JP2014193602A - 吐出検出装置、吐出検出方法、及び印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルの液体吐出量を制御することなく、安価かつ簡単な構成で適正な不吐出ノ
ズルの検出を行うことが可能な吐出検出装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明に係る吐出検出装置では、印刷ヘッド１６における複数のノズルに向けて発光部３１から光を発し、受光部３２が受光する光に基いて、液滴Ｉｄを吐出したノズルが不吐出ノズルであるか否かを検出する。このとき、検出するノズルの位置に応じて、発光部３１の発光強度又は受光部の受光感度を制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、液体を吐出する複数のノズルを配列した液体吐出ヘッドにおいて不吐出などのノズルの状態を検出する吐出検出装置、吐出検出方法、及び印刷装置に関する。

液体吐出記録装置は、液体吐出ヘッドに設けられた複数のノズルからインク滴などの液滴を記録媒体上に吐出して画像記録を行う。このため、液体吐出ヘッドの各ノズルの吐出状態の良否が画像品質に大きく影響を及ぼす。そこで液体吐出記録装置では、記録画像の品質を維持すべく、各ノズルにおける液滴の吐出状態を検出する吐出検出装置によって定期的にあるいは任意のタイミングで液滴の吐出を検出することにより、不吐出などのノズルの状態を検出することが行われる。

このような吐出検出装置としては、液滴の飛翔経路に交差するように検出光を出射する発光部としての発光素子（ＬＥＤ）と、この検出光を受光する受光部としての受光素子（フォトダイオード）とを配置したものがある。この吐出検出装置では、吐出された液滴が検出光の光路上を通過した時の受光素子の光量変化を捉えることにより不吐出ノズルの有無を検出している。すなわち、液滴を吐出したタイミングと受光素子が液滴の遮光による光量変化を検出したタイミングとに基づき、液滴の通過の有無、つまり不吐出ノズルの有無を検出することができる。

発光素子と受光素子との距離は、液体吐出ヘッドのノズル列中の全ノズルが、その間に形成される検出光の光路上に収まるようにするため、ノズル数が多くなる程長くなる。このため、発光素子と受光素子は、検出精度の向上あるいは検出機構の省スペース化を図る観点から、その間にノズル列が収まる最小限の距離となるように配置される。

一方、発光素子から出射される検出光は発散光であるため、発光素子に近いノズルから吐出された液滴に遮られる光は光回折の影響を受け易い。よって、ノズルの発光素子からの距離と光回折との相関関係から、ノズル位置が発光素子に近い程、液滴によって遮光されるべき光が回析により受光素子まで到達してしまうので液滴の有無による受光量の変化が小さくなる傾向にある。また、光の放射強度は距離の２乗に反比例して弱くなることから、ノズル位置が発光素子から遠い程、光量が減少し液滴の有無に関わらず受光素子による受光量は小さくなる傾向にある。図１４の従来の吐出検出装置のノズル位置と受光電流との関係を示す概略図に示すように、ノズル位置が発光素子（ＬＥＤ）に近づくにつれて上述したように液滴の有無による受光量の変化が小さくなるので受光量の変化に対応する検出出力値は次第に低下する。さらに吐出ノズル位置が発光素子から離れる（受光素子に近づく）につれても上述したように受光量の変化を示す検出出力値が次第に低下する。

このように、受光量の変化を検出する受光素子の検出出力レベルは、検出される液滴を吐出するノズルの位置が発光素子に近接する場合と、発光素子から離れた受光素子に近接する場合と、発光素子と受光素子との中間付近である場合とで大きく異なり、全ノズルに対して均一かつ安定した検出が行えなくなるという問題があった。

この問題を解決するために、特許文献１には液滴の吐出状態を光学的に検知する技術として、発光側に近いノズルの吐出滴数を多く、受光側に近いノズルの吐出滴数を少なくすることで液滴検知時の検出出力が略同一になるようにする技術が開示されている。また、特許文献２には、ノズルとセンサとの距離に応じて吐出量滴径を大きくする技術が開示されている。

特開２００６−００７４４７号公報 特開２０１０−２５３７７１号公報

しかし、上記特許文献１および２に係る技術では、検出専用に吐出滴数あるいは滴径を制御可能にする構成が必要となるという問題があり、さらには記録に寄与しない液体をより多く消費することになる、という問題もあった。また、検出時には実際の記録動作とは異なる吐出滴数や吐出滴径で吐出するため、吐出状態の検出時には吐出できていても実際の記録動作時には吐出滴数や吐出滴径が減少するので各ノズルの記録素子（ヒータまたはピエゾなど）に供給するエネルギーが小さくなったときには、吐出不良を起こす可能性があった。

