JP3507340B2

JP3507340B2 - 画像記録装置及びインク吐出検査方法

Info

Publication number: JP3507340B2
Application number: JP22303098A
Authority: JP
Inventors: 貴今井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2004-03-15
Anticipated expiration: 2018-08-06
Also published as: JP2000052542A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像記録装置及びイ
ンク吐出検査方法に関し、特に、インクジェット方式に
従って記録を行う画像記録装置及びインク吐出検査方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェット方式に従って
記録を行う記録装置やそのような記録装置を記録部とし
て用いるファクシミリ装置が知られている。そして、こ
の種の記録装置においては、フォトインタラプタ方式の
センサを用いてインク残量検出を行なうことが提案され
ている。

【０００３】このインク残量検出では、フォトインタラ
プタセンサの光軸上で記録ヘッドよりのインク吐出を行
い、フォトインタラプタの光軸が吐出インクによって遮
られたか否かを検出することにより、実際にインクが吐
出されたか否かを判定し、装置内の残存インクの有無を
判断している。そして、インクが残存しないと判断され
た場合には、記録動作を中断し、アラームを鳴動させる
等の処理を行っている。ここで、インクジェット方式の
記録ヘッドのノズル列と、フォトインタラプタ方式の光
軸とは平行に配置され、インク残量検出動作が行われて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、記録ヘッドのノズル列と、フォトインタラプタ
方式の光軸が平行に配置されている。このため、以下の
ような不具合が発生していた。

【０００５】（１）光軸を遮るインクを検出することに
より「インクがノズル列のどこかからは吐出された」と
いう判断しか行えないために、一部のノズルが不吐出の
状態であった場合でも吐出不良を検出できず正常と判断
してしまう。一部のノズルが不吐出となれば、記録画像
品質に重大な問題を生じる。最悪の場合では、記録した
文字が解読不可能なまでに不吐出が生じていても残存イ
ンク有りと判断することがあり、ユーザに耐え難い不満
を与えていた。

【０００６】（２）さらに、カラー記録装置やカラーフ
ァクシミリ装置におけるインクジェット記録ヘッドも、
インク各色（Ｂｌａｃｋ，Ｃｙａｎ，Ｍａｇｅｎｔ，Ｙ
ｅｌｌｏｗ）のノズルが一列に並んでいる。このため、
上記従来例におけインク残量検出では、「何色か解らな
いが、インクは吐出された」といった判断しか行うこと
ができない。従って、ある一色のノズルが不吐出であっ
たような場合の吐出不良を検出できず、正常と判断して
しまう。たとえ一色でも不吐出となることはカラー記録
画像の品質にとって致命的であることはいうまでもな
い。このため、長い時間をかけてカラーページの記録を
行ったにも関わらず、再度そのページを記録し直す必要
が生じ、ユーザに耐え難い不満を与えていた。

【０００７】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であり、インク残量検出動作において、記録ヘッドのノ
ズル列の一部の不吐出さえも検出可能とすることを目的
とする。

【０００８】さらに、本発明の他の目的は、インク残量
検出動作において、カラー記録ヘッドのインク各色の不
吐出さえも検出可能とすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の一態様による画像記録装置は以下の構成を
備える。すなわち、複数の色成分それぞれに対応した複
数のインク吐出ノズルを一列に配列したノズル列を有す
る記録ヘッドを用い、記録媒体にインクを吐出して記録
を行う画像記録装置であって、前記記録ヘッドを走査す
る走査手段と、発光素子と受光素子との間の光軸が前記
記録ヘッドの前記ノズル列に対して所定の角度で傾斜す
るように前記発光素子と前記受光素子を配置したフォト
センサと、前記記録ヘッドから吐出されたインクが前記
光軸を横切ったことを前記フォトセンサで検出すること
によりインク吐出を検出する検出手段と、前記走査手段
により前記記録ヘッドを走査させながら、前記一列のノ
ズル列を構成する前記複数のインク吐出ノズルの一部が
前記光軸の上に存在する範囲内の、前記走査手段による
走査方向における記録ヘッドの複数の位置それぞれでイ
ンクを吐出させ、前記検出手段により前記複数の位置そ
れぞれに対応したインク吐出を検出することでインク吐
出の検査を行う検査制御手段とを備え、前記検査制御手
段は、前記複数の位置のうち、前記検出手段でインク吐
出が検出されなかった前記記録ヘッドの位置に基づい
て、前記複数の色成分のうちインク残量が無くなった色
成分を特定する。

【００１０】また、本発明の他の態様によれば、上記画
像記録装置において実現されるインク吐出検査方法が提
供される。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好適な実施形態について詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の代表的な実施形態であるイ
ンクジェット方式に従った記録ヘッドによって記録を行
なう記録部を備えたファクシミリ装置の構成を示す側断
面図である。

【００１５】図１を参照して、本実施形態のファクシミ
リ装置の概略構成について説明する。図１において、Ａ
は原稿を光学的に読み取る読取部、Ｂはインクジェット
方式に従って記録を行なう記録部、Ｃは給紙カセットに
積載された記録紙Ｐ等の記録媒体を１枚づつ分離して記
録部Ｂに供給する給紙部である。

