JP2013022839A

JP2013022839A - 記録装置および記録方法

Info

Publication number: JP2013022839A
Application number: JP2011160036A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ichimura; 啓市村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-02-04

Abstract

【課題】複数の素子群を有する記録ヘッドにおいて、いずれかの素子群のみ使用頻度が高いと、絶縁層にピンホール等が生じるとヒータ配線の腐食生じて吐出不良となるため、記録ヘッドの寿命が短くなってしまうという可能性がある。
【解決手段】本発明の記録装置２００は、インクを吐出する複数の記録素子からなる第一の素子群と、第一の素子群と同じ種類のインクを吐出するために用いられる複数の記録素子からなる第二の素子群とを有する記録ヘッド２１２と、複数の記録素子それぞれの状態を検出する検出回路５０７と、検出回路５０７の検出結果に応じて、記録を行う際に使用する素子群を選択する選択手段４０９と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の記録素子を含む記録素子群により記録を行う記録装置および記録方法に関する。

サーマル方式の記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット式プリンタは、記録ヘッドのヒータ抵抗に通電することで生じる熱により膜沸騰を起こし、この時生じる気泡の圧力によりインクを吐出口（以下、ノズルとも称する）から吐出することで記録動作を行う。このようなヒータ抵抗とヒータ抵抗に通電するために用いられるヒータ配線は絶縁層等の保護層で被覆して設けられている。従って長期間同じヒータ抵抗を使用して記録動作をおこなっていると、吐出の際に生じるキャビテーション等の影響により絶縁層にピンホール等が生じてインクがヒータ配線にさらされ、ヒータ配線が腐食する可能性がある。このようなピンホール等が生じた状態で使用が長時間継続されると、吐出不良が発生してしまうことになる。

特許文献１に開示されているカラー印刷を行うインクジェット式プリンタでは、複数のノズルからなるノズル列が色ごとに二列設けられている構成が開示されている。図１０は記録ヘッドのノズル部を抽出した模式図である。特許文献１には、記録ヘッドは、インク吐出部の往動時には第１のノズル列のみからインクを吐出し、インク吐出部の復動時には第２のノズル列のみから吐出して記録を行うことが記載されている。このように２列のノズル列を用いて記録動作を行うことにより、インク吐出部の往動時および復動時のいずれにおいても１つの同じノズル列からインクが吐出されて記録が行われる場合と比較して、それぞれのノズル列が用いられる頻度が半分になる。これにより記録ヘッドの寿命を延長することができる。

特開２００３−２３７０４７号公報

しかし特許文献１に開示のように、２列のノズル列を用いて記録動作を行うとしたとしても、往動作でのインクの吐出数と復動作でのインクの吐出数に大きな違いがある場合がある。そうすると、一方のノズル列の絶縁層には不具合は発生していないのにも関わらず、もう一方のノズル列に対応する絶縁層に不具合が発生して吐出不良となってしまう可能性がある。さらに、このような不具合が発生した状態で吐出を続けると、絶縁層に不具合が生じたヒータのみならず、ヒータ配線の腐食領域が広がることで隣接するヒータにも吐出不良が発生し、ノズル列全体として使用することができなくなってしまう懸念がある。

そこで本発明は、安定した記録動作を長期間行えるような記録装置を提供することを目的としている。

本発明の記録装置は、
インクを吐出するために用いられる複数の記録素子からなる第一の素子群と、該第一の素子群と同じ種類のインクを吐出するために用いられる複数の記録素子からなる第二の素子群とを有する記録ヘッドと、
前記第一の素子群の複数の記録素子と前記第二の素子群の複数の記録素子との状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の結果に応じて、前記第一の素子群または前記第二の素子群のいずれを記録動作に用いるか選択する選択手段と、を具備する。

本発明の記録装置の記録方法は、
インクを吐出するために用いられる複数の記録素子からなる第一の素子群と、該第一の素子群と同じ種類のインクを吐出するために用いられる複数の記録素子からなる第二の素子群とを有する記録ヘッドを備えた記録装置の記録方法であって、
前記第一の素子群の複数の記録素子と前記第二の素子群の複数の記録素子との状態を検出する工程と、
検出された前記複数の記録素子の状態に応じて、前記第一の素子群または前記第二の素子群のいずれを記録動作に用いるか選択する工程と、
選択された素子群の前記記録素子を用いて記録動作を行う工程と、を有する。

本発明は、ヒータの抵抗値を測定し、抵抗値の変化量に応じて配線の腐食具合を判定し、その結果に応じて記録に用いる素子群を選択することで、安定した記録動作を長期間行える記録装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態における記録素子群選択処理の手順を示すフローチャートである。本発明の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。本発明のインクジェット記録装置の内部制御構成を示す概略ブロック図である。本発明のインクジェット記録装置のプリンタエンジンを示す概略ブロック図である。本発明の第１の実施形態におけるキャリッジの構成を示す概略ブロック図である。本発明のインクジェット記録装置の記録ヘッドのノズル構成を示す概略図である。図６に示す記録ヘッド用基板の配線構造を示す図である。図７Ａに示すヒータ抵抗の切断面図である。本発明の第２の実施形態における記録素子群選択処理の手順を示すフローチャートである。本発明の第３の実施形態における記録素子群選択処理の手順を示すフローチャートである。従来技術の記録ヘッドのノズルの構成の示す概略図である。

