JP2000233520A - プリンタ装置内のインク滴検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のインク噴霧ノズルを有するプリンタ装
置をプリント実行前に試験するために必要となる時間を
短縮させること。 【解決手段】 プリンタ装置における複数のプリンタノ
ズルを調べるための改善された装置であって、複数のノ
ズルを備えたプリンタヘッド(400)と、前記複数のノズ
ルの少なくとも１つのノズルから噴出される少なくとも
１つのインク滴を検出する手段(540,560)と、該検出手
段の第１の出力信号について一連の測定を行う手段(52
0)とを備えたもの。この場合、検出器を通る１つ又は複
数のインク滴により生成された検出された出力信号を分
析することにより前記プリンタヘッドの性能が決定さ
れ、前記１つ又は複数のインク滴が所定の最小体積のイ
ンクを含み、前記一連の測定が複数の時間間隔で行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ装置に関
し、特に、プリンタ装置内の故障した又は詰まったノズ
ルの検出を改善する方法及び装置に関する(但し、これ
らの方法及び装置以外のものを除外することは意図して
いない)。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ装置を用いて、例えばコンピュ
ータ等のホスト装置に格納されたファイルの紙コピー
(「ハード」コピーとしても知られている)を作成するこ
とは公知である。ファイルをプリントすることができる
プリント媒体には、例えば、紙や、講演、セミナー等で
用いる透明のアセテートフィルムが含まれる。

【０００３】図１は、ケーブル110を介してプリンタ装
置120に接続された従来のホスト装置100(この場合はパ
ーソナルコンピュータ)を示している。テキスト等を紙
等のプリント媒体上にプリントする既知の方法の中でも
とりわけ、複数のノズルからインク滴を噴霧することに
より紙上に画像を形成することが知られている。

【０００４】図２は、互いに平行な行に配置されたプリ
ンタノズル220のアレイを含む従来のプリンタ装置の一
部を概略的に示している。このように配置したプリンタ
ノズルを含むユニットはプリンタヘッドとして知られる
ものである。本書に記載するタイプの従来のプリンタで
は、プリンタヘッド210は、プリント媒体200(例えばＡ
４シート紙)に対して一定の方向260にしか動かないよう
になっている。更に、プリント媒体200も上記とは別の
方向250にしか動かないようになっている。好ましく
は、方向260は方向250と直交する方向となる。通常のプ
リント動作中には、プリンタヘッド210は、プリント媒
体200に対する第１の位置へと移動し、該プリンタヘッ
ド210に含まれる複数のプリンタノズル220からそれと同
数の複数のインク滴が噴霧される。この工程はプリント
動作としても知られている。該プリント動作が１回完了
した後、プリンタヘッド210は方向260に移動して第２の
位置になり、プリント動作がもう１回行われる。同様に
して、プリンタヘッドがプリント媒体200を横切って方
向260に繰り返し移動し、かかるプリンタヘッド210の各
移動後にプリント動作が１回行われる。プリンタヘッド
210がプリント媒体200の縁部に達すると、該プリント媒
体は、その主方向長さと平行な方向250に短距離だけ移
動され、プリント動作がもう１回行われる。次いで、プ
リンタヘッド210は、プリント媒体200を横切って方向26
0に移動して戻り、プリント動作がもう１度行われる。
このようにして、完全なプリントページが作成される。

【０００５】プリンタ装置のプリント出力の質を維持す
るためには、複数のノズルのうちの１つのノズルからイ
ンク滴を生成するためのプリンタヘッドへの各命令によ
り、確実にそのようなインク滴が生成されることが重要
である。従来のプリンタでは、通常の動作中にノズルを
離れるインク滴の検出を試みることが知られている。従
来のプリンタでは、このインク滴検出を用いて、プリン
タヘッド210の寿命の終わりを示し、プリンタヘッドの
メンテナンスを調整する。該インク滴検出は、インク滴
検出アセンブリ270により行うことが知られている。該
インク滴検出アセンブリ270は、それをプリント媒体200
上へのプリントに用いられる領域の外側に配置するこ
と、及びプリント媒体200の縁部にかなり近づけて配置
することが知られている。

【０００６】図３は、製品プリンタで用いられる従来の
インク滴検出システムの概要を示している。インク滴30
0はノズル220から噴霧されて経路310をたどる。このイ
ンク滴300がたどる経路310は、発光ダイオード(ＬＥＤ)
320と受光用フォトダイオード340との間を通過するよう
に構成されている。発光ダイオード320が発する光は、
レンズ330により平行にされて狭い光ビームが生成さ
れ、該光ビームがフォトダイオード340により検出され
る。フォトダイオード340は、受光した光に応じて電流
を生成し、該電流が増幅器350により増幅される。従
来、電流の供給、ひいてはＬＥＤ320が発する光の明る
さは、フォトダイオード340から定電流出力が提供され
るように構成される。例えば、フォトダイオード340の
出力電流が低下すると、その結果としてＬＥＤ320への
電流が増大する。その結果として生じるＬＥＤ320の明
るさの増大により、フォトダイオード340の出力電流が
増大することになる。

【０００７】ノズル220から発射されたインク滴300が、
ＬＥＤ320とコリメーティングレンズ330とフォトダイオ
ード340との間の狭い光ビームを通過すると、該インク
滴300はフォトダイオード340への光入力を部分的に遮断
し、その結果としてフォトダイオード340の出力電流が
低下する。このフォトダイオード340の出力電流の低下
が検出され、前述のように、ＬＥＤ320への入力電流が
増大する。しかし、パーガトリ(purgatory)の応答時間
が比較的遅いことに起因して、ＬＥＤ320への入力電流
の増大により、フォトダイオード340の出力電流の「オ
ーバーシュート」が生じることになる。このため、イン
ク滴300が存在する際にフォトダイオード340により低減
された増幅電流は、特徴的なパルス形状350を生成する
ものとなる。従来のプリンタでは、インク滴300の通過
により生じる特徴的な電流パルス350は、従来のインク
滴検出ユニット370により検出されてカウントされる。
従来のプリンタにおいて、インク滴検出プロセスは、プ
リンタヘッド220に信号を送ってインク滴300を発射さ
せ、結果的に生じる特徴的な電流パルス350の検出を試
行する、というステップを含み、該特徴的な電流パルス
350は、インク滴検出装置370を用いてカウントされる。
インク滴を発射させるステップ、及び結果的に生じる特
徴的な電流パルスをカウントするステップは、６回繰り
返される。インク滴300を噴霧するための６回の試行の
うち、特徴的なパルス350が４回カウントされた場合に
は、従来のシステムでは、プリンタノズル220は適切に
機能しているとみなされる。

【０００８】しかし、従来のインク滴検出システムで
は、平行光ビームを生成するのに３つの別個の光学部品
が必要とされるため、これら様々な部品間で位置ずれが
生じる可能性が大きくなる。ＬＥＤ320と、コリメーテ
ィングレンズ330と、フォトダイオード340との間で少し
でも位置ずれが生じると、インク滴300を検出すること
ができる領域の幅が縮小することになる。更に、従来の
インク滴検出システムは、複数のインク滴を噴霧して個
々に検出することを必要とするため、１つのノズルにつ
いての検出時間が比較的長くなり、インクを浪費するこ
とになる。