【００１６】まず、記録紙Ｐの流れについて説明する。
記録紙Ｐの搬送経路は矢印Ｇで示す通りである。即ち、
給紙部Ｃの給紙カセット１に積載された記録紙Ｐは、給
紙ローラ２およびリタードローラ３によりピックアップ
され、給紙ローラ２によって記録部Ｂに送り込まれる。
記録部Ｂでは記録ヘッド５により記録紙Ｐにインクを吐
出して記録を行いつつ、その記録に合わせて記録紙Ｐを
搬送する。そして、記録が終了すると、排紙ローラ６に
よって記録紙Ｐを排紙スタッカ７に排出積載する。

【００１７】次に、給紙部Ｃの具体的な構成について説
明する。

【００１８】図１において、記録紙Ｐを複数枚積載収納
する給紙カセット１には記録紙Ｐを積載する中板４を備
えている。中板４は給送ローラ２と対向配置されている
中板バネ１０により裏面より上方に付勢されている。ま
た、中板４は給紙待機時においてはカムなどにより下方
へ押圧され記録紙Ｐが少なくなったり無くなった時には
容易に継ぎ足し可能な構造になっている。

【００１９】一方、記録信号を検知し、給紙動作を開始
する時は、カム等による中板４の下方押圧が解除され、
記録紙Ｐは給紙ローラ２によってピックアップされる。
リタードローラ３は給紙ローラ２と対向する位置にあり
中板４と連動して記録紙Ｐの位置を変える。給紙動作を
行う時は、中板４によって付勢され、給紙ローラ２でピ
ックアップされた記録紙ＰをＪ部で給紙ローラ２との協
働作用によって最上側の１枚のみを分離給送する。分離
給送された記録紙Ｐは給送ローラ２に十分巻き付くよう
に挟持しながら記録部Ｂに搬送される。

【００２０】さらに、記録部Ｂで記録された記録紙Ｐの
排出機構を説明する。

【００２１】排紙ローラ６で排出された記録紙Ｐは、排
紙スタッカ７に排紙積載される。排紙スタッカ７は、ヒ
ンジＫ部を回転中心とする排紙補助トレイ９が設けられ
ており、使用する記録紙Ｐが長尺である場合に回転させ
て、排紙スタッカを記録紙排紙方向へ長くさせることが
出来る。さらに、排紙スタッカ７は、給紙カセット１の
カバーを兼ねる構造になっている。なお、排紙スタッカ
７と排紙補助トレイ９には複数のリブ（不図示）が設け
られており記録がなされた記録紙Ｐはそれらの複数のリ
ブ上を摺動し、順次積載される。

【００２２】さらに、画像原稿Ｓの流れについて説明す
る。

【００２３】原稿搬送路は図１に矢印Ｆで示す通りであ
る。図１において、画像原稿Ｓはその画像面を下側にし
て原稿積載トレイ４１に積載される。原稿積載トレイ４
１に積載された画像原稿Ｓはその幅方向に移動可能なス
ライダ４２によって位置決めが行われる。画像原稿Ｓが
原稿積載トレイ４１に積載されると、その原稿は予備搬
送押圧片４３によって上方から予備搬送バネ４４により
押圧され、分離ローラ４６との協働作用により捌いて予
備搬送される。

【００２４】次に、予備搬送された画像原稿Ｓは、分離
片４５と上方からＡＤＦバネ４７によって押圧された分
離ローラ４６との協働作用により、下側から１枚ずつ分
離搬送する。さらに、分離ローラ４６は分離された画像
原稿Ｓを読み取り位置に搬送させる役割を兼ねている。
このようにして分離ローラ４６で読み取り位置まで分離
搬送された画像原稿Ｓに描かれた画像は、光電変換セン
サ４８に読み取られる。さて、ＣＳローラ４９はその上
方よりＣＳ押圧バネ５０により、光電変換センサ４８の
読み取りラインにそって付勢されており、分離搬送され
た画像原稿Ｓを読み取りラインに密着させている。さら
に、ＣＳローラ４９は画像原稿Ｓの副走査方向（画像原
稿の搬送方向）の読み取り速度を決めるとともに、読み
取りを終了した画像原稿Ｓを排出する役割を兼ねてい
る。最後に、排出された画像原稿Ｓは原稿排紙トレイ５
１に排紙積載される。なお、原稿排紙トレイ５１は装置
本体に着脱可能な構造になっている。

【００２５】図２は図１に示した記録部Ｂの詳細な構成
を示す立体斜視図である。図２に示すように、記録ヘッ
ド５は、インクタンクを内蔵し、インクが無くなったと
きに記録ヘッドごと新品と交換し得るカートリッジ式の
記録ヘッドである。

【００２６】ここで、記録ヘッドからのインク吐出原理
について説明する。その記録ヘッド部は、一般に微細な
液体吐出口（オリフィス）、液路およびこの液路の一部
に設けられるエネルギー作用部と、その作用部にある液
体に作用させる液滴形成エネルギーを発生するエネルギ
ー発生部とを備えている。

