力する（ステップＳ７９）。
【００９１】
このようにして、演算部１４０は光干渉断層画像、拡散係数値Ｄ、及びＰ−Ｐ値Ｓを取得して出力し、断層画像取得部１００は、光干渉断層画像、拡散係数値Ｄ、及びＰ−Ｐ値Ｓを取得することができる。尚、説明を簡単にするため、以下では光干渉断層画像、拡散係数値Ｄ、及びＰ−Ｐ値Ｓを、「光干渉断層画像等」と総称する場合がある。
【００９２】
［第１の実施形態］
次に、第１の実施形態に係る画像形成装置２５０について説明する。本実施形態に係る画像形成装置２５０は、断層画像取得部１００により取得されるインク１６３の光干渉断層画像に基づき、記録ヘッド１６０が備える複数のノズルのうち、インクの吐出機能が異常である異常ノズルを検知する異常ノズル検知部を有する。また異常ノズルを回復させる回復処理の実行を制御する処理部と、異常ノズルを回復させるために記録ヘッド１６０の内部のインクを排出する排出量を取得する排出量取得部等を有する。
【００９３】
＜画像形成装置の構成＞
図８Ａは、本実施形態に係る画像形成装置２５０の構成の一例を示す図である。図８Ａにおいて、矢印で示されているＸ２方向は主走査方向を示し、Ｙ２方向は主走査方向と交差する副走査方向を示す。
【００９４】
図８Ａに示されているように、画像形成装置２５０は、ヘッドユニット２５１と、キャリッジ部２５２と、主走査モータ２５３と、ギヤ２５４と、加圧コロ２５５とを有する。さらに画像形成装置２５０は、タイミングベルト２５６と、ガイドロッド２５７と、エンコーダセンサ２５８と、エンコーダシート２５９と、プラテン２６０とを有する。画像形成装置２５０は、ヘッドユニット２５１をキャリッジ部２５２により複数回走査させるマルチ走査方式の画像形成装置である。
【００９５】
ヘッドユニット２５１は、記録ヘッド１６０を備え、キャリッジ部２５２に固定されている。主走査モータ２５３は回転に伴う駆動力を、ギヤ２５４と、加圧コロ２５５と、タイミングベルト２５６を介して、キャリッジ部２５２に伝達する。キャリッジ部２５２は、伝達される駆動力により、ガイドロッド２５７に沿って主走査方向（Ｘ２方向）に往復移動する。キャリッジ部２５２の主走査方向の移動により、ヘッドユニット２５１は、主走査方向における位置を変化させることができる。
【００９６】
エンコーダシート２５９は、主走査方向における位置を示すリニアスケールを有する。キャリッジ部２５２に設けられたエンコーダセンサ２５８は、キャリッジ部２５２の主走査方向への移動の際に、エンコーダシート２５９のリニアスケールを読み取り、主走査方向における位置を検出する。
【００９７】
一方、用紙２６１は、画像形成装置２５０の供給部から所定の搬送経路に沿って、図示を省略する副走査モータの回転に伴う駆動力によって、副走査方向（Ｙ２方向）に搬送され、プラテン２６０の位置に到達する。
【００９８】
ヘッドユニット２５１の備える記録ヘッド１６０は、主走査方向に移動しながら、用紙２６１に向けてインクを吐出し、用紙２６１に付着させる。ヘッドユニット２５１の主走査方向への１回の移動が完了すると、用紙２６１を副走査方向に所定量だけ搬送する。用紙２６１の副走査方向への搬送が完了すると、再度、ヘッドユニット２５１の備える記録ヘッド１６０は、主走査方向に移動しながら、用紙２６１に向けてインクを吐出し、用紙２６１に付着させる。
【００９９】
このようなヘッドユニット２５１の主走査方向への移動と、用紙２６１の副走査方向への搬送と、これらの移動、及び搬送に応じた記録ヘッド１６０によるインクの吐出が繰り返されることで、用紙２６１上に画像が形成される。
【０１００】
図８Ｂは、本実施形態に係る画像形成装置２５０の構成の一例を示す外観図である。図８Ｂに示されているように、画像形成装置２５０は断層画像取得部１００と、処理部５００と、維持機構６００とを有する。
【０１０１】
断層画像取得部１００は、キャリッジ部２５２の移動により、インクの吐出位置から主走査方向に離間して記録ヘッド１６０を停止させた時のノズル１６１に、集光光学系１１２が対向するように、キャリッジ部２５２より下部の位置に設置されている。
【０１０２】
キャリッジ部２５２を主走査方向に移動させることで、集光光学系１１２の上部に、ノズル１６１を位置させることができる。またキャリッジ部２５２を主走査方向に移動させることで、記録ヘッド１６０が備える複数のノズルのうち集光光学系１１２が対向するノズルを、主走査方向に変更することができる。これにより、光干渉断層画像を取得するために、集光光学系１１２から光を照射する対象となる被検ノズルを変更することができる。
【０１０３】
尚、キャリッジ部２５２を主走査方向に移動させ、照射される光の光軸方向と交差する方向において、ノズル１６１と集光光学系１１２との相対位置を変化させる主走査モータ２５３は、「位置調整機構」の一例である。
【０１０４】
図８Ｂに示されている構成に加えて、モータ等の駆動部を備えたステージを設けてもよい。断層画像取得部１００をステージに搭載し、ステージを副走査方向に移動させることで、記録ヘッド１６０が備える複数のノズルのうち集光光学系１１２が対向するノズルを、副走査方向に変更可能にしてもよい。この場合、断層画像取得部１００を副走査方向に移動させるステージは、「位置調整機構」の一例である。
【０１０５】
処理部５００は、断層画像取得部１００から入力した光干渉断層画像等に基づき、記録ヘッド１６０が備える複数のノズルのうち、吐出機能が異常であるノズルを検知する。また維持機構６００を制御して、吐出機能が異常であるノズルを回復させる回復処理を実行させる。処理部５００は、例えば、電気回路等が実装された基板であり、画像形成装置２５０の内部に配置されている。尚、処理部５００のハードウェア構成、及び機能構成の詳細については後述する。
【０１０６】
維持機構６００は、吸引、ワイピング等の所謂ヘッドクリーニングを行うための機構を備え、処理部５００の制御下で、吐出機能が異常であるノズル１６１を回復させる回復処理を実行する。維持機構６００は、キャリッジ部２５２の移動により、インクの吐出位置から主走査方向に離間して記録ヘッド１６０を停止させた時に、ノズル１６１に対向するように、キャリッジ部２５２より下部の位置に設置されている。
【０１０７】
例えば画像形成装置２５０は、画像形成装置２５０を起動させたときに、以下の検査工程を実施することができる。先ず、処理部５００はキャリッジ部２５２を断層画像取得部１００が設置された位置に移動させる。そして、記録ヘッド１６０が備える一部、又は全部のノズル１６１について、吐出機能の異常を検知する。
【０１０８】
吐出機能の異常の検知において、断層画像取得部１００は、ノズル１６１を通じて記録ヘッド１６０の内部のインク１６３に光を照射し、記録ヘッド１６０の外部、又は内部のインク１６３で反射、又は散乱されたプローブ光に基づき、光干渉断層画像を取得する。取得された光干渉断層画像から、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３における散乱粒子の拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓを算出して取得し、光干渉断層画像等を処理部５００に出力する。
【０１０９】
処理部５００は、入力した光干渉断層画像等に基づき、記録ヘッド１６０が備える一部、又は全部のノズル１６１について、吐出機能の異常を検知する。尚、この検査工程は、インクを吐出させることなく実現できる。
【０１１０】
