JP2007144900A - 液滴吐出装置、液滴吐出システム、液滴吐出検出方法、及び液滴吐出検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録装置等の液滴吐出装置で液滴吐出部の全ノズルの吐出の有無検出にかかる時間を短縮する。
【解決手段】 吐出検出時、記録ヘッド１０１のノズル列の内で検出対象のノズル列１０６，１０８のノズル１０７，１０９が順次１個ずつ、合計２個ずつ駆動され、前者は小サイズ、後者は大サイズのインク液滴を吐出する。吐出されたインク液滴が吐出検出センサの発光素子１０２から受光素子１０３に入射する検出光束１０５が通る検出エリアＡを通過して遮光することでセンサの検出信号の電圧が変化する。ノズル１０７，１０８は、夫々から吐出されたインク液滴の夫々が検出エリアＡ内に同時に存在する期間が生じ得るように、同時ないしほぼ同時に駆動される。検出信号の電圧の変化値に基づいて順次２個ずつのノズル１０７，１０９からの吐出の有無が同時に判定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、インクジェット記録装置など、複数のノズルから液滴を吐出する液滴吐出部を有する液滴吐出装置、及びこの装置とこれを制御する制御装置からなる液滴吐出システムに関するものである。さらに、これら液滴吐出装置、液滴吐出システムにおいて、液滴吐出装置の液滴吐出部の各ノズルからの液滴の吐出の有無（吐出／不吐出）を検出する液滴吐出検出方法、及び液滴吐出検出プログラムに関するものである。

記録ヘッドの複数のノズルから記録媒体に対してインク液滴を吐出して画像の記録を行うインクジェット記録装置が広く普及している。インクジェット記録装置は、ランニングコストが安価である、カラー記録にも適する、記録動作時の音が静かである、装置の小型化が可能である、所望の画像が安定して得られる等の利点がある。その反面、記録ヘッドのノズルからのインク液滴の不吐出や、吐出方向がずれる所謂ヨレ吐出が生じる場合がある。これは、塵などによるノズルの吐出口の詰まりや増粘インクによる固着、熱エネルギー作用をインク吐出に利用する方式の場合は発熱体の断線、インク液滴による吐出口の被覆等が要因となって生じる。不吐出やヨレ吐出により、記録ヘッドの走査方向に沿った白筋やドット抜けによる画質劣化といった問題が発生する。

これに対し、発光素子と受光素子によって構成された光学センサとしての吐出検出センサ（透過型フォトインタラプタ式センサ）によりインク液滴の吐出／不吐出を検出する方法が採用されており、例えば下記の特許文献１及び２などに記載されている。図１２はその吐出検出センサの検出部の構成を示している。

図１２において、１２０１は、記録ヘッドであり、その正面（図中で下面）１２０１ａには、それぞれインク液滴１２０６を吐出する複数のノズルを一直線上に配列したノズル列１２０５が複数配列されている。符号１２０７はノズル列１２０５のノズルから正常に吐出されたインク液滴１２０６の飛翔経路を示している。

１２０２は、検出用の光を照射する発光素子である。１２０３は、発光素子１２０２が照射した光を受光する受光素子である。１２０４，１２０４′は、発光素子１２０２と受光素子１２０３の前面近傍に設けられたアパーチャ（絞り）であり、それぞれに光を通す開口１２０４ａ，１２０４ａ′が形成されている。発光素子１２０２から発せられた光１２０９が開口１２０４ａ，１２０４ａ′を通って受光素子１２０３に入射する。１２１０は入射する光の全体の光束である。この光束１２１０が通る矢印Ａの範囲の領域が検出のなされる検出エリアとなる（以下、符号Ａで示す）。開口１２０４ａ，１２０４ａ′のサイズによって検出エリアＡの断面のサイズが制限される。吐出されるインク液滴１２０６が微小であるため、検出エリアＡのサイズを制限することでＳ／Ｎ比を上げ、検出精度を高めることができる。

また、発光素子１２０２と受光素子１２０３を結ぶ光軸が記録ヘッド１２０１のノズル列１２０５と平行になる配置とされる。こうすることで、１列ごとに各ノズルの吐出検出を行う際に、１列の検出の間は記録ヘッドもしくは吐出検出センサの移動が不要となる。

検出時には、１列のノズル列１２０５が検出エリアＡの真上となる位置に記録ヘッド１２０１又はセンサを移動させる。そして、その１列のノズル列１２０５の各ノズルを所定の周期で順次１つずつ駆動してインク液滴１２０６を１滴ずつ吐出させる。吐出されたインク液滴１２０６が例えば正常な飛翔経路１２０７を飛翔して検出エリアＡの光束１２１０を通過し遮光することにより、受光素子１２０３の受光量が変化し、出力が変化する。その出力を変換した検出信号に基づいて各ノズルの吐出／不吐出を検出する。なお、実際にはインク液滴１２０６は吐出直後に前後に主滴とサテライトに分離され、それぞれが前後して光束１２１０を通過する。

図１３に記録ヘッドの吐出周波数（ノズルの駆動周波数）を１ＫＨｚにした場合のノズルの駆動信号と検出信号の信号波形を示す。駆動信号の立ち下がりエッジで１つのノズルが駆動されてインク液滴が吐出される。その後飛翔するインク液滴の遮光によって図のような検出信号の電圧の変化が現れる。なお、ここでは回路構成により、遮光によって光量が減ると検出信号の電圧レベルが低下する場合を示してある。

図１３中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）点においてインク液滴が検出エリアＡ内のどの位置に存在するのかを図１４に模式的に示す。図１４の（ａ）は検出エリアＡ内をインク液滴の先頭を飛翔する主滴１２０６ａが横切り始めたタイミングである。その後、検出信号はピークに達する。そのときのポイント（ｂ）では、光束１２１０内で最も光強度が強い中央位置に主滴１２０６ａがあるか、もしくは後続するサテライトを含めた遮光量が最も多いときと推測される。その後、検出信号は（ｃ）点を経て元に戻って（信号レベルとしては上がって）いくが、その戻り方は立ち上がり（信号レベルとしては低下）時と比べて緩やかである。これは、（ｃ）に示すサテライト１２０６ｂの影響によるものである。主滴１２０６ａよりサテライト１２０６ｂの方がサイズが小さく飛翔速度も遅いため、このような波形となる。なお、図１３のような検出信号の変化がインク液滴の吐出周波数に対応した周期の間隔で得られる。
特開平０８−３３２７３５号（図４、段落[００４４]，［００４５］） 特許第３３６８１９４号公報（図２、段落［００３５］〜［００３９］）

近年、インクジェット記録装置では、高速化と高画質化を実現するため、記録ヘッドのノズル数を大幅に増やしている。このため、すべてのノズルの吐出の有無を検出する際に要する時間は以前と比較にならないほど増大している。検出時間を短縮するには、単純に吐出周波数を増大（吐出の周期を短縮）させて、１ノズルの検出にかける時間を短くすればよい。しかし、特許文献１及び２のような従来の構成では、吐出周波数をむやみに増大させると、吐出自体は可能な範囲内であっても、検出ができなくなる。これについて図１５及び図１６により説明する。

図１５は、図１２のような従来の吐出検出センサの構成で、吐出周波数を１０ＫＨｚにした場合の検出信号の波形を示している。図１３と比べて吐出周波数は１０倍となっている。波形から明らかなように吐出周波数に応じた検出信号が得られていないことが確認できる。なお、このときのインク液滴の飛翔速度は１０ ｍ／ｓｅｃであり、検出エリアのサイズは２ × ４ ｍｍ（縦×横）としたので、インク液滴が検出エリアを通過するのに要する通過時間は、理論的には２００ μｓｅｃである。したがって、常時検出エリア内にただ一つのインク液滴しか存在しない（飛翔していない）ようにし得る限界の吐出周波数は５ＫＨｚとなる。この例では、その倍の１０ＫＨｚの吐出周波数で駆動しているため、図１６に模式的に示したように、検出エリアＡ内に、前後して吐出された複数のインク液滴（２滴の主滴１２０６ａと１滴のサテライト１２０６ｂ）が同時に存在する（飛翔している）こととなる。これにより、遮光面積が平均化され、検出信号も平均化されて検出が困難になっている。

