(57)【要約】【課題】インクジェット記録装置において安価でスペースを取らない構成で記録ヘッドのノズルからのインク吐出状態の検出を正確に行えるようにする。【解決手段】記録ヘッド１０８のノズル２０１のインク吐出口が配置された吐出口面近傍に発光素子２０６と受光素子２０７が互いに対向して配置され、更に吐出口面に反射板２１０が設けられ、発光素子２０６からの光を受光素子２０７へ反射する。これらは、ノズルから正常に吐出されたインク滴２０２が反射板２１０の反射光２０４を遮光した後に発光素子２０６から受光素子２０７への直接光２０５を遮光するように配置されている。ノズルを駆動し、受光素子２０７の検出信号における反射光２０４の遮光による変化の有無でインク滴２０２の吐出／不吐出を検出し、吐出を検出した場合、更に直接光２０７の遮光による変化の有無で吐出方向が適切か否かを検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルからインク滴を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
前記ノズルのインク吐出口が配置された記録ヘッドの吐出口面近傍で互いに対向して配置された発光素子及び受光素子と、
記録ヘッドの吐出口面に設けられ前記発光素子からの光を前記受光素子へ反射する反射部材を有し、
前記発光素子、受光素子、及び反射部材は、所定位置に位置付けられた前記ノズルから正常に吐出されたインク滴が前記反射部材の反射光を遮光した後に前記発光素子から受光素子への直接光を遮光するように配置されており、
前記ノズルを駆動し、前記受光素子の検出信号における前記反射光の遮光による変化の有無によりノズルからのインク滴の吐出又は不吐出を検出し、吐出を検出した場合、さらに、前記検出信号における前記直接光の遮光による変化の有無によりインク滴の吐出方向が適切か否かを検出することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
ノズルから吐出されたインク滴が前記反射光を遮光してから前記直接光を遮光するまでの時間を計測する計時手段を有し、
該計時手段の計測結果に基づいて、インク滴の吐出速度が不適切に遅くなる初期吐出不良か否かを検出することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
ノズルからインク滴を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、前記ノズルのインク吐出口が配置された記録ヘッドの吐出口面近傍で互いに対向して配置された発光素子及び受光素子と、記録ヘッドの吐出口面に設けられ前記発光素子からの光を前記受光素子へ反射する反射部材を有し、前記発光素子、受光素子、及び反射部材は、所定位置に位置付けられた前記ノズルから正常に吐出されたインク滴が前記反射部材の反射光を遮光した後に前記発光素子から受光素子への直接光を遮光するように配置されたインクジェット記録装置において前記ノズルからのインク滴の吐出状態を検出するインク吐出状態検出方法であって、
前記ノズルを駆動し、前記受光素子の検出信号における前記反射光の遮光による変化の有無によりノズルからのインク滴の吐出又は不吐出を検出する第１の検出工程と、
該第１の検出工程で吐出を検出した場合、さらに、前記検出信号における前記直接光の遮光による変化の有無によりインク滴の吐出方向が適切か否かを検出する第２の検出工程を行うことを特徴とするインクジェット記録装置のインク吐出状態検出方法。
【請求項４】
前記第１の検出工程で吐出を検出し、更に第２の検出工程で吐出方向が適切であることを検出した場合、前記ノズルから吐出されたインク滴が前記反射光を遮光してから前記直接光を遮光するまでの時間により、インク滴の吐出速度が不適切に遅くなる初期吐出不良か否かを検出する第３の検出工程を行うことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置のインク吐出状態検出方法。
【請求項５】
ノズルからインク滴を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、前記ノズルのインク吐出口が配置された記録ヘッドの吐出口面近傍で互いに対向して配置された発光素子及び受光素子と、記録ヘッドの吐出口面に設けられ前記発光素子からの光を前記受光素子へ反射する反射部材を有し、前記発光素子、受光素子、及び反射部材は、所定位置に位置付けられた前記ノズルから正常に吐出されたインク滴が前記反射部材の反射光を遮光した後に前記発光素子から受光素子への直接光を遮光するように配置されたインクジェット記録装置において前記ノズルからのインク滴の吐出状態を検出するためのインク吐出状態検出プログラムであって、
