JP3697209B2 - 液体吐出検出方法及びその装置とインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドからの液体の吐出状態を検出する液体吐出検出方法及びその装置とインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェットヘッドからのインク吐出の有無やインク吐出状態を検出する方法として、例えば特開平１１−１７０５６９号公報に記載されたインク滴検出器がある。これは、インクジェットヘッドからのインク吐出状態を判定する機能を有し、不吐出のノズルを検出した場合、エラー警告等を、そのインクジェットプリンタを使用するユーザに通知するなどして、記録される画像の不良を未然に防ぐことなどを可能としたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報に記載されたインクの吐出の有無を検知する技術によれば、以下のような問題があった。
（１）インク液滴に電荷をチャージし、その電荷（誘導電荷）を検出してインク吐出の有無を検知している。しかし、インク液滴にチャージされる電荷は、そのインク液滴の表面に集中するため、インク液滴の検出能力が小さく、特に吐出量が少ない場合には微小の出力しか得られず、信頼性の点で問題があった。
（２）上述の（１）の課題を解決するために、１００Ｖ程度の高電圧をインクジェットヘッドとインク検出器との間に印加して、この間の電界を高めることによって、インク液滴にチャージされる電荷量を多くすることが考えられる。しかしながら、それに要するコストが膨大なものになるだけでなく、装置内で高電圧を発生し、それを印加するため安全性の点で問題となっていた。
（３）更に、インク液滴にチャージされた電荷をより多く捕集する必要があるために複数のインク液滴からの電荷を検出する必要がある。このため、より多くの時間を要したり、廃インク量が多くなる等の問題があった。また、複数のインク液滴の検出値が平均化されて検出結果となるため、各インク液滴の変動やばらつきなどを検出するのが困難であった。
【０００４】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、ヘッドから液体が吐出されるかどうかを精度良く検出できる液体吐出検出方法及びその装置とインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また本発明の目的は、高電圧を用いることなく、ヘッドから液体が吐出されるかどうかを精度良く検出できる液体吐出検出方法及びその装置とインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００６】
更に本発明の目的は、少ない液体の量でも精度良く、ヘッドから液体が吐出されるかどうかを検出できる液体吐出検出方法及びその装置とインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の液体吐出検出装置は以下のような構成を備える。即ち、
液体を吐出するための複数の吐出口を配列した液体吐出用ヘッドから吐出される液体を検出する液体吐出検出装置であって、
前記液体吐出用ヘッドと対向可能な位置に配せられた板刃形状の電極であって、前記液体吐出用ヘッドから吐出された液体が前記ヘッドから離れる前に前記板刃形状の電極の刃先が接触可能な位置に配せられ、前記複数の吐出口の配列方向に沿って所定の幅を有する板刃形状の電極と、
前記液体吐出用ヘッドと前記電極とを含む回路に所定電圧を印加する電圧印加手段と、
前記液体吐出用ヘッドの前記複数の吐出口と前記板刃形状の電極の刃先とを対向する位置に合わせる位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段による位置合わせを行った状態で、前記液体吐出用ヘッドに液体の吐出を行わせ、前記液体吐出用ヘッドと前記電極との間の前記液体を介した導通に基づいて前記液体吐出用ヘッドの前記吐出口の吐出状態を検出する検出手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の液体吐出検出方法は以下のような工程を備える。即ち、
複数の吐出口を有する液体吐出用ヘッドから吐出された液体の一端が前記ヘッドと離れる前に他端が接触する位置に、前記複数の吐出口の配列方向に沿って所定の幅を有する板刃形状の電極を配し、前記液体吐出用ヘッドの吐出状態を検出する装置における液体吐出検出方法であって、
前記液体吐出用ヘッドの前記複数の吐出口と前記板刃形状の電極の刃先とを対向する位置に合わせる位置合わせ工程と、
前記位置合わせ工程により位置合わせを行った状態で、前記液体吐出用ヘッドに液体の吐出を行わせ、前記液体吐出用ヘッドと前記板刃形状の電極の刃先との間の前記液体を介した導通に基づいて、前記液体吐出用ヘッドからの液体の吐出状態を検出することを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために本発明のインクジェット記録装置は以下のような構成を備える。即ち、
