JP2009012392A - 液体吐出装置、液体吐出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷時間を短縮すること
【解決手段】液体を吐出する複数のノズルと、液体が吐出されるべき時に吐出不良が発生する不良ノズルを検出するセンサと、前記不良ノズルから正常に液体が吐出されるように、前記不良ノズルを回復させる回復機構と、前記不良ノズルが検出された際に、前記回復機構により前記不良ノズルを回復させた後に液体を吐出する方法と、前記不良ノズルを回復させずに、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する方法とを比較し、処理時間が短い方の方法で液体を吐出する制御部と、を備える液体吐出装置。
【選択図】図９

Description

本発明は、液体吐出装置、及び、液体吐出方法に関する。

液体吐出装置の１つとして、紙や布、フィルムなどの各種媒体にノズルからインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタが知られている。近年、インクジェットプリンタの中でも、媒体の搬送方向と交差する方向に沿った紙幅の長さのノズル列を有するラインヘッドプリンタの開発が行われている。

ところで、インクジェットプリンタでは、インクの増粘やゴミの付着などにより、インクが正常に吐出されない吐出不良が発生することがある。吐出不良を発生する不良ノズルが検出された場合に、不良ノズルから正常にインクが吐出されるように、フラッシングやポンプ吸引などのクリーニング方法が提案されている。（特許文献１）
特開２００３−１１８１３３号公報

しかし、クリーニング作業中は、印刷が一時中断されるため、クリーニングを行うことで、印刷時間（処理時間）が余分にかかってしまう。

そこで、本実施形態では、印刷時間を短縮することを目的とする。

課題を解決するための主たる発明は、液体を吐出する複数のノズルと、液体が吐出されるべき時に吐出不良が発生する不良ノズルを検出するセンサと、前記不良ノズルから正常に液体が吐出されるように、前記不良ノズルを回復させる回復機構と、前記不良ノズルが検出された際に、前記回復機構により前記不良ノズルを回復させた後に液体を吐出する方法と、前記不良ノズルを回復させずに、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する方法とを比較し、処理時間が短い方の方法で液体を吐出する制御部と、を備える液体吐出装置である。

本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。

＝＝＝開示の概要＝＝＝
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかとなる。

すなわち、液体を吐出する複数のノズルと、液体が吐出されるべき時に吐出不良が発生する不良ノズルを検出するセンサと、前記不良ノズルから正常に液体が吐出されるように、前記不良ノズルを回復させる回復機構と、前記不良ノズルが検出された際に、前記回復機構により前記不良ノズルを回復させた後に液体を吐出する方法と、前記不良ノズルを回復させずに、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する方法とを比較し、処理時間が短い方の方法で液体を吐出する制御部と、を備える液体吐出装置を実現すること。
このような液体吐出装置によれば、処理時間を出来る限り短くすることができる。

かかる液体吐出装置であって、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する場合、前記不良ノズルが割り当てられた画素に対して、正常に液体が吐出される他のノズルから液体が吐出されること。
このような液体吐出装置によれば、不良ノズルを使用しない場合においても、ドット抜けによる画像劣化を防止することができる。

かかる液体吐出装置であって、複数のノズルを有するノズル群が複数あり、前記制御部は、前記不良ノズルが検出された際に、前記回復機構により前記不良ノズルを回復させた後に液体を吐出する方法と、前記不良ノズルを回復させずに、前記不良ノズルが検出された前記ノズル群を使用しないで液体を吐出する方法と、を比較すること。
このような液体吐出装置によれば、処理時間を出来る限り短くすることが出来る。

かかる液体吐出装置であって、媒体を搬送方向に搬送する搬送機構を備え、複数の前記ノズル群は前記搬送方向に並んで配置され、前記不良ノズルが検出された前記ノズル群を使用しないで液体を吐出する場合に、前記搬送方向に並ぶ画素ごとに、前記不良ノズルが検出されなかった前記ノズル群が順に割り当てられること。
このような液体吐出装置によれば、あるノズル群が液体を吐出してから次の液体を吐出するまでの時間を出来る限り長く確保することができ、その間にあるノズルは次の液体を吐出する準備ができるため、媒体の搬送速度を出来る限り速くすることができる。その結果、処理時間を短くすることが出来る。また、ノズル群を均等に使用することができる。

かかる液体吐出装置であって、前記制御部は、前記回復機構により前記不良ノズルを回復させる時間に、全ての前記複数のノズルを用いて液体を吐出する時間を加えた時間と、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する時間とを比較すること。
このような液体吐出装置によれば、処理時間が短くなる液体吐出方法を決定することができる。

かかる液体吐出装置であって、前記回復させた後に液体を吐出する方法と、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する方法とを比較し、処理時間が等しい場合には、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出すること。
このような液体吐出装置によれば、回復機構による液体の消費を削減することができる。

また、液体を吐出する複数のノズルと、液体が吐出されるべき時に吐出不良が発生する不良ノズルを検出するセンサと、前記不良ノズルから正常に液体が吐出されるように、前記不良ノズルを回復させる回復機構とを備える液体吐出装置にて、前記センサにより不良ノズルの有無を検査するステップと、前記不良ノズルが検出された際には、前記回復機構により前記不良ノズルを回復させた後に液体を吐出する方法と、前記不良ノズルを回復させずに、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する方法とを比較し、処理時間が短い方の方法を決定するステップと、決定した方法により液体を吐出するステップと、を有する液体吐出方法を実現すること。
このような液体吐出装置によれば、処理時間を出来る限り短くすることができる。

＝＝＝ラインヘッドプリンタ＝＝＝
以下、液体吐出装置をインクジェットプリンタとし、また、インクジェットプリンタの中のラインヘッドプリンタ（プリンタ１）を例に挙げて実施形態を説明する。

図１は、本実施形態のプリンタ１の全体構成ブロック図である。図２は、プリンタ１の断面図である。外部装置であるコンピュータ６０から印刷データを受信したプリンタ１は、コントローラ１０により、各ユニット（搬送ユニット２０、ヘッドユニット３０）を制御し、用紙Ｓに画像を形成する。また、プリンタ１内の状況を検出器群４０が監視し、その検出結果に基づいて、コントローラ１０は各ユニットを制御する。

