(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ノズルから吐出される液滴の光学的な検出を明確に判別できるようにすることにより、吐出状態の検出を高Ｓ／Ｎで実現可能な微小液滴の検出装置及びインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】ノズルから吐出される液滴ａの進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、液滴ａの進行方向に前記液滴ａが複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、前記ノズルから複数の液滴ａにより構成される液滴群Ａを吐出制御する吐出制御手段と、液滴群Ａを検出して液滴ａの吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、液滴群Ａの前後に、液滴ａが吐出されない休止期間を設けると共に、該休止期間をβ、前記液滴の検出範囲における液滴群Ａの進行方向に沿う距離をＬ（ｍ）、液滴ａが前記検出範囲を横切る際の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、β≧Ｌ／Ｖの条件を満たすようにする。【選択図】　　　　　図４
2004142380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから吐出される微小液滴の通過を検出する検出装置において、
前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、
前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、
前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、
前記吐出制御手段は、前記液滴検出手段によって測定される液滴群の前後の液滴群との間に、液滴が吐出されない休止期間を設けると共に、該休止期間をβ、前記液滴検出手段の検出範囲における液滴群の進行方向に沿う距離をＬ（ｍ）、液滴が前記液滴検出手段の検出範囲を横切る際の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、β≧Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とする微小液滴の検出装置。
【請求項２】
前記βは、５ｍｓｅｃ≧βの条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の微小液滴の検出装置。
【請求項３】
前記吐出制御手段により吐出される一つの液滴群を構成する先頭の液滴の中心から後尾の液滴の中心までの距離を該液滴の平均速度で割った時間をαｎとしたとき、５ｍｓｅｃ≧αｎ≧０．５Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の微小液滴の検出装置。
【請求項４】
前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の微小液滴の検出装置。
【請求項５】
ノズルから吐出される微小液滴の通過を検出する検出装置において、
前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、
前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、
前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、
前記吐出制御手段により吐出される一つの液滴群を構成する先頭の液滴の中心から後尾の液滴の中心までの距離を該液滴の平均速度で割った時間をαｎ、前記液滴検出手段の検出範囲における液滴群の進行方向に沿う距離をＬ（ｍ）、液滴が前記液滴検出手段の検出範囲を横切る際の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、５ｍｓｅｃ≧αｎ≧０．５Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とする微小液滴の検出装置。
【請求項６】
前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とする請求項５記載の微小液滴の検出装置。
【請求項７】
ノズルから吐出される微小液滴の通過を検出する検出装置において、
前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、
前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、
前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、
前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とする微小液滴の検出装置。
【請求項８】
前記吐出制御手段は、前記液滴検出手段により検出される出力信号レベルに応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項４、６又は７記載の微小液滴の検出装置。
【請求項９】
前記吐出制御手段は、微小液滴の種類に応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項４、６又は７記載の微小液滴の検出装置。
【請求項１０】
前記ノズルから吐出される微小液滴の種類を判別する判別手段を有し、前記吐出制御手段は、前記判別手段により判別された微小液滴の種類に応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項９記載の微小液滴の検出装置。
【請求項１１】
微小液滴の種類とその種類に応じた一つの液滴群を構成する液滴の数との関係を予め記憶したテーブルを有し、前記吐出制御手段は、前記テーブルに基づいて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項９又は１０記載の微小液滴の検出装置。
【請求項１２】
前記微小液滴の種類は、微小液滴の色、微小液滴の濃度、微小液滴の粘度、微小液滴の温度特性、微小液滴の組成のうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の微小液滴の検出装置。
【請求項１３】
記録ヘッドのノズルから記録媒体にインクの微小な液滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、
前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、
前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、
前記吐出制御手段は、前記液滴検出手段によって測定される液滴群の前後の液滴群との間に、液滴が吐出されない休止期間を設けると共に、該休止期間による液滴群間の距離をβ、前記液滴検出手段の検出範囲における液滴群の進行方向に沿う距離をＬ（ｍ）、液滴が前記液滴検出手段の検出範囲を横切る際の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、β≧Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１４】
前記βは、５ｍｓｅｃ≧βの条件を満たすことを特徴とする請求項１３記載のインクジェット記録装置。
【請求項１５】
前記吐出制御手段により吐出される一つの液滴群を構成する先頭の液滴の中心から後尾の液滴の中心までの距離を該液滴の平均速度で割った時間をαｎとしたとき、５ｍｓｅｃ≧αｎ≧０．５Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とする請求項１３又は１４記載のインクジェット記録装置。
【請求項１６】
前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とする請求項１３、１４又は１５記載のインクジェット記録装置。
【請求項１７】