インクを吐出するための複数の吐出口を配列したインクジェットヘッドから吐出されるインクにより画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記インクジェットヘッドと対向可能な位置に配せられた板刃形状の電極であって、前記インクジェットヘッドから吐出されたインクが前記インクジェットヘッドから離れる前に前記板刃形状の電極の刃先が接触可能な位置に配せられ、前記複数の吐出口の配列方向に沿って所定の幅を有する板刃形状の電極と、
前記インクジェットヘッドと前記電極とを含む回路に所定電圧を印加する電圧印加手段と、
前記インクジェットヘッドの前記複数の吐出口と前記板刃形状の電極の刃先とを対向する位置に合わせる位置合わせ手段と、
前記位置合わせ手段により位置合わせを行った状態で、前記インクジェットヘッドにインクを吐出させ、前記インクジェットヘッドと前記板刃形状の電極との間のインクを介した導通に基づいて、前記インクジェットヘッドの吐出状態を検出する検出手段と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
【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の形態を詳細に説明する。
【００１１】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態に係るインク吐出の検出を説明する図で、図１（ａ）はその原理を説明する図、図１（ｂ）はインク検出時の等価回路を説明する等価回路図である。
【００１２】
インクカートリッジ１にはインク吸収体２が収納されており、その毛細管力によってインクが吸収されて保持されている。そして、この吸収体２からゴミ等を濾過するためのフィルタ４、インク流路としての供給路５を介して、インクジェットヘッド６にインクが供給される。３はインクカートリッジ１に設けられた空気穴である。インクジェットヘッド６には、インクを吐出するためのノズルを有した樹脂等で形成されたノズル層７が設けられている。各ノズル層７では、各ノズルに対応して素子基板に設けられた吐出用ヒータ（図示せず）によって、インクを加熱発泡してノズルから外部にインクを吐出する。こうして吐出されたインクは、初期柱状を形成し、その後、インクの表面張力等で球状になってヘッドから分離していく。図１（ａ）は、この吐出されたインクが、初期のインク柱８の状態にある場合を示したものである。
【００１３】
次に、インク吐出検出装置の主要部分を説明する。
【００１４】
このようにして吐出されたインクは、この柱状のまま電極９に接触する。この電極９は針状である。ここで、導電体でありインクカートリッジ１側の電極として機能しているフィルタ４と電極９との間は、電源１１と、電圧を分圧するための分圧抵抗１０を介して接続されている。そして、この電極９と分圧抵抗１０の間は、電圧検知器１３に接続されている。また、電源１１のマイナス電極と分圧抵抗１０の間はグランド１２に接続されている。
【００１５】
いま、インクジェットヘッド６のノズル層７からインクが吐出され、そのインクが柱状でヘッドのノズル層７から離脱していない状態のままで電極９に接触すると、この回路はインク（導電性を有している）を介して閉じた状態（閉回路）となり、この閉回路に電流ｉが流れる。この状態を等価回路で表わしたのが図１（ｂ）である。
【００１６】
図１（ｂ）において、電源１１の電源電圧をＥ、フィルタ４からインク及びインク柱８を介して電極９までの電気抵抗をＲ、分圧抵抗１０の抵抗値をｒ、この閉回路内を流れる電流をｉとしている。この状態で、インク部分での電気抵抗Ｒに対する電圧検知器１３の出力Ｖは、
Ｖ＝Ｅ×ｒ／（Ｒ＋ｒ）となる。
【００１７】
尚、本実施の形態では、インクジェットヘッド６のノズル層７から電極９までの距離を０．０５［ｍｍ］，Ｅ＝２０［Ｖ］，ｒ＝１４［ＭΩ］としている。
【００１８】
次に、図２及び図３を参照して、インクの吐出状態と電圧検知器１３での電圧出力の様子を説明する。
【００１９】
図２（ａ）〜（ｄ）は、インクジェットヘッド６からインクが吐出されて電極９と接触する状態を説明する図、図３は、図２（ａ）〜（ｄ）に示す状態において、電圧検知器１３により検知される電圧値の変化を示すグラフ図である。
【００２０】
図２（ａ）は、インクジェットヘッド６が吐出駆動されてインクが吐出された直後の状態を示し、インク柱８がまだ電極９に接触していない状態を示している。この状態で電圧検知器１３により検出される電圧は、図３の縦軸Ｖで示すと、ほとんど０［Ｖ］である（図３の３０）。
【００２１】
次に図２（ｂ）は、インクジェットヘッド６から吐出されたインク柱８が電極９に接触し、ヘッド６と電極９との間が導通状態になった状態を示している。このときの電圧検知器１３により検知される電圧は、図３の区間３１の縦軸Ｖで示すように急速に増加し、Ｖ＝Ｅ×ｒ／（Ｒ１＋ｒ）まで増加する。ここで抵抗値Ｒ１は、インクの電気抵抗Ｒの最小抵抗値である。
【００２２】
図２（ｃ）は、インクジェットヘッド６から吐出されたインク柱８が、ヘッド６のノズルから離脱して、即ち、フィルタ４から分離した状態を示している。この場合には、図１（ｂ）に示す回路において、抵抗Ｒの部分がオープンになっている。
