液滴吐出装置、および液滴検知方法
【課題】インク消費量を低減しつつインク滴の吐出不良を回復することができる液滴吐出装置、および液滴検知方法を提供する。
【解決手段】ノズルから吐出された液滴を検知する検知部１４２と、液滴が吐出された時点から液滴が検知されるまでの検知時間を計測する計測部１４３と、検知時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、閾値を超えると判断した場合にノズルによる液滴の吐出状態が不良であると判断する判断部１４４と、吐出状態が不良であると判断された場合に、吐出状態の不良を回復させるために吐出させる液滴の量を算出する算出部１４５と、算出された量の液滴をノズルに吐出させる吐出制御部１４６と、を備えた。
【解決手段】ノズルから吐出された液滴を検知する検知部１４２と、液滴が吐出された時点から液滴が検知されるまでの検知時間を計測する計測部１４３と、検知時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、閾値を超えると判断した場合にノズルによる液滴の吐出状態が不良であると判断する判断部１４４と、吐出状態が不良であると判断された場合に、吐出状態の不良を回復させるために吐出させる液滴の量を算出する算出部１４５と、算出された量の液滴をノズルに吐出させる吐出制御部１４６と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴の吐出不良を検知し回復動作を行う液滴吐出装置、および液滴検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＦＡＸ装置、プリンタ装置、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）等の画像処理装置に用いられる液滴吐出装置が既に知られている。液滴吐出装置は、ノズルからインク滴を吐出することにより印字する装置であり、例えばインクジェット記録装置等がある。
【０００３】
液滴吐出装置におけるインク滴の吐出状態については経時変化し、例えばノズルの吐出口にインクが固まり詰まることでインク滴の吐出状態が不良となり、吐出状態が不良となったノズルを印字に用いると、印字の擦れや白スジの原因となってしまう。
【０００４】
そこで、インク滴の吐出不良を検知する方法として、レーザ光を用いて光学的に光量を検出することによりインク滴を検知する方法が一般的に用いられている。インク滴の吐出不良の検知には光量のレベルを大きくするために大滴が使用される場合が多く、検知回数が多くなるほどインク消費量が増大してしまうという問題があった。
【０００５】
また、インク滴の吐出不良、または不吐出（以下、吐出不良と総称する。）の回復動作として、ノズルをクリーニングするために強制的にインクをノズルから吐出させる予備吐出は、吐出不良の状態に限らず全てのノズルで行うのが一般的である。例えば、液滴の吐出不良が検知された場合に、予備吐出を吐出状況に応じて複数回行う方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【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、特許文献１の方法では、予備吐出を複数回行うためインク消費量が多くなってしまうという問題は解消されない。また、液滴が一旦不吐出になってしまうと、予備吐出を行っても回復しないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インク消費量を低減しつつインク滴の吐出不良を回復することができる液滴吐出装置、および液滴検知方法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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる液滴吐出装置は、吐出部から吐出された液滴を検知する検知部と、液滴が吐出された時点から液滴が検知されるまでの時間を計測する計測部と、計測された前記時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、前記閾値を超えると判断した場合に前記吐出部による液滴の吐出状態が不良であると判断する判断部と、前記吐出状態が不良であると判断された場合に、前記吐出状態の不良を回復させるために吐出させる液滴の量を算出する算出部と、算出された量の前記液滴を前記吐出部に吐出させる吐出制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる液滴検知方法は、吐出部から吐出された液滴を検知する検知ステップと、液滴が吐出された時点から液滴が検知されるまでの時間を計測する計測ステップと、計測された前記時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、前記閾値を超えると判断した場合に前記吐出部による液滴の吐出状態が不良であると判断する判断ステップと、前記吐出状態が不良であると判断された場合に、前記吐出状態の不良を回復させるために吐出させる液滴の量を算出する算出ステップと、算出された量の前記液滴を前記吐出部に吐出させる吐出制御ステップと、含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インク消費量を低減しつつインク滴の吐出不良を回復することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、インクジェット記録装置の全体概略図である。
【図２】図２は、インクジェット記録装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３−１】図３−１は、直接光によりインク滴を検知する方法を示す図である。
【図３−２】図３−２は、間接光によりインク滴を検知する方法を示す図である。
【図４】図４は、インクジェット記録装置の機能ブロック図である。
【図５】図５は、間接光を用いて検知されたインク滴の検知時間についての説明図である。
【図６】図６は、検知時間の一例を示す図である。
【図７】図７は、インク滴の検知時間と駆動波形用の電圧値との関係の一例を示す概略図である。
【図８】図８は、予備吐出用の駆動波形の一例を示す図である。
【図９】図９は、インクジェット記録装置による吐出不良検知処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本実施の形態にかかるインクジェット記録装置を備えた画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液滴吐出装置、および液滴検知方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、液滴吐出装置の一例としてインクジェット記録装置を用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、インクジェット記録装置の全体概略図である。図１に示すインクジェット記録装置１００は、１ライン上に印字幅分の記録ヘッドを固定して配置し、搬送されてきた記録用紙に印字するラインプリンタと呼ばれるインクジェット記録装置である。図１に示すように、インクジェット記録装置１００は、印字ヘッドユニット１１３を搭載した印字ユニット１１８と、排紙ユニット１１１と、維持ユニット１１２と、搬送ベルト１１４と、給紙ユニット１１５とを主に備える。
【００１４】
印字ヘッドユニット１１３に搭載される印字ヘッド１１６は、複数の記録ヘッドを千鳥上に並べて配置されている。なお、この実装はコストを考慮したものであり、１つの印字ヘッド１１６で１ラインを構成する１ライン印字ヘッド１１６を実装してもよい。
【００１５】
また、印字ヘッドユニット１１３には、インク吐出方向が下を向いた状態で、一般に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の印字ヘッド１１６がそれぞれライン状に主走査方向に配置されている。尚、インク色の数及び用紙搬送方向に対しての配列順序はこれに限るものではない。
