JP4673051B2 - インクジェット記録装置及び吐出状態検出方法 - Google Patents

インクジェット記録装置及び吐出状態検出方法 Download PDF

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Description

本発明は、ノズルからインク滴を吐出する記録ヘッドにより画像の記録を行うインクジェット装置、及びその記録ヘッドのノズルからのインク滴の吐出状態を検出するインク吐出状態検出方法並びにインク吐出状態検出プログラムに関するものである。
インクジェット記録装置においては、例えばホストコンピュータなどから受信した画像を記録する場合に、記録ヘッドのノズルにおけるインクの固着、インク供給路でのごみ詰まり、気泡による詰まり、ノズル内のヒータの故障などが原因となり、ノズルからインク滴が吐出されなくなる状態、いわゆる「不吐出」が生じることがある。また、ノズルのインク吐出口周辺の固着インク、ごみの付着、ノズル内ヒータの劣化による吐出パワー不足などにより、ノズルからインク滴がよれて吐出され、吐出方向が不適切になる状態、いわゆる「ヨレ吐出」が生じることがある。さらに、インクの固着、ノズルの劣化による吐出エネルギー伝達の不具合などにより初期の吐出が不良となり、吐出速度が不適切に遅くなる状態(「発一不良」とも呼ばれるが、以下「初期吐出不良」という)が生じることがある。
不吐出、ヨレ吐出、初期吐出不良が発生すると、正確に画像を記録できなくなる。そこで、受信した画像を記録する前に、ノズルからのインク滴の吐出状態(正常吐出/不吐出/ヨレ吐出/初期吐出不良)をチェックし、ノズルの状態に合わせた適切なメンテナンス処理を行うことで常に正確な画像の記録ができるようにしている。
受信画像の記録処理の流れでは、まずイニシャル処理を行なった後に吐出状態の検出を行う。その結果、ノズルに異常がなければ、記録紙を給紙して受信画像を記録した後、記録紙を排紙して画像記録を終了する。一方、吐出状態検出によって不吐出、ヨレ吐出、あるいは初期吐出不良状態となっているノズルを検出した場合は、ノズルからのインク吸引などの吐出回復処理やエラー処理などのメンテナンス処理を行う。
吐出状態の検出を行う構成としては、例えば下記の特許文献1に記載されたような構成が知られている。その構成では、光学ビームを発生させる発光装置と、光学ビームを受光する受光装置とから構成される検出部を、記録ヘッドのノズルの吐出口から吐出されるインク(滴)の通過によって光学ビームが遮光される位置に設けるとともに、インク吐出方向に対して並列に複数組配置している。これによれば、不吐出の検出だけでなく、不適切な吐出をも検出することができる。つまり、ノズル列の直下に発光装置と受光装置を並列に上下に複数組設置して、吐出インクが上下の光学ビームを遮光するか否かにより、不吐出及び不適切な吐出(吐出方向ないし速度)を判断することができる。
特開2003−276171号公報
しかしながら、上記の構成では、発光装置と受光装置が少なくとも2組必要なため、コストがかかると共に、設置スペースを取ってしまう。また、記録ヘッドのノズルの吐出口が設けられる吐出口面に一番近い1組目の発光装置と受光装置は、両者間の光学ビームが吐出口面に当たらないように、吐出口面から若干離れるように配置する必要がある。このため、ヨレ吐出で吐出方向のずれ角度が大きい場合、吐出インクが1番目の光学ビームを遮光せず、不吐出と判断して誤検出してしまうなどの問題がある。
そこで、本発明の課題は、インクジェット記録装置において、上記のような問題を解決し、安価でスペースを取らない構成により、記録ヘッドのノズルからのインク吐出状態の検出を正確に行えるようにすることにある。
