JP2006341458A - インクジェット記録ヘッド、該ヘッドを用いるインクジェット記録装置および前記ヘッドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のノズルが配列された記録ヘッドにおいて、一部のノズルに不良があるとき、これに隣接するノズルで補完を行う際に、隣接ノズルを正規記録および補完記録用に２回駆動することによる記録速度の低下が生じないようにする。
【解決手段】 １回の時分割駆動において同時駆動されるノズルをグループ毎に選択できるように構成し、不良ノズルが属するグループに対しては、当該吐出不良ノズルのための記録データおよびアドレスの設定をスキップしたデータの転送を行うとともに、所定のタイミングで不良ノズルに隣接するノズルを用いた補完が行われるよう、記録データおよび隣接ノズルを選択するアドレスを含んだデータの転送を行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド、該ヘッドを用いるインクジェット記録装置および前記ヘッドの駆動方法に関し、特に複数のノズルを配列してなる記録ヘッドを用い、これらのノズルをいくつかのブロックに分割し、ブロック単位で時分割駆動しながら記録を行う記録装置において、一部のノズルに吐出不良があるときの補完を行う場合にも有効なものである。

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記録装置が開発されている。その中でもインクジェット方式による記録装置は、カラー対応が容易で、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る等の利点がある。

インクジェット記録装置においては、インクを吐出するために様々な方式が採用されている。例えば代表的な例として、インクを吐出するための吐出口近傍のインク路に、電気熱変換素子などの発熱素子を記録素子として設け、この発熱素子が発生する熱エネルギによってインク中に膜沸騰を生じさせ、この膜沸騰による気泡の急激な生成圧力によって、インクを吐出する方法が挙げられる。

ここで、発熱素子の駆動は、一般に、薄膜または厚膜抵抗からなる発熱素子をトランジスタ等のスイッチ素子でオン／オフすることにより行われる。しかし、最近では記録の高速化および高精細化の要求から記録ヘッドには多数の発熱素子が高密度実装されるようになってきており、多数実装された発熱素子のすべてを同時に駆動すると大電流が流れることになる。すると、電流経路の電圧降下（変動）が大きくなったり、大きな電源容量が必要となったりする。また、インクを吐出するノズル間での相互的な流体圧力干渉も大きくなり、均一で安定したインク吐出が妨げられることもある。

そこで、多数の発熱素子を備えた記録装置の場合、発熱素子群を複数のブロックに分けて各ブロックを時分割駆動する方式が採られている。また、記録ヘッド内で空間上隣接する発熱素子が同時または連続して選択されないように、同時駆動する発熱素子を分散させ、すなわち空間上離れた発熱素子をまとめて１つの時分割駆動単位（ブロック）を構成するようにした時分割駆動が採られている。時分割駆動の多くは、駆動回路規模を小さくするためにマトリクス回路構成を採用している。

図１４はかかる時分割駆動方式に適用されるマトリクス回路の一例を示す。ここでは記録データに応じて同時駆動され得る発熱素子の最大数（すなわち１時分割駆動単位に含まれる発熱素子数）を６個とし、８８回の時分割駆動を行うための構成を例示している。一般に駆動回路は、発熱素子をオン／オフ駆動するスイッチ素子と、このスイッチ素子を駆動するレベルコンバータと、定められた制御方法と記録データとに基づいてオン／オフ信号を発生する論理回路とで構成される。

ここで、ＣＬＫはシリアルデータ信号ＤＡＴＡの転送クロック信号である。シリアルデータ信号ＤＡＴＡは、６個の発熱素子に対応する６ビット分の記録データ信号ｓ１〜ｓ６と、１時分割駆動単位に含まれる６個の発熱素子ずつ共通に配線した８８本のコモンラインをそれぞれ選択するための７ビットのアドレス信号Ａ０〜Ａ６と、を転送するシリアルデータ信号である。＿ＬＡＴはシリアルデータ信号ＤＡＴＡを順次シフトして記録位置に対応して整列させたデータのラッチ信号、＿ＨＥは発熱素子を制御されたパルス幅でオン／オフする信号（ヒート信号）である。

図１５は従来のデータ転送フォーマットを示す。シリアルデータ信号ＤＡＴＡ上のデータ配列は、はじめに記録データ信号ｓ１〜ｓ６（６ビット）が、続いてコモンラインのアドレス信号Ａ０〜Ａ６（７ビット）が順に並べられた合計１３ビットのシリアルデータである。この１３ビットのシリアルデータが、１つの時分割駆動単位に含まれる発熱素子に対応した分のデータとなる。シリアルデータＤＡＴＡを構成するデータはデータ転送信号ＣＬＫの立ち上がりと立ち下がりとの両端に適切に同期して転送され、データ転送信号ＣＬＫの７サイクルで１３ビットのシリアルデータの転送が行われる。この１３ビットの転送後、すなわち７サイクルのデータ転送信号ＣＬＫの終了後に一旦停止し、次の時分割駆動単位に対応するデータ転送まで待機する。一方、ラッチ信号＿ＬＡＴを有効（ローレベル）にすることによってラッチ回路にデータを格納し、この後、ヒート信号＿ＨＥを有効（ローレベル）にすることで、発熱素子には記録データに応じた通電がなされる。

マトリクス回路は、シリアルデータを順次取り込みながらシフトさせる７ビットのシフトレジスタ１１１および６ビットのシフトレジスタ１１４と、これらに整列したデータをそれぞれ格納するラッチ１１２およびラッチ１１５と、アドレス信号に応じてコモンラインを選択するデコーダ１１３と、記録データｓ１〜ｓ６と制御信号＿ＨＥとの論理積をとるＡＮＤゲート１１６と、複数の発熱素子およびそれぞれの駆動回路からなる６×８８個の駆動セル１１７と、で構成される。

図１６は駆動セル１１７内の構成を示す。駆動セルは、発熱素子１２１と、ＭＯＳトランジスタ形態のスイッチ素子１２２と、このスイッチ素子１２２を駆動するレベルコンバータ１２３と、記録データＳと選択信号Ｃとの論理積をとるＡＮＤゲート１２４と、で構成される。かかる形態の駆動セル１１７が、信号ｓ１〜ｓ６用のセグメントラインＳ１〜Ｓ６と、コモンラインＣ０〜Ｃ８７とのマトリクス配線上に配置される。

ここで、空間的には全発熱素子１２１は記録ヘッド上で１次元配列されるものとし（図１７について後述）、当該配列において隣接する８８個の発熱素子毎にそれぞれセグメントラインＳ１〜Ｓ６に接続される。以下では、１つのセグメントラインに共に接続される記録素子群をグループと称し、符号Ｓ１〜Ｓ６はセグメントラインのほかグループを表すものとして参照される。また、各グループにおいて位置的に対応する記録素子、すなわち６個の記録素子が１つのコモンラインに共通に接続され、これらが１時分割駆動単位、すなわち同時駆動される１ブロックを構成する。

図１４では各駆動セルに対し、セグメントラインの符号およびコモンラインの符号を付して示してある。例えば、セグメントラインＳ１とコモンラインＣ０とに接続される駆動セルには符号「Ｓ１Ｃ０」を付してある。

６ビットの記録データ信号および７ビットのアドレス信号をこの順で含むシリアルデータ信号ＤＡＴＡをデータ転送信号ＣＬＫに同期して転送すると、転送終了後にはシフトレジスタ１１１には７ビットのアドレス信号が、シフトレジスタ１１４には６ビットの記録データ信号が整列する。そして、ラッチ信号＿ＬＡＴに応じ、シフトレジスタ１１４において整列している６ビットの記録データ信号がラッチ１１５に、シフトレジスタ１１１において整列している７ビットのアドレス信号がラッチ１１２にラッチされる。記録データはＡＮＤゲート１１６でヒート信号＿ＨＥとの論理積を演算され、セグメントラインＳ１〜Ｓ６に出力される。一方、アドレス信号Ａ０〜Ａ７はデコーダ１１３に入力され、コモンラインＣ０〜Ｃ８７のそれぞれを選択するための信号Ｃが生成される。そして、図１６の回路構成により、セグメントライン上の信号Ｓとコモンライン上の信号ＣとのＡＮＤ条件が揃った駆動セルのみ、発熱素子１２１に通電される。この動作すなわち１時分割駆動単位の動作を８８回繰り返すことで、６×８８＝５２８ドット分の記録が行われる。

ところで、インクジェット記録方式は、微細なノズルから微少量のインクを例えば滴として吐出させるものであり、記録媒体上でのインク着弾位置のずれ、インク吐出量（インク滴の大きさ）のばらつき、ノズルの目詰まりなどに代表される吐出不良が生じることがある。このような吐出不安定要因の発生頻度はノズル数に比例して高くなるので、高速記録を行うために記録媒体の幅に対応した範囲に亘って数千もの発熱素子を配列し、かつ１パスで記録を行う長尺の記録ヘッドでは、それらの不安定要素を完全に除去ないし予防することが特に難しく、従って欠陥のない画像を形成することが一層困難になる。

