JP2008272990A - インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラスタ分割方式による高速記録性能を維持しつつ、不吐出ノズルに起因する記録品位の低下を防止できるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法の提供を目的とする。
【解決手段】インクジェット記録装置は、複数（例えば６列）のノズル列のインク吐出動作を一列ずつ順次に行うことにより、記録媒体Ｐに対して複数のラスタ形成領域（例えば、Ｌ１〜Ｌ６）に順次に画像を記録する。このとき、ノズル列に含まれる吐出性能の低いノズルＫ１ｂ，Ｋ２ａによって期待した記録結果が得られず記録品位の低下を招いてしまう場合に、複数のノズル列の吐出する順番を変更する。これにより、高速記録性能を低下させることなくノズルの吐出性能に起因する記録品位の低下を軽減することが可能になる。
【選択図】図１５

Description

本発明は、インク滴を吐出する複数のノズルを記録媒体の搬送方向と交差する方向に配置してなるノズル列を複数設け、各ノズル列によって順次にラスタの記録を行うインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法に関する。

記録ヘッドに形成された複数のノズルからインク滴を吐出して記録を行うインクジェット方式を用いた記録装置が記録装置をはじめとする種々の機器に広く用いられている。この記録装置では、記録ヘッドの各ノズル内に設けられた吐出エネルギ発生素子を駆動することによってインク滴の吐出を行う。吐出エネルギ発生素子としては、ヒータなどの電気熱変換素子や、ピエゾなどの電気機械変換素子などが知られているが、いずれの素子も記録データに応じた電気信号（駆動パルス）を印加することで駆動され、ノズルからインク滴を吐出させる。例えば、電気熱変換素子を用いる記録装置では、電気熱変換素子に駆動パルスを印加して熱エネルギを発生させ、その熱エネルギによってノズル内のインクに膜沸騰させて気泡を発生させ、その気泡発生時の圧力によってノズルからインク滴を吐出させる。

上記のような記録装置のなかでも、使用する記録媒体の幅以上の範囲に亘って多数のノズルを集積配置した長尺なノズル列を有する記録ヘッド（ラインヘッドともいう）で記録を行う、いわゆるフルライン型の記録装置がある。このフルライン型の記録装置は、ラインヘッドによって１本のラスタラインを同時に形成することが可能なため、高速記録に適したものとされている。このラインヘッドを用いる記録装置として、特許文献１には、同一色のインクを吐出する複数本のフルラインヘッドを、記録媒体の搬送方向に沿って複数本配置したものが開示されている。

この特許文献１に開示の記録装置では、同一色の画像データを、複数のラインヘッドで１ラスタ毎に順次に分担して画像を形成するため、単一のフルラインヘッドを用いる場合に比べてさらに高速で画像の記録を行うことが可能になる。また、この記録装置では、平行に配置された複数の記録ヘッドにより、一つの画像形成において、複数の異なる記録ヘッドがそれぞれ異なるラスタを担当して記録する分割画像方式を採る。この分割画像方式では、記録画像の同一カラムを複数本のラインヘッドで順次に分担して記録するため、ゴミの付着等により正常なインク吐出が行えない不良ノズルが発生した場合にも、その不良ノズルによる記録品質への影響度を低減することが可能になる。すなわち、不吐出ノズルによってドットを形成すべき領域の前後（カラム方向における前後）のドットは、別の記録ヘッドのノズルで記録されるため、一つのカラムを常に同一のノズルで記録する場合に比べ、不良ノズルから受ける影響度は低減することが可能になる。

特開２００５−２３８５５６号公報

しかしながら、隣接する記録ヘッドの中で、同一カラムを担当する２個またはそれ以上のノズルがいずれも吐出不能となる場合もあり、その場合には、カラム方向において、本来ドットが形成されるべき２個またはそれ以上の領域が連続して空白になる。このような場合には、複数の記録品位が大幅に低下する虞がある。

これに対し、不良ノズルが担当する領域への記録を、その不良ノズルと同一のカラムを担当する他の記録ヘッドのノズルで行い、不良ノズルが担当する領域を補完する方法も考えられる。しかし、この場合には、適正なノズル列の使用頻度を高まるため、ノズル列の駆動周期を長く設定することが必要となる。その結果、分割記録方式の特徴である高速記録性能が十分に発揮されないこととなる。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、ラスタ分割方式による高速記録性能を維持しつつ、不吐出ノズルに起因する記録品位の低下を防止できるインクジェット記録装置およびインクジェット記録方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を備える。
本発明の第１の形態は、インク滴を吐出する複数のノズルを記録媒体の搬送方向と交差する交差方向に配置してなるノズル列を、前記搬送方向に沿って複数備え、前記複数のノズル列のインク吐出動作を一列ずつ順次に行うことにより、前記記録媒体に対して前記交差方向に設定される複数のラスタ形成領域に順次に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記複数のノズル列の吐出順序を、前記各ノズル列に含まれる各ノズルの吐出性能に応じて変更する吐出順序変更手段を備えたことを特徴とする。

本発明の第２の形態は、インク滴を吐出する複数のノズルを記録媒体の搬送方向と交差する交差方向に配置してなるノズル列を、前記搬送方向に沿って複数備え、前記複数のノズル列のインク吐出動作を一列ずつ順次に行うことにより、前記記録媒体に対して前記交差方向に設定される複数のラスタ形成領域に順次に画像を記録するインクジェット記録方法であって、前記複数のノズル列の吐出順序を、前記各ノズル列に含まれる各ノズルの吐出性能に応じて変更することを特徴とする。