この対策として、検出エリアのサイズを小さくして、インク液滴による遮光時間（検出エリアの通過時間）を短くする方法もある。しかし、この方法では、受光する光量が減ることでＳ／Ｎが落ち、検出精度が低下する。これに対して、光出力の高いレーザーを使用する方法があるが、レーザーはＬＥＤと比べるとコスト的に大分高くつく。

検出時間の短縮を実現する他の手段として、吐出検出センサを複数設けて同時に複数ノズルについてインク液滴の吐出の有無をそれぞれのセンサで検出する構成も考えられる。しかし、これもコストアップの要因となる。また、複数のセンサを設置するスペースの制約も問題となる。

この問題は、インクジェット記録装置に限らず、液滴を吐出する複数のノズルが設けられた液滴吐出部と、前記複数のノズルからの液滴の吐出の有無を光学的に検出するためのフォトインタラプタ式の吐出検出センサを有する液滴吐出装置に共通するものである。

本発明の課題は、上記の液滴吐出装置ないしはこの装置とこれを制御する制御装置からなる液滴吐出システムにおいて、液滴吐出部の全ノズルの吐出の有無検出にかかる時間を短縮できると共に、検出精度を向上でき、コストダウンが図れるようにすることにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、
複数のノズルから異なる２以上の所定の整数Ｎ種類のサイズの液滴を吐出可能に構成された液滴吐出部を有する液滴吐出装置（ないしは、この液滴吐出装置とこれを制御する制御装置からなる液滴吐出システム）であって、
対向して配置された発光素子と受光素子を有し、発光素子から受光素子に入射する光束が通る検出エリアを前記複数のノズルから吐出された液滴が通過して遮光することで遮光面積に応じて電圧が変化する検出信号を出力する吐出検出センサと、
前記複数のノズルからの液滴吐出の有無を検出する吐出検出時に、順次、Ｎ個のノズルから吐出された液滴が前記検出エリア内に同時に存在する期間が生じ得るように、ノズルをＮ個ずつ同時ないしほぼ同時に駆動し、その際にＮ個のノズルからＮ種類のサイズの液滴が吐出されるように制御する吐出制御手段と、
前記吐出検出時に、前記吐出検出センサから出力される検出信号の電圧の変化値に基づいて、順次、Ｎ個ずつのノズルからの液滴吐出の有無を同時に判定する判定手段を有することを特徴とする。

また、本発明では、上記本発明の液滴吐出装置ないし液滴吐出システムの構成に対応する液滴吐出検出方法及び液滴吐出検出プログラムの構成を採用した。

本発明によれば、ノズルを順次Ｎ（２以上の所定の整数）個ずつ同時ないしほぼ同時に駆動して、ノズルからの液滴吐出の有無の検出をＮ個ずつ行えるので、従来のように順次１個ずつ検出するのに比べて、液滴吐出部の全ノズルの吐出の有無検出にかかる時間を大幅に短縮することができる。またＮ個のノズルを同時ないしほぼ同時に駆動して共に正常吐出であった場合の検出信号の電圧の変化値は、従来のように１個のノズルを単独で駆動して正常吐出の場合に比べて大きくなるので、Ｓ／Ｎ比が向上し、検出精度を向上できると共に、発光素子に安価なＬＥＤなどを用いてコストダウンが図れる。

以下、添付した図を参照して本発明の実施形態を説明する。ここでは、液滴吐出部としての記録ヘッドからインク液滴を吐出して記録媒体に画像の記録を行う液滴吐出装置としてのインクジェット記録装置における実施例を示す。実施例のインクジェット記録装置は、例えば、バブルジェット（登録商標）方式のものとする。バブルジェット（登録商標）方式とは、記録ヘッドの各ノズルに電力により駆動されて発熱する発熱体が設けられ、その発熱によりノズル内のインク中に発生する気泡の圧力でノズルからインク液滴が吐出される方式である。或いは、圧電方式、すなわち記録ヘッドの各ノズルに圧電素子が設けられ、その駆動により発生する機械的圧力でノズルからインク液滴が吐出される方式のものとする。

図２は、実施例１のインクジェット記録装置（シリアル型のインクジェットプリンタ）の概略構成を示す模式的斜視図である。図２において、記録装置本体２０１内には、ガイドレール２０２が主走査方向に沿って架設されている。このガイドレール２０２上にキャリッジ２０３が摺動可能に設けられている。キャリッジ２０３上には、複数色のインク、例えばブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のインクに対応したカートリッジ形態の記録ヘッド１０１Ｂｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍおよび１０１Ｙが着脱可能に装着されている。記録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｙのそれぞれの正面（図中で下面）には、不図示の所定数、例えば３２０個のノズルが副走査方向に沿った１直線状の１列のノズル列として並ぶように形成されている。記録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｙは、主走査方向に並んで装着されるので、それぞれのノズル列も主走査方向に間隔を置いて並ぶことになる。

なお、記録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｙは、カートリッジ形態のインク吐出部とインクタンクが分離可能な構成でも、分離不能な構成でもよい。また、インク吐出部のみをカートリッジ形態としてキャリッジ２０３に搭載し、記録装置本体２０１内の他の部位に設けたインクタンクからチューブなどを介してインクを供給するようにしてもよい。また、同一色で濃度の異なる複数種のインクのそれぞれに対応した複数のカートリッジ形態の記録ヘッドを用いることも可能であり、異なる記録密度に対応してそれらを複数個用意することもできる。

キャリッジ２０３が主走査モータ（図３参照）の駆動によってガイドレール２０２上で往復移動することにより、記録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｙが主走査方向に沿って往復移動する。

また、記録装置本体２０１の背面側に設けられたオートシートフィーダ２０８により、記録媒体（用紙）２０４がその被記録面を平坦に規制するプラテン２０６上に給紙され、フィードローラ２０７によって副走査方向に搬送される。

記録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｙが主走査方向に沿って往復移動しながら、それぞれの各ノズルが駆動され、インク液滴を吐出することにより、記録媒体２０４に画像が記録される。

また、光学センサ（透過型フォトインタラプタ式センサ）として構成された吐出検出センサ２０５が記録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｙの移動範囲の図２中左端部で記録領域外の所定位置の下側に設けられている。この吐出検出センサ２０５により、記録ヘッドのそれぞれのノズル列の各ノズルからのインク液滴の吐出／不吐出が検出される。吐出検出センサ２０５の詳細は後述する。吐出検出センサ２０５の検出結果に基づいて、記録ヘッドの吐出回復制御や、不吐出ノズルを使用せず他のノズルを代わりに使用することで画像記録を行う不吐出補間制御などを行う。これにより常に良好な画像記録を実現できる。

図３は本実施例のインクジェット記録装置の制御系の構成を示している。図３において、記録ヘッド１０１は、図２で一例として示した記録ヘッド１０１Ｂｋ〜１０１Ｙなどの複数の記録ヘッドを１つにまとめて示したものである。以下では説明を簡単にするため、記録ヘッド１０１は一体のものとして説明する。記録ヘッド１０１には複数色のそれぞれに対応した複数のノズル列が設けられている。少なくとも１列のノズル列は他のノズル列と異なるサイズのインク液滴を吐出するものとする。ただし、全てのノズル列が異なるサイズのインク液滴を吐出する訳でははい。例えば、複数色のそれぞれについて、同じ色で異なるサイズのインク液滴を吐出する複数（例えば２）のノズル列が設けられる。それぞれ異なる色でサイズの異なるインク液滴を吐出する複数のノズル列を設けるものとしてもよい。ただし、同じノズル列内のノズルは皆同じサイズのインク液滴を吐出するものとする。