前記ノズルを駆動し、前記受光素子の検出信号における前記反射光の遮光による変化の有無によりノズルからのインク滴の吐出又は不吐出を検出する第１の検出工程と、
該第１の検出工程で吐出を検出した場合、さらに、前記検出信号における前記直接光の遮光による変化の有無によりインク滴の吐出方向が適切か否かを検出する第２の検出工程を行うための制御手順を含むことを特徴とするインクジェット記録装置のインク吐出状態検出プログラム。
【請求項６】
前記第１の検出工程で吐出を検出し、更に第２の検出工程で吐出方向が適切であることを検出した場合、前記ノズルから吐出されたインク滴が前記反射光を遮光してから前記直接光を遮光するまでの時間により、インク滴の吐出速度が不適切に遅くなる初期吐出不良か否かを検出する第３の検出工程を行うための制御手順を含むことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置のインク吐出状態検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルからインク滴を吐出する記録ヘッドにより画像の記録を行うインクジェット装置、及びその記録ヘッドのノズルからのインク滴の吐出状態を検出するインク吐出状態検出方法並びにインク吐出状態検出プログラム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においては、例えばホストコンピュータなどから受信した画像を記録する場合に、記録ヘッドのノズルにおけるインクの固着、インク供給路でのごみ詰まり、気泡による詰まり、ノズル内のヒータの故障などが原因となり、ノズルからインク滴が吐出されなくなる状態、いわゆる「不吐出」が生じることがある。また、ノズルのインク吐出口周辺の固着インク、ごみの付着、ノズル内ヒータの劣化による吐出パワー不足などにより、ノズルからインク滴がよれて吐出され、吐出方向が不適切になる状態、いわゆる「ヨレ吐出」が生じることがある。さらに、インクの固着、ノズルの劣化による吐出エネルギー伝達の不具合などにより初期の吐出が不良となり、吐出速度が不適切に遅くなる状態（「発一不良」とも呼ばれるが、以下「初期吐出不良」という）が生じることがある。
【０００３】
不吐出、ヨレ吐出、初期吐出不良が発生すると、正確に画像を記録できなくなる。そこで、受信した画像を記録する前に、ノズルからのインク滴の吐出状態（正常吐出／不吐出／ヨレ吐出／初期吐出不良）をチェックし、ノズルの状態に合わせた適切なメンテナンス処理を行うことで常に正確な画像の記録ができるようにしている。
【０００４】
受信画像の記録処理の流れでは、まずイニシャル処理を行なった後に吐出状態の検出を行う。その結果、ノズルに異常がなければ、記録紙を給紙して受信画像を記録した後、記録紙を排紙して画像記録を終了する。一方、吐出状態検出によって不吐出、ヨレ吐出、あるいは初期吐出不良状態となっているノズルを検出した場合は、ノズルからのインク吸引などの吐出回復処理やエラー処理などのメンテナンス処理を行う。
【０００５】
吐出状態の検出を行う構成としては、例えば下記の特許文献１に記載されたような構成が知られている。その構成では、光学ビームを発生させる発光装置と、光学ビームを受光する受光装置とから構成される検出部を、記録ヘッドのノズルの吐出口から吐出されるインク（滴）の通過によって光学ビームが遮光される位置に設けるとともに、インク吐出方向に対して並列に複数組配置している。これによれば、不吐出の検出だけでなく、不適切な吐出をも検出することができる。つまり、ノズル列の直下に発光装置と受光装置を並列に上下に複数組設置して、吐出インクが上下の光学ビームを遮光するか否かにより、不吐出及び不適切な吐出（吐出方向ないし速度）を判断することができる。
【特許文献１】特開２００３−２７６１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の構成では、発光装置と受光装置が少なくとも２組必要なため、コストがかかると共に、設置スペースを取ってしまう。また、記録ヘッドのノズルの吐出口が設けられる吐出口面に一番近い１組目の発光装置と受光装置は、両者間の光学ビームが吐出口面に当たらないように、吐出口面から若干離れるように配置する必要がある。このため、ヨレ吐出で吐出方向のずれ角度が大きい場合、吐出インクが１番目の光学ビームを遮光せず、不吐出と判断して誤検出してしまうなどの問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、インクジェット記録装置において、上記のような問題を解決し、安価でスペースを取らない構成により、記録ヘッドのノズルからのインク吐出状態の検出を正確に行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明では、インクジェット記録装置において、
