(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと被記録媒体を相対移動させるとともに、前記複数のノズルから吐出した液滴を前記被記録媒体上に付着させることにより、前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録するインクジェット記録装置によって前記複数のノズルの吐出特性を把握するためのテストパターンを印刷する方法であって、
前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録するときに前記記録ヘッドに印加される記録用波形の駆動信号に対して、電圧、周波数、波形形状のうち少なくとも１つを異ならせたテスト用波形の駆動信号を前記記録ヘッドに印加することにより、前記記録用波形の駆動信号印加時よりも吐出力を増大させて吐出を行い、
当該吐出された液滴を被記録媒体上に付着させることにより、前記テストパターンを形成するものであり、
前記テストパターンは、前記被記録媒体上で各ノズルの打滴結果を他のノズルと区別して特定できるノズル毎のラインパターンを含み、
前記テストパターンは、前記記録ヘッドの前記相対移動の方向に直交する被記録媒体の幅方向に並ぶ実質的なノズルの配列順において互いに隣接するノズル同士を同時に吐出させないように、前記実質的なノズルの配列順で互いに１ノズル以上の間隔をあけた位置にあるノズルを同時に吐出させた前記ラインパターンを含んでおり、
前記記録ヘッドはヘッド内の流路構造として本流路に複数の支流路が連結された構造を有し、各支流路に複数のノズルが接続されており、
前記テストパターンの印字の際には、同一の支流路からインクの供給を受けるノズルを同時に駆動しないように、吐出の制御を行うことにより前記テストパターンを形成することを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記記録用波形に対する前記テスト用波形の電圧の変化量は、前記記録用波形の電圧の１．３倍を上限とすることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記テスト用波形の駆動信号の印加による吐出周波数は、５ｋＨｚ以下、又は２０ｋＨｚ以上であることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、
前記テストパターンの印刷結果から吐出不良ノズルを特定し、
当該吐出不良ノズルに対してのみ、前記テスト用波形の駆動信号と比較して、電圧、波形形状のうち少なくとも１つを異ならせた再テスト用波形の駆動信号を用いて、前記テスト用波形の駆動信号印加時よりも更に吐出力を増大させて吐出を行い、
当該吐出された液滴を被記録媒体上に付着させることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、
前記テストパターンの印刷結果から吐出不良ノズルを特定し、
当該吐出不良ノズルのみを吐出させる駆動を行い、
当該駆動により吐出された液滴を被記録媒体上に付着させることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記吐出不良ノズルの吐出を行った後、所望の画像の描画記録を開始する前に、再度テストパターンを印刷し、
当該テストパターンの印刷結果から吐出不良ノズルの特定を行うことを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項において、
前記テストパターンは、前記被記録媒体上で各ノズルの打滴結果を他のノズルと区別して特定できるノズル毎のラインパターンを含んでいることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記テストパターンは、前記記録ヘッドの前記相対移動の方向に直交する被記録媒体の幅方向に並ぶ実質的なノズルの配列順において互いに隣接するノズル同士を同時に吐出させないように、前記実質的なノズルの配列順で互いに１ノズル以上の間隔をあけた位置にあるノズルを同時に吐出させた前記ラインパターンを含んでいることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項において、
前記記録ヘッドは、各ノズルから液滴を吐出させるための吐出エネルギーを発生させる手段として圧電アクチュエータを用いており、
前記テストパターンは、ノズル毎のラインパターン内で駆動信号の電圧を段階的に上昇させて吐出を行うものであることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項において、
前記記録ヘッドは、各ノズルから液滴を吐出させるための吐出エネルギーを発生させる手段として圧電アクチュエータを用いており、
前記テストパターンは、ノズル毎のラインパターン内で吐出周波数を段階的に変化させて吐出を行うものであることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記吐出周波数の変調をテストパターン用の画像データによって行うことを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項において、
前記テストパターンは、前記電圧、周波数、波形形状の少なくとも１つを変更した前記テスト用波形の駆動信号による吐出を行った後に、前記記録用波形及び記録用周波数の駆動信号を印加して吐出させる部分を有していることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項において、
前記テスト用波形として、前記記録ヘッドの共振周期とほぼ等しい間隔で矩形波を並べた区間が存在する波形を用いることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項において、
所望の画像を描画記録する前、及び、所望の画像を描画記録したことによって規定量以上の打滴が行われた後、並びに、所望の画像を規定数量以上描画記録した後、のうち少なくとも１つのタイミングで前記テスト用波形の駆動信号を用いて前記テストパターンの印刷を行うことを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項１５】
液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと被記録媒体を相対移動させるとともに、前記複数のノズルから吐出した液滴を前記被記録媒体上に付着させることにより、前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録するインクジェット記録装置によって前記複数のノズルの吐出特性を把握するためのテストパターンを印刷する方法であって、
前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録するときに前記記録ヘッドに印加される記録用波形の駆動信号に対して、電圧、周波数、波形形状のうち少なくとも１つを異ならせたテスト用波形の駆動信号を前記記録ヘッドに印加することにより、前記記録用波形の駆動信号印加時よりも吐出力を増大させて吐出を行い、
当該吐出された液滴を被記録媒体上に付着させることにより、前記テストパターンを形成するものであり、
前記テストパターンは、前記電圧、周波数、波形形状の少なくとも１つを変更した前記テスト用波形の駆動信号による吐出を行った後に、前記記録用波形及び記録用周波数の駆動信号を印加して吐出させる部分を有していることを特徴とするテストパターン印刷方法。
【請求項１６】
液滴を吐出する複数のノズルが配列されるとともに各ノズルに対応した複数の圧力発生素子が設けられている記録ヘッドと、
前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して両者を相対移動させる搬送手段と、
前記相対移動とともに前記記録ヘッドの各ノズルからの吐出を制御し、吐出された液滴を前記被記録媒体上に付着させることにより、前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録する記録用吐出制御手段と、
前記複数のノズルの吐出特性を把握するためのテストパターンを被記録媒体上に印刷する際に、前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録するときに前記記録ヘッドに印加される記録用波形の駆動信号と比較して、電圧、周波数、波形形状のうち少なくとも１つを異ならせたテスト用波形の駆動信号を前記記録ヘッドに印加することにより、前記記録用波形の駆動信号印加時よりも吐出力を増大させた吐出を行い、当該吐出された液滴を被記録媒体上に付着させて前記テストパターンを形成するように吐出を制御するテストパターン用吐出制御手段と、
を備え、
前記テストパターンは、前記被記録媒体上で各ノズルの打滴結果を他のノズルと区別して特定できるノズル毎のラインパターンを含み、
前記テストパターンは、前記記録ヘッドの前記相対移動の方向に直交する被記録媒体の幅方向に並ぶ実質的なノズルの配列順において互いに隣接するノズル同士を同時に吐出させないように、前記実質的なノズルの配列順で互いに１ノズル以上の間隔をあけた位置にあるノズルを同時に吐出させた前記ラインパターンを含んでおり、
前記記録ヘッドはヘッド内の流路構造として本流路に複数の支流路が連結された構造を有し、各支流路に複数のノズルが接続されており、
前記テストパターンの印字の際には、同一の支流路からインクの供給を受けるノズルを同時に駆動しないように、吐出の制御を行うことにより前記テストパターンを形成することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記テストパターンの印刷結果を読み取る画像読取手段と、
前記画像読取手段で取得した情報から吐出不良ノズルを特定する演算を行う信号処理手段を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１８】
請求項１６又は１７において、
前記テストパターンの印刷結果から特定された吐出不良ノズル以外の他のノズルによって前記吐出不良ノズルの出力を補償する画像補正手段を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッドにおけるノズルの目詰まり等を検出するためのテストパターンの印刷方法及び吐出不良を改善するメンテナンス技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドにおいて、長時間吐出していなかったノズルでは、ノズル開口部近辺で乾燥が発生し、その結果インク粘度を上昇させ、目詰まりを起こすといった問題がある。そのため、通常のインクジェット記録装置では、所定の期間後、或いは印字開始前などにインクを予備吐出させ（「ダミージェット」、「空吐出」ともいう。）、ノズル開口部のインクを排出する動作が行われる（特許文献１参照）。特許文献１は、液滴を常に良好に吐出させるために、予備吐出の回数、間隔、吐出周期、予備吐出電圧のうち少なくとも一つを変化させる方法を提案している。
【０００３】
特許文献２は、電気熱変換素子（ヒータ）による熱エネルギーを利用してインク液滴を吐出する方式のインクジェットヘッドにおいて、ヒータ周縁部へのコゲの堆積に起因する吐出量低下等を防止するため、予備吐出動作時に通常の記録動作時よりも高い電圧でヒータを駆動し、ヒータ周縁部へのコゲの堆積を抑制する技術を提案している。
【０００４】
特許文献３は、テストパターン発生用ＲＯＭ（read-only memory）等を設けることなく、簡単な構成でテストパターンを印字させることを目的として、ＣＰＵからテストパターンを展開させる構成を開示している。また、同文献３には、テストパターンの印字動作を目詰まり防止対策の空吐出の代用とし、テストパターン印字後の空吐出回数を減らす旨の記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４０５４１０号公報
【特許文献２】特開２０００−３３４９７２号公報
【特許文献３】特開平４−１３３７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、近年の高密度化したヘッドにおいては、多数のノズルを同時駆動することによる弊害（気流の発生やクロストーク）が顕著になり、ダミージェットを行うことがかえってノズル表面を汚すという問題がある。例えば、特許文献１では、ダミージェットを全ノズルで実施することによって、ノズル面下の気流の乱れや、ヘッド内で同じ流路につながる近隣ノズル間の流体的相互作用（クロストーク）などが発生し、吐出が不安定になり、メニスカスから分離した液がノズル開口部周辺に付着して表面状態を悪化させる可能性がある。このことは、多数のノズルがマトリクス状に配列されたマトリクスヘッドなどの高密度ノズルにおいて顕著になる課題である。