それらの吐出不良の原因となるものの一つに、発熱素子と駆動回路とが作り込まれたシリコンチップの基板（以下、ヒータボードという）の不良がある。このヒータボード生産性を高める上で歩留りを向上させることは重要な課題である。ヒータボードは、半導体チップと同様のプロセスを経て製造されることから、製造プロセスにおいて様々なパーティクルによる汚染がある確率で発生し、これに起因する欠陥が発生した場合は不良チップとして選別される。歩留りを向上させるためには、製造プロセスでのパーティクルを抑える工夫に加え、回路面積が大きくなるほどパーティクルと遭遇する確率が増えることから、なるべく回路サイズを小さくする設計に努力が払われている。

しかしながら、発熱素子と駆動回路とが作り込まれたシリコンチップ形態のヒータボードでは、ノズル数のに比例してチップ面積が決まるので、回路面積のシュリンク化による歩留り寄与は小さい。半導体一般論によれば、チップ面積が大きくなるほど指数関数的に歩留りが低下する。従って、例えばＡ４版記録媒体の幅に対応した範囲に亘って数千もの発熱素子を配列するような長尺ヘッドでは、歩留り高く欠陥のないヒータボードを製造することは困難である。

吐出不良の原因となるものとしては、その他にノズル部の不良がある。ノズル部の不良とは、所望の形状に仕上がっていなかったり、塵埃等が詰まったりすることなどである。

また、ノズル部の不良もなく、ヒーターボードも無欠陥の記録ヘッドが製造されても、使用中に吐出不良が発生することもあり、その発生確率もノズル数が大きくなるほど高くなる。

以上のような様々な要因による吐出不良に対する対策として、吐出不良が生じたノズルの代わりに近傍のノズルを充てて補完する駆動方法が複数提案されている。例えば、特許文献１には、４００ＤＰＩ（ドット／インチ；参考値）を超えるような高解像度のノズル配列で効果が高い補完方法として、吐出不良が生じたノズルの両側に隣接する正常なノズル２つを充てて、吐出不良が生じたノズルのピクセルが空白にならないようにする方法（以下、隣接補完という）が提案されている。この操作は、補完された記録ドットが不吐出ノズルのピクセルの空白部分に広がることを利用している。

図１７はこの隣接補完方法の説明図である。
ここで、記録媒体に対し相対的に固定された記録ヘッド１３１には、矢印で示す記録媒体搬送方向に直交する方向に５２８個のノズル（＃１〜＃５２８）が直線状に配列されているものとし、配列上、８８番目ごと（８７ノズルおき）に位置するノズルの駆動セルがコモンラインにより共通に結線されて、１時分割駆動単位となっている。すなわち、６ビットの記録データ信号および７ビットのアドレス信号を含む１つのシリアルデータ信号ＤＡＴＡに対して、アドレス信号で指定されるコモンライン（Ｃ０〜Ｃ８７のいずれか）に共通に配線されている６つの駆動セルの発熱素子（空間上は８８ノズル分ずつ離隔している）が同時駆動されるものとなる。なお、通常は隣接ノズルが連続して駆動されないようにコモンラインの選択を行ってゆくが、ここでは判り易くするためにコモンラインＣ０〜Ｃ８７がこの順で選択されて行くものとして説明する。

１ノズルの選択時間をｔ_ＤＯＴとしたとき、時分割駆動単位の数（基本時分割数）は「８８」であるので、記録ヘッド１３１がノズル配列範囲に対応した１ラインの記録を完了するのに基本的に要する走査時間は８８ｔ_ＤＯＴである。隣接補完を行う場合には、１ラインの記録時に不良ノズルに隣接するノズルは、正規の記録のほか、補完記録のためにも駆動されるので、この分１ラインの記録時の駆動回数が増え、走査時間も増える。

図示の例では、同じコモンラインに属していない２つのノズル＃２および＃５２６が不吐出となっている。これに対処するため、ある１ラインの記録時（先行走査期間）にこれらの不吐出ノズルに隣接するそれぞれ２個のノズルのうち一方（ノズル＃１、＃５２５）で補完記録を行い、次ラインの記録時（後続走査期間）に他方（ノズル＃３、＃５２７）で補完記録を行うという隣接補完を行うものとすると、不良ノズルがブロック間で共通のコモンラインに属していないでないので、１ライン走査時間ｔ_ＲＡＳは９０ｔ_ＤＯＴとなる。

先行走査期間において、まず、セグメントラインないしグループＳ１〜Ｓ６のうち、コモンラインＣ０に属するノズル群を選択する。次に、ノズル＃２を除くコモンラインＣ１に属するノズル群を選択する。ノズル＃２は不吐出となっているので、記録データは送らない。これ以降、順次コモンラインを走査して行くが、コモンラインＣ１の選択から所定のリフィル時間ｔ_ＲＥＦが経過した時点で、ノズル＃１による補完記録を介挿する。同様に、正規の記録のためのコモンラインＣ８４の選択がなされる時点からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ前の時点で、ノズル＃５２５の補完記録を介挿する。

ここで、リフィル時間ｔ_ＲＥＦとは、一つのノズルが吐出動作を行った後に、当該ノズルにインクが充填されて次の吐出の備えるに要する時間であり、この隣接補完の駆動条件として、
最大リフィル時間＜１／２基本時分割数
の関係があるものとする。ここでは基本時分割数が「８８」であるので、リフィル時間ｔ_ＲＥＦは４４ｔ_ＤＯＴとなる。従って、ノズル＃１および＃５２５による補完記録の介挿タイミングは次の通りとなる。

まず、正規の記録のためのコモンラインＣ８４の選択がなされる時点から時分割駆動４４回分遡った時点、すなわちコモンラインＣ０の選択から数えて４０回目の時分割駆動時に、ノズル＃５２５による補完記録を行う。このとき、他のブロックのコモンラインＣ８４に属するノズル群に対しては記録データは送らない（ｎｕｌｌデータとする）。そして正規記録の走査に戻り、コモンラインＣ３９から順次走査していき、コモンラインＣ０〜Ｃ４２の正規走査とコモンラインＣ８４の補完記録のための選択とを加えた時間が経過して、リフィル時間ｔ_ＲＥＦに達したタイミングになるところで、ノズル＃１による補完記録を行う。すなわち、本来の順番ではコモンラインＣ４３の選択となるが、ここではコモンラインＣ０を選択する。そして再び正規記録の走査に戻り。コモンラインＣ４３から順次走査してゆき、コモンラインＣ８７の選択で１ライン分の走査（先行走査期間）が完了する。

後続走査期間においても、先行走査期間と同様に、ノズル＃３および＃５２７についてリフィル時間を満足させる順序で補完記録を実行する。

このように、不良ノズルの隣接ノズル２つを１ライン走査毎に交互に切り替えて補完記録を行うことにより、隣接ノズルによって吐出されたインクが記録媒体上で広がることで、不良ノズルについての記録ドット欠落による記録媒体搬送方向上のすじ状の記録不良が目立たなくなる。

特開平１０−００６４８８号公報

しかしながら、上記隣接補完を行う従来例では、不良ノズル数に応じて１ラインの記録時の時分割駆動回数が増え、従って走査時間も増えてしまう。すなわち、図１７について説明した例では、不良ノズルがなく隣接補完駆動が不要であれば１ライン走査時間が８８ｔ_ＤＯＴで済むにもかかわらず、２つの不良ノズルに対する隣接補完を行うために１ライン走査時間ｔ_ＲＡＳに９０ｔ_ＤＯＴを要することになる。つまり、隣接補完を行うと記録速度が低下し、長尺の記録ヘッドを用いることないしは１パス記録を行うことの特長である高速記録の利点が減殺されてしまうことになる。また、コモンラインが全グループにわたって設けられていることから、不良ノズル数が多くなるほど走査順序の設定が複雑になり、駆動制御を複雑してしまうことになる。

本発明は、これらの問題に鑑みてなされたもので、その目的は、柔軟性のある記録ヘッド駆動制御を実現し、例えば不良ノズルのある記録ヘッドを補完駆動しても記録速度の低下や駆動制御の複雑化を招くことがないようにすることにある。

そのために、本発明は、複数配列されたノズルと、該複数のノズルをそれぞれ駆動するための複数の駆動素子とを具え、前記複数のノズルを前記配列の方向において連続するＭ個のノズル毎にまとめたＮ個のグループに分割し、該Ｎ個のグループにおいて前記Ｍ個のノズルが時分割駆動されるようにするとともに、前記Ｎ個のグループ間でノズルの同時駆動単位を定めるように前記複数の駆動素子が配線されてなるインクジェット記録ヘッドであって、
前記同時駆動単位のノズルの駆動を行うために前記駆動素子に供給する記録データを前記Ｎ個のグループに対応して保持する記録データ保持手段と、
前記Ｎ個のグループに対応して設けられ、前記時分割駆動に際して前記ノズルの選択を行うためのアドレスデータを保持するアドレス保持手段と、
を具えたことを特徴とする。

ここで、前記記録データ保持手段および前記アドレス保持手段は、シリアルに転送されてくる前記記録データおよび前記アドレスを前記ノズルの配列に対応して整列させるためにカスケード接続されてなるシフトレジスタを有するものとすることができる。

