JP2017159536A - 記録装置、記録装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録方式の記録ヘッドを有する記録装置であって、インクの不吐出を検査する検査機構を備える記録装置、記録装置の制御方法およびプログラムを提供すること。【解決手段】本発明の記録装置は、吐出口の近傍の温度を検知する検知手段と、吐出口からインクが吐出される際に検知手段によって検知された温度の変化に基づいて、吐出口からのインクの吐出状態を検査する検査手段とを備える。本発明の記録装置はさらに、画像データと、吐出口からのインクの吐出状態を検査するために吐出口からインクを吐出させる検査データと、を合成して合成データを生成する合成手段と、合成データに基づいて記録ヘッドを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェット記録方式の記録ヘッドを有する記録装置であって、インクの吐出状態を検査する検査機構を備える記録装置、記録装置の制御方法およびプログラムに関する。

従来、インクジェット記録方式の記録ヘッドを有する記録装置であって、記録ヘッドに設けられたインクの吐出状態を検査する検査機構を備える記録装置が知られている。

特許文献１に記載のインクジェット記録装置は、吐出口（ノズル）からインクが正常に吐出される場合と、吐出不良が発生している場合とで、吐出口近傍のインク温度の変化が相違する点に着目して、吐出口の吐出状態を検査している。特許文献１の検査手法によれば、記録媒体に出力物を記録している過程で、吐出不良が発生している吐出口を直ちに特定することができ、記録ヘッドのクリーニング作業を開始するタイミングなどに反映させることができる。

特開２００７−３３１１９３号公報

一般的に、インクジェット記録方式の記録装置では、画像データから、各吐出口におけるインクの吐出または非吐出を示す吐出データが生成され、当該吐出データに基づいて各吐出口からのインク吐出を制御する。特許文献１に記載の検査手法は、吐出口からインクが吐出される際に、吐出口近傍の温度を検知し、検知した温度の変化を解析することにより、吐出状態を検査していた。吐出データがインクの非吐出を示す場合、対応する吐出口からはインクが吐出されないため、このような吐出口に対して吐出状態を検査することができなかった。

つまり、吐出状態を検査することができる吐出口は、吐出データに依存して決定されていた。そのため、記録ヘッドに設けられた全ての吐出口、または検査対象とする全ての吐出口群の吐出状態の検査を確実に行うためには、専用のメンテナンスモードなどを設定する必要があった。このように、従来技術の検査手法では、吐出口の吐出状態を効率的に検査することができないという課題があった。

本発明の記録装置は、画像データに基づいて、記録ヘッドの複数の吐出口からインクを吐出することによって画像を記録する記録装置であって、前記吐出口の近傍の温度を検知する検知手段と、前記吐出口からインクが吐出される際に前記検知手段によって検知された温度の変化に基づいて、前記吐出口からのインクの吐出状態を検査する検査手段と、前記画像データと、前記吐出口からのインクの吐出状態を検査するために前記吐出口からインクを吐出させる検査データと、を合成して合成データを生成する合成手段と、前記合成データに基づいて前記記録ヘッドを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の記録装置は、吐出口の吐出状態を効率的に検査することができる。

本実施形態におけるインクジェット記録装置を示す概略図である。 本実施形態にシステム全体構成を示すブロック図である。 本実施形態における記録制御部の機能構成を示すブロック図である。 本実施形態において記録制御部による処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態におけるデータ遷移の一例を示す模式図である。 本実施形態におけるデータ遷移の一例を示す模式図である。 本実施形態における不吐出補完の処理手順の一例を示す遷移図である。 本実施形態における吐出状態検査の仕組みを説明する図である。 本実施形態における吐出状態検査の仕組みを説明する図である。 本実施形態における出力イメージを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらに限定する趣旨のものではない。

［実施形態］
＜インクジェット記録装置＞
まず、本実施形態のインクジェット記録装置の概要構成を説明する。本実施形態のインクジェット記録装置は、ロール状に巻かれた連続記録用紙に、記録用紙幅に相当する長さのラインヘッドを用いて記録を行う、いわゆる高速ラインプリンタである。このような高速ラインプリンタは、例えば、商業用印刷用途などの大量印刷が要求される分野に好適に用いられている。もちろん、実施形態はラインヘッド型のインクジェット記録装置に限られず、インクジェット方式の記録ヘッドが主走査方向に移動しつつ記録を行う、ヘッド移動型のインクジェット記録装置であってもよい。

図１は、本実施形態のインクジェット記録装置における記録ヘッド１０２と記録媒体１０３との位置関係を示す概略図である。記録ヘッドユニット１０１は、搬送される記録媒体１０３上に画像を形成するユニットである。記録ヘッド１０２は、使用が想定される記録媒体１０３の最大幅をカバーする範囲にインクジェット記録方式のノズル列が設けられた、ライン型の記録ヘッドである。記録ヘッドユニット１０１には、複数の記録ヘッド１０２が、記録媒体１０３の搬送方向（副走査方向）に沿って平行に設けられている。本実施形態の記録ヘッドユニット１０１は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）、Ｌｃ（ライトシアン）、Ｌｍ（ライトマゼンタ）、Ｇｙ（グレー）の７色にそれぞれ対応する７つの記録ヘッド１０２から構成される。なお、記録ヘッド１０２の数および色の組み合わせは「７」に限定されない。また、本実施形態の記録媒体１０３は、ロール状に巻かれたいわゆる連続記録用紙であり、ロール状に巻かれた状態から記録媒体１０３が引き出され、副走査方向に搬送される。