【０００７】
特許文献２の技術も、特許文献１と同様に、ダミージェットによってかえってヘッドの表面状態を悪化させる可能性がある。また、高電圧の印加による吐出動作は、液滴の吐出後にメニスカスが戻る際に気泡を巻き込み、ノズル内部に気泡が混入する恐れがある。
【０００８】
特許文献３では、テストパターンの印字動作を空吐出の代用としているが、テストパターンの印字は、通常のダミージェットよりも吐出発射数（「発数」という。）が少なく、空吐出に代わる目詰まり防止効果は小さいものである。
【０００９】
従来の一般的なインクジェット記録装置は、目詰まり防止、並びに表面状態や不良ノズルの回復のために、ヘッドを用紙外のメンテナンスエリアに移動させて、ヘッド加圧、ノズル吸引、ノズル面のワイピング等のメンテナンス（「クリーニング」ともいう。）を行い、その後再びヘッドを用紙上に戻して印刷を開始するというシーケンスが採用されている。このようなメンテナンス動作は時間がかかり、実効印刷速度（スループット）を高める上で制約となっている。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、目詰まり防止効果の高いテストパターン印刷方法を提供することを目的とし、用紙外での本格的なメンテナンス（加圧、吸引パージ、ワイピング等）の回数を減らし、スループットを高めることができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前記目的を達成するために、液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと被記録媒体を相対移動させるとともに、前記複数のノズルから吐出した液滴を前記被記録媒体上に付着させることにより、前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録するインクジェット記録装置によって前記複数のノズルの吐出特性を把握するためのテストパターンを印刷する方法であって、前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録するときに前記記録ヘッドに印加される記録用波形の駆動信号に対して、電圧、周波数、波形形状のうち少なくとも１つを異ならせたテスト用波形の駆動信号を前記記録ヘッドに印加することにより、前記記録用波形の駆動信号印加時よりも吐出力を増大させて吐出を行い、当該吐出された液滴を被記録媒体上に付着させることにより、前記テストパターンを形成するものであり、前記テストパターンは、前記被記録媒体上で各ノズルの打滴結果を他のノズルと区別して特定できるノズル毎のラインパターンを含み、前記テストパターンは、前記記録ヘッドの前記相対移動の方向に直交する被記録媒体の幅方向に並ぶ実質的なノズルの配列順において互いに隣接するノズル同士を同時に吐出させないように、前記実質的なノズルの配列順で互いに１ノズル以上の間隔をあけた位置にあるノズルを同時に吐出させた前記ラインパターンを含んでおり、前記記録ヘッドはヘッド内の流路構造として本流路に複数の支流路が連結された構造を有し、各支流路に複数のノズルが接続されており、前記テストパターンの印字の際には、同一の支流路からインクの供給を受けるノズルを同時に駆動しないように、吐出の制御を行うことにより前記テストパターンを形成することを特徴とするテストパターン印刷方法を提供する。
また、前記目的を達成するために以下の発明態様を提供する。
【００１２】
（発明１）：発明１に係るテストパターン印刷方法は、液滴を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと被記録媒体を相対移動させるとともに、前記複数のノズルから吐出した液滴を前記被記録媒体上に付着させることにより、前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録するインクジェット記録装置によって前記複数のノズルの吐出特性を把握するためのテストパターンを印刷する方法であって、前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録するときに前記記録ヘッドに印加される記録用波形の駆動信号に対して、電圧、周波数、波形形状のうち少なくとも１つを異ならせたテスト用波形の駆動信号を前記記録ヘッドに印加することにより、前記記録用波形の駆動信号印加時よりも吐出力を増大させて吐出を行い、当該吐出された液滴を被記録媒体上に付着させることにより、前記テストパターンを形成することを特徴とする。
【００１３】
吐出特性には、例えば、吐出の有無（吐出／不吐出）、着弾位置誤差、吐出液滴量誤差などに関する情報が含まれる。
【００１４】
この態様によれば、所望の画像を描画記録するときよりも吐出力を増強した吐出駆動によってテストパターンを印刷するため、当該テストパターンの印刷時にノズル内の増粘インクの排出が行われる。これにより、吐出不良化しつつあるノズルの吐出性能を回復させる効果があり、メンテナンス回数を減らすことができる。これにより、スループットが向上する。
【００１５】
（発明２）：発明２に係るテストパターン印刷方法は、発明１において、前記記録用波形に対する前記テスト用波形の電圧の変化量は、前記記録用波形の電圧の１．３倍を上限とすることを特徴とする。
【００１６】
駆動電圧を上げると吐出力が高まる反面、過剰に駆動電圧を高くすると吐出が乱れる。吐出不良ノズルを特定するために用いるテストパターンは、安定した吐出条件で吐出を行うことが求められるため、目詰まり防止効果（ノズル回復効果）の増強と、良好なテストパターンの印刷を両立させるため、テストパターン吐出用の駆動信号の電圧は、記録用波形の電圧の１．３倍までとすることが好ましい。
【００１７】
（発明３）：発明３に係るテストパターン印刷方法は、発明１又は２において、前記テスト用波形の駆動信号の印加による吐出周波数は、５ｋＨｚ以下、又は２０ｋＨｚ以上であることを特徴とする。
【００１８】
５ｋＨｚ以下の低周波数で連続的な吐出を行う場合は、先の吐出によるメニスカスの振動が収まってから次ぎの吐出が行われることになり、メニスカスの残留振動の影響を受けずに、安定した吐出が可能である。また、２０ｋＨｚ以上の高周波数で連続的な吐出を行う場合は、他のノズルからの圧力波が到達する前に次ぎの吐出を行うことになり、クロストークの影響を受けずに安定した吐出が可能である。
【００１９】
かかる態様によれば、吐出不良ノズルを特定するために役立つテストパターンとして正常に吐出させることができる。
【００２０】
（発明４）：発明４に係るテストパターン印刷方法は、発明１乃至３のいずれか１項において、前記テストパターンの印刷結果から吐出不良ノズルを特定し、当該吐出不良ノズルに対してのみ、前記テスト用波形の駆動信号と比較して、電圧、波形形状のうち少なくとも１つを異ならせた再テスト用波形の駆動信号を用いて、前記テスト用波形の駆動信号印加時よりも更に吐出力を増大させて吐出を行い、当該吐出された液滴を被記録媒体上に付着させることを特徴とする。
【００２１】
特定された吐出不良ノズルのみを駆動してもよいし、他の正常なノズルも一緒に駆動してもよい。ただし、前者の方が無駄なインク消費を抑制できる点で好ましい。
【００２２】
この態様によれば、特定された吐出不良ノズルを効率よく回復させることができ、従来の予備吐出（メンテナンス）と比較して、インク消費量を節約できる。
【００２３】
（発明５）：発明５に係るテストパターン印刷方法は、発明１乃至４のいずれか１項において、前記テストパターンの印刷結果から吐出不良ノズルを特定し、当該吐出不良ノズルのみを吐出させる駆動を行い、当該駆動により吐出された液滴を被記録媒体上に付着させることを特徴とする。
【００２４】
かかる態様によれば、吐出不良ノズルのみを繰り返し吐出駆動することで、回復を促進することができる。この時印加される駆動波形は、記録用波形よりも吐出力を増強した波形が好ましいが、記録用波形と同等であっても、複数回の吐出動作が繰り返し行われることによって、相応の回復促進効果がある。
【００２５】
（発明６）：発明６に係るテストパターン印刷方法は、発明４又は５において、前記吐出不良ノズルの吐出を行った後、所望の画像の描画記録を開始する前に、再度テストパターンを印刷し、当該テストパターンの印刷結果から吐出不良ノズルの特定を行うことを特徴とする。
【００２６】
かかる態様によれば、１回目のテストパターンの印刷結果から特定された吐出不良ノズルに対して、吐出力を更に強化した吐出を行い、その回復効果を２回目のテストパターンで確認することができる。この２回目のテストパターンの印刷結果から吐出不良ノズルを特定し、その情報に基づいて画像補正等を実施することにより、正しい補正を行うことができるとともにスループット向上を達成できる。
【００２７】
（発明７）：発明７に係るテストパターン印刷方法は、発明１乃至６のいずれか１項において、前記テストパターンは、前記被記録媒体上で各ノズルの打滴結果を他のノズルと区別して特定できるノズル毎のラインパターンを含んでいることを特徴とする。
【００２８】
テストパターンの印刷結果から、各ノズルの吐出特性を個別に把握するために、被記録媒体上でノズルごとの打滴結果を明確に判別できるノズル別のラインパターンを含んだテストパターンを印刷する態様が好ましい。
【００２９】
（発明８）：発明８に係るテストパターン印刷方法は、発明７において、前記テストパターンは、前記記録ヘッドの前記相対移動の方向に直交する被記録媒体の幅方向に並ぶ実質的なノズルの配列順において互いに隣接するノズル同士を同時に吐出させないように、前記実質的なノズルの配列順で互いに１ノズル以上の間隔をあけた位置にあるノズルを同時に吐出させた前記ラインパターンを含んでいることを特徴とする。
【００３０】
かかる態様によれば、各ノズルの打滴結果をそれぞれのノズル位置と対応付けて個別に把握することができる。また、近隣のノズルの同時駆動を避けることで、クロストークの影響を軽減することができる。
【００３１】
（発明９）：発明９に係るテストパターン印刷方法は、発明１乃至８のいずれか１項において、前記テストパターンは、駆動信号の電圧を段階的に上昇させて吐出を行うものであることを特徴とする。
【００３２】
かかる態様によれば、テストパターンとしての機能を保ちつつ、目詰まり防止効果を一層高めることが可能である。例えば、記録用波形の電圧の１倍から、１．２倍、１．４倍、１．６倍という具合に段階的に電圧を上昇させて吐出を行う場合、ノズルの吐出特性を検出する際には、安定吐出が見込まれる１倍及び／又は１．２倍の吐出部分を検出に利用することが好ましい。
【００３３】
（発明１０）：発明１０に係るテストパターン印刷方法は、発明１乃至９のいずれか１項において、前記テストパターンは、吐出周波数を段階的に変化させて吐出を行うものであることを特徴とする。
【００３４】
かかる態様によれば、インクの増粘により変化した周波数安定領域で吐出させることができる。
【００３５】
（発明１１）：発明１１に係るテストパターン印刷方法は、発明１０において、前記吐出周波数の変調をテストパターン用の画像データによって行うことを特徴とする。
【００３６】
かかる態様によれば、装置に改良を加えることなく、指令する画像データのみで本発明のテストパターン印刷方法を実施することができ、導入が容易である。
【００３７】
（発明１２）：発明１２に係るテストパターン印刷方法は、発明１乃至１１のいずれか１項において、前記テストパターンは、前記電圧、周波数、波形形状の少なくとも１つを変更した前記テスト用波形の駆動信号による吐出を行った後に、前記記録用波形及び記録用周波数の駆動信号を印加して吐出させる部分を有していることを特徴とする。
【００３８】
かかる態様によれば、テストパターンの印刷に伴うノズルの回復度合いを当該テストパターン上で確認することができる。
【００３９】
（発明１３）：発明１３に係るテストパターン印刷方法は、発明１乃至１２のいずれか１項において、前記テスト用波形として、前記記録ヘッドの共振周期とほぼ等しい間隔で矩形波を並べた区間が存在する波形を用いることを特徴とする。
【００４０】
ヘッドの共振周期（ヘルムホルツ固有振動周期）とは、インク流路系、インク（音響要素）、圧力発生素子の寸法、材料、物性値等から定まる振動系全体の固有周期をいう。