ノズルからインク滴を吐出して画像を記録する記録ヘッドと、
前記ノズルのインク吐出口が配置された記録ヘッドの吐出口面近傍で互いに対向して配置された発光素子及び受光素子と、
記録ヘッドの吐出口面に設けられ前記発光素子からの光を前記受光素子へ反射する反射部材を有し、
前記発光素子、受光素子、及び反射部材は、所定位置に位置付けられた前記ノズルから正常に吐出されたインク滴が前記反射部材の反射光を遮光した後に前記発光素子から受光素子への直接光を遮光するように配置されており、
前記ノズルを駆動し、前記受光素子の検出信号における前記反射光の遮光による変化の有無によりノズルからのインク滴の吐出又は不吐出を検出し、吐出を検出した場合、さらに、前記検出信号における前記直接光の遮光による変化の有無によりインク滴の吐出方向が適切か否かを検出することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、インクジェット記録装置の記録ヘッドのノズルからのインク滴の吐出状態を検出するインク吐出状態検出方法、及びインク吐出状態検出プログラムにおいて、上記本発明に係るインクジェット記録装置の構成に対応した構成を特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、発光素子、受光素子、及び反射部材を１組設けるだけでも、ノズルから吐出されたインク滴による反射部材の反射光の遮光の有無、ないしは発光素子から受光素子への直接光の遮光の有無により、ノズルからのインク滴の吐出又は不吐出、及び吐出方向が適切か否かを検出することができ、従来と比べて、安価でスペースを取らない構成で吐出状態の検出を行うことができる。また、反射光は記録ヘッドの吐出口面に設けられた反射部材により反射されて吐出口面のごく近くを通るため、吐出されてすぐのインク滴による反射光の遮光の有無により吐出／不吐出を検出することができ、吐出方向が不適切で傾きが大きい場合でも、不吐出と誤検出することがなく、正確に検出することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付した図を参照して本発明の実施の形態を説明する。ここでは、インクジェット記録装置として、シリアル型でカラー記録を行うバブルジェット（登録商標）方式のインクジェットプリンタにおける実施例を示す。
【実施例】
【００１２】
図１（ａ），（ｂ）は、インクジェットプリンタ（以下、プリンタと略す）１０１の構成を示すもので、(ａ)はプリンタの正面、(ｂ)は側面を示している。
【００１３】
図１（ａ），（ｂ）において、記録ヘッド１０８を搭載したキャリッジ１０２は、記録ヘッド１０８の複数のノズルのインク吐出口が設けられた吐出口面を下に向けてガイド軸１０３に摺動可能に取付けられており、不図示のモータの回転駆動により、矢印ＣＲの両方向（主走査方向）に往復移動する。プラテン１０４と紙送りローラ１０５の間をＣＲ方向と直交する一方向（副走査方向）に搬送される不図示の記録媒体（記録用紙）に向かって、キャリッジ１０２と共に移動する記録ヘッド１０８の複数のノズルからインク滴が順次吐出され、そのインク滴が記録媒体に着弾することにより、記録媒体に画像が印刷される。
【００１４】
キャリッジ１０２の移動範囲の図１（ａ）中右端部のホームポジションには、ワイパー１０６を備えた回復ユニット１０７が設けられている。記録ヘッド１０８にインク吐出の不具合が生じた場合には、回復ユニット１０７により、記録ヘッド１０８の吐出口面に付着したゴミなどをワイパー１０６で拭き取るワイピング、または記録ヘッド１０８のノズルからインクを吸引する動作などの吐出回復処理が行われる。
【００１５】
また、キャリッジ１０２の移動範囲の図１（ａ）中左端部の非印字領域には、記録ヘッド１０８のノズルからのインク滴の吐出状態（正常吐出、不吐出、ヨレ吐出、初期吐出不良）を検出するための吐出状態検出ユニット１０９が設置されている。
【００１６】
図２は、吐出状態検出ユニット１０９の構成と吐出状態（吐出／不吐出）の検出方法を説明するものであり、記録ヘッド１０８の周辺をキャリッジ１０２の移動方向の一方向から見た側面図である。記録ヘッド１０８の図２中の下面である吐出口面には、それぞれインク滴を吐出する複数のノズル２０１が（厳密にいうとノズルのインク吐出口が）副走査方向に沿った直線状に配列されており、４色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のインクに対応して４列配列されている（後述する図５（ｂ）参照）。記録ヘッド１０８には不図示の４色のインクタンクが装着され、記録ヘッド１０８内の不図示のインク供給路を介してノズル２０１の各列に接続される。