３０２は、記録ヘッド１０１を電気的に制御し、画像データに応じて各ノズルを駆動させてインク液滴を吐出させる記録ヘッド制御回路である。

３０４は、吐出検出センサ２０５からの検出信号をノズルごとの吐出／不吐出（ないしは正常吐出／吐出不良）を示す吐出状態信号に変換する吐出検出制御回路である。

３０５は、ＲＯＭ３０６に格納された制御プログラムを実行して、図示されたインクジェット記録装置の各部の動作を全体的に制御するＣＰＵである。ＲＯＭ３０６に格納される制御プログラムには、図８で後述するインク液滴の吐出検出動作を制御する吐出検出プログラムが含まれる。

３０７は、ＣＰＵ３０５が制御処理を実行する過程で使用する各種パラメータの一時的な保存や、画像データなどの保存に使用されるＲＡＭである。３０８は、装置電源のオフ時にも吐出検出結果などの情報を保存するためのＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリである。

３０９は、操作・表示部であり、電源投入や、ホストのＰＣ（パーソナルコンピュータ）３１１とのオンライン／オフラインの設定等、ユーザーが所要の操作を行うための各種スイッチや、装置の状態等の情報を表示してユーザーに報知する表示器を有する。

３１０は、ＰＣ３１１と通信して画像データ、その他のコマンド、ステータス信号等を送受信する通信インターフェース制御部である。ＰＣ３１１は、プリントに係わる画像等のデータの作成、印刷処理等を行い、インクジェット記録装置に対して画像データを供給する。なお、後述する吐出検出動作の制御は、ＰＣ３１１上で動作するプリンタドライバなどの制御プログラムによりＰＣ３１１の制御で行われるものとしてもよい。

また、ＰＣ３１１の代わりに、画像読み取り装置用のリーダ部や、デジタルカメラ等の画像入力装置などから画像データを入力するものとしてもよい。また、単に画像データを保持、格納しているフラッシュメモリやハードディスクドライブ或いは光磁気ディスク等の記録媒体から画像データを入力するものとしてもよい。

３１２は、以下で述べる各種モータ３１３〜３１５、回復動作アクチュエータ３１６および回復動作センサ３１７を制御し管理する機構制御回路である。

３１３は、記録ヘッド１０１を紙送り方向（副走査方向）に対して垂直な主走査方向にスキャンさせるために図２中のキャリッジ２０３を主走査方向に沿って往復移動させる駆動源としての主走査モータである。３１４は、記録媒体２０４を副走査方向に搬送するための駆動源としての副走査モータである。

３１５は、記録ヘッド１０１の不吐出ノズルの吐出を回復させる不図示の回復処理ユニットの回復動作の内で特に各ノズルからのインク吸引動作を行うための駆動源としての回復動作モータである。３１６は、回復処理ユニットの他の回復動作（記録ヘッドの正面を拭うワイピングなど）を行うための駆動源としての回復動作アクチュエータである。３１７は、回復処理ユニットの動作状態を検出するための回復動作センサである。

上記構成において、通信インターフェース制御部３１０がＰＣ３１１から画像データを受信すると、それに応じてＣＰＵ３０５は、図３中の各部を制御して画像データに応じた画像の記録を行なわせる。しかし、その前に、ＣＰＵ３０５は、記録ヘッド１０１の各ノズルからのインク液滴の吐出の有無を検出する吐出検出動作を行わせる。

そのとき、まず主走査モータ３１３を駆動して記録ヘッド１０１を吐出検出センサ２０５上に移動させ、そのノズル列の内で１回の検出対象となる隣り合う２列がセンサ２０５の検出エリアの真上となる位置に停止させる。そして記録ヘッド制御回路３０２から記録ヘッド１０１に対して駆動信号を送り、検出対象のノズル列の各ノズルを後述のように駆動してインク液滴を吐出させる。これと共に、吐出検出センサ２０５からの検出信号と記録ヘッド制御回路３０２からのインク吐出タイミング信号に基づき、吐出検出制御回路３０４において前記検出信号をノズルごとの吐出状態情報（不吐出ノズル情報）を示す信号に変換する。そして、その吐出状態情報をＲＡＭ３０７に一時記憶させる。

なお、ここでは、吐出状態情報の信号への変換を吐出検出制御回路３０４で行う構成にしているが、その変換処理の一部もしくはすべての機能をＣＰＵ３０５上で実行されるプログラムによるソフトウェア処理によって実現するようにしてもよい。

上記２列の全ノズルの吐出検出が終了したら、記録ヘッド１０１を次の検出対象の２列が吐出検出センサ２０５の検出エリアの真上となる位置に移動させる。以後、同様にして検出対象のノズル列の吐出検出を行う。

図１は、記録ヘッド１０１の正面１０１ａにおけるノズルの配置と、吐出検出センサ２０５を構成する発光素子１０２及び受光素子１０３などの配置、及び吐出検出時の記録ヘッド１０１と両素子１０２，１０３の位置関係などを示している。

図１において、記録ヘッド１０１の正面１０１ａには、ノズル列として、互いにサイズが異なるインク液滴を吐出するノズル列１０６と１０８が配設されている。そして、記録ヘッド１０１の正面１０１ａには、主走査方向（図１中で左右方向）に隣り合って配設されたノズル列１０６と１０８を１組としたものが、主走査方向に間隔をおいてここでは３組配置され、合計６列配列されている。ノズル列１０６は、それぞれ所定（固定）の小サイズのインク液滴（例えば体積が２Ｐｌ）を吐出する複数のノズル１０７を副走査方向に沿って、所定の微小な間隔で１直線状に配列したものとする。ここでいう副走査方向とは、発光素子１０２と受光素子１０３間の光軸１１０の方向に沿う方向である。ノズル列１０８は、それぞれ所定の大サイズのインク液滴（例えば体積が５Ｐｌ）を吐出する複数のノズル１０９を副走査方向に沿って所定間隔で１直線状に配列したものとする。２列ずつ３組のノズル列１０６，１０８は異なる３色のインク色のそれぞれに対応する。勿論、４色以上に対応して２列ずつ４組以上設けられるものとしてもよい。

発光素子１０２は、吐出検出のための光を照射するもので、ここではＬＥＤを想定しているが、半導体レーザーなど光源として利用できるものであればその種類は問わない。また、実験によれば光源の波長による検出信号出力およびその振る舞いに差異が認められなかったため、光源の波長についても規定しない。可視光をはじめ赤外光、紫外光など取り扱える波長であれば構わない。受光素子１０３は、発光素子１０２から照射された光を受光するもので、フォトダイオードなどの光電変換素子を想定している。

発光素子１０２と受光素子１０３は、検出位置にある記録ヘッド１０１の正面１０１ａ（図２中で下面）の下側近傍の領域を間に挟むようにして、主走査方向の所定位置で副走査方向に対向するように配置されている。前記の下側近傍の領域とは、ノズル列１０６，１０８のノズル１０７，１０９から吐出されるインク液滴が通過する領域である。発光素子１０２と受光素子１０３のそれぞれの前面近傍には、それぞれ光を通す開口１０４ａ，１０４ａ′が形成されたアパーチャ（絞り）１０４，１０４′が設けられている。発光素子１０２から開口１０４ａ，１０４ａ′を通って受光素子１０３に入射する光束（以下、検出光束という）１０５の光軸１１０に直交する断面積が開口１０４ａ，１０４ａ′の面積に制限される。これは、インク液滴の遮光面積が非常に小さいので、検出光束１０５の断面積を絞って検出信号のＳ／Ｎ比を向上するためである。なお、検出光束１０５が通る矢印Ａの範囲の領域が吐出検出のなされる領域であるので、その領域を以下でも検出エリアといい、符号Ａで示す。

図１に示すように、隣り合う１組のノズル列１０６，１０８が検出エリアＡの主走査方向の幅内に収まる配置となっている。吐出検出時には、キャリッジ２０３の主走査方向への移動を制御して、順次、３組のノズル列１０６，１０８が１組ずつ検出エリアＡの主走査方向の幅内に収まる３つの検出位置に記録ヘッド１０１を位置決めする。ここでノズル列１０６，１０８のノズル１０７，１０９を駆動すれば、それぞれから吐出されたインク液滴が検出エリアＡを通過して検出光束１０５を遮光するので、１組２列ずつを同時に検出対象として後述するように吐出検出を行うことができる。