＜システム構成＞
図２は、本実施形態のインクジェット記録装置におけるシステム全体構成を示すブロック図である。図２において、受信バッファ２０４は、ホストＰＣ２０１から受信インターフェース（以下インターフェースは「Ｉ／Ｆ」と記す）２０２を介して画像データを受信する。画像処理部２０５は、受信バッファ２０４から入力を受け付けた画像データを読み出し、画像データに対して色分解処理、量子化処理などの種々の画像処理を施す。記録バッファ２０６は、画像データに量子化処理が施された後のデータである量子化データを保持する。

記録タイミング信号生成部２０８は、エンコーダ２０７から記録ヘッドユニット１０１が記録を行う位置に関する情報である位置情報の入力を受け付けて、記録タイミング信号を生成する。記録制御部２０９は、量子化データと、記録タイミング信号とに基づいて、インクの吐出または非吐出を示す記録データを生成する。記録制御部２０９は、記録ヘッド１０２に設けられたノズル（吐出口）におけるインクの吐出状態を検査するための検査データを、各ノズルにおけるインクの吐出または非吐出を示す記録データに合成する。次いで、記録制御部２０９は、合成データに応じて記録ヘッド１０２を駆動し、各ノズルからのインクの吐出または非吐出を制御する。具体的には、記録制御部２０９は、合成データと、検査対象ノズルを選択するために用いられる不吐出検査ノズル番号とを記録ヘッド１０２に送信する。吐出データと不吐出検査ノズル番号とを受信すると、記録ヘッド１０２は記録媒体１０３上に画像を形成しつつ、さらに不吐出検査部２１０に対して検査対象ノズルの検査状態を検査させる。不吐出検査部２１０は、検査対象ノズルの検査結果を記録制御部２０９に送信する。吐出状態が不良である場合、記録制御部２０９は不吐出補完部３０６に検査対象ノズルが吐出不良であることをフィードバックできる。また、記録制御部２０９は、検査対象ノズルが吐出不良であることをホストＰＣ２０１に送信し、ホストＰＣ２０１はユーザに記録ヘッド１０２のクリーニングなどのメンテナンスを促すメッセージを表示画面（不図示）に表示することができる。本実施形態においてインクの吐出不良とは、記録ヘッド１０２に設けられたノズルからインク滴の一部または全部が吐出されない場合を例に説明する。「不吐出」についても同様である。本実施形態のインクジェット記録装置において、受信バッファ２０４と、記録バッファ２０６とは、ＤＲＡＭ等の汎用メモリの一部によって構成される。このような汎用メモリは必ずしもＤＲＡＭである必要はなく、一般的にＲＡＭと称される範疇に属するメモリであれば、ＳＲＡＭ等のＤＲＡＭ以外のメモリであっても構わない。また、ＣＰＵ２１２はＡＳＩＣ２１３によって構成されるシステム全体を制御するが、説明簡略化のためＣＰＵ２１２と各制御ブロックとの接続構成は省略して示している。

＜本実施形態における特徴構成＞
図３は、本実施形態における記録制御部２０９の機能構成を示すブロック図である。図４は、本実施形態において記録制御部２０９の各機能ブロックによる処理手順を示すフローチャートである。また、図５、図６は本実施形態におけるデータ遷移の一例を示す模式図である。以下、図３〜図６を参照して、本実施形態の特徴構成となる記録制御部２０９による処理手順について詳細に説明する。なお、図４に示されるフローチャートによる処理は、プログラムコードが汎用メモリ２０３などの記憶領域に展開され、ＣＰＵ２１２によって実行される。

Ｓ４０１において、記録データ生成部３０１は、記録バッファ２０６から量子化データを読み出す。記録データ生成部３０１は、読み出した量子化データに対して、記録ヘッド１０２の各ノズルに割り当てるデータ処理（Ｉｎｄｅｘ展開）を行い、各ノズルにおけるインクの吐出または非吐出を示す記録データを生成する。

ここで、本実施形態における記録データの一例である、記録パターンＰ５０１、Ｐ６０１を図５、図６に示す。本来、記録ヘッド１０２には数百のノズルが設けられているため、１カラム（ＣＬＭ）の記録データは複数のブロック単位に分割される。説明簡略化のため、本実施形態の記録パターンＰ５０１、Ｐ６０１は、ｎｏｚｚｌｅ１−ｎｏｚｚｌｅ７の８個のノズルにおいて、ＣＬＭ０−ＣＬＭ７の８回分、インクの吐出または非吐出を示す記録データである実施例について説明する。なお、図５、図６の各パターンＰ５０１〜Ｐ５０５、Ｐ６０１〜Ｐ６０５において、網掛で示されている各ドットはインクが吐出されることを示し、白色（ブランク）で示されているドットはインクが非吐出であることを示す。