本発明は、上記課題を解決するため、インク滴を吐出するための複数の吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドと、前記吐出口面の近傍で互いに対向して配された発光素子及び受光素子と、前記吐出口面に配され前記発光素子が発光した光を前記受光素子へ反射する反射部材と、を備え、前記発光素子、前記受光素子、及び前記反射部材は、前記吐出口から正常に吐出されたインク滴が前記反射部材で反射された反射光を遮光した後に前記発光素子から前記受光素子への直接光を遮光するように配置されているインクジェット記録装置であって、前記反射光がインク滴で遮光される期間に前記受光素子で受光する光量の変化によりインク滴が吐出されたか否かを判定し、前記直接光がインク滴で遮光される期間に前記受光素子で受光する光量の変化によりヨレ吐出か否かを判定することを特徴とする。
本発明の構成によれば、発光素子、受光素子、及び反射部材を1組設けるだけでも、ノズルから吐出されたインク滴による反射部材の反射光の遮光の有無、ないしは発光素子から受光素子への直接光の遮光の有無により、ノズルからのインク滴の吐出又は不吐出、及び吐出方向が適切か否かを検出することができ、従来と比べて、安価でスペースを取らない構成で吐出状態の検出を行うことができる。また、反射光は記録ヘッドの吐出口面に設けられた反射部材により反射されて吐出口面のごく近くを通るため、吐出されてすぐのインク滴による反射光の遮光の有無により吐出/不吐出を検出することができ、吐出方向が不適切で傾きが大きい場合でも、不吐出と誤検出することがなく、正確に検出することができるという優れた効果がある。
以下、添付した図を参照して本発明の実施の形態を説明する。ここでは、インクジェット記録装置として、シリアル型でカラー記録を行うバブルジェット(登録商標)方式のインクジェットプリンタにおける実施例を示す。
図1(a),(b)は、インクジェットプリンタ(以下、プリンタと略す)101の構成を示すもので、(a)はプリンタの正面、(b)は側面を示している。
図1(a),(b)において、記録ヘッド108を搭載したキャリッジ102は、記録ヘッド108の複数のノズルのインク吐出口が設けられた吐出口面を下に向けてガイド軸103に摺動可能に取付けられており、不図示のモータの回転駆動により、矢印CRの両方向(主走査方向)に往復移動する。プラテン104と紙送りローラ105の間をCR方向と直交する一方向(副走査方向)に搬送される不図示の記録媒体(記録用紙)に向かって、キャリッジ102と共に移動する記録ヘッド108の複数のノズルからインク滴が順次吐出され、そのインク滴が記録媒体に着弾することにより、記録媒体に画像が印刷される。
キャリッジ102の移動範囲の図1(a)中右端部のホームポジションには、ワイパー106を備えた回復ユニット107が設けられている。記録ヘッド108にインク吐出の不具合が生じた場合には、回復ユニット107により、記録ヘッド108の吐出口面に付着したゴミなどをワイパー106で拭き取るワイピング、または記録ヘッド108のノズルからインクを吸引する動作などの吐出回復処理が行われる。
また、キャリッジ102の移動範囲の図1(a)中左端部の非印字領域には、記録ヘッド108のノズルからのインク滴の吐出状態(正常吐出、不吐出、ヨレ吐出、初期吐出不良)を検出するための吐出状態検出ユニット109が設置されている。
図2は、吐出状態検出ユニット109の構成と吐出状態(吐出/不吐出)の検出方法を説明するものであり、記録ヘッド108の周辺をキャリッジ102の移動方向の一方向から見た側面図である。記録ヘッド108の図2中の下面である吐出口面には、それぞれインク滴を吐出する複数のノズル201が(厳密にいうとノズルのインク吐出口が)副走査方向に沿った直線状に配列されており、4色(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)のインクに対応して4列配列されている(後述する図5(b)参照)。記録ヘッド108には不図示の4色のインクタンクが装着され、記録ヘッド108内の不図示のインク供給路を介してノズル201の各列に接続される。
不図示のホストコンピュータから吐出指令があると、各ノズル201内の不図示のヒータに駆動電圧が印加され、その発熱によりインクが加熱され発泡し、その圧力によりインク滴202がノズル201の吐出口から順次吐出(発射)される。そのインク滴202は、図1の吐出状態検出ユニット109に設けられたインク吸収体203に着弾して吸収される。