なお、ノズルから吐出するインク液滴のサイズが各ノズル列で異なり、そのサイズの区別が十分に可能であれば、３以上の所定数のノズル列を同時に検出対象として吐出検出を行うことも可能である。また、１回の検出対象の全ノズル列が検出エリアＡの幅内に収まるようにすることは必須であるが、検出対象外のノズル列が検出エリアＡの幅内に存在してもよい。その場合、検出時に検出対象外のノズル列を駆動しないように、検出エリアの幅内のノズル列を選択して駆動することは勿論である。

図４は、吐出検出センサ２０５の信号処理回路の構成を示すブロック図である。

４０１は、図１中の発光素子１０２とこれを駆動する回路からなる発光部である。４０２は、発光部４０１の駆動を制御する制御部である。４０３は、図１中の受光素子１０３とこれを駆動する回路からなる受光部である。４０４は、受光部４０３の受光素子１０３から出力される光電変換で得られた光電流を扱いやすい電圧に変換して検出信号を得るための電流−電圧変換部である。これはオペアンプにより構成できる。４０５は、電流−電圧変換部４０４から出力される検出信号から外乱のノイズや必要な帯域以外の信号成分を除去するためのアナログフィルタである。

４０６は、フィルタ４０５を通して得られる微小な検出信号を増幅するアンプ回路である。信号出力を安定させるため、アンプ回路４０６の出力を制御部４０２にフィードバックしている。４０７は、アンプ回路４０６から出力される検出信号としてのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部である。４０８は、Ａ／Ｄ変換部４０７の出力のディジタル信号に基づいてインク液滴の吐出、不吐出を判定する検出判定部である。ここではディジタル信号に変換した後で検出判定を行っているが、アナログ信号の時点でそのレベルの比較により判定する構成でもよい。検出判定部４０８は図３中の吐出検出制御回路３０４の一部ないし全部に相当する。検出判定部４０８の機能の一部または全部をＣＰＵ３０５のソフトウェアの処理により果すようにしてもよい。

このような構成により、記録ヘッド１０１のノズルから吐出されたインク液滴が検出エリアＡを通過して検出光束１０５を遮光することによる受光素子１０３の受光量の微小な変化による光電流の変化を電流−電圧変換部４０４により検出信号に変換する。そしてフィルタ４０５によって検出信号からノイズと不要な帯域の信号成分を除去した後、検出信号をアンプ回路４０６で増幅する。さらに、Ａ／Ｄ変換部４０７で検出信号をＡ／Ｄ変換し、検出判定部４０８でそのディジタル信号に基づいてインク液滴の吐出／不吐出を判定し、検出することができる。

次に、本実施例における吐出検出の原理について図５〜図７により説明する。

本実施例における吐出検出では、記録ヘッド１０１を順次、主走査方向の３つの検出位置、すなわち３組のノズル列１０６，１０８が１組ずつ検出エリアＡの主走査方向への幅内に納まる位置のそれぞれに移動する。そして、それぞれの検出位置において、検出エリアＡの幅内に収まる１組のノズル列１０６，１０８のノズル１０７，１０９を所定の周期Ｔcで順次それぞれ１ノズルずつ、合わせて２ノズルずつ同時に駆動する。

図５の（ａ）は、駆動されたノズル１０７，１０９が共に正常にインク液滴を吐出した場合の吐出検出センサ２０５の検出信号波形を示している。また、（ｂ）は、共に正常吐出の場合で、ノズル１０７から吐出された体積が２Ｐｌのインク液滴と、ノズル１０９から吐出された体積が５Ｐｌのインク液滴とが検出エリアＡ内を飛翔して通過する様子を示している。

図５（ａ）の上側にはノズル１０７，１０９を駆動する駆動信号が矢印Ｃｈ１で示す電圧レベルを０Ｖとし１枡の点線間を５Ｖとして示されている。下側には、吐出検出センサ２０５の検出信号（アンプ回路４０６の出力）が矢印ＣＨ２の電圧レベルを０Ｖとし点線間を２Ｖとして示されている。

駆動信号が約３Ｖから約０Ｖに立ち下がるエッジでトリガーがかかってノズル１０７，１０９が同時に駆動される。そして、２Ｐｌのインク液滴と５Ｐｌのインク液滴が同時に吐出され、図５（ｂ）に示すように検出エリアＡを同時に通過して通過時間だけ検出光束１０５を遮光することにより、検出信号の電圧が変化（低下）する。ここではＰＰ値で約８．２Ｖの電圧の変化（以下、出力電圧という）が得られている。

ここで、（ｂ）に示すように、検出エリアＡ内に同時に存在する２Ｐｌのインク液滴と５Ｐｌのインク液滴は、これらを吐出したノズル１０７，１０９の配置に対応して主走査方向に離れており、図１中の光軸１１０の方向に沿って重なることはない。したがって遮光面積がそれぞれの断面積の合計となって大きくなり、検出信号の出力電圧が高くなる。なお、（ｂ）は概念を示したもので、実際には検出エリアＡに対する２Ｐｌと５Ｐｌのインク液滴のサイズの割合はずっと小さい。

また、図６（ａ），（ｂ）は、駆動されたノズル１０７，１０９の一方は正常にインク液滴を吐出したが、他方が不吐出であった場合の検出信号波形と、吐出されたインク液滴が検出エリアＡ内を飛翔して通過する様子を示している。

図６（ａ）は、ノズル１０７が正常吐出、ノズル１０９が不吐出であって、２Ｐｌのインク液滴のみが吐出された場合を示している。検出エリアＡ内の破線の円は吐出されず存在しない５Ｐｌのインク液滴がもし吐出されていたら存在する場所を示している。この場合、２Ｐｌのインク液滴のみが検出光束１０５を遮光するので、遮光面積が２Ｐｌと５Ｐｌ共に正常吐出の図５（ｂ）の場合より小さくなり、検出信号の出力電圧も小さくなり、ここでは約３．６Ｖとなっている。

図６（ｂ）は、ノズル１０９が正常吐出、ノズル１０７が不吐出であって、５Ｐｌのインク液滴のみが吐出された場合を示している。この場合、５Ｐｌのインク液滴のみが検出光束１０５を遮光するので、遮光面積が共に正常吐出の場合より小さいが、２Ｐｌのインク液滴のみ吐出の場合より大きくなる。したがって検出信号の出力電圧は、共に正常吐出の場合よりは小さいが、２Ｐｌのみ吐出の場合よりは大きくなり、ここでは約５．２Ｖとなっている。

このように、共に正常吐出（同時吐出）の場合と、いずれか一方のみ吐出の場合のそれぞれとで、吐出されたインク液滴のサイズによる検出光束１０５の遮光面積に応じて、検出信号の出力電圧のレベルが図７に示すように異なる。なお、共に不吐出の場合、出力電圧が０Ｖとなることは勿論である。このように出力電圧のレベル差が生じるので、出力電圧にもとづいて、上記それぞれの場合の吐出状態を判断することができる。

その判断方法として、例えば、図７に示すように、上記判断のための３つの出力電圧のしきい値Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3を、それぞれ８．２Ｖと５．２Ｖの中間、５．２Ｖと３．６Ｖの中間、及び３．６Ｖと０Ｖの中間の適当な値に設定しておく。そして、検出信号の出力電圧（以下、符号Ｖ0を付す）の値をしきい値Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3と比較し、以下のように判断することができる。
Ｖ0≧Ｖ1であれば共に正常吐出。
Ｖ2≦Ｖ0＜Ｖ1であればノズル１０９のみ吐出（５Ｐｌのインク液滴のみ吐出）。
Ｖ3≦Ｖ0＜Ｖ2であればノズル１０７のみ吐出（２Ｐｌのみ吐出）。
Ｖ0＜Ｖ3であれば共に不吐出。

