インクジェット記録装置およびインクジェット記録装置の制御方法
【課題】ノズル数が多い記録ヘッドにおいても、インク滴の吐出状態の検出時に吐出するインク量を最小限に抑えつつ、インク滴の吐出状態を効率よく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、その制御方法を提供すること。
【解決手段】複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出するために、複数のノズルから順次インク滴を吐出させる。その検出のためにノズルがインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、その検出時に吐出するインク滴の量を多くする。
【解決手段】複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出するために、複数のノズルから順次インク滴を吐出させる。その検出のためにノズルがインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、その検出時に吐出するインク滴の量を多くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴を吐出して画像を記録するインクジェット記録装置、および、その制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、電気熱変換素子（ヒータ）や圧電素子などを用いて、記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出することにより画像を記録する。ゴミ等の異物がノズルに詰まった場合、および電気熱変換体や圧電素子などが故障した場合には、インク滴が吐出できなくなって、画像に欠損が生じるおそれがある。
【０００３】
また、インクジェット記録装置としては、記録ヘッドからのインク滴の吐出状態を検出する機能をもつものがあり、その検出方法の代表的な例としては、光学式検出方法と電荷式検出方法がある。光学式検出方法は、記録ヘッドを所定の検出位置に停止させ、発光素子から出た光ビームの中にノズルからインク滴を吐出させ、その光ビームを受ける受光素子の光量変化からインク滴の吐出状態を検出して、吐出状態が不良の吐出不良ノズルを検知する。電荷式検出方法は、インクに予め電荷を与えておき、吐出したインク滴を受け止める箇所において測定した電荷量の変化から、吐出状態が不良の吐出不良ノズルを検知する。ノズル毎のインク滴の吐出状態の検出結果に応じて、ノズルから画像の記録に寄与しないインク滴を吐出する予備吐出などの回復処理をする。あるいは、インク滴を吐出不能なノズル（不吐出ノズル）によって記録すべき画像を、インク滴を吐出可能なノズルによって記録するように制御する。
【０００４】
特許文献１には、光学的にインク滴の吐出状態を検出する方式において、その検出の正確性を向上させるために、ノズルからのインク滴の吐出回数が多くなった場合に、吐出状態の検出時におけるインク滴の吐出数を変更する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２７１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば、インクジェット記録装置が大判プリンタである場合には、ノズルの総数が数万に及ぶ。このように、インク滴の吐出状態の検出対象となるノズル数が多くなった場合、１ノズル毎に、インク滴の吐出状態を検出すると多くの時間が必要となる。また、インク滴の吐出状態を最初に検出するノズルと、それを最後に検出するノズルとの間において、インク滴の吐出状態に差が生じるおそれがある。例えば、インク滴の吐出状態の検出のために最初にインク滴を吐出してからの経過時間に伴って、ノズル内におけるインクの乾燥、増粘が進行して、インク滴の吐出状態が悪化する。特に、吐出されるインク滴の大きさが小さくなればなるほど、ノズル内の増粘インクの悪影響を受けやすくなる。
【０００７】
そのため、インク滴の吐出状態を検出するためのインク滴の吐出の前に、ノズル内の増粘インクを排出するためにノズルからインク滴を吐出して、インク滴の吐出状態の検出時にインク滴を正常に吐出できるようにする必要がある。複数のノズルにおけるインク滴の吐出状態を連続的に検出する場合、最後に検出対象となるノズル内のインクの増粘の程度が大きくなるため、その最後の検出対象のノズルから増粘インクを排出するために充分なインク滴を吐出する必要がある。このような最後の検出対象のノズルに合わせて、他のノズルからもインク滴を吐出すると、インクの吐出量、およびインク滴の吐出状態の検出に掛かる時間が長くなってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、ノズル数が多い記録ヘッドにおいても、インク滴の吐出状態の検出時に吐出するインク量を最小限に抑えつつ、インク滴の吐出状態を効率よく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、その制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインクジェット記録装置は、インク滴を吐出可能な複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出するために、前記複数のノズルから順次インク滴を吐出させる吐出制御手段と、前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する検出手段と、前記ノズルが前記検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、前記検出時に吐出するインク滴の量を多くする吐出量制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のインクジェット記録装置の制御方法は、インク滴を吐出可能な複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置の制御方法であって、前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出するために、前記複数のノズルから順次インク滴を吐出させる工程と、前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する工程と、前記ノズルが前記検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、前記検出時に吐出するインク滴の量を多くする工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数のノズルに対してインク滴の吐出状態を検出する順番を考慮して、その検出時に吐出するインク滴の吐出量を制御することにより、必要最小限の吐出量でより短時間に高精度に吐出状態を検出することができる。
【００１２】
また、インク滴の吐出状態を検出する複数のノズルを複数のノズルグループに分けて、ノズルグループ毎に、そのノズルグループ内の複数のノズルを、吐出状態を連続的に検出する対象とすることにより、より短時間で高精度に吐出状態を検出できる。また、ノズルから吐出されるインク滴の大きさ、およびインクの種類に応じて、吐出状態の検出時に吐出するインク量を制御することにより、より高精度に吐出状態を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録装置の概略構成図である。
【図２】図１の記録装置におけるプリント部の概略斜視図である。
【図３】図２のプリント部の概略構成図である。
【図４】図１の記録装置における記録ヘッドの吐出状態の検出動作を説明するための要部の斜視図である。
【図５】図１の記録装置における記録ヘッドのノズルの配置形態を説明するための模式図である。
【図６】図１の記録装置における記録ヘッドの吐出状態の検出信号を説明するための波形図である。
【図７】（ａ）は、図５の記録ヘッドにおける最初のノズルの吐出状態の検出動作を説明するための模式図、（ｂ）は、図５の記録ヘッドにおける最後のノズルの吐出状態の検出動作を説明するための模式図である。
【図８】図１の記録装置における記録ヘッドの吐出パルスを説明するための波形図である。
【図９】（ａ）は、ノズル毎のインク吐出数の比較例の説明図、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態におけるノズル毎のインク吐出数の説明図、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態におけるノズル毎のインク吐出数の説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態における吐出状態の検出処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、本発明の第２の実施形態においてノズルの吐出状態の検出動作を説明するための模式図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、本発明の第２の実施形態における記録ヘッドの吐出パルスを説明するための波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１から図９は、本発明の第１の実施形態を説明するための図である。本実施形態におけるインクジェット記録装置は、大判の記録媒体に画像を記録する大判タイプの記録装置としての構成例である。