本発明によれば、複数のノズル列の吐出順序を、前記各ノズル列に含まれる各ノズルの吐出性能に応じて変更するため、不吐出ノズルによる画像への影響度を低減することができる。すなわち、記録媒体の搬送方向において隣接する複数の領域への記録を担当する複数のノズルがいずれも不良ノズルであった場合には、各ノズル列の吐出順序が変更される。このため、各不良ノズルの担当する領域が搬送方向において連続するのを回避することができ、不良ノズルによる画像品質の低下を軽減することが可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、インクジェット記録装置として、同一色のインクを吐出する複数の記録ヘッドを並設したフルライン型のインクジェット記録装置（以下、単に記録装置ともいう）に本発明を適用した場合を例にとり説明する。
まず、図１及び図２を参照して、本発明の記録装置の一例であるフルライン型のインクジェット記録装置の概略構成を説明する。なお、図１はプリントモジュールが組み込まれた記録装置の概略構成を示す正面図、図２は、図１の記録装置の概略構成を示す斜視図である。

記録装置１０には、記録紙などの記録媒体にインクを吐出して画像を形成する複数本の記録ヘッドが互いに平行となるように搭載された記録ヘッドユニット２０と、記録媒体を矢印Ａ方向（記録媒体搬送方向）に搬送する搬送ユニット４０とが備えられている。本実施形態における記録ヘッドユニット２０には、６個のラインヘッドＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５，Ｋ６が搭載されており、これらの記録ヘッドからは全て黒色のインクが吐出される。記録ヘッドユニット２０は、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６をキャップ位置、記録位置及びワイプ位置に移動させるヘッドアップダウンモータ１１８（図５参照）等を備えている。記録ヘッドユニット２０は板状のエンジンベース３０に固定されており、後述するようにエンジンベース３０と共に昇降する。

記録ヘッドユニット２０が固定されているエンジンベース３０は長方形状のものであり、その四隅はナット３２に固定されている。これらナット３２はねじ軸３４に嵌め込まれており、ねじ軸３４が回転することによりナット３２は昇降する。４本のねじ軸３４の下部にはそれぞれスプロケット３６が固定されており、これら４つのスプロケット３６にはチェーン３８が掛け渡されている。このチェーン３８を駆動モータ（図示しない）で回転させることによってねじ軸３４が同期して回転し、エンジンベース３０と共に記録ヘッドユニット２０が昇降する。

搬送ユニット４０は、記録ヘッドユニット２０の下方において記録媒体を通過させるための４本の搬送ベルト４２を備えている。搬送ベルト４２は、従動ローラ４４，４５，４６とエンコーダローラ４７、駆動ローラ４８とに掛け渡されており、テンショナ４９によって張力が与えられている。この搬送ベルト４２は、駆動モータ４１よって周回運動するタイミングベルト４３が駆動ローラ４８を回転させることによって、記録媒体搬送方向（矢印Ａ方向）に周回運動を行う。

また、記録装置１０には、記録ヘッドユニット２０にインクを供給するインク供給ユニット５０が備えられている。インク供給ユニット５０の内部には、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６に供給するインクが貯められたサブタンク５２ａ〜５２ｆと、各サブタンク５２ａ〜５２ｆに供給されるインクが貯められたインクタンク５３ａ等（図４参照）が配置されている。サブタンク５２ａに貯められたインクは記録ヘッドＫ１に供給され、サブタンク５２ｂに貯められたインクは記録ヘッドＫ２に供給され、以下、同様に他の記録ヘッドにも、それらに対応したサブタンクからインクが供給される。

各インクタンクと各サブタンク５２ａ〜５２ｆとはチューブ５６（図４参照）で接続されており、各インクタンク５３ａ等から各サブタンク５２ａ等にインクが供給される。インク供給ユニット５０から記録ヘッドユニット２０までは、インク供給チューブ６０ａ〜６０ｆとインク回帰チューブ６２ａ〜６２ｆとを束ねて構成されたインク流路部材が着脱自在に接続されている。インク供給チューブ６０ａ〜６０ｆには、各サブタンク５２ａ〜５２ｆから各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６への供給するインクが流通する。また、インク回帰チューブ６２ａ〜６２ｆには、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６から各サブタンク５２ａ〜５２ｆに回帰されるインクが流通する。なお、記録ヘッドユニット２０には、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６からのインク吐出状態を初期の状態に回復させる回復ユニット２２（図４参照）が組み込まれている。

図３を参照して、記録ヘッドユニット２０とインク供給ユニット５０の接続について説明する。図３は、記録ヘッドユニット２０とインク供給ユニット５０を接続したインク供給チューブとインク回帰チューブとを示す斜視図である。

記録ヘッドユニット２０とインク供給ユニット５０とをチューブで接続して一体化したものをプリントモジュールという。このプリントモジュールには、図５で説明する制御系が組み込まれている。記録ヘッドユニット２０には、使用する記録媒体の最大幅以上の幅に亘ってインクを吐出するノズルが配列された記録ヘッドが複数備えられている。なお、本明細書および特許請求の範囲に記載のノズルとは、インク滴を吐出する吐出口と、この吐出口に連通するインク流路と、このインク流路内に設けられた電気熱変換素子とを含む部分を指す。但し、各図面では、ノズルの一部として吐出口を指示している。各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６は、それぞれのノズル列が記録媒体搬送方向（図１の矢印Ａ方向）と直交するような向きで配置されており、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６は互いに平行している。