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。
（第１の実施形態）
図２は、本発明のインクジェット記録装置２００の構成の概要を示す外観斜視図である。図２（ａ），（ｂ）に示されるように、インクジェット記録装置（以下、記録装置）２００は、２個の脚部２０１に支持された装置本体２０２、排紙された記録紙等の記録媒体（以下、記録媒体）を積載するスタッカ２０３を備える。装置本体２０２の前面に手差し挿入口２０４が設けられ、その下部に前面へ開閉可能なロール紙カセット２０５が設けられている。記録媒体は手差し挿入口２０４又はロール紙カセット２０５から記録装置２００内部へと供給される。

また、記録装置２００は、透明で開閉可能なアッパカバー２０６を備えている。アッパカバー２０６が透明であるため、アッパカバー２０６が閉じられた状態でも、装置本体２０２内部を目視することができる。また、装置本体２０２には、操作パネル部２０７、インク供給ユニット２０８が配設されている。操作パネル部２０７の裏側には制御ユニットが配設される。このような構成の記録装置２００はＡ０、Ｂ０などのポスタサイズの大きな画像を記録することができる。

また、記録装置２００は、図２（ｂ）に示すように、記録媒体を矢印Ｂ方向（副走査方向）に搬送する搬送ローラ２０９と、記録媒体の幅方向（矢印Ａ方向、主走査方向）に往復可能に案内支持されたキャリッジユニット（以下、キャリッジ）２１０とを備える。

キャリッジ２１０にはキャリッジモータ（不図示）の駆動力がキャリッジベルト（以下、ベルト）２１１を介して伝えられ、矢印Ａ方向に往復移動する。キャリッジ２１０には、記録手段に相当するインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）２１２が装着される。記録ヘッド２１２の吐出口の目詰まりなどによるインク吐出不良は回復ユニット２１３により解消される。

本実施形態においては、キャリッジ２１０には、記録媒体にカラー記録を行うために、４つのカラーインクに対応して４つのヘッドからなる記録ヘッド２１２が装着されている。即ち、記録ヘッド２１２は、ＢＫ（ブラック）インクを吐出するＢＫヘッド、Ｃ（シアン）インクを吐出するＣヘッド、Ｍ（マゼンタ）インクを吐出するＭヘッド、Ｙ（イエロ）インクを吐出するＹヘッドで構成されている。また、各色の記録ヘッド２１２には複数の記録素子を配列してなる記録素子列が２列ある。インク供給ユニット２０８にはＢＫインク、Ｃインク、Ｍインク、Ｙインクを夫々収容する４つのインクタンクが含まれる。

以上の構成の記録装置２００で記録媒体に記録を行う場合、まず、搬送ローラ２０９によって記録媒体が所定の記録開始位置まで搬送される。その後、キャリッジ２１０により記録ヘッド２１２を主走査方向に走査させる動作と、搬送ローラ２０９により記録媒体を副走査方向に搬送させる動作とを繰り返すことで、記録媒体全体への記録が行われる。

即ち、ベルト２１１およびキャリッジモータによってキャリッジ２１０が図２（ｂ）に示された矢印Ａ方向に移動することにより、記録媒体に記録が行われる。キャリッジ２１０が走査される前の位置（ホームポジション）に戻されると、搬送ローラ２０９によって記録媒体が副走査方向に搬送される。その後、再び図２（ｂ）中の矢印Ａ方向にキャリッジ２１０を走査することにより、記録媒体に対する画像や文字等の記録が行なわれる。上記の動作を繰り返し、記録媒体の１枚分の記録が終了すると、その記録媒体はスタッカ２０３内に排紙され、例えば、Ａ０サイズ１枚分の記録が完了する。

図３は、記録装置２００の制御構成を示すブロック図である。記録装置２００は、画像処理部３０１とプリンタエンジン３１８とで概略構成される。画像処理部３０１は、外部に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト装置から、記録指示および記録用の画像データを受信する。そして、画像処理部３０１は、受信した画像データをプリンタエンジン３１８で記録可能な画像データに変換し、これを出力する。

画像処理部３０１は、ＣＰＵ３０２、画像変換部３０３、プリンタエンジンインターフェース３０４、通信インターフェース３０５、拡張バス回路部３０６、ＲＡＭコントローラ３０７、およびＲＯＭコントローラ３０８を備える。これらの各ブロックはそれぞれバスライン３１０ａ〜３１０ｇを介してシステムバスブリッジ３０９に接続されている。本実施形態では、これらのブロックはシステムＬＳＩとして一つのパッケージに封止された画像形成コントローラＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）３１１として実現されている。

また、画像処理部３０１は、機能拡張ユニットを装着する拡張スロット３１２、ＲＡＭ３１５、およびＲＯＭ３１７を備えるほか、図示しない操作部や表示部、電源回路部等を備える。

