(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを発する発光素子と前記光ビームを受光する受光素子を用い、前記発光素子からの光ビームのインク滴への照射で生じる散乱光により記録ヘッドの各ノズルの液吐出不良を検出する液吐出不良検出装置であって、
前記光ビームの光軸と交差する方向に前記記録ヘッドを相対的に移動させるヘッド移動手段と、
離れた少なくとも２つのノズルから交互に液滴を吐出する液滴吐出手段と、
各ヘッド位置における前記受光素子の出力を得る計測手段と、
得られた出力から各ヘッド位置における出力分布を求める出力分布算出手段と、
前記出力分布におけるピークのうち強度の強い側のピークから前記光軸と交差する方向の位置を算出する位置算出手段と、
前記出力分布における２つのピークから水平方向の角度を算出する角度算出手段と、
前記光軸と交差する方向および水平方向の曲がり角度を調整する調整手段と
を有していることを特徴とする液吐出不良検出装置。
【請求項２】
前記離れた少なくとも２つのノズルは、前記計測手段にて得られる出力のピークが高いノズルと低いノズルであることを特徴とした請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項３】
前記得られるピークの出力が高いノズルは、前記光ビームの焦点位置に近いノズルであり、前記得られるピークの出力が低いノズルは、前記光ビームの焦点位置から遠いノズルであ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】
前記離れた少なくとも２つのノズルから液滴を交互に吐出するときに、それぞれのノズルから吐出する液滴の速度が異なるようにしたことを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の液吐出不良検出装置を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置およびその装置を備えたインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクジェット記録装置においては、インク液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置により吐出不良を検知するとき、検知に用いる光ビームの光軸と記録ヘッドのノズル列との位置合わせを行う必要があり、この位置合わせに関して様々な提案がなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示の技術では、吐出液滴を検出する検出手段とインクジェットヘッドとを相対的に移動させ、移動の間に受発光素子間に形成される光路を含む所定の第１移動範囲でヘッドから吐出を行わせ、その第１移動範囲での吐出によって変化する上記検出手段の出力分布を求め、その分布から第１移動範囲に含まれる所定の第２移動範囲（出力分布の最大値に対応した一点）を定めることにより位置合わせを行っている。
【０００４】
また、特許文献２に開示の技術では、光学センサの発光素子から照射された光束を絞り込む開口部近傍でインク滴を吐出させることで光の回折の影響を抑え、さらに開口部のエッジ前後において検出結果に大きな変化が現れる部位をレジ調整の基準位置とするようにしている。
【０００５】
また、特許文献３に開示の技術では、吐出検出手段の取り付け位置を検出し、記録ヘッドを主走査方向に微小移動距離ずつ移動させ、各位置でインク滴を吐出して、出力を得たノズルの数をカウントする動作を所定の範囲の中で行い、そのカウント数（吐出ノズル数）が所定の基準値を越えている記録ヘッドの移動位置を求め、その移動位置を含む範囲の中心位置を吐出検出手段の最適な検出位置として求めている。
【０００６】
また、特許文献４に開示の技術では、複数のノズルのうち少なくとも２つのノズルにおけるインク吐出速度または吐出周波数を互いに異なるように制御し、吐出面と平行な平面内で相対的に回転させる機構とその回転角度を制御する手段を設け、ノズル列と発光素子から受光素子に向かう光軸との位置合わせを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−３０９９６３号公報
【特許文献２】特開２００６−１５９６９９号公報
【特許文献３】特開２００２−２９２８４３号公報