画像を形成する際は、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６が記録媒体搬送方向上流側（矢印Ａ方向の上流側）からそれぞれ黒色のインクを吐出する。インク供給ユニット５０は記録ヘッドユニット２０から離れて配置されている。インク供給ユニット５０の各サブタンク５２ａ〜５２ｆと記録ヘッドユニット２０の各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６は、インク供給チューブ６０ａ〜６０ｆとインク回帰チューブ６２ａ〜６２ｆによって接続されている。

図４を参照して、記録ヘッドユニット２０とインク供給ユニット５０のインク流路について説明する。
図４は、記録ヘッドユニット２０とインク供給ユニット５０との間に設けられるインク流路を示す模式図であり、ここでは、記録ヘッドＫ１とサブタンク５２ａを例として挙げるが、他の記録ヘッドＫ２〜Ｋ６も同様の構成となっている。

黒色のインクが貯められたインクタンク５３ａはインク吸引チューブ５６によってサブタンク５２ａに接続されており、インク吸引チューブ５６の途中部分には、インクタンク５３ａのインクを吸引してサブタンク５２ａに送り込む吸引ポンプ５８が配置されている。図４に示す状態では、弁８１，８５を閉じ、弁８２，８３，８４を開いて吸引ポンプ５８を駆動することにより、インクタンク５３ａのインクが吸引されてサブタンク５２ａに送り込まれる。なお、インクタンク５３ａは、記録中にインク切れを起こさないように２セットが搭載され、一方のインクタンク５３ａのインクが無くなったときは弁８３，８４，８５，８６を適宜に切り換えてインク吸引チューブ５６を他方のインクタンク５３ａに接続させる。

サブタンク５２ａの内部は大気連通孔８８ａに接続されており、弁８８を開くことによりサブタンク５２ａの内部は大気に連通して大気圧となる。また、サブタンク５２ａには、インクの有無及びインクの水位を検知するための電極５１ａ，５１ｂ，５１ｃを備えたインク水位センサ５１が取り付けられている。これらの電極５１ａ，５１ｂ，５１ｃ間の抵抗の変化に基づいてインクの有無を検知してインク水位が常に一定になるように制御されている。サブタンク５２ａと記録ヘッドＫ１は水頭差によって記録ヘッドＫ１のノズルに最適な負圧を与えるような位置に配置されている。

サブタンク５２ａと記録ヘッドＫ１は、これらの間でインクを循環できるようにインク供給チューブ６０ａとインク回帰チューブ６２ａによって接続されている。サブタンク５２ａとインク供給チューブ６０ａはインク供給ポンプ５９を介して接続されており、インク供給ポンプ５９を駆動させることによりサブタンク５２ａ内のインクが記録ヘッドＫ１に供給される。記録ヘッドＫ１の下方には回復ユニット２２が位置しており、記録ヘッドＫ１から押し出されたインクは回復ユニット２２に受けられる。回復ユニット２２とサブタンク５２ａはインク回収チューブ５７とインク吸引チューブ５６の一部によって接続されている。そして、弁８２を閉じ、かつ弁８１を開いて吸引ポンプ５８を駆動させることにより、回復ユニット２２で受けたインクはサブタンク５２ａに回収される。

図５を参照して、記録装置１０の制御系１００を説明する。
図５は、図１の記録装置１０の制御系の構成を示すブロック図であり、この制御系は、上述したようにプリントモジュールに内蔵されている。

コンピュータなどのホスト装置１１から制御系１００に送信された記録データやコマンドは、インターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１０１に受信される。ＣＰＵ１０１は、記録装置１０における記録データの受信、記録動作等の全般の制御を司る演算処理装置であり、本発明における判別手段としての機能も有する。ＣＰＵ１０１では、受信したコマンドを解析した後、記録データを画像展開部としてのイメージメモリ１０６にビットマップ展開する。記録前の動作処理としては、入出力ポート１１４やモータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６をキャップ２２（図４参照）から離して記録位置に移動させる。

続いて、駆動モータ４１を駆動して搬送ベルト４２の周回動作が開始される。搬送ベルトに載置された記録媒体が記録ヘッドＫ１〜Ｋ６に向けて搬送される。この際、不図示の先端センサが記録媒体の先端を検知すると、その先端センサの検出信号を受けて、ＣＰＵ１０１がインクを吐出し始めるタイミング（記録開始タイミング）を決定する。その後、エンコーダローラ４７（図１参照）からの出力信号に基づき、ＣＰＵ１０１は記録媒体の搬送に同期してイメージメモリ１０６から記録データを順次に読み出し、読み出したデータを各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６に記録ヘッド制御回路１１２を介して転送する。

なお、こうしたＣＰＵ１０１の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６のクリーニングや回復動作時に、ＣＰＵ１０１は入出力ポート１１４及びモータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動させ、インクの加圧や吸引等の制御を行う。

また、ＣＰＵ１０１は、記録媒体の搬送に同期した記録水平同期信号に基づいて、後述のように記録データをラスタ毎に分割し、各ラスタデータを６つの記録ヘッドＫ１〜Ｋ６で記録するデータとしてイメージメモリ１０６に割り当て格納する。そして、ＣＰＵ１０１が水平同期信号を受信したときは、イメージメモリ１０６に格納されている１ラスタ分の記録データが記録ヘッド制御回路１１２に送信される。この送信されてきた記録データに基づいて、記録ヘッド制御回路１１２は、後述のように対応する記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成する。