【００２３】
この時は、図３の区間３２で示すように、電圧検知器１３により検知される電圧Ｖは徐々に減少していく（この理由は図４を参照して後述する）。
【００２４】
図２（ｄ）は、インクジェットヘッド６から吐出されたインクがほとんど完全に電極９に付着してしまって、インクの動きがなくなった状態を示している。このときの電圧検知器１３に入力される電圧は、図３の区間３３で示すように、ほとんど０［Ｖ］となる。
【００２５】
これを、図４により更に詳細にを説明する。
【００２６】
図４（ａ）〜（ｄ）は、図２（ａ）〜（ｄ）の各状態に対応する図１（ｂ）の等価回路の状況を説明する図である。
【００２７】
図４（ａ）は、図２（ａ）に対応しており、インクジェットヘッド６が吐出駆動されてインクが吐出される寸前の状態を示し、この状態では図１（ｂ）に示す等価回路はオープンの状態である。
【００２８】
次に図２（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド６から吐出されたインク柱８が電極９に接触した状態では、図４（ｂ）に示すように、インク柱８の両端に電圧が印加される。これにより、インク柱８内の陰イオンと陽イオンとが対流し、それぞれ正極であるインクジェットヘッド６と負極である電極９側に引き寄せられて電解現象が起こり、これによってインク柱８に電流が流れる。また、インク柱８と電極９との接触面積が増大してゆくとともにインク柱８の電気抵抗が減少し、その抵抗値は最小抵抗値Ｒ１となる。このときインク柱８を流れる電流は最大となり、電圧検知器１３により、最大電圧のＶ＝Ｅ×ｒ／（Ｒ１＋ｒ）が検知される。
【００２９】
次に図４（ｃ）では、図２（ｃ）のように、インク柱８がヘッド６から離脱して液滴となって電極９に取り込まれている。その際、電極９ではインク柱内に発生したイオン対流が残存しており、電極９で電解還元反応が続く。これにより、前述の図３の区間３２で示すように。わずかずつ電流が減少して電圧値が低下していき、やがて電流が消滅して電圧が０Ｖとなる。この残留電流により、電圧検知器１３により検知される出力電圧の出現時間を増大させ、よりインクの検知能力を高めることができる。
【００３０】
図４（ｄ）は、図２（ｄ）に示すように、電極９にインク液滴が完全に取り込まれた状態を示している。この状態では取り込まれたインク液内で陽イオンと陰イオンが再び対流を無くして中和状態になり、電圧検知器１３により検知される電圧はほぼ０Ｖとなる。
【００３１】
図５（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、インクジェットヘッド６と電極９との距離Ｌがそれぞれ異なる場合におけるインク柱８の形成状態を説明する図である。図５（ａ）は、距離ＬがＬ0の場合を示し、図５（ｂ）は、距離Ｌの場合を示し、そして図５（ｃ）は、距離ＬがＬ1（Ｌ0＜Ｌ＜Ｌ1）の場合をそれぞれ示している。
【００３２】
図５において、インク液柱８を含む電気抵抗Ｒは、インク自身の比抵抗係数をＡ、その長さをＬ、ヘッド６から距離ｘの部分でのインク液柱の断面積Ｓ（ｘ）、その位置での微小インク液柱長さをｌ（ｘ）とすると、
Ｒ＝Ａ×Σｌ（ｘ）／Ｓ（ｘ）で表される。
【００３３】
ここで、Σは、ｘ＝０〜Ｌまでの総和を示す。
【００３４】
これにより、インクジェットヘッド６と電極９との間の距離Ｌを短くし、インク柱８の断面積Ｓを大きくすることにより電気抵抗Ｒが小さくなることが分かる。
【００３５】
本実施の形態においては、インクが液柱状態でノズル層に接触したままで電極９と接触するためには、距離Ｌは２００［μｍ］以下とした。これは、インクの性質と吐出液の吐出速度により、本実施の形態の場合、インク粘度η＝２．０［ＣＰ］、表面張力γ＝４０［ｄｙｎ／ｃｍ］、吐出速度ｖ＝１０［ｍ／ｓ］以上であった。更に、インク液柱８がヘッド６と電極９とに同時に接触するための条件としては、距離Ｌ＞２００［μｍ］の場合、インク液柱８を分断せずに長くするためにインクの物性を変える必要がある。この場合は、インク粘度η＝２.５［ＣＰ］、表面張力γ＝３０［ｄｙｎ／ｃｍ］以上、吐出速度ｖ＝１２［ｍ／ｓ］以上とするのが、インク検出の安定性からも好ましい。
【００３６】
また、距離Ｌが５［μｍ］よりも短くなると、ヘッド６と電極９との間でインクが付着したままの状態となり、ヘッド６と電極９とが電気的に接触したままになってしまう可能性がある。これは、インク滴の直径にもよるが、０.1［ｐｌ］のインク液の場合でも、そのインク滴の直径は約５.７［μｍ］となるためである。従って、この距離Ｌは、５［μｍ］＜Ｌ≦２００［μｍ］であるのが好ましい。
【００３７】
図６（ａ），（ｂ）は、他の実施の形態に係る電極９００の形状を説明する図である。
【００３８】
この実施の形態では、電極９００の形状はかみそり刃状であり、インクジェットヘッド６のノズル列の長さに略等しい長さｗを有しており、更にインクジェットヘッド６と接触しないようにスペーサ１５を設けている。１４は電極ユニットである。また、インクジェットヘッド６から吐出されたインクが、刃の先端で滞留せずに速やかに刃表面に吸収されるように、電極９００の表面を浸水処理したり、また或は、図６（ｂ）の電極９００ａで示すように、複数の液吸収溝１６を設けることで、電極９００上におけるインクの滞留を防止してインク吐出検知の信頼性を高めることができる。