【００１６】
また、印字ヘッドユニット１１３には、各ヘッドに各色のインクを供給するためのサブタンク（不図示）が搭載されている。サブタンクにはインク供給チューブを介して、カートリッジ装填部に装着されたインクカートリッジ（インクタンク）からインクが補充供給される。尚、このカートリッジ装填部にはインクカートリッジ（インクタンク）内のインクを送液するための供給ポンプユニットが設けられている。
【００１７】
印字ヘッドユニット１１３は、印字ヘッド１１６のノズル開口部（不図示）のインク乾燥防止のため、印字ヘッド１１６を維持ユニット１１２でキャップされた状態（以下、キャップ状態という。）で待機させる。ユーザによる印字開始操作により、印字ヘッドユニット１１３は印字ヘッド１１６のキャップ状態を解除し、印字ヘッド１１６を印字開始するためのホームポジションへ移動する。印字は通常このホームポジションで固定して行われる。印字が終了すると、印字ヘッドユニット１１３は、再び印字ヘッド１１６を維持ユニット１１２に移動させキャップ状態で待機させる。なお、印字ヘッドユニット１１３は、印字指示が長時間ない場合や電源オフの場合は、印字ヘッド１１６をキャップ状態にしておく。
【００１８】
また、印字ヘッドユニット１１３は、印字ヘッド１１６の吐出状態が正常でない場合は、印字ヘッド１１６を予備吐出する。ここで、予備吐出とは、吐出口内の増粘したインクを排出するためにインク滴を吐出することである。印字ヘッド１１６は、非記録状態で放置しておくと、吐出口内のインク粘度が蒸発等によって増加し、そのままインク滴吐出動作を行うと、吐出状態が乱れたり、吐出不能状態に陥る現象が発生したりする。そこで、例えば一定時間継続してインク滴を吐出しない吐出口が発生したときには、印字ヘッドユニット１１３は印字ヘッド１１６を予備吐出する。
【００１９】
給紙ユニット１１５には、記録させたい用紙を搭載しセットする給紙トレイ（不図示）が搭載されており、給紙ユニット１１５は給紙トレイから用紙を１枚ずつ分離し給送する。なお、給紙トレイはあらゆる用紙のサイズに適用可能な構成になっており、用紙をセットする時にセンサにより用紙サイズと用紙の方向が検知される。また、給紙ユニット１１５は用紙切れや給紙エラ−も検知する。
【００２０】
また、給紙ユニット１１５は、連続で印字する際は、紙間も変更可能であり用紙サイズや搬送速度（印字速度）に応じてその都度調整することも可能である。給紙ユニット１１５から給紙された用紙は、搬送ベルト１１４で印字ヘッドユニット１１３の位置まで搬送される。搬送ベルト１１４上の用紙は、エアーを吸い込むエアー吸収用ファン１１７で下向きの圧力を受け、搬送ベルト１１４上に固定される。従って、搬送ベルト１１４の位置（回転速度）を制御することで用紙と印字ヘッドユニット１１３の相対位置を制御することができる。
【００２１】
給紙ユニット１１５により給紙された用紙は、エアー吸着用の搬送ベルト１１４で一枚毎に搬送される。印字ヘッドユニット１１３は、用紙が印字ヘッドユニット１１３を通過する時に、印字ヘッド１１６によりインクを吐出させて文字や画像を印字する。印字終了した用紙は、排紙ユニット１１１に搬送され排紙トレイ（不図示）に蓄積される。
【００２２】
また、空吐出する際の廃液インクを収める廃液ユニット１１９が印字ヘッドユニット１１３の下の所定の位置に配置されている。通常、廃液ユニット１１９は廃液ユニット１１９に設置されたセンサにより満タンを検知し、検知した満タンを表示部（不図示）に表示し、これを確認したユーザが廃液として捨てるようになっている。
【００２３】
次に、インクジェット記録装置１００のハードウェア構成について説明する。図２は、インクジェット記録装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示すように、インクジェット記録装置１００は、印字ヘッドユニット１１３を制御する複数のヘッドコントロールボード１２１を有し、ヘッドコントロールボード１２１は各印字ヘッド１１６と接続されている。ヘッドコントロールボード１２１、給紙ユニット１１５、維持ユニット１１２はそれぞれＵＳＢハブ１２３を介して接続されており、ＵＳＢハブ１２３にはＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１５０が接続されている。
【００２４】
給紙ユニット１１５とＵＤＢハブ１２３、維持ユニット１１２とＵＳＢハブ１２３とは、それぞれＲＳ２３２Ｃ（（ＥＩＡ−２３２−Ｄ、ＥＩＡ−５７４と等価）でシリアル通信するが、ＰＣ１５０との通信を共通化するためＲＳ２３２Ｃ用の信号をＵＳＢ用の信号に変換する。このため、通信ケーブルにはそれぞれＲＳ２３２Ｃ−ＵＳＢ変換部１２４が配置されている。ＲＳ２３２Ｃ−ＵＳＢ変換部１２４は、汎用の変換ケーブルを使用可能である。これにより、ＰＣ１５０と、給紙ユニット１１５と、維持ユニット１１２とヘッドコントロールボード１２１の全てのユニットが、ＵＳＢ通信できることになる。ＰＣ１５０では、接続された全てのユニットを異なるＵＳＢ機器として認識し、各識別ＩＤにより通信、制御することができる。
【００２５】
また、ヘッドコントロールボード１２１と印字ヘッド１１６もそれぞれＵＳＢで接続されており、１つのヘッドコントロールボード１２１は複数の印字ヘッド１１６を制御でき。各ヘッドコントロールボード１２１は、ＵＳＢハブ１２３を介してＰＣ１５０と接続されている。なお、図２ではライン状に配置した１０個の印字ヘッド１１６を１枚のヘッドコントロールボード１２１で制御する構成を示しているが、用紙サイズ等により１枚のヘッドコントロールボード１２１で制御できる印字ヘッド１１６は可変であり、１０個に限定されない。
【００２６】
図２に示すように、ヘッドコントロールボード１２１をそれぞれＵＳＢハブ１２３に接続する構成を採用することで、ヘッドコントロールボード１２１をＵＳＢで接続するだけで印字ヘッド１１６の構成を変更することができる。この場合もＰＣ１５０からは、ＵＳＢ機器の１つとして認識されるので、ＰＣ１５０の制御ソフトやデバイスドライバの修正は最小限の部品および操作に止まるのでコスト増を抑制することができる。
【００２７】
また、図２に示すように、給紙ユニット１１５からのディスクリート信号をヘッドコントロールボード１２１にパラレルに接続する構成を採用している。従って、この信号をパラレルに給紙ユニット１１４に接続するだけでヘッドコントロールボード１２１を容易に追加することができる。
【００２８】
次に、インク滴の吐出を検知する方法について説明する。図３−１と図３−２は、インク滴の吐出を検知する方法の一例を示す図である。印字ヘッド１１６には解像度により多数のノズル口があり、ノズルからインク滴を吐出する構成となっている。印字ヘッド１１６には、ピエゾ素子が内蔵されており、ピエゾ素子に与えられる駆動波形の電圧値によりインク滴の滴サイズが調整される。例えば、電圧値を高くした場合、滴サイズは大きくなる。なお、大滴は通常、小滴が複数マージして作られる。
【００２９】
図３−１および図３−２に示すように、発光側にはＬＤ（Ｌａｚｅｒ Ｄｉｏｄｅ）１３１が設定されており、ＬＤ１３１は、印字ヘッド１１６のノズル面とインク滴が印字された印刷用紙の間にレーザ光を通す。また、ＬＤ１３１の近傍にレーザ光を集光するためのコリメートレンズ１３３が設置されており、さらにビーム径を絞るためのアパーチャ（不図示）が設置されている。
【００３０】
また、レーザ光の光軸上にはＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）１３２が設置されている。ＰＤ１３２はＬＤ１３１からの光量を検知し、検知した光量を電圧に変換する。例えば、光量の出力レベルは低いので、オペアンプ等で所定の電圧レベルまで検知された光量を増幅した後に、ＰＤ１３２がこれを変換する。なお、ＰＤ１３２の部品は使用用途により様々な種類がある。これにより、ＰＤ１３２で検知した波形から電気的にインク滴を検知することができる。