次に、本実施例における記録ヘッド１０１の各ノズルからのインク液滴の吐出検出動作を図８により説明する。図８は、吐出検出動作を制御するＣＰＵ３０５の制御手順を示すフローチャートである。このフローチャートの制御手順に対応したインク液滴吐出検出プログラムがＲＯＭ３０６に格納され、ＣＰＵ３０５により実行される。なお、上記インク液滴吐出検出プログラムに対応するプログラムを、インクジェット記録装置を制御するためのプリンタドライバなどの制御プログラムに含ませることも可能である。その場合、そのプログラムによるＰＣ３１１の制御のもとに以下と同様の吐出検出動作が行われる。

図８の制御手順では、まずステップＳ８０１において、キャリッジ２０３の駆動により記録ヘッド１０１を主走査方向に吐出検出センサ２０５上の位置まで移動させる。そして、記録ヘッド１０１の隣り合う３組のノズル列１０６，１０８の内で検出対象となる１組２列のノズル列１０６，１０８が検出エリアＡの真上に位置するようにヘッド位置を調整する。

ステップＳ８０２では、検出対象のノズル列１０６，１０８のノズル１０７，１０９を１個ずつ同時に駆動し、インク液滴を吐出させる。ここで、２個のノズルがインク液滴を正常に吐出すれば、２Ｐｌと５Ｐｌの２滴のインク液滴が同時に検出エリアＡを通過（飛翔）し、検出光束１０５を遮光することになる。

ステップＳ８０３〜Ｓ８０６の処理は検出判定部４０８が行うが、ＣＰＵ３０５がソフトウェアにより行うようにしてもよい。

ステップＳ８０３では、吐出検出センサ２０５の検出信号の出力電圧Ｖ0の値を把握する。すなわち、Ａ／Ｄ変換部４０７から出力される検出信号の電圧を示すディジタル値の変化の値（ＰＰ値）を把握する。

ステップＳ８０４では、出力電圧Ｖ0の値が図７で説明したしきい値Ｖ1以上であるか（Ｖ0≧Ｖ1か）否かを判断し、Ｖ1以上であればステップＳ８０５へ、また、そうでなければステップＳ８０６に進む。

ステップＳ８０５では、ステップＳ８０２で駆動したノズル１０７，１０９の１個ずつ計２個が共にインク液滴を正常に吐出し、不吐出をはじめとして不充分な吐出などを含む吐出不良が発生していないと判断する。

ステップＳ８０６では、ノズル１０７，１０９の一方または両方が吐出不良の場合であるので、出力電圧Ｖ0の値をしきい値Ｖ2，Ｖ3と比較して、吐出不良のノズルを特定する。すなわち、まずしきい値Ｖ2と比較し、Ｖ0≧Ｖ2であればノズル１０９のみ吐出（５Ｐｌのインク液滴のみ吐出）と判断する。また、そうでなければ、しきい値Ｖ3と比較し、Ｖ0≧Ｖ3であればノズル１０７のみ吐出（２Ｐｌのインク液滴のみ吐出）と判断する。またＶ0＜Ｖ3であればノズル１０７，１０９が共に吐出不良と判断する。そして、吐出不良と特定したノズルの情報（ノズル列とノズル番号など）をＲＡＭ３０７などに記憶する。

ステップＳ８０５とＳ８０６の後はステップＳ８０７に進む。ステップＳ８０７では、現在検出対象となっている２列のノズル列１０６，１０８の全ノズルの吐出検出が終了したかどうかを判断し、終了した場合はステップＳ８０８へ進む。また、終了していない場合はステップＳ８０２へ戻り、ステップＳ８０２〜Ｓ８０７の処理を繰り返し、検出対象のノズル列１０６，１０８の内で他の１個ずつ計２個のノズルの吐出検出を行う。ステップＳ８０２〜Ｓ８０７の繰り返しによる２個ずつのノズルの吐出検出は所定の周期Ｔcで行う。

ステップＳ８０８では、記録ヘッド１０１の全ノズル列の吐出検出が終了したかどうかを判断し、終了している場合はステップＳ８０９へ進む。また、終了しておらず、まだ検出対象となるノズル列が残っている場合は、ステップＳ８０１へ戻り、記録ヘッド１０１を移動させ、次の検出対象のノズル列１０６，１０８の１組を検出エリアＡの真上の検出位置に位置づける。その後、ステップＳ８０２〜Ｓ８０７の処理を繰り返し、２個ずつのノズルの吐出検出を繰り返し行う。

ステップＳ８０９では、ステップＳ８０６でＲＡＭ３０７に格納した吐出不良のノズルの情報の有無により、吐出不良ノズルの有無を確認する。そして、吐出不良ノズルが存在しない場合は吐出検出処理を終了する。また、吐出不良ノズルが存在する場合はステップＳ８１０へ進み、吐出不良ノズルの吐出状態を正常に回復する回復制御を行う。回復制御には、例えば、吸引動作、予備吐出動作、ワイピングがある。吸引動作とは、不図示のポンプにより記録ヘッド１０１の全ノズルからインクを吸引する動作である。予備吐出動作とは、ノズルを複数回駆動してノズルに固着したインクないし粘性インクを除去する予備吐出動作である。ワイピングとは、記録ヘッドの正面に付着した跳ね返りインクやミストを拭い取るものである。吐出不良の度合いによって回復制御の内容は異なる。これらの回復制御の動作の後、吐出検出動作を再度行う。また、回復不可能なノズルを特定し、他のノズルで代替吐出を行う不吐出補完などの制御を行うようにしてもよい。

以上のような本実施例によれば、記録ヘッドのノズルの吐出検出を所定の周期Ｔcで２ノズルずつ行うことができ、周期Ｔcは従来の１ノズルずつ吐出検出を行う場合の周期と同様の長さにすることができる。このため、記録ヘッドの全ノズルの吐出検出にかかる時間を従来より大幅に短縮することができる。また、検出時間の短縮によって、検出の際に要する予備吐出（ノズルの吐出口のインクの固着を防ぐための吐出）のインク量を低減し、検出に使用するインクの総使用量を低減することができる。

また、２ノズルの同時駆動で共に正常吐出の場合は、従来の１ノズルの単独駆動で正常吐出の場合よりも検出信号の出力電圧が大きくなるので、Ｓ／Ｎ比が向上して検出精度を向上することができる。また、吐出検出センサ２０５は、発光素子１０２に安価なＬＥＤを使用することができ、コストアップになることなく、一般的な構成で安価なセンサをそのまま使用することができる。

また、２ノズルの同時駆動で吐出され検出エリアＡを通過する２滴のインク液滴が光軸１１０に沿った方向に重なることがないので、２ノズルの吐出タイミングをずらす必要がなく、後述する実施例２及び３の場合より吐出制御が簡単であるというメリットがある。

なお、以上説明した実施例１では、記録ヘッドの全ノズル列の全ノズルの吐出検出が終了してから、吐出不良ノズルがあれば、回復制御を行うものとした。これに対して、吐出検出の途中で１つでも吐出不良のノズルが見つかったら、直ちに回復制御の動作を行なうことも考えられる。

また、以上では２列のノズル列の１ノズルずつ、合わせて２ノズルずつ同時に駆動して吐出検出を行うものとした。さらに、前述したように、それぞれ吐出するインク液滴のサイズが異なるノズルからなる３以上の所定数のノズル列を同時に検出対象として、各ノズル列の１ノズルずつ、合わせて前記所定数ずつを同時に駆動して吐出検出を行う構成とすることもできる。

また、以上では、吐出検出で２ノズルずつを同時に駆動するものとしたが、誤差あるいは意図的な制御の結果として、２ノズルがごく僅かにずれたタイミングでほぼ同時に駆動されるものとしてもよい。ただし、その駆動タイミングのずれ量（時間差）は、ほぼ同時に駆動された２ノズルから正常に吐出された２滴のインク液滴が検出エリアＡ内に同時に存在する（飛翔している）期間が生じ得る範囲内のものとする。すなわち、ノズル１０７，１０９から正常に吐出された２Ｐｌと５Ｐｌのインク液滴の吐出速度が同じである場合、ノズル１０７，１０９の駆動時間差は、それぞれのインク液滴が検出エリアＡを通過するのに要する時間より短い時間である。これはノズルの吐出検出を３以上の所定数ずつ行う構成の場合も同様とする。

