液吐出不良検出装置およびインクジェット記録装置
【課題】インク液滴の吐出不良をより簡易に検出可能とする。
【解決手段】光ビームを、インク滴の飛翔経路上の、複数のインク滴が合体して１つの主滴を形成する位置の近傍であって、且つ、飛翔経路に直交するように照射する。光ビームがインク滴と交差することで発生する散乱光を受光素子で受光した出力に対し、ハイパスフィルタ処理および増幅処理を施し、ピークを抽出する。このとき、ノズルから複数の液滴が吐出された直後から、複数の液滴が合体して１つの主滴を形成するタイミングの直前までの間の所定の時刻からのピークを抽出する。主滴によるピークおよび微小滴であるサテライトを容易に抽出でき、インク滴の吐出不良のより簡易な検出が可能となる。
【解決手段】光ビームを、インク滴の飛翔経路上の、複数のインク滴が合体して１つの主滴を形成する位置の近傍であって、且つ、飛翔経路に直交するように照射する。光ビームがインク滴と交差することで発生する散乱光を受光素子で受光した出力に対し、ハイパスフィルタ処理および増幅処理を施し、ピークを抽出する。このとき、ノズルから複数の液滴が吐出された直後から、複数の液滴が合体して１つの主滴を形成するタイミングの直前までの間の所定の時刻からのピークを抽出する。主滴によるピークおよび微小滴であるサテライトを容易に抽出でき、インク滴の吐出不良のより簡易な検出が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置およびインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、微細なノズルから微小な各色インク滴を吐出する各色のインクジェットヘッドを備え、用紙等の記録媒体に対してそのインクジェットヘッドを移動させながらインク滴を吐出することで記録媒体上に画像形成を行う。高解像度の画像形成のためには、ノズルを微細化してインク滴サイズを微小化する必要がある。この場合、ノズルが微細なため、印刷停止時にインクが乾燥するなどによりノズル詰まりが起きてインク滴の吐出不良が発生し、画像にドット抜けなどが生じて画像品質の低下を引き起こしてしまう。
【０００３】
従来より、このノズル詰まりによる画像品質の低下を防ぐために、液吐出不良を検出する液吐出不良検出装置がインクジェット記録装置に備えられていた。このような液吐出不良検出装置は、例えば、ノズルから吐出するインク滴などの液滴に、レーザーダイオードなどの発光素子から射出したレーザー光を照射して散乱光を発生させ、その散乱光をフォトダイオードなどの受光素子で受光し、受光素子の出力に基づく出力電圧と基準電圧値とを比較して、インク滴が正常に吐出されたか否かを判定することで液吐出不良を検出する。
【０００４】
ところが、実際には、ノズルの詰まりなどによって液滴が分裂してサテライトやミストと呼ばれる微小サイズの液滴群が発生し、この液滴群に光ビームが照射されることによって散乱光が発生することがある。なお、液滴の吐出線上に発生する液滴群をサテライトと呼び、サテライトが液滴の吐出線に対して散乱した液滴群をミストと呼ぶ。受光素子がこの微小サイズの液滴群からの散乱光を受光すると、基準電圧（オフセット電圧）がボトムアップされて、液滴吐出を判定する電圧閾値を越えてしまうことがある。この場合、吐出不良で液滴が無い場合でも、電圧閾値を越えている為、吐出を検出したと誤判断してしまうおそれがある。
【０００５】
このサテライトやミストによる誤判断を防ぐための方法が提案されている。例えば特許文献１には、サテライトあるいはインクミストの発生量を正確に算出することにより、回収機構の交換を最適なタイミングで行うことができるインクジェット記録装置を提供するための技術が記載されている。すなわち、特許文献１では、記録ヘッドの温度情報を取得するヘッド温度センサーを有し、検出した記録ヘッドの温度情報を含んだ記録の条件に基づいて、副滴の発生する量を算出し、算出された量に基づき、回収機構の交換の要否を判定するようにしている。
【０００６】
また、特許文献２には、ヘッドの個別吐出特性の差による副滴の飛散状態のばらつきをそれぞれ調整するための技術が記載されている。すなわち、特許文献２では、受光部と発光部とを有し、吐出口から吐出されるインク滴と、付随して吐出される副滴の吐出状態を検知するための検知手段を備え、副滴の吐出状態をもとに、吐出口のレジストレーション調整値にオフセット値を加えて調整するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０２３１５９号公報
【特許文献２】特開２００９−１３７１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、副滴（ミスト、サテライト）の発生量をヘッド温度やインク種類、ヘッド−プラテンギャップなどで判定しており、真のミスト発生量を把握していない。また、副滴の発生量を算出するために必要な要因が多数あるため、処理が複雑になっている。さらに、情報が無い新規ヘッドや新規インクに対しては、新たに情報を取得する必要があるため、汎用性が少ない。
【０００９】
また、特許文献２では、発光素子と受光素子によって作られる光束の中をインク滴がインク検出領域を横断した場合の光束の微量な光量低下を検出している。すなわち、特許文献２では、インク滴の影を検知していることになる。サテライトやミストは、主滴よりも微小であるので、特許文献２の方法では検出することが困難であると考えられる。また、ヘッドが長尺化した場合、光の回折現象により、検出の困難度がさらに増大する。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インク液滴の吐出不良をより簡易に検出可能な液吐出不良検出装置およびインクジェット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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の発明は、ヘッドに設けられる各ノズルからの液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置であって、１のノズルから連続的に吐出される複数の液滴の飛翔経路上の、複数の液滴が印字に関わる１の液滴に合体する位置近傍に光ビームを照射する発光手段と、光ビームの光軸から予め定められた方向にずれた所定位置に配設され、光ビームと液滴とが交差して生ずる散乱光を受光する受光手段と、受光手段で散乱光を受光して得られた出力のピークを抽出し、ピークに基づき、ノズルによる液滴の吐出不良を検出する検出手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、第２の発明は、ヘッドに設けられる各ノズルからの液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置であって、１のノズルから連続的に吐出される複数の液滴の飛翔経路上の、複数の液滴が１の液滴に合体する位置近傍に光ビームを照射する発光手段と、光ビームの光軸から予め定められた方向にずれた所定位置に配設され、光ビームと液滴とが交差して生ずる散乱光を受光する受光手段と、受光手段で散乱光を受光して得られた出力に対してローパスフィルタ処理を施すフィルタ手段と、フィルタ手段の出力が予め定められた閾値を超えた場合に、吐出不良が発生したと検出する検出手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インク液滴の吐出不良をより簡易に検出可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の各実施形態に係る液吐出不良検出装置を備えるインクジェットプリンタの一例の構造を正面から示す図である。
【図２】図２は、本発明の各実施形態に係る液吐出不良検出装置を備えるインクジェットプリンタの一部を斜め上から観察した図である。
【図３】図３は、本発明の各実施形態に共通のインクジェットプリンタの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の各実施形態に共通する液吐出不良検出処理の概略を示す説明図である。
【図５】図５は、光ビームの一例の強度分布を示す略線図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係る受光部の一例の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、インク滴の吐出時におけるミスト発生の仕組みを概略的に示す模式図である。
【図８】図８は、インク滴の大きさと、光ビームがインク滴に散乱された散乱光を受光素子で受光した際の出力との関係の例を示す略線図である。
【図９】図９は、第１の実施形態による、インク滴の吐出タイミングと散乱光出力値ＶPDTP2との一例の関係を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態によるインク滴吐出不良検出処理を示す一例のフローチャートである。
【図１１】図１１は、ヘッドクリーニングを説明するための略線図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施形態によるインク滴吐出不良検出処理を示す一例のフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の第３の実施形態に係る受光部の一例の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第３の実施形態による、インク滴の吐出タイミングと散乱光出力値ＶPDTP2との一例の関係を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る受光部の一例の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明の第３の実施形態の第２の変形例に共通する液吐出不良検出処理の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液吐出不良検出装置およびインクジェット記録装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の各実施形態に係る液吐出不良検出装置を備えるインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）１の一例の構造を正面から示す。また、図２は、インクジェットプリンタ１の一部を斜め上から観察した図を示す。
【００１７】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１の筐体１０の左右の側板１１、１２には、ガイドシャフト１３とガイド板１４とが平行に掛け渡して設けられている。ガイドシャフト１３およびガイド板１４は、キャリッジ１５に摺動可能に貫通される。キャリッジ１５には、不図示の無端ベルトが取り付けられる。無端ベルトは、筐体１０内の左右に設けられる図示しない駆動プーリと従動プーリに掛けまわされる。そして、駆動プーリの回転と共に従動プーリが従動回転されて無端ベルトを走行する。これにより、キャリッジ１５が、図１の矢印で示されるよう左右に移動される。
【００１８】
キャリッジ１５には、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のインクジェットヘッド１６ｙ、１６ｃ、１６ｍ、１６ｂ（以下、ヘッド１６で代表させて記述する）が、キャリッジ１５の移動方向に並列配置されている。各ヘッド１６は、下向きのノズル面に複数のノズルを直線状に並べたノズル列を有する。図示しないが、直線状のノズル列は、キャリッジ１５の移動方向と直交する方向に設けられる。
【００１９】
そして、キャリッジ１５が図１のように右端のホームポジションに存在するときには、各ヘッド１６は、筐体１０内の底板１７上に設置する単独回復装置１８と対向する。単独回復装置１８は、液吐出不良検出装置２０でインク滴吐出不良を検出したノズルからインクを吸い出し、インクジェットプリンタ１自身で単独で液体吐出不良を回復する装置である。
【００２０】
液吐出不良検出装置２０は、筐体１０内の底板１７上に、単独回復装置１８に隣接して配置される。液吐出不良検出装置２０の詳細については後述する。
【００２１】
液吐出不良検出装置２０に隣接する位置には、板状のプラテン２２を設置する。プラテン２２の背面側には、記録媒体である用紙２３をプラテン２２上に供給する給紙台２４が斜めに立てて設けられる。また、図示を省略するが、給紙台２４上の用紙２３をプラテン２２上に送り出す給紙ローラが備えられる。さらに、プラテン２２上の用紙２３を矢示方向に搬送して正面側に排出する搬送ローラ２５が設けられる。
【００２２】
筐体１０内の底板１７上には、さらに左端に駆動装置２６が設置される。駆動装置２６は、不図示の給紙ローラや搬送ローラ２５などを駆動するとともに、上述した駆動プーリを駆動することにより無端ベルトを走行してキャリッジ１５を移動する。
【００２３】
そして、記録時は、駆動装置２６で駆動されることにより用紙２３がプラテン２２上に移動され、所定位置に位置決めされる。また、キャリッジ１５が移動されて用紙２３上を走査され、左方向に移動しながら４色のヘッド１６ｙ、１６ｃ、１６ｍ、１６ｂを用いて順にそれぞれのノズルからインク滴が吐出され、用紙２３上に画像が記録される。画像記録後、キャリッジ１５が右方向に戻されるとともに、用紙２３が図２の矢印の方向に所定量搬送される。