【００１７】
不図示のホストコンピュータから吐出指令があると、各ノズル２０１内の不図示のヒータに駆動電圧が印加され、その発熱によりインクが加熱され発泡し、その圧力によりインク滴２０２がノズル２０１の吐出口から順次吐出(発射)される。そのインク滴２０２は、図１の吐出状態検出ユニット１０９に設けられたインク吸収体２０３に着弾して吸収される。  
【００１８】
吐出状態検出ユニット１０９の構成部材として、一組の発光素子２０６と受光素子２０７が、インク吸収体２０３の上方で記録ヘッド１０８の吐出口面の下側近傍において、ノズル２０１の配列を挟むように互いに対向して設けられている。発光素子２０６は、例えば広指向性の赤外ＬＥＤや他のＬＥＤ、或いはレーザーなどを用い、受光素子２０７はフォトダイオードやフォトトランジスタなどを用いる。また、発光素子２０６と受光素子２０７の向かい合うそれぞれの正面の近傍には、アパーチャ（絞り）２０８，２０９が設けられており、それぞれの中央部に例えばサイズが２ｍｍ×２ｍｍ程度の正方形の開口が形成されている。また、記録ヘッド１０８の吐出口面の片側には反射板２１０が設けられている。反射板２１０は、インク付着による汚れを防ぐため撥水処理が施されている。
【００１９】
発光素子２０６を点灯させると、発光素子２０６と受光素子２０７の間に、アパーチャ２０８，２０９を介して、発光素子２０６から受光素子２０７への直接光２０５の光束と、発光素子２０６からの光が反射板２１０により受光素子２０７へ反射される反射光２０４の光束が形成される。発光素子２０６、受光素子２０７及びアパーチャ２０８，２０９の配置により、直接光２０５の光束は、ノズル２０１の配列の直下でその配列１と平行になるものとする。また、反射光２０４は、直接光２０５より記録ヘッド１０８の吐出口面寄りの経路を通る。
【００２０】
発光素子２０６は、吐出状態検出を行うときにのみ例えば数Ｖの電圧を印加して発光させ、それによる反射光２０４と直接光２０５を受光素子２０５で検出し、その検出信号に基づいて吐出状態を検出する。なお、アパーチャ２０８，２０９により、反射光２０４と直接光２０５の光量が調整され、Ｓ／Ｎ比が向上する。
【００２１】
上述した、発光素子２０６、受光素子２０７及びアパーチャ２０８，２０９と反射板２１０の配置の位置関係により、記録ヘッド１０８の移動によって反射光２０４と直接光２０５の真上の位置に位置付けられたノズル２０１からインク滴２０２が正常に吐出された場合は、吐出されたインク滴２０２が反射光２０４を遮光した後、直接光２０５を遮光し、その後、インク吸収体２０３に着弾して吸収されるようになっている。ここで吐出当初にインク滴２０２が反射光２０４を遮光した時の反射光２０４の光量の変化を受光素子２０７が読取り、電気信号に変換する。続いてインク滴２０２が直接光２０５を遮光する時の直接光２０５の光量の変化を受光素子２０７で読取り、電気信号に変換する。なお、吐出状態検出は、１ノズル１吐出で、すなわち１つのノズル２０１について１回の吐出で行う。
【００２２】
なお、発光素子２０６と受光素子２０７の配置による直接光２０５の位置、またはアパーチャ２０９の開口サイズを変えることにより、後述するヨレ検出の検出範囲を変えることができる。
【００２３】
図３は、吐出状態検出時に吐出が正常に行われた場合の受光素子２０７の検出信号を示すもので、縦軸は信号の電圧、横軸は時間（一枡１００μｓ単位）を示している。図３中の駆動信号３０１は吐出を開始させるためのノズルの駆動信号であり、矢印Ｃｈ１で示す位置の電圧を０Ｖとして２Ｖ単位で示してある。駆動信号３０１は、通常は３.３Ｖで固定されているが、吐出命令があると２Ｖ程度に下り、吐出が開始される。
【００２４】
また、検出信号３０２は、受光素子２０７に入射した光量を表す受光素子２０７の出力の電気信号を増幅した信号であり、矢印Ｃｈ２で示す位置の電圧を０Ｖとして５Ｖ単位で示してある。検出信号３０２は、前記入射光量が下がると電圧が下がるようになっている。ここでは、吐出が開始されると、検出信号３０２はまず約−１２.５Ｖまで低下する。この第１の変化部分が吐出されたインク滴２０２による反射光２０４の遮光を示している。その後、検出信号３０２は０Ｖ付近まで戻った後、再び約−１４Ｖまで低下する。この第２の変化部分がインク滴２０２による直接光２０５の遮光を示している。
【００２５】