吐出状態検出ユニット109の構成部材として、一組の発光素子206と受光素子207が、インク吸収体203の上方で記録ヘッド108の吐出口面の下側近傍において、ノズル201の配列を挟むように互いに対向して設けられている。発光素子206は、例えば広指向性の赤外LEDや他のLED、或いはレーザーなどを用い、受光素子207はフォトダイオードやフォトトランジスタなどを用いる。また、発光素子206と受光素子207の向かい合うそれぞれの正面の近傍には、アパーチャ(絞り)208,209が設けられており、それぞれの中央部に例えばサイズが2mm×2mm程度の正方形の開口が形成されている。また、記録ヘッド108の吐出口面の片側には反射板210が設けられている。反射板210は、インク付着による汚れを防ぐため撥水処理が施されている。
発光素子206を点灯させると、発光素子206と受光素子207の間に、アパーチャ208,209を介して、発光素子206から受光素子207への直接光205の光束と、発光素子206からの光が反射板210により受光素子207へ反射される反射光204の光束が形成される。発光素子206、受光素子207及びアパーチャ208,209の配置により、直接光205の光束は、ノズル201の配列の直下でその配列1と平行になるものとする。また、反射光204は、直接光205より記録ヘッド108の吐出口面寄りの経路を通る。
発光素子206は、吐出状態検出を行うときにのみ例えば数Vの電圧を印加して発光させ、それによる反射光204と直接光205を受光素子205で検出し、その検出信号に基づいて吐出状態を検出する。なお、アパーチャ208,209により、反射光204と直接光205の光量が調整され、S/N比が向上する。
上述した、発光素子206、受光素子207及びアパーチャ208,209と反射板210の配置の位置関係により、記録ヘッド108の移動によって反射光204と直接光205の真上の位置に位置付けられたノズル201からインク滴202が正常に吐出された場合は、吐出されたインク滴202が反射光204を遮光した後、直接光205を遮光し、その後、インク吸収体203に着弾して吸収されるようになっている。ここで吐出当初にインク滴202が反射光204を遮光した時の反射光204の光量の変化を受光素子207が読取り、電気信号に変換する。続いてインク滴202が直接光205を遮光する時の直接光205の光量の変化を受光素子207で読取り、電気信号に変換する。なお、吐出状態検出は、1ノズル1吐出で、すなわち1つのノズル201について1回の吐出で行う。
なお、発光素子206と受光素子207の配置による直接光205の位置、またはアパーチャ209の開口サイズを変えることにより、後述するヨレ検出の検出範囲を変えることができる。
図3は、吐出状態検出時に吐出が正常に行われた場合の受光素子207の検出信号を示すもので、縦軸は信号の電圧、横軸は時間(一枡100μs単位)を示している。図3中の駆動信号301は吐出を開始させるためのノズルの駆動信号であり、矢印Ch1で示す位置の電圧を0Vとして2V単位で示してある。駆動信号301は、通常は3.3Vで固定されているが、吐出命令があると2V程度に下り、吐出が開始される。
また、検出信号302は、受光素子207に入射した光量を表す受光素子207の出力の電気信号を増幅した信号であり、矢印Ch2で示す位置の電圧を0Vとして5V単位で示してある。検出信号302は、前記入射光量が下がると電圧が下がるようになっている。ここでは、吐出が開始されると、検出信号302はまず約−12.5Vまで低下する。この第1の変化部分が吐出されたインク滴202による反射光204の遮光を示している。その後、検出信号302は0V付近まで戻った後、再び約−14Vまで低下する。この第2の変化部分がインク滴202による直接光205の遮光を示している。
図4はノズル列の各ノズル201を順次1msの時間間隔で駆動した場合の各ノズル201の駆動信号401と受光素子207の検出信号402を示している。この場合、1番目と3番目のノズルからはインク滴が正常に吐出されており、これに対応して検出信号402は、駆動信号401の1番目と3番目の立ち上がりの直後に、図3で説明したように変化(低下)している。これに対して2番目のノズルからはインク滴が吐出されておらず、検出信号402は、正常吐出ならば破線で示すように変化するものが、実線で示すように変化しない。