次に、本発明の実施例２を図９及び図１０により説明する。実施例２では、記録ヘッドの複数のノズル列がそれぞれ異なる所定（固定）サイズのインク液滴を吐出する複数種類のノズルからなるものとし、ノズル列を１列ずつ検出対象として、複数ノズルずつ吐出検出を行う。

図９は、実施例２における記録ヘッド１０１のノズルの配置と、吐出検出センサの発光素子１０２及び受光素子１０３などの配置、及び吐出検出時の位置関係などを示している。同図において、実施例１の図１中と共通ないし対応する部分には共通の符号を付してあり、共通部分の説明は省略する。後述する実施例３の図１１についても同様とする。

図９に示す記録ヘッド１０１の正面１０１ａには、図中で上下方向の副走査方向（発光素子１０２と受光素子１０３間の光軸１１０の方向）に沿った１直線状のノズル列１０６が図中で左右方向の主走査方向に間隔を置いて複数列（ここでは７列）設けられている。各ノズル列１０６は、所定の小サイズのインク液滴（例えば体積が２Ｐｌ）を吐出するノズル１０７と、所定の大サイズのインク液滴（例えば体積が５Ｐｌ）を吐出するノズル１０９を副走査方向に沿って微小な所定間隔で交互に配置して構成されている。すなわち、実施例１との相違点として、異なる所定サイズのインク液滴を吐出するノズル１０７と１０９が同一のノズル列上に配列されている。これ以外の本実施例装置のハードウェアの構成は実施例１と共通とする。

吐出検出時には、検出対象の１列のノズル列１０６が検出エリアＡの真上となる位置に記録ヘッド１０１を移動させる。そして所定の周期Ｔcで順次検出対象のノズル列１０６のノズル１０７と１０９を１ノズルずつ（例えば隣り合う１ノズルずつ）合わせて２ノズルずつ駆動する。そして、実施例１と同様に吐出検出センサ２０５の検出信号の出力電圧に基づいて、それぞれのノズルからの吐出の有無を判断して吐出検出を行う。こうして順次２ノズルずつ吐出検出を行って検出対象のノズル列１０６の全ノズルの吐出検出が終了したら、記録ヘッド１０１を移動させて次の検出対象のノズル列１０６の吐出検出を行う。

ここで、図１０（ａ）の上側に、ノズルの駆動信号による駆動タイミング（吐出タイミング）を示す。ここに示すように、ノズル１０７と１０９を１ノズルずつ合わせて２ノズル駆動するときに、ノズル１０７，１０９を実施例１と同様に例えばｔ１の時点で全く同時に駆動したとする。すると、図１０（ａ）の下側に示すように、吐出された２Ｐｌと５Ｐｌのインク液滴が検出エリアＡ内で図９における光軸１１０の方向に沿って重なってしまう。これはノズル１０７，１０９が同一のノズル列１０６上にあるからである。このため、２Ｐｌと５Ｐｌのインク液滴による遮光面積が５Ｐｌのインク液滴のみ吐出された場合と同様になり、正確な吐出検出ができなくなる。

そこで、本実施例では、図１０（ｂ）の上側に示すように、ノズル１０７，１０９を所定の僅かな時間差Δｔをおいてほぼ同時に駆動する。すなわち、まず時点ｔ１でノズル１０７を駆動した後、時間差Δｔが経過した時点ｔ２でノズル１０９を駆動する。これにより（ｂ）の下側に示すように、吐出された２Ｐｌと５Ｐｌのインク液滴が検出エリアＡ内で図中で上下方向である吐出方向（飛翔方向）に時間差Δｔに対応する距離だけ離れて飛翔する。すなわち、２Ｐｌと５Ｐｌのインク液滴が光軸１１０の方向に沿って重なることがなく、吐出検出を適正に行うことができる。なお、時間差Δｔは、２Ｐｌと５Ｐｌのインク液滴が検出エリアＡ内に同時に存在する期間が生じ得る範囲内の時間に設定する。すなわち、２Ｐｌと５Ｐｌのインク液滴が検出エリアＡを通過するのに要する時間が同じとした場合は、その時間より短い時間に設定する。このような記録ヘッド１０１のノズル１０７と１０９の吐出制御は、実施例１と共通の図３の制御系の構成において、ＣＰＵ３０５の指示のもとに記録ヘッド制御回路３０２が行う。

以上のような本実施例によれば、結果的には実施例１と同様に、ノズルの吐出検出を所定の周期で２ノズルずつ行うことができ、記録ヘッドの全ノズルの吐出検出にかかる時間を従来より大幅に短縮することができる。また、他にも同様の効果が得られる。

なお、以上ではインク液滴のサイズを大小２種類としたが、３以上の所定数の種類としてもよい。すなわち、サイズの区別が十分に可能であれば、１列のノズル列上に、それぞれ異なるサイズのインク液滴を吐出する３種類以上のノズルを設ける。そして、前記３種類以上のノズルを１種類１ノズルずつ合わせて所定数ずつほぼ同時に駆動して吐出検出を行う構成も可能である。なお、この場合も前記所定数のノズルから吐出された所定数のインク液滴が光軸１１０の方向に沿って重ならず、かつ検出エリアＡ内に同時に存在する期間が生じるように、各ノズルをごく僅かな時間差を置いてほぼ同時に駆動する。

また、以上の実施例２では、ノズル列を１列ずつ検出対象としたが、複数列ずつ検出対象とし、検出対象の複数列のノズルを順次１列１ノズルずつ、合わせて複数ノズルずつ同時ないしほぼ同時に駆動し、そのとき各ノズルが吐出するインク液滴のサイズが異なるように吐出制御して吐出検出を行うこともできる。

次に、本発明の実施例３を図１１により説明する。実施例１及び２では、記録ヘッドの各ノズルは所定サイズ（固定サイズ）のインク液滴を吐出するものとしていた。これに対し、実施例３では、各ノズルは、吐出するインク液滴のサイズを可変に制御することができ、たとえば所定の大小２種類のサイズのいずれかに可変に制御できるものとする。

図１１は、実施例３における記録ヘッド１０１のノズルの配置と、吐出検出センサの発光素子１０２及び受光素子１０３などの配置、及び吐出検出時の位置関係などを示している。

記録ヘッド１０１の正面１０１ａには、図中で上下方向の副走査方向に沿った１直線状のノズル列１０６が図中で左右方向の主走査方向に間隔を置いて複数列（ここでは７列）設けられている。

各ノズル列１０６は、所定数のノズル１０７を副走査方向に沿って微小な所定間隔で１直線状に配列したものとなっている。ノズル１０７のそれぞれは、吐出するインク滴のサイズを所定の大小２種類のサイズ（例えば体積が２Ｐｌの小サイズと５Ｐｌの大サイズ）のいずれかに可変に制御できるものとする。

例えば、本実施例の記録装置をバブルジェット（登録商標）方式のものとした場合、記録ヘッド１０１のノズル１０７のそれぞれに不図示の発熱体（以下、ヒーターという）が設けられている。この発熱体のインク液滴吐出時の発熱量を異ならせることにより、ノズル１０７のそれぞれから吐出するインク液滴のサイズが可変である。

具体的には、ノズル１０７のそれぞれにヒーターが１個ずつ設けられるものとする。そして、その発熱体のインク液滴吐出時の駆動電力量を所定の大小２段階のいずれかに異ならせることにより、ノズル１０７から吐出するインク液滴のサイズを所定の大小２種類のいずれかに可変できるものとする。

或いは、ノズル１０７のそれぞれに互いに発熱量が異なる２個のヒーターが設けられるものとし、インク液滴吐出時に２個のヒータを択一的に駆動して発熱させることにより、ノズル１０７から吐出する液滴のサイズを大小２種類のいずれかに可変できるものとする。

