JP2004195760A

JP2004195760A - 記録装置

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Publication number: JP2004195760A
Application number: JP2002365826A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujiike; 弘藤池; Kenji Hayashi; 賢志林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-17
Also published as: JP4261896B2

Abstract

【目的】センサに対してインク滴が非接触でありながら、かつ、より高速にインク滴の吐出の有無やインク滴の大きさを検知することのできる記録装置を提供することである。
【構成】インクジェット記録ヘッドのインク内部のインク液室に第１の電極を設け、第１の電極とは対向し、そのインクジェット記録ヘッドによるインク吐出方向に第２の電極を設け、これら第１と第２の電極に電圧を印加する電源と、第１の電極に、その電極の電位を検出する端子とを備えるように構成し、第１と第２の電極によってコンデンサを形成し、インクジェット記録ヘッドからのインク吐出によってインク液室内のインク量が一時的に減少することによって生じる第１の電極の電位を検出することでインク滴の吐出の有無やインク滴の大きさを検知する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録装置に関し、特に、インクジェット記録装置に関する。なお、ここでいう記録装置は、例えば、記録用紙のような記録媒体に画像を記録する一般的な記録装置の他にもインクジェット記録方式を用いたＤＮＡチップやディスプレー装置の製造装置も含むものである。
【０００２】
また、本発明でいう記録物とは、例えば、記録用紙のような記録媒体に画像を記録した一般的な記録物の他にも、表面に模様をつけた壁紙や、模様をプリントした衣服や布、インクジェット記録方式を用いたＤＮＡチップ、ディスプレー装置などを含むものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来から、インク滴の吐出の有無やインク滴の大きさの検知方法が提案されている（例えば、特許公報１参照）。このような方法を適用することにより、記録ヘッドのクリーニング頻度の最適化、吐出口毎にインク滴の大きさが異なることに起因する記録結果のムラの抑制などが可能となる。
【０００４】
【特許公報１】
特開平１１−１７０５６９号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例である特許公報１に開示されている方法では、以下のような課題が存在する。
【０００６】
（１）例えば、複数の色のインク滴を同時に吐出する為に複数の記録ヘッドを有するインクジェット記録装置において、インク滴の吐出の有無やインク滴の大きさの検知速度を高速化するために、記録ヘッドの数に対応してセンサを複数個設け、各記録ヘッドについて同時測定を試みる場合に、吐出されたインクが複数のセンサにまたがって付着することがある。これにより、複数センサ間の電気的絶縁が破壊され、正確な検知が不可能となる。
【０００７】
（２）インク滴の吐出の有無やインク滴の大きさの検知のためにセンサにインク滴が衝突する必要があるため、記録媒体上に有効な記録を行っている間は、その検知が出来ない。このため、その検知を行うためには、実際の記録とは別にインク吐出を行うことが必要であった。
【０００８】
本発明は上記従来例とのその問題点に鑑みてなされたものであり、センサに対してインク滴が非接触でありながら、かつ、より高速にインク滴の吐出の有無やインク滴の大きさを正確に検知することのできる記録装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の記録装置は以下の構成からなる。
【００１０】
即ち、記録ヘッド内部のインクと電気的に接続された第１の電極と、インク側電極と別に設けられた第２の電極と、抵抗器と、電源とを有し、前記第１の電極と前記第２の電極により形成されるコンデンサーと前記抵抗器と前記電源が直列接続された閉回路を構成するとともに、前記抵抗器の両端の電位差を測定することを特徴とする記録装置を備える。
【００１１】