【００４１】
かかる態様によれば、吐出効率を高めることで、回復効果が一層向上する。
【００４２】
（発明１４）：発明１４に係るテストパターン印刷方法は、発明１乃至１３のいずれか１項において、所望の画像を描画記録する前、及び、所望の画像を描画記録したことによって規定量以上の打滴が行われた後、並びに、所望の画像を規定数量以上描画記録した後、のうち少なくとも１つのタイミングで前記テスト用波形の駆動信号を用いて前記テストパターンの印刷を行うことを特徴とする。
【００４３】
例えば、印刷ジョブ（ＪＯＢ）を開始する前、印刷ＪＯＢの実行途中で規定枚数の印刷を行った都度、或いは、印刷ＪＯＢの実行途中で規定打滴数の印刷を行った都度、など、適宜のタイミングで本発明によるテストパターンの印刷が行われる。
【００４４】
発明１４の態様によれば、従来のメンテナンスの回数を減らすことができ、スループットが向上する。
【００４５】
（発明１５）：発明１５に係るインクジェット記録装置は、液滴を吐出する複数のノズルが配列されるとともに各ノズルに対応した複数の圧力発生素子が設けられている記録ヘッドと、前記記録ヘッド及び被記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して両者を相対移動させる搬送手段と、前記相対移動とともに前記記録ヘッドの各ノズルからの吐出を制御し、吐出された液滴を前記被記録媒体上に付着させることにより、前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録する記録用吐出制御手段と、前記複数のノズルの吐出特性を把握するためのテストパターンを被記録媒体上に印刷する際に、前記被記録媒体上に所望の画像を描画記録するときに前記記録ヘッドに印加される記録用波形の駆動信号と比較して、電圧、周波数、波形形状のうち少なくとも１つを異ならせたテスト用波形の駆動信号を前記記録ヘッドに印加することにより、前記記録用波形の駆動信号印加時よりも吐出力を増大させた吐出を行い、当該吐出された液滴を被記録媒体上に付着させて前記テストパターンを形成するように吐出を制御するテストパターン用吐出制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００４６】
この態様によれば、記録ヘッドをメンテナンス位置などに退避させることなく、被記録媒体と対面する吐出可能なヘッド位置（描画エリア内）で、従来の予備吐出効果と類似する回復効果（目詰まり防止効果）を持つ吐出が可能であるため、各ノズルの吐出特性を検出するために用いるテストパターンの取得とともに、スループットの向上を達成できる。
【００４７】
（発明１６）：発明１６に係るインクジェット記録装置は、発明１５において、前記テストパターンの印刷結果を読み取る画像読取手段と、前記画像読取手段で取得した情報から吐出不良ノズルを特定する演算を行う信号処理手段を備えていることを特徴とする。
【００４８】
被記録媒体上に印刷されたテストパターンを光学センサ等の画像読取手段によって読み取り、これを解析・測定することによって吐出不良ノズルを特定することができる。また、各ノズルの着弾位置誤差や吐出液滴量誤差も測定可能である。
【００４９】
（発明１７）：発明１７に係るインクジェット記録装置は、発明１５又は１６において、前記テストパターンの印刷結果から特定された吐出不良ノズル以外の他のノズルによって前記吐出不良ノズルの出力を補償する画像補正手段を備えることを特徴とする。
【００５０】
この態様によれば、所望の画像を描画記録する際に、吐出不良ノズルに起因する画質低下の影響を周囲の正常ノズルで補正することができる。これにより、記録安定性を維持することができ、一定の出力品質による連続記録が可能となる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、目詰まり防止効果の高いテストパターンの印刷により、従来の予備吐出動作の簡略化、省略化が可能であり、メンテナンスの回数を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ヘッドモジュールのノズル配置例を示す平面図
【図２】用紙上に描画されるラインパターンの例を示す模式図
【図３】本実施形態により印字されるテストパターンの例を示す図
【図４】用紙の平面図
【図５】駆動信号の電圧波形の例を示す波形図
【図６】連続吐出中の異常発生と吐出周波数の関係を示すグラフ
【図７】駆動信号の電圧波形の例を示す波形図
【図８】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置における印刷動作の制御例を示すフローチャート
【図９】駆動電圧を段階的に変化させて印字したラインパターンの例を示す説明図
【図１０】吐出周期（周波数）を段階的に変化させて印字したラインパターンの例を示す説明図
【図１１】図９におけるラインパターンの最後の部分に通常波形（記録用波形）による吐出のラインを付加した例を示す図
【図１２】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置における印刷動作の他の制御例を示すフローチャート
【図１３】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成図
【図１４】ヘッドの構造例を示す平面透視図
【図１５】ヘッドの他の構造例を示す平面透視図
【図１６】図１４中のＡ−Ａ線に沿う断面図
【図１７】ヘッド内部における流路構造の例を示す平面透視図
【図１８】ヘッド内部における流路構造の他の例を示す模式図
【図１９】インクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図
【図２０】インラインセンサ（検出部）の構成図
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００５４】
＜テストパターンの印刷方法について＞
一般に、複数のノズルが高密度に配置されたインクジェットヘッド（以下「ヘッド」という。）において、周りのノズルの影響を受けずに、正常に吐出を行うための好ましい条件として、（１）同時駆動ノズル数が少ないこと、（２）隣接ノズルの駆動や流路が共通するノズルの駆動がないこと、が挙げられる。
【００５５】
本実施形態では、テストパターンの印刷結果から各ノズルの吐出特性（吐出の有無、着弾位置誤差、吐出液滴量誤差など）を正しく把握するために、上記の条件（１）（２）を満たしたテストパターンの出力を行う。「テストパターン」は、吐出不良ノズル（不吐出、吐出量異常、着弾位置異常など、記録不良を示すノズル）の特定を行い、印加される画像データや駆動電圧信号の波形に補正を加えることで、印字品質を高めるために使用される。したがって、テストパターンの印字に際しては、各ノズルが他の周りのノズルの影響を受けずに、正常に吐出する条件で駆動されることが必要である。また、各ノズルによる打滴結果を他のノズルの打滴結果と明確に区別するため、異なるノズルで打滴されたドット同士が紙面上で互いに重なり合わない程度に離れて記録されるようにすることが必要である。
【００５６】
このような必要条件を満たすテストパターンの例を以下に説明する。ここでは、図１に示すようなノズル配置を有するヘッドモジュール１０（「記録ヘッド」に相当）を例に説明するが、本発明の実施に際して、ノズル配置の形態は特に限定されない。なお、ヘッドモジュール１０は、単独（１つ）で記録ヘッドを構成してもよいし、複数のヘッドモジュール１０を組み合わせて（つなぎ合わせて）記録ヘッドを構成してもよい。
【００５７】
図示のように、複数のノズル１２が二次元的に配置されたノズル面（インク吐出面）を有するヘッドモジュール１０に対し、図１の下から上に向かって用紙２０（「被記録媒体」に相当）が搬送されるものとする。用紙２０の搬送方向をｙ方向、これと直交する用紙幅方向をｘ方向として説明する。図示の便宜上、ノズル数を減らして、模式的に描いてあるが、１つのヘッドモジュールに数百〜数千個のノズルが形成される形態もあり得る。
【００５８】
（ノズル配置の説明）
図１のヘッドモジュール１０は、ｙ方向に位置が異なる４行のノズル列を有する。図１の下から最下段を１行目のノズル列と呼び、その上を２行目、その上を３行目、最上段を４行目のノズル列と呼ぶことにする。各行のノズル列に注目すると、同じ行内でｘ方向のノズル間隔Ｐｍは一定である。１行目のノズル列のノズル位置を基準として、２行目のノズル列のノズル位置はｘ方向にＰｍ／２だけシフトしている。３行目のノズル列のノズル位置は、１行目のノズル列のノズル位置に対してｘ方向にＰｍ／４だけシフトしており、４行目のノズル列のノズル位置は１行目のノズル列のノズル位置に対してｘ方向にＰｍ×３／４だけシフトしている。このような４行の千鳥配列で並んだノズル群をｘ軸上に投影すると、ｘ方向に一定の間隔（Ｐｍ／４）でノズルが並ぶものとなる。すなわち、このヘッドモジュール１０は、用紙２０上のｘ軸方向について最小の記録間隔（ドット間隔）Δｘが設計上、Ｐｍ／４となる。
【００５９】
用紙２０の搬送に伴い、用紙搬送方向（ｙ方向）に対して最上流に位置する１行目のノズル列を最初に吐出させ、その後、用紙搬送速度ｖとノズル行間隔（ｙ方向距離）Ｌmで規定される時間差（Ｌm／ｖ）の打滴タイミングで、２行目→３行目→４行目の順に各ノズル列から打滴が行われることで、ｘ方向に沿ってドットが並ぶラインを描画することができる。なお、図１では各ノズル行の行間隔（ｙ方向距離）Ｌｍを一定としているが、行間隔を異ならせる態様も可能である。
【００６０】
図１のヘッドモジュール１０で記録されるｘ方向のライン（ドット列）について、用紙２０上のｘ方向に互いに隣接して並ぶドットの並び順と、各ドットを記録したノズルの対応関係を見ると、１行目ノズルで打滴されたドットの右隣に３行目ノズルで打滴されたドットがあり、その右隣には２行目ノズルで打滴されたドット、さらにその右隣には４行目ノズルで打滴されたトッドが形成される。４行目ノズルで打滴されたドットの右隣には１行目ノズルで打滴されたドットがあり、以下、順次同様の配列規則が繰り返される。つまり、ｘ方向に並ぶドット列を形成するノズルの行番号をドットの並び順で表すと、「１→３→２→４→１→３→２→４→・・・」という具合に、４ノズルを繰り返し単位とする周期性がある。
【００６１】
このように、図１に示したマトリクス状のノズル配置は、ｘ方向に沿って各ノズルの位置を変えて実質的に一列に並ぶノズル列（ｘ軸上に正射影されたノズル列）に置き換えてノズル並び順を見たとき、ノズルの行番号が「１→３→２→４」の順で周期的に並んだものとなる。ここでは、「１→３→２→４」を繰り返し単位とするが、「３→２→４→１」、「２→４→１→３」、「４→１→３→２」のいずれを繰り返し単位と考えてもよい。
【００６２】
記録解像度に対応した間隔（Δｘ）で用紙２０上のｘ方向にドット列を形成できるノズル１２の並び順（ヘッドモジュール１０におけるノズル配列をｘ軸上に正射影して得られるノズルの並び順）が実質的なノズルの配列順となる。本明細書では、この実質的なノズル列（ｘ軸上への投影ノズル列）のノズル並び順において互いに隣接関係にあるノズルを「隣接ノズル」或いは「隣接するノズル」と呼ぶ。つまり、ヘッドモジュール１０におけるノズルレイアウト上で必ずしも隣接した位置関係にないノズル同士であっても、用紙２０上のｘ軸上への投影ノズル列で見た時に隣接して並ぶノズルは「隣接ノズル」と表現される。
【００６３】
図２は、図１のヘッドモジュール１０によって用紙２０上にｙ方向に沿った線分（ライン）を描画したときの例である。なお、図２は、図１のヘッドモジュール１０における１行目（最下段）のノズル列によって打滴した例を示す。
【００６４】
ヘッドモジュール１０のノズル１２から用紙２０に向けて液滴を吐出しながら、用紙２０をｙ方向に一定の速度で搬送することにより、用紙２０上にインク滴が着弾し、図２（ａ）のように、各ノズル１２からの着弾液滴によるドット３０がライン状に並んだドット列（ライン３２）が形成される。図２（ａ）の各ライン３２はそれぞれ一つのノズル１２（互いに異なるノズル）から連続的な打滴で形成されたものである。高密度のラインヘッドの場合、全ノズルから同時に打滴すると隣接ノズルによるドット同士が用紙２０上で部分的に重なり合うため、ノズル別の１ドット列のラインにはならない。異なるノズル１２で記録されるそれぞれのライン３２が用紙２０上で互いに重なり合わないようにするため、同時吐出するノズル間は少なくとも１ノズル、好ましくは３ノズル以上、間隔をあけることが望ましい。
【００６５】
