JP5053700B2 - 光学センサの状態判別方法およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット記録装置に搭載される光学センサの状態を判別する方法に関する。

近年のインクジェット記録装置には、高画質化や高精度化、ユーザ利便性の向上などを目的に、装置の記録条件を適宜検出および測定するための様々なセンサが搭載されている。このようなセンサとしては、例えば、記録媒体の端部位置や幅（サイズ）を検出するためのセンサ、記録媒体の有無やその厚みを検出するためのセンサ、さらに記録媒体に記録された所定パターンの濃度等を測定するためのセンサなどが挙げられる。

記録媒体の端部位置や幅の検出は、記録媒体に対する正確な記録位置を実現するために有効である。特に、記録媒体に余白を設けずに画像を記録する「縁無し記録」を行う際には、記録位置ずれによる余白の出現を回避しつつも、記録媒体外にはみ出して吐出されるインクを最小限に抑えることが望まれる。このような場合であっても、記録媒体の端部位置や幅の検出が正確に行われれば、記録媒体に対し正確な位置に画像が記録されるように記録位置を制御することが出来るので、高精度な「縁無し記録」を実現することが可能となる。

このように、記録媒体の端部を検出するセンサとしては、一般に、１つの発光素子と１つの受光素子によって構成される反射型の光学センサが用いられる。発光素子から照射された光は記録媒体で反射して、受光素子によって受光される。受光素子の出力は反射した光の強度（反射光強度）によって変化するが、記録媒体の端部が反射面になる場合には反射光強度が低下するので、出力もこれに伴って低下する。よって、端部を検出するための出力閾値をあらかじめ設定しておくことにより、受光素子の出力結果とその位置から記録媒体の端部を検出することが出来る。同様の検出動作を記録媒体の両端で行うことで、記録媒体の幅を算出することも可能となる。

記録媒体の厚みを検出することは、インクジェット記録ヘッドと記録媒体の間隔（紙間距離）を最適に維持するために有効である。記録媒体の厚みを検出し、薄い記録媒体が検出された場合には記録ヘッドを記録媒体に近づける方向に調整し、厚い記録媒体が検出された場合には、記録ヘッドを記録媒体から遠ざける方向に調整する。これによって、様々な厚みの記録媒体が取り付けられた場合でも、記録ヘッドと記録媒体の距離を一定に保つことが可能となる。紙間距離を一定に保つことで、記録ヘッドから吐出されるインク滴の着弾位置を精度の高い状態で制御したり、インク滴の吐出により発生するミストの量を管理したりすることが出来る。

このように、記録媒体の厚みを検出するためのセンサとしては、測距センサと呼ばれる反射型の光学センサが一般に用いられる。測距センサは、ＬＥＤやレーザー等の投光素子と、ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｅｒ；位置検出素子）やラインセンサ等の受光素子によって、光学系が構成されている。投光素子から照射された光は測定対象物によって反射し、受光素子はその反射光を受光する。センサと測定対象物までの距離が変化すると、それに応じて受光素子が受ける反射光の重心（最も強いパワーが受信される位置）も変移する。受光素子は反射光の重心位置を検出し、三角測距法などによって測定対象物までの距離を算出することができる。

記録媒体に記録された所定パターンの濃度等を測定することは、出力画像の濃度を調整したり、インク滴の着弾位置を制御したりするために有効である。インクジェット記録装置の場合、記録ヘッドから吐出されるインク滴の量（吐出量）が変動したり、インク色によってばらついていたりすると、出力された画像においても、その濃度や色相が不安定になる。よって、入力信号に対する出力画像濃度の関係が、吐出量によらず安定した状態となるように、入力信号に対する出力信号を、吐出量に応じて変換するための出力変換テーブルがあらかじめ複数用意されている。そして、単色のインクで記録した所定の階調パターンを、複数色のインクについて記録し、濃度センサを用いて各パターンの濃度を検出することにより、得られた検出値に応じた適切な出力テーブルをインク色ごとに設定することが出来る。

このように、複数のカラーパターンの濃度を検出するためのセンサとしては、赤、緑、青の発光波長を持つＬＥＤ等の発光素子と、それらの波長域に対する感度を有する受光素子によって構成される反射型の光学系センサが多く用いられる。また、赤、緑、青を含んだ波長を発光する白色ＬＥＤ等の発光素子と、反射光から赤、緑、青の波長をそれぞれ透過させる３種類のフィルタと、その透過光を受光する受光素子とによって構成される反射型の光学系センサも用いられる。そして、記録媒体に記録された単色インクの階調パターンに対し、そのインクが持つ吸光特性に合った光を照射すると、パターンの濃度に応じて、照射光に対する反射光量が変位する。この反射光量を受光素子によって検出することにより、個々のパターンの濃度を求めることが出来る。検出された濃度が基準の濃度より高い場合は、当該パターンの階調（入力信号）に対する出力信号が標準よりも低く抑えられた出力変換テーブルが選択される。また、検出された濃度が基準の濃度より低い場合は、当該パターンの階調（入力信号）に対する出力信号が標準よりも高く設定された出力変換テーブルが選択される。以上説明したような、濃度検出方法は、特許文献１などに開示されている。