コントローラ１０は、プリンタ１の制御を行うための制御ユニットである。インターフェース部１１は、外部装置であるコンピュータ６０とプリンタ１との間でデータの送受信を行うためのものである。ＣＰＵ１２は、プリンタ１全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリ１３は、ＣＰＵ１２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。ＣＰＵ１２は、メモリ１３に格納されているプログラムに従ったユニット制御回路１４により各ユニットを制御する。

搬送ユニット２０は、用紙Ｓを印刷可能な位置に送り込み、印刷時、搬送方向に所定の搬送量で用紙Ｓを搬送させるためのものであり、給紙ローラ２１と、搬送モータ（不図示）と、搬送ローラ２３と、プラテン２４と、排紙ローラ２５とを有する。給紙ローラ２１を回転させ、印刷すべき用紙Ｓを搬送ローラ２３まで送る。

ヘッドユニット３０は、用紙Ｓにインクを吐出するためのものであり、４個のヘッド３１（ノズル群）を有する。ヘッド３１の下面には、インク吐出部であるノズルが複数設けられ、各ノズルには、インクが入ったインク室（不図示）が設けられている。用紙Ｓは搬送ユニット２０により一定速度で停まることなく搬送され、用紙Ｓがヘッドユニット３０の下を通る間に、各ノズルからインクが断続的に吐出される。その結果、用紙Ｓ上には搬送方向に沿った複数のドットからなるドット列が形成され、これらのドット列により画像が構成される。

〈ノズル面について〉
図３Ａは、ヘッドユニット３０の下面のノズル配列を示す図である。ヘッドユニット３０は４個のヘッド３１を有し、搬送方向の下流側から順に、第１ヘッド３１（１）・第２ヘッド３１（２）、第３ヘッド３１（３）、第４ヘッド３１（４）とする。

各ヘッド３１の下面には紙幅方向に沿ったノズル列が４列形成され、下流側から順に、イエローインクノズル列Ｙ・マゼンタインクノズル列Ｍ・シアンインクノズル列Ｃ・ブラックインクノズル列Ｋとなっている。

各ノズル列はノズルをｎ個ずつ備えており、ｎ個のノズルは紙幅方向に一定の間隔Ｄで整列している。例えば、プリンタ１がＡ４サイズ紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）を全面印刷可能とし、Ａ４サイズ紙の長辺２９７ｍｍが紙幅方向に沿うように印刷されるとすると、ノズルは紙幅方向に２９７ｍｍ以上（印刷対象の幅以上）の長さに亘って並んでいる。また、各ノズル列において、紙幅方向の右側（ヘッドユニット３０を下面から見た際の右側）のノズルほど若い番号が付されている（＃ｉ＝１〜ｎ）。

なお、本実施形態では、ノズル間隔Ｄを１６００ｄｐｉとする。また、各ヘッド３１のノズル列は紙幅方向にずれることはなく、例えば、各ノズル列の最も右側のノズル＃１は搬送方向に沿って並んでいる。そのため、本実施形態のプリンタ１の紙幅方向における最高解像度は１６００ｄｐｉとなる。

図３Ｂ及び図３Ｃは、ノズル配列の参考例を示す図である。本実施形態のノズル列では、ノズルが、紙幅方向に高密度（１６００ｄｐｉ）に長い領域に亘って（Ａ４サイズの長辺程度）並んでいる。但し、ノズル間隔やノズル列の長さは、製造上の問題により制限される可能性がある。

例えば、図３Ｂに示すように、製造可能な最小ノズル間隔Ｄ１が４００ｄｐｉである場合、４列のノズル列（Ｙ１〜Ｙ４）を紙幅方向に等間隔Ｄ（１６００ｄｐｉ）にずらすことで、ノズルを紙幅方向に高密度に配置することができる。

また、図３Ｃに示すように、製造可能な最長ノズル列長さＤ２が１インチであり、且つ、ノズル列からヘッド３１の上流端部（または下流端部）の間隔Ｄ３がノズル間隔Ｄ以上である場合、複数のヘッドを千鳥に配列する。そして、紙幅方向に上流側のヘッド３１Ａの最下流ノズルと下流側のヘッド３１Ｂの最上流ノズルとの間隔がノズル間隔Ｄとなるように、２つのヘッド３１Ａ・３１Ｂを配置する。そうすることで、ノズルを紙幅方向に長い領域に亘って配置することができる。

〈インクの吐出方法〉
図４は、ノズルからインクを吐出させるための駆動信号ＤＲＶを示す図である。駆動信号ＤＲＶは繰返し周期Ｔ内に駆動パルスＷを１つ有する。そして、各ノズルには、駆動素子（発熱素子）に駆動信号ＤＲＶを印加または遮断するスイッチ（不図示）が設けられている。駆動パルスＷを駆動素子に印加するか、遮断するかは、スイッチ制御信号ＳＷにより決定する。あるノズル＃ｉに対するスイッチ制御信号ＳＷ（ｉ）が「１」であれば駆動素子に駆動パルスＷが印加され、スイッチ制御信号ＳＷが「０」であれば駆動パルスＷは遮断され、駆動素子に駆動パルスＷは印加されない。

例えば、駆動素子がピエゾ素子であり、ピエゾ方式でインクが吐出される場合、駆動パルスＷが各ノズルに設けられたピエゾ素子に印加されることで、インクが入ったインク室の容量が変化し、インクが吐出される。この他、サーマル方式でインクが吐出される場合には、駆動パルスＷが各ノズルに設けられた発熱素子（ヒーター）に印加されることで、インク室内のインクを気化させ、その際に発生した気泡によりインクが吐出される。

そして、本実施形態では、駆動パルスＷが駆動素子（発熱素子）に印加される、または、印加されない期間が、繰返し周期Ｔ内における吐出期間ｔａとする。この吐出期間ｔａにてインクが吐出されるため、ある１つの画素がノズル＃ｉに割り当てられた場合、ノズル＃ｉは、少なくとも吐出期間ｔａ、ある１つの画素と対向している必要がある。