【００２４】
次いで、再びキャリッジ１５が左方向に移動されながら往路で４色のヘッド１６ｙ、１６ｃ、１６ｍ、１６ｂを用いて順にそれぞれのノズルからインク滴が吐出され、用紙２３上に画像が記録される。そして、同様に画像記録後、キャリッジ１５が右方向に戻されるとともに、用紙２３が図２の矢印の方向に所定量搬送される。以下同様の動作が繰り返され、１枚の用紙２３上に画像が記録される。
【００２５】
次に、本発明の各実施形態に共通のインクジェットプリンタ１の機能構成について説明する。図３は、各実施形態に共通のインクジェットプリンタ１の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。インクジェットプリンタ１は、ヘッド１６、吐出制御部１０１、発光制御部１０２、発光素子３０、受光部１１１、検出部１０４、制御部１１０および記憶部１２１を備える。制御部１１０は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)およびＲＡＭ(Random Access Memory)を有し、ＣＰＵがＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリに用いてこのインクジェットプリンタ１全体の動作を制御する。
【００２６】
なお、図３では、各実施形態に関わりの深い、主に液吐出不良検出処理に関連する機能を備えた構成部を記載しており、画像の記録に関連する構成部は図示を省略している。
【００２７】
本発明の各実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、ノズルｎｘ（１≦ｘ≦Ｎ、Ｎはノズルの個数）からインク滴が正常に吐出するか否かを検出する液吐出不良検出処理を行う。液吐出不良検出処理では、インク滴の吐出経路に対して発光素子３０から光ビームを出射し、出射した光ビームにノズルｎｘからインク滴を吐出して、インク滴による散乱光を発生させる。受光部１１１は、受光した光に応じた信号を出力する受光素子と、受光素子の出力に対して所定の信号処理（詳細は後述する）を施す受光回路とを有し、散乱光に応じた出力を得る。検出部１０４は、この受光部１１１の出力に基づき、ノズルｎｘの液吐出不良の有無を検出する。
【００２８】
吐出制御部１０１は、ヘッド１６の各ノズルからインク滴を吐出する吐出処理を制御する。例えば、吐出制御部１０１は、ヘッド１６に対して所定の駆動電圧を印加することで、各ノズルに対してインク滴の吐出動作を実行させる。
【００２９】
発光制御部１０２は、発光素子３０を発光させる発光処理を制御する。例えば液吐出不良検出処理では、発光制御部１０２は、一定電圧値の発光制御信号を出力して、発光素子３０を連続点灯させる。発光素子３０は、例えば、半導体レーザなどの発光素子であって、発光制御部１０２から供給される発光制御信号に従って点灯し、光ビームを発生する。ヘッド１６が短尺である場合には、発光素子３０としてＬＥＤ(Light Emitting Diode)を用いてコスト低減を図ることもできる。
【００３０】
検出部１０４は、受光部１１１から出力された出力信号に基づき、インク滴の吐出不良を検出する。第１の実施形態では、検出部１０４は、受光部１１１において受光素子１０３で発生された電流が変換された電圧値の変化を検出する。液吐出不良検出装置２０は、検出された電圧値の変化に基づき、吐出不良の有無を判定する。記憶部１２１は、検出部１０４が電圧値の変化を検出し吐出不良の有無を判定するために用いる各種規定値を記憶する。
【００３１】
次に、図４および図５を用いて、各実施形態の液吐出不良検出装置２０の動作原理について説明する。図４は、各実施形態に共通する液吐出不良検出処理の概略を示す説明図である。図４のノズルｎ１、ｎ２、…、ｎｘ、…、ｎＮは、キャリッジ１５に搭載する１個のヘッド１６で、１つのノズル列を構成する。ヘッド１６において、各ノズルｎ１、ｎ２、…、ｎｘ、…、ｎＮのインク滴吐出口側の面３７を、ノズルヘッド面３７と呼ぶ。本第１の実施形態の液吐出不良検出装置２０が備えられたインクジェットプリンタ１では、このノズル列のうち一度に１つのノズルｎｘからインク滴３６が吐出される。
【００３２】
発光素子３０で発光された拡散光は、コリメートレンズ３２で略平行な光ビーム３１に変換される。発光素子３０は、光ビーム３１の光軸３５がインク滴３６の吐出方向と直交する方向に配置される。
【００３３】
受光素子１０３は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）からなり、受光面に受光した光量に比例する電流を発生する。受光素子１０３で発生された電流は、受光部１１１内で電圧値に変換される。受光素子１０３は、発光素子３０から照射された光ビーム３１がインク滴３６に衝突して生じる散乱光を受光可能なように、インクジェットプリンタ１の筐体１０内に配置される。
【００３４】
ここで、受光素子１０３は、光ビーム３１のビーム径を外れた位置に配置される。具体的には、受光素子１０３は、受光面が光ビーム３１のビーム径と重ならない位置で、できるだけ光軸３５の中心近くにオフセットして配設される。これにより、効率の良い検知が可能となる。図４では、光ビーム３１の下部であって、ノズル直下よりも発光素子３０から離れた位置に受光素子１０３が配置された例が示されている。
【００３５】
図４に例示される構成で、ヘッド１６のノズルｎｘからインク滴３６が吐出され、光ビーム３１と交わると、散乱光Ｓ１〜Ｓ７が発生する。受光素子１０３は、この散乱光Ｓ１〜Ｓ７のうち、特に光強度が強い前方散乱光Ｓ１〜Ｓ３を受光し、受光した散乱光の光強度を表す電圧値ＶPDを光出力値として出力する。光ビーム３１の光強度が強い場合、散乱光Ｓ１〜Ｓ７の光強度も高くなる。
【００３６】
図５は、光ビーム３１の一例の強度分布を示す。発光素子３０として半導体レーザを使用した場合、垂直および水平方向にそれぞれ角度を持って発光する。一般的な半導体レーザの垂直および水平方向の角度は、それぞれ１４°および３０°となっている。以下では、発光素子３０として半導体レーザを使用するものとして説明する。このような光をコリメートレンズ３２で平行光にした場合、その進行方向に対し垂直方向の断面は、図５にビーム断面４０として例示されるように、縦横比が異なる楕円形状となる。
【００３７】
ここで、図５において、Ｘ方向すなわち水平方向は、インク滴の吐出方向に対して直角の方向を示す。また、Ｙ方向すなわち垂直方向は、インク滴の吐出方向を示す。これにより、光ビーム３１の中心（光軸３５）で最も光強度が強く、縁に行くに従い光強度は低下しており、ガウシアン分布となっていることがわかる。
【００３８】
図６は、受光部１１１の一例の構成を示す。受光部１１１は、受光素子１０３、Ｉ／Ｖ変換部２０１、増幅部２０２（以下、１段目増幅部２０２）、ハイパスフィルタ２０３および増幅部２０４（以下、２段目増幅部２０４）を有する。
【００３９】
Ｉ／Ｖ変換部２０１は、受光素子１０３の出力電流を電圧に変して出力する。このＩ／Ｖ変換部２０１の出力は、１段目増幅部２０２で増幅される。１段目増幅部２０２の出力ＴＰ１は、ハイパスフィルタ２０３でＤＣ成分（ノイズ成分）を除去されて、２段目増幅部２０４でさらに増幅される。この２段目増幅部２０４の出力ＴＰ２は、散乱光に基づくパルス波形となる。この出力ＴＰ２の電圧値を散乱光出力値ＶPDTP2と呼ぶ。２段目増幅部２０４の出力ＴＰ２は、検出部１０４に供給される。
【００４０】
検出部１０４について説明する。検出部１０４は、受光部１１１から供給された出力ＴＰ２（散乱光出力値ＶPDTP2）に基づき、インク滴の主滴や、サテライトＢｓ／ミストｍ（後述する）の検出処理を行い、検出結果に基づき、ノズルｎｘにおける液滴吐出不良を検出する。
【００４１】
図７は、インク滴Ｂの吐出時におけるミストｍ発生の仕組みを概略的に示す模式図である。先ず、ノズルヘッド面３７にあるノズルｎｘからインク滴ｂ1が吐出される（図７（ａ））。その後、連続的に複数のインク滴ｂ2、ｂ3を吐出し（図７（ｂ））、飛翔中に１つのインク滴Ｂに合体する（図７（ｃ）、図７（ｄ））。この複数のインク滴が１つのインク滴Ｂとして合体するまでの距離を、マージ距離ＭＫとする。
【００４２】
このとき、吐出された複数のインク滴ｂ1、ｂ2、…のうちインク滴Ｂに合体しなかったものがサテライトＢｓと呼ばれ、インク滴Ｂの後ろを飛翔している。このサテライトＢｓは、インク滴Ｂに比べサイズが微小であるため、空気抵抗の影響を大きく受け、ある高さからインク滴Ｂの飛翔軌跡から外れ浮遊し始める（図７（ｅ）、図７（ｆ））。この浮遊したサテライトＢｓをミストｍと呼ぶ。
【００４３】
図８は、インク滴の大きさと、光ビーム３１が当該インク滴に散乱された散乱光を受光素子１０３で受光した際の出力との関係の例を示す。ここでは、受光素子１０３の出力が、受光部１１１における出力ＴＰ２の散乱光出力値ＶPDTP2であるものとする。
【００４４】
散乱光出力の特徴の一つに、滴径によって散乱光の強度分布が変化することが挙げられる。図８に例示されるように、滴径が大きくなると散乱光強度も大きくなり、それに伴い散乱光出力値ＶPDTP2が高くなる。より具体的に、実際のインク滴径でみると、大滴（直径約４０μｍ）での散乱光出力値ＶPDTP2Bを約６Ｖとしたとき、中滴（直径約２５μｍ）では散乱光出力値ＶPDTP2Mが約３Ｖとなり、小滴（直径約２０μｍ）では散乱光出力値ＶPDTP2Sが約１Ｖとなる。また、サテライトＢｓ／ミストｍは、小滴よりも小さく、直径が約１５μｍであり、散乱光出力値ＶPDTP2mが約０．５Ｖとなる。
【００４５】
なお、散乱光出力値ＶPDTP2は、受光部１１１における増幅率（１段目増幅部２０２および２段目増幅部２０４）や、受光素子１０３の受光面と光軸３５とがなす角度などにより変化する。
【００４６】
次に、本第１の実施形態によるサテライトＢｓおよびミストｍの検出方法について説明する。図９の上側の図および下側の図は、インク滴の吐出タイミングと、散乱光出力値ＶPDTP2との一例の関係を、横軸に同一の時間軸を設けてそれぞれ示す。
【００４７】
一例として、ノズルヘッド面３７から、複数のインク滴ｂ1、ｂ２、…が１つのインク滴Ｂに合体するまでのマージ距離ＭＫが略１ｍｍであるものとする。また光ビーム３１とノズルヘッド面３７との間の距離を略２ｍｍであるものとする。さらに、光ビーム３１がマージ距離ＭＫの直下を通過するように、各部が配置されているものとする。
【００４８】
図９の上側の図は、インク滴の吐出タイミングの例を示す。図９の上側の図において、縦軸は、吐出制御部１０１によるインク滴吐出のための駆動電圧ＶHを示す。ヘッド１６の各ノズル（例えばノズルｎｘ）は、このインク滴吐出駆動電圧ＶHとして、電圧ＶHLよりも高電圧の電圧ＶHHを印加するとインク滴の吐出を行い、電圧ＶHHの印加を停止すると、インク滴の吐出を停止する。
【００４９】
図９の下側の図は、散乱光出力値ＶPDTP2（出力ＴＰ２）の時間に対する変化の例を示す。時間ｔ1でヘッド１６の１番目のノズルｎ１に対するインク滴吐出駆動電圧ＶHとして電圧ＶHHが印加され（図９の上側の図参照）、ノズルｎ１からインク滴ｂ１、ｂ２、…が吐出される。インク滴ｂ１、ｂ２、…がマージ距離ＭＫにて合体してインク滴Ｂが生成され、このインク滴Ｂに光ビーム３１が照射され散乱光Ｓ１〜Ｓ７が発生する。
【００５０】
これら散乱光Ｓ１〜Ｓ７のうち前方散乱光が受光素子１０３に受光される。この散乱光の受光に応じて、受光部１１１において１段目増幅部２０２の出力ＴＰ１が上昇する。この出力ＴＰ１からハイパスフィルタ２０３によりＤＣ成分が除去され、２段目増幅部２０４でさらに増幅されて、散乱光の受光に応じて電圧ＶPD0（≒０Ｖ）から電圧ＶPDmに上昇する散乱光出力値ＶPDTP2が得られる。
【００５１】
同様にして、時間ｔ2、ｔ3、…においてノズルｎ２、ｎ３、…に対するインク滴吐出駆動電圧ＶHとして順次、電圧ＶHHを印加し、ノズルｎ２、ｎ３、…からインク滴を吐出させる。これにより、各ノズルｎ２、ｎ３、…に対応した散乱光出力値ＶPDTP2を検出できる。この各ノズルｎ１、ｎ２、ｎ３、…に対応した散乱光出力値ＶPDTP2を、検出部１０４において図示されない閾値ＶTHと比較することで、各ノズルｎ１、ｎ２、ｎ３、…におけるインク滴Ｂの吐出の有無や曲がりなどを検出することができる。
【００５２】
ここで、図８を参照し、インク滴を、その大きさに応じて、直径が約４０μｍの大滴と、直径が約２５μｍの中滴と、直径が約２０μｍの小滴と、直径が約１５μｍのサテライト／ミストとに分類したとき、大滴（主滴）、中滴および小滴が印字に関わるインク滴となる。一方、小滴よりも小さい滴（サテライト／ミスト）は、印字結果に大きな影響を与える場合がある。
【００５３】
すなわち、図７を用いて説明したように、サテライトＢｓは、滴径が小さいため空気抵抗の影響により軌跡が変化してミストｍとなり、狙った着弾位置とは異なる位置に着弾し、印字結果における濃度ムラや色変化を引き起こしてしまう可能性がある。また、近年では、有機ＥＬディスプレイや電子回路のパターン形成を、インクジェット技術を用いて行うことが多くなっている。このようなパターン形成に用いられる機能液滴の場合、パターンの不形成があると、ショートなど深刻なトラブルが発生する。そういったことから、サテライトＢｓ／ミストｍの発生を監視する必要性が生じている。