ところで、以上説明したような様々な光学センサは、インクを吐出する記録ヘッドを搭載しながら走査するキャリッジに取り付けられていることが多く、検出を行う際には、対象となる記録媒体の位置に、キャリッジによって位置決めされる。しかしながら、このような構成では、記録ヘッドの吐出に伴って発生するインクミストに光学センサが曝され、記録回数が増すに従って徐々に汚染されて行くという弊害が生じる。具体的に説明すると、ミストとは、記録ヘッドからの吐出動作や記録媒体上での跳ね返りなどによって発生する細かいインク滴のことを示し、速度が遅いために記録ヘッドと記録媒体の間の空間を浮遊する。このようなミストが発生する状態で記録動作を行うと、キャリッジの移動に伴ってミストが舞い、その一部は光学センサの素子表面に付着する。ミストが付着した発光素子や受光素子では、発光量や受光量がミストに遮られて減少し、センサ自体の性能が低下する。結果、センサの検出結果に基づいて行われる様々な制御も有効に実行できなくなる。よって、このような構成を有するインクジェット記録装置では、適切な時期に光学センサのメンテナンスや調整、あるいは交換を行い、センサ機能を回復させることが望まれる。この場合、必要以上のメンテナンス処理や交換を避けるためにも、センサの性能を回復させるための時期を正確に判断することが求められる。

例えば特許文献２には、センサ自体の出力状態を確認するモードを用意し、その出力値が所定の閾値を下回った時点で、センサの出力光量（パワー）を調整する方法が開示されている。さらに同文献によれば、光量を調整してもなお、出力値が所定の閾値を超えない場合には、センサに取り付けられている保護部材を交換するようにユーザに報知する方法も開示されている。このようにすれば、記録回数に伴って光学センサの性能が徐々に低下していく状況においても、センサ性能を適宜回復したり、寿命や保護部材の交換時期をユーザに報知したりすることによって、センサが良好に機能しない状態での検出を回避することが可能になる。

特開平０５−３４６６２６号 特開２００４−２９１６０１号

しかしながら、カラーパターンの濃度を検出するセンサのように、赤、緑、青の発光波長を持つ発光素子と、それらの波長域に対する感度を持つ受光素子を有する光学センサにおいては、付着するインクミストの色によって、性能低下の状況が異なってくる。言い換えると、特定のインク色を多く使用して記録を行っていると、付着するミストの多くもこのインク色となるので、これらミストが特定色を吸光するフィルタの役割を果たし、発光素子における発光量の低下のみならず、その分光特性も歪めてしまうのである。

図８（ａ）および（ｂ）は、青色ＬＥＤにおける記録動作前と記録動作後の分光特性を、全インク色を均等に使用して記録動作を行った場合と、イエローに偏らせて記録動作を行った場合とで比較した結果を示す図である。両図において、実線は、記録動作を行う前の青色ＬＥＤの分光特性、破線は記録動作を行った後の分光特性をそれぞれ示している。これら分光特性は、全て正規化されて示されている。

図８（ａ）は、記録動作を行う前と、４色のインク（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）を均等に用いて記録動作を行った後の分光特性を示しているが、これらの差は殆ど現れていない。一方、同図（ｂ）は、記録動作を行う前と、イエローだけを用いた記録動作を行った後での分光特性を示しており、記録動作を行った後の分光特性には長波長側に歪が生じているのが分かる。これは、青色ＬＥＤの分光特性に対するイエローインクの分光透過率が、短波長側と長波長側で大きな違いを有することに起因する。本発明者らの検討によれば、互いに補色である組み合わせ、すなわち青色ＬＥＤに対してはイエローインク、緑色ＬＥＤに対してはマゼンタインクが、その分光特性に特に影響を与えやすいことが確認された。無論、分光特性の歪みは、単色インクを使用し続けた場合に限って起こるものではない。いくつかのインク色を組み合わせて記録動作を行った場合であっても、多かれ少なかれ発生する現象である。但し、図８（ａ）に示したように、異なる複数のインク色が使用された場合には、それらのインク色の分光透過特性が合成されて影響を与えるので、単色インクの分光透過特性に比べて変動の度合いが緩やかになる。

図８（ｂ）のように、分光特性が歪んだ状態のＬＥＤを用いて濃度測定を行うと、その反射光や検出結果にも影響がおよび、正確な検出結果が得られなくなる。これは、同じ記録装置であっても長期的に使用しつづけた場合に、濃度測定の再現性が損なわれる懸念があることを意味している。同時に、特定のインク色に偏った記録を行っている状況では、短期間の使用であっても、センサが正常に機能しなくなる懸念も含んでいる。