【特許文献４】特開２００９−１３７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば、特許文献１に開示の技術では、インクを吐出するノズルによる差（特に、曲がり検知の場合重要である）を考慮しておらず、位置合わせ精度を高くすることはできない。また、特許文献２に開示の技術では、開口部付近での吐出を行っているため、ミストや紙粉などにより、開口部がふさがってしまい、長時間動作させた後の位置合わせ精度に問題が出てくる可能性がある。また、特許文献３に開示の技術では、吐出ノズル数が所定の基準値を越えている記録ヘッドの移動位置を求め、その移動位置を含む範囲の中心位置を吐出検出手段の最適な検出位置として求めており、光軸の中心にノズル列を精度良く合わせることが難しい。また、特許文献４に開示の技術では、ノズル列と光ビームとの相対的角度ずれ（θ）の補正も含む光軸との位置合わせを行い得るが、インク滴が光軸を遮断したかしないかで吐出検知を行っているので、図４の波形に示されるように、ノズル列を光ビーム光軸の中心位置に位置合わせすることは精度が劣るものと考えられる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液吐出不良検出装置において、ノズル列と吐出検知に用いる光ビームの光軸との位置合わせの精度をさらに高めることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光ビームを発する発光素子と前記光ビームを受光する受光素子を用い、前記発光素子からの光ビームのインク滴への照射で生じる散乱光により記録ヘッドの各ノズルの液吐出不良を検出する液吐出不良検出装置であって、前記光ビームの光軸と交差する方向に前記記録ヘッドを相対的に移動させるヘッド移動手段と、離れた少なくとも２つのノズルから交互に液滴を吐出する液滴吐出手段と、各ヘッド位置における前記受光素子の出力を得る計測手段と、得られた出力から各ヘッド位置における出力分布を求める出力分布算出手段と、前記出力分布におけるピークのうち強度の強い側のピークから前記光軸と交差する方向の位置を算出する位置算出手段と、前記出力分布における２つのピークから水平方向の角度を算出する角度算出手段と、前記光軸と交差する方向および水平方向の曲がり角度を調整する調整手段とを有していることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、インクジェット記録装置であって、上記液吐出不良検出装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液吐出不良検出装置において、ノズル列と吐出検知に用いる光ビームの光軸との位置合わせの精度がさらに高まるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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主要部周辺の構成例を示す説明図である。
【図２】図２は、光ビームの強度分布を示す説明図である。
【図３】図３は、ノズルの吐出方向から見たインク滴の吐出の様子を示す図である。
【図４】図４は、インク滴が光ビームと交わったときに発生する散乱光を受光素子で受光したときの電圧値ＶPDを示す図である。
【図５】図５は、第１の受光回路の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、ヘッドのノズルから吐出されるインク滴と、光ビーム光軸との関係を説明する図である。
【図７】図７は、出力分布の一例を示す図である。
【図８】図８は、ヘッドのノズル列と光ビーム光軸の位置合わせのための第１の処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、ＶＰＤＴＰ２の波形およびその出力分布の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、ヘッドと光ビームの状態の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０に示した状態における出力分布を示す図である。
【図１２】図１２は、ヘッドのノズル列の範囲に焦点がある場合のヘッドと光ビームの状態の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、出力分布の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、ヘッドのノズル列と光ビーム光軸の位置合わせのための第２の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１５は、ＶＰＤＴＰ２の波形およびその出力分布の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、水平方向（θ方向）のズレ量の算出方法を説明するための図である。
【図１７】図１７は、ＶＰＤＴＰ２の波形およびその出力分布の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、第２の受光回路の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、インクジェット記録装置の概略構成を示す図である。
【図２０】図２０は、液吐不良検出装置の回転機構を説明するための図である。
【図２１】図２１は、水平方向（θ方向）のズレを補正する方法を説明するための図である。