【００１５】
図１において、長尺の記録媒体１は、巻出しローラ１１の回転に応じてそこから巻出され、中間ローラ１３および１５によりガイドされてから、プリンタ部（記録部）１０００の対向部位に設けられた搬送部１００によって実質的に矢印の水平方向に搬送される。その後、記録媒体１は、送りローラ１７および中間ローラ１９にカイドされてから、巻取りローラ２１に巻取られる。搬送部１００は、プリンタ部１０００に対して記録媒体１の搬送方向の上流側および下流側に位置する搬送ローラ１１０および１２０と、それらローラ間に巻回された無端ベルト形態の搬送ベルト１３０と、を備えている。また、プリンタ部１０００による記録に際して、記録媒体１のプリント面（記録面）を平坦に規制するように、一対のプラテンローラ１４０によって、搬送ベルト１３０の所定範囲を適切な張力で展張して平坦性を向上させる。記録媒体１は、対のプラテンローラ１４０間の領域内においてプリンタ部１０００により画像が記録され、搬送ローラ１２０の位置において搬送ベルト１３０から離されてから、巻取りローラ２１に巻取られる。記録媒体１が巻取りローラ２１に巻き取られるまでの間において、乾燥ヒータ６００により乾燥処理が施される。
【００１６】
図２は、プリンタ部１０００および記録媒体１の搬送系の模式図である。プリンタ部１０００は、記録媒体１の搬送方向（副走査方向）Ｆとは異なる方向（交差する方向）、例えば、搬送方向Ｆに直交する記録媒体１の幅方向（主走査方向）Ｓに移動可能なキャリッジ１０１０を有している。１０２０は、主走査方向Ｓに延在する支持レールである。この支持レール１０２０は、キャリッジ１０１０に固着されたスライダ１０１２をスライド可能にガイドするスライドレール１０２２を支持している。１０３０は、キャリッジ１０１０を主走査に移動させるための駆動源としてのモータである。このモータ１０３０の駆動力は、キャリッジ１０１０に連結されたベルト１０３２、および、その他の適宜の伝動機構を介してキャリッジ１０１０に伝達される。
【００１７】
キャリッジ１０１０には、主走査方向と交差する方向（本例では、主走査方向と直交する搬送方向Ｆ）に沿って、インクを吐出可能な多数のノズルが配列された記録ヘッド１１００が搬送方向Ｆとは異なる方向（本例では、主走査方向Ｓ）に複数搭載されている。本例では、主走査方向Ｓに複数配置した記録ヘッド１１００が搬送方向Ｆに沿って２組搭載されている（図１参照）。それぞれの記録ヘッド１１００から吐出するインクの色は、便宜選択できる。本例においては、搬送方向Ｆの上流側に位置する１段目の組の記録ヘッド１１００の主走査によって記録した記録媒体１上の領域に対して、搬送方向Ｆの下流側に位置する２段目の組の記録ヘッド１１００によって再度記録を行うことができる。また、それらの組の記録ヘッド１１００による記録領域を分けて、それぞれの記録領域に対する記録を分担させることにより、高速記録を行うこともできる。
【００１８】
記録ヘッド１１００として、ノズルからインクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子として、電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などを用いることができる。電気熱変換素子を用いた場合には、その発熱によりインクを発泡させ、発泡エネルギーを利用してノズル先端の吐出口からインク滴を吐出することができる。本例の記録ヘッド１１００は、このような電気熱変換素子を用いてインク滴を吐出する記録ヘッドである。
【００１９】
図３は、キャリッジ１０１０の走査系の説明図である。キャッピング手段１２２０は、筐体１０３の上部の支持部１２００内に設けられており、非記録動作時に、それぞれの記録ヘッド１１００の吐出口面（吐出口の形成面）に当接して、吐出口の乾燥および異物の混入を抑えたり、異物の除去を行う。具体的には、非記録時に、記録ヘッド１１００をキャッピング手段１２２０と対向する位置に移動させ、キャッピング手段１２２０を駆動手段１２１０によって吐出口面に当接するキャップ方向に移動される。これにより、キャッピング手段１２２０における弾性部材等を吐出口面に圧接させて、キャッピングを行う。
【００２０】
目詰まり防止手段１２３１は、記録ヘッド１１００の吐出動作（予備吐出動作）、つまりインクリフレッシュによってインクの吐出条件の均一化を行うための吐出動作をするときに、その吐出動作により吐出されたインクを受ける。この目詰まり防止手段１２３１は、記録ヘッド１１００によるって画像の記録動作位置Ｐの外において、記録ヘッド１１００と対向する位置に設けられる。目詰まり防止手段１２３１には、キャッピング手段１２２０と記録動作位置Ｐとの間、およびその反対側に、記録ヘッド１１００から予備吐出されたインク滴を受けて吸収するための受け部材１２３１ａが配置されている。なお、液受け部材１２３１ａ内には図示しない液体保持部材が設けられ、その材質としては、スポンジ状多孔質部材等が用いられている。また、キャッピング手段１２２０と記録動作位置Ｐとの間には、記録ヘッド１１００の吐出口面を摺擦可能な払拭手段（ワイピングブレード）７０が配置され、その摺擦によって、吐出口面に付着したインク滴や塵埃などを払拭する。５０は、それらの塵埃等を受ける受け皿である。
【００２１】
次に、記録ヘッドのノズルからのインクの吐出状態を検出するための検出方法を図４から図６に基づいて説明する。
【００２２】
図４において、記録ヘッド１１００の下面に形成されたノズルＮから、目詰まり防止手段１２３１に向かってインク滴を吐出することができる。図５は、記録ヘッド１１００を下面側から見たノズルの配置図であり、ノズル列として、Ｈ列、Ｉ列、Ｊ列、Ｋ列の４列が形成されている。Ｈ列ノズルには、右側からＮ０，Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎ２５５９ノズルまでの計２５６０のノズルが配列されており、ノズル同士は、約０．０２１ｍｍの間隔を有している。Ｉ列、Ｊ列、Ｋ列のノズル列も同様である。また、各ノズルから吐出するインク滴は３ｐｌの体積である。図４において、キャリッジ１０１０は、ベルト１０３２によって矢印Ｓの主走査方向Ｓに往復移動され、記録媒体１は、矢印Ｆの副走査方向Ｆに搬送される。１Ａは、既に画像が記録された記録媒体１上の領域であり、１Ｂは、これから画像が記録される領域である。また、記録動作領域Ｐの外には、ＬＥＤとレンズを含む発光素子５と、受光素子６と、が対を成すように副走査方向Ｆに沿って配置されている。発光素子５から出射するビーム７の方向は、記録ヘッド１１００のノズルＮの配列方向（副走査方向Ｆ）に一致している。これにより、各ノズルＮから吐出されるインク滴の全ては、ビーム７中を通過させることができる。
【００２３】
図６は、受光素子６が受光した光量（受光量）の変化に対応する検出信号を示すグラフであり、縦軸は、受光素子６が感知する光量（本例の場合は、電圧）であり、横軸は時間である。ノズル列内のＮ０，Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎ２５５９ノズルから順次インク滴を吐出させる。そして、そのインク滴がビーム７中を通過したときに受光素子６が感知する光量（本例の場合は、電圧）から、インクの吐出状態が不良のノズル（吐出不良ノズル）が存在するか否かの判断する。図６中の点線部分のように、電圧が変化しない場合には、その時点においてインク滴を吐出すべきノズルからインク滴が吐出されず、そのノズルが吐出不良ノズルであると判断できる。図４中の矢印Ａ，Ｂ，Ｃのように、記録ヘッド１１００のＮ０，Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎ２５５９ノズルから、その順でインク滴を一定周期で吐出させる。このようなインク滴の吐出制御は、記録ヘッド１１００を統括的に制御する記録装置本体内の制御部（ＣＰＵ等）によって実行される。また、受光素子６の光量変化により現われる電圧変化によって、インク滴が吐出されたか否かを判断して、吐出不良ノズルを特定するための吐出不良ノズルの特定制御も記録装置本体内の制御部（ＣＰＵ等）によって実行される。
【００２４】
次に、インクの吐出状態を検出するためのインク滴の吐出について、図７から図９に基づいて説明する。
【００２５】