図２（ｂ）は図２（ａ）のライン３２を簡略化して示したものである。以下、図示の便宜上、連続打滴の着弾ドット列によるライン３２は、図２（ｂ）のような記載を用いる。
【００６６】
（テストパターンの具体例）
図３は本実施形態によるテストパターンの一例を示す図である。ヘッドモジュール１０における各ノズル１２の打滴結果を他のノズルと明確に区別して把握するため、例えば、図３のように、各ノズル１２に対応したラインパターンが形成される。図示の便宜上、ライン数を減らして描いた。
【００６７】
図３のテストパターン４０は、複数のラインブロック（ここでは、４段のラインブロック０〜３を図示）ＬＢ０〜ＬＢ３を含む。各ラインブロックＬＢｉ（ｉ＝０，１，２，３）は、一定間隔のノズルを用いてｙ方向のライン（線分）を描画した複数のライン（ライン群）からなるブロックである。
【００６８】
図１で説明したノズル配置における実質的なノズル列のノズル並び順において、図１の左端から順にノズル番号を０，１，２，３…と定義する（右端から定義しても同じ）。図２に示したラインブロックＬＢ０は、ノズル番号０、４、８のように「４Ｎ＋０」で表されるノズル番号のノズルからの同時打滴によって形成されたラインブロック（４の倍数に対応するノズル番号を持つノズルによって形成されるライン群のブロック）である（ただし、Ｎは０以上の整数）。ラインブロックＬＢ１はノズル番号１、５、９…のように「４Ｎ＋１」のノズル番号からなるラインブロックである。ラインブロックＬＢ２は「４Ｎ＋２」、ラインブロックＬＢ３は「４Ｎ＋３」のノズル番号からなるラインブロックである。これら４段のラインブロックＬＢ０〜ＬＢ３により、当該ヘッドモジュール１０の全てのノズル１２に対応したラインが形成される。
【００６９】
本実施形態では４Ｎ＋Ｍ（Ｍ＝０、１、２、３）の例を説明するが４倍数に限定されない。一般にＡＮ＋Ｂ（Ｂ＝０、１、…Ａ−１）、Ａは２以上の整数について適応可能である。すなわち、１つのラインヘッドにおいて、実質的にｘ方向に沿って１列に並ぶノズル列（正射影によって得られる実質的なノズル列）を構成するノズルについて、そのｘ方向の端から順番にノズル番号を付与したとき、ノズル番号を２以上の整数「Ａ」で除算したときの剰余数「Ｂ」（Ｂ＝０，１・・Ａ−１）によって同時吐出するノズル群をグループ分けし、ＡＮ＋０、ＡＮ＋１、・・・ＡＮ＋Ｂのノズル番号のグループごとに打滴タイミングを変えて、それぞれ各ノズルからの連続打滴によるライン群を形成する（ただし、Ｎは０以上の整数）。
【００７０】
これにより、各ラインブロック内で隣接ライン同士が重なり合わず、全ノズルについてそれぞれ他のノズルと区別可能な独立した（ノズル別の）ラインを形成できる。なお、テストパターンには、上述したいわゆる「１オンｎオフ」タイプのラインパターン以外に、他のラインブロック（例えば、ラインブロック相互間の位置誤差確認用のブロック）やラインブロック間を区切る横線（仕切り線）など、他のパターンを含んでも良い。また、インク色の異なる複数のヘッドを有するインクジェット記録装置の場合、各インク色に対応するヘッド（例えば、ＣＭＹＫの各色に対応したヘッド）について、同様のラインパターンが形成される。
【００７１】
なお、各ノズルに対応するラインパターンの形成に必要な吐出発数は、特に限定されない。用紙２０の大きさ等にもよるが、目安として１ノズル当り数百発程度（一例として４００発）である。
【００７２】
（用紙上におけるテストパターンの描画位置について）
本実施形態によるテストパターンは、用紙２０上であれば、どの位置に形成してもよい。すなわち、図４に示すように、用紙２０上における画像形成領域（描画エリア）２２にテストパターンの全部又は一部を記録することも可能であるし、画像形成領域２２の外側周囲（前後左右）の余白部分（「非画像形成領域」）２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂにテストパターンの全部又は一部を記録することが可能である。画像形成領域２２は、目的の画像（「所望の画像」に相当）を描画する領域である。画像形成領域２２に目的の画像を描画記録した後は、裁断線２８に沿って裁断され、周囲の非画像部を除去して当該画像形成領域２２の画像部が製品印刷物として残される。
【００７３】
これに対し、予備吐出は、用紙２０上の画像形成領域２２に吐出されることはない。予備吐出は、用紙２０上の余白部分に打たれる場合もあるが、通常は、ヘッドを描画位置から退避させ、用紙外のメンテナンス位置に設置されたメンテナンスステーション上でインク受けに向けて吐出（予備吐出）が行われる。
【００７４】
（テストパターンの印字条件について）
本実施形態は、吐出不良ノズルを特定するためのテストパターンの印字動作に、高いノズル回復効果を付与する観点から、駆動波形の電圧、周波数（周期）、波形形状のうち少なくとも１つをテストパターン専用のものに変える。このテストパターン印刷用の駆動信号は、画像形成領域２２に所望の画像（印刷目的の画像）を記録する際に用いる通常の記録用駆動波形の駆動信号と比較して、電圧、周波数、波形形状のうち少なくとも１つを異ならせた波形（「テスト用波形」）を有する。当該テスト用波形の駆動信号は、通常の記録用波形の駆動信号よりも吐出力を増大させるように、電圧、周波数、波形形状のうち少なくとも１つの要素が変更されている。
【００７５】
このように、通常の画像記録時よりも吐出力を増強させた吐出によってテストパターンを印刷することにより、当該テストパターンの印刷結果から吐出不良ノズルを特定することができるとともに、当該テストパターンの印字動作によってノズルの吐出性能を回復させる効果を持つ。したがって、従来であれば、メンテナンスモードに移行して、ヘッドを印刷位置から用紙外へ退避させ、用紙外に設置されているメンテナンスステーションにて、ヘッド内インクの加圧、ノズルの吸引、ノズル面のワイピング等のメンテナンス（回復処理）を行う必要があるヘッド状態にあっても、本実施形態によるテストパターンの印刷によって、ノズル周りの表面状態を回復できる。その結果、上記メンテナンスの回数を減らすことができ、スループットを高めることができる。
【００７６】
（駆動電圧について）
一般に、駆動電圧を上げると吐出力が高まる傾向にある。ただし、駆動電圧は上げ過ぎると吐出を乱す原因になり、吐出不良ノズルを特定するという、テストパターンとしての本来の用途が果たせなくなる。よって、ノズル回復効果の増強とテストパターンとしての用途（安定吐出）を両立させる観点から、テストパターン吐出用の駆動信号の電圧は、通常の吐出（描画記録時の吐出）波形の電圧に対して１．３倍を上限とすることが望ましい。
【００７７】
図５に、駆動波形の一例を示す。図５において、細線で示した波形（最大電位Ｖ１、最小電位Ｖ２の矩形波の波形）は通常の記録用駆動波形であり、太線で示した波形（最大電位Ｖ３、最小電位Ｖ２の矩形波の波形）がテストパターン吐出用の波形（「テスト用波形」に相当）である。
【００７８】
テストパターン吐出用の波形の電圧（電位差｜Ｖ３−Ｖ２｜）は、記録用駆動波形の電圧（電位差｜Ｖ１−Ｖ２｜）の１倍以上１．３倍以下に設定される。
【００７９】
（吐出周期について）
テストパターン吐出時の吐出周期（吐出周波数）に関しては、安定吐出が可能な低周波数（５ｋＨｚ以下）や、ノズル単位のリフィルが正常か若干負圧になるような高周波数（２０ｋＨｚ以上）で吐出させることが望ましい。図６にその実験の結果を示す。図６は連続吐出中の異常発生（吐出の曲がり、ノズル周りへの液の溢れ）と吐出周波数の関係を調べたものである。横軸は吐出周波数、縦軸は異常の状態を示す。縦軸のボトム（一番下のライン）が正常な吐出をしていること（異常発生無し）を示す。５ｋＨｚ以下の低周波数側では、安定吐出が実現されている。５ｋＨｚを超えると吐出が曲がったり、ノズルの周りで液が溢れたりする周波数領域がある（約１９ｋＨｚまでの範囲）、そして、１９ｋＨｚを超えて更に高周波数（約２０ｋＨｚ以上）になると、再び安定吐出が可能になる。
【００８０】
よって、５ｋＨｚ以下の低周波領域、或いは、２０ｋＨｚ以上の高周波領域の吐出周波数で連続吐出を行い、テストパターンのライン群を形成することが望ましい。
【００８１】
なお、このような現象は、流体的な相互作用（クロストーク）が主な原因と考えられる。すなわち、ノズルから液滴を吐出すると、ノズル内のメニスカスが揺れることになるが、その揺れの周期（メニスカスの振動の周期）に対して、十分に長い吐出周期となる低周波駆動であれば、吐出による揺れが収まってから、次の吐出を行うことができる。つまり、５ｋＨｚ以下の低周波数の領域は、メニスカスの残留振動の影響がなく、安定した吐出が可能である。
【００８２】
また、ヘッド内の他のノズルからの圧力波が伝わって、メニスカスを盛り上げたり、凹ませたりする現象も発生し得るが、このメニスカスが変動しているときに、吐出指令を行うと、タイミングによっては吐出性が悪くなる。近隣のノズルからの圧力波が到達する前に吐出を行う（高周波吐出させる）ときには、そのような問題が無く、正常な吐出が可能である。
【００８３】
ノズル単位のリフィルが若干負圧になる条件が好ましい理由は、次のとおりである。
例えば、あるノズルについて１回吐出を行うと、当該ノズル内のインクが減るため、その分メニスカスは凹み、リフィルと共に、その凹みが元の状態に戻ってくる。仮に、そのノズルが不安定な状態にあり、ノズル外（ノズル面）に液が溢れる異常が発生する場合、リフィルが若干負圧になる状況下では、メニスカスが一層大きく凹み、ノズル外に溢れていた液をノズル内に引き込む作用がある。これにより、ノズルの表面状態を回復させる効果がある。
【００８４】
（吐出不良ノズルに対する更なる回復促進のための吐出について）
本実施形態は、不良ノズルを特定できるテストパターンを用いることを利用し、正常な吐出が行われなかったノズル（吐出不良ノズル）を特定し、そのノズルに対して、一層強力な吐出駆動を（例えば、波形倍率１．６倍等）を行うことができる。
【００８５】
図７は、吐出不良ノズルに対して、更なる回復効果を与えるために印加される駆動波形（「再テスト波形」に相当）の一例を示す。図７において、細線で示した波形（最大電位Ｖ１、最小電位Ｖ２の矩形波の波形）は通常の記録用駆動波形であり、太線で示した波形（最大電位Ｖ４、最小電位Ｖ２の矩形波の波形）が吐出不良ノズルに対して印加される回復強化用の波形（「再テスト用波形」に相当）である。
【００８６】
この回復強化用の波形の電圧（電位差｜Ｖ４−Ｖ２｜）は、記録用駆動波形の電圧（電位差｜Ｖ１−Ｖ２｜）の１倍以上１．６倍に設定される。
【００８７】
実験によれば、１．３倍波形で吐出したテストパターンの印刷結果から吐出不良ノズルであると特定されたノズルに対して、１．５倍波形を印加して、これら吐出不良ノズルのみを吐出させたところ、７５％のノズルが回復し、正常吐出可能となった。この実験が示すとおり、テストパターンによる印字と、吐出不良ノズルの再吐出とが相まって、一層大きな回復効果が得られる。
【００８８】
＜インクジェット記録装置における印刷動作の制御例（１）＞
図８は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置における印刷動作の制御例を示すフローチャートである。
【００８９】
手動または外部からの自動制御によって装置の電源が入ると（ステップＳ１０）、印刷信号の入力判断を行う（ステップＳ１２）。印刷信号の入力が無ければ、ステップＳ１２の処理がループし、印刷信号の入力待ちとなる。印刷信号は、オペレータによる印刷実行の指令操作に伴って発せられるものであってもよいし、ホストコンピュータなど外部の装置から発せられるものであってもよい。印刷信号が入力されると、ステップＳ１２でＹＥＳ判定となり、ステップＳ１４に進む。
【００９０】
ステップＳ１４にて、本発明を適用したテストパターンの印字を行う。例えば、図５で説明した１．３倍波形を用いて吐出力を増大させ、用紙２０上の画像形成領域２２（図４参照）に、１オンｎオフ型のテストパターン（図３参照）を印字する。次に、この印字されたテストパターンを読み取って不良ノズルを特定する（ステップＳ１６）。テストパターンを読み取る手段として、インクジェット記録装置に検査機器（光学センサ等）が組み込まれている構成が好ましい。例えば、インクジェット記録装置に、ＣＣＤ撮像素子などの画像検出用のセンサ（「画像読取手段」に相当）を設ける態様が好ましい。ただし、装置内にセンサを設置できない構成の場合は、その代替方法として、外部のスキャナ装置等の読取装置を利用する態様も可能である。この場合、テストパターン印刷後にその印刷物を読取装置にセットして読み取り（オフラインによる読み取り）を行う。
