JP2005238712A - 記録装置及び回復制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率良く予備吐出動作が行われるように制御した記録装置、および回復制御方法を提供する。
【解決手段】 記録に用いるノズルを切換えない記録領域と、記録に用いるノズルを切り替える記録領域とで、予備吐出実行時の制御を変えることにより、どの記録領域においても適切な頻度で予備吐出を実行することが可能となる。
【選択図】 図９

Description

本発明は記録装置及び予備吐出制御方法に関し、特に、インクジェット記録ヘッドを用いて記録を行なう記録装置及び回復制御方法に関する。

近年、オフィスや家庭におけるパーソナルコンピュータやワードプロセッサ、ファクシミリ等の普及により、これらの機器の情報出力機器として様々な記録方式のプリンタが開発されている。その中でもインクジェット方式によるプリンタは、カラー記録への対応が容易で、動作時の騒音が低く、また多種多様の記録媒体に対して高品位の記録が可能であり、さらに小型である等の利点があるため、オフィスや家庭でのパーソナルユースにも最適である。その中でも、記録媒体上を記録ヘッドが往復走査しながら記録を行うシリアルスキャン型のインクジェット記録装置（以下、記録装置という）は、低コストで高品位の画像をプリントできるため広く市場に普及している。

インクジェット方式の記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）はノズルの微小な穴（以後、吐出口という）から記録媒体に向けてノズル内のインク液滴を吐出させて記録を行う。このとき、記録ヘッドではインクを吐出させることによってノズル内のインクは減少し、新たなインクが毛管力によりインク液室より充填される。

長時間にわたってインク吐出が無い場合、吐出口においてインクの水分や溶剤が蒸発して色材が析出し、析出した色材が吐出口に皮膜を作り正常なインクの吐出を妨げる。記録ヘッドの記録動作によりインク液滴を吐出させるために発生した運動エネルギーはその皮膜を破ることに費やされ、インク液滴は十分な吐出速度を得られず、記録媒体上の所望の位置に達しない。

このため、記録装置ではインクの水分や溶剤の蒸発による記録不良の発生を防止するために、吐出口が十分な皮膜を形成しない時間の内に、記録ヘッドを記録媒体の外側に移動させ、その場所でインクを吐出させ（以後、この吐出を予備吐出という）、記録時に吐出口を正常なインク吐出ができる状態に保つ必要がある。

シリアルスキャン型の記録装置では記録ヘッドを搭載したキャリッジの往復走査中の反転時に前回の予備吐出から所定時間以上経過しているかどうかを判断して、所定時間以上経過している場合には記録ヘッドを記録媒体の外側に移動して予備吐出を行う制御を実行している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平０９−２０１９８４号公報

しかし、予備吐出を行うことで記録ヘッドからの吐出状態が良好になるものの、予備吐出の動作を頻繁に行うと記録速度（スループット）低下の要因となり、さらに、予備吐出によるインクの消費がランニングコストの上昇につながるという欠点もある。

上記欠点を克服するため、所定時間の間に記録ヘッドの複数の吐出口夫々から吐出されたインクの吐出数が所定数に達しているか否かを判断し、その判断結果に従った記録可能時間と次の記録走査に要する時間とを比較し、記録可能時間が次の記録走査に要する時間よりも短い場合には予備吐出を行うという制御方法が考案されている。なお、このような吐出口夫々から吐出されたインクの吐出数をカウント（モニタリング）して効率的な予備吐出の実行を制御することをノズルモニタ制御と称する。

しかしながら、記録時の記録媒体の搬送量が一定であって、各記録走査で記録に用いられるノズルが一定であるような従来の記録装置においては、上述のように各ノズル夫々の使用頻度に基づいて予備吐出の実行を制御することで、適切な予備吐出が行われるが、記録時の搬送量が一定ではなく、各記録走査で記録に用いられるノズルが切り替わったりして一定でない場合には、使用しないノズルに対しても予備吐出を実行してしまうなど上述の制御では効率的な予備吐出が実行されないことがある。

例えば、記録媒体の余白がなくなるように、記録媒体全面にインクを吐出して画像を記録する（このような記録方法をふちなし記録とも称する）ときには、記録媒体の搬送方向における両端部分に関しては、記録媒体の搬送精度が落ちるため通常の搬送量よりも小さくし、記録ヘッドのノズルのうちの一部のノズルのみを用いて記録動作を実行する。なお、両端部分の記録時には、記録媒体の搬送量や、記録に用いられるノズルは一定ではないことが多い。このように、記録媒体の搬送方向における両端部分の記録時には、前の記録走査と後の記録走査とで使用されるノズルが違うことがあるため、記録走査に用いたノズルから吐出された使用頻度に応じて予備吐出の実行を制御する上述の制御方法では、予備吐出動作が実行された後に次の記録走査に用いられるノズルが切り替わるため、新たに使用ノズルと設定されたノズルは正常にインクを吐出できる状態にないことがあった。また、上述の制御方法において、次の記録走査に用いられるノズルへと切り替えてから、記録に用いるノズルの使用頻度に応じて予備吐出の実行を制御する構成とした場合は、先の記録走査において用いられなかったノズルは全て予備吐出を行うと判断されてしまい、記録走査毎に必ず予備吐出動作が実行されてしまう。このように、上述の制御方法では必要な予備吐出がなされない、または必要以上に予備吐出が行われてしまうように、適切な予備吐出動作が実行されない恐れがある。

