JP2008201002A - 記録装置、及び吐出不良ノズル検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録ヘッドの吐出不良をより正確にリアルタイム的に検出することである。
【解決手段】記録ヘッドの１記録周期毎に、また、記録ヘッドのノズルの各ブロック毎にインク吐出を生じさせるドット数をカウントする。このカウントを所定カラム或は所定時間続行し、ある記録幅で吐出するインク滴数と総ドット数から各ブロック毎各記録幅毎の画像記録密度を算出する。この算出値に対してＬＵＴに設定された閾値を参照して、記録ヘッドのどのノズルを吐出不良検査対象ノズルとするかを決定する。実際の記録動作時には、この吐出不良検査対象ノズルに対して、吐出不良の検査を行う。もし、吐出不良ノズルが検出されたなら、その近傍ノズルにまで検査対象を拡張する。
【選択図】 図７

Description

本発明は記録装置、及び吐出不良ノズル検出方法に関する。本発明は、特に、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドを備えた記録装置と、その装置に適用される吐出不良ノズル検出方法に関する。

近年、デジタル方式の複写機，プリンタの実用化が急速に進んでおり、特に、デジタル方式のカラープリンタやカラー複写機は、色調整、画像加工等が容易というデジタルの特徴が生かされるため、カラープリンタ、カラー複写機の分野では主流となりつつある。

これら記録装置の記録方式としては、電子写真方式、インクジェット方式、熱転写方式等、種々の方式があるが、インクジェット方式でのページワイド型のカラープリンタが近年商品化されつつある。ページワイド型カラープリンタは記録用紙の全幅の領域にノズルを配置する構成であり、例えば、解像度１２００ドット／インチ、記録幅１２インチの記録ヘッドでは総ノズル数は１４４００ノズルとなる。この様に多くのノズルを有する記録ヘッドを製造することは非常に高度な技術を要する。

一般的にインクジェット記録装置は微小なインク吐出口よりインク液滴をアクチュエータにより飛翔させ記録用紙の上に画像を形成するが、インク液滴を吐出するインク吐出口（ノズル）が微小であるため、インク滴の吐出不良が発生することがしばしばある。実際に、ノズル内のインクから揮発成分が蒸発しインク粘度が増加して生じる吐出不良、ノズル口近傍に付着するインクミストが集合してノズルを塞ぐより生じる吐出不良、ノズル上への紙紛やゴミの付着による吐出不良等が発生する。従って、これらの吐出不良を改善するため、一定の条件にてインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）の保守を行い、その記録ヘッドの性能を回復させ、記録画像の品質を保証している。

さて、ページワイド形のプリンタを使用する目的は高速記録にある。

特に、産業用プリンタを使用する場合は、その装置の休止時間を最小限にとどめ、連続記録を行い投資効果を最大にしようとする。しかし、高速記録可能なインクジェット記録装置（以下、記録装置）であっても、記録ヘッドの保守を行うためには記録を中止する必要がある。一度、記録動作を中止し保守を行うと、記録スループットは低下し、高速記録が達成できなくなる。

上記の記録ヘッドの保守を必要とするインク吐出に関わる要因を大別すると、次の２つの要因に大別できる。即ち、まず、ノズルにゴミが付着したり、インクミストがノズル口周辺に付着して（これをヌレという）ノズル口にメニスカスが形成されない等のようにインク吐出面に吐出不良の原因が発生するという要因（第１の要因）がある。また、ヒータ断線、ノズル破壊等の構造体の破壊による要因（第２の要因）がある。

インクをノズルから吐出する場合、主滴（記録用紙に到達し記録画像を形成するインク滴）の他に、記録に寄与しないインク液滴がある。この記録に寄与しない液滴は、主滴に比べて非常に小さくインク吐出直後からインク吐出口近傍を飛翔する。これらの微小液滴を一般的にミストと呼んでいる。このミストはインク吐出時に発生するが、単位時間内に吐出する吐出回数が多いとノズル近傍に多く発生し、主滴の移動によって発生する記録ヘッド直下の渦気流によって記録ヘッドのインク吐出面周辺を浮遊する。その一部は記録ヘッドのインク吐出面に付着する。このミストの付着量が多くなると雨だれのようなインク液滴となりインク吐出面に付着し、そのサイズは数１０μｍのサイズとなる。

