JP4976969B2 - インクジェット記録装置及び記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクの吐出不良が発生した記録ヘッドの吐出不良ノズルを補完して記録するインクジェット記録装置及び記録方法に関する。

近年、パーソナルコンピュータ、複写装置、ワードプロセッサ等のＯＡ機器が広く普及しており、これらのＯＡ機器で形成された画像などを記録する記録装置の一つとしてインクジェット記録装置がある。

インクジェット記録装置では、記録時間を短縮し、記録画像をより高精彩にするため、記録素子及びインクを吐出する吐出口を備えたノズルを一方向に高密度に集積配列したノズル列を多数配列した記録ヘッドを使用するものが主流となっている。また、カラー画像を記録するため、複数色のインクを備え、この複数色のインクにそれぞれ対応した複数のノズル列を備えた記録ヘッドを使用するものが主流となっている。

インクジェット記録装置を使用して記録を行う際、記録ヘッドの吐出特性が記録品位に影響することが知られている。記録ヘッドの製造工程で生じるノズル単位の製造上のわずかなばらつきが、各ノズルの吐出精度に影響し、各ノズルの吐出量や吐出方向などの吐出特性のばらつきとなって現れる。この各ノズルの吐出特性のばらつきは、記録画像に濃度ムラを発生させ、記録品位の劣化の原因となる場合がある。

このような記録品位の劣化を軽減するためにマルチパス記録方式による記録が行われている。代表的なマルチパス記録方式は、記録走査と記録媒体の搬送を繰り返しながら記録を行う方式である。各記録走査では間引きパターンを変化させながら間引いて記録を行い、各搬送では１回の記録走査でのノズル列方向の記録幅の長さよりも狭い長さ分の搬送を行う。こうして、同一の記録領域について異なるノズルを用いた複数回の記録走査により記録を行う。こうすることにより、吐出特性が異なるノズルにより補完して記録することができ、記録品位の劣化を軽減することができる。

マルチパス記録方式により記録を行う場合、各記録走査で用いられる間引きされた記録データを生成する方法は、吐出の有効又は無効を乱数的に配置した所定のサイズのマスクパターンを用いる方法（以下、ランダムマスク間引き）がある。図３を参照してランダムマスク間引きによるマルチパス記録方式を簡単に説明する。ここでは、簡単のために１２本のノズルからなる１のノズル列のみを備えた記録ヘッドを用い、ノズル列方向に１２画素分、ノズル列方向と直交する方向（記録走査方向）に８画素分のマスクパターンを用いた場合を例に挙げて説明する。

図３は、３回の記録走査によりノズル列方向に４画素分の領域の記録が完了する３パス記録の例を示す図である。図３（ｄ）の３０１はこのマルチパス記録方式による記録で使用されるマスクパターンであり、ノズル列方向の画素数はノズル数に対応した１２となっている。また、記録走査方向は８画素分であるが、記録画像が記録走査方向に８画素分より多い画素からなる場合は、ノズル列方向の１２画素分を単位としてループして使用される。また、黒四角で記された画素は吐出可能な画素、白四角で記された画素はマスクされ非吐出となる画素となっている。黒四角で記された画素と白四角で記された画素とはランダムに配置されているが、この例は３回の記録走査によりノズル列方向に４画素分の領域の記録が完了する例であるため、ノズル列方向に３等分した領域は補完関係となっている。

まず、第一走査では、１２本のノズルのうちの図中の下部４ノズルに対して、マスクパターン３０１の図中の下部４画素分の領域を適用し、記録を行う。第一走査において、ノズル列方向に４画素分の領域は１／３に間引かれた記録データに基づいて記録される。図３（ａ）では、この記録走査で記録されたドットを縦線が付された丸で表しており、マスクされることによりドットが付されなかった部分を白丸で表している。なお、図中の左側にはノズル列が記載されており、ノズル列と記録された領域との位置関係がわかるようになっている。

そして、記録媒体を４ノズル分搬送させ、図３（ｂ）で示される第二走査を行う。第二走査では、１２本のノズルのうちの図中の中部及び下部の８ノズルに対して、マスクパターン３０１の図中の中部及び下部の８画素分の領域を適用し、記録を行う。第二走査において、第一走査で記録が行われたノズル列方向に４画素分の領域は、第一走査での記録のときとは異なる１／３に間引かれた記録データに基づいて記録され、２／３に間引かれた記録となる。新たに記録が行われるノズル列方向に４画素分の領域は、第一走査での記録のときと同様に１／３に間引かれた記録データに基づいて記録される。図３（ｂ）では、第二走査で記録されたドットを縦線が付された丸で表しており、第一走査で記録されたドットを黒丸で表しており、ドットが付されなかった部分を白丸で表している。