また、記録走査における使用ノズルの切り替えに対応するように、同一ページ内で使用可能性のあるノズルの全てをノズルカウンタの計算対象とすると、予備吐出実行の判断をするときには記録領域毎に使用しないノズルに対しても正常にインクの吐出が行えるように予備吐出を実行してしまうため、１ページ内で最も予備吐出動作を行う状態となってしまい、ノズルモニタ制御が実質機能していないことになる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、記録走査において使用されるノズルが変わるような記録装置においても、無駄のない適切な予備吐出が実行されるよう制御する記録装置、および記録ヘッドのメンテナンス方法を提供することを目的としている。

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。

本発明は、複数のノズルからインクを吐出する記録ヘッドを走査して記録媒体に記録を行う記録装置であって、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録ヘッドを走査して前記記録媒体に記録する領域を判別する判別手段と、前記複数のノズルから画像の記録に寄与しないインクの吐出を行う予備吐出手段と、前記複数のノズルそれぞれから吐出された吐出数に基づいて予備吐出を行う第一の予備吐出と、前回の予備吐出が行われてからの経過時間に基づいて予備吐出を行う第二の予備吐出とのいずれかを、前記判別手段による判別結果に基づいて行うよう制御する予備吐出制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、複数のノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、前記複数のノズルから画像の記録に寄与しないインクの吐出を行う予備吐出手段と、を有し、前記記録ヘッドを走査して記録媒体に記録を行う記録装置における予備吐出制御方法であって、前記記録ヘッドを走査して前記記録媒体に記録する領域を判別する判別工程と、前記複数のノズルそれぞれから吐出された吐出数に基づいて予備吐出を行う第一の予備吐出と、前記予備吐出が行われてからの経過時間に基づいて予備吐出を行う第二の予備吐出とのいずれかを、前記判別工程の判別結果に基づいて行うよう制御する予備吐出制御工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によると、記録に用いるノズルを切り替えない通常の記録領域と、記録に用いるノズルを切り替えるその他の記録領域とで、予備吐出実行時の制御を変えることにより、どの記録領域においても適切な頻度で予備吐出を実行することが可能となる。さらに、効率的に予備吐出が実行できることにより、記録時のスループットが向上し、予備吐出にともなるインクの消費量を低減することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

以下に説明する実施形態では、インクジェット方式に従う記録ヘッドを用いた記録装置を例に挙げて説明する。

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。

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。

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。

またさらに、「ノズル」（「記録素子」と言う場合もある）とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

＜インクジェット記録装置の説明（図１）＞
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１の構成の概要を示す外観斜視図である。

図１に示すように、インクジェット記録装置（以下、記録装置という）は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２にキャリッジモータＭ１によって発生する駆動力を伝達機構４より伝え、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往復移動させるとともに、例えば、記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。

また、記録ヘッド３の状態を良好に維持するためにキャリッジ２を回復装置１０の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド３の吐出回復処理を行う。

記録装置１のキャリッジ２には記録ヘッド３を搭載するのみならず、記録ヘッド３に供給するインクを貯留するインクカートリッジ６を装着する。インクカートリッジ６はキャリッジ２に対して着脱自在になっている。

図１に示した記録装置１はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々、収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。

さて、キャリッジ２と記録ヘッド３とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド３は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施形態の記録ヘッド３は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用し、熱エネルギーを発生するために電気熱変換体を備え、その電気熱変換体に印加される電気エネルギーが熱エネルギーへと変換され、その熱エネルギーをインクに与えることにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させる。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。

図１に示されているように、キャリッジ２はキャリッジモータＭ１の駆動力を伝達する伝達機構４の駆動ベルト７の一部に連結されており、ガイドシャフト１３に沿って矢印Ａ方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。従って、キャリッジ２は、キャリッジモータＭ１の正転及び逆転によってガイドシャフト１３に沿って往復移動する。また、キャリッジ２の移動方向（図１の矢印Ａ方向であり、主走査方向とも称する）に沿ってキャリッジ２の絶対位置を示すためのスケール８が備えられている。この実施形態では、スケール８は透明なＰＥＴフィルムに必要なピッチで黒色のバーを印刷したものを用いており、その一方はシャーシ９に固着され、他方は板バネ（不図示）で支持されている。

また、記録装置１には、記録ヘッド３の吐出口（不図示）が形成された吐出口面に対向してプラテン（不図示）が設けられており、キャリッジモータＭ１の駆動力によって記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２が往復移動されると同時に、記録ヘッド３に記録信号を与えてインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体Ｐの全幅にわたって記録が行われる。

さらに、図１において、１４は記録媒体Ｐを搬送するために搬送モータＭ２によって駆動される搬送ローラ、１５はバネ（不図示）により記録媒体Ｐを搬送ローラ１４に当接するピンチローラ、１６はピンチローラ１５を回転自在に支持するピンチローラホルダ、１７は搬送ローラ１４の一端に固着された搬送ローラギアである。そして、搬送ローラギア１７に中間ギア（不図示）を介して伝達された搬送モータＭ２の回転により、搬送ローラ１４が駆動される。