ところで、記録ヘッドのノズル内のインクは、ノズル口から流れ出ないようにするために大気圧より低い圧力状態に保持されている。従って、ノズル口近傍にインクがあると圧力差によりインク吐出口にインクが吸い込まれる現象が発生する。上述したミストにより発生したインク液滴も例外ではなくインク吐出口に吸い寄せられ、インク吐出面を移動する。この時、インク液滴が大きいとインク液滴はノズル口の上に移動して、ノズル口を塞いでしまう。この状態が、第１の要因で言及した原因の１つであるヌレである。

また、ゴミによる吐出不良は、インク液内に含まれる微小ゴミがノズルに流れこみ、正常なインク吐出を妨げる場合と、空中を浮遊している微小ゴミがノズル口近傍に付着し、正常なインク吐出を妨げる場合とがある。インク液内に含まれる微小ゴミは記録ヘッド製造時に発生したゴミが記録ヘッド洗浄時に除去しきれていない場合に発生するため、製造工程での品質管理を確実に行っていくことで対策を取る事ができる。

しかしながら、空中を浮遊している微小ゴミに対する対応は難しい。

現実に付着する微小ゴミの種類は紙紛、ハウスダストなどがあるが、その発生頻度としては紙紛によるものが多い。紙紛とは記録用紙の端部や表面から給紙時や搬送時に紙の繊維が剥がれ飛翔するものであり、そのサイズは約数１０μｍから数１００μｍである。この様な紙粉が記録ヘッドのノズル口の周りに付着すると、インク吐出方向が変わったり、ノズルの真上に付着するとインクの吐出が完全に阻害されインク液滴が飛翔しない状態に陥る。やっかいなことに、この様な紙粉は上述した様に棒状の長さが約数１０μｍから数１００μｍの大きさがある。一般的な記録ヘッドのノズルの間隔は約１０μｍから４０μｍ程度であるので、紙粉の長さはノズル間隔の数倍から数１０倍の長さである。この様な紙粉がインク吐出口近傍に付着すると、紙粉の近傍の数ノズルが連続的に吐出不良に陥ることとなる。

また、この紙粉は記録ヘッドのインク吐出面の状態により付着確率が変化する。経験上、紙粉の付着確率はインク吐出面のヌレ状態によって変化する。例として、乾いた机の上に紙を置いた場合と濡れた机の上に紙を置いた場合を考えると、濡れた机の上に置いた紙は水分を吸収し、机に張り付いてしまうが、乾いた机の上の紙は張り付くことは無い。この状態がインク吐出面も発生する。

上述したように、単位時間当たりのインク吐出回数が多くなると、ヌレによる吐出不良発生要因であるミストの付着によってノズル口近傍は上述の濡れた机と同じ様な状態になる。そこへ紙粉が飛んでくるとインク吐出面に付着し、インク吐出面のインクを吸収し、もし、付着した場所がノズル近傍であると吐出不良の原因となる。もし、インク吐出面がぬれていない状態、即ち、単位時間の吐出頻度が少ない場合は、紙粉はインク吐出面に付着する確率は低くなる。

ところで、インク液滴の吐出状態を評価する手法が近年提案されている。特許文献１や特許文献２に開示された方法はその例である。これらの方法によれば、記録媒体外でインク吐出を試験的に行ないその吐出状態検知している。

また、特許文献３に記載のように多数のノズルを有する記録ヘッドを駆動するために、全ノズルを複数のブロックに分割し、これらブロックを時分割駆動する方法が取られている。例えば、２５ＫＨｚの周期で吐出可能な１０００個のノズルを２０個のブロックに分割して駆動した場合、全ブロックを駆動するに要する時間は４０μ秒、１ブロックに要する時間は２μ秒となり、その時の１ブロックの駆動ノズル数は５０ノズルである。このような時分割駆動の記録ヘッドの各ノズルの温度を検出し、その温度や温度変化のパターンから吐出不良を検出すれば良い。
特開平１１−１７９８８４号公報 特開平１１−１８８８５３号公報 特開平５−８４８９９号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載のような方法ではインク吐出不良になった瞬間を検知することはできない。記録が終了し吐出不良検出装置位置に記録ヘッドを移動させて初めてインク吐出状態が判断できるに過ぎないのである。

