特許 7471936 吐出装置及び吐出速度の算出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-12

(45)【発行日】2024-04-22

(54)【発明の名称】吐出装置及び吐出速度の算出方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20240415BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 201

B41J2/01 451

B41J2/01 401

B41J2/01 301

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020115059

(22)【出願日】2020-07-02

(65)【公開番号】P2022012898

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-06-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】内田 直樹

【審査官】小野 郁磨

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１５２７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２０５８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１５３０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０８１７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１５２８５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吐出口面に形成された吐出口から液滴を吐出する吐出ヘッドと、
光を発光する発光部と前記発光部が発光した光を受光する受光部とを有する検知手段と、
前記吐出ヘッドと前記検知手段との位置関係が、前記吐出ヘッドから吐出された液滴が前記発光部と前記受光部との間を通過する検出用の位置関係となった状態で、前記受光部の受光量に基づいて前記吐出ヘッドから吐出された液滴を検出する液滴検出手段と、
前記吐出ヘッドが前記液滴の吐出を開始してから前記液滴検出手段により前記液滴が前記光を通過したことを検出するまでの時間を検出する時間検出手段と、
前記時間検出手段が検出した時間に基づいて前記液滴の吐出速度を算出する算出手段と、
を有する吐出装置であって、
前記算出手段によって吐出速度を算出する次以降のタイミングを、前記次以降のタイミングの前のタイミングにおいて前記算出手段が算出した吐出速度に基づいて決定する決定手段を更に有することを特徴とする吐出装置。

【請求項2】

前記算出手段によって吐出速度を算出するタイミングにおいて前記算出手段によって算出されると想定される吐出速度を記憶する記憶手段を有し、
前記決定手段は、前記記憶手段に記憶された前記前のタイミングに対応する前記想定される吐出速度と、前記前のタイミングで前記算出手段が算出した吐出速度と、に基づいて前記次以降のタイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。

【請求項3】

前記決定手段は、前記前のタイミングで前記算出手段が算出した吐出速度からの減衰率に基づいて前記次以降のタイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。

【請求項4】

前記次以降のタイミングにおいて想定される吐出速度の減衰率を記憶する記憶手段を有し、
前記決定手段は、前記記憶手段に記憶された前記減衰率と、前記算出手段が算出した吐出速度の、前回算出した吐出速度からの減衰率と、に基づいて前記次以降のタイミングを決定することを特徴とする請求項３に記載の吐出装置。

【請求項5】

前記記憶手段は、前記算出手段によって吐出速度を算出する複数のタイミングと、各タイミングにおいて算出されると想定される想定吐出速度を記憶し、
前記決定手段は、前記前のタイミングで前記算出手段が算出した吐出速度に基づいて、前記想定吐出速度となるタイミングで前記算出手段による吐出速度の算出を行うように前記次以降のタイミングを決定し、前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項２に記載の吐出装置。

【請求項6】

前記決定手段は、前記前のタイミングにおいて前記算出手段が算出した吐出速度に基づいて、前記前のタイミングの次に前記算出手段によって吐出速度を算出するタイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項7】

前記決定手段は、前記吐出装置に前回装着された前記吐出ヘッドについて前記算出手段が算出した吐出速度に基づいて、前記吐出装置に現在装着されている前記吐出ヘッドを用いて、前記算出手段によって吐出速度を算出するタイミングを決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項8】

前記吐出ヘッドは複数の色のインクを吐出でき、
前記決定手段は、前記次のタイミングをインクの色毎に決定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項9】

前記位置関係における前記吐出ヘッドの前記吐出口面と前記検知手段との距離を変化させる変化手段を有し、
前記時間検出手段は、前記吐出ヘッドの前記吐出口面と前記発光部が発光する光との距離が第１の距離の状態で前記吐出口から液滴の吐出を開始してから前記液滴検出手段が前記液滴を検出するまでの第１の時間を検出し、前記変化手段によって前記吐出ヘッドの前記吐出口面と前記発光部が発光する光との距離が前記第１の距離とは異なる第２の距離とした状態で前記吐出口から液滴の吐出を開始してから前記液滴検出手段が前記液滴を検出するまでの第２の時間を検出し、
前記算出手段は、前記第１の距離、前記第２の距離、前記第１の時間及び前記第２の時間に基づいて前記液滴の吐出速度を算出することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項10】

前記算出手段は、前記第１の距離と前記第２の距離の差と、前記第１の時間と前記第２の時間の時間差に基づいて前記液滴の吐出速度を算出することを特徴とする請求項９に記載の吐出装置。

【請求項11】

吐出信号を生成する吐出信号生成手段と、
前記吐出信号の入力に従って前記吐出ヘッドの前記吐出口から前記液滴を吐出するための駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、を更に有し、
前記吐出ヘッドは前記駆動パルスが印加されることによって前記吐出口から液滴を吐出し、
前記時間検出手段は、前記吐出信号生成手段が前記駆動パルス生成手段に前記吐出信号を入力したタイミングを前記吐出口から前記液滴の吐出を開始したタイミングとして時間を検出することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の吐出装置。

【請求項12】

吐出ヘッドの吐出口面に形成された吐出口から吐出された液滴が光を発光する発光部と前記発光部の発光する光を受光する受光部との間を通過する位置に前記吐出ヘッドがある状態で、前記吐出ヘッドから吐出された液滴を前記受光部の受光量に基づいて検出し、
前記吐出ヘッドが前記液滴の吐出を開始してから前記液滴が前記光を通過したことを検出するまでの時間を検出し、
検出した前記時間に基づいて前記液滴の吐出速度を算出する液滴の吐出速度の算出方法であって、
前記吐出速度を算出する次以降のタイミングを、前記次以降のタイミングの前のタイミングにおいて算出した吐出速度に基づいて決定することを特徴とする吐出速度の算出方法。