またさらに、２０は記録ヘッド３によって画像が形成された記録媒体Ｐを記録装置外ヘ排出するための排出ローラであり、搬送モータＭ２の回転が伝達されることで駆動されるようになっている。なお、排出ローラ２０は記録媒体Ｐをバネ（不図示）により圧接する拍車ローラ（不図示）により当接する。２２は拍車ローラを回転自在に支持する拍車ホルダである。

またさらに、記録装置１には、図１に示されているように、記録ヘッド３を搭載するキャリッジ２の記録動作のための往復運動の範囲外（記録領域外）の所望位置（例えば、ホームポジションに対応する位置）に、記録ヘッド３の吐出不良を回復するための回復装置１０が配設されている。

回復装置１０は、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構１１と記録ヘッド３の吐出口面をクリーニングするワイピング機構１２を備えており、キャッピング機構１１による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置内の吸引手段（吸引ポンプ等）により吐出口からインクを強制的に排出させ、それによって、記録ヘッド３のインク流路内の粘度の増したインクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行う。

また、非記録動作時等には、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピング機構１１によるキャッピングすることによって、記録ヘッド３を保護するとともにインクの蒸発や乾燥を防止することができる。一方、ワイピング機構１２はキャッピング機構１１の近傍に配され、記録ヘッド３の吐出口面に付着したインク液滴を拭き取るようになっている。

これらキャッピング機構１１及びワイピング機構１２により、記録ヘッド３のインク吐出状態を正常に保つことが可能となっている。

＜インクジェット記録装置の制御構成（図２）＞
図２は図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図２に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド３の制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６などで構成される。

また、図２において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。

さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び記録ヘッド３のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理（回復処理）の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。６３０はホームポジションを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。

さらに、６４０はキャリッジ２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査の際に、ＲＡＭ６０２の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（吐出ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。

以上のような構成で、インクジェット記録装置は、インターフェース６１１を介してホスト装置から転送された画像データをＲＡＭ６０４に格納し、画像データからインクの吐出情報を示す記録データに変換してＲＡＭ６０４に格納する。記録時には、記録データに基づいて記録ヘッド３からインクが吐出され、画像データに基づく画像が形成される。

次に、記録時の記録媒体の搬送量と記録走査に使用されるノズルの関係を説明する。

図３は、従来の記録装置における搬送量と記録走査に使用されるノズルの関係を示す図である。

図３の５０１は記録ヘッドであり、この記録ヘッドにはインクを吐出するノズル（吐出口）が配列されている。５０２は記録媒体であり、５０３は画像が記録される記録領域を示している。

記録ヘッドは主走査方向に往復走査しながら画像データに基づいてノズルからインクを吐出して記録し、記録媒体は給紙側から排紙側へと搬送方向に従って搬送される。この記録ヘッドの主走査方向への記録走査と、記録媒体の搬送方向への搬送動作とを繰り返すことで記録媒体に画像が形成される。従来の記録装置において、記録媒体の搬送精度を高めるために搬送量を一定とし、１回の記録走査では記録ヘッドの通常の記録時に用いられるノズル全てからインクを吐出していた。つまり、記録ヘッドの通常の記録に用いられるノズルによって記録可能な幅が、記録媒体の搬送量として設定されていた。

従来より行われている記録時の記録媒体の搬送動作は、図１に示す搬送ローラ１４と排出ローラ１４とにより行われることで、記録媒体の搬送精度を向上させている。なお、搬送ローラ１４と排出ローラ２０との間に記録ヘッド３が位置している。

次に、記録ヘッドのノズルのうち、記録走査単位で記録に使用されるノズルが切り替わること図４〜７の図を用いて説明する。

ここでは記録ヘッドに配列された複数のノズルのうち記録走査単位で記録に使用されるノズルが切り替わる例として、記録媒体の余白をなくすよう記録媒体全面を記録領域として画像を形成するふちなし記録について説明する。

図４は、記録媒体の搬送方向の先端部分の記録の際に用いられるノズルを示した図である。

図４の５０２１は記録媒体の搬送方向下流側（排紙側）の記録領域（記録媒体の先端部分）である。５０２２は記録媒体の中側の記録領域であり従来と同じ通常の記録領域でもある。５０２４は、記録媒体の搬送方向上流側（給紙側）の記録領域（記録媒体の後端部分）である。５０２３は、記録媒体の搬送方向やや上流側にあり、通常の記録領域５０２２と後端部分の記録領域５０２４の間にある記録領域である。

先端部分の記録領域５０２１に対して記録を行うときには、記録媒体の給紙動作後に搬送ローラにより記録媒体が記録部を経て排出ローラ（排紙ローラとも称する）まで搬送される際には、排紙ローラは使用されず搬送ローラのみ用いて記録媒体の搬送動作を行うため、搬送精度が低下する恐れがある。この搬送精度が低下すると、記録画像にムラや白スジが発生し、画像品位が低下してしまう。そのため、搬送精度が低下せず所定の搬送精度を保てるように、搬送ローラのみで記録媒体の搬送が行われる先端部分の記録媒体における搬送量を、通常の記録領域の搬送量より小さくする。このように、先端部分の記録領域では搬送量が小さいため、記録走査に用いられるノズルの数も通常の記録領域におけるノズルの数よりも少なくなる。

