JP3944911B2 - 液吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は液吐出装置及び画像形成装置に係り、特に吐出ヘッドが有するノズルの吐出異常を検出し、該吐出異常を補正する吐出異常補正技術に関する。

近年、画像やドキュメント等のデータ出力装置としてインクジェットプリンターが普及している。インクジェットプリンターは記録ヘッドに備えられたノズル等の記録素子をデータに応じて駆動させ、該ノズルから吐出されるインクによって記録紙などの被記録媒体上にデータを形成することができる。

インクジェットプリンターには多数のノズルを有する記録ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させ、該ノズルからインク滴を吐出させることによって記録紙上に画像を形成する。これらのノズルのうちの一部のノズルが何らかの理由で吐出異常になると、結果画像に欠陥が生じ、画像品質を低下させる原因となるためその対策が必要である。

従来、ノズルの吐出異常を検出する方法として、テストパターン及び実技画像などの実画像をプリントしてその結果画像から吐出異常を検出する方法や、記録ヘッド内部の吐出時特性を測定する方法が知られている。一方、これらの方法によって吐出異常が検出されると、当該吐出異常ノズルに代わって隣接するノズルから通常のドットより大きなドットを形成するように補正打滴が行われたり、補間ノズルを備えた記録ヘッドでは該補間ノズルを駆動して補正打滴が行われたするなど、画像欠陥を防止するように打滴制御が行われる。

特許文献１に記載された記録装置及びその制御方法、コンピュータ可読メモリでは、不良記録素子を記憶させ、その記憶されたデータから補完素子を決定し、その補完素子を用いて当該不良素子の記録を行うように構成されている。

また、特許文献２に記載されたインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法では、不吐出ノズルを検出し、その不吐出ノズルと隣接したノズルの吐出量を決定するように構成されている。
特開２００１−６３００８号公報 特開２００１−３１５３１８号公報

しかしながら、テストパターンや実技画像などのプリント結果を検出する方法では、被記録媒体にインクを吐出させる必要があるので、検出のために被記録媒体やインクをムダに消費してしまうことになる。また、記録ヘッド内部の物性を測定する方法では、吐出異常ノズルを正確に特定できるが、吐出異常の程度が分かりにくいという問題点がある。

一方、補完ノズルを備える場合には、該補完ノズルを設けるスペースが必要になるのでヘッドが大型化してしまうといった問題点がある。

特許文献１に開示された記録装置及びその制御方法、不良記録素子を判別するためには実際に記録を行う必要があり記録メディアやインクがが無駄になる問題点は解決されていない。また、経時的に現れる不良記録素子を判別するために定期的に不良記録素子判別及び不良記録素子の書き込みを行う必要がある。

また、特許文献２に記載されたインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法では、不吐出ノズルの隣接ノズルのインク吐出量を変えて不吐出ノズルの補間を行うために、吐出アルゴリズム（吐出制御）の変更が必要になり、吐出制御系の負担が増大する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、印字動作中や画像間など、オンラインで吐出異常を検出し、該吐出異常の補正を直ちに行うことができる、液吐出装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、帯電した液を吐出させる複数のノズルと、前記ノズルに対応して設けられ前記ノズルから吐出させる液を収容する複数の圧力室と、を有する吐出ヘッドと、前記各ノズルと前記圧力室とを連通させるノズル管路に備えたコイルと、前記各ノズル管路内を通る帯電液の液流速の変化に応じて前記コイルから発生する電圧に基づいて当該ノズル管路と連通するノズルの吐出異常を判断する吐出異常判断手段と、前記各ノズルに設けられ、当該ノズルから吐出される液滴の吐出方向を偏向させる吐出方向偏向手段と、前記吐出異常判断手段によって吐出異常ノズルが判明すると、前記吐出異常ノズルに隣接するノズルの前記吐出方向偏向手段を用いて該吐出異常ノズルに隣接するノズルから吐出される液の吐出方向を偏向させて補正吐出を行うように制御する吐出補正制御手段と、を備えたことを特徴としている。

即ち、吐出ヘッドが有する各ノズルと連通するノズル管路に該ノズル管路内の液の流速を検出するコイルを備え、ノズル管路内を通過する帯電液の液流速の変化に応じてコイルから発生する電圧に基づいて、当該ノズル管路と連通するノズルの吐出異常を検出する吐出異常検出手段を備えたので、ノズルごとにオンラインで吐出異常検出でき、各ノズルに備えられた吐出方向偏向手段を用いて吐出異常ノズルに隣接するノズルの吐出方向を偏向させて該吐出異常ノズルから本来吐出される液の着弾位置へ補正吐出を行うことができる。したがって、液滴の吐出を行いながら吐出異常を検出でき、吐出異常が判明すると直ちに補正吐出が行われるので、被吐出媒体や液が無駄にならない。

また、各ノズルに当該ノズル内の液の流速を検出する液流速検出手段と吐出方向偏向手段を備えたので、液流速検出手段と吐出方向偏向手段をコンパクトに配置できる。

被吐出媒体は、吐出ヘッドから液滴を吐出される媒体（メディア）であり、具体的には連続用紙やカット紙、シール用紙などの紙類、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