図４はノズル列の各ノズル２０１を順次１ｍｓの時間間隔で駆動した場合の各ノズル２０１の駆動信号４０１と受光素子２０７の検出信号４０２を示している。この場合、１番目と３番目のノズルからはインク滴が正常に吐出されており、これに対応して検出信号４０２は、駆動信号４０１の１番目と３番目の立ち上がりの直後に、図３で説明したように変化（低下）している。これに対して２番目のノズルからはインク滴が吐出されておらず、検出信号４０２は、正常吐出ならば破線で示すように変化するものが、実線で示すように変化しない。
【００２６】
このようなことから、本実施例では、図４中で破線で示すように、検出信号４０２に対して吐出／不吐出判定用の第１の電圧閾値Ｖ1を設定し、駆動信号４０１の立ち上がりのそれぞれの直後であって正常吐出ならば前述した検出信号の第１の変化部分が発生するはずの期間（以下、第１の検出期間という）のそれぞれで、検出信号４０２の電圧値が電圧閾値Ｖ1以下になるか否かにより、検出信号４０２において反射光２０４が吐出インク滴により遮光されることによる第１の変化の有無を判定、すなわち反射光２０４の遮光の有無を判定して、各ノズル２０１についてインク滴が吐出されたか否か判定する。すなわち閾値Ｖ1以下になれば遮光有りで吐出、そうでなければ遮光なしで不吐出と判定し、不吐出の場合は、対応するノズルを不吐出ノズルとしてそのデータを後述するプリンタのメモリ９０５（図９参照）のＲＡＭ部に格納する。このようにして個々のノズル２０１の吐出／不吐出の状態を検出する。
【００２７】
続いて、ヨレ吐出ノズルの検出方法について説明する。図５(ａ)はキャリッジ１０２の正面側から見た吐出状態検出時の記録ヘッド１０８周辺の説明図、図５(ｂ)は吐出状態検出時の記録ヘッド１０８の吐出口面周辺を示す説明図である。図５（ｂ）に示すように、記録ヘッド１０８の吐出口面には、複数のノズル２０１が（厳密にいうとノズルのインク吐出口が）矢印ＣＲのキャリッジ移動方向に直交する方向に沿った直線状に配列されており、４色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のインクに対応して４列がキャリッジ移動方向に所定間隔で並んで配列されている。
【００２８】
正常なノズル２０１でインク滴を吐出すると、図５(ａ)中に破線の矢印で示すように、インク滴２０２は記録ヘッド１０８の吐出口面に垂直な方向に吐出されて反射光２０４を遮光した後、直接光２０５を遮光する。一方、ヨレ吐出状態のノズルで吐出すると、図５(ａ)中に実線の矢印で示すように、インク滴２０２は吐出面に垂直な方向に対して傾斜した不適切な方向に吐出され、反射光２０４は遮光するが、その後、直接光２０５は遮光しない、または一部しか遮光しない。
【００２９】
図６は、ヨレ吐出があった場合の受光素子２０７の検出信号６０２の波形を図４と同様の形式で各ノズルの駆動信号４０１と共に示している。この場合、１番目と３番目のノズルは正常に吐出したが、２番目のノズルはヨレ吐出しており、検出信号６０２が反射光２０４の遮光に対応した変化（低下）はするものの、正常吐出ならば破線で示すように直接光２０５の遮光にも対応して変化するものが、実線で示すように変化しない。或いは正常吐出と比べて変化が小さくなる。ヨレの程度（吐出方向のずれの角度）が大きいほど、直接光２０５の遮光による光量変化は小さくなるため、検出信号６０２の変化は小さくなる。
【００３０】
このようなことから、本実施例では、図６中に破線で示すように、検出信号６０２に対してヨレ吐出判断用の第２の電圧閾値Ｖ2を設定し、駆動信号４０１の立ち上がりのそれぞれの後であって正常吐出ならば前述した検出信号の第２の変化部分が発生するはずの期間（以下、第２の検出期間という）のそれぞれで、検出信号６０２の電圧値が電圧閾値Ｖ2以下になるか否かにより、検出信号６０２において直接光２０４が吐出インク滴に遮光されることによる第２の変化の有無を判定、すなわち遮光の有無を判定して、各ノズル２０１についてヨレ吐出の無し、有りを判定する。
【００３１】
但し、ヨレ吐出の判定は前述した吐出／不吐出の検出結果に左右される。すなわち、不吐出の場合も直接光２０４が遮光されないので、直接光２０４の遮光の有無だけでは判定できない。その前に反射光２０５が遮光されて吐出が検出された場合にのみ、直接光２０４の遮光の有無によりヨレ吐出の無し、有りを判定することができる。
【００３２】
なお、後述する初期吐出不良では、受光素子２０７の検出信号において前述した第１と第２の変化部分、特に第２の変化部分の発生が遅れるので、前述した第１と第２の検出期間、特に第２の検出期間の長さは余裕を持って設定する。
【００３３】