記録ヘッドのノズルから記録媒体にインクの微小な液滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、
前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、
前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、
前記吐出制御手段により吐出される一つの液滴群を構成する先頭の液滴の中心から後尾の液滴の中心までの距離を該液滴の平均速度で割った時間をαｎ、前記液滴検出手段の検出範囲における液滴群の進行方向に沿う距離をＬ（ｍ）、液滴が前記液滴検出手段の検出範囲を横切る際の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、５ｍｓｅｃ≧αｎ≧０．５Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１８】
前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とする請求項１７記載のインクジェット記録装置。
【請求項１９】
記録ヘッドのノズルから記録媒体にインクの微小な液滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、
前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、
前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、
前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２０】
前記吐出制御手段は、前記液滴検出手段により検出される出力信号レベルに応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項１６、１８又は１９記載のインクジェット記録装置。
【請求項２１】
前記吐出制御手段は、微小液滴の種類に応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項１６、１８又は１９記載のインクジェット記録装置。
【請求項２２】
前記ノズルから吐出される微小液滴の種類を判別する判別手段を有し、前記吐出制御手段は、前記判別手段により判別された微小液滴の種類に応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項２１記載のインクジェット記録装置。
【請求項２３】
微小液滴の種類とその種類に応じた一つの液滴群を構成する液滴の数との関係を予め記憶したテーブルを有し、前記吐出制御手段は、前記テーブルに基づいて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項２１又は２２記載のインクジェット記録装置。
【請求項２４】
前記微小液滴の種類は、微小液滴の色、微小液滴の濃度、微小液滴の粘度、微小液滴の温度特性、微小液滴の組成のうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項２１、２２又は２３記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小な液滴を吐出するノズルからの液滴の吐出状態の検出を行うための微小液滴の検出装置及びこれを備えたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録ヘッドに設けられたノズルからインクを記録媒体に吐出することによって画像記録を行うインクジェット記録装置では、画像記録を行う前に、各ノズルからのインク液滴（以下、単に液滴という。）の吐出の有無や吐出される液滴の飛翔速度を検出することによって、インクの吐出状態の検出が行われているが、近年のプリント精度の高画質化に伴って吐出する液滴が更に微小になっていくに従い、今では４ｐｌ以下の微小な液滴を検出せざるを得ない状況になってきている。
【０００３】
従来、このような液滴の吐出状態の検出を行うためには、液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子からなる検出部を設け、発光素子及び受光素子の間の光軸上に液滴が一滴通過する影を受光素子上で受け、この影による光量の変化を捉えて増幅することにより、その検出信号が所定値以上であれば、例えば吐出の有無を検出する場合にはノズルからのインク吐出有りを検出している。しかし、今後ますますインク液滴が微小液滴化し、高画質化されるにつれ、十数μｍ程度の極めて微小な液滴の影を受光素子で捉えて、その微弱な信号を増幅しなくてはならず、Ｓ／Ｎが悪くなって正確な検出が困難となるおそれがある。
【０００４】
この対策として、発光素子の光源としてレーザーダイオードを用いることで単位面積当たりの光量を大きくしたり、光源がＬＥＤの場合はレンズで絞ったりすることで、検出面積をできるだけ絞り、検出部に捉えられる液滴の影を検出面積に対して相対的に大きくすることでＳ／Ｎを上げることが考えられるが、液滴を吐出する記録ヘッドは走査方向に沿ってキャリッジが駆動するため、記録ヘッドのノズルから吐出される液滴が発光素子と受光素子との間の光軸上を通過するように正確に停止するための精度、即ち停止精度が厳しく要求されることになる。停止精度を上げることは、位置検出を含めたモータ駆動サーボの高性能化が要求され、コストアップにつながると共に、停止位置ずれによる検出不良から、総合的な検出精度の悪化にもつながる。
【０００５】
このため、液滴の吐出検出時の吐出間隔を通常の印字動作時よりも短くしたり、液滴重量を通常の印字動作時よりも多くすることにより、液滴の吐出検出時における液滴の単位時間当たりの吐出量を通常の印字動作時における液滴の単位時間当たりの吐出量よりも多くなるように設定することで、受光素子で検出可能な検出領域が液滴によって遮蔽される面積を大きくし、微小な液滴でも検出できるようにした技術が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−７８０５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、液滴を連続して吐出する場合、次のような問題があり、必ずしも良好な検出が行えないことがわかった。即ち、受光素子の検出範囲を液滴が通過すると、受光素子によって受光される光量の変化として捉えられるが、上記特許文献１記載の技術では、受光素子の検出範囲を通過する液滴は複数が連続しているために、その通過時の光量はほとんど変化がない状態となる。このため、この受光素子からの出力信号を増幅しても、ノイズ成分から光量の変化分の信号のみを取り出すことが困難となり、Ｓ／Ｎの良好な検出信号を得ることができず、誤検出を起こし易い問題がある。
【０００８】
また、液滴を受光素子によって光学的に検出するため、検出動作時に外乱光の影響を受け易く、この影響によって検出信号のＳ／Ｎが低下し、誤検出を起こし易い問題がある。
【０００９】
更に、インクの色の違い等、液滴の種類によっては受光素子によって検出される光量が異なる場合があり、このような場合、インクの種類毎に受光素子の感度が相違することによって誤検出となるおそれがあり、容易に感度を調整可能とすることが望まれる。
【００１０】
そこで、本発明の第１の課題は、ノズルから吐出される液滴の光学的な検出、非検出を明確に判別できるようにすることにより、ノズルからの液滴の吐出状態の検出を高Ｓ／Ｎで実現可能な微小液滴の検出装置及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第２の課題は、外乱光等による外界からのノイズの影響なく、ノズルからの液滴の吐出状態の検出を高Ｓ／Ｎで実現可能な微小液滴の検出装置及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１２】
更に、本発明の第３の課題は、液滴の種類等によらず、常に安定した感度で液滴の検出が可能な微小液滴の検出装置及びインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１３】
【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。