【請求項13】

前記吐出速度を算出するタイミングにおいて算出されると想定される吐出速度を取得し、
前記取得された前記前のタイミングに対応する前記想定される吐出速度と、前記前のタイミングで算出した吐出速度と、に基づいて前記次以降のタイミングを決定することを特徴とする請求項１２に記載の吐出速度の算出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は吐出装置及び吐出速度の算出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット方式の記録装置においては、使用を続けていくと記録装置や記録ヘッドの個体差およびインクの物性、さらにはその使用状況や環境影響によってインク滴の吐出速度が変化することがある。インク滴の吐出速度が変化すると、例えば記録ヘッドの往復走査によって画像を記録するときには、往路方向で吐出したインク滴と復路方向で吐出したインク滴の着弾位置の関係がずれてしまい、画質に影響が生じる。

【0003】

特許文献１は、吐出するインクの吐出速度を計測するための光学的検出器を備え、計測結果に基づき記録ヘッドの移動速度と吐出速度とから吐出タイミングを適切に設定するためのレジストレーション調整方法が開示されている。また、レジストレーション調整のための吐出速度の測定を、各ノズルからの累積インク度数に従って行うことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－１５２８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、吐出速度の測定を行う間隔が、例えば間隔が短すぎる場合には、頻繁に吐出速度の測定を行うことによってユーザーの利便性を損なう虞がある。また、間隔が長すぎる場合には、吐出速度が低下しているにも拘らず前回設定した吐出タイミングの調整値によって記録を行うことでインク滴の着弾位置がずれ、画質に影響が生じる虞がある。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、吐出速度の算出を行うタイミングを適切に設定することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、吐出口面に形成された吐出口から液滴を吐出する吐出ヘッドと、光を発光する発光部と前記発光部が発光した光を受光する受光部とを有する検知手段と、前記吐出ヘッドと前記検知手段との位置関係が、前記吐出ヘッドから吐出された液滴が前記発光部と前記受光部との間を通過する検出用の位置関係となった状態で、前記受光部の受光量に基づいて前記吐出ヘッドから吐出された液滴を検出する液滴検出手段と、前記吐出ヘッドが前記液滴の吐出を開始してから前記液滴検出手段により前記液滴が前記光を通過したことを検出するまでの時間を検出する時間検出手段と、前記時間検出手段が検出した時間に基づいて前記液滴の吐出速度を算出する算出手段と、を有する吐出装置であって、前記算出手段によって吐出速度を算出する次以降のタイミングを、前記次以降のタイミングの前のタイミングにおいて前記算出手段が算出した吐出速度に基づいて決定する決定手段を更に有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

次の吐出速度の算出を行うタイミングを、次の吐出速度の算出を行うタイミングの前に行った吐出速度の算出の処理により算出された吐出速度に基づいて決定することにより、適切なタイミングで吐出速度の算出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係る記録装置の外観を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る記録装置の内部構成を示す斜視図である。

【図3】第１の実施形態に係る記録装置の制御構成を示すブロック図である。

【図4】インク滴の吐出速度と着弾位置の相関関係を示す模式図である。

【図5】第１の実施形態におけるインク滴の吐出速度の算出方法について説明するための図である。

【図6】第１の実施形態における検出時間および吐出速度を示す図である。

【図7】第１の実施形態における吐出速度を算出する処理のフローチャートである。

【図8】吐出ドット数と吐出速度の関係を示す図である。

【図9】吐出ドット数と吐出速度の関係を示す図である。

【図10】吐出速度の算出処理を実行するタイミングの決定処理のフローチャートである。

【図11】吐出速度の算出処理を実行するタイミングのテーブルである。

【図12】インク色毎の吐出ドット数と吐出速度の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜記録装置の全体概要＞
図１は、実施形態に係る液滴吐出装置の一例としてのインクジェット記録装置（以下、記録装置）１００の外観を示す図である。

【0011】

図１に示す記録装置１００は、出力された記録媒体を積載する排紙ガイド１０１、種々の記録情報や設定結果などを表示するための表示パネル１０３と、記録モードや記録紙などの設定をするための操作ボタン１０２などを備える。さらに記録装置１００には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローなどの色のインクを貯留するインクタンクを収容し、液滴吐出ヘッドの一例として記録ヘッド２０１（図２）にインクを供給するインクタンクユニット１０４を備える。図１の記録装置は６０インチサイズの記録媒体までの複数の幅の記録媒体に記録可能な記録装置である。記録媒体２０３はロール紙やカット紙を使用することができる。また、記録媒体２０３は紙に限られるものではなく、例えば布やビニールであってもよい。