図７（ａ），（ｂ）は、記録ヘッド１１００をノズル列Ｈに直交した側面から見た模式図である。まず、個々のノズルの吐出状態の検出を行う前に、全ノズルのノズル内部に蓄積した増粘インクを排出するために、それらのノズルから画像の記録に寄与しないインクを吐出する予備吐出を一斉に行う。本例においては、計２５６０の全ノズルから、一斉に１０発ずつインク滴を吐出（予備吐出）する。その後、Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎ２５５９ノズルから、その順序でインク滴を吐出させて、インクの吐出状態を１ノズルずつ検出する。それらのノズルから順次吐出されたインク滴Ｒは、発光素子５から出射された光ビーム７のビーム束を横断するように通過する。図７（ａ）中のＲは、Ｎ０ノズルから吐出されて光ビーム７内を通過したインク滴である。インク滴Ｒが光ビーム７のビーム束を横断する際に、受光素子６が受光する光量の変化により、インク滴が吐出されたか否かを検出する。最初のノズルＮ０の吐出状態の検出を行った後、Ｎ１ノズル、Ｎ２ノズルの順に吐出状態の検出を行う。そして、図７（ｂ）のように、最後のＮ２５５９ノズルの吐出状態の検出を行う。
【００２６】
Ｎ０ノズルの吐出状態の検出を行ってから、Ｎ２５５９ノズルの吐出状態の検出が完了するまでに多くの時間を要するため、Ｎ２５５９ノズル内のインクは、インク滴の吐出状態に影響を及ぼすほど増粘しているおそれがある。そのため、吐出状態を検出するためのインク滴Ｒを吐出する前に、ノズル内の増粘インクを排出して、正常な吐出状態を得る必要がある。そこで本例においては、後述するように、ノズルから数発のインク滴を吐出して吐出状態を正常化してから、吐出状態を検出する。
【００２７】
図８は、Ｎ０ノズルからＮ２５５９ノズルからインクの吐出するための電気信号（ヒータの駆動パルス）の波形を示す。
【００２８】
Ｎ０ノズルの吐出状態を検出する際には、インク滴を４発吐出するように、それに対応する４パルスの電気信号（吐出パルス）がＮ０ノズルのヒータに送られる。吐出される４発のインク滴の内、１発目は、ノズル内の増粘インクを排出するために吐出され、残りの３発は、インクの吐出状態を検出するために吐出される。最初に吐出状態を検出するＮ０ノズルは、その内部のインクの増粘程度が軽いため、増粘インクを排出するためにインク滴を１発だけ吐出する。ノズルＮ０から４発のインク滴を吐出した後、若干の時間休止した後、Ｎ１ノズルの吐出状態を検出する。その休止の時間は、ノズルＮ０から吐出されたインク滴の飛翔中に、それらの一部が分離することにより発生して、周辺に浮遊する極小のインク滴が消えるまでの時間である。このようにして、ノズル列Ｈにおける計２５６０のノズルの全てに対して、吐出状態の検出を行う。
【００２９】
Ｎ２５５９ノズルの吐出状態を検出する際には、インク滴を１１発吐出するように、それに対応する１１パルスの吐出パルスがＮ２５５９のノズルのヒータに送られる。吐出される１１発のインク滴の内、１発目から８発目の８発は、増粘インクを排出のために吐出され、残りの９発目から１１発目の３発は、吐出状態を検出するために吐出される。Ｎ０ノズルの吐出状態の検出を行なってから、Ｎ２５５９ノズルの吐出状態の検出を行なうまでの待機時間により、Ｎ２５５９ノズル内のインクが増粘したため、増粘インクを排出するための８発のインク滴の吐出が必要となる。Ｎ１ノズルからＮ２５５８ノズルについては、予備吐出を一斉に行なってから、吐出状態の検出を行なうまでの待機時間に応じて、インク滴の吐出数を４発から１１発の間で増加させる。各ノズルの吐出状態の検出を行なう時間間隔が一定であれば、吐出状態の検出の順番と、インクの増粘の程度と、は比例関係にあるため、各ノズルの吐出状態の検出を行なう順番に応じて、各のノズルからのインク滴の吐出数を階段的に増加させればよい。本例では、インク滴の吐出間隔は約５０μ秒である。
【００３０】
図９（ｂ）は、本例におけるノズル毎のインク滴の吐出数の設定例の説明図であり、横軸はノズル番号を表し、縦軸は吐出数を表している。Ｎ０ノズルからＮ２５５９ノズルにおいて、増粘インクを排出するための増粘インク排出分として吐出するインク滴は、１発から８発まで段階的に増加し、一方、吐出状態を検出するための吐出状態検出分として吐出するインク滴は、一律に３発となっている。図９（ａ）は比較例を示し、特許文献１のように、最後に吐出状態の検出を行なうノズルに合わせて、全ノズルのインク滴の吐出数が多く設定されている。図９（ａ），（ｂ）の比較から明らかなように、本例のように、吐出状態の検出を行なう順番に応じて、インク滴の吐出数を段階的に変化させることにより、吐出状態の検出に必要な時間も大幅に減らすことができる。
【００３１】
また、増粘インクを排出するための吐出するインク量を多くすることにより、増粘インクは、より排出されやすくなる。したがって、インク滴の１発当たりの吐出量が多くなる場合には、待機時間に応じて、インク滴の吐出数を減少させてもよい。ただし、吐出状態を検出するために吐出するインク滴を大きくした場合には、吐出状態を正確に検出できなくなるおそれがある。
【００３２】
図１０は、本例におけるノズルの吐出状態の検出処理を説明するためのフローチャートである。
【００３３】
まず、吐出状態を連続して検出する全ての対象ノズル（本例の場合は、同一ノズル列内のノズル）に対して、増粘インクを排出するための予備吐出を一斉に行う（ステップＳ１）。その後、このような一斉の予備吐出から、１番目（ｎ＝０）のノズルの吐出状態の検出を行なうまでの経過時間を計算し（ステップＳ２）、その計算した経過時間に応じて、その１番目のノズルの吐出状態を検出するためのインク滴の吐出数を算出する（ステップＳ３）。その算出した吐出数のインク滴を１番目のノズルから吐出して、その吐出状態を検出する（ステップＳ４）。その検出結果とノズル番号とを対応付けて記録する（Ｓ５）。全ての対象ノズルに関して、吐出状態の検出が終了していない場合には、インク滴の浮遊ミストが消えるまで待機する（ステップＳ６，７）。そして、検出対象のノズル番号を１つ増やして（ステップＳ８）、ステップＳ２に戻る。このようにして、検出対象の全ノズルについて、一斉の予備吐出からの経過時間に応じた数のインク滴を吐出して、その吐出状態を検出する。このように、吐出状態の検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、その検出時に吐出するインク滴の吐出量を多くする。このような吐出量制御により、インク滴の吐出状態を正確に検出することができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、同一のノズル列を形成する複数のノズルに対して、連続的に吐出状態の検出を行った。しかし、同一のノズル列内のノズルの吐出状態を必ずしも連続的に検出する必要はなく、いくつかのノズルグループに分割して、そのノズルグループ毎に、そのノズルグループ内の複数のノズルを制御対象として、それらの吐出状態を検出してもよい。つまり、同一ノズル列内の所定数のノズルを１つの単位として、その吐出状態を検出してもよい。
【００３５】
前述した実施形態と同様に、記録ヘッド１１００の設けられたノズル列には、２５６０個のノズルが配列されている。まず、最初に個々のノズルの吐出状態の検出を行う前に、連続して吐出状態の検出を行う全ノズルの内部に蓄積した増粘インクを排出するために、一斉に予備吐出を行う。本例の場合は、前述した実施形態と同様に、２５６０個のノズルのそれぞれから、画像の記録に付与しないインクを一斉に１０発吐出（予備吐出）する。次に、Ｎ０ノズル，Ｎ１ノズル，・・・の順に、１ノズルずつ順番に吐出状態の検出を行う。最初のノズルＮ０から吐出されたインク滴Ｑは、発光素子５から出射された光ビーム７のビーム束を横断するように通過する。その際に、受光素子６が受光する光量の変化により、Ｎ０ノズルからインク滴が吐出されたか否かを検出する。ノズルＮ０の吐出状態の検出が行われた後、Ｎ１ノズル、Ｎ２ノズルの順に、Ｎ１２７９ノズルまでの全ノズルの半分に対して、連続して吐出状態の検出を行う。
【００３６】
図１２（ａ）は、Ｎ０ノズルからＮ１７７９ノズルの吐出状態を検出するための吐出パルスの波形を示す。Ｎ０ノズルの吐出状態を検出する際には、インク滴を４発吐出するための吐出パルスがＣＰＵから送られる。この吐出パルスの内の１発目は、増粘インクを排出するためにインク滴を吐出するパルスであり、残りの３発は、吐出状態を検出するためにインク滴を吐出するパルスである。最初に吐出状態を検出するＮ０ノズルは、その内部におけるインクの増粘の程度が小さいため、その増粘インクを排出するためにインク滴を１発だけ吐出する。そして、若干の時間休止した後にＮ１ノズルの吐出状態を検出する。その休止の時間は、ノズルＮ０から吐出されたインク滴の飛翔中に、それらの一部が分離することにより発生して、周辺に浮遊する極小のインク滴が消えるまでの時間である。同様にして、０ノズルからＮ１７７９ノズルについて吐出状態の検出を行う。Ｎ１７７９ノズルの吐出状態を検出する際には、図１２（ａ）のように、インク滴を７発吐出させるための吐出パルスが送られる。この吐出パルスの内、１発目から４発目は、増粘インクを排出のためにインク滴を吐出するパルスであり、残りの３発は、吐出状態を検出するためにインク滴を吐出するパルスである。Ｎ１からＮ１２７８ノズルについては、前述した形態と同様に、一斉の予備吐出からの待機時間に応じて、４発から７発のインク滴を吐出させるように吐出パルスを段階的に変化させる。