【００１４】
請求項１記載の発明は、ノズルから吐出される微小液滴の通過を検出する検出装置において、前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、前記吐出制御手段は、前記液滴検出手段によって測定される液滴群の前後の液滴群との間に、液滴が吐出されない休止期間を設けると共に、該休止期間をβ、前記液滴検出手段の検出範囲における液滴群の進行方向に沿う距離をＬ（ｍ）、液滴が前記液滴検出手段の検出範囲を横切る際の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、β≧Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とする微小液滴の検出装置である。
【００１５】
この請求項１記載の発明によれば、上記条件を満たすように休止期間βを設けることで、先に液滴検出手段の検出範囲を通過した液滴群と次に通過した液滴群との間の距離は、上記液滴検出手段の検出範囲における液滴群の進行方向に沿う距離Ｌ以上となるため、液滴群を同一ノズルから或いは異なるノズルから連続して吐出する場合でも、液滴検出手段の検出範囲には液滴群が一塊ずつ通過することになり、受光素子からの出力信号は液滴群を一滴のまとまった信号として得られ、これにより受光素子の出力信号は、１つの液滴群の通過による検出状態と休止期間による非検出状態とを明確に区別することができ、ハイパスフィルター等によってノイズ分を容易に除去できて、Ｓ／Ｎの良好な検出信号のみを容易に取り出すことのできる微小液滴の検出装置とすることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、前記βは、５ｍｓｅｃ≧βの条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の微小液滴の検出装置である。
【００１７】
この請求項２記載の発明によれば、休止期間βが上記条件を満たすことで、２００Ｈｚ付近にある外乱光や電源ノイズ等の影響を少なくし、よりＳ／Ｎの良好な検出を行うことができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、前記吐出制御手段により吐出される一つの液滴群を構成する先頭の液滴の中心から後尾の液滴の中心までの距離を該液滴の平均速度で割った時間をαｎとしたとき、５ｍｓｅｃ≧αｎ≧０．５Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の微小液滴の検出装置である。
【００１９】
この請求項３記載の発明によれば、αｎが上記範囲にあるときは、ノイズによる影響が少なく、受光素子において十分な信号出力を得ることができる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の微小液滴の検出装置である。
【００２１】
この請求項４記載の発明によれば、液滴群が液滴検出手段の検出範囲を通過したときの受光素子の感度調整を行うことができ、今後予想される液滴の更なる微小化にも容易に対応していくことが可能となる。
【００２２】
請求項５記載の発明は、ノズルから吐出される微小液滴の通過を検出する検出装置において、前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、前記吐出制御手段により吐出される一つの液滴群を構成する先頭の液滴の中心から後尾の液滴の中心までの距離を該液滴の平均速度で割った時間をαｎ、前記液滴検出手段の検出範囲における液滴群の進行方向に沿う距離をＬ（ｍ）、液滴が前記液滴検出手段の検出範囲を横切る際の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、５ｍｓｅｃ≧αｎ≧０．５Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とする微小液滴の検出装置である。
【００２３】
この請求項５記載の発明によれば、２００Ｈｚ付近にある外乱光や電源ノイズ等による影響を受け難く、また、受光素子において十分な信号出力を得ることのできる微小液滴の検出装置とすることができる。
【００２４】
請求項６記載の発明は、前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とする請求項５記載の微小液滴の検出装置である。
【００２５】
この請求項６記載の発明によれば、液滴群が液滴検出手段の検出範囲を通過したときの受光素子の感度調整を行うことができ、今後予想される液滴の更なる微小化にも容易に対応していくことが可能となる。
【００２６】
請求項７記載の発明は、ノズルから吐出される微小液滴の通過を検出する検出装置において、前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とする微小液滴の検出装置である。
【００２７】
この請求項７記載の発明によれば、液滴群が液滴検出手段の検出範囲を通過したときの受光素子の感度調整を行うことができ、今後予想される液滴の更なる微小化にも容易に対応していくことのできる微小液滴の検出装置とすることができる。
【００２８】
請求項８記載の発明は、前記吐出制御手段は、前記液滴検出手段により検出される出力信号レベルに応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項４、６又は７記載の微小液滴の検出装置である。
【００２９】
この請求項８記載の発明によれば、より適正な液滴数を設定することができるようになる。
【００３０】
請求項９記載の発明は、前記吐出制御手段は、微小液滴の種類に応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項４、６又は７記載の微小液滴の検出装置である。
【００３１】
この請求項９記載の発明によれば、微小液滴の種類によらずに安定した検出出力が得られ、常に正確な検出動作を行うことができるようになる。
【００３２】
請求項１０記載の発明は、前記ノズルから吐出される微小液滴の種類を判別する判別手段を有し、前記吐出制御手段は、前記判別手段により判別された微小液滴の種類に応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項９記載の微小液滴の検出装置である。
【００３３】
この請求項１０記載の発明によれば、微小液滴の種類に応じて液滴数を自動的に変更制御することができるようになる。
【００３４】
請求項１１記載の発明は、微小液滴の種類とその種類に応じた一つの液滴群を構成する液滴の数との関係を予め記憶したテーブルを有し、前記吐出制御手段は、前記テーブルに基づいて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項９又は１０記載の微小液滴の検出装置である。
【００３５】
この請求項１１記載の発明によれば、微小液滴の種類から迅速に好ましい液滴数を決定することができるようになる。
【００３６】
請求項１２記載の発明は、前記微小液滴の種類は、微小液滴の色、微小液滴の濃度、微小液滴の粘度、微小液滴の温度特性、微小液滴の組成のうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の微小液滴の検出装置である。
【００３７】
この請求項１２記載の発明によれば、微小液滴の多様な側面から好ましい液滴数を変更制御することができ、より正確な検出動作を行うことができるようになる。
【００３８】
請求項１３記載の発明は、記録ヘッドのノズルから記録媒体にインクの微小な液滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、前記吐出制御手段は、前記液滴検出手段によって測定される液滴群の前後の液滴群との間に、液滴が吐出されない休止期間を設けると共に、該休止期間による液滴群間の距離をβ、前記液滴検出手段の検出範囲における液滴群の進行方向に沿う距離をＬ（ｍ）、液滴が前記液滴検出手段の検出範囲を横切る際の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、β≧Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００３９】