【００９１】
ステップＳ１６にて特定された不良ノズルの情報を基に、不良ノズルのみに対して駆動条件の設定変更を行い（ステップＳ１８）、その変更後の駆動条件によって不良ノズルの吐出を行う（ステップＳ２０）。例えば、図７で説明した１．６倍波形を用いて一層の吐出力増強を図り、不良ノズルを駆動する。このときの吐出は、必ずしも図３のようなテストパターンでなくてもよく、別のパターンでよい。インク消費量節約の観点から、不良ノズルのみから吐出を行うことが好ましい。
【００９２】
吐出力を高めて不良ノズルを駆動することにより（図８のステップＳ１８〜Ｓ２０）、増粘インクの排出が促進され、吐出不良が解消する。必ずしも全ての不良ノズルを回復させることはできないとしても、少なくとも一部の不良ノズルについて回復が見込まれる。
【００９３】
その後、入力画像データに対応した目的画像（実画像）の印刷を開始する（ステップＳ３２）。印刷の実行と並行して、印刷の終了判断が行われる（ステップＳ３４）。この判断は、例えば、印刷ＪＯＢの完了によって発せられる終了信号、或いは、印刷ＪＯＢの中断・中止の指令信号の有無に基づいて行われる。印刷が終了していなければ、ステップＳ３４でＮＯ判定となり、ステップＳ３６に進む。
【００９４】
ステップＳ３６では、印刷の実行により所定発数以上の打滴が行われたか否の判断が行われる。判断の基準となる規定量（所定発数）が予め設定されており、実画像の印刷に伴う吐出発数をカウントして基準値（規定量）と比較することにより、判断される。なお、ここでいう吐出発数は、全ノズルの吐出数の和であってもよいし、一部のノズル群における吐出数の和であってもよい。或いはまた、１ノズル当りの平均値（平均発数）や全ノズル若しくは一部のノズルのうちの最大値（最大発数）など、代表値であってもよい。
【００９５】
「発数」の数え方に関して、本例では、１回の吐出で１滴（１発）と数える。例えば、図５における１つの矩形パルスの印加で１回の吐出が行われ、１滴（１ドット）が記録される。実際の吐出液の挙動を観察すると、１回の吐出駆動（駆動パルスの印加）によって、主滴の他にサテライト（副滴）のような分離液が発生し、複数の液滴が噴射される場合があるが、飛翔中、或いは、紙面上の略同一位置でこれらが合一するものは、１滴（１発）と数える。
【００９６】
ステップＳ３６において、所定発数に達していない場合は、ステップＳ３２に戻り、印刷の動作が継続される。ステップＳ３６において、所定発数以上の打滴が行われたと判断されると、ステップＳ１４に戻る。こうして、上述の処理（ステップＳ１４〜Ｓ３６）が繰り返され、印刷が行われる。すなわち、所定発数の打滴毎に、目詰まり防止効果のあるテストパターンの印刷が行われる。
【００９７】
ステップＳ３４にて、印刷が終了したと判断されると、ステップＳ３８へ進み、次の指令信号の入力待ち状態となる。例えば、ステップＳ１２に戻って、新たな印刷信号の入力を待機してもよいし、他の制御信号の入力を待機してもよい。
【００９８】
この実施形態によれば、メンテナンス回数を減らすことができ、スループットが向上する。
【００９９】
なお、上述の例では、ステップＳ３６で「所定発数」を基準に判断したが、「発数」に代えて、又はこれと組み合わせて「印刷枚数」で判断してもよい。
【０１００】
＜テストパターンの更なる工夫（１）＞
既述のとおり、テストパターンは、各ノズルの打滴結果を特定できるように、ラインパターンが望ましい。１回のテストパターンの印刷によって適切な回復用吐出まで完了させるために、段階的に駆動条件を変化させて吐出を行う態様も好ましい。
【０１０１】
図９は、各ノズルのラインパターンを印字する際に、駆動電圧を段階的に上昇させた例である。なお、図９における横方向が用紙搬送方向（ｙ方向）、縦方向が実質的なノズル配列方向（ｘ方向）となっている（図１０、図１１も同様）。
【０１０２】
図９は、記録用波形の電圧を基準として、１倍から１．６倍まで段階的に（１倍→１．２倍→１．４倍→１．６倍と順に）電圧を上げていったときに印字されるラインを模式的に示したものである。電圧を高くすると、吐出安定性が悪くなる傾向にあるため、正常に吐出されていることが見込まれるラインの先頭部分（「１倍」による吐出部分）を不良ノズル検知用（或いは、着弾位置誤差や液滴量誤差等の測定用）として用いることが好ましい。倍率を上げた打滴部分（「１．２倍」〜「１．６倍」による吐出部分）は主として目詰まり抑制に寄与するものとなる。
【０１０３】
＜テストパターンの更なる工夫（２）＞
また、吐出不良となるノズルは、インクが増粘していることが予想されるため、安定吐出が可能な周波数（固有振動数）が変化していることも考えられる。そこで、テストパターンを印字中に吐出周期を段階的に変化させて、吐出を行う態様も好ましい。図１０にその例を示す。
【０１０４】
図１０では、記録用の基準周波数ｆに対して、１倍、１／２倍、１／３倍、１／４倍と段階的に周波数を変化させた例を示している。このような、印字パターンを用いることにより、吐出周期を変調させて打滴することが可能である。なお、用紙搬送速度を変化させたり、駆動信号を変更するなど、装置側で吐出周期を変調させてもよいが、印字パターンの画像データとして図１０のようなデータを用いることによって、簡単に吐出周波数を変更することが可能である。
【０１０５】
＜テストパターンの更なる工夫（３）＞
図９、図１０で説明したように、テストパターンの印字において、電圧や周波数を変化させた際には、最後に通常波形、通常吐出周波数（基準周波数ｆ）でのラインを印字することで、回復促進用吐出後の吐出状態を確認することができる（図１１参照）。図１１は、図９の最後に通常波形（記録用波形）による吐出のラインを付加したものである。このように、最後に、通常波形を付加することで、印刷直前の状況を確認することができ、ヘッドの回復状態を確認してから実際の印刷を開始することができる。
【０１０６】
図には示さないが、図１０の例についても、その最後に（「１／４倍」によるラインの後に）基準周波数ｆによる吐出のラインを付加することができる。
【０１０７】
＜不良ノズルに対する選択的な回復促進用吐出について＞
図７及び図８で説明したとおり、テストパターンの印字結果から吐出不良が検知された該当ノズルに対してのみ、更に強力な回復促進効果を持つ吐出を行う態様が好ましい。一般に、強い電圧や、波形を印加すると、気泡の巻き込みや、溢れの発生の可能性が高くなる。しかし、吐出不良と判定された該当ノズルのみについて、このような駆動を行うことで、気泡の巻き込み及び溢れの発生というマイナス要因を最小限に抑えることができる。
【０１０８】
また、吐出不良ノズルが回復した際は、これらノズルを再び印字に使用することができる。回復したノズルを印字に使用する際には、もう一度テストパターンを吐出し、使用可能なことを確かめることが好ましい。図１２にその例を示す。
【０１０９】
＜インクジェット記録装置における印刷動作の制御例（２）＞
図１２は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置における印刷動作の他の制御例を示すフローチャートである。図１２中、図８で説明した例と同一又は類似する工程には同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。
【０１１０】
図１２の例では、ステップＳ２０による不良ノズルの吐出後、ステップＳ２２に進み、再度テストパターンの出力を行う。このときの吐出条件は、１回目（ステップＳ１４）と同じであってもよいし、異ならせても良い。例えば、ステップＳ２２では、回復促進用の吐出部分を省略することができる。
【０１１１】
次に、ステップＳ２２で出力されたテストパターンを読み取り、不良ノズルを特定する（ステップＳ２４）。この不良ノズル情報を基に、印刷可能か否かを判断する（ステップＳ２６）。例えば、不良ノズルの個数が所定の基準値以上であるか否かが判断され、基準値以上の不良ノズルがある場合には印刷不能と判断され、基準値未満であれば印刷可能と判断される。
【０１１２】
ステップＳ２６で印刷可能と判断されると、ステップＳ２８に進み、不良ノズルの打滴を他の正常ノズルの打滴によって補う補正処理が行われ（ステップＳ２８）、その補正後のデータに基づいて印刷が行われる（ステップＳ３２）。補正の方法は、特に限定されず、各種公知の不吐出補正技術を利用できる。一般的な不吐出補正技術では、不吐出ノズルの前後（実質的なノズル列における並び順の前後）に隣接するノズルに対応する画素の値（濃度の階調を表す画像設定値）を補正する。不良ノズルと特定されたノズルについては強制的に不吐出化処理し（吐出指令を行わない）、他の周辺ノズルからの打滴によって出力濃度をカバーする。
【０１１３】
一方、ステップＳ２６で印刷不能と判断されると、ステップＳ３０のメンテナンスモードに移行する。このメンテナンスモードは、ヘッドを用紙外へ退避させてメンテナンスステーション上でヘッド加圧、ノズル吸引、ワイピング等のメンテナンスを実施するものである。
【０１１４】
ステップＳ３０によるメンテナンスが終了したら、ステップＳ２２に戻る。
【０１１５】
図１２に示す態様によれば、ステップＳ１４、Ｓ１８〜Ｓ２２の工程により、目詰まり防止、回復の効果が得られるため、メンテナンスモード（ステップＳ３０）に以降する回数を減らすことができる。
【０１１６】
＜回復促進（目詰まり防止）用の波形について＞
ステップＳ１４におけるテストパターン印字及びステップＳ２０の不良ノズル吐出の際に印加する波形は、ヘッドの固有周期（ヘルムホルツ固有振動周期Ｔｃ）で矩形波を繰り返すような、吐出効率のよい波形を用いることが好ましい。
【０１１７】
＜インクジェット記録装置の構成例＞
図１３は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例を示す図である。このインクジェット記録装置１００は、描画部１１６の圧胴（描画ドラム１７０）に保持された記録媒体１２４（「被記録媒体」に相当、以下、便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。）にインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成する圧胴直描方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体１２４上に処理液（ここでは凝集処理液）を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体１２４上に画像形成を行う２液反応（凝集）方式が適用されたオンデマンドタイプの画像形成装置である。
【０１１８】
図示のように、インクジェット記録装置１００は、主として、給紙部１１２、処理液付与部１１４、描画部１１６、乾燥部１１８、定着部１２０、及び排紙部１２２を備えて構成される。
【０１１９】
（給紙部）
給紙部１１２は、記録媒体１２４を処理液付与部１１４に供給する機構であり、当該給紙部１１２には、枚葉紙である記録媒体１２４が積層されている。給紙部１１２には、給紙トレイ１５０が設けられ、この給紙トレイ１５０から記録媒体１２４が一枚ずつ処理液付与部１１４に給紙される。
【０１２０】
本例のインクジェット記録装置１００では、記録媒体１２４として、紙種や大きさ（用紙サイズ）の異なる複数種類の記録媒体１２４を使用することができる。給紙部１１２において各種の記録媒体をそれぞれ区別して集積する複数の用紙トレイ（不図示）を備え、これら複数の用紙トレイの中から給紙トレイ１５０に送る用紙を自動で切り換える態様も可能であるし、必要に応じてオペレータが用紙トレイを選択し、もしくは交換する態様も可能である。なお、本例では、記録媒体１２４として、枚葉紙（カット紙）を用いるが、連続用紙（ロール紙）から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。
【０１２１】
（処理液付与部）
処理液付与部１１４は、記録媒体１２４の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部１１６で付与されるインク中の色材（本例では顔料）を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
【０１２２】