また、本発明は、上記のインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であって、前記記録データと、前記Ｎ個のグループのそれぞれに対する前記アドレスとを含むデータを転送する転送手段を具えたことを特徴とする。

さらに、本発明は、上記インクジェット記録ヘッドを駆動するための駆動方法であって、前記記録データと、前記Ｎ個のグループのそれぞれに対する前記アドレスとを含むデータを転送することを特徴とする。

これらの記録装置または駆動方法において、前記インクジェット記録ヘッドの前記複数のノズルの一部に吐出不良があるとき、当該吐出不良ノズルが属するグループに対しては、当該吐出不良ノズルのための記録データおよびアドレスの設定をスキップしたデータの転送を行うとともに、所定のタイミングで前記吐出不良ノズルに隣接するノズルを用いた補完が行われるよう、前記記録データおよび前記隣接ノズルを選択するアドレスを含んだデータの転送を行うものとすることができる。

また、前記インクジェット記録ヘッドの前記記録データ保持手段および前記アドレス保持手段はカスケード接続されてなるシフトレジスタを有し、該シフトレジスタに対して、前記記録データと前記Ｎ個のグループのそれぞれに対する前記アドレスとを含むシリアル形式のデータを転送するものとすることができる。

本発明によれば、１回の時分割駆動において同時駆動されるノズルをグループ毎に選択できるので、柔軟性のある記録ヘッド駆動制御を実現できる。すなわち、例えば、複数のノズルの一部に吐出不良があるとき、当該吐出不良ノズルが属するグループに対しては、当該吐出不良ノズルのための記録データおよびアドレスの設定をスキップしたデータの転送を行うとともに、所定のタイミングで前記吐出不良ノズルに隣接するノズルを用いた補完が行われるよう、前記記録データおよび前記隣接ノズルを選択するアドレスを含んだデータの転送を行うことで、補完駆動による記録速度の低下を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の概略構成を示す模式的斜視図である。

本実施形態のインクジェット記録装置７０１は、記録媒体Ｐの搬送方向Ｘ（副走査方向）と直交する方向Ｙ（主走査方向）に延在する記録部７０２Ａおよび７０２Ｂを並設してなるフルラインタイプのカラーインクジェット記録装置である。記録部７０２Ａは、それぞれ記録媒体ＰのＹ方向幅に対応した範囲にわたってシアンインクの吐出口を配列してなる記録ヘッドとマゼンタインクの吐出口を配列してなる記録ヘッドとを有する。記録部７０２Ｂについても、イエローインクおよびブラックインクに関してこれと同様の構成を採る。なお、フルラインタイプの記録ヘッドの構成としては、所定個数の吐出口をもつヘッドチップの組合わせによって上記範囲を満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドで上記範囲を満たす構成のいずれでもよい。

記録部７０２Ａには、シアンインクおよびマゼンタインクをそれぞれ貯留したインクタンク７０３Ｃおよび７０３Ｍから、また記録部７０２Ｂには、イエローインクおよびブラックインクをそれぞれ貯留したインクタンク７０３Ｙおよび７０３Ｂｋから、接続配管７０４を介してインク供給を受ける。

なお以下の説明において、記録部７０２Ａおよび７０２Ｂは、特に区別の必要がない場合には、これらをまとめて記録部７０２と記述する。また、４つのインクタンク７０３Ｙ、７０３Ｍ、７０３Ｃおよび７０３Ｂｋについても、特に区別の必要がない場合には、これらをまとめてインクタンク７０３と記述する。

記録部７０２は、制御装置７０９によって作動が制御される移動手段７１０により、図の上下方向に昇降し得るようになっている。また、記録部７０２の側方には、記録媒体Ｐに対する記録動作に先立ち、各吐出口に連通するインク流路内に介在する増粘したインクなどを、吐出口から排出して記録ヘッドの回復処理を行うためのヘッドキャップ７０７が配置されている。すなわち、記録部７０２は、回復処理時には記録媒体との対向位置から上昇し、その後、制御装置７０９によって作動が制御されるキャップ移動手段７０８によりキャップ７０７を記録ヘッドの直下に移動させ、インク吐出口から排出される廃インクを受けることができるようになっている。

記録媒体Ｐを搬送する搬送用ベルト７０５は、ベルト駆動モータ７１１に連結された駆動ローラに架け渡され、制御装置７０９に接続されるモータドライバ７１２によってその作動が切り替えられる。また、搬送用ベルト７０５の上流側には、付加的な構成として、搬送用ベルト７０５を帯電することにより、記録媒体Ｐを搬送用ベルト７０５に密着させるための帯電器７１３を設けることができ、この帯電器７１３は制御装置７０９に接続される帯電器ドライバ７１２によって、その通電のオン／オフが切り換えられる。搬送用ベルト７０５の上に記録媒体Ｐを供給するための一対の給送ローラ７１４，７１４には、これら一対の給送ローラ７１４，７１４を駆動回転させるための給送用モータ７１５が連結され、この給送用モータ７１５は、制御装置７０９に接続されるモータドライバ７１６によって作動が切り換えられる。従って、記録媒体Ｐに対する記録動作を行う場合には、帯電器７１３を作動させると同時に搬送用ベルト７０５を駆動し、さらに給紙ローラ７１４，７１４によって記録媒体Ｐを搬送用ベルト上に載置し、各記録部７０２によってカラー画像が記録媒体Ｐに記録される。

図２は本実施形態に係るインクジェット記録装置の制御系の主要部の構成例を示す。図において、８０１はシステム全体の制御を司るＣＰＵであり、図１の制御装置に対応する。８０２はＣＰＵ８０１が実行するシステム制御用のプログラムその他の固定データが書き込まれたＲＯＭである。８０３は記録媒体を搬送する搬送部であり、ベルト駆動モータ７１１およびモータドライバ７１２や、給送用モータ７１５およびモータドライバ７１６などが含まれる。８０４はヘッドの回復を行う吐出回復部であり、ヘッドキャップ７０７およびキャップ移動手段７０８を含む。８０５は移動部であり、記録部７０２を搭載して所要の移動を行わせるためのキャリアおよび移動手段７１０を含む。

８０７は記録部７０２に設けられる記録ヘッドへのデータ転送制御を行う回路である。８０８は記録する画像を吐出データに変換する２値化回路であり、ハーフトーニング処理などを行う。８０９は記録する画像（例えばコンピュータなど不図示のホスト装置から受容したもの）がカラー画像である場合に、記録ヘッド７０２のインク色に合わせて色分解する画像処理部である。データ転送回路８０７は、２値化回路８０８から供給された画像データに基づき、時分割駆動を行うためにノズルの位置および駆動順序等に適合するフォーマットの信号を記録部７０２に設けられる記録ヘッドの駆動回路に転送する。

図３は時分割駆動を行うために本実施形態で採用したヘッド駆動回路の一例を示す。この回路は記録ヘッドの基板（ヒータボード）に設けたものとすることができる。この図４においても、上述と同様、記録データに応じて同時駆動され得る発熱素子の最大数（すなわち１時分割駆動単位に含まれる発熱素子数）を６個とし、８８回の時分割駆動を行うための構成を例示している。また、本実施形態でも転送クロック信号ＣＬＫ、シリアルデータ信号ＤＡＴＡ、ラッチ信号＿ＬＡＴおよびヒート信号＿ＨＥが用いられ、これらの信号はデータ転送回路８０７から供給される。

本実施形態においても、空間的には全発熱素子１２１は記録ヘッド上で１次元配列され、当該配列において隣接する８８個の発熱素子毎にそれぞれセグメントラインＳ１〜Ｓ６に接続されてグループを形成している。コモン側選択用のシフトレジスタ１１はグループ毎に設けられており、それぞれ７ビットのシフトレジスタの形態を有している。６組のシフトレジスタ１１のそれぞれに整列したデータは次段の６組のラッチ１２のそれぞれに出力される。本例の場合は、図１４とは異なり、各グループにおいて位置的に対応する記録素子、すなわち６個の発熱素子ないし駆動セル１７は１つのコモンラインに共通に直接的に配線されているものではない。しかしこれらは共通のアドレス信号により選択可能なものであるので、それら６個の記録素子の単位を便宜上、「同じコモンラインに属する」ものとして説明する。

図４は本実施形態のデータ転送フォーマットを示す。シリアルデータ信号ＤＡＴＡ上のデータ配列は、はじめに記録データ信号ｓ１〜ｓ６（６ビット）が、続いて各セグメントラインないしグループＳ１〜Ｓ６におけるアドレス信号Ａ０〜Ａ６（７ビット）が６組順に並べられた合計４８ビットのシリアルデータである。この４８ビットのシリアルデータが、１つの時分割駆動単位に含まれる発熱素子に対応した分のデータとなる。シリアルデータＤＡＴＡを構成するデータはデータ転送信号ＣＬＫの立ち上がりと立ち下がりの両端に適切に同期して転送され、データ転送信号ＣＬＫの２４サイクルで４８ビットのシリアルデータの転送が行われる。この４８ビットの転送後、すなわち２４サイクルのデータ転送信号ＣＬＫの終了後に一旦停止し、次の時分割駆動単位に対応するデータ転送まで待機する。一方、ラッチ信号＿ＬＡＴを有効（ローレベル）にすることによってラッチ回路にデータを格納し、この後、ヒート信号＿ＨＥを有効（ローレベル）にすることで、発熱素子には記録データに応じた通電がなされる。