Ｓ４０２において、検査データ生成部３０２は、検査データ格納部３０３から検査データを読み出す。ここで、本実施形態における検査データの一例である、検査パターンＰ５０２、Ｐ６０２を図５、図６に示す。記録パターンＰ５０１、Ｐ６０１と同様に、本実施形態の検査パターンＰ５０２、Ｐ６０２は、ｎｏｚｚｌｅ１−ｎｏｚｚｌｅ７の８個のノズルにおいて、ＣＬＭ０−ＣＬＭ７の８回分、インクの吐出または非吐出を示す検査データである実施例について説明する。また、このとき（Ｓ４０２において）検査データ生成部３０２は、読み出した検査データから、吐出状態を検査する対象となる検査対象ノズルを特定する。例えば、検査パターンＰ５０２、Ｐ６０２において、「ＣＬＭ０」のドットパターン列には、「ｎｏｚｚｌｅ０」に対応して検査用インクの吐出を示す吐出ドットデータが含まれる。本実施形態の検査データ生成部３０２は、読み出した検査データから検査用インクを吐出する検査対象ノズルを特定し、当該検査対象ノズルの番号である不吐出検査ノズル番号を合成部３０５に送信する。また、本実施形態における検査パターンＰ５０２、Ｐ６０２において、ＣＬＭ０−ＣＬＭ７の８回分全てに吐出ドットデータが配置される場合について説明したが、実施例はこれに限られない。検査パターンＰ５０２、Ｐ６０２には、ＣＬＭ０−ＣＬＭ７の８回分のうち周期的に吐出ドットデータが配置されてもよい。この場合、次回検査パターンＰ５０２、Ｐ６０２が生成される際に、ｎｏｚｚｌｅ１−ｎｏｚｚｌｅ７のなかから前回選択したノズルとの異なるノズルから選択的にインクが吐出されることが望ましい。このように、一定の周期でｎｏｚｚｌｅ１−ｎｏｚｚｌｅ７から検査用のインクが吐出されることにより、記録ヘッドに設けられた全ての吐出口、または検査対象とする全ての吐出口群の吐出状態の検査を確実に行うことができる。

Ｓ４０３において、検査データ生成部３０２は、不吐出ノズル情報格納部３０４から不吐出ノズル情報を読み出す。本実施形態における不吐出ノズル情報は、記録ヘッド１０２に設けられたノズル群のうち、吐出不良が発生しているノズル（以下「不吐出ノズル」と記す）を特定するための情報であり、不吐出検査部２１０によってフィードバックされる。

Ｓ４０４において、検査データ生成部３０２は、Ｓ４０２で読み出した検査データと、Ｓ４０３で読み出した不吐出ノズル情報とに基づいて、不吐出ノズルからインクを吐出することを示すドットデータが検査データに含まれるかを判定する。
図５の実施形態においては不吐出ノズルが存在しないため、検査パターンＰ５０２において不吐出ノズルからインクを吐出することを示すドットデータが含まれないと判定される。一方、図６の実施形態においては不吐出ノズル（ｎｏｚｚｌｅ６）が存在するため、検査パターンＰ６０２において不吐出ノズルからインクを吐出することを示すドットデータが含まれると判定される。

不吐出ノズルからインクを吐出することを示すドットデータが含まれている場合（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、Ｓ４０５に移行し、検査データ生成部３０２は、当該ドットデータをマスクする。一方、不吐出ノズルからインクを吐出することを示すドットデータが含まれていない場合（Ｓ４０４：ＮＯ）、Ｓ４０５をスキップする。次いで、検査データ生成部３０２は、記録データと、検査データと、不吐出検査の対象となる不吐出検査ノズル番号とを合成部３０５に送信する。
図６の検査パターンＰ６０２には、不吐出ノズルからインクを吐出することを示すドットデータＤ６０２が含まれている。そのため、検査データ生成部３０２は、ドットデータＤ６０２をマスクし、ドットデータＤ６０２を非吐出のドットデータに書き換える。

Ｓ４０６において、合成部３０５は、記録データと検査データとを合成（ＯＲ）し、合成データを生成する。本実施形態の合成データは、インクの吐出または非吐出を示す情報を記録ヘッド１０２のノズル単位に割り当てたデータである。ここで、本実施形態における合成データの一例である、合成パターンＰ５０３、Ｐ６０３を図５、図６に示す。記録パターンＰ５０１、Ｐ６０１と同様に、合成パターンＰ５０３、Ｐ６０３は、ｎｏｚｚｌｅ１−ｎｏｚｚｌｅ７の８個のノズルにおいて、ＣＬＭ０−ＣＬＭ７の８回分、インクの吐出または非吐出を示す合成データである実施例について説明する。
図５、図６に示されるように、記録パターンＰ５０１、Ｐ６０１と検査パターンＰ５０２、Ｐ６０２とが合成されることにより、合成パターンＰ５０３、Ｐ６０３には、記録用のドットデータと、検査用のドットデータとが混在するようになる。本実施形態においては、重複したドットデータＤ５０３、Ｄ６０３は、記録用のインクを吐出することを示すドットデータに書き換えられる。

