JP4186548B2

JP4186548B2 - インクジェット記録装置

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Publication number: JP4186548B2
Application number: JP2002233053A
Authority: JP
Inventors: 裕明荒川
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP2004066782A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置に関し、詳しくは、記録ヘッドから吐出される微小液滴状のインク滴の速度検出を行い、安定したインク滴の吐出を実現するインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録ヘッドに形成された多数の各ノズルからインクを微小な液滴状のインク滴として吐出し、記録ヘッドのノズル面に対向するように配置された記録媒体上に着弾させ、記録ヘッドが双方向に主走査する間に所望の画像を記録媒体上に記録形成していく。
【０００３】
かかるインクジェット記録装置において高品質の画像記録を行うためには、記録ヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴の飛翔状態を把握することが必要であり、記録ヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴の飛翔状態を一定に保ってやらないと、記録ヘッドの双方向の主走査時の着弾位置にずれが生じてしまう。例えば、記録ヘッドから吐出されるインク滴の飛翔速度が本来の速度よりも遅い場合には、図１３に示すように、記録媒体上の目標のラインＸ上に着弾させるべきインク滴ａは、飛翔速度が遅い分、目標のラインＸよりもずれた位置に着弾し、これが記録ヘッドの双方向の主走査（方向を矢印で示す）のたびに繰り返されることとなり、その結果、双方向の着弾位置のずれから記録画像の乱れが生じ、画像品質を著しく低下させてしまう。
【０００４】
また、インク滴の飛翔速度の変化はインク滴量の変化となって現れるため、記録される画像の濃度が変わってしまい、色バランスの異なった画像になってしまう問題もある。
【０００５】
従来、記録ヘッドから吐出される微小液滴状のインク滴の速度検出を行い、その検出結果から記録ヘッドの駆動条件を変更制御する技術が、特開平１１−３００９４４号に開示されている。しかし、この従来技術では、記録ヘッドに形成されている多数のノズルの１ノズルずつのインク滴の飛翔速度を検出しており、このため、全ノズルの速度検出を行う際には、それだけ検出時間が掛かるために記録ヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴が速度検出手段の検出位置（検出光の光路（検出範囲））に合致するように記録ヘッドを逐一停止させなくてはならない。このため、記録ヘッドを検出位置に正確に停止させるための位置精度が厳しく要求され、この停止位置の制御に時間がかかり、それだけ速度検出に時間がかかる問題があった。特に、インクの色毎の複数の記録ヘッドを有する場合には、記録ヘッド毎に逐一停止させてそれぞれ速度検出を行う必要があるため、多大な時間がかかる問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、従来のように記録ヘッドを検出位置に逐一停止させることなく、その移動過程でノズルから吐出されるインク滴の速度を検出することで、高速にインク滴の飛翔速度を計測可能とし、その計測結果を環境変動や、印画による記録ヘッドの温度上昇によるインク滴速度の変動を補償することが可能なインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の各発明によって解決される。
【０００８】