吐出機能が異常であるノズル１６１が存在する場合は、処理部５００はキャリッジ部２５２を維持機構６００が設置された位置に移動させる。維持機構６００は、処理部５００による制御下で、回復処理を実行する。一方、全てのノズル１６１の吐出機能が正常である場合は、印刷工程に移行することができる。
【０１１１】
ところで、断層画像取得部１００は、画像形成装置２５０から着脱可能としても良い。具体的には、画像形成装置２５０のメンテナンス時等、必要に応じて、断層画像取得部１００を設置することができるように、断層画像取得部１００を画像形成装置２５０から着脱可能とする。
【０１１２】
つまり、断層画像取得部１００は、持ち運んだり、任意の場所に設置したりすることが可能な小型のセンサとして取り扱うことができる。例えば、画像形成装置２５０を起動する際に、断層画像取得部１００を画像形成装置２５０に設置して吐出機能を検査し、検査が終了すれば、断層画像取得部１００を画像形成装置２５０から取り外すこともできる。
【０１１３】
尚、画像形成装置２５０は、断層画像取得部１００が取得したインク１６３の光干渉断層画像を、画像形成装置２５０が備える操作パネル等に表示させたり、画像形成装置２５０に接続された外部装置に表示させるために出力したりしてもよい。ユーザは、インク１６３の光干渉断層画像からノズル１６１の吐出機能の正常、又は異常を判断することができる。
【０１１４】
また、吐出機能の異常の検知処理や処理結果の出力、回復処理を実行させるための制御は、画像形成装置２５０に接続されるＰＣ等の外部装置に実行させるように構成することも可能である。
【０１１５】
＜処理部の構成＞
図９は、本実施形態に係る処理部５００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。処理部５００は、ＣＰＵ５０１と、ＲＡＭ５０２と、ＲＯＭ５０３と、入力Ｉ／Ｆ（Inter／Face）５０４ａと、光源ドライバ５０４ｂと、検出部ドライバ５０４ｃと、走査光学部ドライバ５０４ｄとを有する。さらに処理部５００は、維持機構ドライバ５０５と、モータドライバ５０６と、記録ヘッドドライバ５０７とを有する。これらはシステムバス５０８を介して相互に電気的に接続されている。
【０１１６】
ＣＰＵ５０１は、画像形成装置２５０における回復処理等の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ５０１は、ＲＡＭ５０２をワークエリア（作業領域）として、ＲＯＭ５０３に格納されたプログラムを実行することで、画像形成装置２５０における回復処理等の動作を制御し、後述する各種機能を実現する。
【０１１７】
入力Ｉ／Ｆ５０４ａは、演算部１４０と電気的に接続し、演算部１４０が取得した光干渉断層画像等の少なくとも１つを示す信号を入力するインターフェースである。光源ドライバ５０４ｂは光源１５０と電気的に接続し、光源１５０に駆動電圧を出力する電気回路である。
【０１１８】
検出部ドライバ５０４ｃは検出部１３０と電気的に接続し、検出部１３０に駆動電圧を出力する電気回路である。走査光学部ドライバ５０４ｄは走査光学部１１４と電気的に接続し、走査光学部１１４に駆動電圧を出力する電気回路である。
【０１１９】
維持機構ドライバ５０５は、維持機構６００と電気的に接続し、維持機構６００に駆動電圧を出力する電気回路である。モータドライバ５０６は、主走査モータ２５３と電気的に接続し、主走査モータ２５３に駆動電圧を出力する電気回路である。記録ヘッドドライバ５０７は、記録ヘッド１６０と電気的に接続し、記録ヘッド１６０に駆動電圧を出力する電気回路である。尚、記録ヘッドドライバ５０７は、「圧力発生部に所定の駆動電圧を与える駆動部」の一例である。
【０１２０】
尚、維持機構ドライバ５０５、モータドライバ５０６、及び記録ヘッドドライバ５０７として、画像形成装置２５０が画像形成のために備える維持機構ドライバ、モータドライバ、及び記録ヘッドドライバを用いてもよい。
【０１２１】
図１０は、本実施形態に係る処理部５００の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。処理部５００は、主走査モータ制御部５１０と、データ入力部５１１と、異常ノズル検知部５１２と、排出量取得部５１３と、回復処理方法決定部５１４と、回復処理制御部５１５とを有する。
【０１２２】
主走査モータ制御部５１０は、モータドライバ５０６に制御信号を出力し、主走査モータ２５３を駆動させて、キャリッジ部２５２を主走査方向に往復移動させる。これにより記録ヘッド１６０の主走査方向における位置を制御する。主走査モータ制御部５１０は、断層画像取得部１００が設置された位置までキャリッジ部２５２を移動させ、記録ヘッド１６０が備える被検ノズルのそれぞれを断層画像取得部１００の集光光学系１１２に対向させることができる。
【０１２３】
データ入力部５１１は、断層画像取得部１００が被検ノズルにおいて取得した光干渉断層画像等を示すデータを、演算部１４０から入力し、異常ノズル検知部５１２、排出量取得部５１３、及び回復処理方法決定部５１４にそれぞれ出力する。
【０１２４】
異常ノズル検知部５１２は、入力した光干渉断層画像等に基づき、被検ノズルの吐出機能の異常を検知する。具体的には、例えば入力した拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓが、予め決めておいた異常閾値を超える場合、被検ノズルを吐出機能が異常である異常ノズルとして検知する。拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓの時間変化量が予め決めておいた異常閾値を超える場合に、被検ノズルを吐出機能が異常である異常ノズルとして検知してもよい。このような異常閾値は、例えば吐出機能が異常となる時の拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓをシミュレーション、又は実験等により求めることで、決定することができる。
【０１２５】
被検ノズルが異常ノズルである場合、異常ノズル検知部５１２は異常ノズルを特定するノズル番号と、該当する拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓを対応付けて回復処理制御部５１５に出力する。或いは異常ノズル検知部５１２は異常ノズルを特定するノズル番号と、該当する拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓを対応付けてＲＡＭ５０２に一旦記憶させ、他の処理において参照できるようにしてもよい。
【０１２６】
尚、ノズル番号は、記録ヘッド１６０が備えるノズルを特定するために、ノズル毎に付された番号である。
【０１２７】
排出量取得部５１３は、入力した光干渉断層画像等に基づき、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３の排出量を算出し、取得する。具体的には、排出量取得部５１３は、例えば深さＨ毎での散乱粒子の拡散係数値Ｄから、予め決めておいた排出量取得閾値を拡散係数値Ｄが超える時の深さＨｔｈを求める。排出量取得部５１３は、深さＨｔｈにノズル１６１の面積を乗じることで、排出量を取得することができる。このような排出量でインクを排出することにより、記録ヘッド１６０の内部で状態が変化し、吐出機能に影響を与えるインクのみを排出することができる。これにより、排出によるインクの消費量を抑制しながら、安定した吐出機能を維持することができる。
【０１２８】