図６〜図８を参照して、上記した制御系１００の制御による画像形成方法について説明する。
図６は、記録媒体の搬送路の上方に配置された記録ヘッドと、そのノズル（吐出口）と、記録媒体の位置関係を模式的に示す平面図である。図７は、記録媒体に画像が形成されている途中の状態を模式的に示す平面図である。図８は、図７の一部を拡大して示す拡大図である。

搬送ユニット４０（図１等参照）によって矢印Ａ方向に搬送中の記録媒体Ｐ（ロール紙又はカット紙）には、この搬送方向と直交する方向（本発明にいう交差方向の一例であり、矢印Ｂ方向である）に延びるラスタ形成領域Ｌ１〜Ｌ６が仮想的に定められている。これらのラスタ形成領域Ｌ１〜Ｌ６は、いずれも搬送方向に沿って一定の順序で繰り返し並んでいる。ここでは、各ラスタ形成領域Ｌ１〜Ｌ６は、いずれも５ラスタ領域分の間隔を介して繰り返すように設定されている。例えば、２本のラスタラインＬ６の間には、５本のラスタラインＬ５，Ｌ３，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４が設定され、２本のラスタラインＬ５の間には、ラスタラインＬ３，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６が設定されている。なお、図６では、隣接するラスタ形成領域（例えば、Ｌ５とＬ３）の境界線を二点鎖線で表しているが、実際にはこのような境界線が記録媒体Ｐに描かれているわけではない。また、１本のラスタ形成領域は、１ラスタ分の画像データに基づいて記録される画像の領域である。なお、説明のために、図では各ラスタ形成領域Ｌ１〜Ｌ６を目視できるように描いているが、実際は、非常に細い幅の領域であるので１本のラスタ領域は目視しにくい。

１本のラスタ形成領域は、１つのノズルから吐出された１つのインク滴で記録される画像（以下、ドットともいう）が形成される記録媒体上の１つの領域（画素）が、上記の直交方向（矢印Ｂ方向）に複数個配置されたものである。１本のラスタ形成領域への記録は、６つの記録ヘッドＫ１〜Ｋ６のうち、いずれか１つの記録ヘッドが担当する。１つのラスタラインの記録を担当する１つの記録ヘッドは、そのノズル列を形成する複数のノズルのうち、画像データに基いて選択されたノズルからインクを同時に吐出し、１つのラスタ形成領域への記録を行う。

各ラスタ形成領域Ｌ１〜Ｌ６の記録を、６つの記録ヘッドＫ１〜Ｋ６の中のどの記録ヘッドにて担当させるかは自由に設定可能である。ここでは、ラスタ形成領域Ｌ１の記録は記録ヘッドＫ１が担当し、ラスタ形成領域Ｌ２の記録は記録ヘッドＫ２が担当する。以下同様に、ラスタ形成領域Ｌ３の記録は記録ヘッドＫ３が担当し、ラスタ形成領域Ｌ４の記録は記録ヘッドＫ４が担当し、ラスタ形成領域Ｌ５の記録は記録ヘッドＫ５が担当し、ラスタ形成領域Ｌ６の記録は記録ヘッドＫ６が担当するものとする。従って、各記録ヘッドは、搬送中の記録媒体のうち、担当するラスタ形成領域がその記録ヘッドの真下に到達したときにそのラスタ領域に向けてインクを吐出する。つまり、搬送中の記録媒体Ｐのラスタ形成領域Ｌ１が記録ヘッドＫ１の真下に到達したときに、記録ヘッドＫ１のノズル列からラスタ形成領域Ｌ１に向けてインクが吐出される。また、ラスタ形成領域Ｌ２が記録ヘッドＫ２の真下に到達したときには、記録ヘッドＫ２のノズル列からラスタ形成領域Ｌ２に向けてインクが吐出される。ラスタ形成領域Ｌ３〜Ｌ６への記録についても同様である。

記録装置１０に備えられた６つの記録ヘッドＫ１〜Ｋ６は、図６や図７に示すように、上記の直交方向（矢印Ｂ方向）に延びているものである。各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６には、複数のノズル（図では黒丸で表し、Ｋ１ａやＫ６ａなどで示す）が矢印Ｂ方向に一列に並んでノズル列を構成している。各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６のノズル列を構成しているノズルからは、記録ヘッド制御回路１１２（図５参照）が制御されることにより画像データに応じて選択的にインクが吐出される。

なお、上記の例では、１列のノズル列が１つの記録ヘッドに形成された例を挙げたが、６列のノズル列が形成された１つの記録ヘッドを使用してもよく、また、２列のノズル列が形成された１つの記録ヘッドを３個使用しても良い。

ところで、上述のように、記録媒体に記録される画像の記録データは、ＣＰＵ１０１で複数のラスタの記録データに分割される。ここでいうラスタとは、一列に並んだ各画素（ラスタ形成領域）にインク滴を吐出して形成した画像（ドット）の集合をいい、一般には、ドットが横方向に（ここでは記録媒体の搬送方向に直交する方向に）１列に並んだものをいう。

また、以下に記載されるラスタ分割とは、画像を構成する複数のラスタそれぞれの画像データをいずれか１つの記録ヘッドＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５またはＫ６に対応させることをいう。ここでは、ＣＰＵ１０１でラスタ分割を実行し、６つの記録ヘッドＫ１〜Ｋ６で描画するデータとしてイメージメモリ１０６に割り当てる。なお、ホスト装置１１から記録装置１０に画像データを送る際に、ホスト装置１１のドライバー（図示せず）等でラスタ分割した画像データを記録装置１０に送るように構成しても良い。