また、液には、水、薬液、処理液、インクなどが吐出ヘッドから吐出可能な様々な液体が含まれる。

ノズルとは、液滴を吐出させる吐出孔（開口部）を示すこともあり、また、該吐出孔を含む先端部の細管状部を示すこともある。更に、該先端部と連通される管路（ノズル管路）を含んだ液室（吐出させる液に吐出力を付加する圧力室等）から吐出孔までの全体を総示すこともある。即ち、吐出孔が形成される先端部及び該先端部に連通される管路部を総称してノズルという。

吐出方向偏向手段には、ノズル先端部に対向する複数の電極を備え、該電極によって生成される電界を帯電された液の電荷に作用させて液の進行方向を曲げる電界発生手段や、ノズル内の液の温度に分布を持たせることで液流速を変化させて液の進行方向を偏向させる温度可変手段などが含まれる。吐出方向偏向手段はノズル先端部であるノズル開口部に備える態様が好ましい。

ノズル管路部に液流速変化検出手段を配置し、ノズル先端部に吐出方向偏向手段を配置するとコンパクトに配置することができる。

液流速変化検出手段には、帯電インクの電荷の速度変化に対して電圧を発生させるコイルなどの電圧センサが含まれる。

請求項２に示すように、請求項１に記載された発明は、前前記ノズル管路に供給される液を帯電させる帯電手段を備えたことを特徴としている。

液を蓄える貯蔵部から本流部を経て各ノズルへの支流部から各ノズルへ液を供給する供給系を有する場合、帯電手段は本流部に備えてもよいし、支流部に備えてもよい。帯電装置を本流部に備えると該帯電装置の数を節約できる。

また、請求項３に示すように、請求項１又は２に記載された発明は、前記吐出異常検出手段は、前記ノズルから吐出される液のメニスカス引き込み動作時に当該ノズルの吐出異常を検出することを特徴としている。

液滴に吐出力を与える吐出力付加手段としてピエゾ圧電素子などのアクチュエータを用いる場合には、メニスカスの引き込み動作が行われた後に吐出動作が行われるように制御される。このメニスカスの引き込み動作時に電圧発生手段から出力される電圧に基づいて当該ノズルの吐出異常を判断することが可能である。

即ち、メニスカス引き込み動作時に吐出異常を検出できると、液滴の吐出を行わなくても当該ノズルの吐出異常を検出することができる。もちろん、吐出異常検出のためにメニスカスの引き込み動作を行ってもよい。

また、前記目的を達成するために請求項４に記載された発明は、液滴を吐出させる複数のノズルと、前記ノズルに対応して設けられ前記ノズルから吐出させる液を収容する複数の圧力室と、を有する吐出ヘッドと、前記各ノズルと前記圧力室とを連通させるノズル管路の周囲を囲むように備えられ、該ノズル管路の円周方向に沿って分割され、選択的に加温制御することにより該ノズル管路内の液にノズル管路の円周方向に温度勾配を持たせる温度可変手段と、前記温度可変手段とともに前記ノズル管路に設けられ、前記温度可変手段の液流方向上流側或いは下流側の少なくとも何れか一方に設けられ、前記ノズル管路内の液の温度を検出する温度センサと、前記温度センサによって検出された前記ノズル管路内の液の温度に基づいて当該ノズル管路と連通するノズルの吐出異常を判断する吐出異常検出手段と、前記吐出異常判断手段によって吐出異常ノズルが判明すると、前記吐出異常ノズルに隣接するノズルの前記温度可変手段を用いて該吐出異常ノズルに隣接するノズルから吐出される液の吐出方向を偏向させて補正吐出を行うように制御する吐出補正制御手段と、を備えたことを特徴としている。

即ち、温度可変手段によってノズル管路内の液の温度を上げると、ノズル管路内の液には該ノズル管路の周方向に温度分布が生じ、該温度分布からノズル管路内の液の流速を検出することができ、この液の流速から当該ノズル管路と連通するノズルの吐出異常を検出することができる。また、ノズル管路内の液に温度勾配を持たせることでノズル管路内の液の流速に分布を生じさせ、当該ノズル管路と連通するノズルから吐出される液の吐出方向を偏向させることができる。

温度可変手段は、温度検出手段の液流方向上流側に設けられてもよいし、下流側に設けられてもよい。もちろん、上流側及び下流側双方に設けられてもよい。

温度センサは液温を直接検出してもよいし、非接触式の検出手段を用いてもよい。

請求項５に示すように、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載された発明は、前記吐出ヘッドから吐出された液滴を受ける被吐出媒体或いは前記吐出ヘッドのうち少なくとも何れか一方を移動させて前記被吐出媒体と前記吐出ヘッドとを相対移動させる移動手段を備え、前記吐出補正制御手段は、第１の主走査ラインの打滴時に前記吐出異常判断手段によって吐出異常が判明すると、前記第１の主走査ラインの後に打滴される第２の主走査ライン以降の主走査ラインを打滴する時に、前記吐出異常ノズルの隣接ノズルを用いて補正吐出を行うように制御することを特徴としている。

即ち、吐出異常ノズルが判明すると、被吐出媒体の相対移動方向下流側の次ライン吐出時に該吐出異常ノズルによって吐出される液の着弾位置へ当該異常ノズルが吐出する液によって形成されるドットと隣接するドットを形成する液を吐出するノズルから補正吐出が行われるので、吐出中に吐出異常が判明し、次ラインの吐出時に直ちに補正が可能である。

被吐出媒体と吐出ヘッドとの相対移動は、停止した（固定された）吐出ヘッドに対して被吐出媒体を移動させてもよいし、停止した被吐出媒体に対して吐出ヘッドを移動させてもよい。或いは、被吐出媒体と吐出ヘッドの両方を移動させてもよい。