このようなことから、本実施例では、図4中で破線で示すように、検出信号402に対して吐出/不吐出判定用の第1の電圧閾値V1を設定し、駆動信号401の立ち上がりのそれぞれの直後であって正常吐出ならば前述した検出信号の第1の変化部分が発生するはずの期間(以下、第1の検出期間という)のそれぞれで、検出信号402の電圧値が電圧閾値V1以下になるか否かにより、検出信号402において反射光204が吐出インク滴により遮光されることによる第1の変化の有無を判定、すなわち反射光204の遮光の有無を判定して、各ノズル201についてインク滴が吐出されたか否か判定する。すなわち閾値V1以下になれば遮光有りで吐出、そうでなければ遮光なしで不吐出と判定し、不吐出の場合は、対応するノズルを不吐出ノズルとしてそのデータを後述するプリンタのメモリ905(図9参照)のRAM部に格納する。このようにして個々のノズル201の吐出/不吐出の状態を検出する。
続いて、ヨレ吐出ノズルの検出方法について説明する。図5(a)はキャリッジ102の正面側から見た吐出状態検出時の記録ヘッド108周辺の説明図、図5(b)は吐出状態検出時の記録ヘッド108の吐出口面周辺を示す説明図である。図5(b)に示すように、記録ヘッド108の吐出口面には、複数のノズル201が(厳密にいうとノズルのインク吐出口が)矢印CRのキャリッジ移動方向に直交する方向に沿った直線状に配列されており、4色(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)のインクに対応して4列がキャリッジ移動方向に所定間隔で並んで配列されている。
正常なノズル201でインク滴を吐出すると、図5(a)中に破線の矢印で示すように、インク滴202は記録ヘッド108の吐出口面に垂直な方向に吐出されて反射光204を遮光した後、直接光205を遮光する。一方、ヨレ吐出状態のノズルで吐出すると、図5(a)中に実線の矢印で示すように、インク滴202は吐出面に垂直な方向に対して傾斜した不適切な方向に吐出され、反射光204は遮光するが、その後、直接光205は遮光しない、または一部しか遮光しない。
図6は、ヨレ吐出があった場合の受光素子207の検出信号602の波形を図4と同様の形式で各ノズルの駆動信号401と共に示している。この場合、1番目と3番目のノズルは正常に吐出したが、2番目のノズルはヨレ吐出しており、検出信号602が反射光204の遮光に対応した変化(低下)はするものの、正常吐出ならば破線で示すように直接光205の遮光にも対応して変化するものが、実線で示すように変化しない。或いは正常吐出と比べて変化が小さくなる。ヨレの程度(吐出方向のずれの角度)が大きいほど、直接光205の遮光による光量変化は小さくなるため、検出信号602の変化は小さくなる。
このようなことから、本実施例では、図6中に破線で示すように、検出信号602に対してヨレ吐出判断用の第2の電圧閾値V2を設定し、駆動信号401の立ち上がりのそれぞれの後であって正常吐出ならば前述した検出信号の第2の変化部分が発生するはずの期間(以下、第2の検出期間という)のそれぞれで、検出信号602の電圧値が電圧閾値V2以下になるか否かにより、検出信号602において直接光204が吐出インク滴に遮光されることによる第2の変化の有無を判定、すなわち遮光の有無を判定して、各ノズル201についてヨレ吐出の無し、有りを判定する。
但し、ヨレ吐出の判定は前述した吐出/不吐出の検出結果に左右される。すなわち、不吐出の場合も直接光204が遮光されないので、直接光204の遮光の有無だけでは判定できない。その前に反射光205が遮光されて吐出が検出された場合にのみ、直接光204の遮光の有無によりヨレ吐出の無し、有りを判定することができる。
なお、後述する初期吐出不良では、受光素子207の検出信号において前述した第1と第2の変化部分、特に第2の変化部分の発生が遅れるので、前述した第1と第2の検出期間、特に第2の検出期間の長さは余裕を持って設定する。