【０００９】米国特許第5,430,306号(ヒューレット・パ
ッカード・カンパニー)は、プリンタヘッドからのサー
マルインクジェットによるインク滴の存在を検出するオ
プトエレクトロニクス試験装置を開示している。該試験
装置は、照明源、コリメーティングアパーチャ、及び平
行光ビームの焦点を検出器上に合わせるレンズを含み、
該検出器は、強さが変化する照明を出力が変化する電気
信号へと変換するものである。該検出器の出力信号は、
アナログデジタルコンバータ(Ａ/Ｄ)によりデジタル信
号へと変換され、該デジタル化された出力は、記憶装置
内に一連のサンプルとして格納される。インク滴検出
は、ペンノズルから噴霧されるべきインク滴をトリガす
ることにより行われ、約100μsの遅延後、該インク滴が
平行光ビームに入る。該インク滴により検出器への光入
力が遮蔽されることにより、検出器の出力信号が低減す
る。Ａ/Ｄコンバータは、検出器の出力信号をサンプリ
ングし、デジタル化された一連の測定値をメモリに格納
する。実質的に100μsよりも長い時間遅延の後、第２の
インク滴がトリガされてペンノズルから噴出され、所定
遅延の後、検出器の出力が再びデジタル化される。これ
らの測定が、一連の(典型的には８個の)インク滴につい
て繰り返され、検出器の出力の平均時間プロファイルが
マイクロプロセッサにより作成される。例えば平均信号
のピークピーク電圧がしきい値よりも大きい場合に、イ
ンク滴信号が存在するものと判定される。

【００１０】ノイズ変動を平均化して使用可能なインク
滴信号を導出するためには、インク滴を噴出するステッ
プと検出器の出力信号を測定するステップとを繰り返す
ことが必要である。これは、インク滴により光ビームが
何度も逆に上に向けられるからである。

【００１１】ペンノズルから噴出される各インク滴間に
は、100μsよりもはるかに長いかなりの遅延があるの
で、複数のペンノズルを含むプリンタヘッドを試験する
ために必要となる時間は、かなり長いものとなる。

【００１２】米国特許第5,430,306号の要旨をなすイン
ク滴検出器は、工場環境においてプリンタヘッドの寿命
を試験するのに用いるように設計されている。帯状光
源、コリメーティングアパーチャ、及び集束レンズが相
対的に大きいため、該発明は、個人用のプリンタ装置の
製品を実施するのには適していない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】製品としてのプリンタ
の有用性を改善するには、複数のノズルを有するプリン
タヘッドの特徴付けを行うのに必要な時間を可能な限り
短縮することが重要である。しかし、プリンタの解像度
が高くなりインク滴のサイズが小さくなるにつれて特徴
付けに関する問題は一層困難なものとなる。これは、イ
ンク滴のサイズが小さくなるにつれてインク滴検出信号
のＳ/Ｎ比が小さくなるからである。更に、プリント用
インクのより効率的な使用法を開発することが重要であ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による特定の各実
施形態及び各方法は、複数のインク噴霧ノズルを有する
プリンタ装置をプリント実行前に試験するために必要と
なる時間を短縮し、これによりノズルに対して行う試験
数を増大させて、かかる装置のプリント速度に影響を与
えることなく複数のインク噴霧ノズルの機能に関する知
識を向上させ、これにより複数のインク噴霧ノズルのプ
リント品質及び機能上の寿命を改善することを目的とす
るものである。

【００１５】本発明による特定の方法によれば、インク
滴検出装置の近くでインク滴の測定を繰り返し行うこと
により、機能しているプリンタノズルの指示を提供する
ためにサンプリングする必要のあるインク滴の数を少な
くすることが可能となり、このため複数のノズルを調べ
るのに要する時間を短縮させることが可能となる、とい
うことが認められた。

【００１６】本発明の第１の態様によれば、インクを噴
出する複数のノズルを含むプリンタヘッド(400)と、前
記複数のノズルから噴出される一連のインク滴を検出す
る手段(540,560)であって、該検出された一連のインク
滴の各インク滴に応じて出力信号パルスを生成するよう
に動作する検出手段(540,560)と、該検出手段の前記出
力信号パルスの各々について測定を行う手段(520)とを
備えることを特徴とする、インクジェットプリンタ装置
が提供される。該インクジェットプリンタ装置におい
て、前記測定手段は、前記各ノズル毎に、所定体積のイ
ンクを含む前記検出された所定の一連のインク滴に応じ
て生成される出力信号パルスについて測定を行う。

【００１７】ブラックインクを噴出するノズルの場合、
前記ノズルの各々について検出されるインク滴の数は、
好ましくは２である。また、ブラック以外のカラーイン
クを噴出するノズルの場合には、各ノズル毎に検出され
るインク滴の数は、好ましくは４である。更に、何れの
場合も、噴出されるインク滴数に係わらず、ノズルは該
ノズルから噴出される所定体積のインクをベースにして
特徴づけされる。この所定体積は、１、２、４、又は他
の個数の別個のインク滴として噴出させることが可能な
ものである。

【００１８】好ましくは、測定を行う手段は、前記出力
信号パルスの一部の振幅を各々が表すよう量子化された
一連の複数のデジタルサンプル信号を生成するよう動作
するデジタルサンプリング手段を含む。該サンプリング
手段は、好ましくは30〜50kHzの範囲のサンプリング速
度で前記出力信号パルスについて一連のサンプリング測
定を行う。サンプル間のサンプリング周期は、12〜50μ
sの範囲が最適であることが確認されており、本書にお
けるベストモードでは25μsのサンプリング周期が適用
される。検出手段は、該検出手段の定常状態の振幅の出
力信号よりも振幅が小さい第１の部分と、前記定常状態
の振幅の出力信号よりも振幅が大きい第２の振幅部分と
を含む振幅の摂動を有するアナログ出力信号パルスを出
力するよう動作可能なものである。

【００１９】好ましくは、検出手段は、光信号を発する
よう構成された発光素子(540)と、該光信号を受容する
よう構成された受光素子(560)と、前記発光素子を前記
受光素子に対して固定的に位置決めする手段(450,460,4
70)とを含む。

【００２０】本発明は、複数のノズルを備えたプリンタ
ヘッド(400)を有し、プリント媒体上にプリントするよ
う構成された、インクジェットプリンタ装置を含み、該
プリンタ装置は更に、第１の端部と第２の端部とを有す
る細長い剛性接続部材(470)と、発光素子を取り付ける
よう構成され、前記細長い剛性接続部材の前記第１の端
部に固定される、第１のハウジング(460)と、検出素子
を取り付けるよう構成され、前記細長い剛性接続部材の
前記第２の端部に固定される、第２のハウジング(450)
とを備えることを特徴とし、前記プリンタヘッドは、該
プリンタヘッドの前記複数のノズルのうちの１つのノズ
ル(410)から噴出された少なくとも１つのインク滴が前
記発光素子と前記検出素子との間の光路と交差する軌道
で前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとの間
を通過するように、前記第１のハウジング及び前記第２
のハウジングに対して位置決めされており、該プリンタ
装置が更に、前記検出素子の出力信号を測定する手段(5
00〜560)を備えており、該測定手段は、前記ノズル毎
に、前記光路を横切る所定体積のインクを含む前記少な
くとも１つのインク滴の通過の結果として生じる前記検
出器の信号に応じて前記ノズルの性能を表す信号を生成
するよう動作する。