また、特許文献３に記載の時分割駆動の記録ヘッドにおいてノズルの温度を計測し処理するには、２μ秒の間に５０ノズル分の温度データを同時に取り込む必要がある。このような計測とデータ処理は高速処理が求められるという問題がある。特に、温度センサの数が多いとそれを出力する信号線の数も多くなり、記録ヘッドと記録装置本体の信号線接続も複雑となる。

なお、特開２００１−１００８６号公報に記載のように、記録ヘッドを時分割駆動することにより記録ヘッドと記録装置本体とを接続する信号線の本数を削減することが可能になる。このように信号線接続本数を少なくする構成を記録ヘッドの温度計測部にも適用することでその接続部の信号線数を削減することが可能である。しかし、信号線の本数を削減するということは同時に計測可能な温度センサの数が少なくなることを意味するので、時分割温度測定も現実的な解決策とは言えない。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、リアルタイム的に、データ処理負荷をかけずに、例えば、ヌレやゴミの付着が原因となって生じる吐出不良検出を行うことが可能な吐出不良ノズル検出方法、及びその記録装置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に本発明の記録装置は、以下のような構成からなる。

即ち、複数のインク吐出ノズルと前記複数のインク吐出ノズルからのインク吐出不良を検出する前記複数のインク吐出ノズルに対応した複数の検知素子とを備えたインクジェット記録ヘッドを記録媒体に対して相対移動させ、前記インクジェット記録ヘッドを時分割駆動することにより前記記録媒体に記録を行う記録装置であって、入力記録データに基づいて、予め定められた時間当たり、時分割駆動ブロック夫々について、前記インクジェット記録ヘッドからインク吐出を生じさせて記録を行うドット数を計数する計数手段と、前記計数手段により計数されたドットの数を用いて、前記複数のインク吐出ノズルの内いずれのノズルをインク吐出不良の発生を調べるための対象ノズルとするかを選択するノズル選択データを生成する生成手段と、前記生成手段により生成されたノズル選択データにより選択された対象ノズルに対応する検知素子を前記インクジェット記録ヘッドの記録動作と共に駆動し、前記対象ノズルにインク吐出不良が生じているかどうかを検出する検出手段とを有することを特徴とする。

また他の発明によれば、複数のインク吐出ノズルと前記複数のインク吐出ノズルからのインク吐出不良を検出する前記複数のインク吐出ノズルに対応した複数の検知素子とを備えたインクジェット記録ヘッドを記録媒体に対して相対移動させ、前記インクジェット記録ヘッドを時分割駆動することにより前記記録媒体に記録を行う記録装置の吐出不良ノズル検出方法であって、入力記録データに基づいて、予め定められた時間当たり、時分割駆動ブロック夫々について、前記インクジェット記録ヘッドからインク吐出を生じさせて記録を行うドット数を計数する計数工程と、前記計数工程において計数されたドットの数を用いて、前記複数のインク吐出ノズルの内いずれのノズルをインク吐出不良の発生を調べるための対象ノズルとするかを選択するノズル選択データを生成する生成工程と、前記生成工程において生成されたノズル選択データにより選択された対象ノズルに対応する検知素子を前記インクジェット記録ヘッドの記録動作と共に駆動し、前記対象ノズルにインク吐出不良が生じているかどうかを検出する検出工程とを有することを特徴とする吐出不良ノズル検出方法を備える。

従って本発明によれば、リアルタイム的に、データ処理負荷をかけずに、例えば、ヌレやゴミの付着が原因となって生じるインク吐出不良ノズルの検出を行うことができるという効果がある。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

なお、この明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。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ある。従って、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、「記録要素」（「ノズル」という場合もある）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例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をキャリッジ２に搭載し、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往復移動させて記録を行う。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を記録媒体に相対移動させながら記録ヘッド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。

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。

この実施例の記録ヘッド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ている。このため、電気熱変換体を備えている。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。

＜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、ＲＯＭ６０２、特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、ＲＡＭ６０４、システムバス６０５、Ａ／Ｄ変換器６０６などで構成される。ここで、ＲＯＭ６０２は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する。ＡＳＩＣ６０３は、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。ＲＡＭ６０４は、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として用いられる。システムバス６０５は、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行う。Ａ／Ｄ変換器６０６は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。