Ｓ４０７において、不吐出補完部３０６は、合成部３０５から合成データと、不吐出検査ノズル番号とを取得する。次いで不吐出補完部３０６は、不吐出ノズル情報格納部３０４から不吐出ノズル情報を読み出し、不吐出ノズル情報がある場合に合成データに対して不吐出補完処理を行う。

図５の実施形態では、不吐出ノズルが存在しないため、不吐出補完部３０６は合成データに対して不吐出補完処理を行わない。そのため、合成パターンＰ５０３はそのまま不吐出補完後パターンＰ５０４として展開される。一方、図６の実施形態では、不吐出ノズル（ｎｏｚｚｌｅ６）が存在するため、不吐出補完部３０６は合成パターンＰ５０３に対して不吐出補完処理を行う。

＜不吐出補完処理＞
ここで、本実施形態における不吐出補完の処理手順の一例を、図７の遷移図を参照して説明する。図７の左部には、合成パターンＰ６０３における「ＣＬＭ１」のドットデータ列Ｐ６０３−１が、不吐出補完後パターンＰ６０４のドットデータ列Ｐ６０４−１に遷移する態様が示されている。同様に、図７の右部には、合成パターンＰ６０３における「ＣＬＭ４」のドットデータ列Ｐ６０３−４が、不吐出補完後パターンＰ６０４のドットデータ列Ｐ６０４−４に遷移する態様が示されている。ドットデータ列Ｐ６０３−１、Ｐ６０３−４には、各ノズルに対応してインクの吐出を示す吐出ドットデータ７０１と、インクの非吐出を示す非吐出ドットデータ７０２とが含まれる。不吐出補完部３０６は、不吐出ノズル情報を参照することにより、合成パターンＰ６０３に、不吐出ノズル（ｎｏｚｚｌｅ６）からインクを吐出することを示す吐出ドットデータ７０１が含まれることを検知することができる。

不吐出補完部３０６は、ドットデータ列Ｐ６０３−１ａ、Ｐ６０３−４ａについて、不吐出ノズル（ｎｏｚｚｌｅ６）以外のノズルに対応するドットデータに優先順位を付与する。優先順位が付与されたドットデータ列を、符号Ｐ６０３−１ｂ、Ｐ６０３−４ｂに示す。この段階では、検査対象ノズル（ｎｏｚｚｌｅ４、ｎｏｚｚｌｅ７）からインクを吐出することを示すドットデータに該当するかに関わらず、不吐出ノズル以外の他のノズルに対応するドットデータに優先順位が付与される。本実施形態においては、不吐出ノズルの上下２ノズルが不吐出補完に用いられる。そのため、ｎｏｚｚｌｅ６から１つ下のｎｏｚｚｌｅ７に対応するドットデータに優先順位「１」が、１つ上のｎｏｚｚｌｅ５に対応するドットデータに優先順位「２」がそれぞれ付与される。また本実施形態では、ｎｏｚｚｌｅ６から２つ下のノズルは存在しないため、２つ上のｎｏｚｚｌｅ４に対応するドットデータに優先順位「３」が付与される。もちろん、優先順位の付与手法は上記に限定されず、ｎｏｚｚｌｅ６の２つ上のｎｏｚｚｌｅ４に対応するドットデータから、番号順（「１」「２」「３」「４」）というように優先順位が付与されてもよい。

次いで、不吐出補完部３０６は、ｎｏｚｚｌｅ６で吐出させることができないインクを他のノズルから吐出させることにより不吐出補完を行う。具体的には、不吐出補完部３０６は、優先順位に応じて、吐出ドットデータに書き換え可能なドットデータ決定する。非吐出ドットデータから吐出ドットデータに書き換えられた不吐出補完ドットデータＤ６０４を含むドットデータ列を、符号Ｐ６０４−１、Ｐ６０４−４に示す。

ドットデータ列Ｐ６０４−１において、不吐出補完部３０６は付与した優先順位に応じて、ｎｏｚｚｌｅ７に対応する非吐出ドットデータを不吐出補完ドットデータＤ６０４書き換える。かかる不吐出補完制御により、後述のヘッド駆動制御部３０７の処理（Ｓ４０８）において、適切なタイミングでｎｏｚｚｌｅ７からインクが吐出される。

一方、ドットデータ列Ｐ６０４−４においては、最も優先順位が高いドットデータに対応するｎｏｚｚｌｅ７が、検査対象ノズルに該当している。この場合、ｎｏｚｚｌｅ７からは検査対象のインクが吐出されることが優先され、次位の優先順位が付与されているｎｏｚｚｌｅ５に対応する非吐出ドットデータが、不吐出補完ドットデータＤ６０４に書き換えられる。かかる不吐出補完制御により、後述のヘッド駆動制御部３０７の処理（Ｓ４０８）において、適切なタイミングでｎｏｚｚｌｅ５からインクが吐出される。なお、同一のドットデータ列内で不吐出補完制御を行う実施形態について説明したが、異なるドットデータ列に跨がって非吐出ドットデータと吐出ドットデータとを書き換えるなどの不吐出補完制御を行ってもよい。