【００２７】このエネルギー発生部としてはピエゾ素子
等の電気機械変換体を用いたもの、レーザ等の電磁波を
照射して、そこにある液体に吸収させて発熱さて、その
発熱による作用で液滴を吐出、飛翔させるようにしたも
の、あるいは電気熱変換体によって液体を加熱して液体
を吐出させるようにしたもの等がある。その中でも熱エ
ネルギーによって液体を吐出させる方式を用いた記録ヘ
ッドは、記録用の液滴を吐出して飛翔用液滴を形成する
ための液体吐出口（オリフィス）を高密度に配列するこ
とができるために高解像度で記録を行なうことが可能で
ある。

【００２８】また、電気熱変換体をエネルギー発生部と
して用いた記録ヘッドは、全体的な小型化も容易で、か
つ、最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向
上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を十二分
に活用でき、長尺化及び面状化（２次元化）が容易であ
ること等から、マルチノズル化、高密度実装化が容易
で、しかも大量生産が可能で、製造コストも安価にする
ことが可能である。

【００２９】このようにエネルギー発生部に電気熱変換
体を用い、半導体製造プロセスを経て製造された記録ヘ
ッドは、一般には各インク吐出口に対応した液路を設
け、その液路ごとに液路を満たす液体に熱エネルギーを
作用させて、対応するインク吐出口から液体を吐出して
飛翔用液滴を形成する手段としての電気熱変換体が設け
られ、各液路には、各液路に連通さている共通液室から
液体が供給される構造となっている。

【００３０】さらに続いて図２を参照して、記録部Ｂの
構成を説明する。

【００３１】図２において、キャリッジ１５は記録ヘッ
ド５を精度良く保持しながら、記録紙Ｐの搬送方向（副
走査方向、矢印Ｇ方向）とは直交する方向（主走査方
向、矢印Ｈ方向）に往復移動させる。また、キャリッジ
１５は、ガイド棒１６と突き当て部１５ａにより摺動自
在に保持されている。キャリッジ１５の往復移動は、キ
ャリッジモータ３０（不図示）によって駆動されるプー
リ１７およびタイミングベルト１８によって行われ、こ
の時に記録ヘッド５に与えられる記録信号や電力は、フ
レキシブルケーブル１９によって装置本体の電気回路よ
り供給されている。記録ヘッド５とフレキシブルケーブ
ル１９とは互いの接点を圧接して接続している。ま
た、記録部Ｂのキャリッジ１５のホームポジションには
キャップ２０が設けられインク受け手段として機能す
る。キャップ２０は必要に応じて上下し、上昇時は記録
ヘッド５に密着しそのノズル部を覆いインクの蒸発やゴ
ミの付着を防止する。

【００３２】さて、この装置では、記録ヘッド５とキャ
ップ２０とが相対的に対向した位置となるように位置決
めするために、装置本体に設けられたキャリッジホーム
センサ２１とキャリッジ１５に設けられた遮光板１５ｂ
が用いられている。キャリッジホームセンサ２１は透過
型のフォトインタラプタが用いられ、キャリッジ１５が
移動して待機位置まで移動した時に、キャリッジホーム
センサ２１の一部から照射された光が遮光板１５ｂによ
ってその透過が遮られることを利用して、記録ヘッド５
とキャップ２０とが相対的に対向した位置にあることを
検知する。

【００３３】記録紙Ｐは図中下側より上方へ給紙され、
給送ローラ２および紙ガイド２２によって水平方向に曲
げられて、矢印Ｇ方向（副走査方向）に搬送される。給
送ローラ２および排紙ローラ６は夫々、記録モータ（不
図示）によって駆動され、必要に応じてキャリッジ１５
の往復移動と連動して高精度に記録紙Ｐを副走査方向に
搬送する。また、副走査方向には撥水性の高い材料でつ
くられ、その刃状の円周部のみで記録紙Ｐに接触する拍
車２３が設けられる。拍車２３は排紙ローラ６に対向す
る位置で、軸受部材２３ａにより主走査方向に所定長離
間して複数箇所に配設されており、記録直後の記録紙上
の未定着画像に接触しても画像に影響を与えずに記録紙
Ｐをガイドし搬送するようになっている。

【００３４】フォトセンサ８は、図３に示すように、キ
ャップ２０と記録紙Ｐの紙端との間において、記録ヘッ
ド５のノズル列５ｃとその光軸が交わる位置（ただし、
ねじれの位置関係である）に配置され、記録ヘッド５の
ノズルより吐出されるインク滴を直接光学的に検知する
透過型フォトインタラプタである。従って、記録ヘッド
５のインク無しの状態はこのフォトセンサ８の出力から
判断できる。ここで用いているフォトセンサ８は発光素
子に赤外線ＬＥＤを用い、ＬＥＤ発光面にはレンズを一
体成形し、受光素子に向けておおよそ平行に光を投射で
きる。受光素子にはフォトトランジスタが用いられ、受
光素子の受光面にはモールド部材により０．７ｍｍ×
０．７ｍｍの穴が光軸上に形成され、受光素子と発光素
子との間全域において検出範囲を高さ方向０．７ｍｍ、
幅方向０．７ｍｍに絞り込んでいる。なお、発光素子と
受光素子とを結ぶ光軸と、記録ヘッド５のノズル列５ｃ
とは４５度の角度を有するように配置されている（配置
関係の詳細は図５乃至図８を参照して後述する）。