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。この画像データは、例えば、ラスタ形式で入力される。

さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリントスイッチ６２２、回復スイッチ６２３などから構成される。

６３０は装置状態を検出するためのセンサ群であり、位置センサ６３１、温度センサ６３２等から構成される。

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、ＲＡＭ６０４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。

なお、図１に示す構成は、インクカートリッジ６と記録ヘッド３とが分離可能な構成であるが、これらが一体的に形成されて交換可能なヘッドカートリッジを構成しても良い。

図３は、インクタンクと記録ヘッドとが一体的に形成されたヘッドカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。図３において、点線ＫはインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨの境界線である。ヘッドカートリッジＩＪＣにはこれがキャリッジ２に搭載されたときには、キャリッジ２側から供給される電気信号を受け取るための電極（不図示）が設けられており、この電気信号によって、前述のように記録ヘッドＩＪＨが駆動されてインクが吐出される。

なお、図３において、５００はインク吐出口列である。

次に、以上の構成の記録装置を用いたインク吐出不良検出方法についてのいくつかの実施例を説明する。

なお、以下の実施例で用いる記録ヘッド３は複数の記録要素（ノズル、或はインク吐出ノズル）をＮ個のブロックに分割し、各ブロックに属する記録要素を時分割駆動して記録を行なう制御を行うものとする。

図４は時分割駆動する記録ヘッドの単位時間内のインク吐出回数をカウントする（計数する）ドットカウンタの構成を示すブロック図である。

図４では、Ｊ個づつのノズルから構成されるＮ個のブロック毎のＭ時間内のインク吐出回数の総和を算出するドットカウンタを示している。従って、Ｎ＝１の場合は時分割駆動はせず、記録ヘッド全体の記録要素が１つのブロックとなる。ここでは、Ｍ＝１記録周期とし、記録ヘッドの１記録周期単位にインク吐出回数の総和を算出している。１記録周期とは記録ヘッドの全てのノズル（Ｊ×Ｎ）に１回のインク吐出機会が与えられるのに必要な時間のことである。

図４において、記録データはＲＡＭ６０４に設定された画像メモリ１０１に１記録周期単位で格納される。カウンタ１０２は記録ヘッドの１記録周期分の記録データを画像メモリ１０１より読み出し、Ｎ個のブロックに分割したＪノズル毎のインク吐出数をカウントする。１記録周期分のカウントが終了すると次の１記録周期分の記録データを画像メモリ１０１より読み出し、カウンタ１０２により、ブロックごとのドット数をカウントする。

Ｍ時間で記録するカラム数（Ｌ）は、記録ヘッドからのインク吐出周期をＦ時間とすると、Ｌ＝Ｍ／Ｆで算出できる。カウンタ１０２からの出力はカウンタ１０３により積算される。カウンタ１０３に格納されているＭ時間内の各ブロックのドットカウント値はカラムＬ分毎に別途ドットカウントテーブル１０４に格納される。

同時に、カウンタ１０２、１０３はリセットされ、再度画像メモリ１０１より記録データを読み出し、ドットカウントを開始する。このような動作を画像メモリ１０１に格納された全ての記録データ（記録ヘッド１走査分）に対して行うことで、１面のドットカウントテーブル１０４が完成する。従って、１面のドットカウントテーブル１０４は記録ヘッド１走査分の記録データを反映したものとなる。

図５は指定したノズルの吐出状態を検知する吐出状態検知素子の構成を示すブロック図である。この素子は記録ヘッドのノズル内に実装される。

図５において、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその平面図であり、ノズル口やインク液路など含む部分は省略されている。

図５（ａ）に示されているように、蓄熱層２０２がＳｉ基板２０１上に形成されており、蓄熱層２０２上に複数の温度検知素子２０３が形成されている。温度検知素子２０３が形成された蓄熱層２０２上には、層間絶縁膜２０４を介して複数のヒータ２０５が形成されている。さらに、ヒータ２０５が形成された面上に、パシベーション膜２０６を介して耐キャビテーション膜２０７が形成されている。蓄熱層２０２、温度検知素子２０３、層間絶縁膜２０４、ヒータ２０５、パシベーション膜２０６、耐キャビテーション膜２０７などの各層は、既知の半導体プロセスにより高密度に積層される。