また本発明は記録物製造方法としても実現できる。その記録物製造方法は、記録ヘッド内部のインクと電気的に接続された第１の電極と、インク側電極と別に設けられた第２の電極と、抵抗器と、電源とを有し、これら第１の電極と第２の電極により形成されるコンデンサーと抵抗器と電源が直列接続された閉回路を構成するとともに、抵抗器の両端の電位差を測定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
さて以上のような解決手段の構成をさらに詳しく言えば、前記第２の電極は記録媒体を挟んで、インクジェット記録ヘッドの反対側に配置されることにより、前記第１の電極とは対向するように構成すると良い。さらに、前記抵抗器の両端の電位差の検出を記録媒体が前記インクジェット記録ヘッドと前記第２の電極の間にある状態で行うとより好ましい。
【００１３】
またさらに、前記抵抗器の両端の電位差を検出して監視する監視検出手段をさらに有すると良い。
【００１４】
さて、前記インクジェット記録ヘッドは複数のインク吐出ノズルを備え、これら複数のインク吐出ノズル各々には電気熱変換体を有し、前記監視検出手段によって検出される検出結果に従って、前記電気熱変換体への通電を制御する制御手段をさらに有することがさらに望ましい。
【００１５】
この制御手段にはさらに以下のような構成を加えることで種々の制御が実現できる。
【００１６】
例えば、前記制御手段には、例えば、インクジェット記録ヘッドの回復動作の直後のような所定のタイミングで、前記電気熱変換体に所定の駆動パターンの電力を投入してインク吐出を発生させる駆動手段と、前記駆動手段による駆動時に前記監視検出手段によって得られる測定電位と所定の閾値とを比較する比較手段とを有すると良い。
【００１７】
さらに、その制御手段にはさらに、前記比較手段による比較結果に従って、前記電気熱変換体を有したインク吐出ノズルがインク吐出可能ノズルであるか吐出不能ノズルであるかを判別する判別手段と、前記判別手段による判別結果に従って、前記吐出不能ノズルに隣接するインク吐出ノズルを用いてインク吐出を行なわせ補償記録を行なう記録制御手段とを有するようにしても良い。
【００１８】
或いは、その制御手段にはさらに、前記比較手段による比較結果に従って、電位差とインク吐出量との関係を示したテーブルを参照して、前記測定電位差が示すインク吐出量を推定する推定手段と、前記推定手段による推定されたインク吐出量が所定量以下である場合には、前記電気熱変換体を有したインク吐出ノズルが吐出不能ノズルであると判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に従って、前記吐出不能ノズルに隣接するインク吐出ノズルを用いてインク吐出を行なわせ補償記録を行なう記録制御手段とを有するようにしても良い。
【００１９】
この場合、前記制御手段はさらに、その推定されたインク吐出量が所定量より多い場合には、電気熱変換体の駆動パターンとインク吐出量との関係を示したテーブルを参照して、前記電気熱変換体を有したインク吐出ノズルに最適の駆動パターンを選択するようにするとさらに良い。
【００２０】
さて、本発明を以上説明したように記録物製造方法として実現した場合、その方法発明の構成は、より具体的には、以下のように構成すると良い。
【００２１】
即ち、前記第２の電極を、インクジェット記録ヘッドとともに、記録媒体を挟むように配置すると良く、その場合、そのインクジェット記録ヘッドは複数のインク吐出ノズルを備え、これら各々には電気熱変換体を有するようにし、抵抗器の両端の電位差を監視することによって検出される検出結果に従って、電気熱変換体への通電を制御すると良い。なお、前記抵抗器の両端の電位差の検出は記録媒体が記録ヘッドと第２の電極の間にある状態で行うと良い。
【００２２】
そして、前記制御は、所定のタイミングで前記電気熱変換体に所定の駆動パターンの電力を投入してインク吐出を発生させ、その時に得られる測定電位差と所定の閾値との比較結果により制御することを特徴とする。
【００２３】
なお、前記所定のタイミングはインクジェット記録ヘッドの回復動作の直後であることが望ましい。
【００２４】
さらに、前記制御は、前記比較結果に従って、前電気熱変換体を有したインク吐出ノズルがインク吐出可能ノズルであるか吐出不能ノズルであるかを判別し、その判別結果に従って、吐出不能ノズルに隣接するインク吐出ノズルを用いてインク吐出を行なわせ補償記録を行なう記録制御を含むと良い。
【００２５】