特に、先端部分の記録領域の記録時には、記録ヘッドに配列された複数のノズルのうち、搬送方向の上流側（給紙側）に配置されているノズル（図４に示す記録ヘッド５０１ａの斜線部）を用いて記録を行う。このとき、記録ヘッドの搬送方向下流側（排紙側）に配置されているノズルは記録に用いない。搬送ローラと排紙ローラの両方を用いて記録媒体の搬送動作が行われるようになると、搬送量を段階的に増やす。同時に、搬送量と記録に使用されるノズルに対応する記録幅とが対応するように、記録に使用されるノズルの数も増える。記録ヘッド５０１ｂのように全てのノズルから記録されるまで搬送量が大きくなると、通常の記録領域５０２２の記録が行われる。なお、図４〜７において、記録ヘッドに配列されたノズルのうち記録走査に用いられるノズルを斜線で示している。

図５は、通常の記録領域を記録する際に用いられるノズルを示した図である。なお、通常の記録領域５０２２の記録は、従来における記録方法と同様であり、通常の記録に使用されるノズル全てを用いて記録動作が行われ、その記録幅に対応する搬送量の搬送動作が行われる。

図６は、通常の記録領域と後端部分の記録領域との間にある記録領域の記録の際に用いられるノズルを示した図である。

搬送ローラと排紙ローラとで記録媒体が搬送され、記録媒体の後端部分が搬送ローラからはずれて排紙ローラのみの搬送動作へと移る際には、搬送量が大きくなって搬送精度が低下してしまう傾向がある。これは、搬送ローラから記録媒体が離れるぎりぎりの状態において、搬送ローラが記録媒体をしっかりと把持できないため搬送精度が低下するのである。このように搬送精度が低下することにより、記録される画像の品位は低下してしまう。なお、搬送ローラから記録媒体がはなれるときに、記録媒体の搬送量が大きくなることを「蹴飛ばし」と称し、蹴飛ばしが起こる前の領域である記録領域５０２３を蹴飛ばし準備領域とも称する。蹴飛ばしや、搬送ローラから記録媒体が離れるぎりぎりの状態における搬送精度の低下が起こらないように、蹴飛ばしと搬送ローラから記録媒体が離れるぎりぎりの状態が一度の搬送動作に含まれるようにする。具体的には、記録媒体が搬送ローラから離れるときのぎりぎりの状態が起こらないように搬送量を大きくし、同時に記録走査におけるノズルの使用位置も切り替える。このような記録媒体の後端（搬送方向の上流側の端部）部における記録媒体の大きな搬送と、記録に用いるノズル位置の切り替えという一連の動作を「蹴飛ばし処理」と称する。

図６に示す蹴飛ばし準備領域５０２３では、蹴飛ばし処理を行うための前段階として、記録走査において用いるノズルを給紙側の一部分とするようにノズルの切り替えを行い、蹴飛ばし処理が入るまで給紙側の一部の限定されたノズルにより記録を行う。つまり、蹴飛ばし準備領域５０２３では、通常の記録領域５０２２で記録に使用していたノズル（記録ヘッド５０１ｂ）から、記録ヘッドの給紙側のノズル（記録ヘッド５０１ａ）のみを使用して記録をするよう、記録に使用するノズルを切り替えている。このとき、記録ヘッドのノズルうち、ほぼ全てのノズルを使用する状態（記録ヘッド５０１ｂ）から、記録ヘッドの給紙側のノズルのみを使用する状態（記録ヘッド５０１ａ）へと移行する際には、徐々に記録に使用するノズルを減らしていっても良い。

図７は、記録媒体の後端部分の記録の際に用いられるノズルを示した図である。

記録媒体の後端部分の領域５０２４は、図７の記録ヘッド５０１ａに示すように給紙側のノズルを用いて記録を行い、次に記録ヘッド５０１ｃのように使用ノズル位置を排紙側にシフトする。なお、この後端領域５０２４において、蹴飛ばし処理が行われる。

このように、ふちなし記録時には、記録媒体の記録領域に応じて記録に使用するノズルを選択的に用いる。つまり、記録媒体の先端領域、蹴飛ばし準備領域、後端領域においては、記録に使用するノズルがそれぞれの記録走査において変更される。なお、ここでは蹴飛ばし準備領域と後端領域とを分けて説明したが、蹴飛ばし準備領域と後端領域とを含めて、記録媒体の後端領域としてもよい。

図８に、ふちなし記録時における使用ノズルの位置関係の一例を示す。記録ヘッド１００１に配列されたノズルのうち、先端部分の記録領域ではノズル群１００１ａを、通常の記録領域ではノズル群１００１ｂを、後端領域ではノズル群１００１ａからノズル群１００１ｃへとノズルの使用位置を切り替える。

