(57)【要約】【課題】  インクジェットヘッドの吐出状態検査を行い、その結果をもとにインクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法を提供する。【解決手段】  インクジェットヘッドの吐出状態を検査するステップと、前記検査の検査結果を用いてインクジェットヘッドに印加するパルスを変更するか否かを判断するステップと、前記判断に応じてインクジェットヘッドに印加するパルスを変更するステップと、印加するパルスを変更した場合に再度インクジェットヘッドの吐出状態を検査するステップとを有する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法であって、
インクジェットヘッドの吐出状態を検査するステップと、
前記検査の検査結果を用いてインクジェットヘッドに印加するパルスを変更するか否かを判断するステップと、
前記判断に応じてインクジェットヘッドに印加するパルスを変更するステップと、
印加するパルスを変更した場合に再度インクジェットヘッドの吐出状態を検査するステップと、
を有することを特徴とするインクジェットヘッドの吐出状態最適化方法。
【請求項２】
前記判断するステップは、
インクジェットヘッドの各々のノズルが吐出可能であるか否かを判断の基準にしていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの吐出状態最適化方法。
【請求項３】
前記判断するステップは、
前記検査時にインクジェットヘッドの各々のノズルから吐出されたインク滴が吐出指令信号を受けてから吐出検査装置に到達するまでの時間、およびインク滴が吐出検査装置内に存在している時間を判断の基準にしていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの吐出状態最適化方法。
【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の吐出状態最適化方法、特に、インクジェットヘッドの各々のノズルが正常に吐出する状態にするために、印加するパルスを最適化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の中でもインクジェット記録装置は、印刷にかかわる装置構成が比較的簡略かつ安価であるため、個人用途から産業用途まで近年さまざまな用途で用いられるようになってきており、それに伴い高画質化、高安定化の要求も高まってきている。
【０００３】
特にプロフェッショナルユースや産業用途のインクジェット記録装置においては、高画質であるとともに、常に一定の品質でプリントされることが重要である。
【０００４】
しかしながら、インクジェットヘッドのノズルの目詰まりや、ヒーターの断線などによる偶発的な故障により、ノズルにパルスを印加しても正常にインク滴が吐出されず、本来形成すべき画像のドットが形成できない問題が存在している。
この問題に対して、従来の技術として、発光素子と受光素子の間にノズル毎にインク滴を吐出させ、その光量変動からそのノズルが正常に吐出しているか否かを検査する方法が周知である（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
この方法により正常でない吐出のノズルを検出することができ、例えばヘッドのクリーニング動作を行って吐出を正常な状態にする、または印字時には正常でないノズルが打つべきドットを他の正常な吐出のノズルに打たせるなどの手段をとることが可能となり、常に高品質な画像を得ることができるようになる（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００６】
しかしながらこれら従来の技術では、次第にヘッドの状態が変化し吐出が弱まったノズルが増えた場合、ノズルが完全に故障したのではないのに、ヘッドのクリーニング動作を行ってインクを消費することが多くなり、それでも吐出が弱まったままの場合ヘッドを交換する以外に正常な吐出に復帰させることができなかった。
【特許文献１】特開平１０−１１９３０７号公報
【特許文献２】特開平１１−７８０５１号公報
【特許文献３】特開平８−２５７００号公報
【特許文献４】特開平１１−７７９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、インクジェットヘッドの吐出状態検査を行い、その結果をもとにインクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の装置は、インクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法であって、インクジェットヘッドの吐出状態を検査するステップと、前記検査の検査結果を用いてインクジェットヘッドに印加するパルスを変更するか否かを判断するステップと、前記判断に応じてインクジェットヘッドに印加するパルスを変更するステップと、印加するパルスを変更した場合に再度インクジェットヘッドの吐出状態を検査するステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように本発明によれば、インクジェットヘッドの吐出状態の検査結果を用いて、簡便な方法でインクジェットヘッドの吐出状態を最適化することができる効果をもつ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は本発明を適用したインクジェット記録装置の概略斜視図である。
【００１２】
インクジェット記録装置１において、２はヘッドキャリッジであり、副走査方向に複数の記録素子を配列された記録素子列を有しインク滴を吐出するインクジェットヘッドが、記録ヘッド固定レバー３によってヘッドキャリッジ２に着脱可能となっている。ヘッドキャリッジ２はこの記録ヘッドを位置決めして搭載し、かつ記録ヘッドを駆動するための信号などを伝達するためのコネクタを設けてあり、記録ヘッドと電気的に接続されるようになっている。またヘッドキャリッジ２はインクタンク４を位置決めして搭載し、記録ヘッドとインクタンク４を連通させてインクを供給するようにしている。