そして、記録媒体を４ノズル分搬送させ、図３（ｃ）で示される第三走査を行う。第三走査では、１２本のノズル全てに対して、マスクパターン３０１の全ての領域を適用し、記録を行う。第三走査において、第一走査及び第二走査で記録が行われたノズル列方向に４画素分の領域は、第一走査及び第二走査での記録のときとは異なる１／３に間引かれた記録データに基づいて記録され、この領域の記録が完成する。第二走査で新たに記録が行われたノズル列方向に４画素分の領域は、第二走査での記録のときとは異なる１／３に間引かれた記録データに基づいて記録され、２／３に間引かれた記録となる。新たに記録が行われるノズル列方向に４画素分の領域は、第一走査での記録のときと同様に１／３に間引かれた記録データに基づいて記録される。図３（ｃ）では、第三走査で記録されたドットを縦線が付された丸で表しており、第一走査及び第二走査で記録されたドットを黒丸で表しており、ドットが付されなかった部分を白丸で表している。

以降の走査では、第三走査と同様の記録が繰り返され、３回の記録走査でノズル列方向に４画素分の領域を完成させながら記録を行っていく。このように、各領域において記録走査方向のそれぞれのドットラインは３本の異なるノズルによって記録される。このため、各ノズルの吐出特性のばらつきはそれぞれのドットラインにおいて分散され、このばらつきによる濃度ムラは緩和される。

上述のランダムマスク間引き以外に、千鳥及び逆千鳥のマスクパターンを用いて記録データを間引く方法(以下、固定間引き)、記録データに基づくドット配置に応じて記録データを間引く方法(以下、データ間引き)等のマルチパス記録方式が知られている。

一方、インクジェット記録装置では、上述のような記録ヘッドの吐出特性のばらつきによる記録品位の劣化の他にも、ノズルからの吐出不良によって記録品位が劣化する場合がある。吐出不良は、インクの吐出動作を一定時間以上行わず、ノズルに存在するインクが増粘してしまうことで発生する場合がある。また、発熱抵抗素子（ヒータ）によりインク中に気泡を生成してインクの吐出を行う方式のインクジェット記録装置において、ヒータの断線により吐出不良が発生する場合がある。また、吐出口面にインクが付着し、この付着したインクが増粘するということが繰り返されることにより、増粘したインクが吐出口を覆うこと等によっても発生することがある。

吐出不良が発生すると、記録品位を劣化させるだけではなく、正常に吐出できない状態で記録動作を継続することにより、記録ヘッドの温度が上昇し、記録ヘッドにダメージを与えてしまう場合がある。このため、記録装置の信頼性を向上させる目的で、インクの吐出不良を検出する手段を設け、吐出不良を検出したノズルからの吐出を回避することが望ましい。

一方、吐出不良が発生したノズルによって欠損する記録領域を補完する記録方法が知られている。具体的には、上述のマルチパス記録方式を用い、吐出不良が発生したノズルによって記録されるべき領域を、記録走査方向に同一のドットラインの記録を行う他のノズルにより代替記録を行うことで補完記録をする記録方法である。

図４を参照してランダムマスクを用いた補完記録方法を簡単に説明する。ここでは、簡単のために１２本のノズルからなる１のノズル列のみを備えた記録ヘッドを用い、ノズル列方向に１２画素分、記録走査方向に８画素分のマスクパターンを用いた場合を例に挙げて説明する。

図４は、３回の記録走査によりノズル列方向に４画素分の領域の記録が完了する３パス記録の例を示す図である。図４（ｄ）の４０１はこのマルチパス記録方式による記録で使用されるマスクパターンであり、図３（ｄ）のマスクパターン３０１と共通するため詳細な説明は省略する。

ここで、第７ノズルのみが吐出不良ノズルであるとする。このため、第７ノズルで記録する領域を他のノズルで補完して記録するようにするため、マスクパターン４０１上の間引きパターンを書き換える。３回の記録走査によりノズル列方向に４画素分の領域の記録を行う場合、第７ノズルと同じドットラインの記録を行うノズルは、第３ノズルと第１１ノズルである。このため、第３ノズル及び第１１ノズルで代替記録を行うことにより第７ノズルの補完記録をすることが可能である。

図４（ｅ）に補完記録用に書き換えられた補完マスクパターン４０２を示す。補完マスクパターン４０２では、斜線の付された四角が代替記録を行うために吐出可能な画素に書き換えられた画素である。また、補完マスクパターン４０２は、第７ノズルでは吐出を行わないようにするため、第７ノズルに相当する画素はすべてマスクされ非吐出となるように書き換えられている。

第一走査から第三走査までの記録走査により記録されるドットを図４（ａ）から図４（ｃ）に示す。図３（ａ）から図３（ｃ）で示される第一走査から第三走査までの記録走査により記録されるドットとの違いは、補完マスクパターン４０２を用いることにより、第７ノズルでは記録が行われず、第３ノズル及び第１１ノズルで代替記録されていることである。なお、ここで、第１１ノズルも吐出不良となった場合、第７ノズルと同じドットラインでは、第３ノズルのみを用いて補完記録を行うことになる。さらに、第３ノズルも吐出不良となった場合、補完記録を行うことはできない。

このような場合においても記録品位の劣化を軽減する方法が開示されている。例えば、吐出不良ノズルの近傍ノズルにより吐出不良ノズルが吐出するべき領域の近傍領域に吐出を行わせ、この近傍領域の記録濃度を上げることにより記録品位の劣化を軽減する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。