シリアルデータ信号ＤＡＴＡはグループＳ６に対応する初段のシフトレジスタ１１のシリアル入力端に接続される。６組のシフトレジスタは、シリアル出力端と次段のシフトレジスタのシリアル入力端とがカスケード接続されてなり、順次シリアルデータを転送していく。最終段のシフトレジスタ１１のシリアル出力端は記録データ用の６ビットのシフトレジスタ１４のシリアル入力端に接続されている。従って、６ビットの記録データ信号および７×６＝４２ビットのアドレス信号をこの順で含むシリアルデータ信号ＤＡＴＡをデータ転送信号ＣＬＫに同期して転送すると、転送終了後には各シフトレジスタ１１には対応グループにおける７ビットのアドレス信号が、シフトレジスタ１４には６ビットの記録データ信号が整列する。

各ラッチ１３は、ラッチ信号＿ＬＡＴが有効になったときに、各シフトレジスタ１１に整列した各グループ内のアドレス信号を格納する７ビット構成であり、各デコーダ１３に出力を行う。各デコーダ１３は、入力された７ビットのアドレス信号に基づいてグループ内の駆動セルを選択する信号を出力する。一方、シフトレジスタ１４に整列した記録データ信号はラッチ信号＿ＬＡＴが有効になったときにラッチ１５に格納され、さらにＡＮＤゲート１６でヒート信号＿ＨＥとの論理積を演算され、セグメントラインＳ１〜Ｓ６に出力される。こうしてセグメント側およびコモン側への信号が設定され、これらのＡＮＤ条件が揃った駆動セルのみが記録データに応じてオンとなる。この動作すなわち１時分割駆動単位の動作を８８回繰り返すことで、６×８８＝５２８ドット分の記録が行われる。

図５は本実施形態で行われる隣接補完の説明図である。
ここで、記録ヘッド３１の配置やノズル配列については図１７と同様とする。また、図１７と同様、×印で示す２つのノズル＃２および＃５２６（それぞれ駆動セルＳ１Ｃ１およびＳ６Ｃ８５に対応）が不吐出状態となっているものとし、それぞれの両側に隣接するノズル＃１および＃３（それぞれ駆動セルＳ１Ｃ０およびＳ１Ｃ２に対応）と、ノズル＃５２５および＃５２７（それぞれ駆動セルＳ６Ｃ８４およびＳ６Ｃ８６に対応）とでそれぞれ補完記録を行うものとする。ドットに対応する記号の意味も図１７と同様とする。

先行走査期間において、まず、セグメントラインないしグループＳ１〜Ｓ６のそれぞれについてコモンラインＣ０に属するノズル群を選択する。次に、本来は全セグメントラインについてコモンラインＣ１を選択する順番であるが、ノズル＃２が不良となっているので、ブロックＳ１についてはコモンラインＣ１を選択せずにこれをスキップし、コモンラインＣ２を選択する。このとき、記録データＳ１についてはコモンラインＣ２に対応する記録データを設定する。他のグループＳ２〜Ｓ６についてはコモンラインＣ１を選択し、これ以降、グループＳ２〜Ｓ５においてはコモンラインＣ２、Ｃ３、・・、Ｃ８７と走査して行く。グループＳ１については、コモンラインＣ２を選択した以降、順次走査を行ってゆく中で、コモンラインＣ０の選択時点からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ後のタイミングで、ノズル＃１を用いる補完記録を行う。前述と同様、基本時分割数が８８で、リフィル時間ｔ_ＲＥＦが４４ｔ_ＤＯＴとすると、最初のラインＣ０の選択から数えて４５回目の時分割駆動時にノズル＃１による補完記録が行われる。その後、正規記録の走査に戻りコモンラインＣ４５〜Ｃ８７を順次走査していく。

一方、もう一つの不良ノズル＃５２６があるグループＳ６では、順次走査していく中でコモンラインＣ８４の選択時点よりリフィル時間ｔ_ＲＥＦ前のタイミングでノズル＃５２５を用いる補完記録を行う。リフィル時間ｔ_ＲＥＦが４４ｔ_ＤＯＴであることから、コモンラインＣ８４の選択がなされる時点から時分割駆動４４回分遡った時点、かつコモンラインＣ０の選択から数えて４３回目の時分割駆動時に、ノズル＃５２５による補完記録が行われる。本来の順番ではラインＣ４２の選択となるが、ラインＣ８４を選択するのである。その後、正規記録の走査に戻り、コモンラインＣ４２から順次走査して行くが、コモンラインＣ８５選択の順番のときには、ノズル＃５２６は不良であるので、コモンラインＣ８５は選択せずにスキップし、コモンラインＣ８６を選択するようにする。このときの記録データＳ６は、コモンラインＣ８６に対応する記録データを設定する。以降はコモンラインＣ８７の走査を行う。

図６は先行走査期間における記録動作を説明するためのタイミングチャートである。
データ転送信号ＣＬＫ、シリアルデータ転送信号ＤＡＴＡ、ラッチ信号＿ＬＡＴは、時分割駆動の回数に応じて繰り返される。「記録データラッチ出力」はセグメントラインないしグループＳ１〜Ｓ６に出力するタイミングを示しており、ラッチ信号＿ＬＡＴに同期して切り換わる。「グループＳ１デコーダ出力」、「グループＳ２〜Ｓ５デコーダ出力」および「グループＳ６デコーダ出力」は、各グループにおけるコモンライン選択を示しており、ラッチ信号＿ＬＡＴに同期して切り換わる。所望のパルス幅に制御されたヒート信号＿ＨＥは、ラッチ信号＿ＬＡＴに同期したタイミングで時分割数繰り返される。

まず、各グループのコモンラインＣ０に属する駆動セル群の記録データと各グループのコモンラインＣ０選択アドレスとを転送・ラッチして、それぞれセグメントラインとコモンラインとに設定する。ヒート信号＿ＨＥを与えて第１回目の時分割駆動を行う。第２回目では、グループＳ２〜Ｓ６は、コモンラインＣ１に属する駆動セル群の記録データとアドレスのデータ列とが転送されて駆動が行われるが、グループＳ１についてはノズル＃２（Ｓ１Ｃ１）が不良ノズルであるのでこれをスキップして、コモンラインＣ２を選択するアドレスとこれに対応する記録データとが転送され、駆動セルＳ１Ｃ２（ノズル＃３）を駆動する。以降、グループＳ１からＳ５においては、コモンラインＣ２、Ｃ３、・・・、Ｃ８７を走査して行くためのアドレスと記録データとが順次転送されて行く。

グループＳ１はコモンラインＣ２の選択以降、順次走査していく中でコモンラインＣ０からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ後のタイミングで駆動セルＳ１Ｃ０（ノズル＃１）を用いる補完駆動が行われる。ここでは、基本時分割数が８８であることから、リフィル時間ｔ_ＲＥＦは４４ｔ_ＤＯＴとなり、最初の駆動から数えて４５回目の時分割駆動のタイミング（網点で示すＡの部分）でコモンラインＣ０選択アドレスを設定し、駆動セルＳ１Ｃ０（ノズル＃１）を補完のために駆動する。その後は正規駆動の走査に戻り、ラインＣ４４からＣ８７まで順次走査して行く。

もう一つの不良ノズル＃５２６があるグループＳ６では、順次走査していく中でコモンラインＣ８４からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ前にさかのぼったタイミングで駆動セルＳ６Ｃ８４（ノズル＃５２５）用いる補完駆動が行われる。ここではコモンラインＣ０から数えて４回目の時分割駆動のタイミング（網点で示すＢの部分）で補完駆動を行う。本来の順番では駆動セルＳ６Ｃ４２の選択となるが、ここでは駆動セルＳ６Ｃ８４を選択する。その後、正規駆動の走査に戻り、コモンラインＣ４２〜Ｃ８７を順次走査して行くが、その過程でコモンラインＣ８５についてはスキップする。

ここまでで先行走査期間が完了するが、不良ノズルに対する補完記録を適切なタイミングで介挿する一方で、本実施形態では不良ノズルに属するラインの選択をスキップしているので、１ライン走査に要した時間は基本走査時間に等しい８８ｔ_ＤＯＴであり、補完動作の介挿によって１ライン走査時間ｔ_ＲＡＳが増加することはない。

後続走査期間においても、先行走査期間と同様に、ノズル＃３および＃５２７についてリフィル時間を満足させる順序で補完記録を実行する。この場合、グループＳ１の走査順序は、Ｃ０、Ｃ２（正規記録）、Ｃ３、・・・、Ｃ４５、Ｃ２（補完記録）、Ｃ４６、・・・、Ｃ８７となり、コモンラインＣ１はスキップされる。また、グループＳ６の走査順序は、Ｃ０、Ｃ１、・・・、Ｃ４２、Ｃ８６（補完記録）、Ｃ４３、・・・、Ｃ８４、Ｃ８６（正規記録）、Ｃ８７となり、コモンラインＣ８５はスキップされる。従って、後続走査期間についても、基本走査時間に等しい８８ｔ_ＤＯＴである。