ＣＰＵ３０２は、画像処理部３０１全体の制御を司る。ＣＰＵ３０２は、ＲＡＭ３１５またはＲＯＭ３１７に格納された制御手順を順次読み出し、画像変換部３０３においてホスト装置から受信した多値の画像データをプリンタエンジン３１８で記録可能な２値の画像データに変換し、これをＲＡＭ３１５に格納する。またＣＰＵ３０２は、ホスト装置と通信するための通信インターフェース３０５の制御や通信プロトコルの解釈、画像変換部３０３で生成された２値の画像データをプリンタエンジン３１８へ転送するためのプリンタエンジンインターフェース３０４の制御等も行う。

プリンタエンジンインターフェース３０４は、画像処理部３０１とプリンタエンジン３１８との間でデータの送受信を行うブロックである。プリンタエンジンインターフェース３０４は、ＤＭＡＣ（ＤｉｒｅｃｔＭｅｍｏｒｙＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を有し、ＲＡＭ３１５に格納されている２値の画像データを、ＲＡＭコントローラ３０７を介してプリンタエンジン３１８に転送する。

通信インターフェース３０５は、パーソナルコンピュータやワークステーション等のホスト装置との間でデータの送受信を行い、ホスト装置から受信した画像データを、ＲＡＭコントローラ３０７を介してＲＡＭ３１５に格納する。

通信インターフェース３０５の通信方式としては、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）やＩＥＥＥ１３９４等の高速シリアル通信、ＩＥＥＥ１２８４などのパラレル通信であってもよい。また、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ等のネットワーク通信であってもよい。またこれらの複数の通信方式を有していてもよい。さらには、有線による通信方式に限らず、無線による通信方式であってもよい。

拡張バス回路部３０６は、拡張スロット３１２に装着された機能拡張ユニットを制御する機能を備え、拡張バス３１３を介して機能拡張ユニットにデータを送信する制御および機能拡張ユニットが出力するデータを受信する制御を行う。拡張スロット３１２には、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４、ＩＥＥＥ１２８４、あるいはネットワーク通信などホスト装置との通信機能を提供する通信ユニットや、大容量記憶機能を提供するハードディスクドライブユニットなどが装着可能である。

なお、画像変換部３０３、通信インターフェース３０５、および拡張バス回路部３０６は、プリンタエンジンインターフェース３０４と同様にＤＭＡＣを有し、メモリアクセス要求を発行する機能を備えている。

ＲＡＭコントローラ３０７は、画像形成コントローラＡＳＩＣ３１１に接続されたＲＡＭ３１５を、ＲＡＭバス３１４を介して制御する。ＲＡＭコントローラ３０７は、ＣＰＵ３０２およびＤＭＡＣを有する各ブロックとＲＡＭ３１５との間で、書き込みまたは読み出しされるデータの中継を行う。また、ＲＡＭコントローラ３０７は、ＣＰＵ３０２およびＤＭＡＣを有する各ブロックからの読み出し要求や書き込み要求に応じて必要な制御信号を生成してＲＡＭ３１５への書き込みやＲＡＭ３１５からの読み出しを実現する。

ＲＯＭコントローラ３０８は、画像形成コントローラＡＳＩＣ３１１に接続されたＲＯＭ３１７を、ＲＯＭバス３１６を介して制御する。ＲＯＭコントローラ３０８は、ＣＰＵ３０２からの読み出し要求に応じて必要な制御信号を生成して、予めＲＯＭ３１７に格納された制御手順やデータを読み出し、システムバスブリッジ３０９を介してＣＰＵ３０２に読み出した内容を送り返す。また、ＲＯＭ３１７がフラッシュメモリ等の電気的に書き換え可能なデバイスで構成される場合、ＲＯＭコントローラ３０８は必要な制御信号を発生してＲＯＭ３１７の内容を書き換える。

システムバスブリッジ３０９は、画像形成コントローラＡＳＩＣ３１１を構成する各ブロック間を接続する機能を備えるほか、複数のブロックから同時にアクセス要求が発行された場合に、バス権を調停する機能を備えている。ＣＰＵ３０２およびＤＭＡＣを有する各ブロックがＲＡＭコントローラ３０７を介してＲＡＭ３１５へのアクセス要求をほぼ同時に発行する場合があり、システムバスブリッジ３０９は予め指定されたプライオリティーに従って適切に調停を行う。

ＲＡＭ３１５は、同期ＤＲＡＭ等で構成され、ＣＰＵ３０２が実行する制御手順の格納、画像変換部３０３において生成された画像形成データの一時的な記憶、およびＣＰＵ３０２のワークメモリなどの機能を提供するメモリブロックである。また、ＲＡＭ３１５は、通信インターフェース３０５がホスト装置から受信した画像データの一時的なバッファリングや拡張バス３１３を介して接続された機能拡張ユニットとの間で受け渡しされるデータの一時保存などの機能を提供する。