なお、「画素」とは、画像を構成する単位領域であり、画素が２次元的に並ぶことにより画像が構成される。本実施形態では、「搬送方向×紙幅方向の解像度」が「１６００ｄｐｉ×１６００ｄｐｉの解像度」で印刷されるとする。この場合、１つの画素は「１／１６００インチ×１／１６００インチ」の大きさとなる。

また、繰返し周期Ｔ内において、吐出期間ｔａの後には、駆動パルスＷを有さない安定期間ｔｂが設けられている。仮に、ノズル＃ｉを用いてドットを形成した直後に、安定期間ｔｂを置かずに、再びノズル＃ｉを用いてドットを形成すると、正確にドットを形成することができない。なぜなら、インクを吐出した直後は、インク室内のインク容量が減ってしまっているからである。インク吐出直後、即ち、インクタンクからインク室内にインクが供給される前に、ノズル＃ｉから再びインクを吐出させようとしても、正確な量のインクが吐出されないおそれがある。また、インク吐出直後は、ノズルのメニスカス(外部に露出しているインクの自由表面)が振動しているおそれがある。そうすると、正確な量のインクが吐出されない。

即ち、ノズル＃ｉからインクを吐出してから、次にインクを吐出するまでの間に、ある程度の時間（安定期間ｔｂ）を置く必要がある。言い換えれば、同じノズルを用いて一定期間内に形成可能なドット数には限界があるということである。本実施形態では、繰返し周期Ｔ内に形成可能なドット数は１個とする。なお、本実施形態では、吐出期間ｔａよりも安定期間ｔｂの方が長く設定されている。

＝＝＝不良ノズル検査方法とクリーニングについて＝＝＝
インク内の水分はノズルのメニスカスから蒸発しやすく、蒸発によりインクの粘度は上昇してしまう（増粘）。インクが増粘すると、ノズルは目詰まりしやすくなる。また、ノズルのメニスカス表面から大気が混入すると、インク内に気泡が発生してしまう。ノズルの目詰まりや気泡の混入により、印刷データに基づいてノズルからインクを吐出させようとしても、インクが吐出されなかったり、適正な量のインクが吐出されなかったりして、画像が劣化してしまうおそれがある。
このように、インクが吐出されるべき時に、適正な量のインクが吐出されないノズルを不良ノズルとする。そして、不良ノズルをクリーニング動作(後述)により正常にインクが吐出されるように回復させることができる。

〈不良ノズル検査方法〉
本実施形態では、実際に印刷した結果に基づいて不良ノズルの有無を検査する。そのため、不良ノズル検査部４１は、図２に示すように、ヘッドユニット３０よりも下流側に設けられている。不良ノズル検査部４１はセンサ部４２と光源部４３から成り、搬送される用紙Ｓよりも上側にセンサ部４２と光源部４３が設けられている。なお、センサ部４２は、ノズル列（図３Ａ）と同様に紙幅方向に長いラインセンサ（例：ＣＣＤセンサ）により構成される。

不良ノズルを検査する際には、光源部４３からの光を印刷面に当て、その反射光をセンサ部４２が読み取る。そして、読み取り結果から、ドット抜けやドット形成位置のずれ等を確認し、不良ノズルの有無を検査する。

〈クリーニング〉
本実施形態では、不良ノズル回復のためのクリーニング方法として、「フラッシング」を行う。フラッシングとは、強制的にノズルからインク滴を吐出させようとするクリーニング動作である。そのため、フラッシング（クリーニング）の前準備として、ノズル面とキャップ５０（インク排出部）を対向させる必要がある。ノズル面とキャップ５０が対向していれば、フラッシングにより排出されるインクをキャップ５０が受け止めることができるため、プラテン２４や媒体を汚してしまうことを防止できる。なお、キャップ５０が受け止めたインクは、キャップ５０内部の底面に接続されたチューブを介して、排インクタンクに排出される（不図示）。

ノズル面（ヘッドユニット３０の下面）とキャップ５０を対向させるために、図２に示すように、プラテン２４の下側にキャップ５０を設け、プラテン２４とキャップ５０とをヘッドユニット３０側へ回転可能とする。即ち、印刷中は、プラテン２４とノズル面とが対向し、プラテン２４は用紙Ｓを支持する。そして、クリーニング時には、プラテン２４とキャップ５０を回転して、キャップ５０とノズル面とを対向させ、フラッシングによる排インクをキャップ５０が受け止められるようにする。

他にも、用紙Ｓが印刷されるエリア以外の領域（非印刷エリア）にキャップを設け、ヘッドユニット３０を非印刷エリアに移動させることで、ノズル面とキャップを対向させたり、ヘッドユニット３０の上方にキャップを設けて、ヘッドユニット３０を回転させることにより、ノズル面とキャップを対向させたりしてもよい。

また、フラッシング以外のクリーニング動作として、キャップの底面に接続されたチューブにポンプを設けて、ノズル面を介したインク室内のインクを強制的に吸引したり（ポンプ吸引）、ゴム製のワイパー等でノズル面を擦って異物を除去したり（ワイピング）する方法が挙げられる。

これらのクリーニング動作により、不良ノズルであったノズルからも正常にインクが吐出されるようになる。なお、クリーニング中は、印刷が一時中断されるため、クリーニングを行った分だけ印刷時間が余分にかかってしまう。また、フラッシングやポンプ吸引を行うことにより、印刷以外の用途にインクが消費されてしまう。

＝＝＝印刷方法について＝＝＝
〈不良ノズルが検出されなかった場合の印刷方法〉
図５は、不良ノズルが検出されなかった場合の印刷方法を示す図である。用紙Ｓに描かれている升目の１つが１画素に相当し、紙幅方向に並ぶ画素を「行」で表す。図中では、１行目に形成されているドット（○）の中に数字の「１」が記されており、これは、第１ヘッド３１（１）に属するノズルによりドットが形成されたことを示す。そして、２行目に形成されているドットには数字の「２」が記されており、２行目のドットは第２ヘッド３１（２）に属するノズルにより形成されたことが分かる。同様に、３行目のドットは第３ヘッド３１（３）により形成され、４行目のドットは第４ヘッド３１（４）に形成されている。そして、５行目のドットには数字の「１」が記されており、５行目の画素に形成されているドットは、再び、第１ヘッド３１（１）に属するノズルにより形成されたことが分かる。

