(57)【要約】【課題】記録ヘッドからのインクの吐出状態を判断するために設けられた検出手段の動作不良を簡易な手段により判断することができるインクジェット記録装置を提供すること。【解決手段】インクを吐出することにより記録媒体に画像記録を行う記録ヘッド１と、該記録ヘッド１から吐出されるインクの進行経路に交差するように該インクの通過を検出するための検出光Ｄを出射する発光素子３１と該検出光Ｄを受光する受光素子３２を配置し、該検出光Ｄの光軸が遮断されたか否かの変化分に応じた信号を出力する検出手段３と、前記発光素子３１の動作、非動作を制御する制御手段と、所定のタイミングにおいて、前記記録ヘッド１によるインクの吐出を行わない状態で前記検出手段３の出力を監視し、該検出手段３が出力する信号に基づいて該検出手段３の動作状態を判断する判断手段とを有し、前記判断手段は、前記発光素子３１の動作、非動作の状態変化に対応する前記検出手段３の出力に基づいて、該検出手段３の動作不良を判断する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出することにより記録媒体に画像記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッドから吐出されるインクの進行経路に交差するように該インクの通過を検出するための検出光を出射する発光素子と該検出光を受光する受光素子を配置し、該検出光の光軸が遮断されたか否かの変化分に応じた信号を出力する検出手段とを有し、該検出手段によって前記記録ヘッドからのインクの吐出状態を検出するようにしたインクジェット記録装置において、
前記発光素子の動作、非動作を制御する制御手段と、
所定のタイミングにおいて、前記記録ヘッドによるインクの吐出を行わない状態で前記検出手段の出力を監視し、該検出手段が出力する信号に基づいて該検出手段の動作状態を判断する判断手段とを有し、
前記判断手段は、前記発光素子の動作、非動作の状態変化に対応する前記検出手段の出力に基づいて、該検出手段の動作不良を判断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】
前記所定のタイミングは、前記検出手段によりインクの吐出状態の検出を開始する直前であることを特徴とする請求項１記載の記録装置。
【請求項３】
前記判断手段により前記検出手段が動作不良であると判断されたことを報知するための報知手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の記録装置。
【請求項４】
前記判断手段は、前記発光素子の制御開始から一定時間内に検出手段から出力があるか否かで判断することを特徴とする請求項１、２又は３記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳しくは、記録ヘッドからのインクの吐出状態の検出を行う検出手段の動作状態の判断を行うようにしたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録ヘッドに形成された多数のノズルからインクを微小なインク滴として吐出し、記録ヘッドのノズル面に対向するように配置された記録媒体上に着弾させ、記録ヘッドが双方向に移動走査する間に所望の画像を記録媒体上に記録形成していく。
【０００３】
高品質の画像を記録するためには、記録ヘッドのノズルからインクが正常に吐出されていること、例えばインク詰まり等によってインク吐出が行われない不吐出ノズルがないかどうか、ノズルから吐出されるインクの飛翔速度が適正かどうか等のインクの吐出状態を検出する必要があり、このため、従来のインクジェット記録装置では、記録ヘッドから吐出されるインクの進行経路に交差するように該インクの通過を検出するための検出光を出射する発光素子と該検出光を受光する受光素子とを配置し、該検出光が遮断されたか否かの変化分に応じた信号を出力する検出手段を備え、該検出手段によって記録ヘッドからのインクの吐出状態を検出するようにしている。
【０００４】
近年の高画質化に伴い、記録ヘッドから吐出されるインク滴はますます微小化される傾向にある。このような微小なインク滴を高精度に検出するには、検出光の光軸のインク滴による遮光率を高める必要があり、このため検出光を絞る極めて細幅のスリットや微小な開口を設けるようにしているが、細幅のスリットや微小開口を設けると、記録ヘッドから吐出されるインクが記録媒体に着弾した際に発生して浮遊する極めて微小なインクミストや室内に浮遊する微細な塵埃が上記スリットや開口の周縁部に付着し、長期に亘って堆積することによって、該スリットや開口を塞いでしまうことにより、検出手段によってインク吐出状態の正常な検出が行えなくなる問題がある。
【０００５】
従来、このような問題点を解決するため、特開平９−２９５４０９号には、インク吐出を行わない状況で発光素子を点灯させ、そのときの受光素子の出力値を格納しておき、発光素子を消灯後、上記格納された出力値を読み出し、この出力値を一定値と比較することにより遮蔽物の有無を判断し、検出手段の動作不良を判断する技術が開示されている。
【０００６】