また、複数色のインクを備えるインクジェット記録装置において、補完記録が不可能な領域に対し、近似色のインク又は複数色のインクを記録することにより、記録品位の劣化を軽減する技術が開示されている（例えば特許文献２参照）。

また、記録速度を向上する目的で、同一のインクを吐出する複数の記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置が開示されている（例えば特許文献３参照）。このようなインクジェット記録装置においては、吐出不良が発生した記録ヘッドの吐出不良ノズルと同一のドットラインに吐出する他の記録ヘッドのノズルに、吐出不良ノズルが記録すべき記録データを割り当てることで補完記録をすることができる。
特開２００５−００７６１３号広報 特開２０００−０１５８４５号広報 特開２００１−０１００３０号広報

吐出不良ノズルの補完記録に用いたノズル（以下、補完ノズルともいう）には、通常の吐出における吐出負荷に加え、吐出不良ノズルの代替吐出の際の吐出負荷が加わることになる。また、一般的に大きな吐出負荷が加わったノズルほど早く劣化することが知られており、劣化したノズルは、著しく吐出特性が劣化することが知られている。

吐出不良が発生した記録ヘッドの記録データを他の記録ヘッドに割り当てることで補完記録をする場合、他の記録ヘッドの吐出負荷を増やすことになり、他の記録ヘッドの劣化を早めることになる。例えば一方の記録ヘッドのみが劣化が進んでいた場合、劣化が進んでいない他の記録ヘッドに余計な吐出負荷を加えることになり、この劣化が進んでいない記録ヘッドの劣化を進めてしまうことになる。こうして、複数の記録ヘッドが相互に付加を加えあうことでそれぞれの記録ヘッドの劣化が進み、ほぼ同じ時期に寿命となることでユーザに一度に負担をかけてしまうことにもなる。

そこで本発明は上記課題に鑑み、複数の記録ヘッドを用いて補完記録を行う場合に記録ヘッドの寿命を分散させることの出来るインクジェット記録装置及び吐出不良ノズルを補完して記録する記録方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、同色のインクを吐出する複数のノズルを配列したノズル列をそれぞれ有する複数の記録ヘッドと、前記複数の記録ヘッドをそれぞれのノズル列が平行に並ぶように搭載し、ノズル列の並び方向に走査するキャリッジとを備え、同一の記録領域を記録するための記録データを前記同色のインクを吐出するそれぞれのノズル列に振り分けてマルチパス記録を行うインクジェット記録装置であって、
吐出不良ノズルを検出する検出手段と、
前記検出手段による前記複数の記録ヘッドそれぞれの吐出不良ノズルの検出結果から前記複数の記録ヘッド相互の状態の優劣を判断する判断手段と、
前記検出手段により検出された吐出不良ノズルに振り分けられる予定であった記録データを、前記判断手段により状態が劣ると判断された記録ヘッドのノズルであって、前記マルチパス記録を行う際において該吐出不良ノズルと同一の記録領域を記録するノズルに、優先して振り分ける振り分け手段と、
前記振り分け手段により振り分けられた記録データに基づいてマルチパスで記録を行うよう前記複数の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。

また、上記課題を解決するための別の本発明は、同色のインクを吐出する複数のノズルを配列したノズル列をそれぞれ有する複数の記録ヘッドと、前記複数の記録ヘッドをそれぞれのノズル列が平行に並ぶように搭載し、ノズル列の並び方向に走査するキャリッジとを備え、同一の記録領域を記録するための記録データを前記同色のインクを吐出するそれぞれのノズル列に振り分けてマルチパス記録を行うインクジェット記録装置の記録方法であって、
吐出不良ノズルを検出する検出工程と、
前記検出工程による前記複数の記録ヘッドそれぞれの吐出不良ノズルの検出結果から前記複数の記録ヘッド相互の状態の優劣を判断する判断工程と、
前記検出工程により検出された吐出不良ノズルに振り分けられる予定であった記録データを、前記判断工程により状態が劣ると判断された記録ヘッドのノズルであって、前記マルチパス記録を行う際において該吐出不良ノズルと同一の記録領域を記録するノズルに、優先して振り分ける振り分け工程と、
前記振り分け工程により振り分けられた記録データに基づいてマルチパスで記録を行う記録工程と、
を有することを特徴とする。

本発明のよれば、複数の記録ヘッドを用いて補完記録を行う場合に、吐出不良が発生した場合の補完記録を劣化の進んだ特定の記録ヘッドにより行う。こうして、記録ヘッドの寿命を分散させることが出来る。

以下に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。

なお、この明細書において、「記録」（以下、「プリント」とも称する）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、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、又は媒体の加工を行う場合も表すものとする。また、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わない。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

また、「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、パターン等の形成又は記録媒体の加工、或いはインクの処理に供され得る液体を表すものとする。インクの処理としては、例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固又は不溶化させることが挙げられる。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口乃至これに連通する液路及びインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