本発明は、検出するノズルの液体吐出滴数あるいは液体吐出滴径を制御することなく、安価かつ簡単な構成で適正な不吐出などのノズルの状態を検出することが可能な吐出検出装置、吐出検出方法および印刷装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、本発明の第１の形態は、複数のノズルから吐出されるインク滴に向けて発光部から光を発し、受光部が受光する光に基いて、前記インク滴を吐出したノズルの状態を検出する検出装置であって、検出する前記ノズルの位置に応じて、前記発光部の発光強度又は前記受光部の受光感度を制御する制御手段を備えることを特徴とする。

また、本発明の第２の形態は、複数のノズルから吐出されるインク滴に向けて発光部から光を発し、受光部が受光する光に基いて、前記インク滴を吐出したノズルの状態を検出する検出方法であって、検出する前記ノズルの位置に応じて、前記発光部の発光強度又は前記受光部の受光感度を制御することを特徴とする。

また、本発明の第３の形態は、印刷ヘッドに配列された複数のノズルから液体を吐出さ
せることによって記録媒体に画像を形成する印刷装置であって、上記吐出検出装置を備
えることを特徴とする。

本発明によれば、液体吐出ヘッドに配列された複数のノズルのうち、液滴を吐出するノズルの位置に応じて発光部の発光強度または受光部の受光感度を変化させるため、検出するノズルの液体吐出滴数や液体吐出滴径を制御することなく、安価かつ簡単な構成でノズルの状態の検出を行うことができる。

本実施形態における印刷装置の外観図である。 本実施形態の印刷方法の制御系の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における吐出検出装置の概略構成を示す図である。 図３に示す吐出検出装置の制御回路の内部構成を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるノズル位置と受光電流及びＬＥＤ駆動電流の関係を示す概略図である。 第１の実施形態における吐出検出動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態における光軸合わせ動作のフローチャートである。 第２の実施形態における吐出検出装置の概略構成を示す図である。 図８に示す吐出検出装置の制御回路の内部構成を示すブロック図である。 第２の実施形態におけるノズル位置と受光電流及びＬＥＤ駆動電流の関係を示す概略図である。 第２の実施形態における不吐出検出動作を示すフローチャートである。 他の実施形態におけるノズル位置と受光電流及びＬＥＤ駆動電流の関係を示す概略図である。 第３の実施形態における吐出検出装置の制御回路の内部構成を示すブロック図である。 従来の吐出検出装置のノズル位置と受光電流との関係を示す概略図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本実施形態における印刷装置の外観構成を示す斜視図である。ここに示す印刷装置は、大判の記録を行うインクジェット記録方式の印刷装置を例に取り説明する。印刷装置１０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１等の外部装置に通信ケーブル２等を介して接続され、外部装置からの印刷指示と共に送られてくる画像データに基づいて印刷動作を行う。またここに示す印刷装置１０は、印刷媒体Ｐを副走査方向（Ｙ方向）に間欠的に搬送する搬送手段と、副走査方向と交差する主走査方向（Ｘ方向）に印刷ヘッド１６（以下、単にヘッドともいう）を往復移動させる主走査手段とを有する、いわゆるシリアル型の印刷装置となっている。

印刷ヘッド１６としては、吐出される液体として複数色のインクそれぞれに対応して複数個が並設されている。例えば、図２に示されるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）などのインクそれぞれに対応して４個のヘッド１００，２００，３００，４００が並設されている。各ヘッドは複数のノズルが副走査方向（Ｙ方向）に配列されたノズル列を有する。ここでは、図５に示すように、１番目のノズルから第１２８０番目のノズルが副走査方向に沿って配列されたノズル列１６Aが各ヘッドに設けられている。また、本実施形態では、印刷ヘッド１６が走査する走査領域端部にインク滴を適正に吐出できない不吐出ノズルを検出するための吐出検出装置３０が設けられている。

図２は、本発明の第１の実施形態における画像形成装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。ホストコンピュータ１は、インストールされた作画アプリケーションにより印刷データを作成し、通信ケーブル２は画像形成装置１０にその印刷データを送信するために利用する。ホストインターフェース１１は、ホストコンピュータ１からの印刷データを受信し、画像形成装置１０全体の制御を行うＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１２を介してプリントバッファ２４に一旦蓄える。ＲＯＭ１３には、起動用プログラムと圧縮された状態の制御プログラムとが格納されており、圧縮された制御プログラムは、起動時にシステムメモリ１４に展開される。