図７は、上記のことをまとめた第１と第２の検出期間での受光素子２０７の検出信号の電圧と電圧閾値Ｖ1，Ｖ2の比較による吐出状態判定表を示している。これに示すように、第１の検出期間で検出信号の電圧値が終始閾値Ｖ1より高い場合は、反射光２０４の遮光がない場合であるため、その後の検出信号と閾値Ｖ2との大小関係に関わらず、不吐出と判定する。そして、検出信号が第１の検出期間中に閾値Ｖ1以下となり、さらに第２の検出期間では終始閾値Ｖ2より高かった場合はヨレ吐出と判定する。なお、検出信号が第１の検出期間中に閾値Ｖ1以下となり、さらに第２の検出期間中にも閾値Ｖ2以下となった場合は正常吐出であると判断する。ただし、この場合の正常吐出は、吐出速度を考慮しておらず、吐出速度が不適切に遅くなる初期吐出不良を含んでいる場合があり、完全な正常吐出ではない。
【００３４】
次に、初期吐出不良の検出方法について説明する。初期吐出不良状態のノズルから吐出されるインク滴は、吐出のエネルギーが十分に伝えられていないため、吐出速度が正常吐出より遅くなる。正常吐出されたインク滴の速度は１０〜２０ｍ／ｓであるが、初期吐出不良の場合の速度は数ｍ／ｓ以下となる。つまり、吐出インク滴の速度を検出することで初期吐出不良のノズルを検出することができる。吐出速度を検出するため、吐出されたインク滴２０２が反射光２０４を遮光（すなわち通過）してから直接光２０５を遮光するまでの時間（以下、遮光時間という）を計測する。この遮光時間はインク滴２０２の吐出速度を表す時間といえる。
【００３５】
図３に示した正常吐出の場合は、遮光時間ｔ１（前述した検出信号３０２の第１の変化部分の谷底から第２の変化部分の谷底までの時間となる）は例えば１６０μｓとなるが、図８に示した初期吐出不良の場合は、検出信号８０２における遮光時間ｔ２は例えば５００μｓとなる。反射光２０４と直接光２０５の距離を約２ｍｍとすると、正常吐出時の吐出速度は約１２.５ｍ／ｓ、初期吐出不良時の吐出速度は約４ｍ／ｓとなる。
【００３６】
このようなことから本実施例では、遮光時間(吐出速度)に対して所定の時間閾値ｔｓを設定（上記の例で言えば１６０μｓと５００μｓの間の所定値に設定）し、遮光時間が時間閾値ｔｓを上回っているか否かにより、初期吐出不良か否かを検出する。但し、不吐出あるいはヨレ吐出であった場合は初期吐出不良の判断を行わないことは勿論である。また、吐出が検出され、ヨレ吐出でなく、初期吐出不良でもない場合に正常吐出と判定することは勿論である。
【００３７】
図９は、本実施例のプリンタにおいて受光素子２０７の検出信号を処理して吐出状態の検出を行う構成を示すブロック図である。この構成において、受光素子２０７から出力される個々のノズルについての吐出状態の検出信号は、増幅器９０１で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器９０２でＡ／Ｄ変換されて電圧がデジタル値にされる。プリンタ全体を制御するプロセッサ（ＣＰＵ）９０４は、タイマー９０３を用い、先述した第１と第２の検出期間でＡ／Ｄ変換器９０２から検出信号の電圧のデジタル値を読み取り、それぞれを先述した電圧閾値Ｖ1及びＶ2と比較し、吐出、不吐出、ヨレ吐出を検出する。また、検出信号電圧のデジタル値の変化に基づいてタイマー９０３を使用して先述した遮光時間を計測し、その結果の時間値を先述した時間閾値ｔｓと比較して初期吐出不良を検出する。不吐出、ヨレ吐出、あるいは初期吐出不良ノズルを検出した場合は、そのノズルのデータをＲＡＭとＲＯＭからなるメモリ９０５のＲＡＭ部に保存する。
【００３８】
なお、記録ヘッド１０８の全ノズルの吐出状態検出に要する検出時間は、
検出時間＝（全ノズル数／吐出周波数）＋記録ヘッド移動時間
となる。記録ヘッド移動時間とは、記録ヘッド１０８をキャリッジ１０２の移動により吐出状態検出ユニット１０９の真上の位置に移動するのに要する時間に、検出中に図５（ｂ）に示したノズル２０１の４列のノズル列のそれぞれを順次、反射光４と直接光２０５の真上の位置に移動するように記録ヘッド１０８を移動するのに要する時間を加えたものである。例えば、全ノズル数が５０００、吐出周波数が１０ｋＨｚ、記録ヘッド移動時間が２ｓだとすると、検出時間は２.５ｓ程度で検出が完了する。発光素子２０６と受光素子２０７の組数を増やすこと、または吐出周波数を増やすことにより検出時間をさらに短くすることが可能である。ただし、発光素子２０６と受光素子２０７の組数を増やすと、コストがかかると共に、スペースを取る点で不利である。
【００３９】
また、吐出状態検出動作を行うタイミングについては、数分間の印刷休止でインクの固着から吐出不良になることがあるため、数分以上の印刷休止をした場合に行う。
【００４０】
また、検出に使用する総インク量は、１ノズル１吐出で検出する場合、
総インク量＝全ノズル数×吐出滴量
である。例えば全ノズルが５０００、吐出適量が４ｐｌであった場合で２０ｎｌと極めて少ない。