即ち、紙幅方向に並ぶ１行の画素毎にドットを形成するヘッド３１を変化させている。そして、搬送方向の下流側の画素から、第１ヘッド３１（１）・第２ヘッド３１（２）・第３ヘッド３１（３）・第４ヘッド３１（４）の順に、それぞれヘッド３１が割り当てられている。

具体的に示すと、１行目・５行目・９行目…の画素には第１ヘッド３１（１）に属するノズルが割り当てられ、２行目・６行目・１０行目…の画素には第２ヘッド３１（２）に属するノズルが割り当てられ、３行目・７行目・１１行目…の画素には第３ヘッド３１（３）に属するノズルが割り当てられ、４行目・８行目・１２行目…の画素には第４ヘッド３１（４）に属するノズルが割り当てられる。

つまり、不良ノズルが検出されなかった場合の印刷方法では、４個のヘッド３１を順番に用いて、搬送方向に隣り合う画素に形成されるドットが、それぞれ異なるヘッド３１に属するノズルに形成されるようにする。

図６Ａは、比較例のプリンタの印刷方法を示す図であり、図６Ｂは、本実施形態のプリンタ１の印刷方法を示す図である。ここで、比較例のプリンタとして、図３Ａに示す第１ヘッド３１（１）のみを備えるプリンタを例に挙げる。この比較例のプリンタの場合、印刷対象となる全ての画素が第１ヘッド３１（１）に割り当てられる。これに対して、本実施形態のプリンタでは、印刷対象となる画素がそれぞれ４個のヘッド３１に順番に割り振られる。即ち、１個のヘッドに割り当てられる画素数は、印刷対象となる全ての画素数の１／４となる。ゆえに、比較例よりも本実施形態の方が、１個のヘッド３１の使用頻度が少なくなり、ヘッド３１の寿命を長くすることができる。

また、本実施形態では、搬送方向に並ぶ４個の画素に形成されるドットは、それぞれ異なるヘッド３１により形成されている（図６Ｂ）。これに対して、比較例では、搬送方向に並ぶ画素に形成されるドットは、全て同じヘッドにより形成されている（図６Ａ）。特に、ラインヘッドプリンタの場合、ヘッドは移動せずに、ヘッドの下を用紙Ｓが搬送されることにより印刷がなされるため、比較例のように１個のヘッドしか備えないプリンタの場合、搬送方向に並ぶ画素に形成される同色のドットは全て同じノズルによる形成されることになる。そのため、比較例のプリンタの場合、製造誤差によるノズル固有の癖が画像に表れやすくなってしまう。例えば、搬送方向に並んだ画素に、適正なインク量よりも少ないインクが吐出される傾向のあるノズルが割り当てられてしまったとする。そうすると、印刷された画像には、搬送方向に沿ってスジが生じてしまうおそれがある。

即ち、比較例のプリンタのように、搬送方向に並ぶ全ての画素に対して同じノズル割り当てられると、割り当てられたノズルの影響を大きく受け、画像劣化を引き起こしてしまう。しかし、本実施形態のプリンタでは、搬送方向に並ぶ画素を（１色当たり）４個のノズルで形成するため、ノズル固有の癖を緩和でき、より高画質な画像を得ることができる。

また、比較例のプリンタでは（図６Ａ）、搬送方向に並ぶ画素に同じノズル＃ｉが割り当てられるため、ノズル＃ｉにより１行目の画素にドットが形成された後から２行目の画素にドットが形成されるまでの間に、図４に示す安定期間ｔｂを設けなければならない。そのため、１つの画素と１つのノズル＃ｉが対向する時間は、吐出期間ｔａと安定期間ｔｂを合わせた繰返し周期Ｔの時間（期間）となる。即ち、比較例では、用紙Ｓが１／１６００インチ（１画素の搬送方向の長さ）の長さを搬送される時間が、繰返し周期Ｔの時間となる。

一方、本実施形態のプリンタでは（図６Ｂ）、搬送方向に並ぶ４個の画素に対して、異なるノズルが割り当てられる。１行目の画素には第１ヘッド３１（１）に属するノズルが割り当てられ、２行目の画素には第２ヘッド３１（２）に属するノズルが割り当てられるため、１行目の画素に割り当てられたノズル＃ｉは、１行目の画素に対してインクを吐出した後に、２行目から４行目の画素と対向している期間を安定期間ｔｂとし、次のインクを吐出する準備ができる。即ち、本実施形態では、用紙Ｓが１／１６００インチ（１画素の搬送方向の長さ）の長さを搬送される時間を、繰返し周期Ｔ（ｔａ＋ｔｂ）の時間よりも短くすることができるため、比較例よりも印刷時間を短縮することができる。

つまり、本実施形態では、１つのノズル＃ｉが１つの画素(１行目)と対向する期間を吐出期間ｔａ以上とし、１つのノズル＃ｉが３つの画素（２行目から４行目）と対向する期間を安定期間ｔｂ以上となるように、用紙Ｓを搬送すればよい。そうすると、１行目の画素に割り当てられたノズル＃ｉは、１行目の画素と対向している間にドットを形成し、２行目から４行目の画素と対向している間に安定期間ｔｂの時間が経過するため、ノズル＃ｉは５行目の画素に次のドットを形成することができる。

例えば、安定期間ｔａが吐出期間ｔｂの３倍の長さであり（ｔｂ＝３ｔａ）、用紙Ｓが１／１６００インチの長さを吐出期間ｔａの間に搬送されるとする。そうすると、用紙Ｓが３／１６００インチの長さを安定期間ｔｂ（＝３ｔａ）の間に搬送され、用紙Ｓは４画素分の長さを繰返し周期Ｔの期間で搬送される。このような場合、繰り返し周期Ｔの間に用紙Ｓが１画素分の長さを搬送される比較例のプリンタよりも、本実施形態のプリンタは４倍の速さで印刷することが可能となる。