【００５４】
以下に、第１の実施形態によるサテライトＢｓ／ミストｍの検出について説明する。図４の構成に従いノズルｎｘからインク滴Ｂを吐出した際にサテライトＢｓが発生していると、図９の下側の図を参照して、主滴（大滴、中滴または小滴）によるピーク電圧の高い波形３００に対して時間的に後に、ピーク電圧の低い波形３０１、３０１、…を計測することができる。図８を用いて説明したように、滴径が小さいほど散乱光出力値ＶPDTP2も低くなるため、このピーク電圧の低い波形３０１、３０１、…がサテライトＢｓ／ミストｍに対する波形であることがわかる。
【００５５】
第１の実施形態では、あるノズルｎｘでのインク滴吐出タイミングから、次のノズルｎｘ＋１でのインク滴吐出タイミングの間における所定時間範囲内に出現する、散乱光出力値ＶPDTP2のピークを抽出し、抽出されたピーク数を計数する。
【００５６】
散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数を計数する所定時間範囲は、図７を参照し、ノズルｎｘから吐出されたインク滴ｂ1、ｂ2、…が合体してインク滴Ｂが生成されるタイミングを含む必要がある。例えば、当該所定時間範囲の開始時刻ｔxSをノズルｎｘにおけるインク滴吐出タイミングの直後とし、終了時刻ｔxEを次のノズルｎｘ＋１におけるインク滴吐出タイミングの直前とする。より詳細には、例えば、当該所定時間範囲の開始時刻ｔxSは、ノズルｎｘにおけるインク滴吐出タイミングの直後から、インク滴Ｂが生成されるタイミングの直前までの範囲から選択することが考えられる。
【００５７】
このように設定された時間範囲内で散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数を計測することで、ノズルｎｘから吐出される液滴について、主滴およびサテライトＢｓのピークを選択的に検出することができ、サテライトＢｓの発生数を容易に把握することが可能となる。
【００５８】
散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数を計数するための所定時間範囲に、計数されたピーク数が１個であれば、主滴のみが存在していると判断できる。すなわち、受光部１１１が主滴の散乱光を検出していれば、少なくとも１個のピークが計数される。
【００５９】
一方、計数されたピーク数が１個以外であれば、当該ノズルｎｘに何らかの不具合が発生していると考えることができる。例えば、所定時間範囲内に計数されたピーク数が０個であれば、当該ノズルｎｘからインク滴が吐出されていないことを示す。また、所定時間範囲内に計数されたピーク数が２個以上であれば、サテライトＢｓが発生していることを示す。この場合、ピーク数から１を減じた値が、サテライトＢｓの数となる。
【００６０】
ここで、検出部１０４において、散乱光出力値ＶPDTP2に対して、図８を用いて説明した、ミストｍ／サテライトＢｓの滴径に対応する電圧ＶPDTP2mよりもやや低い閾値（基準電圧値）を設定することが考えられる。散乱光出力値ＶPDTP2がこの閾値を超えた場合に、ピークとして計数する。これに限らず、散乱光出力値ＶPDTP2を微分することでピークを求めてもよい。
【００６１】
ノズルｎｘから吐出されるインク滴を検知する検知位置について説明する。なお、この場合、検知位置は、インク滴吐出方向における下方向の位置を指す。本第１の実施形態では、この検知位置すなわちノズルヘッド面３７に対する光ビーム３１の位置を、図７（ｄ）に示したマージ距離ＭＫよりも下に設定する。
【００６２】
インク滴Ｂは、図７を用いて説明したように、複数のインク滴ｂ1、ｂ2、…が１個の滴に合体されて形成される。これにより、検知位置、すなわちノズルヘッド面３７に対する光ビーム３１の距離がマージ距離ＭＫよりも近いと、合体する前のインク滴ｂ1、ｂ2、…を検出してしまうことになる。これら合体する前のインク滴ｂ1、ｂ2、…は、滴径がインク滴Ｂよりも小さいため、これら合体する前のインク滴ｂ1、ｂ2、…を、サテライトＢｓと判定してしまう可能性がある。
【００６３】
そこで、検知位置を、複数のインク滴ｂ1、ｂ2、…が１つの滴として合体する位置（マージ距離ＭＫ）より下に設定することにより、印字に影響するサテライトＢｓを検出することができる。この場合、検知位置が、マージ距離ＭＫより下で、且つ、サテライトＢｓがミストｍとなっていない距離にすると、より好ましい。
【００６４】
ここで、ラインプリンタといった、ヘッドが稼動しないタイプのプリンタでは、吐出された複数のインク滴ｂ1、ｂ2、…の合体する距離（マージ距離ＭＫ）が用紙位置になる場合がある。この場合は、マージ距離ＭＫ内に光ビーム３１を配置する。そして、所定時間範囲内でのピーク数の計数結果に対し、マージさせるために吐出した滴数以上のピーク数をサテライトＢｓによるピーク数とすることで、サテライトＢｓの発生数を把握することができる。
【００６５】
さらに、このように検知位置を設定すると共に、上述したようにして設定された時間範囲内で散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数を計測することで、サテライトＢｓの発生数をより容易に把握することが可能となる。
【００６６】
図１０は、本第１の実施形態によるインク滴吐出不良検出処理を示す一例のフローチャートである。先ず、制御部１１０は、キャリッジ１５を制御して、検査対象のノズル列を液吐出不良検査装置２０における光ビーム３１の光路上に移動させる（ステップＳ１０）。制御部１１０は、ステップＳ１１で、例えば受光素子１０３に対して所定の電圧を印加して、受光素子１０３を受光状態にし、次のステップＳ１２で、発光制御部１０２を制御して発光素子３０を発光させ、光ビーム３１を照射する。
【００６７】
次に、制御部１１０は、吐出制御部１０１を制御してヘッド１６に対する駆動電圧ＶHを電圧ＶHLから電圧ＶHHに変化させる（ステップＳ１３）。ヘッド１６に対する駆動電圧が電圧ＶHHになると、ヘッド１６の検査対象のノズルｎｘからインク滴が吐出される。発光素子３０から照射された光ビーム３１が、ノズルｎｘから吐出されたインク滴により散乱され、散乱光が受光素子１０３に受光される。受光部１１１では、この受光素子１０３の出力に基づき、予め設定された所定の時間範囲内（例えば図９の下側の図における時間ｔ1S〜時間ｔ1E）において発生した散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数を計数する。ピーク数の計数が終了すると、処理がステップＳ１４に移行される。
【００６８】
ステップＳ１４で、検出部１０４は、ステップＳ１３での計数結果に基づき、所定の時間範囲内における受光素子１０３の出力に基づく散乱光出力値ＶPDTP2のピークが、１個のみ検出されたか否かを判定する。ピークが１個のみ検出された場合は、インク滴Ｂの吐出が行われると共に、ミストｍ／サテライトＢｓが発生しておらず、対象のノズルｎｘは正常に機能していると判断することができる。
【００６９】
若し、ステップＳ１４で、散乱光出力値ＶPDTP2のピークが１個のみ検出されたと判断したら、処理はステップＳ１５に移行される。ステップＳ１５では、制御部１１０は、発光制御部１０２を制御して発光素子３０による発光を停止させる。そして、次のステップＳ１６で、受光素子１０３に対する電圧印加が停止され、一連の処理が終了される。
【００７０】
一方、ステップＳ１４で、散乱光出力値ＶPDTP2のピークの検出数が１個以外であると判定されたら、処理はステップＳ１７に移行される。この場合、ピークの検出数が０個および２個以上の何れかとなる。ステップＳ１７で、検出部１０４は、この１個以外のピークが検出されたノズルｎｘの番号を例えば記憶部１２１に記憶し、次のステップＳ１８で、当該ノズルｎｘに対してヘッドクリーニングを所定回数Ｍ回行ったか否かを判定する。若し、既にヘッドクリーニングを所定回数Ｍ回行っていると判定されたら、一連の処理を終了し、エラーである旨を通知する。
【００７１】
一方、ステップＳ１８で、未だ、当該ノズルｎｘに対するヘッドクリーニングを所定回数Ｍ回行っていないと判定されたら、処理はステップＳ１９に移行され、当該ノズルｎｘに対してヘッドクリーニングが実行される。なお、ヘッドクリーニング中には、発光素子３０による発光および受光素子１０３による光ビーム３１の受光は、ＯＦＦとされる。クリーニングが実行されたら、処理はステップＳ１０に戻される。
【００７２】
ヘッドクリーニングは、例えば図示されない吸引キャップによる吸引や空吐出（複数回のインク滴の吐出）により行う。これにより、ノズルｎｘを正常状態とすることができる。また、図１１に例示されるような１または複数のノズルｎｘをカバーできるチューブ部Ｔを用いてポンプＰで吸引を行い、部分的にクリーニングをすることにより、クリーニングに使用するインクの消費量を抑えることができる。吸引されたインクは、廃液タンクに導出される。
【００７３】
なお、上述では、ステップＳ１４において、ピークが１個のみであるか否かを判定しているが、これはこの例に限定されない。例えば、ステップＳ１４において、ピークが０個または印字結果に影響を与えるサテライトＢｓの数以上か否かを判定してもよい。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態では、所定時間範囲内の散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数に基づきノズルの吐出不良の判定を行った。これに対して、本第２の実施形態では、散乱光出力値ＶPDTP2に基づきインク滴の大きさを判定し、このインク滴の大きさに基づきノズルの吐出不良の判定を行う。
【００７５】
なお、本第２の実施形態では、上述の第１の実施形態で説明したインクジェットプリンタ１の構成をそのまま適用できるので、煩雑さを避けるため、ここでの構成に関する説明を省略する。
【００７６】
図８を用いて説明したように、インク滴の滴系が大きくなるほど散乱光出力値ＶPDTP2が高くなる。そこで、検出部１０４が、散乱光出力値ＶPDTP2のサテライトＢｓ／ミストｍに対応するピークを選択的に検出可能なように、閾値を設定する。
【００７７】
より具体的には、検出部１０４は、図８を参照し、主滴となる例えば小滴に対応する散乱光出力値ＶPDTP2Sより低く、サテライトＢｓ／ミストｍに対応する散乱光出力値ＶPDTP2mより高い電圧を、上限の閾値ＶPDTHmaxとしてに設定する。これにより、サテライトＢｓ／ミストｍによる散乱光出力値ＶPDTP2のピークを、主滴によるピークと区別する。
【００７８】
また、サテライトＢｓ／ミストｍに対応する散乱光出力値ＶPDTP2mより低い電圧を、下限の閾値ＶPDTHminとして検出部１０４に設定する。この下限の閾値ＶPDTHminと、上述の上限の閾値ＶPDTHmaxにより、印字に影響を及ぼすサテライトＢｓ／ミストｍの個数および大きさを知ることができる。なお、下限の閾値ＶPDTHminの設定は、必須ではない。検出部１０４は、予め設定された所定の時間範囲内（図９の下側の図における時間ｔ1S〜時間ｔ1E）で、上限の閾値ＶPDTHmaxおよび下限の閾値ＶPDTHminの間における散乱光出力値ＶPDTP2のピークを検出する。
【００７９】
図１２は、本第２の実施形態によるインク滴吐出不良検出処理を示す一例のフローチャートである。なお、図１２において、上述の図１０と対応する処理には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８０】
制御部１１０は、ステップＳ１０で検査対象のノズル列を液吐出不良検査装置２０における光ビーム３１の光路上に移動させ、ステップＳ１１で受光素子１０３を受光状態にし、次のステップＳ１２で、発光素子３０を発光させて光ビーム３１を照射する。そして、ステップＳ１３で、ヘッド１６に対する駆動電圧ＶHを電圧ＶHLから電圧ＶHHに変化させ、ヘッド１６の検査対象のノズルｎｘからインク滴が吐出される。
【００８１】
発光素子３０から照射された光ビーム３１が、ノズルｎｘから吐出されたインク滴により散乱され、散乱光が受光素子１０３に受光される。検出部１０４は、予め設定された所定の時間範囲内（図９の下側の図における時間ｔ1S〜時間ｔ1E）で、上限の閾値ＶPDTHmaxおよび下限の閾値ＶPDTHminの間における受光素子１０３の出力に基づく散乱光出力値ＶPDTP2のピークを検出する。
【００８２】
ステップＳ３０で、検出部１０４は、ピークの検出結果に基づき、上限の閾値ＶPDTHmaxおよび下限の閾値ＶPDTHminによる所定電圧範囲内に、散乱光出力値ＶPDTP2のピークが存在するか否かを判定する。
【００８３】
若し、当該所定電圧範囲内に散乱光出力値ＶPDTP2のピークが存在しないと判定された場合は、検査対象のノズルｎｘにおいてサテライトＢｓ／ミストｍが発生していないと判断することができる。この場合、処理はステップＳ１５に移行され、制御部１１０は、発光制御部１０２を制御して発光素子３０による発光を停止させる。そして、次のステップＳ１６で、受光素子１０３に対する電圧印加が停止され、一連の処理が終了される。
【００８４】
一方、ステップＳ３０で、当該所定電圧範囲内に散乱光出力値ＶPDTP2のピークが存在すると判定された場合は、検査対象のノズルｎｘにおいてサテライトＢｓ／ミストｍが発生していると判断することができる。この場合、処理はステップＳ３１に移行され、検出部１０４は、所定電圧範囲内に散乱光出力値ＶPDTP2のピークが存在すると判定されたノズルｎｘの番号を例えば記憶部１２１に記憶する。