図１は、本発明の実施例であるインクジェット記録装置の斜視図である。

このインクジェット記録装置は、矢印A方向に搬送される記録媒体１０６が載置されるプラテン１０１を備えている。このプラテン１０１の上方には、プラテン１０１に対して平行に不図示の２本の捜査レールが設けられている。この捜査レールにはキャリッジモータ１０２とベルト１０３によって、記録媒体１０６の搬送方向と直交する方向である往路方向（矢印B方向）、復路方向（矢印C方向）に往復運動するキャリッジ１０４が不図示のスライド軸受けを介して取り付けられている。また、キャリッジ１０４には、同色のインクを吐出するノズル列をそれぞれ有し、それぞれ独立して交換可能な複数の記録ヘッド（第一の記録ヘッド１０５ａ及び第二の記録ヘッド１０５ｂ）が搭載されている。

図２は、図１中の第一の記録ヘッド１０５ａ及び第二の記録ヘッド１０５ｂを模式的に示す図である。

それぞれの記録ヘッドは、それぞれ不図示の異なる色のインクのインクタンクに貯留されたインクを吐出するための複数のノズルを、記録媒体１０６の搬送方向に１２本配列したノズル列を４本有している。第一の記録ヘッド１０５ａのノズル列にはそれぞれ、往路方向において前側から順にブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクが供給される。第二の記録ヘッド１０５ｂには、第一の記録ヘッド１０５ａとは対称となる順番、すなわち往路方向において前側から順にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのインクが供給される。各ノズルにおいてこれに連通するインク路には発熱抵抗素子（ヒータ）が設けられる。そして、このヒータが発生する熱エネルギーを利用してインクに気泡を生じさせ、気泡の圧力によってノズルからインクが吐出される。

図１に示される構成のインクジェット記録装置において、待機時等にホームポジション位置ＨＰにあるキャリッジ１０４は、記録開始命令に従い、Ｂ方向へ走査する。この時、キャリッジ１０４に備え付けられた、第一の記録ヘッド１０５ａ及び第二の記録ヘッド１０５ｂは、後述の方法により定められるそれぞれの記録データに従い、記録媒体１０６上にインクを吐出し記録を行う。このようにして記録範囲の端部まで記録が行なわれると、記録媒体１０６はＡ方向へ所定の搬送量だけ搬送し、キャリッジ１０４はＣ方向へ走査しながら同様の記録を行う。これらの記録走査と記録媒体１０６の搬送動作の繰り返しにより、所定の記録を行う。

また、このインクジェット記録装置は、記録ヘッドにインク吐出を検知するための光学センサを配置し、ノズルごとにインクの吐出又は不吐出を検出可能な構成となっている。この光学センサにより検出された吐出不良ノズルの発生状況から、各記録ヘッドの状態の優劣を評価することができる構成となっている。各記録ヘッドの状態の優劣の評価基準は、極端に吐出不良ノズルを多く含んでいるノズル列が存在するか否か、全ノズル数に対する吐出不良ノズル数の比率などとすることができる。また、複数の条件を併せた評価基準としても良い。

このインクジェット記録装置は、それぞれの色についての記録データを複数の記録ヘッドに振り分けて記録を行うだけでなく、同一のノズル列における吐出特性の異なるノズルを用いて複数回の記録走査により同じ領域を記録するマルチパス記録方式を用いる。

各記録走査での記録データは、前述のランダムマスク間引きにより配分される。また、それぞれの色についての記録データを複数の記録ヘッドに配分する際にも、ランダムマスク間引きにより配分している。

図１０は、図１に示したインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図１０に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２を有する。また、キャリッジモータ１０２の制御、搬送モータ６４３の制御、及び、第一の記録ヘッド１０５ａ及び第二の記録ヘッド１０５ｂの制御のための制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３を有する。また、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４を有する。また、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５を有する。さらに、以下に説明するセンサ群から入力されたアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６を有する。また、コントローラ６００は、予備吐出時および記録時において、所定の時間間隔となるように前記複数のノズルを駆動する。なお、第一の記録ヘッド１０５ａ及び第二の記録ヘッド１０５ｂはそれぞれ第一の光学センサ１１０ａ及び第二の光学センサ１１０ｂを備え、第一の光学センサ１１０ａ及び第二の光学センサ１１０ｂにより吐出不良ノズルの検出が可能な構成となっている。この検出結果から各記録ヘッドの状態の優劣をコントローラ６００において評価する。

また、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ等でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。

さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び回復動作の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。６３０はホームポジションを検出するためのフォトカプラなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。

さらに、６４０はキャリッジモータ１０２を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は搬送モータ６４３を駆動させる搬送モータドライバである。

次に、図５を参照してランダムマスク間引きによる、２つの記録ヘッドに記録データを配分して行うマルチパス記録方式を簡単に説明する。ここでは、簡単のために１２本のノズルからなる１のノズル列のみを備えた２つの記録ヘッドを用い、それぞれの記録ヘッドに、ノズル列方向に１２画素分、記録走査方向に８画素分のそれぞれのマスクパターンを用いた場合を例に挙げて説明する。