次に以上の構成の記録装置における予備吐出制御処理について説明する。

図９は、本実施形態における予備吐出処理を示すフローチャートである。

この処理はＲＯＭ６０２に格納された制御プログラムをＭＰＵ６０１が読みだして実行することにより行なわれる。

まず、記録装置１がホスト装置（以下、ホストという）６１０からの記録データ待ちの状態では、吐出口からの水分及び溶剤の蒸発を防止するために記録ヘッド３のノズルの吐出口をホームポジションにおいてキャッピング機構１１によりキャップしている。

この状態において記録データをホスト６１０から受信すると、ステップＳ３０１でキャッピング機構１１を動作させて記録ヘッド３の吐出口面がキャップされている状態から開放する。この動作により、記録ヘッドからキャップが離間される。続くステップＳ３０２ａでは予備吐出Ａを実行し、ステップＳ３０２ｂでは一定時間毎に予備吐出Ａを行うための予備吐出管理タイマ（Ｔ_ＰＤ）をリセットする。なお、ステップＳ３０２ａで実行される予備吐出Ａとは、次の記録走査において使用されるノズルであるか否かに関わらず、全てのノズルから予備吐出を行うものである。また、ステップＳ３０２ｂの予備吐出管理タイマは、時間経過とともに時間が自動的に更新されることで、予備吐出Ａを行ってからの経過時間が計時される。

次に、ステップＳ３０３において、記録可能時間（Ｐ_ＥＮＢＬ）を所定の値に初期化し、ステップＳ３０４で、記録ヘッド３の記録素子毎の吐出駆動回数を計測するノズルカウンタの計測値（Ｄ_{ｃｏｕｎｔ}（ｉ）ｉ＝１，Ｎ）を初期化して全計測値を“０”とする。さらに、ステップＳ３０５では、所定の時間間隔で記録可能時間（Ｐ_ＥＮＢＬ）を更新するタイミングをつくるための割り込みタイマを始動させる。

例えば、本実施形態では、割り込み時間間隔（Ｔ_ＩＮＲＴ）を５０ミリ秒とする。また、Ｎとは記録素子の数であり、記録可能時間（Ｐ_ＥＮＢＬ）は記録ヘッドからの正常なインク吐出が期待される時間であり、記録ヘッドや記録装置の性能に従って定められる値である。

ここで、５０ミリ秒間隔での割り込み処理について図１０を用いて説明する。この割り込み処理は記録ヘッド３がキャップされていない状態（キャップオープン状態）であれば記録走査中であろうがなかろうが実行される。

図１０は割り込みタイマによる割り込み処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ４０１では、ノズルカウンタの計測値（Ｄ_{ｃｏｕｎｔ}（ｉ）ｉ＝１，Ｎ）の全てが所定値（ＴＨ）に達しているかどうかを調べる。この実施形態の場合、ＴＨ＝３とする。ここで、ノズルカウンタの計測値全てに関し、Ｄ_{ｃｏｕｎｔ}≧３であれば、処理はステップＳ４０３に進み、記録可能時間（Ｐ_ＥＮＢＬ）をリセットして初期化する。これに対して、いずれかのノズルカウンタの計測値に関し、Ｄ_{ｃｏｕｎｔ}＜３であれば、処理はステップＳ４０２に進み、記録可能時間（Ｐ_ＥＮＢＬ）を５０ミリ秒減算した値を新たな記録可能時間（Ｐ_ＥＮＢＬ）として更新する。ステップＳ４０２或いはＳ４０３の処理後、ステップＳ４０４においてノズルカウンタの計測値（Ｄ_{ｃｏｕｎｔ}（ｉ）ｉ＝１，Ｎ）の全てを初期化して全計測値を“０”とする。以上が５０ミリ秒間隔での割り込み処理である。

以下再び図９を用いて予備吐出制御につき説明を続ける。ステップＳ３０７では、記録ヘッド３を移動させて記録走査を行う。各記録走査の間では記録ヘッド３の移動速度を減速させ、その後、移動方向を反転させ、次の記録走査のために加速させる制御を実行する。１記録走査が終了し記録ヘッド３の移動速度を減速させる制御に移行する前に、ステップＳ３０８において記録終了であるかどうかを調べ、記録終了と判断されれば処理はそのまま終了する。ステップＳ３０８において記録終了でないと判断されたときには、ステップＳ３０８ａに進み、次の記録走査において記録領域の切り替えが行われるかを判定し、記録領域の切り替えが行われる場合にはステップＳ３０８ｃへと進む。また、ステップＳ３０８ａにおいて、次の記録走査で記録領域の切り替えが行われないと判断された場合には、ステップＳ３０８ｂへ進む。ステップＳ３０８ｂでは、ステップＳ３０７において記録を行った領域が通常の記録領域であるか否かを判断する。つまり、このステップＳ３０８ｂでは、例えば先後端部分の領域のように、使用ノズルの位置が切り替わる領域であるか否かを判断している。ステップＳ３０８ｂにおいて、通常領域ではないと判断した場合には、ステップＳ３０８ｃの処理に進む。