【図２２】図２２は、複数のノズル列を有しているヘッドを複数個キャリッジに搭載している場合の位置合わせの方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる実施の形態を詳細に説明する。なお、共通する構成要素には、共通の符号を附している。
【００１５】
はじめに、図１〜５を用いて、液吐出不良検出に関してその概要を説明する。図１は、本実施の形態にかかる液吐出不良検出装置の主要部周辺の構成例を示す説明図である。この図１において、符号１００は複数のノズルを有し、各ノズルからインク滴を画像信号に応じて吐き出して記録媒体に記録を行なう記録ヘッド（以下、ヘッドと略記）、符号１０１はヘッド１００を構成する複数のノズル、符号１０２はたとえば半導体レーザなどを用いた発光素子、符号１０３は発光素子１０２からの光ビームを平行光に補正するコリメートレンズ、符号１０４は光ビーム、符号１０５は光ビーム光軸、符号１０６はたとえばフォトダイオードなどを用いた受光素子、符号１０７はノズル１０１から吐き出されるインク滴、符号１０８は光ビーム１０４がインク滴１０７に照射して生じる散乱光、符号１０９は前方散乱光である。なお、図１では、各ノズルを区別するため、発光素子１０２側のノズルを１０１（ＮｎＬＤ）、受光素子１０６側のノズルを１０１（ＮｎＰＤ）、その間の任意のノズルを１０１（ＮｎＸ）として示している。
【００１６】
また、図１において、符号１１１は本装置の各部を制御する制御部、符号１１２はノズル１０１からのインク滴１０７の吐き出しを行なうヘッド駆動部、符号１１３は発光素子１０２の発光を行なう発光駆動部、符号１１４は散乱光１０８を受光する受光素子１０６の出力を計測する受光回路である。
【００１７】
制御部１１１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、タイマーなどを有するマイクロコンピュータシステムで構成され、ＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがってＣＰＵが後述する一連の処理等を実行する。
【００１８】
この図１に示す液吐出不良検出装置の構成において、ヘッド１００のノズル１０１からインク滴１０７を吐出する。発光素子１０２から発した光をコリメートレンズ１０３で平行な光ビーム１０４とし、その光ビーム光軸１０５がインク滴１０７の吐出方向と直交する方向に配置する。受光素子１０６は、その光ビーム径を外れた位置、図では光ビーム１０４の下に配置しており、光ビーム径と受光素子１０６の受光面が重ならない位置で、できるだけ光ビーム光軸１０５の中心近くに配設することにより、散乱光１０８に対する効率の良い検出が可能となる。また、光ビーム１０４を、その焦点１１０が受光素子１０６の近傍となるようにすることにより、受光素子１０６を光ビーム光軸１０５に近づけることができ、さらに効率の良い検知が可能となる。
【００１９】
この液吐出不良検出装置の構成でヘッド１００のノズル１０１からインク滴１０７を吐出すると散乱光１０８が発生する。受光素子１０６はこの散乱光１０８、特に散乱光１０８の中で光強度が強い前方散乱光１０９を受光することにより、その光出力を電圧値（光出力値）として計測することができ、インク滴１０７の吐出の有無、曲がりを検出することができる。
【００２０】
図２は、光ビーム１０４の強度分布を示す説明図である。発光素子１０２として半導体レーザを使用した場合、垂直・水平方向にそれぞれ角度を持って発光する。一般的な半導体レーザの垂直・水平方向の角度は、それぞれ１４°／３０°となっている。以下では半導体レーザを使用したときについて述べる。このような光をコリメートレンズ１０３で平行光にした場合、縦横比が異なる楕円形状となる。
【００２１】
ここで、図２には各方向（Ｘ方向：水平方向（インク滴吐出方向に対して直角の方向）、Ｙ方向：垂直方向（インク滴吐出方向））の光強度分布を示す。これより、光ビーム１０４の中心（光ビーム光軸１０５）で最も光強度が強く、縁に行くにしたがい光強度は低下しており、ガウシャン分布となっていることがわかる。
【００２２】
図３にノズルの吐出方向から見たインク滴１０７の吐出の様子を示す。なお、この図３ではインク滴１０７は２滴あるので区別するため便宜上符号１０７（Ｂ１），（Ｂ２）と記述している。また、簡単のため、Ｂ１，Ｂ２等と略記する場合もある。ヘッド１００のノズル列が光ビーム光軸１０５上にある場合、正常吐出したインク滴１０７（Ｂ１）はそのまま鉛直方向に飛翔するためインク滴１０７（Ｂ１）は光ビーム１０４の中心を通過する。しかし、曲がりが発生したインク滴１０７（Ｂ２）は光ビーム１０４の中心から外れた位置を通過する。また、不吐出のときはインク滴１０７が吐出しないため、光ビーム１０４を通過しない。
【００２３】
図４にインク滴１０７が光ビーム１０４と交わったときに発生する散乱光１０８を受光素子１０６で受光したときの電圧値ＶPDを示す。正常に吐出したインク滴１０７（Ｂ１）は光強度が最も高い光ビーム１０４の中心を通過するため、散乱光強度も高くなり、Ｖ’の電圧値を得ることができる（これを図４では実線で示す）。これに対し、曲がりが発生したインク滴１０７（Ｂ２）は光ビーム１０４の中心から外れるため、電圧値はＶ”（＜Ｖ’）と低くなる（これを図４では破線で示す）。また、不吐出の場合、インク滴１０７が光ビーム１０４を通過しないため、電圧値（Ｖ0）が得られない（これを図４では一点鎖線で示す；ＶＰＤＴＰ２＝０）。
