(57)【要約】【課題】検出素子と各ノズルとの位置関係やインク滴の大きさにかかわらず、吐出されたインク滴を正確に検出する。【解決手段】記録ヘッド１１のノズル１２から吐出されるインク滴１４を、赤外線センサ１５によってインク滴から放射される電磁波（放射熱）を検出して検出回路１６によりインク滴が通過したか否かを判定する。赤外線センサ１５とノズル１２との距離に応じて、各ノズルのヒータ１３の駆動条件を変化させて、いずれのノズルから吐出されたインク滴に対しても赤外線センサの出力がほぼ一定となるようにする。【選択図】　図１
2004042282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出するノズルを複数有する記録ヘッドと、
前記インク滴から放射される電磁波を検出する検出素子と、
前記検出素子の出力の変化に基づいてインク滴の通過を検出する検出回路と、
前記記録ヘッドの各ノズルを駆動する駆動回路と、
各ノズルから吐出されたインク滴による前記検出素子の出力の変化が所定の範囲内となるように、前記駆動回路の駆動条件を変化させる駆動条件設定手段とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備え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記録装置。
【請求項３】
前記検出素子は、インク滴からの放射熱を検出する赤外線センサであることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記駆動条件設定手段が、前記検出素子と各ノズルとの距離に応じて前記駆動条件を変化させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記駆動条件は、駆動周期を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記駆動条件は、所定期間内に吐出されるインク滴の数を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記駆動条件は、インク滴を吐出させるために付与する熱エネルギーの大きさを含むことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記記録ヘッドを複数備えており、前記駆動条件設定手段が記録ヘッドに応じて前記駆動条件を変更可能であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記複数の記録ヘッドは、吐出するインク滴の大きさが異なる記録ヘッドを含むことを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記記録ヘッドは、複数種類の大きさのインク滴を吐出可能に構成されており、前記駆動条件が吐出されるインク滴の大きさを含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記駆動条件設定手段が、前記複数のノズルを複数のブロックに分割して、前記駆動条件をブロック毎に変化させることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
インク滴を吐出するノズルを複数有する記録ヘッドと、前記インク滴から放射される電磁波を検出する検出素子と、前記検出素子の出力の変化に基づいてインク滴の通過を検出する検出回路と、前記記録ヘッドの各ノズルを駆動する駆動回路とを備えるインクジェット記録装置のインク滴検出方法であって、
各ノズルから吐出されたインク滴による前記検出素子の出力の変化が所定の範囲内となるように、前記駆動回路の駆動条件を変化させることを特徴とするインクジェット記録装置のインク滴検出方法。
【請求項１３】
前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘッドであって、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備えていることを特徴とする請求項１２に記載のインクジェット記録装置のインク滴検出方法。
【請求項１４】
前記検出素子は、インク滴からの放射熱を検出する赤外線センサであることを特徴とする請求項１３に記載のインクジェット記録装置のインク滴検出方法。
【請求項１５】
前記検出素子と各ノズルとの距離に応じて前記駆動条件を変化させることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置のインク滴検出方法。
【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および該装置のインク滴検出方法に関し、特に、記録ヘッドがインク滴を吐出するノズルを複数有しており、吐出されたインク滴を電磁波を検出する検出素子を用いて非接触で検出する、インクジェット記録装置および該装置のインク滴検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行う記録装置（プリンタ）がある。
