(57)【要約】 【課題】  速やかに、低コストで、記録装置の規模を大きくすることなく、ノズルごとに吐出不良ノズルを検出する。【解決手段】  ヒータにより熱エネルギーをインクに付与させることによりノズルからインクを吐出するインクジェット記録ヘッドにおけるヒータに駆動信号が印加されている間の各ヒータの温度を温度センサにより測定する。温度センサにより測定された温度を時間で二階微分した曲線における負方向に凸となるピークの値とピークの検出時間に基づいて定められる閾値との差により吐出不良ノズルを判断する。【選択図】  図３
2009073061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータに対応して前記複数のヒータの近傍に設けられた複数の温度センサとを備え、前記複数のヒータにより熱エネルギーをインクに付与させることによりノズルからインクを吐出するインクジェット記録ヘッドにおける吐出不良ノズルの検出方法であって、
前記複数のヒータそれぞれに駆動信号を印加する印加工程と、
前記複数のヒータに駆動信号が印加されている間の前記複数の温度センサそれぞれにより検出された温度をそれぞれ時間で二階微分する二階微分工程と、
前記二階微分工程で得られた前記複数のノズルに対応するそれぞれの温度変化速度の曲線において、負方向に凸となるピークを検出するピーク検出工程と、
前記ピーク検出工程でピークが検出された時間に対応した閾値と前記ピーク検出工程で検出されたピークの値とを比較する比較工程と、
前記比較工程の比較結果に基づいて、前記ピーク検出工程でピークが検出されたノズルについて吐出不良ノズルか否かを判断する判断工程と、
を有することを特徴とする吐出不良ノズルの検出方法。
【請求項２】
前記閾値は、縦軸を前記二階微分工程で二階微分されることにより得られた値とし、横軸を前記駆動信号が印加されてからの時間として前記温度変化速度の曲線を二次の座標で表現した場合に、前記ピーク検出工程で前記複数の温度センサそれぞれにより検出されたピークの値に基づく前記縦軸に関する切片と、前記ピーク検出工程でピークを検出する前の予め定められた時間範囲における前記複数の温度センサそれぞれにより検出された温度に基づく傾きと、により規定された一次関数に基づいて得られ、
前記判断工程は、前記ピーク検出工程で検出されたピークの値が前記閾値と同じ値又は前記閾値よりも小さい値となった前記曲線に対応するノズルを吐出不良ノズルと判断することを特徴とする請求項１に記載の吐出不良ノズルの検出方法。
【請求項３】
前記判断工程は、前記ピーク検出工程でピークが検出されなかった前記曲線に対応するノズルを吐出不良ノズルと判断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吐出不良ノズルの検出方法。
【請求項４】
前記ピーク検出工程は、前記複数のヒータに駆動信号が印加されてから予め定められた時間範囲において、前記ピークを検出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の吐出不良ノズルの検出方法。
【請求項５】
複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータに対応して前記複数のヒータの近傍に設けられた複数の温度センサとを備え、前記複数のヒータにより熱エネルギーをインクに付与させることによりノズルからインクを吐出するインクジェット記録ヘッドを備える記録装置であって、
前記複数のヒータそれぞれに駆動信号を印加する印加手段と、
前記複数のヒータに駆動信号が印加されている間の前記複数の温度センサそれぞれにより検出された温度をそれぞれ時間で二階微分する二階微分手段と、
前記二階微分手段による二階微分で得られた前記複数のノズルに対応するそれぞれの温度変化速度の曲線において、負方向に凸となるピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段によりピークが検出された時間に対応した閾値と前記ピーク検出手段で検出されたピークの値とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記ピーク検出手段によりピークが検出されたノズルについて吐出不良ノズルか否かを判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータとこれに対応する温度センサとを備え、ヒータで発生した熱エネルギーによりノズルからインクを吐出させるインクジェット記録ヘッドの温度センサの検出結果に基づく吐出不良ノズルの検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドのノズルからインクを吐出させて記録媒体に画像を形成するインクジェット記録方式の中で、ヒータで発生した熱エネルギーによりノズルからインクを吐出させるインクジェット記録方式が知られている。