JP4579557B2 - 記録装置及びその制御方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明はインクジェット記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置に関するものである。

シリアル型のインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置では、インクジェットヘッドを主走査方向に走査させ、画像データから得られるヘッド駆動信号に基づいて、ヘッドの走査に同期してヘッドを吐出駆動することにより各ノズルからインクを吐出させて、記録紙などの記録媒体上に画像を形成している。

このようなインクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドについて説明する。インクジェットプリンタの記録方式としては、インク滴を吐出するための吐出エネルギーを与える吐出エネルギー発生素子として電気熱変換素子（ヒータ）を利用する方式と、圧電素子（ピエゾ）を利用する方式がある。

両者とも吐出エネルギー発生素子に電気信号を与えることによりインク吐出が可能であるが、前者の方法は吐出エネルギー発生素子であるヒータの配置を行うスペースが少なくて済む利点があり、インクジェットヘッドの構成も単純かつ小型化が可能であり、さらに高密度化も比較的容易であるという利点を持つ。一方、短所としてはヒータが発生する熱がヘッド内で蓄熱する点が挙げられる。

従って、高いデューティで連続して記録を行うとヘッドの温度昇温により吐出インク液滴の体積が増加し、インクのリフィルが間に合わなくなり、よれやショボ等の吐出不良を発生させる問題があった。

これを解決するために、記録ヘッドの温度情報を所定のタイミングで取得し、その取得した温度が所定温度以上の場合に記録ヘッドの駆動周波数を低下させる方法が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００２−３６５１４号公報

しかしながら、上記の方法では所定タイミング以後の記録ヘッドの温度上昇量が推定できなかったために、所定タイミング以後に記録される最大の温度上昇分を見積もった値を閾値温度として設定していた。この場合、閾値温度は温度上昇を考慮した分だけ低めに設定されるが、実際の温度上昇は所定タイミング以後の記録デューティに依存するため、仮に所定タイミング以後の記録デューティが低く、想定されるレベルの温度上昇が発生しないような場合であっても駆動周波数が低下されてしまうので、記録速度の低下を最小限に抑えることが困難であった。

このように、従来は連続記録時の温度上昇による吐出不良を抑制しつつ、スループットの低下を最小限に抑えることが困難であった。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたものであり、電気熱変換素子を備える記録ヘッドをキャリッジに搭載し、前記キャリッジを記録媒体上で走査させながら複数色のインクを吐出して前記記録媒体に画像を記録可能なインクジェット記録装置であって、
前記記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度検出手段と、
前記記録ヘッドの主走査方向への１回分の走査における前記記録媒体の領域を複数に分割することで得られる分割領域毎に、前記複数色のインクの色毎のドット数をカウントするドットカウント手段と、
前記ヘッド温度検出手段により検出された記録ヘッドの温度の情報に対応する前記複数色のインクの色毎に設定された閾値と、前記ドットカウント手段によってカウントされた前記色毎のカウント値とを比較する比較手段と、
前記比較手段における比較の結果に基づいて、前記主走査方向の走査において前記記録ヘッドを駆動する駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度を決定する決定手段とを備え、
前記決定手段は、前記複数の分割領域の中に、前記閾値より大きいカウント値を有する領域が存在する場合、該領域が存在しない場合よりも前記駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度を低減することを特徴とする。

本発明によれば、連続記録時の温度上昇による吐出不良を低減しつつ、スループットの低下を最小限に抑えることできる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係わるインクジェット記録装置を示す上面図である。図１において、２は紙搬送系ユニットを含む装置本体を示し、１はキャリッジを示し、６個の記録ヘッド５を搭載して移動し、これにより、記録ヘッド５の記録媒体に対する走査が可能となる。なお、記録ヘッド５は、ヘッド温度を検出するための温度センサを備えている。

キャリジ１は、ガイド軸１１によりこれに沿って移動可能に案内支持されており、また、ベルト１３を介して伝達される駆動力によって往復移動できるものである。使用インクとしては、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の他に、更に粒状間の低減を目的とした淡シアン（ＬＣ）、淡マゼンタ（ＬＭ）を加えた計６色が採用されている。

なお、図１の場合では６色のインクを使用する場合を記載しているが、本発明に適用可能なインクジェット記録装置は少なくとも１色以上のインクを使用する装置で有ればよく、例えばモノクロ記録装置である場合には、ブラック（Ｋ）１色のみ使用しても良いし、カラー記録装置としてシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色を使用することもできる。