【0012】

図２は、記録装置１００の内部構成を示す斜視図である。プラテン２１２は記録ヘッド２０１と対向する位置に位置する記録媒体２０３を支持する部材である。記録媒体２０３は、プラテン２１２によって支持されながら、用紙搬送ローラ２１３によって搬送方向（Ｙ方向）に搬送される。記録ヘッド２０１は、吐出口が形成された吐出口面２０１ａ（図５）を有している。吐出口面２０１ａには、複数の吐出口がＹ方向に配列された吐出口列が各インク色毎に形成され、吐出口列はＸ方向に配列されている。記録ヘッド２０１はキャリッジ２０２に搭載される。また、記録ヘッド２０１は、プラテン２１２上の記録媒体２０３と記録ヘッド２０１との距離を検出するための距離検出センサ２０４を備える。距離検出センサ２０４は記録媒体２０３上に光を照射する発光素子（図８）、記録媒体２０３から反射する光を受光する受光素子（図８）を有し、受光素子の受光量の出力の変化から、距離を計測する光学センサである。詳しくは図８にて説明する。液滴検出センサ２０５は記録ヘッドから吐出される液滴、ここではインク滴を検出するセンサである。液滴検出センサ２０５は光を発光する発光部としての発光素子４０１（図５）、光を受光する受光部としての受光素子４０２（図５）、制御回路基板４０３（図５）を備える光学センサである。詳しくは図５にて説明する。メインレール２０６はキャリッジ２０２を支持するものであり、キャリッジ２０２はメインレール２０６に沿ってＸ方向（記録媒体の搬送方向に対して直交方向）に往復走査する。キャリッジ２０２の走査は、キャリッジ搬送ベルト２０７を介してキャリッジモーター２０８が駆動することにより行われる。リニアスケール２０９は走査方向に配設され、リニアスケール２０９をキャリッジ２０２に搭載されたエンコーダセンサ２１０が検出することで位置情報を取得する。さらに、記録装置１００はキャリッジ２０２を支持するメインレール２０６の高さを段階的に可変するためのリフトカム（不図示）およびそのリフトカムを駆動するリフトモーター２１１を備える。リフトカムをリフトモーター２１１で駆動することで、記録ヘッド２０１を昇降させ、記録ヘッド２０１と記録媒体２０３の間の距離を接近させたり離間させたりすることができる。リフトカムの停止位置に基づき所定の精度で多段階に高さを可変することが可能で、その高さの可変量は所定段階の高さに対して相対的に駆動するため、高精度に段階間の変動距離を設定することができる。

【0013】

図３は、記録装置１００の制御構成を示すブロック図である。記録装置１００は、装置全体を制御するＣＰＵ３０１、各センサやモータを制御するセンサ・モーター制御部３０２、および吐出速度や記録媒体の厚さなどの各種情報を記憶するメモリ３０３を備える。ＣＰＵ３０１、センサ・モーター制御部３０２、メモリ３０３は、互いに通信可能に接続される。センサ・モーター制御部３０２は、距離検出センサ２０４、液滴検出センサ２０５、及びキャリッジ２０２を走査するキャリッジモーター２０８を制御する。また、センサ・モーター制御部３０２は、エンコーダセンサ２１０で検出した位置情報に基づきヘッド制御回路３０５を制御し、記録ヘッド２０１からインクを吐出する。

【0014】

ホスト装置１から送信された画像データは、ＣＰＵ３０１にて吐出信号に変換され、吐出信号に従って記録ヘッド２０１からインクが吐出されて記録媒体２０３への印刷が行なわれる。ＣＰＵ３０１は、ドライバ部３０６、シーケンス制御部３０７、画像処理部３０８、タイミング制御部３０９、およびヘッド制御部３１０を含んで構成される。シーケンス制御部３０７は、記録制御全般を制御し、具体的には、各機能ブロックである画像処理部３０８、タイミング制御部３０９及びヘッド制御部３１０の起動および停止、記録媒体の搬送制御、キャリッジ２０２の走査制御等を行なう。各機能ブロックの制御は、シーケンス制御部３０７が各種プログラムをメモリ３０３から読み出して実行することにより実行される。ドライバ部３０６は、シーケンス制御部３０７からの指令に基づき、センサ・モーター制御部３０２、メモリ３０３、ヘッド制御回路３０５等への制御信号を生成し、また各ブロックからの入力信号をシーケンス制御部３０７へ伝達する。

【0015】

画像処理部３０８は、ホスト装置１からの入力画像データを色分解・変換し、記録ヘッド２０１で記録可能な記録データに変換する画像処理を行なう。タイミング制御部３０９は、キャリッジ２０２の位置と連動して、画像処理部３０８で変換・生成された記録データをヘッド制御部３１０に転送する。また、タイミング制御部３０９は、記録データの吐出のタイミングの制御も行なう。タイミング制御は、後述する吐出速度の算出処理において算出される吐出速度に基づいて決定された吐出タイミングに従って行う。ヘッド制御部３１０は、吐出信号生成手段として機能し、タイミング制御部３０９から入力された記録データを吐出信号に変換して出力する。また、シーケンス制御部３０７の指令に基づいてインクを吐出しない程度の制御信号を出力することによって記録ヘッド２０１の温度制御を行なう。ヘッド制御回路３０５は駆動パルス生成手段として機能し、ヘッド制御部３１０から入力された吐出信号に従って駆動パルスを生成し、記録ヘッド２０１に印加する。

【0016】

次に、図４を用いて吐出タイミングの調整について説明する。図４（ａ）は、インク滴の吐出速度と着弾位置の関係を示す模式図である。記録ヘッド２０１の吐出口面２０１ａと記録媒体２０３のＺ方向の距離をＨとする。記録ヘッド２０１はＸ方向に速度Ｖｃｒで往復走査しながらインクを吐出して記録媒体２０３に画像の記録を行う。記録ヘッド２０１から吐出されたインク滴の吐出速度をＶａとする。図４（ａ）に示すように、往路方向の走査と復路方向の走査では走査方向が異なるために、インク滴を吐出した位置に対するインクの着弾位置が異なる。記録ヘッド２０１が吐出したインク滴の着弾位置を合わせるために、インク滴の吐出タイミングを調整する。まず、往路方向の走査においてインク滴を吐出した位置から記録媒体２０３上にインク滴が着弾する位置までの距離Ｘａは以下の計算式で記述される。

【0017】

Ｘａ ＝ （Ｈ ／ Ｖａ）× Ｖｃｒ
さらに、復路方向の走査においてインク滴を吐出した位置から記録媒体２０３上にインク滴が着弾する位置までの距離Ｘｂは以下の計算式で記述される。

