JP7204407B2 - 記録装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は記録装置及びその制御方法に関し、特に、例えば、複数の記録素子を備えた素子基板を組み込んだ記録ヘッドをインクジェット方式に従って記録を行うために適用した記録装置及びそのインク吐出状態を判定するための制御方法に関する。

ノズルからインク液滴を吐出させ、紙，プラスチック・フィルムその他の記録媒体に付着させるインクジェット記録方式の中で、インクを吐出するために熱エネルギーを発生する記録素子を有する記録ヘッドを用いるものがある。この方式に従う記録ヘッドは、例えば、通電に応じて発熱する電気熱変換素子およびその駆動回路などを半導体製造工程と同様の工程を用いて形成できる。従って、ノズルの高密度実装が容易であり記録の高精細化が達成できるなどの利点を有する。

この記録ヘッドでは、異物や粘度が増加したインクなどによるノズルの目詰まり、インク供給経路やノズル内に混入した気泡、あるいはノズル表面の濡れ性の変化などの原因により、記録ヘッドの全部または一部のノズルでインク吐出不良が発生することがある。そのような吐出不良が発生した場合に生じる画像品位の低下を避けるために、インク吐出状態を回復させる回復動作や、他のノズルなどによる補完動作を速やかに実行することが好ましい。しかし、これらの動作を速やかに行うためには、インク吐出状態の判定やその吐出不良発生の判定を正確にかつ適時に行うことが極めて重要な課題となっている。

このような背景から、従来より、種々のインク吐出状態判定方法や補完記録方法やこれらを適用した装置が提案されている。

特許文献１は記録ヘッドからのインク吐出不良を検出するために、正常吐出時に生じる温度低下を検出する方法を開示している。特許文献１によれば、正常吐出時は検出温度が最高温度に到達した時刻から一定時間後に温度の降下速度が変化するポイント（特徴点）が出現するが、吐出不良時は出現しない。従って、この特徴点の有無を検知することで、インクの吐出状態を判定するのである。また、特許文献１は、温度検知素子をインク吐出熱エネルギーを発生させる記録素子の直下に備えた構成や、上記特徴点の有無を検知する方法として、その特徴点を温度変化の微分処理によりピーク値として検知する方法も開示している。

特開２００８－０００９１４号公報

さて、特許文献１が開示する吐出状態の判定方法は、正常吐出状態と吐出不良状態の区別を正確かつ高速に行うことが可能である。しかしながら上記従来例では、吐出検査を行う状況によっては正常吐出と吐出不良の２つの状態に区別するだけでは吐出不良状態のノズルを検知できないため、その状況に従った適切な処理を実行できない場合があった。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、より詳細にインク吐出状態を判定することが可能な記録装置及び制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の記録装置は次のような構成からなる。

即ち、
インクを吐出する複数のノズルと、該複数のノズルに対応して設けられた複数の記録素子であってパルスの印加によりインクを吐出するためのエネルギーを生成する複数の記録素子と、パルスが印加されるノズルと該ノズルに対応する前記記録素子との間にあるインクの状態に関する信号を出力する出力手段と、を備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、
前記記録ヘッドに備えられる前記複数のノズルからインクの吐出状態を検査する対象となるノズルを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたノズルの吐出状態を判定するための閾値を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された閾値を用いて前記選択されたノズルのインクの吐出状態を検査する検査手段と、
前記閾値として第１の閾値を設定し、前記検査手段による検査を第１のタイミングで実行する第１のモードと、前記閾値として前記第１の閾値とは異なる第２の閾値を設定し、前記検査手段による検査を前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで実行する第２のモードとを実行可能な制御手段と、を有する
ことを特徴とする。

また本発明を別の側面から見れば、
インクを吐出する複数のノズルと、該複数のノズルに対応して設けられた複数の記録素子であってパルスの印加によりインクを吐出するためのエネルギーを生成する複数の記録素子と、パルスが印加されるノズルと該ノズルに対応する前記記録素子との間にあるインクの状態に関する信号を出力する出力手段と、を備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置における制御方法であって、
前記記録ヘッドに備えられる前記複数のノズルからインクの吐出状態を検査する対象となるノズルを選択する工程と、
前記選択されたノズルの検査のための閾値を設定する工程と、
前記設定された閾値を用いて前記選択されたノズルのインクの吐出状態を検査する検査工程と、
前記閾値として第１の閾値を設定し、前記検査工程における検査を第１のタイミングで実行する第１のモードと、前記閾値として前記第１の閾値とは異なる第２の閾値を設定し、前記検査工程における検査を前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで実行する第２のモードとを実行する制御工程と、
を有する
ことを特徴とする制御方法を備える。

本発明によれば、各ノズルの吐出状態をより詳細に区別することができ、その結果に応じた適切な処理を選択することができるという効果がある。これにより、処理に要する時間を削減したり、無駄なインク消費を低減することが可能になる。

本発明の代表的な実施例であるフルライン記録ヘッドを備えた記録装置の構造を説明するための斜視図である。 図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。 メンテナンスユニットを説明するための図である。 インク循環系を説明するための図である。 シリコン基板に形成された記録素子近傍の多層配線構造を示す図である。 図５に示す素子基板を用いた温度検知の制御構成を表すブロック図である。 記録素子に駆動パルスを印加したときの、温度検知素子から出力される温度波形とその波形の温度変化信号を表した図である。 ３つの吐出状態の模式図とその時に温度検知素子が検知した温度波形信号に基づく温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）の波形を示す図である。 吐出判定処理の概要を示すフローチャートである。 実施例１に従う判定処理を説明するための図である。 実施例２に従う判定処理を説明するための図である。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。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ず、広く記録媒体上に画像、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表すものとする。

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。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきものである。従って、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、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路であり、「記録素子は」吐出口に対応して設けられ、インク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を指すものとして用いる。例えば、吐出口と対向する位置に記録素子が設けられることがある。

以下に用いる記録ヘッド用の素子基板（ヘッド基板）とは、シリコン半導体からなる単なる基体を指し示すものではなく、各素子や配線等が設けられた構成を差し示すものである。

さらに、基板上とは、単に素子基板の上を指し示すだけでなく、素子基板の表面、表面近傍の素子基板内部側をも示すものである。また、本発明でいう「作り込み（built-in）」とは、別体の各素子を単に基体表面上に別体として配置することを指し示している言葉ではなく、各素子を半導体回路の製造工程等によって素子板上に一体的に形成、製造することを示すものである。

＜フルライン記録ヘッドを搭載した記録装置（図１）＞
図１は本発明の代表的な実施例であるインクを吐出して記録を行うフルライン記録ヘッドを用いた記録装置１０００の概略構成を示した図である。

図１に示されるように、記録装置１０００は、記録媒体２を搬送する搬送部１と、記録媒体２の搬送方向と略直交して配置されるフルライン記録ヘッド３とを備え、複数の記録媒体２を連続的又は間欠的に搬送しながら連続記録を行うライン型記録装置である。フルライン記録ヘッド３は記録媒体の搬送方向と交差する方向に並ぶインクの吐出口を備えている。フルライン記録ヘッド３には、インク経路内の圧力（負圧）を制御する負圧制御ユニット２３０と、負圧制御ユニット２３０と連通した液体供給ユニット２２０と、液体供給ユニット２２０へのインクの供給及び排出口となる液体接続部１１１とを設ける。