（１）複数のノズルから微小なインク滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の吐出開始から該インク滴が検出光の光路を通過するまでの時間又は２つの検出光の光路間を通過する時間からインク滴の速度検出を行う速度検出手段と、前記記録ヘッドと前記速度検出手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段による記録ヘッドと速度検出手段との相対的な一主走査移動の過程で、前記記録ヘッドのノズルが前記速度検出手段による検出範囲を横切るタイミングにおいて、前記記録ヘッドの全ノズルのうちの所定の１ノズルで、又は複数のノズルから同一タイミングで、複数回のインク滴の吐出を行うよう制御する吐出制御手段と、前記吐出制御手段による複数回のインク滴の吐出につき、前記速度検出手段により検出された検出値に基づく平均値を算出し、該平均値を予め決定された目標値と比較し、該平均値が目標値に一致するように前記記録ヘッドの駆動条件を変更する駆動制御手段とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１１】
（２）前記駆動制御手段は、前記目標値と前記検出値との差から求めた値により、前記記録ヘッドの変更する駆動条件を決定することを特徴とする（１）記載のインクジェット記録装置。
【００１２】
（３）前記駆動制御手段は、前記目標値と前記検出値との差からルックアップテーブルを用いて、前記記録ヘッドの変更する駆動条件を決定することを特徴とする（１）記載のインクジェット記録装置。
【００１３】
（４）前記駆動制御手段は、変更する駆動条件がインクの安定吐出条件を逸脱する場合に、安定吐出を行う限界値付近の値を駆動条件として設定することを特徴とする（１）、（２）又は（３）記載のインクジェット記録装置。
【００１４】
（５）前記記録ヘッドは複数有し、前記目標値は複数の記録ヘッド毎に設定されることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、インクジェット記録装置における主要部の配置関係を示す概略構成図である。図中、１は記録ヘッドであり、その下面のヘッド面１ａには、多数のノズル１ｂ、１ｂ…が、記録ヘッド１の主走査方向と直交する方向に沿って一列に配列されており、各ノズル１ｂ、１ｂ…からそれぞれ所定のタイミングでインクを微小液滴状のインク滴ａとして、図１における下方向に吐出することで、図示しない記録媒体上に所望の画像を記録形成する。
【００１７】
２は記録ヘッド１の各ノズル１ｂ、１ｂ…から吐出されるインク滴ａの飛翔速度を検出するための速度検出手段である。この速度検出手段２は、記録ヘッド１が記録媒体に対して記録を行わない位置に配設されており、検出光を出射する発光素子２１と、該発光素子２１から出射した検出光を受光する受光素子２２とが、その間に記録ヘッド１を配置可能となる距離をおいて対向状に設けられ、記録ヘッド１に対して、検出光の光路（検出範囲）２０が記録ヘッド１の主走査方向と直交し且つ記録ヘッド１のノズル１ｂ、１ｂ…の配列方向と平行となるように配置されている。これにより発光素子２１及び受光素子２２は、記録ヘッド１がこの発光素子２１と受光素子２２との間に位置したとき、各ノズル１ｂ、１ｂ…から吐出されるインク滴ａの進行経路は、検出光の光路２０と交差する。
【００１８】
本実施形態では、このときのインク滴ａを発光素子２１及び受光素子２２により光学的に検出することで、インク滴ａの飛翔速度を検出するようにしている。即ち、記録ヘッド１のヘッド面１ａから検出光の光路２０までの距離と、インク滴ａの吐出開始からそのインク滴ａが光路２０を通過するまでにかかった時間とからインク滴ａの飛翔速度がわかる。この飛翔速度の検出は、上記距離及び時間に基づいて算出することにより行うようにしてもよいし、あるいは、記録ヘッド１のヘッド面１ａから検出光の光路２０までの距離は一定であることから、インク滴ａの吐出開始からそのインク滴ａが光路２０を通過するまでにかかった時間はインク滴ａの飛翔速度と等価とみなすことができるため、この検出時間＝飛翔速度とするようにしてもよい。