【0018】

Ｘｂ ＝（Ｈ ／ Ｖａ）×（―Ｖｃｒ）
＝ ―Ｘａ
上記により、記録ヘッド２０１と記録媒体２０３の距離と、液滴検出センサ２０５により検出されたインク滴の吐出速度に基づき、エンコーダセンサ２１０が検出する記録ヘッド２０１の位置に対する適切な吐出タイミングが求められる。本実施形態では、予めデフォルトの吐出速度と、デフォルトの吐出速度に対する吐出タイミングが定められてメモリ３０３に保存されている。このデフォルトの吐出速度に対する吐出タイミングの調整値を０として、吐出速度に応じて調整値が－４から＋４までの値で調整される。調整は１２００ｄｐｉ単位で行われる。この吐出速度と吐出タイミングの調整値が対応づけられたテーブルは予めメモリ３０３に保存しておく。そして、後述する図７の吐出速度の算出処理によって取得した速度に応じた吐出タイミングの調整値をテーブルから取得し、吐出タイミングの調整を行う。

【0019】

また、図４（ｂ）は、液滴検出センサ２０５により検出されたインク滴の吐出速度が上記図４（ａ）で示すインク滴の吐出速度から下がった場合を示している。このとき、往路方向の走査においてインク滴を吐出した位置から記録媒体２０３上にインク滴が着弾する位置までの距離Ｘａ’は以下の計算式で記述される。

【0020】

Ｘａ’ ＝ （Ｈ ／ Ｖａ’）× Ｖｃｒ
仮に、記録ヘッド２０１に吐出したインク滴が記録媒体２０３に着弾するまでのインク滴の吐出速度が１０％減衰していたと仮定すると、以下のように吐出位置から着弾位置までの距離を求めることができる。

【0021】

Ｘａ’＝ （Ｈ ／ Ｖａ’）× Ｖｃｒ
＝ （Ｈ ／ （Ｖａ×０．９））× Ｖｃｒ
＝ １．１１×Ｘａ
以上のように、吐出速度が遅くなると、着弾位置は記録ヘッド２０１が走査する方向にずれる。吐出位置から着弾位置までの距離が求められると、図４（ａ）と同様に、吐出速度に基づいて適切な吐出タイミングの調整値を求めることができる。尚、第１の実施形態では、記録媒体２０３は十分薄いとし、記録ヘッド２０１の吐出口面２０１ａと記録媒体２０３の距離は、吐出口面２０１ａとプラテン２１２の距離と同じ距離であると見なすことができるとする。

【0022】

次に、図５を用いて本実施形態における、記録ヘッド２０１から吐出されるインク滴の吐出速度の算出方法を説明する。図５は記録装置１００をＹ－Ｚ断面で切断した時の記録ヘッド２０１と液滴検出センサ２０５の模式図を示す。また、記録ヘッド２０１に駆動パルスを印加するための吐出信号と、液滴検出センサ２０５がインク滴の通過を検知したときの検出信号のタイミングチャートを示す。

【0023】

図５（ａ）に示すように記録ヘッド２０１は吐出口面２０１ａを有している。液滴検出センサ２０５は発光素子４０１、受光素子４０２、制御回路基板４０３などから構成されている。発光素子４０１は光４０４を発し、受光素子４０２は発光素子４０１が発光した光４０４を受光する。受光素子４０２が受光した受光量を制御回路基板４０３が検出する。光４０４をインク滴が通過すると受光量が少なくなるため、インク滴の通過を検出することができる。液滴検出センサ２０５は、光４０４の光軸がプラテン２１２の記録媒体２０３を支持する側の表面とＺ方向に同じ位置になるように設置されている。発光素子４０１および受光素子４０２の近傍にはそれぞれスリットが設けられ、入射する光４０４を絞り込んでＳ／Ｎ比を向上させる。光４０４の中をインク滴が通過するようにインク滴を吐出できるＸ方向の記録ヘッド２０１と液滴検出センサ２０５の位置関係を検出用の位置関係とする。インク滴の吐出速度を算出するためにインク滴を検出する際には、シーケンス制御部３０７によってセンサ・モーター制御部３０２はキャリッジモーター２０８が制御され、記録ヘッド２０１は検出用の位置関係となるような位置に移動する。本実施形態における光４０４の光束の断面積は１（ｍｍ＾２）程度とする。そして、インク滴が光４０４を通過した場合のインク滴の平行光射影面積は２＾－３（ｍｍ＾２）程度とする。

【0024】

図５（ａ）は、記録ヘッド２０１の吐出口面２０１ａと発光素子４０１が発光する光４０４との高さ方向（Ｚ方向）の距離がＨ１であるときの様子を示している。吐出口面２０１ａと光４０４との距離がＨ１でない場合にはセンサ・モーター制御部３０２はリフトモーター２１１を駆動してリフトカムによって記録ヘッド２０１の高さを移動させる。図５（ａ）に示す状態になると、ＣＰＵ３０１内のヘッド制御部３１０からの吐出信号がドライバ部３０６を介してヘッド制御回路３０５に送信される。ドライバ部３０６は吐出信号を送信したタイミングをシーケンス制御部３０７へ伝達する。ヘッド制御回路３０５は吐出信号に従って駆動パルスを発生させ、記録ヘッド２０１に印加することで吐出口からインクを吐出させる。発光素子４０１が発光する光４０４をインク滴が通過して受光素子４０２が受光する受光量が変化すると、受光量が変化したタイミングが制御回路基板４０３にて検出信号として出力される。出力した検出信号はセンサ・モーター制御部３０２を介してシーケンス制御部３０７に送られる。そしてシーケンス制御部３０７は、吐出信号が発せられてから検出信号が出力されるまでの検出時間Ｔ１を検出する。以上のように、シーケンス制御部３０７はインクの吐出開始から吐出したインク滴が検出されるまでの時間を検出する時間検出手段として機能し、吐出速度を算出するための検出時間を検出する。