このような状況において、特許文献２に開示されているような、受光センサの出力値（パワー）のみから光学センサの使用の可否を判断する方法を採用しても、分光特性の歪に伴う性能の低下を判別することは出来ない。安全を見るために、センサのメンテナンスをユーザに頻繁に要求すると、今度はユーザビリティの低下を招いてしまう。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものである。よって、その目的とするところは、複数色の発光波長に対応した発光素子と受光素子を有する光学センサに、カラーインクのミストが付着する状況においても、センサ性能の状況を正確に判断する方法および当該方法を実行する記録装置を提供することである。

そのために本発明においては、複数の色のインクを吐出する記録ヘッドと、発光波長が互いに異なる第１の発光素子および第２の発光素子を含む光学センサと、を有するインクジェット記録装置における、前記光学センサの状態判別方法であって、前記記録ヘッドがインクを吐出した吐出回数を、前記複数の色ごとにカウントする工程と、前記インクの付着による前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれの分光特性の変化を示す値を、前記複数の色のインクそれぞれの前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれの分光特性への影響を示す係数と、カウントされた前記吐出回数とを用いて算出する工程と、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれについて算出された前記値に基づいて、前記光学センサの状態を判別する工程とを有することを特徴とする。

また、複数の色のインクを吐出する記録ヘッドと、発光波長が互いに異なる第１の発光素子および第２の発光素子を含む光学センサと、前記記録ヘッドがインクを吐出した吐出回数を、前記複数の色ごとにカウントする手段と、インクの付着による前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれの分光特性の変化を示す値を、前記複数の色のインクそれぞれの前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれの分光特性への影響を示す係数と、カウントされた前記吐出回数とを用いて算出する手段と、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれについて算出された前記値に基づいて、前記光学センサの状態を判別する手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、使用するインク色の累積吐出回数と、個々のインクがそれぞれのＬＥＤに与える影響の程度を少なくとも考慮に入れることによって、キャリッジに備えられた光学センサの性能の低下状況を判断することが出来る。よって、複数色の発光波長に対応した発光素子と受光素子を有する光学センサに、カラーインクのミストが付着する状況においても、センサ性能の状況を正確に判断することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細な説明を行う。

図１は、本発明に使用可能なインクジェット記録装置の内部構成を説明するための斜視図である。キャリッジ１０１は、様々な検出動作に用いられる光学センサ１０２と記録データに応じて４色のインクを吐出する記録ヘッド１０３とを搭載しており、搬送ベルト１０４の回動に伴ってシャフト１０５上をＸ方向に往復走査する。一方、記録媒体１０６は、不図示の搬送ローラによってＹ方向に間欠搬送される。プラテン１０７によってＺ方向から支持される記録媒体１０６上の領域が、記録ヘッド１０３による記録領域となる。

記録動作時、搬送ローラによって所定の位置まで搬送された記録媒体１０６に対し、キャリッジ１０１に搭載された記録ヘッド１０３は、１回分の記録走査を行う。すなわち、記録ヘッド１０３は、キャリッジ１０１がＸ方向へ移動する最中、記録データに応じた適切なタイミングで記録媒体１０６に向けてインクを吐出する。１回分の記録走査が終了すると、搬送ローラが記録媒体１０６をＹ方向に所定量搬送し、次の記録走査を行うべき記録媒体１０６の領域を、プラテン１０７上に配置させる。このような記録走査と搬送動作とを交互に繰り返すことにより、記録媒体１０６には段階的に画像が形成されて行く。

図２は、本実施例で採用する光学センサ１０２の、各光学素子の配置を説明するための側面図である。本実施例で採用する光学センサ１０２は、２つの発光素子２０１および２０３と１つの受光素子２０２によって構成される。発光素子２０１は赤色ＬＥＤであり、照射した光の中心軸が記録媒体１０６の法線に対し４５度の角度で入射するように設置されている。受光素子２０２はフォトダイオードであり、ＬＥＤ２０１の照射光を正反射角で受光可能な位置に設置されている。発光素子２０３は可視光ＬＥＤであり、赤（発光波長：約６２０〜６４０ｎｍ）、緑（約５１０〜５３０ｎｍ）および青（約４６０〜４８０ｎｍ）の３色の光を含んで発光している。発光素子２０３は、その反射面の中心が、発光素子２０１の記録媒体１０６上での反射面の中心と一致するように設置されている。フォトダイオード２０２は、ＬＥＤ２０３の４５度角の拡散反射光を受光する。フォトダイオード２０２の受光領域は、光学センサ１０２のカバー部材によって形成される開口部によって調整されており、ここでは記録媒体１０６上の約２ｍｍ四方の反射光を受光するようになっている。ＬＥＤ２０１および２０３の照射領域は、フォトダイオード２０２の受光領域よりも広くなるように調整されている。

図３は、本実施例で採用するインクジェット記録装置の主に濃度補正に関わる制御の構成を説明するためのブロック図である。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０９に格納されている制御プログラムやパラメータおよび各種テーブルに従い、様々な演算処理のほか記録装置全体の制御を司っている。その際の作業領域としては、ＲＡＭ３００が使用される。