以上をまとめると、不良ノズルが検出されなかった場合、紙幅方向に並ぶ画素（行）ごとに、プリンタ１が備える全てのヘッド３１を順番に用いて印刷を行う。そして、このような印刷方法によれば、ヘッドの寿命を延ばし、ノズル固有の癖が抑えられた高画質な画像を得ることができ、印刷時間を短縮することができる。

〈不良ノズルが検出された場合の第１印刷方法〉
この第１印刷方法では、前述の不良ノズル検査方法により不良ノズルが検出された場合、不良ノズルが検出されたヘッド３１を用いないで印刷を行う。

図７Ａは、第４ヘッド３１（４）に不良ノズルが検出された場合の印刷方法を示す図である。例えば、第４ヘッド３１（４）に属するあるノズルが不良ノズルとして検出された場合、第４ヘッド３１（４）を使用せずに、残りの３個のヘッド３１（１）から３１（３）により印刷が行われる。この場合、図７Ａに示すように、紙幅方向に並ぶ画素（行）ごとに、下流側から順に、第１ヘッド３１（１）、第２ヘッド３１（２）、第３ヘッド３１（３）が割り当てられ、印刷が行われる。即ち、１行目・４行目・７行目…の画素には第１ヘッド３１（１）が割り当てられ、２行目・５行目・８行目…の画素には第２ヘッド３１（２）が割り当てられ、３行目・６行目・９行目…の画素には第３ヘッド３１（３）が割り当てられる。

図７Ｂは、第４ヘッド３１（４）を用いないで印刷を行う際の搬送時間を示す図である。図６Ｂに示すように、４個のヘッド３１を用いて印刷を行う場合には、ノズル＃ｉが１行目の画素にドットを形成した後に、ノズル＃ｉは３画素（２行目から４行目の画素）と対向する間に安定期間ｔｂを設ければよい。これに対して、３個のヘッド３１を用いて印刷を行う場合には、ノズル＃ｉが１行目の画素にドットを形成した後に、ノズル＃ｉは２画素（２行目と３行目の画素）と対向する間に安定期間ｔｂを設けなければいけない。そのため、４個の全てのヘッド３１を用いて印刷を行う場合に比べると、不良ノズルが検出されたヘッド３１を用いないで印刷を行う第１印刷方法では、搬送速度が遅くなり、印刷時間が長くかかってしまう。

例えば、１行目の画素にドットを形成したノズル＃ｉが２行目と３行目の画素と対向する期間をノズル＃ｉの安定期間ｔｂとすると、用紙Ｓは１画素（１／１６００インチ）を安定期間ｔｂの半分の期間（ｔｂ／２）で搬送されることになる。なお、搬送速度は一定であるため、１行目の画素とノズル＃ｉが対向する期間も、ｔｂ／２となる。そのため、安定期間ｔｂが吐出期間ｔａの３倍の長さであるとすると（ｔｂ＝３ｔａ）、ｔｂ／２＝１．５ｔａとなり、ノズル＃ｉと１行目の画素が対向する期間は吐出期間ｔａよりも長なる。そのために、図４に示す吐出期間ｔａに遅延（０．５ｔａ）を加える等の操作が必要となる。その結果、３個のヘッド３１を用いて印刷を行う場合には、繰り返し周期Ｔと遅延期間（０．５ｔａ）を加えた期間に、用紙Ｓは搬送方向に並ぶ３画素分の長さしか搬送されないため、４個のヘッドを用いて印刷する場合（図６Ｂ）よりも印刷時間が長くかかってしまう。

図８は、第３ヘッド３１（３）と第４ヘッド（４）に不良ノズルが検出された場合の印刷方法を示す図である。２個のヘッド３１から不良ノズルが検出された場合には、残りの２個のヘッド３１を用いて印刷を行う。この場合、第１ヘッド３１（１）と第２ヘッド３１（２）により交互にインクが吐出されるため、ノズル＃ｉが１行目の画素にドットを形成してから３行目の画素と対向するまでの間に、ノズル＃ｉは次のドットを形成可能な状態にしなければならない。そのため、２個のヘッドを用いて印刷する場合は、３個のヘッド３１を用いて印刷する場合（図７Ｂ）よりも更に印刷時間が長くかかってしまう。

つまり、この第１印刷方法では、不良ノズルが検出されたとしても、クリーニングを行わずに、不良ノズルが検出されなかった残りのヘッド３１により印刷が行われる。このため、クリーニング時間は余分にかからないが、使用可能なヘッド数が少なくなるため、全てのヘッド３１（４個）を用いて印刷した場合に比べて、画像形成時間が長くなってしまう（搬送速度が遅くなってしまう）。

〈不良ノズルが検出された場合の第２印刷方法〉
この第２印刷方法では、前述の不良ノズル検査方法により不良ノズルが検出された場合、不良ノズルから正常にインクが吐出されるように、クリーニングを行った後に、全てのヘッド３１（４個）を用いて印刷を行う。

つまり、第２印刷方法では、第１印刷方法に比べると、クリーニング時間が余分にかかってしまうが、全てのヘッド３１（４個）を用いて印刷することができるため、画像形成時間は第１印刷方法に比べて短くなる（第１印刷方法よりも搬送速度が速くなる）。

また、第１印刷方法においても、第２印刷方法においても、不良ノズルは使用されずに（又は不良ノズルが回復された状態で）印刷が行われるため、ドット抜け等による画像劣化の発生は抑止される。

〈全体の印刷の流れ〉
図９は、本実施形態のプリンタ１の印刷フローである。プリンタ１が印刷命令及び印刷データを受信すると（複数枚の印刷ジョブとする）、プリンタ１は、まず、１枚目の印刷を行う（Ｓ００１）。なお、この１枚目の印刷は不良ノズルの有無に関わらず４個のヘッド３１を用いて印刷が行われる。即ち、前述の不良ノズルが検出されなかった場合の印刷方法（図５）により印刷が行われる。そして、１枚目の用紙Ｓに形成された画像を基に、不良ノズル検査部４１により不良ノズル検査が行われる（Ｓ００２）。