【０００３】
その記録方式としては様々な方式が知られているが、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能である、カラー化が容易である、静粛性に富む、等の理由でインクジェット方式が近年特に注目されており、又その構成としては所望される記録情報に応じてインクを吐出する記録ヘッドを装着すると共に用紙等の記録媒体の送り方向と直角な方向に往復走査しながら記録を行なうシリアル記録方式が安価で小型化が容易などの点から一般的に広く用いられている。
【０００４】
現在、インクが充填されたインク吐出ノズル内に設けられたヒータを加熱することにより、ノズル内に気泡を急激に生成させ、その圧力によりインク滴をノズル先端から吐出させて、対向する記録媒体にそのインクを着弾させることにより画像記録を行う方式のインクジェット記録装置が広く普及している。
【０００５】
しかし、この方式の記録装置の欠点として、時間の経過に応じてインク吐出ノズル内に気泡が徐々に生成し、その気泡により画像記録の際にインク滴が正常に吐出されず記録不良を起こす事がある。
【０００６】
また、ノズル内に滞在するインクが、時間の経過とともに水分が蒸発してインクが増粘してノズル内に固着し、画像記録の際にインク滴が正常に吐出されず記録不良を起こす事もある。
【０００７】
このような欠点を克服するためにインクジェット記録装置では、外部からノズル内のインクを強制的に吸出し（吸引し）て、インクの吐出不良を解消する（回復する）回復動作を行うように構成されている。
【０００８】
また、このような回復動作の制御のために装置内にタイマーを設け、前回の回復動作からの経過時間を計測し、その経過時間に応じて回復動作を行うかどうかを決定したり、電源投入時などのあらかじめ決められたタイミングで回復動作を必ず行うように制御されている。
【０００９】
しかしながら、回復動作を行うと一度に多量のインクが排出されるため、無駄なインクの消費を抑えるためにも、回復動作の回数は出来るだけ少なくするのが好ましい。
【００１０】
更に、回復動作を行ったからといって、インクの吐出が必ず正常に行われるという保証はない。
【００１１】
このため、ノズルから吐出された後のインク滴を直接検出して各ノズルの吐出状態を確認する手法が提案されており、いくつかが実用化されている。
【００１２】
その中でも吐出されたインク滴に対して非接触でその検出を可能とする方法は、検出部に吐出インク滴を接触させて検出する方法と比較して、インクが検出部に付着しないので、付着インクの処理に関する煩わしい作業や構成が不要であり、検出部の検出性能劣化の問題もないため特に有効な方法である。
【００１３】
非接触で検出を可能とする方法として、特開平５−２９３９６８号公報に記載された、ノズル内のヒータに通電したときの記録ヘッドの温度変化から判別する方法がある。ノズル内にインクが充填されているときにヒータに通電し、インク滴を吐出させたときの温度上昇と、ノズル内にインクが充填されていないときにヒータに通電したときの温度上昇を比較すると、後者の方が温度上昇が大きい。従って、ヒータに通電したときに、インクが充填されているときと充填されていないときの温度上昇の特性を予め調べておくことによりインクの吐出、不吐出の検出が可能となるものである。
【００１４】
一方、発光素子から受光素子に向けて照射された光路中を吐出されたインク滴が通過するように構成し、光学的にインク滴の通過を検出する方法も提案されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録ヘッドの温度変化を利用する方法では、記録ヘッドのいくつかのノズルが不吐出となった場合には、温度変化に有意な差が生じ不吐出状態を検出できるが、１個のノズルだけが不吐出となった場合には温度変化の差が小さく検出するのは困難である。
【００１６】
また、発光素子と受光素子を用いて光学的に検出する方法は、受光素子内に到達する全光量に対してインク滴により遮られる光量が占める割合により検出感度が決定されるため、インク滴の大きさ（容量）によって検出感度が大きく変化するが、近年記録密度向上のため吐出されるインク滴の大きさがますます小さくなってきており、正確に検出するのが困難となってきている。
【００１７】
また、光学的に検出する方法においては、記録ヘッドの位置決め精度が検出精度に大きく影響するため、インク滴の大きさが小さくなると発光素子と受光素子との取り付け位置を各装置毎に調整する必要がある。
【００１８】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、検出素子と各ノズルとの位置関係やインク滴の大きさにかかわらず、吐出されたインク滴を正確に検出することができる、インクジェット記録装置および該装置のインク滴検出方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するノズルを複数有する記録ヘッドと、