【００１９】
発光素子２１及び受光素子２２は、共に光学的に光を遮蔽する筐体２３、２４内に装着されており、発光素子２１側の筐体２３には発光素子２１からの検出光を受光素子２２側へ向けて出射させるための発光用開口部２３ａが形成されている。また、受光素子２２側の筐体２４には、発光素子２１からの検出光を取り込んで受光素子２２により検出可能とするための受光用開口部２４ａを有している。
【００２０】
この受光用開口部２４ａは、記録ヘッド１のヘッド面１ａと垂直な方向に沿う径（短径）ｄ１に対してそれと直交する方向に沿う径（長径）ｄ２が長い楕円形を呈している（図２参照）。一般に、受光用開口部２４ａは、記録ヘッド１のヘッド面１ａと垂直な方向、即ちインク滴ａの吐出方向に沿う幅が狭い方が、インク滴ａの速度を検出する場合の検出精度を向上させることができる点で有利である。しかし、これと直交する方向の幅を狭くすると、受光素子２２により検出される信号の出力が低下すると共に、主走査方向への記録ヘッド１の光路ずれに対する余裕度の減少から、逆に安定な検出ができず検出誤差が大きくなるため、開口形状を楕円形状とし、その短径ｄ１が記録ヘッド１のヘッド面１ａと垂直な方向に沿うように受光素子２２側の筐体２４に開設することで、インク滴ａの検出精度の向上と検出誤差の低減化とを両立できるようにしている。この受光用開口部２４ａの形状の一例を挙げると、ｄ１＝１．５ｍｍ、ｄ２＝３ｍｍである。
【００２１】
なお、図１において、２５は記録ヘッド１のヘッド面１ａに対向して配置され、記録ヘッド１から吐出されたインク滴ａを受け入れるインク受け皿である。
【００２２】
記録ヘッド１は、制御部３によってヘッドドライバ４が駆動制御されることによりインク滴ａの吐出が制御される。また、記録ヘッド１は、制御部３によって主走査モータドライバ６が制御されることにより主走査モータ７が駆動され、主走査方向に沿って移動可能とされる。この移動時の記録ヘッド１の主走査方向に沿う位置は、エンコーダ８によって逐次検出される。
【００２３】
本発明において、インク滴ａの速度検出動作時の記録ヘッド１は、速度検出手段２による検出位置、即ち発光素子２１から出射される検出光の光路２０上に停止することなく、その主走査方向の移動過程においてノズル列が検出光の光路２０を横切るタイミングで、制御部３によってヘッドドライバ４が駆動制御されることにより予め決められた所定の駆動電圧が印加され、インク滴ａの吐出が行われる。このとき記録ヘッド１から吐出されるインク滴ａは、記録ヘッド１の全ノズル１ｂ、１ｂ・・・からではなく、全ノズル１ｂ、１ｂ・・・のうちの所定の１ノズルで、又は複数のノズルから同一タイミングで、吐出を行うように制御される。
【００２４】
このようにして記録ヘッド１の所定の１又は複数のノズル１ｂ、１ｂ…から吐出されたインク滴ａが記録ヘッド１の主走査方向の移動過程において光路２０を横切ると、受光素子２２によってその影が捉えられ、受光素子２２の光量変化の検出信号として検出部５に出力される。
【００２５】
なお、記録ヘッド１は、図１に示す単一ヘッドに限らず、図３に示すようにインクの色毎の複数の記録ヘッドが同一のキャリッジ（図示せず）に搭載され、一体として主走査方向に移動可能とされるものであってもよい。図３は、例えばＹＭＣＫの４色のインクに対応する４つの記録ヘッド１１、１２、１３、１４の例を示している。
【００２６】
次に、このインクジェット記録装置におけるインク滴ａの速度検出動作について、図１、図４〜図９を参照しつつ説明する。ここでは、図３に示すように複数の記録ヘッド１１、１２…を有する場合について説明する。
【００２７】