【００３５】なお、記録ヘッド５のノズル列５ｃとフォ
トセンサ８とを相対的に対向した位置となるように位置
決めするために、キャップ２０との位置決め同様に、装
置本体に設けられたキャリッジホームセンサ２１を用い
る。

【００３６】この実施形態では、図３に示すようにホー
ムポジション（ＨＰ）にある記録ヘッド５のノズル列５
ｃの位置から、ノズル列５ｃがフォトセンサ８の光軸と
交わる位置までの移動距離（Ｌ）を、キャリッジ１５を
駆動するモータのステップ数に換算し、予め記録動作を
実行させる制御プログラムに定数として設定されてい
る。このようにして、ホームポジションを検出した後一
定量キャリッジを移動することにより、記録ヘッド５の
ノズル列５ｃの位置とフォトセンサ８の光軸とが交わる
位置に正確に位置決めできる。

【００３７】図４は本実施形態によるファクシミリ装置
の制御構成を示すブロック図である。図１において、１
０１は、ファクシミリ装置全体の動作を制御するための
ＭＰＵである。１０２は、ファクシミリ装置用の動作プ
ログラム、テーブルデータ等が格納されているＲＯＭ(R
ead Only Memory)である。１０３は、ファクシミリ装置
用のシステムデータ、画像データ等を保存するためのＲ
ＡＭ(Randum Access Memory)である。すなわち、ＲＡＭ
１０３は、システムメモリ及び画像メモリとして使用さ
れる。システムメモリは登録データ等を記憶するための
メモリであり、画像メモリは受信画像データもしくは未
印字画像データを記憶するためのメモリである。また、
インク残量検出によるフォトインタラプタの受光減衰量
から換算されるインク不吐出検出値を記録するための領
域としても使用される。ここで、受光減衰量とは、例え
ばインクによって光軸の遮られた量をカウンタ値によっ
て検出する場合においては、カウント値によって表され
るものであり、インク不吐検出値とは、例えば、上記カ
ウント値を基に不吐出やインクの有無を判定する際に比
較するしきい値である（詳細は図９により説明する）。
また、複数のカラーのインクを吐出してカラー記録を行
う倍には、各色に対応したインク不吐出検出値を目盛り
に記憶させてもよい。

【００３８】１０４は、ＮＣＵ、画像通信用モデム（Ｄ
ＴＭＦ受信器、トーン信号送信器、トーン信号受信器を
含む）、呼び出し信号（ＣＩ）検出器等よりなる通信部
である。

【００３９】１０５は、原稿を読み取るためのコンタク
トセンサ、読み取った画像の画像処理を行う画像処理Ｌ
ＳＩなどを備え、読み取り制御を行う読取部であり、図
１においてＡで示した部分である。１０６は、記録ヘッ
ドや交換可能なインクカートリッジ或いはインクタンク
を備え、コピー画像、受信画像、レポート画像の記録動
作を実行する記録部であり、図１においてＢで示した部
分である。上述のように、記録部１０６はフォトセンサ
８を用いたインク残量検出部１１０を含む。

【００４０】１０７は操作パネルであり、テンキー、ワ
ンタッチキー、プリンタモードキー等を備えたキーボー
ド１０７ａと、ＬＣＤ１０７ｂやＬＥＤ１０７ｃ等の表
示部を含む。１０８は、動作音、警告音、アラーム音、
疑似呼び出し音を鳴動するスピーカ部である。１０９
は、符号化・復号化部であり、画像データを画像メモリ
に格納する際に符号化するための符号化部と、画像デー
タを記録する際に符号化画像データ復号化するための復
号化部からなる。１１１は、各種構成要素を互いに接続
するＣＰＵバスである。

【００４１】図３によって上述したように、インク残量
検出部１１０のフォトセンサ８は、記録ヘッド５に備え
られたインクを吐出するためのノズル列５ｃをキャップ
するホームポジション（ＨＰ）に設けられたキャップ２
０と、記録紙Ｐの紙端との間に設けられる。そして、そ
の光軸は、記録ヘッド５のノズル列５ｃと所定の角度を
有するように配置されている。フォトセンサ８は、記録
ヘッド５のノズルより吐出されるインク液滴を直接光学
的に検知する透過型フォトインタラプタであリ、記録ヘ
ッド５（或いはインクタンクやインクカートリッジ）の
残存インクの状態は、フォトセンサ８の出力の変化から
判断する。

【００４２】本実施形態では、１ページの記録動作終了
後にインク残量検出を行う。インク残量検出に際して
は、まず記録ヘッド５をＨＰ位置に移動した後、一定量
（Ｌ）キャリッジを移動させて、記録ヘッド５のノズル
列５ｃとフォトセンサの光軸とが交わり始まる位置に位
置決めする。そして、光軸の上に前記複数のインク吐出
ノズルの一部が存在する範囲（図３のＭで示す範囲）に
おいて、図５に示すように発光素子８１（本例では、赤
外線ＬＥＤ）からの光軸を、横切るようにインクの吐出
動作を行わせ、インクの残量検知を行う。吐出インクが
光軸を横切り、フォトセンサ８の受光素子８２（本例で
はフォトトランジスタ）へ到達する光を遮断すれば、受
光素子８２における受光光量が変化することになる。従
って、この受光光量を監視すれば正常にインクの吐出が
行われているか否かを判断することができる。