【００３７】
このようにして、Ｎ０ノズルからＮ１２７９ノズルに対しての吐出状態の検出が終わった後は、吐出状体の検出処理を一旦休止し、残りのＮ１２８０ノズルからＮ２５５９ノズルから、図１１（ｃ）のように同時に予備吐出を行う。本例においては、それらのノズルから４発ずつの予備吐出を行う。この予備吐出により、Ｎ０ノズルからＮ１７７９ノズルの吐出状態の検出をしている間にＮ１２８０ノズルからＮ２５５９ノズルの内部に発生した増粘インクが排出される。このような予備吐出の終了後、Ｎ１２８０ノズルからＮ２５５９ノズルに対して、Ｎ１２８０，Ｎ１２８１・・・Ｎ２５５９ノズルの順に吐出状態の検出を行なう。図１１（ｃ）は、Ｎ１２８０ノズルについての吐出状態の検出処理の状態を表す。また、図１２（ｂ）は、Ｎ１２８０ノズルからＮ２５５９ノズルから、インク滴を吐出させるための吐出パルスを示す。図１２（ｂ）において、Ｎ１２８０ノズルからＮ２５５９ノズルから吐出するインク滴の吐出数は、直前に予備吐出を行っているため、Ｎ０ノズルからＮ１７７９ノズルから吐出するインク滴の吐出数と同数であっても正常に吐出状態を検出することができる。
【００３８】
図９（ｃ）は、本実施形態におけるノズル毎のインク滴の吐出数の説明図であり、横軸はノズル番号を表し、縦軸は吐出数を表している。本実施形態の図９（ｃ）と、前述した第１の実施形態の図９（ｂ）と、を比較すると、インク滴の総吐出数はほぼ同じである。しかし、本実施形態においては、全ノズル数を前半と後半のノズルグループに２分割して、後半のノズルグループに対して予備吐出を一括して行なうため、そのための吐出時間がほとんど掛からない。したがって、吐出状態の検出に必要な時間、および吐出量を減らすことができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
一般的に、ノズル内において同じインクが同じ程度増粘した場合、吐出するインク滴の小さいほど、インクの吐出が不安定になる傾向がある。記録ヘッドとしては、同一のノズル列中に、異なる大きさのインク滴を吐出するノズルを含むものがある。この場合、一斉に予備吐出してから、各ノズルの吐出状態を検出するまでの待機時間だけではなく、各ノズルから吐出されるインク滴の大きさも考慮することが望ましい。このようにインク滴の大きさを考慮して、増粘インクを排出するために必要十分な数のインク滴を吐出することにより、より短い時間で吐出状態の検出が可能となる。
【００４０】
（第４の実施形態）
インクによっては、ノズル内におけるインクの増粘速度が異なる組成のものがある。記録ヘッドとしては、１つのノズル列の中において、そのような複数種のインクを吐出する構成の記録ヘッド、および、そのような異なるインクを吐出する複数のノズル列が１直線上に並んでいる構成の記録ヘッドなどがある。このような構成の記録ヘッド場合には、連続的に吐出状態を検出するノズルに対して、一斉に予備吐出してから、各ノズルの吐出状態の検出を行なうまでの待機時間だけではなく、インク種も考慮することが望ましい。このようにインクの種類を考慮して、増粘インクを排出するために必要十分な数のインク滴を吐出することにより、より短い時間にて吐出状態の検出が可能となる。
【００４１】
（他の実施形態）
上述した実施形態では、インク滴をノズルから吐出させる方式として、電気熱変換素子に電気エネルギーを加えて、インクを発泡および吐出させる方式を採用した。しかしながら、本発明は、インク滴を吐出する種々のインクジェット方式において適用することができ、例えば、電気エネルギーを圧力変動に変換する圧電素子を用いてインクを吐出する方式であってもよい。
【００４２】
また、上述した実施形態では、インク滴の吐出状態を検出する手法として、光学式検知方法を用いた例について説明した。しかし、本発明は、これに限定されず、種々の検知方法を用いることができる。例えば、吐出するインクに予め電荷を印加しておき、吐出されたインク滴を受け止める箇所において、そのインク滴の電荷量の変化を測定し、その測定結果に基づいて不吐出ノズルを検知する電荷式不吐検知方法を用いることもできる。つまり、各ノズルの吐出状態を同時に検出する方法でなければ、どのような検出方法であってもよい。
【００４３】
また、上述した実施形態では、吐出状態を検出する光学式検出機構の中のビーム出射手段としてＬＥＤ光源を用いた。しかし、光源としては、レーザービームなどのＬＥＤ光源以外の光源を用いてもよい。また、上述した実施形態では、複数のノズルの吐出状態を検出する順番として、ノズル列の端から順に検出する例について説明した。しかし本発明は、必ずしもその順序で無くてもよく、順不同の順番であってもよい。また、上述した実施形態では、ノズルがインク滴を吐出しているか否かの判定を行う例について説明した。しかし本発明は、インク滴の吐出の有無、吐出方向、吐出速度など吐出状態全般についての検出も可能であり、例えば、吐出速度を測定することもできる。
【００４４】
また、上述した実施形態では、記録ヘッドが記録媒体上を往復移動しながら記録を行う、いわゆるシリアル式のインクジェット記録装置として適用例として説明した。しかし本発明は、記録動作中に記録ヘッドが移動しない、いわゆるラインプリンタ式のインクジェット記録装置に対しても適用可能である。
【００４５】
また、本発明においては、記録装置に接続されるホスト装置が前述した記録装置の機能の少なくとも一部を持つように構成してもよい。また、本発明の形態としては、上述した記録装置におけるインク滴の吐出状態の検出方法をコンピュータによって実施するためのプログラム、および、そのプログラムを格納した記憶媒体を含むことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 記録媒体
５ 発光素子
６ 受光素子
７ 光ビーム
１１００ 記録ヘッド
Ｎ ノズル
Ｒ、Ｑ インク滴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴を吐出して画像を記録するインクジェット記録装置、および、その制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、電気熱変換素子（ヒータ）や圧電素子などを用いて、記録ヘッドのノズルからインク滴を吐出することにより画像を記録する。ゴミ等の異物がノズルに詰まった場合、および電気熱変換体や圧電素子などが故障した場合には、インク滴が吐出できなくなって、画像に欠損が生じるおそれがある。
【０００３】
また、インクジェット記録装置としては、記録ヘッドからのインク滴の吐出状態を検出する機能をもつものがあり、その検出方法の代表的な例としては、光学式検出方法と電荷式検出方法がある。光学式検出方法は、記録ヘッドを所定の検出位置に停止させ、発光素子から出た光ビームの中にノズルからインク滴を吐出させ、その光ビームを受ける受光素子の光量変化からインク滴の吐出状態を検出して、吐出状態が不良の吐出不良ノズルを検知する。電荷式検出方法は、インクに予め電荷を与えておき、吐出したインク滴を受け止める箇所において測定した電荷量の変化から、吐出状態が不良の吐出不良ノズルを検知する。ノズル毎のインク滴の吐出状態の検出結果に応じて、ノズルから画像の記録に寄与しないインク滴を吐出する予備吐出などの回復処理をする。あるいは、インク滴を吐出不能なノズル（不吐出ノズル）によって記録すべき画像を、インク滴を吐出可能なノズルによって記録するように制御する。
【０００４】
特許文献１には、光学的にインク滴の吐出状態を検出する方式において、その検出の正確性を向上させるために、ノズルからのインク滴の吐出回数が多くなった場合に、吐出状態の検出時におけるインク滴の吐出数を変更する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２７１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば、インクジェット記録装置が大判プリンタである場合には、ノズルの総数が数万に及ぶ。このように、インク滴の吐出状態の検出対象となるノズル数が多くなった場合、１ノズル毎に、インク滴の吐出状態を検出すると多くの時間が必要となる。また、インク滴の吐出状態を最初に検出するノズルと、それを最後に検出するノズルとの間において、インク滴の吐出状態に差が生じるおそれがある。例えば、インク滴の吐出状態の検出のために最初にインク滴を吐出してからの経過時間に伴って、ノズル内におけるインクの乾燥、増粘が進行して、インク滴の吐出状態が悪化する。特に、吐出されるインク滴の大きさが小さくなればなるほど、ノズル内の増粘インクの悪影響を受けやすくなる。
【０００７】