図１３に示すように、処理液付与部１１４は、給紙胴１５２、処理液ドラム１５４、及び処理液塗布装置１５６を備えている。処理液ドラム１５４は、記録媒体１２４を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム１５４は、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１５５を備え、この保持手段１５５の爪と処理液ドラム１５４の周面の間に記録媒体１２４を挟み込むことによって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム１５４は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体１２４を処理液ドラム１５４の周面に密着保持することができる。
【０１２３】
処理液ドラム１５４の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置１５６が設けられる。処理液塗布装置１５６は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラと、アニックスローラと処理液ドラム１５４上の記録媒体１２４に圧接されて計量後の処理液を記録媒体１２４に転移するゴムローラとで構成される。この処理液塗布装置１５６によれば、処理液を計量しながら記録媒体１２４に塗布することができる。
【０１２４】
本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、インクジェット方式などの各種方式を適用することも可能である。
【０１２５】
処理液付与部１１４で処理液が付与された記録媒体１２４は、処理液ドラム１５４から中間搬送部１２６を介して描画部１１６の描画ドラム１７０へ受け渡される。
【０１２６】
（描画部）
描画部１１６は、描画ドラム１７０、用紙抑えローラ１７４、及びインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙ（「記録ヘッド」に相当）を備えている。描画ドラム１７０は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７１を備える。描画ドラム１７０に固定された記録媒体１２４は、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙからインクが付与される。
【０１２７】
インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙはそれぞれ、記録媒体１２４における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッドであり、そのインク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙは、記録媒体１２４の搬送方向（描画ドラム１７０の回転方向）と直交する方向に延在するように設置される。
【０１２８】
描画ドラム１７０上に密着保持された記録媒体１２４の記録面に向かって各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部１１４で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体１２４上での色材流れなどが防止され、記録媒体１２４の記録面に画像が形成される。
【０１２９】
すなわち、描画ドラム１７０によって記録媒体１２４を一定の速度で搬送し、この搬送方向について、記録媒体１２４と各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙを相対的に移動させる動作を１回行うだけで（即ち１回の副走査で）、記録媒体１２４の画像形成領域に画像を記録することができる。かかるフルライン型（ページワイド）ヘッドによるシングルパス方式の画像形成は、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシリアル（シャトル）型ヘッドによるマルチパス方式を適用する場合に比べて高速印字が可能であり、プリント生産性を向上させることができる。
本例のインクジェット記録装置１００は、例えば最大菊半サイズの記録媒体（記録用紙）までの記録が可能であり、描画ドラム１７０として、例えば記録媒体幅７２０ｍｍに対応した直径約５００ｍｍのドラムが用いられる。また、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのインク吐出体積は例えば２ｐｌであり、記録密度は主走査方向（記録媒体１２４の幅方向）及び副走査方向（記録媒体１２４の搬送方向）ともに例えば１２００ｄｐｉである。
【０１３０】
なお、本例では、ＣＭＹＫ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、特別色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インクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。
【０１３１】
描画部１１６で画像が形成された記録媒体１２４は、描画ドラム１７０から中間搬送部１２８を介して乾燥部１１８の乾燥ドラム１７６へ受け渡される。
【０１３２】
（乾燥部）
乾燥部１１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、図１３に示すように、乾燥ドラム１７６、及び溶媒乾燥装置１７８を備えている。
【０１３３】
乾燥ドラム１７６は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７７を備え、この保持手段１７７によって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。
【０１３４】
溶媒乾燥装置１７８は、乾燥ドラム１７６の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ１８０と、各ハロゲンヒータ１８０の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル１８２とで構成される。
【０１３５】
各温風噴出しノズル１８２から記録媒体１２４に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ１８０の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。
【０１３６】
また、乾燥ドラム１７６の表面温度は５０℃以上に設定されている。記録媒体１２４の裏面から加熱を行うことによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができる。なお、乾燥ドラム１７６の表面温度の上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム１７６の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性の観点から７５度以下（より好ましくは６０℃以下）に設定されることが好ましい。
【０１３７】
乾燥ドラム１７６の外周面に、記録媒体１２４の記録面が外側を向くように（即ち、記録媒体１２４の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で）保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体１２４のシワや浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。
【０１３８】
乾燥部１１８で乾燥処理が行われた記録媒体１２４は、乾燥ドラム１７６から中間搬送部１３０を介して定着部１２０の定着ドラム１８４へ受け渡される。
【０１３９】
（定着部）
定着部１２０は、定着ドラム１８４、ハロゲンヒータ１８６、定着ローラ１８８、及びインラインセンサ１９０で構成される。定着ドラム１８４は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１８５を備え、この保持手段１８５によって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。
【０１４０】
定着ドラム１８４の回転により、記録媒体１２４は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ１８６による予備加熱と、定着ローラ１８８による定着処理と、インラインセンサ１９０（「画像読取手段」に相当）による検査が行われる。
【０１４１】
ハロゲンヒータ１８６は、所定の温度（例えば、１８０℃）に制御される。これにより、記録媒体１２４の予備加熱が行われる。
【０１４２】
定着ローラ１８８は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体１２４を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ１８８は、定着ドラム１８４に対して圧接するように配置されており、定着ドラム１８４との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体１２４は、定着ローラ１８８と定着ドラム１８４との間に挟まれ、所定のニップ圧（例えば、０．１５ＭＰａ）でニップされ、定着処理が行われる。
【０１４３】
また、定着ローラ１８８は、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成され、所定の温度（例えば６０〜８０℃）に制御される。この加熱ローラで記録媒体１２４を加熱することによって、インクに含まれるラテックスのＴｇ温度（ガラス転移点温度）以上の熱エネルギーが付与され、ラテックス粒子が溶融される。これにより、記録媒体１２４の凹凸に押し込み定着が行われるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。
【０１４４】
なお、図１３の実施形態では、定着ローラ１８８を１つだけ設けた構成となっているが、画像層厚みやラテックス粒子のＴｇ特性に応じて、複数段設けた構成でもよい。
【０１４５】
一方、インラインセンサ１９０は、記録媒体１２４に記録された画像（テストパターンや実画像）を読み取る手段であり、ＣＣＤラインセンサなどが適用される。
【０１４６】
上記の如く構成された定着部１２０によれば、乾燥部１１８で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が定着ローラ１８８によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体１２４に固定定着させることができる。また、定着ドラム１８４の表面温度は５０℃以上に設定されている。定着ドラム１８４の外周面に保持された記録媒体１２４を裏面から加熱することによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができるとともに、画像温度の昇温効果によって画像強度を高めることができる。
【０１４７】
なお、高沸点溶媒及びポリマー微粒子（熱可塑性樹脂粒子）を含んだインクに代えて、ＵＶ露光にて重合硬化可能なモノマー成分を含有していてもよい。この場合、インクジェット記録装置１００は、ヒートローラによる熱圧定着部（定着ローラ１８８）の代わりに、記録媒体１２４上のインクにＵＶ光を露光するＵＶ露光部を備える。このように、ＵＶ硬化性樹脂などの活性光線硬化性樹脂を含んだインクを用いる場合には、加熱定着の定着ローラ１８８に代えて、ＵＶランプや紫外線ＬＤ（レーザダイオード）アレイなど、活性光線を照射する手段が設けられる。
【０１４８】
（排紙部）
図１３に示すように、定着部１２０に続いて排紙部１２２が設けられている。排紙部１２２は、排出トレイ１９２を備えており、この排出トレイ１９２と定着部１２０の定着ドラム１８４との間に、これらに対接するように渡し胴１９４、搬送ベルト１９６、張架ローラ１９８が設けられている。記録媒体１２４は、渡し胴１９４により搬送ベルト１９６に送られ、排出トレイ１９２に排出される。搬送ベルト１９６による用紙搬送機構の詳細は図示しないが、印刷後の記録媒体１２４は無端状の搬送ベルト１９６間に渡されたバー（不図示）のグリッパーによって用紙先端部が保持され、搬送ベルト１９６の回転によって排出トレイ１９２の上方に運ばれてくる。
【０１４９】