【００４３】例えば、受光素子８２へ到達する光が全く
遮断されなければ、インクの吐出は全く行われなかった
ことになり、残存インクが無くなったと判断できる。ま
た、受光素子８２へ到達する光が一部遮断されなけれ
ば、その時間変化に対応するノズルにおいて正常にイン
クの吐出が行われていない、或いは残存インクの量が少
なくなっていると判断される。なお、上述したように、
本実施形態では、吐出インクが光軸を横切る量をカウン
タ値として検出する。したがって、このカウンタ値を参
照することにより、インクの有無、残量を判断すること
ができる（詳細は図９により説明する）。

【００４４】図６は本実施形態によるモノクロ記録ヘッ
ドの不吐検出の原理を説明する概念図である。また、図
７は、本実施形態によるカラー記録ヘッドの不吐検出の
原理を説明する概念図である。

【００４５】発光素子８１と受光素子８２の間隔は記録
ヘッド５のノズル列５ｃよりも広く、光軸と記録ヘッド
５のノズル列５ｃが交わる範囲Ｍを記録ヘッド５が移動
することにより、記録ヘッド５のノズル列５ｃから吐出
されるインク滴のすべてが光軸を通過可能な構成となっ
ている。そして、この光軸を各ノズル列からのインク滴
が通過することにより、発光素子８１側からの光を遮
り、受光素子８２側の受光光量を減少させ、フォトトラ
ンジスタの出力に変化を与える。

【００４６】本実施形態では、図６、図７に示すよう
に、記録ヘッド５のインク吐出用ノズルの列と発光素子
である赤外線ＬＥＤ８１の光軸を４５°傾けて配置して
ある。ホームポジションＨＰよりＬだけ移動した位置か
らの範囲Ｍの中に記録ヘッド５が存在する間、記録ヘッ
ド５を印字方向へ移動させながらインク吐出を行う。そ
して、この間の時間とフォトセンサ８の受光減衰量を調
べることにより、どの部分のノズルが不吐出であるかを
判断できる。また、図７に示すように、カラー各色が一
列に並んでいるノズル配列の場合であれば、どの色のノ
ズルが不吐出であるか（例えば黒色のノズルが不吐出な
のか、シアン色のノズルが不吐出なのか）を判断でき
る。

【００４７】図８はシアン色のノズルが不吐出の場合の
不吐検出状態の原理を説明する図である。図８では、セ
ンサー出力波形の８０１の部分において、受光量が減衰
しておらず、インク不吐出となっていることがわかる。
そして、８０１で示される部分は、時間軸上のシアン色
ノズルに対応している。従って、インク不吐出となって
いる部位がシアン色のノズルに相当する部分であると判
断でき、シアン色のノズルが不吐出であると決定する。

【００４８】以上、図６〜図８を用いて、本実施形態に
よる、インク不吐出部分を検出可能なインク不吐検出の
動作原理を説明した。ただし、実際には、記録ヘッド５
よりのインクの吐出は連続的に行うことはできない。す
なわち、図６や図８で示すように連続的なセンサー出力
波形を得ることは困難と思われる。従って、本実施形態
では、次のようにしてインク不吐検出を行う。

【００４９】図９は本実施形態によるインク不吐検出の
具体的な一手法を説明する図である。また、図１０は本
実施形態によるインク不吐検出処理時の信号の一例を示
す図である。また、図１１は本実施形態によるインク不
吐検出処理の具体的な手順を説明するフローチャートで
ある。以下、図９乃至図１１を参照して不吐検出処理の
具体例を説明する。

【００５０】図９において、（１）〜（ｎ）はインクの
吐出駆動を行って、実際にインク吐出がなされたかをフ
ォトセンサで検出する吐出位置を示している。吐出位置
（１）〜（ｎ）の範囲が上述の範囲Ｍに相当する。８３
はコンパレータであり、一方の入力に受光素子８２から
のフォトセンサ出力信号を入力し、他方の入力に閾値信
号を入力し、両信号の比較を行う。そして、コンパレー
タ８３はフォトセンサ出力が閾値を下まわればインク吐
出検出信号を出力する（図１０参照）。なお、コンパレ
ータ８３や不図示の閾値信号発生器はインク残量検出部
１１０を構成するものである。