【００２１】本発明の第２の態様によれば、インク滴検
出手段を有するインクジェットプリンタ装置のプリンタ
ヘッドの、複数のインク滴を噴出するよう構成されたノ
ズルの動作特性を決定する方法が提供され、該方法は、
所定体積のインクを含む少なくとも１つのインク滴から
なる所定の一連のインク滴を前記ノズルから噴出させる
ための命令を前記プリンタヘッドに送り、前記少なくと
も１つのインク滴からなる所定の一連のインク滴に応じ
て前記インク滴検出手段の出力信号を生成し、前記イン
ク滴検出手段の前記出力信号を測定し、該出力信号から
前記ノズルの前記動作特性を決定する、という各ステッ
プを含むことを特徴とするものである。

【００２２】好ましくは、前記所定体積のインクは、30
〜100ピコリットル（pl）の範囲にある。

【００２３】上述のように、前記所定の一連のインク滴
は、ブラックインクの場合には、好ましくは２つの連続
的に放出されるインク滴からなり、ブラック以外のカラ
ーインクの場合には、好ましくは４つの連続的に放出さ
れるインク滴からなる。

【００２４】前記出力信号を測定する前記ステップは、
好ましくは、該信号を30〜50kHzの範囲のサンプル周波
数でサンプリングすることを含む。連続するサンプル間
のサンプリング周期は、好ましくは12〜50μsの範囲で
あり、最適には約25μsである。

【００２５】好ましくは、前記インク滴検出手段の前記
出力信号を測定する前記ステップは、前記複数のインク
滴の各々について、前記命令が前記プリンタヘッドに送
られた後に一定時間待機し、前記インク滴検出手段の前
記出力信号について一連の測定を行う、という各ステッ
プを含み、該一連の測定は、複数の時間間隔で前記イン
ク滴検出手段の前記出力信号を測定するものとなる。

【００２６】好ましくは、前記動作特性を決定する前記
ステップは、前記検出手段を通過する所定体積のインク
に応じて生成された前記出力信号の少なくとも１つの摂
動を含む一連の摂動を分析することを含む。

【００２７】好ましくは、前記ノズルの前記動作特性を
決定する前記ステップは、前記の各インク滴毎に、前記
インク滴検出手段の出力信号の最大値を識別し、前記イ
ンク滴検出手段の出力信号の最小値を識別し、前記イン
ク滴検出手段の出力信号の前記最小値を前記インク滴検
出手段の出力信号の前記最大値から減算する、という各
ステップを含むものとなる。

【００２８】好ましくは、前記ノズルの動作特性を決定
する前記ステップは、前記出力信号の摂動の値を決定
し、該摂動の値を、前記出力信号の平均ノイズレベルよ
りも少なくとも６標準偏差高く設定されたしきい値と比
較する、という各ステップとを含むものとなる。

【００２９】好ましくは、前記インク滴検出手段を通過
する前記所定の一連のインク滴の全体積は、前記出力信
号のノイズレベルよりも少なくとも６標準偏差高いピー
クピーク摂動値を有する前記出力信号を生成する体積の
範囲内にあるように構成される。

【００３０】好ましくは、前記所定の一連のインク滴の
体積は、ほぼ30〜100plの範囲内にある。その所定数の
インク滴は、前記ノズルからほぼ一定の噴出頻度で噴出
させることが可能である。

【００３１】本発明の第３の態様によれば、複数のイン
ク滴を噴出するよう構成された複数のノズルを備えたプ
リンタヘッドの各ノズルの動作を評価する方法であっ
て、 a) 所定体積のインクを含む所定の一連のインク滴を前
記ノズルの各々から噴出させるための命令を前記プリン
タヘッドに送り、 b) 検出された各一連のインク滴毎にインク滴検出手段
の出力信号を生成し、 c) 検出された各一連のインク滴毎に前記インク滴検出
手段の前記出力信号を測定し、 d) 前記出力信号の各々から、対応するそれぞれの前記
ノズルの動作特性を決定する、という各ステップを有す
ることを特徴とする、方法が提供される。

【００３２】本発明の第４の態様によれば、インク滴を
噴出することができる複数のノズルを備えたインクジェ
ットプリンタのプリンタヘッドの特徴付けを行う方法で
あって、 i．前記複数のノズルの個々のノズルを選択し、 ii．前記ノズルに少なくとも１つのインク滴からなる所
定の一連のインク滴を噴出させるよう命令する信号を生
成し、 iii．前記少なくとも１つのインク滴からなる所定の一
連のインク滴が光ビーム中を通過するのを検出するよう
構成された検出装置のアナログ出力信号を連続的に監視
し、 iv．前記アナログ出力信号をデジタル化し、 v．前記アナログ出力信号をサンプリングして、該出力
信号の一組の量子化されたデジタルサンプルを生成し、 vi．前記一組の量子化サンプルから前記出力信号の最小
レベルを判定し、 vii．前記量子化デジタルサンプルから前記出力信号の
最大レベルを判定し、 viii．前記最大レベルと前記最小レベルとの差の値を判
定し、 ix．前記差の値を所定のしきい値レベルと比較し、 x．前記差の値の結果に応じて前記ノズルが良好である
か否かを判定する、という各ステップを有することを特
徴とする方法が提供される。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明をより良好に理解するた
め、また本発明を如何に実施することが可能であるかを
示すために、図面を参照して、本発明による特定の実施
形態、方法、及びプロセスを本発明の単なる例として説
明する。

【００３４】ここで、本発明を実施するために発明者が
最良であると考える形態を、例として説明する。以下の
説明において、本発明を完全に理解してもらうために、
多数の特定の詳細を記載する。しかし、当業者であれば
これら特定の詳細に限定することなく本発明を実施可能
であることは明白である。他の例においては、本発明を
不必要に不明瞭にすることがないように公知の方法及び
構造は詳細に説明していない。

【００３５】本書で説明する本発明による特定の方法
は、インク滴のストリームを噴霧するよう各々構成され
た複数のノズルを備えたプリンタヘッドを有するプリン
タ装置を目標としている。上述のように、プリント媒体
へのプリントは、プリント動作の合間にプリンタヘッド
を互いに直交する方向に移動させることにより行われ
る。しかし、当業者には、本願の特許請求の範囲で開示
され識別される一般的な方法は、複数のノズルを有する
プリンタ装置や移動するプリンタヘッドを備えたプリン
タ装置に限定されるものではない、ということが理解さ
れよう。

【００３６】ここで図４を参照する。同図には、プリン
タヘッド及び本発明の特定の実施による改善されたイン
ク滴検出装置の概要が示されている。プリンタヘッド40
0は、プリンタノズル410のアセンブリを含む。好ましく
は、プリンタヘッド400は、各行が524個のプリンタノズ
ルを有する２行のプリンタノズル410を備えている。本
発明の特定の方法によれば、第１の行のプリンタノズル
は奇数で示され、第２の行のプリンタノズルは偶数で示
される。好ましくは、第１の行と第２の行との対応する
ノズル間の距離490は約4mmであり、同一行内の隣接する
プリンタノズル間の距離495は約0.08mm（2/600）インチ
である。プリンタヘッドの第１の行及び第２の行におけ
るすぐ隣接するノズル間には約0.04mm（1/600インチ）
のオフセットが存在し、これによりプリント解像度は約
24ドット/mm（600ドット/インチ）になる。

【００３７】プリンタヘッド400は、プリンタからの命
令の受信時に、複数のノズルのうちの単一のノズルから
単一のインク滴480を噴霧すなわち噴出するよう構成さ
れている。

