JP2022017974A - 吐出装置及び吐出速度の算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 インク滴の着弾ずれにより生じる画質の影響を小さくすることを目的とする。【解決手段】 吐出口の使用頻度に関する情報に基づいて、インクの吐出速度を算出するための検出時間を検出するために、インク滴を吐出する吐出口を選択する。【選択図】 図９

Description

本発明は、吐出装置及び吐出速度の算出方法に関する。

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。

特許文献１は、吐出するインクの吐出速度を計測する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、この文献にはインクの吐出速度の測定方法として、インクの吐出タイミングから光学的検出器から照射される光束に到達するまでの時間を測定し、その測定結果と記録ヘッドから光束までの距離に基づいて吐出速度を算出することが開示されている。

特開２００７－１５２８５３号公報

しかしながら、記録の条件によって使用頻度の高い吐出口と使用頻度の低い吐出口がある。吐出速度を測定した吐出口の吐出速度と、記録での使用頻度の高い吐出口の吐出速度とが異なる場合、インク滴の着弾ずれが生じ、画質に影響が生じる。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、吐出速度の測定対象とする吐出口を選択することを目的とする。

本発明は、吐出口面に形成された複数の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、吐出口の使用頻度に関する情報を取得する取得手段と、前記取得手段が取得した前記情報に基づいて、前記複数の吐出口のうち、前記時間の検出のために前記吐出ヘッドから液滴を吐出する吐出口を選択する選択手段と、を更に有することを特徴とする。

本発明によれば、吐出口の使用頻度に応じて吐出速度の測定対象の吐出口を選択することができる。

本実施形態に係る記録装置の外観を示す図である。 本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。 本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。 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。 本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。 本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。 本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。 本実施形態におけるマスクパターンを示す図である。 本実施形態における検出時間を測定するための吐出口を選択する処理のフローチャートである。 本実施形態における吐出されるドット数と累積ドット数を示す図である。

＜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。

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。

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、交差方向）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（所定の方向）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、本実施形態では、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

また、本実施形態は、液滴検出センサ２０５に対して、記録ヘッド２０１が移動して距離を変化させる構成としているが、液滴検出センサ２０５と記録ヘッド２０１とのＺ方向の距離が相対的に変化すればよい。そのため、例えば液滴検出センサ２０５をＺ方向に移動させて距離を変化させるようにしてもよい。また、検出用の位置関係とするために液滴検出センサ２０５がＸ方向に移動するような構成としてもよい。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、メンテナンスとして定期的に行われたり、ユーザーの指示に従って行われる処理である。メンテナンスのための定期的な処理は、例えば所定数インクを吐出する毎に行ったり、所定枚数を記録する毎に行うことができる。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。

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。

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。

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、後述する図９の処理によって決定する。

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。

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。

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。

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。

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。

＜吐出速度の算出処理を行う吐出口の選択＞
本実施形態の記録装置は、キャリッジ２０２を往復走査しながら記録ヘッド２０１からインクを吐出して記録媒体に記録を行うシリアルタイプの記録装置である。この記録装置では、１パス記録、マルチパス記録によって画像の記録を行うことができる。１パス記録は、キャリッジの１回の走査に伴うインクの吐出によって記録媒体の単位領域に画像を完成させる記録方法である。マルチパス記録は、記録媒体の単位領域に対して複数回キャリッジ２０２を走査しながら記録ヘッド２０１からインクを吐出することにより記録媒体の単位領域に画像を完成させる記録方法である。