【００５１】例えば、（１）の位置では第１番目のノ
ズルのインク吐出が試される。同様に（２）の位置では
第２番目のノズルが、（３）の位置では第３番目のノズ
ルがという具合に順次インク吐出が試され、インク吐出
の検出された回数をカウントする（コンパレータ８３よ
りのインク吐出信号をカウントすることで実現する）。
全ノズル数のうちどれくらいのノズル数からインクが吐
出しているかをカウンタ値として算出する。この値によ
って全部のノズルから吐出しているのか、全然吐出して
いないのか、一部のノズルから吐出しているのかがわか
る。たとえば、図１０では、ＯＫと判定されたノズルが
カウントされるので、５つのインク吐出位置に対して４
という値が得られる。したがって、４／５のノズルから
インクが吐出していることがわかり、少しインクが減っ
てきたと判断することができる。もちろんＮＧとなった
インク吐出位置を記憶しておけば、インク不吐出の位置
（ノズル）を特定できる。

【００５２】さて、インク残量検出を行うべく不吐検出
処理の実行が指示されると、ステップＳ１０１において
記録ヘッド５をホームポジションＨＰに戻す。そして、
ステップＳ１０２において、フォトセンサ８の方向、す
なわち図９における右方向への記録ヘッド５の移動を開
始する。その後、記録ヘッド５の移動量を監視し、記録
ヘッドの移動距離がＬに達したか否かを判定する（ステ
ップＳ１０３）。本例では、ホームポジションより距離
Ｌの位置が最初の吐出位置（１）に相当する。従って、
ステップＳ１０３からステップＳ１０４へ処理が進んだ
際は、その記録ヘッド位置がインク吐出位置（１）であ
るので、ステップＳ１０５へ処理が進む。

【００５３】ステップＳ１０５では、記録ヘッド５にイ
ンク吐出を実行させ、インク吐出検出信号がインク吐出
から所定時間内に得られるかを監視する。

【００５４】例えば、図９の（１）の位置に記録ヘッド
が到達すると、図１０のインク吐出位置（１）の部分に
示されるようにインク吐出駆動信号が出力される。そし
て、このインク吐出駆動信号に従ってインク吐出を行っ
た結果、図１０に示すごとくフォトセンサ８の出力（受
光光量）が閾値より低下すれば、インク吐出検出信号が
出力されることになる。従って、ステップＳ１０５で
は、インク吐出駆動信号を出力してから所定時間内にイ
ンク吐出検出信号が得られれば、当該インク吐出位置に
おける判定は「ＯＫ」となり、ステップＳ１０６からス
テップＳ１０８へ進む。

【００５５】ステップＳ１０８では当該インク残量検出
処理が終えたか否かを判定する。本実施形態では、イン
ク吐出位置が（ｎ）となったところでインク残量検出の
終了となる。

【００５６】インク残量検出が終了していなければ、ス
テップＳ１０４へ戻り、次のインク吐出位置に記録ヘッ
ド５が到達するのを待つ。

【００５７】こうして、例えば、（３）のインク吐出位
置に記録ヘッド５が到達し、インク吐出駆動を行ったと
ころ、図１０に示されるようにフォトセンサ８の出力が
閾値を越えなかったとする。この場合は、インク吐出検
出信号が得られない。従って、処理はステップＳ１０６
からステップＳ１０７へ進み、当該インク吐出位置
（３）をインク不吐出位置としてメモリ（ＲＡＭ１０
３）に記憶する。

【００５８】以上のようにして検査を行い、インク吐出
位置（ｎ）までの処理を終えたあと、ＲＡＭ１０３に記
憶されているインク不吐出位置に基づいて、インクが吐
出されなかったノズルもしくはノズル群、或いはインク
が吐出されなかった色を特定することができる。

【００５９】図１２は本実施形態によるファクシミリ装
置の記録動作を説明するフローチャートである。以下、
上述のインク残量検出を行う本実施形態のファクシミリ
装置における記録動作を説明する。

【００６０】まず、ステップＳ２０１でデータを記録す
るために必要な記録紙サイズ、記録マージン、および記
録濃度等のパラメータの初期設定を行う。そして、ステ
ップＳ２０２において記録紙を記録開始位置まで移動す
る。ステップＳ２０３では、記録紙がフィードされなか
ったり、記録紙ジャムが生じている等のエラーが発生し
ていないか確認する。もし、エラーが発生していれば、
ステップＳ２０９に移動し、記録データが格納されてい
るメモリエリアを保持し、データを保持していることを
記憶しておく（記録データが格納されているメモリエリ
アについてはデータの更新を不可として記録データを保
護する）。そしてステップＳ２１０に移動し、記録でき
ない旨をＬＣＤ表示し（或いはＬＥＤの点滅表示）、警
告音を鳴動し、ステップＳ２１２に移動する。

【００６１】一方、ステップＳ２０３においてエラーが
発生していなければ、ステップＳ２０４で１ページ分の
データの記録を開始する。ステップＳ２０５で、１ペー
ジ分のデータの記録が終了したか確認し、記録が終了す
るまで、ステップＳ２０５でウェイトする。１ページ分
のデータの記録が終了したら、ステップＳ２０６に移動
する。

【００６２】ステップＳ２０６では、記録紙の排紙を開
始し、ステップＳ２０７に移動する。ステップＳ２０７
では、インクの残量検出を行う。この動作は、図１１の
フローチャートを参照して説明したとおりである。すな
わち、記録ヘッド５からインクを、インク残量検出セン
サ１１０の発光素子８１（ＬＥＤ）から受光素子８２
（フォトトランジスタ）に対して発せられる光を斜めに
遮断するように吐出し、受光素子８２から検出される光
電流の減少変化を捉えることで行う。