【００３８】プリンタヘッド400を構成する複数のノズ
ルのうちの各ノズル410は、本書で示すベストモードに
よれば、プリンタ装置からの命令に応じて一連のインク
滴を放出するよう構成することが可能である。プリンタ
ヘッド400に加えて、インク滴検出手段も含まれてい
る。該インク滴検出手段は、高輝度赤外線発光ダイオー
ドを収容する発光器ハウジング460と、フォトダイオー
ド検出器を収容する検出器ハウジング450と、細長くて
ほぼ直線状の剛性部材470とを備えている。発光器ハウ
ジング460、剛性部材470、及び検出器ハウジング450は
全て、高輝度赤外線発光ダイオードをフォトダイオード
検出器に対して能動的に位置決めするよう構成された位
置決め手段を有している。

【００３９】プリンタヘッド400と位置決め手段460,47
0,450とは、プリンタヘッド400を構成する複数のノズル
のうちの１つのノズルから噴霧されたインク滴480がた
どる経路が発光器ハウジング460と検出器ハウジング450
との間を通過するように、互いに対して配向される。

【００４０】発光器ハウジング460内に収容される高輝
度赤外線発光ダイオードは、透明なプラスチック材料製
のケーシング内にカプセル化される。この透明なプラス
チック材料製のケーシングは、発光ダイオードにより発
せられた光を平行な光ビームにするよう構成されてい
る。本書で説明するベストモードによれば、発光器ハウ
ジング460内に収容される高輝度赤外線ＬＥＤにより発
せられた平行光ビームは、開口部461を経由して発光器
ハウジングを出る。この発光器ハウジング460からの平
行光ビームは、開口部451を経由して検出器ハウジング4
50に入る。検出器ハウジング450に入った光ビームは、
該検出器ハウジング450内に収容されるフォトダイオー
ド検出器を照明する。開口部461と開口部451との間に延
びる平行光ビームに入ってくるノズル410から噴霧され
たインク滴480により、開口部451に入る光の量、ひいて
は検出器ハウジング450内に収容されたフォトダイオー
ドに衝突する光の量が低減する。インク滴は、平行光ビ
ームの幅よりも幅が狭い該平行光ビーム中の有効検出領
域を通過する場合にのみ検出される。好ましくは有効検
出領域の幅462は２mmである。発光器ハウジングの開口
部461の幅463、及びこれと同じである検出器ハウジング
の開口部451の幅は、好ましくは1.7mmである。好ましく
は、平行光ビームの主方向長さは、プリンタヘッドのノ
ズルの発射方向を横切り、これとほぼ垂直をなす。

【００４１】好ましくは、ノズルから噴出されるインク
滴の初速は、10〜16m/秒の範囲内である。空気抵抗の影
響により、ノズルを離れるインク滴の初速は、各インク
滴がプリンタヘッドから遠くに移動するにつれて漸進的
に遅くなる。上述のように、初速が16m/秒である４つの
インク滴からなる一連のインク滴を各インク滴の発射間
の遅延を83μsにして１つのノズルから発射すると、第
１のインク滴から第４のインク滴までの全距離は、第４
のインク滴がノズルから噴出された直後で約４mmとな
る。しかし、１つのノズルから発射された一連のインク
滴のうちの第１のインク滴と第４のインク滴との間の距
離が平行光ビーム中の有効検出領域の幅よりも大きい場
合には、幾つかのインク滴が検出されない可能性があ
る。１つのノズルから発射される一連のインク滴が空気
抵抗に起因して徐々に遅くなる結果として、この一連の
インク滴のうちの各インク滴間の距離が短くなる。

【００４２】この１つのノズルから発射された一連のイ
ンク滴を構成する各インク滴が検出される可能性を最大
限にするためには、対応するインク滴が有効検出領域を
通過する場合における最初のインク滴と最後のインク滴
との間の距離よりも有効検出領域の幅の方が大きいこと
が重要である。有効検出領域における一連のインク滴の
うちの最初のインク滴と最後のインク滴との間の距離
は、次に挙げるものを含むパラメータにより決定され
る。

【００４３】・プリンタヘッドの１つのノズルから噴出
されるインク滴の初速 ・プリンタヘッドのノズル出力と有効検出領域との間の
距離 プリンタヘッドのノズルを離れるインク滴の所与の噴出
初速について、プリンタヘッドが有効検出領域に近づく
ほど、有効検出領域の幅は広くならねばならない。しか
し、有効検出領域の幅を広くすると、隣接する各ノズル
からのインク滴の発射間の時間がそれに比例して必然的
に増大し、このため本書で示すベストモードによりイン
ク滴検出を行うのに必要な全時間が増大してしまう。逆
に、プリンタヘッドと有効検出領域との間の距離が大き
すぎる場合には、所与の有効検出領域の幅について、一
連のインク滴のうちの最初のインク滴と最後のインク滴
との間の距離が前記所与の幅よりもかなり小さくなる可
能性があり、このため、隣接するノズルから発射された
インク滴が、現在試験中であるノズルから噴出された一
連のインク滴と同時に誤って検出されてしまう可能性が
ある。更に、プリンタヘッドと有効検出領域との間の距
離が増大すると、これもまたプリンタヘッドの隣接する
ノズルからの一連のインク滴とそれとは別の一連のイン
ク滴との間の時間を増大させ、これによりインク滴検出
の前に必要となる全時間が増大することになる。したが
って、プリンタヘッドの隣接するノズルから噴出された
インク滴を同時に検出してしまう可能性を最小限にする
と共に、インク滴検出を行うのに必要な全時間を最小限
にするために、例えば有効検出領域の幅やプリンタヘッ
ドから有効検出領域までの距離等の様々なパラメータを
最適化することが必要である。この最適化は実験的に行
うことが可能なものである。

【００４４】ここで図５を参照する。同図は、本書で示
すベストモードによる改善されたインク滴検出を構成す
る機能ブロックを概略的に示している。高輝度赤外線Ｌ
ＥＤ540が光500を発し、該光500がフォトダイオード検
出器560により吸収される。該フォトダイオード検出器5
60の出力電流は増幅器510により増幅される。更に、該
増幅器510は、信号経路515を介して、フォトダイオード
検出器560の出力電流の低下に応じて高輝度赤外線ＬＥ
Ｄ540へのドライバ電流を増大させ、またフォトダイオ
ード検出器560の出力電流の増大に応じて高輝度赤外線
ＬＥＤ540への入力電流を低下させるように構成されて
いる。増幅器510の増幅出力電流は次いで、アナログデ
ジタル(Ａ/Ｄ)コンバータ520に入力される。Ａ/Ｄコン
バータ520は、フォトダイオードの増幅出力をサンプリ
ングする。好ましくは、Ａ/Ｄコンバータ520は、40kHz
のサンプリング周波数で増幅出力電流を64回サンプリン
グする。サンプル間の周期は好ましくは25μsであり、
全サンプリング時間は1.6msとなる。フォトダイオード5
60の出力の64個のサンプルは、インク滴検出ユニット53
0内の記憶装置に格納される。

【００４５】本書に示すベストモードによれば、インク
滴検出ユニット530は、サンプリングされたフォトダイ
オード検出器560の出力電流の処理を行って、高輝度赤
外線ＬＥＤ540とフォトダイオード検出器560との間の平
行光ビームをインク滴が横切ったか否かを判定する。

【００４６】フォトダイオード検出器560からの出力電
流を分析することにより、プリンタノズルの動作特性を
決定することが可能となる。

【００４７】インク滴検出ユニット530はまた、プリン
タヘッド400を構成する複数のノズルのうちの１つのノ
ズルが「良好」であるか「不良」であるかの指示を記憶
装置に格納するよう構成することが可能である。