しかしこの方法では、検出手段が正しく動作するか否かのチェック回路が個別に必要となり、このチェック回路を用いて、検出光の光軸を遮断した場合の受光素子の出力を比較器を介して一定値と比較して判断する必要がある。このため、ＣＰＵへの入出力の増大や、回路の増加、ひいては価格アップにつながるばかりでなく、検出手段が正常に動作しているか否かを独立に時間を設定して判断するため、動作状態の検出のための時間がかかる問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、記録ヘッドからのインクの吐出状態を判断するために設けられた検出手段の動作不良を簡易な手段により判断することができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の各発明によって解決される。
【０００９】
（１）インクを吐出することにより記録媒体に画像記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッドから吐出されるインクの進行経路に交差するように該インクの通過を検出するための検出光を出射する発光素子と該検出光を受光する受光素子を配置し、該検出光の光軸が遮断されたか否かの変化分に応じた信号を出力する検出手段とを有し、該検出手段によって前記記録ヘッドからのインクの吐出状態を検出するようにしたインクジェット記録装置において、前記発光素子の動作、非動作を制御する制御手段と、所定のタイミングにおいて、前記記録ヘッドによるインクの吐出を行わない状態で前記検出手段の出力を監視し、該検出手段が出力する信号に基づいて該検出手段の動作状態を判断する判断手段とを有し、前記判断手段は、前記発光素子の動作、非動作の状態変化に対応する前記検出手段の出力に基づいて、該検出手段の動作不良を判断することを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１０】
（２）前記所定のタイミングは、前記検出手段によりインクの吐出状態の検出を開始する直前であることを特徴とする（１）記載の記録装置。
【００１１】
（３）前記判断手段により前記検出手段が動作不良であると判断されたことを報知するための報知手段を有することを特徴とする（１）又は（２）記載の記録装置。
【００１２】
（４）前記判断手段は、前記発光素子の制御開始から一定時間内に検出手段から出力があるか否かで判断することを特徴とする（１）、（２）又は（３）記載の記録装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明に係るインクジェット記録装置の主要部の概略構成を示す斜視図である。図中、１は記録ヘッドであり、その下面には、図２に示すように多数のノズル１１、１１…が、記録ヘッド１の走査方向と直交する方向に沿って一列に配列されており、インクジェット記録装置本体内に設けられた制御部４により駆動制御されるヘッドドライバ２によって各ノズル１１、１１…からそれぞれ所定のタイミングでインクを微小なインク滴Ｌａとして、図１における下方向に吐出制御することで、図示しない記録媒体上に所望の画像を記録形成する。
【００１５】
なお、カラー画像を形成するインクジェット記録装置では通常複数色のインク、例えばＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）等の各色のインクにより記録を行うため、各色毎の複数のヘッドを有しているが、ここでは一つのヘッドを有する場合について説明する。
【００１６】
検出手段３は、記録ヘッド１のホームポジション等の記録ヘッド１が記録を行わない位置に配設されており、制御部４により動作が制御されることにより検出光Ｄを出射するＬＥＤ等からなる発光素子３１と、該発光素子３１から出射した検出光Ｄを受光するフォトセンサ等からなる受光素子３２とが、その間に記録ヘッド１を配置可能となる距離をおいて対向状に設けられ、記録ヘッド１に対して、検出光Ｄの光軸が記録ヘッド１の走査方向と直交し且つ記録ヘッド１のノズル１１、１１…の配列方向と平行となるように配置されている。これにより発光素子３１及び受光素子３２は、記録ヘッド１がこの発光素子３１と受光素子３２との間に位置したとき、各ノズル１１、１１…から吐出されるインク滴の進行経路は、検出光Ｄの光軸と交差する。
【００１７】
受光素子３２はシールドケース３３内に収容されており、発光素子３１から受光素子３２へ向けて出射された検出光Ｄが照射される位置のシールドケース３３に、検出穴３４が開設されている。これにより受光素子３２の受光面はシールドケース３３により光遮蔽され、検出穴３４から入射した検出光Ｄのみの光量変化を捉えることができるようになっている。従って、この検出手段３において、記録ヘッド１のノズル１１、１１…から吐出されたインク滴が検出光Ｄを横切ると、それが受光素子３２において光量の変化として検出される。受光素子３２により検出された光量変化の信号は検出部４に出力され、記録ヘッド１の各ノズル１１、１１…からのインク滴の吐出状態が検出される。
【００１８】
この検出手段３の電気的構成を示すブロック図を図３に示す。同図に示すように、検出手段３は、受光素子３２により受光された光量信号を電流増幅部３５で増幅し、次いでその変動分のみを交流増幅部３６において増幅し、更に中域フィルタ３８で不要なノイズ分を除去することで、基準信号と比較するための信号を得た後、この信号を比較器３８において、低域フィルタ３９を経て生成された基準信号と比較する構成を有している。
【００１９】