３０Ａおよび３０Ｂは、キャップを備えて各記録ヘッド５の不図示のポンプを駆動源として吸引動作を行ない、また、各記録ヘッド５の吐出口面のワイピング動作を行うための図示しないワイピング機構を含み、更に、記録ヘッドの不使用時に記録ヘッドを保護する回復機構を示す。３１は各記録ヘッド５の予備吐出動作によって吐出されるインクを受容する予備吐出インク受容箱を示す。

以上の装置構成において、キャリッジ１は、ホスト装置から記録データを受け取ると、図示しない紙搬送ユニットによって送られる記録媒体に記録すべく、ガイド軸１１に沿った方向（主走査方向）に移動するように制御され、これにより、各記録ヘッド５の走査が行なわれ記録媒体に１バンド分の画像などが記録される。そして、記録媒体はキャリッジ１と直行する方向（副走査方向）に１バンド分、紙搬送ユニットによって搬送される。キャリッジ１の移動経路に沿ってそのキャリッジの移動位置を検出するためのエンコーダフィルム１２が配設されており、キャリッジ１に搭載されたエンコーダセンサがこれを検出する信号に基づいてキャリッジの位置を知ることができる。また、このエンコーダの位置検出に基づいてキャリッジ１のホームポジション（本実施形態では、回復機構に対向する位置）への移動が制御される。

それぞれの記録ヘッド５には、上記の副走査方向に１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）の密度で、１２８０個の吐出口が配列されており、各吐出口に連通したインク液路内には、インクを局所的に加熱して膜沸騰を起こさせ、その圧力によってインクを吐出させるための電気熱変換体が設けられている。

図２は、図１に示したインクジェット記録装置における制御系の構成を示すブロック図である。

プリントエンジン２２０は、ROM２２７に記録されたプログラムに従って、MPU（Micro Processor Unit）２２１により制御される。RAM２２８はMPU２２１の作業領域や一時データ保存領域として利用される。MPU２２１は、ＡＳＩＣ２２２を介して、キャリッジ駆動系２２３、搬送駆動系２２４、回復駆動系２２５、およびヘッド駆動系２２６の制御を行う。また、MPU２２１はＡＳＩＣ２２２から読み書き可能なプリントバッファ２２９、マスクバッファ２３０への読み書きが可能な構成になっている。

プリントバッファ２２９は、記録ヘッド５へ転送可能な形式に変換された画像データを一時保管する。マスクバッファ２３０は、記録ヘッド５に転送する際にプリントバッファ２２９から転送されるデータに必要に応じてＡＮＤ（論理積）処理される所定のマスクパターンを一時的に保持する。なお、パス数の異なるマルチパス記録のための複数組のマスクパターンはROM２２７内に用意され、実際の記録時に該当するマスクパターンがROM２２７から読み出されてマスクバッファ２３０に格納される。マスクバッファ２２９とのＡＮＤ処理は、１パス記録のように必要のない場合には行われない構成としている。

次に、図２を参照して、記録動作について説明する。

ホスト装置２００からインクジェット記録装置２００内のプリントエンジン２２０の受信バッファ２５０に画像データが送られることにより記録動作が開始される。プリントエンジン２２０は、ホスト装置２００から受信した画像データを解析し、記録データ、記録品位、マージン情報等の記録に必要な情報を生成する。このとき、記録データ、記録品位、メディア、マージン情報等は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２２２を介してMPU（Micro Processor Unit）２２１で処理され、RAM２２８に保持される。この情報は必要に応じて後に参照され、処理の切り分けに利用される。さらに、マスクバッファ２３０へのマスクパターンの書き込みを行う。

記録データはＨＶ（縦横）変換処理を行うことで記録ヘッド５に転送可能な状態としてプリントバッファ２２９に書き込まれる。プリントバッファ２２９に保持されたデータが、実際のバンドデータの記録が可能な量まで溜まった段階で、MPU２２１はＡＳＩＣ２２２を介して、搬送駆動系２２４により記録媒体の搬送を行い、キャリッジ駆動系２２３によりキャリッジ１を移動させる。また、回復駆動系２２５により回復系を駆動して記録動作前に必要な回復動作を行う。さらにＡＳＩＣ２２２に対して、画像の出力位置等の設定を行い、キャリッジ１を駆動して、記録動作を開始する。キャリッジ１が移動して、ＡＳＩＣ２２２に設定した記録開始位置に到達すると、吐出タイミングに合わせて画像データが順次プリントバッファ２２９から読み出される。