【００６３】ステップＳ２０８では、インク不吐出とな
ったインク吐出位置がステップＳ１０７によって記憶さ
れているかどうかに従ってインク残量の判定を行う。例
えば、インク吐出位置の変化（時間変化）に伴う検出光
量の減衰量がある値を満足している場合は、インク残量
は十分であると判断する。また、時間変化の前半のみ、
減衰量がある値を満足している場合は、記録ノズルの上
方部は正常だが、下方部は不吐出であると判断できる。
また、カラー記録ヘッドの場合にも同様のことが言え、
各色毎の不吐出を検出できる。

【００６４】ステップＳ２０８でインク残量が無いと判
断した場合、ステップＳ２０９に移動し、記録データが
格納されているメモリエリアを保持して、データを保持
していることを記憶しておく（記録データが格納されて
いるメモリエリアについてはデータの更新を不可として
記録データを保護する）。そしてステップＳ２１０に移
動し、記録できない旨をＬＣＤ表示し、ＬＥＤを点滅
し、警告音を鳴動し、処理を終了する。ＬＣＤ表示によ
って、不吐出が検出された色を明示するようにしてもよ
い。

【００６５】一方、ステップＳ２０８で、インクが有れ
ば、正常動作に復帰する。また、インクが無くなる寸前
であると判断される場合（上述のように、不吐検出のカ
ウンタ値で判断できる）、ステップＳ２０９に移動し残
存インク警告処理を行っても良い。また、そのままステ
ップＳ２１１に移動し、残存インク警告を行いながらも
正常動作に復帰しても良い。

【００６６】ステップＳ２１１において、次ページのデ
ータがあるか確認する。次ページがあれば、ステップＳ
２０２に移動し、上記の動作を繰り返す。次ページがな
ければ、ステップＳ２１２に移動し、記録紙が完全に排
紙されるまでウェイトし、記録終了処理を行い本処理を
終了する。

【００６７】以上説明した実施形態に従えば、記録ノズ
ルの部分的な不吐出を検出することができる。即ち、従
来検出不可能であった、記録ノズルの上方部のみの不吐
出による印字かすれ等を検出することが可能になる。ま
た、カラー記録ヘッドの場合にも同様のことが言え、各
色毎の不吐出検出が可能となる。

【００６８】なお、上述した記録動作は、受信画像を記
録する場合に適用されるほか、コピー画像およびレポー
ト画像の記録にも適用される。また、プリンタ機能付き
のファクシミリ装置の場合、ファクシミリ装置に接続さ
れたコンピュータからのデータを記録する場合にも適用
され得る。また、上述の記録部１０６は、プリンタ装置
にも適用可能である。

【００６９】また、上記実施形態では、インク残量検出
を１ページの記録終了後に行うが、電源ＳＷオン時、イ
ンクカートリッジ交挽時、インク残量検出のメニューを
選択した時、給紙時あるいは着信時等に行なうようにし
ても構わない。

【００７０】また、プリンタ機能付きのファクシミリ装
置の場合であれば、ファクシミリ装置に接続されたコン
ピュータからのインク残量検出指示コマンドを受け付け
た場合に行っても構わない。更に、インクを消費したく
ない場合、記録のページ間のインク残量検出を省略する
ことも可能である。

【００７１】また、インク残量検出では数多くの吐出位
置を設けると消費されるインク量が増加する。従って、
例えば、各色毎に１ヶ所ずつインク吐出検出を行う用に
吐出位置を設けてもよい。例えば、ＣＭＹＫの４色のノ
ズルを有するカラー記録ヘッドの場合、各色毎に１ヶ所
ずつ、計４ヶ所の吐出位置を設定する。

【００７２】以上説明したように、上記実施形態のイン
ク残量検出では、光を発光する例えばＬＥＤのような発
光素子８１と、その光を受光する例えばフォトトランジ
スタのような受光素子８２とを含んだフォトインタラプ
タ方式のフォトセンサ８を設ける。そして、記録ヘッド
から発光素子８１と受光素子８２との間の光軸を遮るよ
うにインク吐出を行う。そして、受光素子において受光
する受光量の減衰量から、インク残量を推定する。この
とき、記録ヘッドのインク列と発光素子−受光素子間の
光軸との間に角度を設けた（本例では４５°傾けてい
る）ので、その受光量とインク吐出位置（時間）の変化
から換算される値を基に、ノズル毎のインク吐出状態を
判別することが可能になる。

【００７３】また、記録ヘッドが複数の色のインクを吐
出してカラー記録を行う場合には、その受光量と時間の
変化から換算される値を基に、各色毎のインク吐出状態
を判別することが可能になる。

【００７４】なお、上記の記録ヘッドは、インクを吐出
して記録を行うインクジェット記録ヘッドでも良いし、
熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェッ
ト記録ヘッドであって、インクに与える熱エネルギーを
発生するための熱エネルギー変換体を備えているもので
も良い。