この請求項１３記載の発明によれば、上記条件を満たすように休止期間βを設けることで、先に液滴検出手段の検出範囲を通過した液滴群と次に通過した液滴群との間の距離は、上記液滴検出手段の検出範囲における液滴群の進行方向に沿う距離Ｌ以上となるため、液滴群を同一ノズルから或いは異なるノズルから連続して吐出する場合でも、液滴検出手段の検出範囲には液滴群が一塊ずつ通過することになり、受光素子からの出力信号は液滴群を一滴のまとまった信号として得られ、これにより受光素子の出力信号は、１つの液滴群の通過による検出状態と休止期間による非検出状態とを明確に区別することができ、ハイパスフィルター等によってノイズ分を容易に除去できて、Ｓ／Ｎの良好な検出信号のみを容易に取り出すことのできるインクジェット記録装置とすることができる。
【００４０】
請求項１４記載の発明は、前記βは、５ｍｓｅｃ≧βの条件を満たすことを特徴とする請求項１３記載のインクジェット記録装置である。
【００４１】
この請求項１４記載の発明によれば、休止期間βが上記条件を満たすことで、２００Ｈｚ付近にある外乱光や電源ノイズ等の影響を少なくし、よりＳ／Ｎの良好な検出を行うことができる。
【００４２】
請求項１５記載の発明は、前記吐出制御手段により吐出される一つの液滴群を構成する先頭の液滴の中心から後尾の液滴の中心までの距離を該液滴の平均速度で割った時間をαｎとしたとき、５ｍｓｅｃ≧αｎ≧０．５Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とする請求項１３又は１４記載のインクジェット記録装置である。
【００４３】
この請求項１５記載の発明によれば、αｎが上記範囲にあるときは、ノイズによる影響が少なく、受光素子において十分な信号出力を得ることができる。
【００４４】
請求項１６記載の発明は、前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とする請求項１３、１４又は１５記載のインクジェット記録装置である。
【００４５】
この請求項１６記載の発明によれば、液滴群が液滴検出手段の検出範囲を通過したときの受光素子の感度調整を行うことができ、今後予想される液滴の更なる微小化にも容易に対応していくことが可能となる。
【００４６】
請求項１７記載の発明は、記録ヘッドのノズルから記録媒体にインクの微小な液滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、前記吐出制御手段により吐出される一つの液滴群を構成する先頭の液滴の中心から後尾の液滴の中心までの距離を該液滴の平均速度で割った時間をαｎ、前記液滴検出手段の検出範囲における液滴群の進行方向に沿う距離をＬ（ｍ）、液滴が前記液滴検出手段の検出範囲を横切る際の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、５ｍｓｅｃ≧αｎ≧０．５Ｌ／Ｖの条件を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００４７】
この請求項１７記載の発明によれば、２００Ｈｚ付近にある外乱光や電源ノイズ等による影響を受け難く、また、受光素子において十分な信号出力を得ることのできるインクジェット記録装置とすることができる。
【００４８】
請求項１８記載の発明は、前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とする請求項１７記載のインクジェット記録装置である。
【００４９】
この請求項１８記載の発明によれば、液滴群が液滴検出手段の検出範囲を通過したときの受光素子の感度調整を行うことができ、今後予想される液滴の更なる微小化にも容易に対応していくことが可能となる。
【００５０】
請求項１９記載の発明は、記録ヘッドのノズルから記録媒体にインクの微小な液滴を吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記ノズルから吐出される液滴の進行経路に交差して発光素子と受光素子とを配置し、該発光素子から受光素子へ向けて出射される検出光の検出範囲における液滴の進行方向の距離内に前記液滴が複数存在可能となるように構成された液滴検出手段と、前記ノズルから複数の連続する液滴により構成される液滴群を吐出するように制御する吐出制御手段と、前記吐出制御手段により吐出制御された液滴群を前記液滴検出手段により検出した出力信号に基づいて、ノズルからの液滴の吐出状態を検出する吐出状態検出手段とを有し、前記吐出制御手段は、前記液滴群を構成する液滴の数を変更可能であることを特徴とするインクジェット記録装置である。
【００５１】
この請求項１９記載の発明によれば、液滴群が液滴検出手段の検出範囲を通過したときの受光素子の感度調整を行うことができ、今後予想される液滴の更なる微小化にも容易に対応していくことのできるインクジェット記録装置とすることができる。
【００５２】
請求項２０記載の発明は、前記吐出制御手段は、前記液滴検出手段により検出される出力信号レベルに応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項１６、１８又は１９記載のインクジェット記録装置である。
【００５３】
この請求項２０記載の発明によれば、より適正な液滴数を設定することができるようになる。
【００５４】
請求項２１記載の発明は、前記吐出制御手段は、微小液滴の種類に応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項１６、１８又は１９記載のインクジェット記録装置である。
【００５５】
この請求項２１記載の発明によれば、微小液滴の種類によらずに安定した検出出力が得られ、常に正確な検出動作を行うことができるようになる。
【００５６】
請求項２２記載の発明は、前記ノズルから吐出される微小液滴の種類を判別する判別手段を有し、前記吐出制御手段は、前記判別手段により判別された微小液滴の種類に応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項２１記載のインクジェット記録装置である。
【００５７】
この請求項２２記載の発明によれば、微小液滴の種類に応じて液滴数を自動的に変更制御することができるようになる。
【００５８】
請求項２３記載の発明は、微小液滴の種類とその種類に応じた一つの液滴群を構成する液滴の数との関係を予め記憶したテーブルを有し、前記吐出制御手段は、前記テーブルに基づいて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することを特徴とする請求項２１又は２２記載のインクジェット記録装置である。
【００５９】
この請求項２３記載の発明によれば、微小液滴の種類から迅速に好ましい液滴数を決定することができるようになる。
【００６０】
請求項２４記載の発明は、前記微小液滴の種類は、微小液滴の色、微小液滴の濃度、微小液滴の粘度、微小液滴の温度特性、微小液滴の組成のうちの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項２１、２２又は２３記載のインクジェット記録装置である。
【００６１】
この請求項２４記載の発明によれば、微小液滴の多様な側面から好ましい液滴数を変更制御することができ、より正確な検出動作を行うことができるようになる。
【００６２】
【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。
【００６３】
図１は本発明に係る微小液滴の検出装置の概略構成を示す斜視図である。ここではインクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドのノズルから吐出されるインクの微小液滴を検出するものについて説明する。
【００６４】
図中、１は記録ヘッドであり、その下面には、図２（ａ）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１００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液滴状に、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。この制御部１００及びこれにより駆動されるヘッドドライバ２によって吐出制御手段が構成されている。