まず、制御部３は、主走査モータドライバ６を制御し、この主走査モータドライバ６によって主走査モータ７を駆動して複数の記録ヘッドを搭載しているキャリッジを１００〜２００ｍｍ／ｓｅｃで主走査方向に移動させる。このときの記録ヘッドの主走査方向の位置は、エンコーダ８によって検出される。本実施形態では、エンコーダ８は１８０ｄｐｉのリニアエンコーダからなり、キャリッジ速度は約１４０ｍｍ／ｓｅｃ程度としている。この記録ヘッドの移動が開始されると、複数の記録ヘッド１１、１２…のうちの最初の記録ヘッド（以下、これをNo.１ヘッドという）のノズルが検出光の光路２０を横切る十分手前のタイミングで発光素子２１を点灯し、速度検出手段２を稼動状態とする（Ｓ１）。
【００２８】
インク滴ａの速度検出は、主走査方向に沿う移動方向の先頭側のヘッド、即ちNo.１ヘッドから行われる。そこで、制御部３は、最初に速度検出を行う記録ヘッドを、複数の記録ヘッドのうちのNo.１ヘッドであると指定する（Ｓ２）。制御部３は、エンコーダ８によって、このNo.１ヘッドのノズル列がインク滴ａを受け入れるインク受け皿２５上にあり、且つ速度検出手段２の検出光の光路２０に差し掛かる十分手前まで来たか否かをモニターしており（Ｓ３）、No.１ヘッドのノズル列がインク受け皿２５上にあり、且つ光路２０に差し掛かる十分手前の位置（図６のＡ位置）まで来た時に、ヘッドドライバ４を駆動して吐出開始信号（FIRE-M）を出力し（図５参照）、正常なインク滴ａの吐出対策として、速度検出を行うNo.１ヘッドの全ノズルから連続して複数のインク滴ａの吐出（予備吐出）を行う（Ｓ４）。この間も記録ヘッド１は主走査方向に移動中である。
【００２９】
引き続き、No.１ヘッドが速度検出手段２の光路２０に向けて移動し、光路２０に差し掛かるやや手前位置（図６に示すＢ位置）まで達したことがエンコーダ８により検出されると、制御部３は、No.１ヘッドの全ノズルのうちの予め決められた所定のノズル（ここでは、例えばノズル２つおきごと等の複数のノズルとする）から同一タイミングで１発ずつのインク滴ａの吐出を行う（Ｓ５）。このように所定の複数のノズルから同一タイミングで１発ずつの吐出を行うと、ノズル列方向と平行で且つそのインク滴ａの吐出方向と交差する方向（検出光の光路２０に沿う方向）から観察した場合、同一タイミングで吐出された複数発のインク滴ａが重なり合って一つのインク滴群の塊とみなすことができるため、極めて微小なインク滴ａの吐出を検出するにもかかわらず、速度検出手段２によって検出される検出信号の出力レベルを高くすることができ、精度良く検出が行えるようになる。しかも、一つの記録ヘッドにおいてノズル毎に微妙にインク滴ａの飛翔速度が異なっていても、インク滴ａはインク滴群の塊として捉えられるため、一つの記録ヘッドにおいてほぼ平均化された飛翔速度が検出可能である。
【００３０】
吐出されたインク滴ａが速度検出手段２の光路２０を通過すると、受光素子２２において検出光が一部遮られ、受光される光量信号が一時的に減少することで検出信号が取り出され、図１に示す検出部５へ送られる。検出部５は、図５に示すように、受光素子２２により受光された光量信号を電流増幅部５１で増幅し、次いでその変動分のみを交流増幅部５２において増幅し、基準信号と比較するための信号を得る。次いで、この信号を比較器５３において、低域フィルタ５４を経て生成された基準信号と比較する。比較器５３では、基準信号よりも大きな信号変化を検出する。即ち、No.1ヘッドから速度検出用のインク滴ａが吐出され、それが検出光の光路２０を横切ると、比較器５３において基準信号よりも大きな信号変化部分の存在を検出し、defect-out出力の立下りを生ずる。制御部３は、検出部５からのこのdefect-out出力の有無を判断している（Ｓ６）。
【００３１】
図７はインク滴吐出のタイミングと検出出力との関係を示すタイムチャートである。同図からわかるように、図６に示すＢ位置付近でのインク滴ａの吐出は、速度検出手段２の検出光の光路２０からは依然として離れているため、受光素子２２によって検出される検出出力はまだ小さく、検出に十分なレベル（Ｖth）にまでは達しておらず、検出部５からdefect-outは出力されない。制御部３は、インク滴ａを吐出した後、所定のタイムアウト時間（Ｔｄ）、即ちインク滴ａを吐出してからそのインク滴ａが検出光の光路２０を横切るであろうと十分に推測される時間の経過を検出しており、このタイムアウト時間経過後、再度同一ノズルから同一タイミングで１発ずつのインク滴ａの吐出を行う。これはNo.１ヘッドのノズル列が検出光の光路２０に差し掛かり、検出部５からdefect-outが出力されるまで繰り返される（Ｓ５〜Ｓ６）。なお、図７におけるENC-A、ENC-Bはエンコーダ８の出力である。