また、同時にマスクバッファ２３０から対応するマスクパターンが読み出される。読み出された画像データとマスクデータはＡＮＤ処理される。画像データがインデックス形式の場合、インデックス展開前の解像度でＡＮＤ処理される。従って、インデックス展開後のマトリクス単位で記録のオン・オフが行われることになる。ＡＮＤ処理されたデータは、ＡＳＩＣ２２２を介してリアルタイムにインデックス展開されながら２値のデータが記録ヘッド５に転送される。ヘッド駆動系２２６の制御により、転送されたデータに従って記録ヘッド５が駆動され吐出が行われる。ホスト装置２００からの画像受信からここまでの処理を繰り返すことで記録動作が実現される。

図３は、ホスト装置２００及びプリンタ本体２４０内部におけるデータ処理について説明した図である。

ホスト装置２００ではプリンタドライバー２５０を介して６００×６００ｄｐｉのＲＧＢ（レッド，グリーン，ブルー）形式の多値データ（ここでは、各８ビット）を生成する。次に、プリンタにマッチした色空間にするためにＲＧＢからＲ'Ｇ'Ｂ'への色変換処理５００を行う。次に、プリンタで用いるインク色数に合わせるためにＲ'Ｇ'Ｂ'の８ビットデータから６００×６００ｄｐｉのＫ，ＬＣ，ＬＭ，Ｃ，Ｍ，Ｙの多値データ（ここでは、各８ビット）への色分解処理５１０を行う。色変換処理５００及び色分解処理５１０では、予め決められた色変換用のルックアップテーブルを用いて色変換を行う。

続いて、Ｋ，ＬＣ，ＬＭ，Ｃ，Ｍ，Ｙの８ビット（２５５階調）データから各色４ビット（５階調）への量子化処理５２０を行う。量子化処理５２０としては、公知の誤差拡散法或いはディザ法で行うものとする。量子化されたＫ，ＬＣ，ＬＭ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４ビット（５階調）データに記録品位、メディア、マージン情報等の記録に必要な情報を付加した後、プリンタ本体２４０に転送する。プリンタ本体では、受信した各色４ビットデータに必要であればマスク処理及びインデックス展開処理５３０を行いながら記録が行われる。

図４は、インデックス展開を説明する図である。一般に、インデックス展開はＲＧＢ多値データでの処理の負荷を低減し、かつ階調性を向上させることで速度と画質の両立を図る目的で実施される。本実施形態においては、プリンタ本体２４０が６００ｄｐｉの４ビット（５階調）で表される画素単位のデータを１２００ｄｐｉの１ビット（２階調）データにインデックス展開する。従って、展開するマトリクスサイズは２（横）×２（縦）となる。図に示すように５階調分の４ビットデータ（"００００"、"０００１"、"００１０"、"００１１"、"０１００"）には予め展開するパターン（８００，８０１，８０３，８０４）が設定されているため、各画素は０〜４ドットのいずれかで記録されることになる。これらの設定パターンは、記録装置本体内のＲＯＭに予め保持しておくか、或いは、記録データとともにホスト装置からダウンロードしても良い。プリンタドライバー２５０からは上記５階調のデータが送られ、本体では６００ｄｐｉの４ビットデータを上記設定した各階調レベルのパターンに基づいて画素単位で展開され、１２００ｄｐｉの１ビット（２階調）データが生成される。この１ビット（２階調）データに基づいて記録ヘッドからインクを吐出することにより、形成すべき画像に対応したドットが記録媒体上の記録領域に配置されることになる。

次に、本実施形態における駆動周波数及びキャリッジ速度の切り換え処理について図５及び図１３を参照して説明する。 図５は、第１の実施形態を説明する全体フローチャート図である。図１３は、本実施形態における駆動周波数及びキャリッジ速度の切り換え処理にかかるインクジェットプリンタ２００の機能構成を示すブロック図である。

図１３において、１３０１はヘッド温度検出部で、記録ヘッド５に取付けられた温度センサの出力を基にヘッドの温度を検出して検出信号を出力している。即ち、本実施の形態に係るヘッド温度検出部１３０１は、温度検出のための温度センサと、その温度センサから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を内蔵しており、ヘッド温度に応じたデジタル信号を出力している。