【００３１】
ここで、インク滴の検知を判定する方法としては、レーザ光を直接検知する直接法と、レーザ光に反射した間接光（散乱光）を検知する間接法とがある。図３−１は、直接光によりインク滴を検知する方法を示す図である。直接光によりインク滴を検出する場合は、通常は受光側のＰＤ１３２の波形はインク滴を検知した時に電圧レベルが下がるので、電圧レベルの下降を検知することによりインク滴が検知される。
【００３２】
一方、図３−２は、間接光によりインク滴を検知する方法を示す図である。間接光によりインク滴を検出する場合は、通常は受光側のＰＤ１３２の波形はインク滴を検知した時に電圧レベルが上がるので、電圧レベルの上昇を検知することによりインク滴が検知される。そこで、間接光により検知する場合は、ＰＤ１３２の位置をＬＤ１３１の光軸上からずらして配置される。なお、ずらす位置、距離においても電圧レベルは変わるので、これら全てを考慮してインク滴を検知するための所定の電圧があらかじめ決定される。このように、直接光でも間接光でもインク滴を検知することができる。
【００３３】
次に、インクジェット記録装置１００の機能的構成について説明する。図４は、インクジェット記録装置１００の機能ブロック図である。図４に示すように、インクジェット記録装置１００は、検知部１４２と、計測部１４３と、判断部１４４と、算出部１４５と、吐出制御部１４６とを主に備える。
【００３４】
検知部１４２は、ノズルごとに吐出されたインク滴を検知する。具体的には、検知部１２は、図３−１に示した直接光、または図３−２に示した間接光によりインク滴を検知する。
【００３５】
計測部１４３は、ノズルによりインク滴が吐出された時点から、検知部１４２によりインク滴の吐出が検知されるまでの検知時間をタイマ（不図示）により計測する。
【００３６】
図５は、間接光を用いて検知されたインク滴の検知時間についての説明図である。図５の上部に示す駆動波形はインク滴の吐出を示す波形である。インク滴の吐出は所定の周期で行われるが、周期は任意の値を設定することができる。
【００３７】
図５の下部に示すＰＤ波形は、電圧値の検出を示す波形である。計測部１４３は、駆動波形が示す加圧、すなわちインク滴の吐出時点からＰＤ出力波形が示す電圧レベルの上昇、すなわちインク滴の検知時点までを検知時間Ｔとし、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３をそれぞれ計測する。
【００３８】
判断部１４４は、計測部１４３により計測された検知時間が予め定められた閾値を超えているか否かを判断し、当該閾値を越えていると判断した場合に吐出不良と判断する。ここで、閾値には、吐出状態が正常である場合の検知時間の値が設定される。
【００３９】
通常、インクの増粘が進むとインクの飛翔速度が遅くなる。つまり、インク滴の検知時間は長くなることとなる。また、インクが増粘する速度は温度や湿度等の環境により異なる。そこで、閾値は環境等に応じて最適な値に設定可能とする。これにより、環境等の異なる条件下においても正確に吐出不良を検知することができる。
【００４０】
図６は、検知時間の一例を示す図である。図６に示すように、横軸は印字ヘッド１１６のノズル番号を示し、縦軸は検知時間を示す。ここで、ノズル番号１と３は、閾値Ｔを超えないが、ノズル番号２は閾値Ｔを超えている。そこで、判断部１４４は、ノズル番号２を吐出不良として検知する。このような構成により、判断部１４４は、インクジェット記録装置１００が複数のノズルを備える場合であっても、吐出不良のノズルを検知することができる。これにより、吐出制御部１４６は、吐出不良が検知されたノズルに対してだけ予備吐出を行うことができる。
【００４１】
算出部１４５は、計測部１４３により計測された検知時間の長さに応じて検知時間から予備吐出用の駆動波形の電圧を求める。例えば、算出部１４５は、駆動波形の電圧の大きさと検知時間の長さが比例して大きい値となるように設定された所定の値により予備吐出用の駆動波形の電圧を求める。
【００４２】
ここで、算出部１４５は、予備吐出用の駆動波形の電圧値を、検知時間の長さに応じて算出する。例えば、算出部１４５は、検知時間に所定の比例定数を乗じた値と、基準電圧値とを足して予備吐出用の駆動波形の電圧値を算出する。
【００４３】
図７は、インク滴の検知時間と駆動波形用の電圧値との関係の一例を示す概略図である。図７では、横軸は検知時間を、縦軸は駆動波形用の電圧値を示す。図７に示すように、算出部１４５は、まず、検知時間に所定の比例定数を乗じた値を算出する。ここでは、検知時間をＴ、基準値からの増加分をＶｂ、比例定数を０．１とすると、Ｖｂ＝０．１Ｔとなる。なお、比例定数は周囲温度やヘッドの条件に合わせた値に設定可能である。
【００４４】
算出部１４５は、基準電圧値に、検知時間１０μＳ毎に計算された駆動波形の電圧値を足していく。例えば、基準電圧が１０Ｖで、比例定数が０．１で、検知時間が３０μＳであるとすると、求める駆動波形用の電圧値は、１０＋０．１×３０＝１３Ｖとなる。算出部１４５は、このように検知時間に応じて駆動波形電圧を計算する。これによりインクの飛翔速度に対応した最適な予備吐出用の駆動波形の電圧値を設定することができる。
【００４５】
図８は、予備吐出用の駆動波形の一例を示す図である。図８では、横軸は検知時間を、縦軸は電圧値を示し、矢印の方向に従って時間は長く、電圧値は高くなる。図８に示すように、電圧値が増加すると吐出のパワーも増加する。図８の（１）が基準の駆動波形とすると、検知時間が（２）、（３）のように増加するに従って、駆動波形の電圧値も（２）、（３）のように増加する。
【００４６】
吐出制御部１４６は、吐出不良と判断されたノズルに対して、算出部１４５により算出された予備吐出用の駆動波形の電圧値を設定しインク滴を吐出させる。
【００４７】
次に、以上のように構成されたインクジェット記録装置１００による吐出不良検知処理の手順について説明する。図９は、インクジェット記録装置１００による吐出不良検知処理の手順を示すフローチャートである。
【００４８】
計測部１４３は、ノズルの吐出状態を検知するための駆動波形の電圧で吐出されたインク滴の検知時間を計測する（ステップＳ１）。ここで、計測部１４３は、吐出するインク滴のサイズを変えて計測することもできるが、通常は約１０ｐｌ程度が妥当である。
【００４９】
判断部１４４は、検知時間が計測されたか否かを判断する（ステップＳ２）。判断部１４４は、検知時間が計測されたと判断した場合は（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、計測された検知時間が閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００５０】
判断部１４４は、計測された検知時間が閾値を超えていると判断した場合は（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、吐出不良であると判断する。この場合、算出部１４５は、検知時間から予備吐出用の駆動波形の電圧を求める（ステップＳ４）。例えば、算出部１４５は、検知時間の長さに応じて駆動波形の電圧を変えるように計算する。具体的には、算出部１４５は、検知時間の長さが長い場合は長さに応じて駆動波形の電圧を大きくする。なお、判断部１４４は、閾値を超えなければ吐出は正常であると判断する。
【００５１】
吐出制御部１４６は、吐出不良が検知されたノズルに対して、算出部１４５により求められた予備吐出用の駆動波形の電圧値を設定する。ノズルは設定された予備吐出用の駆動波形の電圧値で予備吐出を行う（ステップＳ５）。吐出制御部１４６により設定された予備吐出用の駆動波形の電圧でノズルから予備吐出が行われた場合（ステップＳ５）、およびステップＳ３において、判断部１４４により計測された検知時間が閾値を超えていないと判断された場合は（ステップＳ３：Ｎｏ）、吐出制御部１４６は、予備吐出したノズルが最後のノズルであるか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００５２】