【0025】

図５（ｂ）は、図５（ａ）にてインク滴を検出した後に、リフトモーター２１１を駆動し、記録ヘッド２０１の吐出口面２０１ａと発光素子４０１が発光する光４０４との高さ方向（Ｚ方向）の距離をＨ２としたときの様子を示している。図５（ａ）と同様に、インク滴が液滴検出センサ２０５の光４０４を通過したときの受光素子４０２の受光量が変化したタイミングが検出信号として出力される。そして、記録ヘッド２０１にインク滴を吐出させる吐出信号が発せられてから検出信号が出力されるまでの検出時間Ｔ２がシーケンス制御部３０７にて検出される。

【0026】

図５（ａ）および図５（ｂ）の状態で検出時間Ｔ１、Ｔ２を検出すると、シーケンス制御部３０７は検出時間Ｔ１と検出時間Ｔ２の時間差と、距離Ｈ１と距離Ｈ２の距離差と、に基づき、距離Ｈ２から距離Ｈ１の間を通過するインク滴の吐出速度Ｖ１を算出する。算出式は以下のようになる。

【0027】

Ｖ１＝（Ｈ２－Ｈ１）／（Ｔ２－Ｔ１）
吐出速度Ｖ１を算出すると、リフトモーター２１１を駆動し、吐出口面２０１ａと光４０４との高さ方向の距離を距離Ｈ２よりも更に離間させたＨ３にする。このときの状態を図５（ｃ）に示す。図５（ａ）および図５（ｂ）と同様に、記録ヘッド２０１の吐出口からインク滴を吐出し、吐出したインク滴が液滴検出センサ２０５の光４０４を通過したときの光量が変化したタイミングを制御回路基板４０３にて検出信号として検出する。そして、記録ヘッド２０１にインク滴を吐出させる吐出信号が発せられてから検出信号が出力されるまでの検出時間Ｔ３がシーケンス制御部３０７にて検出される。図５（ａ）、図５（ｂ）で説明した時と同じように、距離Ｈ２と距離Ｈ３においてそれぞれ検出した検出時間Ｔ２と検出時間Ｔ３の差と、距離Ｈ２と距離Ｈ３の距離差とに基づき、距離Ｈ３から距離Ｈ２の間を通過するインク滴の吐出速度Ｖ２を算出する。算出式は以下のようになる。

【0028】

Ｖ２＝（Ｈ３－Ｈ２）／（Ｔ３－Ｔ２）
吐出速度Ｖ２を算出すると、さらにリフトモーター２１１を駆動し、吐出口面２０１ａと光４０４との高さ方向の距離を距離Ｈ３よりも更に離間させたＨ４にする。このときの状態を図５（ｄ）に示す。図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）と同様に、記録ヘッド２０１の吐出口からインク滴を吐出し、吐出したインク滴が液滴検出センサ２０５の光４０４を通過したときの光量が変化したタイミングを制御回路基板４０３によって検出し、検出信号を出力する。そして、記録ヘッド２０１にインク滴を吐出させる吐出信号が発せられてから検出信号が出力されるまでの検出時間Ｔ４がシーケンス制御部３０７にて検出される。図５（ａ）～図５（ｃ）で説明した時と同じように、距離Ｈ３と距離Ｈ４においてそれぞれ検出した検出時間Ｔ３と検出時間Ｔ４との差と、距離Ｈ３と距離Ｈ４の距離差とに基づき、距離Ｈ４から距離Ｈ３の間を通過するインク滴の吐出速度Ｖ３を算出する。算出式は以下のようになる。

【0029】

Ｖ３＝（Ｈ４－Ｈ３）／（Ｔ４－Ｔ３）
以上のように、記録ヘッド２０１と液滴検出センサ２０５との距離を変化させ、それぞれの距離における検出時間を検出することによってインク滴の吐出速度Ｖを算出する。以上では、短い距離から順に検出時間を検出していったが、検出順はこれに限られない。例えば距離が長い方から順に検出しても良い。本実施形態において、離間させる距離Ｈは１．２ｍｍ－２．２ｍｍの間の距離である。

【0030】

また、記録ヘッド２０１と液滴検出センサ２０５の距離は、上述の４つの距離には限られない。４つより多くの距離での検出時間を測り、吐出速度を算出してもよい。その場合は、多くの距離に対応する吐出速度が算出できるため、吐出速度の減衰影響（吐出速度が距離によって一定か、もしくは変化しているかどうか）をより詳細に取得することができる。その結果、より高精度にインク滴の吐出速度と減衰影響を取得することが可能である。また、４つより少ない距離、例えば１つの距離で検出時間を測り、吐出速度を算出してもよい。その場合には、検出時間を測るためにかかる時間を短縮することができる。

【0031】

図６（ａ）、（ｃ）は、図５で説明した、吐出口面２０１ａと液滴検出センサ２０５の光４０４の距離と、それぞれの距離における検出時間の出力結果を示す図である。図６（ｂ）、（ｄ）はそれぞれ図６（ａ）、（ｃ）に示す距離と検出時間から算出した吐出速度と、各距離の差との関係を示す図である。

【0032】

図６（ａ）に示すグラフにおいて、縦軸はシーケンス制御部３０７で検出される検出時間を示し、横軸を記録ヘッド２０１の吐出口面２０１ａと液滴検出センサ２０５の光４０４の距離を示す。図６（ａ）において斜線付き丸で示す箇所が実際に測定した箇所である。ここでは距離Ｈ１～Ｈ５のときに検出を行っている。距離Ｈ５は距離Ｈ４よりも更に離れた距離である。