図５は、２つの記録ヘッドを用いて３回の記録走査によりノズル列方向に４画素分の領域の記録が完了する３パス記録の例を示す図である。図５（ｄ）の５０１はこのマルチパス記録方式による記録で使用される第一の記録ヘッド用のマスクパターンであり、図５（ｅ）の５０２はこのマルチパス記録方式による記録で使用される第二の記録ヘッド用のマスクパターンである。それぞれのマスクパターンでは、ノズル列方向の画素数はノズル数に対応した１２となっている。また、記録走査方向は８画素分であるが、記録画像が記録走査方向に８画素分より多い画素からなる場合は、ノズル列方向の１２画素分を単位としてループして使用される。また、黒四角で記された画素は吐出可能な画素、白四角で記された画素はマスクされ非吐出となる画素なっている。黒四角で記された画素と白四角で記された画素とはランダムに配置されている。この例は３回の記録走査によりノズル列方向に４画素分の領域の記録が完了する例であるため、それぞれのマスクパターンをノズル列方向に３等分した合計６つの領域は補完関係となっている。

まず、第一走査では、第一の記録ヘッド及び第二の記録ヘッドそれぞれの１２本のノズルのうちの図中の下部４ノズルに対して、マスクパターン５０１及び５０２の図中の下部４画素分の領域をそれぞれ適用し、記録を行う。第一走査において、ノズル列方向に４画素分の領域は、第一の記録ヘッドにより１／６に間引かれた記録データに基づいて記録され、第二の記録ヘッドにより１／６に間引かれた記録データに基づいて記録される。こうして、一回の走査で第一の記録ヘッド、第二の記録ヘッド合わせて１／３に間引かれた記録データに基づいて記録される。図５（ａ）では、この記録走査で第一の記録ヘッドにより記録されたドットを縦線が付された丸で、第二の記録ヘッドにより記録されたドットを横線が付された丸で、マスクされることによりドットが付されなかった部分を白丸で表している。なお、図中の左側には第一の記録ヘッドのノズル列が図中の右側には第二の記録ヘッドのノズル列が記載されており、ノズル列と記録された領域との位置関係がわかるようになっている。

そして、記録媒体を４ノズル分搬送させ、図５（ｂ）で示される第二走査を行う。第二走査では、第一の記録ヘッド及び第二の記録ヘッドそれぞれの１２本のノズルのうちの図中の中部及び下部の８ノズルに対して、マスクパターン５０１及び５０２の図中の中部及び下部の８画素分の領域をそれぞれ適用し、記録を行う。第二走査において、第一走査で記録が行われたノズル列方向に４画素分の領域は、第一の記録ヘッドにより第一走査での記録のときとは異なる１／６に間引かれた記録データに基づいて記録される。同様に、第二の記録ヘッドにより第一走査での記録のときとは異なる１／６に間引かれた記録データに基づいて記録される。こうして、第一走査及び第二走査により２／３に間引かれた記録が行われる。新たに記録が行われるノズル列方向に４画素分の領域は、第一走査での記録のときと同様にそれぞれ１／６ずつ間引かれた記録データに基づいて第一の記録ヘッド及び第二の記録ヘッドにより記録される。図５（ｂ）では、第二走査で第一の記録ヘッドにより記録されたドットを縦線が付された丸で、第二走査で第二の記録ヘッドにより記録されたドットを横線が付された丸で表している。また、第一走査でいずれかの記録ヘッドにより記録されたドットを黒丸で、ドットが付されなかった部分を白丸で表している。

そして、記録媒体を４ノズル分搬送させ、図５（ｃ）で示される第三走査を行う。第三走査では、第一の記録ヘッド及び第二の記録ヘッドそれぞれの１２本のノズル全てに対して、マスクパターン５０１及び５０２の全ての領域を適用し、記録を行う。第三走査において、第一走査及び第二走査で記録が行われたノズル列方向に４画素分の領域は、第一の記録ヘッドにより第一走査及び第二走査での記録のときとは異なる１／６に間引かれた記録データに基づいて記録される。同様に、第二の記録ヘッドにより第一走査及び第二走査での記録のときとは異なる１／６に間引かれた記録データに基づいて記録され、この領域の記録が完成する。第二走査で新たに記録が行われたノズル列方向に４画素分の領域は、第一の記録ヘッドにより第二走査での記録のときとは異なる１／６に間引かれた記録データに基づいて記録される。同様に、第二の記録ヘッドにより第二走査での記録のときとは異なる１／６に間引かれた記録データに基づいて記録される。こうして、第一走査及び第二走査により２／３に間引かれた記録が行われる。新たに記録が行われるノズル列方向に４画素分の領域は、第一走査での記録のときと同様にそれぞれ１／６ずつ間引かれた記録データに基づいて第一の記録ヘッド及び第二の記録ヘッドにより記録される。図５（ｃ）では、第三走査で第一の記録ヘッドにより記録されたドットを縦線が付された丸で、第三走査で第二の記録ヘッドにより記録されたドットを横線が付された丸で表している。また、第一走査及び第二走査のいずれかでいずれかの記録ヘッドにより記録されたドットを黒丸で、ドットが付されなかった部分を白丸で表している。

以降の走査では、第三走査と同様の記録が繰り返され、３回の記録走査でノズル列方向に４画素分の領域を完成させながら記録を行っていく。このように、各領域において記録走査方向のそれぞれのドットラインは各記録ヘッドから３本ずつの合計６本の異なるノズルによって記録される。