以上は、図１７と同様、不良ノズルが２つである場合に行われる処理であるが、不良ノズル数がさらに多い場合を考える。ただし、不良ノズルは２ノズル分以上間隔をおいているものとする。

例えば、一つのグループ内に不良ノズルが３個ある場合を考える。この場合、隣接する補完ノズルの合計は、片側について３個、両側で６個となる。１ライン走査毎に補完ノズルは片側の３個が割り当てられ、これらが２度吐出を行うので、時分割駆動回数が３回増える。しかし不良ノズルの動作はスキップするので、時分割駆動回数は３回減る。その結果、１ライン走査時間の時分割駆動回数の増減は相殺され、８８回（基本時分割駆動回数）となる。

すなわち、本実施形態によれば、不良ノズル数の多少によらず時分割駆動回数は基本時分割駆動回数と変わらず、１ライン走査時間は増加せず、基本走査時間に等しい８８ｔ_ＤＯＴのままである。

ここで、基本時分割駆動回数をＮ、グループ内の不良ノズル数をＸ、グループ内の補完ノズル数をＣとすると、本実施形態の場合、グループ毎の走査時間Ｔ_ＢＬＫは、
Ｔ_ＢＬＫ＝（Ｎ−Ｘ＋Ｃ）×ｔ_ＤＯＴ＝Ｎ×ｔ_ＤＯＴ （∵Ｘ＝Ｃ）
と表され、一定となる。記録ヘッドとしての１ライン走査時間Ｔ_ＨＥＡＤは、時分割駆動回数が最も多いグループの走査時間（Ｔ_ＢＬＫ）_ＭＡＸで制約され、
Ｔ_ＨＥＡＤ＝（Ｔ_ＢＬＫ）_ＭＡＸ
となるが、本実施形態では不良ノズル数の多少によらず時分割駆動回数は基本時分割駆動回数と変わらないため、この値はＴ_ＢＬＫ（一定）である。しかも、この値は、図１に示したように複数の記録ヘッドないし吐出口列を有する場合にも変らず、記録ヘッド間で不良ノズル数が異なる場合にも他の記録ヘッドの状態の影響を受けない。これは、一定の記録媒体搬送速度を維持したまま記録を行うことができるということを意味する。

因みに、従来のマトリクス回路を適用した場合の記録ヘッドとしての１ライン走査時間Ｔは、
Ｔ＝（Ｎ＋ΣＣ）ｔ_ＤＯＴ
と表される。ΣＣは各グループの補完ノズル数の合計であり（ただし、不良ノズルは異なるアドレスである場合）、１ライン走査時間Ｔは不良ノズルの合計値に従って変化する。しかも、この値は、図１に示したように複数の記録ヘッドないし吐出口列を有する場合において、記録ヘッド間で不良ノズル数が異なるような場合には、不良ノズル数が最も多い記録ヘッドによって制約されるものとなる。これは、１ライン走査時間が最長の記録ヘッドに対応した速度で記録媒体搬送を行わなければならず、従って記録のスループットが一層低下してしまうということを意味するものとなる。

（第２の実施形態）
上記実施形態では、ノズルが記録ヘッド上で１次元配列され、当該配列において不良ノズルに隣接するノズルを用いて補完記録を行う構成について説明した。これに対し、本実施形態では、２つのノズル配列を有し、１列における不良ノズルを他の列のノズルを用いて補完する構成について説明する。

図７は第２の実施形態に係る記録ヘッドおよびその駆動回路を説明するための図である。本例の記録ヘッド５６は、所定のピッチでノズルが形成されたノズル列５４を２列、インク吐出口に連通するインク供給口５５を挟んで並列させてなるものである。各列では互いに、ノズルを半ピッチずらして配置することで、所望の記録解像度を実現している。２列のノズル列は、一方の列がＯＤＤ駆動回路５２、他方の列がＥＶＥＮ駆動回路５３で駆動され、これらの回路は一つの基板（ヒータボード）５１内に作り込まれている。ＯＤＤ駆動回路５２およびＥＶＥＮ駆動回路５３の各々は、同時駆動され得る発熱素子の最大数を６個とした第１実施形態で説明した駆動回路（図３）と同様に構成された回路であり、記録ヘッドとして本例では同時駆動され得る発熱素子の最大数を１２個とした８８回の時分割駆動を行うための構成を実現している。

本実施形態でも転送クロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号＿ＬＡＴおよびヒート信号＿ＨＥが用いられ、これらの信号は第１の実施形態で説明したものと同じ機能を果たす。シリアルデータ信号ＤＡＴＡ＿ＯＤは、ＯＤＤ駆動回路５２のセグメントラインないしグループＳ１〜Ｓ６に対応する６ビットの記録データと、各グループの８８本のコモンラインを選択する７ビット×６組のアドレス信号とを転送する。シリアルデータ信号ＤＡＴＡ＿ＥＶは、ＥＶＥＮ駆動回路５３のセグメントラインないしグループＳ１〜Ｓ６に対応する６ビットの記録データと、各グループの８８本のコモンラインを選択する７ビット×６組のアドレス信号とを転送する。そして、シリアルデータ信号ＤＡＴＡ＿ＯＤおよびＤＡＴＡ＿ＥＶをＣＬＫに同期して入力し、ラッチ信号＿ＬＡＴ、ヒート信号＿ＨＥのタイミングでＯＤＤ駆動回路５２およびＥＶＥＮ駆動回路５３を並列駆動する。これが１回の時分割駆動の動作となり、これを８８回繰り返すことで１０５６ドット／ラインの１ライン記録となる。

次に、このような構成および動作の記録ヘッド５６において、一部に不良ノズルがある場合の隣接補完の態様を説明する。なお、リフィル時間ｔ_ＲＥＦは上述と同様、４４ｔ_ＤＯＴとする。

図８は本実施形態で行われる補完の説明図である。
ここで、記録ヘッド５６にはノズル＃１〜＃１０５６が２列に分けて配設され、ＯＤＤ駆動回路５２によって駆動される列のノズルを奇数番のノズル（＃１、＃３、・・・、＃１０５５）、ＥＶＥＮ駆動回路５３によって駆動される列のノズルを偶数番のノズル（＃２、＃４、・・・、＃１０５６）とする。また、図３と同様、×印で示すノズルが不良ノズルであり、ここではノズル＃３（ＯＤＤ駆動回路５２の駆動セルＳ１Ｃ１（以下、Ｓ１Ｃ１＿ＯＤのように表記する）に対応）と、ノズル＃６（駆動セルＳ１Ｃ２＿ＥＶに対応）と、ノズル＃１７１（駆動セルＳ１Ｃ８５＿ＯＤに対応）と、ノズル＃８８７（駆動セルＳ６Ｃ３＿ＯＤに対応）との４つが不吐出状態となっているものとする。そして本実施形態では、他方の列にあってそれぞれの両側に隣接するノズル＃２および＃４（それぞれ駆動セルＳ１Ｃ０＿ＥＶおよびＳ１Ｃ１＿ＥＶに対応）と、ノズル＃５および＃７（それぞれ駆動セルＳ１Ｃ２＿ＯＤおよびＳ１Ｃ３＿ＯＤに対応）、ノズル＃１７０および＃１７２（それぞれ駆動セルＳ１Ｃ８４＿ＥＶおよびＳ１Ｃ８５＿ＥＶに対応）と、ノズル＃８８６および＃８８８（それぞれ駆動セルＳ６Ｃ２＿ＥＶおよびＳ６Ｃ３＿ＥＶに対応）とでそれぞれ補完記録を行うものとする。ドットに対応する記号の意味は上述と同様である。なお、両ノズル列を並列駆動した場合、実際は記録媒体搬送方向上の列間距離に応じて記録位置が異なるが、ここでは駆動タイミングについて説明するので、同タイミングで記録したドットは同じ時分割線上に記している（領域Ａ）。

まず、奇数番ノズル列のグループＳ１（以下、グループＳ１＿ＯＤのように表記する）の駆動について説明する。先行走査期間において、まずコモンラインＣ０を選択して記録を行い、本来は次にコモンラインＣ１を選択する順番であるが、ノズル＃３は不良であるので、グループＳ１＿ＯＤではコモンラインＣ１を選択せずにこれをスキップし、コモンラインＣ２（ノズル＃５用）を選択する。このときの記録データｓ１＿ＯＤはコモンラインＣ２に対応するものを設定する。続いてコモンラインＣ３、Ｃ４、・・・と走査して行き、コモンラインＣ２の選択からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ後のタイミングで、不良ノズル＃６のためにノズル＃５を用いる補完記録を行う。コモンラインＣ０の選択から数えて４６回目の時分割駆動時である。その後は正規走査に戻り、コモンラインＣ４６から順次走査して行くが、コモンラインＣ８５のノズル＃１７１も不良ノズルであるので、これをスキップしてコモンラインＣ８６、Ｃ８７と走査する。走査に要した時間は正規記録８６ドット分と、補完記録１ドット分とがあるため、８７ｔ_ＤＯＴである。