図１１は、拡散係数値Ｄに基づく排出量の取得方法の一例を説明する図である。図１１の横軸は深さＨを示し、縦軸は拡散係数値Ｄを示している。図１１における太線は拡散係数値Ｄに対する排出量取得閾値Ｔｈを示している。深さＨｔｈは、拡散係数値Ｄが排出量取得閾値を超える時の深さＨを示している。排出量取得部５１３は、このように求められた深さＨｔｈにノズル１６１の面積を乗じることで、排出量を取得することができる。排出量取得部５１３は、拡散係数値Ｄに代えてＰ−Ｐ値Ｓを用いて、同様に排出量を取得してもよい。
【０１２９】
排出量取得部５１３は、異常ノズル検知部５１２が異常ノズルを特定するノズル番号と、該当する拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓを対応付けてＲＡＭ５０２に記憶した場合、ＲＡＭ５０２を参照して、異常ノズルの拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓを入力してもよい。
【０１３０】
図１０に戻り、回復処理方法決定部５１４は、入力した光干渉断層画像等に基づき、回復処理の実行方法を決定する。回復処理の実行方法としては、例えば、「空吐出」、「ワイピング」、及び「吸引」が想定される。
【０１３１】
「空吐出」は、記録ヘッド１６０の内部の増粘インク等を吐出により排出することで、吐出機能の異常を回復させる方法である。「ワイピング」は、記録ヘッド１６０のノズル板１６２の表面をブレードやウェブで払拭することで、吐出機能の異常を回復させる方法である。「吸引」は、エアにより記録ヘッド１６０内の乾燥等したインクを吸い出すことで、吐出機能の異常を回復させる方法である。
【０１３２】
回復能力の低い順に並べると、例えば「空吐出」、「ワイピング」、及び「吸引」となる。従って、回復処理方法決定部５１４は、回復させる吐出機能の異常の程度が最も低い場合には、「空吐出」を回復処理の実行方法として決定し、異常の程度が高くなるに応じて、「ワイピング」、「吸引」を回復処理の実行方法として決定することができる。但し、回復能力が高くなるほど、回復処理のために排出されるインク量が多くなり、必要以上にインクを排出することによる無駄が生じる場合がある。また回復処理のためにかかる時間も長くなる。そのため、吐出機能の異常の程度に応じて適切な回復処理の実行方法を決めることが好ましい。
【０１３３】
回復処理方法決定部５１４は、入力した拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓの少なくとも１つに応じて、回復処理の実行方法を決定して、回復処理制御部５１５に適切な回復処理を実行させる。
【０１３４】
図１２は、拡散係数値Ｄと回復処理の実行方法との対応関係の一例を示す図である。図１２に示されているような対応関係に応じ、回復処理方法決定部５１４は、拡散係数値Ｄの範囲毎で適切な回復処理の実行方法を決定することができる。回復処理方法決定部５１４は、決定結果を示す信号を回復処理制御部５１５に出力する。
【０１３５】
回復処理方法決定部５１４は、拡散係数値Ｄに代えてＰ−Ｐ値Ｓを用いて、同様に回復処理の実行方法を決定してもよい。
【０１３６】
尚、回復処理方法決定部５１４は、異常ノズル検知部５１２が異常ノズルを特定するノズル番号と、該当する拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓを対応付けてＲＡＭ５０２に記憶した場合、ＲＡＭ５０２を参照して、異常ノズルの拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓを入力してもよい。
【０１３７】
図１０に戻り、回復処理制御部５１５は、記録ヘッド１６０、又は維持機構６００に制御信号を出力し、回復処理方法決定部５１４により決定された回復処理方法を実行させる。
【０１３８】
回復処理制御部５１５は、「空吐出」を実行させる場合は、排出量取得部５１３により取得された排出量のインクを記録ヘッド１６０に吐出させる。「空吐出」は、異常ノズル検知部５１２により特定された異常ノズルのみで実行させてもよいし、記録ヘッド１６０が備える全てのノズルで実行させてもよい。複数の異常ノズルが検知された場合は、複数の異常ノズル毎に取得された排出量のうち、最も大きい排出量を採用して、該当する複数の異常ノズル、又は全てのノズルで空吐出を実行させてもよい。
【０１３９】
回復処理制御部５１５は、「ワイピング」を実行させる場合は、維持機構６００に記録ヘッド１６０をワイピングさせ、「吸引」を実行させる場合は、維持機構６００に記録ヘッド１６０の内部のインクを吸引させる。「ワイピング」、及び「吸引」は、記録ヘッド１６０が備える全てのノズルに対して実行させることが好ましい。
【０１４０】
図１３は、本実施形態に係る処理部５００による処理の一例を示すフローチャートである。
【０１４１】
先ず、主走査モータ制御部５１０は、主走査モータ２５３を駆動させて、断層画像取得部１００が設置された位置までキャリッジ部２５２を移動させる（ステップＳ１３１）。
【０１４２】
次に、主走査モータ制御部５１０は、記録ヘッド１６０が備える複数のノズルのうち、検査対象となる被検ノズルが断層画像取得部１００の集光光学系１１２に対向するように、キャリッジ部２５２を移動させる（ステップＳ１３３）。
【０１４３】
次に、断層画像取得部１００は光干渉断層画像等を取得し、データ入力部５１１は光干渉断層画像等を示すデータを入力して、異常ノズル検知部５１２に出力する（ステップＳ１３５）。
【０１４４】
異常ノズル検知部５１２は、入力した光干渉断層画像等に基づき、被検ノズルの吐出機能が正常かを判断する（ステップＳ１３７）。上述したように、例えば入力した拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓが予め決めておいた異常閾値を超える場合、被検ノズルの吐出機能が異常であると判断する。
【０１４５】
異常ノズル検知部５１２が被検ノズルの吐出機能が正常であると判断した場合（ステップＳ１３７、Ｙｅｓ）、ステップＳ１４１に移行する。一方、異常ノズル検知部５１２が被検ノズルの吐出機能が正常でないと判断した場合（ステップＳ１３７、Ｎｏ）、異常ノズル検知部５１２は、被検ノズルを特定するノズル番号と、該当する拡散係数値Ｄ等を対応付けてＲＡＭ５０２に記憶させる（ステップＳ１３９）。
【０１４６】
次に、処理部５００は、検査対象とする全ての被検ノズルについて、吐出機能を検査したかを判断する（ステップＳ１４１）。
【０１４７】
処理部５００が、検査対象とする全ての被検ノズルにおいて吐出機能を検査していないと判断した場合（ステップＳ１４１、Ｎｏ）、ステップＳ１３３に戻る。
【０１４８】
一方、処理部５００が、検査対象とする全ての被検ノズルにおいて吐出機能を検査したと判断した場合（ステップＳ１４１、Ｙｅｓ）、処理部５００はＲＡＭ５０２を参照して、検査対象とする被検ノズルに異常ノズルがあるかを判断する（ステップＳ１４３）。
【０１４９】
処理部５００が検査対象とする被検ノズルに異常ノズルがないと判断した場合（ステップＳ１４３、Ｎｏ）、処理部５００は、その旨を示す信号を画像形成装置２５０の備えるプリンタコントローラに出力し、画像形成装置２５０を印刷工程に移行させる（ステップＳ１４５）。
【０１５０】
一方、処理部５００が検査対象とする被検ノズルに異常ノズルがあると判断した場合（ステップＳ１４３、Ｙｅｓ）、主走査モータ制御部５１０は、キャリッジ部２５２を移動させ、記録ヘッド１６０を維持機構６００の位置まで移動させる（ステップＳ１４７）。