図８に、本実施形態におけるマスクパターンを示す。マスクパターンは、記録ヘッド２０１の各走査における各画素に対しての記録の許容或いは禁止を定めるためのものである。本実施形態では、使用する記録媒体の種類ごとに異なるマスクパターンを使用する。図８の０～６３９はＹ方向に配列された吐出口列の吐出口の番号を示している。図８（Ａ）は、記録媒体として普通紙を使用し、１パス記録を行う場合に使用するマスクパターンである。図に示すように、ノズル全域で均一な割合で使用される。図８（Ｂ）は、記録媒体としてコート紙を使用し、４パスのマルチパス記録を行う場合に使用するマスクパターンである。図８（Ｂ）のマスクパターンは、使用率が吐出口列中央の領域（吐出口番号１６０～４７９）と外側の領域（吐出口番号０～１５９、４８０～６３９）の２つの領域で異なり、中央の吐出口の方が外側の吐出口よりも使用率が高い。図８（Ｃ）は、記録媒体として光沢紙を使用し、８パスのマルチパス記録を行う場合に使用するマスクパターンである。図８（Ｃ）のマスクパターンは、吐出口列の中央の領域の使用率が最大となるようなグラデーションマスクである。ほかにも吐出番号０番側の吐出口の使用率が高いようなマスクパターン等を記録媒体の種類や記録モードによって設定してもよい。

以上説明したようなマスクパターンは、記録媒体の種類によってそれぞれ設定されており、その中でもパス数によって異なるマスクパターンが設定され、メモリ３０３に記憶されている。記録に使用するマスクパターンはユーザーが選択した記録媒体の種類、パス数によってＣＰＵ３０１が決定する。パス数はユーザーが選択した記録モードによってＣＰＵ３０１が決定する。記録媒体の種類は普通紙、コート紙、光沢紙などである。記録モードには記録目的と記録品位がある。記録目的は「写真」または「線画」を選択することができる。記録品位は「きれい」、「標準」、「速い」を選択することができる。記録品位について、例えば写真などが記録されることの多い光沢紙においては「きれい」よりも画質を重視した「最高」モードを用意してもよい。また、文書などの線画が記録されることの多い普通紙においては「速い」よりもさらに印刷速度を重視した「最速」モードを用意してもよい。本実施形態においては、「線画」よりも「写真」が選択された場合の方がパス数が多くなる。また、「きれい」＞「標準」＞「速い」の順でパス数は多くなる。

以上説明したような記録装置において、ユーザーによって使用する記録媒体の種類、記録モードは異なる。使用されるマスクパターンによって、頻繁に使用される吐出口列の領域が異なる。本実施形態では頻繁に使用される吐出口の吐出速度に合わせて吐出タイミングの調整値を設定する。そのために、吐出速度を算出に使用する検出時間を測定するための吐出口を、吐出口の使用率に基づいて決定する。

図９は、図７のステップＳ６０３において検出時間を測定するための吐出口を選択する処理である。図９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。

ステップＳ１３０１では、記録において吐出されるインクの量を取得する。本実施形態では、インク量として、吐出口列をいくつかの領域に分割したときの、各領域において吐出されるドット数を取得する。図１０に吐出口列の各領域において記録で吐出されるドット数と累積ドット数を示す。初期とは記録ヘッド２０１が装着された時である。まだ記録を行っていないのですべての領域の吐出量は０である。１回目の記録において記録媒体の種類に普通紙、記録目的に線画、記録品位に標準が選択された場合には、普通紙の１パス記録を行うことが決定され、図８（Ａ）のマスクパターンが選択される。選択されたマスクパターンを用いて画像の記録が行われる。このとき均一な画像を記録した場合にはすべての領域において同じインクの量が吐出される。例えば１０ドットずつ記録した場合には各領域のインク量に１０を加算する。

ステップＳ１３０２にて、各領域ごとのの累計ドット数を算出する。図１０において１回目の記録が終わった段階では累計ドット数は全領域で１０である。

ステップＳ１３０３では、使用頻度の高い領域の吐出口を検出時間の測定に使用する吐出口に決定する。図１０において１回目の記録が終わった段階ではすべての領域の累計ドット数は等しいので、検出時間の測定に使用する吐出口は全領域から均等に選択する。例えば選択する合計の吐出口の数が１０の場合には各領域から１つずつ吐出口が選択する。