この方式の記録装置に用いられる記録ヘッドは、ノズルを高密度で多数配置することが容易である。一方、このような記録ヘッドにおいては、異物がノズルに詰まることやインク供給経路内に混入した気泡によりインクが供給されないことなどにより、一部又は全てのノズルからインクが吐出されない場合がある。
【０００３】
インクが正常に吐出されないノズル（吐出不良ノズル）が記録ヘッドに発生した場合、このノズルが再びインクを吐出するように回復動作を実行することが好ましい。記録ヘッドの往復走査と記録媒体の搬送とを繰り返して記録を行う、いわゆるシリアル方式のインクジェット記録装置は、記録媒体の外側に記録ヘッドを移動させて回復動作を実行することが可能である。しかし、記録媒体の全幅に対応する幅の、複数のノズルをライン状に配列してなる記録ヘッドを備えたフルライン型記録装置では、記録動作中に記録ヘッドを記録媒体の外側に移動させることができない。したがって、吐出不良ノズルを速やかに特定し、このノズルを補完して記録を行うことや記録ヘッドの回復動作を行うことが重要となっている。
【０００４】
吐出不良ノズルを特定するために、従来から、種々の、吐出不良ノズルの検出方法、吐出不良ノズルの補完方法、これらを実行する記録装置などが開示されている。
【０００５】
正常な動作をしない記録素子を検出する方法として、所定のパターンを記録し、読み取り装置によりこの記録物の読み取りを行い、この読み取り結果から正常な動作をしない記録素子を検出する方法が開示されている（特許文献１参照）。さらに、特許文献１は、検出された正常な動作をしない記録素子に供給すべき画像データを他の記録素子に供給する画像データに重畳することで補完して記録を行う方法が開示されている。
【０００６】
また、記録媒体の全幅に対応する幅の記録ヘッドを備えたフルライン型記録装置において、各ノズルからの吐出状態を同じにする為に、インクが吐出されたか否かを検出する検出手段を設けた構成が知られている。例えば、インクが吐出されたか否かを検出する検出手段を備え、吐出不良ノズルを検出したときの駆動条件に基づいて記録するインクジェット記録装置が開示されている（特許文献２参照）。
【０００７】
また、記録ヘッドのノズル列の両端近傍に配置された発光素子と受光素子のセットからなる検出手段により、吐出不良ノズルを検出するインクジェット記録装置が開示されている（特許文献３参照）。
【０００８】
また、記録ヘッドのヒータから発生される熱の影響を受ける位置に導体部を配列し、温度に依存して変化する導体部の抵抗値の変化を検出することによりノズル内のインクの有無を検出するインクジェット記録装置が開示されている（特許文献４参照）。
【０００９】
さらに、ヒータと温度センサとを同一素子基板上に設けたインクジェット記録装置が開示されている（特許文献５参照）。この特許文献５のインクジェット記録装置は、膜状の温度センサをヒータの配列領域と重なるように設けている。また、この特許文献５では、温度変化に応じた温度センサの抵抗値変化から吐出不良ノズルの判定を行う構成が開示されている。また、特許文献５には、成膜プロセスにより膜状の温度センサが素子基板上に形成され、端子からワイヤーボンディング等の方法により外部と接続される構成が開示されている。
【特許文献１】特開平６−７９９５６号公報
【特許文献２】特開平３−２３４６３６号公報
【特許文献３】特開平２−１９４９６７号公報
【特許文献４】特開昭５８−１１８２６７号公報
【特許文献５】特開平２−２８９３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に開示される正常な動作をしない記録素子を検出する方法では、記録した所定のパターンの読み取り結果から正常な動作をしない記録素子を検出する。そのため、吐出不良ノズルを検出する前に所定のパターンを記録する必要があり、速やかに吐出不良ノズルを検出することが非常に困難である。また、読み取り装置を設ける必要があり、コストが高くなってしまう。
【００１１】