前記インク滴から放射される電磁波を検出する検出素子と、
前記検出素子の出力の変化に基づいてインク滴の通過を検出する検出回路と、
前記記録ヘッドの各ノズルを駆動する駆動回路と、
各ノズルから吐出されたインク滴による前記検出素子の出力の変化が所定の範囲内となるように、前記駆動回路の駆動条件を変化させる駆動条件設定手段とを備えている。
【００２０】
また、上記目的を達成する本発明のインクジェット記録装置のインク滴検出方法は、インク滴を吐出するノズルを複数有する記録ヘッドと、前記インク滴から放射される電磁波を検出する検出素子と、前記検出素子の出力の変化に基づいてインク滴の通過を検出する検出回路と、前記記録ヘッドの各ノズルを駆動する駆動回路とを備えるインクジェット記録装置のインク滴検出方法であって、
各ノズルから吐出されたインク滴による前記検出素子の出力の変化が所定の範囲内となるように、前記駆動回路の駆動条件を変化させる。
【００２１】
すなわち、インク滴を吐出するノズルを複数有する記録ヘッドから吐出されるインク滴を検出する検出素子として、インク滴から放射される電磁波を検出する検出素子を用い、各ノズルから吐出されたインク滴による検出素子の出力の変化が所定の範囲内となるように、ノズルを駆動する駆動回路の駆動条件を変化させる。
【００２２】
これによれば、検出素子と各ノズルとの位置関係やインク滴の大きさにかかわらず、吐出されたインク滴を正確に検出することができる。
【００２３】
従って、記録ヘッドに対して回復動作を行う必要があるかどうかをより正確に判定したり、回復動作後のノズルの吐出状態を正しく検出することができるので、不要な回復動作を行うことが防止され、消費されるインクの量を削減すると共に、記録を行わない無駄な時間を短縮することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置としてプリンタを例に挙げ説明する。
【００２６】
本明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００２７】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００２８】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００２９】
［第１の実施形態］
図２は、第１の実施形態としてのインクジェット記録装置のカバーを外した状態の外観斜視図である。
【００３０】
図示されたように本実施形態の記録装置は、インクジェット記録ヘッド２０を搭載するキャリッジ２１と、キャリッジを主走査方向（図中矢印Ｂ）に移動させるキャリッジモーター２２と、図示しない制御部から電気信号をインクジェット記録ヘッドに送るためのフレキシブルケーブル２３と、インクジェット記録ヘッドの回復動作を行うための回復手段２４と、該回復手段に設けられたキャップユニット２５と、ゴム等の部材でできたワイパーブレード２６と、記録媒体である記録紙２７を積載して収容する給紙トレイ２８と、インクジェット記録ヘッドから吐出されたインク滴を検出する赤外線センサ２９と、不吐出の検出や回復動作などの非記録時のインク吐出を受けるインク溜め３０などを有する。
【００３１】
このような構成を有するインクジェット記録装置は、給紙トレイから１枚ずつ供給された記録紙に対し、キャリッジ２１を主走査方向Ｂにシリアルスキャンさせ、インクジェット記録ヘッドの吐出口（ノズル数）に対応した幅のプリントを行う一方、非プリント時に記録紙を所定量、間欠的に搬送して記録を行う。
【００３２】
図３は、図２に示したインクジェット記録装置の電気制御系の構成例を示すブロック図である。
【００３３】
３０１は、装置全体を制御するシステムコントローラーであり、内部にはマイクロプロセッサを始め、制御プログラムが収納されている記憶素子（ＲＯＭ）などが配置されている。３０２は、主走査方向にキャリッジを駆動させるためのドライバであり、また３０３は、ドライバ３０２に対応したモータであり、ドライバから速度、移動距離などの情報を受け取り動作する。
【００３４】
３０４は、赤外線センサ３０５からの出力を検出する検出回路であり、システムコントローラ３０１からの指示によりコントロールされる。
【００３５】
３０６は、ホストコンピュータであり、本実施形態の記録装置に対して記録すべき情報を転送するための装置である。その形態としては、情報処理装置としてのコンピュータ以外にも、イメージリーダなどの形態とすることもできる。３０７は、ホストコンピューター３０６からのデータを一時的に格納するための受信バッファであり、システムコントローラ３０１からデータの読み込みが行われるまで、受信データを蓄積しておく。
【００３６】