【００３２】
このインク滴ａの吐出が繰り返され、更にNo.１ヘッドが主走査方向に移動することで、そのノズル列が検出光の光路２０付近に差し掛かると、図７に示すように、受光素子２２によって検出される検出出力は次第に高くなり、やがて検出部５からはdefect-outが出力される。ここで制御部３は、このdefect-out出力があると、インク滴ａの吐出開始（FIRE-M）から検出部５からのdefect-out検出までの時間（Ｔ１）を測定する。具体的には、図８に示すように、No.１ヘッドに吐出開始信号（FIRE-M）を出力した時点ｔ１から、defect-outの立ち上がりｔｆから立ち下りｔｂまでの中央値ｔｎまでの時間を測定し、これを記憶しておく（Ｓ７）。記録ヘッド１のヘッド面１ａから検出光の光路２０までの距離は一定であるから、この検出時間Ｔ１はインク滴ａの飛翔速度と等価であるとみなすことができる。その後、記録ヘッドは停止することなく主走査方向の移動を続け、その過程で、制御部３は、直ちにNo.１ヘッドについて同様にインク滴ａの吐出を繰り返し、No.１ヘッドのノズル列が検出光の光路２０上にあるうちに、引き続いてＴ２、Ｔ３…Ｔｎを測定していく。
【００３３】
No.１ヘッドが更に主走査方向に移動することで、そのノズル列が検出光の光路２０の中央位置（図６に示すＥ位置）を通過し、遠ざかっていくに従って、受光素子２２によって検出されるインク滴ａの検出信号のレベルは下がっていき、やがて、No.１ヘッドは、インク滴ａを吐出してタイムアウト時間が経過しても検出信号が出力されない位置（図６に示すＣ位置）に到達する。制御部３は、エンコーダ８の検出出力により、No.１ヘッドがこのＣ位置に達したか否かを判断し、まだ達していない場合は上記吐出動作を繰り返し、達したことを検出すると、No.１ヘッドからのインク滴ａの吐出を停止する（Ｓ８）。
【００３４】
ここで、記録ヘッドがインク受け皿２５に対し、速度Ｖで移動していく時の図６に示すＡ、Ｂ、Ｃの各位置は以下の条件を有している。
【００３５】
Ａ：インク受け皿２５上であり、且つ（Ｌ３−Ｌ２）／Ｖ＞Ｔsk＋Ｙnk時間
Ｂ：Ｌ３／Ｖ＞Ｔｄ時間（又は、Ｌ２＞Ｌ１）
Ｃ：（Ｌ２−Ｌ１）／Ｖ＞Ｔｄ時間（又は、Ｌ２＞Ｌ１）
【００３６】
但し、Ｙnkは予備吐出に費やされる時間、Ｔskは予備吐出終了から最初の速度検出用のインク滴吐出までの時間、Ｔｄはタイムアウト時間である。
【００３７】
No.１ヘッドについて上記の速度検出動作が終了すると、制御部３は、上述のようにして得られたNo.１ヘッドからのインク滴ａの検出時間（Ｔ１〜Ｔｎ）、即ち飛翔速度の検出値に基づいて、そのNo.１ヘッドにおけるインク滴ａの飛翔速度の平均値を算出する（Ｓ９）。
【００３８】
この平均値の算出に際しては、各検出値の中には、最初の検出値及び最後の検出値のように検出光の光路２０から離れた位置での信頼性に欠ける検出値のように、平均値算出のデータには必ずしも適さない検出値が含まれている場合がある。また、何らかの要因により、複数回の吐出のうちで飛翔速度がばらついてしまい、検出値に大小のばらつきが発生する場合もある。従って、平均値の算出の際は、複数回の吐出による各検出値をそのまま用いて平均値を算出するものに限らず、複数回の吐出のうちの最初と最後の検出値や、ばらつきのある検出値の最大値と最小値とを省いて残りの検出値に基づいて平均値を算出することで、より信頼性の高い飛翔速度の検出を行うようにすることが好ましい。
【００３９】