また、上記特許文献２及び特許文献３に開示される構成の記録装置では、記録装置の小型化及び低コスト化が難しく、吐出不良ノズルを速やかに検出することも困難である。
【００１２】
上記各特許文献に記載される発明においては、ノズルごとに行う吐出不良ノズルの検出を、速やかに、低コストで、装置規模を大きくすることなく実行することが可能な記録装置は開示されていない。
【００１３】
そこで、本発明は、速やかに、低コストで、記録装置の規模を大きくすることなく、ノズルごとに吐出不良ノズルを検出する吐出不良ノズルの検出方法及びこの吐出不良ノズルの検出方法を実行可能な記録装置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】
【００１４】
上記課題を達成するための本発明は、複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータに対応して前記複数のヒータの近傍に設けられた複数の温度センサとを備え、前記複数のヒータにより熱エネルギーをインクに付与させることによりノズルからインクを吐出するインクジェット記録ヘッドにおける吐出不良ノズルの検出方法であって、
前記複数のヒータそれぞれに駆動信号を印加する印加工程と、
前記複数のヒータに駆動信号が印加されている間の前記複数の温度センサそれぞれにより検出された温度をそれぞれ時間で二階微分する二階微分工程と、
前記二階微分工程で得られた前記複数のノズルに対応するそれぞれの温度変化速度の曲線において、負方向に凸となるピークを検出するピーク検出工程と、
前記ピーク検出工程でピークが検出された時間に対応した閾値と前記ピーク検出工程で検出されたピークの値とを比較する比較工程と、
前記比較工程の比較結果に基づいて、前記ピーク検出工程でピークが検出されたノズルについて吐出不良ノズルか否かを判断する判断工程と、
を有することを特徴とする。
【００１５】
また、上記課題を達成するための別の本発明は、複数のノズルと、前記複数のノズルに対応して設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータに対応して前記複数のヒータの近傍に設けられた複数の温度センサとを備え、前記複数のヒータにより熱エネルギーをインクに付与させることによりノズルからインクを吐出するインクジェット記録ヘッドを備える記録装置であって、
前記複数のヒータそれぞれに駆動信号を印加する印加手段と、
前記複数のヒータに駆動信号が印加されている間の前記複数の温度センサそれぞれにより検出された温度をそれぞれ時間で二階微分する二階微分手段と、
前記二階微分手段による二階微分で得られた前記複数のノズルに対応するそれぞれの温度変化速度の曲線において、負方向に凸となるピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段によりピークが検出された時間に対応した閾値と前記ピーク検出手段で検出されたピークの値とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記ピーク検出手段によりピークが検出されたノズルについて吐出不良ノズルか否かを判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、記録ヘッドの駆動時において各ヒータの近傍に備えられた温度センサの検出温度を時間で二階微分した曲線の負方向に凸のピークを検出し、ピークの検出時間に基づいて求められる閾値を超えるか否かにより吐出不良ノズルか否かを判断する。本発明によれば、速やかに、低コストで、記録装置の規模を大きくすることなく、ノズルごとに吐出不良ノズルを検出することができ、吐出不良ノズルが発生していた場合、回復動作やユーザへの警告などを速やかに行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
なお、この明細書において、「記録」（以下、「プリント」とも称する）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、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も表すものとする。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ない。
【００１９】
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。
【００２０】