偶数番ノズル列のグループＳ１（グループＳ１＿ＥＶ）の動作について説明する。先行走査期間において、まずコモンラインＣ０およびＣ１を順次選択して記録する。次に、本来はコモンラインＣ２を選択する順番であるが、ノズル＃６は不良であるので、グループＳ１＿ＥＶではコモンラインＣ２を選択せずにスキップし、コモンラインＣ３を選択する。この時の記録データｓ１＿ＥＶはコモンラインＣ３に対応する記録データを設定する。続いてコモンラインＣ４、Ｃ５、・・・と走査して行くが、コモンラインＣ８４からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ（＝４４ｔ_ＤＯＴ）前にさかのぼったタイミングで、不良ノズル＃１７１のためにノズル＃１７０を用いる補完記録を行う。コモンラインＣ０の選択から数えて４２回目の時分割駆動時である。すなわち、本来の順番ではコモンラインＣ４２の選択となるが、ここでコモンラインＣ８４を選択するのである。続いて正規走査に戻り、コモンラインＣ４２から走査していき、今度はコモンラインＣ０選択からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ後のタイミングとなったところで、不良ノズル＃１のためにノズル＃２を用いる補完記録を行う。コモンラインＣ０の選択から数えて４５回目の時分割駆動時である。その後は再び正規走査に戻り、コモンラインＣ４４〜Ｃ８７を順次走査して行き、走査完了する。走査に要した時間は、正規記録８７ドット分と、補完記録２ドット分とがあるため、８９ｔ_ＤＯＴである。

次に、奇数番ノズル列のグループＳ６（以下グループＳ６＿ＯＤ）の駆動について説明する。先行走査期間において、まずコモンラインＣ０、Ｃ１、Ｃ２と順次選択して記録を行う。本来は次にコモンラインＣ３を選択する順番であるが、ノズル＃８８７は不良であるので、コモンラインＣ３を選択せずにこれをスキップし、コモンラインＣ４（ノズル＃８８９用）を選択する。以降はコモンラインＣ５、Ｃ６、・・Ｃ８７と走査していく。走査に要した時間は、正規記録８７ドット分の８７ｔ_ＤＯＴである。

偶数番ノズル列のグループＳ６（グループＳ６＿ＥＶ）では、先行走査期間において、コモンラインＣ０、Ｃ１、・・と順次選択して記録して行くが、コモンラインＣ２選択からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ後のタイミングとなったところで、不良ノズル＃８８７のためにノズル＃８８６を用いる補完記録を行う。コモンラインＣ０の選択から数えて４７回目の時分割駆動時である。続いて正規走査に戻り、コモンラインＣ４６〜Ｃ８７を順次走査する。走査に要した時間は、正規記録８８ドット分と、補完記録１ドット分とがあるため、８９ｔ_ＤＯＴである。

以上説明したグループＳ１＿ＯＤ、Ｓ６＿ＯＤ、Ｓ１＿ＥＶおよびＳ６＿ＥＶ以外のグループは、自身のグループ内や対向するグループに不良ノズルがないグループである。従って、スキップや補完記録を行う必要はないので、コモンラインＣ０、Ｃ１、・・・、Ｃ８７と順次選択して走査する。走査に要する時間は正規記録８８ドット分の８８ｔ_ＤＯＴである。

図８は本実施形態の先行走査期間における記録動作を説明するためのタイミングチャートである。
ＯＤＤ駆動回路５２は、まず各グループのコモンラインＣ０に属する駆動セル群の記録データと各グループのコモンラインＣ０選択アドレスとを転送・ラッチして、それぞれセグメントラインとコモンラインとに設定する。ヒート信号＿ＨＥを与えて第１回目の時分割駆動を行う。第２回目では、グループＳ２＿ＯＤからＳ６＿ＯＤは、コモンラインＣ１に属する駆動セル群の記録データとアドレスのデータ列とが転送されて駆動が行われるが、グループＳ１＿ＯＤはノズル＃３（Ｓ１Ｃ１＿ＯＤ）が不良ノズルであるのでこれをスキップして、コモンラインＣ２を選択するアドレスとこれに対応する記録データとが転送され、駆動セルＳ１Ｃ２＿ＯＤ（ノズル＃５）を駆動する。次に第３回目の時分割駆動時には、グループＳ１＿ＯＤにはコモンラインＣ３の選択アドレスを、グループＳ２＿ＯＤ〜Ｓ６＿ＯＤにはコモンラインＣ２の選択アドレスを転送して駆動を行う。４回目の時分割駆動時には、グループＳ１＿ＯＤにはコモンラインＣ２の選択アドレスを転送し、Ｓ２＿ＯＤ〜Ｓ５＿ＯＤにはコモンラインＣ３の選択アドレスを転送して駆動を行うが、グループＳ６＿ＯＤに対しては、ノズル＃８８７（Ｓ６Ｃ３＿ＯＤ）が不良ノズルであるのでこれをスキップし、コモンラインＣ４の選択アドレスとこれに対応する記録データを転送して駆動セルＳ６Ｃ４＿ＯＤ（ノズル＃８８９）を駆動する。

第５回目の時分割駆動以降、各グループはコモンラインＣ５、Ｃ６、・・・と選択されて行くが、グループＳ１＿ＯＤにおいてはコモンラインＣ５の選択以降の順次走査して行く途中で、コモンラインＣ２からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ後のタイミングで駆動セルＳ１Ｃ２（ノズル＃５）を補完駆動する。すなわち、最初の駆動セルＳ１Ｃ０＿ＯＤの駆動から数えて４６回目の時分割駆動時（網点で示すＡの部分）で、コモンラインＣ２の選択アドレスを設定して駆動セルＳ１Ｃ２（ノズル＃５）を補完駆動する。その後、グループＳ１＿ＯＤは正規駆動の走査に戻り、コモンラインＣ４６から順次走査していき、今度はノズル＃１７１（Ｓ１Ｃ８５＿ＯＤ）が不良ノズルであるのでこれをスキップし、コモンラインＣ８６の選択アドレスとこれに対応する記録データとが転送されてＳ１Ｃ８６＿ＯＤ（ノズル＃１７３）を駆動する。

ここまででＯＤＤ駆動回路５２についての先行走査期間が完了するが、ＯＤＤ駆動回路５２に駆動される各グループの走査時間は、グループＳ１＿ＯＤおよびＳ６＿ＯＤが８７ｔ_ＤＯＴ、グループＳ２＿ＯＤ〜Ｓ５＿ＯＤが８８ｔ_ＤＯＴ要している。

ＥＶＥＮ駆動回路５３は、まず各グループのコモンラインＣ０に属する駆動セル群の記録データと各グループのコモンラインＣ０選択アドレスを転送・ラッチして、それぞれセグメントラインとコモンラインとに設定する。ヒート信号＿ＨＥを与えて第１回目の時分割駆動を行う。第２回目では、コモンラインＣ１を選択して駆動する。次に第３回目の時分割駆動時には、グループＳ２＿ＥＶ〜Ｓ６＿ＥＶは、コモンラインＣ２に属する駆動セル群の記録データと選択アドレスのデータ列とが転送されて駆動が行われるが、グループＳ１＿ＥＶはノズル＃６（Ｓ１Ｃ２＿ＥＶ）が不良ノズルであるのでこれをスキップして、コモンラインＣ３の選択アドレスとこれに対応する記録データとが転送されて駆動セルＳ１Ｃ３＿ＥＶ（ノズル＃８）を駆動する。第４回目の時分割駆動以降、グループＳ１＿ＥＶはＣ４、Ｃ５、・・・が、グループＳ２＿ＥＶ〜Ｓ６＿ＥＶはＣ３、Ｃ４・・・がそれぞれ選択され、駆動が行われていく。

グループＳ１＿ＥＶにおいて順次走査していく途中で、コモンラインＣ８４からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ前にさかのぼったタイミングで駆動セルＳ１Ｃ８４（ノズル＃１７０）を用いる補完記録を行う。すなわち、コモンラインＣ０から数えて４２回目の時分割駆動時（網点で示すＢの部分）で補完駆動を行う。本来の順番ではコモンラインＣ４２の選択となるが、ここではコモンラインＣ８４を選択する。続いて正規走査に戻り、コモンラインＣ４２から走査していき、今度はコモンラインＣ０選択からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ後のタイミングとなったところで駆動セルＳ１Ｃ０＿ＥＶ（ノズル＃２）を用いる補完駆動を行う。コモンラインＣ０から数えて４５回目の時分割駆動時（網点で示すＣの部分）である。そして再び正規走査に戻り、コモンラインＣ４４〜Ｃ８７まで順次走査して行く。この間グループＳ２＿ＥＶ〜Ｓ５＿ＥＶは、Ｃ３、Ｃ４・・・が順次選択されて行く。

一方、グループＳ６＿ＥＶでは、Ｃ３、Ｃ４・・・と順次走査して行く途中で、コモンラインＣ２の選択からリフィル時間ｔ_ＲＥＦ後のタイミングとなったところで駆動セルＳ６Ｃ２（ノズル＃８８６）を用いる補完駆動を行う。コモンラインＣ０から数えて４７回目の時分割駆動時である。続いて正規走査に戻り、コモンラインＣ４６〜Ｃ８７まで順次走査して行く。