【００３９】
以上、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの各ノズルからのインク吐出を検知する構成について説明した。以下では、この様な機能をインクジェットプリンタ装置に設けた場合で説明する。
【００４０】
図７は、本実施の形態に係るプリンタ装置を有するプリントシステムの構成を示すブロック図である。
【００４１】
図において、ホストコンピュータ７０とプリンタ装置７１とが、直接或はＬＡＮ等を介して接続されている。ホストコンピュータ７０は、各種アプリケーションプログラムやＯＳなどを実行して、このホストコンピュータ７０の動作を制御するＣＰＵ７００を備えている。更に、ホストコンピュータ７０は、このプリンタ装置７１によるプリント動作を制御するためのプリンタドライバ７０２を有しており、このプリンタドライバ７０２は、アプリケーションプログラム７０１からプリントデータを受け取り、それをプリンタ装置７１が解釈できるコマンドやデータフォーマットに変換してプリンタ装置７１に出力している。
【００４２】
このプリンタ装置７１は、前述したインクジェットヘッドの各ノズルのインクの吐出／不吐出を検出する機能を有しており、この検出した結果は、プリンタ装置７１からホストコンピュータ７０に送られ、プリンタドライバ７０２によりユーザに対して報知されるようにしても良い。
【００４３】
図８は、本実施の形態に係るプリンタ装置７０の構成を説明する図で、図８（ａ）は、その正面から見た概略図、図８（ｂ）は、その側面から見た概略図で、前述の図面と共通する部分は同じ記号で示している。
【００４４】
図において、インクカートリッジ１は、インク吐出方向を下に向けてキャリッジ軸２０に取付けられており、キャリッジモータ（図９の９３）の回転に応じて、図の矢印ＣＲで示す方向に往復移動される。１７は紙送りローラ、１８はプラテンで、これらプラテン１８と紙送りローラ１７の間を送出される被記録材（記録紙）に向かってインクジェットヘッド６からインクが吐出され、そのインクが被記録材に付着することにより、その被記録材に画像が印刷される。ヘッド６のホームポジションには、ヘッドの回復系ユニット（図示せず）等があり、この近傍に上述した電極９が設けられている。この電極９は、電極ユニット１４に設けられており、この電極ユニット１４は、ヘッド６のフェイスに沿ってＥＳで示す矢印方向及びこの図面に垂直な方向に移動可能である。２１は、この電極ユニット１４を移動させるための搬送ユニットである。こうして電極９が電極ユニット１４により移動され、ヘッド６の吐出駆動されるノズル位置に合わされる。そしてその位置で、そのノズルからのインク吐出が検知されると、そのヘッド６の全てのノズルからのインク吐出状態を検出しはじめる。
【００４５】
このようにして、インクジェットヘッド６の全てのノズルからのインク吐出状態が判別できる。そして、ここでインクの吐出が検知できないノズルは不吐出ノズルであると判定され、ユーザにエラー警告を行ったり、ホストコンピュータ７０に伝えるなどして画像の不良を未然に防ぐなどが可能である。
【００４６】
図９は、本実施の形態に係るプリンタ装置７１の構成を示すブロック図である。
【００４７】
図において、９０は、このプリンタ装置７１全体の動作を制御する制御部で、マイクロプロセッサ等のＣＰＵ９００、ＣＰＵ９００により実行されるプログラムや各種データを記憶するためのメモリ（ＲＡＭ及びＲＯＭ）９０１などを備えている。９１は入力部で、ホストコンピュータ７０との間のインターフェースを制御しており、例えばＵＳＢバスインターフェース、ｉ−Ｌｉｎｋインターフェース等を含んでいる。９３はキャリッジモータで、制御部９０からの指示によりモータドライバ９２により回転駆動され、インクカートリッジ１と一体になったインクジェットヘッド６を図８の矢印ＣＲ方向に搬送駆動している。９５は紙送り用モータ（ＬＦモータ）で、制御部９０からの指示によりモータドライバ９４により回転駆動されて紙送り用ローラ１７を回転させ、被記録材である記録紙（ＯＨＰシート等も含む）を搬送する。９６はヘッドドライバで、制御部９０からの指示に応じてインクジェットヘッド６を駆動している。９７は電圧比較器で、電圧検出器１３の出力電圧が所定の閾値電圧Ｖth以上になったかどうかを検出しており、閾値電圧以上になると信号９９をハイレベルにして制御部９０に供給している。これにより制御部９０は、インク吐出がなされたかどうかを検知することができる。９８は操作パネルで、ユーザにより操作される各種スイッチや、エラー（紙詰まりやインクなし等）を報知するためのＬＥＤやブザー等を備えている。また搬送ユニット２１は、制御部９０の指示により電極ユニット１４を移動して、電極９とノズルとの位置合わせを実現している。
【００４８】
図１０は、本実施の形態に係る液体吐出検出装置或はインクジェットプリンタ装置におけるインク（液体）の吐出／不吐出を検知するための方法を説明するフローチャートである。尚、この例では、電極ユニット１４の電極９が、針状の電極である場合で説明する。