【００２４】
ここで、不良吐出を判定するための閾値をＶSHとするとインク滴１０７（Ｂ１）は正常吐出と判断することができ、インク滴１０７（Ｂ２）は曲がりが発生したと検出することができる。また、閾値ＶSHをより低くすることにより、不吐出の状態、すなわち不良吐き出しに該当するノズル１０１を検出することができる。
【００２５】
図５は、第１の受光回路の構成を示すブロック図である。この図５において、受光回路１１４は、散乱光１０８を受光する受光素子１０６、受光値の電流電圧変換を行なうＩ／Ｖ変換部２０１、電流電圧変換後の電圧値を増幅する１段目の増幅部２０２、ＤＣ成分（ノイズ成分）を除去するハイパスフィルター２０３、ハイパスフィルター２０３の出力電圧値を増幅する２段目の増幅部２０４、散乱光１０８のパルス波形と基準電圧とを比較する比較部２０５、最終的な受光値を出力する出力部２０６を備える。
【００２６】
つぎに、以上のように構成された受光回路１１４の動作について説明する。受光回路１１４は、散乱光１０８を受光素子１０６で受光した後、その値の電流電圧変換をＩ／Ｖ変換部２０１によって行い、増幅部２０２で１段目の増幅をする（ＴＰ１）。その後、ハイパスフィルター２０３によりＤＣ成分（ノイズ成分）を除去した後、増幅部２０４で２段目の増幅を行なう（ＴＰ２）。そして、散乱光１０８のパルス波形と基準電圧を比較部２０５で比較するが、このとき、ヒステリシスを掛けており、ノイズ成分による出力のばたつきをなくし、出力部２０６により最終出力する（ＴＰ３）。また、電源をツェナーダイオードにより分割し、受光回路１１４の検出部（Ｉ／Ｖ変換部２０１）で１段目の増幅部（ＤＣ増幅部）２０２の接地（グラウンド）、ならびにプラス／マイナス成分の電源を作り出している。また、オフセット電圧はＴＰ１で計測し、散乱光出力値はＴＰ２で計測している。
【００２７】
続いて、ヘッド１００のノズル列（ノズル１０１（ＮｎＬＤ）〜１０１（ＮｎＰＤ）からなる列）と光ビーム光軸１０５の位置合わせについて、図６〜図１３を用いて説明する。
【００２８】
図６は、ヘッド１００のノズル１０１（ＮｎＸ）から吐出されるインク滴１０７と、光ビーム光軸１０５との関係を説明する図であり、図７は、インク滴１０７による出力分布を説明する図である。
【００２９】
本実施形態においてインク滴吐出の曲がりの検出は、上記受光回路１１４で得られる散乱光出力値ＴＰ２によって判定しているため、間違った位置にヘッド１００のノズル列を配置した場合、誤検出となる場合がある。例えば、ヘッド１００のノズル列が光ビーム光軸１０５から大きく外れている場合、曲がりが発生したインク滴１０７（ＢＡ）は光ビーム１０４を通過しないため（図６参照）、散乱光出力値ＴＰ２が得られず欠損と判定される可能性がある（図７の「インク滴ＢＡによる出力分布」参照）。
【００３０】
一方、ヘッド１００のノズル列が光ビーム光軸１０５から少し外れている場合は、光ビーム光軸１０５上をインク滴１０７（ＢＢ）が通過することがあるため（図６参照）、散乱光出力値ＴＰ２がインク滴吐出の曲がりを判定する閾値ＶＳＨよりも大きくなり、正常な吐出と判定される場合がある（図７の「インク滴ＢＢによる出力分布」参照）。さらに、正常吐出の場合（図６：インク滴１０７（ＢＣ））でも、散乱光出力値ＴＰ２が閾値ＶＳＨよりも小さくなって、曲がりがあると判定されることがある（図７の「インク滴ＢＣによる出力分布」参照）。従って、精度の良い曲がり判定を行うために、ヘッド１００のノズル列と光ビーム光軸１０５の位置合わせをする必要がある。
【００３１】
ここで、ヘッド１００のノズル列１１５と光ビーム光軸１０５の位置合わせの方法を、図８を用いて説明する。図８は、その一連の処理を説明するためのフローチャートである。
【００３２】
まず、設計値から算出した光ビーム光軸１０５から少し外れた位置にヘッド１００を移動させる（ステップＳ１０１）。
【００３３】
その後、１ピッチ分ヘッド１００を移動させ（ステップＳ１０２）、その状態からノズル１０１（ＮｎＸ）からインク滴１０７を吐出する（ステップＳ１０３）。
【００３４】
インク滴１０７を吐出すると光ビーム１０４上にインク滴１０７があれば散乱光１０８（図１）が発生し、受光素子１０６により散乱光出力値ＴＰ２を検出することができる。ステップＳ１０４では、そのときのヘッド１００の位置（ヘッド位置）を記憶し、散乱光出力値ＴＰ２を計測する。
【００３５】
以後、所定の終了位置まで（例えば設計値から算出した光ビーム１０４が無い部分まで、あるいは任意の値以上の散乱光出力値が得られなくなるまで）繰り返し行う。図８のフローチャートでは、ヘッド位置が終了位置に到達するまで、ステップＳ１０２からステップＳ１０５（Ｎｏ）を繰り返す。
【００３６】