【０１５１】
排出量取得部５１３は、ＲＡＭ５０２を参照して、異常ノズルの拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓを入力して排出量を取得し、排出量を示すデータを回復処理制御部５１５に出力する（ステップＳ１４９）。異常ノズルが複数ある場合は、排出量取得部５１３は複数の異常ノズルのそれぞれで排出量を取得し、もっとも大きい排出量を示すデータを回復処理制御部５１５に出力する。
【０１５２】
回復処理方法決定部５１４は、ＲＡＭ５０２を参照して、異常ノズルの拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓを入力し、拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓと回復処理の実行方法との対応関係（図１２参照）に基づき、回復処理の実行方法を決定する（ステップＳ１５１）。異常ノズルが複数ある場合は、回復処理方法決定部５１４は、最も異常の程度が高いことを示す拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓに応じて回復処理の実行方法を決定する。
【０１５３】
尚、回復処理方法決定部５１４は、排出量取得部５１３の取得した排出量を入力し、排出量に基づいて回復処理の実行方法を決定してもよい。例えば図１２と同様にして、取得された排出量ＥがＥ１≦Ｅ＜Ｅ２の場合は、回復処理方法決定部５１４は回復処理方法を「空吐出」に決定する。排出量ＥがＥ２≦Ｅ＜Ｅ３の場合は、回復処理方法決定部５１４は回復処理方法を「ワイピング」に決定し、排出量ＥがＥ３≦Ｅ＜Ｅ４の場合は、回復処理方法決定部５１４は回復処理方法を「吸引」に決定する。
【０１５４】
回復処理方法決定部５１４は、決定した回復処理の実行方法を示す信号を、回復処理制御部５１５に出力する。
【０１５５】
次に、回復処理制御部５１５は、記録ヘッド１６０、又は維持機構６００に制御信号を出力し、回復処理方法決定部５１４が決定した回復処理方法を実行させる（ステップＳ１５３）。回復処理制御部５１５は、例えば、記録ヘッド１６０が備える全てのノズルに対し、回復処理を実行させる。
【０１５６】
このようにして、処理部５００は、記録ヘッド１６０が備えるノズルにおいて異常ノズルを検知し、異常ノズルが検知された場合は回復処理を実行させる。これにより記録ヘッド１６０が備える全てのノズルの吐出機能を、正常な状態に回復させることができる。
【０１５７】
尚、処理部５００の実現する上記の機能の一部、又は全部を、断層画像取得部１００の備える演算部１４０に実現させてもよい。また演算部１４０の実現する機能の一部、又は全部を処理部５００に実現させてもよい。さらに、演算部１４０、及び／又は処理部５００の実現する機能の一部、又は全部を、画像形成装置２５０の備えるプリンタコントローラのハードウェア構成を用いて実現させてもよい。
【０１５８】
以上説明してきたように、本実施形態に係る画像形成装置２５０は、断層画像取得部１００を備え、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３の光干渉断層画像を取得する。光干渉断層画像を用いて、散乱粒子の拡散係数やＰ−Ｐ値等を取得し、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３におけるインクの粘度、散乱粒子の粒径、及び散乱粒子の偏在等を評価することができる。これにより、記録ヘッド１６０の内部のインク１６３の状態を適切に評価することができる。
【０１５９】
また本実施形態では、記録ヘッド１６０が備えるノズルに、吐出機能が異常なノズルがあった場合、光干渉断層画像に基づき、適切な回復処理の実行方法を決定する。これにより回復処理のために排出されるインク量や回復処理のためにかかる時間を抑制しながら、確実に異常ノズルを正常な状態に回復させることができ、安定した吐出機能を維持することができる。
【０１６０】
本実施形態では、記録ヘッド１６０が備えるノズルに、吐出機能が異常なノズルがあった場合、光干渉断層画像に基づき、深さＨ毎での散乱粒子の拡散係数値、又はＰ−Ｐ値の少なくとも１つに基づき、回復処理のために排出するインクの排出量を取得する。これにより回復処理のために排出されるインク量を抑制しながら、確実に異常ノズルを正常な状態に回復させることができ、安定した吐出機能を維持することができる。
【０１６１】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る画像形成装置の一例を説明する。尚、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。
【０１６２】
本実施形態に係る画像形成装置２５０ａは、循環流路を備える記録ヘッドを有し、また光干渉断層画像に基づき、循環流路を流れるインクの循環流量、又は記録ヘッドの駆動電圧の少なくとも１つを変化させる流量電圧制御部を有する。
【０１６３】
＜画像形成装置の構成＞
先ず、本実施形態に係る記録ヘッド１６０ａの一例について図１４〜図１９を参照して説明する。図１４は記録ヘッド１６０ａの外観斜視説明図、図１５は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図、図１６は同ヘッドのノズル配列方向と平行な方向の断面説明図、図１７は同ヘッドのノズル板の平面説明図、図１８は同ヘッドの流路部材を構成する各部材の平面説明図、図１９は同ヘッドの共通液室部材を構成する各部材の平面説明図である。
【０１６４】
この記録ヘッド１６０ａは、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板部材３とを積層接合している。そして、振動板部材３を変位させる圧電アクチュエータ１１と、共通液室部材２０と、カバー２９を備えている。ノズル板１は、インクを吐出する複数のノズル４を有している。
【０１６５】
流路板２は、ノズル４に通じる個別液室６、個別液室６に通じる流体抵抗部７、流体抵抗部７に通じるインク導入部８を形成している。また、流路板２は、ノズル板１側から複数枚の板状部材４１〜４５を積層接合して形成され、これらの板状部材４１〜４５と振動板部材３を積層接合して流路部材４０が構成されている。
【０１６６】
振動板部材３は、インク導入部８と共通液室部材２０で形成される共通液室１０とを通じる開口としてのフィルタ部９を有している。
【０１６７】
振動板部材３は、流路板２の個別液室６の壁面を形成する壁面部材である。この振動板部材３は２層構造（限定されない）とし、流路板２側から薄肉部を形成する第１層と、厚肉部を形成する第２層で形成され、第１層で個別液室６に対応する部分に変形可能な振動領域３０を形成している。
【０１６８】
ここで、ノズル板１には、図１７にも示すように、複数のノズル４が千鳥状に配置されている。
【０１６９】
流路板２を構成する板状部材４１には、図１８（ａ）に示すように、個別液室６を構成する貫通溝部（溝形状の貫通穴の意味）６ａと、流体抵抗部５１、循環流路５２を構成する貫通溝部５１ａ、５２ａが形成されている。
【０１７０】
同じく板状部材４２には、図１８（ｂ）に示すように、個別液室６を構成する貫通溝部６ｂと、循環流路５２を構成する貫通溝部５２ｂが形成されている。
【０１７１】