不吐出補完部３０６は、不吐出ノズルが存在しない場合、合成データからそのまま展開された不吐出補完後データと、不吐出検査ノズル番号とをヘッド駆動制御部３０７に送信する。図５の実施形態では、合成パターンＰ５０３からそのまま展開された不吐出補完後パターンＰ５０４と、不吐出検査ノズル番号とがヘッド駆動制御部３０７に送信される。不吐出補完部３０６は、不吐出ノズルが存在する場合、合成データに不吐補間処理が施された不吐出補完後データと、不吐出検査ノズル番号とをヘッド駆動制御部３０７に送信する。図６の実施形態では、合成パターンＰ６０３に不吐出補完処理が施された不吐出補完後パターンＰ６０４と、不吐出検査ノズル番号とがヘッド駆動制御部３０７に送信される。

再び図４のフローチャートに戻り、ヘッド駆動制御部３０７は、記録データと検査データとが合成されて生成された合成データに応じて記録ヘッド１０２を駆動し、記録ヘッド１０２に設けられた各ノズルからのインクの吐出または非吐出を制御する。より詳細には、Ｓ４０８において、ヘッド駆動制御部３０７は、不吐出補完後データを受信すると、記録タイミング信号（不図示）にあわせて、記録ヘッド１０２への送信用データである吐出データを１カラム単位で記録ヘッド１０２に送信する。同様に、ヘッド駆動制御部３０７は、記録タイミング信号（不図示）にあわせて、不吐出補完部３０６から供給された不吐出検査ノズル番号を記録ヘッド１０２に送信する。

Ｓ４０９において、記録ヘッド１０２は吐出データに基づいて記録媒体１０３上に画像の形成を行いつつ、不吐出検査ノズル番号によって指定されている検査対象のノズルから、インクが正常に吐出されているか、または吐出不良が発生しているかを検査する。

＜吐出状態検査＞
ここで、本実施形態における吐出状態検査の一例を、図８、図９を参照して説明する。図８、図９は、本実施形態における吐出状態検査の仕組みを説明する図である。記録ヘッド１０２における吐出状態を検査する手法は、例えば特開２００７―３３１１９３号公報に開示されている公知の手法を適用することができる。上記手法によれば、インクジェット記録装置は、インク吐出時におけるノズル近傍の温度変化に基づいて吐出状態を検査することができる。より詳細には、ノズル近傍に配置された温度センサによって検知されたインク温度の変化が解析されることにより、記録ヘッドにおける吐出状態が検査される。

まず図８を参照して、記録ヘッドのノズル近傍における状態変化を、ノズルからインク滴が正常に吐出された場合（図８（ａ））と、吐出不良が発生した場合（図８（ｂ）（ｃ））とを比較して説明する。図８（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態におけるノズル（インク吐出口）８０１の近傍断面図を示しており、ノズル８０１とインク流路を介して対向する位置には、発熱素子８０２と、温度検知部である温度センサ８０３とが設けられている。

図８（ａ）において、記録ヘッド１０２の駆動回路（不図示）が吐出データを受信した場合、駆動回路は吐出データに含まれる吐出ドットデータ７０１に対応する発熱素子８０２を駆動する。発熱素子８０２が駆動されることにより、発熱素子８０２近傍に気泡８０４ａが発生する。発生した気泡８０４ａが所定の大きさを超えて膨張すると、発熱素子８０２近傍のインクが押し出されることにより、インク滴８０５ａがノズル８０１から吐出する。次いで、発熱素子８０２の駆動が停止することにより、ノズル８０１の近傍のインク温度が低下する。すると、気泡８０４ａが収縮し、その後気泡８０４ａは消滅する。このように、ノズル８０１からインク滴８０５ａが正常に吐出される状態を「（ａ）正常吐出」と記す。

図８（ｂ）は、インク流路内の異物８０６がノズル８０１を塞いでしまい、ノズル８０１からインク滴を吐出できない状態を示している。この場合、発熱素子８０２が駆動することにより、発熱素子８０２近傍に気泡８０４ｂが発生、膨張しているが、ノズル８０１が異物８０６によって塞がれているため、気泡８０４ｂはインク流路内に拡がるように膨張する。このように、異物８０６によりノズル８０１が吐出不良となる状態を「（ｂ）異物不吐出」と記す。

図８（ｃ）は、供給過多となった滞留インク８０７が、図８（ｂ）と同様にノズル８０１を塞いでしまい、ノズル８０１からインク滴を吐出できない状態を示している。この場合も、発熱素子８０２が駆動することにより、発熱素子８０２近傍に気泡８０４ｂが発生、膨張しているが、ノズル８０１が滞留インク８０７によって塞がれているため、気泡８０４ｃはインク流路内に拡がるように膨張する。このように、滞留インク８０７によりノズル８０１が吐出不良となる状態を「（ｂ）濡れ不吐出」と記す。