【００４９】
まずステップＳ１で、インクジェットヘッド６を移動して、インクジェットヘッド６の所定ノズル（一番目のノズル）を電極９に対応するように位置付ける。これは前述したように、ヘッド６のうちの所定ノズルからインクを吐出し、そのインク吐出を検知できたことを信号９９に基づいて確認できた時点で、その位置合わせが終了したものと判定しても良い。こうして位置合わせが完了するとステップＳ２に進み、そのインクジェットヘッド６の１番目のノズル、例えば最も端に位置しているノズルに画像信号として「１」を出力し、ステップＳ３で、そのノズルのヒータに通電してインクを吐出駆動する。そしてステップＳ４で、所定時間以内に、電圧検出器１３の出力信号が所定電圧Ｖth以上となり、信号９９がハイレベルになったかどうかをみる。信号９９がハイレベルで検出されるとステップＳ５に進み、そのノズルが正常なノズルであると判定して、メモリ９０１のＲＡＭエリアに、そのノズル番号に対応付けて「正常」である旨を記憶する。一方、ステップＳ４で、所定時間以内に、電圧検出器１３の出力信号により信号９９がハイレベルにならない場合はステップＳ６に進み、そのノズルは不吐出ノズルであると判定して、メモリ９０１のＲＡＭエリアに、そのノズル番号に対応付けて「インク不吐出（異常）」である旨を記憶する。
【００５０】
こうしてステップＳ５又はステップＳ６の処理を実行するとステップＳ７に進み、そのインクジェットヘッド６の全てのノズルに対する、インクの吐出／不吐出のチェックが終了したかをみる。終了していないときはステップＳ８に進み、そのインクジェットヘッド６の次のノズルを選択し、ステップＳ９で、搬送ユニット２１を駆動して電極９を次の電極位置に位置付けてステップＳ３に進み、その選択したノズルを駆動してインク吐出を行う。尚、ここで電極９の幅が、１つのノズルの幅よりも太い場合には、１つの電極９で複数のノズルからのインク滴を検出するようにしても良い。従って、この場合には、搬送ユニット２１を搬送駆動した電極９とノズルとの位置合わせは、複数ノズルからのインク吐出を検出する毎に実行されることになる。
【００５１】
以下同様にして、インクジェットヘッド６の全ノズルのインク吐出／不吐出を検知すると、この処理を終了する。
【００５２】
図１１は、他の実施の形態に係る図６に示す電極９００を使用した場合の液体吐出検出装置或はインクジェットプリンタ装置におけるインク（液体）の吐出／不吐出を検知するための方法を説明するフローチャートである。この例では、電極ユニット１４の電極９００が図６に示すように、インクジェットヘッド６のノズル列の幅にほぼ等しい幅ｗを有している場合で説明する。
【００５３】
まずステップＳ１１で、インクジェットヘッド６を移動して、インクジェットヘッド６を電極９００に対応するように位置付ける。これは前述したように、ヘッド６のうちの所定ノズルからインクを吐出し、そのインク吐出を電極９００により検知できたことを信号９９に基づいて確認できた時点で、その電極９００とヘッド６との位置合わせが終了したものと判定しても良い。こうして位置合わせが完了するとステップＳ１２に進み、そのインクジェットヘッド６の１番目のノズル、例えば最も端に位置しているノズルに画像信号として「１」を出力し、ステップＳ１３で、そのノズルのヒータに通電してインクを吐出駆動する。そしてステップＳ１４で、所定時間以内に、電圧検出器１３の出力信号が所定電圧Ｖth以上となって信号９９がハイレベルになったかどうかをみる。信号９９がハイレベルで検出されるとステップＳ１５に進み、そのノズルが正常なノズルであると判定して、メモリ９０１のＲＡＭエリアに、そのノズル番号に対応付けて「正常」である旨を記憶する。一方、ステップＳ１４で、所定時間以内に、電圧検出器１３の出力信号に基づいて信号９９がハイレベルにならない場合はステップＳ１６に進み、そのノズルは不吐出ノズルであると判定して、メモリ９０１のＲＡＭエリアに、そのノズル番号に対応付けて「インク不吐出（異常）」である旨を記憶する。こうしてステップＳ１５又はステップＳ１６の処理を実行するとステップＳ１７に進み、そのインクジェットヘッド６の全てのノズルに対する、インクの吐出／不吐出のチェックが終了したかをみる。終了していないときはステップＳ１８に進み、そのインクジェットヘッド６の次のノズルを選択しステップＳ３に進み、その選択したノズルを駆動してインク吐出を行う。以下同様にして、インクジェットヘッド６の全ノズルのインク吐出／不吐出を検知すると、この処理を終了する。
【００５４】
なお、このインクジェットプリンタが、例えばカラー記録用で、複数色に対応する複数のインクジェットヘッドを備えている場合には、各色用の各インクジェットヘッドに対して同様の処理を実行することにより、全てのヘッドの全てのノズルからのインク吐出／不吐出を検知することができる。
【００５５】
尚、本発明の実施の形態では、検出対象の液体としてインクを用いたが、他に反応液や薬品などインク以外の液体の場合にも適用することができる。また、インクジェットヘッドもバブルジェット方式のインクジェットに限らず、ピエゾ方式などのインクジェットヘッドにも適応可能である。
【００５６】