ここまででＥＶＥＮ駆動回路５３についての先行走査期間が完了するが、ＥＶＥＮ駆動回路５３に駆動される各グループの走査時間は、グループＳ１＿ＯＤおよびＳ６＿ＯＤが８９ｔ_ＤＯＴ、グループＳ２＿ＯＤ〜Ｓ５＿ＯＤが８８ｔ_ＤＯＴ要している。

後続走査期間においても、ＯＤＤ駆動回路５２およびＥＶＥＮ駆動回路５３は、先行走査期間と同様の補完記録を実行する。

グループＳ１＿ＯＤの走査順序は、Ｃ０、Ｃ２、Ｃ３（正規記録）、・・・、Ｃ４６、Ｃ３（補完記録）、Ｃ４７、・・・、Ｃ８７となり、コモンラインＣ１はスキップされる。グループＳ６＿ＯＤの走査順序は、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４、・・・、Ｃ８７となり、コモンラインＣ３はスキップされる。グループ内および対向するグループに不良ノズルのないグループＳ２＿ＯＤ〜Ｓ５＿ＯＤは、コモンラインＣ０、Ｃ１、・・・、Ｃ８７の順序で走査される。

グループＳ１＿ＥＶの走査順番は、Ｃ０、Ｃ１（正規記録）、Ｃ３、・・・、Ｃ４２、Ｃ８５（補完記録）、Ｃ４３、Ｃ４４、Ｃ１（補完記録）、・・・、Ｃ８５（正規記録）、Ｃ８６、Ｃ８７となり、コモンラインＣ２はスキップされる。グループＳ６＿ＥＶの走査順番は、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３（正規記録）、・・・、Ｃ４６、Ｃ３（補完記録）、Ｃ４７、・・・、Ｃ８７となる。グループ内および対向するグループに不良ノズルのないグループＳ２＿ＥＶ〜Ｓ５＿ＥＶは、Ｃ０、Ｃ１・・・、Ｃ８７の順序で走査される。

本実施形態でも、不良ノズルの隣接ノズル２つを１ライン走査毎に交互に切り替えて補完記録を行うことにより、隣接ノズルによって吐出されたインクが記録媒体上で広がることで、不良ノズルについての記録ドット欠落による記録媒体搬送方向上のすじ状の記録不良が目立たなくすることができる。ライン走査に要した時間は、グループ毎に異なり、最小で８７回の時分割駆動時間分、最大でも８９回の時分割駆動時間分である。

ここで本実施形態のヘッド構成における隣接補完と時分割駆動回数の変化について整理する。ＯＤＤ駆動回路とＥＶＥＮ駆動回路とが並列で動作し、ノズルが互いに千鳥状に配列されたヘッド構成の場合、不良ノズルに対して補完駆動するノズルは対向する列上に位置するノズルとなる。

例えば、ＯＤＤ駆動回路のグループＳ１＿ＯＤに不良ノズルが３個、ＥＶＥＮ駆動回路のグループに不良ノズルが２個あるとき、グループＳ１＿ＯＤを補完駆動するノズルは対向列のグループＳ１＿ＥＶの６ノズルが、逆にグループＳ１＿ＥＶを補完駆動するノズルは対向列のグループＳ１＿ＯＤの４ノズルがそれぞれ充てられる。１走査期間あたりグループＳ１＿ＯＤの時分割駆動回数は、不良３ノズル分がスキップ、補完駆動用の２ノズルは２度駆動（正規および補完）されるので、８８−３＋２＝８７となる。グループＳ１＿ＥＶの時分割駆動回数は、不良２ノズル分はスキップ、補完駆動用の３ノズルは２度駆動（正規および補完）されるので、８８−２＋３＝８９となる。従って、ヘッド全体としての１ライン走査の時分割駆動回数は結果として８９となる。

ここで、基本時分割回数をＮ、ＯＤＤ側およびＥＶＥＮ側の不良ノズル数のうち少ない方の不良ノズル数をＸ_ＭＩＮ、ＯＤＤ側およびＥＶＥＮ側の補完ノズル数のうち多い方の補完ノズル数Ｃ_ＭＡＸ、１ノズル選択時間（１時分割駆動時間）をｔ_ＤＯＴとすると、対向する１組のグループにおける１走査時間Ｔ_ＢＬＫは、
Ｔ_ＢＬＫ＝（Ｎ−Ｘ_ＭＩＮ＋Ｃ_ＭＡＸ）×ｔ_ＤＯＴ
と表される。記録ヘッドとしての１ライン走査時間Ｔ_ＨＥＡＤは、時分割駆動回数が最も多いグループの走査時間（Ｔ_ＢＬＫ）_ＭＡＸで制約され、
Ｔ_ＨＥＡＤ＝（Ｔ_ＢＬＫ）_ＭＡＸ
となる。

因みに、従来のマトリクス回路構成を適用した場合、ヘッドの１ライン走査時間Ｔは、
Ｔ＝（Ｎ＋ΣＣ_ＭＡＸ）ｔ_ＤＯＴ
と表される。ΣＣ_ＭＡＸはＯＤＤ側およびＥＶＥＮ側の補完ノズル数のうち多い方の各グループに存在する補完ノズル数の合計である（ただし、不良ノズルが異なるアドレスであるとき）。ＥＶＥＮ駆動回路に補完ノズルが３ビットある場合の時分割数は８８＋３＝９１となる。

（第３の実施形態）
本実施形態では、ノズル配列がさらに多く、１列における不良ノズルを他の列のノズルを用いて補完する構成について説明する。

図１０は第３の実施形態に係る記録ヘッドおよびその駆動回路を説明するための図、図１１は各配列間のノズル配置の位置関係を示す図である。本例の記録ヘッド８５は、ノズルを１／４ピッチずつずらした位置関係で並ぶ各１列のノズル列を備えたチップ８１（チップＡ）、チップ８２（チップＢ）、チップ８３（チップＣ）およびチップ８４（チップＤ）を有し、４列のノズル列が同期しながら並列動作するヘッドである。各チップは第１実施形態で説明した駆動回路（図３）と同様に構成された回路を有し、記録ヘッドとして本例では同時駆動され得る発熱素子の最大数を２４個とした８８回の時分割駆動を行うための構成を実現している。ノズル数は１チップあたり５２８個、ヘッド全体で２１１２個である。

本実施形態でも転送クロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号＿ＬＡＴおよびヒート信号＿ＨＥが用いられ、これらの信号は第１および第２の実施形態で説明したものと同じ機能を果たす。シリアルデータ信号ＤＡＴＡ＿Ａ〜ＤＡＴＡ＿Ｄは、駆動回路のセグメントラインないしグループＳ１〜Ｓ６に対応する６ビットの記録データと、各グループの８８本のコモンラインを選択する７ビット×６組のアドレス信号とを転送する。

１回の時分割駆動は、第２実施形態と同様に、シリアルデータ信号ＤＡＴＡ＿Ａ〜ＤＡＴＡ＿Ｄを各チップの駆動回路に対しクロックＣＬＫに同期して入力し、ラッチ信号＿ＬＡＴおよびヒート信号＿ＨＥのタイミングでチップＡ〜チップＤを並列駆動することで行われる。そして、これを８８回繰り返すことで２１１２ドット／ラインの１ライン記録となる。

次に、このような構成および動作の記録ヘッド８５において、一部に不良ノズルがある場合の隣接補完の態様を説明する。なお、リフィル時間ｔ_ＲＥＦは上述と同様、４４ｔ_ＤＯＴとする。

図１２は図１０および図１１に示した記録ヘッド８５の一部に不良ノズルがある状態を示す説明図である。この図に示すように、×印で示す不良ノズルが計１８ヵ所散在しているものとする。そして、これらの他の列において不良ノズルの両側に隣接するノズル３６ヶ所で補完記録するものとするが、チップＡの不良ノズルを補完駆動するためにはチップＤおよびＢのノズルを、チップＢの不良ノズルを補完駆動するためにチップＡおよびＣノズルを、チップＣの不良ノズルを補完駆動するチップＢおよびＤのノズルを、チップＤの不良ノズルを補完駆動するためにチップＣおよびＡのノズルを用いるようにする。

グループＳ１〜Ｓ６の各々は、４チップの位置的に対応する各グループを組にして示したものである。本例の補完駆動はこの対応するチップのグループ毎に完結するので（ただし、グループ境界のノズルは２グループにまたがる）、グループ内に存在する不良ノズル数および補完ノズル数に応じて、各チップのグループ毎に時分割駆動回数が異なる。

これは、第２の実施形態で示した走査時間Ｔ_ＢＬＫの式と、ヘッドとしての１ライン走査時間Ｔ_ＨＥＡＤの式とが当てはまることを意味するものである。

表１に各チップ内の各グループの時分割駆動回数を示す。また、表２に従来のマトリクス回路構成を適用した場合の時分割駆動回数を示し、これは第２の実施形態の説明で挙げたＴ＝（Ｎ＋ΣＣ_ＭＡＸ）×ｔ_ＤＯＴを適用した計算結果である。表１において、最大の時分割駆動回数となっているのは、チップＤのグループＳ３の「９２」である。従って、ヘッドとしての時分割駆動回数は９２となる。因みに、表２の従来回路を適用した場合には、ヘッドとしての最大時分割駆動回数はチップＢの「１００」である。