或いは、前記制御はさらに、前記比較結果に従って、電位差とインク吐出量との関係を示したテーブルを参照して、前記測定電位差が示すインク吐出量を推定し、その推定されたインク吐出量が所定量以下である場合には、電気熱変換体を有したインク吐出ノズルが吐出不能ノズルであると判定し、その判定結果に従って、前記吐出不能ノズルに隣接するインク吐出ノズルを用いてインク吐出を行なわせ補償記録を行なう記録制御を含むようにしても良い。この場合、さらに、推定されたインク吐出量が所定量より多い場合には、電気熱変換体の駆動パターンとインク吐出量との関係を示したテーブルを参照して、その電気熱変換体を有したインク吐出ノズルに最適の駆動パターンを選択する工程を含んでいることがより好ましい。
【００２６】
なお、電気的に接続されたとは、インクとインク液室内の側電極に電位差を与えた場合に、電流が生じることを意味する。これは、物理的に直接接触する場合だけでなく、導電体により互いに接続されている場合を含むものである。
【００２７】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について、さらに具体的かつ詳細に説明する。
【００２８】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録ヘッドを用いた記録装置を例に挙げて説明する。
【００２９】
なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００３０】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００３１】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００３２】
次に、本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置の全体的な構成及び動作について説明する。
【００３３】
図１は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置の構成概略を表す斜視図である。
【００３４】
図１において、紙送りローラ１は搬送モータ（不図示）の駆動力を用いて回転し記録媒体２を矢印Ｐの方向（副走査方向）に搬送する。記録ヘッド５はキャリッジ４に着脱可能に取り付けられ、キャリアモータ（不図示）の駆動力を用いてキャリッジ４が主走査ガイド３に沿って矢印Ｃの方向（主走査方向）に往復移動することにより記録媒体２を走査する。記録ヘッド５は後で詳細を説明するように内部が３つの部分に区画され、それぞれの区画に接続されたインクタンク（不図示）に結合され、インクが供給される。記録ヘッド５の下には電極６が設けられ、記録媒体２は記録時には電極６と記録ヘッド５の間に位置する。
【００３５】
また、図１には示されていないが、このインクジェット記録装置は記録媒体を供給する手段、記録ヘッドを回復する手段、記録媒体を排出する手段を有する。
【００３６】
このインクジェット記録装置の記録動作は以下の様に行われる。
【００３７】
まず、インクジェット記録装置に記録開始の指令信号が例えばホストコンピュータ（以下、ホストという）から入力されると、記録媒体が記録媒体の供給手段（不図示）により図１の右上方向からその先端が紙送りローラ１の位置にくるまで供給され、その後、記録信号に応じて、紙送りローラ１により記録媒体上の印刷開始位置に記録ヘッド５が位置するように記録媒体が搬送される。続いて、記録ヘッド５を搭載したキャリッジ４が主走査方向に移動しながら記録媒体２上にインク液滴を吐出することにより記録が行われる。
【００３８】
その後、一回の主走査方向への移動に伴った記録が終了すると、紙送りローラ２により所定量だけ副走査方向に記録媒体２が搬送され、再び、キャリッジ４が主走査方向に移動しながら記録媒体２上に基地局からインク液滴を吐出する。
【００３９】
このような副走査方向への記録媒体の搬送と、キャリッジ５の主走査方向への移動の繰り返しにより、記録媒体２の全面に記録が行われる。その後、図１の左下方向に記録媒体２が排出される。
【００４０】
なお、記録媒体２としては紙が良く用いられるが、その他にＯＨＰシートやコンパクトディスク、さらには、ＤＮＡチップやディスプレー装置のカラーフィルタの基板などが記録媒体となっても構わない。
【００４１】
次いで、インク液滴の吐出の有無やインク液滴の大きさを検知する検知部について説明する。
【００４２】
図２は記録動作中の記録ヘッド５を主走査方向と直交する面で切断した断面に付属電気回路の素子を付け加えて模式的に表した図である。