また、本実施例の記録装置を圧電方式のものとした場合、記録ヘッド１０１のノズル１０７のそれぞれに不図示の圧電素子が設けられる。その圧電素子のインク液滴吐出時の駆動電力量を大小２段階に異ならせることにより、ノズル１０７から吐出するインク液滴のサイズを大小２種類のいずれかに可変できるものとする。圧電素子のインク液滴吐出時の駆動電力量は、圧電素子に印加する駆動信号（パルス）の電圧、パルス幅、ないしは周波数を異ならせることにより制御できる。これ以外の本実施例装置のハードウェアの構成は実施例１と共通とする。

吐出検出時には、検出対象の１列のノズル列１０６が検出エリアＡの真上となる位置に記録ヘッド１０１を移動させる。そして所定の周期Ｔcで順次検出対象のノズル列１０６のノズル１０７を２個ずつ（例えば隣り合う２ノズルずつ）駆動する。ここで、一方のノズルからは大サイズのインク液滴、他方のノズルからは小サイズのインク液滴が吐出されるように制御する。また、２個のノズル１０７は同一のノズル列１０６上にあるため、実施例２の図１０（ｂ）で説明したように、ごく僅かな時間差Δｔをおいてほぼ同時に駆動する。これにより、２個のノズル１０７の一方から吐出された小サイズ（例えば２Ｐｌ）のインク液滴と、他方から吐出された大サイズ（例えば５Ｐｌ）のインク液滴が光軸１１０の方向に沿って重ならず、かつ検出エリアＡ内に同時に存在する期間が生じるようにする。

そして、実施例１，２と同様に吐出検出センサ２０５の検出信号の出力電圧に基づいて、それぞれのノズルからの吐出の有無を判断して吐出検出を行う。こうして順次２ノズルずつ吐出検出を行って検出対象のノズル列１０６の全ノズルの吐出検出が終了したら、記録ヘッド１０１を移動させて次の検出対象のノズル列１０６の吐出検出を行う。

このような吐出検出における記録ヘッド１０１のノズル１０７の吐出制御は、実施例１と共通の図３の制御系の構成において、ＣＰＵ３０５の指示のもとに記録ヘッド制御回路３０２が行う。

以上のような本実施例によれば、結果的には実施例１，２と同様に、ノズルの吐出検出を所定の周期で２ノズルずつ行うことができ、記録ヘッドの全ノズルの吐出検出にかかる時間を従来より大幅に短縮することができる。また、他にも同様の効果が得られる。

なお、以上の実施例３では吐出検出時に吐出するインク液滴のサイズを大小２種類に制御するものとしたが、サイズの区別が十分に可能であれば、３種類以上の所定数の種類に制御してもよい。そして吐出検出時にノズルを順次周期Ｔcで前記の所定数ずつ駆動し、所定数の種類のサイズのインク液滴を吐出させるように制御して、所定数ずつ吐出検出を行うようにしてもよい。

また、実施例３では、ノズル列を１列ずつ検出対象としたが、複数列ずつ検出対象とし、検出対象の複数列のノズルを順次１列１ノズルずつ、合わせて複数ノズルずつ同時ないしほぼ同時に駆動してもよい。それにより、各ノズルが吐出するインク液滴のサイズが異なるように吐出制御して吐出検出を行うことができる。

以上、説明した実施例１〜３では、吐出検出時にノズルを所定の周期Ｔcで順次２ないしそれ以上の所定個数ずつ駆動して検出を行うものとしたが、その周期は必ずしも一定でなくてもよい。

以上では、インクジェット記録装置における実施例を説明したが、本発明の技術は、インクジェット記録装置とこれを制御するＰＣなどの制御装置からなる記録システムにも適用できる。さらに、インク液滴に限らず、例えば、反応液、薬液、或いは乾燥すると導電体となる液体など他の液体の液滴を吐出する液滴吐出装置にも適用でき、その液滴吐出装置とその制御装置からなる液滴吐出システムにも適用できる。

本発明の実施例１のインクジェット記録装置における吐出検出センサの構成と、吐出検出時の記録ヘッドのノズル列との位置関係などを示す説明図である。 実施例１の記録装置の機械的構成の概略を示す斜視図である。 実施例１の記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。 実施例１の吐出検出センサの信号処理回路の構成を示すブロック図である。 実施例１の吐出検出において２ノズル同時駆動で共に正常吐出であった場合の吐出検出センサの検出信号の信号波形図（ａ）、及び吐出されたインク液滴が検出エリアを通過する様子を示す説明図（ｂ）である。 ２ノズル同時駆動で一方のみ正常吐出で小サイズのインク液滴のみ吐出された場合（ａ）と、大サイズのインク液滴のみ吐出された場合（ｂ）のそれぞれにおける吐出検出センサの検出信号の信号波形図と、吐出されたインク液滴が検出エリアを通過する様子を示す説明図である。 ２ノズル同時駆動で共に正常吐出の場合と、一方のみ正常吐出の場合のそれぞれにおける吐出検出センサの検出信号の出力電圧を示すグラフ図である。 実施例１における吐出検出動作の制御手順を示すフローチャート図である。 実施例２の記録装置における吐出検出センサの構成と、吐出検出時の記録ヘッドのノズル列との位置関係、及びノズル列の構成などを示す説明図である。 実施例２の吐出検出で２ノズルを同時に駆動した場合（ａ）と、時間差Δｔでほぼ同時に駆動した場合（ｂ）のそれぞれにおけるノズル駆動信号のタイミング図および吐出されたインク液滴が検出エリアを通過している様子を示す説明図である。 実施例３の記録装置における吐出検出センサの構成と、吐出検出時の記録ヘッドのノズル列との位置関係などを示す説明図である。 従来のインクジェット記録装置の吐出検出センサの構成と配置などを示す説明図である。 従来の装置における吐出検出で検出可能となる吐出周波数での検出信号波形を示す信号波形図である。 図１３中の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）点のそれぞれでインク液滴が検出エリア内で存在する位置を示す説明図である。 従来の装置における吐出検出で検出不可となる吐出周波数での検出信号波形を示す信号波形図である。 検出不可時において検出エリアを複数のインク液滴が同時に通過する様子を示す説明図である。

符号の説明

１０１ 記録ヘッド
１０２ 発光素子
１０３ 受光素子
１０４，１０４′ アパーチャ
１０５ 検出光束
１０６，１０８ ノズル列
１０７，１０９ ノズル
１１０ 光軸
２０３ キャリッジ
２０４ 記録媒体
２０５ 吐出検出センサ
３０２ 記録ヘッド制御回路
３０４ 吐出検出制御回路
３０５ ＣＰＵ
３０６ ＲＯＭ
３１１ ＰＣ
４０８ 検出判定部

Claims (15)