吐出制御部１４６は、予備吐出したノズルが最後のノズルであると判断した場合は（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、吐出制御部１４６により、予備吐出されたノズルが最後のノズルでないと判断された場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、およびステップＳ２において検知時間が計測できたと判断されなかった場合は（ステップＳ２：Ｎｏ）、ステップＳ１からの処理を繰り返す。
【００５３】
通常、正常な吐出状態であればインク滴の吐出からインク滴の吐出を検知するまでの時間は常に一定である。そこで、判断部１４４により吐出不良を検知されたノズルに対してのみ予備吐出する。これにより、吐出不良が検知されなかったノズルに対しては予備吐出を行わないので、インク消費量を低減することができる。
【００５４】
このように、本実施の形態によれば、吐出からインク滴を検知するまでの検知時間を計測し、計測した検知時間に応じて予備吐出用の駆動波形の電圧値を変えるので、インク滴の吐出状態に応じて最適な予備吐出用の駆動波形の電圧値を設定することができる。また、１回の予備吐出で復帰処理が可能となる電圧値を設定するので、予備吐出時のインク消費量を低減することができる。
【００５５】
また、このように、本実施の形態によれば、吐出不良が検知されたノズルに対してのみ予備吐出を行い、吐出不良が検知されなかったノズルに対しては予備吐出を行わないので、回復動作時のインク消費量を低減することができる。
【００５６】
図１０は、本実施の形態にかかるインクジェット記録装置１００を備えた画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１０に示すように、画像処理装置（以下、複合機と称する。）は、コントローラ１０とエンジン部（Ｅｎｇｉｎｅ）６０とをＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスで接続した構成となる。コントローラ１０は、複合機全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。
【００５７】
コントローラ１０は、ＣＰＵ１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１７と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）１３とＡＳＩＣ１６との間をＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｏｒｔ）バス１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２ａと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)１２ｂと、をさらに有する。
【００５８】
ＣＰＵ１１は、複合機１００の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ１３、ＭＥＭ−Ｐ１２およびＳＢ１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。
【００５９】
ＮＢ１３は、ＣＰＵ１１とＭＥＭ−Ｐ１２、ＳＢ１４、ＡＧＰ１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。
【００６０】
ＭＥＭ−Ｐ１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ１２ａとＲＡＭ１２ｂとからなる。ＲＯＭ１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。
【００６１】
ＳＢ１４は、ＮＢ１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。
【００６２】
ＡＳＩＣ１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ＡＧＰ１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ１８およびＭＥＭ−Ｃ１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、エンジン部６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（Ｆａｃｓｉｍｉｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３０、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）４０、ＩＥＥＥ１３９４（ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ １３９４）インターフェース５０が接続される。操作表示部２０はＡＳＩＣ１６に直接接続されている。
【００６３】
ＭＥＭ−Ｃ１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。
【００６４】
ＡＧＰ１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。
【符号の説明】
【００６５】
１００ インクジェット記録装置
１１１ 排紙ユニット
１１２ 維持ユニット
１１３ 印字ヘッドユニット
１１４ 搬送ベルト
１１５ 給紙ユニット
１１６ 印字ヘッド
１１７ エアー吸収用ファン
１１８ 印字ユニット
１１９ 廃液ユニット
１２１ ヘッドコントロールボード
１２３ ＵＳＢハブ
１２４ ＲＳ２３２Ｃ−ＵＳＢ変換部
１３１ ＬＤ
１３２ ＰＤ
１３３ コリメートレンズ
１４２ 検知部
１４３ 計測部
１４４ 判断部
１４５ 算出部
１４６ 吐出制御部
１５０ ＰＣ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２００８-１４３１５０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴の吐出不良を検知し回復動作を行う液滴吐出装置、および液滴検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＦＡＸ装置、プリンタ装置、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）等の画像処理装置に用いられる液滴吐出装置が既に知られている。液滴吐出装置は、ノズルからインク滴を吐出することにより印字する装置であり、例えばインクジェット記録装置等がある。
【０００３】
液滴吐出装置におけるインク滴の吐出状態については経時変化し、例えばノズルの吐出口にインクが固まり詰まることでインク滴の吐出状態が不良となり、吐出状態が不良となったノズルを印字に用いると、印字の擦れや白スジの原因となってしまう。
【０００４】
そこで、インク滴の吐出不良を検知する方法として、レーザ光を用いて光学的に光量を検出することによりインク滴を検知する方法が一般的に用いられている。インク滴の吐出不良の検知には光量のレベルを大きくするために大滴が使用される場合が多く、検知回数が多くなるほどインク消費量が増大してしまうという問題があった。
【０００５】