そのため、インク滴の吐出状態を検出するためのインク滴の吐出の前に、ノズル内の増粘インクを排出するためにノズルからインク滴を吐出して、インク滴の吐出状態の検出時にインク滴を正常に吐出できるようにする必要がある。複数のノズルにおけるインク滴の吐出状態を連続的に検出する場合、最後に検出対象となるノズル内のインクの増粘の程度が大きくなるため、その最後の検出対象のノズルから増粘インクを排出するために充分なインク滴を吐出する必要がある。このような最後の検出対象のノズルに合わせて、他のノズルからもインク滴を吐出すると、インクの吐出量、およびインク滴の吐出状態の検出に掛かる時間が長くなってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、ノズル数が多い記録ヘッドにおいても、インク滴の吐出状態の検出時に吐出するインク量を最小限に抑えつつ、インク滴の吐出状態を効率よく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、その制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインクジェット記録装置は、インク滴を吐出可能な複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出するために、前記複数のノズルから順次インク滴を吐出させる吐出制御手段と、前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する検出手段と、前記ノズルが前記検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、前記検出時に吐出するインク滴の量を多くする吐出量制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のインクジェット記録装置の制御方法は、インク滴を吐出可能な複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置の制御方法であって、前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出するために、前記複数のノズルから順次インク滴を吐出させる工程と、前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する工程と、前記ノズルが前記検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、前記検出時に吐出するインク滴の量を多くする工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数のノズルに対してインク滴の吐出状態を検出する順番を考慮して、その検出時に吐出するインク滴の吐出量を制御することにより、必要最小限の吐出量でより短時間に高精度に吐出状態を検出することができる。
【００１２】
また、インク滴の吐出状態を検出する複数のノズルを複数のノズルグループに分けて、ノズルグループ毎に、そのノズルグループ内の複数のノズルを、吐出状態を連続的に検出する対象とすることにより、より短時間で高精度に吐出状態を検出できる。また、ノズルから吐出されるインク滴の大きさ、およびインクの種類に応じて、吐出状態の検出時に吐出するインク量を制御することにより、より高精度に吐出状態を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録装置の概略構成図である。
【図２】図１の記録装置におけるプリント部の概略斜視図である。
【図３】図２のプリント部の概略構成図である。
【図４】図１の記録装置における記録ヘッドの吐出状態の検出動作を説明するための要部の斜視図である。
【図５】図１の記録装置における記録ヘッドのノズルの配置形態を説明するための模式図である。
【図６】図１の記録装置における記録ヘッドの吐出状態の検出信号を説明するための波形図である。
【図７】（ａ）は、図５の記録ヘッドにおける最初のノズルの吐出状態の検出動作を説明するための模式図、（ｂ）は、図５の記録ヘッドにおける最後のノズルの吐出状態の検出動作を説明するための模式図である。
【図８】図１の記録装置における記録ヘッドの吐出パルスを説明するための波形図である。
【図９】（ａ）は、ノズル毎のインク吐出数の比較例の説明図、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態におけるノズル毎のインク吐出数の説明図、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態におけるノズル毎のインク吐出数の説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態における吐出状態の検出処理を説明するためのフローチャートである。
【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、本発明の第２の実施形態においてノズルの吐出状態の検出動作を説明するための模式図である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、本発明の第２の実施形態における記録ヘッドの吐出パルスを説明するための波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１から図９は、本発明の第１の実施形態を説明するための図である。本実施形態におけるインクジェット記録装置は、大判の記録媒体に画像を記録する大判タイプの記録装置としての構成例である。
【００１５】
図１において、長尺の記録媒体１は、巻出しローラ１１の回転に応じてそこから巻出され、中間ローラ１３および１５によりガイドされてから、プリンタ部（記録部）１０００の対向部位に設けられた搬送部１００によって実質的に矢印の水平方向に搬送される。その後、記録媒体１は、送りローラ１７および中間ローラ１９にカイドされてから、巻取りローラ２１に巻取られる。搬送部１００は、プリンタ部１０００に対して記録媒体１の搬送方向の上流側および下流側に位置する搬送ローラ１１０および１２０と、それらローラ間に巻回された無端ベルト形態の搬送ベルト１３０と、を備えている。また、プリンタ部１０００による記録に際して、記録媒体１のプリント面（記録面）を平坦に規制するように、一対のプラテンローラ１４０によって、搬送ベルト１３０の所定範囲を適切な張力で展張して平坦性を向上させる。記録媒体１は、対のプラテンローラ１４０間の領域内においてプリンタ部１０００により画像が記録され、搬送ローラ１２０の位置において搬送ベルト１３０から離されてから、巻取りローラ２１に巻取られる。記録媒体１が巻取りローラ２１に巻き取られるまでの間において、乾燥ヒータ６００により乾燥処理が施される。
【００１６】
図２は、プリンタ部１０００および記録媒体１の搬送系の模式図である。プリンタ部１０００は、記録媒体１の搬送方向（副走査方向）Ｆとは異なる方向（交差する方向）、例えば、搬送方向Ｆに直交する記録媒体１の幅方向（主走査方向）Ｓに移動可能なキャリッジ１０１０を有している。１０２０は、主走査方向Ｓに延在する支持レールである。この支持レール１０２０は、キャリッジ１０１０に固着されたスライダ１０１２をスライド可能にガイドするスライドレール１０２２を支持している。１０３０は、キャリッジ１０１０を主走査に移動させるための駆動源としてのモータである。このモータ１０３０の駆動力は、キャリッジ１０１０に連結されたベルト１０３２、および、その他の適宜の伝動機構を介してキャリッジ１０１０に伝達される。
【００１７】
キャリッジ１０１０には、主走査方向と交差する方向（本例では、主走査方向と直交する搬送方向Ｆ）に沿って、インクを吐出可能な多数のノズルが配列された記録ヘッド１１００が搬送方向Ｆとは異なる方向（本例では、主走査方向Ｓ）に複数搭載されている。本例では、主走査方向Ｓに複数配置した記録ヘッド１１００が搬送方向Ｆに沿って２組搭載されている（図１参照）。それぞれの記録ヘッド１１００から吐出するインクの色は、便宜選択できる。本例においては、搬送方向Ｆの上流側に位置する１段目の組の記録ヘッド１１００の主走査によって記録した記録媒体１上の領域に対して、搬送方向Ｆの下流側に位置する２段目の組の記録ヘッド１１００によって再度記録を行うことができる。また、それらの組の記録ヘッド１１００による記録領域を分けて、それぞれの記録領域に対する記録を分担させることにより、高速記録を行うこともできる。
【００１８】
記録ヘッド１１００として、ノズルからインクを吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生素子として、電気熱変換素子（ヒータ）やピエゾ素子などを用いることができる。電気熱変換素子を用いた場合には、その発熱によりインクを発泡させ、発泡エネルギーを利用してノズル先端の吐出口からインク滴を吐出することができる。本例の記録ヘッド１１００は、このような電気熱変換素子を用いてインク滴を吐出する記録ヘッドである。
【００１９】