【００４３】
まず、検知部の構成について説明する。
【００４４】
図２において、ハッチングが施された部分７は前述した３つの区画の１つに充填された複数のインクの内の１つを示している。そのインク７はインク供給口７ａを通ってインクタンク（不図示）から供給される。そして、その区画の空間はインク液室と呼ばれる。
【００４５】
図２に示すように、インク７はインク液室の下側の領域で複数のノズル部１３に分割され、ノズル部１３の夫々にはヒータ１４が設けられている。そして、ホストから送信される画像情報に応じてヒータ１４に電力が供給されることによりインクはインク滴１５として吐出される。記録動作中の記録媒体２は記録ヘッド５と電極６の間に配置され、記録ヘッド５から吐出されたインク滴が付着する。
【００４６】
また、記録ヘッド内部は電極６と対をなす電極８が配置されており、インク液室内でインクと接触している。インクの有無を検出する端子１０は電極８の側に接続されており、後述する処理回路へ電極８の電位を出力する。抵抗９はその一端が電極８及び端子１０に接続されており、他端はグランド１２及び電源１１に接続されている。グランド１２はインクジェット記録装置のシャーシであり、その電位はインクジェット記録装置の基準電位となっている。電源１１はその一端が抵抗器９とグランド１２に接続されており、他端は電極６に接続されている。
【００４７】
図３は図２で示した記録ヘッド５を副走査方向に沿って切断した場合の断面に付属電気回路の素子を付け加えて模式的に表した図である。
【００４８】
なお、図３において、図２で示したのと同じ要素には同じ参照番号を付している。また上述のように記録ヘッド５の内部は３つの区画に区分され、夫々は異なる種類のインクが充填されている。その区画夫々には図２を用いて説明したような電極が設けられ、それらの電極には図３に示すように、夫々、抵抗と端子とが接続され、それらの抵抗の一端は共通に電源１１及びグランド１２に接続されている。
【００４９】
記録ヘッド５の内部には３つの区画があり、夫々の区画にはインクが充填され電極が配置され、それらの電極には抵抗と端子とが同様に接続されるので、参照番号は図２で言及したものと同じとし、３つの区画に関して夫々の要素を区別するために、その番号に“′”と“″”とを付している。
【００５０】
次に検知部の作用について説明する。
【００５１】
図２と図３とに示した構成から理解されるように、インク７（７′，７″）、電極６、その間にある空間および記録媒体２はコンデンサを形成し、それぞれコンデンサの電極の役割を果たす。このように形成されたコンデンサと、電極８（８′，８″）と、抵抗９（９′，９″）と、電源１１とは電気回路を形成する。
【００５２】
そして、定常状態においては、コンデンサの電極板に相当するインク７（７′，７″）と電極６との間に電源の両端に発生する電位差と同じ電位差が生じる。この電位差によりインク７（７′，７″）及び電極６にそれぞれ逆極性の電荷が生じる。この状態でヒータ１４に電力が供給されてインク液滴が吐出されると、インク側の電荷の一部がインク液滴とともに記録ヘッド５内のインク７（７′，７″）から奪い去られる。
【００５３】
このため、インクの電位がその吐出インク量に比例した分だけ一時的に上昇する。その後、インク７（７′，７″）及び電極８（８′，８″）の電位は、コンデンサ、電極８（８′，８″）、抵抗９（９′，９″）、電源１１から形成される電気回路により電荷が供給され定常状態の電位に復帰する。
【００５４】
一方、インク液滴１５は記録媒体２に付着する。
【００５５】
従って、その電位変化を監視していれば、その変化量からインク滴の吐出の有無やインク滴の大きさを知ることができる。
【００５６】
以上の構成によれば、記録ヘッド内の電極８（８′，８″）と、これに対向し記録ヘッドの外部にあって記録媒体２のすぐ下側に設けられた電極６とを用いてインク液滴の有無検出やインク吐出量を測定する場合に、吐出されたインクが複数のセンサにまたがって付着することは、その構造上あり得ないので、従来例のように複数センサ間で電気的絶縁が破壊されることはないという利点がある。
【００５７】
また、従来例のように、インク滴の吐出の有無やインク滴の大きさの検知のためにセンサにインク滴が衝突する必要が無いので、抵抗器の両端の電位差の検出を記録媒体が記録ヘッドと前記第２の電極の間にある状態で行うことにより、記録媒体への有効なインク滴の付与、すなわち記録と同時にインク滴の有無や大きさの検知をすることが可能となる。
【００５８】
＜制御構成の説明＞