３０８は、記録すべきデータをイメージデータに展開するためのフレームメモリであり、記録に必要なメモリサイズを使用するインクの種類毎に有している。本実施形態では、記録用紙１枚分に相当するデータを格納可能なフレームメモリを有するが、本発明はフレームメモリのサイズに限定されないことは言うまでもない。３０９は、１回の走査で記録すべきデータを一時的に記憶するための記録データバッファであり、使用する記録ヘッドのノズル数に応じた記憶容量を有していればよい。
【００３７】
３１０は、記録ヘッド３１２をシステムコントローラ３０１からの指示により適切にコントロールするためのものであり、記録速度、記録データ数などを制御するための記録制御部である。３１１はインクを吐出させるための記録ヘッド３１２を駆動するためのヘッドドライバであり、記録制御部３１０からの信号によりコントロールされる。
【００３８】
以上の構成において、ホストコンピュータ３０６から供給される画像データは、受信バッファ３０７に転送されて一時的に格納されフレームメモリに記録用紙１枚単位で展開される。次に、当該展開された画像データは、システムコントローラ３０１によって読み出されて記録データバッファ３０９に各走査単位で展開される。記録制御部３１０は、記録データバッファ内の画像データに基づいて記録ヘッド３１２の動作をヘッドドライバ３１１によって制御する。
【００３９】
以下、上記のような本実施形態のインクジェット記録装置におけるインク滴検出方法について、図１を参照して説明する。
【００４０】
図１において、１１はインクジェット記録装置における記録ヘッドである。記録ヘッド内にはインクが充填されており、またインクを吐出するためのノズル１２が配備されている。ノズル内には、所定のタイミングパターンでインクを送り出すための駆動回路（図示せず）により駆動されるヒータ１３がノズル毎に配備されており、このヒータ１３に駆動パルスを付与して加熱することにより、ノズル内のインク中に気泡を発生させその圧力によりノズル開口方向にインク滴が吐出される。
【００４１】
１４は吐出後のインク滴を示しており、このインク滴の通過経路の途中に検出素子１５をインク滴に接触しない位置に配備し、インク滴に対して非接触でその通過の有無や通過するインク滴の量の検出を行う。もちろん検出感度が指向性を有する場合は感度の高い方向をインクの通過経路に向けることは言うまでもない。
【００４２】
吐出後のインク滴１４は、吐出時に前記ヒータの熱により加熱されており、インク滴が放射する電磁波の中でも赤外波長帯の電磁波の強度が高いため、本実施形態では赤外波長帯の電磁波（放射熱）を検出する赤外線センサを検出素子として用いている。もちろん前記ヒータをインク吐出のためではなく、意図的にインク温度コントロールのために使用することも可能である。また、代表的な赤外線センサとしては、赤外波長の波により電位変化を生じさせる焦電素子を用いた焦電型赤外線センサが知られている。
【００４３】
赤外線センサ１５からの出力は吐出されたインク滴が通過する度に変化するため、この変化の有無を検出回路１６にて検出することでインク滴の通過の有無を検出することが可能である。また、インク滴の温度が一定温度で吐出する場合には、前記赤外線センサからの出力の変化量を検出回路１６にて検出することにより、通過したインク滴の量を検出することが可能である。
【００４４】
以上、図１を用いて、本発明のインクジェット記録装置におけるインク滴検出方法の概略を説明したが、図１から明らかなように、赤外線センサ１５と各ノズル１２から吐出されるインク滴１４の距離はノズルごとに異なっている。従って、赤外線センサ１５に最も遠いノズルから吐出されるインク滴から放射された電磁波の強度は、赤外線センサから最も近いノズルから吐出されたインク滴かた放射された電磁波の強度よりも小さくなる。
【００４５】
これはノズル数が多くなった場合にはより顕著になり、さらに、微小な液滴の場合にはインク滴が有する熱量も小さくなるので、インク滴から放射される電磁波の強度も下がりＳＮ比が低下するので一層検出が難しくなる。そこで本実施形態では、赤外線センサからの距離に応じてノズルの吐出条件を変更して、赤外線センサで検出できるようにする。ここでいう吐出条件とは、ノズルから吐出するインク滴の数やヒータの駆動条件のことをいう。
【００４６】
例えば、検出時間を長くして検出可能なインク滴の数を多くし、赤外線センサからの出力値を積分すれば、赤外線センサから遠いノズルに対しても精度良く検出することが可能となる。
【００４７】
また、赤外線センサから遠いノズルからインク滴を吐出する際に、ヒータに付与する熱エネルギーを大きくすることによりインク滴の温度を上昇させることができ、その結果各インク滴からの電磁波の強度を高めることができる。
【００４８】
さらには、赤外線センサから遠いノズルからインク滴を吐出する際の吐出周波数を高くすれば、単位時間当たりに赤外線センサを通過するインク滴の数が増えるので、単位時間内に赤外線センサが受け取る電磁波の強度を高めることができる。
【００４９】