図３は、キャリッジ１０１０の走査系の説明図である。キャッピング手段１２２０は、筐体１０３の上部の支持部１２００内に設けられており、非記録動作時に、それぞれの記録ヘッド１１００の吐出口面（吐出口の形成面）に当接して、吐出口の乾燥および異物の混入を抑えたり、異物の除去を行う。具体的には、非記録時に、記録ヘッド１１００をキャッピング手段１２２０と対向する位置に移動させ、キャッピング手段１２２０を駆動手段１２１０によって吐出口面に当接するキャップ方向に移動される。これにより、キャッピング手段１２２０における弾性部材等を吐出口面に圧接させて、キャッピングを行う。
【００２０】
目詰まり防止手段１２３１は、記録ヘッド１１００の吐出動作（予備吐出動作）、つまりインクリフレッシュによってインクの吐出条件の均一化を行うための吐出動作をするときに、その吐出動作により吐出されたインクを受ける。この目詰まり防止手段１２３１は、記録ヘッド１１００によるって画像の記録動作位置Ｐの外において、記録ヘッド１１００と対向する位置に設けられる。目詰まり防止手段１２３１には、キャッピング手段１２２０と記録動作位置Ｐとの間、およびその反対側に、記録ヘッド１１００から予備吐出されたインク滴を受けて吸収するための受け部材１２３１ａが配置されている。なお、液受け部材１２３１ａ内には図示しない液体保持部材が設けられ、その材質としては、スポンジ状多孔質部材等が用いられている。また、キャッピング手段１２２０と記録動作位置Ｐとの間には、記録ヘッド１１００の吐出口面を摺擦可能な払拭手段（ワイピングブレード）７０が配置され、その摺擦によって、吐出口面に付着したインク滴や塵埃などを払拭する。５０は、それらの塵埃等を受ける受け皿である。
【００２１】
次に、記録ヘッドのノズルからのインクの吐出状態を検出するための検出方法を図４から図６に基づいて説明する。
【００２２】
図４において、記録ヘッド１１００の下面に形成されたノズルＮから、目詰まり防止手段１２３１に向かってインク滴を吐出することができる。図５は、記録ヘッド１１００を下面側から見たノズルの配置図であり、ノズル列として、Ｈ列、Ｉ列、Ｊ列、Ｋ列の４列が形成されている。Ｈ列ノズルには、右側からＮ０，Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎ２５５９ノズルまでの計２５６０のノズルが配列されており、ノズル同士は、約０．０２１ｍｍの間隔を有している。Ｉ列、Ｊ列、Ｋ列のノズル列も同様である。また、各ノズルから吐出するインク滴は３ｐｌの体積である。図４において、キャリッジ１０１０は、ベルト１０３２によって矢印Ｓの主走査方向Ｓに往復移動され、記録媒体１は、矢印Ｆの副走査方向Ｆに搬送される。１Ａは、既に画像が記録された記録媒体１上の領域であり、１Ｂは、これから画像が記録される領域である。また、記録動作領域Ｐの外には、ＬＥＤとレンズを含む発光素子５と、受光素子６と、が対を成すように副走査方向Ｆに沿って配置されている。発光素子５から出射するビーム７の方向は、記録ヘッド１１００のノズルＮの配列方向（副走査方向Ｆ）に一致している。これにより、各ノズルＮから吐出されるインク滴の全ては、ビーム７中を通過させることができる。
【００２３】
図６は、受光素子６が受光した光量（受光量）の変化に対応する検出信号を示すグラフであり、縦軸は、受光素子６が感知する光量（本例の場合は、電圧）であり、横軸は時間である。ノズル列内のＮ０，Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎ２５５９ノズルから順次インク滴を吐出させる。そして、そのインク滴がビーム７中を通過したときに受光素子６が感知する光量（本例の場合は、電圧）から、インクの吐出状態が不良のノズル（吐出不良ノズル）が存在するか否かの判断する。図６中の点線部分のように、電圧が変化しない場合には、その時点においてインク滴を吐出すべきノズルからインク滴が吐出されず、そのノズルが吐出不良ノズルであると判断できる。図４中の矢印Ａ，Ｂ，Ｃのように、記録ヘッド１１００のＮ０，Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎ２５５９ノズルから、その順でインク滴を一定周期で吐出させる。このようなインク滴の吐出制御は、記録ヘッド１１００を統括的に制御する記録装置本体内の制御部（ＣＰＵ等）によって実行される。また、受光素子６の光量変化により現われる電圧変化によって、インク滴が吐出されたか否かを判断して、吐出不良ノズルを特定するための吐出不良ノズルの特定制御も記録装置本体内の制御部（ＣＰＵ等）によって実行される。
【００２４】
次に、インクの吐出状態を検出するためのインク滴の吐出について、図７から図９に基づいて説明する。
【００２５】
図７（ａ），（ｂ）は、記録ヘッド１１００をノズル列Ｈに直交した側面から見た模式図である。まず、個々のノズルの吐出状態の検出を行う前に、全ノズルのノズル内部に蓄積した増粘インクを排出するために、それらのノズルから画像の記録に寄与しないインクを吐出する予備吐出を一斉に行う。本例においては、計２５６０の全ノズルから、一斉に１０発ずつインク滴を吐出（予備吐出）する。その後、Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２・・・Ｎ２５５９ノズルから、その順序でインク滴を吐出させて、インクの吐出状態を１ノズルずつ検出する。それらのノズルから順次吐出されたインク滴Ｒは、発光素子５から出射された光ビーム７のビーム束を横断するように通過する。図７（ａ）中のＲは、Ｎ０ノズルから吐出されて光ビーム７内を通過したインク滴である。インク滴Ｒが光ビーム７のビーム束を横断する際に、受光素子６が受光する光量の変化により、インク滴が吐出されたか否かを検出する。最初のノズルＮ０の吐出状態の検出を行った後、Ｎ１ノズル、Ｎ２ノズルの順に吐出状態の検出を行う。そして、図７（ｂ）のように、最後のＮ２５５９ノズルの吐出状態の検出を行う。
【００２６】
Ｎ０ノズルの吐出状態の検出を行ってから、Ｎ２５５９ノズルの吐出状態の検出が完了するまでに多くの時間を要するため、Ｎ２５５９ノズル内のインクは、インク滴の吐出状態に影響を及ぼすほど増粘しているおそれがある。そのため、吐出状態を検出するためのインク滴Ｒを吐出する前に、ノズル内の増粘インクを排出して、正常な吐出状態を得る必要がある。そこで本例においては、後述するように、ノズルから数発のインク滴を吐出して吐出状態を正常化してから、吐出状態を検出する。
【００２７】
図８は、Ｎ０ノズルからＮ２５５９ノズルからインクの吐出するための電気信号（ヒータの駆動パルス）の波形を示す。
【００２８】
Ｎ０ノズルの吐出状態を検出する際には、インク滴を４発吐出するように、それに対応する４パルスの電気信号（吐出パルス）がＮ０ノズルのヒータに送られる。吐出される４発のインク滴の内、１発目は、ノズル内の増粘インクを排出するために吐出され、残りの３発は、インクの吐出状態を検出するために吐出される。最初に吐出状態を検出するＮ０ノズルは、その内部のインクの増粘程度が軽いため、増粘インクを排出するためにインク滴を１発だけ吐出する。ノズルＮ０から４発のインク滴を吐出した後、若干の時間休止した後、Ｎ１ノズルの吐出状態を検出する。その休止の時間は、ノズルＮ０から吐出されたインク滴の飛翔中に、それらの一部が分離することにより発生して、周辺に浮遊する極小のインク滴が消えるまでの時間である。このようにして、ノズル列Ｈにおける計２５６０のノズルの全てに対して、吐出状態の検出を行う。
【００２９】
Ｎ２５５９ノズルの吐出状態を検出する際には、インク滴を１１発吐出するように、それに対応する１１パルスの吐出パルスがＮ２５５９のノズルのヒータに送られる。吐出される１１発のインク滴の内、１発目から８発目の８発は、増粘インクを排出のために吐出され、残りの９発目から１１発目の３発は、吐出状態を検出するために吐出される。Ｎ０ノズルの吐出状態の検出を行なってから、Ｎ２５５９ノズルの吐出状態の検出を行なうまでの待機時間により、Ｎ２５５９ノズル内のインクが増粘したため、増粘インクを排出するための８発のインク滴の吐出が必要となる。Ｎ１ノズルからＮ２５５８ノズルについては、予備吐出を一斉に行なってから、吐出状態の検出を行なうまでの待機時間に応じて、インク滴の吐出数を４発から１１発の間で増加させる。各ノズルの吐出状態の検出を行なう時間間隔が一定であれば、吐出状態の検出の順番と、インクの増粘の程度と、は比例関係にあるため、各ノズルの吐出状態の検出を行なう順番に応じて、各のノズルからのインク滴の吐出数を階段的に増加させればよい。本例では、インク滴の吐出間隔は約５０μ秒である。
【００３０】
図９（ｂ）は、本例におけるノズル毎のインク滴の吐出数の設定例の説明図であり、横軸はノズル番号を表し、縦軸は吐出数を表している。Ｎ０ノズルからＮ２５５９ノズルにおいて、増粘インクを排出するための増粘インク排出分として吐出するインク滴は、１発から８発まで段階的に増加し、一方、吐出状態を検出するための吐出状態検出分として吐出するインク滴は、一律に３発となっている。図９（ａ）は比較例を示し、特許文献１のように、最後に吐出状態の検出を行なうノズルに合わせて、全ノズルのインク滴の吐出数が多く設定されている。図９（ａ），（ｂ）の比較から明らかなように、本例のように、吐出状態の検出を行なう順番に応じて、インク滴の吐出数を段階的に変化させることにより、吐出状態の検出に必要な時間も大幅に減らすことができる。