筺体８０には、負圧制御ユニット２３０と液体供給ユニット２２０と液体接続部１１１とが備えられる。

なお、記録媒体２は、カットシートに限らず、連続したロールシートであっても良い。

フルライン記録ヘッド（以下、記録ヘッド）３は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクによるフルカラー記録が可能である。記録ヘッド３に対しては、インクを記録ヘッド３へ供給する供給路である液体供給ユニット２２０と、メインタンクが接続される。また、記録ヘッド３には、記録ヘッド３へ電力および吐出制御信号を伝送する電気制御部（不図示）が電気的に接続される。

また、記録媒体２はその搬送方向に長さＦの距離だけ離して設けられた２つの搬送ローラ８１、８２を回転することにより搬送される。

この実施例の記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。このため、記録ヘッド３の各吐出口には電気熱変換素子（ヒータ）を備えている。この電気熱変換素子は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換素子にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを加熱して吐出する。なお、記録装置は、上述した記録媒体の幅に相当する記録幅をもつフルライン記録ヘッドを用いた記録装置に限定するものではない。例えば、記録媒体の搬送方向に吐出口を配列した記録ヘッドをキャリッジに搭載に、そのキャリッジを往復走査しながらインクを記録媒体に吐出して記録を行ういわゆるシリアルタイプの記録装置にも適用できる。

＜制御構成の説明（図２）＞
図２は記録装置１０００の制御回路の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、記録装置１０００は、主に記録部を統括するプリントエンジンユニット４１７と、スキャナ部を統括するスキャナエンジンユニット４１１と、記録装置１０００の全体を統括するコントローラユニット４１０によって構成されている。ＭＰＵや不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭなど）を内蔵したプリントコントローラ４１９は、コントローラユニット４１０のメインコントローラ４０１の指示に従ってプリントエンジンユニット４１７の各種機構を制御する。スキャナエンジンユニット４１１の各種機構は、コントローラユニット４１０のメインコントローラ４０１によって制御される。

以下、制御構成の詳細について説明する。

コントローラユニット４１０において、ＣＰＵにより構成されるメインコントローラ４０１は、ＲＯＭ４０７に格納されているプログラムや各種パラメータに従って、ＲＡＭ４０６を作業領域としながら記録装置１０００の全体を制御する。例えば、ホストＩ／Ｆ４０２またはワイヤレスＩ／Ｆ４０３を介してホスト装置４００から印刷ジョブが入力されると、メインコントローラ４０１の指示に従って、画像処理部４０８は受信した画像データに対して所定の画像処理を施す。そして、メインコントローラ４０１はプリントエンジンＩ／Ｆ４０５を介して、画像処理を施した画像データをプリントエンジンユニット４１７へ送信する。

なお、記録装置１０００は無線通信や有線通信を介してホスト装置４００から画像データを取得しても良いし、記録装置１０００に接続された外部記憶装置（ＵＳＢメモリ等）から画像データを取得しても良い。無線通信や有線通信に利用される通信方式は限定されない。例えば、無線通信に利用される通信方式として、Ｗｉ－Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が適用可能である。また、有線通信に利用される通信方式としては、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等が適用可能である。また、例えば、ホスト装置４００から読取命令が入力されると、メインコントローラ４０１は、スキャナエンジンＩ／Ｆ４０９を介してこの命令をスキャナエンジンユニット４１１に送信する。

操作パネル４０４は、ユーザが記録装置１０００に対して入出力を行うためのユニットである。ユーザは、操作パネル４０４を介してコピーやスキャン等の動作を指示したり、記録モードを設定したり、記録装置１０００の情報を認識したりすることができる。

プリントエンジンユニット４１７では、ＣＰＵにより構成されるプリントコントローラ４１９は、ＲＯＭ４２０に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、ＲＡＭ４２１を作業領域としプリントエンジンユニット４１７が備える各種機構を制御する。

コントローラＩ／Ｆ４１８を介して各種コマンドや画像データが受信されると、プリントコントローラ４１９は、これを一旦ＲＡＭ４２１に保存する。記録ヘッド３が記録動作に利用できるように、プリントコントローラ４１９は画像処理コントローラ４２２に、保存した画像データは記録データへ変換される。記録データが生成されると、プリントコントローラ４１９は、ヘッドＩ／Ｆ４２７を介して記録ヘッド３に記録データに基づく記録動作を実行させる。この際、プリントコントローラ４１９は、搬送制御部４２６を介して搬送ローラ８１、８２を駆動して、記録媒体２を搬送する。プリントコントローラ４１９の指示に従って、記録媒体２の搬送動作に連動して記録ヘッド３による記録動作が実行され、記録処理が行われる。

ヘッドキャリッジ制御部４２５は、記録装置１０００のメンテナンス状態や記録状態といった動作状態に応じて記録ヘッド３の向きや位置を変更する。インク供給制御部４２４は、記録ヘッド３へ供給されるインクの圧力が適切な範囲に収まるように、液体供給ユニット２２０を制御する。メンテナンス制御部４２３は、記録ヘッド３に対するメンテナンス動作を行う際に、メンテナンスユニット（不図示）におけるキャップユニットやワイピングユニットの動作を制御する。

スキャナエンジンユニット４１１においては、メインコントローラ４０１が、ＲＯＭ４０７に記憶されているプログラムや各種パラメータに従って、ＲＡＭ４０６を作業領域としながら、スキャナコントローラ４１５のハードウェア資源を制御する。これにより、スキャナエンジンユニット４１１が備える各種機構は制御される。例えば、コントローラＩ／Ｆ４１４を介してメインコントローラ４０１がスキャナコントローラ４１５内のハードウェア資源を制御して、ユーザによってＡＤＦ（不図示）に積載された原稿を搬送制御部４１３を介して搬送し、センサ４１６によって読取る。そして、スキャナコントローラ４１５は読取った画像データをＲＡＭ４１２に保存する。

なお、プリントコントローラ４１９は、上述のように取得された画像データを記録データに変換することで、記録ヘッド３にスキャナコントローラ４１５で読取った画像データに基づく記録動作を実行させることが可能である。

＜メンテナンス動作の説明（図３）＞
次に、記録ヘッド３に対するメンテナンス動作について説明する。

図３はメンテナンスユニットの構成を示す斜視図である。図３において、（ａ）はメンテナンスユニット１６が待機ポジションにある状態を示し、（ｂ）はメンテナンスユニット１６がメンテナンスポジションにある状態を示す。

図３に示すように、メンテナンスユニット１６はキャップユニット１０とワイピングユニット１７とを備え、所定のタイミングにこれらを作動させてメンテナンス動作を行う。

記録ヘッド３に対するメンテナンス動作を実行する際に記録ヘッド３はメンテナンス動作が可能なメンテナンスポジションに移動し、記録ヘッド３が記録中およびメンテナンス中以外の状態では待機ポジションに移動する。

図３（ａ）に示すように、記録ヘッドが待機ポジションにあるとき、キャップユニット１０は鉛直方向（ｚ方向）上方に移動しており、ワイピングユニット１７はメンテナンスユニット１６の内部に収納されている。キャップユニット１０はｙ方向に延在する箱形のキャップ部材１０ａを有し、これを記録ヘッド３の吐出口面に密着させることにより、吐出口からのインクの蒸発を抑制することができる。また、キャップユニット１０は、キャップ部材１０ａを記録ヘッド３の吐出口面に密着させた状態で予備吐出によるインクを回収し、回収したインクを吸引ポンプ（不図示）に吸引させる機能も備えている。

一方、図３（ｂ）に示すように、記録ヘッドがメンテナンスポジションにあるとき、キャップユニット１０は鉛直方向（ｚ方向）下方に移動しており、ワイピングユニット１７がメンテナンスユニット１６から引き出されている。ワイピングユニット１７は、ブレードワイパユニット１７１とバキュームワイパユニット１７２の２つのワイパユニットを備えている。