１３０２は、ドットカウント部であり、記録媒体上の領域を所定単位で複数に分割することで得られる分割領域毎に、この分割領域に形成されるドット数をカウントする。ここでは、記録ヘッドの幅に対応した１バンド内を所定単位で区画した領域（６４０画素×６４０画素の領域）を分割領域と定め、このサイズの分割領域毎に各色のドットカウントを行う。ここで、画素とは、図４で説明した画素を示しており、各画素は２×２のマトリクスで構成されている。

１３０３は判定部で、ヘッド温度検出部１３０１で検出されたヘッド温度と、ドットカウント部において分割領域毎のカウント値とに基づいて、図５を参照して後述する、最大ドット数と閾値ドット数との比較判定を行う。

１３０４は、駆動周波数決定部で、判定部の判定結果にもとづいて、記録ヘッド５の駆動周波数及びキャリッジ速度を決定する。決定された駆動周波数はヘッド駆動系２２６へ、キャリッジ速度はキャリッジ駆動系２２３へそれぞれ通知され、記録制御がなされる。

次に、図１３の各ブロックにおいて実行される処理を図５のフローチャートを参照して説明する。ここで、本実施形態においては、記録ヘッド５の走査方向の記録解像度を１２００ｄｐｉ、キャリッジ速度を１６．７ｉｎｃｈ／ｓｅｃ、記録ヘッド５の駆動周波数を１２００×１６．７＝２０ＫＨｚを基本とする。

まず、ドットカウント部１３０２において、記録ヘッド５で記録する１バンドに対応する領域を所定のモニタサイズ（ここでは、６４０×６４０画素）単位で区画することで得られる分割領域毎にドットカウントが行われる。このドットカウントは各色独立に行われる（Ｓ１０１）。なお、この分割領域はドットカウントを行う単位であるため、以下では、分割領域のことを「ドットカウント領域」とも称する。

カウントされたドット数は、判定部１３０３へ通知され、判定部１３０３において１バンド内の分割領域それぞれでカウントされたドット数の内、最大ドット数に対応した値が各色それぞれで算出される（Ｓ１０２）。一方のヘッド温度検出部１３０１において、各色記録ヘッドのヘッド温度が取得される（Ｓ１０３）。取得されたヘッド温度の情報は、判定部１３０３へ通知され、判定部１３０３では、各色のヘッド温度から各色の閾値ドット数を算出する（Ｓ１０４）。さらに、判定部１３０３では、各色それぞれに対応した最大ドット数と各色それぞれに対応した閾値ドット数とが比較され、いずれか１色でも最大ドット数が閾値ドット数を越えているか否かが判定される（Ｓ１０５）。

閾値ドット数を越えている場合には、その旨を示すフラグ情報（例えばフラグ値“１”）が判定部１３０３から駆動周波数決定部１３０４へ通知され、駆動周波数決定部１３０４では、記録ヘッド５の駆動周波数を１４．４ＫＨｚ、キャリッジ速度を１２ｉｎｃｈ／ｓｅｃに変更する。つまり、駆動周波数及びキャリッジ速度を低下させる（Ｓ１０７）。一方、閾値ドット数を超えていない場合には、その旨を示すフラグ情報（例えばフラグ値“０”）が判定部１３０３から駆動周波数決定部１３０４へ通知され、駆動周波数決定部１３０４では、予め定められた駆動周波数及びキャリッジ速度を維持する（Ｓ１０６）。

駆動周波数決定部１３０４において決定された駆動周波数及びキャリッジ速度により、記録が行われる（Ｓ１０８）。

上記処理を毎スキャン繰り返し行うことで、記録ヘッド５が比較的高温になっていても吐出不良の発生しない程度の記録デューティであれば、記録ヘッド５の駆動周波数及びキャリッジ速度を低下させること無く記録を継続できる。逆に、吐出不良が発生する可能性が高いと判断される記録デューティの場合には駆動周波数及びキャリッジ速度を低下させて記録することで吐出不良による画像弊害を抑制できる。従って、連続記録時の温度上昇による吐出不良を低減しつつ、スループットの低下を最小限に抑えることが可能となる。

次に、図５のＳ１０１及びＳ１０２における１バンド分のデータをドットカウントする構成について図６を参照して説明する。図６は、記録ヘッド５で記録する１バンド分のデータのドットカウント方法を模式的に表した図である。記録媒体１００上の領域は、１度のスキャンで記録すべき領域（縦６４０画素）、即ち１バンド単位の領域に分割される。更に、１バンドの領域は６４０×６４０画素の単位で区分（１０１、１０２、１０３、・・・）される。そして、このようにして区分された領域がドットカウント領域となり、各ドットカウント領域ごとにドットカウントを行う。なお、１バンドの副走査方向における幅（１バンドの高さ）は、記録ヘッドのノズル配列方向の幅と一致している。