【００７５】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【００７６】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【００７７】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００７８】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００７９】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００８０】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンク残量検出動作において、記録ヘッドのノズル列の一
部の不吐出をも検出することが可能となる。

【００８２】また、本発明によれば、カラー記録ヘッド
の場合には、インク残量検出動作においてインク各色の
不吐出をも検出可能となる。

【００８３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施形態であるインクジェッ
ト方式に従った記録ヘッドによって記録を行なう記録部
を備えたファクシミリ装置の構成を示す側断面図であ
る。

【図２】図１に示した記録部Ｂの詳細な構成を示す立体
斜視図である。

【図３】図１に示した記録部Ｂのフォトセンサ８の周辺
の詳細な構成を示す図である。

【図４】本実施形態によるファクシミリ装置の制御構成
を示すブロック図である。

【図５】本実施形態による記録ヘッドとフォトセンサの
位置関係を示す図である。

【図６】本実施形態によるモノクロ記録ヘッドの不吐検
出の原理を説明する概念図である。

【図７】本実施形態によるカラー記録ヘッドの不吐検出
の原理を説明する概念図である。

【図８】シアン色のノズルが不吐出の場合の不吐検出状
態の原理を説明する図である。

【図９】本実施形態によるインク不吐検出の具体的な一
手法を説明する図である。

【図１０】本実施形態によるインク不吐検出処理時の信
号の一例を示す図である。

【図１１】本実施形態によるインク不吐検出処理の具体
的な手順を説明するフローチャートである。

【図１２】本実施形態によるファクシミリ装置の記録動
作を説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１０１ＭＰＵ１０２ＲＯＭ１０３ＲＡＭ１０４通信部１０５読取部１０６記録部１０７操作パネル１０８スピーカ部１０９符号化復号化部１１０インク残量検出部１１１ＣＰＵバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 2/175 H04N 1/00 106 H04N 1/034

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の色成分それぞれに対応した複数の
インク吐出ノズルを一列に配列したノズル列を有する記
録ヘッドを用い、記録媒体にインクを吐出して記録を行
う画像記録装置であって、前記記録ヘッドを走査する走査手段と、発光素子と受光素子との間の光軸が前記記録ヘッドの前
記ノズル列に対して所定の角度で傾斜するように前記発
光素子と前記受光素子を配置したフォトセンサと、前記
記録ヘッドから吐出されたインクが前記光軸を横切った
ことを前記フォトセンサで検出することによりインク吐
出を検出する検出手段と、前記走査手段により前記記録ヘッドを走査させながら、
前記一列のノズル列を構成する前記複数のインク吐出ノ
ズルの一部が前記光軸の上に存在する範囲内の、前記走
査手段による走査方向における記録ヘッドの複数の位置
それぞれでインクを吐出させ、前記検出手段により前記
複数の位置それぞれに対応したインク吐出を検出するこ
とでインク吐出の検査を行う検査制御手段とを備え、前記検査制御手段は、前記複数の位置のうち、前記検出
手段でインク吐出が検出されなかった前記記録ヘッドの
位置に基づいて、前記複数の色成分のうちインク残量が
無くなった色成分を特定することを特徴とする画像記録
装置。
【請求項２】前記インク残量が無くなった色成分を報
知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項１
に記載の画像記録装置。
【請求項３】前記検出手段は、前記フォトセンサの受
光素子における受光光量が所定値よりも減少した場合
に、吐出されたインクが前記光軸を横切ったことを検出
することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項４】複数の色成分それぞれに対応した複数の
インク吐出ノズルを一列に配列したノズル列を有する記
録ヘッドを用い、記録媒体にインクを吐出して記録を行
う画像記録装置において、発光素子と受光素子との間の
光軸が前記記録ヘッドの前記ノズル列に対して所定の角
度で傾斜するように前記発光素子と前記受光素子とを配
置したフォトセンサを用いて前記記録ヘッドのインクの
吐出を検査するインク吐出検査方法であって、前記記録ヘッドのノズル列が、前記光軸を横切るように
前記記録ヘッドを走査させる走査工程と、前記走査工程による記録ヘッドの走査中に、前記光軸の
上に前記一列のノズル列を構成する前記複数のインク吐
出ノズルの一部が存在する範囲内の、記録ヘッドの複数
の位置それぞれでインクを吐出させ、前記複数の位置そ
れぞれにおいて、吐出されるインクによって前記光軸が
遮られたか否かを前記フォトセンサにより検出すること
でインク吐出の検査を行う検査工程と、前記複数の位置のうち、インク吐出が検出されなかった
前記記録ヘッドの位置に基づいて、前記複数の色成分の
うちインク残量が無くなった色成分を特定する工程とを
備えることを特徴とするインク吐出検査方法。
【請求項５】前記インク残量が無くなった色成分を報
知する報知工程を更に備えることを特徴とする請求項４
に記載のインク吐出検査方法。
【請求項６】前記検査工程では、前記フォトセンサの
受光素子における受光光量が所定値よりも減少した場合
に、吐出されたインクが前記光軸を横切ったことを検出
することを特徴とする請求項４に記載のインク吐出検査
方法。