【００６５】
記録ヘッド１は、一つのヘッドにより構成されるものに限らず、カラー画像を記録する場合には、例えば図２（ｂ）に示すように、色毎の複数のヘッド１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ・・・により構成されるものであっても良く、また、図２（ｃ）に示すように、一つの記録ヘッド１或いは上記複数のヘッドからなるものにあっては各ヘッド１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ・・・のそれぞれに、複数列のノズル列１１ａ、１１ｂが形成されたものであっても良い。
【００６６】
液滴検出手段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が記録媒体上に画像記録を行わない位置に配設されており、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の主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から受光素子３２へ向けて出射される検出光Ｄの光軸は、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…から吐出される液滴の進行経路と交差する。
【００６７】
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。これにより検出穴３４が設けられた部分を除いて、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、この液滴検出手段３において、記録ヘッド１のノズル１１、１１…から吐出された液滴が、検出光Ｄを通過することによって受光素子３２によって検出可能な検出範囲を横切ると、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。
【００６８】
なお、記録ヘッド１のノズル１１と検出光Ｄの光軸との間の距離は、本実施形態では５ｍｍとし、ノズル１１から吐出される液滴の初速を６ｍ／ｓｅｃとしている。また、これにより検出光Ｄの光軸を通過するときの液滴の速度は５ｍ／ｓｅｃである。
【００６９】
検出穴３４は、例えば長径２ｍｍ、短径１ｍｍの楕円形状を呈している。この検出穴３４は、図３（ａ）に示すように、その長径が記録ヘッド１からのインクの吐出方向に沿うように縦長状に設けるようにすれば、液滴が受光素子３２上に影を落とす距離が長くなり、より多くの液滴数を同時に検出することが可能となる。しかも、検出穴３４は楕円形状であるため、受光素子３２の総光量はあまり増えず、Ｓ／Ｎを上げることが可能である。
【００７０】
また、受光素子３２により十分な信号量がＳ／Ｎ良く得られる場合には、図３（ｂ）に示すように、楕円形状の検出穴３４を、その短径が記録ヘッド１からのインクの吐出方向に沿うように横長状に設けるようにしてもよい。この場合は、ノズルから吐出する液滴数を減らすことができると共に、主走査方向（検出穴３４の長径に沿う方向）の検出余裕度を高めることができ、例えば、図３（ａ）に示す縦長状の検出穴３４の場合よりも、記録ヘッド１を液滴検出手段３に対して位置決めする際の停止制御に高精度な制御機構を必要としないといった効果がある。
【００７１】
検出穴３４は、上記の通り縦長状、横長状のいずれであっても、液滴の進行方向の距離ｄ内に、ノズル１１から吐出される液滴が複数存在し得るだけの大きさを有して構成される。
【００７２】
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…からの液滴の吐出の有無が検出される。本発明では、この受光素子３２により検出された光量信号の変化は、ノズル１１から吐出される一滴の微小な液滴によるものではなく、複数の連続する液滴により構成される液滴群によるものとしている。即ち、ノズルからの吐出状態の検出を行う場合、液滴検出動作時の記録ヘッド１は、制御部１００によってヘッドドライバ２が駆動制御され、インクを複数の連続する液滴により構成される液滴群として吐出するように制御される。これにより、液滴は受光素子３２において液滴群という大きな塊として検出され、記録ヘッド１のノズル１１から微小な液滴を吐出するにも関わらず、発光素子の光を光学系を用いて絞ったり、検出穴の大きさを微小な液滴の大きさに応じて小さくする等の構成を付加しなくとも、受光素子３２での液滴の検出が可能となる。
【００７３】
更に詳しく説明すると、制御部１００はヘッドドライバ２を駆動制御して、図４（ａ）（ｂ）に示すように、記録ヘッド１の各ノズル１１、１１…から複数の液滴ａ、ａ…を連続吐出することにより一塊の液滴群Ａを形成し、記録ヘッド１からこの液滴群Ａを吐出させる。この液滴群Ａの吐出の際は、一塊の液滴群Ａを１つのノズルから次々に連続して吐出する場合（図４（ａ））、或いは１つのノズルからそれぞれ一塊ずつの液滴群Ａを複数のノズルから次々に連続して吐出する場合（図４（ｂ））、液滴検出手段３によって測定される一塊の液滴群Ａ１（又はＡ２）の前後の液滴群との間（例えば液滴群Ａ１の最後の液滴と液滴群Ａ２の最初の液滴との間）に、液滴ａが吐出されない休止期間が設けられている。この休止期間の存在によって、休止期間前後の各液滴群Ａをそれぞれ独立した一塊とみなすことができる。
【００７４】
ここで、この休止期間をβ（ｓｅｃ）、液滴検出手段３の検出範囲における液滴群Ａの進行方向に沿う距離をＬ（ｍ）、液滴ａが液滴検出手段３の検出範囲を横切る際の速度をＶ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、休止期間βは以下の条件を満たす。
【００７５】
β≧Ｌ／Ｖ
【００７６】
この条件を満たすように休止期間βを設けることで、先に液滴検出手段３の検出範囲を通過した一塊の液滴群Ａ１と次に通過した一塊の液滴群Ａ２との間の距離は、上記液滴検出手段３の検出範囲における液滴群Ａの進行方向に沿う距離Ｌ以上となる。従って、液滴群Ａを同一ノズルから或いは異なるノズルから連続して吐出する場合でも、液滴検出手段３の検出範囲には液滴群Ａが一塊ずつ通過することになり、受光素子３２からの出力信号は液滴群Ａを一滴のまとまった信号として得られるようになる。これにより受光素子３２の出力信号は、１つの液滴群Ａの通過による検出状態と休止期間による非検出状態とを明確に区別することができ、ハイパスフィルター等によってノイズ分を容易に除去できて、Ｓ／Ｎの良好な検出信号のみを容易に取り出すことができるようになる。
【００７７】
なお、液滴検出手段３の検出範囲とは、発光素子３１から出射される検出光Ｄの光束のうち受光素子３２によって検出される領域である。
【００７８】
また、上記休止期間βは、５ｍｓｅｃ≧βの条件を満たすことが好ましい。βがこの条件を満たすときは、２００Ｈｚ付近にある外乱光や電源ノイズ等の影響を少なくし、よりＳ／Ｎの良好な検出が可能である。
【００７９】
また、本発明において、一塊の液滴群Ａは、図５に示すように、制御部１００によってヘッドドライバ２が駆動制御されることで吐出される一つの液滴群Ａを構成する先頭の液滴ａ１の中心から後尾の液滴ａｎの中心までの距離ＡＬを該液滴ａの平均速度で割った時間をαｎ（ｓｅｃ）としたとき、上記液滴検出手段３の検出範囲における液滴群Ａの進行方向に沿う距離Ｌ及び上記液滴ａが液滴検出手段３の検出範囲を横切る際の速度Ｖとの関係で、以下の条件を満たす。
【００８０】
５ｍｓｅｃ≧αｎ≧０．５Ｌ／Ｖ
【００８１】
αｎがこの範囲にあるときは、ノイズによる影響が少なく、受光素子３２において十分な信号出力を得ることができる。すなわち、αｎが上限以下であれば２００Ｈｚ付近にある外乱光や電源ノイズ等による影響を受け難くなり、下限以上であれば受光素子３２において十分な信号出力を得ることができる。
【００８２】