【００８５】
処理はステップＳ１８に移行され、当該ノズルｎｘに対してヘッドクリーニングを所定回数Ｎ回行ったか否かを判定する。若し、既にヘッドクリーニングを所定回数Ｎ回行っていると判定されたら、一連の処理を終了し、エラーである旨を通知する。一方、ステップＳ１８で、未だ、当該ノズルｎｘに対するヘッドクリーニングを所定回数Ｎ回行っていないと判定されたら、処理はステップＳ１９に移行され、当該ノズルｎｘに対してヘッドクリーニングが実行される。なお、ヘッドクリーニング中には、発光素子３０による発光および受光素子１０３による光ビーム３１の受光は、ＯＦＦとされる。クリーニングが実行されたら、処理はステップＳ１０に戻される。
【００８６】
このように、本第２の実施形態では、散乱光出力値ＶPDTP2のピークを上限の閾値ＶPDTHmaxと比較することで、サテライトＢｓ／ミストｍによる散乱光出力値ＶPDTP2のピークを、主滴によるピークと区別することができる。また、散乱光出力値ＶPDTP2のピークを下限の閾値ＶPDTHminおよび上限の閾値ＶPDTHmaxと比較することで、印字に影響を及ぼすサテライトＢｓ／ミストｍの個数および大きさを知ることができる。
【００８７】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態では、受光部１１１において、受光素子１０３の出力を電流／電圧変換して増幅した出力ＴＰ１に対して、ハイパスフィルタ２０３を用いてＤＣ成分の除去を行っていた。これに対して、本第３の実施形態では、図６に示した受光部１１１におけるハイパスフィルタ２０３を、図１３に例示されるように、ローパスフィルタ２１０に置き換え受光部１１１’とする。受光部１１１’の他の部分は、図６に示した受光部１１１と共通である。なお、図１３において、上述した図６と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８８】
ハイパスフィルタ２０３をローパスフィルタ２１０に置き換えて用いる効果について説明する。液吐出不良検出装置２０をインクジェットプリンタ１に配置する際に、ヘッド１６や他のユニットとの干渉を考慮した結果、ノズルヘッド面３７から光ビーム３１までの距離がマージ距離ＭＫよりも大きく、さらには、サテライトＢｓがミストｍとなる距離よりも大きくなってしまう場合がある。この場合、図７（ｄ）〜図７（ｆ）で説明したように、インク滴がサテライトＢｓからミストｍに変化し、飛翔速度がサテライトＢｓの場合よりも遅くなってしまう。
【００８９】
インク滴がミストｍに変化した状態で、図６に例示されるようにハイパスフィルタ２０３による処理を行った場合について考える。ミストｍは、サテライトＢｓや主滴などに比べて飛翔速度が非常に遅く、複数のミストｍがミスト群として光ビーム３１中に比較的長時間、留まることになる。この場合、ミスト群を構成する各ミストｍの散乱光の分離が難しく、ミスト群による１段目増幅部２０２からの出力ＴＰ１のピークの波形は、ミスト群を構成する複数のミストｍによるピークが混合された、なだらかな波形となる。したがって、ミスト群による出力ＴＰ１のピークは、ハイパスフィルタ２０３により除去されてしまう。
【００９０】
図１４を用いてより具体的に説明する。なお、図１４の上側および下側の図は、それぞれ上述した図９の上側の図および下側の図と対応するものである。図６の構成において、インク滴がミスト群に変化した状態での１段目増幅部２０２の出力ＴＰ１の波形の例を、図１４の下側の図において点線で示す。このように、主滴によるピーク３１０が現れると共に、ミスト群を構成する各ミストｍによるピークが混合されて形成されるなだらかな波形による丘３１１が、図９の下側の図に例示される各サテライトＢｓによるピークに対して遅れた位置に現れる。
【００９１】
この点線による波形をハイパスフィルタ２０３に供給すると、ピーク３１０はハイパスフィルタ２０３を通過するが、丘３１１は、ハイパスフィルタ２０３で除去される。当該点線による波形をハイパスフィルタ２０３で処理して２段目増幅部２０４で増幅した出力ＴＰ２の波形の例を、図１４の下側の図において破線で示す。このように、ハイパスフィルタ２０３の通過後は、主滴によるピーク３１２のみが現れた波形が得られる。したがって、ミスト群が発生していても、ミスト群が発生してないと判断され、適切にヘッドクリーニングを行うことができずに印字結果に大きな影響を与えてしまうことになる。
【００９２】
本第３の実施形態による、ハイパスフィルタ２０３の代わりにローパスフィルタ２１０を用いた場合の出力ＴＰ２の波形の例を、図１４の下側の図において実線で示す。ミスト群による丘３１１は、ローパスフィルタ２１０を通過して２段目増幅部２０４の出力ＴＰ２のなだらかなピーク３１３となって現れる。一方、主滴によるピーク３１０は、ローパスフィルタ２１０により除去される。したがって、２段目増幅部２０４の出力ＴＰ２に対する閾値ＶPDTHを設定し、出力ＴＰ２の電圧値と閾値ＶPDTHとを検出部１０４で比較することで、ミストｍの発生を検出することができる。例えば、出力ＴＰ２の電圧値が閾値ＶPDTHを超えた場合に、ミストｍが発生したものとする。
【００９３】
ここで、閾値ＶPDTHは、実際にノズルｎｘからミスト群を発生させて出力ＴＰ２を計測するなどして、実験的に求めた値を用いる。
【００９４】
なお、上述したように、ミスト群は、比較的長時間、光ビーム３１中に留まっているため、検査対象のノズルｎｘを順次変更した場合に、ミスト群をノズルｎ１、ｎ２、…、ｎｘ、…毎に分離するのが困難となる。したがって、本第３の実施形態によるインク滴吐出不良検出処理は、複数のノズルｎｘによるノズル群単位でミストｍが発生したか否かを判断する、簡易的なものとなる。
【００９５】
＜第３の実施形態の第１の変形例＞
次に、上述の第３の実施形態の第１の変形例について説明する。上述の第３の実施形態では、ミスト群の発生は検出できるが、主滴が適切に吐出されたか否かを判断することができない。そこで、本第１の変形例では、図１５に例示されるように、受光部１１１”に対してローパスフィルタ２１０およびハイパスフィルタ２０３を設け、１段目増幅部２０２の出力ＴＰ１を、これらローパスフィルタ２１０およびハイパスフィルタ２０３にそれぞれ供給する。そして、ローパスフィルタ２１０の出力を２段目増幅部２０４’で増幅して出力ＴＰ２’を得ると共に、ハイパスフィルタ２０３の出力を２段目増幅部２０４で増幅して出力ＴＰ２を得る。
【００９６】
上述の第３の実施形態で説明したように、ローパスフィルタ２１０の出力を増幅した出力ＴＰ２’を、検出部１０４で閾値ＶPDTHと比較することで、ミスト群の発生を検出する。また、ハイパスフィルタ２０３の出力を増幅した出力ＴＰ２を、図示されない検出部１０４で主滴を検出するための閾値（例えば上述した閾値ＶPDTHmax）と比較して、主滴を検出する。この第３の実施形態の第１の変形例によれば、主滴の検出とミスト群の検出とを同時に行うことができる。
【００９７】
＜第３の実施形態の第２の変形例＞
次に、上述の第３の実施形態の第２の変形例について説明する。本第２の変形例では、図４を用いて説明した液吐出不良検出装置２０に対して、図１６に例示されるように、受光素子１０３’を追加して設ける。受光素子１０３’は、光軸３５に対する角度θが受光素子１０３と等しくなるように設けるとよい。そして、受光素子１０３に対して、図６に示す、ハイパスフィルタ２０３を有する受光部１１１を接続し、主滴の検出を行う。一方、受光素子１０３’が含まれる受光部１１１’は、図１３に示す、ローパスフィルタ２１０を有する受光部１１１’とし、ミスト群の発生状況を検出する。このように、本第２の変形例でも、主滴の検出とミスト群の検出とを同時に行うことができる。
【００９８】
ここで、受光素子１０３および１０３’の配置位置は、光ビーム３１に対して上下方向の位置に限られない。すなわち、受光素子１０３および１０３’は、例えば光ビーム３１に対して水平方向や、斜め方向といった、光ビーム３１のインク滴による散乱光Ｓを受光できればどの位置でもよい。
【００９９】
以上説明したように、本発明によれば、インク滴が光ビーム３１と交差した際に発生する散乱光Ｓを受光素子１０３（および受光素子１０３’）で受光し、主滴を検出すると共に、主滴以外のサテライトＢｓ／ミストｍを検出し、サテライトＢｓ／ミストｍの発生状態を判断するようにしている。そのため、簡易的にサテライトＢｓ／ミストｍの発生状態を把握することができ、インクや機能液滴を用いた印字の際の印字不良を低減させることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１ インクジェットプリンタ
１６ ヘッド
３０ 発光素子
３１ 光ビーム
１０１ 吐出制御部
１０２ 発光制御部
１０３，１０３’ 受光素子
１０４ 検出部
１１０ 制御部
１１１，１１１’，１１１” 受光部
２０２ １段目増幅部
２０３ ハイパスフィルタ
２０４，２０４’ ２段目増幅部
２１０ ローパスフィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置およびインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、微細なノズルから微小な各色インク滴を吐出する各色のインクジェットヘッドを備え、用紙等の記録媒体に対してそのインクジェットヘッドを移動させながらインク滴を吐出することで記録媒体上に画像形成を行う。高解像度の画像形成のためには、ノズルを微細化してインク滴サイズを微小化する必要がある。この場合、ノズルが微細なため、印刷停止時にインクが乾燥するなどによりノズル詰まりが起きてインク滴の吐出不良が発生し、画像にドット抜けなどが生じて画像品質の低下を引き起こしてしまう。
【０００３】
従来より、このノズル詰まりによる画像品質の低下を防ぐために、液吐出不良を検出する液吐出不良検出装置がインクジェット記録装置に備えられていた。このような液吐出不良検出装置は、例えば、ノズルから吐出するインク滴などの液滴に、レーザーダイオードなどの発光素子から射出したレーザー光を照射して散乱光を発生させ、その散乱光をフォトダイオードなどの受光素子で受光し、受光素子の出力に基づく出力電圧と基準電圧値とを比較して、インク滴が正常に吐出されたか否かを判定することで液吐出不良を検出する。
【０００４】
ところが、実際には、ノズルの詰まりなどによって液滴が分裂してサテライトやミストと呼ばれる微小サイズの液滴群が発生し、この液滴群に光ビームが照射されることによって散乱光が発生することがある。なお、液滴の吐出線上に発生する液滴群をサテライトと呼び、サテライトが液滴の吐出線に対して散乱した液滴群をミストと呼ぶ。受光素子がこの微小サイズの液滴群からの散乱光を受光すると、基準電圧（オフセット電圧）がボトムアップされて、液滴吐出を判定する電圧閾値を越えてしまうことがある。この場合、吐出不良で液滴が無い場合でも、電圧閾値を越えている為、吐出を検出したと誤判断してしまうおそれがある。
【０００５】
このサテライトやミストによる誤判断を防ぐための方法が提案されている。例えば特許文献１には、サテライトあるいはインクミストの発生量を正確に算出することにより、回収機構の交換を最適なタイミングで行うことができるインクジェット記録装置を提供するための技術が記載されている。すなわち、特許文献１では、記録ヘッドの温度情報を取得するヘッド温度センサーを有し、検出した記録ヘッドの温度情報を含んだ記録の条件に基づいて、副滴の発生する量を算出し、算出された量に基づき、回収機構の交換の要否を判定するようにしている。
【０００６】
また、特許文献２には、ヘッドの個別吐出特性の差による副滴の飛散状態のばらつきをそれぞれ調整するための技術が記載されている。すなわち、特許文献２では、受光部と発光部とを有し、吐出口から吐出されるインク滴と、付随して吐出される副滴の吐出状態を検知するための検知手段を備え、副滴の吐出状態をもとに、吐出口のレジストレーション調整値にオフセット値を加えて調整するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−０２３１５９号公報
【特許文献２】特開２００９−１３７１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、副滴（ミスト、サテライト）の発生量をヘッド温度やインク種類、ヘッド−プラテンギャップなどで判定しており、真のミスト発生量を把握していない。また、副滴の発生量を算出するために必要な要因が多数あるため、処理が複雑になっている。さらに、情報が無い新規ヘッドや新規インクに対しては、新たに情報を取得する必要があるため、汎用性が少ない。
【０００９】