ブレードワイパユニット１７１には、吐出口面をｘ方向に沿ってワイピングするためのブレードワイパ１７１ａが吐出口の配列領域に相当する長さだけｙ方向に配されている。ブレードワイパユニット１７１を用いたワイピング動作を行う際、ワイピングユニット１７は、記録ヘッドがブレードワイパ１７１ａに当接可能な高さに位置決めされた状態で、ブレードワイパユニット１７１をｘ方向に移動する。この移動により、吐出口面に付着するインクなどはブレードワイパ１７１ａに拭き取られる。

ブレードワイパ１７１ａが収納される際のメンテナンスユニット１６の入り口には、ブレードワイパ１７１ａに付着したインクを除去するとともにブレードワイパ１７１ａにウェット液を付与するためのウェットワイパクリーナ１６ａが配されている。ブレードワイパ１７１ａは、メンテナンスユニット１６に収納される度にウェットワイパクリーナ１６ａによって付着物が除去されウェット液が塗布される。そして、次に吐出口面をワイピングしたときにウェット液を吐出口面に転写し、吐出口面が乾燥するのを防いでいる。

一方、バキュームワイパユニット１７２は、ｙ方向に延在する開口部を有する平板１７２ａと、開口部内をｙ方向に移動可能なキャリッジ１７２ｂと、キャリッジ１７２ｂに搭載されたバキュームワイパ１７２ｃとを有している。バキュームワイパ１７２ｃは、キャリッジ１７２ｂの移動に伴って吐出口面をｙ方向にワイピング可能になっている。バキュームワイパ１７２ｃの先端には、吸引ポンプ（不図示）に接続された吸引口が形成されている。このため、吸引ポンプを作動させながらキャリッジ１７２ｂをｙ方向に移動すると、記録ヘッドの吐出口面に付着したインク等は、バキュームワイパ１７２ｃによって拭き寄せられながら吸引口に吸い込まれる。この際、平板１７２ａと開口部の両端に設けられた位置決めピン１７２ｄは、バキュームワイパ１７２ｃに対する吐出口面の位置合わせに利用される。

ここでは、ブレードワイパユニット１７１によるワイピング処理を行いバキュームワイパユニット１７２によるワイピング動作を行わない第１のワイピング処理と、両方のワイピング処理を順番に行う第２のワイピング処理が備えられる。第１のワイピング処理を行う際、プリントコントローラ４１９は、まず、記録ヘッド３をメンテナンスポジションよりも鉛直方向（ｚ方向）上方に退避させた状態で、ワイピングユニット１７をメンテナンスユニット１６から引き出す。そして、記録ヘッド３をブレードワイパ１７１ａに当接可能な位置まで鉛直方向（ｚ方向）下方に移動させた後、ワイピングユニット１７をメンテナンスユニット１６内へ移動させる。この移動により、吐出口面に付着するインクなどはブレードワイパ１７１ａに拭き取られる。

ブレードワイパユニット１７１が収納されると、プリントコントローラ４１９は、次にキャップユニット１０を鉛直方向（ｚ方向）上方に移動させ、キャップ部材１０ａを記録ヘッド３の吐出口面に密着させる。そして、その状態で記録ヘッド３を駆動して予備吐出を行わせ、キャップ内に回収したインクを吸引ポンプによって吸引する。以上が、第１のワイピング処理における一連の工程である。

ここでは、第１のワイピング処理は、記録媒体１００ページ分の記録動作が行われる毎に１回実行されるものとする。

一方、第２のワイピング処理を行う際、プリントコントローラ４１９は、まず、記録ヘッド３をブレードワイパ１７１ａに当接する高さに位置決めし、その状態でワイピングユニット１７をメンテナンスユニット１６からスライドさせて引き出す。これにより、ブレードワイパ１７１ａによるワイピング動作が吐出口面に対して行われる。次に、平板１７２ａと位置決めピン１７２ｄを用いて、記録ヘッド３の吐出口面とバキュームワイパユニット１７２の位置決めを行い、上述したバキュームワイパユニット１７２によるワイピング動作を実行する。その後、記録ヘッド３を鉛直方向（ｚ方向）上方に退避させ、ワイピングユニット１７を収納した後、第１のワイピング処理と同様に、キャップユニット１０によるキャップ部材内への予備吐出と回収したインクの吸引動作を行う。以上が、第２のワイピング処理における一連の工程である。

第２のワイピング処理は、第１のワイピング処理に比べて吐出口面に対する清浄効果は高いが処理時間は長くなる。このため、第２のワイピング処理は、第１のワイピング処理が５０回行われる毎に１回実行されるものとする。即ち、第２のワイピング処理は、記録媒体５０００ページ分の記録動作が行われる毎に１回実行される。

＜インク循環構成の説明（図４）＞
記録装置１０００は、インクタンクと記録ヘッド３との間でインクを循環させる構成を採用している。

図４はインク循環構成を示す模式図である。

記録ヘッド３は、高圧側の第１循環ポンプ（Ｐ２）１００１、低圧側の第２循環ポンプ（Ｐ３）１００２、およびメインタンク（インクタンク）１００３に接続されている。メインタンク１００３は、その内部と外部とを連通する大気連通口（不図示）によって、インク中の気泡を外部に排出することが可能である。メインタンク１００３内のインクは画像の記録および回復処理（予備吐出、吸引排出、加圧排出などを含む）によって消費され、空になったときにメインタンク１００３は記録装置から外され、交換される。

さて、記録ヘッド３は、複数の記録素子を実装した素子基板（ヒータボード）を記録媒体の幅方向に複数個（例えば、１５個）、配列することによりその記録幅を長くしフルライン記録ヘッドを構成している。なお、説明を簡単にするために、図４には１個のヒータボードＨＢ０のみを示している。

例えば、１５個のヒータボードＨＢ０～ＨＢ１４それぞれには、上述したように、インク共通供給路１６とインク共通回収路１７が設けられており、その間にインク供給口１４およびインク回収口１５を介して連通される複数の圧力室１３が形成されている。ここで図４では簡単のため、ヒータボードＨＢ０～ＨＢ１４のうちのヒータボードＨＢ０のみを示しているが、実際にはヒータボードＨＢ０～ＨＢ１４が直列に接続されている。なお、ヒータボードＨＢ０が最もインク循環方向の上流側、ヒータボードＨＢ１４が下流側に位置しており、ヒータボードの番号（ＨＢｉ）が大きいほど下流側に位置する。

第１循環ポンプ１００１は、負圧制御ユニット２３０の接続部１１１ａおよび記録ヘッド３の出口ポート２１１ｂを通して、インク共通供給路１６内のインクを吸引してメインタンク１００３に戻す。一方、第２循環ポンプ１００２は、負圧制御ユニット２３０の接続部１１１ｂおよび記録ヘッド３の出口ポート２１２ｂを通して、インク共通回収路１７内のインクを吸引してメインタンク１００３に戻す。第１循環ポンプ１００１、第２循環ポンプ１００２としては、定量的な送液能力を有する容積型ポンプが好ましい。具体的には、チューブポンプ、ギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、シリンジポンプ等が挙げることができる。また、一般的な定流量弁またはリリーフ弁をポンプの出口に配備して、一定流量を確保する形態であってもよい。