ＲＯＭ３１７は、フラッシュメモリ等で構成され、ＣＰＵ３０２が実行する制御手順およびプリンタ制御に必要なパラメータを格納する。フラッシュメモリは電気的に書き換え可能な不揮発性のデバイスであり、決められたシーケンスに従うことにより制御手順やパラメータを書き換えることが可能である。このほか、各回路ブロックは動作モード等を設定するレジスタを備え、ＣＰＵ３０２は図示しないレジスタアクセスバスを介して各回路ブロックの動作モード等を設定することが可能である。

プリンタエンジン３１８は、画像処理部３０１から送出される２値の画像データに基づき、記録ヘッド２１２を用いて記録媒体に画像を記録する記録機構である。

図４は、記録装置２００のプリンタエンジン３１８の構成を示すブロック図である。

プリンタエンジン３１８は、ＣＰＵ４０１、ＲＡＭ４０２、ＲＯＭ４０３、紙搬送モータ制御回路４０４、紙搬送モータ４０５、紙搬送機構４０６、キャリッジモータ制御回路４０７、および、キャリッジモータ４０８を備えている。また、プリンタエンジン３１８は、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９、および、メモリ４１０を備えている。

ＣＰＵ４０１は、制御プログラム、更新可能な制御プログラムや処理プログラム、各種定数データなどを格納するＲＯＭ４０３にアクセスする。また、ＣＰＵ４０１は、図３に示すＲＡＭコントローラ３０７、ＲＯＭコントローラ３０８から受信したコマンド信号や画像データを格納するＲＡＭ４０２にアクセスし、これらのメモリに格納された情報に基づいて記録動作を制御する。

また、ＣＰＵ４０１は、キャリッジモータ制御回路４０７を介してキャリッジモータ４０８を動作させることによりキャリッジ２１０を移動させる。また、ＣＰＵ４０１は、紙搬送モータ制御回路４０４を介して紙搬送モータ４０５を動作させることにより搬送ローラ２０９などの紙搬送機構４０６を動作させる。さらにＣＰＵ４０１は、ＲＡＭ４０２に格納されている各種情報に基づきバンドメモリ・駆動制御ブロック４０９や、キャリッジ２１０の記録ヘッド制御ブロック４１１を制御して記録ヘッド２１２を駆動することにより記録媒体上に所望の画像を記録させる。

バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、記録素子群選択手段に相当し、図３に示すコントローラとのデータ通信、記録ヘッド２１２を駆動するための駆動データ信号および駆動タイミング信号の生成および出力等を行う。

図５は、記録装置２００のキャリッジ２１０の構成を示すブロック図である。

キャリッジ２１０は、記録ヘッド２１２および記録ヘッド制御ブロック４１１を備えている。記録ヘッド制御ブロック４１１は、電圧選択回路５０１、駆動用ヘッド電源５０２、検出用電源５０３、抵抗５０４、Ａ／Ｄ変換回路５０５、ＬＵＴ（ＬｏｏｋｕｐＴａｂｌｅ）５０６、および、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７を備えている。ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、検出手段に相当する。

記録ヘッド２１２は、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９から送信された駆動データ信号および駆動タイミング信号に応じた信号により記録素子（ヒータとも称する）を駆動し、ノズルからインクを吐出し、記録媒体上に画像を形成する。

図６は、インクの吐出を行うために用いられる記録ヘッド２１２の構成を示した図である。記録ヘッド２１２には、複数の記録ヘッド用基板６０１が設けられており、各種類のインクを吐出するための記録ヘッド用基板６０１の記録素子はＡ列、Ｂ列の２列で設けられている。記録素子にはそれぞれノズルが対応するように設けられている。図６においては、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３種類のインクを吐出可能な記録ヘッドの例を示している（例えばシアンの場合はＣ−Ａ列とＣ−Ｂ列）。このようなノズルは、それぞれ複数配列して設けられており、ノズル列を構成している。さらにノズルに対応するように複数の記録素子からなる素子列が設けられている。副走査方向に記録素子列は、複数の記録素子毎に記録素子群であるグループとして管理されており、対応するノズル列は、複数のノズル毎にグループとして管理されている。例えば、Ｃ−Ａ列のグループ１に含まれる素子群（第一の素子群）と、Ｃ−Ｂ列のグループ１に含まれる素子群（第二の素子群）とは並行に設けられており、それぞれ同じ種類のインクを吐出するために用いることができる。記録動作に用いられるインクは、インクジェット記録装置と接続する接続部２３０から供給され、記録ヘッド用基板６０１に送られる。

図７Ａは、記録ヘッド２１２に搭載される記録ヘッド用基板６０１の配線構造を示す図である。記録ヘッド用基板６０１は、ヒータ抵抗７０１、トランジスタ７０２、および、ＡＮＤゲート７０３をそれぞれ複数備えている。なお、各ヒータ抵抗７０１に対応して、１つのトランジスタ７０２および１つのＡＮＤゲート７０３が設けられている。