1. 複数のノズルから異なる２以上の所定の整数Ｎ種類のサイズの液滴を吐出可能に構成された液滴吐出部と、
   対向して配置された発光素子と受光素子を有し、発光素子から受光素子に入射する光束が通る検出エリアを前記複数のノズルから吐出された液滴が通過して遮光することで遮光面積に応じて電圧が変化する検出信号を出力する吐出検出センサと、
   前記複数のノズルからの液滴吐出の有無を検出する吐出検出時に、順次、Ｎ個のノズルから吐出された液滴が前記検出エリア内に同時に存在する期間が生じ得るように、ノズルをＮ個ずつ同時ないしほぼ同時に駆動し、その際にＮ個のノズルからＮ種類のサイズの液滴が吐出されるように制御する吐出制御手段と、
   前記吐出検出時に、前記吐出検出センサから出力される検出信号の電圧の変化値に基づいて、順次、Ｎ個ずつのノズルからの液滴吐出の有無を同時に判定する判定手段を有することを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記液滴吐出部の複数のノズルとして、互いに異なる所定サイズの液滴を吐出するＮ種類のノズルが複数ずつ設けられており、
   前記吐出制御手段は、前記吐出検出時に、順次、Ｎ種類のノズルを１種類１個ずつ合計Ｎ個ずつ同時ないしほぼ同時に駆動することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記液滴吐出部において、前記Ｎ種類のノズルの複数ずつが１種類ごとに別々のノズル列として、前記発光素子と受光素子間の光軸の方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記液滴吐出部において、前記Ｎ種類のノズルの複数ずつが混在して前記発光素子と受光素子間の光軸の方向に沿って配列されたノズル列が少なくとも１列設けられたことを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
5. 前記液滴吐出部の複数のノズルは、それぞれ吐出する液滴のサイズを可変に制御可能に構成されており、
   前記吐出制御手段は、前記吐出検出時に、順次、ノズルをＮ個ずつ同時ないしほぼ同時に駆動する際に、Ｎ個のノズルからＮ種類のサイズの液滴のそれぞれが吐出されるように、各ノズルの吐出する液滴のサイズを制御することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
6. 前記液滴吐出部において、前記ノズルの複数が前記発光素子と受光素子間の光軸の方向に沿って配列されたノズル列が少なくとも１列設けられたことを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。
7. 前記液滴吐出部の複数のノズルのそれぞれに電力により駆動されて発熱する発熱体が設けられ、該発熱体の発熱によりノズル内の液体中に発生する気泡の圧力でノズルから液滴が吐出され、その際の発熱体の発熱量を異ならせることにより、吐出する液滴のサイズが可変であることを特徴とする請求項５または６に記載の液滴吐出装置。
8. 前記液滴吐出部の複数のノズルのそれぞれに１個ずつ設けられた発熱体の液滴吐出時の駆動電力量をＮ段階に異ならせることにより、ノズルから吐出する液滴のサイズをＮ種類に可変であることを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出装置。
9. 前記液滴吐出部の複数のノズルのそれぞれに設けられた互いに発熱量が異なるＮ個の発熱体を液滴吐出時に択一的に発熱させることにより、ノズルから吐出する液滴のサイズをＮ種類に可変であることを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出装置。
10. 前記液滴吐出部の複数のノズルのそれぞれに圧電素子が設けられ、該圧電素子の駆動により発生する機械的圧力でノズルから液滴が吐出され、その際の圧電素子の駆動電力量をＮ段階に異ならせることにより、吐出する液滴のサイズをＮ種類に可変であることを特徴とする請求項５または６に記載の液滴吐出装置。
11. 複数のノズルから異なる２以上の所定の整数Ｎ種類のサイズの液滴を吐出可能に構成された液滴吐出部を有する液滴吐出装置と、該液滴吐出装置を制御する制御装置からなる液滴吐出システムであって、
    対向して配置された発光素子と受光素子を有し、発光素子から受光素子に入射する光束が通る検出エリアを前記複数のノズルから吐出された液滴が通過して遮光することで遮光面積に応じて電圧が変化する検出信号を出力する吐出検出センサと、
    前記複数のノズルからの液滴吐出の有無を検出する吐出検出時に、順次、Ｎ個のノズルから吐出された液滴が前記検出エリア内に同時に存在する期間が生じ得るように、ノズルをＮ個ずつ同時ないしほぼ同時に駆動し、その際にＮ個のノズルからＮ種類のサイズの液滴が吐出されるように制御する吐出制御手段と、
    前記吐出検出時に、前記吐出検出センサから出力される検出信号の電圧の変化値に基づいて、順次、Ｎ個ずつのノズルからの液滴吐出の有無を同時に判定する判定手段を有することを特徴とする液滴吐出システム。
12. 複数のノズルから異なる２以上の所定の整数Ｎ種類のサイズの液滴を吐出可能に構成された液滴吐出部と、
    対向して配置された発光素子と受光素子を有し、発光素子から受光素子に入射する光束が通る検出エリアを前記複数のノズルから吐出された液滴が通過して遮光することで遮光面積に応じて電圧が変化する検出信号を出力する吐出検出センサと、
    を有する液滴吐出装置において、前記液滴吐出部の複数のノズルからの液滴吐出の有無を検出する液滴吐出検出方法であって、
    検出時に、順次、Ｎ個のノズルから吐出された液滴が前記検出エリア内に同時に存在する期間が生じ得るように、ノズルをＮ個ずつ同時ないしほぼ同時に駆動し、その際にＮ個のノズルからＮ種類のサイズの液滴が吐出されるように制御する吐出制御工程と、
    検出時に、前記吐出検出センサから出力される検出信号の電圧の変化値に基づいて、順次、Ｎ個ずつのノズルからの液滴吐出の有無を同時に判定する判定工程を実行することを特徴とする液滴吐出検出方法。
13. 複数のノズルから異なる２以上の所定の整数Ｎ種類のサイズの液滴を吐出可能に構成された液滴吐出部と、
    対向して配置された発光素子と受光素子を有し、発光素子から受光素子に入射する光束が通る検出エリアを前記複数のノズルから吐出された液滴が通過して遮光することで遮光面積に応じて電圧が変化する検出信号を出力する吐出検出センサと、
    を有する液滴吐出装置と、該液滴吐出装置を制御する制御装置からなる液滴吐出システムにおいて、前記液滴吐出部の複数のノズルからの液滴吐出の有無を検出する液滴吐出検出方法であって、
    検出時に、順次、Ｎ個のノズルから吐出された液滴が前記検出エリア内に同時に存在する期間が生じ得るように、ノズルをＮ個ずつ同時ないしほぼ同時に駆動し、その際にＮ個のノズルからＮ種類のサイズの液滴が吐出されるように制御する吐出制御工程と、
    検出時に、前記吐出検出センサから出力される検出信号の電圧の変化値に基づいて、順次、Ｎ個ずつのノズルからの液滴吐出の有無を同時に判定する判定工程を実行することを特徴とする液滴吐出検出方法。
14. 複数のノズルから異なる２以上の所定の整数Ｎ種類のサイズの液滴を吐出可能に構成された液滴吐出部と、
    対向して配置された発光素子と受光素子を有し、発光素子から受光素子に入射する光束が通る検出エリアを前記複数のノズルから吐出された液滴が通過して遮光することで遮光面積に応じて電圧が変化する検出信号を出力する吐出検出センサと、
    を有する液滴吐出装置において、前記液滴吐出部の複数のノズルからの液滴吐出の有無を検出するための液滴吐出検出プログラムであって、
    検出時に、順次、Ｎ個のノズルから吐出された液滴が前記検出エリア内に同時に存在する期間が生じ得るように、ノズルをＮ個ずつ同時ないしほぼ同時に駆動し、その際にＮ個のノズルからＮ種類のサイズの液滴が吐出されるように制御する吐出制御工程と、
    検出時に、前記吐出検出センサから出力される検出信号の電圧の変化値に基づいて、順次、Ｎ個ずつのノズルからの液滴吐出の有無を同時に判定する判定工程を実行するための制御手順を含むことを特徴とする液滴吐出検出プログラム。
15. 複数のノズルから異なる２以上の所定の整数Ｎ種類のサイズの液滴を吐出可能に構成された液滴吐出部と、
    対向して配置された発光素子と受光素子を有し、発光素子から受光素子に入射する光束が通る検出エリアを前記複数のノズルから吐出された液滴が通過して遮光することで遮光面積に応じて電圧が変化する検出信号を出力する吐出検出センサと、
    を有する液滴吐出装置と、該液滴吐出装置を制御する制御装置からなる液滴吐出システムにおいて、前記液滴吐出部の複数のノズルからの液滴吐出の有無を検出するための液滴吐出検出プログラムであって、
    検出時に、順次、Ｎ個のノズルから吐出された液滴が前記検出エリア内に同時に存在する期間が生じ得るように、ノズルをＮ個ずつ同時ないしほぼ同時に駆動し、その際にＮ個のノズルからＮ種類のサイズの液滴が吐出されるように制御する吐出制御工程と、
    検出時に、前記吐出検出センサから出力される検出信号の電圧の変化値に基づいて、順次、Ｎ個ずつのノズルからの液滴吐出の有無を同時に判定する判定工程を実行するための制御手順を含むことを特徴とする液滴吐出検出プログラム。

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