ステップＳ１３０４では、ステップＳ１３０３で決定した検出時間の測定に使用する吐出口をメモリ３０３に記憶する。

以上のようにして検出時間の測定に使用する吐出口が決定される。図７の吐出速度算出処理のステップＳ６０３で検出時間を測定するときに、ステップＳ１３０３で決定されてメモリ３０３に記憶されている吐出口からインクを吐出して検出時間を測定する。このように、使用頻度が高い吐出口の検出時間を測定し、吐出速度を算出することで、使用頻度の高い吐出口の吐出速度に合わせた吐出タイミングの調整値が設定される。そのため、着弾ずれが起きるドットを少なくすることができ、画質の低下を抑制することができる。

図１０に示すように、２回目の記録に光沢紙、写真、きれい、が選択された場合には図８（Ｃ）のマスクパターンを用いて８パス記録を行うことが決定され、中央の領域の吐出口の使用率が高くなる。記録において吐出したドット数を取得して累計ドット数を算出すると、中央の領域のドット数の方が多いので、中央の領域の吐出口が検出時間を測定するときに使用する吐出口として決定される。例えば領域３、領域８から１つずつ、領域４～７の各領域から２つずつ選択する。

また、初めて記録ヘッド２０１を装着したときに実施する吐出速度の算出処理において測定する吐出口は、累計ドット数が全領域において０なので、全領域から均等に選択する。

図９の処理では、実際に吐出するドット数をカウントし、それを吐出口列の領域ごとに累計した累計ドット数に基づいて検出時間を測定する吐出口を選択した。他にも、領域ごとではなく各ノズルの吐出ドット数をカウントして累計ドット数を計算し、累計ドット数の多い吐出口を検出時間を測定する吐出口を選択するようにしてもよい。また、記録の履歴を用いて吐出口を選択してもよい。例えば、マスクパターンの使用率を吐出口の使用率としてカウントすることができる。全ての画素に１ドットずつ記録するようなマスクパターンを使用率が１００％のマスクパターンとする。例えば、図８（Ａ）のような均一なマスクパターンが使用率５０％だとすると、１回の記録で５０を加算する。また、図８（Ｂ）のような中央の領域の使用率が８０％、外側の領域の使用率が４０％だとすると、中央の領域に対応する領域４～７には８０を加算し、外側の領域に対応する領域１～３、８～１０には４０を加算する。この累計のカウントに応じて検出時間を測定する吐出口を選択するようにすることもできる。このカウント方法は、実際に吐出したドット数をカウントしていないので、実際の吐出頻度とはずれが出るが、各領域における吐出ドット数をカウントすることなく検出時間を測定する吐出口を選択することができる。

また、記録の履歴を利用して、最近頻繁に使用される吐出口を選択することもできる。ユーザーによっては、時期によって使用する記録媒体の種類や記録モード等が変わることが考えられる。例えば、記録装置を導入してから２か月は普通紙を使用し、その後の２か月は光沢紙を使用するケースを考える。普通紙と光沢紙と吐出ドット数が同数の場合には、吐出口列の外側の領域（領域１、１０付近）の累積ドット数も光沢紙のみを使用している場合よりも多いため、検出時間を測定する吐出口として選択される可能性が光沢紙のみを使用している場合よりも高い。しかし、直近では光沢紙を連続で使用しているため、今後使用される記録媒体の種類は光沢紙である可能性が高い。そのため、検出時間を測定する吐出口には、光沢紙を使用する際に使用率の高い吐出口を選択する。この吐出口の選択方法を実現するための装置構成の例を以下に示す。サーバーが記録装置１００と通信可能に接続されている。記録装置１００において記録が行われると、記録に使用された記録媒体の種類、記録モードのデータを記録装置１００からサーバーに送信する。サーバーはこのデータを受信し、記憶する。そしてサーバーは、記憶したデータに基づくユーザーの記録媒体の種類の使用傾向から、以降使用する確率の高い記録媒体の種類を推定する。推定した記録媒体の種類のマスクパターンにおいて使用頻度の高い吐出口を、検出時間を測定する吐出口として決定し、記録装置１００に決定した吐出口を送信する。例えば最後に記録が行われてから１か月などの所定の期間内に使用された記録媒体の種類のうち、最も使用された記録媒体の種類に基づいて吐出口を決定する。また、１人で複数台の記録装置を使用する場合には、複数の記録装置からの使用履歴に基づいて検出時間を測定する吐出口を決定し、決定した吐出口を複数の記録装置に反映するようにしてもよい。また、この例ではサーバーにユーザーの使用履歴を記憶させたが、記録装置のメモリが使用履歴の情報が保存可能な容量を有する場合にはサーバーを介さずに吐出口を決定するようにしてもよい。