次のバンドも同様に６４０×６４０画素の単位で区分（２０１、・・・）し、各ドットカウント領域のドットカウントを行う。１スキャン記録前に各色独立に１バンド内の各ドットカウント領域のドットカウントが行われる。

次に、図５のＳ１０４における、閾値ドット数の算出手法について図７を参照して説明する。図７は、ヘッド温度に対して設定する閾値ドット数を表した図である。ヘッド温度２０℃までは、６４０×６４０画素で構成されるドットカウント毎にカウントされる最大ドット数１６３８４００を閾値ドット数とする。なお、各画素は図４で説明したように２×２のマトリクスで構成され、各画素には０〜４ドットが配置される。つまり、各画素には最大で４ドットが配置されることになる。従って、６４０×６４０画素で構成されるドットカウント領域における最大ドット数は、６４０×６４０×４＝１６３８４００となる。

本実施形態においては、図４で説明したインデックス形式の記録データをドットカウントするものとし、インデックス値００００〜０１００に対してそれぞれ０〜４ドットをカウントできるように構成するものとする。ヘッド温度２０℃から６０℃までは１次の関数で閾値を設定する。

Ｙ＝−４０９６０×Ｘ＋２４５７６００（ここで、Ｙは閾値ドット数、Ｘはヘッド温度）
本実施形態においては、閾値ドット数を１次の関数で設定したが１次元のＬＵＴや関数による演算によって設定できるようにしても良い。

次に、図５のＳ１０５における、閾値ドット数とドットカウント値の最大値との比較について図８を参照して説明する。図８は、閾値ドット数とドットカウント値の比較を模式的に表した図である。

図８において、各色の１バンド内のドットカウント領域１０００〜１００５においてそれぞれ最もドット数の大きい領域（１００６〜１０１１）を検出する。

ここでは、Ｋ，ＬＣ，Ｃの最大ドット数（１００６〜１００８）をそれぞれ１４０００００ドット、ＬＭ，Ｍ，Ｙの最大ドット数（１００９〜１０１１）をそれぞれ２０００００ドットと仮定する。スキャン直前の各色のヘッド温度１０１８〜１０２３を取得する。各ヘッド温度１０１８〜１０２３に対する閾値ドット数を上記関数から算出する。

ここでは、Ｋヘッド温度１０１８、ＬＣヘッド温度１０１９、Ｃヘッド温度１０２０を３０℃とし、ＬＭヘッド温度、Ｍヘッド温度、Ｙヘッド温度を４０℃と仮定する。Ｋ，ＬＣ，Ｃの閾値ドット数（１０１２〜１０１４）は、−４０９６０×３０＋２４５７６００＝１２２８８００となる。一方、ＬＭ，Ｍ，Ｙの閾値ドット数（１０１５〜１０１７）は、−４０９６０×４０＋２４５７６００＝８１９２００となる。

各色の最大ドット数と閾値ドット数を比較するとＫ，ＬＣ，Ｃについては、最大ドット数１４０００００が閾値ドット数１２２８８００を越えている。一方、ＬＭ，Ｍ，Ｙについては最大ドット数２０００００は閾値ドット数８１９２００を越えていない。すなわち、閾値ドット数を越えている色が存在するため、記録ヘッド５の駆動周波数を１４．４ＫＨｚに下げて記録を行うことになる。

以上、説明したようにスキャン開始前にヘッド温度と当該スキャンで記録するデューティから、記録ヘッドの駆動周波数及びキャリッジ速度を切り換えることによって、連続記録時の温度上昇による吐出不良を低減しつつ、スループットの低下を最小限に抑えることが可能となる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、閾値ドット数の算出に際してインク色を区別していなかったが、本実施形態では、インク色別にヘッド温度に対する閾値ドット数を異ならせる場合について説明する。

各色インクの記録ヘッド５からの吐出特性は、溶剤組成や色材の違いによって異なることがある。すなわち、正常に吐出可能なヘッド温度限界が異なる場合がある。

そこで、本実施形態では、インク色に応じた閾値ドット数を設定することでスループットの低下をさらに少なくすることを目的とする。なお、全体シーケンス、ドットカウント方法、閾値ドット数と最大ドット数の比較については、本実施形態でも第１の実施形態と同様の処理を行うものとする。