外部に接続されたホストコンピュータ３０２から送られてくる画像データは、不図示のインターフェイスを介してＣＰＵ３０１に入力される。ＣＰＵ３０１は、受信した画像データを記録装置が可能な記録データ、すなわちシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの記録信号に色変換し、これをプリントバッファ３０３に格納する。プリントバッファ３０３に格納された記録信号は、各インク色が各画素に対してドットを記録するか（１）否か（０）が示された２値信号であり、記録データ（１）のみをカウントすることにより、個々のインク色の吐出回数を取得することが出来る。ＣＰＵ３０１は、このようにしてインク色別に取得した各色の吐出回数を、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されている過去の累積回数に加算し、新たな累積吐出回数としてＥＥＰＲＯＭ３０４に上書きする。

ＬＥＤ駆動回路３０５は、ＣＰＵ３０１の指示に従い、光学センサ１０２内に設置されたＬＥＤ２０１および２０３の点灯および消灯動作を実行する。ここでは、可視光ＬＥＤ２０３に含まれる赤色発光、緑色発光および青色発光が、便宜上、３つのＬＥＤ（２０３ａ、２０３ｂおよび２０３ｃ）から出力されるものとして示されている。

フォトダイオード２０２では受信した光の強度に応じた電流が発生し、この電流はＩ/Ｖ変換回路３０６によって電圧に変換された後、増幅回路３０７によって適切なレベルまで増幅される。増幅回路３０７からの出力電圧はＣＰＵ３０１が監視しており、増幅後の電圧がＡ／Ｄ変換を行うのに適切な値になるように、ＣＰＵ３０１はゲインレベルを調整することが出来る。適切な値まで増幅された電圧はＡ/Ｄ変換回路３０８によって、１０ｂｉｔのデジタル信号に変換され、ＲＡＭ３００に一時的に保存される。

搬送モータドライバ３１０は、ＣＰＵ３０１の指示に従って、記録媒体の搬送力となる搬送モータ３１１を駆動する。また、キャリッジモータドライバ３１２は、ＣＰＵ３０１の指示に従って、キャリッジ１０３の移動力となるキャリッジモータ３１３を駆動する。更に、ヘッドドライバ３１４は、プリントバッファ３０３に格納された記録データに基づいて記録ヘッド３１５からインクを吐出させるべく、ＣＰＵ３０１の指示に従って記録ヘッド３１５を駆動させる。

図４は、本実施例のＣＰＵ３０１が実行する各色濃度補正モード（カラーキャリブレーション）の各工程を説明するためのフローチャートである。

ユーザは、例えば記録ヘッドを交換したタイミングなどにおいて、カラーキャリブレーションの実行を指示することが出来る。カラーキャリブレーションが開始されると、ＣＰＵ３０１は、搬送モータドライバ３１０を制御して記録媒体を１枚給紙する。そして、搬送モータドライバ３１０、キャリッジモータドライバ３１２およびヘッドドライバ３１４を制御することにより、ＲＯＭ３０９にあらかじめ記憶されているカラーキャリブレーション用のテストパターンを記録する（ステップＳ１）。一般にこのテストパターンは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのそれぞれ単色について、複数段階の階調（例えば１６階調）に対応する複数のパッチ（１６×４色＝６４パッチ）で構成されている。

このようなテストパターンの記録が完了すると、記録媒体を排出しないまま、ＣＰＵ３０１は、光学センサ１０２を用いて、各パッチについての反射率の測定を実行する（ステップＳ２）。具体的には、ＣＰＵ３０１は、ＬＥＤ駆動回路３０５を介してＬＥＤ２０３のうち測定対象となるパッチの色に応じた１つを点灯し、フォトダイオード２０２の測定領域が対象パッチの上を通過するようにキャリッジ１０３を走査させる。そして、フォトダイオード２０２で受信され、Ａ／Ｄ変換回路によって１０ｂｉｔデータに変換された反射光強度を取得する。更に、得られた反射光強度の、記録媒体の白紙領域での反射強度に対する比を求め、これを対象となるパッチの反射率としてＲＡＭ３０９に一時的に保存する。このような工程を、各色各階調のパッチについて行う。

なお、反射光強度測定の際、点灯されるＬＥＤは、パッチの色の補色となるＬＥＤがその都度選択される。すなわち、イエローのパッチを測定する際には青色ＬＥＤが、マゼンタのパッチを測定する際には緑色ＬＥＤが、更にシアンのパッチを測定する際には赤色ＬＥＤがそれぞれ点灯される。このように補色のＬＥＤを光源として使用するのは、反射光のダイナミックレンジを出来るだけ大きくするためである。ブラックのパッチについては、全ての可視光帯域において強い吸光特性を持っているので、どの色のＬＥＤも好適に使用することが出来る。