このようにしてNo.１ヘッドにおけるインク滴ａの飛翔速度が検出され、更にその平均値の算出が終了すると、制御部３は、予め制御部３内に記憶されているインク滴ａの飛翔速度の目標値と上記検出値の平均値との比較を行う。この目標値とは、主走査方向の移動中に記録ヘッドから吐出されたインク滴ａが記録媒体上の適正位置に着弾するためのインク滴ａの飛翔速度（＝飛翔時間）の理想値であり、記録ヘッドの主走査速度及び記録ヘッドのヘッド面１ａから記録媒体までの距離に基づいて予め決定されている。
【００４０】
制御部３は、平均値と目標値との比較により平均値の目標値からの差を求める。この差は、No.１ヘッドから吐出されたインク滴ａの着弾位置の適正位置からのずれであるため、制御部３は、この差を解消するべく、平均値が目標値と一致するようにNo.１ヘッドを駆動させるための駆動条件を決定し、その条件を駆動電圧へ帰還する（Ｓ１０）。この平均値を目標値と一致させることにより、No.１ヘッドのノズルから吐出されるインク滴ａの記録媒体上への着弾位置を、適正な位置にほぼ合わせることが可能となる。
【００４１】
この駆動条件を決定する手段としては、目標値と平均値との差から演算処理して求めた値により決定するようにするほか、目標値と平均値との差からルックアップテーブルを用いて決定するようにすることもできる。前者の場合には、目標値との差に応じてきめ細かに変更すべき駆動条件を決定することができ、より高精度な画像記録を行うことができる利点がある。また、後者の場合には、ルックアップテーブルを用いることにより迅速に駆動条件を決定することができる利点がある。
【００４３】
以上のようにして複数の記録ヘッドにおけるNo.１ヘッドの検出動作が終了すると、制御部３は、引き続いて主走査方向に移動中である記録ヘッド１のNo.２ヘッド、No.３ヘッド…について上記と同一の動作を順次行い、各ヘッドについて複数回の吐出による飛翔速度の検出値に基づいて平均値を算出し、目標値との差から駆動電圧への帰還を行う（Ｓ３〜Ｓ１２）。
【００４４】
キャリッジに搭載されている複数の記録ヘッドの全ヘッドについて上記動作が行われると、制御部３は発光素子２１を消灯し（Ｓ１３）、検出動作を終了する。
【００４５】
本発明では、インク滴ａの飛翔速度を検出するために、記録ヘッドを検出光の光路２０上で逐一停止させる必要がなく、それだけ高速度で記録ヘッド毎の全ノズルの平均速度検出が可能となる。例えば記録ヘッドが、ＹＭＣＫのそれぞれに濃淡インクを有する合計８ヘッドからなる場合でも、全てのヘッドについて速度検出を１〜２秒以下で行うことが可能となる。従って、例えば画像記録時において、記録ヘッドを数回主走査するたびに検出動作を実行することも可能であり、これによってきめ細かな駆動電圧の帰還制御を行うことができ、より高品質の画像記録を実現することができる。
【００４６】
ところで、記録ヘッドの駆動条件には限界があり、例えば過大な駆動信号を与えた場合には吐出するインク滴量が増大し、インク滴吐出後のインク室内へのインク再充填に不具合を生じ、空気の混入等による吐出不安定状態をきたす問題がある。一方、駆動信号が小さすぎる場合には、インク滴そのものが吐出されない等、同様に吐出不安定状態をきたす問題がある。このため、制御部３には、図９（ａ）に示すように、記録ヘッドの安定吐出条件を逸脱しない範囲で駆動信号を制限し、それを逸脱する駆動信号が入力された場合にはその安定吐出を行う限界値付近の値を駆動信号として設定するリミッタ３１を備えておき、以上のようにして決定された駆動条件に相当する駆動信号が記録ヘッドの安定吐出条件を逸脱する場合には、リミッタ３１によりヘッドドライバ４へ安定吐出を行う限界値付近の駆動信号を出力するようにして、いかなる場合にも安定な吐出状態を確保することにより、高品質の画像記録が行えるようにしている。
【００４７】
このリミッタ３１は、図９（ｂ）に示すように、環境温度に応じた適切な安定吐出条件の限界値を設定する複数のリミッタ３１１、３１２…３１ｎを用意しておき、温度検出手段９により検出された周囲の環境温度に応じて切替器３２により切り替え制御するようにしてもよい。このようにすれば、決定された駆動条件に相当する駆動信号が記録ヘッドの安定吐出条件を逸脱する場合に、周囲の環境温度に応じてより適切な駆動信号の限界値を設定することが可能となり、より高品質の画像記録が行えるようになるために好ましい。