次に、上述した装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。
【００５９】
図４はインクジェット記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【００６０】
制御回路を示す同図において、１７００は記録信号を入力するインタフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０３は各種データ（上記記録信号やヘッドに供給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１７０４は記録ヘッド５に対する記録データの供給制御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、インタフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。１７１０は記録ヘッド５を搬送するためのキャリアモータ、１７０９は記録媒体搬送のための搬送モータである。１７０５は記録ヘッド５を駆動するヘッドドライバ、１７０６，１７０７はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１０を駆動するためのモータドライバである。
【００６１】
上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の記録データに変換される。そして、モータドライバ１７０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッド５が駆動され、記録が行われる。
【００６２】
なお、ＭＰＵ１７０１は端子６と端子１０からの出力電位を入力して、その電位変化を監視し、その変化からインク吐出の有無やインク液滴の大きさ（インク吐出量）を検出する。
【００６３】
また、ＲＯＭ１７０２には以下に説明するインク液滴の吐出の有無やインク吐出量の検知を利用した種々の処理を実行するプログラムが格納されている。
【００６４】
次に、インク液滴の吐出の有無の検知を利用した処理について図５〜図７に示すフローチャートを参照して説明する。まず最初に全体の概要を、次に各処理の詳細を説明する。
【００６５】
図５はインク液滴の吐出の有無の検知を利用した記録動作の全体の流れを示したフローチャートである。
【００６６】
記録動作はインクジェット記録装置に記録信号が入力されることにより開始される。
【００６７】
まず、ステップＳ１００ではインク吐出可否の検知が必要かどうかを調べる。検知精度の面からは毎回の記録毎に吐出可否の検知を行うことが望ましいが、この実施形態では、吐出可否検知に伴うインク消費などを考慮し回復動作を行った直後の記録でのみ吐出可否の検知を行う。ここで吐出可否検知が必要と判断された場合、処理はステップＳ２００に進み、後に詳述する吐出可否検出と、さらにステップＳ３００において不吐出補償方法の決定を行う。
【００６８】
そして、ステップＳ４００では、ステップＳ３００において決定された不吐出補償の方法に従って不吐出補償をしながら記録媒体にインク滴を吹き付ける記録動作を行う。
【００６９】
これに対して、ステップＳ１００においてインク吐出可否検出が必要ではないと判断された場合には、処理はステップＳ２００とステップＳ３００とをスキップして、ステップＳ４００に進み、以前のインク吐出可否検出の時に決定された不吐出補償の方法に従って不吐出補償をしながら記録動作を行う。
【００７０】
次に、ステップＳ２００の吐出可否検出の詳細について説明する。
【００７１】
図６は吐出可否検出の詳細を示したフローチャートである。
【００７２】
まず、ステップＳ２１０では記録ヘッド５のインク吐出ノズルに関して吐出可否を検出していないノズルがあるかどうかを調べる。ここで、未検出ノズルがなく、全てのノズルについての検出が終了したと判断したなら、吐出可否検出処理を終了するが、まだ未検出ノズルがあると判断したなら、処理はステップＳ２２０に進み、未検出ノズルの内の１つを選択する。
【００７３】
次に、ステップＳ２３０では選択されたノズルについて１０ｍｓの時間間隔で２０滴のインク液滴を吐出し、さらにステップＳ２４０では最後のインク液滴吐出と同時にインク側の電極８（８′，８″）の電位を測定する。そして、ステップＳ２５０では、その測定電位を所定の基準値と比較する。その結果、その測定電位がその基準値以上であれば、処理はステップＳ２６０に進み、そのノズルは吐出可能と判断し、その測定電位がその基準値未満であれば、処理はステップＳ２７０に進み、そのノズルは不吐出（吐出不能）と判断する。