【００１３】
５は走査レールであり、ヘッドキャリッジ２の主走査方向に延在し、ヘッドキャリッジ２を摺動自在に支持する。ヘッドキャリッジ２は、ヘッドキャリッジ駆動用モーター６、モータプーリ７、従動プーリ８およびタイミングベルト９を介して、走査レール５上を矢印ａ、ｂ方向に往復移動して記録媒体上を走査する。このとき、記録ヘッドにより往復記録が可能である。また、１０、１１、および１２、１３は、記録媒体の挟持搬送を行うための搬送ローラー対である。
【００１４】
１４は紙などの記録媒体で、記録媒体１４の被記録面を平坦に規制する不図示のプラテンに圧接されている。また、ヘッドキャリッジ２に搭載された記録ヘッドはヘッドキャリッジ２から下方へ突出して記録媒体搬送用ローラー１１、１３間に位置し、記録ヘッドのノズル形成面は、プラテンの案内面に圧接された記録媒体１４に平行に対向するようになっている。画像データは、不図示のフレキシブルケーブルにより記録装置本体の電気回路から記録ヘッドに伝送される。
【００１５】
図２は本発明の実施の形態におけるインクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。
【００１６】
２０は記録装置内部のアドレス信号、制御信号、データを伝送するバスラインを示しており、２１は画像信号などを入力するデータ入力部である。２２は記録装置全体をROM２３中の各種プログラムに基づいて制御するCPUを示している。このCPU２２中において、２３は、ROMであり、エラー処理プログラム、記録動作プログラム、CPU２２を動作させるためのプログラム等を格納している。２４は、ROM２３中の各種プログラムのワークエリアおよびエラー処理時の一時退避エリアとして用いるRAMを示している。
【００１７】
そして、２５はデータ入力部２１で得た入力画像信号の信号処理を行う画像信号処理部を示しており、２６は記録開始等のオペレーションを行うための操作部である。２９は吐出制御部であり、画像信号処理部２５で処理されたデータに基づき記録ヘッドを駆動、制御する。副走査部２７は、搬送モーターを所定のタイミングで所定量回転させる。主走査部２８は、ヘッドキャリッジ駆動用モーター６を所定のタイミングで所定量回転させる。３０は記録部を示し、記録ヘッドによりインクを記録媒体１４に吐出し画像を形成する。
【００１８】
図３は本発明の実施の形態に用いるインクジェットヘッドの吐出状態検査装置の概略構成を示す側面図である。本装置はヘッドキャリッジ２が移動可能な範囲にあり、インクジェットヘッドのノズル列の方向が図３の矢印Aの方向とおおよそ一致するように配置されている（図１においては図示していない）。
【００１９】
３１はインクジェットヘッド、３４は各ノズルから検査のために吐出されたインク滴を受け排出するためのインク受けである。３２、３３は吐出状態を検査するためにインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されたインク滴を光学的に検出するための発光部、受光部を示している。発光部を構成する発光素子は、LED、半導体レーザーなどが好ましく、受光部を構成する受光素子はそれぞれ発光素子の特性に合ったフォトダイオードを用いている。発光部から発せられた光の中にインク滴を吐出することにより、受光部が受光する光量に変動が生じ、インク滴が通過したことを検出することができるようになっている。
【００２０】
しかしながらインク滴の容量は数ピコリットルと微小であり、１滴だけの吐出では光量の変動が小さくS/N比も小さいので、１ノズルあたり１５ｋＨｚ周期で５ドット連続で吐出させる。発光部から発せられる光軸の幅や受光部の時間的な特性を考慮すると、１５ｋＨｚの周期は時間的に短いため、１ドット分の光量変動が５ドット分に畳み込まれて十分なS/N比を得ることができるようになる。またこのような１ノズルの吐出状態の検査を順次ノズルを変えながら行うことによってすべてのノズルの吐出状態を検査することができるが、隣り合うノズルの信号が重なり合うことを防ぐために、１５ｋＨｚ周期で５ドット連続で吐出させた後に１０ドット分の休止期間を設けている。すなわち１ノズルあたりの１回の検査時間はおよそ１msecとなる。
【００２１】
このような方法にてインクジェットヘッドの吐出状態を検査した結果の信号は図４に示すようになる。上側の信号は吐出指令の基準信号であり、下側の信号が吐出状態検査装置の受光部の信号である。０〜１msec間の信号が第N番ノズルであるとすると、１〜２msec間が第N＋１番ノズル、２〜３msec間が第N＋２番ノズルの吐出状態を示す信号となる。図４からわかるように、第N＋２番ノズルでは光軸内のインク滴通過による信号変動レベルがほとんど見られず、吐出が正常でないノズルであることが判断される。上記で説明した吐出状態の検査はすべてのノズルについて順次行い、複数のヘッドを持つ場合それぞれのヘッドについても行う。
【００２２】
前述の吐出状態検査の結果、ノズルごとに吐出が正常であるか否かの情報を得ることができる。以下に、第１の実施の形態として、この情報をもとにインクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法について説明する。
【００２３】
図５は第１の実施の形態のインクジェットヘッドの吐出を最適化するシーケンスを示すフローチャートである。まずステップＳ１において、前述の吐出状態の検査をすべてのノズルについて順次行う。これにより各ノズルの吐出が正常であるか否かが決定される。次にステップＳ２において、本検査の結果をメモリに保存する。そして本検査の結果および過去の検査結果の履歴の総数が例えば３以上になったならば（Ｓ３）、各々のノズルの吐出状態の履歴のチェックを行う。この履歴のチェックにおいては例えば、過去３回とも吐出と判定されていればそのノズルは健全であり、過去３回とも不吐出であると判定されていれば何らかの原因によりそのノズルは復帰不能であると判断する（この復帰不能であると判断されたノズルが印字の際に打つべきドットは、他の正常な吐出のノズルに打たせて補完する）。その他の、過去３回に吐出状態が変化しているノズルは、吐出が不安定なノズルであると判断し、例えばこのようなノズルが全体のノズルの１０％を超えた場合（Ｓ４）は、吐出のために印加するパルスをより吐出をしやすいテーブルに変更する（Ｓ５）。