ここで、上記構成を有する記録装置によって、図７に示す「ＦＴ」という画像を記録ヘッドＫ１〜Ｋ６で形成する場合を説明する。
画像「ＦＴ」は、図７に示すように、矢印Ｂ方向に並んだ一列の画素の記録領域（ラスタ形成領域）に分割されるようにＣＰＵ１０１でラスタ分割されている。各ラスタの記録データ（以下ラスタデータと称す）は、６つの記録ヘッドＫ１〜Ｋ６の中のいずれか１つの記録ヘッドで記録されるデータとしてイメージメモリ１０６に割り当てられている。そして、記録媒体Ｐ上の仮想のラスタ形成領域Ｌ１〜Ｌ６それぞれが対応する記録ヘッドＫ１〜Ｋ６の真下（ノズル列の真下）に到達するタイミングで各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６のノズル列からインクが吐出される。

図７に示す状態では、記録ヘッドＫ１の真下にラスタ形成領域Ｌ１が到達している。この際、記録ヘッドＫ６の真下にもラスタ形成領域Ｌ６が到達しているので、記録ヘッドＫ１とＫ６とからインクが吐出される。これに対し、他の記録ヘッドＫ２，Ｋ３，Ｋ５のノズル列の真下には、各記録ヘッドに対応しない領域が到達している。つまり、記録ヘッドＫ２の真下にはラスタ形成領域Ｌ６が到達し、記録ヘッドＫ３の真下にはラスタ形成領域Ｌ１が到達し、記録ヘッドＫ４の真下にはラスタ形成領域Ｌ６が到達し、記録ヘッドＫ５の真下にはラスタ形成領域Ｌ１が到達している。従って、記録ヘッドＫ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５からはインクが吐出されない。

記録媒体Ｐの搬送に伴って、記録ヘッドＫ１〜Ｋ６のノズル列の真下に到達するラスタ形成領域は時々刻々と変化するが、ＣＰＵ１０１は、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６毎に、対応するラスタ形成領域が到達したか否かを判断し、インクの吐出を行う。ラスタ形成領域へのインクの吐出は、１ラスタ分の記録データに基づいていずれのノズルからインクを吐出させるかが制御される。すなわち、ここでいう記録データとは、ノズルからインクを吐出させるための吐出データと、インクを吐出させないデータ（非吐出データ）とを含んだデータであり、ノズルからのインク吐出は、吐出データによって行われる。

また、本実施形態における記録装置には、記録ヘッド内に存在する不吐出ノズルを検出するため、各記録ヘッドＫ１の側方に不良ノズル検出装置（吐出性能検出手段）が設けられている。
この不良ノズル検出装置は、記録ヘッドＫ１の両側部（記録媒体搬送方向における上流側側部および下流側側部）に設けた発光部Ｓ１および受光部Ｓ２（図５参照）と、これらが接続されるＣＰＵ１０１とにより構成されている。発光部Ｓ１および受光部（光センサ）Ｓ２は、記録ヘッドＫ１の各ノズルに対応して配列された発光素子および受光素子を有している。各発光素子は、各ノズルが担当する画素に向けて光を発し、各受光素子は対応する各発光素子から発せられた各画像からの反射光を受光し、その受光量に応じた出力をＣＰＵ１０１へ送出するようになっている。

不良ノズルを検出する場合には、まず、検出しようとする記録ヘッドの全てのノズルを駆動して搬送方向に延びる画像（ベタ画像パターン）を記録媒体に形成する。次に、画像の形成された記録媒体を逆送し、発光素子からの光を画像に照射し、その反射光を受光素子で受光する。この際、各ノズルのインク滴が適正に着弾していれば、各発光素子から発せられた光が受光部に達する光量は少量となり、各受光素子の出力は所定の閾値以下となる。これに対しノズル列の中に、インク滴を適正位置に着弾させることができない不良ノズルが存在した場合には、不良ノズルに対応するカラム領域にインクが付着せず、発光素子からの光は記録媒体で反射されて受光素子に入射する。このため、受光素子の出力は所定の閾値を超える値となる。従って、ＣＰＵ１０１は、各受光素子からの出力が閾値以下であるか否かを判断し、各ノズルが適正な吐出状態にあるか否かを判断する。なお、この検出動作を各記録ヘッドに対して繰り返し行うことにより、全ての記録ヘッドにおける不吐出の検出を自動的に行うことができる。

なお、不良ノズルの検出方法としては、本実施形態のように、各記録ヘッドに設けた発光部Ｓ１および受光部Ｓ２などを用いて自動的に検出を行うものに限らず、その他の方法によって検出することも可能である。例えば、各記録ヘッド毎に、記録媒体上の異なる位置にベタ記録を行ってテストパターンを記録し、そのテストパターンの記録結果を目視で確認することにより、不吐出ノズルを判断することも可能である。また、記録装置とは別個に設けた光学センサにより各記録ヘッドで形成された記録結果を検出することで不良ノズルを判断することも可能である。上記のような不良ノズルの検出は、記録装置を使用するユーザ側で行うことも可能であるが、出荷時に製造者側で予め検出しておき、その結果を制御系のＲＡＭなどに格納しておくことも可能である。