【００７４】
ステップＳ２６０或いはステップＳ２７０の処理が終了すると、処理はステップＳ２１０に戻り、全てのノズルに対して上述の処理を繰返す。
【００７５】
次に、ステップＳ３００の不吐出補償方法決定の詳細について説明する。
【００７６】
図７は不吐出補償方法決定の詳細を示したフローチャートである。
【００７７】
まず、ステップＳ３１０では記録ヘッド５のインク吐出ノズルに関して不吐出補償方法を決定していないノズルがあるかどうかを調べる。ここで、未決定ノズルがなく、全てのノズルについての決定が終了したと判断したなら、不吐出補償方法決定処理を終了するが、まだ未決定ノズルがあると判断したなら、処理はステップＳ３２０に進み、未決定ノズルの内の１つを選択する。
【００７８】
次に、ステップＳ３３０では選択されたノズルが吐出可能であるかどうかを調べる。この判断は前述したステップＳ２６０或いはステップＳ２７０の処理結果に基づく。さて、その選択ノズルが吐出可能ノズルであった場合、処理はステップＳ３１０に戻るが、その選択ノズルが吐出不可能ノズルであった場合、処理はステップＳ３４０に進み、該当ノズルの両隣のノズルが吐出可能かを確認し、それに応じて不吐出補償方法を決定する。
【００７９】
不吐出補償方法は以下の様に決定される。
【００８０】
もし、両隣のノズルが両方とも吐出不能の場合には、処理はステップＳ３５０に進み、吐出不能ノズルがあることにより発生する記録濃度が低い部分を、記録媒体（紙）を副走査方向にずらすとにより吐出可能なノズルで上書きすることにより不吐出の補償を行うように不吐出補償方法を決定する。
【００８１】
また、両隣のノズルの内、一方のみが吐出可能な場合、処理はステップＳ３６０に進み、その吐出可能な隣のノズルによって、注目しているノズルの分の吐出も行わせるように不吐出補償方法を決定する。
【００８２】
またさらに、両隣のノズルの両方が吐出可能な場合、処理はステップＳ３７０に進み、その吐出可能な隣のノズルによって、注目しているノズルの分の吐出も行わせるように不吐出補償方法を決定する。この場合、両隣２つのノズルで補償吐出を行うので、その補償量の半分づつを各ノズルが受け持つことになる。従って、各ノズルはドロップ変調などにより補償するインク吐出量を制御する。
【００８３】
なお、ステップＳ３６０やＳ３７０の処理により記録媒体上の本来の位置とは多少ずれた位置にインク滴が付着することになるが、最近の記録ヘッドの記録解像度は非常に高く、１ノズル程度の狭い間隔によって発生する記録位置のズレは実用上無視できる。
【００８４】
ステップＳ３５０、ステップＳ３６０、或いはステップＳ３７０の処理のいずれかが終了すると処理はステップＳ３１０に戻り、その決定処理を全てのノズルに対して行なうまで、上記の処理を繰返す。
【００８５】
さて、ステップＳ４００における記録動作はステップＳ３００で決定した不吐出補償方法決定方法を反映させて実行する。この際、ステップＳ２００において吐出不能と判断されたノズルについては、そのノズルに設けられた電気熱変換素子であるヒータへの電力供給を行わない。
【００８６】
従って以上説明した実施形態に従えば、たとえ吐出不能を判断されたノズルであってもヒータに電力を投入すると、実際には微小量のインクが吐出されるので、そのようなノズルに電力を供給を行なわないことにより微小なインク吐出により記録画質が低下することを防止できる。
【００８７】
また、ヒータが動作しないこと以外の原因（例えば、インク詰まり）で吐出不能となっているノズルのヒータにも電力供給を行わないので、無駄な電力消費を抑えることができる。さらに、このような電力供給制御により、ヒータが動作しないこと以外の原因で吐出不能となっているノズルのヒータに繰り返し電力供給を行うことがなくなり、そのヒータの損傷が防止され、その破損に起因する各種の不具合の発生を防止できる。
【００８８】
【他の実施形態】
前述の実施形態ではインク不吐出の補償を行うことを説明したが、この実施形態では、ノズル毎のインク滴の量（以下「吐出量」と記載）のばらつきや設計値からのズレの補償も行う例について説明する。
【００８９】
なお、インクジェット記録装置や記録ヘッドの全体的な構成及び動作、記録ヘッドからのインク滴の吐出の有無やインク滴の大きさの検知方法は前述の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００９０】