【００２４】
これはヘッドを使用しつづけていると同じ印加パルスによる応答の特性が変化し、吐出するインクの総量や速度などに変化が生じてしまうためであり、このようにパルステーブルを変更することで再びヘッドを正常な状態にすることができる。
【００２５】
その後ステップＳ６において、過去の検査結果の履歴は、パルステーブルを変更したことでヘッドの駆動条件が変わり、比較対象としての意味を失うので、メモリ上からクリアする。そしてパルステーブルを変更した状態で再び吐出状態の検査を行い（Ｓ７）、検査結果をメモリ上に保存する（Ｓ８）。これにより検査結果の履歴が１回分蓄積される。
【００２６】
以後本シーケンスを繰り返すことになるが、検査結果の履歴が３回蓄積されるごとにパルステーブルを変更するか否かの判断をする。
【００２７】
また図６のようなシーケンスにしても良い。つまり、ステップＳ１４において、パルステーブルが変更する限界にあるかどうかをチェックするステップを加えることで、もしこれ以上のパルステーブルの変更ができない場合には、ユーザーに対してヘッド交換を促すようなメッセージを表示させて（Ｓ２０）、ユーザーにヘッド交換すべき時期を通知することができる。
【００２８】
前述の検査結果の履歴を不揮発性のメモリ上に保持しておくようにすることで、プリンタ電源をオフしても失われないような構成にしても良いことは言うまでもない。また履歴を保存、チェックする回数は３回に限定されないし、またパルステーブルを変更する閾値も不安定なノズルの比率１０％に限定されない。さらに、本シーケンスは通常印字動作前に行われるが、必ずしも印字動作前でなくてもよい。
【００２９】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態のインクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法について説明する。第１の実施の形態においては、吐出状態検査の結果は各々のノズルが吐出しているか否かという判断であったが、図４に示すように１．５Ｖを基準レベルとした場合の、吐出指令の基準信号からインク滴が検査装置の光軸上に到達するまでの時間４０ａ（以後、「到達時間」と呼ぶ）や、インク滴が光軸上に存在して光量を変動させている時間４０ｂ（以後、「遮光時間」と呼ぶ）を判断の基準とすることもできる。図７のステップＳ２３において、あらかじめ決められた基準値に対して、到達時間が長いか遮光時間が短いノズルを数え上げる。到達時間が長い、もしくは遮光時間が短いということは、そのノズルの吐出が弱まってきていることを示していて、そのノズルの数が例えば１０％以上であるとパルステーブルを変更して、吐出状態を正常にする。なお、ステップＳ２２、Ｓ２７で吐出、不吐出情報を保存しておく理由は印字の際に正常でないノズルが打つべきドットを他の正常な吐出のノズルに打たせるためである。
【００３０】
パルステーブルを変更する閾値は、到達時間が長いか遮光時間が短いノズルの比率１０％に限定されない。さらに、本シーケンスは通常印字動作前に行われるが、必ずしも印字動作前でなくてもよい。また前述の到達時間、遮光時間の基準値はあらかじめインクの種類に応じてあらかじめ決めておいてもよいし、新規にヘッドを装着した際に初期値を取得、保存しておき、その後その初期値からの変動比率などで判断しても良い。
【００３１】
ここで説明したインクジェットヘッドの吐出状態を最適化する方法においては、ヘッドに印加するパルステーブルを変更したが、パルスの電圧値を変更しても同様の効果が得られる。また印加するパルステーブルの変更は必ずしもヘッドの単位でなくてもよく、例えばヘッドが複数のブロックに分かれていて、それぞれに対して独立したパルステーブルを設定できる場合には、そのような単位でパルステーブルの変更を制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置の概略斜視図である。
【図２】本発明を適用したインクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態のインクジェットヘッドの吐出状態検査装置の概略構成を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態のインクジェットヘッドの吐出状態検査の信号を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の吐出状態最適化のフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態の吐出状態最適化のフローチャート（別例）である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の吐出状態最適化のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１  インクジェット記録装置
２  ヘッドキャリッジ
３  記録ヘッド固定レバー
４  インクタンク
５  走査レール
６  ヘッドキャリッジ駆動用モータ
７  モータプーリ
８  従動プーリ
９  タイミングベルト
１４  記録媒体
２０  バスライン
２１  画像入力部
２２  CPU
２３  ROM
２４  RAM
２５  画像信号処理部
２６  操作部
２７  副走査部
２８  主走査部
２９  吐出制御部
３０  記録部
３１  ヘッド
３２  発光部
３３  受光部
３４  インク受け
３５  ノズル
【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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