また、図１３には示されていないが、本例のインクジェット記録装置１００には、上記構成の他、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙにインクを供給するインク貯蔵／装填部、処理液付与部１１４に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのクリーニング（ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等）を行うヘッドメンテナンス部（メンテナンスステーション）や、用紙搬送路上における記録媒体１２４の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。
【０１５０】
＜ヘッドの構造＞
次に、ヘッドの構造について説明する。各ヘッド１７２Ｍ、１７２Ｋ、１７２Ｃ、１７２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号２５０によってヘッドを示すものとする。
【０１５１】
図１４(ａ) はヘッド２５０の構造例を示す平面透視図であり、図１４(ｂ) はその一部の拡大図である。また、図１５はヘッド２５０の他の構造例を示す平面透視図、図１６は記録素子単位となる１チャンネル分の液滴吐出素子（１つのノズル２５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図１４中のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【０１５２】
図１４に示したように、本例のヘッド２５０は、インク吐出口であるノズル２５１と、各ノズル２５１に対応する圧力室２５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）２５３をマトリクス状に二次元配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影（正射影）される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【０１５３】
記録媒体１２４の送り方向（矢印Ｓ方向；副走査方向）と略直交する方向（矢印Ｍ方向；主走査方向）に記録媒体１２４の描画領域の全幅Ｗmに対応する長さ以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図１４(ａ) の構成に代えて、図１５（ａ）に示すように、複数のノズル２５１が２次元に配列された短尺のヘッドモジュール２５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録媒体１２４の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成する態様や、図１５（ｂ）に示すように、ヘッドモジュール２５０”を一列に並べて繋ぎ合わせる態様もある。
【０１５４】
各ノズル２５１に対応して設けられている圧力室２５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図１４(ａ)、(ｂ) 参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル２５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）２５４が設けられている。なお、圧力室２５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
【０１５５】
図１６に示すように、ヘッド２５０は、ノズル２５１が形成されたノズルプレート２５１Ａと、圧力室２５２や共通流路２５５等の流路が形成された流路板２５２Ｐ等を積層接合した構造から成る。ノズルプレート２５１Ａは、ヘッド２５０のノズル面（インク吐出面）２５０Ａを構成し、各圧力室２５２にそれぞれ連通する複数のノズル２５１が２次元的に形成されている。
【０１５６】
流路板２５２Ｐは、圧力室２５２の側壁部を構成するとともに、共通流路２５５から圧力室２５２にインクを導く個別供給路の絞り部（最狭窄部）としての供給口２５４を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図１６では簡略的に図示しているが、流路板２５２Ｐは一枚又は複数の基板を積層した構造である。
【０１５７】
ノズルプレート２５１Ａ及び流路板２５２Ｐは、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。
【０１５８】
共通流路２５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路２５５を介して各圧力室２５２に供給される。
【０１５９】
圧力室２５２の一部の面（図１６において天面）を構成する振動板２５６には、個別電極２５７を備えた圧電アクチュエータ２５８が接合されている。本例の振動板２５６は、圧電アクチュエータ２５８の下部電極に相当する共通電極２５９として機能するニッケル（Ｎｉ）導電層付きのシリコン（Ｓｉ）から成り、各圧力室２５２に対応して配置される圧電アクチュエータ２５８の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。また、ステンレス鋼（ＳＵＳ）など、金属（導電性材料）によって共通電極を兼ねる振動板を構成してもよい。
【０１６０】
個別電極２５７に駆動電圧を印加することによって圧電アクチュエータ２５８が変形して圧力室２５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル２５１からインクが吐出される。インク吐出後、圧電アクチュエータ２５８が元の状態に戻る際、共通流路２５５から供給口２５４を通って新しいインクが圧力室２５２に再充填される。
【０１６１】
かかる構造を有するインク室ユニット２５３を図１４（ｂ）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多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をＬｓとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル２５１が一定のピッチＰ＝Ｌｓ／tanθ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。
【０１６２】
また、本発明の実施に際してヘッド２５０におけるノズル２５１の配列形態は図示の例に限定されず、様々なノズル配置構造を適用できる。例えば、図１４で説明したマトリクス配列に代えて、一列の直線配列、Ｖ字状のノズル配列、Ｖ字状配列を繰り返し単位とするジグザク状（Ｗ字状など）のような折れ線状のノズル配列なども可能である。
【０１６３】
なお、インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力（吐出エネルギー）を発生させる手段は、圧電アクチュエータ（圧電素子）に限らず、サーマル方式（ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させる方式）におけるヒータ（加熱素子）や他の方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子（エネルギー発生素子）を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
【０１６４】
図１７は、ヘッド２５０内の流路構造を示した平面図である。図示のように、ヘッド２５０は、本流路２２０、２２１、支流路２２２、インク導入口（基幹供給口）２２４〜２２７などからなるインク供給用の流路構造を備えている。図１７における支流路２２２が図１６の符号２５５で示した共通流路に相当している。
【０１６５】
図１７のように、支流路２２２は角度θの方向に沿って並ぶ各圧力室２５２の配置と同列に、複数列設けられ、上下の本流路２２０、２２１と連結されている。したがって、支流路２２２は本流路２２０、２２１の間に梯子状に掛け渡されるようにして配置される。また、各支流路２２２には、各圧力室２５２の供給口２５４が接続されている。すなわち、  図１７において角度θの方向に沿って並ぶノズル列のグループ（ここでは６ノズルを例示）毎に支流路２２２が設けられている。同一の支流路２２２に接続されているノズル同士（本例では６つのノズル）を同時に吐出させると、クロストークの影響を受ける可能性があるため、テストパターンの印字の際には、同じ支流路２２２からインクの供給を受けるノズル同士は、同時に駆動しないように、制御することが望ましい。
【０１６６】
なお、ヘッド内流路の構造は、図１７の例に限定されない、図１８に他の例を示す。図１８中、図１７の例と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１６７】
＜制御系の説明＞
図１９は、インクジェット記録装置１００のシステム構成を示すブロック図である。図１９に示すように、インクジェット記録装置１００は、通信インターフェース２７０、システムコントローラ２７２、画像メモリ２７４、ＲＯＭ２７５、モータドライバ２７６、ヒータドライバ２７８、プリント制御部２８０、画像バッファメモリ２８２、ヘッドドライバ２８４等を備えている。
【０１６８】
通信インターフェース２７０は、ホストコンピュータ２８６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（画像入力手段）である。通信インターフェース２７０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。
【０１６９】
ホストコンピュータ２８６から送出された画像データは通信インターフェース２７０を介してインクジェット記録装置１００に取り込まれ、一旦画像メモリ２７４に記憶される。画像メモリ２７４は、通信インターフェース２７０を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ２７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ２７４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。
【０１７０】
システムコントローラ２７２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、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１００の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ２７２は、通信インターフェース２７０、画像メモリ２７４、モータドライバ２７６、ヒータドライバ２７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ２８６との間の通信制御、画像メモリ２７４及びＲＯＭ２７５の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ２８８やヒータ２８９を制御する制御信号を生成する。
【０１７１】
また、システムコントローラ２７２は、インラインセンサ（インライン検出部）１９０から読み込んだテストチャートの読取データから、不吐出ノズルの位置や着弾位置誤差のデータ、濃度分布を示すデータ（濃度データ）等を生成する演算処理を行う着弾誤差測定演算部２７２Ａと、測定された着弾位置誤差の情報や濃度情報から濃度補正係数を算出する濃度補正係数算出部２７２Ｂとを含んで構成される。なお、着弾誤差測定演算部２７２Ａ及び濃度補正係数算出部２７２Ｂの処理機能はＡＳＩＣやソフトウエア又は適宜の組み合わせによって実現可能である。
【０１７２】
濃度補正係数算出部２７２Ｂにおいて求められた濃度補正係数のデータは、濃度補正係数記憶部２９０に記憶される。
【０１７３】
ＲＯＭ２７５には、システムコントローラ２７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ（テストパターンを打滴するためのデータ、テストパターン印字用の波形データ、描画記録用の波形データ、不良ノズル情報などを含む）が格納されている。ＲＯＭ２７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。また、このＲＯＭ２７５の記憶領域を活用することで、ＲＯＭ２７５を濃度補正係数記憶部２９０として兼用する構成も可能である。
【０１７４】
画像メモリ２７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【０１７５】