次に、この実施形態に従うインク液滴の吐出の有無の検知を利用した処理について図８〜図１０に示すフローチャートを参照して説明する。まず最初に全体の概要を、次に各処理の詳細を説明する。なお、図８〜図１０のフローチャートにおいて、既に図５〜図７を用いて説明したのと同じ処理ステップには同じステップ番号を付してその説明は省略する。
【００９１】
図８はインク液滴の吐出の有無の検知を利用した記録動作の全体の流れを示したフローチャートである。
【００９２】
記録動作はインクジェット記録装置に記録信号が入力されることにより開始される。
【００９３】
まず、ステップＳ１０１ではインク吐出量の測定が必要かどうかを調べる。測定精度の面からは毎回の記録毎に吐出可否の検知を行うことが望ましいが、この実施形態では、インク吐出量測定に伴うインク消費などを考慮し回復動作を行った直後の記録でのみ吐出量測定を行う。ここでインク吐出量測定が必要と判断された場合、処理はステップＳ２０１に進み、後に詳述するインク吐出量測定と、さらにステップＳ３０１において吐出量補償量の決定を行う。
【００９４】
そして、ステップＳ４００では、ステップＳ３０１において決定された吐出量補償量に従って吐出量補償をしながら記録媒体にインク滴を吹き付ける記録動作を行う。
【００９５】
これに対して、ステップＳ１０１においてインク吐出量測定が必要ではないと判断された場合には、処理はステップＳ２０１とステップＳ３０１とをスキップして、ステップＳ４００に進み、以前のインク吐出量測定の時に決定された吐出量補償の方法に従って吐出量補償をしながら記録動作を行う。
【００９６】
次に、ステップＳ２０１のインク吐出量測定の詳細について説明する。
【００９７】
図９はインク吐出量測定処理の詳細を示したフローチャートである。
【００９８】
まず、ステップＳ２１１では記録ヘッド５のインク吐出ノズルに関して吐出量を測定していないノズルがあるかどうかを調べる。ここで、未測定ノズルがなく、全てのノズルについての検出が終了したと判断したなら、インク量測定処理を終了するが、まだ未測定ノズルがあると判断したなら、処理はステップＳ２２１に進み、未測定ノズルの内の１つを選択する。
【００９９】
次に、所定のヒータに印加する電気信号の電圧パターン（以下、標準駆動パターンという）により前述したステップＳ２３０〜Ｓ２５０の処理を実行する。その結果、その測定電位がその基準値以上であれば、処理はステップＳ２６１に進み、ＲＯＭ１７０２に格納しておいた吐出量−電位テーブルを参照して、さらにステップＳ２６２ではその参照結果として選択ノズルについての吐出量を決定する。これに対して、その測定電位がその基準値未満であれば、処理はステップＳ２７１に進み、そのノズルの吐出量は“０”と判断する。
【０１００】
ステップＳ２６２或いはステップＳ２７１の処理が終了すると、処理はステップＳ２１１に戻り、全てのノズルに対して上述の処理を繰返す。
【０１０１】
次に、ステップＳ３０１の吐出量補償量決定処理の詳細について説明する。
【０１０２】
図１０は吐出量補償量決定の詳細を示したフローチャートである。
【０１０３】
まず、ステップＳ２９８では記録ヘッド５のインク吐出ノズルに関して測定された吐出量が所定の閾値以下のノズルがあるかどうかを調べる。ここで、そのようなノズルがないと判断したなら、処理はステップＳ３０２に進むが、インク吐出量が所定の閾値以下のノズルがあると判断したなら、処理はステップＳ２９９に進み、そのようなノズルを吐出不能とみなし、前述のステップＳ３００の不吐出補償方法決定の処理を実行する。その後、処理はステップＳ３０２に進む。
【０１０４】
ステップＳ３０２では、記録ヘッド５のインク吐出ノズルに関して吐出量補償量を決定していないノズルがあるかどうかを調べる。ここで、未決定ノズルがなく、全てのノズルについての補償量が決定されたと判断したなら、この処理を終了するが、まだ未決定ノズルがあると判断したなら、処理はステップＳ３０３に進み、未決定ノズルの内の１つを選択する。
【０１０５】
次に、ステップＳ３０４では、前述の標準駆動パターンに対応する吐出量と選択ノズルの吐出量を設計値どおりにする為にヒータに印加する電気信号の電圧パターンとの関係を示すテーブル（このテーブルもＲＯＭ１７０２に格納されている）を用いて、ヒータに印加する電気信号の電圧パターン（ヒータ駆動パターンという）を決定する。このようなヒータ駆動パターンが決定されることはインク吐出の補償量が定められたことを意味する。
【０１０６】