このように、Ｐ個の記録ヘッドを用いてＮパス記録を行うためには、それぞれの記録ヘッド用にマスク率が１／（Ｐ×Ｎ）となるマスクパターンを使用することで、Ｎ回の記録走査それぞれでＰ個の記録ヘッドそれぞれに記録データを配分することが可能となる。

上記インクジェット記録装置は、複数の記録ヘッドを用いてランダムマスク間引きを行いながら吐出不良ノズルの補完記録を行うことが可能である。この補完記録は、吐出不良ノズルを検出し、この検出結果から各記録ヘッドの状態の優劣を判断し、状態が劣ると判断された記録ヘッドにより優先的に代替記録を行わせることにより行われる。また、各記録ヘッドの状態に優劣がつかない場合に代替記録を行わせる記録ヘッドを予め定めておき、必ずいずれかの記録ヘッドにより代替記録が行われる構成としている。一方、状態が劣ると判断された記録ヘッドは、代替記録に伴う吐出負荷の増加により吐出不良ノズルが増加して代替記録ができなくなる場合がある。上記インクジェット記録装置は、このような場合にのみ、状態が優ると判断された記録ヘッドにより代替記録を行わせることで補完記録を行う構成としている。

以下に、本発明のインクジェット記録装置を用いて行う具体的な補完記録について説明する。

まず、本実施例のインクジェット記録装置は、各記録ヘッドの各ノズル列中の吐出不良ノズルを検出する。

図６は、各記録ヘッドの各ノズル列におけるノズルの状態を模式的に表したものである。

第一の記録ヘッド１０５ａにおいて、Ｂｋ用ノズル列及びＭ用ノズル列には吐出不良ノズルが１本ずつ存在しており、Ｃ用ノズル列及びＹ用ノズル列には吐出不良ノズルは存在していない。また、第二の記録ヘッド１０５ｂにおいて、Ｂｋ用ノズル列には３本、Ｃ用ノズル列、Ｍ用ノズル列及びＹ用ノズル列にはそれぞれ２本ずつ吐出不良ノズルが存在している。

次に、このような吐出不良ノズルの検出結果に基づいて、各記録ヘッドの状態の優劣を判断する。本実施例では、各記録ヘッドの全ノズル数に対する吐出不良ノズル数の比率に基づいて判断する。本実施例では、第一の記録ヘッドにおける吐出不良ノズル数は２であり、第二の記録ヘッドにおける吐出不良ノズル数は９である。このように、第二の記録ヘッドは第一の記録ヘッドよりも状態が劣るので、第二の記録ヘッドを優先して代替記録を行わせる。

以下に、第二の記録ヘッドを優先して代替記録をさせることにより行う補完記録についての実施例を図７から図９を参照しながら説明する。

図７は、図６の第一の記録ヘッド１０５ａ及び第二の記録ヘッド１０５ｂのＢｋノズル列を示した図である。図７は、第一の記録ヘッド１０５ａにおける吐出不良が発生したＢｋノズル列の第４ノズルに対して、２パス記録時に代替吐出に用いることが可能なノズルを表している。
１２本のノズルからなるノズル列を備えた２個の記録ヘッドを用いて２パス記録を行う場合、記録走査方向に１２画素分の領域を２回の記録走査により各記録ヘッドでそれぞれ異なるノズルを用いて記録を行う。記録走査方向に同一のドットラインを形成するために使用されるノズル数は、第一の記録ヘッド及び第二の記録ヘッドそれぞれ２本ずつの合計４本となる。このため、各記録ヘッドは１／４に間引かれた記録データを入力している。また、記録走査ごとに記録媒体の搬送が行われるが、その搬送量は６ノズル分となる。

図７より、第一の記録ヘッドの第４ノズル（吐出不良ノズルＡ）と代替吐出が可能なのは、第一の記録ヘッドの第１０ノズル（代替可能ノズルＡ−２）、第二の記録ヘッドの第４ノズル（代替可能ノズルＡ−１）と第１０ノズル（代替可能ノズルＡ−３）である。しかし、第二の記録ヘッドを優先して代替記録を行わせるため、代替可能ノズルＡ−２は代替吐出には用いず、代替可能ノズルＡ−１及び代替可能ノズルＡ−３により代替吐出を行う。同様に、第二の記録ヘッドの第２ノズルの代替吐出を行うのは、第二の記録ヘッドの第８ノズルとなる。さらに、第二の記録ヘッドの第３ノズルの代替吐出を行うのは、第二の記録ヘッドの第９ノズル、第二の記録ヘッドの第１２ノズルの代替吐出を行うのは、第二の記録ヘッドの第６ノズルとなる。

図８は、図６のＢｋノズル列に対応し、２パス記録時の各記録ヘッド用の、通常のマスクパターンと補完記録用に書き換えられたマスクパターンを示す図である。マスクパターン８０１は第一の記録ヘッド用の通常のマスクパターンであり、マスクパターン８０２は第二の記録ヘッド用の通常のマスクパターンである。マスクパターン８０３は第一の記録ヘッド用の補完記録用に書き換えられ、マスク位置が変更されたマスクパターンであり、マスクパターン８０４は第二の記録ヘッド用の補完記録用に書き換えられ、マスク位置が変更されたマスクパターンである。