【００４８】
以上のようにして決定された駆動条件は、画像記録時に記録ヘッド１に与えられる駆動信号となり、画像記録時に制御部３はヘッドドライバ４へその駆動信号を出力することで、着弾位置ずれによる画像悪化の原因を削減し、高品質の画像記録を行うことができるようになる。
【００４９】
なお、記録ヘッド１が複数の記録ヘッド１１、１２、１３、１４からなる場合には、上記目標値は各記録ヘッド１１、１２…毎に個別に設定されることが好ましい。このように複数の記録ヘッド１１、１２…を有する場合には、図１０に示すように、各記録ヘッド１１、１２…の取り付け精度のバラツキにより、各ヘッド面と記録媒体Ｐとの間の距離が一定せずにずれが生じている場合があり、各記録ヘッド１１、１２…からのインク適の飛翔速度を同一とすると、記録ヘッド毎の飛翔距離の相違によって色毎にずれが生じる問題がある。このような記録ヘッド１１、１２…に対しては、予め記録ヘッド１１、１２…毎に決定された目標値を用いてそれぞれ上述のように駆動条件を変更してやることにより、色毎のインク滴の着弾位置にずれが生じてしまう問題を解消することができ、高品質のカラー画像を記録形成することが可能である。
【００５０】
また、以上の説明では、インク滴の飛翔速度を、記録ヘッドに与える吐出開始信号から速度検出手段２により検出されるまでの時間によって検出するようにしているが、図１１に示すように、インク滴ａの吐出方向に沿ってそれぞれ２つの発光素子２１ａ、２１ｂと受光素子２２ａ、２２ｂとを所定間隔をおいて配置させて速度検出手段２Ａを構成し、各発光素子２１ａ、２１ｂ及び受光素子２２ａ、２２ｂによってそれぞれ形成される２つの光路（検出範囲）２０ａと２０ｂとの間をインク滴ａが通過した時間によって検出するようにしてもよい。
【００５１】
更に、以上の説明では、速度検出動作において、固定された速度検出手段２に対して記録ヘッド１が主走査方向に移動するようにしたが、速度検出手段２と記録ヘッド１とは相対的に移動可能であればよく、固定された記録ヘッド１に対して速度検出手段２が記録ヘッド１の主走査方向に沿って移動させるようにしてもよく、また、記録ヘッド１と速度検出手段２を主走査方向に沿って互いに反対方向に移動させるようにしてもよい。
【００５２】
更にまた、記録ヘッドは、図１２に示すように、一つの記録ヘッド１００のノズル面１００ａについて、主走査方向に沿って並列状に複数のノズル列１０１、１０２を有するものであってもよく、この場合、各ノズル列１０１、１０２毎に上述の速度検出動作を行うようにすればよい。
【００５３】
以上では、記録ヘッドの所定の複数のノズルから同一タイミングで複数回の吐出を行うことにより、速度検出手段２による検出値に基づいて平均値を算出するものについて説明した。この構成によれば、記録ヘッドにおけるインク滴ａの飛翔速度の検出精度を向上させることができる点で有利である。しかし、複数のノズルから同一タイミングでインク滴ａを吐出させれば、上述したように、ノズル列方向と平行で且つそのインク滴ａの吐出方向と交差する方向（検出光の光路２０に沿う方向）から観察した場合、その同一タイミングで吐出された複数発のインク滴ａが重なり合って一つのインク滴群の塊とみなすことができ、その１回毎の検出値は飛翔速度のほぼ平均値を示していると考えられるため、複数の検出値に基づいて平均値を算出することなく、検出範囲に亘る各検出値の中央値を取る等により適宜処理することで、検出作業の迅速化を図るようにしてもよい。
【００５４】