記録ヘッド３の駆動時には、第１循環ポンプ１００１および第２循環ポンプ１００２によって、インク共通供給路１６およびインク共通回収路１７のそれぞれに、図４中の矢印Ａ方向（供給方向）および矢印Ｂ方向（回収方向）に一定量のインクが流される。その流量は、各ヒータボードＨＢ０～ＨＢ１４間の温度差を記録画像の画質に影響しない程度に小さくできる量とする。ただし、その流量が大き過ぎた場合には、記録ヘッド３内の流路の圧損の影響により、各ヒータボードＨＢ０～ＨＢ１４内の負圧の差が大きくなり過ぎて、記録画像の濃度ムラが生じるおそれがある。そのため、各ヒータボードＨＢ０～ＨＢ１４間の温度差および負圧差を考慮して、インク共通供給路１６およびインク共通回収路１７内におけるインクの流量を設定することが好ましい。

負圧制御ユニット２３０は、第３循環ポンプ（Ｐ１）１００４と記録ヘッド３との間の流路に設けられている。負圧制御ユニット２３０は、記録画像の濃度（吐出量）に応じてインク循環系におけるインクの流量が変動した場合でも、記録ヘッド３側のインクの圧力を一定に維持する機能を有する。負圧制御ユニット２３０を構成する２つの圧力調整機構２３０ａ、２３０ｂとしては、それらよりも下流側の流路内の圧力を、所望の設定圧を中心とする一定の範囲内に制御できる構成であればよく、どのような機構を用いてもよい。一例として、いわゆる減圧レギュレータと同様の機構を採用することができる。

減圧レギュレータを用いた場合には、図４に示すように、第３循環ポンプ（Ｐ１）１００４によって、インク供給ユニット２２０を通して負圧制御ユニット２３０の上流側の流路内を加圧することが好ましい。これにより、メインタンク１００３と記録ヘッド３との間の水頭圧が記録ヘッド３に及ぼす影響を抑制して、記録装置におけるメインタンク１００３のレイアウトの自由度を高めることができる。第３循環ポンプ１００４は、負圧制御ユニット２３０の接続部１１１ｃおよびフィルタ２２１を介して圧力調整機構２３０ａ、２３０ｂに接続される。第３循環ポンプ１００４は、記録ヘッド３の駆動時におけるインクの循環流量の範囲において、一定圧以上の揚程圧を有するものであればよく、ターボ型ポンプまたは容積型ポンプなどが使用できる。例えば、ダイヤフラムポンプなどが適用可能である。また、第３循環ポンプ１００４の代わりに、負圧制御ユニット２３０に対してある一定の水頭差をもって配置された水頭タンクも適用可能である。

負圧制御ユニット２３０における２つの圧力調整機構２３０ａ、２３０ｂには、それぞれ異なる制御圧が設定され。圧力調整機構２３０ａは、相対的に高圧に設定されるため図４では「Ｈ」と記載し、圧力調整機構２３０ｂは、相対的に低圧に設定されるため図４では「Ｌ」と記載する。圧力調整機構２３０ａは、インク供給ユニット２２０内を経由して、記録ヘッド３におけるインク共通供給路１６の入口ポート２１１ａに接続される。圧力調整機構２３０ｂは、インク供給ユニット２２０内を経由して、記録ヘッド３におけるインク共通回収路１７の入口ポート２１２ａに接続される。

インク共通供給路１６の入口ポート２１１ａには高圧側の圧力調整機構２３０ａが接続され、インク共通回収路１７の入口ポート２１２ａには低圧側の圧力調整機構２３０ｂが接続されている。このため、それらのインク共通供給路１６とインク共通回収路１７との間に負圧差が生じる。そのため、インク共通供給路１６およびインク共通回収路１７内を矢印ＡおよびＢ方向に流れるインクの一部は、インク供給口１４、圧力室１３、およびインク回収口１５を通して矢印Ｃ方向に流れる。

このように記録ヘッド３においては、インクが各ヒータボードＨＢ０～ＨＢ１４内のインク共通供給路１６およびインク共通回収路１７内を矢印ＡおよびＢ方向に流される。従って、インク共通供給路１６およびインク共通回収路１７内のインクの流れによって、各ヒータボードＨＢ０～ＨＢ１４において発生する熱を外部へ排出することができる。

また、このような構成により、記録動作時に、インクを吐出していない吐出口および圧力室１３にもインクの流れを矢印Ｃ方向に生じさせて、それらの吐出口および圧力室１３におけるインク粘度の増大を抑制することができる。また、吐出口および圧力室１３で粘度が増大したインクは、一定時間インクの流れを矢印Ｃ方向に生じさせることで粘度の増大したインクを溶解させ、吐出口と圧力室１３を正常な状態に回復させる効果もある。

これらの結果、記録ヘッド３を用いて、高画質な画像の高速記録が可能となる。

＜温度検知素子の構成の説明（図５）＞
図５はシリコン基板に形成された記録素子近傍の多層配線構造を示す図である。

図５（ａ）は温度検知素子３０６を記録素子３０９の下層に層間絶縁膜３０７を介してシート状に配置した上面図である。図５（ｂ）は図５（ａ）に示した上面図における破線ｘ－ｘ’に沿った断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）に示した破線ｙ－ｙ’に沿った断面図である。

図５（ｂ）に示すｘ－ｘ’断面図と図５（ｃ）に示すｙ－ｙ’断面図において、シリコン基板上に積層した絶縁膜３０２の上にアルミニウム等からなる配線３０３が形成され、さらに配線３０３の上に層間絶縁膜３０４が形成される。配線３０３と、チタン及び窒化チタン積層膜等からなる薄膜抵抗体の温度検知素子３０６とが層間絶縁膜３０４に埋め込まれたタングステン等からなる導電プラグ３０５を介して電気的に接続される。

次に、温度検知素子３０６の下側に層間絶縁膜３０７が形成される。そして、配線３０３と、タンタル窒化珪素膜等からなる発熱抵抗体の記録素子３０９とが、層間絶縁膜３０４及び層間絶縁膜３０７を貫通するタングステン等からなる導電プラグ３０８を介して電気的に接続される。

なお、下層の導電プラグと上層の導電プラグを接続する際は、中間の配線層からなるスペーサを挟んで接続されるのが一般的である。この実施例に適用する場合、中間の配線層となる温度検知素子の膜厚が数１０ｎｍ程度の薄膜のため、ビアホール工程の際、スペーサとなる温度検知素子膜に対するオーバエッチ制御の精度が求められる。また、温度検知素子層のパターンの微細化に不利にもなる。このような事情を鑑み、この実施例では層間絶縁膜３０４及び層間絶縁膜３０７を貫通させた導電プラグを採用している。

また、プラグの深さに応じて導通の信頼性を確保するために、この実施例では層間絶縁膜が一層の導電プラグ３０５は口径０．４μｍとし、層間絶縁膜が二層を貫通する導電プラグ３０８ではより大きい口径０．６μｍにしている。

次に、シリコン窒化膜などの保護膜３１０、そして保護膜３１０の上にタンタルなどの耐キャビテーション膜３１１を形成してヘッド基板（素子基板）となる。さらに、感光樹脂等からなるノズル形成材３１２で吐出口３１３が形成される。

このように、配線３０３の層と記録素子３０９の層の中間に独立した温度検知素子３０６の中間層を設けた多層配線構造としている。

以上の構成から、この実施例で用いる素子基板では記録素子ごとに各記録素子に対応して設けられた温度検知素子により温度情報を得ることが可能になる。

そして、その温度検知素子により検知された温度情報とその温度変化とから、素子基板の内部に設けられた論理回路（検査部）により対応する記録素子からのインク吐出状態を示す判定結果信号ＲＳＬＴを得ることができる。判定結果信号ＲＳＬＴは１ビットの信号であり、“１”が吐出正常を示し、“０”が吐出不良を示す。