なお、相対搬送方向の上流側及び下流側とは、被吐出媒体では先に液を吐出される側を上流側とし、吐出ヘッドでは先に液を吐出させる側を上流側とする。

請求項６に示すように、請求項５に記載された発明は、前記吐出ヘッドは２次元に配列されたノズル列を有すると共に被吐出媒体の吐出可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルライン型の吐出ヘッドを含み、前記吐出補正制御手段は、吐出異常判断手段によって吐出異常と判断された吐出異常ノズルの前記吐出ヘッドを基準とした場合の前記被吐出媒体の相対移動方向下流側に配置された隣接ノズルから吐出される液の吐出方向を前記被吐出媒体相対移動方向に略直交する方向に偏向させて補正吐出を行うように制御することを特徴としている。

即ち、液の吐出中に吐出異常が判明するので、前記吐出ヘッドを基準とした場合の前記被吐出媒体の相対移動方向下流側にある（吐出異常ノズルに後続の）隣接ノズルを用いて直ちに補正吐出を行うことができる。

２次元ノズル配列には被吐出媒体の相対移動方向と略直交する方向にノズルが配列される態様や、前記相対移動方向に略直交する方向とある角度をなしてノズルが配列された態様を含んでいる。なお、上記のような二次元配列されたノズル列において隣接するノズルとは機構的に隣り合うノズルだけでなく、機構的に隣り合っていなくても隣接するドットを形成しうる液を吐出させるノズルを含んでもよい。

該相対搬送方向における被吐出媒体の両端のうち、吐出ヘッドから先に液を吐出させる側の端を先端部、もう一方の端を後端部とすると、フルライン型の吐出ヘッドには被吐出媒体の全幅に対応する長さにに満たないノズル列を有する短尺ヘッドユニットを複数組み合わせることによって、これらのユニット全体として被吐出媒体の全幅に対応するノズル列を構成する態様もあり得る。

また、請求項７に示すように、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載された発明は、前記吐出補正制御手段は、吐出異常ノズルから本来吐出される液量と略同一の液量を補正吐出が行われるノズルから吐出させるように制御することを特徴としている。

即ち、補正吐出では吐出異常ノズルから本来吐出される液量と略同一の液量が吐出されるので、液滴の吐出方法（吐出アルゴリズム）を変更しなくてもよい。

また、前記目的を達成するために請求項９に記載された発明は、インク滴を被吐出媒体上に吐出させる複数のノズルを有する記録ヘッドと、前記各ノズルに備えられ当該ノズル内のインクの流速を検出するインク流速検出手段と、前記インク流速検出手段によって検出されたインクの流速から当該ノズルの吐出異常を判断する吐出異常判断手段と、前記各ノズルに備えられ当該ノズルから吐出されるインク滴の吐出方向を偏向させる吐出方向偏向手段と、前記吐出異常判断手段によって吐出異常ノズルが判明すると、前記吐出方向偏向手段を用いて該吐出異常ノズルに隣接するノズルから吐出されるインクの吐出方向を偏向させて補正吐出を行うように制御する吐出補正制御手段と、を備えたことを特徴としている。

即ち、画像形成中に吐出異常が判明し、直ちに補正吐出が行われるので、被吐出媒体やインクが無駄にならない。

被吐出媒体は、画像形成媒体、印字媒体、受像媒体、被記録媒体などと呼ばれるものもある。

本発明によれば、吐出ヘッドが有する各ノズルには、ノズル内の液の流速を検出する液流速検出手段と、ノズルから吐出される液の吐出方向を偏向させる吐出方向偏向手段を備え、ノズル内の液流速から吐出異常を判断し、吐出異常ノズルに隣接するノズルから吐出される液の吐出方向を偏向させて補正吐出を行うように制御されるので、オンラインで吐出異常検出及び吐出異常の補正吐出を行うことが可能になる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図１中不図示，図８中符号８８として記載）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向と直交方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。詳細な構造例は後述するが（図３乃至図５）、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、図２に示したように、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の送り方向（以下、記録紙搬送方向と記載）に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色ごとに設けられてなる印字部１２によれば、副走査方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは不図示の管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字部１２の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り替える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。

また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色ごとに設けられている各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。

図３(a) は印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図３(b) はその一部の拡大図である。また、図３(c) は印字ヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図４はインク室ユニットの立体的構成を示す断面図（図３(a) 中の４−４線に沿う断面図）である。記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、印字ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例の印字ヘッド５０は、図３(a) 〜(c) 及び図４に示したように、インク滴が吐出するノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥でマトリックス状に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。

即ち、本実施形態における印字ヘッド５０は、図３(a) ，(b) に示すように、インクを吐出する複数のノズル５１が印字媒体送り方向と略直交する方向に印字媒体の全幅に対応する長さにわたって配列された１列以上のノズル列を有するフルラインヘッドである。

また、図３(c) に示すように、短尺の２次元に配列されたヘッド５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、印字媒体の全幅に対応する長さとしてもよい。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給口５４が設けられている。各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。

圧力室５２の天面を構成している加圧板５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されており、個別電極５７に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形してノズル５１からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