【００３１】
また、増粘インクを排出するための吐出するインク量を多くすることにより、増粘インクは、より排出されやすくなる。したがって、インク滴の１発当たりの吐出量が多くなる場合には、待機時間に応じて、インク滴の吐出数を減少させてもよい。ただし、吐出状態を検出するために吐出するインク滴を大きくした場合には、吐出状態を正確に検出できなくなるおそれがある。
【００３２】
図１０は、本例におけるノズルの吐出状態の検出処理を説明するためのフローチャートである。
【００３３】
まず、吐出状態を連続して検出する全ての対象ノズル（本例の場合は、同一ノズル列内のノズル）に対して、増粘インクを排出するための予備吐出を一斉に行う（ステップＳ１）。その後、このような一斉の予備吐出から、１番目（ｎ＝０）のノズルの吐出状態の検出を行なうまでの経過時間を計算し（ステップＳ２）、その計算した経過時間に応じて、その１番目のノズルの吐出状態を検出するためのインク滴の吐出数を算出する（ステップＳ３）。その算出した吐出数のインク滴を１番目のノズルから吐出して、その吐出状態を検出する（ステップＳ４）。その検出結果とノズル番号とを対応付けて記録する（Ｓ５）。全ての対象ノズルに関して、吐出状態の検出が終了していない場合には、インク滴の浮遊ミストが消えるまで待機する（ステップＳ６，７）。そして、検出対象のノズル番号を１つ増やして（ステップＳ８）、ステップＳ２に戻る。このようにして、検出対象の全ノズルについて、一斉の予備吐出からの経過時間に応じた数のインク滴を吐出して、その吐出状態を検出する。このように、吐出状態の検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、その検出時に吐出するインク滴の吐出量を多くする。このような吐出量制御により、インク滴の吐出状態を正確に検出することができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、同一のノズル列を形成する複数のノズルに対して、連続的に吐出状態の検出を行った。しかし、同一のノズル列内のノズルの吐出状態を必ずしも連続的に検出する必要はなく、いくつかのノズルグループに分割して、そのノズルグループ毎に、そのノズルグループ内の複数のノズルを制御対象として、それらの吐出状態を検出してもよい。つまり、同一ノズル列内の所定数のノズルを１つの単位として、その吐出状態を検出してもよい。
【００３５】
前述した実施形態と同様に、記録ヘッド１１００の設けられたノズル列には、２５６０個のノズルが配列されている。まず、最初に個々のノズルの吐出状態の検出を行う前に、連続して吐出状態の検出を行う全ノズルの内部に蓄積した増粘インクを排出するために、一斉に予備吐出を行う。本例の場合は、前述した実施形態と同様に、２５６０個のノズルのそれぞれから、画像の記録に付与しないインクを一斉に１０発吐出（予備吐出）する。次に、Ｎ０ノズル，Ｎ１ノズル，・・・の順に、１ノズルずつ順番に吐出状態の検出を行う。最初のノズルＮ０から吐出されたインク滴Ｑは、発光素子５から出射された光ビーム７のビーム束を横断するように通過する。その際に、受光素子６が受光する光量の変化により、Ｎ０ノズルからインク滴が吐出されたか否かを検出する。ノズルＮ０の吐出状態の検出が行われた後、Ｎ１ノズル、Ｎ２ノズルの順に、Ｎ１２７９ノズルまでの全ノズルの半分に対して、連続して吐出状態の検出を行う。
【００３６】
図１２（ａ）は、Ｎ０ノズルからＮ１７７９ノズルの吐出状態を検出するための吐出パルスの波形を示す。Ｎ０ノズルの吐出状態を検出する際には、インク滴を４発吐出するための吐出パルスがＣＰＵから送られる。この吐出パルスの内の１発目は、増粘インクを排出するためにインク滴を吐出するパルスであり、残りの３発は、吐出状態を検出するためにインク滴を吐出するパルスである。最初に吐出状態を検出するＮ０ノズルは、その内部におけるインクの増粘の程度が小さいため、その増粘インクを排出するためにインク滴を１発だけ吐出する。そして、若干の時間休止した後にＮ１ノズルの吐出状態を検出する。その休止の時間は、ノズルＮ０から吐出されたインク滴の飛翔中に、それらの一部が分離することにより発生して、周辺に浮遊する極小のインク滴が消えるまでの時間である。同様にして、０ノズルからＮ１７７９ノズルについて吐出状態の検出を行う。Ｎ１７７９ノズルの吐出状態を検出する際には、図１２（ａ）のように、インク滴を７発吐出させるための吐出パルスが送られる。この吐出パルスの内、１発目から４発目は、増粘インクを排出のためにインク滴を吐出するパルスであり、残りの３発は、吐出状態を検出するためにインク滴を吐出するパルスである。Ｎ１からＮ１２７８ノズルについては、前述した形態と同様に、一斉の予備吐出からの待機時間に応じて、４発から７発のインク滴を吐出させるように吐出パルスを段階的に変化させる。
【００３７】
このようにして、Ｎ０ノズルからＮ１２７９ノズルに対しての吐出状態の検出が終わった後は、吐出状体の検出処理を一旦休止し、残りのＮ１２８０ノズルからＮ２５５９ノズルから、図１１（ｃ）のように同時に予備吐出を行う。本例においては、それらのノズルから４発ずつの予備吐出を行う。この予備吐出により、Ｎ０ノズルからＮ１７７９ノズルの吐出状態の検出をしている間にＮ１２８０ノズルからＮ２５５９ノズルの内部に発生した増粘インクが排出される。このような予備吐出の終了後、Ｎ１２８０ノズルからＮ２５５９ノズルに対して、Ｎ１２８０，Ｎ１２８１・・・Ｎ２５５９ノズルの順に吐出状態の検出を行なう。図１１（ｃ）は、Ｎ１２８０ノズルについての吐出状態の検出処理の状態を表す。また、図１２（ｂ）は、Ｎ１２８０ノズルからＮ２５５９ノズルから、インク滴を吐出させるための吐出パルスを示す。図１２（ｂ）において、Ｎ１２８０ノズルからＮ２５５９ノズルから吐出するインク滴の吐出数は、直前に予備吐出を行っているため、Ｎ０ノズルからＮ１７７９ノズルから吐出するインク滴の吐出数と同数であっても正常に吐出状態を検出することができる。
【００３８】
図９（ｃ）は、本実施形態におけるノズル毎のインク滴の吐出数の説明図であり、横軸はノズル番号を表し、縦軸は吐出数を表している。本実施形態の図９（ｃ）と、前述した第１の実施形態の図９（ｂ）と、を比較すると、インク滴の総吐出数はほぼ同じである。しかし、本実施形態においては、全ノズル数を前半と後半のノズルグループに２分割して、後半のノズルグループに対して予備吐出を一括して行なうため、そのための吐出時間がほとんど掛からない。したがって、吐出状態の検出に必要な時間、および吐出量を減らすことができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
一般的に、ノズル内において同じインクが同じ程度増粘した場合、吐出するインク滴の小さいほど、インクの吐出が不安定になる傾向がある。記録ヘッドとしては、同一のノズル列中に、異なる大きさのインク滴を吐出するノズルを含むものがある。この場合、一斉に予備吐出してから、各ノズルの吐出状態を検出するまでの待機時間だけではなく、各ノズルから吐出されるインク滴の大きさも考慮することが望ましい。このようにインク滴の大きさを考慮して、増粘インクを排出するために必要十分な数のインク滴を吐出することにより、より短い時間で吐出状態の検出が可能となる。
【００４０】
（第４の実施形態）
インクによっては、ノズル内におけるインクの増粘速度が異なる組成のものがある。記録ヘッドとしては、１つのノズル列の中において、そのような複数種のインクを吐出する構成の記録ヘッド、および、そのような異なるインクを吐出する複数のノズル列が１直線上に並んでいる構成の記録ヘッドなどがある。このような構成の記録ヘッド場合には、連続的に吐出状態を検出するノズルに対して、一斉に予備吐出してから、各ノズルの吐出状態の検出を行なうまでの待機時間だけではなく、インク種も考慮することが望ましい。このようにインクの種類を考慮して、増粘インクを排出するために必要十分な数のインク滴を吐出することにより、より短い時間にて吐出状態の検出が可能となる。
【００４１】
（他の実施形態）
上述した実施形態では、インク滴をノズルから吐出させる方式として、電気熱変換素子に電気エネルギーを加えて、インクを発泡および吐出させる方式を採用した。しかしながら、本発明は、インク滴を吐出する種々のインクジェット方式において適用することができ、例えば、電気エネルギーを圧力変動に変換する圧電素子を用いてインクを吐出する方式であってもよい。
【００４２】
また、上述した実施形態では、インク滴の吐出状態を検出する手法として、光学式検知方法を用いた例について説明した。しかし、本発明は、これに限定されず、種々の検知方法を用いることができる。例えば、吐出するインクに予め電荷を印加しておき、吐出されたインク滴を受け止める箇所において、そのインク滴の電荷量の変化を測定し、その測定結果に基づいて不吐出ノズルを検知する電荷式不吐検知方法を用いることもできる。つまり、各ノズルの吐出状態を同時に検出する方法でなければ、どのような検出方法であってもよい。
【００４３】