また、「インク」とは、上記「記録」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、パターン等の形成又は記録媒体の加工、或いはインクの処理に供され得る液体を表すものとする。インクの処理としては、例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固又は不溶化させることが挙げられる。
【００２１】
またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口乃至これに連通する液路及びインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。
【００２２】
（実施例１）
図８は、本発明を適用可能なシリアル方式のインクジェット記録装置の主要部の構成を示す概略図である。記録ヘッド１は、複数のノズルが配列されたノズル列を複数有しており、ノズルに対応した吐出口（不図示）からインク滴を吐出することにより、記録媒体１２上に画像を記録するデバイスである。
【００２３】
図７は、記録ヘッドに設けられた温度検知素子の構成を説明する図である。図７（ａ）は記録ヘッドの素子基板の一部を模式的に示す平面図であり、図７（ｂ）は記録ヘッドの素子基板を模式的に示す断面図である。
【００２４】
図７（ｂ）において、列状に設けられた複数のノズルからインクを吐出させるために、電圧が印加され熱エネルギーを発生するヒータ３が素子基板（ヒータボード）上に設けられている。そして、ノズルごとに設けられたヒータ３に駆動信号を印加することにより、ノズル内のインクを加熱してノズルからインクを吐出させる。
【００２５】
図７（ａ）において、４はワイヤーボンディングにより外部と接続するための端子である。５は温度センサであり、ヒータ３と同じ成膜プロセスによりヒータボードに形成される。
【００２６】
図７（ｂ）は、図７（ａ）における温度センサ５を含む部分の素子基板の断面を模式的に示した図である。Ｓｉ基板２１には、ＳｉＯ２などからなる蓄熱層２２を介して、温度センサ５、温度センサ５の配線であるＡｌなどからなる個別配線２３、ヒータ３とその駆動制御回路とを接続するＡｌ配線などが形成されている。温度センサ５は、温度に応じて抵抗値が変化する薄膜抵抗体で形成される。薄膜抵抗体の材料としては、Ａｌ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＳｉＮ、ＴａＣｒ、Ｃｒ、ＣｒＳｉ、ＣｒＳｉＮ、Ｗ、ＷＳｉ２、ＷＮ、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ、α−Ｓｉ、Ｍｏ、ＭｏＳｉ、Ｎｂ、Ｒｕ等が挙げられる。Ｓｉ基板２１には、さらに、層間絶縁膜２４を介して、ヒータ３、ＳｉＮなどからなるパシベーション膜２５、耐キャビテーション膜２６が半導体プロセスにより高密度に積層されて形成される。耐キャビテーション膜２６は、ヒータ３上に形成されるキャビテーションに対する耐性を高めるための膜であり、例えばＴａからなる膜である。温度センサ５は、ヒータ３の各々の直下に、ヒータ３ごとに独立して配置される。各温度センサ５に接続される個別配線２３は温度情報を検出するための検出回路の一部として構成される。本実施例で説明する記録ヘッドの構成によれば、従来のインクジェット記録ヘッドの製造工程を利用して各構成要素をパターンニングすることができるため、従来の記録ヘッドと生産方法大きくを変えることなく生産できるという大きな利点を有する。なお、本実施例では、温度センサ５の形状を四角形としているが、微少な温度変動でも高い電圧値として出力するために、高い抵抗値となる蛇行形状としてもよい。
【００２７】
図９は、上記インクジェット記録装置の制御回路のブロック図である。図９に示すように、制御回路は、画像入力部４０３、画像信号処理部４０４、ＣＰＵ４００のそれぞれが、メインバス４０５に対してそれぞれアクセスするよう構成されている。
【００２８】
ＣＰＵ４００は、ＲＯＭ４０１とＲＡＭ４０２を有し、入力情報に対して適切な記録条件を与えて記録ヘッド１を駆動して記録を行うための制御をする。また、ＲＡＭ４０２内には、予め記録ヘッド１の回復手順を実行するプログラムが格納されており、必要に応じて予備吐出条件等の回復条件を回復処理制御回路４０７及び記録ヘッド１等に与える。また、ＣＰＵ４００は、記録ヘッド１のヒータ３に対応して設けられた温度センサ５が検出した温度に基づいて後述する各演算処理を行う。
【００２９】