制御部１００は、上記のように、各ノズル１１から一塊の液滴群Ａを前記休止期間βをおいて連続して吐出するように制御しても良いし（図４（ａ））、各ノズル１１からそれぞれ一塊の液滴群Ａを単独で吐出し、次のノズル１１から吐出するまでの間に前記休止期間βをおくように制御しても良い（図４（ｂ））。前者の場合は、液滴群Ａを吐出するノズル１１からの液滴ａの吐出状態検出の確実性を向上させることができる。また、後者の場合は、ノズル１１からの液滴ａの吐出の有無を検出する場合にも適用できるが、特に液滴検出手段３によってノズル１１から吐出された液滴ａの飛翔速度を検出する場合に好ましく適用できる。記録ヘッド１と液滴検出手段３の検出光Ｄの光軸との間の距離は一定であることから、例えば吐出信号の印加時間と液滴検出手段３が一塊の液滴群Ａを検出した時間、即ち液滴群Ａが検出光Ｄを通過した時間とに基づいてインクの飛翔速度を求めることができる。
【００８３】
更に、各ノズル１１から一塊の液滴群Ａをそれぞれ単独で吐出すれば、一つの記録ヘッドの全ノズルの吐出状態の検出動作を早期に完了することができる利点がある。特に近年、インクにラテックス等のポリマーを添加することで、インクを吸収できない媒体、例えばＰＥＴベース上に、滲みや混色のない高画質な画像が形成できるようになり、写真を越える画像の形成が可能となった反面、インク非吐出時にノズル開口付近のインクが増粘し易くなり、極めて短い時間インクの吐出を中断しただけで、吐出再開時に正常に吐出できなくなる不具合が発生するおそれがあるが、一つの記録ヘッドの最初のノズルの吐出状態の検出を開始してから最後のノズルの吐出状態の検出を行うまでの時間が短くなることで、吐出状態検出後半のノズルでも長時間非吐出状態におかれる心配はなく、一つの記録ヘッドの全ノズルから正常な状態で吐出を行うことができるようになる。
【００８４】
なお、この後者の場合では、一塊の液滴群Ａにおいて隣接する液滴ａ同士の間隔は、異なるノズルから吐出された液滴群Ａ同士で必ずしも同一である必要はない。
【００８５】
また、一つの記録ヘッド１において、各ノズル１１から一塊の液滴群Ａを休止期間βを設けて連続して吐出する場合と、それぞれ一塊の液滴群Ａのみを吐出する場合とを混用するように制御しても良い。例えば、一つの記録ヘッドにおける吐出状態検出前半のノズルについては、各ノズルからそれぞれ一塊の液滴群Ａを単独で吐出し、次のノズルからの吐出までの間に休止期間βを設けるようにして早期に検出を行うようにし、吐出状態検出後半のノズルについては、各ノズルから一塊の液滴群Ａを休止期間βをおいて連続して吐出することで検出の確実性を図るようにすることもできる。
【００８６】
次に、かかるインクジェット記録装置における記録ヘッド１の不吐出ノズルの検出を行う際の動作について、図６に示すフローチャートに基づいて説明しつつ、更に本発明に係る構成について説明する。なお、ここでは、図２（ａ）に示す一つの記録ヘッド１の各ノズル１１から一塊の液滴群Ａを休止期間βをおいて連続して吐出する場合を例示している。この場合には、次に示すステップＳ２における予備吐出は省略してもよい。
【００８７】
まず、記録ヘッド１は、図示しない主走査モータの駆動により、そのノズル列が液滴検出手段３の検出光Ｄの光軸と一致するように、即ち各ノズル１１、１１…から吐出される液滴が検出光Ｄを通過するように液滴検出手段３に配置される（Ｓ１）。次いで、制御部１００によりヘッドドライバ２を駆動制御し、検出行為に入る前に、良好な安定した吐出が行われるよう予備吐出を行う（Ｓ２）。ここでの予備吐出は、記録ヘッド１の全ノズルに対して複数発の液滴を吐出するように制御される。通常の正常なノズルから安定吐出が得られるまでの液滴数（例えば１００発）を吐出することが好ましい。ヘッドドライバ２により駆動される吐出開始信号を図７において▲１▼で示す。
【００８８】
予備吐出の後、制御部１００は、最初に記録ヘッド１のノズル１１、１１…のうちの第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（Ｓ３、Ｓ４）。ここでは液滴を１０発連続吐出することで一つの液滴群を形成しており、αｎ＝３００μｓｅｃ、β＝５３３μｓｅｃ、Ｖ＝６ｍ／ｓｅｃ、Ｌ＝１ｍｍである。
【００８９】
第１番目のノズルＮｏ．１から吐出された各液滴群は、液滴検出手段３の発光素子３１から出射した検出光Ｄを通過する。この各液滴群の通過により、受光素子３２において検出光Ｄが一部遮られる。このとき、吐出される液滴群の前後の液滴群との間には所定の休止期間が設けられているため、液滴群は一塊ずつ通過することによって、受光される光量信号は一時的な減少を示す。
【００９０】
検出部４は、図８に示すように、受光素子３２により受光された光量信号を電流増幅部４１で増幅し、次いでその変動分のみを交流増幅部４２において増幅し、更に中域フィルタ４３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る。この信号波形を図７において▲２▼で示す。
【００９１】
次いで、この信号を比較器４４において、低域フィルタ４５を経て生成された基準信号と比較する。比較器４４では、基準信号よりも大きな信号変化を検出する。即ち、第１番目のノズルＮｏ．１から液滴群が連続して吐出され、そのうちのいずれかの液滴群が検出光Ｄを通過すると、比較器４４において基準信号よりも大きな信号変化部分の存在を検出し、ｄｅｆｅｃｔ−ｏｕｔ（不吐出検出）のパルス信号を出力する。このパルス信号を図７において▲３▼で示す。図７では、第１番目のノズルＮｏ．１において３回目に吐出された液滴群の通過が検出部４により検出された場合を示している。
【００９２】
制御部１００は、液滴群の吐出を開始すると同時にタイマをスタートさせる（Ｓ５）と共に、検出部４からのパルス信号出力の有無を検出する（Ｓ６）。制御部１００ではこのタイマのスタートによって所定のタイムアウト時間（ここでは２０ｍｓｅｃに設定されている）の経過を検出しており（Ｓ７）、このタイムアウト時間経過前にパルス信号の検出有りとされた場合（Ｓ６においＹｅｓの場合）に、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判断し（Ｓ８）、ノズルＮｏ．１への吐出パルスの印加を停止する（Ｓ９）。
【００９３】
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（Ｓ１０、Ｓ１１）。
【００９４】
ここで、例えば図７に示すように、第３番目のノズルＮｏ．３において、ヘッドドライバ２から連続して液滴群が吐出されるように吐出パルスが与えられたにも関わらず、実際にはノズルから液滴が吐出されない場合、受光素子３２では液滴群の通過が全く検出されないため、制御部１００は所定のタイムアウト時間の経過を検出した後（Ｓ７においてＹｅｓの場合）、ノズルＮｏ．３はインクが吐出されない不吐出ノズルであると判断し（Ｓ１２）、ノズルＮｏ．３への吐出パルスの印加を停止する（Ｓ９）。
【００９５】
このとき制御部１００は、図示しない警告手段に信号出力することで、ノズルＮｏ．３の不良を警告する。なお、制御部１００及び検出部４により吐出状態検出手段を構成している。
【００９６】
なお、ここでは一つの記録ヘッド１の各ノズル１１、１１…から、複数の液滴ａからなる液滴群Ａを休止期間をおいて連続して吐出するようにしているが、例えば記録ヘッド１のノズル数が１２８個で、インクの液滴ａの間隔（α）が３０μｍであり、１０発を一群とした場合、３００μｓｅｃ吐出、５３３μｓｅｃ非吐出（β）の８３３μｓｅｃ周期であるから、最短で１２８×８３３μｓｅｃ程度で、全ノズルの検出にかかる時間はわずか０．２ｓｅｃに満たないため、その間に消費されるインク量も極く僅かな量で済み、画像記録に消費されるインク量に比較して何ら問題とはならない。
【００９７】
以上は、一つの記録ヘッド１の各ノズル１１から一塊の液滴群Ａを休止期間をおいて連続して吐出する場合の例であるが、一つの記録ヘッド１の各ノズル１１から一塊の液滴群Ａを単独で吐出する場合には、図６に示すフローのＳ４のステップにおいて、制御部１００は、最初に記録ヘッド１のノズル１１、１１…のうちの第１番目のノズルＮｏ．１から、例えば液滴を１０発連続吐出することで一つの液滴群を形成し、その液滴群を単独で吐出するようにヘッドドライバ２を駆動制御すれば良い。また、この場合では液滴群を単独で吐出するように制御されるため、図６におけるＳ９のステップは不要となる。
【００９８】