＜温度検知構成の説明（図６）＞
図６は図５に示す素子基板を用いた温度検知の制御構成を表すブロック図である。

図６に示すように、プリントエンジンユニット４１７は、素子基板５に実装された記録素子の温度を検知するために、ＭＰＵを内蔵したプリントコントローラ４１９と、記録ヘッド３と接続するヘッドＩ／Ｆ４２７と、ＲＡＭ４２１とを備える。また、ヘッドＩ／Ｆ４２７は素子基板５に送信するための種々の信号を生成する信号生成部７と、温度検知素子３０６が検出した温度情報に基いて素子基板５から出力される判定結果信号ＲＳＬＴを入力する判定結果抽出部９とを含む。

温度検知のため、プリントコントローラ４１９が信号生成部７に指示を発行すると、信号生成部７は素子基板５に対して、クロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号ＬＴ、ブロック信号ＢＬＥ、記録データ信号ＤＡＴＡ、ヒートイネーブル信号ＨＥを出力する。信号生成部７は更に、センサ選択信号ＳＤＡＴＡ、定電流信号Ｄｉｒｅｆ、吐出検査閾値信号Ｄｄｔｈを出力する。

センサ選択信号ＳＤＡＴＡは、温度情報を検出する温度検知素子を選択する選択情報と選択された温度検知素子への通電量指定情報、判定結果信号ＲＳＬＴの出力指示に関わる情報を含む。例えば、素子基板５が複数の記録素子からなる記録素子列を５列、実装する構成である場合、センサ選択信号ＳＤＡＴＡに含まれる選択情報は列を指定する列選択情報とその列の記録素子を指定する記録素子選択情報とを含む。一方、素子基板５からはセンサ選択信号ＳＤＡＴＡにより指定された列の１つの記録素子に対応する温度検知素子により検知された温度情報に基づく１ビットの判定結果信号ＲＳＬＴが出力される。

判定結果信号ＲＳＬＴから出力される正常吐出を示す“１”と吐出不良を示す“０”の値は、温度検知素子から出力される温度情報と吐出検査閾値信号Ｄｄｔｈが示す吐出検査閾値電圧（ＴＨ）とを素子基板５の内部で比較することにより得られる。この比較については後で詳述する。

なお、この実施例では５列分の記録素子あたり、１ビットの判定結果信号ＲＳＬＴが出力される構成を採用している。従って、素子基板５が記録素子列を１０列分、実装する構成では判定結果信号ＲＳＬＴは２ビットとなり、この２ビット信号が１本の信号線を介してシリアルに判定結果抽出部９へと出力される。

図６から分かるように、ラッチ信号ＬＴ、ブロック信号ＢＬＥ、センサ選択信号ＳＤＡＴＡは判定結果抽出部９にフィードバックされる。一方、判定結果抽出部９は、温度検知素子が検出した温度情報に基いて素子基板５から出力される判定結果信号ＲＳＬＴを受信し、ラッチ信号ＬＴの立下りと同期して各ラッチ期間に判定結果を抽出する。そして、その判定結果が吐出不良だった場合に、判定結果に対応するブロック信号ＢＬＥ、センサ選択信号ＳＤＡＴＡをＲＡＭ４２１に格納する。

そして、プリントコントローラ４１９は、ＲＡＭ４２１に格納された吐出不良ノズルを駆動するために用いたブロック信号ＢＬＥ、センサ選択信号ＳＤＡＴＡに基づいて、該当ブロックの記録データ信号ＤＡＴＡから吐出不良ノズルに対する信号を消去する。そして、代わりに不吐補完用のノズルを該当ブロックの記録データ信号ＤＡＴＡに追加して、信号生成部７に出力する。

＜吐出状態の判定方法の説明（図７～図８）＞
図７は記録素子に駆動パルスを印加したときの、温度検知素子から出力される温度波形（センサ温度：Ｔ）とその波形の温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）を表した図である。

なお、図７では温度波形（センサ温度：Ｔ）は温度（℃）で示されているが、実際には温度検知素子に定電流が供給され、温度検知素子の端子間電圧（Ｖ）が検出される。この検出電圧は温度依存性があるので、図７には検出電圧を温度に変換して温度として表記されている。また、温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）は検出電圧の時間変化（ｍＶ／ｓｅｃ）として表記されている。

図７に示すように、記録素子３０９に駆動パルス２１１を印加するとインクが正常に吐出される場合（正常吐出）、温度検知素子３０６の出力波形は波形２０１のようになる。波形２０１が示す温度検知素子３０６により検知される温度の降温過程において、正常吐出時には、吐出されたインク液滴の尾引が引き戻されて記録素子３０９の界面（最表面）に接触着して記録素子３０９の界面が冷却されることにより特徴点２０９が出現する。そして、特徴点２０９以降で波形２０１は降温速度が急激に増大する。これに対して、吐出不良の場合、温度検知素子３０６の出力波形は波形２０２のようになり、正常吐出時の波形２０１のように特徴点２０９は現れず、降温過程において降温速度は徐々に低下していく。

図７の一番下は、温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）を示しており、温度検知素子の出力波形２０１、２０２を温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）に処理した後の波形を波形２０３、２０４とする。この時の温度変化信号への変換方法はシステムに応じて適切に選択される。この実施例における温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）は、温度波形をフィルタ回路（この構成では１回微分)と反転アンプを通した後に出力される波形である。

さて、波形２０３には、波形２０１の特徴点２０９以降の最大降温速度に起因するピーク２１０が出現する。波形（ｄＴ／ｄｔ）２０３は、素子基板５に実装されたコンパレータに予め設定された吐出検査閾値電圧（ＴＨ）と比較され、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）を上回る区間（ｄＴ／ｄｔ≧ＴＨ）で正常吐出であることを示すパルスが判定信号（ＣＭＰ）２１３に現れる。

一方、波形２０２には特徴点２０９が現れないため降温速度も低く、波形２０４に現れるピークは吐出検査閾値電圧（ＴＨ）よりも低くなる。波形（ｄＴ／ｄｔ）２０２も、素子基板５に実装されたコンパレータに予め設定している吐出検査閾値電圧（ＴＨ）と比較される。そして、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）を下回る区間（ｄＴ／ｄｔ＜ＴＨ）では、パルスが判定信号２１３には現れない。

従って、この判定信号（ＣＭＰ）を取得することで各ノズルの吐出状態を把握することが可能となる。この判定信号（ＣＭＰ）が上述した判定結果信号ＲＳＬＴになる。

記録装置の本体部では正常吐出時のピーク２１０の電圧に相当する値（Ｄｒｅｆ）を予め保持しており、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）はその値に対する相対値として設定する。この実施例では吐出検査閾値電圧はＤｒｅｆからの相対ランクで設定する。なお、正常吐出時のピーク２１０の電圧に相当する値（Ｄｒｅｆ）は所定タイミング毎に記録装置の本体部で測定し更新してもよい。

・吐出状態の判定の課題について
図８は３つの吐出状態のノズル部と吐出されたインク滴の模式図と、各状態での温度検知素子が検知した温度波形信号に基づく温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）の波形を示す図である。

図８（ａ）はインクが正常吐出される場合の吐出状態の模式図と温度変化のプロフィールを示す図である。ここで、正常吐出時の波形２０３のピークに対して吐出検査閾値電圧（ＴＨ）が低く設定されている。従って、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）と温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）とを比較することにより、正常吐出として判別される。