【００４８】本書に示すベストモードによれば、プリン
タ装置は、ページプリント前に、以下でインク滴検出と
称する一連の操作を行うことにより、プリンタヘッド40
0を構成するノズルを調べる。１行のノズル内の各ノズ
ルは、いかなる時点においても１つのノズルのみがイン
ク滴を噴霧しているように、所定の一連のインク滴を順
に噴霧する。プリンタヘッドを構成する複数のノズルの
うちの各ノズルは、数字によって一意に識別される。好
ましくは、第１の行のノズルは、１〜523の連続した一
連の奇数により識別され、第２の行のノズルは、2〜524
の連続した一連の偶数により識別される。インク滴検出
の間、第１の行の奇数ノズルが所定の一連のインク滴を
噴霧し、次いでプリンタヘッド400が移動して第２の行
のノズルが有効検出領域462と整列する。次いで偶数ノ
ズルが前記と同じ所定の一連のインク滴を噴霧する。

【００４９】フォトダイオード検出器の信号出力を最大
限にするために、この所定の一連のインク滴は、そのイ
ンク滴の全てがほぼ同時に平行光ビーム内にあるように
タイミング管理される。バックグランドノイズから識別
することが可能な信号をフォトダイオード検出器560の
出力に生成するために、平行光ビームを同時に遮蔽品け
ればならない最小限のインク量というものが存在する。
好ましくは、平行光ビーム内に同時に配置されるインク
滴の全体積は、30〜100plの範囲内である。このため、
体積35plのインク滴を生成するプリンタのモノトーンの
ペンでは、所定の一連のインク滴は、83μsの期間を隔
てた２つのインク滴を含む。所定の一連のインク滴を噴
霧する動作は「スピッティング」としても知られてい
る。83μsという時間は、12kHzのスピッティング周波数
に対応する。スピッティング周波数はまた、本書では噴
出周波数とも呼ばれる。カラープリントを行うよう構成
されたプリンタ装置では、各々のインク滴の体積は11pl
であり、このため、平行光ビーム内に同時にあることが
必要とされるインク滴の数は、44plという全インク滴体
積を該光ビーム内に生じさせるためのものとなる。好ま
しくは、カラープリントを行うように構成されたプリン
タ装置におけるインク滴のスピッティング周波数は12kH
zである。当業者であれば、本書で開示した一般的な方
法をインク滴体積及びスピッティング周波数の異なるプ
リンタ装置に適用することが可能であることが理解され
よう。

【００５０】ここで図６を参照する。同図は、Ａ/Ｄコ
ンバータ520の出力を示すグラフであり、高輝度赤外線
ＬＥＤ540とフォトダイオード560との間の平行光ビーム
を横切る所定の一連のインク滴のうちの単一のインク滴
により生成される信号610を示している。図６におい
て、時間０msで、所定の一連のインク滴のうちの第１の
インク滴がノズルから噴霧される。0.2msの遅延の後、
これらのインク滴がノズルから平行光ビームへと進む。
Ａ/Ｄコンバータ520はフォトダイオード検出器560の増
幅出力のサンプリングを開始する。前記0.2msの時間遅
延は飛翔時間としても知られている。約0.4〜0.6msでフ
ォトダイオード検出器560の出力が低下する。これは、
フォトダイオードに光が入るのを前記所定の一連のイン
ク滴が遮断するからである。約0.65msにおいて、フォト
ダイオード検出器560のサンプリングされた出力が、高
輝度赤外線ＬＥＤ540への入力電流の増大に応じて増大
する。該入力電流の増大は、上述のようにフォトダイオ
ード検出器560の出力電流の低下に起因するものであ
る。増幅器510のアナログ出力信号は、30〜50kHzの範囲
（好ましくは40kHz）のサンプリング周波数で、アナロ
グデジタルコンバータ520により周期的にサンプリング
される。インク滴検出ユニット530は、インク滴が検出
器を通過した結果として生じるパルス信号510を表す可
変振幅の64個のデジタルサンプルのストリームを入力す
る。パルス信号の振幅要素の量子化は、Ａ/Ｄコンバー
タ520又はインク滴検出器530で実施して、１インク滴の
結果として生じる単一のパルス信号の64個のサンプルの
各サンプルの振幅を測定することが可能である。ピーク
ピーク信号620は、サンプリングされた最大カウント数
とサンプリングされた最小カウント数との差に対応す
る。ここで、１カウントは、検出器の出力信号の電流又
は電圧の量子化の単位である。好ましくは、Ａ/Ｄコン
バータ520は、検出器の出力信号の電流又は電圧を８ビ
ットのデジタル信号に量子化する。このため、本書に示
すベストモードによれば、検出器の出力信号の電流又は
電圧は、最大256カウントで表すことができる。

【００５１】ノズルから所定の一連のインク滴のうちの
１つ又は複数のインク滴を噴霧した後、該１つ又は複数
のインク滴の結果として生じるピークピーク信号レベル
がしきい値よりも大きい場合には、そのノズルは適切に
機能していると判定される。該しきい値としては、検出
器出力620の測定されたピークピーク振幅の自然な変動
の範囲外であって、例えばフォトダイオード560や増幅
器510によりシステムに導入されるノイズの変動の範囲
外である値を選択することが重要である。

【００５２】ここで図７を参照する。同図は、プリンタ
ヘッドを構成する複数のノズルに関するピークピーク信
号730についての典型的なＡ/Ｄカウントとフォトダイオ
ード等により導入されるノイズの平均ノイズレベル710
と、インク滴検出アルゴリズムで用いることができるし
きい値の範囲を表すハッチング領域720とを、グラフで
示したものである。プロットライン730は、各ノズル毎
に、該ノズルから噴出された１つ又は複数のインク滴に
対応する１つ又は複数の信号のピークピーク振幅を表し
たものである。最適な実施では、目的は、ノズルから噴
出された単一のインク滴の通過により生成された単一の
信号パルスから信頼性の高いピーク間の読みを獲得し
て、１ノズルにつき１インク滴のみの噴出から信頼性の
高いプリンタヘッド試験を得ることができるようにす
る、ということである。したがって、図７の例のノズル
特性では、理想的には、525個のノズルを有するプリン
タヘッドについてのピークピーク信号のプロットライン
730は、64個の量子化されたサンプルへと各々がサンプ
リングされた525個のインク滴(１ノズルにつき１個)と
それに対応する525個のパルス信号610とにより生成され
ることになる。しかし、単一のインク滴について検出さ
れた信号のＳ/Ｎ比は、インク滴の体積によって決ま
る。インク滴が大きいほどＳ/Ｎ比は良好になる。試験
速度を犠牲にして信頼性を改善するために、プリンタヘ
ッド特性730は、各ノズル毎に、該ノズルから噴出され
た対応する複数のインク滴により生成される複数のパル
スのピークピーク信号を平均化することにより、生成す
ることが可能である。本書のベストモードでは、１プリ
ントノズルにつき２つのパルスが試験シーケンスにおい
て噴出され、したがって、ノズルが525個のプリンタヘ
ッドについては、各々の体積が35plである1050個のイン
ク滴を分析することにより、プリンタヘッド特性730が
生成される。代替的に、インク滴体積を11plに低下させ
ると、各ノズル毎に平均ピークピークパルス応答信号を
判定するために１ノズルにつき４個のインク滴を噴出し
て検出することが必要となる。したがって、11plのイン
ク滴の場合には、ノズルが525個のノズルアレイについ
て、2100個（即ち４個／ノズル）の個々のインク滴を試
験シーケンスで噴出させて、プリンタヘッド特性730が
定められる。これは、バックグランドノイズから十分に
分離されており、この場合、ノズル毎のピークピーク信
号は、該ノズルから噴出された複数のインク滴により生
成された複数の信号パルスから決定される。