また、特許文献２では、発光素子と受光素子によって作られる光束の中をインク滴がインク検出領域を横断した場合の光束の微量な光量低下を検出している。すなわち、特許文献２では、インク滴の影を検知していることになる。サテライトやミストは、主滴よりも微小であるので、特許文献２の方法では検出することが困難であると考えられる。また、ヘッドが長尺化した場合、光の回折現象により、検出の困難度がさらに増大する。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インク液滴の吐出不良をより簡易に検出可能な液吐出不良検出装置およびインクジェット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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の発明は、ヘッドに設けられる各ノズルからの液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置であって、１のノズルから連続的に吐出される複数の液滴の飛翔経路上の、複数の液滴が印字に関わる１の液滴に合体する位置近傍に光ビームを照射する発光手段と、光ビームの光軸から予め定められた方向にずれた所定位置に配設され、光ビームと液滴とが交差して生ずる散乱光を受光する受光手段と、受光手段で散乱光を受光して得られた出力のピークを抽出し、ピークに基づき、ノズルによる液滴の吐出不良を検出する検出手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、第２の発明は、ヘッドに設けられる各ノズルからの液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置であって、１のノズルから連続的に吐出される複数の液滴の飛翔経路上の、複数の液滴が１の液滴に合体する位置近傍に光ビームを照射する発光手段と、光ビームの光軸から予め定められた方向にずれた所定位置に配設され、光ビームと液滴とが交差して生ずる散乱光を受光する受光手段と、受光手段で散乱光を受光して得られた出力に対してローパスフィルタ処理を施すフィルタ手段と、フィルタ手段の出力が予め定められた閾値を超えた場合に、吐出不良が発生したと検出する検出手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、インク液滴の吐出不良をより簡易に検出可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の各実施形態に係る液吐出不良検出装置を備えるインクジェットプリンタの一例の構造を正面から示す図である。
【図２】図２は、本発明の各実施形態に係る液吐出不良検出装置を備えるインクジェットプリンタの一部を斜め上から観察した図である。
【図３】図３は、本発明の各実施形態に共通のインクジェットプリンタの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の各実施形態に共通する液吐出不良検出処理の概略を示す説明図である。
【図５】図５は、光ビームの一例の強度分布を示す略線図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態に係る受光部の一例の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、インク滴の吐出時におけるミスト発生の仕組みを概略的に示す模式図である。
【図８】図８は、インク滴の大きさと、光ビームがインク滴に散乱された散乱光を受光素子で受光した際の出力との関係の例を示す略線図である。
【図９】図９は、第１の実施形態による、インク滴の吐出タイミングと散乱光出力値ＶPDTP2との一例の関係を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態によるインク滴吐出不良検出処理を示す一例のフローチャートである。
【図１１】図１１は、ヘッドクリーニングを説明するための略線図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施形態によるインク滴吐出不良検出処理を示す一例のフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の第３の実施形態に係る受光部の一例の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第３の実施形態による、インク滴の吐出タイミングと散乱光出力値ＶPDTP2との一例の関係を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る受光部の一例の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明の第３の実施形態の第２の変形例に共通する液吐出不良検出処理の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液吐出不良検出装置およびインクジェット記録装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の各実施形態に係る液吐出不良検出装置を備えるインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）１の一例の構造を正面から示す。また、図２は、インクジェットプリンタ１の一部を斜め上から観察した図を示す。
【００１７】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１の筐体１０の左右の側板１１、１２には、ガイドシャフト１３とガイド板１４とが平行に掛け渡して設けられている。ガイドシャフト１３およびガイド板１４は、キャリッジ１５に摺動可能に貫通される。キャリッジ１５には、不図示の無端ベルトが取り付けられる。無端ベルトは、筐体１０内の左右に設けられる図示しない駆動プーリと従動プーリに掛けまわされる。そして、駆動プーリの回転と共に従動プーリが従動回転されて無端ベルトを走行する。これにより、キャリッジ１５が、図１の矢印で示されるよう左右に移動される。
【００１８】
キャリッジ１５には、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のインクジェットヘッド１６ｙ、１６ｃ、１６ｍ、１６ｂ（以下、ヘッド１６で代表させて記述する）が、キャリッジ１５の移動方向に並列配置されている。各ヘッド１６は、下向きのノズル面に複数のノズルを直線状に並べたノズル列を有する。図示しないが、直線状のノズル列は、キャリッジ１５の移動方向と直交する方向に設けられる。
【００１９】
そして、キャリッジ１５が図１のように右端のホームポジションに存在するときには、各ヘッド１６は、筐体１０内の底板１７上に設置する単独回復装置１８と対向する。単独回復装置１８は、液吐出不良検出装置２０でインク滴吐出不良を検出したノズルからインクを吸い出し、インクジェットプリンタ１自身で単独で液体吐出不良を回復する装置である。
【００２０】
液吐出不良検出装置２０は、筐体１０内の底板１７上に、単独回復装置１８に隣接して配置される。液吐出不良検出装置２０の詳細については後述する。
【００２１】
液吐出不良検出装置２０に隣接する位置には、板状のプラテン２２を設置する。プラテン２２の背面側には、記録媒体である用紙２３をプラテン２２上に供給する給紙台２４が斜めに立てて設けられる。また、図示を省略するが、給紙台２４上の用紙２３をプラテン２２上に送り出す給紙ローラが備えられる。さらに、プラテン２２上の用紙２３を矢示方向に搬送して正面側に排出する搬送ローラ２５が設けられる。
【００２２】
筐体１０内の底板１７上には、さらに左端に駆動装置２６が設置される。駆動装置２６は、不図示の給紙ローラや搬送ローラ２５などを駆動するとともに、上述した駆動プーリを駆動することにより無端ベルトを走行してキャリッジ１５を移動する。
【００２３】
そして、記録時は、駆動装置２６で駆動されることにより用紙２３がプラテン２２上に移動され、所定位置に位置決めされる。また、キャリッジ１５が移動されて用紙２３上を走査され、左方向に移動しながら４色のヘッド１６ｙ、１６ｃ、１６ｍ、１６ｂを用いて順にそれぞれのノズルからインク滴が吐出され、用紙２３上に画像が記録される。画像記録後、キャリッジ１５が右方向に戻されるとともに、用紙２３が図２の矢印の方向に所定量搬送される。
【００２４】
次いで、再びキャリッジ１５が左方向に移動されながら往路で４色のヘッド１６ｙ、１６ｃ、１６ｍ、１６ｂを用いて順にそれぞれのノズルからインク滴が吐出され、用紙２３上に画像が記録される。そして、同様に画像記録後、キャリッジ１５が右方向に戻されるとともに、用紙２３が図２の矢印の方向に所定量搬送される。以下同様の動作が繰り返され、１枚の用紙２３上に画像が記録される。
【００２５】
次に、本発明の各実施形態に共通のインクジェットプリンタ１の機能構成について説明する。図３は、各実施形態に共通のインクジェットプリンタ１の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。インクジェットプリンタ１は、ヘッド１６、吐出制御部１０１、発光制御部１０２、発光素子３０、受光部１１１、検出部１０４、制御部１１０および記憶部１２１を備える。制御部１１０は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)およびＲＡＭ(Random Access Memory)を有し、ＣＰＵがＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリに用いてこのインクジェットプリンタ１全体の動作を制御する。
【００２６】
なお、図３では、各実施形態に関わりの深い、主に液吐出不良検出処理に関連する機能を備えた構成部を記載しており、画像の記録に関連する構成部は図示を省略している。
【００２７】
本発明の各実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、ノズルｎｘ（１≦ｘ≦Ｎ、Ｎはノズルの個数）からインク滴が正常に吐出するか否かを検出する液吐出不良検出処理を行う。液吐出不良検出処理では、インク滴の吐出経路に対して発光素子３０から光ビームを出射し、出射した光ビームにノズルｎｘからインク滴を吐出して、インク滴による散乱光を発生させる。受光部１１１は、受光した光に応じた信号を出力する受光素子と、受光素子の出力に対して所定の信号処理（詳細は後述する）を施す受光回路とを有し、散乱光に応じた出力を得る。検出部１０４は、この受光部１１１の出力に基づき、ノズルｎｘの液吐出不良の有無を検出する。
【００２８】
吐出制御部１０１は、ヘッド１６の各ノズルからインク滴を吐出する吐出処理を制御する。例えば、吐出制御部１０１は、ヘッド１６に対して所定の駆動電圧を印加することで、各ノズルに対してインク滴の吐出動作を実行させる。
【００２９】
発光制御部１０２は、発光素子３０を発光させる発光処理を制御する。例えば液吐出不良検出処理では、発光制御部１０２は、一定電圧値の発光制御信号を出力して、発光素子３０を連続点灯させる。発光素子３０は、例えば、半導体レーザなどの発光素子であって、発光制御部１０２から供給される発光制御信号に従って点灯し、光ビームを発生する。ヘッド１６が短尺である場合には、発光素子３０としてＬＥＤ(Light Emitting Diode)を用いてコスト低減を図ることもできる。
【００３０】
検出部１０４は、受光部１１１から出力された出力信号に基づき、インク滴の吐出不良を検出する。第１の実施形態では、検出部１０４は、受光部１１１において受光素子１０３で発生された電流が変換された電圧値の変化を検出する。液吐出不良検出装置２０は、検出された電圧値の変化に基づき、吐出不良の有無を判定する。記憶部１２１は、検出部１０４が電圧値の変化を検出し吐出不良の有無を判定するために用いる各種規定値を記憶する。
【００３１】
次に、図４および図５を用いて、各実施形態の液吐出不良検出装置２０の動作原理について説明する。図４は、各実施形態に共通する液吐出不良検出処理の概略を示す説明図である。図４のノズルｎ１、ｎ２、…、ｎｘ、…、ｎＮは、キャリッジ１５に搭載する１個のヘッド１６で、１つのノズル列を構成する。ヘッド１６において、各ノズルｎ１、ｎ２、…、ｎｘ、…、ｎＮのインク滴吐出口側の面３７を、ノズルヘッド面３７と呼ぶ。本第１の実施形態の液吐出不良検出装置２０が備えられたインクジェットプリンタ１では、このノズル列のうち一度に１つのノズルｎｘからインク滴３６が吐出される。
【００３２】
発光素子３０で発光された拡散光は、コリメートレンズ３２で略平行な光ビーム３１に変換される。発光素子３０は、光ビーム３１の光軸３５がインク滴３６の吐出方向と直交する方向に配置される。
【００３３】
受光素子１０３は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）からなり、受光面に受光した光量に比例する電流を発生する。受光素子１０３で発生された電流は、受光部１１１内で電圧値に変換される。受光素子１０３は、発光素子３０から照射された光ビーム３１がインク滴３６に衝突して生じる散乱光を受光可能なように、インクジェットプリンタ１の筐体１０内に配置される。
【００３４】
ここで、受光素子１０３は、光ビーム３１のビーム径を外れた位置に配置される。具体的には、受光素子１０３は、受光面が光ビーム３１のビーム径と重ならない位置で、できるだけ光軸３５の中心近くにオフセットして配設される。これにより、効率の良い検知が可能となる。図４では、光ビーム３１の下部であって、ノズル直下よりも発光素子３０から離れた位置に受光素子１０３が配置された例が示されている。
【００３５】
図４に例示される構成で、ヘッド１６のノズルｎｘからインク滴３６が吐出され、光ビーム３１と交わると、散乱光Ｓ１〜Ｓ７が発生する。受光素子１０３は、この散乱光Ｓ１〜Ｓ７のうち、特に光強度が強い前方散乱光Ｓ１〜Ｓ３を受光し、受光した散乱光の光強度を表す電圧値ＶPDを光出力値として出力する。光ビーム３１の光強度が強い場合、散乱光Ｓ１〜Ｓ７の光強度も高くなる。