操作パネル２０は、画像形成装置１０の本体操作や状態を表示するための表示装置を含む。副走査モータ１８は、印刷媒体Ｐの搬送を行う図示しない搬送ローラを駆動する。主走査モータ１９は、印刷ヘッド１６が固定されている図示しないベルトを往復駆動する。印刷制御部１５は、副走査モータ１８及び主走査モータ１９をコントロールするためのモータコントローラ１７の制御及び印刷ヘッド１６のインク吐出制御を行う。本実施形態における印刷ヘッド１６は、ブラックヘッド１００、シアンヘッド２００、マゼンタヘッド３００、イエローヘッド４００の４色ヘッドから構成されている。但し、印刷ヘッド１６は、他の色を吐出するヘッドを用いることも可能であり、さらには単一のヘッドを用いることも可能である。また、本発明においては、色材を含む液体であるインクに限らず、画像品質を向上させるための画質向上剤等の液体をノズルから吐出するヘッドを印刷ヘッド１６に含めることも可能である。以下、本実施形態では、この画質向上剤等の液体も含めてインクと称すことにする。

次に、本実施形態において使用するノズルの状態の検出について図を用いて詳細に説明する。

図３は、本実施形態における印刷ヘッド１６と吐出検出装置３０の概略構成を示す図であり、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は概略平面図である。ヘッド１６からインク滴Ｉｄを吐出させ、インク滴Ｉｄが発光素子（ＬＥＤ）３１から受光素子であるフォトダイオード（ＰＤ）３２に至る光束内を飛翔・通過することによってインク滴が遮光した時のわずかな受光量の変化を検出することが吐出検出装置の基本原理である。なお、本実施形態における単一のＬＥＤ３１は、本発明における発光部を構成し、フォトダイオード３２は本発明における受光部を構成している。また、ＬＥＤ３１及びＰＤ３２は、ＭＰＵ１２に接続された制御回路３３によって制御される。

吐出検出装置３０は、ＬＥＤ３１からの光をＬＥＤスリット３４を通して絞り込み、さらに外乱光の影響やミストの付着を避けるためＰＤスリット３５を通してＰＤ３２で受光する。ヘッド１６のノズル列１６Ａは、図３（ａ）に示すように、ＬＥＤ３１からＰＤ３２までの光束ＬＦの中にノズル配列方向（Ｙ方向）において包含されるように配置されている。光束の中心ＬＦｃを光軸と定義すると、各ノズル列１６Ａと光軸ＬＦｃは互いに平行で、その間の距離間隔ｔは２ｍｍ〜４ｍｍとなっている。なお、図３（ｂ）において、ＬＦｗはノズル配列方向(Ｙ方向)と直交する主走査方向（Ｘ方向）における光束ＬＦの幅を示している。

図４は、本実施形態における吐出検出装置３０の制御回路３３の内部構成を示すブロック図である。電流・電圧変換回路４１は、フォトダイオード（ＰＤ）３２に流れる電流値を電圧信号に変換して出力する。増幅回路４２は、電流・電圧変換回路４１から出力される電圧信号を増幅する。クランプ回路４３は、インク滴の吐出に同期した制御信号により、インク滴の吐出を観測する直前に増幅回路４２から出力される信号レベルを所定値に保持する。そしてインク滴の吐出が行われ、光束ＬＦ内をインク滴が飛翔して遮光し始める直前にクランプ動作を開放する。これにより、例えば低周波の外乱光が混入した場合であっても、クランプ回路４３によってその影響を取り除き、固定の基準電圧に基いて検出信号を評価することができる。

比較器４４は、クランプ回路４３からの出力電圧を基準電圧と比較し、その比較結果を２値化してＭＰＵ１２に出力している。ＭＰＵ１２では、ノズルから吐出されたインク滴が光束の一部を遮光したことによって生じる光量低下（光量変化）が所定量以上である期間を、２値化された比較結果に基いて求める。

ＬＥＤドライバ４５は、ＬＥＤ３１を駆動するためのＬＥＤドライバである。ＬＥＤ３１とＰＤ３２との距離間隔に対して、ＰＤ３２から十分な検出出力が得られるようにＬＥＤ３１の駆動電流値をＬＥＤドライバ４５によって固定した場合、ＰＤ３２の検出特性には、図１４に示したような現象が生じる。すなわち、検出対象のノズル列１６Ａのうち、ＬＥＤ３１に近いノズルからのインク滴検出では、回折現象によりインク滴によって遮光されない光の一部がＰＤ３２の受光面に到達してしまう。さらに、ヘッド１６に反射した光の一部がＰＤ３２の受光面に到達してしまう。また、ＬＥＤ３１の空間エネルギー分布特性にもよるが、一般的にはＬＥＤ３１から放出される光は発散光であって、その光はＰＤ３２に近づくに従いエネルギー面密度が低下するため、ＬＥＤ３１から遠い（ＰＤ３２に近い）ノズルのインク滴検出における検出光の光量が低下する。