【００５３】好ましくは、ノズルが正しく機能している
か否かを判定するのに用いるピークピークカウント数の
しきい値は、45Ａ/Ｄカウントである。このしきい値
は、以下の制約条件を用いることにより確立される。

【００５４】１．ノイズレベルから良好なインク滴を不
正に検出する確率は100万分の0.001以下である。この仕
様を達成するために、しきい値は、好ましくは、平均ノ
イズレベルよりも少なくとも６標準偏差高く設定するべ
きである。これにより、約25Ａ/Ｄカウントという最小
しきい値レベルが得られる。

【００５５】２．正しく機能しているノズルを不適切に
見落とす可能性は100万分の1以下である。この仕様を達
成するために、しきい値は、平均ピークピーク信号レベ
ルよりも５標準偏差低くなければならない。これによ
り、約55Ａ/Ｄカウントという最大しきい値レベルが得
られる。

【００５６】このため、45Ａ/Ｄカウントというしきい
値レベルを選択すると、最大しきい値レベルと最小しき
い値レベルとの約中程になり、この場合、最大値及び最
小値は、ノイズレベルとピークピークカウントとの両方
が正規分布していると仮定して計算される。

【００５７】ここで表１を参照する。同表は、本書で説
明するベストモードによる重要なパラメータを要約した
ものである。

【００５８】

【表１】

【００５９】ここで図８を参照する。同図は、プリント
を行うための命令信号をプリンタ装置が受容した際に生
じる本書で説明するベストモードによる各ステップの概
要を示すフローチャートである。プリンタヘッドは、プ
リンタヘッドドライバ装置により生成される一連の信号
により制御される、ということが理解されよう。該プリ
ンタヘッドドライバ装置は、一組のアルゴリズムに従っ
て動作するプロセッサ及びそれに関連するメモリから構
成される。該アルゴリズムは、記憶場所に格納されたプ
ログラム命令に従って動作するハードウェアとして、又
は該アルゴリズムを物理的な部品の物理的なレイアウト
へと明示的に設計することが可能なファームウェアとし
て実施することができる。本書において、プロセスステ
ップは、その特定の物理的な実施に関係のない態様で説
明されているが、かかるプロセスステップの物理的な実
施については当業者であれば理解されよう。ステップ80
0で、プリンタ装置はページをプリントための命令を受
信する。ステップ805で、プリンタはインク滴検出手順
を行う。該手順は、噴霧されたインク滴の検出を試行す
る場合に各ノズルから順に所定の一連のインク滴を噴霧
することを含む。ステップ810で、インク滴検出中に正
しく機能していないことが発見されたノズル（「不良」
ノズルとしても知られる）の識別番号が記憶装置に格納
される。ステップ815で、不良ノズルの数がしきい値の
数よりも大きい場合には、ステップ820で、プリンタ装
置が自動プリンタヘッド介入(intervention)を行う。自
動プリンタヘッド介入の実行(820)は、不良ノズルを修
理しようとしてそのクリーニングを増やすことを含むこ
とが可能である。加えて、ステップ820は更に、エラー
隠蔽(error hiding)情報を生成するステップを含むこと
が可能であり、該ステップにより、プリント動作中に機
能していないノズルの代わりに良好なノズルを再使用し
て所定の一連のインク滴を噴霧し、これによりプリント
品質を改善することが可能である。また、前記ステップ
815で、不良ノズルの数がしきい値の数よりも小さい場
合には、ステップ825でプリンタ装置がプリントを開始
する。好ましくは、最近の一定回数のインク滴検出の間
に不良ノズルの数がしきい値レベルよりも多かった場合
に自動プリンタヘッド介入を実行する前記ステップ820
を開始させる。好ましくは、以前のインク滴検出の前記
一定回数は、８、16、又は64とすることが可能である。

【００６０】ここで図９を参照する。同図は、インク滴
検出ステップ805を構成する各ステップの概要を示すフ
ローチャートである。ステップ900で、インク滴検出を
用いて試験すべきプリンタヘッドの複数のノズルのうち
の現在のノズルを識別する数が１に設定される。ステッ
プ905で、現在のノズルが、所定の一連のインク滴を噴
霧するよう命令される。好ましくは、前述のように、モ
ノトーン出力を生成するよう構成可能なプリンタの場合
には、この所定の一連のインク滴は、83μsの周期で時
間的に隔てられた２つのインク滴を含む。好ましくは、
プリンタ装置がカラー出力を生成するよう構成可能なプ
リンタ装置の場合には、前記所定の一連のインク滴は、
上記と同じ83μsの時間間隔をおいた４つのインク滴を
含む。ステップ910で0.2msの遅延が存在する。該遅延
は、所定の一連のインク滴のうちの第１のインク滴が現
在のノズルを離れるのとほぼ同じ瞬間に始まる。この遅
延により、フォトダイオード検出器560の出力の測定前
に、発光器ハウジング460と受光器ハウジング450との間
に延びる赤外線光ビームにインク滴が入ることが可能と
なる。この遅延時間は「飛翔」時間としても知られてい
る。ステップ915で、Ａ/Ｄコンバータ520が、フォトダ
イオード検出器560の増幅出力を測定する。好ましく
は、Ａ/Ｄコンバータ520は、各測定間の時間を同じ25μ
sにしてフォトダイオード検出器560の増幅出力を64回サ
ンプリングする。これは40kHzの信号サンプリング周波
数に対応する。ステップ920で、アルゴリズムを用いて
これらのサンプルを処理してピークピークカウントを判
定し、該カウントを用いて、現在のノズルから噴霧され
たインク滴の検出と非検出とを識別する。各ノズルは駆
動信号を受け取り、これにより該ノズルが多数のインク
滴を放出する。この多数のインク滴は、好ましくは30〜
100plの範囲内の所定体積のインクに対応する。インク
の体積は、少なくともその所定体積を有する単一のイン
ク滴が十分なＳ/Ｎ比を有する検出器信号を生成して、
インク滴の検出を高い信頼性で判定することができるよ
うに、及び／又は、全体積が少なくともその所定体積で
ある一連の２つ以上のインク滴の結果として一連の検出
信号パルスが得られ、該検出信号パルスが、その分析時
にノズルの良好な動作を高い信頼性で判定するのに十分
なＳ/Ｎ比を有するものとなるように、選択される。本
書で上述したように、本発明のベストモードでは、約70
plの所定体積を２つの連続的に放出されるインク滴へと
分割することが、ブラックインクを放出するノズルの特
徴付けにとって最適であり、４つの連続的に放出される
インク滴として含まれる約44plの所定体積が、ブラック
以外のカラーのカラーインクを放出するノズルの特徴付
けにとって最適である、ということが実験的に確認され
ている。ステップ923で、現在のノズルを識別する数が
２だけインクリメントされる。本書において示すベスト
モードによれば、この手段により、第１の行を構成する
ノズル番号1,3,5,…523の正しい機能性が試験される。
ステップ925で、現在のノズルを識別する数が524よりも
小さい場合には、次のノズルについてステップ905から
ステップ925を繰り返す。ステップ940で、現在のノズル
を識別する数が524である場合には、インク滴検出ステ
ップ805が完了する。またステップ940で現在のノズルを
識別する数が524でない場合には、ステップ930でプリン
タヘッド400が移動されて、偶数ノズルの第２の行から
噴霧されたインク滴が赤外線光ビームの有効検出領域を
確実に通過するようになっている。ステップ935で、現
在のノズルを識別する数が２に設定され、プリンタヘッ
ドの第２の行を構成する偶数ノズルについて、ステップ
905からステップ925が繰り返される。