図９（ａ）は、温度センサ８０３によって検出される、インク温度の推移である温度プロファイルを、図８（ａ）〜（ｃ）それぞれのインク吐出状態について示した図である。本図において、各温度プロファイルを示す曲線は、時間［μs］および温度［℃］をそれぞれ軸とする２次元座標図上に示されている。

図８（ａ）の正常吐出の場合、インクの駆動条件が一定であれば、温度センサ８０３が検出する検出温度が最高温度に到達した時間から所定時間経過後に降温速度が急激に変化するポイントが出現する。換言すれば、単位時間あたりにインク温度が下がる割合（傾き）が大きく変わる変曲点が出現する。このポイントを以後「変曲点１」と記す。「変曲点１」が出現する理由は、図８（ａ）の正常吐出において気泡８０４ａが収縮・消滅すると、インク流路におけるインクがノズル８０１近傍に引き込まれることに起因する。すなわち、引き込まれたインクによってノズル８０１近傍のインク温度が冷やされることにより、温度センサ８０３によって検出される検出温度が急激に低下するためである。

図８（ｂ）の異物不吐出の場合、図９（ａ）に示される通り、温度プロファイル（ｂ）に変曲点は出現しない。この理由は、図８（ａ）の正常吐出の場合と比較して、気泡８０４ｂがインク流路内に拡がるように膨張するため、インク流路から引き込まれるインクが温度センサ８０３近傍に到達するタイミングが遅れるためである。

図８（ｃ）の漏れ不吐出の場合、図９（ａ）に示される通り、温度プロファイル（ｃ）において（ａ）正常吐出と同様に変曲点が発生しているが、当該変曲点（以後「変曲点２」と記す）は、変曲点１よりも遅れて出現する。一般的に、インクジェット記録装置における記録ヘッドの内部は、ノズルからインクが漏れてこないように大気圧よりやや低い圧力である負圧に保たれている。この負圧のため、インクタンクなどから供給されるインクは、メニスカスを形成するように充填される。図８（ｃ）の濡れ不吐出において、気泡８０４ｃが膨張・収縮している間は、負圧によるインクの引きこみは停止している。しかし、この気泡膨張・収縮が終了するとノズル８０１近傍のインクが再び引きこまれ、引き込まれたインクによってノズル８０１近傍のインク温度が冷やされる。つまり、図８（ａ）の正常吐出と比較して、図８（ｃ）の濡れ不吐の場合、ノズル８０１近傍へのインク引き込みタイミングにタイムラグが発生する。図９（ａ）において、温度プロファイル（ｃ）の変曲点２が変曲点１に遅れて発生する理由は上記の通りである。

図９（ｂ）は、図９（ａ）の各温度プロファイルについて、変曲点１が出現する１μｓ前のタイミングから変曲点１が出現してから４μｓ後のタイミングまでの範囲で１階微分を施した結果を示すグラフである。図９（ｂ）に示される通り、変曲点１が出現する（ａ）正常吐出の温度プロファイルと、変曲点２が出現する（ｃ）濡れ不吐出の温度プロファイルとには、１階微分を施されると、それぞれ極大値・極小値が異なるタイミングで出現していることが分かる。一方、（ｂ）異物不吐出の温度プロファイルには、１階微分が施されたあと、極大値・極小値は出現しない。

図９（ｃ）は、図９（ｂ）の各温度プロファイルについて、変曲点１が出現する１μｓ前のタイミングから変曲点１が出現してから４μｓ後のタイミングまでの範囲でさらなる微分（２階微分）を施した結果を示すグラフである。図９（ｃ）に示される通り、変曲点１が出現する（ａ）正常吐出の温度プロファイルと、変曲点２が出現する（ｃ）濡れ不吐出の温度プロファイルとには、２階微分を施されると、それぞれ負の極小値が出現していることが分かる。一方、（ｂ）異物不吐出の温度プロファイルには、２階微分が施されたあと、負の極小値は出現しない。以上説明した通り、温度プロファイルから取得される１階微分波形よりも、２階微分波形の方が出力値の差が大きいため、本実施形態の不吐出検査部２１０は、２階微分波形を用いて各ノズルの吐出状態を検査する。なお、温度プロファイルにおける変曲点の検出手法は、上記方法に限定するものではなく、温度プロファイルの曲率変化から求める手法や、温度プロファイルのパターンマッチングによって求める手法を用いてもよい。

次に、不吐出検査部２１０が記録ヘッド１０２における吐出状態を検査する処理手順について説明する。まず、不吐出検査部２１０は、記録ヘッド１０２の各ノズルについて、正常吐出時における変曲点１の出現タイミングを予め汎用メモリ２０３などの記録領域に保持しておく。基準となる変曲点１のタイミングデータは、例えば記録ヘッド１０２のクリーニングを行った直後、すなわち確実に正常吐出が行われているときの温度プロファイルを用いて、図９で説明した手法を用いて求めることができる。