続くステップＳ３において、ＣＰＵ３０１は、一時的にＲＡＭ３０９に保存されている
各色各階調のパッチの反射率を、ＲＯＭ３０９に予め記録されているターゲットデータと比較する。ターゲットデータとは、各色の各階調に対応して用意される理想の反射率であり、測定されたパッチの反射率がターゲットデータよりも大きい場合は、そのパッチの濃度が理想よりも低い状態を意味する。また、測定されたパッチの反射率がターゲットデータよりも小さい場合は、そのパッチの濃度が理想よりも高い状態を意味する。

ＣＰＵ３０１は、それぞれのインク色について、各階調の反射率とターゲットデータとの比較を行い、その総合的な結果に基づいて、ＲＯＭ３０９に格納されている複数の出力変換テーブルの中から、適切な１つのテーブルを選択する。選択したテーブルをＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶させることにより、個々のインク色に対応する出力変換テーブルの設定がなされる（ステップＳ４）。具体的には、例えば各階調の反射率がターゲットデータよりも総合的に高いと判断される場合、各パッチの濃度は理想よりも低いと判断され、入力信号よりも高い出力信号が設定されている出力変換テーブルが設定される。また、各階調の反射率がターゲットデータよりも総合的に低いと判断される場合、各パッチの濃度は理想よりも高いと判断され、入力信号よりも低い出力信号が設定されている出力変換テーブルが設定される。

以上で、本実施例のカラーキャリブレーションが終了する。以後、通常の記録動作を実行する際、ＣＰＵ３０１は、各インク色夫々に対して設定された出力変換テーブルを用いて、入力信号に対する出力信号の補正変換を実行する。これにより、１次色のみならず、２次色以上の混合色であっても、理想的な濃度と発色を実現することが可能となる。

記録ヘッドにおいては、その製造工程上、ヘッド単位やインク色単位で、どうしても多少の吐出量ばらつきが含まれている。よって、記録装置に装着する記録ヘッドを交換した場合には、交換の前後で画像の発色性が異なってしまう場合がある。このような場合であっても、上述したようなカラーキャリブレーションを行うことにより、交換の前後で画像の発色性を理想的な状態に揃えることが出来る。以上説明したカラーキャリブレーションは、記録ヘッドを交換したタイミングのほか、ユーザの判断によって適宜実行することが出来る。

次に、本発明の特徴的な内容である光学センサ１０２の性能判定動作について説明する。図５は、本実施例のＣＰＵ３０１が実行する光学センサ性能判定モードの各工程を説明するためのフローチャートである。このような、光学センサ性能判定モードは、光学センサ１０２による反射率測定が実行される前工程（例えば図４のステップＳ２の前工程）として行われる。

光学センサ性能判定モードが開始されると、ＣＰＵ３０１は、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されている、現段階の各色の累積吐出回数（Ｄ）と、各インク色が各ＬＥＤに与える影響の度合い示す影響係数（Ｃ）をインク色別に読み出す。ここで、現段階の累積吐出回数とは、光学センサが記録装置に取り付けられてからの、あるいは光学センサに対するメンテナンス処理が最後に行われてからの、吐出回数をインク色ごとに累積した値を示す。光学センサの性能判定に各色の累積吐出回数を求めるのは、光学センサ１０２に付着して性能を低下させるインク色毎のミストの量が、インク色毎の累積吐出回数と相関があるためである。

一方、影響係数とは、各インク色が、どの程度光学センサ１０２に付着しやすいか、また夫々のＬＥＤが発光する分光特性をどの程度歪ませるかを定める係数であり、本実施例では−１．０〜＋１．０の範囲の値が取られている。影響係数が大きいインクを多く用いた場合のほうが、影響係数が小さいインクを用いた場合よりも、光学センサの性能を早い時期に低下させることになる。このような影響係数は、ＥＥＰＲＯＭに保存されているが、その値の決定方法については、後述する。

ステップＳ４０１で、各色の累積吐出回数と影響係数の読み込みが完了すると、ステップＳ４０２では、得られた累積吐出回数（Ｄ）と影響係数（Ｃ）の値から、３つのＬＥＤ毎にミストから受ける影響の程度を表す影響度数（影響レベル）（Ｒ）の算出を行う。影響度数（Ｒ）は０を中心に正負の値を取るパラメータであり、絶対値が大きいほど濃度測定時の測定精度が低いことを示す。記録に使用されるインク色がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である場合、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各ＬＥＤに対する影響度数Ｒは次の式によって求められる。

上式によれば、累積吐出回数が大きな値を有する場合でも、影響係数Ｃによっては、影響度数が小さくなる場合がある。これは、例えばミストの付着によって光量自体は低下するが、各インク色のミストが比較的バランスのとれた状態で発生することにより、光学センサとしての性能への影響が小さい場合などに相当する。また、所定のインク色の累積吐出回数が小さな値を有する場合でも、そのインク色の影響係数が高く、反対方向の影響係数を持つインク色の累積吐出回数が小さい場合には、影響度数Ｒの値は大きくなる。このように、全インク色の累積吐出回数の総数が同じ場合であっても、どのインク色が多く使われたかによって影響度数Ｒは変化する。