そこで、本実施形態では、図５（ｃ）に示すように、ノズルの配列位置に応じてＬＥＤ駆動電流を変化させるようにＬＥＤドライバ４５から出力されるＬＥＤ駆動電流を制御している。例えば、ＬＥＤ３１に最も近い１番目ノズルからｎ番目ノズルにかけては、ＬＥＤ駆動電流を上げていくことによってＬＥＤ３１の発光強度を低い値から徐々に高めていく。ＬＥＤ３１から出射される検出光は発散光であり、ＬＥＤ３１に近いノズルから吐出されたインク滴に遮られる光は光回折の影響を受け易く、ノズル位置がＬＥＤ３１に近い程インク滴の有無による受光量の変化が小さくなる傾向がある。このため、本実施形態では、ＬＥＤ３１に近いノズルほど、ＬＥＤ３１の発光強度が小さくなるようにし、光回折の影響による受光の変化が小さくなるのを低減するようになっている。また、
ノズル列１６Ａの中のｎ番目ノズルからｎ＋α番目ノズルにかけては、ＬＥＤ駆動電流を一定に保ち、ｎ＋α番目ノズルからＬＥＤ３１より最も遠い１２８０番目ノズルにかけては、発光強度を再度徐々に高くしている。このｎ＋α番目ノズルから１２８０番目のノズルにかけて徐々に発光強度を高める制御は、ＬＥＤ３１から出射された光がＰＤに近づくに従って減衰するのを補うために行う。
これにより、図５（ｂ）に示すように、インクが正常に吐出されている場合に発生する受光電流の変化量をほぼ一定にすることができ、ノズル位置に応じて液体吐出滴数や液体吐出滴径を制御する必要がなく安価な回路構成で不吐出検出を行うことができる。なお、ＬＥＤ駆動電流を変化させる割合は、検出対象ノズルが、１番目ノズルからｎ番目ノズルのエリアと、ｎ＋α番目ノズルから１２８０番目ノズルのエリアとで異なる値となっている。これは発光するＬＥＤ３１の光の特性、光を反射するヘッド回りの部材の反射率あるいは受光するＰＤ３２の感度特性などにより検出するノズル位置に応じて発光強度を変化させる割合を異ならせているからである。なお、上記のようなＬＥＤ３１の発光強度の制御は、ＭＰＵ１２が制御回路３３に設けられたＬＥＤドライバ４５を制御することにより行う。

次に、ＭＰＵ１２によって実行される本実施形態の一連の不吐出検出動作を図６に示すフローチャートに沿って説明する。

まず、Ｓ１０１においてＭＰＵ１２がＬＥＤドライバ４５を駆動し、不吐出検出ユニット３０のＬＥＤ３１を点灯させる。Ｓ１０２では、ＬＥＤ３１とＰＤ３２との光軸と、ヘッド１６のノズル列１６Aとの位置合わせを行う。なお、この動作の詳細は、後に図７に沿って説明する。Ｓ１０３では、しばらくインク吐出を行わなかったノズルは、増粘インクなどによる目詰まりを起こしていることがあるので、不吐出検出を行う前にノズルの目詰まりを解消するための予備吐出を行う。これは、ＭＰＵ１２が印刷制御部１５を介して印刷ヘッド１６を駆動することより行なう。

Ｓ１０４では、ＭＰＵ１２がＬＥＤドライバ４５を制御し、不吐出検出の対象となるノズル（検出対象ノズル）に応じたＬＥＤ駆動電流を印加し、１つの検出対象ノズルからインクを吐出させるＳ１０５。この後、Ｓ１０６では前述の吐出検出装置３０におけるＰＤ３２の検出電圧の変化量が所定の閾値より高いか否かに基いて、インク滴が吐出されたか否かを判断する。この判断は、吐出検出装置３０に設けられた比較器４４から出力された信号に基いてＭＰＵ１２が行う。ここでインク滴が検出されたと判断した場合にはＳ１０７に進み、検出されなかったと判断された場合にはＳ１０８に進む。