この比較器３８では、基準信号よりも大きな信号変化を検出する。即ち、記録ヘッド１のいずれかのノズルから吐出されたインク滴が検出光Ｄを通過すると、インク滴の通過により受光素子３２への検出光Ｄが遮られ、受光素子３２の光量信号は大きく変化する。比較器３８は基準信号よりも大きな信号変化部分の存在を検出すると、ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号を出力する。制御部４では、検出手段３からの上記ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号出力の有無を検出することで、記録ヘッド１の各ノズル１１、１１…からのインク吐出の有無、即ちパルス信号有りの場合はインク吐出有り、パルス信号無しの場合はインク吐出無しを判断する。また、記録ヘッド１と検出光Ｄの光軸との距離は一定であることから、制御部４がヘッドドライバ２を介して記録ヘッド１に対して吐出パルスを印加した時間と、上記ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号出力の検出時間とに基づいて、インク滴の飛翔速度を検出することができる。
【００２０】
本発明において、検出手段３の動作不良のチェックは、この検出手段３によるインクの吐出状態の検出の場合と同様に、制御部４が検出手段３からのパルス信号出力の有無を判断することによって行う。従って、制御部４及び検出手段３それ自体で、該検出手段３の動作不良のチェックとインクの吐出状態の検出とを兼用する。
【００２１】
そこで、この制御部４及び検出手段３によって検出手段３の動作不良のチェックと記録ヘッド１からのインク吐出状態の検出とを行う場合の動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、ここではインクの吐出状態の検出として、インク吐出が行われない不吐出ノズルの検出を行う場合について説明する。
【００２２】
まず、制御部４は、図示しない主走査モータを駆動させることにより、記録ヘッド１を主走査方向に駆動させ、そのノズル列を検出手段３の検出光Ｄの光軸と一致させるべく移動させ（Ｓ１）、次いで、制御部４は発光素子３１の制御を開始して点灯させ、動作状態とする（Ｓ２）。
【００２３】
ここで、記録ヘッド１からのインクの吐出状態の検出動作に先立ち、検出手段３の動作不良のチェックが行われる。制御部４は、発光素子３１の制御を開始してから一定時間内に検出手段３から上記ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号出力があるか否かを監視しており、その出力の有無に基づいて検出手段３の動作不良を判断する判断手段を含んでいる。従って、制御部４は、記録ヘッド１からインクの吐出を行うことなく、それまで非動作状態にあった発光素子３１の制御を開始して動作状態としてから、一定時間内に検出手段３からその状態変化に対応する上記ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号出力があるか否かを監視する（Ｓ３）。
【００２４】
即ち、発光素子３１が点灯されると、図１に示すように、検出光Ｄが受光素子３２に向けて出射される。ここで、検出手段３が検出穴３４に遮蔽物もなく正常に機能している場合、受光素子３２はこの発光素子３１からの検出光Ｄを何ものにも遮蔽されずに受光し、発光素子３１の点灯（動作）状態に対応した信号を出力するようになる。従って、受光素子３２は発光素子３１の非点灯時の信号レベルから点灯時の信号レベルに変化することで、この変化分に応じた信号出力が得られ、比較器３８において基準信号（基準変化分）よりも大きな信号変化が検出されることとなり、ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号が出力される。
【００２５】
しかし、検出穴３４の周縁部にインクや塵埃等が堆積してその開口部の一部若しくは全部を遮蔽した状態にある場合、発光素子３２からの検出光Ｄは遮蔽物に邪魔されて受光素子３２に適正に受光されず、発光素子３１の点灯（動作）状態に対応した信号は一定時間経っても出力されない。従って、この場合は、受光素子３２への検出光Ｄが遮られることにより、発光素子３１の非点灯時と点灯時との受光素子３２の信号レベルにあまり変化がなく、信号変化分は比較器３８において基準信号よりも小さく、検出手段３からｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号は出力されない。
【００２６】
制御部４は、発光素子３１の制御を開始してから一定時間内に検出手段３から上記パルス信号出力があるか否かを監視し、その出力の有無に基づいて検出手段３の動作不良を判断しているため、上記パルス信号の出力が一定時間内になかった場合、検出手段３は動作不良であると判断し、液晶パネル等からなる表示部５（図１参照）に検出手段３が動作不良である旨の表示を行い、オペレータに報知する（Ｓ４）。この報知手段としては、表示部５による表示の他に又は加えて、ブザーやチャイム等の警告音を発するようにしてもよい。
【００２７】
検出手段３が動作不良であると判断されると、以後のインクの吐出状態の検出動作は行わず、制御部４は発光素子３１を消灯し（Ｓ５）、検出動作を終了する。
【００２８】
一方、上記Ｓ３において一定時間内にｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号が出力された場合、制御部４は検出手段３の動作が正常であると判断する。この判断により、制御部４は続いてインクの吐出状態の検出動作を開始する。