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

Claims (10)

1. 吐出口面に形成された複数の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、
   吐出口の使用頻度に関する情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段が取得した前記情報に基づいて、前記複数の吐出口のうち、前記時間の検出のために前記吐出ヘッドから液滴を吐出する吐出口を選択する選択手段と、
   を更に有することを特徴とする吐出装置。
2. 前記取得手段は、画像の記録において各吐出口から吐出されたインク滴の数を示す情報を取得し、
   前記選択手段は、前記画像の記録において各吐出口から吐出されたインク滴の数が多い吐出口を前記時間の検出のために前記吐出ヘッドから液滴を吐出する吐出口として選択することを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。
3. 前記複数の吐出口は、所定の方向に並んで前記吐出口面に形成され、
   前記取得手段は、前記所定の方向に並んで形成された前記複数の吐出口を所定の数ごとに複数の領域に分割した領域ごとに、画像の記録において吐出されたインク滴の数を示す情報を取得し、
   前記選択手段は、第１の領域の吐出口から吐出したインク滴の数よりも第２の領域の吐出口から吐出したインク滴の数の方が多い場合には、前記時間の検出のために前記吐出ヘッドから液滴を吐出する吐出口として選択する前記第１の領域の吐出口の数よりも前記第２の領域の吐出口の数の方が多いことを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。
4. 画像を記録するための記録データを、各画素に対しての記録の許容或いは禁止を定めるマスクパターンを用いて生成する生成手段を有し、
   前記複数の吐出口は、所定の方向に並んで前記吐出口面に形成され、
   前記吐出ヘッドは、前記吐出ヘッドと画像を記録する記録媒体とを前記所定の方向と交差する方向に相対的に移動しながら前記記録データに従って前記記録媒体へインクを吐出することにより画像を記録し、
   前記取得手段は、前記記録データの生成に使用されるマスクパターンを示す情報を取得し、
   前記選択手段は、前記情報が示すマスクパターンの各吐出口の使用率に基づいて、前記時間の検出のために前記吐出ヘッドから液滴を吐出する吐出口を選択することを特徴とする請求項１に記載の吐出装置。
5. 前記生成手段は、前記画像を記録する記録媒体の種類と、記録モードに基づいて決定された前記マスクパターンを用いて前記記録データを生成することを特徴とする請求項４に記載の吐出装置。
6. 前記取得手段が取得する前記情報は、記録において使用された累積の吐出口の使用頻度に関する情報であ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。
7. 前記取得手段は、所定の期間の吐出口の使用頻度に関する情報を取得することを特徴とする請求項６に記載の吐出装置。
8. 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位置における、前記吐出口が形成された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時間検出手段に前記複数の時間を検出し、
   前記変化手段によって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時間検出手段に前記複数の時間を検出する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の吐出装置。
9. 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８のいずれか１項に記載の吐出装置。
10. 吐出ヘッドの吐出口面に形成された複数の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、
    吐出口の使用頻度に関する情報を取得し、
    取得した前記情報に基づいて、前記複数の吐出口のうち、前記時間の検出のために前記吐出ヘッドから液滴を吐出する吐出口を選択することを特徴とする吐出速度の算出方法。

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