不良ノズルが検出されなかった場合（Ｓ００３→ＮＯ）、不良ノズルが検出されなかった場合の印刷方法（図５）、即ち、２枚目以降の印刷も４個のヘッド３１を用いて印刷が行われ（Ｓ００４）、印刷ジョブを終了する。

一方、不良ノズル検査において、不良ノズルが検出された場合（Ｓ００３→ＹＥＳ）、プリンタ１のコントローラ１０は、２枚目以降の印刷を前述の第１印刷方法で印刷する場合と第２印刷方法で印刷する場合のどちらの方が、印刷ジョブが早く終了するか（印刷時間が短いか）を計算する（Ｓ００５）。なお、全てのヘッド３１から不良ノズルが検出されてしまった場合には、印刷を行うことが出来ないため、必然的に第２印刷方法が選択される。

また、不良ノズル検査において不良ノズルが検出された場合、１枚目の印刷は不良ノズルを用いて印刷が行われたことになるため、１枚目の画像にはドット抜けにより画質が劣化している虞がある。そこで、ユーザーに１枚目の印刷は画質が悪い可能性がある旨を通知し、不良ノズルがある状態で印刷された分を（１枚目）、不良ノズルがない状態で再度印刷するか否かを確認しても良い。

第１印刷方法の方が第２印刷方法よりも印刷時間が短い場合（ＹＥＳ）、第１印刷方法により印刷が行われる（Ｓ００６）。即ち、図７Ａや図８に示すように、不良ノズルが検出されたヘッド３１を用いないで、２枚目以降の印刷が行われる。なお、不良ノズルが３個のヘッド３１から検出され、残りの１個のヘッド３１で印刷しなければならないとしても、第２印刷方法よりも印刷時間が短くなる場合には、クリーニングを行わずに、１個のヘッド３１により印刷が行われる。

Ｓ００５では以下のような計算が行われる。例えば、クリーニング時間をＳ、不良ノズルが検出されたヘッド３１を用いないで印刷する場合の１枚あたりの画像形成時間をＴ１（第１印刷方法）、４個のヘッド３１を全て用いて印刷する場合の１枚あたりの画像形成時間をＴ２、とし、残りの印刷枚数をＮとする。そして、「第１印刷方法の印刷時間（Ｔ１×Ｎ）＜第２印刷方法の印刷時間（Ｓ＋Ｔ２×Ｎ）」の場合には、第１印刷方法により印刷が行われる。

逆に、第１印刷方法の方が第２印刷方法よりも印刷時間が長い場合には（ＮＯ）、第２印刷方法により印刷が行われる（Ｓ００７）。即ち、「第１印刷方法の印刷時間（Ｔ１×Ｎ）＞第２印刷方法の印刷時間（Ｓ＋Ｔ２×Ｎ）」の場合には、クリーニングを行って、不良ノズルを回復させてから、４個のヘッド３１を用いて印刷が行われる。

つまり、本実施形態のプリンタ１では、不良ノズルが検出された場合に、クリーニングを行って、不良ノズルを回復させた後に印刷する方法と、クリーニングを行わずに、不良ノズルを用いないで印刷を行う方法とを比較して、印刷時間が短い方の印刷方法で印刷を行う。そうすることで、印刷時間（処理時間に相当）を短縮することができる。なお、第１印刷方法と第２印刷方法の印刷時間が等しい場合には、クリーニングによるインクの消費を削減するために、クリーニングを行わない第１印刷方法を選択するように設定しても良い。なお、このような印刷方法の選択をプリンタ１内のコントローラ１０が行うとすると、コントローラ１０が制御部に相当する。また、印刷方法の選択をプリンタ１に接続されたコンピュータ６０が行っても良く、この場合には、コンピュータ６０が制御部に相当し、プリンタ１とコンピュータ６０が接続されている印刷システムが液体吐出装置に相当する。

本実施形態のプリンタ１のようなラインヘッドプリンタでは、高速印刷が可能であるため、不良ノズルが検出されたヘッド３１を用いないで印刷する場合の１枚あたりの画像形成時間Ｔ１と４個のヘッドによる１枚あたりの画像形成時間Ｔ２の差は、クリーニング時間Ｓと比べると短くなる。しかし、ラインヘッドプリンタは高速印刷可能であるからこそ、大量印刷（数百枚から数千枚）の場合に有効であり、大量に印刷する際には、クリーニングを行ったとしても、１枚あたりの画像形成時間を短くした方が（第２印刷方法）、印刷が早く終了することがあり得る。
一方、印刷枚数が少ない場合には、クリーニングを行って、４個のヘッド３１で印刷するよりも（第２印刷方法）、不良ノズルを有するヘッド３１を用いないで印刷する方が（第１印刷方法）、印刷が早く終了すると考えられる。また、ラインヘッドプリンタの場合には、ノズル数が多いため、クリーニングを行うと多量のインクが消費されてしまう。そのため、少量の印刷にも関わらず、クリーニングを行ってしまうと、無駄にインクを消費してしまうおそれがある。即ち、本実施形態では印刷時間を短縮するだけでなく、クリーニングによるインク消費量も出来るだけ削減することができる。

また、１枚目の印刷が終了した後に、不良ノズル検査を行い、その後に２枚目以降の印刷を行うと前述しているが、これに限らず、不良ノズルの検査中に２枚目の印刷を開始してもよい。そうすることで、１枚目の画像結果より不良ノズルが検出されなかった場合には、印刷時間を短縮することができる。但し、１枚目の画像結果より不良ノズルが検出されてしまった場合には、１枚目だけでなく、２枚目の画像にもドット抜けが生じているおそれがあり、不良ノズルがある状態で無駄に印刷してしまうことになる。

図１０は、本実施形態の印刷方法の変形例である。図９のフローチャートでは、１枚目の印刷結果に対してのみ不良ノズルを検出していたがこれに限らない。印刷中においても、新たに不良ノズルが発生する可能性があるため、既定枚数（Ｍ枚）ごとに不良ノズル検査を行ってもよい。