図８（ｂ）は吐出口面にインク滴が付着し、吐出したインク滴の飛翔の直進性の状態が悪い場合の模式図と温度変化のプロフィールを示す図である。インク滴は直進性が悪いため記録媒体に到達する位置は意図した位置からずれており、白いスジやその付近の濃いスジなどのように視認されるため画質劣化の一因となる。この現象は吐出口面へのインク滴の付着に限らず、記録媒体から発生する紙粉の付着であったり、空気中に漂う埃であったり、様々な要因で発生するものである。この状態に陥った場合は、メンテナンス処理により吐出口面を清掃する必要がある。

この時の波形２０３は、吐出したインク滴の直進性は悪いものの、ヒータ上では加熱による発泡現象は生じているため、ある程度の温度変化信号は出力される。しかしながら、図８（ｂ）に示されるように、図８（ａ）で示した正常吐出時の波形２０３（図８（ｂ）では点線）のピーク値に対してそのピーク値は低くなる。この原因としては、吐出口面上の異物により、吐出されたインクの飛翔が影響を受け、吐出されたインク液滴の尾引の量、尾引きが記録素子３０９の界面に着滴する位置、または界面に着滴するタイミングが変化するためであると考えられる。

この状態の波形のピークに対して吐出検査閾値電圧（ＴＨ）は高く設定されているため、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）と温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）とを比較することにより、吐出不良として判別される。

図８（ｃ）は記録ヘッドのノズル内のインクの粘度の増大や固着により、インク滴が吐出されなかった場合の模式図と温度変化のプロフィールを示す図である。インク滴は吐出されないため、記録媒体上の意図した位置にはインク滴がない状態となり、白スジとして視認されこれも画質劣化の一因となる。この状態に陥った場合は、メンテナンス処理によりノズル内の粘度の増大したインクや吐出口面に固着したインクを除去する必要がある。このような場合、先述のバキュームワイピングなどでも回復可能であるが、消費するインク量が多いという欠点がある。この実施例では、インク循環動作を実行し、ノズル内にフレッシュなインクを一定期間供給し続けることで、インクを消費せずに粘度の増大したインクや固着したインクを溶解させてノズル状態を回復させることが可能である。

この状態の波形２０３のピークに対して吐出検査閾値電圧（ＴＨ）は高く設定されているため、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）と温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）とを比較することにより、吐出不良として判別される。なお、図８（ｃ）でも正常吐出の場合の波形は参考のために点線で示されている。

以上、図８（ａ）～図８（ｃ）で示したように、正常吐出の状態、吐出不良の状態、不吐出の状態に応じて、温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）のピーク値が異なる。このため、従来の吐出状態の判定を実行すると、吐出判定閾値電圧（ＴＨ）との比較により、以下の判定結果信号ＲＳＬＴが出力される。即ち、
図８（ａ）の場合、判定結果信号ＲＳＬＴ“１”
図８（ｂ）の場合、判定結果信号ＲＳＬＴ“０”
図８（ｃ）の場合、判定結果信号ＲＳＬＴ“０”
となる。

この場合、判定結果信号ＲＳＬＴ“１”と判定されたノズルは正常吐出状態であり、判定結果信号ＲＳＬＴ“０”と判定されたノズルは吐出不良状態または不吐出状態のどちらかの可能性があることになる。判定結果に応じてその後の処理を決定する場合、先述の通り吐出不良状態と不吐出状態では、最適な回復方法が異なるため、回復性が十分でなかったり、過剰な回復処理となり無駄にインクを消費しまったりする恐れがある。

例えば、判定結果信号ＲＳＬＴ“０”の実際の原因が吐出口面へのインク滴の付着による吐出不良であった場合、最適な回復方法はブレードワイピングによる吐出口面の払拭である。しかしながら、従来の方法に従った判定結果では不吐出状態の可能性を示唆しているため、バキュームワイピングまたは所定時間の循環処理を選択する必要がある。ここで、バキュームワイピングを選択すると吐出口面に付着したインクによる吐出不良からの回復性は問題ないが、過剰にインクを消費してしまうという問題がある。一方、所定時間のインク循環処理では、吐出口面に付着したインク滴を除去することはできないため、回復効果はない。

このように、従来の判定方法では、吐出検査の判定結果に応じた処理を実行する場合、最適な処理を選択できない場合がある。以下に説明する実施例ではこのような課題を解決するための構成と制御について説明する。

ここでは、吐出判定処理の概要を説明した後、図９に示すフローチャートを用いて、温度検知素子を用いた吐出判定処理の概要を説明し、図１０に示す模式図を使って吐出判定閾値を変えた時の判定結果信号から最適な処理を実行するための処理を説明する。

図９は温度検知素子を用いた吐出検査処理の概要を示すフローチャートである。

図９に示す吐出検査処理は任意のタイミングで実行され、処理実行時点の各ノズルの吐出状態を判定する。この実施例では複数の吐出検査モードを備えるが、処理の流れは共通である。

まず、ステップＳ１１では、検査対象となるノズル（記録素子）をプリントコントローラ４１９から指示し、この指示に従って信号生成部７はセンサ選択信号ＳＤＡＴＡにより検査対象ノズルを選択する。次に、ステップＳ１２では、選択されたノズルの現在の検査結果変化点に基づいて、吐出検査閾値電圧（ＴＨ）を設定する。吐出検査閾値電圧（ＴＨ）は、予め保持している正常吐出時の各ノズルの温度変化信号のピーク値Ｄｒｅｆの値に対して所定量低い電圧を設定する。吐出検査閾値電圧は吐出検査モード毎に設定可能な構成である。各吐出検査モード毎の吐出検査閾値電圧の設定値は後述する。

また、正常吐出時の温度変化信号のピーク値Ｄｒｅｆは記録装置の使用状況に応じて変化する可能性があるため、所定タイミング毎に更新するのが望ましい。所定タイミングとは、通紙枚数、記録ドット数、時刻、前回検査からの経過期間、印刷ジョブ毎、印刷ページ毎、記録ヘッドの交換時、記録ヘッドの回復処理時などであり、システムに応じて適切に設定する。

ステップＳ１３では、吐出検査モード毎に設定した吐出検査閾値電圧（ＴＨ）において吐出検査を実行する。そして、ステップＳ１４では、選択されたノズルの判定結果信号ＲＳＬＴが“０”であるか、又は、“１”であるかを調べる。判定結果信号ＲＳＬＴが“１”であれば、正常吐出時の温度変化信号のピーク値Ｄｒｅｆが吐出検査閾値電圧（ＴＨ）に対して上回っている状態であり、“０”であれば下回っている状態である。

ステップＳ１５では、選択ノズルの判定結果信号ＲＳＬＴをＲＡＭ４２１に保存する。

さらに、ステップＳ１６では、対象となるノズルの検査が全て終了したかどうかを調べる。ここで、検査続行と判断されると、処理はステップＳ１１に戻り、別の検査対象ノズルを選択し、ステップＳ１２以降の処理を実行する。これに対して、検査終了と判断されると、処理はステップＳ１７に進み、各ノズルの判定結果信号ＲＳＬＴに応じて、各吐出検査モードに応じた回復処理などを選択して実行する。

次に、図１０に示す模式図において、吐出検査モード毎の吐出判定閾値の設定と、その時に検知可能な吐出状態について説明する。ここでは、２つの吐出検査モードを例として説明するが、これに限定されるものではなく、システムに応じて適切に吐出検査モードは設定される。

まず、第１の吐出検査モードについて説明する。

第１の吐出検査モードの実行タイミングは主に１ページ記録終了後や連続ページ記録中の所定ページ記録終了後に設定される。

このモード実行の目的は、
記録中に発生した不吐出ノズルや吐出不良ノズルを特定し、
特定ノズルによる記録を正常なノズルで代用して記録する補完記録を行うこと、及び、 補完記録による画像補正では十分でないほどの不吐出や吐出不良ノズルが発生した場合は記録を中断し、適切な回復処理を選択して実行する
ことである。