回復処理モータ４０８は、記録ヘッド１に対向して設けられる記録ヘッド１をクリーニングするためのブレード４０９、キャップ４１０、吸引ポンプ４１１を駆動する。
【００３０】
記録ヘッド駆動制御回路４１４は、ＣＰＵ４００から与えられた駆動条件にしたがって、記録ヘッド１のヒータ３を駆動し、記録ヘッド１に予備吐出や記録時におけるインク吐出を行わせる。なお、記録ヘッド温度制御回路４１３は、温度センサ５が検出した温度に基づいて記録ヘッド１の温度を制御するための回路である。
【００３１】
図１は、ヒータ３にインクを吐出させるための駆動電圧を印加したときの、時間と温度の変化を示す曲線図である。図１では、各ノズルの吐出状態の違いにより、温度センサが検出する温度に基づく温度曲線が異なることを示している。
【００３２】
図１に示す正常吐出ａは、正常にインクを吐出するノズルに対応する温度センサにより検出される温度に基づく温度曲線を示している。正常にインクを吐出するノズルでは、駆動条件が一定であればヒータ３の駆動開始時間から一定時間後に温度が降下する速度が急激に変化するポイント（変曲点）が出現する。これは、ヒータ３に駆動電圧を印加することに伴って発生する気泡により耐キャビテーション膜２６から遮られていたインクが、気泡の急激な収縮によって耐キャビテーション膜２６と再び接触することで、温度センサ５が急激に冷却されるからである。本実施例の記録ヘッドにおいては、ヒータ３の駆動開始時間から約６．２μｓｅｃ後に変曲点が現れる。この、変曲点が現れるまでの時間については、ノズル形状やインクの流路形状などの記録ヘッドの構造、ヒータの発熱能力、といった条件によって異なるものである。従って、変曲点が生じているか否かを判断するタイミングについては、記録ヘッドに応じて適宜設定されることが好ましい。
【００３３】
また、図１に示す泡不吐ｂは、耐キャビテーション膜上に残留気泡が接触していることにより不吐出となる吐出不良ノズルに対応する温度センサにより検出される温度に基づく温度曲線を示している。耐キャビテーション膜上に残留気泡が接触している場合、ヒータからインクへ熱が伝わらず、インクの相変化が生じないためにインクが正常に吐出されない。
【００３４】
また、図１に示すゴミ不吐ｃは、ノズルにゴミが詰まることにより不吐出となる吐出不良ノズルに対応する温度センサにより検出される温度に基づく温度曲線を示している。
【００３５】
図１の泡不吐ｂ及びゴミ不吐ｃで示される温度曲線においては、正常吐出ａで示される温度曲線において出現した変曲点は、出現しない。また、泡不吐及びゴミ不吐以外の原因によって不吐出ノズルとなったノズルに対応する温度曲線においても、変曲点は出現しないか、正常吐出の場合とは異なるタイミングで変局点が出現することが分かった。
【００３６】
そこで、ヒータの駆動開始時間から所定の時間経過した所定の時間範囲内の温度変化について演算処理することにより、インクが正常に吐出するノズルか否かを判別する。
【００３７】
図２は、具体的な演算処理を説明するための図である。なお、正常吐出ａ、泡不吐ｂ及びゴミ不吐ｃは、図１のそれぞれの温度曲線に対応している。
【００３８】
図２（ａ）のグラフは、温度センサが検出した温度のうち、正常に吐出しているノズルにおいて変曲点が出現する時間の約１μｓ前から変曲点が出現してから約３μｓ後までの範囲の温度について時間で一階微分した結果である。図２（ａ）の正常吐出ａで示す曲線は、図１の変曲点に対応した正方向に凸のピーク（以下、正ピーク）と、それに続いて負方向に凸のピーク（以下、負ピーク）が現れている。一方、図２（ａ）の泡不吐ｂ及びゴミ不吐ｃで示す曲線は、このようなピークは確認できない。
【００３９】
図２（ｂ）のグラフは、図２（ａ）のグラフにおける各曲線をさらに時間で微分を行った結果である。図２（ｂ）の正常吐出ａで示す曲線は、負ピークが現れている。この負ピークは、インクが耐キャビテーション膜２６に再接触することにより降温の加速度が最大となるポイントを表している。一方、図２（ｂ）の泡不吐ｂ及びゴミ不吐ｃで示す曲線は、このようなピークは確認できない。
【００４０】
図２（ａ）のグラフと図２（ｂ）のグラフとを比較すると、温度センサの検出温度を時間で一階微分した波形に比べ、温度センサの検出温度を時間で二階微分した波形の方が、正常吐出の場合と泡不吐又はゴミ不吐の場合との違いが明白である。したがって、本発明は、温度センサの検出温度を時間で二階微分した波形に基づいて不吐出ノズルを検出する。
【００４１】