次に、図９〜図１２を参照しつつ、不吐出ノズルが存在することによる記録品位の低下について説明する。
まず、記録媒体上に設定される画素とこれに記録されるドットとの関係を説明する。本実施形態において、１画素とは、ノズルから吐出される１個のインク滴を着弾させる記録媒体上に仮想的に設定した正方形の領域を意味する。この画素の密度が６００dpi×６００dpiの場合（dpi: dot per inch）、この画素の一辺の長さは約４２．３μｍとなる。これに対し、記録ヘッドから吐出されたインク滴は着弾した際に円形に画像（ドット）を形成する。従って、この１画素（Ａ１）を１回のインク吐出（１個のインク滴）によって確実に塗り潰すためには、図９のＡ２に示すような直径約６０μｍのドットを形成する必要がある。

上記のようなドットと画素との関係を前提として、次に、記録する領域が連続している際に、不吐出ノズルにより記録不良が発生した場合の画像の低下について図１０を参照しつつ説明する。
図１０に示す記録画像（Ａ３）は、３本の記録ヘッド用いて縦３個×横３個の合計９個の画素に連続した画像を形成する際に、３本の記録ヘッドの中の１本の記録ヘッドに１つの不吐出ノズルが含まれていた場合に形成される記録画像を示している。この場合、記録画像（Ａ３）の中には、画像が形成されない領域（Ａ４）が形成される。但し、図１０の示す画像は、図９に示すように１回のインク吐出で形成される画像（ドット）の領域の方が、画素の領域より大きく設定されているため、不吐出ノズルによって画像が形成されなかった領域（Ａ４）は、画素（Ａ１）よりも小さくなる。このため、図１０に示すような領域（Ａ４）が形成されても、記録品位の低下は最小限に抑えることができる。

しかしながら、隣接するラスタの記録を担当する複数本の記録ヘッドにおいて、用紙搬送方向に隣接する複数の画素への記録を担当するノズルが不吐出となった場合には、隣接する複数の画素に連続して画像(ドット)が形成されない状態となる。図１１は、用紙搬送方向に隣接する２個の画素にドットが記録されない状態を示している。この画像が形成されない領域（Ａ６）は、図１０に示すように、１個の不吐出ノズルのみが発生している場合に形成される領域（Ａ４）に比べて、２倍以上の領域となり、記録品位を著しく低下させる原因となる。

そこで本実施形態では、用紙搬送方向に隣接する画素への記録を担当するノズルが不吐出ノズルの場合、各不吐出ノズルの担当する画素が用紙搬送方向に連続しないように、複数の記録ヘッドの吐出順序を予め設定した基準の吐出順序とは異なる吐出順序に変更する。この吐出順序の変更は、前述の不吐出ノズル検出装置から得られた各ノズルの吐出性能を表す情報に基き、ＣＰＵ１０１が行う。すなわち、ＣＰＵ１０１は、本発明における吐出順序変更手段としても機能する。

図１２は、連続してインク吐出動作を行う２つの記録ヘッドのぞれぞれに不吐出ノズルが存在し、その不吐出ノズルの担当する画素が用紙搬送方向に隣接する画素であった場合に、この２つの記録ヘッドの吐出順を変更して記録した画像の一例を模式的に示している。図示のように、画像内には、２つの不吐出ノズルによって画像（ドット）が形成されない領域（Ａ８a）と（Ａ８ｂ）とが形成される。しかし、これらの領域の間には他の記録ヘッドの適正な吐出性能を有するノズルによって記録された画像（ドット）が介在し、これによって前記の領域（Ａ８ａ）と（Ａ８ｂ）とが分割された状態となっている。つまり、画像の形成されない領域（Ａ８ａ）と（Ａ８ｂ）とはいずれも図１０に示す領域（Ａ４）と同様の小領域になることから、これらの領域が記録された画像に及ぼす影響は小さく、記録品位の低下は抑えられる。

次に、不吐出ノズルの存在する記録ヘッドによって形成される画像を、図１３ないし図１５を用いてより具体的に説明する。
図１３に示すように、１つの記録ヘッドＫ１に１つの不吐出ノズルＫ１ｂが発生した場合、不吐出ノズルＫ１ｂによって記録されるはずであった画像領域（画素）Ｋ１ｃは記録されない。このため、図１３に示すように、６ラスタライン毎に画像が形成されていない画素Ｋ１ｃを含んだ画像「Ｆ」が形成されることとなる。しかし、記録されない領域Ｋ１ｃの用紙搬送方向（矢印Ａ方向）において隣接する画素Ｋ２ｃ、Ｋ３ｃには、正常にドットが記録されているので、記録されない領域Ｋ１ｃは分散した状態となり、実際の記録画像への影響は少ない。

一方、用紙搬送方向に隣り合う２個の画素を担当するノズルが不吐出ノズルであった場合に形成される画像は、図１４および図１５に示すようになる。

図１４は、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６が用紙搬送方向における配列順序に従ってインク吐出を行う、従来の制御を実施した場合に形成される画像を示している。ここでは、記録ヘッドＫ１に不吐出ノズルＫ１ｂが発生すると共に、記録ヘッドＫ２に不吐出ノズルＫ２ｂが発生し、記録ヘッドの吐出順がＬ１−Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４−Ｌ５−Ｌ６（以降繰り返し）であった場合を考える。この場合、画素Ｋ１ｃに加え、これに隣接する画素Ｋ２ｃも記録されず、図１４に示すように連続した空白の画素を含んだ画像「Ｆ」が形成されてしまう。このように、不吐出ノズルによって記録されない画素が連続した場合には、画像への影響が大きくなり記録品位が低下するという問題が生じる。