印字ヘッド５０に設けられた各ノズルには、各ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向を制御する装置（飛翔方向偏向手段）が取り付けられている。また、各ノズルには、当該ノズルの不吐出を含んだ吐出異常をオンラインで検知する吐出異常検知装置 (吐出異常検出手段）が取り付けられ、打滴が行われる際の吐出不良をノズルごとに判定するように構成されている。

例えば、各ノズルの開口部５１Ａには吐出されるインク滴の飛翔方向を偏向させる飛翔方向偏向手段として電極５９Ａが設けられている。ノズル５１から吐出されるインクに帯電インクを用い、電極５９Ａを用いて生成された電界を帯電インクに作用させることで、インクの飛翔方向を曲げることが可能になる。

一方、圧力室５２からノズル開口部５１Ａへのインク流路であるノズル管路５１Ｂにはコイル５９Ｂが備えられている。コイル５９Ｂが備えられている領域を前記帯電インクが通過すると、コイル５９Ｂには該インクの流速変化に対して電圧が発生する。即ち、コイル５９Ｂは、コイル５９Ｂから発生した電圧に基づいてインクの吐出状況が判断される吐出検出手段として機能する。コイル５９Ｂから発生する電圧が微小電圧である場合には該電圧を増幅する増幅手段を備えてもよい。

なお、図４に示したインク室ユニット５３の構造はPZT （ピエゾ）型アクチュエータを備えたインク室ユニットの基本的な構造を示している。これ以外にも様々な構造を有するインク室ユニットを適用することができる。

かかる構造を有する多数のインク室ユニット５３を図５に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に配列させた構造になっている。主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなる。

即ち、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。以下、説明の便宜上、ヘッドの長手方向（主走査方向）に沿って各ノズル５１が一定の間隔（ピッチＰ）で直線状に配列されているものとして説明する。

なお、用紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（記録紙搬送方向と直交する方向）に１ライン又は１個の帯状を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図５に示すようなマトリクスに配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。即ち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン又は１個の帯状の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

図６はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。

インク供給タンク６０はインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インク供給タンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図６のインク供給タンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

図６に示したように、インク供給タンク６０と印字ヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、図６には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

印字ヘッド５０の上流側には印字ヘッド５０に供給されるインクを帯電させる帯電装置６３を備えている。帯電装置６３はノズル５１よりも上流側に備えられていればよく、印字ヘッド５０の内部に備えてもよい。なお、予め帯電処理されているインクを用いる場合には帯電装置６３を省略することができる。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面の清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。

これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面をキャップ６４で覆う。

印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、ある時間以上インクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなってしまう。このような状態になると、アクチュエータ５８が動作してもノズル５１からインクを吐出できなくなってしまう。

このような状態になる前に（アクチュエータ５８の動作により吐出が可能な粘度の範囲内で）アクチュエータ５８を動作させ、その劣化インク（粘度が上昇したノズル近傍のインク）を排出すべくキャップ６４（インク受け）に向かって予備吐出（パージ、空吐出、つば吐き、ダミー吐出）が行われる。

また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室５２内）に気泡が混入した場合、アクチュエータ５８が動作してもノズルからインクを吐出させることができなくなる。このような場合には印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。

この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。なお、吸引動作は圧力室５２内のインク全体に対して行われるので、インク消費量が大きくなる。したがって、インクの粘度上昇が小さい場合には予備吐出を行う態様が好ましい。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構（ワイパー）により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取り、ノズル板表面を清浄する。なお、該ブレード機構によりインク吐出面の汚れを清掃した際に、該ブレードによってノズル５１内に異物が混入することを防止するために予備吐出が行われる。

図７はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦メモリ７４に記憶される。メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図７において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０（１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ）のアクチュエータを駆動する。ヘッドドライバ８４には印字ヘッド５０の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

また、プリント制御部８０では、図４に示した各ノズルに備えられたコイル５９Ｂから発生する検出電圧を取得し、当該ノズルのインク吐出状況を判断することができる。即ち、該検出電圧から各ノズル管路内のインク流速やインク流速の変化量を検知し、該インク流速、インク流速の変化量が所定の値より低い場合には当該ノズルは吐出異常と判断される。

吐出異常ノズルが検知されると、プリント制御部８０は該吐出異常ノズルに近接する正常ノズルを用いて該吐出異常ノズルの補間打滴を実行する。

例えば、吐出異常ノズルと隣接するノズルに備えられた電極５９Ａに電圧印加手段９０を介して電圧を印加し、該隣接ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向を偏向させることによって、本来吐出異常ノズルからインク滴が打滴される打滴点にインク滴を打滴することができる。

電圧印加手段９０は、図４に示した電極５９Ａに印加する電源、プリント制御部８０から送出されるコントロール信号に基づいて該電源から供給される電圧のオンオフを行うスイッチ手段（トランジスタ、ＦＥＴ等）などが含まれている。

不図示のプログラム格納部には各種制御プログラムが格納されており、システムコントローラ７２の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、該制御プログラムが実行される。プログラム格納部はＲＯＭやＥＥＰＲＯＭなどの半導体メモリを用いてもよいし、磁気ディスクなどを用いてもよい。外部インターフェースを備え、メモリカードやＰＣカードを用いてもよい。もちろん、これらの記録媒体のうち、複数の記録媒体を備えてもよい。なお、プログラム格納部は動作パラメータ等の記録手段（不図示）と兼用させてもよい。

〔吐出異常検出及び吐出異常補正〕
次に、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１０の吐出異常検出機能及び、吐出異常補正機能について詳説する。