【0033】

図６（ｂ）に示すグラフにおいて、縦軸は吐出速度を示し、横軸は離間させた各距離の差を示す。このとき、算出した吐出速度のデータは、種々の影響から非線形に推移するデータが得られることがある。そのため、距離の差ごとに示す吐出速度のデータについてより精度よく算出するために、取得した吐出速度のデータから、２次以上の多項式の近似曲線を求め、求めた近似曲線の多項式を吐出速度を表す式とする。近似曲線を求めるためには、３つ以上吐出速度を用いる。３つ以上の吐出速度を算出するためには、４つ以上の距離における検出時間を検出する必要がある。吐出速度の求め方は上述した通りである。

【0034】

また、記録ヘッドの個体差およびインク色ごとの物性の差、さらにはその使用状況や環境影響によっては線形的に推移するデータが得られる可能性もあることが、発明者の実験により判明している。このような線形的に推移する場合のデータを図６（ｃ）に示す。この場合も、上記と同様に、各距離における検出時間と、吐出口面２０１ａと光４０４との距離の差から吐出速度を算出することができる。算出した吐出速度と距離の差との関係を示す図を図６（ｄ）に示す。図６（ｄ）に示すように、各距離の差において算出した吐出速度はどの距離の差においても一定の吐出速度を示す。線形に移行するデータが得られることが分かっている場合には、距離に関わらず一定の吐出速度のため、１つの吐出速度を求めればよい。１つの吐出速度を算出するためには２つの距離における検出時間を検出すればよい。

【0035】

また、吐出速度の推移が非線形であっても、吐出口面２０１ａと記録媒体２０３との距離が一定の距離の場合にのみ記録を行う場合には近似曲線の算出を必ずしも行う必要はない。その場合には、記録を行う際の距離が間に含まれる２つの距離における検出時間を検出すればよい。

【0036】

図７は、図５および図６に対応し、吐出速度を算出する処理のフローチャートを示す。

【0037】

図７の吐出速度の算出処理は、記録装置１００のユーザーが記録装置１００を初めて動作させる初期設置の動作時や、記録ヘッド２０１を新しいものに交換して装着されたときなどに行う処理である。また、後述する測定タイミング決定処理において決定されるタイミングで行われる。また、ユーザーの指示に従って行われたりしてもよい。図７の処理は、例えばメモリ３０３に格納されたプログラムに従ってＣＰＵ３０１のシーケンス制御部３０７が行う処理である。

【0038】

まず、ステップＳ６０１では、シーケンス制御部３０７はリフトモーター２１１を駆動させ、記録ヘッド２０１と液滴検出センサ２０５を所定距離だけ離間させる。離間させる距離は、予めメモリ３０３に設定してあり、本実施形態では図５で説明した距離Ｈ１～Ｈ４である。離間する距離の順番は図５で説明した通り、距離Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４の順番とする。

【0039】

次にステップＳ６０２に進み、吐出速度を検出するために必要な前処理を実行する。詳しくは、吐出速度を検出するために最適な吐出制御の事前設定や、インク滴の安定吐出のための予備吐出動作、さらには記録装置内部の気流制御の安定化のための吸引ファン停止動作、などが挙げられる。

【0040】

次にステップＳ６０３に進み、液滴検出センサ２０５の発光素子４０１が発光する光４０４に対し、記録ヘッド２０１から検査用のインク滴を吐出する吐出動作を実行する。詳しくは、ステップＳ６０１で離間した距離において、記録ヘッド２０１の所定のノズルからインク滴の吐出を開始してから液滴検出センサ２０５の受光素子４０２が、光４０４をインク滴が通過したことを検出するまでの時間である検出時間を検出する。このとき、検出時間は、記録ヘッド２０１の複数のノズルを用いて複数の検出時間を検出する。検出時間の測定を行う対象のノズルは、吐出速度を精度よく検出するために両端および中心を含む広範のノズルが選択されることが望ましい。

【0041】

次にステップＳ６０４に進み、ステップＳ６０３で取得した検出時間のデータ処理を実行し、ステップＳ６０１で離間させた距離に対する検出時間を算出する。詳しくは、検出時間の測定の安定化のために必要な取得サンプル数に基づき平均化処理やデータの異常値混入を防ぐための上下誤差範囲外データの削除などのデータ処理を実行する。

【0042】

次にＳ６０５に進み、メモリ３０３に設定されている全ての距離に対して検出時間を検出したか否かを判定する。本実施形態では、現在の吐出口面２０１ａと液滴検出センサ２０５の光４０４との距離が、最後に離間させる距離である距離Ｈ４であるか否かを判定する。距離が距離Ｈ４でない場合にはステップＳ６０１に戻り、次に設定されている距離だけ離間させ、以降のデータ取得と処理を実行する。ステップＳ６０５において、現在の距離が距離Ｈ４であると判定された場合には、全ての距離での検出時間の取得が完了しているとしてＳ６０６に進む。

【0043】

ステップＳ６０６では、吐出速度の算出を実行する。詳しくは、図５、図６を用いて説明したように、各距離の差と、各距離における検出時間に基づいて吐出速度を算出する。吐出速度を算出するとステップＳ６０７に進み、ステップＳ６０６で算出した吐出速度の情報をメモリ３０３に保存する。ここで保存した吐出速度情報は、以降、必要な処理に応じてデータ処理および記録ヘッド２０１の駆動制御に使用される。

【0044】

次にステップＳ６０８に進み、終了処理を行う。詳しくは、吐出速度の算出が完了したため、記録ヘッド２０１を所定位置に退避させたり、次回記録動作処理のための待機状態に移行したり、さらには取得した吐出速度情報に基づき、記録ヘッド２０１のクリーニング処理、などに移行し、その後本処理は終了する。

【0045】

図７の吐出速度が終了すると、メモリ３０３に予め保存された吐出速度と吐出タイミングの調整値が対応づいたテーブルと、図７の処理によって取得した吐出速度に基づいて吐出タイミングの調整値をテーブルから取得し、吐出タイミングの調整を行う。画像の印刷を行う際には、タイミング制御部３０９によって記録データに従ってインクを吐出するタイミングの制御を行う。