ステップＳ３０８ｃでは、予備吐出管理タイマ（Ｔ_ＰＤ）の示す時間が所定時間（Ｔ_０）以上であるかどうかを調べる。ステップＳ３０８ｃにおいて予備吐出管理タイマが所定時間以上である、つまり、Ｔ_ＰＤ≧Ｔ_０のとき、予備吐出Ａが必要であると判断して処理はステップＳ３０８ｄに進み、記録ヘッド３を予備吐出位置へ移動して予備吐出Ａを実行したのちステップＳ３０８ｅで予備吐出管理タイマ（Ｔ_ＰＤ）の値を“０”に初期化し、ステップＳ３１１へ進む。また、ステップＳ３０８ｃにおいて予備吐出管理タイマが所定時間未満である、つまり、Ｔ_ＰＤ＜Ｔ_０のとき、予備吐出Ａが必要ではないと判断して処理はステップ３０７へ戻る。なお、この所定時間（Ｔ_０）は、記録ヘッドのノズルから正常に吐出が行えると期待できる時間であり、記録ヘッドや記録装置の性能、吐出するインクの組成に従って定められる値である。また、所定時間（Ｔ_０）や、記録可能時間（Ｐ_ＥＮＢＬ）は、記録ヘッドに搭載される色毎に定めてもよい。

一方、ステップＳ３０８ｂの判定において通常領域であると判断された場合には、ステップＳ３０９で、その時点での記録可能時間（Ｐ_ＥＮＢＬ）と次の記録走査に要する時間（Ｔ_ｓｃａｎ）とを比較する。ステップＳ３０９にとおいて、Ｐ_ＥＮＢＬ≧Ｔ_ｓｃａｎであれば、予備吐出は必要ではないと判断しステップＳ３０７に戻るが、Ｐ_ＥＮＢＬ＜Ｔ_ｓｃａｎであれば、予備吐出が必要であると判断して処理はステップＳ３１０ａに進む。ステップＳ３１０ａでは、記録ヘッド３を予備吐出位置へ移動して予備吐出Ｂを実行しステップＳ３１１へ進む。本実施形態では予備吐出位置を記録ヘッド３のホームポジションのキャップ位置とする。なお、本実施形態における予備吐出Ｂとは、予備吐出Ａと同じく次の記録走査において使用されるノズルであるか否かに関わらず、全てのノズルから予備吐出を行うものであるが、予備吐出Ａよりもそれぞれのノズルから吐出される吐出数が少なく設定されている。例えば、予備吐出Ａではそれぞれのノズルから１５滴インクを吐出し、予備吐出Ｂではそれぞれのノズルから２滴インクを吐出するようにしている。このとき、予備吐出Ａを予備吐出Ｂより多い吐出数としているのは、予備吐出Ａは所定間隔ごとに実行されるため、この所定間隔が長くなるほどそれぞれのノズルから正常に吐出されるまでに要する回復量が多く必要になるからである。

次に、ステップＳ３１１では記録可能時間（Ｐ_ＥＮＢＬ）を初期化し、さらにステップＳ３１２ではノズルカウンタの計測値（Ｄ_{ｃｏｕｎｔ}（ｉ）ｉ＝１，Ｎ）を初期化してすべての計測値を“０”とする。その後、処理はステップＳ３０７に戻る。

ステップＳ３０８の判断で処理を終了した後は、次の記録命令が受信されるのを一定時間待ちあわせる。その一定時間待機しても記録命令を受信しなかった場合は、キャッピング機構１１を動作させて記録ヘッド３にキャップを当接させてキャップする。一方、この待機中に記録命令を受信した場合は、ステップＳ３０７に進んで記録走査を再び開始する。

このように、本実施形態における制御によると、記録ヘッドによる記録される記録領域に応じて、予備吐出を実行するときの条件が成立したか否かを判断する方法を異ならせることにより、ノズルから吐出された吐出数によって予備吐出を実行するようなノズルモニタ制御を用いても適切な予備吐出の実行を可能とし、スループットの低下を抑えることが可能となる。従って、効率的で必要最小限の予備吐出を実行することになる。なお、予備吐出を実行するときの条件が成立したか否かを判断する方法としては、それぞれのノズルから吐出された吐出数に基づいて予備吐出を行う方法と、前回の予備吐出が行われてからの経過時間に基づいて予備吐出を行う方法である。

なお、記録ヘッドのノズルが複数種類（例えば、インクを吐出する吐出口の大きさが異なるなど）形成されている場合には、それぞれの種類のノズルから正常にインクが吐出されるように、ノズルの種類毎に予備吐出実行の閾値を設けても良い。また、予備吐出実行の制御を簡単にするために、ノズルの種類による最も小さな閾値を全てのノズルに対する予備吐出実行の閾値としても良い。なお、ここで言う閾値とは、記録可能時間（Ｐ_ＥＮＢＬ）や、ノズルカウンタによる計測値と比較する閾値、予備吐出管理タイマと比較する時間などがあげられる。さらに、ノズルの種類毎にノズルカウンタによる計測するノズル群と、計測しないノズル群とに分けても良い。

また、本実施形態においてそれぞれの記録領域毎に予備吐出実行の制御を異ならせているが、記録領域の判別は、搬送機構による記録媒体の搬送量から求められる。これは、記録装置が受信する記録データには、記録媒体の大きさに関する情報も含まれているため、記録装置は搬送量を算出することにより記録媒体のどの領域の記録を行っているかを判別することができる。