図３は、温度を二階微分した波形を二次の座標で表現したグラフであり、温度を二階微分した波形から負ピークを検出してこれをプロットしている。横軸は、ヒータ３の駆動開始時間からの経過時間を示す時間軸（μｓ）である。縦軸（ｙ軸）は、温度センサの検出温度を時間で二階微分した値を示す軸である。
【００４２】
正常に吐出したノズルと不吐出ノズルそれぞれの１００回分吐出を行わせた。この際の温度センサの検出温度を時間で二階微分した波形に基づいて、駆動開始時間から、７．３５±０．５μｓの範囲で負ピークを検出した。図３は、正常に吐出したノズルと不吐出ノズルそれぞれの温度センサの検出温度を時間で二階微分した平均波形と、それぞれの負ピークの値とを重ねて表示している。負ピークを検出する時間範囲の中心時刻は、予め測定した複数の正常に吐出したノズルにおける負ピークの平均時刻に設定され、負ピークの探索時間は、負ピークを検出するのに十分な時間に設定される。
【００４３】
正常に吐出したノズルにおいては、各波形の負ピークは平均波形の負ピークを中心とした近傍に分布しているのが判る。
【００４４】
一方、不吐出ノズルにおいては、図２（ｂ）で示したように負ピークは現れないはずであるが、実際には幾つかピークが検出されているのが判る。これは、温度信号に重畳するノイズによって波形がわずかに揺らぎ、その結果、負ピークが負ピークの探索時間において検出される場合があるからである。図３では、不吐出ノズルの１００の波形のうち、負ピークが検出されるのは５７の波形であり、負ピークは平均波形に沿って下側に広く分布している。
【００４５】
負ピーク検出された不吐出ノズルの波形と正常に吐出したノズルの波形とを区別するために、例えば、負ピークの値が予め定められた所定の閾値を超えるか否かにより正常に吐出したノズルの波形か否かを判断しても良い。ただし、より高い精度でこの判断をするために、以下のように不吐出ノズルか否かを判断することが好ましい。まず、不吐出ノズルの負ピークのバラつきが最小となるように、負ピークの探索時間における不吐出ノズルの平均波形の傾きと平行な閾線を設定する。そして、負ピークの値がこの閾線に基づいて求められる閾値以上となるか否かにより不吐出ノズルか否かを判断する。具体的には、負ピークが検出された時間における閾線から求められる閾値と負ピークの値とを比較し、負ピークの値がこの閾値以上であれば不吐出ノズルと判断し、閾値未満であれば正常に吐出したノズルと判断する。
【００４６】
一般的に、不吐出ノズルは偶発的に発生するものなので、正常に吐出するノズルから意図的に不吐出ノズルを作成することによって閾線を設定することは困難である。一方、正常に吐出したノズルの波形における変曲点の手前の波形の一部の傾きと、不吐出ノズルの平均波形の傾きとは、ほぼ等しいことが分かっている。したがって、本実施例では、正常に吐出したノズルの波形における変曲点の手前の波形の一部の傾きを求め、この傾きを不吐出ノズルの平均波形の傾きとして閾線を設定した。
【００４７】
図４は、閾線を設定するのに必要なデータを予め取得する処理を示すフローチャートである。
【００４８】
以下、図３を参照しながら図４に基づいて閾線を設定するのに必要なデータの取得処理の流れについて説明する。
【００４９】
まず、ステップＳ１１０で、温度センサ５の検出温度についてのデータ（温度データ）を取得する。
【００５０】
次に、ステップＳ１２０で、ステップＳ１１０で得られた温度データが正常吐出ノズルのデータかどうかを、例えば出荷検査工程において光学的に吐出インク滴を検出するセンサ等を設けた吐出状態判定装置を用いて判定する。正常吐出ノズルによるものでなければ温度データを破棄して再度ステップＳ１１０に戻り、温度データを取得する。一方、正常吐出ノズルによるものであればステップS１３０に進む。
【００５１】
ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０で得られた温度センサ５の検出温度を時間で二階微分する。
【００５２】
次に、ステップＳ１４０で、ステップＳ１３０で得られた温度変化速度を表す二階微分された曲線において、所定の時間範囲ｔ１’≦ｔ≦ｔ２’で、負ピークとなるポイントを探索する。ここで、ｔ１’及びｔ２’はヒータに駆動電圧を印加する駆動開始時間からの経過時間である。また、ｔ１’からｔ２’までの時間は、負ピークの検出を確実なものとするために、不吐出ノズルの検出処理の際に負ピークの検出をする時間範囲であるｔ１からｔ２までの時間よりも長くしている。