終了位置に到達すると（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、各ヘッド位置に対する散乱光出力分布（以下、出力分布とも記す）を算出する（ステップＳ１０６）。図９（Ａ）に示すＶＰＤＴＰ２の波形に対し、キャリッジの移動速度と吐出のタイミングから、図９（Ｂ）に示す各ヘッド位置に対する散乱光出力分布（光軸を横断した分布）を得ることができる。
【００３７】
そして、この出力分布から、液吐出不良検出装置の検知位置（ヘッドノズル列位置）を算出する（ステップＳ１０７）。
【００３８】
ところで、光ビーム光軸１０５上は通常、光ビーム１０４の強度が最も大きくなることから、インク滴１０７を吐出するときに得られる散乱光出力値ＴＰ２が最も高くなる。したがって、出力分布のピーク（ＷＰＰＤ１）となるときのヘッド位置ＸＨを算出し（例えば、各ピークを比較し最も大きい部分を算出する方法で算出してもよい）、これを液吐出不良検出装置の検知位置（ヘッドノズル列位置）として位置合わせをする。これにより、図６を用いて前述したインク滴吐出の曲がりによる誤検出を無くすことが可能となる。
【００３９】
図１０に、ヘッド１００と光ビーム１０４の状態（インク滴吐出方向：鉛直方向）を示し、図１１に散乱光出力分布を示す。これらは、図１に示したように、光ビーム１０４の焦点１１０が受光素子１０６の近傍となるように構成されているときのものである。図１０，１１からわかるように、発光素子１０２側に比べ受光素子１０６側の方が光ビーム１０４の径が小さく（図１０）、また散乱光出力値ＴＰ２が大きい（図１１）ことがわかる。従って、発光素子１０２側に比べ、受光素子１０６側の方が、出力分布のピークのヘッド位置ＸＨをより容易に算出することができる。また、散乱光出力値ＴＰ２のピークの違い（高いピークと低いピーク）から各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）の区別がつくので、精度の良い、ノズル列１１５と光ビーム光軸１０５の位置合わせを短時間に行うことができる。また、この場合に、液吐出不良検出装置に構成の変更は必要ない。
【００４０】
上記に対し、例えばヘッド１００のノズル列の範囲に焦点１１０があるような図１２の場合では、焦点１１０の位置がもっとも散乱光出力値ＴＰ２が高く、また散乱光出力値ＴＰ２が高くなる範囲が狭い範囲で存在するため、焦点１１０の位置のノズル１０１（ＮｎＸ）を使う方が良いこととなる。
【００４１】
また、上記では、液吐出不良検出装置の検知位置（ヘッドノズル列位置）として、得られる出力分布のピーク部分（ＷＰＰＤ１）の位置を採用したが、これに限らず、図１３（Ａ）に示すような任意の閾値ＶｎＳＨで区切った範囲（図中Ｘ１−Ｘ２間）の中心を液吐出不良検出装置の検知位置（ヘッドノズル列位置）とする方法でもよい。また、図３、４で前述したとおり、散乱光出力値ＴＰ２が任意の閾値ＶｎＳＨ以下になったときに曲がりが発生したとの判定を行っているが、光ビーム１０４の強度分布が左右対称では無い場合（図１３（Ｂ））、曲がり方向によっては正常吐出と判定する場合がある。そこで、任意の閾値ＶｎＳＨで区切った範囲（図中Ｘ１−Ｘ２間）の中心を液吐出不良検出装置の検知位置（ヘッドノズル列位置）とする方法で液吐出不良検出装置の検知位置（ヘッドノズル列位置）とすることにより、曲がりの方向に左右されず曲がり検出が可能となる。また、このときに任意の閾値ＶｎＳＨを曲がり判定の閾値ＶＳＨに合わせることにより、さらに精度の良い曲がり判定が可能となる。
【００４２】
以上、液吐出不良検出装置の検知位置として、ヘッド１００のノズル列と光ビーム光軸１０５の主走査方向の位置合わせ方法について述べた。通常、従来技術として特開２０１０−５９１７号公報にあるように、液吐出不良検出装置単体で光軸調整をし、その光ビーム光軸１０５上にあるピンと本体ベース部にあけた穴を合わせることにより、液吐出不良検出装置と本体の水平方向（θ方向）の調整は不要となる。しかし、この手法では、最終的な液吐出不良検出時の位置合わせは主走査方向のみとなる。本実施形態において上述した方法で、主走査方向の位置合わせを解決できるが、装置本体を使用していく中で経時的に液吐出不良検出装置とヘッド１００の水平方向（図１６に示すθ方向）の位置が変化してしまうことがある。その場合、主走査方向のみの位置合わせだけでは対応できない部分があり、誤検出を招く恐れがある。そこで、以下では、ヘッド１００のノズル列と光ビーム光軸１０５の主走査方向とθ方向の位置合わせの方法について、図１４〜図１６を用いて説明する。
【００４３】
先に、図１１を用いて各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）のインク滴吐出による散乱光の出力分布が異なることを説明したが、ここではこれを利用する。以下に、この場合の、ヘッド１００のノズル列１１５と光ビーム光軸１０５の位置合わせの方法を、図１４を用いて説明する。図１４は、その一連の処理を説明するためのフローチャートである。
【００４４】