以上説明したように、本実施形態によると、記録に用いるノズルを切り替えない通常の記録領域と、記録に用いるノズルを切り替えるその他の記録領域とで、予備吐出実行時の制御を変えることにより、どの記録領域においても適切な頻度で予備吐出を実行することが可能となる。つまり、本実施形態では、記録に用いるノズルを記録走査毎に切り替える記録領域であるか否かに応じて、ノズルモニタ制御による予備吐出実行と、所定間隔毎の予備吐出実行とを行うことにより、適切な予備吐出動作を実行することが可能となる。さらに、スループットを向上させることができ、予備吐出時のインクの消費量を低減させることができる。なお、本実施形態では、使用ノズルが切り替わる記録としてふちなし記録を例に挙げたが、例えば、記録媒体の端部に少量の余白はあるものの、画像の端部を形成する際に搬送精度が低下する際には、上述のふちなし記録時とおなじような記録方法が行われる。

また、本実施形態では、通常の記録領域５０２２の記録の際に、記録に使用されるノズルが変わらないとして説明したが、記録に使用するノズルが数個ほど替わる場合がある。これは搬送系の仕様により起こるもので、搬送量をわずかに異ならせた複数回の搬送動作を１単位としており、搬送量に合わせて記録に使用されるノズルが数個ほど替わる。このような場合には、前の記録走査と後の記録走査とで記録に使用されるノズルが替わる数が所定数以上である場合には記録媒体の先後端の領域（本実施例の記録領域５０２１、５０２３、５０２４）と判断し、所定数未満である場合には通常の記録領域であると判断すれば良い。

（第２の実施の形態）
第１の実施例においては、管理タイムにより行う予備吐出Ａと、ノズルモニタ制御により実施される予備吐出Ｂとを記録領域が通常領域か否かにより判定しているが、図９のステップＳ３０８ｂでの判定内容を、次の走査で使用ノズル位置が切り替わるか否かを判断し、切り替わるならばＳ３０８ｃへ、切り替わらないならばＳ３０９へと進むことにしても良い。

このようにするとよりノズルモニタ制御を使用する領域を増やすことができ、より効率的な予備吐出制御を実現することができるようになる。

また、本発明ではふちなし記録の場合につき説明を行っており、図４〜７に示したように記録領域を分割しているが、特にふちなし記録にこだわる必要はなく後端部にて蹴飛ばし処理のみを行う記録動作のような場合についても同様の効果が得られることは勿論である。

さらに、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。

本発明の代表的な実施の形態であるインクジェット記録装置の構成の概要を示す外観斜視図である。 図１に示す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。 従来の記録装置における記録領域と記録ヘッドのノズルの関係を示す図である。 第１の実施の形態における記録領域と記録ヘッドのノズルの関係を示す図である。 第１の実施の形態における記録領域と記録ヘッドのノズルの関係を示す図である。 第１の実施の形態における記録領域と記録ヘッドのノズルの関係を示す図である。 第１の実施の形態における記録領域と記録ヘッドのノズルの関係を示す図である。 第１の実施の形態を説明するためのノズル構成の模式図の一例である。 第１の実施の形態を説明するためのフローチャートである。 第１の実施の形態において用いられる割り込みタイマーの処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ キャリッジ
３ 記録ヘッド
６００ コントローラ
６０１ ＭＰＵ
６０２ ＲＯＭ
６０３ ＡＳＩＣ
６０４ ＲＡＭ
６０５ システムバス
６０５ Ａ／Ｄ変換器
６１０ ホスト装置
６１１ インタフェース

Claims (19)