【００３６】
図５は、光ビーム３１の一例の強度分布を示す。発光素子３０として半導体レーザを使用した場合、垂直および水平方向にそれぞれ角度を持って発光する。一般的な半導体レーザの垂直および水平方向の角度は、それぞれ１４°および３０°となっている。以下では、発光素子３０として半導体レーザを使用するものとして説明する。このような光をコリメートレンズ３２で平行光にした場合、その進行方向に対し垂直方向の断面は、図５にビーム断面４０として例示されるように、縦横比が異なる楕円形状となる。
【００３７】
ここで、図５において、Ｘ方向すなわち水平方向は、インク滴の吐出方向に対して直角の方向を示す。また、Ｙ方向すなわち垂直方向は、インク滴の吐出方向を示す。これにより、光ビーム３１の中心（光軸３５）で最も光強度が強く、縁に行くに従い光強度は低下しており、ガウシアン分布となっていることがわかる。
【００３８】
図６は、受光部１１１の一例の構成を示す。受光部１１１は、受光素子１０３、Ｉ／Ｖ変換部２０１、増幅部２０２（以下、１段目増幅部２０２）、ハイパスフィルタ２０３および増幅部２０４（以下、２段目増幅部２０４）を有する。
【００３９】
Ｉ／Ｖ変換部２０１は、受光素子１０３の出力電流を電圧に変して出力する。このＩ／Ｖ変換部２０１の出力は、１段目増幅部２０２で増幅される。１段目増幅部２０２の出力ＴＰ１は、ハイパスフィルタ２０３でＤＣ成分（ノイズ成分）を除去されて、２段目増幅部２０４でさらに増幅される。この２段目増幅部２０４の出力ＴＰ２は、散乱光に基づくパルス波形となる。この出力ＴＰ２の電圧値を散乱光出力値ＶPDTP2と呼ぶ。２段目増幅部２０４の出力ＴＰ２は、検出部１０４に供給される。
【００４０】
検出部１０４について説明する。検出部１０４は、受光部１１１から供給された出力ＴＰ２（散乱光出力値ＶPDTP2）に基づき、インク滴の主滴や、サテライトＢｓ／ミストｍ（後述する）の検出処理を行い、検出結果に基づき、ノズルｎｘにおける液滴吐出不良を検出する。
【００４１】
図７は、インク滴Ｂの吐出時におけるミストｍ発生の仕組みを概略的に示す模式図である。先ず、ノズルヘッド面３７にあるノズルｎｘからインク滴ｂ1が吐出される（図７（ａ））。その後、連続的に複数のインク滴ｂ2、ｂ3を吐出し（図７（ｂ））、飛翔中に１つのインク滴Ｂに合体する（図７（ｃ）、図７（ｄ））。この複数のインク滴が１つのインク滴Ｂとして合体するまでの距離を、マージ距離ＭＫとする。
【００４２】
このとき、吐出された複数のインク滴ｂ1、ｂ2、…のうちインク滴Ｂに合体しなかったものがサテライトＢｓと呼ばれ、インク滴Ｂの後ろを飛翔している。このサテライトＢｓは、インク滴Ｂに比べサイズが微小であるため、空気抵抗の影響を大きく受け、ある高さからインク滴Ｂの飛翔軌跡から外れ浮遊し始める（図７（ｅ）、図７（ｆ））。この浮遊したサテライトＢｓをミストｍと呼ぶ。
【００４３】
図８は、インク滴の大きさと、光ビーム３１が当該インク滴に散乱された散乱光を受光素子１０３で受光した際の出力との関係の例を示す。ここでは、受光素子１０３の出力が、受光部１１１における出力ＴＰ２の散乱光出力値ＶPDTP2であるものとする。
【００４４】
散乱光出力の特徴の一つに、滴径によって散乱光の強度分布が変化することが挙げられる。図８に例示されるように、滴径が大きくなると散乱光強度も大きくなり、それに伴い散乱光出力値ＶPDTP2が高くなる。より具体的に、実際のインク滴径でみると、大滴（直径約４０μｍ）での散乱光出力値ＶPDTP2Bを約６Ｖとしたとき、中滴（直径約２５μｍ）では散乱光出力値ＶPDTP2Mが約３Ｖとなり、小滴（直径約２０μｍ）では散乱光出力値ＶPDTP2Sが約１Ｖとなる。また、サテライトＢｓ／ミストｍは、小滴よりも小さく、直径が約１５μｍであり、散乱光出力値ＶPDTP2mが約０．５Ｖとなる。
【００４５】
なお、散乱光出力値ＶPDTP2は、受光部１１１における増幅率（１段目増幅部２０２および２段目増幅部２０４）や、受光素子１０３の受光面と光軸３５とがなす角度などにより変化する。
【００４６】
次に、本第１の実施形態によるサテライトＢｓおよびミストｍの検出方法について説明する。図９の上側の図および下側の図は、インク滴の吐出タイミングと、散乱光出力値ＶPDTP2との一例の関係を、横軸に同一の時間軸を設けてそれぞれ示す。
【００４７】
一例として、ノズルヘッド面３７から、複数のインク滴ｂ1、ｂ２、…が１つのインク滴Ｂに合体するまでのマージ距離ＭＫが略１ｍｍであるものとする。また光ビーム３１とノズルヘッド面３７との間の距離を略２ｍｍであるものとする。さらに、光ビーム３１がマージ距離ＭＫの直下を通過するように、各部が配置されているものとする。
【００４８】
図９の上側の図は、インク滴の吐出タイミングの例を示す。図９の上側の図において、縦軸は、吐出制御部１０１によるインク滴吐出のための駆動電圧ＶHを示す。ヘッド１６の各ノズル（例えばノズルｎｘ）は、このインク滴吐出駆動電圧ＶHとして、電圧ＶHLよりも高電圧の電圧ＶHHを印加するとインク滴の吐出を行い、電圧ＶHHの印加を停止すると、インク滴の吐出を停止する。
【００４９】
図９の下側の図は、散乱光出力値ＶPDTP2（出力ＴＰ２）の時間に対する変化の例を示す。時間ｔ1でヘッド１６の１番目のノズルｎ１に対するインク滴吐出駆動電圧ＶHとして電圧ＶHHが印加され（図９の上側の図参照）、ノズルｎ１からインク滴ｂ１、ｂ２、…が吐出される。インク滴ｂ１、ｂ２、…がマージ距離ＭＫにて合体してインク滴Ｂが生成され、このインク滴Ｂに光ビーム３１が照射され散乱光Ｓ１〜Ｓ７が発生する。
【００５０】
これら散乱光Ｓ１〜Ｓ７のうち前方散乱光が受光素子１０３に受光される。この散乱光の受光に応じて、受光部１１１において１段目増幅部２０２の出力ＴＰ１が上昇する。この出力ＴＰ１からハイパスフィルタ２０３によりＤＣ成分が除去され、２段目増幅部２０４でさらに増幅されて、散乱光の受光に応じて電圧ＶPD0（≒０Ｖ）から電圧ＶPDmに上昇する散乱光出力値ＶPDTP2が得られる。
【００５１】
同様にして、時間ｔ2、ｔ3、…においてノズルｎ２、ｎ３、…に対するインク滴吐出駆動電圧ＶHとして順次、電圧ＶHHを印加し、ノズルｎ２、ｎ３、…からインク滴を吐出させる。これにより、各ノズルｎ２、ｎ３、…に対応した散乱光出力値ＶPDTP2を検出できる。この各ノズルｎ１、ｎ２、ｎ３、…に対応した散乱光出力値ＶPDTP2を、検出部１０４において図示されない閾値ＶTHと比較することで、各ノズルｎ１、ｎ２、ｎ３、…におけるインク滴Ｂの吐出の有無や曲がりなどを検出することができる。
【００５２】
ここで、図８を参照し、インク滴を、その大きさに応じて、直径が約４０μｍの大滴と、直径が約２５μｍの中滴と、直径が約２０μｍの小滴と、直径が約１５μｍのサテライト／ミストとに分類したとき、大滴（主滴）、中滴および小滴が印字に関わるインク滴となる。一方、小滴よりも小さい滴（サテライト／ミスト）は、印字結果に大きな影響を与える場合がある。
【００５３】
すなわち、図７を用いて説明したように、サテライトＢｓは、滴径が小さいため空気抵抗の影響により軌跡が変化してミストｍとなり、狙った着弾位置とは異なる位置に着弾し、印字結果における濃度ムラや色変化を引き起こしてしまう可能性がある。また、近年では、有機ＥＬディスプレイや電子回路のパターン形成を、インクジェット技術を用いて行うことが多くなっている。このようなパターン形成に用いられる機能液滴の場合、パターンの不形成があると、ショートなど深刻なトラブルが発生する。そういったことから、サテライトＢｓ／ミストｍの発生を監視する必要性が生じている。
【００５４】
以下に、第１の実施形態によるサテライトＢｓ／ミストｍの検出について説明する。図４の構成に従いノズルｎｘからインク滴Ｂを吐出した際にサテライトＢｓが発生していると、図９の下側の図を参照して、主滴（大滴、中滴または小滴）によるピーク電圧の高い波形３００に対して時間的に後に、ピーク電圧の低い波形３０１、３０１、…を計測することができる。図８を用いて説明したように、滴径が小さいほど散乱光出力値ＶPDTP2も低くなるため、このピーク電圧の低い波形３０１、３０１、…がサテライトＢｓ／ミストｍに対する波形であることがわかる。
【００５５】
第１の実施形態では、あるノズルｎｘでのインク滴吐出タイミングから、次のノズルｎｘ＋１でのインク滴吐出タイミングの間における所定時間範囲内に出現する、散乱光出力値ＶPDTP2のピークを抽出し、抽出されたピーク数を計数する。
【００５６】
散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数を計数する所定時間範囲は、図７を参照し、ノズルｎｘから吐出されたインク滴ｂ1、ｂ2、…が合体してインク滴Ｂが生成されるタイミングを含む必要がある。例えば、当該所定時間範囲の開始時刻ｔxSをノズルｎｘにおけるインク滴吐出タイミングの直後とし、終了時刻ｔxEを次のノズルｎｘ＋１におけるインク滴吐出タイミングの直前とする。より詳細には、例えば、当該所定時間範囲の開始時刻ｔxSは、ノズルｎｘにおけるインク滴吐出タイミングの直後から、インク滴Ｂが生成されるタイミングの直前までの範囲から選択することが考えられる。
【００５７】
このように設定された時間範囲内で散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数を計測することで、ノズルｎｘから吐出される液滴について、主滴およびサテライトＢｓのピークを選択的に検出することができ、サテライトＢｓの発生数を容易に把握することが可能となる。
【００５８】
散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数を計数するための所定時間範囲に、計数されたピーク数が１個であれば、主滴のみが存在していると判断できる。すなわち、受光部１１１が主滴の散乱光を検出していれば、少なくとも１個のピークが計数される。
【００５９】
一方、計数されたピーク数が１個以外であれば、当該ノズルｎｘに何らかの不具合が発生していると考えることができる。例えば、所定時間範囲内に計数されたピーク数が０個であれば、当該ノズルｎｘからインク滴が吐出されていないことを示す。また、所定時間範囲内に計数されたピーク数が２個以上であれば、サテライトＢｓが発生していることを示す。この場合、ピーク数から１を減じた値が、サテライトＢｓの数となる。
【００６０】
ここで、検出部１０４において、散乱光出力値ＶPDTP2に対して、図８を用いて説明した、ミストｍ／サテライトＢｓの滴径に対応する電圧ＶPDTP2mよりもやや低い閾値（基準電圧値）を設定することが考えられる。散乱光出力値ＶPDTP2がこの閾値を超えた場合に、ピークとして計数する。これに限らず、散乱光出力値ＶPDTP2を微分することでピークを求めてもよい。
【００６１】
ノズルｎｘから吐出されるインク滴を検知する検知位置について説明する。なお、この場合、検知位置は、インク滴吐出方向における下方向の位置を指す。本第１の実施形態では、この検知位置すなわちノズルヘッド面３７に対する光ビーム３１の位置を、図７（ｄ）に示したマージ距離ＭＫよりも下に設定する。
【００６２】
インク滴Ｂは、図７を用いて説明したように、複数のインク滴ｂ1、ｂ2、…が１個の滴に合体されて形成される。これにより、検知位置、すなわちノズルヘッド面３７に対する光ビーム３１の距離がマージ距離ＭＫよりも近いと、合体する前のインク滴ｂ1、ｂ2、…を検出してしまうことになる。これら合体する前のインク滴ｂ1、ｂ2、…は、滴径がインク滴Ｂよりも小さいため、これら合体する前のインク滴ｂ1、ｂ2、…を、サテライトＢｓと判定してしまう可能性がある。
【００６３】
そこで、検知位置を、複数のインク滴ｂ1、ｂ2、…が１つの滴として合体する位置（マージ距離ＭＫ）より下に設定することにより、印字に影響するサテライトＢｓを検出することができる。この場合、検知位置が、マージ距離ＭＫより下で、且つ、サテライトＢｓがミストｍとなっていない距離にすると、より好ましい。
【００６４】
ここで、ラインプリンタといった、ヘッドが稼動しないタイプのプリンタでは、吐出された複数のインク滴ｂ1、ｂ2、…の合体する距離（マージ距離ＭＫ）が用紙位置になる場合がある。この場合は、マージ距離ＭＫ内に光ビーム３１を配置する。そして、所定時間範囲内でのピーク数の計数結果に対し、マージさせるために吐出した滴数以上のピーク数をサテライトＢｓによるピーク数とすることで、サテライトＢｓの発生数を把握することができる。
【００６５】
さらに、このように検知位置を設定すると共に、上述したようにして設定された時間範囲内で散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数を計測することで、サテライトＢｓの発生数をより容易に把握することが可能となる。
【００６６】
図１０は、本第１の実施形態によるインク滴吐出不良検出処理を示す一例のフローチャートである。先ず、制御部１１０は、キャリッジ１５を制御して、検査対象のノズル列を液吐出不良検査装置２０における光ビーム３１の光路上に移動させる（ステップＳ１０）。制御部１１０は、ステップＳ１１で、例えば受光素子１０３に対して所定の電圧を印加して、受光素子１０３を受光状態にし、次のステップＳ１２で、発光制御部１０２を制御して発光素子３０を発光させ、光ビーム３１を照射する。