また、インク滴の吐出不良、または不吐出（以下、吐出不良と総称する。）の回復動作として、ノズルをクリーニングするために強制的にインクをノズルから吐出させる予備吐出は、吐出不良の状態に限らず全てのノズルで行うのが一般的である。例えば、液滴の吐出不良が検知された場合に、予備吐出を吐出状況に応じて複数回行う方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【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、特許文献１の方法では、予備吐出を複数回行うためインク消費量が多くなってしまうという問題は解消されない。また、液滴が一旦不吐出になってしまうと、予備吐出を行っても回復しないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、インク消費量を低減しつつインク滴の吐出不良を回復することができる液滴吐出装置、および液滴検知方法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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる液滴吐出装置は、吐出部から吐出された液滴を検知する検知部と、液滴が吐出された時点から液滴が検知されるまでの時間を計測する計測部と、計測された前記時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、前記閾値を超えると判断した場合に前記吐出部による液滴の吐出状態が不良であると判断する判断部と、前記吐出状態が不良であると判断された場合に、前記吐出状態の不良を回復させるために吐出させる液滴の量を算出する算出部と、算出された量の前記液滴を前記吐出部に吐出させる吐出制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる液滴検知方法は、吐出部から吐出された液滴を検知する検知ステップと、液滴が吐出された時点から液滴が検知されるまでの時間を計測する計測ステップと、計測された前記時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、前記閾値を超えると判断した場合に前記吐出部による液滴の吐出状態が不良であると判断する判断ステップと、前記吐出状態が不良であると判断された場合に、前記吐出状態の不良を回復させるために吐出させる液滴の量を算出する算出ステップと、算出された量の前記液滴を前記吐出部に吐出させる吐出制御ステップと、含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インク消費量を低減しつつインク滴の吐出不良を回復することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、インクジェット記録装置の全体概略図である。
【図２】図２は、インクジェット記録装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３−１】図３−１は、直接光によりインク滴を検知する方法を示す図である。
【図３−２】図３−２は、間接光によりインク滴を検知する方法を示す図である。
【図４】図４は、インクジェット記録装置の機能ブロック図である。
【図５】図５は、間接光を用いて検知されたインク滴の検知時間についての説明図である。
【図６】図６は、検知時間の一例を示す図である。
【図７】図７は、インク滴の検知時間と駆動波形用の電圧値との関係の一例を示す概略図である。
【図８】図８は、予備吐出用の駆動波形の一例を示す図である。
【図９】図９は、インクジェット記録装置による吐出不良検知処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本実施の形態にかかるインクジェット記録装置を備えた画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液滴吐出装置、および液滴検知方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、液滴吐出装置の一例としてインクジェット記録装置を用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、インクジェット記録装置の全体概略図である。図１に示すインクジェット記録装置１００は、１ライン上に印字幅分の記録ヘッドを固定して配置し、搬送されてきた記録用紙に印字するラインプリンタと呼ばれるインクジェット記録装置である。図１に示すように、インクジェット記録装置１００は、印字ヘッドユニット１１３を搭載した印字ユニット１１８と、排紙ユニット１１１と、維持ユニット１１２と、搬送ベルト１１４と、給紙ユニット１１５とを主に備える。
【００１４】
印字ヘッドユニット１１３に搭載される印字ヘッド１１６は、複数の記録ヘッドを千鳥上に並べて配置されている。なお、この実装はコストを考慮したものであり、１つの印字ヘッド１１６で１ラインを構成する１ライン印字ヘッド１１６を実装してもよい。
【００１５】
また、印字ヘッドユニット１１３には、インク吐出方向が下を向いた状態で、一般に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の印字ヘッド１１６がそれぞれライン状に主走査方向に配置されている。尚、インク色の数及び用紙搬送方向に対しての配列順序はこれに限るものではない。
【００１６】
また、印字ヘッドユニット１１３には、各ヘッドに各色のインクを供給するためのサブタンク（不図示）が搭載されている。サブタンクにはインク供給チューブを介して、カートリッジ装填部に装着されたインクカートリッジ（インクタンク）からインクが補充供給される。尚、このカートリッジ装填部にはインクカートリッジ（インクタンク）内のインクを送液するための供給ポンプユニットが設けられている。
【００１７】
印字ヘッドユニット１１３は、印字ヘッド１１６のノズル開口部（不図示）のインク乾燥防止のため、印字ヘッド１１６を維持ユニット１１２でキャップされた状態（以下、キャップ状態という。）で待機させる。ユーザによる印字開始操作により、印字ヘッドユニット１１３は印字ヘッド１１６のキャップ状態を解除し、印字ヘッド１１６を印字開始するためのホームポジションへ移動する。印字は通常このホームポジションで固定して行われる。印字が終了すると、印字ヘッドユニット１１３は、再び印字ヘッド１１６を維持ユニット１１２に移動させキャップ状態で待機させる。なお、印字ヘッドユニット１１３は、印字指示が長時間ない場合や電源オフの場合は、印字ヘッド１１６をキャップ状態にしておく。
【００１８】
また、印字ヘッドユニット１１３は、印字ヘッド１１６の吐出状態が正常でない場合は、印字ヘッド１１６を予備吐出する。ここで、予備吐出とは、吐出口内の増粘したインクを排出するためにインク滴を吐出することである。印字ヘッド１１６は、非記録状態で放置しておくと、吐出口内のインク粘度が蒸発等によって増加し、そのままインク滴吐出動作を行うと、吐出状態が乱れたり、吐出不能状態に陥る現象が発生したりする。そこで、例えば一定時間継続してインク滴を吐出しない吐出口が発生したときには、印字ヘッドユニット１１３は印字ヘッド１１６を予備吐出する。
【００１９】
給紙ユニット１１５には、記録させたい用紙を搭載しセットする給紙トレイ（不図示）が搭載されており、給紙ユニット１１５は給紙トレイから用紙を１枚ずつ分離し給送する。なお、給紙トレイはあらゆる用紙のサイズに適用可能な構成になっており、用紙をセットする時にセンサにより用紙サイズと用紙の方向が検知される。また、給紙ユニット１１５は用紙切れや給紙エラ−も検知する。
【００２０】
また、給紙ユニット１１５は、連続で印字する際は、紙間も変更可能であり用紙サイズや搬送速度（印字速度）に応じてその都度調整することも可能である。給紙ユニット１１５から給紙された用紙は、搬送ベルト１１４で印字ヘッドユニット１１３の位置まで搬送される。搬送ベルト１１４上の用紙は、エアーを吸い込むエアー吸収用ファン１１７で下向きの圧力を受け、搬送ベルト１１４上に固定される。従って、搬送ベルト１１４の位置（回転速度）を制御することで用紙と印字ヘッドユニット１１３の相対位置を制御することができる。
【００２１】
給紙ユニット１１５により給紙された用紙は、エアー吸着用の搬送ベルト１１４で一枚毎に搬送される。印字ヘッドユニット１１３は、用紙が印字ヘッドユニット１１３を通過する時に、印字ヘッド１１６によりインクを吐出させて文字や画像を印字する。印字終了した用紙は、排紙ユニット１１１に搬送され排紙トレイ（不図示）に蓄積される。