この後、処理はステップＳ３０２に戻り、吐出量未決定ノズルに対して上述の処理を繰返す。
【０１０７】
さて、ステップＳ４００における記録動作はステップＳ３０１で決定した吐出量補償量を反映させて実行する。この際、ステップＳ２９９において吐出不能と判断されたノズルについては、そのノズルに設けられた電気熱変換素子であるヒータへの電力供給を行わない。
【０１０８】
従って以上説明した実施形態に従えば、インク吐出量は基準以下の微小量のインクしか吐出されないノズルのヒータに電力を供給を行なわないことにより微小なインク吐出により記録画質が低下することを防止できる。また、インク吐出量が基準値以下ではないノズルについても各ノズル毎に吐出量補償量が決められるので、ノズル毎の吐出量ばらつきがなくなり、高品位な画像記録が可能になる。
【０１０９】
この他にも前述の実施形態で達成するのと同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
さらに、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【０１１１】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【０１１２】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【０１１３】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【０１１４】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【０１１５】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【０１１６】
加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【０１１７】
また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。
【０１１８】
さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。
【０１１９】
以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【０１２０】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【０１２１】
さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、より高速なインク滴の吐出の有無やインク滴の大きさの検知が実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置の構成概略を表す斜視図である。
【図２】記録動作中の記録ヘッド５を主走査方向と直交する面で切断した断面に付属電気回路の素子を付け加えて模式的に表した図である。
【図３】図２で示した記録ヘッド５を副走査方向に沿って切断した場合の断面に付属電気回路の素子を付け加えて模式的に表した図である。
【図４】インクジェット記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図５】インク液滴の吐出の有無の検知を利用した記録動作の全体の流れを示したフローチャートである。
【図６】吐出可否検出の詳細を示したフローチャートである。
【図７】不吐出補償方法決定の詳細を示したフローチャートである。
【図８】インク液滴の吐出の有無の検知を利用した記録動作の全体の流れを示したフローチャートである。
【図９】インク吐出量測定処理の詳細を示したフローチャートである。
【図１０】吐出量補償量決定の詳細を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１紙送りローラ
２記録媒体
３主走査ガイド
４キャリッジ
５記録ヘッド
６対向電極
７，７′，７″ インク
８，８′，８″ 電極
９，９′，９″ 抵抗
１０，１０′，１０″ 端子
１１電源
１２グランド
１３ノズル
１４ヒータ
１５インク液滴

Claims

記録ヘッド内部のインクと電気的に接続された第１の電極と、
インク側電極と別に設けられた第２の電極と、
抵抗器と、
電源とを有し、
前記第１の電極と前記第２の電極により形成されるコンデンサーと前記抵抗器と前記電源が直列接続された閉回路を構成するとともに、前記抵抗器の両端の電位差を測定することを特徴とする記録装置。