図９は、本実施形態のヘッド温度に対して設定する各色の閾値ドット数を表した図である。Ｋ，ＬＣ，Ｃについては比較的温度の高い状態でも吐出不良は起こしにくく、ＬＭ，Ｍ，Ｙは比較的温度の高い状態で吐出不良を起こし易いと仮定している。そこで、Ｋ，ＬＣ，Ｃについては図７に記載した場合と同様に、ヘッド温度２０℃まではドットカウント領域でカウントされる最大ドット数６４０×６４０×４ドット＝１６３８４００を閾値ドット数とする。２０℃から６０℃までは１次の関数で閾値を設定する。

Ｙ＝−４０９６０×Ｘ＋２４５７６００（ここで、Ｙは閾値ドット数、Ｘはヘッド温度）
本実施形態においては、閾値ドット数を１次の関数で設定したが１次元のＬＵＴや関数による演算によって設定できるようにしても良い。

一方、ＬＭ，Ｍ，Ｙについてはヘッド温度２０℃までは、１３１０７２０を閾値ドット数とする。すなわち、高いデューティの画像は常温でも記録ヘッド５の駆動周波数やキャリッジ速度を低くしておく。２０℃から５０℃までは以下の１次の関数で閾値を設定する。

Ｙ＝−４３６９１×Ｘ＋２１８４５５０（ここで、Ｙは閾値ドット数、Ｘはヘッド温度）
このようにインク色別に異なる閾値ドット数を設定することで、吐出不良を起こしやすい状況を想定して吐出不良を未然に抑制しつつ、スループットの低下を更に効率的に抑えることが可能となる。

［第３の実施形態］
第１及び第２の実施形態では、バンド内の各ドットカウント領域のドットカウント値の最大値が閾値ドットを越えるか否かにより駆動周波数等を切り換えていたが、本実施形態においては、バンド内の各ドットカウント領域のドットカウント値が所定の閾値ドットを越える回数に応じて駆動周波数を複数の段階に切り換える方法について説明する。なお、全体シーケンス、ドットカウント方法、ヘッド温度に対する閾値ドット数の設定は、本実施形態においても第１の実施形態と同様の処理を行うものとする。

図１０は、閾値ドット数を越えた回数に対して駆動周波数及びキャリッジ速度をどのように設定するかを表した図である。上述の第１の実施形態及び第２の実施形態では、最大ドット数と閾値ドット数とを比較して、駆動周波数を２段階に切り換えるため高デューティ領域がどの程度連続しているかを判別できない。

従って、記録ヘッド５の吐出不良を抑制するためには、閾値ドット数を比較的低めに設定することが要求される。これに対して閾値ドット数を比較的高め（例えば、９８３０４０）に設定し、閾値ドット数を越える回数をカウントし、駆動周波数を複数段階に細かく設定することで吐出不良を抑制しつつ、スループットの低下を最低限に抑えることが可能である。

図１１は、各色のドットカウントと閾値ドット数の比較を表した図である。各色について１バンド内の各ドットカウント領域のドット数と閾値ドット数とを比較し、閾値を超えた回数をカウントする。最も閾値ドット数を越えた回数の大きかった色の回数と図１０のグラフから駆動周波数を２０ＫＨｚ、１８ＫＨｚ、１６ＫＨｚ、１４ＫＨｚの４種類のいずれかから選択し記録を行う。

このように閾値ドット数を越えた回数から駆動周波数及びキャリッジ速度を切り換えることでスループットの低下を最小限に抑えることが可能となる。

［第４の実施形態］
上記の第１乃至第３の実施形態では、１パス記録を本発明に適用した場合について説明したが、本実施形態においては、マルチパス記録に本発明を適用した場合について説明する。なお、また、全体シーケンス、ドットカウント方法、閾値ドット数と最大ドット数の比較については第１乃至第３の実施形態と同様の処理を行うものとする。本実施形態においては１バンドを２回に分割して記録（２パス記録）するものとする。

図１２は、２パス記録に本発明を適応する方法を説明した図である。記録ヘッド１０５０は、画像領域１０５３を記録するのに第１スキャンと第２スキャンの２回のスキャンで画像を形成する。このとき第１スキャンと第２スキャンの記録データは相互に補完関係にある間引きマスクをかけて記録する。従って、１回のスキャンで記録される記録デューティは１パスに対して約半分となる。