また、電極ユニット１４を移動できる場合には、インクジェットヘッド６の位置を固定したままで、電極９を移動しながら各ノズルや、各ヘッドの各ノズルのインク吐出／不吐出を検知することが出来る。
【００５７】
また図９において、電圧比較器９７の出力信号９９の状態をラッチするラッチ回路を設け、このラッチ回路の出力により制御部９０が、インクの吐出／不吐出を判定するようにすれば、信号９９のパルス幅が微小である場合にも対処できる。
【００５８】
本発明の実施の形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、その発生した熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させてインクを吐出させる方式のプリンタ装置の場合で説明したが、かかる方式によれば記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【００５９】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００６０】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００６１】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【００６２】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００６３】
加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【００６４】
また、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００６５】
以上説明した本発明の実施の形態においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【００６６】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００６７】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。
【００６８】
また本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インターフェース機器、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。
【００６９】
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（または記録媒体）を、システム或は装置に供給し、そのシステム或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み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み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。また、コンピュータが読み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オペレーティングシステム（ＯＳ）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。
【００７０】
さらに、記憶媒体から読み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カ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、その機能拡張カ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。
【００７１】
以上説明したように本実施の形態によれば、以下に示すような効果がある。
（１）液体の吐出量が少ない場合でも、確実に液体の吐出を検出できた。
（２）液体に帯電させた電界に基づく検知を行わないため、液体に印加する電圧を低電圧にでき安全性が高くなる。
（３）１つの吐出した液柱による検出が可能なため短時間で検出でき、廃液の量も少なくできる。
（４）液体の吐出の変動やばらつきなども検出できるため、吐出／不吐出を検知する信頼性を高めることができ、記録される画像の品質を高品位にできるという効果がある。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ヘッドから液体が吐出されるかどうかを精度良く検出できる。
【００７３】
また本発明によれば、高電圧を用いることなく、ヘッドから液体が吐出されるかどうかを精度良く検出できる。
【００７４】
更に本発明によれば、少ない液体の量でも精度良く、ヘッドから液体が吐出されるかどうかを検出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクの吐出／不吐出を検知する構成を説明する概念図である。
【図２】インクジェットヘッドからインクが吐出されて電極と接触する状態を説明する図である。