【００４１】
図１０は、本実施例のプリンタ１０１とホストコンピュータ１００１からなるプリントシステムの構成を示すブロック図である。図１０において、ホストコンピュータ１００１とプリンタ１０１は直接、或いはＬＡＮ等を介して接続されている。ホストコンピュータ１００１は、各種アプリケーションプログラム１００３やＯＳなどを実行して、ホストコンピュータ１００１の動作を制御するＣＰＵ１００２を備えている。更に、ホストコンピュータ１００１は、プリンタ１０１によるプリント動作を制御するためのプリンタドライバ１００４を有している。プリンタドライバ１００４は、アプリケーションプログラム１００３からプリントデータを受け取り、それをプリンタ１０１が解釈できるコマンドやデータフォーマットに変換してプリンタ１０１に出力し、印刷を行わせる。
【００４２】
プリンタ１０１は、前述したように記録ヘッド１０８の個々のノズル２０１のインク吐出状態を検出し、検出結果をホストコンピュータ１００１のプリンタドライバ１００４に送る。それを受けてプリンタドライバ１００４はユーザーに対して警告などの報知を行う。
【００４３】
図１１は、本実施例のプリンタ１０１が吐出状態検出を行うための制御手順を示すフローチャート図である。この制御手順に対応するインク吐出状態検出プログラムがメモリ９０５のＲＯＭ部に格納され、プロセッサ９０４により実行される。
【００４４】
吐出状態検出動作では、まず検出したいノズルないしノズル列、及び吐出順序を選択し（ステップＳ１）、ノズル列を選択した場合は、選択したノズル列が吐出状態検出ユニット１０９上で反射光２０４と直接光２０５の光束の幅方向の真上の位置に位置するように（図５参照）キャリッジ１０２を移動させる（ステップＳ２）。
【００４５】
次に、選択したノズルを駆動（ステップＳ３）した後、先述した第１の検出期間で検出信号の電圧値をＡ／Ｄ変換器９０２から読み取って第１の電圧閾値Ｖ1と比較し（ステップＳ４）、終始閾値Ｖ1より高かったら、そのノズルを不吐出ノズルと判定し、そのノズル番号を不吐出ノズルの番号としてメモリ９０５のＲＡＭ部に記憶し（ステップＳ７）、その後、ステップＳ１０に進む。
【００４６】
一方、第１の検出期間中に検出信号の電圧値が閾値Ｖ1以下となったら、そのノズルを吐出ノズルと判定し、先述した第２の検出期間で検出信号の電圧値を第２の電圧閾値Ｖ2と比較し（ステップＳ５）、終始閾値Ｖ２より高ければ、そのノズルをヨレ吐出ノズルと判定し、そのノズル番号をメモリ９０５に記憶し（ステップＳ８）、その後ステップＳ１０に進む。
【００４７】
一方、第２の検出期間中に検出信号の電圧値が閾値Ｖ2以下になったら、それまでにタイマー９０３に計時させていた遮光時間を時間閾値ｔｓと比較し（ステップＳ６）、閾値ｔｓより長ければそのノズルを初期吐出不良ノズルと判定し、そのノズル番号をメモリ９０５に記憶し（ステップＳ９）、その後ステップＳ１０に進む。
【００４８】
また、遮光時間が閾値ｔｓより短かったら正常吐出ノズルと判定してそのままステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では全ノズルについて吐出状態検出が終了したか否かを判定し、終了していない場合はステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ１０の処理を繰り返すことにより、順次各ノズル列の各ノズルの吐出状態検出を行う。
【００４９】
全ノズルの吐出状態検出が終了した場合は、メモリ９０５におけるステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９での記憶データの有無により、不吐出ノズルの有無の判定（ステップＳ１１）、ヨレ吐出ノズルの有無の判定（ステップＳ１２）、及び初期吐出不良ノズルの有無の判定（ステップＳ１３）を行う。そして、何れもなければ処理を終了するが、不吐出ノズルがあった場合は、回復ユニット１０７により記録ヘッド１０８の不吐出ノズルを含む少なくとも一部のノズルから（通常は全ノズルから）インクを吸引するなどの吐出回復動作を行う（ステップＳ１４）。また、ヨレ吐出ノズルがあった場合は、記録ヘッド１０８の吐出口面の少なくともヨレ吐出ノズルの吐出口を含む一部（通常は全面）を回復ユニット１０７のワイパー１０６により拭うワイピングを行う（ステップＳ１５）。また、初期吐出不良ノズルがあった場合は、そのノズルの吐出パワーをアップする、すなわちそのノズルのヒータへの印加電圧を大きくする、ないしは電圧の印加時間を長くする処理を行う（ステップＳ１６）。
【００５０】