ヒータ抵抗７０１は、電気熱変換素子であり、駆動信号に基づいて駆動用ヘッド電源に接続されたVH配線７０４と、接地されるために用いられるGND配線７０５との間に電圧が印加されることで、一対のヒータ配線７０７の間に電流が流れ発熱する。この熱エネルギーによりインクが膜沸騰を起こし、このときに生じる気泡の圧力によりノズルからインクが吐出される。このような配線構造は記録ヘッド用基板６０１其々に設けられており、Ｃ−Ａ列の配線構造とＣ−Ｂ列の配線構造とは独立している。

図７Ｂは、記録ヘッド２１２のヒータ抵抗７０１の切断面図を示したものである。シリコンからなる基体７１０に絶縁材料からなる蓄熱層７１１が設けられており、その上に、ＴａＳｉＮ等の通電することにより発熱する高抵抗材料からなるヒータ層７１２が設けられている。ヒータ層７１２の上に、アルミニウム等の導電材料からなるヒータ配線７０７が対となるように設けられており、一対の配線の間の領域に対応するヒータ層７１２がヒータ抵抗７０１として用いられる。さらに、ヒータ層７１２とヒータ配線７０７とは絶縁材料からなる絶縁層７１３により被覆されており、流路部材７１５で形成される流路７１４内のインクからヒータ層７１２とヒータ配線７０７を保護している。さらに流路７１４はノズル７１６に連通するように設けられている。

図７Ａを参照すると、トランジスタ７０２は、対応するヒータ抵抗７０１に供給する電流制御を行うスイッチング素子として用いられる。

ＡＮＤゲート７０３は、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９から出力される駆動データ信号および駆動タイミング信号を入力信号とし、両信号がアサートされると、これらの信号を論理積し、駆動信号を出力する。この出力信号をトランジスタ７０２のゲートに入力することにより、ヒータの駆動タイミングを制御することができる。

ある所望のノズルからインクの吐出を行う場合には、そのノズルに対応するＡＮＤゲート７０３の一方の入力信号である駆動データ信号をアサートする。また、インクの吐出を行いたい所望のタイミングで、そのＡＮＤゲート７０３の他方の入力信号である駆動タイミング信号をアサートすることで、駆動信号がＡＮＤゲート７０３からアサートされる。ＡＮＤゲート７０３の出力がアサートされると、そのＡＮＤゲート７０３に対応するトランジスタ７０２のゲートに電圧が印加され、対応するヒータ抵抗７０１に通電され、所望のノズルからインクを吐出することができる。

図５を参照すると、記録ヘッド２１２は、図示しないＲＯＭなどの不揮発性の記憶手段を備え、出荷検査時に測定された記録ヘッド２１２の各ヒータ抵抗７０１の抵抗値等を記憶する。

電圧選択回路５０１は、通常の記録動作時に使用するヒータに通電してインクを吐出するために用いられる約２１．５Ｖの駆動用ヘッド電源５０２（第一の電圧）を供給可能である。さらに記録ヘッド２１２のヒータの状態判定に使用する、インクが吐出口から吐出されない程度の電流をヒータに通電するために用いられる、低電圧である約５Ｖの検出用電源５０３（第二の電圧）も供給可能である。電圧選択回路５０１は、駆動用ヘッド電源５０２と検出用電源５０３とを切り替えることができ、どちらか一方を選択的に記録ヘッド２１２に供給することができる。

電圧選択回路５０１により、駆動用ヘッド電源５０２が記録ヘッド２１２に供給されている場合には、トランジスタ６０２からの駆動信号に応じて、ヒータが駆動されノズルからインクが吐出されて記録動作が行われる。

次に、絶縁層７１３に不具合が生じ、吐出不良が発生する場合を説明する。長期間の使用によりキャビテーション等による絶縁材料からなる絶縁層にピンホールが生じると、ヒータ配線とインクが接することになる。ヒータ配線７０７はアルミニウムなどの導電材料で設けられているため、インクと接すると腐食する。ここで腐食とは、アルミニウム等の導電材料が酸化することをいい、酸化が生じると配線の抵抗値が大きくなる。ヒータ抵抗７０１でインクを吐出するために必要な熱エネルギーを発生できない程度にまでヒータ配線の腐食が進み抵抗値が大きくなると、吐出不良が生じることになる。また、このような腐食はヒータ配線７０７からVH配線７０４と進行していき、隣接する他のヒータ抵抗７０１のヒータ配線７０７も腐食し、他のヒータも吐出不良となってしまうことが考えられる。

これに対し、本願発明においてはヒータ抵抗７０１を定期的に測定し、記録ヘッドに設けられた不揮発性の記憶手段に記憶された出荷時すなわち記録ヘッドの使用を開始する前の抵抗値に関する情報と比較する。

ヒータ抵抗７０１を測定する際に、ヒータ配線７０７に腐食が発生しているとヒータ配線７０７の抵抗値が大きくなるため、ヒータ抵抗７０１が大きくなっているかのうように測定される。即ちヒータ抵抗７０１の抵抗値が、記録ヘッド２１２の記憶手段に記憶されている抵抗値と比べて変化している場合には、対応するヒータ配線７０７に腐食が発生しているといえる。