【図３】図２（ａ）〜（ｄ）に示す状態において電圧検知器により検知される電圧値の変化を示すグラフ図である。
【図４】図２（ａ）〜（ｄ）の各状態に対応する図１（ｂ）の等価回路の状況を説明する図である。
【図５】インクジェットヘッドと電極との距離Ｌがそれぞれ異なる場合におけるインク柱の形成状態を説明する図である。
【図６】本実施の形態に係る電極の形状を説明する図である。
【図７】本実施の形態に係るインクジェットプリンタ装置を有するプリントシステムの構成を示すブロック図である。
【図８】本実施の形態に係るインクジェットプリンタ装置の構成を説明する図で、図８（ａ）は、その正面から見た概略図、図８（ｂ）は、その側面から見た概略図である。
【図９】本実施の形態に係るインクジェットプリンタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本実施の形態に係るインクジェットプリンタ装置におけるインクの吐出／不吐出を検知するための方法を説明するフローチャートである。
【図１１】他の実施の形態に係る電極を用いたインクジェットプリンタ装置におけるインクの吐出／不吐出を検知するための方法を説明するフローチャートである。

Claims (20)

1. 液体を吐出するための複数の吐出口を配列した液体吐出用ヘッドから吐出される液体を検出する液体吐出検出装置であって、
   前記液体吐出用ヘッドと対向可能な位置に配せられた板刃形状の電極であって、前記液体吐出用ヘッドから吐出された液体が前記ヘッドから離れる前に前記板刃形状の電極の刃先が接触可能な位置に配せられ、前記複数の吐出口の配列方向に沿って所定の幅を有する板刃形状の電極と、
   前記液体吐出用ヘッドと前記電極とを含む回路に所定電圧を印加する電圧印加手段と、
   前記液体吐出用ヘッドの前記複数の吐出口と前記板刃形状の電極の刃先とを対向する位置に合わせる位置合わせ手段と、
   前記位置合わせ手段による位置合わせを行った状態で、前記液体吐出用ヘッドに液体の吐出を行わせ、前記液体吐出用ヘッドと前記電極との間の前記液体を介した導通に基づいて前記液体吐出用ヘッドの前記吐出口の吐出状態を検出する検出手段と、
   を有することを特徴とする液体吐出検出装置。
2. 前記液体は、前記液体吐出用ヘッドの吐出口から、吐出開始の時点で柱状の形状をなして吐出されるものであり、前記電極は、前記液体吐出用ヘッドに対向可能な位置に、前記液体吐出用ヘッドにより吐出された柱状の液体の後端が前記吐出口に接触した状態において前記液体の先端部が前記電極の刃先に接触可能な距離を隔てて設けられることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出検出装置。
3. 前記電極は、前記液体吐出用ヘッドの吐出方向に対して斜めに配置された面形状を有する板刃形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出検出装置。
4. 前記板刃形状の電極は、前記液体吐出用ヘッドに設けられる前記複数の吐出口が配列される幅に略等しい幅を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出検出装置。
5. 前記検出手段は前記液体吐出用ヘッドから吐出された液体を介して前記液体吐出用ヘッドと前記電極の刃先とが接続されることにより前記回路を閉回路に構成して当該閉回路を流れる電流に基づいて前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出／不吐出を検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出検出装置。
6. 前記板刃形状の電極の近傍に、前記電極と前記液体吐出用ヘッドの接触を防ぐためのスペーサが設けられていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出検出装置。
7. 前記板刃形状の電極には、前記液体の滞留を防止する複数の溝が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出検出装置。
8. 前記検出手段は、前記閉回路を流れる電流により抵抗の両端に発生する電圧を検出する電圧検出手段を有し、
   前記電圧が所定電圧以上の場合に前記液体吐出用ヘッドから液体が吐出されたことを検出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出検出装置。
9. 前記液体吐出用ヘッドは複数の吐出用ノズルを有し、
   前記複数の吐出用ノズルの各ノズルを選択して駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段による駆動に同期した前記検出手段による検出に基づいて、前記液体吐出用ヘッドの複数の吐出用ノズルのそれぞれの吐出状態を検出する手段とを更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液体吐出検出装置。
10. 前記液体吐出用ヘッドはインクジェットヘッドであり、前記液体はインクであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の液体吐出検出装置。