【００６７】
次に、制御部１１０は、吐出制御部１０１を制御してヘッド１６に対する駆動電圧ＶHを電圧ＶHLから電圧ＶHHに変化させる（ステップＳ１３）。ヘッド１６に対する駆動電圧が電圧ＶHHになると、ヘッド１６の検査対象のノズルｎｘからインク滴が吐出される。発光素子３０から照射された光ビーム３１が、ノズルｎｘから吐出されたインク滴により散乱され、散乱光が受光素子１０３に受光される。受光部１１１では、この受光素子１０３の出力に基づき、予め設定された所定の時間範囲内（例えば図９の下側の図における時間ｔ1S〜時間ｔ1E）において発生した散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数を計数する。ピーク数の計数が終了すると、処理がステップＳ１４に移行される。
【００６８】
ステップＳ１４で、検出部１０４は、ステップＳ１３での計数結果に基づき、所定の時間範囲内における受光素子１０３の出力に基づく散乱光出力値ＶPDTP2のピークが、１個のみ検出されたか否かを判定する。ピークが１個のみ検出された場合は、インク滴Ｂの吐出が行われると共に、ミストｍ／サテライトＢｓが発生しておらず、対象のノズルｎｘは正常に機能していると判断することができる。
【００６９】
若し、ステップＳ１４で、散乱光出力値ＶPDTP2のピークが１個のみ検出されたと判断したら、処理はステップＳ１５に移行される。ステップＳ１５では、制御部１１０は、発光制御部１０２を制御して発光素子３０による発光を停止させる。そして、次のステップＳ１６で、受光素子１０３に対する電圧印加が停止され、一連の処理が終了される。
【００７０】
一方、ステップＳ１４で、散乱光出力値ＶPDTP2のピークの検出数が１個以外であると判定されたら、処理はステップＳ１７に移行される。この場合、ピークの検出数が０個および２個以上の何れかとなる。ステップＳ１７で、検出部１０４は、この１個以外のピークが検出されたノズルｎｘの番号を例えば記憶部１２１に記憶し、次のステップＳ１８で、当該ノズルｎｘに対してヘッドクリーニングを所定回数Ｍ回行ったか否かを判定する。若し、既にヘッドクリーニングを所定回数Ｍ回行っていると判定されたら、一連の処理を終了し、エラーである旨を通知する。
【００７１】
一方、ステップＳ１８で、未だ、当該ノズルｎｘに対するヘッドクリーニングを所定回数Ｍ回行っていないと判定されたら、処理はステップＳ１９に移行され、当該ノズルｎｘに対してヘッドクリーニングが実行される。なお、ヘッドクリーニング中には、発光素子３０による発光および受光素子１０３による光ビーム３１の受光は、ＯＦＦとされる。クリーニングが実行されたら、処理はステップＳ１０に戻される。
【００７２】
ヘッドクリーニングは、例えば図示されない吸引キャップによる吸引や空吐出（複数回のインク滴の吐出）により行う。これにより、ノズルｎｘを正常状態とすることができる。また、図１１に例示されるような１または複数のノズルｎｘをカバーできるチューブ部Ｔを用いてポンプＰで吸引を行い、部分的にクリーニングをすることにより、クリーニングに使用するインクの消費量を抑えることができる。吸引されたインクは、廃液タンクに導出される。
【００７３】
なお、上述では、ステップＳ１４において、ピークが１個のみであるか否かを判定しているが、これはこの例に限定されない。例えば、ステップＳ１４において、ピークが０個または印字結果に影響を与えるサテライトＢｓの数以上か否かを判定してもよい。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態では、所定時間範囲内の散乱光出力値ＶPDTP2のピーク数に基づきノズルの吐出不良の判定を行った。これに対して、本第２の実施形態では、散乱光出力値ＶPDTP2に基づきインク滴の大きさを判定し、このインク滴の大きさに基づきノズルの吐出不良の判定を行う。
【００７５】
なお、本第２の実施形態では、上述の第１の実施形態で説明したインクジェットプリンタ１の構成をそのまま適用できるので、煩雑さを避けるため、ここでの構成に関する説明を省略する。
【００７６】
図８を用いて説明したように、インク滴の滴系が大きくなるほど散乱光出力値ＶPDTP2が高くなる。そこで、検出部１０４が、散乱光出力値ＶPDTP2のサテライトＢｓ／ミストｍに対応するピークを選択的に検出可能なように、閾値を設定する。
【００７７】
より具体的には、検出部１０４は、図８を参照し、主滴となる例えば小滴に対応する散乱光出力値ＶPDTP2Sより低く、サテライトＢｓ／ミストｍに対応する散乱光出力値ＶPDTP2mより高い電圧を、上限の閾値ＶPDTHmaxとしてに設定する。これにより、サテライトＢｓ／ミストｍによる散乱光出力値ＶPDTP2のピークを、主滴によるピークと区別する。
【００７８】
また、サテライトＢｓ／ミストｍに対応する散乱光出力値ＶPDTP2mより低い電圧を、下限の閾値ＶPDTHminとして検出部１０４に設定する。この下限の閾値ＶPDTHminと、上述の上限の閾値ＶPDTHmaxにより、印字に影響を及ぼすサテライトＢｓ／ミストｍの個数および大きさを知ることができる。なお、下限の閾値ＶPDTHminの設定は、必須ではない。検出部１０４は、予め設定された所定の時間範囲内（図９の下側の図における時間ｔ1S〜時間ｔ1E）で、上限の閾値ＶPDTHmaxおよび下限の閾値ＶPDTHminの間における散乱光出力値ＶPDTP2のピークを検出する。
【００７９】
図１２は、本第２の実施形態によるインク滴吐出不良検出処理を示す一例のフローチャートである。なお、図１２において、上述の図１０と対応する処理には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８０】
制御部１１０は、ステップＳ１０で検査対象のノズル列を液吐出不良検査装置２０における光ビーム３１の光路上に移動させ、ステップＳ１１で受光素子１０３を受光状態にし、次のステップＳ１２で、発光素子３０を発光させて光ビーム３１を照射する。そして、ステップＳ１３で、ヘッド１６に対する駆動電圧ＶHを電圧ＶHLから電圧ＶHHに変化させ、ヘッド１６の検査対象のノズルｎｘからインク滴が吐出される。
【００８１】
発光素子３０から照射された光ビーム３１が、ノズルｎｘから吐出されたインク滴により散乱され、散乱光が受光素子１０３に受光される。検出部１０４は、予め設定された所定の時間範囲内（図９の下側の図における時間ｔ1S〜時間ｔ1E）で、上限の閾値ＶPDTHmaxおよび下限の閾値ＶPDTHminの間における受光素子１０３の出力に基づく散乱光出力値ＶPDTP2のピークを検出する。
【００８２】
ステップＳ３０で、検出部１０４は、ピークの検出結果に基づき、上限の閾値ＶPDTHmaxおよび下限の閾値ＶPDTHminによる所定電圧範囲内に、散乱光出力値ＶPDTP2のピークが存在するか否かを判定する。
【００８３】
若し、当該所定電圧範囲内に散乱光出力値ＶPDTP2のピークが存在しないと判定された場合は、検査対象のノズルｎｘにおいてサテライトＢｓ／ミストｍが発生していないと判断することができる。この場合、処理はステップＳ１５に移行され、制御部１１０は、発光制御部１０２を制御して発光素子３０による発光を停止させる。そして、次のステップＳ１６で、受光素子１０３に対する電圧印加が停止され、一連の処理が終了される。
【００８４】
一方、ステップＳ３０で、当該所定電圧範囲内に散乱光出力値ＶPDTP2のピークが存在すると判定された場合は、検査対象のノズルｎｘにおいてサテライトＢｓ／ミストｍが発生していると判断することができる。この場合、処理はステップＳ３１に移行され、検出部１０４は、所定電圧範囲内に散乱光出力値ＶPDTP2のピークが存在すると判定されたノズルｎｘの番号を例えば記憶部１２１に記憶する。
【００８５】
処理はステップＳ１８に移行され、当該ノズルｎｘに対してヘッドクリーニングを所定回数Ｎ回行ったか否かを判定する。若し、既にヘッドクリーニングを所定回数Ｎ回行っていると判定されたら、一連の処理を終了し、エラーである旨を通知する。一方、ステップＳ１８で、未だ、当該ノズルｎｘに対するヘッドクリーニングを所定回数Ｎ回行っていないと判定されたら、処理はステップＳ１９に移行され、当該ノズルｎｘに対してヘッドクリーニングが実行される。なお、ヘッドクリーニング中には、発光素子３０による発光および受光素子１０３による光ビーム３１の受光は、ＯＦＦとされる。クリーニングが実行されたら、処理はステップＳ１０に戻される。
【００８６】
このように、本第２の実施形態では、散乱光出力値ＶPDTP2のピークを上限の閾値ＶPDTHmaxと比較することで、サテライトＢｓ／ミストｍによる散乱光出力値ＶPDTP2のピークを、主滴によるピークと区別することができる。また、散乱光出力値ＶPDTP2のピークを下限の閾値ＶPDTHminおよび上限の閾値ＶPDTHmaxと比較することで、印字に影響を及ぼすサテライトＢｓ／ミストｍの個数および大きさを知ることができる。
【００８７】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態では、受光部１１１において、受光素子１０３の出力を電流／電圧変換して増幅した出力ＴＰ１に対して、ハイパスフィルタ２０３を用いてＤＣ成分の除去を行っていた。これに対して、本第３の実施形態では、図６に示した受光部１１１におけるハイパスフィルタ２０３を、図１３に例示されるように、ローパスフィルタ２１０に置き換え受光部１１１’とする。受光部１１１’の他の部分は、図６に示した受光部１１１と共通である。なお、図１３において、上述した図６と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８８】
ハイパスフィルタ２０３をローパスフィルタ２１０に置き換えて用いる効果について説明する。液吐出不良検出装置２０をインクジェットプリンタ１に配置する際に、ヘッド１６や他のユニットとの干渉を考慮した結果、ノズルヘッド面３７から光ビーム３１までの距離がマージ距離ＭＫよりも大きく、さらには、サテライトＢｓがミストｍとなる距離よりも大きくなってしまう場合がある。この場合、図７（ｄ）〜図７（ｆ）で説明したように、インク滴がサテライトＢｓからミストｍに変化し、飛翔速度がサテライトＢｓの場合よりも遅くなってしまう。
【００８９】
インク滴がミストｍに変化した状態で、図６に例示されるようにハイパスフィルタ２０３による処理を行った場合について考える。ミストｍは、サテライトＢｓや主滴などに比べて飛翔速度が非常に遅く、複数のミストｍがミスト群として光ビーム３１中に比較的長時間、留まることになる。この場合、ミスト群を構成する各ミストｍの散乱光の分離が難しく、ミスト群による１段目増幅部２０２からの出力ＴＰ１のピークの波形は、ミスト群を構成する複数のミストｍによるピークが混合された、なだらかな波形となる。したがって、ミスト群による出力ＴＰ１のピークは、ハイパスフィルタ２０３により除去されてしまう。
【００９０】
図１４を用いてより具体的に説明する。なお、図１４の上側および下側の図は、それぞれ上述した図９の上側の図および下側の図と対応するものである。図６の構成において、インク滴がミスト群に変化した状態での１段目増幅部２０２の出力ＴＰ１の波形の例を、図１４の下側の図において点線で示す。このように、主滴によるピーク３１０が現れると共に、ミスト群を構成する各ミストｍによるピークが混合されて形成されるなだらかな波形による丘３１１が、図９の下側の図に例示される各サテライトＢｓによるピークに対して遅れた位置に現れる。
【００９１】
この点線による波形をハイパスフィルタ２０３に供給すると、ピーク３１０はハイパスフィルタ２０３を通過するが、丘３１１は、ハイパスフィルタ２０３で除去される。当該点線による波形をハイパスフィルタ２０３で処理して２段目増幅部２０４で増幅した出力ＴＰ２の波形の例を、図１４の下側の図において破線で示す。このように、ハイパスフィルタ２０３の通過後は、主滴によるピーク３１２のみが現れた波形が得られる。したがって、ミスト群が発生していても、ミスト群が発生してないと判断され、適切にヘッドクリーニングを行うことができずに印字結果に大きな影響を与えてしまうことになる。
【００９２】
本第３の実施形態による、ハイパスフィルタ２０３の代わりにローパスフィルタ２１０を用いた場合の出力ＴＰ２の波形の例を、図１４の下側の図において実線で示す。ミスト群による丘３１１は、ローパスフィルタ２１０を通過して２段目増幅部２０４の出力ＴＰ２のなだらかなピーク３１３となって現れる。一方、主滴によるピーク３１０は、ローパスフィルタ２１０により除去される。したがって、２段目増幅部２０４の出力ＴＰ２に対する閾値ＶPDTHを設定し、出力ＴＰ２の電圧値と閾値ＶPDTHとを検出部１０４で比較することで、ミストｍの発生を検出することができる。例えば、出力ＴＰ２の電圧値が閾値ＶPDTHを超えた場合に、ミストｍが発生したものとする。
【００９３】
ここで、閾値ＶPDTHは、実際にノズルｎｘからミスト群を発生させて出力ＴＰ２を計測するなどして、実験的に求めた値を用いる。
【００９４】
なお、上述したように、ミスト群は、比較的長時間、光ビーム３１中に留まっているため、検査対象のノズルｎｘを順次変更した場合に、ミスト群をノズルｎ１、ｎ２、…、ｎｘ、…毎に分離するのが困難となる。したがって、本第３の実施形態によるインク滴吐出不良検出処理は、複数のノズルｎｘによるノズル群単位でミストｍが発生したか否かを判断する、簡易的なものとなる。