【００２２】
また、空吐出する際の廃液インクを収める廃液ユニット１１９が印字ヘッドユニット１１３の下の所定の位置に配置されている。通常、廃液ユニット１１９は廃液ユニット１１９に設置されたセンサにより満タンを検知し、検知した満タンを表示部（不図示）に表示し、これを確認したユーザが廃液として捨てるようになっている。
【００２３】
次に、インクジェット記録装置１００のハードウェア構成について説明する。図２は、インクジェット記録装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示すように、インクジェット記録装置１００は、印字ヘッドユニット１１３を制御する複数のヘッドコントロールボード１２１を有し、ヘッドコントロールボード１２１は各印字ヘッド１１６と接続されている。ヘッドコントロールボード１２１、給紙ユニット１１５、維持ユニット１１２はそれぞれＵＳＢハブ１２３を介して接続されており、ＵＳＢハブ１２３にはＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）１５０が接続されている。
【００２４】
給紙ユニット１１５とＵＤＢハブ１２３、維持ユニット１１２とＵＳＢハブ１２３とは、それぞれＲＳ２３２Ｃ（（ＥＩＡ−２３２−Ｄ、ＥＩＡ−５７４と等価）でシリアル通信するが、ＰＣ１５０との通信を共通化するためＲＳ２３２Ｃ用の信号をＵＳＢ用の信号に変換する。このため、通信ケーブルにはそれぞれＲＳ２３２Ｃ−ＵＳＢ変換部１２４が配置されている。ＲＳ２３２Ｃ−ＵＳＢ変換部１２４は、汎用の変換ケーブルを使用可能である。これにより、ＰＣ１５０と、給紙ユニット１１５と、維持ユニット１１２とヘッドコントロールボード１２１の全てのユニットが、ＵＳＢ通信できることになる。ＰＣ１５０では、接続された全てのユニットを異なるＵＳＢ機器として認識し、各識別ＩＤにより通信、制御することができる。
【００２５】
また、ヘッドコントロールボード１２１と印字ヘッド１１６もそれぞれＵＳＢで接続されており、１つのヘッドコントロールボード１２１は複数の印字ヘッド１１６を制御でき。各ヘッドコントロールボード１２１は、ＵＳＢハブ１２３を介してＰＣ１５０と接続されている。なお、図２ではライン状に配置した１０個の印字ヘッド１１６を１枚のヘッドコントロールボード１２１で制御する構成を示しているが、用紙サイズ等により１枚のヘッドコントロールボード１２１で制御できる印字ヘッド１１６は可変であり、１０個に限定されない。
【００２６】
図２に示すように、ヘッドコントロールボード１２１をそれぞれＵＳＢハブ１２３に接続する構成を採用することで、ヘッドコントロールボード１２１をＵＳＢで接続するだけで印字ヘッド１１６の構成を変更することができる。この場合もＰＣ１５０からは、ＵＳＢ機器の１つとして認識されるので、ＰＣ１５０の制御ソフトやデバイスドライバの修正は最小限の部品および操作に止まるのでコスト増を抑制することができる。
【００２７】
また、図２に示すように、給紙ユニット１１５からのディスクリート信号をヘッドコントロールボード１２１にパラレルに接続する構成を採用している。従って、この信号をパラレルに給紙ユニット１１４に接続するだけでヘッドコントロールボード１２１を容易に追加することができる。
【００２８】
次に、インク滴の吐出を検知する方法について説明する。図３−１と図３−２は、インク滴の吐出を検知する方法の一例を示す図である。印字ヘッド１１６には解像度により多数のノズル口があり、ノズルからインク滴を吐出する構成となっている。印字ヘッド１１６には、ピエゾ素子が内蔵されており、ピエゾ素子に与えられる駆動波形の電圧値によりインク滴の滴サイズが調整される。例えば、電圧値を高くした場合、滴サイズは大きくなる。なお、大滴は通常、小滴が複数マージして作られる。
【００２９】
図３−１および図３−２に示すように、発光側にはＬＤ（Ｌａｚｅｒ Ｄｉｏｄｅ）１３１が設定されており、ＬＤ１３１は、印字ヘッド１１６のノズル面とインク滴が印字された印刷用紙の間にレーザ光を通す。また、ＬＤ１３１の近傍にレーザ光を集光するためのコリメートレンズ１３３が設置されており、さらにビーム径を絞るためのアパーチャ（不図示）が設置されている。
【００３０】
また、レーザ光の光軸上にはＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）１３２が設置されている。ＰＤ１３２はＬＤ１３１からの光量を検知し、検知した光量を電圧に変換する。例えば、光量の出力レベルは低いので、オペアンプ等で所定の電圧レベルまで検知された光量を増幅した後に、ＰＤ１３２がこれを変換する。なお、ＰＤ１３２の部品は使用用途により様々な種類がある。これにより、ＰＤ１３２で検知した波形から電気的にインク滴を検知することができる。
【００３１】
ここで、インク滴の検知を判定する方法としては、レーザ光を直接検知する直接法と、レーザ光に反射した間接光（散乱光）を検知する間接法とがある。図３−１は、直接光によりインク滴を検知する方法を示す図である。直接光によりインク滴を検出する場合は、通常は受光側のＰＤ１３２の波形はインク滴を検知した時に電圧レベルが下がるので、電圧レベルの下降を検知することによりインク滴が検知される。
【００３２】
一方、図３−２は、間接光によりインク滴を検知する方法を示す図である。間接光によりインク滴を検出する場合は、通常は受光側のＰＤ１３２の波形はインク滴を検知した時に電圧レベルが上がるので、電圧レベルの上昇を検知することによりインク滴が検知される。そこで、間接光により検知する場合は、ＰＤ１３２の位置をＬＤ１３１の光軸上からずらして配置される。なお、ずらす位置、距離においても電圧レベルは変わるので、これら全てを考慮してインク滴を検知するための所定の電圧があらかじめ決定される。このように、直接光でも間接光でもインク滴を検知することができる。
【００３３】
次に、インクジェット記録装置１００の機能的構成について説明する。図４は、インクジェット記録装置１００の機能ブロック図である。図４に示すように、インクジェット記録装置１００は、検知部１４２と、計測部１４３と、判断部１４４と、算出部１４５と、吐出制御部１４６とを主に備える。
【００３４】
検知部１４２は、ノズルごとに吐出されたインク滴を検知する。具体的には、検知部１２は、図３−１に示した直接光、または図３−２に示した間接光によりインク滴を検知する。
【００３５】
計測部１４３は、ノズルによりインク滴が吐出された時点から、検知部１４２によりインク滴の吐出が検知されるまでの検知時間をタイマ（不図示）により計測する。
【００３６】
図５は、間接光を用いて検知されたインク滴の検知時間についての説明図である。図５の上部に示す駆動波形はインク滴の吐出を示す波形である。インク滴の吐出は所定の周期で行われるが、周期は任意の値を設定することができる。
【００３７】
図５の下部に示すＰＤ波形は、電圧値の検出を示す波形である。計測部１４３は、駆動波形が示す加圧、すなわちインク滴の吐出時点からＰＤ出力波形が示す電圧レベルの上昇、すなわちインク滴の検知時点までを検知時間Ｔとし、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３をそれぞれ計測する。
【００３８】
判断部１４４は、計測部１４３により計測された検知時間が予め定められた閾値を超えているか否かを判断し、当該閾値を越えていると判断した場合に吐出不良と判断する。ここで、閾値には、吐出状態が正常である場合の検知時間の値が設定される。
【００３９】
通常、インクの増粘が進むとインクの飛翔速度が遅くなる。つまり、インク滴の検知時間は長くなることとなる。また、インクが増粘する速度は温度や湿度等の環境により異なる。そこで、閾値は環境等に応じて最適な値に設定可能とする。これにより、環境等の異なる条件下においても正確に吐出不良を検知することができる。
【００４０】