ステップＳ４０２によって各ＬＥＤの影響度数Ｒが求められると、ステップＳ４０３に進み、ＣＰＵ３０１は、予めＥＥＰＲＯＭ３０４に記録されている判定閾値を読み出して、これを各ＬＥＤの影響度数Ｒの絶対値と比較する。ここで、判定閾値とは、ＬＥＤ精度の許容の限界に対応する影響度数の絶対値であり、ＬＥＤによらず共通の値が採られている。判定閾値の決定方法に関しては後に詳しく説明する。

ステップＳ４０３における比較の結果、影響度数の絶対値が閾値に満たない場合は、光学センサの性能は濃度測定（反射率測定）に対応可能であると判断し、ステップＳ４０４に進み、所定の濃度測定動作を実行する。一方、ステップＳ４０３で、影響度数の絶対値が閾値以上であった場合には、光学センサの性能は濃度測定（反射率測定）に対応不可能であると判断し、ステップＳ４０５に進み、濃度測定動作を中止し、その旨をユーザに報知する。以上で、本処理が終了する。

なお、ステップＳ４０５で、濃度測定を中止した旨をユーザに報知した後においては、例えば、光学センサに対するメンテナンス処理の実行をユーザに推奨しても良いし、光学センサ自体が交換可能である場合には、センサの交換をユーザに勧めても良い。そして、このような処理を実行した後には、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記録されている各色の累積吐出回数をリセットする。

次に、上記影響度数の算出に用いた影響係数Ｃの適切な設定方法を説明する。本実施例における影響係数Ｃは、ミストを実際に付着させたＬＥＤを用いて反射率測定を行うことにより、適正値を判断することが出来る。

まず、任意の単色インクによる記録動作の前後において、それぞれのＬＥＤを用いて反射率を測定する。そして、記録動作の前後における反射率の変位量を取得する。つまり、ＬＥＤにミストが付着していない状態と、所定量の単色ミストが付着した状態のそれぞれで反射率を求め、その変位量を算出する。このような反射率の測定および変位量の算出を、４種類のインクそれぞれについて行う。ここで、記録動作後（ミスト付着後）の反射率が記録動作前の反射率よりも低い場合、すなわち高濃度側にずれた場合、変位量は正の値を有する。一方、記録動作後（ミスト付着後）の反射率が記録動作前の反射率よりも高い場合、すなわち低濃度側にずれた場合、変位量は負の値を有する。全ての組み合わせ（４色×３ＬＥＤ＝１２種類）における変位量が算出され、この中で最も大きな変異量の絶対値を用いて正規化を行うことにより、各組み合わせの影響係数Ｃが−１．０〜＋１．０の範囲で取得される。このように取得した影響係数は、本実施例ではＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶され、濃度測定動作を実行するタイミングで、ＣＰＵ３０１によって読み出される。

続いて、ステップＳ４０３で各ＬＥＤの影響度数（Ｒ）と比較するための閾値の決定方法を説明する。本実施例において、光学センサ１０２の精度を判定するための判定閾値は、反射率の測定誤差がどの程度まで許容できるかによって定められる。例えば、出力画像における品位の観点から、１％までの測定誤差を許容しようとする場合には、誤差が１％となるような累積吐出回数を実験的に求めておけばよい。具体的には、例えば青色ＬＥＤに対してイエローインクの影響係数Ｃ_BYが０．８の場合、イエローインクのみを使用した記録動作の実行と反射率の誤差測定を繰り返すことにより、測定誤差が１％となるイエローインクの累積吐出回数を求める。このようにして得られた累積吐出回数が、例えば１．０×１０^xであった場合、判定閾値は０．８×１０^xとなる。この場合、マゼンタインクの係数が例えば−０．２であったとすると、マゼンタインクのみを使用して記録動作を行った場合、累積吐出回数が４．０×１０^xとなったときに濃度測定誤差が１％となる。

以上説明したように、本実施例によれば、光学センサの性能の低下状況を、使用するインク色の累積吐出回数と、個々のインクがそれぞれのＬＥＤに与える影響の程度から判断し、光学センサの性能判別を行う。これにより、付着されたミスト量に順ずる光量の低下のみならず、各ＬＥＤの分光特性の変位に伴う、不正確な反射率検出（濃度検出）を事前に防ぐことが出来る。

以下に、本発明の第２の実施例を説明する。本実施例においても実施例１と同様に、図１〜図５に示したインクジェット記録装置、光学センサ、カラーキャリブレーションを採用するものとする。

記録動作中に発生するミストの光学センサ１０２への付着のしやすさは、記録動作中の温度や湿度にも影響を受ける。本実施例では、このような状況も加味し、記録動作中の温度や湿度に応じて各色の累積吐出回数に補正を加え、実施例１よりもさらに高精度に光学センサ１０２の性能状態を判断する。そのために、本実施例の記録装置には、装置周辺の温度および湿度を検出するための温湿度検出手段が備えられている。また、ＥＥＰＲＯＭ３０４には、時々の累積吐出回数と共に、カウントした累積吐出回数に補正を加えるための付着係数変換テーブルＡが格納されている。