蓄熱層２０２は、ＳｉＯ₂等の熱酸化膜である。温度検知素子２０３は、Ａｌ、ＡｌＣｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＳｉＮ、ＴａＣｒ、Ｃｒ、ＣｒＳｉＮ、Ｗ等の薄膜抵抗体よりなる。ヒータ２０５は、ＴａＳｉＮ等の電気熱変換体よりなる。パシベーション膜２０６は、ＳｉＯ₂等からなる。耐キャビテーション膜２０７は、ヒータ２０５上の耐キャビテーション性を高めるためのものであって、Ｔａ等からなる。温度検知素子２０３を構成する薄膜抵抗体は、ヒータ２０５を構成する電気熱変換体の各々の直下に分離独立して形成されている。

温度検知素子２０３とヒータ２０５は、図５（ｂ）に示すように、ともに方形の形状となっており、温度検知素子２０３の面積はヒータ２０５の面積より大きい。Ｓｉ基板２０１の上面側からヒータ２０５を見た場合、ヒータ２０５は、温度検知素子２０３のほぼ中央に位置する。温度検知素子２０３の一方の端部（端子）は個別配線２３１に接続され、他方の端部（端子）は共通配線２３２に接続されている。個別配線２３１および共通配線２３２は、Ａｌ等からなり、Ｓｉ基板２０１上に温度検知素子２０３と共に形成される。

なお、図５（ａ）と図５（ｂ）には示されていないが、Ｓｉ基板２０１上には、温度検知素子２０３やヒータ２０５を制御するための、スイッチ素子や制御回路、温度検出のための回路なども形成されている。

この記録ヘッドでは、温度検知素子２０３はヒータ２０５の直下に形成されているので、ヒータ２０５から放散される熱による温度変化を高速にかつ精度良く検出することができる。このため、温度検知素子２０３は温度変化に対して抵抗値が敏感に変化する抵抗体となっている。加えて、インクが正常に吐出された状態とインク不吐出の状態を正確に判断することができる。従って、温度検知素子２０３の状態を選択的に検知することでその吐出状態を検知できる。

従って、この実施例では上述の吐出状態検知素子とは温度検知素子を指している。

図６は温度検知素子の選択回路の構成を示す図である。

図６に示すように、複数の温度検知素子（抵抗体）２０３は個別にスイッチ素子３３４を有している。スイッチ素子３３４は温度検知素子の選択回路３３６に接続されている。選択回路３３６ではインク吐出のためのヒータ（電気熱変換体）２０５も同時に制御する構成となっている。

ヒータ２０５は記録データ（ＤＡＴＡ）とブロック選択信号（ＢＬＥ）とヒートイネーブル信号（ＨＥ）が真の時、通電され駆動される。その駆動により選択回路３３６の温度が変化する時点に於いて、記録データ（ＤＡＴＡ）とブロック選択信号（ＢＬＥ）と温度センサイネーブル信号（ＰＴＥ）が“真”となれば、温度検知素子２０３に対して定電流回路３３５から微弱電流が供給される。その時、温度検知素子２０３の電圧値がアンプ３３７ａにより増幅され出力される。

このように、選択回路３３６に入力する温度センサイネーブル信号（ＰＴＥ）を選択することにより、温度検知素子２０３の電圧値を選択的に取り出すことが可能になる。選択回路３３６は各温度検知素子毎に設けられる。

図７はドットカウントテーブル１０４とその周辺の詳細な構成例を示す図である。この例ではＮ＝５（ブロック数が５）となっている。

ドットカウントテーブル１０４に設定される値は百分率（％）表記であり、図中の矢印は記録ヘッドの移動方向を示している。百分率（％）の値は、１ユニット（１ブロック内でＭ時間に記録する領域）の総記録可能ドットを分母とし、その内の実記録ドット（インク吐出を生じるドット）を分子として算出した値であり、その値は画像記録密度とも呼ばれる。従って、Ｌカラム分記録がなされると、記録ヘッドの移動方向に関して下流のユニットの値が選択される。