図６は、検知時間の一例を示す図である。図６に示すように、横軸は印字ヘッド１１６のノズル番号を示し、縦軸は検知時間を示す。ここで、ノズル番号１と３は、閾値Ｔを超えないが、ノズル番号２は閾値Ｔを超えている。そこで、判断部１４４は、ノズル番号２を吐出不良として検知する。このような構成により、判断部１４４は、インクジェット記録装置１００が複数のノズルを備える場合であっても、吐出不良のノズルを検知することができる。これにより、吐出制御部１４６は、吐出不良が検知されたノズルに対してだけ予備吐出を行うことができる。
【００４１】
算出部１４５は、計測部１４３により計測された検知時間の長さに応じて検知時間から予備吐出用の駆動波形の電圧を求める。例えば、算出部１４５は、駆動波形の電圧の大きさと検知時間の長さが比例して大きい値となるように設定された所定の値により予備吐出用の駆動波形の電圧を求める。
【００４２】
ここで、算出部１４５は、予備吐出用の駆動波形の電圧値を、検知時間の長さに応じて算出する。例えば、算出部１４５は、検知時間に所定の比例定数を乗じた値と、基準電圧値とを足して予備吐出用の駆動波形の電圧値を算出する。
【００４３】
図７は、インク滴の検知時間と駆動波形用の電圧値との関係の一例を示す概略図である。図７では、横軸は検知時間を、縦軸は駆動波形用の電圧値を示す。図７に示すように、算出部１４５は、まず、検知時間に所定の比例定数を乗じた値を算出する。ここでは、検知時間をＴ、基準値からの増加分をＶｂ、比例定数を０．１とすると、Ｖｂ＝０．１Ｔとなる。なお、比例定数は周囲温度やヘッドの条件に合わせた値に設定可能である。
【００４４】
算出部１４５は、基準電圧値に、検知時間１０μＳ毎に計算された駆動波形の電圧値を足していく。例えば、基準電圧が１０Ｖで、比例定数が０．１で、検知時間が３０μＳであるとすると、求める駆動波形用の電圧値は、１０＋０．１×３０＝１３Ｖとなる。算出部１４５は、このように検知時間に応じて駆動波形電圧を計算する。これによりインクの飛翔速度に対応した最適な予備吐出用の駆動波形の電圧値を設定することができる。
【００４５】
図８は、予備吐出用の駆動波形の一例を示す図である。図８では、横軸は検知時間を、縦軸は電圧値を示し、矢印の方向に従って時間は長く、電圧値は高くなる。図８に示すように、電圧値が増加すると吐出のパワーも増加する。図８の（１）が基準の駆動波形とすると、検知時間が（２）、（３）のように増加するに従って、駆動波形の電圧値も（２）、（３）のように増加する。
【００４６】
吐出制御部１４６は、吐出不良と判断されたノズルに対して、算出部１４５により算出された予備吐出用の駆動波形の電圧値を設定しインク滴を吐出させる。
【００４７】
次に、以上のように構成されたインクジェット記録装置１００による吐出不良検知処理の手順について説明する。図９は、インクジェット記録装置１００による吐出不良検知処理の手順を示すフローチャートである。
【００４８】
計測部１４３は、ノズルの吐出状態を検知するための駆動波形の電圧で吐出されたインク滴の検知時間を計測する（ステップＳ１）。ここで、計測部１４３は、吐出するインク滴のサイズを変えて計測することもできるが、通常は約１０ｐｌ程度が妥当である。
【００４９】
判断部１４４は、検知時間が計測されたか否かを判断する（ステップＳ２）。判断部１４４は、検知時間が計測されたと判断した場合は（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、計測された検知時間が閾値を超えているか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００５０】
判断部１４４は、計測された検知時間が閾値を超えていると判断した場合は（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、吐出不良であると判断する。この場合、算出部１４５は、検知時間から予備吐出用の駆動波形の電圧を求める（ステップＳ４）。例えば、算出部１４５は、検知時間の長さに応じて駆動波形の電圧を変えるように計算する。具体的には、算出部１４５は、検知時間の長さが長い場合は長さに応じて駆動波形の電圧を大きくする。なお、判断部１４４は、閾値を超えなければ吐出は正常であると判断する。
【００５１】
吐出制御部１４６は、吐出不良が検知されたノズルに対して、算出部１４５により求められた予備吐出用の駆動波形の電圧値を設定する。ノズルは設定された予備吐出用の駆動波形の電圧値で予備吐出を行う（ステップＳ５）。吐出制御部１４６により設定された予備吐出用の駆動波形の電圧でノズルから予備吐出が行われた場合（ステップＳ５）、およびステップＳ３において、判断部１４４により計測された検知時間が閾値を超えていないと判断された場合は（ステップＳ３：Ｎｏ）、吐出制御部１４６は、予備吐出したノズルが最後のノズルであるか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００５２】
吐出制御部１４６は、予備吐出したノズルが最後のノズルであると判断した場合は（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、吐出制御部１４６により、予備吐出されたノズルが最後のノズルでないと判断された場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、およびステップＳ２において検知時間が計測できたと判断されなかった場合は（ステップＳ２：Ｎｏ）、ステップＳ１からの処理を繰り返す。
【００５３】
通常、正常な吐出状態であればインク滴の吐出からインク滴の吐出を検知するまでの時間は常に一定である。そこで、判断部１４４により吐出不良を検知されたノズルに対してのみ予備吐出する。これにより、吐出不良が検知されなかったノズルに対しては予備吐出を行わないので、インク消費量を低減することができる。
【００５４】
このように、本実施の形態によれば、吐出からインク滴を検知するまでの検知時間を計測し、計測した検知時間に応じて予備吐出用の駆動波形の電圧値を変えるので、インク滴の吐出状態に応じて最適な予備吐出用の駆動波形の電圧値を設定することができる。また、１回の予備吐出で復帰処理が可能となる電圧値を設定するので、予備吐出時のインク消費量を低減することができる。
【００５５】
また、このように、本実施の形態によれば、吐出不良が検知されたノズルに対してのみ予備吐出を行い、吐出不良が検知されなかったノズルに対しては予備吐出を行わないので、回復動作時のインク消費量を低減することができる。
【００５６】
図１０は、本実施の形態にかかるインクジェット記録装置１００を備えた画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図１０に示すように、画像処理装置（以下、複合機と称する。）は、コントローラ１０とエンジン部（Ｅｎｇｉｎｅ）６０とをＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスで接続した構成となる。コントローラ１０は、複合機全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。
【００５７】
コントローラ１０は、ＣＰＵ１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１７と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）１３とＡＳＩＣ１６との間をＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｏｒｔ）バス１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２ａと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)１２ｂと、をさらに有する。
【００５８】
ＣＰＵ１１は、複合機１００の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ１３、ＭＥＭ−Ｐ１２およびＳＢ１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。