1. 複数のノズルからインクを吐出する記録ヘッドを走査して記録媒体に記録を行う記録装置であって、
   前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記記録ヘッドを走査して前記記録媒体に記録する領域を判別する判別手段と、
   前記複数のノズルから画像の記録に寄与しないインクの吐出を行う予備吐出手段と、
   前記複数のノズルそれぞれから吐出された吐出数に基づいて予備吐出を行う第一の予備吐出と、前回の予備吐出が行われてからの経過時間に基づいて予備吐出を行う第二の予備吐出とのいずれかを、前記判別手段による判別結果に基づいて行うよう制御する予備吐出制御手段と、を有することを特徴とする記録装置。
2. 前記判別手段は、前記記録ヘッドを用いた先の記録走査において記録に使用したノズルと、続く記録走査において記録に使用するノズルとが異なるか否かに応じて前記記録媒体の領域を判別することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記判別手段は、前記搬送手段による前記記録媒体の搬送量に基づいて前記記録媒体の領域を判別すること特徴とする請求項１に記載の記録装置。
4. 前記判別手段において前記記録媒体の先端、または後端の記録領域であると判別されたときには、前記予備吐出制御手段は前記第二の予備吐出により予備吐出を行うよう制御し、前記判別手段において前記記録媒体の先端、および後端の記録領域の間の記録領域であると判別されたときには、前記予備吐出制御手段は前記第一の予備吐出により予備吐出を行うよう制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記録装置。
5. 前記記録ヘッドの走査による記録走査中に前記複数のノズル各々から吐出されるインクの吐出回数を計測する計測手段と、
   前記計測手段によって計測された前記吐出回数が所定回数に達しているかどうかを所定時間間隔で判断する判断手段と、
   前記判断手段による判断結果に従って、前記複数のノズルの記録可能時間を調整する調整手段と、
   前記記録ヘッドによる１回の記録走査が終了するたび毎に前記調整手段によって調整された前記記録可能時間と次の記録走査に要する時間とを比較する第一の比較手段と、をさらに有し、
   前記予備吐出制御手段は、前記第一の比較手段による比較結果に従って前記第一の予備吐出を行うよう制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録装置。
6. 前記記録ヘッドを往復走査させる走査手段をさらに有し、
   前記第一の比較手段は、前記走査手段による前記記録ヘッドの移動方向が反転するときに、比較を行なうことを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記記録可能時間とは前記記録ヘッドから正常にインクが吐出されることが期待される時間であり、前記記録走査の開始に先立って所定の初期値にリセットされるとともに、前記予備吐出制御手段により予備吐出が実行されたときにも前記所定の初期値にリセットされることを特徴とする請求項５または６に記載の記録装置。
8. 前記調整手段は、前記判断手段によって、前記計測手段によって計測された前記複数のノズル全てのインク吐出回数が所定回数に達していないと判断された場合、前記記録可能時間を所定の時間だけ短くし、前記計測手段によって計測された値をリセットすることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
9. 前記第二の予備吐出が実行されてからの経過時間を計時する計時手段と、
   前記計時手段によって計時される経過時間と、所定の時間とを比較する第二の比較手段と、をさらに有し、
   前記予備吐出制御手段は、前記第二の比較手段による比較結果に従って前記第二の予備吐出を行うように制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の記録装置。
10. 前記所定の時間とは、前記記録ヘッドから正常にインクが吐出されることが期待される時間であり、前記第二の予備吐出が行われたときに所定の初期値にリセットされることを特徴とする請求項９に記載の記録装置。
11. 前記予備吐出手段は、前記記録ヘッドに予備吐出を行なわせる場合には、前記インクジェット記録ヘッドを所定の位置に移動させるよう制御することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の記録装置。
12. 前記所定の位置は、前記記録ヘッドのホームポジションであることを特徴とする請求項１１に記載の記録装置。
13. 前記記録ヘッドのホームポジションには、
    前記記録ヘッドのインク吐出面をキャップするキャッピング手段と、
    前記インク吐出面を拭うワイピング手段と、
    前記記録ヘッドからインクを吸引する吸引手段とが備えられていることを特徴とする請求項１２に記載の記録装置。
14. 複数のノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、前記複数のノズルから画像の記録に寄与しないインクの吐出を行う予備吐出手段と、を有し、前記記録ヘッドを走査して記録媒体に記録を行う記録装置における予備吐出制御方法であって、
    前記記録ヘッドを走査して前記記録媒体に記録する領域を判別する判別工程と、
    前記複数のノズルそれぞれから吐出された吐出数に基づいて予備吐出を行う第一の予備吐出と、前記予備吐出が行われてからの経過時間に基づいて予備吐出を行う第二の予備吐出とのいずれかを、前記判別工程の判別結果に基づいて行うよう制御する予備吐出制御工程と、を備えることを特徴とする予備吐出制御方法。
15. 前記判別工程は、前記記録ヘッドを用いた先の記録走査において記録に使用したノズルと、続く記録走査において記録に使用するノズルとが異なるか否かに基づいて前記記録媒体の領域を判別することを特徴とする請求項１４に記載の予備吐出制御方法。
16. 前記判別工程は、記録媒体を搬送した搬送量に応じて前記記録媒体の領域を判別することを特徴とする請求項１４に記載の予備吐出制御方法。
17. 前記判別工程において前記記録媒体の先端、または後端の記録領域であると判別されたときには、前記予備吐出制御工程は前記第二の予備吐出により予備吐出を行うよう制御し、前記判別工程において前記記録媒体の先端、および後端の記録領域の間の記録領域であると判別されたときには、前記予備吐出制御工程は前記第一の予備吐出により予備吐出を行うよう制御することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載の予備吐出制御方法。
18. 前記記録ヘッドの走査による記録走査中に前記複数のノズル各々から吐出されているインクの吐出回数を計測する計測工程と、
    前記計測工程によって計測された前記吐出回数が所定回数に達しているかどうかを所定時間間隔で判断する判断工程と、
    前記判断工程による判断結果に従って、前記複数のノズルの記録可能時間を調整する調整工程と、
    前記記録ヘッドによる１回の記録走査が終了するたび毎に前記調整工程によって調整された前記記録可能時間と次の記録走査に要する時間とを比較する第一の比較工程と、を前記予備吐出制御工程の前に備え、
    前記予備吐出制御は、前記第一の比較工程による比較結果に従って前記第一の予備吐出を行うよう制御することを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれかに記載の予備吐出制御方法。
19. 前記第二の予備吐出が実行されてからの経過時間を計時する計時工程と、
    前記計時工程によって計時される経過時間と、所定の時間とを比較する第二の比較工程と、前記予備吐出制御工程の前に備え、
    前記予備吐出制御工程は、前記第二の比較手段による比較結果に従って前記第二の予備吐出を行うように制御することを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれかに記載の予備吐出制御方法。

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