図7は、上記のことをまとめた第1と第2の検出期間での受光素子207の検出信号の電圧と電圧閾値V1,V2の比較による吐出状態判定表を示している。これに示すように、第1の検出期間で検出信号の電圧値が終始閾値V1より高い場合は、反射光204の遮光がない場合であるため、その後の検出信号と閾値V2との大小関係に関わらず、不吐出と判定する。そして、検出信号が第1の検出期間中に閾値V1以下となり、さらに第2の検出期間では終始閾値V2より高かった場合はヨレ吐出と判定する。なお、検出信号が第1の検出期間中に閾値V1以下となり、さらに第2の検出期間中にも閾値V2以下となった場合は正常吐出であると判断する。ただし、この場合の正常吐出は、吐出速度を考慮しておらず、吐出速度が不適切に遅くなる初期吐出不良を含んでいる場合があり、完全な正常吐出ではない。
次に、初期吐出不良の検出方法について説明する。初期吐出不良状態のノズルから吐出されるインク滴は、吐出のエネルギーが十分に伝えられていないため、吐出速度が正常吐出より遅くなる。正常吐出されたインク滴の速度は10〜20m/sであるが、初期吐出不良の場合の速度は数m/s以下となる。つまり、吐出インク滴の速度を検出することで初期吐出不良のノズルを検出することができる。吐出速度を検出するため、吐出されたインク滴202が反射光204を遮光(すなわち通過)してから直接光205を遮光するまでの時間(以下、遮光時間という)を計測する。この遮光時間はインク滴202の吐出速度を表す時間といえる。
図3に示した正常吐出の場合は、遮光時間t1(前述した検出信号302の第1の変化部分の谷底から第2の変化部分の谷底までの時間となる)は例えば160μsとなるが、図8に示した初期吐出不良の場合は、検出信号802における遮光時間t2は例えば500μsとなる。反射光204と直接光205の距離を約2mmとすると、正常吐出時の吐出速度は約12.5m/s、初期吐出不良時の吐出速度は約4m/sとなる。
このようなことから本実施例では、遮光時間(吐出速度)に対して所定の時間閾値tsを設定(上記の例で言えば160μsと500μsの間の所定値に設定)し、遮光時間が時間閾値tsを上回っているか否かにより、初期吐出不良か否かを検出する。但し、不吐出あるいはヨレ吐出であった場合は初期吐出不良の判断を行わないことは勿論である。また、吐出が検出され、ヨレ吐出でなく、初期吐出不良でもない場合に正常吐出と判定することは勿論である。
図9は、本実施例のプリンタにおいて受光素子207の検出信号を処理して吐出状態の検出を行う構成を示すブロック図である。この構成において、受光素子207から出力される個々のノズルについての吐出状態の検出信号は、増幅器901で増幅された後、A/D変換器902でA/D変換されて電圧がデジタル値にされる。プリンタ全体を制御するプロセッサ(CPU)904は、タイマー903を用い、先述した第1と第2の検出期間でA/D変換器902から検出信号の電圧のデジタル値を読み取り、それぞれを先述した電圧閾値V1及びV2と比較し、吐出、不吐出、ヨレ吐出を検出する。また、検出信号電圧のデジタル値の変化に基づいてタイマー903を使用して先述した遮光時間を計測し、その結果の時間値を先述した時間閾値tsと比較して初期吐出不良を検出する。不吐出、ヨレ吐出、あるいは初期吐出不良ノズルを検出した場合は、そのノズルのデータをRAMとROMからなるメモリ905のRAM部に保存する。
なお、記録ヘッド108の全ノズルの吐出状態検出に要する検出時間は、
検出時間=(全ノズル数/吐出周波数)+記録ヘッド移動時間
となる。記録ヘッド移動時間とは、記録ヘッド108をキャリッジ102の移動により吐出状態検出ユニット109の真上の位置に移動するのに要する時間に、検出中に図5(b)に示したノズル201の4列のノズル列のそれぞれを順次、反射光4と直接光205の真上の位置に移動するように記録ヘッド108を移動するのに要する時間を加えたものである。例えば、全ノズル数が5000、吐出周波数が10kHz、記録ヘッド移動時間が2sだとすると、検出時間は2.5s程度で検出が完了する。発光素子206と受光素子207の組数を増やすこと、または吐出周波数を増やすことにより検出時間をさらに短くすることが可能である。ただし、発光素子206と受光素子207の組数を増やすと、コストがかかると共に、スペースを取る点で不利である。