【００５９】
ＮＢ１３は、ＣＰＵ１１とＭＥＭ−Ｐ１２、ＳＢ１４、ＡＧＰ１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。
【００６０】
ＭＥＭ−Ｐ１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ１２ａとＲＡＭ１２ｂとからなる。ＲＯＭ１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。
【００６１】
ＳＢ１４は、ＮＢ１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。
【００６２】
ＡＳＩＣ１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ＡＧＰ１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ１８およびＭＥＭ−Ｃ１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、エンジン部６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（Ｆａｃｓｉｍｉｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３０、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）４０、ＩＥＥＥ１３９４（ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ １３９４）インターフェース５０が接続される。操作表示部２０はＡＳＩＣ１６に直接接続されている。
【００６３】
ＭＥＭ−Ｃ１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。
【００６４】
ＡＧＰ１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。
【符号の説明】
【００６５】
１００ インクジェット記録装置
１１１ 排紙ユニット
１１２ 維持ユニット
１１３ 印字ヘッドユニット
１１４ 搬送ベルト
１１５ 給紙ユニット
１１６ 印字ヘッド
１１７ エアー吸収用ファン
１１８ 印字ユニット
１１９ 廃液ユニット
１２１ ヘッドコントロールボード
１２３ ＵＳＢハブ
１２４ ＲＳ２３２Ｃ−ＵＳＢ変換部
１３１ ＬＤ
１３２ ＰＤ
１３３ コリメートレンズ
１４２ 検知部
１４３ 計測部
１４４ 判断部
１４５ 算出部
１４６ 吐出制御部
１５０ ＰＣ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２００８-１４３１５０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出部から吐出された液滴を検知する検知部と、
液滴が吐出された時点から液滴が検知されるまでの時間を計測する計測部と、
計測された前記時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、前記閾値を超えると判断した場合に前記吐出部による液滴の吐出状態が不良であると判断する判断部と、
前記吐出状態が不良であると判断された場合に、前記吐出状態の不良を回復させるために吐出させる液滴の量を算出する算出部と、
算出された量の前記液滴を前記吐出部に吐出させる吐出制御部と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記吐出部は、設定された駆動電圧値に応じた大きさの液滴を吐出し、
前記算出部は、前記吐出状態が不良であると判断された場合に、計測された時間が大きいほど大きい前記駆動電圧値を算出し、
前記吐出制御部は、算出された前記駆動電圧値を前記吐出部に設定すること、
を特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記算出部は、計測された前記時間に所定の定数を乗じた値と、所定の基準電圧値との和である前記駆動電圧値を算出すること、
を特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記閾値、または前記所定の定数は任意に設定可能であること、
を特徴とする請求項１または３に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
吐出部から吐出された液滴を検知する検知ステップと、
液滴が吐出された時点から液滴が検知されるまでの時間を計測する計測ステップと、
計測された前記時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、前記閾値を超えると判断した場合に前記吐出部による液滴の吐出状態が不良であると判断する判断ステップと、
前記吐出状態が不良であると判断された場合に、前記吐出状態の不良を回復させるために吐出させる液滴の量を算出する算出ステップと、
算出された量の前記液滴を前記吐出部に吐出させる吐出制御ステップと、
を含むことを特徴とする液滴検知方法。
【請求項１】
吐出部から吐出された液滴を検知する検知部と、
液滴が吐出された時点から液滴が検知されるまでの時間を計測する計測部と、
計測された前記時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、前記閾値を超えると判断した場合に前記吐出部による液滴の吐出状態が不良であると判断する判断部と、
前記吐出状態が不良であると判断された場合に、前記吐出状態の不良を回復させるために吐出させる液滴の量を算出する算出部と、
算出された量の前記液滴を前記吐出部に吐出させる吐出制御部と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記吐出部は、設定された駆動電圧値に応じた大きさの液滴を吐出し、
前記算出部は、前記吐出状態が不良であると判断された場合に、計測された時間が大きいほど大きい前記駆動電圧値を算出し、
前記吐出制御部は、算出された前記駆動電圧値を前記吐出部に設定すること、
を特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記算出部は、計測された前記時間に所定の定数を乗じた値と、所定の基準電圧値との和である前記駆動電圧値を算出すること、
を特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記閾値、または前記所定の定数は任意に設定可能であること、
を特徴とする請求項１または３に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
吐出部から吐出された液滴を検知する検知ステップと、
液滴が吐出された時点から液滴が検知されるまでの時間を計測する計測ステップと、
計測された前記時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判断し、前記閾値を超えると判断した場合に前記吐出部による液滴の吐出状態が不良であると判断する判断ステップと、
前記吐出状態が不良であると判断された場合に、前記吐出状態の不良を回復させるために吐出させる液滴の量を算出する算出ステップと、
算出された量の前記液滴を前記吐出部に吐出させる吐出制御ステップと、
を含むことを特徴とする液滴検知方法。
【図１】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−６２５６（Ｐ２０１２−６２５６Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４４２０９（Ｐ２０１０−１４４２０９）
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]