11. 複数の吐出口を有する液体吐出用ヘッドから吐出された液体の一端が前記ヘッドと離れる前に他端が接触する位置に、前記複数の吐出口の配列方向に沿って所定の幅を有する板刃形状の電極を配し、前記液体吐出用ヘッドの吐出状態を検出する装置における液体吐出検出方法であって、
    前記液体吐出用ヘッドの前記複数の吐出口と前記板刃形状の電極の刃先とを対向する位置に合わせる位置合わせ工程と、
    前記位置合わせ工程により位置合わせを行った状態で、前記液体吐出用ヘッドに液体の吐出を行わせ、前記液体吐出用ヘッドと前記板刃形状の電極の刃先との間の前記液体を介した導通に基づいて、前記液体吐出用ヘッドからの液体の吐出状態を検出することを特徴とする液体吐出検出方法。
12. 前記液体吐出用ヘッドは前記液体を吐出するための吐出口を備え、前記液体は、前記液体吐出用ヘッドの吐出口から、吐出開始の時点で柱状の形状をなして吐出されるものであり、前記電極は、前記液体吐出用ヘッドに対向可能な位置に、前記液体吐出用ヘッドにより吐出された柱状の液体の後端が前記吐出口に接触した状態において前記液体の先端部が前記電極の刃先に接触可能な距離を隔てて設けられることを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出検出方法。
13. 前記吐出状態の検出は、前記液体吐出用ヘッドから吐出された液体により、前記液体吐出用ヘッドと前記電極を含む回路が閉回路になったときに当該閉回路を流れる電流により抵抗の両端に電圧を発生させ、前記電圧が所定電圧以上の場合に前記液体吐出用ヘッドから液体が吐出されたと判定することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の液体吐出検出方法。
14. 前記液体吐出用ヘッドは複数の吐出用ノズルを有し、
    前記複数の吐出用ノズルの各ノズルを選択して駆動する駆動工程と、
    前記駆動工程による駆動に同期した前記電流の検出に基づいて、前記液体吐出用ヘッドの複数の吐出用ノズルのそれぞれの吐出状態を検出する工程とを更に有することを特徴とする請求項１３に記載の液体吐出検出方法。
15. インクを吐出するための複数の吐出口を配列したインクジェットヘッドから吐出されるインクにより画像を記録するインクジェット記録装置であって、
    前記インクジェットヘッドと対向可能な位置に配せられた板刃形状の電極であって、前記インクジェットヘッドから吐出されたインクが前記インクジェットヘッドから離れる前に前記板刃形状の電極の刃先が接触可能な位置に配せられ、前記複数の吐出口の配列方向に沿って所定の幅を有する板刃形状の電極と、
    前記インクジェットヘッドと前記電極とを含む回路に所定電圧を印加する電圧印加手段と、
    前記インクジェットヘッドの前記複数の吐出口と前記板刃形状の電極の刃先とを対向する位置に合わせる位置合わせ手段と、
    前記位置合わせ手段により位置合わせを行った状態で、前記インクジェットヘッドにインクを吐出させ、前記インクジェットヘッドと前記板刃形状の電極との間のインクを介した導通に基づいて、前記インクジェットヘッドの吐出状態を検出する検出手段と、
    を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
16. 前記インクは、前記インクジェットヘッドの吐出口から、吐出開始の時点で柱状の形状をなして吐出されるものであり、前記電極は、前記インクジェットヘッドに対向可能な位置に、前記インクジェットヘッドにより吐出された柱状のインクの後端が前記吐出口に接触した状態において前記インクの先端部が前記電極の刃先に接触可能な距離を隔てて設けられることを特徴とする請求項１５に記載のインクジェット記録装置。
17. 前記検出手段は前記インクジェットヘッドから吐出されたインクを介して前記インクジェットヘッドと前記電極の刃先とが接続されることにより前記回路を閉回路に構成して当該閉回路を流れる電流に基づいて前記インクジェットヘッドからのインクの吐出／不吐出を検出することを特徴とする請求項１５又は１６に記載のインクジェット記録装置。
18. 前記検出手段は、前記閉回路を流れる電流により抵抗の両端に発生する電圧を検出する電圧検出手段を有し、
    前記電圧が所定電圧以上の場合に前記インクジェットヘッドからインクが吐出されたことを検出することを特徴とする請求項１７に記載のインクジェット記録装置。
19. 前記電極は、前記インクジェットヘッドの吐出方向に対して斜めに配置された面形状を有する板刃形状であることを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
20. 前記板刃形状の電極は、前記インクジェットヘッドに設けられる前記複数の吐出口が配列される幅に略等しい幅を有することを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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