【００５３】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０での探索により負ピークが検出されたか否かを判断する。ステップＳ１２０で既に正常吐出ノズルの温度データであることが確認されているため、負ピークは検出されるはずであり、負ピークが検出されていればステップＳ１６０に進む。ただし、不測の事態により負ピークが検出されていなければ、温度データ及び二階微分された曲線についてのデータを破棄し、ステップＳ１１０に戻る。
【００５４】
ステップＳ１６０では、負ピークの検出された時間ｔＮＰと負ピークの値ｙＮＰについてのデータを取得する。
【００５５】
ステップＳ１７０では、不吐出ノズルの平均波形の傾きとみなすための、二階微分された曲線における変曲点が現れる前の所定の時間範囲の傾き算出し、この傾きについてのデータを取得する。具体的には、図３において、変曲点が現れる前の所定の時間ｔ３及びｔ４における二階微分された曲線の値をｙ３及びｙ４とした場合、（ｙ４−ｙ３）／（ｔ４−ｔ３）を算出し、この傾きについてのデータを取得する。
【００５６】
ステップＳ１８０では、ステップＳ１６０及びステップＳ１７０において取得したデータの数がそれぞれ所定数ｎ（例えば１００個）に達したかどうかを判断する。取得したデータの数がそれぞれ所定数ｎに達していなければステップS１１０に戻り、取得したデータの数がそれぞれ所定数ｎに達していればステップS１９０に進む。
【００５７】
ステップＳ１９０では、ステップＳ１６０及びステップＳ１７０において取得したデータをＥＥＰＲＯＭ等のストアメモリに格納し、閾線を設定するのに必要なデータの取得処理を終了する。
【００５８】
図５は、上記のように取得した閾線を設定するのに必要なデータに基づいて閾線を設定する処理を示すフローチャートである。
【００５９】
以下、図３を参照しながら図５に基づいて閾線を設定する処理の流れについて説明する。
【００６０】
まず、ステップＳ２１０で、図４に示したデータの取得処理により取得したそれぞれｎ個ずつの、負ピークの検出された時間ｔＮＰについてのデータ、負ピークの値ｙＮＰについてのデータ、傾きについてのデータをストアメモリから読み込む。
【００６１】
次に、ステップＳ２２０で、ｎ個ずつの負ピークの検出された時間ｔＮＰ及び負ピークの値ｙＮＰについてのそれぞれの平均値μＡｔ、μＡｙ、標準偏差σＡｔ、σＡｙ、及びｔＮＰとｙＮＰとの相関関数ρＡを導き出す。
【００６２】
ステップＳ２３０では、ステップＳ２１０で読み込んだｎ個の傾きについてのデータから平均の傾きを導き出して、閾線の傾きｇとして設定する。
【００６３】
ステップＳ２４０では、ステップＳ２２０で導き出したμＡｔ及びμＡｙと、ステップＳ２３０で導き出した閾線の傾きｇとから、閾線に垂直な軸（図３のη軸）における負ピークの値の平均値μＡηを以下の数式（１）から（４）によって算出する。
【００６４】
【数１】
2009073061.tif 000003
【００６５】
ステップＳ２５０では、ステップＳ２２０で導き出したσＡｔ、σＡｙ及びρＡと、ステップＳ２３０で導き出した閾線の傾きｇとから、η軸における負ピークの値の標準偏差σＡηを以下の数式（５）によって算出する。
【００６６】
【数２】
2009073061.tif 000004
【００６７】
ステップＳ２６０では、ステップＳ２４０及びステップＳ２５０でそれぞれ算出したμＡη及びσＡηと、要求される正常吐出ノズルの最大標準得点γＡとから、η軸における閾値ηｔｈを以下の数式（６）によって算出する。ここで、最大標準得点とは、最大許容偏差を標準偏差で割った値である。
【００６８】
【数３】
2009073061.tif 000005
【００６９】
なお、最大標準得点γＡは正常吐出ノズルの誤検知率に関わるパラメータで、誤検知率を０．００１％以下に抑えるときはγＡ＝４．２６５を要求値とし、誤検知率を０．０００１％以下に抑えるときはγＡ＝４．７６８を要求値とする。
【００７０】
ステップＳ２７０では、ステップＳ２６０で算出したηｔｈとステップＳ２３０で算出したｇとから、閾線のｙ軸上の切片ｙ０を以下の数式（７）によって算出する。
【００７１】
【数４】
2009073061.tif 000006
【００７２】
ステップＳ２８０では、ステップＳ２３０及びステップＳ２７０でそれぞれ算出したｇ及びｙ０をＥＥＰＲＯＭ等のストアメモリに格納し、閾線設定処理を終了する。
【００７３】
なお、図５では、上記のように一次関数としての閾線を規定することにより閾値を設定したが、負ピークが現れる時間と閾値との対応関係を表すルックアップテーブルを用いて閾値を設定しても構わない。