これに対し、本実施形態による図１５では、搬送方向において隣り合う２個の画素への記録を担当するノズルが不吐出ノズルである場合には、その不吐出ノズルを含む記録ヘッドを、予め設定した基準の吐出順序とは異なる吐出順序に変更する。
いま、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６に設定されている基準の吐出順序がＬ６−Ｌ４−Ｌ２−Ｌ１−Ｌ３−Ｌ５であり、記録ヘッドＫ１の不吐出ノズルＫ１ｂと記録ヘッドＫ２ｂの不吐出ノズルＫ２ｂとが隣接していたとする。この場合、当初設定された基本的な吐出順序で記録を行えば、不吐出ノズルＫ１ｂとＫ２ｂとによって、搬送方向に隣接する２個の画素がいずれも記録されないこととなる。しかし、本実施形態では、各記録ヘッドＫ１〜Ｋ６の吐出順序を、前述の基本的な吐出順序からＬ２−Ｌ６−Ｌ４−Ｌ１−Ｌ３−Ｌ５（以降繰り返し）に変更する。すなわち、不吐出ノズルを含んだ記録ヘッドＫ２とＫ１の吐出順序が連続しないように吐出順序を変更する。これによって、不吐出ノズルＫ１ｂとＫ２ｂとによって記録されない領域Ｋ１ｃとＫ２ｃとが隣り合うことはなくなり、これらの領域が記録画像に及ぼす影響を軽減することができる。

以上のように、本実施形態では、連続した領域に展開されたモノクロ画像データを、複数本（図では６本）のブラックの記録ヘッドを用いて、１ラスタ単位で分担して記録する。このため、各記録ヘッドに設けられた各ノズルの固有の吐出性能（例えば、不吐出など）が、用紙搬送方向において連続して画像に影響を与えることはなくなり、各ノズルの吐出性能は複数のラスタ毎に分散されるため、画質は飛躍的に向上する。すなわち、１本の記録ヘッドを用いて画像を形成する場合、不吐出ノズルが存在するとその不吐出ノズルの担当する用紙搬送方向の画像形成領域の全てが記録されず、画像品質は大幅に低下する。これに対し、本実施形態では記録ヘッド内に不吐出ノズルが存在しても、記録されない小領域が複数ラスタ毎に発生するのみで、画像品質の低下を招くことはなくなる。

さらに、用紙搬送方向に隣接する画素への記録を担当するノズルがいずれも不吐出ノズルであった場合には、記録ヘッドの吐出順を変更するため、記録されない画素が連続するのを回避することができ、不吐出ノズルによる画像への影響を分散することができる。従って、本実施形態における記録ヘッドの吐出順序の変更は、記録ヘッド内のノズルに偶発的に発生する吐出不良に対する画像品質上の対策として、優れた効果を発揮することとなり、記録装置としての信頼性を大幅に向上させることとなる。

また、各記録ヘッドのインク吐出動作は、基準の吐出順序で記録を行う場合、及び不吐出ノズルの存在によって吐出順序を変更した場合のいずれにおいても、常に一定の時間間隔（図では５本の記録ヘッドが行うインク吐出動作分の時間間隔）を置いて繰り返される。このため、複数本の記録ヘッドを用紙搬送方向に並設する構成の大きな利点の一つである記録速度の高速化が損われることもなく、優れた記録処理能力を得ることができる。

なお、上記実施形態では、不吐出ノズルを検出対象とし、その検出結果に応じて記録ヘッドの吐出順を変更する例を挙げたが、不吐出ノズル以外の吐出不良を発生させるノズルを検出し、その結果に応じて記録ヘッドの吐出順を変更しても良い。例えば、インク滴の吐出方向のずれにより、記録媒体におけるインク滴の着弾位置が前後左右にずれる「着弾ヨレ」や、インク滴の大きさのばらつきによる「記録ムラ」等の吐出性能を有するノズル（不良ノズル）を検出対象とすることも可能である。この場合も、不良ノズルが用紙搬送方向において連続するときには、その不良ノズルを含んだ記録ヘッドの吐出順を変更し、記録されない領域（画素）が用紙搬送方向に連続しないようにする。これにより、不良ノズルによる画像品質に影響を軽減することができる。

また、ドットと画素との関係は、図９に示すようにドットが画素を完全に塗りつぶすような関係に限らず、ドットが画素内に含まれるような関係（ドットが画素を完全に塗りつぶさないような関係）で記録を行う場合にも、本発明は有効である。

さらに、上記実施形態では、不吐出ノズルが存在しない場合の複数の記録ヘッドの吐出順序を想定した基準の吐出順序が、Ｋ６，Ｋ４，Ｋ２，Ｋ１，Ｋ３，Ｋ５である場合を示した。しかし、この基準の吐出順序は、上記の例に限定されるものではなく、各記録ヘッドが一定の周期で繰り返し吐出を実行する順序であれば、いかなる順序であっても良い。つまり、本発明は、記録画像に悪影響を及ぼす吐出性能を有する複数のノズルが、用紙搬送方向において互いに隣接する画素を担当しないように、記録ヘッドの吐出順を定める制御を実施することを特徴としている。従って、本発明において定められる基準の吐出順序は、記録ヘッドの配列順序や基本的な吐出順序などに拘わりなく設定可能である。

また、上記実施形態では、同一色のインクを吐出する複数の記録ヘッドに、それぞれ１つのノズル列を形成した場合を例に採り説明したが、１つの記録ヘッド内に複数のノズル列を配した構成を採ることも可能である。さらに、本発明は、同一色のインクを複数のノズル列から吐出するものに適用可能であり、使用するインクの色はブラックに限定されない。従って、複数色のインクそれぞれを複数本の吐出口列で吐出させることにより、カラー画像を形成する場合にも本発明は適用可能である。