同じく板状部材４３には、図１８（ｃ）に示すように、個別液室６を構成する貫通溝部６ｃと、循環流路５３を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部５３ａが形成されている。
【０１７２】
同じく板状部材４４には、図１８（ｄ）に示すように、個別液室６を構成する貫通溝部６ｄと、流体抵抗部７なる貫通溝部７ａと、インク導入部８を構成する貫通溝部８ａと、循環流路５３を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部５３ｂが形成されている。
【０１７３】
同じく板状部材４５には、図１８（ｅ）に示すように、個別液室６を構成する貫通溝部６ｅと、インク導入部８を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部８ｂ（フィルタ下流側液室となる）と、循環流路５３を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部５３ｃが形成されている。
【０１７４】
振動板部材３には、図１８（ｆ）に示すように、振動領域３０と、フィルタ部９と、循環流路５３を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部５３ｄが形成されている。
【０１７５】
このように、流路部材を複数の板状部材を積層接合して構成することで、簡単な構成で複雑な流路を形成することができる。
【０１７６】
以上の構成により、流路板２、及び振動板部材３からなる流路部材４０には、各個別液室６に通じる流路板２の面方向に沿う流体抵抗部５１、循環流路５２、及び循環流路５２に通じる流路部材４０の厚み方向の循環流路５３が形成される。尚、循環流路５３は後述する循環共通液室５０に通じている。
【０１７７】
一方、共通液室部材２０には、供給・循環機構４９４からインクが供給される共通液室１０と循環共通液室５０が形成されている。
【０１７８】
共通液室部材２０を構成する第１共通液室部材２１には、図１９（ａ）に示すように、圧電アクチュエータ用貫通穴２５ａと、下流側共通液室１０Ａとなる貫通溝部１０ａと、循環共通液室５０となる底の有る溝部５０ａが形成されている。
【０１７９】
同じく第２共通液室部材２２には、図１９（ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ用貫通穴２５ｂと、上流側共通液室１０Ｂとなる溝部１０ｂが形成されている。
【０１８０】
また、図１も参照して、第２共通液室部材２２には、共通液室１０のノズル配列方向の一端部と供給ポート７１を通じる供給口部となる貫通穴７１ａが形成されている。
【０１８１】
同様に、第１共通液室部材２１、及び第２共通液室部材２２には、循環共通液室５０のノズル配列方向の他端部（貫通穴７１ａと反対側の端部）と循環ポート８１を通じる貫通穴８１ａ、８１ｂが形成されている。
【０１８２】
尚、図１９において、底の有る溝部については面塗りを施して示している（以下の図でも同じである）。
【０１８３】
このように、共通液室部材２０は、第１共通液室部材２１、及び第２共通液室部材２２によって構成され、第１共通液室部材２１を流路部材４０の振動板部材３側に接合し、第１共通液室部材２１に第２共通液室部材２２を積層して接合している。
【０１８４】
ここで、第１共通液室部材２１は、インク導入部８に通じる共通液室１０の一部である下流側共通液室１０Ａと、循環流路５３に通じる循環共通液室５０とを形成している。また、第２共通液室部材２２は、共通液室１０の残部である上流側共通液室１０Ｂを形成している。
【０１８５】
このとき、共通液室１０の一部である下流側共通液室１０Ａと循環共通液室５０とはノズル配列方向と直交する方向に並べて配置されるとともに、循環共通液室５０は共通液室１０内に投影される位置に配置される。
【０１８６】
これにより、循環共通液室５０の寸法が流路部材４０で形成される個別液室６、流体抵抗部７、及びインク導入部８を含む流路に必要な寸法による制約を受けることがなくなる。
【０１８７】
そして、循環共通液室５０と共通液室１０の一部が並んで配置され、循環共通液室５０は共通液室１０内に投影される位置に配置されることで、ノズル配列方向と直交する方向のヘッドの幅を抑制することができ、ヘッドの大型化を抑制できる。共通液室部材２０は、ヘッドタンクやインクカートリッジからインクが供給される共通液室１０と循環共通液室５０を形成する。
【０１８８】
一方、振動板部材３の個別液室６とは反対側に、振動板部材３の振動領域３０を変形させる駆動手段としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。
【０１８９】
この圧電アクチュエータ１１は、図１６に示すように、ベース部材１３上に接合した圧電部材１２を有し、圧電部材１２にはハーフカットダイシングによって溝加工して１つの圧電部材１２に対して所要数の柱状の圧電素子１２Ａ、１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成している。
【０１９０】
ここでは、圧電部材１２の圧電素子１２Ａは駆動波形を与えて駆動させる圧電素子とし、圧電素子１２Ｂは駆動波形を与えないで単なる支柱として使用しているが、すべての圧電素子１２Ａ、１２Ｂを駆動させる圧電素子として使用することもできる。
【０１９１】
そして、圧電素子１２Ａを振動板部材３の振動領域３０に形成した島状の厚肉部である凸部３０ａに接合している。また、圧電素子１２Ｂを振動板部材３の厚肉部である凸部３０ｂに接合している。
【０１９２】
この圧電部材１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられ、外部電極にフレキシブル配線部材１５が接続されている。
【０１９３】
このように構成した記録ヘッド１６０ａにおいては、例えば圧電素子１２Ａに与える電圧を基準電位から下げることによって圧電素子１２Ａが収縮し、振動板部材３の振動領域３０が下降して個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内にインクが流入する。
【０１９４】
その後、圧電素子１２Ａに印加する電圧を上げて圧電素子１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４に向かう方向に変形させて個別液室６の容積を収縮させることにより、個別液室６内のインクに圧力が付与（加圧）され、ノズル４からインクが吐出される。
【０１９５】
そして、圧電素子１２Ａに与える電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材３の振動領域３０が初期位置に復元し、個別液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０から個別液室６内にインクが充填される。そこで、ノズル４のメニスカスの面の振動が減衰して安定した後、次の吐出のための動作に移行する。
【０１９６】
尚、圧電素子１２Ａは、「圧力発生部」の一例である。
【０１９７】
また、この記録ヘッド１６０ａの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。また、上述した実施形態では、個別液室６に圧力変動を与える「圧力発生部」として積層型圧電素子を用いて説明したが、これに限定されず、薄膜状の圧電素子を用いることも可能である。更に、個別液室６内に発熱抵抗体を配し、発熱抵抗体の発熱によって気泡を生成して圧力変動を与えるものや、静電気力を用いて圧力変動を生じさせるものを使用することができる。