また、複数のノズルから同一タイミングでインク滴ａを吐出するのは、速度検出手段２による検出出力を上げることと、記録ヘッドの平均的飛翔速度がより得やすいことに起因するためである。従って、インク滴ａの大きさが十分に大きかったり、低ノイズの回路で出力が十分に得られるような場合であれば、単一のノズルからの吐出でも構わない。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のように記録ヘッドを検出位置に逐一停止させることなく、その移動過程でノズルから吐出されるインク滴の速度を検出することで、高速にインク滴の飛翔速度を計測可能とし、その計測結果を環境変動や、印画による記録ヘッドの温度上昇によるインク滴速度の変動を補償することが可能なインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置における主要部の概略構成を示す図
【図２】受光用開口部の形状を示す正面図
【図３】色毎のヘッドを備えた記録ヘッドの概略を示す斜視図
【図４】速度検出手段による検出動作の制御フローを示す図
【図５】検出部の構成を示すブロック図
【図６】記録ヘッドとインク受け皿との位置関係を示す図
【図７】吐出開始信号と検出信号のタイミングチャート
【図８】飛翔速度の検出動作を示すタイミングチャート
【図９】（ａ）（ｂ）はそれぞれリミッタを備えた制御部の構成を説明する図
【図１０】色毎のヘッドを備えた記録ヘッドと記録媒体との位置関係を説明する図
【図１１】速度検出手段の他の例を示す概略構成図
【図１２】記録ヘッドの他の例を示す斜視図
【図１３】記録ヘッドから吐出されるインク滴の着弾位置ずれの様子を示す説明図
【符号の説明】
１：記録ヘッド
１ａ：ヘッド面
１ｂ：ノズル
２：速度検出手段
２１：発光素子
２２：受光素子
２３：筐体
２３ａ：発光用開口部
２４：筐体
２４ａ：受光用開口部
２５：インク受け皿
２Ａ：速度検出手段
３：制御部
３１、３１１、３１２、３１ｎ：リミッタ
３２：切替器
４：ヘッドドライバ
５：検出部
６：主走査モータドライバ
７：主走査モータ
８：エンコーダ
９：温度検出手段
ａ：インク滴

Claims

複数のノズルから微小なインク滴を吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドのノズルから吐出されるインク滴の吐出開始から該インク滴が検出光の光路を通過するまでの時間又は２つの検出光の光路間を通過する時間からインク滴の速度検出を行う速度検出手段と、
前記記録ヘッドと前記速度検出手段とを相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段による記録ヘッドと速度検出手段との相対的な一主走査移動の過程で、前記記録ヘッドのノズルが前記速度検出手段による検出範囲を横切るタイミングにおいて、前記記録ヘッドの全ノズルのうちの所定の１ノズルで、又は複数のノズルから同一タイミングで、複数回のインク滴の吐出を行うよう制御する吐出制御手段と、
前記吐出制御手段による複数回のインク滴の吐出につき、前記速度検出手段により検出された検出値に基づく平均値を算出し、該平均値を予め決定された目標値と比較し、該平均値が目標値に一致するように前記記録ヘッドの駆動条件を変更する駆動制御手段とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記駆動制御手段は、前記目標値と前記検出値との差から求めた値により、前記記録ヘッドの変更する駆動条件を決定することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
前記駆動制御手段は、前記目標値と前記検出値との差からルックアップテーブルを用いて、前記記録ヘッドの変更する駆動条件を決定することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
前記駆動制御手段は、変更する駆動条件がインクの安定吐出条件を逸脱する場合に、安定吐出を行う限界値付近の値を駆動条件として設定することを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェット記録装置。
前記記録ヘッドは複数有し、前記目標値は複数の記録ヘッド毎に設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。