【0046】

ユーザーによって、記録装置が設置されている周辺環境や使われ方が異なる。周辺環境、使われ方が異なると、同じドット数吐出していても、記録ヘッド２０１のインク滴の吐出速度の変化の仕方が異なる。本実施形態では、吐出速度の変化の仕方に応じて次に吐出速度を算出するために検出時間を測定するタイミングを決定する。

【0047】

図８は、吐出ドット数と、吐出速度の関係を示すグラフである。グラフの横軸は吐出ドット数を示し、縦軸は記録ヘッド装着時の吐出速度を１００［％］としたときの吐出速度の割合を示す。図の点が液滴検出センサ２０５によって検出した検出時間に基づいて算出した吐出速度を割合で示したものであり、点線１０が吐出速度の近似曲線を示す。図８に示すように、吐出ドット数が増えていくにつれて吐出速度が下がっていく。吐出速度が一定量以上変化した時に、吐出速度が変化する前に設定した吐出タイミングによって画像を記録していると、着弾位置がずれることによって画質の低下を引き起こす虞がある。そのため、本実施形態では、吐出速度が所定量変化したと想定されるタイミングで図７の吐出速度の算出処理を行う。例えば、吐出速度が図８に示すような減衰を示すときに、吐出速度が３パーセント減衰する毎に吐出速度を算出する場合を考える。まず、記録ヘッド２０１を装着した時（吐出ドット数が０）に吐出速度を算出する（１回目）。その後は、１００％を基準として吐出速度が３％ずつ減衰するタイミングである、以下に示すドット数が吐出されたタイミングで吐出速度の算出処理を行うこととなる。図８の黒丸は２回目から５回目までの算出処理のタイミングを示す。
２回目（速度９７％）：０．５×１０ｅ８
３回目（速度９４％）：１×１０ｅ８
４回目（速度９１％）：１．８×１０ｅ８
５回目（速度８８％）：３×１０ｅ８

【0048】

図８に示すように、吐出ドット数が多くなるにつれて吐出速度の変化がなだらかになるケースでは、吐出速度の算出処理を行う間隔は徐々に長くなる。吐出速度の変化の仕方は、記録ヘッドの構造やインクの組成等によって異なる。本実施形態では、図８に示す吐出速度の減衰を基準にしてタイミングの決定処理を行う。予めメモリ３０３に、図８の２回目から５回目のタイミングと、タイミング間において想定減衰率（ここでは３％）で減衰した場合の吐出速度が設定されたテーブルを記憶しておく。本実施形態では１００％のときの吐出速度を１０ｍ／ｓとする。そして、テーブルに記憶されたタイミングで吐出速度の算出処理を行う。本実施形態のテーブルを図１１（ａ）に示す。

【0049】

しかしながら、上述したように記録装置の周辺環境や使われ方によって吐出速度の減衰の仕方が異なる。そのため、予めテーブルに設定してあるタイミングが適切でない場合がある。図９に、図８の場合よりも吐出ドット数に対して吐出速度の減衰率が大きい場合を示す。図８にも示した想定速度の近似曲線を点線１０で、想定速度よりも減衰率が大きい場合の近似曲線を点線２０で示す。１回目に算出された吐出速度に対する２回目に算出された吐出速度の減衰率は、点線１０の吐出速度については減衰率３％であり、点線２０の吐出速度については減衰率が４％である。このように想定よりも吐出速度の減衰が早い場合、吐出速度が３％減衰したタイミングで吐出速度の算出処理を実行するためには、テーブルに記憶されているタイミングよりも吐出ドット数が少ない段階で次の吐出速度の算出処理を行う必要がある。そのため、算出処理を行ったときに算出された吐出速度がテーブルに記憶されている想定速度より所定値以上減衰している場合にはテーブルを書き換えて次に吐出速度の算出処理を行うタイミングを変える。図９の点線２０に示すように２回目に算出した吐出速度が９６％の９．６ｍ／ｓであって、減衰率が４％であった場合には、次は吐出ドット数が０．７５×１０ｅ８となったときに吐出速度の算出処理を行うようにテーブルを書き換える。本実施形態では以下の式によって次の吐出速度の算出処理を行うタイミングとする吐出ドット数を決定する。

【0050】

次のタイミングの吐出ドット数＝テーブルに記憶してある今回のタイミングの吐出ドット数＋（テーブルに記憶してある次のタイミングの吐出ドット数－今回のタイミングの吐出ドット数）／｛（今回算出された吐出速度－今回算出された速度に基づいたテーブルに記憶してある次のタイミングで算出される吐出速度）×（今回算出された吐出速度－テーブルに記憶してある次のタイミングでの想定速度）｝

【0051】

図１１（ｃ）に「今回算出された速度に基づいたテーブルに記憶してある次のタイミングで算出される吐出速度」を示す。次のタイミング以降でも今回（２回目）算出された吐出速度と同じだけ吐出速度が減衰すると仮定し、今回算出された吐出速度が９．６ｍ／ｓから０．４ｍ／ｓ減衰した９．２ｍ／ｓが次のタイミングで算出される吐出速度である。上述の例を式にあてはめると以下のようになる。
（０．５×１０ｅ８）＋（１×１０ｅ８－０．５×１０ｅ８）／｛（９．６－９．２）／（９．６－９．４）｝＝０．７５×１０ｅ８
同様にして、４回目以降の吐出速度の算出処理を行うタイミングとなる吐出ドット数も算出し、テーブルを書き換える。書き換え後のテーブルを図１１（ｂ）に示す。