【００９５】
＜第３の実施形態の第１の変形例＞
次に、上述の第３の実施形態の第１の変形例について説明する。上述の第３の実施形態では、ミスト群の発生は検出できるが、主滴が適切に吐出されたか否かを判断することができない。そこで、本第１の変形例では、図１５に例示されるように、受光部１１１”に対してローパスフィルタ２１０およびハイパスフィルタ２０３を設け、１段目増幅部２０２の出力ＴＰ１を、これらローパスフィルタ２１０およびハイパスフィルタ２０３にそれぞれ供給する。そして、ローパスフィルタ２１０の出力を２段目増幅部２０４’で増幅して出力ＴＰ２’を得ると共に、ハイパスフィルタ２０３の出力を２段目増幅部２０４で増幅して出力ＴＰ２を得る。
【００９６】
上述の第３の実施形態で説明したように、ローパスフィルタ２１０の出力を増幅した出力ＴＰ２’を、検出部１０４で閾値ＶPDTHと比較することで、ミスト群の発生を検出する。また、ハイパスフィルタ２０３の出力を増幅した出力ＴＰ２を、図示されない検出部１０４で主滴を検出するための閾値（例えば上述した閾値ＶPDTHmax）と比較して、主滴を検出する。この第３の実施形態の第１の変形例によれば、主滴の検出とミスト群の検出とを同時に行うことができる。
【００９７】
＜第３の実施形態の第２の変形例＞
次に、上述の第３の実施形態の第２の変形例について説明する。本第２の変形例では、図４を用いて説明した液吐出不良検出装置２０に対して、図１６に例示されるように、受光素子１０３’を追加して設ける。受光素子１０３’は、光軸３５に対する角度θが受光素子１０３と等しくなるように設けるとよい。そして、受光素子１０３に対して、図６に示す、ハイパスフィルタ２０３を有する受光部１１１を接続し、主滴の検出を行う。一方、受光素子１０３’が含まれる受光部１１１’は、図１３に示す、ローパスフィルタ２１０を有する受光部１１１’とし、ミスト群の発生状況を検出する。このように、本第２の変形例でも、主滴の検出とミスト群の検出とを同時に行うことができる。
【００９８】
ここで、受光素子１０３および１０３’の配置位置は、光ビーム３１に対して上下方向の位置に限られない。すなわち、受光素子１０３および１０３’は、例えば光ビーム３１に対して水平方向や、斜め方向といった、光ビーム３１のインク滴による散乱光Ｓを受光できればどの位置でもよい。
【００９９】
以上説明したように、本発明によれば、インク滴が光ビーム３１と交差した際に発生する散乱光Ｓを受光素子１０３（および受光素子１０３’）で受光し、主滴を検出すると共に、主滴以外のサテライトＢｓ／ミストｍを検出し、サテライトＢｓ／ミストｍの発生状態を判断するようにしている。そのため、簡易的にサテライトＢｓ／ミストｍの発生状態を把握することができ、インクや機能液滴を用いた印字の際の印字不良を低減させることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１ インクジェットプリンタ
１６ ヘッド
３０ 発光素子
３１ 光ビーム
１０１ 吐出制御部
１０２ 発光制御部
１０３，１０３’ 受光素子
１０４ 検出部
１１０ 制御部
１１１，１１１’，１１１” 受光部
２０２ １段目増幅部
２０３ ハイパスフィルタ
２０４，２０４’ ２段目増幅部
２１０ ローパスフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドに設けられる各ノズルからの液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置であって、
１の前記ノズルから連続的に吐出される複数の液滴の飛翔経路上の、該複数の液滴が印字に関わる１の液滴に合体する位置近傍に光ビームを照射する発光手段と、
前記光ビームの光軸から予め定められた方向にずれた所定位置に配設され、該光ビームと前記液滴とが交差して生ずる散乱光を受光する受光手段と、
前記受光手段で前記散乱光を受光して得られた出力のピークを抽出し、該ピークに基づき、前記ノズルによる前記液滴の吐出不良を検出する検出手段と
を有する
ことを特徴とする液吐出不良検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、
前記受光手段で前記散乱光を受光して得られた出力の、前記ノズルから前記複数の液滴が吐出された直後から、該複数の液滴が前記１の液滴に合体するタイミングの直前までの間の所定の時刻からのピークを抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項３】
前記検出手段は、
前記ピークの数に基づき前記吐出不良を検出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記ピークの数が１個以外の場合に、前記吐出不良が発生したと検出する
ことを特徴とする請求項３に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項５】
前記検出手段は、
前記ピークの数が２個以上の場合に、前記印字の結果に影響を与える微小滴が発生したと判定し、前記ピークの数が０個の場合に、前記ノズルから前記液滴が吐出されなかったと判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記ピークの大きさに基づき前記吐出不良を検出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項７】
前記受光手段は、前記光ビームと交差する前記液滴が大きいほど高い出力値を出力し、
前記検出手段は、
前記１の液滴による前記ピークより低く、該印字の結果に影響を与える微小滴による前記ピークより高い第１の閾値を超えない前記ピークが抽出された場合に、前記吐出不良が発生したと検出する
ことを特徴とする請求項６に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項８】
前記受光手段の出力に対してローパスフィルタ処理を施すフィルタ手段をさらに有し、
前記検出手段は、さらに、
前記フィルタ手段の出力が予め定めた第２の閾値を超えた場合に、前記吐出不良が発生したと検出する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項９】
前記発光手段は、
前記飛翔経路に直交する前記光ビームを、前記複数の液滴が１の液滴に合体する位置に対して前記液滴の吐出方向側に照射する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項１０】
前記発光手段は、
前記飛翔経路に直交する前記光ビームを前記複数の液滴が１の液滴に合体する位置に対して前記ノズル側に照射する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項１１】
ヘッドに設けられる各ノズルからの液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置であって、
１の前記ノズルから連続的に吐出される複数の液滴の飛翔経路上の、該複数の液滴が１の液滴に合体する位置近傍に光ビームを照射する発光手段と、
前記光ビームの光軸から予め定められた方向にずれた所定位置に配設され、該光ビームと前記液滴とが交差して生ずる散乱光を受光する受光手段と、
前記受光手段で前記散乱光を受光して得られた出力に対してローパスフィルタ処理を施すフィルタ手段と、
前記フィルタ手段の出力が予め定められた閾値を超えた場合に、前記吐出不良が発生したと検出する検出手段と
を有する
ことを特徴とする液吐出不良検出装置。
【請求項１２】
前記検出手段は、さらに、
前記受光手段で前記散乱光を受光して得られた出力の、前記ノズルから前記複数の液滴が吐出された直後から、該複数の液滴が印字に関わる１の液滴に合体するタイミングの直前までの間の所定の時刻からのピークを抽出し、該ピークに基づき、前記ノズルによる前記液滴の吐出不良を検出する
ことを特徴とする請求項１１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載の液吐出不良検出装置を備える
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１】
ヘッドに設けられる各ノズルからの液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置であって、
１の前記ノズルから連続的に吐出される複数の液滴の飛翔経路上の、該複数の液滴が印字に関わる１の液滴に合体する位置近傍に光ビームを照射する発光手段と、
前記光ビームの光軸から予め定められた方向にずれた所定位置に配設され、該光ビームと前記液滴とが交差して生ずる散乱光を受光する受光手段と、
前記受光手段で前記散乱光を受光して得られた出力のピークを抽出し、該ピークに基づき、前記ノズルによる前記液滴の吐出不良を検出する検出手段と
を有する
ことを特徴とする液吐出不良検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、
前記受光手段で前記散乱光を受光して得られた出力の、前記ノズルから前記複数の液滴が吐出された直後から、該複数の液滴が前記１の液滴に合体するタイミングの直前までの間の所定の時刻からのピークを抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項３】
前記検出手段は、
前記ピークの数に基づき前記吐出不良を検出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記ピークの数が１個以外の場合に、前記吐出不良が発生したと検出する
ことを特徴とする請求項３に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項５】
前記検出手段は、
前記ピークの数が２個以上の場合に、前記印字の結果に影響を与える微小滴が発生したと判定し、前記ピークの数が０個の場合に、前記ノズルから前記液滴が吐出されなかったと判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記ピークの大きさに基づき前記吐出不良を検出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項７】
前記受光手段は、前記光ビームと交差する前記液滴が大きいほど高い出力値を出力し、
前記検出手段は、
前記１の液滴による前記ピークより低く、該印字の結果に影響を与える微小滴による前記ピークより高い第１の閾値を超えない前記ピークが抽出された場合に、前記吐出不良が発生したと検出する
ことを特徴とする請求項６に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項８】
前記受光手段の出力に対してローパスフィルタ処理を施すフィルタ手段をさらに有し、
前記検出手段は、さらに、
前記フィルタ手段の出力が予め定めた第２の閾値を超えた場合に、前記吐出不良が発生したと検出する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項９】
前記発光手段は、
前記飛翔経路に直交する前記光ビームを、前記複数の液滴が１の液滴に合体する位置に対して前記液滴の吐出方向側に照射する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項１０】
前記発光手段は、
前記飛翔経路に直交する前記光ビームを前記複数の液滴が１の液滴に合体する位置に対して前記ノズル側に照射する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項１１】
ヘッドに設けられる各ノズルからの液滴の吐出不良を検出する液吐出不良検出装置であって、
１の前記ノズルから連続的に吐出される複数の液滴の飛翔経路上の、該複数の液滴が１の液滴に合体する位置近傍に光ビームを照射する発光手段と、
前記光ビームの光軸から予め定められた方向にずれた所定位置に配設され、該光ビームと前記液滴とが交差して生ずる散乱光を受光する受光手段と、
前記受光手段で前記散乱光を受光して得られた出力に対してローパスフィルタ処理を施すフィルタ手段と、
前記フィルタ手段の出力が予め定められた閾値を超えた場合に、前記吐出不良が発生したと検出する検出手段と
を有する
ことを特徴とする液吐出不良検出装置。
【請求項１２】
前記検出手段は、さらに、
前記受光手段で前記散乱光を受光して得られた出力の、前記ノズルから前記複数の液滴が吐出された直後から、該複数の液滴が印字に関わる１の液滴に合体するタイミングの直前までの間の所定の時刻からのピークを抽出し、該ピークに基づき、前記ノズルによる前記液滴の吐出不良を検出する
ことを特徴とする請求項１１に記載の液吐出不良検出装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載の液吐出不良検出装置を備える
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−９３１５５（Ｐ２０１１−９３１５５Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４８０９９（Ｐ２００９−２４８０９９）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]