上記の通り、第一の記録ヘッドの第４ノズルの代替吐出を行うノズルは、第二の記録ヘッドの第４ノズル及び第１０ノズルである。また、第二の記録ヘッドの第２ノズル、第３ノズル及び第１２ノズルの代替吐出を行うのは、それぞれ、第二の記録ヘッドの第８ノズル、第９ノズル及び第６ノズルである。

それぞれの記録ヘッドの通常のマスクパターン８０１及び８０２は、代替吐出を行わずに２パス記録を行う場合に、それぞれの記録ヘッドに適用するマスクパターンである。この通常のマスクパターン８０１及び８０２を、吐出不良ノズルから吐出させることを避け、マルチパス記録方式により代替吐出を行うように書き換えたものが、それぞれマスクパターン８０３及び８０４である。図８では、黒四角で記された画素は吐出可能な画素、白四角で記された画素はマスクされ非吐出となる画素、斜線を付した四角で記された画素は代替吐出させるために書き換えられたことにより吐出可能となった画素を表している。

ここで、マスクパターン８０３は、第一の記録ヘッドの第４ノズルは非吐出となるようにマスクパターン８０１を書き換えることにより生成されたものである。また、マスクパターン８０４は、第一の記録ヘッドの第４ノズルで吐出されるべきドットを、第二の記録ヘッドの第４ノズル及び第１０ノズルで吐出するようにマスクパターン８０２を書き換えている。さらに、第二の記録ヘッドの第２ノズル、第３ノズル及び第１２ノズルは非吐出となり、これらのノズルで吐出されるべきドットをそれぞれ第二の記録ヘッドの第８ノズル、第９ノズル及び第６ノズルで吐出するようにマスクパターン８０２を書き換えている。このように、マスクパターン８０３及び８０４において、代替吐出を行うために非吐出となる画素から吐出可能な画素に書き換えが行われているのは、マスクパターン８０４のみとなっている。

図９は、マスクパターン８０３及び８０４を用いて２回の記録走査によりノズル列方向に６画素分の領域の記録が完了する２パス記録の例を示す図である。

図９（ａ）で示される第一走査では、第一の記録ヘッド及び第二の記録ヘッドそれぞれにおいて第７ノズルから第１２ノズルまでのノズルにより記録が行われる。これらのノズルのうち、吐出不良ノズルは第二の記録ヘッドの第１２ノズルのみである。なお、代替吐出ではなく第一の記録ヘッドにより吐出されたドットを縦線が付された丸で、代替吐出ではなく第二の記録ヘッドにより吐出されたドットを横線が付された丸で表している。また、代替吐出により吐出されたドットを斜線が付された丸で、マスクされることによりドットが付されなかった部分を白丸で表している。図９（ａ）から、第一の記録ヘッド及び第二の記録ヘッドそれぞれの第１２ノズルで記録されるドットラインは第一記録ヘッドのみを用いて記録されていることが分かる。また、第二の記録ヘッドの第１０ノズルは、吐出不良ノズルである第一の記録ヘッドの第４ノズルの代替記録を行っている。同様に、第二の記録ヘッドの第８ノズル及び第９ノズルはそれぞれ、第二の記録ヘッドの吐出不良ノズルである第２ノズル及び第３ノズルの代替記録を行っている。

図９（ｂ）は第二走査を示している。なお、第二走査において代替吐出ではなく第一の記録ヘッドにより吐出されたドットを縦線が付された丸で、第二走査において代替吐出ではなく第二の記録ヘッドにより吐出されたドットを横線が付された丸で表している。また、第二走査において代替吐出により吐出されたドットを斜線が付された丸で、マスクされることによりドットが付されなかった部分を白丸で表している。さらに、第一走査において既に吐出済のドットを黒丸で表している。第二走査では、第一走査で吐出されなかった第二の記録ヘッドの第１２ノズルの代替記録を第二の記録ヘッドの第６ノズルで行っている。同様に、第一の記録ヘッドの第４ノズルで記録されるべきドットのうち、第一走査で代替記録されていなかったドットを、第二の記録ヘッドの第４ノズルにより代替記録を行っている。

以下に、本発明の補完記録方法の一例について図１１のフローチャートを用いて説明する。

最初に、ステップＳ１１０で、吐出不良ノズルを検出する。次に、ステップＳ１２０で、複数の記録ヘッドそれぞれの吐出不良ノズルの検出結果から複数の記録ヘッド相互の状態の優劣を判断する。次に、ステップＳ１３０で、吐出不良ノズルに振り分けられる予定であった記録データを、状態が劣ると判断された記録ヘッドのノズルであって、マルチパス記録を行う際において該吐出不良ノズルと同一の記録領域を記録するノズルに、優先して振り分ける。そして、ステップＳ１４０で、ステップＳ１３０で振り分けられた記録データに基づいてマルチパスで補完記録を行う。