また、以上は、各ノズル１１から吐出される一塊の液滴群Ａを構成する液滴ａの数を固定したものとして説明したが、本実施形態において、この一塊の液滴群Ａを構成する液滴ａの数は調整可能としている。この液滴数を調整可能とすることで、液滴群Ａが液滴検出手段３の検出範囲を通過したときの受光素子３２の感度調整を行うことができる。特に近年、記録される画像の高画質化がますます要求されるようになり、それに伴ってノズル１１から吐出される液滴ａも一段と微小化されるに及び、受光素子３２側において十分なＳ／Ｎを確保することが一段と困難となる傾向にあるが、一塊の液滴群Ａを構成する液滴ａの数を変更（増加）することで、受光素子３２で捉えられる液滴群Ａの影を大きくし、今後予想される液滴の更なる微小化にも容易に対応していくことが可能となる。液滴数の調整は、制御部１００によってヘッドドライバ２を駆動する駆動周波数を変更することにより行うことができる。
【００９９】
一塊の液滴群Ａを構成する液滴ａの数の設定は、オペレータによる適宜の入力手段を用いた入力操作によって行うこともできるが、以下に説明するように、液滴検出手段３によって液滴群Ａを検出した際の出力信号レベルに基づいて液滴数を変更制御することが、より適正な液滴数を設定することができるために好ましい。
【０１００】
この液滴数の変更制御を行う場合に好ましい制御部１００及び検出部４の構成について、図９に示すフローチャート及び図１０に示す検出部４の電気的構成を示すブロック図を用いて説明する。ここでは、記録ヘッド１が図２（ｂ）に示すように色毎の複数のヘッド１ａ〜１ｄを有して構成されている場合で、各ヘッド１ａ〜１ｄの各ノズル１１から一塊の液滴群を単独で吐出する場合を例示している。
【０１０１】
まず、記録ヘッドの第１番目のヘッド（ｍ＝１）の検出動作を行うべく、制御部１００は主走査モータ（図示せず）を駆動し、第１番目のヘッドのノズル列を液滴検出手段３の検出光Ｄの光軸に合わせるように移動させ（Ｓ１０１、Ｓ１０２）、次いで、第１番目のヘッドの全ノズルが液滴を吐出して所定数の予備吐出を行う（Ｓ１０３）。
【０１０２】
その後、液滴吐出ノズルを第１番目のヘッドのノズルＮｏ．１と設定（ｎ＝１）し、吐出する液滴数（ｋ）を予め定められた所定数（ここではｋ＝８とする）に設定し（Ｓ１０４）、ノズルＮｏ．１から８滴の液滴数からなる液滴群を吐出する（Ｓ１０５）。
【０１０３】
ノズルＮｏ．１から吐出された８滴からなる液滴群は、検出光Ｄを通過することにより受光素子３２においてその影が捉えられ、電流増幅部４１、交流増幅部４２、中域フィルタ４３を経た後、ピークホールド４６において検出信号のピークが検出され、Ａ／Ｄ変換部４７においてＡ／Ｄ変換されることによりｄｅｆｅｃｔ−ｌｅｖｅｌとして制御部１００に出力される。制御部１００では、このｄｅｆｅｃｔ−ｌｅｖｅｌの出力信号を予め記憶された所定値と比較し、所定値以上の十分な出力信号が得られているか否かを判断する（Ｓ１０６）。この所定値は、ノイズ成分と分離可能な最低レベルの出力信号の値に設定されている。
【０１０４】
ここで、所定値以上の出力信号が得られている場合、制御部１００は、ｄｅｆｅｃｔ−ｌｅｖｅｌの出力信号を予め記憶された液滴群検出信号の下限レベルと比較し、この下限レベル以上の出力信号が得られているか否かを判断する（Ｓ１０７）。その結果、下限レベルを下回っている場合、液滴数をｋ＋１に設定し（Ｓ１０８）、同一ノズルから今度は液滴数を１滴増加させた９滴からなる液滴群を吐出し、そのｄｅｆｅｃｔ−ｌｅｖｅｌの出力信号が下限レベル以上となるまでＳ１０５〜Ｓ１０７のステップを繰り返す。
【０１０５】
Ｓ１０７のステップにおいて、ｄｅｆｅｃｔ−ｌｅｖｅｌの出力信号が下限レベルよりも上回っている場合は、制御部１００は、このｄｅｆｅｃｔ−ｌｅｖｅｌの出力信号を予め記憶された液滴群検出信号の上限レベルと比較し、この上限レベル以下の出力信号であるか否かを判断する（Ｓ１０９）。その結果、上限レベルを上回っている場合、液滴数をｋ−１に設定し（Ｓ１１０）、同一ノズルから今度は１滴少ない７滴からなる液滴群を吐出し、そのｄｅｆｅｃｔ−ｌｅｖｅｌの出力信号が上限レベル以下となるまでＳ１０５〜Ｓ１０９のステップを繰り返す。
【０１０６】
このＳ１０９のステップにおいて、ｄｅｆｅｃｔ−ｌｅｖｅｌの出力信号が上限レベル以下であると判断されると、制御部１００は、そのときの液滴数ｋを第１番目のヘッドから吐出される液滴群の適正な液滴数であるとして記憶する（Ｓ１１１）。
【０１０７】
その後、記録ヘッドの第２番目のヘッド、第３番目のヘッド・・・と全ヘッドについて順次上記Ｓ１０２からのステップを繰り返す（Ｓ１１２、Ｓ１１３）。
【０１０８】
なお、Ｓ１０６のステップにおいて、ｄｅｆｅｃｔ−ｌｅｖｅｌの出力信号が予め記憶された所定値を下回っている場合は、液滴吐出ノズルの番号ｎをｎ＋１に設定し（Ｓ１１４）、それが当該ヘッドの全ノズル数を越えていなければ（Ｓ１１５）、上記Ｓ１０５からのステップを繰り返す。ｎ＋１の値がヘッドの全ノズル数を越えている場合、即ち、全ノズルがｄｅｆｅｃｔ−ｌｅｖｅｌの出力信号が所定値を下回っている場合には、そのヘッドは吐出不良であると判断する（Ｓ１１６）。このとき制御部１００は、第ｍヘッドの不良や交換の表示等の警告を行うよう警告手段に信号出力する。
【０１０９】
この構成によれば、ヘッド毎に最適な液滴数を設定できるため、ヘッド毎にばらつきが発生している場合でも一塊の液滴群を構成する液滴数をきめ細かく設定でき、吐出状態検出の確実性をより向上させることができるようになる。
【０１１０】
図１１は、本発明の他の実施形態に係る微小液滴の検出装置の概略構成を示す斜視図である。この実施形態では、４つのヘッド１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを有する記録ヘッド１０を用いたインクジェット記録装置の主要部の概略構成を示している。図１と同一符号は同一構成を示している。
【０１１１】
記録ヘッド１０を構成する各ヘッド１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、それぞれ異なるインクタンク（図示せず）からそれぞれ異なる色（例えばＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のインクが供給され、制御部２００によりそれぞれ駆動制御されるヘッドドライバ２１、２２、２３、２４によって各ヘッド１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのノズルからそれぞれ所定のタイミングで各色のインクを微小液滴状に、図１１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カラー画像を記録形成する。なお、各ヘッド１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのノズル構成は、図２で説明したものと同一である。また、各ノズルから吐出される液滴の吐出状態を検出するための構成は、以上説明した構成と同一であるため、ここでは省略する。
【０１１２】
この実施形態において、記録ヘッド１０からのインク吐出を制御する制御部２００は、各ヘッド１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄから吐出されるインクの種類に応じて、一つの液滴群を構成する液滴の数を変更可能としている。これは、一つの液滴群を構成する液滴の数が全て同一であっても、インクの種類により検出光Ｄの透過率が相違する等の理由により、液滴検出手段３により検出される出力が、例えばＫ（黒）インクに比べてＹ（イエロー）インクでは小さくなる等のように異なってしまい、インクの種類によっては正確な検出が行えなくなる場合が生じるおそれがあるためである。この実施形態では、インクの種類に応じて一つの液滴群を構成する液滴の数を変更することで、インクの種類によらずに安定した検出出力が得られるようにし、常に正確な検出動作が行えるようにしている。
【０１１３】
インクの種類の判別は、オペレータによる適宜の入力手段を用いた入力操作によって行われるようにしてもよいが、以下に説明するように、インクの種類を自動的に判別する判別手段を備えることが好ましい。即ち、図１２に示すように、制御部２００はインクの種類（ここではインクの色）を判別するインク種判別部２０１を備えており、これにより判別されたインクの種類に応じて、一塊の液滴群を構成する液滴の数を変更可能としている。
【０１１４】