このように赤外線センサからの距離に応じてノズルの吐出条件を変えることにより、赤外線センサからの距離に関わらず各ノズルの吐出状態を正確に検出することができる。
【００５０】
従って、記録ヘッドに対して回復動作を行う必要があるかどうかをより正確に判定したり、回復動作後のノズルの吐出状態を正しく検出することができるので、不要な回復動作を行うことが防止され、消費されるインクの量を削減すると共に、記録を行わない無駄な時間を短縮することができる。
【００５１】
以下、本実施形態におけるインク滴検出の際の吐出条件設定について、具体的な例を挙げて説明する。
【００５２】
図４は、図２で説明したインクジェット記録装置に搭載する記録ヘッドを吐出面から見た図である。本実施形態の記録ヘッド３１は全部で６４個のノズル３２を備えており、各ノズルＮ１、Ｎ２〜Ｎ６４内には、気泡を生じせしめその圧力によってインクを吐出させるためのヒータ（図示せず）が配置されている。また、記録ヘッドと赤外線センサとの位置関係は、赤外線センサに最も近いノズルがノズルＮ１、最も遠いノズルがＮ６４となっている。
【００５３】
さらに、各ノズルは、記録ヘッドの駆動回路（図示せず）によって、図５に示すように、ブロック１（Ｎ１〜Ｎ１６）、ブロック２（Ｎ１７〜Ｎ３２）、ブロック３（Ｎ３３〜Ｎ４８）、ブロック４（Ｎ４９〜Ｎ６４）の４つのブロックに時分割に駆動される構成になっている。
【００５４】
従って、各ノズルの吐出状態を検出するためには、まず最初にノズル番号（以下、単にＮと記す）１、Ｎ１７、Ｎ３３、Ｎ４９を駆動させて順にインク滴を吐出させ、続いてノズルＮ２、Ｎ１８、Ｎ３４、Ｎ５０を駆動させ、以下同様に繰り返し、１ブロックに１６個のノズルがあるので合計１６回行うことにより６４個全部のノズルが駆動される。
【００５５】
ブロック１からブロック４までの駆動に要する時間（１周期）は、記録ヘッドの駆動周波数を１０ＫＨｚとすれば０．１ｍｓｅｃとなる。吐出状態の検出に１ノズル当たり１０００発のインク滴を吐出させる必要があるとすれば、１ノズル当たり０．１ｍｓｅｃ×１０００＝１００ｍｓｅｃの時間がかかることになる。これを１６回繰り返すと１００ｍｓｅｃ×１６＝１６００ｍｓｅｃ（１．６ｓｅｃ）となる。
【００５６】
本実施形態では、各ブロックごとに吐出状態を検出する際のインク滴の数（吐出数）を異ならせた。すなわち赤外線センサに最も近いブロック１は連続５００発のインク滴を吐出させ、ブロック２では連続７５０発、ブロック３では連続１０００発、ブロック４では連続１２５０発のインク滴を吐出させたところ、ノズルの位置に関わらずインク滴の吐出状態を検出できることが確認された。
【００５７】
［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の部分に関しては説明を省略する。
【００５８】
第２の実施形態は、第１の実施形態で採用したインク滴の数を変化させると共に一つのインク滴から放射される電磁波の強度を赤外線センサとの距離に応じて変えるものである。具体的には、ヒータに付与するパルスを各ブロックごとに変えることにより吐出されるインク滴の大きさを各ブロックごとに異ならせる。
【００５９】
すなわち、図４に示したような構成の記録ヘッドにおいて、赤外線センサからの距離が近いブロック１に属するノズルからは比較的小さいインク滴を吐出させ、逆に赤外線センサからの距離が遠いブロック４に属するノズルからは比較的大きいインク滴を吐出させるようにすることで赤外線センサとの距離の差を補正できる。
【００６０】
図６は、本実施形態でインク滴検出の際のヒータの駆動信号を示す図である。図示されたように、インク滴の大きさを異ならせるためには、ヒータに付与するパルスを分割してダブルパルスとするのが好ましい。最初のプレパルスは発泡には寄与せず、次のメインパルスで発泡する。プレパルスの長さを変化させることでインク滴の大きさが変化し、プレパルスが小さいとインク滴が小さく、逆にプレパルスが大きいとインク滴が大きくなる傾向にある。
【００６１】
本実施形態の記録ヘッドのノズル構成は、上記第１の実施形態に関して説明したのと同じであり、４つのブロックに分割される。各ブロックに対するプレパルス幅は、ブロック１が０．２μｓｅｃ、ブロック２が０．４μｓｅｃ、ブロック３が０．６μｓｅｃ、ブロック４が０．８μｓｅｃとなるように設定した。メインパルス幅はいずれのブロックも２．８μｓｅｃとし、プレパルス終了からメインパルス開始までの間隔は、ブロック１が２．４μｓｅｃ、ブロック２が２．２μｓｅｃ、ブロック３が２．０μｓｅｃ、ブロック４が１．８μｓｅｃとした。
【００６２】
図７は、プレパルスの幅とノズルから吐出されるインク滴の大きさとの関係を示したグラフであり、ここではプレパルス幅を０．２〜１．０μｓｅｃまで、０．２μｓｅｃおきに変化させたデータを示している。図示されたように、０．２〜０．８μｓｅｃまではプレパルス幅にほぼ比例してインク滴の容量が増加しているが、０．８μｓｅｃを越えるとインク滴の大きさはあまり変化しない。従って、本実施形態では、ほぼ比例関係となる範囲でプレパルス幅を変化させた。