先程と同様に、まず、１枚目の印刷結果に基づいて、不良ノズルの有無を検査した後、３種類の印刷方法（不良ノズルが検出されなかった場合の印刷方法、第１印刷方法、第２印刷方法）から画像劣化を引き起こさずに、印刷時間が短い印刷方法が選択される。そして、既定枚数（Ｍ枚）の印刷が終了した後に、Ｍ枚以降も印刷する場合には（Ｓ１０６，Ｓ１１０，Ｓ１１４→ＮＯ）、再び、不良ノズル検査（Ｓ１０２）が行われる。そのため、既定枚数（Ｍ枚）ごとに、画像劣化を引き起こさずに、印刷時間が短い印刷方法が選択される。

また、１枚目、及び、Ｍ＋１枚目の印刷結果から不良ノズルが検出されなかったが、２Ｍ＋１枚目の印刷結果からは不良ノズルが検出されたとすると、Ｍ＋２枚目から２Ｍ＋１枚目の印刷結果は、不良ノズルによりドット抜けし、画像劣化しているおそれがあるため、その旨をユーザーに通知することが好ましい。

他に、既定枚数（Ｍ枚）ごとに不良ノズルを検査する際に、まだＭ枚以上の印刷が残っている場合には、Ｓ１０７における印刷時間の計算を省略することができる。例えば、不良ノズル検査前に第１印刷方法にて印刷を行っており、新たに不良ノズルが検出されなかった場合には、クリーニングするよりも第１印刷方法の方が、印刷時間が短くなることが分かっているため、Ｓ１０７において、印刷時間の計算を行わずに、第１印刷方法を選択することができる。また、新たに不良ノズルが検出されたとしても、その不良ノズルが既に不良ノズルが検出されているヘッド３１（使用されていないヘッド３１）に属するノズルであった場合にも、印刷時間の計算を省略し、第１印刷方法を選択することができる。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
上記の各実施形態は、主としてインクジェット方式のプリンタを有する印刷システムについて記載されているが、印刷方法を選択する方法等の開示が含まれている。また、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

〈不良ノズルが検出された場合の印刷方法について〉
前述の実施形態では、不良ノズルが検出された際の第１印刷方法として、不良ノズルが検出されたヘッド３１を使用していない。即ち、不良ノズルが検出されたヘッド３１に属するノズルは、正常なノズルであっても使用していないが、これに限らない。例えば、図１１Ａに示すように、不良ノズルが検出されたヘッド３１ではなく、不良ノズルのみを使用しないで印刷してもよい。図１１Ａでは、第２ヘッド３１（２）に属するノズルのうちの１つのノズル（×）が不良ノズルとして検出されたことを示しており、第２ヘッド３１（２）の不良ノズルが割り当てられていた２行目の画素には、第４ヘッド３１（４）のノズルが代わりに割り当てられている。そして、第２ヘッド３１（２）の正常なノズルは印刷に用いられ、２行目の画素にドットを形成する。
なお、不良ノズルと代替ノズルは、搬送方向に隣り合う画素に割り当てられるノズルとしない方が、印刷時間を短くできるため好ましい。例えば、第２ヘッド３１（２）のノズルが不良ノズルであれば、第４ヘッド３１（４）のノズルが代替ノズルとなり、第１ヘッド３１（１）のノズルが不良ノズルであれば、第３ヘッド３１（３）のノズルを代替ノズルとする。
このように、不良ノズルのみを使用しない印刷方法の方が、前述の第２印刷例のように、不良ノズルが検出されたヘッドを全く使用しない印刷方法に比べて、各ノズルの使用頻度を平均化することができる。但し、２行目の画素に第４ヘッド３１（４）のノズル＃ｉがドットを形成してから、ノズル＃ｉが３行目の画素と対向している間に、ノズル＃ｉは次のドットを形成可能な状態にしなければならないため、図１１Ａの印刷方法よりも前述の第２印刷方法の方が（図７Ｂ）印刷時間は短くなる。

また、前述の実施形態では、図７Ａに示すように、第４ヘッド３１（４）に不良ノズルが検出された場合に、残りの３個のヘッド３１（１）〜３１（３）を順に用いて印刷しているがこれに限らない。例えば、図１１Ｂに示すように、第２ヘッド３１（２）に不良ノズルが検出された場合に、第２ヘッド３１（２）に割り当てられていた画素の全てを、第４ヘッド３１（４）に割り当てて印刷してもよい。しかし、図１１Ｂの印刷方法では、第４ヘッド３１（４）は３行目の１画素と対向している間に、次にインクを吐出する準備をしなければならないのに対して、同じく不良ノズルが検出されたヘッドが１つである図７Ａの第２印刷方法では、各ヘッドは２画素と対向している間に次にインクを吐出する準備をすればよいため、印刷時間を短くすることができる。また、ノズルを均等に使用することができる。
その他の例として、第２ヘッド３１（２）に割り当てられていた画素を、第１ヘッド３１（１）・第３ヘッド３１（３）・第４ヘッド３１（４）の何れかのヘッドに割り当てても良い。但し、第２ヘッド３１（２）に割り当てられていた画素を、第１・第３ヘッド３１（１）（３）に割り当てた場合に、第１・第３ヘッド３１（１）（３）は搬送方向に隣り合う画素に対して連続してインクを吐出しなければならず、インク吐出後のノズルの安定期間を確保するためには、搬送速度を遅めなければならない。そのため、前述の第２印刷方法の方が、印刷時間を短くすることができる。

〈不良ノズル検査方法について〉
前述の実施形態では、印刷した画像を読み取り不良ノズルを検出していたがこれに限らない。例えば、レーザーにより不良ノズルを検出しても構わない。レーザーによる不良ノズルの検出は、レーザー光源から射出されたレーザーをインクが遮るか否かにより不良ノズルを検出する。
このような不良ノズル検査方法の場合、多数のノズルの中から不良ノズル検査を選択的に行うことができる。そのため、例えば、図１０の印刷方法のように、規定枚数ごとに不良ノズル検査を行い、ノズル検査前に、不良ノズルを有するヘッドを用いないで印刷（第１印刷方法）を行っていた場合に、既に不良ノズルが検出されたヘッドは使用不可となっているため、まだ不良ノズルが検出されていないヘッドに属するノズルに対してのみ不良ノズル検査を行ってもよい。