【０１９８】
次に、本実施形態にかかる記録ヘッド１６０ａを用いたインク循環システムの一例を、図２０を用いて説明する。
【０１９９】
図２０は、本実施形態に係るインク循環システムを示すブロック図である。
【０２００】
図２０に示すように、インク循環システムは、メインタンク、記録ヘッド１６０ａ、供給タンク、循環タンク、コンプレッサ、真空ポンプ、第一送液ポンプ１６５、第二送液ポンプ、レギュレータ（Ｒ）、供給側圧力センサ、循環側圧力センサ等で構成されている。供給側圧力センサは、供給タンクと記録ヘッド１６０ａとの間であって、記録ヘッド１６０ａの供給ポート７１（図１４参照）に繋がった供給流路側に接続されている。循環側圧力センサは、記録ヘッド１６０ａと循環タンクとの間であって、記録ヘッド１６０ａの循環ポート８１（図１４参照）に繋がった循環流路側に接続されている。
【０２０１】
循環タンクの一方は第一送液ポンプ１６５を介して供給タンクと接続されており、循環タンクの他方は第二送液ポンプを介してメインタンクと接続されている。これにより、供給タンクから供給ポート７１を通って記録ヘッド１６０ａ内にインクが流入し、循環ポートから排出されて循環タンクへ排出され、更に第一送液ポンプ１６５によって循環タンクから供給タンクへインクが送られることによってインクが循環する。
【０２０２】
また、供給タンクにはコンプレッサがつなげられていて、供給側圧力センサで所定の正圧が検知されるように制御される。一方、循環タンクには真空ポンプがつなげられていて、循環側圧力センサで所定の負圧が検知されるよう制御される。これにより、記録ヘッド１６０ａ内を通ってインクを循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。
【０２０３】
また、記録ヘッド１６０ａのノズルからインクを吐出すると、供給タンク、及び循環タンク内のインク量が減少していくため、適宜メインタンクから第二送液ポンプを用いて、メインタンクから循環タンクにインクを補充することが望ましい。メインタンクから循環タンクへのインク補充のタイミングは、循環タンク内のインクの液面高さが所定高さよりも下がったらインクの補充を行うなど、循環タンク内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。
【０２０４】
次に、記録ヘッド１６０ａの内部におけるインクの循環について説明する。図１４に示すように、共通液室部材２０の端部に、共通液室に連通する供給ポート７１と、循環共通液室５０に連通する循環ポート８１が形成されている。供給ポート７１、及び循環ポート８１は夫々チューブを介してインクを貯蔵する供給タンク・循環タンク（図２０参照）に繋げられている。そして、供給タンクに貯留されているインクは、供給ポート７１、共通液室１０、インク導入部８、流体抵抗部７を経て、個別液室６へ供給される。
【０２０５】
更に、個別液室６内のインクが圧電素子１２Ａの駆動によりノズル４から吐出される一方で、吐出されずに個別液室６内に留まったインクの一部もしくは全ては流体抵抗部５１、循環流路５２、５３、循環共通液室５０、循環ポート８１を経て、循環タンクへと循環される。
【０２０６】
尚、インクの循環は記録ヘッド１６０ａの動作時のみならず、動作休止時においても実施することができる。動作休止時に循環することによって、個別液室内のインクは常にリフレッシュされると共に、インクに含まれる成分、例えば顔料等の散乱粒子の凝集や偏在、沈降を抑制できるので好ましい。
【０２０７】
＜処理部の構成＞
次に、本実施形態に係る処理部５００ａの構成の一例を図２１〜２４を参照して説明する。
【０２０８】
図２１は、本実施形態に係る処理部５００ａのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。処理部５００ａは、記録ヘッドドライバ５０７ａと、送液ポンプドライバ５０９とを有する。
【０２０９】
記録ヘッドドライバ５０７ａは、記録ヘッド１６０ａと電気的に接続し、記録ヘッド１６０ａに駆動電圧を出力する電気回路である。記録ヘッド１６０ａに出力された駆動電圧は圧電素子１２Ａに印加される。印加電圧に応じて圧電素子１２Ａが収縮、又は伸長することで、記録ヘッド１６０ａからインクが吐出され、或いは記録ヘッド１６０ａの内部のインクが微小振動（微駆動）される。
【０２１０】
送液ポンプドライバ５０９は、第一送液ポンプ１６５と電気的に接続し、第一送液ポンプ１６５に駆動電圧を出力する電気回路である。第一送液ポンプ１６５は、駆動電圧に応じて、インクの送液をＯＮ、又はＯＦＦする。また第一送液ポンプ１６５は、駆動電圧に応じて送液するインクの流量を変化させることで、記録ヘッド１６０ａの内部を循環するインクの循環流量を変化させることができる。
【０２１１】
図２２は、本実施形態に係る処理部５００ａの構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。処理部５００ａは、データ入力部５１１ａと、流量電圧制御部５１６とを有する。
【０２１２】
データ入力部５１１ａは、断層画像取得部１００が被検ノズルにおいて取得した光干渉断層画像等を示すデータを、演算部１４０から入力し、異常ノズル検知部５１２、排出量取得部５１３、回復処理方法決定部５１４、及び流量電圧制御部５１６にそれぞれ出力する。
【０２１３】
流量電圧制御部５１６は、入力した拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓの少なくとも１つに基づき、記録ヘッド１６０ａの内部を循環するインクの循環流量Ｑ、又は記録ヘッド１６０ａの駆動電圧の少なくとも１つを変化させる。
【０２１４】
ここで、循環流量Ｑを大きくすると、個別液室内のインクはリフレッシュされやすくなる。そのため散乱粒子の凝集や偏在、沈降は、より抑制され、記録ヘッド１６０ａの内部のインクの状態に起因する不吐出や吐出速度の低下等の吐出機能の異常を防ぎやすくなる。但しその反面で、循環流量Ｑに応じて記録ヘッド１６０ａの内部を流れるインクの流速が増大するため、ノズル毎の吐出速度のばらつき等により吐出機能の安定性が損なわれる場合がある。従って記録ヘッド１６０ａの内部のインクの状態に合わせて循環流量Ｑを適正化することが求められる。
【０２１５】
これに対し、流量電圧制御部５１６は、入力した拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓの少なくとも１つに基づき、記録ヘッド１６０ａの内部を循環するインクの循環流量Ｑを適正化する。
【０２１６】
また記録ヘッド１６０ａの吐出時の駆動電圧を大きくすると、吐出力が大きくなるため、記録ヘッド１６０ａの内部のインクの状態に起因する不吐出や吐出速度の低下等の吐出機能の異常を防ぎやすくなる。但しその反面で、吐出力の増大に応じてノズル毎の特性差が生じやすくなり、ノズル毎の吐出速度のばらつき等で吐出機能の安定性が損なわれる場合がある。従って記録ヘッド１６０ａの内部のインクの状態に合わせて適切な駆動電圧を印加することが求められる。
【０２１７】
一方で、記録ヘッド１６０ａがインクを吐出しない期間において、記録ヘッド１６０ａにインクを吐出させない程度の小さい駆動電圧を印加して、記録ヘッド１６０ａの個別液室の内部のインクに微小振動（微駆動）を与える場合がある。微小振動により個別液室内部の増粘インクを拡散させることで吐出機能の異常を抑制することができる。
【０２１８】