図４に示したとおり、本インクジェット記録装置１０の印字ヘッド５０に設けられた各ノズルには電極５９Ａ及びコイル５９Ｂが備えられている。

一方、インク室ユニット５３には帯電インクが供給されており、該帯電インクがコイル５９Ｂを備えたノズル管路５１Ｂを流れると電磁誘導効果によってコイル５９Ｂには該帯電インクの流速変化量に応じた電圧が発生し、コイル５９Ｂに発生した電圧を測定することでノズル管路５１Ｂにおけるインクの流速を検出することができる。

このように検出されたノズル管路５１Ｂ内におけるインクの流速から、ノズル５１より吐出されるインクの吐出状況を判断することができる。

即ち、ノズル管路５１Ｂ内のインクの流速の変化が所定のパターンから外れたときには不吐出とみなすことで、当該ノズルの吐出可否を判断することができる。

言い換えると、ノズル管路５１Ｂにインクの流速を検出する流速検出手段を備え、該流速検出手段は、その検出結果からノズル５１の吐出異常を判断する吐出検出手段として機能させることができる。

なお、上述した吐出異常検出ではメニスカスの引き込み動作時にもコイル５９Ｂからインクの流速に応じた電圧が発生するので、当該ノズルの吐出異常を検出することも可能である。

吐出異常ノズルが判明すると、該吐出異常ノズルの補正吐出を行う補正ノズルが選択され、該補正ノズルに補正吐出制御信号（補正印字データ）が伝達される。補正ノズルは吐出異常ノズルに隣接し、インク滴の吐出を行わないノズルが選択される。

補正吐出では、本来吐出異常ノズルから吐出されたインク滴によってドットが形成される位置に補正ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向を偏向させることにより、該補正ノズルから吐出されたインクによってドットが形成される。

なお、補正ノズルから吐出されるインク滴の量は吐出異常ノズルから吐出されるインク滴の量と略同一であり、補正ノズルから吐出されたインク滴によって形成されたドットサイズは本来形成されるドットサイズと略同一になる。

具体的には、各ノズルの開口部５１Ａ近傍（ノズル先端部）に備えられた電極５９Ａを用いて電界を生成し、該電界内を該帯電インクが通過する際に帯電インクの流れが電界の作用する方向に曲げられることで、ノズル５１から吐出されるインクの飛翔方向の制御が可能になる。

言い換えると、電極５９Ａによって生成される電界の向き及び電界の強さを変えることで、インク滴の飛翔方向が制御される。

例えば、隣接位置への補正を行う場合には、帯電量１０Ｃ／ｍ³ 、粘度２ｃP （一般的なインクの粘度）の条件で、電極５９Ａに印加する電圧は略２０Ｖにな る。なお、上述した数値は一例であり、ドット間隔やノズル間隔によって異なる値となる。

図８は、上述した吐出異常検出及び吐出異常補正の制御の流れを示したフローチャートである。

印字制御が実行されノズル５１からインク滴が吐出されると、吐出異常検出及び吐出補正制御が開始され（ステップＳ１０）、コイル５９Ｂから得られる検出電圧に基づいて、該ノズルからインク滴が正常に吐出されたか否かが判断される（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２において、当該ノズルからインク滴が正常に吐出されない（即ち、吐出異常）と判断されると（ＮＯ判定）、隣接ノズルから補正ノズルが選択され、該補正ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向を制御して補正吐出を実行される（ステップＳ１４）。補正吐出が実行されるとステップＳ１２に戻り、補正ノズルの吐出状況が判断される。

ステップＳ１２において、選択された補正ノズルが吐出異常であると判断されると、更に別のノズルが補正ノズルとして選択されて、補正吐出が実行される。この制御は好ましい補正吐出が実行されるまで繰り返すように制御される。

一方、ステップＳ１２において、正常な吐出が行われていると判断されると（ＹＥＳ判定）、当該吐出異常検出及び吐出異常補正の制御は終了される（ステップＳ１６）。

次に、図３及び図５に示したマトリクス配列されたノズル５１（インク室ユニット５３）を有する印字ヘッド５０における吐出異常検出及び吐出補正の制御について詳述する。

図５に示す２次元（マトリクス）配列されたノズルでは、記録紙搬送方向と略直交する方向に隣接するドットを形成するノズルは記録紙搬送方向と略直交する方向には並んでいない。

言い換えると、ノズル５１-11 によって形成されるドットに記録紙搬送方向と略直交する方向に隣接するドットを形成するノズルはノズル５１-12 であり、これらのノズルは記録紙搬送方向に略直交する方向に沿って並んでいない。

したがって、ノズル５１-11 の吐出異常を検出した後に、本来ノズル５１-11 から吐出されるインク滴によってドットが形成される位置と記録紙搬送方向に略直交する位置にノズル５１-12 が来たタイミングで、ノズル５１-12 から吐出されるインク滴を記録紙搬送方向と略直交する方向に飛翔方向を偏向させることで、ノズル５１-11 の吐出異常をノズル５１-12 を用いて補正することが可能になる。

即ち、図９に示すように、タイミングｔa で本来ノズル５１-11 から吐出されるインク滴によって形成されるドットがノズル５１-11 の吐出異常によって形成されない場合には、タイミングｔb でノズル５１-12 から吐出され、記録紙搬送方向と略直交する方向に飛翔方向が偏向されたインク滴によって該ドットが形成される。