この抵抗値の変化量を比較することにより、どちらの素子群がより腐食が進んでいるかを判定することができる。腐食がより進んでいると考えられる素子群は使用を控えることにより、腐食の進行を防止して記録ヘッド全体の寿命を延ばすことができる。以下、ヒータ抵抗値とは、ヒータ抵抗７０１とヒータ配線７０７の抵抗値であるとして説明を行う。

電圧選択回路５０１により、検出用電源５０３を記録ヘッド２１２に供給してヒータの状態判定を行う場合の制御を説明する。

検出用電源５０３を用いて、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９から送信される駆動データ信号と駆動タイミング信号とにより、１つの記録素子群に対して１つのヒータ抵抗７０１及び対応するヒータ配線７０７にのみ電流が流れるように制御する。このとき検出用電源５０３と電圧選択回路５０１との間に設けられた抵抗５０４の抵抗値とヒータ抵抗値とで５Ｖの電圧が分圧された電圧値がＡ／Ｄ変換回路５０５に印加される。

Ａ／Ｄ変換回路５０５は、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９が生成する駆動タイミング信号をトリガに、入力されたアナログ電圧値をデジタル値に変換し、変換したデータを駆動データ信号とともにヒータ抵抗寿命判定回路５０７へ送信する。このタイミングでＡ／Ｄ変換を行うことにより、抵抗５０４と測定を行おうとするヒータ抵抗７０１のヒータ抵抗値とで５Ｖの電圧が分圧されたアナログ電圧値を取り込むことが可能となる。

ＬＵＴ５０６は、ヒータ抵抗７０１のヒータ抵抗値と、そのヒータ抵抗値と抵抗５０４の抵抗値とで５Ｖの電圧を分圧した場合にＡ／Ｄ変換回路５０５から出力されるデータに示される電圧値と、が対応付けされたテーブルを保持する。

ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、Ａ／Ｄ変換回路５０５から駆動データ信号と電圧値を示すデータを受信すると、ＬＵＴ５０６を参照し、その電圧値に対応付けられたヒータ抵抗値を駆動データ信号に示されるヒータ抵抗のヒータ抵抗値として検出する。さらに、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、特定したヒータ抵抗のヒータ抵抗値と、記録ヘッド２１２に記憶されている出荷検査時に測定されたそのヒータ抵抗のヒータ抵抗値とを比較し、変化量を算出する。

絶縁層７１３の正常なヒータ抵抗のヒータ抵抗値に変化は見られない。また、腐食が始まっていたとしても、腐食の領域が少ない場合には抵抗値の変化量は小さい。そのため、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、ヒータ抵抗値の変化量が大きいヒータ抵抗は腐食がより進行していると判定する。尚、ヒータ抵抗の判定を行う場合に、記録ヘッド２１２へ供給する検出用の電圧源を５Ｖとする理由はヒータ配線の腐食の進行を防止するためである。

図１は、ヒータ抵抗値の変化量をもとに使用ノズルを選択し、記録を行うフローチャートである。Ｎは、グループの数である自然数を示す。図６に示すＡ列のグループ１に属する記録素子を、グループＡ（１）と表して、以下説明を行う。

Ｓ１０１でヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、記録ヘッド２１２のＡ列およびＢ列のそれぞれのグループ毎に、そのグループに属するヒータ抵抗それぞれに対応するヒータ抵抗値を検出し、記録ヘッド２１２の記憶手段に記憶されている抵抗値と比較して、抵抗値の変化量を検出する。

次にＳ１０２で、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、記録ヘッド２１２のグループ１〜４について同じ処理を行うため、グループ１を示すＮ＝１とする。

Ｓ１０３で、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、グループＡ（１）に属するヒータの最大のヒータ抵抗値の変化量が、グループＢ（１）に属するヒータの最大のヒータ抵抗値の変化量以上であるか否かを判定する。

グループＡ（１）のヒータ抵抗値の変化量がグループＢ（１）のヒータ抵抗値の変化量以上である場合には、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、グループＡ（１）のヒータ配線の腐食がより進行して寿命が短いと判定しＳ１０４へ進む。Ｓ１０４で、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、寿命が長いと判定されたグループＢ（１）のノズルを記録時に使用するように利用フラグを設定する。

Ｓ１０３でグループＡ（１）のヒータ抵抗値の変化量がグループＢ（１）のヒータ抵抗値の変化量未満である場合には、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、グループＢ（１）のヒータ配線の腐食がより進行して寿命が短いと判定しＳ１０５へ進む。Ｓ１０５で、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、寿命が長いと判定されたグループＡ（１）のノズルを記録時に使用するように利用フラグを設定する。

即ち、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、腐食が進行していないと判定されたグループを選択する頻度を高める。従って、例えば、グループ１はＡ列のノズルを選択し、グループ２はＢ列のノズルを選択するというように、グループ毎に寿命が長いと判定したノズル列を使用して記録することが可能となる。