次いで、不吐出検査部２１０は、不吐出検査ノズル番号に対応するノズルからインクが吐出するときに、温度センサ８０３にインク温度を検知させる。そして、所定の時間範囲（例えば、変曲点１が出現する１μｓ前のタイミングから変曲点１が出現してから４μｓ後のタイミングまでの時間範囲）に検知された温度プロファイルに、２階微分を施す。

不吐出検査部２１０は、２階微分が施された温度プロファイルに負の極小値があった場合、正常吐出時の変曲点１における出現タイミングと、判定対象の温度プロファイルにおける変曲点（負の極小値）の出現タイミングとの差分△ｔを求める。

不吐出検査部２１０は、△ｔの絶対値｜△ｔ｜が１μＳ未満であるかを判定する。△ｔの絶対値｜△ｔ｜が１μＳ未満である場合、検査対象ノズルは正常吐出状態であると判定される。一方、△ｔの絶対値｜△ｔ｜が１μＳ以上である場合、検査対象ノズルは吐出不良（異物不吐出または濡れ不吐出）であると判定される。このように、不吐出検査部２１０は、△ｔの絶対値｜△ｔ｜のように所定の幅を有する閾値を基準として検査対象ノズルの検査を行う。従って、正常時に吐出されるインク滴（例えば、図８（ａ）のインク滴８０５ａなど）の一部だけが吐出される場合、すなわち不完全なインク滴が吐出される場合も、不吐出検査部２１０は「不吐出」であると判定することができる。

再び図４のフローチャートに戻り、Ｓ４１０において、不吐出検査ノズル番号によって指定されている検査対象ノズルが吐出不良ではない場合（Ｓ４１０：ＮＯ）、本フローチャートによる処理を終了する。検査対象ノズルが吐出不良である場合（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、Ｓ４１１に移行し、不吐出検査部２１０は、当該検査対象ノズルが吐出不良であることを示す不吐出ノズル情報を不吐出ノズル情報格納部３０４に格納する。不吐出ノズル情報格納部３０４に格納された不吐出ノズル情報は、次回記録データが生成されるタイミングに同期して、検査データ生成（Ｓ４０２）および不吐出補完処理（Ｓ４０７）に反映される。なお、本実施形態においては、ノズル列（ｎｏｚｚｌｅ０〜ｎｏｚｚｌｅ７）に対応するドットデータ列単位で吐出データが生成される。そのため、例えばドットデータ列（ＣＬＭ０）の記録処理においてフィードバックされた不吐出ノズル情報は、次のドットデータ列（ＣＬＭ１）における検査データの生成（Ｓ４０２）と、不吐出補完処理（Ｓ４０７）とに反映され得る。

Ｓ４１２において、記録制御部２０９は、記録ヘッド１０２における全ノズル数のうち、不吐出ノズルの許容数をあらかじめ保持しておき、不吐出ノズル情報格納部３０４に格納された不吐出ノズル数が所定数（許容数）を上回るかを判定する。不吐出ノズル数が閾値を上回る場合（Ｓ４１２：ＹＥＳ）、Ｓ４１３に移行しＣＰＵ２１２は記録ヘッド１０２へのメンテナンスを促す報知を行う。本実施形態では、ＣＰＵ２１２は、ホストＰＣ２０１やインクジェット記録装置本体のＵＩ（不図示）に、ユーザに記録ヘッド１０２へのクリーニングを促すメッセージを表示させる。Ｓ４１２の終了後、本フローチャートによる処理を終了する。

＜出力イメージ＞
図１０は、本実施形態において記録媒体１０３に出力される出力イメージを示す図である。本実施形態の記録制御部２０９は、視認が難しい透明インクや、濃度が薄いインク、例えばＹ（イエロー）、Ｌｃ（ライトシアン）、Ｌｍ（ライトマゼンタ）、Ｇｙ（グレー）の不吐を検査するための検査パターンを、出力画像１００８の画像データに合成する。また、本実施形態の記録制御部２０９は、視認が容易なインク、例えばＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（ブラック）の不吐を検査するための検査パターンが、出力画像１００８とは異なる領域に記録されるように検査パターンを生成する。図１０に示される通り、検査パターンの一部であるＹドット１００４と、Ｌｃドット１００５と、Ｌｍドット１００６と、Ｇｙドット１００７とは、出力画像１００８に埋め込まれて記録媒体１０３に記録される。一方、検査パターンの一部であるＣ領域１００１と、Ｍ領域１００２と、Ｋ領域１００３とは、出力画像１００８とは異なる領域に記録される。

また、上述の実施形態では、検査対象ノズルからインクを吐出することを示す吐出ドットデータが、各ドットデータ列に合成されるものとして説明したが、変形例では所定周期ごとにドットデータ列に合成されてもよい。例えば、１０００カラム分のドットデータ列が１ページ分の画像データを構成する場合を考える。１つにつき１００口のノズルが設けられている記録ヘッド１０２が、１ページ分の画像データを記録する周期で不吐を検査したい場合、検査対象ノズルからインクを吐出することを示す吐出ドットデータは、１０カラム分のドットデータ列周期で合成されればよい。