この方法によってノズル５１-16 、５１-26 、…、５１-nを含んだ最後のノズル列以外は、補正ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向を記録紙搬送方向と略直交する方向に偏向させることで吐出異常ノズルの補正吐出が可能になる。なお、図９中、破線で示した位置は記録紙１６上の吐出位置（打滴位置）を示している。

ここで、図１０に示すようなノズル配列を用いると、前記最後のノズル列の補正吐出が可能になる。

図５に示したノズル配列では、記録紙搬送方向に略直交する方向に配列されたインク室ユニットが有するノズルは、記録紙搬送方向に略直交する方向と平行に並べられている。

一方、図１０に示したノズル配列では、記録紙搬送方向に略直交する方向と平行に配列されたインク室ユニットが有するノズルは、インク室ユニット内で記録紙搬送方向に位置がずらされて配置されている。ノズル５１-16 、５１-26 、…、５１-nを含んだ最後のノズル列をこのような配列にすることで、ノズル５１-16 、５１-26 、…、５１-nを含んだ最後のノズル列の吐出異常も、該ノズル列内のノズルのインク滴飛翔方向を記録紙搬送方向と略直交する方向に偏向することで補正吐出が可能になる。

図１１には、図１０に示したノズル配列の補正吐出例を示す。図１１では吐出異常となったノズルから吐出されたインク滴によって形成されるドットに隣接するドットを形成するインク滴を吐出させるノズルではないノズルを補正ノズルとし選択し、該補正ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向を、記録紙搬送方向と略直交する方向に大きく偏向させることで吐出異常ノズルのリカバーが可能になる。

言い換えると、タイミングｔc でノズル５１-11 吐出されるインク滴によって形成されるドットが、ノズル５１-11 の吐出異常によって形成されない場合には、タイミングｔd でノズル５１-21 を用いて補正吐出を行うことで、本来ノズル５１-11 から吐出されるインク滴によって形成されるドットを形成することができる。

図９乃至図１１に示した補正吐出を用いると、補正ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向を記録紙搬送方向と略直交する方向に偏させることで、図９及び図１１に示したノズル５１-nを除いた全てのノズルの補正吐出を行うことができる。

ここで、補正ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向を記録紙搬送方向に略直交する方向のみに偏向させる制御では、ノズル５１-nの補正吐出を行うことができない。但し、ノズル５１-nは記録紙の最端部にドット形成するノズルであるために、ノズル５１-nが吐出異常となっても、結果画像の画質に影響を与えないと考えられる。したがって、ノズル５１-n は補正吐出の必要がないと考える。

また、記録紙搬送方向に略直交する方向に１列のノズル列を有する印字ヘッドでは、吐出異常ノズルの補正吐出は記録紙搬送方向下流側の次ラインの印字時に行われる。この場合、吐出異常ノズルが判明すると隣接ノズルから吐出されるインク滴のを斜めに（斜め後方に）飛翔させて吐出異常ノズルの補正を行う。

上記の如く構成されたインクジェット記録装置１０では、印字ヘッド５０が有する各ノズルに備えられたコイル５９Ｂから得られる検出電圧に基づいて当該ノズルの吐出異常をオンラインで検出し、吐出異常ノズルによる画素不良を吐出異常ノズルに隣接するノズルから選択された補正ノズルによって補正吐出が実行されるので、吐出異常ノズルが発生しても記録メディア上の画像の画素欠陥とならず、記録メディアが無駄にならない。

画素補正時（補正吐出時）に補正ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向を制御し、本来ドットが形成されるべき打滴位置に本来吐出されるインク量と略同一インク量を吐出させるので、一部のドットデータの置換だけを行い、打滴アルゴリズム（吐出制御）を大幅に変更することなく吐出異常の補正を行うことができる。即ち、補正ノズルから吐出されるインク滴の吐出量を変えるには打滴アルゴリズムを大幅に変える必要がある。打滴アルゴリズムを大幅に変更すると制御系の負担が増え、印字速度や装置全体の制御に影響を及ぼすことがあるので、打滴アルゴリズムを大幅に変更することなく補正吐出を行うことが好ましい。

また、ノズルごとに吐出異常を検出する検出装置（コイル５９Ｂ）を備えるので、吐出異常となったノズルを特定でき、吐出異常ノズルの近隣ノズルによる補正吐出を確実に行うことができる。

なお、本実施形態では、補正吐出によって形成される補正ドットが本来形成されるドットと同じ大きさのドットが形成される態様を例示したが、図１２(a) 、(b) に示す応用例の如く、補正ドットのドット径を本来のドット径よりも大きくしてもよい。

ここで、図１２(a) 、(b) を用いて、該応用例を説明する。

図１２(a) 、(b) は、印字ヘッド５０から打滴されたインク滴によって記録紙１６上に形成されるドット列を示している。

ドット列１５０は、副走査方向にドットが配列された第１の主走査ラインであり、ドット列１５２は第１の主走査ラインの後に打滴されるインクによって形成される第２の主走査ラインである。

図１２(a) に示すように、第１の主走査ライン１５０を形成する際に、ドット１６０（破線で図示）を形成するインクを吐出するノズル（例えば、図９のノズル５１-11 ）に不吐出を含む吐出異常が発生すると、ドット１６０が形成されず第１の主走査ライン１５０はドット１６０の形成位置がドット抜けとなる。