また、吐出状態検出動作を行うタイミングについては、数分間の印刷休止でインクの固着から吐出不良になることがあるため、数分以上の印刷休止をした場合に行う。
また、検出に使用する総インク量は、1ノズル1吐出で検出する場合、
総インク量=全ノズル数×吐出滴量
である。例えば全ノズルが5000、吐出適量が4plであった場合で20nlと極めて少ない。
図10は、本実施例のプリンタ101とホストコンピュータ1001からなるプリントシステムの構成を示すブロック図である。図10において、ホストコンピュータ1001とプリンタ101は直接、或いはLAN等を介して接続されている。ホストコンピュータ1001は、各種アプリケーションプログラム1003やOSなどを実行して、ホストコンピュータ1001の動作を制御するCPU1002を備えている。更に、ホストコンピュータ1001は、プリンタ101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1004を有している。プリンタドライバ1004は、アプリケーションプログラム1003からプリントデータを受け取り、それをプリンタ101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101に出力し、印刷を行わせる。
プリンタ101は、前述したように記録ヘッド108の個々のノズル201のインク吐出状態を検出し、検出結果をホストコンピュータ1001のプリンタドライバ1004に送る。それを受けてプリンタドライバ1004はユーザーに対して警告などの報知を行う。
図11は、本実施例のプリンタ101が吐出状態検出を行うための制御手順を示すフローチャート図である。この制御手順に対応するインク吐出状態検出プログラムがメモリ905のROM部に格納され、プロセッサ904により実行される。
吐出状態検出動作では、まず検出したいノズルないしノズル列、及び吐出順序を選択し(ステップS1)、ノズル列を選択した場合は、選択したノズル列が吐出状態検出ユニット109上で反射光204と直接光205の光束の幅方向の真上の位置に位置するように(図5参照)キャリッジ102を移動させる(ステップS2)。
次に、選択したノズルを駆動(ステップS3)した後、先述した第1の検出期間で検出信号の電圧値をA/D変換器902から読み取って第1の電圧閾値V1と比較し(ステップS4)、終始閾値V1より高かったら、そのノズルを不吐出ノズルと判定し、そのノズル番号を不吐出ノズルの番号としてメモリ905のRAM部に記憶し(ステップS7)、その後、ステップS10に進む。
一方、第1の検出期間中に検出信号の電圧値が閾値V1以下となったら、そのノズルを吐出ノズルと判定し、先述した第2の検出期間で検出信号の電圧値を第2の電圧閾値V2と比較し(ステップS5)、終始閾値V2より高ければ、そのノズルをヨレ吐出ノズルと判定し、そのノズル番号をメモリ905に記憶し(ステップS8)、その後ステップS10に進む。
一方、第2の検出期間中に検出信号の電圧値が閾値V2以下になったら、それまでにタイマー903に計時させていた遮光時間を時間閾値tsと比較し(ステップS6)、閾値tsより長ければそのノズルを初期吐出不良ノズルと判定し、そのノズル番号をメモリ905に記憶し(ステップS9)、その後ステップS10に進む。
また、遮光時間が閾値tsより短かったら正常吐出ノズルと判定してそのままステップS10に進む。ステップS10では全ノズルについて吐出状態検出が終了したか否かを判定し、終了していない場合はステップS1に戻り、ステップS1〜S10の処理を繰り返すことにより、順次各ノズル列の各ノズルの吐出状態検出を行う。