【００６１】次に図１０を参照する。同図は、図９のス
テップ920に含まれる各ステップをより詳細に示すフロ
ーチャートである。ステップ1005で、フォトダイオード
560の出力をサンプリングするＡ/Ｄコンバータ520によ
りサンプリングされた最小カウントレベルが識別され
る。ステップ1010で、フォトダイオード検出器560から
のピーク出力に対応する最大カウントレベルが識別され
る。ステップ1015で、最大カウントレベルと最小カウン
トレベルとの差をとることにより、ピークピークカウン
トが計算される。本書におけるベストモードでは、この
処理は、読み出し専用メモリに格納されている命令を実
行する特定用途向け集積回路(ＡＳＩＣ)により行われ
る。

【００６２】ここで表２を参照する。同図には、プリン
タヘッドを構成する524個のノズルを調べるのに必要な
最小検出時間が要約されている。モノトーンのプロット
をプリントするよう構成されたプリンタ装置内の524個
のノズルを備えたペンを調べるのに必要な全時間は約２
秒である。該ノズルをインク滴検出ユニットに対して所
定位置まで移動するのに約１秒を要する。524個のノズ
ルについてインク滴検出を行うのに更に約１秒の時間を
要する。同様に、カラーのプロットをプリントするよう
構成されたプリンタ装置内の３つのカラーペンに対応す
る1572個のノズルを試験するのに、本改善されたインク
滴検出方法及びその装置が必要とする時間は約４秒であ
る。これは、600個のノズルを評価するのに典型的には2
5秒を必要とする従来のインク滴検出方法と比べて大幅
な改善を示している。

【００６３】

【表２】

【００６４】プリンタヘッドを構成する複数のノズルの
個々のノズルを試験するのに必要な時間が短縮すること
により、プリンタヘッドを試験するのに必要な全時間が
短縮する。プリンタヘッドを試験するのに必要な時間の
短縮はまた、インク滴検出のスループットの増大に相当
する。インク滴検出のスループットが増大する結果とし
て、以下の改善が得られることになる。

【００６５】・１ページのプリントに要する時間に実質
的に影響を与えることなく、複数のノズルのうちの各ノ
ズルの試験数を増大させることが可能となる。

【００６６】・各ノズルについての試験数を増大させる
ことにより、プリンタヘッドの状態についての知識がよ
り最新のものになるので、プリンタヘッドの信頼性が改
善される。

【００６７】・機能不良のノズルについての知識がより
正確になることにより、プリンタ装置が行うエラー隠蔽
プリントモードの動作が改善される。該エラー隠蔽プリ
ントモードの動作は、プリント動作中に機能不良のノズ
ルの作動を停止させると共に機能しているノズルを再利
用してプリントを行うものである。

【００６８】・ノズルの機能についての試験が増大する
ことにより、プリンタ装置を介した一組のサービスアル
ゴリズムがより正確に機能することが可能となる。該サ
ービスアルゴリズムは、ページプリント前、プリント
中、及び１ページのプリント後に実行される命令セット
であり、プリンタヘッドを構成するノズルの正しい動作
を維持するように設計される。ノズルのサービスが改善
される結果として、プリンタヘッドの動作寿命が長くな
る。