Ｓ１０６で、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、Ｎに１を加算し、Ｓ１０７で、最終のグループ（Ｎ＝最終グループ数＋１）まで処理が完了しているか判定する。４つのグループに素子列を区分けしている場合には、Ｎが５に達しているかどうかで判定する。完了していなければ、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、再びＳ１０３へ戻り、次段グループの処理を行う。完了していた場合は、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、Ｓ１０８へ進み、利用フラグに示されるグループ１〜４で使用する列情報に従って記録を行う。Ｓ１０９で、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、全ての記録が終了したかを判断し、終了していなければ、再びＳ１０１へ戻り次の記録動作を開始する。

このように本実施形態によれば、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７が、同色のインクの吐出を行う複数の記録素子群のヒータ配線の腐食を判定し、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９が、その判定結果に応じて、インクの吐出に使用する記録素子群を選択する。腐食の状態が進んでいる記録素子群より腐食の状態が進んでいない記録素子群を選択して記録動作を行うことにより、ヒータ配線の進行を軽減して記録ヘッド全体の寿命を延ばすことができる。
（第２の実施形態）
本実施形態の記録装置は、第１の実施形態の記録装置２００と比較して、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９、記録ヘッド制御ブロック４１１、および、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７の動作が異なる点で相違する。他の構成および動作については同様であるため、説明を省略する。

本実施形態の記録ヘッド制御ブロック４１１は、記録回数カウント手段に相当し、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９から伝送される駆動データと駆動タイミングとを解析し、記録ヘッド２１２のノズルのＡ列およびＢ列のインクの吐出回数をカウントする。

図８は、吐出回数のカウント数に基づき使用ノズルを選択し、記録動作を行うフローチャートである。

Ｓ８０１で、記録ヘッド２１２が交換（ヘッドが新品）されると、記録ヘッド制御ブロック４１１は、カウント数を初期化する。Ｓ８０２で、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、記録動作が開始されるかを判断し、記録動作が開始されるとＳ８０３へ進む。

Ｓ８０３で、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、記録ヘッド制御ブロック４１１によりカウントされている、今までの吐出回数の比較を行い、Ａ列のノズルの吐出回数がＢ列のノズルの吐出回数以上であるか否かを判定する。ここで、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、Ａ列のノズルの吐出回数がＢ列のノズルの吐出回数以上である場合には、Ａ列のノズルがＢ列のノズルよりもヒータ配線の腐食が進んでいると判定する。また、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、Ａ列のノズルの吐出回数がＢ列のノズルの吐出回数未満である場合には、Ｂ列のノズルがＡ列のノズルよりもヒータ配線の腐食が進んでいると判定する。

Ａ列のノズルがＢ列のノズルよりもヒータ配線の腐食が進んでいると判定された場合には、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、Ｓ８０４へ進む。Ｓ８０４で、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、Ｂ列を利用して記録動作するように設定し、Ｓ８０６へ進む。

Ａ列のノズルがＢ列のノズルよりもヒータ配線の腐食が進んでいると判定された場合には、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、Ｓ８０５へ進む。Ｓ８０５で、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、Ａ列を利用して記録動作するように設定し、Ｓ８０６へ進む
Ｓ８０６で、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、Ｓ８０４もしくはＳ８０５で設定されたノズル列を用いて記録動作を行う。その際、記録ヘッド制御ブロック４１１は、吐出回数をカウントし、Ａ列もしくはＢ列の吐出回数の累計（Ａ列累計＝Ａ列累計＋吐出回数もしくはＢ列累計＝Ｂ列累計＋吐出回数）を算出し、Ｓ８０２へ戻り次の記録動作まで待機する。

このように本実施形態によれば、記録ヘッド制御ブロック４１１が、同色のインクの吐出を行う、記録素子群であるノズル列のインクの吐出回数をカウントする。また、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９が、そのカウント数に応じて、インクの吐出に使用する記録素子群を選択する。そのため、吐出回数の少ない列を優先的に使用することが可能となり、腐食の状態が進んでいると判定される記録素子群は使用を控えることにより、記録素子群のヒータ配線の進行を軽減して記録ヘッド全体の寿命を延ばすことができる。
（第３の実施形態）
本実施形態の記録装置は、第１の実施形態の記録装置２００と比較して、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９、およびヒータ抵抗寿命判定回路５０７の動作が異なる点で相違する。他の構成および動作については同様であるため、説明を省略する。

本実施形態のヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、ヒータ抵抗値の変化量に対する閾値を記憶しており、ヒータ抵抗値の変化量がその閾値を超えると、そのノズルは不良ノズルであると判定する。

具体的なフローを、図９を用いて説明する。

Ｓ９０１で、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、記録ヘッド２１２のＡ列およびＢ列それぞれのグループごとに、各グループのヒータ抵抗値の変化量を検出する。次にＳ９０２で、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、検出したヒータ抵抗値の変化量と予め設定しておいた閾値とを比較する。ヒータ抵抗値の変化量が閾値以上である場合には、対応するヒータ配線に腐食が進んでおり、吐出不良となっている不吐ノズルが発生しているとして判定する。