全ノズルの吐出状態検出が終了した場合は、メモリ905におけるステップS7,S8,S9での記憶データの有無により、不吐出ノズルの有無の判定(ステップS11)、ヨレ吐出ノズルの有無の判定(ステップS12)、及び初期吐出不良ノズルの有無の判定(ステップS13)を行う。そして、何れもなければ処理を終了するが、不吐出ノズルがあった場合は、回復ユニット107により記録ヘッド108の不吐出ノズルを含む少なくとも一部のノズルから(通常は全ノズルから)インクを吸引するなどの吐出回復動作を行う(ステップS14)。また、ヨレ吐出ノズルがあった場合は、記録ヘッド108の吐出口面の少なくともヨレ吐出ノズルの吐出口を含む一部(通常は全面)を回復ユニット107のワイパー106により拭うワイピングを行う(ステップS15)。また、初期吐出不良ノズルがあった場合は、そのノズルの吐出パワーをアップする、すなわちそのノズルのヒータへの印加電圧を大きくする、ないしは電圧の印加時間を長くする処理を行う(ステップS16)。
これらのステップS14、S15、或いはS16のメンテナンス処理後は、ステップS1に戻って、ステップS1以下の処理を繰り返して、吐出状態検出を再度行い、不吐出、ヨレ吐出、初期吐出不良ノズルが全てなくなった場合は吐出状態検出の処理を終了する。なお、ステップS1以下の繰り返しでステップS14、S15、ないしはS16のメンテナンス処理を2回行っても正常吐出にならないノズルがある場合は、そのノズルを完全不良ノズルとしてユーザーに知らせるなどの対応をとる。
なお、ステップS14におけるノズルからのインク吸引の代わりに、不吐出ノズルを複数回駆動して吐出させる予備吐出、吐出パワーのアップ、あるいは不吐出ノズルを他の正常吐出ノズルで補う補間制御を行ってもよい。また、ステップS15におけるヨレ吐出解消のためのワイピングの代わりに、吐出タイミングの変更や補間制御を行ってもよい。また、ステップS16で初期吐出不良解消のために予備吐出を行ってもよい。
以上説明した本実施例によれば、一組の発光素子206及び受光素子207と反射板210だけを用いる構成により、吐出インク滴による反射光204ないし直接光205の遮光の有無、及び遮光時間(吐出速度)から、個々のノズルの正常吐出/不吐出/ヨレ吐出/初期吐出不良を検出することができる。発光素子と受光素子を1組しか用いないので、従来例と比べて、安価でスペースを取らない構成で吐出状態の検出を行える。
また、反射光204は記録ヘッド108の吐出口面に設けられた反射板210により反射されるので、吐出口面のごく近くを通る。このため、吐出されてすぐのインク滴によって反射光204が遮光されるか否かにより吐出/不吐出を検出することができ、ヨレ吐出で吐出方向の傾きが大きい場合でも、不吐出と誤検出することがなく、ヨレ吐出を正確に検出することができる。
なお、本発明の技術は、実施例のバブルジェット(登録商標)方式のインクジェット記録装置に限らず、ピエゾ方式など他の方式のインクジェット記録装置における吐出状態検出にも用いることができることは勿論である。また、インクジェット記録装置に限らず、ノズルからインク以外の液体を吐出する液体吐出装置における吐出状態検出にも用いることができることも勿論である。
また、実施例では、1ノズル1吐出で吐出状態検出を行うものとしたが、受光素子207の検出信号の波形を大きくするために、1ノズル複数吐出で検出を行うようにしてもよい。
(a)は本発明の実施例におけるインクジェットプリンタの概略構成を示す正面図、(b)は同プリンタの側面図である。 同プリンタの記録ヘッドのインク吐出状態検出に関わる構成の概略を示す説明図である。 同プリンタにおいて記録ヘッドのノズルからインク滴が正常に吐出された場合の受光素子の検出信号の波形を示した信号波形図である。 複数ノズルの内で不吐出ノズルがあった場合の検出信号の波形を示した信号波形図である。 (a)はキャリッジの正面側から見た吐出状態検出時の記録ヘッド周辺を示す説明図、(b)は吐出状態検出時の記録ヘッドの吐出口面周辺を示す説明図である。 複数ノズルの内でヨレ吐出ノズルがあった場合の受光素子の検出信号の波形を示した信号波形図である。 吐出状態を判定するための受光素子の検出信号電圧と第1及び第2の電圧閾値との大小関係を示す表図である。 初期吐出不良時の検出信号の波形を示す信号波形図である。 実施例のプリンタにおいて受光素子の検出信号を処理して吐出状態の検出を行う構成を示すブロック図である。 実施例のプリンタとホストコンピュータからなるプリンタシステムの概略構成を示すブロック図である。 実施例のプリンタの吐出状態検出動作の制御手順を示すフローチャート図である。