当該吐出異常ノズルが検出されると、図１２の第２の主走査ライン１５２を形成する際に、当該吐出異常ノズルに隣り合うノズルを補正ノズルとして、本来ドット１６０が形成される位置に補正ノズルから吐出されるインク滴の飛翔方向を偏向させて補正ドット１６０’を形成させる。

上述したように補正打滴を行うと、補正ノズルから吐出されるインク滴によって本来形成されるドット１６２（図１２には二点破線で図示）が欠落することがあるが、主走査ライン２周期で補正あり／補正なしを繰り返せば、副走査方向に現れるすじ、ぬけ等の発生を低減させることができる。

なお、図１２(b) に示すように、補正ドット１６０’のドット径を本来形成されるドット１６０のドット径よりも大きくしてもよい。補正ドット１６０’のドット径を大きくする場合のインクの着弾位置（打滴点）を、吐出異常によって形成されないドット１６０の中心と補正ノズルから吐出されるインク滴によって本来形成されるドットの中心を結んだ直線上に位置し、ドット１６０の中心からドット１６２の中心までの中点とする態様が好ましい。もちろん、補正ドット１６０’のドット径を大きくする場合の補正ドットの中心をドット１６０の中心としてもよいし、ドット１６２の中心としてもよい。

また、補正ドット１６０’のドット径を大きくする場合の補正ドット１６０のドット径は、隣り合うドットの大きさ、主走査方向のドット間ピッチ、副走査方向のドット間ピッチに応じて決められることが好ましい。例えば主走査方向のドット間及び副走査方向のドット間ピッチの２倍としてもよいし、本来形成されるドット１６０のドット径の整数倍としてもよい。

次に、本実施形態の変形例について説明する。

図１３(a) は本変形例に適用されるインク室ユニットの断面図であり、図１３(b) は図１３(a) のノズル開口部５１Ａ側から見た平面透視図である。なお、図１３(a) 中図４と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１３(a) に示すように、ノズル５１のノズル管路５１Ｂの周りに発熱体２００が備えられている。また、発熱体（ヒータ）２００の圧力室５２側には熱センサ２０２、ノズル開口部５１Ａ側には熱センサ２０４が備えられている。なお、熱センサ２０２及び熱センサ２０４は何れか一方を備えていればよく、また、熱センサ２０２及び熱センサ２０４の代わりに温度センサを備えてもよい。

発熱体２００は、図１３(b) に示すようにノズル管路５１Ｂの周囲を囲むように円周上に沿って配置され、該円周方向に２分割された構造を有している。なお、発熱体２００は２分割に限定されず、更に細分割されてもよい。

発熱体２００を用いてノズル管路５１Ｂ内のインクに熱を加えると、発熱体２００の前後でインクに熱分布 (熱勾配）が生じるので、熱センサ２０２及び熱センサ２０４によってこの熱分布を検出し、ノズル管路５１Ｂ内のインクの流速が判明する。このインクの流速が一定以下のときには当該ノズルは吐出異常とみなすことで当該ノズルが正常吐出を行えるか否かを判断することができる。

吐出異常ノズルが検出されると、吐出異常ノズルに代わり本来該吐出異常ノズルから吐出されるインク滴によって形成されるドットを形成するインク滴を吐出する補正ノズルが選択され、該補正ノズルを用いて補正吐出が行われる。

補正吐出では、選択された補正ノズルのノズル管路５１Ｂに備えられた発熱体２００を用いてノズル管路５１Ｂ内のインクに熱を加え、インクが温められることによりインク粘度に分布を発生させてノズル管路５１Ｂ内のインク流速に分布を生じさせることができる。インク流速に分布を生じさせるとによってインクの飛翔方向を制御することが可能になる。

即ち、インクの飛翔方向を偏向させる方向が決められている場合には、その偏向方向に対応して発熱体２００を配置してもよいし、ノズル管路５１Ｂの周りに備えられた発熱体を分割して、分割された発熱体のオンオフを選択的に切換制御してインクの飛翔方向を偏向させてもよい。

上述したように、各ノズルにインクの流速から吐出異常を検出する発熱体２００、熱センサ２０２及び熱センサ２０４を備え、熱センサ２０２及び熱センサ２０４によってインクの熱分布を検出することによってインクの流速が検出され、検出されたインクの流速から吐出異常が判断される。

熱センサには熱電対など直接インクの温度を検出するものを持ちいてもよいし、非接触式のセンサを用いてもよい。

上述したインクの流速検出はあくまでも一例であり、これ以外の方法を適用してもよい。なお、流速検出の方法によっては、熱センサ２０２或いは熱センサ２０４のに何れか一方を省略可能である。

吐出異常ノズルが検出されると、吐出異常ノズルに隣接するノズルから補正吐出を行う補正ノズルが選択される。該補正ノズルに備えられた発熱体２００を用いてノズル管路５１Ｂ内のインクに熱を与え、ノズル管路５１Ｂ内のインクの流速に分布を生じさせて、吐出されたインクの飛翔方向を偏向させることができる。

このような構成によって吐出異常検出とインク滴の飛翔制御が可能となるため、吐出異常ノズルの補正を行うことができる。

上述したインク滴の飛翔方向偏向手段として、インク滴吐出用のアクチュエータを１つのインク室ユニットに複数備え、該複数のアクチュエータを制御してインク滴の飛翔方向を制御してもよい。