また、検査対象となるノズル群は、必ずしも記録ヘッド１０２に設けられている全てのノズルでなくてもよい。例えば、記録ヘッド１０２に設けられている全てのノズルのうち、一部のノズル群のみを用いて記録を行うモードを記録装置１に設定可能であった場合、一部のノズル群のみを検査対象としてもよい。かかる構成により、特定の記録モードで使用するノズル群について、全てのノズルを一定の周期で検査することにより、検査周期の短縮化や、検査用に吐出するインク量の削減など、より効率的な吐出状態検査を行うことができる。

なお、上述の実施形態では、視認が難しいインク種別として、Ｙ（イエロー）、Ｌｃ（ライトシアン）、Ｌｍ（ライトマゼンタ）、Ｇｙ（グレー）を例示したが、実施形態はこれらに限られない。インクジェット記録装置の技術分野では、インクの組成によってもインクの視認性が可変することが知られており、記録制御部２０９が記録ヘッド１０２にインクを吐出させる周期によっても、インクの視認性は可変し得る。そのため、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（ブラック）等インクジェット記録装置が吐出可能な全てのインク種別について、不吐を検査するための検査パターンが、出力画像１００８の画像データに合成されてもよい。

以上説明した通り、本実施形態のインクジェット記録装置は、吐出不良を検査するための検査データを出力対象の画像データに合成し、当該画像を記録しつつ検査対象ノズルの吐出状態検査を行う。かかる構成により、本実施形態のインクジェット記録装置は、画像を記録する所定周期ごとに、検査対象となる全てのノズルに対して吐出状態検査を施すことができる。

さらに、本実施形態のインクジェット記録装置は、検知した吐出不良をフィードバックすることにより、適切なタイミングで不吐出補完制御を行うこともできる。上述の実施形態で説明した不吐出補完制御によれば、突発的な不吐が発生した場合でも、即座に不吐出ノズル以外の他のノズルからインクを吐出させることにより、それまでの画像記録に要したインクや用紙、さらにはダウンタイムの削減が可能となる。

［その他の実施例］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０１・・記録ヘッドユニット
１０２・・記録ヘッド
１０３・・記録媒体
２０９・・記録制御部
２１０・・不吐出検査部
２１２・・ＣＰＵ
２１３・・ＡＳＩＣ

Claims (11)

1. 画像データに基づいて、記録ヘッドの複数の吐出口からインクを吐出することによって画像を記録する記録装置であって、
   前記吐出口の近傍の温度を検知する検知手段と、
   前記吐出口からインクが吐出される際に前記検知手段によって検知された温度の変化に基づいて、前記吐出口からのインクの吐出状態を検査する検査手段と、
   前記画像データと、前記吐出口からのインクの吐出状態を検査するために前記吐出口からインクを吐出させる検査データと、を合成して合成データを生成する合成手段と、
   前記合成データに基づいて前記記録ヘッドを制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする記録装置。
2. 前記検査データは、前記複数の吐出口から選択的にインクを吐出させるためのデータであること
   を特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記検査データは、前記複数の吐出口のなかから、周期的に選択した吐出口からインクを吐出させるためのデータであること
   を特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
4. 前記検査手段によって、インクの吐出状態が不良と検査された吐出口を特定するための情報を格納する格納手段をさらに備えること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の記録装置。
5. 前記検査手段によって、インクの吐出状態が不良と検査された吐出口の数が所定数を上回る場合、前記記録ヘッドへのメンテナンスを促す報知を行う報知手段をさらに備えること
   を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記複数の吐出口のうちの第１の吐出口におけるインクの吐出状態が不良と検査されたときに、前記第１の吐出口からインクを吐出させるための前記検査データをマスクするマスク手段とをさらに備えること
   を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の記録装置。
7. 前記複数の吐出口のうちの第１の吐出口におけるインクの吐出状態が不良と検査されたときに、前記第１の吐出口からインクを吐出させるための前記記録データを、前記第１の吐出口とは異なる第２の吐出口からインクを吐出させるための記録データに書き換える不吐出補完を行う不吐出補完手段をさらに備えること
   を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 前記検査手段は、インクの吐出状態が正常な吐出口の近傍の温度の変化であって、基準となる前記温度の変化と、検査対象の吐出口の近傍の温度の変化と、を比較することにより、前記検査対象のインクの吐出状態を検査すること
   を特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の記録装置。
9. 前記吐出口の近傍の温度の変化は、単位時間あたりに前記吐出口の近傍の温度が下がる割合の変化であること
   を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の記録装置。
10. 画像データに基づいて、記録ヘッドの複数の吐出口からインクを吐出することによって画像を記録する記録装置の制御方法であって、
    前記吐出口の近傍の温度を検知する検知ステップと、
    前記吐出口からインクが吐出される際に前記検知ステップによって検知された温度の変化に基づいて、前記吐出口からのインクの吐出状態を検査する検査ステップと、
    前記記録データと、前記吐出口からのインクの吐出状態を検査するために前記吐出口からインクを吐出させる検査データと、を合成して合成データを生成する合成ステップと、
    前記合成データに基づいて前記記録ヘッドを制御する制御ステップと、
    を備えることを特徴とする制御方法。
11. コンピュータを、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の記録装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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