符号の説明
101 インクジェットプリンタ
102 キャリッジ
104 プラテン
105 紙送りローラ
106 ワイパー
107 回復ユニット
108 記録ヘッド
109 吐出状態検出ユニット
201 ノズル
202 インク滴
204 反射光
205 直接光
206 発光素子
207 受光素子
208,209 アパーチャ
210 反射板
901 増幅器
902 A/D変換器
903 タイマー
904 プロセッサ
905 メモリ
1001 ホストコンピュータ

Claims (6)

  1. インク滴を吐出するための複数の吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドと、前記吐出口面の近傍で互いに対向して配された発光素子及び受光素子と、前記吐出口面に配され前記発光素子が発光した光を前記受光素子へ反射する反射部材と、を備え、
    前記発光素子、前記受光素子、及び前記反射部材は、前記吐出口から正常に吐出されたインク滴が前記反射部材で反射された反射光を遮光した後に前記発光素子から前記受光素子への直接光を遮光するように配置されているインクジェット記録装置であって、
    前記反射光がインク滴で遮光される期間に前記受光素子で受光する光量の変化によりインク滴が吐出されたか否かを判定し、前記直接光がインク滴で遮光される期間に前記受光素子で受光する光量の変化によりヨレ吐出か否かを判定することを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記反射光が遮光される期間の光量の変化によりインク滴が吐出されていると判定された場合のみ、前記直接光が遮光される期間の光量の変化によりヨレ吐出か否かを判定することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記反射光がインク滴で遮光されてから前記直接光が当該インク滴で遮光されるまでの時間を計測する計測手段を備え、該計測手段で計測された時間により初期吐出不良か否かを判定することを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記反射光が遮光される期間の光量の変化によりインク滴が吐出されていると判定され、かつ、前記直接光が遮光される期間の光量の変化によりヨレ吐出でないと判定された場合のみ、前記初期吐出不良か否かを判定することを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
  5. インク滴を吐出するための複数の吐出口が設けられた吐出口面を有する記録ヘッドと、前記吐出口面の近傍で互いに対向して配された発光素子及び受光素子と、前記吐出口面に配され前記発光素子が発光した光を前記受光素子へ反射する反射部材と、を備え、前記発光素子、前記受光素子、及び前記反射部材は、前記吐出口から正常に吐出されたインク滴が前記反射部材で反射された反射光を遮光した後に前記発光素子から前記受光素子への直接光を遮光するように配置されているインクジェット記録装置のインク滴の吐出状態検出方法であって、
    前記反射光がインク滴で遮光される期間に前記受光素子で受光する光量の変化によりインク滴が吐出されたか否かを判定する第1の判定工程と、
    前記直接光がインク滴で遮光される期間に前記受光素子で受光する光量の変化によりヨレ吐出か否かを判定する第2の判定工程と、
    を備えることを特徴とする吐出状態検出方法。
  6. 前記第1の判定工程でインク滴が吐出されていると判定された場合のみ、前記第2の判定工程でヨレ吐出か否かを判定することを特徴とする請求項5に記載の吐出状態検出方法。
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