【0052】

以上のようにして、吐出速度の算出処理を行うタイミングを決定する。上記では、実際の吐出速度の減衰が想定よりも速い場合を例にとって説明したが、実際の吐出速度の減衰が想定よりも遅い場合にも適用できる。その場合には、吐出速度の算出処理を行うタイミングをテーブルに記憶されているタイミングよりも遅くすることができる。

【0053】

図１０に、吐出速度の算出処理を実行するタイミングの決定処理のフローチャートを示す。図１０の処理は、記録ヘッド２０１新しいものに交換されて記録装置１００に装着されたときに開始される処理である。本処理は、例えばメモリ３０３に格納されたプログラムに従ってＣＰＵ３０１のシーケンス制御部３０７が行う処理である。

【0054】

まず、ステップＳ９０１では図７の吐出速度の算出処理を行い、記録ヘッド２０１装着時の吐出速度を算出する。

【0055】

次に、ステップＳ９０２でドットカウントを開始する。以降、画像の記録等で記録ヘッド２０１から吐出された吐出ドット数をカウントする。吐出ドット数のカウントはシーケンス制御部３０７が行い、メモリ３０３に記憶される。本実施形態では、吐出速度の算出処理において吐出するドット数はカウントしないが、カウントするようにしても良い。

【0056】

ステップＳ９０３では、ｎ＝１に設定する。

【0057】

ステップＳ９０４では、ドットカウントが所定数を超えたか否かを判定する。所定数とは、メモリ３０３に記憶されているテーブルの、次に吐出速度の算出処理を行う吐出ドット数である。図１１（ａ）のｎの欄のドットカウントであり、ｎ＝１の場合には０．５×１０ｅ８である。ドットカウントが所定数を超えるまではドットカウントを続ける。

【0058】

ステップＳ９０４にてドットカウントが所定数を超えたと判定された場合には、ステップＳ９０５に進み、図７の吐出速度の算出処理を行う。

【0059】

次に、ステップＳ９０６では、ステップＳ９０５で算出した吐出速度と、テーブルに記憶されている想定速度とを比較する。

【0060】

ステップＳ９０７では、ステップＳ９０６で比較した結果、ステップＳ９０５で算出した吐出速度と、テーブルに記憶されている想定速度との差が所定値以上か否かを判定する。差は、例えば０．５ｍ／ｓなどの値を設定することができる。

【0061】

差が所定値以上であった場合にはステップＳ９０８においてテーブルを補正し、メモリ３０３に記憶する。テーブルの補正については上述の式を用いることができる。実際の吐出速度が図９に示す速度であり、減衰率が４％であった場合には図１１（ｂ）に示すようにテーブルを補正する。その後、ステップＳ９０９に進み、ｎを１つ加算してステップＳ９０４に戻り、処理を行う。

【0062】

ステップＳ９０７で差が所定以下であった場合にはステップＳ９０９に進み、ｎを１つ加算してＳ９０４に戻り、処理を行う。

【0063】

差が所定値以上でなかった場合にはテーブルの補正は行わず、ステップＳ９０３に戻って処理を行う。

【0064】

以上のように、次に吐出速度の算出処理を行うタイミングを、前回算出した吐出速度に基づいて決定することができる。本実施形態によれば、適切なタイミングで吐出速度の算出処理を行うことができる。適切なタイミングで算出処理を行うことで、画質に影響を与える程度まで吐出速度が下がる前に吐出タイミングを設定し直すことができ、画質の低下を抑制することができる。また、吐出速度の減衰が想定より緩やかな場合には、算出処理を必要以上に行わずに済むので、算出処理に掛かる時間によってユーザーの利便性を損なうことを抑制することができる。

【0065】

上述の形態では、想定吐出速度と、実際の吐出速度を比較したが、比較するのは吐出速度でなく減衰率などでもよい。その場合には、減衰率がテーブルに格納され、テーブルに格納されている減衰率と、前に算出した速度からの減衰率とを比較して次以降の吐出速度の算出処理を行うタイミングを決定するようにしてもよい。

【0066】

また、図７の吐出速度の算出処理はユーザーの指示によっても行うことができる。ユーザーの指示によって図７の処理を行った場合には、処理を行ったタイミングから３％減衰すると想定されるタイミングを次のタイミングとしてテーブルを書き換えるようにしてもよい。

【0067】

また、吐出速度の減衰の仕方は、インクの色によっても異なることがある。図１２に本実施形態のマゼンタインクとイエローインクの吐出速度の変化を示す。図１２に示すように、マゼンタインクは線形に吐出速度が変化していき、イエローインクは吐出ドット数が増えていくと減衰の度合いが小さくなっていく。また、マゼンタインクの方がイエローインクよりも減衰の度合いが小さい。このように、インクの色によって減衰の仕方が異なる場合には、吐出速度の算出処理を行うためのテーブルを色毎に保持するようにしてもよい。また、各色の中で最も減衰しやすいインク色に合わせて吐出速度の算出処理を行うタイミングを決定するようにしてもよいし、各色の平均を取ってタイミングを決定するようにしてもよい。

【0068】

また、過去に使用した吐出ヘッドで設定した算出処理を行うタイミングを、新しく装着された吐出ヘッドでの算出処理の実行タイミングに設定してもよい。例えば、前回装着された記録ヘッドの減衰曲線が図９の点線２０のようであった場合には、この減衰曲線に基づいて現在装着されている記録ヘッドの２回目の吐出速度の算出処理を行うタイミングを決定し、テーブルに格納しておくことができる。そして、新しい記録ヘッドでの実際の吐出速度に基づいてテーブルを補正していく。

【符号の説明】

【0069】

１００ 記録装置
２０１ 記録ヘッド
２０３ 記録媒体
２０４ 距離検出センサ
２０５ 液滴検出センサ
３０１ ＣＰＵ
３０２ センサ・モーター制御部
３０３ メモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】