この場合、インクを吐出させない範囲で比較的大きい駆動電圧を印加すると、個別液室の内部のインクの振動振幅が大きくなり、増粘インクがより拡散されて吐出機能の異常の抑制効果が大きくなる。但し、個別液室の内部の増粘インクの量に対し、振動振幅が必要以上に大きいと、インクを吐出しない期間においてインクを誤って吐出させてしまったり、インクを吐出しない期間終了後のインクの吐出に悪影響を与えたりする場合がある。従って個別液室の内部のインクを適切に微小振動させるために、適切な駆動電圧を印加することが求められる。
【０２１９】
これらに対し、流量電圧制御部５１６は、入力した拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓの少なくとも１つに基づき、インクを吐出させる場合の記録ヘッド１６０ａの駆動電圧を適正化する。或いはインクを吐出させない期間において、個別液室の内部のインクを微小振動させるために記録ヘッド１６０ａに印加する駆動電圧を適正化する。
【０２２０】
図２３は、拡散係数値Ｄに基づく循環流量Ｑの取得方法の一例を説明する図である。図２３の横軸は拡散係数値Ｄを示し、縦軸は、拡散係数値Ｄ毎で吐出機能の安定性を確保するために適切な循環流量Ｑを示している。
【０２２１】
図２３に示されるような拡散係数値Ｄと循環流量Ｑとの対応関係を示すデータを、予め実験、又はシミュレーションで取得しておき、ＲＯＭ５０３等に記憶させる。そして流量電圧制御部５１６は、断層画像取得部１００で取得された拡散係数値Ｄに基づき、ＲＯＭ５０３を参照することで、吐出機能の安定性を確保するために適切な循環流量Ｑを取得する。
【０２２２】
流量電圧制御部５１６は、取得した循環流量Ｑで記録ヘッド１６０ａの内部のインクが循環するように第一送液ポンプ１６５を制御する。流量の制御は、インクに加わる圧力と流量との関係を予め把握しておき、供給側圧力センサ、又は循環側圧力センサ（図２０参照）による圧力検出値に基づいて実施することができる。或いはインク循環システムに流量センサを設けて、流量検出値に基づいて流量を制御してもよい。
【０２２３】
流量電圧制御部５１６は、循環流量Ｑに代え、記録ヘッド１６０ａの駆動電圧を制御して、上記と同様に吐出機能の安定性を確保してもよい。或いは、循環流量Ｑと記録ヘッド１６０ａの駆動電圧の両方を制御して、吐出機能の安定性を確保してもよい。
【０２２４】
図２４は、本実施形態に係る処理部５００ａによる処理の一例を示すフローチャートである。図２４のステップＳ２４１〜２５５は、図１３のステップＳ１３１〜Ｓ１４５と同じであり、また図２４のステップＳ２６１〜Ｓ２６７は、図１３のステップＳ１４７〜Ｓ１５３と同じであるため、説明を省略する。
【０２２５】
ステップＳ２５３において、処理部５００ａが検査対象とする被検ノズルに異常ノズルがあると判断した場合（ステップＳ２５３、Ｙｅｓ）、処理部５００ａは、循環流量、又は記録ヘッドの駆動電圧を変更するかを判断する（ステップＳ２５７）。例えば、図１２に示されている表において、拡散係数値ＤがＤ１より小さい場合に、処理部５００ａは、循環流量又は記録ヘッドの駆動電圧を変更すると判断する。換言すると、回復処理を実行するほどに吐出機能の異常の程度が高くない場合に、処理部５００ａは、循環流量又は記録ヘッドの駆動電圧を変更すると判断する。
【０２２６】
処理部５００ａが循環流量、又は記録ヘッドの駆動電圧を変更すると判断した場合（ステップＳ２５７、Ｙｅｓ）、流量電圧制御部５１６は拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓの少なくとも１つに基づき、循環流量Ｑ、又は記録ヘッド１６０ａの駆動電圧の少なくとも１つを変化させる。
【０２２７】
一方、処理部５００ａが循環流量、又は記録ヘッドの駆動電圧を変更しないと判断した場合（ステップＳ２５７、Ｎｏ）、ステップＳ２６１以降の回復処理等が実行される。
【０２２８】
このようにして、処理部５００ａは、記録ヘッド１６０が備えるノズルにおいて異常ノズルが検知された場合に、拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓの少なくとも１つに基づき、循環流量Ｑ、又は記録ヘッド１６０ａの駆動電圧の少なくとも１つを変化させることができる。
【０２２９】
以上説明してきたように、本実施形態に係る画像形成装置は、循環流路を備える記録ヘッドと、循環流路を流れるインクの循環流量、又は記録ヘッドの駆動電圧の少なくとも１つを変化させる流量電圧制御部とを有する。そして拡散係数値Ｄ、又はＰ−Ｐ値Ｓの少なくとも１つに基づき、循環流量Ｑ、又は圧電素子１２Ａの印加電圧の少なくとも１つを変化させることで、吐出機能の異常を防ぎ、吐出機能の安定性を確保することができる。
【０２３０】
尚、上記以外の効果は、既に説明した実施形態によるものと同様である。
【０２３１】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態に係る画像形成装置の一例を説明する。尚、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。
【０２３２】
第１〜２の実施形態で説明した画像形成装置等では、集光光学系１１２からノズル１６１に光を照射した時に、記録ヘッド１６０の内部におけるインク１６３と記録ヘッド１６０の界面（振動板の表面）からの反射光が強くなる場合がある。このような場合、記録ヘッド１６０の内部の振動板の近傍に存在する散乱粒子により反射、又は散乱されたプローブ光の検出が困難になる。
【０２３３】
同様に、集光光学系１１２からノズル１６１に光を照射した時に、記録ヘッド１６０の内部におけるインク１６３と空気との界面（メニスカス）からの反射光が強くなる場合がある。このような場合、記録ヘッド１６０の内部のメニスカスの近傍に存在する散乱粒子により反射、又は散乱されたプローブ光の検出が困難になる。
【０２３４】
そこで、本実施形態に係る画像形成装置２５０ｂは、断層画像取得部１００が記録ヘッド１６０に照射する光の光軸の記録ヘッド１６０に対する角度を変化させる角度調整機構を備える。角度調整機構１８２により、ノズル１６１に照射する光の光軸を傾斜させることで、振動板の表面やメニスカスで反射された光が検出部１３０に到達することを抑制する。
【０２３５】
図２５は、本実施形態に係る画像形成装置２５０ｂの備える断層画像取得部１００の周辺部分の構成の一例を説明する図である。
【０２３６】
図２５において、角度調整機構１８２は、テーブル面を傾斜させることができる傾斜ステージである。断層画像取得部１００は角度調整機構１８２のテーブル面に固定されている。角度調整機構１８２はテーブル面を傾斜させることで、断層画像取得部１００を記録ヘッド１６０に対して傾斜させ、集光光学系１１２がノズル１６１に照射する光の光軸１８３の記録ヘッド１６０に対する角度を変化させることできる。光軸１８４は、断層画像取得部１００が角度調整機構１８２により、Ｚ方向に対して角度θだけ傾斜された時の集光光学系１１２の光軸を示している。
【０２３７】
尚、角度調整機構１８２におけるテーブル面の傾斜は、手動で実行されてもよいし、モータ等の駆動部を設けて電動で実行されてもよい。
【０２３８】
角度調整機構１８２の傾斜の中心（回転中心）は、集光光学系１１２による光の集光位置に略一致させることが好ましい。略一致させることで、記録ヘッド１６０から反射、又は散乱されたプローブ光の断層画像取得部１００の検出部１３０上での到達位置が、角度調整機構１８２の傾斜に応じて大きく変化しないようにすることができる。これにより断層画像取得部１００の位置調整が容易になるためである。