【００６９】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．インクを噴出する複数のノズルを備えたプリンタヘ
ッド(400)と、前記複数のノズルから噴出される所定の
一連のインク滴を検出する手段(540,560)であって、検
出された前記所定の一連のインク滴に応じて出力信号パ
ルスを生成するように動作する、検出手段(540,560)
と、該検出手段の前記出力信号パルスの各々について測
定を行う測定手段(520)とを備えており、前記各ノズル
毎に、前記測定手段が、所定体積のインクを含む検出さ
れた前記所定の一連のインク滴に応じて生成された出力
信号パルスについて測定を行うことを特徴とする、イン
クジェットプリンタ装置。 ２．前記各ノズル当たりの前記検出されたインク滴の数
が２である、前項１に記載のプリンタ装置。 ３．前記各ノズル当たりの前記検出されたインク滴の数
が４である、前項１に記載のプリンタ装置。 ４．前記測定手段が、前記出力信号パルスの一部の振幅
を表すように各々量子化された一連の複数のデジタルサ
ンプル信号を生成するように動作するデジタルサンプリ
ング手段を含む、前項１、２、又は３に記載のプリンタ
装置。 ５．前記測定手段が、30〜50kHzの範囲のサンプリング
速度で前記出力信号パルスについて一連のサンプリング
測定を行うよう動作するデジタルサンプリング手段を含
む、前項１に記載のプリンタ装置。 ６．前記測定手段が、12〜50μsの範囲のサンプル間の
サンプリング周期で、前記検出される出力信号パルスの
サンプリングを行うよう動作するデジタルサンプリング
手段を含む、前項１に記載のプリンタ装置。 ７．前記検出手段が、該検出手段の定常状態の振幅の出
力信号よりも振幅が小さい第１の部分と、前記定常状態
の振幅の出力信号よりも振幅が大きい第２の部分とを含
む振幅摂動を有するアナログ出力信号パルスを出力する
よう動作する、前項１ないし前項６の何れか一項に記載
のプリンタ装置。 ８．前記複数のノズルのうちの前記少なくとも１つのノ
ズルから噴出された前記所定の一連のインク滴を検出す
る前記手段が、光信号を発するよう構成された発光素子
(540)と、前記光信号を受容するよう構成された受光素
子(560)と、前記発光素子を前記受光素子に対して固定
的に位置決めする手段(450,460,470)とを備えている、
前項１ないし前項７の何れか一項に記載のプリンタ装
置。 ９．複数のノズルを備えたプリンタヘッド(400)を含
む、プリント媒体上にプリントするよう構成されたイン
クジェットプリンタ装置であって、該プリンタ装置が更
に、第１の端部及び第２の端部を有する細長い剛性接続
部材(470)と、発光素子を取り付けるよう構成された第
１のハウジング(460)であって、前記細長い剛性接続部
材の前記第１の端部に固定される、第１のハウジング(4
60)と、検出素子を配置するよう構成された第２のハウ
ジング(450)であって、前記細長い剛性接続部材の前記
第２の端部に固定される、第２のハウジング(450)とを
備えており、前記プリンタヘッドが、該プリンタヘッド
の前記複数のノズルのうちの１つのノズル(410)から噴
出された少なくとも１つのインク滴が、前記発光素子と
前記検出素子との間の光路と交差する軌道で、前記第１
のハウジングと前記第２のハウジングとの間を通過する
ように、前記第１のハウジング及び前記第２のハウジン
グに対して位置決めされ、該プリンタ装置が更に、前記
検出素子の出力信号を測定する手段(500〜560)を備えて
おり、該測定手段が、前記ノズルについて、前記光路を
横切る所定体積のインクを含む前記少なくとも１つのイ
ンク滴の通過の結果として生じる前記検出器信号に応じ
て、前記ノズルの性能を表す信号を生成するよう動作す
る、ということを特徴とする、プリンタ装置。 10．インク滴検出手段を有するインクジェットプリンタ
装置のプリンタヘッドの、複数のインク滴を噴出するよ
うに構成されたノズルの動作特性を決定する方法であっ
て、所定体積のインクを含む少なくとも１つのインク滴
からなる所定の一連のインク滴を前記ノズルから噴出さ
せるための命令を前記プリンタヘッドに送り、前記少な
くとも１つのインク滴からなる所定の一連のインク滴に
応じて前記インク滴検出手段の出力信号を生成し、前記
インク滴検出手段の前記出力信号を測定し、前記出力信
号から前記ノズルの前記動作特性を決定する、という各
ステップを有することを特徴とする方法。 11．前記所定体積のインクが30〜100plの範囲にある、
前項10に記載の方法。 12．前記所定の一連のインク滴が、ブラックインクを放
出する１つの前記ノズルについて２つの連続的に放出さ
れるインク滴を含む、前項10に記載の方法。 13．前記所定の一連のインク滴が、ブラック以外のカラ
ーインクを放出する１つの前記ノズルについて４つの連
続的に放出されるインク滴を含む、前項10に記載の方
法。 14．前記出力信号を測定する前記ステップが、30〜50kH
zの範囲のサンプリング周波数で前記信号をサンプリン
グすることを含む、前項10に記載の方法。 15．前記出力信号をサンプリングする前記ステップが、
12〜50μsの範囲のサンプリング周期でサンプリングを
行うことを含む、前項10に記載の方法。 16．前記インク滴検出手段の前記出力信号を測定する前
記ステップが、前記複数のインク滴の各々について、前
記命令が前記プリンタヘッドに送られた後に一定時間待
機し、前記インク滴検出手段の前記出力信号について一
連の測定を行い、該一連の測定により、複数の時間間隔
で前記インク滴検出手段の前記出力信号を測定する、と
いう各ステップを含む、前項10に記載の方法。 17．前記ノズルの前記動作特性を決定する前記ステップ
が、前記検出手段を通過する所定体積のインクに応じて
生成される前記出力信号の少なくとも１つの摂動からな
る一連の摂動を分析することを含む、前項10に記載の方
法。 18．前記ノズルの前記動作特性を決定する前記ステップ
が、前記インク滴の各々について、前記インク滴検出手
段の出力信号の最大値を識別し、前記インク滴検出手段
の出力信号の最小値を識別し、前記インク滴検出手段の
出力信号の前記最小値を前記インク滴検出手段の出力信
号の前記最大値から減算する、という各ステップを含
む、前項10に記載の方法。 19．前記ノズルの前記動作特性を決定する前記ステップ
が、前記出力信号の摂動の値を決定し、前記摂動の値
を、前記出力信号の平均ノイズレベルよりも少なくとも
６標準偏差高く設定されたしきい値と比較する、という
各ステップを含む、前項10に記載の方法。 20．前記インク滴検出手段を通過する前記所定の一連の
インク滴の全体積が、前記出力信号のノイズレベルより
も少なくとも６標準偏差高いピークピーク摂動値を有す
る前記出力信号を生成する体積の範囲内にあるように構
成される、前項10に記載の方法。 21．複数のインク滴を噴出するよう構成された複数のノ
ズルを備えたプリンタヘッドの各ノズルの動作を評価す
る方法であって、 a)所定体積のインクを含む所定の一連のインク滴を前記
各ノズルから噴出させるための命令を前記プリンタヘッ
ドに送り、 b)検出される各一連のインク滴毎にインク滴検出手段の
出力信号を生成し、 c)検出される各一連のインク滴毎に前記インク滴検出手
段の前記出力信号を測定し、 d)前記各出力信号から対応する前記各ノズルの動作特性
を決定する、という各ステップを含むことを特徴とする
方法。 22．インク滴を噴出することができる複数のノズルを備
えたインクジェットプリンタのプリンタヘッドの特徴付
けを行う方法であって、 xi．前記複数のノズルの個々のノズルを選択し、 xii．前記ノズルに少なくとも１つのインク滴からなる
所定の一連のインク滴を噴出させるよう命令する信号を
生成し、 xiii．前記少なくとも１つのインク滴からなる所定の一
連のインク滴が光ビーム中を通過するのを検出するよう
構成された検出装置のアナログ出力信号を連続的に監視
し、 xiv．前記アナログ出力信号をデジタル化し、 xv．前記アナログ出力信号をサンプリングして、該出力
信号の一組の量子化されたデジタルサンプルを生成し、 xvi．前記一組の量子化サンプルから前記出力信号の最
小レベルを判定し、 xvii．前記量子化デジタルサンプルから前記出力信号の
最大レベルを判定し、 xviii．前記最大レベルと前記最小レベルとの差の値を
判定し、 xix．前記差の値を所定のしきい値レベルと比較し、 xx．前記差の値の結果に応じて前記ノズルが良好である
か否かを判定する、という各ステップを含むことを特徴
とする方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】ケーブルを介してプリンタ装置に接続された従
来のホスト装置を示す斜視図である。

【図２】互いに平行な行に配置されたプリンタノズルア
レイを含む従来のプリンタ装置の一部の概要を示す説明
図である。

【図３】製品としてのプリンタで使用される従来のイン
ク滴検出システムの概要を示す説明図である。

【図４】本発明の特定の実施形態による改善されたイン
ク滴検出装置を示す斜視図である。

【図５】本発明の特定の方法による改善されたインク滴
検出の機能を概略的に示す説明図である。

【図６】本発明の特定の実施形態によるインク滴検出装
置のアナログデジタル変換前の出力信号を一例として示
すグラフである。

【図７】本発明の特定の実施形態によるインク滴検出信
頼性仕様(reliability specification)内にある領域(ハ
ッチングした領域)と、インク滴検出ピークピーク信号
(太線)と、ノイズピークピーク信号(細線)とを示すグラ
フである。

【図８】ページプリント前に行う本発明の特定の方法に
よるインク滴検出に含まれる各プロセスステップの概要
を一般化して示すフローチャートである。

【図９】本発明の特定の方法によるインク滴検出に含ま
れるステップをより詳細に示すフローチャートである。

【図１０】本発明の特定の方法によるインク滴検出に含
まれる更なるステップをより詳細に示すフローチャート
である。

【符号の説明】

400 プリンタヘッド 410 プリンタノズル 450 第２のハウジング 460 第１のハウジング 470 細長い剛性接続部材 500 光 520 Ａ/Ｄコンバータ 540 発光素子、高輝度赤外線ＬＥＤ 560 受光素子、フォトダイオード検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ザビエル・ギロネス スペイン国バルセロナ，43770・モラ・ ラ・ノバ，レステル，26・２オーエヌ (72)発明者 アルバート・セラ スペイン国バルセロナ，08028・バルセロ ナ，ピントール・パヒッサ・２・３イーア ール・３エイ (72)発明者 ラモン・ベガ スペイン国バルセロナ，08208・サバデル, ピカニョール，82・バイコス・１エイ (72)発明者 アントーニ・ムルシア スペイン国バルセロナ，08190・サント・ クガット・デル・バレス，サント・サルバ ドール，１・２オーエヌ・５エイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを噴出する複数のノズルを備えたプ
   リンタヘッド(400)と、 前記複数のノズルから噴出される所定の一連のインク滴
   を検出する手段(540,560)であって、検出された前記所
   定の一連のインク滴に応じて出力信号パルスを生成する
   ように動作する、検出手段(540,560)と、 該検出手段の前記出力信号パルスの各々について測定を
   行う手段(520)とを備えており、前記各ノズル毎に、前
   記測定手段が、所定体積のインクを含む前記検出された
   所定の一連のインク滴に応じて生成された出力信号パル
   スについて測定を行うことを特徴とする、インクジェッ
   トプリンタ装置。