（不良ノズルに対する記録補完制御の実施形態）
不良ノズルは、これが予めわかっていれば、その位置を記録装置またはこれを用いる記録システムに設定したり、記録装置または記録ヘッドに付設した記憶手段に記憶させておくことができる。また、使用時における後発的な理由で発生して所定の検出処理により検出されたり、あるいはさらに、所定の吐出回復を行っても吐出不良が解消されないことが検出されたりした場合にも同様に、設定ないし記憶させておくことができる。ただし、いずれも隣接補完を行うことができるよう、２以上の不良ノズルが隣接していないことを条件とする。しかし換言すれば、２以上の不良ノズルが隣接していない限りは、走査時間の大幅な増加を伴うことなく、すなわち記録速度の低下や駆動制御の複雑化を招くことなく、補完を行うことができる。これはまた、記録ヘッドの良品基準を緩和して記録ヘッド製造の歩留まり向上を図ること、ないしは、記録ヘッドの長寿命化に資するものである。

いずれにしても、不良ノズルの有無および位置を認識することで、上述のようなグループ毎の適切なアドレス指定および記録データの設定を行うことにより、次のような手順で補完動作を実施させることが可能となる。

図１３はその補完動作を実施させるための処理手順の一例を示し、これは図２に示した制御系を用いて実施することが可能である。

まず、ステップＳ１では、記録ヘッドのノズル配列の構成に応じた画像データの展開を行う。次にステップＳ３にて不良ノズルがあるか否かを判定し、否定判定であれば展開した画像データに基づいて記録ヘッドを駆動し、記録処理を行う（ステップＳ９）。一方、肯定判定であれば、ステップＳ５にて不良ノズルの位置を認識し、補完に用いるノズルの決定および補完に適した転送データのフォーマッティングを行ってから（ステップＳ７）、記録処理（ステップＳ９）を行えばよい。

（その他）
第１〜第３の実施形態においては、隣接補完駆動におけるグループ毎にコモンライン順次の走査を行う場合を説明したが、グループ毎に走査順序が異ならせた分散駆動にも対応可能である。例えば、グループＳ１の走査順序をＣ０、Ｃ１、Ｃ２、・・・、Ｃ８７とし、の順次走査とし、グループＳ２の走査順番をＣ０、Ｃ２、Ｃ４、・・・、Ｃ８６、Ｃ１、Ｃ３、・・・、Ｃ８７のインタレース走査とすることも可能である。また、将来的な新たなノズル間のクロストーク対策や画像に応じた適応型走査などに対し、ノズル位置、画像設計および走査順序に関わる補正を行うために本発明は柔軟に対応することができる。

また、上述したノズル数、同時駆動され得るノズル数ないしグループ数（セグメントライン数）、およびコモンライン数などはすべて、あくまでも例示のためであって、記録媒体の幅や所望の記録解像度その他の条件によって適宜の数を定め得ることは言うまでもない。また、上述のように、記録ヘッドの構成としては、所定個数の吐出口をもつヘッドチップの組合わせによって記録媒体の幅に対応した範囲を満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドで上記範囲を満たす構成のいずれでもよく、上述の補完制御をいずれの構成で実現することも可能である。

さらに、上例では記録媒体の幅に対応した範囲にわたって吐出口が配置される形態の記録ヘッドおよびこれを用いる記録装置に本発明を適用した場合について述べた。しかし、吐出口の配列方向と異なる方向への記録ヘッドの相対走査（主走査）と、これに直交する方向への記録媒体の相対搬送（副走査）とを繰り返すことにより記録動作を行うシリアルタイプの記録ヘッドおよび記録装置にあっても、記録のスループットを向上する観点から本発明を適用することができる。

加えて、以上では、インク吐出に利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する素子（ヒータ）用いる方式の記録ヘッドについて説明したが、その他の方式、例えば圧電素子を使用して機械的エネルギにより吐出を行う方式による記録ヘッドに対しても本発明を適用できることは言うまでもない。

さらに加えて、インクジェット記録装置において用いられるインクの種類ないし色調（色，濃度）の数は適宜定め得ることは勿論であり、これに応じて適宜の記録ヘッドが用意され得ることは言うまでもない。

本発明を適用可能なインクジェット記録装置の概略構成を示す模式的斜視図である。 図１のインクジェット記録装置の制御系の主要部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る記録ヘッド駆動回路を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態におけるデータ転送フォーマットを示す説明図である。 第１の実施形態で行われる不良ノズルに対する隣接補完の説明図である。 図５の隣接補完に際し先行走査期間において行われる記録動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る記録ヘッドおよびその駆動回路を説明するための図である。 第２の実施形態で行われる不良ノズルに対する隣接補完の説明図である。 図８の隣接補完に際し先行走査期間において行われる記録動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る記録ヘッドおよびその駆動回路を説明するための図である。 図１０の記録ヘッドにおける各ノズル配列間のノズル配置の位置関係を示す図である。 図１０および図１１に示した記録ヘッドの一部に不良ノズルがある状態を示す説明図である。 不良ノズルに対する補完動作を実施させるための処理手順の一例を示すフローチャートである。 記録ヘッド駆動回路の従来例を示すブロック図である。 従来例におけるデータ転送フォーマットを示す説明図である。 記録ヘッド駆動回路に設けられる記録素子の駆動セルを示す回路図である。 不良ノズルに対する隣接補完の従来例の説明図である。

符号の説明

１１、１４、１１１、１１４ シフトレジスタ
１２、１５、１１２、１１５ ラッチ回路
１３、１１３ デコーダ
１６、１１６ ＡＮＤゲート
１７、１１７ 駆動セル
３１、５６、８５、１３１ 記録ヘッド
１２１ 発熱素子
１２２ スイッチ素子
７０２ 記録部
７０９ 制御装置
８０１ ＣＰＵ
８０７ データ転送回路

Claims (8)

1. 複数配列されたノズルと、該複数のノズルをそれぞれ駆動するための複数の駆動素子とを具え、前記複数のノズルを前記配列の方向において連続するＭ個のノズル毎にまとめたＮ個のグループに分割し、該Ｎ個のグループにおいて前記Ｍ個のノズルが時分割駆動されるようにするとともに、前記Ｎ個のグループ間でノズルの同時駆動単位を定めるように前記複数の駆動素子が配線されてなるインクジェット記録ヘッドであって、
   前記同時駆動単位のノズルの駆動を行うために前記駆動素子に供給する記録データを前記Ｎ個のグループに対応して保持する記録データ保持手段と、
   前記Ｎ個のグループに対応して設けられ、前記時分割駆動に際して前記ノズルの選択を行うためのアドレスデータを保持するアドレス保持手段と、
   を具えたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記記録データ保持手段および前記アドレス保持手段は、シリアルに転送されてくる前記記録データおよび前記アドレスを前記ノズルの配列に対応して整列させるためにカスケード接続されてなるシフトレジスタを有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置であって、前記記録データと、前記Ｎ個のグループのそれぞれに対する前記アドレスとを含むデータを転送する転送手段を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 前記インクジェット記録ヘッドの前記複数のノズルの一部に吐出不良があるとき、前記転送手段は、当該吐出不良ノズルが属するグループに対しては、当該吐出不良ノズルのための記録データおよびアドレスの設定をスキップしたデータの転送を行うとともに、所定のタイミングで前記吐出不良ノズルに隣接するノズルを用いた補完が行われるよう、前記記録データおよび前記隣接ノズルを選択するアドレスを含んだデータの転送を行うことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記インクジェット記録ヘッドの前記記録データ保持手段および前記アドレス保持手段はカスケード接続されてなるシフトレジスタを有し、該シフトレジスタに対して、前記転送手段は、前記記録データと前記Ｎ個のグループのそれぞれに対する前記アドレスとを含むシリアル形式のデータを転送することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドを駆動するための駆動方法であって、前記記録データと、前記Ｎ個のグループのそれぞれに対する前記アドレスとを含むデータを転送することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
7. 前記インクジェット記録ヘッドの前記複数のノズルの一部に吐出不良があるとき、前記転送手段は、当該吐出不良ノズルが属するグループに対しては、当該吐出不良ノズルのための記録データおよびアドレスの設定をスキップしたデータの転送を行うとともに、所定のタイミングで前記吐出不良ノズルに隣接するノズルを用いた補完が行われるよう、前記記録データおよび前記隣接ノズルを指定するアドレスを含んだデータの転送を行うことを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
8. 前記インクジェット記録ヘッドの前記記録データ保持手段および前記アドレス保持手段はカスケード接続されてなるシフトレジスタを有し、該シフトレジスタに対して、前記記録データと前記Ｎ個のグループのそれぞれに対する前記アドレスとを含むシリアル形式のデータを転送することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
   

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