本実施形態に示したインク滴の飛翔方向を偏向させて、１つのノズルから複数の打滴位置の打滴を行うと、ノズル密度が低密度な印字ヘッドを用いて高密度画素記録が可能になる。

本実施形態では印字ヘッドから吐出されるインク滴によって被記録媒体上に画像を形成させるインクジェット記録装置を例示したが、本発明は水、薬液、処理液などを紙、基板、金属板及びシリコンウエハなどの被吐出媒体上に吐出させる液吐出装置にも適用可能である。

本明細書において「印字」という用語は、文字の形成のみならず、文字を含む広い意味での画像を形成する概念を表すものとする。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の基本構成図 図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図 図１に印字ヘッドの構造例を示す平面透視図 図３中４−４線に沿う断面図 図３(a) に示した印字ヘッドのノズル配列を示す拡大図 本実施形態に係るインクジェット記録装置におけるインク供給部の構成を示した概要図 本実施形態に係るインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 本インクジェット記録装置の吐出異常検出及び吐出異常補正の制御の流れを示すフローチャート マトリクスヘッドにおける補正吐出を説明する図 マトリクスヘッドにおける最後部ノズル列のノズル配置を示す図 マトリクスヘッドにおける最後部ノズル列の補正吐出を説明する図 本実施形態の補正吐出の応用例を説明する図 図４に示したインク室ユニットの変形例を示す図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５１Ａ…ノズル開口部、５１Ｂ…ノズル管路、５９Ａ…電極、５９Ｂ…コイル、１５０…第１の主走査ライン、１５２…第２の主走査ライン、１６０’…補正ドット、２００…発熱体、２０２，２０４…熱センサ

Claims (7)

1. 帯電した液を吐出させる複数のノズルと、前記ノズルに対応して設けられ前記ノズルから吐出させる液を収容する複数の圧力室と、を有する吐出ヘッドと、
   前記各ノズルと前記圧力室とを連通させるノズル管路に備えたコイルと、
   前記各ノズル管路内を通る帯電液の液流速の変化に応じて前記コイルから発生する電圧に基づいて当該ノズル管路と連通するノズルの吐出異常を判断する吐出異常判断手段と、
   前記各ノズルに設けられ、当該ノズルから吐出される液滴の吐出方向を偏向させる吐出方向偏向手段と、
   前記吐出異常判断手段によって吐出異常ノズルが判明すると、前記吐出異常ノズルに隣接するノズルの前記吐出方向偏向手段を用いて該吐出異常ノズルに隣接するノズルから吐出される液の吐出方向を偏向させて補正吐出を行うように制御する吐出補正制御手段と、
   を備えたことを特徴とする液吐出装置。
2. 前記ノズル管路に供給される液を帯電させる帯電手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の液吐出装置。
3. 前記吐出異常検出手段は、前記ノズルから吐出される液のメニスカス引き込み動作時に当該ノズルの吐出異常を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の液吐出装置。
4. 液滴を吐出させる複数のノズルと、前記ノズルに対応して設けられ前記ノズルから吐出させる液を収容する複数の圧力室と、を有する吐出ヘッドと、
   前記各ノズルと前記圧力室とを連通させるノズル管路の周囲を囲むように備えられ、該ノズル管路の円周方向に沿って分割され、選択的に加温制御することにより該ノズル管路内の液にノズル管路の円周方向に温度勾配を持たせる温度可変手段と、
   前記温度可変手段とともに前記ノズル管路に設けられ、前記温度可変手段の液流方向上流側或いは下流側の少なくとも何れか一方に設けられ、前記ノズル管路内の液の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサによって検出された前記ノズル管路内の液の温度に基づいて当該ノズル管路と連通するノズルの吐出異常を判断する吐出異常検出手段と、
   前記吐出異常判断手段によって吐出異常ノズルが判明すると、前記吐出異常ノズルに隣接するノズルの前記温度可変手段を用いて該吐出異常ノズルに隣接するノズルから吐出される液の吐出方向を偏向させて補正吐出を行うように制御する吐出補正制御手段と、
   を備えたことを特徴とする液吐出装置。
5. 前記吐出ヘッドから吐出された液滴を受ける被吐出媒体或いは前記吐出ヘッドのうち少なくとも何れか一方を移動させて前記被吐出媒体と前記吐出ヘッドとを相対移動させる移動手段を備え、
   前記吐出補正制御手段は、第１の主走査ラインの打滴時に前記吐出異常判断手段によって吐出異常が判明すると、前記第１の主走査ラインの後に打滴される第２の主走査ライン以降の主走査ラインを打滴する時に、前記吐出異常ノズルの隣接ノズルを用いて補正吐出を行うように制御することを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の液吐出装置。
6. 前記吐出ヘッドは２次元に配列されたノズル列を有すると共に被吐出媒体の吐出可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルライン型の吐出ヘッドを含み、
   前記吐出補正制御手段は、吐出異常判断手段によって吐出異常と判断された吐出異常ノズルの前記吐出ヘッドを基準とした場合の前記被吐出媒体の相対移動方向下流側に配置された隣接ノズルから吐出される液の吐出方向を前記被吐出媒体相対移動方向に略直交する方向に偏向させて補正吐出を行うように制御することを特徴とする請求項５記載の液吐出装置。
7. 前記吐出補正制御手段は、吐出異常ノズルから本来吐出される液量と略同一の液量を補正吐出が行われるノズルから吐出させるように制御することを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の液吐出装置。

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