【００２９】
インクの吐出状態の検出動作では、まず制御部４によりヘッドドライバ２を駆動制御し、記録ヘッド１の全ノズル１１、１１…から良好な安定した吐出が行われるようインク滴を複数発吐出することにより予備吐出を行い、ノズル１１に詰まった乾燥インクの排出等を行う（Ｓ６）。
【００３０】
次いで、記録ヘッド１のノズル列が検出光Ｄの光軸上に乗っているかどうかを確認するためのインク吐出を行う（Ｓ７）。ここでの吐出は、ノズル列を構成する全ノズル１１、１１…のうちの任意の複数のノズルからインクを吐出することにより行う。吐出されたインク滴が検出光Ｄの光軸を通過することで、記録ヘッド１と検出光Ｄの光軸との一致が確認できる。従って、このインク吐出により検出手段３から上記ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号が出力されたか否かを制御部４において判断することにより、光軸が一致しているか否かの確認が可能である。
【００３１】
ここで制御部４は、一定時間経っても検出手段３から上記ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号が出力されたことを検出できなかった場合（Ｓ８）、記録ヘッド１と検出光Ｄの光軸とがずれていると判断し、上記同様にして表示部５に警告表示を行う等によりその旨をオペレータに報知し（Ｓ９）、以後の検出動作を行わず、発光素子３１を消灯して検出動作を終了する。
【００３２】
上記Ｓ８において、制御部４が検出手段３から上記ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号が出力されたことを検出した場合、記録ヘッド１と検出光Ｄの光軸とが一致していると判断し、続いて記録ヘッド１の各ノズル１１、１１…からインク吐出を行う。
【００３３】
ここで制御部４は、最初に記録ヘッド１の第１番目のノズルＮｏ．１からのインク吐出を行うようヘッドドライバ２を制御する（Ｓ１０、Ｓ１１）。第１番目のノズルＮｏ．１から正常にインク滴が吐出されると、検出手段３の発光素子３１から出射した検出光Ｄを通過する。このインク滴の通過により、受光素子３２において検出光Ｄが一部遮られ、受光される光量信号が一時的に減少し、検出手段３は、上述したように比較器３８において基準信号よりも大きな信号変化を検出することで、ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔのパルス信号を出力する。制御部４は、一定時間内にこのパルス信号の検出有りと判断した場合、第１番目のノズルＮｏ．１からは正常にインク吐出がなされているとし、図示しない記憶部に記憶しておく（Ｓ１２）。
【００３４】
その後、第２番目のノズルＮｏ．２、第３番目のノズルＮｏ．３…と順次上記Ｓ３以降の検出動作を全ノズルに対して行われるまで繰り返す（Ｓ１３、Ｓ１４）。
【００３５】
ここで、いずれかのノズルにおいて、ヘッドドライバ２からインク滴が吐出されるように吐出パルスが印加されたにも関わらず実際にはインク滴が吐出されない場合、受光素子３２ではインク滴の通過が全く検出されないため、当該ノズルからのパルス信号は検出無しとなって上記記憶部には記憶されない。これにより当該ノズルはインクが吐出されない不吐出ノズルであると判断される。
【００３６】
全ノズルの検出動作が終了すると、制御部４は検出手段３の出力の監視を停止し、その後、発光素子３１を消灯して検出動作を終了する。
【００３７】
このように本発明では、検出手段３が正常に動作しているか否かを、発光素子３１の動作、非動作の状態変化により判断しているため、その判断のための回路を別途に設ける必要なく、検出手段３によってインク吐出状態の検出を行う構成をそのまま利用して検出手段３の動作不良のチェックを行うことができる。従って、ＣＰＵの入出力の増加や回路の増加の必要なく、価格アップを招くこともない。
【００３８】
また、検出手段３の動作不良のチェックを、上記のようにインク吐出状態の検出動作を開始する直前に行うようにすることで、検出手段３の動作確認のための検出作業を別作業として行う必要がなく、検出時間の短縮化を図ることができると共に、インク吐出状態の検出動作の確実性を確保することも可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、記録ヘッドからのインクの吐出状態を判断するために設けられた検出手段の動作不良を簡易な手段により判断することができるインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット記録装置の主要部の概略構成を示す図
【図２】記録ヘッドのノズルの構成を示す図
【図３】検出手段の電気的構成を示すブロック図
【図４】検出手段の動作不良のチェックと記録ヘッドからのインク吐出状態の検出とを行う場合の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１：記録ヘッド
１１：ノズル
２：ヘッドドライバ
３：検出手段
３１：発光素子
３２：受光素子
３３：シールドケース
３４：検出穴
３５：電流増幅部
３６：交流増幅部
３７：中域フィルタ
３８：比較器
３９：低域フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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