【０２３９】
断層画像取得部１００、及び角度調整機構１８２は、画像形成装置２５０ｂにおいて、キャリッジ部２５２の移動により、インクの吐出位置から主走査方向に離間して記録ヘッド１６０を停止させた時のノズル１６１に、集光光学系１１２が対向するように、キャリッジ部２５２より下部の位置に設置される。
【０２４０】
以上説明したように、角度調整機構１８２により、ノズル１６１に照射する光の光軸を傾斜させることで、振動板の表面やメニスカスで反射された光が検出部１３０に到達することを抑え、このような反射光の光強度を低減することができる。これにより記録ヘッド１６０の内部の全ての領域（部分）において、散乱粒子で反射、又は散乱されたプローブ光を検出することが可能となる。
【０２４１】
尚、上記以外の効果は、既に説明した実施形態によるものと同様である。
【０２４２】
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態に係る画像形成装置の一例を説明する。尚、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。
【０２４３】
図２６は、本実施形態に係る画像形成装置２５０ｃの備える断層画像取得部１００ｃの構成の一例を説明する図である。断層画像取得部１００ｃは、空間フィルタ１９０を有する。また空間フィルタ１９０は、レンズ１９１と、ピンホール１９２と、レンズ１９３とを有する。
【０２４４】
光源１５０から射出された光は、レンズ１９１により集光される。レンズ１９１による集光位置には、ピンホール１９２が配置されている。ピンホール１９２は円形開口を備え、円形開口においてのみ光を通過させ、それ以外の光は遮光する光学素子である。ピンホール１９２を通過した光は、レンズ１９３により平行光、又は平行光に近い光に変換され、光干渉断層画像を取得するための照射光として用いられる。
【０２４５】
尚、本実施形態では、空間フィルタ１９０を光源１５０とビームスプリッター１１１との間の光路に設ける例を示すが、これには限定されない。ビームスプリッター１１１とミラー１１３との間の光路等の光源１５０と記録ヘッド１６０との間の光路に設けてもよい。
【０２４６】
照射光学部１１０において、ゴミやレンズの傷等で反射、又は散乱された光はノイズ光となり、取得される光干渉断層画像の品質を低下させる。本実施形態では、空間フィルタ１９０により、このようなノイズ光をピンホール１９２で遮光し、除去する。これにより、ノイズ光を抑え、正しく整形された照射光を生成することができ、光干渉断層画像の品質を向上させることができる。
【０２４７】
尚、上記以外の効果は、既に説明した実施形態によるものと同様である。
【０２４８】
以上、実施形態に係る記録装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形、及び改良が可能である。
【０２４９】
また実施形態は記録方法も含む。例えば記録方法は、記録ヘッドにより、散乱粒子が含まれる液体を吐出する記録装置で実施される記録方法であって、光を射出する工程と、射出された光の少なくとも一部を前記記録ヘッドに照射する照射工程と、前記照射工程による照射光が前記記録ヘッドの内部の前記液体で反射、又は散乱された光と、前記光源から射出された光の少なくとも一部であって前記記録ヘッドの内部の前記液体で反射、又は散乱されていない参照光と、を結合させる干渉工程と、前記干渉工程による結合光を検出する工程と、前記結合光に基づき、前記記録ヘッドの内部の前記液体の光干渉断層画像を取得する工程と、を含む。このような記録方法により、上記の記録装置と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０２５０】
１００  断層画像取得部
１１０  照射光学部
１１１  ビームスプリッター
１１２  集光光学系
１１３  ミラー
１１４  走査光学部
１２０  結合光学部
１２１  レンズ
１２２  参照ミラー
１３０  検出部
１４０  演算部
１４１  入力部
１４２  断層画像算出部
１４３  拡散係数値算出部
１４４  Ｐ−Ｐ値算出部
１４５  出力部
１５０  光源
１６０、１６０ａ  記録ヘッド
１６１  ノズル
１６２  ノズル板
１６３  インク
１６４  散乱粒子
１６５  第一送液ポンプ
１７０  記憶部
１８１  移動機構
１８２  角度調整機構
１９０  空間フィルタ
１９１  レンズ
１９２  ピンホール
１９３  レンズ
２５０  画像形成装置
２５１  ヘッドユニット
２５２  キャリッジ部
２５３  主走査モータ
２５４  ギヤ
２５５  加圧コロ
２５６  タイミングベルト
２５７  ガイドロッド
２５８  エンコーダセンサ
２５９  エンコーダシート
２６０  プラテン
２６１  用紙
５００  処理部
５０１  ＣＰＵ
５０２  ＲＡＭ
５０３  ＲＯＭ
５０４ａ  入力Ｉ／Ｆ
５０４ｂ  光源ドライバ
５０４ｃ  検出部ドライバ
５０４ｄ  走査光学部ドライバ
５０５  維持機構ドライバ
５０６  モータドライバ
５０７  記録ヘッドドライバ
５０８  システムバス
５０９  送液ポンプドライバ
５１０  主走査モータ制御部
５１１  データ入力部
５１２  異常ノズル検知部
５１３  排出量取得部
５１４  回復処理方法決定部
５１５  回復処理制御部
５１６  流量電圧制御部
６００  維持機構
Ｄ  拡散係数値
Ｓ  Ｐ−Ｐ値
Ｅ  排出量
Ｑ  循環流量
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２５１】
【特許文献１】特開２００５−１６１８３８号公報
【図１】
2020044734.tif 000006
【図２】
2020044734.tif 000007
【図３】
2020044734.tif 000008
【図４】
2020044734.tif 000009
【図５】
2020044734.tif 000010
【図６】
2020044734.tif 000011
【図７】
2020044734.tif 000012
【図８Ａ】
2020044734.tif 000013
【図８Ｂ】
2020044734.tif 000014
【図９】
2020044734.tif 000015
【図１０】
2020044734.tif 000016
【図１１】
2020044734.tif 000017
【図１２】
2020044734.tif 000018
【図１３】
2020044734.tif 000019
【図１４】
2020044734.tif 000020
【図１５】
2020044734.tif 000021
【図１６】
2020044734.tif 000022
【図１７】
2020044734.tif 000023
【図１８】
2020044734.tif 000024
【図１９】
2020044734.tif 000025
【図２０】
2020044734.tif 000026
【図２１】
2020044734.tif 000027
【図２２】
2020044734.tif 000028
【図２３】
2020044734.tif 000029
【図２４】
2020044734.tif 000030
【図２５】
2020044734.tif 000031
【図２６】
2020044734.tif 000032