【００６３】
以上の条件で、ブロック１は連続５００発のインク滴を吐出させ、ブロック２では連続６００発、ブロック３では連続７００発、ブロック４では連続８５０発のインク滴を吐出させたところ、ノズルの位置に関わらずインク滴の吐出状態を検出できることが確認された。
【００６４】
なお、本実施形態ではヒータに付与するパルスをダブルパルスとした例について説明したが、ヒータをメインパルスだけで駆動するシングルパルス方式の場合には、メインパルスの幅を変えても同様の効果が得られる。
【００６５】
図８は、シングルパルス方式を採用した場合の各ブロックに対する駆動信号の例を示しており、ブロック番号が多くなる程（赤外線センサからの距離が遠くなる程）パルス幅を長くする。
【００６６】
［第３の実施形態］
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の部分に関しては説明を省略する。
【００６７】
第３の実施形態は、複数種類のインクを用いてカラー記録を行うインクジェット記録装置に対応したものであり、記録ヘッドの構成が上述の実施形態とは異なる。
【００６８】
図９は、本実施形態の記録ヘッドの概略構成を示す図であり、黒インクを吐出させる記録ヘッド７１、シアンインクを吐出させるための記録ヘッド７２、マゼンタインクを吐出させるための記録ヘッド７３、イエローインクを吐出させるための記録ヘッド７４の４つの記録ヘッドから構成される。
【００６９】
通常、カラー記録を行う場合には、黒インクのインク滴の大きさをカラーインクのインク滴の大きさよりも大きく設定することが行われる。これは、使用するインクの特性が黒インクとカラーインクとで異なるためである。
【００７０】
例えば、黒インクのインク滴の容量が１５ｐｌの場合、カラーインクのインク滴の容量は黒インクの約半分の８ｐｌに設定される。そのために黒インクを吐出させる記録ヘッド７１のヒータの大きさはカラーインクを吐出させる記録ヘッド７２、７３、７４のヒータの大きさよりも大きく設定されている。
【００７１】
従って、記録ヘッド７１から吐出された黒インク滴から放射される電磁波の強度は記録ヘッド７２、７３、７４から吐出されたカラーインク滴から放射される電磁波の強度よりも大きく、吐出状態を検出するために必要なインク滴の数はカラーインクを吐出させる記録ヘッドの方を多くすることが望ましい。
【００７２】
以上のように複数の記録ヘッドを有する記録装置においては、それらの記録ヘッドが同一でないときには、例えば第１の実施形態で説明したように、赤外線センサからの距離に応じて吐出させるインク滴の数を異ならせることに加え、記録ヘッドに応じて吐出させるインク滴の数を変えると効果的である。
【００７３】
また、近年では記録ヘッドの同一のノズルから大きさの異なるインク滴を吐出させる記録ヘッドが実用化されている。このような記録ヘッドの各ノズルには大きさの異なる二つのヒータが設けられているが、大きさの異なるインク滴ごとに、例えば吐出させるインク滴の数を変えたり、あるいはヒータに付与する駆動パルスの条件を変えてもかまわない。
【００７４】
［第４の実施形態］
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の部分に関しては説明を省略する。
【００７５】
以上の実施形態では、図１に示すように記録ヘッドが所定の吐出状態検出位置に移動したときに、ノズルの配列方向の延長線上に赤外線センサが配置されている構成であるが、第４の実施形態は、記録ヘッドと赤外線センサとの位置関係が異なる。
【００７６】
図９は、本実施形態の記録ヘッド１１と赤外線センサ１５’との位置関係を示す図である。赤外線センサ１５’は記録ヘッド１１のノズルの配列方向とは直交する方向から、吐出されたインク滴を検出するように配置されている。なお、図中、破線で示した１５は第１から第３の実施形態における赤外線センサの位置を示している。
【００７７】
この場合にも上記実施形態と同様に本発明を適用することができる。すなわち、赤外線センサから近い記録ヘッドの中心部にあるノズルと、赤外線センサから遠い記録ヘッドの端部側のノズルとで駆動条件を異ならせればよい。
【００７８】
異ならせる条件については、第１の実施形態や第２の実施形態で説明した方法を適宜選択的に適用できる。
【００７９】
［その他の実施形態］
第１の実施形態では、６４個のノズルに対してブロックごとに吐出させるインク滴の数を変えて吐出状態を検出する方式であるが、ブロックごとに駆動周波数を変える方式も有効である。この場合には、ブロック１に属するノズルＮ１〜Ｎ１６のみからインク滴を吐出させて吐出状態を検出し、続いてブロック２に属するノズルＮ１７〜Ｎ３２からインク滴を吐出させ、以下同様にブロック３、ブロック４と行えばよい。
【００８０】
その時の駆動周波数は、例えばブロック１が８ＫＨｚ、ブロック２が１０ＫＨｚ、ブロック３が１２ＫＨｚ、ブロック４が１４ＫＨｚとなるようにすればよい。駆動周波数が高いほど記録ヘッド自身の温度上昇は大きく、結果的にインク滴の温度も高くなって放射される電磁波の強度が高くなり、赤外線センサから遠いノズルに対しても吐出状態を精度よく検出できる。