そこで、間引きマスクをかける前の記録データに対し、各領域（ドットカウント領域１０５１）別にカウントしたドット数に０．５の係数を乗じた値をドット数とする。閾値ドット数は１パス記録と同じ値を用いれば記録ヘッドとしては吐出不良を抑制することが可能となる。

また、記録データに間引きマスクをかけた後のデータをドットカウントする場合には、前記係数を乗ずることなく閾値ドット数との比較を行っても良い。記録装置の構成に応じて適切な方法をとることが望ましい。

なお、本明細書において、「記録」（又は「プリント」）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚しうるように顕在化したものであるか否かを問わず、記録媒体上に液体を付与することによって広く画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も言うものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられている紙のみならず、広く布、プラスチックフィルム、金属板等、記録ヘッドによって吐出されるインクを受容可能なものも言うものとする。

さらに「インク」とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって画像、模様、パターン等の形成、または記録媒体の加工に供されうる液体を言うものとする。

なお、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。

以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。

このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。

さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドのみならず、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッドを用いてもよい。

また、以上説明した記録装置の構成に、記録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加することは記録動作を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段などがある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを備えることも安定した記録を行うために有効である。

さらに、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの少なくとも１つを備えた装置とすることもできる。

以上説明した実施の形態においては、インクが液体であることを前提として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。

加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。

さらに加えて、本発明に係る記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けられるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良い。

［その他の実施形態］
本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明の実施形態に対応するインクジェット記録装置の構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態に対応するインクジェット記録装置２００の制御系の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に対応するデータ処理の流れを説明するための図である。 本発明の実施形態に対応するのインデックス展開を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に対応する、駆動周波数及びキャリッジ速度の切り換え処理の一例に対応するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に対応する、記録ヘッド５で記録する１バンド分のデータのドットカウント方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に対応する、ヘッド温度と閾値ドット数との関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態に対応する、閾値ドット数とドットカウント値との比較を模式的に表した図である。 本発明の第２の実施形態に対応する、ヘッド温度と各色の閾値ドット数との関係を示す図である。 本発明の第３の実施形態に対応する、閾値ドット数を越えた回数と駆動周波数及びキャリッジ速度との関係を表した図である。 本発明の第３の実施形態に対応する、各色のドットカウントと閾値ドット数の比較を表した図である。 本発明の第４の実施形態に対応する、２パス記録に本発明を適用した場合を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に対応するインクジェットプリンタの機能構成の一例を表した図である。

Claims (6)