本発明が適用された画像形成装置の一例であるプリントモジュールが組み込まれたフルライン型のインクジェット記録装置の概略構成を示す正面図である。 図１に示す記録装置の概略構成を示す斜視図である。 記録ヘッドユニットとインク供給ユニットを接続したインク供給チューブとインク回帰チューブとを示す斜視図である。 記録ヘッドユニットとインク供給ユニットとの間に設けられるインク流路を示す模式図である。 図１に示す記録装置の制御系の構成を示すブロック図である。 記録媒体の搬送路の上方に配置された記録ヘッドと、そのノズル（吐出口）と、記録媒体の位置関係を模式的に示す平面図である。 記録媒体に画像が形成されている途中の状態を模式的に示す平面図である。 図７の一部を拡大して示す拡大図である。 １つのインク滴において塗り潰さなければならない領域（画素）と、この１画素を１回のインク吐出によって確実に塗り潰すために形成されるべきドットの径を模式的に示す平面図である。 不吐出ノズルが発生した際の画像への影響を模式的に示す平面図である。 不吐出ノズルによる画像形成が用紙搬送方向に連続して発生した際の画像への影響を模式的に示す平面図である。 本実施形態において、記録ヘッドの吐出順を変更した際の画像への影響を模式的に示す平面図である。 図３に示す記録ヘッドのうち、１つの記録ヘッドに１つの不吐出ノズルが発生した状態で、記録媒体に画像を形成した状態を模式的に示す平面図である。 用紙搬送方向において隣接する画素の記録を担当する２つのノズルが不吐出ノズルとなっている状態で記録を行った際に形成される画像を模式的に示す平面図である。 用紙搬送方向において隣接する画素の記録を担当するノズルが不吐出ノズルである場合に、本実施形態の記録ヘッドの吐出順の変更制御を実施することによって形成される画像を模式的に示す平面図である。

符号の説明

Ｋ１〜Ｋ６ 記録ヘッド
Ｌ１〜Ｌ６ ラスタ形成領域
Ｐ 記録媒体
Ａ１ 画素
Ａ２ ドット
Ａ３ 画像が形成されない領域
Ａ６ 用紙搬送方向に画像が連続して形成されない領域
Ａ８ａ，Ａ８ｂ 画像が形成されない領域
２０ 記録ヘッドユニット
４２ 搬送ベルト
１００ 制御系
１０１ ＣＰＵ
１１２ 記録ヘッド制御部

Claims (13)

1. インク滴を吐出する複数のノズルを記録媒体の搬送方向と交差する交差方向に配置してなるノズル列を、前記搬送方向に沿って複数備え、前記複数のノズル列のインク吐出動作を一列ずつ順次に行うことにより、前記記録媒体の前記交差方向に設定される複数のラスタ形成領域に順次に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
   前記複数のノズル列の吐出順序を、前記各ノズル列に含まれる各ノズルの吐出性能に応じて変更する吐出順序変更手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記ラスタ形成領域は、１つのノズルから吐出されるインク滴によって記録される記録媒体上の領域である画素を前記交差方向に複数個配置した領域であ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装置。
3. 前記各ノズルの吐出性能を検出する吐出性能検出手段をさらに有し、
   前記吐出順序変更手段は、前記吐出性能検出手段によって検出された各ノズル列における各ノズルの吐出性能に基づき、前記各ノズル列の吐出順序を変更することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記吐出性能検出手段は、前記各ノズル列の各ノズルが記録を担当する各画素からの光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する光センサと、前記光センサの出力に基づき前記各ノズルの吐出性能を判断する判断手段とを有する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. 前記吐出順序変更手段は、前記各ノズル列に含まれる各ノズルの吐出性能に応じて、前記複数のノズル列の吐出順序を、予め定めた基準の吐出順序から該基準の吐出順序とは異なる吐出順序に変更することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記吐出順序変更手段は、前記ノズル列の吐出順序を予め定めた基準の吐出順序としたとき、前記搬送方向において隣接する複数の画素への記録を担当する複数のノズルが所定の吐出性能を満たさない不良ノズルである場合に、前記不良ノズルを含んだノズル列の吐出順序を、前記基準の吐出順序とは異なる他の吐出順序に変更することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記基準の吐出順序は、前記交差方向における各ノズル列の配列順序と同一に定められている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装置。
8. 前記基準の吐出順序は、前記交差方向における各ノズル列の配列順序と異なる順序に定められていることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記他の吐出順序は、前記不良ノズルを含んだノズル列によって記録される前記ラスタ形成領域が、前記搬送方向において隣接しない領域となるような吐出順序であることを特徴とする請求項６または８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記不良ノズルとは、前記画素に対してインク滴を着弾させることができないノズルであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
11. 前記不良ノズルとは、インク滴を吐出できない不吐出ノズルを含むことを特徴とする特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
12. 前記不良ノズルとは、インク滴を予め定めた方向に吐出できない不良ノズルを含むことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
13. インク滴を吐出する複数のノズルを記録媒体の搬送方向と交差する交差方向に配置してなるノズル列を、前記搬送方向に沿って複数備え、前記複数のノズル列のインク吐出動作を一列ずつ順次に行うことにより、前記記録媒体の前記交差方向に設定される複数のラスタ形成領域に順次に画像を記録するインクジェット記録方法であって、
    前記複数のノズル列の吐出順序を、前記各ノズル列に含まれる各ノズルの吐出性能に応じて変更することを特徴とするインクジェット記録方法。

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