前述のＳ１０６において所定の閾値より検出電圧の変化量が高く、正常にインク滴が吐出されたと判断されると、Ｓ１０７では、少なくとも全ノズル数分の容量を持つメモリにおいて、ＭＰＵ１２はノズル番号に対応したアドレスにその検出対象ノズルが正常であることを表すデータを書き込む。これに対し、Ｓ１０６において検出電圧が所定の閾値以下であり、正常にインク滴が吐出されていないと判断された場合には、Ｓ１０８においてＭＰＵ１２は前記メモリのノズル番号に対応したアドレスに、その検出対象ノズルが不吐出ノズルであることを表すデータを書き込む。

Ｓ１０９では、Ｓ１０５で吐出したノズルの次に吐出を行うノズルの位置に合わせて、ＭＰＵ１２が制御回路３３を介してＬＥＤ駆動電流を設定する。この後、Ｓ１１０では、全ノズル数分の不吐出検出が終了したかどうかを判断する。全ノズルに対する不吐出検出が終了した場合にはＳ１１１に進み、吐出検出装置３０のＬＥＤ３１を消灯する。また、全ノズルの不吐出検出がまだ終了していない場合には、Ｓ１１２で検出すべき対象ノズルを変更した後にＳ１０４に戻り、Ｓ１０６〜Ｓ１１０の処理を繰り返す。

以上のように図６のフローチャートに示す処理を実行することによって、不吐出ノズルの位置と、正常なインク吐出を可能とする正常ノズルの位置とがメモリに書き込まれる。従って、このメモリを参照することによって、ノズル列１６Ａの中の不吐出ノズル、正常ノズルを特定することが可能になる。

次に、図６のＳ１０２に示した光軸合わせにおいて実行される一連の動作を図７のフローチャートに沿って詳細に説明する。

Ｓ２０１では、特定の１ノズルについて所定のサイクルでインク吐出を繰り返し行う。次に、Ｓ２０２では、吐出検出装置３０が固定された状態で、吐出検出装置３０の光軸ＬＦｃに対して、ヘッド１６を所定のホームポジション位置から主走査方向（Ｘ方向）に移動していく。なお、主走査方向（Ｘ方向）は、吐出検出装置３０の光軸ＬＦｃに対して直交する方向であって、図３（ａ）では紙面に直交する方向を指す。この後、Ｓ２０３では、ヘッド１６を移動させながらインク滴が検出されたかどうかを判断する。この検出は、前述のように吐出検出装置３０におけるＰＤ３２の検出電圧の変化量が所定の閾値より高いか否かに基いて、インク滴が検出されたか否かを判断する。インク滴が検出された場合には、Ｓ２０４に進み、検出されなかった場合には、Ｓ２０２に戻りヘッド１６を主走査方向に更に移動する。

Ｓ２０４では、Ｓ２０３によりインク滴が検出されたと判断されると、その時のヘッド１６の位置を、図３（ｂ）に示すエッジ１としてヘッド位置を記憶するためのメモリに書き込む。その後Ｓ２０５では、ヘッド１６を主走査方向に更に移動させる。Ｓ２０６では、ヘッド１６を移動させながらインク滴が検出されたかどうかを判断する。ここでインク滴が検出されなくなった場合には、Ｓ２０７に進み、インク適が検出されなくなった時のヘッド１６の位置を、図３（ｂ）に示すエッジ２として前述のヘッド位置を記憶するためのメモリに書き込む。また、Ｓ２０６においてインク滴が検出され続けている場合には、Ｓ２０５に戻りヘッド１６を更に主走査方向に移動する。Ｓ２０４とＳ２０７とで検出したエッジ１とエッジ２の中間位置は光束ＬＦの中心位置である光軸ＬＦｃに相当する。このため、ＭＰＵ１２は、Ｓ２０８においてエッジ１とエッジ２の中間位置を求め、その中間位置にヘッド１６を移動させる。これにより、吐出検出装置３０における光軸とヘッド１６のノズル列との位置合わせ（光軸合わせ）が完了する。

以上、本実施形態では、１つのヘッド１６に対して不吐出検出を行なう場合を説明したが、液体吐出装置に搭載された複数のヘッドの不吐出検出も同様にして行うことが可能であることは明らかである。すなわち、各記録ヘッドのノズル列に対し、図６に示す動作を順次実行することで、全てのノズル列における不吐出検出を行うことができる。

また、ノズル列の不吐出検出は、ノズル列の中の１番目のノズル（ＬＥＤ３１に最も近いノズル）から行う必要はなく、ＬＥＤ３１の駆動電流値とインク吐出位置との関係が合っていれば任意のノズルから不吐出検出を開始することも可能である。