1. 電気熱変換素子を備える記録ヘッドをキャリッジに搭載し、前記キャリッジを記録媒体上で走査させながら複数色のインクを吐出して前記記録媒体に画像を記録可能なインクジェット記録装置であって、
   前記記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度検出手段と、
   前記記録ヘッドの主走査方向への１回分の走査における前記記録媒体の領域を複数に分割することで得られる分割領域毎に、前記複数色のインクの色毎のドット数をカウントするドットカウント手段と、
   前記ヘッド温度検出手段により検出された記録ヘッドの温度の情報に対応する前記複数色のインクの色毎に設定された閾値と、前記ドットカウント手段によってカウントされた前記色毎のカウント値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段における比較の結果に基づいて、前記主走査方向の走査において前記記録ヘッドを駆動する駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度を決定する決定手段とを備え、
   前記決定手段は、前記複数の分割領域の中に、前記閾値より大きいカウント値を有する領域が存在する場合、該領域が存在しない場合よりも前記駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度を低減することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 電気熱変換素子を備える記録ヘッドをキャリッジに搭載し、前記キャリッジを記録媒体上で走査させながら複数色のインクを吐出して前記記録媒体に画像を記録可能なインクジェット記録装置であって、
   前記記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度検出手段と、
   前記記録ヘッドの主走査方向の１回分の走査における前記記録媒体の領域を複数に分割することで得られる分割領域毎に、前記複数色のインクの色毎のドット数をカウントするドットカウント手段と、
   前記ヘッド温度検出手段により検出された記録ヘッドの温度の情報に対応する前記複数色のインクの色毎に設定された閾値と、前記ドットカウント手段によってカウントされた前記色毎のカウント値とを比較する比較手段と、
   前記比較手段における比較の結果に基づいて、前記主走査方向の走査において前記記録ヘッドを駆動する駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度を決定する決定手段とを備え、
   前記決定手段は、前記複数の分割領域の中に、前記閾値より大きいカウント値を有する領域の数が所定の数以上存在する場合、該領域の数が前記所定の数より少ない場合よりも前記駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度を低減する
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 電気熱変換素子を備える記録ヘッドをキャリッジに搭載し、前記キャリッジを記録媒体上で走査させながら複数色のインクを吐出して前記記録媒体に画像を記録可能なインクジェット記録装置の制御方法であって、
   前記記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度検出工程と、
   前記記録ヘッドの主走査方向への１回分の走査における前記記録媒体の領域を複数に分割することで得られる分割領域毎に、前記複数色のインクの色毎のドット数をカウントするドットカウント工程と、
   前記ヘッド温度検出工程において検出された記録ヘッドの温度の情報に対応する前記複数色のインクの色毎に設定された閾値と、前記ドットカウント工程によってカウントされた前記色毎のカウント値とを比較する比較工程と、
   前記比較工程における比較の結果に基づいて、前記主走査方向の走査において前記記録ヘッドを駆動する駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度を決定する決定工程とを備え、
   前記決定工程では、前記複数の分割領域の中に、前記閾値より大きいカウント値を有する領域が存在する場合、該領域が存在しない場合よりも前記駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度が低減される
   ことを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
4. 電気熱変換素子を備える記録ヘッドをキャリッジに搭載し、前記キャリッジを記録媒体上で走査させながら複数色のインクを吐出して前記記録媒体に画像を記録可能なインクジェット記録装置の制御方法であって、
   前記記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度検出工程と、
   前記記録ヘッドの主走査方向の１回分の走査における前記記録媒体の領域を複数に分割することで得られる分割領域毎に、前記複数色のインクの色毎のドット数をカウントするドットカウント工程と、
   前記ヘッド温度検出工程において検出された記録ヘッドの温度の情報に対応する前記複数色のインクの色毎に設定された閾値と、前記ドットカウント工程においてカウントされた前記色毎のカウント値とを比較する比較工程と、
   前記比較工程における比較の結果に基づいて、前記主走査方向の走査において前記記録ヘッドを駆動する駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度を決定する決定工程とを備え、
   前記決定工程では、前記複数の分割領域の中に、前記閾値より大きいカウント値を有する領域の数が所定の数以上存在する場合、該領域の数が前記所定の数より少ない場合よりも前記駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度が低減される
   ことを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
5. コンピュータに、電気熱変換素子を備える記録ヘッドを用いて複数色のインクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置を制御するための制御方法を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
   前記方法は、
   前記記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度検出工程と、
   前記記録ヘッドの主走査方向への１回分の走査における前記記録媒体の領域を複数に分割することで得られる分割領域毎に、前記複数色のインクの色毎のドット数をカウントするドットカウント工程と、
   前記ヘッド温度検出工程において検出された記録ヘッドの温度の情報に対応する前記複数色のインクの色毎に設定された閾値と、前記ドットカウント工程によってカウントされた前記色毎のカウント値とを比較する比較工程と、
   前記比較工程における比較の結果に基づいて、前記主走査方向の走査において前記記録ヘッドを駆動する駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度を決定する決定工程とを備え、
   前記決定工程では、前記複数の分割領域の中に、前記閾値より大きいカウント値を有する領域が存在する場合、該領域が存在しない場合よりも前記駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度が低減されることを特徴とする。
6. コンピュータに、電気熱変換素子を備える記録ヘッドを用いて複数色のインクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置を制御するための制御方法を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
   前記方法は、
   前記記録ヘッドの温度を検出するヘッド温度検出工程と、
   前記記録ヘッドの主走査方向の１回分の走査における前記記録媒体の領域を複数に分割することで得られる分割領域毎に、前記複数色のインクの色毎のドット数をカウントするドットカウント工程と、
   前記ヘッド温度検出工程において検出された記録ヘッドの温度の情報に対応する前記複数色のインクの色毎に設定された閾値と、前記ドットカウント工程においてカウントされた前記色毎のカウント値とを比較する比較工程と、
   前記比較工程における比較の結果に基づいて、前記主走査方向の走査において前記記録ヘッドを駆動する駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度を決定する決定工程とを備え、
   前記決定工程では、前記複数の分割領域の中に、前記閾値より大きいカウント値を有する領域の数が所定の数以上存在する場合、該領域の数が前記所定の数より少ない場合よりも前記駆動周波数及び前記キャリッジの移動速度が低減されることを特徴とする。

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