この実施例では、現在記録を行っている領域の画像記録密度はレジスタ４０１にロードされ、レジスタ４０１の各ブロックの値はＬＵＴ比較器４０３により画像記録密度に比例した検査パターンをＬＵＴ４０２から参照できる構成となっている。ＬＵＴ４０２には画像記録密度に比例した検査パターンの例が図示されている。この実施例では、各ブロックに５つのノズルがある構成を例示している。ＬＵＴ４０２の中の黒丸は付されたノズルが温度検出対象のノズルを示している。一般的に画像記録密度が上がるとインク吐出不良が発生する確率が上昇するため、画像記録密度の値が大きくなるに伴い検査ノズル数を多くする。

この実施例では画像記録密度（ＩＤ）が、ＩＤ＝０％、０＜ＩＤ≦９％、９＜ＩＤ≦１９％、１９＜ＩＤ≦２９％、２９＜ＩＤ≦３９％、３９＜ＩＤ≦１００％の６段階の閾値により比較を行っている。なお、この様な複雑な比較処理ではなく、例えば、ＩＤ＝２９％を閾値とし検出頻度を決定するような１つの閾値での判断でも良い。

また、この実施例では、図７のＬＵＴ４０２のパターンから分かるように、同じ画像記録密度の範囲（ここでは１０＜ＩＤ≦１９％）であったとしても、検査ノズル数は変わらないが、その検査ノズルの対象を変更しているパターンが存在する。これは、検査対象ノズルを分散し、より多くの位置のノズルの温度を検出するための構成であり、特定のノズルだけを繰返し検出しないように配慮されている。この検査対象ノズルは通常、循環的に選択決定される。

さて、ＬＵＴ比較器４０３においてＬＵＴ４０２の検査パターンを参照することで決定された検出ノズル位置データ４０４は、図６で示される選択回路３３６での温度センサイネーブル信号（ＰＴＥ）となる。そして、その信号を用いて検査対象となったノズルの温度検出がなされることになる。

図８はドットカウントテーブル１０４に設定される数値の別の例を示す図である。

図８では、１ブロック内のＭ時間のインク吐出数が増加し、インク吐出頻度がアップした場合の例が示されている。この図のドットカウントテーブルは、Ｎ＝５、記録カラム数が６×Ｌの例である。図８では矢印方向に順次記録されるシーケンスを示している。

図８において、斜線を施した位置の画像記録頻度はＩＤ＝６０％となっている。この値をＬＵＴ４０２を参照して比較すると、インク吐出頻度は最も高い範疇に属する。この様な状態になると、ノズル口近辺はミスト付着によりインクが多く付着した状態になる事が多い。また、ゴミや紙粉の付着が多くなり、このために吐出不良になる可能性が高い。さらに、記録ヘッドのインク吐出面のヌレにより吐出不良が発生することもある。一度、ノズル口近傍がインクで濡れるとインク吐出面の拭き等の回復動作を終了するまでノズル口は良好な状態にならない。

従って、一度、画像記録密度が高くなったら、その後、拭き等の回復動作が終了するまで、インク吐出状態を検知する頻度を高く維持する必要がある。

図８において、太黒枠で囲った部分が温度検出頻度の高くなっている領域である。記録ヘッドの移動方向（即ち、記録方向）に沿うように、一度インク吐出頻度が上がった部分は、その後のインク吐出頻度が低くなっても、温度検出頻度の高い状態を維持することを図８は示している。

図９は記録ヘッドのインク吐出面の状態の模式的に示す図である。

図９に示すように、インク吐出面９１３にはノズル９０１〜９０７の近傍に紙粉９１０、インク滴９１１〜９１２が付着してある。紙粉９１０は細長い場合が一般的でこの例ではノズル９０２と９０３を覆うように付着している。また、紙粉９１０は細長い形状であるため、ノズル方向と紙粉の長手方向が一致すると連続的な吐出不良が発生する。また、インク滴９１１がノズル９０６にかかっている。このような状態になると、ノズルにかかったインク滴の影響でインク滴の吐出方向が曲がったり、最悪の場合、ノズルからインク滴の吐出ができなくなる。

図９に示すように、このようにインク滴が付着している状態では、近傍に同様なインク滴が発生している可能性が高く、他のノズルでも同様な状態が発生する可能性が非常に高くなっている。