モータドライバ２７６は、システムコントローラ２７２からの指示に従って搬送系のモータ２８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ２７８は、システムコントローラ２７２からの指示に従って乾燥部１１８等のヒータ２８９を駆動するドライバである。
【０１７６】
プリント制御部２８０は、システムコントローラ２７２の制御に従い、画像メモリ２７４内の画像データ（多値の入力画像のデータ） から打滴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手段として機能するとともに、生成したインク吐出データをヘッドドライバ２８４に供給してヘッド２５０の吐出駆動を制御する駆動制御手段として機能する。
【０１７７】
すなわち、プリント制御部２８０は、濃度データ生成部２８０Ａと、補正処理部２８０Ｂと、インク吐出データ生成部２８０Ｃと、駆動波形生成部２８０Ｄとを含んで構成される。これら各機能ブロック（２８０Ａ〜２８０Ｄ）は、ＡＳＩＣやソフトウエア又は適宜の組み合わせによって実現可能である。
【０１７８】
濃度データ生成部２８０Ａは、入力画像のデータからインク色別の初期の濃度データを生成する信号処理手段であり、濃度変換処理（ＵＣＲ処理や色変換を含む）及び必要な場合には画素数変換処理を行う。
【０１７９】
補正処理部２８０Ｂは、濃度補正係数記憶部２９０に格納されている濃度補正係数を用いて濃度補正の演算を行う処理手段であり、ムラ補正処理を行う。
【０１８０】
インク吐出データ生成部２８０Ｃは、補正処理部２８０Ｂで生成された補正後の画像データ（濃度データ）から２値又は多値のドットデータに変換するハーフトーニング処理手段を含む信号処理手段であり、２値（多値）化処理を行う。
【０１８１】
インク吐出データ生成部２８０Ｃで生成されたインク吐出データはヘッドドライバ２８４に与えられ、ヘッド２５０のインク吐出動作が制御される。
【０１８２】
駆動波形生成部２８０Ｄは、ヘッド２５０の各ノズル２５１に対応した圧電アクチュエータ２５８（図１６参照）を駆動するための駆動信号波形を生成する手段であり、該駆動波形生成部２８０Ｄで生成された信号（駆動波形）は、ヘッドドライバ２８４に供給される。なお、駆動波形生成部２８０Ｄから出力される信号は、デジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。
【０１８３】
駆動波形生成部２８０Ｄは、記録用波形の駆動信号と、テストパターン印字用波形の駆動信号とを選択的に生成する。各種波形データは予めＲＯＭ２７５に格納され、必要に応じて使用する波形データが選択的に出力される。本例に示すインクジェット記録装置１００は、ヘッド２５０の各圧電アクチュエータ２５８に対して、共通の駆動電力波形信号を印加し、各圧電アクチュエータ２５８の吐出タイミングに応じて各圧電アクチュエータ２５８の個別電極に接続されたスイッチ素子（不図示）のオンオフを切り換えることで、各圧電アクチュエータ２５８に対応するノズル２５１からインクを吐出させる。
プリント制御部２８０には画像バッファメモリ２８２が備えられており、プリント制御部２８０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２８２に一時的に格納される。なお、図１９において画像バッファメモリ２８２はプリント制御部２８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ２７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部２８０とシステムコントローラ２７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【０１８４】
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース２７０を介して外部から入力され、画像メモリ２７４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの多値の画像データが画像メモリ２７４に記憶される。
【０１８５】
インクジェット記録装置１００では、インク（色材）による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、画像メモリ２７４に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ２７２を介してプリント制御部２８０に送られ、該プリント制御部２８０の濃度データ生成部２８０Ａ、補正処理部２８０Ｂ、インク吐出データ生成部２８０Ｃを経てインク色ごとのドットデータに変換される。
【０１８６】
すなわち、プリント制御部２８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。このドットデータへの変換処理に際して、不吐出補正処理が行われる。
【０１８７】
こうして、プリント制御部２８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ２８２に蓄えられる。この色別ドットデータは、ヘッド２５０のノズルからインクを吐出するためのＣＭＹＫ打滴データに変換され、印字されるインク吐出データが確定する。
【０１８８】
ヘッドドライバ２８４は、アンプ回路を含み、プリント制御部２８０から与えられるインク吐出データ及び駆動波形の信号に基づき、印字内容に応じてヘッド２５０の各ノズル２５１に対応する圧電アクチュエータ２５８を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ２８４にはヘッド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。
【０１８９】
こうして、ヘッドドライバ２８４から出力された駆動信号がヘッド２５０に加えられることによって、該当するノズル２５１からインクが吐出される。記録媒体１２４の搬送速度に同期してヘッド２５０からのインク吐出を制御することにより、記録媒体１２４上に画像が形成される。
【０１９０】
上記のように、プリント制御部２８０における所要の信号処理を経て生成されたインク吐出データ及び駆動信号波形に基づき、ヘッドドライバ２８４を介して各ノズルから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。
【０１９１】
インラインセンサ（検出部）１９０は、図１３で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録媒体１２４に印字された画像（テストパターンや実画像）を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をプリント制御部２８０及びシステムコントローラ２７２に提供する。
【０１９２】
プリント制御部２８０は、必要に応じてインラインセンサ（検出部）１９０から得られる情報に基づいてヘッド２５０に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。
【０１９３】
図中のメンテナンス機構２９４は、インク受け、吸引キャップ、吸引ポンプ、ワイパーブレードなど、ヘッドメンテナンスに必要な部材を含んだものである。
【０１９４】
また、ユーザインターフェースとしての操作部２９６は、オペレータ（ユーザ）が各種入力を行うための入力装置２９７と表示部（ディスプレイ）２９８を含んで構成される。入力装置２９７には、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタンなど各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置２９７を操作することにより、印刷条件の入力、画質モードの選択、付属情報の入力・編集、情報の検索などを行うことができ、入力内容や検索結果など等の各種情報は表示部２９８の表示を通じて確認することができる。この表示部２９８はエラーメッセージなどの警告を表示する手段としても機能する。
【０１９５】
システムコントローラ２７２及びプリント制御部２８０の組み合わせが「記録用吐出制御手段」、「テストパターン用吐出制御手段」に相当する。
【０１９６】
なお、図１９で説明した着弾誤差測定演算部２７２Ａ、濃度補正係数算出部２７２Ｂ、濃度データ生成部２８０Ａ、補正処理部２８０Ｂが担う処理機能の全て又は一部をホストコンピュータ２８６側に搭載する態様も可能である。
【０１９７】
＜インラインセンサ（画像読取手段）の例について＞
図２０は、インラインセンサ１９０の構成図である。インラインセンサ１９０は、ラインＣＣＤ３７０（「画像読取手段」に相当）と、そのラインＣＣＤ３７０の受光面に画像を結像させるレンズ３７２、光路を折り曲げるミラー３７３とを一体とした読取センサ部３７４が、並列に配置され、記録媒体上の画像を夫々読み取る。ラインＣＣＤ３７０はＲＧＢ３色のカラーフィルターを備えた色別のフォトセル（画素）アレイを有し、ＲＧＢの色分解によりカラー画像の読み取りが可能である。例えば、ＲＧＢ３ライン夫々のフォトセルアレイの隣には、１ライン中の偶数画素と奇数画素の電荷とを夫々、別々に転送するＣＣＤアナログシフトレジスタを備える。
【０１９８】
具体的には、画素ピッチ9.325μｍ、7600画素×ＲＧＢ、素子長（フォトセルの配列方向のセンサ幅）70.87ｍｍのＮＥＣエレクトロニクス株式会社のラインＣＣＤ「μPD8827A」（商品名）を用いることができる。
【０１９９】
ラインＣＣＤ３７０は、フォトセルの配列方向と記録媒体が搬送されるドラムの軸が平行になる配置形態で、固定される。
【０２００】
レンズ３７２は搬送ドラム（図１３の符号１８４）上に巻かれた記録媒体上の画像を所定の縮小率で結像させる縮小光学系のレンズである。例えば、0.19倍に画像を縮小するレンズを採用した場合、記録媒体上の３７３ｍｍ幅がラインＣＣＤ２７０上に結像される。このとき、記録媒体上の読み取り解像度は５１８ｄｐｉとなる。
【０２０１】
図２０のようにラインＣＣＤ３７０と、レンズ３７２、ミラー３７３とを一体とした読取センサ部３７４を搬送ドラムの軸と平行に移動調整可能とし、２つの読取センサ部３７４の位置を調整して、夫々の読取センサ部３７４が読み取る画像が僅かに重なる配置とする。また、図２０には示されていないが、検出のための照明手段として、例えば、キセノン蛍光ランプがブラケット３７５の裏面、記録媒体側に配置され、定期的に白色基準板が画像と照明の間に挿入され、白基準を測定する。その状態でランプを消灯して、黒基準レベルを測定する。
【０２０２】
ラインＣＣＤ３７０の読み取り幅（一度に検査できる範囲）は、記録媒体における画像記録領域の幅との関係で多様な設計が可能である。レンズ性能と解像度の観点から、例えば、ラインＣＣＤ３７０の読み取り幅は、画像記録領域の幅（検査対象となり得る最大の幅）の１／２程度としている。
【０２０３】
ラインＣＣＤ３７０によって得られた画像データは、Ａ／Ｄコンバータ等によってデジタルデータに変換され一時的なメモリへ格納された後、システムコントローラ２７２を介して処理され（図１９参照）、画像メモリ２７４へ格納される。
【０２０４】
＜被記録媒体について＞
本発明の実施に際して、被記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。
【０２０５】
＜ヘッドと用紙を相対移動させる手段について＞
上述の実施形態では、停止したヘッドに対して記録媒体を搬送する構成を例示したが、本発明の実施に際しては、停止した記録媒体（被描画媒体）に対してヘッドを移動させる構成も可能である。
【０２０６】
＜本発明の応用例について＞
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画するインクジェットシステムに広く適用できる。
【符号の説明】
【０２０７】
１０…ヘッドモジュール、１２…ノズル、２０…用紙、４０…テストパターン、２２…画像形成領域、１００…インクジェット描画装置、１２４…記録媒体、１７０…描画ドラム、１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙ…インクジェットヘッド、１９０…インラインセンサ、２５０…ヘッド、２５１…ノズル、２７２…システムコントローラ、２８０…プリント制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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