これらのステップＳ１４、Ｓ１５、或いはＳ１６のメンテナンス処理後は、ステップＳ１に戻って、ステップＳ１以下の処理を繰り返して、吐出状態検出を再度行い、不吐出、ヨレ吐出、初期吐出不良ノズルが全てなくなった場合は吐出状態検出の処理を終了する。なお、ステップＳ１以下の繰り返しでステップＳ１４、Ｓ１５、ないしはＳ１６のメンテナンス処理を２回行っても正常吐出にならないノズルがある場合は、そのノズルを完全不良ノズルとしてユーザーに知らせるなどの対応をとる。
【００５１】
なお、ステップＳ１４におけるノズルからのインク吸引の代わりに、不吐出ノズルを複数回駆動して吐出させる予備吐出、吐出パワーのアップ、あるいは不吐出ノズルを他の正常吐出ノズルで補う補間制御を行ってもよい。また、ステップＳ１５におけるヨレ吐出解消のためのワイピングの代わりに、吐出タイミングの変更や補間制御を行ってもよい。また、ステップＳ１６で初期吐出不良解消のために予備吐出を行ってもよい。
【００５２】
以上説明した本実施例によれば、一組の発光素子２０６及び受光素子２０７と反射板２１０だけを用いる構成により、吐出インク滴による反射光２０４ないし直接光２０５の遮光の有無、及び遮光時間(吐出速度)から、個々のノズルの正常吐出／不吐出／ヨレ吐出／初期吐出不良を検出することができる。発光素子と受光素子を１組しか用いないので、従来例と比べて、安価でスペースを取らない構成で吐出状態の検出を行える。
【００５３】
また、反射光２０４は記録ヘッド１０８の吐出口面に設けられた反射板２１０により反射されるので、吐出口面のごく近くを通る。このため、吐出されてすぐのインク滴によって反射光２０４が遮光されるか否かにより吐出／不吐出を検出することができ、ヨレ吐出で吐出方向の傾きが大きい場合でも、不吐出と誤検出することがなく、ヨレ吐出を正確に検出することができる。
【００５４】
なお、本発明の技術は、実施例のバブルジェット(登録商標)方式のインクジェット記録装置に限らず、ピエゾ方式など他の方式のインクジェット記録装置における吐出状態検出にも用いることができることは勿論である。また、インクジェット記録装置に限らず、ノズルからインク以外の液体を吐出する液体吐出装置における吐出状態検出にも用いることができることも勿論である。
【００５５】
また、実施例では、１ノズル１吐出で吐出状態検出を行うものとしたが、受光素子２０７の検出信号の波形を大きくするために、１ノズル複数吐出で検出を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）は本発明の実施例におけるインクジェットプリンタの概略構成を示す正面図、（ｂ）は同プリンタの側面図である。
【図２】同プリンタの記録ヘッドのインク吐出状態検出に関わる構成の概略を示す説明図である。
【図３】同プリンタにおいて記録ヘッドのノズルからインク滴が正常に吐出された場合の受光素子の検出信号の波形を示した信号波形図である。
【図４】複数ノズルの内で不吐出ノズルがあった場合の検出信号の波形を示した信号波形図である。
【図５】(ａ)はキャリッジの正面側から見た吐出状態検出時の記録ヘッド周辺を示す説明図、(ｂ)は吐出状態検出時の記録ヘッドの吐出口面周辺を示す説明図である。
【図６】複数ノズルの内でヨレ吐出ノズルがあった場合の受光素子の検出信号の波形を示した信号波形図である。
【図７】吐出状態を判定するための受光素子の検出信号電圧と第１及び第２の電圧閾値との大小関係を示す表図である。
【図８】初期吐出不良時の検出信号の波形を示す信号波形図である。
【図９】実施例のプリンタにおいて受光素子の検出信号を処理して吐出状態の検出を行う構成を示すブロック図である。
【図１０】実施例のプリンタとホストコンピュータからなるプリンタシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図１１】実施例のプリンタの吐出状態検出動作の制御手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０１  インクジェットプリンタ
１０２  キャリッジ
１０４  プラテン
１０５  紙送りローラ
１０６  ワイパー
１０７  回復ユニット
１０８  記録ヘッド
１０９  吐出状態検出ユニット
２０１  ノズル
２０２  インク滴
２０４  反射光
２０５  直接光
２０６  発光素子
２０７  受光素子
２０８，２０９  アパーチャ
２１０  反射板
９０１  増幅器
９０２  Ａ/Ｄ変換器
９０３  タイマー
９０４  プロセッサ
９０５  メモリ
１００１  ホストコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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