〈搬送機構、及び、回復機構（クリーニング）について〉
前述の実施形態では、搬送ローラにより用紙Ｓを搬送させているがこれに限らない。例えば、搬送ローラの回転に追随して回転する搬送ベルトにより用紙Ｓを搬送させてもよい。搬送方向に多数のヘッドが並んだラインヘッドプリンタの場合、上流側の搬送ローラと下流側の搬送ローラの間隔が大きく空いてしまうため、搬送ベルトを用いることで用紙Ｓが下方へ撓んでしまうことを防止することができる。なお、搬送ベルトを用いて用紙Ｓを搬送する場合には、用紙Ｓが搬送ベルトに静電吸着またはバキューム吸着していることが好ましい。また、クリーニングの際には、搬送ベルトに孔を設けなどして、ノズル面とキャップが対向するようにしても良い。

〈液体吐出装置について〉
前述の実施形態では、液体吐出方法を実施する液体吐出装置（一部）としてインクジェットプリンタを例示していたが、これに限らない。液体吐出装置であれば、プリンタ（印刷装置）ではなく、様々な工業用装置に適用可能である。例えば、布地に模様をつけるための捺染装置、カラーフィルター製造装置や有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイ製造装置、チップへＤＮＡを溶かした溶液を塗布してＤＮＡチップを製造するＤＮＡチップ製造装置、回路基板製造装置等であっても、本件発明を適用することができる。
また、液体の吐出方式は、駆動素子（ピエゾ素子）に電圧をかけて、インク室を膨張・収縮させることにより液体を吐出するピエゾ方式でもよいし、発熱素子を用いてノズル内に気泡を発生させ、その気泡によって液体を吐出させるサーマル方式でもよい。

〈シリアル式プリンタについて〉
前述の実施形態では、インクジェットプリンタの中のラインヘッドプリンタを例に挙げているがこれに限らない。例えば、ヘッドが搬送方向と交差する移動方向に移動するシリアル式プリンタでもよい。この場合、シリアル式プリンタは、移動方向に複数のヘッド（複数のノズル列）を備え、移動方向に並ぶ画素ごと、複数のヘッドを順に用いて印刷を行う。

本実施形態のプリンタの全体構成ブロック図である。 プリンタの断面図である。 図３Ａはヘッドユニットの下面のノズル配列を示す図であり、図３Ｂ及び図３Ｃはノズル配列の参考例を示す図である。 ノズルからインクを吐出させるための駆動信号を示す図である。 不良ノズルが検出されなかった場合の印刷方法を示す図である。 図６Ａは比較例のプリンタの印刷方法を示す図であり、図６Ｂは本実施形態のプリンタの印刷方法を示す図である。 図７Ａは第４ヘッドに不良ノズルが検出された場合の印刷方法を示す図であり、図７Ｂは第４ヘッドを用いないで印刷を行う際の搬送時間を示す図である。 第３ヘッドと第４ヘッドに不良ノズルが検出された場合の印刷方法を示す図である。 本実施形態のプリンタの印刷フローである。 本実施形態の印刷方法の変形例である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは不良ノズルが検出された場合の印刷方法の例を示す図である。

符号の説明

１ プリンタ、
１０ コントローラ、１１ インターフェース部、１２ ＣＰＵ、
１３ メモリ、１４ ユニット制御回路、
２０ 搬送ユニット、２１ 給紙ローラ、２３ 搬送ローラ、２４ プラテン、
２５ 排紙ローラ
３０ ヘッドユニット、３１ ヘッド、
４０ 検出器群、４１ 不良ノズル検査部、４２ センサ部、４３ 光源部、
６０ コンピュータ

Claims (7)

1. 液体を吐出する複数のノズルと、
   液体が吐出されるべき時に吐出不良が発生する不良ノズルを検出するセンサと、
   前記不良ノズルから正常に液体が吐出されるように、前記不良ノズルを回復させる回復機構と、
   前記不良ノズルが検出された際に、前記回復機構により前記不良ノズルを回復させた後に液体を吐出する方法と、前記不良ノズルを回復させずに、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する方法とを比較し、処理時間が短い方の方法で液体を吐出する制御部と、
   を備える液体吐出装置。
2. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する場合、
   前記不良ノズルが割り当てられた画素に対して、正常に液体が吐出される他のノズルから液体が吐出される、
   液体吐出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置であって、
   複数のノズルを有するノズル群が複数あり、
   前記制御部は、前記不良ノズルが検出された際に、前記回復機構により前記不良ノズルを回復させた後に液体を吐出する方法と、前記不良ノズルを回復させずに、前記不良ノズルが検出された前記ノズル群を使用しないで液体を吐出する方法と、を比較する、
   液体吐出装置。
4. 請求項３に記載の液体吐出装置であって、
   媒体を搬送方向に搬送する搬送機構を備え、
   複数の前記ノズル群は前記搬送方向に並んで配置され、
   前記不良ノズルが検出された前記ノズル群を使用しないで液体を吐出する場合に、前記搬送方向に並ぶ画素ごとに、前記不良ノズルが検出されなかった前記ノズル群が順に割り当てられる、
   液体吐出装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
   前記制御部は、前記回復機構により前記不良ノズルを回復させる時間に、全ての前記複数のノズルを用いて液体を吐出する時間を加えた時間と、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する時間とを比較する、
   液体吐出装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の液体吐出装置であって、
   前記回復させた後に液体を吐出する方法と、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する方法とを比較し、処理時間が等しい場合には、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する、
   液体吐出装置。
7. 液体を吐出する複数のノズルと、液体が吐出されるべき時に吐出不良が発生する不良ノズルを検出するセンサと、前記不良ノズルから正常に液体が吐出されるように、前記不良ノズルを回復させる回復機構とを備える液体吐出装置にて、前記センサにより不良ノズルの有無を検査するステップと、
   前記不良ノズルが検出された際には、前記回復機構により前記不良ノズルを回復させた後に液体を吐出する方法と、前記不良ノズルを回復させずに、前記不良ノズルを使用しないで液体を吐出する方法とを比較し、処理時間が短い方の方法を決定するステップと、
   決定した方法により液体を吐出するステップと、
   を有する液体吐出方法。

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