図６は、記録動作中の累積吐出回数を求めるためにＣＰＵ３０１が実行する各工程を説明するためのフローチャートである。本処理が開始されると、ＣＰＵ３０１は、まずステップＳ５０１において、記録装置の本体内に取り付けられている温度・湿度検出手段から周辺温度および湿度を取得する。

続くステップＳ５０２において、ＣＰＵ３０１は、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されている付着係数変換テーブルＡを参照することにより、ステップＳ５０１で取得した温度と湿度から、適切なミスト付着係数Ａを決定する。ここで、付着係数Ａとは、温度と湿度の組み合わせに応じて一義的に定められる係数であり、個々の温度と湿度の組み合わせに対する、光学センサへのミストの付着しやすさが、表現されている。そして、前述した判定閾値を決定する際の実験環境での付着の程度を１とし、これよりもミストが付着しやすい組み合わせでは１よりも大きな値が、これよりもミストが付着し難い組み合わせでは１よりも小さな値が設定される。ミスト付着係数変換テーブルＡとは、このような付着係数Ａが温度と湿度の組み合わせに対応付けられて記憶されたテーブルとなっている。本発明者らが行った実験によれば、低温且つ低湿度であるほど、付着係数Ａが高いことが確認されている。

ステップＳ５０２によって、付着係数Ａが決定されると、実際の記録動作を実行しながら各色の吐出回数をカウントする（ステップＳ５０３）。

所定量の記録動作が終了すると、ＣＰＵ３０１は、カウントされた各色の吐出回数に対し、ステップＳ５０２で決定された付着係数Ａを乗算することによって、吐出回数を補正する。さらに、これまでの累積吐出回数をＥＥＰＲＯＭ３０４から読み出し、補正後の吐出回数にこれを加算することによって新たな累積吐出回数とし、ＥＥＰＲＯＭ３０４に上書きする。以上で本処理を終了する。

このように本実施例によれば、ミストが発生しやすい環境で記録動作が行われた場合は本来のカウント値よりも多い値が、ミストの発生しにくい環境で記録動作が行われた場合は本来のカウント値よりも少ない値が、吐出回数として累積吐出回数に加算される。よって、実施例１に比べて、光学センサ１０２に対するミストの影響をより正確に判断し、光学センサの性能判別をより信頼性の高い状態で実行することが可能となる。

以下に、本発明の第３の実施例を説明する。本実施例においても上述した実施例と同様に、図１〜図５に示したインクジェット記録装置、光学センサ、カラーキャリブレーションを採用するものとする。

記録動作中に発生するミストの光学センサ１０２への付着のしやすさは、記録動作中の紙間距離によっても影響を受ける。本実施例では、このような状況も加味し、記録動作を行う際の紙間距離に応じて各色の累積吐出回数に補正を加え、実施例１よりもさらに高精度に光学センサ１０２の性能状態を判断する。そのために、本実施例の記録装置には、反射率測定を行うための光学センサ１０２とは別に、背景技術の項で説明したようなＰＳＤ等を用いた測距センサが備えられているものとする。また、ＥＥＰＲＯＭ３０４には、時々の累積吐出回数と共に、カウントした累積吐出回数に補正を加えるための付着係数変換テーブルＢが格納されている。

図７は、記録動作中の累積吐出回数を求めるためにＣＰＵ３０１が実行する各工程を説明するためのフローチャートである。本処理が開始されると、ＣＰＵ３０１は、まずステップＳ６０１において、給紙された記録媒体と記録ヘッドとの距離を、測距センサを用いて測定する。

続くステップＳ６０２において、ＣＰＵ３０１は、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されている付着係数変換テーブルＢを参照することにより、ステップＳ６０１で取得した紙間距離から、適切なミスト付着係数Ｂを決定する。ここで、付着係数Ｂとは、紙間距離に応じて一義的に定められる係数であり、各段階の紙間距離に対する光学センサへのミストの付着しやすさが、表現されている。そして、前述した判定閾値を決定する際の実験環境での付着の程度を１とし、これよりもミストが付着しやすい組み合わせでは１よりも大きな値が、これよりもミストが付着し難い組み合わせでは１よりも小さな値が設定される。ミスト付着係数変換テーブルＢとは、このような付着係数Ｂが温度と湿度の組み合わせに対応付けられて記憶されたテーブルとなっている。本発明者らの検討によれば、紙間距離が短いほどミスト付着量が少なく、紙間距離が長いほどミスト付着量が多いことが確認されている。