図１０（ａ）は第１の吐出検査モードを実行した時の各ノズルの温度変化信号とその判定結果信号の値を示している。この例では、記録ヘッド３は１６個のノズル（ｓｅｇ０～ｓｅｇ１５）を備えており、各ノズルで吐出状態は異なっている状況にあるとしている。前述のとおり、正常吐出、吐出口面に付着したインクによる吐出不良、ノズルに固着したインクによる不吐出で検知される温度変化信号が異なるため、図１０（ａ）では、各ノズルの吐出状態を○：正常吐出、△：吐出不良、□：不吐出で表している。

第１の吐出検査モードにおける吐出検査閾値は図１０（ａ）に示すように、第１の吐出検査閾値（ＴＨ１）に設定しているため、第１の吐出検査閾値より上側にある正常吐出ノズル（図中の○）の判定結果信号ＲＳＬＴは“１”となる。また、第１の吐出検査閾値より下側にある吐出不良ノズルと不吐出ノズル（図中の△と□）の判定結果信号ＲＳＬＴは“０”となるため、判定結果信号では吐出不良と不吐出ノズルは区別できない。この時、第１の吐出検査閾値（ＴＨ１）は、各ノズルの正常吐出時の温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）のピーク値Ｄｒｅｆの平均から－２ランク下の値に設定している。

第１の吐出検査モードの目的は先述の通り、画質劣化の一因となる吐出不良と不吐出ノズルをあわせて特定し、正常ノズルを用いて補完記録を行って画像補正をすることであったので、吐出不良ノズルと不吐出ノズルは区別する必要はない。また、記録動作中はインク液滴や記録媒体から発生する紙粉などが吐出口面へ付着し吐出不良を引き起こす確率が高い。このため、画像補正しきれないほどの不吐出ノズルや吐出不良ノズルを検知した場合は、ブレードワイピングを選択して実行することが最適な回復方法となる。

次に、第２の吐出検査モードについて説明する。

第２の吐出検査モードの実行タイミングは主に記録装置の長期未使用状態やエラー状態からの復帰時である。

第２の吐出検査モードの実行の目的は、長期放置中やエラー状態で停止中に発生する可能性のある、ノズル内のインク粘度の増大やインク固着による不吐出ノズルを特定し、特定されたノズル数に応じて適切な回復処理を選択して実行することである。

図１０（ｂ）は第２の吐出検査モードを実行した時の各ノズルの温度変化信号とその判定結果信号の値を示している。なお、図１０（ｂ）における記録ヘッドのノズル数や記号の意味は図１０（ａ）において説明したのと同様のため省略する。

第２の吐出検査モードにおける吐出検査閾値は図１０（ｂ）に示すように、第２の吐出検査閾値（ＴＨ２）に設定しているため、第２の吐出検査閾値より上側にある正常吐出ノズルと吐出不良ノズルは（図中の○と△）の判定結果信号ＲＳＬＴは“１”となる。このため、判定結果信号では正常吐出と吐出不良ノズルは区別できない。また、第２の吐出検査閾値より下側にある不吐出ノズル（図中の□）の判定結果信号ＲＳＬＴは“０”となる。この時、第２の吐出検査閾値は、各ノズルの正常吐出時の温度変化信号（ｄＴ／ｄｔ）のピーク値Ｄｒｅｆの平均から－５ランク下の値を設定している。従って、第２の吐出検査閾値は第１の吐出検査閾値よりも小さい値となる。

第２の吐出検査モードの実行の目的は先述の通り、記録装置の長期未使用状態やエラー状態からの復帰時に最適な回復処理を選択することである。放置中はその期間に応じてノズルからインクの揮発成分が蒸発し、ノズル内のインク粘度が増大したりインクが固着するため、これらに対しては、ほとんどの場合、インク循環動作を一定期間継続することで解消される。しかしながら、インク循環動作を所定時間継続しても回復の見込みがない場合は、インクが完全に固着したと判断して、バキュームワイピングやチャージ吸引などのその他の強力な回復方法を選択する必要がある。このとき、インク液滴や記録媒体から発生する紙粉などが吐出口面へ付着し吐出不良となったノズルも、判定結果信号ＲＳＬＴが“０”に含まれてしまうと、インク循環動作に対する回復の効果がないにも係らず、インク消費を伴う回復方法が選択されてしまう。これはインクの無駄な消費につながる。そのため、吐出不良ノズルは判定結果信号ＲＳＬＴ“０”の判定には含まれない吐出判定閾値に設定することが重要である。

この実施例に従えば、複数の吐出検査モードを備え、吐出検査モード毎に吐出検査閾値を設定することで、吐出検査の目的に応じて検出したい吐出状態を検知することができるため、適切な対応処理を選択することができる。

なお、吐出検査モード毎に設定する吐出検査閾値を任意のノズル群毎に設定可能な構成とし、例えば、吐出不良が発生しやすい記録媒体の搬送上流側のノズル列と下流側のノズル列の吐出検査閾値設定を変更できるようにしても良い。

実施例１では複数の吐出検知モードを備えて、吐出検知モード毎に吐出検査閾値とその結果に応じた処理を実行する例を説明したが、ここでは複数の吐出検知モードの結果を基にノズル毎の吐出状態を推定する方法について説明する。

図１１は第１の吐出検査モードと第２の吐出検査モードを連続したタイミングで実行した時の温度変化点情報と吐出検査閾値の関係と、その判定結果信号ＲＳＬＴを示す図である。なお、図１１において用いられている記号や参照符号の意味は、図１０において用いられているものと同様のためその説明は省略する。なお、この構成は、複数の吐出検査閾値を持つモードとして、第３の吐出検査モードとして設定してよい。

図１１の中段には、第１の吐出検査閾値と各ノズルの温度変化信号との関係から得られる判定結果信号ＲＳＬＴと第２の吐出検査閾値と各ノズルの温度変化信号との関係から得られる判定結果信号ＲＳＬＴの結果の一覧を示す。実施例１で説明した通り、吐出検査閾値が異なるため判定結果が異なることが分かる。

即ち、第１の吐出検査モードでは判定結果信号ＲＳＬＴ“１”には正常吐出ノズルが、判定結果信号ＲＳＬＴ“０”には吐出不良または不吐出ノズルが分類されている。また、第２の吐出検査モードでは判定結果信号ＲＳＬＴ“１”には正常吐出ノズルまたは吐出不良ノズルが、判定結果信号ＲＳＬＴ“０”には不吐出ノズルが分類されている。従って、これらの判定結果を組み合わせることで、各ノズルの吐出状態を詳細に特定することが可能となる。

図１１の下段には、各吐出検査モードの判定結果信号ＲＳＬＴの組み合わせによって判断されるノズルの吐出状態が示されている。即ち、
・第１の吐出検査モードと第２の吐出検査モードでの判定結果信号ＲＳＬＴが両方とも“１”の場合、ノズルは正常吐出であると判断し、
・第１の吐出検査モードと第２の吐出検査モードでの判定結果信号ＲＳＬＴが両方とも“０”の場合、ノズルは不吐出であると判断し、
・第１の吐出検査モードでの判定結果信号ＲＳＬＴは“０”であり、且つ、 第２の吐出検査モードでの判定結果信号ＲＳＬＴは“１”である場合、ノズルは吐出不良であると判断する。