Ｓ９０３で、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、記録ヘッド２１２のグループ１〜４について同じ処理を行うために、のＮ＝１とする。Ｓ９０４で、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、グループＡ（１）の吐出不良のノズルの総数が、グループＢ（１）の吐出不良のノズルの総数以上であるか否かを判定する。

グループＡ（１）の吐出不良のノズルの総数がグループＢ（１）の吐出不良のノズルの総数以上である場合には、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、グループＡ（１）のヒータ配線の腐食が進行して寿命が短いと判定しＳ９０５へ進む。Ｓ９０５で、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、寿命が長いと判定されたブロックＢ（１）のノズルを記録動作時に使用するように利用フラグを設定する。

Ｓ９０３でブロックＡ（１）の吐出不良のノズルの総数がグループＢ（１）の吐出不良のノズルの総数未満である場合には、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、グループＡ（１）のヒータ配線の腐食が進行して寿命が短いと判定しＳ９０６へ進む。Ｓ９０６で、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、寿命が長いと判定されたグループＡ（１）のノズルを記録動作時に使用するように利用フラグを設定する。

Ｓ９０７で、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、Ｎを加算し、Ｓ９０８で、Ｎが最終のグループ（Ｎ＝最終グループ数＋１）まで処理が完了しているか判定する。完了していなければ、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、再びＳ９０４へ戻り、次グループの処理を行う。完了していた場合は、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、Ｓ９０９へ進み、利用フラグに示されるグループ１〜４で使用する列情報に従って記録動作を行う。最後にＳ１０９で、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９は、全ての記録動作が終了したかを判断し、終了していなければ、再びＳ９０１へ戻り次の記録動作を開始する。

このように本実施形態によれば、ヒータ抵抗寿命判定回路５０７は、同色のインクの吐出を行う、記録素子群である各グループにおける吐出不良のノズルの総数をカウントする。また、バンドメモリ・駆動制御ブロック４０９が、その吐出不良のノイズのカウント数に応じて、インクの吐出に使用する記録素子群を選択する。そのため、吐出不良のノズルの少ないグループを優先的に使用することが可能となり、腐食の状態が進んでいると判定される記録素子群は使用を控えることにより、記録素子群のヒータ配線の進行を軽減して記録ヘッド全体の寿命を延ばすことができる。

なお、上述した第１ないし第３の実施形態においては、シリアススキャン型のプリンタの例を示したが、本発明は、記録する紙幅分の記録ヘッドを持ったフルライン型のプリンタについても適用可能である。

２００インクジェット記録装置
２１０キャリッジ
２１２記録ヘッド
４０９バンドメモリ・駆動制御ブロック
５０７ヒータ抵抗寿命判定回路

Claims

インクを吐出するために用いられる複数の記録素子からなる第一の素子群と、該第一の素子群と同じ種類のインクを吐出するために用いられる複数の記録素子からなる第二の素子群とを有する記録ヘッドと、
前記第一の素子群の複数の記録素子と前記第二の素子群の複数の記録素子との状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の結果に応じて、前記第一の素子群または前記第二の素子群のいずれを記録動作に用いるか選択する選択手段と、
を具備することを特徴とする記録装置。
前記第一の素子群の複数の記録素子と前記第二の素子群の複数の記録素子とは、並行に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
前記記録素子は、
インクを吐出するための熱エネルギーを発生する電気熱変換素子と、
該電気熱変換素子に通電するために用いられる配線と、
前記電気熱変換素子と前記配線とを被覆する絶縁材料からなる絶縁層と、で設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録装置。
前記記録ヘッドは、使用を開始する前の前記記録素子の抵抗値に関する情報を記憶している記憶手段を有し、
前記検出手段は、前記記憶手段に記憶された抵抗値に関する情報をもとに、前記記録素子の抵抗値の変化量を、前記複数の記録素子ごとに検出し、
前記選択手段は、前記変化量が大きい記録素子が第一の素子群に属する場合は、前記第二の素子群を記録動作に用い、前記変化量が大きい記録素子が第二の素子群に属する場合は、前記第一の素子群を記録動作に用いるように選択することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の記録装置。
前記検出手段は、インクを吐出した回数をカウントし、
前記選択手段は、前記検出手段によるカウント数の少ない素子群を記録動作に用いるように選択することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の記録装置。
前記検出手段は、インクが吐出されない記録素子の数をカウントし、
前記選択手段は、前記検出手段によるカウント数の少ない素子群を記録動作に用いるように選択することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の記録装置。
インクを吐出するために用いられる複数の記録素子からなる第一の素子群と、該第一の素子群と同じ種類のインクを吐出するために用いられる複数の記録素子からなる第二の素子群とを有する記録ヘッドを備えた記録装置の記録方法であって、
前記第一の素子群の複数の記録素子と前記第二の素子群の複数の記録素子との状態を検出する工程と、
検出された前記複数の記録素子の状態に応じて、前記第一の素子群または前記第二の素子群のいずれを記録動作に用いるか選択する工程と、
選択された素子群の前記記録素子を用いて記録動作を行う工程と、
を有することを特徴とする記録装置の記録方法。