【００７４】
図６は、予め設定された閾線と温度センサで測定された温度を時間で二階微分して得られたデータから取得した負ピークとに基づいて行う不吐出ノズルの検出処理を示すフローチャートである。
【００７５】
以下、図３を参照しながら図６に基づいてこの処理の流れについて説明する。
【００７６】
まず、ステップＳ３１０で、温度センサ５で測定された温度を時間で二階微分する。
【００７７】
次に、ステップＳ３２０で、ステップＳ３１０で得られた二階微分された曲線において、所定の時間範囲ｔ１≦ｔ≦ｔ２で、負ピークとなるポイントを探索し、この負ピークの検出時間と負ピークの値をＲＡＭなどに格納する。ここで、ｔ１及びｔ２はヒータに駆動電圧を印加する駆動開始時間からの経過時間であり、例えば図５に示した閾線設定処理で取得した負ピークの検出時間の平均値μＡｔから標準偏差σＡｔの定数倍を引いた値をｔ１として、足した値をｔ２として定める。本実施例の場合、ｔ１は７．３５μｓ、ｔ２は８．６５μｓに設定されている。ｔ１及びｔ２についての情報は、ヒータに印加する駆動電圧のパルス幅ごとに、あるいはノズルごとに、予めＲＯＭなどに格納されており、不吐出ノズルの検出処理を行う前にレジスタにロードされる。
【００７８】
次に、ステップＳ３３０で、ステップＳ３２０での探索により負ピークが検出されたか否かを判断する。負ピークが検出されていなければ、ステップＳ３８０に進み、不吐出ノズルと判断し、そのノズルについての不吐出ノズルの検出処理を終了する。負ピークが検出されていれば、ステップＳ３４０に進む。
【００７９】
ステップＳ３４０では、負ピークの検出時間ｔＮＰと負ピークの値ｙＮＰとを取得する。
【００８０】
ステップＳ３５０では、予めストアメモリから読み込んでおいた閾線の傾きｇ及び切片ｙ０と、ステップＳ３４０で取得した負ピークの検出時間ｔＮＰから、ｙ軸における閾値ｙｔｈを以下の数式（８）によって算出する。
【００８１】
【数５】
2009073061.tif 000007
【００８２】
一方、負ピークの検出時間ｔＮＰとｙ軸における閾値ｙｔｈとの対応関係を表すルックアップテーブルから、ステップＳ３４０で取得した負ピークの検出時間ｔＮＰに対応する閾値ｙｔｈを読み出してきても良い。
【００８３】
ステップＳ３６０では、ステップＳ３４０で取得した負ピークの値ｙＮＰがステップＳ３５０で算出した閾値ｙｔｈ未満となるか否かを判断する。この比較結果により負ピークの値ｙＮＰが閾値ｙｔｈ以上となっていれば、ステップＳ３８０に進み、不吐出ノズルと判断し、そのノズルについての不吐出ノズルの検出処理を終了する。負ピークの値ｙＮＰが閾値ｙｔｈ未満となっていれば、ステップＳ３７０に進み、正常に吐出するノズルと判断し、そのノズルについての不吐出ノズルの検出処理を終了する。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】ヒータを駆動したときの温度センサの検出温度の変化を吐出状態ごとに示す図である。
【図２】温度センサの検出温度を時間で一階微分した曲線を表すグラフ及び二階微分した曲線を表すグラフである。
【図３】本発明の実施例において、温度センサの検出温度を時間で二階微分した曲線における負ピークの値をプロットしたグラフである。
【図４】本発明の実施例における閾線を設定するのに必要なデータ取得処理のフローチャートを示す図である。
【図５】本発明の実施例における閾線設定処理のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の実施例における不吐出ノズルの検出処理のフローチャートを示す図である。
【図７】本発明を適用可能なインクジェット記録ヘッドの模式的部分平面図及び断面図である。
【図８】本発明を適用可能なシリアル方式のインクジェット記録装置の主要部の構成を示す概略図である。
【図９】インクジェット記録装置の制御回路のブロック図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  記録ヘッド
３  ヒータ
５  温度センサ
４００  ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009073061.tif 000010
【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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