ステップＳ６０２によって、付着係数Ｂが決定されると、実際の記録動作を実行しながら各色の吐出回数をカウントする（ステップＳ６０３）。

所定量の記録動作が終了すると、ＣＰＵ３０１は、カウントされた各色の吐出回数に対し、ステップＳ６０２で決定された付着係数Ｂを乗算することによって、吐出回数を補正する。さらに、これまでの累積吐出回数をＥＥＰＲＯＭ３０４から読み出し、補正後の吐出回数にこれを加算することによって新たな累積吐出回数とし、ＥＥＰＲＯＭ３０４に上書きする。以上で本処理を終了する。

このように本実施例によれば、紙間距離が長い状態で記録動作が行われた場合は本来のカウント値よりも多い値が、紙間距離が短い状態で記録動作が行われた場合は本来のカウント値よりも少ない値が、吐出回数として累積吐出回数に加算される。よって、実施例１に比べて、光学センサ１０２に対するミストの影響をより正確に判断し、光学センサの性能判別をより信頼性の高い状態で実行することが可能となる。

なお、以上説明した実施例２と実施例３は、同時に実施することも出来る。この場合、ＥＥＰＲＯＭ３０４には、取得された温度、湿度および紙間距離に対応して適切な付着係数が得られるような４次元のＬＵＴが用意されていればよいことになる。

本発明に使用可能なインクジェット記録装置の内部構成例を説明するための斜視図である。 本発明の実施例で採用する光学センサの、各光学素子の配置を説明するための側面図である。 本発明の実施例で採用するインクジェット記録装置の主に濃度補正に関わる制御の構成を説明するためのブロック図である。 本発明の実施例におけるＣＰＵが実行する各色濃度補正モード（カラーキャリブレーション）の各工程を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例におけるＣＰＵが実行する光学センサ性能判定モードの各工程を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例２における記録動作中の累積吐出回数を求めるためにＣＰＵが実行する各工程を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例３における記録動作中の累積吐出回数を求めるためにＣＰＵ３０１が実行する各工程を説明するためのフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、青色ＬＥＤにおける記録動作前と記録動作後の分光特性を、全インク色を均等に使用して記録動作を行った場合と、イエローに偏らせて記録動作を行った場合とで比較した結果を示す図である。

符号の説明

１０１ キャリッジ
１０２ 光学センサ
１０３ 記録ヘッド
１０４ 搬送ベルト
１０５ シャフト
１０６ 記録媒体
１０７ プラテン
２０１ 赤色ＬＥＤ発光素子
２０２ フォトダイオード
２０３ 可視光ＬＥＤ発光素子
３０１ ＣＰＵ
３０２ ホストコンピュータ
３０３ プリントバッファ
３０４ ＥＥＰＲＯＭ
３０５ ＬＥＤ駆動回路
３０６ Ｉ／Ｖ変換回路
３０７ 増幅回路
３０８ Ａ／Ｄ変換回路
３０９ ＲＯＭ
３１０ 搬送モータドライバ
３１１ 搬送モータ
３１２ キャリッジモータドライバ
３１３ キャリッジモータ
３１４ ヘッドドライバ
３１５ 記録ヘッド

Claims (7)

1. 複数の色のインクを吐出する記録ヘッドと、発光波長が互いに異なる第１の発光素子および第２の発光素子を含む光学センサと、を有するインクジェット記録装置における、前記光学センサの状態判別方法であって、
   前記記録ヘッドがインクを吐出した吐出回数を、前記複数の色ごとにカウントする工程と、
   前記インクの付着による前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれの分光特性の変化を示す値を、前記複数の色のインクそれぞれの前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれの分光特性への影響を示す係数と、カウントされた前記吐出回数とを用いて算出する工程と、
   前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれについて算出された前記値に基づいて、前記光学センサの状態を判別する工程とを有することを特徴とする光学センサの状態判別方法。
2. カウントされた前記吐出回数と前記係数との乗算を前記複数の色ごとに行うことを含む計算によって前記値を算出することを特徴とする請求項１に記載の光学センサの状態判別方法。
3. 前記複数の色は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのいずれかを含み、前記複数の発光素子は、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤのいずれかを含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の光学センサの状態判別方法。
4. 複数の色のインクを吐出する記録ヘッドと、
   発光波長が互いに異なる第１の発光素子および第２の発光素子を含む光学センサと、
   前記記録ヘッドがインクを吐出した吐出回数を、前記複数の色ごとにカウントする手段と、
   インクの付着による前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれの分光特性の変化を示す値を、前記複数の色のインクそれぞれの前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれの分光特性への影響を示す係数と、カウントされた前記吐出回数とを用いて算出する手段と、
   前記第１の発光素子と前記第２の発光素子のそれぞれについて算出された前記値に基づいて、前記光学センサの状態を判別する手段と
   を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
5. カウントされた前記吐出回数と前記係数との乗算を前記複数の色ごとに行うことを含む計算によって前記値を算出することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記記録ヘッドと前記光学センサは、記録媒体に対して走査するキャリッジに搭載されていることを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記複数の色は、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのいずれかを含み、前記光学センサは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤのいずれかを含んでいることを特徴とする請求項４乃至６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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