以上のように、この第１の実施形態によれば、ヘッド１６の各ノズルにおけるノズル位置に応じて液体吐出滴数や液体吐出滴径を変化させるという複雑かつ困難な制御を必要とせず、発光部であるＬＥＤ３１の光量調整を行うという安価な構成によって高精度に不吐出などのノズル状態の検出を行うことが可能になる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
上記第１の実施形態では、１個のＬＥＤで光量調整を行う場合を示したが、第２の実施形態では、発光量の低い安価なＬＥＤを複数個使用して光量調整を行うものとなっている。図８は第２の実施形態におけるヘッド１６と吐出検出装置５０の概略図を示す。第２実施形態においてもヘッド１６から吐出させたインク滴Ｉｄが、発光素子（ＬＥＤ５１〜５３）から受光素子（ＰＤ５６）に至る光束を通過して遮光した時の僅かな受光量の変化を検出することが不吐出検出の基本原理であることは第１の実施形態と同様である。

吐出検出装置５０は、凸レンズ（光学系）５４の焦点ｆ１を通った光が、光軸ＬＦｃに対して平行な光線となる特性を利用し、３個のＬＥＤ５１〜ＬＥＤ５３の光をそれぞれ平行な状態でＰＤ側の凸レンズ５５に入射させる。ＰＤ側の凸レンズ５５を通った光は、焦点位置ｆ２にあるＰＤ５６で受光される。ヘッド１６のノズル列はＬＥＤ側の凸レンズ５４で集光されてＰＤ側の凸レンズ５６に至る光束の中に、ノズル配列方向（Ｙ方向）において包含されるように配置されている。

図９は、本発明における制御回路５７の内部構成を示すブロック図である。図９に示す制御回路５７は、電流・電圧変換回路６１、増幅回路６２、クランプ回路６３、比較器６４およびＬＥＤドライバ６５を備える。このうち、制御回路５７は、ＭＰＵ１１２の制御によって、電流・電圧変換回路６１、増幅回路６２、クランプ回路６３、比較器６４は、第１の実施形態において示したフォトダイオードＰＤ３２、電流・電圧変換回路４１、増幅回路４２、クランプ回路４３と同様である。従って、これらについて説明は省略する。第２の実施形態における制御回路５７は、ＭＰＵ１１２の制御によって、３個のＬＥＤ５１〜５３を同時に駆動することが可能なＬＥＤドライバ６５を備えるものとなっており、この点が上記第１の実施形態と異なる。

次にＬＥＤ５１〜５３の駆動方法について、図１０を用いて説明する。第２の実施形態においては、１番目ノズルからｎ番目ノズルに至る第１駆動エリアでは、ＬＥＤ５１のみを使用してＬＥＤ駆動電流を上げていき、発光強度を低い値から徐々に高くしている。また、ｎ番目ノズルからｎ＋α番目ノズルに至る第２駆動エリアでは、ＬＥＤ５１とＬＥＤ５２を共に駆動し、各々のＬＥＤ駆動電流を一定に保ち、発光強度を一定にしている。さらに、ｎ＋α番目ノズルから１２８０番目ノズルに至る第３駆動エリアでは、３つのＬＥＤ５１、５２、５３を全て駆動し、ノズルの配列位置に応じて各々のＬＥＤ駆動電流を上げていき発光強度を徐々に高くしていく。これにより、受光電流をほぼ一定にすることができ、検出範囲を広くとることなく、安価な構成で適正な不吐出検出を安定して行うことが可能になる。

次に、ＭＰＵ１１２によって実行される本実施形態の一連の不吐出検出動作を図１１に示すフローチャートに沿って説明する。

まず、Ｓ３０１においてＭＰＵ１１２がＬＥＤドライバ６５を駆動し、不吐出検出ユニット５０のＬＥＤ５１を点灯させる。Ｓ３０２では、ＬＥＤ５１とＰＤ５６の光軸合わせを行う。この光軸合わせの処理は、第１の実施形態で説明した図７に示す動作と同様なので、重複説明は省略する。Ｓ３０３では、不吐出検出を行う前にノズルの目詰まりを解消するための予備吐出を行う。

Ｓ３０４では不吐出検出の対象となる図１０で示した第１駆動エリアに属するノズル（検出対象ノズル）に応じたＬＥＤ駆動電流を印加し（Ｓ３０４）、１つの検出対象ノズルからインクを吐出させる（Ｓ３０５）。次に、Ｓ３０６では、吐出検出装置５０におけるＰＤ５６の検出電圧が所定の閾値より高いか否かに基いて、インク滴が検出されたか否かを判断する。ここで、インク滴が検出されたと判断した場合にはＳ３０７に進み、検出されなかったと判断された場合にはＳ３０７に進む。