従って以上説明した実施例に従えば、複数の吐出検査モードの判定結果を組み合わせて判断することで各ノズルの吐出状態を特定することができる。ノズル毎に吐出状態が特定できると、不吐出ノズルに対する予備吐出のための駆動回数数を増加させて選択的に回復を促したり吐出不良ノズル数をカウントしてブレードワイピングのタイミングを最適化する等、より詳細に最適な回復処理を実行することができる。このようにして、インク消費の点でも処理時間の点でもより無駄のない処理を行って、高品質な画像記録を実現することが可能となる。

１ 搬送部、２記録媒体、３ 記録ヘッド、５ 素子基板、７ 信号生成部、
９ 判定結果抽出部、８０ 筺体、８１、８２ 搬送ローラ、１１１ 液体接続部、
２２０ 液体供給ユニット、２３０ 負圧制御ユニット、４００ ホスト装置、
４０４ 操作パネル、４１７ プリントエンジンユニット、
４１９ プリントコントローラ、４２１ ＲＡＭ、４２７ ヘッドＩ／Ｆ、
１０００ インクジェット記録装置

Claims (16)

1. インクを吐出する複数のノズルと、該複数のノズルに対応して設けられた複数の記録素子であってパルスの印加によりインクを吐出するためのエネルギーを生成する複数の記録素子と、パルスが印加されるノズルと該ノズルに対応する前記記録素子との間にあるインクの状態に関する信号を出力する出力手段と、を備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、
   前記記録ヘッドに備えられる前記複数のノズルからインクの吐出状態を検査する対象となるノズルを選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択されたノズルの吐出状態を判定するための閾値を設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された閾値を用いて前記選択されたノズルのインクの吐出状態を検査する検査手段と、
   前記閾値として第１の閾値を設定し、前記検査手段による検査を第１のタイミングで実行する第１のモードと、前記閾値として前記第１の閾値とは異なる第２の閾値を設定し、前記検査手段による検査を前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで実行する第２のモードとを実行可能な制御手段と、を有する
   ことを特徴とする記録装置。
2. 前記第１のモードにおいて前記検査手段により検査された検査の結果、又は、前記第２のモードにおいて前記検査手段により検査された検査の結果に基づいて、前記選択されたノズルについてのインク吐出状態を判断する判断手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記第１のモードの実行により、インクを正常に吐出するノズルと、インクの吐出不良又はインクの不吐出が発生したノズルとが分類されて、前記インク吐出状態が前記判断手段により判断され、
   前記第２のモードの実行により、インクを正常に吐出するノズル又はインクの吐出不良が発生したノズルと、インクの不吐出が発生したノズルとが分類されて、前記インク吐出状態が前記判断手段により判断される
   ことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記第１のモードと前記第２のモードとは連続したタイミングで実行され、
   前記第１のモードにおいて前記検査手段により検査された検査の結果と、前記第２のモードにおいて前記検査手段により検査された検査の結果とに基づいて、前記選択されたノズルについてのインク吐出状態が判断される
   ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
5. 前記第１のモードと前記第２のモードの実行により、インクを正常に吐出するノズルと、インクの吐出不良が発生したノズルと、インクの不吐出が発生したノズルとが分類されて、前記インク吐出状態が判断される
   ことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
6. 前記判断手段による判断の結果に基づいて、前記インク吐出状態を示す情報を格納する記憶手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２または５のいずれか１項に記載の記録装置。
7. 前記判断手段による判断の結果に基づいて、前記記録ヘッドによる記録を適切に維持するための処理手段をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２、５及び６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 前記処理手段による処理は、インクを正常に吐出するノズルによる補完記録、前記インク吐出状態を回復させる回復処理を含む
   ことを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
9. 前記回復処理は、前記記録ヘッドの予備吐出、前記記録ヘッドの吐出口面のワイピング、前記記録ヘッドのノズルの吸引、前記記録ヘッドと前記記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとの間のインク循環のうちの少なくとも１つの実行を含む
   ことを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 前記閾値は、前記複数のノズルそれぞれ、又は、任意のノズル群ごとに設定可能である
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の記録装置。
11. 前記第１のタイミングは、記録媒体の１ページの記録終了後や記録媒体の連続ページ記録中の所定ページ記録終了後を含み、
    前記第２のタイミングは、記録装置の長期未使用状態やエラー状態からの復帰時を含む
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の記録装置。
12. 前記検査手段は、
    前記複数のノズルのうち、インクの吐出状態を検査する対象となるノズルを選択する選択信号と、前記閾値を示す検査閾値信号とを生成して前記記録ヘッドに出力する信号生成手段と、
    前記信号生成手段が生成する前記選択信号が示すノズルと前記検査閾値信号が示す閾値とを変化させるよう指示する指示手段とを含む
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の記録装置。
13. 前記指示手段は、前記検査手段が検査対象とするノズルを１つずつ指示することを特徴とする請求項１２に記載の記録装置。
14. インクを吐出する複数のノズルと、該複数のノズルに対応して設けられた複数の記録素子であってパルスの印加によりインクを吐出するためのエネルギーを生成する複数の記録素子と、パルスが印加されるノズルと該ノズルに対応する前記記録素子との間にあるインクの状態に関する信号を出力する出力手段と、を備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置であって、
    前記記録ヘッドに備えられる前記複数のノズルからインクの吐出状態を検査する対象となるノズルを選択する選択手段と、
    前記選択手段により選択されたノズルの吐出状態を判定するための閾値を設定する設定手段と、
    前記設定手段により設定された閾値を用いて前記選択されたノズルのインクの吐出状態を検査する検査手段と、
    前記閾値として第１の閾値を設定し、前記検査手段による検査を第１のタイミングで実行する第１のモードと、前記閾値として前記第１の閾値とは異なる第２の閾値を設定し、前記検査手段による検査を前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで実行する第２のモードとの少なくともいずれかを実行する制御手段と、
    前記第１のモードにおいて前記検査手段により検査された検査の結果、又は、前記第２のモードにおいて前記検査手段により検査された検査の結果に基づいて、前記選択されたノズルについてのインク吐出状態を判断する判断手段と、を有し、
    前記第１のモードの実行により、インクを正常に吐出するノズルと、インクの吐出不良又はインクの不吐出が発生したノズルとが分類されて、前記インク吐出状態が前記判断手段により判断され、
    前記第２のモードの実行により、インクを正常に吐出するノズル又はインクの吐出不良が発生したノズルと、インクの不吐出が発生したノズルとが分類されて、前記インク吐出状態が前記判断手段により判断される
    ことを特徴とする記録装置。
15. 前記記録素子は、前記記録素子に加えられた電圧を熱エネルギーに変換する電気熱変換素子であり、
    前記出力手段は、前記記録素子おのおのに対応して設けられる複数の温度検知素子であり、温度情報を出力する
    ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の記録装置。
16. インクを吐出する複数のノズルと、該複数のノズルに対応して設けられた複数の記録素子であってパルスの印加によりインクを吐出するためのエネルギーを生成する複数の記録素子と、パルスが印加されるノズルと該ノズルに対応する前記記録素子との間にあるインクの状態に関する信号を出力する出力手段と、を備えた記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行う記録装置における制御方法であって、
    前記記録ヘッドに備えられる前記複数のノズルからインクの吐出状態を検査する対象となるノズルを選択する工程と、
    前記選択されたノズルの検査のための閾値を設定する工程と、
    前記設定された閾値を用いて前記選択されたノズルのインクの吐出状態を検査する検査工程と、
    前記閾値として第１の閾値を設定し、前記検査工程における検査を第１のタイミングで実行する第１のモードと、前記閾値として前記第１の閾値とは異なる第２の閾値を設定し、前記検査工程における検査を前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで実行する第２のモードとを実行する制御工程と、
    を有する
    ことを特徴とする制御方法。

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