上記インク種判別部２０１によるインク種の判別は、インクタンクを備えた各色のインクカートリッジ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄに予めインク種データを記録したバーコード等の記録部ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４を設けておき、それらインクカートリッジ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄを記録装置本体に装填した際に、図１２に示すように、記録装置本体側に設けられているバーコードリーダー等の読み取り手段２０３Ａ、２０３Ｂ、２０３Ｃ、２０３Ｄで自動的に読み取ることで判別を行うようにしてもよいし、オペレータが適宜の入力装置を操作することによりインク種データを手動入力し、その入力されたデータによって判別を行うようにしてもよい。
【０１１５】
こうしてインク種判別手段２０１により判別されたインク種のデータは、制御部２００内の液滴数決定部２０２に出力される。液滴数決定部２０２では、各ヘッド１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのそれぞれから吐出する一つの液滴群を構成するための好ましい液滴数を上記判別されたインクの種類に応じて決定する。
【０１１６】
液滴数決定部２０２は、インクの種類とその種類に応じた液滴の数との関係を予め記憶したテーブル２０２ａを有していることが好ましい。インクの種類がインクの色である場合、このテーブル２０２ａには、図１３に示すように、例えばＹＭＣＫの各色と、その各色に対応する好ましい液滴数とを予め規定しておくことで、判別されたインク種からそれに対応する好ましい液滴数を迅速に決定することができる。
【０１１７】
インクの種類は上記インクの色の違いに限らず、インクの濃度の違い、インクの粘度の違い、インクの温度特性の違い、インクの組成（顔料系か染料系か）の違いとし、それら各種類に応じて一つの液滴群を構成する好ましい液滴の数を上記同様に決定するようにしてもよい。また、図１３に示すように、インクの色と濃度との組み合わせのように、上記のうちの２つ以上の組み合わせに応じた液滴数を規定するようにしてもよい。
【０１１８】
次に、この実施形態において記録ヘッド１０の不吐出ノズルの検出を行う場合の動作について、図１４に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、ここでは各ノズルから一塊の液滴群を上述した休止期間をおいて連続して吐出する場合を例示し、図６に示すフローチャートと同一の動作についての詳しい説明は省略する。
【０１１９】
まず、図示しない主走査モータの駆動により、記録ヘッド１０を構成する複数のヘッド１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうちの第ｍのヘッド、即ちｍ＝１として第１ヘッド（例えばヘッド１０ａ）のノズル列が液滴検出手段３の検出光Ｄの光軸と一致するように液滴検出手段３に配置させる（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。次いで、制御部２００によりヘッドドライバ２を駆動制御し、検出行為に入る前に、良好な安定した吐出が行われるよう予備吐出を行う（Ｓ２０３）。
【０１２０】
予備吐出の後、制御部２００は、最初に検出動作を行う第１ヘッド１０ａから吐出されるインクの種類をここで判別し又は予め判別しておき、その結果に応じて液滴群を構成する好ましい液滴数を決定し、第１ヘッド１０ａのノズルＮｏ．１から、一つの液滴群がその決定された液滴数によって構成される吐出を行うようヘッドドライバ２１を制御する（Ｓ２０４、Ｓ２０５）。
【０１２１】
次いで、制御部２００は、液滴群の吐出を開始すると同時にタイマをスタートさせる（Ｓ２０６）と共に、検出部４からのパルス信号出力の有無を検出する（Ｓ２０７）。制御部１００ではこのタイマのスタートによって、所定のタイムアウト時間（ここでは２０ｍｓｅｃに設定されている）の経過を検出し（Ｓ２０８）、このタイムアウト時間経過前にパルス信号の検出有りとされた場合（Ｓ２０７においＹｅｓの場合）に、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判断し（Ｓ２０９）、ノズルＮｏ．１への吐出パルス印加を停止する（Ｓ２１０）。
【０１２２】
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Ｓ２０５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し（Ｓ２１１、Ｓ２１２）、その中で液滴群の通過が検出されないノズルがある場合は、不吐出ノズルであると判断した後（Ｓ２１３）、そのノズルへの吐出パルス印加を停止し（Ｓ２１０）、制御部２００は図示しない警告手段に信号出力することでノズルの不良を警告する。
【０１２３】
次いで、制御部２００は、引き続き第２ヘッド（例えばヘッド１０ｂ）の検出を行うべく、図示しない主走査モータを駆動して、第２ヘッド１０ｂのノズル列が液滴検出手段３の検出光Ｄの光軸と一致するように液滴検出手段３に配置させ、上記と同一の動作を繰り返す（Ｓ２１４、Ｓ２１５）。このとき、第２ヘッド１０ｂから吐出されるインクの色は上記第１ヘッド１０ａと異なり、そのインクの色に応じた液滴群の好ましい液滴数が第１ヘッド１０ａと異なる場合は、第２ヘッド１０ｂから吐出される一つの液滴群の液滴数は第１ヘッド１０ａの場合の液滴数から変更される。従って、インクの種類が異なることによって液滴検出手段３の検出出力が相違する事態が生じることはなく、インクの種類によらずに安定した検出出力が得られ、正確な検出動作が行えるようになる。
【０１２４】
なお、一つの液滴群を構成する液滴数を変更するようにした実施形態においては、液滴数を変更する際に、液滴の単位時間当たりの吐出量は変えずに、連続して吐出される液滴の数のみを変更している。また、液滴数の変更を行わない場合においても、通常の印字動作時と吐出状態検出動作時とで液滴の単位時間当たりの吐出量を変化させないことが、通常印字動作に最適化された印字条件から逸脱して吐出不良を起こし易くなるといったことを防止する上でより好ましい。
【０１２５】
以上の説明は、記録ヘッドに備えたノズルから液滴を記録媒体に吐出することによって記録を行うインクジェット記録装置の場合についてであるが、本発明に係る微小液滴の検出装置は、ノズルから吐出される微小液滴の通過を検出する場合に広く適用可能である。
【０１２６】
【発明の効果】
本発明によれば、ノズルから複数の液滴により構成される液滴群を吐出し、液滴検出手段によって測定される液滴群の前後の液滴群との間に所定条件を満たす休止期間を設けることで、ノズルから吐出される液滴の光学的な検出、非検出を明確に判別でき、ノズルからの液滴の吐出状態の検出を高Ｓ／Ｎで実現可能な微小液滴の検出装置及び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】微小液滴の検出装置の概略構成を示す斜視図
【図２】記録ヘッドのノズル構成を示す図
【図３】検出穴の構造を示す図
【図４】ノズルから吐出される液滴及び液滴群を説明する説明図
【図５】液滴群を説明する説明図
【図６】液滴検出動作を示すフローチャート
【図７】液滴検出動作を示すタイミングチャート
【図８】検出部の電気的構成を示すブロック図
【図９】液滴数の設定動作を示すフローチャート
【図１０】検出部の他の電気的構成を示すブロック図
【図１１】他の実施形態に係る微小液滴の検出装置の概略構成を示す斜視図
【図１２】インクの種類を判別するための構成を説明する図
【図１３】インクの種類と液滴数との関係を規定したテーブルの例
【図１４】他の実施形態における液滴検出動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１、１０：記録ヘッド
１１：ノズル
２、２１、２２、２３、２４：ヘッドドライバ
３：液滴検出手段
３１：発光素子
３２：受光素子
３３：ケーシング
３４：検出穴
４：検出部
１００、２００：制御部
Ａ：液滴群
ａ：液滴
【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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