Ｓ３０８では、インク滴が正常に吐出されたと判断されると、全ノズル数分の容量を持つメモリにおいて、ＭＰＵ１１２がノズル番号に対応したアドレスに、その検出対象ノズルが正常であることを表すデータを書き込む。また、Ｓ３０８では、インク滴が吐出されていないと判断されると、全ノズル数分の容量を持つメモリにおいて、ＭＰＵ１１２がノズル番号に対応したアドレスにその検出対象ノズルが不吐出ノズルであることを表すデータを書き込む。

Ｓ３０９では、ＭＰＵ１１２がＳ３０４で吐出したノズルの次に吐出を行うノズル位置が図１０で示した第２駆動エリアに属するか否かの判断を行い、第２駆動エリアに属すると判断された場合にはＳ３１０に進み、第２駆動エリアに属さないと判断された場合にはＳ３１２に進む。Ｓ３０９では、ＭＰＵ１１２が吐出検出装置５０のＬＥＤ５１を点灯させた状態のまま、ＬＥＤ５２をさらに点灯する。このＬＥＤ５１，５２の駆動において、Ｓ３１１では、ＬＥＤ５１及びＬＥＤ５２に対して、Ｓ３０５で吐出したノズルの次に吐出を行うノズルの位置に合わせて、ＬＥＤ駆動電流を設定する。この後、Ｓ３１２では、ＭＰＵ１１２がＳ３０５で吐出したノズルの次に吐出を行うノズル位置が図１０で示した第３駆動エリアに属するか否かの判断を行い、第３駆動エリアに属する場合には、Ｓ３１３に進み、第３駆動エリアでない場合にはＳ３１７に進む。

Ｓ３１３では、ＭＰＵ１１２が吐出検出装置５０のＬＥＤ５１を点灯させた状態のまま、さらにＬＥＤ５２及びＬＥＤ５３を点灯する。このとき、Ｓ３１４では、ＬＥＤ５１、ＬＥＤ５２、ＬＥＤ５３のそれぞれに対して、Ｓ３０５で吐出したノズルの次に吐出を行うノズルの位置に合わせてＬＥＤ駆動電流を設定する。この後、Ｓ３１５では、全ノズル数分の不吐出検出が終了したか否かを判断する。そして、全ノズルの不吐出検出が終了した場合には、Ｓ３１６に進み、吐出検出装置５０のＬＥＤ５１、ＬＥＤ５２、ＬＥＤ５３を消灯する。また、全ノズルの不吐出検出がまだ終了していない場合にはＳ３１８で検出すべき対象ノズルを変更した後にＳ３０４に戻り、前述のＳ３０４以降の処理を行う。また、Ｓ３１２において、次のノズル位置が第３駆動エリアに属さないと判断された場合にはＳ３１７に進み、吐出検出装置５０のＬＥＤ５２、ＬＥＤ５３を消灯する。

以上のように図１１のフローチャートに示す処理を実行することによって、ＭＰＵ１１２が不吐出ノズルの位置と、正常なインク吐出を可能とする正常ノズルの位置とをメモリに書き込む。従って、このメモリを参照することによって、ノズル列１６Ａの中の不吐出ノズル、正常ノズルを特定することが可能になる。しかも、この第２の実施形態においては、発光量の低い安価な３個のＬＥＤ５１，５２，５３を使用して光量調整を行うものとなっており、ＬＥＤ５１，５２，５３を駆動するＬＥＤドライバも１個のＬＥＤを駆動する場合と略同様の構成であるため、駆動回路のコストが増大することもない。

さらに、ノズル列の不吐出検出は、ノズル列の中の１番目のノズル（ＬＥＤ５１〜５３に最も近いノズル）から行う必要はなく、ＬＥＤ５１〜５３の駆動電流値とインク吐出位置との関係が合っていれば任意のノズルから不吐出検出を開始することも可能である。

なお、上記各実施形態においては、シリアル型の印刷装置を例に採り説明したが、本発明は、記録媒体を連続的に搬送しつつ定位置に固定された印刷ヘッドを用いて印刷を行う、いわゆるフルライン型の印刷装置にも本発明は適用可能である。フルライン型の印刷装置における印刷ヘッドは、使用する印刷媒体の幅以上の幅に亘ってノズルを配列した長尺ヘッドを用いるのが通例である。従って、この場合には、上記第２の実施形態におけるように、複数の発光素子を用いて受光素子との間に光束を形成するようにすれば、長尺ヘッドへの対応も容易であり、良好な不吐出検出を実現することができる。