まず、設計値から算出した光ビーム光軸１０５から少し外れた位置にヘッド１００を移動させる（ステップＳ２０１）。
【００４５】
その後、１ピッチ分ヘッド１００を移動させ（ステップＳ２０２）、その状態から各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）から順次、インク滴１０７を吐出する（ステップＳ２０３）。
【００４６】
各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）からインク滴１０７を吐出すると光ビーム１０４上にインク滴１０７があれば散乱光１０８（図１）が発生し、受光素子１０６により散乱光出力値ＴＰ２を検出することができる。ステップＳ２０４では、そのときのヘッド１００の位置（ヘッド位置）を記憶し、散乱光出力値ＴＰ２を計測する。
【００４７】
以後、所定の終了位置まで（例えば設計値から算出した光ビーム１０４が無い部分まで、あるいは任意の値以上の散乱光出力値が得られなくなるまで）繰り返し行う。図１４のフローチャートでは、ヘッド位置が終了位置に到達するまで、ステップＳ２０２からステップＳ２０５（Ｎｏ）を繰り返す。
【００４８】
終了位置に到達すると（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、各ヘッド位置に対する散乱光出力分布（以下、出力分布とも記す）を算出する（ステップＳ２０６）。ここで算出される出力分布は、図１５（Ａ）に示すように、２ノズル分の出力波形が混ざるため（図ではわかりやすいようにノズル１０１（ＮｎＰＤ）分は実線で、ノズル１０１（ＮｎＬＤ）分は破線で表している）、ピークが隣り合う２つの波形（もしくは任意の区間の波形）を比較し、ピークが高い方をそのヘッド位置での出力としている。これにより、キャリッジの移動速度と吐出のタイミングから、図１５（Ａ）に示すＶＰＤＴＰ２の波形に対し、図１５（Ｂ）に示す各ヘッド位置に対する散乱光出力分布（光軸を横断した分布）を得ることができる。
【００４９】
図１５（Ｂ）に示すように、各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）からのインク液吐出で散乱光出力値ＴＰ２が異なるため、そのピークが現れるところが異なる。従って、散乱光出力値ＴＰ２が高い受光素子１０６側のノズル１０１（ＮｎＰＤ）からのインク液吐出による散乱光出力値ＴＰ２がピークとなるヘッド位置ＸＨＰＤと、散乱光出力値ＴＰ２の低い発光素子１０２側のノズル１０１（ＮｎＬＤ）からのインク液吐出による散乱光出力値ＴＰ２がピークとなるヘッド位置ＸＨＬＤはそれぞれ異なるものとなる（図１５）。
【００５０】
各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）からのインク液吐出に対して散乱光出力値ＴＰ２がピークとなるヘッド位置間の距離Ｘを算出（Ｘ＝ＸＨＬＤ−ＸＨＰＤ）し、既知であるヘッド１００のノズル列１１５の長さ（ノズル１０１（ＮｎＬＤ）およびノズル１０１（ＮｎＰＤ）のノズル間距離）ｈからθを算出（θ＝ｓｉｎ−１（Ｘ／ｈ））することができる（図１６参照）。また、図１５（Ｂ）の出力分布の最大のピークＷＰＰＤ２が受光素子１０６側のノズル１０１（ＮｎＰＤ）が光ビーム光軸１０５上に来ていることになるので、θだけでなく、主走査方向のズレ量も（前述のようにして）算出することができる。この様に、出力が異なる２つのノズルを使用することにより、θ方向と主走査方向のズレ量を１回のキャリッジの動作で算出することができ、位置合わせに要する時間を短縮することが可能となる。
【００５１】
図１４に戻り、最後に、ステップＳ２０６で算出した出力分布から、液吐出不良検出装置の検知位置（ヘッドノズル列位置）を算出する（ステップＳ２０７）。
【００５２】
以上では、各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）からのインク滴吐出による散乱光出力値ＴＰ２におけるピークの差を利用する位置合わせをする方法を示したが、他の例として、各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）での吐出速度ｖを変更することにより、位置合わせをする方法を示す。基本的には、図１４で示した手順と同じであるが、インク滴１０７を吐出するときに、各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）で吐出速度ｖＰＤ、ｖＬＤ（ｖＰＤ＞ｖＬＤ）を変更する。今回は、受光素子１０６側に比べ発光素子１０２側の吐出速度を遅くしているが、反対でも効果は同じである。
【００５３】
ここでは、ノズル１０１（ＮｎＬＤ）での吐出速度ｖＬＤをノズル１０１（ＮｎＰＤ）での吐出速度ｖＰＤよりも遅くしているため、得られる波形は図１７（Ａ）の様に波形幅が異なった２種類の波形が交互にあるものとなる。
【００５４】