図１０はインク吐出不良ノズルの近傍のインク吐出頻度を高める制御構成の概略を示す図である。

図１０において、検出ノズル位置データ４０４の黒丸（●）が温度検出対象となるノズルの位置を示しており、４０５がこの時の吐出状態検出結果である。吐出状態検出結果４０５において、白丸（○）は吐出状態の結果が正常であることを示し、黒丸（●）が吐出状態異常であることを示す。

図１０に示す例では、４０５Ｆの位置において吐出異常が発生していることを示している。この様な状態になると、図９で示した様なインク吐出面９１３になっている可能性が高い。そのため、位置４０５Ｆに対して近傍ノズルもインク吐出異常が発生しているかどうかを調べる検査対象ノズルとする。そのため、吐出状態検出結果４０５を変形し、吐出状態検出結果４０５′を生成する。吐出状態検出結果４０５′では、星印（★）で示すように、検査対象ノズルを追加する。

このようにして、検査対象ノズルを増やしてより効果的に吐出不良ノズルを検出することが可能となる。

以上説明した吐出不良ノズル検出処理をまとめると次のようになる。

図１１は吐出不良ノズル検出処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０では１記録周期分の記録データを画像メモリ１０１を入力し、ステップＳ１５では記録ヘッドの記録要素（ノズル）の各ブロック毎にインク吐出ドットをカウントする。次に、ステップＳ２０ではそのカウントがＬカラム分終了したかどうかを調べ、カウント継続であれば処理はステップＳ１０に戻り、カウント終了であれば処理はステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５では、図７〜図８で言及したドットカウントテーブル１０４に設定する画像記録密度（ＩＤ）の値を計算して生成する。ステップＳ３０では、記録ヘッドの１走査記録分についての画像記録密度（ＩＤ）の値が生成されたかどうかを調べる。ここで、生成未終了と判断されれば、処理はステップＳ１０に戻り、生成終了と判断されれば処理はステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、画像記録密度の値をＬＵＴ４０２を参照して比較し、さらにステップＳ４０では、その比較結果に基づいて、検出ノズル位置データを生成する。

ステップＳ４５で記録ヘッドによる記録動作が始まると、更にステップＳ５０では検出ノズル位置データに基づいて、検査対象となるノズルの吐出状態を調べる。さらに、ステップＳ５５ではその検査結果、吐出不良ノズルがあるかどうかを調べる。ここで、吐出不良ノズルがあると判断されたなら、処理はステップＳ６０に進み、図１０を参照して説明したように、検出ノズル位置データを修正変更する。その後、処理はステップＳ６５に進む。これに対して、吐出不良ノズルがないと判断されたなら、処理はステップＳ６０をスキップしてステップＳ６５に進む。

ステップＳ６５では記録ヘッド１走査記録分の記録が終了したどうかを調べ、記録続行と判断されたなら、処理はステップＳ４５に戻って記録動作を続行し、記録終了と判断されたなら処理を終了する。

従って以上説明した実施例に従えば、実際の記録データに基づいて選択された吐出不良が発生し易いノズルを対象としてほぼリアルタイム的にノズルの吐出状態を調べることができる。また、記録動作中に吐出不良ノズルを検出した場合には、そのノズル周辺にまで検査対象ノズルを拡大してノズルの吐出状態を調べることができる。

これにより、より正確にノズルの吐出状態を調べることができる。また、実際の記録データに基づいて選択的にノズルの吐出状態を調べるので、その検査が効率的であり、装置に対する処理負荷の軽減にも資するという利点がある。

なお、以上の実施例では記録ヘッドがキャリッジに搭載され往復走査して記録を行う装置を例として説明したが本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、記録媒体の全幅にわたる記録長をもつフルライン記録ヘッドを備えた記録装置にも本発明は適用可能である。

また、以上の実施例において、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。

以上の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出のために熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体等）を備え、その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て記録の高密度化、高精細化が達成できる。

さらに加えて、本発明のインクジェット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装置として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、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採るもの等であってもよい。