上記第１および第２の実施形態では、ノズル列１６Ａの中のエリアのうち中間位置に存在するエリア内のノズル、すなわちｎ番目ノズルからｎ＋α番目ノズルのエリアにおいては、ＬＥＤ駆動電流を一定に保つようにした。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図１２に示すように、ｎ番目ノズルからｎ＋α番目ノズルのエリアにおいても、発光強度を徐々に高くするようにしても良い。

（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態を説明する。
上記第１及び第２の実施形態では液体の吐出状態を検出すべきノズルの位置に応じて発光部の発光強度を変化させたが、この第３の実施形態では発光部の発光強度を変化させずに図１３に示す検出装置７０により、検出すべきノズルの位置に応じて受光部の受光感度を変化させるものとなっている。

第３の実施形態では、第１及び第２の実施形態の制御回路３３を図１３に示すような制御回路７７を有する吐出検出装置に置き換えたものであり、その他の構成は上記第１の実施形態と同様である。なお、図１３中、上記各実施形態に示したものと同一部分には同一符号を付し、その説明の詳細は省く。
図１３に示す吐出検出装置は、発光部としてのＬＥＤ３１から発せられた光を受光する受光部としてのフォトダイオード（ＰＤ）７２の受光感度を、検出するノズルの位置に応じてデジタル・ポテンショメータ７１の負荷抵抗をＭＰＵ２１２からのコントロール信号により調節する機能を備える。この点が第３の実施形態と第１及び第２の実施形態とで異なる。

なお、第３の実施形態において、発光部の発光強度を変化させることと受光部の受光感度を変化させることを合わせて実施することもできる。フォトダイオード７２の感度の調整は、ＬＥＤ３１から発せられた発光強度の変化に伴って調整するようにすることも可能である。また、検出するノズルの位置に応じて受光感度を変化させる割合を異ならせるようにしても良い。

１２，１１２，２１２ ＭＰＵ
１６ 印刷ヘッド
１６Ａ ノズル列
３０，５０，７０ 吐出検出装置
３１ ＬＥＤ（発光部）
３２，５１，５２，５３，７２ フォトダイオード（受光部）
３３，５７，７７吐出検出装置の制御回路
７１ デジタル・ポテンショメータ
７２ フォトダイオード（受光部）
Ｉｄ インク滴

Claims (9)

1. 複数のノズルから吐出される液滴に向けて発光部から光を発し、受光部が受光する光に基いて、前記液滴を吐出したノズルの状態を検出する吐出検出装置であって、
   検出する前記ノズルの位置に応じて、前記発光部の発光強度又は前記受光部の受光感度を制御する制御手段を備えることを特徴とする吐出検出装置。
2. 前記制御手段は、検出する前記ノズルの位置に応じて、前記発光部の発光強度又は前記受光部の受光感度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の吐出検出装置。
3. 前記制御手段は、前記複数のノズルのうちの検出するノズルが前記発光部から遠いほど前記発光部の発光強度または前記受光部の受光感度を上げることを特徴とする請求項１に記載の吐出検出装置。
4. 前記制御手段は、前記複数のノズルのうちの検出するノズルが、前記発光部に近いほど前記発光部の発光強度または前記受光部の受光感度を下げることを特徴とする請求項１に記載の吐出検出装置。
5. 前記制御手段は、前記複数のノズルのうちの検出するノズルが前記発光部最も近接する位置にあるノズルから所定ノズルまでは前記発光部に近いほど前記受光部の受光感度または前記受光部の受光感度を下げ、前記所定ノズルより前記発光部から遠い別の所定ノズルからは前記発光部に遠いほど前記発光部の発光強度または前記受光部の受光感度を上げることを特徴とする請求項１に記載の吐出検出装置。
6. 前記制御手段は、前記検出するノズルの位置に応じて前記発光強度または前記受光感度を変化させる割合を異ならせることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の吐出検出装置。
7. 前記発光部は複数の発光素子を備え、
   前記制御手段は、前記複数の発光素子のうち発光させる発光素子の数を変化させることで前記発光強度を変化させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の吐出検出装置。
8. 複数のノズルから吐出される液滴に向けて発光部から光を発し、受光部が受光する光に基いて、前記液滴を吐出したノズルの状態を検出する検出方法であって、
   検出する前記ノズルの位置に応じて、前記発光部の発光強度又は前記受光部の受光感度を制御することを特徴とする吐出検出方法。
9. 印刷ヘッドに配列された複数のノズルから液体を吐出させることによって記録媒体に画
   像を形成する印刷装置であって、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の吐出検出装置を備えることを特徴とする印刷装置。

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