ここで、第２の受光回路１１４’としてその回路内に、図１８に示すようなローパスフィルター２０７、およびハイパスフィルター２０８を設けることにより、図１７（Ｂ）に示すノズル１０１（ＮｎＰＤ）のインク滴吐出による出力分布、および図１７（Ｃ）に示すノズル１０１（ＮｎＬＤ）のインク滴吐出による出力分布を得ることができる。
【００５５】
つまり、ローパスフィルター２０７により、高周波、つまり吐出速度の速い、受光素子１０６側のノズル１０１（ＮｎＰＤ）から吐出したインク滴１０７の波形成分が除去されて、吐出速度の遅い、発光素子１０２側のノズル１０１（ＮｎＬＤ）から吐出したインク滴１０７による波形成分だけが残り、図１７（Ｂ）に示す出力分布を得ることができる。反対に、ハイパスフィルター２０８により、低周波、つまり吐出速度の遅い、発光素子１０２側のノズル１０１（ＮｎＬＤ）から吐出したインク滴１０７の波形成分が除去されて、受光素子１０６側のノズル１０１（ＮｎＰＤ）から吐出したインク滴１０７による波形成分だけが残り、図１７（Ｃ）に示す出力分布を得ることができる。このように、受光回路１１４’に、散乱光出力値ＴＰ２に対するローパスフィルター機能およびハイパスフィルター機能をもたせたことにより、各ノズル１０１（ＮｎＬＤ）および１０１（ＮｎＰＤ）からのインク滴吐出による散乱光出力値ＴＰ２を明確に分けることができる。
【００５６】
なお、ローパスフィルター２０７およびハイパスフィルター２０８のカットオフ周波数は、あらかじめ分かっているインク滴１０７の速度（吐出速度）ｖと光ビーム１０４の径からも算出可能であるが、実際にインク滴を吐出際の波形で周波数を確認しカットオフ周波数を決定する方法でもよい。
【００５７】
図１７（Ｂ）および図１７（Ｃ）に示す出力分布からそれらのピークＷＰＰＤ３、ＷＰＬＤ３となる部分のヘッド位置ＸＨＰＤ、ＸＨＬＤを算出することで、各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）の光ビーム光軸１０５上での位置がわかり、図１６を用いて前述した方法により、θ方向および主走査方向の、ノズル列１１５と光ビーム光軸１０５とのズレ量を算出することが可能となる。ここで、図１３に示したある閾値ＶｎＳＨから算出する方法で、主走査方向のズレ量を算出しても問題ない。
【００５８】
なお、上記では、２つのノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）からインク滴１０７を吐出させているので２種類の波形が得られるが、３つ以上のノズル１０１からインク滴１０７を吐出させる場合は、それぞれについてその波形が得られ、他の波形を除去するためのフィルターを採用するとよい。この場合に、ローパスフィルターとハイパスフィルターを用いたのでは、カットオフ周波数の設定が複雑になるため、特定の周波数の信号のみを通過させるバンドパスフィルターを採用すると、液吐出不良検出装置の検知位置（ヘッドノズル列位置）の特定がし易くなる。
【００５９】
また、ここでは、受光回路１１４’内に各フィルターを設けているが、散乱光出力値ＴＰ２を、フィルター機能を持つＰＣ等の機器にいったん取り込み、後のデータ処理の際にフィルター処理を行うようにしても、同様の性能を得ることが可能である。
【００６０】
なお、図１８（および図５）では、増幅部２０２による１段目の増幅後にハイパスフィルター２０３を配置しているが、これは、吐出速度が極端に遅いミスト成分をカットするためのものであり、ハイパスフィルター２０８に比べカットする周波数は低いものとなっている。
【００６１】
上記の様に吐出速度に差をつける方法では、２つのノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）からのインク滴１０７を吐出による散乱光出力値ＴＰ２の差が小さく、各ノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）の区別がつきにくい場合には特に有効である。
【００６２】
ここまでで、ヘッド１００のノズル列と光ビーム光軸１０５の主走査方向とθ方向のズレ量を算出する方法を示した。実際に液吐出不良検出を行う場合は、このズレ量を補正しなければ、正確な曲り判定はできない。そこで、以下では、これら主走査方向とθ方向のズレ量を補正する手法について、図１９〜図２２を用いて説明する。図１９は、インクジェット記録装置の概略構成を示す図であり、図２０は、液吐出不良検出装置の概略構成を示す図である。また、図２１は、水平方向（θ方向）のズレを補正する方法を説明するための図であり、図２２は、複数のノズル列を有しているヘッドを複数個キャリッジに搭載している場合の位置合わせの方法を説明するための図である。
【００６３】
通常、印字するときには、図１９に示すキャリッジ３０１といわれる複数のヘッド１００（Ｈ１）、１００（Ｈ２）を搭載したユニットをガイドロッド３０２に沿って主走査方向（用紙の紙送りに対して直角方向）に駆動し、必要なタイミングでインク滴１０７を吐出し、印字部３０４に搬送されてきた用紙に印字している。そのキャリッジ３０１の動作はエンコーダシート３０３により位置決め制御がされているが、主走査方向のズレを補正する場合に、この動作を用いることにより、新たな機構を搭載することなく、位置合わせが可能となる。なお、ここでは、キャリッジ３０１を動作させているが、液吐出不良検出装置３０５に、図示しない移動機構をつけて光ビーム光軸１０５を移動させるようにしてもよい。また、同図符号３０６で示すユニットは、ヘッド１００のノズル開口部のインク乾燥防止等のため、ノズル開口部をキャップした状態にしておく維持部である。