以上のように、本実施例の補完記録方法は、吐出不良ノズルに対して代替記録を行うノズルとして、複数の記録ヘッドにおいて状態が劣る記録ヘッドのノズルを優先的に選択している。このため、複数の記録ヘッドにおいて状態が優る記録ヘッドには余計な吐出負荷が加わらないため、記録ヘッドの寿命を縮めることがなく、長期間良好な状態に保つことが可能になる。また、状態が劣る記録ヘッドの寿命が短くなることで、状態の良くない記録ヘッドを長期間使用することを回避することもできる。さらに、状態が劣る記録ヘッドを状態の良い新品の記録ヘッドに交換した際は、これまで状態が優っていた記録ヘッドが状態が劣る記録ヘッドとなることで、必ず一方の記録ヘッドの吐出負荷が軽減され、記録ヘッドの吐出負荷の分散は継続されることになる。

なお、本実施例では、２パス記録及び３パス記録の場合についての例を示したが、これら以外のパス数でのマルチパス記録方式に適用しても良い。

また、本実施例では、ランダムマスク間引きによるマルチパス記録方式を用いた補完記録方法の例を示したが、固定間引きやデータ間引きによるマルチパス記録方式を用いた補完記録方法でも良い。

本発明を適用可能なインクジェット記録装置の概略構成図である。 インクジェット記録装置で用いられる二組の記録ヘッドを示す図である。 マルチパス記録を説明する図である。 マルチパス記録による吐出不良ノズルの補完記録方法を説明する図である。 ２つの記録ヘッドを用いて３パス記録を行う例を説明する図である。 各記録ヘッドの各ノズル列におけるノズルの状態を模式的に表した図である。 第一の記録ヘッド及び第二の記録ヘッドのノズル列を示した図である。 通常のマスクパターンと補完記録用に書き換えられたマスクパターンを示す図である。 ２つの記録ヘッドを用いて２パス記録を行う例を説明する図である。 インクジェット記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明の補完記録方法の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０４ キャリッジ
１０５ａ 第一の記録ヘッド
１０５ｂ 第二の記録ヘッド
１１０ａ 第一の光学センサ
１１０ｂ 第二の光学センサ
６００ コントローラ

Claims (7)

1. 同色のインクを吐出する複数のノズルを配列したノズル列をそれぞれ有する複数の記録ヘッドと、前記複数の記録ヘッドをそれぞれのノズル列が平行に並ぶように搭載し、ノズル列の並び方向に走査するキャリッジとを備え、同一の記録領域を記録するための記録データを前記同色のインクを吐出するそれぞれのノズル列に振り分けてマルチパス記録を行うインクジェット記録装置であって、
   吐出不良ノズルを検出する検出手段と、
   前記検出手段による前記複数の記録ヘッドそれぞれの吐出不良ノズルの検出結果から前記複数の記録ヘッド相互の状態の優劣を判断する判断手段と、
   前記検出手段により検出された吐出不良ノズルに振り分けられる予定であった記録データを、前記判断手段により状態が劣ると判断された記録ヘッドのノズルであって、前記マルチパス記録を行う際において該吐出不良ノズルと同一の記録領域を記録するノズルに、優先して振り分ける振り分け手段と、
   前記振り分け手段により振り分けられた記録データに基づいてマルチパスで記録を行うよう前記複数の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インクジェット記録装置。
2. 前記同一の記録領域を記録するノズルは、吐出不良ノズルが検出された記録ヘッドにおける異なる記録走査により該吐出不良ノズルと同一の記録領域を記録するノズル及び吐出不良ノズルが検出された記録ヘッドとは異なる記録ヘッドにおける同一又は異なる記録走査により該吐出不良ノズルと同一の記録領域を記録するノズルのうち少なくともいずれかのノズルであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記振り分け手段は、前記判断手段により状態が劣ると判断された記録ヘッドのノズルにのみ振り分けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記振り分け手段は、前記判断手段により状態が劣ると判断された記録ヘッドのノズルもまた前記検出手段により吐出不良ノズルと判断された場合にのみ前記判断手段により状態が優ると判断された記録ヘッドのノズルに振り分けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記振り分け手段は、マルチパス記録に用いるマスクパターンのマスク位置を変更することにより振り分けることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記判断手段は、前記複数の記録ヘッドそれぞれの全ノズル数に対する吐出不良ノズル数の比率に基づいて判断することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 同色のインクを吐出する複数のノズルを配列したノズル列をそれぞれ有する複数の記録ヘッドと、前記複数の記録ヘッドをそれぞれのノズル列が平行に並ぶように搭載し、ノズル列の並び方向に走査するキャリッジとを備え、同一の記録領域を記録するための記録データを前記同色のインクを吐出するそれぞれのノズル列に振り分けてマルチパス記録を行うインクジェット記録装置の記録方法であって、
   吐出不良ノズルを検出する検出工程と、
   前記検出工程による前記複数の記録ヘッドそれぞれの吐出不良ノズルの検出結果から前記複数の記録ヘッド相互の状態の優劣を判断する判断工程と、
   前記検出工程により検出された吐出不良ノズルに振り分けられる予定であった記録データを、前記判断工程により状態が劣ると判断された記録ヘッドのノズルであって、前記マルチパス記録を行う際において該吐出不良ノズルと同一の記録領域を記録するノズルに、優先して振り分ける振り分け工程と、
   前記振り分け工程により振り分けられた記録データに基づいてマルチパスで記録を行う記録工程と、
   を有することを特徴とする記録方法。

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