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。 記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。 インクタンクと記録ヘッドとが一体的に形成されたヘッドカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。 時分割駆動する記録ヘッドの単位時間内のインク吐出回数をカウントするドットカウンタの構成を示すブロック図である。 指定したノズルの吐出状態を検知する吐出状態検知素子の構成を示すブロック図である。 温度検知素子の選択回路の構成を示す図である。 ドットカウントテーブル１０４とその周辺の詳細な構成例を示す図である。 ドットカウントテーブル１０４に設定される数値の別の例を示す図である。 記録ヘッドのインク吐出面の状態の模式的に示す図である。 インク吐出不良ノズルの近傍のインク吐出頻度を高める制御構成の概略を示す図である。 吐出不良ノズル検出処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１ 画像メモリ
１０２、１０３ カウンタ
１０４ ドットカウントテーブルＣ
４０１ レジスタ
４０２ ルックアップテーブル
４０３ 比較器

Claims (9)

1. 複数のインク吐出ノズルと前記複数のインク吐出ノズルからのインク吐出不良を検出する前記複数のインク吐出ノズルに対応した複数の検知素子とを備えたインクジェット記録ヘッドを記録媒体に対して相対移動させ、前記インクジェット記録ヘッドを時分割駆動することにより前記記録媒体に記録を行う記録装置であって、
   入力記録データに基づいて、予め定められた時間当たり、時分割駆動ブロック夫々について、前記インクジェット記録ヘッドからインク吐出を生じさせて記録を行うドット数を計数する計数手段と、
   前記計数手段により計数されたドットの数を用いて、前記複数のインク吐出ノズルの内いずれのノズルをインク吐出不良の発生を調べるための対象ノズルとするかを選択するノズル選択データを生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成されたノズル選択データにより選択された対象ノズルに対応する検知素子を前記インクジェット記録ヘッドの記録動作と共に駆動し、前記対象ノズルにインク吐出不良が生じているかどうかを検出する検出手段とを有することを特徴とする記録装置。
2. 前記計数手段は、前記予め定められた時間当たり、前記時分割駆動ブロック夫々についてインク吐出により記録可能な最大ドット数と前記ドット数との割合から、前記予め定められた時間当たり、前記時分割駆動ブロック夫々についての記録密度を算出する算出手段を含むことを特徴する請求項１に記載の記録装置。
3. 前記生成手段は、
   前記予め定められた時間当たり、前記時分割駆動ブロック夫々についての記録密度を予め定められた閾値と比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に従って、前記対象ノズルを選択する選択手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記比較手段は、前記予め定められた閾値を複数、格納するルックアップテーブルを含み、前記ルックアップテーブルを参照して前記記録密度との比較を行うことを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
5. 前記検出手段による検出結果に従って、前記生成手段により生成されたノズル選択データを変更する変更手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記変更手段は、前記検出手段によりインク吐出不良が生じていることが検出されたインク吐出ノズルの近傍のインク吐出ノズルを前記対象ノズルとして選択するように前記ノズル選択データを変更することを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記対象ノズルとして選択されたインク吐出ノズルは、該選択以降、前記インクジェット記録ヘッドの回復動作まで前記検出手段による検出対象ノズルとなることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
8. 前記複数のインク吐出ノズル夫々にはインクに熱エネルギーを付与するための電気熱変換体が備えられ、
   前記複数の検知素子夫々は、前記電気熱変換体から発生する熱により抵抗値が変化する抵抗体であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録装置。
9. 複数のインク吐出ノズルと前記複数のインク吐出ノズルからのインク吐出不良を検出する前記複数のインク吐出ノズルに対応した複数の検知素子とを備えたインクジェット記録ヘッドを記録媒体に対して相対移動させ、前記インクジェット記録ヘッドを時分割駆動することにより前記記録媒体に記録を行う記録装置の吐出不良ノズル検出方法であって、
   入力記録データに基づいて、予め定められた時間当たり、時分割駆動ブロック夫々について、前記インクジェット記録ヘッドからインク吐出を生じさせて記録を行うドット数を計数する計数工程と、
   前記計数工程において計数されたドットの数を用いて、前記複数のインク吐出ノズルの内いずれのノズルをインク吐出不良の発生を調べるための対象ノズルとするかを選択するノズル選択データを生成する生成工程と、
   前記生成工程において生成されたノズル選択データにより選択された対象ノズルに対応する検知素子を前記インクジェット記録ヘッドの記録動作と共に駆動し、前記対象ノズルにインク吐出不良が生じているかどうかを検出する検出工程とを有することを特徴とする吐出不良ノズル検出方法。

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