【００８１】
また、第２の実施形態ではヒータに付与するパルスをプレパルスとメインパルスのダブルパルスとしたが、図１１に示すようにプレパルスを発泡しない程度に複数付与する方式も効果的である。この場合、赤外線センサから近いブロック１ではプレパルスの数を少なく、赤外線センサから遠いブロック４ではプレパルスの数を多くすることで、ブロック４から吐出されるインク滴の温度をより高くすることができインク滴から放射される電磁波の強度を高めることができる。
【００８２】
さらに、検出前に予備吐出を行って記録ヘッドの温度を上昇させ、電磁波の強度を高めてよりＳＮ比を上げるようにしてもかまわない。
【００８３】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００８４】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。
【００８５】
この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００８６】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００８７】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書に記載された構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【００８８】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００８９】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【００９０】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【００９１】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。
【００９２】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【００９３】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。
【００９４】
このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００９５】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００９６】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９７】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検出素子と各ノズルとの位置関係やインク滴の大きさにかかわらず、吐出されたインク滴を正確に検出することができる。
【００９９】
従って、記録ヘッドに対して回復動作を行う必要があるかどうかをより正確に判定したり、回復動作後のノズルの吐出状態を正しく検出することができるので、不要な回復動作を行うことが防止され、消費されるインクの量を削減すると共に、記録を行わない無駄な時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインク滴検出方法の概略を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態としてのインクジェット記録装置の外観斜視図である。
【図３】図２の記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】図２の記録装置に搭載する記録ヘッドのノズル構成を説明する図である。
【図５】第１の実施形態における記録ヘッドの駆動波形の例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における記録ヘッドの駆動波形の例を示す図である。
【図７】プレパルス幅とインク滴の容量との関係を示すグラフである。
【図８】第２の実施形態における記録ヘッドの駆動波形の別の例を示す図である。
【図９】第３の実施形態で用いる記録ヘッドの構成を示す図である。
【図１０】第４の実施形態の記録ヘッドと赤外線センサとの位置関係を示す図である。
【図１１】記録ヘッドの駆動波形の別の例を示す図である。
【符号の説明】
１１　記録ヘッド
１２　ノズル
１３　ヒータ
１４　インク滴
１５　赤外線センサ
１６　検出回路
【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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