【００６４】
次にθ方向のズレを補正する場合を以下に示す。図２０に示すような、モータ１２２により回転駆動される回転機構（回転中心）を液吐出不良検出装置３０５に搭載することにより、液吐不良検出装置３０５はθ方向の回転ができ、位置合わせが可能となる。このθ方向の回転中心は、受光素子１０６側または発光素子１０２側にすると（図２０では受光素子１０６側として例示）、位置合わせが容易にできる。また、吐出するノズル１０１が上記以外の場所（つまり、得られる出力分布の出力が高く、その範囲が狭い場所や焦点位置など）の場合は、そこを回転中心にするとよい。なお、図２０において示す符号１２０は、ヘッド１００のノズル１０１（図２０では１０１（ＮｎＰＤ））から吐出されるインク滴が通過する開口部であり、符号１２１で示す部分は、光ビーム１０４が再び受光素子１０６に入射することがないようにする迷光処理機構である。
【００６５】
上記では、θ方向のズレ量を補正する場合に、新たな回転機構を搭載する例を挙げたが、キャリッジ３０１の動作でこれを克服することができる。つまり、２つのノズル１０１（ＮｎＰＤ）、１０１（ＮｎＬＤ）の出力からθ方向のズレ量（角度）を算出することができているため、図２１に示すように任意のノズル１０１（ＮｎＸ）の液吐出不良を検出する際に、Ｘｎ＝ｈ２＊ｓｉｎθ＝ｈ２＊（ＸＨＰＤ−ＸＨＬＤ）／ｈ１（ただし、“＊”は乗算を、“／”は除算を表わす）としてノズル１０１（ＮｎＰＤ）およびノズル１０１（ＮｎＬＤ）間の距離Ｘｎを算出する。そして、最初に決めた液吐出不良検出位置からＸｎ分移動させることにより、そのノズル１０１（ＮｎＸ）が光ビーム光軸１０５上に存在することとなり、正確な曲り判定が可能となる。
【００６６】
また、実際のインクジェット記録装置では、図２２に示すように、複数のノズル列１１５を有しているヘッド１００を複数個キャリッジ３０１に搭載している。これは、各ヘッド１００（Ｈ１）、１００（Ｈ２）、もしくは各ノズル列１１５（ＮＬ１）、１１５（ＮＬ２）、１１５（ＮＬ３）、１１５（ＮＬ４）があることにより、異なる色を使用できるほか、印字解像度を向上させることができるためである。この場合は、以下の様にして位置合わせを行う。
【００６７】
まず、各ヘッド１００（Ｈ１）、１００（Ｈ２）の各ノズル列１１５（ＮＬ１）、１１５（ＮＬ３）と光ビーム光軸１０５との各ズレ量ＸＨ１、ＸＨ２を前述のようにして算出する。ヘッド１００（Ｈ１）、１００（Ｈ２）同士の距離Ｘ１２はキャリッジ３０１に搭載する際に接着ズレなどを起こし、設計値から大きくズレることがある。しかし、同一ヘッド１００内の他のノズル列１１５との間の距離Ｘ１１１２、Ｘ２１２２（設計値）は、ノズル穴製造時に精度の良い加工を行っているため、このＸ１１１２、Ｘ２１２２を、上記で算出したズレ量ＸＨ１、ＸＨ２にそれぞれ足した（もしくは引いた）位置を各ノズル列１１５（ＮＬ２）、１１５（ＮＬ４）に対する液吐出不良検出位置とする。この様に行うことにより、複数のヘッド１００および複数のノズル列１１５が搭載されている場合でも短時間での位置合わせが可能である。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態の液吐出不良検出装置によれば、ノズル列１１５と光ビーム光軸１０５との位置合わせを精度良く短時間に行うことができる。
【００６９】
また本実施形態の液吐出不良検出装置をインクジェット記録装置に搭載することにより、吐出不良検知の際の判断の精度を高めることが可能となり、また、印字性能が安定した低コストなインクジェット記録装置を提供することができる。
【００７０】
最後に、上記実施形態に挙げた形状や構成に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した用件に、本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１００  記録ヘッド
１０１  ノズル
１０２  発光素子
１０３  コリメートレンズ
１０４  光ビーム
１０６  受光素子
１０７  インク滴
１０８  散乱光
１１０  焦点
１１１  制御部
１１２  ヘッド駆動部
１１３  発光駆動部
１１４，１１４’  受光回路
３０１  キャリッジ
３０２  ガイドロッド
３０３  エンコーダシート
３０４  印字部
３０５  液吐出不良検出装置
３０６  維持部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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