また、上述した実施形態では、吐出状態を検出する光学式検出機構の中のビーム出射手段としてＬＥＤ光源を用いた。しかし、光源としては、レーザービームなどのＬＥＤ光源以外の光源を用いてもよい。また、上述した実施形態では、複数のノズルの吐出状態を検出する順番として、ノズル列の端から順に検出する例について説明した。しかし本発明は、必ずしもその順序で無くてもよく、順不同の順番であってもよい。また、上述した実施形態では、ノズルがインク滴を吐出しているか否かの判定を行う例について説明した。しかし本発明は、インク滴の吐出の有無、吐出方向、吐出速度など吐出状態全般についての検出も可能であり、例えば、吐出速度を測定することもできる。
【００４４】
また、上述した実施形態では、記録ヘッドが記録媒体上を往復移動しながら記録を行う、いわゆるシリアル式のインクジェット記録装置として適用例として説明した。しかし本発明は、記録動作中に記録ヘッドが移動しない、いわゆるラインプリンタ式のインクジェット記録装置に対しても適用可能である。
【００４５】
また、本発明においては、記録装置に接続されるホスト装置が前述した記録装置の機能の少なくとも一部を持つように構成してもよい。また、本発明の形態としては、上述した記録装置におけるインク滴の吐出状態の検出方法をコンピュータによって実施するためのプログラム、および、そのプログラムを格納した記憶媒体を含むことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ 記録媒体
５ 発光素子
６ 受光素子
７ 光ビーム
１１００ 記録ヘッド
Ｎ ノズル
Ｒ、Ｑ インク滴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出可能な複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出するために、前記複数のノズルから順次インク滴を吐出させる吐出制御手段と、
前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する検出手段と、
前記ノズルが前記検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、前記検出時に吐出するインク滴の量を多くする吐出量制御手段と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記複数のノズルは、複数のノズルグループに分けられ、
前記吐出制御手段は、前記ノズルグループ毎に、当該ノズルグループ内の複数のノズルを制御対象とし、
前記吐出量制御手段は、前記ノズルグループ毎に、当該ノズルグループ内の複数のノズルが吐出するインク滴の量を制御する
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】
前記吐出量制御手段は、インク滴の吐出数を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記吐出制御手段は、前記検出のために前記複数のノズルから順次インク滴を吐出させる前に、前記複数のノズル内の所定数のノズルから、画像の記録に寄与しないインク滴を吐出させ、
前記吐出量制御手段は、前記所定数のノズル内のノズルが前記検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、前記所定数のノズル内のノズルが前記検出時に吐出するインク滴の量を多くする
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記吐出量制御手段は、前記ノズルが吐出するインク滴の大きさに応じて、前記検出時に吐出するインク滴の量を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記吐出量制御手段は、前記ノズルが吐出するインクの種類に応じて、前記検出時に吐出するインク滴の量を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記ノズルから吐出されたインク滴が通過する光ビームを用い、前記インク滴の通過により変化する前記光ビームの受光量に基づいて、インク滴の吐出状態を検出することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
インク滴を吐出可能な複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置の制御方法であって、
前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出するために、前記複数のノズルから順次インク滴を吐出させる工程と、
前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する工程と、
前記ノズルが前記検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、前記検出時に吐出するインク滴の量を多くする工程と、
を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【請求項１】
インク滴を吐出可能な複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出するために、前記複数のノズルから順次インク滴を吐出させる吐出制御手段と、
前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する検出手段と、
前記ノズルが前記検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、前記検出時に吐出するインク滴の量を多くする吐出量制御手段と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記複数のノズルは、複数のノズルグループに分けられ、
前記吐出制御手段は、前記ノズルグループ毎に、当該ノズルグループ内の複数のノズルを制御対象とし、
前記吐出量制御手段は、前記ノズルグループ毎に、当該ノズルグループ内の複数のノズルが吐出するインク滴の量を制御する
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】
前記吐出量制御手段は、インク滴の吐出数を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記吐出制御手段は、前記検出のために前記複数のノズルから順次インク滴を吐出させる前に、前記複数のノズル内の所定数のノズルから、画像の記録に寄与しないインク滴を吐出させ、
前記吐出量制御手段は、前記所定数のノズル内のノズルが前記検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、前記所定数のノズル内のノズルが前記検出時に吐出するインク滴の量を多くする
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記吐出量制御手段は、前記ノズルが吐出するインク滴の大きさに応じて、前記検出時に吐出するインク滴の量を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記吐出量制御手段は、前記ノズルが吐出するインクの種類に応じて、前記検出時に吐出するインク滴の量を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記ノズルから吐出されたインク滴が通過する光ビームを用い、前記インク滴の通過により変化する前記光ビームの受光量に基づいて、インク滴の吐出状態を検出することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
インク滴を吐出可能な複数のノズルを有する記録ヘッドを用いて、記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置の制御方法であって、
前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出するために、前記複数のノズルから順次インク滴を吐出させる工程と、
前記複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出状態を検出する工程と、
前記ノズルが前記検出のためにインク滴を吐出する順番が遅くなるにつれて、前記検出時に吐出するインク滴の量を多くする工程と、
を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１０６４０５（Ｐ２０１２−１０６４０５Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５６７８０（Ｐ２０１０−２５６７８０）
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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